本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著晶圓尺寸的不斷增加，芯片制造商們可以利用單片晶圓上制造出更多的芯片。從2000年以后，半導(dǎo)體工業(yè)的晶圓標準被定為300毫米。

在半導(dǎo)體熱處理設(shè)備工藝過程中，通常需要處理的晶圓數(shù)有100多片，如果單片晶圓上制造出更多的芯片，則每個晶圓根據(jù)工藝的不同也具備更加昂貴的價值。為此，保護晶圓產(chǎn)品和提高熱處理設(shè)備產(chǎn)量，目前是半導(dǎo)體熱處理設(shè)備廠商考慮的重要課題。

在晶圓熱處理設(shè)備加工設(shè)備的控制軟件系統(tǒng)中，一般都會有一個控制晶圓傳輸路徑的調(diào)度(Scheduler)模塊，這個模塊計算與任務(wù)(Job)相關(guān)的晶圓優(yōu)化傳輸序列，各個工藝模塊根據(jù)計算出的晶圓優(yōu)化傳輸序列來傳輸晶圓，并完成工藝。其中，任務(wù)(Job)是指按照指定的規(guī)則，將源晶圓承載器(Cassette)中的晶圓傳入工藝腔室并對其進行工藝操作，工藝完成后，再將其送到目的晶圓承載器中的流程。

請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中通過晶圓序列映射表而生成的在源晶圓載體(晶圓承載器)和目的地晶圓載體(晶舟晶圓載體模塊，例如為晶舟)上的分布示例圖。如圖所示，晶圓優(yōu)化傳輸序列的計算是根據(jù)晶圓序列映射表生成的，且基于非實時的軟件系統(tǒng)進行開發(fā)的設(shè)備控制系統(tǒng)軟件。

然而，上述非實時控制晶圓傳輸路徑的調(diào)度(Scheduler)模塊，由于沒有對熱處理設(shè)備所包括的外部裝載臺模塊、緩沖倉儲模塊、倉儲機械手模塊、晶圓機械手模塊、內(nèi)部裝載臺模塊和晶舟晶圓載體模塊狀態(tài)同工藝過程進行關(guān)聯(lián)考慮，存在調(diào)度任務(wù)緊張時出現(xiàn)死機，從而容易出現(xiàn)導(dǎo)致工藝過程異常中斷的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的方法，其是針對一種半導(dǎo)體設(shè)備加工工藝過程中如何能夠優(yōu)化調(diào)度而提出的。為改進上述問題，本發(fā)明采用了實時軟件系統(tǒng)開發(fā)控制軟件，保證信號傳輸?shù)膶崟r調(diào)度處理并提高了設(shè)備控制系統(tǒng)的可靠性。特別是依據(jù)最少使用原則檢測需要填充的晶圓狀況。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的裝置，所述熱處理設(shè)備包括外部裝載臺模塊、緩沖倉儲模塊、倉儲機械手模塊、晶圓機械手模塊、內(nèi)部裝載臺模塊和晶舟晶圓載體模塊；其還包括信息存儲模塊和控制晶圓傳輸路徑的調(diào)度模塊；所述信息存儲模塊用于存儲工藝過程所需的晶圓序列映射表和所述熱處理設(shè)備各模塊下屬的所有晶圓承載器信息、以及各晶圓承載器內(nèi)的所有晶圓信息的記錄文件；所述調(diào)度模塊根據(jù)所述模塊優(yōu)先使用的次序序列，控制所述倉儲機械手模塊執(zhí)行將所述晶圓承載器從緩沖倉儲模塊傳輸?shù)剿鰞?nèi)部裝載臺模塊，且根據(jù)所述的晶圓序列映射，進行晶圓從源晶圓承載器至晶舟晶圓載體模塊的裝載以及將晶圓返回至源晶圓承載器。

優(yōu)選地，每個模塊的屬性上記錄在該模塊上的晶圓承載器信息包括晶圓承載器信息名稱、晶圓承載器在所處的模塊的激活情況、容量、種類、裝載槽狀態(tài)和/或使用次數(shù)。

優(yōu)選地，在晶圓承載器內(nèi)記錄的該晶圓承載器中每個晶圓信息包括晶圓名稱或地址、容量、種類、在晶圓承載器的裝載槽位置和/或使用次數(shù)。

優(yōu)選地，所述信息存儲模塊和控制單元由上位機+下位機架構(gòu)構(gòu)成；其中，下位機為可編程控制器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明又提供一種應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的方法，所述熱處理設(shè)備包括外部裝載臺模塊、緩沖倉儲模塊、倉儲機械手模塊、晶圓機械手模塊、內(nèi)部裝載臺模塊和晶舟晶圓載體模塊；其還包括信息存儲模塊和控制晶圓傳輸路徑的調(diào)度模塊；所述方法包括如下步驟：

步驟S1：生成工藝過程所需的晶圓序列映射，按照信息存儲模塊中記錄的所述熱處理設(shè)備各模塊屬性層次架構(gòu)，初始化配置包含所述熱處理設(shè)備各模塊下屬的所有晶圓承載器信息、以及各晶圓承載器內(nèi)的所有晶圓信息的記錄文件；

步驟S2：根據(jù)所述熱處理設(shè)備各模塊的狀態(tài)，在優(yōu)先保證本次任務(wù)調(diào)度的及時響應(yīng)的前提下，生成模塊優(yōu)先使用的次序序列；

步驟S3：根據(jù)所述的模塊優(yōu)先使用的次序序列，所述倉儲機械手模塊執(zhí)行將所述晶圓承載器從緩沖倉儲模塊傳輸?shù)剿鰞?nèi)部裝載臺模塊，并且，根據(jù)所述的晶圓序列映射，進行晶圓從源晶圓承載器至晶舟晶圓載體模塊的裝載；

步驟S4：晶圓完成工藝后，所述晶圓機械手模塊將晶圓返回至源晶圓承載器。

優(yōu)選地，所述的應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：

步驟S31：計算參與任務(wù)的晶圓數(shù)目S及在所述晶舟晶圓載體模塊布局Map；

步驟S32：計算晶圓產(chǎn)品片片數(shù)目S1及所述緩沖倉儲模塊貨架中對應(yīng)的晶圓承載器數(shù)目C1；

S1＝C1*Max{1,25}，其中S1為晶圓承載器中晶圓的有效數(shù)目

步驟S33：計算能夠用于填充空余晶舟晶圓載體模塊中插槽的晶圓數(shù)目S2及貨架中對應(yīng)晶圓承載器數(shù)目C2，S2＝C2*Max{1,25}；其中，S2為晶圓承載器中晶圓的有效數(shù)目；如果用于填充空余晶舟晶圓載體模塊中Slot的晶圓數(shù)目S2僅使用一次，執(zhí)行步驟S36；否則，執(zhí)行步驟S34；

步驟S34：計算實際可以填充空余晶舟晶圓載體模塊中插槽的晶圓數(shù)目S3，其中，S3＝min{Usage(S2)}，即依據(jù)單個晶圓最少使用次數(shù)原則依次裝載；

步驟S35：形成晶圓承載器內(nèi)晶圓與晶舟晶圓載體模塊的對應(yīng)Map{S＝S1+S3}；執(zhí)行步驟S37；

步驟S36：形成晶圓承載器內(nèi)晶圓與晶舟晶圓載體模塊的對應(yīng)Map{S＝S1+S2}；執(zhí)行步驟S37；

步驟S37：依據(jù)對應(yīng)于所述晶舟晶圓載體模塊布局Map進行晶圓的裝載步驟。

優(yōu)選地，所述的應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的方法還包括晶圓承載器的預(yù)裝載步驟；所述晶圓承載器的預(yù)裝載步驟具體包括：

步驟S01：將參與此次工藝任務(wù)的晶圓承載器裝入緩沖倉儲模塊的貨架中；

步驟S02：檢測所述熱處理設(shè)備各模塊是否處于空閑狀態(tài)，把下個工藝任務(wù)的晶圓承載器裝入緩沖倉儲模塊的貨架中。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明采用了實時軟件系統(tǒng)開發(fā)控制軟件，保證信號傳輸?shù)膶崟r調(diào)度處理并提高了設(shè)備控制系統(tǒng)的可靠性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中通過晶圓序列映射表而生成的在源晶圓載體(晶圓承載器)和目的地晶圓載體(晶舟晶圓載體模塊，例如，為晶舟的slot)上的分布Map示例圖

圖2為本發(fā)明實施例中應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的方法示意圖

具體實施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的實施例將在后段的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上當做說明之用，而非用以限制本發(fā)明。

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

需要說明的是，本發(fā)明的應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的裝置，適合應(yīng)用于熱處理設(shè)備，其所述熱處理設(shè)備包括外部裝載臺模塊(外部LoadPort)、緩沖倉儲模塊(貨架Stocker Buffer)、倉儲機械手模塊、晶圓機械手模塊、內(nèi)部裝載臺模塊(內(nèi)部LoadPort)和晶舟晶圓載體模塊(晶舟晶圓載體Slot)。

為實現(xiàn)本發(fā)明的思想，在本發(fā)明的實施例中，還需要包括信息存儲模塊和控制晶圓傳輸路徑的調(diào)度模塊；信息存儲模塊用于存儲工藝過程所需的晶圓序列映射表和熱處理設(shè)備各模塊下屬的所有晶圓承載器信息、以及各晶圓承載器內(nèi)的所有晶圓信息的記錄文件；調(diào)度模塊根據(jù)模塊優(yōu)先使用的次序序列，控制倉儲機械手模塊執(zhí)行將晶圓承載器從緩沖倉儲模塊傳輸?shù)絻?nèi)部裝載臺模塊，且根據(jù)的晶圓序列映射，進行晶圓從源晶圓承載器至晶舟晶圓載體模塊的裝載以及將晶圓返回至源晶圓承載器。

上述系統(tǒng)中信息存儲模塊和控制單元可以由硬件、軟件或軟硬件相結(jié)合實現(xiàn)，在本實施例中，上述單元由上位機+下位機架構(gòu)構(gòu)成；其中，下位機為可編程控制器(Programmable Logic Device,簡稱PLD)。

每個模塊的屬性上記錄在該模塊上的晶圓承載器信息可以包括晶圓承載器信息名稱、晶圓承載器在所處的模塊的激活情況、容量、種類、裝載槽狀態(tài)和/或使用次數(shù)。以及，在晶圓承載器屬性記錄的是該晶圓承載器中每個晶圓信息包括晶圓名稱或地址、容量、種類、在晶圓承載器的裝載槽位置和/或使用次數(shù)。

請參閱圖2，圖2為本發(fā)明實施例中應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的方法示意圖。如圖所示，該方法包括如下步驟：

步驟S1：生成工藝過程所需的晶圓序列映射表，按照信息存儲模塊中記錄的所述熱處理設(shè)備各模塊屬性層次架構(gòu)，初始化配置包含所述熱處理設(shè)備各模塊下屬的所有晶圓承載器信息、以及各晶圓承載器內(nèi)的所有晶圓信息的記錄文件。

具體地，在請參閱圖1，該晶圓序列映射可以根據(jù)任務(wù)的需要和客戶的特定要求制定，且可以通過晶圓序列映射表的形式記錄在信息存儲模塊中，數(shù)據(jù)可以通過初始化的方法批量載入，也可以通過手動的方式輸入和修改。

步驟S2：根據(jù)熱處理設(shè)備各模塊的狀態(tài)，在優(yōu)先保證本次任務(wù)調(diào)度的及時響應(yīng)的前提下，生成模塊優(yōu)先使用的次序序列。

在本實施例的設(shè)備的硅片傳輸流程開始前，該應(yīng)用于熱處理設(shè)備晶圓傳輸調(diào)度的方法還包括晶圓承載器的預(yù)裝載步驟；晶圓承載器的預(yù)裝載步驟可以具體包括如下：

步驟S51：將參與此次工藝任務(wù)的晶圓承載器裝入緩沖倉儲模塊的貨架中；

步驟S52：檢測熱處理設(shè)備各模塊是否處于空閑狀態(tài)，把下個工藝任務(wù)的晶圓承載器裝入緩沖倉儲模塊的貨架中。

也就是說，本發(fā)明的實施例可以考慮相鄰兩個工藝之間的優(yōu)化調(diào)度。接下來，就可以執(zhí)行本發(fā)明的重要步驟S3。

步驟S3：根據(jù)所述的模塊優(yōu)先使用的次序序列，倉儲機械手模塊執(zhí)行將所述晶圓承載器從緩沖倉儲模塊傳輸?shù)絻?nèi)部裝載臺模塊，并且，根據(jù)晶圓序列映射，進行晶圓從源晶圓承載器至晶舟晶圓載體模塊的裝載。

具體地，步驟S3具體可以包括如下步驟：

步驟S31：計算參與任務(wù)的晶圓數(shù)目S及在所述晶舟晶圓載體模塊布局Map；

步驟S32：計算晶圓產(chǎn)品片片數(shù)目S1及所述緩沖倉儲模塊貨架中對應(yīng)的晶圓承載器數(shù)目C1；

S1＝C1*Max{1,25}，其中S1為晶圓承載器中晶圓的有效數(shù)目

步驟S33：計算能夠用于填充空余晶舟晶圓載體模塊中插槽的晶圓數(shù)目S2及貨架中對應(yīng)晶圓承載器數(shù)目C2，S2＝C2*Max{1,25}；其中，S2為晶圓承載器中晶圓的有效數(shù)目；如果用于填充空余晶舟晶圓載體模塊中Slot的晶圓數(shù)目S2僅使用一次，執(zhí)行步驟S36；否則，執(zhí)行步驟S34；

步驟S34：計算實際可以填充空余晶舟晶圓載體模塊中插槽的晶圓數(shù)目S3，其中，S3＝min{Usage(S2)}，即依據(jù)單個晶圓最少使用次數(shù)原則依次裝載；

步驟S35：形成晶圓承載器內(nèi)晶圓與晶舟晶圓載體模塊的對應(yīng)Map{S＝S1+S3}；執(zhí)行步驟S37；

步驟S36：形成晶圓承載器內(nèi)晶圓與晶舟晶圓載體模塊的對應(yīng)Map{S＝S1+S2}；執(zhí)行步驟S37；

步驟S37：依據(jù)對應(yīng)于晶舟晶圓載體模塊布局Map進行晶圓的裝載步驟。

也就是說，上述進行晶圓的裝載步驟分為兩種情況，一種是晶圓載體模塊的晶舟Slot已滿，另一種是晶圓載體模塊的晶舟Slot未滿。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，對于晶圓載體模塊的晶舟Slot未滿的情況，還需加入用于填充的晶圓，那么，在緩沖倉儲模塊的貨架中選用用于填充的晶圓時，需依據(jù)單個晶圓最小使用次數(shù)原則來依次裝載。

所有晶圓在晶舟晶圓載體模塊裝載完成后，就可以進行工藝了。晶圓完成工藝后，就執(zhí)行步驟S4：晶圓機械手模塊將晶圓返回至源晶圓承載器。

綜上所述，本發(fā)明針對一種熱處理設(shè)備提出晶圓優(yōu)化調(diào)度方案是基于實時軟件系統(tǒng)進行開發(fā)的，其保證了設(shè)備控制軟件的可靠運行及信號實時性，具體表現(xiàn)為：

①、根據(jù)軟件界面菜單定義生成工藝過程所需的晶圓序列映射表；

②、根據(jù)熱處理設(shè)備各模塊的狀態(tài)，生成模塊優(yōu)先使用的次序序列，優(yōu)先保證本次任務(wù)調(diào)度的及時響應(yīng)；

③、對于工藝產(chǎn)品片，依據(jù)菜單定義按次序進行裝載；

④、對于用于填充的晶圓，首先根據(jù)貨架中用于填充晶圓的存儲狀況，計算需要填充晶圓的數(shù)目，并依據(jù)最少使用原則進行裝載；

⑤、依據(jù)熱處理設(shè)備緩沖倉儲模塊貨架狀況，可以進行下次工藝過程的晶圓準備。

以上所述的僅為本發(fā)明的實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。