【摘要】：半導(dǎo)體制造業(yè)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),對(duì)促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步具有重要的戰(zhàn)略意義。晶圓制造作為半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分,其過程復(fù)雜且對(duì)加工環(huán)境要求嚴(yán)格,為了滿足這些要求,廠商普遍使用組合設(shè)備進(jìn)行晶圓加工。隨著客戶個(gè)性化要求的提高,晶圓制造趨于多品種和小批量模式,組合設(shè)備需頻繁切換晶圓的批次,降低了組合設(shè)備利用率并延長(zhǎng)了加工周期。對(duì)于一些加工工藝,晶圓具有嚴(yán)格的駐留時(shí)間約束,即要求晶圓在加工模塊(Processing Module,PM)中具有有限的停留時(shí)間。因此,為了提高組合設(shè)備運(yùn)行效率并保證晶圓質(zhì)量,研究具有晶圓駐留時(shí)間約束的單臂組合設(shè)備批量切換調(diào)度問題。首先,對(duì)兩批晶圓的切換加工過程進(jìn)行了分析,尤其是機(jī)械手活動(dòng)序列的分析。采用Petri網(wǎng)描述了系統(tǒng)中晶圓批量切換加工過程,并建立避免系統(tǒng)死鎖的控制策略。對(duì)Petri網(wǎng)模型的變遷和庫(kù)所進(jìn)行賦時(shí),通過分析活動(dòng)時(shí)間得到系統(tǒng)活性的充要條件。其次,在系統(tǒng)標(biāo)識(shí)演變過程中,根據(jù)Petri網(wǎng)模型的變遷觸發(fā)序列,獲得了機(jī)械手作業(yè)時(shí)間和晶圓逗留時(shí)間的解析表達(dá)式。將兩批晶圓步驟的工作負(fù)載分為兩種情形:相對(duì)平衡和非相對(duì)平衡。對(duì)第一種情形,獲得系統(tǒng)可調(diào)度性的判定定理和相應(yīng)機(jī)械手等待時(shí)間的求解算法,并證明在滿足定理?xiàng)l件下的算法能獲得可行且最優(yōu)的調(diào)度;對(duì)第二種情形,建立系統(tǒng)運(yùn)行的線性規(guī)劃模型(Linear Programming Model,LPM),其同樣能求解調(diào)度的可行性問題并在調(diào)度可行的基礎(chǔ)上獲得最優(yōu)的調(diào)度。為了提高LPM的求解效率,建立了相應(yīng)的LINGO模型。采用實(shí)例驗(yàn)證了定理以及LPM的有效性和正確性。最后,由于組合設(shè)備運(yùn)行成本較高,本文采用eM-Plant建立單臂組合設(shè)備的仿真模型。晶圓的加工過程和機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)由嵌入式編程語(yǔ)言控制。在仿真運(yùn)行過程中,將各枚晶圓進(jìn)出PM的時(shí)間參數(shù)記錄在表格中,從而可判斷其是否違反晶圓駐留時(shí)間約束,以驗(yàn)證調(diào)度的可行性。通過實(shí)例驗(yàn)證了調(diào)度方法與仿真模型的有效性。上述研究結(jié)果表明,在給定的機(jī)械手調(diào)度策略下,本文提出的方法能夠用于判斷單臂組合設(shè)備批量切換調(diào)度的可行性,并在調(diào)度可行的基礎(chǔ)上獲得最優(yōu)的切換工時(shí)。
【圖文】：

第四章 基于 eM-Plant 的晶圓批量切換過程仿真本文以具體的晶圓流為例詳細(xì)介紹了單臂組合設(shè)備仿真模型的構(gòu)建過程，如前后批晶圓加工路線分別為 LL1→PM1→PM2→PM3→PM4→LL2 和 LL1→PM1→PM3→PM4→LL2，按照仿真軟件所規(guī)定的語(yǔ)言形式設(shè)計(jì)相關(guān)程序，以達(dá)到對(duì)批量切換過程靈活控制的目的。通過仿真可得到各枚晶圓進(jìn)入和離開 PM 的時(shí)刻，從而可以判斷晶圓駐留時(shí)間約束條件是否能夠得到滿足，運(yùn)行結(jié)果將記錄在表格T_PM 中，構(gòu)建的 eM-Plant 仿真模型如圖 4.3 所示。

第四章 基于 eM-Plant 的晶圓批量切換過程仿真cessing time”中輸入“100”，系統(tǒng)默認(rèn)單位為 s，并變換為可讀的時(shí)0.0000”，但是該方法不夠靈活，當(dāng)系統(tǒng)要求更改加工站的加工時(shí)間仿真手動(dòng)輸入；二是在表格輸入數(shù)據(jù)，然后可通過控件 Method 中格中的某列某行數(shù)據(jù)，如將兩批晶圓的步驟加工時(shí)間輸入到表格 Method 程序中，PM1.proctime:=Flow[3,1]表示表格 Flow 中第 3 列的數(shù)值即為 PM1 的加工時(shí)間，當(dāng)后批晶圓進(jìn)入 PM1 時(shí)，加工時(shí)間，此時(shí)需對(duì) PM1.proctime 再次賦值，，該方法可使系統(tǒng)自動(dòng)更改加工Method 鏈接在對(duì)象的入口或出口，如控件 PM1_in 和 PM1_out 與對(duì)鏈接如圖 4.4 所示。對(duì)于產(chǎn)生晶圓的對(duì)象 LL1，將晶圓類型和數(shù)量afer_type，然后將表格鏈接到 LL1 屬性中的表，如圖 4.5 所示。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：F273;F426.63;TN43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2693189