Cluster tools are widely being used in diverse wafer fabrication processes as the wafer quality issues become critical concerns in semiconductor manufacturing. As the process quality control in cluster tools has become increasingly stringent and important, fabs have introduced periodic chamber cleaning operations to prevent wafer quality failures caused by impurities with in process chambers. Recently, it has been reported that about 70–80% of the cluster tools in actual fabs are periodically cleaned to eliminate residual particles and heats inside process chambers. However, the chamber cleaning operations complicate cluster tool operations significantly. In particular, larger chamber cleaning periods significantly increase tool operation cycles and make scheduling analysis and optimization intractable. So, little is known on scheduling cluster tools with a general cleaning period. Therefore, in this research, we examine the scheduling of cluster tools with general k-periodic cleaning operations. First, We confirm that k-periodic chamber cleaning induces an additional decision problem of optimizing the cleaning plan, and introduce a simple algorithm to determine an efficient cleaning plan under a determined sequence. Next,
we developed a new robot task sequence that minimizes the tool cycle time for most process recipes for single process step cluster tools and proposed a new scheduling strategy that shows powerful performance in series-parallel cluster tools. Finally, we devised an near-optimal scheduling strategy for linear
이 논문은 반도체 제조에 쓰이는 단일 웨이퍼 공정 장비인 클러스터 장비의 스케줄링 문제를 다루었다. 웨이퍼 품질 문제는 반도체 제조 산업에서 항상 중요한 관심사였고, 웨이퍼 품질 관리를 위해 다양한 웨이퍼 제조 공정에서 클러스터 장비를 널리 사용해왔다. 최근 클러스터 장비의 공정 품질 관리가 더 엄격해지고 중요해짐에 따라 팹에서는 공정 챔버 내의 불순물로 인한 웨이퍼 품질 결함을 방지하기 위해 주기적인 챔버 클리닝 작업을 도입했다. 실제로 팹에 있는 클러스터 장비의 약 70–80%가 챔버내의 잔열과 입자들을 제거하기 위해 주기적으로 챔버 클리닝 작업을 진행하고 있다. 하지만 챔버 클리닝 작업은 클러스터 장비의 운영을 매우 복잡하게 만든다. 특히, k-주기적인 챔버 클리닝 작업을 고려할 경우 장비의 작동 주기가 크게 증가하여 분석 및 최적화가 어려워진다. 이로 인해 k-주기적인 챔버 클리닝 작업을 고려한 클러스터 장비의 스케줄링에 대해선 아직 많이 연구된 바가 없다. 따라서 본 논문에서는 k-주기적인 챔버 클리닝 작업을 고려한 클러스터
장비의 스케줄링 문제를 연구하였다. 먼저 k-주기적인 챔버 클리닝이 있을 경우 생기는 클리닝 계획 문제에 대해 정의하고, 정해진 시퀀스 하에서 효율적인 클리닝 계획을 정해주는 규칙을 제시하였다. 다음으로 단일 공정 클러스터 장비에 대해 대부분의 공정 레시피에서 최적인 새로운 로봇 작업 순서를 개발하였고, 직-병렬
클러스터 장비에서도 우수한 성능을 갖는 새로운 스케줄링 전략을 제안하였다. 마지막으로는 디스플레이 공정에서 널리 쓰이고 있는 멀티 클러스터 장비에대해 최적에 가까운 스케줄링 전략을 고안하였다.
