[发明专利]一种半导体制程批间控制系统的控制性能诊断方法

权利要求书

1.一种半导体制程批间控制系统的控制性能诊断方法，其特征在于，其步骤如下：

S1、获取半导体制程中的EWMA批间控制系统的N组历史正常工况的输入数据和输出数据作为样本数据，将样本数据划分为S+1个窗口，利用第一个窗口的输入数据和输出数据计算基准工况白噪声估计值ε_r和基准工况扰动模型估计值获取过程-扰动联合模型残差e(t)、过程数据集和输出数据集Y₁⁰，并根据过程数据集获得基准工况的矩阵X₁，根据输出数据集Y₁⁰获得基准工况的矩阵Y₁，构建Hankel矩阵X_p和X_f以及投影矩阵J_q；

S2、利用第k'个窗口的输入数据和输出数据构建过程数据集和输出数据集根据过程数据集获得实际工况的矩阵X_k'，根据输出数据集获得实际工况的矩阵Y_k'，采用典型变量分析方法获取第k'个窗口对应的EWMA批间控制系统的控制性能监控量其中，k'＝2,3,…,S+1；

S3、根据步骤S1中的基准工况扰动模型估计值第k'个窗口的输入数据和输出数据获取基准工况模型残差v_r,k'(t)和模型失配/扰动动态性联合监控量

S4、利用第k'个窗口的输入数据和输出数据获取第k'个窗口对应的实际工况白噪声估计值ε_h,k'(t)和实际工况扰动模型估计值并根据实际工况扰动模型估计值获取实际工况模型残差v_h,k'(t)；

S5、根据步骤S1中的基准工况白噪声估计值ε_r和步骤S4中的实际工况白噪声估计值ε_h,k'(t)计算干扰特征监控量根据步骤S3中的基准工况模型残差v_r,k'(t)和步骤S4中的实际工况模型残差v_h,k'(t)计算扰动模型监控量根据步骤S4中的实际工况白噪声估计值ε_h,k'(t)和实际工况模型残差v_h,k'(t)获取模型失配监控量

S6、采用核密度估计方法分别获取控制性能监控量的控制上限UP_CPI、模型失配/扰动动态性联合监控量的控制上限UP_PDMI、干扰特征监控量的控制上限UP_DVI、干扰特征监控量的控制下限LP_DVI、扰动模型监控量的控制下限LP_DMI以及模型失配监控量的控制上限UP_PMI；

S7、在线采集半导体制程的EWMA批间控制系统的N1组输入数据和输出数据，并获取当前工况的控制性能监控量η_CPI，根据步骤S6中的控制上限UP_CPI，实时判断闭环系统的控制性能是否下降；

S8、若控制性能监控量η_CPI大于控制性能监控量的控制上限UP_CPI，EWMA批间控制系统的性能下降，执行步骤S9，否则，EWMA批间控制系统的性能良好；

S9、利用步骤S1中的基准工况扰动模型估计值步骤S7中的N1组输入数据和输出数据获取当前工况的模型失配/扰动动态性联合监控量η_PDMI；

S10、若模型失配/扰动动态性联合监控量η_PDMI大于步骤S6中的模型失配/扰动动态性联合监控量的控制上限UP_PDMI，模型失配或扰动动态性导致EWMA批间控制系统的性能下降，执行步骤S11，否则，控制器参数改变导致EWMA批间控制系统的性能下降；

S11、计算当前工况的干扰特征监控量η_DVI、扰动模型监控量η_DMI和模型失配监控量η_PMI；当前工况的干扰特征监控量η_DVI大于步骤S6中的干扰特征监控量的控制上限UP_DVI或小于干扰特征监控量的控制下限LP_DVI时，干扰特征改变导致EWMA批间控制系统的性能下降；当扰动模型监控量η_DMI小于扰动模型监控量的控制下限LP_DMI时，扰动模型改变导致EWMA批间控制系统的性能下降；当模型失配监控量η_PMI大于模型失配监控量的控制上限UP_PMI时，模型失配导致EWMA批间控制系统的性能下降。