專利名稱：硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體硅片加工設(shè)備的控制技術(shù)，尤其涉及一種硅片傳輸設(shè)備的控制 系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造中，對(duì)半導(dǎo)體硅片的加工一般都在硅片加工設(shè)備的反應(yīng)腔室中進(jìn) 行。在對(duì)半導(dǎo)體硅片進(jìn)行加工的設(shè)備系統(tǒng)中，有三個(gè)子系統(tǒng)CTC (集群設(shè)備控制系統(tǒng))、PMC (工藝模塊控制系統(tǒng))和TMC (傳輸控制系統(tǒng))，三個(gè)子系統(tǒng)之間會(huì)有大量的數(shù) 據(jù)不間斷的相互交互。其中，TMC負(fù)責(zé)控制工藝過(guò)程中傳輸硅片，負(fù)責(zé)傳輸設(shè)備的傳輸交互邏輯。在傳輸設(shè) 備的控制中，上層軟件框架的底層需要直接對(duì)傳輸設(shè)備的底層部件進(jìn)行邏輯控制，其相互 交互及其邏輯比較復(fù)雜，需要搭建完善的高可靠性的軟件框架和設(shè)計(jì)。 一般的，傳輸控制 設(shè)備的控制軟件均將底層控制邏輯在軟件架構(gòu)底層實(shí)現(xiàn)，并包括告警、互鎖和閂志記朵等 功能。目前，傳輸設(shè)備的控制軟件承擔(dān)對(duì)傳輸設(shè)備底層部件所有的邏輯控制，也即與底層直 接交互較多。雖然，目前這種控制方式在實(shí)際應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)硅片的傳輸控制，但是編程 復(fù)雜，通用性差，且自動(dòng)化程度不高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單、可靠、自動(dòng)化程度高的硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)，包括上層控制單元，用于對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，還包括可編程控制器PLC，所述的上層控制單元通過(guò)PLC對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，所 述的上層控制單元與PLC之間設(shè)有中間影射單元，所述PLC通過(guò)中間影射單元與上層控制單元之間交互信息。所述的上層控制單元包括多個(gè)對(duì)象化模塊，每個(gè)對(duì)象化模塊包含對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制的信息包，所述信息包通過(guò)中間影射單元傳遞給PLC;所述PLC根據(jù)信息包的指令對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，并將控制信息通過(guò)中間影射軟 件反饋給上層控制單元。所述的上層控制單元包括操作層、功能層、物理層，所述對(duì)象化模塊包括，操作層包 括的至少一個(gè)操作模塊；功能層包括的多個(gè)功能模塊；物理層包括的多個(gè)物理模塊，所述 操作模塊對(duì)功能模塊進(jìn)行控制，所述功能模塊對(duì)物理模塊進(jìn)行控制，所述物理模塊對(duì)硅片 傳輸設(shè)備進(jìn)行控制。本發(fā)明的硅片傳輸設(shè)備的控制方法，包括步驟A、 上層控制單元將對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制的信息通過(guò)中間影射單元發(fā)送給PLC;B、 PLC根據(jù)接收到的信息對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，并將控制信息通過(guò)中間影射軟件 反饋給上層控制單元。所述的步驟A中，所述上層控制單元將對(duì)象化模塊中包含的對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制 的信息包一起發(fā)送給PLC。 所述的對(duì)象化模塊中，操作模塊首先調(diào)用多個(gè)功能模塊包含的信息包，并對(duì)多個(gè)功能模塊包含的信息包進(jìn)行 隊(duì)列排序；根據(jù)隊(duì)列排序，先執(zhí)行的功能模塊調(diào)用多個(gè)物理模塊包含的信息包，并對(duì)多個(gè)物理模 塊包含的信息包進(jìn)行隊(duì)列排序；根據(jù)隊(duì)列排序，將多個(gè)物理模塊包含的信息包依次發(fā)送給PLC;所述的步驟B中，所述PLC根據(jù)多個(gè)物理模塊包含的信息包的隊(duì)列排序，依次執(zhí)行各個(gè)信息包的指令對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)及方 法，由于包括PLC，上層控制單元與PLC之間設(shè)有中間影射單元，PLC通過(guò)中間影射單元與上 層控制單元之間交互信息，對(duì)硅片傳輸設(shè)備由PLC直接進(jìn)行控制，不需要上層軟件的參與， 也不占用上層軟件的資源，完全獨(dú)立運(yùn)行，這樣使得對(duì)硅片傳輸設(shè)備的操作速度快、控制 簡(jiǎn)單、可靠、自動(dòng)化程度高。尤其適用于對(duì)半導(dǎo)體硅片加工設(shè)備的傳輸裝置的控制。


圖l為本發(fā)明硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)的上層控制單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明硅片傳輸設(shè)備的控制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)，較佳的具體實(shí)施方式
如圖l所示，包括TMC (傳輸 控制系統(tǒng))上層控制單元，用于對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，上層控制單元通過(guò)PLC (可編程 邏輯控制器)對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，上層控制單元與PLC之間設(shè)有中間影射單元，PLC 通過(guò)中間影射單元與上層控制單元之間交互信息。通過(guò)在硅片傳輸設(shè)備與上層控制單元之間增加PLC，可完成對(duì)底層硬件設(shè)備的信號(hào)邏 輯控制和與上層控制單元間信號(hào)的通訊。其中底層硬件設(shè)備信號(hào)影射到PLC后由中間影射單 元實(shí)現(xiàn)PLC與上層軟件間信息的交互，而底層硬件與PLC間信息的交互控制不需要上層PC參 與，節(jié)省了上層軟件的資源，且結(jié)構(gòu)化程度高，易于維護(hù)和移植。上述的上層控制單元包括多個(gè)對(duì)象化模塊，每個(gè)對(duì)象化模塊包含對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行 控制的信息包，所述信息包通過(guò)中間影射單元傳遞給PLC，所述PLC根據(jù)信息包的指令對(duì)硅 片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，并將控制信息通過(guò)中間影射軟件反饋給上層控制單元。采用對(duì)象化 模塊設(shè)計(jì)使整個(gè)控制系統(tǒng)易于維護(hù)，可移植性高，易于擴(kuò)展。具體如圖2所示，所述的上層控制單元包括操作層、功能層、物理層，各層均采用對(duì) 象化模塊設(shè)計(jì)。其中，操作層包括一個(gè)操作模塊，根據(jù)需要也可以包括多個(gè)操作模塊；功 能層包括多個(gè)功能模塊；物理層包括多個(gè)物理模塊。所述操作模塊對(duì)功能模塊進(jìn)行控制， 所述功能模塊對(duì)物理模塊進(jìn)行控制，所述物理模塊對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制。這樣的層次 劃分，使得上層控制軟件功能層次清晰，在軟件設(shè)計(jì)和維護(hù)方面均降低了成本，提高了效 率。本發(fā)明的硅片傳輸設(shè)備的控制方法，如圖3所示，包括步驟31、上層控制單元將對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制的信息通過(guò)中間影射單元發(fā)送給PLC;步驟32、 PLC根據(jù)接收到的信息對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，并將控制信息通過(guò)中間影 射軟件反饋給上層控制單元。在步驟31中，所述上層控制單元將對(duì)象化模塊中包含的對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制的信 息包一起發(fā)送給PLC。具體是，操作模塊首先調(diào)用多個(gè)功能模塊包含的信息包，并對(duì)多個(gè)功能模塊包含的信 息包進(jìn)行隊(duì)列排序；根據(jù)隊(duì)列排序，先執(zhí)行的功能模塊調(diào)用多個(gè)物理模塊包含的信息包，并對(duì)多個(gè)物理模 塊包含的信息包進(jìn)行隊(duì)列排序；然后，根據(jù)隊(duì)列排序，將多個(gè)物理模塊包含的信息包依次發(fā)送給PLC; PLC根據(jù)多個(gè)物理模塊包含的信息包的隊(duì)列排序，依次執(zhí)行各個(gè)信息包的指令對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制。整個(gè)傳輸控制過(guò)程可以描述如下首先啟動(dòng)PLC，接著啟動(dòng)中間影射單元，將PLC端的控制組件(硅片傳輸設(shè)備)影射到 上層軟件可識(shí)別的類組件，然后啟動(dòng)上層控制單元。當(dāng)CTC (集群設(shè)備控制系統(tǒng))有傳輸命 令發(fā)送后，首先傳到TMC上層控制單元，上層控制單元通過(guò)中間影射單元再傳到PLC，此時(shí) 就不再占用上層單元的資源，上層資源得以釋放，由PLC來(lái)直接控制底層硬件部件。PLC根 據(jù)互鎖條件進(jìn)行判斷，如果滿足硬件執(zhí)行條件，就將命令傳到硬件，執(zhí)行相應(yīng)操作；如果 不滿足互鎖條件，則等待，直到條件滿足才執(zhí)行動(dòng)作。互鎖由PLC端程序來(lái)完成，這同樣體 現(xiàn)了與傳統(tǒng)控制方式的區(qū)別，傳統(tǒng)控制方式互鎖都是在上層控制單元實(shí)現(xiàn)的，增加了上層 控制單元的工作強(qiáng)度，命令所需的判斷和執(zhí)行時(shí)間也較本方案長(zhǎng)，從而效率相對(duì)低下。在 命令執(zhí)行當(dāng)中或者執(zhí)行結(jié)束等任意時(shí)間，PLC均可在其互鎖范圍內(nèi)取得底層部件的運(yùn)行狀態(tài) 數(shù)據(jù)傳給上層控制單元，由下到上的傳送方式類似從上到下的傳送方式，同樣經(jīng)過(guò)PLC的互 鎖判斷、中間影射單元直到上層控制單元。同時(shí)，系統(tǒng)中各個(gè)組件均采用對(duì)象化模塊設(shè)計(jì)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一種方法，這種 方法為數(shù)據(jù)和函數(shù)提供共同的獨(dú)立內(nèi)存空間，這些數(shù)據(jù)和函數(shù)可以作為模板以便在需要時(shí) 創(chuàng)建類似模塊的拷貝，使得控制軟件可移植性好，易于擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量好，易于維護(hù)。采用本發(fā)明，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。首先，通過(guò)PLC的引入，把對(duì)底層硬 件部件的控制由上層控制單元轉(zhuǎn)到PLC，減少了對(duì)上層控制單元的資源占用，從而降低了直 接從上層控制單元直接控制底層硬件訪問(wèn)所需的巨大開(kāi)銷。PLC對(duì)底層硬件部件的控制邏輯 (如互鎖等)，由PLC端程序?qū)崿F(xiàn)，不需要上層軟件的參與，也不占用上層軟件的資源，完 全獨(dú)立運(yùn)行，這樣使得對(duì)硬件的操作速度更快且可靠性更高。其次，整個(gè)系統(tǒng)中包括PLC端 的控制組件均采用對(duì)象化設(shè)計(jì)，使整個(gè)控制系統(tǒng)易于維護(hù)，可移植性高，易于擴(kuò)展。最 后，上次控制軟件采用三層設(shè)計(jì)，軟件功能層次清晰，從設(shè)計(jì)與維護(hù)角度來(lái)看，均降低了 成本，提高了效率。PLC自問(wèn)世以來(lái)，因其具有編程簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)，得到了快速的發(fā) 展，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、輕工、機(jī)械、電力、建筑、交通、汽車、造紙、礦山、食品 等各行各業(yè)，已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備。將PLC引用到半導(dǎo)體 硅片傳輸設(shè)備中，與傳統(tǒng)硅片傳輸設(shè)備相結(jié)合，必將提高傳輸控制效率，實(shí)現(xiàn)高可靠性的 自動(dòng)化傳輸功能。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)，包括上層控制單元，用于對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，其特征在于，還包括可編程控制器PLC，所述的上層控制單元通過(guò)PLC對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，所述的上層控制單元與PLC之間設(shè)有中間影射單元，所述PLC通過(guò)中間影射單元與上層控制單元之間交互信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的上層控制 單元包括多個(gè)對(duì)象化模塊，每個(gè)對(duì)象化模塊包含對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制的信息包，所述 信息包通過(guò)中間影射單元傳遞給PLC;所述PLC根據(jù)信息包的指令對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，并將控制信息通過(guò)中間影射軟 件反饋給上層控制單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的上層控制 單元包括操作層、功能層、物理層，所述對(duì)象化模塊包括，操作層包括的至少一個(gè)操作模 塊；功能層包括的多個(gè)功能模塊；物理層包括的多個(gè)物理模塊，所述操作模塊對(duì)功能模塊 進(jìn)行控制，所述功能模塊對(duì)物理模塊進(jìn)行控制，所述物理模塊對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制。
4、 一種硅片傳輸設(shè)備的控制方法，其特征在于，包括步驟A、 上層控制單元將對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制的信息通過(guò)中間影射單元發(fā)送給PLC;B、 PLC根據(jù)接收到的信息對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制，并將控制信息通過(guò)中間影射軟件 反饋給上層控制單元。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅片傳輸設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述的步驟A屮， 所述上層控制單元將對(duì)象化模塊中包含的對(duì)硅片傳輸設(shè)備進(jìn)行控制的信息包一起發(fā)送給 PLC。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅片傳輸設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述的對(duì)象化模塊中，操作模塊首先調(diào)用多個(gè)功能模塊包含的信息包，并對(duì)多個(gè)功能模塊包含的信息包進(jìn)行 隊(duì)列排序；根據(jù)隊(duì)列排序，先執(zhí)行的功能模塊調(diào)用多個(gè)物理模塊包含的信息包，并對(duì)多個(gè)物理模 塊包含的信息包進(jìn)行隊(duì)列排序；根據(jù)隊(duì)列排序，將多個(gè)物理模塊包含的信息包依次發(fā)送給PLC。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅片傳輸設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述的步驟B中， 所述PLC根據(jù)多個(gè)物理模塊包含的信息包的隊(duì)列排序，依次執(zhí)行各個(gè)信息包的指令對(duì)硅片傳 輸設(shè)備進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硅片傳輸設(shè)備的控制系統(tǒng)及方法，包括PLC，上層控制單元與PLC之間設(shè)有中間影射單元，PLC通過(guò)中間影射單元與上層控制單元之間交互信息，對(duì)硅片傳輸設(shè)備由PLC直接進(jìn)行控制，不需要上層軟件的參與，也不占用上層軟件的資源，完全獨(dú)立運(yùn)行，這樣使得對(duì)硅片傳輸設(shè)備的操作速度快、控制簡(jiǎn)單、可靠、自動(dòng)化程度高。尤其適用于對(duì)半導(dǎo)體硅片加工設(shè)備的傳輸裝置的控制。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101226390SQ200710062729
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者遠(yuǎn) 劉, 王寶全 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司