半导体制造装置的寿命诊断方法制造方法及图纸

提供一种不受半导钵制造中涉及的处理条件的变动和电源变动以及机械误差影响的半导体制造装置的寿命诊断方法。该方法包括：（１）测定半导体制造装置没有恶化时的特征量的基准时间系列数据（步骤Ｓ１１）；（２）从基准时间系列数据求出基准自共分数函数（步骤Ｓ１２）；（３）从该基准自共分数函数提取处理条件的变动和电源引起的基准变动，求出该基准变动的周期（步骤Ｓ１３）；（４）在成为半导体制造装置的评价对象的序列中，测定特征量的诊断用时间系列数据（步骤Ｓ１４）；（５）从该诊断用时间系列数据求出诊断用自共分数函数（步骤Ｓ１５）；（６）使用比基准变动周期短的周期成分从该诊断用自共分散函数决定半导体制造装置的寿命（步骤Ｓ１６）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及预测半导体制造装置的寿命的诊断方法，尤其涉及预测CVD装置、干蚀刻装置等中使用的干式泵的寿命的诊断方法。
技术介绍
为有效制造半导体器件，半导体制造装置的故障诊断变得重要了。近年来，系统LSI中，少量多品种生产倾向越来越强，与此相应需要小范围利用的有效的半导体器件的制造方法。有效的半导体生产中使用小规模的生产线。但是，仅通过减小大规模生产线会由于产生制造装置的运转率降低等问题出现投资效率降低的问题。作为对策，有用一个制造装置进行多个制造过程的方法，但例如在将干式泵用于排气系统的LPCVD装置中，由于处理种类不同，反应气体和反应产物不同，泵内部的产物产生状况不同。因此，处理种类改变时，寿命也变动。在特定的制造处理中，当泵停止时，不仅制造中的一批产品产生不良，而且由于制造装置内部产生微小灰尘，需要对制造装置进行充分维护，因此半导体器件的制造效率大幅度降低。为防止该处理中的突然停止，在泵的维护时间中考虑裕度时，泵的维护频度增大，不仅维护成本增加，由于泵更换使得半导体制造装置的运转效率显著降低，从而半导体器件的制造效率大幅度降低。这样，为实现效率高的小规模生产线必要的装置的共用化，必须确实诊断干式泵的寿命，需要按最大限度寿命使用泵，必须进行寿命预测。干式泵的寿命诊断方法迄今提出了几种方法。例如，作为灵敏度高地诊断故障产生的方法，有使用马氏(Mahalanobis)距离MD的方法。通过马氏距离MD进行的寿命诊断方法中，汇集可期望有均匀性的特征量的数据，仅由相同状态来形成识别空间。即，计量正常状态的特征量时，可期待该特征量是比较均匀的。通过马氏距离MD进行的寿命诊断方法中，汇集可期望有这种均匀性的正常状态的特征量，制作作为用于识别寿命的空间的马氏空间(基准空间)。由于正常状态的特征量的数据的集合构成了成为具有某种相关关系的评价基准的空间，因此用从数据的集合体导出的相关矩阵的逆矩阵表现马氏空间。马氏距离MD表示作为评价对象的特征量的数据异常程度，即表示测定的特征量的数据与成为评价基准的(正常状态的)特征量的数据偏离多少的尺度。马氏距离MD取从零到无线大的值。若是小值，则处于正常数据中间，若为大值，则异常概率增大，可判断为接近寿命了。
技术实现思路
使用马氏距离MD的寿命诊断方法的关键在于特征量的决定方法和表示正常时的马氏空间(基准空间)的取用方法。原来提出的使用马氏距离MD的寿命诊断方法中，由于仅借助维护之后的数据取得基准空间，因此不能去除压力变动和气流量变动等半导体制造处理中的变动以及电源变动的影响，难以进行高精度的诊断。干式泵中，有马达电流等的特征量因装置而不同的机械误差问题。该机械误差也在高精度诊断中成为障碍。如上所述，以来的干式泵的故障诊断方法中，受到半导体制造涉及的处理条件变动和电源变动以及机械误差的影响，出现难以进行高精度诊断的问题。鉴于上述问题，本专利技术提供不受半导体制造中涉及的处理条件的变动和电源变动以及机械误差影响的。为达到上述目的，本专利技术的第一特征主要是一种，其特征在于包括(1)测定半导体制造装置没有恶化时的特征量的基准时间系列数据的步骤；(2)从基准时间系列数据求出基准自共分散函数的步骤；(3)从该基准自共分散函数提取处理条件的变动和电源引起的基准变动，求出该基准变动的周期的步骤；(4)在成为半导体制造装置的评价对象的序列中，测定特征量的诊断用时间系列数据的步骤；(5)从该诊断用时间系列数据求出诊断用自共分散函数的步骤；(6)使用比基准变动周期短的周期成分从该诊断用自共分散函数决定半导体制造装置的寿命的步骤。根据本专利技术的第一特征，半导体制造装置的寿命诊断中可使用与处理条件的变动和电源变动的周期不同的周期成分。使用自共分散函数诊断半导体装置的寿命时，由于分析离散的时间间隔的数据之间的相互作用，因此不仅表现出故障预兆，还表现出周期处理条件的变动和电源变动。半导体制造装置的故障(异常停止)因半导体制造处理中半导体制造装置内部产生的产物反应等引起而产生，因此故障的预兆在处理条件变动和电源变动引起的自共分散函数以外的部分中表现出来。因此，如果像维护之后从由泵正常的状态，即未恶化时的特征量的基准时间系列求出的自共分散函数数据预先确认处理条件的变动和电源变动引起的变动，则该变动以外成为反应产物引起的变动，即半导体制造装置的故障(异常停止)的预兆。例如，以LPCVD装置使用的干式泵的情况为例说明，则干式泵的故障(异常停止)的预兆表现为反应产物的堆积产生的一堆产物和的外壳的摩擦。一堆产物和的外壳的摩擦产生的特征量的变化周期出现在比处理条件的变动和电源变动短的一侧部分中。因此，本专利技术的第一特征的中，使用比处理条件的变动和电源变动周期短的成分决定半导体制造装置的寿命。具体说，将比处理条件的变动和电源变动周期短的自共分散函数的绝对值超出预定的规定值(阈值)的情况设为故障预兆。或者，可将自共分散函数初始为零的时间间隔超出规定值的情况设为故障预兆。本专利技术的第一特征中，作为例示的泵诊断中使用的特征量，例如可能是半导体制造装置涉及的马达电流、马达功率、泵内部的压力、振动、气体温度构成的组中的至少一个。本专利技术的第二特征主要是一种，其特征在于包括(1)在开始测定半导体制造装置的特征量的诊断用时间系列数据的时刻的规定时间之前，在和作为目的的诊断同一处理条件下测定对应的特征量的基准时间系列数据的步骤；(2)从基准时间系列数据设定马氏空间的步骤；(3)测定特征量的诊断用时间系列数据的步骤；(4)使用诊断用时间系列数据和马氏空间求出诊断用时间系列数据的马氏距离的时间变化的步骤；(5)将马氏距离到达预定阈值时的诊断用时间系列数据构成的空间固定为新的马氏空间的步骤；(6)通过比较对新的马氏空间的新的马氏距离和预定阈值，决定半导体制造装置的寿命的步骤。使用马氏距离的寿命诊断是从正常状态的特征量计算马氏空间(基准空间)，通过来自马氏空间的变动判断异常(故障预兆)的方法。此时，如果包含处理条件的变动和电源变动来取用马氏空间，则可去除处理条件的变动和电源变动的影响来诊断故障预兆。但是，马氏空间取入的处理条件变动也有限制。例如，像LPCVD处理的低压序列那样，有急剧的压力变动的情况下，马氏空间包含大变动，因此异常的检测灵敏度降低。从而，马氏空间需要像低压序列的压力变动那样在不包含大变动的状态下测定。即便是由于马氏距离，在取用马氏空间的时间系列数据的测定时间以上不能取入长周期的处理条件的变动和电源变动，因此，例如仅在维护之后通过仅取用马氏空间不能去除长周期的处理条件的变动和电源变动的影响。因此，本专利技术的第二特征中，并非将维护马氏空间之后的特征量作为基准时间系列数据，而在开始测定诊断用时间系列数据的时刻的规定时间之前在与作为目的的诊断相同的处理条件下测定基准时间系列数据。即，可在比较短的时间中进行马氏距离变化的评价。由此，可去除长周期的处理条件的变动和电源变动的影响。这样，评价马氏距离的推移后，在马氏距离超出阈值的情况下，判断为故障预兆。该马氏距离的阈值通常为4，但本专利技术人的讨论结果中，有测定误差和未去除的微小变动的影响，成为故障预兆的马氏距离的阈值为4时，得到精度变坏的试验结论。因此，本专利技术的第二特征涉及的中，最好将马氏距离的阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体制造装置的寿命诊断方法，其特征在于包括：测定半导体制造装置没有恶化时的特征量的基准时间系列数据的步骤；从上述基准时间系列数据求出基准自共分散函数的步骤；从该基准自共分散函数提取处理条件的变动和电源引起的基准变动，求出该基准变动的周期的步骤；在成为半导体制造装置的评价对象的序列中，测定上述特征量的诊断用时间系列数据的步骤；从该诊断用时间系列数据求出诊断用自共分散函数的步骤；以及使用比上述基准变动周期短的周期成分从上述诊断用自共分散函数决定上述半导体制造装置的寿命的步骤。

【技术特征摘要】
JP 2001-8-31 263548/20011.一种半导体制造装置的寿命诊断方法，其特征在于包括测定半导体制造装置没有恶化时的特征量的基准时间系列数据的步骤；从上述基准时间系列数据求出基准自共分散函数的步骤；从该基准自共分散函数提取处理条件的变动和电源引起的基准变动，求出该基准变动的周期的步骤；在成为半导体制造装置的评价对象的序列中，测定上述特征量的诊断用时间系列数据的步骤；从该诊断用时间系列数据求出诊断用自共分散函数的步骤；以及使用比上述基准变动周期短的周期成分从上述诊断用自共分散函数决定上述半导体制造装置的寿命的步骤。2.一种半导体制造装置的寿命诊断方法，其特征在于包括在开始测定半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐俣秀一，牛久幸广，石井贤，中尾隆，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]