1.上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海，200240；
2.中芯国际集成电路制造（上海）有限公司，上海201203）
摘要：当前，晶圆运输车之间不能进行数据交互和智能控制，导致运输效率低下。论文主要研究目的是实现晶圆厂晶圆运输车在运输和调度过程中的智能控制，提高晶圆运输的效率，降低生产运营成本。论文的主要研究方法是在晶圆运输车上增加STC89C52单片机以及基于LabVIEW设计的晶圆运输管理软件，使晶圆运输车在运输和调度的过程中可以进行数据交互和智能控制。经验证晶圆运输车通过LabVIEW设计的管理软件实现晶圆智能运输车的移动控制、速度切换以及无线通讯功能。
关键词：智能控制；晶圆运输；ZigBee通讯；LabVIEW
中图分类号：TN305.99
WaferSmartTransportationCartBasedonLabVIEWDesign
XuChuanBo1,2
(1.SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240;
2.SemiconductorManufacturingInternationalCorporation,ShangHai201203)
Abstract:Atpresent,thereisnodatainteractionandintelligentcontrolbetweenthecartsforwafertransportation,resultinginlowtransportationefficiency.ThemainpurposeofthispaperistoimplementintelligentcontrolintheprocessoftransportationanddispatchingofthewafertransportioncartsinFAB,soastoimprovetheefficiencyofwafertransportationandtoreducethecostofproductionandoperation.ThemainresearchmethodofthispaperistoaddSTC89C52singlechipsandLabVIEW-basedwafertransportionmanagementsoftwaretothecarts,whichcanenabledatainteractionandintelligentcontrolinthetransportationanddispatchingofthecarts.Itisverifiedthatmobilecontrol,speedswitching,voicepromptsandmobilecommunicationfunctionscanbeachievedinsmartwafercartswiththehelpofLabVIEW-basedmanagementsoftware.
Keywords:intelligentcontrol;wafertransportation;ZigBeecommunication;LabVIEW.
引言
集成电路（integratedcircuit，IC）制造工艺极为复杂。工艺的复杂性是由多方面因素造成的，如产品种类多样，加工步骤繁多（多达500个）和生产设备数量庞大[1]。整个集成电路制造过程可以分为晶圆制备、晶圆制造、晶圆拣选测试、芯片封装和芯片封装测试五个主要阶段[2]。这五个阶段中，第二个阶段最为复杂，而且需要进行大规模的晶圆运送。在200mm晶圆厂，大部分加工机组内的晶圆运送都是由载有晶圆的运输车来实现的，这种晶圆运输车只能由人来推行，晶圆运输车之间也无信息交互，无法实现精确的监控和调度。一旦晶圆运输车间实现信息交互与远程智能控制，就会形成一个智能车载系统，晶圆运输车就可被精确地监控和调度。智能车载系统是一个集环境感知、信息交互和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，关键技术涉及机器视觉、辅助驾驶、车载通信[3]。本文通过给晶圆运输车增加管理软件、核心控制器、无线通信模块的方法来组建智能车载系统，这样就能够实现晶圆运输车的信息交互和远程智能控制。论文着重阐述了LabVIEW设计晶圆运输智能车管理软件的方法和过程。论文主体分为晶圆智能运输车设计的总述、晶圆智能运输车的上位机设计、晶圆智能运输车下位机设计、通讯模块设计、晶圆智能运输车系统调试5个部分。
晶圆智能运输车设计的总述
本文在1.1~1.4中将分别介绍晶圆智能运输车设计采用的技术、基本功能设计、硬件配置，软件配置这4个部分。在2.1~4.2中将分别介绍晶圆智能运输车的上位机设计、晶圆智能运输车的下位机设计、通讯模块设计。
晶圆智能运输车设计采用的技术
晶圆智能运输车设计主要采用了单片机技术和ZigBee技术，下面来主要介绍这2方面的技术。
ZigBee技术。ZigBee技术一种近距离、复杂度低、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。实际上，物联网的短距离无线通讯技术有很多种，大多数是高频段，距离有长有短，范围在几厘米与几百米之间，并且由于设备发射功率比较低，因而得到了广泛应用，其中常用的有以下6种技术[4-5]：（1）无线高保真技术(WirelessFidelity-WiFi);（2）蓝牙技术（BluetoothTechnology）；红外技术（IrDA技术）（4）近距离无线传输技术（NFC）;（5）超宽带技术（UWB技术）；（6）ZigBee技术。只有ZigBee技术能都满足并做到了出色应用[6]，综上分析，晶圆运输车采用ZigBee进行中长距离的无线通讯最为适合。
单片机技术：STC89C52是一种性价比比较高的单片机，选STC89C52作为主控制器，可实现晶圆运输车的智能控制。
晶圆智能运输车基本功能的设计
计算机通过基于LabVIEW设计的管理软件发送指令给安装有主控制器的单片机，单片机再对指令进行处理并执行相应的子程序，这样就实现了无线通讯、数据信息的双向交互、方向控制功能和速度切换功能。晶圆智能运输车设计的具体功能分别为：1）晶圆智能运输车与ZigBee和LabVIEW进行无线通讯。2）实现晶圆智能运输车下位机与串口的通信。3）实现晶圆智能运输车的向左、向右、向前、向后、停止的方向控制功能。4）实现晶圆智能运输车的低速、中速、高速的速度切换功能。晶圆智能运输车工作流程图如图1.2所示。
图5.2主界面的运行图
Fig.5.2Operationdiagramofthemaininterface
6结论
本文取得了如下4项成果：1）实现了晶圆智能运输车上位机的串口数据发送接收。2）实现了晶圆智能运输车下位机与串口的通信。3）晶圆智能运输车上位机与晶圆智能运输车下位能进行实时的无线通信。4）实现了圆智能运输车移动控制和速度转换。
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作者简介：徐传波（1979—），男，工程师，上海交通大学电子信息与电气工程学院，在读硕士，主要研究方向晶圆计算机集成制造，晶圆物料传输系统，智能监控机台的大数据分析