专利名称：半导体设备安全检测系统和半导体设备安全检测方法
技术领域：
本发明涉及半导体设备控制技术领域，特别涉及一种半导体设备安全检测系统和半导体设备安全检测方法。
背景技术：
在物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称:PVD)设备中，工控机通过过程模块控制(Process Module Control,以下简称:PMC)程序完成流程控制、协调控制、数据显示和软互锁功能，执行单元通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,以下简称:PLC)程序完成信号转换、具体设备操作和硬互锁功能，PLC程序具有稳定性好和抗干扰能力强的特点。图1为一种PVD设备的网络拓扑示意图，如图1所示，PVD设备采用由单一的工控机I控制多个工艺腔室的硬件控制架构，每个工艺腔室中设置有多个执行单元，执行单元通过PLC程序来控制工艺腔室中具体的工艺设备，工控机I中的PMC程序将Recipe数据解析成具体的设备操作指令并将设备操作指令下发给各执行单元，各执行单元接收到设备操作指令后通过PLC程序完成对工艺腔室中工艺设备的控制操作。如图1所示，PVD设备包括多个执行单元，具体为执行单元1、执行单元2至执行单元n，每个执行单元用于控制工艺腔室中的多个工艺设备，例如:执行单元I用于控制工艺腔室中的工艺设备I至工艺设备η。工控机I通过PMC程序向执行单元I至执行单元η下发设备操作指令，每个执行单元根据设备操作指令通过PLC程序控制工艺腔室中的多个工艺设备。综上所述，PVD设备采用单一工控机通过PMC程序同时对多个工艺腔室中的工艺设备进行控制操作以完成一系列的工艺过程。在工艺过程中，PMC程序通过软互锁来保证对各个工艺设备的安全操作，PLC程序通过硬互锁来保证各个工艺设备的安全运行。单一工控机采用多线程技术同时控制多个工艺腔室中工艺设备的操作，只有PMC程序正常运行才能保证这些工艺设备的正常操作。PMC程序的目标是尽量提高工控机的效率，但是工控机的资源是有限的，尤其是在多工艺腔室的工艺过程中，工控机通过PMC程序对各工艺设备的操作频繁，一旦PMC程序运行异常，例如:硬件错误、系统崩溃、程序错误、死机或者工控机掉电等，执行单元会收不到工控机发来的设备操作指令，此时若满足硬互锁条件执行单元就会根据工控机发来的设备操作指令继续对工艺腔室中的工艺设备执行当前的操作，此时工艺设备失去了工控机的控制而处于失控状态，而执行单元无法检测出工控机是否运行正常。
发明内容
本发明提供一种半导体设备安全检测系统和半导体设备安全检测方法，用以使执行单元能够检测出工控机是否运行正常。为实现上述目的，本发明提供一种半导体设备安全检测系统，包括工控机、执行单元、工艺设备和计时器，其中:所述工控机，用于按照设定时间向所述执行单元发送检测协议数据；
所述执行单元，用于查询在指定时间内是否接收到所述工控机发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到所述工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作；所述计时器，用于对所述设定时间和所述指定时间进行计时。进一步地,所述执行单元,包括:计数控制器，用于在查询出指定时间内未接收到所述工控机发送的检测协议数据之后，判断查询次数是否大于设定的检测次数，若判断出查询次数大于设定的检测次数，所述执行单元对相应工艺设备执行安全恢复操作的步骤。进一步地，所述执行单元，还包括:计数模块，用于在判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数之后，对查询次数进行加I处理。进一步地,所述执行单元,还包括:重置模块，用于在查询出指定时间内接收到所述工控机发送的检测协议数据时，删除接收到的检测协议数据以及对查询次数进行清零处理，。进一步地，所述工控机，包括:测试模块，用于按照设定时间通过独立线程向所述执行单元发送检测协议数据，所述独立线程的优先级高于工控机自身的工作线程。为实现上述目的，本发明还提供了一种半导体设备安全检测方法，包括:执行单元查询在指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作。进一步地，所述执行单元查询出指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据之后包括:执行单元判断查询次数是否大于设定的检测次数；执行单元若判断出查询次数大于设定的检测次数，执行所述对相应工艺设备执行安全恢复操作的步骤。进一步地，所述执行单元在判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数之后，对查询次数进行加I处理以及执行所述在查询指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据的步骤。进一步地，所述执行单元若查询出指定时间内接收到工控机发送的检测协议数据，删除所述检测协议数据以及对查询次数进行清零处理。进一步地，所述对工艺设备执行安全恢复操作之后还包括:执行单元执行所述删除所述检测协议数据和对查询次数进行清零处理的步骤。本发明具有以下有益效果:本发明提供的半导体设备安全检测系统和半导体设备安全检测方法通过工控机按照设定时间向执行单元发送检测协议数据，使执行单元能够实时了解工控机的状态，判断工控机是否运行正常，并根据判断结果，对相应工艺设备进行控制，以提高PVD设备的安全性。
图1为现有技术中PVD设备的控制系统的网络拓扑示意图；图2为本发明实施例一提供的一种安全检测系统的结构示意图；图3为本实施例中执行单元的结构示意图；图4为本发明提供的一种安全检测方法的流程图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的半导体设备安全检测系统和安全检测方法进行详细描述。图2为本发明实施例一提供的一种半导体设备安全检测系统的结构示意图，如图2所示，该半导体设备安全检测系统包括:工控机、执行单元、工艺设备和计时器。本实施例中，半导体设备安全检测系统可包括多个执行单元，具体为执行单元1、执行单元2至执行单元n，每个执行单元可用于控制多个工艺设备，例如:执行单元I用于控制工艺设备I至工艺设备n。工控机用于按照设定时间向执行单元发送检测协议数据。工控机中设置有PMC程序，工控机可按照设定时间通过PMC程序向执行单元发送检测协议数据。本实施例中，工控机可包括测试模块，测试模块可用于按照设定时间通过独立线程向执行单元发送检测协议数据，该独立线程的优先级高于工控机自身的工作线程。工控机程序启动后，开启一个独立线程，该独立线程的优先级高于其它工作线程。工控机通过该独立线程向各执行单元发送检测协议数据进行安全检测。工控机可按照设定时间发送检测协议数据，以表明工控机正常运行，未出现异常运行的情况。其中，设定时间为T，工控机以T为周期向各执行单元发送检测协议数据。当工控机程序结束运行时，停止向执行单元发送检测协议数据。其中，设定时间可预先设置。执行单元用于查询在指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作。例如:安全恢复操作可以包括:关闭DC电源和/或停止气路供应。其中，指定时间可预先设置。计时器用于对设定时间和指定时间进行计时。本实施例中的计时器可包括第一计时模块和第二计时模块，第一计时模块可用于对设定时间进行计时处理，并在到达设定时间时通知工控机，第二计时模块可用于对指定时间进行计时处理，并在到达指定时间时通知执行单元。图3为本实施例中执行单元的结构示意图，如图3所示,进一步地,执行单元可包括:计数控制器11。计数控制器11用于查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据之后，判断查询次数是否大于设定的检测次数，若判断出查询次数大于设定的检测次数，执行单元对相应工艺设备执行安全恢复操作的步骤。查询次数为执行单元执行所述查询指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据的次数。本实施例中，设定的检测次数DefTimes可根据如下公式计算得出:DefTimes >= (T+tJ/tmin，其中，T为设定时间，为工控机与执行单元之间的数据传输延迟时间，tfflin为执行单元最小扫描周期，该最小扫描周期为执行单元顺序执行一次所有程序的最短周期。设定的检测次数可根据上述公式预先确定。配置设定的检测次数可控制查询次数，当执行单元判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数时，执行工控机发送的工艺数据，从而开始下一次安全检测。当计数控制器11判断出查询次数大于设定的检测次数时，可由执行单元停止对工艺设备的正常工艺操作，从而实现对工艺设备执行安全恢复操作，以使工艺设备处于安全状态。例如:当本实施例应用于PVD设备时，安全恢复操作可以包括:关闭DC电源和/或停止气路供应。进一步地，执行单元12还包括:计数模块12。计数模块12还用于在判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数之后，对查询次数进行加I处理。执行单元每次执行查询指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据的步骤之前，需要由计数模块12对查询次数进行加I处理，以记录查询次数。查询次数的初始值为0,当执行单元首次执行查询在指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据的步骤之前，需要由计数模块12对查询次数进行加I处理以使查询次数的值为1，查询次数为I可表明执行单元要执行第一次查询过程。进一步地，执行单元还包括:重置模块13。重置模块13用于在查询出指定时间内接收到工控机发送的检测协议数据时，删除接收到的检测协议数据以及对查询次数进行清零处理，并由计数模块12对查询次数进行加I处理以及由执行单元查询指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据。进一步地，可在执行单元对相应工艺设备执行安全恢复操作之后，由重置模块13删除检测协议数据和对查询次数进行清零处理。进一步地，执行单元还用于对查询次数进行加I处理之前，执行工控机发送的工艺数据。执行单元程序启动，并开始执行工艺数据。本实施例中，工控机可单独发送检测协议数据；或者工控机还可以将检测协议数据设置于工艺数据中，工控机向执行单元发送工艺数据的同时将检测协议数据发送给执行单元。检测协议数据的长度可以包括:bit、byte或者word。检测协议数据的内容可以为根据需要预先设置。本实施例中，执行单元与工控机之间可通过Can总线、RS232总线、RS485总线、以太网、无线网络、设备网(DeviceNet)、I2C总线或者SPI总线进行数据通信。本实施例提供的工控机和执行单元可应用于图1中所示的PVD设备中，此时执行单元数量为多个，具体为执行单元1、执行单元2至执行单元n，执行单元1、执行单元2至执行单元n可实现安全检测过程。或者，还可以通过设置独立的执行单元(n+1)，由执行单元(n+1)实现安全检测过程，则该执行单元(n+1)对工艺设备执行安全恢复操作具体可以为:执行单元(n+1)通知执行单元1、执行单元2至执行单元n，由执行单元1、执行单元2至执行单元n对工艺设备执行安全恢复操作。本发明中的安全检测系统除可以应用于PVD设备之外，还可以应用于其他工业设备，此处不再一一列举。本实施例提供的半导体设备安全检测系统包括工控机、执行单元工艺设备和计时器，工控机用于按照设定时间向所述执行单元发送检测协议数据，执行单元用于查询在指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作，计时器用于对设定时间和指定时间进行计时。执行单元若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，则检测出工控机运行异常，因此本实施例的技术方案使执行单元能够检测出工控机是否运行正常。执行单元若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据时，可以对相应工艺设备执行安全恢复操作，从而使失去工控机控制的工艺设备处于安全状态，避免了给PVD设备安全性带来的隐患，提高了 PVD设备的安全性。并且避免了工艺设备的损失，保证了操作人员的安全性，以及极大的提高了 PVD设备的整体安全系数。本实施例通过设定的检测次数控制查询次数，可使执行单元重复执行查询是否接收到检测协议数据的步骤，从而增大了执行单元查询出接收到检测协议数据的机率，使安全检测的结果更加准确。本发明还提供一种半导体设备安全检测方法，该半导体设备安全检测方法包括:执行单元查询在指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作。本实施例中，指定时间可预先设置。工控机中设置有PMC程序，工控机可通过PMC程序将检测协议数据发送给执行单元。其中，例如:安全恢复操作可以包括:关闭DC电源和
/或停止气路供应。本实施例提供的安全检测方法的技术方案中，执行单元查询在指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作。执行单元若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，则检测出工控机运行异常，因此本实施例的技术方案使执行单元能够检测出工控机是否运行正常。执行单元若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据时，可以对相应工艺设备执行安全恢复操作，从而使失去工控机控制的工艺设备处于安全状态，避免了给PVD设备安全性带来的隐患，提高了 PVD设备的安全性。图4为本发明提供的一种半导体设备安全检测方法的流程图，如图4所示，该半导体设备安全检测方法包括:步骤201、执行单元执行工控机发送的工艺数据。执行单元程序启动，并开始执行工艺数据。步骤202、执行单元对查询次数进行加I处理。其中，查询次数为执行单元执行查询指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据的次数。执行单元每次执行查询指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据的步骤之前，需要对查询次数进行加I处理，以记录查询次数。查询次数的初始值为0，当执行单元首次执行查询指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据的步骤之前，需要对查询次数进行加I处理以使查询次数的值为1，查询次数为I可表明执行单元要执行第一次查询过程。步骤203、执行单元查询指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据，若否则执行步骤204，若是则执行步骤206。工控机程序启动后，开启一个独立线程，该独立线程的优先级高于工作线程。工控机通过该独立线程向执行单元发送检测协议数据进行安全检测。工控机可按照设定时间向执行单元发送检测协议数据，以表明工控机正常运行，未出现异常运行的情况。其中，设定时间为T，工控机以T为周期向执行单元发送检测协议数据。当工控机程序结束运行时，停止向执行单元发送检测协议数据。执行单元定时查询检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，则执行步骤204 ;若查询出在指定时间内接收到工控机发送的检测协议数据，则执行步骤206。本实施例中，工控机可单独发送检测协议数据；或者工控机还可以将检测协议数据设置于工艺数据中，工控机向执行单元发送工艺数据的同时将检测协议数据发送给执行单元。检测协议数据的长度可以包括:bit、byte或者word。检测协议数据的内容可以为根据需要预先设置。步骤204、执行单元判断查询次数是否大于设定的检测次数，若判断出查询次数大于设定的检测次数，则执行步骤205 ;若判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数，则执行步骤201。本实施例中，设定的检测次数DefTimes可根据如下公式计算得出:DefTimes> =(T^1) /tmin，其中，T为设定时间，h为工控机与执行单元之间的数据传输延迟时间，tmin为执行单元最小扫描周期，该最小扫描周期为执行单元顺序执行一次所有程序的最短周期。例如4_可以包括执行一次步骤201至步骤204的最短周期，或者tmin可以包括执行一次步骤201、步骤202、步骤203和步骤206的最短周期。设定的检测次数可根据上述公式预先确定。配置设定的检测次数可控制查询次数，当执行单元判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数时，执行步骤201，从而开始下一次安全检测。步骤205、执行单元对工艺设备执行安全恢复操作。当执行单元判断出查询次数大于设定的检测次数时，可停止对工艺设备的正常工艺操作，从而对工艺设备执行安全恢复操作，以使工艺设备处于安全状态。例如:当本实施例应用于PVD设备时，安全恢复操作可以包括:关闭DC电源和/或停止气路供应。步骤206、执行单元删除检测协议数据以及对查询次数进行清零处理，并执行步骤201。执行步骤206之后可继续执行步骤201，从而开始下一次安全检测。可选地，本实施例的半导体设备安全检测方法还可以通过定时器中断的方式实现。具体地，步骤201中执行单元执行工控机发送的工艺数据的过程中，到中断时间时执行单元中断执行工艺数据，直接后续步骤，待流程跳转回步骤201之后，再继续执行中断后未执行的工艺数据。本实施例提供的半导体设备安全检测方法可以采用上述实施例提供的半导体设备安全检测系统来执行。本实施例提供的半导体设备安全检测方法的技术方案中，执行单元查询指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据，若查询出指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据并且查询次数大于设定的检测次数时，对工艺设备执行安全恢复操作。执行单元若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，则检测出工控机运行异常，因此本实施例的技术方案使执行单元能够检测出工控机是否运行正常。执行单元若查询出在指定 时间内未接收到工控机发送的检测协议数据时，可以对相应工艺设备执行安全恢复操作，从而使失去工控机控制的工艺设备处于安全状态，避免了给PVD设备安全性带来的隐患，提高了 PVD设备的安全性。并且避免了工艺设备的损失，保证了操作人员的安全性，以及极大的提高了 PVD设备的整体安全系数。本实施例通过设定的检测次数控制查询次数，可使执行单元重复执行查询是否接收到检测协议数据的步骤，从而增大了执行单元查询出接收到检测协议数据的机率，使安全检测的结果更加准确。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种半导体设备安全检测系统，其特征在于，包括工控机、执行单元、工艺设备和计时器，其中: 所述工控机，用于按照设定时间向所述执行单元发送检测协议数据； 所述执行单元，用于查询在指定时间内是否接收到所述工控机发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到所述工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作； 所述计时器，用于对所述设定时间和所述指定时间进行计时。
2.根据权利要求1所述的半导体设备安全检测系统，其特征在于，所述执行单元，包括: 计数控制器，用于在查询出指定时间内未接收到所述工控机发送的检测协议数据之后，判断查询次数是否大于设定的检测次数，若判断出查询次数大于设定的检测次数，所述执行单元对相应工艺设备执行安全恢复操作的步骤。
3.根据权利要求2所述的半导体设备安全检测系统，其特征在于，所述执行单元，还包括: 计数模块，用于在判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数之后，对查询次数进行加I处理。
4.根据权利要求3所述的半导体设备安全检测系统，其特征在于，所述执行单元，还包括: 重置模块，用于在查询出指定时间内接收到所述工控机发送的检测协议数据时，删除接收到的检测协议数据以及对查询次数进行清零处理，。
5.根据权利要求1所述的半导体设备安全检测系统，其特征在于，所述工控机，包括: 测试模块，用于按照设定时间通过独立线程向所述执行单元发送检测协议数据，所述独立线程的优先级高于工控机自身的工作线程。
6.一种半导体设备安全检测方法，其特征在于，包括: 执行单元查询在指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作。
7.根据权利要求6所述的半导体设备安全检测方法，其特征在于，所述执行单元查询出指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据之后包括: 执行单元判断查询次数是否大于设定的检测次数； 执行单元若判断出查询次数大于设定的检测次数，执行所述对相应工艺设备执行安全恢复操作的步骤。
8.根据权利要求7所述的半导体设备安全检测方法，其特征在于，所述执行单元在判断出查询次数小于或者等于设定的检测次数之后，对查询次数进行加I处理以及执行所述在查询指定时间内是否接收到工控机按照设定时间发送的检测协议数据的步骤。
9.根据权利要求8所述的半导体设备安全检测方法，其特征在于，所述执行单元若查询出指定时间内接收到工控机发送的检测协议数据，删除所述检测协议数据以及对查询次数进行清零处理。
10.根据权利要求9所述的半导体设备安全检测方法，其特征在于，所述对工艺设备执行安全恢复操作之后还包括: 执行单元执行所述删除所述检测协议数据和对查询次数进行清零处理的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种半导体设备安全检测系统和半导体设备安全检测方法。该半导体设备安全检测系统包括工控机、执行单元工艺设备和计时器，其中工控机用于按照设定时间向所述执行单元发送检测协议数据，执行单元用于查询在指定时间内是否接收到工控机发送的检测协议数据，若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，对相应工艺设备执行安全恢复操作，计时器用于对设定时间和指定时间进行计时。执行单元若查询出在指定时间内未接收到工控机发送的检测协议数据，则检测出工控机运行异常，因此本发明的技术方案使执行单元能够检测出工控机是否运行正常。
文档编号G05B23/02GK103163874SQ20111040932
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者李福增 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司