KR101177962B1 - 히터 소선의 수명 예측 방법, 열처리 장치, 기록 매체,히터 소선의 수명 예측 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

열처리 장치에 이용되는 히터 소선이 단선되기 전에 그 수명을 사전에 예측할 때에, 히터 소선의 단선 징후가 나타나 쉬운 기간(예를 들어, 승온 기간)의 데이터를 이용함으로써, 히터 소선의 수명을 종래 이상으로 정확하게 예측한다.

웨이퍼를 열처리하는 데 앞서 히터 소선에 전력을 공급하여 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서 히터 소선에 공급된 전력의 크기의 최대치를 검출하는 동시에 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표를 구하고, 이들 전력의 크기 및 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표가 각각의 임계치를 초과하는 경우에 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알린다.

열처리 장치, 히터 소선, 웨이퍼, 온도 센서, 가스 공급관

Description

히터 소선의 수명 예측 방법, 열처리 장치, 기록 매체, 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템 {LIFETIME ESTIMATING METHOD FOR HEATER STRAND, HEAT TREATMENT APPARATUS, RECORDING MEDIUM, AND LIFETIME ESTIMATING PROCESS SYSTEM FOR HEATER STRAND}

관련 출원의 참조

본 특허 출원은, 2007년 4월 17일에 제출된 일본 출원인 일본 특허 출원 제2007-108639호의 이익을 누린다. 이 선출원에 있어서의 전체 개시 내용은, 인용함으로써 본 명세서의 일부로 된다.

본 발명은, 히터 소선의 수명 예측 방법, 열처리 장치, 기록 매체 및 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템에 관한 것이다.

반도체 제조 장치의 하나로서 반도체 기판(이하,「웨이퍼」라 함)을 뱃치로 처리하는 종형 열처리 장치가 알려져 있다. 이 장치는 예를 들어 하단에 반출입구를 마련한 처리실을 구성하는 종형의 반응관과, 이 반응관을 둘러싸도록 설치된 통 형상의 단열체와, 이 단열체의 내벽면을 따라 설치된 저항 발열체로 이루어지는 히터를 구비하고, 다수매의 웨이퍼를 선반 형상으로 웨이퍼 보유 지지구에 보유 지지 시켜 반응관 내로 반출입구를 통해 반입하고, 히터에 의해 반응관 내를 소정의 열처리 온도로 되도록 가열하여 웨이퍼에 대해 산화 처리나 성막 처리 등을 행하는 것이다. 저항 발열체로서는, 예를 들어 철-탄탈-카본 합금 등의 히터 소선이 이용되고, 히터 소선은 예를 들어 반응관에 권취된 코일 형상을 이루고 있다.

이러한 히터 소선을 이용하여 웨이퍼를 가열하여, 이 웨이퍼에 대해 산화 처리, 어닐 처리, CVD(Chemical Vapor Deposition) 성막 처리, 또는 소정의 막을 분자층 레벨로 적층 성장시키는 MLD(Molecular Layer Deposition) 성막 처리 등을 실시할 때, 반응관 내를 예를 들어 900 ℃ 정도의 고온으로 조절하는 한편, 웨이퍼를 반응관 내로 반입 혹은 반응관 내로부터 반출할 때에는, 웨이퍼 표면에 있어서의 자연 산화막의 성장을 억제하기 위함 등의 이유로부터 반응관 내를 예를 들어 650 ℃ 정도의 저온으로 조절한다. 이와 같이 히터 소선은 고온과 저온의 상태를 반복한다고 하는 가혹한 환경하에 두어지므로, 처리 조건에 따라서는 짧은 기간에 단선되어 버리는 경우도 있다.

히터 소선의 단선이 열처리 중에 발생하면, 그 뱃치에 포함되는 웨이퍼는 모두 스크랩(불량품)으로 취급되기 때문에 손실 비용이 커지고, 또한 열처리에 걸린 시간이 낭비로 된다. 이로 인해, 히터 소선의 수명, 예를 들어 단선의 시기를 예측하는 기술은, 웨이퍼의 제조 비용을 억제하고, 수율을 향상시키기 위해 매우 중요하다.

종래, 히터 소선의 수명 예측 기술에 대해서는 다양한 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 하기 특허 문헌 1에는, 히터 소선의 저항치를 모니터하여 그 추이를 기 초로 하여 단선 시기를 예측하는 기술이 기재되어 있다. 또한, 하기 특허 문헌 2에는, 운용[웨이퍼(W)의 반입, 열처리, 반출]마다, 온도 안정시에 있어서의 히터 소선으로의 공급 전력을 측정하고, 각 운용의 표준 편차의 추이를 파악함으로써, 히터 소선의 단선을 예측하는 방법이 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평5-258839호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2002-352938호 공보

그런데, 히터 소선에 전력의 공급을 개시해도 즉시 반응관 내부가 소정의 온도로 되는 것은 아니며, 전력의 공급을 개시한 후 서서히 온도가 상승하여, 소정의 온도에 도달한다. 이 경우, 온도가 상승하고 있는 동안보다도, 온도가 소정의 온도에 도달한 후의 쪽이 히터 소선에 공급되는 전력은 안정적이다. 따라서, 종래는, 상술한 바와 같이 히터 소선이 소정의 온도까지 도달한 후인, 이른바 온도 안정시에 히터 소선의 저항치나 전력치 등의 전기 데이터를 수집하여, 이 온도 안정시의 전기 데이터로부터 히터 소선의 열화 상황을 판단하고 있었다.

그런데, 온도 안정시에 있어서의 전기 데이터는, 히터 소선이 단선되었을 때에는 크게 변화하지만, 히터 소선이 단선될 때까지는 그 히터 소선의 열화 상황에 상관없이, 크게 변화하는 것은 아니다. 이로 인해, 특히 히터 소선이 단선되기 전에 그 단선을 사전에 예측하는 경우에는, 히터 소선의 열화가 없는 경우와 열화가 진행된 경우 사이의 차이를 검출하기 어려우므로, 히터 소선의 수명을 정확하게 예측하는 것은 어렵다고 하는 문제가 있었다.

이와 같이, 히터 소선의 수명을 정확하게 예측할 수 없으면, 수명이 가까워 진 히터 소선을 사전에 검출할 수 없어 열처리 중에 그 히터 소선이 갑자기 단선되어 버리거나, 아직 교환할 필요가 없는 히터 소선에 대해 수명이 가깝다고 예측하여, 그 히터 소선을 교환해 버릴 우려도 있다.

또한, 가령 히터 소선의 수명을 예측할 수 있었다고 해도, 예측할 수 있었던 시기가 수명 직전이면, 교환 부품인 히터 소선의 준비가 단선 시기에 제때 맞추어지지 못하거나, 히터 소선을 교환하기 위한 열처리 장치의 유지 보수 스케줄을 사전에 세울 수 없으므로, 열처리 장치를 장시간 정지시켜 열처리 장치의 가동률을 저하시켜 버릴 우려도 있다. 이로 인해, 히터 소선의 단선은 가능한 한 빠른 시기에 예측할 수 있는 것이 바람직하다.

그래서 본 발명은, 이러한 문제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 열처리 장치에 이용되는 히터 소선이 단선되기 전에 그 수명을 사전에 예측할 때에, 히터 소선의 수명을 보다 정확하게, 또한 보다 빠른 시기에 예측할 수 있는 히터 소선의 수명 예측 방법 등을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하고, 그 후 열처리를 실시하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법이며, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서의 상기 히터 소선에 공급된 전력의 크기의 최대치를 검출하는 공정과, 상기 전력의 크기의 최대치가 미리 설정된 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우에, 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법이다.

본 발명자들은, 히터 소선이 아직 단선되어 있지 않은 경우에는, 히터 소선에 전력을 공급하였을 때에 소정의 온도에 도달한 후인 온도 안정시보다도, 소정의 온도에 도달하기 전에 온도가 상승하여 변화되고 있는 승온 기간의 쪽이, 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬워, 히터 소선의 단선 전에 그것이 열화되어 있는 경우와 열화되어 있지 않은 경우의 차이를 분별하기 쉬운 것을 발견하고, 본 발명은 이 승온 기간의 데이터를 이용하여, 히터 소선이 단선되기 전에 히터 소선의 수명을 예측하도록 한 것이다. 본 발명에 따르면, 이러한 승온 기간에 있어서 히터 소선에 공급된 전력 크기의 최대치를 검출하고, 이것을 기초로 하여 히터 소선의 수명을 예측함으로써, 종래 이상으로 정확하게 히터 소선의 수명을 예측할 수 있다. 게다가, 온도 안정시보다도 승온 기간의 쪽이, 빠른 시기에 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬우므로, 종래보다도 빠른 시기에 히터 소선의 수명을 예측할 수 있다.

본 발명은, 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하고, 그 후 열처리를 실시하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법이며, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서의 상기 히터 소선에 공급된 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표를 구하는 공정과, 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표가, 미리 설정된 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우에 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법이다.

본 발명에 따르면, 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬운 승온 기간에 있어서 히터 소선에 공급되는 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표를 구하고, 이것을 기초로 하여 히터 소선의 수명을 예측한다. 이에 의해, 종래 이상으로 정확하게 히터 소선의 수명을 예측할 수 있다.

본 발명은, 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하고, 그 후 열처리를 실시하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법이며, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서의 상기 히터 소선에 공급된 전력의 크기의 최대치를 검출하는 동시에, 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표를 구하는 공정과, 상기 전력의 크기의 최대치가 미리 설정된 전력의 크기에 대한 임계치를 초과하고 있고, 또한 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표가, 미리 설정된 전력의 진폭에 대한 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우에 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법이다.

본 발명은, 피처리 기판에 대해, 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하여 열처리를 실시하는 처리실과, 처리실 외측에 설치되고 전원으로부터 공급되는 전력의 크기에 따른 온도에서 발열하는 히터 소선과, 상기 전원으로부터의 공급 전력을 제어하여 상기 히터 소선에 의한 온도 제어를 행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서 상기 히터 소선에 공급된 전력의 크기의 최대치를 검출하는 동시에, 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표를 구하여, 상기 전력의 크기의 최대치가 미리 설정된 전력의 크기에 대한 임계치를 초과하고 있고, 또한 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표가 미리 설정된 전력의 진폭에 대한 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우에 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

본 발명은, 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하고, 그 후 열처리를 실시하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 기록 매체이며, 컴퓨터에, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서의 상기 히터 소선에 공급된 전력의 크기의 최대치를 검출하는 동시에, 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표를 구하는 공정과, 상기 전력의 크기의 최대치가 미리 설정된 전력의 크기에 대한 임계치를 초과하고 있고, 또한 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표가, 미리 설정된 전력의 진폭에 관한 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우에 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다.

본 발명은, 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하고, 그 후 열처리를 실시하는 열처리 장치와 데이터 처리 장치를 구비하고, 열처리 장치와 데이터 처리 장치를 네트워크로 접속하여 상기 히터 소선의 수명을 예측하는 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템이며, 상기 열처리 장치는, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서의 상기 히터 소선에 공급된 전력 데이터를 수집하여, 이 전력 데이터를, 상기 네트워크를 통해 상기 데이터 처리 장치로 송신하고, 상기 데이터 처리 장치는 상기 전력 데이터를 수신하면, 이 전력 데이터의 크기의 최대치가, 미리 설정된 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우에 상기 히터 소선의 수명 이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템이다.

이러한 본 발명에 관한 수명 예측 방법, 열처리 장치, 기록 매체, 또는 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템에 따르면, 히터 소선의 수명 징후가 나타나기 쉬운 승온 기간에 있어서 히터 소선에 공급된 전력을 측정하고, 이 측정한 전력의 최대치와 진폭의 크기를 기초로 하여 히터 소선의 수명을 예측하기 때문에, 정확하게 히터 소선의 수명을 예측할 수 있다.

게다가, 전력의 크기의 최대치와 진폭의 크기를 나타내는 지표의 2가지를 기초로 하여, 보다 다각적인 관점에서 히터 소선의 수명의 예측을 행하기 때문에, 보다 빠른 시기에 보다 정확하게 히터 소선의 수명을 예측할 수 있다.

또한 상기 임계치는, 상기 열처리 조건에 따라서 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계치는 상기 열처리 온도와 상기 승온 기간의 시간에 따라서 미리 설정할 수 있고, 또한 승온 기간에 있어서의 승온율에 따라서 미리 설정할 수 있다. 이와 같이 임계치를 설정하면, 보다 정확하게 히터 소선의 열화 상황을 판단할 수 있게 된다.

상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표로서, 상기 전력의 극소치 및 극대치의 잔차 제곱합을 이용할 수 있다. 이와 같이 하면, 전력의 진폭의 크기를 수치화하여 취급할 수 있으므로 히터 소선의 수명을 보다 정확하게 예측할 수 있다.

본 발명은, 복수의 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하고, 그 후 열 처리를 실시하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법이며, 상기 열처리를 반복할 때마다, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서의 상기 각 히터 소선에 공급된 전력 데이터를 수집하는 공정과, 상기 복수의 히터 소선이 모두 정상일 때의 상기 복수의 전력 데이터의 분포를 기초로 하여 미리 구해진 분포의 중심과, 측정 대상의 히터 소선의 전력 데이터와의 마하라노비스의 거리가 미리 설정된 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우, 상기 중심과 비교한 전력 데이터를 측정하였을 때의 상기 복수의 히터 소선에 대한 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법이다.

또한, 히터 소선이 정상일 때라 함은, 예를 들어 히터 소선을 장착하였을 때나 교환하였을 때 등과 같이 히터 소선이 열화되어 있지 않을 때의 쪽이 바람직하지만, 히터의 단선 징후가 나타나기 전 등과 같이 소정의 사용 빈도 이하일 때라도 좋다.

본 발명은, 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하여 열처리를 실시하는 동시에, 복수의 가열 존을 갖는 처리실과, 상기 각 가열 존에 할당되고, 복수의 전원으로부터 각각 공급되는 전력의 크기에 따른 온도에서 발열하는 복수의 히터 소선과, 상기 각 전원으로부터의 공급 전력을 제어하여 상기 각 히터 소선에 의한 온도 제어를 행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 열처리가 반복될 때마다 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 있어서의 상기 각 히터 소선에 공급된 전력 데이터를 수집하여, 상기 복수의 히터 소선이 모두 정 상일 때의 상기 복수의 전력 데이터의 분포를 기초로 하여 미리 구해진 분포의 중심과, 측정 대상인 히터 소선의 전력 데이터와의 마하라노비스의 거리가 미리 설정된 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우, 상기 중심과 비교한 전력 데이터를 측정하였을 때의 상기 복수의 히터 소선에 대한 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

이러한 본 발명에 관한 수명 예측 방법 또는 열처리 장치에 따르면, 히터 소선이 복수개라도, 각 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬운 승온 기간에 있어서 각 히터 소선에 공급되는 전력을 측정하여 얻어지는 전력 데이터를 기초로 하여 히터 소선의 수명을 예측한다. 따라서, 종래 이상으로 정확하게 각 히터 소선의 수명을 예측할 수 있다.

또한, 각 히터 소선의 수명 예측에 마하라노비스의 거리를 이용함으로써, 측정한 전력 데이터가 수명에 가까운 히터 소선을 포함하는 복수의 히터 소선으로부터 얻어진 것인지 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 또한, 히터 소선의 개수가 많아져도 간단히 그들의 수명을 정확하게 예측할 수 있다.

이 경우, 상기 전력 데이터로서, 상기 각 히터 소선에 공급된 전력의 크기의 최대치 및 상기 전력의 진폭의 크기를 나타내는 지표를 포함하는 데이터를 이용할 수 있다. 이러한 데이터이면, 각 히터 소선의 수명 징후가 있는지 여부를 정확하게 판단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 히터 소선에 의한 가열 영역이 상기 처리실의 종방향을 따라 복수의 가열 존으로 나누어져 있고, 상기 각 가열 존에 상기 각 히 터 소선이 각각 배치되어 있는 경우도, 또한 상기 히터 소선에 의한 가열 영역이 상기 피처리 기판의 면 방향을 따라 복수의 가열 존으로 나누어져 있고, 상기 각 가열 존에 상기 각 히터 소선이 각각 배치되어 있는 경우도, 복수의 히터 소선의 수명을 빠른 시기에 정확하게 예측할 수 있다.

본 발명은, 복수의 피처리 기판을 보유 지지한 기판 보유 지지구를, 처리실에 마련된 기판 반출입구로부터 반입하는 공정과, 상기 처리실의 외측에 배치된 복수의 히터 소선에 의해 상기 처리실 내를 승온하는 공정과, 상기 피처리 기판에 대해 소정의 열처리를 실시하는 공정과, 상기 기판 보유 지지구를 기판 반출입구로부터 반출하는 공정이 반복하여 행해지는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법이며, 기판 반입 기간 내에 있어서의 상기 기판 반출입구로부터 상기 기판 보유 지지구를 반입할 때의 상기 기판 반출입구에 가장 가까운 히터 소선에 대해 검출된 온도의 최대치의 데이터를 수집하는 공정과, 상기 기판 반입 기간 내의 당해 기판 반출입구에 가장 가까운 히터 소선 온도의 최대치 데이터를 감시하여, 그 최대치가 소정 온도 이상 높아졌다고 판단한 경우에, 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법이다.

본 발명은, 복수의 피처리 기판에 대해, 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하여 열처리를 실시하는 동시에 기판 반출입구를 갖는 처리실과, 상기 처리실에 마련된 기판 반출입구로부터 반출입 가능하게 설치되고 상기 복수의 피처리 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 상기 처리실의 외측에 배치된 복수의 히터 소 선과, 상기 히터 소선의 발열량을 제어함으로써 상기 처리실 내의 온도를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 기판 반입 기간 내에 있어서 상기 기판 반출입구로부터 상기 기판 보유 지지구를 반입할 때의 상기 기판 반출입구에 가장 가까운 히터 소선에 대해 검출된 온도의 최대치의 데이터를 수집하고, 상기 기판 반입 기간 내의 히터 소선 온도의 최대치 데이터를 감시하여, 그 최대치가 소정 온도 이상 높아졌다고 판단한 경우에, 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

이러한 본 발명에 관한 수명 예측 방법 또는 열처리 장치에 따르면, 온도 안정시보다도, 히터 소선의 수명 징후가 나타나기 쉬운 피처리 기판의 반입 기간에 있어서 히터 소선의 온도의 데이터를 수집하여, 이 수집한 온도 데이터의 최대치를 기초로 하여 히터 소선의 수명 징후가 있는지 여부를 판단하기 때문에, 그 판단을 보다 빠른 시기에 행할 수 있다. 또한, 기판 반입 기간에서는 기판 보유 지지구의 반입시에 기판 반출입구가 개방되기 때문에, 이 기판 반출입구에 가장 가까운 히터 소선의 온도 변화가 커지므로, 그 수명 징후도 다른 히터 소선에 비해 보다 현저하게 나타나기 쉽다. 본 발명에서는, 이러한 히터 소선의 온도의 데이터를 수집하여, 이 수집한 온도 데이터의 최대치를 기초로 하여 히터 소선의 수명 징후가 있는지 여부를 판단하기 때문에, 그 판단을 보다 빠른 시기에, 게다가 보다 정확하게 행할 수 있다.

본 발명은, 복수의 피처리 기판을 보유 지지한 기판 보유 지지구를, 처리실에 마련된 기판 반출입구로부터 반입하는 공정과, 상기 처리실의 외측에 배치된 복 수의 히터 소선에 의해 상기 처리실 내를 승온하는 공정과, 상기 피처리 기판에 대해 소정의 열처리를 실시하는 공정과, 상기 기판 보유 지지구를 기판 반출입구로부터 반출하는 공정이 반복하여 행해지는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법이며, 기판 반입 기간 내에 있어서의 상기 기판 반출입구로부터 상기 기판 보유 지지구를 반입할 때의 상기 기판 반출입구에 가장 가까운 히터 소선에 대해 검출된 온도의 최대치의 데이터를 수집하는 공정과, 상기 기판 반입 기간 내의 당해 기판 반출구에 가장 가까운 히터 소선 온도의 최대치의 데이터를 감시하여, 그 최대치가 소정 온도 이상 높게 시프트되었다고 판단하고, 또한 그 후에 저하 경향에 있다고 판단한 경우에, 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법이다.

본 발명은, 복수의 피처리 기판에 대해, 미리 설정된 열처리 온도까지 승온하여 열처리를 실시하는 동시에 기판 반출입구를 갖는 처리실과, 상기 처리실에 마련된 기판 반출입구로부터 반출입 가능하게 설치되고 상기 복수의 피처리 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지구와, 상기 처리실의 외측에 배치되는 복수의 히터 소선과, 상기 히터 소선의 발열량을 제어함으로써 상기 처리실 내의 온도를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 기판 반입 기간 내에 있어서 상기 기판 반출입구로부터 상기 기판 보유 지지구를 반입할 때의 상기 기판 반출입구에 가장 가까운 히터 소선에 대해 검출된 온도의 최대치의 데이터를 수집하고, 상기 기판 반입 기간 내의 히터 소선 온도의 최대치 데이터를 감시하여, 그 최대치가 소정 온도 이상 높아졌다고 판단하고, 또한 그 후에 저하 경향에 있다고 판단한 경우에, 상기 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다.

이러한 본 발명에 관한 수명 예측 방법 또는 열처리 장치에 따르면, 기판 반입 기간 내의 히터 소선 온도의 최대치가 소정 온도 이상 높게 시프트되었다고 판단한 것뿐만 아니라, 그 후에 저하 경향에 있다고 판단한 경우에 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알림으로써, 보다 정확한 시기에 수명 예측을 행할 수 있다. 예를 들어, 히터 소선 온도의 최대치가 시프트된 후 단선될 때까지 상당 횟수의 열처리가 가능한 히터 소선의 경우에는, 히터 소선의 수명을 예측하는 시기가 지나치게 빠르지 않고, 정확한 시기에 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알릴 수 있다.

이 경우, 상기 기판 반입 기간 내의 히터 소선 온도의 최대치가 소정 온도 이상 높게 시프트된 시점에서, 상기 히터 소선의 단선 징후가 있는 것을 알리는 고지 처리를 행하도록 해도 좋다. 이에 따르면, 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리기 전에, 히터 소선의 단선 징후가 있는 것을 알릴 수 있으므로, 보다 빠른 단계에서 히터 소선의 교환 준비 등을 진행할 수 있다.

또한, 상기 기판 보유 지지구를 반입할 때마다 수집한, 상기 기판 반입 기간 내의 히터 소선 온도의 최대치의 데이터로부터, 그 최대치가 저하 경향에 있는 것을 판단할 때에는, 그 히터 소선 온도의 최대치가 소정 횟수 이상 연속하여 저하된 것을 기준으로 판단하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 예를 들어 기판 보유 지지구를 반입할 때마다 수집한, 상기 기판 반입 기간 내의 히터 소선 온도의 최대치의 데이터로부터 최대치의 이동 평균치를 구하여, 이 이동 평균치가 소정 횟수 연속하 여 저하된 경우에 상기 최대치가 저하 경향에 있다고 판단한다. 이에 의해, 히터 소선 온도의 최대치의 저하 경향을 정확하게 파악할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열처리 장치에 이용되는 히터 소선이 단선되기 전에 그 수명을 사전에 예측할 때에, 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬운 기간(예를 들어 승온 기간, 피처리 기판의 반입 기간 등)의 데이터를 이용함으로써, 히터 소선의 수명을 종래 이상으로 정확하게 예측할 수 있다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

(제1 실시 형태에 관한 열처리 장치)

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 히터 소선 수명 예측을 적용 가능한 종형 열처리 장치(이하, 단순히「열처리 장치」라고도 함)(100)에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도1은 열처리 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 종단면도이고, 도2는 열처리 장치(100)가 구비하는 전력계의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.

열처리 장치(100)는, 예를 들어 도1에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)에 대해 열처리를 행하기 위한 처리실(122)을 구비한다. 처리실(122)은 반응관(110)과 매니폴드(112)에 의해 구성된다. 반응관(110)은, 석영으로 제작된 내관(110a)과 외 관(110b)으로 이루어지는 이중관 구조에 의해 구성되고, 반응관(110)의 하측에는 금속성 통 형상의 매니폴드(112)가 설치되어 있다. 내관(110a)은 상단에 개구부를 갖고 있고, 매니폴드(112)에 지지되어 있다. 외관(110b)은 천장이 있는 형상으로 형성되어 있고, 하단이 매니폴드(112)의 상단에 기밀하게 접합되어 있다.

반응관(110) 내에는, 다수매 예를 들어 150매의 피처리 기판으로서의 웨이퍼(W)가 수평인 상태로, 상하로 소정의 간격을 두고 웨이퍼 보유 지지구(기판 보유 지지구)인 웨이퍼 보트(114)에 선반 형상으로 배치되어 있다. 이 웨이퍼 보트(114)는 덮개체(116) 상에 보온통(단열체)(118)을 개재하여 보유 지지되어 있다.

덮개체(116)는, 웨이퍼 보트(114)를 반응관(110) 내로 반입, 반출하기 위한 보트 엘리베이터(120) 상에 탑재되어 있고, 상한 위치에 있을 때에는 반응관(110)과 매니폴드(112)로 구성되는 처리실(122)의 기판 반출입구로서의 하단 개구부(123)를 폐색하는 역할을 하고 있다.

또한, 처리실(122)의 하단 개구부(123)의 근방에는, 열처리 후의 웨이퍼 보트(114)가 처리실(122)로부터 반출되었을 때에 하단 개구부(123)를 차폐하는 셔터(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

반응관(110)의 주위에는 히터(130)가 설치되어 있다. 히터(130)는, 도1과 도2에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 5단으로 배치된 히터 소선(132A 내지 132E)으로 구성되어 있다. 즉, 히터(130)에 의한 가열 영역이 반응관(110)의 종방향(수직 방향)을 따라 복수(여기서는, 5개)의 가열 존으로 나누어져 있고, 각 가열 존에 각 히터 소선(132A 내지 132E)이 각각 배치되어 있다.

각 히터 소선(132A 내지 132E)은, 예를 들어 철-탄탈-카본 합금 등의 저항 발열체로 이루어지고, 반응관(110)의 외주에 코일형으로 권취되어 있다. 또한, 각 히터 소선(132A 내지 132E)을 반응관(110)의 외주를 따라 파형으로 권취하도록 하여 히터(130)를 구성하도록 해도 좋다.

각 히터 소선(132A 내지 132E)에는 전원(134A 내지 134E)이 접속되어 있고, 제어부(200)로부터의 제어 신호에 따라서, 각 전원(134A 내지 134E)으로부터 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 대해 독립적으로 전력이 공급된다. 각 히터 소선(132A 내지 132E)은 공급된 전력의 크기에 따라서 발열한다.

반응관(110)의 외벽에는 수직 방향(종방향)의 가열 존마다 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 온도를 검출하기 위한 외부 온도 센서[136(136A 내지 136E)]가 배치되어 있다. 내관(110a)의 내벽에는, 수직 방향(종방향)의 가열 존마다 각 히터 소선(132A 내지 132E)이 가열하는 반응관(110) 내의 분위기의 온도를 검출하는 내부 온도 센서(138)가 배치되어 있다. 외부 온도 센서(136)와 내부 온도 센서(138)는 예를 들어 열전대로 구성된다. 제어부(200)는, 각 온도 센서(136, 138)에 의해 검출된 온도 검출치를, 가열 존마다 온도 데이터(온도 정보)로서 취득하고, 이들 검출 온도 데이터와 미리 설정된 설정 온도 데이터를 기초로 하여 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급하는 전력치를 제어하여 발열량을 제어하도록 구성된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관한 히터(130)에 따르면, 처리실(122) 내를 5개의 가열 존으로 나누어 가열할 수 있으므로, 열처리 중인 처리실(122) 내의 온도를 균일하게 유지할 수 있어, 모든 웨이퍼(W)에 대해 온도의 변동 없이 열처리를 실시할 수 있다.

매니폴드(112)에는, 예를 들어 디크롤실란, 암모니아, 질소 가스 등의 처리 가스를 각 처리 가스원(도시하지 않음)으로부터 처리실(122) 내로 공급하기 위한 복수의 가스 공급관이 접속되어 있다. 도1에서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 3개의 가스 공급관(140A 내지 140C)을 도시하고 있다. 각 가스 공급관(140A 내지 140C)에는 가스 유량을 조정하기 위한 매스 플로우 컨트롤러(MFC) 등의 유량 조정부(142A 내지 142C)가 구비되어 있다.

또한, 매니폴드(112)에는, 배기관(150)을 통해 배기 수단(152)이 접속되어 있다. 이 배기 수단(152)에 의해, 내관(110a)과 외관(110b)의 간극으로부터 반응관(110) 내의 분위기를 배기하여, 반응관(110) 내의 압력을 조정할 수 있다. 이 배기 수단(152)은, 예를 들어 콤비네이션 밸브, 버터플라이 밸브 등의 각종 밸브와 진공 펌프로 구성된다. 또한, 배기관(150)에는, 처리실(122) 내의 압력을 검출하여 배기 수단(152)을 피드백 제어하기 위한 압력 센서를 구비하도록 해도 좋다.

압력 센서로서는, 외기압의 변화의 영향을 받기 어려운 절대압형을 이용하는 것이 바람직하지만, 차압형을 이용해도 좋다.

또한, 열처리 장치(100)는 반응관(110) 내의 처리 분위기의 온도, 가스 유량, 압력과 같은 처리 파라미터를 제어하기 위한 제어부(200)를 구비하고 있다. 예를 들어 제어부(200)는, 외부 온도 센서(136)와 내부 온도 센서(138)로부터의 온도의 데이터를 기초로 하여 각 전원(134A 내지 134E)을 제어하여 각 히터 소 선(132A 내지 132E)에 공급하는 전력을 조정한다. 이와 같이 하여 제어부(200)는, 처리실(122) 내의 온도를 열처리 온도까지 상승시켜, 웨이퍼(W)에 대해 그 열처리 온도에서 열처리를 실시할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급된 전력치를 측정할 수 있다. 예를 들어 제어부(200)는, 후술하는 소정의 기간에 있어서의 각 전원(134A 내지 134E)에 의해 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급되는 전력의 데이터를 수집하여, 그들을 기초로 하여 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 예측한다.

(제어부의 구성예)

다음에, 상기 제어부(200)의 구체적인 구성예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도3은 제어부(200)의 구체적인 구성예를 나타내는 블록도이다. 도3에 나타내는 바와 같이 제어부(200)는, 제어부 본체를 구성하는 CPU(Central Processing Unit)(210), CPU(210)가 각 부를 제어하기 위한 프로그램[예를 들어, 웨이퍼(W)의 처리 프로그램]이나 후술하는 전력 데이터의 연산 프로그램 등을 저장한 ROM(Read Only Memory)(220), CPU(210)가 행하는 각종 데이터 처리를 위해 사용되는 메모리 영역 등을 마련한 RAM(Random Access Memory)(230), 시간을 계시하는 카운터 등으로 구성되는 계시 수단(240), 조작 화면이나 선택 화면 등을 표시하는 액정 디스플레이 등으로 구성되는 표시 수단(250), 작업자에 의한 프로세스 레시피의 입력이나 편집 등 다양한 데이터의 입력 및 소정의 기억 매체로의 프로세스 레시피나 프로세스 로그의 출력 등 각종 데이터의 출력 등을 행할 수 있는 입출력 수단(260), 경보 기(예를 들어, 버저) 등으로 구성되는 통지 수단(270), CPU(210)가 각 부를 제어하기 위한 프로그램[예를 들어, 웨이퍼(W)의 열처리 프로그램]이나 후술하는 히터 소선 수명 예측 연산 프로그램 등이나 데이터를 기억하는 하드디스크(HDD)나 메모리 등의 기억 수단(280)을 구비한다.

또한, 제어부(200)는 상기한 것 외에도, 도시는 하지 않았지만 예를 들어 센서 신호의 입력이나 제어 신호의 출력을 행하는 입출력 포트(I/O 포트)를 구비한다. 입출력 포트에는, 예를 들어 상술한 외부 온도 센서[136(136A 내지 136E)] 및 내부 온도 센서(138)가 접속된다. 제어부(200)는 필요에 따라서 각 온도 센서[136(136A 내지 136E), 138]로부터의 신호를 입출력 포트를 통해 입력한다. 또한, 입출력 포트에는, 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 전원(134A 내지 134E)이 접속되어 있고, 제어부(200)는 필요에 따라서 전원(134A 내지 134E)에 제어 신호를 입출력 포트를 통해 출력한다.

이들 CPU(210), ROM(220), RAM(230), 계시 수단(240), 표시 수단(250), 입출력 수단(260), 통지 수단(270), 기억 수단(280), 입출력 포트 등은, 제어 버스, 시스템 버스, 데이터 버스 등의 버스 라인(202)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.

상기 기억 수단(280)에는, 예를 들어 전력 데이터(282), 온도 데이터(284), 연산 결과 데이터(286) 등이 기억된다. 온도 데이터(284)에는, 예를 들어 외부 온도 센서(136)와 내부 온도 센서(138)로부터 얻어진 검출 온도 데이터, 미리 각 가열 존마다 설정된 설정 온도 데이터가 포함된다. 전력 데이터(282)에는, 각 전원(134A 내지 134E)에 의해 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급하는 전력의 데이 터가 포함된다. 이 공급 전력으로서는, 예를 들어 각 전원(134A 내지 134E)에 전력계를 장착하여 검출한 실제의 공급 전력(전력 파형)이다. 연산 결과 데이터(286)에는, 예를 들어 CPU(210)가 상기 전력 데이터(282)나 온도 데이터(284)를 이용하여 소정의 연산을 행한 결과 얻어지는 데이터가 포함된다. 구체적으로는, 후술하는 본 실시 형태에 관한 히터 소선 수명 예측 처리에서 이용되는 전력 데이터(282)의 최대치, 잔차 제곱합(residual sum of squares) 및 온도 데이터(284)의 최대치 등을 들 수 있다. 이러한 연산 결과 데이터(286)의 상세에 대해서는 후술한다.

(열처리 장치의 동작의 구체예)

여기서 본 실시 형태에 관한 열처리 장치(100)의 동작의 구체예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이 열처리 장치(100)에서는, 제어부(200)의 제어에 의해, 1회의 운용에서 다수매의 웨이퍼(W)에 대해 한 번에 열처리를 행하기 위한 일련의 공정을 반복하여 행하도록 되어 있다. 도4는 열처리 장치(100)에 의해 1회의 운용에서 행해지는 각 공정에 있어서의 처리실(122) 내의 설정 온도 데이터를 나타내는 특성도이다.

도4에 나타내는 바와 같이, 우선 시각 t0으로부터 시각 t1까지의 웨이퍼 반입 기간(기판 반입 기간)에 있어서, 처리실(122) 내에 복수매의 웨이퍼(W)를 반입하는 공정(로딩 공정)을 행한다. 구체적으로는, 제어부(200)는 처리실(122)의 하단 개구부(123)를 차폐하고 있는 도시하지 않은 셔터를 개방하고 보트 엘리베이터(120)에 의해 덮개체(116)를 상승시켜, 예를 들어 150매의 웨이퍼(W)가 보유 지 지되어 있는 웨이퍼 보트(114)와 보온통(118)을 처리실(122) 내로 반입하고, 처리실(122)의 하단 개구부(123)를 덮개체(116)로 폐색한다. 이 반입 기간에 있어서는, 처리실(122) 내의 설정 온도를 예를 들어 650 ℃로 한다.

그리고, 배기 수단(152)에 의해 처리실(122) 내를 배기함으로써 처리실(122) 내를 소정의 압력으로 조정한다. 이때 조정된 처리실(122) 내의 압력이 유지되는지 여부의 압력 체크 처리를 행하여, 압력 이상이 없다고 판단한 경우에는, 유량 조정부(142A 내지 142C)를 제어하여 처리실(122) 내에 불활성 가스 예를 들어 질소 가스를 도입하여 처리실(122) 내를 퍼지한다.

다음에, 시각 t1 내지 t2까지의 승온 기간에 있어서 처리실(122) 내를 승온시키는 승온 공정을 행하고, 시각 t2 내지 t3까지의 열처리 기간에 있어서 소정의 열처리 공정을 행한다. 구체적으로는, 시각 t1로부터 제어부(200)는 제어 신호에 의해 전원(134A 내지 134E)을 제어하여 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 대해 소정의 전력을 공급하여 처리실(122) 내를 가열한다. 그 후, 시각 t2에서 처리실(122) 내부가 열처리 온도, 예를 들어 900 ℃에 도달한 시점에서, 제어부(200)는 유량 조정부(142A 내지 142C)를 제어하여 처리실(122) 내에 소정의 처리 가스를 공급하여, 시각 t3까지 웨이퍼(W)에 대한 열처리, 예를 들어 감압 CVD법에 의한 성막 처리를 행한다. 또한, 이 승온 기간 t1 내지 t2의 시간은 예를 들어 25분으로 설정된다. 이 경우, 승온 기간에 있어서의 처리실(122) 내의 온도 상승률(승온율)은 예를 들어 매분 10 ℃로 된다.

이어서, 각 웨이퍼(W)에 소정의 막을 형성하는 열처리가 종료되면, 시각 t3 내지 t4까지의 강온 기간에 있어서 처리실(122) 내를 강온시키는 강온 공정을 행한다. 구체적으로는, 시각 t3에서 처리실(122) 내로 처리 가스 대신에 불활성 가스를 도입하여, 처리실(122) 내를 퍼지한다. 또한, 각 전원(134A 내지 134E)으로부터 각 히터 소선(132A 내지 132E)으로의 전력 공급을 정지시킨다. 이에 의해, 처리실(122) 내의 온도는 서서히 하강해 간다.

다음에, 시각 t4 내지 t5의 웨이퍼 반출 기간(기판 반출 기간)에 있어서 웨이퍼 보트(114)를 반응관(110)으로부터 반출하는 반출 공정(언로딩 공정)을 행한다. 구체적으로는, 처리실(122) 내부가 예를 들어 650 ℃까지 저하된 시점에서, 시각 t4에서 처리실(122) 내의 압력을 조정하여 대기압으로 복귀시키고, 덮개체(116)를 강하시켜 웨이퍼 보트(114)에 배치되어 있는 복수의 웨이퍼(W)를 처리실(122)로부터 반출하고, 도시하지 않은 셔터를 폐쇄하여 처리실(122)의 하단 개구부(123)를 차폐한다.

이와 같이 하여, 처리실(122) 내로부터의 복수의 웨이퍼(W)의 반출이 종료되는 시각 t5의 시점에서 열처리 장치(100)에 의한 일련의 공정(1회의 운용)이 완료되는 것으로 된다. 열처리 장치(100)는, 시각 t0으로부터 시각 t5까지의 일련의 공정을 행한 후, 다음의 일련의 공정으로 이루어지는 운용[웨이퍼(W)의 반입, 열처리, 웨이퍼(W)의 반출]을 행한다. 이후, 마찬가지로 일련의 공정으로 이루어지는 운용을 반복하여 행한다.

그런데, 열처리 장치(100)에 의해 상기와 같은 일련의 공정으로 이루어지는 운용을 반복하여 행하면, 처리실(122) 내부는 웨이퍼(W)를 반입?반출하기 위한 비 교적 저온(예를 들어, 650 ℃)과 웨이퍼(W)에 대해 열처리를 실시하기 위한 고온(예를 들어, 900 ℃)으로 교대로 조정된다. 그로 인해, 각 히터 소선(132A 내지 132E)은 고온과 저온의 상태를 반복하는 것으로 되어, 열처리 조건에 따라서는 짧은 기간에 갑자기 단선되어 버리는 경우도 있다.

임의의 히터 소선(132A 내지 132E)이 열처리 중에 단선되어 버리면, 그 뱃치에 포함되는 웨이퍼(W)에 대한 열처리가 불충분해져, 그 웨이퍼(W)가 모두 불량품으로 되어 버리므로 손실 비용이 커지고, 또한 열처리에 걸린 시간이 낭비로 된다.

이로 인해, 본 실시 형태에 관한 열처리 장치(100)에서는, 열처리 중에 각 히터 소선(132A 내지 132E)이 갑자기 단선되는 것과 같은 사태에 빠지지 않도록, 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 예측하는 처리를 행하도록 되어 있다.

본 실시 형태에 있어서의 히터 소선 수명 예측 처리에서는, 온도 안정시보다도 히터 소선(132A 내지 132E)의 단선 징후가 나타나기 쉬운 기간(예를 들어, 승온 기간 등)의 데이터를 이용한다. 이것은, 각 히터 소선(132A 내지 132E)이 아직 단선되어 있지 않은 경우에는, 이들에 전력을 공급하였을 때에 소정의 온도에 도달한 후인 온도 안정시보다도, 예를 들어 소정의 온도에 도달하기 전에 온도가 상승하여 변화되어 있는 승온 기간의 쪽이, 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 단선 징후가 나타나기 쉬워, 단선 전에 각 히터 소선(132A 내지 132E)이 열화되어 있는 경우와 열화되어 있지 않은 경우의 차이를 분별하기 쉽기 때문이다.

이러한 온도 안정시보다도 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬운 기간의 데이터를 이용하여, 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 예측함으로써, 종래 이상으로 정확하게 수명을 예측할 수 있다. 게다가, 온도 안정시보다도 승온 기간의 쪽이, 빠른 시기에 단선 징후가 나타나기 쉬우므로, 종래보다도 빠른 시기에 수명을 예측할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 여유를 갖고 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 교환 부품을 준비하고, 교환을 위한 열처리 장치(100)의 유지 보수 스케줄을 세울 수 있다.

(제1 실시 형태에 있어서의 히터 소선의 수명 예측)

다음에, 제1 실시 형태에 있어서의 히터 소선 수명 예측에 대해 설명한다. 여기서는, 열처리 장치(100)에 있어서의 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을, 처리실(122) 내부가 열처리 온도로 될 때까지 승온시킬 때의 승온 기간에 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급되는 전력 데이터를 이용하여 예측하는 경우를 예로 든다. 구체적으로는, 예를 들어 각 전원(134A 내지 134E)에 의해 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급되는 전력(이하, 단순히「공급 전력」이라고도 함)의 데이터를 수집하여, 이 수집한 전력 데이터를 해석함으로써 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 예측한다.

도5는, 제1 실시 형태에 관한 히터 소선 수명 예측 처리(이하, 단순히「수명 예측 처리」라고도 함)의 구체예를 나타내는 흐름도이다. 도5에 나타내는 흐름도에 의한 히터 소선 수명 예측 처리는, 열처리 장치(100)에 있어서 1회의 운용(뱃치 처리)이 행해질 때마다, 제어부(200)에 의해 소정의 프로그램을 기초로 하여 실행된다.

우선, 단계 S110에서, 각 전원(134A 내지 134E)에 의해 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급되는 전력의 데이터를 수집한다. 여기서는, 열처리 장치(100)의 1회의 운용에 있어서의 승온 기간 t1 내지 t2의 전력의 데이터를 수집하여, 이들을 전력 데이터(282)로서 기억 수단(280)에 기억시킨다.

여기서, 상술한 승온 기간의 전력 데이터에 대하여 도면을 참조하면서, 히터 소선의 열화가 진행된 경우와 아직 열화되어 있지 않은 정상적인 경우를 비교하여 설명한다. 또한, 승온 기간의 전력 데이터를 기초로 하여 수명 예측을 행하는 경우에는, 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명에 대해 모두 동일하게 예측할 수 있으므로, 이후에서는 가장 상측에 배치되는 히터 소선(132A)의 수명을 예측하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도6a와 도6b는, 처리실(122) 내를 소정의 열처리 온도로 조정하기 위해 승온 기간에 있어서 전원(134A)에 의해 히터 소선(132A)에 공급된 전력의 파형을 나타내는 그래프이다. 이 중 도6a는 열화되어 수명이 가까운 히터 소선(132A)에 공급된 전력의 파형을 나타내고 있고, 도6b는 아직 열화되어 있지 않은 정상적인 히터 소선(132A)에 공급된 전력의 파형을 나타내고 있다. 도6a와 도6b에 있어서, 종축은 히터 소선(132A)에 공급된 전력치를 나타내고 있고, 횡축은 히터 소선(132A)에 전력이 공급되고 있는 시간을 나타내고 있다. 또한, 도6a와 도6b에서는, 전원(134A)이 히터 소선(132A)에 공급할 수 있는 최대 전력(이하,「정격 전력」이라 함)을 100 ％, 0 W를 0 ％로 하여 각 전력 파형을 나타내고 있다.

도6a와 도6b를 비교하면, 히터 소선(132A)의 열화가 진행되면, 전력의 최대치 및 진폭이 커지는 것을 알 수 있다. 이것은, 히터 소선(132A)이 열화되면, 전 원(134A)으로부터 보다 큰 전력을 공급하지 않으면, 소정의 시간 내에 처리실(122) 내를 소정의 열처리 온도로 조정할 수 없게 되기 때문에 발생되는 경향이다. 도6a에 나타내는 예에서는, 승온 기간으로서 설정되어 있는 시간에 처리실(122)이 소정의 열처리 온도로 조정되도록, 전원(134A)이 순간적으로 정격 전력을 히터 소선(132A)에 공급하고 있다.

또한, 히터 소선(132A)이 열화됨에 따라, 공급 전력으로부터 교류 성분이 소멸되어 전력 파형이 안정될 때까지의 시간이 길어진다. 이것은, 히터 소선(132A)이 열화되면, 전원(134A)으로부터 보다 큰 전력을 보다 길게 공급하지 않으면, 승온 기간으로서 설정되어 있는 시간에 처리실(122) 내를 소정의 열처리 온도로 조정할 수 없게 되기 때문에 발생되는 경향이다.

본 실시 형태에 관한 수명 예측 처리에서는, 이러한 전력 파형의 특징에 착안하여, 이 특징을 수치화하여 히터 소선(132A)의 수명 예측에 이용한다. 이 경우, 상기와 같은 히터 소선(132A)의 열화를 나타내는 전력 파형의 특징, 예를 들어 공급 전력의 최대치나 진폭의 크기 등은, 승온 기간의 전력 파형에 현저하게 나타난다. 이에 대해 온도 안정시인 열처리 기간 t2 내지 t3에서는, 이미 공급 전력의 파형으로부터 교류 성분이 소멸되어 있으므로, 공급 전력의 최대치나 진폭의 크기를 정확하게는 검출하기 어렵다.

이로 인해, 본 실시 형태에 관한 제어부(200)는, 승온 기간에 있어서 히터 소선(132A)에 공급된 전력의 데이터를 단계 S110에서 수집한 후, 상기와 같은 전력 파형의 특징을 수치화하기 위해, 수집한 전력 데이터를 이용하여 예를 들어 히터 소선(132A)으로의 공급 전력의 최대치나 진폭의 크기 등을 구하는 각종 연산 처리를 실행한다.

또한, 여기서 말하는「공급 전력의 진폭의 크기」라 함은, 순간적인 공급 전력의 진폭의 크기가 아닌, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 진폭 합의 크기를 말한다. 이로 인해, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 교류 성분을 구성하는 파(波) 하나하나의 진폭이 크고, 또한 교류 성분의 소멸 시기가 지연되어, 공급 전력이 안정될 때까지의 시간이 길수록 공급 전력의 진폭이 커진다.

이러한 각종 연산 처리로서, 도5에 나타내는 수명 예측 처리에서는, 단계 S120에서, 수집한 전력 데이터를 기초로 하여, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 최대치와 진폭의 크기를 구한다. 이 중, 공급 전력의 최대치에 대해서는, 도6a에 나타내는 예에서는, 전원(134A)의 정격 전력이 최대치로서 산출되고, 도6b에 나타내는 예에서는, 정격 전력의 80 ％가 최대치로서 산출된다. 이와 같이 산출된 공급 전력의 최대치는, 연산 결과 데이터(286)로서 기억 수단(280)에 기억된다.

또한, 열처리 장치(100)가 1회의 운용(뱃치 처리)을 실행할 때마다 단계 S120이 실행되어 공급 전력의 최대치가 산출되므로, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 최대치에 대해, 운용(뱃치 처리)마다의 추이를 파악할 수 있다.

여기서, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 최대치에 대한 운용 횟수마다의 추이를 도7에 나타낸다. 도7에 나타내는 바와 같이, 열처리 장치(100)의 운용 횟수가 진행되어, 임의의 횟수에 도달하면 공급 전력의 최대치가 급격하게 증가한다. 이것을 히터 소선(132A)의 단선 징후로서 파악할 수 있다. 실제로, 도7에 나타내 는 예에서는, 공급 전력의 최대치가 급격하게 증가한 후, 8회째의 운용 중에 히터 소선(132A)이 단선되어 있다.

본 실시 형태에서는, 공급 전력의 최대치의 급격한 증가를 판단하기 위해 공급 전력의 최대치로 임계치를 설정하고 있다. 공급 전력의 최대치는, 열처리 조건에 따라서 변화될 개연성이 높기 때문에, 상기 임계치에 대해서도 열처리 조건에 따라서 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 25분간의 승온 기간에서 처리실(122) 내의 온도를 650 ℃로부터 900 ℃로 상승시키는 열처리 조건에 있어서는, 임계치는 예를 들어 "94 ％"로 설정된다.

상기 단계 S120에 있어서는, 상기의 공급 전력의 최대치와 함께 그 진폭의 크기를 나타내는 지표도 구한다. 여기서는 진폭의 크기를 나타내는 지표로서, 예를 들어 공급 전력의 극소치와 극대치의 잔차 제곱합을 계산하여, 이 잔차 제곱합을 기초로 하여 공급 전력의 진폭의 크기를 판단한다.

이러한 공급 전력의 극소치와 극대치의 잔차 평균합의 산출 방법의 구체예에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도8은 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 파형의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 우선, 제어부(200)는 이 파형의 극치(극대치와 극소치)(301, 302, …, 307, …)에 대해, 예를 들어 최소 제곱법을 이용하여 회귀 직선(300)을 구한다.

다음에, 회귀 직선(300)과 승온 기간에 있어서의 각 극치(301, 302, …, 307, …)와의 차(잔차)[ε_i(i = 1, 2, …, 7, …)]를 구하고, 또한 각 잔차의 제곱 의 총합, 즉 잔차 제곱합을 산출한다. 이와 같이 구한 잔차 제곱합은, 공급 전력의 진폭이 클수록 큰 값을 나타낸다. 이와 같이 잔차 제곱합은, 공급 전력의 진폭의 크기에 따른 값을 나타내는 것이므로, 잔차 제곱합을 기초로 하여 공급 전력의 진폭의 크기를 판단할 수 있다. 그리고 상기와 같이, 히터 소선(132A)이 열화되면 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 진폭이 커지므로, 히터 소선(132A)의 열화 상황을 정확하게 판단하기 위한 지표로서 잔차 제곱합의 값을 이용할 수 있다. 이와 같이 산출된 공급 전력의 잔차 제곱합은, 연산 결과 데이터(286)로서 기억 수단(280)에 기억된다.

제어부(200)는, 열처리 장치(100)가 운용(뱃치 처리)을 행할 때마다 단계 S120을 실행하여 공급 전력의 진폭의 크기를, 즉 잔차 제곱합을 산출한다. 이에 의해, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 잔차 제곱합에 대해, 운용마다의 추이를 파악할 수 있다.

또한 본 실시 형태에 있어서, 공급 전력은 도6a와 도6b에 나타내는 바와 같이, 정격 전력을 100 ％로 한 경우의 백분율로 나타내어져 있고, 잔차 및 잔차 제곱합에 대해서도, 이 백분율로 나타내어진 공급 전력의 수치를 이용하여 산출되어 있다. 단, 잔차 제곱합의 값은, 공급 전력의 진폭의 크기를 반영하는 것이면 되므로, 잔차 및 잔차 제곱합을 산출하는 데 있어서, 예를 들어 W(와트) 표시된 공급 전력의 값을 그대로 이용하도록 해도 좋다.

여기서, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 잔차 제곱합에 대한 운용 횟수마다의 추이를 도9에 나타낸다. 도9에 나타내는 바와 같이, 열처리 장치(100)의 운 용 횟수가 진행되어, 임의의 횟수에 도달하면 공급 전력의 잔차 제곱합이 급격하게 증가한다. 이것을 히터 소선(132A)의 단선 징후로서 파악할 수 있다. 실제로, 도9에 나타내는 예에서는, 공급 전력의 잔차 제곱합이 급격하게 증가한 후, 5회째의 운용 중에 히터 소선(132A)이 단선되어 있다.

본 실시 형태에서는, 공급 전력의 잔차 제곱합의 급격한 증가를 인식하기 위해, 공급 전력의 잔차 제곱합으로 임계치를 설정하고 있다. 공급 전력의 잔차 제곱합도, 상기의 공급 전력의 최대치와 마찬가지로, 열처리 조건에 따라서 변화될 개연성이 높기 때문에, 그 임계치에 대해서도 열처리 조건에 따라서 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 25분간의 승온 기간에서 처리실(122) 내의 온도를 650 ℃로부터 900 ℃로 상승시키는 열처리 조건에 있어서는, 임계치는 예를 들어 "700000 a.u.(arbitrary unit)"로 설정된다.

그리고, 단계 S130에서, 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합이 각각의 임계치를 상회하고 있는지 여부를 판정한다. 여기서 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합 중 적어도 어느 한쪽이 임계치를 상회하고 있지 않으면, 히터 소선(132A)은 단선 징후가 없어 정상이라고 판단하여, 이 운용(뱃치 처리)에 있어서의 수명 예측 처리를 종료한다.

이에 대해, 단계 S130에서 공급 전력의 최대치가 임계치를 상회하고, 또한 공급 전력의 잔차 제곱합이 임계치를 상회하고 있는 경우에는, 히터 소선(132A)에 단선 징후가 있어 수명이 가깝다고 판단하여, 단계 S140에서 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 수명 경보의 처리를 행한다. 구체적으로는 히터 소선의 수명 경보 처리로서, 예를 들어 버저 등의 통지 수단(270)을 구동하거나, 디스플레이 등의 표시 수단(250)에 히터 소선(132A)의 수명이 가까운 취지의 표시를 행한다. 그 후, 이 운용(뱃치 처리)에 있어서의 히터 소선의 수명 예측 처리를 종료한다.

열처리 장치(100)의 작업자는, 이 수명 경보에 의해, 예를 들어 히터 소선(132A) 또는 이 히터 소선(132A)을 포함하는 히터(130) 전체의 교환 부품의 준비를 행하는 동시에, 이것의 교환을 위한 열처리 장치(100)의 유지 보수 스케줄을 세울 수 있다. 제1 실시 형태는, 조기에 히터 소선(132A)의 수명을 예측할 수 있는 것으로, 수명 경보의 직후에 히터 소선(132A)이 단선되어 버리는 것은 아니며, 또한 예를 들어 5 내지 8회의 열처리가 실행되고 비로소 히터 소선(132A)이 단선된다. 따라서, 교환 부품의 준비나 유지 보수의 마무리를 시간적으로 여유를 갖고 행할 수 있으므로, 작업자는 열처리 장치(100)의 유지 보수 작업을 원활하게 행할 수 있다.

이상과 같이, 제1 실시 형태에 따르면, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 계산하여, 이들의 계산 결과를 기초로 하여 히터 소선(132A)의 수명을 예측한다. 승온 기간에 있어서의 공급 전력은, 열처리 기간(온도 안정 기간)에 있어서의 공급 전력에 비해 그 변동이 커지므로, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합에는, 히터 소선(132A)의 단선 징후가 현저하게 나타난다. 게다가, 제1 실시 형태에서는, 열처리 조건에 따라서 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합 각각의 임계치를 설정한다. 따라서, 제1 실시 형태에 관한 수명 예측 처리에 따르면, 보다 빠른 시기에, 히터 소선(132A)의 수명을 종래 이상으로 정확하게 예측할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합이라고 하는 2개의 지표를 기초로 하여 히터 소선(132A)의 수명을 다각적으로 예측한다. 따라서, 신뢰성이 높은 예측 결과를 얻을 수 있다.

그런데 제1 실시 형태에서는, 공급 전력의 최대치가 임계치를 초과하고, 또한 공급 전력의 잔차 제곱합이 임계치를 초과한 경우에, 히터 소선(132A)에 단선 징후가 있다고 판단하고 있다. 이러한 판단 기준 대신에, 예를 들어 최대치와 잔차 제곱합 중 적어도 어느 한쪽이 각각의 임계치를 초과한 경우에 히터 소선(132A)에 단선 징후가 있다고 판단하도록 해도 좋다. 후자의 판단 기준을 채용하면, 히터 소선(132A)의 열화가 보다 빠르게 판단되게 되어, 이로 인해 열처리 중에 히터 소선(132A)이 뜻하지 않게 단선되어 버린다고 하는 사태를 보다 확실하게 회피할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 도5에 나타내는 바와 같이 단계 S120에서 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 먼저 계산하고, 그 후 단계 S130에서 각각과 임계치의 비교 판정을 행하고 있다. 본 발명은 이 처리의 순서에 한정되지 않는다. 예를 들어, 공급 전력의 최대치를 계산하여 이 계산 결과와 임계치의 비교 판정을 행하고, 그 후 공급 전력의 잔차 제곱합을 계산하여 이 계산 결과와 임계치의 비교 판정을 행하도록 해도 좋다. 반대로, 공급 전력의 잔차 제곱합을 계산하여 이 계산 결과와 임계치의 비교 판정을 행하고, 그 후 공급 전력의 최대치를 계산하여 이 계산 결과와 임계치의 비교 판정을 행하도록 해도 좋다.

또한, 상술한 바와 같이 제1 실시 형태에서는, 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합이라고 하는 2개의 지표를 기초로 하여 히터 소선(132A)의 수명을 예측한다. 단, 예를 들어 열처리 조건에 따라서는, 상기 2개의 지표 중 한쪽만을 기초로 하여 히터 소선(132A)의 수명을 예측하도록 해도 좋다. 예를 들어, 목표 온도가 높고 승온 기간으로서 짧은 시간이 설정되어 있는 열처리 조건하에서는, 히터 소선(132A)이 열화되어 있지 않아도 승온 기간에 있어서 공급 전력의 최대치가 100 ％로 되어 버려, 그때의 공급 전력의 최대치를 구해도, 히터 소선(132A)의 열화를 판정하는 것이 어려워진다. 따라서, 이러한 열처리 조건하에서는, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 진폭의 크기만을 기초로 하여 히터 소선(132A)의 수명을 예측하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 바와 같이 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치(100)에는, 복수의 히터 소선(132A 내지 132E)이 구비되어 있고, 지금까지 그 중의 히터 소선(132A)의 수명을 예측하는 경우에 대해 설명하였다. 그 밖의 히터 소선(132B 내지 132E)에 대해서도, 히터 소선(132A)과 마찬가지로 하여 개별로 수명을 예측할 수 있다.

구체적으로는, 제어부(200)는 히터 소선(132A 내지 132E)마다, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 데이터를 수집하여, 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 구한다. 그리고, 제어부(200)는 히터 소선(132A 내지 132E)마다 공급 전력의 최대치 및 잔차 제곱합을 판정하여, 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 예측한다.

이와 같이, 복수의 히터 소선(132A 내지 132E) 각각에 대해, 공급 전력의 최 대치 및 잔차 제곱합을 판정할 때에는, 히터 소선(132A 내지 132E)마다 설정된 임계치를 이용하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 처리실(122) 내의 온도를 단시간에 높은 온도로 조정하기 위해 통상으로부터 정격 전력에 가까운 전력이 공급되는 히터 소선에 대해서는, 공급 전력의 최대치를 판정하기 위한 임계치로서 정격 전력에 가까운 값을 설정하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 통상으로부터 진폭이 큰 전력이 공급되는 히터 소선에 대해서는, 공급 전력의 잔차 제곱합을 판정하기 위한 임계치로서 큰 값을 설정하는 것이 바람직하다.

그리고, 제어부(200)가 히터 소선(132A 내지 132E) 중 적어도 하나의 수명이 가깝다고 예측한 경우, 그 히터 소선만, 혹은 히터(130) 전체를 교환한다.

이상과 같이, 복수의 히터 소선(132A 내지 132E)을 갖는 열처리 장치(100)에 있어서, 히터 소선(132A 내지 132E)마다, 열처리 조건에 따른 임계치를 설정함으로써, 임의의 히터 소선(132A 내지 132E)에 대해서도 보다 빠른 시기에 보다 높은 정밀도로 각각의 수명을 예측할 수 있다.

또한, 상기 제1 실시 형태에 관한 히터 소선의 수명 예측 처리에서는, 공급 전력의 최대치를 기초로 하여 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 예측하고, 또한 공급 전력의 진폭의 크기를 기초로 하여 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 예측하는, 이른바 단변량 해석 방법을 이용한 데이터 해석에 의해 예측하는 경우에 대해 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 히터 소선(132A 내지 132E) 각각의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 변량으로 하여, 이들 변량을 전부 통합하여 해석하여, 이 다변량 해석의 결과로부터 히터(130) 전체의 수명을 예측하도록 해도 좋다.

(제2 실시 형태에 있어서의 히터 소선 수명 예측)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 히터 소선 수명 예측에 대해 설명한다. 여기서는, 다변량 해석에 의해 히터 소선의 수명 예측을 행하는 경우를 예로 든다. 구체적으로는, 예를 들어 5개의 히터 소선(132A 내지 132E)으로 이루어지는 히터(130)의 수명을 예측하기 위해, 임의의 열처리에 있어서의 승온 기간 중에 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급된 전력을 측정하여 얻어지는 전력 데이터에 포함되는 데이터, 예를 들어 전력의 최대치와 잔차 제곱합(10개의 변량)을 다변량 해석하여, 이 해석 결과를 기초로 하여 히터 소선(132A 내지 132E) 중 적어도 하나에 단선 징후가 있는지 여부를 판별한다. 이 판별 분석에는, 예를 들어 마하라노비스의 거리(MD)의 방법을 이용한다.

여기서 말하는 마하라노비스의 거리라 함은, 예를 들어 아직 열화되어 있지 않은 정상시(正常時)[정상시(定常時)]의 히터 소선에 대한 복수 변량의 분포의 중심과 판별 대상의 변량과의 분리 정도를 나타내는 것이다. 이에 따르면, 판별 대상의 변량의 마하라노비스의 거리를 구하여, 이것이 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 히터 소선(132A 내지 132E) 중 어느 하나에 열화가 있다고 판단할 수 있다.

상술한 바와 같은 마하라노비스의 거리의 값(이하,「MD치」라고도 함)을 구하기 위한 MD 모델(모델식)은, 열처리 장치(100)에 있어서 복수의 웨이퍼(W)에 대한 열처리의 운용(뱃치 처리)을 행하기 전에 제어부(200)에 의해 미리 구해진다. 구체적으로는 제어부(200)는, 미리 정상적인 히터 소선(132A 내지 132E)에 전력을 공급하는 각 전원(134A 내지 134E)으로부터 전력 데이터를 수집하여, 각 전력 데이터를 기초로 하여 최대치와 잔차 제곱합을 산출하고, 이 산출 결과를 이용하여 마하라노비스의 거리를 산출하기 위한 MD 모델을 작성하여, 이것을 기억 수단(280)에 기억시켜 둔다. 그리고, 실제의 열처리 장치(100)의 운용에서는, 이 MD 모델을 이용하여 MD치를 구하고, 이 MD치를 기초로 하여 히터 소선의 수명 예측을 행한다. 또한, MD 모델을 작성하기 위해 이용되는 정상적인 히터 소선으로서는, 예를 들어 교환 직후의 히터 소선이 바람직하지만, 히터 단선 징후가 나타나기 전의 소정의 사용 빈도 이하인 히터 소선이라도 좋다.

(히터 소선의 수명 예측 처리의 구체예)

이하, 제2 실시 형태에 관한 히터 소선의 수명 예측 처리의 구체예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서의 히터 소선의 수명 예측 처리에서는, 상술한 바와 같이 미리 작성된 MD 모델을 이용하여 MD치를 구하고, 이것을 기초로 하여 히터 소선의 수명 예측을 행하는 경우의 예를 든다. 도10은 제2 실시 형태에 관한 수명 예측 처리의 구체예를 나타내는 흐름도이다. 제2 실시 형태에 관한 수명 예측 처리는, 열처리 장치(100)에 있어서 복수의 웨이퍼(W)에 대한 열처리의 운용(뱃치 처리)이 행해질 때마다, 소정의 프로그램을 기초로 하여 제어부(200)에 의해 실행된다.

우선, 단계 S210에서 각 전원(134A 내지 134E)에 의해 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급되는 전력 데이터를 수집한다. 그때, 제어부(200)는 열처리 장 치(100)의 1회의 운용의 전체 기간 중 적어도, 승온 기간 t1 내지 t2에 있어서 전원(134A 내지 134E)이 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급하는 전력을 나타내는 전력 데이터를 수집한다. 이 수집된 전력 데이터(282)는 기억 수단(280)에 기억된다.

다음에 단계 S220에서 수집한 전력 데이터를 기초로 하여, 승온 기간에 있어서의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 히터 소선(132A 내지 132E)마다 구한다. 이 최대치와 잔차 제곱합의 산출 방법에 대해서는, 제1 실시 형태에 있어서의 단계 S120과 동일하다. 그리고, 산출된 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합은, 예를 들어 연산 결과 데이터(286)로서 기억 수단(280)에 기억된다.

이어서, 단계 S230에서 기억 수단(280)에 연산 결과 데이터(286)로서 기억되어 있는 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 판독하고, 이들 10개의 변량을 해석하여 마하라노비스의 거리의 값(MD치)을 구한다.

이 경우, 예를 들어 도11에 나타내는 바와 같이 제어부(200)는, 미리 작성한 상기 MD 모델(310)에, 상기 10개의 변량, 즉 단계 S220에서 산출된 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 공급 전력의 최대치(312A 내지 312E)와 잔차 제곱합(314A 내지 314E)을 입력한다. 이에 의해, 판별 대상인 10개의 변량, 즉 히터 소선(132A 내지 132E)의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합의 MD치(316)가 얻어진다.

여기서, 승온 기간에 있어서의 히터 소선(132A 내지 132E)의 공급 전력의 최대치 및 잔차 제곱합의 MD치(316)에 대한 운용 횟수마다의 추이를 도12에 나타낸다. 도12에 나타내는 바와 같이, 열처리 장치(100)의 운용 횟수가 진행되어, 일정 횟수에 도달하면 MD치(316)가 급격하게 증가한다. 이것을 히터 소선(132A 내지 132E) 중 어느 하나의 단선 징후로서 파악할 수 있다. 실제로, 도12에 나타내는 예에서는, MD치(316)가 급격하게 증가한 후, 8회째의 운용 중에 히터 소선(132A 내지 132E) 중 어느 하나가 단선되어 있다.

본 실시 형태에서는, MD치가 급격하게 증가한 것을 판단하기 위해, 그 판단 기준으로서 MD치로 임계치를 설정하고 있다. MD치도, 제1 실시 형태에 있어서의 공급 전력의 최대치나 잔차 제곱합과 마찬가지로, 열처리 조건에 따라서 변화될 개연성이 높기 때문에, 그 임계치에 대해서도 열처리 조건에 따라서 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 25분간의 승온 기간에서 처리실(122) 내의 온도를 650 ℃로부터 900 ℃로 상승시키는 열처리 조건에 있어서는, 임계치는 예를 들어 "5"로 설정된다.

그리고, 단계 S240에서 MD치가 임계치를 상회하고 있는지 여부를 판정한다. 여기서 MD치가 임계치를 상회하고 있지 않으면, 히터 소선(132A 내지 132E)은 모두 단선 징후가 없어 정상이라고 판단하여, 이 운용에 있어서의 히터 소선의 수명 예측 처리를 종료한다.

이에 대해, 상기 MD치가 임계치를 상회하고 있는 경우에는, 히터 소선(132A 내지 132E) 중 어느 하나에 단선 징후가 있어 수명이 가깝다고 판단하여, 단계 S250에서 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 수명 경보 처리를 행한다. 구체적으로는, 히터 소선의 수명 경보 처리로서, 예를 들어 버저 등의 통지 수단(270)을 구동하거나, 디스플레이 등의 표시 수단(250)에 히터 소선(132A)의 수명이 가까 운 취지의 표시를 행한다. 그 후, 제어부(200)는 이 운용(뱃치 처리)에 있어서의 히터 소선의 수명 예측 처리를 종료한다.

열처리 장치(100)의 작업자는, 이 수명 경보에 의해, 예를 들어 히터(130) 전체의 교환 부품의 준비를 행하는 동시에, 이 교환을 위한 열처리 장치(100)의 유지 보수 스케줄을 세울 수 있다. 제2 실시 형태는, 조기에 히터(130)의 수명을 예측할 수 있는 것으로, 수명 경보의 직후에 히터 소선(132A 내지 132E) 중 어느 하나가 단선되어 버리는 것은 아니며, 또한 예를 들어 5 내지 8회의 열처리가 실행되고 비로소 히터 소선(132A 내지 132E) 중 어느 하나가 단선된다. 따라서, 교환 부품의 준비나 유지 보수의 마무리를 시간적으로 여유를 갖고 행할 수 있으므로, 작업자는 열처리 장치(100)의 유지 보수 작업을 원활하게 행할 수 있다.

이상과 같이, 제2 실시 형태에 따르면, 히터 소선(132A 내지 132E)의 단선 징후가 나타나기 쉬운 승온 기간의 데이터를 이용함으로써, 보다 빠른 시기에, 히터(130) 전체의 수명을 종래 이상으로 정확하게 예측할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에 따르면, 일단 MD 모델(310)을 작성하면 그 후에는 이 MD 모델(310)에 승온 기간에 있어서의 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 공급 전력의 최대치(312A 내지 312E)와 잔차 제곱합(314A 내지 314E)을 입력하는 것만으로, 히터(130)의 수명을 예측하기 위한 지표(예를 들어, MD치)를 간단히 얻을 수 있다. 그리고, 이 지표를 기초로 하여 히터(130)의 수명을 정확하게 예측할 수 있다.

또한, 히터(130)에서는 복수의 히터 소선(132A 내지 132E)이 인접하여 배치되어 있으므로, 임의의 히터 소선의 열화가 진행되면, 이것에 인접한 히터 소선의 공급 전력에 어느 정도의 영향이 미친다. 예를 들어, 히터 소선(132B)에 열화가 발생하면, 이 히터 소선(132B)에 대응하는 가열 존의 온도를 적절하게 조정할 수 없게 된다. 이 경우, 인접한 히터 소선(132A)과 히터 소선(132C)이 열화된 히터 소선(132B)의 기능 저하분을 보충하려고 한다. 이로 인해, 히터 소선(132A)과 히터 소선(132C)의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합은, 히터 소선(132A)과 히터 소선(132C)이 열화되어 있지 않아도 정상시(正常時)[정상시(定常時)]보다도 커질 가능성이 있다.

따라서, 복수의 히터 소선(132A 내지 132E)이 인접하여 배치되어 있는 경우에는, 제1 실시 형태와 같이 복수의 히터 소선(132A 내지 132E)을 별개로 단변량 해석하여 수명을 예측하는 처리에 비해, 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 변량으로 하여 복수의 히터 소선(132A 내지 132E)을 통합하여 한 번에 다변량 해석하는 제2 실시 형태의 수명 예측 처리의 쪽이, 히터(130)의 수명 예측을 보다 정확하게 행할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 5개의 히터 소선(132A 내지 132E) 모두의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합을 10개의 변량으로 하여, 이들 변량을 다변량 해석한 결과로부터 히터(130) 전체의 수명을 예측하는 경우에 대해 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 히터 소선(132A 내지 132E)마다 MD 모델(310)을 작성하여, 승온 기간에 있어서의 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 공급 전력의 최대치와 잔차 제곱합의 2개의 변량을 해석하여, 히터 소선(132A 내지 132E)마다 MD치를 얻도록 해도 좋다. 이 경우에는, 히터 소선(132A 내지 132E)마다 그 수명을 예측할 수 있다. 히터(130)에 있어서, 각 히터 소선(132A 내지 132E)을 개별로 교환할 수 있는 경우에는, 이와 같이 히터 소선(132A 내지 132E) 각각의 수명을 예측하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1, 제2 실시 형태에서는, 본 발명에 있어서의 히터 소선 수명 예측을 도1에 도시하는 복수의 웨이퍼(W)에 대해 뱃치 처리를 행하는 종형 열처리 장치(100)에 적용한 경우에 대해 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 다양한 열처리 장치에 적용할 수 있다.

(열처리 장치의 다른 구성예)

여기서, 본 발명의 실시 형태에 관한 히터 소선 수명 예측을 적용 가능한 열처리 장치의 다른 구성예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도13 내지 도15에, 본 발명의 적용이 가능한 매엽형 열처리 장치의 개략 구성을 도시한다.

우선, 웨이퍼(W)의 평면 방향으로 할당된 복수의 가열 존을 갖는 매엽형 열처리 장치(400)에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도13은 이 열처리 장치(400)의 개략 구성을 도시하는 종단면도이다. 도14는 도13의 열처리 장치(400)가 구비하는 히터(440)의 형상을 도시하는 평면도이다. 이러한 복수의 가열 존을 갖는 열처리 장치(400)에 따르면, 웨이퍼(W)의 면내 온도에 대해 보다 높은 균일성을 얻을 수 있다. 예를 들어, 대구경의 웨이퍼(W)에 대한 열처리에 이 타입이 이용된다.

도13에 도시하는 바와 같이, 열처리 장치(400)는 예를 들어 석영제의 직사각 형상으로 이루어진 처리 용기(402)를 갖고 있다. 이 처리 용기(402)의 일측에는, 웨이퍼(W)를 도입하기 위한 개구부(404)가 형성되어 있고, 이 개구부(404)의 주변부에는 플랜지부(406)가 형성되어 있다.

처리 용기(402) 내의 저부(底部)에는, 석영제 돌기부(408)가 원기둥 형상으로 복수개 기립 설치되어 있다. 웨이퍼(W)를 보유 지지한 반송 아암의 픽이 개구부(404)로부터 처리 용기(402) 내로 진입하여, 하강함으로써, 웨이퍼(W)의 이면 주변부가 이들 돌기부(408)의 선단에 접촉하고, 이에 의해 웨이퍼(W)가 지지된다.

또한, 처리 용기(402)는 개구부(404)의 반대측에, 처리 용기(402) 중으로 소정의 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(410)이 가스 공급관(412)을 통해 접속되고, 처리 용기(402) 내의 분위기를 예를 들어 진공 배기하기 위한 배기 수단(414)이 배기관(416)을 통해 접속되어 있다.

상기 개구부(404)의 단부면에는, 플랜지부(406)와 접하도록 하여 냉각 플레이트(420)가 설치되어 있다. 이 냉각 플레이트(420) 내에는, 냉각수를 흐르게 하는 냉각수로(422)가 형성되어 있어, 냉각 플레이트(420)와 플랜지부(406) 사이에 개재되는 O링 등의 밀봉 부재(424)를 냉각하도록 되어 있다. 또한, 냉각 플레이트(420)는 처리 용기(402)의 외측을 둘러싸는 예를 들어 알루미늄제 케이싱(430)에 볼트(432) 등에 의해 조임 고정되어 있고, 이에 의해 케이싱(430)의 단부에 플랜지부(406)도 고정된다. 그리고, 개구부(404)는 웨이퍼(W)의 반출입시에 기밀하게 개폐되는 게이트 밸브(434)가 설치되어 있다.

처리 용기(402)의 외벽에는 반입된 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터(440)가 설치되어 있다. 이 히터(440)는, 처리 용기(402)의 외벽의 주위에 권취하도록 배 선한 저항 발열체로 이루어지는 히터 소선(442A 내지 442C)을 갖고 있다.

도14에 도시하는 바와 같이, 각 히터 소선(442A 내지 442C)에는 전원(444A 내지 444C)이 접속되어 있어, 열처리 장치(400) 전체의 동작을 제어하는 제어부(450)로부터의 제어 신호에 따라서, 각 전원(444A 내지 444C)으로부터 각 히터 소선(442A 내지 442C)에 대해 독립적으로 전력이 공급되고, 각 히터 소선(442A 내지 442C)이 공급 전력에 따라서 발열한다.

도13에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(402)의 외벽에는 가열 존마다 온도 센서(446A 내지 446C)가 배치되어 있다. 온도 센서(446A 내지 446C)는 예를 들어 열전대로 구성된다. 또한 처리 용기(402)의 내벽에도 가열 존마다 온도 센서를 구비하도록 해도 좋다. 제어부(450)는, 각 온도 센서(446A 내지 446C)를 이용하여 가열 존마다의 온도 정보를 취득할 수 있다.

이 히터(440)에 따르면, 처리 용기(402) 내를 3개의 존으로 나누어 가열할 수 있다. 이에 의해, 열처리 중인 처리 용기(402) 내의 온도를 균일하게 유지할 수 있어, 웨이퍼(W)에 대해 면내 온도의 변동 없이 열처리를 실시할 수 있다.

제어부(450)는, 각 전원(444A 내지 444C)에 의해 각 히터 소선(442A 내지 442C)에 공급되는 전력의 데이터를 수집하여, 상기 제1, 2 실시 형태와 마찬가지로 이 수집한 전력 데이터를 기초로 하여 각 히터 소선(442A 내지 442C)의 수명을 예측할 수 있다.

다음에, 웨이퍼(W)에 대해 단일의 히터 소선에 의해 열처리를 실시하는 매엽형 열처리 장치로서의 플라즈마 CVD 장치(500)에 대해 도면을 참조하면서 설명한 다. 도15는 이 플라즈마 CVD 장치(500)의 개략 구성을 도시하는 종단면도이다.

도15에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 CVD 장치(500)는 기밀하게 구성된 대략 원통 형상의 처리실(510)을 구비하고 있고, 이 처리실(510)에 웨이퍼(W)를 수용하여, 이 웨이퍼(W)에 대해 예를 들어 TiN(질화티탄)막을 형성하는 플라즈마 CVD법에 의한 성막 처리가 실시 가능하도록 구성되어 있다.

처리실(510) 내에는 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하기 위한 웨이퍼 적재대(520)가 배치되어 있다. 웨이퍼 적재대(520)는, 웨이퍼(W)가 적재되는 적재대 본체(522), 이 적재대 본체(522)를 지지하는 원통 형상의 지지 기둥(524) 및 적재대 본체(522)와 지지 기둥(524)을 덮는 커버 부재(526)로 구성되어 있다. 이들 적재대 본체(522), 지지 기둥(524) 및 커버 부재(526)는 유기산에 부식되기 어렵고, 내열성도 높은 재료, 예를 들어 석영에 의해 구성되어 있다.

또한, 웨이퍼 적재대(520)는 반송 기구(도시하지 않음)로부터 웨이퍼(W)를 수취하고, 또한 반송 기구로 웨이퍼(W)를 전달하기 위해, 웨이퍼(W)를 지지하여 승강시킬 수 있는 웨이퍼 지지 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이 웨이퍼 지지 기구는, 예를 들어 3개의 웨이퍼 지지 핀(리프터 핀)을 갖고 있고, 각 웨이퍼 지지 핀은 적재대 본체(522)에 형성된 관통 구멍을 통해, 그 표면에 대해 돌출 함몰하도록 동작한다.

처리실(510)의 천장벽(512)에는 절연 부재(518)를 개재하여 샤워 헤드(540)가 설치되어 있다. 이 샤워 헤드(540)는 상단 블록체(542), 중간단 블록체(544) 및 하단 블록체(546)로 구성되어 있다.

하단 블록체(546)에는, 제1 처리 가스를 토출하는 제1 가스 토출 구멍(550)과, 제2 처리 가스를 토출하는 제2 가스 토출 구멍(552)이 교대로 형성되어 있다. 상단 블록체(542)의 상면에는, 제1 처리 가스를 도입하는 제1 가스 도입구(554)와, 제2 처리 가스를 도입하는 제2 가스 도입구(556)가 형성되어 있다.

상단 블록체(542)의 내부에는, 제1 가스 도입구(554)로부터 분기되어 수평 방향 및 수직 방향으로 연장되는 다수의 제1 상단 가스 유로(558)와, 제2 가스 도입구(556)로부터 분기되어 수평 방향 및 수직 방향으로 연장되는 다수의 제2 상단 가스 유로(560)가 형성되어 있다. 또한, 중간단 블록체(544)의 내부에는, 각 제1 상단 가스 유로(558)에 연통되어 수평 방향 및 수직 방향으로 연장되는 다수의 제1 중간단 가스 유로(562)와, 각 제2 상단 가스 유로(560)에 연통되어 수직 방향 및 수평 방향으로 연장되는 다수의 제2 중간단 가스 유로(564)가 형성되어 있다. 그리고, 각 제1 중간단 가스 유로(562)는 제1 가스 토출 구멍(550)에 연통되어 있고, 각 제2 중단 가스 유로(564)는 제2 가스 토출 구멍(552)에 연통되어 있다.

또한, 플라즈마 CVD 장치(500)는 가스 공급 수단(570)을 구비하고 있다. 이 가스 공급 수단(570)은, 제1 가스 공급원(572)과 제2 가스 공급원(574)을 구비하고 있다. 제1 가스 공급원(572)은, 예를 들어 ClF₃ 가스를 공급하는 ClF₃ 가스 공급원, TiCl₄ 가스를 공급하는 TiCl₄ 가스 공급원, N₂ 가스를 공급하는 N₂ 가스 공급원 등을 포함하고 있다. 또한 제2 가스 공급원(574)은, 예를 들어 다른 하나의 N₂ 가스 공급원, NH₃ 가스를 공급하는 NH₃ 가스 공급원 등을 포함하고 있다.

제1 가스 공급원(572)은, 제1 가스 공급 라인(576)을 통해 샤워 헤드(540)의 상단 블록체(542)에 형성되어 있는 제1 가스 도입구(554)에 접속되어 있고, 제2 가스 공급원(574)은 제2 가스 공급 라인(578)을 통해, 샤워 헤드(540)의 상단 블록체(542)에 형성되어 있는 제2 가스 도입구(556)에 접속되어 있다. 제1 가스 공급 라인(576)과 제2 가스 공급 라인(578)은 각각, 예를 들어 도시하지 않은 밸브나 매스 플로우 컨트롤러가 설치되어 있어, 가스 유량의 조정이 가능하게 되어 있다.

이러한 구성에 의해, 제1 가스 공급원(572)으로부터 예를 들어 ClF₃ 가스가 송출되면, 이 ClF₃ 가스는 제1 가스 공급 라인(576)과 샤워 헤드(540)의 제1 가스 도입구(554)를 경유하여 샤워 헤드(540) 내에 도입되고, 또한 제1 상단 가스 유로(558)와 제1 중간단 가스 유로(562)를 경유하여 제1 가스 토출 구멍(550)에 이르러, 여기로부터 처리실(510) 내로 토출된다. 마찬가지로, 제2 가스 공급원(574)으로부터 예를 들어 N₂ 가스가 송출되면, 이 N₂ 가스는 제2 가스 공급 라인(578)과 샤워 헤드(540)의 제2 가스 도입구(556)를 경유하여 샤워 헤드(540) 내로 도입되고, 또한 제2 상단 가스 유로(560)와 제2 중간단 가스 유로(564)를 경유하여 제2 가스 토출 구멍(552)에 이르러, 여기로부터 처리실(510) 내로 토출된다.

또한 본 실시 형태에 관한 샤워 헤드(540)는, 제1 가스 공급원(572)으로부터의 가스와 제2 가스 공급원(574)으로부터의 가스가 독립적으로 처리실(510) 내에 공급되는 포스트믹스 타입이다. 이로 인해, 처리 중에 처리실(510) 내에 2종류의 가스를 동시에 공급하는 것은 물론, 교대로 공급하는 것도 가능하고, 또한 한쪽만 을 공급하는 것도 가능하다. 또한, 샤워 헤드(540) 대신에 프리믹스 타입의 샤워 헤드를 채용해도 좋다.

샤워 헤드(540)에는, 정합기(580)를 통해 고주파 전원(582)이 접속되어 있다. 이 고주파 전원(582)으로부터 샤워 헤드(540)에 고주파 전력이 공급됨으로써, 샤워 헤드(540)를 통해 처리실(510) 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마화하여, 소정의 막을 웨이퍼(W) 상에 성막할 수 있다.

처리실(510)의 저벽(底壁)(514)의 중앙부에는 원형의 개구부(514a)가 형성되어 있고, 저벽(514)에는 이 개구부(514a)를 덮도록 하방을 향해 돌출된 배기실(590)이 연결되어 있다. 배기실(590)의 측벽에는 배기관(592)을 통해 배기 수단(594)이 접속되어 있다. 이 배기 수단(594)을 작동시킴으로써 처리실(510) 내를 소정의 진공도로 감압할 수 있다.

처리실(510)의 측벽(516)에는, 처리실(510) 내에 대한 웨이퍼(W)의 반출입을 행하기 위한 반출입구(516a)와, 이 반출입구(516a)를 개폐하는 게이트 밸브(534)가 설치되어 있다.

그리고 상기 웨이퍼 적재대(520)를 구성하는 적재대 본체(522)에는 저항 발열체로 이루어지는 히터 소선(528)이 매립되어 있다. 이 히터 소선(528)에는 전원(530)이 접속되어 있어, 플라즈마 CVD 장치(500) 전체의 동작을 제어하는 제어부(536)로부터의 제어 신호에 따라서, 전원(530)으로부터 히터 소선(528)에 대해 전력이 공급되고, 히터 소선(528)이 공급 전력에 따라서 발열한다.

또한, 적재대 본체(522)에는 온도 센서(538)가 매립되어 있다. 이 온도 센 서(538)는 예를 들어 열전대로 구성된다. 제어부(536)는, 온도 센서(538)를 이용하여 적재대 본체(522)의 온도 정보, 나아가서는 웨이퍼(W)의 온도 정보를 취득할 수 있다.

제어부(536)는, 전원(530)에 의해 히터 소선(528)에 공급되는 전력의 데이터를 수집하여, 상기 제1, 2 실시 형태와 마찬가지로 이 수집한 전력 데이터를 기초로 하여 히터 소선(528)의 수명을 예측할 수 있다. 이와 같이 하여, 본 발명에 따르면, 종형 열처리 장치뿐만 아니라 매엽형 열처리 장치에 있어서도, 그 열처리에 이용되는 히터 소선의 수명을 정확하게 예측할 수 있다.

이상과 같이, 제1 내지 제2 실시 형태에서는, 히터 소선이 아직 단선되어 있지 않은 경우에는, 웨이퍼 반입 후에 소정의 열처리 온도까지 승온시키기 위한 승온 기간(예를 들어, 도4에 나타내는 시각 t1 내지 t2)의 전기 데이터의 쪽이, 온도 안정시보다도 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬운 것에 착안하여, 그 승온 기간의 전기 데이터를 이용하여 히터 소선의 수명을 예측하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 온도 안정시보다도 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬운 다른 기간의 데이터를 이용하도록 해도 좋다.

예를 들어, 웨이퍼(W)를 처리실 내로 반입하는 반입 기간(예를 들어, 도4에 나타내는 시각 t0 내지 t1)의 데이터에 대해서도, 온도 안정시보다도 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉽다. 따라서, 이 웨이퍼(W)의 반입 기간을 기초로 하여 히터 소선의 수명을 예측하도록 해도 좋다. 또한, 이러한 웨이퍼(W)의 반입 기간의 데이터를 이용한 히터 소선 수명 예측에 대해서는 이하의 제3 실시 형태에 있어서 구체예를 들어 상세하게 서술한다.

(제3 실시 형태에 있어서의 히터 소선 수명 예측)

이하, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 히터 소선 수명 예측에 대해 설명한다. 여기서는, 예를 들어 도1에 도시하는 바와 같은 종형 열처리 장치(100)를 예로 들어, 온도 안정시보다도 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉬운 기간으로서, 웨이퍼(W)의 반입 기간, 즉 다수의 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 웨이퍼 보트(114)를 처리실(122) 내로 반입하는 기간(로딩시)의 히터 소선의 온도 데이터를 이용하여 예측하는 경우에 대해 설명한다.

예를 들어, 도4에 나타내는 바와 같은 웨이퍼(W)의 반입 기간 t0 내지 t1에서는, 처리실(122)의 하단 개구부(123)를 차폐하고 있는 도시하지 않은 셔터를 일단 개방하고, 웨이퍼 보트(114)가 반입되면 덮개체(116)에 의해 다시 폐쇄하므로, 이 반입 기간에는 처리실(122) 내의 하단 개구부(123) 근방의 온도는 크게 변화된다. 이로 인해, 처리실(122) 내의 온도를 일정하게 유지하기 위해 히터 소선에 공급되는 전력도 커지므로, 히터 소선의 단선 징후가 나타나기 쉽다. 이 경우, 상술한 바와 같이 하단 개구부(123) 부근의 처리실(122) 내의 온도 변화가 커지기 때문에, 그 부근에 배치되는 가장 하측의 히터 소선(132E)에 공급되는 전력도 가장 커지므로, 그 히터 소선(132E)의 온도 변화도 커져, 단선 징후를 검출하기 쉽다.

여기서, 상술한 가장 하측에 배치되는 히터 소선(132E)의 온도와, 그 히터 소선(132E)에 의해 가열되는 처리실(122) 내의 분위기의 온도에 대해, 도4에 나타내는 웨이퍼(W)의 반입 기간을 포함하는 일련의 공정(운용)에 있어서의 추이를 도 면을 참조하면서 설명한다. 도16a는 도4에 나타내는 각 공정에 있어서 처리실(122) 내의 분위기의 온도의 추이를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 처리실(122)의 가장 하측에 배치된 내부 온도 센서(138E)에 의해 검출된 온도의 추이를 그래프로 나타낸 것이다. 도16b는 도4에 나타내는 각 공정에 있어서 가장 하측에 배치되는 히터 소선(132E)의 온도의 추이를 나타내는 도면으로, 처리실(122)의 가장 하측에 배치된 외부 온도 센서(136E)에 의해 검출된 온도의 추이를 그래프로 나타낸 것이다.

또한, 도16a, 도16b에서는, 도4에 나타내는 각 공정을 행하는 기간 중, 웨이퍼 반입 기간 t0 내지 t1, 승온 기간 t1 내지 t2, 열처리 기간 t2 내지 t3, 강온 기간 t3 이후까지를 그래프로 나타내고, 웨이퍼 반출 기간에 대해서는 생략하고 있다. 도16a, 도16b에 있어서의 가는 선 그래프는, 교환된 직후에 아직 열화되어 있지 않은 정상적인 히터 소선(132E)에 대한 온도 데이터의 특성을 나타내고 있고, 굵은 선 그래프는, 열화가 진행된 히터 소선(132E)의 온도 데이터의 특성을 나타내고 있다.

도16a, 도16b에 나타내는 바와 같이, 우선 웨이퍼 반입 기간 t0 내지 t1에서는, 시각 t0으로부터 처리실(122)의 하단 개구부(123)를 차폐하고 있는 도시하지 않은 셔터가 개방되고, 웨이퍼 보트(114)가 상승하여 처리실(122) 내로 반입되어 간다. 이때, 처리실(122)의 내부의 공간과 하단 개구부(123) 근방의 처리실(122)의 외부의 공간은 연통되므로, 도16a에 나타내는 바와 같이 상대적으로 온도가 낮은 외부 공간의 분위기의 영향을 받아 처리실(122) 내의 온도는 급격하게 저하되어 간다.

이로 인해, 처리실(122) 내의 온도를 설정 온도(예를 들어, 650 ℃)로 유지하기 위해, 도16b에 나타내는 바와 같이 예를 들어 히터 소선(132E)에는 전원(134E)으로부터 공급되는 전력이 조정되어, 히터 소선(132E)의 온도가 급격하게 상승한다. 이때, 다른 히터 소선(132A 내지 132D)에 공급되는 전력도 조정되지만, 가장 온도 저하가 현저한 처리실(122)의 하단 개구부(123)에 가장 가까운 히터 소선(132E)에 공급되는 전력은 예를 들어 정격 전력(최대 전력)으로 되어, 다른 히터 소선(132A 내지 132D)에 비하면 매우 커진다.

이와 같이, 예를 들어 히터 소선(132E)에 공급되는 전력이 커지도록 조정되어 있으므로, 웨이퍼 보트(114)가 처리실(122)로 완전히 들어가, 덮개체(116)에 의해 하단 개구부(123)가 폐색되면 처리실(122) 내의 온도는 급격하게 복귀되기 시작한다.

그리고, 도16a에 나타내는 바와 같이 처리실(122) 내의 온도가 예를 들어 650 ℃로 복귀되면, 승온 기간 t1 내지 t2에 의해 열처리 온도(예를 들어, 900 ℃)까지 승온한다. 그 후, 처리실(122) 내의 온도는, 열처리 기간 t2 내지 t3에 의해 열처리 온도로 유지되면서 웨이퍼(W)에 대한 열처리가 행해진다. 웨이퍼(W)의 열처리가 종료되면, 처리실(122) 내의 온도는 강온 기간 t3 이후에 의해 다시 예를 들어 650 ℃까지 저하된다. 이후, 웨이퍼 반출 기간에 있어서 웨이퍼(W)의 반출 공정이 행해져 일련의 공정(운용)이 종료된다.

여기서, 도16a, 도16b에 있어서의 각 온도 변화 중, 웨이퍼 반입 기간 t0 내 지 t1에 있어서의 정상적인 히터 소선(132E)의 온도 변화(가는 선 그래프)와, 열화가 진행된 히터 소선(132E)의 온도 변화(굵은 선 그래프)를 비교해 보면, 도16a에 나타내는 처리실(122) 내의 온도 변화[내부 온도 센서(138E)에 의한 온도 검출치의 변화]에 대해서는, 온도의 저하 폭과 상승으로 바뀌는 타이밍 등 다소의 차이는 보이지만, 거의 바뀌지 않는다. 이것은, 히터 소선(132E)이 열화되면, 정상일 때에 비해 응답성이 나빠지기 때문에, 가장 온도가 저하되는 타이밍도 정상일 때에 비해 느려지지만, 그 밖의 히터 소선(132A 내지 132D)에 의해 그 열화분이 보충되므로, 처리실(122) 내의 온도 변화에는 그 열화의 영향이 현저하게 나타나지 않기 때문이라고 생각된다.

이에 대해, 도16b에 나타내는 웨이퍼 반입 기간 t0 내지 t1에 있어서의 히터 소선(132E)의 온도 변화[외부 온도 센서(136E)에 의한 온도 검출치의 변화]에 대해서는, 열화가 진행된 히터 소선(132E)의 온도 변화(굵은 선 그래프)에서는, 정상적인 히터 소선(132E)의 온도 변화(가는 선 그래프)에 비해 소정의 온도(도16b에서는 대략 50 ℃) 이상 시프트되는 경향에 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 외부 온도 센서(136E)에 의한 온도 검출치의 변화는, 히터 소선(132E)의 발열 상태가 직접적으로 반영되므로, 그 열화 상태가 현저하게 나타나기 때문이라고 생각된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서의 히터 소선(132E)의 온도 데이터의 시프트 경향을 검출함으로써 열화를 판정할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 반입 기간 t0 내지 t1에서는, 히터 소선(132E)에는, 일시적으로 큰 전력 예를 들어 정격 전력(최대 전력)이 공급되고, 이것이 웨이퍼(W)의 반입 기간마다 반복된다. 이로 인해, 히터 소선(132E)은, 그 밖의 히터 소선(132A 내지 132D)보다도 빠른 시기에 열화될 개연성이 높다. 따라서, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서 가장 열화되기 쉬운 히터 소선(132E)의 온도 데이터를 이용함으로써, 보다 빠르고 정확하게 수명 예측을 행할 수 있다.

그래서, 제3 실시 형태에서는, 승온 기간과 마찬가지로 단선 징후가 나타나기 쉬운, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서의 히터 소선(132E)의 온도 데이터[외부 온도 센서(136E)에 의해 검출되는 온도 데이터]를 이용하여 히터 소선 수명 예측을 행하는 것이다. 구체적으로는 예를 들어, 각 운용에 있어서의 웨이퍼(W)의 반입 기간(t0 내지 t1)에 있어서 외부 온도 센서(136E)에 의해 검출되는 온도 데이터의 최대치(도16b에 나타내는 화살표의 값)의 추이를 감시하고, 이 최대치의 시프트 경향을 검출함으로써, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서의 히터 소선(132E)의 온도 데이터의 전체의 시프트 경향을 검출하여, 이에 의해 히터 소선(132E)의 단선 징후가 있는지 여부를 판단할 수 있다.

(히터 소선의 수명 예측의 구체예)

여기서, 상술한 바와 같은 히터 소선(132E)의 온도 데이터[외부 온도 센서(136E)에 의해 검출되는 온도 데이터]를 이용한 제3 실시 형태에 관한 히터 소선 수명 예측의 구체예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도17은 제3 실시 형태에 관한 히터 소선 수명 예측 처리의 구체예를 나타내는 흐름도이다. 제3 실시 형태에 관한 수명 예측 처리는, 열처리 장치(100)에 있어서 복수의 웨이퍼(W)에 대한 열처리의 운용(뱃치 처리)이 행해질 때마다, 소정의 프로그램을 기초로 하여 제어 부(200)에 의해 실행된다.

우선, 단계 S310에서 히터 소선(132E)의 온도 데이터를 외부 온도 센서(136E)로부터 수집한다. 그때, 열처리 장치(100)의 1회의 운용의 전체 기간 중 적어도, 반입 기간 t0 내지 t1에 있어서 외부 온도 센서(136E)로부터 온도 데이터를 수집한다. 이 수집된 온도 데이터(284)는 기억 수단(280)에 기억된다.

이어지는 단계 S320에서 수집한 온도 데이터 중, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서 외부 온도 센서(136E)에 의해 검출된 온도 데이터의 최대치(이하, 단순히 「온도 데이터의 최대치」라고도 함)를 구한다. 예를 들어, 도16b에 나타내는 예에서는, 히터 소선(132E)이 열화되어 있지 않은 경우(가는 선 그래프), 온도 데이터의 최대치는 약 830 ℃이다. 이에 대해, 히터 소선(132E)이 열화되어 있는 경우(굵은 선 그래프), 온도 데이터의 최대치는 약 910 ℃이다. 이 온도 데이터의 최대치는, 연산 결과 데이터(286)로서 기억 수단(280)에 기억된다.

이와 같이 하여, 제어부(200)는 열처리 장치(100)의 운용(뱃치 처리)에 의해, 복수의 웨이퍼(W)의 처리실(122)로의 반입이 행해질 때마다, 단계 S320을 실행하여 반입 기간에 있어서의 온도 데이터의 최대치를 산출한다. 이에 의해 반입 기간에 있어서의 온도 데이터의 최대치에 대해, 운용마다의 추이를 파악할 수 있다.

여기서, 반입 기간에 있어서의 온도 데이터의 최대치와 열처리 장치(100)에 대한 운용 횟수마다의 추이를 도18에 나타낸다. 도18에 나타내는 바와 같이, 열처리 장치(100)의 운용 횟수가 진행되어, 일정 횟수에 도달하면 온도 데이터의 최대치가 한층 높은 값으로 시프트된다. 이것을 히터 소선(132E)의 단선 징후라 파악 할 수 있다. 실제로, 도18에 나타내는 예에서는, 온도 데이터의 최대치가 높은 값으로 시프트된 후, 161회째의 운용 중에 히터 소선(132E)이 단선되어 있다.

그러면, 다음의 단계 S330에서 온도 데이터의 최대치가 시프트되어 있는지 여부를 판단한다. 구체적으로는 온도 데이터의 최대치의 임계치를 설정하고, 이 임계치를 기초로 하여 온도 데이터의 최대치가 시프트되었는지 여부를 판단한다. 온도 데이터의 최대치는, 히터 소선(132E)에 열화가 없고, 또한 반입 기간에 있어서의 처리실(122) 내의 온도의 설정치(예를 들어, 650 ℃)에 변경이 없으면, 매회의 운용에 있어서는 일정한 값으로 된다. 도18에 나타내는 예에서는, 히터 소선(132E)에 열화가 없는 경우의 온도 데이터의 최대치는, 850 ℃를 기준치로 하여 그것의 ±10 ℃ 정도의 범위에 들어가 있다. 따라서, 온도 데이터의 최대치의 임계치는 ±10 ℃ 정도의 변동을 고려하여, 기준치보다 예를 들어 30 ℃ 높은 값으로 설정된다. 예를 들어, 기준치가 850 ℃인 경우, 임계치는 880 ℃로 한다. 이 기준치로서는, 예를 들어 히터 소선(132E)이 교환 직후이며 정상 상태일 때에, 온도 데이터의 최대치를 몇 개 샘플링하여, 그 평균치를 이용해도 좋다.

또한, 상기 외에, 기준치를 고정하지 않고, 기준치를 매회의 운용에 있어서 검출된 온도 데이터의 최대치로 갱신하도록 해도 좋다. 이 경우는, 임의의 회의 운용에 있어서 검출된 온도 데이터의 최대치가, 그 전회의 운용에 있어서 검출된 온도 데이터의 최대치로부터 어느 정도 상승하였는지를 검출하고, 그 상승 폭이 소정의 임계치를 상회하고 있는지 여부를 기초로 하여 온도 데이터의 최대치의 시프트 현상의 유무를 판정하는 것으로 된다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 임의의 회의 운용에 있어서 검출된 온도 데이터의 최대치가 임계치를 상회하면, 온도 데이터의 최대치는 시프트되었다고 판단하여, 그 판단 결과를 기억 수단(280)에 기억시켜 둔다. 그리고, 그 후의 운용에 있어서는, 검출된 온도 데이터의 최대치가 임계치에 도달되어 있지 않아도 단계 S330에서는 온도 데이터의 최대치가 시프트되어 있다고 판단한다.

이 경우, 예를 들어 기억 수단(280)에 시프트 완료 판정 데이터(예를 들어, 플래그 등의「0」또는「1」로 이루어지는 데이터)를 기억시켜, 이 시프트 완료 판정 데이터의 값으로 판단하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 시프트 완료 판정 데이터의 값을, 온도 데이터의 최대치가 시프트되어 있지 않다고 판단한 경우에는「0」으로 하고, 또한 온도 데이터의 최대치가 시프트되었다고 판단한 경우에는「1」로 하여 그것을 유지하고, 히터(130)의 교환이 있었던 경우에는「0」으로 복귀시키도록 한다. 이 경우에는, 단계 S330에서 이미 시프트 완료 판정 데이터의 값이「1」이면, 검출된 온도 데이터의 최대치가 임계치에 도달되어 있지 않아도 온도 데이터의 최대치가 시프트되어 있다고 판단한다.

이와 같이 단계 S330에서 온도 데이터의 최대치가 시프트되어 있는지 여부를 판단하여, 시프트되어 있지 않다고 판단하면 히터 소선(132E)에 단선 징후가 없어 정상이라고 판단하여, 수명 예측 처리를 종료한다.

이에 대해, 단계 S330에서 온도 데이터의 최대치가 시프트되어 있다고 판단한 경우에는 히터 소선(132E)의 단선 징후가 있다고 판단하여, 단계 S400에서 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리는 수명 경보의 처리를 행한다. 구체적으로는 히 터 소선의 수명 경보 처리로서, 예를 들어 버저 등의 통지 수단(270)을 구동하거나, 디스플레이 등의 표시 수단(250)에 히터 소선의 수명이 가까운 취지의 표시를 행한다. 그 후, 이 운용(뱃치 처리)에 있어서의 히터 소선의 수명 예측 처리를 종료한다.

이와 같이, 도18에 나타내는 수명 예측 처리에서는, 온도 안정시보다도 단선 징후가 나타나기 쉬운, 웨이퍼(W)의 반입 기간의 데이터를 이용하여, 이 반입 기간에 가장 온도 변화가 큰 히터 소선(132E)의 수명을 예측함으로써, 종래 이상으로 정확하게 수명을 예측할 수 있다. 게다가, 온도 안정시보다도 상당히 빠른 시기에 단선 징후가 나타나기 쉬우므로, 종래보다도 한층 더 빠른 시기에 수명을 예측할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 여유를 갖고 각 히터 소선(132A 내지 132E)의 교환 부품을 준비하고, 교환을 위한 열처리 장치(100)의 유지 보수 스케줄을 세울 수 있다.

그런데, 도18에 나타내는 온도 변화의 경향을 나타내는 히터 소선(132E)과 같이, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서의 온도 데이터의 최대치가 시프트된 후 실제로 단선될 때까지 상당 횟수의 운용(여기서는 160회 정도)이 가능하므로, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서의 온도 데이터의 최대치가 시프트된 것만을 수명 예측의 판단 기준으로 한 것으로는, 수명 예측 경보를 행하는 데에는 시기적으로 지나치게 빠른 경우도 있다.

이로 인해, 발명자들은, 도18에 나타내는 바와 같은 온도 변화에 있어서, 그 밖에도 판단 기준으로 할 수 있는 경향을 검토한 바, 온도 데이터의 최대치가 시프 트되기 전에는, 대략 일정하게 추이하는 경향이 있는 데 대해, 온도 데이터의 최대치가 시프트된 후에는, 히터 소선(132E)이 수명에 보다 근접해짐에 따라 저하되는 경향이 있는 것을 깨달았다. 이러한 온도 데이터의 최대치의 저하 경향을 검출할 수 있으면, 히터 소선(132E)의 수명 시기를 정확하게 예측할 수 있다. 실제로, 도18에 나타내는 예에서는, 온도 데이터의 최대치가 저하 경향을 나타낸 후, 80회째의 운용 중에 히터 소선(132E)이 단선되어 있다.

그래서, 이러한 히터 소선(132E)의 수명을 예측하는 경우에는, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서의 온도 데이터의 최대치가 시프트된 것뿐만 아니라, 그 후에 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 있는지 여부에 대해서도 판단 기준으로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 온도 데이터의 최대치가 임계치를 초과한 후, 또한 매회의 운용에 있어서 검출되는 온도 데이터의 최대치의 변동 경향을 감시하고, 그 감시 결과를 기초로 하여 히터 소선(132E)의 수명을 예측한다.

구체적으로는 도19에 나타내는 바와 같이, 단계 S330에서 온도 데이터의 최대치가 시프트되어 있다고 판단한 경우에는 히터 소선(132E)의 단선 징후가 있다고 판단하지만, 단계 S400에서 히터 소선 수명 경보 처리를 하기 전에, 단계 S340에서 히터 소선 수명 통지 처리를 행한다. 구체적으로는, 예를 들어 디스플레이 등의 표시 수단(250)에 히터 소선(132E)의 수명의 전단계로서 단선 징후가 있다는 취지의 표시(경고 : Warning)를 행한다. 이와 같이 조기에 히터 소선(132E)의 단선 징후를 인지하여, 그 내용을 표시 수단(250)에 표시할 수 있으면, 교환 부품의 준비나 유지 보수 스케줄의 책정에 시간적인 여유가 주어지게 되어, 효율적으로 히터 소선을 교환할 수 있다.

그 후, 단계 S350에서 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 있는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 매회의 운용에 있어서 검출되는 온도 데이터의 최대치의 이동 평균을 계산하여, 각 이동 평균을 플롯하여 얻어지는 이동 평균선이 하강하고 있으면, 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 있다고 판단한다. 구체적으로는 매회의 운용에 있어서 온도 데이터의 최대치가 검출되면, 그 최대치와, 예를 들어 직전 2회 또는 3회의 운용에 있어서 검출된 각 온도 데이터의 최대치를 이용하여 이동 평균치를 구한다. 그리고, 이 이동 평균치가 소정 횟수 이상 연속하여 저하된 경우, 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 있다고 판단한다. 이와 같이 이동 평균을 구함으로써, 일시적으로 온도 데이터의 최대치가 상승 또는 하강하는 경우에 있어서도 온도 데이터의 최대치의 전체적인 저하 경향을 파악할 수 있다.

또한, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 각 운용에 있어서 검출된 온도 데이터의 최대치가 그 직전의 운용에 있어서 검출된 온도 데이터의 최대치보다도 작아져, 이것이 소정의 운용 횟수(예를 들어, 8회 이상) 연속되는 경우, 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 있다고 판단해도 좋다.

이와 같이 하여 단계 S350에서 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 있는지 여부를 판정하여, 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 없으면, 히터 소선(132E)의 단선 징후는 있지만 머지않아 단선될 가능성은 적으므로, 이 운용에 있어서의 히터 소선의 수명 예측 처리를 종료한다.

이에 대해, 온도 데이터의 최대치가 저하 경향에 있다고 판단한 경우에는, 히터 소선(132E)의 단선 징후가 있는 동시에 머지않아 단선될 가능성도 높으므로, 단계 S400에서 히터 소선 수명 경보 처리를 행한다. 구체적으로는, 도18에 나타내는 단계 S400의 경우와 마찬가지로 예를 들어 버저 등의 통지 수단(270)을 구동하거나, 디스플레이 등의 표시 수단(250)에 히터 소선의 수명이 가깝다는 취지의 표시를 행한다. 그 후, 이 운용(뱃치 처리)에 있어서의 히터 소선의 수명 예측 처리를 종료한다.

이상과 같이, 제3 실시 형태에 따르면, 온도 안정시보다도 단선 징후가 나타나기 쉬운, 웨이퍼(W)의 반입 기간에 있어서 외부 온도 센서(136E)에 의해 검출되는 온도 데이터의 최대치(도16b 중의 화살표의 값)를 검출하고, 이 검출치를 기초로 하여 히터 소선(132E)의 수명을 예측한다. 이 반입 기간에 있어서 검출되는 온도 데이터는, 열처리 기간에 있어서 검출되는 온도 데이터에 비해 그 변동이 커지므로, 반입 기간에 있어서 검출되는 온도 데이터에는 히터 소선(132E)의 단선 징후가 현저하게 나타난다. 따라서, 제3 실시 형태에 관한 수명 예측 처리에 따르면, 보다 빠른 시기에, 히터 소선(132E)의 수명을 종래 이상으로 정확하게 예측할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 온도 데이터의 최대치가 높은 값으로 시프트되었는지 여부라고 하는 판단 기준에 더하여, 그 후 온도 데이터의 최대치가 저하 경향으로 되었는지 여부라고 하는 판단 기준을 이용하여 히터 소선(132E)의 수명을 예측한다. 따라서, 보다 정확하게 히터 소선(132E)의 수명 시기를 예측할 수 있다. 또한, 예를 들어 온도 데이터의 최대치가 시프트된 후 단선까지의 기간이 짧 은 온도 변화를 나타내는 경우에는, 도17에 나타내는 바와 같이 온도 데이터의 최대치의 저하 경향을 감시하지 않고 상기의 히터 소선(132E)의 수명 예측 처리를 행하도록 해도 좋다.

또한, 온도 데이터의 최대치가 시프트만을 판단 기준으로 하는 도17에 나타내는 바와 같은 수명 예측 처리와, 온도 데이터의 최대치가 시프트에 더하여 그 후 온도 데이터의 최대치가 저하 경향으로 되었는지 여부도 판단 기준으로 하는 도19에 나타내는 바와 같은 수명 예측 처리 중 어느 쪽을 실행할지를 선택할 수 있도록 해도 좋다. 이 경우, 예를 들어 열처리 장치의 각종 설정 항목에 수명 예측 처리를 선택하는 항목을 마련하여, 작업자에 의한 입출력 수단(260)으로부터의 입력 조작에 의해 선택할 수 있도록 해도 좋다.

(제4 실시 형태에 관한 히터 소선 수명 예측 시스템)

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도20은 본 실시 형태에 관한 수명 예측 처리 시스템으로서 적용 가능한 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도20에 나타내는 바와 같이, 처리 시스템은 열처리 장치(100)와, 데이터 처리 장치(600)와, 이들을 전기적으로 접속하는 예를 들어 LAN(Local Area Network) 등의 네트워크(700)로 구성되어 있다.

데이터 처리 장치(600)는, 예를 들어 도20에 나타내는 바와 같이, CPU(610), CPU(610)가 처리를 행하기 위해 필요한 데이터를 기억하는 ROM(620), CPU(610)가 행하는 각종 데이터 처리를 위해 사용되는 메모리 영역 등을 마련한 RAM(630), 시 간을 계시하는 카운터 등으로 구성되는 계시 수단(640), 조작 화면이나 선택 화면 등을 표시하는 액정 디스플레이 등으로 구성되는 표시 수단(650), 작업자에 의한 다양한 데이터의 입력 및 소정의 기억 매체로의 출력 등 각종 데이터의 출력 등을 행할 수 있는 입출력 수단(660)을 구비한다.

또한, 데이터 처리 장치(600)는 열처리 장치(100) 등과 네트워크(700)를 통한 데이터의 교환을 행하기 위한 통신 수단(670), CPU(610)가 실행하는 프로그램(예를 들어, 압력 데이터의 연산 프로그램)의 각종 프로그램이나 데이터 등을 기억하는 하드디스크(HDD) 등의 기억 수단(680)을 구비한다. 이러한 데이터 처리 장치(600)는, 예를 들어 컴퓨터에 의해 구성된다.

이들 CPU(610), ROM(620), RAM(630), 계시 수단(640), 표시 수단(650), 입출력 수단(660), 통신 수단(670), 기억 수단(680)은, 제어 버스, 시스템 버스, 데이터 버스 등의 버스 라인(602)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 데이터 처리 장치(600)에서 히터 소선의 수명 예측 처리를 행하는 경우, 상기 기억 수단(680)에는, 예를 들어 열처리 장치(100)에 구비되어 있는 각 전원(134A 내지 134E)에 의해 각 히터 소선(132A 내지 132E)에 공급된 전력에 대한 전력 데이터(682), 외부 온도 센서(136)와 내부 온도 센서(138)로부터 얻어진 온도 데이터(684) 및 CPU(610)가 상기 전력 데이터(682)나 온도 데이터(684)를 이용하여 소정의 연산을 행한 결과 얻어지는 연산 결과 데이터(686)가 기억된다. 연산 결과 데이터(686)는, 예를 들어 전력 데이터(682)의 최대치, 잔차 제곱합 및 온도 데이터(684)의 최대치를 포함한다. 또한, 데이터 처리 장치(600)에서 히터 소선의 수 명 예측 처리를 행하는 경우에는, 열처리 장치(100)의 제어부(200)에 연산 결과 데이터(286)를 기억시킬 필요가 없어진다.

또한, 열처리 장치(100)의 제어부(200)는, 버스 라인(202)에 접속된 도시하지 않은 통신 수단에 의해, 네트워크(700)를 통해 상기 데이터 처리 장치(600) 등과의 데이터의 교환을 행한다. 이러한 네트워크(700)에 의한 데이터 통신은, 예를 들어 TCP/IP 등의 통신 프로토콜을 기초로 하여 행해진다.

또한, 네트워크(700)에는, 이것에 접속된 열처리 장치(100)를 포함하는 복수의 진공 처리 장치를 집중 관리하기 위한 호스트 컴퓨터를 별도로 접속해도 좋다.

이러한 구성을 갖는 제4 실시 형태에 관한 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템에 있어서는, 데이터 처리 장치(600)와 열처리 장치(100)에 있어서의 제어부(200)가 연계하여, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태와 동일한 히터 소선의 수명 예측 처리를 실행한다.

구체적으로는 예를 들어, 열처리 장치(100)의 제어부(200)는, 전력 데이터 수집 처리(단계 S110, S210)나 온도 데이터 수집 처리(단계 S310)를 실행하고, 수집한 전력 데이터나 온도 데이터를, 네트워크(700)를 통해 데이터 처리 장치(600)로 송신한다. 데이터 처리 장치(600)는, 수신한 전력 데이터와 온도 데이터를 기억 수단(680)에 기억시킨다. 그리고, 데이터 처리 장치(600)는, 기억시킨 전력 데이터와 온도 데이터를 이용하여, 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서 열처리 장치(100)의 제어부(200)가 행하는 히터 소선의 수명 예측 처리(도5에 나타내는 단계 S120 내지 S140, 또는 도10에 나타내는 단계 S220 내지 S250, 또는 도17에 나타내 는 단계 S320 내지 S330 및 단계 S400, 또는 도19에 나타내는 단계 S320 내지 S350 및 단계 S400)와 동일한 처리를 실행하여, 히터 소선(132 내지 132E)의 수명을 예측한다.

이 경우, 히터 소선의 수명 경보 처리(예를 들어 단계 S140, S250, S400)에서는, 데이터 처리 장치(600)에서 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리도록 해도 좋고, 또한 열처리 장치(100)를 통해 히터 소선의 수명이 가까운 것을 알리도록 해도 좋다. 상기와 마찬가지로, 히터 소선의 수명 고지 처리(예를 들어 단계 S340)에서는, 데이터 처리 장치(600)에서 히터 소선의 단선 징후가 있는 것을 알리도록 해도 좋고, 또한 열처리 장치(100)를 통해 히터 소선의 단선 징후가 있는 것을 알리도록 해도 좋다.

예를 들어, 데이터 처리 장치(600)측에 있어서 히터 소선의 수명이 가까운 것이나, 단선 징후가 있는 것을 알릴 경우에는, 데이터 처리 장치(600)의 표시 수단(650)에 표시하거나, 도시하지 않은 버저 등의 통지 수단을 구동한다. 또한, 열처리 장치(100)측에 있어서 히터 소선의 수명이 가까운 것이나, 단선 징후가 있는 것을 알릴 경우에는, 데이터 처리 장치(600)는 히터 소선의 예측 결과(예를 들어, 단계 S130, S240, S330, S350의 판단 결과)를, 네트워크(700)를 통해 열처리 장치(100)로 송신하여, 열처리 장치(100)에 표시 수단(250)으로의 표시를 하게 하거나, 버저 등의 통지 수단(270)을 구동시킨다. 이에 의해, 작업자는 열처리 장치(100)의 히터 소선(132A 내지 132E)의 수명을 알 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 열처리 장치(100)의 제어부(200)는 전력 데이터와 온도 데이터를 수집할 뿐이며, 히터 소선의 수명 예측 처리는 실질적으로 데이터 처리 장치(600)에 의해 행해진다. 따라서, 열처리 장치(100)의 제어부(200)의 부담이 경감된다.

또한, 상기 네트워크(700)에는, 열처리 장치(100)만을 접속해도 좋고, 다른 열처리 장치를 복수 접속해도 좋다. 또한, 플라즈마 에칭 장치, 스퍼터링 장치 등 다른 종류의 장치를 접속하도록 해도 좋다. 또한, 진공압 분위기에서 처리를 행하는 처리 장치뿐만 아니라, 예를 들어 막 두께 측정기 등과 같이 대기압 분위기에서 처리를 행하는 처리 장치를 접속해도 좋다.

또한, 데이터 처리 장치(600)를 예를 들어 어드밴스드?그룹?컨트롤러(이하,「AGC」라 함)로서 구성하고, 이 AGC에 의해 각 열처리 장치에 구비된 히터 소선의 수명 예측을 행하도록 해도 좋다. 또한, AGC는 상술한 히터 소선의 수명 예측 기능 외에, 열처리 장치(100) 및 다른 처리 장치의 레시피(프로세스 조건치)의 집중 관리나 이 레시피를 기초로 한 각 처리 장치의 프로세스 컨트롤을 행하고, 또한 각 처리 장치로부터 얻어지는 프로세스 데이터를 대상으로, 그것의 해석 처리, 통계 처리, 프로세스 데이터나 그것의 해석/통계 결과의 집중 모니터링 처리, 또는 해석/통계 결과를 레시피에 반영시키는 처리 등을 행하도록 해도 좋다. AGC는, 1대의 컴퓨터로 구성해도 좋고, 복수대의 컴퓨터로 구성해도 좋다. 또한, 서버와 클라이언트로 나누어 기능을 분산시키도록 구성해도 좋다.

이와 같이, 복수의 열처리 장치에 대한 히터 소선의 수명 예측을 데이터 처리 장치(600)에서 집중하여 행함으로써, 수명이 근접하고 있는 히터 소선을 용이하 게 특정할 수 있어, 그것의 유지 보수를 효율적으로 행할 수 있다. 이 결과, 단시간에 각 열처리 장치의 가동을 재개할 수 있다.

상기 제1 내지 제4 실시 형태에 의해 상세하게 서술한 본 발명에 대해서는, 상술한 실시 형태의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램을 기억한 기억 매체 등의 매체를 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터(또는 CPU나 MPU)가 기억 매체 등의 매체에 기억된 프로그램을 판독하여 실행하는 것에 의해서도 달성될 수 있다.

이 경우, 기억 매체 등의 매체로부터 판독된 프로그램 자체가 상술한 실시 형태의 기능을 실현하는 것으로 되어, 그 프로그램을 기억한 기억 매체 등의 매체는 본 발명을 구성하는 것으로 된다. 프로그램을 공급하기 위한 기억 매체 등의 매체로서는, 예를 들어, 플로피(등록 상표) 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, 자기 테이프, 불휘발성 메모리 카드, ROM 등을 들 수 있다. 또한, 매체에 대해 프로그램을, 네트워크를 통해 다운로드하여 제공하는 것도 가능하다.

또한, 컴퓨터가 판독한 프로그램을 실행함으로써, 상술한 실시 형태의 기능이 실현될 뿐만 아니라, 그 프로그램의 지시를 기초로 하여 컴퓨터상에서 가동되고 있는 OS 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하여, 그 처리에 의해 상술한 실시 형태의 기능이 실현되는 경우도, 본 발명에 포함된다.

또한, 기억 매체 등의 매체로부터 판독된 프로그램이, 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 보드나 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 구비되는 메모리에 기입된 후, 그 프로그램의 지시를 기초로 하여, 그 기능 확장 보드나 기능 확장 유닛에 구비되는 CPU 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하여, 그 처리에 의해 상술한 실시 형태의 기능이 실현되는 경우도, 본 발명에 포함된다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들어, 상술한 제1 내지 제4 실시 형태에서는 웨이퍼에 대해 열처리를 행하는 열처리 장치에 본 발명을 적용한 경우에 대해 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 처리실 내부가 진공 상태로 조정되는 장치, 예를 들어 웨이퍼에 대해 에칭 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치, 웨이퍼에 대해 성막 처리를 행하는 예를 들어 플라즈마 CVD 장치, 스퍼터링 장치 등에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한 본 발명은, 웨이퍼 이외의 예를 들어 FPD(Flat Panel Display), 포토마스크용 마스크 레티클 등의 기판을 처리하는 다른 기판 처리 장치나 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 제조 장치에도 적용할 수 있다.

본 발명은 반도체 제조 등에 이용되는 열처리 장치의 히터 소선의 수명 예측 방법, 열처리 장치, 기록 매체 및 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템에 적용 가능하다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 종형 열처리 장치의 개략 구성예를 도시하는 종단면도.

도2는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치가 구비하는 전력계의 개략 구성예를 나타내는 블록도.

도3은 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 제어부의 개략 구성예를 나타내는 블록도.

도4는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치에 의해 행해지는 각 공정에 있어서의 처리실 내의 설정 온도 데이터를 나타내는 특성도.

도5는 제1 실시 형태에 관한 히터 소선 수명 예측 처리의 구체예를 나타내는 흐름도.

도6a는 승온 기간에 있어서 열화되어 수명이 가까운 히터 소선에 공급된 전력의 파형을 나타내는 그래프.

도6b는 승온 기간에 있어서 아직 열화되어 있지 않은 히터 소선에 공급된 전력의 파형을 나타내는 그래프.

도7은 승온 기간에 있어서 히터 소선에 공급된 전력의 최대치에 대한 운용 횟수마다의 추이를 나타내는 그래프.

도8은 승온 기간에 있어서 히터 소선에 공급된 전력의 파형의 일부를 확대하여 나타내는 도면.

도9는 승온 기간에 있어서 히터 소선에 공급된 전력의 잔차 제곱합에 대한 운용 횟수마다의 추이를 나타내는 그래프.

도10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 수명 예측 처리의 구체예를 나타내는 흐름도.

도11은 제2 실시 형태에 관한 수명 예측 처리에 있어서의 MD치를 얻는 과정을 나타내는 설명도.

도12는 승온 기간에 있어서 모든 히터 소선에 공급된 전력의 최대치 및 잔차 제곱합의 MD치에 대한 운용 횟수마다의 추이를 나타내는 그래프.

도13은 본 발명을 적용 가능한 다른 열처리 장치의 구성예를 도시하는 종단면도.

도14는 도13에 도시하는 열처리 장치가 구비하는 히터의 구성예를 도시하는 평면도.

도15는 본 발명을 적용 가능한 또 다른 열처리 장치의 구성예를 도시하는 종단면도.

도16a는 도1에 도시하는 열처리 장치에 의해 행해지는 각 공정에 있어서, 처리실의 하단 개구부의 가장 가까운 위치에 배치되어 있는 내부 온도 센서에 의해 검출된 처리실 내 온도의 추이를 나타내는 특성 곡선도.

도16b는 도1에 도시하는 열처리 장치에 의해 행해지는 각 공정에 있어서, 처리실의 하단 개구부의 가장 가까운 위치에 배치되어 있는 외부 온도 센서에 의해 검출된 히터 소선 온도의 추이를 나타내는 특성 곡선도.

도17은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 수명 예측 처리의 구체예를 나타내 는 흐름도.

도18은 웨이퍼의 반입 기간에 있어서 검출된 온도 데이터의 최대치에 대한 운용 횟수마다의 추이를 나타내는 그래프.

도19는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 수명 예측 처리의 변형예를 나타내는 흐름도.

도20은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 처리 시스템의 구성을 나타내는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

W : 웨이퍼, 100 : 종형 열처리 장치, 110 : 반응관, 112 : 매니폴드, 114 : 웨이퍼 보트, 120 : 보트 엘리베이터, 122 : 처리실, 130, 440 : 히터, 132A 내지 132E, 528 : 히터 소선, 134A 내지 134E : 전원, 136, 138 : 온도 센서, 140A 내지 140C, 412 : 가스 공급관, 142A 내지 142C : 유량 조정부, 152 : 배기 수단, 200, 450 : 제어부, 210 : CPU, 220 : ROM, 230 : RAM, 240 : 계시 수단, 250 : 표시 수단, 260 : 입출력 수단, 270 : 통지 수단, 280 : 기억 수단, 282 : 전력 데이터, 284 : 온도 데이터, 286 : 결과 데이터, 402 : 처리 용기, 410 : 가스 공급원, 420 : 냉각 플레이트, 430 : 케이싱, 432 : 볼트, 434 : 게이트 밸브, 500 : 플라즈마 CVD 장치, 520 : 웨이퍼 적재대, 540 : 샤워 헤드

Claims (22)

1. 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 미리 설정된 열처리 온도로 열처리를 실시하는 운용을 반복 실행하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명 예측 방법이며,

   상기 반복실행하는 운용마다, 상기 피처리 기판을 열처리하는데 앞서서, 상기 열처리 온도까지 서서히 상승시키는 승온 기간 내에 상기 히터 소선에 대하여 진폭을 갖고 변화하도록 공급되는 전력 파형에 대하여 그의 승온 기간 내의 최대치와 진폭의 합의 크기를 구하는 공정과,

   상기 최대치와 상기 진폭의 합의 크기가 미리 설정된 각각의 임계치를 초과하고 있는 경우에 상기 히터 소선에 단선의 징후가 있다고 판단하여 경보 처리를 행하는 공정

   을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 임계치는 상기 열처리의 조건에 따라서 미리 설정하는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 임계치는 상기 열처리 온도와 상기 승온 기간의 시간에 따라서 미리 설정하는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 임계치는 상기 승온 기간에 있어서의 승온율에 따라서 미리 설정하는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 진폭의 합의 크기는 상기 전력의 극소치 및 극대치의 잔차 제곱합인 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
6. 복수의 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 미리 설정된 열처리 온도로 열처리를 실시하는 운용을 반복 실행하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명 예측 방법이며

   상기 반복실행하는 운용마다, 상기 피처리를 행함에 앞서서, 상기 열처리 온도까지 상승시키는 승온 기간 내에 상기 히터 소선에 대하여 진폭을 갖고 변화하도록 공급되는 전력 파형에 대하여 그의 승온 기간내의 최대치와 진폭의 합의 크기를 포함하는 전력 데이터를 수집하는 공정과,

   상기 수집된 복수의 전력 데이터 중, 상기 복수의 히터 소선이 모두 정상일 때의 상기 복수의 전력 데이터의 분포를 구하고, 그 분포의 중심을 산출하는 공정과,

   상기 중심을 산출했을 때 이용한 상기 전력 데이터 이외의 전력 데이터와 상기 중심과의 마하라노비스의 거리가 미리 설정된 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우, 상기 중심과 비교한 전력 데이터를 측정하였을 때의 상기 복수의 히터 소선에 대한 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 히터 소선에 의한 가열 영역이 상기 처리실의 종방향을 따라 복수의 가열 존으로 나누어져 있고, 상기 각 가열 존에 상기 각 히터 소선이 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 히터 소선에 의한 가열 영역이 상기 피처리 기판의 면 방향을 따라 복수의 가열 존으로 나누어져 있고, 상기 각 가열 존에 상기 각 히터 소선이 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 방법.
9. 처리실 내에 배치한 피처리 기판에, 미리 설정된 열처리 온도로 열처리를 실시하는 운용을 반복 실행하는 열처리 장치이며,

   전원으로부터 공급되는 전력의 크기에 따른 온도에서 발열하는 히터 소선과,

   상기 전원으로부터의 공급 전력을 제어하여 상기 히터 소선에 의한 온도 제어를 행하는 제어부를 구비하고,

   상기 제어부는, 상기 반복실행하는 운용마다 상기 피처리 기판을 열처리하는데 앞서서, 상기 열처리 온도까지 서서히 상승시키는 승온 기간 내에 상기 히터 소선에 대하여 진폭을 갖고 변화하도록 공급되는 전력 파형에 대하여 그의 승온 기간 내의 최대치와 진폭의 합의 크기를 구하고, 상기 최대치와 상기 진폭의 합의 크기가 미리 설정된 각각의 임계치를 초과하고 있는 경우에 상기 히터 소선에 단선의 징후가 있다고 판단하여 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
10. 복수의 가열 존을 갖는 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 미리 설정된 열처리 온도로 열처리를 실시하는 열처리 장치이며,

    상기 각 열처리 존에 할당되며, 복수의 전원으로부터 각각 공급되는 전력의 크기에 따른 온도에서 발열하는 복수의 히터 소선과,

    상기 각 전원으로부터의 공급 전력을 제어하여 상기 각 히터 소선에 의한 온도 제어를 행하는 제어부를 구비하고,

    상기 제어부는, 상기 열처리 장치가 열처리를 실시하는 운용을 실행할 때마다 상기 피처리를 행함에 앞서서, 상기 열처리 온도까지 서서히 상승시키는 승온 기간 내에 있어서 상기 각 히터 소선에 대하여 진폭을 갖고 변화하도록 공급되는 전력 파형에 대하여 그의 승온 기간 내의 최대치와 진폭의 합의 크기를 포함하는 전력 데이터를 수집하고, 그 수집된 복수의 전력 데이터 중, 상기 복수의 히터 소선이 모두 정상일 때의 상기 복수의 전력 데이터의 분포를 구하고, 그 분포의 중심을 산출하고, 그 중심을 산출했을 때 이용한 상기 전력 데이터 이외의 전력 데이터와 상기 중심과의 마하라노비스의 거리가 미리 설정된 임계치를 초과하고 있다고 판단한 경우, 상기 중심과 비교한 전력 데이터를 측정하였을 때의 상기 복수의 히터 소선에 대한 수명이 가까운 것을 알리는 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
11. 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 미리 설정된 열처리 온도로 열처리를 실시하는 운용을 반복 실행하는 열처리 장치의 히터 소선의 수명을 예측하는 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 기록 매체이며,

    컴퓨터에,

    상기 반복실행하는 운용마다, 상기 피처리 기판을 열처리하는데 앞서서, 상기 열처리 온도까지 서서히 상승시키는 승온 기간 내에 상기 히터 소선에 대하여 진폭을 갖고 변화하도록 공급되는 전력 파형에 대하여 그의 승온 기간내의 최대치와 진폭의 합의 크기를 구하는 단계와,

    상기 최대치와 상기 진폭의 합의 크기가 미리 설정된 각각의 임계치를 초과하고 있는 경우에 상기 히터 소선에 단선의 징후가 있다고 판단하여 경보 처리를 행하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
12. 히터 소선에 전력을 공급하여 온도 제어함으로써, 처리실 내에 배치한 피처리 기판에 대해 미리 설정된 열처리 온도로 열처리를 실시하는 운용을 반복 실행하는 열처리 장치와, 데이터 처리 장치를 네트워크로 접속하여 상기 히터 소선의 수명을 예측하는 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템이며,

    상기 열처리 장치는, 상기 반복실행하는 운용마다, 상기 피처리 기판을 열처리하는데 앞서서, 상기 열처리 온도까지 서서히 상승시키는 승온 기간 내에 상기 히터 소선에 대하여 진폭을 갖고 변화하도록 공급되는 전력 파형에 대하여 그의 승온 기간 내의 최대치와 진폭의 합의 크기를 포함하는 전력 데이터를 수집하여, 이 전력 데이터를, 상기 네트워크를 통해 상기 데이터 처리 장치로 송신하고,

    상기 데이터 처리 장치는, 상기 전력 데이터를 수신하면, 상기 최대치와 상기 진폭의 합의 크기가 미리 설정된 각각의 임계치를 초과하고 있는 경우에 상기 히터 소선에 단선의 징후가 있다고 판단하여 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 히터 소선의 수명 예측 처리 시스템.
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