CN116884897A - 一种晶圆智能装载方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆智能装载方法及系统，涉及数据处理技术领域。通过将晶圆搬至第一区域，根据实时装载需求匹配加工模块并结合实时需求数据得到加工控制参数，将加工模块与位于第一区域的晶圆进行对准，基于加工控制参数对晶圆进行装载加工当装载加工结果满足实时需求数据时将晶圆的装载加工结果搬至第二区域。解决了现有技术中存在晶圆装载加工全流程中晶圆在装载工序之间的转移次序以及每个装载工序中加工参数设定都依赖于人工设定，导致晶圆加工稳定性和准确性不足的技术问题。达到了智能定位晶圆装载加工工序，实现晶圆加工控制参数设定脱离人工经验限制，提高晶圆加工科学性和精准性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种晶圆智能装载方法及系统。
背景技术
半导体晶圆是现代电子产品的核心组成部分，其制造流程需要经过多个加工工序。虽然当前的半导体制造技术已经非常先进，但晶圆在不同加工工序之间转移的次序以及每个加工工序中的晶圆加工参数设置都需要人工干预和设定。
同时，晶圆加工中的稳定性和准确性受到加工参数设置的影响，人工负责晶圆的装载和参数设定，晶圆加工精度取决于操作人员的经验和技能水平，导致晶圆加工整体稳定性和准确性不足。
现有技术中存在晶圆装载加工全流程中晶圆在装载工序之间的转移次序以及每个装载工序中加工参数设定都依赖于人工设定，导致晶圆加工稳定性和准确性不足的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种晶圆智能装载方法及系统，用于针对解决现有技术中存在晶圆装载加工全流程中晶圆在装载工序之间的转移次序以及每个装载工序中加工参数设定都依赖于人工设定，导致晶圆加工稳定性和准确性不足的技术问题。
鉴于上述问题，本申请提供了一种晶圆智能装载方法及系统。
本申请的第一个方面，提供了一种晶圆智能装载方法，所述方法包括：通过智能装卸模块中的第一模块抓取获得目标单片晶圆，并通过智能搬运模块将所述目标单片晶圆搬至第一预设区域；获得所述目标单片晶圆的实时装载需求，并分析得到实时需求数据；根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数；通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，得到目标对准结果；在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果；判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取；通过所述智能搬运模块将所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果搬至第二预设区域。
本申请的第二个方面，提供了一种晶圆智能装载装置，所述装置包括：智能装卸组件，其中，所述智能装卸组件包括第一组件和第二组件，所述第一组件用于对目标单片晶圆进行装载；智能搬运组件，其中，所述智能搬运组件用于将装载了所述目标单片晶圆的所述第一组件搬运至第一预设区域；智能加工组件，其中，所述智能加工组件用于对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工；智能对准组件，其中，所述智能对准组件用于在所述智能加工组件进行所述第一预设区域的所述目标单片晶圆的装载加工前，对所述智能加工组件与所述目标单片晶圆进行对准处理；其中，在所述智能加工组件对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工之后，所述第二组件对装载加工后的所述目标单片晶圆进行卸载。
本申请的第三个方面，提供了一种晶圆智能装载系统，所述系统包括：晶圆搬运执行模块，用于通过智能装卸模块中的第一模块抓取获得目标单片晶圆，并通过智能搬运模块将所述目标单片晶圆搬至第一预设区域；需求数据分析模块，用于获得所述目标单片晶圆的实时装载需求，并分析得到实时需求数据；控制参数获得模块，用于根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数；晶圆对准执行模块，用于通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，得到目标对准结果；加工结果获得模块，用于在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果；加工结果判断模块，用于判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取；加工结果搬运模块，用于通过所述智能搬运模块将所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果搬至第二预设区域。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例提供的方法通过智能装卸模块中的第一模块抓取获得目标单片晶圆，并通过智能搬运模块将所述目标单片晶圆搬至第一预设区域；获得所述目标单片晶圆的实时装载需求，并分析得到实时需求数据；并且根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数，实现了精准定位目标单晶原片当前需要进行的装载工序，并获得实现满足装载需求的目标加工控制参数，达到了对目标单晶原片执行有效装载加工；通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，得到目标对准结果；在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果；判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取，实现了避免将不符合实时需求数据的不合格目标装载加工结果投入下一装载工序进行加工的风险，避免无效加工；并且通过所述智能搬运模块将所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果搬至第二预设区域。达到了智能定位晶圆装载加工工序，实现晶圆加工控制参数设定脱离人工经验限制，提高晶圆加工科学性和精准性的技术效果。
附图说明
图1为本申请提供的一种晶圆智能装载方法流程示意图；
图2为本申请提供的一种晶圆智能装载方法中对单片晶圆进行弥补纠正装载加工的流程示意图；
图3为本申请提供的一种晶圆智能装载装置的结构示意图；
图4为本申请提供的一种晶圆智能装载系统的结构示意图。
附图标记说明：晶圆搬运执行模块1，需求数据分析模块2，控制参数获得模块3，晶圆对准执行模块4，加工结果获得模块5，加工结果判断模块6，加工结果搬运模块7，智能装卸组件M1，智能搬运组件M2，智能加工组件M3，智能对准组件M4。
具体实施方式
本申请提供了一种晶圆智能装载方法及系统，用于针对解决现有技术中存在晶圆装载加工全流程中晶圆在装载工序之间的转移次序以及每个装载工序中加工参数设定都依赖于人工设定，导致晶圆加工稳定性和准确性不足的技术问题。达到了智能定位晶圆装载加工工序，实现晶圆加工控制参数设定脱离人工经验限制，提高晶圆加工科学性和精准性的技术效果。
本发明技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合相关规定。
下面，将参考附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
实施例一
如图1所示，本申请提供了一种晶圆智能装载方法，所述晶圆智能装载方法应用晶圆智能装载系统，所述晶圆智能装载系统包括智能装卸模块、智能搬运模块、智能对准模块、智能加工模块，所述晶圆智能装载方法包括：
S100:通过智能装卸模块中的第一模块抓取获得目标单片晶圆，并通过智能搬运模块将所述目标单片晶圆搬至第一预设区域；
具体而言，应理解的，所述晶圆为制作半导体电路所用的硅晶片，原材料是高纯度的多晶硅，经过一系列的步骤，例如硅单晶生长、切割、抛光等加工过程制成。
在本实施例中，所述目标单片晶圆为已完成硅单晶生长，待通过切割抛光等步骤进行工艺处理加工，生成符合半导体芯片加工要求规格晶圆成品的晶圆半成品，本实施例中将加工获得的符合半导体芯片加工要求参数的晶圆半成品称或成品为目标装载加工结果。
所述第一预设区域为进行单片晶圆切割、抛光等加工工艺处理的区域，所述第一预设区域中预先安装有晶圆加工设备，例如离子注入机、引线键合机、晶圆划片机、晶圆减薄机。所述晶圆智能装载系统用于控制多个智能模块进行目标单片晶圆的抓取、加工需求分析、装载加工以及目标装载加工结果转移。所述晶圆智能装载系统中的智能装卸模块和智能搬运模块通信连接并协同运行，且协同运行的控制对象都为机械手。
具体的，所述智能装卸模块中第一模块的抓取对象为目标单片晶圆，在第一模块抓取到目标单晶原片后，发送抓取成功指令至所述智能搬运模块，所述智能搬运模块启动运行实现将所述目标单片晶圆搬至所述第一预设区域。所述智能装卸模块中第二模块的抓取对象为目标装载加工结果，在加工获得所述目标装载加工结果后，所述第二模块将所述目标装载加工结果从第一预设区域的制造设备上卸下，并发送抓取成功指令至智能搬运模块，智能搬运模块将卸下的所述目标装载加工结果转移至第二预设区域，所述第二预设区域为放置所述目标装载加工结果，以备后续进行在晶圆(目标装载加工结果)的表面上涂敷各种化学材料、状态变化材料、金属线路，制造获得半导体芯片的加工处理。
S200:获得所述目标单片晶圆的实时装载需求，并分析得到实时需求数据；
具体而言，在本实施例中，装载是指在第一预设区域通过机械手将所述目标单片晶圆装入不同加工设备的工作台进行加工的过程。所述实时装载需求为目标单晶原片在某一装载工序(加工工序)的加工需求以及该加工工序在目标单片晶圆装载工序中的次序，例如在第三工序降低晶圆厚度、优化晶圆表面光洁度等。
基于所述实时装载需求分析提取获得所述实时需求数据，所述实时需求数据为经由所述实时装载需求对应装载工序处理后，晶圆的物理特征具体值，例如晶圆厚度值、晶圆表面光洁度等。
S300:根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数；
在一个实施例中，所述根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，本申请提供的方法步骤S300还包括：
S311:获取所述目标单片晶圆的最终装载目标；
S312:分析所述最终装载目标并组建目标装载工序时序，其中，所述目标装载工序时序包括具备M个装载次序标识的M个装载工序，且M为大于等于1的整数；
S313:所述智能加工模块包括M个加工模块，且所述M个加工模块与所述M个装载工序具备对应关系；
S314:获取所述实时装载需求中的实时装载次序；
S315:根据所述实时装载次序对所述具备M个装载次序标识的所述M个装载工序进行匹配，确定目标装载工序；
S316:基于所述目标装载工序对所述M个加工模块进行遍历，匹配得到所述目标加工模块。
在一个实施例中，所述结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数，本申请提供的方法步骤S300还包括：
S321:组建所述目标加工模块的控制指标集，其中，所述控制指标集包括N个控制指标，且N为大于等于1的整数；
S322:将所述N个控制指标作为参数寻优空间，将所述实时需求数据作为参数寻优约束；
S323:基于所述参数寻优约束在所述参数寻优空间中进行全局寻优，得到所述目标加工控制参数。
具体而言，在本实施例中，所述第一预设区域中布设的，用于加工晶圆的半导体加工设备为包括但不限于单晶炉、气相外延炉、氧化炉、磁控溅射台、化学机械抛光机、光刻机、离子注入机、引线键合机、晶圆划片机、晶圆减薄机的K个加工设备，每一加工设备对应于一个装载工序，即K个加工设备与K个装载工序具备对应关系。
本实施例中所述智能加工模块总共包括K个加工模块，基于K个加工模块进行排列组合可以实现加工市面全部类型的晶圆。所述K个加工模块与所述K个装载工序具备对应关系，即所述K个加工模块对应控制所述K个装载工序中K个加工设备的运行参数，以进行晶圆的多装载工序加工，其中，K为大于1的正整数。
获取所述目标单片晶圆的最终装载目标，所述最终装载目标为当前以所述目标单片晶圆为原材料，采用一定工艺步骤加工获得的合格的目标装载加工结果的晶圆实体。
所述目标装载工序时序为对目标单片晶圆进行加工的多个装载工序执行先后次序，所述目标装载工序时序包括具备M个装载次序标识的M个装载工序，所述装载次序标识为表征装载工序处理顺序，其中，M为大于等于1且小于K的整数，且所需的M个装载工序不超出K个装载工序的范围。
本实施例利用所述最终装载目标的晶圆实体分析反推获得所述目标装载工序时序，具体的，假设某种晶圆加工需要采用K个加工设备，获得K个加工设备的使用先后顺序，从而获得K个装载工序的次序标识。检查所述最终装载目标的物理特征，基于物理特征反推确定装载加工获得所述最终装载目标的多个无序装载工序，并基于K个装载工序的次序标识进行多个无序装载工序排序标识，生成所述目标装载工序时序。
示例性的，本实施例根据所述最终装载目标的晶圆上的结构和器件特征，例如电极、连线等，反推确定装载过程中是否存在离子注入装载工序，采用相同方法，根据所述最终装载目标的多类型晶圆表面特征，反推确定装载过程的若干个装载工序。
所述智能加工模块根据所述目标装载工序时序在K个装载工序中提取调用获得所述M个装载工序对应的M个加工模块。获取所述实时装载需求中的实时装载次序，所述实时装载次序为实时装载需求对应的装载工序在目标单片晶圆装载工序中的次序。将实时装载次序遍历目标装载工序时序中的M个装载次序标识，获得某个装载次序标识以及与之相对应的装载工序，将该装载工序作为所述目标装载工序，基于所述目标装载工序对所述M个加工模块进行遍历，匹配得到所述目标加工模块。既就是，通过目标装载工序对应的目标加工模块控制所述目标装载工序中半导体加工设备的运行参数，可以实现将目标单片晶圆装载加工的成符合所述实时需求数据要求的物理状态。
在获得所述目标加工模块的基础上，本实施例组建所述目标加工模块的控制指标集，其中，所述控制指标集包括N个控制指标，且N为大于等于1的整数。示例性的，所述目标装载工序为化学机械抛光工序，所述目标加工模块为化学机械抛光加工模块，所述控制指标集中的控制指标为压力指标、转速指标、PH值指标、气泡指标和温度指标。
合理设定N个控制指标的N个控制参数，并通过目标加工模块控制目标装载工序中的半导体加工设备按照N个控制参数运行，以执行目标单片晶元的加工，可实现装载加工获得所述目标装载加工结果。
在本实施例中，所述目标加工控制参数即为合理设定的N个控制指标的N个控制参数。本实施例采用寻优方法获得所述目标加工控制参数，将所述N个控制指标作为参数寻优空间，将所述实时需求数据作为参数寻优约束，所述参数寻优约束用于比对N个控制指标参数进行目标单片晶圆加工所获加工结果，所述参数寻优约束作为判断是否保留一组N个控制指标参数作为所述目标加工控制参数。
本实施例在后续说明书中详细参数基于所述参数寻优约束在所述参数寻优空间中进行全局寻优，得到所述目标加工控制参数的最优实施例。
本实施例通过根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数，实现了精准定位目标单晶原片当前需要进行的装载工序，并获得实现满足装载需求的目标加工控制参数，达到了对目标单晶原片执行有效装载加工的技术效果。
S400:通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，得到目标对准结果；
S500:在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果；
具体而言，在本实施例中，所述装载工序本质为位于第一预设区域中的一个具体的半导体加工设备，为确保目标加工模块对于目标晶圆的有效加工，需要将目标单片晶圆通过机械臂精准放置于所述目标加工模块的载物台中心区域。所述目标加工模块控制目标装载工序中半导体加工设备的运行参数，并且检测晶圆是否位于半导体加工设备可加工区域。
所述智能对准模块启动进机械臂控制，通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，以实现对目标单片晶圆放置区域调整，将目标单片晶圆放置于所述半导体加工设备的载物台加工区域，得到目标对准结果，所述目标对准结果为目标单片晶圆中心与载物台中心的偏离值。
所述预设对准要求为晶圆放置于载物台时，晶圆中心与载物台中心的偏离距离最大值，偏离值在所述预设对准要求范围内认为晶圆可以进行装载加工。
在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，目标控制模块基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果，所述目标装载加工结果为一个单片晶圆半成品实体。
S600:判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取；
在一个实施例中，如图2所示，在所述判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据之后，本申请提供的方法步骤S600还包括：
S610:若是所述目标装载加工结果不满足所述实时需求数据，生成弥补纠正指令；
S620:采集所述目标装载加工结果的目标装载结果数据；
S630:计算所述目标装载结果数据与所述实时需求数据之间的差值，设为装载偏差值；
S640:若所述装载偏差值满足预设偏差要求，分析所述装载偏差值得到偏差弥补加工控制参数；
S650:基于所述偏差弥补加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行弥补纠正装载加工。
具体而言，在本实施例中所述智能装卸模块中第二模块的抓取对象为目标装载加工结果，在加工获得所述目标装载加工结果后，所述第二模块将所述目标装载加工结果从第一预设区域中目标半导体制造设备的载物台上卸下。
本实施例在启动第二模块控制机械臂将目标装载加工结果从目标半导体制造设备的载物台上卸下前，基于所述目标装载加工结果进行性能检测，获得性能检测结果并与所述实时需求数据比对，判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取卸下。
若是所述目标装载加工结果不满足所述实时需求数据，生成弥补纠正指令，基于所述弥补纠正指令采集所述目标装载加工结果的目标装载结果数据，例如目标装载工序为化学机械抛光工序，则目标装载加工结果为抛光后的单片晶圆，基于目标装载加工结果进行性能检测，获得晶圆表面平整度数据作为所述目标装载结果数据。
所述目标装载结果数据与所述实时需求数据单位一致，计算所述目标装载结果数据与所述实时需求数据之间的差值，作为装载偏差值。预设偏差要求，所述预设偏差要求为可通过二次加工消除的装置偏差值阈值。
若所述装载偏差值超出所述预设偏差要求，表明晶圆装载过度报废，无法进行装载加工缺陷弥补。若所述装载偏差值满足预设偏差要求，则设定所述偏差弥补加工控制参数，所述偏差弥补加工控制参数为多个检测窗口。
基于所述偏差弥补加工控制参数对所述目标加工模块进行周期性启动，每一周期所述目标加工模块基于目标加工控制参数进行目标单片晶圆加工，并采集获得所述目标装载加工结果的目标装载结果数据，计算与所述实时需求数据之间的差值，经由多个检测窗口进行目标单片晶圆多周期加工检测，直至所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果满足所述实时需求数据，停止对所述目标单片晶圆地弥补纠正装载加工。
本实施例通过对目标装载加工结果进行性能检测，并基于获得的目标装载结果数据进行目标单片晶圆地弥补纠正装载加工或舍弃报废处理，实现了避免将不符合实时需求数据的不合格目标装载加工结果投入下一装载工序进行加工的风险。
S700:通过所述智能搬运模块将所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果搬至第二预设区域。
具体而言，在本实施例中，基于步骤S100可知，所述智能装卸模块中第二模块将所述目标装载加工结果从第一预设区域的制造设备上卸下，并发送抓取成功指令至智能搬运模块，智能搬运模块将卸下的所述目标装载加工结果转移至第二预设区域，所述第二预设区域为放置所述目标装载加工结果，进行目标装载工序后一工序的半导体加工设备载物台，在所述第二预设区域进行在对所述目标装载加工结果的加工处理。
本实施例实现了根据半成品单片晶圆的装载加工需求，获得符合装载加工需求的半导体加工设备以及设备运行参数执行单片晶圆的高精度准确装载加工，达到了定位晶圆装载加工工序以及设定晶圆加工控制参数脱离人工经验限制，提高进行晶圆加工科学性和精准性的技术效果。
在一个实施例中，所述基于所述参数寻优约束在所述参数寻优空间中进行全局寻优，得到所述目标加工控制参数，本申请提供的方法步骤S323还包括：
S323-1:提取所述参数寻优空间中第一控制指标，并设置所述第一控制指标的第一控制参数；
S323-2:基于所述第一控制参数组建第一目标加工控制参数，并将所述第一目标加工控制参数作为所述目标加工控制参数；
S323-3:获得在所述第一目标加工控制参数下得到的第一装载加工结果，并采集所述第一装载加工结果的第一装载结果数据；
S323-4:对比所述第一装载结果数据与所述实时需求数据，得到第一对比结果；
S323-5:根据所述第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据相符，输出所述目标加工控制参数。
在一个实施例中，在所述对比所述第一装载结果数据与所述实时需求数据，得到第一对比结果之后，本申请提供的方法步骤S323-4还包括：
S323-4-1:根据所述第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据不相符，调用第一预设邻域方案；
S323-4-2:根据所述第一预设邻域方案得到所述第一目标加工控制参数的第一邻域，其中，所述第一邻域包括P个邻域加工控制参数，且P为大于1的整数；
S323-4-3:依次获得在所述P个邻域加工控制参数得到的P个装载加工结果，并对比得到第一最优邻域加工控制参数的第一最优装载结果；
S323-4-4:采集所述第一最优装载结果的第一最优装载结果数据，并与所述实时需求数据进行对比，得到第二对比结果；
S323-4-5:根据所述第二对比结果，若所述第一最优装载结果数据优于所述第一装载结果数据，以所述第一最优邻域加工控制参数替代所述第一目标加工控制参数，成为所述目标加工控制参数。
具体而言，本实施例是步骤S300的细化，同时也是寻优获得所述目标加工控制参数的最优实施例。
在本实施例中，设置所述N个控制指标作为参数寻优空间，将所述实时需求数据作为参数寻优约束，所述参数寻优约束用于比对N个控制指标参数进行目标单片晶圆加工所获加工结果，所述参数寻优约束作为判断是否保留一组N个控制指标参数作为所述目标加工控制参数。
为便于理解，本实施例以所述目标装载工序为化学机械抛光工序，所述目标加工模块为化学机械抛光加工模块，所述控制指标集中的N个控制指标分别为压力指标、转速指标、PH值指标、气泡指标和温度指标为例，阐述获得所述目标加工控制参数的寻优方法。
根据控制指标数量设置多维坐标系，在多维坐标系中，每个坐标轴对应一个控制指标，每个坐标轴单位对应于控制指标参数单位。基于晶圆化学抛光标准，获得所述N个控制指标的N个参数取值范围，将N个控制指标参数取值范围构成的虚拟空间作为所述参数寻优空间，在所述参数寻优空间中任一的一个坐标点，对应一组N个控制指标取值。
在所述参数寻优空间中随机选取获得第一坐标点，将所述第一坐标点作为所述第一控制指标，基于所述参数寻优空间中任一的一个坐标点，对应一组N个控制指标取值的特性，本实施例在所述参数寻优空间中获得第一坐标点在各个坐标轴对应的控制指标参数取值，作为所述第一控制指标的第一控制参数，所述第一控制参数为一组N个控制参数；
所述第一控制参数的N个控制参数作为所述第一目标加工控制参数，并假定所述第一目标加工控制参数作为所述目标加工控制参数，所述目标加工模块基于第一目标加工控制参数控制目标装载工序中半导体加工设备试运行，装载加工所述目标单片晶圆，从而得到第一装载加工结果，并采集所述第一装载加工结果的第一装载结果数据，当所述目标装载工序为化学机械抛光工序时，所述第一装载结果数据可为表面粗糙度数据。所述实时需求数据可为表面粗糙要求值。
对比所述第一装载结果数据与所述实时需求数据，得到第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据相符，则将所述第一目标加工控制参数作为所述目标加工控制参数输出。
对比所述第一装载结果数据与所述实时需求数据，得到第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据不相符，调用第一预设邻域方案，获得第一坐标点与所述第一预设邻域方案的坐标点的空间距离值做为寻优半径的设定值。以第一坐标点为圆心，以第一预设邻域方案为半径在多维坐标系画圆球，该圆球为第一坐标点的第一邻域，在第一邻域内包括P个坐标点，且P个坐标点对应于P个邻域加工控制参数，每个邻域加工控制参数对应一组N个控制指标取值，且P为大于1的整数。
采用获得所述第一装载加工结果相同方法，依次获得所述P个邻域加工控制参数对应的P个装载加工结果，对P个装载加工结果的表面粗糙度数据对比排序得到第一最优装载结果，所述的第一最优装载结果为粗糙度数据最小值对应的装载加工结果，获得装载加工结果对应的一组N个加工控制参数，作为第一最优邻域加工控制参数，获得第一最优邻域加工控制参数在多维坐标系中对应的坐标点作为第二坐标点。
将所述第一最优装载结果的第一最优装载结果数据，首先与第一装载结果数据比对，若所述第一最优装载结果数据优于所述第一装载结果数据，则其次将第一最优装载结果数据与所述实时需求数据进行对比，得到第二对比结果，若第二比对结果为所述第一最优装载结果数据与所述实时需求数据相符，则以所述第一最优邻域加工控制参数替代所述第一目标加工控制参数，成为所述目标加工控制参数。
本实施例通过采用寻优方式获得所述目标加工控制参数，实现了设定晶圆加工控制参数脱离人工经验限制，提高进行晶圆加工的半导体设备控制参数设定科学性和精准性的技术效果。
在一个实施例中，在所述采集所述第一最优装载结果的第一最优装载结果数据，并与所述实时需求数据进行对比，得到第二对比结果之后，本申请提供的方法步骤S323-4还包括：
S323-4-6:根据所述第二对比结果，若所述第一装载结果数据优于所述第一最优装载结果数据，调用第二预设邻域方案；
S323-4-7:根据所述第二预设邻域方案进行迭代，并统计迭代次数；
S323-4-8:当所述迭代次数达到预设迭代阈值，输出彼时的所述目标加工控制参数。
具体而言，在本实施例中，若第二比对结果为所述第一装载结果数据优于所述第一最优装载结果数据，且所述第一最优装载结果数据与所述实时需求数据不相符，则调用第二预设邻域方案。
所述第二预设邻域方案为寻优半径的设定值，且数值与所述第一预设邻域方案一致，以第一最优邻域加工控制参数对应的第二坐标点为圆心，以第二预设邻域方案为半径在多维坐标系画圆球，该圆球为第二坐标点的第二邻域，采用基于第一邻域寻优获得第一最优装载结果和第一最优邻域加工控制参数相同方法，获得第二最优装载结果、第二最优邻域加工控制参数和第三坐标点。
将第二最优装载结果与第一最优装载结果、实时需求数据对比，若第二最优装载结果优于第一最优装载结果同时与实时需求数据不相符，则基于第三坐标点，第三预设邻域方案重复前述步骤进行迭代，并统计迭代次数。
当所述迭代次数达到预设迭代阈值，例如迭代至第十预设邻域时，实际获得的第十最优装载结果优于第九最优装载结果同时与实时需求数据不相符，仍将第十最优邻域加工控制参数作为所述目标加工控制参数输出。
本实施例通过进行迭代寻优并设定迭代阈值，实现了避免陷入无限寻优，同时获得无限接近于实现加工目标单片晶圆至实时需求数据的加工控制参数的技术效果。
实施例二
如图3所示，本发明公开了一种晶圆智能装载装置，所述装置包括：
智能装卸组件M1，其中，所述智能装卸组件包括第一组件和第二组件，所述第一组件用于对目标单片晶圆进行装载；
智能搬运组件M2，其中，所述智能搬运组件用于将装载了所述目标单片晶圆的所述第一组件搬运至第一预设区域；
智能加工组件M3，其中，所述智能加工组件用于对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工；
智能对准组件M4，其中，所述智能对准组件用于在所述智能加工组件进行所述第一预设区域的所述目标单片晶圆的装载加工前，对所述智能加工组件与所述目标单片晶圆进行对准处理；
其中，在所述智能加工组件对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工之后，所述第二组件对装载加工后的所述目标单片晶圆进行卸载。
具体而言，在本实施例中，为实现智能定位晶圆装载加工工序，实现晶圆加工控制参数设定脱离人工经验限制，提高晶圆加工科学性和精准性的效果，本实施例构建晶圆智能装载装置，所述晶圆智能装载装置具体由智能装卸组件、智能搬运组件、智能加工组件、智能对准组件构成。
所述智能装卸组件、智能搬运组件、智能加工组件、智能对准组件分别对应于实施例一中的智能装卸模块、智能搬运模块、智能对准模块、智能加工模块，为实施例一中模块的硬件装置载体。
具体的，在本实施例中，所述智能装卸组件对应于所述智能装卸模块，所述智能装卸组件包括第一组件(对应于实施例一中第一模块)和第二组件(对应于实施例一中第二模块)，所述第一组件用于对目标单片晶圆进行装载。智能搬运组件对应于所述智能搬运模块，所述智能搬运组件用于将装载了所述目标单片晶圆的所述第一组件搬运至第一预设区域。
智能加工组件对应于所述智能对准模块，所述智能加工组件用于对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工，智能对准组件对应于所述智能加工模块，所述智能对准组件用于在所述智能加工组件进行所述第一预设区域的所述目标单片晶圆的装载加工前，对所述智能加工组件与所述目标单片晶圆进行对准处理，在所述智能加工组件对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工之后，所述第二组件对装载加工后的所述目标单片晶圆进行卸载。本实施例基于晶圆智能装载装置实现了提高晶圆加工科学性和精准性的效果。
实施例三
基于与前述实施例中一种晶圆智能装载方法相同的发明构思，如图4所示，本申请提供了一种晶圆智能装载系统，其中，所述系统包括：
晶圆搬运执行模块1，用于通过智能装卸模块中的第一模块抓取获得目标单片晶圆，并通过智能搬运模块将所述目标单片晶圆搬至第一预设区域；
需求数据分析模块2，用于获得所述目标单片晶圆的实时装载需求，并分析得到实时需求数据；
控制参数获得模块3，用于根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数；
晶圆对准执行模块4，用于通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，得到目标对准结果；
加工结果获得模块5，用于在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果；
加工结果判断模块6，用于判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取；
加工结果搬运模块7，用于通过所述智能搬运模块将所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果搬至第二预设区域。
在一个实施例中，所述系统还包括：
装载目标获取单元，用于获取所述目标单片晶圆的最终装载目标；
工序时序分析单元，用于分析所述最终装载目标并组建目标装载工序时序，其中，所述目标装载工序时序包括具备M个装载次序标识的M个装载工序，且M为大于等于1的整数；以及
模块工序对应单元，用于所述智能加工模块包括M个加工模块，且所述M个加工模块与所述M个装载工序具备对应关系；
装载次序获取单元，用于获取所述实时装载需求中的实时装载次序；
装载工序匹配单元，用于根据所述实时装载次序对所述具备M个装载次序标识的所述M个装载工序进行匹配，确定目标装载工序；
基于所述目标装载工序对所述M个加工模块进行遍历，匹配得到所述目标加工模块。
在一个实施例中，所述系统还包括：
控制指标组建单元，用于组建所述目标加工模块的控制指标集，其中，所述控制指标集包括N个控制指标，且N为大于等于1的整数；
寻优约束获取单元，用于将所述N个控制指标作为参数寻优空间，将所述实时需求数据作为参数寻优约束；
全局寻优执行单元，用于基于所述参数寻优约束在所述参数寻优空间中进行全局寻优，得到所述目标加工控制参数。
在一个实施例中，所述系统还包括：
控制指标提取单元，用于提取所述参数寻优空间中第一控制指标，并设置所述第一控制指标的第一控制参数；
控制参数组建单元，用于基于所述第一控制参数组建第一目标加工控制参数，并将所述第一目标加工控制参数作为所述目标加工控制参数；
装载结果采集单元，用于获得在所述第一目标加工控制参数下得到的第一装载加工结果，并采集所述第一装载加工结果的第一装载结果数据；
数据比对执行单元，用于对比所述第一装载结果数据与所述实时需求数据，得到第一对比结果；
控制参数输出单元，用于根据所述第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据相符，输出所述目标加工控制参数。
在一个实施例中，所述系统还包括：
邻域方案调用单元，用于根据所述第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据不相符，调用第一预设邻域方案；
第一邻域获得单元，用于根据所述第一预设邻域方案得到所述第一目标加工控制参数的第一邻域，其中，所述第一邻域包括P个邻域加工控制参数，且P为大于1的整数；
装载结果获得单元，用于依次获得在所述P个邻域加工控制参数得到的P个装载加工结果，并对比得到第一最优邻域加工控制参数的第一最优装载结果；
比对结果生成单元，用于采集所述第一最优装载结果的第一最优装载结果数据，并与所述实时需求数据进行对比，得到第二对比结果；
控制参数替代单元，用于根据所述第二对比结果，若所述第一最优装载结果数据优于所述第一装载结果数据，以所述第一最优邻域加工控制参数替代所述第一目标加工控制参数，成为所述目标加工控制参数。
在一个实施例中，所述系统还包括：
方案调用执行单元，用于根据所述第二对比结果，若所述第一装载结果数据优于所述第一最优装载结果数据，调用第二预设邻域方案；
邻域方案迭代单元，用于根据所述第二预设邻域方案进行迭代，并统计迭代次数；
控制参数输出单元，用于当所述迭代次数达到预设迭代阈值，输出彼时的所述目标加工控制参数。
在一个实施例中，所述系统还包括：
纠正指令生成单元，用于若是所述目标装载加工结果不满足所述实时需求数据，生成弥补纠正指令；
目标数据采集单元，用于采集所述目标装载加工结果的目标装载结果数据；
数据差值计算单元，用于计算所述目标装载结果数据与所述实时需求数据之间的差值，设为装载偏差值；
弥补参数获得单元，用于若所述装载偏差值满足预设偏差要求，分析所述装载偏差值得到偏差弥补加工控制参数；
弥补纠正执行单元，用于基于所述偏差弥补加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行弥补纠正装载加工。
综上所述的任意一项方法或者步骤可作为计算机指令或程序存储在各种不限类型的计算机存储器中，通过各种不限类型的计算机处理器识别计算机指令或程序，进而实现上述任一项方法或者步骤。
基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种晶圆智能装载方法，其特征在于，所述晶圆智能装载方法应用晶圆智能装载系统，所述晶圆智能装载系统包括智能装卸模块、智能搬运模块、智能对准模块、智能加工模块，所述晶圆智能装载方法包括：
通过智能装卸模块中的第一模块抓取获得目标单片晶圆，并通过智能搬运模块将所述目标单片晶圆搬至第一预设区域；
获得所述目标单片晶圆的实时装载需求，并分析得到实时需求数据；并且
根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数；
通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，得到目标对准结果；
在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果；
判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取；并且
通过所述智能搬运模块将所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果搬至第二预设区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，包括：
获取所述目标单片晶圆的最终装载目标；
分析所述最终装载目标并组建目标装载工序时序，其中，所述目标装载工序时序包括具备M个装载次序标识的M个装载工序，且M为大于等于1的整数；以及
所述智能加工模块包括M个加工模块，且所述M个加工模块与所述M个装载工序具备对应关系；
获取所述实时装载需求中的实时装载次序；
根据所述实时装载次序对所述具备M个装载次序标识的所述M个装载工序进行匹配，确定目标装载工序；
基于所述目标装载工序对所述M个加工模块进行遍历，匹配得到所述目标加工模块。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数，包括：
组建所述目标加工模块的控制指标集，其中，所述控制指标集包括N个控制指标，且N为大于等于1的整数；
将所述N个控制指标作为参数寻优空间，将所述实时需求数据作为参数寻优约束；
基于所述参数寻优约束在所述参数寻优空间中进行全局寻优，得到所述目标加工控制参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述参数寻优约束在所述参数寻优空间中进行全局寻优，得到所述目标加工控制参数，包括：
提取所述参数寻优空间中第一控制指标，并设置所述第一控制指标的第一控制参数；
基于所述第一控制参数组建第一目标加工控制参数，并将所述第一目标加工控制参数作为所述目标加工控制参数；
获得在所述第一目标加工控制参数下得到的第一装载加工结果，并采集所述第一装载加工结果的第一装载结果数据；
对比所述第一装载结果数据与所述实时需求数据，得到第一对比结果；
根据所述第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据相符，输出所述目标加工控制参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述对比所述第一装载结果数据与所述实时需求数据，得到第一对比结果之后，还包括：
根据所述第一对比结果，若所述第一装载结果数据与所述实时需求数据不相符，调用第一预设邻域方案；
根据所述第一预设邻域方案得到所述第一目标加工控制参数的第一邻域，其中，所述第一邻域包括P个邻域加工控制参数，且P为大于1的整数；
依次获得在所述P个邻域加工控制参数得到的P个装载加工结果，并对比得到第一最优邻域加工控制参数的第一最优装载结果；
采集所述第一最优装载结果的第一最优装载结果数据，并与所述实时需求数据进行对比，得到第二对比结果；
根据所述第二对比结果，若所述第一最优装载结果数据优于所述第一装载结果数据，以所述第一最优邻域加工控制参数替代所述第一目标加工控制参数，成为所述目标加工控制参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述采集所述第一最优装载结果的第一最优装载结果数据，并与所述实时需求数据进行对比，得到第二对比结果之后，还包括：
根据所述第二对比结果，若所述第一装载结果数据优于所述第一最优装载结果数据，调用第二预设邻域方案；
根据所述第二预设邻域方案进行迭代，并统计迭代次数；
当所述迭代次数达到预设迭代阈值，输出彼时的所述目标加工控制参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据之后，还包括：
若是所述目标装载加工结果不满足所述实时需求数据，生成弥补纠正指令；
采集所述目标装载加工结果的目标装载结果数据；
计算所述目标装载结果数据与所述实时需求数据之间的差值，设为装载偏差值；
若所述装载偏差值满足预设偏差要求，分析所述装载偏差值得到偏差弥补加工控制参数；
基于所述偏差弥补加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行弥补纠正装载加工。
8.一种晶圆智能装载装置，其特征在于，包括：
智能装卸组件，其中，所述智能装卸组件包括第一组件和第二组件，所述第一组件用于对目标单片晶圆进行装载；
智能搬运组件，其中，所述智能搬运组件用于将装载了所述目标单片晶圆的所述第一组件搬运至第一预设区域；
智能加工组件，其中，所述智能加工组件用于对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工；
智能对准组件，其中，所述智能对准组件用于在所述智能加工组件进行所述第一预设区域的所述目标单片晶圆的装载加工前，对所述智能加工组件与所述目标单片晶圆进行对准处理；
其中，在所述智能加工组件对位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行装载加工之后，所述第二组件对装载加工后的所述目标单片晶圆进行卸载。
9.一种晶圆智能装载系统，其特征在于，所述系统包括：
晶圆搬运执行模块，用于通过智能装卸模块中的第一模块抓取获得目标单片晶圆，并通过智能搬运模块将所述目标单片晶圆搬至第一预设区域；
需求数据分析模块，用于获得所述目标单片晶圆的实时装载需求，并分析得到实时需求数据；
控制参数获得模块，用于根据所述实时装载需求匹配智能加工模块中的目标加工模块，并结合所述实时需求数据得到所述目标加工模块的目标加工控制参数；
晶圆对准执行模块，用于通过智能对准模块将所述目标加工模块与位于所述第一预设区域的所述目标单片晶圆进行对准，得到目标对准结果；
加工结果获得模块，用于在所述目标对准结果满足预设对准要求的情况下，基于所述目标加工控制参数对所述目标加工模块进行启动，并对所述目标单片晶圆进行装载加工，得到目标装载加工结果；
加工结果判断模块，用于判断所述目标装载加工结果是否满足所述实时需求数据，若是满足，调用所述智能装卸模块中的第二模块对所述目标装载加工结果进行抓取；
加工结果搬运模块，用于通过所述智能搬运模块将所述目标单片晶圆的所述目标装载加工结果搬至第二预设区域。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310853380.2A CN116884897B (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 一种晶圆智能装载方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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