批间控制器性能评估算法研究

摘要

半导体制造业在国民经济建设、社会发展和国家安全中处于重要的战略地位，促进了经济的持续增长，推动了信息产业的（通信、计算机、信息家电以及网络技术）发展。在半导体生产过程中，控制器性能的优劣直接关系到晶圆的质量，然而控制器的性能会随着时间推移而退化，要保证生产过程安全、高效、低耗的运行，必须在控制回路中加入性能监控与评估单元。本文从混合制程的特点出发，在批间控制框架下，基于最小二乘算法和贝叶斯理论，针对制程中扰动的多样性，研究批间控制器性能评估问题，其主要内容如下：
　　1.在半导体加工过程中，往往存在模型不匹配现象。为此，本文基于最小二乘辨识算法，提出了一种批间控制器性能评估的可达基准。首先，在分析方差对批间控制器性能影响的基础上，给出可达基准的表达式，并利用滚动时间窗口和最小二乘算法估算出待测参数。然后分别以thread-EWMA控制器与double-EWMA控制器为例，验证本文所提出可达基准的有效性，以及模型不匹配参数对控制器性能的影响。
　　2.针对系统扰动的多样性，本文在最小二乘参数辨识的基础上，依据ARMAX模型和贝叶斯理论，提出了一种基于贝叶斯后验概率的性能评估基准。首先，给出不同扰动的扰动估计的表达式，并建立 ARMAX模型；若控制器性能衰退，则制程的 ARMAX模型参数发生漂移，将控制器性能信息按加工时间顺序划分为两个相邻的滚动时间窗口，基于贝叶斯后验概率函数，及时捕获后一个滚动时间窗口内参数发生漂移的概率，从而判断控制器性能是否衰退；然后分析模型不匹配、不协调因子、测量时延、高混合制程等各种扰动对该评估基准的影响，最后通过数值仿真验证了本文算法的有效性。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 存在问题

1.4 课题组研究基础

1.5 本文内容安排

第二章 基于参数估计的性能评估算法

2.1 引言

2.2 性能评估算法

2.3 数值仿真

2.4 小结

第三章 基于贝叶斯后验概率的性能评估算法

3.1 引言

3.2 典型扰动下的性能分析

3.3 性能评估基准

3.4 数值仿真

3.5 本章小结

第四章 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的主要科研成果