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(jī)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(jìn)行分析，這個節(jié)拍包括機(jī)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(jìn)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(yùn)行的一個周期里機(jī)械手的運(yùn)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