一种改善单晶车间副室集中抽空抽力的工艺方法与流程

本发明涉及单晶副室抽空，更具体地说，本发明涉及一种改善单晶车间副室集中抽空抽力的工艺方法。

背景技术：

1、目前单晶行业副室抽空多采用集中抽空的模式，即采用一台主泵同时连接多台炉台的副室抽空管道进行抽空净化工艺，其中集中抽空模式在单晶行业副室抽空中的主要用途可以实现对多个副室的统一管理和控制，从而简化了操作流程，这避免了分散抽空带来的复杂性和不确定性，提高了整体生产效率。

2、而现有已经公开的技术文献中，专利公开号cn107452587a的专利公开了一种传输腔室的压力控制方法及控制系统，则通过确保传输腔室在工艺过程及晶圆传送过程中压力几乎保持恒定，避免因压力波动带来参与气体及反应副产物倒流至传输腔室，从而更好的保护传输腔室避免腐蚀及其他侵害，使得传输腔室在最短的时间内使得传输腔室内的当前压力值达到目标压力值，并使用最少的气体消耗。但是该专利存在如下缺陷：

3、该工艺方法的弊端是当多炉台同时进行抽空净化工艺时会炉台间的串气，抽空净化效率降低，甚至会导致炉台副室净化的工艺无法进行，严重制约单晶生产自动化的进行，难以对单晶车间副室集中抽力实现精确化高效抽空，为此需要一种改善单晶车间副室集中抽空抽力的工艺方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种改善单晶车间副室集中抽空抽力的工艺方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改善单晶车间副室集中抽空抽力的工艺方法，包括具体步骤如下：

3、s1、评估采集时，收集a-z炉台的工艺状态信息并产生抽力需求优先级最高的炉台，对其余炉台通过可被控制接口地址，进行工艺阶段暂停控制，优先级最高炉台抽力需求结束后，解除其余炉台的工艺阶段暂停状态，对现有集控控制网络进行全面评估，确保新增的顶层策略模块与其兼容并顺畅通信；

4、s2、设计顶层逻辑时，设计顶层策略模块的逻辑控制程序，该程序需根据各炉台的抽力需求进行智能分析和优化，完成顶层逻辑设置；

5、s3、实时计算时，在集控端增加逻辑控制程序，该程序需采用高效的算法，数据收集：实时收集各炉台的抽力需求数据（di）和当前抽力状态数据（si），准确快速地响应各炉台的抽力变化需求；

6、s4、监控模块开发时，开发炉台抽力需求监控模块，实时监测各炉台的抽力状态，并将数据传输至顶层策略模块进行分析处理，处理数据准确率，数据吞吐量：衡量系统处理数据的能力，计算数据吞吐量 = (总数据量 / 传输时间)，确保数据的准确性和实时性；

7、s5、改造升级时，对集控控制网络进行必要的改造和升级，以适应新增的顶层策略模块和监控模块的需求，因此采用负载均衡模型，并根据这些指标来优化系统配置和参数。

8、s6、自动化测试时，在集控端实施自动化测试，验证顶层策略模块的逻辑控制程序和炉台抽力需求监控模块的功能和性能，分析这些数据，评估系统资源是否满足预期需求；

9、s7、制定运行流程时，制定详细的集控抽空模式全自动运行操作流程，确保所有相关的安全系统和报警系统已准备就绪，监控系统运行状态，确保所有模块按照预期运行，根据炉台抽力需求调整顶层策略模块的控制参数，定期检查系统日志，以识别潜在的问题或故障，实时监控炉台的抽力状态、系统性能指标关键数据，使用可视化工具或仪表板展示监控数据，便于快速识别问题，根据监控数据调整系统控制参数或执行相应的操作，需要停止系统时，首先关闭顶层策略模块和炉台抽力需求监控模块，验证系统是否已成功关闭，所有模块是否处于安全状态；

10、s8、集中抽空抽力分配时，采用上述指定流程实现单晶车间副室集中抽空抽力，从而分配到抽力需要最大的单晶车间副室中，其他副室关闭，保持其他无需压力的单晶车间副室抽力低压运行。

11、优选地，所述s1中评估包括了解其架构、无线通信协议、数据传输速率在4-8m/s，构架采用中央控制器负责接收来自各个子系统的信息，进行集中处理，并且利用分布式子系统使抽力传感器进行传感器、抽力执行器进行执行，所述s2中计算方式包括首先计算所有炉台的总抽力需求：d_total = σdi（i从1到n）；

12、d_total小于或于t（系统最大抽力能力），则直接按各炉台的抽力需求分配抽力；

13、d_total大于t，则需要进行优化分配。此时引入一个优化算法，如线性规划、遗传算法，来求解下面的优化问题：

14、最小化目标函数：c_total = σ(di / di_allocated * ci)（i从1到n）

15、约束条件：σdi_allocated<= t

16、其中，di_allocated是分配给每个炉台的抽力实现动态的抽力分配。

17、优选地，所述s2中顶层逻辑时间设置公式为当前时间 + (24小时 - 当前小时数- 当前分钟数） + (10小时 - 当前小时数（当前小时数<10）），当前时间：作为计算的基础点，当前小时数和分钟数：用于确定距离当天结束还有多少时间，24小时 - 当前小时数 -当前分钟数：计算从当前时间到当天结束的时间差，10小时 - 当前小时数（当前小时数<10）：当前时间早于晚上10点，计算需要等待的时间。

18、优选地，所述s3中变化检测为比较当前抽力状态与上一时刻的状态，检测是否有显著变化（δsi），优先级排序：根据各炉台抽力需求的变化量（δdi）和当前抽力状态（si），计算一个优先级指数（pi），并按指数大小对所有炉台进行排序，优先级指数计算公式：

19、pi = α * δdi + β * si

20、其中，α 和 β 是权重系数，根据实际情况调整以优化算法性能，抽力调整：根据优先级排序，先调整优先级最高的炉台的抽力，确保关键炉台的需求得到满足，系统约束检查：在调整抽力时，要时刻检查是否超出了系统的最大抽力能力（t），超出，则按比例调整所有炉台的抽力分配，所述s4中采用数据准确率：衡量测量值与实际值之间的接近程度，计算公式：数据准确率 = (正确测量次数 / 总测量次数) × 100%，其中，正确测量次数是指测量值与实际值之间的误差在允许范围内的次数，s4中计算时需要数据延迟计算，衡量数据传输和处理的速度，计算公式：数据延迟 = (接收时间 - 发送时间)，其中，接收时间是指顶层策略模块接收到数据的时间，发送时间是指传感器发送数据的时间。

21、优选地，所述s5中负载均衡模型根据系统的工作负载和性能要求，使用负载均衡算法（如最小连接数算法、轮询算法）来分配资源，确保各部分的负载均衡，可靠性计算：使用可靠性工程中的方法，如故障模式与影响分析、故障树分析，来评估系统的可靠性，并根据分析结果进行相应的优化，性能评估指标：使用性能指标（如响应时间、吞吐量、错误率）来评估系统的性能，所述s6中自动化测试使用自动化测试工具junit来执行测试用例，并收集覆盖的数据，根据收集到的数据计算覆盖的代码行数或代码块的比例，错误检测率计算：记录在执行测试期间发现的错误数量，将发现的错误数量除以总测试用例数量，得到错误检测率，响应时间和吞吐量测试：使用性能测试工具jmeter模拟多个用户并发请求，记录每个请求的响应时间和系统处理的请求数量，分析收集到的数据，计算平均响应时间和吞吐量，在测试期间使用系统监控工具vmstat系统的资源使用情况，收集cpu使用率、内存占用率、网络带宽使用率关键指标。

22、优选地，所述s7中运行操作流程包括启动、运行、监控、调整、停止各个环节的操作步骤和注意事项，检查系统硬件和软件是否处于良好状态，包括传感器、执行器、网络设备、控制软件。

23、本发明的技术效果和优点：

24、1、本发明收集a-z炉台的工艺状态信息并产生抽力需求优先级最高的炉台，对其余炉台通过可被控制接口地址，进行工艺阶段暂停控制，构架采用中央控制器负责接收来自各个子系统的信息，进行集中处理，并且利用分布式子系统使抽力传感器进行传感器、抽力执行器进行执行，设计顶层策略模块的逻辑控制程序，该程序需根据各炉台的抽力需求进行智能分析和优化，当多炉台同时进行抽空净化工艺时避免炉台间的串气，抽空净化效率大幅度提高，确保炉台副室净化正常运行，确保单晶生产自动化进行，可以对单晶车间副室集中抽力实现精确化高效抽空；

25、2、本发明采用在集控端增加逻辑控制程序，该程序需采用高效的算法，数据收集：实时收集各炉台的抽力需求数据和当前抽力状态数据，变化检测为比较当前抽力状态与上一时刻的状态，检测是否有显著变化，开发炉台抽力需求监控模块，实时监测各炉台的抽力状态，并将数据传输至顶层策略模块进行分析处理，处理数据准确率，能够对每一台炉体副室实现高精确化抽空处理，提高抽空精确性；

26、3、本发明利用对集控控制网络进行必要的改造和升级，以适应新增的顶层策略模块和监控模块的需求，在集控端实施自动化测试，验证顶层策略模块的逻辑控制程序和炉台抽力需求监控模块的功能和性能，分析这些数据，制定详细的集控抽空模式全自动运行操作流程，运行操作流程包括启动、运行、监控、调整、停止各个环节的操作步骤和注意事项，检查系统硬件和软件是否处于良好状态，按照指定流程实现精确校对抽空，提高单晶车间副室集中抽空效率；

27、采用上述多个作用的相互影响，首先设计顶层策略模块的逻辑控制程序，该程序需根据各炉台的抽力需求进行智能分析和优化，其次实时监测各炉台的抽力状态，并将数据传输至顶层策略模块进行分析处理，再验证顶层策略模块的逻辑控制程序和炉台抽力需求监控模块的功能和性能，分析这些数据，综上可以对单晶车间副室集中抽力实现精确化分析处理，从而在集中抽力使用时实现高效抽空。