集束型晶圆制造装备调度及其优化算法

第1章 绪 论 1
1.1 半导体装备制造产业的战略意义 1
1.2 半导体制造工艺简介 4
1.3 集束型晶圆制造装备的高度复杂性 8
1.4 制造系统调度简介 13
1.4.1 车间调度 14
1.4.2 机器人制造单元调度 16
1.4.3 抓钩调度 19
1.5 集束型装备调度 21
1.5.1 基本概念 21
1.5.2 调度资源 23
1.5.3 约束条件 24
1.6 集束型晶圆制造装备调度分类 25
1.6.1 基于调度类型的分类方法 25
1.6.2 基于三邻域（α∣β∣γ）的分类方法 27
1.6.3 基于调度环境和任务的分类方法 28
本章参考文献 29
第2章 集束型晶圆制造装备的建模方法 36
2.1 基于马尔科夫模型的集束型装备建模 36
2.1.1 马尔科夫模型基础理论 37
2.1.2 集束型装备马尔科夫建模过程 38
2.2 基于数学规划模型的集束型装备建模 39
2.2.1 数学规划模型基本理论 40
2.2.2 集束型装备数学规划建模过程 41
2.3 基于时序图模型的集束型装备建模 43
2.3.1 时序图模型基础理论 43
2.3.2 集束型装备时序图建模过程 44
2.4 基于Petri网模型的集束型装备建模 48
2.4.1 Petri网模型基础理论 48
2.4.2 集束型装备Petri网建模过程 54
2.5 基于仿真模型的集束型装备建模 58
2.5.1 仿真模型的基本理论 59
2.5.2 集束型装备仿真建模过程 61
2.6 小结 66
本章参考文献 66
第3章 集束型晶圆制造装备的调度方法 71
3.1 基于运筹学方法的集束型装备调度 71
3.1.1 运筹学方法概述 72
3.1.2 混合整数规划在集束型装备调度中的应用 79
3.1.3 分支定界算法在集束型装备调度中的应用 88
3.2 基于多项式算法的集束型装备调度 94
3.2.1 多项式算法概述 94
3.2.2 多项式算法在集束型装备调度中的应用 97
3.3 基于启发式方法的集束型装备调度 99
3.31 启发式方法概述 100
3.3.2 启发式方法在集束型装备调度中的应用 105
3.4 基于智能优化方法的集束型装备调度 107
3.4.1 智能优化方法概述 108
3.4.2 智能优化方法在集束型装备调度中的应用 118
3.5 小结 120
本章参考文献 121
第4章 集束型晶圆制造装备的重入和混流调度 129
4.1 引言 129
4.2 重入调度的混合整数规划模型 130
4.2.1 问题描述 130
4.2.2 约束条件分析 132
4.2.3 仿真 136
4.3 混流调度的混合整数规划模型 138
4.3.1 调度问题 139
4.3.2 混合整数规划模型 141
4.3.3 生产周期下界分析 144
4.3.4 仿真 148
4.4 小结 151
本章参考文献 151
第5章 集束型晶圆制造装备的多机械手调度 154
5.1 引言 154
5.2 基于分解方法的两集束型装备调度 155
5.2.1 符号定义和问题描述 155
5.2.2 问题的分解分析和模型的建立 157
5.2.3 机械手在缓冲模块无碰撞的判断条件 159
5.2.4 基于分解方法和线性规划模型的搜索算法 161
5.2.5 仿真 162
5.3 有滞留时间约束的两集束型装备调度模型 164
5.3.1 符号定义和问题描述 164
5.3.2 集束型装备的混合整数规划模型 166
5.3.3 并行加工模块 168
5.3.4 仿真 169
5.4 求解k晶圆周期序列的多集束型装备调度 173
5.4.1 符号定义和问题描述 174
5.4.2 k序列的平均周期下界 175
5.4.3 k序列的构造策略 177
5.4.4 仿真 182
5.5 小结 191
本章参考文献 192
第6章 集束型晶圆制造装备的滞留时间约束调度 194
6.1 引言 194
6.2 单臂机械手集束型装备可调度性与调度 195
6.2.1 问题描述 195
6.2.2 并行加工模块加工时间的等效性证明 197
6.2.3 可调度性分析 199
6.2.4 仿真 201
6.3 双臂机械手集束型装备可调度性与调度 203
6.3.1 符号定义和问题描述 203
6.3.2 有晶圆滞留时间约束的线性规划模型 204
6.3.3 集束型装备的可调度性分析 205
6.3.4 仿真 207
6.4 单臂机械手的集束型装备启发式搜索方法 211
6.4.1 问题描述 212
6.4.2 调度模型 213
6.4.3 基于线性规划模型和冲突控制策略的启发式搜索方法 214
6.4.4 仿真 216
6.5 基于分解思想的多集束型装备启发式调度方法 217
6.5.1 问题描述和定义 217
6.5.2 周期性调度过程分析 218
6.5.3 启发式调度方法 219
6.5.4 仿真 220
6.6 基于遗传算法的集束型装备调度方法 222
6.6.1 问题描述和调度问题 222
6.6.2 改进遗传算法 224
6.6.3 仿真 228
6.7 小结 230
本章参考文献 231
第7章 集束型晶圆制造装备的应急调度 234
7.1 引言 234
7.2 基于PSO的启发式调度方法 236
7.2.1 调度问题描述和数学模型 236
7.2.2 基于前向和后向递归方法的内层算法 237
7.2.3 微粒群算法优化算法分析 242
7.2.4 基于微粒群算法的两层在线调度方法 245
7.2.5 仿真 247
7.3 基于量子进化算法的在线调度方法 250
7.3.1 在线调度问题 250
7.3.2 在线调度方法 251
7.3.3 外层量子进化算法 253
7.3.4 仿真 256
7.4 小结 258
本章参考文献 259
第8章 基于SEMI标准的集束型晶圆制造装备控制平台 261
8.1 引言 261
8.2 CTC控制软件概述 262
8.2.1 国内外半导体制造自动化公司 262
8.2.2 SEMI协会和SEMI标准 264
8.3 实时调度系统框架模型 266
8.3.1 基于SEMI标准的CTC控制软件 266
8.3.2 实时调度系统框架模型 267
8.4 实时调度系统的监督控制层 268
8.4.1 扩展有限状态机 269
8.4.2 基于EFSM的调度控制逻辑模型 269
8.5 基于CTMC标准的实时调度系统模块管理层 272
8.5.1 作业分解过程 272
8.5.2 基于CTMC的作业执行 273
8.6 数据通信协议的分析与设计 276
8.6.1 通信协议简介 276
8.6.2 通信协议设计 308
8.6.3 通信协议开发 311
8.6.4 通信协议实现 316
8.7 模块控制器层 320
8.7.1 加工模块控制器软件架构 320
8.7.2 模块控制器层模型 321
8.8 实时调度系统的测试与验证 321
8.8.1 测试和验证过程概述 322
8.8.2 测试和验证系统需求分析 322
8.8.3 测试和验证系统实现 323
8.9 小结 326
本章参考文献 326