WO2022191242A1 - 基板処理装置、異常検知方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

基板処理装置、異常検知方法及び半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022191242A1
WO2022191242A1 PCT/JP2022/010306 JP2022010306W WO2022191242A1 WO 2022191242 A1 WO2022191242 A1 WO 2022191242A1 JP 2022010306 W JP2022010306 W JP 2022010306W WO 2022191242 A1 WO2022191242 A1 WO 2022191242A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
value
temperature
current value
unit
abnormality
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/010306
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
喜隆 河原
育寛 前田
Original Assignee
株式会社Kokusai Electric
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
Application filed by 株式会社Kokusai Electric filed Critical 株式会社Kokusai Electric
Priority to CN202280010743.XA priority Critical patent/CN116762155A/zh
Priority to KR1020237025266A priority patent/KR20230156023A/ko
Priority to EP22767196.3A priority patent/EP4307830A1/en
Publication of WO2022191242A1 publication Critical patent/WO2022191242A1/ja
Priority to US18/360,262 priority patent/US20230366091A1/en

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
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2015—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate the substrate being of crystalline semiconductor material, e.g. lattice adaptation, heteroepitaxy
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • 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
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • 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
    • 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
    • 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
    • H05B3/0019—Circuit arrangements

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing apparatus, an abnormality detection method, and a semiconductor device manufacturing method.
  • Patent Literature 1 discloses a technique of connecting a plurality of power sources in order to stably supply power to a power supply target.
  • Patent Document 2 describes a technique for detecting at least one of current, voltage, and power supplied to a heater used in a substrate processing apparatus, and detecting the state of the heater (abnormal heat generation state, disconnection state) from the detection result. disclosed.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a technology capable of detecting that a failure has occurred in a component that constitutes a circuit.
  • a temperature detection unit that detects the temperature of a heat generation unit that raises the temperature of a processing chamber by heat generation, and a temperature detection unit that reduces the difference between the temperature obtained from the temperature detection unit and the temperature setting value.
  • a temperature adjusting unit that adjusts a ratio of outputting power to the power that can be supplied to the heat generating unit per unit time;
  • a measuring unit that measures a current flowing through a circuit including the heat generating unit; is compared with a theoretical current value calculated based on the ratio of outputting the power obtained from the temperature adjustment unit, and when the measured current value and the theoretical current value are different, an abnormality is determined. and an anomaly detection unit that performs the detection.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a heater drive circuit used in the substrate processing apparatus according to the present embodiment
  • FIG. It is a figure which shows the functional structure of the abnormality detection controller used for the substrate processing apparatus in this embodiment.
  • 5 is a graph showing a relationship between a thyristor output setting value and an ammeter monitor value; It is a circuit diagram showing a heater drive circuit used in a substrate processing apparatus according to another embodiment.
  • a processing apparatus is configured as a substrate processing apparatus 10 used in a substrate processing process, which is one process of manufacturing a semiconductor device.
  • the substrate processing apparatus 10 of this embodiment includes a heating device 20, a reaction tube 54, and a boat 68, as shown in FIG.
  • the heating device 20 is, as shown in FIG. 1, a device for heating the substrate W to be processed.
  • the heating device 20 includes a furnace body 22 , and a side heater 24 and a ceiling heater 26 as heat generating portions arranged inside the furnace body 22 .
  • the furnace body 22 is formed by laminating a plurality of heat insulating bodies. Note that the present disclosure is not limited to this configuration, and the furnace body 22 may be formed of a single heat insulator.
  • the furnace body 22 has a cylindrical shape (for example, a cylindrical shape, an oval cylindrical shape, a polygonal cylindrical shape) with one end closed.
  • the furnace body 22 of the present embodiment is installed so that the vertical direction of the heating device 20 is the axial direction, the upper end corresponding to one end in the axial direction is closed, and the lower end corresponding to the other end in the axial direction is open.
  • the internal space of the furnace body 22 is called the furnace internal space 23.
  • a side heater 24 and a ceiling heater 26 are arranged in the furnace space 23 .
  • a reaction tube 54 is accommodated in the furnace space 23 .
  • the furnace body 22 has a cylindrical side wall portion 28 and a ceiling portion 30 closing the upper end of the side wall portion 28 .
  • the furnace space 23 is formed by the side wall portion 28 and the ceiling portion 30 .
  • the side heater 24 is arranged inside (inside in the radial direction) of the side wall portion 28 .
  • the side heater 24 is attached to the inner surface 28A of the side wall portion 28 so as to cover the inner surface 28A.
  • the side heater 24 generates heat when electric power is supplied, and heats the furnace space 23 from the side.
  • the side heater 24 has a tubular shape and is continuous in the circumferential direction along the inner surface 28A of the side wall portion 28 . Also, the side heater 24 is divided into a plurality of parts in the axial direction of the furnace body 22 . In this embodiment, the axial direction of the furnace body 22, the axial direction of the side heater 24, and the vertical direction of the heating device 20 are the same. The side heater 24 is configured to be able to control the heat generation temperature for each divided heat generation zone.
  • the side heater 24 is axially divided into four heating zones.
  • the heating zones of the side heater 24 are referred to as a heating zone 24A, a heating zone 24B, a heating zone 24C, and a heating zone 24D in order from the top of the heating device 20.
  • the side heater 24 may not be divided into a plurality of parts, that is, the side heater 24 may be single.
  • the heat generation temperature of the side heater 24 is controlled by a temperature controller 72, which will be described later.
  • the ceiling heater 26 is arranged below the ceiling section 30 . Specifically, the ceiling heater 26 is arranged between the reaction tube 54 and the ceiling portion 30 in the vertical direction of the heating device 20 . The ceiling heater 26 generates heat when electric power is supplied, and heats the furnace space 23 from above. In addition, the ceiling heater 26 of this embodiment is plate-shaped, for example. In this embodiment, the temperature controller 72 controls the heat generation temperature of the ceiling heater 26 .
  • the furnace space 23 is heated laterally and upwardly by the heat generated by the side heater 24 and the ceiling heater 26 .
  • the inside is heated, and the temperature inside the processing chamber 55 rises. Thereby, the substrate W loaded in the processing chamber 55 is heated.
  • each heat generation zone of the side heater 24 is provided with a temperature sensor as a temperature detection section.
  • a temperature sensor is installed in the vicinity of the heater wire (see FIG. 4) provided in each heat generating zone.
  • the temperature sensor installed in the heat generation zone 24A is denoted by reference numeral 25A
  • the temperature sensor installed in the heat generation zone 24B is denoted by reference numeral 25B
  • the temperature sensor installed in the heat generation zone 24C is denoted by reference numeral 25C
  • the temperature sensor installed in the heat generation zone 24D is indicated by reference numeral 25D.
  • These temperature sensors 25A, 25B, 25C and 25D detect the temperatures of the heating zones 24A, 24B, 24C and 24D, respectively.
  • a detection value (detected temperature) detected by each temperature sensor is configured to be transmitted to a temperature control controller 72 as a temperature adjustment unit.
  • the temperature sensors 25A, 25B, 25C, and 25D only need to be able to detect the temperature of the heat generation zones to be measured, and may be thermometers or thermocouples, for example.
  • the ceiling heater 26 is provided with a temperature sensor 25E as a temperature detection section.
  • a temperature sensor 25E is installed near the heater wire (see FIG. 4) of the ceiling heater 26.
  • the temperature of the ceiling heater 26 is detected by this temperature sensor 25E.
  • a detected value (detected temperature) detected by the temperature sensor 25 ⁇ /b>E is configured to be transmitted to the temperature controller 72 .
  • the temperature sensor 25E only needs to be able to detect the temperature of the ceiling heater 26.
  • a thermometer or a thermocouple may be used.
  • the heating device 20 also includes a heater driving device for driving the heater.
  • a heater driving device is connected to each heating zone of the side heater 24 and to the ceiling heater 26 individually. Driving power is supplied to each heater from these heater driving devices.
  • a heater driving device 80A is connected to the heating zone 24A of the side heater 24, a heater driving device 80B is connected to the heating zone 24B, and a heater is driven to the heating zone 24C.
  • a device 80C is connected, and a heater driving device 80D is connected to the heating zone 24D.
  • a heater driving device 80E is connected to the ceiling heater 26. As shown in FIG. Since the configurations of the heater driving devices 80A, 80B, 80C, 80D, and 80E are substantially the same, the heater driving device 80A will be described below as an example.
  • the heater driving device 80A has a driving circuit 82A, as shown in FIG.
  • the drive circuit 82A includes a power source 84A, a heater wire 86A, a circuit breaker 88A, a contactor 90A, a thyristor 92A as a power supplier, and an ammeter 94A as a measuring section.
  • the power supply 84A supplies power used by the heater wire 86A to the drive circuit 82A.
  • an AC power supply is used as the power supply 84A.
  • a power supply is connected to each driver circuit in this embodiment, the present disclosure is not limited to this configuration. For example, the same power supply may be used for a plurality of drive circuits.
  • the heater wire 86A is a member that generates heat when power is supplied.
  • a heating zone 24A of the side heater 24 is formed by the heater wire 86A.
  • the circuit breaker 88A is arranged between the power source 84A and the heater wire 86A in the drive circuit 82A.
  • the circuit breaker 88A is a device that cuts off an accident current that flows when a failure or abnormality occurs in the drive circuit 82A.
  • the contactor 90A is arranged between the circuit breaker 88A and the heater wire 86A in the drive circuit 82A.
  • This contactor 90A is a device that opens and closes the drive circuit 82A.
  • the opening/closing operation of the contactor 90A is controlled by the abnormality detection controller 74 .
  • the thyristor 92A is arranged between the contactor 90A and the heater wire 86A in the drive circuit 82A.
  • the thyristor 92A is a device that controls power supplied from the power source 84A to the heater wire 86A.
  • the thyristor 92A is switching (on/off) controlled by the temperature controller 72 .
  • the ammeter 94A is arranged between the contactor 90A and the heater wire 86A in the drive circuit 82A.
  • the ammeter 94A is an instrument for measuring the current flowing through the drive circuit 82A.
  • a current measurement value measured by the ammeter 94 A is configured to be transmitted to the abnormality detection controller 74 .
  • a temperature sensor 25A is arranged near the heater wire 86A. The temperature detected by this temperature sensor 25A is configured to be sent to the temperature control controller 72 .
  • the reaction tube 54 is housed in the furnace space 23 of the furnace body 22 .
  • the reaction tube 54 has a cylindrical shape with one axial end closed.
  • the reaction tube 54 of the present embodiment is installed so that the vertical direction of the heating device 20 is the axial direction, the upper end corresponding to one end in the axial direction is closed, and the lower end corresponding to the other end in the axial direction is open.
  • the internal space of the reaction tube 54 is hereinafter referred to as a processing chamber 55 .
  • a boat 68 is accommodated in the processing chamber 55 .
  • a gas introduction pipe 56 is connected to the reaction pipe 54 .
  • the gas introduction pipe 56 penetrates the lower peripheral wall of the reaction tube 54 , bends in the middle, and extends upwardly of the reaction tube 54 .
  • the inside of this gas introduction pipe 56 communicates with the processing chamber 55 of the reaction pipe 54 .
  • a processing gas supply source (not shown) for supplying a processing gas for the substrate W is connected to the gas introduction pipe 56 .
  • This processing gas is supplied to the processing chamber 55 through the gas introduction pipe 56 .
  • a flow rate sensor 58 and a flow rate control valve 60 are installed in order from the upstream side in the flow direction of the processing gas in a portion of the gas introduction pipe 56 between the processing gas supply source and the reaction pipe 54 .
  • a gas exhaust pipe 62 is also connected to the reaction pipe 54 .
  • the inside of this gas exhaust pipe 62 communicates with the processing chamber 55 of the reaction pipe 54 .
  • the gas exhaust pipe 62 is provided with a pressure sensor 64 and an APC valve 66 as a pressure control unit in this order from the upstream in the gas flow direction.
  • the gas exhaust pipe 62 is a pipe for exhausting the gas (process gas in this embodiment) inside the processing chamber 55 .
  • a temperature sensor 67A, a temperature sensor 67B, a temperature sensor 67C, and a temperature sensor 67D are installed in this order from above the heating device 20.
  • a detection value (detected temperature) detected by each temperature sensor is configured to be transmitted to the temperature control controller 72 .
  • the boat 68 is a substrate holder for holding the substrates W inside the reaction tube 54 .
  • the boat 68 is configured to support the substrates W in a horizontal state in multiple stages at predetermined intervals.
  • the boat 68 is attached to a lifting device (not shown) via a cap 69 that closes the lower end of the reaction tube 54 .
  • the boat 68 can be raised and lowered in the vertical direction of the heating device 20 by this lifting device.
  • the substrate W supported by the boat 68 is loaded into the reaction tube 54 or taken out from the reaction tube 54 by the operation of the lifting device.
  • the substrate processing apparatus 10 also includes a control system.
  • This control system includes a device controller 70 as a control section, a temperature control controller 72 as a temperature adjustment section, an abnormality detection controller 74 as an abnormality detection section, a flow rate controller 76 as a flow control section, and a pressure control section. and a pressure control controller 78 of .
  • the device controller 70 functions as a data collection controller.
  • the equipment controller 70 is configured to collect equipment data generated by the substrate processing equipment 10 .
  • the apparatus data includes data on substrate processing such as processing temperature, processing pressure, and flow rate of processing gas when the substrate processing apparatus 10 processes the substrate W (for example, measured values), and data on the quality of the product substrate ( (e.g., deposited film thickness, cumulative value of the film thickness, etc.) and data (e.g., set values, measured values, It includes monitor data generated by operating each component when the substrate processing apparatus 10 processes the substrate W, such as the number of times of use, time of use, etc.).
  • the equipment data also includes event data relating to various equipment events occurring in the substrate processing equipment 10 .
  • event data includes alarm information that generates various alarms.
  • measured value data at a specific interval for example, raw waveform data as data at a specific interval (1 second, etc.) from the start to the end of the recipe, or data created by processing the measured value data at a specific interval at each step in the recipe.
  • the statistical data collected during recipe execution is sometimes referred to as process data.
  • This process data is included in the equipment data.
  • the statistics data include maximum values, minimum values, average values, and the like.
  • event data that indicates various machine events that are generated when the recipe is not running, for example, when the machine is idle with no substrates loaded.
  • the event data includes, for example, data indicating maintenance history.
  • the device controller 70 is electrically connected to a temperature control controller 72, an abnormality detection controller 74, a flow rate control controller 76 and a pressure control controller 78 via a LAN (Local Area Network) such as 100BASE-T. It is configured so that data can be sent and received, and files can be downloaded and uploaded.
  • LAN Local Area Network
  • the device controller 70 is provided with a port as an attachment unit into which a recording medium (eg, USB memory, etc.) as an external storage device is inserted and removed.
  • An OS Operaation System
  • a host computer and a management device are connected to the device controller 70 via, for example, a communication network.
  • the device controller 70 is configured to collect device data, quantify the operating state of the device, and display it on the screen.
  • the device controller 70 is also configured to perform each function.
  • the temperature controller 72 is configured to adjust the temperature of the furnace space 23 by controlling the heat generation temperatures of the side heater 24 and the ceiling heater 26 of the heating device 20, respectively. Specifically, the temperature control controller 72 outputs the power that can be supplied to the heater wire 86A in a unit time so as to reduce the difference between the temperature obtained from the temperature sensor 25A and the temperature set value. configured to adjust proportions. More specifically, in this embodiment, the temperature controller 72 turns on the thyristor 92A for a unit time so as to reduce the difference between the temperature detected by the temperature sensor 25A and the preset temperature setting value. is configured to adjust (control) the ratio RA of the time to The unit time here refers to the time of one cycle of the sine wave of the power supply 84A, which is an AC power supply.
  • the temperature control controller 72 is configured to control the amount of current.
  • the abnormality detection controller 74 compares the actual measurement value of the current flowing through the driving circuit 82A (hereinafter referred to as "measured current value”) with the theoretical current value, and as a result, the driving circuit It is configured to issue an alarm to the device controller 70 when it is determined that there is an abnormality in the constituent parts.
  • the abnormality detection controller 74 uses a current measurement value MA measured by the ammeter 94A and a theoretical value calculated based on the ratio of power output to the heater wire 86A acquired from the temperature control controller 72.
  • the current value TA (see FIG. 8) is compared, and if the measured current value MA is different from the theoretical current value TA, an abnormality is determined.
  • the abnormality detection controller 74 detects the theoretical current value TA calculated based on the measured current value MA and the ratio RA of the time during which the thyristor 92A is turned on, which is obtained from the temperature controller 72. are compared, and when the measured current value MA is different from the theoretical current value TA, it is determined that there is an abnormality.
  • the abnormality determination of the heater driving device 80A (the driving circuit 82A) by the abnormality detection controller 74 has been described.
  • the controller 74 is configured to perform abnormality determination.
  • the functional configuration of the abnormality detection controller 74 will be described below using the heater driving device 80A as an example.
  • the measured current value MA and the theoretical current value TA are effective values (RMS).
  • the abnormality detection controller 74 is configured to determine an abnormality without comparing the current measurement value MA and the theoretical current value TA when the current measurement value MA is equal to or greater than a preset threshold value UA (see FIG. 8). ing.
  • the abnormality detection controller 74 detects an abnormality without calculating the theoretical current value TA when the power output rate acquired from the temperature control controller 72 exceeds the limit value SA (see FIG. 8) of the output set value. It is configured to determine Specifically, in the present embodiment, when the ratio RA of turning on the thyristor 92A acquired from the temperature controller 72 exceeds the preset limit value SA of the output set value, the abnormality detection controller 74 Abnormality is determined without calculating the theoretical current value TA.
  • the abnormality detection controller 74 is configured to open the contactor 90A when it determines that there is an abnormality without comparing the current measurement value MA and the theoretical current value TA. By opening the contactor 90A in this way, the drive circuit 82A is opened and the power supply to the heater wire 86A is stopped.
  • the abnormality detection controller 74 has an alarm set value LA.
  • the abnormality detection controller 74 compares the measured current value MA and the theoretical current value TA, and determines that there is an abnormality when the measured current value MA and the theoretical current value TA are different. If the difference (absolute value of the difference) between the measured value MA and the theoretical current value TA is less than the alarm set value LA, it is determined to be normal again. On the other hand, when the difference (absolute value of the difference) between the measured current value MA and the theoretical current value TA is equal to or greater than the alarm set value LA, it is determined that there is an abnormality, that is, the abnormality determination is continued.
  • the abnormality detection controller 74 when the abnormality detection controller 74 compares the measured current value MA and the theoretical current value TA and determines that there is an abnormality as a result, that is, the measured current value MA and the theoretical current value TA , the abnormality detection controller 74 may be configured to transmit the abnormality determination result to the device controller 70, open the contactor 90A, and stop the heater.
  • the abnormality detection controller 74 compares the current measurement value MA and the theoretical current value TA, and the current measurement value MA and the theoretical current value TA are different. However, if the difference (absolute value of the difference) between the measured current value MA and the theoretical current value TA is less than the alarm set value LA, it is determined to be normal. On the other hand, it is preferable to determine that there is an abnormality when the difference (absolute value of the difference) between the measured current value MA and the theoretical current value TA is equal to or greater than the alarm set value LA. That is, it is preferable to determine an alert when the measured current value MA and the theoretical current value TA are different, and determine an abnormality when the difference between the measured current value MA and the theoretical current value TA exceeds a threshold.
  • the abnormality detection controller 74 of this embodiment is configured to be able to change the alarm set value LA according to the ratio of turning on the thyristor 92A.
  • the alarm set value LA is not constant, but varies (in proportion) according to the ratio of turning on the thyristor 92A, like the alarm set value shown in FIG. is configured to The alarm set value shown in FIG. 8 is obtained by adding the alarm set value LA to the theoretical current value TA.
  • the alarm setting value can be changed for each heater driving device.
  • the alarm setting values may be changed between the heater driving device 80A for the heating zone 24A of the side heater 24 and the heater driving device 80D for the heating zone 24D. Note that the present disclosure is not limited to the configuration described above, and all heater driving devices may have the same alarm setting value.
  • the abnormality detection controller 74 also has a first comparison section 120 , an acquisition section 122 , a calculation section 124 , a second comparison section 126 and a third comparison section 128 .
  • the first comparison unit 120 is configured to compare the current measurement value MA with the threshold value UA.
  • the acquisition unit 122 is configured to acquire the power output ratio from the temperature controller 72 . Specifically, in this embodiment, the acquiring unit 122 is configured to acquire the ratio RA for turning on the thyristor 92A from the temperature controller 72 .
  • the calculation unit 124 is configured to calculate the theoretical current value TA based on the power output ratio obtained from the temperature controller 72 . Specifically, in this embodiment, the calculation unit 124 is configured to calculate the theoretical current value TA based on the ratio RA of turning on the thyristor 92A acquired from the temperature controller 72 .
  • the second comparison unit 126 is configured to compare the power output ratio obtained from the temperature controller 72 with the limit value SA of the output set value. Specifically, in the present embodiment, the second comparison unit 126 is configured to compare the ratio of turning on the thyristor 92A acquired from the temperature controller 72 and the limit value SA of the output set value. .
  • the third comparing section 128 is configured to compare the measured current value MA and the theoretical current value TA.
  • the flow rate controller 76 controls the flow rate control valve 60 so that the measured value of the gas flow rate measured by the flow rate sensor 58 becomes equal to the set measured value of the gas flow rate, and the reaction tube 54 in the processing chamber 55 . control the flow rate of gas introduced into the Specifically, the flow controller 76 of the present embodiment is a mass flow controller (hereinafter referred to as "MFC" as appropriate).
  • MFC mass flow controller
  • a pressure sensor 64 and an APC valve 66 are connected to the pressure control controller 78 . Based on the pressure value detected by the pressure sensor 64, the pressure controller 78 adjusts the opening of the APC valve 66 and the vacuum pump (not shown) so that the pressure in the processing chamber 55 reaches a desired pressure at a desired timing. is configured to control the switching (on/off) of the
  • Each of the temperature control controller 72, the abnormality detection controller 74, the flow rate control controller 76, and the pressure control controller 78 in addition to their respective controls, provides status, alarms representing faults detected based on sensor information, and each connected device. It is configured to be able to report sensor values as monitor data to the device controller 70 in real time.
  • the device controller 70, the temperature controller 72, the abnormality detection controller 74, the flow rate controller 76, and the pressure controller 78 of this embodiment can be realized using a normal computer system without using a dedicated system.
  • each controller that executes a predetermined process is configured by installing the program in a general-purpose computer from a recording medium (flexible disk, CDROM, USB memory, etc.) that stores the program for executing the above process. be able to.
  • the means for supplying these programs is arbitrary. Besides being able to be supplied via a predetermined recording medium as described above, it may be supplied via, for example, a communication line, a communication network, a communication system, or the like.
  • the program may be posted on a bulletin board of the communication network, and the program may be superimposed on carrier waves and provided via the network.
  • the apparatus controller 70 includes an apparatus control section 100, an apparatus storage section 102 which is a hard disk, an operation display section 104 including a display section for displaying various information and an input section for receiving various instructions from an operator, and the substrate processing apparatus 10. and a communication unit 106 for communicating internally and externally.
  • the operator includes not only the equipment operator but also the equipment administrator, equipment engineer, maintenance personnel, and workers.
  • the device control unit 100 includes a CPU (central processing unit) 108 as a processing unit, a memory (RAM, ROM, etc.) 110 as a temporary storage unit, and is configured as a computer having a clock function (not shown). there is
  • the device storage unit 102 stores recipe files such as recipes defining substrate processing conditions and processing procedures, control program files for executing these recipe files, and parameters defining parameters for executing the recipes.
  • recipe files such as recipes defining substrate processing conditions and processing procedures, control program files for executing these recipe files, and parameters defining parameters for executing the recipes.
  • parameters defining parameters for executing the recipes.
  • various screen files including input screens for inputting process parameters, various icon files, etc. (none of which are shown) are stored.
  • the device storage unit 102 stores monitor data including sensor information output from each controller, and an alarm history of alarms representing failures detected by each controller based on the sensor information.
  • the operation screen of the operation display unit 104 can be provided with operation buttons as input units for inputting operation instructions to the substrate transport system and the substrate processing system.
  • the operation display unit 104 is configured to display an operation screen for operating the substrate processing apparatus 10 .
  • the operation display unit 104 displays information based on apparatus data generated in the substrate processing apparatus 10 via the operation screen.
  • the operation screen of the operation display unit 104 is, for example, a touch panel using liquid crystal.
  • the operation display unit 104 receives input data (input instructions) from the operator through the operation screen and transmits the input data to the device controller 70 .
  • the operation display unit 104 also provides an instruction (also referred to as a process recipe) to execute an arbitrary substrate processing recipe (also referred to as a process recipe) among recipes developed in the memory (RAM) 110 or the like or a plurality of recipes stored in the apparatus storage unit 102 . control instruction) and transmits it to the device control unit 100 .
  • the operation display unit 104 displays alarm information for identifying the type of alarm representing the failure detected by the controller among the event data generated in the substrate processing apparatus 10 on the operation screen.
  • the device controller 70 when the device controller 70 is activated, various programs and the like are executed to expand each stored screen file and data table, and the operating state of the device is displayed by reading the device data. Each screen displayed is configured to be displayed on the operation display unit 104 .
  • the communication unit 106 is connected to a switching hub or the like.
  • the apparatus controller 70 transmits and receives various data to and from an external computer and other controllers (a temperature control controller 72, an abnormality detection controller 74, a flow rate control controller 76, and a pressure control controller 78) in the substrate processing apparatus 10 via a network. is configured to
  • the apparatus controller 70 may transmit apparatus data such as the state of the substrate processing apparatus 10 to an external host computer via a network (not shown).
  • apparatus data such as the state of the substrate processing apparatus 10
  • the substrate processing of the substrate processing apparatus 10 is controlled by the control system based on each recipe file, each parameter file, etc. stored in the apparatus storage unit 102 .
  • the equipment controller 70 is also configured to execute a process recipe that includes multiple steps as described above.
  • the device controller 70 causes the abnormality detection controller 74 to compare the measured current value of each drive circuit with the theoretical current value in the temperature adjustment process (including the temperature increasing operation and the temperature decreasing operation). At this time, the abnormality detection controller 74 determines that the difference between the measured current value and the theoretical current value (absolute value of the difference) is normal when it is less than the alarm setting value, and determines that the difference between the measured current value and the theoretical current value (absolute value of the difference) ) is equal to or greater than the alarm set value, it is judged to be abnormal, and the judgment result is transmitted to the device controller 70 .
  • the device controller 70 causes the abnormality detection controller 74 to compare the measured current value of each drive circuit with the theoretical current value in the film forming process. At this time, when the abnormality detection controller 74 determines that the measured current value MA and the theoretical current value TA are different, the abnormality detection controller 74 transmits the abnormality determination result to the device controller 70 and opens the contactor 90A to stop the heater. Further, the device controller 70 abnormally terminates the film forming process.
  • the device controller 70 is configured, for example, to cause the abnormality detection controller 74 to detect an abnormality in the drive circuit for each cycle time (unit time) of the sinusoidal wave of the AC power supply.
  • the predetermined processing step a case of performing a substrate processing step (here, a film formation processing step), which is one step of the semiconductor device manufacturing process, is taken as an example.
  • Substrate loading process First, a plurality of unprocessed substrates W are loaded (supported) in the boat 68 . After completion of loading, the boat 68 is carried into the processing chamber 55 by a lifting device (not shown). When the boat 68 is carried into the processing chamber 55 , the lower opening of the reaction tube 54 is airtightly closed (sealed) by the cap 69 .
  • the processing chamber 55 is evacuated (reduced pressure) by a vacuum pump (not shown) so that the inside of the processing chamber 55 has a predetermined pressure (degree of vacuum).
  • the pressure in the processing chamber 55 is measured by a pressure sensor 64, and the APC valve 66 is feedback-controlled based on the measured pressure information.
  • the ratio of turning on the thyristors that supply power to the heater wire is adjusted so as to reduce the difference between the temperature of the heater and the set temperature value. Further, the rotation of the boat 68 and the unprocessed substrates W is started by a rotation mechanism (not shown). Heating of the inside of the processing chamber 55 by the side heater 24 and the ceiling heater 26 is continued at least until the film forming process is completed. In this embodiment, upon receiving a request from the device controller 70 during the temperature adjustment process, the abnormality detection controller 74 executes abnormality detection at predetermined intervals.
  • the processing gas is supplied to the unprocessed substrates W in the processing chamber 55 .
  • the processing gas is controlled to have a desired flow rate by the flow rate controller 76 and is supplied into the processing chamber 55 through the gas introduction pipe 56 .
  • the substrate W is subjected to a predetermined process (for example, a film forming process).
  • the supply of the processing gas is stopped, and the inside of the processing chamber 55 is evacuated by a vacuum pump (not shown).
  • an inert gas may be supplied into the processing chamber 55 (inert gas purge).
  • the abnormality detection controller 74 executes abnormality detection at predetermined intervals.
  • a cooling gas is supplied into the processing chamber 55 to replace the inside of the processing chamber 55 with the cooling gas, and the pressure of the processing chamber 55 is returned to normal pressure. After that, the lifting device lowers the cap 69 and the boat 68 is unloaded from the reaction tube 54 . The processed substrates W are then removed from the boat 68 .
  • the device controller 70 causes the abnormality detection controller 74 to execute the first abnormality detection method in the film formation process, and causes the abnormality detection controller 74 to execute the second abnormality detection method in the temperature adjustment process.
  • the abnormality detection method is demonstrated taking one heater as an example.
  • the temperature of the heater is detected by the corresponding temperature sensor (step S200).
  • the detected temperature is sent to the temperature controller 72 .
  • step S202 the current flowing through the drive circuit is measured with an ammeter.
  • the measured current value is sent to the abnormality detection controller 74 .
  • the abnormality detection controller 74 acquires the current value (current measurement value) measured by the ammeter (step S204). Further, the abnormality detection controller 74 acquires the ratio of turning on the thyristors from the temperature controller 72 (step S206).
  • the abnormality detection controller 74 compares the ratio of turning on the thyristors with the limit value of the output set value (step S208), and if the ratio exceeds the limit value, the abnormality detection controller 74 detects an abnormality without calculating the theoretical current value. Then, an alarm is issued (step S210) and the contactor 90A on the drive circuit is opened (step S212). This stops the heater. On the other hand, when the ratio is equal to or less than the limit value, the process proceeds to the next step S214.
  • the abnormality detection controller 74 compares the measured current value with a threshold value (step S214), and if the measured current value is equal to or greater than the threshold value, it determines that there is an abnormality without comparing the measured current value with the theoretical current value. , an alarm is issued (step S210) and the contactor 90A on the drive circuit is opened (step S212). This stops the heater. On the other hand, when the ratio is equal to or less than the limit value, the process proceeds to the next step S216.
  • the abnormality detection controller 74 calculates the theoretical current value based on the ratio of turning on the thyristors (step S216).
  • the abnormality detection controller 74 compares the measured current value and the theoretical current value (step S218), determines that there is an abnormality when the measured current value and the theoretical current value are different, and issues an alarm (step S210). Open the contactor 90A on the circuit (step S212). This stops the heater.
  • the abnormality detection controller 74 determines normality when the measured current value and the theoretical current value are the same. If the determination result from the abnormality detection controller 74 is normal, the apparatus controller 70 continues the film formation process by the substrate processing apparatus 10 .
  • ⁇ Second anomaly detection method> First, the temperature of the heater is detected by the corresponding temperature sensor (step S220). The detected temperature is sent to the temperature controller 72 .
  • step S222 the current flowing through the drive circuit is measured with an ammeter.
  • the measured current value is sent to the abnormality detection controller 74 .
  • the abnormality detection controller 74 acquires the current value (current measurement value) measured by the ammeter (step S224). Further, the abnormality detection controller 74 acquires the thyristor turn-on ratio from the temperature controller 72 (step S226).
  • the abnormality detection controller 74 compares the ratio of turning on the thyristors with the limit value of the output set value (step S228), and if the ratio exceeds the limit value, the abnormality detection controller 74 detects an abnormality without calculating the theoretical current value. Then, an alarm is issued (step S230) and the contactor 90A on the drive circuit is opened (step S232). This stops the heater. On the other hand, if the ratio is equal to or less than the limit value, the process proceeds to the next step S234.
  • the abnormality detection controller 74 compares the measured current value with a threshold value (step S234), and if the measured current value is equal to or greater than the threshold value, it determines that there is an abnormality without comparing the measured current value with the theoretical current value. , an alarm is issued (step S230) and the contactor 90A on the drive circuit is opened (step S232). This stops the heater. On the other hand, when the ratio is equal to or less than the limit value, the process proceeds to the next step S236.
  • the abnormality detection controller 74 calculates the theoretical current value based on the ratio of turning on the thyristors (step S236).
  • the abnormality detection controller 74 compares the measured current value and the theoretical current value (step S238), determines that there is abnormality when the measured current value and the theoretical current value are different, and proceeds to step S240. On the other hand, the abnormality detection controller 74 determines normality when the measured current value and the theoretical current value are the same.
  • the abnormality detection controller 74 calculates the difference (absolute value of the difference) between the measured current value and the theoretical current value (step S240). Then, the difference between the measured current value and the theoretical current value is compared with the alarm set value (step S242), and if the difference is equal to or greater than the alarm set value, an abnormality is determined and an alarm is issued (step S244). On the other hand, if the difference between the measured current value and the theoretical current value is less than the alarm set value, it is determined to be normal. When the determination result from the abnormality detection controller 74 is normal, the apparatus controller 70 continues temperature adjustment by the substrate processing apparatus 10 .
  • the program according to the present embodiment includes a heater that raises the temperature of the processing chamber 55 by generating heat, a thyristor that supplies power to the heater wire included in the heater, a temperature sensor that detects the temperature of the heater, and the temperature detected by the temperature sensor.
  • a temperature control controller 72 that adjusts the ratio of turning on the thyristors (the ratio of the time that the thyristors are turned on to a unit time) so as to reduce the difference between the temperature applied and the temperature setpoint, and the current that flows through the drive circuit.
  • an abnormality determination program executed in a substrate processing apparatus 10 comprising an ammeter for measuring
  • the substrate processing apparatus 10 is caused to perform a procedure of comparing the measured current value with the current value and determining that there is an abnormality when the measured current value differs from the theoretical current value.
  • a short circuit mode as a failure mode of a thyristor included in a heater drive circuit.
  • a protection mechanism may be provided to monitor the temperature in the processing chamber and cut off power when the temperature exceeds a threshold value.
  • the temperature rise rate in the processing chamber is faster than in the normal control state, and the temperature distribution in the processing chamber tends to be uneven.
  • the substrate processing apparatus 10 of the present embodiment the measured current value and the theoretical current value are compared, and when the measured current value and the theoretical current value are different, it is determined that there is an abnormality. Therefore, it is possible to reliably detect that any one of the components constituting the drive circuit has failed. In addition, since it is possible to detect minute errors between the measured current value and the theoretical current value, it is possible to detect signs of failure of the components that make up the drive circuit. As a result, in the present embodiment, an overcurrent is detected when the thyristor has a short-circuit failure, and power to the heater is cut off, thereby suppressing the occurrence of an accident due to abnormal overheating of the heater.
  • the ratio at which the thyristor is turned on is compared with the limit value of the output setting value, and if the ratio exceeds the limit value, the theoretical current value is not calculated and an abnormality (drive circuit Since it is determined that the constituent parts are out of order), it is possible to reliably detect the disconnection of the heater wire.
  • the measured current value is compared with a threshold value, and if the measured current value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is an abnormality without comparing the measured current value and the theoretical current value. That is, by comparing the current measurement value and the threshold value, it is possible to reliably detect the occurrence of a thyristor short circuit. Furthermore, in this embodiment, by detecting minute errors between the measured current value and the theoretical current value, it is possible to issue an alarm before a failure occurs in the components that make up the drive circuit.
  • the apparatus controller 70 when the apparatus controller 70 receives a warning before a failure occurs in a component constituting the drive circuit, the following is performed so as not to cause a short-circuit failure during the film forming process. You can also do maintenance by not allowing batch processing to run.
  • the contactor when the abnormality detection controller 74 determines that there is an abnormality without comparing the current measurement value and the theoretical current value, the contactor is changed to the open state. When this occurs, it is possible to suppress the influence on normal parts constituting the drive circuit. In addition, the influence on the substrate W being processed and the substrate processing apparatus 10 can be suppressed.
  • the substrate processing apparatus 10 of the present embodiment when the difference between the measured current value and the theoretical current value exceeds the limit value of the output setting value, it is determined as abnormal and an alarm is issued. Details can be detected. As a result, for example, it is possible to estimate how much the sign of abnormality occurs.
  • the alarm setting value it is possible to change the alarm setting value according to the ratio of turning on the thyristor.
  • the ratio of turning on the thyristors it is thought that the load on the heater side increases as the ratio of turning on the thyristor increases, it is expected that a sign of abnormality can be detected more accurately by increasing the alarm setting value as the ratio increases. Note that if the ratio of turning on the thyristors is small, the alarm setting value may be set to zero.
  • the alarm setting value is changed for each heater.
  • alarm setting values are individually set for each heating zone of the side heater 24 and the ceiling heater 26 . If the substrate processing apparatus 10 is a vertical type apparatus, the power supplied to the heating zone on the lower side of the side heater 24 is large, and it is considered that the load on the drive circuit is large. Therefore, in the heat generation zone on the lower side of the side heater 24, by setting the alarm setting value higher than that in the heat generation zone on the upper side, it is expected that a sign of abnormality can be accurately detected.
  • the difference between the current measurement value and the theoretical current value is monitored to see if it is equal to or greater than the alarm setting value, and signs of abnormality are detected.
  • Abnormality can be detected by comparing the theoretical current value and the measured current value and detecting the presence or absence of a difference. In this way, fine-grained abnormality detection can be performed.
  • the substrate processing apparatus 10 when the substrate processing apparatus 10 is a vertical apparatus, in the temperature rising step and the temperature decreasing step, the electric power is large and the load on the heater side is considered to be large. It monitors whether the difference between the theoretical current amount and the current measurement value is equal to or greater than the alarm setting value, and detects signs of abnormality. Also, in the film forming process, the load is considered to be relatively stable because a constant temperature is maintained at all times. By comparing the theoretical current value calculated from the ratio of turning on the thyristor and the measured current value in this manner and detecting an abnormality based on the presence or absence of a difference, it is possible to perform detailed and accurate abnormality detection.
  • abnormality determination for a plurality of heater driving devices is performed by one abnormality detection controller 74, but the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the abnormality detection controller 74 may be set for each heater driving device, and the abnormality detection controller 74 corresponding to each heater driving device may perform the abnormality determination. Further, after the abnormality determination, the contactor 90A is opened, but the circuit breaker 88A may be opened.
  • a dedicated controller is used as the abnormality detection controller 74 in the substrate processing apparatus of the present embodiment
  • the present disclosure is not limited to this configuration.
  • a general-purpose computer 130 may be used as the abnormality detection controller 74 .
  • a recording medium flexible disk, CDROM, USB memory, etc.
  • the substrate processing apparatus heats the furnace space 23 with the side heater 24 and the ceiling heater 26 , but may have a cooling mechanism for cooling the furnace space 23 .
  • this cooling mechanism for example, there is a mechanism for forcibly cooling the furnace space 23 by supplying cooling gas to the furnace space 23 .
  • the present disclosure can be applied to an apparatus equipped with heating means for heating an object to be processed.
  • the present disclosure can also be applied to technology related to abnormality detection of heating means or abnormality sign detection.

Abstract

本開示によれば、発熱により処理室の温度を上昇させる発熱部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部から得られる温度と温度設定値との差異を小さくするように、単位時間において前記発熱部に供給可能な電力に対し、該電力を出力する割合を調整する温度調整部と、前記発熱部を含む回路に流れる電流を計測する計測部と、前記計測部で計測される電流測定値と、前記温度調整部から取得した前記電力を出力する割合に基づいて算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値と前記理論電流値が異なる場合に異常と判定する異常検知部と、を備える技術が提供される。

Description

基板処理装置、異常検知方法及び半導体装置の製造方法
　本開示は、基板処理装置、異常検知方法及び半導体装置の製造方法に関するものである。
　半導体製造分野で用いられる基板処理装置では、ヒータの熱で基板を加熱しながら基板に成膜処理をしている。ヒータの電力制御にはサイリスタ等の半導体素子が用いられており、基板の加熱し過ぎが抑制されている。特許文献１には、電力供給対象に安定して電力を供給するために複数の電源を接続する技術について開示されている。また、特許文献２には、基板処理装置で用いるヒータに供給される電流、電圧、電力の少なくとも一つを検出し、検出結果からヒータの状態（発熱異常状態、断線状態）を検出する技術について開示されている。
　市場では、基板処理装置や基板への影響を考慮して、駆動回路を構成する部品（ヒータ素線も含む）に故障が生じたことを確実に検知することが望まれている。
国際公開第２０１９／０５３８６９号公報 特開平１１－５４２４４号公報
　本開示の目的は、回路を構成する部品に故障が発生したことを検知可能な技術を提供することにある。
　本開示の一態様によれば、発熱により処理室の温度を上昇させる発熱部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部から得られる温度と温度設定値との差異を小さくするように、単位時間において前記発熱部に供給可能な電力に対し、該電力を出力する割合を調整する温度調整部と、前記発熱部を含む回路に流れる電流を計測する計測部と、前記計測部で計測される電流測定値と、前記温度調整部から取得した前記電力を出力する割合に基づいて算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値と前記理論電流値が異なる場合に異常と判定する異常検知部と、を備える技術が提供される。
　本開示によれば、回路を構成する部品に故障が発生したことを検知することができる。
本実施形態における基板処理装置を示す側断面図である。 本実施形態における基板処理装置に用いられる制御システムの機能構成を示す図である。 本実施形態における基板処理装置に用いられる装置コントローラの機能構成を示す図である。 本実施形態における基板処理装置に用いられるヒータの駆動回路を示す回路図である。 本実施形態における基板処理装置に用いられる異常検出コントローラの機能構成を示す図である。 本実施形態における第１の異常検知方法のフロー図である。 本実施形態における第２の異常検知方法のフロー図である。 サイリスタの出力設定値と電流計モニタ値との関係を示すグラフである。 他の実施形態における基板処理装置に用いられるヒータの駆動回路を示す回路図である。
　以下、本開示の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
　本開示の１実施形態に係る処理装置は、半導体装置の製造工程の一工程である基板処理工程において使用される基板処理装置１０として構成されている。
　本実施形態の基板処理装置１０は、図１に示されるように、加熱装置２０と、反応管５４と、ボート６８と、を備えている。
　加熱装置２０は、図１に示されるように、処理対象としての基板Ｗを加熱するための装置である。この加熱装置２０は、炉体２２と、炉体２２の内側に配置された発熱部としての側部ヒータ２４及び天井ヒータ２６と、を備えている。
　炉体２２は、複数の断熱体を積層して形成されている。なお、本開示はこの構成に限定されず、炉体２２が単一の断熱体で形成されてもよい。
　また、炉体２２は、一端が閉塞された筒状（例えば、円筒状、楕円筒状、多角形筒状）とされている。本実施形態の炉体２２は、加熱装置２０の上下方向が軸方向となるように設置されており、軸方向の一端に当たる上端が閉塞され、軸方向の他端に当たる下端が開放されている。なお、以下では、炉体２２の内部空間を炉内空間２３と称する。この炉内空間２３に側部ヒータ２４及び天井ヒータ２６が配置されている。また、炉内空間２３には、反応管５４が収容されている。
　炉体２２は、筒状の側壁部２８と、側壁部２８の上端を閉塞する天井部３０と、を有している。なお、本実施形態では、側壁部２８と天井部３０とによって炉内空間２３が形成されている。
　側部ヒータ２４は、側壁部２８の内側（径方向内側）に配置されている。なお、本実施形態では、側部ヒータ２４は、側壁部２８の内面２８Ａを覆うように該内面２８Ａに取り付けられている。この側部ヒータ２４は、電力が供給されることで発熱して、炉内空間２３を側方から加熱する。
　側部ヒータ２４は、筒状とされており、側壁部２８の内面２８Ａに沿って周方向に連続している。また、側部ヒータ２４は、炉体２２の軸方向に複数に分割されている。なお、本実施形態では、炉体２２の軸方向、側部ヒータ２４の軸方向及び加熱装置２０の上下方向が同じ方向である。そして、側部ヒータ２４は、分割された発熱ゾーン毎に発熱温度を制御可能に構成されている。
　本実施形態では、図１及び図２に示されるように、側部ヒータ２４が軸方向に４つの発熱ゾーンに分割されている。ここで、側部ヒータ２４の各発熱ゾーンを、加熱装置２０の上方から順に発熱ゾーン２４Ａ、発熱ゾーン２４Ｂ、発熱ゾーン２４Ｃ、発熱ゾーン２４Ｄと称する。なお、本開示は、上記構成に限定されず、側部ヒータ２４が軸方向に２つ又は３つの発熱ゾーンに分割されてもよいし、軸方向に５つ以上の発熱ゾーンに分割されてもよい。さらに、側部ヒータ２４が複数に分割されていない、すなわち、側部ヒータ２４が単一であってもよい。なお、本実施形態では、後述する温度制御コントローラ７２によって、側部ヒータ２４の発熱温度が制御されている。
　天井ヒータ２６は、天井部３０の下側に配置されている。具体的には、天井ヒータ２６は、加熱装置２０の上下方向において、反応管５４と天井部３０との間に配置されている。この天井ヒータ２６は、電力が供給されることで発熱して、炉内空間２３を上方から加熱する。なお、本実施形態の天井ヒータ２６は、例えば、板状とされている。なお、本実施形態では、温度制御コントローラ７２によって、天井ヒータ２６の発熱温度が制御されている。
　上記のように、側部ヒータ２４及び天井ヒータ２６の発熱により、炉内空間２３が側方及び上方から加熱されることで、炉内空間２３に収容された反応管５４を介して処理室５５内が加熱され、処理室５５内の温度が上昇する。これにより、処理室５５内に装填された基板Ｗが加熱される。
　図２に示されるように、側部ヒータ２４の各発熱ゾーンには、温度検出部としての温度センサがそれぞれ設置されている。具体的には、各発熱ゾーンに設けられるヒータ素線（図４参照）の近傍に温度センサがそれぞれ設置されている。なお、本実施形態では、発熱ゾーン２４Ａに設置される温度センサを符号２５Ａで示し、発熱ゾーン２４Ｂに設置される温度センサを符号２５Ｂで示し、発熱ゾーン２４Ｃに設置される温度センサを符号２５Ｃで示し、発熱ゾーン２４Ｄに設置される温度センサを符号２５Ｄで示している。これらの温度センサ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄによって、発熱ゾーン２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの温度がそれぞれ検出される。各温度センサで検出された検出値（検出温度）は、温度調整部としての温度制御コントローラ７２にそれぞれ送信されるように構成されている。また、温度センサ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄは、それぞれの測定対象となる発熱ゾーンの温度を検出できればよく、例えば、温度計を用いても、熱電対を用いてもよい。
　天井ヒータ２６には、図２に示されるように、温度検出部としての温度センサ２５Ｅが設置されている。具体的には、天井ヒータ２６が有するヒータ素線（図４参照）の近傍に温度センサ２５Ｅが設置されている。この温度センサ２５Ｅによって、天井ヒータ２６の温度が検出される。温度センサ２５Ｅで検出された検出値（検出温度）は、温度制御コントローラ７２に送信されるように構成されている。また、温度センサ２５Ｅは、天井ヒータ２６の温度を検出できればよく、例えば、温度計を用いても、熱電対を用いてもよい。
　また、加熱装置２０は、ヒータを駆動させるためのヒータ駆動装置を備えている。本実施形態では、側部ヒータ２４の発熱ゾーン毎、及び天井ヒータ２６に個別にヒータ駆動装置が接続されている。これらのヒータ駆動装置から各ヒータへ駆動電力が供給されるようになっている。また、本実施形態では、図２に示されるように、側部ヒータ２４の発熱ゾーン２４Ａにヒータ駆動装置８０Ａが接続され、発熱ゾーン２４Ｂにヒータ駆動装置８０Ｂが接続され、発熱ゾーン２４Ｃにヒータ駆動装置８０Ｃが接続され、発熱ゾーン２４Ｄにヒータ駆動装置８０Ｄが接続されている。また、天井ヒータ２６にヒータ駆動装置８０Ｅが接続されている。なお、ヒータ駆動装置８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅの構成は、実質的に同一の構成のため、以下では、ヒータ駆動装置８０Ａを例に説明する。
　ヒータ駆動装置８０Ａは、図４に示されるように、駆動回路８２Ａを有している。この駆動回路８２Ａには、電源８４Ａ、ヒータ素線８６Ａ、遮断器８８Ａ、接触器９０Ａ、電力供給器としてのサイリスタ９２Ａ、及び計測部としての電流計９４Ａが含まれている。
　電源８４Ａは、ヒータ素線８６Ａで使用する電力を駆動回路８２Ａに供給する。本実施形態では、電源８４Ａとして交流電源を用いている。なお、本実施形態では、駆動回路毎に電源を接続しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、複数の駆動回路で同じ電源を用いてもよい。
　ヒータ素線８６Ａは、電力が供給されることで発熱する部材である。このヒータ素線８６Ａによって側部ヒータ２４の発熱ゾーン２４Ａが構成されている。
　遮断器８８Ａは、駆動回路８２Ａにおいて、電源８４Ａとヒータ素線８６Ａとの間に配置されている。この遮断器８８Ａは、駆動回路８２Ａに故障や異常が起きたときに流れる事故電流を遮断する機器である。
　接触器９０Ａは、駆動回路８２Ａにおいて、遮断器８８Ａとヒータ素線８６Ａとの間に配置されている。この接触器９０Ａは、駆動回路８２Ａを開閉する機器である。この接触器９０Ａは、異常検知コントローラ７４によって開閉動作が制御されている。
　サイリスタ９２Ａは、駆動回路８２Ａにおいて、接触器９０Ａとヒータ素線８６Ａとの間に配置されている。このサイリスタ９２Ａは、電源８４Ａからヒータ素線８６Ａへ供給される電力を制御する機器である。このサイリスタ９２Ａは、温度制御コントローラ７２によって、スイッチング（オンオフ）制御されている。
　電流計９４Ａは、駆動回路８２Ａにおいて、接触器９０Ａとヒータ素線８６Ａとの間に配置されている。この電流計９４Ａは、駆動回路８２Ａに流れる電流を計測する計器である。この電流計９４Ａで計測された電流測定値は、異常検知コントローラ７４に送信されるように構成されている。
　また、ヒータ素線８６Ａの近傍には、温度センサ２５Ａが配置されている。この温度センサ２５Ａで検出された温度は、温度制御コントローラ７２に送られるように構成されている。
　反応管５４は、炉体２２の炉内空間２３に収容されている。この反応管５４は、軸方向の一端が閉塞された円筒状とされている。本実施形態の反応管５４は、加熱装置２０の上下方向が軸方向となるように設置されており、軸方向の一端に当たる上端が閉塞され、軸方向の他端に当たる下端が開放されている。なお、以下では、反応管５４の内部空間を処理室５５と称する。この処理室５５には、ボート６８が収容されるようになっている。
　反応管５４には、ガス導入管５６が接続されている。具体的には、ガス導入管５６は、反応管５４の下部周壁を貫通し、途中で折れ曲がって反応管５４の上方に向けて延びている。このガス導入管５６の内部は、反応管５４の処理室５５と連通している。このガス導入管５６には、基板Ｗ用の処理ガスを供給するための図示しない処理ガス供給源が接続されている。この処理ガスは、ガス導入管５６を介して処理室５５に供給されるようになっている。また、ガス導入管５６の処理ガス供給源と反応管５４との間の部分には、処理ガスの流れ方向上流から順に流量センサ５８、流量制御バルブ６０が設置されている。
　また、反応管５４には、ガス排気管６２が接続されている。このガス排気管６２の内部は、反応管５４の処理室５５と連通している。このガス排気管６２には、ガス流れ方向上流から順に圧力センサ６４、圧力制御部としてのＡＰＣバルブ６６が設置されている。なお、ガス排気管６２は、処理室５５内の気体（本実施形態では処理ガス）を排気するための配管である。
　また、反応管５４の処理室５５内には、加熱装置２０の上方から順に温度センサ６７Ａ、温度センサ６７Ｂ、温度センサ６７Ｃ、温度センサ６７Ｄが設置されている。各温度センサで検出された検出値（検出温度）は、温度制御コントローラ７２にそれぞれ送信されるように構成されている。
　ボート６８は、反応管５４内に基板Ｗを保持するための基板保持具である。このボート６８は、基板Ｗを水平状態で所定の間隔をあけて多段に支持できるように構成されている。また、ボート６８は、反応管５４の下端を閉塞するキャップ６９を介して図示しない昇降装置に取り付けられている。この昇降装置によって、ボート６８は、加熱装置２０の上下方向に昇降可能となっている。ここで、昇降装置の動作により、ボート６８で支持された基板Ｗが反応管５４内に装填されたり、基板Ｗが反応管５４から取り出されたりする。
　また、基板処理装置１０は、制御システムを備えている。この制御システムは、制御部としての装置コントローラ７０と、温度調整部としての温度制御コントローラ７２と、異常検知部としての異常検知コントローラ７４と、流量制御部としての流量制御コントローラ７６及び圧力制御部としての圧力制御コントローラ７８と、を有している。
　装置コントローラ７０は、データ収集コントローラとして機能する。装置コントローラ７０は、基板処理装置１０で生成される装置データを収集するように構成されている。ここで、装置データは、基板処理装置１０が基板Ｗを処理するときの処理温度、処理圧力、処理ガスの流量など基板処理に関するデータ（例えば、実測値等）や、製品基板の品質に関するデータ（例えば、成膜した膜厚、及び該膜厚の累積値等）や、基板処理装置１０の構成部品（例えば、反応管、ヒータ、バルブ、ＭＦＣ等）に関するデータ（例えば、設定値、実測値、使用回数、使用時間等）のように、基板処理装置１０が基板Ｗを処理する際に各構成部品を動作させることにより発生するモニタデータを含む。また、装置データは、基板処理装置１０で発生する色々な装置イベントに関するイベントデータを含む。例えば、色々なアラームを発生させるアラーム情報が、イベントデータに含まれる。
　また、特定間隔の実測値データ、例えば、レシピ開始から終了までの特定間隔（１秒など）データとしての生波形データや、レシピ内の各ステップで特定間隔の実測値データを加工して作成される統計量データは、レシピ実行中に収集されるデータとしてプロセスデータと称することがある。このプロセスデータは装置データに含まれる。尚、統計量データには、最大値、最小値、平均値等が含まれる。また、レシピが実行されていない時、例えば、装置に基板が投入されていないアイドル時に生成される色々な装置イベントを示すイベントデータも、装置データに含まれる。イベントデータとして、例えば、メンテナンス履歴を示すデータが含まれる。
　装置コントローラ７０は、例えば１００ＢＡＳＥ－Ｔ等のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）により、温度制御コントローラ７２、異常検知コントローラ７４、流量制御コントローラ７６及び圧力制御コントローラ７８と電気的に接続されているため、各装置データの送受信や各ファイルのダウンロード及びアップロード等が可能な構成となっている。
　装置コントローラ７０には、外部記憶装置としての記録媒体（例えばＵＳＢメモリ等）が挿脱される装着部としてのポートが設けられている。装置コントローラ７０には、このポートに対応するＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）がインストールされている。また、装置コントローラ７０には、図示しないホストコンピュータや管理装置が、例えば、通信ネットワークを介して接続される。
　装置コントローラ７０は、装置データを収集し、装置の稼働状態を定量化して画面に表示するように構成されている。また、装置コントローラ７０は、各機能を実行するように構成されている。
　温度制御コントローラ７２は、加熱装置２０の側部ヒータ２４及び天井ヒータ２６の発熱温度をそれぞれ制御することで炉内空間２３の温度を調節するように構成されている。具体的には、温度制御コントローラ７２は、温度センサ２５Ａから得られる温度と温度設定値との差異を小さくするように単位時間においてヒータ素線８６Ａに供給可能な電力に対し、該電力を出力する割合を調整するように構成されている。より具体的には、本実施形態では、温度制御コントローラ７２は、温度センサ２５Ａで検出される温度と予め設定された温度設定値との差異を小さくするように単位時間に対してサイリスタ９２Ａをオンにする時間の比率ＲＡを調整（制御）するように構成されている。なお、ここでいう単位時間とは、交流電源である電源８４Ａの正弦波の１周期の時間を指す。なお、上記では、温度制御コントローラ７２によるヒータ駆動装置８０Ａ（駆動回路８２Ａ）の電流量制御について説明したが、ヒータ駆動装置８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅにおいても、ヒータ駆動装置８０Ａと同様の方法で温度制御コントローラ７２によって電流量制御が行われるように構成されている。
　異常検知コントローラ７４は、ヒータ駆動装置８０Ａにおいて、駆動回路８２Ａを流れる電流の実測値（以下、適宜「電流測定値」と記載する。）と理論電流値とを比較し、その結果、駆動回路を構成する部品に異常があると判定した場合に、装置コントローラ７０へアラームを発するように構成されている。具体的には、異常検知コントローラ７４は、電流計９４Ａで計測される電流測定値ＭＡと、温度制御コントローラ７２から取得したヒータ素線８６Ａに対して電力を出力する割合に基づいて算出される理論電流値ＴＡ（図８参照）とを比較し、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡが異なる場合に異常と判定するように構成されている。より具体的には、本実施形態では、異常検知コントローラ７４は、電流測定値ＭＡと、温度制御コントローラ７２から取得したサイリスタ９２Ａをオンにする時間の比率ＲＡに基づいて算出される理論電流値ＴＡとを比較し、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡが異なる場合に異常と判定するように構成されている。なお、上記では、異常検知コントローラ７４によるヒータ駆動装置８０Ａ（駆動回路８２Ａ）の異常判定について説明したが、ヒータ駆動装置８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅにおいても、駆動回路８２Ａと同様の方法で異常検知コントローラ７４によって異常判定が行われるように構成さ
れている。以下では、ヒータ駆動装置８０Ａを例にして異常検知コントローラ７４の機能構成について説明する。なお、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡは実効値（ＲＭＳ）であることは言うまでもない。
　異常検知コントローラ７４は、電流測定値ＭＡが予め設定された閾値ＵＡ（図８参照）以上の場合に、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡとを比較することなく異常と判定するように構成されている。
　また、異常検知コントローラ７４は、温度制御コントローラ７２から取得した電力を出力する割合が出力設定値の制限値ＳＡ（図８参照）を超えている場合に、理論電流値ＴＡを算出することなく異常と判定するように構成されている。具体的には、本実施形態では、異常検知コントローラ７４は、温度制御コントローラ７２から取得したサイリスタ９２Ａをオンにする比率ＲＡが予め設定された出力設定値の制限値ＳＡを超えている場合に、理論電流値ＴＡを算出することなく異常と判定するように構成されている。
　また、異常検知コントローラ７４は、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡとを比較することなく異常と判定した場合に、接触器９０Ａを開の状態に変更するよう構成されている。このように接触器９０Ａを開の状態とすることで、駆動回路８２Ａが開放され、ヒータ素線８６Ａへの電力供給が停止される。
　また、異常検知コントローラ７４は、アラーム設定値ＬＡを有しており、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡの差（差の絶対値）がアラーム設定値ＬＡ未満の場合に正常と判定し、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡの差（差の絶対値）がアラーム設定値ＬＡ以上の場合に異常と判定するように構成されている。具体的には、本実施形態では、異常検知コントローラ７４は、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡとを比較し、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡが異なる場合に異常と判定するが、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡの差（差の絶対値）がアラーム設定値ＬＡ未満の場合には正常と判定し直す。一方で、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡの差（差の絶対値）がアラーム設定値ＬＡ以上の場合には異常と判定する、すなわち、異常判定を継続するように構成されている。
　なお、本実施形態の成膜処理工程では、異常検知コントローラ７４が電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡとを比較し、その結果異常と判定した場合、すなわち、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡとが異なる場合には、異常検知コントローラ７４は、異常判定結果を装置コントローラ７０に送信すると共に、接触器９０Ａを開き、ヒータを停止させるように構成してもよい。
　また、本実施形態の温度調整工程（昇温動作及び降温動作含む）でも、異常検知コントローラ７４が電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡとを比較し、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡが異なる場合に異常と判定するように構成してもよいが、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡの差（差の絶対値）がアラーム設定値ＬＡ未満の場合には正常と判定するように構成するのが好ましく、一方で、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡの差（差の絶対値）がアラーム設定値ＬＡ以上の場合には異常と判定するように構成するのが好ましい。つまり、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡが異なる場合に警告(アラート)と判定し、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡの差が閾値を超えた場合に異常と判定するのが好ましい。
　例えば、成膜工程ではアラーム設定値ＬＡが０で、温度調整工程ではアラーム設定値ＬＡが０ではない所定値にするのが好ましい。このように、工程によってもアラーム設定値ＬＡを変更してもよい。また、工程によって異常判定の有無を設定可能にしてもよい。さらに、本実施形態の異常検知コントローラ７４は、サイリスタ９２Ａをオンにする比率に応じてアラーム設定値ＬＡを変更することが可能に構成されている。具体的には、本実施形態では、アラーム設定値ＬＡは、一定ではなく、図８に示されるアラーム設定値のように、サイリスタ９２Ａをオンにする比率に応じて（比例して）変化するように構成されている。なお、図８で示す、アラーム設定値は、理論電流値ＴＡにアラーム設定値ＬＡを加えたものである。
　また、本実施形態では、ヒータ駆動装置毎に、アラーム設定値を変更可能に構成されている。例えば、側部ヒータ２４の発熱ゾーン２４Ａ用のヒータ駆動装置８０Ａと、発熱ゾーン２４Ｄ用のヒータ駆動装置８０Ｄとでそれぞれアラーム設定値を変更してもよい。なお、本開示は、上記構成に限定されず、全てのヒータ駆動装置でアラーム設定値を同じ値にしてもよい。
　また、異常検知コントローラ７４は、第１比較部１２０と、取得部１２２と、演算部１２４と、第２比較部１２６と、第３比較部１２８と、を有している。
　第１比較部１２０は、電流測定値ＭＡと閾値ＵＡとを比較するように構成されている。
　取得部１２２は、温度制御コントローラ７２から電力を出力する割合を取得するように構成されている。具体的には、本実施形態では、取得部１２２は、温度制御コントローラ７２からサイリスタ９２Ａをオンにする比率ＲＡを取得するように構成されている。
　演算部１２４は、温度制御コントローラ７２から取得した電力を出力する割合に基づいて理論電流値ＴＡを演算するように構成されている。具体的には、本実施形態では、演算部１２４は、温度制御コントローラ７２から取得したサイリスタ９２Ａをオンにする比率ＲＡに基づいて理論電流値ＴＡを演算するように構成されている。
　第２比較部１２６は、温度制御コントローラ７２から取得した電力を出力する割合と、出力設定値の制限値ＳＡとを比較するように構成されている。具体的には、本実施形態では、第２比較部１２６は、温度制御コントローラ７２から取得したサイリスタ９２Ａをオンにする比率と、出力設定値の制限値ＳＡとを比較するように構成されている。
　第３比較部１２８は、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡを比較するように構成されている。
　流量制御コントローラ７６は、流量センサ５８が測定するガスの流量の実測値が、設定されたガス流量の実測値に等しくなるように、流量制御バルブ６０を制御して、処理室５５の反応管５４内に導入されるガスの流量を制御する。具体的には、本実施形態の流量制御コントローラ７６は、マスフローコントローラ（以下、適宜「ＭＦＣ」と記載する。）である。
　圧力制御コントローラ７８には、圧力センサ６４及びＡＰＣバルブ６６が接続されている。圧力制御コントローラ７８は、圧力センサ６４により検知された圧力値に基づいて、処理室５５内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、ＡＰＣバルブ６６の開度及び図示しない真空ポンプのスイッチング（オンオフ）を制御するように構成されている。
　温度制御コントローラ７２、異常検知コントローラ７４、流量制御コントローラ７６及び圧力制御コントローラ７８の各々は、それぞれの制御の他に、ステータス、センサ情報に基づいて検知した障害を表すアラーム、また接続されている各センサの値をモニタデータとして装置コントローラ７０へリアルタイムに報告できるように構成されている。
　なお、本実施形態の装置コントローラ７０、温度制御コントローラ７２、異常検知コントローラ７４、流量制御コントローラ７６及び圧力制御コントローラ７８は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤＲＯＭ、ＵＳＢメモリなど）から当該プログラムをインストールすることにより、所定の処理を実行する各コントローラを構成することができる。
　そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、このプログラムをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、所定の処理を実行することができる。
　次に、装置コントローラ７０の構成を、図３を参照しながら説明する。装置コントローラ７０は、装置制御部１００と、ハードディスクである装置記憶部１０２と、各種情報を表示する表示部及び操作者からの各種指示を受け付ける入力部を含む操作表示部１０４と、基板処理装置１０内外と通信する通信部１０６とを含むように構成される。ここで、操作者とは、装置オペレータのほか、装置管理者、装置エンジニア、保守員、作業者を含む。装置制御部１００は、処理部としてのＣＰＵ（中央処理装置）１０８や、一時記憶部としてのメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）１１０を含み、時計機能（図示せず）を備えたコンピュータとして構成されている。
　装置記憶部１０２には、基板の処理条件及び処理手順が定義されたレシピ等の各レシピファイル、これら各レシピファイルを実行させるための制御プログラムファイル、レシピを実行するためのパラメータが定義されたパラメータファイル、また、エラー処理プログラムファイル及びエラー処理のパラメータファイルの他、プロセスパラメータを入力する入力画面を含む各種画面ファイル、各種アイコンファイル等（いずれも図示せず）が格納されている。
　また、装置記憶部１０２には、各コントローラから出力されたセンサ情報を含むモニタデータ、及び各コントローラがセンサ情報に基づいて検知した障害を表すアラームのアラーム履歴をそれぞれ記憶する。
　また、操作表示部１０４の操作画面には、基板搬送系や基板処理系への動作指示を入力したりする入力部としての各操作ボタンを設けることも可能である。
　操作表示部１０４には、基板処理装置１０を操作するための操作画面が表示されるように構成されている。操作表示部１０４は、操作画面を介して基板処理装置１０内で生成される装置データに基づいた情報を操作画面に表示する。操作表示部１０４の操作画面は、例えば液晶を用いたタッチパネルである。操作表示部１０４は、操作画面からの作業者の入力データ（入力指示）を受け付け、入力データを装置コントローラ７０に送信する。また、操作表示部１０４は、メモリ（ＲＡＭ）１１０等に展開されたレシピ、若しくは装置記憶部１０２に格納された複数のレシピのうち任意の基板処理レシピ（プロセスレシピともいう）を実行させる指示（制御指示）を受け付け、装置制御部１００に送信するよう構成されている。
　また、操作表示部１０４は、基板処理装置１０内で生成されるイベントデータのうち、コントローラによって検知された障害を表すアラームの種類を特定するためのアラーム情報を操作画面に表示する。
　なお、本実施形態においては、装置コントローラ７０が起動時に、各種プログラム等を実行することにより、格納された各画面ファイル及びデータテーブルを展開し、装置データを読み込むことにより、装置の稼働状態が示される各画面が、操作表示部１０４に表示されるよう構成されている。
　通信部１０６は、スイッチングハブ等と接続されている。装置コントローラ７０は、ネットワークを介して外部のコンピュータや基板処理装置１０内の他のコントローラ（温度制御コントローラ７２、異常検知コントローラ７４、流量制御コントローラ７６、及び圧力制御コントローラ７８と各種データを送受信するように構成されている。
　装置コントローラ７０は、図示しないネットワークを介して外部の上位コンピュータに対して基板処理装置１０の状態など装置データを送信してもよい。なお、基板処理装置１０の基板処理は、装置記憶部１０２に記憶されている各レシピファイル、各パラメータファイル等に基づいて、制御システムにより制御される。
　また、装置コントローラ７０は、上記したように複数のステップを含むプロセスレシピを実行するように構成されている。この装置コントローラ７０は、温度調整工程（昇温動作及び降温動作含む）では、異常検知コントローラ７４に各駆動回路の電流測定値と理論電流値とを比較させる。このとき異常検知コントローラ７４は、電流測定値と理論電流値の差（差の絶対値）がアラーム設定値未満の場合に正常と判定し、電流測定値と理論電流値の差（差の絶対値）がアラーム設定値以上の場合には異常と判定し、判定結果を装置コントローラ７０に送信する。また、装置コントローラ７０は、成膜処理工程では、異常検知コントローラ７４に各駆動回路の電流測定値と理論電流値とを比較させる。このとき異常検知コントローラ７４は、電流測定値ＭＡと理論電流値ＴＡとが異なると判定した場合、異常判定結果を装置コントローラ７０に送信すると共に、接触器９０Ａを開いてヒータを停止させる。また、装置コントローラ７０は、成膜処理工程を異常終了させる。
　また、装置コントローラ７０は、例えば、交流電源の正弦波の１周期の時間（単位時間）毎に異常検知コントローラ７４に駆動回路の異常検知を行わせるように構成されている。
　次に、本実施形態に係る基板処理装置１０を用いて実施する、所定の処理工程を有する基板処理方法について説明する。ここで、所定の処理工程は、半導体デバイスの製造工程の一工程である基板処理工程（ここでは成膜処理工程）を実施する場合を例に挙げる。
　基板処理工程では、未処理の基板Ｗに対して、所定の処理ガスを供給することで、未処理の基板Ｗ上に膜を形成する例について説明する。
　（基板搬入工程）
　まず、複数枚の未処理の基板Ｗをボート６８に装填（支持）する。装填完了後、ボート６８は、図示しない昇降装置によって処理室５５内に搬入される。ボート６８が処理室５５内に搬入されると、反応管５４の下部開口がキャップ６９によって気密に閉塞（シール）された状態となる。
　（圧力調整工程）
　処理室５５内が所定の圧力（真空度）となるように、図示しない真空ポンプによって真空排気（減圧排気）される。処理室５５内の圧力は、圧力センサ６４で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ６６が、フィードバック制御される。
　（温度調整工程）
　処理室５５内の未処理の基板Ｗが所定の温度となるように、側部ヒータ２４及び天井ヒータ２６によって炉内空間２３を介して反応管５４及び処理室５５内を加熱する。これにより、処理室５５内の温度が維持される。このとき、処理室５５が所定の温度分布となるように、温度センサ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｅがそれぞれ検出した温度情報に基づき側部ヒータ２４の各発熱ゾーンおよび天井ヒータ２６への通電具合がフィードバック制御される。
具体的には、ヒータの温度と温度設定値との差異を小さくするように、ヒータ素線に電力を供給するサイリスタをオンにする比率を調整する。また、図示しない回転機構により、ボート６８と未処理の基板Ｗの回転を開始する。側部ヒータ２４及び天井ヒータ２６による処理室５５内の加熱は、少なくとも成膜処理工程が終了するまで継続される。なお、本実施形態では、温度調整工程中に装置コントローラ７０からの要求を受けて異常検知コントローラ７４が所定の間隔で異常検知を実行する。
　（成膜処理工程）
　処理室５５内の温度が予め設定された処理温度に安定すると、処理室５５内の未処理の基板Ｗに対して処理ガスを供給する。処理ガスは、流量制御コントローラ７６にて所望の流量となるように制御され、ガス導入管５６を介して処理室５５内に供給される。これにより、基板Ｗに所定の処理（例えば成膜処理）がなされる。次に、処理ガスの供給を停止し、図示しない真空ポンプにより処理室５５内を真空排気する。この時、不活性ガスを処理室５５内に供給してもよい（不活性ガスパージ）。なお、本実施形態では、成膜処理工程中に装置コントローラ７０からの要求を受けて異常検知コントローラ７４が所定の間隔で異常検知を実行する。
　（基板搬出工程）
　所定膜厚の膜を形成した後、処理室５５内に冷却ガスが供給され、処理室５５内が冷却ガスに置換されると共に、処理室５５の圧力が常圧に復帰される。その後、昇降装置によりキャップ６９が降下されて、ボート６８が反応管５４から搬出される。その後、処理済みの基板Ｗはボート６８から取り出される。
　次に本開示の異常検知方法について説明する。まず、装置コントローラ７０は、成膜処理工程では、異常検知コントローラ７４に第１の異常検知方法を実行させ、温度調整工程では、異常検知コントローラ７４に第２の異常検知方法を実行させる。なお、以下では、一つのヒータを例にとって異常検知方法を説明している。
＜第１の異常検知方法＞
　まず、ヒータの温度を対応する温度センサで検出する（ステップＳ２００）。検出された検出温度は、温度制御コントローラ７２に送信される。
　次に、駆動回路に流れる電流を電流計で計測する（ステップＳ２０２）。計測された電流値は、異常検知コントローラ７４に送信される。
　次に、異常検知コントローラ７４は、電流計で計測された電流値（電流測定値）を取得する（ステップＳ２０４）。また、異常検知コントローラ７４は、温度制御コントローラ７２からサイリスタをオンにする比率を取得する（ステップＳ２０６）。
　次に、異常検知コントローラ７４は、サイリスタをオンにする比率と出力設定値の制限値とを比較（ステップＳ２０８）し、比率が制限値を超えている場合、理論電流値を算出することなく異常と判定し、アラームを発する（ステップＳ２１０）と共に駆動回路上の接触器９０Ａを開く（ステップＳ２１２）。これにより、ヒータが停止する。一方、比率が制限値以下の場合、次のステップＳ２１４へ移行する。
　次に、異常検知コントローラ７４は、電流測定値と閾値とを比較（ステップＳ２１４）し、電流測定値が閾値以上の場合に、電流測定値と理論電流値とを比較することなく異常と判定し、アラームを発する（ステップＳ２１０）と共に駆動回路上の接触器９０Ａを開く（ステップＳ２１２）。これにより、ヒータが停止する。一方、比率が制限値以下の場合、次のステップＳ２１６へ移行する。
　次に、異常検知コントローラ７４は、サイリスタをオンにする比率に基づいて理論電流値を算出する（ステップＳ２１６）。次に、異常検知コントローラ７４は、電流測定値と理論電流値とを比較（ステップＳ２１８）し、電流測定値と理論電流値が異なる場合に異常と判定し、アラームを発する（ステップＳ２１０）と共に駆動回路上の接触器９０Ａを開く（ステップＳ２１２）。これにより、ヒータが停止する。一方、異常検知コントローラ７４は、電流測定値と理論電流値が同じ場合に正常と判定する。異常検知コントローラ７４からの判定結果が正常の場合、装置コントローラ７０は、基板処理装置１０による成膜処理を継続する。
＜第２の異常検知方法＞
　まず、ヒータの温度を対応する温度センサで検出する（ステップＳ２２０）。検出された検出温度は、温度制御コントローラ７２に送信される。
　次に、駆動回路に流れる電流を電流計で計測する（ステップＳ２２２）。計測された電流値は、異常検知コントローラ７４に送信される。
　次に、異常検知コントローラ７４は、電流計で計測された電流値（電流測定値）を取得する（ステップＳ２２４）。また、異常検知コントローラ７４は、温度制御コントローラ７２からサイリスタをオンにする比率を取得する（ステップＳ２２６）。
　次に、異常検知コントローラ７４は、サイリスタをオンにする比率と出力設定値の制限値とを比較（ステップＳ２２８）し、比率が制限値を超えている場合、理論電流値を算出することなく異常と判定し、アラームを発する（ステップＳ２３０）と共に駆動回路上の接触器９０Ａを開く（ステップＳ２３２）。これにより、ヒータが停止する。一方、比率が制限値以下の場合、次のステップＳ２３４へ移行する。
　次に、異常検知コントローラ７４は、電流測定値と閾値とを比較（ステップＳ２３４）し、電流測定値が閾値以上の場合に、電流測定値と理論電流値とを比較することなく異常と判定し、アラームを発する（ステップＳ２３０）と共に駆動回路上の接触器９０Ａを開く（ステップＳ２３２）。これにより、ヒータが停止する。一方、比率が制限値以下の場合、次のステップＳ２３６へ移行する。
　次に、異常検知コントローラ７４は、サイリスタをオンにする比率に基づいて理論電流値を算出する（ステップＳ２３６）。次に、異常検知コントローラ７４は、電流測定値と理論電流値とを比較（ステップＳ２３８）し、電流測定値と理論電流値が異なる場合に異常と判定し、ステップＳ２４０へ移行する。一方、異常検知コントローラ７４は、電流測定値と理論電流値が同じ場合に正常と判定する。
　次に、異常検知コントローラ７４は、電流測定値と理論電流値の差（差の絶対値）を算出する（ステップＳ２４０）。そして、電流測定値と理論電流値の差とアラーム設定値とを比較（ステップＳ２４２）し、差がアラーム設定値以上の場合に異常と判定し、アラームを発する（ステップＳ２４４）。一方、電流測定値と理論電流値の差がアラーム設定値未満の場合に正常と判定する。異常検知コントローラ７４からの判定結果が正常の場合、装置コントローラ７０は、基板処理装置１０による温度調整を継続する。
　本実施形態に係るプログラムは、発熱により処理室５５の温度を上昇させるヒータと、ヒータに含まれるヒータ素線に電力を供給するサイリスタと、ヒータの温度を検出する温度センサと、温度センサで検出される温度と温度設定値との差異を小さくするようにサイリスタをオンにする比率（単位時間に対してサイリスタをオンにする時間の比率）を調整する温度制御コントローラ７２と、駆動回路に流れる電流を計測する電流計と、を備える基板処理装置１０で実行される異常判定プログラムであって、電流計で計測される電流測定値と温度制御コントローラ７２から取得した上記比率に基づいて算出される理論電流値とを比較し、電流測定値が理論電流値と異なる場合に異常と判定する手順を基板処理装置１０に実行させる。
　次に本実施形態の作用並びに効果について説明する。従来の基板処理装置では、ヒータの駆動回路に含まれるサイリスタの故障モードとして、短絡モードがある。サイリスタが短絡した状態では、交流電源からの電力が１００％ヒータに印加される状態となる。この状態では、ヒータは冷却機構等により熱平衡に達するまで際限なく温度が上昇するため、基板Ｗの不良に始まり、基板処理装置に故障が生じる虞がある。そのため、処理室内の温度を監視して閾値以上になった場合に電力を遮断する保護機構を持たせることもある。しかしながら、サイリスタが故障して、１００％の電力がヒータに印加された状態では、処理室の昇温速度が通常の制御状態よりも早く、処理室内の温度分布も不均一になりやすい。そのため、ヒータ駆動回路の電力遮断時には、基板処理装置に故障が発生している虞がある。これに対して本実施形態の基板処理装置１０では、電流測定値と理論電流値とを比較し、電流測定値と理論電流値が異なる場合に異常と判定している。このため、駆動回路を構成する部品のいずれかに故障が発生していることを確実に検知することができる。また、電流測定値と理論電流値との間の微小誤差を検知することもできるため、駆動回路を構成する部品の故障の予兆も検知することができる。これにより、本実施形態では、サイリスタの短絡故障時の過電流を検知してヒータの電力を遮断することにより、ヒータの異常過熱による事故の発生を抑制することができる。
　また、本実施形態では、サイリスタをオンにする比率と出力設定値の制限値とを比較し、比率が制限値を超えている場合には、理論電流値を算出することなく異常（駆動回路を構成する部品に故障が生じている）と判定しているため、ヒータ素線の断線を確実に検知することができる。
　また、本実施形態では、電流測定値と閾値とを比較し、電流測定値が閾値以上の場合に、電流測定値と理論電流値とを比較することなく異常と判定している。すなわち、電流測定値と閾値を比較することで、サイリスタの短絡故障（ショート）の発生を確実に検知することができる。さらに、本実施形態では、電流測定値と理論電流値との間の微小誤差を検知することにより、駆動回路を構成する部品に故障が生じる前に警告（アラーム）を発することができる。また、本実施形態の基板処理装置１０では、装置コントローラ７０が駆動回路を構成する部品に故障が生じる前に警告を受けた場合、成膜処理工程中に短絡故障が発生しないように、次のバッチ処理を実行させないようにして、保守を行うこともできる。
　また、本実施形態では、異常検知コントローラ７４が電流測定値と理論電流値とを比較することなく異常と判定した場合に、接触器を開の状態に変更するため、過電流やサイリスタの短絡故障が生じている場合には、駆動回路を構成する正常な部品への影響を抑えることができる。また、処理中の基板Ｗや基板処理装置１０への影響も抑えることができる。
　また、本実施形態の基板処理装置１０では、電流測定値と理論電流値との差が、出力設定値の制限値を超えている場合に、異常と判定し、アラームを発するため、微小誤差の詳細を検知することができる。これにより、例えば、どの程度の差で異常の予兆が発生しているかを推定することができる。
　本実施形態では、サイリスタをオンにする比率に応じてアラーム設定値を変更することが可能とされている。ここで、サイリスタをオンにする比率が大きくなるとヒータ側の負荷が大きくなると考えられるため、比率が大きくなるにつれてアラーム設定値を大きくすることでより正確な異常の予兆を検知することが期待できる。なお、サイリスタをオンにする比率が小さい場合は、アラーム設定値をゼロに設定してもよい。
　また、本実施形態では、アラーム設定値をヒータ毎に変更している。言い換えると、側部ヒータ２４の各発熱ゾーン及び天井ヒータ２６に個別にアラーム設定値を設定している。基板処理装置１０が縦型装置の場合、側部ヒータ２４の下部側の発熱ゾーンに供給される電力が大きく、駆動回路への負荷が大きいと考えられる。このため、側部ヒータ２４の下部側の発熱ゾーンにおいては、アラーム設定値を上部側の発熱ゾーンよりも大きくする等により、正確な異常の予兆を検知することが期待できる。また、側部ヒータ２４の下部側の発熱ゾーンにおいては、電流測定値と理論電流値との差が、アラーム設定値以上かを監視し、異常の予兆を検知し、上部側の発熱ゾーンは、理論電流値と電流測定値を比較して、差の有無により異常を検知することができる。このようにきめの細かい異常検知を行うことができる。
　また、本実施形態では、基板処理装置１０が縦型装置の場合、昇温ステップ、降温ステップでは、電力が大きくヒータ側の負荷が大きいと考えられるため、サイリスタをオンにする比率から算出される理論電流量と電流測定値との差が、アラーム設定値以上かを監視し、異常の予兆を検知する。また、成膜処理工程では、常に一定の温度を維持するため比較的負荷が安定すると考えられる。このようにサイリスタをオンにする比率から算出される理論電流値と電流測定値とを比較して差の有無により異常を検知することにより、詳細で正確な異常検知を行うことができる。
　本実施形態の基板処理装置では、複数のヒータ駆動装置の異常判定を一つの異常検知コントローラ７４で実行しているが、本開示はこの構成に限定されない。ヒータ駆動装置毎に異常検知コントローラ７４を設定し、各ヒータ駆動装置の異常判定を対応する異常検知コントローラ７４でそれぞれ実行してもよい。また、異常判定後は、接触器９０Ａを開にしているが、遮断器８８Ａを開にするようにしてもよい。
　本実施形態の基板処理装置では、異常検知コントローラ７４として専用のコントローラを用いていたが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、図９に示すように、異常検知コントローラ７４として、汎用コンピュータ１３０を用いてもよい。この場合には、汎用コンピュータ１３０に、異常検知に係る処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤＲＯＭ、ＵＳＢメモリなど）から当該プログラムをインストールすることにより、異常検知に係る処理を実行するコントローラを構成することができる。
　また、基板処理装置は、側部ヒータ２４及び天井ヒータ２６によって炉内空間２３を加熱しているが、炉内空間２３の冷却用に冷却機構を有していてもよい。この冷却機構としては、例えば、炉内空間２３に冷却ガスを供給して、炉内空間２３を強制的に冷却する機構が挙げられる。
この出願は、２０２１年３月１２日に出願された日本出願特願２０２１－０４０８２３を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
被処理体を加熱する加熱手段を搭載した装置に適用できる。特に、本開示は、加熱手段の異常検知、または、異常予兆検知に関する技術にも適用できる。
　１０　　基板処理装置

Claims (25)

  1. 　発熱により処理室の温度を上昇させる発熱部の温度を検出する温度検出部と、
    　前記温度検出部から得られる温度と温度設定値との差異を小さくするように、単位時間において前記発熱部に供給可能な電力に対し、該電力を出力する割合を調整する温度調整部と、
    　前記発熱部を含む回路に流れる電流を計測する計測部と、
    　前記計測部で計測される電流測定値と、前記温度調整部から取得した前記電力を出力する割合に基づいて算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値と前記理論電流値が異なる場合に異常と判定する異常検知部と、
    　を備える処理装置。
  2. 　前記異常検知部は、前記電流測定値が閾値以上の場合に、前記電流測定値と前記理論電流値とを比較することなく異常と判定する、請求項１に記載の処理装置。
  3. 　前記異常検知部は、前記温度調整部から取得した前記電力を出力する割合が出力設定値の制限値を超えている場合に、前記理論電流値を算出することなく異常と判定する、請求項１に記載の処理装置。
  4. 前記異常検知部は、前記回路に含まれる接触器に接続されており、前記電流測定値と前記理論電流値とを比較することなく異常と判定した場合に、前記接触器を開の状態に変更するよう構成されている請求項２または請求項３に記載の処理装置。
  5. 前記異常検知部は、アラーム設定値を有しており、前記電流測定値と前記理論電流値の差が前記アラーム設定値未満の場合に正常と判定し、前記電流測定値と前記理論電流値の差が前記アラーム設定値以上の場合に異常と判定する請求項１乃至請求項３にいずれか一つに記載の処理装置。
  6. 前記異常検知部は、前記計測部で計測される電流測定値と設定値とを比較する第１比較部と、前記温度調整部から前記電力を出力する割合を取得する取得部と、この割合に基づいて理論電流値を演算する演算部と、前記割合と出力設定値の制限値とを比較する第２比較部と、前記電流測定値と前記理論電流値を比較する第３比較部と、を有する請求項１に記載の処理装置。
  7. 前記単位時間は、前記回路に含まれる交流電源の正弦波の１周期の時間である請求項１に記載の処理装置。
  8. 更に、前記発熱部を含む複数の発熱ゾーンを有し、
    前記発熱ゾーン毎に前記アラーム設定値を変更可能に構成されている請求項１に記載の処理装置。
  9. 　発熱により処理室の温度を上昇させる発熱部の温度を検出する工程と、
    　前記発熱部の温度と温度設定値との差異を小さくするように、単位時間において前記発熱部に供給可能な電力に対し、該電力を出力する割合を調整する工程と、
    　前記発熱部を含む回路に流れる電流を計測する工程と、
    　前記電流を計測する工程で計測される電流測定値と、前記調整する工程で前記電力を出力する割合に基づいて算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値と前記理論電流値が異なる場合に異常と判定する工程と、
    　を有する異常検知方法。
  10. 　発熱により処理室の温度を上昇させる発熱部の温度を検出する工程と、
    　前記発熱部の温度と温度設定値との差異を小さくするように、単位時間において前記発熱部に供給可能な電力に対し、該電力を出力する割合を調整する工程と、
    　調整された電力を前記発熱部に供給しつつ、前記処理室に配置される基板を加熱する工程と、を有し、
    　前記基板を加熱する工程は、
    　前記発熱部を含む回路に流れる電流を計測する工程と、
    　前記電流を計測する工程で計測される電流測定値と、前記調整する工程で前記電力を出力する割合に基づいて算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値と前記理論電流値が異なる場合に異常と判定する工程と、
    　を含む半導体装置の製造方法。
  11. 基板を処理する処理室と、
    　前記処理室の温度を上昇させる発熱部と、
    　前記発熱部に電力を供給するサイリスタと、
    　前記発熱部の温度を検出する温度検出部と、
    　前記温度検出部で検出される温度と温度設定値との差異を小さくするように前記サイリスタをオンにする比率を調整する温度調整部と、
    　前記発熱部及び前記サイリスタを含む回路に流れる前記電流を計測する計測部と、
    　前記計測部で計測される電流測定値と、前記温度調整部から取得した前記比率に基づいて算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値が前記理論電流値と異なる場合に異常と判定する異常検知部と、
    　を備える基板処理装置
  12. 前記異常検知部は、前記電流測定値が閾値以上の場合に、前記電流測定値と前記理論電流値とを比較することなく異常と判定する請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記異常検知部は、前記サイリスタをオンにする比率が出力設定値の制限値を超えている場合に、前記理論電流値を算出することなく異常と判定する請求項１１に記載の基板処理装置。
  14. 前記異常検知部は、前記回路に含まれる接触器に接続されており、前記電流測定値と前記理論電流値とを比較することなく異常と判定した場合に、前記接触器を開の状態に変更するよう構成されている請求項１２または請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 更に、前記異常検知部は、アラーム設定値を有しており、
    前記異常検知部は、前記電流測定値と前記理論電流値の差が前記アラーム設定値未満の場合に正常と判定し、前記電流測定値と前記理論電流値の差が前記アラーム設定値以上の場合に異常と判定する請求項１１乃至請求項１４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  16. 前記異常検知部は、前記サイリスタをオンにする比率に応じて前記アラーム設定値を変更することが可能に構成されている請求項１５に記載の基板処理装置。
  17. 前記異常検知部は、前記計測部で計測される電流測定値と設定値とを比較する第１比較部と、前記温度調整部から前記サイリスタをオンにする比率を取得する取得部と、この比率に基づいて理論電流値を演算する演算部と、前記割合と出力設定値の制限値とを比較する第２比較部と、前記電流測定値と前記理論電流値を比較する第３比較部と、を有する請求項１１に記載の基板処理装置。
  18. 前記比率は、前記回路に含まれる交流電源の正弦波の１周期に対して前記サイリスタをオンにする時間である請求項１１に記載の基板処理装置。
  19. 更に、前記発熱部を含む複数の発熱ゾーンを有し、
    前記アラーム設定値は、前記発熱ゾーン毎に変更可能に構成されている請求項１５に記載の基板処理装置。
  20. 更に、複数のステップを含むプロセスレシピを実行する制御部を有し、
    前記制御部は、昇温ステップ又は降温ステップでは、前記電流測定値と前記理論電流値の差がアラーム設定値未満の場合に正常と判定し、前記電流測定値と前記理論電流値の差がアラーム設定値以上の場合に異常と判定する異常検知を前記異常検知部に行わせるように構成されている請求項１１記載の基板処理装置。
  21. 更に、複数のステップを含むプロセスレシピを実行する制御部を有し、
    前記制御部は、成膜ステップでは、前記電流測定値が前記理論電流値と異なる場合に異常と判定する異常検知を前記異常検知部に行わせるように構成されている請求項１１記載の基板処理装置。
  22. 前記制御部は、前記電流測定値が前記理論電流値と異なる場合に、前記成膜ステップを異常終了させるように構成されている請求項２１記載の基板処理装置。
  23. 前記制御部は、前記回路に含まれる交流電源の正弦波の１周期の時間毎に前記異常検知部に異常検知を行わせるよう構成されている請求項１１記載の基板処理装置。
  24. 　発熱により処理室の温度を上昇させる発熱部の温度を検出する工程と、
    　前記発熱部の温度と温度設定値との差異を小さくするように、前記発熱部に電力を供給するサイリスタをオンにする比率を調整する工程と、
    　前記発熱部及び前記サイリスタを含む回路に流れる電流を計測する工程と、
    　前記電流を計測する工程で計測される電流測定値と、前記調整する工程で算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値と前記理論電流値が異なる場合に異常と判定する工程と、
    　を有する異常検知方法。
  25. 　発熱により処理室の温度を上昇させる発熱部の温度を検出する工程と、
    　前記発熱部の温度と温度設定値との差異を小さくするように、前記発熱部に電力を供給するサイリスタをオンにする比率を調整する工程と、
    　調整された電力を前記サイリスタにより前記発熱部に供給しつつ、前記処理室に配置される基板を加熱する工程と、を有し、
    　前記基板を加熱する工程は、
    　前記発熱部及び前記サイリスタを含む回路に流れる電流を計測する工程と、
    　前記電流を計測する工程で計測される電流測定値と、前記調整する工程で算出される理論電流値とを比較し、前記電流測定値と前記理論電流値が異なる場合に異常と判定する工程と、
    　を含む半導体装置の製造方法。
PCT/JP2022/010306 2021-03-12 2022-03-09 基板処理装置、異常検知方法及び半導体装置の製造方法 WO2022191242A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280010743.XA CN116762155A (zh) 2021-03-12 2022-03-09 基板处理装置、异常探测方法以及半导体装置的制造方法
KR1020237025266A KR20230156023A (ko) 2021-03-12 2022-03-09 기판 처리 장치, 이상 검지 방법 및 반도체 장치의제조 방법
EP22767196.3A EP4307830A1 (en) 2021-03-12 2022-03-09 Substrate processing apparatus, anomaly detecting method, and method for manufacturing semiconductor apparatus
US18/360,262 US20230366091A1 (en) 2021-03-12 2023-07-27 Processing apparatus, abnormality detecting method, method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-040823 2021-03-12
JP2021040823 2021-03-12

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/360,262 Continuation US20230366091A1 (en) 2021-03-12 2023-07-27 Processing apparatus, abnormality detecting method, method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022191242A1 true WO2022191242A1 (ja) 2022-09-15

Family

ID=83226814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/010306 WO2022191242A1 (ja) 2021-03-12 2022-03-09 基板処理装置、異常検知方法及び半導体装置の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230366091A1 (ja)
EP (1) EP4307830A1 (ja)
KR (1) KR20230156023A (ja)
CN (1) CN116762155A (ja)
WO (1) WO2022191242A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1154244A (ja) 1997-08-01 1999-02-26 Kokusai Electric Co Ltd 熱処理炉の加熱用ヒータ断線検出方法及びその装置
JP2009070682A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Omron Corp ヒータ制御装置
JP2009076531A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Seiko Epson Corp 半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法及び半導体製造装置
JP2009148100A (ja) * 2007-12-15 2009-07-02 Tokyo Electron Ltd 電力制御装置、これを用いた熱処理装置、電力制御方法及び記憶媒体
WO2019053869A1 (ja) 2017-09-15 2019-03-21 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置
JP2021040823A (ja) 2019-09-09 2021-03-18 株式会社コナミデジタルエンタテインメント ゲームシステム、ゲームプログラム及びゲームシステムの制御方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019053869A (ja) 2017-09-14 2019-04-04 日立化成株式会社 二次電池、二次電池用電解液及び二次電池用電解液の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1154244A (ja) 1997-08-01 1999-02-26 Kokusai Electric Co Ltd 熱処理炉の加熱用ヒータ断線検出方法及びその装置
JP2009070682A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Omron Corp ヒータ制御装置
JP2009076531A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Seiko Epson Corp 半導体製造装置の電熱線の劣化判定方法及び半導体製造装置
JP2009148100A (ja) * 2007-12-15 2009-07-02 Tokyo Electron Ltd 電力制御装置、これを用いた熱処理装置、電力制御方法及び記憶媒体
WO2019053869A1 (ja) 2017-09-15 2019-03-21 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置
JP2021040823A (ja) 2019-09-09 2021-03-18 株式会社コナミデジタルエンタテインメント ゲームシステム、ゲームプログラム及びゲームシステムの制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4307830A1 (en) 2024-01-17
KR20230156023A (ko) 2023-11-13
CN116762155A (zh) 2023-09-15
US20230366091A1 (en) 2023-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5501718B2 (ja) 基板の異常載置状態の検知方法、基板処理方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体および基板処理装置
TWI654900B (zh) 用於增強加熱器使用壽命和性能的整合裝置及方法
CN102298102B (zh) 电路的冷却部的异常检查系统
TWI782133B (zh) 電漿處理裝置、溫度控制方法及溫度控制程式
KR101998577B1 (ko) 기판 처리 장치, 감시 프로그램 및 반도체 장치의 제조 방법
TW201038142A (en) Plasma Processing System
US20230105165A1 (en) Plasma processing apparatus, and temperature control method
WO2012165174A1 (ja) 抵抗加熱ヒータの劣化検出装置および方法
TWI693491B (zh) 基板支持組件之熱安定性的決定方法、非暫態電腦可讀媒體、及控制系統
US10860005B2 (en) Substrate processing apparatus and non-transitory computer-readable recording medium
WO2022191242A1 (ja) 基板処理装置、異常検知方法及び半導体装置の製造方法
JP5401070B2 (ja) 処理装置の管理システム
US10209136B2 (en) Filament temperature derivation in hotwire semiconductor process
KR20180109742A (ko) 기판 처리 시스템 및 제어 장치
CN105700508A (zh) 一种加热异常检测方法
JP6481638B2 (ja) 電動機駆動システムの予防保全装置
US20220026881A1 (en) Systems and methods for using intermediate data to improve system control and diagnostics
JP3966137B2 (ja) 熱処理方法および熱処理装置
TWI645199B (zh) 劣化診斷裝置以及方法
JP5232064B2 (ja) プラズマ処理装置
JP3784884B2 (ja) 試料実測式環境試験装置
TWI841108B (zh) 控制熱系統的方法與用於控制加熱器系統的程序控制系統
US11940785B2 (en) Method for predicting maintenance for components used in substrate treatments, and predictive maintenance device
JP2010192665A (ja) 異常検知方法および異常検知装置
JP2009223800A (ja) コントローラ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22767196

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280010743.X

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022767196

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022767196

Country of ref document: EP

Effective date: 20231012

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP