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研究生: 顏慧貞
論文名稱: Modified VMEWMA 回饋控制器之研究
A study of Modified VMEWMA controller
指導教授: 曾勝滄
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 統計學研究所
Institute of Statistics
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 48
中文關鍵詞: 批次控制MEWMA控制器穩定條件折扣因子製程干擾
外文關鍵詞: R2R process control, MEWMA feedback controller, stability condition, discount factor, process disturbance
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  • 在半導體產業中,大部份生產製程的投入-產出模型均屬於MIMO
    (Multiple Input-Multiple Output)系統。針對有飄移現象的製程,傳統上使用Double MEWMA 回饋控制器來調整下一批的投入變數之設定值。一般而言,此控制器雖然可以確保產出值收斂至目標值,但由於其收斂速度過於緩慢,對現今IC產業「多樣少量」的生產型態而言,將會造成極高的重製成本 (rework cost)。有鑒於此,本文以變動折扣因子的觀念來調整有飄移現象的 MIMO 系統,在要求有限批量的總均方差 (Total mean square error,TMSE) 極小化的限制下,建構出最適變動折扣因子之控制器。最後,本文將以 tr(TMSE) 為評估準則,討論此最適變動折扣因子控制器與傳統Double MEWMA 控制器在執行效能之優劣比較。由本文研究中可知,本文所提之 Modified VMEWMA 回饋控制器可加快產出值的收斂速度,大幅減少製程初期所造成的偏差。


    Many IC manufacturing processes have, by nature, Multiple Input and Multiple Output (MIMO) system. For a drifted MIMO system, the double Multivariate Exponentially Weighted Moving Average (MEWMA) feedback controller is a popular run-to-run (R2R) control scheme. Although the double MEWMA controller can guarantee a long-term stability, it usually requires a moderately large number of runs to bring the output of a process to its target. This is impractical for process with small batches. The reason is that the output deviation is usually large at the beginning of the first few runs. In order to reduce a possibly high rework rate, in this paper we introduce a variable MEWMA scheme to eliminate the initial bias as soon as possible, even though the inaccuracy of model estimation. Using the criterion of minimizing the total mean square error (TMSE), the optimal variable MEWMA controller can be obtained. An example is given to demonstrate the performance. Finally, the comparisons between variable MEWMA and double MEWMA controllers are addressed at the end of this thesis.

    目錄 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 批次控制 2 1.3 R2R之相關文獻探討 4 1.4 研究動機與目的 5 1.5 研究架構 6 第二章 文獻回顧及問題描述 10 2.1 Single MEWMA回饋控制器 (sMEWMA) 及其穩定條件 10 2.1.1 Single MEWMA回饋控制器 10 2.1.2 Single MEWMA控制器之穩定條件 11 2.2 Double MEWMA回饋控制器 (dMEWMA) 12 2.3 問題描述與實例說明 14 2.3.1 問題描述 14 2.3.2 實例說明 15 第三章 Modified VMEWMA 回饋控制器 21 3.1 Modified VMEWMA 回饋控制器之製程產出值及其穩定性質 21 3.2 TMSE極小化之最適變動折扣因子 24 3.2.1 TMSE 極小化之最適變動折扣因子 24 3.2.2 實例說明 25 3.3 Modified VMEWMA與Double MEWMA兩控制器之績效比較 27 3.3.1 相對執行效能 28 3.3.2 製程干擾為IMA(1,1) 之最適變動折扣因子 29 3.3.3 製程斜率參數估計錯誤之探討 29 3.3.4 製程飄移係數估計錯誤之探討 30 第四章 結論與後續研究 41 附錄 43 附錄3.1 引理3.1之證明 43 附錄3.2 定理3.1之證明 44 附錄3.3 李水彬 (2001),Double MEWMA 回饋控制器 47 參考文獻 48 表目錄 表1.1 批次控制系統之文獻回顧 9 表3.1 Modified VMEWMA與Double MEWMA控制器相對執行效能比較 32 表3.2 ,且 時兩控制器之tr(TMSE*) 績效比較 33 表3.3 ,且 時兩控制器之tr(TMSE*) 績效比較 34 表3.4 ,且 時兩控制器之tr(TMSE*) 績效比較 35 表3.5 時兩控制器之tr(TMSE*) 績效比較 36 圖目錄 圖1.1 EPC 與 SPC 兩種製程監控方法 7 圖1.2 批次控制流程圖 8 圖2.1 熱擴散爐的設備結構 16 圖2.2 使用Double MEWMA 控制器調整後之製程產出 19 圖2.3 使用變動折扣因子控制器調整後之製程產出 19 圖2.4 綜合比較-使用兩種不同控制器調整後之製程產出 20 圖3.1 Modified VMEWMA 控制器之最適變動折扣因子收斂情形 26 圖3.2 Modified VMEWMA 與 Double MEWMA 控制器調整後之製程產出比較 27 圖3.3 不同干擾項參數及初始偏差下之相對執行效能 37 圖3.4 製程干擾為 IMA(1,1) 各模型下之最適變動折扣因子 37 圖3.5 時之tr(TMSE*) 及相對執行效能比較圖 38 圖3.6 時之tr(TMSE*) 及相對執行效能比較圖 38 圖3.7 製程產出值三個維度的偏差量 39 圖3.8 綜合比較:當 且 時相對執行效能比較圖 40

    [1] Bulter, S.W. and Stefani, J.A., (1994). “Supervisory run-to-run control of a polysilicon gate etch using in situ ellipsometry. ” IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 7, 193-201.
    [2] Del Castillo, E., and Hurwitz, A. (1997). Run to run process control: A literature review and some extensions. Journal of Quality Technology, 29, 184-196.
    [3] Del Castillo, E., (1999). “Long run and transient analysis of a double EWMA feedback controller.” IIE Transactions, 31, 1157-1169.
    [4] Ingolfsson, A. and Sachs, E. (1993). “Stability and sensitivity of an EWMA controller.” Journal of Quality Technology, 25, 271-287.
    [5] Sachs, E., Hu, A. and Ingolfsson A. (1995). “Run by Run Process Control: Combining SPC and Feedback Control.” IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 8, 26-43.
    [6] Tseng, S. T., Chou, R.J. and Lee, S. P. (2002a). “A study of multivariate EWMA controller.” IIE Transactions, 34, 541-549.
    [7] Tseng, S. T., Chou, R.J. and Lee, S. P. (2002b). “Statistical design of double EWMA controller.” Applied Stochastic Models in Business and Industry, 18, 313-322.
    [8] Tseng, S. T., Yeh, A. B, Tseng, F and Chen, T. Y., “A study of Variable EWMA Controller,” Tentatively Accepted by IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing.
    [9] 李水彬 “多變量 EWMA 控制器設計之研究”。國立清華大學統計學研究所博士論文,2001。
    [10] 劉珮筠 “Modified VEWMA 控制器之研究”。國立清華大學統計學研究所碩士論文,2003。
    [11] 吳俊達 “MEWMA 控制器最是變動折扣因子之研究”,國立清華大學統計學研究所碩士論文,2003。

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