(57)【要約】  消耗部品及び／又は消耗部品を含む設備の保全間隔の決定方法は、消耗部品の温度の複数の測定結果を取得し、合計ユニットでそれぞれの測定結果を受信し、それぞれの測定結果を複数の温度サブ範囲に相関し、温度測定結果をそれぞれのサブ範囲に相関させた時間量をそれぞれのサブ範囲について蓄積し、それぞれのサブ範囲について重み付け関数とともに蓄積した時間を総計することによって、合計時間を決定し、合計時間が実行時間の設定値と等しいとき、又は実行時間を通過するときに、保全事象を促すために信号を生成する。本方法は、補完的、又は付加的に、連続する２つの測定結果のサブ範囲を相関し、相関させたサブ範囲が異なる場合は、ブレイクポイントのレジスタをインデックスし、ブレイクポイントの値がブレイクポイントの設定値と等しいとき、又はブレイクポイントの値がブレイクポイントの設定値を通過するとき、保全事象を促すために信号を生成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの設備の消耗部品の寿命を監視するシステムであって、
前記１つの設備の複数の温度動作範囲のそれぞれで経過する時間量を蓄積する合計ユニットと、
前記消耗部品の温度を測定し、かつ前記合計ユニットと通信が可能な測定ユニットと、
を有し、温度動作範囲は、複数の温度サブ範囲に分割され、
前記合計ユニットは、前記消耗部品がそれぞれの温度サブ領域内部の温度である時間量を蓄積する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
それぞれの温度サブ範囲について前記合計ユニットが蓄積する前記時間量は、重み付け関数によって総計され、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲に対して部分的な重み付けが与えられ、前記第１の温度サブ範囲は、前記第２の温度サブ範囲よりも低い請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記合計ユニットが総計する前記時間量が、実行時間の設定値に等しいとき、又は実行設定時間を通過するときに、保全事象を促すために信号が生成される請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
それぞれの温度サブ範囲について前記合計ユニットが総計する前記時間量は、前記重み付け関数とともに加算することによって、総計される請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
近接する温度サブ範囲は、ブレイクポイントで分離され、前記合計ユニットは、ブレイクポイントの数を蓄積する請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記合計ユニットは、それぞれのブレイクポイントのレジスタをインデックスし、前記レジスタが、ブレイクポイントの設定値と等しいとき、又はブレイクポイントの設定値を通過するときに、保全事象を促すために信号が生成される請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記合計ユニットは、それぞれの温度サブ範囲間の遷移の数を蓄積する請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
（ａ）制御ユニット、（ｂ）制御ユニット、コンピュータ、又はサーバにセーブされるソフトウェア、又は（ｃ）ファームウェアで具現化される請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記消耗部品は、発熱体、熱電対、又は石英管を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記１つの設備は、半導体処理ユニットであり、前記消耗部品は、抵抗発熱体を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
１つの設備の消耗部品の寿命を監視するシステムであって、
前記１つの設備の複数の温度動作範囲のそれぞれで経過する時間量を蓄積する合計ユニットと、
前記合計ユニットと通信が可能な測定ユニットと、
を有し、前記測定ユニットは、前記消耗部品の温度、及び前記消耗部品の温度に相関するパラメータの少なくとも１つを測定し、
温度動作範囲は、複数の温度サブ範囲に分割され、
前記合計ユニットは、前記消耗部品がそれぞれの温度サブ領域内部の温度である時間量を蓄積する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
温度に相関する前記パラメータは、供給電流、又はガス流束である請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
１つの設備の消耗部品の実行時間データを収集し、記憶し、かつ表示するシステムであって、
前記消耗部品の温度を測定するか、又は前記消耗部品の温度に相関するパラメータを測定する複数の測定ユニットと、
（ａ）前記複数の測定ユニットからの出力に基づいて複数の温度動作サブ範囲のそれぞれで経過する時間量を蓄積すること、及び（ｂ）隣接する温度サブ範囲を分離するブレイクポイントであって、前記複数の測定ユニットからの出力が遷移しているブレイクポイントの数を蓄積することの１つ、又は２つ以上を行う合計ユニットと、
前記蓄積される時間、及び前記蓄積されるブレイクポイント数の少なくとも１つを受信し、かつ記憶するコンピュータネットワークと、
前記蓄積される時間、及び前記蓄積されるブレイクポイント数の少なくとも１つを表示し、かつ読み出すグラフィカルユーザインタフェースと、
を有することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
前記消耗部品は、発熱体、熱電対、又は石英管を含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つの設備は、半導体処理ユニットである請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記消耗部品は、抵抗発熱体を含む請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
温度に相関する前記パラメータは、供給電流、又はガス流束である請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
それぞれの温度サブ範囲について前記合計ユニットが蓄積する前記時間量は、重み付け関数によって総計され、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲に対して部分的な重み付けが与えられ、前記第１の温度サブ範囲は、前記第２の温度サブ範囲よりも低い請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記合計ユニットが総計する前記時間量が、実行時間の設定値に等しいとき、又は実行設定時間を通過するときに、保全事象を促すために信号が生成される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記合計ユニットは、それぞれのブレイクポイントのレジスタをインデックスし、前記レジスタが、ブレイクポイントの設定値と等しいとき、又はブレイクポイントの設定値を通過するときに、保全事象を促すために信号が生成される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記合計ユニットは、それぞれのブレイクポイントのレジスタをインデックスし、前記レジスタが、ブレイクポイントの設定値と等しいとき、又はブレイクポイントの設定値を通過するときに、保全事象を促すために信号が生成される請求項１３に記載のシステム。
【請求項２２】
（ａ）制御ユニット、（ｂ）制御ユニット、コンピュータ、又はサーバにセーブされるソフトウェア、又は（ｃ）ファームウェアで具現化される請求項１３に記載のシステム。
【請求項２３】
設備の保全間隔を決定する方法であって、
消耗部品の温度の複数の測定結果、又は前記消耗部品の温度に相関するパラメータの複数の測定結果を取得するステップと、
合計ユニットにおいてそれぞれの前記測定結果を受信するステップと、
複数の温度サブ範囲の１つにそれぞれの前記測定を相関するステップと、
それぞれの前記サブ範囲に前記測定結果を相関させた時間量をそれぞれの前記サブ範囲のために蓄積するステップと、
重み付け関数を有するそれぞれのサブ範囲の前記蓄積時間を総計することによって、前記消耗部品の動作時間を標準化した合計温度を決定するステップであって、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲に対して部分的な重み付けが与えられ、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲よりも低いステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記消耗部品は、発熱体、熱電対、又は石英管を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記１つの設備は、半導体処理ユニットである請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記消耗部品は、抵抗発熱体を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
温度に相関する前記パラメータは、供給電流、又はガス流束である請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
動作時間を標準化した前記合計時間が、実行時間の設定値に等しいとき、又は前記実行設定時間を通過するときに、保全事象を促すために信号が生成するステップを有する請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
総計することは、前記重み付け関数とともに加算することによる請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
連続する２つの測定結果の前記相関させたサブ範囲を比較するステップと、
前記相関させたサブ範囲が異なる場合、ブレイクポイントのレジスタをインデックスするステップと、
前記ブレイクポイントのレジスタの値が、ブレイクポイントの設定値と等しいか、又はブレイクポイントの前記設定値を通過するときに、保全事象を促すために信号を生成するステップと、
を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
動作時間を標準化した前記合計温度を、コンピュータネットワークを介して遠隔的に監視するステップを有する請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体処理設備の抵抗発熱体などの消耗部品を監視するシステム、及びその方法に関し、消耗部品の性能寿命に関する情報を収集するシステム、及びその方法に関する。より詳細には、本開示は、特定の温度における時間に関する消耗部品の動作時間情報を収集することに関し、又は消耗部品の性能寿命に影響を与える他のパラメータによって特定の温度における時間に応じて消耗部品の動作時間情報を収集することに関する。収集した情報は、性能寿命の監視、及び消耗部品の保全の予測を支援する。
【背景技術】
【０００２】
以下の背景技術の説明において、特定の構造及び／又は方法が参照される。しかしながら、以下の参照によって、その構造及び／又は方法が先行技術を構成するということを了解したものと解釈すべきではない。出願人は、これらの構造及び／又は方法を先行技術として特定しないことを立証する権利を明確に留保する。
【０００３】
加熱炉の抵抗発熱体などの特定の部品は、消耗品であり、その部品は、構成材料の酸化などの様々な理由により時間とともに機能しなくなり、交換しなければならない。抵抗発熱体などの部品の予測されずに、かつ予期されない故障は、動作に破壊的な影響を与える。例えば動作の間、すなわち半導体処理動作の間に故障が生じた場合、加熱炉内の製品が破壊される可能性があり、その製品への投資が浪費される。また機能しなくなった抵抗発熱体を有する加熱炉は、修理のために冷却され、処理効率、及び経営効率に影響を与える。
【０００４】
これまで、消耗部品の寿命をいくつかの方法に基づいて推定されていた。
【０００５】
従来からの１つの方法では、抵抗加熱素子などの消耗部品を、周期的に視覚的に調査した。しかしながら、調査の間隔の間に劣化が生じた場合、消耗部品は、次の調査の前に機能しなくなる。また、視覚的な調査は、加熱炉などの設備、又は半導体処理などの生産作業を室温のより多くの部分を冷却する必要があることが多く、生産性への付随的な影響を伴う。
【０００６】
従来の他の方法は、抵抗発熱体を組み込む加熱炉など、消耗部品を組み込む設備の全体の動作時間を追跡する。しかしながら、全体の実行時間の追跡では、様々な温度の動作間が区別されず、又は様々な温度範囲における動作間が区別されない。
【０００７】
例えば、抵抗発熱体は、動作温度に依存する種々の比率を区別する。典型的には、顧客は、時間が異なるなど異なる条件で動作するいくつかの加熱炉を有する。バッチ処理は、１つの処理サイクルの間に様々な温度で動作する。全体の動作時間を単にカウントすることでは、これらの変動、及びこれらの変動の動作寿命における影響が考慮されない。
【０００８】
従来からの他の方法では、消耗部品が機能しなくなるまで設備を動作させて、その実際の故障時間に基づいて、予防保全スケジュールを設定する経験的アプローチを使用する。典型的には、予防保全スケジュールは、実際の故障までの時間よりも短い期間で全ての消耗部品を交換することを含む。しかしながら、このような予防保全スケジュールの設定は、最適な解決手段ではない。この予防保全スケジュールは、実際の利用を考慮することなしに、最小の寿命期待と、随意的なエラーマージンとに基づくことが一般的である。したがって、予防保全を制定するときに有効な動作寿命が残り、使用期間の間に温度が異なることが考慮されていないために大量の寿命が残る場合が多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本明細書で開示されるシステム、及びその方法は、いくつかの温度範囲内の動作時間を追跡することによって、上述の問題に対処する。これによって、詳細に重み付けられた使用分析を、消耗部品及び／又は装置ごとに計算することが可能になる。重み付けられた分析は、温度サブ範囲に適用されるスプライン補完方法（spline  interpolation  method）に基づくことができ、アクティブ処理期間の時間に亘る重み付け関数の積分に基づくことができ、又はこれら２つの方法の混合に基づくことができる。少なくとも１つの例において、重み付け分析方法の選択は、監視される消耗部品に履歴データにアクセスするユーザのニーズに基づくことができる。サブ範囲を使用し、かつ温度のサブ範囲に基づくデータを蓄積する方法によって、検査、及び分析のためにそれぞれのサブ範囲に関連するデータにアクセスすることが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの典型的な実施形態において、消耗部品は、抵抗発熱体及び／又は他の加熱炉の部品である。このため、開発された再配置スケジュールは、期待される製品寿命に基づき、かつ実際の温度、処理サイクル数、及び設備の利用に基づいて持続的に調整できる。さらにまた、予測される寿命末期へのアプローチで警報を設定できるように、動作時間は、持続的に調整され、計算される。
【００１１】
１つの設備の消耗部品の寿命を監視する典型的なシステムは、１つの設備の複数の温度動作範囲のそれぞれで経過する時間量を蓄積する合計ユニットと、消耗部品の温度を測定し、かつ合計ユニットとの通信操作が可能な測定ユニットとを有し、温度動作範囲は、複数の温度サブ範囲に分割され、合計ユニットは、消耗部品がそれぞれの温度サブ範囲内部の温度である時間量を蓄積するシステムである。
【００１２】
１つの設備の消耗部品の寿命を監視する典型的なシステムは、１つの設備の複数の温度動作範囲のそれぞれで経過する時間量を蓄積する合計ユニットと、合計ユニットとの通信操作が可能な測定ユニットとを有し、測定ユニットは、消耗部品の温度、及び消耗部品の温度に相関するパラメータの少なくとも１つを測定し、温度動作範囲は、複数の温度サブ範囲に分割され、合計ユニットは、消耗部品がそれぞれの温度サブ範囲内部の温度である時間量を蓄積するシステムである。
【００１３】
１つの設備の消耗部品の実行時間データを収集し、記憶し、かつ表示する典型的なシステムは、消耗部品の温度を測定するか、又は消耗部品の温度に相関するパラメータを測定する複数の測定ユニットと、（ａ）複数の測定ユニットからの出力に基づいて複数の温度動作サブ範囲のそれぞれで経過する時間量を蓄積すること、及び（ｂ）隣接する温度サブ範囲を分離するブレイクポイントであって、複数の測定ユニットからの出力が遷移しているブレイクポイントの数を蓄積することの１つ、又は２つ以上を行う合計ユニットと、蓄積される時間、及び蓄積されるブレイクポイント数の少なくとも１つを受信し、かつ記憶するコンピュータネットワークと、蓄積される時間、及び蓄積されるブレイクポイント数の少なくとも１つを表示し、かつ読み出すグラフィカルユーザインタフェースと、を有するシステムである。
【００１４】
設備の保全間隔を決定する典型的な方法は、消耗部品の温度の複数の測定結果、又は消耗部品の温度に相関するパラメータの複数の測定結果を取得するステップと、合計ユニットにおいてそれぞれの測定結果を受信するステップと、複数の温度サブ範囲の１つにそれぞれの測定を相関するステップと、測定結果をそれぞれのサブ範囲に相関させた時間量をそれぞれのサブ範囲のために蓄積するステップと、重み付け関数を有するそれぞれのサブ範囲の蓄積時間を総計することによって、消耗部品の動作時間を標準化した合計温度を決定するステップとを有し、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲に対して部分的な重み付けが与えられ、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲よりも低い方法である。
【００１５】
上述の全般的な説明、及び以下の詳細な説明は、典型的、かつ説明のためであり、特許請求の範囲に記載される発明のさらなる説明を提供することを意図したものである。
【００１６】
以下の詳細な説明は、添付図面に関連して解釈することができる。ここで、類似する番号は、類似する素子を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ−１Ｂ】処理サイクルの温度プロファイルと、時間プロファイルとの一例をグラフ状に示し、かつ動作時間を標準化した温度の総計として示す図である。
【図２】消耗部品の性能寿命に関するパラメータを蓄積する典型的な方法における処理ステップを表すフローチャートを示す図である。
【図３ａ】温度の関数である酸化レベルの理想的なグラフを示す図である。
【図３ｂ】温度の関数である酸化レベルの理想的なグラフを示す図である。
【図４】動作時間を標準化した温度の総計、及び図１にグラフ状に示す温度プロファイルと、時間プロファイルとのブレイクポイントのインデックスを概念的に示す図である。
【図５Ａ】消耗部品を監視するシステムの典型的な実施形態において、収集したデータを数値的、及びグラフ的の双方で表示し、かつ警報を表示する典型的な実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】消耗部品を監視するシステムの典型的な実施形態において、収集したデータを数値的、及びグラフ的の双方で表示し、かつ警報を表示する典型的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
消耗部品の温度における時間を監視して、予防的な交換のための保全間隔を決定できる。加熱、及び冷却サイクルの数を同様な効果で監視でき、随意的には温度における時間の情報を監視することを包含でき、又は温度における時間の情報を監視することの代わりに使用できる。温度は、直接的に測定でき、非直接的に測定でき、若しくは電流、又は供給ガスの流量などの代用を介して測定できる。
【００１９】
図１Ａにおいて、処理サイクルの温度プロファイル１０、及び時間プロファイル１２の一例を示す。図１Ａの一例において、時間ｔ0における抵抗的加熱素子の測定温度は、７００℃である。７００℃の温度は、時間ｔ0＋３０分（ｍｉｎｓ）まで３０分維持される（ｉ）。続いて２０分の加熱期間（ｉｉ）において、測定温度を１１００℃にして、８０分間維持される（ｉｉｉ）。次いで、４０分の冷却期間（ｉｖ）において、測定温度が７００℃にされる（ｖ）。図１Ｂは、動作時間を標準化した温度１４の総計をグラフ状に示す図である。動作時間を標準化した温度１４は、異なる温度が消耗部品の寿命の異なる量に寄与することを反映する。すなわち、異なる温度は、消耗部品の寿命の異なる量を消耗する。したがって、種々の温度範囲を種々の重み付けに割り当て、総計は、これらの種々の重み付けを反映する。例えば、区分（ｉ）、及び区分（ｖ）は、同一の温度であり、同一の重み付け値を有する。これは、これらの部分が同一の傾きを有することで反映される。また、例えば区分（ｉ）よりも高い温度を有する区分（ｉｉｉ）は、より大きな重み付け値を有する。これは、図１Ｂにおいて区分（ｉｉｉ）が区分（ｉ）よりも大きな傾きを有することで反映される。
【００２０】
消耗部品の温度は、適当な手段で測定される。例えば、同一場所に配置された熱電対によって、温度を測定できる。他の例において、抵抗発熱体に供給される電流によって、温度を測定でき、また燃料ガスの流速によって、温度を測定できる。
【００２１】
抵抗発熱体は、性能寿命を有する。抵抗発熱体は、いずれの発熱能力を有しても性能寿命の後には機能しなくなり、適当なものを提供しなくなる。性能寿命は、抵抗発熱体の材料の酸化によって制約される。酸化のレベルは、温度の上昇とともに、おおよそ指数関数的に増加する。したがって、性能寿命は、抵抗発熱体の寿命に亘って、抵抗発熱体の動作の温度に比例すると考えることができる。さらに、抵抗発熱体の加熱、及び冷却などの温度遷移によって、熱的なストレスが作り出される。これらの熱的なストレスによって、亀裂、及び剥離を含む抵抗発熱体の劣化がもたらされる。温度に依存する寿命を有する他の消耗部品は、寿命を監視し、かつ保全間隔を決定する本明細書に開示されるシステム、及び方法によって、利用することができる同様な特性を有する。
【００２２】
保全間隔を決定する典型的な方法は、消耗部品の温度を測定するか、又は温度を決定し、かつ温度における時間、及び熱的な遷移の数を監視する。図２において、抵抗発熱体の典型的な方法をフローチャートの形式で示す。図２に示す方法２０は、半導体製造プロセスに配置される抵抗発熱体の温度の複数の測定結果を取得すること２２と、合計ユニットにおいて、それぞれの測定結果を受信すること２４と、を有する。
【００２３】
図２に示す方法２０は、複数の温度サブ範囲の１つにそれぞれの測定結果を相関させること２６を有する。温度サブ範囲は、消耗部品のより大きな動作温度範囲の温度のサブセットである。例えば、動作温度範囲は、０℃、又は室温などの温度の最小値から、最大動作温度にできる。最大動作温度は、処理に依存するが、１１００℃、又は１３００℃を説明の目的の一例として使用できる。
【００２４】
温度サブ範囲は、消耗部品の酸化反応が実質的に同一である温度のサブセットに対応できるか、又は酸化温度プロファイルに基づき選択できる。例えば、時間の関数で表される酸化レベルが安定期、すなわち温度の範囲に亘り実質的に一定（すなわち±１０％）の酸化レベルを示す場合、この範囲は、１つの温度サブ範囲として割り当てることができる。他の例において、時間の関数の酸化レベルが、円滑な指数関数である場合、温度のサブセットは、１００℃ごと、又は酸化レベルの１０％の変化ごとに対応する温度などとして適宜割り当てることができる。図３ａ、及び図３ｂにおいて、これらの例の一部をそれぞれ概略的に示す。ここで、図３ａにおいて、温度の関数で円滑な指数関数的に増加する酸化レベル４０を示し、図３ｂにおいて、第１の指数関数的な増加４２と、実質的に一定の酸化レベルである安定期４４と、線形増加応答４６と、実質的に一定な酸化レベルの範囲４８と、第２の指数関数的な増加５０とを有する、温度の関数の酸化レベルを示す。
【００２５】
典型的な方法は、それぞれのサブ範囲に温度の測定結果を相関させた時間量を、それぞれのサブ範囲のために蓄積すること２８を有する。例えば図１を参照すると、７００℃の測定温度が相関されることになるサブ範囲は、期間（ｉ）で示される加熱期間の３０分の蓄積される時間量を有することになるであろう。
【００２６】
典型的な実施例において、本方法は、重み付け関数によってサブ範囲ごとの蓄積時間を総計することによって、抵抗発熱体の合計時間を決定すること３０を有する。例えば、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲に対して部分的な重み付けを与えることができる。一般的に部分的な重み付けは、温度が材料の酸化に供する相対的な寄与に関連すべきである。例えば、温度の関数である酸化レベルは、温度が上昇するとともに概して増加する。したがって、第２の温度サブ範囲よりも低い第１の温度サブ範囲は、より小さな部分的な重み付けを有することになるであろう。他のアプローチにおいて、温度の関数である酸化レベルは、標準化でき、標準化した酸化値の結果を所与の温度サブ範囲の部分的な重み付けとして使用できる。類似するアプローチを使用して、測定温度を特定の温度サブ範囲に相関させることなしに、部分的な重み付けを測定温度に直接的に割り当てることができる。双方の場合において、本明細書で使用されるように、重み付け関数によって、温度が標準化された動作時間が得られる。
【００２７】
総計は、適用な方法によることが可能である。第１の典型的な実施例において、総計は、重み付け関数を加算することによる。ここで、それぞれの測定時間間隔は、その温度、又はそのサブ範囲の重み付け関数を乗じること、又は除することなどによって修正され、次いで加算される。他の典型的な実施形態において、温度、又はサブ範囲の時間間隔の全ては、最初に合計されて、次いでその温度、またはそのサブ範囲の重み付け関数によって、乗じること、又は除することなどによって修正される。重み付け関数の入力、及び重み付け関数の値に基づいて、他の数学演算を使用できることは、当然である。
【００２８】
重み付け関数を使用する加算による総計の一例を以下に示す。酸化ユニット（Ｕｃ）は、基準温度で単位時間内に消耗部品が消耗される酸化寿命の量として規定される。一例として、１０００℃において１時間、８．３５ｍｍワイヤを使用できる。したがって、全体の寿命はＮＵｃとする。ここでＮは、時間数である。
次いで、温度周期（ａ）は、サブ範囲として規定される。
ａ1は、０℃から５００℃である。
ａ2は、５０１℃から７００℃である。
ａ3は、７０１℃から１０００℃である。
ａ4は、１００１℃から１３００℃である。
次いで、重み付け係数（ｗ）は、規定される。
Ｗ1＝０．２５
Ｗ2＝０．５
Ｗ3＝１
Ｗ4＝２
なお、重み付け係数は、温度サブ範囲を適合し、サブ範囲を１つの重み付け係数に割り当てることによって決定できる。ここで動作の１つの時間は、１つの酸化ユニット、若しくは合計寿命の測定結果、又は保全間隔の測定結果の他の適用可能なサブユニットに相関させる。上記の場合、サブ範囲ａ3は、Ｕｃに相関され、重み付け係数Ｗ3を有する。上記を考慮すると、Ｕｃにおいて表される全体の酸化（Ｘσ）は、
Ｘσ＝（Ｗ1ａ1＋Ｗ2ａ2＋Ｗ3ａ3＋Ｗ4ａ4＋．．．＋ＷNａN）
となる。ここで、Ｎは、間隔の数である。一般的な形式では、全体の酸化は、
【数１】
2011514536.tif 000002
と表すことができる。
【００２９】
他の蓄積方法の一例は、連続関数において、温度（Ｔ）の関数として重み付け係数を使用する。
【数２】
2011514536.tif 000003
ここで、ｆ（Ｔ）＝ＷTαであり、αは、アキュムレータ、ＷTは、重み付け関数である。この方法は、積分に基づく方法である。
【００３０】
典型的な実施形態において、本方法は、合計時間が実行時間の設定値と等しくなるか、又は合計時間が実行時間の設定値を通過するときに、保全事象を促すために信号を生成すること３２を有する。促すことができる保全事象の一例は、消耗部品の交換を含む。
【００３１】
典型的な実施形態において、本方法は、連続する２つの測定結果の相関させたサブ範囲を比較すること３４と、相関させたサブ範囲が異なる場合に、ブレイクポイントのレジスタをインデックスすること３６とを有する。ブレイクポイントのレジスタの値が、ブレイクポイントの設定値と等しいか、又は通過するときに、本方法は、保全事象を促すために信号を生成する３２。随意的には、ブレイクポイントのレジスタの値は、それぞれのサブ範囲の蓄積時間を総計するために、上述の重み付けに類似するブレイクポイントのレジスタへの入力の重み付けによって、決定できる。随意的には、連続する２つの測定結果の相関させたサブ範囲を比較すること３４と、相関させたサブ範囲が異なる場合にブレイクポイントのレジスタ３４にインデックスすること３６とは、重み付け関数を使用してそれぞれのサブ範囲の蓄積時間を総計することによって、抵抗発熱体の合計時間を決定すること３０を補完して、又は代替して本方法に包含される。促すことができる保全事象の一例は、消耗部品を交換することを含むことができる。
【００３２】
設定値を通過することは、総計の間にカウントを増加するときに設定値のプリセットした値を超えることにできる。また、設定値を通過することは、総計時間が初期値から減じられて設定値を下回るときに設定値のプリセットした値を下回ることにできる。他の数学演算を使用して、値を操作でき、また実行時間の設定値、又はブレイクポイントの設定値に等しくする機能、若しくは実行時間の設定値、又はブレイクポイントの設定値を通過する機能に合致できることは当然である。
【００３３】
図４において、図１のグラフで示された処理サイクルの典型的な温度プロファイル１０、及び時間プロファイル１２の時間の総計、及びブレイクポイントのインデックスを示す概念図６０を示す。図４において、時間の総計は、特定の温度、又は温度範囲に関連付けられるセグメントトータライザ（segment  totalizer）などの第１のインデックス６２によって収集される。遷移の数は、特定の温度、又は温度範囲に関連付けられる遷移カウンタ、又はブレイクポイントカウンタなどの第２のインデックス６４によって収集される。また図４において、図１の処理サイクル前後の典型的なレジスタ値の値などを示す。図４において、ビンの典型的な数、典型的な温度範囲、及びサブ範囲を示すが、ビンの異なる数、異なる温度範囲、及びサブ範囲を示す。具体的には、温度範囲、及びサブ範囲の数は、バッチ処理方法に関係し、かつアプリケーション特有であり、ビンの数は、抵抗発熱体の酸化特性に関係する。
【００３４】
随意的には、典型的な実施形態において、本方法は、合計時間、ブレイクポイントの数、１つ、又は２つ以上の設定値、又は保全事象を促す信号の状態を、コンピュータネットワークを介して遠隔的に監視することを含む。
【００３５】
典型的な実施形態において、本方法は、製造処理の少なくとも一部の間に、処理を通じてループし続ける。好適には、本方法は、全ての製造処理の間に、処理を通じてループし続ける。
【００３６】
上述の典型的な実施形態は、抵抗発熱体を有する半導体処理ユニットを制御する典型的なシステムで具現化できる。これらの典型的なシステム自体は、（ａ）制御ユニット、（ｂ）制御ユニット、コンピュータ、又はサーバにセーブされるソフトウェア、又は（ｃ）ファームウェアで具現化できる。他のシステムは、他の型の消耗部品を有する設備の他の部分を制御でき、同様に（ａ）制御ユニット、（ｂ）制御ユニット、コンピュータ、又はサーバにセーブされるソフトウェア、又は（ｃ）ファームウェアで具現化できる。
【００３７】
図５Ａ、及び図５Ｂにおいて、収集したデータを数値的、及びグラフ的の双方で表示し、かつ消耗部品を監視するシステムの典型的な実施形態における警報を表示するグラフィカルユーザインタフェースの典型的な実施形態をそれぞれ示す。図５Ａの典型的な実施形態において、グラフィカルユーザインタフェース７０は、数値的部分７２と、グラフ的部分７４と、信号部分７６とを有する。数値的部分７２において、複数のレジスタが表示される。レジスタは、種々の温度サブ範囲の上限７８、及び下限８０を含む。それぞれのサブ範囲について、レジスタは、サブ範囲の蓄積時間８２、及びそのサブ範囲の制限の設定値８４を包含する。さらに、それぞれのサブ範囲は、遷移の数のレジスタを有する。すなわち、それぞれのサブ範囲に関連するブレイクポイント８６、及びサブ範囲のブレイクポイントの制限の設定値８８を有する。グラフ状部分７４において、温度における時間が表示される。図５Ａに示す温度における時間を表示するグラフ状部分７４において、第１のトレース９０は、制限の設定値を表示し、第２のトレース９２は、現在の蓄積時間を表示する。信号部分７６において、点灯ボタンなどの条件信号７４は、選択されたレジスタが設定値と等しいか、又は設定値を通過するときに保全事象を促す。視覚的な条件信号、又は聴覚的な条件信号を使用できる。
【００３８】
図５Ｂの典型的な実施形態において、温度の関数である遷移を表示するように選択されるグラフ的部分７４を有するグラフィカルユーザインタフェース７０が、示される。セレクタ９６によって、ユーザが、種々のパラメータの間をスイッチして、グラフ状部分７４に表示することが可能になる。図５Ｂに示す温度の関数である遷移を表示するグラブ状部分７４において、第１のトレース９８は、制限の設定値を表示し、第２のトレースは、遷移の現在の蓄積数を表示する。
【００３９】
グラフィカルユーザインタフェース７０は、種々の消耗部品を監視し、かつ表示するように選択するが可能である。例えば、インデックス特性１０２は、グラフィカルユーザインタフェース７０に含まれる。インデックス特性１０２は、グラフィカルユーザインタフェース７０に表示されることになる入力を種々の消耗部品から選択する。
【００４０】
典型的なグラフィカルユーザインタフェースは、ナショナルインスツルメンツから入手可能なＬＡＢＶＩＥＷ（登録商標）などの適当なソフトウェアによって、開発できる。
【００４１】
本明細書で開示するシステム、及び方法は、いずれの消耗品にも適用できる。具体的には温度に依存する動作寿命を有する消耗部品、又は温度に依存する保全が必要な消耗部品に適用できる。より具体的には、半導体処理ユニットの抵抗発熱体などの抵抗発熱体に適用できる。
【００４２】
一例では、抵抗発熱体を有する半導体処理ユニットを制御する典型的なシステムは、半導体処理ユニットの複数の温度動作範囲のそれぞれにおいて経過する時間量を蓄積する合計ユニットと、半導体処理ユニット内に配置され、抵抗発熱体を測定し（又は供給電流などの代用を介して温度の値を決定し）、かつ合計ユニットとの通信操作が可能な測定ユニットとを有する。温度動作範囲は、複数の温度サブ範囲に分割され、合計ユニットは、抵抗発熱体がそれぞれの温度サブ範囲内部の温度である時間量を蓄積する。
【００４３】
他の例において、半導体処理ユニットの抵抗発熱体の実行時間を収集し、記憶し、かつ表示するシステムは、半導体処理ユニット内に配置され、かつ抵抗発熱体を測定する（又は供給電流などの代用を介して温度の値を決定する）複数の測定ユニットと、（ａ）複数の温度測定ユニットからの測定温度の出力に基づいて、半導体処理ユニットの複数の温度動作サブ範囲のそれぞれにおいて経過する時間量を蓄積すること、及び（ｂ）測定温度が遷移しているブレイクポイントであって、近接する温度サブ範囲を分離するブレイクポイントの数を蓄積することの１つ、又は２つ以上を行う合計ユニットと、蓄積した時間、及び蓄積したブレイクポイントの数の少なくとも１つを受信し、かつ記憶するコンピュータネットワークと、蓄積した時間、及び蓄積したブレイクポイントの数の少なくとも１つを表示し、かつ読み出すグラフィカルユーザインタフェースとを有する。
【００４４】
典型的なシステムにおいて、測定ユニットは、それぞれの抵抗発熱体の温度を測定する（又はそれぞれの抵抗発熱体への供給電流などの代用を介して温度の値を決定する）。また、測定ユニットは、抵抗発熱体の群の温度を測定する（抵抗発熱体の群への供給電流などの代用を介して温度の値を決定する）か、又は上述の組合せである。
【００４５】
本明細書で説明されるように、典型的なシステムにおいて、それぞれの温度サブ範囲について合計ユニットが蓄積する時間量は、重み付け関数によって総計される。概して、第１の温度サブ範囲は、第２の温度サブ範囲に対して部分的な重み付けが与えられる。総計の一例は、加算であるが、他の数学的機能を単独で包含でき、又は他の数学的機能を組み合わせて包含できる。総計機能の選択は、部分的な重み付けの選択に影響を与えることができる。他の典型的な実施形態において、近接する温度サブ範囲は、ブレイクポイントで分離され、合計ユニットは、抵抗発熱体のブレイクポイント数を蓄積する。合計ユニットは、それぞれのブレイクポイントのレジスタをインデックスする。
【００４６】
典型的な実施形態において、システムは、総計した時間が実行時間の設定値に等しいか、又は通過するとき又は及び／又は蓄積したブレイクポイント数がブレイクポイントの設定値に等しいか、又は通過するときに、保全事象を促すために信号を生成する。保全事象の一例には、抵抗発熱体を交換することが含まれる。他の例には、温度の影響を受ける半導体処理ユニットの他の部品を交換することを含むことができる。
【００４７】
これまで開示されたシステム、及び方法の典型的な実施形態は、消耗部品を参照し、かつ時間依存性及び／又は温度依存性である動作寿命との関連で説明されてきた。しかしながら、当業者の技術範囲内で類似するアプローチと同一のものを、時間依存性及び／又は温度依存性である寿命を有する他の合金、又は材料に利用できることは、当然である。例えば、消耗部品は、ＳｉＣ、又はＭｏＳｉ2から製造されるような加熱素子、熱電対、又は石英管にできる。また、交換は、考慮される唯一の保全事象ではなく、清掃、交代（rotate）、又は検査などの他の保全事象を保全事象にできる。
【００４８】
本発明に係る好適な実施形態に関して説明されたが、特許請求の範囲に規定される発明の精神、及び範囲から逸脱することなしに、具体的に説明されない付加、削除、変更、及び置換を実施できることは、当業者に理解されるであろう。
【図１Ａ−１Ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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