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문제 정의
- 이를 해결하기 위해 스케줄링 운용전략과 관련된 기존의 연구에서는 국한된 조건에서의 개선 효과를 도출하였지만 범용성을 고려하지는 않았다. 따라서 본 논문에서는 요구사항의 변화에 따라 운용전략이 바뀌어야 하거나 새로운 규칙을 추가해야 하는 부분을 최소화 하고 범용적으로 사용 가능한 스케줄링 알고리즘을 제안하고자 하였다. 이를 위해 트윈 슬롯 공정설비를 대상으로 시뮬레이션 실험을 수행하였고, 제안된 범용 스케줄링 알고리즘으로 다양한 이송패턴 상에서도 우선순위가 추가될수록 공통적으로 개선 효과를 보이는 결과를 얻을 수 있었다.
- . 또한, 생산공장에서의 설비 고장, 공정 지연 등으로 발생하는 생산성 감소 요인을 전산화를 통한 실시간 모니터링으로 감지하고 즉각적으로 조치하는 방식을 통하여 생산성 저하를 최소화하고자 노력하고 있다. 이러한 반도체 생산 공장의 추세와 발맞추어 공정설비 상에서도 생산 공장의 요구 사항에 대한 신속하고도 안정적인 대응과, 갈수록 복잡해지는 공정 환경에 대한 지원이 필요하게 되었다.
- 본 논문에서는 앞서 2장에서 언급한 특정 시스템 형태나 이송패턴에서만 유효했던 기존 제안 운용전략의 문제점을 개선하기 위해 동적 우선순위를 기본 운용전략으로 하고, 교착상태 방지와 생산성 향상을 위하여 별도로 운용되는 규칙베이스 필터링 방식을 혼합한 범용 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 또한, 이송작업의 결정에 있어서는 설비에서 발생되는 웨이퍼 꺼내기(Pick)완료, 웨이퍼 넣기(Place)완료, 공정(Process)완료 등의 이벤트에 의해서만 작업으로 등록시키고 등록된 작업만을 이송을 위한 의사결정의 대상으로 삼아 공정시간, 잔여시간 등과 같은 불확실한 기준을 배제하도록 하였다.
- 본 논문에서는 이와 같은 요구 변화와 관련하여 특정 환경에만 최적화된 운용전략을 제시하였던 기존 연구의 보완점을 도출하고, 다양한 설비 형태와 이송 패턴 상에서도 공통적으로 유효한 결과를 나타내는 범용 스케줄링 알고리즘을 제안하고자 한다. 또한, 제안의 타당성을 검증하기 위하여 최근 반도체 생산 공장에서 운용되고 있는 트윈 슬롯 형태의 공정설비를 대상으로 시뮬레이션 환경을 구축하여 실험하였다.
- 열거된 사항들은 웨이퍼 이송을 위한 스케줄링 운용전략의 범용성이 손상되는데 영향을 미치는 요인을 바탕으로 도출되었으며, 본 논문에서 제안하는 동적 우선순위 및 규칙베이스 필터링 혼합 운용전략을 통하여 개선하고자 하는 중요 내용이다.
- 상위 2가지 우선순위에 해당되지 않는 모든 작업은 운용 전략상 추가된 규칙을 바탕으로 이송의 타당성을 검증하기 위하여 그림 1의 (3)번 단계인 규칙베이스 필터링 과정을 거치게 된다. 이는 기본 동적 우선순위 알고리즘 전략 이외에 특화된 전략이 필요한 경우 범용성을 해치거나 교착상태 등을 유발하지 않는 범위에서 규칙기반 필터링 항목으로 추가하여 유효하지 않은 작업을 제거함으로써 좀 더 우수한 알고리즘을 제안하고자 함이다. 본 논문에서는 연속 이송패턴 시의 순차적으로 웨이퍼 꺼내고 넣기(Swap)의 유도, 재방문 패턴 시의 교착현상 방지를 위하여 현재 웨이퍼를 꺼내고자 하는 모듈로 향하지 않는 웨이퍼를 로봇이 들고 있을 때에는 해당 모듈에서 웨이퍼를 꺼내는 작업을 무시하도록 하되(PSAWNSM : Pick Skip With Arm Wafer If Not Same Module) 꺼내고자하는 웨이퍼가 모든 공정과정을 마치고 버퍼로 회수되는 경우이거나(NU : Next Unloading) 꺼내고자 하는 웨이퍼가 비어있는 모듈로 향하는 경우는(NE : Next Empty) 예외로 하는 규칙과, 클리닝 환경에서 생산성 향상을 위하여 클리닝이 예정된 모듈보다 공정 순서 상 이전에 해당하는 모듈로부터 웨이퍼 꺼내기(Pick)를 무시하고 클리닝 예정 모듈 보다 공정 순서 상 이후에 해당하는 모듈로부터의 웨이퍼 꺼내기 작업만을 선택적으로 수행하기 위한 필터링 규칙을 추가하였다(PSBNC : Pick Skip Before Next Clean Step).
- 앞서 언급한 표 3과 같이 실험 조건을 적용하여 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 표 5와 같이 이송패턴별로 기본 적용 알고리즘 대비 시간당 평균 생산량(UPEH)의 차이를 백분율로 표현하고 특징을 분석하였다. 이는 제안된 각 우선순위 처리부를 단계적으로 추가하는 경우 생산성이 증가하는지를 시뮬레이션을 수행하여 확인하고, 4개의 우선순위로 구성된 알고리즘의 생산성 측면에서의 유효성을 관찰하고 분석하여 모든 이송 패턴에 대하여서도 공통된 결과를 나타내어 스케줄링 알고리즘이 범용성을 가지는지를 검증하고자 한다.
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