JP5992706B2

JP5992706B2 - 半導体製造装置の障害監視システム及び障害監視方法

Info

Publication number: JP5992706B2
Application number: JP2012069430A
Authority: JP
Inventors: 一郎波岡
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: TWI552249B; KR102033810B1; WO2013145606A1; US9412256B2; CN104185893B; JP2013201332A; KR20140148396A; CN104185893A; US20150084772A1; TW201351536A

Description

本発明は、半導体製造装置の半導体製造装置の障害監視システム及び障害監視方法に関する。

従来から、半導体装置の製造分野では、半導体ウエハの洗浄装置、塗布現像装置、エッチング装置、成膜装置、熱処理装置等の各種の半導体製造装置が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。このような半導体製造装置では、何らかの障害が発生した場合はアラームを発報して障害の発生を知らせる構成とされているものがある。

しかしながら、半導体製造装置では、その構成が複雑化する傾向にあり、障害の発生も単一箇所の障害だけではなく、相互に関連した箇所の複合的な障害や、連鎖的な障害が発生する傾向にある。例えば、半導体ウエハをバッチ処理する熱処理炉では、アラーム発生箇所が数千箇所にも及ぶ場合がある。そして、このような半導体製造装置で障害が発生した場合、障害発生箇所の正確な特定と修理を行うことは難しく、装置保守エンジニアに高いスキルが要求されることとなっていた。

特開２０１２−１９１５６号公報

上記のように半導体製造装置においては、その構成が複雑化し、障害発生箇所の正確な特定と修理を行うことが困難になりつつあるという問題があった。
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたものであり、半導体製造装置における障害発生箇所の正確な特定と修理を可能とすることのできる半導体製造装置の障害監視システム及び障害監視方法を提供することを目的とする。

本発明の半導体製造装置の障害監視システムの一態様は、被処理基板に所定の処理を施す半導体製造装置の障害を監視するための半導体製造装置の障害監視システムであって、前記半導体製造装置で発報されたアラームを収集するアラーム収集手段と、前記アラーム収集手段によって収集されたアラームを解析し、一方の軸をアラーム発報箇所を特定するアラームＩＤ、他方の軸を所定の監視期間とした２次元空間上に、各監視期間のアラーム発報頻度を示す画像として表示する解析手段とを具備したことを特徴とする。

本発明の半導体製造装置の障害監視方法の一態様は、被処理基板に所定の処理を施す半導体製造装置の障害を監視するための半導体製造装置の障害監視方法であって、前記半導体製造装置で発報されたアラームを収集するアラーム収集工程と、前記アラーム収集工程によって収集されたアラームを解析し、一方の軸をアラーム発報箇所を特定するアラームＩＤ、他方の軸を所定の監視期間とした２次元空間上に、各監視期間のアラーム発報頻度を示す画像として表示する工程とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、半導体製造装置における障害発生箇所の正確な特定と修理を可能とすることのできる半導体製造装置の障害監視システム及び障害監視方法を提供することができる。

本発明の一実施形態の構成を示す図。アラーム発生状況のチャートの例を示す図。アラームメッシュの表示画面の例を示す図。アラームメッシュの表示画面の例を示す図。アラームメッシュの表示画面の例を示す図。表示画面の例を示す図。表示画面の例を示す図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の障害監視システムの構成を模式的に示す図である。図１において、１００は、半導体製造装置の障害監視システムであり、１１０，１１１は、半導体製造装置、本実施形態では半導体ウエハにバッチ処理で熱処理を施す熱処理装置（熱処理炉）である。半導体製造装置の障害監視システム１００は、ネットワーク回線１２０を介して半導体製造装置１１０，１１１と接続されている。

半導体製造装置（熱処理装置）１１０，１１１は、略垂直に立設され下端が炉口として開口した円筒状の熱処理炉と、ウエハキャリアと石英製のウエハボートとの間で半導体ウエハを移載する移載機構と、ウエハボートを上下動させて熱処理炉内にロード・アンロードするボートエレベータ等の周知の熱処理装置の構成を具備している。

そして、移載機構によりウエハキャリア内の半導体ウエハをウエハボートに移載し、このウエハボートをボートエレベータで熱処理炉内に挿入し、熱処理炉内を所定の雰囲気として半導体ウエハの熱処理を行うよう構成されている。

また、半導体製造装置１１０，１１１の各部には、アラーム機構が配設されており、例えば、半導体ウエハの搬送中に障害が発生した場合、熱処理中に障害が発生した場合等、各種の障害が発生した場合にアラームを発報するよう構成されている。このようなアラーム機構は、半導体製造装置１１０，１１１に夫々多数、例えば数千個配設されている。

なお、半導体製造装置１１０，１１１としては、熱処理装置の他、例えば、半導体ウエハ（被処理基板）にフォトレジストの塗布及び現像を行う塗布現像装置、半導体ウエハ（被処理基板）のエッチングを行うエッチング装置、半導体ウエハ（被処理基板）に成膜する成膜装置、半導体ウエハ（被処理基板）を洗浄する洗浄装置等に適用することができる。

半導体製造装置の障害監視システム１００は、アラーム収集器１０１、データベース１０２、アラームメッシュ解析器１０３、パターン抽出器１０４、パターン検出器１０５を具備している。

アラーム収集器１０１は、ネットワーク回線１２０を介して、半導体製造装置１１０，１１１にて発報されるアラームを全て収集して記録する機能を有する。

データベース１０２は、アラーム収集器１０１によって収集されたアラーム発報に関するデータ、後述するアラームメッシュにおけるパターンのデータ、このパターンのデータに関連付けられた修理に関するデータ等が格納される。

アラームメッシュ解析器１０３は、アラーム収集器１０１によって収集された半導体製造装置１１０，１１１にて発報されるアラームのデータに基づいて、後述するアラームメッシュを作成し、出力する機能を有する。

パターン抽出器１０４は、後述するアラームメッシュからパターンを見つけ出す機能を有する。

パターン検出器１０５は、アラームＩＤやアラームメッシュにおけるパターンの情報を検索キーとして与えることで、データベース１０２に格納されたアラームメッシュにおけるパターンの情報から候補のパターンを検出して出力する機能を有する。

なお、半導体製造装置１１０，１１１等の複数の半導体製造装置を統括的に制御するシステムとしては、例えば、ネットワーク回線１２０を通じて各半導体製造装置１１０，１１１等からの全てのプロセスデータを収集し、プロセスデータの解析処理を行い、その解析結果やプロセスデータの集中モニタリング処理、更には解析／統計結果をレシピに反映させる処理等を行うＡＧＣ（アドバンス・グループ・コントローラ）等が知られている。このようなＡＧＣを構成するコンピュータに、上記した半導体製造装置の障害監視システム１００のアラーム収集器１０１、データベース１０２、アラームメッシュ解析器１０３、パターン抽出器１０４、パターン検出器１０５の機能を持たせるように構成することができる。

半導体製造装置１１０，１１１において発報されたアラームは、ネットワーク回線１２０を介して半導体製造装置の障害監視システム１００のアラーム収集器１０１によって収集され、データベース１０２に収納される。データベース１０２に収納されたアラームに関する情報は、アラームメッシュ解析器１０３によって、所定の監視期間、例えば１日毎、又は１週間毎等に集計される。

そして、この１週間毎の集計結果は、例えば、図２に示すようなアラーム発生状況チャートの画面上に表示される。図２において、左側部分に示された表には、アラームの発報箇所を特定するアラームＩＤ毎に、発報されたアラームの合計回数、時間（積算時間）が表示される。また、図２の右側部分には、縦軸をアラームの発報箇所を特定するアラームＩＤ、横軸を所定の監視期間として、これらの２次元空間内に、Ｍ（月曜日）からＳ（日曜日）までの各１日に発報されたアラームの発報時刻（タイムスタンプ）を表示するようになっている。

図３は、上記のアラーム発報状況チャートに基づいて、アラームメッシュ解析器１０３によって作成され出力されるアラームメッシュの表示例を示している。このアラームメッシュでは、縦軸をアラームの発報箇所を特定するアラームＩＤ、横軸を所定の監視期間（図３に示す例では１週間）とした２次元空間（アラームメッシュ）上に、発報されたアラームの頻度を表したもので、アラーム頻度の等高図を２次元的に表示した画像となっている。

なお、アラームの頻度については、図３中には、塗りつぶしのパターンの相違によって示してあるが、実際の表示画像では、塗りつぶしのパターンの相違ではなく、例えば、色の相違によって頻度の相違を示す。この場合、例えば、アラーム発報回数がゼロのものは地色（例えば、水色）、アラーム発報が有り頻度が低いものは黄色、アラーム発報が有り頻度が中程度のものはオレンジ色、アラーム発報が有り頻度が高いものは赤色等として、色の相違によって頻度の相違を示す。また、色の相違に加えて、色の濃淡によって頻度の相違を示してもよい。

また、アラームメッシュによる表示は、図４に示すように、色の相違とともに数値を表示した構成とすることもできる。なお、図４においても、塗りつぶしのパターンの差異によって色の相違を示してある。

さらに、図３に示したアラームメッシュの例は、縦軸をアラームの発報箇所を特定するアラームＩＤ、横軸を所定の監視期間とした２次元空間（アラームメッシュ）上に、アラーム頻度の等高図として２次元的に表示した画像であるが、例えば、図５に示す表示画面の例のように、色の相違（図５では、塗りつぶしのパターンの相違によって示す。）に加えて３次元的に、立体的な高さの相違によってアラーム頻度の相違を示してもよい。

図３に示すアラームメッシュの例では、横軸方向には、週毎のアラーム発報の傾向が示されている。一方、縦軸方向には、同一週内でのアラーム間の傾向が示されている。このように、縦軸をアラームの発報箇所を特定するアラームＩＤ、横軸を所定の監視期間（図３に示す例では１週間）とした２次元空間（アラームメッシュ）内にアラーム頻度の等高図（例えば、色によってアラーム頻度を示している。）を表示すると、ある時期からある特定のアラームが頻繁に発報するようになることや、特定のアラームが頻繁に発報するようになると、他のアラームも連鎖的に発報されるようになること等を視覚的にアラームメッシュにおけるパターンとして捉えることができる。

これによって、数週間に亘る過去のアラーム発報の状態の推移と、特定のアラーム発報に関連して発報されるアラームに関する情報を得ることができ、障害発生箇所のより正確な特定を行うことが可能となる。

また、アラーム発報に伴って実際に修理を行った場合、修理に関する情報、例えば、修理箇所と修理の内容、装置保守エンジニアの名前等をデータベース１０２に登録しておく。この場合、修理の内容は、パターン抽出器１０４で抽出したアラームメッシュにおけるパターンと関連付けて登録する。

このように、アラームの発報に伴って実際に行った修理に関する情報を、データベース１０２に登録しておくことにより、アラームメッシュにおけるパターン毎に、どのような修理を行えばよいかという情報を蓄積することができる。

例えば、アラーム発報に対して修理を行ったところ、修理の直後は同一のアラーム発報が無かったものの、直に再び同一のアラーム発報が有った場合は、アラーム発報の根本的な原因となっていた故障部分が修理されていないことになる。これに対して、アラーム発報に対して修理を行ったところ、修理の直後も、その後も同一のアラーム発報が無かった場合は、アラーム発報の根本的な原因となっていた故障部分の修理が正しくなされていたことになる。

上記のような情報を、データベース１０２に蓄積することによって、アラームメッシュにおけるパターンと、正しい修理の方法とが関連付けられたデータベースを構築することができる。これによって、高いスキルを有する装置保守エンジニアでなくとも、複雑な構造の半導体製造装置１１０，１１１の修理を正しく行うことが可能となる。

すなわち、修理を行う際に、今回アラームメッシュに表れたパターンをパターン抽出器１０４で抽出し、パターン検出器１０５によって、このパターンと同様なパターンがデータベース１０２内に収容されているか否かを検出する。そして、同様なパターンが検出された場合は、過去においてそのパターンが発生した場合の対応方法、例えば、修理の箇所と修理の内容をデータベース１０２から読み出して、その内容を表示する。これによって、障害に対して必要とされる修理の箇所と修理の内容を提示することができる。

また、あるアラームメッシュのパターンが現れた後に、大きな障害が発生した事実があった場合は、これをデータベース１０２に登録しておくことによって、同様なアラームメッシュのパターンが次に現れた際に、その後に発生する可能性の高い大きな障害の予知を行うことができる。これによって、大きな障害が発生する以前に必要な修理等の対応を行うことによって、大きな障害が発生することを未然に防止することができる。

また、上記のアラームの発報は、メカ系のアラームと、非メカ系のアラームとに大別することができる。このため、例えば、図６に示すように、棒グラフ上にメカ系のアラームと、非メカ系のアラームの発報状況を、色分け（図６では塗りつぶしの種類によって分けて示してある。）等して表示することもできる。また、この場合、例えば、図７に示すように、メカ系のアラームと、非メカ系のアラームの発報状況とを、夫々別々に３次元的に表示することもできる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。

例えば、上述した実施形態では、半導体製造装置１１０，１１１と別体で半導体製造装置の障害監視システム１００を配設した場合について説明したが、半導体製造装置の障害監視システム１００を半導体製造装置１１０，１１１内に組み込んで配設することもできる。また、この場合、半導体製造装置１１０．１１１の動作を制御するための制御用コンピュータ内に、アラーム収集器１０１、データベース１０２、アラームメッシュ解析器１０３、パターン抽出器１０４、パターン検出器１０５の機能を持たせるようにすることができる。

１００……半導体製造装置の障害監視システム、１０１……アラーム収集器、１０２……データベース、１０３……アラームメッシュ解析器、１０４……パターン抽出器、１０５……パターン検出器、１１０，１１１……半導体製造装置、１２０……ネットワーク回線。

Claims

被処理基板に所定の処理を施す半導体製造装置の障害を監視するための半導体製造装置の障害監視システムであって、
前記半導体製造装置で発報されたアラームを収集するアラーム収集手段と、
前記アラーム収集手段によって収集されたアラームを解析し、一方の軸をアラーム発報箇所を特定するアラームＩＤ、他方の軸を所定の監視期間とした２次元空間上に、各監視期間のアラーム発報頻度を示す画像として表示する解析手段と
を具備したことを特徴とする半導体製造装置の障害監視システム。
請求項１記載の半導体製造装置の障害監視システムであって、
前記解析手段によって表示される前記２次元空間上のパターンを抽出するパターン抽出手段と、
前記パターン抽出手段によって抽出されたパターンと、修理内容に関する情報とを関連付けて記憶する記憶手段と
を具備したことを特徴とする半導体製造装置の障害監視システム。
請求項２記載の半導体製造装置の障害監視システムであって、
前記記憶手段は、前記パターン抽出手段によって抽出されたパターンと、その後に生じた障害に関する情報とを記憶する
ことを特徴とする半導体製造装置の障害監視システム。
請求項２又は３記載の半導体製造装置の障害監視システムであって、
前記パターン抽出手段によって抽出されたパターンから、前記記憶手段に記憶された対応するパターンの検出を行うパターン検出手段
を具備したことを特徴とする半導体製造装置の障害監視システム。
請求項１〜４いずれか１項記載の半導体製造装置の障害監視システムであって、
アラーム発報頻度を、色の違いによって表示する
ことを特徴とする半導体製造装置の障害監視システム。
請求項１〜５いずれか１項記載の半導体製造装置の障害監視システムであって、
前記半導体製造装置が、被処理基板を洗浄する基板洗浄装置、被処理基板にフォトレジトの塗布及び現像を行う塗布現像装置、被処理基板のエッチングを行うエッチング装置、被処理基板に成膜する成膜装置、被処理基板に熱処理を施す熱処理装置のいずれかである
ことを特徴とする半導体製造装置の障害監視システム。
被処理基板に所定の処理を施す半導体製造装置の障害を監視するための半導体製造装置の障害監視方法であって、
前記半導体製造装置で発報されたアラームを収集するアラーム収集工程と、
前記アラーム収集工程によって収集されたアラームを解析し、一方の軸をアラーム発報箇所を特定するアラームＩＤ、他方の軸を所定の監視期間とした２次元空間上に、各監視期間のアラーム発報頻度を示す画像として表示する工程と
を具備したことを特徴とする半導体製造装置の障害監視方法。