【摘要】：半導(dǎo)體制造業(yè)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),對促進國家經(jīng)濟發(fā)展和科技進步具有重要的戰(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)雜且對加工環(huán)境要求嚴格,為了滿足這些要求,廠商普遍使用組合設(shè)備進行晶圓加工。隨著客戶個性化要求的提高,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)備利用率并延長了加工周期。對于一些加工工藝,晶圓具有嚴格的駐留時間約束,即要求晶圓在加工模塊(Processing Module,PM)中具有有限的停留時間。因此,為了提高組合設(shè)備運行效率并保證晶圓質(zhì)量,研究具有晶圓駐留時間約束的單臂組合設(shè)備批量切換調(diào)度問題。首先,對兩批晶圓的切換加工過程進行了分析,尤其是機械手活動序列的分析。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Petri網(wǎng)模型的變遷和庫所進行賦時,通過分析活動時間得到系統(tǒng)活性的充要條件。其次,在系統(tǒng)標(biāo)識演變過程中,根據(jù)Petri網(wǎng)模型的變遷觸發(fā)序列,獲得了機械手作業(yè)時間和晶圓逗留時間的解析表達式。將兩批晶圓步驟的工作負載分為兩種情形:相對平衡和非相對平衡。對第一種情形,獲得系統(tǒng)可調(diào)度性的判定定理和相應(yīng)機械手等待時間的求解算法,并證明在滿足定理條件下的算法能獲得可行且最優(yōu)的調(diào)度;對第二種情形,建立系統(tǒng)運行的線性規(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。采用實例驗證了定理以及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械手的運動由嵌入式編程語言控制。在仿真運行過程中,將各枚晶圓進出PM的時間參數(shù)記錄在表格中,從而可判斷其是否違反晶圓駐留時間約束,以驗證調(diào)度的可行性。通過實例驗證了調(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。
【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)定的語言形式設(shè)計相關(guān)程序，以達到對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入和離開 PM 的時刻，從而可以判斷晶圓駐留時間約束條件是否能夠得到滿足，運行結(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)默認單位為 s，并變換為可讀的時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間仿真手動輸入；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 的加工時間，當(dāng)后批晶圓進入 PM1 時，加工時間，此時需對 PM1.proctime 再次賦值，，該方法可使系統(tǒng)自動更改加工Method 鏈接在對象的入口或出口，如控件 PM1_in 和 PM1_out 與對鏈接如圖 4.4 所示。對于產(chǎn)生晶圓的對象 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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：F273;F426.63;TN43

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

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本文編號：2693189