JP2000012412A - 半導体製造装置の性能監視方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作部の動作状態を自動検出して表示させる
ことにより、性能監視作業を軽減し、トラブルの予知、
事故発生の兆候を精度よく掴めるようにする。 【解決手段】 制御用もしくは安全対策用に使用されて
いる動作部８のセンサ２００を性能監視用に利用する。
コントロールユニット４からローカルコントローラ６に
シーケンス命令を発行して動作部８を動作させる。セン
サ２００から動作部８（ゲートバルブ９や基板支持ピン
１０など）の動作状態を検出して、検出データをローカ
ルコントローラ６を介してコントロールユニット４に取
り込む。取り込んだ検出データはデータ取得／演算処理
装置５で時間軸上に並べる。検出データを演算処理す
る。これにより装置の動作監視、性能算出用の処理デー
タを得る。この処理データをオペレーションユニット１
に送信して、そのサーベイ表示手段３に画面表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
動作部の動作状態を自動測定して装置性能を監視し得る
ようにした半導体製造装置の性能監視方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置例えばマルチチャンバ型
枚葉式プラズマＣＶＤ装置は、中央に真空搬送室を備
え、この真空搬送室の周囲に放射状に基板予備室（ロー
ドロック室）、加熱室、複数の成膜室が設けられ、前記
真空搬送室とロードロック室、加熱室、成膜室間にはそ
れぞれゲートバルブが設けられる。このうちロードロッ
ク室には外部から基板を搬入搬出するための別なゲート
バルブが設けられる。前記真空搬送室には、真空搬送ロ
ボットが設けられ、この真空搬送ロボットは搬送アーム
を備えている。

【０００３】上記構成において、例えば、真空搬送ロボ
ットの基板取出しの基本動作は次の通りである。成膜室
と真空搬送室間のゲートバルブを開く。真空搬送ロボッ
トの搬送アームを伸ばして成膜室に挿入する。基板支持
ピンが下降して支持していた基板を搬送アームに移載す
る。搬送アームを縮めて成膜室から基板を取り出す。成
膜室と真空搬送室間のゲートバルブを閉じる。この基板
取り出しの前後で、成膜室では真空排気系によりエバッ
ク（真空排気）し、またガス制御系によりリークガスを
導入して大気戻ししたりする。

【０００４】このように半導体製造装置は駆動系、給排
気系などの動作部が多く、これらの動作部の動作が安定
しないと、その性能を発揮できない。特に枚葉式処理装
置は、基板を多数枚同時処理する縦型半導体装置と異な
り、動作部が多く、これらの動作部の動作が安定しない
と、動作スピードやメカ的信頼性が低下して枚葉装置の
性能が十分に発揮できない。

【０００５】通常、枚葉式処理装置が性能を発揮してい
るか否かは、プロセス動作時間の監視機能により判断し
ていた。ある動作に許容動作時間を設け、この時間を越
えると“警告“、“障害“などの判断をしていた。これ
らの“警告“、“障害“は、装置のトラブルの予兆を検
知する役割がある。しかし、“警告“、“障害“は、許
容時間を越えない限り認知できず、また許容時間は越え
ないものの、設計通りの時間で動作しているかどうかの
確認ができなかった。つまり、プロセス動作時間の監視
機能によっては、本当の意味で設計通りに動作している
か確認できなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、枚葉式処理装
置の動作部の動作確認を行うために、装置製作時の検収
データや、運用時の運用データをストップウオッチ等で
測定していた。また、動作部だけでなく、排気／大気戻
し（リーク／エバック）性能も発揮できないとスループ
ットに影響するため、リーク／エバック時間も、ストッ
プウオッチによる測定対象になっていた。

【０００７】しかし、いずれも手作業でデータを取得す
るため、データ取得に時間がかかり、出荷工程またはプ
ロセス工程を圧迫していた。また、ストップウオッチに
よりデータを取得するため、正確な時間の測定ができな
い。しかも寿命などの関係から測定回数をある程度増や
さなければならないが、確認項目が多いため、実際には
何回かストップウオッチで測定する程度だった。このた
め測定結果は出荷検査の対象とはならなかった。またデ
ータが少ないので、経時変化により性能が落ちたとき、
いちはやくその変化を発見して、適切な対策を取ること
ができなかった。

【０００８】本発明の課題は、従来人間が行なっていた
測定作業を自動化することによって測定作業を軽減し、
また作業者が適時に装置の性能を確認できるようにして
トラブルの予知、事故発生の兆候をつかむことが可能な
半導体製造装置の性能監視方法および装置を提供するこ
とにある。また、本発明の目的は、確認を容易にするた
めに測定結果の表示が可能な半導体製造装置の性能監視
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、半導体製
造装置の動作部に動作状態を検出する監視用のセンサを
設け、このセンサで検出した動作部の動作状態に基づい
て半導体製造装置の性能を監視するようにした半導体製
造装置の性能監視方法である。

【００１０】ここで半導体製造装置としては、マルチチ
ャンバ型枚葉式プラズマＣＶＤ装置の他に、インライン
型枚葉式プラズマＣＶＤ装置、インライン型バッチ式プ
ラズマＣＶＤ装置、インライン式スパッタ装置などにも
適用できる。動作部は、駆動系、搬送系、給排気系など
から構成され、例えば駆動系ではゲートバルブ、基板支
持ピン、電極昇降機構等であり、搬送系では基板搬送ロ
ボットなどであり、給排気系にあっては流量制御装置な
どである。

【００１１】センサを使用して動作部の動作状態を監視
すると、ストップウオッチで監視していた従来の方法に
比べて、能率が上がり信頼性に優れる。

【００１２】この場合において、装置を経済的なものと
するためには、前記監視用のセンサとして、制御用また
は安全対策用として前記動作部に設けられている既存の
センサを使用するとよい。

【００１３】また、前記既存のセンサを監視用のセンサ
として使用するために前記センサの動作タイミングを時
間軸上に並べ、センサから動作部の動作状態を検出し、
検出したデータを演算処理して前記動作部の動作監視用
データまたは装置性能算出用データを作成し、これを表
示するようにするとよい。ここで、装置性能算出用デー
タには装置性能保証用データも含まれる。また、動作監
視用データは、動作部の動作状態に基づいて求めたもの
で、例えば、ゲートバルブにあっては開放（ＯＰＥＮ）
時間、閉成（ＣＬＯＳＥ）時間、動作回数、計測開始日
時などである。基板支持ピンや電極昇降機構にあって
は、上昇（ＵＰ）時間、下降（ＤＯＷＮ）時間、動作回
数、計測開始日時などである。また排気系やガス系にあ
ってはリーク時間、エバック時間などである。装置性能
算出用データは、例えば基板処理枚数、リードタイム、
稼働率計算、運転状態モニタなどである。

【００１４】前記したようにセンサの動作タイミングを
時間軸上に並べて動作部の動作状態を自動で検出し、検
出したデータを演算処理したものを、前記動作部の動作
監視用データまたは装置性能算出用データとして使用す
ると、各動作部の個別監視とともに装置全体の性能監視
ができる。また処理データを表示させると、性能監視が
一層容易になる。

【００１５】第２の発明は、半導体製造装置の動作部の
動作状態を検出するセンサと、前記動作部を所定のシー
ケンスで動かすとともに、前記センサで検出した前記動
作部の動作状態のデータを転送する副制御部と、該副制
御部に所定のシーケンス命令を与えるとともに、前記副
制御部から転送されてきたデータを取得し、演算処理し
て処理データを作成する主制御部と、前記主制御部で作
成した処理データを動作監視用データまたは装置性能算
出用データとして出力する出力部とを備えた半導体製造
装置の性能監視装置である。

【００１６】このようにセンサを利用して装置の動作部
を監視するようにすると、動作部ないし装置が性能通り
の機能を発揮しているか否かを容易にチェックできる。
また動作監視用または装置性能算出用データを常時出力
していると、装置での基板処理のスループット低下を監
視することができる。また動作監視用または装置性能算
出用データから装置運用時の運用状況を把握でき、これ
らのデータは効率良い運用のための改善の指標となると
ともに、装置不具合発生の早期発見、対策の指標とな
る。

【００１７】この場合において、監視用センサに既存の
制御用または安全対策用のセンサを利用すると、構造を
簡素化でき、監視に費やす工数も減り、データ作成の負
担が軽減できる。また、前記制御部が、駆動系、給排気
系、搬送系の各動作データを記憶する手段と、記憶した
各動作データに基づいて演算処理し、駆動系の動作時
間，動作回数、ガス使用状況、排気系の排気時間，大気
戻し時間、搬送系の搬送時間，基板入れ替え時間、及び
これらから基板処理枚数，リードタイム，稼働率，運転
状態などの装置性能を求める演算処理手段とを備えてい
ると、動作データに基づいて各動作部の動作監視用デー
タまたは装置性能算出用データを容易に求めることがで
きる。また前記出力部が、取り出した処理データを表示
出力する手段を有すると、装置の性能監視が一層容易に
なる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る半導体製造装
置の性能監視方法および装置の実施形態を説明する。こ
こでは、液晶表示用のガラス基板を製造する枚葉式の半
導体製造装置について説明する。

【００１９】図１に示すように、半導体製造装置の性能
監視装置は、出力部としてのオペレーションユニット
１、主制御部としてのコントロールユニット４、副制御
部としてのローカルコントローラ６、動作部監視用のセ
ンサ２００とからなり、ローカルコントローラ６に接続
される動作部８の性能を監視する。

【００２０】オペレーションユニット１は、アレンジメ
ントパラメータ設定部２とパフォーマンスサーベイ表示
手段３とを有する。アレンジメントパラメータ設定部２
は、パフォーマンスサーベイ表示手段３に表示される表
示画面の画面構成用データの定義と、コントロールユニ
ット４のデータ取得／演算処理装置５で使用するデータ
の定義、設定値／初期値の設定を行う。パフォーマンス
サーベイ表示手段３は、アレンジメントパラメータ設定
部２から画面表示用パレットを作成し、データ取得／演
算処理装置５から送信される処理データをスーパーポー
ズして画面表示する。

【００２１】作業者がパスワードを設定するとパフォー
マンスサーベイ表示手段３に測定結果が画面表示され
る。その画面構成は、例えば３画面構成とし、（１）動
作時間測定／動作回数測定画面（図１０）、（２）各チ
ャンバ（槽）のガス使用状況測定画面（図１１）、
（３）装置性能画面（図１２）とする。パフォーマンス
サーベイ表示手段３のデータ読込み機能は、パフォーマ
ンスサーベイ表示画面の表示時は、常時コントロールユ
ニット４から処理データを取り出し、パフォーマンスサ
ーベイ表示手段３上に表示する。

【００２２】コントロールユニット４は、基板プロセス
処理の制御を行うためのレシピと、装置の性能監視のた
めのシーケンス制御命令をローカルコントローラ６に出
す機能、データ取得／演算処理装置５によりデータの記
憶、加工、データ取得／演算処理機能などを有する。デ
ータ取得は、この機能でのサンプリング項目に関係する
アレンジメントパラメータにおける設定情報をオペレー
ションユニット１から受け取り、出荷時または装置運用
時（手動時含む）、設定情報にしたがいデータを取得す
る。また、データ演算処理は、取得したデータを必要に
応じて演算処理し、処理データを作成する。

【００２３】ローカルコントローラ６は、アクチュエー
タ制御シーケンス部７を有し、レシピとコントロールユ
ニット４からの指示で動作部８を所定のシーケンスで動
かし、それにより動作部８から動作データを検出（測
定）し、検出したデータをコントロールユニット４へ転
送する。

【００２４】動作部８は、半導体製造装置を構成する各
機構部のゲートバルブ９、基板支持ピン１０、電極昇降
機構１１、給排気系１２、搬送系１３等である。これら
には、これらの動作状態を検出するためのセンサ２００
（２０９〜２１３）が設けられる。センサ２０９はゲー
トバルブ９の開閉を、センサ２１０は基板支持ピン１０
の昇降を、センサ２１１は電極昇降機構１１の昇降を、
センサ２１２は給排気系１２のガス流量などを、センサ
２１３は搬送系１３の動作状態をそれぞれ検出すること
ができる。これらのセンサ２００にはプロセス制御用ま
たは安全対策用として使用されている既存のセンサを利
用する。

【００２５】つぎに図２を用いて、上記動作部が組込ま
れている枚葉式の半導体製造装置を、マルチチャンバ型
枚葉式プラズマＣＶＤ装置を例にとって具体的に説明す
る。

【００２６】外形８角形状の真空搬送室２１（Ｔ２）の
周囲に放射状に第１ロードロック室２２（Ｍ１）、第２
ロードロック室２３（Ｍ２）、基板加熱室２４（Ｍ
３）、ＳｉＮ第１成膜室２５（Ｍ４）、ＳｉＮ第２成膜
室２６（Ｍ５）、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）第
１成膜室２７（Ｍ６）、ａ−Ｓｉ第２成膜室２８（Ｍ
７）、ａ−Ｓｉ（ｎ⁺ ）成膜室２９（Ｍ８）が設けられ
る。放射状に設けられたこれらのチャンバと前記搬送室
２１との間にはそれぞれゲートバルブ３０〜３７が設け
られ、気密に連接するようになっている。また、チャン
バのうち右側に位置する第１、第２ロードロック室２
２、２３には大気搬送スタンド１３９（Ｔ１）からガラ
ス基板４０を搬入搬出するためのゲートバルブ３８、３
９がそれぞれ設けられている。

【００２７】前記真空搬送室２１に真空基板搬送ロボッ
ト４５が設けられ、この真空基板搬送ロボット４５は２
組の独立して駆動される搬送アーム４６、４７を具備
し、２枚のガラス基板を一括して各室２２〜２９に搬送
することが可能である。また、ゲートバルブ３８、３９
を介して第１、第２ロードロック室２２、２３と連結さ
れる大気搬送スタンド１３９には、搬送アーム４９を有
する基板搬送ロボット４８と、複数ここでは４つのカセ
ット４１〜４４を保持するカセット棚５０が設けられ
る。この基板搬送ロボット４８によりカセット４１〜４
４と第１、第２ロードロック室２２、２３間にガラス基
板４０を搬送することが可能になっている。

【００２８】次に、マルチチャンバ型枚葉式プラズマＣ
ＶＤ装置を構成するＳｉＮ成膜室の構成を説明すること
によって、チャンバの基板支持ピン、電極昇降機構など
の駆動系と、ガスを制御する給排気系の説明をする。

【００２９】図３はＳｉＮ第１成膜室２５またはＳｉＮ
第２成膜室２６の概略断面図を示す。チャンバは２槽構
造になっている。なお、ゲートバルブは紙面と垂直な方
向に取り付けられているので、図面上に表れていない。
処理室５２の天井面に上電極（カソード）５３が設けら
れる。該上電極５３には上部ヒータ５４が埋設される。
また上電極５３の下面には多数のガス分散孔が穿設され
たシャワープレート５５が設けられる。処理室５２の上
部には反応ガス導入管５６が設けられ、これより導入さ
れた反応ガスをシャワープレート５５より処理室５２に
供給するようになっている。

【００３０】処理室５２の下部にサセプタとしても機能
する下電極（アノード）５７が設けられ、該下電極５７
には下部ヒータ５８が埋設されている。前記下電極５７
に昇降自在に設けた基板支持ピン５９を介してガラス基
板４０が支持され、前記処理室５２は排気管６０と連通
している。下電極５７は、処理室５２の底面を貫通する
下電極支持ロッド６１に固着される。支持ロッド６１は
ベローズ６２により気密に囲まれる。支持ロッド６１の
下端は電極昇降機構６３に取り付けられ、電極昇降機構
６３を動かすことにより下電極５７を昇降自在とする。
下電極５７を上限まで上昇すると内槽が形成されて、処
理室５２は内槽と外槽とに分離される。

【００３１】また、成膜室２５（２６）に取り付けられ
たペニングゲージ６４及びピラニゲージ６５はチャンバ
内の圧力を測定するセンサで、一方が真空センサ、他方
が大気圧センサとして機能する。

【００３２】上記した基板支持ピン５９、電極昇降機構
６３の動作時間及び動作回数の検出は、モータドライバ
に取り付けた図示しないセンサにより行う。また給排気
系となるガス導入管５６及び排気管６０におけるガスの
使用状況は、図示しないマスフローコントローラ（ＭＦ
Ｃ）の信号をＡ／Ｄ変換器に入力することよって測定す
る。

【００３３】なお、ここでは説明しなかったが、ａ−Ｓ
ｉ第１成膜室２７、ａ−Ｓｉ第２成膜室２８、ａ−Ｓｉ
（ｎ⁺ ）成膜室２９は、ＳｉＮ第１成膜室２５およびＳ
ｉＮ第２成膜室２６と類似の構造を備えている。また、
第１、第２ロードロック室２２、２３、基板加熱室２
４、真空搬送室２１は、図４〜図６のような構造を備え
ている。ここでは符号の説明だけを行って詳細な説明を
省略する。

【００３４】図４は第１ロードロック室２２または第２
ロードロック室２３を示し、７０はチャンバ内を大気圧
戻しするための窒素ガス（Ｎ₂ ）を導入するリーク用Ｎ
₂ 導入口、７１はチャンバ内のガスを排気する排気口、
７２は動作中にガラス基板４０を保持する基板支持ピ
ン、７３はチャンバ内の圧力を測定するピラニゲージ、
７４はチャンバ内の圧力を測定するペニンゲージ、３０
（３１）、３８（３９）はゲートバルブである。ゲート
バルブの開閉は、ゲートバルブを開閉制御するアクチュ
エータに取り付けたセンサにより検出する。

【００３５】図５は基板加熱室２４を示し、８０はヒー
タユニット、８１は均熱板、８２はヒータユニット昇降
機構、８３はＡＣサーボモータである。図６は真空搬送
室２１を示し、４５は真空基板搬送ロボット、９０は基
板検出センサ、９１はターボ分子ポンプ、９２はピラニ
ゲージ、９３はペニングゲージ、９４は放射温度計、９
５はメイン排気バルブ、９６はプレッシャスイッチであ
る。

【００３６】次に図２に戻り、搬送系を構成する真空搬
送室２１内に設けられた真空基板搬送ロボット４５の動
作を、搬送元例えば第１ロードロック室２２から搬送先
例えばＳｉＮ第２成膜室２６にガラス基板４０を搬送す
る場合を例にとって説明する。基板搬送ロボット４８に
昇降機構があるかないかで動作が異なってくるが、ここ
では昇降機構がなく、第１ロードロック室２２及び成膜
室２６内の基板支持ピンがそれぞれ昇降する場合につい
て説明する。

【００３７】まず、第１ロードロック室２２内の基板を
支持している基板支持ピン７２が上昇する。アーム４７
が縮短した待機状態から伸長し、その先端を第１ロード
ロック室２２に挿入して、ガラス基板４０を基板支持ピ
ン７２からアーム４７の先端に移載する。移載したらア
ーム４７を縮短させて第１ロードロック室２２から抜き
取る。ここまでが搬送元からの基板取出し区間である。
つぎに基板４０を移載したアーム４７を１８０°回転さ
せ、アーム４７を伸長して成膜室２６に挿入する。成膜
室２６内の基板支持ピン５９を上昇してガラス基板４０
をアーム４７から基板支持ピン５９に移載する。移載
後、アーム４７を縮短させ待機位置に戻す。ここまでが
搬送先への基板入れ区間である。これで一連の搬送動作
が完了する。

【００３８】上記動作をタイムチャートで示せば図７の
通りである。同図に示すように、この搬送動作に伴って
搬送元のゲートバルブ３０及び搬送先のゲートバルブ３
４は真空基板搬送ロボット４５の動作と同期してオープ
ン／クローズする。搬送元である第１ロードロック室２
２のゲートバルブ３０は、搬送元より基板取出し動作に
先立ってクローズからオープンし、基板取出し中はオー
プンを維持する。基板取出し後、ゲートバルブ３０をク
ローズし、次の取出しがあるまでクローズを維持する。
搬送先である成膜室２６のゲートバルブ３４は、搬送先
への基板入れ区間のアーム回転時にクローズからオープ
ンし、基板入れ中はオープンを維持する。

【００３９】基板入れ後、ゲートバルブ３４をクローズ
し、次の基板入れがあるまでクローズを維持する。ゲー
トバルブ３０または３４のオープン時の立上がり時間、
またはクローズ時の立下がり時間がゲートバルブ動作時
間Ａとなり、ゲートバルブ開閉駆動用のアクチュエータ
に動作指示を出してから動作完了をセンサが認識するま
での時間である。また、搬送元より基板４０を取出し、
搬送先への基板入れまでの時間を槽間搬送時間Ｂとい
う。この槽間搬送時間Ｂは、例えばアーム位置をセンサ
で検出することにより測定する。

【００４０】基板入れ後、成膜室２６内の基板支持ピン
５９は下降して、基板４０を下電極５７上に移載する。
基板移載後、プラズマ発生空間を最小とするために下電
極５７を上昇して内槽を形成する。

【００４１】なお、基板搬送用ロボットに昇降機構があ
るときは、基板支持ピンは動作しないので、搬送タイム
チャートは、搬送元より基板取出し区間では、アーム
下降、アーム伸び、アーム上昇、取出しの順にな
る。また、搬送先へ基板入れ区間では、アーム回転上
昇、アーム伸び、アーム下降、アーム縮の順とな
る。

【００４２】ところで、動作部８の動作状態を検出する
各センサは、次のようにしてローカルコントローラ６に
検出データを送っている。

【００４３】ゲートバルブ／基板支持ピン：センサはパ
ラレルＩ／Ｏでローカルコントローラ６に接続される。

【００４４】電極昇降機構：モータドライバに取り付け
たセンサからシリアル通信でローカルコントローラ６に
情報が報告される。

【００４５】リーク／エバック時間：真空センサ、大気
圧センサ等をパラレルＩ／Ｏでローカルコントローラに
取り込む。

【００４６】ガス系：ガス制御系に取り付けられたガス
フローセンサの出力をＡ／Ｄ変換器にアナログ接続して
Ａ／Ｄ変換器を介してローカルコントローラに取り込ん
でいる。

【００４７】図８は、上述した半導体製造装置の性能監
視装置による性能監視処理のフローチャートを示す。こ
の処理でのデータ取得（ステップ１０６）は、プロセス
動作時を除いた出荷時、運用時に行う。自動運転で取得
する場合も手動運転で取得する場合もある。

【００４８】ステップ１０１のＦＤ構築では、オペレー
タがアレンジメントパラメータをＦＤに構築する。アレ
ンジメントパラメータは前述したようにパフォーマンス
サーベイ表示画面の構成用データの定義とデータ取得、
演算処理で使用するデータの定義、初期設定などであ
る。

【００４９】ステップ１０３ではオペレーションユニッ
ト１においてＦＤからアレンジメントパラメータの読み
込みを操作する。オペレーションユニット１はアレンジ
メントパラメータを読み込み、パフォーマンスサーベイ
用表示画面に反映させるとともにコントロールユニット
４に設定情報を転送する（ステップ１０４、１０５）。

【００５０】ここでコントロールユニット４は、動作部
８の動作状態を検出するためのレシピ及びシーケンス命
令をローカルコントローラ６に送る（ステップ１１
２）。ローカルコントローラ６は、コントロールユニッ
ト４からのシーケンス命令により、アクチュエータ制御
シーケンス部７を使って、動作部８を動作させる（ステ
ップ１１３）。ステップ１０６では、動作部８の動作状
態を検出したセンサ２００からローカルコントローラ６
を介して次の４種類の項目のデータをコントロールユニ
ット４は取得する。

【００５１】(1) ゲートバルブ、基板支持ピン状態（ゲ
ートバルブの開閉状態、基板支持ピンの位置） (2) 電極昇降状態（電極の位置） (3) ガス使用状況データ（リーク開始・終了時間、エバ
ック開始・終了時間 (4) 装置性能算出用データ（基板処理枚数、リードタイ
ム、稼働率、運転状態モニタ） 上記(1) 〜(4) で取得したデータに基づいて装置性能を
求める演算処理を行う（ステップ１０７）。

【００５２】オペレーションユニット画面上から表示用
画面を選択したとき（ステップ１０８）、オペレーショ
ンユニット１はコントロールユニット４から処理データ
を受け取り表示する（ステップ１０９、１１０）。この
ときパフォーマンスサーベイ表示画面、アレンジメント
パラメータから画面表示用パレットを作成し、データ取
得、演算処理で得られた処理データを載せてサーベイ表
示手段３に表示する（表示画面は後述）。ステップ１１
１ではオペレータがデータ取得、計算データをリセット
したいとき、画面上の「Ｒ」マークを押下するとデータ
リセット命令がオペレーションユニット１からコントロ
ールユニット４に送信され、蓄積データは初期化される
（ステップ１０２）。

【００５３】ところで、前記したステップ１０６で取得
する４つの項目の詳細は次の通りである。 (1) 動作時間測定 スループットに直接影響する機構における動作部の次の
項目について、動作時間を０．１秒単位で測定する。測
定時間は最大９９９．９秒（図１０の表中のＸＸＸ．Ｘ
に対応）である。

【００５４】(a) 駆動系（図７参照） ・ゲートバルブ動作時間（オープン／クローズ）…基板
搬送時の時間Ａ ・基板支持ピン動作時間（アップ／ダウン）…基板搬送
時の時間Ｃ（なお装置によってピンが動くものと動かな
いものがある。） ・電極昇降機構動作時間（アップ／ダウン）…手動運転
でプロセス時、ガスクリーニング時、残渣命令時に動作
する下電極５７の昇降動作時間（基板加熱室２４にあっ
てはヒータユニット昇降機構８２の動作時間となる） (b) 排気系（図１０参照） ・ロードロック室Ｍ１、Ｍ２のエバック時間（前回、前
々回、前々々回、前々々々回、前々々々々回（以下、単
に過去５回という））…手動運転でエバック命令の実処
理時間 ・ロードロック室Ｍ１、Ｍ２のリーク時間（過去５回）
…手動運転でリーク命令の実処理時間 ・加熱室Ｍ３、成膜室Ｍ４〜Ｍ８のエバック時間（過去
５回）…手動運転でエバック命令の実処理時間 ・加熱室Ｍ３、成膜室Ｍ４〜Ｍ８のリーク時間（過去５
回）…手動運転でリーク命令の実処理時間 (c) 搬送系（図７参照） ・槽間搬送時間…手動運転で搬送命令の実処理時間Ｂ ・真空基板搬送ロボット４５による基板入れ替え時間…
自動運転で成膜室Ｍ４〜Ｍ８の基板が入れ替わる動作の
実行時間 ・大気基板搬送ロボット４８による基板入れ替え時間…
自動運転で大気基板搬送ロボット４８がロードロック室
Ｍ１、Ｍ２の基板を入れ替える実行時間 (2) 動作回数測定（図１０） 動作部の交換時などの予見のため、動作回数を取得す
る。また、回数をリセットでき、リセット日時も表示す
る。 ・ゲートバルブ動作回数（オープン→クローズ回数） ・基板支持ピン動作回数（アップ→ダウン回数） ・電極昇降機構動作回数（アップ→ダウン回数）（加熱
室はヒータユニット昇降機構動作時間） (3) ガス使用状況測定（図１１） (a) 使用ガスＭＦＣフルスケール値 (b) 成膜室２４〜２９ ガス1 〜ガスX 使用流量積算値
（ガス1 〜ガスX はガスの種類） (c) 各反応ガスの使用状況を表示する。１分毎の流量を
積算し、過去１時間の総流量を表示する。１時間当たり
の使用量（ＳＬＭ／ｈ）。積算量のリセット可能。リセ
ット日時も表示。 (4) 装置性能算出（図１２） (a) 総基板処理数（総処理数） 期間処理枚数…枚数のリセット可能。リセット日時も表
示。

【００５５】(b) リードタイム 最新の基板のリードタイム リードタイムとは、カセットから基板取出し開始〜カセ
ットへの基板格納完了までの時間をいう (c) ＭＴＢＦ／ＭＴＴＲ／稼働率計算 稼働率＝ＭＴＢＦ／（ＭＴＢＦ＋ＭＴＴＲ−メンテナン
ス時間） ＭＴＢＦ：平均故障間隔であり、装置のモード遷移を示
す図９において一点鎖線で囲った運転準備完了から運転
中一時停止になったときまでの時間であり、次の２状態
のいずれかにあるときになる。

【００５６】装置が基板処理可能状態で基板の処理を
行っている時 装置が基板処理可能状態で基板の投入を待っている状
態の時 いずれも装置は基板処理可能状態であり、装置以外の要
因（ＡＧＶ（自走型搬送車）がカセットをもってこない
等）により上記のように分類される。

【００５７】ＭＴＴＲ：平均修復時間で、装置側の要因
（装置清掃等のメンテナンス時間は除く）で装置におい
て基板の処理ができない状態である。

【００５８】(d) 運転状態モニタ 運転／待機／その他の状態パーセンテージ表示。一括リ
セット可能。リセット日時も表示。

【００５９】(e) ソフトウェアのバージョン表示 次に、ステップ１１０の表示結果は図１０〜図１２のよ
うになる。

【００６０】図１０に駆動系／排気系の動作時間・回数
測定画面を示す。ここに画面の横上に表示されたＭ１〜
Ｍ８は各チャンバを意味する。

【００６１】Ｍ１：第１ロードロック室２２ Ｍ２：第２ロードロック室室２３ Ｍ３：基板加熱室２４ Ｍ４：ＳｉＮ第１成膜室２５ Ｍ５：ＳｉＮ第２成膜室２６ Ｍ６：ａ−Ｓｉ第１成膜室２７ Ｍ７：ａ−Ｓｉ第２成膜室２８ Ｍ８：ａ−Ｓｉ（ｎ⁺ ）成膜室２９ Ｔ１（Ｍ１）、Ｔ１（Ｍ２）は、第１、第２ロードロッ
ク室Ｍ１、Ｍ２の大気搬送スタンド１３９（Ｔ１）側の
ゲートバルブ３８、３９をそれぞれ意味する。また画面
の左横に表示された項目は、駆動系及び排気系を構成す
るゲートバルブ、基板支持ピン、電極昇降機構、リーク
時間（秒）、エバック時間（秒）を示す。

【００６２】図１１にガス使用状況画面を示す。各列は
チャンバ種を、各行はガス種を示す。なおＦＳはフルス
ケールである。図１２に装置性能画面を示す。基板処理
枚数、リードタイム、稼働率計算、稼働率、運転状態モ
ニタ、ソフトウェアウェアバージョン一覧を表示する。
なお、ソフトウェアバージョン一覧のＯＵ、ＣＬ、ＬＣ
は下記コントローラの略称であり、表示されているバー
ジョンは、それぞれ内包しているソフトウェアプログラ
ムのプログラムバージョンである。

【００６３】ＯＵ（Operation Unit） …操作部 ＣＵ（Control Unit） …主制御部 ＬＣ（Local Controllor）…副制御部 このように実施形態によれば、プロセス管理用（装置制
御用もしくは安全対策用）に使用されていた既存のセン
サを性能監視用に利用している。動作部に取り付けられ
たプロセス管理用のセンサによって動作部から動作状態
を自動検出して、それらの動作タイミングを時間軸上に
並べ、またそれを加工することにより装置の動作監視、
性能算出（保証）用データとして使用し、これらをオペ
レーションユニット１の表示手段３に出力表示する。

【００６４】したがって、マルチチャンバ型枚葉式プラ
ズマＣＶＤ装置の動作部の動作確認を行うためにストッ
プウオッチ等でデータを測定する必要がなくなる。ま
た、いずれのデータも自動で取得するため、データ取得
には時間がかからず、出荷工程またはプロセス工程を圧
迫することもない。またセンサによりデータを自動取得
するため、正確な時間の測定ができ、しかもデータは常
時取得できるので、経時変化により性能が落ちたとき、
いちはやく変化を発見して、その対策を取ることができ
るようになる。また、動作確認項目が多くても自動測定
だから実施可能であり、測定結果を出荷検査の条件とす
ることもできる。

【００６５】また、既存のセンサを利用して装置の性能
監視を表示手段に表示するようにしたので、装置運用時
において、その装置が製作仕様書に記述された性能を発
揮しているかを常時自動でチェックすることができる。
測定（サーベイ）されたデータで装置運用時の運用状況
を把握し、効率良い運用のための改善の指標とすること
ができる。さらに装置性能（スループット）に直接影響
する動作部の動作時間、リーク／エバック時間が容易に
監視でき、不具合箇所の早期発見、対策の手助けにな
る。また、装置出荷時の検収用時間データ測定の自動化
をはかることにより測定工数の低減をはかれる。また測
定に費やす工数も減り、検収データ作成の負担が軽減さ
れる。また、装置での基板処理のスループット低下を監
視することができる。

【００６６】なお、実施の形態では、動作部の検出（測
定）対象を、ゲートバルブ、基板支持ピン、電極昇降機
構、リーク時間、エバック時間としたが、本発明はこれ
に限定されない。検出対象をさらに増加することもで
き、それにより更にトータルな観点に立って装置性能を
監視することも可能である。また基板は液晶表示用のガ
ラス基板の他に、シリコンウェーハなどの半導体ウェー
ハであってもよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明方法によれば、センサを利用して
動作部を監視するデータを自動検出できるので、これに
基づいて装置性能を監視することができることになり、
ストップウオッチで監視していた従来の方法に比べて、
能率が上がり信頼性に優れる。この場合において、既存
センサを使用すると経済的であり、そのセンサの動作タ
イミングを時間軸上に並べて動作データを取り出し、動
作部の動作監視用データまたは装置性能算出用データと
して使用すると、各動作部の個別監視とともに装置全体
の性能監視ができる。

【００６８】また本発明装置によれば、センサを利用し
て装置の動作部を監視するようにしたので、動作部ない
し装置が性能通りの機能を発揮しているか否かを容易に
チェックできる。また動作監視用または装置性能算出用
データから、装置での基板処理のスループット低下を監
視することができる。また動作監視用または装置性能算
出用データから装置運用時の運用状況を把握でき、これ
らのデータは効率良い運用のための改善の指標となると
ともに、装置不具合発生の早期発見、対策の指標とな
る。

【００６９】この場合において、既存センサを利用する
と、構造を簡素化でき、監視に費やす工数も減り、デー
タ作成の負担が軽減できる。また、制御部が動作部の各
動作データを記憶する記憶手段と、これらのデータを演
算する演算処理手段とを備えていると、動作データに基
づいて各動作部の動作監視用データまたは装置性能算出
用データを容易に求めることができる。さらに表示出力
手段を有して処理データを表示するようにすると、装置
の性能監視が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態による半導体製造装置の性能監視装置
を構成するブロック図。

【図２】半導体製造装置の実施形態例を示すマルチチャ
ンバ型枚葉式プラズマＣＶＤ装置の概略平面構成図。

【図３】図２に示す装置の基板搬送タイムチャート。

【図４】ＳｉＮ成膜室の概略断面図。

【図５】ロードロック室の概略断面図。

【図６】加熱室の内部構造図。

【図７】真空搬送室の概略断面図。

【図８】実施の形態による半導体製造装置の性能監視方
法を説明するフローチャート。

【図９】半導体製造装置のモード遷移図。

【図１０】駆動系／排気系の動作時間・回数測定画面の
レイアウト例を示す図。

【図１１】ガス使用状況画面のレイアウト例を示す図。

【図１２】装置性能画面のレイアウト例を示す図。

【符号の説明】

１ オペレーションユニット（出力部） ２ アレンジメントパラメータ設定部 ３ パフォーマンスサーベイ表示手段 ４ コントロールユニット（主制御部） ５ データ取得／演算処理装置 ６ ローカルコントローラ（副制御部） ７ アクチュエータ制御シーケンス部 ８ 動作部 ９ ゲートバルブ １０ 基板支持ピン １１ 電極昇降機構 １２ 給排気系 １３ 搬送系 ２００ センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製造装置の動作部に動作状態を検出
   する監視用のセンサを設け、このセンサで検出した動作
   部の動作状態に基づいて半導体製造装置の性能を監視す
   るようにした半導体製造装置の性能監視方法。
2. 【請求項２】前記監視用のセンサとして、制御用または
   安全対策用として前記動作部に設けられている既存のセ
   ンサを使用した請求項１に記載の半導体製造装置の性能
   監視方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の半導体製造装置の性能監
   視方法において、前記既存のセンサを監視用のセンサと
   して使用するために前記センサの動作タイミングを時間
   軸上に並べ、 このように動作タイミングを時間軸上に並べたセンサか
   ら動作部の動作状態を検出し、検出したデータを演算処
   理して前記動作部の動作監視用データまたは装置性能算
   出用データを作成し、これを表示するようにした半導体
   製造装置の性能監視方法。
4. 【請求項４】半導体製造装置の動作部の動作状態を検出
   するセンサと、 前記動作部を所定のシーケンスで動かすとともに、前記
   センサで検出した前記動作部の動作状態のデータを転送
   する副制御部と、 該副制御部に所定のシーケンス命令を与えるとともに、
   前記副制御部から転送されてきたデータを取得し、演算
   処理して処理データを作成する主制御部と、 前記主制御部で作成した処理データを動作監視用データ
   または装置性能算出用データとして出力する出力部とを
   備えた半導体製造装置の性能監視装置。
5. 【請求項５】前記センサとして既存の制御用または安全
   対策用のセンサを利用した請求項４に記載の半導体製造
   装置の性能監視装置。
6. 【請求項６】前記制御部が、 前記動作部を構成する駆動系、給排気系、搬送系の動作
   状態の各データ及び前記処理データを記憶する手段と、 記憶した各データに基づいて演算処理し、駆動系の動作
   時間，動作回数、ガス使用状況、排気系の排気時間，大
   気戻し時間、搬送系の搬送時間，基板入れ替え時間、及
   びこれらから基板処理枚数，リードタイム，稼働率，運
   転状態などの処理データを求める演算処理手段とを備え
   た請求項４または５に記載の半導体製造装置の性能監視
   装置。
7. 【請求項７】前記出力部が、前記処理データを表示出力
   する手段を有する請求項４〜６のいずれかに記載の半導
   体製造装置の性能監視装置。