采用指數(shù)加權(quán)平均控制器的半導體生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性與性能分析.pdf

1、半導體生產(chǎn)工業(yè)的高投入以及生產(chǎn)設(shè)備的昂貴使得生產(chǎn)效率的提高對生產(chǎn)商來說至關(guān)重要。因此,在當代半導體生產(chǎn)廠中,同一個生產(chǎn)機臺用來加工很多不同種類的產(chǎn)品,也就是所謂的混合產(chǎn)品生產(chǎn)過程是很常見的,但是目前半導體生產(chǎn)批間控制領(lǐng)域的研究大都針對單一產(chǎn)品制程,即一種產(chǎn)品在一個機臺上生產(chǎn),這種制程已經(jīng)和當代半導體生產(chǎn)過程不相符。因此本文部分工作將深入研究半導體生產(chǎn)中混合產(chǎn)品制程的控制方法,主要研究成果如下:
　　1.研究了一個簡單的混合產(chǎn)品生產(chǎn)

2、過程,即兩種不同種類的產(chǎn)品在一個機臺上按照順序周而復始地生產(chǎn),并且在每一個生產(chǎn)周期里同種產(chǎn)品都生產(chǎn)相同的個數(shù),并且針對這種生產(chǎn)過程提出了基于產(chǎn)品的雙指數(shù)加權(quán)平均算法,我們發(fā)現(xiàn)如果系統(tǒng)的擾動是帶有漂移的一階滑動平均時,即使采用了基于產(chǎn)品的雙指數(shù)加權(quán)平均控制器,當某種產(chǎn)品的下線時間太久之后再次上線時,它組成的系統(tǒng)的輸出在上線的前幾個批次仍然會偏離目標值很遠。
　　2.由于在實際生產(chǎn)過程中為了提高設(shè)備的利用率,所以同一個機臺上通常會生產(chǎn)

3、很多不同種類的產(chǎn)品,并且在每一個生產(chǎn)周期里每種產(chǎn)品的生產(chǎn)批次數(shù)都有可能不同,此時每個生產(chǎn)周期生產(chǎn)的總的產(chǎn)品數(shù)也有可能不同。針對這種生產(chǎn)過程,我們證明了如果在某個生產(chǎn)周期,某種產(chǎn)品下線時間長時,那么在下一個生產(chǎn)周期,當這種產(chǎn)品上線時,在機臺老化的影響下,它的輸出在開始幾個批次會遠遠偏離目標值。為了克服機臺老化對系統(tǒng)性能的影響,我們分別提出了折扣因子周期重置指數(shù)加權(quán)平均算法以及周期預測指數(shù)加權(quán)平均算法。同時,我們也討論了機臺檢修導致的階躍故

4、障對系統(tǒng)性能的影響,并且分別提出了折扣因子容錯和周期預測指數(shù)加權(quán)平均算法來減小這種故障對系統(tǒng)性能的影響。
　　在半導體生產(chǎn)過程中,由于每一批次都是一些復雜的物理化學過程,通常來說很難在線實時測量,同時很多機臺的設(shè)計都不允許再裝在線傳感器,這些特點都導致測量不是每一批次都進行的或者測量是以隨機的形式進行的,因此實際生產(chǎn)過程是具有時延的。時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響是一個很重要的問題,但是在半導體生產(chǎn)批間控制領(lǐng)域幾乎沒有這方面的研究成果,因

5、此本文另一部分工作將深入研究具有測量時延的半導體生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性問題,主要研究成果如下:
　　1.針對具有測量時延的單一產(chǎn)品生產(chǎn)過程提出兩種控制器,即指數(shù)加權(quán)平均I控制器和指數(shù)加權(quán)平均Ⅱ控制器,并且當系統(tǒng)采用這兩種控制器時,得出了在不同時延情況下系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件。
　　2.針對帶有測量時延的多產(chǎn)品混合生產(chǎn)過程,同樣提出了兩種控制器,即指數(shù)加權(quán)平均I控制器和指數(shù)加權(quán)平均Ⅱ控制器,并且我們將分析單一產(chǎn)品生產(chǎn)過程時所采用的方