CN117954342A - 一种半导体工艺设备的晶片调度方法和半导体工艺设备 - Google Patents
一种半导体工艺设备的晶片调度方法和半导体工艺设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117954342A CN117954342A CN202211347579.XA CN202211347579A CN117954342A CN 117954342 A CN117954342 A CN 117954342A CN 202211347579 A CN202211347579 A CN 202211347579A CN 117954342 A CN117954342 A CN 117954342A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wafer
- manipulator
- branches
- wafers
- branch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 226
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 184
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims abstract description 352
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 43
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 26
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 50
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
本发明实施例提供了一种半导体工艺设备的晶片调度方法和半导体工艺设备，该方法包括：获取在模块的运行状态、晶片的工艺状态和晶片的位置下的可移动晶片列表；遍历可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；分枝为机械手按照待调度晶片的工艺路径，将待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，机械手动作包括取放操作和/或交换操作；在所有可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；控制机械手按照调度路径搬运对应的晶片。采用本发明的分枝生成规则，极大减少了分枝数量，提升了搜索效率，保证了调度系统的时效性，最大程度的保证了机械手的利用率，提升了设备产能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体工艺设备的晶片调度方法和一种半导体工艺设备。
背景技术
集成电路产业中，组合设备被广泛应用于晶片加工，组合设备通常把多组晶片工艺模块和传输模块组织成为一体，在一台组合设备中，所有的工艺模块呈径向排列，传输模块被放置在组合设备的中央位置，这样的布局方式可以有效利用作业空间，降低成本。如何提升组合设备生产效率是业内关注的重点，而针对组合设备的调度优化问题是提高生产效率的关键所在。
现有的调度方案采用搜索算法对组合设备进行调度，该调度方式根据设备的结构和晶片加工需求，利用分枝定界算法将所有可能的路径模拟出来，然后根据特定的评价规则选出最优路径作为晶片的移动路径。
然而，传统的搜索算法需要模拟所有可能发生的动作，将每个动作作为一个分枝，分枝数量多，搜索空间非常大，随着设备模块增加和工艺路径复杂度提升，采用分枝定界法搜索得到的搜索树节点数目将呈指数型上升趋势，计算速度会受到极大影响，难以满足实际生产中对调度系统的响应时效要求；另外，受限于设定的搜索深度，分枝定界法计算得到的路径无法达到全局最优，影响组合设备整体的生产效率。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种半导体工艺设备中的晶片调度方法和相应的一种半导体工艺设备。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种半导体工艺设备的晶片调度方法，所述半导体设备包括多个模块，包括：
确定所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，并获取在所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置下的可移动晶片列表；
遍历所述可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；所述分枝为机械手按照所述待调度晶片的工艺路径，将所述待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，所述机械手动作包括取放操作和/或交换操作；
在所有所述可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；
控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片。
可选地，所述确定所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，包括：
在控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片后，更新所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置。
可选地，所述在所有所述可移动晶片对应分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径，包括：
将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率；
选择最高比值对应的分枝作为调度路径。
可选地，所述将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率，包括：
将所有的晶片搬运过程的停留总时长加上所述所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，得到所述完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长。
可选地，所述将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率，包括：
将所有所述晶片搬运过程的取放操作总时长加上所有所述晶片搬运过程的交换操作总时长，得到所述完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长。
可选地，还包括：
在所有所述可移动晶片对应的分枝中，确定是否存在死锁分枝；
若存在，则将所有所述可移动晶片对应的分枝中的所述死锁分枝删除；所述死锁分枝为基于所述可移动晶片对应的分枝搬运晶片时，使得所有所述晶片都为不可移动状态的分枝；
所述在所有所述可移动晶片对应分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径，包括：
在删除所述死锁分枝后的剩余分枝中，选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。
可选地，还包括：
删除所述可移动晶片列表中已完成工艺的晶片。
本发明实施例还公开了一种半导体工艺设备，所述半导体工艺设备包括工艺模块、传输模块和加锁容器；所述待调度晶片的工艺路径包括所述传输模块将所述待调度晶片从所述加锁容器传输至设定的工艺模块，以及在所述设定的工艺模块之间传输，并从所述设定的工艺模块传输至所述加锁容器；所述半导体工艺设备还包括：
控制器，用于确定所述工艺模块、传输模块和加锁容器的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，并获取在所述工艺模块、传输模块和加锁容器的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置下的可移动晶片列表；遍历所述可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；所述分枝为机械手按照所述待调度晶片的工艺路径，将所述待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，所述机械手动作包括取放操作和/或交换操作；在所有所述可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片。
可选地，所述控制器，用于将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率；选择最高比值对应的分枝作为调度路径。
可选地，所述控制器，还用于在所有所述可移动晶片对应的分枝中，确定是否存在死锁分枝；若存在，则将所有所述可移动晶片对应的分枝中的所述死锁分枝删除；所述死锁分枝为基于所述可移动晶片对应的分枝搬运晶片时，使得所有所述晶片都为不可移动状态的分枝；在删除所述死锁分枝后的剩余分枝中，选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。
可选地，所述控制器，用于在控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片后，更新所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置。
可选地，所述控制器，用于将所有的晶片搬运过程的停留总时长加上所述所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，得到所述完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长。
可选地，所述控制器，用于将所有所述晶片搬运过程的取放操作总时长加上所有所述晶片搬运过程的交换操作总时长，得到所述完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长。
可选地，所述控制器，还用于删除所述可移动晶片列表中已完成工艺的晶片。
本发明实施例包括以下优点：
在本发明实施例中，确定模块的运行状态、晶片的工艺状态和晶片的位置，并获取在模块的运行状态、晶片的工艺状态和晶片的位置下可移动晶片列表；遍历可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；分枝为机械手按照待调度晶片的工艺路径，将待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，机械手动作包括取放操作和/或交换操作；在所有可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；控制机械手按照调度路径搬运对应的晶片。本发明以待工艺晶片按照工艺路径完成移动的机械手连续动作序列作为分枝，相比于现有技术中将工艺路径中的设备的每个动作作为一种分枝的方式，极大减少了分枝数量，然后通过机械手效率最高原则筛选出最优调度路径，大幅减小了搜索空间，从而提升搜索效率，保证了调度系统的时效性，同时，最大程度的保证了机械手的利用率，从而提升了设备产能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种组合设备结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种半导体工艺设备的晶片调度方法的步骤流程图；
图3是本发明实施例提供的一种基于机械手效率的搜索晶片调度方法流程图；
图4是本发明实施例提供的一种半导体工艺设备的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例的半导体工艺设备的晶片调度方法，可以应用于多种类型的半导体工艺设备。半导体工艺设备可以为组合设备，组合设备可以包括加锁容器(LoadLock)、工艺腔室(Process Module)、真空传输机械手(Vaccum Transport Robot)。
如图1所示为本发明实施例提供的一种组合设备结构示意图，其中LLA和LLB为加锁容器(LoadLock)，用于存放晶片，每个加锁容器装载25片晶片；PM(Process Module)是工艺腔室，用于对晶片进行加工，工艺腔室可以为多个，每个工艺腔室一次可以加工1个晶片；VTR(Vaccum Transport Robot)是机械手，负责在加锁容器和工艺腔室之间传送晶片，可以包括2个取片位。
加工前，机械手可以先从加锁容器取出晶片，然后按照设定的工艺路径(工艺路径可以包含多个工艺腔室)将晶片送入指定的工艺腔室进行加工，待所有工艺结束后，机械手从工艺腔室中将晶片取出，放回加锁容器，至此一个晶片加工完毕。利用组合设备进行晶片加工的过程中，由于每个晶片的工艺流程和各个模块的加工能力存在差异，如何合理调度晶片搬运顺序成为制约产能提升的关键。
现有的调度方案采用搜索算法对组合设备进行调度，该调度方式根据设备的结构和晶片加工需求，利用分枝定界算法将所有可能的路径模拟出来，然后根据特定的评价规则选出最优路径作为晶片的移动路径。
分枝定界算法以设备状态为搜索节点，设备动作作为分枝(例如，机械手抓取动作为一个分枝，机械手放置动作为一个分枝)，得到一定深度的搜索树，每个分枝代表一个动作，动作发生后得到新的设备状态。按照分枝完成时间最短的原则，在得到的搜索树中挑选出最优分枝作为根节点的执行路径，再以当前状态为基点生成新的搜索树，以此类推直到达到结束条件。步骤如下：
(1)以当前状态为基点，遍历工艺加工过程中所有能发生的动作，要求动作发生后的系统状态为非死锁状态，所有满足要求的动作作为该基点的分枝，分枝上对应的动作发生后形成新的状态节点，此为一步搜索；
(2)得到的所有节点分别作为基点，继续搜索每个节点下的分枝。由此搜索n步，便得到一个深度为n的状态树；
(3)遍历树中所有分枝，按照分枝完成时间最短的原则，评估每条分枝得到当前树中最优分枝，由此得到该基点状态发生的n个动作及终止节点状态；
由当前的终止节点作为新的基点，重复以上三步，直至所有晶片加工完成。
然而，随着设备模块增加和工艺路径复杂度提升，采用分枝定界法搜索得到的搜索树节点数目将呈指数型上升趋势，传统的搜索算法需要模拟系统状态下所有可能发生的动作，分枝数量多，搜索空间非常大，计算量大大增加。因此，如何提高分枝定界法的计算速度，提高对调度系统的响应时效，提高组合设备整体的生产效率，成为亟待解决的技术问题。
本发明实施例的核心构思之一在于，在分枝定界法的基础上，改进分枝生成的规则，将机械手把晶片从一个位置搬运到另一个位置过程中生成的取放和/或交换动作序列合集作为分枝，按照机械手效率最高原则，选出机械手效率最高的分枝作为调度路径，最大程度的保证了机械手的利用率，从而提升了设备产能；同时由于分枝生成规则的改进，大幅减小了搜索空间，提升了运算速度，保证了调度系统的时效性。
参照图2，示出了本发明实施例提供的一种半导体工艺设备的晶片调度方法的步骤流程图，所述半导体设备包括多个模块，所述方法具体可以包括如下步骤：
步骤201，确定半导体设备所包含的多个模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，并获取在所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置下的可移动晶片列表。
在本发明实施例中，半导体设备可以包括多个模块，如工艺模块、传输模块和加锁容器等等。
在本发明实施例中，可以首先确定调度系统下的各个模块的运行状态、晶片的工艺状态以及晶片的位置等。
作为一种示例，可以以调度系统的当前各个模块的运行状态、晶片的工艺状态以及晶片的位置为基点，获取当前各个模块的运行状态、晶片的工艺状态以及晶片的位置下可移动晶片列表。
在本发明的一种实施例中，删除所述可移动晶片列表中已完成工艺的晶片。
示例性地，可以剔除可移动晶片列表中已完成工艺的晶片，避免重复调度已完成工艺的晶片。
步骤202，遍历所述可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；所述分枝为机械手按照所述待调度晶片的工艺路径，将所述待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，所述机械手动作包括取放操作和/或交换操作。
作为一种示例，机械手可以包括两个取片位，机械手的取放操作可以为将晶片抓取和放置的操作，机械手的交换操作将两个晶片交换位置的操作。
作为一种示例，分枝生成规则可以为：以设备中待调度晶片的当前位置为起点，按照晶片的工艺路径，将晶片移动到下一个位置，直至找到一个空的位置将晶片放入，机械手搬运晶片过程中生成的机械手动作序列合集作为分枝。其中，机械手的动作可以包括取放操作和/或交换操作。
作为一种示例，若待调度的晶片W1的下一位置B有可以放置晶片的空位，则机械手动作序列为将晶片W1从当前位置A抓取和将晶片W1放置到下一位置B；若待调度的晶片W1的下一位置B没有可以放置晶片的空位，则按照工艺路径，机械手动作序列为：将晶片W1从当前位置A抓取、将晶片W1和晶片W2交换位置(将W2从位置B抓取并将晶片W1放置在位置B)、将晶片W2放置在位置C。
例如，如图1所示为本发明实施例提供的一种组合设备结构示意图，假设当前设备中有3片待调度的晶片，其中晶片W1位于PM1，晶片W2位于PM2，晶片W3位于PM3，三个晶片的工艺路径均为LLA->PM1->PM2//PM3->LLA，表示晶片从LLA取出后，先进入PM1加工，然后在PM2或PM3中任选一个进行加工，最后回到LLA，至此工艺结束。按照分枝生成规则，可知，晶片W1可以生成两条分枝，分别为：
分枝1：PM1->PM2->LLA：机械手动作序列为从PM1抓取晶片W1，然后与PM2中的晶片W2进行交换，最后将晶片W2放入LLA中，即Pick From PM1 Swap In PM2 Place To LLA；
分枝2:PM1->PM3->LLA：机械手动作序列为从PM1抓取晶片W1，然后与PM3中的晶片W3进行交换，最后将W3放入LLA中，即Pick From PM1Swap In PM3 Place To LLA。
晶片W2可以生成一条分枝，分枝3:PM2->LLA：机械手动作序列为从PM2抓取晶片W2，然后将W2放入LLA中，也即Pick From PM2 Place To LLA。
晶片W3可以生成一条分枝，分枝4:PM3->LLA：机械手动作序列为从PM3抓取晶片W3，然后将W3放入LLA中，即Pick From PM3 Place To LLA。
在本发明的一种实施例中，在所有所述可移动晶片对应的分枝中，确定是否存在死锁分枝；若存在，则将所有所述可移动晶片对应的分枝中的所述死锁分枝删除；所述死锁分枝为基于所述可移动晶片对应的分枝搬运晶片时，使得所有所述晶片都为不可移动状态的分枝；所述在所有所述可移动晶片对应分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径，包括：在删除所述死锁分枝后的剩余分枝中，选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。
作为一种示例，在生成每个可移动晶片对应的分枝后，可以模拟按照分枝调度晶片，以确认执行分枝时是否出现所有的晶片都不能移动的情况。若执行该分枝时出现所有的晶片都不能移动(任何晶片下一次移动需要的资源都被其他晶片占用)的情况，则确定该分枝为死锁分枝。
作为一种示例，可以判断所有的可移动晶片对应的分枝中是否存在死锁分枝，若存在，则删除该死锁分枝，并在删除死锁分枝后的剩余分枝中，选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。从而可以正常的调度晶片，以保证晶片在实际的调度中不会出现不能移动的情况。
步骤203，在所有所述可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。
示例性地，可以按照机械手效率最高原则，在所有分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。例如，若在上述4条分枝中，分枝1对应的机械手效率最高，那么可以将分枝1作为调度路径。
在本发明的一种实施例中，所述在所有所述可移动晶片对应分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径，包括：将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率；选择最高比值对应的分枝作为调度路径。
作为一种示例，机械手效率可以用如下函数表示：
P＝Tr/Tb
其中，Tr为完成分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作时长；Tb为完成分枝上所有的晶片搬运过程总时长。
作为一种示例，可以通过对晶片完成工艺流程的机械手效率进行了定义，并在调度过程中按照分枝生成规则生成系统当前状态的分枝，统计分枝的机械手效率，对每个分枝的机械手效率进行评比选择机械手效率最高的一条最优的路径输出。
在本发明的一种实施例中，所述将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率，包括：将所有的晶片搬运过程的停留总时长加上所述所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，得到所述完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长。
在本发明的一种实施例中，所述将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率，包括：将所有所述晶片搬运过程的取放操作总时长加上所有所述晶片搬运过程的交换操作总时长，得到所述完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长。
作为一种示例，假设一个分枝上晶片需要经过的模块个数为N(包含晶片当前所处模块)，晶片在模块i处的停留时长为tsi，机械手在模块i处对晶片进行取放操作或者交换操作所需时长为tRi(i∈N，i＝1，2，..，N)。
晶片在模块i处的停留时长tsi可以包含两部分时间，晶片在模块i处的工艺时长tpi，和晶片在模块i处完成工艺后，由于机械手无法及时达到i处操作晶片而产生的滞留时长thi，晶片在模块i处的停留时长可以表示为如下函数：
tsi＝tpi+thi
作为一种示例，完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作时长，可以表示为如下函数：
其中，Tr为完成分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作时长；N为分枝上晶片需要经过的模块个数，(i∈N，i＝1，2，..，N)；tRi为机械手在模块i处对晶片进行取放操作或者交换操作的时长。
作为一种示例，完成分枝上所有的晶片搬运过程总时长，可以表示为如下函数：
其中，Tb为完成分枝上所有的晶片搬运过程总时长；N为分枝上晶片需要经过的模块个数，(i∈N，i＝1，2，..，N)；tsi为晶片在模块i处的停留时长；tRi为机械手在模块i处对晶片进行取放操作或者交换操作的时长。
因此，
可以按照该函数计算出每个分枝的机械手效率，P值越大，表示机械手在搬运过程中的无效等待时间越短，机械手的效率越高。可以通过计算每个分枝的机械手效率，确定出效率最高的分枝，将机械手效率最高的分枝作为调度路径。
步骤204，控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片。
在本发明的一种实施例中，在控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片后，更新所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置。
作为一种示例，可以在控制机械手按照该调度路径搬运对应的晶片后，更新调度系统中各模块的运行状态、晶片的工艺状态以及晶片的位置。
作为一种示例，可以以更新后的各模块的运行状态、晶片的工艺状态以及晶片的位置为新的基点，重复上述步骤201-204，直至所有的晶片完成工艺。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种基于机械手效率的搜索晶片调度方法流程图，该方法包括：
S30，开始。
S31，确定调度系统当前状态。
作为一种示例，调度系统当前状态可以指各个模块当前的运行状态、所有晶片当前的工艺状态和晶片的位置分布等等。
S32，以调度系统当前状态作为基点，获取该状态下设备中可以移动的晶片列表(剔除晶片列表中已经完成工艺的晶片)。
S33，遍历可移动晶片列表。
S34，按照分枝生成规则，生成每一个可移动晶片对应的分枝。要求分枝上所有动作发生后的系统状态为非死锁状态，如果发现执行该分枝后系统产生死锁，那么将该分枝删除，所有满足要求的分枝称为该基点的分枝。
需要说明的是，死锁状态是指机台中所有晶片都不能移动(任何晶片下一次移动需要的资源都被其他晶片占用)，即机台在这种状态下没有可以执行的动作，此时称为死锁状态。
S35，按照机械手效率最高原则，挑选出所有分枝中机械手效率最高的分枝作为基点的调度路径。
S36，模拟执行最优分枝后的系统状态。
S37，判断所有晶片是否已完成工艺。
作为一种示例，可以模拟分枝执行后的系统状态，直到实现所有晶片的调度模拟。
S38，若所有晶片都已完成工艺，则输出调度动作序列；否则转向执行步骤S32。
S39，结束。
示例性地，可以执行最优分枝，更新执行分枝后的系统状态，再以系统当前状态为基点生成新的状态结点，重复步骤S33-S38，直到所有晶片完成工艺。
在本发明实施例中，确定模块的运行状态、晶片的工艺状态和晶片的位置，并获取在模块的运行状态、晶片的工艺状态和晶片的位置下可移动晶片列表；遍历可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；分枝为机械手按照待调度晶片的工艺路径，将待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，机械手动作包括取放操作和/或交换操作；在所有可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；控制机械手按照调度路径搬运对应的晶片。本发明以待加工晶片按照工艺路径完成移动的机械手连续动作序列作为分枝，相比于现有技术中将工艺路径中的设备的每个动作作为一种分枝的方式，极大减少了分枝数量，然后通过机械手效率最高原则筛选出最优调度路径，大幅减小了搜索空间，从而提升搜索效率，保证了调度系统的时效性，同时，最大程度的保证了机械手的利用率，从而提升了设备产能。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图4，示出了本发明实施例提供的一种半导体工艺设备的结构框图，所述半导体工艺设备包括工艺模块、传输模块和加锁容器；所述待调度晶片的工艺路径包括所述传输模块将所述待调度晶片从所述加锁容器传输至设定的工艺模块，以及在所述设定的工艺模块之间传输，并从所述设定的工艺模块传输至所述加锁容器；所述半导体工艺设备还包括：
控制器4011，用于确定所述工艺模块、传输模块和加锁容器的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，并获取在所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置下的可移动晶片列表；遍历所述可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；所述分枝为机械手按照所述待调度晶片的工艺路径，将所述待调度晶片从当前位置放置到下一位置动作过程中生成的机械手搬运动作序列合集，所述机械手搬运动作包括取放操作和/或交换操作；在所有所述可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片。
在一种可选的实施例中，所述控制器，用于将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率；选择最高比值对应的分枝作为调度路径。
在一种可选的实施例中，所述控制器，还用于在所有所述可移动晶片对应的分枝中，确定是否存在死锁分枝；若存在，则将所有所述可移动晶片对应的分枝中的所述死锁分枝删除；所述死锁分枝为基于所述可移动晶片对应的分枝搬运晶片时，使得所有所述晶片都为不可移动状态的分枝；在删除所述死锁分枝后的剩余分枝中，选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。
在一种可选的实施例中，用于在控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片后，更新所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置。
在一种可选的实施例中，所述控制器，用于将所有的晶片搬运过程的停留总时长加上所述所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，得到所述完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长。
在一种可选的实施例中，所述控制器，用于将所有所述晶片搬运过程的取放操作总时长加上所有所述晶片搬运过程的交换操作总时长，得到所述完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长。
在一种可选的实施例中，所述控制器，还用于删除所述可移动晶片列表中已完成工艺的晶片。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种半导体工艺设备中的晶片调度方法和相应的一种半导体工艺设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种半导体工艺设备的晶片调度方法，其特征在于，所述半导体设备包括多个模块，所述方法包括：
确定所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，并获取在所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置下的可移动晶片列表；
遍历所述可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；所述分枝为机械手按照所述待调度晶片的工艺路径，将所述待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，所述机械手动作包括取放操作和/或交换操作；
在所有所述可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；
控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，包括：
在控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片后，更新所述模块的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所有所述可移动晶片对应分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径，包括：
将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率；
选择最高比值对应的分枝作为调度路径。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率，包括：
将所有的晶片搬运过程的停留总时长加上所述所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，得到所述完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率，包括：
将所有所述晶片搬运过程的取放操作总时长加上所有所述晶片搬运过程的交换操作总时长，得到所述完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作总时长。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所有所述可移动晶片对应的分枝中，确定是否存在死锁分枝；
若存在，则将所有所述可移动晶片对应的分枝中的所述死锁分枝删除；所述死锁分枝为基于所述可移动晶片对应的分枝搬运晶片时，使得所有所述晶片都为不可移动状态的分枝；
所述在所有所述可移动晶片对应分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径，包括：
在删除所述死锁分枝后的剩余分枝中，选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
删除所述可移动晶片列表中已完成工艺的晶片。
8.一种半导体工艺设备，其特征在于，所述半导体工艺设备包括工艺模块、传输模块和加锁容器；所述待调度晶片的工艺路径包括所述传输模块将所述待调度晶片从所述加锁容器传输至设定的工艺模块，以及在所述设定的工艺模块之间传输，并从所述设定的工艺模块传输至所述加锁容器；所述半导体工艺设备还包括：
控制器，用于确定所述工艺模块、所述传输模块和所述加锁容器的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置，并获取在所述工艺模块、所述传输模块和所述加锁容器的运行状态、所述晶片的工艺状态和所述晶片的位置下的可移动晶片列表；遍历所述可移动晶片列表，按照分枝生成规则，生成每个可移动晶片对应的分枝；所述分枝为机械手按照所述待调度晶片的工艺路径，将所述待调度晶片从当前位置搬运到下一位置过程中生成的机械手动作序列合集，所述机械手动作包括取放操作和/或交换操作；在所有所述可移动晶片对应的分枝中选择机械手效率最高的分枝作为调度路径；控制所述机械手按照所述调度路径搬运对应的晶片。
9.根据权利要求8所述的半导体工艺设备，其特征在于，
所述控制器，用于将完成所述分枝上所有晶片搬运过程中机械手动作的总时长，与完成所述分枝上所有的晶片搬运过程所需的总时长的比值作为机械手效率；选择最高比值对应的分枝作为调度路径。
10.根据权利要求8所述的半导体工艺设备，其特征在于，
所述控制器，还用于在所有所述可移动晶片对应的分枝中，确定是否存在死锁分枝；若存在，则将所有所述可移动晶片对应的分枝中的所述死锁分枝删除；所述死锁分枝为基于所述可移动晶片对应的分枝搬运晶片时，使得所有所述晶片都为不可移动状态的分枝；在删除所述死锁分枝后的剩余分枝中，选择机械手效率最高的分枝作为调度路径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211347579.XA CN117954342A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种半导体工艺设备的晶片调度方法和半导体工艺设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211347579.XA CN117954342A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种半导体工艺设备的晶片调度方法和半导体工艺设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117954342A true CN117954342A (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=90798833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211347579.XA Pending CN117954342A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种半导体工艺设备的晶片调度方法和半导体工艺设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117954342A (zh) |
-
2022
- 2022-10-31 CN CN202211347579.XA patent/CN117954342A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11308453B2 (en) | Method and system for scheduling pieces of materials based on real-time device status | |
| US5801945A (en) | Scheduling method for robotic manufacturing processes | |
| Wu et al. | Modeling, analysis and control of dual-arm cluster tools with residency time constraint and activity time variation based on Petri nets | |
| TW202008226A (zh) | 物料優化調度的方法和設備 | |
| CN105676815B (zh) | 用于单臂多组合设备的调度和最优缓冲空间构造 | |
| CN112987674B (zh) | 半导体加工设备的物料调度方法和装置 | |
| KR101216836B1 (ko) | 진공 처리 장치 및 기록 매체 | |
| CN110554673B (zh) | 智能rgv加工系统调度方法和装置 | |
| WO1998000765A9 (en) | Scheduling method for robotic manufacturing processes | |
| KR101422403B1 (ko) | 처리실 할당 설정 장치 및 기록 매체 | |
| CN101751025B (zh) | 一种硅片优化调度的方法和装置 | |
| Rifai et al. | Reentrant FMS scheduling in loop layout with consideration of multi loading-unloading stations and shortcuts | |
| CN117954342A (zh) | 一种半导体工艺设备的晶片调度方法和半导体工艺设备 | |
| CN116053175B (zh) | 一种晶圆调度方法、装置及半导体设备 | |
| CN113361813A (zh) | 一种圆晶设备排产系统优化调度方法 | |
| CN110850819A (zh) | 单臂组合设备调度方法、系统、移动终端及存储介质 | |
| CN111539556A (zh) | 晶片调度方法及装置 | |
| Lee et al. | An open scheduling architecture for cluster tools | |
| CN113871330A (zh) | 一种物料调度方法和一种半导体工艺设备 | |
| WO2022166851A1 (zh) | 量子计算机操作系统、量子计算机及可读存储介质 | |
| CN113792927A (zh) | 基于遗传算法的航空航天柔性产品工序优化方法 | |
| Mareddy et al. | Simultaneous Scheduling of Machines, Tool Transporter and Tools in a Multi Machine Flexible Manufacturing System Without Tool Delay Using Crow Search Algorithm. | |
| Lahrichi et al. | A min-max path approach for balancing robotic assembly lines with sequence-dependent setup times | |
| CN114757483A (zh) | 一种半导体工艺设备的物料调度方法和半导体工艺设备 | |
| Zhou et al. | Applications of Petri net methodology to manufacturing systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |