R2R(Run-to-Run)控制會根據前一個 run 的結果與目前 system state,調整下一個 run 的 recipe。在具有 variation 與 drift 的製造製程中,常用來持續補償條件,使結果不要偏離 target。
Feedback Control — 依結果進行補償
Feedback 控制會查看前一個 run 的量測結果,再修改下一個 run 的條件。系統計算 target 與實際結果之間的 error,並更新 recipe 讓差異逐步縮小。
這不是單純依經驗修改,而是在設計好的控制規則與限制條件內執行的error convergence mechanism。
Feedforward Control — 依狀態提前調整
Feedforward 控制在製程開始前,根據目前狀態與歷史資訊先調整條件。不是等結果出來後才修正,而是把已知的變化因素提前反映到起始條件。
因此 Feedforward 不只是補償,而可以視為state-aware 的 predictive adjustment。
整理
- Feedback:為降低結果 error 所做的事後補償
- Feedforward:反映狀態與歷史資訊的事前調整
- 兩者可以一起使用,持續讓製程結果不要偏離 target。
概念結構圖
快速看懂 Feedback loop 與 Feedforward input 如何結合。
料理比喻 — 不是「照著做」,而是「讓結果收斂」
泡麵包裝上寫著水量與烹煮時間,但實際結果仍會因火力、器具與周圍條件不同而改變。
所以我們自然會做兩件事。
- Feedback:剛才的結果不太對,下一次就調整。
- Feedforward:已經知道這個環境需要不同條件,就在開始前先調整。
不是原封不動重複 recipe,而是持續調整直到想要的結果收斂。半導體製程的 R2R 也是用同樣原理持續補償條件,使結果接近 target。
比喻結構圖
不是用敘事型插圖,而是直觀呈現 Feedback / Feedforward 的「結構」。
本文件從控制結構角度整理 R2R APC。實際導入時,製程與設備特性、安全限制、calibration strategy 會依營運 policy 而不同。