帶時間約束和重入過程的單臂組合設(shè)備調(diào)度分析.pdf

1、集成電路已經(jīng)在各行各業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，是現(xiàn)代信息社會不可或缺的。在集成電路的生產(chǎn)過程中，晶圓的加工是其關(guān)鍵，處于整個過程中的上游。為了有更好的控制質(zhì)量和縮短生產(chǎn)周期，組合設(shè)備廣泛應(yīng)用在晶圓加工過程中。組合設(shè)備是一種自動化的集成設(shè)備，它由若干個加工模塊，一個機械手（單臂或雙臂）和兩個放置晶圓的緩沖區(qū)組成。由于該設(shè)備非常昂貴并在生產(chǎn)過程中具有舉足輕重的作用，它的調(diào)度對晶圓的加工過程影響巨大。本文研究的問題是具有晶圓重入和晶圓逗留時間

2、約束的單臂組合設(shè)備調(diào)度分析。
　　在晶圓制造過程中，一些晶圓制造過程，如低壓化學(xué)氣相沉積具有逗留時間約束，它要求加工完成后的晶圓，需要在有限的時間內(nèi)卸載。否則，它將由于在加工模塊中殘留氣體的熱量而被損害。由于每個加工模塊之間沒有中間的緩沖區(qū)，使得具有晶圓逗留時間約束的問題處理非常復(fù)雜。此外，一些晶圓制造過程，如原子層沉積，晶圓需要對同一個加工步驟重復(fù)一次或多次。這樣的過程稱為具有重入的過程。此時組合設(shè)備不再是流水線，而且系統(tǒng)在重入

3、過程容易發(fā)生死鎖。因此，那些沒有考慮重入過程得到的調(diào)度方法不能應(yīng)用于具有重入的加工過程。因此，相應(yīng)的控制策略要改變，增加了其調(diào)度和控制的復(fù)雜性。對于單臂組合設(shè)備，同時考慮晶圓逗留時間約束和重入過程的調(diào)度是非常具有挑戰(zhàn)性的研究問題。
　　針對這一問題，本文采取偽拉式調(diào)度的策略。首先建立一個Petri網(wǎng)模型描述晶圓重入的過程，并同時采取控制策略解決死鎖問題。接下來對系統(tǒng)的生產(chǎn)節(jié)拍進行分析，這個節(jié)拍包括機械手的節(jié)拍和各個加工步驟的節(jié)拍。

4、基于節(jié)拍分析，提出了系統(tǒng)可行調(diào)度與不可行調(diào)度的充分必要條件（可行調(diào)度有3種情況），提出有效的調(diào)度算法，并對此給予了證明。接下來對提出的調(diào)度算法進行了最優(yōu)性證明，證明了它的系統(tǒng)節(jié)拍最短。最后，給出了3個例子，對上述提到3種可行調(diào)度的情況驗證了本文所提到的調(diào)度算法。同時為了易于理解，針對每個例子都給出相應(yīng)的甘特圖，清晰說明了在系統(tǒng)運行的一個周期里機械手的運行操作以及各個加工步驟所處于的狀態(tài)。
　　針對本文給出的調(diào)度方法，首先判斷系統(tǒng)的