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JP-2026514923-A - 半導体装置のプロセス制御方法、上位機、コントローラ及びシステム

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Abstract

本開示は、半導体装置のプロセス制御方法、上位機、コントローラ及びシステムを提供し、半導体の技術分野に関し、該半導体装置のプロセス制御方法は、半導体装置を制御して予め設定されるプロセスフローを完了させることに必要なプロセスファイルを取得するステップであって、プロセスファイルは、受信したプロセス構成パラメータに基づいて生成され、プロセスファイルは、予め設定されるプロセスフローを完了するためのすべてのプロセスアクションに対応する複数のプロセス命令を含み、各プロセス命令は、１つのプロセスアクションに対応するステップと、プロセスが開始すると、プロセスファイルをコントローラに送信することで、コントローラはプロセス命令を逐一解析し、プロセス命令内のプロセスパラメータに基づいて対応する半導体装置を制御して対応するプロセスアクションを実行させるステップと、を含む。 【選択図】図３

Inventors

  • スー グァンファ
  • ヤン ハオ
  • ワン ダー
  • ワン ブォ
  • ワン ヂャオフゥイ

Assignees

  • 北京北方華創微電子装備有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240428
Priority Date
20230428

Claims (12)

  1. 半導体装置のプロセス制御方法であって、 上位機に適用され、 前記半導体装置を制御して予め設定されるプロセスフローを完了させることに必要なプロセスファイルを取得するステップであって、前記プロセスファイルは、受信したプロセス構成パラメータに基づいて生成され、前記プロセスファイルは、前記予め設定されるプロセスフローを完了するためのすべてのプロセスアクションに対応する複数のプロセス命令を含み、各前記プロセス命令は、１つのプロセスアクションに対応するステップと、 プロセスが開始すると、前記プロセスファイルをコントローラに送信することで、前記コントローラは前記プロセス命令を逐一解析し、前記プロセス命令内のプロセスパラメータに基づいて対応する半導体装置を制御して対応するプロセスアクションを実行させるステップと、を含む半導体装置のプロセス制御方法。
  2. 前記プロセスファイルの生成ステップは、 プロセス構成パラメータを受信するステップであって、前記プロセス構成パラメータは、命令名称及び前記命令名称に対応するプロセスパラメータを含むステップと、 前記命令名称、前記命令名称に対応するプロセスパラメータ及び予め設定される命令フォーマットに基づいて、前記予め設定されるプロセスフローを完了するためのすべてのプロセスアクションに対応する複数のプロセス命令を生成し、前記プロセスファイルを得るステップであって、前記プロセス命令は、命令番号、命令ＩＤ及び複数のプロセスパラメータを含むステップと、を含む請求項１に記載の方法。
  3. 前記プロセスファイルの生成ステップは、 各プロセスパッケージモジュールの編集可能パラメータの入力値を受信するステップであって、前記プロセスパッケージモジュール内のプロセスパラメータの一部は編集可能パラメータであるステップと、 前記編集可能パラメータの入力値及び前記プロセスパッケージモジュール内の固定パラメータ情報に基づいて、前記予め設定されるプロセスフローを完了するためのすべてのプロセスアクションに対応する複数のプロセス命令を生成し、前記プロセスファイルを得るステップであって、前記プロセスパッケージモジュールは、ターゲットプロセスステップを完了するためのすべてのプロセスアクションに対応する複数のプロセス命令を含み、前記プロセス命令には、前記プロセスアクションを完了することに必要なすべてのプロセスパラメータが含まれ、前記ターゲットプロセスステップは、前記予め設定されるプロセスフローのプロセスステップであるステップと、を含む請求項１に記載の方法。
  4. 前記プロセスパッケージモジュールにおいて各前記プロセス命令は前記ターゲットプロセスステップのプロセスアクションの順序に従って並べられ、 前記プロセスパッケージモジュールに含まれる情報は、前記上位機の指定されたストレージパスにある暗号化ドキュメントに記憶される請求項３に記載の方法。
  5. 前記プロセスファイルの生成ステップは、 プロセス編集命令を受信すると、前記暗号化ドキュメントを呼び出し、前記暗号化ドキュメントに基づいてプロセス編集ページを表示するステップであって、前記プロセス編集ページには、各前記プロセスパッケージモジュールの名称が含まれるステップと、 モジュール選択情報を受信すると、前記暗号化ドキュメントに基づいて前記モジュール選択情報に対応するターゲットプロセスパッケージモジュールのモジュール名称及び編集可能パラメータ名称を表示し、各前記編集可能パラメータ名称に対応する編集可能パラメータの入力値の受信を待つステップと、をさらに含む請求項４に記載の方法。
  6. 半導体装置のプロセス制御方法であって、 コントローラに適用され、 上位機から送信される、前記半導体装置を制御して予め設定されるプロセスフローを完了させることに必要なプロセスファイルを受信するステップであって、前記プロセスファイルは、前記上位機によって受信されたプロセス構成パラメータに基づいて生成され、前記プロセスファイルは、前記予め設定されるプロセスフローを完了するためのすべてのプロセスアクションに対応する複数のプロセス命令を含み、各前記プロセス命令は、１つのプロセスアクションに対応するステップと、 前記上位機から送信される実行開始命令を受信すると、前記プロセス命令を逐一解析し、前記プロセス命令内のプロセスパラメータに基づいて対応する半導体装置を制御して対応するプロセスアクションを実行させるステップと、を含む半導体装置のプロセス制御方法。
  7. 前記プロセス命令は、命令番号、命令ＩＤ及び複数のプロセスパラメータを含み、前記プロセスファイルは、前記複数のプロセス命令で構成される行列又は配列を含み、前記行列又は配列の各行は１つのプロセス命令に対応する請求項６に記載の方法。
  8. 前記プロセス命令を逐一解析し、前記プロセス命令内のプロセスパラメータに基づいて対応する半導体装置を制御して対応するプロセスアクションを実行させる前記ステップは、 前記プロセスファイルの各行のプロセス命令の命令ＩＤに対応する命令名称を逐一判断するステップと、 各前記プロセス命令の命令名称に基づいて、前記プロセス命令内の前記プロセスパラメータに対応するプロセス制御命令、及び前記半導体装置で前記プロセス制御命令を実行するターゲット装置部材を決定するステップと、 各前記プロセス命令に対応する前記プロセス制御命令を対応するターゲット装置部材に順に発信することで、前記プロセスファイル内のすべてのプロセス命令の実行が完了するまで、対応する半導体装置を制御して対応するプロセスアクションを実行させるステップと、を含む請求項７に記載の方法。
  9. 前記プロセスファイル内のプロセス命令を解析する過程において、解析中の前記プロセス命令の命令番号又は実行中の前記プロセスアクションを前記上位機にフィードバックすることで、前記上位機に前記プロセスファイルの実行進捗を表示させるステップをさらに含む請求項６～８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 上位機であって、プロセッサと、メモリと、前記メモリに記憶され、前記プロセッサで実行可能なコンピュータプログラムと、を含み、前記コンピュータプログラムが前記プロセッサによって実行されると、請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体装置のプロセス制御方法を実現する上位機。
  11. コントローラであって、プロセッサと、メモリと、前記メモリに記憶され、前記プロセッサで実行可能なコンピュータプログラムと、を含み、前記コンピュータプログラムが前記プロセッサによって実行されると、請求項６～９のいずれか１項に記載の半導体装置のプロセス制御方法を実現するコントローラ。
  12. 請求項１０に記載の上位機と、請求項１１に記載のコントローラと、を含む半導体装置のプロセス制御システム。

Description

本開示は、半導体の技術分野に関し、特に半導体装置のプロセス制御方法、上位機、コントローラ及びシステムに関するが、これらに限定されない。 半導体プロセスは、通常、プロセスフローが複雑で、難易度が高く、時間がかかるなどの特徴のため、半導体装置制御システムの自動化度に対して高い要件を求める。関連する半導体装置制御システムは、通常、下位機をプロセス実行を制御する中核とし、例えば、現在、一般的に使用される半導体装置制御システムは、主に、上位機、下位機及びプログラマブルロジックコントローラを含み、上位機は、ヒューマンコンピュータインタラクションインターフェースとして、プロセスを編集し、プロセスの状態を確認することができ、下位機は、制御システム全体の中核としてプロセス実行を制御することを担い、プログラマブルロジックコントローラは、システムにおいて各センサと実行コンポーネントにマッチングしたインターフェースを提供し、各センサの信号を収集し、制御命令を各実行コンポーネントに送信する。 しかしながら、下位機をプロセス実行を制御する中核とする場合、下位機は、通常、産業用コンピュータであるため、動作の安定性が低く、偶発的なフリーズが発生しやすく、その結果、プロセスが停止し、製品が廃棄され、プロセス実行制御の信頼性が低下する。また、下位機は上位機及びプログラマブルロジックコントローラとデータ交換を行う必要があるため、システムアーキテクチャが複雑で、情報の伝達効率が低下し、その結果、故障率が高くなる。下位機の使用は装置のコストの増加やプロセス実行制御の安定性の低下にもつながる。 関連する半導体装置のプロセス制御システムの構造模式図を示す。関連するプロセス編集ページの模式図を示す。本開示の実施例に係る半導体装置のプロセス制御方法のフローチャートを示す。本開示の実施例に係る上位機のプロセス編集ページの模式図を示す。本開示の実施例に係る別の半導体装置のプロセス制御方法のフローチャートを示す。本開示の実施例に係るコントローラがプロセス命令を解析するフローチャートを示す。本開示の実施例に係る半導体装置のプロセス編集及び制御のフローチャートを示す。本開示の実施例に係る半導体装置のプロセス制御システムの構造模式図を示す。 本開示の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、図面を参照して本開示の技術的解決手段を説明する。明らかなように、説明される実施例は本開示の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。 現在の半導体プロセスは、通常、フローが複雑で、難易度が高く、時間がかかるなどの特徴を有するため、半導体装置の自動化度が高く、半導体装置のプロセス制御システムが安定し、信頼性が高く、使用やメンテナンスが容易であることが求められる。半導体装置のプロセス制御システムアーキテクチャは多様であり、関連する制御システムアーキテクチャは、上位機、下位機及びカードを含むか、又は上位機、下位機及びＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ 、プログラマブルロジックコントローラ）を含むか、又は上位機及びＰＬＣなどを含む。異なる制御システムアーキテクチャについては、その制御原理と制御中核部材も異なり、これにより、プロセス編集とプロセス実行方法も完全に同じであるわけではなく、安定性と使いやすさの面でも違いがある。 図１に示す関連する半導体装置のプロセス制御システムの構造模式図を参照すると、現在、一般的に使用される半導体装置のプロセス制御システムアーキテクチャは、上位機、下位機及びＰＬＣを含み、上位機は、ヒューマンコンピュータインタラクションインターフェースとして、プロセスのコンパイルを行い、コンパイルされたプロセス命令を下位機に送信し、プロセスフロー中にプロセス状態を監視することを担い、下位機は、制御システム全体の中核として、上位機からのプロセス命令とＰＬＣから伝送される各センサ信号を受信して処理し、プロセス全体の実行を制御し、プロセス状態情報を上位機にフィードバックし、制御命令をＰＬＣに伝送することを担い、ＰＬＣは、各センサ信号を受信して簡単に処理して下位機に伝送し、下位機からの制御命令を簡単に処理してアクチュエータに送信することを担い、センサとアクチュエータは、装置の様々な信号を収集してＰＬＣに伝送し、ＰＬＣからの制御命令を実行することを担う。 システムアーキテクチャ全体においてプロセスの編集及び実行を実現する過程において、ユーザーは、まず、上位機のプロセスページでプロセスを編集し、プロセスページでは、装置の各実行コンポーネントがグラフィカルで簡単に表示されており、ユーザーは図形をクリックすると、対応する実行コンポーネントを操作できる。図２に示す関連するプロセス編集ページの模式図を参照すると、関連するプロセス編集ページには、半導体装置の各実行コンポーネントのアイコンが含まれ、実行コンポーネントのアイコンの下方には、該実行コンポーネントに関連する設定パラメータを編集するためのダイアログボックスが設置され、例えば、実行コンポーネント１が流量計である場合、該ダイアログボックスにおいて流量値を設定でき、実行コンポーネント２が空気圧バルブである場合、該ダイアログボックスにおいてバルブの開閉状態を設定できる。プロセスステップ１において流量計の流量値を１０００に設定し、空気圧バルブをオンにする必要があると仮定する場合、ユーザーは、実行コンポーネント１のアイコンの下に１０００を入力し、実行コンポーネント２のアイコンの下にオンを入力でき、プロセスステップ１の編集が完了する。次のプロセスステップを編集する際に、１つの新たなプロセス編集ページを挿入する必要があり、編集方式は以上と同様である。１つのプロセスに１０個のプロセスステップが必要な場合、１０個のプロセス編集ページを挿入する必要があり、各プロセスステップのページでプロセス編集を行う。 上位機ソフトウェアにおいて、関連するプロセス命令のデータフォーマットは、通常、各種のプロセスアクション命令のデータ構造は１つの構造体であり、例えば、１つの温度制御命令については、構造体において装置の温度帯の長さや各温度帯の設定温度などのデータを定義する必要があり、各種のプロセスアクションは１つの構造体に対応する。各プロセスステップのデータはすべての構造体データからなり、プロセス編集が完了した後、上位機はすべてのプロセスステップのデータをきちんと統合してプロセスファイル全体を形成して下位機に送信し、さらに、下位機ソフトウェアはこのプロセスファイルを解析し、その後、プロセスステップに従って逐一実行し、プロセスの実行を実現する。 関連するプロセスファイルは、通常、ステップ単位であり、各ステップには、すべてのプロセスアクションを対象とする構造体データが含まれ、プロセスファイル全体のデータ量は非常に膨大で、より多くのメモリアドレスを占有する必要がある。また、該プロセスステップで１つのプロセスアクションのみを行うとしても、下位機はすべての構造体データをすべて解析して実行する必要があり、各プロセスステップでこの処理を行う必要があり、不必要なデータを解析するだけでなく、実行を繰り返し続ける必要があり、その結果、解析効率が低下するだけでなく、大量の冗長な操作が発生する。 上記からわかるように、関連する半導体装置のプロセス制御システムには、以下の欠点もある。 欠点１：プロセス実行を制御する中核は下位機であり、下位機は一般的に産業用コンピュータであるため、動作の安定性がＰＬＣよりも低く、偶発的なフリーズが発生することがあり、その結果、プロセスが停止し、製品が廃棄され、顧客に経済的損失をもたらす。 欠点２：下位機を制御中核として使用する場合、上位にある上位機とデータ交換を行う必要があり、下位にあるＰＬＣとデータ交換を行う必要もあるため、システムの複雑さが高まり、情報ストリームの伝達効率が低下し、故障率が高くなり、また、下位機を使用することはシステムのコスト増加にもつながる。 欠点３：グラフィカルなプロセス編集ページは冗長な要素が多く、１つのプロセスステップで１～２つの実行コンポーネントのみを操作する必要がある場合でも、プロセス編集ページは依然としてすべての実行コンポーネントを表示し、ユーザーの操作熟練度に対する要求が高く、半導体装置の実行コンポーネントの数が多い場合、スクリーン寸法の制約により、アイコンの配置が密で雑然としており、誤操作を引き起こしやすくなる。 上記問題を改善するために、本開示の実施例は、半導体装置のプロセス制御方法、上位機、コントローラ及びシステムを提供する。以下、本開示の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、半導体装置のプロセス制御方法を提供し、該方法は、上位機に適用でき、図３に示す半導体装置のプロセス制御方法のフローチャートを参照すると、該方法は主に以下のステップＳ３０２～ステップＳ３０４を含む。 ステップＳ３０２：半導体装置を制御して予め設定されるプロセスフローを完了させることに必要なプロセスファイルを取得する。 上記プロセスファイルは、受信したプロセス構成パラメータに基づいて生成され、プロセスファイルは、予め設定されるプロセスフローを完了するためのすべてのプロセスアクションに対応する複数のプロセス命令を含み、各プロセス命令は、１つのプロセスアクションに対応する。 上記プロセスファイルは、ユーザーが現在入力しているプロセス構成パラメータに基づいて生成されてもよいし、受信したプロセス構成パラメータに基づいて事前生成され、上位機に保存されたプロセスファイルであってもよい。上位機は、ユーザーが入力するプロセス構成パラメータを受信すると、プロセス構成パラメータに基づいて、半導体装置を制御して予め設定されるプロセスフローを完了させることに必要なプロセスファイルを生成する。 上位機は、プロセス編集ページを含み、ユーザーは、プロセス編集ページでプロセス構成パラメータを入力してプロセス編集を行い、一実施形態では、該プロセス構成パラメータは、プロセスアクションを制御するすべてのプロセスパラメータ又は一部の編集可能なプロセスパラメータであってもよい。ユーザーが入力するプロセス構成パラメータ及び事前設定されたプロセス命令データフォーマットに応じて、半導体装置を制御して予め設定されるプロセスフローを完了させることができることに必要なすべてのプロセス命令を生成し、すべてのプロセス命令の組み合わせに基づいてプロセスファイルを生成して上位機に保存する。 ステップＳ３０４：プロセスが開始すると、プロセスファイルをコントローラに送信することで、コントローラはプロセス命令を逐一解析し、プロセス命令内のプロセスパラメータに基づいて対応する半導体装置を制御して対応するプロセスアクションを実行させる。 上位機内の制御ソフトウェアが起動すると、上位機は、現在生成されている又は事前保存されたプロセスファイルをコントローラに送信する。上記コントローラは、半導体装置に制御信号を送信することで、半導体装置を制御してプロセスアクションを実行させる制御装置であり、該コントローラは、例えば、プログラマブルロジックコントローラであってもよい。 コントローラは、プロセスファイルを受信して保存し、上位機から送信されるプロセス実行開始命令を受信すると、コントローラは、プロセスファイル内のプロセス命令を逐一解析することで、半導体装置を制御して各プロセス命令に対応するプロセスアクションを順に完了させる。 本実施例は、プロセスファイルがプロセス命令単体を最小単位とすることにより、ステップ単位の関連プロセスファイルと比較して、プロセスファイル内のデータ量を大幅に低減させ、プロセスファイルの占有するメモリを低減させ、プロセスファイル内の各プロセス命令を１つのプロセスアクションに