CN105336652A - 硅片传输控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅片传输控制方法及系统，其中方法包括：在工艺过程中，实时计算工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间；比较当前硅片的工艺剩余时间与预设的传片时间之间的大小，其中，预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间；若当前硅片的工艺剩余时间小于或等于预设的传片时间，则控制机械手执行下一片硅片的传片动作。本发明的硅片传输控制方法及系统，减少甚至消除了硅片在传输腔中的等待时间，从而避免了由于等待造成的硅片的污染，在提升了硅片传输效率的同时提高了机台良率。

Description

硅片传输控制方法及系统

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种硅片传输控制方法及系统。

背景技术

在半导体制造工厂中，对硅片进行刻蚀工艺时，需要使硅片按照预先设定好的路径在机台的各个模块间传输。通常，硅片的传输路径为：片盒(LoadPort，简称LP)、大气机械手、传输腔(LoadLock，简称LL)、真空机械手、工艺腔室(ProcessModule，简称PM)、真空机械手、传输腔、大气机械手、片盒。

在硅片传输的过程中，为了保证以较优的效率完成整个工艺制程，控制系统判断只要有可以移动的路径，机械手即进行传片。例如，第一片硅片在工艺腔室中进行工艺时，第二片硅片已从片盒中取出，在传输腔中等待。等第一片硅片工艺结束从工艺腔室中取出后，机械手将第二片硅片从传输腔中取出并放入工艺腔室中进行工艺。

在工艺时间较长的情况下，这种传输方法会导致机台中各个模块都有可能存在正在等待传输的已工艺的或未工艺的硅片。硅片如果长时间在机台中等待，一方面机台中的残留颗粒会对硅片造成一些不必要的污染，影响良率；另一方面也会造成传输腔被占用，当有其他工艺制程同时进行调度时，无法进行传输，从而降低了传输效率。

发明内容

为解决这一问题，本发明提出了一种硅片传输控制方法及系统，避免了硅片在机台中长时间等待，以减少硅片的污染，提升机台良率和硅片传输效率。

为实现本发明目的而提供的硅片传输控制方法，包括以下步骤：

在工艺过程中，实时计算工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间；

比较所述当前硅片的工艺剩余时间与预设的传片时间之间的大小，其中，所述预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间；

若所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，则控制机械手执行下一片硅片的传片动作。

其中，所述在工艺过程中，实时检测工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间，包括以下步骤：

在工艺开始后，实时监测工艺腔室中的所述当前硅片的工艺进行时间；

根据获取的所述当前硅片的工艺进行时间和工艺制程中预设的当前硅片的总工艺时间，计算所述当前硅片的工艺剩余时间，所述当前硅片的工艺剩余时间等于所述当前硅片的总工艺时间与所述当前硅片的工艺进行时间的差值。

其中，所述若所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，则控制机械手进行下一片硅片的传片动作，包括以下步骤：

若所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，则判断片盒中是否还存在未进行工艺的硅片；

若判断为是，则控制机械手从所述片盒中取片，然后将取出的硅片按照工艺制程中的传输路径进行传输；

若判断为否，则等待当前硅片的工艺完成，并在工艺完成后结束工艺制程。

作为一种可实施方式，所述预设的传片时间为30s-35s。

作为一种可实施方式，本发明的硅片传输控制方法，还包括以下步骤：

在工艺开始前，取首次进行工艺的硅片作为输入，计算初始的硅片传输序列；

在工艺过程中，在判断所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，且所述片盒中还存在未进行工艺的硅片后，将当前工艺腔室中的硅片和所述片盒中下一片需要进行该工艺制程的硅片作为输入，重新计算所述硅片传输序列。

相应地，为实现本发明目的而提供的硅片传输控制系统，包括依次连接的计算模块、比较模块以及控制模块；

所述计算模块，用于在工艺过程中，实时计算工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间；

所述比较模块，用于比较所述当前硅片的工艺剩余时间与预设的传片时间之间的大小，其中，所述预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间；

所述控制模块，用于在所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间时，控制机械手执行下一片硅片的传片动作。

其中，所述计算模块包括依次连接的监测单元和计算单元；

所述监测单元，用于在工艺开始后，实时监测工艺腔室中的所述当前硅片的工艺进行时间；

所述计算单元，用于根据获取的所述当前硅片的工艺进行时间和工艺制程中预设的当前硅片的总工艺时间，计算所述当前硅片的工艺剩余时间，所述当前硅片的工艺剩余时间等于所述当前硅片的总工艺时间与所述当前硅片的工艺进行时间的差值。

其中，所述控制模块包括判断单元、取片单元以及工艺结束单元，所述取片单元和工艺结束单元分别与所述判断单元连接；

所述判断单元，用于在所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间时，判断片盒中是否还存在未进行工艺的硅片；

所述取片单元，用于在所述判断单元判断所述片盒中还存在所述未进行工艺的硅片时，控制机械手从所述片盒中取片，然后将取出的硅片按照工艺制程中的传输路径进行传输；

所述工艺结束单元，用于在所述判断单元判断所述片盒中不存在所述未进行工艺的硅片时，等待当前硅片的工艺完成，并在工艺完成后结束工艺制程。

作为一种可实施方式，所述预设的传片时间为30s-35s。

作为一种可实施方式，本发明的硅片传输控制系统，还包括第一传输序列计算模块和第二传输序列计算模块；

所述第一传输序列计算模块，用于在工艺开始前，取首次进行工艺的硅片作为输入，计算初始的硅片传输序列；

所述第二传输序列计算模块，用于在工艺过程中，在判断所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，且所述片盒中还存在未进行工艺的硅片后，将当前工艺腔室中的硅片和所述片盒中下一片需要进行该工艺制程的硅片作为输入，重新计算所述硅片传输序列。

本发明的有益效果为：

本发明提供的硅片传输控制方法及系统，通过比较工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间与预设的机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间来判断是否从片盒中取下一片硅片进行传输。这样，在工艺腔室中的当前硅片的工艺即将结束之前，准备好下一片将要进入腔室的硅片，在将硅片传输至工艺腔室的过程中，减少甚至消除了硅片在传输腔中的等待时间，从而避免了由于等待造成的硅片的污染，在提升了硅片传输效率的同时提高了机台良率。

附图说明

为了使本发明的硅片传输控制方法及系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明硅片传输控制方法及系统进行进一步详细说明。

图1为本发明的硅片传输控制方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明的硅片传输控制方法的另一个实施例的流程图；

图3为本发明的硅片传输控制系统的一个实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的硅片传输控制方法及系统进行说明。

参见图1，本发明提供的硅片传输控制方法，包括以下步骤：

S100，在工艺过程中，实时计算工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间；

S200，比较当前硅片的工艺剩余时间与预设的传片时间之间的大小，其中，预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间；

S300，若当前硅片的工艺剩余时间小于或等于预设的传片时间，则控制机械手执行下一片硅片的传片动作。

当前硅片的工艺剩余时间指的是在工艺腔室中当前硅片的工艺即将结束的时间。一片硅片的总工艺时间即其位于工艺腔室中的时间是设定好的，例如总工艺时间为50s，当前已经进行的工艺时间为30s，则当前硅片的工艺剩余时间为20s。进一步，假设机械手将片盒中的硅片传输至工艺腔室所需的平均时间为20s，则当前硅片的工艺剩余时间刚好等于预设的传片时间。此时，控制机械手从片盒中取出下一片等待工艺的硅片，经过传输腔，输送至工艺腔室，刚好不需要等待，直接就可以进入工艺腔室进行工艺。

本发明提供的硅片传输控制方法，通过比较工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间与预设的机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间来判断是否从片盒中取下一片硅片进行传输。这样，在工艺腔室中的当前硅片的工艺即将结束之前，准备好下一片将要进入腔室的硅片，在将硅片传输至工艺腔室的过程中，减少甚至消除了硅片在传输腔中的等待时间，从而避免了由于等待造成的硅片的污染，在提升了硅片传输效率的同时提高了机台良率。

作为一种可实施方式，步骤S100包括以下步骤：

S110，在工艺开始后，实时监测工艺腔室中的当前硅片的工艺进行时间；

S120，根据获取的当前硅片的工艺进行时间和工艺制程中预设的当前硅片的总工艺时间，计算当前硅片的工艺剩余时间，当前硅片的工艺剩余时间等于当前硅片的总工艺时间与当前硅片的工艺进行时间的差值。

作为一种可实施方式，步骤S300包括以下步骤：

S310，若当前硅片的工艺剩余时间小于或等于预设的传片时间，则判断片盒中是否还存在未进行工艺的硅片；

S320，若判断为是，则控制机械手从片盒中取片，然后将取出的硅片按照工艺制程中的传输路径进行传输；

S330，若判断为否，则等待所述当前硅片的工艺完成，并在工艺完成后结束工艺制程。

作为一种可实施方式，预设的传片时间为30s-35s，优选为30s。经过大量实验证实，机械手将片盒中的硅片传输至工艺腔室所需的时间不小于30s，基本分布在30-35s之间，故预设的传片时间优选为30s，避免硅片在传输腔中等待。

由于通过大气机械手将片盒中的硅片传输至传输腔，再由真空机械手将传输腔中的硅片传输至工艺腔室的同时，真空机械手将工艺后的硅片从相应工艺腔室取出硅片并送入下一个工艺腔室或者通过传输腔送回到片盒中，因此两段时间可以接近相互抵消。

作为一种可实施方式，本发明的硅片传输控制方法，还包括以下步骤：

S400，在工艺开始前，取首次进行工艺的硅片作为输入，计算初始的硅片传输序列；

S500，在工艺过程中，在判断所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，且所述片盒中还存在未进行工艺的硅片后，将当前工艺腔室中的硅片和所述片盒中下一片需要进行该工艺制程的硅片作为输入，重新计算所述硅片传输序列。

相应地，在刻蚀机的控制系统中，一般会有一个硅片传输调度模块，根据一些通用的算法计算参与刻蚀工艺的硅片的传输序列，机械手根据计算出的传输序列在各个模块之间传输硅片，最终完成工艺。传统的，通常是将一个工艺制程中所有参与工艺的硅片同时作为输入，传递给传输调度模块进行计算，分段计算出所有硅片的传输路径，该传输路径由多个分段路径组成，之后机械手按照传输路径中的分段路径的顺序按次序取片并进行工艺，直至完成所有硅片的工艺任务。

作为一种较好的应用，采用本发明的硅片传输控制方法，参与传输序列计算，控制硅片传输。其具体流程如图2所示：

S10，开始工艺制程。该工艺制程中应用了X(4≥X≥1)个工艺腔室并行进行工艺，各个工艺腔室分别表示为PMi，i为1到X之间的整数。其中，m为预设的传片时间，单位为秒。

S20，首次取X个硅片参与传输序列的计算。由于刚开始时各个PMi均处于空闲状态，所以该制程中有几个并行的工艺腔室就取几个硅片进行传输序列计算。

S30，控制机械手按照计算出的传输序列开始取片；

S40，X个硅片被分别传输至PMi中；

S50，PMi开始工艺；

S60，工艺开始后，对PMi中的硅片的工艺时间进行监控，判断PMi中的工艺剩余时间是否小于或等于预设的传片时间m；如果判断为否，则不需要进行传片；

S70，若判断PMi中的硅片的工艺剩余时间小于或等于预设的传片时间m，则进一步判断需要进行该制程的硅片是否已经全部移出片盒，如果为是，则不需要再进行传输序列的计算。

S80，如果片盒中还有需要进行该制程的硅片，则将当前PMi中的硅片以及片盒中下一片需要进行该制程的硅片作为输入，重新计算硅片传输序列，返回步骤S30。

例如，该制程共有5个硅片参与工艺，4个工艺腔室并行进行工艺，分别为PM1、PM2、PM3、PM4，预设的传片时间m为10秒。本发明的硅片传输控制方法会先取4个硅片参与传输序列的计算，然后控制机械手按照计算出的传输序列分别将这4个硅片传入PM1、PM2、PM3、PM4中进行工艺。工艺开始后，对PM1、PM2、PM3、PM4中的工艺时间分别进行监控。如果首先监测到PM1中的工艺剩余时间小于或等于10秒，且进一步判断此时盘盒中还有一个需要进行该制程的硅片，则将当前PM1中的硅片以及片盒中的需要进行该制程的硅片作为输入，重新计算硅片传输序列，控制机械手取片。如果接着监测到PM2中的工艺剩余时间小于或等于10秒，进一步片盒中已经没有需要进行该制程的硅片，即所有需要进行该制程的硅片已经全部移出片盒，则不需要再进行传输序列的计算，等待全部硅片结束工艺后，该制程结束。

基于同一发明构思，相应的本发明还提供一种硅片传输控制系统，由于此系统解决问题的原理与前述硅片传输控制方法的实现原理相似，此系统的实施可以通过前述方法的具体过程实现，因此重复之处不再赘述。

相应地，参见图3，为实现本发明目的而提供的硅片传输控制系统，包括依次连接的计算模块100、比较模块200以及控制模块300；

计算模块100，用于在工艺过程中，实时计算工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间；

比较模块200，用于比较当前硅片的工艺剩余时间与预设的传片时间之间的大小，其中，预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至工艺腔室所需的平均时间；

控制模块300，用于在当前硅片的工艺剩余时间小于或等于预设的传片时间时，控制机械手执行下一片硅片的传片动作，其中，预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至工艺腔室所需的时间。

其中，计算模块100包括依次连接的监测单元110和计算单元120；

监测单元110，用于在工艺开始后，实时监测工艺腔室中的当前硅片的工艺进行时间；

计算单元120，用于根据获取的当前硅片的工艺进行时间和工艺制程中预设的当前硅片的总工艺时间，计算当前硅片的工艺剩余时间，当前硅片的工艺剩余时间等于当前硅片的总工艺时间与当前硅片的工艺进行时间的差值。

其中，控制模块300包括判断单元310、取片单元320以及工艺结束单元330，取片单元320和工艺结束单元330分别与判断单元310连接；

判断单元310，用于在当前硅片的工艺剩余时间小于或等于预设的传片时间时，判断片盒中是否还存在未进行工艺的硅片；

取片单元320，用于在判断单元310判断片盒中还存在未进行工艺的硅片时，控制机械手从片盒中取片，然后将取出的硅片按照工艺制程中的传输路径进行传输；

所述工艺结束单元330，用于在所述判断单元310判断所述片盒中不存在所述未进行工艺的硅片时，等待所述当前硅片的工艺完成，并在工艺完成后结束工艺制程。

作为一种可实施方式，预设的传片时间为30s-35s。

作为一种可实施方式，本发明的硅片传输控制系统，还包括第一传输序列计算模块和第二传输序列计算模块；

所述第一传输序列计算模块，用于在工艺开始前，取首次进行工艺的硅片作为输入，计算初始的硅片传输序列；

所述第二传输序列计算模块，用于在工艺过程中，在判断所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，且所述片盒中还存在未进行工艺的硅片后，将当前工艺腔室中的硅片和所述片盒中下一片需要进行该工艺制程的硅片作为输入，重新计算所述硅片传输序列。

本发明提供的硅片传输控制方法及系统，通过比较工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间与预设的机械手将片盒中的硅片传输至工艺腔室所需的平均时间来判断是否从片盒中取下一片硅片进行传输。这样，在工艺腔室中的当前硅片的工艺即将结束之前，准备好下一片将要进入腔室的硅片，在将硅片传输至工艺腔室的过程中，减少甚至消除了硅片在传输腔中的等待时间，从而避免了由于等待造成的硅片的污染，在提升了硅片传输效率的同时提高了机台良率。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种硅片传输控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在工艺过程中，实时计算工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间；

比较所述当前硅片的工艺剩余时间与预设的传片时间之间的大小，其中，所述预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间；

若所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，则控制机械手执行下一片硅片的传片动作。

2.根据权利要求1所述的硅片传输控制方法，其特征在于，所述在工艺过程中，实时检测工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间，包括以下步骤：

在工艺开始后，实时监测工艺腔室中的所述当前硅片的工艺进行时间；

根据获取的所述当前硅片的工艺进行时间和工艺制程中预设的当前硅片的总工艺时间，计算所述当前硅片的工艺剩余时间，所述当前硅片的工艺剩余时间等于所述当前硅片的总工艺时间与所述当前硅片的工艺进行时间的差值。

3.根据权利要求1所述的硅片传输控制方法，其特征在于，所述若所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，则控制机械手进行下一片硅片的传片动作，包括以下步骤：

若所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，则判断片盒中是否还存在未进行工艺的硅片；

若判断为是，则控制机械手从所述片盒中取片，然后将取出的硅片按照工艺制程中的传输路径进行传输；

若判断为否，则等待当前硅片的工艺完成，并在工艺完成后结束工艺制程。

4.根据权利要求1至3任一项所述的硅片传输控制方法，其特征在于，所述预设的传片时间为30s-35s。

5.根据权利要求3所述的硅片传输控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：在工艺开始前，取首次进行工艺的硅片作为输入，计算初始的硅片传输序列；

在工艺过程中，在判断所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，且所述片盒中还存在未进行工艺的硅片后，将当前工艺腔室中的硅片和所述片盒中下一片需要进行该工艺制程的硅片作为输入，重新计算所述硅片传输序列。

6.一种硅片传输控制系统，其特征在于，包括依次连接的计算模块、比较模块以及控制模块；

所述计算模块，用于在工艺过程中，实时计算工艺腔室中的当前硅片的工艺剩余时间；

所述比较模块，用于比较所述当前硅片的工艺剩余时间与预设的传片时间之间的大小，其中，所述预设的传片时间为机械手将片盒中的硅片传输至对应工艺腔室所需的平均时间；

所述控制模块，用于在所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间时，控制机械手执行下一片硅片的传片动作。

7.根据权利要求6所述的硅片传输控制系统，其特征在于，所述计算模块包括依次连接的监测单元和计算单元；

所述监测单元，用于在工艺开始后，实时监测工艺腔室中的所述当前硅片的工艺进行时间；

所述计算单元，用于根据所述当前硅片的工艺进行时间和工艺制程中预设的当前硅片的总工艺时间，计算所述当前硅片的工艺剩余时间，所述当前硅片的工艺剩余时间等于所述当前硅片的总工艺时间与所述当前硅片的工艺进行时间的差值。

8.根据权利要求6所述的硅片传输控制系统，其特征在于，所述控制模块包括判断单元、取片单元以及工艺结束单元，所述取片单元和工艺结束单元分别与所述判断单元连接；

所述判断单元，用于在所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间时，判断片盒中是否还存在未进行工艺的硅片；

所述取片单元，用于在所述判断单元判断所述片盒中还存在所述未进行工艺的硅片时，控制机械手从所述片盒中取片，然后将取出的硅片按照工艺制程中的传输路径进行传输；

所述工艺结束单元，用于在所述判断单元判断所述片盒中不存在所述未进行工艺的硅片时，等待当前硅片的工艺完成，并在工艺完成后结束工艺制程。

9.根据权利要求6至8任一项所述的硅片传输控制系统，其特征在于，所述预设的传片时间为30s-35s。

10.根据权利要求8所述的硅片传输控制系统，其特征在于，还包括第一传输序列计算模块和第二传输序列计算模块；

所述第一传输序列计算模块，用于在工艺开始前，取首次进行工艺的硅片作为输入，计算初始的硅片传输序列；

所述第二传输序列计算模块，用于在工艺过程中，在判断所述当前硅片的工艺剩余时间小于或等于所述预设的传片时间，且所述片盒中还存在未进行工艺的硅片后，将当前工艺腔室中的硅片和所述片盒中下一片需要进行该工艺制程的硅片作为输入，重新计算所述硅片传输序列。