半导体晶圆制造中批加工设备调度研究

摘要

半导体晶圆制造中批加工设备具有多重入、高不确定性等复杂特性，属于生产过程中瓶颈设备。研究对象包括从“单件加工设备”至“批加工设备”（δ→β）和从“批加工设备1”至“批加工设备2”（β1→β2）两种基本类型。批加工设备的良好调度算法有助于提高半导体晶圆制造的整体生产效益。研究内容包括δ→β类型中批加工设备β的批排序调度；β1→β2类型中批加工设备β2的重组批和批排序调度；平行批加工设备的批派工调度。研究方法及研究成果如下：　　（1）“面向重入族”的δ→β类型中批加工设备β的批排序调度研究　　利用批加工设备“重入”特性，提出“面向重入族”的δ→β类型中批加工设备β调度的研究方法，既克服“面向批次”方法的缺陷，又对不同重入族赋予不同权重，符合工程实际需求。针对复杂生产过程中许多不确定的因素，以及“按片投料，按周交货”工程实际生产运行方式，提出“时间窗交货期下”的δ→β类型中批加工设备β的批排序调度研究方法，既克服“时间点交货期下”的δ→β类型中批加工设备β的批排序调度受“不确定的因素”影响，又符合工程实际情形。研究成果包括时间点交货期下“面向重入族”的δ→β类型中批加工设备β的批排序混合整数线性规划调度模型；不确定时间窗交货期下δ→β类型中批加工设备β的批排序混合整数线性规划调度模型等。　　（2）在“一个联合模型”中实现β1→β2类型中批加工设备β2的重组批和批排序调度研究　　针对β1→β2类型中批加工设备β2调度中“重组批”的特殊要求，提出将批加工设备β2的“重组批”和“批排序”融合在“一个联合模型”中实现的研究方法。在满足调度模型复杂度要求下，提高调度运算执行效率。研究成果包括β1→β2类型中批加工设备β2的重组批及批排序混合整数线性规划调度模型等。　　（3）“面向重入族”的平行批加工设备的批派工调度研究　　针对中出现同时需要批派工及装载的空闲可用批加工设备的数量大于或等于1的情形，以拉动策略、推动策略为驱动，研究平行批加工设备的批派工调度算法。β1→β2类型中批加工设备β2调度具有重入族相容性，相当于单一重入族，转化为单一重入族下δ→β类型中批加工设备β的批派工调度特例。研究成果包括“面向重入族”的平行批加工设备的批派工封闭环智能调度算法等。　　上述调度模型或智能算法借助半导体晶圆制造系统动态调度仿真平台、ILOG CPLEX数学规划引擎和开发程序的联合平台执行实验分析和验证，获得满意解。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2国内外研究现状

1.3 论文的主要内容

1.4 论文的组织结构

第二章 “面向重入族”的δ→β类型中批加工设备β的批排序调度

2.1 引言

2.2 半导体晶圆制造中批加工设备调度问题分解

2.3 时间点交货期下δ→β类型中批加工设备β的批排序调度

2.4 时间窗交货期下δ→β类型中批加工设备β的批排序调度

2.5 实验与分析

2.6 本章小结

第三章 β1→β2类型中批加工设备β2的重组批和批排序调度

3.1 引言

3.2β1→β2类型中批加工设备β2的重组批和批排序调度

3.3 实验与分析

3.4 本章小结

第四章 “面向重入族”的平行批加工设备的批派工调度

4.1 引言

4.2 “面向重入族”的平行批加工设备的批派工调度

4.3 实验与分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1主要工作及成果

5.2 创新性

5.3 研究展望

参考文献

致谢

作者攻读博士学位期间学术论文和科研成果