本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體工業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，晶圓的加工精度和效率對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的性能至關(guān)重要。晶圓烘干是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵步驟之一，其目的是去除晶圓表面和內(nèi)部的水分，確保后續(xù)工藝的順利進(jìn)行。間歇蒸汽發(fā)生器作為一種新型的烘干設(shè)備，具有熱能利用率高、烘干均勻、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，因此在晶圓烘干領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、目前，公開號為cn117712407a的專利申請文件公開了一種基于mpc算法的燃料電池水熱管理控制方法及系統(tǒng)，該方法包括：采集燃料電池的實(shí)時出入口溫度、發(fā)電電流、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和水泵轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)作為預(yù)測樣本空間，建立與燃料電池實(shí)時溫度有關(guān)的物理模型；根據(jù)燃料電池系統(tǒng)水熱管理控制的延遲性，建立優(yōu)化控制模型的目標(biāo)傳遞函數(shù)；根據(jù)入口溫度、出口溫度和燃料電池需求功率增益變化率的歷史數(shù)據(jù)，對未來燃料電池系統(tǒng)的溫度趨勢進(jìn)行預(yù)測；通過mpc算法對預(yù)測模型進(jìn)行滾動優(yōu)化和反饋校正，將預(yù)測到的溫度變化趨勢與溫度傳感器測量的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到融合后的最優(yōu)輸出變化量；根據(jù)最優(yōu)輸出變化量分別調(diào)節(jié)風(fēng)扇和水泵的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到燃料電池系統(tǒng)實(shí)時控溫的效果。

3、上述方法利用mpc算法控制燃料電池系統(tǒng)的溫度，可以有效抑制因需求電流擾動導(dǎo)致的對燃料電池系統(tǒng)輸出精度的影響，但是在對預(yù)測模型進(jìn)行滾動優(yōu)化的過程中，mpc算法的計(jì)算量過大，可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能快速響應(yīng)，從而影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述mpc算法的計(jì)算量過大，會導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能快速響應(yīng)，從而影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能的技術(shù)問題，本發(fā)明在如下的多個方面中提供方案。

2、在第一方面中，一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法，包括：

3、設(shè)置mpc算法的初始迭代次數(shù)；優(yōu)化初始迭代次數(shù)，得到最優(yōu)迭代次數(shù)；基于最優(yōu)迭代次數(shù)，利用mpc算法對間歇蒸汽發(fā)生器進(jìn)行控制；

4、所述最優(yōu)迭代次數(shù)的過程為：

5、采集晶圓樣本烘干過程中烘干箱內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)建第一數(shù)據(jù)序列；

6、計(jì)算第一數(shù)據(jù)序列的變化速率，當(dāng)變化速率小于預(yù)設(shè)的溫變閾值時，減小初始迭代次數(shù)，得到最優(yōu)迭代次數(shù)；反之，計(jì)算外界干擾可能性，設(shè)置閾值；當(dāng)外界干擾可能性大于等于預(yù)設(shè)的閾值時，減小初始迭代次數(shù)，得到最優(yōu)迭代次數(shù)為：，當(dāng)外界干擾可能性小于預(yù)設(shè)的閾值時，增加初始迭代次數(shù)，得到最優(yōu)迭代次數(shù)為：；式中，為最優(yōu)迭代次數(shù)，為初始迭代次數(shù)，為變化速率，為外界干擾可能性，表示向上取整函數(shù)。

7、通過采用上述技術(shù)方案，設(shè)置mpc算法的初始迭代次數(shù)以便進(jìn)行預(yù)測和滾動優(yōu)化，采集和分析實(shí)際運(yùn)行的溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算溫度數(shù)據(jù)的變化速率，初步建立一個動態(tài)調(diào)整迭代次數(shù)的機(jī)制，其次還考慮烘干箱內(nèi)部是否受外界干擾的影響，進(jìn)一步完善迭代機(jī)制，從而減少mpc算法的計(jì)算量，應(yīng)用mpc算法對間歇蒸汽發(fā)生器進(jìn)行更精確的控制。

8、優(yōu)選地，當(dāng)變化速率小于溫變閾值時，減小初始迭代次數(shù)，得到最優(yōu)迭代次數(shù)為：

9、；式中，為最優(yōu)迭代次數(shù)，為初始迭代次數(shù)，為變化速率，表示向上取整函數(shù)。

10、優(yōu)選地，所述計(jì)算第一數(shù)據(jù)序列的變化速率的過程包括：

11、獲取第一數(shù)據(jù)序列中所有極值點(diǎn)，并計(jì)算所有極值點(diǎn)的變化程度；

12、基于所有極值點(diǎn)的變化程度計(jì)算第一數(shù)據(jù)序列的變化速率，所述第一數(shù)據(jù)序列的變化速率為：

13、；式中，為所述變化速率，為第個極值點(diǎn)的變化程度，為第個極值點(diǎn)的變化程度，為第一數(shù)據(jù)序列中極值點(diǎn)的總數(shù)，為以自然常數(shù)e為底的指數(shù)函數(shù)。

14、優(yōu)選地，第個極值點(diǎn)的變化程度為：

15、；式中，為第個極值點(diǎn)的變化程度，為第個極值點(diǎn)對應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)，為第個極值點(diǎn)對應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)，為第個極值點(diǎn)對應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)，表示在第一數(shù)據(jù)序列中以第個極值點(diǎn)為中心，向左向右各截取的極值點(diǎn)的數(shù)量。

16、通過采用上述技術(shù)方案，計(jì)算每個極值點(diǎn)的變化程度以評估極值點(diǎn)附近的動態(tài)變化幅度，基于極值點(diǎn)的變化程度，計(jì)算整個數(shù)據(jù)序列的變化速率，有助于理解數(shù)據(jù)的整體動態(tài)特性。

17、優(yōu)選地，所述計(jì)算外界干擾可能性的過程包括：

18、獲取烘干過程中烘干箱外部的第二數(shù)據(jù)序列，計(jì)算第二數(shù)據(jù)序列的變化速率；

19、分別對第一數(shù)據(jù)序列和第二數(shù)據(jù)序列進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到對應(yīng)的第一曲線和第二曲線，計(jì)算第一曲線和第二曲線的相似性；

20、計(jì)算第一數(shù)據(jù)序列的變化速率和第二數(shù)據(jù)序列的變化速率的差值絕對值的倒數(shù)與所述相似性的倒數(shù)的乘積，將所述乘積取平方根得到所述外界干擾可能性。

21、通過采用上述技術(shù)方案，獲取烘干箱外部的第二數(shù)據(jù)序列，監(jiān)測可能影響烘干過程的外部環(huán)境因素，并分析內(nèi)部過程與外部環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)從而計(jì)算外界干擾可能性，基于外界干擾可能性的評估，可以動態(tài)調(diào)整mpc算法的迭代次數(shù)，以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的控制效果。

22、優(yōu)選地，所述相似性為：

23、；式中，為所述相似性，為第一曲線的溫度隨時間變化的數(shù)值，為第二曲線的溫度隨時間變化的數(shù)值，為烘干箱外部溫度的最小值，為烘干箱外部溫度的最大值，為烘干箱內(nèi)部溫度的最小值，為烘干箱內(nèi)部溫度的最大值。

24、通過采用上述技術(shù)方案，通過積分計(jì)算兩條曲線的形狀差異，可以量化它們的相似性或差異性。

25、優(yōu)選地，所述計(jì)算外界干擾可能性的過程包括：

26、獲取烘干過程中烘干箱外部的第二數(shù)據(jù)序列，分別計(jì)算第一數(shù)據(jù)序列和第二數(shù)據(jù)序列的皮爾遜相關(guān)系數(shù)、第一數(shù)據(jù)序列和第二數(shù)據(jù)序列的均方根誤差；

27、將所述皮爾遜相關(guān)系數(shù)與所述均方根誤差的比值作為所述外界干擾可能性。

28、通過采用上述技術(shù)方案，還可以將皮爾遜相關(guān)系數(shù)與均方根誤差的比值作為外界干擾可能性，提供了一個綜合考慮相關(guān)性和誤差的量化指標(biāo)。

29、第二方面，一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制系統(tǒng)，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述的用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法。

技術(shù)特征：

1.一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法，其特征在于，所述計(jì)算第一數(shù)據(jù)序列的變化速率的過程包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法，其特征在于，第個極值點(diǎn)的變化程度為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法，其特征在于，所述相似性為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法，其特征在于，所述計(jì)算外界干擾可能性的過程包括：

6.一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種用于晶圓烘干的間歇蒸汽發(fā)生器控制方法及系統(tǒng)，方法包括：設(shè)置MPC算法的初始迭代次數(shù)；優(yōu)化初始迭代次數(shù)，得到最優(yōu)迭代次數(shù)；基于最優(yōu)迭代次數(shù)，利用MPC算法對間歇蒸汽發(fā)生器進(jìn)行控制；其中，采集晶圓樣本烘干過程中烘干箱內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)建第一數(shù)據(jù)序列；計(jì)算第一數(shù)據(jù)序列的變化速率；當(dāng)變化速率小于預(yù)設(shè)的溫變閾值時，減小初始迭代次數(shù)；反之，計(jì)算外界干擾可能性，預(yù)設(shè)閾值；當(dāng)外界干擾可能性大于等于預(yù)設(shè)的閾值時，減小初始迭代次數(shù)；反之，增加初始迭代次數(shù)。本發(fā)明通過動態(tài)調(diào)整迭代次數(shù)以減少M(fèi)PC算法的計(jì)算量，應(yīng)用MPC算法對間歇蒸汽發(fā)生器進(jìn)行更精確的控制。

技術(shù)研發(fā)人員：胡凱,苗培仁,于楓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江陰市輝龍電熱電器有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9