ヒータ素線の寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，ヒータ素線の寿命予測処理システム
【課題】熱処理装置に用いられるヒータ素線が断線する前にその寿命を事前に予測する際に，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間（例えば昇温期間）のデータを利用することにより，ヒータ素線の寿命を従来以上に的確に予測する。
【解決手段】ウエハを熱処理するのに先立ってヒータ素線に電力を供給して熱処理温度まで上昇させる昇温期間内においてヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに電力の振幅の大きさを示す指標を求め，これら電力の大きさ及び電力の振幅の大きさを示す指標がそれぞれの閾値を超える場合にヒータ素線の寿命が近いことを知らせる。
【解決手段】ウエハを熱処理するのに先立ってヒータ素線に電力を供給して熱処理温度まで上昇させる昇温期間内においてヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに電力の振幅の大きさを示す指標を求め，これら電力の大きさ及び電力の振幅の大きさを示す指標がそれぞれの閾値を超える場合にヒータ素線の寿命が近いことを知らせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ヒータ素線の寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，及びヒータ素線の寿命予測処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の一つとして半導体基板（以下，「ウエハ」という）をバッチで処理する縦型熱処理装置が知られている。この装置は例えば下端に搬出入口を設けた処理室を構成する縦型の反応管と，この反応管を囲むように設けられた筒状の断熱体と，この断熱体の内壁面に沿って設けられた抵抗発熱体からなるヒータとを備え，多数枚のウエハを棚状にウエハ保持具に保持させて反応管内に搬出入口を介して搬入し，ヒータにより反応管内を所定の熱処理温度になるように加熱してウエハに対して酸化処理や成膜処理などを行うものである。抵抗発熱体としては例えば鉄−タンタル−カーボン合金などのヒータ素線が用いられ，ヒータ素線は例えば反応管に巻きつけられたコイル状をなしている。
【０００３】
このようなヒータ素線を用いてウエハを加熱して，このウエハに対して酸化処理，アニール処理，ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜処理，または所定の膜を分子層レベルで積層成長させるＭＬＤ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜処理などを施す際，反応管内を例えば９００℃程度の高温に調節する一方，ウエハを反応管内に搬入あるいは反応管内から搬出するときには，ウエハ表面における自然酸化膜の成長を抑えるためなどの理由から反応管内を例えば６５０℃程度の低温に調節する。このようにヒータ素線は高温と低温の状態を繰り返すという過酷な環境下におかれるため，処理条件によっては短い期間で断線してしまうこともある。
【０００４】
ヒータ素線の断線が熱処理中に発生すると，そのバッチに含まれるウエハはすべてスクラップ（不良品）扱いとなるため，損失コストが大きくなり，また熱処理にかかった時間が無駄になる。このため，ヒータ素線の寿命，例えば断線の時期を予測する技術は，ウエハの製造コストを抑え，歩留まりを向上させるために極めて重要である。
【０００５】
従来，ヒータ素線の寿命予測技術についてはさまざまなものが提案されている。例えば，下記特許文献１には，ヒータ素線の抵抗値をモニタしてその推移に基づいて断線時期を予測する技術が記載されている。また，下記特許文献２には，運用（ウエハＷの搬入，熱処理，搬出）ごとに，温度安定時におけるヒータ素線への供給電力を測定し，各運用の標準偏差の推移を把握することによって，ヒータ素線の断線を予測する方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２５８８３９号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで，ヒータ素線に電力の供給を開始しても直ぐに反応管内が所定の温度になるわけではなく，電力の供給を開始してから徐々に温度が上昇して，所定の温度に達する。この場合，温度が上昇している間よりも，温度が所定の温度に達した後の時の方がヒータ素線に供給される電力は安定している。従って，従来は，上述したようにヒータ素線が所定の温度まで達した後のいわゆる温度安定時にヒータ素線の抵抗値や電力値などの電気データを収集し，この温度安定時の電気データからヒータ素線の劣化状況を判断していた。
【０００８】
ところが，温度安定時における電気データは，ヒータ素線が断線したときには大きく変化するものの，ヒータ素線が断線するまではそのヒータ素線の劣化状況に拘わらず，大きく変化するものではない。このため，特にヒータ素線が断線する前にその断線を事前に予測する場合には，ヒータ素線の劣化がない場合と劣化が進んだ場合との間の差異を検出し難いので，ヒータ素線の寿命を的確に予測するのは難しいという問題があった。
【０００９】
このように，ヒータ素線の寿命を的確に予測できないと，寿命近くになったヒータ素線を事前に検出できずに熱処理中にそのヒータ素線が突然断線してしまったり，まだ交換する必要のないヒータ素線について寿命が近いと予測し，そのヒータ素線を交換してしまったりする虞もある。
【００１０】
また，たとえヒータ素線の寿命を予測できたとしても，予測できた時期が寿命直前では，交換部品であるヒータ素線の手配が断線時期に間に合わなくなったり，ヒータ素線を交換するための熱処理装置のメンテナンススケジュールを事前に立てられなかったりするので，熱処理装置を長時間停止させ，熱処理装置の稼働率を低下させてしまう虞もある。このため，ヒータ素線の断線はできる限り早い時期に予測できることが好ましい。
【００１１】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，熱処理装置に用いられるヒータ素線が断線する前にその寿命を事前に予測する際に，ヒータ素線の寿命をより的確に，しかもより早い時期に予測できるヒータ素線の寿命予測方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出する工程と，前記電力の大きさの最大値が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００１３】
本発明者らは，ヒータ素線が未だ断線していない場合には，ヒータ素線に電力を供給したときに所定の温度に達した後の温度安定時よりも，所定の温度に達する前に温度が上昇して変化している昇温期間の方が，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易く，ヒータ素線の断線前にそれが劣化している場合と劣化していない場合の違いが見分け易いことを見出し，本発明はこの昇温期間のデータを利用して，ヒータ素線が断線する前にヒータ素線の寿命を予測するようにしたものである。本発明によれば，このような昇温期間においてヒータ素線に供給された電力大きさの最大値を検出し，これに基づいてヒータ素線の寿命を予測することにより，従来以上に的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。しかも，温度安定時よりも昇温期間の方が，早い時期にヒータ素線の断線の兆候が現れ易いので，従来よりも早い時期にヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００１４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，前記電力の振幅の大きさを示す指標が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００１５】
この発明によれば，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い昇温期間においてヒータ素線に供給される電力の振幅の大きさを示す指標を求め，これに基づいてヒータ素線の寿命を予測する。これによって，従来以上に的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００１７】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置した被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，電源から供給される電力の大きさに応じた温度で発熱するヒータ素線と，前記電源からの供給電力を制御して前記ヒータ素線による温度制御を行う制御部とを備え，前記制御部は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めて，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００１８】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法を実行するためのプログラムを記録する記録媒体であって，コンピュータに，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めるステップと，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うステップと，を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【００１９】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置と，データ処理装置とをネットワークで接続し，前記ヒータ素線の寿命を予測するヒータ素線の寿命予測処理システムであって，前記熱処理装置は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力データを収集して，この電力データを，前記ネットワークを介して前記データ処理装置に送信し，前記データ処理装置は，前記電力データを受信すると，この電力データの大きさの最大値が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とするヒータ素線の寿命予測処理システムが提供される。
【００２０】
このような本発明にかかる寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，又はヒータ素線の寿命予測処理システムによれば，ヒータ素線の寿命の兆候が現れやすい昇温期間においてヒータ素線に供給された電力を測定し，この測定した電力の最大値と振幅の大きさに基づいてヒータ素線の寿命を予測するため，的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。しかも，電力の大きさの最大値と振幅の大きさを示す指標の２つに基づいて，より多角的な観点に立ってヒータ素線の寿命の予測を行うため，より早い時期により的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００２１】
また上記閾値は，前記熱処理の条件に応じて予め設定することができる。例えば，上記閾値は，前記熱処理温度と前記昇温期間の時間に応じて予め設定することができ，また，昇温期間における昇温レートに応じて予め設定することができる。このように閾値を設定すれば，より的確にヒータ素線の劣化状況を判断することができるようになる。
【００２２】
上記電力の振幅の大きさを示す指標として，前記電力の極小値及び極大値の残差平方和を用いることができる。このようにすれば，電力の振幅の大きさを数値化して扱えるためヒータ素線の寿命をより的確に予測することができる。
【００２３】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数のヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記熱処理を繰り返すごとに，前記熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集する工程と，前記収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出する工程と，前記中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。なお，ヒータ素線が正常のときとは，例えばヒータ素線を取り付けたときや交換したときなどのようにヒータ素線が劣化していないときの方が好ましいが，ヒータ断線の兆候が現れる前などのように所定の使用頻度以下のときであってもよい。
【００２４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の加熱ゾーンを有する処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，前記各加熱ゾーンに割り当てられ，複数の電源からそれぞれ供給される電力の大きさに応じた温度で発熱する複数のヒータ素線と，前記各電源からの供給電力を制御して前記各ヒータ素線による温度制御を行う制御部とを備え，前記制御部は，前記熱処理が繰り返されるごとに，各熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集し，この収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出し，この中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００２５】
このような本発明にかかる寿命予測方法又は熱処理装置によれば，ヒータ素線が複数本であっても，各ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い昇温期間において各ヒータ素線に供給される電力を測定して得られる電力データに基づいてヒータ素線の寿命を予測する。したがって，従来以上に的確に各ヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００２６】
また，各ヒータ素線の寿命予測にマハラノビスの距離を用いることによって，測定した電力データが寿命に近いヒータ素線を含む複数のヒータ素線から得られたものか否かを的確に判断することできる。また，ヒータ素線の本数が多くなっても簡単にそれらの寿命を的確に予測することができる。
【００２７】
この場合，上記電力データとして，前記各ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値及び前記電力の振幅の大きさを示す指標を含むデータを用いることができる。このようなデータであれば，各ヒータ素線の寿命の兆候があるか否かを的確に判断することができる。
【００２８】
また，本発明によれば，上記ヒータ素線による加熱領域が前記処理室の縦方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されている場合も，また上記ヒータ素線による加熱領域が前記被処理基板の面方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されている場合も，複数のヒータ素線の寿命を早い時期に的確に予測することができる。
【００２９】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００３０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００３１】
このような本発明にかかる寿命予測方法又は熱処理装置によれば，温度安定時よりも，ヒータ素線の寿命の兆候が現れやすい被処理基板の搬入期間においてヒータ素線の温度のデータを収集し，この収集した温度データの最大値に基づいてヒータ素線の寿命の兆候があるか否かを判断するため，その判断をより早い時期に行うことができる。また，基板搬入期間では基板保持具の搬入時に基板搬出入口が開くので，この基板搬出入口に最も近いヒータ素線の温度変化が大きくなるので，その寿命の兆候も他のヒータ素線に比してより顕著に現れ易い。本発明では，このようなヒータ素線の温度のデータを収集し，この収集した温度データの最大値に基づいてヒータ素線の寿命の兆候があるか否かを判断するため，その判断をより早い時期に，しかもより的確に行うことができる。
【００３２】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００３３】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００３４】
このような本発明にかかる寿命予測方法又は熱処理装置によれば，基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断したことのみならず，その後に低下傾向にあると判断した場合にヒータ素線の寿命が近いことを知らせることにより，より的確な時期に寿命予測を行うことができる。例えばヒータ素線温度の最大値がシフトしてから断線するまでに相当回数の熱処理が可能なヒータ素線の場合には，ヒータ素線の寿命を予測する時期が早すぎずに，的確な時期にヒータ素線の寿命が近いことを知らせることができる。
【００３５】
この場合，上記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値が所定温度以上高くシフトした時点で，前記ヒータ素線の断線兆候があることを知らせる告知処理を行うようにしてもよい。これによれば，ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる前に，ヒータ素線の断線兆候があることを知らせることができるので，より早い段階でヒータ素線の交換の準備等を進めることができる。
【００３６】
また，上記前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから，その最大値が低下傾向にあることを判断する際には，そのヒータ素線温度の最大値が所定回数以上連続して低下したことを基準に判断するようにしてもよい。この場合には，例えば基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから最大値の移動平均値を求め，この移動平均値が所定回数連続して低下した場合に，前記最大値が低下傾向にあると判断する。これにより，ヒータ素線温度の最大値の低下傾向を正確に把握することができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように本発明によれば，熱処理装置に用いられるヒータ素線が断線する前にその寿命を事前に予測する際に，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間（例えば昇温期間，被処理基板の搬入期間など）のデータを利用することにより，ヒータ素線の寿命を従来以上に的確に予測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３９】
（第１実施形態にかかる熱処理装置）
まず，本発明の第１実施形態におけるヒータ素線寿命予測を適用可能な縦型熱処理装置（以下，単に「熱処理装置」ともいう）１００について図面を参照しながら説明する。図１は，熱処理装置１００の概略構成を示す縦断面図であり，図２は，熱処理装置１００が備える電力系の概略構成を示すブロック図である。
【００４０】
熱処理装置１００は，例えば図１に示すように，ウエハＷに対して熱処理を行うための処理室１２２を備える。処理室１２２は反応管１１０とマニホールド１１２により構成される。反応管１１０は，石英で作られた内管１１０ａと外管１１０ｂからなる二重管構造により構成され，反応管１１０の下側には金属性の筒状のマニホールド１１２が設けられている。内管１１０ａは，上端に開口部を有しており，マニホールド１１２に支持されている。外管１１０ｂは，有天井に形成されており，下端がマニホールド１１２の上端に気密に接合されている。
【００４１】
反応管１１０内には，多数枚例えば１５０枚の被処理基板としてのウエハＷが水平な状態で，上下に所定の間隔をおいてウエハ保持具（基板保持具）であるウエハボート１１４に棚状に配置されている。このウエハボート１１４は蓋体１１６の上に保温筒（断熱体）１１８を介して保持されている。
【００４２】
蓋体１１６は，ウエハボート１１４を反応管１１０内に搬入，搬出するためのボートエレベータ１２０の上に搭載されており，上限位置にあるときには反応管１１０とマニホールド１１２とで構成される処理室１２２の基板搬出入口としての下端開口部１２３を閉塞する役割を果たしている。
【００４３】
なお，処理室１２２の下端開口部１２３の近傍には，熱処理後のウエハボート１１４が処理室１２２から搬出された際に下端開口部１２３を遮蔽するシャッタ（図示せず）が設けられている。
【００４４】
反応管１１０の周囲には，ヒータ１３０が設けられている。ヒータ１３０は，図１と図２に示すように，例えば５段に配置されたヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅから構成されている。すなわち，ヒータ１３０による加熱領域が反応管１１０の縦方向（垂直方向）に沿って複数（ここでは５つ）の加熱ゾーンに分けられており，各加熱ゾーンに各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅがそれぞれ配置されている。
【００４５】
各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅは，例えば鉄−タンタル−カーボン合金などの抵抗発熱体からなり，反応管１１０の外周にコイル形に巻き付けられている。なお，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを反応管１１０の外周に沿って波形に巻き付けるようにしてヒータ１３０を構成するようにしてもよい。
【００４６】
各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅには電源１３４Ａ〜１３４Ｅが接続されており，制御部２００からの制御信号に従って，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅから各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに対して独立して電力が供給される。各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅは，供給された電力の大きさに応じて発熱する。
【００４７】
反応管１１０の外壁には，垂直方向（縦方向）の加熱ゾーンごとに各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの温度を検出するための外部温度センサ１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ）が配置されている。内管１１０ａの内壁には，垂直方向（縦方向）の加熱ゾーンごとに各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが加熱する反応管１１０内の雰囲気の温度を検出する内部温度センサ１３８が配置されている。外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８は例えば熱電対で構成される。制御部２００は，各温度センサ１３６，１３８により検出された温度検出値を，加熱ゾーンごとに温度データ（温度情報）として取得し，これらの検出温度データと予め設定された設定温度データとに基づいて各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力値を制御して発熱量を制御するように構成される。
【００４８】
このように，本実施形態にかかるヒータ１３０によれば，処理室１２２内を５個の加熱ゾーンに分けて加熱することができるので，熱処理中の処理室１２２内の温度を均一に保つことができ，すべてのウエハＷに対して温度のばらつきなく熱処理を施すことができる。
【００４９】
マニホールド１１２には，例えばジクロルシラン，アンモニア，窒素ガスなどの処理ガスを各処理ガス源（図示せず）から処理室１２２内に供給するための複数のガス供給管が接続されている。図１では，理解を容易にするため，３本のガス供給管１４０Ａ〜１４０Ｃを示している。各ガス供給管１４０Ａ〜１４０Ｃには，ガス流量を調整するためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）などの流量調整部１４２Ａ〜１４２Ｃが備えられている。
【００５０】
さらに，マニホールド１１２には，排気管１５０を介して排気手段１５２が接続されている。この排気手段１５２によって，内管１１０ａと外管１１０ｂとの隙間から反応管１１０内の雰囲気を排気して，反応管１１０内の圧力を調整することができる。この排気手段１５２は，例えば，コンビネーションバルブ，バタフライバルブなどの各種バルブと真空ポンプから構成される。また，排気管１５０には，処理室１２２内の圧力を検出して，排気手段１５２をフィードバック制御するための圧力センサを備えるようにしてもよい。圧力センサとしては，外気圧の変化の影響を受けにくい絶対圧型を用いることが好ましいが，差圧型を用いてもよい。
【００５１】
また，熱処理装置１００は，反応管１１０内の処理雰囲気の温度，ガス流量，圧力といった処理パラメータを制御するための制御部２００を備えている。例えば制御部２００は，外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８からの温度のデータに基づいて各電源１３４Ａ〜１３４Ｅを制御して各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力を調整する。このようにして制御部２００は，処理室１２２内の温度を熱処理温度まで上昇させて，ウエハＷに対してその熱処理温度で熱処理を施すことができる。
【００５２】
また，制御部２００は，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給された電力値を測定することができる。例えば制御部２００は，後述する所定の期間における各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力のデータを収集し，それらに基づいて各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【００５３】
（制御部の構成例）
次に，上記制御部２００の具体的な構成例について図面を参照しながら説明する。図３は，制御部２００の具体的な構成例を示すブロック図である。図３に示すように，制御部２００は，制御部本体を構成するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１０，ＣＰＵ２１０が各部を制御するためのプログラム（例えばウエハＷの処理プログラム）や後述する電力データの演算プログラム等を格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２０，ＣＰＵ２１０が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３０，時間を計時するカウンタなどで構成される計時手段２４０，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイなどで構成される表示手段２５０，オペレータによるプロセスレシピの入力や編集など種々のデータの入力及び所定の記憶媒体へのプロセスレシピやプロセスログの出力など各種データの出力などを行うことができる入出力手段２６０，警報器（例えばブザー）などで構成される報知手段２７０，ＣＰＵ２１０が各部を制御するためのプログラム（例えばウエハＷの熱処理プログラム）や後述するヒータ素線寿命予測の演算プログラム等やデータを記憶するハードディスク（ＨＤＤ）やメモリなどの記憶手段２８０を備える。
【００５４】
また，制御部２００は，上記の他にも，図示はしないが，例えばセンサ信号の入力や制御信号の出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）を備える。入出力ポートには，例えば上述した外部温度センサ１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ）及び内部温度センサ１３８が接続される。制御部２００は必要に応じて各温度センサ１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ），１３８からの信号を入出力ポートを介して入力する。また，入出力ポートには，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの電源１３４Ａ〜１３４Ｅが接続されており，制御部２００は必要に応じて電源１３４Ａ〜１３４Ｅに制御信号を入出力ポートを介して出力する。
【００５５】
これらＣＰＵ２１０，ＲＯＭ２２０，ＲＡＭ２３０，計時手段２４０，表示手段２５０，入出力手段２６０，報知手段２７０，記憶手段２８０，入出力ポート等は，制御バス，システムバス，データバスなどのバスライン２０２を介して電気的に接続されている。
【００５６】
上記記憶手段２８０には，例えば電力データ２８２，温度データ２８４，演算結果データ２８６などが記憶される。温度データ２８４には，例えば外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８から得られた検出温度データ，予め各加熱ゾーンごとに設定された設定温度データが含まれる。電力データ２８２には，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力のデータが含まれる。この供給電力としては，例えば各電源１３４Ａ〜１３４Ｅに電力計を取り付けて検出した実際の供給電力（電力波形）である。演算結果データ２８６には，例えばＣＰＵ２１０が上記電力データ２８２や温度データ２８４を用いて所定の演算を行った結果得られるデータが含まれる。具体的には，後述する本実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理で用いられる電力データ２８２の最大値，残差平方和，及び温度データ２８４の最大値などが挙げられる。このような演算結果データ２８６の詳細については後述する。
【００５７】
（熱処理装置の動作の具体例）
ここで本実施形態にかかる熱処理装置１００の動作の具体例について図面を参照しながら説明する。この熱処理装置１００では，制御部２００の制御により，１回の運用で多数枚のウエハＷに対して一度に熱処理を行うための一連の工程を繰返し行うようになっている。図４は，熱処理装置１００によって１回の運用で行われる各工程における処理室１２２内の設定温度データを示す特性図である。
【００５８】
図４に示すように，先ず時刻ｔ０から時刻ｔ１までのウエハ搬入期間（基板搬入期間）において，処理室１２２内に複数枚のウエハＷを搬入する工程（ローディング工程）を行う。具体的には，制御部２００は，処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽している図示しないシャッタを開き，ボートエレベータ１２０によって蓋体１１６を上昇させて，例えば１５０枚のウエハＷが保持されているウエハボート１１４と保温筒１１８を処理室１２２内に搬入し，処理室１２２の下端開口部１２３を蓋体１１６で閉塞する。この搬入期間においては，処理室１２２内の設定温度を例えば６５０℃とする。
【００５９】
そして，排気手段１５２により処理室１２２内を排気することによって処理室１２２内を所定の圧力に調整する。このとき調整された処理室１２２内の圧力が維持されるか否かの圧力チェック処理を行い，圧力異常がないと判断した場合には，流量調整部１４２Ａ〜１４２Ｃを制御して処理室１２２内に不活性ガス例えば窒素ガスを導入して処理室１２２内をパージする。
【００６０】
次に，時刻ｔ１〜ｔ２までの昇温期間において処理室１２２内を昇温させる昇温工程を行い，時刻ｔ２〜ｔ３までの熱処理期間において所定の熱処理工程を行う。具体的には時刻ｔ１から制御部２００は制御信号により電源１３４Ａ〜１３４Ｅを制御して各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに対して所定の電力を供給して処理室１２２内を加熱する。その後，時刻ｔ２にて処理室１２２内が熱処理温度例えば９００℃に達したところで，制御部２００は，流量調整部１４２Ａ〜１４２Ｃを制御して処理室１２２内に所定の処理ガスを供給して，時刻ｔ３までウエハＷに対する熱処理例えば減圧ＣＶＤ法による成膜処理を行う。なお，この昇温期間ｔ１〜ｔ２の時間は例えば２５分に設定される。この場合，昇温期間における処理室１２２内の温度上昇率（昇温レート）は例えば毎分１０℃となる。
【００６１】
次いで，各ウエハＷに所定の膜を形成する熱処理が終了すると，時刻ｔ３〜ｔ４までの降温期間において処理室１２２内を降温させる降温工程を行う。具体的には時刻ｔ３にて処理室１２２内へ処理ガスに代えて不活性ガスを導入して，処理室１２２内をパージする。また，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅから各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅへの電力供給を停止させる。これによって，処理室１２２内の温度は徐々に下降していく。
【００６２】
次に，時刻ｔ４〜ｔ５のウエハ搬出期間（基板搬出期間）においてウエハボート１１４を反応管１１０から搬出する搬出工程（アンローディング工程）を行う。具体的には，処理室１２２内が例えば６５０℃まで低下したところで，時刻ｔ４にて処理室１２２内の圧力を調整して大気圧に復帰させ，蓋体１１６を降下させてウエハボート１１４に配置されている複数のウエハＷを処理室１２２から搬出し，図示しないシャッタを閉じて処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽する。
【００６３】
こうして，処理室１２２内からの複数のウエハＷの搬出が終了する時刻ｔ５の時点で熱処理装置１００による一連の工程（１回の運用）が完了することになる。熱処理装置１００は，時刻ｔ０から時刻ｔ５までの一連の工程を行った後，次の一連の工程からなる運用（ウエハＷの搬入，熱処理，ウエハＷの搬出）を行う。以後，同様に一連の工程からなる運用を繰り返し行う。
【００６４】
ところで，熱処理装置１００によって上記のような一連の工程からなる運用を繰り返し行うと，処理室１２２内は，ウエハＷを搬入・搬出するための比較的低温（例えば６５０℃）とウエハＷに対して熱処理を施すための高温（例えば９００℃）とに交互に調整される。そのため，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅは，高温と低温の状態を繰り返すことになり，熱処理条件によっては短い期間で突然断線してしまうこともある。
【００６５】
いずれかのヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが熱処理中に断線してしまうと，そのバッチに含まれるウエハＷに対する熱処理が不十分となり，そのウエハＷがすべて不良品となってしまうため，損失コストが大きくなり，また熱処理にかかった時間が無駄になる。
【００６６】
このため，本実施形態にかかる熱処理装置１００では，熱処理中に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが突然断線するような事態に陥らないように，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する処理を行うようになっている。
【００６７】
本実施形態におけるヒータ素線寿命予測処理では，温度安定時よりもヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの断線の兆候が現れ易い期間（例えば昇温期間など）のデータを用いる。これは，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが未だ断線していない場合には，これらに電力を供給したときに所定の温度に達した後の温度安定時よりも，例えば所定の温度に達する前に温度が上昇して変化している昇温期間の方が，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの断線の兆候が現れ易く，断線前に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが劣化している場合と劣化していない場合の違いが見分け易いからである。
【００６８】
このような温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間のデータを利用して，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測することにより，従来以上に的確に寿命を予測することができる。しかも，温度安定時よりも昇温期間の方が，早い時期に断線の兆候が現れ易いので，従来よりも早い時期に寿命を予測することができる。これにより，例えば余裕を持って各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの交換部品を用意し，交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。
【００６９】
（第１実施形態におけるヒータ素線の寿命予測）
次に，第１実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは，熱処理装置１００における各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を，処理室１２２内が熱処理温度になるまで昇温させるときの昇温期間に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力データを用いて予測する場合を例に挙げる。具体的には例えば各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力（以下，単に「供給電力」ともいう）のデータを収集して，この収集した電力データを解析することによって各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【００７０】
図５は，第１実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理（以下，単に「寿命予測処理」ともいう）の具体例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートによるヒータ素線寿命予測処理は，熱処理装置１００において１回の運用（バッチ処理）が行われるごとに，制御部２００によって所定のプログラムに基づいて実行される。
【００７１】
まず，ステップＳ１１０にて，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力のデータを収集する。ここでは，熱処理装置１００の１回の運用における昇温期間ｔ１〜ｔ２の電力のデータを収集し，これらを電力データ２８２として記憶手段２８０に記憶する。
【００７２】
ここで，上述した昇温期間の電力データについて図面を参照しながら，ヒータ素線の劣化が進んだ場合と未だ劣化していない正常な場合とを比較して説明する。なお，昇温期間の電力データに基づいて寿命予測を行う場合には，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命についてすべて同様に予測することができるので，以降では，最も上側に配置されるヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する場合を例に挙げて説明する。
【００７３】
図６Ａと図６Ｂは，処理室１２２内を所定の熱処理温度に調整するために昇温期間において電源１３４Ａによりヒータ素線１３２Ａに供給された電力の波形を示すグラフである。このうち図６Ａは劣化して寿命が近いヒータ素線１３２Ａに供給された電力の波形を示しており，図６Ｂは未だ劣化していない正常なヒータ素線１３２Ａに供給された電力の波形を示している。図６Ａと図６Ｂにおいて，縦軸はヒータ素線１３２Ａに供給された電力値を示しており，横軸はヒータ素線１３２Ａに電力が供給されている時間を示している。また，図６Ａと図６Ｂでは，電源１３４Ａがヒータ素線１３２Ａに供給することができる最大電力（以下，「定格電力」という）を１００％，０Ｗを０％として各電力波形を示している。
【００７４】
図６Ａと図６Ｂを比較すれば，ヒータ素線１３２Ａの劣化が進むと，電力の最大値及び振幅が大きくなることがわかる。これは，ヒータ素線１３２Ａが劣化すると，電源１３４Ａからより大きい電力を供給しなければ，所定の時間内に処理室１２２内を所定の熱処理温度に調整することができなくなるために生じる傾向である。図６Ａに示す例では，昇温期間として設定されている時間で処理室１２２が所定の熱処理温度に調整されるように，電源１３４Ａが瞬間的に定格電力をヒータ素線１３２Ａに供給している。
【００７５】
また，ヒータ素線１３２Ａが劣化するに連れて，供給電力から交流成分が消滅し電力波形が安定するまでの時間が長くなる。これは，ヒータ素線１３２Ａが劣化すると，電源１３４Ａからより大きい電力をより長く供給しなければ，昇温期間として設定されている時間で処理室１２２内を所定の熱処理温度に調整することができなくなるために生じる傾向である。
【００７６】
本実施形態にかかる寿命予測処理では，このような電力波形の特徴に着目して，この特徴を数値化してヒータ素線１３２Ａの寿命予測に利用する。この場合，上記のようなヒータ素線１３２Ａの劣化を示す電力波形の特徴，例えば供給電力の最大値や振幅の大きさなどは，昇温期間の電力波形に顕著に現れる。これに対して温度安定時である熱処理期間ｔ２〜ｔ３では，すでに供給電力の波形から交流成分が消滅しているため，供給電力の最大値や振幅の大きさを正確には検出し難い。
【００７７】
このため，本実施形態にかかる制御部２００は，昇温期間においてヒータ素線１３２Ａに供給された電力のデータをステップＳ１１０にて収集した後，上記のような電力波形の特徴を数値化するために，収集した電力データを用いて例えばヒータ素線１３２Ａへの供給電力の最大値や振幅の大きさなどを求める各種演算処理を実行する。
【００７８】
なお，ここでいう「供給電力の振幅の大きさ」とは，瞬間的な供給電力の振幅の大きさではなく，昇温期間における供給電力の振幅和の大きさをいう。このため，昇温期間における供給電力の交流成分を構成する波一つ一つの振幅が大きく，かつ，交流成分の消滅時期が遅れ，供給電力が安定するまでの時間が長いほど供給電力の振幅が大きくなる。
【００７９】
このような各種演算処理として，図５に示す寿命予測処理では，ステップＳ１２０にて，収集した電力データに基づいて，昇温期間における供給電力の最大値と振幅の大きさを求める。このうち，供給電力の最大値については，図６Ａに示す例では，電源１３４Ａの定格電力が最大値として算出され，図６Ｂに示す例では，定格電力の８０％が最大値として算出される。このように算出された供給電力の最大値は，演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【００８０】
なお，熱処理装置１００が１回の運用（バッチ処理）を実行するごとにステップＳ１２０が実行されて供給電力の最大値が算出されるので，昇温期間における供給電力の最大値について，運用（バッチ処理）ごとの推移を把握することができる。
【００８１】
ここで，昇温期間における供給電力の最大値についての運用回数ごとの推移を図７に示す。図７に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達すると供給電力の最大値が急激に増加する。これをヒータ素線１３２Ａの断線の予兆として捉えることができる。実際，図７に示す例では，供給電力の最大値が急激に増加した後，８回目の運用中にヒータ素線１３２Ａが断線している。
【００８２】
本実施形態では，供給電力の最大値の急激な増加を判断するために，供給電力の最大値に閾値を設定している。供給電力の最大値は，熱処理条件に応じて変化する蓋然性が高いため，上記閾値についても熱処理条件に応じて設定することが好ましい。例えば，２５分間の昇温期間にて処理室１２２内の温度を６５０℃から９００℃に上昇させる熱処理条件においては，閾値は例えば”９４％”に設定される。
【００８３】
上記ステップＳ１２０においては，上記の供給電力の最大値と共にその振幅の大きさを示す指標も求める。ここでは振幅の大きさを示す指標として，例えば供給電力の極小値と極大値の残差平方和を計算して，この残差平方和に基づいて供給電力の振幅の大きさを判断する。
【００８４】
このような供給電力の極小値と極大値の残差平均和の算出方法の具体例について，図面を参照しながら説明する。図８は，昇温期間における供給電力の波形の一部を拡大して示している。まず，制御部２００は，この波形の極値（極大値と極小値）３０１，３０２，・・・，３０７，・・・に対して，例えば最小二乗法を用いて回帰直線３００を求める。
【００８５】
次に，回帰直線３００と昇温期間における各極値３０１，３０２，・・・，３０７，・・・との差（残差）εｉ（ｉ＝１，２，・・・，７，・・・）を求め，さらに各残差の二乗の総和すなわち残差平方和を算出する。このように求めた残差平方和は，供給電力の振幅が大きいほど大きな値を示す。このように残差平方和は，供給電力の振幅の大きさに応じた値を示すものであるため，残差平方和に基づいて供給電力の振幅の大きさを判断することができる。そして上記のように，ヒータ素線１３２Ａが劣化すると昇温期間における供給電力の振幅が大きくなることから，ヒータ素線１３２Ａの劣化状況を的確に判断するための指標として残差平方和の値を用いることができる。このように算出された供給電力の残差平方和は，演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【００８６】
制御部２００は，熱処理装置１００が運用（バッチ処理）を行うごとにステップＳ１２０を実行し供給電力の振幅の大きさを，すなわち残差平方和を算出する。これによって，昇温期間における供給電力の残差平方和について，運用ごとの推移を把握することができる。
【００８７】
なお，本実施形態において，供給電力は，図６Ａと図６Ｂに示すように，定格電力を１００％とした場合の百分率で表されており，残差及び残差平方和についても，この百分率で表された供給電力の数値を用いて算出している。ただし，残差平方和の値は，供給電力の振幅の大きさを反映するものであればよいため，残差及び残差平方和を算出するにあたり，例えばＷ（ワット）表示された供給電力の値をそのまま用いるようにしてもよい。
【００８８】
ここで，昇温期間における供給電力の残差平方和についての運用回数ごとの推移を図９に示す。図９に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達すると供給電力の残差平方和が急激に増加する。これをヒータ素線１３２Ａの断線の予兆として捉えることができる。実際，図９に示す例では，供給電力の残差平方和が急激に増加した後，５回目の運用中にヒータ素線１３２Ａが断線している。
【００８９】
本実施形態では，供給電力の残差平方和の急激な増加を認識するために，供給電力の残差平方和に閾値を設定している。供給電力の残差平方和も，上記の供給電力の最大値と同様に，熱処理条件に応じて変化する蓋然性が高いため，その閾値についても熱処理条件に応じて設定することが好ましい。例えば，２５分間の昇温期間にて処理室１２２内の温度を６５０℃から９００℃に上昇させる熱処理条件においては，閾値は例えば”７０００００ａ．ｕ．（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ）”に設定される。
【００９０】
そして，ステップＳ１３０にて，供給電力の最大値と残差平方和がそれぞれの閾値を上回っているか否かを判定する。ここで供給電力の最大値と残差平方和のうち少なくともどちらか一方が閾値を上回っていなければ，ヒータ素線１３２Ａは断線の兆候がなく正常であると判断して，この運用（バッチ処理）における寿命予測処理を終了する。
【００９１】
これに対して，ステップＳ１３０にて供給電力の最大値が閾値を上回り，かつ，供給電力の残差平方和が閾値を上回っている場合には，ヒータ素線１３２Ａに断線の兆候があり寿命が近いと判断し，ステップＳ１４０にてヒータ素線の寿命が近いことを知らせる寿命警報の処理を行う。具体的にはヒータ素線の寿命警報処理として，例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線１３２Ａの寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，この運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【００９２】
熱処理装置１００のオペレータは，この寿命警報により，例えばヒータ素線１３２Ａ又はこのヒータ素線１３２Ａを含むヒータ１３０全体の交換部品の手配を行うとともに，この交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。第１実施形態は，早期にヒータ素線１３２Ａの寿命を予測できるものであり，寿命警報の直後にヒータ素線１３２Ａが断線してしまうわけではなく，さらに例えば５〜８回の熱処理が実行されて初めてヒータ素線１３２Ａが断線する。したがって，交換部品の手配やメンテナンスの段取りを時間的に余裕をもって行うことができるので，オペレータは熱処理装置１００のメンテナンス作業を円滑に行うことができる。
【００９３】
以上のように，第１実施形態によれば，昇温期間における供給電力の最大値と残差平方和を計算して，これらの計算結果に基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する。昇温期間における供給電力は，熱処理期間（温度安定期間）における供給電力に比べて，その変動が大きくなるため，昇温期間における供給電力の最大値と残差平方和には，ヒータ素線１３２Ａの断線の兆候が顕著に現れる。しかも，第１実施形態では，熱処理条件に応じて供給電力の最大値と残差平方和それぞれの閾値を設定する。したがって，第１実施形態にかかる寿命予測処理によれば，より早い時期に，ヒータ素線１３２Ａの寿命を従来以上に的確に予測することができる。
【００９４】
さらに，第１実施形態では，供給電力の最大値と残差平方和という２つの指標に基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を多角的に予測する。したがって，信頼性の高い予測結果を得ることができる。
【００９５】
ところで第１実施形態では，供給電力の最大値が閾値を超え，かつ，供給電力の残差平方和が閾値を超えた場合に，ヒータ素線１３２Ａに断線の兆候があると判断している。このような判断基準に代えて，例えば，最大値と残差平方和の少なくともいずれか一方がそれぞれの閾値を超えた場合にヒータ素線１３２Ａに断線の兆候があると判断するようにしてもよい。後者の判断基準を採用すれば，ヒータ素線１３２Ａの劣化がより早くに判断されることになり，このため熱処理中にヒータ素線１３２Ａが不意に断線してしまうという事態をより確実に回避することができる。
【００９６】
第１実施形態では，図５に示すように，ステップＳ１２０にて供給電力の最大値と残差平方和を先に計算して，その後ステップＳ１３０にてそれぞれと閾値との比較判定を行っている。本発明はこの処理の順番に限定されない。例えば，供給電力の最大値を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行い，その後供給電力の残差平方和を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行うようにしてもよい。逆に供給電力の残差平方和を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行い，その後供給電力の最大値を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行うようにしてもよい。
【００９７】
また上述のように第１実施形態では，供給電力の最大値と残差平方和という二つの指標に基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する。ただし，例えば熱処理条件によっては，上記二つの指標のうち一方のみに基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測するようにしてもよい。例えば，目標温度が高く昇温期間として短い時間が設定されているような熱処理条件下では，ヒータ素線１３２Ａが劣化していなくても昇温期間において供給電力の最大値が１００％になってしまい，そのときの供給電力の最大値を求めても，ヒータ素線１３２Ａの劣化を判定することが難しくなる。したがって，このような熱処理条件下では，昇温期間における供給電力の振幅の大きさのみに基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測することが好ましい。
【００９８】
また上述のように第１実施形態にかかる熱処理装置１００には，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが備えられており，ここまで，その中のヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する場合について説明した。その他のヒータ素線１３２Ｂ〜１３２Ｅについても，ヒータ素線１３２Ａと同様にして個別に寿命を予測することができる。
【００９９】
具体的には，制御部２００は，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに，昇温期間における供給電力のデータを収集して，供給電力の最大値と残差平方和を求める。そして，制御部２００は，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに供給電力の最大値及び残差平方和を判定して，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【０１００】
このように，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅそれぞれについて，供給電力の最大値及び残差平方和を判定する際には，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに設定された閾値を用いることが好ましい。
【０１０１】
例えば，処理室１２２内の温度を短時間に高い温度に調整するために通常から定格電力に近い電力が供給されるヒータ素線については，供給電力の最大値を判定するための閾値として定格電力に近い値を設定することが好ましい。同様に，通常から振幅の大きい電力が供給されるヒータ素線については，供給電力の残差平方和を判定するための閾値として大きめの値を設定することが好ましい。
【０１０２】
そして，制御部２００がヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのうちの少なくとも一つの寿命が近いと予測した場合，そのヒータ素線のみ，あるいはヒータ１３０全体を交換する。
【０１０３】
以上のように，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを有する熱処理装置１００において，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに，熱処理条件に応じた閾値を設定することによって，いずれのヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅについても，より早い時期により高い精度でそれぞれの寿命を予測することができる。
【０１０４】
なお，上記第１実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理では，供給電力の最大値に基づいてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測し，また供給電力の振幅の大きさに基づいてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する，いわゆる単変量解析の手法を用いたデータ解析によって予測する場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではない。例えば，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅそれぞれの供給電力の最大値と残差平方和を変量として，これらの変量をすべてまとめて解析して，この多変量解析の結果からヒータ１３０全体の寿命を予測するようにしてもよい。
【０１０５】
（第２実施形態におけるヒータ素線寿命予測）
次に，本発明の第２実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは，多変量解析によりヒータ素線の寿命予測を行う場合を例に挙げる。具体的には，例えば５本のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅからなるヒータ１３０の寿命を予測するのに，ある熱処理における昇温期間中に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給された電力を測定して得られる電力データに含まれるデータ，例えば電力の最大値と残差平方和（１０個の変量）を多変量解析して，この解析結果に基づいてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの少なくとも一つに断線の兆候があるか否かを判別する。この判別分析には，例えばマハラノビスの距離（ＭＤ）の手法を用いる。
【０１０６】
ここでいうマハラノビスの距離とは，例えば未だ劣化していない正常時（定常時）のヒータ素線についての複数変量の分布の中心と判別対象の変量との分離の度合いを表すものである。これによれば，判別対象の変量のマハラノビスの距離を求め，これが所定の閾値を超える場合に，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかに劣化があると判断することができる。
【０１０７】
上述したようなマハラノビスの距離の値（以下，「ＭＤ値」ともいう）を求めるためのＭＤモデル（モデル式）は，熱処理装置１００において複数のウエハＷに対する熱処理の運用（バッチ処理）を行う前に制御部２００により予め求められる。具体的には制御部２００は，予め正常なヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに電力を供給する各電源１３４Ａ〜１３４Ｅから電力データを収集し，各電力データに基づいて最大値と残差平方和を算出し，この算出結果を用いてマハラノビスの距離を算出するためのＭＤモデルを作成し，これを記憶手段２８０に記憶しておく。そして，実際の熱処理装置１００の運用では，このＭＤモデルを用いてＭＤ値を求めて，このＭＤ値に基づいてヒータ素線の寿命予測を行う。なお，ＭＤモデルを作成するために用いられる正常なヒータ素線としては，例えば交換直後のヒータ素線が好ましいが，ヒータ断線の兆候が現れる前の所定の使用頻度以下のヒータ素線であってもよい。
【０１０８】
（ヒータ素線の寿命予測処理の具体例）
以下，第２実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理の具体例について図面を参照しながら説明する。ここでのヒータ素線の寿命予測処理では，上述したように予め作成されたＭＤモデルを用いてＭＤ値を求め，これに基づいてヒータ素線の寿命予測を行う場合の例を挙げる。図１０は，第２実施形態にかかる寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。第２実施形態にかかる寿命予測処理は，熱処理装置１００において複数のウエハＷに対する熱処理の運用（バッチ処理）が行われるごとに，所定のプログラムに基づいて制御部２００により実行される。
【０１０９】
まず，ステップＳ２１０にて各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力データを収集する。その際，制御部２００は，熱処理装置１００の１回の運用の全期間のうち少なくとも，昇温期間ｔ１〜ｔ２において電源１３４Ａ〜１３４Ｅが各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力を示す電力データを収集する。この収集された電力データ２８２は記憶手段２８０に記憶される。
【０１１０】
次にステップＳ２２０にて収集した電力データに基づいて，昇温期間における供給電力の最大値と残差平方和をヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに求める。この最大値と残差平方和の算出方法については，第１実施形態におけるステップＳ１２０と同様である。そして，算出された供給電力の最大値と残差平方和は，例えば演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【０１１１】
続いてステップＳ２３０にて記憶手段２８０に演算結果データ２８６として記憶されている各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和を読み出して，これら１０個の変量を解析してマハラノビスの距離の値（ＭＤ値）を求める。
【０１１２】
この場合，例えば図１１に示すように，制御部２００は，予め作成した上記ＭＤモデル３１０に，上記１０個の変量すなわちステップＳ２２０にて算出した各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値３１２Ａ〜３１２Ｅと残差平方和３１４Ａ〜３１４Ｅを入力する。これによって，判別対象の１０個の変量すなわちヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和のＭＤ値３１６が得られる。
【０１１３】
ここで，昇温期間におけるヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値及び残差平方和のＭＤ値３１６についての運用回数ごとの推移を図１２に示す。図１２に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達するとＭＤ値３１６が急激に増加する。これをヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかの断線の予兆として捉えることができる。実際，図１２に示す例では，ＭＤ値３１６が急激に増加した後，８回目の運用中にヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかが断線している。
【０１１４】
本実施形態では，ＭＤ値が急激に増加したことを判断するために，その判断基準としてＭＤ値に閾値を設定している。ＭＤ値も，第１実施形態における供給電力の最大値や残差平方和と同様に，熱処理条件に応じて変化する蓋然性が高いため，その閾値についても熱処理条件に応じて設定することが好ましい。例えば，２５分間の昇温期間にて処理室１２２内の温度を６５０℃から９００℃に上昇させる熱処理条件においては，閾値は例えば”５”に設定される。
【０１１５】
そして，ステップＳ２４０にてＭＤ値が閾値を上回っているか否かを判定する。ここでＭＤ値が閾値を上回っていなければ，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅはすべて断線の兆候がなく正常であると判断して，この運用におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１１６】
これに対して，上記ＭＤ値が閾値を上回っている場合には，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかに断線の兆候があり寿命が近いと判断して，ステップＳ２５０にてヒータ素線の寿命が近いことを知らせる寿命警報の処理を行う。具体的にはヒータ素線の寿命警報処理として，例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線１３２Ａの寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，制御部２００はこの運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１１７】
熱処理装置１００のオペレータは，この寿命警報により，例えばヒータ１３０全体の交換部品の手配を行うとともに，この交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。第２実施形態は，早期にヒータ１３０の寿命を予測できるものであり，寿命警報の直後にヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかが断線してしまうわけではなく，さらに例えば５〜８回の熱処理が実行されて初めてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかが断線する。したがって，交換部品の手配やメンテナンスの段取りを時間的に余裕をもって行うことができるので，オペレータは熱処理装置１００のメンテナンス作業を円滑に行うことができる。
【０１１８】
以上のように，第２実施形態によれば，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの断線の兆候が現れ易い昇温期間のデータを利用することにより，より早い時期に，ヒータ１３０全体の寿命を従来以上に的確に予測することができる。また，第２実施形態によれば，一旦ＭＤモデル３１０を作成すれば，その後はこのＭＤモデル３１０に昇温期間における各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値３１２Ａ〜３１２Ｅと，残差平方和３１４Ａ〜３１４Ｅを入力するだけで，ヒータ１３０の寿命を予測するための指標（例えばＭＤ値）を簡単に得ることができる。そして，この指標に基づいてヒータ１３０の寿命を的確に予測することができる。
【０１１９】
また，ヒータ１３０では複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが隣接して配置されているため，いずれかのヒータ素線の劣化が進むと，これに隣接するヒータ素線の供給電力にある程度の影響が及ぶ。例えば，ヒータ素線１３２Ｂに劣化が生じると，このヒータ素線１３２Ｂに対応する加熱ゾーンの温度を適切に調整できなくなる。この場合，隣接するヒータ素線１３２Ａとヒータ素線１３２Ｃが劣化したヒータ素線１３２Ｂの機能低下分を補おうとする。このため，ヒータ素線１３２Ａとヒータ素線１３２Ｃの供給電力の最大値と残差平方和は，ヒータ素線１３２Ａとヒータ素線１３２Ｃが劣化していなくても正常時（定常時）よりも大きくなる可能性がある。
【０１２０】
従って，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが隣接して配置されている場合には，第１実施形態のように複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを別個に単変量解析して寿命予測処理に比して，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和を変量として複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅをまとめて一度に多変量解析する第２実施形態の寿命予測処理の方が，ヒータ１３０の寿命予測をより的確に行うことができる。
【０１２１】
なお，第２実施形態では，５本のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅすべての供給電力の最大値と残差平方和を１０個の変量として，これらの変量を多変量解析した結果からヒータ１３０全体の寿命を予測する場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではない。
【０１２２】
例えば，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２ＥごとにＭＤモデル３１０を作成して，昇温期間における各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和の２個の変量を解析して，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２ＥごとにＭＤ値を得るようにしてもよい。この場合には，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとにその寿命を予測することができる。ヒータ１３０において，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを個別に交換できるような場合には，このようにヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅそれぞれの寿命を予測することが好ましい。
【０１２３】
また，上記第１，第２実施形態では，本発明におけるヒータ素線寿命予測を図１に示す複数のウエハＷに対してバッチ処理を行う縦型熱処理装置１００に適用した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，様々な熱処理装置に適用できる。
【０１２４】
（熱処理装置の他の構成例）
ここで，本発明の実施形態にかかるヒータ素線寿命予測を適用可能な熱処理装置の他の構成例について図面を参照しながら説明する。図１３〜図１５に，本発明の適用が可能な枚葉型の熱処理装置の概略構成を示す。
【０１２５】
まず，ウエハＷの平面方向に割り当てられた複数の加熱ゾーンを有する枚葉型の熱処理装置４００について図面を参照しながら説明する。図１３は，この熱処理装置４００の概略構成を示す縦断面図である。図１４は，図１３の熱処理装置４００が備えるヒータ４４０の形状を示す平面図である。このような複数の加熱ゾーンを有する熱処理装置４００によれば，ウエハＷの面内温度についてより高い均一性を得ることができる。例えば，大口径のウエハＷに対する熱処理にこのタイプが用いられる。
【０１２６】
図１３に示すように，熱処理装置４００は，例えば石英製の矩形状になされた処理容器４０２を有している。この処理容器４０２の一側には，ウエハＷを導入するための開口部４０４が形成されており，この開口部４０４の周辺部にはフランジ部４０６が形成されている。
【０１２７】
処理容器４０２内の底部には，石英製の突起部４０８が円周状に複数個立設されている。ウエハＷを保持した搬送アームのピックが開口部４０４から処理容器４０２内に進入し，下降することによって，ウエハＷの裏面周辺部がこれら突起部４０８の先端に当接し，これによってウエハＷが支持される。
【０１２８】
また，処理容器４０２は，開口部４０４の反対側に，処理容器４０２中へ所定の処理ガスを供給するガス供給源４１０がガス供給管４１２を介して接続され，処理容器４０２内の雰囲気を例えば真空排気するための排気手段４１４が排気管４１６を介して接続されている。
【０１２９】
上記開口部４０４の端面には，フランジ部４０６と接するようにして冷却プレート４２０が設けられている。この冷却プレート４２０内には，冷却水を流す冷却水路４２２が設けられており，冷却プレート４２０とフランジ部４０６との間に介在するＯリングなどのシール部材４２４を冷却するようになっている。また，冷却プレート４２０は，処理容器４０２の外側を囲む例えばアルミニウム製のケーシング４３０にボルト４３２などによって締め付け固定されており，これによってケーシング４３０の端部にフランジ部４０６も固定される。そして，開口部４０４は，ウエハＷの搬出入時に気密に開閉されるゲートバルブ４３４が設けられている。
【０１３０】
処理容器４０２の外壁には搬入されたウエハＷを加熱するためのヒータ４４０が設けられている。このヒータ４４０は，処理容器４０２の外壁の周囲に巻き付けるように配線した抵抗発熱体からなるヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃを有している。
【０１３１】
図１４に示すように，各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃには電源４４４Ａ〜４４４Ｃが接続されており，熱処理装置４００全体の動作を制御する制御部４５０からの制御信号に従って，各電源４４４Ａ〜４４４Ｃから各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃに対して独立して電力が供給され，各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃが供給電力に応じて発熱する。
【０１３２】
図１３に示すように，処理容器４０２の外壁には，加熱ゾーンごとに温度センサ４４６Ａ〜４４６Ｃが配置されている。温度センサ４４６Ａ〜４４６Ｃは例えば熱電対で構成される。さらに処理容器４０２の内壁にも加熱ゾーンごとに温度センサを備えるようにしてもよい。制御部４５０は，各温度センサ４４６Ａ〜４４６Ｃを用いて加熱ゾーンごとの温度情報を取得することができる。
【０１３３】
このヒータ４４０によれば，処理容器４０２内を３個のゾーンに分けて加熱することができる。これによって，熱処理中の処理容器４０２内の温度を均一に保つことができ，ウエハＷに対して面内の温度のばらつきなく熱処理を施すことができる。
【０１３４】
制御部４５０は，各電源４４４Ａ〜４４４Ｃにより各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃに供給される電力のデータを収集して，上記第１，２実施形態と同様にこの収集した電力データに基づいて各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃの寿命を予測することができる。
【０１３５】
次に，ウエハＷに対して単一のヒータ素線によって熱処理を施す枚葉型の熱処理装置としてのプラズマＣＶＤ装置５００について図面を参照しながら説明する。図１５は，このプラズマＣＶＤ装置５００の概略構成を示す縦断面図である。
【０１３６】
図１５に示すように，プラズマＣＶＤ装置５００は，気密に構成された略円筒状の処理室５１０を備えており，この処理室５１０にウエハＷを収容し，このウエハＷに対して例えばＴｉＮ（窒化チタン）膜を形成するプラズマＣＶＤ法による成膜処理が実施可能なように構成されている。
【０１３７】
処理室５１０の中にはウエハＷを水平に支持するためのウエハ載置台５２０が配置されている。ウエハ載置台５２０は，ウエハＷが載置される載置台本体５２２，この載置台本体５２２を支持する円筒状の支柱５２４，及び載置台本体５２２と支柱５２４を覆うカバー部材５２６から構成されている。これらの載置台本体５２２，支柱５２４，及びカバー部材５２６は，有機酸に腐食され難く，耐熱性も高い材料，例えば石英によって構成されている。
【０１３８】
なお，ウエハ載置台５２０は，搬送機構（図示せず）からウエハＷを受け取り，また搬送機構にウエハＷを受け渡すために，ウエハＷを支持して昇降させることができるウエハ支持機構（図示せず）を備えている。このウエハ支持機構は，例えば３本のウエハ支持ピン（リフターピン）を有しており，各ウエハ支持ピンは，載置台本体５２２に形成された貫通孔を通って，その表面に対して突没するように動作する。
【０１３９】
処理室５１０の天壁５１２には，絶縁部材５１８を介してシャワーヘッド５４０が設けられている。このシャワーヘッド５４０は，上段ブロック体５４２，中段ブロック体５４４，及び下段ブロック体５４６から構成されている。
【０１４０】
下段ブロック体５４６には，第１の処理ガスを吐出する第１のガス吐出孔５５０と，第２の処理ガスを吐出する第２のガス吐出孔５５２が交互に形成されている。上段ブロック体５４２の上面には，第１の処理ガスを導入する第１のガス導入口５５４と，第２の処理ガスを導入する第２のガス導入口５５６が形成されている。
【０１４１】
上段ブロック体５４２の内部には，第１のガス導入口５５４から分岐して水平方向及び垂直方向に延びる多数の第１の上段ガス流路５５８と，第２のガス導入口５５６から分岐して水平方向及び垂直方向に延びる多数の第２の上段ガス流路５６０が形成されている。また，中段ブロック体５４４の内部には，各第１の上段ガス流路５５８に連通し水平方向及び垂直方向に延びる多数の第１の中段ガス流路５６２と，各第２の上段ガス流路５６０に連通し垂直方向及び水平方向に延びる多数の第２の中段ガス流路５６４が形成されている。そして，各第１の中段ガス流路５６２は，第１のガス吐出孔５５０に連通しており，各第２の中段ガス流路５６４は，第２のガス吐出孔５５２に連通している。
【０１４２】
また，プラズマＣＶＤ装置５００は，ガス供給手段５７０を備えている。このガス供給手段５７０は，第１のガス供給源５７２と第２のガス供給源５７４を備えている。第１のガス供給源５７２は，例えば，ＣｌＦ３ガスを供給するＣｌＦ３ガス供給源，ＴｉＣｌ４ガスを供給するＴｉＣｌ４ガス供給源，Ｎ２ガスを供給するＮ２ガス供給源などを含んでいる。また第２のガス供給源５７４は，例えば，もう一つのＮ２ガス供給源，ＮＨ３ガスを供給するＮＨ３ガス供給源などを含んでいる。
【０１４３】
第１のガス供給源５７２は，第１のガス供給ライン５７６を介して，シャワーヘッド５４０の上段ブロック体５４２に形成されている第１のガス導入口５５４に接続されており，第２のガス供給源５７４は，第２のガス供給ライン５７８を介して，シャワーヘッド５４０の上段ブロック体５４２に形成されている第２のガス導入口５５６に接続されている。第１のガス供給ライン５７６と第２のガス供給ライン５７８はそれぞれ，例えば図示しないバルブやマスフローコントローラが設けられており，ガス流量の調整が可能となっている。
【０１４４】
このような構成によって，第１のガス供給源５７２から例えばＣｌＦ３ガスが送出されると，このＣｌＦ３ガスは，第１のガス供給ライン５７６とシャワーヘッド５４０の第１のガス導入口５５４を経由してシャワーヘッド５４０内に導入され，さらに第１の上段ガス流路５５８と第１の中段ガス流路５６２を経由して第１のガス吐出孔５５０に至り，ここから処理室５１０内へ吐出される。同様に，第２のガス供給源５７４から例えばＮ２ガスが送出されると，このＮ２ガスは，第２のガス供給ライン５７８とシャワーヘッド５４０の第２のガス導入口５５６を経由してシャワーヘッド５４０内に導入され，さらに第２の上段ガス流路５６０と第２の中段ガス流路５６４を経由して第２のガス吐出孔５５２に至り，ここから処理室５１０内へ吐出される。
【０１４５】
なお本実施形態にかかるシャワーヘッド５４０は，第１のガス供給源５７２からのガスと第２のガス供給源５７４からのガスが独立して処理室５１０内に供給されるポストミックスタイプである。このため，処理中に処理室５１０内に２種類のガスを同時に供給することはもちろんのこと，交互に供給することも可能であり，また一方のみを供給することも可能である。なお，シャワーヘッド５４０に代えてプリミックスタイプのシャワーヘッドを採用してもよい。
【０１４６】
シャワーヘッド５４０には，整合器５８０を介して高周波電源５８２が接続されている。この高周波電源５８２からシャワーヘッド５４０に高周波電力が供給されることによって，シャワーヘッド５４０を介して処理室５１０内に供給された処理ガスをプラズマ化して，所定の膜をウエハＷ上に成膜することができる。
【０１４７】
処理室５１０の底壁５１４の中央部には円形の開口部５１４ａが形成されており，底壁５１４にはこの開口部５１４ａを覆うように下方に向けて突出した排気室５９０が連結されている。排気室５９０の側壁には排気管５９２を介して排気手段５９４が接続されている。この排気手段５９４を作動させることによって処理室５１０内を所定の真空度に減圧することができる。
【０１４８】
処理室５１０の側壁５１６には，処理室５１０内に対するウエハＷの搬出入を行うための搬出入口５１６ａと，この搬出入口５１６ａを開閉するゲートバルブ５３４が設けられている。
【０１４９】
そして上記ウエハ載置台５２０を構成する載置台本体５２２には抵抗発熱体からなるヒータ素線５２８が埋め込まれている。このヒータ素線５２８には電源５３０が接続されており，プラズマＣＶＤ装置５００全体の動作を制御する制御部５３６からの制御信号に従って，電源５３０からヒータ素線５２８に対して電力が供給され，ヒータ素線５２８が供給電力に応じて発熱する。
【０１５０】
また，載置台本体５２２には温度センサ５３８が埋め込まれている。この温度センサ５３８は例えば熱電対で構成される。制御部５３６は，温度センサ５３８を用いて載置台本体５２２の温度情報，ひいてはウエハＷの温度情報を取得することができる。
【０１５１】
制御部５３６は，電源５３０によりヒータ素線５２８に供給される電力のデータを収集して，上記第１，２実施形態と同様にこの収集した電力データに基づいてヒータ素線５２８の寿命を予測することができる。こうして，本発明によれば，縦型熱処理装置だけでなく枚葉型の熱処理装置であっても，その熱処理に用いられるヒータ素線の寿命を的確に予測することができる。
【０１５２】
以上のように，第１〜第２実施形態では，ヒータ素線が未だ断線していない場合には，ウエハ搬入後に所定の熱処理温度まで昇温させるための昇温期間（例えば図４に示す時刻ｔ１〜ｔ２）の電気データの方が，温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易いことに着目し，その昇温期間の電気データを用いてヒータ素線の寿命を予測する場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易い，他の期間のデータを用いるようにしてもよい。
【０１５３】
例えばウエハＷを処理室内に搬入する搬入期間（例えば図４に示す時刻ｔ０〜ｔ１）のデータについても，温度安定時よりもヒータ素線の断線兆候が現れ易い。従って，このウエハＷの搬入期間に基づいてヒータ素線の寿命を予測するようにしてもよい。なお，このようなウエハＷの搬入期間のデータを用いたヒータ素線寿命予測については以下の第３実施形態において具体例を挙げて詳述する。
【０１５４】
（第３実施形態におけるヒータ素線寿命予測）
以下，本発明の第３実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは，例えば図１に示すような縦型の熱処理装置１００を例に挙げて，温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間として，ウエハＷの搬入期間，すなわち多数のウエハＷを保持するウエハボート１１４を処理室１２２内に搬入する期間（ローディング時）のヒータ素線の温度データを用いて予測する場合について説明する。
【０１５５】
例えば図４に示すようなウエハＷの搬入期間ｔ０〜ｔ１では，処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽している図示しないシャッタをいったん開いて，ウエハボート１１４が搬入されると蓋体１１６により再び閉じるため，この搬入期間には処理室１２２内の下端開口部１２３近傍の温度は大きく変化する。このため，処理室１２２内の温度を一定に保つために，ヒータ素線に供給される電力も大きくなるので，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い。この場合，上述のように下端開口部１２３付近の処理室１２２内の温度変化が大きくなることから，その付近に配置される最も下側のヒータ素線１３２Ｅに供給される電力も最も大きくなるので，そのヒータ素線１３２Ｅの温度変化も大きくなるため，断線の兆候を検出し易い。
【０１５６】
ここで，上述した最も下側に配置されるヒータ素線１３２Ｅの温度と，そのヒータ素線１３２Ｅによって加熱される処理室１２２内の雰囲気の温度について，図４に示すウエハＷの搬入期間を含む一連の工程（運用）における推移を図面を参照しながら説明する。図１６Ａは図４に示す各工程において処理室１２２内の雰囲気の温度の推移を示す図であり，具体的には処理室１２２の最も下側に配置された内部温度センサ１３８Ｅにより検出された温度の推移をグラフにしたものである。図１６Ｂは，図４に示す各工程において最も下側に配置されるヒータ素線１３２Ｅの温度の推移を示す図であり，処理室１２２の最も下側に配置された外部温度センサ１３６Ｅにより検出された温度の推移をグラフにしたものである。
【０１５７】
なお，図１６Ａ，図１６Ｂでは，図４に示す各工程を行う期間のうち，ウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１，昇温期間ｔ１〜ｔ２，熱処理期間ｔ２〜ｔ３，降温期間ｔ３以降までをグラフに示し，ウエハ搬出期間については省略している。図１６Ａ，図１６Ｂにおける細線のグラフは，交換されたばかりで未だ劣化していない正常なヒータ素線１３２Ｅについての温度データの特性を示しており，太線のグラフは，劣化が進んだヒータ素線１３２Ｅの温度データの特性を示している。
【０１５８】
図１６Ａ，図１６Ｂに示すように，先ずウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１では，時刻ｔ０から処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽している図示しないシャッタが開かれ，ウエハボート１１４が上昇して処理室１２２内に搬入されていく。このとき，処理室１２２の内部の空間と下端開口部１２３近傍の処理室１２２の外部の空間とは連通するので，図１６Ａに示すように，相対的に温度の低い外部空間の雰囲気の影響を受けて処理室１２２内の温度は急激に低下していく。
【０１５９】
このため，処理室１２２内の温度を設定温度（例えば６５０℃）に保つために，図１６Ｂに示すように例えばヒータ素線１３２Ｅには電源１３４Ｅから供給される電力が調整され，ヒータ素線１３２Ｅの温度が急激に上昇する。このとき，他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄに供給される電力も調整されるものの，最も温度低下が著しい処理室１２２の下端開口部１２３に最も近いヒータ素線１３２Ｅに供給される電力は例えば定格電力（最大電力）になり，他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄに比べると非常に大きくなる。
【０１６０】
このように，例えばヒータ素線１３２Ｅに供給される電力が大きくなるように調整されているので，ウエハボート１１４が処理室１２２に完全に入り込んで，蓋体１１６により下端開口部１２３が閉塞されると，処理室１２２内の温度は急激に戻り始める。
【０１６１】
そして，図１６Ａに示すように処理室１２２内の温度が例えば６５０℃に戻ると，昇温期間ｔ１〜ｔ２により熱処理温度（例えば９００℃）まで昇温する。その後，処理室１２２内の温度は，熱処理期間ｔ２〜ｔ３により熱処理温度に維持されつつウエハＷに対する熱処理が行われる。ウエハＷの熱処理が終了すると，処理室１２２内の温度は降温期間ｔ３以降により再び例えば６５０℃まで低下する。以降，ウエハ搬出期間においてウエハＷの搬出工程が行われて一連の工程（運用）が終了する。
【０１６２】
ここで，図１６Ａ，図１６Ｂにおける各温度変化のうち，ウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１における正常なヒータ素線１３２Ｅの温度変化（細線グラフ）と，劣化が進んだヒータ素線１３２Ｅの温度変化（太線グラフ）を比較してみると，図１６Ａに示す処理室１２２内の温度変化（内部温度センサ１３８Ｅによる温度検出値の変化）については，温度の低下幅と上昇に転じるタイミングなど多少の違いは見られるものの，ほとんど変わらない。これは，ヒータ素線１３２Ｅが劣化すると，正常なときに比べて応答性が悪くなるため，最も温度が低下するタイミングも正常なときと比べて遅くなるものの，その他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄによってその劣化分が補われることから，処理室１２２内の温度変化にはその劣化の影響が顕著に現れないためと考えられる。
【０１６３】
これに対して，図１６Ｂに示すウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１におけるヒータ素線１３２Ｅの温度変化（外部温度センサ１３６Ｅによる温度検出値の変化）については，劣化が進んだヒータ素線１３２Ｅの温度変化（太線グラフ）では，正常なヒータ素線１３２Ｅの温度変化（細線グラフ）に比して所定の温度（図１６Ｂでは略５０℃）以上シフトする傾向にあることがわかる。これは，外部温度センサ１３６Ｅによる温度検出値の変化は，ヒータ素線１３２Ｅの発熱状態が直接的に反映されるので，その劣化具合が顕著に現れるためと考えられる。従って，ウエハＷの搬入期間におけるヒータ素線１３２Ｅの温度データのシフト傾向を検出することによって劣化を判定することができる。
【０１６４】
また，上述したようにウエハＷの搬入期間ｔ０〜ｔ１では，ヒータ素線１３２Ｅには，一時的に大きな電力例えば定格電力（最大電力）が供給され，これがウエハＷの搬入期間毎に繰り返される。このため，ヒータ素線１３２Ｅは，その他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄよりも早い時期に劣化する蓋然性が高い。従って，ウエハＷの搬入期間において最も劣化し易いヒータ素線１３２Ｅの温度データを用いることによって，より早く的確に寿命予測を行うことができる。
【０１６５】
そこで，第３実施形態では，昇温期間と同様に断線の兆候が現れ易い，ウエハＷの搬入期間におけるヒータ素線１３２Ｅの温度データ（外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データ）を用いてヒータ素線寿命予測を行うものである。具体的には例えば，各運用におけるウエハＷの搬入期間（ｔ０〜ｔ１）において外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データの最大値（図１６Ｂに示す矢印の値）の推移を監視し，この最大値のシフト傾向を検出することによって，ウエハＷの搬入期間におけるヒータ素線１３２Ｅの温度データの全体のシフト傾向を検出し，これにより，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があるか否かを判断することができる。
【０１６６】
（ヒータ素線の寿命予測の具体例）
ここで，上述したようなヒータ素線１３２Ｅの温度データ（外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データ）を用いた第３実施形態にかかるヒータ素線寿命予測の具体例について図面を参照しながら説明する。図１７は，第３実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。第３実施形態にかかる寿命予測処理は，熱処理装置１００において複数のウエハＷに対する熱処理の運用（バッチ処理）が行われるごとに，所定のプログラムに基づいて制御部２００により実行される。
【０１６７】
まず，ステップＳ３１０にてヒータ素線１３２Ｅの温度データを外部温度センサ１３６Ｅから収集する。その際，熱処理装置１００の１回の運用の全期間のうち少なくとも，搬入期間ｔ０〜ｔ１において外部温度センサ１３６Ｅから温度データを収集する。この収集された温度データ２８４は記憶手段２８０に記憶される。
【０１６８】
続くステップＳ３２０にて収集した温度データのうち，ウエハＷの搬入期間において外部温度センサ１３６Ｅによって検出された温度データの最大値（以下，単に「温度データの最大値」とも言う）を求める。例えば図１６Ｂに示す例では，ヒータ素線１３２Ｅが劣化していない場合（細線グラフ），温度データの最大値は約８３０℃である。これに対して，ヒータ素線１３２Ｅが劣化している場合（太線グラフ），温度データの最大値は約９１０℃である。この温度データの最大値は，演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【０１６９】
こうして，制御部２００は，熱処理装置１００の運用（バッチ処理）により，複数のウエハＷの処理室１２２への搬入が行われるごとに，ステップＳ３２０を実行して搬入期間における温度データの最大値を算出する。これによって搬入期間における温度データの最大値について，運用ごとの推移を把握することができる。
【０１７０】
ここで，搬入期間における温度データの最大値と熱処理装置１００についての運用回数ごとの推移を図１８に示す。図１８に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達すると温度データの最大値が一段高い値にシフトする。これをヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候と捉えることができる。実際，図１８に示す例では，温度データの最大値が高い値にシフトした後，１６１回目の運用中にヒータ素線１３２Ｅが断線している。
【０１７１】
そこで，次のステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしているか否かを判断する。具体的には温度データの最大値の閾値を設定し，この閾値に基づいて温度データの最大値がシフトしたか否かを判断する。温度データの最大値は，ヒータ素線１３２Ｅに劣化がなく，かつ搬入期間における処理室１２２内の温度の設定値（例えば６５０℃）に変更がなければ，毎回の運用においてほぼ一定の値になる。図１８に示す例では，ヒータ素線１３２Ｅに劣化がない場合の温度データの最大値は，８５０℃を基準値としてその±１０℃程度の範囲に入っている。したがって，温度データの最大値の閾値は，±１０℃程度のばらつきを考慮して，基準値より例えば３０℃高い値に設定される。例えば基準値が８５０℃の場合，閾値は８８０℃とする。この基準値としては，例えばヒータ素線１３２Ｅが交換直後で正常な状態のときに，温度データの最大値をいくつかサンプリングして，その平均値を用いてもよい。
【０１７２】
なお，上記の他，基準値を固定せずに，基準値を毎回の運用において検出された温度データの最大値で更新するようにしてもよい。この場合は，ある回の運用において検出された温度データの最大値が，その前の回の運用において検出された温度データの最大値からどの程度上昇したかを検出し，その上昇幅が所定の閾値を上回っているか否かに基づいて温度データの最大値のシフト現象の有無を判定することになる。
【０１７３】
また，第３実施形態では，ある回の運用において検出された温度データの最大値が閾値を上回れば，温度データの最大値はシフトしたと判断し，その判断結果を記憶手段２８０に記憶しておく。そして，その後の運用においては，検出された温度データの最大値が閾値に達していなくてもステップＳ３３０では温度データの最大値がシフトしていると判断する。
【０１７４】
この場合，例えば記憶手段２８０にシフト済み判定データ（例えばフラグなどの「０」又は「１」からなるデータ）を記憶し，このシフト済み判定データの値で判断するようにしてもよい。具体的にはシフト済み判定データの値を，温度データの最大値がシフトしていないと判断した場合には「０」とし，また温度データの最大値がシフトしたと判断した場合には「１」としてそれを保持し，ヒータ１３０の交換があった場合には「０」に戻すようにする。この場合には，ステップＳ３３０にて既にシフト済み判定データの値が「１」であれば，検出された温度データの最大値が閾値に達していなくても温度データの最大値がシフトしていると判断する。
【０１７５】
このようにステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしているか否かを判断し，シフトしていないと判断すると，ヒータ素線１３２Ｅに断線の兆候がなく正常であると判断して，寿命予測処理を終了する。
【０１７６】
これに対して，ステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしていると判断した場合にはヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があると判断して，ステップＳ４００にてヒータ素線の寿命が近いことを知らせる寿命警報の処理を行う。具体的にはヒータ素線の寿命警報処理として，例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線の寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，この運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１７７】
このように，図１８に示す寿命予測処理では，温度安定時よりも断線の兆候が現れ易い，ウエハＷの搬入期間のデータを利用して，この搬入期間に最も温度変化が大きいヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測することにより，従来以上に的確に寿命を予測することができる。しかも，温度安定時よりもかなり早い時期に断線の兆候が現れ易いので，従来よりも一層早い時期に寿命を予測することができる。これにより，例えば余裕を持って各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの交換部品を用意し，交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。
【０１７８】
ところで，図１８に示す温度変化の傾向を示すヒータ素線１３２Ｅのように，ウエハＷの搬入期間における温度データの最大値がシフトしてから実際に断線するまでに，相当回数の運用（ここでは１６０回程度）が可能であるため，ウエハＷの搬入期間における温度データの最大値がシフトしたことのみを寿命予測の判断基準としたのでは，寿命予測警報を行うには時期的に早過ぎる場合もある。
【０１７９】
このため，発明者らは，図１８に示すような温度変化において他にも判断基準にできる傾向を検討したところ，温度データの最大値がシフトする前は，ほぼ一定に推移する傾向があるのに対して，温度データの最大値がシフトした後は，ヒータ素線１３２Ｅが寿命により近づくに連れて低下する傾向があることに気づいた。このような温度データの最大値の低下傾向を検出できれば，ヒータ素線１３２Ｅの寿命時期を的確に予測することができる。実際，図１８に示す例では，温度データの最大値が低下傾向を示した後，８０回目の運用中にヒータ素線１３２Ｅが断線している。
【０１８０】
そこで，このようなヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する場合には，ウエハＷの搬入期間における温度データの最大値がシフトしたことのみならず，その後に温度データの最大値が低下傾向にあるか否かについても判断基準とすることが好ましい。従って，温度データの最大値が閾値を超えた後，さらに毎回の運用において検出される温度データの最大値の変動傾向を監視し，その監視結果に基づいてヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する。
【０１８１】
具体的には図１９に示すように，ステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしていると判断した場合にはヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があると判断するものの，ステップＳ４００にてヒータ素線寿命警報処理をする前に，ステップＳ３４０にてヒータ素線寿命告知処理を行う。具体的には，例えばディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線１３２Ｅの寿命の前段階として断線の兆候がある旨の表示（ワーニング：Ｗａｒｎｉｎｇ）を行う。このように早くにヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候を察知し，その内容を表示手段２５０に表示できれば，交換部品の手配やメンテナンススケジュールの策定に時間的な余裕が与えられることになり，効率よくヒータ素線を交換することができる。
【０１８２】
その後，ステップＳ３５０にて温度データの最大値が低下傾向にあるか否かを判断する。例えば毎回の運用において検出される温度データの最大値の移動平均を計算し，各移動平均をプロットして得られる移動平均線が下降していれば，温度データの最大値が低下傾向にあると判断する。具体的には毎回の運用において温度データの最大値が検出されると，その最大値と，例えば直前２回または３回の運用において検出された各温度データの最大値とを用いて移動平均値を求める。そして，この移動平均値が所定回数以上連続して低下した場合，温度データの最大値が低下傾向にあると判断する。このように移動平均を求めることによって，一時的に温度データの最大値が上昇または下降するような場合であっても，温度データの最大値の全体的な低下傾向を把握することができる。
【０１８３】
なお，これに限られるものではなく，例えば各運用において検出された温度データの最大値がその直前の運用において検出された温度データの最大値よりも小さくなり，これが所定の運用回数（例えば８回以上）連続する場合，温度データの最大値が低下傾向にあると判断してもよい。
【０１８４】
こうしてステップＳ３５０にて温度データの最大値が低下傾向にあるか否かを判定し，温度データの最大値が低下傾向になければ，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候はあるものの，近々断線する可能性は少ないので，この運用におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１８５】
これに対して，温度データの最大値が低下傾向にあると判断した場合には，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があるとともに近々断線する可能性も高いので，ステップＳ４００にてヒータ素線寿命警報処理を行う。具体的には図１８に示すステップＳ４００の場合と同様に例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線の寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，この運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１８６】
以上のように，第３実施形態によれば，温度安定時よりも断線の兆候が現れ易い，ウエハＷの搬入期間において外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データの最大値（図１６Ｂ中の矢印の値）を検出し，この検出値に基づいてヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する。この搬入期間において検出される温度データは，熱処理期間において検出される温度データに比べて，その変動が大きくなるため，搬入期間において検出される温度データには，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候が顕著に現れる。したがって，第３実施形態にかかる寿命予測処理によれば，より早い時期に，ヒータ素線１３２Ｅの寿命を従来以上に的確に予測することができる。
【０１８７】
さらに，第３実施形態では，温度データの最大値が高い値にシフトしたか否かという判断基準に加えて，その後温度データの最大値が低下傾向になったか否かという判断基準を用いてヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する。したがって，より的確にヒータ素線１３２Ｅの寿命時期を予測することができる。なお，例えば温度データの最大値がシフトしてから断線までの期間が短いような温度変化を示す場合には，図１７に示すように温度データの最大値の低下傾向を監視せずに上記のヒータ素線１３２Ｅの寿命予測処理を行うようしてもよい。
【０１８８】
また，温度データの最大値がシフトのみを判断基準とする図１７に示すような寿命予測処理と，温度データの最大値がシフトに加えてその後温度データの最大値が低下傾向になったか否かも判断基準とする図１９に示すような寿命予測処理とのどちらを実行するかを選択できるようにしてもよい。この場合，例えば熱処理装置の各種の設定項目に寿命予測処理を選択する項目を設け，オペレータによる入出力手段２６０からの入力操作により選択できるようにしてもよい。
【０１８９】
（第４実施形態にかかるヒータ素線寿命予測システム）
次に，本発明の第４実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理システムについて図面を参照しながら説明する。図２０は，本実施形態にかかる寿命予測処理システムとして適用可能な処理システムの概略構成を示すブロック図である。図２０に示すように，処理システムは，熱処理装置１００と，データ処理装置６００と，これらを電気的に接続する例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク７００とから構成されている。
【０１９０】
データ処理装置６００は，例えば図２０に示すように，ＣＰＵ６１０，ＣＰＵ６１０が処理を行うために必要なデータを記憶するＲＯＭ６２０，ＣＰＵ６１０が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたＲＡＭ６３０，時間を計時するカウンタなどで構成される計時手段６４０，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイなどで構成される表示手段６５０，オペレータによる種々のデータの入力及び所定の記憶媒体への出力など各種データの出力などを行うことができる入出力手段６６０を備える。
【０１９１】
また，データ処理装置６００は，熱処理装置１００等とネットワーク７００を介してのデータのやり取りを行うための通信手段６７０，ＣＰＵ６１０が実行するプログラム（例えば圧力データの演算プログラム）の各種プログラムやデータ等を記憶するハードディスク（ＨＤＤ）などの記憶手段６８０を備える。このようなデータ処理装置６００は，例えばコンピュータにより構成される。
【０１９２】
これらＣＰＵ６１０，ＲＯＭ６２０，ＲＡＭ６３０，計時手段６４０，表示手段６５０，入出力手段６６０，通信手段６７０，記憶手段６８０は，制御バス，システムバス，データバス等のバスライン６０２により電気的に接続されている。
【０１９３】
また，データ処理装置６００にてヒータ素線の寿命予測処理を行う場合，上記記憶手段６８０には，例えば，熱処理装置１００に備えられている各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給された電力についての電力データ６８２，外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８から得られた温度データ６８４，及びＣＰＵ６１０が上記電力データ６８２や温度データ６８４を用いて所定の演算を行った結果得られる演算結果データ６８６が記憶される。演算結果データ６８６は，例えば，電力データ６８２の最大値，残差平方和，及び温度データ６８４の最大値を含む。なお，データ処理装置６００にてヒータ素線の寿命予測処理を行う場合には，熱処理装置１００の制御部２００に演算結果データ２８６を記憶する必要がなくなる。
【０１９４】
また，熱処理装置１００の制御部２００は，バスライン２０２に接続された図示しない通信手段により，ネットワーク７００を介して上記データ処理装置６００等とのデータのやり取りを行う。このようなネットワーク７００によるデータ通信は，例えばＴＣＰ／ＩＰなどの通信プロトコルに基づいて行われる。
【０１９５】
なお，ネットワーク７００には，これに接続された熱処理装置１００を含む複数の真空処理装置を集中管理するためのホストコンピュータを別途接続してもよい。
【０１９６】
このような構成を有する第４実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理システムにおいては，データ処理装置６００と熱処理装置１００における制御部２００とが連携して，上述の第１〜３実施形態と同様のヒータ素線の寿命予測処理を実行する。
【０１９７】
具体的には例えば，熱処理装置１００の制御部２００は，電力データ収集処理（ステップＳ１１０，Ｓ２１０）や温度データ収集処理（ステップＳ３１０）を実行し，収集した電力データや温度データを，ネットワーク７００を介してデータ処理装置６００に送信する。データ処理装置６００は，受信した電力データと温度データを記憶手段６８０に記憶する。そして，データ処理装置６００は，記憶した電力データと温度データを用いて，第１〜３実施形態において熱処理装置１００の制御部２００が行うヒータ素線の寿命予測処理（図５に示すステップＳ１２０〜Ｓ１４０，又は図１０に示すステップＳ２２０〜Ｓ２５０，又は図１７に示すステップＳ３２０〜Ｓ３３０及びＳ４００，又は図１９に示すＳ３２０〜Ｓ３５０及びステップＳ４００）と同様の処理を実行し，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【０１９８】
この場合，ヒータ素線の寿命警報処理（例えばステップＳ１４０，Ｓ２５０，Ｓ４００）では，データ処理装置６００でヒータ素線の寿命が近いことを知らせるようにしてもよく，また熱処理装置１００を通じてヒータ素線の寿命が近いことを知らせるようにしてもよい。上記と同様に，ヒータ素線の寿命告知処理（例えばステップＳ３４０）では，データ処理装置６００でヒータ素線の断線兆候があることを知らせるようにしてもよく，また熱処理装置１００を通じてヒータ素線の断線兆候があることを知らせるようにしてもよい。
【０１９９】
例えばデータ処理装置６００側においてヒータ素線の寿命が近いことや，断線兆候があることを知らせる場合には，データ処理装置６００の表示手段６５０に表示したり，図示しないブザーなどの報知手段を駆動したりする。また，熱処理装置１００側においてヒータ素線の寿命が近いことや，断線兆候があることを知らせる場合には，データ処理装置６００はヒータ素線の予測結果（例えばステップＳ１３０，Ｓ２４０，Ｓ３３０，Ｓ３５０の判断結果）を，ネットワーク７００を介して熱処理装置１００に送信して，熱処理装置１００に表示手段２５０への表示をさせたり，ブザーなどの報知手段２７０を駆動させたりする。これにより，オペレータは熱処理装置１００のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を知ることができる。
【０２００】
このように，本実施形態によれば，熱処理装置１００の制御部２００は，電力データと温度データを収集するだけで，ヒータ素線の寿命予測処理は実質的にデータ処理装置６００によって行われる。したがって，熱処理装置１００の制御部２００の負担が軽減される。
【０２０１】
なお，上記ネットワーク７００には，熱処理装置１００のみを接続してもよく，他の熱処理装置を複数接続してもよい。また，プラズマエッチング装置，スパッタリング装置など他の種類の装置を接続するようにしてもよい。さらに，真空圧雰囲気で処理を行う処理装置のみならず，例えば膜厚測定器などのように大気圧雰囲気で処理を行う処理装置を接続してもよい。
【０２０２】
また，データ処理装置６００を例えばアドバンスド・グループ・コントローラ（以下，「ＡＧＣ」と称する）として構成し，このＡＧＣによって各熱処理装置に備えられたヒータ素線の寿命予測を行うようにしてもよい。なお，ＡＧＣは，上述したヒータ素線の寿命予測機能の他，熱処理装置１００及び他の処理装置のレシピ（プロセス条件値）の集中管理やこのレシピに基づく各処理装置のプロセスコントロールを行い，また各処理装置から得られるプロセスデータを対象に，その解析処理，統計処理，プロセスデータやその解析／統計結果の集中モニタリング処理，更には解析／統計結果をレシピに反映させる処理等を行うようにしてもよい。ＡＧＣは，１台のコンピュータで構成してもよく，複数台のコンピュータで構成してもよい。また，サーバとクライアントに分けて機能を分散させるように構成してもよい。
【０２０３】
このように，複数の熱処理装置についてのヒータ素線の寿命予測をデータ処理装置６００で集中して行うことにより，寿命が近づいているヒータ素線を容易に特定でき，そのメンテナンスを効率よく行うことができる。この結果，短時間で各熱処理装置の稼動を再開することができる。
【０２０４】
上記第１〜４実施形態により詳述した本発明については，上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体をシステムあるいは装置に供給し，そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体等の媒体に記憶されたプログラムを読み出して実行することによっても達成され得る。
【０２０５】
この場合，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり，そのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体は本発明を構成することになる。プログラムを供給するための記憶媒体等の媒体としては，例えば，フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどが挙げられる。また，媒体に対してプログラムを，ネットワークを介してダウンロードして提供することも可能である。
【０２０６】
なお，コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより，上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく，そのプログラムの指示に基づき，コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【０２０７】
さらに，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラムが，コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後，そのプログラムの指示に基づき，その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【０２０８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２０９】
例えば上述した第１〜第４実施形態ではウエハに対して熱処理を行う熱処理装置に本発明を適用した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，処理室内が真空状態に調整される装置，例えばウエハに対してエッチング処理を行うプラズマ処理装置，ウエハに対して成膜処理を行う例えばプラズマＣＶＤ装置，スパッタリング装置などに本発明を適用してもよい。さらに本発明は，ウエハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルなどの基板を処理する他の基板処理装置やＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）製造装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
本発明は，半導体製造などに用いられる熱処理装置のヒータ素線の寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，及びヒータ素線の寿命予測処理システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる縦型熱処理装置の概略構成例を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態にかかる熱処理装置が備える電力系の概略構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態にかかる熱処理装置の制御部の概略構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる熱処理装置によって行われる各工程における処理室内の設定温度データを示す特性図である。
【図５】同実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】昇温期間において劣化して寿命が近いたヒータ素線に供給された電力の波形を示すグラフである。
【図６Ｂ】昇温期間において未だ劣化していないヒータ素線に供給された電力の波形を示すグラフである。
【図７】昇温期間においてヒータ素線に供給された電力の最大値についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図８】昇温期間においてヒータ素線に供給された電力の波形の一部を拡大して示す図である。
【図９】昇温期間においてヒータ素線に供給された電力の残差平方和についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１１】同実施形態にかかる寿命予測処理におけるＭＤ値を得る過程を示す説明図である。
【図１２】昇温期間においてすべてのヒータ素線に供給された電力の最大値及び残差平方和のＭＤ値についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図１３】本発明を適用可能な他の熱処理装置の構成例を示す縦断面図である。
【図１４】図１３に示す熱処理装置が備えるヒータの構成例を示す平面図である。
【図１５】本発明を適用可能なさらに他の熱処理装置の構成例を示す縦断面図である。
【図１６Ａ】図１に示す熱処理装置により行われる各工程において，処理室の下端開口部の最も近い位置に配置されている内部温度センサによって検出された処理室内温度の推移を示す特性曲線図である。
【図１６Ｂ】図１に示す熱処理装置により行われる各工程において，処理室の下端開口部の最も近い位置に配置されている外部温度センサによって検出されたヒータ素線温度の推移を示す特性曲線図である。
【図１７】本発明の第３実施形態にかかる寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１８】ウエハの搬入期間において検出された温度データの最大値についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図１９】本発明の第３実施形態にかかる寿命予測処理の変形例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる処理システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１００ 熱処理装置
１１０ 反応管
１１０ａ 内管
１１０ｂ 外管
１１２ マニホールド
１１４ ウエハボート
１１６ 蓋体
１１８ 保温筒
１２０ ボートエレベータ
１２２ 処理室
１２３ 下端開口部（基板搬出入口）
１３０ ヒータ
１３２Ａ〜１３２Ｅ ヒータ素線
１３４Ａ〜１３４Ｅ 電源
１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ） 外部温度センサ
１３８（１３８Ｅ） 内部温度センサ
１４０Ａ〜１４０Ｃ ガス供給管
１４２Ａ〜１４２Ｃ 流量調整部
１５０ 排気管
１５２ 排気手段
２００ 制御部
２０２ バスライン
２１０ ＣＰＵ
２２０ ＲＯＭ
２３０ ＲＡＭ
２４０ 計時手段
２５０ 表示手段
２６０ 入出力手段
２７０ 報知手段
２８０ 記憶手段
２８２ 電力データ
２８４ 温度データ
２８６ 演算結果データ
３００ 回帰直線
３０１〜３０７ 極値
３１０ ＭＤモデル
３１２Ａ〜３１２Ｅ 最大値
３１４Ａ〜３１４Ｅ 残差平方和
３１６ ＭＤ値
４００ 熱処理装置
５００ プラズマＣＶＤ装置
６００ データ処理装置（ＡＧＣ）
７００ ネットワーク
Ｗ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ヒータ素線の寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，及びヒータ素線の寿命予測処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の一つとして半導体基板（以下，「ウエハ」という）をバッチで処理する縦型熱処理装置が知られている。この装置は例えば下端に搬出入口を設けた処理室を構成する縦型の反応管と，この反応管を囲むように設けられた筒状の断熱体と，この断熱体の内壁面に沿って設けられた抵抗発熱体からなるヒータとを備え，多数枚のウエハを棚状にウエハ保持具に保持させて反応管内に搬出入口を介して搬入し，ヒータにより反応管内を所定の熱処理温度になるように加熱してウエハに対して酸化処理や成膜処理などを行うものである。抵抗発熱体としては例えば鉄−タンタル−カーボン合金などのヒータ素線が用いられ，ヒータ素線は例えば反応管に巻きつけられたコイル状をなしている。
【０００３】
このようなヒータ素線を用いてウエハを加熱して，このウエハに対して酸化処理，アニール処理，ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜処理，または所定の膜を分子層レベルで積層成長させるＭＬＤ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜処理などを施す際，反応管内を例えば９００℃程度の高温に調節する一方，ウエハを反応管内に搬入あるいは反応管内から搬出するときには，ウエハ表面における自然酸化膜の成長を抑えるためなどの理由から反応管内を例えば６５０℃程度の低温に調節する。このようにヒータ素線は高温と低温の状態を繰り返すという過酷な環境下におかれるため，処理条件によっては短い期間で断線してしまうこともある。
【０００４】
ヒータ素線の断線が熱処理中に発生すると，そのバッチに含まれるウエハはすべてスクラップ（不良品）扱いとなるため，損失コストが大きくなり，また熱処理にかかった時間が無駄になる。このため，ヒータ素線の寿命，例えば断線の時期を予測する技術は，ウエハの製造コストを抑え，歩留まりを向上させるために極めて重要である。
【０００５】
従来，ヒータ素線の寿命予測技術についてはさまざまなものが提案されている。例えば，下記特許文献１には，ヒータ素線の抵抗値をモニタしてその推移に基づいて断線時期を予測する技術が記載されている。また，下記特許文献２には，運用（ウエハＷの搬入，熱処理，搬出）ごとに，温度安定時におけるヒータ素線への供給電力を測定し，各運用の標準偏差の推移を把握することによって，ヒータ素線の断線を予測する方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２５８８３９号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで，ヒータ素線に電力の供給を開始しても直ぐに反応管内が所定の温度になるわけではなく，電力の供給を開始してから徐々に温度が上昇して，所定の温度に達する。この場合，温度が上昇している間よりも，温度が所定の温度に達した後の時の方がヒータ素線に供給される電力は安定している。従って，従来は，上述したようにヒータ素線が所定の温度まで達した後のいわゆる温度安定時にヒータ素線の抵抗値や電力値などの電気データを収集し，この温度安定時の電気データからヒータ素線の劣化状況を判断していた。
【０００８】
ところが，温度安定時における電気データは，ヒータ素線が断線したときには大きく変化するものの，ヒータ素線が断線するまではそのヒータ素線の劣化状況に拘わらず，大きく変化するものではない。このため，特にヒータ素線が断線する前にその断線を事前に予測する場合には，ヒータ素線の劣化がない場合と劣化が進んだ場合との間の差異を検出し難いので，ヒータ素線の寿命を的確に予測するのは難しいという問題があった。
【０００９】
このように，ヒータ素線の寿命を的確に予測できないと，寿命近くになったヒータ素線を事前に検出できずに熱処理中にそのヒータ素線が突然断線してしまったり，まだ交換する必要のないヒータ素線について寿命が近いと予測し，そのヒータ素線を交換してしまったりする虞もある。
【００１０】
また，たとえヒータ素線の寿命を予測できたとしても，予測できた時期が寿命直前では，交換部品であるヒータ素線の手配が断線時期に間に合わなくなったり，ヒータ素線を交換するための熱処理装置のメンテナンススケジュールを事前に立てられなかったりするので，熱処理装置を長時間停止させ，熱処理装置の稼働率を低下させてしまう虞もある。このため，ヒータ素線の断線はできる限り早い時期に予測できることが好ましい。
【００１１】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，熱処理装置に用いられるヒータ素線が断線する前にその寿命を事前に予測する際に，ヒータ素線の寿命をより的確に，しかもより早い時期に予測できるヒータ素線の寿命予測方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出する工程と，前記電力の大きさの最大値が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００１３】
本発明者らは，ヒータ素線が未だ断線していない場合には，ヒータ素線に電力を供給したときに所定の温度に達した後の温度安定時よりも，所定の温度に達する前に温度が上昇して変化している昇温期間の方が，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易く，ヒータ素線の断線前にそれが劣化している場合と劣化していない場合の違いが見分け易いことを見出し，本発明はこの昇温期間のデータを利用して，ヒータ素線が断線する前にヒータ素線の寿命を予測するようにしたものである。本発明によれば，このような昇温期間においてヒータ素線に供給された電力大きさの最大値を検出し，これに基づいてヒータ素線の寿命を予測することにより，従来以上に的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。しかも，温度安定時よりも昇温期間の方が，早い時期にヒータ素線の断線の兆候が現れ易いので，従来よりも早い時期にヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００１４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，前記電力の振幅の大きさを示す指標が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００１５】
この発明によれば，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い昇温期間においてヒータ素線に供給される電力の振幅の大きさを示す指標を求め，これに基づいてヒータ素線の寿命を予測する。これによって，従来以上に的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００１７】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置した被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，電源から供給される電力の大きさに応じた温度で発熱するヒータ素線と，前記電源からの供給電力を制御して前記ヒータ素線による温度制御を行う制御部とを備え，前記制御部は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めて，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００１８】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法を実行するためのプログラムを記録する記録媒体であって，コンピュータに，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めるステップと，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うステップと，を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【００１９】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置と，データ処理装置とをネットワークで接続し，前記ヒータ素線の寿命を予測するヒータ素線の寿命予測処理システムであって，前記熱処理装置は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力データを収集して，この電力データを，前記ネットワークを介して前記データ処理装置に送信し，前記データ処理装置は，前記電力データを受信すると，この電力データの大きさの最大値が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とするヒータ素線の寿命予測処理システムが提供される。
【００２０】
このような本発明にかかる寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，又はヒータ素線の寿命予測処理システムによれば，ヒータ素線の寿命の兆候が現れやすい昇温期間においてヒータ素線に供給された電力を測定し，この測定した電力の最大値と振幅の大きさに基づいてヒータ素線の寿命を予測するため，的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。しかも，電力の大きさの最大値と振幅の大きさを示す指標の２つに基づいて，より多角的な観点に立ってヒータ素線の寿命の予測を行うため，より早い時期により的確にヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００２１】
また上記閾値は，前記熱処理の条件に応じて予め設定することができる。例えば，上記閾値は，前記熱処理温度と前記昇温期間の時間に応じて予め設定することができ，また，昇温期間における昇温レートに応じて予め設定することができる。このように閾値を設定すれば，より的確にヒータ素線の劣化状況を判断することができるようになる。
【００２２】
上記電力の振幅の大きさを示す指標として，前記電力の極小値及び極大値の残差平方和を用いることができる。このようにすれば，電力の振幅の大きさを数値化して扱えるためヒータ素線の寿命をより的確に予測することができる。
【００２３】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数のヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記熱処理を繰り返すごとに，前記熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集する工程と，前記収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出する工程と，前記中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。なお，ヒータ素線が正常のときとは，例えばヒータ素線を取り付けたときや交換したときなどのようにヒータ素線が劣化していないときの方が好ましいが，ヒータ断線の兆候が現れる前などのように所定の使用頻度以下のときであってもよい。
【００２４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の加熱ゾーンを有する処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，前記各加熱ゾーンに割り当てられ，複数の電源からそれぞれ供給される電力の大きさに応じた温度で発熱する複数のヒータ素線と，前記各電源からの供給電力を制御して前記各ヒータ素線による温度制御を行う制御部とを備え，前記制御部は，前記熱処理が繰り返されるごとに，各熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集し，この収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出し，この中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００２５】
このような本発明にかかる寿命予測方法又は熱処理装置によれば，ヒータ素線が複数本であっても，各ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い昇温期間において各ヒータ素線に供給される電力を測定して得られる電力データに基づいてヒータ素線の寿命を予測する。したがって，従来以上に的確に各ヒータ素線の寿命を予測することができる。
【００２６】
また，各ヒータ素線の寿命予測にマハラノビスの距離を用いることによって，測定した電力データが寿命に近いヒータ素線を含む複数のヒータ素線から得られたものか否かを的確に判断することできる。また，ヒータ素線の本数が多くなっても簡単にそれらの寿命を的確に予測することができる。
【００２７】
この場合，上記電力データとして，前記各ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値及び前記電力の振幅の大きさを示す指標を含むデータを用いることができる。このようなデータであれば，各ヒータ素線の寿命の兆候があるか否かを的確に判断することができる。
【００２８】
また，本発明によれば，上記ヒータ素線による加熱領域が前記処理室の縦方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されている場合も，また上記ヒータ素線による加熱領域が前記被処理基板の面方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されている場合も，複数のヒータ素線の寿命を早い時期に的確に予測することができる。
【００２９】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００３０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００３１】
このような本発明にかかる寿命予測方法又は熱処理装置によれば，温度安定時よりも，ヒータ素線の寿命の兆候が現れやすい被処理基板の搬入期間においてヒータ素線の温度のデータを収集し，この収集した温度データの最大値に基づいてヒータ素線の寿命の兆候があるか否かを判断するため，その判断をより早い時期に行うことができる。また，基板搬入期間では基板保持具の搬入時に基板搬出入口が開くので，この基板搬出入口に最も近いヒータ素線の温度変化が大きくなるので，その寿命の兆候も他のヒータ素線に比してより顕著に現れ易い。本発明では，このようなヒータ素線の温度のデータを収集し，この収集した温度データの最大値に基づいてヒータ素線の寿命の兆候があるか否かを判断するため，その判断をより早い時期に，しかもより的確に行うことができる。
【００３２】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法が提供される。
【００３３】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００３４】
このような本発明にかかる寿命予測方法又は熱処理装置によれば，基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断したことのみならず，その後に低下傾向にあると判断した場合にヒータ素線の寿命が近いことを知らせることにより，より的確な時期に寿命予測を行うことができる。例えばヒータ素線温度の最大値がシフトしてから断線するまでに相当回数の熱処理が可能なヒータ素線の場合には，ヒータ素線の寿命を予測する時期が早すぎずに，的確な時期にヒータ素線の寿命が近いことを知らせることができる。
【００３５】
この場合，上記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値が所定温度以上高くシフトした時点で，前記ヒータ素線の断線兆候があることを知らせる告知処理を行うようにしてもよい。これによれば，ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる前に，ヒータ素線の断線兆候があることを知らせることができるので，より早い段階でヒータ素線の交換の準備等を進めることができる。
【００３６】
また，上記前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから，その最大値が低下傾向にあることを判断する際には，そのヒータ素線温度の最大値が所定回数以上連続して低下したことを基準に判断するようにしてもよい。この場合には，例えば基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから最大値の移動平均値を求め，この移動平均値が所定回数連続して低下した場合に，前記最大値が低下傾向にあると判断する。これにより，ヒータ素線温度の最大値の低下傾向を正確に把握することができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように本発明によれば，熱処理装置に用いられるヒータ素線が断線する前にその寿命を事前に予測する際に，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間（例えば昇温期間，被処理基板の搬入期間など）のデータを利用することにより，ヒータ素線の寿命を従来以上に的確に予測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３９】
（第１実施形態にかかる熱処理装置）
まず，本発明の第１実施形態におけるヒータ素線寿命予測を適用可能な縦型熱処理装置（以下，単に「熱処理装置」ともいう）１００について図面を参照しながら説明する。図１は，熱処理装置１００の概略構成を示す縦断面図であり，図２は，熱処理装置１００が備える電力系の概略構成を示すブロック図である。
【００４０】
熱処理装置１００は，例えば図１に示すように，ウエハＷに対して熱処理を行うための処理室１２２を備える。処理室１２２は反応管１１０とマニホールド１１２により構成される。反応管１１０は，石英で作られた内管１１０ａと外管１１０ｂからなる二重管構造により構成され，反応管１１０の下側には金属性の筒状のマニホールド１１２が設けられている。内管１１０ａは，上端に開口部を有しており，マニホールド１１２に支持されている。外管１１０ｂは，有天井に形成されており，下端がマニホールド１１２の上端に気密に接合されている。
【００４１】
反応管１１０内には，多数枚例えば１５０枚の被処理基板としてのウエハＷが水平な状態で，上下に所定の間隔をおいてウエハ保持具（基板保持具）であるウエハボート１１４に棚状に配置されている。このウエハボート１１４は蓋体１１６の上に保温筒（断熱体）１１８を介して保持されている。
【００４２】
蓋体１１６は，ウエハボート１１４を反応管１１０内に搬入，搬出するためのボートエレベータ１２０の上に搭載されており，上限位置にあるときには反応管１１０とマニホールド１１２とで構成される処理室１２２の基板搬出入口としての下端開口部１２３を閉塞する役割を果たしている。
【００４３】
なお，処理室１２２の下端開口部１２３の近傍には，熱処理後のウエハボート１１４が処理室１２２から搬出された際に下端開口部１２３を遮蔽するシャッタ（図示せず）が設けられている。
【００４４】
反応管１１０の周囲には，ヒータ１３０が設けられている。ヒータ１３０は，図１と図２に示すように，例えば５段に配置されたヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅから構成されている。すなわち，ヒータ１３０による加熱領域が反応管１１０の縦方向（垂直方向）に沿って複数（ここでは５つ）の加熱ゾーンに分けられており，各加熱ゾーンに各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅがそれぞれ配置されている。
【００４５】
各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅは，例えば鉄−タンタル−カーボン合金などの抵抗発熱体からなり，反応管１１０の外周にコイル形に巻き付けられている。なお，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを反応管１１０の外周に沿って波形に巻き付けるようにしてヒータ１３０を構成するようにしてもよい。
【００４６】
各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅには電源１３４Ａ〜１３４Ｅが接続されており，制御部２００からの制御信号に従って，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅから各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに対して独立して電力が供給される。各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅは，供給された電力の大きさに応じて発熱する。
【００４７】
反応管１１０の外壁には，垂直方向（縦方向）の加熱ゾーンごとに各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの温度を検出するための外部温度センサ１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ）が配置されている。内管１１０ａの内壁には，垂直方向（縦方向）の加熱ゾーンごとに各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが加熱する反応管１１０内の雰囲気の温度を検出する内部温度センサ１３８が配置されている。外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８は例えば熱電対で構成される。制御部２００は，各温度センサ１３６，１３８により検出された温度検出値を，加熱ゾーンごとに温度データ（温度情報）として取得し，これらの検出温度データと予め設定された設定温度データとに基づいて各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力値を制御して発熱量を制御するように構成される。
【００４８】
このように，本実施形態にかかるヒータ１３０によれば，処理室１２２内を５個の加熱ゾーンに分けて加熱することができるので，熱処理中の処理室１２２内の温度を均一に保つことができ，すべてのウエハＷに対して温度のばらつきなく熱処理を施すことができる。
【００４９】
マニホールド１１２には，例えばジクロルシラン，アンモニア，窒素ガスなどの処理ガスを各処理ガス源（図示せず）から処理室１２２内に供給するための複数のガス供給管が接続されている。図１では，理解を容易にするため，３本のガス供給管１４０Ａ〜１４０Ｃを示している。各ガス供給管１４０Ａ〜１４０Ｃには，ガス流量を調整するためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）などの流量調整部１４２Ａ〜１４２Ｃが備えられている。
【００５０】
さらに，マニホールド１１２には，排気管１５０を介して排気手段１５２が接続されている。この排気手段１５２によって，内管１１０ａと外管１１０ｂとの隙間から反応管１１０内の雰囲気を排気して，反応管１１０内の圧力を調整することができる。この排気手段１５２は，例えば，コンビネーションバルブ，バタフライバルブなどの各種バルブと真空ポンプから構成される。また，排気管１５０には，処理室１２２内の圧力を検出して，排気手段１５２をフィードバック制御するための圧力センサを備えるようにしてもよい。圧力センサとしては，外気圧の変化の影響を受けにくい絶対圧型を用いることが好ましいが，差圧型を用いてもよい。
【００５１】
また，熱処理装置１００は，反応管１１０内の処理雰囲気の温度，ガス流量，圧力といった処理パラメータを制御するための制御部２００を備えている。例えば制御部２００は，外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８からの温度のデータに基づいて各電源１３４Ａ〜１３４Ｅを制御して各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力を調整する。このようにして制御部２００は，処理室１２２内の温度を熱処理温度まで上昇させて，ウエハＷに対してその熱処理温度で熱処理を施すことができる。
【００５２】
また，制御部２００は，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給された電力値を測定することができる。例えば制御部２００は，後述する所定の期間における各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力のデータを収集し，それらに基づいて各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【００５３】
（制御部の構成例）
次に，上記制御部２００の具体的な構成例について図面を参照しながら説明する。図３は，制御部２００の具体的な構成例を示すブロック図である。図３に示すように，制御部２００は，制御部本体を構成するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１０，ＣＰＵ２１０が各部を制御するためのプログラム（例えばウエハＷの処理プログラム）や後述する電力データの演算プログラム等を格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２０，ＣＰＵ２１０が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３０，時間を計時するカウンタなどで構成される計時手段２４０，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイなどで構成される表示手段２５０，オペレータによるプロセスレシピの入力や編集など種々のデータの入力及び所定の記憶媒体へのプロセスレシピやプロセスログの出力など各種データの出力などを行うことができる入出力手段２６０，警報器（例えばブザー）などで構成される報知手段２７０，ＣＰＵ２１０が各部を制御するためのプログラム（例えばウエハＷの熱処理プログラム）や後述するヒータ素線寿命予測の演算プログラム等やデータを記憶するハードディスク（ＨＤＤ）やメモリなどの記憶手段２８０を備える。
【００５４】
また，制御部２００は，上記の他にも，図示はしないが，例えばセンサ信号の入力や制御信号の出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）を備える。入出力ポートには，例えば上述した外部温度センサ１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ）及び内部温度センサ１３８が接続される。制御部２００は必要に応じて各温度センサ１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ），１３８からの信号を入出力ポートを介して入力する。また，入出力ポートには，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの電源１３４Ａ〜１３４Ｅが接続されており，制御部２００は必要に応じて電源１３４Ａ〜１３４Ｅに制御信号を入出力ポートを介して出力する。
【００５５】
これらＣＰＵ２１０，ＲＯＭ２２０，ＲＡＭ２３０，計時手段２４０，表示手段２５０，入出力手段２６０，報知手段２７０，記憶手段２８０，入出力ポート等は，制御バス，システムバス，データバスなどのバスライン２０２を介して電気的に接続されている。
【００５６】
上記記憶手段２８０には，例えば電力データ２８２，温度データ２８４，演算結果データ２８６などが記憶される。温度データ２８４には，例えば外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８から得られた検出温度データ，予め各加熱ゾーンごとに設定された設定温度データが含まれる。電力データ２８２には，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力のデータが含まれる。この供給電力としては，例えば各電源１３４Ａ〜１３４Ｅに電力計を取り付けて検出した実際の供給電力（電力波形）である。演算結果データ２８６には，例えばＣＰＵ２１０が上記電力データ２８２や温度データ２８４を用いて所定の演算を行った結果得られるデータが含まれる。具体的には，後述する本実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理で用いられる電力データ２８２の最大値，残差平方和，及び温度データ２８４の最大値などが挙げられる。このような演算結果データ２８６の詳細については後述する。
【００５７】
（熱処理装置の動作の具体例）
ここで本実施形態にかかる熱処理装置１００の動作の具体例について図面を参照しながら説明する。この熱処理装置１００では，制御部２００の制御により，１回の運用で多数枚のウエハＷに対して一度に熱処理を行うための一連の工程を繰返し行うようになっている。図４は，熱処理装置１００によって１回の運用で行われる各工程における処理室１２２内の設定温度データを示す特性図である。
【００５８】
図４に示すように，先ず時刻ｔ０から時刻ｔ１までのウエハ搬入期間（基板搬入期間）において，処理室１２２内に複数枚のウエハＷを搬入する工程（ローディング工程）を行う。具体的には，制御部２００は，処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽している図示しないシャッタを開き，ボートエレベータ１２０によって蓋体１１６を上昇させて，例えば１５０枚のウエハＷが保持されているウエハボート１１４と保温筒１１８を処理室１２２内に搬入し，処理室１２２の下端開口部１２３を蓋体１１６で閉塞する。この搬入期間においては，処理室１２２内の設定温度を例えば６５０℃とする。
【００５９】
そして，排気手段１５２により処理室１２２内を排気することによって処理室１２２内を所定の圧力に調整する。このとき調整された処理室１２２内の圧力が維持されるか否かの圧力チェック処理を行い，圧力異常がないと判断した場合には，流量調整部１４２Ａ〜１４２Ｃを制御して処理室１２２内に不活性ガス例えば窒素ガスを導入して処理室１２２内をパージする。
【００６０】
次に，時刻ｔ１〜ｔ２までの昇温期間において処理室１２２内を昇温させる昇温工程を行い，時刻ｔ２〜ｔ３までの熱処理期間において所定の熱処理工程を行う。具体的には時刻ｔ１から制御部２００は制御信号により電源１３４Ａ〜１３４Ｅを制御して各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに対して所定の電力を供給して処理室１２２内を加熱する。その後，時刻ｔ２にて処理室１２２内が熱処理温度例えば９００℃に達したところで，制御部２００は，流量調整部１４２Ａ〜１４２Ｃを制御して処理室１２２内に所定の処理ガスを供給して，時刻ｔ３までウエハＷに対する熱処理例えば減圧ＣＶＤ法による成膜処理を行う。なお，この昇温期間ｔ１〜ｔ２の時間は例えば２５分に設定される。この場合，昇温期間における処理室１２２内の温度上昇率（昇温レート）は例えば毎分１０℃となる。
【００６１】
次いで，各ウエハＷに所定の膜を形成する熱処理が終了すると，時刻ｔ３〜ｔ４までの降温期間において処理室１２２内を降温させる降温工程を行う。具体的には時刻ｔ３にて処理室１２２内へ処理ガスに代えて不活性ガスを導入して，処理室１２２内をパージする。また，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅから各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅへの電力供給を停止させる。これによって，処理室１２２内の温度は徐々に下降していく。
【００６２】
次に，時刻ｔ４〜ｔ５のウエハ搬出期間（基板搬出期間）においてウエハボート１１４を反応管１１０から搬出する搬出工程（アンローディング工程）を行う。具体的には，処理室１２２内が例えば６５０℃まで低下したところで，時刻ｔ４にて処理室１２２内の圧力を調整して大気圧に復帰させ，蓋体１１６を降下させてウエハボート１１４に配置されている複数のウエハＷを処理室１２２から搬出し，図示しないシャッタを閉じて処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽する。
【００６３】
こうして，処理室１２２内からの複数のウエハＷの搬出が終了する時刻ｔ５の時点で熱処理装置１００による一連の工程（１回の運用）が完了することになる。熱処理装置１００は，時刻ｔ０から時刻ｔ５までの一連の工程を行った後，次の一連の工程からなる運用（ウエハＷの搬入，熱処理，ウエハＷの搬出）を行う。以後，同様に一連の工程からなる運用を繰り返し行う。
【００６４】
ところで，熱処理装置１００によって上記のような一連の工程からなる運用を繰り返し行うと，処理室１２２内は，ウエハＷを搬入・搬出するための比較的低温（例えば６５０℃）とウエハＷに対して熱処理を施すための高温（例えば９００℃）とに交互に調整される。そのため，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅは，高温と低温の状態を繰り返すことになり，熱処理条件によっては短い期間で突然断線してしまうこともある。
【００６５】
いずれかのヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが熱処理中に断線してしまうと，そのバッチに含まれるウエハＷに対する熱処理が不十分となり，そのウエハＷがすべて不良品となってしまうため，損失コストが大きくなり，また熱処理にかかった時間が無駄になる。
【００６６】
このため，本実施形態にかかる熱処理装置１００では，熱処理中に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが突然断線するような事態に陥らないように，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する処理を行うようになっている。
【００６７】
本実施形態におけるヒータ素線寿命予測処理では，温度安定時よりもヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの断線の兆候が現れ易い期間（例えば昇温期間など）のデータを用いる。これは，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが未だ断線していない場合には，これらに電力を供給したときに所定の温度に達した後の温度安定時よりも，例えば所定の温度に達する前に温度が上昇して変化している昇温期間の方が，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの断線の兆候が現れ易く，断線前に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが劣化している場合と劣化していない場合の違いが見分け易いからである。
【００６８】
このような温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間のデータを利用して，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測することにより，従来以上に的確に寿命を予測することができる。しかも，温度安定時よりも昇温期間の方が，早い時期に断線の兆候が現れ易いので，従来よりも早い時期に寿命を予測することができる。これにより，例えば余裕を持って各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの交換部品を用意し，交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。
【００６９】
（第１実施形態におけるヒータ素線の寿命予測）
次に，第１実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは，熱処理装置１００における各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を，処理室１２２内が熱処理温度になるまで昇温させるときの昇温期間に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力データを用いて予測する場合を例に挙げる。具体的には例えば各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力（以下，単に「供給電力」ともいう）のデータを収集して，この収集した電力データを解析することによって各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【００７０】
図５は，第１実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理（以下，単に「寿命予測処理」ともいう）の具体例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートによるヒータ素線寿命予測処理は，熱処理装置１００において１回の運用（バッチ処理）が行われるごとに，制御部２００によって所定のプログラムに基づいて実行される。
【００７１】
まず，ステップＳ１１０にて，各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力のデータを収集する。ここでは，熱処理装置１００の１回の運用における昇温期間ｔ１〜ｔ２の電力のデータを収集し，これらを電力データ２８２として記憶手段２８０に記憶する。
【００７２】
ここで，上述した昇温期間の電力データについて図面を参照しながら，ヒータ素線の劣化が進んだ場合と未だ劣化していない正常な場合とを比較して説明する。なお，昇温期間の電力データに基づいて寿命予測を行う場合には，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命についてすべて同様に予測することができるので，以降では，最も上側に配置されるヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する場合を例に挙げて説明する。
【００７３】
図６Ａと図６Ｂは，処理室１２２内を所定の熱処理温度に調整するために昇温期間において電源１３４Ａによりヒータ素線１３２Ａに供給された電力の波形を示すグラフである。このうち図６Ａは劣化して寿命が近いヒータ素線１３２Ａに供給された電力の波形を示しており，図６Ｂは未だ劣化していない正常なヒータ素線１３２Ａに供給された電力の波形を示している。図６Ａと図６Ｂにおいて，縦軸はヒータ素線１３２Ａに供給された電力値を示しており，横軸はヒータ素線１３２Ａに電力が供給されている時間を示している。また，図６Ａと図６Ｂでは，電源１３４Ａがヒータ素線１３２Ａに供給することができる最大電力（以下，「定格電力」という）を１００％，０Ｗを０％として各電力波形を示している。
【００７４】
図６Ａと図６Ｂを比較すれば，ヒータ素線１３２Ａの劣化が進むと，電力の最大値及び振幅が大きくなることがわかる。これは，ヒータ素線１３２Ａが劣化すると，電源１３４Ａからより大きい電力を供給しなければ，所定の時間内に処理室１２２内を所定の熱処理温度に調整することができなくなるために生じる傾向である。図６Ａに示す例では，昇温期間として設定されている時間で処理室１２２が所定の熱処理温度に調整されるように，電源１３４Ａが瞬間的に定格電力をヒータ素線１３２Ａに供給している。
【００７５】
また，ヒータ素線１３２Ａが劣化するに連れて，供給電力から交流成分が消滅し電力波形が安定するまでの時間が長くなる。これは，ヒータ素線１３２Ａが劣化すると，電源１３４Ａからより大きい電力をより長く供給しなければ，昇温期間として設定されている時間で処理室１２２内を所定の熱処理温度に調整することができなくなるために生じる傾向である。
【００７６】
本実施形態にかかる寿命予測処理では，このような電力波形の特徴に着目して，この特徴を数値化してヒータ素線１３２Ａの寿命予測に利用する。この場合，上記のようなヒータ素線１３２Ａの劣化を示す電力波形の特徴，例えば供給電力の最大値や振幅の大きさなどは，昇温期間の電力波形に顕著に現れる。これに対して温度安定時である熱処理期間ｔ２〜ｔ３では，すでに供給電力の波形から交流成分が消滅しているため，供給電力の最大値や振幅の大きさを正確には検出し難い。
【００７７】
このため，本実施形態にかかる制御部２００は，昇温期間においてヒータ素線１３２Ａに供給された電力のデータをステップＳ１１０にて収集した後，上記のような電力波形の特徴を数値化するために，収集した電力データを用いて例えばヒータ素線１３２Ａへの供給電力の最大値や振幅の大きさなどを求める各種演算処理を実行する。
【００７８】
なお，ここでいう「供給電力の振幅の大きさ」とは，瞬間的な供給電力の振幅の大きさではなく，昇温期間における供給電力の振幅和の大きさをいう。このため，昇温期間における供給電力の交流成分を構成する波一つ一つの振幅が大きく，かつ，交流成分の消滅時期が遅れ，供給電力が安定するまでの時間が長いほど供給電力の振幅が大きくなる。
【００７９】
このような各種演算処理として，図５に示す寿命予測処理では，ステップＳ１２０にて，収集した電力データに基づいて，昇温期間における供給電力の最大値と振幅の大きさを求める。このうち，供給電力の最大値については，図６Ａに示す例では，電源１３４Ａの定格電力が最大値として算出され，図６Ｂに示す例では，定格電力の８０％が最大値として算出される。このように算出された供給電力の最大値は，演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【００８０】
なお，熱処理装置１００が１回の運用（バッチ処理）を実行するごとにステップＳ１２０が実行されて供給電力の最大値が算出されるので，昇温期間における供給電力の最大値について，運用（バッチ処理）ごとの推移を把握することができる。
【００８１】
ここで，昇温期間における供給電力の最大値についての運用回数ごとの推移を図７に示す。図７に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達すると供給電力の最大値が急激に増加する。これをヒータ素線１３２Ａの断線の予兆として捉えることができる。実際，図７に示す例では，供給電力の最大値が急激に増加した後，８回目の運用中にヒータ素線１３２Ａが断線している。
【００８２】
本実施形態では，供給電力の最大値の急激な増加を判断するために，供給電力の最大値に閾値を設定している。供給電力の最大値は，熱処理条件に応じて変化する蓋然性が高いため，上記閾値についても熱処理条件に応じて設定することが好ましい。例えば，２５分間の昇温期間にて処理室１２２内の温度を６５０℃から９００℃に上昇させる熱処理条件においては，閾値は例えば”９４％”に設定される。
【００８３】
上記ステップＳ１２０においては，上記の供給電力の最大値と共にその振幅の大きさを示す指標も求める。ここでは振幅の大きさを示す指標として，例えば供給電力の極小値と極大値の残差平方和を計算して，この残差平方和に基づいて供給電力の振幅の大きさを判断する。
【００８４】
このような供給電力の極小値と極大値の残差平均和の算出方法の具体例について，図面を参照しながら説明する。図８は，昇温期間における供給電力の波形の一部を拡大して示している。まず，制御部２００は，この波形の極値（極大値と極小値）３０１，３０２，・・・，３０７，・・・に対して，例えば最小二乗法を用いて回帰直線３００を求める。
【００８５】
次に，回帰直線３００と昇温期間における各極値３０１，３０２，・・・，３０７，・・・との差（残差）εｉ（ｉ＝１，２，・・・，７，・・・）を求め，さらに各残差の二乗の総和すなわち残差平方和を算出する。このように求めた残差平方和は，供給電力の振幅が大きいほど大きな値を示す。このように残差平方和は，供給電力の振幅の大きさに応じた値を示すものであるため，残差平方和に基づいて供給電力の振幅の大きさを判断することができる。そして上記のように，ヒータ素線１３２Ａが劣化すると昇温期間における供給電力の振幅が大きくなることから，ヒータ素線１３２Ａの劣化状況を的確に判断するための指標として残差平方和の値を用いることができる。このように算出された供給電力の残差平方和は，演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【００８６】
制御部２００は，熱処理装置１００が運用（バッチ処理）を行うごとにステップＳ１２０を実行し供給電力の振幅の大きさを，すなわち残差平方和を算出する。これによって，昇温期間における供給電力の残差平方和について，運用ごとの推移を把握することができる。
【００８７】
なお，本実施形態において，供給電力は，図６Ａと図６Ｂに示すように，定格電力を１００％とした場合の百分率で表されており，残差及び残差平方和についても，この百分率で表された供給電力の数値を用いて算出している。ただし，残差平方和の値は，供給電力の振幅の大きさを反映するものであればよいため，残差及び残差平方和を算出するにあたり，例えばＷ（ワット）表示された供給電力の値をそのまま用いるようにしてもよい。
【００８８】
ここで，昇温期間における供給電力の残差平方和についての運用回数ごとの推移を図９に示す。図９に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達すると供給電力の残差平方和が急激に増加する。これをヒータ素線１３２Ａの断線の予兆として捉えることができる。実際，図９に示す例では，供給電力の残差平方和が急激に増加した後，５回目の運用中にヒータ素線１３２Ａが断線している。
【００８９】
本実施形態では，供給電力の残差平方和の急激な増加を認識するために，供給電力の残差平方和に閾値を設定している。供給電力の残差平方和も，上記の供給電力の最大値と同様に，熱処理条件に応じて変化する蓋然性が高いため，その閾値についても熱処理条件に応じて設定することが好ましい。例えば，２５分間の昇温期間にて処理室１２２内の温度を６５０℃から９００℃に上昇させる熱処理条件においては，閾値は例えば”７０００００ａ．ｕ．（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ）”に設定される。
【００９０】
そして，ステップＳ１３０にて，供給電力の最大値と残差平方和がそれぞれの閾値を上回っているか否かを判定する。ここで供給電力の最大値と残差平方和のうち少なくともどちらか一方が閾値を上回っていなければ，ヒータ素線１３２Ａは断線の兆候がなく正常であると判断して，この運用（バッチ処理）における寿命予測処理を終了する。
【００９１】
これに対して，ステップＳ１３０にて供給電力の最大値が閾値を上回り，かつ，供給電力の残差平方和が閾値を上回っている場合には，ヒータ素線１３２Ａに断線の兆候があり寿命が近いと判断し，ステップＳ１４０にてヒータ素線の寿命が近いことを知らせる寿命警報の処理を行う。具体的にはヒータ素線の寿命警報処理として，例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線１３２Ａの寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，この運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【００９２】
熱処理装置１００のオペレータは，この寿命警報により，例えばヒータ素線１３２Ａ又はこのヒータ素線１３２Ａを含むヒータ１３０全体の交換部品の手配を行うとともに，この交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。第１実施形態は，早期にヒータ素線１３２Ａの寿命を予測できるものであり，寿命警報の直後にヒータ素線１３２Ａが断線してしまうわけではなく，さらに例えば５〜８回の熱処理が実行されて初めてヒータ素線１３２Ａが断線する。したがって，交換部品の手配やメンテナンスの段取りを時間的に余裕をもって行うことができるので，オペレータは熱処理装置１００のメンテナンス作業を円滑に行うことができる。
【００９３】
以上のように，第１実施形態によれば，昇温期間における供給電力の最大値と残差平方和を計算して，これらの計算結果に基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する。昇温期間における供給電力は，熱処理期間（温度安定期間）における供給電力に比べて，その変動が大きくなるため，昇温期間における供給電力の最大値と残差平方和には，ヒータ素線１３２Ａの断線の兆候が顕著に現れる。しかも，第１実施形態では，熱処理条件に応じて供給電力の最大値と残差平方和それぞれの閾値を設定する。したがって，第１実施形態にかかる寿命予測処理によれば，より早い時期に，ヒータ素線１３２Ａの寿命を従来以上に的確に予測することができる。
【００９４】
さらに，第１実施形態では，供給電力の最大値と残差平方和という２つの指標に基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を多角的に予測する。したがって，信頼性の高い予測結果を得ることができる。
【００９５】
ところで第１実施形態では，供給電力の最大値が閾値を超え，かつ，供給電力の残差平方和が閾値を超えた場合に，ヒータ素線１３２Ａに断線の兆候があると判断している。このような判断基準に代えて，例えば，最大値と残差平方和の少なくともいずれか一方がそれぞれの閾値を超えた場合にヒータ素線１３２Ａに断線の兆候があると判断するようにしてもよい。後者の判断基準を採用すれば，ヒータ素線１３２Ａの劣化がより早くに判断されることになり，このため熱処理中にヒータ素線１３２Ａが不意に断線してしまうという事態をより確実に回避することができる。
【００９６】
第１実施形態では，図５に示すように，ステップＳ１２０にて供給電力の最大値と残差平方和を先に計算して，その後ステップＳ１３０にてそれぞれと閾値との比較判定を行っている。本発明はこの処理の順番に限定されない。例えば，供給電力の最大値を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行い，その後供給電力の残差平方和を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行うようにしてもよい。逆に供給電力の残差平方和を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行い，その後供給電力の最大値を計算してこの計算結果と閾値の比較判定を行うようにしてもよい。
【００９７】
また上述のように第１実施形態では，供給電力の最大値と残差平方和という二つの指標に基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する。ただし，例えば熱処理条件によっては，上記二つの指標のうち一方のみに基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測するようにしてもよい。例えば，目標温度が高く昇温期間として短い時間が設定されているような熱処理条件下では，ヒータ素線１３２Ａが劣化していなくても昇温期間において供給電力の最大値が１００％になってしまい，そのときの供給電力の最大値を求めても，ヒータ素線１３２Ａの劣化を判定することが難しくなる。したがって，このような熱処理条件下では，昇温期間における供給電力の振幅の大きさのみに基づいてヒータ素線１３２Ａの寿命を予測することが好ましい。
【００９８】
また上述のように第１実施形態にかかる熱処理装置１００には，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが備えられており，ここまで，その中のヒータ素線１３２Ａの寿命を予測する場合について説明した。その他のヒータ素線１３２Ｂ〜１３２Ｅについても，ヒータ素線１３２Ａと同様にして個別に寿命を予測することができる。
【００９９】
具体的には，制御部２００は，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに，昇温期間における供給電力のデータを収集して，供給電力の最大値と残差平方和を求める。そして，制御部２００は，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに供給電力の最大値及び残差平方和を判定して，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【０１００】
このように，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅそれぞれについて，供給電力の最大値及び残差平方和を判定する際には，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに設定された閾値を用いることが好ましい。
【０１０１】
例えば，処理室１２２内の温度を短時間に高い温度に調整するために通常から定格電力に近い電力が供給されるヒータ素線については，供給電力の最大値を判定するための閾値として定格電力に近い値を設定することが好ましい。同様に，通常から振幅の大きい電力が供給されるヒータ素線については，供給電力の残差平方和を判定するための閾値として大きめの値を設定することが好ましい。
【０１０２】
そして，制御部２００がヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのうちの少なくとも一つの寿命が近いと予測した場合，そのヒータ素線のみ，あるいはヒータ１３０全体を交換する。
【０１０３】
以上のように，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを有する熱処理装置１００において，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに，熱処理条件に応じた閾値を設定することによって，いずれのヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅについても，より早い時期により高い精度でそれぞれの寿命を予測することができる。
【０１０４】
なお，上記第１実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理では，供給電力の最大値に基づいてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測し，また供給電力の振幅の大きさに基づいてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する，いわゆる単変量解析の手法を用いたデータ解析によって予測する場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではない。例えば，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅそれぞれの供給電力の最大値と残差平方和を変量として，これらの変量をすべてまとめて解析して，この多変量解析の結果からヒータ１３０全体の寿命を予測するようにしてもよい。
【０１０５】
（第２実施形態におけるヒータ素線寿命予測）
次に，本発明の第２実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは，多変量解析によりヒータ素線の寿命予測を行う場合を例に挙げる。具体的には，例えば５本のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅからなるヒータ１３０の寿命を予測するのに，ある熱処理における昇温期間中に各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給された電力を測定して得られる電力データに含まれるデータ，例えば電力の最大値と残差平方和（１０個の変量）を多変量解析して，この解析結果に基づいてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの少なくとも一つに断線の兆候があるか否かを判別する。この判別分析には，例えばマハラノビスの距離（ＭＤ）の手法を用いる。
【０１０６】
ここでいうマハラノビスの距離とは，例えば未だ劣化していない正常時（定常時）のヒータ素線についての複数変量の分布の中心と判別対象の変量との分離の度合いを表すものである。これによれば，判別対象の変量のマハラノビスの距離を求め，これが所定の閾値を超える場合に，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかに劣化があると判断することができる。
【０１０７】
上述したようなマハラノビスの距離の値（以下，「ＭＤ値」ともいう）を求めるためのＭＤモデル（モデル式）は，熱処理装置１００において複数のウエハＷに対する熱処理の運用（バッチ処理）を行う前に制御部２００により予め求められる。具体的には制御部２００は，予め正常なヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに電力を供給する各電源１３４Ａ〜１３４Ｅから電力データを収集し，各電力データに基づいて最大値と残差平方和を算出し，この算出結果を用いてマハラノビスの距離を算出するためのＭＤモデルを作成し，これを記憶手段２８０に記憶しておく。そして，実際の熱処理装置１００の運用では，このＭＤモデルを用いてＭＤ値を求めて，このＭＤ値に基づいてヒータ素線の寿命予測を行う。なお，ＭＤモデルを作成するために用いられる正常なヒータ素線としては，例えば交換直後のヒータ素線が好ましいが，ヒータ断線の兆候が現れる前の所定の使用頻度以下のヒータ素線であってもよい。
【０１０８】
（ヒータ素線の寿命予測処理の具体例）
以下，第２実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理の具体例について図面を参照しながら説明する。ここでのヒータ素線の寿命予測処理では，上述したように予め作成されたＭＤモデルを用いてＭＤ値を求め，これに基づいてヒータ素線の寿命予測を行う場合の例を挙げる。図１０は，第２実施形態にかかる寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。第２実施形態にかかる寿命予測処理は，熱処理装置１００において複数のウエハＷに対する熱処理の運用（バッチ処理）が行われるごとに，所定のプログラムに基づいて制御部２００により実行される。
【０１０９】
まず，ステップＳ２１０にて各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給される電力データを収集する。その際，制御部２００は，熱処理装置１００の１回の運用の全期間のうち少なくとも，昇温期間ｔ１〜ｔ２において電源１３４Ａ〜１３４Ｅが各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給する電力を示す電力データを収集する。この収集された電力データ２８２は記憶手段２８０に記憶される。
【０１１０】
次にステップＳ２２０にて収集した電力データに基づいて，昇温期間における供給電力の最大値と残差平方和をヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとに求める。この最大値と残差平方和の算出方法については，第１実施形態におけるステップＳ１２０と同様である。そして，算出された供給電力の最大値と残差平方和は，例えば演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【０１１１】
続いてステップＳ２３０にて記憶手段２８０に演算結果データ２８６として記憶されている各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和を読み出して，これら１０個の変量を解析してマハラノビスの距離の値（ＭＤ値）を求める。
【０１１２】
この場合，例えば図１１に示すように，制御部２００は，予め作成した上記ＭＤモデル３１０に，上記１０個の変量すなわちステップＳ２２０にて算出した各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値３１２Ａ〜３１２Ｅと残差平方和３１４Ａ〜３１４Ｅを入力する。これによって，判別対象の１０個の変量すなわちヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和のＭＤ値３１６が得られる。
【０１１３】
ここで，昇温期間におけるヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値及び残差平方和のＭＤ値３１６についての運用回数ごとの推移を図１２に示す。図１２に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達するとＭＤ値３１６が急激に増加する。これをヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかの断線の予兆として捉えることができる。実際，図１２に示す例では，ＭＤ値３１６が急激に増加した後，８回目の運用中にヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかが断線している。
【０１１４】
本実施形態では，ＭＤ値が急激に増加したことを判断するために，その判断基準としてＭＤ値に閾値を設定している。ＭＤ値も，第１実施形態における供給電力の最大値や残差平方和と同様に，熱処理条件に応じて変化する蓋然性が高いため，その閾値についても熱処理条件に応じて設定することが好ましい。例えば，２５分間の昇温期間にて処理室１２２内の温度を６５０℃から９００℃に上昇させる熱処理条件においては，閾値は例えば”５”に設定される。
【０１１５】
そして，ステップＳ２４０にてＭＤ値が閾値を上回っているか否かを判定する。ここでＭＤ値が閾値を上回っていなければ，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅはすべて断線の兆候がなく正常であると判断して，この運用におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１１６】
これに対して，上記ＭＤ値が閾値を上回っている場合には，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかに断線の兆候があり寿命が近いと判断して，ステップＳ２５０にてヒータ素線の寿命が近いことを知らせる寿命警報の処理を行う。具体的にはヒータ素線の寿命警報処理として，例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線１３２Ａの寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，制御部２００はこの運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１１７】
熱処理装置１００のオペレータは，この寿命警報により，例えばヒータ１３０全体の交換部品の手配を行うとともに，この交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。第２実施形態は，早期にヒータ１３０の寿命を予測できるものであり，寿命警報の直後にヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかが断線してしまうわけではなく，さらに例えば５〜８回の熱処理が実行されて初めてヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅのいずれかが断線する。したがって，交換部品の手配やメンテナンスの段取りを時間的に余裕をもって行うことができるので，オペレータは熱処理装置１００のメンテナンス作業を円滑に行うことができる。
【０１１８】
以上のように，第２実施形態によれば，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの断線の兆候が現れ易い昇温期間のデータを利用することにより，より早い時期に，ヒータ１３０全体の寿命を従来以上に的確に予測することができる。また，第２実施形態によれば，一旦ＭＤモデル３１０を作成すれば，その後はこのＭＤモデル３１０に昇温期間における各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値３１２Ａ〜３１２Ｅと，残差平方和３１４Ａ〜３１４Ｅを入力するだけで，ヒータ１３０の寿命を予測するための指標（例えばＭＤ値）を簡単に得ることができる。そして，この指標に基づいてヒータ１３０の寿命を的確に予測することができる。
【０１１９】
また，ヒータ１３０では複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが隣接して配置されているため，いずれかのヒータ素線の劣化が進むと，これに隣接するヒータ素線の供給電力にある程度の影響が及ぶ。例えば，ヒータ素線１３２Ｂに劣化が生じると，このヒータ素線１３２Ｂに対応する加熱ゾーンの温度を適切に調整できなくなる。この場合，隣接するヒータ素線１３２Ａとヒータ素線１３２Ｃが劣化したヒータ素線１３２Ｂの機能低下分を補おうとする。このため，ヒータ素線１３２Ａとヒータ素線１３２Ｃの供給電力の最大値と残差平方和は，ヒータ素線１３２Ａとヒータ素線１３２Ｃが劣化していなくても正常時（定常時）よりも大きくなる可能性がある。
【０１２０】
従って，複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅが隣接して配置されている場合には，第１実施形態のように複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを別個に単変量解析して寿命予測処理に比して，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和を変量として複数のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅをまとめて一度に多変量解析する第２実施形態の寿命予測処理の方が，ヒータ１３０の寿命予測をより的確に行うことができる。
【０１２１】
なお，第２実施形態では，５本のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅすべての供給電力の最大値と残差平方和を１０個の変量として，これらの変量を多変量解析した結果からヒータ１３０全体の寿命を予測する場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではない。
【０１２２】
例えば，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２ＥごとにＭＤモデル３１０を作成して，昇温期間における各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの供給電力の最大値と残差平方和の２個の変量を解析して，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２ＥごとにＭＤ値を得るようにしてもよい。この場合には，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅごとにその寿命を予測することができる。ヒータ１３０において，各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅを個別に交換できるような場合には，このようにヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅそれぞれの寿命を予測することが好ましい。
【０１２３】
また，上記第１，第２実施形態では，本発明におけるヒータ素線寿命予測を図１に示す複数のウエハＷに対してバッチ処理を行う縦型熱処理装置１００に適用した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，様々な熱処理装置に適用できる。
【０１２４】
（熱処理装置の他の構成例）
ここで，本発明の実施形態にかかるヒータ素線寿命予測を適用可能な熱処理装置の他の構成例について図面を参照しながら説明する。図１３〜図１５に，本発明の適用が可能な枚葉型の熱処理装置の概略構成を示す。
【０１２５】
まず，ウエハＷの平面方向に割り当てられた複数の加熱ゾーンを有する枚葉型の熱処理装置４００について図面を参照しながら説明する。図１３は，この熱処理装置４００の概略構成を示す縦断面図である。図１４は，図１３の熱処理装置４００が備えるヒータ４４０の形状を示す平面図である。このような複数の加熱ゾーンを有する熱処理装置４００によれば，ウエハＷの面内温度についてより高い均一性を得ることができる。例えば，大口径のウエハＷに対する熱処理にこのタイプが用いられる。
【０１２６】
図１３に示すように，熱処理装置４００は，例えば石英製の矩形状になされた処理容器４０２を有している。この処理容器４０２の一側には，ウエハＷを導入するための開口部４０４が形成されており，この開口部４０４の周辺部にはフランジ部４０６が形成されている。
【０１２７】
処理容器４０２内の底部には，石英製の突起部４０８が円周状に複数個立設されている。ウエハＷを保持した搬送アームのピックが開口部４０４から処理容器４０２内に進入し，下降することによって，ウエハＷの裏面周辺部がこれら突起部４０８の先端に当接し，これによってウエハＷが支持される。
【０１２８】
また，処理容器４０２は，開口部４０４の反対側に，処理容器４０２中へ所定の処理ガスを供給するガス供給源４１０がガス供給管４１２を介して接続され，処理容器４０２内の雰囲気を例えば真空排気するための排気手段４１４が排気管４１６を介して接続されている。
【０１２９】
上記開口部４０４の端面には，フランジ部４０６と接するようにして冷却プレート４２０が設けられている。この冷却プレート４２０内には，冷却水を流す冷却水路４２２が設けられており，冷却プレート４２０とフランジ部４０６との間に介在するＯリングなどのシール部材４２４を冷却するようになっている。また，冷却プレート４２０は，処理容器４０２の外側を囲む例えばアルミニウム製のケーシング４３０にボルト４３２などによって締め付け固定されており，これによってケーシング４３０の端部にフランジ部４０６も固定される。そして，開口部４０４は，ウエハＷの搬出入時に気密に開閉されるゲートバルブ４３４が設けられている。
【０１３０】
処理容器４０２の外壁には搬入されたウエハＷを加熱するためのヒータ４４０が設けられている。このヒータ４４０は，処理容器４０２の外壁の周囲に巻き付けるように配線した抵抗発熱体からなるヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃを有している。
【０１３１】
図１４に示すように，各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃには電源４４４Ａ〜４４４Ｃが接続されており，熱処理装置４００全体の動作を制御する制御部４５０からの制御信号に従って，各電源４４４Ａ〜４４４Ｃから各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃに対して独立して電力が供給され，各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃが供給電力に応じて発熱する。
【０１３２】
図１３に示すように，処理容器４０２の外壁には，加熱ゾーンごとに温度センサ４４６Ａ〜４４６Ｃが配置されている。温度センサ４４６Ａ〜４４６Ｃは例えば熱電対で構成される。さらに処理容器４０２の内壁にも加熱ゾーンごとに温度センサを備えるようにしてもよい。制御部４５０は，各温度センサ４４６Ａ〜４４６Ｃを用いて加熱ゾーンごとの温度情報を取得することができる。
【０１３３】
このヒータ４４０によれば，処理容器４０２内を３個のゾーンに分けて加熱することができる。これによって，熱処理中の処理容器４０２内の温度を均一に保つことができ，ウエハＷに対して面内の温度のばらつきなく熱処理を施すことができる。
【０１３４】
制御部４５０は，各電源４４４Ａ〜４４４Ｃにより各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃに供給される電力のデータを収集して，上記第１，２実施形態と同様にこの収集した電力データに基づいて各ヒータ素線４４２Ａ〜４４２Ｃの寿命を予測することができる。
【０１３５】
次に，ウエハＷに対して単一のヒータ素線によって熱処理を施す枚葉型の熱処理装置としてのプラズマＣＶＤ装置５００について図面を参照しながら説明する。図１５は，このプラズマＣＶＤ装置５００の概略構成を示す縦断面図である。
【０１３６】
図１５に示すように，プラズマＣＶＤ装置５００は，気密に構成された略円筒状の処理室５１０を備えており，この処理室５１０にウエハＷを収容し，このウエハＷに対して例えばＴｉＮ（窒化チタン）膜を形成するプラズマＣＶＤ法による成膜処理が実施可能なように構成されている。
【０１３７】
処理室５１０の中にはウエハＷを水平に支持するためのウエハ載置台５２０が配置されている。ウエハ載置台５２０は，ウエハＷが載置される載置台本体５２２，この載置台本体５２２を支持する円筒状の支柱５２４，及び載置台本体５２２と支柱５２４を覆うカバー部材５２６から構成されている。これらの載置台本体５２２，支柱５２４，及びカバー部材５２６は，有機酸に腐食され難く，耐熱性も高い材料，例えば石英によって構成されている。
【０１３８】
なお，ウエハ載置台５２０は，搬送機構（図示せず）からウエハＷを受け取り，また搬送機構にウエハＷを受け渡すために，ウエハＷを支持して昇降させることができるウエハ支持機構（図示せず）を備えている。このウエハ支持機構は，例えば３本のウエハ支持ピン（リフターピン）を有しており，各ウエハ支持ピンは，載置台本体５２２に形成された貫通孔を通って，その表面に対して突没するように動作する。
【０１３９】
処理室５１０の天壁５１２には，絶縁部材５１８を介してシャワーヘッド５４０が設けられている。このシャワーヘッド５４０は，上段ブロック体５４２，中段ブロック体５４４，及び下段ブロック体５４６から構成されている。
【０１４０】
下段ブロック体５４６には，第１の処理ガスを吐出する第１のガス吐出孔５５０と，第２の処理ガスを吐出する第２のガス吐出孔５５２が交互に形成されている。上段ブロック体５４２の上面には，第１の処理ガスを導入する第１のガス導入口５５４と，第２の処理ガスを導入する第２のガス導入口５５６が形成されている。
【０１４１】
上段ブロック体５４２の内部には，第１のガス導入口５５４から分岐して水平方向及び垂直方向に延びる多数の第１の上段ガス流路５５８と，第２のガス導入口５５６から分岐して水平方向及び垂直方向に延びる多数の第２の上段ガス流路５６０が形成されている。また，中段ブロック体５４４の内部には，各第１の上段ガス流路５５８に連通し水平方向及び垂直方向に延びる多数の第１の中段ガス流路５６２と，各第２の上段ガス流路５６０に連通し垂直方向及び水平方向に延びる多数の第２の中段ガス流路５６４が形成されている。そして，各第１の中段ガス流路５６２は，第１のガス吐出孔５５０に連通しており，各第２の中段ガス流路５６４は，第２のガス吐出孔５５２に連通している。
【０１４２】
また，プラズマＣＶＤ装置５００は，ガス供給手段５７０を備えている。このガス供給手段５７０は，第１のガス供給源５７２と第２のガス供給源５７４を備えている。第１のガス供給源５７２は，例えば，ＣｌＦ３ガスを供給するＣｌＦ３ガス供給源，ＴｉＣｌ４ガスを供給するＴｉＣｌ４ガス供給源，Ｎ２ガスを供給するＮ２ガス供給源などを含んでいる。また第２のガス供給源５７４は，例えば，もう一つのＮ２ガス供給源，ＮＨ３ガスを供給するＮＨ３ガス供給源などを含んでいる。
【０１４３】
第１のガス供給源５７２は，第１のガス供給ライン５７６を介して，シャワーヘッド５４０の上段ブロック体５４２に形成されている第１のガス導入口５５４に接続されており，第２のガス供給源５７４は，第２のガス供給ライン５７８を介して，シャワーヘッド５４０の上段ブロック体５４２に形成されている第２のガス導入口５５６に接続されている。第１のガス供給ライン５７６と第２のガス供給ライン５７８はそれぞれ，例えば図示しないバルブやマスフローコントローラが設けられており，ガス流量の調整が可能となっている。
【０１４４】
このような構成によって，第１のガス供給源５７２から例えばＣｌＦ３ガスが送出されると，このＣｌＦ３ガスは，第１のガス供給ライン５７６とシャワーヘッド５４０の第１のガス導入口５５４を経由してシャワーヘッド５４０内に導入され，さらに第１の上段ガス流路５５８と第１の中段ガス流路５６２を経由して第１のガス吐出孔５５０に至り，ここから処理室５１０内へ吐出される。同様に，第２のガス供給源５７４から例えばＮ２ガスが送出されると，このＮ２ガスは，第２のガス供給ライン５７８とシャワーヘッド５４０の第２のガス導入口５５６を経由してシャワーヘッド５４０内に導入され，さらに第２の上段ガス流路５６０と第２の中段ガス流路５６４を経由して第２のガス吐出孔５５２に至り，ここから処理室５１０内へ吐出される。
【０１４５】
なお本実施形態にかかるシャワーヘッド５４０は，第１のガス供給源５７２からのガスと第２のガス供給源５７４からのガスが独立して処理室５１０内に供給されるポストミックスタイプである。このため，処理中に処理室５１０内に２種類のガスを同時に供給することはもちろんのこと，交互に供給することも可能であり，また一方のみを供給することも可能である。なお，シャワーヘッド５４０に代えてプリミックスタイプのシャワーヘッドを採用してもよい。
【０１４６】
シャワーヘッド５４０には，整合器５８０を介して高周波電源５８２が接続されている。この高周波電源５８２からシャワーヘッド５４０に高周波電力が供給されることによって，シャワーヘッド５４０を介して処理室５１０内に供給された処理ガスをプラズマ化して，所定の膜をウエハＷ上に成膜することができる。
【０１４７】
処理室５１０の底壁５１４の中央部には円形の開口部５１４ａが形成されており，底壁５１４にはこの開口部５１４ａを覆うように下方に向けて突出した排気室５９０が連結されている。排気室５９０の側壁には排気管５９２を介して排気手段５９４が接続されている。この排気手段５９４を作動させることによって処理室５１０内を所定の真空度に減圧することができる。
【０１４８】
処理室５１０の側壁５１６には，処理室５１０内に対するウエハＷの搬出入を行うための搬出入口５１６ａと，この搬出入口５１６ａを開閉するゲートバルブ５３４が設けられている。
【０１４９】
そして上記ウエハ載置台５２０を構成する載置台本体５２２には抵抗発熱体からなるヒータ素線５２８が埋め込まれている。このヒータ素線５２８には電源５３０が接続されており，プラズマＣＶＤ装置５００全体の動作を制御する制御部５３６からの制御信号に従って，電源５３０からヒータ素線５２８に対して電力が供給され，ヒータ素線５２８が供給電力に応じて発熱する。
【０１５０】
また，載置台本体５２２には温度センサ５３８が埋め込まれている。この温度センサ５３８は例えば熱電対で構成される。制御部５３６は，温度センサ５３８を用いて載置台本体５２２の温度情報，ひいてはウエハＷの温度情報を取得することができる。
【０１５１】
制御部５３６は，電源５３０によりヒータ素線５２８に供給される電力のデータを収集して，上記第１，２実施形態と同様にこの収集した電力データに基づいてヒータ素線５２８の寿命を予測することができる。こうして，本発明によれば，縦型熱処理装置だけでなく枚葉型の熱処理装置であっても，その熱処理に用いられるヒータ素線の寿命を的確に予測することができる。
【０１５２】
以上のように，第１〜第２実施形態では，ヒータ素線が未だ断線していない場合には，ウエハ搬入後に所定の熱処理温度まで昇温させるための昇温期間（例えば図４に示す時刻ｔ１〜ｔ２）の電気データの方が，温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易いことに着目し，その昇温期間の電気データを用いてヒータ素線の寿命を予測する場合を例に挙げて説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易い，他の期間のデータを用いるようにしてもよい。
【０１５３】
例えばウエハＷを処理室内に搬入する搬入期間（例えば図４に示す時刻ｔ０〜ｔ１）のデータについても，温度安定時よりもヒータ素線の断線兆候が現れ易い。従って，このウエハＷの搬入期間に基づいてヒータ素線の寿命を予測するようにしてもよい。なお，このようなウエハＷの搬入期間のデータを用いたヒータ素線寿命予測については以下の第３実施形態において具体例を挙げて詳述する。
【０１５４】
（第３実施形態におけるヒータ素線寿命予測）
以下，本発明の第３実施形態におけるヒータ素線寿命予測について説明する。ここでは，例えば図１に示すような縦型の熱処理装置１００を例に挙げて，温度安定時よりもヒータ素線の断線の兆候が現れ易い期間として，ウエハＷの搬入期間，すなわち多数のウエハＷを保持するウエハボート１１４を処理室１２２内に搬入する期間（ローディング時）のヒータ素線の温度データを用いて予測する場合について説明する。
【０１５５】
例えば図４に示すようなウエハＷの搬入期間ｔ０〜ｔ１では，処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽している図示しないシャッタをいったん開いて，ウエハボート１１４が搬入されると蓋体１１６により再び閉じるため，この搬入期間には処理室１２２内の下端開口部１２３近傍の温度は大きく変化する。このため，処理室１２２内の温度を一定に保つために，ヒータ素線に供給される電力も大きくなるので，ヒータ素線の断線の兆候が現れ易い。この場合，上述のように下端開口部１２３付近の処理室１２２内の温度変化が大きくなることから，その付近に配置される最も下側のヒータ素線１３２Ｅに供給される電力も最も大きくなるので，そのヒータ素線１３２Ｅの温度変化も大きくなるため，断線の兆候を検出し易い。
【０１５６】
ここで，上述した最も下側に配置されるヒータ素線１３２Ｅの温度と，そのヒータ素線１３２Ｅによって加熱される処理室１２２内の雰囲気の温度について，図４に示すウエハＷの搬入期間を含む一連の工程（運用）における推移を図面を参照しながら説明する。図１６Ａは図４に示す各工程において処理室１２２内の雰囲気の温度の推移を示す図であり，具体的には処理室１２２の最も下側に配置された内部温度センサ１３８Ｅにより検出された温度の推移をグラフにしたものである。図１６Ｂは，図４に示す各工程において最も下側に配置されるヒータ素線１３２Ｅの温度の推移を示す図であり，処理室１２２の最も下側に配置された外部温度センサ１３６Ｅにより検出された温度の推移をグラフにしたものである。
【０１５７】
なお，図１６Ａ，図１６Ｂでは，図４に示す各工程を行う期間のうち，ウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１，昇温期間ｔ１〜ｔ２，熱処理期間ｔ２〜ｔ３，降温期間ｔ３以降までをグラフに示し，ウエハ搬出期間については省略している。図１６Ａ，図１６Ｂにおける細線のグラフは，交換されたばかりで未だ劣化していない正常なヒータ素線１３２Ｅについての温度データの特性を示しており，太線のグラフは，劣化が進んだヒータ素線１３２Ｅの温度データの特性を示している。
【０１５８】
図１６Ａ，図１６Ｂに示すように，先ずウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１では，時刻ｔ０から処理室１２２の下端開口部１２３を遮蔽している図示しないシャッタが開かれ，ウエハボート１１４が上昇して処理室１２２内に搬入されていく。このとき，処理室１２２の内部の空間と下端開口部１２３近傍の処理室１２２の外部の空間とは連通するので，図１６Ａに示すように，相対的に温度の低い外部空間の雰囲気の影響を受けて処理室１２２内の温度は急激に低下していく。
【０１５９】
このため，処理室１２２内の温度を設定温度（例えば６５０℃）に保つために，図１６Ｂに示すように例えばヒータ素線１３２Ｅには電源１３４Ｅから供給される電力が調整され，ヒータ素線１３２Ｅの温度が急激に上昇する。このとき，他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄに供給される電力も調整されるものの，最も温度低下が著しい処理室１２２の下端開口部１２３に最も近いヒータ素線１３２Ｅに供給される電力は例えば定格電力（最大電力）になり，他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄに比べると非常に大きくなる。
【０１６０】
このように，例えばヒータ素線１３２Ｅに供給される電力が大きくなるように調整されているので，ウエハボート１１４が処理室１２２に完全に入り込んで，蓋体１１６により下端開口部１２３が閉塞されると，処理室１２２内の温度は急激に戻り始める。
【０１６１】
そして，図１６Ａに示すように処理室１２２内の温度が例えば６５０℃に戻ると，昇温期間ｔ１〜ｔ２により熱処理温度（例えば９００℃）まで昇温する。その後，処理室１２２内の温度は，熱処理期間ｔ２〜ｔ３により熱処理温度に維持されつつウエハＷに対する熱処理が行われる。ウエハＷの熱処理が終了すると，処理室１２２内の温度は降温期間ｔ３以降により再び例えば６５０℃まで低下する。以降，ウエハ搬出期間においてウエハＷの搬出工程が行われて一連の工程（運用）が終了する。
【０１６２】
ここで，図１６Ａ，図１６Ｂにおける各温度変化のうち，ウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１における正常なヒータ素線１３２Ｅの温度変化（細線グラフ）と，劣化が進んだヒータ素線１３２Ｅの温度変化（太線グラフ）を比較してみると，図１６Ａに示す処理室１２２内の温度変化（内部温度センサ１３８Ｅによる温度検出値の変化）については，温度の低下幅と上昇に転じるタイミングなど多少の違いは見られるものの，ほとんど変わらない。これは，ヒータ素線１３２Ｅが劣化すると，正常なときに比べて応答性が悪くなるため，最も温度が低下するタイミングも正常なときと比べて遅くなるものの，その他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄによってその劣化分が補われることから，処理室１２２内の温度変化にはその劣化の影響が顕著に現れないためと考えられる。
【０１６３】
これに対して，図１６Ｂに示すウエハ搬入期間ｔ０〜ｔ１におけるヒータ素線１３２Ｅの温度変化（外部温度センサ１３６Ｅによる温度検出値の変化）については，劣化が進んだヒータ素線１３２Ｅの温度変化（太線グラフ）では，正常なヒータ素線１３２Ｅの温度変化（細線グラフ）に比して所定の温度（図１６Ｂでは略５０℃）以上シフトする傾向にあることがわかる。これは，外部温度センサ１３６Ｅによる温度検出値の変化は，ヒータ素線１３２Ｅの発熱状態が直接的に反映されるので，その劣化具合が顕著に現れるためと考えられる。従って，ウエハＷの搬入期間におけるヒータ素線１３２Ｅの温度データのシフト傾向を検出することによって劣化を判定することができる。
【０１６４】
また，上述したようにウエハＷの搬入期間ｔ０〜ｔ１では，ヒータ素線１３２Ｅには，一時的に大きな電力例えば定格電力（最大電力）が供給され，これがウエハＷの搬入期間毎に繰り返される。このため，ヒータ素線１３２Ｅは，その他のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｄよりも早い時期に劣化する蓋然性が高い。従って，ウエハＷの搬入期間において最も劣化し易いヒータ素線１３２Ｅの温度データを用いることによって，より早く的確に寿命予測を行うことができる。
【０１６５】
そこで，第３実施形態では，昇温期間と同様に断線の兆候が現れ易い，ウエハＷの搬入期間におけるヒータ素線１３２Ｅの温度データ（外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データ）を用いてヒータ素線寿命予測を行うものである。具体的には例えば，各運用におけるウエハＷの搬入期間（ｔ０〜ｔ１）において外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データの最大値（図１６Ｂに示す矢印の値）の推移を監視し，この最大値のシフト傾向を検出することによって，ウエハＷの搬入期間におけるヒータ素線１３２Ｅの温度データの全体のシフト傾向を検出し，これにより，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があるか否かを判断することができる。
【０１６６】
（ヒータ素線の寿命予測の具体例）
ここで，上述したようなヒータ素線１３２Ｅの温度データ（外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データ）を用いた第３実施形態にかかるヒータ素線寿命予測の具体例について図面を参照しながら説明する。図１７は，第３実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。第３実施形態にかかる寿命予測処理は，熱処理装置１００において複数のウエハＷに対する熱処理の運用（バッチ処理）が行われるごとに，所定のプログラムに基づいて制御部２００により実行される。
【０１６７】
まず，ステップＳ３１０にてヒータ素線１３２Ｅの温度データを外部温度センサ１３６Ｅから収集する。その際，熱処理装置１００の１回の運用の全期間のうち少なくとも，搬入期間ｔ０〜ｔ１において外部温度センサ１３６Ｅから温度データを収集する。この収集された温度データ２８４は記憶手段２８０に記憶される。
【０１６８】
続くステップＳ３２０にて収集した温度データのうち，ウエハＷの搬入期間において外部温度センサ１３６Ｅによって検出された温度データの最大値（以下，単に「温度データの最大値」とも言う）を求める。例えば図１６Ｂに示す例では，ヒータ素線１３２Ｅが劣化していない場合（細線グラフ），温度データの最大値は約８３０℃である。これに対して，ヒータ素線１３２Ｅが劣化している場合（太線グラフ），温度データの最大値は約９１０℃である。この温度データの最大値は，演算結果データ２８６として記憶手段２８０に記憶される。
【０１６９】
こうして，制御部２００は，熱処理装置１００の運用（バッチ処理）により，複数のウエハＷの処理室１２２への搬入が行われるごとに，ステップＳ３２０を実行して搬入期間における温度データの最大値を算出する。これによって搬入期間における温度データの最大値について，運用ごとの推移を把握することができる。
【０１７０】
ここで，搬入期間における温度データの最大値と熱処理装置１００についての運用回数ごとの推移を図１８に示す。図１８に示すように，熱処理装置１００の運用回数が進み，ある回数に達すると温度データの最大値が一段高い値にシフトする。これをヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候と捉えることができる。実際，図１８に示す例では，温度データの最大値が高い値にシフトした後，１６１回目の運用中にヒータ素線１３２Ｅが断線している。
【０１７１】
そこで，次のステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしているか否かを判断する。具体的には温度データの最大値の閾値を設定し，この閾値に基づいて温度データの最大値がシフトしたか否かを判断する。温度データの最大値は，ヒータ素線１３２Ｅに劣化がなく，かつ搬入期間における処理室１２２内の温度の設定値（例えば６５０℃）に変更がなければ，毎回の運用においてほぼ一定の値になる。図１８に示す例では，ヒータ素線１３２Ｅに劣化がない場合の温度データの最大値は，８５０℃を基準値としてその±１０℃程度の範囲に入っている。したがって，温度データの最大値の閾値は，±１０℃程度のばらつきを考慮して，基準値より例えば３０℃高い値に設定される。例えば基準値が８５０℃の場合，閾値は８８０℃とする。この基準値としては，例えばヒータ素線１３２Ｅが交換直後で正常な状態のときに，温度データの最大値をいくつかサンプリングして，その平均値を用いてもよい。
【０１７２】
なお，上記の他，基準値を固定せずに，基準値を毎回の運用において検出された温度データの最大値で更新するようにしてもよい。この場合は，ある回の運用において検出された温度データの最大値が，その前の回の運用において検出された温度データの最大値からどの程度上昇したかを検出し，その上昇幅が所定の閾値を上回っているか否かに基づいて温度データの最大値のシフト現象の有無を判定することになる。
【０１７３】
また，第３実施形態では，ある回の運用において検出された温度データの最大値が閾値を上回れば，温度データの最大値はシフトしたと判断し，その判断結果を記憶手段２８０に記憶しておく。そして，その後の運用においては，検出された温度データの最大値が閾値に達していなくてもステップＳ３３０では温度データの最大値がシフトしていると判断する。
【０１７４】
この場合，例えば記憶手段２８０にシフト済み判定データ（例えばフラグなどの「０」又は「１」からなるデータ）を記憶し，このシフト済み判定データの値で判断するようにしてもよい。具体的にはシフト済み判定データの値を，温度データの最大値がシフトしていないと判断した場合には「０」とし，また温度データの最大値がシフトしたと判断した場合には「１」としてそれを保持し，ヒータ１３０の交換があった場合には「０」に戻すようにする。この場合には，ステップＳ３３０にて既にシフト済み判定データの値が「１」であれば，検出された温度データの最大値が閾値に達していなくても温度データの最大値がシフトしていると判断する。
【０１７５】
このようにステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしているか否かを判断し，シフトしていないと判断すると，ヒータ素線１３２Ｅに断線の兆候がなく正常であると判断して，寿命予測処理を終了する。
【０１７６】
これに対して，ステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしていると判断した場合にはヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があると判断して，ステップＳ４００にてヒータ素線の寿命が近いことを知らせる寿命警報の処理を行う。具体的にはヒータ素線の寿命警報処理として，例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線の寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，この運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１７７】
このように，図１８に示す寿命予測処理では，温度安定時よりも断線の兆候が現れ易い，ウエハＷの搬入期間のデータを利用して，この搬入期間に最も温度変化が大きいヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測することにより，従来以上に的確に寿命を予測することができる。しかも，温度安定時よりもかなり早い時期に断線の兆候が現れ易いので，従来よりも一層早い時期に寿命を予測することができる。これにより，例えば余裕を持って各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの交換部品を用意し，交換のための熱処理装置１００のメンテナンススケジュールを立てることができる。
【０１７８】
ところで，図１８に示す温度変化の傾向を示すヒータ素線１３２Ｅのように，ウエハＷの搬入期間における温度データの最大値がシフトしてから実際に断線するまでに，相当回数の運用（ここでは１６０回程度）が可能であるため，ウエハＷの搬入期間における温度データの最大値がシフトしたことのみを寿命予測の判断基準としたのでは，寿命予測警報を行うには時期的に早過ぎる場合もある。
【０１７９】
このため，発明者らは，図１８に示すような温度変化において他にも判断基準にできる傾向を検討したところ，温度データの最大値がシフトする前は，ほぼ一定に推移する傾向があるのに対して，温度データの最大値がシフトした後は，ヒータ素線１３２Ｅが寿命により近づくに連れて低下する傾向があることに気づいた。このような温度データの最大値の低下傾向を検出できれば，ヒータ素線１３２Ｅの寿命時期を的確に予測することができる。実際，図１８に示す例では，温度データの最大値が低下傾向を示した後，８０回目の運用中にヒータ素線１３２Ｅが断線している。
【０１８０】
そこで，このようなヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する場合には，ウエハＷの搬入期間における温度データの最大値がシフトしたことのみならず，その後に温度データの最大値が低下傾向にあるか否かについても判断基準とすることが好ましい。従って，温度データの最大値が閾値を超えた後，さらに毎回の運用において検出される温度データの最大値の変動傾向を監視し，その監視結果に基づいてヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する。
【０１８１】
具体的には図１９に示すように，ステップＳ３３０にて温度データの最大値がシフトしていると判断した場合にはヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があると判断するものの，ステップＳ４００にてヒータ素線寿命警報処理をする前に，ステップＳ３４０にてヒータ素線寿命告知処理を行う。具体的には，例えばディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線１３２Ｅの寿命の前段階として断線の兆候がある旨の表示（ワーニング：Ｗａｒｎｉｎｇ）を行う。このように早くにヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候を察知し，その内容を表示手段２５０に表示できれば，交換部品の手配やメンテナンススケジュールの策定に時間的な余裕が与えられることになり，効率よくヒータ素線を交換することができる。
【０１８２】
その後，ステップＳ３５０にて温度データの最大値が低下傾向にあるか否かを判断する。例えば毎回の運用において検出される温度データの最大値の移動平均を計算し，各移動平均をプロットして得られる移動平均線が下降していれば，温度データの最大値が低下傾向にあると判断する。具体的には毎回の運用において温度データの最大値が検出されると，その最大値と，例えば直前２回または３回の運用において検出された各温度データの最大値とを用いて移動平均値を求める。そして，この移動平均値が所定回数以上連続して低下した場合，温度データの最大値が低下傾向にあると判断する。このように移動平均を求めることによって，一時的に温度データの最大値が上昇または下降するような場合であっても，温度データの最大値の全体的な低下傾向を把握することができる。
【０１８３】
なお，これに限られるものではなく，例えば各運用において検出された温度データの最大値がその直前の運用において検出された温度データの最大値よりも小さくなり，これが所定の運用回数（例えば８回以上）連続する場合，温度データの最大値が低下傾向にあると判断してもよい。
【０１８４】
こうしてステップＳ３５０にて温度データの最大値が低下傾向にあるか否かを判定し，温度データの最大値が低下傾向になければ，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候はあるものの，近々断線する可能性は少ないので，この運用におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１８５】
これに対して，温度データの最大値が低下傾向にあると判断した場合には，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候があるとともに近々断線する可能性も高いので，ステップＳ４００にてヒータ素線寿命警報処理を行う。具体的には図１８に示すステップＳ４００の場合と同様に例えばブザーなどの報知手段２７０を駆動したり，ディスプレイなどの表示手段２５０にヒータ素線の寿命が近い旨の表示を行ったりする。その後，この運用（バッチ処理）におけるヒータ素線の寿命予測処理を終了する。
【０１８６】
以上のように，第３実施形態によれば，温度安定時よりも断線の兆候が現れ易い，ウエハＷの搬入期間において外部温度センサ１３６Ｅによって検出される温度データの最大値（図１６Ｂ中の矢印の値）を検出し，この検出値に基づいてヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する。この搬入期間において検出される温度データは，熱処理期間において検出される温度データに比べて，その変動が大きくなるため，搬入期間において検出される温度データには，ヒータ素線１３２Ｅの断線の兆候が顕著に現れる。したがって，第３実施形態にかかる寿命予測処理によれば，より早い時期に，ヒータ素線１３２Ｅの寿命を従来以上に的確に予測することができる。
【０１８７】
さらに，第３実施形態では，温度データの最大値が高い値にシフトしたか否かという判断基準に加えて，その後温度データの最大値が低下傾向になったか否かという判断基準を用いてヒータ素線１３２Ｅの寿命を予測する。したがって，より的確にヒータ素線１３２Ｅの寿命時期を予測することができる。なお，例えば温度データの最大値がシフトしてから断線までの期間が短いような温度変化を示す場合には，図１７に示すように温度データの最大値の低下傾向を監視せずに上記のヒータ素線１３２Ｅの寿命予測処理を行うようしてもよい。
【０１８８】
また，温度データの最大値がシフトのみを判断基準とする図１７に示すような寿命予測処理と，温度データの最大値がシフトに加えてその後温度データの最大値が低下傾向になったか否かも判断基準とする図１９に示すような寿命予測処理とのどちらを実行するかを選択できるようにしてもよい。この場合，例えば熱処理装置の各種の設定項目に寿命予測処理を選択する項目を設け，オペレータによる入出力手段２６０からの入力操作により選択できるようにしてもよい。
【０１８９】
（第４実施形態にかかるヒータ素線寿命予測システム）
次に，本発明の第４実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理システムについて図面を参照しながら説明する。図２０は，本実施形態にかかる寿命予測処理システムとして適用可能な処理システムの概略構成を示すブロック図である。図２０に示すように，処理システムは，熱処理装置１００と，データ処理装置６００と，これらを電気的に接続する例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク７００とから構成されている。
【０１９０】
データ処理装置６００は，例えば図２０に示すように，ＣＰＵ６１０，ＣＰＵ６１０が処理を行うために必要なデータを記憶するＲＯＭ６２０，ＣＰＵ６１０が行う各種データ処理のために使用されるメモリエリア等を設けたＲＡＭ６３０，時間を計時するカウンタなどで構成される計時手段６４０，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイなどで構成される表示手段６５０，オペレータによる種々のデータの入力及び所定の記憶媒体への出力など各種データの出力などを行うことができる入出力手段６６０を備える。
【０１９１】
また，データ処理装置６００は，熱処理装置１００等とネットワーク７００を介してのデータのやり取りを行うための通信手段６７０，ＣＰＵ６１０が実行するプログラム（例えば圧力データの演算プログラム）の各種プログラムやデータ等を記憶するハードディスク（ＨＤＤ）などの記憶手段６８０を備える。このようなデータ処理装置６００は，例えばコンピュータにより構成される。
【０１９２】
これらＣＰＵ６１０，ＲＯＭ６２０，ＲＡＭ６３０，計時手段６４０，表示手段６５０，入出力手段６６０，通信手段６７０，記憶手段６８０は，制御バス，システムバス，データバス等のバスライン６０２により電気的に接続されている。
【０１９３】
また，データ処理装置６００にてヒータ素線の寿命予測処理を行う場合，上記記憶手段６８０には，例えば，熱処理装置１００に備えられている各電源１３４Ａ〜１３４Ｅにより各ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅに供給された電力についての電力データ６８２，外部温度センサ１３６と内部温度センサ１３８から得られた温度データ６８４，及びＣＰＵ６１０が上記電力データ６８２や温度データ６８４を用いて所定の演算を行った結果得られる演算結果データ６８６が記憶される。演算結果データ６８６は，例えば，電力データ６８２の最大値，残差平方和，及び温度データ６８４の最大値を含む。なお，データ処理装置６００にてヒータ素線の寿命予測処理を行う場合には，熱処理装置１００の制御部２００に演算結果データ２８６を記憶する必要がなくなる。
【０１９４】
また，熱処理装置１００の制御部２００は，バスライン２０２に接続された図示しない通信手段により，ネットワーク７００を介して上記データ処理装置６００等とのデータのやり取りを行う。このようなネットワーク７００によるデータ通信は，例えばＴＣＰ／ＩＰなどの通信プロトコルに基づいて行われる。
【０１９５】
なお，ネットワーク７００には，これに接続された熱処理装置１００を含む複数の真空処理装置を集中管理するためのホストコンピュータを別途接続してもよい。
【０１９６】
このような構成を有する第４実施形態にかかるヒータ素線の寿命予測処理システムにおいては，データ処理装置６００と熱処理装置１００における制御部２００とが連携して，上述の第１〜３実施形態と同様のヒータ素線の寿命予測処理を実行する。
【０１９７】
具体的には例えば，熱処理装置１００の制御部２００は，電力データ収集処理（ステップＳ１１０，Ｓ２１０）や温度データ収集処理（ステップＳ３１０）を実行し，収集した電力データや温度データを，ネットワーク７００を介してデータ処理装置６００に送信する。データ処理装置６００は，受信した電力データと温度データを記憶手段６８０に記憶する。そして，データ処理装置６００は，記憶した電力データと温度データを用いて，第１〜３実施形態において熱処理装置１００の制御部２００が行うヒータ素線の寿命予測処理（図５に示すステップＳ１２０〜Ｓ１４０，又は図１０に示すステップＳ２２０〜Ｓ２５０，又は図１７に示すステップＳ３２０〜Ｓ３３０及びＳ４００，又は図１９に示すＳ３２０〜Ｓ３５０及びステップＳ４００）と同様の処理を実行し，ヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を予測する。
【０１９８】
この場合，ヒータ素線の寿命警報処理（例えばステップＳ１４０，Ｓ２５０，Ｓ４００）では，データ処理装置６００でヒータ素線の寿命が近いことを知らせるようにしてもよく，また熱処理装置１００を通じてヒータ素線の寿命が近いことを知らせるようにしてもよい。上記と同様に，ヒータ素線の寿命告知処理（例えばステップＳ３４０）では，データ処理装置６００でヒータ素線の断線兆候があることを知らせるようにしてもよく，また熱処理装置１００を通じてヒータ素線の断線兆候があることを知らせるようにしてもよい。
【０１９９】
例えばデータ処理装置６００側においてヒータ素線の寿命が近いことや，断線兆候があることを知らせる場合には，データ処理装置６００の表示手段６５０に表示したり，図示しないブザーなどの報知手段を駆動したりする。また，熱処理装置１００側においてヒータ素線の寿命が近いことや，断線兆候があることを知らせる場合には，データ処理装置６００はヒータ素線の予測結果（例えばステップＳ１３０，Ｓ２４０，Ｓ３３０，Ｓ３５０の判断結果）を，ネットワーク７００を介して熱処理装置１００に送信して，熱処理装置１００に表示手段２５０への表示をさせたり，ブザーなどの報知手段２７０を駆動させたりする。これにより，オペレータは熱処理装置１００のヒータ素線１３２Ａ〜１３２Ｅの寿命を知ることができる。
【０２００】
このように，本実施形態によれば，熱処理装置１００の制御部２００は，電力データと温度データを収集するだけで，ヒータ素線の寿命予測処理は実質的にデータ処理装置６００によって行われる。したがって，熱処理装置１００の制御部２００の負担が軽減される。
【０２０１】
なお，上記ネットワーク７００には，熱処理装置１００のみを接続してもよく，他の熱処理装置を複数接続してもよい。また，プラズマエッチング装置，スパッタリング装置など他の種類の装置を接続するようにしてもよい。さらに，真空圧雰囲気で処理を行う処理装置のみならず，例えば膜厚測定器などのように大気圧雰囲気で処理を行う処理装置を接続してもよい。
【０２０２】
また，データ処理装置６００を例えばアドバンスド・グループ・コントローラ（以下，「ＡＧＣ」と称する）として構成し，このＡＧＣによって各熱処理装置に備えられたヒータ素線の寿命予測を行うようにしてもよい。なお，ＡＧＣは，上述したヒータ素線の寿命予測機能の他，熱処理装置１００及び他の処理装置のレシピ（プロセス条件値）の集中管理やこのレシピに基づく各処理装置のプロセスコントロールを行い，また各処理装置から得られるプロセスデータを対象に，その解析処理，統計処理，プロセスデータやその解析／統計結果の集中モニタリング処理，更には解析／統計結果をレシピに反映させる処理等を行うようにしてもよい。ＡＧＣは，１台のコンピュータで構成してもよく，複数台のコンピュータで構成してもよい。また，サーバとクライアントに分けて機能を分散させるように構成してもよい。
【０２０３】
このように，複数の熱処理装置についてのヒータ素線の寿命予測をデータ処理装置６００で集中して行うことにより，寿命が近づいているヒータ素線を容易に特定でき，そのメンテナンスを効率よく行うことができる。この結果，短時間で各熱処理装置の稼動を再開することができる。
【０２０４】
上記第１〜４実施形態により詳述した本発明については，上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体をシステムあるいは装置に供給し，そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体等の媒体に記憶されたプログラムを読み出して実行することによっても達成され得る。
【０２０５】
この場合，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり，そのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体は本発明を構成することになる。プログラムを供給するための記憶媒体等の媒体としては，例えば，フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどが挙げられる。また，媒体に対してプログラムを，ネットワークを介してダウンロードして提供することも可能である。
【０２０６】
なお，コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより，上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく，そのプログラムの指示に基づき，コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【０２０７】
さらに，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラムが，コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後，そのプログラムの指示に基づき，その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【０２０８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２０９】
例えば上述した第１〜第４実施形態ではウエハに対して熱処理を行う熱処理装置に本発明を適用した場合について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，処理室内が真空状態に調整される装置，例えばウエハに対してエッチング処理を行うプラズマ処理装置，ウエハに対して成膜処理を行う例えばプラズマＣＶＤ装置，スパッタリング装置などに本発明を適用してもよい。さらに本発明は，ウエハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルなどの基板を処理する他の基板処理装置やＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）製造装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
本発明は，半導体製造などに用いられる熱処理装置のヒータ素線の寿命予測方法，熱処理装置，記録媒体，及びヒータ素線の寿命予測処理システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる縦型熱処理装置の概略構成例を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態にかかる熱処理装置が備える電力系の概略構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態にかかる熱処理装置の制御部の概略構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる熱処理装置によって行われる各工程における処理室内の設定温度データを示す特性図である。
【図５】同実施形態にかかるヒータ素線寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】昇温期間において劣化して寿命が近いたヒータ素線に供給された電力の波形を示すグラフである。
【図６Ｂ】昇温期間において未だ劣化していないヒータ素線に供給された電力の波形を示すグラフである。
【図７】昇温期間においてヒータ素線に供給された電力の最大値についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図８】昇温期間においてヒータ素線に供給された電力の波形の一部を拡大して示す図である。
【図９】昇温期間においてヒータ素線に供給された電力の残差平方和についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１１】同実施形態にかかる寿命予測処理におけるＭＤ値を得る過程を示す説明図である。
【図１２】昇温期間においてすべてのヒータ素線に供給された電力の最大値及び残差平方和のＭＤ値についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図１３】本発明を適用可能な他の熱処理装置の構成例を示す縦断面図である。
【図１４】図１３に示す熱処理装置が備えるヒータの構成例を示す平面図である。
【図１５】本発明を適用可能なさらに他の熱処理装置の構成例を示す縦断面図である。
【図１６Ａ】図１に示す熱処理装置により行われる各工程において，処理室の下端開口部の最も近い位置に配置されている内部温度センサによって検出された処理室内温度の推移を示す特性曲線図である。
【図１６Ｂ】図１に示す熱処理装置により行われる各工程において，処理室の下端開口部の最も近い位置に配置されている外部温度センサによって検出されたヒータ素線温度の推移を示す特性曲線図である。
【図１７】本発明の第３実施形態にかかる寿命予測処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１８】ウエハの搬入期間において検出された温度データの最大値についての運用回数ごとの推移を示すグラフである。
【図１９】本発明の第３実施形態にかかる寿命予測処理の変形例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる処理システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１００ 熱処理装置
１１０ 反応管
１１０ａ 内管
１１０ｂ 外管
１１２ マニホールド
１１４ ウエハボート
１１６ 蓋体
１１８ 保温筒
１２０ ボートエレベータ
１２２ 処理室
１２３ 下端開口部（基板搬出入口）
１３０ ヒータ
１３２Ａ〜１３２Ｅ ヒータ素線
１３４Ａ〜１３４Ｅ 電源
１３６（１３６Ａ〜１３６Ｅ） 外部温度センサ
１３８（１３８Ｅ） 内部温度センサ
１４０Ａ〜１４０Ｃ ガス供給管
１４２Ａ〜１４２Ｃ 流量調整部
１５０ 排気管
１５２ 排気手段
２００ 制御部
２０２ バスライン
２１０ ＣＰＵ
２２０ ＲＯＭ
２３０ ＲＡＭ
２４０ 計時手段
２５０ 表示手段
２６０ 入出力手段
２７０ 報知手段
２８０ 記憶手段
２８２ 電力データ
２８４ 温度データ
２８６ 演算結果データ
３００ 回帰直線
３０１〜３０７ 極値
３１０ ＭＤモデル
３１２Ａ〜３１２Ｅ 最大値
３１４Ａ〜３１４Ｅ 残差平方和
３１６ ＭＤ値
４００ 熱処理装置
５００ プラズマＣＶＤ装置
６００ データ処理装置（ＡＧＣ）
７００ ネットワーク
Ｗ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出する工程と，
前記電力の大きさの最大値が予め設定された閾値を超えていると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項２】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，
前記電力の振幅の大きさを示す指標が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項３】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，
前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項４】
前記閾値は，前記熱処理の条件に応じて予め設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項５】
前記閾値は，前記熱処理温度と前記昇温期間の時間に応じて予め設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項６】
前記閾値は，前記昇温期間における昇温レートに応じて予め設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項７】
前記電力の振幅の大きさを示す指標は，前記電力の極小値及び極大値の残差平方和であることを特徴とする請求項２又は３に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項８】
複数のヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記熱処理を繰り返すごとに，前記熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集する工程と，
前記収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出する工程と，
前記中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項９】
前記電力データは，前記各ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値及び前記電力の振幅の大きさを示す指標を含むデータであることを特徴とする請求項８に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１０】
前記ヒータ素線による加熱領域が前記処理室の縦方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項８に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１１】
前記ヒータ素線による加熱領域が前記被処理基板の面方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項８に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１２】
複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１３】
複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１４】
前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値が所定温度以上高くシフトした時点で，前記ヒータ素線の断線兆候があることを知らせる告知処理を行うことを特徴とする請求項１３に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１５】
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから，その最大値が低下傾向にあることを判断する際には，そのヒータ素線温度の最大値が所定回数以上連続して低下したことを基準に判断することを特徴とする請求項１４に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１６】
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから最大値の移動平均値を求め，この移動平均値が所定回数連続して低下した場合に，前記最大値が低下傾向にあると判断することを特徴とする請求項１４に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１７】
処理室内に配置した被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
電源から供給される電力の大きさに応じた温度で発熱するヒータ素線と，
前記電源からの供給電力を制御して前記ヒータ素線による温度制御を行う制御部と，
を備え，
前記制御部は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めて，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１８】
複数の加熱ゾーンを有する処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
前記各加熱ゾーンに割り当てられ，複数の電源からそれぞれ供給される電力の大きさに応じた温度で発熱する複数のヒータ素線と，
前記各電源からの供給電力を制御して前記各ヒータ素線による温度制御を行う制御部と，
を備え，
前記制御部は，前記熱処理が繰り返されるごとに，各熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集し，この収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出し，この中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１９】
処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，
前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，
前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，
前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２０】
処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，
前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，
前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，
前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２１】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法を実行するためのプログラムを記録する記録媒体であって，
コンピュータに，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めるステップと，
前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うステップと，
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２２】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置と，データ処理装置とをネットワークで接続し，前記ヒータ素線の寿命を予測するヒータ素線の寿命予測処理システムであって，
前記熱処理装置は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力データを収集して，この電力データを，前記ネットワークを介して前記データ処理装置に送信し，
前記データ処理装置は，前記電力データを受信すると，この電力データの大きさの最大値が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とするヒータ素線の寿命予測処理システム。
【請求項１】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出する工程と，
前記電力の大きさの最大値が予め設定された閾値を超えていると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項２】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，
前記電力の振幅の大きさを示す指標が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項３】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求める工程と，
前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項４】
前記閾値は，前記熱処理の条件に応じて予め設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項５】
前記閾値は，前記熱処理温度と前記昇温期間の時間に応じて予め設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項６】
前記閾値は，前記昇温期間における昇温レートに応じて予め設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項７】
前記電力の振幅の大きさを示す指標は，前記電力の極小値及び極大値の残差平方和であることを特徴とする請求項２又は３に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項８】
複数のヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記熱処理を繰り返すごとに，前記熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集する工程と，
前記収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出する工程と，
前記中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項９】
前記電力データは，前記各ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値及び前記電力の振幅の大きさを示す指標を含むデータであることを特徴とする請求項８に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１０】
前記ヒータ素線による加熱領域が前記処理室の縦方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項８に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１１】
前記ヒータ素線による加熱領域が前記被処理基板の面方向に沿って複数の加熱ゾーンに分けられており，前記各加熱ゾーンに前記各ヒータ素線がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項８に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１２】
複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１３】
複数の被処理基板を保持した基板保持具を，処理室に設けられた基板搬出入口から搬入し，前記処理室の外側に配設された複数のヒータ素線により前記処理室内の温度を制御して前記被処理基板に対して所定の熱処理を施し，前記基板保持具を搬出する一連の処理を繰返し行う熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法であって，
前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集する工程と，
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行う工程と，
を有することを特徴とするヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１４】
前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値が所定温度以上高くシフトした時点で，前記ヒータ素線の断線兆候があることを知らせる告知処理を行うことを特徴とする請求項１３に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１５】
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから，その最大値が低下傾向にあることを判断する際には，そのヒータ素線温度の最大値が所定回数以上連続して低下したことを基準に判断することを特徴とする請求項１４に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１６】
前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値のデータから最大値の移動平均値を求め，この移動平均値が所定回数連続して低下した場合に，前記最大値が低下傾向にあると判断することを特徴とする請求項１４に記載のヒータ素線の寿命予測方法。
【請求項１７】
処理室内に配置した被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
電源から供給される電力の大きさに応じた温度で発熱するヒータ素線と，
前記電源からの供給電力を制御して前記ヒータ素線による温度制御を行う制御部と，
を備え，
前記制御部は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めて，前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１８】
複数の加熱ゾーンを有する処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
前記各加熱ゾーンに割り当てられ，複数の電源からそれぞれ供給される電力の大きさに応じた温度で発熱する複数のヒータ素線と，
前記各電源からの供給電力を制御して前記各ヒータ素線による温度制御を行う制御部と，
を備え，
前記制御部は，前記熱処理が繰り返されるごとに，各熱処理を行うのに先立って前記各ヒータ素線に電力を供給させて前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記各ヒータ素線に供給された電力を測定して得られる電力データを収集し，この収集した複数の電力データのうち，前記複数のヒータ素線がすべて正常のときの前記複数の電力データの分布を求め，その分布の中心を算出し，この中心を算出したとき用いた前記電力データ以外の電力データと前記中心とのマハラノビスの距離が予め設定された閾値を超えていると判断した場合，前記中心と比較した電力データを測定したときの前記複数のヒータ素線についての寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１９】
処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，
前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，
前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，
前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２０】
処理室内に配置した複数の被処理基板に，予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置であって，
前記処理室に設けられた基板搬出入口から搬出入自在に設けられ，前記複数の被処理基板を保持する基板保持具と，
前記処理室の外側に配設される複数のヒータ素線と，
前記ヒータ素線の発熱量を制御することにより前記処理室内の温度を制御する制御部とを備え，
前記制御部は，前記各ヒータ素線による温度制御を行いつつ，前記基板搬出入口から前記基板保持具を搬入する際の基板搬入期間内において前記基板搬出入口に最も近いヒータ素線について検出された温度の最大値のデータを収集し，前記基板保持具を搬入するごとに収集した，前記基板搬入期間内のヒータ素線温度の最大値データを監視し，その最大値が所定温度以上高くシフトしたと判断し，かつ，その後に低下傾向にあると判断した場合に，前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２１】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置のヒータ素線の寿命を予測する方法を実行するためのプログラムを記録する記録媒体であって，
コンピュータに，
前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力の大きさの最大値を検出するとともに，前記電力の振幅の大きさを示す指標を求めるステップと，
前記電力の大きさの最大値が予め設定された電力の大きさについての閾値を超えており，かつ，前記電力の振幅の大きさを示す指標が予め設定された電力の振幅についての閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うステップと，
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２２】
ヒータ素線に電力を供給して温度制御することにより，処理室内に配置した被処理基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を施す熱処理装置と，データ処理装置とをネットワークで接続し，前記ヒータ素線の寿命を予測するヒータ素線の寿命予測処理システムであって，
前記熱処理装置は，前記被処理基板を熱処理するのに先立って前記ヒータ素線に電力を供給して前記熱処理温度まで上昇させる昇温期間内において前記ヒータ素線に供給された電力データを収集して，この電力データを，前記ネットワークを介して前記データ処理装置に送信し，
前記データ処理装置は，前記電力データを受信すると，この電力データの大きさの最大値が，予め設定された閾値を超えていると判断した場合に前記ヒータ素線の寿命が近いことを知らせる警報処理を行うことを特徴とするヒータ素線の寿命予測処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−２６９８５３（Ｐ２００８−２６９８５３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０８６３９（Ｐ２００７−１０８６３９）
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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