半导体晶圆制造中组合设备运行和控制综述

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1、第15卷第2期工业工程Vol．15No．22012年4月IndustrialEngineeringJournalApril2012半导体晶圆制造中组合设备运行和控制综述闵雁，伍乃骐(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要:作为半导体制造中单晶圆加工技术的可重构集成设备，组合设备在半导体产业得到越来越

2、广泛的应用。使用组合设备使得半导体制造产出更高、生产周期更短、空间利用率更高以及生产成本更低。由于组合设备的运行受限于诸多约束条件，有效运行一台组合设备相当困难。目前已有大量的有关组合设备建模、性能分析及调度等相关研究工作。本文回顾了这些研究工作的进展及其使用的研究方法，探讨了现有的方法的优缺点。基于这些分析，指出了进一步的研究方向。关键词:半导体制造;组合设备;生产调度;系统建模和分析中图分类号:TP278文献标志码:A文章编号:1007-7375(2012)02-0001-15ReviewofOperati

3、onsandControlofClusterToolsinSemiconductorWaferFabricationMinYan，WuNai-qi(SchoolofElectromechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract:Asintegratedandconfigurableequipmentwithsinglewaferprocessing，clustertoolsareincreas

4、-inglyadoptedbysemiconductormanufacturers．Itresultsinhigheryield，shortercycletime，betterutiliza-tionofspace，andlowerfabricationcost．However，withvariousconstraints，itisdifficulttoeffectivelyop-erateaclustertool．Thus，greatresearchattentionhasbeenpaidformodelin

5、g，analyzing，andschedulingofclustertools．Inthispaper，researchadvancementandtechniquesinmodeling，analyzing，andschedu-lingofclustertoolsarereviewed．Itanalyzestheadvantagesanddisadvantagesoftheexistingtechniques．Basedontheanalysis，futureresearchdirectionsaregive

6、n．Keywords:semiconductormanufacturing;clustertools;productionscheduling;systemmodelingandanalysis［5］大部分晶圆制造过程是化学处理过程，传统的本。因此，组合设备在半导体产业的应用越来越晶圆制造采用批量加工工艺以提高生产率。但是，广泛，如何有效地运行一台组合设备成为其关键。批量制造很难确保加工的一致性，因此难以保证晶组合设备在一个密闭空间中集成了若干个加工圆的质量。半导体制造的一个重要的革新是采用组模块(proces

7、smodule，PM)，这使得待加工的晶圆能合设备(clustertool)实现了单晶圆加工。通过采用够在加工设备内依次完成加工过程。组合设备是一单晶圆加工技术，组合设备确保了半导体加工的柔种机器人加工单元。目前有关机器人加工单元已经［1-2］［3］［6-17］性、可重构及有效性，获得更高的产出、更短的进行了广泛的研究。这些研究主要集中在每道［3-5］［2，5］生产周期、更有效的空间利用率、更低的成工序仅有单个PM条件下机器人流水作业的情况，收稿日期:2011-12-02基金项目:国家自然科学基金资助(6097

8、4098)作者简介:闵雁(1966-)，女，四川省人，讲师，博士研究生，主要研究方向为Petri网建模、生产计划和控制．2工业工程第15卷并且加工完成的工件在设备的驻留时间没有限制。1组合设备及其运行半导体制造的组合设备与机器人流水作业有以下不同:1)晶圆加工可能存在时间窗口约束;2)可以配1．1组合设备的构成置多个PM用于一道工序的加工;3)机械手在PM如图1所示，组合设备的组成包括