一种参数异常检测方法和半导体工艺设备与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种参数异常检测方法和半导体工艺设备。


背景技术：

2.工艺进程亦称“加工流程”或“生产流程”。指通过一定的生产设备或管道，从原材料投入到成品产出，按顺序连续进行加工的全过程。一个完整的工艺进程，通常包括若干道工序。涉及工艺设备制造的工艺流程中，一些目标参数(如温度、流量、射频和压力等)的波动直接影响工艺结果，严重的会造成返工，影响设备产能。
3.目前的参数异常检测方案，对异常参数的检测较为简单和固化，经常出现等到工艺过程结束后，才从生产出的工艺结果上发现异常的情况，而且检测效率也不高，无法满足日益增长的生产要求。


技术实现要素：

4.本发明实施例所要解决的技术问题是目前对于异常参数检测不及时而且效率不高。
5.为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种参数异常检测方法，应用于半导体工艺设备，半导体工艺设备的工艺过程包括多个依次进行的工艺步骤，方法包括：
6.采集工艺步骤中，目标参数在各预设时间点的实际参数值；
7.将目标参数的实际参数值离散到预先获取的参数关系图中，在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，参数关系图为工艺步骤中目标参数的正常参数值随各预设时间点变化的关系图；
8.根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程；
9.输出与预设异常条件对应的提示信息。
10.本发明另一实施例公开了一种半导体工艺设备，半导体工艺设备的工艺过程包括多个依次进行的工艺步骤，半导体工艺设备包括：
11.控制器，用于采集工艺步骤中，目标参数在各预设时间点的实际参数值；
12.将目标参数的实际参数值离散到预先获取的参数关系图中，在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，参数关系图为工艺步骤中目标参数的正常参数值随各预设时间点变化的关系图；
13.根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程；
14.输出与预设异常条件对应的提示信息。
15.根据本发明提供的半导体工艺设备，通过采集工艺步骤中目标参数在各预设时间点的实际参数值；将目标参数的实际参数值离散到预先获取的参数关系图中，在目标参数
随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，这里，通过比较工艺步骤中目标参数的实际参数值与工艺步骤中目标参数的正常参数值，能够准确快速的检测工艺过程中是否出现参数异常；从而可以快速高效地触发相应的调整方案调整工艺进程以及输出与预设异常条件对应的提示信息，由此，通过提升半导体工艺设备对于参数异常的检测速度，不仅能够提高设备产能，还能提高设备处理异常的能力，以提升安全性。
附图说明
16.图1示出了本实施例提供的一种工艺过程的流程图；
17.图2示出了本实施例提供的一种参数异常检测方法的流程图；
18.图3示出了本实施例提供的一种参数关系图与参数值的示意图；
19.图4示出了本实施例提供的一种参数异常示意图；
20.图5示出了本实施例提供的另一种参数异常示意图；
21.图6示出了本实施例提供的又一种参数异常示意图；
22.图7示出了本实施例提供的一种异常参数的频谱曲线示意图；
23.图8示出了本实施例提供的一种正常参数的频谱曲线示意图；
24.图9示出了本实施例提供的一种实现参数异常检测方法的流程图；
25.图10示出了本实施例提供的另一种实现参数异常检测方法的流程图；
26.图11示出了本实施例提供的一种半导体工艺设备结构示意图。
具体实施方式
27.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
28.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
29.首先，对于本发明实施例涉及的技术术语进行介绍。
30.太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，它只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。
31.太阳能电池研究最重要的两个方向是高效率、低成本，在电池生产流程中，由于镀
膜设备石墨舟装片数量远远小于扩散、退火设备石英舟装片数量，车间的产能瓶颈往往都是镀膜设备，所以减少工艺失败舟、减少返工片成了提高镀膜设备产能的研究重点。
32.本发明实施例提供的参数异常检测方法至少可以应用于下述应用场景中，下面进行说明。
33.如图1所示，涉及制造晶体硅太阳能电池流程中的镀膜工艺段中的淀积步工艺部分，淀积步中温度、流量、射频和压力的目标参数直接影响镀膜的硅片膜厚。硬件和环境发生变化都会引起这四个参数的参数值的波动，如：射频电源连接线虚接、长期使用后泵的抽速下降、厂房流量的波动、射频放电引起的腔体温度的波动等，或者工艺跳步参数设定值发生变化。
34.参数值的波动有两种情况，一种是瞬间突跳，此种情况如果发生次数较少则可以直接过滤，当次数较多时，会影响工艺结果；另一种是持续波动，波动在一定范围内或，对工艺结果影响较小，当波动范围较大或者波动持续时间较长，则会影响工艺结果，严重的会造成硅片返工，影响设备产能。
35.目前在半导体设备的工艺过程中，每一工艺步骤中只有一个参数波动基准值，此基准值不随工艺步骤的工艺时间而发生改变。通过将实际参数值与基准参数值进行比较，当实际参数值相对基准参数值之间的波动较大后，开始计时，当持续波动较大一定时间后，进行报警处理。如果一定时间内波动恢复正常，则清除计时，等待下次波动较大后再重新开始计时。但是，由于工艺过程中每一个工艺步骤只有设置一个基准值，而工艺过程的多个工艺步骤中，会由于多种情况各时刻可容忍的波动范围不同，所以现有技术无法满足对此种情况的判断；而且，仅能对持续的异常波动进行检测，而对于其他影响工艺结果的波动无法进行检测判断；另外，判断过程无法实现对设备硬件的异常进行预警，只能等到真实发生异常才可以实现判断。
36.基于上述问题及应用场景，下面对本发明实施例提供的参数异常检测方法进行详细说明。
37.本发明实施例提供一种参数异常检测方法，应用于半导体工艺设备，该半导体工艺设备的工艺过程包括多个依次进行的工艺步骤。
38.图2为本发明实施例提供的一种参数异常检测方法的流程图。
39.如图2所示，该参数异常检测方法可以包括步骤210-步骤240，具体如下所示：
40.步骤210，采集工艺步骤中，目标参数在各预设时间点的实际参数值。
41.步骤220，将目标参数的实际参数值离散到预先获取的参数关系图中，在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，参数关系图为工艺步骤中目标参数的正常参数值随各预设时间点变化的关系图。
42.步骤230，根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程。
43.步骤240，输出与预设异常条件对应的提示信息。
44.本发明提供的参数异常检测方法中，通过采集工艺过程中每一工艺步骤的预设时间段内的目标参数的参数值；在检测到参数值与预先获取的参数关系图的关系满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常；参数关系图用于指示工艺进程中的时间与目标参数值的关系；可以将采集的实际的参数值与参数关系图中对应时刻的目标参数
值进行比较，能够准确快速的检测工艺过程中是否出现参数异常；从而可以快速高效地触发相应的调整方案调整工艺进程以及输出与预设异常条件对应的提示信息，由此，通过提升参数异常的检测速度，不仅能够提高设备产能，还能提高设备处理异常的能力，以提升安全性。
45.下面，对步骤210-步骤240的内容分别进行描述：
46.步骤210，采集工艺步骤中，目标参数在各预设时间点的实际参数值目标参数。
47.其中，上述涉及到的目标参数的参数值可以包括：温度、流量、射频和压力和蝶阀角度。
48.其中，如图3所示，参数关系图中体现了工艺进程中各工艺步骤的目标参数值随时间变化的关系。参数关系图可以根据正常工艺进程的各工艺步骤中设定的时间和目标参数值的关系确定。该参数关系图的第一维度(横坐标)可以为时间，时长一般为工艺步骤的工艺时长，第一维度的数值代表预设时间点，各预设时间点的间隔即为预设时间精度，预设时间点起始为0，终止为工艺步骤的步时间，单位为秒，示例性地，预设时间点分别为0-23，预设时间精度为1s。参数关系图的第二维度(纵坐标)可以为目标参数值，即对应工艺步骤中目标参数值随时间的变化曲线。每个预设时间点在该变化曲线对应的点即为，该预设时间点下该目标参数值的正常参数值。该第二维度对应的精度以及单位依据对应的目标参数而定。具体地，根据工艺步骤的工艺配方和参数类型，以及要求的时间精度和参数精度要求确定参数关系图。其中，精度越高、复杂度越高，计算实际参数值与目标参数值的波动的精度越高，误报、漏报情况越少。
49.当工艺过程进行跳步，即工艺进程从一工艺步骤进行到下一工艺步骤的情况下，重新获得对应的工艺步骤的参数关系图。
50.在一实施例中，步骤220中的在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，具体可以包括以下步骤：
51.根据参数关系图，确定正常参数值在各预设时间点对应的预设参数波动区间；
52.响应于检测到预设时间点对应的实际参数值超出预设时间点的对应的参数波动区间，则进行计数，得到异常次数；
53.若异常次数大于预设第一阈值，确定工艺步骤中的目标参数异常，且目标参数处于第一异常状态；
54.若异常次数小于预设第一阈值，确定各预设时间点对应的实际参数值与对应的正常参数值之间的偏差，若偏差满足预设异常条件，则确定工艺步骤中的目标参数异常。
55.根据参数关系图，确定正常参数值在各预设时间点对应的参数波动区间，具体可以如图3中黑色曲线所示。每个预设时间点都有一个允许的偏差，即图3中的竖直方向的“工字”实线，若实际参数值出现在该参数波动区间内，则表示该预设时间点的目标参数正常；若实际参数值超出参数波动区间，则表示该预设时间点的目标参数异常。
56.通常地，依据现有的检测技术中，对于工艺过程中出现参数值突跳异常变大后立即回复到正常范围内的情况，不认为是异常，且只能等到工艺结束检测硅片工艺结果时才会发现工艺步骤中的目标参数异常。
57.本发明实施例提供的参数异常检测方法对此进行了处理。如图4所示，当参数值超
出参数波动区间的频率非常高时，对工艺结果也会造成影响。如果在工艺进程中检测到该异常，提前进行异常处理，则可以节省很多时间，提高设备产能。
58.针对此种情况，响应于检测到预设时间点对应的实际参数值超出预设时间点的对应的参数波动区间，则进行计数，得到异常次数；若异常次数大于预设第一阈值，确定工艺步骤中的目标参数异常，且目标参数处于第一异常状态。
59.具体地，可以采用异常计数器的模式，此计数器在工艺步骤中有效，跳步后计数器清零。工艺步中出现一次异常，异常计数器加1，累计得到异常次数；在异常次数大于预设第一阈值的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常；在异常次数小于或等于第一阈值的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常。
60.如图4所示，该工艺步骤中某目标参数共突跳7次，假设预设第一阈值为5次，则说明异常次数大于预设第一阈值，工艺步骤中的目标参数异常。
61.通常地，依据现有的参数检测技术，对于每一时间点的实际参数值的波动都在合理的范围内，或者异常次数小于预设第一阈值，则认为是正常的。这只能等到工艺结束检测硅片工艺结果时才会发现工艺步骤中的目标参数异常。
62.针对此种情况，本技术实施例进行了检测方法的设计，若异常次数小于预设第一阈值，确定各预设时间点对应的实际参数值与对应的正常参数值之间的偏差，若偏差满足预设异常条件，则确定工艺步骤中的目标参数异常。
63.如图5所示，工艺跳步前，计算的该工艺步骤累计偏差超过了该工艺步骤可容忍的参数波动区间。如果在跳到下一步前检测到该种异常，然后进行异常处理，则可以节省很多时间，提高设备产能。
64.具体地，可以确定各预设时间点对应的实际参数值与对应的正常参数值之间的偏差，若偏差满足预设异常条件，则确定工艺步骤中的目标参数异常。
65.在一种可能的实施例中，若目标参数处于第一异常状态，根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程，包括：终止工艺进程；
66.输出与预设异常条件对应的提示信息，包括：输出第一提示信息，第一提示信息用于提示检查设备接线情况，和/或，检查厂房气源参数。
67.在异常次数大于预设第一阈值的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常。此种异常多为线虚接、厂房各气源压力不稳等硬件或者环境因素原因引起的，由于具有不可预估性和量化性，所以无法根据波动偏差进行工艺补偿，一旦触发此类异常处理模式，无论何种参数类型，均直接终止工艺。
68.以及输入第一提示信息，用于提示设备人员检查设备接线情况或者排查厂房气源等。
69.需要说明的是，图5所示的是一种实际参数值超出预设时间点的对应的参数波动区间的异常次数为0的情况，也是属于实际参数值超出预设时间点的对应的参数波动区间的异常次数小于预设第一阈值的情况，预设第一阈值为正整数。
70.在一实施例中，确定各预设时间点对应的实际参数值与对应的正常参数值之间的偏差，若偏差满足预设异常条件，则确定工艺步骤中目标参数异常，包括：
71.在预设时间点的实际参数值大于预设时间点对应的正常参数值的情况下，则计入实际参数值与正常参数值之间的累计偏大值；
72.在预设时间点的实际参数值小于预设时间点对应的正常参数值的情况下，则计入实际参数值与正常参数值之间的累计偏小值；
73.若累计偏大值与预设偏大阈值的差值，大于预设第二阈值，则确定工艺步骤中的目标参数异常；和/或
74.若累计偏小值与预设偏小阈值的差值，大于预设第三阈值，则确定工艺步骤中的目标参数异常。
75.示例性地，目标参数为温度，对于给定的预设时间点，该预设时间点的参数值为20摄氏度，参数关系图中该预设时间点对应的目标参数值为15摄氏度，则该预设时间点的偏大值为5摄氏度，以此类推，累计预设时间段内每个时间点对应的偏大值，得到累计偏大值。在累计偏大值(如：50摄氏度)与预设偏大阈值(如：30摄氏度)的差值(20摄氏度)，大于预设第二阈值(10摄氏度)的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常。
76.示例性地，目标参数为压力，对于给定的预设时间点，该预设时间点的参数值为20帕，参数关系图中该预设时间点对应的目标参数值为30帕，则该预设时间点的偏小值为10帕，以此类推，累计预设时间段内每个预设时间点对应的偏小值，得到累计偏小值。在累计偏小值(如：50帕)与预设偏小阈值(如：30帕)的差值(20帕)，大于预设第三阈值(10帕)的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常。
77.在一种可能的实施例中，确定各预设时间点对应的实际参数值与对应的正常参数值之间的偏差，若偏差满足预设异常条件，则确定工艺步骤中目标参数异常，包括：
78.确定各预设时间点的实际参数值与各预设时间点对应的正常参数值的差值，将各差值求和得到总偏差值；
79.若总偏差值大于零，且总偏差值与预设第四阈值的差值大于零，则确定工艺步骤中目标参数异常且目标参数处于第二异常状态；
80.若总偏差值小于零，且总偏差值的绝对值与预设第五阈值的差值大于零，则确定工艺步骤中目标参数异常且目标参数处于第三异常状态。
81.当工艺对参数稳定性要求较高且偏大异常和偏小异常无法相互抵消时，即在累计每个采集参数值的预设时间点对应的偏差值得到的总偏差值与预设第四阈值的差值大于零，则确定工艺步骤中目标参数异常且目标参数处于第二异常状态。
82.示例性地，得到累计偏大值为50摄氏度，累计偏小值为-20摄氏度；则总偏差值为30摄氏度，30摄氏度(总偏差值)大于零，且30摄氏度(总偏差值)与10摄氏度(预设第四阈值)的差值大于零(30摄氏度-10摄氏度＝20摄氏度)，则确定工艺步骤中目标参数异常且目标参数处于第二异常状态。
83.示例性地，得到累计偏大值为50摄氏度，累计偏小值为-80摄氏度；则总偏差值为-30摄氏度，-30摄氏度(总偏差值)小于零，且总偏差值与预设第五阈值的差值：|-30摄氏度-(-10摄氏度)|＝20摄氏度，20摄氏度大于零，则确定工艺步骤中目标参数异常且目标参数处于第三异常状态。
84.在一种可能的实施例中，半导体工艺设备为镀膜设备，其中，若目标参数为温度参数且工艺步骤为淀积步，目标参数处于第二异常状态的情况下，则根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程，包括：
85.终止工艺进程；
86.若目标参数为射频参数且工艺步骤为淀积步，目标参数处于第二异常状态的情况下，则根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程，包括：
87.对工艺进程进行工艺补偿处理；
88.若目标参数为温度参数且工艺步骤为淀积步或升温步，目标参数处于第三异常状态的情况下，则根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程，包括：
89.对工艺进程进行工艺补偿处理。
90.如果目标参数为温度参数且工艺步骤为淀积步，目标参数处于第二异常状态的情况会导致硅片镀膜结果偏厚，这时应该直接终止工艺；
91.在目标参数为射频参数，且工艺步骤为淀积步的情况下，对工艺进程进行补偿处理；由于只有淀积步会出现射频弧，上述目标参数处于第二异常状态的情况会导致硅片镀膜结果偏薄，这时可以采取在跳步前补偿该工艺步骤一定时间的处理方式，以保证镀膜厚度。其中，补偿时间可以根据出现的射频弧的数量确定。
92.若目标参数为温度参数且工艺步骤为淀积步或升温步，目标参数处于第三异常状态的情况下，则对工艺进程进行工艺补偿处理。
93.在工艺步骤为升温步或淀积步，如果出现目标参数处于第三异常状态的情况，会导致硅片镀膜结果偏薄，这时可以采取在跳步前补偿该步工艺一定时间的补偿措施，以保证镀膜厚度。如果是其他工艺步，则影响较小可以忽略。
94.在一种可能的实施例中，在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，包括：
95.比较各预设时间点对应的实际参数值与对应的正常参数值之间的大小；
96.若预设时间点对应的实际参数值大于对应的正常参数值，且偏大值大于预设第六阈值的情况下，对偏大次数进行计数，得到总偏大次数；
97.若预设时间点对应的实际参数值小于对应的正常参数值，且偏小值小于预设第七阈值的情况下，对偏小次数进行计数，得到总偏小次数；
98.在总偏大次数和总偏小次数满足预设次数条件的情况下，对实际参数值进行傅里叶转换，得到实际参数值对应的频谱曲线；
99.在频谱曲线满足预设离散条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常。
100.通常地，目前的参数检测技术，对于锯齿形周期性的波动异常，即参数值一会异常变大、一会异常变小的情况，认为是正常的。此种异常一般不会影响工艺结果，但是却预示着设备相应硬件控制能力出现了问题。
101.如果及时对硬件进行处理维护，则可以避免出现影响工艺的异常。可以节省很多时间，提高设备产能。
102.针对此种情况，可以比较各预设时间点对应的实际参数值与对应的正常参数值之间的大小；如图6所示，若预设时间点对应的实际参数值大于对应的正常参数值，且偏大值大于预设第六阈值的情况下，对偏大次数进行计数，得到总偏大次数；若预设时间点对应的实际参数值小于对应的正常参数值，且偏小值小于预设第七阈值的情况下，对偏小次数进行计数，得到总偏小次数。
103.在总偏大次数和总偏小次数满足预设次数条件的情况下，对实际参数值进行傅里
叶转换，得到实际参数值对应的频谱曲线的步骤中，具体可以包括：
104.若总偏大次数n1》预期偏大阈值；且总偏小次数n2》预期偏小阈值；且|n1-n2|《δ1(δ1接近0)。
105.即总偏大次数和总偏小次数都超过了预期阈值，且总偏大次数和总偏小次数相差不多，对参数值进行傅里叶转换，得到参数值对应的频谱曲线，以开始进行目标参数是否具有周期性的判断。
106.其中，傅里叶变换是时域与频域变换分析中最基本的方法之一，在傅里叶转换得到的参数值对应的频谱曲线满足预设离散条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常。
107.其中，在频谱曲线满足预设离散条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，包括：
108.从频谱曲线中，确定频率值小于预设第八阈值的实际参数值的数量；
109.若确定频率值小于预设第八阈值的实际参数值的数量与预设时间点数量的比值大于预设第九阈值，则确定工艺步骤中的目标参数异常。
110.如果参数值呈周期性变化，则频谱曲线是离散的，如图7所示，参数值只出现的有限的几个频率内；则说明目标参数只出现有限的几个频率内，属于异常的锯齿形周期性波动，可以确定工艺步骤中的目标参数异常，需要触发异常处理。
111.如果实际参数值呈非周期变化，则频谱曲线是连续的，如图8所示，实际参数值随机出现在各个频率内。则说明目标参数随机出现在各个频率内，不属于异常的锯齿形周期性波动，可以确定工艺步骤中的目标参数未发生异常。
112.其中，图7、图8中横坐标是频率，纵坐标是参数值。
113.将频谱曲线n`(f)上的每一个点与0值进行比较，若n`(f)-0《δ2(δ2接近0)，则可默认该点为0，确定频率值小于预设第八阈值(δ2)的参数值的数量n3＝n3 1，若n`(f)-0》δ2，则默认为非0值；
114.在数量(n3)与采样次数(n4)的比值大于预设第九阈值(90％)的情况下，则说明目标参数只出现有限的几个频率内，属于异常的锯齿形周期性波动，可以确定工艺步骤中的目标参数异常，需要触发异常处理。
115.在数量(n3)与采样次数(n4)的比值小于预设第九阈值(90％)的情况下，则说明目标参数随机出现在各个频率内，不属于异常的锯齿形周期性波动，可以确定工艺进程未发生异常。
116.在一种可能的实施例中，目标参数为温度参数，根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程，包括：
117.在工艺进程结束的情况下，对温控表输出调整指令，指令用于温控表调整温度参数；
118.目标参数为蝶阀的角度参数，根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程，包括：
119.在工艺进程结束的情况下，对蝶阀输出学习指令，学习指令用于蝶阀学习调整角度参数。
120.一方面，在工艺进程结束的情况下，对温控表输出调整指令，指令用于温控表调整
温度参数。
121.一般需要处理锯齿形周期性异常波动的参数有温度和蝶阀角度。设备长时间运行后，设备稳定性变差，出现此种异常时就预示着设备需要进行维护，所以不会对当前工艺进行处理，但是会在工艺结束后软件自动触温度和蝶阀维护模式，维护后即可继续进行工艺。
122.针对目标参数为温度参数，由于温控表具有自整定功能，在检测到频谱曲线满足预设离散条件后，当本次工艺进程结束后，可以自动给温控表下发调整指令，以用于温控表完成温控pid控制器(proportion integral differential，pid)的调整。其中，在过程控制中，按偏差的比例(p)、积分(i)和微分(d)进行控制的pid控制器，是应用最为广泛的一种自动控制器。
123.另一方面，在工艺进程结束的情况下，对蝶阀输出学习指令，学习指令用于蝶阀学习调整角度参数。
124.蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，可用于低压管道介质的开关控制的蝶阀是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。在管道上主要起切断和节流作用。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。
125.针对目标参数为角度参数的情况，由于蝶阀具有学习的功能，在检测到频谱曲线满足预设离散条件后，当本次工艺进程结束后，可以自动给蝶阀下发学习命令，完成pi(偏差的比例(p)、积分(i))的调整。
126.在工艺过程中，可以将采集的实际参数值与参数关系图中对应时刻的正常参数值进行比较，从而可以更加准确的检测工艺步骤中的目标参数是否出现异常；也可以更早的检测出异常，处理异常所消耗的时间更短；可以更准确的检测出参数所对应的异常状态，更加准确的触发相应的异常处理方案，由此，可以不仅能够提高设备产能、还能提高设备处理异常的能力。
127.根据本发明的实施例，通过采集工艺步骤中目标参数在各预设时间点的实际参数值；将目标参数的实际参数值离散到预先获取的参数关系图中，在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，这里，通过比较工艺步骤中目标参数的实际参数值与工艺步骤中目标参数的正常参数值，能够准确快速的检测工艺过程中是否出现参数异常；从而可以快速高效地触发相应的调整方案调整工艺进程以及输出与预设异常条件对应的提示信息，由此，通过提升参数异常的检测速度，不仅能够提高设备产能，还能提高设备处理异常的能力，以提升安全性。
128.另外，基于上述图2所示的参数异常检测方法，以及图6所示的异常情况，本发明还提供了一种实现参数异常检测的方法，图9为本发明实施例提供的一种实现参数异常检测的方法的流程图。具体如下所示：
129.1.工艺开始或者跳步时，首先，清除累计偏大值之和s1、累计偏小值之和s2和总累计偏差值之和s，即s1＝0，s2＝0，s3＝0；
130.2.按照二维矩阵的时间精度，采集目标参数的实际值，并将参数实际值离散到二维矩阵中；
131.3.将实际值d(t)与曲线中的对应时刻的正常值b(t)进行比较，得到偏差值n(t)，其中n(t)＝d(t)-b(t)；
132.4.若n(t)》0，计算累计偏大值s1，s1＝s1 n(t)；
133.5.若n(t)《0，计算累计偏小值s2，s2＝s2 |n(t)|，其中|n(t)|表示偏差的绝对值；
134.6.若该工艺步时间结束则进行步骤7，若未结束则重复2、3、4、5步骤
135.7.工艺步时间结束后，计算该步总的累计偏差值s，即s＝s1-s2；
136.8.判断累计偏大值s1是否异常：将s1与预期阈值p1进行比较，若s1-p1大于0，则属于(波动异常1)偏大异常，可触发异常处理模块。若s1-p1小于等于0，则正常；
137.9.判断累计偏小值s2n是否异常，将s2n与预期阈值p2进行比较，若s2
n-p2大于0，则属于(波动异常2)偏小异常，可触发异常处理模块。若s2
n-p2小于等于0，则正常；
138.10.判断该步总的累计偏差s是否异常，将s与预期阈值p进行比较，若sn》0且s
n-p大于0，则属于(波动异常3)偏大异常，可触发异常处理模块；若sn《0且|sn|-p大于0，则属于(波动异常4)偏小异常，可触发异常处理模块；其他则属于正常。
139.这里，通过响应于检测到参数值与目标参数值不匹配，确定参数值与目标参数值之间的偏差值；参数值对应的时间点与目标参数值对应的时间点一致；在偏差值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常。在工艺过程中，可以更加准确的检测工艺过程中是否出现异常；也可以更早的检测出异常，处理异常所消耗的时间更短；可以更准确的检测出参数异常类型，更加准确的触发相应的异常处理方案，由此，可以不仅能够提高设备产能、还能提高设备处理异常的能力。
140.另外，基于上述图2所示的参数异常检测方法，对于图6所示的异常情况，本发明还提供了另一种实现参数异常检测的方法，图10为本发明实施例提供的另一种实现参数异常检测的方法的流程图。具体如下所示：
141.1.工艺步开始，清除累计偏大次数计数器n1、累计偏小次数计数器n2、周期检测计数器n3、采样计数器n4，即n1＝0；n2＝0；n3＝0；n4＝0；其中：
142.累计偏大次数计数器n1：每出现一个偏大异常，该计数器加1；
143.累计偏小次数计数器n2：每出现一个偏小异常，该计数器加1；
144.周期检测计数器n3：检测参数实际值是否具有周期性时，频谱图每出现一个近似0值，该计数器加1；
145.采样计数器n4：该工艺步共有多少个采样，每采一个样，该计数器加1。
146.2.按照二维矩阵的时间精度t，采集目标参数的实际值，并将参数实际值离散到二维矩阵中，每采集一次数据，采样计数器n4＝n4 1；
147.3.将目标参数实际值d(t)与曲线中的对应时刻的正常值b(t)进行比较，得到偏差值n(t)，其中n(t)＝d(t)-b(t)；
148.4.判断n(t)的波动范围，若n(t)大于0且大于预期阈值，则波动偏大异常，累计偏大次数计数器n1＝n1 1；若n(t)小于0且小于预期阈值，则波动偏小异常，累计偏小次数计数器n2＝n2 1；
149.5.若该工艺步时间结束则进行步骤6，若未结束则重复2、3、4步骤；
150.6.工艺步时间结束后，判断是否需要进行周期性检测，若n1》预期偏大阈值且n2》预期偏小阈值且|n1-n2|《δ1(δ1接近0)，即累计偏大和累计偏小次数计数器都超过了预期
阈值且相差不多，则开始检测目标参数是否具有周期性判断；
151.7.将目标参数的实际值曲线d(t)进行傅里叶变化，获得目标参数实际值的频谱曲线n`(f)。如果是周期函数，则频谱曲线n`(f)是离散的，如图9所示，参数值只出现的有限的几个频率内；如果是非周期函数，则n`(f)频谱曲线是连续的，如图10所示，参数值随机出现在各个频率内。其中图9、图10中横坐标是频率，纵坐标是参数值。
152.8.将频谱曲线n`(f)上的每一个点与0值进行比较，若n`(f)-0《δ2(δ2接近0)，则可默认该点为0，周期检测计数器n3＝n3 1，若n`(f)-0》δ2，则默认为非0值；
153.9.若周期检测计数器n3占采样计数器n4比例超过90％时，即n3/n4》90％，则认为目标参数只出现有限的几个频率内，属于异常的锯齿形周期性波动，需要触发异常处理；
154.10.若周期检测计数器n3占采样计数器n4比例未超过90％时，即n3/n4《90％,则认为目标参数随机出现在各个频率内，不属于异常的锯齿形周期性波动，此时忽略不触发异常。
155.根据本发明的实施例，通过采集工艺步骤中目标参数在各预设时间点的实际参数值；将目标参数的实际参数值离散到预先获取的参数关系图中，在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，这里，通过比较工艺步骤中目标参数的实际参数值与工艺步骤中目标参数的正常参数值，能够准确快速的检测工艺过程中是否出现参数异常；从而可以快速高效地触发相应的调整方案调整工艺进程以及输出与预设异常条件对应的提示信息，由此，通过提升参数异常的检测速度，不仅能够提高设备产能，还能提高设备处理异常的能力，以提升安全性。
156.需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
157.参照图11，示出了本发明实施例的一种半导体工艺设备的结构框图，该半导体工艺设备1110，包括，
158.控制器1111，用于采集工艺进程中的预设时间段内的目标参数的参数值；在检测到参数值与预先获取的参数关系图的关系满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常；参数关系图用于指示工艺过程的各工艺步骤中的时间与目标参数的参数值的变化关系；根据与预设异常条件对应的调整方案调整工艺进程；输出与预设异常条件对应的提示信息。
159.在本发明一个可选的实施例中，控制器1111，具体用于根据所述参数关系图，确定所述正常参数值在各所述预设时间点对应的预设参数波动区间；
160.响应于检测到所述预设时间点对应的实际参数值超出所述预设时间点的对应的所述参数波动区间，则进行计数，得到异常次数；
161.若所述异常次数大于预设第一阈值，确定所述工艺步骤中的所述目标参数异常，且所述目标参数处于第一异常状态；
162.若所述异常次数小于所述预设第一阈值，确定各所述预设时间点对应的所述实际
参数值与对应的所述正常参数值之间的偏差，若所述偏差满足所述预设异常条件，则确定所述工艺步骤中的所述目标参数异常。
163.在本发明一个可选的实施例中，若所述目标参数处于所述第一异常状态，控制器1111，具体用于终止所述工艺进程；输出第一提示信息，所述第一提示信息用于提示检查设备接线情况，和/或，检查厂房气源参数。
164.在本发明一个可选的实施例中，控制器1111具体用于在所述预设时间点的所述实际参数值大于所述预设时间点对应的所述正常参数值的情况下，则计入所述实际参数值与正常参数值之间的累计偏大值；
165.在所述预设时间点的所述实际参数值小于所述预设时间点对应的所述正常参数值的情况下，则计入所述实际参数值与正常参数值之间的累计偏小值；
166.若所述累计偏大值与预设偏大阈值的差值，大于预设第二阈值，则确定所述工艺步骤中的所述目标参数异常；和/或
167.若所述累计偏小值与预设偏小阈值的差值，大于预设第三阈值，则确定所述工艺步骤中的所述目标参数异常。
168.在本发明一个可选的实施例中，控制器1111具体用于：确定各所述预设时间点的所述实际参数值与各所述预设时间点对应的所述正常参数值的差值，将各所述差值求和得到总偏差值；
169.若所述总偏差值大于零，且所述总偏差值与预设第四阈值的差值大于零，则确定所述工艺步骤中目标参数异常且所述目标参数处于第二异常状态；
170.若所述总偏差值小于零，且所述总偏差值的绝对值与预设第五阈值的差值大于零，则确定所述工艺步骤中目标参数异常且所述目标参数处于第三异常状态。
171.在本发明一个可选的实施例中，半导体工艺设备为镀膜设备，其中，若所述目标参数为温度参数且所述工艺步骤为淀积步，控制器1111具体用于：终止所述工艺进程；
172.若所述目标工艺参数为射频参数且所述工艺步骤为淀积步，所述目标参数处于第二异常状态的情况下，控制器1111具体用于：对所述工艺进程进行工艺补偿处理；
173.若所述目标工艺参数为温度参数且所述工艺步骤为淀积步或升温步，所述目标参数处于第三异常状态的情况下，控制器1111具体用于：对所述工艺进程进行工艺补偿处理。
174.在本发明一个可选的实施例中，控制器1111具体用于：比较各所述预设时间点对应的所述实际参数值与对应的正常参数值之间的大小；
175.若所述预设时间点对应的所述实际参数值大于对应的所述正常参数值，且偏大值大于预设第六阈值的情况下，对偏大次数进行计数，得到总偏大次数；
176.若所述预设时间点对应的所述实际参数值小于对应的所述正常参数值，且偏小值小于预设第七阈值的情况下，对偏小次数进行计数，得到总偏小次数；
177.在所述总偏大次数和所述总偏小次数满足预设次数条件的情况下，对所述实际参数值进行傅里叶转换，得到所述实际参数值对应的频谱曲线；
178.在所述频谱曲线满足所述预设离散条件的情况下，确定所述工艺步骤中的所述目标参数异常。
179.在本发明一个可选的实施例中，控制器1111具体用于：从所述频谱曲线中，确定频率值小于预设第八阈值的实际参数值的数量；
180.若所述确定频率值小于所述预设第八阈值的实际参数值的数量与所述预设时间点数量的比值大于预设第九阈值，则确定所述工艺步骤中的所述目标参数异常。
181.在本发明一个可选的实施例中，控制器1111具体用于：在所述工艺进程结束的情况下，对温控表输出调整指令，所述指令用于温控表调整所述温度参数；所述目标参数为蝶阀的角度参数，所述根据与所述预设异常条件对应的调整方案调整所述工艺进程，包括：
182.在所述工艺进程结束的情况下，对蝶阀输出学习指令，所述学习指令用于所述蝶阀学习调整所述角度参数。
183.根据本发明的实施例，通过采集工艺步骤中目标参数在各预设时间点的实际参数值；将目标参数的实际参数值离散到预先获取的参数关系图中，在目标参数随预设时间精度变化的在预设时间点的实际参数值与参数关系图中所对应的预设时间点的正常参数值满足预设异常条件的情况下，确定工艺步骤中的目标参数异常，这里，通过比较工艺步骤中目标参数的实际参数值与工艺步骤中目标参数的正常参数值，能够准确快速的检测工艺过程中是否出现参数异常；从而可以快速高效地触发相应的调整方案调整工艺进程以及输出与预设异常条件对应的提示信息，由此，通过提升参数异常的检测速度，不仅能够提高设备产能，还能提高设备处理异常的能力，以提升安全性。
184.对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
185.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述一种参数异常检测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
186.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种参数异常检测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
187.对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
188.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
189.本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
190.本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。
191.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
192.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
193.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
194.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
195.以上对本发明所提供的一种参数异常检测方法和一种半导体工艺设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。