CN103218751A

CN103218751A - 基于xml的半导体装备的工艺配方文档处理系统

Info

Publication number: CN103218751A
Application number: CN2013101486578A
Authority: CN
Inventors: 路新春; 李弘恺; 田芳馨; 何永勇
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: CN103218751B

Abstract

本发明提出一种基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统，包括：下位机组，下位机组与装备的各工艺单元相连，用于接收和存储当前工艺配方，并根据当前工艺配方的参数控制各工艺单元的正常运行；上位机，上位机与下位机组相连，用于根据工艺需求创建、编辑和保存工艺配方文档，并对工艺配方文档进行解析，以将解析后的工艺配方内容下载到下位机组中。在上位机中，所有工艺配方文档均以XML文件格式处理，工艺人员可利用处理系统的图形用户界面对工艺配方文档进行各项常规性操作。本发明实施例的处理系统便于管理半导体装备工艺配方文档，省时省力、防止人为出错且节约人工成本。

Description

基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统

技术领域

本发明涉及半导体装备控制技术领域，特别涉及一种基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统。

背景技术

半导体工艺过程是一个多输入变量的动态过程，影响因素很多，且较为复杂，例如运动、压力、流量等参数的变化。仅以抛光工艺中的抛光压力为例，作为影响抛光效果最为关键的参数之一，大量的研究成果表明，增大抛光压力，使机械磨削作用加强，去除率提高，但是压力过大会影响材料表面抛光液的均匀分布，导致去除率不均匀，抛光垫磨损过快等问题，从而降低了抛光质量。如果抛光压力过小，又会降低去除率和生产效率，增加生产成本。为了保证良好的工艺效果，在抛光前期抛光压力应保持较大，到了抛光后期，抛光压力应适当减小。因此，在实际工艺过程中，只有严格设置每一步工艺的各项参数，才可获取满意的工艺效果。

由上可知，工艺配方对工艺质量影响巨大。随着工艺需求的不断变化，需要对工艺配方文档进行有效的管理。如果采用人工方式，不仅费时费力，而且容易出错，造成的后果将不堪设想。另外，针对不同的工艺过程，需要工艺人员在每次工艺前向半导体装备输入工艺所需的全部工艺参数，操作非常繁琐，不利于半导体装备的工艺发展。

XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言）以其简单、直观、良好的结构描述，已成为一种很好的通用数据交换和数据存储形式。由于XML文档具有规定的格式，特别适用于表述结构性和逻辑性较强的信息，所以用XML文档形式来存取和表述半导体工艺配方非常合适。而且作为一种标准，XML文档可以很方便地创建并被XML解析器读取，在系统的开发中大大降低了程序设计的难度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种安全可靠且操作方便的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统，该处理系统便于建立、编辑、保存、打开和下载半导体装备的工艺配方文档，省时省力、防止人为出错且节约人工成本。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统，包括：下位机组，所述下位机组与半导体装备的各工艺单元相连，用于接收和存储当前工艺配方，并根据当前工艺配方的参数控制各工艺单元的运行；和上位机，所述上位机与所述下位机组相连，用于根据工艺需求管理工艺配方文档，并可对文档进行解析，将解析后的工艺配方内容下载到下位机组中。

根据本发明实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统，解决了半导体装备工艺配方的建立、编辑、保存、读取和下载等问题，方便工艺人员使用，易于操作。

另外，根据本发明上述实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述上位机还用于对已创建的工艺配方文档进行打开、编辑和保存操作。

在一些示例中，所述下位机组包括多个下位机，每个下位机分别与所述半导体装备中的每个工艺单元相连。

在一些示例中，所述上位机进一步包含：OPC服务器，所述OPC服务器配置所述下位机组信息以实现所述OPC服务器与所述下位机组的通讯，其中，所述下位机组信息包括各个下位机的名称和地址；客户端，所述客户端与所述OPC服务器相连，基于所述客户端，工艺人员利用处理系统的图形用户界面可实时访问OPC服务器，并将工艺配方内容下载到下位机组中。如果工艺配方不变，无需重复下载。

在一些示例中，所述图形用户界面包括：文档编辑子界面和文档下载子界面。其中，工艺人员登陆编辑子界面后可进行工艺配方的建立、编辑、打开和保存等操作。不同工艺单元的配方对应各自不同的编辑子界面及表格，工艺人员在编辑表格中完成参数的输入和修改。工艺人员登陆下载子界面后可进行工艺配方的下载操作。

在一些示例中，所述工艺配方文档为XML格式的文档，且全部保存在上位机中系统指定的文件夹下，方便工艺人员随时调取与修改工艺配方文档内容。

在一些示例中，所述上位机对所述工艺配方文档时，将所述工艺配方文档解析为DOM文档对象模型，并从所述DOM文档对象模型中提取元素、属性和注释，以根据所述元素和属性得到所述工艺配方内容，并对所述工艺配方内容进行相应的处理。

在一些示例中，所述客户端以同步的方式向所述OPC服务器进行写数据，以完成工艺配方的下载。

在一些示例中，所述上位机和所述下位机组之间通过以太网物理连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统硬件结构的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统的下载工艺配方文档算法的详细流程图。

图3是根据本发明一个实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统的半导体装备的工艺单元1的工艺配方的工艺参数示意图；

图4是根据本发明一个实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统的半导体装备的工艺单元2的工艺配方的工艺参数示意图；

图5是根据本发明一个实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统的打开工艺配方文档算法的详细流程图；

图6是根据本发明一个实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统的保存工艺配方文档算法的详细流程图；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下结合附图描述根据本发明实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统。

本发明实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统，包括下位机组PLC和上位机IPC。其中，下位机组与半导体装备的各工艺单元相连，用于接收和存储当前工艺配方，并根据当前工艺配方的参数控制各工艺单元的正常运行；上位机IPC与下位机组相连，用于根据工艺需求管理工艺配方文档，并可对配方文档进行解析，将解析后的工艺配方内容下载到下位机组中。

作为一个具体的示例，如图1所示，假设半导体装备包括工艺单元1和工艺单元2，下位机组包括可编程控制器PLC1和PLC2，PLC1控制工艺单元1、PLC2控制工艺单元2。在图1中上位机IPC和下位机组之间通过以太网物理连接。

由上可知，本发明实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统采用“IPC（工控机，即上位机）+PLC（可编程逻辑控制器）”两级控制模式，半导体装备工艺配方文档处理系统是上层控制系统结构的重要组成部分，相关处理程序均运行在上位机IPC中，主要包括图形用户界面和关于工艺配方文档的处理方法，针对不同工艺单元，可实现工艺步骤的划分，以及工艺参数的设置等。在本发明的一个实施例中，所针对的工艺配方包括工艺单元1的工艺配方和工艺单元2的工艺配方。

具体地，上位机IPC包括OPC服务器和客户端，其中，OPC服务器配置下位机组信息以实现OPC服务器与下位机组的通讯，其中，下位机组信息包括各个下位机的名称和地址。客户端负责与OPC服务器通讯，基于所述客户端，工艺人员利用处理系统的图形用户界面可实时访问OPC服务器，并将工艺配方内容下载到下位机组中。如果工艺配方不变，无需重复下载。进一步地，所述图形用户界面包括：文档编辑子界面和文档下载子界面。

换言之，处理系统主要功能包括工艺配方（工艺配方文档）的新建、编辑、保存、打开和下载等。工艺人员登陆处理系统的图形用户界面（即用户界面）后，即可对工艺配方文档进行各项常规性操作。图形用户界面的实现利用Qt（即一款用于开发跨平台图形界面程序的C++工具包）。当需要新建一份工艺配方文档时，工艺人员只需打开编辑子界面，并在编辑表格中依次输入各个工艺参数，确定无误后点击保存按钮，然后输入自定义的文件名即可。如果需要修改已保存工艺配方，只需利用编辑子界面打开工艺配方文件夹，选择需要修改的文档，界面表格中会自动读出该文档中的全部内容，修改完毕后点击保存即可。界面中的每一项，均有相应的标签给予提示，方便工艺人员操作。如需修改工艺步骤数，可在界面上指定的输入框内输入期望值，程序会自动读取该值，并对编辑表格进行调整。调整后，工艺人员可直接在该界面上进行编辑，无需重新启动处理系统界面。对于一般参数项，工艺人员可直接在QTableWidget控件上进行参数的输入；对于某些特殊的参数项，采用Qt的QComboBox和QTableWidget的组合模式，可保证操作的便捷性和输入的多元化，更好地满足编辑界面与工艺人员交互的需求。

如需下载工艺配方文档（如图2所示），处理系统会根据工艺人员在下载子界面的工艺配方下拉框中选定的文件名，自动找到该文档。如果工艺人员确定无误且系统对文档标签验证通过（防止下载其他工位的工艺配方），便可遍历整个文档，获取全部参数信息，并将参数值赋给对应变量。工艺配方下载前，系统会将参数的不同数据类型进行适当的转换，将参数值正确地赋给对应变量。然后利用OPC同步访问方式，通过OPC服务器将各个变量依次写入指定的地址。各PLC建立专门的存储区负责存储工艺配方中的全部参数。下载完成后，设备即可按照工艺人员指定的工艺配方运行。如果工艺配方不变，无需重复下载。

在处理系统中，工艺配方文档的处理的编辑内容不局限于工艺过程中工艺步骤的划分和各步骤中的参数设置。针对其他工位的实际生产过程，还可对该工位各组成部分的全套动作流程（包括从进片到出片）进行有序的编辑。

针对不同单元，根据工艺需求，工艺配方的编辑内容会有所不同。以下将对不同单元的工艺配方内容作简要介绍。

作为一个具体的示例，工艺单元1配方的主要内容包括（如图3所示）：运动参数；压力和流量参数等。

作为一个具体的示例，工艺单元2配方的主要内容包括（如图4所示）：运动参数；流量参数；定位夹和门的动作等。

在本发明的一个实施例中，工艺配方文档为XML格式的文档。

具体而言，由于XML具有简单、直观、良好的结构描述，是一种很好的通用数据交换和数据存储形式，所以基于结构性和逻辑性的考虑，本发明选用XML格式来存取和表述工艺配方文档。生成的工艺配方文档可快速保存在上位机IPC中系统指定的文件夹下，方便工艺人员随时调取与修改工艺配方文档内容。在每次工艺开始前，工艺人员只需选择期望的工艺配方下载即可。由于工艺配方的信息都是以XML格式进行处理的，所以有关工艺配方文档的操作都是以XML文件为对象的。

XML文档由三个部分组成：序言，文档主体和尾声。构成要素包括声明、元素、属性、注释和文本。这些要素都可以抽象成一个点。而且任何一个XML文档都可以看成是由节点构成的（主要节点包括：文档节点、声明节点、元素节点、文本节点以及属性节点）。在生成XML文档时，应根据具体工艺参数对各节点做出准确的定义。

目前对于XML文档的处理已形成了不同的处理方法，它们有着各自的特点，可分别将XML文档解析成不同的模型，为应用程序提供了全面利用文档的接口。随着实际处理数据方式的不同，本发明采用文档对象模型（Document Object Model，DOM）。

基于上述的文档对象模型，上位机IPC对工艺配方文档进行解析时，将工艺配方文档解析为DOM文档对象模型，并从DOM文档对象模型中提取元素、属性和注释，根据所述元素和属性，进而得到所述工艺配方的各项参数。

具体地说，对于XML数据处理，Qt提供了QtXml模块。利用Qt的QtXml模块，可以解析XML文件并对其进行操作，实现对半导体工艺配方的编辑，保存及读取等操作。本发明选用QtXml模块提供的DOM编程接口完成工艺配方文档处理系统的开发。

当使用DOM对XML文本文件进行操作时，首先要解析文件，将文件分解为独立的元素、属性和注释等。然后以节点树的形式在内存中创建XML文件的表示。这是与XML文件内容保持一致的一种逻辑表示。节点由XML文档中的标签和文本等组成。例如，元素节点对应打开标签以及与它匹配的结束标签。在这两个标签之间的内容作为这个元素节点的子节点出现。在应用程序中，这种逻辑表示体现了XML文档中元素的层次关系，所以可通过节点树来访问节点的内容，并根据需要处理文档。

在本发明的实施例中，编辑界面利用XML的两个主要功能是打开工艺配方文档功能（如图5）和保存工艺配方文档功能（如图6），以下详细介绍其算法流程。

1、打开工艺配方文档

打开工艺配方文档功能用于将在本地已保存的工艺配方文档打开，并显示在图形用户界面的子窗口中，方便工艺人员随时浏览和修改。每次运行该功能时，系统会首先自动判断工艺人员选择的文档是否正确，即是否符合当前编辑表格的编辑内容。只有验证通过，才可利用循环，依次获得文档全部子节点列表，从而实现遍历所有子节点的目的，以获取全部节点信息。处理系统通过获取子节点数，确定本工艺配方共有多少步骤，并及时调整编辑表格的行数。

具体处理算法流程：

（1）在函数实现中，首先利用QFile类以只读的方式打开文件名（工艺人员在打开窗口中选中的文件名）已经传递进来的文件，然后创建一个QDomDocument对象。当调用其setContent函数时，由QIODevice提供的整个XML文档将被读取并解析。如果该文档还未打开，setContent函数将自动打开设备。

（2）如果文档被解析成功，对QDomDocument调用documentElement函数获得它唯一的QDomElement子对象。同时，利用QDomElement的childNodes函数获取子节点，并通过length函数进而可知本工艺配方共有多少步骤，以确定工艺配方表格的行数。

（3）对QDomNode调用toElement函数将其转换成QDomElement，然后调用tagName函数来取得元素的标签名称。通过获取标签名，系统会首先自动判断工艺人员选择的文档是否正确，即是否符合当前编辑界面的编辑对象。如果验证通过，即可结合QDomNode的isNull函数和nextSibling函数构成循环，并由QDomNode的childNodes函数获得子节点列表QDomNodeList，从而实现遍历所有子节点的目的，以获取全部节点信息。

QDomNode类可以存储任何类型的节点。如果想进一步处理节点内容，首先必须把它转换为合适的数据类型。本文通过调用text函数获得标签之间的文本，然后利用QTableWidget的setItem函数将其显示在表格的对应位置。

2、保存工艺配方文档

保存工艺配方文档功能用于保存工艺人员已编辑完成的工艺配方文档。按照系统规定的路径和工艺人员指定的文件名，该功能将顺序读取编辑表格中每一个单元格的内容，并生成相应的XML文档进行存储。每次运行该功能时，系统会首先判断工艺人员输入的文件名是否合法。如果文件名合法，将对编辑表格中的全部参数进行检查，确定没有空白项和非法字符。若某项有问题，则会进行相应处理（例如提示信息等），否则系统会逐行获取编辑表格中的每一项内容（在编辑窗口中，表格的一行对应工艺的一步，一列对应工艺的一项参数），并依次将该行中的每一列内容作为元素文本添加到每一个对应子元素节点中。

具体处理算法流程：

（1）在函数实现中，首先利用QFileDialog类获取文件名（工艺人员在保存窗口中输入的文件名）。如果文件名合法，将对工艺配方编辑表格中的内容进行检查，确定没有空白项和非法字符。若某项有问题，则会进行相应处理（例如提示信息等）。

（2）然后，利用QFile类以只写的方式打开文件名已经传递进来的文件，并创建一个QDomDocument对象。一般地，需在QDomDocument对象中添加处理指令，并生成根节点。

（3）利用循环，逐行获取工艺配方编辑窗口中的每一项内容（在编辑窗口中，表格的一行对应工艺的一步，一列对应半导体工艺中的一项参数），并依次将该行中的每一列内容作为元素文本添加到该步工艺节点的每一个对应子元素节点中。各参数项的参数名称需提前定义好。所有工艺节点作为根节点的子节点，利用appendChild函数，添加到root节点后，其属性值为自己对应的步骤编号。

（4）最后，利用QTextStream对象，将文档保存到指定位置，即完成了整个XML文档的生成工作。

根据本发明实施例的基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统，解决了半导体装备工艺配方的建立、编辑、保存、打开和下载等问题，方便工艺人员使用，易于操作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种基于XML的半导体装备的工艺配方文档处理系统，其特征在于，包括：

下位机组，所述下位机组与装备的各工艺单元相连，用于接收和存储当前工艺配方，并根据当前工艺配方的参数控制各工艺单元的正常运行；

上位机，所述上位机与所述下位机组相连，用于根据工艺需求管理工艺配方文档，并可对文档进行解析，将解析后的工艺配方内容下载到下位机组中。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述上位机还用于对已创建的工艺配方文档进行打开、编辑和保存操作。

3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述下位机组包括多个下位机，每个下位机分别与所述半导体装备中的每个工艺单元相连。

4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述上位机进一步包含：

OPC服务器，所述OPC服务器配置所述下位机组信息以实现所述OPC服务器与所述下位机组的通讯，其中，所述下位机组信息包括各个下位机的名称和地址；

客户端，所述客户端与所述OPC服务器通讯。基于所述客户端，工艺人员利用处理系统的图形用户界面可实时访问OPC服务器，并将工艺配方内容下载到下位机组中。如果工艺配方不变，无需重复下载。

5.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统的图形用户界面包括：文档编辑子界面和文档下载子界面。其中，工艺人员登陆编辑子界面后可进行工艺配方的建立、编辑、打开和保存等操作。不同工艺单元的配方对应各自不同的编辑子界面及表格，工艺人员在编辑表格中完成参数的输入和修改。工艺人员登陆下载子界面后可进行工艺配方的下载操作。

6.根据权利要求1或2所述的处理系统，其特征在于，所述工艺配方文档为XML格式的文档，且全部保存在上位机中系统指定的文件夹下，方便工艺人员随时调取与修改工艺配方文档内容。

7.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于，对所述工艺配方文档进行解析时，将所述工艺配方文档解析为DOM文档对象模型，并从所述DOM文档对象模型中提取元素、属性和注释，以根据所述元素和属性得到所述工艺配方内容。

8.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述客户端以同步的方式向所述OPC服务器进行写数据。

9.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述上位机和所述下位机组之间通过工业以太网物理连接。