JP7090430B2 - データ処理方法、データ処理装置、および、データ処理プログラム - Google Patents

データ処理方法、データ処理装置、および、データ処理プログラム Download PDF

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Description

本発明は、デジタルデータ処理に関し、特に、基板処理装置で測定されたデータの処理方法、処理装置、および、処理プログラムに関する。
機器や装置の異常を検出する方法として、機器や装置の動作状態を示す物理量（例えば、長さ、角度、時間、速さ、力、圧力、電圧、電流、温度、流量など）をセンサなどを用いて測定し、測定結果を時系列順に並べて得られた時系列データを分析する方法が知られている。機器や装置が同じ条件で同じ動作を行う場合、異常がなければ、時系列データは同様に変化する。そこで、同様に変化する複数の時系列データを相互に比較して異常な時系列データを検出し、これを分析して異常の発生箇所や原因を特定することができる。
半導体基板（以下、基板という）の製造工程では、複数の基板処理装置を用いて一連の処理が実行される。基板処理装置は、基板に対して一連の処理の中の特定の処理を行う複数の処理ユニットを含んでいる。各処理ユニットは、基板に対して予め定めた手順（レシピと呼ばれる）に従い処理を行う。このとき各処理ユニットにおける測定結果に基づき、時系列データが得られる。得られた時系列データを分析することにより、異常が発生した処理ユニットや異常の原因を特定することができる。
本願発明に関連して、特許文献１には、時系列データが複数の判定条件に合致するか否かを判定し、判定結果の組み合わせからなる判定データを作成するステップと、異常原因ごとに発生する変動傾向を考慮したモデルデータと判定データとを比較して異常原因を推定するステップとを有する異常診断方法が記載されている。
特開２０１２－１５０７２１号公報
しかしながら、基板処理装置で得られた時系列データを分析する従来の方法では、基板処理装置において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別できないことがある。例えば、正常に処理されたと判断された基板が実際には正しく動作しなかったり、逆に、処理中に異常が発生したと判断された基板が実際には正しく動作したりすることがある。
それ故に、本発明は、基板処理装置において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別できるデータ処理方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の局面は、基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理方法であって、
前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを備え、
前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データの間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、前記時系列データと前記基準データとを比較することにより、前記時系列データの評価値として、前記立ち上がり期間における評価値、前記安定期間における評価値、および、前記立ち下がり期間における評価値を求めることを特徴とする。
本発明の第２の局面は、基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理方法であって、
前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを備え、
前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データに対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行うことにより、前記立ち上がり期間、前記安定期間、および、前記立ち下がり期間のそれぞれにおける評価値として複数の評価値を求め、得られた当該複数の評価値の最小値を前記時系列データの評価値として求めることを特徴とする。
本発明の第３の局面は、基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理装置であって、
前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定部と、
前記時系列データの評価値を求める評価値計算部とを備え、
前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
前記期間設定部は、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
前記評価値計算部は、前記時系列データと基準データの間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、前記時系列データと前記基準データとを比較することにより、前記時系列データの評価値として、前記立ち上がり期間における評価値、前記安定期間における評価値、および、前記立ち下がり期間における評価値を求めることを特徴とする。
本発明の第４の局面は、基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理装置であって、
前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定部と、
前記時系列データの評価値を求める評価値計算部とを備え、
前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
前記期間設定部は、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
前記評価値計算部は、前記時系列データと基準データに対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行うことにより、前記立ち上がり期間、前記安定期間、および、前記立ち下がり期間のそれぞれにおける評価値として複数の評価値を求め、得られた当該複数の評価値の最小値を前記時系列データの評価値として求めることを特徴とする。
本発明の第５の局面は、基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理プログラムであって、
前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを、
コンピュータにＣＰＵがメモリを利用して実行させ、
前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データの間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、前記時系列データと前記基準データとを比較することにより、前記時系列データの評価値として、前記立ち上がり期間における評価値、前記安定期間における評価値、および、前記立ち下がり期間における評価値を求めることを特徴とする。
本発明の第６の局面は、基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理プログラムであって、
前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを、
コンピュータにＣＰＵがメモリを利用して実行させ、
前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データに対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行うことにより、前記立ち上がり期間、前記安定期間、および、前記立ち下がり期間のそれぞれにおける評価値として複数の評価値を求め、得られた当該複数の評価値の最小値を前記時系列データの評価値として求めることを特徴とする。
上記第１、第３または第５の局面によれば、時系列データについて立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間を好適に決定し、時系列データの評価値として３個の期間における評価値を求め、３種類の評価値に基づき、基板処理装置において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。また、上記第１、第３または第５の局面によれば、データが最初に変化し始めるタイミングを一致させて時系列データと基準データとを比較することにより、時系列データについてより好適な評価値を求めることができる。
上記第２、第４または第６の局面によれば、時系列データについて立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間を好適に決定し、時系列データの評価値として３個の期間における評価値を求め、３種類の評価値に基づき、基板処理装置において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。また、上記第２、第４または第６の局面によれば、一方を時間軸方向に移動させながら時系列データと基準データを比較することにより、時系列データについてより好適な評価値を求めることができる。
本発明の第１の実施形態に係るデータ処理装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す基板処理装置の概略構成を示す図である。 図１に示すデータ処理装置における時系列データをグラフ化して示す図である。 図１に示すデータ処理装置として機能するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るデータ処理装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示すデータ処理装置における期間設定を示す図である。 複数の時系列データの例を示す図である。 従来のデータ処理方法の課題を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るデータ処理装置の構成を示すブロック図である。 図９に示すデータ処理装置における基準データをグラフ化して示す図である。 図９に示すデータ処理装置における変化開始タイミングを一致させる処理を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係るデータ処理装置のスコア計算部の動作を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るデータ処理装置における期間設定を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るデータ処理方法、データ処理装置、および、データ処理プログラムについて説明する。本実施形態に係るデータ処理方法は、典型的にはコンピュータを用いて実行される。本実施形態に係るデータ処理プログラムは、コンピュータを用いてデータ処理方法を実施するためのプログラムである。本実施形態に係るデータ処理装置は、典型的にはコンピュータを用いて構成される。データ処理プログラムを実行するコンピュータは、データ処理装置として機能する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ処理装置の構成を示すブロック図である。図１に示すデータ処理装置１０は、データ記憶部１１、期間設定部１２、スコア計算部１３、および、結果表示部１４を備えている。データ処理装置１０は、基板処理装置２０に接続して用いられる。
基板処理装置２０は複数の処理ユニット２５を含み、各処理ユニット２５では処理ユニット２５の動作状態を示す複数の物理量（例えば、長さ、角度、時間、速さ、力、圧力、電圧、電流、温度、流量など）が測定される。これにより、複数の時系列データ７が得られる。データ記憶部１１は、上記の方法で求めた時系列データ７を記憶する。
期間設定部１２は、データ記憶部１１から読み出した時系列データ７について、立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間を求める。スコア計算部１３は、期間設定部１２で３個の期間を求めた時系列データ７の評価値（以下、スコアという）を求める。スコア計算部１３は、時系列データ７の評価値として、立ち上がり期間における評価値、安定期間における評価値、および、立ち下がり期間における評価値を求める。スコア計算部１３は評価値計算部として機能する。結果表示部１４は、スコア計算部１３で求めたスコアに基づき画面を表示する。
図２は、基板処理装置２０の概略構成を示す図である。基板処理装置２０は、インデクサ部２１と処理部２２を備えている。インデクサ部２１は、複数のカセット保持部２３とインデクサロボット２４を含んでいる。処理部２２は、複数の処理ユニット２５と基板搬送ロボット２６を含んでいる。カセット保持部２３には、複数の基板を収容するカセット（図示せず）が載置される。インデクサロボット２４は、カセットから基板を取り出す動作と、カセットに基板を入れる動作とを行う。処理ユニット２５は、基板に対して処理を行うための空間（以下、チャンバーという）を有する。チャンバーは、処理ユニット２５と１対１に対応する。チャンバーの内部では、例えば、処理液を用いて基板を洗浄するなどの処理が行われる。基板搬送ロボット２６は、処理ユニット２５に基板を搬入する動作と、処理ユニット２５から基板を搬出する動作とを行う。処理ユニット２５の個数は、例えば２４個である。この場合、例えば、４個の処理ユニット２５を積層したタワー構造体が、基板搬送ロボット２６の周囲の６箇所に設けられる。
インデクサロボット２４は、カセット保持部２３に載置されたカセットから処理対象の基板を取り出し、取り出した基板を基板受け渡し部２７を介して基板搬送ロボット２６に渡す。基板搬送ロボット２６は、インデクサロボット２４から受け取った基板を対象の処理ユニット２５に搬入する。基板に対する処理が終了すると、基板搬送ロボット２６は、対象の処理ユニット２５から基板を取り出し、取り出した基板を基板受け渡し部２７を介してインデクサロボット２４に渡す。インデクサロボット２４は、基板搬送ロボット２６から受け取った基板を対象のカセットに入れる。インデクサ部２１と処理部２２の制御は、基板処理装置２０の制御部（図示せず）によって行われる。
以下、処理ユニット２５が１枚の基板に対して行う処理を「単位処理」という。単位処理の実行中に、処理ユニット２５では、センサなどを用いて複数の物理量が測定される。複数の物理量の測定結果に基づき、複数の時系列データ７が得られる。得られた複数の時系列データ７は、データ記憶部１１に記憶される。時系列データ７をグラフ化して示すと、例えば図３に示すようになる。
図４は、データ処理装置１０として機能するコンピュータの構成例を示すブロック図である。図４に示すコンピュータ３０は、ＣＰＵ３１、メインメモリ３２、記憶部３３、入力部３４、表示部３５、通信部３６、および、記録媒体読み取り部３７を備えている。メインメモリ３２には、例えば、ＤＲＡＭが使用される。記憶部３３には、例えば、ハードディスクが使用される。入力部３４には、例えば、キーボード３８やマウス３９が含まれる。表示部３５には、例えば、液晶ディスプレイが使用される。通信部３６は、有線通信または無線通信のインターフェイス回路である。基板処理装置２０との間の通信は、通信部３６を用いて行われる。記録媒体読み取り部３７は、プログラムなどを記録した記録媒体４０のインターフェイス回路である。記録媒体４０には、例えば、ＣＤ－ＲＯＭなどの非一過性の記録媒体が使用される。なお、以上に述べたコンピュータ３０の構成は一例に過ぎず、任意のコンピュータを用いてデータ処理装置１０を構成することができる。
以下、コンピュータ３０がデータ処理装置１０として機能する場合について説明する。この場合、記憶部３３は、データ処理プログラム４１と時系列データ７を記憶する。時系列データ７は、基板処理装置２０から通信部３６を用いて受信したものである。データ処理プログラム４１は、例えば、サーバや他のコンピュータから通信部３６を用いて受信したものでもよく、記録媒体４０から記録媒体読み取り部３７を用いて読み出したものでもよい。データ処理プログラム４１を実行するときには、データ処理プログラム４１と時系列データ７はメインメモリ３２に複写転送される。ＣＰＵ３１は、メインメモリ３２を作業用メモリとして利用して、メインメモリ３２に記憶されたデータ処理プログラム４１を実行することにより、時系列データ７について３個の期間を求める処理、時系列データ７のスコアを求める処理、スコアに基づく画面を表示する処理などを行う。このときコンピュータ３０は、データ処理装置１０として機能する。
図５は、データ処理装置１０の動作を示すフローチャートである。データ処理装置１０が動作を開始する前に、データ記憶部１１には時系列データ７が記憶されている。データ処理装置１０は、図５に示すステップＳ１０１～Ｓ１０５を繰り返し実行する。
図５に示すように、期間設定部１２は、未処理の時系列データ７があるか否かを判断し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１０２へ進む（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１でＹｅｓの場合、期間設定部１２は、未処理の時系列データ７について後述する方法で、立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間を求める（ステップＳ１０２）。次に、スコア計算部１３は、時系列データ７のスコアを求める（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、スコア計算部１３は、時系列データ７のスコアとして、立ち上がり期間におけるスコア、安定期間におけるスコア、および、立ち下がり期間におけるスコアを求める。
次に、結果表示部１４は、画面を更新するか否かを判断し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１０５へ進み、Ｎｏの場合はステップＳ１０１へ進む（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、結果表示部１４は、スコア計算部１３で新しいスコアが計算されたときなどに画面を更新すると判断する。ステップＳ１０４でＹｅｓの場合、結果表示部１４は、ステップＳ１０３で求めた３種類のスコアに基づく画面を表示する（ステップＳ１０５）。結果表示部１４が表示する画面は、スコア計算部１３で求めたスコアに基づく限り任意でよい。ステップＳ１０５を実行した後、データ処理装置１０の制御はステップＳ１０１へ進む。
なお、ステップＳ１０４でＹｅｓの場合に、結果表示部１４に画面を表示することに加えて、スコア計算部１３で求めた新しいスコアを記憶部３３に記憶させてもよい。このように構成すれば、利用者が入力部３４を操作することにより、スコア計算部１３で求めたスコアに基づく画面を後から結果表示部１４に表示することができる。
以下、期間設定部１２およびスコア計算部１３の動作の詳細を説明する。以下の説明では、処理対象の時系列データ７をＸという。時系列データＸは、基板処理装置２０における制御信号Ｃに応じて変化するものとする。
図６は、データ処理装置１０における期間設定を示す図である。図６に示すように、制御信号Ｃは初期状態ではローレベルである。制御信号Ｃは、時刻ｔ１１においてハイレベルに変化し、時刻ｔ１２においてローレベルに変化する。時系列データＸは、制御信号Ｃに応じて、初期レベルＬ０と目標レベルＬ１（ただし、Ｌ０＜Ｌ１）の間で変化する。
時系列データＸは、初期状態では初期レベルＬ０を有する。時刻ｔ１１において制御信号Ｃが変化すると、時系列データＸは初期レベルＬ０から目標レベルＬ１に向けて上昇し始める。時系列データＸは、目標レベルＬ１を超えて上昇した後に下降する。時系列データＸは、目標レベルＬ１付近で上昇と下降を繰り返し、最終的には目標レベルＬ１付近で安定する。
時刻ｔ１２において制御信号Ｃが変化すると、時系列データＸは目標レベルＬ１付近から初期レベルＬ０に向けて下降し始める。時系列データＸは、初期レベルＬ０またはその付近まで下降した後に上昇する。時系列データＸは、初期レベルＬ０付近で上昇と下降を繰り返し、最終的には初期レベルＬ０で安定する。
時系列データＸには、目標レベルＬ１を含む第１範囲Ｒ１と、初期レベルＬ０を含む第２範囲Ｒ２とが設定される。例えば、目標レベルＬ１の９０％～１１０％の範囲が第１範囲Ｒ１として設定され、目標レベルＬ１の－１０％～１０％の範囲が第２範囲Ｒ２として設定される。第１範囲Ｒ１の上限および下限、並びに、第２範囲Ｒ２の上限および下限は、利用者によって任意に決定される。
期間設定部１２は、制御信号Ｃが変化してから時系列データＸが第１範囲Ｒ１内に収まるまでの期間を「立ち上がり期間」として求め、制御信号Ｃが変化してから時系列データＸが第２範囲Ｒ２内に収まるまでの期間を「立ち下がり期間」として求め、立ち上がり期間と立ち下がり期間との間の期間を「安定期間」として求める。なお、「時系列データがある範囲内に収まる」とは、その時点以降に時系列データが範囲外の値を取らないことをいう。
スコア計算部１３は、予め定めた方法で、立ち上がり期間におけるスコア、安定期間におけるスコア、および、立ち下がり期間におけるスコアを求める。例えば、スコア計算部１３は、立ち上がり期間におけるスコアとして立ち上がり期間の長さを求め、立ち下がり期間におけるスコアとして立ち下がり期間の長さを求めてもよい。
スコア計算部１３は、立ち上がり期間におけるスコアとして、時系列データＸのオーバーシュート量を求めてもよい。時系列データＸの目標レベルをＬ１、時系列データＸの最大値をＭとしたとき、スコア計算部１３は、次式（１）に従い、時系列データ７のオーバーシュート量Ｖを求める。スコア計算部１３は、次式（２）に従い、時系列データ７のオーバーシュート量Ｖを求めてもよい。
Ｖ＝（Ｍ－Ｌ１）／Ｌ１×１００ …（１）
Ｖ＝Ｍ－Ｌ１ …（２）
スコア計算部１３は、安定期間におけるスコアとして、安定期間内の時系列データＸの統計値を求めてもよい。例えば、スコア計算部１３は、安定期間におけるスコアとして、安定期間内の時系列データＸの平均値、中央値、または、分散を求める。
スコア計算部１３は、安定期間におけるスコアとして、複数の時系列データを用いて安定期間における突発値を求めてもよい。図７は、複数の時系列データの例を示す図である。図７に示すｎ個の時系列データＸ１、Ｘ２、…、Ｘｎは、それぞれ、ｍ個のデータを含むものとする。ｉを１以上ｎ以下の整数、ｊを１以上ｍ以下の整数としたとき、時系列データＸｉに含まれるｊ番目のデータをｘijという。この場合、スコア計算部１３は、次式（３）～（６）に従い時系列データＸｐのスコアＳｐを求める。
Figure 0007090430000001
 なお、式（３）で求められる値μpjは、時系列データＸｐを除く（ｎ－１）個の時系列データに含まれるｊ番目のデータの平均値である。式（４）で求められる値μpjは、時系列データＸｐを除く（ｎ－１）個の時系列データに含まれるすべてのデータの平均値である。式（５）で求められる値σp 2は、時系列データＸｐを除く（ｎ－１）個の時系列データの分散である。
スコア計算部１３は、立ち上がり期間におけるスコアの閾値、安定期間におけるスコアの閾値、および、立ち下がり期間におけるスコアの閾値を有する。スコア計算部１３は、すべてのスコアが対応する閾値以下のときには、「基板は正常に処理された」と判断し、いずれかのスコアが対応する閾値を超えたときには、「基板に対する処理で異常が発生した」と判断する。
あるいは、スコア計算部１３は、スコアの閾値を１個だけ有していてもよい。この場合、スコア計算部１３は、立ち上がり期間におけるスコア、安定期間におけるスコア、および、立ち下がり期間におけるスコアの最大値を求め、求めた最大値が閾値以下のときには、「基板は正常に処理された」と判断し、求めた最大値が閾値を超えたときには、「基板に対する処理で異常が発生した」と判断する。
図８を参照して、従来のデータ処理方法の課題を説明する。以下、時系列データの期待値データを基準データという。図８（ａ）に示す時系列データと図８（ｂ）に示す基準データとを比較する場合について考える。従来のデータ処理方法では、時系列データと基準データを比較し、両者の差が所定の閾値以下のときには「基板は正常に処理された」と判断し、両者の差が閾値を超えたときには「基板に対する処理で異常が発生した」と判断する。
しかしながら、時系列データと基準データの間に時間方向のずれが発生した場合には、図８（ｃ）に示す破線部Ｅ１、Ｅ２において時系列データ（実線で示す）と基準データ（破線で示す）の差が大きくなる。また、時系列データと基準データの間に値の差が発生した場合には、図８（ｄ）に示す破線部Ｅ３～Ｅ５において時系列データと基準データの差が大きくなる。このため、時系列データと基準データの差は、想定値よりも大きくなる。この結果、図８（ｃ）および（ｄ）に示す場合に、「基板は正常に処理された」と判断すべきにもかかわらず、「基板に対する処理で異常が発生した」と誤って判断することがある。
これに対して、本実施形態に係るデータ処理装置１０は、時系列データ７について立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間を求め、時系列データ７の評価値として３個の期間における評価値を求める。したがって、データ処理装置１０によれば、３種類の評価値に基づき、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。
本実施形態に係るデータ処理方法は、基板処理装置２０で得られた時系列データ７について、初期レベルＬ０から目標レベルＬ１に変化するまでの立ち上がり期間、目標レベルＬ１を保つ安定期間、および、目標レベルＬ１から初期レベルＬ０に変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップ（Ｓ１０２）と、時系列データ７の評価値（スコア）を求める評価値計算ステップ（Ｓ１０３）とを備えている。評価値計算ステップは、時系列データ７の評価値として、立ち上がり期間における評価値、安定期間における評価値、および、立ち下がり期間における評価値を求める。このように時系列データ７について立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間が求められ、時系列データの評価値として３個の期間における評価値が求められる。したがって、３種類の評価値に基づき、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。
時系列データＸが制御信号Ｃに応じて変化する場合、期間設定ステップは、制御信号Ｃが変化してから時系列データが目標レベルＬ１を含む第１範囲Ｒ１内に収まるまでの期間を立ち上がり期間として求め、制御信号Ｃが変化してから時系列データＸが初期レベルＬ０から第２範囲Ｒ２内に収まるまでの期間を立ち下がり期間として求め、立ち上がり期間と立ち下がり期間との間の期間を安定期間として求める。したがって、立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間を好適に決定し、３種類の評価値に基づき、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。
評価値計算ステップは、立ち上がり期間における評価値として立ち上がり期間の長さを求め、立ち下がり期間における評価値として立ち下がり期間の長さを求めてもよい。この場合、立ち上がり期間の長さと立ち下がり期間の長さとを評価値として用いて、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。評価値計算ステップは、立ち上がり期間における評価値として時系列データ７のオーバーシュート量を求めてもよい。この場合、時系列データ７のオーバーシュート量を評価値として用いて、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。評価値計算ステップは、安定期間における評価値として安定期間内の時系列データ７の統計値を求めてもよい。この場合、安定期間内の時系列データ７の統計値を評価値として用いて、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。
本実施形態に係るデータ処理装置１０およびデータ処理プログラム４１は、上記のデータ処理方法と同様の特徴と有し、同様の効果を奏する。本実施形態に係るデータ処理方法、データ処理装置１０、および、データ処理プログラム４１によれば、３種類の評価値に基づき、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。
なお、本実施形態に係るデータ処理装置１０は、立ち上がり期間の長さと立ち下がり期間の長さを評価値として用いて、図８（ｃ）に示す破線部Ｅ１、Ｅ２の評価を行い、安定期間における時系列データの平均値と基準データの平均値の差を評価値として用いて、図８（ｄ）に示す破線部Ｅ４の評価を行ってもよい。
一般に、時系列データと基準データの間には、時間方向のずれと値の差の両方が発生する。また、図８（ｃ）に示す破線部Ｅ１、Ｅ２における時系列データと基準データの差と、図８（ｄ）に示す破線部Ｅ３～Ｅ５における時系列データと基準データの差とを比較すると、後者の差のほうが大きくなりやすい。例えば、破線部Ｅ４における時系列データと基準データの所定時間あたりの差が小さい場合でも、その差を積算する期間の長さが長くなると差の積算値も大きくなるので、前者の差よりも後者の差のほうが大きくなりやすい。このため、従来のデータ処理装置は、前者の差について正常か異常かを正しく判定できる閾値などを用いた場合に、正常と判定すべき程度に小さい後者の差について異常と判定することがある。このため、従来のデータ処理装置には、正常か異常かの判定を正確に行えないという問題がある。
これに対して、本実施形態に係るデータ処理装置１０は、時系列データ７について立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間を求め、時系列データ７の評価値として３個の期間における評価値を求める。特に、立ち上がり期間の長さと立ち下がり期間の長さを評価することにより、破線部Ｅ３～Ｅ５における時系列データと基準データとの差の影響を受けずに、破線部Ｅ１、Ｅ２における時系列データと基準データとの差のみを評価することができる。また、安定期間における時系列データの平均値と基準データの平均値の差を評価値として用いることにより、破線部Ｅ４の時間が長い場合でも評価値が大きくならないので、期間の長さの影響を受けずに破線部Ｅ４および他の部分について評価することができる。
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係るデータ処理装置の構成を示すブロック図である。図９に示すデータ処理装置５０は、データ記憶部５１、期間設定部１２、スコア計算部５３、および、結果表示部１４を備えている。スコア計算部５３は、第１の実施形態に係るスコア計算部１３とは異なる方法で、時系列データ７のスコアを求める。
データ記憶部５１は、時系列データ７に加えて、時系列データ７の期待値データである基準データ８を記憶する。基準データ８には、例えば、多数の時系列データの中で期待値データとして最適と判断された他の時系列データが使用される。基準データ８は、記憶部３３に記憶された時系列データ７の中から利用者が入力部３４を用いて選択したものでもよい。図３に示す時系列データ７に対応する基準データ８をグラフ化して示すと、例えば図１０に破線で示すようになる。図１０に示す例では、時系列データ７は、基準データ８と比べて立ち上がり時に遅れている。
期間設定部１２は、第１の実施形態と同じ方法で、時系列データＸについて、初期レベルＬ０から目標レベルＬ１に変化するまでの立ち上がり期間、目標レベルＬ１を保つ安定期間、および、目標レベルＬ１から初期レベルＬ０に変化するまでの立ち下がり期間を求める。
スコア計算部５３は、第１の実施形態に係るスコア計算部１３と同様に、時系列データ７のスコアとして、立ち上がり期間におけるスコア、安定期間におけるスコア、および、立ち下がり期間におけるスコアを求める。ただし、スコア計算部５３は、スコア計算部１３とは異なり、期間設定部１２で３個の期間を求めた時系列データ７と対応する基準データ８とを読み出し、両者を比較することにより、上記３種類のスコアを求める。
スコア計算部５３は、時系列データ７と基準データ８の間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、時系列データ７と基準データ８とを比較することが好ましい。例えば、図１１（ａ）に示すように、基準データ８が最初に変化し始める時刻がｔ２１、時系列データ７が最初に変化し始める時刻がｔ２２であり、時刻ｔ２２は時刻ｔ２１よりも後である場合を考える。この場合、スコア計算部５３は、時系列データ７を時間軸の前方向に時間（ｔ２２－ｔ２１）だけ移動させることにより、時系列データ７と基準データ８の間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させる（図１１（ｂ）を参照）。スコア計算部５３は、基準データ８を時間軸の後方向に時間（ｔ２２－ｔ２１）だけ移動させてもよい。スコア計算部５３は、その後に時系列データ７と基準データ８と比較することにより、時系列データ７のスコアとして、立ち上がり期間におけるスコア、安定期間におけるスコア、および、立ち下がり期間におけるスコアを求める。
スコア計算部１３は、安定期間におけるスコアとして、基準データ８を用いて安定期間における突発値を求めてもよい。時系列データＸがｍ個のデータｘj を含み、対応する基準データＹがｍ個のデータｙj を含む場合、スコア計算部１３は、次式（７）に従い時系列データＸのスコアＳを求める。
Figure 0007090430000002
 なお、式（７）において、値σy は基準データＹの分散である。
本実施形態に係るデータ処理方法では、評価値計算ステップ（Ｓ１０３）は、時系列データ７と基準データ８とを比較することにより、時系列データ７の評価値（スコア）を求める。この方法でも、時系列データ７の評価値を求めることができる。評価値計算ステップは、時系列データ７と基準データ８の間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、時系列データ７と基準データ８とを比較する。これにより、時系列データ７についてより好適な評価値を求めることができる。基準データ８として他の時系列データを用いることにより、時系列データ７について好適な評価値を求めることができる。本実施形態に係るデータ処理装置５０およびデータ処理プログラム４１は、上記のデータ処理方法と同様の特徴と有し、同様の効果を奏する。
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係るデータ処理装置は、第２の実施形態に係るデータ処理装置（図９）と同じ構成を有する。本実施形態に係るデータ処理装置では、スコア計算部５３は、時系列データ７と基準データ８に対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行う。スコア計算部５３は、得られた複数のスコアの最小値を時系列データ７の評価値として求める。
図１２は、本実施形態に係るスコア計算部５３の動作を示す図である。図１２に示すように、スコア計算部５３は、処理対象の時系列データＸに加えて、時系列データＸを時間軸の前方向に２００ｍｓｅｃ（ミリ秒）だけ移動させたデータＸａ、時系列データＸを時間軸の前方向に１００ｍｓｅｃだけ移動させたデータＸｂ、時系列データＸを時間軸の後方向に１００ｍｓｅｃだけ移動させたデータＸｃ、および、時系列データＸを時間軸の後方向に２００ｍｓｅｃだけ移動させたデータＸｄを求める。スコア計算部５３は、上記５個のデータＸａ、Ｘｂ、Ｘ、Ｘｃ、Ｘｄのそれぞれと基準データ８とを比較することにより、５個のスコアを求める。スコア計算部５３は、時系列データ７のスコアとして、５個のスコアの最小値を求める。
なお、スコア計算部５３は、時系列データ７と基準データ８を比較する前に、時系列データ７を時間軸方向に所定量だけ移動させてもよく、基準データ８を時間軸方向に所定量だけ移動させてもよい。
本実施形態に係るデータ処理方法では、評価値計算ステップ（Ｓ１０３）は、時系列データ７と基準データ８に対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行い、得られた複数の評価値（スコア）の最小値を時系列データ７の評価値として求める。このように一方を時間軸方向に移動させながら時系列データ７と基準データ８を比較することにより、時系列データ７についてより好適な評価値を求めることができる。本実施形態に係るデータ処理装置５０およびデータ処理プログラム４１は、上記のデータ処理方法と同様の特徴と有し、同様の効果を奏する。
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係るデータ処理装置は、第１の実施形態に係るデータ処理装置（図１）、または、第２の実施形態に係るデータ処理装置（図９）と同じ構成を有する。本実施形態では、時系列データ７が複数の目標レベルを有する場合について説明する。
時系列データ７が複数の目標レベルを有する場合、期間設定部１２は、時系列データ７について、立ち上がり期間、安定期間、および、立ち下がり期間に加えて、古い目標レベルから新しい目標レベルに変化するまでの遷移期間を求める。スコア計算部１３（またはスコア計算部５３）は、時系列データ７の評価値として、立ち上がり期間のスコア、安定期間のスコア、および、立ち下がり期間のスコアに加えて、遷移期間におけるスコアを求める。
以下の説明では、処理対象の時系列データ７は、基板処理装置２０における制御信号Ｃ、Ｃ２に応じて変化するものとする。図１３は、本実施形態に係るデータ処理装置における期間設定を示す図である。図１３に示すように、制御信号Ｃは初期状態ではローレベルである。制御信号Ｃは、時刻ｔ３１においてハイレベルに変化し、時刻ｔ３３においてローレベルに変化する。制御信号Ｃ２は、初期状態ではレベルＣＬ０を有する。制御信号Ｃ２は、時刻ｔ３１においてレベルＣＬ１に変化し、時刻ｔ３２においてレベルＣＬ２に変化し、時刻ｔ３３においてレベルＣＬ０に変化する。
時系列データＸは、初期状態では初期レベルＬ０を有する。時刻ｔ３１において制御信号Ｃが変化すると、時系列データＸは初期レベルＬ０から第１目標レベルＬ１に向けて上昇し始める。時系列データＸは、第１目標レベルＬ１を超えて上昇した後に下降する。時系列データＸは、第１目標レベルＬ１付近で上昇と下降を繰り返し、最終的には第１目標レベルＬ１付近で安定する。
時刻ｔ３２において制御信号Ｃ２が変化すると、時系列データＸは第１目標レベルＬ１付近から第２目標レベルＬ２に向けて上昇し始める。時系列データＸは、時刻ｔ３２の直後に一旦下降した後に上昇し、第２目標レベルＬ２を超えて上昇した後に下降する。時系列データＸは、第２目標レベルＬ２付近で上昇と下降を繰り返し、最終的には第２目標レベルＬ２付近で安定する。
時刻ｔ３３において制御信号Ｃが変化すると、時系列データＸは第２目標レベルＬ２付近から初期レベルＬ０に向けて下降し始める。時系列データＸは、初期レベルＬ０またはその付近まで下降した後に上昇する。時系列データＸは、初期レベルＬ０付近で上昇と下降を繰り返し、最終的には初期レベルＬ０で安定する。
時系列データＸには、第１目標レベルＬ１を含む第１範囲と、初期レベルＬ０を含む第２範囲とに加えて、第２目標レベルＬ２を含む第３範囲が設定される。期間設定部１２は、第１の実施形態と同様に、制御信号Ｃが変化してから時系列データＸが第１範囲内に収まるまでの期間を「立ち上がり期間」として求め、制御信号Ｃが変化してから時系列データＸが第２範囲内に収まるまでの期間を「立ち下がり期間」として求める。これに加えて、期間設定部１２は、制御信号Ｃ２が変化してから時系列データＸが第３範囲内に収まるまでの期間を「遷移期間」として求め、立ち上がり期間と遷移期間との間の期間を「第１安定期間」として求め、遷移期間と立ち下がり期間との間の期間を「第２安定期間」として求める。
スコア計算部５３は、立ち上がり期間におけるスコア、第１安定期間におけるスコア、第２安定期間におけるスコア、および、立ち下がり期間におけるスコアに加えて、遷移期間におけるスコアを求める。例えば、スコア計算部５３は、遷移期間におけるスコアとして遷移期間の長さを求めてもよい。
本実施形態に係るデータ処理方法では、時系列データ７が複数の目標レベルを有する場合、期間設定ステップ（Ｓ１０２）は、時系列データ７について、古い目標レベルから新しい目標レベルに変化するまでの遷移期間をさらに求める。評価値計算ステップ（Ｓ１０３）は、時系列データ７の評価値として、遷移期間における評価値（スコア）をさらに求める。本実施形態に係るデータ処理方法によれば、時系列データ７が複数の目標レベルを有する場合に、３種類の評価値に加えて遷移期間における評価値を求めることにより、基板処理装置２０において基板が正常に処理されたか否かを正確に判別することができる。本実施形態に係るデータ処理装置１０、５０およびデータ処理プログラム４１は、上記のデータ処理方法と同様の特徴を有し、同様の効果を奏する。
７…時系列データ
８…基準データ
１０、５０…データ処理装置
１１、５１…データ記憶部
１２…期間設定部
１３、５３…スコア計算部
１４…結果表示部
２０…基板処理装置
２５…処理ユニット
３０…コンピュータ
３１…ＣＰＵ
３２…メインメモリ
４０…記録媒体
４１…データ処理プログラム

Claims (6)

  1. 基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理方法であって、
    前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
    前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを備え、
    前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
    前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
    前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データの間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、前記時系列データと前記基準データとを比較することにより、前記時系列データの評価値として、前記立ち上がり期間における評価値、前記安定期間における評価値、および、前記立ち下がり期間における評価値を求めることを特徴とする、データ処理方法。
  2. 基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理方法であって、
    前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
    前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを備え、
    前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
    前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
    前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データに対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行うことにより、前記立ち上がり期間、前記安定期間、および、前記立ち下がり期間のそれぞれにおける評価値として複数の評価値を求め、得られた当該複数の評価値の最小値を前記時系列データの評価値として求めることを特徴とする、データ処理方法。
  3. 基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理装置であって、
    前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定部と、
    前記時系列データの評価値を求める評価値計算部とを備え、
    前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
    前記期間設定部は、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
    前記評価値計算部は、前記時系列データと基準データの間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、前記時系列データと前記基準データとを比較することにより、前記時系列データの評価値として、前記立ち上がり期間における評価値、前記安定期間における評価値、および、前記立ち下がり期間における評価値を求めることを特徴とする、データ処理装置。
  4. 基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理装置であって、
    前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定部と、
    前記時系列データの評価値を求める評価値計算部とを備え、
    前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
    前記期間設定部は、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
    前記評価値計算部は、前記時系列データと基準データに対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行うことにより、前記立ち上がり期間、前記安定期間、および、前記立ち下がり期間のそれぞれにおける評価値として複数の評価値を求め、得られた当該複数の評価値の最小値を前記時系列データの評価値として求めることを特徴とする、データ処理装置。
  5. 基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理プログラムであって、
    前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
    前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを、
    コンピュータにＣＰＵがメモリを利用して実行させ、
    前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
    前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
    前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データの間でデータが最初に変化し始めるタイミングを一致させた後に、前記時系列データと前記基準データとを比較することにより、前記時系列データの評価値として、前記立ち上がり期間における評価値、前記安定期間における評価値、および、前記立ち下がり期間における評価値を求めることを特徴とする、データ処理プログラム。
  6. 基板処理装置で得られた時系列データを処理するデータ処理プログラムであって、
    前記時系列データについて、初期レベルから目標レベルに変化するまでの立ち上がり期間、前記目標レベルを保つ安定期間、および、前記目標レベルから前記初期レベルに変化するまでの立ち下がり期間を求める期間設定ステップと、
    前記時系列データの評価値を求める評価値計算ステップとを、
    コンピュータにＣＰＵがメモリを利用して実行させ、
    前記時系列データは、前記基板処理装置における制御信号に応じて変化し、
    前記期間設定ステップは、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記目標レベルを含む第１範囲内に収まるまでの期間を前記立ち上がり期間として求め、前記制御信号が変化してから前記時系列データが前記初期レベルを含む第２範囲内に収まるまでの期間を前記立ち下がり期間として求め、前記立ち上がり期間と前記立ち下がり期間との間の期間を前記安定期間として求め、
    前記評価値計算ステップは、前記時系列データと基準データに対して一方を時間軸方向に所定量だけ移動させて比較する処理を複数回行うことにより、前記立ち上がり期間、前記安定期間、および、前記立ち下がり期間のそれぞれにおける評価値として複数の評価値を求め、得られた当該複数の評価値の最小値を前記時系列データの評価値として求めることを特徴とする、データ処理プログラム。
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