JP3601709B2

JP3601709B2 - 信号振動についての警報方法

Info

Publication number: JP3601709B2
Application number: JP2001336500A
Authority: JP
Inventors: 錦文李; 皇文邱
Original assignee: Promos Technologies Inc
Current assignee: Promos Technologies Inc
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: JP2003151045A; US6720885B1; DE10205564A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は警報方法に係り、特に、信号振動の振動幅及び回数が所定の範囲を超える場合自動的に警報を出す方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製造プロセスを安定に維持するために、普段製造設備の信号に対する監視が行われる。例えば、製品の破損を防止するために、半導体製造に用いられるステッパの光源電力やウェットエッチングステーションにおけるエッチング溶液流量等の信号を監視する必要がある。
【０００３】
普段、監視方法としては、予め設定される信号の上限及び下限値を用い、某ワークステーションにおける信号が上限及び下限に定められる信号値範囲を超えると、監視機が警報を出す手法が挙げられる。この警報により、管理者は当該ワークステーションが異常状態に陥ることを知り、対策を取ることができる。
【０００４】
図１は所定の時間内某ワークステーションにおける信号を示すものである。図１において、何れの信号は上限（３．０）と下限（１．４）による信号値範囲を超えていないため、従来の監視方法の場合警報が出されない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、信号が前記信号値範囲内で振動する場合にも、対応のワークステーションにおいて把握できないトラブルが生じる可能性が十分ある。従来の上限及び下限値を用いる監視方法においてこのような把握できないトラブルについて管理者に通知することができず、該トラブルを解消することができない。
【０００６】
前記のような問題点を解決するために、本発明の目的は、ノイズの影響を除き信号振動の回数を正確に計算し、管理者に的確に警報することができる信号振動警報方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の信号振動警報方法は、設備の作動に関する信号を読み取る段階と、前記信号の波形における複数の極点から、複数の主転換点を検出する段階と、隣接する前記主転換点間の波高差を割り出し、当該波高差のうち、所定の許容範囲を超えるものが現われる回数を求める段階と、前記回数が所定の許容回数を超える場合、前記設備にて異常が発生したことを自動的に表示する段階とを備え、前記主転換点を検出する段階において、隣接する主転換点間の波高差は所定のノイズレベル以上である。隣接する主転換点間の波高差は、立ち上がり部の波高差と立ち下がり部の波高差とを含む。
【０００８】
本発明方法によれば、ノイズによる信号の変化を無視し、製造設備からの信号の振動幅（以下、主振幅差又はマスタ差）を的確に割り出すことができ、主振幅差のうち許容範囲を超えるものが現われる回数が所定の許容回数を超えると、前記製造設備にてトラブルがあると認識し、自動的に警報を出すことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
前記の目的を達成するための本発明の実施例の構成とその作用を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
要するに、本発明方法は、振動幅が所定の範囲内である振動を無視し、振動幅が大きい振動の回数を求め、この回数からワークステーション（製造設備）にて異常があるか否かを判断するように構成される。
【００１１】
図２は信号と本発明方法の関係を示すものである。図２において、信号変化の傾向性は上昇から降下へ、または、降下から上昇へ転換する時点で、転換点２０が現われる。該転換点２０は山或いは谷にあり、隣り合う両転換点２０の差は主振幅差（或いは振動幅）と称する。本発明の方法は、予めノイズ範囲を定めて、前記差が該ノイズ範囲内である場合該当信号の変化をノイズとし、該当ノイズを適当に濾過することにより複数の信号のうち代表的主転換点（又はマスタ転換点）及びこれに対応する主振幅差を割り出すように構成される。本発明方法によりトラブルを起す信号振動を正確に割り出すことができる。
【００１２】
図２に示すように、時間帯２２において五つの転換点２０があり、何れの隣り合う転換点同士間の差はノイズ範囲内である。信号の波形から分かるように、時間帯２２においてマスタ波形の谷が現われる。このため、該谷の主転換点は五つの転換点２０のうち最小値の転換点、即ち、転換点２０ａである。
【００１３】
また、図２の時間帯２６において三つの転換点２０があり、何れの隣り合う転換点同士間の差はノイズ範囲内である。信号の波形から分かるように、時間帯２６においてマスタ波形の山が現われる。このため、該山の主転換点は三つの転換点２０のうち最大値の転換点、即ち、転換点２０ｂである。
【００１４】
一方、図２の時間帯２４において二つの転換点２０があり、それらの差はノイズ範囲内である。しかし、信号の波形から分かるように、時間帯２４における信号はマスタ波形の谷から山へ転換する過程中（上昇中）の信号である。したがって、時間帯２４における転換点２０はノイズによるものであり、主転換点ではない。
【００１５】
また、図２の時間帯２８において四つの転換点２０がある。四つの転換点同士間の差は全てノイズ範囲内ではないが、そのうち上昇を示す差は何れもノイズ範囲内である。信号の波形から分かるように、時間帯２８における信号はマスタ波形の山から谷へ転換する過程中（降下中）の信号である。したがって、時間帯２８における転換点２０はノイズによるものであり、主転換点ではない。
【００１６】
図３は本発明方法で図１の信号から割り出された主転換点を示すものである。本発明方法によれば、図１の転換点のうち一部分をノイズによるものとして無視し、他の部分を主転換点３０として選択する。結果、図３に示すように、隣り合う両主転換点３０同士間の差はノイズ範囲を超え、連続の三つの主転換点３０のグ―ルプ毎に一つの山または谷が形成される。即ち、毎グループのうち両側の転換点が中央の転換点より大きい、または小さい。
【００１７】
図４は本発明方法を示すフローチャートである。本発明方法はサーバーに対応のソフトウエアのプログラムを実行させることにより具現される。
【００１８】
本発明方法によれば、先ずある時間帯内の信号を収集する（段階４０）。
【００１９】
次に、信号から主転換点を割り出す（段階４２）。主転換点を割り出したら、該当転換点に対応する主振幅差を求めることができる。該主振幅差は真の振動幅、即ち、ノイズの干渉を受けていない状態での波形の振動幅とする。
【００２０】
次に、主振幅差（或いは振動幅）のうち許容範囲を超えるものが現われる回数を求める（段階４４）。
【００２１】
次に、得られた前記回数が所定の許容回数を超えるか否かを判断する（段階４６）。
【００２２】
前記判断結果がＹＥＳであれば、対応するワークステーションにて異常があることを表示する（段階４８）。
【００２３】
一方、前記判断結果がＮＯであれば、対応するワークステーションには異常がない（信号振動がない）ことを表示する（段階５０）。
【００２４】
図５は主転換点の割り出しを示すフローチャートである。図５において、Ｓ（ａ）は第ａの主転換点の値を、ｄ（ｘ）は第ｘの信号の値を指し、Ｄｆｌａｇは現在の信号の傾向性を表示するフラグ（上昇の傾向性である場合１に、降下の傾向性である場合−１に設定する）、ＬｏｃａｌＭｉｎ及びＬｏｃａｌｍａｘは現在の傾向性における局部最小値及び局部最大値である。
【００２５】
先ず、ノイズ範囲を定義する（段階６０）。
【００２６】
次に、局部変数の初期値を定義する（段階６２）。ここで、ｘ＝２とはｄ（２），ｄ（１）を対象とすることを指し、ａ＝１とは第１の主転換点の割り出しをスタートすることを指し、Ｄｆｌａｇ＝０とは平坦を意味する。また、局部最大値及び局部最小値ＬｏｃａｌＭａｘ及びＬｏｃａｌＭｉｎは何れ第１の信号値ｄ（１）とする。
【００２７】
次に、ｄ（ｘ）とｄ（ｘ−１）を比較し、判断する（段階６４）。ここで、ｄ（ｘ）＞ｄ（ｘ−１）の場合、現在、信号ｄ（ｘ）が上昇の傾向性を有することを示す。更に、ｄ（ｘ）＞ｄ（ｘ−１）の場合、ｄ（ｘ）−ＬｏｃａｌＭｉｎはノイズ範囲内であるか否か、即ち、その上昇の傾向性はノイズによるものであるか否かを判断する（段階６６）。
【００２８】
段階６６の判断結果はＹＥＳであれば、ｄ（ｘ）を無視し、次の信号を対象にする。
【００２９】
一方、段階６６の判断結果はＮＯ、即ち、上昇の傾向性は顕著である場合、現在、その傾向性は確かに上昇の傾向性であることを確認することができる。このため、傾向性を示すフラグＤｆｌａｇを１に設定する。更に、現在の傾向性と直前の傾向性との一致性を判断する（段階６８）。一致（上昇つまりＤｆｌａｇ＝１）の場合、フラグＤｆｌａｇの値はそのままであるが、ＬｏｃａｌＭａｘの値を更新する（段階６９）。現在の傾向性（上昇）はその直前の傾向性（平坦または降下）と相違、即ち、段階６８の判断結果はＮＯである場合、一つの谷が現れることを意味する。これを一つの主転換点とし、即ち、現在の主転換点Ｓ（ａ）はＬｏｃａｌＭｉｎとなる。現在の主転換点Ｓ（ａ）をＬｏｃａｌＭｉｎで設定し、ＬｏｃａｌＭａｘをｄ（ｘ）で更新すると共に、現在の傾向性が上昇であることを示すためにフラグＤｆｌａｇを１に設定する（段階７０）。
【００３０】
段階７０の後に、次の主転換点ａの割り出しを開始する（７２）。ここで、先ず、信号処理は全部完了したか否かを判断する（段階７４）。判断結果がＮＯであれば、次の信号ｘの処理へ移行する（７６）。
【００３１】
図５の符号６６’乃至７２’に示す段階の処理は、前述した符号６６乃至７２に示す段階の処理と類似するため、その説明を省略する。
【００３２】
信号処理は全部完了した（段階７４の判断結果はＹＥＳである）場合、図４に示す段階４４へ移行、即ち、主振幅差（或いは振動幅）のうち許容範囲を超えるものが現われる回数を求める。
【００３３】
主転換点の割り出し方法はほかにもある。例えば、図６に示すように、主転換点を割り出すこともできる。先ず、信号のうち全ての転換点、例えば図６のＳ_Ｔ１，Ｓ_Ｖ１，Ｓ_Ｔ２，Ｓ_Ｖ２…を割り出す。ここで、Ｓ_Ｔ１におけるＴは山、Ｓ_Ｖ１におけるＶは谷を指す。
【００３４】
図６に示す転換点の割り出し方法によれば、某信号のレベルはその両側に隣接する信号のレベルより低いなら谷の転換点とし、某信号のレベルはその両側に隣接する信号のレベルより高いなら山の転換点とする。ここで、転換点同士は山と谷の交錯の方式で配列される（図６の配列８０参照）。したがって、このような転換点の割り出し方法は非常に単純な手法である。この後、このような転換点の配列から、その間の差がノイズ範囲内の値となる隣り合う両転換点のグループを割り出す。例えば、転換点の配列８０からその間の差がノイズ範囲内の値となる転換点Ｓ_Ｖ１とＳ_Ｔ２を割り出した。このため、Ｓ_Ｖ１とＳ_Ｔ２はノイズによる転換点と認定し、処理すべきである。ここで、Ｓ_Ｖ１とＳ_Ｔ２両側に隣接するＳ_Ｔ１とＳ_Ｖ２と組み合わせて処理する。即ち、Ｓ_Ｔ１とＳ_Ｔ２のうち最大のもの（極値）を新しい山の転換点Ｓ_ＴＦ１（＝Ｍａｘ（Ｓ_Ｔ１，Ｓ_Ｔ２））とし、Ｓ_Ｖ１とＳ_Ｖ２のうち最小のもの（極値）を新しい谷の転換点Ｓ_ＶＦ１（＝Ｍｉｎ（Ｓ_Ｖ１，Ｓ_Ｖ２））とする。転換点配列８０のうち連続処理される四つの転換点（Ｓ_Ｔ１，Ｓ_Ｖ１，Ｓ_Ｔ２，Ｓ_Ｖ２）をＳ_ＴＦ１，Ｓ_ＶＦ１に入れ替え、新しい転換点配列８２を作成する。図６に示すように、このような転換点配列８２は依然として山と谷の交錯である。
【００３５】
Ｓ_Ｔ３とＳ_Ｖ３の間の差はノイズ範囲内である場合、Ｓ_Ｔ３とＳ_Ｖ３はノイズによる転換点であることを意味する。したがって、前述した処理方法と同様な方法で、Ｓ_ＶＦ２とＳ_ＴＦ２を割り出すことができ、そして図６に示すように、転換点配８２列のうち転換点Ｓ_ＶＦ１，Ｓ_Ｔ３，Ｓ_Ｖ３，Ｓ_Ｔ４をＳ_ＶＦ２，Ｓ_ＴＦ２に入れ替え、新しい転換点配列８４を作成する。このように、前述した処理方法を繰り替えて実施することにより、何れの隣り合う転換点同士間の差がノイズ範囲内である最終的転換点配列が作成される。該最終的転換点配列内の要素（転換点）は何れも主転換点とされる。
【００３６】
図７は図４の段階４４と４６の詳細を示すフローチャートである。主転換点を割り出した後、隣り合う両主転換点の減算で主振幅差を求める（段階４４１、４４１’）。主振幅差は大体、山の転換点から谷の転換点へ降下する降下差（段階４４１’にて求める）と谷の転換点から山の転換点へ上昇する上昇差（段階４４１にて求める）に分けられる。
【００３７】
次に、主振幅差のうち主振幅差の許容範囲を超えたものが現われる回数を求める（段階４４２と４４２’）。主振幅差の許容範囲は上昇差の許容範囲と降下差の許容範囲に分けられる。段階４４２において上昇差のうち上昇差の許容範囲を超えたものが現われる回数（Ｎ_ｕ）を求め、段階４４２’において降下差のうち降下差の許容範囲を超えたものが現われる回数（Ｎ_ｄ）を求める。
【００３８】
次に、主振幅差のうち主振幅差の許容範囲を超えたものが現われる回数が許容回数を超えたか否かを判断する（段階４６）。段階４６１において、上昇差のうち上昇差の許容範囲を超えたものが現われる回数Ｎ_ｕが所定の許容回数Ｎ_ａｕを超えたか否かを判断し、ＹＥＳである場合警報を出す（段階４８を実行する）が、ＮＯである場合段階５０に移行する。段階４６１’において、降下差の許容範囲を超えたものが現われる回数Ｎ_ｄが所定の許容回数Ｎ_ａｄを超えたか否かを判断し、ＹＥＳである場合警報を出す（段階４８）が、ＮＯである場合段階５０に移行する。
【００３９】
前述したように、ワークステーションにおける信号を監視することにより、該信号から過大な信号振動によるトラブルが発生する恐れがあるか否かを判断し、管理者がこのトラブルを適当に解決するように迅速に警報を出すことができる。このため、生産ラインを安定な状態に維持することができる。
【００４０】
本発明は前記実施例の如く提示されているが、これは本発明を限定するものではなく、当業者は本発明の要旨と範囲内において変形と修正をすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
前記の通り、本発明方法によれば、信号の振動が従来の信号値範囲内である場合にも、信号の振動から製造設備の状態を認識し、管理者に迅速に通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】所定の時間内某ワークステーションにおける信号を示す図である。
【図２】信号と本発明方法の関係を示す図である。
【図３】本発明方法で図１に示す信号から割り出されたマスタ転換点を示す図である。
【図４】本発明方法を示すフローチャートである。
【図５】マスタ転換点の割り出しを示すフローチャートである。
【図６】マスタ転換点の割り出し方法を示す図である。
【図７】図４に示す段階４４と４６の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０転換点
２２、２４、２６、２８時間帯
３０マスタ転換点

Claims

設備の作動に関する信号を取り出す段階と、
前記信号の波形における複数の極点から、複数の主転換点を検出する段階と、
隣接する前記主転換点間の波高差を割り出し、当該波高差のうち、所定の許容範囲を超えるものが現われる回数を求める段階と、
前記回数が所定の許容回数を超える場合、前記設備にて異常が発生したことを自動的に表示する段階と
を備え、
前記主転換点を検出する段階において、隣接する主転換点間の波高差は所定のノイズレベル以上であり、
前記隣接する主転換点間の波高差は、前記波形における立ち上がり部の波高差と、前記波形における立ち下がり部の波高差とを含む
信号振動警報方法。
前記主転換点を検出する段階において、
隣接する前記極点間の波高差は前記所定のノイズレベル以上であるか否かを確認し、前記複数の極点の波高を逐次比較し、前記波形における各局部最大値及び局部最小値を順次特定し、
前記信号の波形における立ち上がりから立ち下がりへの転換、または、立ち下がりから立ち上がりへの転換の有無に基づいて、前記局部最大値又は局部最小値を前記主転換点とする
請求項１に記載の信号振動警報方法。
前記主転換点を検出する段階において、
前記信号の波形における複数の極点からなる第１の列において、隣接する極点間の波高差は前記所定のノイズレベル以下である極点を取り除き、取り除かれた極点とその前後の極点から新しい極点を定義する処理を繰り返すことにより、隣接する極点間の波高差は前記所定のノイズレベル以上である極点からなる第２の列を得、
上記第２の列における極点を前記主転換点とする
請求項１に記載の信号振動警報方法。
前記許容範囲は、前記波形における立ち上がり部の波高差について定義される許容範囲と、前記波形における立ち下がり部の波高差とについて定義される許容範囲とを含む
請求項１に記載の信号振動警報方法。
前記許容回数は、前記波形における立ち上がり部の波高差について定義される許容回数と、前記波形における立ち下がり部の波高差について定義される許容回数とを含む
請求項１に記載の信号振動警報方法。