预测旋转机器寿命的装置及其预测和确定维修时间的方法制造方法及图纸

一种用于预测旋转机器的使用寿命预期值的装置包括：负载方案输入模块，其用于获得旋转机器的负载条件；特征输入模块，其用于获得所述旋转机器的特征数据；以及使用寿命预期值预测模块，其根据所述负载条件和所述特征数据计算所述旋转机器的使用寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量旋转机器的使用寿命预期值的旋转机器预期使用寿命预测方法，以及根据使用寿命预期值确定对一个旋转机器的最佳维修时间的旋转机器维修时间确定方法。现有技术对于高效率的半导体器件制造来说故障检测变得越来越重要。特别是作为向着大型/小批量的系统LSI(大规模集成电路)产品方向发展的趋势，从而需要有效而高度自适应的半导体器件制造方法。这可以使用小规模的生产线，用于半导体器件的有效制造。但是，如果仅仅减少生产线，则制造设备的生产能力的利用率下降。相应地，与大规模生产线相比存储例如投资效率下降这样的问题。为了纠正这种状况，有一种方法是在一个半导体制造设备执行的多种生产工艺。例如，低压化学汽相淀积(LPCVD)系统，所导入的反应气体和反应产品根据薄膜淀积的类型而不同。使用真空泵从LPCVD腔内抽空。相应地，根据制造工艺的类型不同，而薄膜淀积要求不同并且用于在真空泵内的反应产品的形成条件不同。因此，真空泵的使用寿命受到处理历史过程的影响。通常，用于在操作过程中监控电流、温度等等的传感器被附加到真空泵上。由此，可以由操作员通过直接观察或者从绘制图表上的信息观察真空泵是否出现故障。但是，用于真空泵的电流和温度根据各种处理条件而改变，极其难以从这些随着每个工艺而改变的数值中测量真空泵的使用寿命预期值。如果在LPCVD的薄膜淀积过程中，真空泵被非正常地关闭，然后被处理的这批产品会存在缺陷。另外，由于腔体以及用于气体导入或真空排除的管道内的剩余反应气体所造成的微尘，因此需要额外的LPCVD系统维护。进行这种额外的维护使得半导体器件的效率大大下降。如果在安全的范围内安排定期的维护作为一种避免在生产过程中突然非正常关闭的措施，用于维护真空泵的频率可能是一个天文数字。不但这会增加维护成本，而且它会导致由于改变真空泵而造成LPCVD系统的生产能力利用率下降，造成半导体器件的制造效率极度下降。为了对多种工艺共同使用半导体制度设备，这是对有效的小规模生产线的要求，这样就希望能够准确地预测真空泵使用寿命的预期值，并且操作该真空泵而不浪费任何时间。以前有人提出一些预测真空泵使用寿命预期值的方法。在日本专利申请公开No.2000-283056号中，公开一种利用例如真空泵电流量、温度或振动这样的多个物理量的真空泵故障预测方法。另外，它已经公开必须考虑到半导体制造设备的工作条件来预测真空泵故障，该工作条件例如工作时间与待机时间之比。但是，在把公共的半导体制造设备用于多个处理的情况中，不可能适应真空泵使用寿命预期值的历史结果。请注意，日本专利公开No.2000-283056的目的在于观察真空泵的异常，而不在于预测使用寿命预期值。因此，需要开发一种用于预测真空泵使用寿命预期值的装置和方法。专利技术概述一种用于预测旋转机器的使用寿命预期值的装置包括负载方案输入模块，其用于获得旋转机器的负载条件；特征输入模块，其用于获得旋转机器的特征数据；以及使用寿命预期值预测模块，其根据负载条件和特征数据计算旋转机器的使用寿命。使用旋转机器的制造设备包括工艺控制器，其用于一种生产工艺；旋转机器，其用于处理生产工艺的负载；以及使用寿命预期值预测控制器，其用于根据由工艺控制器获得的工艺方案和从旋转机器获得的特征数据计算旋转机器的使用寿命预期值。提供一种方法，其中包括读取旋转机器的负载条件的负载方案；通过把该负载方案与现有的用于该工艺的负载方案相比较而确定是否存在负载条件的改变；如果没有存在负载条件的改变则采用现有的确定基准，以及如果存在负载条件的改变而不是现有的确定基准，读入和采用符合该工艺条件的确定基准；通过读入对应于该确定基准的对该旋转机器检测的特征数据，处理时间序列的数据；以及根据该时间序列的数据和确定基准计算旋转机器的使用寿命预期值。提供一种方法，其中包括读取旋转机器的负载条件的负载方案；通过把该负载方案与现有的用于该工艺的负载方案相比较而确定是否存在负载条件的改变；如果没有存在负载条件的改变则采用现有的确定基准，以及如果存在负载条件的改变而不适用现有的确定基准，则读入和采用符合该工艺条件的确定基准；通过读入对应于该确定基准的对该旋转机器检测的特征数据，处理时间序列的数据；根据该时间序列的数据和确定基准计算旋转机器的使用寿命预期值；在到达所计算的使用寿命预期值的一个时间段中由半导体生产模拟器查找该工艺过程的待机次数；以及确定对该工艺影响最小的所查找的待机时间中的一个待机时间，或者包括该待机时间在内的一段时间为旋转机器的更换或维修时间。附图说明图1为示出根据本专利技术的实施例的半导体制造设备的一种结构的示意方框图；图2为示出根据本专利技术的第一实施例构成用于预测使用寿命预期值的一个装置的每个处理器的方块结构的示意方框图；图3为示出根据本专利技术的第一实施例在工艺操作过程中的干泵的随时间变化的电流的一个例子的曲线图；图4为示出根据本专利技术的第一实施例在工艺操作过程中的干泵的随时间变化的电流的另一个例子的曲线图；图5为示出根据本专利技术的第一实施例的预测干泵使用寿命预期值的方法的流程图；图6为示出根据本专利技术第一实施例的变型例子的用于预测使用寿命预期值的装置的结构的方框图；图7为示出根据本专利技术第二实施例直到发生故障为止的一个干泵的随时间变化电流的一个例子的曲线图；图8为示出用于图6中所示的随时间变化的电流的自动协方差分析结果的曲线图；图9为示出根据本专利技术第三实施例预测干泵使用寿命预期值的一种方法的流程图；图10为示出根据本专利技术第四实施例预测干泵使用寿命预期值的一种方法的流程图；图11为示出根据本专利技术第五实施例用于确定干泵维修时间的一种方法的半导体生产系统的结构例子的方框图；以及图12为示出根据本专利技术第五实施例确定干泵维修时间的一种方法的流程图。具体实施例方式下面将参照附图描述本专利技术的各个实施例。应当注意，相同或类似的参考标号在这些图中用于表示相同或类似的部件，并且将省略或减化相同或类似的部件或成份的描述。(第一实施例)如图1中所示，根据本专利技术用作为一种半导体制造设备的LPCVD系统包括一个腔体1，其具有能够被排空的气密结构，并且在该腔体1的排气端通过收集器2和闸式阀3由真空管4连接到一个用作为真空泵的干泵5。多个气管被连接到腔体1的上游端，并且该气管分别连接到质量流控制器7、8和9。质量流控制器7、8和9连接到供气系统6，其把要导入的预定气体提供到腔体1。一个工艺控制器11例如对腔体1中的电流量、压力和温度执行控制和确认，以符合工艺控制信号21和工艺信息22。一个使用寿命预期值预测控制器13被连接到该工艺控制器11和泵控制器12。通过从工艺控制器11读取例如包括气体类型、气流速率、压力和基片温度这样的工艺条件的工艺方案25，以及从泵控制器12读取而特征数据26，例如电流、温度和振动这样用于干泵5的特征量，从而预测干泵5的使用寿命预期值。如图2中所示的每个控制器由功能块构成。控制器11具有气体供应控制单元31、压力控制单元32、温度控制单元33，并且泵控制器12具有泵控制单元35、电流/电压监视器36、温度监视器37、振动监视器38、压力监视器39。使用寿命预期值预测控制器13具有工艺条件方案输入模块41、特征数据输入模块42、使用寿命预期值预测模块43、输出模块4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于预测旋转机器的使用寿命预期值的装置包括：负载方案输入模块，其用于获得旋转机器的负载条件；特征输入模块，其用于获得所述旋转机器的特征数据；以及使用寿命预期值预测模块，其根据所述负载条件和所述特征数据计算所述旋转机器的使用寿命。

【技术特征摘要】
JP 2001-3-23 085736/20011.一种用于预测旋转机器的使用寿命预期值的装置包括负载方案输入模块，其用于获得旋转机器的负载条件；特征输入模块，其用于获得所述旋转机器的特征数据；以及使用寿命预期值预测模块，其根据所述负载条件和所述特征数据计算所述旋转机器的使用寿命。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述负载条件由导入气体并且执行半导体制造工艺的腔体的工艺条件所确定，并且所述旋转机器是真空泵。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述工艺条件包括所述气体的种类和所述气体的流速。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述特征数据包括所述真空泵的电压、电流、功率、温度、振动和声音中的一种数据。5.根据权利要求2所述的装置，其中所述使用寿命预期值的计算使用所述特征数据的时间序列数据。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述使用寿命预期值的计算使用用于所述特征数据的平均值、标准偏差、自动互相关系数、自动互相关系数的滞后宽度以及在所述时间序列数据中的有限时间段的Mahalanobis-Taguchi距离的统计分析值中的任何一个数据。7.根据权利要求5所述的装置，其中所述使用寿命预期值的计算从所述统计分析值的改变速度、简单回归或多次回归分析中推导。8.根据权利要求2所述的装置，其中所述计算的使用寿命预期值被送到局域网。9.根据权利要求2所述的装置，其中根据所述计算的使用寿命预期值，提供用于所述工艺的紧急关闭信号。10.一种制造设备包括工艺控制器，其用于控制一种生产工艺；旋转机器，其用于处理所述生产工艺的负载；以及使用寿命预期值预测控制器，其用于根据由所述工艺控制器获得的工艺方案和从所述旋转机器获得的特征数据计算旋转机器的使用寿命预期值。11.根据权利要求10所述的制造设备，其中所述工艺方案确定导入气体并且执行半导体制造工艺的腔体的工艺条件，并且所述旋转机器是真空泵。12.根据权利要求10所述的制造设备，其中所述使用寿命预期值预测控制器具有多种工艺方案。13.根据权利要求11所述的制造设备，其中所述工艺条件包括所述气体的种类和所述气体的流速。14.根据权利要求11所述的制造设备，其中其中所述特征数据包括所述真空泵的电压、电流、功率、温度、振动和声音中的一种数据。15.根据权利要求11所述的制造设备，其中其中所述使用寿命预期值的计算使用所述特征数据的时间序列数据。16.根据权利要求15所述的制造设备，其中其中所述使用寿命预期值的计算使用用于所述特征数据的平均值、标准偏差、自动互相关系数、自动互相关系数的滞后宽度以及在所述时间序列数据中的有限时间段的Mahalanobis-Taguchi距离的统计分析值中的任何一个数据。17.根据权利要求15所述的制造设备，其中其中所述使用寿命预期值的计算从所述统计分析值的改变速度、简单回归或多次回归分析中推导。18.根据权利要求11所述的制造设备，其中其中所述计算的使用寿命预期值被送到局域网。19.根据权利要求11所述的制造设备，其中其中根据所述计算的使用寿命预期值，提供用于所述工艺的紧急关闭信号。20.根据权利要求11所述的制造设备，其中所述工艺控制器和所述使用寿命预期值预测控制器安装在同一个壳体内。21.一种预测旋转机器的预期使用寿命的方法，其中包括读取旋转机器的负载条件的负载方案；通过把所述负载方案与现有的用于该工艺的负载方案相比较而确定是否存在所述负载条件的改变；如果没有存在所述负载条件的改变则采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛久幸広，有门经敏，佐俣秀一，中尾隆，见方裕一，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]