半導體晶圓廠購置設備的花費約佔建廠總額的七成以上,生產設備作業運用的效能因此攸關晶圓廠投資收益。本論文研究針對晶圓廠製程設備,以爐管(Furnace)和物理氣象沉積(PVD)兩類為案例,探討如何協助設備工程師有效建構設備機台作業順序模型、並進行效能分析與驗證,以做為設備作業順序最佳化之用。研究主要的挑戰在提供一套系統方法與工具環境,讓一般設備工程師有模組(module)及導引規則(guidelines)可容易地重覆運用,來(i) 描述半導體設備作業流程與觀察到的內部/外部控制邏輯, (ii)快速進行模擬驗證、追蹤修改所描述的模型,以及(iii)轉換所建模型為設備機台作業順序最佳化的限制條件(constraints)。 對於上述三項挑戰,本論文分別研發設計了解決方案:(1) 利用邱顯強2010年碩士論文以PⅤD機台為案例所研發的模組化斐式網建模方法、設備控制邏輯以語意式描述與功能性拆解的方法、及所建出的模型模組,推展至 Furnace內部及外部控制邏輯、出入口傳輸邏輯等(2) 利用CPN tools斐式網模擬軟體分析效能並比對各項效能及作業模式的差異找出了模型是否需要調整或修改,(3)以及藉由斐式網模型轉換為最佳化求解所需限制式模型的說明。 在模型驗證的部分,本文利用線上所使用的機台配置與規則建構其對應的斐式網模型,並且以實際的使用狀況比對模型模擬得到的結果,驗證模型之真實性以及有效性;在行為的驗證上,採用了PVD的推式控制邏輯,以及Furnace的外部邏輯。以晶圓產出之間隔時間以及資源占用時間作為主要驗證的指標並說明如何比對其操作上的差異以快速追蹤模型不足之處。 驗證後的斐式網模型可經由系統化的最佳化限制式模型轉換。藉由定義最佳化之目標函式,便可利用套裝軟體求解。得到的結果將...