一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，由线上仪器设备管理系统整合动态与安全模块以及教学和大数据模块后构成。本发明专利技术提供的动态与安全模块是一种讯息同步模块，能够帮助不同角色的人员快速掌握重点讯息，同时强化安全的运行方法和系统架构。本发明专利技术中的教学和大数据模块是一种能够回收用户数据，提供工艺良率维护、工艺原理教学和工艺经验传承的运行方法及系统架构。本发明专利技术将上述两种模块融入一般线上设备管理系统中，形成的整体运行方法和系统架构能够产生公共微纳加工平台高效运行的逻辑关系，达到消除人员‑实验‑仪器‑业务之间隔阂的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统
本专利技术涉及一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，涉及共享平台管理、大数据统计与分析、教学管理和科研仪器管理

技术介绍
在一所主要方向为物理、化学、材料和生物等重点学科的高水平研究型大学里，为了保障研究和教学的竞争力和永续发展，需要建立一个和微纳加工领域相关的大型设备、资源共享平台。此类共享平台的主体为专门制造电子芯片的电子厂房净化室，配套多种微米或纳米尺寸加工大型贵重仪器，主要涵盖光刻、金属薄膜、介电薄膜、干法刻蚀、湿法刻蚀、薄膜性质分析、器件封装和器件分析等不同功能，多套设备组合形成一套完整的工艺链。在制造电子芯片的行业里，为达到产能的需求，厂房净化室内分工细致，管理业务繁琐又复杂，这样的运行方式主要为了确保生产线产能。而在大学里，公共微纳加工平台是为了科研和教学目的而设置，因此工业界的运行方式并不适用于大学。在高水平研究型大学里，除了微纳加工平台的设备管理团队，人员用户(主要为本科生、研究生、博士后研究员和交换学生等)流动性高，科研实验和教学活动的节奏非常快速。因此公共微纳加工平台需要一种高效运行模式，特别针对科研和教学2个主要目的，做个性化管理。电子厂房净化室的运维，通常可以依靠线上综合管理系统来整合运行管理。然而，目前已商业化的大型仪器设备综合管理系统的功能模块有限，无法解决大学内公共微纳加工平台运行的主要困难点，主要是净化室内设备和人员的动态与安全的运行盲点，以及无法做工艺数据采集分析，导致工艺能力无法整体性的提升。因此，如果能够有效解决以上2个问题，将促进公共微纳加工平台的高效运行，进一步发挥平台的研究与教学功能。国内高校或国家研究单位中，各方面综合领先的微纳加工平台有中科院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心、中科院物理研究所微加工实验室、上海交通大学先进电子材料与器件平台、复旦大学纳米光刻与应用研究中心、复旦大学微纳加工和器件公共实验室、中科院苏州纳米所纳米加工平台等。国外领先如伯克利大学MarvellNanofabricationLaboratory、斯坦福大学StanfordNanofabricationFacility等。这些著名微纳加工平台，有比较久的发展历史，虽然研发方向有所不同，组织架构有所差异，但都具备了五个相同特质：净化环境稳定、人员用户广泛、设备状态良好、工艺整合完善、教学研发突出。有历史的微纳加工平台大多已发展出一套满足需求的管理系统，这样的线上管理系统，仍缺乏动态运行和数据采集分析的功能，也缺乏一个新平台从建立到发展过程中需要不断修正的灵活性。当前市场上没有一个综合管理系统是针对大学里公共微纳加工平台的高效运行而设计的。微纳加工平台要做好科研和教学的工作，并伴随所属大学发展成为国内外领先的研究单位，本质上必须达到上述5个高端平台的主要特质，是必须经过大量探索和经验积累。在没有一个功能性强、专业性高的综合管理系统来辅助管理的情形下，将花费更多时间、人力和经费，甚至难以达成高效运行的目标。适用于大学的微纳加工平台涉及的人员用户广泛，涉及的设备种类和数目较多，相关化学、环境和仪器安全的复杂性高。具体而言，公共微纳加工平台的几个特点为：(1)大学里的大型设备，属于社会资源，常规性对其他大学或企业用户开放，通常涉及人员用户广泛。(2)微纳加工主要有光刻、蚀刻、薄膜、和器件封装/测试等设备，而支撑这些工艺设备，还需要多套厂务系统，包含净化空调、特殊气体、尾气排放、压缩空气/氮气、工艺超纯水、工艺设备冷却水、废水处理系统、消防和事故排风等。(3)微纳加工平台定期工艺测试并视需要开发，将各种不同工艺整合形成一套完成工艺链，因此用户能够使用一整套工艺链，或者只使用几个工艺设备，制备出不同的功能器件，如电子、生物、能源器件等。微纳加工平台的运行重点之一是设备使用率的提升，当设备使用率达满载(机时满载)，代表平台处于最理想的运行模式。此时，多位用户、课题组负责人(用户导师或直属上司)、工艺设备管理人(设备工程师)、厂务设备工程师等多方人员使用不同类型大小设备，开展不同科研、教学和运维工作。在这样的状态下，需要相关涉及人员共同了解不同动态，比如：人员安全、工艺设备和厂务设备状态关联、讯息公告等。而目前市面上的综合管理系统的功能主要聚焦在收费和计时统计，缺少对微纳加工平台各类信息进行动态显示的功能，而该功能有助于对各环节进行规范化、整合化管理。对于大学的微纳加工平台进行管理，最重要的工作之一是经验传承和工艺信息整合。通常制作一个商业化的器件，会涉及到上百道甚至数百道工艺步骤。大学或研究型单位主要研究课题为原型器件开发，原型器件的开发可能只涉及几十道工艺，即便简化很多，对一个没有经验的学生，比如研一新生开展新课题，往往因为缺乏理论知识和技术经验，对单项工艺过程中出现的单纯问题，需要花较多的时间摸索才能解决。而一旦面对多步工艺过程中出现的复杂问题，需要整合性地一步一步倒推分析，就很容易难倒绝大多数研究生，甚至有经验的研究人员。因为每一道工艺既有其独立的特点，工艺之间又相互关联，甚至于前一道工序会对下一道工序产生影响，进而影响最后的器件良率。因此，各个工艺之间的有效衔接对设备使用率和工艺结果都存在着影响。对于经验传承和工艺信息整合的需求，当前市场上大型设备仪器管理系统都无法满足微纳加工平台高效运行的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：目前已商业化的大型仪器设备综合管理系统的功能模块有限，无法解决大学内公共微纳加工平台中净化室内设备和人员的动态与安全的运行盲点，以及无法做工艺数据采集分析，导致工艺能力无法整体性地提升。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，由线上仪器设备管理系统整合动态与安全模块以及教学和大数据模块后构成；动态与安全模块具备安全动态管理功能、设备动态管理功能以及信息动态管理功能，其中：动态与安全模块通过安全动态管理功能为相关人员实时显示净化室内用户信息以及对违规行为做出判断后发出警告；动态与安全模块通过设备动态管理功能建立工艺设备和厂务设备之间的通联网，净化室内的工艺设备和厂务设备之间是一对多的关系，同时也是多对一的关系，从而形成工艺设备和厂务设备之间多对多的通联网，进一步利用工艺设备和厂务设备之间多对多的通联网，建立多方信息实时互联互通，便于不同人员抓取工艺设备和/或厂务设备的实时讯息、查询工艺设备和/或厂务设备的当前故障原因，查询工艺设备和/或厂务设备的历史故障记录；动态与安全模块通过信息动态管理功能实现动态信息及时发布；教学和大数据模块具备在线设备培训与考核功能、自主设计器件工艺流程功能、建立工艺大数据库功能以及使用工艺大数据库功能，其中：教学和大数据模块通过在线设备培训与考核功能实现用户在线上完成安全培训、设备培训及考核；用户通过教学和大数据模块的自主设计器件工艺流程功能，可以根据器件类型选用合适的工艺流程标准样板，并可对工艺流程标准样板进行编辑，教学和大数据模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，由线上仪器设备管理系统整合动态与安全模块以及教学和大数据模块后构成；/n动态与安全模块具备安全动态管理功能、设备动态管理功能以及信息动态管理功能，其中：/n动态与安全模块通过安全动态管理功能为相关人员实时显示净化室内用户信息以及对违规行为做出判断后发出警告；/n动态与安全模块通过设备动态管理功能建立工艺设备和厂务设备之间的通联网，净化室内的工艺设备和厂务设备之间是一对多的关系，同时也是多对一的关系，从而形成工艺设备和厂务设备之间多对多的通联网，进一步利用工艺设备和厂务设备之间多对多的通联网，建立多方信息实时互联互通，便于不同人员抓取工艺设备和/或厂务设备的实时讯息、查询工艺设备和/或厂务设备的当前故障原因，查询工艺设备和/或厂务设备的历史故障记录；/n动态与安全模块通过信息动态管理功能实现动态信息及时发布；/n教学和大数据模块具备在线设备培训与考核功能、自主设计器件工艺流程功能、建立工艺大数据库功能以及使用工艺大数据库功能，其中：/n教学和大数据模块通过在线设备培训与考核功能实现用户在线上完成安全培训、设备培训及考核；/n用户通过教学和大数据模块的自主设计器件工艺流程功能，可以根据器件类型选用合适的工艺流程标准样板，并可对工艺流程标准样板进行编辑，教学和大数据模块通过自主设计器件工艺流程功能引导用户主动输入相关工艺数据；/n教学和大数据模块通过建立工艺大数据库功能获取用户主动输入的工艺数据，汇总后建立工艺大数据库；/n用户通过教学和大数据模块的使用工艺大数据库功能对工艺大数据库内的数据进行统计分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，由线上仪器设备管理系统整合动态与安全模块以及教学和大数据模块后构成；
动态与安全模块具备安全动态管理功能、设备动态管理功能以及信息动态管理功能，其中：
动态与安全模块通过安全动态管理功能为相关人员实时显示净化室内用户信息以及对违规行为做出判断后发出警告；
动态与安全模块通过设备动态管理功能建立工艺设备和厂务设备之间的通联网，净化室内的工艺设备和厂务设备之间是一对多的关系，同时也是多对一的关系，从而形成工艺设备和厂务设备之间多对多的通联网，进一步利用工艺设备和厂务设备之间多对多的通联网，建立多方信息实时互联互通，便于不同人员抓取工艺设备和/或厂务设备的实时讯息、查询工艺设备和/或厂务设备的当前故障原因，查询工艺设备和/或厂务设备的历史故障记录；
动态与安全模块通过信息动态管理功能实现动态信息及时发布；
教学和大数据模块具备在线设备培训与考核功能、自主设计器件工艺流程功能、建立工艺大数据库功能以及使用工艺大数据库功能，其中：
教学和大数据模块通过在线设备培训与考核功能实现用户在线上完成安全培训、设备培训及考核；
用户通过教学和大数据模块的自主设计器件工艺流程功能，可以根据器件类型选用合适的工艺流程标准样板，并可对工艺流程标准样板进行编辑，教学和大数据模块通过自主设计器件工艺流程功能引导用户主动输入相关工艺数据；
教学和大数据模块通过建立工艺大数据库功能获取用户主动输入的工艺数据，汇总后建立工艺大数据库；
用户通过教学和大数据模块的使用工艺大数据库功能对工艺大数据库内的数据进行统计分析。


2.如权利要求1所述的一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，相关用户分别通过前台界面及后台界面登入所述综合管理系统的前台及后台；相关用户在净化室外处理业务时，通过前台界面登入所述综合管理系统的前台；相关用户在净化室内工作时，通过后台界面登入所述综合管理系统的后台。


3.如权利要求2所述的一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，相关用户可以在校园网登入所述前台；相关用户只能利用净化室门口或净化室内的电脑登入所述后台，且用户进入净化室必须登入所述后台。


4.如权利要求2所述的一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，新注册用户的权限仅限于登入前台后，使用所述教学和大数据模块中的所述在线设备培训与考核功能，以及所述动态与安全模块中的查询功能，利用该查询功能对所述动态与安全模块反馈的数据进行查询；待新注册的用户学习考核通过后，自动为其开放相关后台的相关权限。


5.如权利要求2所述的一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，所述动态与安全模块通过安全动态管理功能对违规行为做出判断时利用所述前台及所述后台判断区分用户在净化室内还是在净化室外，从而有效落实实验室双人制度，具体包括：
用户在进入净化室前需要利用所述后台界面登入所述后台，用户在离开净化室时需要利用所述后台界面登出所述后台；所述动态与安全模块通过安全动态管理功能通过用户在后台的状态判断当前净化室内用户的数量；
若净化室内当前没有用户，第一位用户利用所述后台界面登入所述后台时，所述动态与安全模块通过安全动态管理功能向当前用户发出单人进入净化室提醒，此时，当前用户有一定的缓冲时间登出后台或等待第二位用户登入后台；
若净化室内仅剩两名用户，倒数第二位用户利用所述后台界面登出所述后台时，所述动态与安全模块通过安全动态管理功能向当前用户发出提醒，提醒当前用户必须将另一位留在净化室内的用户一起带出净化室或者当前用户留在净化室内等待另一位用户一起离开；
用户若违反上述实验室双人制度，所述动态与安全模块通过安全动态管理功能自动发送警告邮件至用户本人、用户导师或直属上司以及平台团队。
所述动态与安全模块通过所述安全动态管理功能对人员进入净化室的时间进行统计，若某一用户单次登入后台超过15小时，则所述动态与安全模块通过所述安全动态管理功能自动发送邮件给用户、用户导师或直属上司；若某一用户单次登入超过24小时，则所述动态与安全模块通过所述安全动态管理功能再次自动发送邮件给用户、用户导师或直属上司以及学院安全负责人。


6.如权利要求2所述的一种专门用于公共微纳加工平台运行的综合管理系统，其特征在于，所述动态与安全模块通过所述动态管理功能给除工艺工程师及厂务工程师外的用户设定的权限是只能给工艺设备及厂务设备挂黄灯，工艺设备或厂务设备挂黄灯表示该工艺设备或厂务设备存在问题，需要工艺工...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，张超，熊荣欣，何金金，陆盛楠，高珍，王宏达，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：上海;31