JP4420356B2 - ヒータ素線の寿命予測方法,熱処理装置,記録媒体,ヒータ素線の寿命予測処理システム - Google Patents
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
まず,本発明の第1実施形態におけるヒータ素線寿命予測を適用可能な縦型熱処理装置(以下,単に「熱処理装置」ともいう)100について図面を参照しながら説明する。図1は,熱処理装置100の概略構成を示す縦断面図であり,図2は,熱処理装置100が備える電力系の概略構成を示すブロック図である。
次に,上記制御部200の具体的な構成例について図面を参照しながら説明する。図3は,制御部200の具体的な構成例を示すブロック図である。図3に示すように,制御部200は,制御部本体を構成するCPU(Central Processing Unit)210,CPU210が各部を制御するためのプログラム(例えばウエハWの処理プログラム)や後述する電力データの演算プログラム等を格納したROM(Read Only Memory)220,CPU210が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたRAM(Random Access Memory)230,時間を計時するカウンタなどで構成される計時手段240,操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイなどで構成される表示手段250,オペレータによるプロセスレシピの入力や編集など種々のデータの入力及び所定の記憶媒体へのプロセスレシピやプロセスログの出力など各種データの出力などを行うことができる入出力手段260,警報器(例えばブザー)などで構成される報知手段270,CPU210が各部を制御するためのプログラム(例えばウエハWの熱処理プログラム)や後述するヒータ素線寿命予測の演算プログラム等やデータを記憶するハードディスク(HDD)やメモリなどの記憶手段280を備える。
ここで本実施形態にかかる熱処理装置100の動作の具体例について図面を参照しながら説明する。この熱処理装置100では,制御部200の制御により,1回の運用で多数枚のウエハWに対して一度に熱処理を行うための一連の工程を繰返し行うようになっている。図4は,熱処理装置100によって1回の運用で行われる各工程における処理室122内の設定温度データを示す特性図である。
次に,第1実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは,熱処理装置100における各ヒータ素線132A〜132Eの寿命を,処理室122内が熱処理温度になるまで昇温させるときの昇温期間に各ヒータ素線132A〜132Eに供給される電力データを用いて予測する場合を例に挙げる。具体的には例えば各電源134A〜134Eにより各ヒータ素線132A〜132Eに供給される電力(以下,単に「供給電力」ともいう)のデータを収集して,この収集した電力データを解析することによって各ヒータ素線132A〜132Eの寿命を予測する。
次に,本発明の第2実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは,多変量解析によりヒータ素線の寿命予測を行う場合を例に挙げる。具体的には,例えば5本のヒータ素線132A〜132Eからなるヒータ130の寿命を予測するのに,ある熱処理における昇温期間中に各ヒータ素線132A〜132Eに供給された電力を測定して得られる電力データに含まれるデータ,例えば電力の最大値と残差平方和(10個の変量)を多変量解析して,この解析結果に基づいてヒータ素線132A〜132Eの少なくとも一つに断線の兆候があるか否かを判別する。この判別分析には,例えばマハラノビスの距離(MD)の手法を用いる。
以下,第2実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理の具体例について図面を参照しながら説明する。ここでのヒータ素線の寿命予測処理では,上述したように予め作成されたMDモデルを用いてMD値を求め,これに基づいてヒータ素線の寿命予測を行う場合の例を挙げる。図10は,第2実施形態にかかる寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。第2実施形態にかかる寿命予測処理は,熱処理装置100において複数のウエハWに対する熱処理の運用(バッチ処理)が行われるごとに,所定のプログラムに基づいて制御部200により実行される。
ここで,本発明の実施形態にかかるヒータ素線寿命予測を適用可能な熱処理装置の他の構成例について図面を参照しながら説明する。図13〜図15に,本発明の適用が可能な枚葉型の熱処理装置の概略構成を示す。
以下,本発明の第3実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは,例えば図1に示すような縦型の熱処理装置100を例に挙げて,温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間として,ウエハWの搬入期間,すなわち多数のウエハWを保持するウエハボート114を処理室122内に搬入する期間(ローディング時)のヒータ素線の温度データを用いて予測する場合について説明する。
ここで,上述したようなヒータ素線132Eの温度データ(外部温度センサ136Eによって検出される温度データ)を用いた第3実施形態にかかるヒータ素線寿命予測の具体例について図面を参照しながら説明する。図17は,第3実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。第3実施形態にかかる寿命予測処理は,熱処理装置100において複数のウエハWに対する熱処理の運用(バッチ処理)が行われるごとに,所定のプログラムに基づいて制御部200により実行される。
次に,本発明の第4実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理システムについて図面を参照しながら説明する。図20は,本実施形態にかかる寿命予測処理システムとして適用可能な処理システムの概略構成を示すブロック図である。図20に示すように,処理システムは,熱処理装置100と,データ処理装置600と,これらを電気的に接続する例えばLAN(Local Area Network)などのネットワーク700とから構成されている。
110 反応管
110a 内管
110b 外管
112 マニホールド
114 ウエハボート
116 蓋体
118 保温筒
120 ボートエレベータ
122 処理室
123 下端開口部(基板搬出入口)
130 ヒータ
132A〜132E ヒータ素線
134A〜134E 電源
136(136A〜136E) 外部温度センサ
138(138E) 内部温度センサ
140A〜140C ガス供給管
142A〜142C 流量調整部
150 排気管
152 排気手段
200 制御部
202 バスライン
210 CPU
220 ROM
230 RAM
240 計時手段
250 表示手段
260 入出力手段
270 報知手段
280 記憶手段
282 電力データ
284 温度データ
286 演算結果データ
300 回帰直線
301〜307 極値
310 MDモデル
312A〜312E 最大値
314A〜314E 残差平方和
316 MD値
400 熱処理装置
500 プラズマCVD装置
600 データ処理装置(AGC)
700 ネットワーク
W ウエハ
Claims (9)
- 複数の被処理基板を保持した基板保持具を,処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し,前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し,前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって,
前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する基板搬入期間に,前記処理室内を一定の温度に保持するように前記各ヒータ素線に供給される電力を制御し,前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線の近傍に配置された温度センサから検出されるヒータ素線温度のうち,前記基板搬入期間内で最大となる温度を最大値データとして収集する工程と,
前記基板保持具の搬入を繰り返すごとに収集した前記最大値データの推移を監視し,その最大値データが所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に,前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と,
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。 - 前記警報処理を行う工程は,前記最大値データが所定温度以上高くシフトしたと判断し,さらにその後に低下傾向にあると判断した場合に,前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
- 前記最大値データが所定温度以上高くシフトした時点で,前記ヒータ素線の断線兆候があることを知らせる告知処理を行うことを特徴とする請求項2に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
- 前記最大値データが低下傾向にあることを判断する際には,その最大値データが所定回数以上連続して低下したことを基準に判断することを特徴とする請求項3に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
- 前記最大値データが収集されるごとにその移動平均値を求めてその推移を監視し,この移動平均値が所定回数連続して低下した場合に,前記最大値データが低下傾向にあると判断することを特徴とする請求項3に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
- 処理室内に配置した複数の被処理基板に,予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって,
前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ,前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と,
前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と,
前記各ヒータ素線に供給される電力を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え,
前記制御部は,前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する基板搬入期間に,前記処理室内を一定の温度に保持するように前記各ヒータ素線に供給される電力を制御し,前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線の近傍に配置された温度センサから検出されるヒータ素線温度うち,前記基板搬入期間内で最大となる温度を最大値データとして収集し,前記基板保持具の搬入を繰り返すごとに収集した前記最大値データの推移を監視し,その最大値データが所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に,前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。 - 処理室内に配置した複数の被処理基板に,予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって,
前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ,前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と,
前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と,
前記各ヒータ素線に供給される電力を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え,
前記制御部は,前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する基板搬入期間に,前記処理室内を一定の温度に保持するように前記各ヒータ素線に供給される電力を制御し,前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線の近傍に配置された温度センサから検出されるヒータ素線温度うち,前記基板搬入期間内で最大となる温度を最大値データとして収集し,前記基板保持具の搬入を繰り返すごとに収集した前記最大値データの推移を監視し,その最大値データが所定温度以上高くシフトしたと判断し,かつ,その後に低下傾向にあると判断した場合に,前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。 - 複数の被処理基板を保持した基板保持具を,処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し,前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し,前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法を実行するためのプログラムを記録する記録媒体であって,
コンピュータに,
前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する基板搬入期間に,前記処理室内を一定の温度に保持するように前記各ヒータ素線に供給される電力を制御し,前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線の近傍に配置された温度センサから検出されるヒータ素線温度うち,前記基板搬入期間内で最大となる温度を最大値データとして収集するステップと,
前記基板保持具の搬入を繰り返すごとに収集した前記最大値データの推移を監視し,その最大値データが所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に,前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うステップと,
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 複数の被処理基板を保持した基板保持具を,処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し,前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し,前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置と,データ処理装置とをネットワークで接続し,前記ヒータ素線の寿命を予測するヒータ素線の寿命予測処理システムであって,
前記熱処理装置は,前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する基板搬入期間に,前記処理室内を一定の温度に保持するように前記各ヒータ素線に供給される電力を制御し,前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線の近傍に配置された温度センサから検出されるヒータ素線温度うち,前記基板搬入期間内で最大となる温度を最大値データとして収集して,このデータを,前記ネットワークを介して前記データ処理装置に送信し,
前記データ処理装置は,前記基板保持具の搬入を繰り返すごとに受信した前記最大値データの推移を監視し,その最大値データが所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に,前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とするヒータ素線の寿命予測処理システム。
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