CN116095305A - 用于对图像采集系统进行监测的方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于对图像采集系统进行监测的方法、设备及介质，方法包括：获取预设时段内的图像采集系统的多个性能数据，根据多个性能数据，获得图像采集系统在预设时段内的目标参数，目标参数用于表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态。获取历史参数集合，基于历史参数集合确定参考预警阈值，其中，历史参数集合包括图像采集系统在上一工作周期中的多个历史参数，基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果。本公开实时获取表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态的目标参数，将目标参数与参考预警阈值进行比较，以实时监测图像采集系统是否需要进行维护，以确保图像采集系统的准确度和可靠性。

Description

用于对图像采集系统进行监测的方法、设备及介质

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于对图像采集系统进行监测的方法、设备及介质。

背景技术

在半导体器件的研发和测试过程中，需要配备有多种图像采集系统的设备进行支撑。为了确保设备中的图像采集系统的工作精度和准确度，需要对其进行持续的保养和维护，同时，为了维持半导体器件的生产进程，通常对图像采集系统设置维护保养周期。

目前，在对图像采集系统进行维护保养周期的设置时，通常是根据设备厂商的建议或者技术人员的经验进行设置。然而，由于不同的设备可能具有不同的使用强度，使得设备中的图像采集系统具有不同的准确度，若采用同样的维护保养周期作为标准对不同设备的图形采集系统是否需要进行维护保养进行判断，容易存在图形采集系统维护不及时而导致产出的图像质量不佳的情况，增加生产成本，容易影响半导体器件的生产进程。

发明内容

以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本公开提供了一种用于对图像采集系统进行监测的方法、设备及介质。

本公开的第一方面，提供了一种用于对图像采集系统进行监测的方法，所述用于对图像采集系统进行监测的方法包括：

获取预设时段内的所述图像采集系统的多个性能数据；

根据多个所述性能数据，获得所述图像采集系统在所述预设时段内的目标参数，所述目标参数用于表征所述图像采集系统在所述预设时段内的工作性能状态；

获取历史参数集合，基于所述历史参数集合确定参考预警阈值，其中，所述历史参数集合包括所述图像采集系统在上一工作周期中的多个历史参数；

基于所述参考预警阈值和所述目标参数，确定所述图像采集系统的监测结果。

根据本公开的一些实施例，基于所述历史参数集合确定参考预警阈值，包括：

基于所述历史参数集合，计算所述历史参数集合对应的均值和标准差；

基于所述均值和所述标准差，确定所述参考预警阈值。

根据本公开的一些实施例，所述参考预警阈值包括第一参考预警阈值和第二参考预警阈值，基于所述均值和所述标准差，确定所述参考预警阈值，包括：

基于所述标准差的三倍乘积与所述均值，确定所述第一参考预警阈值；

基于所述标准差的六倍乘积与所述均值，确定所述第二参考预警阈值，所述第二参考预警阈值大于所述第一参考预警阈值。

根据本公开的一些实施例，在确定所述参考预警阈值后，所述用于对图像采集系统进行监测的方法还包括：

根据所述均值、所述第一参考预警阈值和所述第二参考预警阈值，形成监测图形；

于所述监测图形中记录所述目标参数，绘制所述目标参数对应的性能曲线。

根据本公开的一些实施例，基于所述参考预警阈值和所述目标参数，确定所述图像采集系统的监测结果，包括：

当所述目标参数大于所述第一参考预警阈值，且小于所述第二参考预警阈值时，确定所述性能曲线位于预设区间内的线段的方向趋势，所述预设区间基于所述第一参考预警阈值和所述第二参考预警阈值确定；

当所述线段呈连续上升趋势，且所述目标参数的位置处于所述性能曲线的预设位置时，确定所述图像采集系统的监测结果为异常状态，控制所述图像采集系统停机；其中，所述线段包含连续的多个数据点，每个所述数据点代表一个所述目标参数，所述预设位置为所述线段中距离所述线段的起点的第N个所述数据点，其中，N为大于零的自然数。

根据本公开的一些实施例，基于所述参考预警阈值和所述目标参数，确定所述图像采集系统的监测结果，包括：

当所述目标参数大于或等于所述第二参考预警阈值时，确定所述图像采集系统的监测结果为异常状态，控制所述图像采集系统停机；

当所述目标参数小于或等于所述第一参考预警阈值时，确定所述图像采集系统的监测结果为正常状态。

根据本公开的一些实施例，获取预设时段内的所述图像采集系统的多个性能数据，包括：

采集所述图像采集系统在所述预设时段内的多个生产数据；

记录所述图像采集系统在当前工作周期中，每个所述生产数据对应的数据总量；

将每个所述生产数据和与其对应的所述数据总量的商，作为所述生产数据对应的所述性能数据。

根据本公开的一些实施例，所述性能数据包括图像退回参数、事项返工参数、系统使用率参数和经历时间参数；

所述根据多个所述性能数据，获取所述图像采集系统在所述预设时段内的目标参数，包括：

计算所述图像退回参数、所述事项返工参数、所述系统使用率参数和所述经历时间参数的乘积，作为所述图像采集系统在所述预设时段内的所述目标参数。

本公开的第二方面，提供了一种半导体设备，所述半导体设备包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行本公开第一方面所述的用于对图像采集系统进行监测的方法。

本公开的第三方面，提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由半导体设备的处理器执行时，使得所述半导体设备能够执行本公开第一方面所述的用于对图像采集系统进行监测的方法。

本公开提供的用于对图像采集系统进行监测的方法、设备及介质中，通过实时获取表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态的目标参数，将目标参数与基于历史参数集合确定的参考预警阈值进行比较，以实时监测图像采集系统是否需要进行维护，以确保图像采集系统的准确度和可靠性。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起用于解释本公开实施例的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本公开的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的用于对图像采集系统进行监测的方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的均值和标准差与参考预警阈值的关系图。

图3是根据一示例性实施例示出的监控图形的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的监控图形的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的监控图形的示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的用于对图像采集系统进行监测的方法的流程总图。

图7是根据一示例性实施例示出的用于对图像采集系统进行监测的装置的结构框图。

图8是根据一示例性实施例示出的半导体设备的框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在半导体器件的研发和测试过程中，需要配备有多种图像采集系统的设备进行支持。为了确保设备中的图像采集系统的工作精度和准确度，需要对其进行持续的保养和维护，同时，为了维持半导体器件的生产进程，通常对图像采集系统设置维护保养周期。

目前，在对图像采集系统进行维护保养周期的设置时，通常是根据设备厂商的建议或者技术人员的经验进行设置。然而，由于不同的设备可能具有不同的使用强度，使得设备中的图像采集系统具有不同的准确度，若采用同样的维护保养周期作为标准对不同设备的图形采集系统是否需要进行维护保养进行判断，容易存在图形采集系统维护不及时而导致产出的图像质量不佳的情况，不仅增加生产成本，还容易影响半导体器件的生产进程。

有鉴于此，本公开提供了一种用于对图像采集系统进行监测的方法，获取预设时段内的图像采集系统的多个性能数据，根据多个性能数据，获得图像采集系统在预设时段内的目标参数，目标参数用于表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态。获取历史参数集合，基于历史参数集合确定参考预警阈值，其中，历史参数集合包括图像采集系统在上一工作周期中的多个历史参数，基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果。本公开实时获取表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态的目标参数，将目标参数与参考预警阈值进行比较，以实时监测图像采集系统是否需要进行维护，以确保图像采集系统的准确度和可靠性。

下面结合附图及具体实施例对本公开进行说明。本公开示例性的实施例提供了一种用于对图像采集系统进行监测的方法，如图1所示，图1是根据一示例性实施例示出的用于对图像采集系统进行监测的方法的流程图，该方法包括如下步骤：

步骤S100、获取预设时段内的图像采集系统的多个性能数据；

步骤S200、根据多个性能数据，获得图像采集系统在预设时段内的目标参数，目标参数用于表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态；

步骤S300、获取历史参数集合，基于历史参数集合确定参考预警阈值，其中，历史参数集合包括图像采集系统在上一工作周期中的多个历史参数；

步骤S400、基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果。

在实施上述用于对图像采集系统进行监测的方法时，图像采集系统或者集成有图像采集系统的终端设备作为本公开提供的方法的执行主体。图像采集系统例如可以是用于放大和呈现小结构的光学或者光-电系统，例如可以包括扫描电子显微镜（ScanningElectron Microscope，SEM）、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）、光学显微镜（Optical Microscope，OM）等。

在步骤S100中，预设时段可以是技术人员根据实际需求设置的时间段，例如可以设置为8小时，例如，每天可以以8小时区分为00：00-08：00、08：00-16：00和16：00-24：00三个预设时段，以使得每天获取三次图像采集系统的性能数据。预设时段也可以设置为12小时，例如，每天可以以12小时区分为00：00-12：00和12：00-24：00两个预设时段。预设时段还可以设置为14小时、24小时等时间段。为了便于对图形采集系统的状态进行实时监测，在当前工作周期中，可以获取每个预设时段中图像采集系统的多个性能数据，从而为监测方法提供数据参考。本实施例中，将图像采集系统自前一次保养维护完毕后的开始工作时刻起，至被保养维护时刻止的时长作为一个工作周期。在当前工作周期中，例如，当预设时段为24小时（即一天）时，可以在前一天工作运行结束，且后一天未开始工作运行的时刻，如凌晨00：01时刻获取图像采集系统在前一天内的多个性能数据，从而得到当前工作周期中，图像采集系统在每一天中的多个性能数据。

性能数据是可以体现图像采集系统在预设时段内的性能状态的数据，图像采集系统可以将预设时段内的性能数据记录于图像采集系统的存储模块，以便于在需要使用这些性能数据时，可以快速获取这些性能数据。示例性地，性能数据例如可以包括图像退回率、有效使用率等数据。示例性地，图像退回率可以体现图像采集系统在预设时段内的图像采集质量，当图像退回率较高时，说明图像采集系统采集的图像质量不高。示例性地，有效使用率可以体现图像采集系统在预设时段内的实际工作时长，当有效使用率较高时，说明图像采集系统在预设时段内的工作时长较长，图像采集系统具有一定的工作损耗。

在一些可能的实施方式中，步骤S100中，获取预设时段内的图像采集系统的多个性能数据，包括：

步骤S110、采集图像采集系统在预设时段内的多个生产数据；

步骤S120、记录图像采集系统在当前工作周期中，每个生产数据对应的数据总量；

步骤S130、将每个生产数据和与其对应的数据总量的商，作为生产数据对应的性能数据。

本实施例中，生产数据可以表征图像采集系统在预设时段内的工作状况，生产数据例如可以包括图像采集系统在预设时段内被退回的图像数量、事项进行返工的次数、当前工作周期开始时刻起至当前预设时段累计的工作总时长，以及当前工作周期开始时刻起至当前预设时段的总时长等数据。其中，将被退回的图像数量作为第一数据，将事项进行返工的次数作为第二数据，将当前工作周期开始时刻起至当前预设时段累计的工作总时长作为第三数据，将当前工作周期开始时刻起至当前预设时段的总时长作为第四数据。

当图像采集系统采集的图像模糊，质量不符合需求时，该图像视为被退回。被退回的图像数量是指图像采集系统在预设时段内采集的图像总数量中被退回的图像的数量，例如，图像采集系统在预设时段内采集的图像总数量为100张，被退回20张，即第一数据为20。

对某一半导体结构如晶圆的加工过程中的任意结构进行一次结构的分析的完整过程，可以称作一个事项。一个事项的完整分析流程可以包括制样、量测、拍摄、产出分析报告等流程，当图像采集系统对于该事项采集的所有的图像都不合格时，导致事项分析失败，该事项需要返工以进行重新分析。事项进行返工的次数是指图像采集系统在预设时段内对于某事项进行两次及以上分析的次数，例如，图像采集系统在预设时段内对同一个事项进行了两次分析，则第二数据为1；图像采集系统在预设时段内对同一个事项进行了三次分析，则第二数据为2；当在预设时段内对三个事项均进行了两次分析时，则第二数据为3。

由于生产或研发周期的进程不同，图像采集系统的实际工作时长可以不同，实际工作时长是指图像采集系统进行图像采集工作的时长。例如，一次图像采集工作可以需要10分钟，预设时段为24小时，当图像采集系统在一天内的使用频率较高时，一天内的实际工作时长可以为300分钟。而当图像采集系统在一天内的使用频率较低时，一天内的实际工作时长可以为20分钟。图像采集系统可以自前一次维护保养完毕后，就开始对进行图像采集工作的实际工作时长进行累计，以使得可以直接获取当前工作周期开始时刻起至该预设时段结束的第三数据。

第四数据即为图像采集系统自前一次维护保养完毕后至该预设时段结束的总时长，例如，图像采集系统前一次维护保养完毕的时间是1月5日00：01时刻，预设时段为24小时，当前时间为同年1月15日凌晨00：01时刻，此时记录的第四数据即为1月14日对应的第四数据即为10天*24小时=240小时。

示例性地，每个生产数据可以对应一个数据总量，例如，第一数据即被退回的图像数量，其对应的第一数据总量为图像采集系统在当前工作周期中采集的图像的总数量。将第一数据与第一数据总量的商，以作为第一数据对应的性能数据，即为图像退回参数。例如，当第一数据总量为1000，预设时段内的第一数据为20时，第一数据对应的性能数据（即图像退回参数）可以表示为20/1000=2%。

示例性地，第二数据即事项进行返工的次数，其对应的第二数据总量为图像采集系统在当前工作周期中进行事项分析的总次数。将第二数据与第二数据总量的商，以作为第二数据对应的性能数据，即为事项返工参数。例如，当第二数据总量为500，预设时段内的第二数据为1时，第二数据对应的性能数据（即事项返工参数）可以表示为1/500=0.2%。

图像退回参数和事项返工参数均可以表征图像采集系统在当前工作周期中，持续至该预设时段内的设备性能，图像退回参数和事项返工参数对应的数值越大，说明图像采集系统采集的图像质量越差，图像采集系统的设备性能下降。

第三数据即当前工作周期开始时刻起至当前预设时段累计的实际工作总时长，其对应的第三数据总量为图像采集系统在当前工作周期开始时刻起至当前预设时段累计的总时长（即第四数据）。将第三数据与第四数据的商，以作为第三数据对应的性能数据，即为系统使用率参数。例如，当第三数据总量为240小时，第三数据为6小时，第三数据对应的性能数据（即系统使用率参数）可以表示为6/240=2.5%。系统使用率参数可以表征图像采集系统在当前工作周期中，持续至该预设时段内的有效使用率，系统使用率参数对应的数值越大，可以说明图像采集系统的设备损耗越高，设备性能越低。

第四数据即当前工作周期开始时刻起至当前预设时段累计的总时长，其对应的第四数据总量可以是设备厂商建议的图像采集系统的维护保养周期对应的时长，也可以是上一工作周期的持续时长。将第四数据与第四数据总量的商，以作为第四数据对应的性能数据，即为经历时间参数。例如，当第四数据总量为1000小时，第四数据为240小时，第四数据对应的性能数据（即经历时间参数）可以表示为240/1000=24%。经历时间参数可以表征图像采集系统在当前工作周期的持续时长与历史工作周期的持续时长的比值，经历时间参数对应的数值越大，可以表征图像采集系统的已使用时长较长，其设备性能越低。

需要说明的是，当经历时间参数的数值为100%时，说明当前工作周期的持续时长已达到设备厂商建议的维护保养周期对应的时长，或者已达到历史工作周期的持续时长，为了确保图像采集系统的准确度，可以直接确定图像采集系统处于异常状态，图形采集系统停机，以对其进行维护保养。

在步骤S200中，根据多个体现图像采集系统在预设时段内的性能状态的性能数据，可以基于一定的运算方法对多个性能数据进行运算，以得到图像采集系统在预设时段内的目标参数。例如，可以将多个性能数据进行乘积计算得到目标参数，也可以将多个性能数据进行加和计算得到目标参数，还可以对多个性能数据设置相应的权重以进行加权计算，如加权求和得到目标参数，等等。也就是说，目标参数是基于多个性能数据得到的一个参数，其用于表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态。

在一些可能的实施方式中，步骤S200中，根据多个性能数据，获得图像采集系统在预设时段内的目标参数，包括：

计算图像退回参数、事项返工参数、系统使用率参数和经历时间参数的乘积，作为图像采集系统在预设时段内的目标参数。

本实施例中，将图像退回参数、事项返工参数、系统使用率参数和经历时间参数四个参数相乘，将得到的乘积作为图像采集系统在预设时段内的目标参数。例如，基于上述实施例示出的四项性能数据对应的数值，可以确定图像采集系统在预设时段内目标参数表示为：2%*0.2%*2.5%*24%=2.4*10^-7。示例性地，由于多个性能数据的数值较高时，均体现出图像采集系统的性能降低，而目标参数为多个性能数据的乘积，因此，当目标参数的数值较低时，可以体现图像采集系统的工作性能状态较为良好，当目标参数的数值较高时，可以体现图像采集系统的工作性能状态较为恶劣。

在步骤S300中，历史参数集合可以包括图像采集系统在上一工作周期中的多个历史参数，历史参数可以是用于表征图像采集系统在上一个工作周期中的各个预设时段内的工作性能状态的参数，其计算方法与目标参数相同或类似。需要说明的是，上一工作周期中的历史参数所对应的预设时段与当前工作周期中对应的预设时段的数值相同。通过获取历史参数集合，根据历史参数集合中的多个历史参数确定参考预警阈值，参考预警阈值可以作为目标参数的参考，以对图像采集系统在预设时段内的工作性能状态进行判断。示例性地，可以将多个历史参数中，数值较高的某一个历史参数作为参考预警阈值，也可以基于一定的算法对历史参数集合中的多个历史参数进行运算，以得到参考预警阈值。

在步骤S400中，可以将目标参数与参考预警阈值进行比较，根据目标参数与参考预警阈值的比较结果以确定图像采集系统的监测结果。例如，当目标参数小于参考预警阈值时，确定监测结果为正常状态，图像采集系统无需进行维护保养；当目标参数大于参考预警阈值时，确定监测结果为异常状态，图像采集系统需要停机以进行维护保养，以避免性能恶劣的图像采集系统继续运转导致的设备损耗和生产成本的浪费，确保图像采集系统的准确度和可靠性。

在一个示例性实施例中，步骤S300中，基于历史参数集合确定参考预警阈值，包括：

步骤S310、基于历史参数集合，计算历史参数集合对应的均值和标准差；

步骤S320、基于均值和标准差，确定参考预警阈值。

在步骤S310中，由于历史参数集合包括在上一工作周期中的多个历史参数，例如，当历史参数集合包括60个历史参数时，计算60个历史参数的总和，并将总和与历史参数的个数的商，作为历史参数集合对应的均值，均值记为 μ。

标准差可以反映历史参数集合中多个历史参数的离散程度，标准差可以是总体标准差，也可以是样本标准差，本实施例中，标准差采用总体标准差。需要说明的是，标准差与历史参数具有相同的单位。在计算总体标准差时，先计算历史参数集合中的每个历史参数与均值 μ的差值的平方和，将平方和与历史参数的数量作商，再将所得的商进行开根号运算，即可获得历史参数集合对应的总体标准差，总体标准差记为σ，总体标准差σ的计算公式表示如下：

其中，σ表示总体标准差，N表示历史参数集合中历史参数的数量， x _i 表示历史参数集合中第i个历史参数， μ表示历史参数集合的均值。

在步骤S320中，由于标准差是反映样本离散程度的参数，通过将均值 μ作为中限，将均值 μ与一个标准差或多个标准差的差值作为参考下限，将均值 μ与一个标准差或多个标准差的和作为参考上限，可以确定历史参数的分布范围，根据历史参数的分布范围以确定参考预警阈值。由于目标参数的数值较低时，可以体现图像采集系统的工作性能状态较为良好，本实施例中，采用分布范围在历史参数集合的均值 μ之上的一个或多个参考上限作为参考预警阈值。

在一些可能的实施方式中，参考预警阈值包括第一参考预警阈值和第二参考预警阈值，步骤S320中，基于均值和标准差，确定参考预警阈值，包括：

步骤S321、基于标准差的三倍乘积与均值，确定第一参考预警阈值；

步骤S322、基于标准差的六倍乘积与均值，确定第二参考预警阈值，第二参考预警阈值大于第一参考预警阈值。

本实施例中，基于总体标准差σ的三倍乘积与均值 μ以计算第一参考预警阈值，第一参考预警阈值可以是（ μ-3 σ），第一参考预警阈值也可以是（ μ+3 σ）。基于总体标准差σ的六倍乘积与均值 μ以计算第二参考预警阈值，第二参考预警阈值可以是（ μ-6 σ），第二参考预警阈值也可以是（ μ+6 σ）。由于第一参考预警阈值和第二参考预警阈值均作为判断目标参数表征的图像采集系统的工作性能状态的参考，且目标参数的数值较低时可以确定图像采集系统的工作性能状态较为良好，因此，参阅图2所示，确定第一参考预警阈值为（ μ+3 σ），第二参考预警阈值为（ μ+6 σ），也即，第二参考预警阈值大于第一参考预警阈值，第一参考预警阈值可以作为控制阈值，第二参考预警阈值可以作为上限阈值。示例性地，计算第一参考预警阈值和第三参考预警阈值所使用的标准差还可以是样本标准差。

在一个示例性实施例中，在确定参考预警阈值后，也即在步骤S300之后，用于对图像采集系统进行监测的方法，还包括：

步骤S101、根据均值、第一参考预警阈值和第二参考预警阈值，形成监测图形；

步骤S102、于监测图形中记录目标参数，绘制目标参数对应的性能曲线。

本实施例中，在形成监测图形时，参阅图3所示，监测图形的Y轴用于记录目标参数，监测图形的X轴用于记录目标参数对应的时间。在监测图形的Y轴上确定均值 μ，以均值 μ作为起点绘制沿X轴延伸的直线，同时，分别在监测图形的Y轴上确定第一参考预警阈值（ μ+3 σ）以及第二参考预警阈值（ μ+6 σ），分别以第一参考预警阈值（ μ+3 σ）以及第二参考预警阈值（ μ+6 σ）作为起点绘制沿X轴延伸的直线，以分别作为监测目标参数的控制阈值和上限阈值。在确定目标参数后，将目标参数记录于监测图形中，若当前工作周期中已记录的目标参数的数量大于或等于2时，绘制目标参数对应的性能曲线，性能曲线可以是基于监测图形中的每一个目标参数绘制的折线或圆滑曲线。通过绘制目标参数对应的性能曲线，可以更清楚的观察图像采集系统的工作性能状态的波动和趋势，便于技术人员基于第一参考预警阈值和第二参考预警阈值对获得的预设时段内的目标参数进行判断。

在一个示例性实施例中，步骤S400中，基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果，包括：

步骤S401、当目标参数小于或等于第一参考预警阈值时，确定图像采集系统的监测结果为正常状态。

本实施例中，由于第一参考预警阈值为（ μ+3 σ），当目标参数小于或等于第一参考预警阈值时，可以表征目标参数距历史参数集合的均值 μ未超出3个标准差，目标参数的数值未超出控制阈值。此时，确定图像采集系统的监测结果为正常状态，图像采集系统的工作性能状态良好，图像采集系统具有良好的准确度和可靠性，无需维护和保养。需要说明的是，在判断目标参数与第一参考预警阈值的大小关系时，可以基于监测图形中的性能曲线确定，也可以直接使用目标参数与第一参考预警阈值进行比较，本公开对此不作限制。

在一个示例性实施例中，步骤S400中，基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果，包括：

步骤S410、当目标参数大于第一参考预警阈值，且小于第二参考预警阈值时，确定性能曲线位于预设区间内的线段的方向趋势，预设区间基于第一参考预警阈值和第二参考预警阈值确定；

步骤S420、当线段呈连续上升趋势，且目标参数的位置处于性能曲线的预设位置时，确定图像采集系统的监测结果为异常状态，控制图像采集系统停机；其中，线段包含连续的多个数据点，每个数据点代表一个目标参数，预设位置为线段中距离线段的起点的第N个数据点。

在步骤S410中，当目标参数大于第一参考预警阈值，且小于第二参考预警阈值时，也即，目标参数的数值处于第一参考预警阈值和第二参考预警阈值确定的预设区间（ μ+3 σ， μ+6 σ）内，通过确定目标参数对应的性能曲线在预设区间内的线段的方向趋势，通过方向趋势以进一步对图像采集系统的监测结果进行判断。

在步骤S420中，当性能曲线在预设区间内的线段呈连续上升趋势时，说明当前记录的目标参数表征图像采集系统的工作性能状态相较之前的工作性能状态更为恶劣。由于性能曲线在预设区间内的线段由连续的多个数据点连接形成，每个数据点代表一个目标参数，在预设区间内连续上升趋势的线段上设置一个预设位置作为限制点，避免图像采集系统在工作性能状态愈加恶劣的情况下进一步运转。当性能曲线在预设区间内的线段呈连续上升趋势，且目标参数的位置处于性能曲线的预设位置时，确定图像采集系统的监测结果为异常状态，控制图像采集系统停机。也就是说，在目标参数超过第一参考预警阈值，且图像采集系统的工作性能状态处于连续下降状态时，设置一个限制点作为处于连续下降趋势的工作性能状态的下限，控制图像采集系统停机以进行维护保养。

示例性地，预设位置为预设区间内呈连续上升趋势的线段中，距离线段的起点的第N个数据点，N为大于零的自然数，N的数值可以根据技术人员的需求或经验设置，例如可以设置为5、7、8、11等数值。例如，当N的数值为7时，预设位置为预设区间内呈连续上升趋势的线段中，距离线段的起点的第7个数据点。参阅图3所示，当前记录的目标参数大于第一参考预警阈值且小于第二参考预警阈值，性能曲线在预设区间（ μ+3 σ， μ+6 σ）内的线段呈连续上升趋势。同时，当前记录的目标参数位于预设区间内呈连续上升趋势的线段中，距离线段的起点的第7个数据点时，即目标参数处于性能曲线的预设位置时，此时即可确定图像采集系统的监测结果为异常状态，控制图像采集系统停机以待保养维护。需要说明的是，当设置N的数值较小时，可以尽量避免图像采集系统的工作性能状态进一步恶化，但维护频次和所需的时间成本较高。当设置N的数值较大时，维护频次和所需的时间成本较低，但图像采集系统的工作性能状态可能会进一步恶化导致采集的图像质量不佳。

在一些可能的实施方式中，步骤S400中，基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果，包括：

步骤S410、当目标参数大于第一参考预警阈值，且小于第二参考预警阈值时，确定性能曲线位于预设区间内的线段的方向趋势，预设区间基于第一参考预警阈值和第二参考预警阈值确定；

步骤S430、当线段呈下降趋势时，或者，当线段呈连续上升趋势，且目标参数的位置未处于预设位置时，确定图像采集系统的监测结果为正常状态。

本实施例中，步骤S410与上述实施例中的步骤S410相同，步骤S430为上述实施例中的另一判断结果，与步骤S420平行。

当目标参数大于第一参考预警阈值且小于第二参考预警阈值，性能曲线在预设区间（ μ+3 σ， μ+6 σ）内的线段即为本实施例中的线段。在一些实施例中，当性能曲线在预设区间内的线段呈下降趋势时，参阅图4所示，在记录目标参数后，性能曲线在预设区间内的线段呈下降趋势，说明当前记录的目标参数表征图像采集系统的工作性能状态相较之前的工作性能状态较为好转，可以确定图像采集系统的监测结果为正常状态，图像采集系统可以进行正常的运转。

在一些实施例中，当性能曲线在预设区间内的线段呈上升趋势，且目标参数的位置未处于预设位置时，说明图像采集系统当前的工作性能状态虽然处于连续下降状态，但仍未达到连续下降趋势的工作性能状态的下限点。也就是说，图像采集系统当前的工作性能状态还可以支持设备的正常运转，确定图像采集系统的监测结果为正常状态。例如，将预设位置示例性地设置为预设区间内呈连续上升趋势的线段中，距离线段的起点的第7个数据点，参阅图5所示，在记录目标参数后，性能曲线在预设区间内的线段呈连续上升趋势，但目标参数对应的数据点位于距离线段的起点的第3个数据点处，也即目标参数未处于预设位置，确定图像采集系统的监测结果为正常状态。

示例性地，当性能曲线在预设区间内的线段呈不连续上升趋势，也就是说，线段的趋势呈连续的波动状态，当前记录的目标参数的数值大于前一个目标参数的数值，且前一个目标参数的对应数值又小于在此之前的一个目标参数的数值，此时，可以说明图像采集系统当前的工作性能状态还可以支持设备的正常运转，确定图像采集系统的监测结果为正常状态。

在一个示例性实施例中，步骤S400中，基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果，包括：

步骤S440、当目标参数大于或等于第二参考预警阈值时，确定图像采集系统的监测结果为异常状态，控制图像采集系统停机。

本实施例中，由于第二参考预警阈值为（ μ+6 σ），当目标参数大于或等于第二参考预警阈值时，可以表征目标参数距历史参数集合的均值 μ已超出6个标准差，目标参数的数值达到或超出上限阈值。此时，确定图像采集系统的监测结果为异常状态，图像采集系统的工作性能状态恶劣，控制图像采集系统停机，以等待进行维护和保养，以避免性能恶劣的图像采集系统继续运转导致的设备损耗和生产成本的浪费，确保图像采集系统的准确度和可靠性。需要说明的是，在判断目标参数与第二参考预警阈值的大小关系时，可以基于监测图形中的性能曲线确定，也可以直接使用目标参数与第二参考预警阈值进行比较，本公开对此不作限制。

下面对本公开的技术方案的整体工作流程进行说明。参阅图6所示，图6为本公开一示例性实施例提供的用于对图像采集系统进行监测的方法的流程示意总图。本实施例中的用于对图像采集系统进行监测的方法包括以下步骤：

S1、获取预设时段内的图像采集系统的多个性能数据。

S2、根据多个性能数据，获得图像采集系统在预设时段内的目标参数。

S3、获取历史参数集合，基于历史参数集合确定参考预警阈值，参考预警阈值包括第一参考预警阈值和第二参考预警阈值。

S4、根据历史参数集合的均值、第一参考预警阈值和第二参考预警阈值，形成监测图形。

S5、于监测图形中记录目标参数，绘制目标参数对应的性能曲线。

S6、判断目标参数是否小于或等于第一参考预警阈值；

若是，执行S10；若否，执行S7。

S7、判断目标参数是否大于或等于第二参考预警阈值；

若是，执行S11；若否，执行S8。

S8、判断性能曲线位于预设区间内的线段是否呈连续上升趋势；

若是，执行S9；若否，执行S10。

S9、判断目标参数的位置是否处于性能曲线的预设位置；

若是，执行S11；若否，执行S10。

S10、确定图像采集系统的监测结果为正常状态。

S11、确定图像采集系统的监测结果为异常状态，控制图像采集系统停机。

本公开示例性地提供了一种半导体器件的测试装置，参阅图7所示，图7是根据一示例性实施例示出的用于对图像采集系统进行监测的装置的结构框图，该装置被配置为能够执行本公开上述实施例中的用于对图像采集系统进行监测的方法，该装置包括：

获取模块100，被配置为获取预设时段内的图像采集系统的多个性能数据；

计算模块200，被配置为根据多个性能数据，获得图像采集系统在预设时段内的目标参数，目标参数用于表征图像采集系统在预设时段内的工作性能状态；

确定模块300，被配置为获取历史参数集合，基于历史参数集合确定参考预警阈值，其中，历史参数集合包括图像采集系统在上一工作周期中的多个历史参数；

判断模块400，被配置为基于参考预警阈值和目标参数，确定图像采集系统的监测结果。

关于上述实施例中的用于对图像采集系统进行监测的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图8是根据一示例性实施例示出的一种半导体设备，即半导体设备800的框图。例如，半导体设备800可以被提供为上述实施例示出的SEM机台、TEM机台、OM机台或者集成有图像采集系统的终端设备。参阅图8，半导体设备800包括处理器801，处理器的个数可以根据需要设置为一个或者多个。半导体设备800还包括存储器802，用于存储可由处理器801的执行的指令，例如应用程序。存储器的个数可以根据需要设置一个或者多个。其存储的应用程序可以为一个或者多个。处理器801被配置为执行指令，以执行上述的用于对图像采集系统进行监测的方法。

本领域技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置（设备）、或计算机程序产品。因此，本公开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，本公开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上实施的计算机程序产品的形式。计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质,包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质等。此外，本领域技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

在一个示例性实施例中，提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，该非临时性计算机可读存储介质可以设置于半导体设备，使得半导体设备能够执行本公开示例性的实施例所提供的用于对图像采集系统进行监测的方法。参阅图8，该非临时性计算机可读存储介质例如包括指令的存储器802，上述指令可由半导体设备800的处理器801执行以完成上述用于对图像采集系统进行监测的方法。例如，该非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、装置（设备）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。

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。

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设备上，使得在计算机或其他可编程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。

在本公开中，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，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作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公开范围的所有变更和修改。

显然，本领域技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开的意图也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，所述用于对图像采集系统进行监测的方法包括：

获取预设时段内的所述图像采集系统的多个性能数据；

根据多个所述性能数据，获得所述图像采集系统在所述预设时段内的目标参数，所述目标参数用于表征所述图像采集系统在所述预设时段内的工作性能状态；

获取历史参数集合，基于所述历史参数集合确定参考预警阈值，其中，所述历史参数集合包括所述图像采集系统在上一工作周期中的多个历史参数；

基于所述参考预警阈值和所述目标参数，确定所述图像采集系统的监测结果。

2.根据权利要求1所述的用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，基于所述历史参数集合确定参考预警阈值，包括：

基于所述历史参数集合，计算所述历史参数集合对应的均值和标准差；

基于所述均值和所述标准差，确定所述参考预警阈值。

3.根据权利要求2所述的用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，所述参考预警阈值包括第一参考预警阈值和第二参考预警阈值，基于所述均值和所述标准差，确定所述参考预警阈值，包括：

基于所述标准差的三倍乘积与所述均值，确定所述第一参考预警阈值；

基于所述标准差的六倍乘积与所述均值，确定所述第二参考预警阈值，所述第二参考预警阈值大于所述第一参考预警阈值。

4.根据权利要求3所述的用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，在确定所述参考预警阈值后，所述用于对图像采集系统进行监测的方法还包括：

根据所述均值、所述第一参考预警阈值和所述第二参考预警阈值，形成监测图形；

于所述监测图形中记录所述目标参数，绘制所述目标参数对应的性能曲线。

5.根据权利要求4所述的用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，基于所述参考预警阈值和所述目标参数，确定所述图像采集系统的监测结果，包括：

当所述目标参数大于所述第一参考预警阈值，且小于所述第二参考预警阈值时，确定所述性能曲线位于预设区间内的线段的方向趋势，所述预设区间基于所述第一参考预警阈值和所述第二参考预警阈值确定；

当所述线段呈连续上升趋势，且所述目标参数的位置处于所述性能曲线的预设位置时，确定所述图像采集系统的监测结果为异常状态，控制所述图像采集系统停机；其中，所述线段包含连续的多个数据点，每个所述数据点代表一个所述目标参数，所述预设位置为所述线段中距离所述线段的起点的第N个所述数据点，其中，N为大于零的自然数。

6.根据权利要求3所述的用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，基于所述参考预警阈值和所述目标参数，确定所述图像采集系统的监测结果，包括：

当所述目标参数大于或等于所述第二参考预警阈值时，确定所述图像采集系统的监测结果为异常状态，控制所述图像采集系统停机；

当所述目标参数小于或等于所述第一参考预警阈值时，确定所述图像采集系统的监测结果为正常状态。

7.根据权利要求1所述的用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，获取预设时段内的所述图像采集系统的多个性能数据，包括：

采集所述图像采集系统在所述预设时段内的多个生产数据；

记录所述图像采集系统在当前工作周期中，每个所述生产数据对应的数据总量；

将每个所述生产数据和与其对应的所述数据总量的商，作为所述生产数据对应的所述性能数据。

8.根据权利要求7所述的用于对图像采集系统进行监测的方法，其特征在于，所述性能数据包括图像退回参数、事项返工参数、系统使用率参数和经历时间参数；

所述根据多个所述性能数据，获取所述图像采集系统在所述预设时段内的目标参数，包括：

计算所述图像退回参数、所述事项返工参数、所述系统使用率参数和所述经历时间参数的乘积，作为所述图像采集系统在所述预设时段内的所述目标参数。

9.一种半导体设备，其特征在于，所述半导体设备包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行权利要求1至8任一项所述的用于对图像采集系统进行监测的方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由半导体设备的处理器执行时，使得所述半导体设备能够执行权利要求1至8任一项所述的用于对图像采集系统进行监测的方法。

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