KR20190001932A - 열처리 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

열처리 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR20190001932A
KR20190001932A KR1020180072865A KR20180072865A KR20190001932A KR 20190001932 A KR20190001932 A KR 20190001932A KR 1020180072865 A KR1020180072865 A KR 1020180072865A KR 20180072865 A KR20180072865 A KR 20180072865A KR 20190001932 A KR20190001932 A KR 20190001932A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
heat treatment
physical quantity
wafer
occurrence
Prior art date
Application number
KR1020180072865A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102467605B1 (ko
Inventor
준노스케 마키
시니치로 미사카
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2018049783A external-priority patent/JP7003759B2/ja
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20190001932A publication Critical patent/KR20190001932A/ko
Priority to KR1020220149191A priority Critical patent/KR102567712B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102467605B1 publication Critical patent/KR102467605B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00—Computing arrangements using knowledge-based models
    • G06N5/04—Inference or reasoning models
    • G06N5/045—Explanation of inference; Explainable artificial intelligence [XAI]; Interpretable artificial intelligence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67282—Marking devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은, 열판 상에 웨이퍼를 적재하여 열처리하는 데 있어서, 열처리 장치의 운전 시에 발생하는 이상에 대하여 적절한 대응을 취하는 것이다. 열판(3)의 온도 검출값, 열판(3)을 가열하는 히터의 공급 전력의 명령값, 열판(3)의 표면에 개구되어 있는 흡인구의 흡인압의 검출값을, 열판(3) 상에 웨이퍼를 적재하기 직전부터 소정의 샘플링 간격으로 취하여, 예를 들어 열판(3)의 온도가 안정될 때까지의 시점에 이르기까지의 각 검출값의 시계열 데이터를 취득한다. 이들 시계열 데이터를 뉴럴 네트워크(5)의 입력층에 입력하여, 장치의 이상 또는 웨이퍼 휨의 이상에 대해서 각 이상 모드별로 발생하고 있는 확률을 구한다. 이들 확률에 기초하여, 미리 정한 복수의 대응 처리 중에서 취해야 할 대응 처리를 정한다.

Description

열처리 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체{HEAT TREATMENT APPARATUS, METHOD OF MANAGING HEAT TREATMENT APPARATUS, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 가열부에 의해 가열되는 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 장치에 있어서, 적재판의 온도 등의 복수의 물리량의 검출 결과에 기초하여 이상 모드를 추정하여, 대응 처리를 행하는 기술 분야에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서, 예를 들어 레지스트 패턴을 형성하는 일련의 처리 중에, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)를 가열하는 열처리가 포함된다. 열 처리로서는, 레지스트를 웨이퍼에 도포한 후에 용제를 휘발시키는 처리, 노광에 의해 레지스트막 내에 발생한 산을 확산시키는 처리, 현상 후의 레지스트막을 가열하는 처리 등을 들 수 있다. 또한 레지스트 패턴의 형성에 한하지 않고, 예를 들어 웨이퍼 상에 실리콘 산화막의 전구체를 포함하는 도포액을 도포한 후, 전구체의 가교 반응을 일으키기 위해서 웨이퍼를 가열하는 처리 등도 들 수 있다.
이러한 열처리 장치로서는, 처리 용기 내에 배치된 적재대를 겸용하며, 그의 하면 또는 내부에 히터가 설치된 열판에, 갭 핀 등으로 불리는 복수의 돌기부를 통해서 약간 적재면보다도 띄운 상태에서 웨이퍼를 적재하는 장치가 사용되고 있다. 그런데 열처리 장치를 운전하고 있을 때 예를 들어 이물이 적재대 상에 부착되어, 웨이퍼가 이물에 올라 앉는 경우가 있다. 또한 적재대(열판)가 깨진 상태가 되는 경우도 있다. 이러한 이상이 발생하면, 웨이퍼에 대하여 적절한 열처리를 할 수 없게 된다.
특허문헌 1에는, 베이크 플레이트의 표면 온도의 검출값과 설정 온도의 차분을 적분하여, 적분값을 감시함으로써 이상을 검출하는 기술이 기재되어 있다. 이 경우, 웨이퍼가 정확하게 베이크 플레이트에 적재되어 있으면 표면 온도가 일시적으로 저하되어 적분값이 커지지만, 웨이퍼가 기울어져 베이크 플레이트에 적재되어 있으면 적분값이 작아진다.
또한 특허문헌 2에는, 열판에 설치한 복수의 온도 검출값의 온도 검출값을 질량으로 간주하고, 온도의 무게 중심을 구함으로써, 열판 상의 파티클에 의한 웨이퍼의 올라 앉음, 웨이퍼의 휨 등에 의한 웨이퍼의 중심의 비정상적인 들뜸을 검출하는 방법이 기재되어 있다.
열처리 장치의 운전 시에 발생하는 이상의 형태로서는, 웨이퍼의 올라 앉음이나 휨이 큰 웨이퍼의 반입 등 이외에도, 이미 설명한 바와 같이 적재대의 깨짐이나, 적재대에 설치된 진공 척의 온, 오프를 행하는 진공 밸브의 고장 등의 경우도 있다. 특허문헌 1, 2의 기술에서는, 검출의 대상으로 하고 있는 이상의 양태 이외의 다른 이상이 발생했을 때도, 이상의 발생으로서 판단되지만, 이상의 양태의 구별이 되지 않기 때문에, 적절한 대응을 취할 수 없는 경우가 있다는 과제가 있다.
일본 특허 공개 제2009-123816호 일본 특허 공개 제2016-66779호
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것이며, 그 목적은 열처리 장치의 운전 시에 발생하는 이상에 대하여 적절한 대응을 취할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명은 처리 용기 내에 배치됨과 함께, 그의 표면에 기판과 당해 표면의 접촉을 피하기 위한 복수의 돌기부가 설치되고, 가열부에 의해 가열되는 적재판을 구비하고, 상기 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 열처리 장치에 있어서,
운전 조건으로서 설정되는 복수종의 물리량을 각각 검출하는 복수종의 물리량 검출부와,
상기 복수종의 물리량 검출부에 의해 각각 검출된 복수종의 물리량 검출값의 각종 물리량 검출값별로 얻어진 시계열의 검출값 군이 입력층에 입력되고, 뉴럴 네트워크에 의해, 복수의 이상 모드 각각에 대해서 발생하고 있는 발생 확률을 구하는 상태 추정부와,
상기 상태 추정부에 의해 추정된 이상 모드의 발생 확률에 따라, 취해야 할 대응 처리를 복수의 대응 처리 중에서 선택하는 선택부를 구비하고,
상기 복수종의 물리량 검출값 중 1종의 물리량 검출값은, 적재판의 온도를 검출하는 물리량 검출부인 온도 검출부에 의해 검출된 온도 검출값인 것을 특징으로 한다.
다른 발명은, 처리 용기 내에 배치됨과 함께 그 표면에 기판과 당해 표면의 접촉을 피하기 위한 복수의 돌기부가 설치되고, 가열부에 의해 가열되는 적재판을 구비하고, 상기 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 열처리 장치를 관리하는 방법에 있어서,
적어도 상기 기판을 적재판 상에 적재한 후의 시간대에 있어서, 운전 조건으로서 설정되는 복수종의 물리량을 각각 검출하는 공정과,
이 공정에서 검출된 복수종의 물리량 검출값의 각종 물리량 검출값별로 얻어진 시계열의 검출값 군이 입력층에 입력되어, 뉴럴 네트워크에 의해, 복수의 이상 모드 각각에 대해서 발생하고 있는 발생 확률을 구하는 공정과,
상기 이상 모드의 발생 확률에 따라, 취해야 할 대응 처리를 복수의 대응 처리 중에서 선택하는 공정을 포함하고,
상기 복수종의 물리량 검출값 중 1종의 물리량 검출값은, 적재판의 온도를 검출하는 물리량 검출부인 온도 검출부에 의해 검출된 온도 검출값인 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 처리 용기 내에 배치됨과 함께 그 표면에 기판과 당해 표면의 접촉을 피하기 위한 복수의 돌기부가 설치되고, 가열부에 의해 가열되는 적재판을 구비하고, 상기 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 열처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체이며,
상기 컴퓨터 프로그램은, 본 발명인 열처리 장치의 관리 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여진 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 가열부에 의해 가열되는 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 데 있어서, 운전 조건으로서 설정되는 적재판의 온도를 포함하는 복수종의 물리량을 검출하여, 각종 물리량 검출값별로 얻어진 시계열의 검출값 군을 뉴럴 네트워크에 입력하고 있다. 그리고 뉴럴 네트워크에 의해 복수의 이상 모드 각각에 대해서, 발생하고 있는 발생 확률을 구하고, 각 이상 모드의 발생 확률에 따라, 취해야 할 대응 처리를 복수의 대응 처리 중에서 선택하도록 하고 있다. 따라서, 열처리 장치의 운전 시에 발생하는 이상의 양태(이상 모드)에 대하여 이상 모드의 구분을 행할 수 있어, 즉 어느 이상 모드의 발생 확률이 높을지를 추정할 수 있어, 열처리 장치의 운전 시에 발생하는 이상에 대하여 적절한 대응을 취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치에 사용되는 장치 본체를 나타내는 종단 측면도이다.
도 2는 상기 장치 본체의 주요부의 개략도와 물리량의 검출부와 상태 감시부를 포함하는 구성도이다.
도 3은 열처리 장치에 사용되는 히터의 전력을 제어하기 위한 회로의 일부를 나타내는 블록 회로도이다.
도 4는 상기 상태 감시부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 뉴럴 네트워크에 의해, 복수의 이상 모드 각각에 대해서 발생하고 있는 발생 확률을 구하는 상태 추정부를 도시하는 설명도이다.
도 6은 뉴럴 네트워크의 일례의 상세를 도시하는 설명도이다.
도 7은 뉴럴 네트워크에 입력되는 입력값의 일례를 모식적으로 도시하는 그래프이다.
도 8은 이상 모드의 발생 확률과 대응 처리의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태의 작용을 나타내는 흐름도이다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치의 장치 본체(열처리 모듈)를 도시하는 도면이다. 1은 외장체를 구성하는 하우징이며, 11은 기판인 웨이퍼의 반송구이다. 반송구(11)에서 보아 안측에는 기판을 열처리하는 열처리부(2)가 설치됨과 함께, 열처리부(2)의 앞측에는, 반송구(11)를 통해서 외부의 주반송 기구로부터 수취한 웨이퍼를 열처리부(2)까지 반송하기 위한, 냉각판을 겸용하는 웨이퍼 이동 적재 기구(12)가 대기하고 있다.
열처리부(2)는, 처리 용기의 일부를 구성하는 덮개부(21)와, 덮개부(21)와 함께 처리 용기를 구성하는 베이스부(22)를 구비하고 있다. 베이스부(22)는, 웨이퍼(W)가 배치되는 상부측의 분위기와 하부측의 기구 부분의 배치 영역을 구획하는 구획판(13)에 설치되고, 상면이 개구되는 편평한 통형체로서 구성되어 있다. 처리 용기는, 덮개부(21)를 승강시키는 개폐 기구(21a)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다.
처리 용기 내에는, 웨이퍼(W)의 적재판을 겸용하는 열판(3)이 설치되어 있다. 열판(3)에 관한 구성에 대해서는 후술한다. 덮개부(21)에는, 외주부로부터 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급용 통로(23)와, 중앙부로부터 배기를 행하기 위한 배기구(24)가 설치되어 있다. 가스 공급용 통로(23)에는, 가스 공급로(25)를 통해서 후술하는 퍼지 가스 공급부에 접속되어 있다. 배기구(24)에는, 공장 배기부에 일단측이 접속된 배기로(26)의 타단측이 접속되어 있다. 도 1에서, 14는, 웨이퍼 이동 적재 기구(12)와 열판(3)의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 승강 핀이다. 승강 핀(14)은, 베이스부(22) 및 열판(3)을 관통해서 승강 기구(15)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있고, 예를 들어 3개 설치되어 있다. 또한 16은, 외부의 주반송 기구와 웨이퍼 이동 적재 기구(12)의 사이에서, 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 승강 핀이며, 구획판(13) 및 웨이퍼 이동 적재 기구(12)의 아암 부분을 관통해서 승강 기구(17)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다.
도 2는, 열판(3)에 관련되는 부위 및 용력계에 관련되는 부위를 개략적으로 도시하는 구성도이다. 열판(3)의 예를 들어 하면에는, 저항 발열체로 이루어지는 히터(31a 내지 31c)가 설치되어 있다. 열판(3)은 각각 독립해서 온도 제어되는 복수의 가열 존으로 분할되어 있다. 이 예에서는 편의상 열판(3)의 중심을 그의 중심으로 하는, 열판(3)의 중앙부의 가열 존에 상당하는 원형 영역과 이 원형 영역의 외측에 동심의 환상으로 내외의 이중으로 설치된 2개의 외주 가열 존과의 3개 가열 존이 설치되어 있는 것으로 한다. 즉 이 예에서는, 열판(3)의 직경 방향으로 3개로 분할된 가열 존이 존재한다. 따라서 히터(31a 내지 31c)는, 이들 3개의 가열 존에 대응해서 설치된다. 가열 존에 대해서는, 열판(3)의 직경 방향으로 복수 분할하고, 또한 그 분할 영역을 둘레 방향으로 분할하는 등의 레이아웃을 채용해도 된다.
각 히터(31a 내지 31c)에는 각각 전력 제어 회로가 접속되어 있고, 도 2에서는, 편의상 히터(31b)에 대응하는 전력 제어 회로(32)를 도시하고 있다. 또한 열판(3)에는, 열판(3)의 온도를 검출하는 온도 검출부인 온도 센서(35a 내지 35c)가 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 이미 설명한 3개의 가열 존의 온도를 각각 검출하기 위한 온도 검출부인 온도 센서(35a 내지 35c)가 설치되어 있다. 온도 센서(35a 내지 35c)는 예를 들어 열판(3)의 표면에 부착되어 있지만, 도 2에서는, 열판(3)의 내부에 표시하고 있다. 전력 제어 회로(32)는, 전력 명령값을 출력하는 전력 명령값의 출력부(33)와, 전력 명령값에 기초하여 히터(31b)에 전력을 공급하는 전력 공급부(34)를 구비하고 있다.
출력부(33)는, 도 3에 도시한 바와 같이 온도 목표값과 온도 센서(35b)에 의해 검출된 온도 검출값의 편차분을 취출하는 가산부(331)와, 상기 편차분에 대하여 예를 들어 PID 연산을 행하여, 전력 명령값을 출력하는 조절부(332)를 구비하고 있다. 조절부(332)는 예를 들어 PID 연산 기능을 구비한 증폭기에 의해 구성된다.
전력 공급부(34)는, 예를 들어 교류 전원부, 스위칭 소자 등을 포함하여, 전력 명령값에 대응하는 듀티비에 의해 교류 전압의 위상을 제어하도록 구성되어 있다.
도 2로 돌아가서, 열판(3)의 표면에는, 웨이퍼(W)의 하면이 열판(3)의 표면(적재면)에 접촉하지 않도록 하기 위해서, 예를 들어 높이가 0.3 내지 0.5mm 정도인 복수의 돌기부인 갭 핀(30)이 설치되어 있다.
또한 열판(3)에는, 표면으로 개구되는 복수의 흡인 구멍(36)이 형성되어 있고, 각 흡인 구멍(36)에는 흡인로(37)가 접속되어 있다. 각 흡인로(37)는 상류측에서 합류하여 흡인 기구(38)에 접속되어 있다. 각 흡인로(37)에는 밸브(흡인 밸브)(V1)가 접속되고, 각 흡인로(37)가 합류하고 있는 합류로에는, 흡인압을 검출하는 압력계인 흡인압 검출부(39)가 설치되어 있다. 흡인 구멍(36)은, 웨이퍼(W)에 휨이 있을 경우에, 웨이퍼(W)의 하면을 흡인함으로써 웨이퍼(W)를 평탄화하기 위한 것이며, 예를 들어 열판(3)의 중심부에 설치되고, 또한 웨이퍼(W)의 외주부에 가까운 위치에서 둘레 방향으로 복수 형성된다. 또한, 도 2에서 갭 핀(30) 및 흡인로(37)의 레이아웃은 편의상의 것이며, 실제 기계의 일례로서 나타낸 것은 아니다. 또한 웨이퍼(W)는, 도시의 편의상 갭 핀(30)으로부터 이격된 상태로 나타내고 있다.
덮개부(21)측의 용력계에 대해서 설명하면, 이미 설명한 가스 공급용 통로(23)의 입구는, 예를 들어 덮개부(21)의 중심에 대하여 대칭으로 2군데에 설치되고, 각 입구에 접속된 가스 공급로(25)는, 상류측에서 합류해서 예를 들어 질소 가스인 퍼지 가스의 가스 공급원(28)에 접속되어 있다. 도 2 중, V2, V3은 밸브이다.
열처리 장치를 운전하기 위해서는, 처리의 수순, 처리에 필요한 파라미터의 설정값을 규정한 프로세스 레시피가 사용되고, 프로세스 레시피는 제어부의 메모리에 기억되어 있다. 상술한 열판(3)의 온도(상세하게는 각 가열 영역의 목표 온도), 흡인로(37)의 흡인압(상세하게는 합류 부위의 흡인압의 목표값)은, 상기 파라미터에 상당하며, 물리량이다. 따라서, 이들 물리량은 장치의 운전 조건으로서 설정되는 것이며, 온도 센서(35a 내지 35c), 흡인압 검출부(39)는, 복수종의 물리량을 각각 검출하는 복수종의 물리량 검출부에 상당한다. 이 실시 형태에서는, 전력 명령값을 뉴럴 네트워크(5)의 입력값의 하나로서 취급하고 있으므로, 전력 명령값은 물리량 검출값의 하나이며, 조절부(332)는, 물리량 검출부에 상당한다. 전력 명령값은, 장치의 운전 조건으로서 설정되는 물리량인 온도의 검출값에 따라서 변하게 된다는 점에서, 즉 히터(31)의 발열량에 따라서 변하게 된다는 점에서, 물리량 검출값으로서 취급할 수 있고, 따라서 조절부(332)는, 물리량 검출부라고 할 수 있다. 또한, 전력 검출부를 설치해서 히터(31a 내지 31c)의 공급 전력을 검출하고, 그 전력 검출값을 전력 명령값 대신에 또는 전력 명령값과 함께 뉴럴 네트워크(5)의 입력값의 하나로서 사용해도 된다. 또한 전력 검출부는 물리량 검출부에 상당하고, 전력 검출값은 물리량 검출값에 상당한다.
본 실시 형태의 열처리 장치는, 도 2에 도시한 바와 같이 상태 감시부(4)를 구비하고 있다. 상태 감시부(4)에는, 온도 센서(35a 내지 35c), 흡인압 검출부(39) 및 각 히터(31a 내지 31c)에 대응하는 출력부(33)로부터의 전력 명령값이 입력된다. 또한, 온도 센서(35a 내지 35c) 및 히터(31a 내지 31c)의 부호에 대해서는, 기재에 따라서 각각 「35」, 「31」과 같이 총괄적인 부호를 사용하는 경우가 있다.
상태 감시부(4)는, 도 4에 도시한 바와 같이 상태 추정부(41)와 대응 처리 선택부(42)를 구비하고 있다. 상태 추정부(41)는, 각 검출값(전력 명령값을 포함함)이 입력되는 뉴럴 네트워크로 이루어지고, 미리 정해 둔 복수의 사상 모드 각각에 대해서 발생 확률을 구한다. 복수의 사상 모드란, 복수의 이상 모드 및 정상 모드를 포함한 용어로서 사용하고 있다. 복수의 이상 모드란, 열처리 장치의 이상 모드 및 웨이퍼(W)의 적재 상태의 이상, 웨이퍼의 휨이 소정의 정도보다도 큰 상태를 가리키고 있다. 도 4에서는, 이해의 용이를 위해서, 정상, 웨이퍼의 올라 앉음, 웨이퍼의 휨, 열판(3)의 손상인 열판 깨짐, 흡인 밸브(V1)의 솔레노이드(전자기 밸브의 작동용 솔레노이드) 고장에 관한 발생 확률을 부기하고 있다. 또한 발생 확률의 수치는 편의상의 값이다. 43은, 뉴럴 네트워크에서의 연산에 사용하는 파라미터를 기억하고 있는 기억부이다. 이들 파라미터의 값은, 교시 있는(정답 라벨 구비) 학습을 거듭해 감으로써 결정된다.
대응 처리 선택부(42)는, 상태 추정부(41)에 의해 추정된 정보(각 사상 모드의 발생 확률)에 기초하여, 미리 정해 둔 복수의 대응 처리 중에서 취해야 할 대응 처리를 선택하는 기능을 구비하고 있다. 도 4에는, 선택 대상인 대응 처리를 대응 처리 선택부(42)에 부수해서 틀 내에 기재하였고, 이 예에서는, 대응 처리로서, 처리 계속(레벨 1), 처리 계속+경고(레벨 2), 처리 계속+경고+웨이퍼 마킹(레벨 3), 처리 정지(레벨 4)의 4개 레벨(4단계)을 정하고 있다. 대응 처리 및 레벨의 단계에 대해서는 후술한다.
경고로서는, 예를 들어 이상 모드의 발생 확률을 오퍼레이터가 확인해서 처리를 계속할지 여부의 판단을 검토하는 것을 열처리 장치의 조작 화면에 표시하거나, 또는 경고음을 발생하거나, 예를 들어 경고등을 점등하는 등의 경고를 들 수 있다.
웨이퍼 마킹의 처리는, 예를 들어 웨이퍼가 포함되는 로트의 처리 이력 데이터에 마킹을 하는 것을 들 수 있다. 반도체 제조 공장 내에서는, 로트마다 반송 용기 내에 수용되어 각 처리 스테이션에 반입되는데, 공장 내의 컴퓨터는, 각 로트의 웨이퍼에 대해서 처리 이력을 기록하고 있고, 그 기록 데이터 중에 소정의 마킹을 입력해 둠으로써, 당해 웨이퍼의 검사 결과의 해석에 도움이 된다. 또한 웨이퍼 마킹으로서는, 웨이퍼의 소정 부위에 직접 잉크에 의해 마킹을 하는 처리이어도 된다. 즉, 웨이퍼 마킹의 처리란, 나중에 이상 모드 발생의 우려가 있는 상태에서 처리된 웨이퍼임을 알리기 위해서, 데이터 상 또는 웨이퍼에 직접 마킹을 행하는 처리이다.
도 5는, 뉴럴 네트워크(5)와 사상 모드를 대응지어 도시하는 설명도이다. 51 내지 53은 각각 뉴럴 네트워크(5)의 입력층, 은닉층(중간층) 및 출력층이다. 입력층(51)의 노드 수는, 입력 데이터의 수에 따라서 결정된다. 입력 데이터는, 물리량의 검출값의 시계열 데이터, 이 예에서는 온도 센서(35a 내지 35c)의 검출값, 흡인압 검출부(39)의 검출값, 및 각 히터(31a 내지 31c)에 대응하는 출력부(33)로부터의 전력 명령값(조절부(332)의 출력 신호인 MV(Manipulated Variable))의 각 시계열 데이터이다. 시계열 데이터는, 미리 정해진 시간대에 있어서 소정 시간의 간격으로 샘플링해서 얻어지는 물리량의 검출값 군이다. 미리 정해진 시간대는, 적어도 웨이퍼(W)를 열판(3) 상에 적재한 후의 시간대이다. 미리 정해진 시간대는, 예를 들어 웨이퍼(W)가 열판(3) 상에 놓임으로써 열판(3)의 온도가 일단 내려가고, 그 후 상승해서 안정되는 시점을 t1이라 하면, 예를 들어 웨이퍼(W)가 열판(3) 상에 반입되기 직전, 예를 들어 몇초 전부터 시점 t1까지의 시간대이다. 샘플링 간격은, 예를 들어 0.1초 내지 0.3초 정도로 설정되지만, 뉴럴 네트워크(5)에 대해서 제작자가 의도하고 있는 결과가 얻어지는 시간 간격이라면, 임의로 설정할 수 있다.
미리 설정한 시간대를 예를 들어 40초, 샘플링 간격을 예를 들어 0.2초로 하면, 이 예에서는 히터(31)가 3 채널 설치되어 있으므로, 시계열 데이터의 합계수는, 온도 검출값+전력 명령값+흡인압 검출값=3×200+3×200+200=1400이 되어, 입력층(51)의 노드 수는 1400이 된다. 이 경우, 도 5에 도시하는 입력층(51)에 대해서 상단측에서부터 노드 1, 노드 2 …라 하면, 온도 센서(35a)의 시계열 데이터를 노드 1 내지 200에 할당하고, 온도 센서(35b)의 시계열 데이터를 노드 201 내지 400에 할당하고, 온도 센서(35c)의 시계열 데이터를 노드 401 내지 600에 할당하며, 히터(31a)의 전력 명령값의 시계열 데이터를 노드 601 내지 800에 할당하는 형태로 각종 물리량 검출값의 시계열 데이터를 차례로 노드에 할당해 간다.
출력층(53)의 노드 수는 사상 모드의 수에 대응한다. 도 5에는 사상 모드를 예시하고 있으며, 이 경우에는 노드 수는 5개가 된다. 출력층(53)의 각 노드로부터는, 노드에 할당된 사상 모드의 발생 확률이 얻어진다. 사상 모드 중에서, 「웨이퍼 올라 앉음」이란, 갭 핀(30)보다도 높이가 높은 이물이 열판(3) 상에 실려버리고, 그 위에 웨이퍼(W)가 올라 앉는 상태다. 이물로서는, 웨이퍼(W)의 절편, 탈락된 파트, 수지제의 파트의 절편 등이다. 「열판 깨짐」은 열판(3)의 손상의 일 형태이며, 열판(3)이 깨져서 손상되어 있는 상태이다. 「VAC 솔레노이드 고장」은, 흡인로(37)를 개폐하는 밸브(V1)의 구동부의 솔레노이드의 고장이며, 밸브(V1)가 폐쇄된 그대로의 상태로 된다. 「웨이퍼 휨」이란, 웨이퍼의 주연이 상방향으로 휜 상태, 하방향으로 휜 상태, 안장 형상으로 비틀어진 상태 중 어느 것에 상당하고, 변형의 정도가, 상정하고 있는 정도를 초과한 상태이다.
은닉층(52)의 노드 수에 대해서는, 뉴럴 네트워크(5)에 대하여 학습을 행하게 한 단계에서, 예를 들어 처음에는 적게 한 결과 제작자가 의도하고 있는 결과가 얻어지지 않아, 노드 수를 증가시켜서 재학습을 행하게 하여, 의도하고 있는 결과가 얻어졌을 때, 그 노드 수로 결정된다.
도 6은 뉴럴 네트워크(5)의 일례를 모식적으로 나타내고, 또한 실행되는 처리에 대해서 상세하게 도시한 도면이다. 이 예에서는, 설명의 편의상 입력층(51)의 노드 수를 10개, 은닉층(52)의 노드 수를 8개, 출력층(53)의 노드를 5개로 하고 있다. X1 내지 X10은, 물리량의 검출값의 시계열 데이터이며, 도 7에 그 이미지를 나타내고 있다. 도 7은 온도 센서(35)에서 검출된 온도 검출값의 시계열 데이터이며, X1 내지 X10은 온도 검출값의 샘플링 값이다.
도 6으로 돌아가면, X1 내지 X10은 전처리부(50)에 의해 전처리되고, X1' 내지 X10'는 전처리된 후의 값을 나타내고 있다. 전처리는 예를 들어 하기의 (1)식과 같이 데이터를 정규화하는 처리여도 되고, (2)식과 같이 표준화하는 처리이어도 된다.
Xj'=(Xi-X[min])/(X[max]-X[min]) … (1)
단, X[max], X[min]는 각각 X1 내지 X10의 최댓값, 최솟값이다.
Xj'=(Xi-X[ave])/σ … (2)
단, X[ave]는, X1 내지 X10의 평균값, σ는 표준 편차이다.
(1) 및 (2)식의 분모는 시계열 데이터의 분포를 나타내는 지표이며, 따라서 전처리는, 시계열 데이터의 분포에서의 각 데이터의 위치를 나타내는 지표, 예를 들어 0과 1 사이의 값으로 표현되는 지표를 구하는 처리라고 할 수 있다.
입력층(51)의 i단째의 노드로부터 은닉층(52)의 j단째의 노드에 대한 결합 하중은, Wij (1)로서 나타내고 있다. 은닉층(52)의 j단째의 노드에서의 가중치 총합은, aj (1)로서 취급하고 있지만, 도 6에서는, 가중치 총합의 식은, 은닉층(52)의 최상단 노드 52-1을 대표로서 나타내고 있다. 은닉층(52)의 j단째의 노드에서의 출력은, Zj로서 취급하고 있지만, 도 6에서는 그 출력은 은닉층(52)의 최상단 노드 52-1을 대표로서 나타내고 있다.
은닉층(52)의 j단째의 노드로부터 출력층(53)의 k단째의 노드에 대한 종합 하중은, Wij (2)로서 나타내고 있다. 출력층(53)의 k단째의 노드에서의 가중치 총합은, ak (2)로서 취급하고 있지만, 도 6에서는, 가중치 총합의 식은, 출력층(53)의 최상단 노드 53-1을 대표로서 나타내고 있다. 출력층(53)의 k단째의 노드에서의 출력은, yk로서 취급하고 있지만, 도 6에서는 그 출력은 출력층(53)의 최상단 노드 53-1을 대표로서 나타내고 있다.
출력층(53)의 5개의 노드에는, 사상 모드가 할당되고, yk는 각 사상 모드의 발생 확률이다.
입력층(51) 및 은닉층(52)의 각 노드 상에 있어서, 「1」을 원으로 둘러싼 부위는, 바이어스 b1 (1), b1 (2)를 출력하는 부위이다.
실제의 뉴럴 네트워크(5)에서는, 이미 설명한 바와 같이 입력층(51)의 노드 수는 각 물리량의 검출값의 시계열 데이터의 합계값에 상당하고, 출력층(53)의 노드 수는, 사상 모드의 수에 상당한다. 또한 은닉층(52)의 노드 수는, 학습의 단계에서 적절한 수로 설정된다.
도 8은, 뉴럴 네트워크(5)에 의해 얻어진 사상 모드의 발생 확률 중 정상 모드를 제외한 각 이상 모드의 발생 확률에 기초하여, 이미 설명한 4개의 대응 처리가 어떻게 해서 선택되는지에 대해 일례를 나타낸 테이블, 즉 발생 확률과 대응 처리를 관련지은 테이블이다. 예를 들어 웨이퍼 휨의 발생 확률이 10％ 미만이라면 처리를 계속하고, 웨이퍼 올라 앉음의 발생 확률이 20％라면 처리를 계속하지만, 경고를 행한다. 또한 열판 깨짐의 발생 확률이 20％라면, 처리를 계속하면서 또한 경고를 하고, 그런 후에 웨이퍼 마킹을 행하고, 웨이퍼 올라 앉음의 발생 확률이 60％라면, 처리를 정지한다.
도 8에 기재되어 있는 대응 처리의 레벨은, 이미 설명한 바와 같이 좌측에서부터 레벨 1, 레벨 2, 레벨 3, 레벨 4의 순서로 배열되어 있어, 우측으로 갈수록 대응 처리의 레벨이 높아지고 있다. 이들 4개의 레벨 1 내지 4(4개의 대응 처리)는, 레벨의 수치가 큰 것일수록, 각 이상 모드의 발생 확률이 높다. 또한 서로 다른 이상 모드 사이에서, 동일한 레벨이면서 발생 확률이 상이한 것은, 발생 확률이 작게 설정되어 있는 이상 모드일수록(예를 들어 「처리 정지」의 레벨에서는, 「웨이퍼 휨」보다도 「열판 깨짐」의 발생 확률이 작음), 웨이퍼의 처리에 비하여 추정되는 이상의 영향이 크다고 할 수 있다.
복수의 이상 모드 각각의 발생 확률에 대응해서 복수의 대응 처리를 선택할 수 있는 조건이 성립했을 경우에는, 당해 복수의 대응 처리 중 가장 높은 레벨(수치가 큰 레벨)의 대응 처리를 선택한다.
구체적인 일례를 들면, 예를 들어 웨이퍼 휨의 발생 확률이 40％, 웨이퍼 올라 앉음의 발생 확률이 25％, VAC 솔레노이드 고장의 발생 확률이 8％, 열판 깨짐의 발생 확률이 35％이었다고 하자. 이 경우, 웨이퍼 휨의 발생 확률로부터 선택되는 대응 처리는 처리 계속+경고(레벨 2)이고, 웨이퍼 올라 앉음의 발생 확률로부터 선택되는 대응 처리도 동일하게 처리 계속+경고(레벨 2)이고, VAC 솔레노이드 고장의 발생 확률로부터 선택되는 대응 처리는 처리 계속(레벨 1)이며, 열판 깨짐의 발생 확률로부터 선택되는 대응 처리는, 처리 정지(레벨 4)이다. 이렇게 복수의 대응 처리를 선택할 수 있는 조건이 성립했을 경우에는, 레벨이 높은 대응 처리인 처리 정지(레벨 4)가 선택된다.
도 8에 도시한 테이블 및 이 테이블을 사용해서 대응 처리를 선택하는 소프트웨어는 대응 처리 선택부(42)를 구성한다.
도 8에 도시한, 각 대응 처리의 발생 확률의 범위는, 일례를 나타냈을 뿐이며, 운용을 거듭함으로써, 또는 장치 사용자의 관리 방법 등에 의해 적절히 결정된다.
대응 처리에 대해서는, 이미 설명한 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 흡인압 검출부(39) 등의 물리량 검출부 그 자체의 동작의 확인, 히터(31)에 전력을 공급하는 회로의 점검 등의 처리여도 된다.
상태 추정부(41), 대응 처리 선택부(42) 및 파라미터 기억부(43)는, 예를 들어 컴퓨터에 의해 구성되고, 당해 컴퓨터는, 물리량 검출값의 입력, 뉴럴 네트워크(5)에 의한 각 사상 모드의 발생 확률의 산출, 대응 처리의 선택을 행하도록 명령 군이 짜여진 프로그램, 및 예를 들어 도 8에 도시하는 테이블을 포함하는 소프트웨어를 구비하고 있다.
다음으로, 상술한 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다. 도 9는, 본 실시 형태의 열처리 장치의 동작의 전체 흐름을 나타내는 흐름도이다. 처리 전의 웨이퍼(W)는, 하우징(1)의 반송구로부터 외부의 주반송 기구에 의해 하우징(1) 내의 웨이퍼 이동 적재 기구(12)(상세하게는 웨이퍼 이동 적재 기구(12)를 구성하고 있는 냉각용 아암 위)에 승강 핀(16)의 승강 동작을 통해서 반입된다(스텝 S1). 그리고 웨이퍼 이동 적재 기구(12)에 의해 웨이퍼(W)가 열판(3)의 상방으로 반송되어, 승강 핀(14)의 승강 동작을 통해서 열판(3) 상에 적재된다. 상세하게는 웨이퍼(W)는 갭 핀(30)에 의해 지지되어 적재면으로부터 약간 들뜬 상태가 된다.
계속해서 웨이퍼 이동 적재 기구(12)가 대기 위치까지 퇴피된 후, 덮개부(21)가 하강하고, 베이스부(22)에 밀착하여, 웨이퍼(W)가 놓인 공간이 밀폐 공간으로 된다. 그 후, 덮개부(21) 및 베이스부(22)로 이루어지는 처리 용기 내에, 덮개부(21)의 외주부 부근으로부터 퍼지 가스가 공급됨과 함께 덮개부(21)의 중앙부로부터 배기된다.
열판(3)은, 웨이퍼(W)가 적재되기 전부터 프로세스 온도, 예를 들어 80 내지 200℃의 온도로 가열되어 있으며, 웨이퍼(W)가 적재됨으로써 열판(3)의 온도가 일단 낮아진다. 그리고 히터(31)의 발열에 의해 열판(3)으로부터 웨이퍼(W)에 전열되어 웨이퍼(W)의 온도가 상승하고, 그것에 수반하여 열판(3)의 온도도 프로세스 온도를 향해서 상승하여, 결국 프로세스 온도로 안정된다. 이렇게 해서 웨이퍼(W)에 대하여 열처리가 행하여진다(스텝 S2). 웨이퍼(W)가 열판(3) 상에 적재된 시점부터 소정 시간 예를 들어 60초 경과한 후, 승강 핀(14)에 의해 웨이퍼(W)가 밀어올려지고, 또한 덮개부(21)가 상승해서 덮개부(21)가 개방된 상태로 된다. 계속해서 웨이퍼 이동 적재 기구(12)가 웨이퍼(W)를 수취해서 대기 위치까지 이동하고, 이미 설명한 반입 동작과 반대의 동작에 의해 웨이퍼 이동 적재 기구(12)로부터 외부의 주반송 기구에 웨이퍼(W)가 전달된다.
이러한 일련의 웨이퍼(W)에 대한 처리에 있어서, 열판(3)에 웨이퍼(W)가 적재되기 몇초 전부터 이미 상세하게 설명한 바와 같이 열판(3)의 온도 검출값, 전력 명령값, 흡인압 검출값이 소정 시간에 샘플링된다(스텝 S3). 얻어진 시계열 데이터는 뉴럴 네트워크(5)에 입력되어, 도 5에 도시한 각 사상 모드의 발생 확률이 구해지고(스텝 S4), 이들 발생 확률에 기초하여 이미 설명한 바와 같이 도 8에 도시하는 대응 처리가 선택된다(스텝 S5).
여기서 뉴럴 네트워크(5)를 사용하는 이점에 대해서 설명해 둔다. 휨이 있는 웨이퍼(W)가 열판(3)에 적재되었을 때 휨의 존재에 의해, 휨이 없는 웨이퍼(W)가 적재되었을 때와 비교하여, 온도 검출값, 전력 명령값, 흡인압 검출값의 각 시계열 데이터의 프로파일이 상이하다. 즉, 입력층의 노드 군에 입력되는 입력값의 배열이 웨이퍼(W)의 휨이 발생하였을 때와 발생하지 않았을 때는, 서로 상이하다. 또한 웨이퍼(W)의 올라 앉음이 발생했을 때에도, 온도 검출값, 전력 명령값, 흡인압 검출값의 각 시계열 데이터의 프로파일이, 정상 시와 상이하고, 웨이퍼 휨의 이상 시와도 상이하다. 열판 깨짐, VAC 밸브 고장의 경우도, 온도 검출값, 전력 명령값, 흡인압 검출값의 각 시계열 데이터의 프로파일이, 정상 시와 상이하고, 다른 이상 모드의 경우와도 상이하다.
즉, 웨이퍼 휨, 웨이퍼 올라 앉음, 열판 깨짐, VAC 밸브 고장이 발생했을 때는, 이미 설명한 시계열 데이터의 배열(입력층의 입력값의 배열)은, 각 이상 모드에 특유한 것이 된다. 그리고 열판 깨짐 및/또는 VAC 밸브 고장이 발생한 상태의 경우와, 웨이퍼 휨 또는 웨이퍼 올라 앉음의 상태 외에도, 열판 깨짐 및/또는 VAC 밸브 고장이 발생한 상태의 경우는, 이미 설명한 시계열 데이터의 배열도 상이해진다.
그래서, 예를 들어 상기 4개의 이상 모드 중 하나가 발생한 상태, 및 4개의 이상 모드 중 2개 이상이 발생한 상태 각각에 대해서, 실제의 시계열 데이터를 뉴럴 네트워크(5)에 입력하여, 이상 모드의 발생 확률의 추정의 정밀도가 높아지도록 뉴럴 네트워크(5)의 파라미터를 조정한다. 이에 의해 어느 이상 모드가 발생하였는지에 대해서 높은 정밀도로 추정할 수 있다. 예를 들어 종래에는 웨이퍼 올라 앉음이 일어난 것인지, 열판(3)이 손상, 예를 들어 깨져 있는지에 대해서 판단이 곤란했던 경우에도, 높은 정밀도로 이상 모드의 추정을 행할 수 있다. 그리고 각 이상 모드의 추정은, 발생 확률에 기초해서 판단할 수 있고, 또한 이상 모드별로 발생 확률에 따라, 적절한 대응 처리를 할당해 둘 수 있다.
상술한 실시 형태에 따르면, 열처리 장치의 운전 조건으로서 설정되는 열판(3)의 온도 등의 복수종의 물리량을 검출하여, 각종 물리량 검출값별로 얻어진 시계열의 검출값 군을 뉴럴 네트워크(5)에 입력하고 있다. 그리고 뉴럴 네트워크(5)에 의해 복수의 이상 모드 각각에 대해서, 발생 확률을 구하고, 각 이상 모드의 발생 확률에 따라, 취해야 할 대응 처리를 복수의 대응 처리 중에서 선택하도록 하고 있다. 따라서, 이상 모드의 구분을 행할 수 있어, 열처리 장치의 운전 시에 발생하는 이상에 대하여 적절한 대응을 취할 수 있다.
또한 복수의 이상 모드 각각의 발생 확률에 대응해서 복수의 대응 처리를 선택할 수 있는 조건이 성립되었을 경우에는, 당해 복수의 대응 처리 중 가장 높은 레벨의 대응 처리를 선택하도록 하고 있기 때문에, 즉 말하자면 안전면의 관점에서 대응 처리를 결정하고 있기 때문에, 생산 효율의 저하를 미연에 억제할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 뉴럴 네트워크(5)의 입력 데이터는, 온도 센서(35a 내지 35c)의 검출값, 흡인압 검출부(39)의 검출값, 각 히터(31a 내지 31c)에 대응하는 전력 명령값으로 하고 있지만, 이미 설명한 바와 같이 예를 들어 전력 명령값 대신에 전력 검출값을 사용해도 된다.
또한 열처리 장치는, 흡인 구멍(36)을 구비하지 않은 구성, 즉 진공 척을 구비하지 않은 구성이어도 되고, 이 경우에는, 예를 들어 온도 검출값의 시계열 데이터와 전력 명령값(또는 전력 검출값)의 시계열 데이터가 뉴럴 네트워크(5)의 입력 데이터로서 사용된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는 열판(3)이 적재판을 겸용하고 있지만, 본 발명은, 예를 들어 석영으로 이루어지는 적재판의 하방측에 가열 램프를 배치하고, 가열 램프로부터 적재판을 투과한 적외선에 의해 웨이퍼를 가열하는 타입의 열처리 장치여도 적용을 할 수 있다. 또한 열처리의 대상이 되는 기판으로서는, 웨이퍼에 한하지 않고 액정 패널용 유리 기판이어도 된다.
본 발명자는, 본 발명이 유효한 것을 확인하기 위해서, 사전에 평가 시험을 행하고 있다. 이 평가 시험에서는, 7 채널의 히터를 구비한 열판을 사용하고, 각 채널마다 온도의 시계열 데이터마다 300개의 검출값을 사용하여, 7 채널에서 합계 2100개의 검출값을 뉴럴 네트워크의 입력층에 입력하였다. 그리고 웨이퍼의 적재 상태가 올라 앉음 및 정상의 각각의 모드(사상 모드)에 대해서 교시 있는 학습을 행하여 뉴럴 네트워크에 사용될 파라미터의 값을 수렴시키고, 이 파라미터를 사용해서 테스트 데이터를 사용하여 정답률을 조사한 결과, 매우 높은 정답률이 얻어졌다. 교시 있는 학습에 사용한 2100개로 이루어지는 온도 검출값의 조는, 1000개 준비하고, 테스트 데이터에서도 상기 조를 1000개 준비하였다.
1 : 하우징 12 : 웨이퍼 이동 적재 기구
2 : 열처리부 21 : 덮개부
22 : 베이스부 25 : 가스 공급로
26 : 배기로 27 : 배기압 검출부
29 : 유량 검출부 3 : 열판
30 : 돌기부 31(31a 내지 31c) : 히터
32 : 전력 제어 회로 33 : 출력부
35(35a 내지 35c) : 온도 센서 36 : 흡인 구멍
37 : 흡인로 39 : 흡인압 검출부
4 : 상태 감시부 41 : 상태 추정부
42 : 대응 처리 선택부 5 : 뉴럴 네트워크
51 : 입력층 52 : 은닉층
53 : 출력층

Claims (11)

  1. 처리 용기 내에 배치됨과 함께, 그의 표면에 기판과 당해 표면의 접촉을 피하기 위한 복수의 돌기부가 설치되고, 가열부에 의해 가열되는 적재판을 구비하고, 상기 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 열처리 장치에 있어서,
    운전 조건으로서 설정되는 복수종의 물리량을 각각 검출하는 복수종의 물리량 검출부와,
    상기 복수종의 물리량 검출부에 의해 각각 검출된 복수종의 물리량 검출값의 각종 물리량 검출값별로 얻어진 시계열의 검출값 군이 입력층에 입력되고, 뉴럴 네트워크에 의해, 복수의 이상 모드 각각에 대해서 발생하고 있는 발생 확률을 추정하는 상태 추정부와,
    상기 상태 추정부에 의해 추정된 이상 모드의 발생 확률에 기초하여, 복수의 대응 처리 중에서 하나를 선택하는 선택부를 구비하고,
    상기 복수종의 물리량 검출값 중 1종의 물리량 검출값은, 상기 복수종의 물리량 검출부 중, 상기 적재판의 온도를 검출하는 온도 물리량 검출부에 의해 검출된 온도 검출값인 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적재판에 설치되고, 상기 가열부를 구성하는 저항 발열체와,
    상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 온도 검출값과 온도 목표값의 편차에 기초하여 상기 전력 공급부에 공급하는 전력의 명령값을 출력하는, 상기 복수종의 물리량 검출부에 상당하는 조절부를 포함하고,
    상기 복수종의 물리량 검출값은, 상기 온도 검출값 외에도, 추가로 상기 전력의 명령값을 포함하는, 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적재판에 설치되고, 상기 가열부를 구성하는 저항 발열체와,
    상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 온도 검출값과 온도 목표값의 편차에 기초하여 상기 전력 공급부에 공급하는 전력의 명령값을 출력하는 조절부를 포함하고,
    상기 복수종의 물리량 검출값은, 상기 온도 검출값 외에도, 추가로 상기 전력의 검출값을 포함하는, 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이상 모드는, 기판이 휘어 있는 상태를 포함하는, 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이상 모드는, 기판이 이물에 올라 앉아 있어 정상적으로 적재되지 않은 상태를 포함하는, 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이상 모드는, 상기 적재판이 손상되어 있는 상태를 포함하는, 열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 적재판측으로 끌어 당기기 위해서 적재판의 표면으로 흡인구가 개구되는 흡인로를 구비하고,
    상기 복수종의 물리량 검출값은, 상기 온도 검출값 외에도, 추가로 상기 흡인로의 흡인압의 검출값을 포함하는, 열처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선택부에 의해 선택된 상기 복수의 대응 처리 중에는, 열처리를 계속하는 것, 열처리를 계속하면서 또한 이상을 경고하는 것, 열처리를 계속하면서 또한 이상을 경고함과 함께 기판에 마킹을 행하는 것, 및 열처리를 정지하는 것이 포함되는, 열처리 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선택부는, 이상 모드의 발생 확률의 크기별로 대응 처리가 정해져 있음과 함께 상기 복수의 대응 처리 각각에 대하여 미리 레벨이 정해지고, 복수의 이상 모드 각각의 발생 확률에 대응해서 복수의 대응 처리를 선택할 수 있는 조건이 성립했을 경우에는, 당해 복수의 대응 처리 중 가장 높은 레벨의 대응 처리를 선택하는, 열처리 장치.
  10. 처리 용기 내에 배치됨과 함께, 그의 표면에 기판과 당해 표면의 접촉을 피하기 위한 복수의 돌기부가 설치되고, 가열부에 의해 가열되는 적재판을 구비하고, 상기 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 열처리 장치를 관리하는 방법에 있어서,
    적어도 상기 기판을 적재판 상에 적재한 후의 시간대에 있어서, 운전 조건으로서 설정되는 복수종의 물리량을 각각 검출하는 공정과,
    이 공정에서 검출된 복수종의 물리량 검출값의 각종 물리량 검출값별로 얻어진 시계열의 검출값 군이 입력층에 입력되어, 뉴럴 네트워크에 의해, 복수의 이상 모드 각각에 대해서 발생하고 있는 발생 확률을 구하는 공정과,
    상기 이상 모드의 발생 확률에 기초하여, 복수의 대응 처리 중에서 하나를 선택하는 공정을 포함하고,
    상기 복수종의 물리량 검출값 중 1종의 물리량 검출값은, 상기 검출 공정에서 검출된 상기 적재판의 온도 검출값인 열처리 장치의 관리 방법.
  11. 처리 용기 내에 배치됨과 함께, 그의 표면에 기판과 당해 표면의 접촉을 피하기 위한 복수의 돌기부가 설치되고, 가열부에 의해 가열되는 적재판을 구비하고, 상기 적재판 상에 기판을 적재해서 당해 기판을 가열 처리하는 열처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제10항에 기재된 열처리 장치의 관리 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여진 기억 매체.
KR1020180072865A 2017-06-28 2018-06-25 열처리 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체 KR102467605B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220149191A KR102567712B1 (ko) 2017-06-28 2022-11-10 열처리 장치의 상태 감시 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-126648 2017-06-28
JP2017126648 2017-06-28
JP2018049783A JP7003759B2 (ja) 2017-06-28 2018-03-16 熱処理装置、熱処理装置の管理方法及び記憶媒体
JPJP-P-2018-049783 2018-03-16

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220149191A Division KR102567712B1 (ko) 2017-06-28 2022-11-10 열처리 장치의 상태 감시 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190001932A true KR20190001932A (ko) 2019-01-07
KR102467605B1 KR102467605B1 (ko) 2022-11-16

Family

ID=64738907

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180072865A KR102467605B1 (ko) 2017-06-28 2018-06-25 열처리 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체
KR1020220149191A KR102567712B1 (ko) 2017-06-28 2022-11-10 열처리 장치의 상태 감시 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220149191A KR102567712B1 (ko) 2017-06-28 2022-11-10 열처리 장치의 상태 감시 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11201068B2 (ko)
JP (1) JP7238955B2 (ko)
KR (2) KR102467605B1 (ko)
CN (1) CN109148330B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10535538B2 (en) * 2017-01-26 2020-01-14 Gary Hillman System and method for heat treatment of substrates
CN206573826U (zh) * 2017-03-23 2017-10-20 惠科股份有限公司 一种顶升装置及配向紫外线照射机
FR3092435B1 (fr) * 2019-02-04 2021-02-12 Aloxtec Four d’oxydation latérale de VCSEL avec correction de la courbure d’arc du substrat
JP7403234B2 (ja) * 2019-04-25 2023-12-22 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、及び基板処理方法
CN112198821A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 共享智能铸造产业创新中心有限公司 一种应用于热处理炉的监控系统及监控方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009123816A (ja) 2007-11-13 2009-06-04 Sokudo:Kk 熱処理装置および熱処理方法
KR20160036654A (ko) * 2014-09-25 2016-04-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 열처리 장치, 기판 열처리 방법, 기록 매체 및 열처리 상태 검지 장치
KR20190011611A (ko) * 2017-07-25 2019-02-07 주식회사 나래나노텍 개선된 기판 열처리 온도 제어 장치 및 방법, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치
US20190362221A1 (en) * 2017-02-17 2019-11-28 Omron Corporation Evaluating quality of a product such as a semiconductor substrate

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59124711A (ja) * 1983-01-04 1984-07-18 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH06104248A (ja) * 1992-09-18 1994-04-15 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
JPH08286550A (ja) * 1995-04-12 1996-11-01 Ricoh Co Ltd 温度制御装置
JP3325833B2 (ja) * 1998-05-20 2002-09-17 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP2004296592A (ja) 2003-03-26 2004-10-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 欠陥分類装置、欠陥分類方法およびプログラム
IL172850A (en) * 2003-06-27 2012-05-31 Test Advantage Inc Methods and apparatus for data analysis
JP3955606B2 (ja) * 2004-05-26 2007-08-08 松下電器産業株式会社 温度異常の検知方法及び半導体製造装置
JP4712462B2 (ja) * 2005-07-11 2011-06-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理監視装置、基板処理監視システム、基板処理監視プログラム及び記録媒体
JP5152612B2 (ja) * 2006-02-23 2013-02-27 株式会社ニコン 情報管理方法、情報管理システム、プログラム、記録媒体、パターン検査装置及び基板検査装置
WO2007137261A2 (en) * 2006-05-22 2007-11-29 Kla-Tencor Technologies Corporation Methods and systems for detecting pinholes in a film formed on a wafer or for monitoring a thermal process tool
JP4699283B2 (ja) * 2006-05-23 2011-06-08 東京エレクトロン株式会社 熱処理板の温度制御方法、プログラム及び熱処理板の温度制御装置
JP2008258389A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板処理装置の異常検出方法および基板処理装置
US8581153B2 (en) * 2008-09-30 2013-11-12 Tokyo Electron Limited Method of detecting abnormal placement of substrate, substrate processing method, computer-readable storage medium, and substrate processing apparatus
JP2010147294A (ja) 2008-12-19 2010-07-01 Canon Inc 基板保持方法及び基板保持装置、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法
US20120080832A1 (en) * 2010-10-05 2012-04-05 Skyworks Solutions, Inc. Devices for methodologies related to wafer carriers
JP5547147B2 (ja) * 2011-09-13 2014-07-09 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
US9110452B2 (en) 2011-09-19 2015-08-18 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Inferential process modeling, quality prediction and fault detection using multi-stage data segregation
CN102361014B (zh) * 2011-10-20 2013-08-28 上海大学 大规模半导体制造过程的状态监控与故障诊断方法
JP6491677B2 (ja) * 2014-06-10 2019-03-27 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 計算的ウェーハ検査
US10049905B2 (en) * 2014-09-25 2018-08-14 Tokyo Electron Limited Substrate heat treatment apparatus, substrate heat treatment method, storage medium and heat-treatment-condition detecting apparatus
US10430719B2 (en) * 2014-11-25 2019-10-01 Stream Mosaic, Inc. Process control techniques for semiconductor manufacturing processes
JP6432458B2 (ja) 2015-07-07 2018-12-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP6322606B2 (ja) 2015-07-15 2018-05-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体
JP6406201B2 (ja) 2015-10-02 2018-10-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
US10582570B2 (en) * 2016-01-22 2020-03-03 Applied Materials, Inc. Sensor system for multi-zone electrostatic chuck
CN108563121B (zh) 2018-04-12 2021-06-15 南京航空航天大学 基于历史数据的微波加热温度场智能监控方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009123816A (ja) 2007-11-13 2009-06-04 Sokudo:Kk 熱処理装置および熱処理方法
KR20160036654A (ko) * 2014-09-25 2016-04-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 열처리 장치, 기판 열처리 방법, 기록 매체 및 열처리 상태 검지 장치
JP2016066779A (ja) 2014-09-25 2016-04-28 東京エレクトロン株式会社 基板熱処理装置、基板熱処理方法、記録媒体及び熱処理状態検知装置
US20190362221A1 (en) * 2017-02-17 2019-11-28 Omron Corporation Evaluating quality of a product such as a semiconductor substrate
KR20190011611A (ko) * 2017-07-25 2019-02-07 주식회사 나래나노텍 개선된 기판 열처리 온도 제어 장치 및 방법, 및 이를 구비한 기판 열처리 챔버 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN109148330B (zh) 2024-05-03
KR20220155961A (ko) 2022-11-24
JP2022033206A (ja) 2022-02-28
TW202249529A (zh) 2022-12-16
US20190006208A1 (en) 2019-01-03
CN109148330A (zh) 2019-01-04
KR102467605B1 (ko) 2022-11-16
JP7238955B2 (ja) 2023-03-14
US11201068B2 (en) 2021-12-14
KR102567712B1 (ko) 2023-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102567712B1 (ko) 열처리 장치의 상태 감시 장치, 열처리 장치의 관리 방법 및 기억 매체
US7452793B2 (en) Wafer curvature estimation, monitoring, and compensation
US8812266B2 (en) Abnormality determination system and abnormality determination method for processing apparatus
US7101816B2 (en) Methods for adaptive real time control of a thermal processing system
US7815366B2 (en) Method of detecting extraneous matter on heat processing plate, heat processing apparatus, program, and computer-readable recording medium with program recorded thereon
US20070055403A1 (en) Methods of and apparatuses for maintenance, diagnosis, and optimization of processes
US7139638B2 (en) Substrate processing unit, method for detecting the position of a substrate and substrate processing apparatus
US20050267606A1 (en) Process module tuning
WO2006087955A1 (ja) 熱処理板の温度設定方法，熱処理板の温度設定装置，プログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
TWI643246B (zh) Heat treatment device, abnormality detection method in heat treatment, and readable computer memory medium
JP2002050557A (ja) 判別方法及び処理装置
US20220270901A1 (en) Integrated hardware-software computer vision system for autonomous control and inspection of substrate processing systems
JP3955606B2 (ja) 温度異常の検知方法及び半導体製造装置
KR102424813B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7003759B2 (ja) 熱処理装置、熱処理装置の管理方法及び記憶媒体
TWI837773B (zh) 熱處理裝置之狀態監視裝置、熱處理裝置之管理方法及記錄媒體
KR102602807B1 (ko) 히터 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right