JP2006093446A - 半導体製造システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 ロギング条件を任意設定できるようにして汎用ロギング機構を実現する。
【解決手段】 表示画面300上で、複数の装置ステータス欄311〜315、321〜325(Tube Status、Trans Mode、Boat Mode、Step Name、及びValve Number)の各項目の中から任意の装置ステータスの組み合わせを選択することにより、ロギング条件を設定する。その際、ロギング開始条件(Start Trigger)308とロギング終了条件(End Trigger)309とをそれぞれ設定できるようにする。表示画面300上から設定された装置ステータスと、実際の装置から検出された装置ステータスとを所定時間間隔毎に比較して、開始条件が成立している場合は、条件フラグを立て、その状態で終了条件が成立した場合は条件フラグを落とすようにして、条件フラグの有無によりロギング条件の確立を判定する。積算方式欄(Accumulation Type)327でTIMEを選択して確立した時間を積算すると、それがロギングデータとなる。MFCNo.を選択すると積算ガス流量が換算できる。
【選択図】 図4

Description

本発明は、ロギング機能を備えた半導体製造システムに関する。
半導体製造システムは、ウェハに成膜等の処理を行う半導体製造装置を、ネットワークを介して集中管理装置で管理するものである。従来の集中管理装置は、半導体製造装置から成膜処理に関するロギングデータ(例えば、炉内温度やガス流量)をネットワークを介して収集し、記憶部に保存し、必要に応じて各種のロギングデータを表示画面に出力するようになっている。
しかしながら、従来の集中管理装置が有するロギング機能は、ロギング条件が固定されており、その固定条件下の材料供給情報(ガス流量や炉内温度)等を、単に記録するものであった。これらのロギングの用途は、成膜後にその品質を推測するための確認手段(プロセス中に安定した材料が供給されていたか?)として使用される程度で、成膜品質を確認する目的に限定されていた。
したがって、これらのデータからは、成膜等の処理中に実際に消費したガス流量や、電力消費量等を求めることができなかった。得られるロギングデータは、各種消費量の目安になるに過ぎず、有用なデータとはいえなかった。特に、ロギング条件が固定されているため、その固定された条件下でのデータしか求めることができず、半導体製造メーカ等のユーザの幅広い要請に柔軟に応えることができなかった。
例えば、所定の装置ステータスを維持するためには、そのための設備的な資源(ガスや電力等)を絶えず装置へ供給する必要があり、そのときの設備的な資源消費量(以後、設備消費量という。)を知りたいときがあるが、所定の装置ステータスをロギング条件として設定することが困難であるため、そのときの設備的な資源消費量を容易に知ることができなかった。
また、ロギング条件は、成膜等の処理中に限定されているため、処理中のデータを得ることはできても、非処理中のデータを求めることはできなかった。一例として、装置にカセットが投入されていないアイドル(IDLE)時に流す不活性ガス流量を求めることが困難であるため、アイドル時にどれくらいのガスが無駄に放出されているのかを知りたくても、容易には知ることができなかった。
また、汎用性のない固定的なロギング方式では、例えば、ユーザ毎に装置の設備消費量の計算方法が異なる場合には、個別に仕様を作る必要があった。そのため仕様作成作業が煩雑であり、すべてのユーザに共通なロギング機能を実現することが難しかった。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、汎用的なロギング機構を実現することが可能な半導体製造システムを提供することにある。
第1の発明は、半導体製造装置の状態を示す複数の装置ステータスのうち、任意の装置ステータスの組み合わせをロギング条件として、前記ロギング条件が成立している時間を積算することを特徴とする半導体製造システムである。ここで、装置ステータスとしては、運転の状況を示す装置運転モードでいえば、「RESET」、「RUN」、「END」等があり、移載機の状態を示すメカモードでいえば、「REMOTE」、「LOCAL」があり、ボートの状況を示すボートモードでいえば、「HOME」、「LOADING」、「CAP」等があり、バルブ開閉状態を示すバルブ開閉ステータスでいえば、バルブ番号の通番(#1〜#64)等がある。
ロギング条件が固定されているものと異なり、装置ステータスの組み合わせによりロギング条件を任意に設定できるようにしたので、汎用的なロギング機能を実現できる。
第2の発明は、半導体製造装置を管理装置で管理する半導体製造システムにおいて、前記管理装置は、前記半導体製造装置のロギング条件を、前記半導体製造装置の状態を示す複数の装置ステータスの中から任意の装置ステータスを選択することにより設定する条件設定部と、前記半導体製造装置の装置ステータスを検出する検出部と、前記条件設定部で設定した装置ステータスと、前記検出部で検出した装置ステータスとを比較し、これらが一致したとき前記ロギング条件の確立を判定して、確立した時間を積算する制御部とを備えていることを特徴とする半導体製造システムである。
条件設定部により任意の装置ステータスの組み合わせとして、ロギング条件が設定される。検出部により半導体製造装置の複数の装置ステータスが検出される。検出された装置ステータスは制御部に入力されて、ロギング条件として設定されている装置ステータスと比較される。比較結果が一致したとき、制御部は、ロギング条件が確立したと判断して、確立している時間を積算する。
ロギング条件が確立している期間の積算時間がわかるので、この積算時間を含むロギングデータを定量的に求めることができる。したがって、有用なロギング機能を実現できる。
第3の発明は、第2の発明において、前記制御部が、前記設定部で設定された任意の装置ステータスを保存し、前記検出部で検出された半導体製造装置の装置ステータスを保存する第1の記憶部と、第1の記憶部に保存された前記条件設定部で設定した装置ステータスと前記検出部で検出された装置ステータスとを比較してこれらが一致したとき前記ロギング条件の確立を判定する条件判定部と、前記条件判定部で判定された前記ロギング条件の確立しているときの時間を求める計算部と、前記計算部で求めた時間を保存する第2の記憶部と、を備えている半導体製造システムである。
制御部が、第1の記憶部と、条件判定部と、計算部と、第2の記憶部とで構成されているので、汎用的なロギング機能を容易に実現できる。
第4の発明は、第2の発明において、前記ロギング条件は開始条件と終了条件から構成され、前記検出部による半導体製造装置の装置ステータスの検出と、前記条件判定部による設定装置ステータスと検出装置ステータスとの比較は、所定時間間隔毎に行い、前記条件判定部は、前記開始条件が成立している場合は、条件フラグを立て、フラグが立っている状態で終了条件が成立した場合は、条件フラグを落として、前記条件フラグの有無により前記ロギング条件の確立を判定するようにした半導体製造システムである。
ロギング条件の確立しているか否かを、条件フラグの有無により判定できるので、ロギング条件の確立判断が容易であり、汎用的なロギング機能を容易に実現できる。
第5の発明は、第2の発明ないし第3の発明において、ロギングデータの出力要求を行うとともに、ロギングデータを画面に表示出力する入出力部と、前記入出力部からロギングデータの出力要求があったとき、前記第2の記憶部からロギングデータを読み出して前記入出力部にロギングデータを出力させる出力制御部とを備えた半導体製造システムである。
ロギングデータの出力要求があったとき入出力部にロギングデータを表示画面に出力させるので、必要に応じてロギングデータを容易に参照することができる。
第6の発明は、第1の発明ないし第5の発明において、前記半導体製造装置はネットワークを介して前記管理装置に複数接続されていることを特徴とする半導体製造システムである。
半導体製造装置はネットワークを介して管理装置に複数接続されているので、複数の半導体製造装置について汎用的なロギング機能を実現できる。
第7の発明は、第2の発明ないし第6の発明において、前記条件設定部で設定したロギング条件における単位時間当たりの前記半導体製造装置の設備消費量と、前記ロギング条件が確立した時間とを積算することにより、前記半導体製造装置の設備消費量を換算できるようにしたことを特徴とする半導体製造システムである。
半導体製造装置の設備消費量を換算できるので、半導体製造装置の設備消費量の管理を行える汎用的なロギング機能を実現できる。
第8の発明は、第1の発明ないし第7の発明において、前記ロギング条件は複数登録できることを特徴とする半導体製造システムである。
任意の装置ステータスの組み合わせによるロギング条件を複数登録できるようにしたので、より汎用的なロギング機能を実現できる。
第9の発明は、処理室に接続される配管のバルブステータスをロギング条件として、ロギング条件が成立している時間の積算値、又は、バルブを流れるガス流量の積算値をロギング可能とした半導体製造システムである。
第10の発明は、第9の発明において、基板の処理を行う処理室に接続される材料を供給するガス配管のバルブステータスをロギング条件として、ロギング条件が成立している時間の積算値、又は、バルブを流れるガス流量の積算値をロギング可能とした半導体製造システムである。
第11の発明は、第9の発明において、処理室を排気するポンプに接続される排気配管のバルブステータスをロギング条件として、ロギング条件が成立している時間の積算値、又は、バルブを流れるガス流量の積算値をロギング可能とした半導体製造システムである。
第12の発明は、処理室に基板を移載する移載機のモードをロギング条件として、ロギング条件が成立している時間の積算値をロギング可能とした半導体製造システムである。
第13の発明は、複数の基板を水平姿勢に多段に保持する基板保持具のボートモードをロギング条件として、ロギング条件が成立している時間の積算値をロギング可能とした半導体製造システムである。
本発明によれば、任意の装置ステータスの組み合わせをロギング条件としたので、汎用的なロギング機構を実現することができる。
また、ユーザが自由に選べ、任意のロギング条件を作成することが可能なので、現状存在していないロギング条件をユーザが要求したときに、ソフト改造無しで実現できる。
以下に本発明の実施の形態を説明する。
[実施の形態の概要]
本実施の形態は、半導体製造装置が保有する種々の装置ステータスを定期的に検出して、検出された装置ステータスが、ロギング条件として設定されている特定の装置ステータスの組み合わせを満たしている場合、その特定の装置ステータスが維持されている時間を積算し、日ベースで記録していくというロギング機能を備えたシステムである。
装置運用において、特定の装置ステータスを維持するためには、設備的な資源を絶えず供給する必要がある。資源として、例えば、炉内温度を保つための電源供給や、付着性ガスによる配管目詰まり防止用のN2ガス供給等がある。特定の装置ステータスが維持されている時間を積算した値は、特定の装置ステータスを維持するための設備的な資源の消費量への換算に使用できる。
例えば、装置運転状態がRUN(成膜)の時に、SiH2Cl2(DCS)ガスをどれだけ消費したか換算する場合を、図8を用いて説明する。図8(a)、(b)は2種類のガス配管パターンを示し、配管上に示されている□印はマスフローコントローラ(MFC)を、○印は開閉バルブをそれぞれ意味する。MFCに付けたNo.はチャンネル番号であり、バルブに付けた#番号はバルブ番号である。例えば、MFCは16チャンネルあり、バルブは64個ある。一般に、各MFCは、それによって制御されるガス流量が固定されているから、MFCNo.1〜16を選択することにより、ガス流量を指定できるようになっている。なお、ガス配管パターンも、MFCやバルブに付される番号も固定ではなく、ユーザによって異なる。
ガス配管パターンを使ってSiH2Cl2を供給する場合、このSiH2Cl2の消費量を換算するには、図8(a)と図8(b)の様にガス配管パターンが違うときは、ロギング条件を異ならせる必要がある。すなわち、SiH2Cl2を流量制御するMFCのチャンネル番号と、SiH2Cl2源から当該MFCへ通じるガス配管を開閉するバルブ番号とを組み合わせて、これをロギング条件とする必要がある。
MFCによって流量制御されるSiH2Cl2流量と、バルブが開いている時間が分かれば、ガス消費量が分かる。
各MFCによって流量制御されるガス流量は、通常、決まっており既知である。バルブの開閉状態は、バルブの状態が変化して検出された装置ステータスと、スタートトリガ(開始条件)およびエンドトリガ(終了条件)とを比較し、条件を満足しているか否かで判定する。スタートトリガはバルブの開状態を検出し、エンドトリガはバルブの閉状態を検出する。所定時間間隔毎にスタートトリガとエンドトリガを検出された装置ステータスと比較し、その結果から、バルブの開状態が続いている時間を求め、これを積算する。これにより、SiH2Cl2が、当該番号のバルブを介して当該チャンネル番号のMFCを流れている継続時間が求まる。MFCによって制御されるガス流量は既知であるから、この既知流量に継続時間を掛合わせることによって、SiH2Cl2の消費量を計算することができる。すなわち継続時間からSiH2Cl2の消費量を換算できる。
なお、MFCによって制御されるSiH2Cl2の流量は、例えばSiH2Cl2とNH3を用いて窒化膜を形成する場合は、2slm、あるいは3slmである。
SiH2Cl2が供給されている時間を求めるためのロギング条件となる装置ステータスは、図8(a)にあってはMFCNo.5と#8、#28のバルブとの組み合わせであり、図8(b)にあってはMFCNo.3とバルブ#7との組み合せである。
また、図8(b)の例で説明すると、MFCNo.3を選択した場合でも、必ずしもこのMFCNo.3にSiH2Cl2を流しているとは限らず、SiH2Cl2と置換されてN2を流しているときもある。このN2のロギング条件は、MFCNo.3とバルブ#6との組み合わせにする必要がある。
また、装置運転モードにおいて、IDLE時の無駄ガス量を換算するためのロギング条件は、MFCのチャンネル番号とバルブ番号とを組み合わせるだけでなく、装置運転モードのパラメータである「IDLE」もロギング条件に組み合わせる必要がある。
また、装置の稼働時の電力消費を換算するためには、稼働時は排気ポンプを常にONしていることから、装置ステータスとして排気ポンプのON/OFF状態をロギング条件とすればよい。
また、装置のメンテナンスに要した時間を換算するためには、装置ステータス欄「Trans Mode」のパラメータ「LOCAL」を条件とすればよい。トランスモードはウェハ移載機の動作モードを示し、ウェハ移載機の動作モード中のパラメータのうち、メンテナンス時は、必ず移載機をLOCALモードにしてから行うからである。
このように実施の形態では、複数の装置ステータスの組み合わせを、ユーザが自由にロギング条件とすることができるので、汎用的なロギング機構を実現することができる。また、装置ステータスが維持されている時間の積算結果から、装置ステータスを維持するための設備消費量を換算することができるので、汎用的なロギング機構を実現することができる。
[実施の形態の詳細]
以下に実施の形態の半導体製造システムを詳細に説明する。
図9に、半導体製造装置を制御する半導体製造システムを示す。半導体製造システムは、複数の半導体製造装置10、集中管理装置20、及び複数の半導体製造装置10を集中管理装置20に接続するネットワーク30から構成される。
集中管理装置20は各半導体製造装置10で使用するレシピを保有し、各レシピの編集や、用いられた生産レシピの履歴の保存などの管理を行っており、ネットワーク30を介して実行すべき生産レシピを各半導体製造装置10に受け渡している。また、集中管理装置20は、各半導体製造装置10の処理データを記録するロギング機能を有し、ネットワーク30を介して各半導体製造装置10の様々な装置ステータスを収集している。
半導体製造装置10は、レシピに基づいて運転され、その処理データ例えば温度、圧力、ガス流量、及びそれらの経時変化などはロギングデータとしてネットワーク30を介して集中管理装置20に受け渡される。
図10に実施の形態による半導体製造装置の概略構成を示す。
筐体101内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としてのカセット100の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ105が設けられ、カセットステージ105の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ115が設けられ、カセットエレベータ115には搬送手段としてのカセット移載機114が取りつけられている。また、カセットエレベータ115の後側には、カセット100の載置手段としてのカセット棚109が設けられると共にカセットステージ105の上方にも予備カセット棚110が設けられている。予備カセット棚110の上方にはクリーンユニット118が設けられクリーンエアを筐体101の内部を流通させるように構成されている。
筐体101の後部上方には、処理炉202が設けられ、処理炉202の下方には基板としてのウェハ200を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート217を処理炉202に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ121が設けられ、ボートエレベータ121に取りつけられた昇降部材122の先端部には蓋体としてのシールキャップ219が取りつけられボート217を垂直に支持している。ボートエレベータ121とカセット棚109との間には昇降手段としての移載エレベータ113が設けられ、移載エレベータ113には搬送手段としてのウェハ移載機112が取りつけられている。また、ボートエレベータ121の横には、開閉機構を持ち処理炉202の下面を塞ぐ遮蔽部材としての炉口シャッタ116が設けられている。
ウェハ200が装填されたカセット100は、図示しない外部搬送装置からカセットステージ105にウェハ200が上向き姿勢で搬入され、ウェハ200が水平姿勢となるようカセットステージ105で90°回転させられる。更に、カセット100は、カセットエレベータ115の昇降動作、横行動作及びカセット移載機114の進退動作、回転動作の協働によりカセットステージ105からカセット棚109又は予備カセット棚110に搬送される。
カセット棚109にはウェハ移載機112の搬送対象となるカセット100が収納される移載棚123があり、ウェハ200が移載に供されるカセット100はカセットエレベータ115、カセット移載機114により移載棚123に移載される。
カセット100が移載棚123に移載されると、ウェハ移載機112の進退動作、回転動作及び移載エレベータ113の昇降動作の協働により移載棚123から降下状態のボート217にウェハ200を移載する。
ボート217に所定枚数のウェハ200が移載されるとボートエレベータ121によりボート217が処理炉202に挿入され、シールキャップ219により処理炉202が気密に閉塞される。気密に閉塞された処理炉202内ではウェハ200が加熱されると共に処理ガスが処理炉202内に供給され、ウェハ200に処理がなされる。
ウェハ200への処理が完了すると、ウェハ200は上記した作動の逆の手順により、ボート217から移載棚123のカセット100に移載され、カセット100はカセット移載機114により移載棚123からカセットステージ105に移載され、図示しない外部搬送装置により筐体101の外部に搬出される。カセット移載機114等の搬送動作は、搬送制御手段124により制御される。上述した半導体製造装置の運転は、レシピに基づいて行われる。
図1に、実施の形態による集中管理装置20の構成を示す。集中管理装置は、第1の記憶部としての内部記憶部(以下内部メモリ)21、検出部としての装置間通信部22、入出力部23、条件設定部24、条件判定部25、計算部26、第2の記憶部としての外部記憶部27、表示制御部28から構成される。上記内部メモリ21、条件判定部25、計算部26、及び外部記憶部27からロギング条件の確立を判定して確立した時間を積算する制御部が構成される。この制御部(記憶部を除く)、及び装置間通信部22、条件設定部25は、プログラムによって各機能を実現するCPUで構成される。
内部メモリ21は、各半導体製造装置から検出される様々な装置ステータス、条件設定部24で設定された装置ステータス、条件フラグ等を記憶する。設定された装置ステータスには、ロギング開始条件となる設定装置ステータスと、ロギング終了条件となる設定装置ステータスとがある。内部メモリ21はRAMなどで構成される。
装置間通信部22は、ネットワーク30に接続され、このネットワーク30を介して送られてくる各半導体製造装置10の様々な装置ステータスを所定時間間隔毎に検出し、内部メモリ21に保存する。保存される装置ステータスが検出装置ステータスとなる。
入出力部23は、入力手段となるキーボードやマウス(キーボード等)23aと、出力手段となる表示装置23bとを備える。表示装置23bに表示されるロギング条件設定時の表示画面(後述)を見ながら、複数の装置ステータスの中から特定の装置ステータスをキーボード等23aから選択して、ロギング開始条件及び終了条件を設定したり、キーボード等23aから表示制御部28に積算時間表示要求を行ったり、ロギングデータの出力結果を表示装置23bに表示したりする。
条件設定部24は、入出力部23で設定される複数の装置ステータスの組み合わせからなるロギング開始条件及び終了条件を内部メモリ21に保存する。保存される装置ステータスが設定装置ステータスとなる。
条件判定部25は、内部メモリ21の検出装置ステータスと設定装置ステータスとを所定時間間隔毎に比較してロギング開始条件またはロギング終了条件が成立したか否かを判定する。
計算部26は、算出部と保存実行部とを有し、条件判定部25で判定された条件が確立した間の継続時間を算出部で積算し、積算後、保存実行部に保存指令を与えるように構成される。
外部記憶部27は、計算部26の保存実行部から保存命令を受けて、積算結果を保存する。外部記憶部27としては例えばハードディスク(HD)を挙げることができる。以下外部記憶部をハードディスク(HD)27という。
表示制御部28は、入出力部23のキーボード等23aから積算時間表示要求があったとき、ハードディスク(HD)27から積算した結果を読み出して、表示装置23bに積算時間モニタ表示指令を与える。
図2のフローチャートを用いて、条件設定部24及び条件判定部25の機能を説明する。条件判定部25によるロギング処理の流れには、(a)装置ステータス展開、(b)ロギング条件設定、(c)ロギングデータ表示処理、(d)装置ステータス監視の4つがある。
(a)装置ステータス展開
条件判定部25は、内部メモリ21に保存されている検出装置ステータスが変化したか否かを判定し(ステップ21)、変化がないときはなにもしない。装置ステータスの変化があったときは、最新の検出装置ステータスを内部メモリ21に保存(展開)する(ステップ22)。
(b)条件設定
条件設定部24は、入出力部23から新しいロギング条件が設定されたか否かを判定し(ステップ31)、新しいロギング条件が設定されたら、設定された最新の装置ステータスを内部メモリ21に展開する(ステップ32)。入出力部23から新しいロギング条件が設定されなかったら条件設定は終了する。
(c)表示処理
条件設定部24は、入出力部23から新しいロギング条件が設定されたか否かを判定する(ステップ31)。新しいロギング条件が設定されたら、表示制御部28は、ユーザ操作によりキーボード等23aから積算時間表示要求を受け付け、ハードディスク(HD)27から積算時間を取得する(ステップ42)。表示制御部28は、取得した積算時間を含むロギングデータを表示装置23bの表示画面に表示する(ステップ43)。新しいロギング条件が設定されなかったら、表示処理は終了する。
(d)監視
図3のタイミングチャートも用いて説明する。
条件判定部25は、ロギング条件の確立を監視するために、内部メモリ21の条件フラグ状態に応じ定期的に内部メモリ21の装置ステータスと(a)ロギング開始条件、または(b)ロギング終了条件を比較し、ロギング開始条件を満足していて条件フラグが立(ON)っていなければ(c)条件フラグを立てる(ステップ52と53)、逆にロギング終了条件を満足していて条件フラグが立っていれば条件フラグを落(OFF)とする(ステップ54と55)。
また、条件判定部25は、(c)条件フラグが前回の定期的チェックから継続して立っていれば、計算部26に継続時間を積算させ、ハードディスク(HD)27の内容を更新させる(ステップ56)。
条件フラグOFF(ステップ55)、積算時間加算(ステップ56)後は、条件フラグON(ステップ53)のときと同様に、一定時間待ってから(ステップ57)、条件フラグの判定(ステップ51、52)を繰り返す。ここで一定時間とは、スタートトリガの周期であり、スタートトリガとエンドトリガの間隔を例えば1秒とすれば、2秒である。また、設定装置ステータスと検出装置ステータスとを比較する所定時間間隔は1秒である。尚、本実施の形態においては、1秒毎に比較を行っているが、定期的な比較は何秒毎でもかまわない。
このようにして設定されたロギング条件が成立しているか否かを常に監視し、ロギング条件が成立しているときだけ、ロギング条件に対応する特定の装置ステータスが維持されている時間を積算するので、そのときに消費される設備的な資源消費量を知ることができる。
次に、図4及び図5を用いて、上述したロギング条件設定画面、及びロギングデータの表示画面の説明をする。
図4は集中管理装置20の表示装置23bにおけるロギング条件設定時の入力表示画面300を示す図である。この表示画面を説明する。
入力表示画面300の上部には、画面タイトルとして「GENERAL LOGGING PARAMETER」が示され、その右側には、「MENU」、「COPY」、「EXIT」の各ボタン301、302、 303が表示される。
「MENU」ボタン301は、そのボタンをタッチすることにより、メニュー画面に切替える。「COPY」ボタン302は、そのボタンをタッチすることにより、表示されているロギング条件をフロッピイデスク等へコピーする。「EXIT」ボタン303は、そのボタンをタッチすることにより、ロギング設定画面から抜け出して初期画面に戻る。
上記タイトルの下部には、最終編集(ユーザLast Edit User)、及びその編集時間(MM/DD/YY:MM’SS”)が記入できるようになっている。図示例では、「HANA」、及び「(11/21/03)16:52’26”」がそれぞれ記入されている。
さらにその下部には、ロギング条件の名前(Name)及びコメント(Comment)欄304が設けられ、ロギング条件に名前やコメントが記入できるようになっている。図示例では、「RUN−END」、及び「T:hana」がそれぞれ記入されている。その右側には、「PARAM.CLEAR」、「PREV」、「NEXT」の各ボタン305、306、307が表示される。
「PARAM.CLEAR」ボタン305は、そのボタンをクリックすることにより、選択された装置ステータス(パラメータ)をクリアして、反転したパラメータの表示を元に戻す。「PREV」ボタン306は、そのボタンをクリックすることにより、前の画面を表示する。「NEXT」ボタン307は、そのボタンをクリックすることにより、次の画面を表示する。
また、「PARAM.CLEAR」と「PREV」との間に表示されている数字「01/10」は、ぺージ数、すなわち「表示ぺージ/最大ぺージ」を表す。開始/終了のパターンは多数あるので、ロギング条件は1〜10ページまで作成可能としてある。このようにロギング条件を複数登録できるようにすることで、より汎用的なロギング機能を実現する。
画面の主要部にはロギング条件が表示される。主要部は、上下に二分割され、上部が「Start Trigger」とタイトルを付けられたロギング開始条件設定部308、下部が「End Trigger」とタイトルを付けられたロギング終了条件設定部309であり、ロギング開始終了条件が個々に設定登録できるようになっている。
上部のロギング開始条件設定部308には、横並びの5つの装置ステータス欄311〜315が表示されている。5つの欄に付けられたタイトルは、左から順に、「Tube Status」欄311、「Trans Mode」欄312、「Boat Mode」欄313、「Step Name」欄314、及び「Valve Number」(配管のバルブステータス)欄315である。これらはそれぞれ複数の装置ステータス(パラメータ)を有し、これらを選択設定できるようになっている。
「Tube Status」は装置運転モードと呼ばれ、装置の運転ステータスを指定できる。「Trans Mode」は移載機の動作モードであり、移載機のステータスを指定できる。「Boat Mode」はボートの動作モードであり、ボートのステータスを指定できる。「Step Name」はレシピのステップ名称であり、レシピ内の実行中のステップ名称を指定できる。「Valve Number」はバルブ番号の通番(#1〜#64)であり、対応するバルブの番号を指定できる。
下部のロギング終了条件設定部309には、ロギング開始条件設定部308と同一タイトルで同一内容の横並びの5つの装置ステータス欄321〜325が表示され、それらの欄名は同じく「Tube Status」、「Trans Mode」、「Boat Mode」、「Step Name」、及び「Valve Number」である。
「Tube Status」(装置運転モード)には、「NO SELECT」、「RESET」、「GO STNBY」、「STANBY」、「RUN」、「END」、「MANUAL」、「IDLE」、「ERR END」の選択可能なパラメータがある。
「NO SELECT」は特定のパラメータを選択せず、パラメータが任意であることを表す。「RESET」は、装置立上げ直後の状態で、装置の稼動が休止状態を表す。「GO STNBY」は、「STANBY」に移行途中の状態で、「STANBY」は、カセット100(図10参照)が半導体製造装置に投入済でレシピをスタートできる状態を表す。「RUN」はレシピ実行中すなわち成膜中を表し、「END」はレシピが終了した状態を表す。「MANUAL」は、メンテナンス中の状態で、「IDLE」は、「STANBY」前の状態で処理カセットが投入されていない状態を表す。「ERR END」は、「END」と同じ状態だが、「RUN」中に異常が発生し「END」になった状態を表す。これら複数の装置モードパラメータ321aは、ロギング開始/終了条件設定時、自由に選択が行える。選択されたモードは色が変化(例えば反転など)するようになっている。
なお、レシピにより設定される炉内温度は、SiH2Cl2とNH3を用いて窒化膜を形成する場合、例えばIDLE時では600℃、成膜時では700℃〜740℃である。
「Trans Mode」(移載機動作モード)には、「NO SELECT」の他に、「LOCAL」と「REMOTE」がある。「REMOTE」はウェハ移載機112(図10参照)が稼働時のモードであり、「LOCAL」はメンテナンス時のモードである。
「Boat Mode」(ボート動作モード)には、「HOME」、「LOADING」、「UNLOADING」、「CAP」がある。「HOME」はボート217(図10参照)が処理炉(石英系チューブ)202(図10参照)の下方位置にあり、「LOADING」はボートが上昇中にあり、「UNLOADING」はボートが下降中である。「CAP」はボートのシールキャップ219(図10参照)により処理炉が閉じられている状態を意味する。
「Step Name」(レシピのステップ名称)には、ステップ名称(STEP32、STEP02、STEP11…)が表示されている。
半導体製造装置10の対象装置で実行されるべき複数のレシピがステップ名称を付けられて並んでおり、これらのステップ名称を選択できるようになっている。
「Valve Number」(バルブ番号の通番)には、バルブの番号(02CH、30CH、64CH…)が表示されており、これらのバルブ番号125aは最大10までのバルブ番号を同時に抽出選択できるようになっている。なおCHはチャンネルを意味する。
なお、図4に表示のない装置ステータス欄は、任意に追加することが可能である。
上述した入力表示画面300の主要部右側の空き領域には、「Target Tube」欄326が表示されるようになっており、対象装置が選択できるようになっている。ここではNo.01に「J3」が表示されている。
画面の下部に「Accumulation Type」(積算形式)欄327の表示があり、Accumulation Typeにおいては、「TIME」(時間の蓄積を見る)だけでなく、「MFC02」(MFC02は例示。MFCNo.1〜16を選択して、選択したMFCNo.の流量蓄積を見る)を指定できるようになり、これによりガス流量の指定を可能にしている。図示例では、「TIME」の表示部をクリックすると積算形式を「時間」とする選択をしたことになる。「MFC02」の表示部をクリックすると、積算形式を「ガス流量」とした選択をしたことになる。具体的には「MFC02」をクリックすると、リストBOXが現れ、「MFC01」〜「MFC16」まで選べる様になっている。
画面下部の右端に、「SET」ボタン328が表示され、表示画面上で選択したロギング条件を設定登録できるようになっている。
図4に示す入力表示画面300において、設備消費量として、例えばSiH2Cl2の流量、IDLE時の無駄ガスの流量、電力消費量、及びメンテナンスに要した時間をそれぞれ求めるには、下記実施例(1)〜(4)でそれぞれ例示したような組み合わせをロギング条件として設定すればよい。
(1)成膜時のSiH2Cl2の流量を求めるには、上述した図8(b)の配管パターン例の場合でいえば、ロギング条件は、バルブ#7とMFCNo.3の組合せとする。
すなわち、入力表示画面300に表示された「Start Trigger」及び「End Trigger」において、ともに「Valve Number」中の「07CH」を選択し、「Accumulation Type」で「TIME」及び「MFC03」を選択する。また、「Tube Status」中の「RUN」を「Start Trigger」として、「END」を「End Trigger」として選択する。
このロギング条件下において、積算時間表示要求があったときに、バルブ#7が開いている積算時間が10minであったとする。MFCNo.3により流量制御されるSiH2Cl2の流量が2slmであると、出力表示画面400には、「Total」の「Time」に積算数「000000:10'00”」が表示され、ガス消費量の換算値欄(図示せず)には「20l」が表示されることになる。
(2)IDLE時の無駄ガスの流量を求めるには、図8(b)の配管パターンの場合、ロギング条件をバルブ#6とMFCNo.3とIDLEモードとの組合せとする。
すなわち、入力表示画面300に表示された「Start Trigger」及び「End Trigger」において、「Tube Status」中の「IDLE」以外を選択し、「Accumulation Type」では「TIME」を選択するか、又は「Valve Number」中の「06CH」を選択し、さらに「Accumulation Type」では「TIME」及び「MFC03」を選択する。このように設定することにより、IDLEで06CHが開けられたときから積算を開始し、装置モードがIDLE以外又は06CHがとじられた場合に積算を終了できる。このようにするのは、IDLE時にMFCNo.3を介して流れるN2ガス量が無駄ガス流量となるからである。
(3)稼働時に排気ポンプを常にON状態にしている装置について、電力消費量を求めるには、ドライポンプ(図示せず)のON状態をロギング条件とする。一般に、ドライポンプのON/OFF状態は、特定のバルブの開閉と対応するので、ドライポンプのON/OFF状態はバルブ番号で特定することができる。したがって、入力表示画面300に表示された「Start Trigger」及び「End Trigger」において、ともに「Valve Number」中の当該バルブ番号を選択すればよい。
(4)「Trans Mode」が「LOCAL」の場合、移載機のメンテナンスを示すが、特に自動生産中の突発的な移載機のメンテナンスに要した時間を求めるには、例えば、開始条件となる移載機「LOCAL」モード及び装置「RUN」モードから、終了条件となる移載機「REMOTE」モードへ遷移するまでの蓄積時間で求められる。メンテナンス時は、必ず移載機を「LOCAL」モードに切替えてから行うが、「Tube Status」の「RUN」中に装置が故障すると、「Tube Status」を「RESET」等のモードに戻すことなく、そのまま「LOCAL」モードに切り替えてメンテナンスを行う場合が通常である。
したがって、この場合、入力表示画面300に表示された「Start Trigger」では、「Tube Status」中の「RUN」と、「Trans Mode」中の「LOCAL」を選択し、「End Trigger」では、「Trans Mode」中の「REMOTE」を選択する。
図5は表示装置23bにおけるロギングデータ出力時の出力表示画面400を示す図である。この出力表示画面400を説明する。
出力表示画面400の上部には、表示画面のタイトルとして「GENERAL LOGGING DATA」が示され、その右側には、図4と同様に、「MENU」、「COPY」、「EXIT」ボタンが表示される。
その下部には、「History Data」というタイトルの付いた欄401があり、その欄401にユーザが定義したロギング条件名称とコメントが入力できるようになっている。
その右側に「CURRENT DATA」ボタン402があり、このボタンをクリックすることにより、現在表示されている以外の履歴データを表示するようになっている。
画面の主要部となる出力表示部403には、所定装置のロギングデータが表示される。所定装置は、「Tube ID」としてtube01が例示されている。
ロギングデータは、「No.」欄404、「Date」欄405、「Start Date」欄406、「Total」欄407、「Day Base」欄411がある。「Total」欄407は、さらに「Off Time」欄408、「Count」欄409、「Time」欄410がある。「Day Base」欄411にも同様に、「Off Time」欄401、「Count」欄413、「Time」欄414がある。
「No.」欄404はロギングデータの通し番号である。「Date」欄405には、日付405aが表示されて日毎に記録がリスト化されるようになっている。「Start Date」欄406にはロギング開始日時406aが表示される。「Total」欄407の「Off Time」欄408には、装置間通信部22を介して行われる集中管理装置20と半導体製造装置10との間の通信切れを考慮したロス時間407aが表示される。「Count」欄409には、ロギング開始条件が成立した回数で、ロギング開始からの積算数409aが表示される。「Time」欄410には、ロギング条件が確立している間の経過時間で、ロギング開始からの積算数410aが表示される。「Day Base」欄411には、左側の「Total」欄407と同じ内容だが、日ベースの差分411aが表示される。これにより、ユーザ要請のある、どの日の積算数が多いかの判別が容易になる。これらロギングデータはスクロールバー417によりスクロールされる。出力表示画面400の下部には、左側に記録数415が表示される。ここでは、「XXXX/1095」が例示されている。また、右側にロギングデータをCSVファイルとして出力するためのCSVボタン416がある。
ここに、装置運転モードでRUN→ENDまでの時間を積算する場合についての出力表示画面の具体例を示す。図6に示すように、ロギング条件設定時の表示画面上で、ログネームを「RUN−END」、コメントを「hana」とした上で、ロギング開始条件(Start Trigger)に装置運転モード(Tube Status)の「RUN」を選択して文字表示を反転させ、ロギング終了条件(End Trigger)に装置運転モード(Tube Status)の「END」を選択して文字表示を反転させることで、ロギング条件を「成膜中」に設定する。「Accumulation Type」で、「TIME」を選択して、上記条件で装置モードがRUN→ENDまでの時間を積算する。「Trans Mode」は、ともに「NO SELECT」である。なお、図示例では、Target Tube「J3」を始めとして17台の半導体製造装置10がネットワーク30を介して集中管理装置20に接続されている。
上記ロギング条件のもとで得られたロギングデータは、図7に示すように、ロギングデータの表示画面上に表示される。画面上の数値から、Tube ID「J3」の装置が、2003/11/21から今(2004/7/29)まで、「RUN」と「END」とを1サイクルとする成膜事象が45回発生し、410:3:38時間(410時間3分38秒)、その条件を満たした時間が継続したことがわかる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、ロギング条件が固定されているものと異なり、任意の装置ステータスの組み合わせでロギング条件を設定できるようにしたので、ユーザインタフェースが汎用的になり、汎用ロギング機能を実現できる。したがって、装置の異常を見逃す危険性を排除でき、必要に応じて的確な処置をすばやく行うことが可能となる。また、障害の原因を究明することができる。
また、実施の形態によれば、半導体製造装置群を管理する集中管理システムにおいて、装置から所定時間間隔毎に収集しているすべての装置ステータスの組合せをロギング条件にできるようにしたので、半導体製造メーカ側が行う設備消費量の管理を強力に支援することができ、無駄な設備消費量やメンテナンス時間の削減につながり、経済的な効果を得ることができる。
具体的には、装置のIDLE状態(ユーザが無駄だと思う状態)をロギングの開始条件に設定し、ロギングを開始し運用することで、積算結果が多い装置は、生産効率が悪いことがわかり、装置の運用方法を見なおすきっかけとなる。
また、「ロギング開始終了」を複数登録することができ、それぞれに適した名前を付けることができるので、装置が保有するすべてのステータスを条件として選択できるようにしたことから、ユーザの思想に基づく汎用的なロギング機構を実現することができる。
また、ロギング「開始条件」から「終了条件」までの間、所定時間間隔毎に装置ステータスを監視し、同じステータスが続いた場合の時間やステータス数値(ガス流量値等)の積算した結果をロギングとして残す方式であり、その結果の一覧に日ベースの差分を表示するようにしたので、日ベースの差分値を統計的に解析することが可能となり、どの時期に設備消費資源に無駄が発生し易いかという傾向を探ることができる。
また、装置使用時間の和と故障回数がわかるので、従来装置では得られなかった装置のMTBF(平均故障間隔)を知ることができる。
また、石英系チューブの熱履歴を知ることもできる。例えば、装置ステータスである「Boat Mode」の「CAP」を開始条件とし、「HOME」を終了条件とし、1秒毎に監視する。装置ステータスが「CAP」であれば、加熱継続中となり、「HOME」であれば加熱停止である。この加熱継続中の時間を積算することにより、石英系チューブの熱履歴を換算できる。熱履歴は、石英系チューブの寿命を知る上で重要な要素となると考えられるからである。
また、ロギング条件を複数登録できるので、上記実施例(1)〜(4)をページ毎に設定することにより、同時に行うことができる。
なお、本発明の半導体製造システムには、枚葉装置だけでなく縦型装置でも横型装置にも適用できる。さらに、半導体製造装置の処理は成膜に限定されず、酸化、拡散、アニールなどの他の処理にも広く適用できる。
実施の形態による集中管理装置の構成図である。 実施の形態による集中管理装置の機能を説明するフローチャートであり、(a)は装置ステータス展開、(b)は条件設定、(c)は表示処理、(d)は監視を示す。 実施の形態による監視のタイミングチャート図である。 実施の形態によるロギング条件を入力する入力表示画面を示す図である。 実施の形態によるロギングデータを出力する出力表示画面を示す図である。 具体例による入力表示画面を示す図である。 具体例による出力表示画面を示す図である。 実施の形態によるガス配管パターンの説明図である。 実施の形態による半導体製造システムの構成図である。 実施の形態による半導体製造装置の概略構成9図である。
符号の説明
300 ロギング条件の入力表示画面
308 ロギング開始条件設定部
309 ロギング終了条件設定部
311、321 「Tube Status」欄(装置ステータス欄)
312、322 「Trans Mode」欄(装置ステータス欄)
313、323 「Boat Mode」欄(装置ステータス欄)
314、324 「Valve Number」欄(装置ステータス欄)
315、325 「Step Name」欄(装置ステータス欄)
327 「Accumulation Type」欄(積算形式欄)

Claims (1)

  1. 半導体製造装置の状態を示す複数の装置ステータスのうち、任意の装置ステータスの組み合わせをロギング条件として、前記ロギング条件が成立している時間を積算することを特徴とする半導体製造システム。
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