在半導(dǎo)體處理設(shè)備中使用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)與超立方體進(jìn)行偏離分類的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容涉及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，且更特定而言，涉及用于分析系統(tǒng)的徑向基函數(shù) 網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002] 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用于根據(jù)系統(tǒng)的已知數(shù)值分析系統(tǒng)中的操作。舉例而言，使用者 可對分析傳感器數(shù)據(jù)有興趣，比如來自半導(dǎo)體處理設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)。徑向基函數(shù)（Radial BasisFunction，RBF)網(wǎng)絡(luò)是使用徑向基函數(shù)作為激活函數(shù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在典型RBF 網(wǎng)絡(luò)中，RBF節(jié)點(diǎn)或神經(jīng)元可用于確定節(jié)點(diǎn)的激活值，其中每一個節(jié)點(diǎn)都具有多個輸入與 一個輸出。RBF網(wǎng)絡(luò)一般僅能區(qū)分正常值與異常值。RBF網(wǎng)絡(luò)分析中的誤差往往是誤否定 (falsenegative)，且錯誤的結(jié)果往往隨著維度數(shù)量（例如傳感器數(shù)量）增加而增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

【附圖說明】
[0003] 在附圖的圖示中，通過舉例的方式、而非通過限制的方式來對本公開內(nèi)容加以說 明。
[0004] 圖1示出了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一個【具體實(shí)施方式】。
[0005] 圖2示出了一種RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體分析方法的一個實(shí)施方式。
[0006] 圖3示出了一種RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體分析方法的另一實(shí)施方式。
[0007] 圖4示出了一種示例性RBF網(wǎng)絡(luò)。
[0008] 圖5示出了一種用于半導(dǎo)體處理設(shè)備的示例性RBF網(wǎng)絡(luò)。
[0009] 圖6示出了RBF網(wǎng)絡(luò)的誤否定結(jié)果。
[0010] 圖7示出了RBF網(wǎng)絡(luò)的誤肯定（falsepositive)結(jié)果。
[0011] 圖8示出了RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體分析的實(shí)施方式。
[0012] 圖9示出了RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體分析中的偏離（excursion)的實(shí)施方式。
[0013] 圖10示出了RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體分析中的偏離的實(shí)施方式。
[0014] 圖11示出了RBF網(wǎng)絡(luò)和超立方體分析中的偏離的實(shí)施方式。
[0015] 圖12示出產(chǎn)生超立方體與超球體的實(shí)施方式。
[0016] 圖13示出了可信度預(yù)估的實(shí)施方式。
[0017] 圖14A、圖14B、圖14C、圖14D與圖14E示出示例性傳感器數(shù)據(jù)。
[0018] 圖15A與圖15B示出示例性傳感器數(shù)據(jù)。
[0019] 圖16示出示例性RBF網(wǎng)絡(luò)。
[0020] 圖17示出示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0021] 圖18示出可信度預(yù)估的實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及數(shù)據(jù)的RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體分析的方法和系統(tǒng)。舉例而 言，數(shù)據(jù)樣本可以是來自半導(dǎo)體處理設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)。在一實(shí)施方式中，所述方法與系統(tǒng) 能檢測樣本是否指示了附屬系統(tǒng)中的"正常"與"異常"操作、若異常偏離能被標(biāo)記則對指示 "異常"行為的樣本分類、以及若能得到關(guān)于根本原因與解決方案的信息則判定并修正"異 常"行為。本發(fā)明的實(shí)施方式是可延伸的，因?yàn)榭蓪⒘硗獗孀R的偏離加入至所述系統(tǒng)。
[0023]RBF函數(shù)可定義為滿足以下方程式的任何函數(shù)：
[0024] §C^) ? 方程式 1
[0025]RBF網(wǎng)絡(luò)為位于n-維空間中的RBF函數(shù)的集合。在圖4所示的一個RBF網(wǎng)絡(luò)中有 兩層，包括輸入層401與RBF層403。此網(wǎng)絡(luò)具有3個輸入和4個RBF節(jié)點(diǎn)。在此，每一個 節(jié)點(diǎn)都位于n-維空間中，其中輸入的數(shù)量即定義了n(例如在圖4中，n= 3)。每一個節(jié)點(diǎn) 都可利用n-元向量來定義，且至每一個節(jié)點(diǎn)的輸入也可為n-元向量。圖4中所示的網(wǎng)絡(luò) 能區(qū)分出5種獨(dú)特的偏離或類別。每一個節(jié)點(diǎn)都代表一獨(dú)特的偏離或類別。未知樣本可屬 于節(jié)點(diǎn)1至4或不屬于任何節(jié)點(diǎn)。
[0026] 舉例而言，輸入樣本可以是標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，其中所述樣本被表示為已知參考集 合（referenceset)、工藝中的指定運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)或來自指定天數(shù)的所有運(yùn)轉(zhuǎn)之間的標(biāo)準(zhǔn)差 (sigmadifference)，其應(yīng)提供高于90 %的精確度。
[0027] 然而，誤差隨著RBF網(wǎng)絡(luò)中的維度的增加而增加。舉例而言，對于1-維正常分布 的數(shù)據(jù)而言，預(yù)期99. 7%的樣本是在+/-3 〇內(nèi)。對于2-維正常分布的數(shù)據(jù)而言，會有較 多的樣本落在+廣3 〇外部。對于3-維正常分布的數(shù)據(jù)而言，則甚至?xí)懈嗟臉颖韭湓?+/-3〇外部。隨著維度增加，單元超球體的體積趨近于零，因而導(dǎo)致誤差數(shù)量增加。因此， 如圖6所示，原生RBF網(wǎng)絡(luò)將具有誤否定誤差，其中樣本601在所述樣本為正常時被辨識為 異常。在此，樣本601在RBF函數(shù)圓外部、但在+/-3〇邊界內(nèi)部。因此，當(dāng)樣本601由于樣 本601落在所述+/-3 〇邊界內(nèi)而實(shí)際上為正常時，原生RBF網(wǎng)絡(luò)指示樣本601是在節(jié)點(diǎn)外 部（在此情況中為正常）。
[0028] 在一個實(shí)施方式中，這個問題通過增加節(jié)點(diǎn)超球體的半徑而克服。雖然仍存在誤 差，但如圖7所示，所述誤差現(xiàn)在是誤肯定，其中樣本701在所述樣本應(yīng)該被辨識為未知時 卻被辨識為"正常"。對于已確定的樣本類別，這些樣本可被指定較低可信度預(yù)估值。
[0029] 在此，產(chǎn)生一節(jié)點(diǎn)，且為所述節(jié)點(diǎn)確定超立方體。然后，所述系統(tǒng)確定樣本是否存 在于所述超立方體內(nèi)。若所述樣本不存在于所述超立方體內(nèi)，則所述系統(tǒng)確定所述樣本是 否存在于超球體內(nèi)（所述超球體具有與所述超立方體的對角線相等的半徑）。所述系統(tǒng)接 著根據(jù)所述樣本是否存在于所述超立方體內(nèi)（正常）、超球體內(nèi)（正常但可信度較低）、或 皆不在其內(nèi)（異常）而確定可能的樣本類別，例如正常或異常。
[0030] 在一實(shí)施方式中，任何給定節(jié)點(diǎn)的最大誤差都沿著單一軸，且可被計(jì)算以用于評 估所述網(wǎng)絡(luò)或誤差是否為可容許的。在一個實(shí)施方式中，可通過在軸上添加具有相關(guān)標(biāo)簽 的其他節(jié)點(diǎn)（例如偏離）來使誤差最小化。
[0031] 圖1示出了根據(jù)一實(shí)施方式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)100。一開始，RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體系統(tǒng) 102辨識限定系統(tǒng)（比如物理處理系統(tǒng)104)的數(shù)據(jù)源106 (例如傳感器）。使用者可通過 客戶端機(jī)器110而從數(shù)據(jù)源106中的不同數(shù)據(jù)源選擇（例如通過圖形化使用者介面（GUI)) 數(shù)據(jù)（例如樣本）。系統(tǒng)102從此數(shù)據(jù)導(dǎo)出RBF網(wǎng)絡(luò)與超立方體。舉例而言，如圖5的RBF 網(wǎng)絡(luò)所示，氣體總流量501、腔室壓力503以及TGV位置505的傳感器數(shù)據(jù)可用于特征化壓 力控制系統(tǒng)。
[0032] 在一實(shí)施方式中，使用者也可通過客戶端機(jī)器110選擇偏離108 (亦即，異常系統(tǒng) 行為的限定參數(shù)），且偏離108可由系統(tǒng)102儲存于持久儲存單元112中。
[0033] 舉例而言，物理處理系統(tǒng)104可包括制造工具，或可直接或通過網(wǎng)絡(luò)（例如局域網(wǎng) (LAN))而連接至制造工具。制造工具的實(shí)例包括用于電子裝置制造的半導(dǎo)體制造工具，比 如蝕刻器、化學(xué)氣相沉積反應(yīng)爐等。制造這類裝置可包括涉及不同類型的制造工藝的數(shù)十 道制造步驟（也稱為配方（recipe))。
[0034] 物理處理系統(tǒng)104可包括任何類型的計(jì)算裝置以控制系統(tǒng)，所述計(jì)算裝置包括臺 式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)或類似的計(jì)算裝置。數(shù)據(jù)源1〇6(例如傳感器）可 以是物理處理系統(tǒng)104和/或制造工具的一部分，或者可連接至物理處理系統(tǒng)104和/或 制造工具（例如，通過網(wǎng)絡(luò)）。
[0035] 在另一實(shí)例中，客戶端機(jī)器110可為任何類型的計(jì)算裝置，包括臺式計(jì)算機(jī)、膝上 型計(jì)算機(jī)、行動通訊裝置、手機(jī)、智能手機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)或類似的計(jì)算裝置。
[0036] 在一實(shí)施方式中，物理處理系統(tǒng)104、數(shù)據(jù)源106、持久儲存單元112以及客戶端機(jī) 器110被連接至系統(tǒng)102,所述連接可為直接連接或者是經(jīng)由硬件界面（未示）或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò) (未示）的間接連接。所述網(wǎng)絡(luò)可為局域網(wǎng)（LAN)(比如在公司內(nèi)的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)）、無線 網(wǎng)絡(luò)、移動通訊網(wǎng)絡(luò)或廣域網(wǎng)（WAN)(比如因特網(wǎng)或類似的通訊系統(tǒng)）。網(wǎng)絡(luò)可包括任何數(shù) 量的連網(wǎng)與計(jì)算裝置，比如有線與無線裝置。
[0037] 上述功能區(qū)分僅為例示。在其他實(shí)施方式中，所述功能可結(jié)合于單一部件中，或再 分到任何部件組合。舉例而言，客戶端機(jī)器110與系統(tǒng)102可駐留在單一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上、在