集束型晶圓制造裝備調度及其優(yōu)化算法

第1章 緒 論 1
1.1 半導體裝備制造產業(yè)的戰(zhàn)略意義 1
1.2 半導體制造工藝簡介 4
1.3 集束型晶圓制造裝備的高度復雜性 8
1.4 制造系統(tǒng)調度簡介 13
1.4.1 車間調度 14
1.4.2 機器人制造單元調度 16
1.4.3 抓鉤調度 19
1.5 集束型裝備調度 21
1.5.1 基本概念 21
1.5.2 調度資源 23
1.5.3 約束條件 24
1.6 集束型晶圓制造裝備調度分類 25
1.6.1 基于調度類型的分類方法 25
1.6.2 基于三鄰域（α∣β∣γ）的分類方法 27
1.6.3 基于調度環(huán)境和任務的分類方法 28
本章參考文獻 29
第2章 集束型晶圓制造裝備的建模方法 36
2.1 基于馬爾科夫模型的集束型裝備建模 36
2.1.1 馬爾科夫模型基礎理論 37
2.1.2 集束型裝備馬爾科夫建模過程 38
2.2 基于數學規(guī)劃模型的集束型裝備建模 39
2.2.1 數學規(guī)劃模型基本理論 40
2.2.2 集束型裝備數學規(guī)劃建模過程 41
2.3 基于時序圖模型的集束型裝備建模 43
2.3.1 時序圖模型基礎理論 43
2.3.2 集束型裝備時序圖建模過程 44
2.4 基于Petri網模型的集束型裝備建模 48
2.4.1 Petri網模型基礎理論 48
2.4.2 集束型裝備Petri網建模過程 54
2.5 基于仿真模型的集束型裝備建模 58
2.5.1 仿真模型的基本理論 59
2.5.2 集束型裝備仿真建模過程 61
2.6 小結 66
本章參考文獻 66
第3章 集束型晶圓制造裝備的調度方法 71
3.1 基于運籌學方法的集束型裝備調度 71
3.1.1 運籌學方法概述 72
3.1.2 混合整數規(guī)劃在集束型裝備調度中的應用 79
3.1.3 分支定界算法在集束型裝備調度中的應用 88
3.2 基于多項式算法的集束型裝備調度 94
3.2.1 多項式算法概述 94
3.2.2 多項式算法在集束型裝備調度中的應用 97
3.3 基于啟發(fā)式方法的集束型裝備調度 99
3.31 啟發(fā)式方法概述 100
3.3.2 啟發(fā)式方法在集束型裝備調度中的應用 105
3.4 基于智能優(yōu)化方法的集束型裝備調度 107
3.4.1 智能優(yōu)化方法概述 108
3.4.2 智能優(yōu)化方法在集束型裝備調度中的應用 118
3.5 小結 120
本章參考文獻 121
第4章 集束型晶圓制造裝備的重入和混流調度 129
4.1 引言 129
4.2 重入調度的混合整數規(guī)劃模型 130
4.2.1 問題描述 130
4.2.2 約束條件分析 132
4.2.3 仿真 136
4.3 混流調度的混合整數規(guī)劃模型 138
4.3.1 調度問題 139
4.3.2 混合整數規(guī)劃模型 141
4.3.3 生產周期下界分析 144
4.3.4 仿真 148
4.4 小結 151
本章參考文獻 151
第5章 集束型晶圓制造裝備的多機械手調度 154
5.1 引言 154
5.2 基于分解方法的兩集束型裝備調度 155
5.2.1 符號定義和問題描述 155
5.2.2 問題的分解分析和模型的建立 157
5.2.3 機械手在緩沖模塊無碰撞的判斷條件 159
5.2.4 基于分解方法和線性規(guī)劃模型的搜索算法 161
5.2.5 仿真 162
5.3 有滯留時間約束的兩集束型裝備調度模型 164
5.3.1 符號定義和問題描述 164
5.3.2 集束型裝備的混合整數規(guī)劃模型 166
5.3.3 并行加工模塊 168
5.3.4 仿真 169
5.4 求解k晶圓周期序列的多集束型裝備調度 173
5.4.1 符號定義和問題描述 174
5.4.2 k序列的平均周期下界 175
5.4.3 k序列的構造策略 177
5.4.4 仿真 182
5.5 小結 191
本章參考文獻 192
第6章 集束型晶圓制造裝備的滯留時間約束調度 194
6.1 引言 194
6.2 單臂機械手集束型裝備可調度性與調度 195
6.2.1 問題描述 195
6.2.2 并行加工模塊加工時間的等效性證明 197
6.2.3 可調度性分析 199
6.2.4 仿真 201
6.3 雙臂機械手集束型裝備可調度性與調度 203
6.3.1 符號定義和問題描述 203
6.3.2 有晶圓滯留時間約束的線性規(guī)劃模型 204
6.3.3 集束型裝備的可調度性分析 205
6.3.4 仿真 207
6.4 單臂機械手的集束型裝備啟發(fā)式搜索方法 211
6.4.1 問題描述 212
6.4.2 調度模型 213
6.4.3 基于線性規(guī)劃模型和沖突控制策略的啟發(fā)式搜索方法 214
6.4.4 仿真 216
6.5 基于分解思想的多集束型裝備啟發(fā)式調度方法 217
6.5.1 問題描述和定義 217
6.5.2 周期性調度過程分析 218
6.5.3 啟發(fā)式調度方法 219
6.5.4 仿真 220
6.6 基于遺傳算法的集束型裝備調度方法 222
6.6.1 問題描述和調度問題 222
6.6.2 改進遺傳算法 224
6.6.3 仿真 228
6.7 小結 230
本章參考文獻 231
第7章 集束型晶圓制造裝備的應急調度 234
7.1 引言 234
7.2 基于PSO的啟發(fā)式調度方法 236
7.2.1 調度問題描述和數學模型 236
7.2.2 基于前向和后向遞歸方法的內層算法 237
7.2.3 微粒群算法優(yōu)化算法分析 242
7.2.4 基于微粒群算法的兩層在線調度方法 245
7.2.5 仿真 247
7.3 基于量子進化算法的在線調度方法 250
7.3.1 在線調度問題 250
7.3.2 在線調度方法 251
7.3.3 外層量子進化算法 253
7.3.4 仿真 256
7.4 小結 258
本章參考文獻 259
第8章 基于SEMI標準的集束型晶圓制造裝備控制平臺 261
8.1 引言 261
8.2 CTC控制軟件概述 262
8.2.1 國內外半導體制造自動化公司 262
8.2.2 SEMI協會和SEMI標準 264
8.3 實時調度系統(tǒng)框架模型 266
8.3.1 基于SEMI標準的CTC控制軟件 266
8.3.2 實時調度系統(tǒng)框架模型 267
8.4 實時調度系統(tǒng)的監(jiān)督控制層 268
8.4.1 擴展有限狀態(tài)機 269
8.4.2 基于EFSM的調度控制邏輯模型 269
8.5 基于CTMC標準的實時調度系統(tǒng)模塊管理層 272
8.5.1 作業(yè)分解過程 272
8.5.2 基于CTMC的作業(yè)執(zhí)行 273
8.6 數據通信協議的分析與設計 276
8.6.1 通信協議簡介 276
8.6.2 通信協議設計 308
8.6.3 通信協議開發(fā) 311
8.6.4 通信協議實現 316
8.7 模塊控制器層 320
8.7.1 加工模塊控制器軟件架構 320
8.7.2 模塊控制器層模型 321
8.8 實時調度系統(tǒng)的測試與驗證 321
8.8.1 測試和驗證過程概述 322
8.8.2 測試和驗證系統(tǒng)需求分析 322
8.8.3 測試和驗證系統(tǒng)實現 323
8.9 小結 326
本章參考文獻 326