CN101673099B - 一种监控工艺过程中的异常的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种监控工艺过程中的异常的方法和系统，以解决现有的监控方法针对某些设备正常的情况也抛出报警，影响监控准确率的问题。所述方法包括：循环检测并获取目标设备的状态变量值；每次检测时查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件；如果不符合预置条件的时间超过所述预置的容忍时间，则进行异常报警。本发明可以对短时间的异常现象(即某些设备正常的情况)进行区分，而不会频繁报警，从而提高了异常监控的准确率。并且，有助于提高设备操作和维护人员的工作效率。

Description

一种监控工艺过程中的异常的方法和系统

技术领域

本发明涉及工艺控制领域，特别是涉及一种监控工艺过程中的异常的方法和系统。 

背景技术

在半导体制造的工艺过程中，对大部分环境参数的要求非常苛刻，它们的值必须控制在某个范围内，如果超出此范围，则表明设备出现故障或者其他的问题，此时必须抛出报警提示操作人员，以便尽快做出相应的处理。 

目前半导体设备控制软件中对设备状态值超出范围的处理，一般采用超值互锁(OverrunInterlock)的方式。参照图1，超值互锁的工作流程如下： 

步骤101，设备软件启动； 

所述设备软件是指设备控制软件， 

步骤102，获取要检测的设备状态变量值； 

所述设备控制软件中存在一个线程，此线程循环检测目标设备的状态变量，获取变量值； 

步骤103，将此值与定义好的条件作比较； 

查看所述变量值是否满足预先设定好的条件，即查看是否在正常范围内，如果正常，则返回步骤102，继续循环；如果不在正常范围内，则执行步骤104，抛出报警； 

步骤104，抛出报警。 

此外，如果需要，如针对变量值超出范围造成的后果，还可以进一步作一些恢复挽救工作。 

上述超值互锁的监控方法能够及时发现工艺控制过程中的异常情况，及时报警。但是，在某些工艺过程中，对于一些参数值的要求却没有这么高，原因有两点： 

一是短时间的超出范围对某些工艺过程不会产生不利影响，长时间的超出范围才视为异常现象，此时需要报警提示；例如加热时，温度短时间超过 允许值的情况； 

二是由于硬件设备本身或者硬件与控制主机通信过程的不稳定，经常导致产生瞬间的超出范围的现象，这种设备状态的瞬间跳变也不会影响工艺过程；例如，气体管路或者通信线缆受到干扰的情况。 

针对这种要求不太高的工艺过程，上述超值互锁的监控方法一旦监测到状态值超出范围，仍会立刻抛出报警，由此带来以下问题：软件经常抛出报警，但是检查设备状态正常，从而不必要地增加了操作和维护人员的工作量。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种监控工艺过程中的异常的方法和系统，以解决现有的监控方法针对某些设备正常的情况也抛出报警，影响监控准确率的问题。 

为了解决上述问题，本发明公开了一种监控工艺过程中的异常的方法，包括： 

在配置文件中设置容忍时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取预置的容忍时间；和/或，设置容忍时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用预置的容忍时间； 

循环检测并获取目标设备的状态变量值； 

每次检测时查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件； 

如果不符合预置条件的时间超过所述预置的容忍时间，则进行异常报警。 

优选的，所述方法还包括：如果所述状态变量值在预置的容忍时间内不符合预置条件，则不进行报警。 

优选的，所述循环检测并获取目标设备的状态变量值之前，还包括：启动异常监控，设置异常次数初始值；获取预置的循环检测间隔时间。 

优选的，每次检测时通过以下方式查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件：将所述状态变量值与预置条件进行比较；如果符合预置条件，则重新设置异常次数为初始值，并返回重新获取目标设备的状态变量值；如果不符合预置条件，则将当前异常次数加1，然后判断所述循环 检测间隔时间乘以当前异常次数的值是否大于所述预置的容忍时间，如果大于，则重新设置异常次数为初始值，并进行异常报警；否则，不进行报警，并返回重新获取目标设备的状态变量值。 

优选的，通过以下方式预置并获取容忍时间及循环检测间隔时间：在配置文件中设置循环检测间隔时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取；和/或，设置循环检测间隔时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用。 

本发明还提供了一种监控工艺过程中的异常的系统，包括： 

预置参数配置单元，用于在配置文件中设置容忍时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取；和/或，用于设置容忍时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用； 

预置参数获取单元，用于获取预置的容忍时间； 

设备状态获取单元，用于循环检测并获取目标设备的状态变量值； 

异常监控单元，用于每次检测时查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件； 

报警单元，用于当所述状态变量值不符合预置条件的时间超过所述预置的容忍时间时，进行异常报警。 

优选的，所述系统还包括： 

计数单元，用于启动异常监控后，设置异常次数初始值； 

所述预置参数获取单元还用于获取预置的循环检测间隔时间。 

优选的，所述异常监控单元包括： 

第一比较子单元，用于将所述状态变量值与预置条件进行比较；如果符合预置条件，则触发所述计数单元重新设置异常次数为初始值，并触发所述设备状态获取单元重新获取目标设备的状态变量值；如果不符合预置条件，则触发所述计数单元将当前异常次数加1； 

第二比较子单元，用于计数单元将当前异常次数加1后，判断所述循环检测间隔时间乘以当前异常次数的值是否大于所述预置的容忍时间，如果大于，则触发所述计数单元重新设置异常次数为初始值，并触发所述报警单元进行异常报警；否则，不触发报警单元，触发所述设备状态获取单元重新获取目标设备的状态变量值。 

优选的， 

所述预置参数配置单元还用于在配置文件中设置循环检测间隔时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取；和/或，用于设置循环检测间隔时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

首先，本发明提出了一种改进的异常处理方式，对可容忍的异常不必一发现就报警，而是有一定时间的容忍度(以下称为容忍时间，也就是允许此异常存在的最大时间)，超过容忍时间才报警；并且所述容忍时间是可以配置的。这样，就可以对短时间的异常现象(即某些设备正常的情况)进行区分，而不会频繁报警，从而提高了异常监控的准确率。 

其次，有助于提高设备操作和维护人员的工作效率。 

附图说明

现有技术中操作和维护人员对所有的报警都必须处理，如果对于所有异常不加区分，则每个异常都会导致报警，而有些瞬间产生又消失并且对设备和工艺无负面影响的异常是没必要报警的。本发明就是区分出了这类异常并单独处理，降低了不必要报警的产生，从而提高操作和维护人员的工作效率。 

再次，有助于预防或减轻设备以及设备控制软件用户的负面感受。 

如果产生不必要的报警，而又不得不进行处理，将会导致用户对设备或软件的负面感受，本发明将有效的避免这种情况。 

图1是现有技术监控工艺过程中的异常的方法流程图； 

具体实施方式

图2是本发明实施例一所述一种监控工艺过程中的异常的方法流程图； 

图3是本发明实施例二所述一种监控工艺过程中的异常的方法流程图； 

图4是本发明实施例三所述一种监控工艺过程中的异常的系统结构图。 

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

本发明提出了一种改进的工艺过程异常监控方法，该方法为设备状态值的短时间或瞬间跳变提供了一定时间，并将允许异常存在的最大时间称为容忍时间，将这种可以在容忍时间内存在的异常称为可容忍异常。这样，对可容忍异常不必一发现就报警，对超过容忍时间的异常才报警。 

下面通过实施例进行详细说明。 

实施例一： 

参照图2，是本发明实施例一所述一种监控工艺过程中的异常的方法流程图。 

步骤201，循环检测并获取目标设备的状态变量值； 

循环检测是指根据一定的时间间隔重复检测目标设备的状态变量。 

所述目标设备是指需要进行异常监控的设备，通过检测目标设备并获取相应的状态变量值来监控设备是否正常。目标设备不同，需要监控的状态变量也不同，例如A设备需要监控温度变量，B设备需要监控酸碱度变量；而且，同一个目标设备也会存在多个需要监控的状态变量，例如C设备需要同时监控温度和酸碱度变量。 

需要说明的是，本流程是以一种状态变量的监控为例进行说明，根据实际应用的需要，可以同时对多个设备以及一个设备的多个状态变量进行监控，本流程在此不作限定。 

步骤202，每次检测时查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件； 

所述容忍时间即指上述的允许异常存在的最大时间，所述预置条件限定了设备状态变量的正常取值范围，容忍时间和预置条件都需要预先进行设定。 

查看状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件是指： 

首先，查看当前的状态变量值是否符合预置条件； 

如果符合，则表明设备正常，返回步骤201继续按照一定的时间间隔进行检测；如果不符合，则表明设备出现异常； 

其次，对于检测到设备异常的情况，继续查看异常是否在容忍时间之内， 如果超过了容忍时间，则执行步骤203；如果在容忍时间之内，则执行步骤204。 

其中，查看异常是否在容忍时间之内的方法是：由于是循环检测，因此可以通过连续的几次检测来判断出现异常的时间是否超过了容忍时间。需要强调的是，判断出现异常的次数需要连续，如果中间出现了正常情况，则需要重新累计异常次数。 

步骤203，如果不符合预置条件的时间超过所述预置的容忍时间，则进行异常报警； 

步骤204，如果所述状态变量值在预置的容忍时间内不符合预置条件，则不进行报警，返回步骤201，继续检测并获取目标设备的状态变量值。 

综上所述，本流程不同于现有技术的一个突出特点是：将所获取的状态变量值与预置条件进行比较时，限定了一个容忍时间，如果在容忍时间内状态变量值不符合预置条件，则视为正常，不必要报警；只有当状态变量值不符合预置条件的时间超过了容忍时间，才进行报警。这样，就可以对设备的可容忍异常和其他异常区分开来，而不必对可容忍异常报警，因为这些可容忍异常不会对工艺过程造成影响，从而提高了异常监控的准确率。 

基于上述异常监控流程，还可以带来以下有益效果： 

一方面，有助于提高设备操作和维护人员的工作效率； 

现有技术中操作和维护人员对所有的报警都必须处理，如果对于所有异常不加区分，则每个异常都会导致报警，而有些瞬间产生又消失并且对设备和工艺无负面影响的异常是没必要报警的。本流程就是区分出了这类异常并单独处理，降低了不必要报警的产生，从而提高操作和维护人员的工作效率。 

另一方面，有助于预防或减轻设备以及设备控制软件用户的负面感受。 

如果产生不必要的报警，而又不得不进行处理，将会导致用户对设备或软件的负面感受，本流程将有效的避免这种情况。 

实施例二： 

本实施例通过一具体实现方式来进行说明。 

参照图3，是本发明实施例二所述一种监控工艺过程中的异常的方法流程图。本实施例也以一种状态变量的监控为例进行说明。 

步骤301，启动异常监控； 

步骤302，设置异常次数初始值； 

即进行初始化操作，例如，可设异常次数初始值为0； 

步骤303，获取预置的循环检测间隔时间； 

步骤304，获取预置的容忍时间； 

其中步骤303和304不限定先后获取顺序； 

步骤305，获取目标设备的状态变量值； 

步骤306，将所述状态变量值与预置条件进行比较； 

即判断所述状态变量值是否超出正常范围； 

步骤307，如果符合预置条件，则重新设置异常次数为初始值，并返回步骤305重新获取目标设备的状态变量值； 

所述符合预置条件即状态变量值在正常范围之内，所述重置异常次数为初始值的目的是：为了保证检测到连续出现异常的时间； 

步骤308，如果不符合预置条件，则将当前异常次数加1，然后继续步骤309； 

当前异常次数如果没有被重置为初始值，则为一个累加1的结果； 

步骤309，判断所述循环检测间隔时间乘以当前异常次数的值是否大于所述预置的容忍时间； 

如果大于，则执行步骤310；否则，返回步骤305重新获取目标设备的状态变量值； 

步骤310，重新设置异常次数为初始值，并进行异常报警。 

同样，所述重置异常次数为初始值的目的也是为了保证检测到连续出现异常的时间。 

在实际应用中，本实施例所述对可容忍异常的监测功能可作为设备控制软件的一个组成部分存在的。存在形式可以是一个独立的线程，此线程由设备控制软件在工艺过程开始时调用而启动，在工艺结束时又由设备控制软件 调用而停止运行。 

在上述流程中，循环检测间隔时间、容忍时间和预置条件等参数可配置，本实施例提供了两种灵活的配置方式，如下： 

一种是在配置文件中设置容忍时间及循环检测间隔时间等参数，启动异常监控后从所述配置文件中获取； 

另一种是设置容忍时间及循环检测间隔时间等参数的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用。 

上述第一种配置文件的方式，需要与当前的设备控制软件单独运行；而第二种配置接口的方式可由外部的其它设备控制软件调用，相当于一个子程序，可以被多个主程序调用，因此灵活度更大。 

下面举个实际应用的例子说明： 

在半导体刻蚀装备的工艺过程中，需要监测当前温度，所述温度即指上述的“设备状态变量”。根据硬件设备的厂家及型号的不同，温度值的获取方法也不同，例如容忍时间被配置为1秒，循环检测间隔时间被配置成200毫秒，正常允许最高温度值为100摄氏度。当监测流程某一个时刻发现温度超过100摄氏度时，异常次数(初始值为0)变为1，并且以后的连续5次检测都超过100摄氏度，此时总的异常时间为6*200毫秒＝1.2秒，已经超过了容忍时间1秒，就会导致报警。 

基于上述思路，还可以对实施例二的处理流程进行微调，即：将容忍时间除以循环检测间隔时间，可以得到异常次数最大值，然后判断连续出现异常的次数是否超过该最大值，如果超过，则表明连续出现异常的时间超过了容忍时间，可以进行报警。 

实施例三： 

基于上述方法实施例，本发明还提供了相应的系统实施例。 

参照图4，是本发明实施例三所述一种监控工艺过程中的异常的系统结构图。所述系统主要包括： 

设备状态获取单元41，用于循环检测并获取目标设备的状态变量值； 

异常监控单元42，用于每次检测时查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件； 

报警单元43，用于当所述状态变量值不符合预置条件的时间超过所述预置的容忍时间时，进行异常报警。 

上述异常监控系统对可容忍异常不报警，从而提高了异常监控的准确率。而且，有助于提高设备操作和维护人员的工作效率。 

更具体的，优选的，所述系统还可以包括： 

计数单元44，用于启动异常监控后，设置异常次数初始值； 

预置参数获取单元45，用于获取预置的循环检测间隔时间以及预置的容忍时间。 

则所述异常监控单元42可以包括： 

第一比较子单元，用于将所述状态变量值与预置条件进行比较； 

如果符合预置条件，则触发所述计数单元44重新设置异常次数为初始值，并触发所述设备状态获取单元41重新获取目标设备的状态变量值； 

如果不符合预置条件，则触发所述计数单元44将当前异常次数加1； 

第二比较子单元，用于计数单元44将当前异常次数加1后，判断所述循环检测间隔时间乘以当前异常次数的值是否大于所述预置的容忍时间，如果大于，则触发所述计数单元44重新设置异常次数为初始值，并触发所述报警单元43进行异常报警；否则，不触发报警单元43，触发所述设备状态获取单元41重新获取目标设备的状态变量值。 

优选的，所述系统还可以包括： 

预置参数配置单元46，用于在配置文件中设置容忍时间及循环检测间隔时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取；和/或，用于设置容忍时间及循环检测间隔时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用。 

上述优选系统实施例提供了一种更具体地实现方式，在容忍时间可配置的情况下，实现了对多种设备、多个状态变量的监控。 

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。对于系统实施例而言，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。 

以上对本发明所提供的一种监控工艺过程中的异常的方法和系统，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。 

Claims (9)

1.一种监控工艺过程中的异常的方法，其特征在于，包括：

在配置文件中设置容忍时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取预置的容忍时间；和/或，设置容忍时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用预置的容忍时间；

循环检测并获取目标设备的状态变量值；

每次检测时查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件；

如果不符合预置条件的时间超过所述预置的容忍时间，则进行异常报警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述状态变量值在预置的容忍时间内不符合预置条件，则不进行报警。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述循环检测并获取目标设备的状态变量值之前，还包括：

启动异常监控，设置异常次数初始值；

获取预置的循环检测间隔时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每次检测时通过以下方式查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件：

将所述状态变量值与预置条件进行比较；

如果符合预置条件，则重新设置异常次数为初始值，并返回重新获取目标设备的状态变量值；

如果不符合预置条件，则将当前异常次数加1，然后判断所述循环检测间隔时间乘以当前异常次数的值是否大于所述预置的容忍时间，如果大于，则重新设置异常次数为初始值，并进行异常报警；否则，不进行报警，并返回重新获取目标设备的状态变量值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下方式预置并获取循环检测间隔时间：

在配置文件中设置循环检测间隔时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取；

和/或，设置循环检测间隔时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用。

6.一种监控工艺过程中的异常的系统，其特征在于，包括：

预置参数配置单元，用于在配置文件中设置容忍时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取；和/或，用于设置容忍时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用；

预置参数获取单元，用于获取预置的容忍时间；

设备状态获取单元，用于循环检测并获取目标设备的状态变量值；

异常监控单元，用于每次检测时查看所述状态变量值是否在预置的容忍时间内符合预置条件；

报警单元，用于当所述状态变量值不符合预置条件的时间超过所述预置的容忍时间时，进行异常报警。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

计数单元，用于启动异常监控后，设置异常次数初始值；

所述预置参数获取单元还用于获取预置的循环检测间隔时间。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述异常监控单元包括：

第一比较子单元，用于将所述状态变量值与预置条件进行比较；

如果符合预置条件，则触发所述计数单元重新设置异常次数为初始值，并触发所述设备状态获取单元重新获取目标设备的状态变量值；

如果不符合预置条件，则触发所述计数单元将当前异常次数加1；

第二比较子单元，用于计数单元将当前异常次数加1后，判断所述循环检测间隔时间乘以当前异常次数的值是否大于所述预置的容忍时间，如果大于，则触发所述计数单元重新设置异常次数为初始值，并触发所述报警单元进行异常报警；否则，不触发报警单元，触发所述设备状态获取单元重新获取目标设备的状态变量值。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述预置参数配置单元还用于在配置文件中设置循环检测间隔时间，启动异常监控后从所述配置文件中获取；和/或，用于设置循环检测间隔时间的配置接口，启动异常监控后通过所述接口以参数形式调用。

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