一种多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法与流程

技术特征：

1.一种多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A分析多品种晶圆混合加工情形下单臂组合设备可调度性判定条件，包括含晶圆无PM共享的情形及有PM共享的情景；

B通过对系统分配虚拟晶圆进入虚拟加工模块完成晶圆加工，平衡工作负载，从而形成节拍稳定的周期性加工过程；

C对多晶圆混合加工过程的理论分析及计算，推导出系统存在稳态调度的完整特征约束，得到多品种晶圆混合加工时单臂组合设备稳态调度求解算法。

2.如权利要求1所述的多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：通过分析单臂组合设备稳态下机械手调度过程，获得晶圆生产节拍和机械手生产节拍的计算方法，并分析了无共享模块与有共享模块加工时，不同工艺参数分布对系统可调度性的影响机理。

3.如权利要求2所述的多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法，其特征在于，所述晶圆的生产节拍满足：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Φ}}_{ij}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{i(j-1)}+{\mathrm{\τ}}_{ij}}{m_{ij}}\\ {\mathrm{\Φ}}_{ijL}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{i(j-1)}+{\mathrm{\α}}_{ij}}{m_{ij}}\\ {\mathrm{\Φ}}_{ijU}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{i(j-1)}+{\mathrm{\α}}_{ij}+{\mathrm{\δ}}_{ij}}{m_{ij}}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\φ}}_{ij}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\τ}}_{ij}}{m_{ij}}\\ {\mathrm{\φ}}_{ijL}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\α}}_{ij}}{m_{ij}}\\ {\mathrm{\φ}}_{ijU}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\α}}_{ij}+{\mathrm{\δ}}_{ij}}{m_{ij}}\end{array}\right.$

其中第i种晶圆的第j道工序的固有生产节拍以及其下界、上界分别表示为Φ_ij、Φ_ijL、Φ_ijU，ρ表示机械手装卸载时间、θ表示机械手旋转时间、α_ij表示驻留时间约束下限、δ_ij为晶圆完成加工后在PM_ij内允许驻留的最长时间、ω_ij表示机械手卸载晶圆前等待时间、τ_ij表示晶圆驻留时间内约束、m_ij表示用于晶圆的加工并行PM的数量。

4.如权利要求2所述的多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法，其特征在于，

在无PM共享情形下，稳态时机械手的生产节拍为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_T={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^k{\mathrm{\ψ}}_i={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^k\[2(n_i+1)(\mathrm{\ρ}+\mathrm{\θ})+{\mathrm{\Σ}}_{j=0}^{n_i}{\mathrm{\ω}}_{ij}\]\\ \mathrm{=2}({\mathrm{\Σ}}_{i=1}^k{n}_i+k)(\mathrm{\ρ}+\mathrm{\θ})+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^k{\mathrm{\Σ}}_{j=0}^{n_i}{\mathrm{\ω}}_{ij}\end{array}$

其中，ψ_i为机械手完成第i种晶圆的一个生产节拍所花费的时间，ψ_t1为已知定值，ψ_t2由机械手调度决定；

有PM共享情形下，稳态时机械手的生产节拍为：

${\mathrm{\ψ}}_{iT}=2(n_i+1)(\mathrm{\ρ}+\mathrm{\θ})+{\mathrm{\Σ}}_{j=0}^{n_i}{\mathrm{\ω}}_{ij};$

其中ψ_it1＝2(n_i+k)(ρ+θ)，

5.如权利要求1所述的多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法，其特征在于，所述无PM共享情形的晶圆加工，满足如下条件：

件：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{ij}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{i(j-1)}+{\mathrm{\τ}}_{ij}}{m_{ij}{h}_i}\\ {\mathrm{\ψ}}_{ijL}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{i(j-1)}+{\mathrm{\α}}_{ij}}{m_{ij}{h}_i}\\ {\mathrm{\ψ}}_{ijU}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{i(j-1)}+{\mathrm{\α}}_{ij}+{\mathrm{\δ}}_{ij}}{m_{ij}{h}_i}\end{array}\right.$

其中，h_i的取值可按公式设定：

进入设备的晶圆的混合比例为H₁:H₂:…:H_k，其中H_i＝[h₁,h₂,…,h_k]/h_i,(λ∈N_k)，[h₁,h₂,…,h_k]表示h₁,h₂,…,h_k的最小公倍数；稳态时第i种晶圆第j道工序的的调度生产节拍与机械手生产节拍相等，即有ψ_T＝ψ_ij＝(4ρ+3θ+ω_i(j-1)+τ_ij)/(m_ij×h_i)。

6.如权利要求1所述的多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法，其特征在于，所述有PM共享情形的晶圆加工，满足如下条件：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{\λ}(\mathrm{\μ}-1)}+{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}}{m_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}{h}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}L}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{\λ}(\mathrm{\μ}-1)}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}}{m_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}{h}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}U}=\frac{4\mathrm{\ρ}+3\mathrm{\θ}+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{\λ}(\mathrm{\μ}-1)}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}+{\mathrm{\δ}}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}}{m_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}{h}_{\mathrm{\λ}\mathrm{\μ}}}\end{array}\right.$

其中，λ∈N_k，表示晶圆种类；μ∈N_n，表示某种晶圆的第μ道工序；h_λμ为共享系数，当μ∈{i,i+1,…,j}时，h_λμ＝1，当μ∈{1,2,…,i-1}∪{j+1,j+2,…,n}时，h_λμ＝k。

7.如权利要求1所述的多品种晶圆混合加工的组合设备稳态调度方法，其特征在于，所述有PM共享的情景包括标准形式PM共享和泛标准形式PM共享；

标准形式PM共享包括：分析系统加工参数的分布特征，根据有共享模块情形的加工参数特征判断系统是否可以调度，根据判定结果求解稳态调度。

泛标准形式PM共享包括：将泛标准形式混合转化为标准形式混合，然后根据上述标准形式调度方法求解，最后将虚拟模块对应的机械手作业时间计入最近真实模块的作业时间，实现工作负载的平衡。