WO2013132854A1 - 基板処理装置の消費エネルギー監視システム及び基板処理装置の消費エネルギー監視方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a consumption energy monitoring system for a substrate processing apparatus and a consumption energy monitoring method for a substrate processing apparatus.
- substrate processing apparatuses have been used in the manufacture of semiconductor devices, flat panel display substrates, solar cell panels, and the like.
- various substrate processing apparatuses such as a semiconductor wafer cleaning apparatus, a coating and developing apparatus, an etching apparatus, a film forming apparatus, and a heat treatment apparatus are used (for example, see Patent Document 1).
- Such a substrate processing apparatus requires a lot of energy in the substrate processing process. For this reason, the substrate processing apparatus is required to save energy from the viewpoint of reducing the environmental load and reducing the substrate processing cost, and is required to grasp the energy consumption.
- a sensor When trying to display energy consumption in a substrate processing apparatus, a sensor is installed to measure the amount of power actually used, and a data collector is installed to collect measurement data from the sensor. The energy consumption is displayed based on the value measured by the sensor.
- the present invention has been made in response to the above-described conventional circumstances, and includes a consumption energy monitoring system for a substrate processing apparatus and a substrate processing apparatus capable of monitoring consumption energy while suppressing an increase in manufacturing cost of the apparatus. It aims at providing the consumption energy monitoring method.
- One aspect of a consumption energy monitoring system for a substrate processing apparatus is a consumption energy monitoring system for a substrate processing apparatus that monitors consumption energy of a substrate processing apparatus that performs a predetermined process on a substrate to be processed.
- Storage means for storing energy consumption data indicating a relationship between an event accompanied by consumption of energy and the amount of energy consumed by the occurrence of the event, and process processing data is collected from the substrate processing apparatus.
- One aspect of the consumption energy monitoring method for a substrate processing apparatus is a consumption energy monitoring method for a substrate processing apparatus for monitoring the consumption energy of a substrate processing apparatus that performs a predetermined process on a substrate to be processed. Storing energy consumption data indicating a relationship between an event involving consumption of energy in the processing in the process and an amount of energy consumed by the occurrence of the event in a storage unit, and collecting process processing data from the substrate processing apparatus Detecting the occurrence of an event accompanied by energy consumption, and integrating and calculating the amount of energy consumption from the duration of the event and the energy consumption data of the event stored in the storage means It is characterized by.
- the present invention it is possible to provide a substrate processing apparatus consumption energy monitoring system and a substrate processing apparatus consumption energy monitoring method capable of monitoring consumption energy while suppressing an increase in manufacturing cost.
- FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an energy consumption monitoring system for a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- reference numeral 100 is a consumption energy monitoring system of a substrate processing apparatus
- 110 is a substrate processing apparatus, which is a semiconductor wafer cleaning apparatus in this embodiment.
- a substrate processing apparatus (semiconductor wafer cleaning apparatus) 110 is a spin chuck that is made rotatable by sucking and holding a semiconductor wafer, and a cleaning chemical solution or a pure rinsing surface on the surface of the semiconductor wafer held on the spin chuck. It has a configuration of a known cleaning device such as a plurality of nozzles for supplying water and the like, and a cup disposed so as to surround the periphery of the semiconductor wafer held on the spin chuck.
- a chemical solution for cleaning and pure water for rinsing are supplied from a plurality of nozzles to the semiconductor wafer held on the spin chuck, and the chemical solution and pure water for rinsing are rotated by rotating the semiconductor wafer.
- the semiconductor wafer is configured to be washed and dried by shaking it off.
- the substrate processing apparatus 110 in addition to a cleaning apparatus, for example, a coating / developing apparatus for applying and developing a photoresist on a semiconductor wafer (substrate to be processed), an etching apparatus for etching a semiconductor wafer (substrate to be processed),
- the present invention can be applied to a film formation apparatus that forms a film on a semiconductor wafer (substrate to be processed), a heat treatment apparatus that performs heat treatment on a semiconductor wafer (substrate to be processed), and the like.
- the substrate processing apparatus energy consumption monitoring system 100 includes a data collector 101, a trace data database 102, a virtual engine 103, a monitor 104, and a monitor database 105.
- process processing data 112 related to the process processing executed on the basis of each recipe in the substrate processing apparatus 110 is output.
- the process processing data 112 from the substrate processing apparatus 110 is input to the data collector 101 of the energy consumption monitoring system 100 of the substrate processing apparatus and stored in the trace data database 102.
- the virtual engine 103 includes storage means for storing energy consumption data indicating a relationship between an event that involves consumption of energy in the processing in the substrate processing apparatus 110 and the amount of energy consumed by the occurrence of the event, and the substrate processing apparatus 110. From the process processing data input to the data collector 101 and stored in the trace data database 102, the occurrence of an event accompanied by consumption of energy is detected, and the duration of the event and the consumption of the event stored in the storage means Means for integrating and calculating the amount of energy consumption from the energy data.
- the virtual engine 103 detects an event executed in the process processing and its duration every predetermined time, in this embodiment every second, based on the process processing data 112 stored in the trace data database 102. . It is consumed while the event continues by integrating the amount of energy consumed from the amount of energy consumed per unit time (energy consumption data) registered in advance for each event in the storage means and the duration of the event. Calculate the amount of energy consumed.
- the monitor 104 aggregates the energy consumption calculated by the virtual engine 103 and stores it in the monitor database 105, and displays the stored data.
- the energy consumption amount in the virtual engine 103 for example, as shown in FIG. 2, it is detected whether or not an event (sensor event shown in FIG. 2) executed in the process processing has occurred and the sensor event is on.
- the energy consumption as virtual data is integrated.
- the date and time are shown on the left end portion, and the device status is shown on the right side thereof.
- the device status shown in FIG. 2 is “processing”, but as shown in the portion of the energy consumption registration example shown on the right side in FIG. 2, the device status indicates that the process is being executed.
- startup indicating that the system is being started
- idle indicating that the system is idling
- the energy consumption per unit time consumed when the sensor event is turned on is registered in advance as energy consumption data.
- the energy consumption amount is calculated by converting into the energy amount per second as will be described later.
- FIG. 2 also shows actual data, but in the case of actual data, there is no designation of event conditions, so the measured values for all periods will be integrated.
- the unit of the actual data is L / min, so that the amount of energy consumption is calculated by converting into the amount of energy per second as in the case of the virtual data described above. .
- FIG. 3 shows an example of a registration screen for energy consumption in the virtual engine 103.
- a target is specified by a unit name, an item name, or the like.
- an expression, a numerical value, and the like used for converting the above-described flow rate into the consumed energy amount are registered based on the conversion pattern, the conversion factor, and the like.
- the registered contents are stored in the storage means in the virtual engine 103, and are called up and used when calculating the energy consumption.
- the conversion pattern is Quantity ⁇ Factor / 1000
- the conversion factor is 0.2600 (kwh / m 3 ) It is.
- the variable X is 1.0000 and the variable Y is 1.0000.
- the substrate processing apparatus 110 is provided with various sensors for measuring energy consumption and a data collector for collecting measurement data from these sensors. Instead, by inputting the process processing data 112 related to the process processing executed based on each recipe in the substrate processing apparatus 110, the energy consumption amount of the substrate processing apparatus 110 can be virtually calculated and displayed.
- the above-described energy consumption monitoring system 100 of the substrate processing apparatus is configured to virtually calculate and display the energy consumption amount without using various sensors for measuring the energy consumption. For this reason, there is a possibility that the calculated amount of consumed energy may deviate from the actually measured value of consumed energy. For this reason, it is preferable that calibration is performed at an arbitrary timing and correction is performed so that the actually measured value of the consumed energy amount and the virtually calculated consumed energy amount coincide with each other with high accuracy.
- a sensor for measuring the amount of energy consumption is installed in each part of the substrate processing apparatus 110 at a timing when maintenance work of the substrate processing apparatus 110 is performed. Then, the energy consumption amount is calculated by the virtual engine 103 so that the energy consumption amount measured by these sensors coincides with the energy consumption amount virtually calculated by the energy consumption monitoring system 100 of the substrate processing apparatus. Change the parameters etc. As a result, the energy consumption virtually calculated by the energy consumption monitoring system 100 of the substrate processing apparatus can be matched with the energy consumption actually measured with high accuracy.
- this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, various deformation
- the substrate processing apparatus consumption energy monitoring system 100 is provided separately from the substrate processing apparatus 110 has been described.
- the substrate processing apparatus consumption energy monitoring system 100 is disposed in the substrate processing apparatus 110. It is also possible to arrange it by installing it.
- the functions of the trace data database 102, the virtual engine 103, the monitor 104, and the monitor database 105 can be provided in a control computer for controlling the operation of the substrate processing apparatus 110.
- model for calculating the energy consumption amount in the virtual engine 103 is not limited to the above-described model, and may be another model.
- the energy consumption monitoring system for a substrate processing apparatus of the present invention can be used in the field of manufacturing semiconductor devices, flat panel display substrates, solar cell panels, and the like. Therefore, it has industrial applicability.
- DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Energy consumption monitoring system of substrate processing apparatus, 101 ... Data collector, 102 ... Trace data database, 103 ... Virtual engine, 104 ... Monitor, 105 ... Monitor database, 110 ... Substrate processing apparatus, 111... I / O port, 112... Process processing data.
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Abstract
被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置の消費エネルギーを監視する基板処理装置の消費エネルギー監視システムであって、前記基板処理装置における処理のうちエネルギーの消費を伴うイベントと、当該イベントの発生によって消費されるエネルギー量との関係を示す消費エネルギーデータを格納する記憶手段と、前記基板処理装置からプロセス処理データを収集し、エネルギーの消費を伴うイベントの発生を検出し、当該イベントの継続時間と、前記記憶手段に記憶された当該イベントの消費エネルギーデータとから消費エネルギー量を積算して算出する手段とを具備している。
Description
本発明は、基板処理装置の消費エネルギー監視システム及び基板処理装置の消費エネルギー監視方法に関する。
従来から、半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ用基板あるいは太陽電池パネル等の製造においては多数の基板処理装置が使用されている。例えば、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハの洗浄装置、塗布現像装置、エッチング装置、成膜装置、熱処理装置等の各種の基板処理装置が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。このような基板処理装置は、その基板処理工程において多くのエネルギーを必要とする。そのため基板処理装置には、環境負荷低減および基板処理コストの低減等の観点から、省エネルギーを図ることが求められており、その消費エネルギーを把握すること等が求められている。
基板処理装置において、その消費エネルギーを表示しようとすると、実際に使用されている電力量等を測定するためのセンサを配設するとともに、センサから測定データを収集するためのデータ収集器を配設し、センサによって測定された値に基づいて消費エネルギーを表示することになる。
上記のように基板処理装置において消費エネルギーを表示するためには、多数のセンサ及びセンサから測定データを収集するためのデータ収集器を配設する必要があり、装置の製造コストの上昇を招くという問題があった。
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたものであり、装置の製造コストの上昇を抑制しつつ消費エネルギーの監視を行うことのできる基板処理装置の消費エネルギー監視システム及び基板処理装置の消費エネルギー監視方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたものであり、装置の製造コストの上昇を抑制しつつ消費エネルギーの監視を行うことのできる基板処理装置の消費エネルギー監視システム及び基板処理装置の消費エネルギー監視方法を提供することを目的とする。
本発明の基板処理装置の消費エネルギー監視システムの一態様は、被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置の消費エネルギーを監視する基板処理装置の消費エネルギー監視システムであって、前記基板処理装置における処理のうちエネルギーの消費を伴うイベントと、当該イベントの発生によって消費されるエネルギー量との関係を示す消費エネルギーデータを格納する記憶手段と、前記基板処理装置からプロセス処理データを収集し、エネルギーの消費を伴うイベントの発生を検出し、当該イベントの継続時間と、前記記憶手段に記憶された当該イベントの消費エネルギーデータとから消費エネルギー量を積算して算出する手段とを具備したことを特徴とする。
本発明の基板処理装置の消費エネルギー監視方法の一態様は、被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置の消費エネルギーを監視する基板処理装置の消費エネルギー監視方法であって、前記基板処理装置における処理のうちエネルギーの消費を伴うイベントと、当該イベントの発生によって消費されるエネルギー量との関係を示す消費エネルギーデータを記憶手段に格納する工程と、前記基板処理装置からプロセス処理データを収集し、エネルギーの消費を伴うイベントの発生を検出し、当該イベントの継続時間と、前記記憶手段に記憶された当該イベントの消費エネルギーデータとから消費エネルギー量を積算して算出する工程とを具備したことを特徴とする。
本発明によれば、製造コストの上昇を抑制しつつ消費エネルギーの監視を行うことのできる基板処理装置の消費エネルギー監視システム及び基板処理装置の消費エネルギー監視方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の消費エネルギー監視システムの構成を模式的に示す図である。図１において、１００は、基板処理装置の消費エネルギー監視システムであり、１１０は、基板処理装置、本実施形態では半導体ウエハの洗浄装置である。
基板処理装置（半導体ウエハの洗浄装置）１１０は、半導体ウエハを吸着保持して回転可能とされたスピンチャック、このスピンチャック上に保持された半導体ウエハの表面に洗浄用の薬液やリンス用の純水等を供給するための複数のノズル、スピンチャック上に保持された半導体ウエハの周囲を囲繞するように配設されたカップ等の周知の洗浄装置の構成を具備している。
そして、スピンチャック上に保持された半導体ウエハに複数のノズルから洗浄用の薬液及びリンス用の純水等を供給し、また、半導体ウエハを回転させることによって、薬液及びリンス用の純水等を振り切ることによって、半導体ウエハの洗浄及び乾燥を行うよう構成されている。
なお、基板処理装置１１０としては、洗浄装置の他、例えば、半導体ウエハ（被処理基板）にフォトレジストの塗布及び現像を行う塗布現像装置、半導体ウエハ（被処理基板）のエッチングを行うエッチング装置、半導体ウエハ（被処理基板）に成膜する成膜装置、半導体ウエハ（被処理基板）に熱処理を施す熱処理装置等に適用することができる。
基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００は、データ収集器１０１、トレースデータデータベース１０２、バーチャルエンジン１０３、モニター１０４、モニタデータベース１０５を具備している。
基板処理装置１１０のＩ／Ｏポート１１１からは、基板処理装置１１０において各レシピに基づいて実行されるプロセス処理に関するプロセス処理データ１１２が出力される。この基板処理装置１１０からのプロセス処理データ１１２は、基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００のデータ収集器１０１に入力され、トレースデータデータベース１０２に格納される。
バーチャルエンジン１０３は、基板処理装置１１０における処理のうちエネルギーの消費を伴うイベントと、当該イベントの発生によって消費されるエネルギー量との関係を示す消費エネルギーデータを格納する記憶手段と、基板処理装置１１０からデータ収集器１０１に入力され、トレースデータデータベース１０２に格納されたプロセス処理データからエネルギーの消費を伴うイベントの発生を検出し、当該イベントの継続時間と、記憶手段に記憶された当該イベントの消費エネルギーデータとから消費エネルギー量を積算して算出する手段とを具備している。
すなわち、バーチャルエンジン１０３は、トレースデータデータベース１０２に格納されたプロセス処理データ１１２に基づいて、プロセス処理で実行されるイベントとその継続時間とを所定時間毎、本実施形態では１秒毎に検出する。そして、記憶手段にイベント毎に予め登録されている単位時間当たりの消費エネルギー量（消費エネルギーデータ）と、イベントの継続時間とから消費エネルギー量を積算してイベントが継続している間に消費される消費エネルギー量を算出する。
モニター１０４は、バーチャルエンジン１０３によって算出された消費エネルギー量を集計してモニタデータベース１０５に保存するとともに、保存したデータの表示を行う。
バーチャルエンジン１０３における消費エネルギー量の算出では、例えば、図２に示すように、プロセス処理で実行されるイベント（図２に示されるセンサイベント）の発生の有無を検出し、センサイベントがオンの期間、仮想データとしての消費エネルギーの積算を行う。
なお、図２において左端部分には、年月日及び時間が示されており、その右隣りには装置ステータスが示されている。図２に示された装置ステータスは「プロセッシング」であるが、図２中右側に示す消費エネルギー登録例の部位に示されているとおり、装置ステータスとしては、プロセスを実行中であることを示す「プロセッシング」の他、起動中であることを示す「スタートアップ」、アイドリング中であることを示す「アイドル」等がある。
上記の消費エネルギー登録例に示されているとおり、センサイベントがオンの際に消費される単位時間当たりのエネルギー消費量は、消費エネルギーデータとして予め登録しておく。図２に示す消費エネルギー登録例では、装置ステータスが「スタートアップ」の時は０（Ｌ／ｍｉｎ）、「アイドル」時は０（Ｌ／ｍｉｎ）、「プロセッシング」の時は１．５（Ｌ／ｍｉｎ）となっている。この例では、仮想データの単位がＬ／ｍｉｎと流量の単位になっているので、後述するように１秒当たりのエネルギー量に換算して消費エネルギー量を算出する。
また、図２には、実データについても記載されているが、実データの場合イベント条件の指定がないので、全期間の実測値を積算することになる。なお、図２に示す例では、実データについても単位がＬ／ｍｉｎとなっているので、上述した仮想データの場合と同様に、１秒当たりのエネルギー量に換算して消費エネルギー量を算出する。
図３は、バーチャルエンジン１０３における消費エネルギー量の登録画面の一例を示している。図３に示す登録画面の例では、ユニットネーム、アイテムネーム等によって対象を特定する。そして、コンバージョンパターン及びコンバージョンファクター等によって、前述した流量から消費エネルギー量に換算する際に使用する式及び数値等を登録する。この登録された内容については、バーチャルエンジン１０３内の記憶手段に記憶され、消費エネルギー量の算出の際に呼び出されて使用される。
図３に示す例では、コンバージョンパターンは、
Quantity×Factor／１０００
であり、コンバージョンファクターは
０．２６００（ｋｗｈ／ｍ３）
である。また、変数Ｘは１．００００、変数Ｙは１．００００である。
Quantity×Factor／１０００
であり、コンバージョンファクターは
０．２６００（ｋｗｈ／ｍ３）
である。また、変数Ｘは１．００００、変数Ｙは１．００００である。
そして、装置のステータスが、「スタートアップ」、「アイドリング」、「プロセッシング」の際に夫々使用する数値を登録する。図３に示す例では、「スタートアップ」時及び「アイドリング」時は、０．００００（Ｌ／ｍｉｎ）であり、「プロセッシング」時は１．５０００（Ｌ／ｍｉｎ）である。
上記構成の基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００では、基板処理装置１１０に、消費エネルギーを計測するための各種のセンサ及びこれらのセンサから測定データを収集するためのデータ収集器を配設することなく、基板処理装置１１０において各レシピに基づいて実行されるプロセス処理に関するプロセス処理データ１１２を入力することで、基板処理装置１１０の消費エネルギー量を仮想的に算出し表示することができる。
したがって、基板処理装置１１０の製造コストの上昇を抑制しつつ消費エネルギーの監視を行うことができる。
ところで、上述した基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００では、消費エネルギーを計測するための各種のセンサを用いることなく、消費エネルギー量を仮想的に算出し表示する構成となっている。このため、算出される消費エネルギー量が、消費エネルギー量の実測値とずれる可能性がある。このため、任意のタイミングで較正を行い消費エネルギー量の実測値と仮想的に算出される消費エネルギー量とが精度良く一致するように補正を行うことが好ましい。
この場合、例えば、基板処理装置１１０の保全作業を行うタイミング等において、基板処理装置１１０の各部に消費エネルギー量を測定するためのセンサを設置する。そして、これらのセンサによって測定される消費エネルギー量と、基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００で仮想的に算出される消費エネルギー量とが一致するように、バーチャルエンジン１０３によって消費エネルギー量を算出する際のパラメータ等を変更する。これによって、基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００で仮想的に算出される消費エネルギー量を、実測される消費エネルギー量に精度良く一致させることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。例えば、上述した実施形態では、基板処理装置１１０と別体で基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００を配設した場合について説明したが、基板処理装置の消費エネルギー監視システム１００を基板処理装置１１０内に組み込んで配設することもできる。また、この場合、基板処理装置１１０の動作を制御するための制御用コンピュータ内に、トレースデータデータベース１０２、バーチャルエンジン１０３、モニター１０４、モニタデータベース１０５の機能を持たせるようにすることができる。
さらに、バーチャルエンジン１０３において消費エネルギー量を算出するためのモデルは、上述したものに限らず他のモデルであってもよい。
本発明の基板処理装置の消費エネルギー監視システムは、半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ用基板あるいは太陽電池パネル等の製造分野等で利用することができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。
１００……基板処理装置の消費エネルギー監視システム、１０１……データ収集器、１０２……トレースデータデータベース、１０３……バーチャルエンジン、１０４……モニター、１０５……モニタデータベース、１１０……基板処理装置、１１１……Ｉ／Ｏポート、１１２……プロセス処理データ。
Claims (5)
- 被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置の消費エネルギーを監視する基板処理装置の消費エネルギー監視システムであって、
前記基板処理装置における処理のうちエネルギーの消費を伴うイベントと、当該イベントの発生によって消費されるエネルギー量との関係を示す消費エネルギーデータを格納する記憶手段と、
前記基板処理装置からプロセス処理データを収集し、エネルギーの消費を伴うイベントの発生を検出し、当該イベントの継続時間と、前記記憶手段に記憶された当該イベントの消費エネルギーデータとから消費エネルギー量を積算して算出する手段と
を具備したことを特徴とする基板処理装置の消費エネルギー監視システム。 - 請求項１記載の基板処理装置の消費エネルギー監視システムであって、
前記基板処理装置における処理のうちエネルギーの消費を伴うイベントと、当該イベントの発生によって消費されるエネルギー量との関係を示す消費エネルギーデータを登録する手段
を具備したことを特徴とする基板処理装置の消費エネルギー監視システム。 - 請求項１又は２記載の基板処理装置の消費エネルギー監視システムであって、
前記基板処理装置で消費される消費エネルギーの実測値に基づいて、前記記憶手段に記憶された消費エネルギーデータを修正する手段を具備した
ことを特徴とする基板処理装置の消費エネルギー監視システム。 - 請求項１～３いずれか１項記載の基板処理装置の消費エネルギー監視システムであって、
前記基板処理装置が、被処理基板を洗浄する基板洗浄装置、被処理基板にフォトレジストの塗布及び現像を行う塗布現像装置、被処理基板のエッチングを行うエッチング装置、被処理基板に成膜する成膜装置、被処理基板に熱処理を施す熱処理装置のいずれかである
ことを特徴とする基板処理装置の消費エネルギー監視システム。 - 被処理基板に所定の処理を施す基板処理装置の消費エネルギーを監視する基板処理装置の消費エネルギー監視方法であって、
前記基板処理装置における処理のうちエネルギーの消費を伴うイベントと、当該イベントの発生によって消費されるエネルギー量との関係を示す消費エネルギーデータを記憶手段に格納する工程と、
前記基板処理装置からプロセス処理データを収集し、エネルギーの消費を伴うイベントの発生を検出し、当該イベントの継続時間と、前記記憶手段に記憶された当該イベントの消費エネルギーデータとから消費エネルギー量を積算して算出する工程と
を具備したことを特徴とする基板処理装置の消費エネルギー監視方法。
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