本发明涉及一种半导体原子级工艺设备集中控制系统。
背景技术：
1、ald设备目前已广泛应用于科学研究及高等教育实验教学等场所，由于ald设备对操作及工艺要求较高，且部分前驱体源存在一定的危害，因此需要及时了解设备的状态。
2、在科研场景中，由于ald设备薄膜沉积速率一般为0.12nm/cycle，单个实验往往需要数个小时乃至更长时间，且单台设备每次实验只能使用一种工艺，无法同时进行多个工艺的沉积，因此一些实验室中往往需要多个ald设备，当这些设备同时进行实验时或由多人进行操作时，实验室负责人将难以实时掌握每台设备的状态，出现状况时往往难以及时处理。
3、在实验教学场景中，设备的操作者一般是经验不足的研究生甚至是本科生，他们对设备的的操作及工艺的理解不够透彻，容易出现一些错误，在多台设备同时教学的情况下，他们的导师往往难以顾及全面，容易发生一些问题。
技术实现思路
1、为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种可用于批量性实验及安全教学的半导体原子级工艺设备集中控制系统。
2、为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：半导体原子级工艺设备集中控制系统，半导体原子级工艺分为原子层沉积(ald)工艺和原子层刻蚀(ale)工艺，所述原子层沉积工艺采用原子层沉积设备，所述原子层刻蚀(ale)工艺采用原子层刻蚀设备，原子层沉积设备、原子层刻蚀设备分别包括多台ald设备、多台ale设备，所述原子层沉积设备、原子层刻蚀设备均还包括上位机组态软件，所述上位机组态软件分别通过以太网接口与每台ald设备或ale设备的plc连接；所述上位机组态软件的操作主界面具有本地模式模块界面、兼容模式模块界面、远程模式模块界面；当操作主界面进入本地模式模块界面，所述上位机组态软件仅用于读取ald设备或ale设备数据；当操作主界面进入远程模式模块界面，每台所述ald设备或ale设备仅受所述上位机组态软件控制；当操作主界面进入兼容模式模块界面，每台所述ald设备受上位机组态软件远程操作控制，或受每台所述ald设备或ale设备本地操作控制。
3、本发明的有益效果是：
4、其一，上位机组态软件为该系统的控制中心，通过其中的组态软件来直接与每一台ald设备或ale设备中的plc进行通讯，从而实现与ald设备或ale设备的数据交换以及对ald设备或ale设备的控制等功能；
5、其二，采用ethernet(以太网)通讯方式，提高系统通讯速率和响应速度；
6、其三，该系统分为三种模式：本地模式(只可以在ald设备或ale设备上进行操作，系统只读取ald设备或ale设备数据，不进行控制)；兼容模式(既可以在ald或ale设备本地进行操作，又可以在系统上进行远程操作来控制ald设备或ale设备)；远程模式(只可在系统上控制ald设备或ale设备，ald设备或ale设备本地控制失效)；
7、其四，在选择兼容模式时，系统远程和ald设备或ale设备本地均可操作和控制ald设备或ale设备，该模式可应用于设备培训和教学，在系统端远程操作时ald设备或ale设备端可显示相应的动作，受教者在ald设备或ale设备端可以更直观的了解和学习ald设备或ale设备的操作，较为灵活，且安全性能高。
8、优选地，当操作主界面进入本地模式模块界面，读取的ald设备或ale设备数据包括总循环数、当前循环数、剩余循环数、当前步数、当前指令状态、时间数值、配方名称、加热盘温度、腔体温度、真空泵管路温度、热阱温度、加热管路温度、热源温度、质量流量控制计的数据以及真空度。用以显示每台ald设备或ale设备的状态、工艺参数和设备数据。
9、优选地，所述本地模式模块界面包括多页显示界面，每页所述显示界面显示多台ald设备或ale设备数据，通过上下页按钮或直接输入对应的ald设备或ale设备名称来调取该ald设备或ale设备数据；每页所述显示界面上具有报警模块以及返回操作主界面的主界面按钮。从而能够及时了解设备状态，且当任意一台设备有异常时，页面会显示报警信息，从而能够使责任人能够及时做出反应，提高整个系统和各设备的安全性，大大的降低损失。
10、优选地，当所述操作主界面进入远程模式模块界面，显示多台所述ald设备或ale设备，选择需要控制的某台ald设备或ale设备，选择点击后进入所控制的ald设备或ale设备的远程控制界面。
11、优选地，所述远程控制界面包括：
12、配方远程页面，用于写入、储存和调用工艺参数，在所述ald设备开始沉积前或ale设备进行刻蚀前，需要先写入新的工艺产数或调用已保存的工艺数据并写入至plc中，在该系统远程模式中可以将一组工艺数具同时分发至其余的所有ald设备或ale设备中；方便控制所有的ald设备或ale设备进行同一种工艺试验，提高其便捷性。
13、实时数据远程页面，通过折线图将所有的温度及真空度的实时数据展示；
14、历史温度远程页面、历史真空度远程页面，分别将记录的温度和真空度以折线图和历史记录表的形式展现出来，方便历史数据的查找和追溯；
15、报警页面远程页面，用于显示当前ald设备或ale设备的报警信息。
16、优选地，每个远程页面包括控制ald设备或ale设备的各环节的开关模块、设定基础工艺参数(如温度、气体流量等功能)的参数设定模块、实时显示运转过程中的ald设备或ale设备的数据(如各区域的实时温度、腔体真空度、气体流量及工艺运行时的工艺状态等数据)的数据显示模块。
17、优选地，当所述操作主界面进入兼容模式模块界面，显示多台所述ald设备或ale设备，选择需要控制的某台ald设备或ale设备，选择点击后进入所控制的ald设备或ale设备的兼容控制界面。
18、优选地，所述远程控制界面、兼容界面均参照ald设备或ale设备界面标准。远程模式和兼容模式的控制界面与ald设备或ale设备的控制界面基本相同，从而降低了使用者的学习时间和学习成本。
19、优选地，所述原子层沉积设备(ald)分为热型原子层沉积设备(tald)和等离子增强型原子层沉积设备(peald)。
1.一种半导体原子级工艺设备集中控制系统，半导体原子级工艺分为原子层沉积工艺和原子层刻蚀工艺，所述原子层沉积工艺采用原子层沉积设备，所述原子层刻蚀工艺采用原子层刻蚀设备，原子层沉积设备、原子层刻蚀设备分别包括多台ald设备、多台ale设备，其特征在于：所述原子层沉积设备、原子层刻蚀设备均还包括：上位机组态软件，所述上位机组态软件分别通过以太网接口与每台ald设备或ale设备的plc连接；
2.根据权利要求1所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：当操作主界面进入本地模式模块界面，读取的ald设备或ale设备数据包括总循环数、当前循环数、剩余循环数、当前步数、当前指令状态、时间数值、配方名称、加热盘温度、腔体温度、真空泵管路温度、热阱温度、加热管路温度、热源温度、质量流量控制计的数据以及真空度。
3.根据权利要求2所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：当所述操作主界面进入远程模式模块界面，显示多台所述ald设备或ale设备，选择需要控制的某台ald设备或ale设备，选择点击后进入所控制的ald设备或ale设备的远程控制界面。
5.根据权利要求4所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：所述远程控制界面包括：
6.根据权利要求5所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：每个远程页面包括控制ald设备或ale设备的各环节的开关模块、设定基础工艺参数的参数设定模块、实时显示运转过程中的ald设备或ale设备数据的数据显示模块。
7.根据权利要求6所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：当所述操作主界面进入兼容模式模块界面，显示多台所述ald设备或ale设备，选择需要控制的某台ald设备或ale设备，选择点击后进入所控制的ald设备的兼容控制界面。
8.根据权利要求7所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：所述远程控制界面、兼容界面均参照ald设备或ale设备界面标准。
9.根据权利要求1所述的半导体原子级工艺设备集中控制系统，其特征在于：所述原子层沉积设备(ald)分为热型原子层沉积设备(tald)和等离子增强型原子层沉积设备(peald)。
