變模型增益指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均控制器研究.pdf

1、在間歇過程尤其是半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中，由于對一些重要的產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)缺乏在線測量手段，品質(zhì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)控制難以實(shí)施。Run-to-Run通過反饋歷史批次數(shù)據(jù)的信息來修正下一批次的制程方案(recipe)，從而降低批次間產(chǎn)品的品質(zhì)差異。作為統(tǒng)計(jì)過程控制和實(shí)時(shí)控制的折衷，Run-to-Run控制提供了一個(gè)提升產(chǎn)品品質(zhì)、改善總體設(shè)備效能的框架。在半導(dǎo)體生產(chǎn)行業(yè)，隨著集成電路特征尺寸的不斷降低，傳統(tǒng)的控制手段無法滿足產(chǎn)品品質(zhì)控制的要求，因此Run-to

2、-Run控制策略受到眾多生產(chǎn)廠商和控制學(xué)者的重視。本文的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面。 詳細(xì)介紹了Run-to-Run控制的產(chǎn)生背景，同時(shí)回顧了Run-to-Run控制的發(fā)展歷史，在此基礎(chǔ)上闡述了Run-t-Run控制器的結(jié)構(gòu)，并介紹了Run-to-Run控制的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用現(xiàn)狀。 指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均(exponentially weighted moving average，EWMA)是最早提出的Run-to-Run控制算法，

3、指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均和雙指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均(D-EWMA)控制器是實(shí)際生產(chǎn)過程中使用最廣的Run-to-Run控制器。在第二章里，針對單變量和多變量的情況分別介紹了這兩種Run-to-Run控制器的結(jié)構(gòu)、算法，并對各個(gè)控制器進(jìn)行了相應(yīng)的穩(wěn)定性分析。 針對普通的EWMA類控制器只能適用于線性過程對象的不足，提出了一種改進(jìn)的EWMA控制器。相對于常規(guī)的EWMA類控制器只更新模型偏置的情況，該控制器同時(shí)更新模型的增益，理論上該控制器在控制非

4、線性的過程對象時(shí)能取得更好的控制效果。 在簡要介紹半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中常見的化學(xué)機(jī)械拋光工藝的基礎(chǔ)上，以化學(xué)機(jī)械拋光過程作為仿真對象，將本文提出的變模型增益指數(shù)移動(dòng)平均控制算法同常規(guī)的指數(shù)移動(dòng)平均控制算法進(jìn)行了仿真比較。 出于工業(yè)應(yīng)用的目的，開發(fā)了一種Run-to-Run控制軟件，本文詳細(xì)介紹了該Run-to-Run控制軟件的結(jié)構(gòu)框架和各部分的具體實(shí)現(xiàn)，并演示了該軟件的運(yùn)行效果。 最后總結(jié)本文所做的工作并對Run-t