JP7046503B2 - 情報処理装置、基準データ決定装置、情報処理方法、基準データ決定方法及びプログラム - Google Patents
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まず、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向から抽出された故障到達共通条件が基準データとして情報処理装置5に記憶されていることを前提として説明する。そして、第1の実施形態に係る情報処理装置5は、運転中の真空ポンプの状態量のデータから検出された異常データの傾向と、基準データとを比較し、比較結果を出力する。
真空ポンプ3は、ルーツ型のロータを備えたものでもよいし、スクリュー型のロータを備えたものでもよい。また真空ポンプ3は、クロー型またはスクロール形の真空ポンプであってもよい。また、真空ポンプ3は、一段のポンプでもよいし、複数段のポンプでもよい。真空ポンプ3の排気側後段には、排気ガス処理装置が接続されている。本実施形態に係る情報処理装置5は、運転中の真空ポンプの状態量のデータから検出された異常データの傾向と、基準データとを比較し、比較結果を例えば表示装置6に出力する。
(比較方法1)
例えば、基準データとして記憶部53に閾値が記憶されている場合、比較部552は、基準データである閾値と運転中の真空ポンプの異常データ発生回数を比較して判定してもよい。ここで、閾値は例えば、故障した複数の真空ポンプの異常データ発生回数を用いて設定されたものである。具体的には閾値は、故障した真空ポンプの異常データ発生回数の平均値、中央値、最小値、最大値、または代表値などであってもよい。具体的には、比較部552は、運転中の真空ポンプの異常データ発生回数が閾値を超えているか否か判定し、閾値を超えている場合に、真空ポンプ3の故障到達の可能性があると判定してもよい。
例えば、基準データとして記憶部53に、異常データに関するパラメータ(例えば、状態量、発生回数、発生頻度、発生インターバル)と故障発生確率との複数の組とが記憶されている場合、比較部552は、記憶部53に記憶されている異常データに関するパラメータと運転中の真空ポンプの異常データ発生回数とを比較し、運転中の真空ポンプの異常データ発生回数に記憶部53において対応付けられた故障発生確率を出力するようにしてもよい。
例えば、基準データとして記憶部53に、異常データに関する複数のパラメータ(例えば、状態量、発生回数、発生頻度、発生インターバル)と故障発生確率とが記憶されている場合、比較部552は、記憶部53に記憶されている複数のパラメータと、運転中の真空ポンプの複数のパラメータとを比較し、運転中の真空ポンプの複数のパラメータの組に記憶部53において対応付けられた故障発生確率を出力してもよい。
例えば、基準データとして記憶部53に、異常データに関するパラメータ(例えば、状態量、発生回数、発生頻度、発生インターバル)に基準値が関連付けられて記憶され、乖離値と異常データに関するパラメータ(例えば、状態量、発生回数、発生頻度、発生インターバル)の組に関連付けられて故障発生確率が基準データとして記憶されている場合を想定する。比較部552は、記憶部53に記憶されている異常データに関するパラメータと運転中の真空ポンプの対応するパラメータを比較し、運転中の真空ポンプの対応するパラメータの基準値からの乖離値(または一致傾向度合)を決定してもよい。そして比較部552は、この乖離値と当該異常データに関するパラメータの組に記憶部53において対応付けられた故障発生確率を出力してもよい。
なお、上記の例では、記憶部53には、半導体製造装置の成膜工程(成膜プロセス)と基準データとが関連付けられて記憶されていてもよいとしたが、これに限らず、半導体製造装置の他の製造工程と基準データとが関連付けられて記憶されていてもよい。ここで、成膜工程以外の他の製造工程は、例えばインプラント工程、エッチング工程、アッシング工程、加熱工程等である。この場合、比較部552は、運転中の真空ポンプの状態量から検出された異常データの傾向と、記憶部53において当該運転中の真空ポンプが接続されている半導体製造装置1の現在の製造工程に関連付けられて記憶されている基準データとを比較してもよい。
なお、本実施形態では、真空ポンプの製造者などの人が予め、故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向から故障到達共通条件を基準データとして決定したが、これに限ったものではない。基準データ決定装置20が、故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向から注目するパラメータを抽出し、抽出したパラメータに応じた故障到達共通条件を基準データとして設定してもよい。
また基準データは、異常データに関する複数のパラメータとこの複数のパラメータの組に対応付けられた故障発生確率であってもよい。
なお、決定部251は、半導体製造装置の成膜工程毎に、当該基準データを抽出してもよいとしたが、これに限らず、半導体製造装置の他の製造工程毎に、当該基準データを抽出してもよい。
続いて、情報処理装置5の比較部552の報知処理の例について、図9~16を用いて説明する。図9は、ある故障した真空ポンプにおけるモータ38の電流実効値Iと時間との関係の一例を示すグラフである。曲線W1は、ある故障した真空ポンプにおけるモータ38の電流実効値Iの時間変化である。直線f(t)aveは、正常な真空ポンプにおけるモータ38の電流実効値Iの平均時間変化である。直線f(t)maxは、真空ポンプにおけるモータ38の電流実効値Iの正常範囲の最大値の時間変化である。直線f(t)minは、真空ポンプにおけるモータ38の電流実効値Iの正常範囲の最小値の時間変化である。例えば比較部552は、現在運転中のモータ38の電流実効値Iが、f(t)maxを超えた場合、アラートを出すようにする。
図12Bは、故障した真空ポンプの異常発生回数の統計量の時間変化と、現在運転中のポンプの異常発生回数がプロットされたグラフの一例である。図12Bでは、統計量Nm-3σ2、Nm-2σ2、Nm-σ2それぞれの時間変化が示されている。点P11は、運転中の真空ポンプの異常発生回数が始めて統計量Nm-3σ2を超えた点である。このように、運転中の真空ポンプの異常発生回数が始めて統計量Nm-3σ2を超えた場合に、比較部552は、アラートを出してもよい。
例えば、比較部552は、パラメータαの中央値αc、故障するまでの異常発生回数の平均値をNm、異常発生のインターバルの中央値Tcを、係数ηを使って加減してもよい。例えば、比較部552は、パラメータαの中央値αcをαc-η×σ1に補正してもよい。
なお、ここでは比較部552は、成膜プロセスの時間または成膜プロセスの回数に応じて報知するタイミングを変更するよう処理したが、成膜プロセスの時間または回数に限らず、アイドリング以外の他の製造工程の時間または回数に応じて、報知するタイミングを変更するよう処理してもよい。
あるいは、比較部552は、マイクロ成膜センサのセンサ信号と予め人によって設定された成膜量との教師データを用いて、人工知能による学習、例えばディープニューラルネットワーク(deep neural network)を用いた深層学習(ディープラーニング)などを行ってもよい。これにより、比較部552は、運転中のマイクロ成膜センサのセンサ信号から、成膜量を判定し、判定した成膜量を用いて影響係数kを更新してもよい。
あるいは、比較部552は、音波/振動センサのセンサ信号と予め人によって設定された成膜量との教師データを用いて、人工知能による学習、例えばディープニューラルネットワーク(deep neural network)を用いた深層学習(ディープラーニング)などを行ってもよい。これにより、比較部552は、運転中の音波/振動センサのセンサ信号から、成膜量を判定し、判定した成膜量を用いて影響係数kを更新してもよい。
続いて、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、複数のセンサを用いて、真空ポンプの異常診断、異常予知、及び/または安定制御を実行する。
図16は、第2の実施形態に係る半導体製造システム10bの概略構成図である。図1と共通する要素には共通の番号を付し、その詳細な説明を省略する。
図16に示すように、第2の実施形態に係る半導体製造システム10bは、半導体製造装置1と、真空ポンプ3と、半導体製造装置1と真空ポンプ3とを繋ぐ配管2と、真空ポンプ3を制御する制御装置4bと、情報処理装置5bと、情報処理装置5bに接続された管理装置7とを備える。
制御装置4bは、モータ38を制御する制御部41と、情報処理装置と通信する通信部42とを有する。
管理装置7は、情報処理装置5bと通信可能である。管理装置7は、CPU71を有する。
また、複数の真空ポンプの運転動作状況をデータとして取得してもよい。
真空ポンプの上流の機器(例えば、半導体製造装置)毎に付属している真空ポンプの運転状況を管理してもよい。半導体製造装置の属性(例えば、機種)毎に、真空ポンプの運転状況及び故障回数・交換部品頻度を比較し、半導体製造装置の属性(例えば、機種)毎故障回数・交換部品頻度を定義することができる。
複数のセンサを用いることにより、情報処理装置5bの演算部55が以下の処理を実施することが可能である。
続いて、第3の実施形態について説明する。図17は、第3の実施形態に係る半導体製造システム10cの概略構成図である。図1、16と共通する要素には共通の番号を付し、その詳細な説明を省略する。図17に示すように、半導体製造システム10cは、真空ポンプ3-1~3-J(Jは正の整数)、真空ポンプ3-1~3-Jを制御する制御装置4b-1~4b-J、プロセス装置8-1~8-L(Lは正の整数)、情報処理システム9及び管理装置7を備える。
各真空ポンプ3-1~3-Jには、第2の実施形態のように複数のセンサ(図示せず)が設けられている。各真空ポンプ3-1~3-Jの構成は、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。制御装置4b-1~4b-Jの構成は、第2の実施形態に係る制御装置4bと同様であるので、その説明を省略する。
続いて、第4の実施形態について説明する。図18は、第4の実施形態に係る半導体製造システム10dの概略構成図である。図1、16、17と共通する要素には共通の番号を付し、その詳細な説明を省略する。図18に示すように、半導体製造システム10dは、半導体製造装置1-1~1-J(Jは正の整数)、真空ポンプ3-1~3-J、真空ポンプ3-1~3-Jを制御する制御装置4b-1~4b-J、ゲートウェイ41-1、41-K(Kは正の整数)、情報処理システム9及び端末装置62を備える。
2 配管
3 真空ポンプ
4 制御装置
5 情報処理装置
6 表示装置
7 管理装置
8-1、8-2 プロセス装置
9 情報処理システム
10、10b、10c、10d 半導体製造システム
11 成膜プロセスチャンバ
12 制御部
20 基準データ決定装置
21 入力部
22 出力部
23 記憶部
24 メモリ
25 CPU
251 決定部
31 ブースターポンプ
32、34 配管
33 メインポンプ
35 圧力計
36 電源
37 インバータ
38 モータ
39 ロータ
51 入力部
52 出力部
53 記憶部
54 メモリ
55 演算部
550 CPU(Central Processing Unit)
551 異常データ検出部
552 比較部
553 キャッシュ
56 通信部
61-1~61-K ゲートウェイ
62 端末装置
Claims (13)
- 故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして複数の故障した真空ポンプの故障時の状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータの統計量が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する比較部
を備え、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータと、複数の故障した真空ポンプの故障時の状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータの統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する情報処理装置。 - 故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして故障した真空ポンプが故障するまでの間の状態量の異常発生回数の統計量と運転時間との関係を表す情報が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する比較部
を備え、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量の異常発生回数と、当該運転中の真空ポンプの運転時間に対応する故障した真空ポンプが故障するまでの間の状態量の異常発生回数の統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
情報処理装置 - 故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして故障した真空ポンプの故障前の所定の期間における状態量の異常発生のインターバルの統計量と運転時間との関係を表す情報が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する比較部
を備え、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量の異常発生のインターバルと、当該運転中の真空ポンプの運転時間に対応する故障した真空ポンプの故障前の所定の期間における状態量の異常発生のインターバルの統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
情報処理装置。 - 前記比較部は、前記比較した結果、真空ポンプの故障到達の可能性を判定し、判定結果を前記比較結果として出力する
請求項1から3のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記記憶部には、真空ポンプの属性と前記基準データとが関連付けられて記憶されており、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量から検出された異常データの傾向と、前記記憶部において当該運転中の真空ポンプの属性に関連付けられて記憶されている基準データとを比較する
請求項1から4のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記記憶部には、半導体製造装置の製造工程と前記基準データとが関連付けられて記憶されており、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量から検出された異常データの傾向と、前記記憶部において当該運転中の真空ポンプが接続されている半導体製造装置の現在の製造工程に関連付けられて記憶されている基準データとを比較する
請求項1から5のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記比較部は、前記運転中の真空ポンプが接続された半導体製造装置の製造工程の時間または製造工程の回数に応じて報知するタイミングを変更するよう処理する
請求項1から6のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして複数の故障した真空ポンプの故障時の状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータの統計量が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する工程を有し、
前記工程において、前記運転中の真空ポンプの状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータと、複数の故障した真空ポンプの故障時の状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータの統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
情報処理方法。 - 故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして故障した真空ポンプが故障するまでの間の状態量の異常発生回数の統計量と運転時間との関係を表す情報が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する工程を有し、
前記工程において、前記運転中の真空ポンプの状態量の異常発生回数と、当該運転中の真空ポンプの運転時間に対応する故障した真空ポンプが故障するまでの間の状態量の異常発生回数の統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
情報処理方法。 - 故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして故障した真空ポンプの故障前の所定の期間における状態量の異常発生のインターバルの統計量と運転時間との関係を表す情報が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する工程を有し、
前記工程において、前記運転中の真空ポンプの状態量の異常発生のインターバルと、当該運転中の真空ポンプの運転時間に対応する故障した真空ポンプの故障前の所定の期間における状態量の異常発生のインターバルの統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
情報処理方法。 - コンピュータを、
故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして複数の故障した真空ポンプの故障時の状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータの統計量が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する比較部として機能させるためのプログラムであって、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータと、複数の故障した真空ポンプの故障時の状態量から当該状態量の初期値を差分した値に基づくパラメータの統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
プログラム。 - コンピュータを、
故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして故障した真空ポンプが故障するまでの間の状態量の異常発生回数の統計量と運転時間との関係を表す情報が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する比較部として機能させるためのプログラムであって、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量の異常発生回数と、当該運転中の真空ポンプの運転時間に対応する故障した真空ポンプが故障するまでの間の状態量の異常発生回数の統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
プログラム。 - コンピュータを、
故障した真空ポンプの状態量のデータ中に検出された異常データの傾向を用いて決定された、故障到達の可能性を判定するための基準データとして故障した真空ポンプの故障前の所定の期間における状態量の異常発生のインターバルの統計量と運転時間との関係を表す情報が記憶されている記憶部を参照して、比較結果を出力する比較部として機能させるためのプログラムであって、
前記比較部は、前記運転中の真空ポンプの状態量の異常発生のインターバルと、当該運転中の真空ポンプの運転時間に対応する故障した真空ポンプの故障前の所定の期間における状態量の異常発生のインターバルの統計量とを比較し、比較結果に応じて報知するよう制御する
プログラム。
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