邻域保持嵌入—加权<i>k</i>近邻故障检测算法及其在半导体蚀刻过程中的应用

来源：信息与控制杂志2019年第6期北京时间：

作者：张成, 郑晓芳, 郭青秀, 冯立伟, 戴絮年, 李元

摘要：为了解决复杂的多模态过程故障检测问题，提出了邻域保持嵌入-加权k近邻规则（neighborhood preserving embedding-weighted k-nearest neighbors，NPE-wkNN）质量监控方法.首先，利用邻域保持嵌入（neighborhood preserving embedding，NPE）得到特征空间中数据的流形结构；然后，在特征空间中确定每个样本第k近邻的前K近邻集并计算样本的权重.最后，将样本的加权距离作为统计量对过程进行质量监控.NPE-wkNN方法在保持原始数据近邻结构的同时降低了计算复杂度，除此之外，权重规则消除了数据的多模态特征，从而提高了过程故障检测率.通过数值实例和半导体蚀刻工艺仿真实验，对比了传统的主元分析（principal component analysis，PCA）、NPE、k近邻（k-nearest neighbor，kNN）、加权k近邻（weighted kNN，wkNN）等方法，结果验证了本文方法的有效性.

关键词：邻域保持嵌入, 加权<i>k</i>近邻规则, 故障检测, 半导体蚀刻过程