本文獻回顧分為兩部份,首先針對於晶圓廠模擬系統(包含機台與搬運行為)
模型建構上的文獻稍做論述,第二部份針對於 AMHS 相關研究做整理。
2.1 晶圓廠模擬模型文獻
針對於如何建構模擬模型上過去的研究相當少,而且都有個共通的缺點就是 模型變更困難且不符合真實情況。
Campbell 等人[1]利用 AutoSchedAP 來模擬機台,AutoMod 來模擬搬運系 統,建構完成利用所提供之 socket 介面將二者結合。介紹應用這兩種工具來建 構十二吋廠的模擬模型,此篇文章最大價值在於提供後人一參考方向。但是利用 這兩種軟體建構的模擬程式有三個很大的缺點,就是使用者無法明確觀察到系統 的運作邏輯,類似個黑箱。其二就是太佔資源往往模擬時間過長會導致當機。由 於模型建構上只能使用 AutoMod 所提供的元件與方法,造就了彈性上的不足,
往往使用者得配合其建構的模型在運作。
張氏[11]所使用的資料和 Campbell 相同之下,利用 e-Mplant 來改善上述的 黑箱問題,但是其建構之模型由於假設上的限制僅能提供分離式搬運系統,若針 對於真實晶圓廠,由於每個廠的設施規劃皆不盡相同,張氏所建構的模型就無法 配合不同晶圓廠提供分析功能且其比較有考慮全廠(機台行為和自動化物料搬運 系統)的模擬程式和僅考量機台行為的模擬時間差距約為十倍。
2.2 自動化物料搬運系統文獻
自動化搬運系統中存在硬體設計與軟體控制兩階段問題。硬體設計主要為設 施規劃和資源配置(resource allocation),軟體控制則為績效分析(performance analysis)和車輛管理(vehicle management)。然而設施設計會帶來車輛管理上的 需求,車輛如何管理將會影響整個系統的績效,因此有績效分析的問題,簡而言
之其實各個問題是環環相扣的。
2.2.1 設施規劃問題
Kurosaki 等人[2]針對於分離式和連接式自動化物料搬運系統進行模擬分 析,分離式表示 inter-bay 和 intra-bay 間的搬運需靠倉儲系統的幫忙,此為半導 體廠最常見的方法。連接式為 inter-bay 和 intra-bay 間利用同類型的軌道連接,
即搬運時不需藉由倉儲系統的幫忙。連接式所需花費的總搬運時間(晶圓等待被 搬運時間和搬運時間)比分離式來的短。Bahri 等人[8]提出其他令搬運車不需經 由轉運即可達成運輸的軌道佈置,如半連接式軌道等,不論在成本考量或總搬運 時間上表現較佳。
針對於捷徑(shortcut)的問題,Pierce 和 Stafford [4]提出轉車台(turn table)
和高速道(high-speed Lane)用於 inter-bay 上,發現可以有效降低晶圓搬運時間,
但對於整個晶圓的生產週期並無顯著改善。Peters 和 Yang [5]利用網路問題解決 inter-bay 系統的軌道設計,主要針對於轉車台的設計問題應用於 spine 和 perimeter 兩種設施規劃方式。
2.2.2 車輛管理問題
隨著十二吋廠全面自動化的來臨,搬運車可說是相當重要,如何令交通不致 於癱瘓並提升其績效是現在所面臨的重點,例如派車問題、交通管理問題等。
交通管理方面必須避免的現象包含阻塞(blocking)、死鎖(deadlock)等,
陳氏[13]針對於阻塞提出 PV(push vehicle)方法,將阻擋於執行搬運任務之搬 運車前停靠在軌道上等待搬運任務的車輛往前推,藉以保持軌道暢通,對於死鎖 提出 STS(send to stocker)法則,將負載晶舟之搬運車的目的地無法卸下晶舟時 將晶舟先送往倉儲系統暫存,在於產出量和搬運時間上皆有良好表現。
Lin 等人[7]針對於派車問題(車選晶舟和晶舟選車)應用於雙向迴圈的
inter-bay 上選用幾種方法來比較,發現在不同車數和來到率之下,車選晶舟採用
2.3 本論文的研究重點
針對於表 2.1 的整理,大部分 AMHS 系統的研究都只考量搬運系統的模式,
若考量機台與搬運行為的研究多利用 Campbell 與張氏所建的模型來進行,但是 模擬時間過長且研究受模型所侷限。本研究希望提供彈性化與效率化的模擬平台 提供後續研究者能有效的進行研究,彈性化部份利用 AutoCAD 結合 e-Mplant,
僅需利用 AutoCAD 繪出設施規劃則模擬系統即可自動產生來增加模型彈性,效 率化部份利用「簡化」來降低模擬時間。