JP7179159B2 - 状態判定装置、状態判定方法、コンピュータ読み取り可能な記録媒体及びプログラム - Google Patents

状態判定装置、状態判定方法、コンピュータ読み取り可能な記録媒体及びプログラム Download PDF

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Description

本開示は、状態判定装置、状態判定方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
特許文献１は、半導体ウエハなどの基板を処理する基板処理装置に設けられた基板搬送機構を開示している。基板搬送機構は、基板処理装置における異なるモジュール間を移動可能に構成されている。搬送機構は、例えば、複数の基板を収容するキャリアから一つの基板を取り出し、処理モジュールに当該基板を搬送するように、キャリアと処理モジュールとの間を移動する。
特開２０１３－１３３１９２号公報
本開示は、基板の駆動機構の状態を簡易且つ高精度に判定することが可能な状態判定装置、状態判定方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。
本開示の一つの観点に係る状態判定装置は、基板処理装置において基板を保持しつつ動作させるように構成された駆動機構の状態を判定する。当該状態判定装置は、駆動機構の動作データを取得するように構成された取得部と、駆動機構の正常動作時において取得部によって取得された動作データに由来する正常動作データに基づいて、オートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、駆動機構の監視モデルを生成するように構成されたモデル生成部と、駆動機構の評価時において取得部によって取得された動作データに由来する評価データを監視モデルに入力して得られる第１の出力データに基づいて、駆動機構の状態を判定するように構成された第１の判定部とを備える。
本開示に係る状態判定装置、状態判定方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、基板の駆動機構の状態を簡易且つ高精度に判定することが可能となる。
図１は、基板処理システムの一例を概略的に示す上面図である。 図２は、搬送装置の一例を概略的に示す側面図である。 図３は、コントローラの機能的な構成の一例を示すブロック図である。 図４は、コントローラのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図５は、搬送装置の状態判定手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、監視モデルの生成手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、調整部による取得データの調整を説明するための図である。 図８は、機械学習により生成される監視モデルを説明するための図である。 図９は、機械学習により生成される監視モデルを説明するための図である。 図１０は、監視モデルに含まれる許容誤差を説明するためのグラフである。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、許容誤差と出力値との間の乖離度を説明するための図である。 図１２は、乖離度の閾値の設定方法を説明するためのグラフである。 図１３は、搬送装置の監視手順の一例を示すフローチャートである。 図１４は、監視モデルの検証結果の一例を示すグラフである。 図１５は、監視モデルの検証結果の一例を示すグラフである。
以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
［基板処理装置］
図１に示される基板処理システム１は、ウエハＷに対して基板処理を施すように構成されたシステムである。基板処理システム１は、基板処理装置２と、コントローラ６０とを備える。ウエハＷは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ～４５０ｍｍ程度であってもよい。
図１に示されるように、基板処理装置２は、処理ユニット３Ａ，３Ｂと、搬送装置１０（駆動機構）とを備える。処理ユニット３Ａ，３Ｂは、ウエハＷに対して所定の処理を施すように構成されたユニットである。処理ユニット３Ａ，３Ｂは、ウエハＷの表面に処理液を供給する液処理ユニットであってもよい。処理ユニット３Ａ，３Ｂは、ウエハＷの表面に形成されている被膜を熱処理（加熱又は冷却）する熱処理ユニットであってもよい。処理ユニット３Ａ，３Ｂは、互いに共通の機能を有していてもよく、互いに異なる機能を有していてもよい。図１に示される例では、水平方向において、処理ユニット３Ａ，３Ｂは、矢印Ｄ１方向（図１の左右方向）に沿って並んで配置されている。
［搬送装置の詳細］
次に、図１及び図２を参照して、搬送装置１０についてさらに詳しく説明する。搬送装置１０は、ウエハＷを搬送するように構成されている。搬送装置１０は、例えば、処理ユニット３Ａと処理ユニット３Ｂとの間でウエハＷを搬送してもよい。搬送装置１０は、基板処理装置２内の他のユニットから処理ユニット３Ａ，３ＢへウエハＷを搬送してもよく、処理ユニット３Ａ，３Ｂから他のユニットへウエハＷを搬送してもよい。搬送装置１０は、処理ユニット３Ａ，３Ｂと対向するように配置されていてもよい。搬送装置１０は、駆動部２０と、保持部３０とを含む。
駆動部２０は、保持部３０を所定の方向に往復移動させるように構成されている。駆動部２０は、例えば、図１に示されるように、処理ユニット３Ａ及び処理ユニット３Ｂが並ぶ方向（矢印Ｄ１方向）において保持部３０を往復移動（動作）させてもよい。駆動部２０は、筐体２１と、直動体２２と、ガイドレール２３と、プーリ２４，２５と、ベルト２６と、モータ２７とを含む。筐体２１は、駆動部２０に含まれる各要素を収容する。筐体２１のうち処理ユニット３Ａ，３Ｂと対向する壁には、開口２１ａが設けられている。
直動体２２は、矢印Ｄ２方向（図１の上下方向）に沿って延びる部材である。直動体２２の基端部は、筐体２１内においてガイドレール２３及びベルト２６に接続されている。直動体２２の先端部は、開口２１ａを通じて筐体２１外に突出している。ガイドレール２３は、矢印Ｄ１方向（筐体２１の幅方向）に沿って直線状に延びるように筐体２１内に敷設されている。プーリ２４，２５はそれぞれ、矢印Ｄ１方向における筐体２１の各端部に配置されている。プーリ２４，２５はそれぞれ、矢印Ｄ２方向に沿う回転軸周りに回転可能に筐体２１内に設けられている。
ベルト２６は、プーリ２４，２５に架け渡されている。ベルト２６は、例えばタイミングベルトであってもよい。モータ２７は、回転トルクを発生させる動力源であり、コントローラ６０からの制御信号に基づいて動作するように構成されている。モータ２７は、例えばサーボモータであってもよい。モータ２７は、プーリ２５に接続されている。モータ２７によるトルク（駆動力）がプーリ２５に伝達されると、プーリ２４，２５に架け渡されたベルト２６が矢印Ｄ１方向に沿って移動する。これにより、直動体２２も、ガイドレール２３に沿って矢印Ｄ１方向に往復移動する。
保持部３０は、搬送対象のウエハＷを保持するように構成されている。例えば、保持部３０は、図１及び図２に示されるように、基台３１と、回転軸３２と、駆動部３３と、アーム３４（支持部材）とを含む。基台３１は、直動体２２の先端部に取り付けられている。そのため、直動体２２の移動に伴い、保持部３０も矢印Ｄ１方向に往復移動可能である。
回転軸３２は、基台３１から上方に向けて鉛直方向に沿って延びている。回転軸３２は、コントローラ６０からの制御信号に基づいて動作するように構成されたモータ（図示せず）によって回転駆動される。回転軸３２の上部には、駆動部３３が接続されている。そのため、回転軸３２が回転すると、駆動部３３及びアーム３４が回転軸３２周りに回転する。
駆動部３３は、駆動部２０による保持部３０の移動方向とは異なる方向にアーム３４を往復移動させるように構成されている。駆動部３３は、例えば、矢印Ｄ２方向においてアーム３４を往復移動（動作）させてもよい。駆動部３３がアーム３４を往復移動させることにより、アーム３４に保持されているウエハＷが処理ユニット３Ａ，３Ｂに対して搬入出される。駆動部３３は、例えば、図２に示されるように、筐体３３ａと、直動体３３ｂと、プーリ３３ｃ，３３ｄと、ベルト３３ｅと、モータ３３ｆとを含む。筐体３３ａは、駆動部３３に含まれる各要素を収容する。筐体３３ａの上壁には、開口３３ｇが設けられている。
直動体３３ｂは、鉛直方向に沿って延びる部材である。直動体３３ｂの下端部は、筐体３３ａ内においてベルト３３ｅに接続されている。直動体３３ｂの上端部は、開口３３ｇを通じて筐体３３ａ外に突出している。プーリ３３ｃ，３３ｄはそれぞれ、矢印Ｄ２方向における筐体３３ａの各端部に配置されている。プーリ３３ｃ，３３ｄはそれぞれ、矢印Ｄ１方向に沿う回転軸周りに回転可能に筐体３３ａ内に設けられている。
ベルト３３ｅは、プーリ３３ｃ，３３ｄに架け渡されている。ベルト３３ｅは、例えばタイミングベルトであってもよい。モータ３３ｆは、回転トルクを発生させる動力源であり、コントローラ６０からの制御信号に基づいて動作するように構成されている。モータ３３ｆは、例えばサーボモータであってもよい。モータ３３ｆによるトルク（駆動力）がプーリ３３ｄに伝達されると、プーリ３３ｃ，３３ｄに架け渡されたベルト３３ｅが、矢印Ｄ２方向に沿って移動する。これにより、直動体３３ｂも、矢印Ｄ２方向に往復移動する。
アーム３４は、ウエハＷの周縁を囲むと共に、ウエハＷの裏面を支持するように構成されている。アーム３４は、直動体３３ｂの先端部に取り付けられている。そのため、直動体３３ｂの移動に伴い、アーム３４も矢印Ｄ２方向に往復移動可能である。保持部３０は、上下方向に沿って重ねて配置された複数のアーム３４を含んでいてもよい。
［コントローラ］
次に、図３及び図４を参照してコントローラ６０についてさらに詳しく説明する。コントローラ６０は、基板処理装置２を部分的又は全体的に制御する。コントローラ６０は、図３に示されるように、状態判定部７０（状態判定装置）を含む。状態判定部７０は、ウエハＷを保持しつつ動作させる搬送装置１０の状態を判定する。以下では、状態判定部７０によって駆動部３３の状態（例えば、ベルト３３ｅのテンションの適否）を判定する場合の例を説明する。
状態判定部７０は、機能モジュールとして、例えば、読取部７１と、記憶部７２と、指示部７３と、取得部７４と、調整部７５と、モデル生成部７６と、判定部７７（第１の判定部）と、判定部７８（第２の判定部）と、出力部７９とを含む。これらの機能モジュールは、コントローラ６０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ６０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）により実現されるものであってもよい。
読取部７１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取る機能を有する。記録媒体ＲＭは、ウエハＷの搬送に伴う搬送装置１０内の各部を動作させるためのプログラム及び状態判定部７０により搬送装置１０の状態を判定するためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。
記憶部７２は、種々のデータを記憶する機能を有する。記憶部７２は、例えば、読取部７１において記録媒体ＲＭから読み出したプログラム、搬送装置１０の状態を判定する際の各種データ、搬送装置１０の状態についての判定結果などを記憶している。
指示部７３は、記憶部７２に記憶されている搬送装置１０内の各部を動作させるプラグラムに基づいて、制御信号を送信する機能を有する。具体的には、指示部７３は、駆動部３３のモータ３３ｆを駆動させることにより、アーム３４を矢印Ｄ２方向に沿って移動させる制御信号を生成する。指示部７３は、駆動部２０のモータ２７を駆動させることにより、アーム３４を矢印Ｄ１方向に沿って移動させる制御信号を生成する。
取得部７４は、搬送装置１０の動作データを取得する機能を有する。取得部７４は、例えば、モータ３３ｆのトルク信号を動作データとして取得してもよい。取得部７４は、アーム３４の一動作ごとのトルク信号を取得してもよい。トルク信号は、モータ３３ｆのトルクの時間変化（アナログ信号）から所定のサンプルリング周期にて得られた時系列データであってもよい。アーム３４の一動作は、例えば、モータ３３ｆの駆動によりアーム３４が、矢印Ｄ２方向において一方向に移動することであってもよい。取得部７４は、例えば、トルクの時間変動からアーム３４の一動作あたりに１００個～２００個程度の離散値を取得してもよい。取得部７４は、取得したトルク信号を調整部７５に出力する。
調整部７５は、取得部７４によって取得された動作データ（トルク信号）のデータ数を一定の数に調整する機能を有する。アーム３４の一動作における動作時間は、同じ動作であってもわずかに変動する場合がある。そのため、取得部７４により、一定のサンプリング周期でトルク信号の離散値が得られる場合、データ数が、アーム３４の動作ごとに異なる場合がある。調整部７５は、アーム３４の動作ごとに異なるトルク信号のデータ数を一定の数に調整する。調整部７５は、例えば、トルク信号に対して離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）を行って周波数データを取得し、変換後のデータ数が所定数（例えば１２８個）となるように当該周波数データに対して逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transform）を行ってもよい。
トルク信号のデータ数が調整されることで、例えば、データ数が圧縮されたトルク信号が生成されてもよい。つまり、所定数よりも多いデータ数を有する動作データが、所定数のデータ数に圧縮された動作データ（圧縮動作データ）に調整されてもよい。調整部７５は、データ数を調整した動作データを、記憶部７２及び判定部７７に出力する。調整部７５は、他の方法により動作データのデータ数を調整してもよい。調整部７５は、例えば、動作データのデータ数が１２８個を超える場合には、１２９個目以降のデータを除外してもよい。調整部７５は、データ数の圧縮に代えて、調整前のトルク信号のデータ数に対してデータ数が増加するようにデータ数を調整してもよい。以下では、データ数を圧縮する場合を例に説明する。
モデル生成部７６は、搬送装置１０についての監視モデルを生成する機能を有する。状態判定部７０による状態判定の対象が駆動部３３である場合には、モデル生成部７６は、駆動部３３の正常動作時において取得部７４が取得した動作データ（トルク信号）に由来する正常動作データに基づいて、オートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、監視モデルを生成する。モデル生成部７６は、監視モデルを生成すると、当該監視モデルを記憶部７２に出力する。正常動作とは、駆動部３３の劣化又は異常等が発生していないことが判明している状態における駆動部３３の動作である。正常動作データは、調整部７５によってデータ数が圧縮された動作データ（圧縮動作データ）であってもよく、取得部７４によって取得された動作データであってもよい。監視モデルの生成方法の詳細については後述する。
判定部７７は、搬送装置１０の状態を判定する機能を有する。判定部７７は、搬送装置１０の評価時において取得部７４によって取得された動作データに由来する評価データを監視モデルに入力して得られる出力データ（第１の出力データ）に基づいて、駆動機構の状態を判定する。評価時とは、例えば、搬送装置１０の状態をオペレータ等が把握できない状態で、ウエハＷの処理が基板処理装置２において継続して行われる時である。評価データは、調整部７５によってデータ数が圧縮された動作データ（圧縮動作データ）であってもよく、取得部７４によって取得された動作データであってもよい。判定部７７による判定方法については後述する。判定部７７は、判定結果を記憶部７２に出力する。
判定部７８は、記憶部７２に所定期間蓄積されている判定部７７による判定結果に基づいて、搬送装置１０が異常状態に近づいている程度を判定する機能を有する。判定部７８による判定方法については後述する。判定部７８は、判定結果を出力部７９に出力する。
出力部７９は、判定部７８による判定結果を出力する機能を有する。出力部７９は、例えば、コントローラ６０内の他の要素に、判定結果を示す信号を出力してもよく、コントローラ６０外に、判定結果を示す信号を出力してもよい。出力部７９は、判定結果を示す信号として、搬送装置１０が異常状態に近づいていることを示す信号（以下、「アラーム信号」という。）を出力してもよい。コントローラ６０は、アラーム信号が出力された場合に、搬送装置１０による搬送動作を一時的に停止してもよく、基板処理装置２におけるウエハＷに対する処理を一時的に停止してもよい。あるいは、基板処理装置２が報知部（不図示）をさらに備えており、報知部は、出力部７９からアラーム信号を受信したときに、搬送装置１０が異常状態に近づいていることをオペレータ等に報知してもよい。
コントローラ６０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ６０は、ハードウェア上の構成として、例えば図４に示される回路８１を有する。回路８１は、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路８１は、具体的には、プロセッサ８２と、メモリ８３（記憶部）と、ストレージ８４（記憶部）と、入出力ポート８５とを有する。プロセッサ８２は、メモリ８３及びストレージ８４の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート８５を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート８５は、プロセッサ８２、メモリ８３及びストレージ８４と、基板処理装置２の各種装置（搬送装置１０）との間で、信号の入出力を行う。
本実施形態では、基板処理システム１は、一つのコントローラ６０を備えているが、複数のコントローラ６０で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。基板処理システム１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ６０によって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラ６０の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ６０が複数のコンピュータ（回路８１）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路８１）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路８１）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ６０は、複数のプロセッサ８２を有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のプロセッサ８２によって実現されていてもよい。
［状態判定方法］
続いて、図５を参照して、搬送装置１０の状態を判定する方法を説明する。
まず、コントローラ６０は、駆動部３３の正常動作時における動作データに基づいて、駆動部３３の監視モデルを生成する（図５のステップＳ１０）。次に、コントローラ６０は、生成された監視モデルを用いて、駆動部３３の評価時における動作データに基づいて、駆動部３３の状態を監視する（図５のステップＳ２０）。コントローラ６０は、ステップＳ２０の処理を繰り返し実行してもよい。ステップＳ１０における処理が行われる段階が「学習段階」であり、ステップＳ２０における処理が継続される段階が「監視（評価）段階」である。
［監視モデルの生成方法］
続いて、ステップＳ１０における監視モデルの生成方法について、図６～図１２を参照してさらに詳しく説明する。この監視モデルの生成は、例えば、基板処理装置２によるウエハＷの処理が行われていないときに行われてもよい。また、オペレータにより駆動部３３の状態が正常であると判断されているときに、監視モデルの生成が行われてもよい。
まず、状態判定部７０は、駆動部３３の正常動作時における動作データを取得する（図６のステップＳ１１）。ステップＳ１１では、まず指示部７３が、モータ３３ｆを制御することにより、アーム３４に対して矢印Ｄ２方向に沿って一回の動作を行わせる。次に、取得部７４は、当該動作におけるトルクの時間変化を所定のサンプリング周期でサンプリングして得られるトルク信号を、動作データとして取得する。取得部７４は、指示部７３によるモータ３３ｆへの電流指令値に応じて得られるトルク信号を動作データとして取得してもよく、モータ３３ｆに設けられたトルクセンサの検出結果に応じて得られるトルク信号を動作データとして取得してもよい。図７には、取得部７４により得られる動作データの一例が、動作データＴ１として示されている。この例では、動作データＴ１のデータ数は１３６個である。つまり、動作データＴ１は、１３６個の離散値によって示される。取得部７４は、取得した動作データを調整部７５に出力する。
次に、状態判定部７０は、取得部７４により取得された動作データを調整する（図６のステップＳ１２）。ステップＳ１２では、調整部７５が動作データのデータ数を一定の数に調整する。調整部７５は、例えば、動作データに対して離散フーリエ変換及び逆離散フーリエ変換を行うことで、圧縮動作データを生成してもよい。図７には、調整部７５により生成された圧縮動作データの一例が、圧縮動作データＴ２として示される。この例では、動作データＴ１の１３６個のデータ数を、１２８個のデータ数に調整（圧縮）することで、圧縮動作データＴ２が生成されている。横軸のサンプリングカウントは時間に対応しており、図７に示されるように、圧縮動作データＴ２は、時間軸（紙面横方向）において動作データＴ１を圧縮したような波形となる。調整部７５は、生成した圧縮動作データを記憶部７２に出力する。正常動作時に得られる圧縮動作データは、監視モデルを生成する際の学習用のデータ（正常動作データ）として用いられる。
次に、状態判定部７０は、調整部７５により生成された正常動作データの個数が、予め定められた数（以下、「収集数」という。）に達したかどうかを判断する（図６のステップＳ１３）。正常動作データの個数が収集数に達していないと判断された場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、状態判定部７０は、ステップＳ１１，Ｓ１２を繰り返す。この際、状態判定部７０は、駆動部３３に対して同じ動作を繰り返し行わせ、複数の正常動作データを取得していく。状態判定部７０は、例えば、駆動部３３において、処理ユニット３Ａ（処理ユニット３Ｂ）にウエハＷを搬入させる場合の動作、又は処理ユニット３ＡからウエハＷを搬出させる場合の動作を繰り返し行わせる。
これにより、複数（例えば、６００～１８００個）の正常動作データが、学習用データ群として記憶部７２に記憶される。状態判定部７０は、ベルト３３ｅのテンション（振動数）が互いに異なる値に設定された場合のそれぞれについて、複数の学習用データ群を記憶部７２に記憶させてもよい。例えば、学習用データ群は、テンションに応じた振動数が１４０Ｈｚである場合に取得された２００～６００個の正常動作データと、振動数が１３０Ｈｚである場合に取得された２００～６００個の正常動作データと、振動数が１２０Ｈｚである場合に取得された２００～６００個の正常動作データとを含んでいてもよい。
学習用データ群に含まれる正常動作データの数が収集数に達したと判断された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、状態判定部７０は、蓄積された学習用データ群に基づいて監視モデルＡＥ（図８参照）を生成する（図６のステップＳ１４）。この監視モデルＡＥは、駆動部３３の特性に基づいたモデルであり、当該駆動部３３の状態を判定するために用いられる。ステップＳ１４では、モデル生成部７６が、学習用データ群内の複数の正常動作データに基づいて、機械学習を行うことにより、駆動部３３についての特定の動作に対する監視モデルを生成する。
モデル生成部７６は、ニューラルネットワークの一種であるオートエンコーダ（AutoEncoder）を用いた機械学習により、学習データ群に含まれる複数の正常トルク信号に基づいて監視モデルＡＥを生成する。オートエンコーダを用いた機械学習により、一定のデータ数の入力データに対して、同じデータ数の出力データが入力データと同じ値を出力するような中間層を有するモデルが生成される。このモデルの中間層には、入力データから特徴量を順に次元圧縮させ、順に復元させていく複数の層が含まれる。調整部７５により調整されるデータ数が例えば１２８個である場合、１２８個のデータが入力され、１２８個の出力データが得られるような監視モデルＡＥが生成される。モデル生成部７６は、生成した監視モデルＡＥを記憶部７２に出力する。
図８は、正常動作データＴｉｎ１が監視モデルＡＥに入力された場合に得られる出力データの例を示す。監視モデルＡＥは正常動作データに基づいて生成されたものであるので、監視モデルＡＥに正常動作データＴｉｎ１が入力されると、正常動作データＴｉｎ１の波形に近い出力データＴｏｕｔ１が監視モデルＡＥから出力される。一方、図９は、駆動部３３が正常状態でない場合の圧縮動作データＴｉｎ２が監視モデルＡＥに入力された場合に得られる出力データの例を示す。この場合、圧縮動作データＴｉｎ２の波形に対してずれが大きい出力データＴｏｕｔ２が監視モデルＡＥから出力される。すなわち、駆動部３３が異常に近づいている場合に、監視モデルＡＥへの入力データに対する監視モデルＡＥからの出力データの誤差（ずれ）が大きくなることを利用して、駆動部３３の状態を判定することができる。
次に、状態判定部７０（判定部７８）は、監視モデルＡＥにおいて許容誤差Ｅａを算出する（図６のステップＳ１５）。ここで、監視モデルＡＥは、正常動作データに基づいて生成されているが、同じ正常動作データが再び入力されても、入力データと完全に一致する出力データを出力しない。つまり、正常動作データが入力データである場合にも、入力データと出力データとの間において、監視モデルＡＥ自体に起因した誤差（ずれ）が生じうる。このため、本実施形態では、状態判定部７０は、監視モデルＡＥ自体に起因する誤差を許容誤差Ｅａとして算出する。ステップＳ１５では、まず、モデル生成部７６が、監視モデルＡＥに、学習用データ群に含まれる複数の正常動作データそれぞれを入力し、入力データと出力データ（第２の出力データ）との間の差分を誤差Ｅｂ（第１の誤差）として算出する。
図１０は、誤差Ｅｂの計算結果の一例を示す。図１０では、一例として、監視モデルＡＥに入力された正常動作データが１０個である場合において、「Tick no」が１１１～１１４までの誤差Ｅｂの計算結果が一例として示されている。ここで、「Tick no」は、図７に示されるサンプリングカウント値に対応しており、例えば「Tickno」が１１１である場合、第１１１番目のデータを示している。以下、「Tick no」が１～１２８であるデータをそれぞれ「第１～第１２８のデータ」と称して説明する。
判定部７８は、学習用データ群に含まれる全ての又は一部の正常動作データそれぞれにおいて、第１～第１２８のデータについての誤差Ｅｂを算出してもよい。モデル生成部７６は、誤差Ｅｂに基づいて、監視モデルＡＥ自体に起因する許容誤差Ｅａを算出してもよい。モデル生成部７６は、パラメータμ１，σ１をそれぞれ、
μ１：誤差Ｅｂの平均値
σ１：誤差Ｅｂの標準偏差
としたときの、μ１±３σ１の範囲を許容誤差Ｅａとして設定してもよい。判定部７８は、算出した許容誤差Ｅａを記憶部７２に記憶する。
次に、コントローラ６０は、乖離度ｄａ（第１の乖離度）の閾値Ｔｈ１を算出する（図６のステップＳ１６）。乖離度ｄａは、評価時において駆動部３３が異常状態に近づいている程度を示す指標である。閾値Ｔｈ１は、対象の駆動機構が異常状態に近づいていることを示す。ここでは、乖離度の算出方法を説明した後に、乖離度ｄａの閾値Ｔｈ１の算出方法の具体例を説明する。
ステップＳ１６では、判定部７７が、複数の正常動作データそれぞれにおいて、第１～第１２８のデータごとに、誤差Ｅｂと許容誤差Ｅａとの差分を補正誤差Ｅｃとして算出する。判定部７７は、誤差Ｅｂの値が許容誤差Ｅａの範囲に含まれていれば、補正誤差Ｅｃを０と算出してもよい。判定部７７は、誤差Ｅｂの値が許容誤差Ｅａの範囲外であれば、許容誤差Ｅａの上限値又は下限値と誤差Ｅｂの値との差分を補正誤差Ｅｃとして算出してもよい。
図１１（ａ）は、誤差Ｅｂと許容誤差Ｅａとの計算結果の一例を示す。図１１（ａ）では、誤差Ｅｂの値が黒丸印で示され、許容誤差Ｅａの範囲が縦の実線で示されている。図１１（ａ）に示される例において、第７～第９のデータでは誤差Ｅｂが許容誤差Ｅａの範囲外であり、第１０～第１２のデータでは誤差Ｅｂが許容誤差Ｅａの範囲内である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示される誤差Ｅｂと許容誤差Ｅａとの差分（補正誤差Ｅｃ）の計算結果を一例として示す。第７～第９のデータでは、誤差Ｅｂが許容誤差Ｅａの範囲外であるので、補正誤差Ｅｃは０ではない。一方、第１０～第１２のデータでは、誤差Ｅｂが許容誤差Ｅａの範囲内であるので、補正誤差Ｅｃが０である。
判定部７７は、第１～第１２８のデータそれぞれについての補正誤差Ｅｃに基づいて、学習用の乖離度ｄｒ（第２の乖離度）を算出する処理を、複数の正常動作データに対して実施してもよい。判定部７７は、例えば、第１～第１２８のデータについての補正誤差Ｅｃ（誤差Ｅｂと許容誤差Ｅａとの差分）の平均二乗誤差平方根（ＲＭＳＥ：Root Mean Squared Error）を計算して得られる値を学習用の乖離度ｄｒとして算出する処理を、複数の正常動作データに対して実施してもよい。誤差Ｅｂと許容誤差Ｅａとに基づく平均二乗誤差平方根は、正常動作データごとに、第１～第１２８のデータそれぞれの補正誤差Ｅｃを２乗した値を平均して得られる平均値の平方根を計算することで得られる。
図１２は、学習用データ群についての乖離度ｄｒの計算結果の一例を示す。図１２では、学習用の乖離度ｄｒの計算結果が「箱ひげ図」にて示されている。図１２では、学習用データ群に基づく乖離度ｄｒの計算結果が示されているので、四分位範囲を示す箱が乖離度ｄｒが０付近に描かれており、当該箱が目視できない状態となっている。判定部７７は、評価時に用いる乖離度ｄａの閾値Ｔｈ１について、パラメータσ２を
σ２：誤差Ｅｂと許容誤差Ｅａとの比較に基づいて得られる、許容誤差Ｅａからの学習用の乖離度ｄｒの標準偏差
としたときに、
Ｔｈ１＝３σ２
にて閾値Ｔｈ１を算出してもよい。判定部７７は、当該閾値Ｔｈ１を記憶部７２に出力する。
［搬送装置の状態監視方法］
続いて、図１３を参照して、図５に示されるステップＳ２０における駆動部３３の状態監視方法について、さらに詳しく説明する。この駆動部３３の状態監視は、例えば、基板処理装置２によってウエハＷが処理されているときに継続して行われてもよい。
まず、状態判定部７０は、駆動部３３の評価時における動作データを取得する（図１３のステップＳ２１）。ステップＳ２１では、基板処理装置２におけるウエハＷの処理に合わせて、指示部７３が、モータ３３ｆを制御することにより、アーム３４を矢印Ｄ２方向に沿って一回の動作を行わせる。次に、取得部７４は、当該動作におけるトルクの時間変化を所定のサンプリング周期でサンプリングして得られるトルク信号（評価トルク信号）を、動作データとして取得する。このステップＳ２１は、駆動部３３の状態が正常であるか否か不明である点を除き、ステップＳ１１と同様に行われる。取得部７４は、取得した動作データを調整部７５に出力する。
次に、状態判定部７０は、取得部７４により取得された動作データを調整する（図１３のステップＳ２２）。ステップＳ２２では、ステップＳ１２と同様に、調整部７５が動作データのデータ数を一定の数（例えば１２８個）に調整することで、圧縮動作データを生成する。調整部７５は、生成した圧縮動作データを判定部７７に出力する。評価時に得られる圧縮動作データは、駆動部３３の状態を判定するための評価用のデータ（評価データ）として用いられる。
次に、状態判定部７０は、調整部７５により生成された評価データに基づいて乖離度ｄａを算出する（図１３のステップＳ２３）。ステップＳ２３では、判定部７７が、記憶部７２に記憶されている監視モデルＡＥに基づいて乖離度ｄａを算出する。まず判定部７７は、例えば、評価データを監視モデルＡＥに入力することで得られる出力データと、入力した評価データとの間の誤差Ｅｄ（第２の誤差）を算出してもよい。そして、判定部７７は、誤差Ｅｄと監視モデルＡＥの許容誤差Ｅａとを比較することにより乖離度ｄａを算出する。この乖離度ｄａは、ステップ１６における乖離度ｄｒの算出と同様に、誤差Ｅｄと許容誤差Ｅａとに基づく（誤差Ｅｄと許容誤差Ｅａとを比較した）平均二乗誤差平方根を算出することで求められてもよい。誤差Ｅｄと許容誤差Ｅａとに基づく平均二乗誤差平方根は、評価データごとに、第１～第１２８のデータそれぞれの誤差Ｅｄと許容誤差Ｅａとの差分を２乗した値を平均して得られる平均値の平方根を計算することで得られる。
次に、状態判定部７０は、算出された乖離度ｄａに基づいて対象の駆動機構の状態を判定する１次判定を行う（図１３のステップＳ２４）。ステップＳ２４では、判定部７７は、記憶部７２に記憶されている閾値Ｔｈ１を乖離度ｄａが超えたか否かに基づいて対象の駆動機構の状態を判定してもよい。判定部７７は、乖離度ｄａが閾値Ｔｈ１を超えたか否かの判定結果を記憶部７２に出力してもよい。
次に、状態判定部７０は、駆動部３３の監視開始から所定期間を経過したかどうかを判断する（図１３のステップＳ２５）。所定期間が経過していないと判断された場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、状態判定部７０は、ステップＳ２１～ステップＳ２５を繰り返す。これにより、記憶部７２には、乖離度ｄａに基づく駆動部３３の状態の判定結果が所定期間蓄積されたデータ群（以下「判定データ群」という。）が記憶される。記憶部７２は所定期間を記憶していてもよく、所定期間は例えばオペレータにより予め設定されていてもよい。所定期間として、例えば１時間、数時間、半日、１日、又は１週間などが設定されてもよい。
所定期間が経過したと判断された場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、状態判定部７０は、駆動部３３が異常状態に近づいている程度を判定データ群に基づいて判定する２次判定を行う（図１３のステップＳ２６）。ステップＳ２６では、例えば、判定部７８が、判定データ群のうち乖離度ｄａが閾値Ｔｈ１を超えたデータの割合（以下「データ割合」という。）に基づいて、駆動部３３が異常状態に近づいている程度を判定してもよい。データ割合は、所定期間において、判定部７７により判定された全判定回数に対する、閾値Ｔｈ１を超えたと判断された判定結果の数の割合である。
判定部７８は、データ割合が予め定められた閾値Ｔｈ２を超えている場合に、対象の駆動機構が異常状態に近づいていると判定してもよい。閾値Ｔｈ２は、オペレータ等によって任意の値に設定されてもよいし、７０％～１００％の範囲内で設定されてもよいし、８０％～１００％の範囲内で設定されてもよいし、９０％～１００％の範囲内で設定されてもよい。判定部７８は、判定結果を出力部７９に出力する。
次に、状態判定部７０は、判定結果を出力する（図１３のステップＳ２７）。ステップＳ２７では、出力部７９は、例えば、判定結果を示す信号として、対象の駆動機構が異常状態に近づいていることを示す信号（アラーム信号）を出力してもよい。
［検証結果］
続いて、図１４及び図１５を参照して、監視モデルを用いた搬送機構の判定についての検証結果を説明する。図１４は、駆動部３３のベルト３３ｅが互いに異なるテンションを有する場合において、検証用の複数（５００個）の正常動作データに基づいて、監視モデルＡＥを用いて乖離度ｄａを算出した結果を示す。
図１４に示される例では、搬送機構のベルト３３ｅのテンションに応じた振動数を、１４０Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲において１０Ｈｚ単位で変化させた場合の乖離度ｄａがそれぞれ算出されている。振動数が小さくなるほど、テンションが低下していることを示している。そして、テンションが低下しているほど、搬送機構のベルト３３ｅが劣化していることを示している。図１４では、テンション（振動数）ごとの乖離度ｄａの計算結果の分布が箱ひげ図として示されている。図１４に示される計算結果から、テンションが低下するほど、乖離度ｄａの最大値が上昇しており、箱で示される四分位範囲に含まれる乖離度ｄａが上昇していることがわかる。
図１５は、図１４に示される乖離度ｄａの検証結果と同じ条件において、乖離度ｄａが閾値Ｔｈ１を超えた割合であるデータ割合を示す。図１５に示されるように、振動数が９０Ｈｚ以下である場合、データ割合が７５％以上となっており、振動数が８０Ｈｚ以下である場合、データ割合が９０％以上となっている。振動数（テンション）が低いほど駆動部３３が異常状態に近づいているので、例えば閾値Ｔｈ２を７５％に設定することで、駆動部３３が異常状態に近づいていると判定部７８により判定することができる。あるいは、閾値Ｔｈ２を９０％に設定することで、駆動部３３が異常状態により近づいていると判定部７８により判定することができる。
［作用］
以上の例によれば、搬送装置１０の評価時において取得部によって取得された動作データに由来する評価データを監視モデルに入力して得られる出力データに基づいて、搬送装置１０の状態が判定される。この場合、オートエンコーダを用いた正常動作データに基づく機械学習によって生成された監視モデルに、正常動作データが入力された場合と、搬送装置１０の異常動作時の動作データとが入力された場合とで、大きく異なる値が出力されうる。そのため、監視モデルからの第１の出力データに基づいて、搬送装置１０の状態を簡易且つ高精度に判定することが可能となる。
以上の例によれば、判定部７７は、正常動作データと、正常動作データを監視モデルに入力して得られる出力データとの間の誤差Ｅｂに基づいて、許容誤差Ｅａを取得する処理（ステップＳ１５）を実行する。また、判定部７７は、評価データと出力データとの間の誤差Ｅｄを許容誤差Ｅａと比較することにより、許容誤差Ｅａからの乖離度ｄａを取得する処理と、当該乖離度ｄａに基づいて搬送装置１０の状態を判定する処理（ステップＳ２４）とを実行する。
この場合、オートエンコーダを用いた機械学習により、正常動作データと、当該正常動作データが入力された監視モデルからの出力データとの誤差が極めて小さくなるように、当該監視モデルが生成される。換言すれば、搬送装置１０の異常動作時の動作データが当該監視モデルに入力されると、異常動作時の当該動作データと、当該監視モデルからの出力データとの誤差が大きくなる。そのため、搬送装置１０の状態を簡易且つ高精度に判定することが可能となる。
以上の例によれば、許容誤差Ｅａは、μ１±３σ１の範囲である。この場合、正常動作データに含まれうる外れ値を除いた範囲が許容誤差となる。このような許容誤差を用いて誤差Ｅｄと比較することにより、誤差Ｅｄに含まれる値の中から誤差として大きなものが精度よく区別される。そのため、搬送装置１０の異常動作をより正確に判定することが可能となる。
以上の例によれば、評価時の乖離度ｄａは、評価時の誤差Ｅｄと許容誤差Ｅａとに基づいて平均二乗誤差平方根を計算して得られる値である。この場合、当該乖離度ｄａは、評価データが全体として許容誤差からどの程度ばらついているのかを示すこととなる。このような乖離度ｄａに基づいて搬送装置１０の状態を判定することにより、異常判定の正確性をさらに高めることが可能となる。
以上の例によれば、評価時の乖離度ｄａに基づいて搬送装置１０の状態を判定することは、当該乖離度ｄａが所定の閾値Ｔｈ１を超えたか否かに基づいて判定することを含む。この場合、乖離度ｄａを閾値Ｔｈ１と比較するという極めて簡易な手法により、搬送装置１０の状態を判定することが可能となる。
以上の例によれば、閾値Ｔｈ１は、３σ２によって求められる値である。このような閾値Ｔｈ１を用いて評価時の乖離度ｄａと比較することにより、得られる当該乖離度のうち正常動作データに内在しうる乖離度を超えるものが精度よく区別される。そのため、搬送装置１０の異常動作をより正確に判定することが可能となる。
以上の例によれば、学習時の乖離度ｄｒは、正常動作時の誤差Ｅｂと許容誤差Ｅａとに基づいて平均二乗誤差平方根を計算して得られる値であってもよい。この場合、正常動作時の乖離度ｄｒは、正常動作時の誤差Ｅｂが全体として許容誤差Ｅａからどの程度ばらついているのかを示すこととなる。このような正常動作時の乖離度ｄｒに基づいて得られる閾値Ｔｈ１を用いて搬送装置１０の状態を判定することにより、異常判定の正確性をさらに高めることが可能となる。
以上の例によれば、評価時の乖離度ｄａに基づく搬送装置１０の状態の判定結果が所定期間蓄積されたデータ群を記憶する記憶部７２と、データ群のうち乖離度ｄａが所定の閾値Ｔｈ１を超えたデータの割合に基づいて、搬送装置１０が異常状態に近づいている程度を判定する判定部７８が更に備えられる。この場合、判定部７８による判定結果に基づいて、搬送装置１０のメンテナンス時期を把握することが可能となる。
以上の例によれば、取得部７４によって取得された動作データのデータ数を一定の数に調整する調整部７５が備えられる。この場合、その後のデータ処理を簡便に実行することが可能となる。
以上の例によれば、搬送装置１０は、ウエハＷを支持するアーム３４と、アーム３４を動作させるモータ３３ｆとを含み、取得部７４は、モータのトルク信号を動作データとして取得する。この場合、搬送装置１０の動作データとして容易に取得できるトルク信号を用いて、搬送装置１０の異常動作を判定することが可能となる。
［変形例］
本明細書における開示はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲において、以上の例に対して種々の省略、置換、変更などが行われてもよい。
（１）状態判定部７０による状態判定の対象は、搬送装置１０の矢印Ｄ１方向においてウエハＷを搬送させる保持部３０であってもよい。あるいは、状態判定の対象が、回転軸３２を駆動する駆動機構であってもよく、アーム３４を上下方向に沿って移動させる機構であってもよい。
（２）状態判定部７０は、判定部７８を備えていなくてもよい。この場合、状態判定部７０は、搬送機構の一動作における評価時の乖離度ｄａに基づいて、１次判定のみを行ってもよい。状態判定部７０は、１次判定結果を記憶部７２に記憶させておくだけでもよく、１次判定結果を出力してもよい。
（３）許容誤差Ｅａは、上述の例に限られない。許容誤差Ｅａは、例えば、μ１±２σ１の範囲であってもよく、μ１±σ１の範囲であってもよく、μ１±ｎ×σ１の範囲（ｎは任意の数）であってもよい。
（４）閾値Ｔｈ１は、上述の例により求められる値に限られない。閾値Ｔｈ１は、ｎ１×σ２（ｎ１は任意の正の数）によって求められる値であってもよい。
（５）状態判定部７０（状態判定装置）は、コントローラ６０とは別の筐体に収容され、コントローラ６０とは別のコンピュータ（回路）として構成されてもよい。状態判定部７０は、基板処理装置２に対して外部から接続可能なコンピュータ又はサーバ装置により構成されていてもよい。このように、状態判定部７０は、基板処理装置２又はコントローラ６０と一体的に構成されている必要はなく、必要に応じて有線又は無線で通信接続が可能な外部装置として実現されてもよい。
（６）モデル生成部７６は、コントローラ６０とは異なる他のコントローラによって実現されていてもよい。例えば、基板処理装置２とは別体のサーバ装置等が、当該他のコントローラを備えていてもよい。この場合、コントローラ６０は、当該他のコントローラとの間でネットワーク等の所定の通信方式を介して通信することにより、当該他のコントローラのモデル生成部７６で生成された監視モデルを取得してもよい。
［他の例］
例１．本開示の一つの例に係る状態判定装置（７０）は、基板処理装置（２）において基板（Ｗ）を保持しつつ動作させるように構成された駆動機構（１０）の状態を判定する。当該状態判定装置（７０）は、駆動機構（１０）の動作データを取得するように構成された取得部（７４）と、駆動機構（１０）の正常動作時において取得部（７４）によって取得された動作データに由来する正常動作データに基づいて、オートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、駆動機構（１０）の監視モデルを生成するように構成されたモデル生成部（７６）と、駆動機構（１０）の評価時において取得部（７４）によって取得された動作データに由来する評価データを監視モデルに入力して得られる第１の出力データに基づいて、駆動機構（１０）の状態を判定するように構成された第１の判定部（７７）とを備える。この場合、オートエンコーダを用いた正常動作データに基づく機械学習によって生成された監視モデルに、正常動作データが入力された場合と、駆動機構の異常動作時の動作データとが入力された場合とで、大きく異なる値が出力されうる。そのため、監視モデルからの第１の出力データに基づいて、駆動機構の状態を簡易且つ高精度に判定することが可能となる。
例２．例１の装置において、第１の判定部（７７）は、正常動作データと、正常動作データを監視モデルに入力して得られる第２の出力データとの間の第１の誤差（Ｅｂ）に基づいて、許容誤差（Ｅａ）を取得する処理と、評価データと第１の出力データとの間の第２の誤差（Ｅｄ）を許容誤差（Ｅａ）と比較することにより、許容誤差（Ｅａ）からの第１の乖離度（ｄａ）を取得する処理と、第１の乖離度（ｄａ）に基づいて駆動機構（１０）の状態を判定する処理とを実行してもよい。この場合、オートエンコーダを用いた機械学習により、正常動作データと、当該正常動作データが入力された監視モデルからの出力データとの誤差が極めて小さくなるように、当該監視モデルが生成される。換言すれば、駆動機構の異常動作時の動作データが当該監視モデルに入力されると、異常動作時の当該動作データと、当該監視モデルからの出力データとの誤差が大きくなる。そのため、駆動機構の状態を簡易且つ高精度に判定することが可能となる。
例３．例２の装置において、許容誤差（Ｅａ）は、パラメータμ１，σ１をそれぞれ
μ１：第１の誤差（Ｅｂ）の平均値
σ１：第１の誤差（Ｅｂ）の標準偏差
としたときの、μ１±３σ１の範囲であってもよい。この場合、正常動作データに含まれうる外れ値を除いた範囲が許容誤差となる。このような許容誤差を用いて第２の誤差と比較することにより、第２の誤差に含まれる値の中から誤差として大きなものが精度よく区別される。そのため、駆動機構の異常動作をより正確に判定することが可能となる。
例４．例２又は例３の装置において、第１の乖離度は、第２の誤差と許容誤差とに基づいて平均二乗誤差平方根（ＲＭＳＥ）を計算して得られる値であってもよい。この場合、第１の乖離度は、評価データが全体として許容誤差からどの程度ばらついているのかを示すこととなる。このような第１の乖離度に基づいて駆動機構の状態を判定することにより、異常判定の正確性をさらに高めることが可能となる。
例５．例２～例４のいずれかの装置において、第１の乖離度（ｄａ）に基づいて駆動機構（１０）の状態を判定することは、第１の乖離度（ｄａ）が所定の閾値（Ｔｈ１）を超えたか否かに基づいて判定することを含んでいてもよい。この場合、第１の乖離度を閾値と比較するという極めて簡易な手法により、駆動機構の状態を判定することが可能となる。
例６．例５の装置において、閾値（Ｔｈ１）は、パラメータσ２を
σ２：第１の誤差（Ｅｂ）と許容誤差（Ｅａ）との比較に基づいて得られる、許容誤差（Ｅａ）からの第２の乖離度（ｄｒ）の標準偏差
としたときに、３σ２によって求められる値であってもよい。このような閾値を用いて第１の乖離度と比較することにより、得られる第１の乖離度のうち正常動作データに内在しうる乖離度を超えるものが精度よく区別される。そのため、駆動機構の異常動作をより正確に判定することが可能となる。
例７．例６の装置において第２の乖離度（ｄｒ）は、第１の誤差（Ｅｂ）と許容誤差（Ｅａ）とに基づいて平均二乗誤差平方根（ＲＭＳＥ）を計算して得られる値であってもよい。この場合、第２の乖離度は、第１の誤差が全体として許容誤差からどの程度ばらついているのかを示すこととなる。このような第２の乖離度に基づいて得られる閾値を用いて駆動機構の状態を判定することにより、異常判定の正確性をさらに高めることが可能となる。
例８．例５～例７のいずれかの装置は、第１の乖離度（ｄａ）に基づく駆動機構（１０）の状態の判定結果が所定期間蓄積されたデータ群を記憶するように構成された記憶部（７２）と、データ群のうち第１の乖離度（ｄａ）が所定の閾値（Ｔｈ１）を超えたデータの割合に基づいて、駆動機構（１０）が異常状態に近づいている程度を判定するように構成された第２の判定部（７８）をさらに備えていてもよい。この場合、第２の判定部による判定結果に基づいて、駆動機構のメンテナンス時期を把握することが可能となる。
例９．例１～例８のいずれかの装置は、取得部（７４）によって取得された動作データのデータ数を一定の数に調整するように構成された調整部（７５）を更に備え、正常動作データは、駆動機構（１０）の正常動作時において取得部（７４）によって取得された動作データのデータ数が調整部（７５）によって一定の数に調整されたデータであり、評価データは、駆動機構（１０）の評価時において取得部（７４）によって取得された動作データのデータ数が調整部（７５）によって一定の数に調整されたデータであってもよい。この場合、その後のデータ処理を簡便に実行することが可能となる。
例１０．例１～例９のいずれかの装置において、駆動機構（１０）は、基板（Ｗ）を支持する支持部材（２１）と、支持部を動作させるモータ（３３ｆ）とを含み、取得部（７４）は、モータ（３３ｆ）のトルク信号を動作データとして取得するように構成されていてもよい。この場合、駆動機構の動作データとして容易に取得できるトルク信号を用いて、駆動機構の異常動作を判定することが可能となる。
例１１．本開示の他の例に係る状態判定方法は、基板（Ｗ）を保持しつつ動作させるように構成された駆動機構（１０）の正常動作時における動作データに由来する正常動作データに基づいてオートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、駆動機構（１０）の監視モデルを生成することと、駆動機構（１０）の評価時における動作データに由来する評価データを監視モデルに入力して得られる第１の出力データに基づいて、駆動機構の状態を判定することとを含む。この場合、例１と同様の作用効果が得られる。
例１２．本開示の他の例に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例１１の方法を状態判定装置（７０）に実行させるためのプログラムを記録している。この場合、例１１の方法と同様の作用効果が得られる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。
２…基板処理装置、１０…搬送装置、３３…駆動部、３４…アーム、６０…コントローラ、７０…状態判定部、７４…取得部、７５…調整部、７６…モデル生成部、７７，７８…判定部。

Claims (18)

  1. 基板処理装置において基板を保持しつつ動作させるように構成された駆動機構の状態を判定する状態判定装置であって、
    前記駆動機構の動作データを取得するように構成された取得部と、
    前記駆動機構の正常動作時において前記取得部によって取得された前記動作データに由来する正常動作データに基づいて、オートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、前記駆動機構の監視モデルを生成するように構成されたモデル生成部と、
    前記駆動機構の評価時において前記取得部によって取得された前記動作データに由来する評価データを前記監視モデルに入力して得られる第１の出力データに基づいて、前記駆動機構の状態を判定するように構成された第１の判定部とを備え、
    前記第１の判定部は、
    前記正常動作データと、前記正常動作データを前記監視モデルに入力して得られる第２の出力データとの間の第１の誤差に基づいて、許容誤差を取得する処理と、
    前記評価データと前記第１の出力データとの間の第２の誤差を前記許容誤差と比較することにより、前記許容誤差からの第１の乖離度を取得する処理と、
    前記第１の乖離度に基づいて前記駆動機構の状態を判定する処理とを実行し、
    前記第１の乖離度は、前記第２の誤差と前記許容誤差とに基づいて平均二乗誤差平方根（ＲＭＳＥ）を計算して得られる値である、状態判定装置。
  2. 前記許容誤差は、パラメータμ１，σ１をそれぞれ
    μ１：前記第１の誤差の平均値
    σ１：前記第１の誤差の標準偏差
    としたときの、μ１±３σ１の範囲である、請求項１に記載の装置。
  3. 基板処理装置において基板を保持しつつ動作させるように構成された駆動機構の状態を判定する状態判定装置であって、
    前記駆動機構の動作データを取得するように構成された取得部と、
    前記駆動機構の正常動作時において前記取得部によって取得された前記動作データに由来する正常動作データに基づいて、オートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、前記駆動機構の監視モデルを生成するように構成されたモデル生成部と、
    前記駆動機構の評価時において前記取得部によって取得された前記動作データに由来する評価データを前記監視モデルに入力して得られる第１の出力データに基づいて、前記駆動機構の状態を判定するように構成された第１の判定部とを備え、
    前記第１の判定部は、
    前記正常動作データと、前記正常動作データを前記監視モデルに入力して得られる第２の出力データとの間の第１の誤差に基づいて、許容誤差を取得する処理と、
    前記評価データと前記第１の出力データとの間の第２の誤差を前記許容誤差と比較することにより、前記許容誤差からの第１の乖離度を取得する処理と、
    前記第１の乖離度に基づいて前記駆動機構の状態を判定する処理とを実行し、
    前記第１の乖離度に基づいて前記駆動機構の状態を判定することは、前記第１の乖離度が所定の閾値を超えたか否かに基づいて判定することを含む、状態判定装置。
  4. 前記閾値は、パラメータσ２を
    σ２：前記第１の誤差と前記許容誤差との比較に基づいて得られる、前記許容誤差からの第２の乖離度の標準偏差
    としたときに、３σ２によって求められる値である、請求項３に記載の装置。
  5. 前記第２の乖離度は、前記第１の誤差と前記許容誤差とに基づいて平均二乗誤差平方根（ＲＭＳＥ）を計算して得られる値である、請求項４に記載の装置。
  6. 前記第１の乖離度に基づく前記駆動機構の状態の判定結果が所定期間蓄積されたデータ群を記憶するように構成された記憶部と、
    前記データ群のうち前記第１の乖離度が前記閾値を超えたデータの割合に基づいて、前記駆動機構が異常状態に近づいている程度を判定するように構成された第２の判定部をさらに備える、請求項３～５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記取得部によって取得された前記動作データのデータ数を一定の数に調整するように構成された調整部を更に備え、
    前記正常動作データは、前記駆動機構の正常動作時において前記取得部によって取得された前記動作データのデータ数が前記調整部によって一定の数に調整されたデータであり、
    前記評価データは、前記駆動機構の評価時において前記取得部によって取得された前記動作データのデータ数が前記調整部によって一定の数に調整されたデータである、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記駆動機構は、
    前記基板を支持する支持部材と、
    前記支持部材を動作させるモータとを含み、
    前記取得部は、前記モータのトルク信号を前記動作データとして取得するように構成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の装置。
  9. 基板を保持しつつ動作させるように構成された駆動機構の正常動作時における動作データに由来する正常動作データに基づいてオートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、前記駆動機構の監視モデルを生成することと、
    前記駆動機構の評価時における動作データに由来する評価データを前記監視モデルに入力して得られる第１の出力データに基づいて、前記駆動機構の状態を判定することとを含み、
    前記駆動機構の状態を判定することは、
    前記正常動作データと、前記正常動作データを前記監視モデルに入力して得られる第２の出力データとの間の第１の誤差に基づいて、許容誤差を取得する処理と、
    前記評価データと前記第１の出力データとの間の第２の誤差を前記許容誤差と比較することにより、前記許容誤差からの第１の乖離度を取得する処理と、
    前記第１の乖離度に基づいて前記駆動機構の状態を判定する処理とを含み、
    前記第１の乖離度は、前記第２の誤差と前記許容誤差とに基づいて平均二乗誤差平方根（ＲＭＳＥ）を計算して得られる値である、状態判定方法。
  10. 前記許容誤差は、パラメータμ １ ，σ １ をそれぞれ
    μ １ ：前記第１の誤差の平均値
    σ １ ：前記第１の誤差の標準偏差
    としたときの、μ １ ±３σ １ の範囲である、請求項９に記載の方法。
  11. 基板を保持しつつ動作させるように構成された駆動機構の正常動作時における動作データに由来する正常動作データに基づいてオートエンコーダを用いた機械学習を実行することによって、前記駆動機構の監視モデルを生成することと、
    前記駆動機構の評価時における動作データに由来する評価データを前記監視モデルに入力して得られる第１の出力データに基づいて、前記駆動機構の状態を判定することとを含み、
    前記駆動機構の状態を判定することは、
    前記正常動作データと、前記正常動作データを前記監視モデルに入力して得られる第２の出力データとの間の第１の誤差に基づいて、許容誤差を取得する処理と、
    前記評価データと前記第１の出力データとの間の第２の誤差を前記許容誤差と比較することにより、前記許容誤差からの第１の乖離度を取得する処理と、
    前記第１の乖離度に基づいて前記駆動機構の状態を判定する処理とを含み、
    前記第１の乖離度に基づいて前記駆動機構の状態を判定することは、前記第１の乖離度が所定の閾値を超えたか否かに基づいて判定することを含む、状態判定方法。
  12. 前記閾値は、パラメータσ ２ を
    σ ２ ：前記第１の誤差と前記許容誤差との比較に基づいて得られる、前記許容誤差からの第２の乖離度の標準偏差
    としたときに、３σ ２ によって求められる値である、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第２の乖離度は、前記第１の誤差と前記許容誤差とに基づいて平均二乗誤差平方根（ＲＭＳＥ）を計算して得られる値である、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記第１の乖離度に基づく前記駆動機構の状態の判定結果が所定期間蓄積されたデータ群のうち前記第１の乖離度が前記閾値を超えたデータの割合に基づいて、前記駆動機構が異常状態に近づいている程度を判定することを更に含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記動作データのデータ数を一定の数に調整することを更に含み、
    前記正常動作データは、前記駆動機構の正常動作時において取得された前記動作データのデータ数が一定の数に調整されたデータであり、
    前記評価データは、前記駆動機構の評価時において取得された前記動作データのデータ数が一定の数に調整されたデータである、請求項９～１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記駆動機構は、
    前記基板を支持する支持部材と、
    前記支持部材を動作させるモータとを含み、
    前記動作データは、前記モータのトルク信号である、請求項９～１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 請求項９～１６のいずれか一項に記載の状態判定方法を基板処理装置の駆動機構に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。
  18. 請求項９～１６のいずれか一項に記載の状態判定方法を基板処理装置の駆動機構に実行させるためのプログラム。
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