半導體制造中具有重入的雙臂組合設備的調(diào)度與仿真.pdf

1、半導體制造作為互聯(lián)網(wǎng)和信息化的基礎，它發(fā)展水平成為是一個國家現(xiàn)代經(jīng)濟和高科技力量的重要象征。隨著半導體晶圓直徑越來越大，組合設備(Clustertool)被越來越多的晶圓制造廠青睞。組合設備由多個加工模塊和一個傳輸模塊組成，它把多組晶圓的加工和搬運有效的整合為一體，不僅充分利用了作業(yè)空間，提高了設備的生產(chǎn)率，而且同時也減少了污染等問題。組合設備是處于真空密閉的環(huán)境中，加工模塊之間只有機械手可成為緩沖區(qū)，這使得組合設備的調(diào)度變得異常的復雜

2、。再加上晶圓制造工藝存在加工步驟多、加工逗留時間約束、重入加工等因素，使得組合設備的調(diào)度更加困難。本文研究的是具有晶圓重入加工的雙臂組合設備的動態(tài)過程的建模和仿真的實現(xiàn)。
　　 在晶圓制造中，原子層沉積加工(Atomiclayerdeposition，ALD)是典型的重入加工過程。在這個過程中，晶圓需要在同一個加工模塊中被加工數(shù)次，而且加工條件必須相同。晶圓的重入加工可能造成系統(tǒng)的死鎖，這使得調(diào)度整個系統(tǒng)變得很復雜。Petri網(wǎng)

3、是一種數(shù)學和圖形的建模工具，它能有效的對事件驅(qū)動系統(tǒng)模型建模，所以其廣泛應用于離散事件的仿真和控制。本文建立了對帶重入加工工藝的雙臂組合設備建立了Petri網(wǎng)模型，該模型描述晶圓重入加工的過程，分析了控制死鎖策略。
　　 解決帶重入加工工藝的雙臂組合設備的調(diào)度問題是非常困難的。如果采用交換策略調(diào)度該系統(tǒng)，使得系統(tǒng)處于一個3-晶圓周期性調(diào)度過程。這樣的一個周期包含三個局部循環(huán)和三個全局循環(huán)，使得系統(tǒng)永遠處于瞬時狀態(tài)而不能達到穩(wěn)態(tài)從

4、而不能達到系統(tǒng)生產(chǎn)周期的下界。本文總結出了基于3-晶圓調(diào)度方法時系統(tǒng)生產(chǎn)節(jié)拍的解析表達式。但是由于在某些條件下，3-晶圓的調(diào)度方法可能不是最優(yōu)調(diào)度方法，所以為了改善系統(tǒng)的運行過程及降低生產(chǎn)周期，本文給出了基于2-晶圓周期性調(diào)度方法的調(diào)度算法。該算法由解析表達式組成，因此執(zhí)行此仿真算法是非常有效的。并且利用eM-Plant仿真平臺，建立了兩種調(diào)度方法的仿真模型。這樣我們不僅可以對比基于3-晶圓周期性調(diào)度方法和2-晶圓周期性調(diào)度方法的系統(tǒng)的