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半导体晶圆制造系统(Semiconductor Wafer Fabrication System,SWFS)是半导体制造工艺中最复杂的生产环节,随着晶圆制造设备、工艺、技术的发展及其尺寸和重量的增大,对晶圆的生产及搬运过程要求也越来越严格,晶圆制造自动化物料搬运系统(Automated Material Handling System,AMHS)作为晶圆搬运的主要工具已发展为SWFS不可或缺的组成部分。为有效提高晶圆搬运效率及设备利用率,整体式AMHS逐渐成为现今晶圆制造企业的首选。但是,由于整体式AMHS中Interbay及Intrabay直接连接导致的多环耦合效应,对于系统内晶圆卡的搬运请求数量及高空提升搬运车(Overhead Hoist Transport,OHT)的搬运任务量大大增加,同时OHT在搬运过程中发生临时性堵塞或者路径冲突等问题也更加频繁,对于有效提高晶圆制造AMHS的搬运效率及可靠性已成为半导体晶圆制造系统高效发展亟待解决的问题。基于此,本文以整体式AMHS为研究对象,充分考虑整体式AMHS的结构特点和运行特性,深入研究整体式AMHS的调度策略,从而实现AMHS运行性能的多目标优化。本文具体研究内容如下:(1)针对整体式AMHS中的紧急订单调度问题,考虑紧急订单及普通订单的搬运次序提出一种基于循序搜索启发式规则的紧急订单多目标调度方法。通过分析系统内不同晶圆卡加工时间、加工设备等因素之间的约束关系构建了整体式AMHS紧急订单多目标优化模型。实现对晶圆卡平均加工周期、平均搬运时间、平均等待时间等多个性能指标的综合优化,在有效提高紧急订单搬运性能的同时降低了对普通订单加工的影响,有效提高了整体式AMHS中所有晶圆卡的搬运性能,进而实现紧急订单的优化调度。(2)针对整体式AMHS中OHT临时性堵塞问题,为提高物料搬运系统的搬运效率构建了一种基于匈牙利算法的防堵塞多目标调度方法。该方法首先分析整体式AMHS中临时性堵塞问题的形式设计了一种无等待的防堵塞轨道,一定程度上减少系统发生堵塞问题的概率;然后运用匈牙利算法在OHT与晶圆卡之间构建最优指派关系;最后通过基于最短路径的OHT路径优化方法实现OHT搬运路径的最优选择。最终实现整体式AMHS物料搬运的快速高效。(3)根据整体式AMHS实时优化调度问题的特点,以晶圆卡平均搬运时间、平均等待时间和平均交货期满意度及OHT利用率为性能指标,综合考虑晶圆制造整体式自动化物料搬运系统和晶圆加工系统,构建了一种基于模糊逻辑控制的动态调度策略,通过实时采集系统内AMHS搬运负载情况、单个晶圆卡的交货期及等待搬运时间等决策信息运用模糊逻辑多任务驱动器动态调整系统当前调度规则,实现整体式AMHS中晶圆卡搬运实时多目标优化。在以上研究内容基础上,根据某晶圆制造企业的生产数据,通过仿真实验分析对本文提出的调度策略进行验证,并与现有广泛采用的调度规则进行比对,进而验证了本文所提方法的有效性。本文提出的调度策略可以实现整体式AMHS的多目标优化,为复杂的SWFS和AMHS调度问题提供了一些新的方法和技术,对晶圆制造过程中制定新的、更高效的调度方法具有一定的参考价值。