JP2021068831A - 故障検知システム及び故障検知方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体製造装置の状態を検出するセンサの故障をより高い精度で検知できる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による故障検知システムは、半導体製造装置の状態を検出するセンサの故障を検知する故障検知システムであって、判定期間におけるセンサの検出値に関する情報の時系列データを生成する生成部と、前記時系列データの回帰直線を算出する算出部と、前記回帰直線の傾きに基づいて前記センサが故障しているか否かを判定する故障判定部と、を有する。【選択図】図６

Description

本開示は、故障検知システム及び故障検知方法に関する。
半導体製造装置で測定された時系列の情報を表示するＳＰＣチャート、相関チャート、ＭＤチャート等のチャートを用いて、異常検知を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−３０５６３２号公報
本開示は、半導体製造装置の状態を検出するセンサの故障をより高い精度で検知できる技術を提供する。
本開示の一態様による故障検知システムは、半導体製造装置の状態を検出するセンサの故障を検知する故障検知システムであって、判定期間におけるセンサの検出値に関する情報の時系列データを生成する生成部と、前記時系列データの回帰直線を算出する算出部と、前記回帰直線の傾きに基づいて前記センサが故障しているか否かを判定する故障判定部と、を有する。
本開示によれば、半導体製造装置の状態を検出するセンサの故障をより高い精度で検知できる。
半導体製造装置を含むシステムの全体構成の一例を示す図 群管理コントローラのハードウェア構成の一例を示す図 群管理コントローラの機能構成の一例を示す図 最低必要期間の一例を示す図 回帰直線の一例を示す図 故障検知処理の一例を示すフローチャート 故障検知処理の別の例を示すフローチャート 故障検知処理の判定結果の一例を示す図 故障検知処理の判定結果の別の例を示す図 故障検知処理の判定結果の更に別の例を示す図
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔半導体製造装置を含むシステムの全体構成〕
図１を参照し、半導体製造装置を含むシステムの全体構成について説明する。図１は、半導体製造装置を含むシステムの全体構成の一例を示す図である。
システム１は、複数の半導体製造装置１０、群管理コントローラ４０、端末６０を有する。各半導体製造装置１０は、半導体工場の通信回線７０を介して、群管理コントローラ４０と通信可能に接続される。群管理コントローラ４０は、半導体工場の通信回線９０を介して、端末６０と通信可能に接続される。通信回線７０、９０は、例えば外部ネットワークと切り離されている。ただし、通信回線７０、９０は、外部ネットワークと通信可能に接続されていてもよい。
〔半導体製造装置〕
半導体製造装置１０は、各種の半導体製造プロセスを実施する装置である。半導体製造プロセスは、例えば成膜処理、エッチング処理、熱処理等の半導体を製造するための各種のプロセス処理を含む。半導体製造装置１０には、該半導体製造装置１０の状態を検出する各種のセンサ２０が設けられている。各種のセンサ２０としては、例えばガスボックス内を排気する排気管に介設される微差圧計、処理容器や原料タンクを加熱するヒータの温度を測定する温度センサ、処理容器内の圧力を測定する圧力センサが挙げられる。
半導体製造装置１０は、例えば搬送室の周囲に複数の処理室（チャンバ）が配置されて構成されるクラスタ型装置であってもよく、１つの搬送室に１つの処理室が配置されて構成されるインライン型装置であってもよい。また、半導体製造装置１０は、例えば枚葉式装置、セミバッチ式装置、バッチ式装置のいずれであってもよい。枚葉式装置は、例えば処理室内でウエハを１枚ずつ処理する装置である。セミバッチ式装置は、例えば処理室内の回転テーブルの上に配置した複数のウエハを回転テーブルにより公転させ、原料ガスが供給される領域と、原料ガスと反応する反応ガスが供給される領域とを順番に通過させてウエハの表面に成膜する装置である。バッチ式装置は、例えば複数のウエハを高さ方向に所定間隔を有して水平に保持したウエハボートを処理室内に収容し、複数のウエハに対して一度に処理を行う装置である。また、図１では３つの半導体製造装置１０を示しているが、半導体製造装置の数は特に限定されない。
半導体製造装置１０は、半導体工場の通信回線を介して、ホストコンピュータ（図示せず）と通信可能に接続されていてもよい。ホストコンピュータは、半導体工場の通信回線を介して、半導体工場内の半導体製造装置１０とは別の機器、例えば半導体製造装置１０で製造された半導体を検査する検査装置と通信可能に接続されていてもよい。検査装置は、例えば膜厚測定装置、電気特性測定装置、光学特性測定装置を含む。
〔群管理コントローラ〕
群管理コントローラ４０は、半導体製造装置１０がプロセス処理を実行したときのログデータを取得し、取得したログデータを記憶する。ログデータは、各種のセンサ２０の検出値を含む。また、群管理コントローラ４０は、半導体製造装置１０の状態を検出する各種のセンサ２０の故障を検知する故障検知システムとして機能する。
図２を参照し、群管理コントローラ４０のハードウェア構成について説明する。図２は、群管理コントローラ４０のハードウェア構成の一例を示す図である。
群管理コントローラ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０３を有する。ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３は、いわゆるコンピュータを形成する。また、群管理コントローラ４０は、補助記憶装置４０４、操作装置４０５、表示装置４０６、Ｉ／Ｆ（Interface）装置４０７、ドライブ装置４０８を有する。なお、群管理コントローラ４０の各ハードウェアは、バス４０９を介して相互に接続される。
ＣＰＵ４０１は、補助記憶装置４０４にインストールされた各種プログラムを実行する。
ＲＯＭ４０２は、不揮発性メモリであり、主記憶装置として機能する。ＲＯＭ４０２は、補助記憶装置４０４にインストールされた各種プログラムをＣＰＵ４０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する。
ＲＡＭ４０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリであり、主記憶装置として機能する。ＲＡＭ４０３は、補助記憶装置４０４にインストールされた各種プログラムがＣＰＵ４０１によって実行される際に展開される、作業領域を提供する。
補助記憶装置４０４は、各種プログラムや、各種プログラムがＣＰＵ４０１によって実行されることで取得される半導体製造装置１０のログデータを格納する。
操作装置４０５は、操作者が群管理コントローラ４０に対して各種指示を入力する際に用いる入力デバイスである。表示装置４０６は、群管理コントローラ４０の内部情報を表示する表示デバイスである。
Ｉ／Ｆ装置４０７は、通信回線７０に接続し、半導体製造装置１０と通信するための接続デバイスである。
ドライブ装置４０８は記録媒体をセットするためのデバイスである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。
なお、補助記憶装置４０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体がドライブ装置４０８にセットされ、該記録媒体に記録された各種プログラムがドライブ装置４０８により読み出されることでインストールされる。
図３を参照し、群管理コントローラ４０の機能構成について説明する。図３は、群管理コントローラ４０の機能構成の一例を示す図である。
群管理コントローラ４０は、生成部４１、期間判定部４２、算出部４３、データ判定部４４、故障判定部４５、出力部４６、格納部４７、設定判定部４８を有する。
生成部４１は、格納部４７に格納されたセンサ２０の検出値に関する情報（以下「センサ値」という。）に基づいて、判定期間における時系列データを生成する。時系列データは、例えばセンサ値と時間に関する情報とが対応付けされたデータである。時間に関する情報は、例えば日時、ラン数であってよい。判定期間は、故障検知処理における故障の判定に利用するデータの範囲を定める期間であり、例えば日数、ラン数であり、例えば端末６０を用いてユーザにより指定される。
期間判定部４２は、生成部４１により生成された判定期間における時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれているか否かを判定する。最低必要期間は、判定期間よりも短い期間であり、例えば日数、ラン数であり、例えば端末６０を用いてユーザにより指定される。
図４は、最低必要期間の一例を示す図であり、判定期間が３０日、最低必要期間が２８日に指定されている場合を示す。図４中、横軸は日数を示し、縦軸はセンサ値を示す。
図４（ａ）では、現時点から過去３０日以内であって現時点から２８日以上遡った期間にセンサ値が存在する。そのため、期間判定部４２は、判定期間における時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれていると判定する。
図４（ｂ）では、現時点から過去３０日以内であって現時点から２８日以上遡った期間にセンサ２０の検出値に関する情報が存在しない。そのため、期間判定部４２は、判定期間における時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれていないと判定する。
算出部４３は、生成部４１により生成された判定期間における時系列データに基づいて、該時系列データの回帰直線を算出する。回帰直線を算出することで、例えば回帰直線の傾き、決定係数を含むデータが得られる。
また、算出部４３は、判定期間におけるセンサ値の変化量を算出する。該変化量は、例えば判定期間における２つのデータに基づいて算出される変化量であってよい。２つのデータは、例えば判定期間における最新のデータ及び最古のデータであることが好ましい。
データ判定部４４は、算出部４３により算出された回帰直線の決定係数が管理値以上であるか否かを判定する。管理値は、例えば０．０１〜０．９９の範囲の値であり、例えば端末６０を用いてユーザにより指定される。
図５は、回帰直線の一例を示す図であり、図５（ａ）は回帰直線Ｌの決定係数Ｒが管理値Ｒｂ以上（Ｒ≧Ｒｂ）である場合の一例を示し、図５（ｂ）は回帰直線Ｌの決定係数Ｒが管理値Ｒｂ未満（Ｒ<Ｒｂ）である場合の一例を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）中、横軸は日数を示し、縦軸はセンサ値を示す。
図５（ａ）に示されるように、回帰直線Ｌの決定係数Ｒが管理値Ｒｂ以上である場合、センサ値に対する、算出された回帰直線Ｌの当てはまりがよい。一方、図５（ｂ）に示されるように、回帰直線Ｌの決定係数Ｒが管理値Ｒｂ未満である場合、センサ値に対する、算出された回帰直線Ｌの当てはまりがよくない。
故障判定部４５は、算出部４３により算出された回帰直線の傾きに基づいてセンサ２０が故障しているか否かを判定する。例えば、故障判定部４５は、回帰直線の傾きが管理値外である場合にセンサ２０が故障していると判定する。管理値は例えば管理上限値、管理下限値を含み、故障判定部４５は回帰直線の傾きが管理上限値以上である場合又は管理下限値以下である場合にセンサ２０が故障していると判定する。管理値は、例えば端末６０を用いてユーザにより指定される。
また、故障判定部４５は、判定期間におけるセンサ値の変化量に基づいてセンサ２０が故障しているか否かを判定する。例えば、故障判定部４５は、判定期間におけるセンサ値の変化量が管理値外である場合にセンサ２０が故障していると判定する。管理値は例えば管理上限値、管理下限値を含み、故障判定部４５は、判定期間におけるセンサ値の変化量が管理上限値以上である場合又は管理下限値以下である場合にセンサが故障していると判定する。管理値は、例えば端末６０を用いてユーザにより指定される。
出力部４６は、故障判定部４５によりセンサ２０が故障していると判定された場合にセンサ２０が故障していることを報知する。例えば、出力部４６は、故障判定部４５による検知結果を、群管理コントローラ４０の表示装置４０６や端末６０の表示部に表示させる。該検知結果は、例えば故障を検知した日時、故障のレベル、故障検知処理を実行したときに算出された算出値を含む。故障のレベルは、例えばエラー（Ｅｒｒｏｒ）、警告（Ｗａｒｎｉｎｇ）を含む。算出値は、例えば回帰直線の決定係数、回帰直線の傾き、センサ値の変化量を含む。
また、出力部４６は、後述する設定判定部４８により半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定であると判定された場合に、半導体製造装置１０に対してワーニングを報知する。例えば、出力部４６は、半導体製造装置１０に対してワーニング信号を出力する。
また、出力部４６は、後述する設定判定部４８により半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定であると判定された場合に、半導体製造装置１０に対してアラームを報知する。例えば、出力部４６は、半導体製造装置１０に対してアラーム信号を出力する。
格納部４７は、取得部が取得したセンサ値を格納する。センサ値は、例えば半導体製造装置１０において処理が実行されるごとに格納部４７に格納される。センサ値は、例えば半導体製造装置１０において処理が実行されている間のセンサ２０の検出値の平均値であってよい。センサ値は、時間に関する情報と対応付けされて、時系列データとして格納部４７に格納される。また、格納部４７は、算出部４３が算出した時系列データの回帰直線のデータ、故障判定部４５による検知結果等を格納する。
設定判定部４８は、半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定であるか否かを判定する。「ワーニング報知設定である」とは、群管理コントローラ４０から半導体製造装置１０に対してワーニングを報知する設定を意味する。一方、「ワーニング報知設定でない」とは、群管理コントローラ４０から半導体製造装置１０に対してワーニングを報知しない設定を意味する。
また、設定判定部４８は、半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定であるか否かを判定する。「アラーム報知設定である」とは、群管理コントローラ４０から半導体製造装置１０に対してアラームを報知する設定を意味する。一方、「アラーム報知設定でない」とは、群管理コントローラ４０から半導体製造装置１０に対してアラームを報知しない設定を意味する。
〔故障検知処理〕
群管理コントローラ４０により実行される、半導体製造装置１０に設けられたセンサ２０の故障を検知する処理（以下「故障検知処理」という。）について説明する。以下では、複数の半導体製造装置１０のうち一つの半導体製造装置１０に対して行う故障検知処理を例に挙げて説明する。
図６は、故障検知処理の一例を示すフローチャートである。図６に示される故障検知処理は、例えば操作者が操作装置４０５や端末６０を操作することにより実行される。ただし、図６に示される故障検知処理の開始方法は特に限定されない。例えば、操作者の操作によらず、群管理コントローラ４０が自動的に所定のタイミングで故障検知処理を実行するようにしてもよい。所定のタイミングとしては、例えば半導体製造装置１０における各ランの開始前や終了後、故障検知処理を実行した後に予め定めた日数が経過した後であってよい。
ステップＳ１１では、生成部４１は、格納部４７に格納されたセンサ値に基づいて、指定された判定期間における時系列データを生成する。
ステップＳ１２では、期間判定部４２は、生成部４１により生成された時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれているか否かを判定する。ステップＳ１２において、生成部４１により生成された時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれていると判定された場合、処理をステップＳ１３へ進める。一方、ステップＳ１２において、生成部４１により生成された時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれていないと判定された場合、センサ２０の故障を判定することなく処理を終了する。
ステップＳ１３では、算出部４３は、生成部４１により生成された時系列データに基づいて、時系列データの回帰直線を算出する。回帰直線を算出することで、例えば回帰直線の傾き、決定係数を含むデータが得られる。
ステップＳ１４では、データ判定部４４は、算出部４３により算出された回帰直線の決定係数が管理値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１４において、算出部４３により算出された回帰直線の決定係数が管理値以上であると判定された場合、処理をステップＳ１５へ進める。一方、ステップＳ１４において、算出部４３により算出された回帰直線の決定係数が管理値未満であると判定された場合、センサ２０の故障を判定することなく処理を終了する。
ステップＳ１５では、故障判定部４５は、算出部４３により算出された回帰直線の傾きが管理値外であるか否かを判定する。ステップＳ１５において、算出部４３により算出された回帰直線の傾きが管理値外と判定された場合、対象の半導体製造装置１０に設けられたセンサ２０が故障（異常）であると判断し、処理をステップＳ１６へ進める。一方、ステップＳ１５において、算出部４３により算出された回帰直線の傾きが管理値内であると判定された場合、対象の半導体製造装置１０に設けられたセンサ２０が故障（異常）ではないと判断し、処理を終了する。
ステップＳ１６では、出力部４６は、センサ２０が故障していることを報知する。例えば、出力部４６は、故障判定部４５による検知結果を、群管理コントローラ４０の表示装置４０６や端末６０の表示部に表示させる。
ステップＳ１７では、設定判定部４８は、対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定であるか否かを判定する。ステップＳ１７において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定であると判定された場合、処理をステップＳ１８へ進める。一方、ステップＳ１７において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定でないと判定された場合、処理を終了する。
ステップＳ１８では、出力部４６は、対象の半導体製造装置１０に対してワーニングを報知する。例えば、出力部４６は、半導体製造装置１０に対してワーニング信号を出力する。対象の半導体製造装置１０は、ワーニング信号を受信すると、例えばワーニングが発生していることを該半導体製造装置１０の表示部（図示せず）に表示する。
ステップＳ１９では、設定判定部４８は、対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定であるか否かを判定する。ステップＳ１９において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定であると判定された場合、処理をステップＳ２０へ進める。一方、ステップＳ１９において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定でないと判定された場合、処理を終了する。
ステップＳ２０では、出力部４６は、対象の半導体製造装置１０に対してアラームを報知する。例えば、出力部４６は、対象の半導体製造装置１０に対してアラーム信号を出力する。対象の半導体製造装置１０は、アラーム信号を受信すると、例えばアラームが発生していることを該半導体製造装置１０の表示部（図示せず）に表示する。また、対象の半導体製造装置１０は、アラーム信号を受信すると、例えば実行中のプロセス処理を停止する、又は実行中のプロセス処理の終了後にプロセス処理を停止する。
ステップＳ２１では、対象の半導体製造装置１０は、操作者等によりアラームが解除されたか否かを判定する。ステップＳ２１において、アラームが解除されたと判定された場合、処理をステップＳ２２へ進める。一方、ステップＳ２１において、アラームが解除されていないと判定された場合、ステップＳ２１を繰り返す、すなわち、プロセス処理を再開しない。
ステップＳ２２では、対象の半導体製造装置１０は、プロセス処理を開始し、処理を終了する。
図７は、故障検知処理の別の例を示すフローチャートである。図７に示される故障検知処理は、例えば操作者が操作装置４０５や端末６０を操作することにより実行される。ただし、図７に示される故障検知処理の開始方法は特に限定されない。例えば、操作者の操作によらず、群管理コントローラ４０が自動的に所定のタイミングで故障検知処理を実行するようにしてもよい。所定のタイミングとしては、例えば半導体製造装置１０における各ランの開始前や終了後、故障検知処理を実行した後に予め定めた日数が経過した後であってよい。
ステップＳ３１では、生成部４１は、格納部４７に格納されたセンサ値に基づいて、指定された判定期間における時系列データを生成する。
ステップＳ３２では、期間判定部４２は、生成部４１により生成された時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれているか否かを判定する。ステップＳ３２において、生成部４１により生成された時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれていると判定された場合、処理をステップＳ３３へ進める。一方、ステップＳ３２において、生成部４１により生成された時系列データに最低必要期間以上の期間のセンサ値が含まれていないと判定された場合、センサ２０の故障を判定することなく処理を終了する。
ステップＳ３３では、算出部４３は、判定期間におけるセンサ値の変化量を算出する。
ステップＳ３４では、故障判定部４５は、算出部４３により算出された判定期間におけるセンサ値の変化量が管理値外であるか否かを判定する。ステップＳ３４において、算出部４３により算出された判定期間におけるセンサ値の変化量が管理値外であると判定された場合、対象の半導体製造装置１０に設けられたセンサ２０が故障（異常）であると判断し、処理をステップＳ３５へ進める。一方、ステップＳ３４において、算出部４３により算出された判定期間におけるセンサ値の変化量が管理値内であると判定された場合、対象の半導体製造装置１０に設けられたセンサ２０が故障（異常）ではないと判断し、処理を終了する。
ステップＳ３５では、出力部４６は、センサ２０が故障していることを報知する。例えば、出力部４６は、故障判定部４５による検知結果を、群管理コントローラ４０の表示装置４０６や端末６０の表示部に表示させる。
ステップＳ３６では、設定判定部４８は、対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定であるか否かを判定する。ステップＳ３６において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定であると判定された場合、処理をステップＳ３７へ進める。一方、ステップＳ３６において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がワーニング報知設定でないと判定された場合、処理を終了する。
ステップＳ３７では、出力部４６は、対象の半導体製造装置１０に対してワーニングを報知する。例えば、出力部４６は、対象の半導体製造装置１０に対してワーニング信号を出力する。対象の半導体製造装置１０は、ワーニング信号を受信すると、例えばワーニングが発生していることを該半導体製造装置１０の表示部（図示せず）に表示する。
ステップＳ３８では、設定判定部４８は、対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定であるか否かを判定する。ステップＳ３８において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定であると判定された場合、処理をステップＳ３９へ進める。一方、ステップＳ３８において、設定判定部４８により対象の半導体製造装置１０における異常判定後の挙動がアラーム報知設定でないと判定された場合、処理を終了する。
ステップＳ３９では、出力部４６は、対象の半導体製造装置１０に対してアラームを報知する。例えば、出力部４６は、対象の半導体製造装置１０に対してアラーム信号を出力する。対象の半導体製造装置１０は、アラーム信号を受信すると、例えばアラームが発生していることを該半導体製造装置１０の表示部（図示せず）に表示する。また、対象の半導体製造装置１０は、アラーム信号を受信すると、例えば実行中のプロセス処理を停止する、又は実行中のプロセス処理の終了後にプロセス処理を停止する。
ステップＳ４０では、対象の半導体製造装置１０は、操作者等によりアラームが解除されたか否かを判定する。ステップＳ４０において、アラームが解除されたと判定された場合、処理をステップＳ４１へ進める。一方、ステップＳ４０において、アラームが解除されていないと判定された場合、ステップＳ４０を繰り返す、すなわち、プロセス処理を再開しない。
ステップＳ４１では、対象の半導体製造装置１０は、プロセス処理を開始し、処理を終了する。
〔作用効果〕
一実施形態の故障検知システム及び故障検知方法による作用効果について説明する。まず、センサ値が日数の経過と共に急激に変化する場合にセンサ２０が異常であり、徐々に変化する場合のセンサ２０が異常でない場合を考える。
図８は、故障検知処理の判定結果の一例を示す図であり、センサ値の時系列データである。図８（ａ）及び図８（ｂ）中、横軸は日数を示し、縦軸はセンサ値を示す。また、図８（ａ）及び図８（ｂ）において、基準値を実線で示し、管理上限値及び管理下限値を破線で示す。
センサ値の時系列データに基づいてセンサ２０の異常の有無を判定すると、図８（ａ）に示されるように、センサ値が日数の経過と共に徐々に変化して管理下限値以下となる場合にセンサ２０が故障しているか判定される。また、図８（ｂ）に示されるように、センサ値が日数の経過と共に急激に変化して管理下限値以下となる場合にセンサ２０が故障していると判定される。このように、センサ値の時系列データに基づいてセンサ２０の異常の有無を判定すると、センサ値の変化の仕方によって異常の有無が変わる場合に対応することが困難である。
図９は、故障検知処理の判定結果の別の例を示す図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、それぞれ図８（ａ）及び図８（ｂ）に示される時系列データに基づいて算出された回帰直線の傾きの時系列データである。図９（ａ）及び図９（ｂ）中、横軸は日数を示し、縦軸はセンサ値に基づいて算出された回帰直線の傾きを示す。また、図８（ａ）及び図８（ｂ）において、基準値を実線で示し、管理上限値及び管理下限値を破線で示す。
回帰直線の傾きの時系列データに基づいてセンサ２０の異常の有無を判定すると、検出値に関する情報が日数と共に徐々に変化する場合であっても、図９（ａ）に示されるように回帰直線の傾きが管理下限値以下とならず、センサ２０が故障していると判定されない。また、検出値に関する情報が日数と共に急激に変化する場合、図９（ｂ）に示されるように回帰直線の傾きが管理下限値以下となり、センサ２０が故障していると判定される。このように、回帰直線の傾きに基づいてセンサ２０の異常の有無を判定すると、誤検知を抑制して、センサ２０の故障をより高い精度で検知できる。
図１０は、故障検知処理の判定結果の更に別の例を示す図であり、半導体製造装置１０のメンテナンスの前後におけるセンサ値の時系列データ及び該時系列データに基づいて算出される回帰直線の傾きの時系列データを示す。図１０（ａ）はセンサ値の時系列データであり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示される時系列データに基づいて算出された回帰直線の傾きの時系列データである。図１０（ａ）中、横軸は日数を示し、縦軸はセンサ値を示す。図１０（ｂ）中、横軸は日数を示し、縦軸はセンサ値に基づいて算出された回帰直線の傾きを示す。また、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、基準値を実線で示し、管理上限値及び管理下限値を破線で示す。
半導体製造装置１０のメンテナンスを行った場合、図１０（ａ）に示されるように、メンテナンス期間Ｔｍの前後においてセンサ値が大きく変化する場合がある。この場合、センサ値の時系列データに基づいてセンサ２０の異常の有無を判定すると、図１０（ａ）に示されるように、メンテナンスの後にセンサ値が日数の経過と共に急激に変化してもセンサ２０が故障していると判定されない場合がある。これに対して、回帰直線の傾きの時系列データに基づいてセンサ２０の異常の有無を判定すると、メンテナンスの後にセンサ値が日数の経過と共に急激に変化した場合、回帰直線の傾きが管理下限値以下となり、センサ２０が故障していると判定される。このように、回帰直線の傾きに基づいてセンサ２０の異常を判定すると、半導体製造装置１０のメンテナンスによってセンサ値が大きく変化する場合であっても、誤検知を抑制して、センサ２０の故障をより高い精度で検知できる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
なお、上記の実施形態では、回帰直線の傾き又はセンサ値の変化量に基づいてセンサ２０の故障の有無を判定する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、回帰直線の傾き及びセンサ値の変化量に基づいてセンサ２０の故障の有無を判定してもよい。この場合、故障判定部４５は、例えば回帰直線の傾きが管理値外であり且つセンサ値の変化量が管理値外である場合にセンサ２０が故障していると判定する。
また、例えば、回帰直線の傾き及びセンサ値に基づいてセンサ２０の故障の有無を判定してもよい。この場合、故障判定部４５は、例えば回帰直線の傾き及びセンサ値が管理値外である場合にセンサ２０が故障していると判定する。また、例えば、センサ値の変化量及びセンサ値に基づいてセンサ２０の故障の有無を判定してもよい。この場合、故障判定部４５は、例えばセンサ値の変化量及びセンサ値が管理値外である場合にセンサ２０が故障していると判定する。さらに、例えば回帰直線の傾き、センサ値の変化量及びセンサ値に基づいてセンサ２０の故障の有無を判定してもよい。この場合、故障判定部４５は、例えば回帰直線の傾き、センサ値の変化量及びセンサ値が管理値外である場合にセンサ２０が故障していると判定する。
１ システム
１０ 半導体製造装置
２０ センサ
４０ 群管理コントローラ
４１ 生成部
４２ 期間判定部
４３ 算出部
４４ データ判定部
４５ 故障判定部
４６ 出力部
４７ 格納部
６０ 端末

Claims (10)

  1. 半導体製造装置の状態を検出するセンサの故障を検知する故障検知システムであって、
    判定期間におけるセンサの検出値に関する情報の時系列データを生成する生成部と、
    前記時系列データの回帰直線を算出する算出部と、
    前記回帰直線の傾きに基づいて前記センサが故障しているか否かを判定する故障判定部と、
    を有する、
    故障検知システム。
  2. 前記故障判定部は、前記回帰直線の傾きが管理値外である場合に前記センサが故障していると判定する、
    請求項１に記載の故障検知システム。
  3. 前記時系列データが前記判定期間よりも短い最低必要期間以上の期間の前記センサの検出値に関する情報を含むか否かを判定する期間判定部を更に有し、
    前記故障判定部は、前記期間判定部により前記時系列データが前記判定期間よりも短い最低必要期間以上の期間の前記センサの検出値に関する情報を含まないと判定された場合に前記センサが故障しているか否かの判定を実行しない、
    請求項１又は２に記載の故障検知システム。
  4. 前記回帰直線の決定係数が管理値以上であるか否かを判定するデータ判定部を更に有し、
    前記故障判定部は、前記データ判定部により前記回帰直線の決定係数が管理値未満であると判定された場合に前記センサが故障しているか否かの判定を実行しない、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の故障検知システム。
  5. 前記算出部は、前記判定期間における前記検出値に関する情報の変化量を算出し、
    前記故障判定部は、前記判定期間における前記検出値に関する情報の変化量が管理値外である場合に前記センサが故障していると判定する、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の故障検知システム。
  6. 前記センサが故障していると判定された場合に前記センサが異常していることを報知する出力部を更に有する、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の故障検知システム。
  7. 前記半導体製造装置において処理が実行されるごとに前記センサの検出値に関する情報を格納する格納部を更に有する、
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載の故障検知システム。
  8. 前記センサの検出値に関する情報は、前記半導体製造装置において処理が実行されている間の前記センサの検出値の平均値である、
    請求項１乃至７のいずれか一項に記載の故障検知システム。
  9. 前記センサは、前記半導体製造装置に取り付けられる微差圧計、温度センサ及び圧力センサの少なくともいずれかを含む、
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載の故障検知システム。
  10. 半導体製造装置の状態を検出するセンサの故障を検知する故障検知方法であって、
    判定期間におけるセンサの検出値に関する情報の時系列データを生成するステップと、
    前記時系列データの回帰直線を算出するステップと、
    前記回帰直線の傾きに基づいて前記センサが故障しているか否かを判定するステップと、
    を有する、
    故障検知方法。
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