CN117522018A - 一种物料优化调度的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种物料优化调度的方法，包括：获取系统所需运行的物料列表和工艺顺序，所述物料包括晶片和晶片传送盒；对物料列表中的每个物料进行查询，以确定各个物料的当前状态；根据各个物料的当前状态和工艺顺序，模拟计算各条物料运行路径；所述运行路径为各个物料在时间上的移动序列集合；根据各条运行路径的工艺时间效率评估上述各条物料运行路径，将系统工艺时间效率最大的运行路径作为最优运行路径保存至调度队列；根据调度队列中的运行路径对各个物料进行调度。

Description

一种物料优化调度的方法和设备
技术领域
本发明涉及工艺数据处理技术领域，特别是涉及一种半导体制造产业中物料优化调度的方法和设备。
背景技术
随着半导体工业的发展，要求半导体工艺生产线具备更好的质量、更低的制造成本、快速响应以及灵活性的特点，这些特点将影响半导体制造的产率和反应能力。
生产计划与调度系统能够在一定程度上帮助半导体制造企业实现这些特点。调度系统是实现半导体制造企业生产管理优化的重要环节，是实现企业信息化不可或缺的重要组成部分。本发明即是针对半导体制造产业中晶片加工工艺过程中的如果能够最优化的实现物料调度而提出的。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种物料优化调度的方法，包括：获取系统所需运行的物料列表和工艺顺序，所述物料包括晶片和晶片传送盒；对物料列表中的每个物料进行查询，以确定各个物料的当前状态；根据各个物料的当前状态和工艺顺序，模拟计算各条物料运行路径；所述运行路径为各个物料在时间上的移动序列集合；根据各条运行路径的工艺时间效率评估上述各条物料运行路径，将系统工艺时间效率最大的运行路径作为最优运行路径保存至调度队列；根据调度队列中的运行路径对各个物料进行调度。
其中，所述各个物料的当前状态包括各个物料在当前时间点是否可以移动的状态或者各个物料在当前时间点的移动优先级状态。
其中，在模拟计算各条物料运行路径时，运行路径上的每一步前进代表物料中的某一物料移动一次。
其中，所述模拟计算各条物料运行路径包括：设置运行路径的起点和搜索深度，对某一条运行路径进行遍历直至达到搜索深度并计算该条运行路径的遍历时间；返回起点对另一条运行路径进行遍历直至搜索深度并计算该条运行路径的遍历时间；重复以上两个步骤以对各条运行路径进行遍历直至搜索深度并计算各条运行路径的遍历时间。
所述物料优化调度的方法还包括：在对运行路径进行遍历的过程中在运行路径上的每一步前进都实时更新各个物料的当前状态，并将各个物料的最新当前状态存储到物料列表中以供运行路径的下一步前进选择。
其中，所述搜索深度指的是预先设定的运行路径的前进步数。
其中，当所述物料为晶片时，利用机械手的手指属性，调整一次取放的晶片数量。优选地，所述晶片数量为1至5中的任意一个数。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种物料优化调度的装置，包括：数据获取模块，用于获取系统所需运行的物料列表和工艺顺序，所述物料包括晶片和晶片传送盒；状态确定模块，用于对物料列表中的每个物料进行查询，以确定各个物料的当前状态。模拟计算模块，用于根据各个物料的当前状态和工艺顺序，模拟计算各条物料运行路径；所述运行路径为各个物料在时间上的移动序列集合；评估模块，用于根据各条运行路径的工艺时间效率评估上述各条物料运行路径，将系统工艺时间效率最大的运行路径评估为最优运行路径；存储模块，用于存储所述物料列表和工艺顺序，以及将所述最优运行路径保存至调度队列；调度模块，用于根据调度队列中的运行路径对各个物料进行调度。
其中，所述各个物料的当前状态包括各个物料在当前时间点是否可以移动的状态或者各个物料在当前时间点的移动优先级状态。
其中，所述模拟计算各条物料运行路径包括：设置运行路径的起点和搜索深度，对某一条运行路径进行遍历直至达到搜索深度并计算该条运行路径的遍历时间；返回起点对另一条运行路径进行遍历直至搜索深度并计算该条运行路径的遍历时间；重复以上两个步骤以对各条运行路径进行遍历直至搜索深度并计算各条运行路径的遍历时间。
其中，所述存储模块还用于在对运行路径进行遍历的过程中在运行路径上的每一步前进都实时更新各个物料的当前状态，并将各个物料的最新当前状态存储到物料列表中以供运行路径的下一步前进选择。
附图说明
图1示出了应用根据本发明实施例的物料优化调度的方法的立式炉设备的示意图。
图2示出了在立式炉设备中的物料的传输过程的示意图。
图3示出了晶片在立式炉设备中的装料过程的流程图。
图4示出了晶片在立式炉设备中的卸料过程的流程图。
图5示出了根据本发明实施例的物料优化调度的方法的流程图。
图6示出了根据本发明实施例的对运行路径进行遍历的流程图。
图7示出了根据本发明实施例的物料优化调度的装置的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以有助于理解，应当将它们认为仅仅是示例性的。因此，本领域的技术人员应当认识到，可对本文描述的实施例做出各种修改和改变，而不脱离本发明的范围和精神。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
图1示出了应用根据本发明实施例的物料优化调度的方法的立式炉设备的示意图。如图1所示，该立式炉设备包括两个装载端口101A和101B，装载端口101A和101B上可以放置晶片传送盒，一个晶片传送盒内有数个槽(例如，25个槽)以用于存放晶片。装载端口101A和101B上具有开门机构以用于打开晶片传送盒的门。该立式炉设备还包括一个晶片传送盒机械手(STR)，用于负责对晶片传送盒进行传送，同时该STR包含扫描的功能。在扫描过程中，晶片传送盒门必须打开并且保持不动，STR的机械手上安装有红外探头，通过机械手的上下移动，可以获知晶片传送盒中晶片的存放信息，例如晶片传送盒中存放晶片的数量。STR可以将晶片传送盒从装载端口101A或101B传送到储料器102，并放置于储料器中的架子105中，同样地，STR也可以将储料器102的架子105中的晶片传送盒传送回装载端口101A或101B。此外，STR可以将放置储料器102的架子105中晶片传送盒传送到装载锁103A或103B。同样地，STR也可以将装载锁103A或103B中的晶片传送盒传送回储料器102的架子105中。储料器102用于放置晶片传送盒，一个储料器上可以放置多个(例如，16个)晶片传送盒，储料器上放置晶片传送盒的部件称为架子105。两个装载锁103A和103B是预真空锁，作为晶片进入工艺腔室的桥梁。装载锁103A和103B上可以放置晶片传送盒且具有开门机构以用于打开晶片传送盒门。
该立式炉设备还包括一个晶片机械手(WTR)，晶片机械手负责晶片的传送，同时包含扫描的功能，可以对装载锁上的晶片传送盒以及工艺模块(PM)中的舟(boat)进行扫描，扫描过程中装载锁上的晶片传送盒处于开门静止的状态，舟处于出发点位。晶片机械手的机械手上有红外探头，通过机械手的上下移动来获取晶片传送盒中晶片的存放信息以及舟上晶片的信息，例如晶片的数量。晶片机械手可以将晶片从装载锁的晶片传送盒中传送到PM的舟上，也可以将晶片从PM的舟上传送到装载锁的晶片传送盒中。晶片机械手由于其仿照手指制造，因此具备手指属性，例如，分为1指和5指。因此，晶片机械手可以调整一次取放的晶片数量，例如，每次可以按需取放1-5片晶片。该立式炉设备还包括一个工艺模块(PM)腔室：用于进行相应的工艺操作。PM腔室中有一个舟，用以放置晶片。PM中参加工艺的晶片数量由PM中舟的槽数量决定，目前有槽25和槽41两种规格的舟。
值得注意的是，上述仅仅给出了立式炉设备的一个示例，其所包含的各个组件，诸如装载端口、储料器、装载锁、STR、WTR、PM和舟的数量可以根据需要而任意设置。
图2示出了在立式炉设备中的物料的传输过程的示意图。如图2所示，开始后，将装有晶片的晶片传送盒从装载端口装载入储料器，并经储料器放置在装载锁中。然后，将晶片传送盒中的晶片转料入工艺模块(工艺腔室)中的舟中。然后，在工艺腔室中执行工艺。待工艺结束后。将完成工艺的晶片从工艺腔室的舟中卸料出至装载锁中的晶片传送盒。并经储料器装载出至装载端口。由此结束该工艺过程。
具体地，图3示出了晶片在立式炉设备中的装料过程的流程图。在该流程中，开始后，首先看是否所有晶片传送盒中的晶片都已传送到舟中？如果是，则装料过程结束。如果否，则STR传送选取的一个晶片传送盒到装载锁，然后晶片机械手将装载锁中晶片传送盒里的所有晶片传送到PM的舟中，再然后STR将晶片传送盒传送回储料器中的原位置。由此装料过程结束。
图4示出了晶片在立式炉设备中的卸料过程的流程图。在该流程中，开始后，首先看PM中的舟中是否还有晶片？如果否，则卸料过程结束。如果是，则STR将储料器中相应的晶片传送盒传送到装载锁，然后晶片机械手将舟中相应的晶片传送到装载锁的晶片传送盒中，再然后STR将晶片传送盒传送回储料器中的原位置。由此卸料过程结束。
图5示出了根据本发明实施例的物料优化调度的方法的流程图。在图5的流程图中，在步骤501，获取系统所需运行的物料列表和工艺顺序，所述物料包括晶片和晶片传送盒；所述工艺顺序是指晶片需要进行的工艺以及相应地进入哪一个工艺腔室。所述物料列表列出了在整个工艺系统中的所有晶片和晶片传送盒及其当前状态，由于在整个工艺系统的传输中不仅仅进行晶片传输，而且还进行晶片传送盒的传输，因此，在考虑整个工艺系统的晶片传输时，不仅要考虑晶片的传输，还要考虑晶片传送盒的传输。因此，将晶片和晶片传送盒综合考虑为需要传输的物料，并将其列入列表。
在步骤502中，对物料列表中的每个物料(包括晶片和晶片传送盒)进行查询，以确定各个物料的当前状态。所述各个物料的当前状态包括各个物料在当前时间点是否可以移动的状态或者各个物料在当前时间点的移动优先级状态。具体地，例如，在工艺腔室中执行工艺的晶片处于不可移动状态。
在步骤503中，根据各个物料的当前状态和工艺顺序，模拟计算各条物料运行路径；所述运行路径为各个物料在时间上的移动序列集合。其中，在模拟计算各条物料运行路径时，运行路径上的每一步前进代表物料中的某一物料移动一次。该某一物料可以是晶片，也可以是晶片传送盒。而且，在运行路径的这一步上的物料为晶片的情况下，运行路径的下一步上的物料可以是晶片，也可以是晶片传送盒。类似地，在运行路径的这一步上的物料为晶片传送盒的情况下，运行路径的下一步上的物料可以是晶片，也可以是晶片传送盒。
在步骤504中，根据各条运行路径的工艺时间效率评估上述各条物料运行路径，将系统工艺时间效率最大的运行路径作为最优运行路径保存至调度队列。
在步骤505中，根据调度队列中的运行路径对各个物料进行调度。由此可以通过最佳调度各个物料的运行路径来最优化整个工艺时间效率以节省工艺时间，提供工艺产量。
所述模拟计算各条物料运行路径包括：设置运行路径的起点和搜索深度，对某一条运行路径进行遍历直至达到搜索深度并计算该条运行路径的遍历时间；返回起点对另一条运行路径进行遍历直至搜索深度并计算该条运行路径的遍历时间；重复以上两个步骤以对各条运行路径进行遍历直至搜索深度并计算各条运行路径的遍历时间。
具体地，图6示出了根据本发明实施例的对运行路径进行遍历的流程图。如图所示，在对一条路径检查此路径是否需要继续遍历，如果否，则此路径结束。如果是，则继续检查是否达到遍历深度。如果是，则此路径结束。如果否，则继续检查是否完成预定任务，即晶片是否到达预定的要到达的位置。如果是，则此路径结束。如果否，则从物料列表获取可移动物料(晶片和晶片传送盒)，然后选择其中一个可移动物料进行一次移动。再然后更新物料列表以更新各个物料的状态和/或优先级，并且返回检查此路径是否需要继续遍历。由此完成对一条路径的遍历过程。可以多次重复该流程图中的流程，以完成对各条路径的遍历过程，并且记录各条路径的工艺时间效率以从中选择工艺时间效率最高的运行路径以供调度。
图7示出了根据本发明实施例的物料优化调度的装置的示意图。如图7所示，该物料优化调度的装置包括数据获取模块601、状态确定模块602、模拟计算模块603、评估模块604、存储模块605和调度模块606。
具体地，数据获取模块601从存储模块605获取系统所需运行的物料列表和工艺顺序，并将其提供给状态确定模块602。状态确定模块602对物料列表中的每个物料进行查询，以确定各个物料的当前状态，并将其中可移动物料和工艺顺序提供给模拟计算模块603。模拟计算模块603根据各个物料的当前状态和工艺顺序，模拟计算各条物料运行路径，并将每条运行路径的工艺时间效率提供给评估模块604。评估模块604根据各条运行路径的工艺时间效率评估上述各条物料运行路径，将系统工艺时间效率最大的运行路径评估为最优运行路径，并将最优运行路径提供给存储模块605以供保存。存储模块605存储所述物料列表和工艺顺序，以及将所述最优运行路径保存至调度队列。调度模块606从存储模块605获取调度队列，并根据调度队列中的运行路径对各个物料进行调度。由此实现了对复杂系统中的各个物料的最优化调度。
以上方案仅是示出本发明构思的一个具体实现方案，本发明不限于上述实现方案。可以省略或跳过上述实现方案中的一部分处理，而不脱离本发明的精神和范围。
本发明不限于上述示例实施例，它可以在不脱离本公开的精神和范围的前提下，包括一个或多个其他部件或操作，或省略一个或多个其他部件或操作。
以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (10)

1.一种物料优化调度的方法，包括：
获取系统所需运行的物料列表和工艺顺序，所述物料列表中的物料包括晶片和晶片传送盒，所述系统包括工艺模块和晶片机械手，所述工艺模块内设置有舟，所述舟和所述晶片传送盒均包括多个用于放置晶片的槽；
对所述物料列表中的每个物料进行查询，以确定各个物料的当前状态；
根据所述各个物料的当前状态和所述工艺顺序，模拟各条物料运行路径；所述物料运行路径为各个物料在时间上的移动序列集合；所述运行路径上的每一步前进代表所述物料列表中的某一物料移动一次，当被移动的物料是晶片时，所述晶片机械手根据调度指令调整一次取放晶片的数量；
获取所述物料运行路径的工艺时间效率；
将所述工艺时间效率最大的所述物料运行路径作为最优运行路径保存至调度队列；
根据所述调度队列中的运行路径对各个物料进行调度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述各个物料的当前状态包括：各个物料在当前时间点是否可以移动的状态或者各个物料在当前时间点的移动优先级状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模拟各条物料运行路径包括：
设置物料运行路径的起点和搜索深度，对某一条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算该条物料运行路径的遍历时间；
返回所述起点，对另一条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算该条物料运行路径的遍历时间；
重复所述返回所述起点，对另一条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算该条物料运行路径的遍历时间步骤，以对剩余的各条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算剩余各条物料运行路径的遍历时间。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在对所述物料运行路径进行模拟的过程中，在所述物料运行路径上的每一步前进都实时更新各个物料的当前状态，并将各个物料的最新当前状态存储到物料列表中，以供所述物料运行路径的下一步前进选择。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述搜索深度指的是预先设定的所述物料运行路径的最大前进步数。
6.一种物料优化调度的装置，包括：
数据获取模块，用于获取系统所需运行的物料列表和工艺顺序，所述物料列表中的物料包括晶片和晶片传送盒，所述系统包括工艺模块和晶片机械手，所述工艺模块内设置有舟，所述舟和所述晶片传送盒均包括多个用于放置晶片的槽；
状态确定模块，用于对所述物料列表中的每个物料进行查询，以确定各个物料的当前状态；
模拟计算模块，用于根据所述各个物料的当前状态和所述工艺顺序，模拟各条物料运行路径；所述物料运行路径为各个物料在时间上的移动序列集合；所述运行路径上的每一步前进代表所述物料列表中的某一物料移动一次，当被移动的物料是晶片时，所述晶片机械手根据调度指令调整一次取放晶片的数量；
评估模块，用于获取所述物料运行路径的工艺时间效率，并将所述工艺时间效率最大的所述物料运行路径评估为最优运行路径；
存储模块，用于存储所述物料列表和所述工艺顺序，以及将所述最优运行路径保存至调度队列；以及，
调度模块，用于根据所述调度队列中的运行路径对各个物料进行调度。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述各个物料的当前状态包括：各个物料在当前时间点是否可以移动的状态或者各个物料在当前时间点的移动优先级状态。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述模拟计算模块进一步用于：
设置物料运行路径的起点和搜索深度，对某一条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算该条物料运行路径的遍历时间；
返回所述起点，对另一条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算该条物料运行路径的遍历时间；
重复所述返回所述起点，对另一条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算该条物料运行路径的遍历时间步骤，以对剩余的各条物料运行路径进行遍历直至达到所述搜索深度，并计算剩余各条物料运行路径的遍历时间。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述存储模块还用于：
在对所述物料运行路径进行模拟的过程中，在所述物料运行路径上的每一步前进都实时更新各个物料的当前状态，并将各个物料的最新当前状态存储到物料列表中，以供所述物料运行路径的下一步前进选择。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述搜索深度指的是预先设定的所述物料运行路径的最大前进步数。
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