CN116978829A - 测试晶片调度方法、装置和半导体设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体设备中的测试晶片调度方法、装置和半导体设备，包括：将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组；在需要使用第二预定数量的测试晶片执行工艺时，按照预设顺序，依次对多个测试晶片组进行遍历；如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到第二预定数量，则停止遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺；可用测试晶片为满足使用条件的测试晶片；如果当前遍历的测试晶片组中的所有测试晶片均不满足使用条件，则更换该测试晶片组。本方案可以在机台加工晶片的过程中执行更换测试晶片的任务，不需要人工干预停机。

Description

测试晶片调度方法、装置和半导体设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种测试晶片调度方法、装置和半导体设备以及计算机可读介质。

背景技术

在半导体晶片的加工过程中，通常需要将测试晶片(dummywafer，不是产品片)放置于工艺腔室中执行工艺，用于保持腔室环境不变。利用测试晶片执行的工艺通常需要在加工第一个晶圆之前(称为lot前)执行至少一次，以清洁上一道工艺对腔室的污染；在加工一定数量的晶圆之后(称为lot中)执行至少一次，以能够定期保持腔室环境不变；以及，在加工最后一个晶圆之后(称为lot后)执行至少一次，以能够清理本道工艺对腔室的污染。

测试晶片的使用次数是有限的，到达一定使用次数后的测试晶片需要被更换。但是，现有技术中，要求机台必须在空闲(Idle)状态下才能更换测试晶片，若机台正在加工晶片(wafer，是产品片)时出现测试晶片不足的情况，需要手动将正在执行的任务(Job)结束，让机台恢复到空闲(Idle)状态后才可以执行更换测试晶片的任务，这严重降低了机台的利用率和产能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种测试晶片调度方法、装置和半导体设备以及计算机可读介质，其可以在机台加工晶片的过程中执行更换测试晶片的任务，不需要人工干预停机，且更换任务与当前工艺的任务不产生干涉，从而可以提高机台利用率，提高产能。

为实现本发明的目的而提供一种半导体设备中的测试晶片调度方法，包括：

将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组；

在需要使用第二预定数量的所述测试晶片执行工艺时，按照预设顺序，依次对多个所述测试晶片组进行遍历；

如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到所述第二预定数量，则停止遍历，并使用遍历到的所述可用测试晶片执行工艺；所述可用测试晶片为满足使用条件的测试晶片；

如果当前遍历的所述测试晶片组中的所有测试晶片均不满足所述使用条件，则更换该测试晶片组。

可选地，在使用遍历到的所述可用测试晶片执行工艺之后，还包括：

将执行工艺的各所述可用测试晶片的使用次数加1；

在每个所述可用测试晶片的使用次数加1之后，如果其所属的测试晶片组中，所有测试晶片均不满足所述使用条件，则更换该测试晶片组。

可选地，所述满足使用条件的可用测试晶片为使用次数小于预设上限值，且用途与工艺相匹配的测试晶片。

可选地，在遍历所有的所述测试晶片组之后，如果累计得到的所述可用测试晶片的数量未达到所述第二预定数量，则在有至少一个非匹配测试晶片的情况下，拒绝执行工艺，并提示有所述非匹配测试晶片；

其中，所述非匹配测试晶片为使用次数小于预设上限值，而用途与工艺不匹配的测试晶片。

可选地，所述更换该测试晶片组，包括：

提示更换该测试晶片组；

在接收到更换指令时，从所述更换指令中解析获得测试晶片信息；

判断待更换的测试晶片是否满足更换条件，若满足，则根据所述测试晶片信息，将新的测试晶片与对应的待更换的测试晶片进行交换；

在待更换的测试晶片均完成交换之后，清除更换测试晶片组的提示。

可选地，所述判断待更换的测试晶片是否满足更换条件，包括：

判断待更换的测试晶片是否正在执行工艺，

若是，则确定不满足更换条件，并拒绝执行所述更换指令；

若否，则判断所有的待更换的测试晶片是否属于同一测试晶片组，并在属于同一测试晶片组的情况下，判断待更换的测试晶片的数量是否等于所属测试晶片组包含的测试晶片数量，若等于，则确定满足更换条件；

若不属于同一测试晶片组，或者在属于同一测试晶片组的情况下，待更换的测试晶片的数量不等于所属测试晶片组包含的测试晶片数量，则确定不满足更换条件，并拒绝执行所述更换指令。

可选地，所述测试晶片信息包括新的测试晶片所在片盒的第一片槽编号，和待更换的测试晶片所在所述半导体设备的存放区的第二片槽编号；

所述根据所述测试晶片信息，将新的测试晶片与对应的待更换的测试晶片进行交换，包括：

在新的测试晶片所在片盒被放置于所述半导体设备的装载区之后，如果所述半导体设备中有空闲的缓存区，则将所述存放区中与所述第二片槽编号对应的待更换的测试晶片转移至所述缓存区中；

将与所述第一片槽编号对应的新的测试晶片转移至所述存放区与所述第二片槽编号对应的片槽中；

将所述缓存区中待更换的测试晶片转移至所述装载区的片盒中。

可选地，在所述将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组之后，还包括：

为多个所述测试晶片组设置不同的优先级；

所述预设顺序为所述优先级由高到低的顺序。

可选地，在所述更换该测试晶片组之后，还包括：

将更换后的测试晶片组的优先级设置为最低，将无提示的所述测试晶片组的优先级提高一级；有提示但未更换的所述测试晶片组的优先级保持不变。

可选地，所述将更换后的测试晶片组的优先级设置为最低，将无提示的所述测试晶片组的优先级提高一级；有提示但未更换的所述测试晶片组的优先级保持不变，包括：

循环遍历所述半导体设备的存放区中存放的所有测试晶片；

判断遍历得到的各测试晶片所属的测试晶片组的编号是否与当前更换后的测试晶片组的编号相同，

若相同，则将当前更换后的测试晶片组的优先级设置为最低；

若不同，则判断所述存放区中的各个所述测试晶片所属的测试晶片组是否被提示更换，若是，则所述测试晶片组的优先级保持不变；若否，则所述测试晶片组的优先级提高一级。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种测试晶片调度装置，用于对半导体设备中第一预定数量的测试晶片进行调度，所述测试晶片调度装置包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器中存储有至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现本发明提供的上述方法。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体设备，包括多个工艺腔室和存储有第一预定数量的测试晶片的存放区，还包括：

本发明提供的上述测试晶片调度装置。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种计算机可读存储介质，用于半导体加工设备，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明提供的上述方法。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的测试晶片调度方法、装置和半导体设备以及计算机可读介质的技术方案中，通过将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组，可以实现测试晶片的分组使用和管理，具体是通过按照预设顺序遍历依次对多个测试晶片组进行遍历，如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到所需的数量，则停止遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺；如果当前遍历的测试晶片组中的所有测试晶片均不满足使用条件，则更换该测试晶片组。这样，在可用测试晶片的数量足够的情况下，可以一边使用遍历到的可用测试晶片执行工艺，一边对所有测试晶片均不满足使用条件的测试晶片组进行更换，即在机台加工晶片的过程中执行更换测试晶片的任务，不需要人工干预停机，且更换任务与当前工艺的任务不产生干涉，从而可以提高机台利用率，提高产能。

附图说明

图1为相关技术提供的一种半导体设备的结构图；

图2为相关技术提供的另一种半导体设备的结构图；

图3为本发明实施例提供的半导体设备中的测试晶片调度方法的流程图；

图4为本发明实施例中步骤S5和步骤S6的流程图；

图5为本发明实施例中步骤S2的具体过程的流程图；

图6为本发明实施例中步骤S22的一个具体过程的流程图；

图7为本发明实施例中步骤S22的另一个具体过程的流程图；

图8为本发明实施例中步骤S23的具体过程的流程图；

图9为本发明实施例提供的半导体设备中的测试晶片调度方法的一个具体实施例的流程图；

图10为本发明实施例提供的半导体设备中的测试晶片调度方法的另一个具体实施例的流程图；

图11为本发明实施例提供的测试晶片调度装置的原理框图；

图12为本发明实施例中提供的测试晶片调度装置的一种结构框图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的测试晶片调度方法、装置和半导体设备以及计算机可读介质进行详细描述。

请参阅图1，相关技术中提供一种半导体设备，其包括传输腔室VTM和排列在该传输腔室(VTM)周围的多个工艺腔室(例如四个工艺腔室PM1、PM2、PM3、PM4)和两个预抽真空腔室(LoadLock A、LoadLock B)，还包括四个缓冲区(Buffer1、Buffer2、Buffer3、Buffer4)、存放区(Dummy Port)以及装载区(例如四个装载区LoadPort1、LoadPort2、LoadPort3、LoadPort4)，还包括位置校准装置(Aligner)，用于校准晶圆位置。另外，还包括机械手(图中未示出)，用于在两个预抽真空腔室与缓冲区、装载区以及存放区之间传输完成工艺或未工艺的晶片(wafer，是产品片)或测试晶片(dummy wafer，不是产品片)。其中，存放区用于存放测试晶片(dummy wafer，不是产品片)，该存放区的容量与片盒的容量一致，例如为25片。缓冲区用于存放完成工艺或未工艺的晶片(wafer，是产品片)或测试晶片，该缓冲区的容量与片盒的容量一致，例如为25片。装载区用于装载或卸载片盒。

请参阅图2，相关技术中还提供另一种半导体设备，其与上述半导体设备相比，未配置存放区，在这种情况下，可以指定其中一个缓冲区存放测试晶片。在机台初始投入使用时，会预先把测试晶片加载到机台内部存储测试晶片的位置(即，上述存放区或缓冲区)，这样，在后续使用过程中，可以直接从机台内部取出测试晶片进行工艺。测试晶片可以被重复使用，其使用次数上限值可以根据具体工艺需求而设定。

相关技术中，如果需要使用测试晶片，则从存放区或缓存区中筛选出满足使用要求(未达到使用次数上限值)的可用测试晶片，如果选出的可用测试晶片的数量不够，则机台抛出无可用测试晶片的报警，机台宕机。当机台内所有的测试晶片均达到使用次数上限值，机台会向控制系统抛出测试晶片到达使用次数上限值的报警，以使自动化系统能够调用一盒新的测试晶片到机台的装载区，并向机台下发更换测试晶片的指令，如果此时机台是空闲(Idle)状态，则直接执行更换测试晶片的任务，如果机台正在进行工艺，则在收到指令时程序会出错，需要人工从机台端操作机台恢复到空闲(Idle)状态，然后在接收到控制系统重新下发的更换测试晶片的指令时，机台开始执行更换测试晶片的任务。

由上可知，相关技术要求机台必须在空闲(Idle)状态下才能更换测试晶片，若机台正在加工晶片时出现测试晶片不足的情况，需要手动将正在执行的任务(Job)结束，让机台恢复到空闲(Idle)状态后才可以执行更换测试晶片的任务，这严重降低了机台的利用率和产能。

为了解决上述问题，请参阅图3，本发明实施例提供一种半导体设备中的测试晶片调度方法，包括：

S1、将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组；

上述第一预定数量即为半导体设备的存放区中存放测试晶片的数量，该数量与片盒的容量一致，例如为25片。以第一预定数量为25片为例，测试晶片组的组数上限值可以为4组，即最多可以将25片测试晶片划分为4组。4组测试晶片组的编号(group ID)依次为1，2，3，4。在配置时，可以分别设定4组测试晶片组中的测试晶片数量，如果划分的测试晶片组的组数少于组数上限值，则可以按测试晶片组的编号由后向前的顺序将相应测试晶片组中的测试晶片数量设定为0，例如，如果划分的测试晶片组的组数为3组，则将编号为4的测试晶片组中的测试晶片数量设定为0，其他三组的测试晶片数量设定为大于0，具体地，可以将编号为1的测试晶片组中的测试晶片数量设定为10片；可以将编号为2的测试晶片组中的测试晶片数量设定为10片；可以将编号为3的测试晶片组中的测试晶片数量设定为5片；编号为1-3的三组测试晶片数量之和应等于25片。另外，25片测试晶片按晶片编号顺序依次划分到各个组中，例如，编号为slot1～slot10的测试晶片划分到编号为1的测试晶片组中；编号为slot11～slot20的测试晶片划分到编号为2的测试晶片组中；编号为slot21～slot25的测试晶片划分到编号为3的测试晶片组中。也就是说，每组测试晶片组中的测试晶片的编号都是连续的，以便于管理。

在本发明的一些实施例中，也可以根据实际工艺场景和应用需求，选择是否分组，若不分组，则可以将编号为1的测试晶片组中的测试晶片数量设定为上述第一预定数量(例如25片，其余的测试晶片组中的测试晶片数量均设定为0，即测试晶片调度方法具有两种模式可以选择，一种模式是分组模式，另一种是单组模式，在分组模式下，至少两组测试晶片组中的测试晶片数量不为零；在单组模式下，只有一组测试晶片组中的测试晶片数量不为0，其余的测试晶片组中的测试晶片数量均为0。

通过使测试晶片调度方法具有两种模式可以选择，可以使两种模式并存，为使用者提供更多、更灵活的选择，使用者可以根据自己的使用习惯自由选择采用两种模式中的一者。另外，由于在单组模式，只有在存放区(未分组)中所有的测试晶片中的可用测试晶片的数量不足以执行工艺时才会抛出报警，这与在分组模式，测试晶片组中的所有测试晶片不满足使用条件时就会抛出报警相比，报警次数较少。当然，在分组模式，也可以通过减少测试晶片组的组数，增加部分测试晶片组中的测试晶片数量来减少报警次数，例如，如果将25片测试晶片划分为两组，则可以将编号为1的测试晶片组中的测试晶片数量设定为20片；可以将编号为2的测试晶片组中的测试晶片数量设定为5片。测试晶片组中的测试晶片数量越多，报警次数越少。

S2、在需要使用第二预定数量的测试晶片执行工艺时，按照预设顺序，依次对多个测试晶片组进行遍历；

在本发明的一些实施例中，也可以在遍历之前，先从所有的测试晶片组中查找可用测试晶片组，并按照预设顺序对查找到的可用测试晶片组进行排序，在排序后对所有的可用测试晶片组进行遍历。

S3、如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到上述第二预定数量，则停止遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺；

满足使用条件的测试晶片称为可用测试晶片。包含有至少一个可用测试晶片的测试晶片组称为可用测试晶片组。可选地，可用测试晶片满足的使用条件例如为使用次数小于预设上限值，且用途与工艺相匹配的测试晶片。该使用次数上限值例如可以是可允许的最大使用次数(称为level2)，或者也可以是小于可允许的最大使用次数(称为level2)的一个预设值(称为level1)。如果是该预设值，可以在暂时不方便更换测试晶片组的场景下，为手动修改使用次数上限值预留一定的修改余度，即可以通过手动修改使用次数上限值，将使用次数达到level1，但是未达到level2的测试晶片转换为满足使用条件，从而能够继续投入使用。

具体来说，存放区中存放的测试晶片按不同的用途分为三种种类，第一种测试晶片的用途为Dummy，其在加工第一个晶圆之前(称为lot前)执行工艺时使用；第二种测试晶片的用途为Cleaning，其在加工一定数量的晶圆之后(称为lot中)执行工艺时，或在加工最后一个晶圆之后(称为lot后)执行工艺时使用；第三种测试晶片的用途为MIX，其不仅可以在lot前和lot中使用，而且还可以在加工最后一个晶圆之后(称为lot后)执行工艺时使用。上述三种测试晶片划分到各测试晶片组的方式没有特别的要求，同一测试晶片组中可以包括一种或者多种不同种类的测试晶片，可按照实际工艺场景和应用需求设定。

如果当前需要使用测试晶片的工艺为lot前(加工第一个晶圆之前)，则用途为Dummy的测试晶片以及用途为MIX的测试晶片可应用于lot前；如果当前需要使用测试晶片的工艺为lot中(加工一定数量的晶圆之后)，则用途为Cleaning的测试晶片以及用途为MIX的测试晶片可应用于lot中；如果当前需要使用测试晶片的工艺为lot后(加工最后一个晶圆之后)，则用途为Cleaning的测试晶片以及用途为MIX的测试晶片均可应用于lot后。测试晶片的用途可通过设定而更改。

上述第二预定数量根据需要使用测试晶片的工艺腔室的数量而设定，例如，如果4个工艺腔室需要使用测试晶片执行工艺，则上述第二预定数量为4个。如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到上述第二预定数量，即遍历到的可用测试晶片的数量足够，则停止遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺。

遍历到的可用测试晶片可能属于同一测试晶片组，此情况下优先级为最高级的测试晶片组中遍历得到的可用测试晶片的数量达到上述第二预定数量。或者，遍历到的可用测试晶片也可能属于多个不同的测试晶片组，此情况下优先级为最高级的测试晶片组中遍历得到的可用测试晶片的数量少于上述第二预定数量，需要继续遍历下一优先级的测试晶片组，直至遍历到的可用测试晶片的数量达到上述第二预定数量，也就是说，如果上述第二预定数量大于一组测试晶片组中的可用测试晶片的数量，则可以跨组使用多组中的可用测试晶片。

S4、如果当前遍历的测试晶片组中的所有测试晶片均不满足上述使用条件，则更换该测试晶片组。

可选地，上述更换该测试晶片组具体可以包括：提示更换该测试晶片组，并在接收到更换指令时对待更换的测试晶片组进行更换。

例如，当前对编号为1的测试晶片组进行遍历时，如果其中的编号为slot1～slot10的10片测试晶片均不满足上述使用条件，例如使用次数均大于预设上限值，则提示更换该测试晶片组，并在接收到更换指令时对待更换的测试晶片组进行更换。上述提示更换测试晶片组的方式例如抛出测试晶片需要更换的报警。需要更换的测试晶片组不再使用，继续按预设顺序遍历其余的测试晶片组。上述提示(例如报警)例如可以向控制系统(例如为工厂自动化系统)发送，接收到该提示的控制系统会自动调用一盒新的测试晶片，并存放于半导体设备的装载区；该控制系统还向半导体设备发送更换指令；在接收到该更换指令时，对需要更换的测试晶片组进行更换，该更换任务与半导体设备正在进行的工艺的任务互不干涉，同步执行。

通过将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组，可以实现测试晶片的分组使用和管理，具体是通过按照预设顺序遍历依次对多个测试晶片组进行遍历，如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到所需的数量，则停止遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺；如果当前遍历的测试晶片组中的所有测试晶片均不满足使用条件，则提示更换该测试晶片组，并在接收到更换指令时对该测试晶片组进行更换。这样，在可用测试晶片的数量足够的情况下，可以一边使用遍历到的可用测试晶片执行工艺，一边对所有测试晶片均不满足使用条件的测试晶片组进行更换，即在机台加工晶片的过程中执行更换测试晶片的任务，不需要人工干预停机，且更换任务与当前工艺的任务不产生干涉，从而可以提高机台利用率，提高产能。

在本发明的一些实施例中，请参阅图4，上述步骤S3之后，即在使用遍历到的可用测试晶片执行工艺之后，还包括：

S5、将执行工艺的各可用测试晶片的使用次数加1；

上述步骤S5中，每片测试晶片执行一次工艺，使用次数会累加1。

S6、在每个可用测试晶片的使用次数加1之后，如果其所属的测试晶片组中，所有测试晶片均不满足所述使用条件，则更换该测试晶片组。

上述步骤S6中，例如可以再次遍历执行工艺的各可用测试晶片所属的测试晶片组，如果其所有测试晶片均不满足所述使用条件(例如使用次数均大于预设上限值)，则更换该测试晶片组。同样的，该更换任务与半导体设备正在进行的工艺的任务互不干涉，同步执行。

在本发明的一些实施例中，在遍历所有的测试晶片组之后，如果累计得到的可用测试晶片的数量仍未达到第二预定数量，则在有至少一个非匹配测试晶片的情况下，拒绝执行工艺，并提示有非匹配测试晶片。

在这种情况下，不满足使用条件的测试晶片包括非匹配测试晶片，和/或使用次数大于或等于预设上限值的不可用测试晶片。

其中，非匹配测试晶片为使用次数小于等于预设上限值，而用途与工艺不匹配的测试晶片。例如，如果当前需要使用测试晶片的工艺为lot前(加工第一个晶圆之前)，则用途为Dummy的测试晶片可应用于lot前，该种类的测试晶片可以与lot前相匹配，而用途为Cleaning的测试晶片与lot前不匹配。

上述拒绝执行工艺例如包括不执行控制系统下发的执行工艺的任务以及与之相关联的其他任务，并向控制系统反馈。控制系统在接收到该反馈时，会自动调用一盒新的测试晶片，并存放于半导体设备的装载区；该控制系统还向半导体设备发送更换指令；在接收到该更换指令时，对需要更换的测试晶片组进行更换。

在实际应用中，在不方便更换测试晶片组时，也可以手动更改非匹配测试晶片的用途，使之与当前需要进行的工艺相匹配，以增加可用测试晶片的数量，使之达到第二预定数量，从而可以在接收到新下发的任务时，开始使用可用测试晶片执行工艺。

请参阅图5，在接收到更换指令时对待更换的测试晶片组进行更换，具体包括：

S21，提示更换该测试晶片组；

S22，在接收到更换指令时，从更换指令中解析获得测试晶片信息；

测试晶片信息中例如包含新的测试晶片所在片盒的第一片槽编号，和待更换的测试晶片所在存放区的第二片槽编号。

S23，判断待更换的测试晶片是否满足更换条件，若满足，则根据上述测试晶片信息，将新的测试晶片与对应的待更换的测试晶片进行交换；

S24，在待更换的测试晶片均完成交换之后，清除更换测试晶片组的提示。

上述更换条件例如包括待更换的测试晶片均属于同一测试晶片组，且待更换的测试晶片所在存放区的第二片槽编号与新的测试晶片所在片盒的第一片槽编号相对应。

具体地，请参阅图6，上述步骤S23中，判断待更换的测试晶片是否满足更换条件，例如可以包括：

S231，判断待更换的测试晶片是否正在执行工艺，

若是，则确定不满足更换条件，并拒绝执行更换指令；

若否，则执行步骤S232；

S232，判断所有的待更换的测试晶片是否属于同一测试晶片组，并在属于同一测试晶片组的情况下，执行步骤S233；

S233，判断待更换的测试晶片的数量是否等于所属测试晶片组包含的测试晶片数量，若等于，则确定满足更换条件；

若不属于同一测试晶片组，或者在属于同一测试晶片组的情况下，待更换的测试晶片的数量不等于所属测试晶片组包含的测试晶片数量，则确定不满足更换条件，并拒绝执行更换指令。

在本发明的一些实施例中，请参阅图7，上述步骤S23中，根据测试晶片信息，将新的测试晶片与对应的待更换的测试晶片进行交换，包括：

S234，将新的测试晶片所在片盒被放置于半导体设备的装载区；

S235，如果半导体设备中有空闲的缓存区，则将存放区中与第二片槽编号对应的待更换的测试晶片转移至该缓存区中；

S236，将与第一片槽编号对应的新的测试晶片转移至存放区与第二片槽编号对应的片槽中；

S237，将缓存区中待更换的测试晶片转移至装载区的片盒中。

在本发明的一些实施例中，在上述步骤S1之后，即将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组之后，还包括：

为多个测试晶片组设置不同的优先级。

在这种情况下，上述步骤S2中，预设顺序为优先级由高到低的顺序。

多个测试晶片组的初始优先级的设定规则例如为，编号数值越大，优先级越低。以第一预定数量为25片为例，测试晶片组的组数上限值可以为4组为例，编号为1的测试晶片组的优先级为最高级，称为1级，编号为2的测试晶片组的优先级称为2级，编号为3的测试晶片组(若有)的优先级称为3级，编号为4的测试晶片组(若有)的优先级为最低级，称为4级。当然，在实际应用中，可以根据具体需要采用其他规则设定多个测试晶片组的初始优先级。

进一步可选地，在更换测试晶片组之后，还包括：

S7，将更换后的测试晶片组的优先级设置为最低，将无提示的测试晶片组的优先级提高一级；有提示但未更换的测试晶片组的优先级保持不变。

可选地，清除完成更换的测试晶片组的提示。

具体地，请参阅图8，上述步骤S7具体包括：

S71，循环遍历半导体设备的存放区中存放的所有测试晶片；

在机台系统(例如机台系统配置文件中)中预先存储有存放区中存放的所有测试晶片的信息，该信息包括存放区中各个测试晶片所属的测试晶片组的编号和优先级。在步骤S71中，可按测试晶片的编号由小到大的顺序，循环遍历存放区中存放的所有测试晶片。

S72，判断遍历得到的各测试晶片所属的测试晶片组的编号是否与当前更换的测试晶片组的编号相同；

若相同，则将当前更换后的测试晶片组的优先级设置为最低；

若不同，则执行步骤S73；

S73，判断存放区中的各个所述测试晶片所属的测试晶片组是否被提示更换，若是，则测试晶片组的优先级保持不变；若否，则测试晶片组的优先级提高一级。

上述步骤S72中，当前更换的测试晶片的编号可根据上述测试晶片信息获得，例如，若测试晶片信息中包含的待更换的测试晶片所在存放区的第二片槽编号为1～10，则表示存放区中的编号为slot1～slot10的测试晶片需要更换，而存放区中所有测试晶片所属测试晶片组的编号被存储在机台系统配置文件中，在执行步骤S72时，可从该文件中可查询获得编号为slot1～slot10的测试晶片所属的测试晶片组的编号，该测试晶片组即为当前更换的测试晶片组。

在一个具体的实施例中，如图9所示，本发明实施例提供的测试晶片调度方法，包括：

S101，在开始加工半导体晶片(该过程称为Lot run货)时，判断是否需要使用测试晶片执行工艺(该过程成为run dummy)；若否，则执行步骤S102；若是，则执行步骤S103；

S102，继续执行Lot run货；

S103，从划分的多组测试晶片组(Dummy group)中查找得到所有的可用测试晶片组；

S104，按照优先级由高到低的顺序，对所有的可用测试晶片组进行排序；

S105，在排序后遍历所有的可用测试晶片组；

S106，判断累计得到的可用测试晶片的数量是否足够，若是，则结束遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺(称为执行dummy)；若否，则执行步骤S108；

S107，在dummy工艺完成之后，将执行工艺的各可用测试晶片的使用次数加1，并判断其所属的测试晶片组是否全员达到使用次数上限值(level1)；若是，则在继续Lot run货的同时，抛出报警，并告示该测试晶片组需要更换(该过程成为dummy exchange)，以使工厂自动化系统在收到该报警后下发更换指令；然后，在接收到该更换指令时，在继续Lot run货的同时，执行测试晶片组的更换过程；

S108，判断当前遍历的测试晶片组是否全员均达到使用次数上限值(level1)；若是，则抛出报警，并告示该测试晶片组需要更换，以使工厂自动化系统在收到该报警后下发更换指令；然后，在接收到该更换指令时，执行测试晶片组的更换过程；若否，则执行步骤S109；

S109，判断各可用测试晶片组是否遍历结束；若是，则抛出报警，提示有非匹配测试晶片，即使用次数小于预设上限值，而用途与工艺不匹配的测试晶片，并拒绝执行工艺(rejectjob)；若否，则返回执行步骤S105。

在另一个具体的实施例中，如图10所示，本发明实施例提供的测试晶片调度方法，包括：

S201，在开始加工半导体晶片(该过程称为Lot run货)时，判断是否需要使用测试晶片执行工艺(该过程成为run dummy)；若是，则执行步骤S202；若否，则继续执行Lot run货；

S202，判断测试晶片(Dummy wafer)是否分多组管理，若是，则执行步骤S203；若否，则执行步骤S210；

S203，从划分的多组测试晶片组(Dummy group)中查找得到所有的可用测试晶片组；

S204，按照优先级由高到低的顺序，对所有的可用测试晶片组进行排序；

S205，在排序后遍历所有的可用测试晶片组；

S206，判断累计得到的可用测试晶片的数量是否足够，若是，则结束遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺(称为执行dummy)；若否，则执行步骤S108；

S207，在dummy工艺完成之后，将执行工艺的各可用测试晶片的使用次数加1，并判断其所属的测试晶片组是否全员达到使用次数上限值(level1)；若是，则在继续Lot run货的同时，抛出报警，并告示该测试晶片组需要更换(该过程成为dummy exchange)，以使工厂自动化系统在收到该报警后下发更换指令；然后，在接收到该更换指令时，在继续Lot run货的同时，执行测试晶片组的更换过程；

S208，判断当前遍历的测试晶片组是否全员均达到使用次数上限值(level1)；若是，则抛出报警，并告示该测试晶片组需要更换，以使工厂自动化系统在收到该报警后下发更换指令；然后，在接收到该更换指令时，执行测试晶片组的更换过程；若否，则执行步骤S209；

S209，判断各可用测试晶片组是否遍历结束；若是，则抛出报警，提示有非匹配测试晶片，即使用次数小于预设上限值，而用途与工艺不匹配的测试晶片，并拒绝执行工艺(rejectjob)；若否，则返回执行步骤S205。

S210，判断存放区(未分组)中达到使用次数上限值(level1)的测试晶片是否足够(大于等于第二预设数量)；若是，则使用测试晶片执行工艺(称为执行dummy)；若否，则执行步骤S211；

S211，判断存放区中所有的测试晶片是否全员达到使用次数上限值(level1)，若是，则抛出报警，并告示存放区中所有的测试晶片需要更换，以使工厂自动化系统在收到该报警后下发更换指令；然后，在接收到该更换指令时，执行测试晶片组的更换过程；若否，则查找使用次数达到使用次数上限值(level1)，但未达到可允许的最大使用次数(level2，其大于level1)的测试晶片，并执行步骤S212；

S212，使用次数未达到使用次数上限值(level1)的测试晶片与使用次数达到使用次数上限值(level1)，但未达到可允许的最大使用次数(level2)的测试晶片的数量之和是否足够(大于等于第二预设数量)，若是，则使用测试晶片执行工艺(称为执行dummy)；若否，则抛出报警，告示无可用测试晶片，机台宕机。

通过将更换的测试晶片组优先级设置为最低，而将没有提示的测试晶片组的优先级提高一级，可以平衡测试晶片组的使用率。通过使有提示但未更换的测试晶片组的优先级保持不变，可以在不方便更换测试晶片的场合下，手动对该测试晶片组中的测试晶片的参数，例如更改其使用次数的上限值，使之满足使用条件，成为能够继续投入使用的可用测试晶片，以使其所属测试晶片组能够清除更换测试晶片组的提示。

另外，图10中的测试晶片调度方法与图9中的测试晶片调度方法相比，增加了步骤S202以及步骤S210至步骤S212，即可以选择是否对测试晶片(Dummy wafer)进行分多组管理，并在不进行分组管理时，根据存放区(未分组)中的可用测试晶片的数量，判断是否执行工艺，并在可用测试晶片不足以执行工艺时，更换存放区中所有的测试晶片(不执行工艺)。

通过增加是否对测试晶片(Dummy wafer)进行分多组管理的选择，可以使进行分组管理和不进行分组管理这两种方式并存，为使用者提供更多、更灵活的选择，使用者可以根据自己的使用习惯自由选择是否对测试晶片(Dummy wafer)进行分多组管理。另外，由于不进行分组管理时，只有在存放区(未分组)中所有的测试晶片中的可用测试晶片的数量不足以执行工艺时才会抛出报警，这与进行分组管理时，测试晶片组中的所有测试晶片不满足使用条件时就会抛出报警相比，报警次数较少。当然，在进行分组管理时，也可以通过减少测试晶片组的组数，增加部分测试晶片组中的测试晶片数量来减少报警次数，例如，如果将25片测试晶片划分为两组，则可以将编号为1的测试晶片组中的测试晶片数量设定为20片；可以将编号为2的测试晶片组中的测试晶片数量设定为5片。测试晶片组中的测试晶片数量越多，报警次数越少。

作为另一个技术方案，请参阅图11，本发明实施例还提供一种测试晶片调度装置，包括分组模块1、查找模块2、遍历模块3，其中，分组模块1用于将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组；遍历模块2用于在需要使用第二预定数量的测试晶片执行工艺时，按照预设顺序依次对多个测试晶片组进行遍历；控制模块3用于在累计得到的可用测试晶片的数量达到第二预定数量时，控制遍历模块停止遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺；该可用测试晶片为满足使用条件的测试晶片；还用于在当前遍历的测试晶片组中的所有测试晶片均不满足使用条件时，提示更换该测试晶片组，并在接收到更换指令时对待更换的测试晶片组进行更换。

综上所述，本发明实施例提供的测试晶片调度方法和装置的技术方案中，通过将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组，可以实现测试晶片的分组使用和管理，具体是通过按照预设顺序依次遍历多个测试晶片组，如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到所需的数量，则停止遍历，并使用遍历到的可用测试晶片执行工艺；如果当前遍历的测试晶片组中的所有测试晶片均不满足使用条件，则提示更换该测试晶片组，并在接收到更换指令时对该测试晶片组进行更换。这样，在可用测试晶片的数量足够的情况下，可以一边使用遍历到的可用测试晶片执行工艺，一边对所有测试晶片均不满足使用条件的测试晶片组进行更换，即在机台加工晶片的过程中执行更换测试晶片的任务，不需要人工干预停机，且更换任务与当前工艺的任务不产生干涉，从而可以提高机台利用率，提高产能。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体设备，包括多个工艺腔室和存储有第一预定数量的测试晶片的存放区，以及本发明实施例提供的上述测试晶片调度装置。

本发明实施例提供的半导体设备，其通过采用本发明实施例提供的上述测试晶片调度装置，可以在机台加工晶片的过程中执行更换测试晶片的任务，不需要人工干预停机，且更换任务与当前工艺的任务不产生干涉，从而可以提高机台利用率，提高产能。

图12为本发明实施例中提供的测试晶片调度装置的一种结构框图，如图12所示，该测试晶片调度装置用于对半导体设备中第一预定数量的测试晶片进行调度，包括：至少一个处理器101、存储器102、至少一个I/O接口103。存储器102上存储有至少一个程序，当该至少一个程序被该至少一个处理器101执行，使得该至少一个处理器实现如上述实施例中任一方法中的步骤；至少一个I/O接口103连接在处理器101与存储器102之间，配置为实现处理器与存储器的信息交互。

其中，处理器101为具有数据处理能力的器件，其包括但不限于中央处理器(CPU)等；存储器102为具有数据存储能力的器件，其包括但不限于随机存取存储器(RAM，更具体如SDRAM、DDR等)、只读存储器(ROM)、带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(FLASH)；I/O接口(读写接口)103连接在处理器101与存储器102间，能实现处理器101与存储器102的信息交互，其包括但不限于数据总线(Bus)等。

在一些实施例中，处理器101、存储器102和I/O接口103通过总线104相互连接，进而与计算设备的其它组件连接。

在一些实施例中，该处理器101包括FPGA。

根据本公开的实施例，还提供一种计算机可读介质。该计算机可读介质上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述实施例任一测试晶片调度方法中的步骤。

特别地，根据本公开实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本公开的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

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。

Claims (13)

1.一种半导体设备中的测试晶片调度方法，其特征在于，包括：

将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组；

在需要使用第二预定数量的所述测试晶片执行工艺时，按照预设顺序，依次对多个所述测试晶片组进行遍历；

如果在遍历时累计得到的可用测试晶片的数量达到所述第二预定数量，则停止遍历，并使用遍历到的所述可用测试晶片执行工艺；所述可用测试晶片为满足使用条件的测试晶片；

如果当前遍历的所述测试晶片组中的所有测试晶片均不满足所述使用条件，则更换该测试晶片组。

2.根据权利要求1所述的测试晶片调度方法，其特征在于，在使用遍历到的所述可用测试晶片执行工艺之后，还包括：

将执行工艺的各所述可用测试晶片的使用次数加1；

在每个所述可用测试晶片的使用次数加1之后，如果其所属的测试晶片组中，所有测试晶片均不满足所述使用条件，则更换该测试晶片组。

3.根据权利要求1所述的测试晶片调度方法，其特征在于，所述满足使用条件的可用测试晶片为使用次数小于预设上限值，且用途与工艺相匹配的测试晶片。

4.根据权利要求1所述的测试晶片调度方法，其特征在于，在遍历所有的所述测试晶片组之后，如果累计得到的所述可用测试晶片的数量未达到所述第二预定数量，则在有至少一个非匹配测试晶片的情况下，拒绝执行工艺，并提示有所述非匹配测试晶片；

其中，所述非匹配测试晶片为使用次数小于预设上限值，而用途与工艺不匹配的测试晶片。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的测试晶片调度方法，其特征在于，所述更换该测试晶片组，包括：

提示更换该测试晶片组；

在接收到更换指令时，从所述更换指令中解析获得测试晶片信息；

判断待更换的测试晶片是否满足更换条件，若满足，则根据所述测试晶片信息，将新的测试晶片与对应的待更换的测试晶片进行交换；

在待更换的测试晶片均完成交换之后，清除更换测试晶片组的提示。

6.根据权利要求5所述的测试晶片调度方法，其特征在于，所述判断待更换的测试晶片是否满足更换条件，包括：

判断待更换的测试晶片是否正在执行工艺，

若是，则确定不满足更换条件，并拒绝执行所述更换指令；

若否，则判断所有的待更换的测试晶片是否属于同一测试晶片组，并在属于同一测试晶片组的情况下，判断待更换的测试晶片的数量是否等于所属测试晶片组包含的测试晶片数量，若等于，则确定满足更换条件；

若不属于同一测试晶片组，或者在属于同一测试晶片组的情况下，待更换的测试晶片的数量不等于所属测试晶片组包含的测试晶片数量，则确定不满足更换条件，并拒绝执行所述更换指令。

7.根据权利要求5所述的测试晶片调度方法，其特征在于，所述测试晶片信息包括新的测试晶片所在片盒的第一片槽编号，和待更换的测试晶片所在所述半导体设备的存放区的第二片槽编号；

所述根据所述测试晶片信息，将新的测试晶片与对应的待更换的测试晶片进行交换，包括：

在新的测试晶片所在片盒被放置于所述半导体设备的装载区之后，如果所述半导体设备中有空闲的缓存区，则将所述存放区中与所述第二片槽编号对应的待更换的测试晶片转移至所述缓存区中；

将与所述第一片槽编号对应的新的测试晶片转移至所述存放区与所述第二片槽编号对应的片槽中；

将所述缓存区中待更换的测试晶片转移至所述装载区的片盒中。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的测试晶片调度方法，其特征在于，在所述将第一预定数量的测试晶片划分为多个测试晶片组之后，还包括：

为多个所述测试晶片组设置不同的优先级；

所述预设顺序为所述优先级由高到低的顺序。

9.根据权利要求8所述的测试晶片调度方法，其特征在于，在所述更换该测试晶片组之后，还包括：

将更换后的测试晶片组的优先级设置为最低，将无提示的所述测试晶片组的优先级提高一级；有提示但未更换的所述测试晶片组的优先级保持不变。

10.根据权利要求9所述的测试晶片调度方法，其特征在于，所述将更换后的测试晶片组的优先级设置为最低，将无提示的所述测试晶片组的优先级提高一级；有提示但未更换的所述测试晶片组的优先级保持不变，包括：

循环遍历所述半导体设备的存放区中存放的所有测试晶片；

判断遍历得到的各测试晶片所属的测试晶片组的编号是否与当前更换后的测试晶片组的编号相同，

若相同，则将当前更换后的测试晶片组的优先级设置为最低；

若不同，则判断所述存放区中的各个所述测试晶片所属的测试晶片组是否被提示更换，若是，则所述测试晶片组的优先级保持不变；若否，则所述测试晶片组的优先级提高一级。

11.一种测试晶片调度装置，用于对半导体设备中第一预定数量的测试晶片进行调度，其特征在于，所述测试晶片调度装置包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器中存储有至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-10中任意一项所述的方法。

12.一种半导体设备，包括多个工艺腔室和存储有第一预定数量的测试晶片的存放区，其特征在于，还包括：

如权利要求11所述的测试晶片调度装置。

13.一种计算机可读存储介质，用于半导体加工设备，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-10中任意一项所述的方法。