模块化组合设备的晶圆加工过程建模研究

晶圆加工过程中使用的模块化组合设备具有可重构性,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,研究了晶圆加工系统的Petri网建模问题。对晶圆加工模块化组合设备的加工流程进行了分析,给出了描述晶圆加工过程的时间Petri网模型。为避免Petri网模型随着设备复杂程度的增加而迅速膨胀,通过对系统运行特点的分析,建立了着色时间Petri网模型,网中节点数为常数值,与设备的复杂程度无关。从满足晶圆加工时间约束的角度,给出了带有时序控制器的着色时间Petri网模型,该模型有助于研究复杂制造系统的动态行为和生产过程控制。     

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。     

具有混合晶圆流的单臂组合设备建模及调度

为有效提高组合设备利用水平与工作效率,研究在单臂组合设备上实现不同种类晶圆混合加工的问题。建立独立于具体晶圆流的单臂组合设备Petri网模型,该模型能准确描述不同晶圆流模式下系统的运行过程。基于拉式调度策略和周期调度的思想,推导出单臂组合设备在混合晶圆流下能形成稳定周期性加工的条件。然后依据约束条件建立系统的线性规划模型,获得稳态的周期调度。运用虚拟晶圆方法实现所得调度,并给出调度的甘特图。最后,以晶圆制造的数据作为算例验证了模型和调度的有效性。     

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。     

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。     

晶圆重入加工的组合设备初始暂态建模和分析

随着晶圆直径的增大以及小批量、多批次加工,生产过程频繁地在暂态和稳态之间切换。为了满足大晶圆的加工需求和提高组合设备的加工性能,研究具有重入的晶圆加工组合设备的初始暂态具有重要意义。此外,组合设备除机械手外没有缓冲,使系统的调度和控制变得更加困难。基于eM-Plant仿真平台和优化算法,对重入加工双臂组合设备的初始暂态进行建模和仿真,分析了重入加工的初始暂态至稳态的过渡过程。采用仿真例子验证了该仿真系统的有效性,为组合设备重入加工的优化控制提供了借鉴。     

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。     

多批次晶圆切换工时的计算及排序

随着晶圆制造趋于多品种、小批量的特点,组合设备运行时需要频繁地切换晶圆批次加工。为了提高组合设备的工作效率,研究单臂组合设备中晶圆批次切换工时的计算及排序问题。首先,基于改进的拉式调度策略,分析了单臂组合设备中连续两批晶圆加工的切换过程,并获得相应切换工时的计算表达式。其次,针对多批次晶圆的切换问题,建立了以最小切换总工时为目标的数学模型,并应用模拟退火算法求解近似最优的排序方案。最后,通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

基于价值链的企业仿真和诊断的Petri网模型

价值链是评价企业竞争优势的新型方法，但价值链理论没有提供有效的可进行计算机仿真的建模工具。为了解决这个问题，提出基于价值链流程思想的企业Petri网模型。在该模型中，价值链每个环节用一个Petri网表示，然后通过合并库所变换成表示价值链的Petri网，使物流、资金流和信息流分别得到模拟，而业务流程则用引发序列表示。通过把若干业务流程组合成使用实例，可在仿真工具中观察代表流动资金、库存、生产资源和价值等库所的令牌数量的变化情况，从而进行企业的仿真和诊断。     

一种模糊petri网仿真工具的设计实现

文章将面向对象思想应用于模糊Petri网仿真工具的设计和实现过程,探讨了模糊Petri网建模与仿真的可视化问题,提出了基于网格可视化技术解决方案及具体实现方法。通过对变速箱的自动建模和诊断仿真实例,证明该系统具有良好的实用性,为模糊Petri网理论的普遍应用提供了工具平台。     

基于Petri网的一致性检验的计算机实现

介绍基于约束Petri网的规则集一致性检验命题的验证和实际应用,首先对约束Petri网的概念作了简要介绍。然后着重讲述应用面向对象方法开发的Petri网建模工具,以及一致性检验命题的软件实现方法,最后以某卫星电源系统为对象,对其故障诊断系统的知识库的一致性检验进行实际应用。     

Modelling and Performance Evaluation of an Overhead Hoist Transport System in a 300 mm Fabrication Plant

In a 300 mm wafer fabrication plant, the automated wafer transport system is more important than in a 200 mm one. The weight of 25 pieces of 300 mm wafer in a front opening unified pod (FOUP) makes the frequent manual carrying and lifting impractical. An overhead hoist transport (OHT) provides the pod transport between process tools and stockers in an intrabay with high efficiency and safety. A modular-based coloured timed Petri net (CTPN) is used to model the dynamic behaviour of the OHT. The OHT system performance is evaluated using an object-based simulation technique. Performance measures are used to determine the number of OHT vehicles in the planning stage and also to control the dispatching of the OHT system in the operation stage. The CTPN token competition and conflict resolution rules are used to develop the intelligent controller. Finally, a simplified intrabay with four stations is constructed and evaluated.     

基于Petri网的离散事件仿真与控制软件的开发及关键技术

针对离散事件系统控制对Petri网软件工具的需求,设计和开发基于Petri网的离散事件仿真与控制软件。通过分析离散事件仿真与控制的要求,确定软件的功能与目标,据此设计软件的体系结构。研究软件开发中的几个关键技术,如控制Petri网的提出及其基本类设计、基于控制Petri网的控制与仿真、Petri网模型的存储与读取、客户/服务器模式软件网络化架构等。开发基于Petri网的离散事件仿真与控制软件,它不仅具有Petri网模型建模与分析功能,还能实现基于Petri网的离散事件系统的网络化控制与仿真。在可重构加工系统试验平台上的应用表明,该软件是有效和实用的。     

多集束型装备调度的k晶圆周期序列问题

为解决机械手活动序列和产能分析这一半导体制造业多集束型装备调度的关键问题,研究了一类通用的多集束型装备机械手调度中的k晶圆周期序列问题,证明了k晶圆周期序列的平均周期下界。提出了一种构造k晶圆周期序列的策略和实现该策略的构造算法,并根据构造算法推导出了平均周期的表达式。最后,通过仿真数据和国内某Track机厂商的真实数据验证了该策略的优越性和实用性。     

基于Petri网的业务流程管理系统模型研究

Petri网是一个描述条件和任务之间关系的通用模型。在介绍Web服务和Petri网的基础上,结合电力行业某业务流程管理系统的实例,建立了一个基于Petri网的业务流程模型,在此基础上对简化后的Petri网进行死锁分析,以此作为业务流程建模的指导思想,可以提高业务流程系统的安全性、稳定性、健壮性。