《帶有度量時延的半導體製程基於數據的批間容錯控制》是依託華中科技大學，由鄭英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：帶有度量時延的半導體製程基於數據的批間容錯控制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭英
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
半導體工業的發展近年來得到了國家的大力支持和重視。批間控制已經被公認為一種有效的半導體製造過程控制方法。本項目針對帶有固定或隨機度量時延的半導體製程，在分析和處理線上和離線數據的基礎上，研究時延、干擾、故障對所得數據的影響，針對模型結構已知和無模型兩種情況發展基於數據的方法，集成批間控制和容錯控制技術，為半導體工業過程控制的工程實際問題的解決提供理論依據。同時，利用企業數據構建仿真和實驗平台，對理論研究成果加以驗證，為未來該方法的大規模運用奠定基礎。本項目處於學科前沿，內容涵蓋自動控制和半導體製造，既來源於生產實際，又回歸於工程套用，具有重大的理論意義和實用價值。
結題摘要
近年來，批間控制已經廣泛套用到迅速發展的半導體工業中。本項目針對帶有固定或隨機度量時延的半導體製程，在分析和處理線上和離線數據的基礎上，集成批間控制和容錯控制技術，發展容錯的批間控制方法，為半導體工業過程控制的工程實際問題的解決提供理論依據。本項目的主要研究成果為: (1) 面向半導體製造過程，針對其線上/離線、實時/非實時數據混合的情況，分析多個變數之間的相關性，分析固定和隨機度量時延對製程的影響； (2) 採用Takagi–Sugeno模糊模型來處理未知的隨機度量時延,在此基礎上建立批次過程的EWMA補償批間算法； (3) 用ARMA、ARX和ARMAX等時間序列模型來對帶有度量時延的過程建模，在此基礎上針對模型係數採用主元分析PCA和影響矩陣IMX來進行故障診斷； (4) 針對帶有反饋控制器的過程，採用自適應lasso的方法建立ARMA(X)模型來估計時延，進行反饋控制器性能評估和監控系統的穩定性。 (5) 利用輸入輸出數據建立方差分析模型，用移動視窗處理即時數據，在產品序列完全隨機的情況下上預測正常和階躍故障狀態下的輸出，提出容錯控制方法； (6) 針對帶有隨機時延的單產品製程，在採用EWMA批間控制方法的前提下進行了穩定性分析，得到系統穩定的充要條件。 (7) 針對無漂移和有漂移干擾下的半導體製程，提出了一種變遺忘因子RLS的批間控制方法；並且線上調整遺忘因子預測了脈衝故障情況下的未來輸出。 (8) 針對單產品和混雜產品製程，採用K近鄰非參數回歸方法預測未來的半導體製程輸出，從而實現故障預警，並改進傳統的指數加權平均（EWMA）控制器。 在本項目資助下共完成論文21篇，其中發表和錄用13篇。本項目處於學科前沿，內容涵蓋自動控制和半導體製造，既來源於生產實際，又回歸於工程套用，具有重大的理論意義和實用價值。
