用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法及装置

摘要

发明公开了用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法及装置，方法包括如下步骤：确定半导体制造设备组，建立半导体制造设备组的数据库；搭建离散制造模块，离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，包括与半导体目标制造工艺对应的逻辑单元及策略单元；建立与离散制造模块联动的化工稳态模块；基于离散制造模块和化工稳态模块，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。考虑废气产生、处理及排放各阶段的状态，进行仿真模拟，既能在设计初期快速辅助计算工程用量、管道布局、废气处理效果等，还能为产能优化、辅助设备选型和节能减排等提供更准确的参考。

权利要求

1.一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：确定半导体制造设备组，建立半导体制造设备组的数据库；

搭建离散制造模块，离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，且离散制造模块包括与半导体目标制造工艺对应的逻辑单元及策略单元；

建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，化工稳态模块模拟进行半导体目标制造工艺过程中的废气化学反应；

基于离散制造模块和化工稳态模块，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型；

其中，半导体制造设备组包括半导体制造工艺设备和废气处理设备，数据库包括半导体制造工艺参数数据、废气产生工况参数数据、废气处理工况参数数据和废气排放参数数据；

建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，具体包括如下步骤：基于半导体制造工艺设备，构建模拟半导体制造中废气产生的第一子模块；

建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，离散制造模块向第一子模块传输废气产生工况参数数据；

构建模拟废气处理及排放的第二子模块；

组合第一子模块和第二子模块，第一子模块将废气产生工况参数数据和半导体制造工艺参数数据，传入第二子模块进行废气处理及排放的模拟，建立模拟废气化学反应的化工稳态模块；

建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，具体包括如下步骤：离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，基于半导体制造工艺参数数据确定废气产生工况参数数据；

构建联动第一子模块和离散制造模块的联动指令模块，联动指令模块通过发出调用指令，将半导体制造工艺参数数据和确定的废气产生工况参数数据调入第一子模块。

2.如权利要求1所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，半导体目标制造工艺为确定半导体制造设备组的某一半导体制造工艺；

半导体制造工艺参数包括半导体制造的原料组分和工艺流程，废气产生工况参数包括半导体制造工艺设备中各个腔体的状态参数，废气处理工况参数包括废气处理设备中的废气处理反应类型参数以及废气处理反应工况条件参数，废气排放参数包括排放废气的物性参数。

3.如权利要求2所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，搭建离散制造模块，具体包括如下步骤：基于确定的半导体制造工艺设备，获取对应的所有半导体制造工艺；

构建与各个半导体制造工艺所对应的逻辑单元及策略单元；

基于逻辑单元和策略单元，搭建离散制造模块；

离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，将半导体制造工艺参数数据转化为废气产生工况参数数据和第一废气排放参数数据。

4.如权利要求3所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，构建与各个半导体制造工艺所对应的逻辑单元及策略单元，具体包括如下步骤：遍历半导体制造工艺设备中的各个腔体，给出所有腔体的状态参数数据；

基于每个半导体制造工艺，确定进行半导体制造的原料组分数据和工艺流程数据；

设置工艺流程数据与所有腔体的状态参数数据的对应关系，并给出各个腔体的状态参数组合逻辑，基于组合逻辑构建半导体制造工艺与各腔体的状态参数数据之间对应关系的逻辑单元；

构建第一废气排放参数数据与半导体制造工艺设备中各腔体的状态参数数据之间的对应关系；

通过半导体制造工艺设备中各腔体的状态参数数据以及逻辑单元，给出半导体制造工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系，构建半导体制造工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系的策略单元。

5.如权利要求4所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，第一废气排放参数包括排放废气的类型。

6.如权利要求2所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，还包括：将废气处理设备拆解成多个最小结构单元，分别形成对应的用于废气处理热力学模拟的最小结构模拟单元，并将每个最小结构单元的废气处理工况参数赋予最小结构模拟单元，其中，最小结构单元为废气处理设备中完成废气处理中独立工艺步骤的某个单一部件；

第二子模块基于废气处理反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元。

7.如权利要求6所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，第二子模块基于废气处理反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元，具体包括如下步骤：第二子模块基于废气处理反应类型参数，给出废气处理的工艺流程；

基于废气处理的工艺流程，调用并整合相应的最小结构模拟单元。

8.如权利要求1所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，其特征在于，第二子模块进行废气处理及排放的模拟包括模拟废气处理工况参数及第二废气排放参数，其中，第二废气排放参数为废气的排放量、排放速率、温度及压力。

9.一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建装置，其特征在于，采用如权利要求1‑8任一所述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，包括：获取组件，确定半导体制造设备组，采集并响应半导体目标制造工艺;构建组件，建立半导体制造设备组的数据库，搭建离散制造模块，建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，化工稳态模块模拟进行半导体目标制造工艺过程中的废气化学反应，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。

说明书

用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法及装置

技术领域

[0001] 本发明属于半导体生产的模拟仿真技术领域，具体涉及用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法及装置。

背景技术

[0002] 半导体已被广泛应用于集成电路、汽车电子、消费电子以及物联网等领域。随着国内企业技术研发实力的不断增强，国内的半导体行业会出现发展的新契机。半导体行业属于高新技术产业，虽然被认为是“清洁”产业，但半导体生产中的清洗、光刻、去胶、烘干等工艺需使用大量的酸、碱及有机溶剂和多种特殊气体，整个生产过程“三废”产量大、种类多。

[0003] 目前，针对半导体生产中废气处理的研究主要集中在废气处理装置的研发和设计。例如，专利CN115518501A给出的半导体废气处理设备，包括反应容器，反应容器包括：顶盖、壳体和加热器，顶盖连接有废气管路和辅助气体管路；壳体设于顶盖的下方，壳体与顶盖配合围设出反应腔；加热器穿设于壳体的壁面并位于反应腔内。该方案提出的半导体废气处理设备，加热器插设于壳体，加热器的拆装更加简便，拆装工作量降低，拆装对空间要求降低，顶盖的重量降低，降低维护成本。

[0004] 随着智能制造的深入研究，需要采用仿真技术实现半导体制造工艺的分析、半导体器件的设计和性能优化，加速产品的研发。而关于半导体生产制造过程中的废气仿真模拟的研究较少。当前与废气领域相关模拟的现有技术只能针对单一的化工反应过程进行仿真模拟。如专利CN106156515A给出一种双段式催化裂化反再系统故障动态模拟的方法及系统，包括：（1）建立知识数据库，整合故障数据库；（2）基于工业双段式催化裂化装置的DCS数据和工艺模型资料，构建双段式催化裂化反再系统动态模型，建立双段式催化裂化反再系统动态模型库；（3）根据知识数据库，得到不同工况下的基础输入数据，求得动态模拟的稳态工作点；（4）从故障数据库选择特定故障类型，转换为动态模型的输入偏差，进行故障动态模拟；（5）运用故障智能分析模块，验证故障类型，将模拟结果录入故障数据库，完善数据库。一种双段式催化裂化反再系统故障动态模拟系统，包括：DCS数据采集模块、双段式催化裂化反再系统动态模型库、知识数据库、故障数据库以及故障智能分析模块。

[0005] 但是，从产品类型和生产工艺组织方式来说，半导体制造设备的废气处理属于混合工业。当前的仿真模拟手段均无法实现对半导体制造设备中废气产生、处理及排放过程的全流程模拟。

[0006] 因此，如何构建用于半导体制造设备的废气处理仿真模型，以实现对半导体制造设备废气产生、处理及排放过程的全流程模拟是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

[0007] 针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法及装置，通过确定半导体制造设备组，建立半导体制造设备组的数据库，搭建离散制造模块，离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，包括与半导体目标制造工艺对应的逻辑单元及策略单元；建立与离散制造模块联动的化工稳态模块；基于离散制造模块和化工稳态模块，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。本发明考虑到半导体制造过程中各种工艺下废气产生、处理及排放各个阶段的状态，不仅能在设计初期快速辅助计算工程用量、管道布局、废气处理效果等，还能为产能优化、辅助设备选型和节能减排等提供更准确的参考数值。

[0008] 第一方面，本发明提供一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，包括如下步骤：

[0009] 确定半导体制造设备组，建立半导体制造设备组的数据库；

[0010] 搭建离散制造模块，离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，且离散制造模块包括与半导体目标制造工艺对应的逻辑单元及策略单元；

[0011] 建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，化工稳态模块模拟进行半导体目标制造工艺过程中的废气化学反应；

[0012] 基于离散制造模块和化工稳态模块，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。

[0013] 进一步的，半导体目标制造工艺为确定半导体制造设备组的某一半导体制造工艺；

[0014] 半导体制造设备组包括半导体制造工艺设备和废气处理设备；

[0015] 数据库包括半导体制造工艺参数数据、废气产生工况参数数据、废气处理工况参数数据和废气排放参数数据；

[0016] 其中，半导体制造工艺参数包括半导体制造的原料组分和工艺流程，废气产生工况参数包括半导体制造工艺设备中各个腔体的状态参数，废气处理工况参数包括废气处理设备中的废气处理反应类型参数以及废气处理反应工况条件参数，废气排放参数包括排放废气的物性参数。

[0017] 进一步的，搭建离散制造模块，具体包括如下步骤：

[0018] 基于确定的半导体制造工艺设备，获取对应的所有半导体制造工艺；

[0019] 构建与各个半导体制造工艺所对应的逻辑单元及策略单元；

[0020] 基于逻辑单元和策略单元，搭建离散制造模块；

[0021] 离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，将半导体制造工艺参数数据转化为废气产生工况参数数据和第一废气排放参数数据。

[0022] 进一步的，构建与各个半导体制造工艺所对应的逻辑单元及策略单元，具体包括如下步骤：

[0023] 遍历半导体制造工艺设备中的各个腔体，给出所有腔体的状态参数数据；

[0024] 基于每个半导体制造工艺，确定进行半导体制造的原料组分数据和工艺流程数据；

[0025] 设置工艺流程数据与所有腔体的状态参数数据的对应关系，并给出各个腔体的状态参数组合逻辑，基于组合逻辑构建半导体制造工艺与各腔体的状态参数数据之间对应关系的逻辑单元；

[0026] 构建第一废气排放参数数据与半导体制造工艺设备中各腔体的状态参数数据之间的对应关系；

[0027] 通过半导体制造工艺设备中各腔体的状态参数数据以及逻辑单元，给出半导体制造工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系，构建半导体制造工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系的策略单元。

[0028] 进一步的，第一废气排放参数包括排放废气的类型。

[0029] 进一步的，建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，具体包括如下步骤：

[0030] 基于半导体制造工艺设备，构建模拟半导体制造中废气产生的第一子模块；

[0031] 建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，离散制造模块向第一子模块传输废气产生工况参数数据；

[0032] 将废气处理设备拆解成多个最小结构单元，分别形成对应的用于废气处理热力学模拟的最小结构模拟单元，并将每个最小结构单元的废气处理工况参数赋予最小结构模拟单元，其中，最小结构单元为废气处理设备中完成废气处理中独立工艺步骤的某个单一部件；

[0033] 构建模拟废气处理及排放的第二子模块，第二子模块基于废气处理反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元；

[0034] 组合第一子模块和第二子模块，第一子模块将废气产生工况参数数据和半导体制造工艺参数数据，传入第二子模块进行废气处理及排放的模拟，建立模拟废气化学反应的化工稳态模块。

[0035] 进一步的，建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，具体包括如下步骤：

[0036] 离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，基于半导体制造工艺参数数据确定废气产生工况参数数据；

[0037] 构建联动第一子模块和离散制造模块的联动指令模块，联动指令模块通过发出调用指令，将半导体制造工艺参数数据和确定的废气产生工况参数数据调入第一子模块。

[0038] 进一步的，第二子模块基于废气处理反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元，具体包括如下步骤：

[0039] 第二子模块基于废气处理反应类型参数，给出废气处理的工艺流程；

[0040] 基于废气处理的工艺流程，调用并整合相应的最小结构模拟单元。

[0041] 进一步的，第二子模块进行废气处理及排放的模拟包括模拟废气处理工况参数及第二废气排放参数，其中，第二废气排放参数为废气的排放量、排放速率、温度及压力。

[0042] 第二方面，本发明还提供一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建装置，采用如上述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，包括：

[0043] 获取组件，确定半导体制造设备组，采集并响应半导体目标制造工艺;

[0044] 构建组件，建立半导体制造设备组的数据库，搭建离散制造模块，建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，化工稳态模块模拟进行半导体目标制造工艺过程中的废气化学反应，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。

[0045] 本发明提供的用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法及装置，至少包括如下有益效果：

[0046] （1）考虑半导体制造过程中各种工艺下废气产生、处理及排放各阶段的状态，进行仿真模拟，既能在设计初期快速辅助计算工程用量、管道布局、废气处理效果等，还能为产能优化、辅助设备选型和节能减排等提供更准确的参考。

[0047] （2）通过确定与半导体制造工艺对应的逻辑单元及策略单元，搭建进行废气产生工况及与第一废气排放参数相关废气排放模拟的离散制造模块，精准实现了废气产生源端的仿真和模拟。

[0048] （3）对废气处理和排放过程进行模拟时，对废气处理设备进行拆解，形成最小结构单元，方便后续的单元化建模，按照不同的废气处理反应机理进行组合，能最大限度的模拟所有的废气处理工况。

[0049] （4）联动指令模块能实现离散制造模块与化工稳态模块的联动，基于废气产生工况参数数据的调用，发挥两个模块的功能，完成废气处理仿真模型的构建，实现废气产生、处理及排放全流程的仿真展示。

附图说明

[0050] 图1为本发明提供的一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法流程示意图；

[0051] 图2为本发明提供的某一实施例的搭建离散制造模块的流程示意图；

[0052] 图3为本发明提供的搭建模拟晶圆刻蚀工艺的离散制造模块的流程示意图；

[0053] 图4为本发明提供的某一实施例的建立化工稳态模块的流程示意图；

[0054] 图5为本发明提供的建立晶圆刻蚀工艺和等离子水洗的化工稳态模块的流程示意图；

[0055] 图6为本发明提供的等离子水洗设备最小结构单元拆解示意图；

[0056] 图7为本发明提供的用于半导体制造设备的废气处理仿真模型内部架构示意图；

[0057] 图8为本发明提供的一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建装置结构示意图。

具体实施方式

[0058] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0059] 在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

[0060] 还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

[0061] 从产品类型和生产工艺组织方式的角度考虑，制造行业通常分为流程生产和离散制造两种。其中，在半导体制造设备的生产过程中，根据前端生产工艺的不同，废气产生源端（即半导体制造工艺设备进行半导体生产制造阶段）是属于离散制造，而在废气处理设备的各设备内部（即废气处理的各个工艺阶段）是连续式的流程生产。

[0062] 离散制造的生产过程可以中断，主要对原材料物理形状的改变、组装，生产过程中基本没有物质发生改变，原材料通常为固体。流程生产的生产过程不能中断，生产是连续或者批量进行的，对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法，原材料状态可能是气态，也可能是固态。

[0063] 针对半导体制造设备的废气处理仿真模拟，既需要考虑离散制造的生产类型，又需要同时反映废气处理过程中的工艺情况。

[0064] 因而，为了实现废气产生源端和废气处理两种不同生产类型的仿真模型，如图1所示，本发明提供一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，包括如下步骤：

[0065] 确定半导体制造设备组，建立半导体制造设备组的数据库；

[0066] 搭建离散制造模块，离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，且离散制造模块包括与半导体目标制造工艺对应的逻辑单元及策略单元；

[0067] 建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，化工稳态模块模拟进行半导体目标制造工艺过程中的废气化学反应；

[0068] 基于离散制造模块和化工稳态模块，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。

[0069] 半导体目标制造工艺为确定半导体制造设备组的某一半导体制造工艺；

[0070] 半导体制造设备组包括半导体制造工艺设备和废气处理设备；

[0071] 数据库包括半导体制造工艺参数数据、废气产生工况参数数据、废气处理工况参数数据和废气排放参数数据；

[0072] 其中，半导体制造工艺参数包括半导体制造的原料组分和工艺流程，废气产生工况参数包括半导体制造工艺设备中各个腔体的状态参数，废气处理工况参数包括废气处理设备中的废气处理反应类型参数以及废气处理反应工况条件参数，废气排放参数包括排放废气的物性参数。

[0073] 搭建离散制造模块和化工稳态模块的基础程序/软件，可以直接采用现有技术中存在诸如Plant Simulation、AutoMod、Flexsim、Witness、AnyLogic以及PRO/Ⅱ、Aspen Hysys、Aspen Plus、gPROMS、ChemCAD等，能实现单一的离散制造、化工稳态的模拟即可，在此不做具体的限定。

[0074] 本发明的技术方案，考虑半导体制造过程中各个工艺废气产生、处理及排放各阶段的状态，并进行仿真模拟，构建的废气处理仿真模型能实现离散制造模块与化工稳态模块的联动，基于废气产生工况参数数据的调用，发挥两个模块的功能，实现废气产生、处理及排放全流程的仿真展示。

[0075] 本实施例中，确定的半导体制造设备组为晶圆的刻蚀设备组。该设备组本身可以进行晶圆的多种刻蚀处理工艺，以下例子以采集响应的半导体目标制造工艺设为晶圆刻蚀中的干法刻蚀工艺，针对干法刻蚀工艺产生的废气采用的废气处理为等离子水洗。

[0076] 其中，半导体制造工艺设备为刻蚀设备，废气处理设备为等离子水洗设备。半导体制造工艺参数包括半导体制造的原料组分，即为干法刻蚀工艺中的气体介质，包括O2、Ar以及N2等，还包括半导体制造的工艺流程，即为干法刻蚀工艺的流程。

[0077] 废气产生工况参数包括半导体制造工艺设备中各个腔体的状态参数，各个腔体的状态参数即为工况状态，其中，本实施例中的刻蚀设备存在4个腔体，每个腔体处于不同的工况状态，不同工况状态下腔体内部的反应也不同，废气产生工况参数则包括了4个腔体中每个腔体涉及到的所有工况状态。

[0078] 废气处理工况参数包括废气处理设备中的废气处理反应类型参数以及废气处理反应工况条件参数，本实施例中废气处理反应类型参数即为等离子水洗中的化学反应，废气处理反应工况条件参数则为等离子水洗中化学反应的条件参数，如温度、时间、反应物的量等。

[0079] 废气排放参数包括排放废气的物性参数，即排放废气的种类、排放量、排放速率、温度、压力等。

[0080] 以晶圆刻蚀中的干法刻蚀工艺为例，构建废气处理仿真模拟的方法，包括如下步骤：

[0081] 确定晶圆刻蚀设备组，建立晶圆刻蚀设备组的数据库；

[0082] 搭建离散制造模块，离散制造模块采集并响应干法刻蚀工艺，且离散制造模块包括与晶圆干法刻蚀工艺对应的逻辑单元及策略单元；

[0083] 建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，化工稳态模块模拟进行干法刻蚀工艺过程中的废气化学反应；

[0084] 基于以上建立的离散制造模块和化工稳态模块，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。

[0085] 如图2所示，搭建离散制造模块，具体包括如下步骤：

[0086] 基于确定的半导体制造工艺设备，获取对应的所有半导体制造工艺；

[0087] 构建与各个半导体制造工艺所对应的逻辑单元及策略单元；

[0088] 基于逻辑单元和策略单元，搭建离散制造模块；

[0089] 离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，将半导体制造工艺参数数据转化为废气产生工况参数数据和第一废气排放参数数据。

[0090] 构建与各个半导体制造工艺所对应的逻辑单元及策略单元，具体包括如下步骤：

[0091] 遍历半导体制造工艺设备中的各个腔体，给出所有腔体的状态参数数据；

[0092] 基于每个半导体制造工艺，确定进行半导体制造的原料组分数据和工艺流程数据；

[0093] 设置工艺流程数据与所有腔体的状态参数数据的对应关系，并给出各个腔体的状态参数组合逻辑，基于组合逻辑构建半导体制造工艺与各腔体的状态参数数据之间对应关系的逻辑单元；

[0094] 构建第一废气排放参数数据与半导体制造工艺设备中各腔体的状态参数数据之间的对应关系；

[0095] 通过半导体制造工艺设备中各腔体的状态参数数据以及逻辑单元，给出半导体制造工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系，构建半导体制造工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系的策略单元。

[0096] 通过逻辑单元和策略单元的构建，使得离散制造模块具备了模拟废气产生过程的能力，通过对半导体目标制造工艺的采集、识别，转化为废气产生工况参数和第一废气排放参数的输出。

[0097] 以晶圆干法刻蚀工艺为例，如图3所示，搭建离散制造模块，离散制造模块将晶圆干法刻蚀的气体介质数据和刻蚀工艺的流程数据均转化为刻蚀设备各个腔体的工况状态数据、等离子水洗中的化学反应数据、等离子水洗中化学反应的条件参数数据和排放废气的物性参数数据；其中，排放废气的物性参数数据主要指排放废气的种类数据；

[0098] 具体包括如下步骤：

[0099] 基于确定的刻蚀设备，获取对应的所有刻蚀工艺；

[0100] 构建与各个刻蚀工艺所对应的逻辑单元及策略单元；

[0101] 基于逻辑单元和策略单元，搭建离散制造模块；

[0102] 离散制造模块采集并响应干法刻蚀工艺，将刻蚀工艺参数数据转化为废气产生工况参数数据和第一废气排放参数数据。

[0103] 构建与各个刻蚀工艺所对应的逻辑单元及策略单元，具体包括如下步骤：

[0104] 遍历半导体制造工艺设备中的各个腔体，给出所有腔体的状态参数数据；

[0105] 基于每个刻蚀工艺，确定进行刻蚀的原料组分数据和工艺流程数据；

[0106] 设置工艺流程数据与所有腔体的状态参数数据的对应关系，并给出各个腔体的状态参数组合逻辑，基于组合逻辑构建刻蚀工艺与各腔体的状态参数数据之间对应关系的逻辑单元；

[0107] 构建第一废气排放参数数据与刻蚀设备中各腔体的状态参数数据之间的对应关系；

[0108] 通过刻蚀设备中各腔体的状态参数数据以及逻辑单元，给出刻蚀工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系，构建刻蚀工艺参数数据与第一废气排放参数数据之间对应关系的策略单元。

[0109] 如图4所示，建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，具体包括如下步骤：

[0110] 基于半导体制造工艺设备，构建模拟半导体制造中废气产生的第一子模块；

[0111] 建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，离散制造模块向第一子模块传输废气产生工况参数数据；

[0112] 将废气处理设备拆解成多个最小结构单元，分别形成对应的用于废气处理热力学模拟的最小结构模拟单元，并将每个最小结构单元的废气处理工况参数赋予最小结构模拟单元，其中，最小结构单元为废气处理设备中完成废气处理中独立工艺步骤的某个单一部件；

[0113] 构建模拟废气处理及排放的第二子模块，第二子模块基于废气处理反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元；

[0114] 组合第一子模块和第二子模块，第一子模块将废气产生工况参数数据和半导体制造工艺参数数据，传入第二子模块进行废气处理及排放的模拟，建立模拟废气化学反应的化工稳态模块。

[0115] 建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，具体包括如下步骤：

[0116] 离散制造模块采集并响应半导体目标制造工艺，基于半导体制造工艺参数数据确定废气产生工况参数数据；

[0117] 构建联动第一子模块和离散制造模块的联动指令模块，联动指令模块通过发出调用指令，将半导体制造工艺参数数据和确定的废气产生工况参数数据调入第一子模块；

[0118] 第一子模块接收废气产生工况参数数据和半导体制造工艺参数数据，传入第二子模块进行废气处理及排放的模拟。

[0119] 第二子模块基于废气处理反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元，具体包括如下步骤：

[0120] 第二子模块基于废气处理反应类型参数，给出废气处理的工艺流程；

[0121] 基于废气处理的工艺流程，调用并整合相应的最小结构模拟单元。

[0122] 第二子模块进行废气处理及排放的模拟包括模拟废气处理工况参数及第二废气排放参数，其中，第二废气排放参数为废气的排放量、排放速率、温度及压力。

[0123] 单个的废气处理设备能复合多种物化反应，每种物化反应下最小结构单元的工况参数都有所不同。因此，在进行化工稳态模拟时，通过调取及整合用于废气处理热力学模拟的最小结构模拟单元，组合表达每种物化反应。

[0124] 以晶圆干法刻蚀和等离子水洗为例，如图5所示，建立晶圆刻蚀工艺和等离子水洗的化工稳态模块，具体包括如下步骤：

[0125] 基于刻蚀设备，构建模拟刻蚀中废气产生的第一子模块；

[0126] 建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，离散制造模块向第一子模块传输废气产生工况参数数据；

[0127] 将等离子水洗设备拆解成多个最小结构单元，分别形成对应的用于废气处理热力学模拟的最小结构模拟单元，并将每个最小结构单元的废气处理工况参数赋予最小结构模拟单元，其中，最小结构单元为等离子水洗设备中完成废气处理中独立工艺步骤的某个单一部件；

[0128] 构建模拟废气处理及排放的第二子模块，第二子模块基于等离子水洗反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元；

[0129] 如图6所示，本实施例中的最小结构单元为等离子水洗设备中完成废气处理中独立工艺步骤的某个单一部件，单一部件一般为等离子水洗设备的组成部件，如等离子炬、水幕反应腔体、一段水洗、二段水洗、废水泵、循环泵以及水冷壁等，对以上单元部件的最小结构模拟单元拆解后调取并整合；

[0130] 组合第一子模块和第二子模块，第一子模块将废气产生工况参数数据和刻蚀工艺参数数据，传入第二子模块进行废气处理及排放的模拟，建立模拟废气化学反应的化工稳态模块。

[0131] 建立第一子模块和离散制造模块之间的联动，具体包括如下步骤：

[0132] 离散制造模块采集并响应干法刻蚀工艺，基于刻蚀工艺参数数据确定废气产生工况参数数据；

[0133] 构建联动第一子模块和离散制造模块的联动指令模块，联动指令模块通过发出调用指令，将刻蚀工艺参数数据和确定的废气产生工况参数数据调入第一子模块。

[0134] 第二子模块基于等离子反应类型参数调取并整合多个最小结构模拟单元，具体包括如下步骤：

[0135] 第二子模块基于等离子反应类型参数，给出废气处理的工艺流程；

[0136] 基于废气处理的工艺流程，调用并整合相应的最小结构模拟单元。

[0137] 第二子模块进行废气处理及排放的模拟包括模拟废气处理工况参数及第二废气排放参数，其中，第二废气排放参数为废气的排放量、排放速率、温度及压力。

[0138] 模拟晶圆干法刻蚀和等离子水洗的废气处理仿真模型中的第二子模块包括模拟等离子水洗中的化学反应、等离子水洗中化学反应的条件参数及排放废气的排放量、排放速率、温度、压力等。

[0139] 搭建模拟晶圆干法刻蚀和等离子水洗的化工稳态模块，建立包括离散制造模块和化工稳态模块的废气处理仿真模型，并将联动指令模块嵌入废气反应模拟模型中，完成针对晶圆刻蚀的废气处理仿真模型构建，实时展示废气产生、处理及排放的过程。

[0140] 离散制造模块实时呈现第一废气排放参数数据，另外通过联动指令模块调用刻蚀设备中各个腔体的工况状态数据进入化工稳态模块，实时呈现第二废气排放参数数据。

[0141] 如图7所示，通过废气处理仿真模型中离散制造模块、化工稳态模块和联动指令模块的数据传输、仿真模拟，实现了针对废气产生、处理和排放的实时展示。半导体原料组分给出原始参数1‑4，腔体也给出了腔体1‑4，每个腔体的状态参数标识为状态1‑1，……，4‑2等。经过离散制造模块的处理后，腔体工况状态可以通过A、B、C……等编码来标识，工况状态的组合由编码组合表示，如ABCD，ACDE……等。在联动指令模块的作用下，离散制造模块与化工稳态模块共同实现废气产生、处理和排放的实时展示。

[0142] 如图8所示，本发明还提供一种用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建装置，采用如上述用于半导体制造设备的废气处理仿真模型构建方法，包括：

[0143] 获取组件，确定半导体制造设备组，采集并响应半导体目标制造工艺;

[0144] 构建组件，建立半导体制造设备组的数据库，搭建离散制造模块，建立与离散制造模块联动的化工稳态模块，化工稳态模块模拟进行半导体目标制造工艺过程中的废气化学反应，构建形成进行实时展示废气产生、处理及排放过程的废气处理仿真模型。

[0145] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。