一種半導體生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的第一方面提供了一種半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置，用于半導體產(chǎn)品生產(chǎn)過程的待加工lot分派控制，第二方面提供了一種半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度方法應用于半導體產(chǎn)品生產(chǎn)過程的投料控制。該兩方面提供的半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置基于半導體加工中層的概念，由于加工產(chǎn)品從機臺組上加工完畢會從該機臺組上離開，即從該機臺組上釋放，本發(fā)明的兩方面提供的半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置考慮了機臺組上待加工產(chǎn)品的釋放對待加工產(chǎn)品的分派加工的影響，從而使得在制品庫存量得到較好的控制，縮短了半導體產(chǎn)品的平均生產(chǎn)周期，降低了在制品庫存方差。
【專利說明】一種半導體生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)自動化調(diào)度領域，尤其涉及一種半導體生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的廣泛應用，以及相關(guān)信息、通訊電子產(chǎn)業(yè)的高速進步，半導體產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。作為新興的戰(zhàn)略性工業(yè)，半導體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的重要標志，對于國家的綜合實力起著巨大的影響和推動作用。
[0003]半導體制造過程被認為是當今最復雜的制造過程之一，具有生產(chǎn)周期長、可重入、重加工、生產(chǎn)高度不確定性以及多生產(chǎn)指標優(yōu)化的特點。這些特點給半導體生產(chǎn)制造帶來了很大的難度，傳統(tǒng)的依靠人工經(jīng)驗的生產(chǎn)調(diào)度方式在應對這類復雜問題時，只能夠確保生產(chǎn)的連續(xù)性，而很難綜合考慮多個最優(yōu)生產(chǎn)目標。因此，先進的生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)對于半導體制造業(yè)所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益的影響尤為重大，比如若將在制品庫存降低1%，則會減少數(shù)百萬元的成本；而將平均生產(chǎn)周期縮短1%，則會增加數(shù)千萬元的產(chǎn)能。
[0004]半導體生產(chǎn)調(diào)度問題本質(zhì)上是一類復雜的車間調(diào)度問題，即針對一項可分解的生產(chǎn)任務，探討在盡可能滿足約束條件(如交貨期、工藝路線和資源情況等)的前提下，通過為每道工序選擇最合適的機器，以及確定每個機器組前所有待加工任務的加工次序，以獲得平均生產(chǎn)周期、在制品水平、產(chǎn)出率等性能指標的最優(yōu)化。半導體生產(chǎn)廠商主要通過晶圓投料控制策略和分派控制策略來實現(xiàn)半導體生產(chǎn)制造過程的優(yōu)化調(diào)度。投料控制策略解決了在實時運作的生產(chǎn)線中，何時釋放以及釋放何種lot (由多片晶圓組成的基本生產(chǎn)單元)進入生產(chǎn)線加工的問題；分派控制策略解決了機臺組前待加工的lot(由多片晶圓組成的基本生產(chǎn)單元)的最優(yōu)加工次序的問題。
[0005]在半導體生產(chǎn)調(diào)度領域，研究人員和技術(shù)專家們已經(jīng)提出了一些新穎的方法?，F(xiàn)有的半導體生產(chǎn)調(diào)度方法，多集中于如何優(yōu)化加工機臺組前l(fā)ot(由多片晶圓組成的基本生產(chǎn)單元)的加工次序(分派策略)以使得最終的生產(chǎn)性能指標(平均生產(chǎn)周期、在制品庫存量等)最優(yōu)，而忽略了 lot (由多片晶圓組成的基本生產(chǎn)單元)的釋放策略即生產(chǎn)線上從某一機臺組上加工完畢的lot量也會對這些生產(chǎn)性能指標(平均生產(chǎn)周期、在制品庫存量等)產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的第一方面提供了一種半導體生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置，用于半導體產(chǎn)品生產(chǎn)過程的待加工lot向生產(chǎn)線的機臺組分派加工，以考慮lot的釋放策略對半導體產(chǎn)品的生產(chǎn)性能指標產(chǎn)生影響。
[0007]本發(fā)明的第二方面提供了另外一種半導體生產(chǎn)調(diào)度方法和裝置，用于半導體產(chǎn)品生產(chǎn)過程投料控制。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:[0009]一種半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度方法，所述半導體生產(chǎn)調(diào)度方法基于半導體產(chǎn)品流動層間平衡模型，所述半導體產(chǎn)品流動層間平衡流動模型為:
[0010]Vijk (t+ At) = Vijk (t) +LiJk，in (t) -LiJk，out (t)；
[0011]其中，Vijk(t+Δ t)是在時刻t+Δ t,第i產(chǎn)品種類的lot在第j臺機臺組Mj的第k層上的數(shù)量，Vijk (t)是在時刻t，第i產(chǎn)品種類的lot在第j臺機臺組％上的第k層上的數(shù)量，Lulun(t)為第i產(chǎn)品種類的lot在時間間隔[t，t+At]內(nèi)進入第j臺機臺組％的第k層的lot數(shù)量，LiJk；out(t)為第i產(chǎn)品種類的lot在時間間隔[t, t+Δ t]離開第j臺機臺組Mj的第k層的lot數(shù)量；
[0012]所述調(diào)度方法包括以下步驟，
[0013]確定在平穩(wěn)狀態(tài)下相同種類產(chǎn)品在相同機臺組的每相鄰兩層累積加工完畢的lot量的標準差值；
[0014]計算預定時間段內(nèi)相同種類產(chǎn)品在相同機臺組的各層上實際累積加工完畢的lot量;
[0015]比較所述預定時間段內(nèi)相同種類產(chǎn)品在相同機臺組的第I層上實際累積加工完畢的lot量、每相鄰兩層的后一層上實際累積加工完畢的lot量與該相鄰兩層的標準差值之和的大小，得出所述第I層上實際累積加工完畢的lot量以及各個每相鄰兩層的后一層上實際累積加工完畢的lot量與該相鄰兩層的標準差值之和中的最小數(shù)值；
[0016]分派所述最小數(shù)值所屬層的lot進入機臺組加工；
[0017]其中，所述層定義為一個lot在整個生產(chǎn)流程中從離開預定機臺組到下一次重新回到該預定機臺組的過程。
[0018]可選的，滿足所述平穩(wěn)狀態(tài)的條件是:
【權(quán)利要求】
1.一種半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度方法，其特征在于，所述半導體生產(chǎn)調(diào)度方法基于半導體產(chǎn)品流動層間平衡模型，所述半導體產(chǎn)品流動層間平衡流動模型為:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其特征在于，滿足所述平穩(wěn)狀態(tài)的條件是:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述Aluk(k+1)通過生產(chǎn)線在初始加工的預定時間段內(nèi)統(tǒng)計獲得。
4.一種半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度裝置，其特征在于，所述半導體生產(chǎn)調(diào)度裝置基于半導體產(chǎn)品流動層間平衡模型，所述半導體產(chǎn)品流動層間平衡流動模型為:
Vijk(t+At) = Vijk⑴+Lijlun(t)-LiJk，out(t)； 其中，Vijk (t+At)是在時刻t+At,第i產(chǎn)品種類的lot在第j臺機臺組Mj第k層上的數(shù)量，Vijk(t)是在時刻t，第i產(chǎn)品種類的lot在第j臺機臺組Mj上第k層上的數(shù)量，Lijk,in(t)為第i產(chǎn)品種類的lot在時間間隔[t，t+?t]內(nèi)進入第j臺機臺組Mj的第k層的lot數(shù)量，Lijtrat (t)為第i產(chǎn)品種類的lot在時間間隔[t, t+Δ t]離開第j臺機臺組Mj的第k層lot數(shù)量； 所述調(diào)度裝置包括， 確定單元，用于確定在平穩(wěn)狀態(tài)下相同種類產(chǎn)品在相同機臺組的每相鄰兩層累積加工完畢的lot的標準差值； 計算單元，用于計算預定時間段內(nèi)相同種類產(chǎn)品在相同機臺組的各層上實際累積加工完畢的lot量； 比較單元，用于比較所述預定時間段內(nèi)相同種類產(chǎn)品在相同機臺組的第I層上實際累積加工完畢的lot量以及每相鄰兩層的后一層上實際累積加工完畢的lot量與該相鄰兩層的標準差值之和的大小，得出所述第I層上實際累積加工完畢的lot量以及各個每相鄰兩層的后一層上實際累積加工完畢的lot量與該相鄰兩層的標準差值之和中的最小數(shù)值； 分派單元，用于分派所述最小數(shù)值所屬層的lot進入機臺組加工； 其中，所述層定義為一個lot在整個生產(chǎn)流程中從離開預定機臺組到下一次重新回到該預定機臺組的過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)度裝置，其特征在于，滿足所述平穩(wěn)狀態(tài)的條件是:
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述ΛliJk(k+1)通過生產(chǎn)線在初始加工的預定時間段內(nèi)統(tǒng)計獲得。
7.一種半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度方法，其特征在于，包括， Al、獲取生產(chǎn)線上的當前l(fā)ot數(shù)量對生產(chǎn)線的當前負載1。-- ； A2、判斷當前負載I。.是否超過生產(chǎn)線上的在線閾值1_，如果是，執(zhí)行步驟A4，如果否，執(zhí)行步驟A3 ;其中，所述在線閾值Imax的值為預先設定的值； A3、向生產(chǎn)線中投放一個lot，并將當前負載I。.進行第一次更新； A4、等待預設時間間隔； A5、判斷位于最近瓶頸機臺組第一層范圍內(nèi)的lot是否從生產(chǎn)線上的一個機臺組上離開，如果是，執(zhí)行步驟A6 ;其中，所述瓶頸機臺組是根據(jù)經(jīng)驗值預先設定的生產(chǎn)線上的至少一臺機臺組；所述最近瓶頸機臺組為新投放的lot在加工流程中最先達到的瓶頸機臺組；A6:對生產(chǎn)線上的當前負載進行第二次更新，并返回執(zhí)行步驟A2 ； 其中，所述層定義為一個lot在整個生產(chǎn)流程中從離開預定機臺組到下一次重新回到該預定機臺組的過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述判斷位于最近瓶頸機臺組第一層范圍內(nèi)的lot是否從生產(chǎn)線上的一個機臺組上離開，還包括，如果否，返回執(zhí)行步驟A2。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的調(diào)度方法，其特征在于，將當前負載I。.進行第一次更新，具體為，通過下述公式將當前負載I。.進行第一次更新， Ι.=Ι.+Τ，其中，T為新投放的lot從進入生產(chǎn)線到第一次訪問最近瓶頸機臺組這一過程，在所有機臺組上加工時間之和。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)度方法，其特征在于，當步驟A5中從生產(chǎn)線上的一個機臺組上離開的lot的產(chǎn)品種類為第i產(chǎn)品種類，機臺組為第j臺機臺組時，所述對生產(chǎn)線上的當前負載進行第二次更新，具體為: TCurr =Tcurr —tuijk， 其中，tiJk為第i產(chǎn)品種類的lot第k次進入第j臺機臺組的加工時間。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述在線閾值Imax根據(jù)瓶頸機臺組在生產(chǎn)流程的位置動態(tài)地調(diào)節(jié)，若瓶頸機臺組在生產(chǎn)流程的前半段，將在線閾值Imax調(diào)小，若瓶頸機臺組在生產(chǎn)流程的后半段，將在線閾值Imax調(diào)大。
12.—種半導體產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)度裝置，其特征在于，包括， 獲取單元，用于獲取生產(chǎn)線上的當前l(fā)ot數(shù)量對生產(chǎn)線的當前負載I。.; 第一判斷單元，用于判斷當前負載1。_是否超過生產(chǎn)線上的在線閾值Imax;其中，所述在線閾值Imax的值為預先設定的值； 投料單元，用于當當前負載I。.未超過生產(chǎn)線上的在線負載Imax時，向生產(chǎn)線中投放一個 lot ； 第一更新單元，用于當向生產(chǎn)線上投放一個lot時，對生產(chǎn)線上的當前負載1。_進行第一次更新； 等待單元，用于等待預設時間間隔； 第二判斷單元，用于判斷位于最近瓶頸機臺組第一層范圍內(nèi)的lot是否從生產(chǎn)線上的一個機臺組上離開；其中，所述瓶頸機臺組是根據(jù)經(jīng)驗值預先設定的生產(chǎn)線上的至少一臺機臺組；所述最近瓶頸機臺組為新投放的lot在加工流程中最先達到的瓶頸機臺組； 第二更新單元，用于當位于最近瓶頸機臺組第一層范圍內(nèi)的lot從生產(chǎn)線上的一個機臺組上離開時，對生產(chǎn)線上的當前負載進行第二次更新，并返回執(zhí)行判斷當前負載1。--是否超過生產(chǎn)線上的在線閾值Imax的步驟； 其中，所述層定義為一個lot在整個生產(chǎn)流程中從離開預定機臺組到下一次重新回到該預定機臺組的過程。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的調(diào)度裝置，其特征在于，還包括， 返回單元，用于當位于最近瓶頸機臺組第一層范圍內(nèi)的lot沒有從生產(chǎn)線上的一個機臺組上離開，返回執(zhí)行判斷當前負載Ieim是否超過生產(chǎn)線上的在線閾值Imax的步驟。
【文檔編號】G06Q50/04GK103700022SQ201310740754
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】潘再生, 丁進, 呂勇哉, 陳鵬 申請人:浙江大學