KR20210007854A - 성능 산출 방법 및 처리 장치 - Google Patents

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KR20210007854A
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아츠시 사와치
노리히코 아미쿠라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 유량 제어기에 관한 처리 장치의 성능을 산출할 수 있는 성능 산출 방법 및 처리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 성능 산출 방법은, 복수의 유량 제어기의 출하 검사 데이터를 취득한다. 성능 산출 방법은, 취득한 출하 검사 데이터와, 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목마다의 제 1 계수에 근거하여, 유량 제어기마다의 성능을 편차치로 나타내는 제 1 성능치를 산출한다. 성능 산출 방법은, 산출한 제 1 성능치와, 유량 제어기를 이용하는 처리 장치의 성능을 나타내는 항목마다의 제 2 계수에 근거하여, 처리 장치의 성능을 편차치로 나타내는 제 2 성능치를 산출한다.

Description

성능 산출 방법 및 처리 장치{PERFORMANCE CALCULATION METHOD AND PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 성능 산출 방법 및 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마 처리 장치에서는, 복수의 처리 가스를 처리실 내에 공급하여, 피처리 기판에 대하여 성막이나 에칭 등의 처리를 행하고 있다. 이와 같은 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 가스의 유량을 제어하기 위해, 매스 플로 컨트롤러(이하, MFC라고 한다) 등의 유량 제어기가 이용되고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2012-248788호 공보
본 개시는, 유량 제어기에 관한 처리 장치의 성능을 산출할 수 있는 성능 산출 방법 및 처리 장치를 제공한다.
본 개시의 일 태양에 따른 성능 산출 방법은, 복수의 유량 제어기의 출하 검사 데이터를 취득한다. 성능 산출 방법은, 취득한 출하 검사 데이터와, 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목마다의 제 1 계수에 근거하여, 유량 제어기마다의 성능을 편차치로 나타내는 제 1 성능치를 산출한다. 성능 산출 방법은, 산출한 제 1 성능치와, 유량 제어기를 이용하는 처리 장치의 성능을 나타내는 항목마다의 제 2 계수에 근거하여, 처리 장치의 성능을 편차치로 나타내는 제 2 성능치를 산출한다.
본 개시에 따르면, 유량 제어기에 관한 처리 장치의 성능을 산출할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 유량 제어기의 성능의 경년 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시형태에 있어서의 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 실시형태에 있어서의 유량 제어기의 출하 검사 데이터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시형태에 있어서의 유량 제어기의 성능 항목의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 있어서의 유량 제어기의 성능의 가시화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 유량 제어기의 응답성의 격차의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 유량 제어기의 성능을 레이더 차트로 나타낸 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 성능 항목의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 성능의 가시화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 각 유량 제어기의 응답 상승과 플라즈마 처리 장치의 가스 유량의 격차의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 실시형태에 있어서의 예측한 플라즈마 처리 장치의 성능의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 실시형태에 있어서의 피드백 처리의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 실시형태에 있어서의 피드백 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 15는 유량 제어기의 초기 성능에 따른 파라미터 보정의 일례를 나타내는 도면이다.
이하에, 개시하는 성능 산출 방법 및 처리 장치의 실시형태에 대하여, 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또, 이하의 실시형태에 의해 개시 기술이 한정되는 것이 아니다.
MFC는 유량 제어기의 일례이고, 처리 가스의 유량 정밀도나 응답성과 같은 성능은, 일반적으로 각 MFC가 규격을 충족하더라도 MFC마다 다르다. 이 때문에, MFC를 플라즈마 처리 장치에 탑재한 후에, MFC의 성능의 격차가, 플라즈마 처리 장치의 성능에 어느 정도 영향을 주는 것인지 파악하는 것이 어렵다. 그래서, 유량 제어기(MFC)에 관한 플라즈마 처리 장치의 성능을 산출하는 것이 기대되고 있다. 또한, 유량 제어기(MFC)의 경년 열화의 예측이나 보정을 행하는 것이 기대되고 있다.
[플라즈마 처리 장치(100)의 구성]
도 1은 본 개시의 일 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)는, 처리실 내에 상부 전극과 하부 전극(서셉터)을 대향 배치하여 상부 전극으로부터 처리 가스를 처리실 내에 공급하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치의 일례이다.
플라즈마 처리 장치(100)는, 예컨대 알루미늄 등의 도전성 재료로 형성되어 있는 처리실(102)과, 처리실(102) 내에 복수 종류의 가스를 공급하는 가스 공급계(200)를 구비한다. 처리실(102)은, 전기적으로 접지되어 있고, 처리실(102) 내에는 피처리 기판, 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 "웨이퍼"라고도 한다) W를 탑재하는 탑재대를 겸하는 하부 전극(서셉터)(110)과, 이것에 대향하여 평행하게 배치된 상부 전극(120)이 마련되어 있다.
하부 전극(110)에는, 2주파 중첩 전력을 공급하는 전력 공급 장치(130)가 접속되어 있다. 전력 공급 장치(130)는, 제 1 주파수의 제 1 고주파 전력(플라즈마 생성용 고주파 전력)을 공급하는 제 1 고주파 전원(132)과, 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수의 제 2 고주파 전력(바이어스 전압 발생용 고주파 전력)을 공급하는 제 2 고주파 전원(134)을 구비한다. 제 1, 제 2 고주파 전원(132, 134)은, 각각 제 1, 제 2 정합기(133, 135)를 거쳐서 하부 전극(110)에 전기적으로 접속된다.
제 1, 제 2 정합기(133, 135)는, 각각 제 1, 제 2 고주파 전원(132, 134)의 내부(또는 출력) 임피던스에 부하 임피던스를 정합시키기 위한 것이다. 제 1, 제 2 정합기(133, 135)는, 처리실(102) 내에 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 제 1, 제 2 고주파 전원(132, 134)의 내부 임피던스와 부하 임피던스가 겉보기에 일치하도록 기능한다.
제 1 고주파 전원(132)은, 27㎒ 이상의 주파수(예컨대 40㎒)의 고주파 전력을 출력한다. 제 2 고주파 전원(134)은, 13.56㎒ 이하의 주파수(예컨대 2㎒)의 고주파 전력을 출력한다.
상부 전극(120)은, 그 둘레를 피복하는 실드 링(122)을 통해서 처리실(102)의 천정부에 설치되어 있다. 상부 전극(120)은 도 1에 나타내는 바와 같이 전기적으로 접지하더라도 좋고, 또한 도시하지 않는 가변 직류 전원을 접속하여 상부 전극(120)에 소정의 직류(DC) 전압이 인가되도록 구성하더라도 좋다.
상부 전극(120)에는, 가스 공급계(200)로부터 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(124)가 형성되어 있다. 또한, 상부 전극(120)의 내부에는, 가스 도입구(124)로부터 도입된 가스가 확산되는 확산실(126)이 마련되어 있다.
상부 전극(120)에는, 확산실(126)로부터의 가스를 처리실(102) 내에 공급하는 다수의 가스 공급 구멍(128)이 형성되어 있다. 각 가스 공급 구멍(128)은, 하부 전극(110)에 탑재된 웨이퍼 W와 상부 전극(120)의 사이에 가스를 공급할 수 있도록 배치되어 있다.
이와 같은 상부 전극(120)에 의하면, 가스 공급계(200)로부터의 가스는 가스 도입구(124)를 통해서 확산실(126)에 공급되고, 여기서 확산되어 각 가스 공급 구멍(128)에 분배되고, 가스 공급 구멍(128)으로부터 하부 전극(110)으로 향해 토출된다. 또, 가스 공급계(200)의 구체적 구성예에 대해서는 후술한다.
처리실(102)의 저면에는, 배기구(142)가 형성되어 있고, 배기구(142)에 접속된 배기 장치(140)에 의해 배기하는 것에 의해, 처리실(102) 내를 소정의 진공도로 유지할 수 있다. 처리실(102)의 측벽에는, 게이트 밸브 G가 마련되어 있다. 이 게이트 밸브 G를 여는 것에 의해, 처리실(102) 내로의 웨이퍼 W의 반입 및 처리실(102) 내로부터의 웨이퍼 W의 반출이 가능하게 된다.
플라즈마 처리 장치(100)에는, 장치 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(150)가 마련되어 있다. 제어 장치(150)에는, 오퍼레이터가 플라즈마 처리 장치(100)를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등이 접속되어 있다.
또한, 제어 장치(150)는, 플라즈마 처리 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 제어 장치(150)의 제어로 실현하기 위한 프로그램이나, 프로그램을 실행하기 위해 필요한 처리 조건(레시피) 등이 기억된 기억부를 갖는다. 처리 조건은, 플라즈마 처리 장치(100)의 각 부를 제어하는 제어 파라미터, 설정 파라미터 등의 복수의 파라미터 값을 정리한 것이다. 각 처리 조건은, 예컨대 처리 가스의 유량비(각 MFC에 설정하는 유량 등), 처리실 내 압력, 고주파 전력 등의 파라미터 값을 갖는다.
또, 이들 프로그램이나 처리 조건은, 하드디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있더라도 좋고, 또한 CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc) 등의 휴대성의 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 수용되더라도 좋다.
제어 장치(150)는, 오퍼레이터의 지시 등에 근거하여 소망하는 프로그램, 처리 조건을 기억부로부터 읽어내어 각 부를 제어함으로써, 플라즈마 처리 장치(100)에서의 소망하는 처리를 실행한다. 또한, 오퍼레이터의 조작에 의해 처리 조건을 편집할 수 있도록 되어 있다.
[가스 공급계(200)의 구성]
여기서, 가스 공급계(200)의 구체적 구성예에 대하여 설명한다. 여기서의 가스 공급계(200)는, 처리실(102) 내에 4종의 처리 가스(C4F8 가스, C4F6 가스, O2 가스, Ar 가스)를 선택적으로 공급할 수 있도록 구성한 경우이다. 이들 가스 중, C4F8 가스, C4F6 가스는, 모두 에칭 가스로서 번갈아 공급되고, O2 가스, Ar 가스는 필요에 따라 이들 가스와 함께 공급된다.
구체적으로는, 가스 공급계(200)는, C4F8 가스, C4F6 가스, O2 가스, Ar 가스의 각 가스 공급원(210A~210D)을 구비한다. 이들 가스 공급원(210A~210D)은, 각각 가스 공급로(배관)(212A~212D)를 거쳐서, 공통 가스 공급로(배관)(214)에 합류하도록 접속되어 있다. 공통 가스 공급로(214)에는, 개폐 밸브(216)가 개재되어 있고, 그 하류측은 상부 전극(120)에 접속된다. 또, 공통 가스 공급로(214)에는, 그 안을 흐르는 가스로부터 파티클을 제거하는 필터를 개재시키도록 하더라도 좋다.
각 가스 공급로(212A~212D)에는, 각각 유통하는 가스의 유량을 조정하는 유량 제어기의 일례로서 매스 플로 컨트롤러(MFC)(230A~230D)가 마련되어 있다. 각 매스 플로 컨트롤러(MFC)(230A~230D)의 상류측과 하류측에는, 각각 상류측 개폐 밸브(제 1 개폐 밸브)(220A~220D)와, 하류측 개폐 밸브(제 2 개폐 밸브)(240A~240D)가 마련되어 있다.
여기서, 도 2를 이용하여 본 실시형태에 있어서의 유량 제어기(MFC)의 성능의 경년 변화에 대하여 설명한다. 또, 이하의 설명에서는, MFC(230A~230D)를 구별하지 않고 유량 제어기로 칭하여 설명한다. 도 2는 유량 제어기의 성능의 경년 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 유량 제어기의 출하 검사 시에는, 선천성의 특성으로서 각종 성능 항목이 검사된다. 다음으로, 유량 제어기가 플라즈마 처리 장치(100)에 탑재되었을 때에, 성능의 초기 특성을 편차치로 나타내어 가시화한다. 그 후, 플라즈마 처리 장치(100)가 가동되면, 성능이 경년 변화하기 때문에, 예컨대, 성능이 저하한 응답성을 중심치로 자동적으로 보정한다. 또한, 보정할 수 없는 경우에는, 플라즈마 처리 장치(100)의 동작에 지장이 생기기 전에, 이상을 검지하여 플라즈마 처리 장치(100)의 오퍼레이터에게 통보한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 유량 제어기(MFC)에 관한 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 산출함과 아울러, 유량 제어기(MFC)의 경년 열화의 예측이나 보정을 행할 수 있다.
다음으로, 이와 같은 플라즈마 처리 장치(100)에 의한 웨이퍼 처리의 구체예에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 예컨대 웨이퍼 W 상에 형성된 산화막(예컨대 실리콘 산화막)에, 패터닝된 소정의 막(예컨대 레지스트막, 폴리실리콘막)을 마스크로 하여 소정의 애스팩트 비의 홀 또는 트렌치를 형성하는 플라즈마 에칭을 행하는 경우를 예로 든다.
여기서의 플라즈마 에칭으로서는, 그 처리 중에 플라즈마를 생성한 채, 상이한 종류의 처리 가스를 짧은 시간에 번갈아 전환하는 경우를 예로 든다. 이것에 의하면, 예컨대 퇴적성이 강한 처리 가스(예컨대 C4F6 가스)를 이용하여 행하는 제 1 스텝과, 이보다 퇴적성이 약한 처리 가스(예컨대 C4F8 가스)를 이용하여 행하는 제 2 스텝을, 플라즈마를 생성한 채 번갈아 반복할 수 있다.
이것에 의하면, 홀 지름이나 트렌치 폭이 너무 넓어지지 않도록 조정하면서 에칭할 수 있으므로, 웨이퍼 W의 표면에 애스팩트 비가 보다 높고, 보다 깊은 홀이나 트렌치를 형성할 수 있다. 또한, 예컨대 C4F6 가스와 C4F8 가스와 같이, 전환하는 가스를 양쪽 모두 플라즈마 에칭에 이용하는 가스로 함으로써, 이들 처리 가스를 전환할 때마다 그 처리 가스의 종류에 따라 플라즈마를 온오프하는 일 없이, 그 처리 중에는 고주파 전력을 계속 인가하여 플라즈마를 계속 생성할 수 있다. 이 때문에, 스루풋을 보다 향상시킬 수 있다.
[제어 장치(150)의 구성]
계속하여, 제어 장치(150)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은 본 개시의 일 실시형태에 있어서의 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(150)는, 통신부(151)와, 표시부(152)와, 조작부(153)와, 기억부(160)와, 제어부(180)를 갖는다. 또, 제어 장치(150)는, 도 3에 나타내는 기능부 이외에도 기지의 컴퓨터가 갖는 각종 기능부, 예컨대 각종 입력 디바이스나 음성 출력 디바이스 등의 기능부를 갖는 것으로 하더라도 상관없다.
통신부(151)는, 예컨대, NIC(Network Interface Card) 등에 의해 실현된다. 통신부(151)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 각 엔드 디바이스와 각종 정보를 교환한다. 통신부(151)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 각 엔드 디바이스와 통신을 행하는 필드 버스 시스템으로서, 예컨대, EtherCAT(등록상표)을 이용할 수 있다. EtherCAT은, 산업용의 이더넷(등록상표) 기술이고, 네트워크 세그먼트 내의 모든 노드의 송수신 프로세스 데이터에 대하여 1개의 프레임으로 통신을 행한다. 또한, 통신부(151)는, I/O(Input/Output) 모듈을 마련하고, I/O 모듈의 I/O 포트를 이용하여, 디지털 신호, 아날로그 신호 및 시리얼 신호의 입출력을 행하여, 플라즈마 처리 장치(100)의 각 엔드 디바이스와 통신을 행하도록 하더라도 좋다.
표시부(152)는, 각종 정보를 표시하기 위한 표시 디바이스이다. 표시부(152)는, 예컨대, 표시 디바이스로서 액정 디스플레이 등에 의해 실현된다. 표시부(152)는, 제어부(180)로부터 입력된 표시 화면 등의 각종 화면을 표시한다.
조작부(153)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 오퍼레이터로부터 각종 조작을 접수하는 입력 디바이스이다. 조작부(153)는, 예컨대, 입력 디바이스로서, 키보드나 마우스 등에 의해 실현된다. 조작부(153)는, 오퍼레이터에 의해 입력된 조작을 조작 정보로서 제어부(180)에 출력한다. 또, 조작부(153)는, 입력 디바이스로서, 터치 패널 등에 의해 실현되도록 하더라도 좋고, 표시부(152)의 표시 디바이스와, 조작부(153)의 입력 디바이스는, 일체화되도록 하더라도 좋다.
기억부(160)는, 예컨대, RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 소자, 하드디스크나 광디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다. 기억부(160)는, 출하 검사 데이터 기억부(161)와, 제 1 계수 기억부(162)와, 제 1 성능치 기억부(163)와, 제 2 계수 기억부(164)와, 제 2 성능치 기억부(165)와, 실적치 기억부(166)와, 제 3 성능치 기억부(167)와, 초기 실측치 기억부(168)를 갖는다. 또한, 기억부(160)는, 제 1 차분 기억부(169)와, 경년 실측치 기억부(170)와, 제 2 차분 기억부(171)와, 제 3 차분 기억부(172)와, 제 4 성능치 기억부(173)를 갖는다. 또한, 기억부(160)는, 제어부(180)에서의 처리에 이용하는 정보, 예컨대 처리 조건(레시피) 등을 기억한다.
출하 검사 데이터 기억부(161)는, 유량 제어기의 출하 검사의 항목에 대하여, 출하 시의 최소치로부터 최대치의 범위에 있어서의 편차치를 기억한다. 도 4는 본 실시형태에 있어서의 유량 제어기의 출하 검사 데이터의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 "조정ㆍ검사 항목"은, 출하 검사의 항목을 나타낸다. "조정ㆍ검사 항목"은, 예컨대, 온도 어긋남, 압력치 어긋남, 제어 밸브 조정, 제로점 알람, 외부 리크 체크, 내부 리크 체크, 및, 유량 보정ㆍ검사라는 항목을 갖는다. "출력치"는, 각 항목에 있어서 검사 대상의 값을 나타낸다. "출하 시의 최대 최소치"는, 그 항목의 최소치로부터 최대치의 범위를 나타낸다. "출하 검사 항목 편차치"는, 유량 제어기마다의 각 항목의 값을 나타낸다. 출하 검사 데이터 기억부(161)는, 출하 검사 데이터로서, 예컨대, "조정ㆍ검사 항목"으로부터 "출하 검사 항목 편차치"까지의 각 항목을 대응지어 기억한다.
제 1 계수 기억부(162)는, 유량 제어기의 출하 검사의 항목에 대하여, 가중치 부여를 행한 행렬을 기억한다. 도 5는 본 실시형태에 있어서의 유량 제어기의 성능 항목의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 "조정ㆍ검사 항목"은, 출하 검사의 항목을 나타낸다. 또, "조정ㆍ검사 항목"의 각 항목은, 후술하는 행렬식에 있어서의 α~η의 문자에 대응한다. "출력치"는, 각 항목에 있어서 검사 대상의 값을 나타낸다. "단체(單體) 성능 항목"은, 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목(단체 성능 항목)에 대하여, 어느 출하 검사의 항목(조정ㆍ검사 항목)이 영향을 미치는지를 나타낸다. "단체 성능 항목"은, "유량 정밀도", "응답성", "제어성", "내구성", "경년성"이라는 항목을 갖는다. "유량 정밀도"는, 유량 제어기의 절대 유량에 관한 항목이다. "응답성"은, 유량 제어기의 응답의 격차에 관한 항목이다. "제어성"은, 유량 제어기의 외란 내성에 관한 항목이다. "내구성"은, 유량 제어기의 하드웨어로서의 내구성에 관한 항목이다. "경년성"은, 유량 제어기의 센서에 관한 항목이다. 도 5의 "단체 성능 항목"에서는, 단체 성능 항목에 대하여 영향을 주는 출하 검사의 항목(조정ㆍ검사 항목)에 검은색 원 표시를 첨부하고 있다. 또, 제 1 계수 기억부(162)에서는, "단체 성능 항목"은, 영향률(기여도, 지배율)로서 백분율의 행렬의 형식으로 기억한다. 다시 말해, 제 1 계수 기억부(162)는, 제 1 계수로서, 예컨대, "조정ㆍ검사 항목"을 나타내는 α~η와, "단체 성능 항목"을 대응지어 기억한다. 또, 제 1 계수 기억부(162)에는, 오퍼레이터에 의해 제 1 계수의 초기치가 입력된다. 또한, "단체 성능 항목"에서는, 검은색 원 표시를 첨부하고 있지 않은 항목은, 예컨대 값을 제로로서 산출하도록 하더라도 좋다.
제 1 성능치 기억부(163)는, 유량 제어기 단체의 성능을 나타내는 행렬인 제 1 성능치를 기억한다. 제 1 성능치는, 출하 검사 데이터와 제 1 계수의 행렬식의 승산에 의해 구하여진다. 도 6은 본 실시형태에 있어서의 유량 제어기의 성능의 가시화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 출하 검사 데이터(301)와, 제 1 계수(302)의 행렬식의 승산에 의해, 제 1 성능치(303)가 구하여진다. 출하 검사 데이터(301)는, 출하 검사 항목 편차치를 행, 유량 제어기의 개수 N을 열로 한 행렬이다. 제 1 계수(302)는, 단체 성능 항목을 행, 조정ㆍ검사 항목의 영향률(α~η)을 열로 한 행렬이다. 제 1 성능치(303)는, 유량 제어기의 성능을 가시화한 편차치를 행, 유량 제어기의 개수 N을 열로 한 행렬이다. 다시 말해, 제 1 성능치(303)는, 플라즈마 처리 장치(100)에 탑재되는 복수의 유량 제어기의 성능을 편차치로 나타낸 행렬이다.
여기서, 도 7 및 도 8을 이용하여, 유량 제어기의 성능의 가시화로서 편차치를 이용하는 경우에 대하여 설명한다. 도 7은 유량 제어기의 응답성의 격차의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 유량 제어기의 응답성은, 열림으로 하는 지령을 받고 나서 유량이 안정될 때까지의 상승 시에, 격차가 발생한다. 이 격차에 대하여, 출하된 플라즈마 처리 장치(100)에 있어서의 복수의 유량 제어기의 데이터에 근거하여 표준편차의 편차치를 구함으로써, 응답성을 가시화한다.
도 8은 유량 제어기의 성능을 레이더 차트로 나타낸 일례를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 다른 성능 항목에 대해서도 마찬가지로 편차치를 구함으로써, 유량 제어기의 성능을 레이더 차트로서 나타낼 수 있다. 또한, 각 성능 항목은, 기술 모델로부터의 가중치 부여를 행한다. 가중치 부여에는, 예컨대, 응답성의 상승의 주요인에 제어 밸브 출력, 부요인에 초기 P1/P2 출력, 내부 리크 출력치라는 정보를 이용할 수 있다. 도 8의 예에서는, 유량 정밀도와 제어성은 표준, 응답성과 경년성은 표준보다 높고, 내구성이 표준보다 낮은 것을 알 수 있다.
제 2 계수 기억부(164)는, 플라즈마 처리 장치(100) 전체로서의 장치 성능 항목에 대하여, 가중치 부여를 행한 행렬을 기억한다. 도 9는 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 성능 항목의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9에 나타내는 "장치 성능 항목"은, 장치측에서 감시하는 항목을 나타낸다. "대응 기능"은, 그 항목의 값이 중심치로부터 어긋나 있던 경우에, 자동 보정을 행하는지, 알람을 통보하는지를 나타낸다. "측정 수법"은, 그 항목의 값의 측정 대상 및 측정 수법을 나타낸다. "항목 번호"는, 장치 성능 항목을 행렬로 나타낸 경우에 각 장치 성능 항목을 식별하기 위한 것이다. "영향률(단체 성능 항목)"은, 유량 제어기 단체의 성능을 나타내는 각 항목이, 장치 성능 항목에 어느 정도 영향을 미치는지를 나타낸다. 또, "v~z"의 문자는, 장치 성능 항목을 행렬로 나타낸 경우에 영향률의 각 단체 성능 항목을 식별하기 위한 것이다. 도 9의 "영향률(단체 성능 항목)"에서는, 장치 성능 항목에 대하여 영향을 주는 항목에 검은색 원 표시를 첨부하고 있다. 예컨대, 장치 성능 항목의 "유량 교정"에는, "유량 정밀도"와 "경년성"이 영향을 주는 것을 나타내고 있다. 또, 제 2 계수 기억부(164)에서는, "영향률(단체 성능 항목)"은, 영향률(기여도, 지배율)로서 백분율의 행렬의 형식으로 기억한다. 다시 말해, 제 2 계수 기억부(164)는, 제 2 계수로서, 예컨대, "장치 성능 항목"을 나타내는 항목 번호(1~6)와, "영향률(단체 성능 항목)"을 대응지어 기억한다. 또, 제 2 계수 기억부(164)에는, 오퍼레이터에 의해 제 2 계수의 초기치가 입력된다.
제 2 성능치 기억부(165)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 나타내는 행렬인 제 2 성능치를 기억한다. 제 2 성능치는, 제 1 성능치와 제 2 계수의 행렬식의 승산에 의해 구하여진다. 도 10은 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 성능의 가시화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 성능치(303)와, 제 2 계수(304)의 행렬식의 승산에 의해, 제 2 성능치(305)가 구하여진다. 제 2 계수(304)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 장치 성능 항목을 행, 영향률의 각 단체 성능 항목(v~z)을 열로 한 행렬이다. 제 2 성능치(305)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 장치 성능을 가시화한 편차치를 행, 유량 제어기의 개수 N을 열로 한 행렬이다. 다시 말해, 제 2 성능치(305)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 편차치로 나타낸 행렬이다.
여기서, 도 11을 이용하여, 유량 제어기의 성능으로부터 플라즈마 처리 장치(100)의 성능으로의 변환에 대하여 설명한다. 도 11은 각 유량 제어기의 응답 상승과 플라즈마 처리 장치의 가스 유량의 격차의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11의 그래프(306)는, 각 유량 제어기의 응답 상승의 격차를 나타내고 있다. 또한, 그래프(307)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 가스 유량의 격차를 나타내고 있다. 그래프(306)에서는, 어느 유량 제어기를 나타내는 그래프(308)가 다른 유량 제어기보다 빠르게 상승하고 있는 것을 알 수 있다. 장치 성능 항목으로의 변환에서는, 예컨대, 그래프(306)의 각 유량 제어기의 제어 파형의 면적과, 가스 유량에 근거하여 플롯함으로써, 그래프(307)가 얻어진다. 그래프(307)에서는, 그래프(308)로 나타내어진 유량 제어기가 영역(309)에 플롯되고, 다른 유량 제어기와 떨어진 영역에 플롯된 것을 알 수 있다. 다시 말해, 유량 제어기의 격차가, 플라즈마 처리 장치(100)에 있어서의 성능의 격차에 영향을 미치고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 각 장치 성능 항목은, 장치 상에서의 각 유량 제어기의 성능에 대하여 가중치 부여를 행한다. 가중치 부여에는, 예컨대, 장치 상에서의 응답성의 확인의 경우, 안정 시의 빌드업, 제어 파형의 면적, 과도 응답기의 빌드업, 잔류 가스 제거 잔압, 선출(先出) 시간과 처리실 내의 압력이라는 정보를 이용할 수 있다.
실적치 기억부(166)는, 출하된(과거의) 다수의 플라즈마 처리 장치(100)의 성능 데이터에 근거하여 구한, 각 장치 성능 항목의 표준편차의 중심치인 실적치를 기억한다. 실적치는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 편차치로 나타내는 제 2 성능치로부터, 장치 성능 항목 각각의 절대치로 변환하기 위해 이용하는 값이다.
제 3 성능치 기억부(167)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 예측한 성능을 나타내는 행렬인 제 3 성능치를 기억한다. 제 3 성능치는, 제 2 성능치와 실적치의 행렬식의 승산에 의해 구하여진다. 도 12는 본 실시형태에 있어서의 예측한 플라즈마 처리 장치의 성능의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 제 2 성능치(305)를 실적치(310)에 적용하는 것에 의해, 제 3 성능치(311)가 구하여진다. 실적치(310)는, 각 장치 성능 항목의 표준편차의 중심치를 열 방향으로 배열한 행렬이다. 제 3 성능치(311)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 예측한 장치 성능을 행, 유량 제어기의 개수 N을 열로 한 행렬이다. 다시 말해, 제 3 성능치(311)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 실제의 값(절대치)으로 나타낸 행렬이다.
도 3의 설명으로 돌아간다. 초기 실측치 기억부(168)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 출하 시의 성능인 초기 장치 성능을 나타내는 행렬인 초기 실측치를 기억한다. 초기 실측치는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 실제의 값(절대치)으로 나타낸 행렬이다.
제 1 차분 기억부(169)는, 초기 실측치와 예측한 장치 성능을 나타내는 제 3 성능치의 차분을 나타내는 행렬인 제 1 차분을 기억한다.
경년 실측치 기억부(170)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 일정 기간 경과 후의 성능인 경년 후 장치 성능을 나타내는 행렬인 경년 실측치를 기억한다. 경년 실측치는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 실제의 값(절대치)으로 나타낸 행렬이다.
제 2 차분 기억부(171)는, 초기 실측치에 근거하는 일정 기간 경과 후의 제 1 예측치와 경년 실측치의 차분을 나타내는 행렬인 제 2 차분을 기억한다.
제 3 차분 기억부(172)는, 경년 실측치에 근거하는, 일정 기간 더 경과 후의 제 2 예측치와 제 2 성능치에 근거하여 예측되는 제 3 차분을 기억한다. 제 3 차분은, 장래의 장치 성능을 나타내는 행렬인 제 4 성능치를 구하기 위한, 제 4 성능치와 제 2 예측치의 예측된 차분을 나타내는 행렬이다.
제 4 성능치 기억부(173)는, 제 2 예측치와 제 3 차분에 근거하여 예측된, 장래의 장치 성능을 나타내는 행렬인 제 4 성능치를 기억한다. 제 4 성능치는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 실제의 값(절대치)으로 나타낸 행렬이다.
제어부(180)는, 예컨대, CPU(Central Processing Unit)나 MPU(Micro Processing Unit) 등에 의해, 내부의 기억 장치에 기억되어 있는 프로그램이 RAM을 작업 영역으로 하여 실행되는 것에 의해 실현된다. 또한, 제어부(180)는, 예컨대, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)나 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 집적 회로에 의해 실현되도록 하더라도 좋다.
제어부(180)는, 취득부(181)와, 제 1 산출부(182)와, 제 2 산출부(183)와, 제 3 산출부(184)와, 차분 산출부(185)와, 예측부(186)와, 출력 제어부(187)를 갖고, 이하에 설명하는 정보 처리의 기능이나 작용을 실현 또는 실행한다. 또, 제어부(180)의 내부 구성은, 도 3에 나타낸 구성으로 한정되지 않고, 후술하는 정보 처리를 행하는 구성이면 다른 구성이더라도 좋다.
취득부(181)는, 예컨대, 도시하지 않는 매체 판독 장치를 이용하여, SD 메모리 카드 등의 기록 매체에 기억된 유량 제어기의 출하 검사 데이터를 취득한다. 취득부(181)는, 취득한 출하 검사 데이터를 출하 검사 데이터 기억부(161)에 기억한다. 취득부(181)는, 출하 검사 데이터를 출하 검사 데이터 기억부(161)에 기억하면, 제 1 산출 지시를 제 1 산출부(182)에 출력한다.
또한, 취득부(181)는, 플라즈마 처리 장치(100)에 탑재된 유량 제어기에 관한 장치 성능 항목의 초기 실측치를 측정하여 취득한다. 취득부(181)는, 취득한 초기 실측치를 초기 실측치 기억부(168)에 기억한다. 또한, 취득부(181)는, 일정 기간 경과 후에, 플라즈마 처리 장치(100)에 탑재된 유량 제어기에 관한 장치 성능 항목의 경년 실측치를 측정하여 취득한다. 일정 기간은, 예컨대, 반년이나 1년이라는 기간을 들 수 있다. 또한, 취득부(181)는, 일정 기간 경과의 때마다, 새롭게 경년 실측치를 측정하여 취득하도록 하더라도 좋다. 취득부(181)는, 취득한 경년 실측치를 경년 실측치 기억부(170)에 기억한다.
제 1 산출부(182)는, 취득부(181)로부터 제 1 산출 지시가 입력되면, 출하 검사 데이터 기억부(161) 및 제 1 계수 기억부(162)를 참조하여, 출하 검사 데이터와, 제 1 계수에 근거하여, 제 1 성능치를 산출한다. 다시 말해, 제 1 산출부(182)는, 유량 제어기의 성능치를 산출한다. 제 1 산출부(182)는, 산출한 제 1 성능치를 제 1 성능치 기억부(163)에 기억한다. 제 1 산출부(182)는, 제 1 성능치를 제 1 성능치 기억부(163)에 기억하면, 제 2 산출 지시를 제 2 산출부(183)에 출력한다.
제 2 산출부(183)는, 제 1 산출부(182)로부터 제 2 산출 지시가 입력되면, 제 1 성능치 기억부(163) 및 제 2 계수 기억부(164)를 참조하여, 제 1 성능치와, 제 2 계수에 근거하여, 제 2 성능치를 산출한다. 다시 말해, 제 2 산출부(183)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능치를 산출한다. 제 2 산출부(183)는, 산출한 제 2 성능치를 제 2 성능치 기억부(165)에 기억한다. 제 2 산출부(183)는, 제 2 성능치를 제 2 성능치 기억부(165)에 기억하면, 제 3 산출 지시를 제 3 산출부(184)에 출력한다.
제 3 산출부(184)는, 제 2 산출부(183)로부터 제 3 산출 지시가 입력되면, 제 2 성능치 기억부(165) 및 실적치 기억부(166)를 참조하여, 제 2 성능치와, 실적치에 근거하여, 제 3 성능치를 산출한다. 다시 말해, 제 3 산출부(184)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 예측한 성능치를 산출한다. 제 3 산출부(184)는, 산출한 제 3 성능치를 제 3 성능치 기억부(167)에 기억한다. 제 3 산출부(184)는, 제 3 성능치를 제 3 성능치 기억부(167)에 기억하면, 차분 산출 지시를 차분 산출부(185)에 출력한다.
차분 산출부(185)는, 제 3 산출부(184)로부터 차분 산출 지시가 입력되면, 제 3 성능치 기억부(167) 및 초기 실측치 기억부(168)를 참조하여, 제 3 성능치와 초기 실측치의 차분을 산출한다. 차분 산출부(185)는, 제 3 성능치와 초기 실측치의 차분을 산출할 수 있었는지 여부, 다시 말해, 제 3 성능치가 초기 실측치와 일치하고 있는지 여부를 판정한다. 차분 산출부(185)는, 제 3 성능치가 초기 실측치와 일치하고 있지 않다고 판정한 경우, 산출한 차분을 제 1 차분으로서 제 1 차분 기억부(169)에 기억한다. 또한, 차분 산출부(185)는, 제 1 계수 기억부(162) 및 제 2 계수 기억부(164)의 제 1 계수 및 제 2 계수에 제 1 차분을 반영시켜 수정하고, 제 1 계수 기억부(162) 및 제 2 계수 기억부(164)를 갱신한다. 다시 말해, 차분 산출부(185)는, 제 1 계수 및 제 2 계수의 피드백 처리를 행한다.
한편, 차분 산출부(185)는, 제 3 성능치가 초기 실측치와 일치하고 있다고 판정한 경우, 성능의 경년 변화의 함수를 생성한다. 경년 변화의 함수는, 우선, 단체 성능 항목인, 유량 정밀도, 응답성, 제어성, 내구성 및 경년성에 대하여, 각각 변화의 함수를 생성한다. 변화의 함수는, 예컨대, 유량 정밀도이면, 유량 정밀도=aT+b라는 함수로 할 수 있다. T는 경과 시간을 나타낸다. 다음으로, 변화의 함수에 영향률을 승산하여 경년 변화의 함수로 한다. 유량 정밀도, 응답성, 제어성, 내구성 및 경년성의 영향률을, 각각 문자 v~z로 나타내면, 장치 성능 항목의 항목 번호 "1"의 "유량 교정"의 경년 변화의 함수는, 하기의 식 (1)로 나타낼 수 있다. 차분 산출부(185)는, 생성한 경년 변화의 함수를 예측부(186)에 출력한다.
유량 교정=v1*유량 정밀도+w1*응답성+x1*제어성+y1*내구성+z1*경년성 … (1)
예측부(186)는, 차분 산출부(185)로부터 입력된 경년 변화의 함수에 근거하여, 초기 실측치로부터 일정 기간 경과 후(T=k)의 제 1 예측치를 산출한다. 예측부(186)는, 산출한 제 1 예측치와 일정 기간 경과 후(T=k)의 경년 실측치의 차분을 산출한다. 예측부(186)는, 제 1 예측치와 경년 실측치의 차분을 산출할 수 있었는지 여부, 다시 말해, 제 1 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있는지 여부를 판정한다. 예측부(186)는, 제 1 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있지 않다고 판정한 경우, 산출한 차분을 제 2 차분으로서 제 2 차분 기억부(171)에 기억한다. 또한, 예측부(186)는, 제 1 계수 기억부(162) 및 제 2 계수 기억부(164)의 제 1 계수 및 제 2 계수에 제 2 차분을 반영시켜 수정하고, 제 1 계수 기억부(162) 및 제 2 계수 기억부(164)를 갱신한다. 다시 말해, 예측부(186)는, 일정 기간 경과 후에 있어서의 제 1 계수 및 제 2 계수의 피드백 처리를 행한다. 그 후, 예측부(186)는, 일정 기간 더 경과 후(T=k+1)의 제 2 예측치를 산출하는 처리로 진행한다.
한편, 예측부(186)는, 제 1 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있다고 판정한 경우, 일정 기간 더 경과 후(T=k+1)의 제 2 예측치를 산출한다. 예측부(186)는, 제 2 성능치 기억부(165)를 참조하여, 산출한 제 2 예측치와 제 2 성능치에 근거하여, T=k+1에 있어서의 제 4 성능치와의 제 3 차분을 예측한다. 다시 말해, 예측부(186)는, 제 2 예측치와 제 2 성능치에 근거하여, 제 2 예측치를 제 4 성능치로 보정하기 위한 제 3 차분을 예측한다. 예측부(186)는, 예측한 제 3 차분을 제 3 차분 기억부(172)에 기억한다. 또한, 예측부(186)는, 제 2 예측치와 제 3 차분에 근거하여, 제 4 성능치를 예측한다. 예측부(186)는, 예측한 제 4 성능치를 제 4 성능치 기억부(173)에 기억한다. 또, 예측부(186)는, T=k+1에 있어서, 제 3 차분 및 제 4 성능치를 예측했지만, 실제로 T=k+1의 시간이 경과한 후에, T=k의 경우와 마찬가지의 처리를 실행하여 제 1 계수 기억부(162) 및 제 2 계수 기억부(164)를 갱신하는 피드백 처리를 행하도록 하더라도 좋다.
또한, 예측부(186)는, 경년 실측치가 장치 성능 항목의 임계치 이하가 될 때까지의 기간에 걸쳐, T=k의 경우의 처리를 T=k+1에서도 실행하는 것을 반복하고, 장치 성능 항목이 임계치에 접근한 경우에, 유량 제어기를 보정하거나, 알람을 통보하도록 하더라도 좋다. 또, 임계치는, 예컨대 초기 실측치의 50％라는 값을 이용할 수 있다.
여기서, 도 13을 이용하여, 피드백 처리에 대하여 설명한다. 도 13은 본 실시형태에 있어서의 피드백 처리의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 차분 산출부(185)는, 제 3 성능치(311)와 초기 실측치(312)의 제 1 차분(313)을 산출한다. 차분 산출부(185)는, 제 1 차분(313)에 대하여, 제 1 계수(302) 및 제 2 계수(304)(도 6, 도 10 참조)로의 피드백 처리를 행한다. 또한, 예측부(186)는, 경년 변화의 함수에 근거하여, 초기 실측치(312)로부터 일정 기간 경과 후(T=k)의 제 1 예측치(312a)를 산출한다. 예측부(186)는, 제 1 예측치(312a)와 일정 기간 경과 후(T=k)의 경년 실측치(314)의 제 2 차분(315)을 산출한다. 예측부(186)는, 제 2 차분(315)에 대하여, 제 1 계수(302) 및 제 2 계수(304)로의 피드백 처리를 행한다.
또한, 예측부(186)는, 일정 기간 경과 후(T=k+1)의 제 2 예측치(314a)를 산출한다. 예측부(186)는, 제 2 예측치(314a)와, 제 2 성능치(305)(도 10 참조)에 근거하여, 제 2 예측치(314a)를 제 4 성능치(317)로 보정하기 위한 제 3 차분(316)을 예측한다. 또한, 예측부(186)는, 제 2 예측치(314a)와 제 3 차분(316)에 근거하여, 제 4 성능치(317)를 예측한다. 다시 말해, 도 13의 예에서는, 플라즈마 처리 장치(100)의 장래의 성능을 예측할 수 있다.
도 3의 설명으로 돌아간다. 출력 제어부(187)는, 예컨대, 오퍼레이터의 지시에 의해, 제 1 성능치 기억부(163), 제 2 성능치 기억부(165), 제 3 성능치 기억부(167) 및 제 4 성능치 기억부(173)를 참조하여, 제 1 성능치~제 4 성능치를 표시부(152)에 출력하여 표시시킨다.
[성능 산출 방법(피드백 처리)]
다음으로, 본 실시형태의 플라즈마 처리 장치(100)에 있어서의 제어 장치(150)의 동작에 대하여 설명한다. 도 14는 본 실시형태에 있어서의 피드백 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다. 또, 도 14에서는, 경년 변화를 계측하고, 장치 성능 항목이 임계치 이하가 된 경우에 알람을 출력하는 경우에 있어서의 피드백 처리에 대하여 설명한다.
제어 장치(150)의 취득부(181)는, 유량 제어기의 출하 검사 데이터를 취득한다(스텝 S1). 취득부(181)는, 취득한 출하 검사 데이터를 출하 검사 데이터 기억부(161)에 기억함과 아울러, 제 1 산출 지시를 제 1 산출부(182)에 출력한다. 또한, 취득부(181)는, 장치 성능 항목의 초기 실측치를 측정하고, 초기 실측치 기억부(168)에 기억한다.
제 1 산출부(182)는, 취득부(181)로부터 제 1 산출 지시가 입력되면, 출하 검사 데이터 기억부(161) 및 제 1 계수 기억부(162)를 참조하여, 출하 검사 데이터와, 제 1 계수에 근거하여, 유량 제어기의 성능치인 제 1 성능치를 산출한다. 제 1 산출부(182)는, 산출한 제 1 성능치를 제 1 성능치 기억부(163)에 기억함과 아울러, 제 2 산출 지시를 제 2 산출부(183)에 출력한다.
제 2 산출부(183)는, 제 1 산출부(182)로부터 제 2 산출 지시가 입력되면, 제 1 성능치 기억부(163) 및 제 2 계수 기억부(164)를 참조하여, 제 1 성능치와, 제 2 계수에 근거하여, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능치인 제 2 성능치를 산출한다. 제 2 산출부(183)는, 산출한 제 2 성능치를 제 2 성능치 기억부(165)에 기억함과 아울러, 제 3 산출 지시를 제 3 산출부(184)에 출력한다.
제 3 산출부(184)는, 제 2 산출부(183)로부터 제 3 산출 지시가 입력되면, 제 2 성능치 기억부(165) 및 실적치 기억부(166)를 참조하여, 제 2 성능치와, 실적치에 근거하여, 플라즈마 처리 장치(100)의 예측한 성능치인 제 3 성능치를 산출한다(스텝 S2). 제 3 산출부(184)는, 산출한 제 3 성능치를 제 3 성능치 기억부(167)에 기억함과 아울러, 차분 산출 지시를 차분 산출부(185)에 출력한다.
차분 산출부(185)는, 제 3 산출부(184)로부터 차분 산출 지시가 입력되면, 제 3 성능치 기억부(167) 및 초기 실측치 기억부(168)를 참조하여, 제 3 성능치와 초기 실측치의 제 1 차분을 산출한다. 차분 산출부(185)는, 제 3 성능치가 초기 실측치와 일치하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 S3). 차분 산출부(185)는, 제 3 성능치가 초기 실측치와 일치하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 S3 : 아니오), 제 1 차분에 근거하여, 제 1 계수 및 제 2 계수를 수정하고(스텝 S4), 스텝 S2로 돌아간다.
한편, 차분 산출부(185)는, 제 3 성능치가 초기 실측치와 일치하고 있다고 판정한 경우(스텝 S3 : 예), 성능의 경년 변화의 함수를 생성한다(스텝 S5). 차분 산출부(185)는, 생성한 경년 변화의 함수를 예측부(186)에 출력한다.
예측부(186)는, 차분 산출부(185)로부터 입력된 경년 변화의 함수에 근거하여, 초기 실측치로부터 일정 기간 경과 후(T=k)의 제 1 예측치를 산출한다. 또한, 취득부(181)는, 일정 기간 경과 후에, 장치 성능 항목의 경년 실측치를 측정하고, 경년 실측치 기억부(170)에 기억한다. 그 후, 예측부(186)는, 측정한 경년 실측치가 임계치 이하가 되는 시간(T=n)까지, 이하의 스텝 S7~S10의 처리를 반복한다(스텝 S6).
예측부(186)는, 산출한 제 1 예측치와 일정 기간 경과 후(T=k)의 경년 실측치의 제 2 차분을 산출한다. 예측부(186)는, 산출한 제 2 차분에 근거하여, 제 1 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 S7). 예측부(186)는, 제 1 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 S7 : 아니오), 제 2 차분에 근거하여, 제 1 계수 및 제 2 계수를 수정하고(스텝 S8), 일정 기간 더 경과 후(T=k+1)의 제 2 예측치를 산출하고, 스텝 S9로 진행한다.
한편, 예측부(186)는, 제 1 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있다고 판정한 경우(스텝 S7 : 예), 일정 기간 더 경과 후(T=k+1)의 제 2 예측치를 산출한다. 예측부(186)는, 제 2 예측치와 일정 기간 경과 후(T=k+1)의 경년 실측치의 제 4 차분을 산출한다. 예측부(186)는, 산출한 제 4 차분에 근거하여, 제 2 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 S9). 예측부(186)는, 제 2 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 S9 : 아니오), 제 4 차분에 근거하여, 제 1 계수 및 제 2 계수를 수정하고(스텝 S10), 스텝 S6으로 돌아간다. 예측부(186)는, 제 2 예측치가 경년 실측치와 일치하고 있다고 판정한 경우(스텝 S9 : 예), 제 1 계수 및 제 2 계수를 수정하지 않고, 스텝 S6으로 돌아간다.
예측부(186)는, 측정한 경년 실측치가 임계치 이하가 되는 시간(T=n)까지, 스텝 S7~S10의 처리를 반복하고, 경년 실측치가 임계치 이하가 된 시점에서, 표시부(152)에 알람을 출력하여 오퍼레이터에게 통보한다(스텝 S11). 이와 같이, 플라즈마 처리 장치(100)의 제어 장치(150)는, 유량 제어기에 관한 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 산출할 수 있고, 산출한 성능에 따라 알람을 출력할 수 있다. 또, 자동 보정이 가능한 장치 성능 항목에 대해서는, 알람의 출력 대신에 유량 제어기의 자동 보정을 행하도록 하더라도 좋다.
[변형예]
상기의 실시형태에서는, 성능의 경년 변화의 함수를 이용하여, 경년 변화에 있어서의 장치 성능 항목을 예측했지만, 유량 제어기의 단체 성능 항목에 근거하여, 플라즈마 처리 장치(100)로의 탑재 시의 파라미터를 보정하도록 하더라도 좋다. 도 15는 유량 제어기의 초기 성능에 따른 파라미터 보정의 일례를 나타내는 도면이다. 도 15의 차트(321)에 나타내는 바와 같이, 유량 제어기의 초기 성능의 응답성이 느린 유량 제어기(예컨대 염가품)가 있었던 경우, 응답성의 느림에 따라 장치측의 파라미터를 보정한다. 예컨대, 응답성이 표준편차의 중심치 부근인 표준품의 제어를 나타내는 그래프(322)에 대하여, 응답성이 느린 염가품의 유량 제어기는, 그래프(323)에 나타내는 바와 같이, 파라미터를 보정하여 선출을 행하도록 한다. 이와 같이, 파라미터 보정을 행함으로써, 세세한 제어가 요구되는 크리티컬 가스 라인이 아닌 개소(예컨대 N2 가스 라인)에, 염가품의 유량 제어기를 이용할 수 있다.
이상, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 복수의 유량 제어기의 출하 검사 데이터를 취득한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 취득한 출하 검사 데이터와, 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목마다의 제 1 계수에 근거하여, 유량 제어기마다의 성능을 편차치로 나타내는 제 1 성능치를 산출한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 산출한 제 1 성능치와, 유량 제어기를 이용하는 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 나타내는 항목마다의 제 2 계수에 근거하여, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 편차치로 나타내는 제 2 성능치를 산출한다. 그 결과, 유량 제어기에 관한 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 산출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 산출한 제 2 성능치와, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능에 관한 과거의 실적치에 근거하여, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 예측한 제 3 성능치를 산출한다. 그 결과, 과거의 실적치를 반영한 유량 제어기에 관한 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 산출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능의 초기 실측치를 취득한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 제 3 성능치와 취득한 초기 실측치의 제 1 차분을 산출한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 산출한 제 1 차분을, 제 1 계수와, 제 2 계수에 반영시킨다. 그 결과, 예측한 제 3 성능치와 초기 실측치의 차분을 피드백하여 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 성능의 일정 기간 경과 후의 실측치를 취득한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 초기 실측치에 근거하는 일정 기간 경과 후의 제 1 예측치와 취득한 일정 기간 경과 후의 실측치의 제 2 차분을 산출한다. 그 결과, 일정 기간 경과 후의 제 1 예측치와 실측치의 제 2 차분을 피드백하여 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 일정 기간 경과 후의 실측치에 근거하는, 일정 기간 더 경과 후의 제 2 예측치를 예측하고, 예측한 제 2 예측치와 제 2 성능치에 근거하여, 제 3 차분을 예측한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 예측한 제 2 예측치와 제 3 차분에 근거하여, 제 4 성능치를 예측한다. 그 결과, 장래의 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 예측할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 출하 검사 데이터는, 온도 어긋남, 압력치 어긋남, 제어 밸브 조정, 제로점 알람, 외부 리크 체크, 내부 리크 체크, 및, 유량 보정ㆍ검사의 각 항목 중, 1개 또는 복수의 항목을 갖는다. 그 결과, 유량 제어기에 관한 플라즈마 처리 장치(100)의 성능을 산출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목은, 유량 정밀도, 응답성, 제어성, 내구성, 및, 경년성 중, 1개 또는 복수의 항목이다. 그 결과, 유량 제어기의 성능을 플라즈마 처리 장치(100)의 성능에 반영할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목을 이용한 성능의 경년 변화의 함수에 근거하여, 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목이 임계치 이하가 될 때까지의 기간을 산출한다. 그 결과, 유량 제어기에 대한 메인터넌스를 행하는 시기를 구할 수 있다. 따라서, 제조 라인에 있어서의 웨이퍼의 손실을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 기간의 종료 타이밍을 알람으로 통보한다. 그 결과, 유량 제어기에 대한 메인터넌스를 행하는 시기를 통보할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 장치(100)는, 기간의 종료 타이밍에, 유량 제어기의 보정을 행한다. 그 결과, 계속해서 플라즈마 처리 장치(100)에서의 처리를 실행할 수 있다.
이번 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시이고, 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시형태는, 첨부된 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이, 다양한 형체로 생략, 치환, 변경되더라도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 성능 산출 방법으로서, 경년 변화를 계측하고, 장치 성능 항목이 임계치 이하가 된 경우에 알람을 출력하는 경우에 있어서의 피드백 처리를 설명했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치(100)의 제조 시점에 있어서의 예측치인 제 3 성능치를 출력하는 성능 산출 방법으로 함으로써, 플라즈마 처리 장치(100)의 출하 검사 등에 제 3 성능치를 활용하도록 하더라도 좋다.
100 : 플라즈마 처리 장치
102 : 처리실
110 : 하부 전극
120 : 상부 전극
122 : 실드 링
124 : 가스 도입구
126 : 확산실
128 : 가스 공급 구멍
130 : 전력 공급 장치
132 : 제 1 고주파 전원
133 : 제 1 정합기
134 : 제 2 고주파 전원
135 : 제 2 정합기
140 : 배기 장치
142 : 배기구
150 : 제어 장치
151 : 통신부
152 : 표시부
153 : 조작부
160 : 기억부
161 : 출하 검사 데이터 기억부
162 : 제 1 계수 기억부
163 : 제 1 성능치 기억부
164 : 제 2 계수 기억부
165 : 제 2 성능치 기억부
166 : 실적치 기억부
167 : 제 3 성능치 기억부
168 : 초기 실측치 기억부
169 : 제 1 차분 기억부
170 : 경년 실측치 기억부
171 : 제 2 차분 기억부
172 : 제 3 차분 기억부
173 : 제 4 성능치 기억부
180 : 제어부
181 : 취득부
182 : 제 1 산출부
183 : 제 2 산출부
184 : 제 3 산출부
185 : 차분 산출부
186 : 예측부
187 : 출력 제어부
200 : 가스 공급계
210A~210D : 가스 공급원
212A~212D : 가스 공급로
214 : 공통 가스 공급로
216 : 개폐 밸브
220A~220D : 상류측 개폐 밸브
230A~230D : 매스 플로 컨트롤러(MFC)
240A~240D : 하류측 개폐 밸브
G : 게이트 밸브
W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 복수의 유량 제어기의 출하 검사 데이터를 취득하는 공정과,
    취득한 상기 출하 검사 데이터와, 상기 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목마다의 제 1 계수에 근거하여, 상기 유량 제어기마다의 성능을 편차치로 나타내는 제 1 성능치를 산출하는 공정과,
    산출한 상기 제 1 성능치와, 상기 유량 제어기를 이용하는 처리 장치의 성능을 나타내는 항목마다의 제 2 계수에 근거하여, 상기 처리 장치의 성능을 편차치로 나타내는 제 2 성능치를 산출하는 공정
    을 갖는 성능 산출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    산출한 제 2 성능치와, 상기 처리 장치의 성능에 관한 과거의 실적치에 근거하여, 상기 처리 장치의 성능을 예측한 제 3 성능치를 산출하는 공정을 더 갖는 성능 산출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 취득하는 공정은, 상기 처리 장치의 성능의 초기 실측치를 취득하고,
    상기 제 3 성능치와 취득한 상기 초기 실측치의 제 1 차분을 산출하는 공정과,
    산출한 상기 제 1 차분을, 상기 제 1 계수와, 상기 제 2 계수에 반영시키는 공정
    을 더 갖는
    성능 산출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 취득하는 공정은, 일정 기간 경과 후의 상기 처리 장치의 성능의 실측치를 취득하고,
    상기 초기 실측치에 근거하는 상기 일정 기간 경과 후의 제 1 예측치와 취득한 상기 일정 기간 경과 후의 실측치의 제 2 차분을 산출하는 공정을 더 갖는
    성능 산출 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 일정 기간 경과 후의 실측치에 근거하는, 일정 기간 더 경과 후의 제 2 예측치를 예측하고, 예측한 상기 제 2 예측치와, 상기 제 2 성능치에 근거하여, 제 3 차분을 예측하는 공정과,
    예측한 상기 제 2 예측치와, 상기 제 3 차분에 근거하여, 제 4 성능치를 예측하는 공정
    을 더 갖는 성능 산출 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출하 검사 데이터는, 온도 어긋남, 압력치 어긋남, 제어 밸브 조정, 제로점 알람, 외부 리크 체크, 내부 리크 체크, 및, 유량 보정ㆍ검사를 포함하는 1개 또는 복수의 항목을 갖는 성능 산출 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목은, 유량 정밀도, 응답성, 제어성, 내구성, 및, 경년성 중, 1개 또는 복수의 항목인 성능 산출 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목을 이용한 성능의 경년 변화의 함수에 근거하여, 상기 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목이 임계치 이하가 될 때까지의 기간을 산출하는 공정을 더 갖는 성능 산출 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기간의 종료 타이밍을 알람으로 통보하는 공정을 더 갖는 성능 산출 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기간의 종료 타이밍에, 상기 유량 제어기의 보정을 행하는 공정을 더 갖는 성능 산출 방법.
  11. 복수의 유량 제어기의 출하 검사 데이터를 취득하는 취득부와,
    취득한 상기 출하 검사 데이터와, 상기 유량 제어기의 성능을 나타내는 항목마다의 제 1 계수에 근거하여, 상기 유량 제어기마다의 성능을 편차치로 나타내는 제 1 성능치를 산출하는 제 1 산출부와,
    산출한 상기 제 1 성능치와, 상기 유량 제어기를 이용하는 처리 장치의 성능을 나타내는 항목마다의 제 2 계수에 근거하여, 상기 처리 장치의 성능을 편차치로 나타내는 제 2 성능치를 산출하는 제 2 산출부
    를 갖는 처리 장치.
KR1020200079731A 2019-07-10 2020-06-30 성능 산출 방법 및 처리 장치 KR20210007854A (ko)

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