半导体制造过程的批间控制和性能监控
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作者郑英，王妍，凌丹著
出版社科学出版社
ISBN9787030708175
出版时间2023-11
装帧平装
开本16开
定价128元
货号14514893
上书时间2024-09-09
商品详情
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目录
序
前言
第1章 半导体制造过程概述 1
1.1 引言 1
1.2 半导体制造过程 3
1.2.1 半导体制造流程 3
1.2.2 半导体制程控制/监控框架 4
1.3 半导体制程的批间控制 5
1.3.1 预估算法 5
1.3.2 控制方法 7
1.3.3 控制性能评估 10
1.4 半导体制程的故障诊断 11
1.4.1 半导体制程数据 12
1.4.2 统计过程控制和统计过程监控 12
1.4.3 混合产品制程监控 14
1.4.4 故障分离 15
第2章 批间控制 16
2.1 引言 16
2.2 批间控制设计原则 17
2.3 EWMA算法介绍 20
2.4 DEWMA算法介绍 22
2.5 基于时间序列的干扰模型 23
2.5.1 时间序列模型 23
2.5.2 模型阶次的选择 24
2.5.3 制程干扰模型 24
2.6 本章小结 26
第3章 控制性能和制造过程监控 27
3.1 引言 27
3.2 控制性能监控方法 28
3.2.1 控制性能监控的目的 28
3.2.2 性能评估基准 30
3.2.3 控制性能评估/监控的基本方法 33
3.3 制造过程监测方法 36
3.3.1 Shewhart控制图 36
3.3.2 主元分析 36
3.4 本章小结 38
第4章 双产品制程的EWMA批间控制 39
4.1 引言 39
4.2 EWMA批间控制方法 40
4.2.1 基于机台的控制方法 40
4.2.2 基于产品的控制方法 41
4.3 单一产品制程 42
4.3.1 制程干扰为白噪声 43
4.3.2 制程干扰为带有漂移的IMA(1,1) 44
4.4 具有简单规律的双产品制程 46
4.4.1 基于机台的控制方法 46
4.4.2 基于产品的控制方法 51
4.5 具有复杂规律的双产品制程 55
4.5.1 基于机台的控制方法 55
4.5.2 基于产品的控制方法 67
4.6 基于机台/产品控制方法的比较 75
4.7 本章小结 79
第5章 变折扣因子EWMA批间控制 80
5.1 引言 80
5.2 变折扣因子的作用 80
5.2.1 变折扣因子的引入 81
5.2.2 仿真示例 84
5.3 周期重置折扣因子EWMA算法 85
5.3.1 固定折扣因子产生的输出偏差 88
5.3.2 周期重置折扣因子容错控制算法 91
5.3.3 仿真示例 95
5.4 本章小结 100
第6章 偏移补偿批间控制 101
6.1 引言 101
6.2 周期预测EWMA算法 101
6.2.1 第t(t≥1)周期时的周期预测EWMA算法 104
6.2.2 系统的输出分析 106
6.2.3 第0周期时的周期预测EWMA算法 111
6.2.4 仿真示例 112
6.3 很优折扣因子DEWMA算法 116
6.3.1 系统输出 117
6.3.2 偏移补偿控制 119
6.3.3 很优折扣因子选择 120
6.3.4 仿真示例 122
6.4 移动窗口-方差分析算法 125
6.4.1 MW-ANOVA方法 125
6.4.2 仿真示例 128
6.5 本章小结 131
第7章 带有随机度量时延的T-S建模与控制 132
7.1 引言 132
7.2 T-S模糊模型介绍 133
7.3 针对随机度量时延的T-S建模 134
7.3.1 单产品过程 134
7.3.2 成员函数计算 135
7.3.3 多产品过程 138
7.4 基于T-S模型的闭环系统性能和补偿控制算法 142
7.4.1 IMA(1,1)干扰 142
7.4.2 均值偏移的表达 143
7.4.3 方差估计 145
7.4.4 偏移补偿控制器设计 146
7.5 仿真示例 148
7.5.1 单产品制程 148
7.5.2 混合产品制程 153
7.6 本章小结 157
第8章 基于数据的EWMA批间控制器的建模质量评估 159
8.1 引言 159
8.2 内部模型控制框架 160
8.3 干扰估计 163
8.3.1 白噪声的估计 163
8.3.2 干扰模型的估计 164
8.4 模型质量评估指标 165
8.4.1 模型质量变量 165
8.4.2 模型评价指标 167
8.4.3 半导体制程的模型失配检测步骤 169
8.5 仿真示例 169
8.5.1 化学机械研磨过程 169
8.5.2 浅沟道隔离刻蚀过程 173
8.6 本章小结 176
第9章 带有时延的闭环制程的过程监控 177
9.1 引言 177
9.2 带有时延和EWMA的过程监控 178
9.2.1 对象描述 178
9.2.2 ARMAX模型和批次过程的关系 178
9.2.3 参数重置递推增广最小二乘法 179
9.2.4 基于DPCA的故障监测 180
9.2.5 基于IMX的故障分离 181
9.3 带有时延和DEWMA的过程监控 182
9.4 仿真示例 185
9.4.1 带有时延和EWMA的批次过程 185
9.4.2 带有时延和DEWMA的批次过程 191
9.5 本章小结 194
第10章 二维动态批次过程的建模和过程监控 195
10.1 引言 195
10.2 基于自适应LASSO的2D-ARMA模型辨识 196
10.3 二维动态批次过程的稳定性分析 197
10.3.1 2D-ARMA模型的稳定性分析 197
10.3.2 基于迭代学习控制的批次过程稳定性分析 200
10.3.3 二维动态批次过程的建模和稳定性监测方法 203
10.4 仿真示例 203
10.4.1 2D-ARMA模型辨识 203
10.4.2 2D-ARMA模型稳定性监测 205
10.4.3 2D-ILC批次过程的稳定性监测 207
10.5 本章小结 211
第11章 半导体制程的故障预测 212
11.1 引言 212
11.2 基于变遗忘因子的故障预测方法 212
11.2.1 RLS算法 213
11.2.2 仿真结果 214
11.3 基于k近邻非参数回归的故障预测方法 217
11.3.1 预测算法 218
11.3.2 带冲激故障的单产品制程预测结果和容错控制器设计 220
11.3.3 多产品制程输出预测 223
11.4 本章小结 224
参考文献 225
内容摘要
本书第1章介绍了半导体制造过程，包括国内外研究现状和发展趋势。第2~6章介绍了批间控制方法及其衍生，主要包括两类基本批间控制方法，即"基于机台"和"基于产品"的批间控制方法，在此基础上介绍多种改进的批间控制算法；同时，讨论了机台故障对系统性能的影响，提出了多种批间容错控制算法；采用Takagi-Sugeno模糊模型来处理未知的随机度量时延，在此基础上建立批次过程的补偿批间算法。第7~11章介绍了批间控制器对制造过程的影响，利用输入输出数据提出了批间控制器的模型匹配因子，得到建模质量指标；提出了基于时间序列模型的批间控制系统的过程监测方法；并进一步提出了二维动态批次过程的建模和稳定性评价指标，并利用控制图来监测这些稳定性指标；提出了基于数据的多种故障预测方法。
精彩内容
《半导体制造过程的批间控制和性能监控》基于当前半导体行业制造过程中存在的问题，介绍了多种改进的批间控制和过程监控算法及其性能。第1章为半导体制造过程概述，包括国内外研究现状和发展趋势。第2、3章介绍批间控制、控制性能和制造过程监控。第4～7章讨论机台干扰、故障、度量时延对系统性能的影响，提出多种批间控制衍生算法，包括双产品制程的EWMA批间控制算法、变折扣因子EWMA批间控制算法、偏移补偿批间控制算法、基于T-S模糊模型的批间控制算法。第8～11章介绍半导体制造过程的性能和过程监控方法，包括：设计模型评价指标进行建模质量评估；提出基于时间序列模型的批间控制系统过程监控方法，进一步提出二维动态批次过程的建模和稳定性评价指标；提出基于数据的故障预测方法。
本书可作为自动控制或信息科学相关专业研究人员的参考书，也可供从事半导体制造及相关行业研究、开发和应用的工程技术人员参考。
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