JP2002082714A

JP2002082714A - 入出力回路系の自己診断回路

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Publication number: JP2002082714A
Application number: JP2000272644A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Urakawa; 浩介浦川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2002-03-22
Also published as: TW548530B; WO2002021228A1; US6986111B2; US20040177331A1; KR100799380B1; KR20030029940A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電気的欠陥の箇所を迅速に、且つ容易に探し
出すことができる入出力回路系の自己診断回路を提供す
る。【解決手段】主制御部１４から制御対象の負荷に向け
て個別に制御信号を送出する複数の出力デジタルチャネ
ル４４Ａ〜４４Ｃと、制御対象に設けた複数のセンサ部
の信号を主制御部へ入力させる複数の入力デジタルチャ
ネル４６Ａ〜４６Ｃとを有する入出力回路系において、
複数のそれぞれの入出力デジタルチャネルの間に、通常
運転時には開状態になされ自己診断時には閉状態になさ
れる連絡スイッチ部６４Ａ〜６４Ｃを介設し、複数の出
力デジタルチャネルの各負荷の電源側と、複数の入力デ
ジタルチャネルの各センサ部のグランド側とに、通常運
転時には閉状態になされ自己診断時には開状態になされ
る自己診断スイッチ部６６Ａ、６６Ｂを介設し、自己診
断時にデジタル信号を出力してそのリターン信号を受け
るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置等の機器の制御系に設けられる入出力回路系の自己
診断回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造装置のような機器に
あっては、各種の駆動系やセンサ系が多数取り付けられ
ており、例えばマイクロコンピュータ等よりなる主制御
部は、上記各センサ系から適切にデータを入手し、これ
を分析することによって、所望の動作を行なうように各
駆動系等へ駆動指令等を発し、順次所定の処理を行なっ
ている。例えば主制御部からは、流量制御器に対して半
導体ウエハへの各種の処理に必要な処理ガスの流量を指
示したり、流量制御器からはこのリターン信号を送出し
たり、また、処理容器内の圧力を検知する圧力計からは
その測定値を主制御系へ送信したり、更には、プラズマ
処理を行なうときのように高周波電源を有している場合
には、その出力すべきパワーを主制御部から指示した
り、また、この高周波電源からはそのリターン信号を主
制御部側へ送出したりする。この場合、主制御部と各駆
動系やセンサ系との間のデータの送受信は、その信号形
態に適した種々の方法で行われており、例えばデジタル
回路系、アナログ回路系、或いはデジタル通信回路系等
を用いて行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな電気回路系は、これに使われている素子の破損、調
整不良、回路内における短絡等が時々発生することは避
けられない。この場合、多数存在する回路網内のどの部
分に、或いはどの素子に欠陥が生じているかを、早く認
識して迅速に修理することが望まれる。しかしながら、
従来の装置例にあっては、電気的欠陥が生じた場合、ど
の部分にその原因が存在するのか否かを見つけ出すこと
がかなり困難で、また、多くの時間を要していた、とい
った問題があった。本発明は、以上のような問題点に着
目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。
本発明の目的は、電気的欠陥の箇所を比較的迅速に、且
つ容易に探し出すことができる入出力回路系の自己診断
回路を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
主制御部から制御対象の負荷に向けて個別に制御信号を
送出する複数の出力デジタルチャネルと、前記制御対象
に設けた複数のセンサ部からのセンサ信号を前記主制御
部へ入力させる複数の入力デジタルチャネルとを有する
入出力回路系において、前記複数の出力デジタルチャネ
ルのそれぞれと前記複数の入力デジタルチャネルのそれ
ぞれとの間に、通常運転時には開状態になされると共に
自己診断時には閉状態になされる連絡スイッチ部を介設
し、前記複数の出力デジタルチャネルの前記各負荷の電
源側と、前記複数の入力デジタルチャネルの前記各セン
サ部のグランド側とに、それぞれ通常運転時には閉状態
になされると共に自己診断時には開状態になされる自己
診断スイッチ部を介設し、前記主制御部は、自己診断時
にデジタル自己診断信号を出力してそのリターン信号を
受けるように構成したものである。

【０００５】これにより、自己診断時には、負荷側や電
源側に通じる自己診断スイッチ部は開状態として負荷や
センサ部を切り離すと共に、連絡スイッチ部を閉状態と
して入力デジタルチャネルと出力デジタルチャネルとを
導通状態にとしておき、これにデジタル自己診断信号を
流してそのリターン信号を検出することにより、電気的
に欠陥のある箇所を迅速に且つ容易に探し出すことが可
能となる。この場合、例えば請求項２に規定するよう
に、前記複数のセンサ部のグランド側は、前記自己診断
スイッチ部に共通に接続されると共に前記各負荷の電源
側は、他の１つの自己診断スイッチ部に共通に接続され
ているようにすれば、自己診断スイッチ部は共通に使用
されるので、この設置個数を削減することが可能とな
る。

【０００６】また、例えば請求項３に規定するように、
前記自己診断信号は、前記複数の出力デジタルチャネル
の内の１つのチャネルの信号が”０”または”１”のい
ずれかの時には他の全てのチャネルの信号が前記１つの
チャネルの信号とは逆の状態になされている。請求項４
に係る発明は、主制御部から制御対象の負荷に向けて個
別に制御信号を送出する複数の出力アナログチャネル
と、前記制御対象からのアナログ信号を前記主制御部へ
入力させる複数の入力アナログチャネルとを有する入出
力回路系において、前記複数の出力アナログチャネルの
それぞれと前記複数の入力アナログチャネルのそれぞれ
との間に、通常運転時には開状態になされると共に自己
診断時には閉状態になされる連絡スイッチ部を介設し、
前記複数の出力アナログチャネルと前記複数の入力アナ
ログチャネルとのそれぞれに、通常運転時には閉状態に
なされると共に自己診断時には開状態になされる自己診
断スイッチ部を介設し、前記主制御部は、自己診断時に
前記各出力アナログチャネルに電圧値の異なるアナログ
自己診断信号を出力してそのリターン信号を受けるよう
に構成したものである。

【０００７】これにより、自己診断時には、負荷側や電
源側に通じる自己診断スイッチ部は開状態として負荷や
制御対象を切り離すと共に、連絡スイッチ部を閉状態と
して入力デジタルチャネルと出力デジタルチャネルとを
導通状態にしておき、これにデジタル自己診断信号を流
してそのリターン信号を検出することにより、電気的に
欠陥のある箇所を迅速に且つ容易に探し出すことが可能
となる。この場合、例えば請求項５に規定するように、
前記各アナログ自己診断信号は、互いに１ボルトずつ異
なる。また、例えば請求項６に規定するように、前記各
アナログ自己診断信号は、同時に出力される。これによ
れば、各チャネルが同時に診断されるので、自己診断時
間を短くすることが可能となる。

【０００８】請求項７に規定するように、前記各アナロ
グ自己診断信号は、電圧値が順次段階的に変化するよう
にすれば、アナログ自己診断信号の電圧値を変化させて
いるので、増幅器のゲイン調整の適否等のより細かな自
己診断を行なうことが可能となる。請求項８に係る発明
によれば、主制御部と、この主制御部に接続されて送信
機能と受信機能とを有する送受信器と、前記送受信器に
接続されて送信データを出力する送信デジタルチャネル
と、外部より受信した受信データを前記送受信器へ入力
する受信デジタルチャネルと、前記送信データと前記受
信データとをインタフェースするインタフェース部とを
有する入出力回路系において、前記送信デジタルチャネ
ルと前記受信デジタルチャネルとの間に、送受信時には
開状態になされると共に自己診断時には閉状態になされ
る連絡スイッチ部を介設し、前記送信デジタルチャネル
と前記受信デジタルチャネルとのそれぞれに、送受信時
には閉状態になされると共に自己診断時には開状態にな
される自己診断スイッチ部を介設し、前記主制御部は、
自己診断時に所定のコードのデジタル自己診断信号を出
力してそのリターン信号を受けるように構成したもので
ある。これによれば、送信デジタルチャネルと受信デジ
タルチャネルのどの部分に電気的欠陥が存在するか否か
を迅速に且つ容易に探し出すことが可能となる。この場
合、例えば請求項９に規定するように、前記送信デジタ
ルチャネルと前記受信デジタルチャネルとはそれぞれ複
数設けられており、前記各デジタル自己診断信号のコー
ドはそれぞれ異なっているようにしてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る入出力回路
系の自己診断回路の一実施例について添付図面を参照し
て説明する。図１は本発明の制御対象の一例となる半導
体製造装置を示す概略構成図、図２は本発明の第１発明
である入出力回路系の自己診断回路の一例を示すブロッ
ク構成図、図３は自己診断に用いるデジタル自己診断信
号を示す波形図である。まず、図１を参照して制御対象
となる半導体製造装置について説明する。ここでは半導
体製造装置としてプラズマエッチング装置を例にとって
説明する。この制御対象としての半導体製造装置２は、
例えば円筒体状の処理容器４を有しており、この内部に
はサセプタとしての下部電極６と、これに平行に上部電
極８が設けられる。そして、この下部電極６上に被処理
体としての半導体ウエハＷが載置される。

【００１０】上記上部電極８には、マッチングボックス
１０を介して出力が可変になされた高周波発生器１２が
接続されており、上記両電極６、８間にプラズマを立て
るようになっている。上記マッチングボックス１０のマ
ッチング係数や高周波発生器１２の出力は、マイクロコ
ンピュータ等よりなる主制御部１４により制御される。
上記処理容器４の底部には、排気口１６が設けられ、こ
の排気口１６には、途中に開度調整可能になされた圧力
制御弁１８や真空ポンプ２０が介在された真空排気系２
２が接続される。この圧力制御弁１８の弁開度や真空ポ
ンプ２０の回転等も主制御部１４により制御される。ま
た、処理容器４の側壁には、ガスノズル２４が設けら
れ、これにはマスフローコントローラのような流量制御
器２６を介して図示しない処理ガス源に至るガス供給系
２８が接続され、必要なガスを流量制御しつつ処理容器
４内へ供給するようになっている。この流量制御器２６
に指示される流量値は、主制御部１４より制御される。
尚、処理ガスは、一般的には複数種類設けられるが、こ
こでは代表として１つのみ記してある。

【００１１】上記ガス供給系２８の途中からは、途中に
エバック用開閉弁３０を介設したエバックライン３２が
分岐されて、この先端を上記真空排気系２２へ接続して
おり、動作安定化のための不要なガスを処理容器４内に
流すことなく廃棄するようになっている。このエバック
用開閉弁３０は主制御部１４から開閉駆動制御される。
また、処理容器４内には、例えばキャパシタンスマノメ
ータ等よりなる圧力センサ３４が設置されており、この
検出データは上記主制御部１４へ入力される。また、こ
の処理容器４の側壁には、ウエハの搬出入時に開閉され
るゲートバルブ３６が開閉駆動可能に設けられると共
に、このゲートバルブ３６の処理容器内側には、熱平衡
を容易に達成するためにこの部分を覆うシャッタ部材３
８が昇降駆動可能に設けられている。これらのゲートバ
ルブ３６の開閉駆動や、シャッタ部材３８の昇降駆動は
主制御部１４側よりコントロールされる。そして、上記
ゲートバルブ３６、シャッタ部材３８及びエバック開閉
弁３０等は、図示しないがソレノイドを有するエアシリ
ンダで開閉駆動され、また、その可動部の近傍には開閉
状態を検知する、例えば光センサ（図示せず）が並設さ
れている。また、上記下部電極６を支持する支持台４０
には、冷却温度を可変になされた冷却ジャケット４２が
設けられており、この冷却温度は主制御部１４側よりコ
ントロールされる。

【００１２】さて、次に、以上のように構成された半導
体製造装置２の各部を制御対象として制御して自己診断
する場合について説明する。まず、第１の発明では、入
出力回路系がデジタル回路で形成されている場合につい
て説明する。図２に示すように、ここでは主制御部１４
に対して複数、ここでは３つの出力デジタルチャネル４
４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃと３つの入力デジタルチャネル４
６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが接続されている。各出力デジタ
ルチャネル４４Ａ〜４４Ｃには、フォトカプラ４８Ａ〜
４８Ｃ、各種の回路素子が組み込まれた出力ポート回路
５０Ａ〜５０Ｃ、及びダイオード５２Ａ〜５２Ｃがそれ
ぞれ介設されると共に、各入力デジタルチャネル４６Ａ
〜４６Ｃには、フォトカプラ５４Ａ〜５４Ｃ、各種の回
路素子が組み込まれた入力ポート回路５６Ａ〜５６Ｃ及
びダイオード５８Ａ〜５８Ｃがそれぞれ介設されてい
る。そして、各出力デジタルチャネル４４Ａ〜４４Ｃ及
び各入力デジタルチャネル４６Ａ〜４６Ｃは、多数の端
子列６０で終端しており、ここまでが全体としてデジタ
ルの入出力回路系を構成し、具体的にはＩＯボード上に
形成されている。

【００１３】そして、この入出力回路系に、上記半導体
製造装置２の各種の駆動系やセンサ部が接続される。具
体的には、各出力デジタルチャネル４４Ａ〜４４Ｃは、
例えば負荷としてのゲートバルブ３６のソレノイド、シ
ャッタ部材３８のソレノイド及びエバック用開閉弁３０
のソレノイドにそれぞれ接続され、各ソレノイドの他端
は共通に接続されてＩＯボード側に戻り、＋電源６２に
接続されている。また、上記各入力デジタルチャネル４
６Ａ〜４６Ｃは、ゲートバルブ３６の開閉を検知するセ
ンサ３６Ａ、シャッタ部材３８の昇降を検知するセンサ
３８Ａ及びエバック用開閉弁３０の開閉を検知するセン
サ３０Ａにそれぞれ接続され、各センサの他端は共通に
接続されてＩＯボード側に戻り、接地されてグランド電
位になされている。尚、上記各センサ３６Ａ、３８Ａ、
３０Ａは具体的には単なる接点等により構成される。

【００１４】そして、上記したような回路構成に、本発
明の特徴とするスイッチ部が設けられる。すなわち、上
記３つの出力デジタルチャネル４４Ａ〜４４Ｃのそれぞ
れと、３つの入力デジタルチャネル４６Ａ〜４６Ｃのそ
れぞれとの間に、それぞれ連絡スイッチ部６４Ａ、６４
Ｂ、６４Ｃを介在させる。このスイッチ部６４Ａ〜６４
Ｃの接続点は、各ポート回路５０Ａ〜５０Ｃ、５６Ａ〜
５６Ｃと各ダイオード５２Ａ〜５２Ｃ、５８Ａ〜５８Ｃ
との間である。これらの連絡スイッチ部６４Ａ〜６４Ｃ
は、通常運転時には開状態になされると共に自己診断時
には閉状態になされるように一体的に動作する。また、
各負荷、すなわちゲートバルブ３６、シャッタ部材３８
及びエバック用開閉弁３０の各ソレノイドの＋電源６２
側及び上記各センサ３６Ａ、３８Ａ、３０Ａのグランド
側には、自己診断スイッチ部６６Ａ、６６Ｂがそれぞれ
介設されている。これらの自己診断スイッチ部６６Ａ、
６６Ｂは、通常運転時には閉状態になされると共に、自
己診断時には開状態になされるように一体的に動作す
る。ここで、上記連絡スイッチ部６４Ａ〜６４Ｃは、閉
状態でも少しくらい抵抗を持っていてもよいことからＦ
ＥＴ等の半導体スイッチを用いてもよいが、自己診断ス
イッチ部６６Ａ、６６Ｂは閉状態の時に少しでも抵抗を
持つのは好ましくないので、リレースイッチを用いるの
がよい。

【００１５】次に、以上のように構成された入出力回路
系の動作について説明する。まず、通常動作時、すなわ
ち半導体製造装置２を稼働する時には、各連絡スイッチ
部６４Ａ〜６４Ｃは開状態とし、他方、各自己診断スイ
ッチ部６６Ａ、６６Ｂは閉状態としておく（図２に示す
ような状態）。これにより、主制御部１４からは、半導
体製造工程の手順（レシピ）に沿った制御信号を、それ
ぞれ個別に各出力デジタルチャネル４４Ａ〜４４Ｃに送
出し、ゲートバルブ３６、シャッタ部材３８及びエバッ
ク用開閉弁３０をそれぞれ駆動制御する。これと同時
に、対応する各センサ３６Ａ、３８Ａ、３０Ａからは、
それぞれのセンサ信号が各入力デジタルチャネル４６Ａ
〜４６Ｃを介して主制御部１４へ入力されることにな
る。

【００１６】これに対して、この装置を立ち上げる時に
入出力回路が適正に配線されているか否かをチェックす
る場合や、この入出力回路に何らかの電気的障害が生じ
てこの障害箇所を特定するためにチェックが必要な場合
には、自己診断を行なう。この自己診断を行なう場合に
は、上記各スイッチ部を通常運転時とは逆に切り替え
る。すなわち、各自己診断スイッチ部６６Ａ、６６Ｂを
開状態にして電源６２やグランド電位への接続を断ち、
そして、各連絡スイッチ部６４Ａ〜６４Ｃを全て閉状態
としてループバックを構築し、それぞれ対応する出力デ
ジタルチャネル４４Ａ〜４４Ｃと入力デジタルチャネル
４６Ａ〜４６Ｃとを導通（短絡）状態とする。そして、
主制御部１４は、上記各出力デジタルチャネル４４Ａ〜
４４Ｃに、例えば図３に示すようなデジタル自己診断信
号を出力し、その都度、主制御部１４は入力デジタルチ
ャネル４６Ａ〜４６Ｃに現れるリターン信号を読み取
る。

【００１７】図３（Ａ）は出力デジタルチャネル４４Ａ
に出力するデジタル自己診断信号の一例を示し、図３
（Ｂ）は出力デジタルチャネル４４Ｂに出力するデジタ
ル自己診断信号の一例を示し、図３（Ｃ）は出力デジタ
ルチャネル４４Ｃに出力するデジタル自己診断信号の一
例を示す。すなわち、各チャネル４４Ａ〜４４Ｃに、”
１”の信号を少しずつ時間をずらして出力しており、こ
の時、入力デジタルチャネル４６Ａ〜４６Ｃにて同じタ
イミングで同じ”１”の信号が入力されれば、そのチャ
ネルは正常である。これに対して、異なるタイミング
で”１”が入力されれば、チャネル間がショートしてい
ることを意味し、また、”１”が入力されない時には、
そのチャネルの断線やその出力ポート回路５０Ａ〜５０
Ｃの内のいずれかや、対応する入力ポート回路５６Ａ〜
５６Ｃの内のいずれかの素子が破損等していることにな
る。

【００１８】このように各チャネルに対して互いに異な
るタイミングでパルス”１”をデジタル自己診断信号と
して出力する理由は、もし同じタイミングで各チャネル
にパルスを出力すると、万一、チャネル相互間にショー
トが発生している場合には、そのショートの障害を検出
できなくなるからである。このようにして、比較的簡単
な回路構成で、迅速に且つ容易に故障等が生じたチャネ
ルを特定して探し出すことが可能となる。また、ここで
は１回しかデジタル自己診断信号を流していないが、上
記診断操作を複数回繰り返し行なって、診断の信頼性を
高めるようにしてもよい。また、ここでは１枚のＩＯボ
ードについてそれぞれ出力と入力で３チャネルずつ設け
た場合を例にとって説明したが、このチャネル数には特
に限定されず、例えば実際のＩＯボードではそれぞれ出
力を入力で８チャネルずつ設けられており、また、この
ようなＩＯボードは多数枚設けられているので、各ボー
ドに対して上述したと同様な診断回路を設けるようにす
る。

【００１９】更に、上記実施例では、タイミングを少し
ずつずらしてデジタル診断信号としてパルス”１”を出
力したが、逆に自己診断時に各チャネルのレベルを”
１”とし、そして、出力”０”をタイミングを少しずら
して発生させるようにしてもよい。上記第１発明では、
デジタルの入出力回路系について説明したが、上記構成
はアナログの入出力回路系についても適用することがで
きる。図４はこのような本発明の第２発明の入出力回路
系の自己診断回路の一例を示すブロック構成図、図５は
自己診断に用いるアナログ自己診断信号の一例を示す波
形図である。ここでは１つのＩＯボードに、３つの出力
アナログチャネル７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃと３つの入力
アナログチャネル７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃが設けられて
いる。上記各出力アナログチャネル７０Ａ〜７０Ｃに
は、フォトカプラ７４Ａ〜７４Ｃ、Ｄ／Ａ変換器７５Ａ
〜７５Ｃ、各種の回路素子が組み込まれた出力ポート回
路７６Ａ〜７６Ｃがそれぞれ介設されると共に、各入力
アナログチャネル７２Ａ〜７２Ｃには、フォトカプラ７
８Ａ〜７８Ｃ、Ａ／Ｄ変換器８０Ａ〜８０Ｃ、各種の回
路素子が組み込まれた入力ポート回路８２Ａ〜８２Ｃが
それぞれ介設されている。

【００２０】そして、各出力アナログチャネル７０Ａ〜
７０Ｃ及び各入力アナログチャネル７２Ａ〜７２Ｃは、
多数の端子列９４で経端しており、ここまでが全体とし
てアナログの入出力回路系を構成し、具体的にはＩＯボ
ード上に形成されている。

【００２１】そして、この入出力回路系に、上記半導体
製造装置２の各種の駆動系やセンサ部等が接続される。
具体的には、各出力アナログチャネル７０Ａ〜７０Ｃ
は、それぞれＡ／Ｄ変換器８３Ａ〜８３Ｃを介して例え
ば負荷としての流量制御器２６、高周波発生器１２、圧
力制御弁１８及び高電圧発生器（図示せず）などにそれ
ぞれ接続される。また、上記各入力アナログチャネル７
２Ａ〜７２Ｃは、それぞれＤ／Ａ変換器８５Ａ〜８５Ｃ
を介して例えば流量制御器２６のリターン信号ライン、
高周波発生器１２のリターン信号ライン及び圧力センサ
３４にそれぞれ接続される。尚、図４に示す実施例で
は、独立して設けられたＡ／Ｄ変換器８３Ａ〜８３Ｃま
たはＤ／Ａ変換器８５Ａ〜８５Ｃを介して各種の駆動系
やセンサ部に接続しているようにしているが、駆動系や
センサ部の各々に設けられたＡ／Ｄ変換器またはＤ／Ａ
変換器に各アナログチャネル７０Ａ〜７０Ｃ、７２Ａ〜
７２Ｃを接続するようにしてもよい。

【００２２】そして、上記したような回路構成に、本発
明の特徴とするスイッチ部が設けられる。すなわち、上
記３つの出力アナログチャネル７０Ａ〜７０Ｃのそれぞ
れと、３つの入力アナログチャネル７２Ａ〜７２Ｃのそ
れぞれとの間に、それぞれ連絡スイッチ部８６Ａ、８６
Ｂ、８６Ｃを介在させる。この点は先の第１の発明と同
じである。このスイッチ部８６Ａ〜８６Ｃの接続点は、
各ポート回路７６Ａ〜７６Ｃ、８２Ａ〜８２Ｃと各端子
９４との間である。これらの連絡スイッチ部８６Ａ〜８
６Ｃは、通常運転時には開状態になされると共に自己診
断時には閉状態になされるように一体的に動作する。ま
た、各出力アナログチャネル７０Ａ〜７０Ｃの各端子９
４の近傍には、自己診断スイッチ部８８Ａ、８８Ｂ、８
８Ｃがそれぞれ介設されると共に、また、各入力アナロ
グチャネル７２Ａ〜７２Ｃの各端子９４の近傍にも、自
己診断スイッチ部９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃがそれぞれ介
設される。これらの自己診断スイッチ部８８Ａ〜８８
Ｃ、９０Ａ〜９０Ｃは、通常運転時には閉状態になされ
ると共に、自己診断時には開状態になされるように一体
的に動作する。ここで、上記連絡スイッチ部８６Ａ〜８
６Ｃ及び自己診断スイッチ部８８Ａ〜８８Ｃ、９０Ａ〜
９０ＣはＦＥＴのような半導体スイッチでもよく、リレ
ースイッチを用いてもよい。

【００２３】次に、以上のように構成された入出力回路
系の動作について説明する。まず、通常動作時、すなわ
ち半導体製造装置２を稼働する時には、各連絡スイッチ
部８６Ａ〜８６Ｃは開状態とし、他方、各自己診断スイ
ッチ部８８Ａ〜８８Ｃ及び９０Ａ〜９０Ｃは閉状態とし
ておく（図４に示すような状態）。これにより、主制御
部１４からは、半導体製造工程の手順（レシピ）に沿っ
た制御信号を、それぞれ個別に各出力アナログチャネル
７０Ａ〜７０Ｃに送出し、流量制御器２６、高周波発生
器１２、圧力制御弁１８及び高電圧発生器（図示せず）
などをそれぞれ制御する。これと同時に、これらのリタ
ーン信号や圧力センサ３４のセンサ信号が各入力アナロ
グチャネル７２Ａ〜７２Ｃを介して主制御部１４へ入力
されることになる。

【００２４】これに対して、この装置を立ち上げる時に
入出力回路が適正に配線されているか否かをチェックす
る場合や、この入出力回路に何らかの電気的障害が生じ
てこの障害箇所を特定するためにチェックが必要な場合
には、自己診断を行なう。この自己診断を行なう場合に
は、上記各スイッチ部を通常運転時とは逆に切り替え
る。すなわち、各自己診断スイッチ部８８Ａ〜８８Ｃ及
び９０Ａ〜９０Ｃを開状態にして半導体製造装置２側と
の接続を断ち、そして、各連絡スイッチ部８６Ａ〜８６
Ｃを全て閉状態としてループバックを構築し、それぞれ
対応する出力アナログチャネル７０Ａ〜７０Ｃと入力ア
ナログチャネル７２Ａ〜７２Ｃとを導通（短絡）状態と
する。そして、主制御部１４は、上記各出力アナログチ
ャネル７０Ａ〜７０Ｃに、例えば図５に示すようなアナ
ログ自己診断信号を出力し、主制御部１４は入力アナロ
グチャネル７２Ａ〜７２Ｃに現れるリターン信号を読み
取る。

【００２５】すなわち、このアナログ自己診断信号は、
各出力アナログチャネル７０Ａ〜７０Ｃのチャネル毎に
電圧値を異ならせているだけであり、例えば第１の出力
アナログチャネル７０Ａには１ボルトを加え、第２の出
力アナログチャネル７０Ｂには２ボルトを加え、第３の
出力アナログチャネル７０Ｃには３ボルトを加えてい
る。この場合、チャネルに破断や素子不良が存在すれ
ば、そのチャネルのリターン信号を検出できない。ま
た、チャネル相互間にショート等が発生していれば、そ
れぞれのチャネルには入力電圧とは異なった電圧値がリ
ターン信号として得られることになる。従って、ショー
トの発生や素子不良の発生をチャネル毎に迅速に、且つ
容易に認識して探し出すことが可能となる。ここでは、
自己診断信号の電圧を１ボルトずつ異ならせているが、
この差電圧は特に限定されない。また、同一電圧値の自
己診断信号が複数存在すると、例えばそれらの両チャネ
ル同士がショートしていると、これを認識することがで
きないので好ましくない。

【００２６】また、ここでは各出力アナログチャネルに
加える電圧値をそれぞれ一定値としたが、これに限定さ
れず、図６に示すように変化させるようにしてもよい。
図６はアナログの自己診断信号の変形例を示す波形図で
ある。ここでは、図６（Ａ）は第１の出力アナログチャ
ネル７０Ａに印加する自己診断信号の波形を示し、図６
（Ｂ）は第２の出力アナログチャネル７０Ｂに印加する
自己診断信号の波形を示し、図６（Ｃ）は第３の出力ア
ナログチャネル７０Ｃに印加する自己診断信号の波形を
示す。図６に示すように、各チャネル７０Ａ、７０Ｂ、
７０Ｃにそれぞれ１ボルト〜３ボルトまで段階的（ステ
ップ状）に１ボルトずつ電圧値を変化させて印加してお
り、しかも、各チャネルにおける印加のタイミングを異
ならせている。このように、自己診断信号の電圧値を順
次変化させて加えることにより、特に、各入出力ポート
回路７６Ａ〜７６Ｃ及び８２Ａ〜８２Ｃにおけるゲイン
等の調整の適否を確認することが可能となる。

【００２７】また、ここでは１枚のＩＯボードについて
それぞれ出力と入力で３チャネルずつ設けた場合を例に
とって説明したが、このチャネル数には特に限定され
ず、前述したように例えば実際のＩＯボードではそれぞ
れ出力と入力で８チャネルずつ設けられており、また、
このようなＩＯボードは多数枚設けられているので、各
ボードに対して上述したと同様な診断回路を設けるよう
にする。この場合、自己診断信号の電圧は、１〜８ボル
トまで１ボルトずつ異なる８種類の電圧値で自己診断す
ることになる。

【００２８】以上の第１及び第２発明では、それぞれデ
ジタル及びアナログの入出力回路系について説明した
が、次に、通信による入出力回路系に本発明を適用した
第３発明について、図７及び図８を参照して説明する。
図７はこのような本発明の第３発明の入出力回路系の自
己診断回路の一例を示すブロック構成図、図８は自己診
断に用いるパルス列の自己診断信号の一例を示す波形図
である。尚、ここではシリアル伝送系の場合を示してい
る。図７に示す構成においては、ホスト側とスレーブ側
とでシリアル通信によってデータを送受信するものであ
り、ホスト側はこの半導体製造装置２の全体の動作を制
御するホストコンピュータとして主制御部１４を有して
おり、これには通信のためのＩＯボードが接続される。
このＩＯボードには、マイクロコンピュータ等よりなる
ボード制御部１００、送信及び受信を行なうために送受
信機能を有する例えば集積回路（ＲＳ２３２Ｃ）よりな
る送受信器１０２を有すると共に、この送受信器１０２
に図示例では３つの送信デジタルチャネル１０４Ａ〜１
０４Ｃと３つの受信デジタルチャネル１０６Ａ〜１０６
Ｃとが接続されている。各チャネル１０４Ａ〜１０４Ｃ
及び１０６Ａ〜１０６Ｃは、端子列１０８で終端してお
り、各端子列１０８はインタフェース部１１０に接続さ
れて実際にスレーブ側と送受信が行なわれる。

【００２９】また、スレーブ側もインタフェース部１１
２及びホスト側と同様な構造のＩＯボードを有し、これ
には送受信器１１４、ボード制御部１１６等を有してお
り、ホスト側との間で、例えばマッチングボックス１０
の制御信号、冷却ジャケット４２の制御信号、圧力調整
弁１８の制御信号及びそれらのリターン信号等の通信を
行なうようになっている。尚、ここではスレーブ側のＩ
Ｏボードは１つしか記載していないが、実際には、複数
のスレーブ側のＩＯボードが例えば鎖状に接続されてお
り、個別独立的にホスト側とデータ通信を行なうように
なっている。

【００３０】そして、上記したような回路構成に、本発
明の特徴とするスイッチ部が設けられる。すなわち、上
記３つの送信デジタルチャネル１０４Ａ〜１０４Ｃのそ
れぞれと、３つの受信デジタルチャネル１０６Ａ〜１０
６Ｃのそれぞれとの間に、それぞれ連絡スイッチ部１１
８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｃを介在させる。このスイッチ
部１１８Ａ〜１１８Ｃの接続点は、送受信器１０２と各
端子１０８との間である。これらの連絡スイッチ部１１
８Ａ〜１１８Ｃは、通常運転時（送受信時）には開状態
になされると共に自己診断時には閉状態になされるよう
に一体的に動作する。

【００３１】また、各送信デジタルチャネル１０４Ａ〜
１０４Ｃの各端子１０８の近傍には、自己診断スイッチ
部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃがそれぞれ介設される
と共に、また、各受信アナログチャネル１０６Ａ〜１０
６Ｃの各端子１０８の近傍にも、自己診断スイッチ部１
２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃがそれぞれ介設される。こ
れらの自己診断スイッチ部１２０Ａ〜１２０Ｃ、１２２
Ａ〜１２２Ｃは、通常運転時には閉状態になされると共
に、自己診断時には開状態になされるように一体的に動
作する。ここで、上記連絡スイッチ部１１８Ａ〜１１８
Ｃ及び自己診断スイッチ部１２０Ａ〜１２０Ｃ、１２２
Ａ〜１２２ＣはＦＥＴのような半導体スイッチでもよ
く、リレースイッチを用いてもよい。

【００３２】次に、以上のように構成されたシリアル通
信系の入出力回路系の動作について説明する。まず、通
常動作時（送受信時）、すなわち半導体製造装置２を稼
働する時には、各連絡スイッチ部１１８Ａ〜１１８Ｃは
開状態とし、他方、各自己診断スイッチ部１２０Ａ〜１
２０Ｃ及び１２２Ａ〜１２２Ｃは閉状態としておく（図
７に示すような状態）。これにより、ホスト側の主制御
部１４とスレーブ側との間で、必要なデータの送受信が
行なわれる。

【００３３】これに対して、この装置を立ち上げる時に
入出力回路が適正に配線されているか否かをチェックす
る場合や、この入出力回路に何らかの電気的障害が生じ
てこの障害箇所を特定するためにチェックが必要な場合
には、自己診断を行なう。この自己診断を行なう場合に
は、上記各スイッチ部を通常運転時とは逆に切り替え
る。すなわち、各自己診断スイッチ部１２０Ａ〜１２０
Ｃ及び１２２Ａ〜１２２Ｃを開状態にしてスレーブ側と
の接続を断ち、そして、各連絡スイッチ部１１８Ａ〜１
１８Ｃを全て閉状態としてループバックを構築し、それ
ぞれ対応する送信デジタルチャネル１０４Ａ〜１０４Ｃ
と受信デジタルチャネル１０６Ａ〜１０６Ｃとを導通
（短絡）状態とする。

【００３４】そして、主制御部１４は、上記各送信デジ
タルチャネル１０４Ａ〜１０４Ｃに、例えば図８に示す
ようなデジタルのパルス列コードよりなる自己診断信号
を出力し、主制御部１４は受信デジタルチャネル１０６
Ａ〜１０６Ｃに現れるリターン信号を読み取る。すなわ
ち、パルス列のコードよりなる自己診断信号は、各送信
デジタルチャネル１０４Ａ〜１０４Ｃのチャネル毎にそ
のコードを異ならせており、例えば第１の送信デジタル
チャネル１０４Ａには図８（Ａ）に示すコードを送出
し、第２の送信デジタルチャネル１０４Ａには図８
（Ｂ）に示すコードを送出し、第３の送信デジタルチャ
ネル１０４Ａには図８（Ｃ）に示すコードを送出してい
る。この場合、チャネルに破断や素子不良が存在すれ
ば、そのチャネルのリターン信号を検出できない。ま
た、チャネル相互間にショート等が発生していれば、そ
れぞれのチャネルには上記各コードとは全く異なったパ
ルス列がリターン信号として得られることになる。従っ
て、ショートの発生や素子不良の発生をチャネル毎に迅
速に、且つ容易に認識して探し出すことが可能となる。

【００３５】ここでは、各自己診断信号を同時に送出し
ているが、これらの信号の送出のタイミングを異ならせ
て、時間をずらすようにすれば、特に、チャネル間がシ
ョートしている時には、ショートしているチャネル同士
を容易に探し出すことが可能となる。尚、ここでも各チ
ャネル数が３チャネルの場合を例にとって説明したが、
このチャネル数には限定されないのは勿論である。ま
た、本実施例では枚葉式の半導体製造装置を例にとって
説明したが、これに限定されず、本発明は例えばバッチ
式の半導体製造装置にも適用することができる。更に、
被処理体としては半導体ウエハに限定されず、ガラス基
板、ＬＣＤ基板等にも適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の入出力回
路系の自己診断回路によれば、次のように優れた作用効
果を発揮することができる。請求項１及び３に係る発明
によれば、自己診断時には、負荷側や電源側に通じる自
己診断スイッチ部は開状態として負荷やセンサ部を切り
離すと共に、連絡スイッチ部を閉状態として入力デジタ
ルチャネルと出力デジタルチャネルとを導通状態にして
おき、これにデジタル自己診断信号を流してそのリター
ン信号を検出することにより、電気的に欠陥のある箇所
を迅速に且つ容易に探し出すことができる。請求項２に
係る発明によれば、自己診断スイッチ部は共通に使用さ
れるので、この設置個数を削減することが可能となる。
請求項４及び５に係る発明によれば、自己診断時には、
負荷側や電源側に通じる自己診断スイッチ部は開状態と
して負荷や制御対象を切り離すと共に、連絡スイッチ部
を閉状態として入力デジタルチャネルと出力デジタルチ
ャネルとを導通状態にしておき、これにデジタル自己診
断信号を流してそのリターン信号を検出することによ
り、電気的に欠陥のある箇所を迅速に且つ容易に探し出
すことができる。請求項６に係る発明によれば、各チャ
ネルが同時に診断されるので、自己診断時間を短くする
ことが可能となる。請求項７に係る発明によれば、アナ
ログ自己診断信号の電圧値を変化させているので、増幅
器のゲイン調整の適否等のより細かな自己診断を行なう
ことができる。請求項８及び９に係る発明によれば、送
信デジタルチャネルと受信デジタルチャネルのどの部分
に電気的欠陥が存在するか否かを迅速に且つ容易に探し
出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御対象の一例となる半導体製造装置
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１発明である入出力回路系の自己診
断回路の一例を示すブロック構成図である。

【図３】自己診断に用いるデジタル自己診断信号を示す
波形図である。

【図４】本発明の第２発明の入出力回路系の自己診断回
路の一例を示すブロック構成図である。

【図５】自己診断に用いるアナログ自己診断信号の一例
を示す波形図である。

【図６】アナログの自己診断信号の変形例を示す波形図
である。

【図７】本発明の第３発明の入出力回路系の自己診断回
路の一例を示すブロック構成図である。

【図８】自己診断に用いるパルス列の自己診断信号の一
例を示す波形図である。

【符号の説明】

２半導体製造装置４処理容器１４主制御部２６流量制御器４４Ａ〜４４Ｃ出力デジタルチャネル４６Ａ〜４６Ｃ入力デジタルチャネル５０Ａ〜５０Ｃ出力ポート回路５６Ａ〜５６Ｃ入力ポート回路６４Ａ〜６４Ｃ連絡スイッチ部６６Ａ、６６Ｂ自己診断スイッチ部７０Ａ〜７０Ｃ出力アナログチャネル７２Ａ〜７２Ｃ入力アナログチャネル７６Ａ〜７６Ｃ出力ポート回路８２Ａ〜８２Ｃ入力ポート回路８６Ａ〜８６Ｃ連絡スイッチ部８８、９０自己診断スイッチ部１０４Ａ〜１０４Ｃ送信デジタルチャネル１０６Ａ〜１０６Ｃ受信デジタルチャネル１１４送受信器１１８Ａ〜１１８Ｃ連絡スイッチ部１２０Ａ〜１２０Ｃ自己診断スイッチ部１２２Ａ〜１２２Ｃ自己診断スイッチ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主制御部から制御対象の負荷に向けて個
別に制御信号を送出する複数の出力デジタルチャネル
と、前記制御対象に設けた複数のセンサ部からのセンサ
信号を前記主制御部へ入力させる複数の入力デジタルチ
ャネルとを有する入出力回路系において、前記複数の出
力デジタルチャネルのそれぞれと前記複数の入力デジタ
ルチャネルのそれぞれとの間に、通常運転時には開状態
になされると共に自己診断時には閉状態になされる連絡
スイッチ部を介設し、前記複数の出力デジタルチャネル
の前記各負荷の電源側と、前記複数の入力デジタルチャ
ネルの前記各センサ部のグランド側とに、それぞれ通常
運転時には閉状態になされると共に自己診断時には開状
態になされる自己診断スイッチ部を介設し、前記主制御
部は、自己診断時にデジタル自己診断信号を出力してそ
のリターン信号を受けるように構成したことを特徴とす
る入出力回路系の自己診断回路。
【請求項２】前記複数のセンサ部のグランド側は、前
記自己診断スイッチ部に共通に接続されると共に前記各
負荷の電源側は、他の１つの自己診断スイッチ部に共通
に接続されていることを特徴とする請求項１記載の入出
力回路系の自己診断回路。
【請求項３】前記自己診断信号は、前記複数の出力デ
ジタルチャネルの内の１つのチャネルの信号が”０”ま
たは”１”のいずれかの時には他の全てのチャネルの信
号が前記１つのチャネルの信号とは逆の状態になされる
ことを特徴とする請求項１または２記載の入出力回路系
の自己診断回路。
【請求項４】主制御部から制御対象の負荷に向けて個
別に制御信号を送出する複数の出力アナログチャネル
と、前記制御対象からのアナログ信号を前記主制御部へ
入力させる複数の入力アナログチャネルとを有する入出
力回路系において、前記複数の出力アナログチャネルの
それぞれと前記複数の入力アナログチャネルのそれぞれ
との間に、通常運転時には開状態になされると共に自己
診断時には閉状態になされる連絡スイッチ部を介設し、
前記複数の出力アナログチャネルと前記複数の入力アナ
ログチャネルとのそれぞれに、通常運転時には閉状態に
なされると共に自己診断時には開状態になされる自己診
断スイッチ部を介設し、前記主制御部は、自己診断時に
前記各出力アナログチャネルに電圧値の異なるアナログ
自己診断信号を出力してそのリターン信号を受けるよう
に構成したことを特徴とする入出力回路系の自己診断回
路。
【請求項５】前記各アナログ自己診断信号は、互いに
１ボルトずつ異なることを特徴とする請求項４記載の入
出力回路系の自己診断回路。
【請求項６】前記各アナログ自己診断信号は、同時に
出力されることを特徴とする請求項４または５記載の入
出力回路系の自己診断回路。
【請求項７】前記各アナログ自己診断信号は、電圧値
が順次段階的に変化するようになされていることを特徴
とする請求項４記載の入出力回路系の自己診断回路。
【請求項８】主制御部と、この主制御部に接続されて
送信機能と受信機能とを有する送受信器と、前記送受信
器に接続されて送信データを出力する送信デジタルチャ
ネルと、外部より受信した受信データを前記送受信器へ
入力する受信デジタルチャネルと、前記送信データと前
記受信データとをインタフェースするインタフェース部
とを有する入出力回路系において、前記送信デジタルチ
ャネルと前記受信デジタルチャネルとの間に、送受信時
には開状態になされると共に自己診断時には閉状態にな
される連絡スイッチ部を介設し、前記送信デジタルチャ
ネルと前記受信デジタルチャネルとのそれぞれに、送受
信時には閉状態になされると共に自己診断時には開状態
になされる自己診断スイッチ部を介設し、前記主制御部
は、自己診断時に所定のコードのデジタル自己診断信号
を出力してそのリターン信号を受けるように構成したこ
とを特徴とする入出力回路系の自己診断回路。
【請求項９】前記送信デジタルチャネルと前記受信デ
ジタルチャネルとはそれぞれ複数設けられており、前記
各デジタル自己診断信号のコードはそれぞれ異なってい
ることを特徴とする請求項８記載の入出力回路系の自己
診断回路。