CN117012673A - 半导体设备的工艺控制方法、上位机、控制器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体设备的工艺控制方法、上位机、控制器及系统，涉及半导体技术领域，该半导体设备的工艺控制方法包括：获取控制半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件；其中，工艺文件基于接收到的工艺配置参数生成，工艺文件包括完成预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，每条工艺指令对应一个工艺动作；当工艺开始时，将工艺文件发送至控制器，以使控制器逐条解析工艺指令，并基于工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。本发明实现了以控制器为控制工艺运行的核心，提升了工艺运行控制的可靠性，提升了信息传递效率，节约了设备成本，提升了控制工艺运行的稳定性。

Description

半导体设备的工艺控制方法、上位机、控制器及系统

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种半导体设备的工艺控制方法、上位机、控制器及系统。

背景技术

半导体工艺通常因工艺流程复杂、难度高以及耗时长等特点，对半导体设备控制系统的自动化程度要求较高。相关的半导体设备控制系统通常将下位机作为控制工艺运行的核心，诸如目前常用的半导体设备控制系统主要包括上位机、下位机和可编程逻辑控制器，上位机作为人机交互界面，可以编辑工艺及查看工艺状态；下位机作为整个控制系统的核心负责控制工艺运行；可编程逻辑控制器在系统中为各传感器和执行件提供配套接口，采集各传感器的信号并将控制指令发送给各个执行件。

但是，将下位机作为控制工艺运行的核心时，由于下位机通常为工控计算机，运行稳定性较差，容易出现偶发死机的情况导致工艺停止，产品报废，降低了工艺运行控制的可靠性，且下位机需要与上位机及可编程逻辑控制器进行数据交互，系统架构复杂，降低了信息传递效率，导致故障率较高，下位机的使用还会增加设备成本，降低了控制工艺运行的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半导体设备的工艺控制方法、上位机、控制器及系统，通过控制上位机将完成预设工艺流程需要的工艺文件直接发送至控制器，使控制器能够控制半导体设备执行相应的工艺动作完成预设工艺流程，实现了以控制器为控制工艺运行的核心，可以避免出现因下位机稳定性较差导致工艺停止产品报废的情况，提升了工艺运行控制的可靠性，提升了信息传递效率，同时节约了设备成本，提升了控制工艺运行的稳定性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种半导体设备的工艺控制方法，应用于上位机，所述半导体设备的工艺控制方法包括：获取控制所述半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件；其中，所述工艺文件基于接收到的工艺配置参数生成，所述工艺文件包括完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，每条所述工艺指令对应一个工艺动作；当工艺开始时，将所述工艺文件发送至控制器，以使所述控制器逐条解析所述工艺指令，并基于所述工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述工艺文件的生成步骤，包括：接收工艺配置参数；其中，所述工艺配置参数包括指令名称及所述指令名称对应的工艺参数；基于所述指令名称、所述指令名称对应的工艺参数及预设指令格式生成完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，得到所述工艺文件；其中，所述工艺指令包括指令序号、指令ID和多个工艺参数。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述工艺文件的生成步骤，包括：接收各个工艺封装模块的可编辑参数的输入值；其中，所述工艺封装模块中的部分工艺参数为可编辑参数；基于所述可编辑参数的输入值及所述工艺封装模块中的固定参数信息生成完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，得到所述工艺文件；其中，所述工艺封装模块包括完成目标工艺步骤的全部工艺动作对应的多条工艺指令，所述工艺指令中包括完成所述工艺动作需要的全部工艺参数，所述目标工艺步骤为所述预设工艺流程中的工艺步骤。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述工艺封装模块中各所述工艺指令按照所述目标工艺步骤的工艺动作顺序进行排序；所述工艺封装模块包括的信息存储于所述上位机的指定存储路径下的加密文档中。

进一步，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述工艺文件的生成步骤，还包括：当接收到工艺编辑指令时，调用所述加密文档，基于所述加密文档显示工艺编辑页面；其中，所述工艺编辑页面中包括各所述工艺封装模块的名称；当接收到模块选择信息时，基于所述加密文档显示所述模块选择信息对应的目标工艺封装模块的模块名称及可编辑参数名称，以等待接收各所述可编辑参数名称对应的可编辑参数的输入值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种半导体设备的工艺控制方法，应用于控制器，所述半导体设备的工艺控制方法包括：接收上位机发送的控制所述半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件；其中，所述工艺文件由所述上位机基于接收到的工艺配置参数生成，所述工艺文件包括完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，每条所述工艺指令对应一个工艺动作；当接收到所述上位机发送的开始运行指令时，逐条解析所述工艺指令，并基于所述工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。

进一步，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述工艺指令包括指令序号、指令ID和多个工艺参数；所述工艺文件包括所述多条工艺指令构成的矩阵或数组，所述矩阵或数组的每一行对应一条工艺指令。

进一步，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述逐条解析所述工艺指令，并基于所述工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作的步骤，包括：逐条判断所述工艺文件的每一行工艺指令的指令ID对应的指令名称；基于每条所述工艺指令的指令名称，确定所述工艺指令中的所述工艺参数对应的工艺控制指令及所述半导体工艺设备中执行所述工艺控制指令的目标设备部件；依次将每条所述工艺指令对应的所述工艺控制指令下发至对应的目标设备部件，以控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作，直至所述工艺文件中的全部工艺指令执行完毕。

进一步，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述半导体设备的工艺控制方法还包括：在解析所述工艺文件中的工艺指令的过程中，将正在解析的所述工艺指令的指令序号或正在执行的所述工艺动作反馈至所述上位机，以使所述上位机展示所述工艺文件的执行进度。

第三方面，本发明实施例还提供了一种上位机，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现第一方面任一项所述的半导体设备的工艺控制方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种控制器，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现第二方面任一项所述的半导体设备的工艺控制方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种半导体设备的工艺控制系统，其特征在于，包括：第三方面所述的上位机和第四方面所述的控制器。

本发明通过控制上位机将生成的工艺文件直接发送至控制器，并使控制器解析工艺文件中的工艺指令以控制半导体设备完成整个预设工艺流程，实现了以控制器为控制工艺运行的核心，避免出现因下位机稳定性较差导致工艺停止产品报废的情况，提升了工艺运行控制的可靠性；通过将下位机设备删除，简化了半导体设备控制系统的系统架构，上位机可直接与控制器进行信息交互，提升了系统的信息传递效率，降低了故障发生率，同时节约了设备成本，提升了控制工艺运行的稳定性。

本发明实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明实施例的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了相关的半导体设备的工艺控制系统结构示意图；

图2示出了相关的工艺编辑页面示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种半导体设备的工艺控制方法流程图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种上位机中工艺编辑页面示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的另一种半导体设备的工艺控制方法流程图；

图6示出了本发明实施例所提供的一种控制器解析工艺指令流程图；

图7示出了本发明实施例所提供的一种半导体设备工艺编辑及控制流程图；

图8示出了本发明实施例所提供的一种半导体设备的工艺控制系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

目前的半导体工艺通常具有流程复杂、难度大和耗时长等特点，需要半导体设备的自动化程度高、半导体设备的工艺控制系统稳定可靠且方便使用和维护。半导体设备的工艺控制系统架构种类繁多，相关的控制系统架构包括上位机+下位机+板卡、上位机+下位机+PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)和上位机+PLC等。对于不同的控制系统架构，其控制原理和控制核心部件也不相同，由此带来的工艺编辑和工艺运行方法也不尽相同，在稳定性和使用便捷度方面都存在差异。

参见如图1所示的相关的半导体设备的工艺控制系统结构示意图，目前常用的半导体设备的工艺控制系统架构为上位机+下位机+PLC，上位机作为人机交互界面，负责工艺编译并将编译好的工艺指令发送给下位机，并在工艺流程中对工艺状态进行监控；下位机作为整个控制系统的核心，接收并处理来自上位机的工艺指令和来自PLC的传输的各传感器信号，控制整个工艺的运行，将工艺状态信息传回上位机，将控制指令传给PLC；PLC接收并简单处理各传感器信号传送给下位机，将来自下位机的控制指令经简单处理后发送给执行器；传感器和执行器负责采集设备的各种信号传给PLC，并执行来自PLC的控制指令。

在整个系统架构中实现工艺的编辑和运行的过程中，用户首先在上位机的工艺页面编辑工艺，工艺页面将设备的各执行件使用图形化的方式简单表示，用户点击图形即可操作对应的执行件。参见如图2所示的相关的工艺编辑页面示意图，相关的工艺编辑页面包括半导体设备每个执行件的图标，执行件下方设置有用于编辑该执行件相关参数的对话框，诸如，当执行件1为流量计时，该对话框中可以设置流量值，执行件2为气动阀时，该对话框中可以设置阀门的打开或关闭状态。假设工艺步骤1需要设置流量计的流量值为1000，气动阀门打开，用户可以在执行件1下输入1000，执行件2下输入打开，工艺步骤1编辑完成。在编辑下一工艺步骤时，需要插入一个新的工艺编辑页面，编辑方式同上。如果一个工艺需要10个工艺步骤，就需要插入10个工艺编辑页面，在每个工艺步骤的页面进行工艺编辑。

在上位机软件中，相关的工艺指令数据格式通常为：每一种工艺动作指令的数据结构为一个结构体，例如一个温控指令，结构体中需要定义设备的温度段长度，每个温度段的设定温度等数据，每种工艺动作对应一个结构体。每一个工艺步骤的数据由全部结构体数据组成，工艺编辑完成后，上位机会将所有工艺步骤的数据有序整合在一起形成整个工艺文件，下发给下位机，下位机软件再对此工艺文件进行解析，然后按照工艺步骤逐步执行，实现工艺的运行。

相关的工艺文件通常以步为单位，每个步中包含了针对所有工艺动作的结构体数据，整个工艺文件的数据量非常庞大，需要占用更多的内存地址。并且，即使该工艺步骤只进行了一个工艺动作，下位机也需要将所有的结构体数据全部解析并执行，每个工艺步骤都需如此，不仅需要解析不必要的数据，还要一直重复执行，不仅降低了解析效率，还造成了大量的冗余操作。

根据上述可知，相关的半导体设备的工艺控制系统还存在以下缺点：

缺点1，控制工艺运行的核心为下位机，下位机一般为工控计算机，运行稳定性比PLC低，会出现偶发死机的情况，导致工艺停止，产品报废，给客户带来经济损失。

缺点2，使用下位机作为控制核心，需要向上与上位机进行数据交互，还需要向下与PLC进行数据交互，提升了系统的复杂度，使信息流传递的效率变低，故障率更高，且使用下位机还会增加系统的成本。

缺点3，图形化的工艺编辑页面冗余元素较多，当一个工艺步骤只需要对一到两个执行件进行操作时，工艺编辑页面仍然会显示所有的执行件，对用户操作的熟练程度要求较高；当半导体设备执行件数量较多时，受限于屏幕尺寸，导致图标排布紧密且杂乱，容易引起误操作。

为改善上述问题，本发明实施例提供的一种半导体设备的工艺控制方法、上位机、控制器及系统，以下对本发明实施例进行详细介绍。

本实施例提供了一种半导体设备的工艺控制方法，该方法可以应用于上位机，参见图3所示的半导体设备的工艺控制方法流程图，该方法主要包括以下步骤S302～步骤S304：

步骤S302，获取控制半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件。

其中，上述工艺文件基于接收到的工艺配置参数生成，工艺文件包括完成预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，每条工艺指令对应一个工艺动作。

上述工艺文件可以是基于用户当前输入的工艺配置参数生成的，也可以是基于接收到的工艺配置参数预先生成并保存在上位机中的工艺文件。当上位机接收到用户输入的工艺配置参数时，基于工艺配置参数生成控制半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件。

上位机包括工艺编辑页面，用户在工艺编辑页面中输入工艺配置参数进行工艺编辑，在一种实施方式中，该工艺配置参数可以是控制工艺动作的全部工艺参数或部分可编辑工艺参数。根据用户输入的工艺配置参数及预先设定的工艺指令数据格式生成能够控制半导体设备完成预设工艺流程所需要的全部工艺指令，基于全部工艺指令的组合生成工艺文件并保存于上位机中。

步骤S304，当工艺开始时，将工艺文件发送至控制器，以使控制器逐条解析工艺指令，并基于工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。

当上位机中的控制软件开启时，上位机将当前生成或预先保存的工艺文件发送至控制器中。上述控制器为向半导体设备发送控制信号，以控制半导体设备执行工艺动作的控制装置，该控制器诸如可以是可编程逻辑控制器。

控制器接收并保存工艺文件，当接收到上位机发送的工艺开始运行指令时，控制器通过逐条解析工艺文件中的工艺指令，以控制半导体设备依次完成每条工艺指令对应的工艺动作。

本实施例通过使工艺文件以单条工艺指令为最小单位，相比较于以步为单位的相关工艺文件，大大减少了工艺文件中的数据量，减小了工艺文件的占用内存，通过将工艺文件中的每条工艺指令对应一个工艺动作，使各工艺指令之间不存在重复指令，控制器能够逐条解析并控制半导体设备执行工艺动作，提升了指令解析执行的便捷性，同时提升了工艺控制效率。

本实施例提供的上述半导体设备的工艺控制方法，通过将上位机生成的工艺文件直接发送至控制器，并使控制器解析工艺文件中的工艺指令以控制半导体设备完成整个预设工艺流程，实现了以控制器为控制工艺运行的核心，避免出现因下位机稳定性较差导致工艺停止产品报废的情况，提升了工艺运行控制的可靠性；通过将下位机设备删除，简化了半导体设备控制系统的系统架构，上位机可直接与控制器进行信息交互，提升了系统的信息传递效率，降低了故障发生率，同时节约了设备成本，提升了控制工艺运行的稳定性。

在一个实施例中，为了提升工艺文件编辑的便捷性，本实施例提供了两种工艺文件的生成方式，具体可参照如下实施方式一和实施方式二执行：

实施方式一：

本实施例提供的工艺文件生成步骤主要包括以下步骤(1)～步骤(2)：

步骤(1)：接收工艺配置参数。

上述工艺配置参数包括指令名称及指令名称对应的工艺参数；上述上位机可以包括工艺编辑页面，用户可以在上位机的工艺编辑页面输入每个指令名称对应的工艺参数。诸如，在阀门控制指令中依次输入每个阀门的开关状态，在机械臂控制指令中依次输入机械臂的移动方向、移动距离和旋转角度等参数。

为了避免出现相关工艺编辑页面中执行件图标数量较多的情况，本实施例提供的工艺编辑页面中各指令名称对应的可编辑工艺参数(即设定参数)的数量可以由用户进行设置，用户可以在工艺编辑页面中删除通常不需要编辑的工艺参数，保留每次工艺编辑中都需要设置的工艺参数，用户在对话框中输入每条指令名称对应的工艺参数设定值，上位机即可获取到用户输入的工艺配置参数。

步骤(2)：基于指令名称、指令名称对应的工艺参数及预设的指令格式生成完成预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，得到工艺文件。

接收到用户输入的每个指令名称对应的工艺参数后，将每个指令名称和其对应的工艺参数生成一条工艺指令，每个指令名称对应一个工艺动作，将各个工艺指令按照其工艺动作的先后顺序进行排序，得到能够使半导体设备依次完成预设工艺流程的全部工艺动作的工艺文件。

上述工艺指令包括指令序号、指令ID和多个工艺参数。在一种实施方式中，每个指令名称对应一个指令ID，上位机和控制器中存储有指令名称与指令ID的对应关系表。在根据用户输入的工艺配置参数时，将指令名称转换为指令ID，以便于控制器识别该指令ID，即将指令名称(指令名称对应的工艺参数)，转换为预设指令格式的工艺指令：[指令序号，指令ID，多个工艺参数]。

通过将用户输入的指令名称及指令名称对应的工艺参数转换为预设指令格式的工艺指令，使指令名称与工艺参数能够有规律的分布，以便于控制器能够快速解析工艺文件中的各个工艺指令，能够提升工艺文件的解析准确率和效率。

在一种具体的实施方式中，每条工艺指令的参数可以以矩阵或数组(诸如DINT型数组)的形式呈现，为了便于控制器解析工艺文件，工艺指令的呈现形式可以为：[参数1，参数2，参数3，…参数N]。如果某工艺流程由M条工艺指令组成，完成该工艺流程的工艺文件为M行N列的数组或矩阵。

其中，参数1为指令序号，该指令序号为该条工艺指令在整个工艺文件中的指令排序号。

参数2为指令ID，该指令ID表示该工艺指令的指令含义，不同的指令ID具有不同的意义，例如1表示开阀门的指令，2表示关阀门的指令。上述上位机和PLC中可以存储有指令ID含义表格，该表格中包括每种指令ID对应的含义。

参数3～参数N为工艺动作对应的工艺参数，参数3到参数N为该条指令与工艺相关的参数值，参数个数取决于该工艺指令所使用到的参数数量，例如，控制伺服电机运动的工艺指令中，参数3为目标位置，参数4为运动的速度；阀门控制指令中，参数3为第一阀门的名称，参数4为第一阀门的开关状态，参数5为第二阀门的名称，参数6为第二阀门的开关状态。由于每个工艺动作使用到的工艺参数数量可能不同，为了便于统一所有工艺指令的格式，将每个工艺指令的长度均设置为N，对于使用不到的参数均设置为0。

在一种具体的实施方式中，为了便于用户编辑工艺文件，上位机的工艺编辑页面中每条工艺指令语句的格式可以是：指令名称(参数3，参数4，…参数N)，该指令名称表示该条指令语句的含义，诸如可以用英文字母或数字表示，该指令名称与上述预设的指令格式中的参数2为一对一映射关系，用户可以通过更改指令名称输入不同指令名称对应的设定参数，参数M3到参数MN与上述预设指令格式中的参数3～参数N一一对应。

上述工艺编辑页面显示的工艺文件格式为：

指令名称1(参数13，参数14，…参数1N)

指令名称2(参数23，参数24，…参数2N)

……

指令名称M(参数M3，参数M4，…参数MN)

用户在工艺编辑页面输入每个指令名称对应的参数设定值后，上位机根据每个指令名称对应的参数设定值转换成预设指令格式的多条工艺指令，转换过程中会将参数1和参数2(即每条工艺指令的前两个参数)进行自动填充，该多条工艺指令构成了完成预设工艺流程的全部工艺动作需要的工艺文件，上位机根据预设指令格式的多条工艺指令生成的工艺文件为一个M行N列的矩阵或数组。

实施方式二：考虑到半导体设备的工艺流程往往相对固定，例如，某种设备的工艺流程可以大致分为装料、充气、升温、降温和卸料五个大的工艺步骤，其中每个工艺步骤内可能会包含数条或数十条基础工艺指令，一般情况下这些工艺指令的名称和顺序是相对固定的，需要用户设置的通常为温度、流量和压力等工艺参数。为了便于用户编辑工艺文件，本实施例提供的上位机包括多个工艺封装模块，本实施例提供的工艺文件的生成步骤可参照以下步骤1)～步骤2)执行：

步骤1)：接收各个工艺封装模块的可编辑参数的输入值。

上述工艺封装模块中的部分工艺参数为可编辑参数。

工艺封装模块中包括多条工艺指令，诸如当工艺封装模块包括Y条工艺指令时，Y条工艺指令共包括Y*(N-2)个工艺参数，但是半导体设备的工艺流程相对固定，可能只有L个工艺参数需要经常修改，其余Y*(N-2)-L个工艺参数是固定不变的(可以称为固定参数)，用户无需设置这些固定参数的参数值，可以将Y条工艺指令中的L个参数映射到工艺封装模块的L个可编辑参数上，用户只需在工艺编辑页面中对该工艺模块中的L个可编辑参数进行编辑修改就能完成工艺编辑，修改L个工艺参数，就相当于完成了Y行工艺指令，共Y*(N-2)个工艺参数的编辑，极大提升了工艺编辑效率和工艺编辑便捷性。

诸如，将Y条工艺指令封装为一个工艺封装模块，当工艺封装模块中的参数13、参数24，…和参数YN等L个工艺参数需要修改时，将其映射至工艺模块的L个可编辑参数上，得到封装后的工艺封装模块。

封装后的工艺封装模块的可编辑参数(也可以称为接口参数)可以为：模块名称(参数13，参数24，…参数YN)。

步骤2)：基于可编辑参数的输入值及工艺封装模块中的固定参数信息生成完成预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，得到工艺文件。

工艺封装模块包括完成目标工艺步骤的全部工艺动作对应的多条工艺指令，工艺指令中包括完成工艺动作需要的全部工艺参数，目标工艺步骤为预设工艺流程中的工艺步骤。上述固定参数信息包括固定参数名称及对应的参数值，工艺封装模块中还包括无需用户编辑的固定参数信息。

将工艺封装模块中的其他Y*(N-2)-L个固定参数的参数值预先设置完成，将可编辑参数作为接口供用户自由设置，用户只需设置每个工艺封装模块的可编辑参数就能完成工艺编辑。

通过将每个工艺步骤中的一系列固定的工艺指令封装为一个模块，用户在编辑工艺文件时，无需再一一添加每个工艺步骤中的各个工艺动作对应的工艺指令，只需在工艺模块中对需要更改的工艺参数进行设置即可。相比较于相关技术中设置每个执行件的设定参数，大大简化了工艺编辑难度，提升了工艺编辑效率及工艺编辑的便捷性。

在一个实施例中，为了保证工艺流程的顺利进行，本实施例提供的工艺封装模块中各工艺指令按照目标工艺步骤的工艺动作顺序进行排序。由于工艺中的工艺动作顺序通常按照固定的顺序进行，工艺封装模块中的各指令名称对应的工艺指令需要按照工艺动作的执行顺序进行排序。

诸如，某种设备的预设工艺流程可以大致分为装料，充气，升温，降温和卸料五个大的工艺步骤，其中每个工艺步骤内可能会包含数条或数十条工艺指令，若将每个工艺步骤封装为一个工艺封装模块，则该预设工艺流程包括五个工艺封装模块，每个工艺封装模块中的数条或数十条工艺指令需要按照该工艺步骤中的工艺动作顺序进行排序，以保证工艺流程顺序的准确性，避免工艺指令顺序错乱而导致半导体设备的工艺动作顺序执行错误。

在一个实施例中，为了提升工艺控制的安全性，本实施例提供的工艺封装模块包括的信息存储于上位机的指定存储路径下的加密文档中。

为了便于存储信息，该加密文档可以是.txt格式的文档，上位机在工艺编辑页面中可以调用该工艺封装模块所在的加密文档。通过将全部封装好的工艺封装模块存储于加密文档中，用户无法直接查看或更改工艺指令语句，实现了对工艺指令语句的保护，提升了半导体设备工艺控制的安全性。

在一个实施例中，为了便于调用各个工艺封装模块，本实施例提供的加密文档中包括每个工艺封装模块对应的模块起始标志位、模块名称、可编辑参数名称、工艺指令语句起始标志位、工艺指令、工艺指令语句结束标志位和模块结束标志位。

设某个加密文档共包括Z个工艺模块，参数1～参数L为可编辑参数，该加密文档的内容可以包括：

模块起始标志位模块名称1(参数1，参数2，…参数L)

工艺指令语句起始标志位

指令名称1(参数13，参数14，…参数1N)

指令名称2(参数23，参数24，…参数2N)

……

指令名称M(参数M3，参数M4，…参数MN)

工艺指令语句结束标志位

模块结束标志位

……

模块起始标志位模块名称Z(参数1，参数2，…参数L)

工艺指令语句起始标志位

指令名称(参数名称1，参数4，…参数N)

指令名称(参数3，参数名称2，…参数N)

……

指令名称(参数3，参数4，…参数名称X)

工艺指令语句结束标志位

模块结束标志位

上述文档中可以保存执行预设工艺流量需要用到的全部工艺封装模块，每个工艺封装模块的头部设置一个模块起始标志位，用于标志一个工艺封装模块的开始，模块起始标志位后设置依次有模块名称及可编辑参数名称，该可编辑参数名称可以用预设的字符(诸如英文字符)表示，上位机软件加载时可以方便用户确定其功能含义，工艺指令语句中对应的可编辑参数位置也可以用此预设的字符表示。工艺指令语句的开头和结尾处也设置有相应的起始标志位和停止标志位(即工艺指令语句起始标志位和工艺指令语句结束标志位)，用于标志该工艺模块中的工艺指令语句的开始和结束。工艺封装模块的末端设置有模块结束标志位，标志着该工艺封装模块的结束。不同工艺封装模块之间依靠起始标志位和结束标志位进行区分。

通过将某个工艺步骤的多条工艺指令封装为工艺封装模块，结合工艺编辑页面，提升了工艺编辑操作的便捷性和可靠性，且由于工艺封装模块仅为用户开放了少数可编辑参数，每个参数含义明确，对用户操作熟练度要求较低，避免出现相关技术中执行件图标较多容易误操作的问题。

在一个实施例中，为了方便用户进行工艺编辑操作，本实施例提供的工艺文件的生成步骤，还包括以下步骤a和步骤b：

步骤a，当接收到工艺编辑指令时，调用加密文档，基于加密文档显示工艺编辑页面；其中，工艺编辑页面中包括各工艺封装模块的名称。

当用户打开上位机的工艺编辑页面时，确定上位机接收到了用户输入的工艺编辑指令，上位机调用指定存储路径下的加密文档，并显示工艺编辑页面，该工艺编辑页面中可以调取加密文档中各工艺封装模块的模块名称及各工艺封装模块对应的可编辑参数名称。

步骤b，当接收到模块选择信息时，基于加密文档显示模块选择信息对应的目标工艺封装模块的模块名称及可编辑参数名称，以等待接收各可编辑参数名称对应的可编辑参数的输入值。

参见如图4所示的上位机中工艺编辑页面示意图，该工艺编辑页面可以包括模块编辑栏和操作栏，操作栏可以对工艺模块进行操作，诸如，用户点击新建后，左侧的模块编辑栏显示模块行，模块行由模块名称列和参数值列组成，其中模块名称列配有下拉菜单，用户可以根据需要选择工艺封装模块，下拉菜单中的可选模块名称为上位机调用加密文档得到，在加密文档中保存的工艺封装模块都可以在下拉菜单中选择。

当用户在下拉菜单中选择工艺封装模块后，确定接收到了用户输入的模块选择信息，将用户选择的工艺封装模块作为目标工艺封装模块，模块名称列显示目标工艺封装模块的模块名称，参数值列显示目标工艺封装模块对应的可编辑参数名称。通过在工艺编辑页面中显示各个工艺封装模块及对应的可编辑参数，可以使用户在工艺编辑页面对各可编辑参数进行编辑，使工艺编辑的过程更加简单方便，提升了工艺编辑的操作便捷性，提升了工艺编辑效率。

如图4所示，用户可以通过点击参数值列的方式修改各可编辑参数的值，将用户输入的可编辑参数的设定值作为工艺配置参数。当用户编辑完成点击保存后，基于用户在选择的各个目标工艺封装模块中输入的工艺配置参数生成多条工艺指令，进而得到对应的工艺文件。

用户可以点击操作栏中的插入按钮添加新的工艺封装模块，如果有重复用到的工艺封装模块，也可以选中工艺封装模块行点击复制，插入一个新的模块行后点击粘贴即可。用户在工艺编辑完成后点击另存为，上位机软件将编辑好的工艺文件存放到指定路径。用户对已经编辑好的工艺文件进行修改时，可以点击打开按钮，在指定路径下打开保存的工艺文件，在模块编辑栏修改。用户需要开始工艺时，加载指定路径下的工艺文件运行工艺即可。

本实施例提供的上述半导体设备的工艺控制方法，通过设置工艺指令格式及编辑方式，使工艺编辑的过程更加简单方便，且可以将不同工艺指令封装成工艺模块，工艺编辑方便，自由度更高；通过将工艺模块存储在加密文档中，可以实现基础工艺指令语句的保密，有利于可以保护公司的知识产权。

对应于上述实施例提供的半导体设备的工艺控制方法，本实施例提供了另一种半导体设备的工艺控制方法，该方法应用于控制器，参见如图5所示的另一种半导体设备的工艺控制方法流程图，该方法主要包括以下步骤S502～步骤S504：

步骤S502：接收上位机发送的控制半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件。

上述工艺文件由上位机基于接收到的工艺配置参数生成，工艺文件包括完成预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，每条工艺指令对应一个工艺动作。

上述控制器用于基于工艺文件控制半导体设备执行完成预设工艺流程的全部工艺动作，该控制器可以是可编程逻辑控制器(简称PLC)。控制器接收并保存上位机发送的工艺文件。

步骤S504：当接收到上位机发送的开始运行指令时，逐条解析工艺指令，并基于工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。

当控制器接收到上位机发送的开始运行指令时，开始基于工艺文件控制半导体设备执行工艺动作，逐条解析工艺文件中的每条工艺指令，该工艺指令中的工艺参数包括执行部件及对应的控制指令，控制器将该控制指令发送至对应的执行部件，以控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。

本实施例提供的上述半导体设备的工艺控制方法，通过基于控制器解析工艺文件中的工艺指令，并控制半导体设备执行对应的工艺动作，实现了以控制器为控制工艺运行的核心，避免出现因下位机稳定性较差导致工艺停止产品报废的情况，提升了工艺运行控制的可靠性；无需使用下位机设备，简化了半导体设备控制系统的系统架构，上位机可直接与控制器进行信息交互，提升了半导体设备的工艺控制系统的信息传递效率，降低了故障发生率，同时节约了设备成本，提升了控制工艺运行的稳定性。

在一个实施例中，上述工艺指令包括指令序号、指令ID和多个工艺参数；工艺文件包括多条工艺指令构成的矩阵或数组，矩阵或数组的每一行对应一条工艺指令。通过将工艺文件中的工艺指令构成矩阵或数组形式，可以减小工艺文件的数据量，避免工艺文件占用较多内存而影响控制器的正常运行，同时避免上位机将工艺文件传输至控制器时出现数据顺序混乱而影响工艺流程；矩阵或数组形式中的数据排列整齐，还可以方便控制器对工艺文件的解析。

在一个实施例中，上述工艺文件可以是多条工艺指令构成的矩阵或数组，矩阵或数组的每一行对应一条工艺指令，工艺文件为M行N列的矩阵：

或者，工艺文件为M行N列的数组：

[参数11，参数12，参数13，…参数1N]

[参数21，参数22，参数23，…参数2N]

……

[参数M1，参数M2，参数M3，…参数MN]

参数11～参数M1为指令序号，参数12～参数M2为指令ID，其他参数为工艺参数。

在一个实施例中，为了提升工艺流程控制的可靠性，本实施例提供了逐条解析工艺指令，并基于工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作的实施方式，具体可参照如下步骤一～步骤三执行：

步骤一，逐条判断工艺文件的每一行工艺指令的指令ID对应的指令名称。

控制器中存储有指令名称与指令ID的对应关系表，逐条判断每条工艺指令的指令类型，诸如可以采用CASE语句判断指令ID对应的指令类型。

步骤二，基于每条工艺指令的指令名称，确定工艺指令中的工艺参数对应的工艺控制指令及半导体工艺设备中执行工艺控制指令的目标设备部件。

上述工艺指令中的工艺参数(第3个～第N个工艺参数)中通常以第一执行部件，第一控制指令，第二执行部件，第二控制指令…的形式排布，每一个执行部件名称后跟随对应的工艺控制指令。每个指令名称对应的执行部件类型和顺序不同，且每个指令名称中的执行部件名称及排列顺序固定。诸如，阀门指令的第3个～第N个工艺参数的排序为：第一阀门，第一阀门的开关状态，第二阀门，第二阀门的开关状态…。控制器根据第3个～第N个工艺参数可以确定每条工艺指令中所包括的目标设备部件及对应的工艺控制指令。

步骤三，依次将每条工艺指令对应的工艺控制指令下发至对应的目标设备部件，以控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作，直至工艺文件中的全部工艺指令执行完毕。

控制器依次获取每条工艺指令对应的工艺控制指令，根据各工艺指令中工艺控制指令排序，将工艺控制指令依次发送至对应的目标设备部件，控制半导体设备执行预设工艺流程对应的工艺动作，直至工艺文件中的全部工艺指令执行完毕。

在一种实施方式中，参见如图6所示的控制器解析工艺指令流程图，当工艺开始运行后，控制器从工艺文件的第一行工艺指令开始解析，获取第X行的工艺指令中的第二个参数(参数X2，即指令ID)，使用CASE语句判断第X行的工艺指令所属的指令类型。

控制器调用第X行工艺指令中第3个～第N个工艺参数，开始执行该工艺指令对应的工艺动作，并等待工艺动作执行完毕。

判断第X行工艺指令是否执行完成，如果是，令X＝X+1，返回执行获取第X行的工艺指令中的第二个参数的步骤，以开始解析并执行下一条工艺指令，直至第X行工艺指令的第二个参数(即指令ID)为0，确定工艺文件中的全部工艺指令执行完毕，工艺结束。

在一个实施例中，为了便于对工艺进度的监控，本实施例提供的方法还包括：在解析工艺文件中的工艺指令的过程中，将正在解析的工艺指令的指令序号或正在执行的工艺动作反馈至上位机，以使上位机展示工艺文件的执行进度。

工艺开始运行后，控制器实时解析工艺文件中的工艺指令，并将正在解析的工艺指令的指令序号或正在执行的工艺动作的名称发送至上位机中，上位机实时显示控制器正在解析的工艺指令的指令序号或半导体设备正在执行的工艺动作，用户通过上位机可以观察到当前的工艺进度，以便用于可以实时获取到工艺进度，提升了用户体验。

本实施例提供的上述半导体设备的工艺控制方法，通过以控制器为工艺控制核心，相较相关的基于windows或linux操作系统的工业计算机，提升了控制系统的稳定性，避免了死机问题的发生，节约了设备成本；通过在工艺运行过程中将指令序号反馈至上位机，方便用户观察当前的工艺进度。

在前述实施例的基础上，本实施例提供了一种应用前述半导体设备的工艺控制方法对半导体设备进行工艺编辑及控制的示例，参见如图7所示的半导体设备工艺编辑及控制流程图，具体可参照如下步骤执行：

步骤1，根据工艺需求及半导体设备的功能对工艺指令制定预设的指令格式。

步骤2，根据预设工艺流程将预设的指令格式的工艺指令封装为工艺封装模块，并将工艺封装模块数据保存至上位机的指定存储路径下的加密文档中。

步骤3，用户在工艺编辑页面进行工艺编辑时，上位机的工艺编辑页面调用加密文档中封装好的工艺封装模块进行工艺编辑，工艺编辑完成后将工艺文件保存在上位机中。

步骤4，当上位机中保存的工艺文件被打开时，确定工艺开始运行。

步骤5，上位机将工艺文件发送至PLC中，并向PLC发送开始运行指令。

步骤6，PLC接收到工艺文件和开始运行指令时，开始逐条解析工艺文件中的工艺指令，并基于工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作，直至工艺文件中的全部工艺指令执行完毕，工艺结束。

对应于上述实施例提供的半导体设备的工艺控制方法，本实施例提供了一种上位机，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述实施例提供的半导体设备的工艺控制方法。

对应于上述实施例提供的另一种半导体设备的工艺控制方法，本实施例提供了一种控制器，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述实施例提供的另一种半导体设备的工艺控制方法。

对应于上述实施例所提供的上位机和控制器，本发明实施例提供了一种半导体设备的工艺控制系统，该半导体设备的工艺控制系统包括：上述实施例提供的上位机和控制器。

参见如图8所示的半导体设备的工艺控制系统结构示意图，上述半导体设备的工艺控制系统包括上位机和控制器，上位机作为人机交互界面，负责工艺编译并将编译好的工艺指令发送给控制器，并在工艺流程中对工艺状态进行监控；控制器为整个控制系统的核心，接收并处理来自上位机的工艺指令和各传感器信号，控制整个工艺的运行，将执行状态信息传回上位机，将控制指令发送至各半导体设备的执行器；传感器和执行器负责采集设备的各种信号传给控制器，并执行来自控制器的控制指令。

本实施例所提供的系统，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，系统实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本发明实施例提供了一种计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，所述计算机可执行指令促使所述处理器实现上述实施例所述的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的半导体设备的工艺控制方法、上位机、控制器及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。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。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种半导体设备的工艺控制方法，其特征在于，应用于上位机，所述半导体设备的工艺控制方法包括：

获取控制所述半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件；其中，所述工艺文件基于接收到的工艺配置参数生成，所述工艺文件包括完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，每条所述工艺指令对应一个工艺动作；

当工艺开始时，将所述工艺文件发送至控制器，以使所述控制器逐条解析所述工艺指令，并基于所述工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工艺文件的生成步骤，包括：

接收工艺配置参数；其中，所述工艺配置参数包括指令名称及所述指令名称对应的工艺参数；

基于所述指令名称、所述指令名称对应的工艺参数及预设指令格式生成完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，得到所述工艺文件；其中，所述工艺指令包括指令序号、指令ID和多个工艺参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工艺文件的生成步骤，包括：

接收各个工艺封装模块的可编辑参数的输入值；其中，所述工艺封装模块中的部分工艺参数为可编辑参数；

基于所述可编辑参数的输入值及所述工艺封装模块中的固定参数信息生成完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，得到所述工艺文件；其中，所述工艺封装模块包括完成目标工艺步骤的全部工艺动作对应的多条工艺指令，所述工艺指令中包括完成所述工艺动作需要的全部工艺参数，所述目标工艺步骤为所述预设工艺流程中的工艺步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述工艺封装模块中各所述工艺指令按照所述目标工艺步骤的工艺动作顺序进行排序；

所述工艺封装模块包括的信息存储于所述上位机的指定存储路径下的加密文档中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工艺文件的生成步骤，还包括：

当接收到工艺编辑指令时，调用所述加密文档，基于所述加密文档显示工艺编辑页面；其中，所述工艺编辑页面中包括各所述工艺封装模块的名称；

当接收到模块选择信息时，基于所述加密文档显示所述模块选择信息对应的目标工艺封装模块的模块名称及可编辑参数名称，以等待接收各所述可编辑参数名称对应的可编辑参数的输入值。

6.一种半导体设备的工艺控制方法，其特征在于，应用于控制器，所述半导体设备的工艺控制方法包括：

接收上位机发送的控制所述半导体设备完成预设工艺流程需要的工艺文件；其中，所述工艺文件由所述上位机基于接收到的工艺配置参数生成，所述工艺文件包括完成所述预设工艺流程的全部工艺动作对应的多条工艺指令，每条所述工艺指令对应一个工艺动作；

当接收到所述上位机发送的开始运行指令时，逐条解析所述工艺指令，并基于所述工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述工艺指令包括指令序号、指令ID和多个工艺参数；所述工艺文件包括所述多条工艺指令构成的矩阵或数组，所述矩阵或数组的每一行对应一条工艺指令。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述逐条解析所述工艺指令，并基于所述工艺指令中的工艺参数控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作的步骤，包括：

逐条判断所述工艺文件的每一行工艺指令的指令ID对应的指令名称；

基于每条所述工艺指令的指令名称，确定所述工艺指令中的所述工艺参数对应的工艺控制指令及所述半导体工艺设备中执行所述工艺控制指令的目标设备部件；

依次将每条所述工艺指令对应的所述工艺控制指令下发至对应的目标设备部件，以控制对应的半导体设备执行相应的工艺动作，直至所述工艺文件中的全部工艺指令执行完毕。

9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在解析所述工艺文件中的工艺指令的过程中，将正在解析的所述工艺指令的指令序号或正在执行的所述工艺动作反馈至所述上位机，以使所述上位机展示所述工艺文件的执行进度。

10.一种上位机，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的半导体设备的工艺控制方法。

11.一种控制器，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求6-9任一项所述的半导体设备的工艺控制方法。

12.一种半导体设备的工艺控制系统，其特征在于，包括：权利要求10所述的上位机和权利要求11所述的控制器。