基于着色时间Petri网的多组合设备建模技术研究

模块化组合设备（cluster tool）是晶圆制造过程中的一种典型的集成化设备,设备配置的复杂程度由晶圆加工工艺方案决定。针对这一特点,研究了多组合设备（Multi-cluster tool）系统的Petri网建模问题。本文对晶圆加工多组合设备的加工流程进行了分析,提出了一种多组合设备系统的分解方法,并构建了多组合设备系统的着色时间Petri网模型。     

晶圆制造自动化组合设备的调度问题研究

晶圆制造的加工工艺日趋复杂,存在严格的逗留时间约束,无法解决自动化组合设备的调度问题,尤其对于重人加工、作业时间的随机波动及多自动化组合设备等复杂的加工过程更是如此.通过分析晶圆制造自动化组合设备调度的难点和局限性以及现有的调度方法及其局限性,提出了仿真+启发式+优化的方法,可能是有效解决组合设备调度问题的途径.     

考虑晶圆驻留时间约束的双臂组合设备群调度

组合设备群代表了当前晶圆制造装备发展的新趋势,其调度控制水平直接攸关半导体芯片制造企业的整体经济效益。针对半导体芯片制造中考虑晶圆驻留时间约束的双臂组合设备群,文章提出了一种基于特征转换的调度控制方法。首先,引入一种概念型晶圆制造系统,即特征双臂组合设备,并给出相应的稳态调度方法。其次,采用特征转换方法,将线性/树形结构的双臂组合设备群转换为特征双臂组合设备。随后,根据转换后的特征双臂组合设备重新调整双臂组合设备群的机械手作业序列,并求解可行的稳态调度方案。最后,通过实例验证了所提方法的有效性。     

具有并行加工模块的组合设备故障响应策略

为了有效响应组合设备加工模块常出现的故障,通过分析单臂组合设备的并行模块及其加工流程模式,以及严格的逗留时间约束的晶圆加工过程,建立了Petri网模型,该模型能够描述系统的暂态特性和稳态特性。基于该模型,当并行模块中一个模块出现故障时,分析系统的可调度性,对可调度情况能够提出有效的运行控制策略,使得系统的晶圆不违反逗留时间约束。最后通过实例验证了该控制策略的可行性。     

基于多代理的知识有色赋时Petri网的晶圆制造系统建模方法

为了对大规模、复杂的晶圆制造系统进行有效建模,提出了基于多代理的知识有色赋时Petri网的晶圆制造系统分层建模方法。在设备层,对晶圆制造系统的系统资源、内部行为和知识进行封装,建立了设备层代理模型。在设备组层和系统层,根据系统需求对各设备组内部及其之间的关系进行配置,分别建立了设备层和系统层代理模型。该方法提高了模型的可配置和重用性,降低了建模的复杂性,同时将知识与模型的库所和变迁集成,增强了模型的运行决策能力。通过上海某企业的150 mm晶圆的生产数据验证,证明了基于多代理的知识有色赋时Petri网的晶圆制造系统模型的有效性。     

具有逗留时间约束的多组合设备故障响应策略

在半导体制造中,多组合设备出现故障会导致晶圆加工受到影响。针对晶圆逗留时间约束的单臂多组合设备,研究了每台组合设备并行模块均出现一个模块故障后的有效调度问题。通过建立了单臂组合设备的Petri网模型,分析了系统稳态调度的时间特性。通过增加虚拟晶圆,提出了系统故障前稳态调度过渡至故障后可行稳态调度和不可行调度的有效运行控制策略。     

基于Petri Net的双臂组合设备故障响应策略的研究

晶圆制造的加工工艺日趋复杂,组合设备加工模块中存在严格的逗留时间约束以及频繁的故障,因此研究其生产调度,排除出现的故障成为至关重要的问题。通过分析双臂组合设备的并行模块及其加工流程模式,建立能够描述系统的稳态特性的Petri Net模型。基于该模型,当双臂组合设备并行模块出现故障时,分析系统的可调度性,对可调度情况提出有效的运行控制策略,使得晶圆不违反严格的逗留时间约束。最后通过实例验证该控制策略的可行性。     

基于模块化设计的混合图拆卸建模研究

针对绿色设计中由于产品零件数目过多而造成的拆卸序列“组合爆炸”问题,提出一种基于模块化设计的拆卸建模方法。首先运用有向图和无向图表示零、部件间的约束关系,建立了混合图模型;再利用模块化设计的划分原则生成子装配体,将模块化设计思想整合入混合图模型中得到模块化设计的混合图模型。采用该模型有效地解决图论模型中边与顶点产生“组合爆炸”问题。最后,给出了微机主机箱模块化设计的混合图建模的实例。     

半导体制造中具有重入加工工艺的双臂组合设备的调度研究*

解决带重入加工工艺的双臂组合设备的调度问题是非常困难的。如果采用交换策略调度该系统,系统将处于一个3-晶圆周期性调度过程。为改善系统的运行过程及降低生产周期,给出了基于2-晶圆周期性调度方法的调度算法。该算法由解析表达式组成。因此执行非常有效。通过对比3-晶圆和2-晶圆调度方法,可有效的判断两种调度方法的优劣。最后,实例验证该方法的可应用性。     

基于模糊Petri网推理的半导体生产线动态调度研究

针对动态调度的特点,为了综合优化半导体生产线性能指标,尝试使用基于模糊Petri网推理的方法进行动态调度。首先分析了影响动态调度决策的生产线状态信息;然后建立了模糊Petri网形式化推理机,继而构建了面向半导体生产线的模糊Petri网推理模型;最后使用实际半导体生产线模型,将提出的方法与FIFO、EDD和CR策略进行了仿真比较。结果表明基于模糊Petri网推理的动态调度方法能够改善半导体生产线多种性能指标。     

面向代理的半导体生产线建模技术研究

为了有效分析和评价基于多代理的半导体生产线调度与控制性能,提出了面向代理的有色赋时Petri网的半导体生产线建模方法。将设备代理内部行为进行封装,建立了设备代理的有色赋时Petri网模型。同时,将半导体生产线多代理模型按层次划分为设备代理层、设备组层和系统层,有效地降低了模型的复杂性,提高了模型的可重用性。建立了分布式半导体生产线仿真平台,以实现基于面向代理的着色赋时Petri网的半导体生产线仿真定量分析与评价。以上海某半导体制造企业6英寸晶圆生产线为例,其仿真结果验证了建模与仿真的有效性。     

基于PC数控实时检测系统建模方法研究

为了解决在基于PC的数控系统中快速构建实时检测系统的问题，采用着色时间网对实时检测系统建模，应用着色时间网统一地表达了检测系统在基于PC数控系统中的时间关系、资源关系和系统的控制策略，为实时检测系统的性能分析和快速构建提供了一种新的途径。     

基于eM-Plant的晶圆重入加工自动组合装置仿真

原子层沉积加工是晶圆制造中典型的重入加工,在这个过程中,晶圆需要在同一个模块中被加工多次,这使得整个系统的调度变得很复杂.为此,基于eM-Plant系统仿真软件,建立了晶圆制造单臂自动组合设备的模型,通过该模型模拟了晶圆重入加工调度过程,最终获得系统加工的节拍,为以后研究晶圆重入加工提供了一个有效方法.     

基于数据挖掘的晶圆制造交货期预测方法

晶圆订单的交货期预测对于保证订单交付的准时性和平顺性,具有重要的意义。然而,晶圆制造中的在制品数量多、生产周期长的特点加剧了交货期预测的复杂性。基于海量晶圆制造数据,设计回归模型来对1669个晶圆加工过程参数与订单交货期指标之间的关联关系进行分析,并采用费舍尔Z变换筛选得到强相关变量,对所得到的强相关变量采用案例推理方法实现了晶圆制造订单交货期的精准预测。