基於xml的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統的製作方法
2023-08-14 05:30:46 2
專利名稱：基於xml的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體裝備控制技術領域，特別涉及一種基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統。
背景技術：
半導體工藝過程是一個多輸入變量的動態過程，影響因素很多，且較為複雜，例如運動、壓力、流量等參數的變化。僅以拋光工藝中的拋光壓力為例，作為影響拋光效果最為關鍵的參數之一，大量的研究成果表明，增大拋光壓力，使機械磨削作用加強，去除率提高，但是壓力過大會影響材料表面拋光液的均勻分布，導致去除率不均勻，拋光墊磨損過快等問題，從而降低了拋光質量。如果拋光壓力過小，又會降低去除率和生產效率，增加生產成本。為了保證良好的工藝效果，在拋光前期拋光壓力應保持較大，到了拋光後期，拋光壓力應適當減小。因此，在實際工藝過程中，只有嚴格設置每一步工藝的各項參數，才可獲取滿意的工藝效果。由上可知，工藝配方對工藝質量影響巨大。隨著工藝需求的不斷變化，需要對工藝配方文檔進行有效的管理。如果採用人工方式，不僅費時費力，而且容易出錯，造成的後果將不堪設想。另外，針對不同的工藝過程，需要工藝人員在每次工藝前向半導體裝備輸入工藝所需的全部工藝參數，操作非常繁瑣，不利於半導體裝備的工藝發展。XML (extensible Markup Language,可擴展標記語言)以其簡單、直觀、良好的結構描述，已成為一種很好的通用數據交換和數據存儲形式。由於XML文檔具有規定的格式，特別適用於表述結構性和邏輯性較強的信息，所以用XML文檔形式來存取和表述半導體工藝配方非常合適。而且作為一種標準，XML文檔可以很方便地創建並被XML解析器讀取，在系統的開發中大大降低了程序設計的難度。
發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的目的在於提出一種安全可靠且操作方便的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統，該處理系統便於建立、編輯、保存、打開和下載半導體裝備的工藝配方文檔，省時省力、防止人為出錯且節約人工成本。為了實現上述目的，本發明的實施例提供了一種基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統，包括:下位機組，所述下位機組與半導體裝備的各工藝單元相連，用於接收和存儲當前工藝配方，並根據當前工藝配方的參數控制各工藝單元的運行；和上位機，所述上位機與所述下位機組相連，用於根據工藝需求管理工藝配方文檔，並可對文檔進行解析，將解析後的工藝配方內容下載到下位機組中。
根據本發明實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統，解決了半導體裝備工藝配方的建立、編輯、保存、讀取和下載等問題，方便工藝人員使用，易於操作。另外，根據本發明上述實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統還可以具有如下附加的技術特徵:在一些示例中，所述上位機還用於對已創建的工藝配方文檔進行打開、編輯和保存操作。在一些示例中，所述下位機組包括多個下位機，每個下位機分別與所述半導體裝備中的每個工藝單元相連。在一些示例中，所述上位機進一步包含:0PC伺服器，所述OPC伺服器配置所述下位機組信息以實現所述OPC伺服器與所述下位機組的通訊，其中，所述下位機組信息包括各個下位機的名稱和地址；客戶端，所述客戶端與所述OPC伺服器相連，基於所述客戶端，工藝人員利用處理系統的圖形用戶界面可實時訪問OPC伺服器，並將工藝配方內容下載到下位機組中。如果工藝配方不變，無需重複下載。在一些示例中，所述圖形用戶界面包括:文檔編輯子界面和文檔下載子界面。其中，工藝人員登陸編輯子界面後可進行工藝配方的建立、編輯、打開和保存等操作。不同工藝單元的配方對應各自不同的編輯子界面及表格，工藝人員在編輯表格中完成參數的輸入和修改。工藝人員登陸 下載子界面後可進行工藝配方的下載操作。在一些示例中，所述工藝配方文檔為XML格式的文檔，且全部保存在上位機中系統指定的文件夾下，方便工藝人員隨時調取與修改工藝配方文檔內容。在一些示例中，所述上位機對所述工藝配方文檔時，將所述工藝配方文檔解析為DOM文檔對象模型，並從所述DOM文檔對象模型中提取元素、屬性和注釋，以根據所述元素和屬性得到所述工藝配方內容，並對所述工藝配方內容進行相應的處理。在一些示例中，所述客戶端以同步的方式向所述OPC伺服器進行寫數據，以完成工藝配方的下載。在一些示例中，所述上位機和所述下位機組之間通過乙太網物理連接。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明所述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是根據本發明一個實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統硬體結構的示意圖；圖2是根據本發明一個實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統的下載工藝配方文檔算法的詳細流程圖。圖3是根據本發明一個實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統的半導體裝備的工藝單元I的工藝配方的工藝參數示意圖；圖4是根據本發明一個實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統的半導體裝備的工藝單元2的工藝配方的工藝參數示意圖；圖5是根據本發明一個實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統的打開工藝配方文檔算法的詳細流程圖；圖6是根據本發明一個實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統的保存工藝配方文檔算法的詳細流程具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。相反，本發明的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內涵範圍內的所有變化、修改和等同物。在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。以下結合附圖描述根據本發明實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統。本發明實施例的基於XML·的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統，包括下位機組PLC和上位機IPC。其中，下位機組與半導體裝備的各工藝單元相連，用於接收和存儲當前工藝配方，並根據當前工藝配方的參數控制各工藝單元的正常運行；上位機IPC與下位機組相連，用於根據工藝需求管理工藝配方文檔，並可對配方文檔進行解析，將解析後的工藝配方內容下載到下位機組中。作為一個具體的示例，如圖1所示，假設半導體裝備包括工藝單元I和工藝單元2，下位機組包括可編程控制器PLCl和PLC2，PLC1控制工藝單元1、PLC2控制工藝單元2。在圖1中上位機IPC和下位機組之間通過乙太網物理連接。由上可知，本發明實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統採用「IPC (工控機，即上位機)+PLC (可編程邏輯控制器)」兩級控制模式，半導體裝備工藝配方文檔處理系統是上層控制系統結構的重要組成部分，相關處理程序均運行在上位機IPC中，主要包括圖形用戶界面和關於工藝配方文檔的處理方法，針對不同工藝單元，可實現工藝步驟的劃分，以及工藝參數的設置等。在本發明的一個實施例中，所針對的工藝配方包括工藝單元I的工藝配方和工藝單元2的工藝配方。具體地，上位機IPC包括OPC伺服器和客戶端，其中，OPC伺服器配置下位機組信息以實現OPC伺服器與下位機組的通訊，其中，下位機組信息包括各個下位機的名稱和地址。客戶端負責與OPC伺服器通訊，基於所述客戶端，工藝人員利用處理系統的圖形用戶界面可實時訪問OPC伺服器，並將工藝配方內容下載到下位機組中。如果工藝配方不變，無需重複下載。進一步地，所述圖形用戶界面包括:文檔編輯子界面和文檔下載子界面。換言之，處理系統主要功能包括工藝配方(工藝配方文檔)的新建、編輯、保存、打開和下載等。工藝人員登陸處理系統的圖形用戶界面(即用戶界面)後，即可對工藝配方文檔進行各項常規性操作。圖形用戶界面的實現利用Qt(即一款用於開發跨平臺圖形界面程序的C++工具包)。當需要新建一份工藝配方文檔時，工藝人員只需打開編輯子界面，並在編輯表格中依次輸入各個工藝參數，確定無誤後點擊保存按鈕，然後輸入自定義的文件名即可。如果需要修改已保存工藝配方，只需利用編輯子界面打開工藝配方文件夾，選擇需要修改的文檔，界面表格中會自動讀出該文檔中的全部內容，修改完畢後點擊保存即可。界面中的每一項，均有相應的標籤給予提示，方便工藝人員操作。如需修改工藝步驟數，可在界面上指定的輸入框內輸入期望值，程序會自動讀取該值，並對編輯表格進行調整。調整後，工藝人員可直接在該界面上進行編輯，無需重新啟動處理系統界面。對於一般參數項，工藝人員可直接在QTableWidget控制項上進行參數的輸入；對於某些特殊的參數項，採用Qt的QComboBox和QTableWidget的組合模式,可保證操作的便捷性和輸入的多元化,更好地滿足編輯界面與工藝人員交互的需求。如需下載工藝配方文檔(如圖2所示)，處理系統會根據工藝人員在下載子界面的工藝配方下拉框中選定的文件名，自動找到該文檔。如果工藝人員確定無誤且系統對文檔標籤驗證通過(防止下載其他工位的工藝配方)，便可遍歷整個文檔，獲取全部參數信息，並將參數值賦給對應變量。工藝配方下載前，系統會將參數的不同數據類型進行適當的轉換，將參數值正確地賦給對應變量。然後利用OPC同步訪問方式，通過OPC伺服器將各個變量依次寫入指定的地址。各PLC建立專門的存儲區負責存儲工藝配方中的全部參數。下載完成後，設備即可按照工藝人員指定的工藝配方運行。如果工藝配方不變，無需重複下載。在處理系統中，工藝配方文檔的處理的編輯內容不局限於工藝過程中工藝步驟的劃分和各步驟中的參數設置。針對其他工位的實際生產過程，還可對該工位各組成部分的全套動作流程(包括從進片到出片)進行有序的編輯。針對不同單元，根據工藝需求，工藝配方的編輯內容會有所不同。以下將對不同單元的工藝配方內容作簡要介紹。作為一個具體的示例,工藝單元I配方的主要內容包括(如圖3所示):運動參數；壓力和流量參數等。 作為一個具體的示例，工藝單元2配方的主要內容包括(如圖4所示):運動參數；流量參數；定位夾和門的動作等。在本發明的一個實施例中，工藝配方文檔為XML格式的文檔。具體而言，由於XML具有簡單、直觀、良好的結構描述，是一種很好的通用數據交換和數據存儲形式，所以基於結構性和邏輯性的考慮，本發明選用XML格式來存取和表述工藝配方文檔。生成的工藝配方文檔可快速保存在上位機IPC中系統指定的文件夾下，方便工藝人員隨時調取與修改工藝配方文檔內容。在每次工藝開始前，工藝人員只需選擇期望的工藝配方下載即可。由於工藝配方的信息都是以XML格式進行處理的，所以有關工藝配方文檔的操作都是以XML文件為對象的。XML文檔由三個部分組成:序言，文檔主體和尾聲。構成要素包括聲明、元素、屬性、注釋和文本。這些要素都可以抽象成一個點。而且任何一個XML文檔都可以看成是由節點構成的(主要節點包括:文檔節點、聲明節點、元素節點、文本節點以及屬性節點)。在生成XML文檔時，應根據具體工藝參數對各節點做出準確的定義。目前對於XML文檔的處理已形成了不同的處理方法，它們有著各自的特點，可分別將XML文檔解析成不同的模型，為應用程式提供了全面利用文檔的接口。隨著實際處理數據方式的不同，本發明採用文檔對象模型(Document Object Model, DOM)。
基於上述的文檔對象模型，上位機IPC對工藝配方文檔進行解析時，將工藝配方文檔解析為DOM文檔對象模型，並從DOM文檔對象模型中提取元素、屬性和注釋，根據所述元素和屬性，進而得到所述工藝配方的各項參數。具體地說，對於XML數據處理，Qt提供了 QtXml模塊。利用Qt的QtXml模塊，可以解析XML文件並對其進行操作，實現對半導體工藝配方的編輯，保存及讀取等操作。本發明選用QtXml模塊提供的DOM編程接口完成工藝配方文檔處理系統的開發。當使用DOM對XML文本文件進行操作時，首先要解析文件，將文件分解為獨立的元素、屬性和注釋等。然後以節點樹的形式在內存中創建XML文件的表示。這是與XML文件內容保持一致的一種邏輯表示。節點由XML文檔中的標籤和文本等組成。例如，元素節點對應打開標籤以及與它匹配的結束標籤。在這兩個標籤之間的內容作為這個元素節點的子節點出現。在應用程式中，這種邏輯表示體現了 XML文檔中元素的層次關係，所以可通過節點樹來訪問節點的內容，並根據需要處理文檔。
在本發明的實施例中，編輯界面利用XML的兩個主要功能是打開工藝配方文檔功能(如圖5)和保存工藝配方文檔功能(如圖6)，以下詳細介紹其算法流程。1、打開工藝配方文檔打開工藝配方文檔功能用於將在本地已保存的工藝配方文檔打開，並顯示在圖形用戶界面的子窗口中，方便工藝人員隨時瀏覽和修改。每次運行該功能時，系統會首先自動判斷工藝人員選擇的文檔是否正確，即是否符合當前編輯表格的編輯內容。只有驗證通過，才可利用循環，依次獲得文檔全部子節點列表，從而實現遍歷所有子節點的目的，以獲取全部節點信息。處理系統通過獲取子節點數，確定本工藝配方共有多少步驟，並及時調整編輯表格的行數。具體處理算法流程:(I)在函數實現中，首先利用QFile類以只讀的方式打開文件名(工藝人員在打開窗口中選中的文件名)已經傳遞進來的文件，然後創建一個QDomDocument對象。當調用其setContent函數時，由QIODevice提供的整個XML文檔將被讀取並解析。如果該文檔還未打開，setContent函數將自動打開設備。(2)如果文檔被解析成功,對QDomDocument調用documentElement函數獲得它唯一的QDomElement子對象。同時，利用QDomElement的childNodes函數獲取子節點，並通過length函數進而可知本工藝配方共有多少步驟，以確定工藝配方表格的行數。(3)對 QDomNode 調用 toElement 函數將其轉換成 QDomElement,然後調用 tagName函數來取得元素的標籤名稱。通過獲取標籤名，系統會首先自動判斷工藝人員選擇的文檔是否正確，即是否符合當前編輯界面的編輯對象。如果驗證通過，即可結合QDomNode的isNull函數和nextSibling函數構成循環，並由QDomNode的childNodes函數獲得子節點列表QDomNodeList,從而實現遍歷所有子節點的目的，以獲取全部節點信息。QDomNode類可以存儲任何類型的節點。如果想進一步處理節點內容,首先必須把它轉換為合適的數據類型。本文通過調用text函數獲得標籤之間的文本，然後利用QTableffidget的setltem函數將其顯示在表格的對應位置。2、保存工藝配方文檔保存工藝配方文檔功能用於保存工藝人員已編輯完成的工藝配方文檔。按照系統規定的路徑和工藝人員指定的文件名，該功能將順序讀取編輯表格中每一個單元格的內容，並生成相應的XML文檔進行存儲。每次運行該功能時，系統會首先判斷工藝人員輸入的文件名是否合法。如果文件名合法，將對編輯表格中的全部參數進行檢查，確定沒有空白項和非法字符。若某項有問題，則會進行相應處理(例如提示信息等)，否則系統會逐行獲取編輯表格中的每一項內容(在編輯窗口中，表格的一行對應工藝的一步，一列對應工藝的一項參數)，並依次將該行中的每一列內容作為元素文本添加到每一個對應子元素節點中。具體處理算法流程:(I)在函數實現中，首先利用QFileDialog類獲取文件名(工藝人員在保存窗口中輸入的文件名)。如果文件名合法，將對工藝配方編輯表格中的內容進行檢查，確定沒有空白項和非法字符。若某項有問題，則會進行相應處理(例如提示信息等)。(2)然後，利用QFile類以只寫的方式打開文件名已經傳遞進來的文件，並創建一個QDomDocument對象。一般地,需在QDomDocument對象中添加處理指令,並生成根節點。(3)利用循環，逐行獲取工藝配方編輯窗口中的每一項內容(在編輯窗口中，表格的一行對應工藝的一步，一列對應半導體工藝中的一項參數)，並依次將該行中的每一列內容作為元素文本添加到該步工藝節點的每一個對應子元素節點中。各參數項的參數名稱需提前定義好。所有工藝節點作為根節點的子節點，利用appendChild函數,添加到root節點後，其屬性值為自己對應的步驟編號。(4)最後,利用QTextStream對象,將文檔保存到指定位置，即完成了整個XML文檔的生成工作。根據本發明實施例的基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統，解決了半導體裝備工藝配方的建立、編輯、保存、打開和下載等問題，方便工藝人員使用，易於操作。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對所述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
1.一種基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統，其特徵在於，包括: 下位機組，所述下位機組與裝備的各工藝單元相連，用於接收和存儲當前工藝配方，並根據當前工藝配方的參數控制各工藝單元的正常運行； 上位機，所述上位機與所述下位機組相連，用於根據工藝需求管理工藝配方文檔，並可對文檔進行解析，將解析後的工藝配方內容下載到下位機組中。
2.根據權利要求1所述的處理系統，其特徵在於，所述上位機還用於對已創建的工藝配方文檔進行打開、編輯和保存操作。
3.根據權利要求1所述的處理系統，其特徵在於，所述下位機組包括多個下位機，每個下位機分別與所述半導體裝備中的每個工藝單元相連。
4.根據權利要求1所述的處理系統，其特徵在於，所述上位機進一步包含: OPC伺服器，所述OPC伺服器配置所述下位機組信息以實現所述OPC伺服器與所述下位機組的通訊，其中，所述下位機組信息包括各個下位機的名稱和地址； 客戶端，所述客戶端 與所述OPC伺服器通訊。基於所述客戶端，工藝人員利用處理系統的圖形用戶界面可實時訪問OPC伺服器，並將工藝配方內容下載到下位機組中。如果工藝配方不變，無需重複下載。
5.根據權利要求4所述的處理系統，其特徵在於，所述處理系統的圖形用戶界面包括:文檔編輯子界面和文檔下載子界面。其中，工藝人員登陸編輯子界面後可進行工藝配方的建立、編輯、打開和保存等操作。不同工藝單元的配方對應各自不同的編輯子界面及表格，工藝人員在編輯表格中完成參數的輸入和修改。工藝人員登陸下載子界面後可進行工藝配方的下載操作。
6.根據權利要求1或2所述的處理系統，其特徵在於，所述工藝配方文檔為XML格式的文檔，且全部保存在上位機中系統指定的文件夾下，方便工藝人員隨時調取與修改工藝配方文檔內容。
7.根據權利要求6所述的處理系統，其特徵在於，對所述工藝配方文檔進行解析時，將所述工藝配方文檔解析為DOM文檔對象模型，並從所述DOM文檔對象模型中提取元素、屬性和注釋，以根據所述元素和屬性得到所述工藝配方內容。
8.根據權利要求4所述的處理系統，其特徵在於，所述客戶端以同步的方式向所述OPC伺服器進行寫數據。
9.根據權利要求1所述的處理系統，其特徵在於，所述上位機和所述下位機組之間通過工業乙太網物理連接。
全文摘要
本發明提出一種基於XML的半導體裝備的工藝配方文檔處理系統，包括下位機組，下位機組與裝備的各工藝單元相連，用於接收和存儲當前工藝配方，並根據當前工藝配方的參數控制各工藝單元的正常運行；上位機，上位機與下位機組相連，用於根據工藝需求創建、編輯和保存工藝配方文檔，並對工藝配方文檔進行解析，以將解析後的工藝配方內容下載到下位機組中。在上位機中，所有工藝配方文檔均以XML文件格式處理，工藝人員可利用處理系統的圖形用戶界面對工藝配方文檔進行各項常規性操作。本發明實施例的處理系統便於管理半導體裝備工藝配方文檔，省時省力、防止人為出錯且節約人工成本。
文檔編號G06Q50/04GK103218751SQ20131014865
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者路新春, 李弘愷, 田芳馨, 何永勇 申請人:清華大學