本發(fā)明是有關(guān)于一種監(jiān)測制造裝置的方法、裝置、系統(tǒng)與與非暫存計(jì)算機(jī)可讀儲存媒介。

背景技術(shù)：

設(shè)備故障在制造業(yè)中會引起嚴(yán)重的問題，在光電及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中。考慮到市場價(jià)值與全球競爭，公司都希望能避免因設(shè)備故障所造成的生產(chǎn)落后。

成功的公司通常通過積極的對設(shè)備維護(hù)與管理作投資，以緩和設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)，以確保高水平的生產(chǎn)力。這涉及監(jiān)測設(shè)備與狀態(tài)評估至元件層次?；诖吮O(jiān)測與評估的結(jié)果，公司可實(shí)時(shí)作維護(hù)機(jī)臺的決策，避免生產(chǎn)中設(shè)備故障。

在光電及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，制造裝置包括，例如：化學(xué)氣相沉積機(jī)臺(Chemical Vapor Deposition，CVD)與金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)機(jī)臺，這些機(jī)臺都包括控制器，這些控制器可控制對象的移動(dòng)，比如像是反應(yīng)物、前驅(qū)物(precursor)或是產(chǎn)品于管路網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)。如果沒有造成產(chǎn)品全部浪費(fèi)，控制器的錯(cuò)誤動(dòng)作(malfunction)會引發(fā)低產(chǎn)能。

現(xiàn)有的維護(hù)實(shí)務(wù)，無法滿足精確的控制器監(jiān)測，例如，一些控制器監(jiān)測方式可能傳送假警報(bào)或是無法成功地檢測出問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一實(shí)施范例中，本發(fā)明提供一種監(jiān)測制造裝置的方法。此方法于預(yù)定時(shí)段內(nèi)收集控制器的控制信號與制造裝置相對應(yīng)的感測信號；將控制信號與相對應(yīng)的感測信號作分割，得到至少一控制步驟；根據(jù)該控制信號、感測信號、至少一控制步驟、或用戶手冊所得的信息，的其中至少一項(xiàng)， 計(jì)算控制器的特征；根據(jù)特征產(chǎn)生控制器健康指標(biāo)；在健康指標(biāo)超過預(yù)定門檻值時(shí)，產(chǎn)生警告信號。

在另一實(shí)施范例中，本發(fā)明提出一種制造系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括一制造裝置和一監(jiān)測裝置。制造裝置含控制器；監(jiān)測裝置含處理器與存儲器，存儲器儲存多個(gè)指令，由處理器執(zhí)行多個(gè)指令時(shí)，使處理器于預(yù)定時(shí)段內(nèi)收集控制器的控制信號與制造裝置相對應(yīng)的感測信號；將控制信號與相對應(yīng)的感測信號作分割，得到至少一控制步驟；根據(jù)該控制信號、感測信號、至少一控制步驟或用戶手冊所得的信息，的其中至少一項(xiàng)，計(jì)算該制器的一特征；根據(jù)特征產(chǎn)生控制器健康指標(biāo)；在健康指標(biāo)超過預(yù)定門檻值時(shí)，產(chǎn)生警告信號。

再另一實(shí)施范例中，本發(fā)明提出一種裝置用以監(jiān)測一制造裝置，包含：處理器及存儲器，存儲器儲存多個(gè)指令，由處理器執(zhí)行多個(gè)指令時(shí)，使處理器于預(yù)定時(shí)段內(nèi)收集控制器的控制信號與制造裝置相對應(yīng)的感測信號；將控制信號與相對應(yīng)的感測信號作分割，得到至少控制步驟；根據(jù)控制信號、感測信號、至少一控制步驟、或用戶手冊所得的信息，的其中至少一項(xiàng)，計(jì)算控制器的特征；根據(jù)特征產(chǎn)生控制器健康指標(biāo)；在健康指標(biāo)超過預(yù)定門檻值時(shí)，產(chǎn)生警告信號。

又再另一實(shí)施范例中，本發(fā)明提出一種非暫存計(jì)算機(jī)可讀儲存媒介嵌于計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括多個(gè)指令被配制于計(jì)算設(shè)備中并執(zhí)行方法，包含：于預(yù)定時(shí)段內(nèi)收集控制器的控制信號與制造裝置相對應(yīng)的感測信號；將控制信號與相對應(yīng)的感測信號作分割，得到至少一控制步驟；根據(jù)控制信號、感測信號、至少控制步驟、或用戶手冊所得的信息，的其中至少一項(xiàng)，計(jì)算控制器的特征；根據(jù)特征產(chǎn)生控制器健康指標(biāo)；在健康指標(biāo)超過預(yù)定門檻值時(shí)，產(chǎn)生警告信號。

附圖說明

圖1是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示的制造裝置100的方塊圖。

圖2為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示的制造系統(tǒng)200的方塊圖。

圖3A是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示的監(jiān)測制造裝置方法300的流程圖。

圖3B是依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所示的監(jiān)測制造裝置方法310的流程圖。

圖4A是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示的分割與分類控制信號方法400的示意圖。

圖4B是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的控制步驟類別的示意圖。

圖5A是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例計(jì)算特征方法500的流程圖。

圖5B是依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例計(jì)算特征方法510的流程圖。

圖6是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例顯示容忍值600的方塊圖。

圖7是依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例計(jì)算特征方法700的流程圖。

圖8是依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例計(jì)算特征方法800的流程圖。

圖9A是依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例計(jì)算特征方法900的流程圖。圖9B-9F是圖形表示。

圖10A是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例健康指標(biāo)的曲線圖1000的示意圖。

圖10B-10E是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例決定健康指標(biāo)方法的圖形表示的示意圖。

圖11A-11C是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例辨認(rèn)主因控制器的方法的示意圖。

圖12是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例顯示警告信息的接口的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

100 制造裝置

110 元件群組

120 處理器

130 存儲器

140 用戶接口

111 控制器A

112 控制器B

113 閥X

114 閥Y

115 顯示接口

200 制造系統(tǒng)

201 制造裝置

202 監(jiān)測裝置

220 處理器

230 存儲器

240 用戶接口

300 監(jiān)測制造裝置的方法

301 收集控制信號與其相對應(yīng)的感測信號

302 分割控制信號與相對應(yīng)的感測信號以取得至少一控制步驟

303 計(jì)算特征，此特征可能包括特征向量

304 產(chǎn)生至少一健康指標(biāo)

305 根據(jù)控制器正常狀態(tài)下的特征產(chǎn)生控制器的健康模型

306 基于該健康模型決定預(yù)定門檻值

307 判斷健康指標(biāo)是否大于預(yù)定門檻值

308 產(chǎn)生警告信號

310 監(jiān)測制造裝置方法

311 收集多個(gè)控制信號與其相對應(yīng)的多個(gè)感測信號

312 分割多個(gè)控制信號與相對應(yīng)多個(gè)感測信號以得到兩個(gè)或多個(gè)控制步驟

313 計(jì)算多個(gè)特征，此特征可能包括多個(gè)特征向量

314 產(chǎn)生多個(gè)健康指標(biāo)

315 根據(jù)控制器正常狀態(tài)下的多個(gè)特征產(chǎn)生多個(gè)控制器健康模型

316 基于多個(gè)健康模型決定多個(gè)預(yù)定門檻值

317 至少一健康指標(biāo)超過相對應(yīng)的預(yù)定門檻值

318 是否兩個(gè)或多個(gè)健康指標(biāo)超過該預(yù)定門檻值

319 基于多個(gè)控制器與至少一閥的空間/時(shí)間關(guān)系辨認(rèn)出主因控制器

320 產(chǎn)生警告信號

400 分割與控制步驟類別的圖型表示

500 計(jì)算特征方法

501 計(jì)算控制信號與相對應(yīng)感測信號間的差以取得一偏移值

502 根據(jù)一容忍值調(diào)整偏移值

503 基于該偏移值計(jì)算特征

510 計(jì)算特征方法

511 在兩個(gè)或多個(gè)個(gè)控制步驟中，對每一個(gè)控制步驟計(jì)算控制信號和其對應(yīng)的感測信號的差以取得該步驟對應(yīng)的偏移值

512 根據(jù)多個(gè)容忍值調(diào)整多個(gè)偏移值

513 基于多個(gè)偏移值計(jì)算多個(gè)特征

600 容忍值

601 控制器反應(yīng)時(shí)間引起的錯(cuò)誤

602 控制器不精確度引起的錯(cuò)誤

603 至少一閥開/關(guān)時(shí)間引起的錯(cuò)誤

700 計(jì)算特征方法

701 計(jì)算偏移植的直方圖

702 根據(jù)直方圖計(jì)算特征

800 計(jì)算特征方法

801 對兩個(gè)或多個(gè)控制步驟的每一個(gè)控制步驟和其相對應(yīng)的偏移值作分類，每一個(gè)類別至少有一偏移值

802 對每一個(gè)類別，計(jì)算至少一偏移值的直方圖

803 對每一個(gè)類別根據(jù)直方圖計(jì)算出該分類特征向量，以取得多個(gè)分類特征向量

804 基于多個(gè)分類特征向量計(jì)算出一特征向量

900 計(jì)算特征方法

901 收集控制信號與相對應(yīng)的感測信號

902 計(jì)算其偏移值

903 基于容忍值調(diào)整該偏移值

904 產(chǎn)生直方圖

905 計(jì)算特征

1000 健康指標(biāo)曲線

1100 管線網(wǎng)絡(luò)

1121 區(qū)域

1122 區(qū)域

1131 區(qū)域

1200 顯示警告信息的接口

1201-4 接口的顯示方塊

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供一監(jiān)測一制造裝置的方法、裝置、系統(tǒng)與非暫存計(jì)算機(jī)可讀儲存媒介。根據(jù)感測信號與控制信號間所得的特征，取得控制器的健康指標(biāo)，其中結(jié)合管線的空間與時(shí)間關(guān)系，可厘清控制器相互的影響，早期檢測出真正的異常，提早更換異?？刂破饕员苊庥绊懏a(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

圖1是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示的制造裝置100的方塊圖。制造裝置100包括多個(gè)元件，有些元件是可有可無的，此制造裝置可被設(shè)定監(jiān)測自己本身。

在一實(shí)施例中，制造裝置100包括元件群組110、處理器120、存儲器130(例如：非暫存計(jì)算機(jī)可讀儲存媒介儲存計(jì)算機(jī)程序)與用戶接口140。元件群組110包括控制器A 111、控制器B 112、閥X 113與閥Y 114，元件群組110可含括較多或較少的控制器與閥。每一控制器，例如：可以是液體流量控制器、氣體流量控制器、溫度控制器、壓力控制器或是組合控制器可控制溫度與壓力。

在一些實(shí)施例中，控制器A 111、控制器B 112、閥X 113與閥Y 114是相互獨(dú)立的。

在一些實(shí)施例中，控制器A 111、控制器B 112、閥X 113與閥Y 114是相連于一網(wǎng)絡(luò)中的?？刂破髋c閥的相連，例如是以管路(pipe)相連，此管路中有氣體或液體的相變物質(zhì)(phase material)流動(dòng)。這相連可有許多不同的設(shè)定，例如：閥可以是單相開關(guān)，只允許或阻隔物質(zhì)流經(jīng)此閥；又例如：此閥可以是多個(gè)開關(guān)，只選擇一管路物質(zhì)可通過。若閥與控制器透過管路相連，閥即與控制器相關(guān)聯(lián)。

在一些實(shí)施例中，處理器120與元件群組110、存儲器130與用戶接口140相互通訊，儲存于存儲器130中的指令為處理器120所執(zhí)行時(shí)，處 理器120將完成一方法，此方法將描述于圖3。用戶接口140可顯示警告信號息，范例將描述于圖12。

圖2為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示制造系統(tǒng)200的方塊圖。制造系統(tǒng)200包括制造裝置201與監(jiān)測裝置202制造裝置201與監(jiān)測裝置202皆包含數(shù)個(gè)元件，有些元件是可有可無的，監(jiān)測裝置202被配置以監(jiān)測制造裝置201。

在一實(shí)施例中，制造裝置201包括控制器A 111、控制器B 112、閥X113、閥Y 114與顯示接口115，相對于前面所敘述的，制造裝置201可含括較多或較少的控制器與閥。

在一些實(shí)施例中，控制器A 111、控制器B 112、閥X 113與閥Y 114是相互獨(dú)立的。

于制造裝置201中，控制器A 111、控制器B 112、閥X 113與閥Y 114是相連于一網(wǎng)絡(luò)中的。控制器與閥的相連，例如是以管路，此管路中有氣體或液體的相變物質(zhì)流動(dòng)。這連皆可有許多不同的設(shè)定，例如：閥可以是單相開關(guān)，只允許或阻隔物質(zhì)流經(jīng)此閥；又例如：此閥可以是多個(gè)開關(guān)，只選擇一管路物質(zhì)可通過。若閥與控制器透過管路相連，閥即與控制器相關(guān)聯(lián)。

在一些實(shí)施例中，監(jiān)測裝置202包括處理器220、存儲器230(例如：非暫存計(jì)算機(jī)可讀儲存媒介儲存計(jì)算機(jī)程序)與用戶接口240。監(jiān)測裝置202與制造裝置201相互通訊。儲存于存儲器230中的指令為處理器220所執(zhí)行時(shí)，處理器220將進(jìn)行一方法中的步驟，此方法細(xì)節(jié)將描述于圖3。用戶接口240與顯示接口115皆可顯示警告信號息，范例將描述于圖12。

圖3A為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示監(jiān)測制造裝置的方法300的流程圖。此方法300包括數(shù)個(gè)步驟，有些步驟可省略。有些步驟，如：步驟301可持續(xù)被執(zhí)行。有些步驟可同步被執(zhí)行，例如：步驟301可與其他任何步驟同時(shí)被執(zhí)行。這些步驟可以是制造裝置100的處理器120或是監(jiān)測裝置202的處理器所執(zhí)行。

在一些實(shí)施例中，非暫存計(jì)算機(jī)可讀儲存媒介可儲存于儲存計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括指令被配置去使計(jì)算設(shè)備執(zhí)行方法300中的步驟。

在步驟301中，處理器120或處理器220收集控制器的控制信號，與其相對應(yīng)的制造裝置的感測信號于一預(yù)定時(shí)段內(nèi)，此制造裝置可以是制造裝置100或是制造裝置201。控制信號，例如：根據(jù)被輸入制造裝置中之配方，可由制造裝置所產(chǎn)生，并為控制器所接收的信號。此處配方是指一組指令輸入制造裝置，來規(guī)范產(chǎn)生工藝而產(chǎn)出產(chǎn)品。此配方可能是由用戶提供給制造裝置并包括制造步驟。感測信號由傳感器相關(guān)聯(lián)于控制器所產(chǎn)生，并反應(yīng)實(shí)時(shí)量測(real-time measurement)?？刂菩盘柵c感測信號可有相對應(yīng)的關(guān)系?？刂菩盘柵c相對應(yīng)的感測信號可表示實(shí)際物質(zhì)的量(physical quantity)，也可能與時(shí)間相關(guān)(time-dependent)。在一實(shí)施例中，根據(jù)配方輸入，產(chǎn)生控制信號控制質(zhì)量流量控制器(mass flow controller)，使得質(zhì)量流量維持10秒有每秒1升的流量。亦即，維持質(zhì)量流量控制器被設(shè)定維持物質(zhì)流量于在10秒中具有每秒1升的流量的理論值(theoretical rate)。然而，根據(jù)實(shí)測在控制器的質(zhì)量流量傳感器(mass flower sensor)所得數(shù)值，感測信號顯示實(shí)際物質(zhì)流量為在10秒中具有每秒0.95升的流量。故在此情況下，控制信號與感測信號，各表示過程參數(shù)(process parameter)，并且彼此間有一相對應(yīng)的關(guān)系。

在步驟302中，處理器分割控制信號與相對應(yīng)的感測信號以取得至少一控制步驟。此分割描述于圖4。在一些實(shí)施例中，此分割是基于分割時(shí)間區(qū)段以取得至少一控制步驟，每個(gè)控制步驟相對于分割的控制信號與分割的感測信號。

在步驟303中，處理器計(jì)算控制器特征根據(jù)至少一控制信號、感測信號、至少一控制步驟或來自用戶手冊所得之信息，計(jì)算范例將描述于圖9A-9F。此特征是一個(gè)參數(shù)，用來量化指示控制器的狀態(tài)。在一實(shí)施例中，此特征包括特征向量，此特征向量是一向量，用來量化指示控制器的狀態(tài)。用戶手冊可以是制造裝置的用戶手冊，包含控制器信息。舉例來說，由使用者手冊中得到的控制器信息，可能包括此控制器的上升時(shí)間、下降時(shí)間、過沖值(overshoot)與下沖值(undershoot)、或控制器操作規(guī)格。由用戶手冊中所得到的信息，亦可是由專家或是制造裝置生產(chǎn)者作的實(shí)際量測(physical measurement)。步驟303的運(yùn)作范例可參考圖5A。

在步驟304中，處理器根據(jù)特征產(chǎn)生控制器健康指標(biāo)。在一實(shí)施例中， 健康指標(biāo)系數(shù)值。在一實(shí)施例中，處理器轉(zhuǎn)換特征為健康指標(biāo)，用以表示控制器的健康狀態(tài)。在一實(shí)施例中，處理器使用記分函數(shù)(scoring function)或轉(zhuǎn)換將特征向量為數(shù)值(numerical value)或不連續(xù)值(例如：1、2或3)，此表示類別狀態(tài)，如：健康、衰退或損壞。步驟304的運(yùn)作范例可參考圖10A-10E。

在步驟305中，處理器根據(jù)控制器正常狀態(tài)下的特征產(chǎn)生控制器的健康模型。健康模型例如是數(shù)學(xué)模型，用以表示制造裝置的狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，健康模型的產(chǎn)生基于自組織結(jié)構(gòu)模型(self-organizing map,SOM)、限制波茲曼機(jī)模型(restricted Boltzmann machine,RBM)、深層類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(deep neural network,DNN)、自編碼器模型(autoencoder)、旋積式限制波茲曼機(jī)模型(convolutional RBM,or convolutional DNN)、旋積式深層類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(convolutional DNN)、霍特林T方和Q檢定(T-squared and Q statistics)、單類別分類器(one-class classifier)、支持向量機(jī)(class support vector machine)、支持向量數(shù)據(jù)描述方法(support vector data description,SVDD)、模糊C-means分群法(fuzzy c-means)、高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)、k最近鄰居法(kNN)或滑動(dòng)窗口錯(cuò)誤率(sliding window error rate)。正常狀態(tài)包括制造裝置正常工作的狀態(tài)。

在步驟306中，處理器基于健康模型決定預(yù)定門檻值(predefined threshold)。在此實(shí)施例中，預(yù)定門檻值為一數(shù)值(numerical value)。

在步驟307中，處理器比較健康指標(biāo)與于步驟306中取得的預(yù)定門檻值；或是比較目前特征和健康狀態(tài)下特征預(yù)定門檻值的差異與預(yù)訂門檻值。此差異可包括馬氏距離(Mahalanobis distance)或是歐氏距離(Euclidean distance)。在一些實(shí)施例中，若健康指標(biāo)超過預(yù)定門檻值，此方法就走到步驟308。若健康指標(biāo)沒有超過預(yù)定門檻值，處理器繼續(xù)收集控制信號與相對應(yīng)的感測信號(即步驟301)。

在步驟308中，處理器產(chǎn)生警告信號。在一些實(shí)施例中，該警告信號包括至少一第一健康指標(biāo)表示控制器于一過去時(shí)間的健康、第二健康指標(biāo)表示該控制器于一目前時(shí)間的健康、控制信號與控制器的感測信號，或是偏移值(offset value)描述于圖5A。

在一些實(shí)施例中，處理器根據(jù)警告信號產(chǎn)生警告信息。在圖1的一實(shí) 施例中，處理器120顯示警告信息于用戶接口140。在圖2的另一實(shí)施例中，制造裝置201顯示警告信息于顯示接口115。在圖2的再一實(shí)施例中，制造裝置201傳送警告信號給監(jiān)測裝置202，處理器220顯示警告信息于用戶接口240。

圖3B是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示的監(jiān)測制造裝置方法310的流程示意圖。方法310包括數(shù)個(gè)步驟，有些步驟是可有可無的。有些步驟，如：步驟301可持續(xù)被執(zhí)行。有些步驟可同步被執(zhí)行，例如：步驟311可與其他任何步驟同時(shí)被執(zhí)行。方法310的這些步驟可以是被制造裝置100的處理器120或是監(jiān)測裝置202的處理器所執(zhí)行。

在一些實(shí)施例中，非暫存計(jì)算機(jī)可讀儲存媒介可儲存于儲存計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，此計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括指令被配置去使計(jì)算設(shè)備執(zhí)行方法310。

在步驟311中，處理器，即處理器120或處理器220，于預(yù)定時(shí)間范圍間收集多個(gè)控制信號與其相對應(yīng)的多個(gè)感測信號基于多個(gè)制造裝置(制造裝置100或是制造裝置201)的多個(gè)控制器。在一些實(shí)施例中，至少有一閥，即閥X 113或閥Y 114相連接于多個(gè)控制器。

在步驟312中，處理器分割多個(gè)控制信號與相對應(yīng)多個(gè)感測信號以得到兩個(gè)或多個(gè)控制步驟。在一些實(shí)施例中，此分割是基于分割時(shí)間以取得兩個(gè)或多個(gè)控制步驟，每個(gè)控制步驟相對于分割的控制信號與分割的感測信號。

在步驟313中，處理器計(jì)算控制器特征根據(jù)至少一控制信號、感測信號、兩個(gè)或多個(gè)控制步驟或來自用戶手冊所得的信息，計(jì)算范例將描述于圖9A-9F。用戶手冊可是制造裝置的用戶手冊包含控制器與閥的信息。此特征包括特征向量。步驟313的運(yùn)作范例可參考圖5B。

在步驟314中，處理器根據(jù)該些特征產(chǎn)生控制器多個(gè)健康指標(biāo)。在一實(shí)施例中，健康指標(biāo)是數(shù)值。步驟314的運(yùn)作范例可參考圖10A-10E。

在步驟315中，處理器根據(jù)控制器正常狀態(tài)下的多個(gè)特征產(chǎn)生對應(yīng)于多個(gè)控制器的健康模型。多個(gè)健康模型可以是，例如：多個(gè)數(shù)學(xué)模型用以表示制造于預(yù)定時(shí)間范圍間的狀態(tài)。

在步驟316中，處理器基于多個(gè)健康模型決定多個(gè)預(yù)定門檻值。在此 實(shí)施例中，多個(gè)預(yù)定門檻值具有多個(gè)數(shù)值。

在步驟317中，處理器比較多個(gè)健康指標(biāo)與于步驟316中取得的多個(gè)預(yù)定門檻值；或是比較目前特征和在健康狀態(tài)下的特征的差異與預(yù)定門檻值。此差異可包括馬氏距離(MahalanobisDistance)或是歐氏距離(Euclidean distance)。在一些實(shí)施例中，若至少一健康指標(biāo)超過相對應(yīng)的預(yù)定門檻值，此方法就走到步驟318。若健康指標(biāo)沒有超過預(yù)定門檻值，處理器繼續(xù)收集控制信號與相對應(yīng)的感測信號(即步驟311)。

在步驟318中，處理器決定是否兩個(gè)或多個(gè)健康指標(biāo)超過多個(gè)預(yù)定門檻值。若兩個(gè)或多個(gè)健康指標(biāo)超過預(yù)定門檻值。此方法執(zhí)行步驟319。若兩個(gè)或多個(gè)健康指標(biāo)沒有超過預(yù)定門檻值。此方法執(zhí)行步驟320。

在步驟319中，處理器基于空間時(shí)間關(guān)系于多個(gè)控制器與至少一閥辨認(rèn)出主因控制器。步驟319的運(yùn)作范例可參考圖11A-11C。

在一些實(shí)施例中，空間時(shí)間關(guān)系基于多個(gè)控制器與至少一閥間的相對位置于相連多個(gè)管路的網(wǎng)絡(luò)中，與相對于在該多個(gè)管路中物質(zhì)流動(dòng)方向，還有該至少一閥開/關(guān)的時(shí)間。

在一些實(shí)施例中，辨認(rèn)出主因控制器(responsible controller)包括辨認(rèn)該多個(gè)控制器其中之一引起至少另一控制器擁有至少一健康指標(biāo)超過相對應(yīng)的一預(yù)定門檻值。

在一些實(shí)施例中，辨認(rèn)該主因控制器基于多變量分析(multivariable analysis)。此多變量分析包括分析足以改變結(jié)果的多個(gè)變量。此多變量分析更進(jìn)一步包括只改變一變量，而保持其他變量不變，而后確認(rèn)一變量可引起結(jié)果較多的改變。

在步驟320中，處理器產(chǎn)生警告信號。在一些實(shí)施例中，警告信號包括至少一第一健康指標(biāo)表示控制器于一過去時(shí)間的健康、第二健康指標(biāo)表示該控制器于一目前時(shí)間的健康、控制信號與控制器的感測信號，或是偏移值描述于圖5B?；蚴强臻g時(shí)間關(guān)系分析結(jié)果于多個(gè)控制器(包括主因控制器)與至少一閥。以上可參考圖11A-11C與相對應(yīng)內(nèi)文。

在一些實(shí)施例中，處理器根據(jù)警告信號產(chǎn)生警告信息。在圖1的一實(shí)施例中，處理器120顯示警告信息于用戶接口140。在圖2的另一實(shí)施例中，制造裝置201顯示警告信息于顯示接口115。在圖2的再一實(shí)施例中， 制造裝置201傳送警告信號給監(jiān)測裝置202，處理器220顯示警告信息于用戶接口240。

圖4A是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所示的方法400分割與分類控制信號的圖型表示的示意圖。

圖4A中，感測信號的大小(可以是任意單位)由Y軸表示，X軸為時(shí)間軸。在此實(shí)施例中，感測信號是實(shí)際量的測量。隨時(shí)間而改變的感測信號的變化率被記錄與分類。感測信號不同變化率為垂直的虛線以時(shí)間作區(qū)隔，而相對應(yīng)的類別標(biāo)示在圖形的頂端。

圖4B是依據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例的控制信號的類別改變的示意圖。在一實(shí)施例中，此類別包括穩(wěn)態(tài)(steady，無改變)、震蕩(oscillation)、緩上升(slow rise)、緩下降(slow drop)、急上升(sharp rise)與急下降(sharp drop)。任意門檻值的改變率可用以區(qū)隔緩與急間的差異。

在一實(shí)施例中，X軸可基于多個(gè)類別作分割，以取得多個(gè)控制步驟?？刂撇襟E包括時(shí)間分割區(qū)段。每個(gè)類別可包括一個(gè)或多個(gè)控制步驟。例如：圖4A中感測信號的第一個(gè)分割區(qū)段，開始于50于0秒時(shí)，并維持50直到1850秒，此區(qū)段相對類別1(穩(wěn)態(tài))于圖4B中。第二個(gè)分割區(qū)段，開始于1850秒，感測信號由50直到約210，此區(qū)段相對類別2(急上升)于圖4B中。第三個(gè)分割區(qū)段，開始于1850秒直到4600秒，感測信號維持210，此區(qū)段相對類別1(穩(wěn)態(tài))于圖4B中。

圖5A是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例計(jì)算特征方法500的流程圖的示意圖。此方法500包括數(shù)個(gè)步驟，有些步驟可省略。這些步驟可以是制造裝置100的處理器120或是監(jiān)測裝置202的處理器所執(zhí)行。

在步驟501中，處理器計(jì)算控制信號與相對應(yīng)感測信號間的差以取得偏移值。此偏移值可以是絕對差值(absolute difference)或是百分比的差(percentage difference)。在一實(shí)施例中，此偏移值(offset value)可由下列公式計(jì)算而得：

在步驟502中，處理器根據(jù)容忍值(tolerance valu3)調(diào)整偏移值，容忍值的計(jì)算描述于圖6。

在步驟503中，處理器基于得到的偏移值計(jì)算特征。此特征包括特征向量。計(jì)算該特征向量基于該至少一直方圖(histogram)、一均值(mean)、一標(biāo)準(zhǔn)偏差(standard deviation)、一最大值(maximum value)、一最小值(minimum value)、一范圍(range)、一四分位距(interquartile range,IQR)、一偏度(skewness)、一峰度(kurtosis)、一上升時(shí)間(rise time)、一下降時(shí)間(fall time)、一趨穩(wěn)時(shí)間(settling time)、一過沖(overshoot)、一下沖(undershoot)或到該偏移值的峰值的一時(shí)間。圖7描述步驟503的運(yùn)作。

圖5B是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例計(jì)算特征方法510的流程圖的示意圖。此方法510包括數(shù)個(gè)步驟。這些步驟可以是制造裝置100的處理器120或是監(jiān)測裝置202的處理器所執(zhí)行。

在步驟511中，處理器計(jì)算控制信號與相對應(yīng)感測信號于每兩個(gè)或多個(gè)控制步驟間的差以取得多個(gè)偏移值。此偏移值可以是絕對差值或是百分比的差。在一實(shí)施例中，每一偏移值可由下列公式計(jì)算而得：

在步驟512中，處理器根據(jù)多個(gè)容忍值調(diào)整多個(gè)偏移值，多個(gè)容忍值的計(jì)算描述于圖6。

在步驟513中，處理器基于多個(gè)偏移值計(jì)算多個(gè)特征。此多個(gè)特征包括多個(gè)特征向量。圖8描述步驟513的運(yùn)作。

圖6是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例顯示容忍值600的方塊圖的示意圖。容忍值600可是事先由使用者設(shè)定并通過用戶接口140或用戶接口240輸入。此容忍值可以是包括由該控制器601至少一反應(yīng)時(shí)間所得、該控制器602的不精確度或至少一該閥603的開/關(guān)時(shí)間所引起的錯(cuò)誤。在一實(shí)施例中，此至少一閥603參考圖3的步驟319的該至少一閥。

在一實(shí)施例中，使用者可知特別的控制器的反應(yīng)時(shí)間為0.5秒，并輸 入此當(dāng)成是容忍值。在圖5A中的步驟502或是圖5B中的步驟512，將包括在此0.5秒調(diào)整偏移值。

圖7是依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例計(jì)算特征方法700的流程圖的示意圖。此方法700包括數(shù)個(gè)步驟。這些步驟可以是制造裝置100的處理器120或是監(jiān)測裝置202的處理器所執(zhí)行。

在步驟701中，處理器計(jì)算偏移值的直方圖(histogram)。此直方圖可基于預(yù)先設(shè)定的組距(bin)個(gè)數(shù)、預(yù)先設(shè)定的最大值與預(yù)先設(shè)定的最小值而產(chǎn)生。此直方圖描述于圖9A-9F。

在步驟702中，處理器根據(jù)直方圖計(jì)算特征。在一實(shí)施例中，直方圖轉(zhuǎn)換為特征向量，并以每一向量參數(shù)由組距值所表示。

圖8是依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例計(jì)算特征方法800的流程圖的示意圖。此方法800包括數(shù)個(gè)步驟。這些步驟可以是制造裝置100的處理器120或是監(jiān)測裝置202的處理器所執(zhí)行。

在步驟801中，處理器對每兩個(gè)或多個(gè)控制步驟與其相對應(yīng)的多個(gè)偏移值作分類。多個(gè)類別的每個(gè)類別有至少一偏移值。在一實(shí)施例中，分類基于被監(jiān)測的實(shí)際量的改變率而定。圖4B顯示此類別分類。

在步驟802中，處理器計(jì)算每一類別根據(jù)至少一偏移值的直方圖。此直方圖可基于預(yù)先設(shè)定的組距個(gè)數(shù)、預(yù)先設(shè)定的最大值與預(yù)先設(shè)定的最小值而產(chǎn)生。此直方圖描述于圖9A-9F。

在步驟803中，處理器計(jì)算每一類別的類別特征向量，基于直方圖取得多個(gè)類別特征向量(categorized-character vector)。在一實(shí)施例中，直方圖轉(zhuǎn)為特征向量，以組距數(shù)值決定每個(gè)向量參數(shù)。

在步驟804中，處理器計(jì)算特征向量基于多個(gè)類別特征向量，此計(jì)算可能基于一串接(concatenation)或是一加權(quán)平均(weighted average)。

圖9A是依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例計(jì)算特征方法900的流程圖的示意圖。圖9B-9F是圖形表示，亦即，以圖形表示特征的計(jì)算。方法900的步驟901，相對于圖9B。方法900的步驟902，相對于圖9C。方法900的步驟903，相對于圖9D。方法900的步驟904，相對于圖9E與圖9F。

在步驟901中，控制器的控信號與相對應(yīng)的感測信號被收集。圖9B中，以圖形顯示于步驟901中的控制信號與感測信號(可以是任意單位)。 信號顯示于Y軸，處理時(shí)間顯示于X軸。圖9B中，控制信號與感測信號重疊，只有在911處，感測信號不同于控制信號并顯示出相對的波動(dòng)(fluctuation)。信號取樣率(sampling rate)為每秒1點(diǎn)，所以，例如：6000秒的處理時(shí)間，相當(dāng)于6000個(gè)取樣點(diǎn)。

在步驟902中，偏移值被計(jì)算，使用前面所描述的公式并基于控制信號與感測信號被標(biāo)準(zhǔn)化(normalized)。

圖9C顯示于步驟902中被計(jì)算的偏移值，基于公式之處理時(shí)間在未經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化之前。此偏移值顯示于Y軸，處理時(shí)間顯示于X軸。

在步驟903中，偏移值基于容忍值被調(diào)整。在此實(shí)施例中，此容忍值包括交換延遲(switch delay)。交換延遲可以是元件接收指令與執(zhí)行指令間之時(shí)間遲滯(time lag)，此可造成控制信號與感測信號的偏差(deviation)。

圖9D顯示于步驟903中被調(diào)整的偏移值，基于交換延遲調(diào)整。此調(diào)整偏移值顯示于Y軸，處理時(shí)間顯示于X軸。

在步驟904中，基于已調(diào)整的偏移值，多個(gè)直方圖被產(chǎn)生。在一實(shí)施例中，于圖9E中的第一直方圖，是產(chǎn)生于第二次生產(chǎn)所得到的偏移值。一次生產(chǎn)程序(run)代表插入晶圓到取出晶圓的處理程序。組距值/數(shù)量(binvalue/number)顯示于Y軸，組距號碼(number of bins)顯示于X軸。第一直方圖可基于預(yù)先設(shè)定的組距個(gè)數(shù)、預(yù)先設(shè)定的最大值與預(yù)先設(shè)定的最小值而產(chǎn)生。在一實(shí)施例中，在被確認(rèn)為正?；蚪】档腘次生產(chǎn)所得到的多個(gè)調(diào)整偏移值，可被當(dāng)成是訓(xùn)練組合。計(jì)算被調(diào)整的偏移值的平均或標(biāo)準(zhǔn)偏差(standard deviation)，并用以定義直方圖的組距。例如：組距1可以是包括偏移值均值正負(fù)的一標(biāo)準(zhǔn)偏差中的點(diǎn)數(shù)，組距2可以包括偏移值介于均值一個(gè)及兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差間的點(diǎn)數(shù)。在圖9E中，14310代表在第二次生產(chǎn)程序(run)中，調(diào)整偏移值落于組距1中的點(diǎn)數(shù)。513代表在第二次生產(chǎn)程序(run)中，調(diào)整偏移值落于組距2中的點(diǎn)數(shù)。相似地，個(gè)別的直方圖可于其他生產(chǎn)程序中被產(chǎn)生。

顯示于圖9F的第二個(gè)直方圖(2D直方圖，或稱為熱圖)，是組合個(gè)別直方圖所產(chǎn)生。圖9F顯示50個(gè)生產(chǎn)程序的直方圖。Y軸顯示組距的數(shù)目，X軸顯示生產(chǎn)程序的數(shù)目。組距的值與數(shù)目是使用明暗的方塊。方塊的顏色的明暗度顯示范圍由10⁴到10⁰。

在步驟905中，特征值被計(jì)算。在一些實(shí)施例中，此特征值的計(jì)算基于至少一直方圖、統(tǒng)計(jì)分析或由用戶手冊(如上所述)所得的信息。

在一實(shí)施例中，特征向量是基于直方圖于每一生產(chǎn)程序中被計(jì)算。特征向量的參數(shù)可被表示為組距的值或數(shù)量。特征向量角度的自由度可是直方圖中的組距個(gè)數(shù)。在一實(shí)施例中，第i生產(chǎn)程序的直方圖值，對應(yīng)到每一個(gè)組距，可被表示為一向量。直方圖_i＝[14310,513,205,196,104,60,38,…,0,0,0]。使用非線性對數(shù)轉(zhuǎn)換，第i生產(chǎn)程序的特征可被計(jì)算為特征_i＝[4.16,2.71,2.32,2.29,2.02,1.79,1.59,…,0,0,0]。

圖10A是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一條健康指標(biāo)曲線圖1000的示意圖。在一實(shí)施例中，健康指標(biāo)為數(shù)值。

在此表示中，Y軸表示標(biāo)準(zhǔn)化(normalized)健康指標(biāo)，X軸表示生產(chǎn)程序的數(shù)目。健康指標(biāo)被以自組織結(jié)構(gòu)(SOM)模型的直方圖或特征(如前所述)計(jì)算，表達(dá)信號的波動(dòng)于包絡(luò)線(envelope)1001中。健康指標(biāo)曲線1002可以配適(fitted)于健康指標(biāo)數(shù)據(jù)(health index data)，例如：平均相近的生產(chǎn)程序的健康指標(biāo)。在此情況下，預(yù)定門檻值被設(shè)為0.4，相對于配適的健康指標(biāo)的生產(chǎn)程序只要高于0.4，即會產(chǎn)生警告信號。

在一些實(shí)施例中，建康指標(biāo)建立于比較目前特征(向量)與在健康狀態(tài)下的特征(向量)的差值。此差值可包括馬氏距離(Mahalanobis distance)或是歐氏距離(Euclidean distance)。

圖10B-10E是依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例決定健康指標(biāo)方法的圖形表示的示意圖。圖10B-10E中，X軸皆代表時(shí)間(單位：秒)，在此范例中，總長代表1生產(chǎn)程序(run)的總時(shí)間。

圖10B顯示每秒的控制信號于Y軸上，圖10C顯示每秒的感測信號于Y軸上，圖10D顯示每秒被計(jì)算的偏移值于Y軸上，如前所述此偏移值取自控制信號與感測信號。

圖10D是一預(yù)定長度的掃描窗口，在此范例中，N＝30點(diǎn)，代表30秒。是掃描X軸，并在此窗口中計(jì)算偏移值超過預(yù)定偏移值門坎的點(diǎn)數(shù)。

在圖10E中，滑動(dòng)窗口錯(cuò)誤率(sliding window error rate)是在此長度為N的窗口中超過預(yù)定偏移值門坎的點(diǎn)數(shù)。在一實(shí)施例中，若有15個(gè)偏移值于窗口中超過預(yù)定偏移值門坎0.01時(shí)，且N＝30，則窗口錯(cuò)誤率為 15/30＝0.5。偏移值錯(cuò)誤率示于X軸，并代表多個(gè)健康指標(biāo)。圖10E中多個(gè)健康指標(biāo)被與預(yù)定的健康指標(biāo)的預(yù)定門檻值作比較。健康指標(biāo)大于預(yù)定的健康指標(biāo)的預(yù)定門檻值，即產(chǎn)生警告信號。

圖11A-11C是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例辨認(rèn)主因控制器的方法的示意圖。

圖11A是管線網(wǎng)絡(luò)1100含多個(gè)控制器與多個(gè)閥的架構(gòu)圖。管線可以是其所攜帶的物質(zhì)作標(biāo)示，如：N₂氣體或H₂氣體?；蚴且云浞磻?yīng)的功能作標(biāo)示，如：流入管線(run line)或排放管線(vent line)。點(diǎn)代表兩條或多條管線連結(jié)處(connection point)。此網(wǎng)絡(luò)包括控制器C1,C2,C3與C4，及閥H1與H2。

在一實(shí)施例中，于控制器C1/C2與閥H2間空間關(guān)系與事件的分析可包括：在圖11A中，閥H2切換到流入管線時(shí)，控制器C1/C2與控制器C3相連并相互影響。當(dāng)閥H2切換到排放管線時(shí)，控制器C1/C2與控制器C4相連并相互影響。時(shí)間事件(temporal event)的分析包括觀察于此些控制器間，第一次不正常情況的發(fā)生。

圖11B與圖11C是圖形顯示被收集的信號，在閥H2切換到流入管線，并同時(shí)觀察控制器C1-C4。X軸表示時(shí)間以秒計(jì)算，Y軸顯示感測與控制信號讀值(readings)，或是滑動(dòng)窗口錯(cuò)誤率，并以任意單位表示。任何以上表示的分析，協(xié)助厘清任何主因控制器(包含自己本身)(或至少一其他控制器)引起至少一健康指標(biāo)超過預(yù)定的健康指標(biāo)的預(yù)定門檻值。

在圖11B與11C中的實(shí)施例中，控制器C1(區(qū)域1121)顯示第一次不正常情況，先于控制器C2(區(qū)域1122)與C3(區(qū)域1131)?；诖丝臻g或時(shí)間的事件分析，處理器辨認(rèn)控制器C1為主因控制器。

圖12是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例接口顯示警告信息的圖形的示意圖。此接口可是用戶接口140或240，或是顯示接口115，亦可是顯示屏幕或是觸控屏幕。控制器C1-C4的健康指標(biāo)相對于顯示在接口的顯示方塊(display block)1201-1204中。在一些實(shí)施例中，四個(gè)控制器的健康指標(biāo)系以數(shù)值表示。在一實(shí)施例中，產(chǎn)生警告信號時(shí)，顯示方塊1201與1203系以陰影表示，意即顯示的健康指標(biāo)大于預(yù)定的健康指標(biāo)的預(yù)定門檻值。顯示方塊1201框(frame)被強(qiáng)化(highlight)，用以表示主因控制器。其他特色 化的方法，比如給予顏色或加粗，可被用以強(qiáng)調(diào)警告信息。顯示方塊1202與1204沒有作任何陰影或框的改變，是表示此二控制器處于正常狀態(tài)。觀察此接口的用戶，可根據(jù)相對于顯示方塊1201的控制器作檢查是否出了問題，并依此采取措施。

一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀儲存裝置媒介可被運(yùn)用于本發(fā)明中。計(jì)算機(jī)可讀儲存裝置媒介可是任意形式的物理內(nèi)存，其上所儲存的信息或數(shù)據(jù)可以是處理器所讀取。亦即，計(jì)算機(jī)可讀儲存裝置媒介可儲存多個(gè)指令供一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行。計(jì)算機(jī)可讀儲存裝置媒介可包括有形的東西并執(zhí)行載波與暫時(shí)的信號，例如：非暫存性。范例可包括：隨機(jī)存取存儲器(Random-access memory,RAM)、只讀存儲器(Read-Only Memory,ROM)、揮發(fā)性存儲器、非揮發(fā)性存儲器、硬盤、只讀記憶光盤(Compact Disc Read-Only Memory,CD ROMS)、數(shù)字多功能激光視盤(Digital Versatile Disc,DVD)、閃存、磁盤與任何其他已知的實(shí)體儲存媒介。

以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。