用于旧有硬件与软件的增强型重新主机代管能力的制作方法

用于旧有硬件与软件的增强型重新主机代管能力的制作方法
【专利摘要】本发明的实施例涉及使用非旧有控制器执行旧有半导体应用程序的系统及方法。在一些实施例中，硬件抽象层及/或模仿器可用于提供非旧有操作系统与包括旧有应用程序的旧有部件之间的通信。在一些实施例中，多种方法及/或装置可用于模仿及/或翻译旧有部件与非旧有部件之间的通信。
【专利说明】用于旧有硬件与软件的增强型重新主机代管能力
[0001] 发明背景
[0002] 本发明大体上涉及基板处理，且更具体地说，本发明涉及用于半导体处理工具的 控制系统。
[0003] 半导体装置（诸如集成电路、平板显示器、太阳能面板及其它产品）的制造经常涉 及极薄层的形成及诸如硅晶片或玻璃面板的基板上此类层的图案化。已针对半导体沉积及 图案化工艺而开发多种技术，涉及精密工具的使用以执行必要的沉积、蚀刻及其它处理步 骤。
[0004] 制造商为购买此类工具投资巨大。制造商亦在维修所述工具及最佳化且评定 由各工具所执行的多个处理步骤上投资巨大。一旦已针对特定任务（例如，在集成电路 (Integrated circuit ;IC)的特定制造步骤下沉积氧化娃层）最佳化且评定由特定工具执 行的工艺，对所述工艺的任何改变经常需要重新评定所变化的工艺，所述工艺花费大且费 时。因此，在过去许多年，在一些情况下需要特定工具执行相同功能。
[0005] 然而，当给定工具用久时，维护所述工具可能需要的一些零件可能不再可用。例 如，化学气相沉积（CVD)工具可包括计算机控制系统，除其它部件外，所述计算机控制系统 包括计算机处理器、RAM及硬盘存储装置，及多种I/O接口（诸如光笔显示接口），所述I/O 接口允许信息在工具与控制系统之间进行交换，及/或允许使用者输入信息以对工具进行 操作。脱离工具而执行的某些半导体工艺可基于取决于处理器的速度的算法或取决于计算 机控制系统的原始部件的其它变量而定时。当那些原始部件停止制造时，用执行相同或类 似功能的新部件替换所述部件可对所述工具所执行工艺的定时或其它变量造成不良影响。 此举可能要求工艺被重新评定、重新校准、重新试验等，这种流程可能极昂贵且费时。


【发明内容】

[0006] 本发明的实施例涉及半导体工艺控制系统，所述半导体工艺控制系统可并入至旧 有半导体工艺控制系统且与旧有半导体制造工具交互。用语"旧有"代表具有淘汰（不再 可用）部件或在完全支持现有能力同时需要添加附加能力的任何半导体控制系统。半导体 工艺控制系统可以无缝方式替换旧有半导体工艺控制系统，所述方式允许所有先前开发的 工艺及配方在处理功能方面无变化的情况下执行，同时提供新的及改良的功能性。
[0007] 本发明的一个特定实施例涉及半导体工艺控制器，所述半导体工艺控制器可实施 为单板计算机（SBC)。所述单板计算机可替换旧有半导体工艺控制系统的至少一部分，及 /或经调适以控制基板处理工具。在本发明的一些实施例中，SBC可包括：光笔视频控制模 块；旧有控制器模块，模仿执行第一操作系统（例如，基于摩托罗拉（Motorola)或基于VME 的操作系统）的基于68xxx的控制器；第二控制模块，执行不同于第一操作系统的第二操作 系统（例如，基于英特尔（Intel)或基于PCI的操作系统）；及数据存储模块。在一些实施 例中，第一操作系统及第二操作系统可在同一处理器或不同处理器上操作。在一些实施例 中，一个操作系统可模仿另一个操作系统的至少多个部分。
[0008] 在一些实施例中，SBC亦可包括底板总线接口，所述底板总线接口可包括第一连接 器，所述第一连接器允许SBC连接至较大控制系统的多个部分。SBC亦包括多个旧有I/O端 口（包括至少16个RS-232串联端口、第一 USB端口及第二USB端口，及第一以太网络端口 及第二以太网络端口），及/或第二多个I/O端口（包括至少第三USB端口及第四USB端 口，第三以太网络端口及第四以太网络端口，及VGA视频端口）。
[0009] 第二连接器操作性地耦合至多个旧有I/O端口，所述第二连接器包括充足数目的 插脚以支持至多个旧有I/O端口中的每一端口的连接。在一些实施例中，单独且相异连接 器可与第二多个I/O端口的每一端口相关联，使得SBC包括用于第三USB端口及第四USB端 口中的每一端口的USB连接器。亦可包括用于第三以太网络端口及第四以太网络端口中的 每一端口的以太网络连接器及用于VGA视频端口的VGA连接器。除那些明确地提到之外， SBC可包括许多I/O端口及连接器。SBC可包括PCI总线，所述PCI总线操作性地连接以允 许光笔视频控制模块、旧有控制器模块、第二控制模块、大容量数据存储模块、底板总线接 口与多个旧有I/O端口之间的通信。
[0010] 结合下文及附图更详细描述本发明的多个实施例及本发明许多优势及特征。
[0011] 附图简要说明
[0012] 图1为并入至许多旧有半导体处理工具的计算机控制旧有半导体控制系统100的 方块图；
[0013] 图2为根据本发明的一个实施例的计算机半导体处理控制系统200的方块图；
[0014] 图3A图示具有与应用程序及数据文件建立接口的操作系统的典型控制系统的抽 象图；
[0015] 图3B图示具有经由解释器/模仿器及/或硬件抽象层与应用程序及数据文件建 立接口的操作系统的控制系统的抽象图；
[0016] 图4为图示根据本发明的一个实施例的半导体处理控制系统200的逻辑层次的 图；
[0017] 图5图示可由半导体处理控制系统200使用以模仿视频控制器104的功能性的技 术；
[0018] 图6图示较大环境，所述较大环境可并入半导体处理控制系统200,半导体处理控 制系统200包括根据本发明的实施例的电源控制模块600 ;
[0019] 图7为根据本发明的一个实施例的图6中所示电源控制模块600的方块图；及
[0020] 图8图示用于执行功能性以促进本文所述实施例的实施的说明性计算系统。
[0021] 具体描沭
[0022] 为了更好地了解并理解本发明，首先参照图1，图1为旧有半导体控制系统100的 方块图，所述控制系统能控制一或多个半导体制造工具的操作。旧有半导体制造工具在本 文中可称为"旧有制造工具"。这些旧有制造工具使用通常与旧有控制器相关的旧有通信协 议来与旧有半导体控制系统通信。
[0023] 旧有半导体控制系统100为系统的实例，所述系统可用来控制当前全世界在半导 体制造设施操作中的一或多个旧有制造工具。与一些较新控制系统相比，此工具提供控制 中心点，所述控制中心点可控制半导体制造腔室以及任何中心机器人系统的操作，所述中 心机器人系统将晶片传递进旧有制造工具中且从所述旧有制造工具中转移出来，以及在不 同腔室间传递晶片。因此，多腔室旧有制造工具中的各个腔室大体不需要或包括所述腔室 自身独立的控制系统。
[0024] 如图1所示，旧有半导体控制系统100包括多个卡及处理元件，所述卡及处理元件 可安装于机架中且经由底板总线120彼此通信。在图1所示的具体实施中，旧有半导体控 制系统100包括三个I/O卡102、视频控制器104、特定复合I/O卡106 (提供多达两个串行 多路通道（通常14个标准RS-232通信信道及两个RS-485信道））、高速消息传递（HSMS) 卡108及单板计算机（SBC) 110,上述各个均连接至底板总线120。后转换模块（RTM) 112亦 经提供以将共享存储装置（诸如硬盘驱动器（HDD) 114及软盘驱动器116)连接至旧有半导 体控制系统100。
[0025] HSMS卡108经由以太网络提供实体输送，所述以太网络允许旧有制造工具以100 兆位/秒及更高的速率进行高速消息传递。然而，在旧有半导体控制系统100内，共享存储 (例如，HDD114)经由底板总线120连接至HSMS卡108,所述共享存储可存储经由HSMS卡 108收集关于各个腔室内的旧有制造工具上执行的工艺配方的操作数据。底板总线连接为 此类数据传输的严重瓶颈，所述底板总线连接削弱及/或限制旧有半导体控制系统1〇〇的 功能性。另外，SBC110包括处理旧有操作系统（BOSS)的旧有控制器（例如，摩托罗拉68xxx 处理器）。在一些实施例中，所述旧有控制器可不对所述旧有控制器的文件存储系统使用中 断。旧有操作系统亦可使用拥有所有权的存储文件格式，所述存储文件格式可具有许多限 制，诸如对文件大小容量的限制，及/或所述存储文件格式可经调整以寻址唯一的使用者 接口硬件、具体的及唯一的配置及端口类型及与旧有制造工具相关的其它硬件。用于旧有 半导体控制系统100的应用软件可与旧有操作系统、旧有操作系统的命令结构及特征集密 切相关。因此，旧有半导体控制系统100与半导体制造工具之间的通信可基于由旧有操作 系统指定的协议。
[0026] 多年来，在许多情况下，与旧有半导体控制系统100类似或相同的系统已用于控 制一或多个旧有半导体制造工具的操作。经常投入大量工程工作量以最佳化且评定在各旧 有制造工具的各处理腔室内执行的、作为半导体制造工艺的一部分的多个处理步骤。因此， 对于旧有制造工具的所有者而言长时间以相同方式持续操作所述工具会有较多财务及其 它考虑。然而，给定旧有制造工具的有效寿命经常比给定旧有制造工具的一些零件的寿命 要长久，所述零件包括与旧有半导体控制系统1〇〇相关的许多电子零件。旧有制造工具可 执行某些工艺，所述工艺被定时或以其它方式以某种性能度量（performance metric)直接 链接至与旧有半导体控制系统100相关的特定硬件。
[0027] 在计算机及IT领域技术改变迅速，使得愈来愈难以找到用于旧有半导体控制系 统100的某些部件的替换零件。作为一个实例，旧有半导体控制系统100可包括阴极射线 管显示器（未图标），所述阴极射线管显示器用光笔操作以允许使用者输入信息以操作工 具。光笔技术被触控屏幕及其它技术迅速取代，因此愈加难以找到视频控制器104的替换 零件。然而，相反地，已对旧有半导体控制系统100进行程序化以严重依赖经由光笔接口接 收控制数据，且为使用不同接口，此状况将需要大量的程序化工作以对整个系统进行重新 程序化。
[0028] 另外，技术上可淘汰旧有半导体控制系统100的一些部件的相同变化将赋能给定 旧有制造工具（所述旧有半导体控制系统100为此工具的一部分）对于对旧有半导体控制 系统100的处理功率、存储或其它特征限制方面的性能改善，或有利于这种工具的操作。因 为将旧有制造工具的计算机控制系统升级至具有比旧有半导体控制系统100更快处理器、 更多内存及/或附加特征的新系统，可能需要对控制工具的某些软件进行重新程序化及/ 或对工具上执行的某些工艺的重新评定，所以此升级通常不合意。
[0029]
【发明者】已找到解决这些问题中的各个问题的方法。为更好理解所述解决方法，参 照图2,图2为根据本发明的一个实施例的半导体处理控制系统200的方块图。类似于旧有 半导体控制系统100,半导体处理控制系统200提供控制中心点，所述控制中心点控制多个 腔室中的每一个腔室以及任何中心机器人系统的操作，所述中心机器人系统将晶片传递进 旧有制造工具中且从所述旧有制造工具中转移出来，以及在不同腔室间传递晶片。半导体 处理控制系统200用新颖且改良的SBC210替换旧有半导体控制系统100的许多部件，例如 视频控制器104、高速消息传递卡108及旧有SBC110。在半导体处理控制系统200内，可复 制旧有半导体控制系统100的整个环境，以便针对旧有制造工具编写的工艺配方、序列及 监控回路可由半导体处理控制系统200执行，而无需源代码重新编译，同时仅需要对剩余 产品硬件进行最小（若有）改变。另外，半导体处理控制系统200可模仿旧有半导体控制 系统100的旧有操作员接口，除其它项外，所述操作员接口允许继续使用先前准备的安装 材料、文件、操作员训练、安全性、工艺及工具管理工具。
[0030] 尽管半导体处理控制系统200可复制旧有半导体控制系统100的环境，但半导体 处理控制系统200亦提供超过旧有半导体控制系统100的功能性的许多益处。例如，半导 体处理控制系统200可提供以下特征中的一些或全部：应用保护（保护整个操作套件及所 述操作套件的基本功能性）；升级至主控硬件内存（速度、大小、可靠性）；增加中央处理速 度（减少CPU负载）；借助于改良排序及机器人控制方法增加材料处理速度及能力；改良文 件处理能力及速度；改良电源及电源管理；增加对ESD、EMI及对工具健康及操作的其它物 理威胁的免疫；改良连接性（USB、以太网络、I2C、PCI总线、SI0);改良冷却能力以用于严格 或被忽略的环境中；附加的连接点及方法，以支持未来的扩充及增强；增强维护及支持（现 代硬件、现代0S)的容易性；远程连接、查看及控制能力；半导体工业通信标准（诸如SECS、 GEM及HSMS)的本机主机代管，多核CPU设计允许甚至在高数据负载时期及配置期间的透明 工艺流程；新颖0S接口及硬件迁移路径，以解决未来过时及供应问题，因为旧有硬件及0S 两者均为技术及商业终端；自动消息传递能力（例如，向移动装置发送操作员警报）；图形 使用者帮助及教示功能，包括但不限于仿真模式选项、课程及教程；机载生产力增强特征及 除基本操作软件之外但能与所述基本操作软件同时执行的软件；工具配置指南、软件工具 及教程；维修软件工具套件及支持；对个别增强及特征的特征保护，包括与新一代基板处 理工具及除此之外上所用方法及工艺的兼容性。
[0031] 为确保半导体处理控制系统200的完整性，硬件及软件保护锁对各SBC及转换板 而言是唯一的，使得硬件及软件保护锁在生产中啮合且不能被仿制或由非特殊方法交叉连 接至其它SBC或转换板，或亦可采用不可接受的时帧。在一个实施例中，硬件/软件保护锁 可包括以下各者中的一些或全部：硅识别号（全球唯一识别符）；一次性写入存储位置；隐 藏及/或加密数据文件；CPU识别号；以太网络端口 Mac识别号；USB端口识别号；硬件键或 "服务器钥"及类似装置；含有锁定信息的隐藏及/或锁定驱动目录；结合独立、冗余形式的 数据存储器，所述数据存储器用于提供快速备份及复原能力。
[0032] 半导体处理控制系统200可并入硬件及软件以若在旧有半导体控制系统100立 即关闭，完全丢失常驻于挥发性存储区域中的客户数据的情况下发生突发功率故障，则自 动保存客户数据。此种保存数据可用于改良工艺及良率，且此种保存数据对客户而言通常 如同半导体晶片一般宝贵或甚至比半导体晶片更宝贵。作为实例，有时数据可用于恢复晶 片，晶片处理由电功率丢失中断。若数据丢失，可能必须废弃正处理的晶片。然而在数据恢 复情况下，在功率复原之后，处理可考虑与功率故障相关的因素及变量，且继续后续处理步 骤，以用原本废弃的晶片生产可用1C。
[0033] SBC210可包括半导体处理控制系统200所需的硬件及/或软件以复制旧有半导 体控制系统100所需的环境，以便准备用于在旧有半导体控制系统100上执行的旧有应用 程序及工艺配方可在半导体处理控制系统200上执行而无任何变化。为此，SBC210可模仿 与创建系统的替换旧有SBC110、HSMS卡108及视频控制器104相关的所有部件的实体连接 点、名称及功能，所述系统可以先前在旧有SBC110的68xxx处理器上执行的逐个寄存器代 码方式复制。SBC210可包括基于英特尔的处理器。SBC210可包括图8所示的任何或所有 元件。
[0034] 在一些实施例中，SBC210可由以下方法允许诸如硬驱动器、存储器及I/O这样的 硬件资源的有效及/或受控分时，所述方法包括：时间片多任务；基于优先权多任务；CPU 核共享；针对某些任务的专用CPU核（当安装多核SBC硬件时）；关键数据文件及程序模块 的自动加密及解密以增强安全性且防止数据丢失或仿制（可使用诸如AES、DES等的专有算 法或标准化算法）；及至特征及软件保护装置、算法及硬件的自动接口，以便软件可经授权 或锁定至特定硬件集。
[0035] 在一些实施例中，SBC210可包括多核处理器，其中一个处理器核专门用于提供上 述环境的复制，包括为旧有操作系统编写程序的执行，且第二处理器核使用新现代的、基 于Windows操作系统提供对旧有制造工具的计算机控制，所述基于Windows操作系统在无 旧有软件的情况下允许中断且提供前向路径以控制旧有制造工具，且适应新接口技术及硬 件，诸如USB、以太网络、CAN总线（DeviceNet)等。因此，虽然SBC210严格地复制旧有半导 体控制系统100的环境时，使得旧有制造工具能无变化地执行旧有软件/工艺，但是SBC210 亦在硬件集的任何部分将来不可用的情况下允许旧有制造工具以不需要附着至较久旧有 协议或硬件集的方式来获得、程序化及应用。
[0036] 在一些实施例中，SBC210可作为封套或壳的一部分而操作（在图3B中以抽象形 式所示），以使系统能以同样方式执行先前由旧有半导体控制系统100执行的所有操作，所 述封套或壳围绕与半导体处理控制系统200相关的硬件而建立。封套或壳可包括二进制操 作码（op码）翻译器；存储地址及范围翻译器；至主机底板上VME数据及地址总线的桥接 器；中断及直接存储存取桥式驱动器及处置器；CPU资源管理功能，以防止可不利地影响工 具操作的负载问题、停顿及其它故障。〇P码翻译器可进一步包括多个查找表；状态机；启发 性方法，基于规则的逻辑及模糊逻辑两者；先行逻辑及代码序列；及处理器状态及码定时 同步。
[0037] 图3A图示旧有SBC110的抽象图。操作系统310与应用程序及数据文件320建立 接口。在此操作中，操作系统310处理应用程序，且读取及存储数据文件内的数据。操作系 统310及应用程序及数据文件320使用相同通信协议通信。多个外部接口可与操作系统 310及应用程序及数据文件320通信耦合。这些接口可包括例如操作员接口 325、配方及/ 或序列330、旧有制造工具33,及/或多个其它硬件部件340,诸如主机、硬件、机器人、互锁 等。这些接口可与操作系统310及/或应用程序及数据文件320建立接口。在一些实施例 中，如图所示，旧有制造工具335、操作员接口 325及其它硬件部件340各与操作系统310及 应用程序及数据文件320两者通信。
[0038] 图3B图示根据本发明的一些实施例的SBC210的抽象图，SBC210保持旧有应用程 序及数据文件320,且与旧有制造工具建立接口，然而使用现代操作系统350操作。图3B 抽象地图示半导体工艺控制系统，所述系统保持旧有文件及应用程序320,但使用操作系统 350处理旧有文件及应用程序320,操作系统350使用不同的通信、文件存储器，及/或处理 协议。此外，图3B亦抽象地图示半导体工艺控制系统，所述系统控制旧有制造工具但使用 操作系统350操作，操作系统350使用不同的通信、文件存储器，及/或处理协议。例如，可 预先开发旧有文件及应用程序320以在如图3A所示的操作系统310上的基于摩托罗拉的 通信协议环境中执行。图3B图示0S及硬件抽象层355及模仿层360,0S及硬件抽象层355 及模仿层360可用于将文件及应用程序320与操作系统350建立接口，操作系统350使用 不同的协议。以此方式，硬件及/或操作系统可升级、修改、现代化等，而不改变应用程序及 数据文件320及/或与硬件部件340的接口。
[0039] 在一些实施例中，模仿层360可在一或多个独立芯片上的硬件中或在软件中实 施。在一些实施例中，模仿层360可模仿旧有操作系统310的寄存器及/或存储器。在一些 实施例中，操作系统350可经由模仿器360与旧有制造工具及/或其它硬件部件通信。在一 些实施例中，模仿层360可将基于英特尔的通信翻译成基于摩托罗拉的通信，且反之亦然。 在一些实施例中，模仿层360可将存储自基于英特尔的存储地址映射至基于摩托罗拉的存 储地址，且反之亦然。
[0040] 在一些实施例中，操作员接口 325可保留旧有功能性，以保存与使用者的旧有通 信。为此，操作员接口 325亦可直接与应用程序及数据文件320通信。操作员接口 325可 经由模仿层360及/或硬件抽象层355与操作系统350通信。以此方式，操作员接口 325 可保持旧有通信协议以及旧有界面外观，然而仍联合操作系统350工作。
[0041] 配方及/或序列330及旧有制造工具335可与应用程序及数据文件320通信而无 任何解译、模仿及/或抽象。一些旧有制造工具335可经由硬件抽象层355与操作系统350 通信，及/或可存取应用程序及数据文件320。硬件抽象层355可在旧有制造工具335与操 作系统350之间提供通信抽象。例如，硬件抽象层355可将通信协议自一个系统转换至下 一系统；例如自基于英特尔的通信协议转换至基于摩托罗拉的通信协议，且反之亦然。
[0042] 在一些实施例中，操作系统350可向各旧有制造工具335发送常规消息（例如，类 似ping的消息）。旧有制造工具335可能需要接收常规消息，以免逾时及/或关闭。返回 常规消息亦可自旧有制造工具335发送。以此方式，旧有制造工具335可确保操作系统在 线且正在操作，及/或操作系统350可确保旧有制造工具335在线。在一些实施例中，常规 消息可包括随机化及/或加密的数据。数据可（例如）包括具体半导体制造工具的序号及 /或其它识别信息。在一些实施例中，常规消息可一分钟发送多次。
[0043] 在一些实施例中，桥接器模块可用于在操作系统350与旧有制造工具335之间转 换通信，为了使操作系统350与旧有制造工具335通信。例如，常规消息可自一个协议转换 至另一个协议。例如，桥接器模块可使常规消息自PCI格式改变至VME格式，且反之亦然。 在一些实施例中，桥接器模块可将使用基于英特尔的通信协议的基于英特尔的通信翻译成 使用基于摩托罗拉的通信协议的基于摩托罗拉的通信，且反之亦然。以此方式，执行操作系 统350的英特尔处理器可与基于摩托罗拉的旧有制造工具335通信。
[0044] 其它硬件部件340可与操作系统350及/或硬件抽象层355通信耦合。在一些实 施例中，一些硬件部件340可直接与操作系统350通信。所述硬件部件可能不是旧有硬件部 件。在一些实施例中，一些硬件部件可经由硬件抽象层355与操作系统350通信。在此类 实施例中，硬件部件可与操作系统350交互，所述硬件部件经配置以使用通信协议来通信， 所述通信协议不同于操作系统350使用的通信协议。
[0045] 在一些实施例中，功率控制及/或监控模块370可直接与操作系统350及/或与 模仿层360通信。在一些实施例中，与模仿层360的通信可允许功率控制及/或监控模块 370直接与其它硬件部件交互。在一些实施例中，操作系统350可管理及/或监控功率消 耗。在一些实施例中，操作系统350亦可使用功率控制及/或监控模块370管理温度及其 它参数。
[0046] 在一些实施例中，服务及支持应用程序接口 375可与硬件抽象层355通信耦合。月艮 务及支持应用程序接口 375可经由硬件抽象层与多个旧有硬件部件建立接口。
[0047] 在一些实施例中，硬件抽象层可用于链接操作系统350及旧有应用程序及数据文 件320。此外，在一些实施例中，旧有应用程序及数据文件320包括用于控制至少一个半导 体处理腔室的代码。操作系统350可经由硬件抽象层355控制半导体处理腔室的操作。
[0048] 在一些实施例中，模仿层360及硬件抽象层355可为同一层。在其它实施例中，模 仿层360及硬件抽象层355可存在于单独部件上。在其它实施例中，模仿层360及硬件抽 象层355存在于同一处理器的软件中。此外，在一些实施例中，操作系统350可经由硬件抽 象层355与基于摩托罗拉的硬件元件通信。在一些实施例中，操作系统350可使用模仿层 360与应用程序及数据文件通信。
[0049] 在一些实施例中，半导体制造控制系统可包括至少两个使用者接口。第一使用者 接口可由管理使用，以监控半导体处理参数及工艺。多个参数（诸如功率消耗、温度、定时 器、警报、流程、压力等）可使用第一使用者接口监控。第二使用者接口可用于操作侧上以 控制多个半导体处理工具中的任何一个。不管第二使用者接口与半导体控制系统在何处/ 如何耦合，第二使用者接口可提供旧有接口。亦即，第二使用者接口可显示存储于经由模仿 器360与操作系统350耦合的应用程序及数据文件320中的应用程序及/或工艺。
[0050] 现参阅图4,图4为SBC210的一个特定实施例的方块图。尽管图4所示诸部件 (方块）中的每一个分别表示为单个方块，本领域的技术人员应了解所述方块不一定代表 SBC210内单个或不连续部件。相反，诸部件中的每一个可包括提供所述部件的所述功能性 的硬件及软件的任意适当组合。另外，图示为图4中SBC210的一部分的各部件可与其它部 件共享SBC210的硬件及软件的诸部分或所有部分，以达成所述功能性。
[0051] 图4所示SBC210的实施包括视频控制器412,视频控制器412可模仿视频控制器 104的功能性。视频控制器412可关于光栅点计数及格式、点定时、水平及垂直同步定时及 框刷新率自我调整，以使半导体处理控制系统200能用旧有半导体控制系统100并入的相 同阴极射线显示管显示器操作。亦可包括高速消息传递控制器414,高速消息传递控制器 414模仿HSMS卡108的功能性。可包括可模仿SBC210的旧有基于68xxx的控制器（例如， 基于摩托罗拉的控制器）的控制模块416(例如，桥接器模块）。可使用总线425将许多部 件通信耦合在一起。
[0052] 底板总线接口 426允许SBC210的这些旧有部件以及其它部件，使用相同使用者1/ 0连接布局及与所述旧有制造工具兼容的信号，与底板总线120通信，SBC210为所述旧有制 造工具设计。底板总线接口 426可包括VME连接器，所述VME连接器具有5列，每列32个插 脚。SBC210亦可包括附加旧有I/O端口 428,附加旧有I/O端口 428支持16个RS-232串 联端口、两个USB端口、两个以太网络端口、PCIE总线、光笔接口、1C总线及VGA视频端口。 端口 428可包括第二连接器，所述第二连接器具有3列，每列32插脚，所述3列插脚使所述 I/O端口的每一个能连接至后转换模块212,其中各端口的单独连接器可与RTM212上的各 个连接器啮合。部件412、414、416及其它经由PCI特快总线（PCI express bus)与底板总 线接口 426及旧有I/O端口 428通信。
[0053] SBC210亦可包括数据保存模块420、安全性模块422及数据存储模块424,诸如硬 盘驱动器或闪存。若发生如上所述的功率故障，数据保存模块可协同半导体处理控制系统 200中的其它部件操作，以将使用者数据保存至数据存储模块424。类似地，安全性模块424 协同半导体处理控制系统200中的其它部件操作，以实施对各SBC及转换板唯一的多个硬 件及软件保护锁，使得多个硬件及软件保护锁在生产中啮合且不能仿制或交叉连接至如上 所述的其它SBC或转换板。
[0054] SBC210可包括与英特尔兼容的处理器/控制器418,处理器/控制器418在没有 旧有软件的情况下提供用于控制旧有制造工具的前向路径。例如，处理器/控制器418可 包括图9所示计算系统900的全部或部分。如图4所示，控制器418操作性地耦合至底板 总线接口 426及旧有端口 428,以及耦合至附加的I/O端口 430。I/O端口 430包括多个端 口，所述端口中的每一个端口具有端口自身单独连接器，所述单独连接器使外部装置能连 接至控制器318且与控制器318通信。在一个实施例中，I/O端口 430包括独立VGA连接 器、两个以太网络连接器、两个USB连接器、RS232串联端口连接器、PS2键盘连接器及PS2 鼠标连接器，其中与所述连接器中的每一个相关的装置可直接与SBC210上I/O端口 430的 连接器啮合。I/O端口 430亦可包括多个状态灯及全域及局部重设开关。
[0055] 图5为使用光笔模仿视频控制器104的功能性的工艺500的流程图。使用工艺 500,光笔可与任何显示器一起使用，且仍指示位置值。在方块502,可接收光笔输入。所述 输入可包括光笔上的按钮已按下或所述光笔与触控显示器啮合的指示。可接收自光笔、触 控显示器任一个或两者的多个信号以指示使用者输入。
[0056] 当已接收到光笔输入时，可在方块504处得到光笔位置计数器的快照。所述快照 可自存储位置获得光笔位置数据。例如，光笔位置数据可连续地存储于计数器（诸如垂直 及水平位置计数器或寄存器）中。所述位置数据随后可存储于数字存储位置中。所述快照 可自计数器及与自光笔接收光信号的时间相关的存储位置任一个或两者获得位置数据。
[0057] 在方块506处，可确定是否已到达光栅框的尾端。若到达，则可分析所存储位置数 据。
[0058] 在方块510处，可确定位置计数器是否有效。此举可（例如）包括确定位置计数 器是否适合在显示区范围内。作为另一实例，此举可包括确定位置计数器是否与使用者输 入对象（例如，按钮、滑杆、选项单、单选按钮等）相关的显示器上的位置重合。
[0059] 若位置计数器无效，则工艺500转到方块512,此处重设位置有效旗标（或旗标）。 在方块514处，全域X/Y寄存器调零。
[0060] 若位置计数器有效，则工艺500转到方块516,此处设置位置有效旗标（或多个旗 标）。在方块518处，将顶端存储数据对传送至X/Y全域寄存器。
[0061] 在方块520处，确定光笔切换是否已启动。若是，则在方块522处设置切换旗标。 若不是，则在方块524处重设切换旗标。在方块526处，切换旗标及/或位置有效旗标可传 送至全域寄存器。
[0062] 图6图示根据本发明的一些实施例的功率管理系统的实例。如图6所示，半导体 处理控制系统200可自电源控制模块600接收功率。电源控制模块600可提供功率以及功 率监控。电源控制模块600可记录与所用时间功率数值、所用功率量、功率消耗变化等相关 的数据。所述功率监控可监控多个不同部件。在一些实施例中，功率监控可用于通过监控 与标准功率消耗的偏差来确定功率装置或部件是否出故障。
[0063] 电源控制模块600可自交流电源610接收交流功率，且可向半导体处理控制系统 200、服务及使用者显示器620及风扇模块625提供直流功率。电源控制模块600可关于功 率消耗及使用与半导体处理控制系统200通信。此外，电源控制模块600可监控风扇模块 625处的功率消耗。电源控制模块600可与电池615耦合，且可控制电池615的充电，及/ 或与电池615的负载切换。
[0064] 交流功率可直接提供至操作员接口显示器630、旧有电源模块625,及/或各种类 型的应用程序硬件635 (例如，腔室、机器人、气体面板等）。
[0065] 半导体处理控制系统200可（例如）与一些或全部应用程序硬件635通信。这些 通信信道可将传感器数据、控制数据、互锁等应用程序硬件635传递至半导体处理控制系 统 200。
[0066] 图7为根据本发明的一个实施例的电源控制模块600的方块图的实例。在所述 图中，虚线为通信线，且实线为电力线。电源控制模块600可为非中断电源，足以经由瞬时 功率下降及逻辑载运SBC210及/或主要底板总线部件卡775,所述逻辑经设计以透明管理 主电源及内部电源之间的转换。电源控制模块600可提供主电源功率调节以减少或清除 对EMI、RFI及一般电气噪声的易感性，且经专门设计以满足且超过SEMI F-047功率主电 源下垂传载要求。电源600的输出可用远程（负载点）电压感测、负载点噪声滤波、专门 电缆来增强，以减少EMI释放及复杂性及/或整合的失效安全连接锁定逻辑，以在随时发生 电缆偶然断开时关闭。电源控制模块600可包括电源控制器，所述电源控制器作为部件处 理或以软件处理，且可经调适以在发生持续功率丢失（例如，非短暂的下垂（sag)或下降 (dropout))以有序方式警示SBC210关闭而无不当的使用者数据丢失。电源控制模块600 可包括不同算法，所述算法确定事件的严重性且作出相应的反应。
[0067] 电源600可包括监控能力以报告包括以下所有或一些组合的整体功率状态：直流 总线电压；直流总线负载电流；进入主线参数及品质；温度（模块及/或CPU核）；CPU核负 载及底板总线活动性；整体机器状态（在线、离线、闲置、处理、故障）；指示灯及/或视觉显 示（实例：LCD或LED点矩阵）。显示可包括图形、颜色、背光及其它有用特征及属性，包括 突出显示错误、超出范围游逸及趋势的能力。另外，电源控制模块600可互连至SBC210的 风扇模块625及/或挡板组，所述风扇模块625及/或挡板组增强跨越SBC板的冷却气流 以减低处理器加热。电源可包括监控模块720,监控模块720监控风扇转速，且在发生风扇 故障时可触发半导体处理控制系统200的有序关闭（例如，失效安全SBC操作）。
[0068] 在一些实施例中，电源控制模块600可包括交流主电源转换模块710,交流主电源 转换模块710接收电源开关及/或电池组715 (例如，电池615)中的交流主电源电压，及/ 或交流主电源转换模块710可与电源开关及/或电池组715(例如，电池615)耦合。在这个 实例中，使用了三个功率转换模块，然而可使用任何数目的功率转换模块。这些模块可（例 如）包括+5伏转换模块760、+12伏转换模块765,及/或-12伏转换模块770。这些模块 中的每一个模块都可向底板总线775提供直流电压。此外，+5伏转换模块可向SBC210提 供功率。
[0069] 在一些实施例中，风扇功率转换器730可接收交流功率，且向风扇组625提供功率 以作为交流或直流功率。亦可实施内部风扇735、电容器组740及显示器功率转换器745。 亦可使用功率状态监控器（或使用者显示器）790。亦可自SBC及/或风扇向监控模块720 提供功率及/或温度数据。监控模块可向电源控制模块600提供控制器及/或处理功能性。
[0070] 图8所示的计算系统800可用于执行本发明的任何实施例。例如，计算系统800 可用于执行方法500。作为另一实例，计算系统800可用于执行本文所述的任何计算、识别 及/或确定。计算系统800包括硬件元件，所述硬件元件可经由总线805电性耦合（或视 情况而定，可以其它方式处于通信状态）。硬件元件可包括一或多个处理器810,包括而不 限制一或多个通用处理器及/或一或多个专用处理器（诸如数字信号处理芯片、图形加速 芯片和/或类似物）；一或多个输入装置815,可包括而不限制于鼠标、键盘和/或类似物； 及一或多个输出装置820,可包括而不限制于显示器装置、打印机和/或类似物。
[0071] 计算系统800可进一步包括一或多个存储装置825(及/或与一或多个存储装置 825处于通信状态），存储装置825可包括而不限制于本地及/或网络可存取存储器，及/ 或可包括而不限制于磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储装置、固态存储装置，诸如随机存 取存储器（"RAM"）及/或只读存储器（"R0M"），所述存储装置可为可编程、可快闪更新 (flash-updateable)和/或类似。计算系统800亦可包括通信子系统830,通信子系统830 可包括而不限制于调制解调器、网络卡（无线或有线）、红外通信装置、无线通信装置及/或 芯片组（诸如蓝芽装置、802. 6装置、WiFi装置、WiMax装置、蜂巢式通信设施等）和/或类 似物。通信子系统830可允许数据与网络（诸如如下所述的网络，仅举一个实例）交换，及 /或与本文所述的任何其它装置交换。如上所述，在许多实施例中，计算系统800将进一步 包括工作存储器835,工作存储器835可包括RAM或ROM装置。
[0072] 如本文所述，计算系统800亦可包括软件元件，图示为目前位于工作存储器835 内，包括操作系统840及/或其它代码（诸如一或多个应用程序845)，所述代码可包括本发 明的计算机程序，及/或可经设计以实施本发明的方法，及/或配置本发明的系统。例如， 关于上文所述方法所论述的一或多个程序可实施为由计算机（及/或计算机内的处理器） 执行的代码及/或指令。这些指令及/或代码集可存储于计算机可读取存储媒体（诸如如 上所述的存储装置825)上。
[0073] 在一些情况下，存储媒体可并入计算系统800内或与计算系统800通信。在其它 实施例中，存储媒体可与计算系统800 (例如，可移除媒体，诸如压缩光盘等）分开，及/或 提供于安装软件包内，使得存储媒体可用于以存储媒体上存储的指令/代码对通用计算机 进行程序化。这些指令可采取可执行代码的形式，所述可执行代码可由计算系统800执行， 及/或可采取源代码及/或可安装代码的形式，所述代码在计算系统800上编译及/或安 装之后（例如，使用多个通常可用编译器、安装程序、压缩/解压公用程序等的任何一个）， 随后可采取可执行代码的形式。
[0074] 在充分描述本发明的若干实施例后，本发明的许多其它等价物或替代实施例对本 领域的技术人员而言显而易见。因而，上文描述为说明性而非限制性。这些等价物及/或 替代物意欲包括在本发明的范围内。
【权利要求】
1. 一种半导体工艺控制系统，包含： 操作系统； 旧有应用程序模块，所述旧有应用程序模块并非开发以与所述操作系统协同操作，其 中所述旧有应用程序模块经配置以与至少一个半导体处理腔室建立接口，且包含至少一个 半导体处理应用程序；及 硬件抽象模块，所述硬件抽象模块经配置以提供所述操作系统与所述旧有应用程序模 块之间的通信，且经配置以与至少一个半导体处理腔室建立接口。
2. 如权利要求1所述的半导体工艺控制系统，其中所述硬件抽象模块链接所述操作系 统及所述旧有应用程序模块。
3. 如权利要求1所述的半导体工艺控制系统，其中所述旧有应用程序模块包括用于控 制所述至少一个半导体处理腔室的代码。
4. 如权利要求1所述的半导体工艺控制系统，其中所述硬件抽象模块向所述旧有应用 程序模块提供定时信息。
5. 如权利要求1所述的半导体工艺控制系统，其中所述硬件抽象模块允许所述操作系 统控制所述至少一个半导体处理腔室，而不修改所述旧有应用程序模块中的应用程序。
6. 如权利要求3所述的半导体工艺控制系统，其中所述操作系统经由所述硬件抽象模 块且通过使用来自所述旧有应用程序模块的所述代码，控制所述至少一个半导体处理腔室 的操作。
7. 如权利要求1所述的半导体工艺控制系统，所述半导体工艺控制系统进一步包含解 释器模块，所述解释器模块经配置以与操作员接口通信。
8. 如权利要求1所述的半导体工艺控制系统，其中所述操作系统经配置以提供功率监 控及工艺监控任一个或两者。
9. 一种半导体处理控制系统，包含： 半导体工具接口； 数据库，所述数据库存储多个应用程序文件，以用于与所述半导体工具接口耦合的半 导体工具，其中所述应用程序文件的至少子集中的每一个包括指令，所述指令用于使用基 于摩托罗拉的协议操作半导体工具； 基于英特尔的处理器，所述基于英特尔的处理器经配置以处理模仿代码，所述模仿代 码用于模仿基于摩托罗拉的环境，所述环境处理所述多个应用程序文件中的至少一个；及 桥接器，所述桥接器与所述基于英特尔的处理器通信耦合且与所述半导体工具接口通 信耦合，其中所述桥接器将使用基于英特尔的协议的通信转换成使用基于摩托罗拉的协议 的通信，且反之亦然。
10. 如权利要求9所述的半导体处理控制系统，所述半导体处理控制系统进一步包含 第一使用者接口，所述第一使用者接口与所述英特尔处理器通信耦合。
11. 如权利要求10所述的半导体处理控制系统，所述半导体处理控制系统进一步包含 第二使用者接口，所述第二使用者接口与所述英特尔处理器通信耦合，其中所述第二使用 者接口由所述模仿代码处理。
12. 如权利要求11所述的半导体处理控制系统，其中所述第二使用者接口经配置以发 送且接收来自使用者的命令，以操作与所述半导体工具接口耦合的半导体工具。
13. 如权利要求9所述的半导体处理控制系统，所述半导体处理控制系统进一步包含 电源系统，所述电源系统与所述英特尔处理器通信耦合。
14. 如权利要求9所述的半导体处理控制系统，其中所述基于英特尔的处理器经配置 以处理代码，所述代码经由所述半导体工具接口及所述桥接器发送随机化消息至半导体工 具。
15. 如权利要求14所述的半导体处理控制系统，其中所述桥接器将所述随机化消息自 根据基于英特尔的协议的消息转换成根据基于摩托罗拉的协议的消息。
16. 如权利要求14所述的半导体处理控制系统，其中所述随机化消息包括所述半导体 工具的序号的表示的至少一部分。
17. 如权利要求14所述的半导体处理控制系统，其中每隔一秒发送多个随机化消息。
18. -种半导体处理控制系统电源，包含： 交流适配器，所述交流适配器经配置以与交流电源耦合，且将交流功率转换成直流功 率； 处理工具适配器，所述处理工具适配器经配置以向半导体处理工具提供功率； 直流控制系统适配器，所述直流控制系统适配器与所述交流适配器电性耦合，且经配 置以向控制系统提供功率； 直流风扇适配器，所述直流风扇适配器与所述交流适配器电性耦合，且经配置以向风 扇模块提供功率；及 电源控制模块，所述电源控制模块经配置以监控功率消耗。
19. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，所述半导体处理控制系统电源进 一步包含直流电池适配器，所述直流电池适配器与所述交流适配器电性耦合，且经配置以 向电池提供功率。
20. 如权利要求19所述的半导体处理控制系统电源，其中所述电源控制模块控制所述 电池的充电。
21. 如权利要求19所述的半导体处理控制系统电源，其中所述电源控制模块控制所述 电池的负载切换。
22. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，其中所述电源控制模块经配置以 监控所述风扇模块处的功率消耗。
23. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，其中所述电源控制模块经配置以 监控所述控制系统处的功率消耗。
24. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，其中所述电源控制模块经配置以 监控所述风扇模块及所述控制系统任一个或两者内的温度。
25. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，其中所述电源控制模块经配置以 监控所述风扇模块内部一或多个风扇的风扇转速。
26. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，其中所述控制系统为外部控制系 统。
27. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，所述半导体处理控制系统电源进 一步包含半导体处理工具适配器，且其中所述电源控制模块经配置以监控所述处理工具适 配器处的功率消耗。
28. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，所述半导体处理控制系统电源进 一步包含通信适配器，所述通信适配器经配置以与所述控制系统通信耦合。
29. 如权利要求18所述的半导体处理控制系统电源，其中所述电源控制模块经配置以 监控选自以下参数所组成列表的参数：整体功率状态、直流总线电压、直流总线负载电流、 进入的接线参数、风扇温度、电源模块温度、控制系统温度、控制系统CPU核负载、底板总线 活动性和整体机器状态。
【文档编号】G06F9/44GK104160383SQ201380012269
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年2月20日 优先权日:2012年2月21日
【发明者】罗纳德·维恩·斯肖尔, 马克·罗杰·科温顺, 苏雷什·库马拉斯瓦米, 阿米塔巴·普里 申请人:应用材料公司