[發明專利]半導體生產線優化調度裝置

有效

• 申請號: 201310320609.2
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103439885A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 李莉;吳啟迪;喬非;陳隆
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G06N3/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種半導體生產線調度技術，尤其是涉及一種半導體生產線優化調度裝置。

背景技術

在采用流水線車間加工的生產系統中，一個傳送系統沿著工作臺運送在制品工件(Work-in-Process，WIP)，在每個工作臺處，完成WIP的一道不同工序。從理論上，WIP在從頭到尾加工行進期間中訪問各個工作臺一次。半導體生產線與使用流水線車間加工的大多數生產系統不同。在半導體生產線中，WIP在加工行進過程中有可能數次訪問同一個工作臺，WIP要經歷數次清洗、氧化、沉積、噴涂金屬、蝕刻、離子注入及脫膜等工序，直到完成半導體產品。

圖1給出一種簡化的多產品半導體生產線SL1。在該模型中，利用三個工作臺W1、W2、W3制造兩種產品A、B。工作臺W1有兩臺設備E11、E12，工作臺W2有兩臺設備E21、E22，工作臺W3有一臺設備E33。按照設備的加工程序，每個設備前最多具有加工程序數目個緩沖區，在此半導體生產線模型中，每個設備的緩沖區最多有2個，分別為S111、S112、S121、S122、S211、S212、S221、S222、S331、S332。不同完成狀態下的WIP被放在緩沖區中以供相應的設備加工。在該模型中，產品在加工過程中數次訪問同一個工作臺，例如，產品類型A在完成加工退出半導體生產線SL1之前，訪問工作站W1、W2、W3各兩次。典型地，一般的半導體生產線可利用上百臺工作臺或設備制造十余種甚至數百種產品，每種產品需要數百道加工工序。

從圖1中可以看出，在半導體生產線運行期間的任何特定時刻，設備E11、E12、E21、E22、E33處的緩沖區可含有兩種產品不同完成階段下的各式各樣的WIP。然而，各設備的資源是有限的，因此，各WIP必須競爭各設備的有限資源。

隨著半導體廠商的日益增加，市場競爭日益激烈，半導體廠商迫切需要提高制造運作性能，快速收回成本并提高客戶滿意度，并做出多種嘗試。

在美國專利“半導體生產線推式調度方法(Push-type?scheduling?for?semiconductor?fabrication)”(申請號：6714830)中，Browning與Raymond提出了一種為在瓶頸加工設備前排隊等待加工的WIP確定加工優先級的方法。首先，為每個WIP確定下一次回到該設備之前或完成所有加工的所需完成的加工工序在該瓶頸設備的下游加工設備上是否存在確定的加工軌跡。如果存在確定的加工軌跡，就讓這些加工設備為該WIP預留加工時間，然后再將此WIP投入加工。這樣可以避免瓶頸設備的下游設備中出現瓶頸。如果存在多個WIP具有確定的加工軌跡，按照排隊或優先級的方法確定WIP投入生產線的次序。這種方法實現起來比較麻煩，并且在生產線上存在著大量的WIP，為每個WIP都確定其加工軌跡很費時，并且生產線是高度不確定的，設備故障非常頻繁，所有這些都會打亂已有的計劃。

在美國專利“用于集成電路工件動態分派的制造方法與系統(Manufacturing?method?and?system?for?dynamic?dispatching?of?integrated?circuit?wafer?lots)”(申請號：5889673)中，Pan?Yirn-Sheng和Tseng?Horng-Huei提出了將設備前等待加工的WIP中下一步即將使用的加工設備負載較低的WIP的優先級提高優先加工的方法。該方法只是盡量保證設備具有合適的負載，但是并沒有考慮WIP的交貨期限制以及設備占用情況。

在美國專利“用于半導體制造工廠動態分派的方法與系統(Method?and?system?for?dynamic?dispatching?in?semiconductor?manufacturing?plants)”(申請號：5612886)中，Weng?Yi-Cherng提出了基于看板思想的，同時考慮WIP優先級與排隊時間的調度方法。該方法在思想上接近常用的FIFO(即先入先出策略)，該方法在WIP較少的情況下，是具有比較好的性能的。但當WIP水平較高的情況下，該策略的性能明顯不如其他的調度方法。而在實際的半導體生產線上，常常具有較高的WIP水平。