模擬執行與初步驗證

根據合成完畢之叢聚式 PVD 設備斐式網，使用 CPN tools® 開放式軟體進行 模擬(如圖 4.2 所示)，我們將其與使用 Push 推式手臂控制邏輯之實際線上機台 監測參數進行比較。觀察其手臂控制邏輯影響下，平均晶圓輸出時間間隔之預測 誤差值在一標準差之內(如圖 4.3 所示)，在分析手臂控制邏輯運作下手臂隨著時 間變化的行為預測情形與實際手臂行為相吻合(如圖 4.4 所示)，最後分析其資源 占用情形百分比，與實際線上作業資料也不謀而合。

圖 4.2 CPN tools ® 模擬介面

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圖 4.3 平均晶圓輸出時間間隔

圖 4.4 手臂隨著時間變化的行為預測(1)

圖 4.5 手臂隨著時間變化的行為預測(2)

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第五章 結論

本研究針對觀察到的叢聚式設備手臂控制邏輯提出一建模流程，此建模流程針對 叢聚式設備之作業順序與手臂控制邏輯的彩色時間斐式網建模及其模組合成，並以 PVD 設備作為本研究建模討論案例，最終目的是為了建構一個標準化的建模流程。在 PVD 設備作業上可分為 Loadlock、晶圓 process flow 及 Transfer 模組，手臂控制邏輯 上可分為 Push 推式、Pull 拉式、FIFO 先進先出式控制邏輯模組，而主要所面對的挑 戰為：(1) 如何將觀察到的叢聚式設備手臂控制邏輯建模，及(2) 如何將斐式網模組 合成。

對此，本研究採用語意式的手臂控制邏輯建模概要建構模組化的彩色時間斐式 網，並提出模組化的彩色時間斐式網合成演算法結合 PVD 設備作業模組、手臂控制 邏輯模組，最後使用斐式網模擬環境 CPN tools® 進行模擬，針對合成完成之彩色時 間斐式網比對實際作業機台進行效能分析，探討 (1)晶圓產出時間間隔 (2) 手臂運輸 觸發時間 及(3) 設備占用時間。

根據合成完畢之叢聚式 PVD 設備斐式網，使用 CPN tools® 開放式軟體進行模擬，

我們將其與使用 Push 推式手臂控制邏輯之實際線上機台監測參數進行比較。觀察其 手臂控制邏輯影響下，平均晶圓輸出時間間隔之預測誤差值在一標準差之內，在分析 手臂控制邏輯運作下手臂隨著時間變化的行為預測情形與實際手臂行為相吻合，最後 分析其資源占用情形百分比，與實際線上作業資料也不謀而合。

最後我們整理本研究中之建模流程如下圖 5.1 所示，在標準化的建模流程中，我 們提出

(A) 模組化的斐式網建模方式，含括了控制邏輯模組、Loadlock 模組、晶圓 生產流程模組 及 一般資源模組。

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(B) 設計三步驟模組合成演算法將模組化的斐式網合成為一能忠實反映實 際線上作業機台之斐式網。

(C) 透過模擬結果轉換機制，我們把 CPN tools 模擬結果透過製程分析軟體 來加以分析模型的平均晶圓輸出時間間隔、反應室及手臂資源使用率及 特殊控制邏輯下手臂特色呈現結果驗證。

圖 5.1 本研究中之建模流程

本研究著重在於探討如何將叢聚式半導體生產設備之手臂控制邏輯使用斐 式網加以建模並進行其效能分析，未來仍有許多後續研究值得後進繼續延伸開花 結果：

2. 對於合成完畢之斐式網，我們該如何檢查其之完整、合理性？

3. 完成斐式網建構後，該如何將既有斐式網轉換成相對應之數學模式？

A B

C

C

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4. 該如何建該完整的手臂控制邏輯語意網，含括現今半導體設備製造業中 各種手臂控制邏輯？

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參考文獻

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附錄

一、合成演算法對應程式碼

輸入

1. 子斐式網路 ANet = { PA, TA, BA

-, BA+, A, MA0} 2. 子斐式網路 BNet = { PB, TB, BB

-, BB+, B, MB0} 輸出

1. 合成完之斐式網路 CNet = { PC, TC, BC

-, BC+, C, C0}

Step1 搜尋兩子斐式網之共同 Transition If TA  TB  {} then

Go to step2 Else

Go to step4

~ 56 ~ End if

Step2 合成兩子斐式網

Update six-tuples of Petri Net

TN = TA  TB // T_A {t_Av', v'1,2,...,|T_A|}

~ 57 ~

~ 58 ~ Place 丟回再處理(取聯集)

Step3 合成完畢 Net = { PN, TN, BN

-, BN+, N, MN0}即合併之所得

Step4 終止合併

A

C

B