一种半导体工艺配方的管理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种半导体工艺配方的管理系统和方法，其包括配方编辑管理模块、配方数据管理模块、配方传输管理模块和配方控制管理模块，其中，配方编辑管理模块采用对配方参数图形对象化的编辑方式生成工艺配方，实现了配方参数的编辑可视化、直接明了，便于编辑；配方控制管理模块生成工艺队列，并对工艺队列进行管理，实现了以PLC执行配方文件的控制方式，实现了实时动态修改工艺队列的参数，解决了上位机实时跟踪扫描PLC数据信息的笨重方式，大大提升数据传输效率和实时性，减少依赖PLC驱动读写的方式获取工艺数据。

Management system and method for semiconductor process formula

The invention discloses a management system and method for a semiconductor process recipe, including the formula editing management module, data management module, transmission formula formula management module and control formula management module, the management module of the formula editing graphic objects formulation parameters of editing mode to generate the formulation process, realizes the visualization and editing formula the straightforward, easy to edit the formula; control management module to generate process queue, and manage the process queue, to achieve the control to perform formula file in PLC, realizes the real-time dynamic parameter modification process queue, solve the real-time tracking scan PLC data PC cumbersome way, greatly enhance the efficiency of data transmission and real-time and reduce the dependence on PLC driver to obtain process data read and write mode.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体工艺配方的管理系统和方法
本专利技术涉及半导体生产自动化控制
，更具体地，涉及一种半导体工艺配方的管理系统和方法。
技术介绍
在半导体制造领域中，半导体工艺配方(Recipe)是记录半导体生产工艺的文件，可以包括多个生产步骤，每个生产步骤中的各种工艺参数值，以及每个生产步骤的持续时间等。半导体设备依据工艺配方的内容，执行各个工艺，完成对晶圆的加工，因此，对工艺配方的管理变得至关重要，决定着生产质量和生产效率。目前，常见的半导体设备对工艺配方(Recipe)的控制往往是在上位机上进行的，且只能对工艺中的位置点进行监控和操作，以立式氧化炉设备为例，通常需要控制的工艺参数包括温度、气体压强、气体流速等，则上位机通过与立式炉的需要测量点分别进行连接，且对每个点分别进行工艺配方的控制，工艺配方只能在本地菜单文件中编辑、执行及管理，该控制方法执行过程繁琐，管理效率低下，配方编辑不直观，执行过程不能动态管理，文件无法脱离管理系统。为了解决上述对工艺配方的繁琐控制，进一步实现高效自动化控制，通常引入PLC的硬件系统对半导体设备进行控制。PLC的硬件系统实质上是一种专用于工业控制的计算机，包括中央处理单元、存储器、输入/输出单元、编辑器及电源部件，其中，中央处理单元对各个数据点进行扫描，将数据点的状态输入到存储器，然后执行用户程序，再将结果输出到存储器，通过输出部件转换成被控设备能接受的电压和电流信号，以驱动被控设备。PLC能够对半导体设备进行全面的监控，实时扫描各数据点，执行多个步骤的工艺队列，但是，每个步骤完成后，上一步骤结果会直接影响下一步骤的结果，如果上一步骤的结果存在较大偏差，会导致整个工艺失效，造成巨大的经济损失。因此，需要一种能够实时更改工艺配方的管理系统，增加对工艺队列的实时管理，提高生产效率，避免出现工艺错误。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可实时更改工艺配方的半导体工艺配方的管理系统及管理方法，较传统的配方管理具有高效传输、多样解析、数据采集实时性强、配方队列实时管理等优势。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种半导体工艺配方的管理系统，用于上位机和PLC机组控制的半导体生产自动化控制领域，其中，PLC机组与被控设备的各工艺单元相连，用于接收工艺配方，并根据工艺配方的工艺参数控制各工艺单元的运作，上位机与PLC机组相连，用于根据工艺需要编辑和管理工艺配方，并接收来自PLC机组的过程数据文件，还包括配方编辑管理模块、配方数据管理模块、配方传输管理模块和配方控制管理模块，其中，配方编辑管理模块用于建立和编辑配方文件，以及查看来自PLC机组的过程数据文件，配方数据管理模块用于存储配方文件和来自PLC机组的过程数据文件，配方传输管理模块用于将配方文件从上位机传输至PLC机组上，并将PLC机组控制工艺的过程数据文件传输到上位机上，配方控制管理模块，用于控制PLC机组执行工艺配方，并接收PLC机组控制工艺的过程数据文件。优选地，所述配方控制管理模块包括配方解析单元和配方控制算法单元，其中，配方解析单元用于将配方文件解析成PLC机组能读取和操作的数据，并按照与PLC机组的数据点一一对应的法则，将解析的数据分配到PLC机组的数据点中，完成数据的解析和赋值过程，配方控制算法单元，用于将完成解析和赋值的数据进行算法控制，以控制各工艺单元按照配方文件运作。优选地，所述配方控制算法单元对完成解析和赋值的数据进行算法控制的方法为，首先，生成与配方步骤对应的工艺队列函数FX(1，2，......M)；其次，在PLC机组中将生成的工艺队列按执行的状态被自动分配在至少4个工艺队列分区中，设当前正在执行的配方步骤的工艺队列的函数为FX，变量X为配方步骤，被自动分配在正在执行区，即将执行的工艺队列FX-1被自动分配在保护区，在即将执行的工艺队列后的所有未被执行的工艺队列被自动分配在待执行缓冲区，已被执行的工艺队列被自动分配在已执行区，其中，位于正在执行区的工艺队列的参数不能被修改，位于保护区的工艺队列的参数可以根据正在执行的工艺队列的过程数据通过在配方编辑管理模块中重新设置工艺参数被修改；然后，依次执行工艺队列，直至保护区无即将执行的工艺队列。优选地，所述配方编辑管理模块包括至少一个参数控制单元，用于设置工艺参数。优选地，所述参数控制单元包括与被控设备对应的图形区和与图形对应的参数输入区。优选地，所述配方传输管理模块包括传输单元和安全保护单元。优选地，所述安全保护单元包括对操作用户进行权限限制的装置和对文档进行正确性验证的装置。优选地，所述对文档进行正确性验证的装置为总体随机验证的装置或特殊参数固定验证的装置或总体随机验证和特殊参数固定验证两者相结合的装置。优选地，所述总体随机验证的装置中，随机个数不少于配方参数和值配对个数的1/3；所述特殊参数固定验证的装置中，固定配方参数和值不少于总体的1/2。本专利技术还公开了另一种技术方案，如下：一种半导体工艺配方的管理方法，包括如下步骤：步骤S01:在上位机上通过配方编辑管理模块输入配方步骤及每个步骤中的配方参数，并生成XML格式的配方文件；步骤S02：通过配方数据管理模块保存生成的XML格式的配方文件；步骤S03：通过配方传输管理模块将XML格式的配方文件传输到PLC机组上；步骤S04：通过配方控制管理模块形成工艺队列，并将工艺队列根据执行的状态分别存储在已执行区、正在执行区、保护区和待执行缓冲区，以配方步骤为变量，自动依次执行工艺队列，直至保护区内无即将执行的工艺队列；步骤S05：通过配方数据管理模块实时保存正在执行的工艺队列的过程数据；步骤S06：通过配方传输管理模块将实时保存的过程数据文件传输到上位机上；步骤S07：在上位机上检查过程数据，如果需要修改位于保护区的工艺队列的工艺参数，则通过配方编辑管理模块重新下发该工艺队列的工艺参数，覆盖保护区内的原数据。从上述技术方案可以看出，本专利技术的半导体工艺配方的管理系统包括配方编辑管理模块、配方数据管理模块、配方传输管理模块和配方控制管理模块，首先配方编辑管理模块采用对配方参数图形对象化的编辑方式，生成用于控制被控设备进行自动化生产的工艺配方，经配方数据管理模块的存储以及配方传输管理模块的传输，工艺配方被下发到控制被控设备的PLC机组上，之后再经配方控制管理模块生成工艺队列，并对工艺队列进行管理，实现了以PLC执行配方文件的控制方式。本专利技术通过可视化的配方编辑管理模块实现了配方参数的编辑可视化、直接明了，便于编辑；通过实时高效的配方控制管理模块实现了实时动态修改工艺队列的参数，解决了上位机实时跟踪扫描PLC数据信息的笨重方式，大大提升数据传输效率和实时性，减少依赖PLC驱动读写的方式获取工艺数据。因此，本专利技术具有显著特点。附图说明图1是本专利技术的半导体工艺配方的管理系统的连接示意图；图2是本专利技术的半导体工艺配方的管理系统的模块关系示意图；图3是本专利技术的工艺队列的形成示意图；图4是本专利技术的工艺队列的执行示意图；图5是本专利技术一具体实施例中的一个气路控制参数控制单元的结构示意图；图6是本专利技术一具体实施例中的一个温度控制参数控制单元的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体工艺配方的管理系统，其特征在于，包括上位机和PLC机组，上位机与PLC机组相连，其中，上位机用于根据工艺需要编辑和管理工艺配方，并接收来自PLC机组的过程数据文件，PLC机组与被控设备的各工艺单元相连，用于接收来自上位机的工艺配方，并根据工艺配方的工艺参数控制各工艺单元的运作，还包括：配方编辑管理模块，用于建立和编辑XML格式的配方文件，以及查看来自PLC机组的过程数据文件；配方数据管理模块，用于存储配方文件和来自PLC机组的过程数据文件；配方传输管理模块，用于将配方文件从上位机传输至PLC机组上，并将PLC机组控制工艺的过程数据文件传输到上位机上；配方控制管理模块，用于控制PLC机组执行工艺配方，并接收PLC机组控制工艺的过程数据文件。

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺配方的管理系统，其特征在于，包括上位机和PLC机组，上位机与PLC机组相连，其中，上位机用于根据工艺需要编辑和管理工艺配方，并接收来自PLC机组的过程数据文件，PLC机组与被控设备的各工艺单元相连，用于接收来自上位机的工艺配方，并根据工艺配方的工艺参数控制各工艺单元的运作，还包括：配方编辑管理模块，用于建立和编辑XML格式的配方文件，以及查看来自PLC机组的过程数据文件；配方数据管理模块，用于存储配方文件和来自PLC机组的过程数据文件；配方传输管理模块，用于将配方文件从上位机传输至PLC机组上，并将PLC机组控制工艺的过程数据文件传输到上位机上；配方控制管理模块，用于控制PLC机组执行工艺配方，并接收PLC机组控制工艺的过程数据文件。2.根据权利要求1所述的半导体工艺配方的管理系统，其特征在于，所述配方控制管理模块包括配方解析单元和配方控制算法单元，其中，配方解析单元用于将配方文件解析成PLC机组能读取和操作的数据，并按照与PLC机组的数据点一一对应的法则，将解析的数据分配到PLC机组的数据点中，完成数据的解析和赋值过程，配方控制算法单元，用于对完成解析和赋值的数据进行算法控制，以控制各工艺单元按照配方文件运作。3.根据权利要求2所述的半导体工艺配方的管理系统，其特征在于，所述配方控制算法单元对完成解析和赋值的数据进行算法控制的方法为，首先，生成与配方步骤对应的工艺队列的函数FX(1，2，......M)；其次，在PLC机组中将生成的工艺队列按执行的状态被自动分配在至少4个工艺队列分区中，设当前正在执行的配方步骤的工艺队列的函数为FX，变量X为配方步骤，被自动分配在正在执行区，即将执行的工艺队列FX-1被自动分配在保护区，在即将执行的工艺队列后的所有未被执行的工艺队列被自动分配在待执行缓冲区，已被执行的工艺队列被自动分配在已执行区，其中，位于正在执行区的工艺队列的参数不能被修改，位于保护区的工艺队列的参数根据正在执行的工艺队列的过程数据通过在配方编辑管理模块中重新设置工艺参数被修改；然后，依次执行工艺队列，直至保护区无...

【专利技术属性】
技术研发人员：周法福，徐冬，黄扬君，张立超，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11