狀態參數驅動的晶圓製造系統建模與性能預測方法研究

《狀態參數驅動的晶圓製造系統建模與性能預測方法研究》是依託上海交通大學，由秦威擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：狀態參數驅動的晶圓製造系統建模與性能預測方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：秦威
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

半導體晶圓製造系統內部狀態參數繁多、雜亂，其互相影響和共同作用使得整個系統性能演化呈現出複雜、非線性、動態等特徵。本項目以狀態參數為核心，從多維度對晶圓製造系統狀態參數進行分析，建立晶圓製造系統的多維狀態參數模型，分析晶圓製造系統的無尺度特性，建立晶圓製造系統無尺度網路之模型，可重入流在無尺度網路中的映射方法，揭示晶圓製造系統狀態參數之間的關聯關係。利用系統動力學方法研究晶圓製造系統狀態參數與系統性能之間的關係，構建晶圓製造系統多目標預測模型邊界；提出基於牛頓插值的承襲性算法建立流圖結構模型中的表函式；研究不確定性因素在晶圓製造系統性能預測過程中的傳播機制，提出基於誤差反饋的改進預測方法。開發晶圓製造系統模型仿真平台，對項目提出的建模和性能預測方法進行驗證。本項目的研究，對豐富晶圓製造系統建模理論和方法體系，幫助提高晶圓製造系統的快速回響能力和整體效率，具有重要的理論意義和實際套用價值。

結題摘要

本項目針對晶圓製造系統內部狀態參數繁多雜亂、系統性能指標分類多樣、兩者存在相互影響等特徵，從系統建模、性能預測、硬體仿真和原型系統開發等方面展開了一系列相關研究工作。 在系統建模方面，從多個維度對晶圓製造系統內任務、資源相關狀態參數進行分析，建立晶圓製造系統的多維狀態參數模型，分析晶圓製造系統的無尺度特性，利用晶圓製造系統與複雜網路之間的拓撲結構相似性，建立兩者之間的映射方法，特別是可重入流在複雜網路模型中的映射方法，揭示晶圓製造系統狀態參數之間的關聯關係。 在性能預測方面，基於晶圓製造系統狀態參數關係網路模型，套用數據驅動的思想，分別針對交貨期和良率兩個最重要的性能指標預測問題開展研究。針對交貨期預測問題，提出了一種基於數據挖掘的兩階段交貨期預測方法，設計了一種單步回歸算法從大量候選變數中自動選擇強相關變數，並採用基於案例推理的方法來尋找最匹配的歷史數據並預測訂單交貨期。針對良率預測問題，綜合考慮晶圓物理特性參數、晶圓缺陷特性參數以及晶圓電子測量參數等系統狀態參數，設計了基於模糊神經網路的晶圓良率預測方法。 在晶圓製造系統仿真平台和性能預測原型系統方面，建立了硬體系統與軟體系統的數據通訊和處理協定，實現了兩者之間的數據可靠、高效的通訊和處理；設計了硬體系統與軟體仿真平台的信息實時同步機制，實現了硬體系統與軟體仿真平台信息的同步映射；利用VS.net和eM-plant等開發工具，開發了晶圓製造系統性能指標預測系統，並構建了軟硬體集成的硬體在環仿真系統，用於驗證了本項目提出的建模和性能預測方法。 以上研究工作為提高晶圓製造系統的交貨期滿足率和良率等重要性能指標提供了理論和方法基礎，在晶圓製造實際生產過程中存在著較為廣泛的套用價值。