[发明专利]基于指标预报和解相似度分析的光刻工序动态调度方法

说明书

技术领域

本发明属于先进制造、自动化和信息领域，具体涉及一种面向半导体生产线光刻工序调度、基于指标预报和解相似度分析的光刻工序动态调度方法。

背景技术

本发明所针对的半导体生产线光刻工序调度问题是以总加权流经时间之和为优化目标、带有机器适配性约束和顺序相关准备时间的单工序调度问题。光刻工序是半导体生产线的关键工序之一，其调度效果对整个生产线的生产性能指标有较大影响。针对该类问题，已有的调度方法主要包括精确优化方法、经典人工智能方法、启发式规则和智能优化方法等。然而，已有调度方法在处理较大规模的上述调度问题时，调度性能仍然不够理想，因此，提出具有较好性能的光刻工序动态调度方法具有重要意义。

发明内容

为解决半导体生产线光刻工序以最小化总加权流经时间为优化目标的调度问题，本发明提出一种基于指标预报和解相似度分析的光刻工序动态调度方法(以下简称为PASM)。

本发明所针对的半导体生产线光刻工序调度问题是以总加权流经时间之和为优化目标、带有机器适配性约束和顺序相关准备时间的单工序调度问题，在本发明中，首先将上述调度问题分解为设备选择调度子问题和工件排序调度子问题，在此基础上，针对工件排序调度子问题，构建其性能指标预报模型。上述调度子问题性能指标预报模型的作用是，在不求解该调度子问题的前提下，通过分析该调度子问题的特征信息来预报该调度子问题对应较优解的性能优劣。在上述调度子问题性能指标预报模型基础上，提出基于解相似度分析的差分进化算法来求解设备选择调度子问题，其中，工件排序调度子问题性能指标预报模型用于对设备选择调度子问题的解进行全局调度性能的快速评价，从而改善全局优化性能。

(一)问题描述

半导体生产线光刻工序调度问题可具体描述如下：

光刻工序有m台光刻机，n个待调度的工件，分别记为M＝{1，2，...，m}和N＝{1，2，...，n}。每个工件需要在某台光刻机上进行加工，工件j(j∈N)在机器l上的加工时间、权重、释放时间记为p_l，j，w_j和r_j，另外，工件j还对应一个可加工的光刻机集合μ_j以及光刻板型号b_j，只有该集合内的光刻机才可加工此工件，且在加工时，如果上一个加工任务对应的光刻板型号与本次任务对应的光刻板型号相同，则所需的切换时间为0，否则需要一个固定的光刻板切换时间。另外，还考虑如下假设：同一个机器一个时刻只能加工一个工件，同一个工件一个时刻只能在一个机器上加工，而且一旦开始加工，不可中断直至加工完成。现需要安排工件在光刻机上加工，使得总加权流经时间最短。

假设am_j(am_j∈M)为工件j所指派的加工机器，f_j为工件j的加工完成时间，S为工件间切换时间矩阵，S＝{s_pq}_n×n，其中，s_pq为工件p与工件q在同一个光刻机上相邻加工时所需的切换时间。就本发明所针对的光刻工序动态调度问题而言，若两个工件采用相同的光刻板，则二者之间的切换时间为零，否则需要一定的切换时间。上述光刻工序调度问题可采用混合整数规划模型描述，具体如下：

minTFT=Σj=1nwjfj---(1)]]>

s.t.

st_j≥r_j，j＝1，2，…，n    (2)

am_j∈μ_j，j＝1，2，…，n    (3)