CN115354292B - 基于ropn技术的薄膜沉积设备的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法、装置、设备及可读存储介质，涉及半导体制造领域，其中，所述方法包括：当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。本发明基于最佳控制策略控制待处理工件的传输，减少待处理工件的传输时间。使得得到的机械手动作序列质量更优。
Description
技术领域
本发明半导体制造领域，尤其涉及一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
晶圆制造为半导体微电路生产中设备自动化程度最高、工艺最复杂的核心环节，它包括沉积、涂胶、曝光、显影、刻蚀、清洗等工艺过程。薄膜沉积是半导体制造过程中的一个重要环节，通过薄膜沉积工艺可以在晶圆上生长出各种导电薄膜层和绝缘薄膜层，为后续工艺打下基础。根据工作原理不同，薄膜沉积工艺可分为物理气相沉积(PVD，PhysicalVapor Deposition)、化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)和原子层沉积(ALD，Atomic layer deposition)三大类，所需的设备是薄膜沉积设备，而设备薄膜沉积工序作业周期是制约半导体芯片产量的重要因素。因此，薄膜沉积设备采用高效调度控制方式是当前实现其工序快速完成的关键问题。其中，PVD主要由真空区、大气区以及负责衔接真空与大气的真空锁三部分组成。根据真空与大气特性，划分不同类型机械手传输物料。
目前，理论研究上多为仅存在真空区域的PVD设备单臂或双臂机械手动作序列研究，机械手控制调度策略兼容性差；而实际生产多局限于混合整数规划方法生成PVD设备机械手动作序列的调度方案，模型规模极易受离散变量增加而呈指数型增长，易导致算法在有效时间内无法得到有效解，进而影响设备实时调度运行，以致设备整体生产效率低下。为了得到解与压缩求解时间，工程师往往借助减少模型晶圆产品量、松弛一些约束条件以及做出一些假设条件的方式来解决。然而该方式下得到的解往往非最优且实时调度性差。因此，目前PVD设备机械手动作序列的控制调度方案主要存在解(机械手动作序列)质量差的技术问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决目前PVD设备机械手动作序列的控制调度方案主要存在解生成解质量差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法包括：
当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；
若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；
若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；
基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。
进一步的，在所述当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值的步骤之前所述方法包括：
判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境，若所述工作环境为真空环境，则判定所述工艺流程阶段为所述真空端工艺流程。
进一步的，所述工艺流程阶段还包括大气端工艺流程，所述大气端工艺流程包括冷却区，在所述判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境的步骤之后，所述方法还包括：
若所述工作环境为大气环境，则判定所述工艺流程为所述真空端工艺流程；
当所述大气端工艺流程中的传输装置夹取待冷却工件移动至所述冷却区时，判断所述冷却区的冷却区处理状态是否为存在处理完成的工件；
若所述冷却区处理状态为存在处理完成的工件，则将所述预设交换式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
若所述冷却区处理状态为不存在处理完成的工件，则将所述预设拉式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
基于所述大气端工艺流程的最佳控制策略传输所述大气端工艺流程中的待处理工件。
进一步的，所述真空端工艺流程对应的所述预设ROPN控制逻辑图中各工艺步骤设有控制库所，所述基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件的步骤包括：
根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集；
从所述预设ROPN控制逻辑图中获取所述下一可选工艺步骤集中各工艺步骤对应控制库所的令牌状态得到令牌状态集；
根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集中选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤；
基于所述最佳控制策略将所述待处理工件传输至所述下一目标工艺步骤处理，并将所述下一目标工艺步骤在所述预设ROPN控制逻辑图中对应的控制库所的令牌状态变更为占用。
进一步的，所述根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集的步骤包括：
根据所述待处理工件所处的工件组，确定所述待处理工件的工艺工序；
根据所述当前工艺步骤在所述工艺工序中的位置确定所述待处理工件的下一工艺步骤得到所述下一可选工艺步骤集。
进一步的，所述令牌状态还包括空闲，所述根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤的步骤包括：
将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤。
进一步的，所述将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤的步骤还包括：
若所述下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所的数量大于等于一，则从所述下一可选工艺步骤集随机选取一个令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述下一目标工艺步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制装置，所述薄膜沉积设备的控装置包括：
决策模块，用于当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；
传输模块，用于基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制设备，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序被所述处理器执行时实现如上述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读储存介质，所述可读存储介质上存储有基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序被处理器执行时实现如上述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的步骤。
本发明实施例提出的一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法、装置、设备及可读存储介质，当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。即根据薄膜沉积设备中真空端工艺流程的特点，来选取最佳的控制策略。再基于最佳控制策略控制待处理工件的传输，减少待处理工件的传输时间。使得得到的机械手动作序列质量更优。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；
图2为本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法中第一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法中第二实施例的流程示意图；
图4为本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法中物理气相沉积薄膜沉积设备的布局示意图；
图5为本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法中一加工场景示意图；
图6为本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法中设置控制库所的真空端工艺流的ROPN控制逻辑图；
图7为本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法中第三实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是：当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。
由于目前PVD设备机械手动作序列的控制调度方案主要存在解(机械手动作序列)质量差的技术问题。
本发明提供一种解决方案，即根据薄膜沉积设备中真空端工艺流程的特点，来选取最佳的控制策略。再基于最佳控制策略控制待处理工件的传输，减少待处理工件的传输时间。使得得到的机械手动作序列质量更优。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
本发明实施例设备可以是薄膜沉积设备，也可以是PC、智能手机、平板电脑、便携计算机等具有数据接收、数据处理和数据发送功能的电子终端设备。
如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
可选地，设备还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在移动设备移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；当然，移动设备还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序。
在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，并执行以下操作：
当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；
若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；
若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；
基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，还执行以下操作：
在所述当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值的步骤之前所述方法包括：
判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境，若所述工作环境为真空环境，则判定所述工艺流程阶段为所述真空端工艺流程。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，还执行以下操作：
所述工艺流程阶段还包括大气端工艺流程，所述大气端工艺流程包括冷却区，在所述判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境的步骤之后，所述方法还包括：
若所述工作环境为大气环境，则判定所述工艺流程为所述真空端工艺流程；
当所述大气端工艺流程中的传输装置夹取待冷却工件移动至所述冷却区时，判断所述冷却区的冷却区处理状态是否为存在处理完成的工件；
若所述冷却区处理状态为存在处理完成的工件，则将所述预设交换式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
若所述冷却区处理状态为不存在处理完成的工件，则将所述预设拉式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
基于所述大气端工艺流程的最佳控制策略传输所述大气端工艺流程中的待处理工件。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，还执行以下操作：
所述真空端工艺流程对应的所述预设ROPN控制逻辑图中各工艺步骤设有控制库所，所述基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件的步骤包括：
根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集；
从所述预设ROPN控制逻辑图中获取所述下一可选工艺步骤集中各工艺步骤对应控制库所的令牌状态得到令牌状态集；
根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集中选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤；
基于所述最佳控制策略将所述待处理工件传输至所述下一目标工艺步骤处理，并将所述下一目标工艺步骤在所述预设ROPN控制逻辑图中对应的控制库所的令牌状态变更为占用。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，还执行以下操作：
所述根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集的步骤包括：
根据所述待处理工件所处的工件组，确定所述待处理工件的工艺工序；
根据所述当前工艺步骤在所述工艺工序中的位置确定所述待处理工件的下一工艺步骤得到所述下一可选工艺步骤集。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，还执行以下操作：
所述令牌状态还包括空闲，所述根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤的步骤包括：
将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，还执行以下操作：
所述将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤的步骤还包括：
若所述下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所的数量大于等于一，则从所述下一可选工艺步骤集随机选取一个令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述下一目标工艺步骤。
参照图2，本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的第一实施例，所述薄膜沉积设备的控制方法包括：
步骤S10，当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；
在本实施例中，上述薄膜沉积设备的控制方法可应用于物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)等需要使用薄膜沉积设备的工艺类型。在晶圆制作过程中，上述薄膜沉积设备用于在晶圆上生长出各种导电薄膜层和绝缘薄膜层。以物理气相沉积工艺为例进行说明，如图4所示，物理气相沉积薄膜沉积设备的布局示意图，包括，装载区、校对区、真空锁区、工艺模块1、工艺模块2、工艺模块3、机械臂1和机械臂2。以下结合上述部分，对薄膜沉积设备的工艺流程进行说明。装载区(LoadPort)，装载区的数量可以是一个也可以是多个，它是设备和外部的交互接口，用来放置待加工或加工完成的物料或者工件，如晶圆。对于晶圆，具有相同的加工路径特性的将会被放入一个晶圆集合(如在本设备中示意了3个工艺模块，但由于晶圆的种类不同，不同种类的晶圆其进入工艺模块的顺序或者数量并不相同)。机械手1，可以为单臂/双臂机械手，用于在装载区、校对区、真空锁区、冷却区之间传输晶圆。校对区(Aligner)，用于校准从LoadPort中出去的待加工晶圆的角度及相对位置坐标。冷却区，用于冷却从真空区域出来的已加工的晶圆。真空锁区(LoadLock)，在实际应用中LoadLock通常是成对出现，组成LoadLockGroup(真空锁组)，每个LoadLockGroup含两个左右分布的LoadLock，负责真空端与大气端交互以及维持真空端真空环境。多个工艺模块(PM，process model)，负责晶圆薄膜沉积。机械手2，负责将LoadLockGroup中待加工的晶圆运输至PM以及将PM中加工完成的晶圆传输至LoadLockGroup。
进一步的，在所述当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值的步骤之前，所述方法包括：
判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境，若所述工作环境为真空环境，则判定所述工艺流程为所述真空端工艺流程。
具体的，根据薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境进行工艺流程阶段划分，即将在真空的环境下进行加工处理的工艺流程作为所述真空端工艺流程。如：真空锁区、工艺模块1、工艺模块2、工艺模块3和机械手2。在薄膜沉积设备中，晶圆的沉积过程主要发生在工艺模块1至3中。当工艺模块中处理过的晶圆达到一定数量后，该工艺模块则需要进行清洁步骤，且在工艺模块进行清洁的步骤时，无法对进行沉积加工。上述清洁状态可通过已加工过的晶圆数量表示。
步骤S20，若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；
步骤S30,若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；
具体的，当已加工过的晶圆数量(清洁状态)达到阈值时，该工艺模块将进入清洁步骤，具体的阈值可由技术人员根据实设备特性设置。当真空端工艺流程中存在有工艺模块进入清洁步骤时，将预设的拉式控制策略作为此时真空端工艺流程的最佳控制策略。当已加工过的晶圆数量达到阈值或者不存在阈值(工艺模块无需进行清洗步骤)，真空端工艺流程中不存在有工艺模块进入清洁步骤时，则将预设的交换式控制策略作为真空端工艺流程的最佳控制策略。需要说明的是，在控制方式中，交换式控制策略在平稳运行时，传输晶圆的时间是较短的，即由于传输时的方式为交换，因此，在理想的情况下机械手2在晶圆传输路径中都将是处于负载状态(即机械手在路径中将处于抓取晶圆的状态，机械手在路径中的负载率高，从而加快晶圆传输速度)。而在预设的拉式控制策略中，机械手在路径中的负载率较低，因此，其晶圆传输速度低于交换式控制策略。但是，在工艺模块需要进行清洁步骤时，若依然执行交换控制策略，则将会加剧晶圆的传输时间，降低系统吞吐量。如工艺模块1正在进行清洁步骤，机械手2夹取一晶圆需要进入工艺模块1，若依然使用交换控制策略，则机械手2将会等待工艺模块1清洁完成后再将晶圆放置于工艺模块1中进行加工，此时，晶圆的传输时间将会增加。反之，若此时使用拉式控制策略，则机械手2将不会等待工艺模块1的清洁完成，而是夹取晶圆放置于其他工艺模块进行沉积加工。可以理解的是，在本实施例中，对于真空端工艺流程将根据其工艺模块的清洁状态选取最佳的控制策略，缩短晶圆的传输时间，从而得到质量更优的机械手动作序列解。
步骤S40，基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。
具体的，最佳控制策略可以包括预设拉式控制策略和预设交换式控制策略。如图5所述的一加工场景示意图，在装载区、真空所区和冷却区，分别对应存在待加工晶圆1、待冷却晶圆2和已冷却晶圆3。若使用交换式控制策略传输晶圆，则机械手1将抓取晶圆1传输至真空锁区，晶圆2进行交换(即放置晶圆1至真空锁区，从真空锁区抓取晶圆2)，机械手1再将晶圆2传输至冷却区，与晶圆3进行交换(即放置晶圆2至冷却区，从冷却区中夹取晶圆3)，最后将晶圆3传输至转载区并放置。对应的，若使用拉式控制策略，则机械手1首先夹取冷却区的晶圆3并将其传输至装载区并放置，再夹取从真空锁区夹取晶圆2再传输并放置至冷却区。最后，机械手1在装载区夹取晶圆1传输并放置在真空锁区。进一步的，在真空端工艺流程对应的预设ROPN控制逻辑图(Resource-Oriented PetriNet，Petri网，Petri网是一种多用于离散事件建模与分析的技术，面向资源的Petri网可以更加有效地分析离散事件系统的死锁、活性等方面问题，相对来说更接近对应实际工业应用)中每个工艺步骤都对应设置有控制库所，根据控制库所中的令牌状态即可确定对应工艺步骤的工作状态。避免机械手抓取待处理工件转移至下一工艺步骤时，下一工艺步骤处于工作状态引起机械臂发生死锁。
在本实施例中，当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。即根据薄膜沉积设备中真空端工艺流程的特点，来选取最佳的控制策略。再基于最佳控制策略控制待处理工件的传输，减少待处理工件的传输时间。使得得到的机械手动作序列质量更优。
进一步的，参照图3，基于本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的第一实时例提出本发明薄膜沉积设备的控制方法的第二实施例。
所述步骤S40包括：
步骤S401，根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集；
进一步的，根据所述待处理工件所处的工件组，确定所述待处理工件的工艺工序；根据所述当前工艺步骤在所述工艺工序中的位置确定所述待处理工件的下一工艺步骤得到所述下一可选工艺步骤集。
具体的，在第一实施例中，描述到装载区用来放置待加工或加工完成的物料或者工件，而具有相同工路径特性晶圆将会被放入同一个晶圆集合，即一个工件组。因此，一个工件组中晶圆将会使用相同的工艺工序进行加处理如工件组1的工艺工序依次为，步骤1：装载区、步骤2：校对区、步骤3：真空锁区、步骤4：工艺模块1、步骤5：工艺模块2或工艺模块3、步骤6：真空锁区、步骤8：冷却区、步骤9：装载区。而在本实施例中，主要用于解决在真空端的工艺流程中机械臂2发生死锁的问题(由于在真空端的工艺流程中存在多个工艺模块，可同时加工多个晶圆，而不同晶圆的加工工序中可能存在共用的加工模块，因此，很容发生死锁，如晶圆1正处于工艺模块3中进行加工，晶圆2当前加工已经完成需前往下一步骤，且下一步骤为工艺模块1或者工艺模块3，若机械手2选择，将晶圆抓取放置工艺模块3，但由于工艺模块3当前正在对晶圆进行加工，机械手2无法正常将晶圆1放入至工艺模块3中，从而出现死锁的现象)。而上述工件组1在真空端的工艺工序包括：步骤3：真空锁区、步骤4：工艺模块1、步骤5：工艺模块2或工艺模块3、步骤6：真空锁区。若工件组1中晶圆当前的工艺步骤为步骤4，即可确定下一可选工艺步骤集包括工艺模块2和工艺模块3。可以理解的是，对于不同的工件组可以存在不同的工艺工序，此处不再赘述。
步骤S402，从所述预设ROPN控制逻辑图中，获取所述下一可选工艺步骤集中各工艺步骤对应控制库所的令牌状态得到令牌状态集；
其中，所述真空端工艺流程中各工艺步骤设有控制库所。
具体的，参照图6，设置控制库所的真空端工艺流程的ROPN控制逻辑图。图中包括分别与工艺模块1、工艺模块2、工艺模块3和真空锁区对应的控制库所1、控制库所2、控制库所3和控制库所4，其中，需要说明的是，用于传输晶圆的机械手2对应的控制库所可设置两个令牌(可同时抓取两个晶圆)。此外，真空端工艺流程所设置的控制库所可为虚拟的模块。而各控制库所中的黑点表示令牌，若该控制库所的不存在黑点，则表示令牌状态为占用，即对应的工艺模块或者真空锁区存在其他晶圆，当前无法再进入晶圆，且根据ROPN控制逻辑图即可获取到各控制库所的令牌状态。同样的，基于上述例子，确定工件组1中一晶圆的下一可选工艺步骤集包括：工艺模块2和工艺模块3。对应的获取控制库所2的令牌状态2和控制库所3的令牌状态3得到令牌状态集。
步骤S403，根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集中选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤；
进一步的，所述令牌状态还包括空闲，将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤。
具体的，上述令牌状态除包括占用外，还包括空闲。基于例子，若令牌状态2为空闲、令牌状态3为占用。则将控制库所2所对应的工艺模块2作为晶圆此时的下一目标工艺步骤。
进一步的，若所述下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所的数量大于等于一，则从所述下一可选工艺步骤集随机选取一个令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述下一目标工艺步骤。
具体的，若令牌状态2和令牌状态3均为空闲，则将对应的从工艺模块2和工艺模块3中随机挑选一个作为晶圆此时的下一目标工艺流程。
步骤S404，基于所述最佳控制策略将所述待处理工件传输至所述下一目标工艺步骤处理，并将所述下一目标工艺步骤在所述预设ROPN控制逻辑图中对应的控制库所的令牌状态变更为占用。
具体的，同样基于上述例子，若晶圆的下一目标工艺步骤为工艺模块2，将晶圆放置于在工艺模块2后，还将工艺模块2在上述预设ROPN控制逻辑图中对应的控制库所的令牌状态变更为占用。
在本实施例中，对真空端工艺流程的工艺步骤设置控制库所，在真空端工艺流程加工晶圆时，再根据对应控制库所的令牌状态确定该晶圆的下一工艺步骤，从而避免整个系统发生死锁，缩短了机械手动作序列的生成时间提高了晶圆的生产效率。
进一步的，参照图7，基于本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的第一实时例提出本发明薄膜沉积设备的控制方法的第三实施例。
在所述大气端工艺流程包括冷却区，在所述判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境的步骤之后，所述方法包括：
步骤S101，若所述工作环境为大气环境，则判定所述工艺流程为所述真空端工艺流程；
步骤S102，当所述大气端工艺流程中的传输装置夹取待冷却工件移动至所述冷却区时，判断所述冷却区的冷却区处理状态是否为存在处理完成的工件；
步骤S103，若所述冷却区处理状态为存在处理完成的工件，则将所述预设交换式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
步骤S104，若所述冷却区处理状态为不存在处理完成的工件，则将所述预设拉式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
步骤S105，基于所述大气端工艺流程的最佳控制策略传输所述大气端工艺流程中的待处理工件。
所述工艺流程阶段还包括大气端工艺流程，所述大气端工艺流程包括冷却区，具体的，在薄膜沉积设备的工艺流程中还将被划分出大气端工艺流程，即在大气的环境下进行加工处理的工艺流程，如：装载区、校对区、冷却区和机械手1。在大气端工艺流程中，上述薄膜沉积设备的传输装置为机械手1。当机械手1从真空锁区夹取需要冷却的晶圆到达冷却区时，根据冷却区处理状态选取控制策略。若冷却区处理状态为存在处理完成的工件，则大气端工艺流程的最佳控制策略为预设的交换式控制策略。反之，若冷却区处理状态为不存在处理完成的工件，则大气端工艺流程的最佳控制策略为预设的拉式控制策略。可以理解的是，若在冷却区处理状态为不存在处理完成的工件的情况下，依然使用交换控制策略。则机械手1将会夹取待冷却晶圆放置在冷却区后，将会继续等待直至冷却区中出现有冷却完成的晶圆，再夹取冷却完的晶圆前往下一个工艺步骤，此时，机械手存在等待过程，晶圆传输时间增加。因此，在冷却区处理状态为不存在处理完成的工件时，则将控制策略变更为拉式控制策略，即冷却区中未出现有冷却完成的晶圆，机械手1将待冷却晶圆放置在冷却区后，将执行其他步骤，而不会在冷却区等待。可以理解的是，在本实施例中，对于大气端工艺流程将根据冷却区处理状态来选择最佳的控制策略，从而减少晶圆的传输时间，得到质量更优的解。
此外，本发明实施例还提供一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制装置，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控装置包括：
决策模块，用于当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；
传输模块，用于基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件。
可选地，所述决策模块还用于：
判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境，若所述工作环境为真空环境，则判定所述工艺流程阶段为所述真空端工艺流程。
可选地，所述工艺流程包括大气端工艺流程，所述大气端工艺流程包括冷却区，所述决策模块还用于：
若所述工作环境为大气环境，则判定所述工艺流程为所述真空端工艺流程；
当所述大气端工艺流程中的传输装置夹取待冷却工件移动至所述冷却区时，判断所述冷却区的冷却区处理状态是否为存在处理完成的工件；
若所述冷却区处理状态为存在处理完成的工件，则将所述预设交换式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
若所述冷却区处理状态为不存在处理完成的工件，则将所述预设拉式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
基于所述大气端工艺流程的最佳控制策略传输所述大气端工艺流程中的待处理工件。
可选地，所述真空端工艺流程对应的所述预设ROPN控制逻辑图中各工艺步骤设有控制库所，所述传输模块还用于：
根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集；
从所述预设ROPN控制逻辑图中获取所述下一可选工艺步骤集中各工艺步骤对应控制库所的令牌状态得到令牌状态集；
根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集中选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤；
基于所述最佳控制策略将所述待处理工件传输至所述下一目标工艺步骤处理，并将所述下一目标工艺步骤在所述预设ROPN控制逻辑图中对应的控制库所的令牌状态变更为占用。
可选地，所述传输模块还用于：
根据所述待处理工件所处的工件组，确定所述待处理工件的工艺工序；
根据所述当前工艺步骤在所述工艺工序中的位置确定所述待处理工件的下一工艺步骤得到所述下一可选工艺步骤集。
可选地，所述传输模块还用于：
将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤。
可选地，所述传输模块还用于：
若所述下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所的数量大于等于一，则从所述下一可选工艺步骤集随机选取一个令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述下一目标工艺步骤。
本发明提供的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制装置，采用上述实施例中的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，解决目前PVD设备机械手动作序列的控制调度方案主要存在解生成解质量差的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制装置的有益效果与上述实施例提供的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的有益效果相同，且该基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制装置中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
此外，本发明实施例还提出一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制设备，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序被所述处理器执行时实现如上述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的步骤。
本发明基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制设备的具体实施方式与上述薄膜沉积设备的控制新方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读储存介质，所述可读存储介质上存储有基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序被处理器执行时实现如上述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的步骤。
本发明可读存储介质具体实施方式与上述薄膜沉积设备的控制方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，薄膜沉积设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，其特征在于，所述ROPN为面向资源的Petri网，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法包括：
当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；
若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；
若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；
基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件；
其中，在所述工艺流程中的装载区、真空锁区和冷却区，分别对应存在待加工晶圆、待冷却晶圆和已冷却晶圆时，在使用交换式控制策略传输晶圆的情况下，机械手将抓取待加晶圆传输至真空锁区，与待冷却晶圆进行交换，机械手再将待冷却晶圆传输至冷却区，与已冷却晶圆进行交换，最后将已冷却晶圆传输至转载区并放置；在使用拉式控制策略的情况下，机械手首先夹取冷却区的已冷却晶圆并将其传输至装载区并放置，再从真空锁区夹取待冷却晶圆再传输并放置至冷却区；最后，机械手在装载区夹取待加工晶圆传输并放置在真空锁区。
2.如权利要求1所述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，其特征在于，在所述当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值的步骤之前，所述方法包括：
判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境，若所述工作环境为真空环境，则判定所述工艺流程阶段为所述真空端工艺流程。
3.如权利要求2所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，其特征在于，所述工艺流程阶段还包括大气端工艺流程，所述大气端工艺流程包括冷却区，在所述判断所述薄膜沉积设备的工艺流程的工作环境的步骤之后，所述方法还包括：
若所述工作环境为大气环境，则判定所述工艺流程为所述大气端工艺流程；
当所述大气端工艺流程中的传输装置夹取待冷却工件移动至所述冷却区时，判断所述冷却区的冷却区处理状态是否为存在处理完成的工件；
若所述冷却区处理状态为存在处理完成的工件，则将所述预设交换式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
若所述冷却区处理状态为不存在处理完成的工件，则将所述预设拉式控制策略作为所述大气端工艺流程的最佳控制策略；
基于所述大气端工艺流程的最佳控制策略传输所述大气端工艺流程中的待处理工件。
4.如权利要求1所述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，其特征在于，所述真空端工艺流程对应的所述预设ROPN控制逻辑图中各工艺步骤设有控制库所，所述基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件的步骤包括：
根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集；
从所述预设ROPN控制逻辑图中获取所述下一可选工艺步骤集中各工艺步骤对应控制库所的令牌状态得到令牌状态集；
根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集中选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤；
基于所述最佳控制策略将所述待处理工件传输至所述下一目标工艺步骤处理，并将所述下一目标工艺步骤在所述预设ROPN控制逻辑图中对应的控制库所的令牌状态变更为占用。
5.如权利要求4所述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述真空端工艺流程中待处理工件的当前工艺步骤确定所述待处理工件的下一可选工艺步骤集的步骤包括：
根据所述待处理工件所处的工件组，确定所述待处理工件的工艺工序；
根据所述当前工艺步骤在所述工艺工序中的位置确定所述待处理工件的下一工艺步骤得到所述下一可选工艺步骤集。
6.如权利要求5所述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，其特征在于，所述令牌状态还包括空闲，所述根据所述令牌状态集从所述下一可选工艺步骤集选取所述待处理工件的下一目标工艺步骤的步骤包括：
将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤。
7.如权利要求6所述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法，其特征在于，所述将下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述待处理工件的下一目标工艺步骤的步骤还包括：
若所述下一可选工艺步骤集中令牌状态为空闲的控制库所的数量大于等于一，则从所述下一可选工艺步骤集随机选取一个令牌状态为空闲的控制库所对应的工艺步骤作为所述下一目标工艺步骤。
8.一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制装置，其特征在于，所述ROPN为面向资源的Petri网，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控装置包括：
决策模块，用于当所述薄膜沉积设备的工艺流程的工艺流程阶段为真空端工艺流程时，判断所述真空端工艺流程的当前清洁状态是否达到阈值；若达到所述阈值，则将预设拉式控制策略作为所述真空端工艺流程中的最佳控制策略；若未达到所述阈值，则将预设交换式控制策略作为所述真空端工艺流程的最佳控制策略；
传输模块，用于基于预设ROPN控制逻辑图和所述真空端工艺流程的最佳控制策略传输所述真空端工艺流程中的待处理工件；
其中，在所述工艺流程中的装载区、真空锁区和冷却区，分别对应存在待加工晶圆、待冷却晶圆和已冷却晶圆时，在使用交换式控制策略传输晶圆的情况下，机械手将抓取待加晶圆传输至真空锁区，与待冷却晶圆进行交换，机械手再将待冷却晶圆传输至冷却区，与已冷却晶圆进行交换，最后将已冷却晶圆传输至转载区并放置；在使用拉式控制策略的情况下，机械手首先夹取冷却区的已冷却晶圆并将其传输至装载区并放置，再从真空锁区夹取待冷却晶圆再传输并放置至冷却区；最后，机械手在装载区夹取待加工晶圆传输并放置在真空锁区。
9.一种基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制设备，其特征在于，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的步骤。
10.一种可读储存介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序，所述基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于ROPN技术的薄膜沉积设备的控制方法的步骤。
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Legal Events
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