JP2004503935A - コントローラ間の接続状態を検出する半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
インターロックシステムは、複数台のコントローラがネットワークを介して接続されている半導体製造装置の制御システムにおいて、コントローラに異常が発生した時、異常が発生したコントローラを識別することができる。処理システムは、半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む。搬送システムは、処理チャンバに処理対象物を出し入れする。制御システムは、搬送システムと、処理システム及び上記搬送システムを制御する少なくとも１台の装置コントローラ、並びに、装置コントローラを管理する機器コントローラを含む。装置コントローラ及び機器コントローラはネットワークを介して通信接続される。ネットワークを介して接続された装置コントローラ及び機器コントローラは、ハードワイヤ接続され、装置コントローラ及び機器コントローラの内部の状態信号を制御システムに伝搬させ、通信を用いることなく、状態信号に応じて各装置コントローラの有無や動作状態、並びに、コントローラ間の接続状態を検知することができる。
Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は、ネットワークを介して接続されるコントローラに係わり、特に、半導体製造装置におけるマルチチャンバシステムのコントローラ間の接続状態を検知する方法及びそのような方法を実行する半導体製造装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
一般に、半導体製造装置は、半導体デバイスを製造する各工程を実施する多種多様な処理チャンバが組み合わせて設けられる。処理チャンバ同士の間、並びに、多数のウェハを収納するカセットと処理チャンバとの間には、ウェハの受け渡しを行う搬送機構が設けられる。複数の処理チャンバ及び搬送機構には、装置コントローラが設けられ、半導体製造装置の受注仕様やユーザの使用目的に応じて所望の作業を実行するように制御される。
【０００３】
複数の処理チャンバと搬送機構とを含むマルチチャンバ化された半導体製造装置には、複数の装置コントローラ、または、複数の制御用ＣＰＵが設けられる。この場合、複雑な作業を安全、確実、かつ、効率的に実施するために各装置コントローラを統括的に制御することが望まれる。そこで、各装置コントローラをバス接続して集中制御するタイプの密結合型制御システムが開発されている。
【０００４】
しかし、各装置コントローラがバス接続されている場合、装置コントローラを個別に保守点検することは難しい。また、装置コントローラ及び対応する処理チャンバを単体で動作させることができない。更に、処理チャンバを自由に着脱することは難しい。
【０００５】
そこで、システムのダウンタイムを短縮すべく、処理チャンバの独立メンテナンス及び独立制御を行なうことができるように、各装置コントローラがイーサネット（登録商標）のようなネットワークを介して接続された疎結合型制御システムが開発されている。疎結合型制御システムには、装置コントローラに対する上位コントローラとしての機器コントローラが設けられる。機器コントローラは、半導体製造装置全体を統括的に制御する。このような疎結合型制御システムにおいて、各コントローラ間の通信は、使用されるネットワークに応じた通信プロトコルに従って行なわれる。そして、処理チャンバ或いは搬送機構を動作させるためのプログラム、パラメータデータ及び制御情報などがネットワークを介して通信される。
【０００６】
上述のようにネットワークを経由してコントローラ間で通信を行なう場合、一方のコントローラがもう一方のコントローラとの間に通信接続が確立したかどうかを確認するまでに、（設計に依存するが）数秒から数十秒のオーダーの時間を要する。また、通信接続を確立できなかった場合に、一方のコントローラは、他方のコントローラがダウンしているのか、或いは、ネットワークに異常があるのかを区別することができない。さらに、コントローラの異常状態はネットワークを経由しなければ確認することができない。また、コントローラが接続されていない場合と、コントローラが故障している場合とを区別することも難しい。
【０００７】
したがって、複数のコントローラがネットワークを介して接続されている半導体製造装置の従来の制御システムにおいて、あるコントローラに異常が発生した場合、あるいは、ネットワークに異常が発生した場合に、一方のコントローラが相手方のコントローラ又はネットワークに異常が発生したことを認識するまで、すなわち、通信接続が確立できないことを判定するまでに数秒から数十秒の時間が経過する。ところがこの通信接続判定の時間においても、半導体製造装置内のその他の処理チャンバ或いは搬送機構は通常の動作を続けるので、最悪の場合には予期しない問題が発生する可能性がある。また、異常の発生源がネットワークであるか、或いは、コントローラであるかを特定できないため、復旧に支障が生じるおそれがある。
【０００８】
（発明の開示）
本発明の総括的な目的は、上述の問題を解消した改良された有用なインターロックシステムを提供することである。
【０００９】
本発明のより具体的な目的は、複数台のコントローラがネットワークを介して接続されている半導体製造装置の制御システムにおいて、コントローラに異常が発生した時、異常が発生したコントローラを識別することができるインターロックシステムを提供することである。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、上記処理システムの上記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、上記処理システム及び上記搬送システムを制御する少なくとも１台の装置コントローラ、並びに、上記装置コントローラを統合する機器コントローラを含み、上記装置コントローラ及び上記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムとを具備した半導体製造装置において、ネットワークを介して接続された装置コントローラ及び機器コントローラをハードワイヤ接続し、装置コントローラ及び機器コントローラの内部の状態信号を制御システムに伝搬させる。これにより、通信を用いることなく、状態信号に応じて各装置コントローラの有無や動作状態、並びに、コントローラ間の接続状態を検知することができるようになる。
【００１１】
本発明の一つの面による半導体製造装置は、前記制御システムが、ハードワイヤを介して前記装置コントローラの状態信号を前記機器コントローラに伝達する第１のパスと、ハードワイヤを介して前記機器コントローラの状態信号を前記装置コントローラに伝達する第２のパスとを具備したインターロックユニットを更に有することを特徴とする。
【００１２】
第１のパスは、装置コントローラと別の装置コントローラの間で相互に状態信号を伝達するパスを含むことが好ましい。これにより、全ての装置コントローラは他の装置コントローラの状態信号を取得できるので、個々の装置コントローラは制御システム内の状況に応じた安全措置を行なえるようになる。
【００１３】
また、機器コントローラは、装置コントローラから伝達された状態信号に基づいて、更なる処理のため装置コントローラとの間に通信接続を確立できるか否かを判定する手段を有することが好ましい。これにより、機器コントローラは、通信接続が確立できない装置コントローラとの間で通信接続を試みることにより生ずる時間の浪費を回避することができる。
【００１４】
また、装置コントローラは、機器コントローラから伝達された状態信号に基づいて、更なる処理の内容を判定する手段を有することが好ましい。これにより、装置コントローラは、機器コントローラの状態、或いは、機器コントローラの状態に反映された装置コントローラの状態とに応じて、異常時の安全措置を選択的に実施できるようになる。
【００１５】
さらに、本発明の他の面によれば、半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、前記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、前記処理システム及び前記搬送システムを制御する複数の装置コントローラ、並びに、前記装置コントローラを制御する機器コントローラを含み、前記装置コントローラ及び前記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムと、を具備した半導体製造装置における前記記制御システムのブートストラップ方法であって、前記機器コントローラを初期化する段階と、ハードワイヤを介して前記機器コントローラに接続された前記装置コントローラの各々の状態信号を検出する段階と、前記装置コントローラの状態信号に基づいて、前記装置コントローラの中からプログラムロード可能な状態である装置コントローラの一つを識別する段階と、前記機器コントローラと前記識別された装置コントローラとの間に前記ネットワークを介する通信接続を確立する段階と、前記機器コントローラから前記ネットワークを介して前記識別された装置コントローラに実行されるべきプログラムをロードし、起動する段階と、前記機器コントローラにハードワイヤを介して接続された前記識別された装置コントローラの状態信号を検出する段階と、前記識別された装置コントローラの状態信号に基づいて、前記識別された装置コントローラが前記プログラムを実行したか否かを判定する段階とを有することを特徴とするブートストラップ方法が提供される。
【００１６】
このように、機器コントローラがハードワイヤ接続された装置コントローラの状態信号を獲得することにより、制御システムのコンフィギュレーションに応じて適当かつ効率的にブートストラップを行なうことができる。
【００１７】
また、本発明の更に他の面によれば、半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、前記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、前記処理システム及び前記搬送システムを制御する複数の装置コントローラ、並びに、前記装置コントローラを制御する機器コントローラを含み、前記装置コントローラ及び前記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムとを具備した半導体製造装置における前記制御システムのインターロック方法であって、異常が発生した前記装置コントローラの一つにおいて、前記装置コントローラの異常を表わす状態信号を設定する段階と、前記装置コントローラの異常を表わす状態信号を、ハードワイヤを介して前記装置コントローラに接続された前記機器コントローラに伝達する段階と、前記機器コントローラから、異常を表わす状態信号をハードワイヤを介して前記機器コントローラに接続された全ての装置コントローラに伝達する段階と、前記機器コントローラからハードワイヤを介して異常を表わす状態信号が伝達された前記装置コントローラの各々において、インターロック動作を実行する段階とを有することを特徴とするインターロック方法が提供される。
【００１８】
これにより、装置コントローラは、制御システム内で異常が検出された場合に、選択的にインターロック動作を行なうことができるので、安全な位置に移動したり、再開可能な位置に戻って待機したり、人がアクセスし易い状態で待機するなど、状況に応じて個別に安全措置をとることができるようになる。
【００１９】
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、一層明瞭となるであろう。
【００２０】
（発明を実施するための好ましい形態）
以下に、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、図中同等の構成部品には同じ符号を付す。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施例による半導体製造装置の機構部を示す図である。図１を参照しながら、マルチチャンバ化された半導体製造装置、特に、クラスタツール装置２について説明する。クラスタツール装置２は、被搬送体としての半導体ウェハＷに対して成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の各種の処理を行う処理システム４と、処理システム４に対してウェハを搬入、搬出させる搬送システム６とにより構成される。
【００２２】
処理システム４は、真空引き可能になされた移載室８と、ゲートバルブ１０Ａ〜１０Ｄを介して連結された４つの処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄよりなる。各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄにおいて、同種或いは異種の熱処理がウェハＷに対して施される。各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ内には、ウェハＷを載置するためのサセプタ１４Ａ〜１４Ｄがそれぞれ設けられる。移載室８内には屈伸及び旋回自在に構成された移載アーム部１６が設けられる。移載アーム部１６は、各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ間や後述するロードロック室間とウェハの受け渡しを行う。
【００２３】
搬送システム６は、カセット容器を載置するカセットステージ１８とウェハＷを搬送して受け渡しを行うための搬送アーム部２０を移動させる搬送ステージ２２とよりなる。カセットステージ１８には、容器載置台２４が設けられ、ここに、複数個、図示された例では最大４個のカセット容器２６Ａ〜２６Ｄを載置することができる。各カセット容器２６Ａ〜２６Ｄには、最大で、例えば、２５枚のウェハＷを等しいピッチで載置して収容できるように構成されている。
【００２４】
搬送ステージ２２には、その中心部を長さ方向に沿って延びる案内レール２８が設けられる。上記搬送アーム部２０は案内レール２８にスライド移動可能に支持される。案内レール２８には、移動機構として、例えば、ボールネジ３０が平行に設けられる。ボールネジ３０に上記搬送アーム部２０の基部３４が嵌装されている。したがって、このボールネジ３０の端部に設けた駆動モータ３２を回転駆動することにより、搬送アーム部２０を案内レール２８に沿って移動することができる。
【００２５】
搬送ステージ２２の他端には、ウェハの位置決めを行う方向位置決め装置としてのオリエンタ３６が設けられる。また、搬送ステージ２２の途中には、上記移載室８との間を連結するために真空引き可能になされた２つのロードロック室３８Ａ、３８Ｂが設けられる。各ロードロック室３８Ａ、３８Ｂ内には、ウェハＷを載置する被搬送体載置台４０Ａ、４０Ｂが設けられる。また、各ロードロック室３８Ａ、３８Ｂの前後には移載室８或いは搬送ステージ２２へ連通するためのゲートバルブ４２Ａ、４２Ｂ及び４４Ａ、４４Ｂがそれぞれ設けられる。
【００２６】
上記搬送アーム部２０は、屈伸可能になされた多関節状の搬送アーム本体４６と、アーム本体４６の先端に取り付けられたフォーク４８とを有する。このフォーク４８上でウェハＷが直接的に保持される。
【００２７】
オリエンタ３６は、駆動モータによって回転される回転基準台６０を有する。回転基準台６０は、その上にウェハＷを載置した状態で回転する。回転基準台６０の外周には、ウェハＷの周縁部を検出するための光学的センサ６２が設けられる。また、オリエンタ３６の入口側には、水平方向レベル検出レーザ光６６を出力するレーザ素子６８とこのレーザ光６６を受ける受光素子７０とよりなるレベル検出器が設けられる。
【００２８】
クラスタツール装置２は、搬送システムの動作を制御する装置コントローラ（図示しない）を有する。装置コントローラは、各軸の位置情報や各検出部等で得られた情報に基づいて、ウェハＷの搬送の制御を行う。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施例による半導体製造装置の制御システムのブロック構成図である。制御システムは、搬送システム６を制御する装置コントローラ１２１と、成膜処理のような一つの半導体製造プロセスを行なう第１処理チャンバを制御する装置コントローラ１２２と、拡散処理のようなプロセスを行なう第２処理チャンバを制御する装置コントローラ１２３と、以下同様に処理チャンバに対応した装置コントローラとを有する。また、制御システムは、半導体製造装置全体の情報を統合的に管理する機器コントローラ１１０を更に有し、この機器コントローラ１１０は、例えば、半導体製造装置が設置された工場のホストコンピュータ（図示しない）に接続してもよい。
【００３０】
機器コントローラ１１０と、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３は、ネットワーク、典型的にはイーサネット（登録商標）のようなＬＡＮ型ネットワーク１３２を介して相互に接続される。ネットワーク１３２は、たとえば、スター型に構成することができる。図２には、スター型ネットワーク１３２が示されている。このとき、制御システムは集線装置であるハブ１３０を有し、機器コントローラ１１０と、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３は、ハブ１３０によって接続される。
【００３１】
各装置コントローラで実行されるプログラム及び関連したパラメータは、たとえば、機器コントローラ１１０からネットワーク１３２を介して各装置コントローラ１２１、１２２及び１２３にダウンロードされる。また、処理中の計測データなどは、各装置コントローラ１２１、１２２及び１２３から機器コントローラ１１０にアップロードされる。
【００３２】
また、本発明の第１実施例による制御システムは、インターロックユニット２００を更に有する。インターロックユニット２００には、機器コントローラ１１０、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３がハードワイヤ２０２で接続される。インターロックユニット２００は、ハードワイヤ２０２を介してコントローラの状態信号を伝達する。コントローラの状態信号には、たとえば、ハードウェア的な準備ができているかどうかを示す情報や、ソフトウェア的な準備ができているかどうかを示す情報などが含まれる。コントローラの状態信号がハードウェアレディでもソフトウェアレディでもないということは、コントローラが接続されていないか、或いは、コントローラの電源が投入されていない状態であることを意味する。また、コントローラの状態信号がハードウェアレディであり、ソフトウェアレディではないということは、コントローラにソフトウェアがロードされていないか、或いは、ソフトウェア上の不具合が発生している状態であることを意味する。
【００３３】
このように、機器コントローラ１１０、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３は、ハードワイヤ接続され、状態信号の授受を行なうことができるので、ネットワーク１３２を介した通信を用いることなく、他のコントローラの接続状態、動作状態を検知することができる。
【００３４】
インターロックユニット２００は、特に、ハードワイヤ２０２を介して上記装置コントローラ１２１、１２２及び１２３の状態信号を上記機器コントローラ１１０に伝達する第１のパスと、ハードワイヤ２０２を介して上記機器コントローラ１１０の状態信号を上記装置コントローラ１２１、１２２及び１２３に伝達する第２のパスとを具備する。
【００３５】
機器コントローラ１１０では、制御システム内の全ての装置コントローラの状態を知ることができるので、自分自身の内部状態と、各装置コントローラ１２１、１２２及び１２３から通知された装置コントローラの状態信号とに基づいて、装置コントローラに通知されるべき自分自身の状態信号を決めることができる。各コントローラに入力される信号は、インターロックユニット２００内におけるハードワイヤの配線方法を変更することによって変えることができる。
【００３６】
たとえば、インターロックユニット２００の簡単な実現形態として、ハードワイヤだけによるディジーチェーン接続がある。ディジーチェーン接続は、装置コントローラの接続順序が固定されている場合に有効な接続形態である。
【００３７】
また、インターロックユニット２００は、外部からインターロック信号を受け、その信号を組み合わせて、各コントローラに供給するよう構成してもよい。
【００３８】
図３は、本発明の第２実施例によるインターロックユニット２００の説明図である。本実施例では、簡単化のため、機器コントローラ１１０と、２台の装置コントローラ１２１及び１２２だけが示されている。しかし、装置コントローラの台数は特に制限されない。インターロックユニット２００は、インターロックボード２０４と、コネクタ部２０６とを有する。機器コントローラ１１０と２台の装置コントローラ１２１及び１２２は、コネクタ部２０６とインターロックボード２０４とを介してハードワイヤ接続される。
【００３９】
インターロックボード２０４上で、信号ＭＣ＃１＿ＳＴＡＴＵＳ、信号ＭＣ＃２＿ＳＴＡＴＵＳ及び信号ＥＣ＿ＳＴＡＴＵＳ、は、それぞれ、第１装置コントローラ１２１の状態信号、第２装置コントローラ１２２の状態信号及び機器コントローラ１１０の状態信号を表わす。より詳細には、信号ＭＣ＃１＿ＳＴＡＴＵＳは、第１装置コントローラ１２１のハードウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃１＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹ及びソフトウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃１＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹを含み、同様に、信号ＭＣ＃２＿ＳＴＡＴＵＳは、第２装置コントローラ１２２のハードウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃２＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹ及びソフトウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃２＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹを含む。
【００４０】
一方、機器コントローラ１１０の状態信号ＥＣ＿ＳＴＡＴＵＳは、機器コントローラ１１０のハードウェアの動作状態を表わす信号ＥＣ＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹと、ソフトウェアの動作状態を表わす信号ＥＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹと、各装置コントローラを強制的にリセットするための信号ＭＣ＿ＲＳＴｎとを含む。このような接続形態によって、機器コントローラ１１０には、全ての装置コントローラからの状態信号が入力され、機器コントローラの状態信号は、全ての装置コントローラに入力される。
【００４１】
図４は、本発明の第３実施例によるインターロックユニット２００の説明図である。図４では、簡単化のため、機器コントローラ１１０と、２台の装置コントローラ１２１及び１２２だけが示されている。しかし、装置コントローラの台数は特に制限されない。インターロックユニット２００は、インターロックボード２１４と、コネクタ部２１６とを含み、機器コントローラ１１０と２台の装置コントローラ１２１及び１２２は、コネクタ部２１６とインターロックボード２１４とを介してハードワイヤ接続される。
【００４２】
インターロックボード２１４上に示す信号の意味は、図３を参照して説明した本発明の第２実施例によるインターロックユニットの場合と同じである。本実施例の場合、機器コントローラ１１０と全ての装置コントローラは、相互に接続される。また、あるコントローラの状態信号は他の全てのコントローラに配布される。すなわち、あるコントローラには、他の全てのコントローラに関する状態信号が供給される。
【００４３】
これにより、全ての装置コントローラは、機器コントローラ１１０の状態信号だけではなく、他の装置コントローラの状態信号を取得できるので、個々の装置コントローラは、接続状態に応じた動作を選択的に行なうことができる。
【００４４】
図５は、本発明の第４実施例による機器コントローラ１１０の構成図である。機器コントローラ１１０は、イーサネット（登録商標）のようなネットワーク１３２を介して、たとえば、搬送システム用装置コントローラ１２１と、第１処理チャンバ用装置コントローラ１２２と、第２処理チャンバ用装置コントローラ１２３とに接続される。搬送システム用装置コントローラ１２１、第１処理チャンバ用装置コントローラ１２２及び第２処理チャンバ用装置コントローラ１２３は、それぞれ、図１に示されるような搬送システム機構部６、処理チャンバ１２Ａ及び処理チャンバ１２Ｂの動作を制御する。
【００４５】
機器コントローラ１１０は、ハードディスク装置、フロッピー（登録商標）ディスク装置、或いは、ＩＣメモリ装置などの記憶装置１１２を有し、記憶装置１１２には半導体製造装置の動作に必要な種々の情報が格納される。記憶装置１１２には、例えば、機器コントローラ１１０の動作のためのプログラム、搬送システムを動作させるため搬送用システム装置コントローラ１２１で実行される装置動作プログラム及び対応した装置動作条件パラメータ、或いは、各種処理チャンバ１２Ａ、１２Ｂ のプロセスを制御するため装置コントローラ１２２、１２３ で実行される装置動作プログラム及び対応した装置動作条件パラメータのファイル、ユーザ固有のレシピ、並びに、装置のログデータなどが格納される。
【００４６】
機器コントローラ１１０は、上記プログラムを実行するＣＰＵ１１１を有し、例えば、記憶装置１１２に格納された種々の情報をネットワーク１３２を介して、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３ にダウンロードし、或いは、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３ から種々の情報を取得し、メモリ１１４或いは記憶装置１１２に格納する。機器コントローラ１１０は、例えば、ディスプレイ及びキーボードなどにより構成された入出力装置１１３を更に有し、ユーザは、この入出力装置１１３を介して上記記憶装置１１２に格納される種々のプログラム並びにパラメータを設定、編集することができる。
【００４７】
また、本発明の第４実施例によれば、機器コントローラ１１０は、インターロックユニット２００にハードワイヤ接続されたインターロック部１１５を有し、上記装置コントローラ１２１、１２２及び１２３から伝達された各装置コントローラの状態信号に基づいて、更なる処理のため上記装置コントローラとの間に通信接続を確立できるかどうかを判定する。これにより、機器コントローラ１１０は、通信接続が確立できない装置コントローラとの間で通信接続を試みることにより生ずる時間の浪費を回避することができる。また、装置コントローラをブートアップし、プログラムをダウンロードする装置コントローラの初期化処理を効率的に行なうことができるようになる。
【００４８】
図６は、本発明の第５実施例による装置コントローラ（たとえば、搬送システム用装置コントローラ）１２１を示すブロック構成図である。装置コントローラ１２１は、例えば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＲＯＭなどにより構成されるメモリ１５２を有する。メモリ１５２は、装置制御プログラムを格納する。また、装置動作条件パラメータがメモリ１５２上に展開される。ＣＰＵ１５１は、メモリ１５２上に展開された装置動作条件パラメータの実行値を参照しながら、メモリ１５２に格納された装置制御プログラムを実行することにより、装置を制御する。装置コントローラ１２１は、例えば、メモリカードとカードリーダとにより構成される補助記憶装置１５３を更に有する。補助記憶装置１５３は、後で使用するための情報を格納する。また、装置コントローラ１２１は、例えば、入力部及び表示部を有するユーザインタフェース部１５５を有する。ユーザはこのユーザインタフェース部１５５を介して、装置コントローラ１２１に対し指令を出し、或いは、装置コントローラ１２１からのメッセージを見ることができる。さらに、装置コントローラ１２１は、例えば、通信ネットワークに接続された通信インタフェース部１５６を有し、機器コントローラ１１０や別の装置コントローラ１２２、１２３などとの間で情報の受け渡しを行うことができる。
【００４９】
本発明の第５実施例によれば、装置コントローラ１２１は、インターロックユニット２００に接続されたインターロック部１５７を有し、インターロック部１５７は、機器コントローラ１１０からインターロックユニット２００を介して獲得した機器コントローラの状態信号に基づいて、更なる処理の内容、たとえば、処理の継続、処理の中断、処理の再開、安全位置に移動、及び、即時停止などを判定する。これにより、装置コントローラ１２１は、機器コントローラ１１０の状態、或いは、機器コントローラ１１０の状態に反映された他の装置コントローラ１２２などの状態とに応じて、異常時の安全措置を選択的に実施できるようになる。
【００５０】
図７は、本発明の第６実施例による半導体製造装置の制御システムのブートストラップ方法による動作のフローチャートである。本実施例は、機器コントローラが電源投入後に機器コントローラから装置コントローラにプログラムをダウンロードするシーケンスを実現する例である。
【００５１】
電源投入後の上記機器コントローラは、機器コントローラを初期化する（ステップ１）。そして、機器コントローラにハードワイヤを介して接続された装置コントローラの状態信号を検出する（ステップ２）。次に、状態信号に基づいて上記装置コントローラの中からプログラムロード可能な状態である装置コントローラを識別する（ステップ３）。プログラムロード可能な状態とは、装置コントローラの状態信号の中のハードウェア動作状態を表わす信号ＭＣ＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹがオンで、ソフトウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹがオフである状態に対応する。
【００５２】
次に、機器コントローラは、識別された装置コントローラとの間にネットワークを介する通信接続を確立する（ステップ４）。そして、機器コントローラからネットワークを介して上記識別された装置コントローラに実行されるべきプログラムをロードする（ステップ５）。その後、機器コントローラからネットワークを介して識別された装置コントローラにダウンロードされたプログラムを実行させる（ステップ６）。
【００５３】
機器コントローラは、識別された装置コントローラの動作状態を得るため、たとえば、ハードワイヤを介して接続された装置コントローラの状態信号検出する（ステップ７）。この段階では、機器コントローラと装置コントローラとの間に通信接続が確立されているので、機器コントローラはネットワークを介して装置コントローラの状態を獲得することも可能である。しかし、処理時間を短縮する観点からは、ハードワイヤを介して状態信号を検出する方が好ましい。
【００５４】
次に、装置コントローラがダウンロードされたプログラムを正常に実行しているかどうかを判定する（ステップ８）。信号ＭＣ＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹがオンで、信号ＭＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹがオンであるとき、装置コントローラはダウンロードされたプログラムにしたがって正常に動作中であると判定される。
【００５５】
正常に動作中であると判定された場合、機器コントローラは、ステップ１０に処理を進め、未だ処理していない装置コントローラがあるかどうかを判定する。（ステップ１０）。装置コントローラが未だ存在する場合には、処理はステップ２に戻る。全ての装置コントローラについて処理を終了した場合には、この一連のシーケンスを終了する。
【００５６】
一方、装置コントローラがダウンロードされたプログラムを正常に実行していないと判定された場合には、装置コントローラのエラー状態を回復させるため、たとえば、機器コントローラから装置コントローラに強制的にリセットするための信号ＭＣ＿ＲＳＴを与える（ステップ９）。
【００５７】
このように、機器コントローラがハードワイヤ接続された装置コントローラの状態信号を獲得することにより、機器コントローラは制御システム内の装置コントローラにプログラムをダウンロードし、プログラムを実行させることができる。これにより、制御システムのコンフィギュレーションに応じて適当かつ効率的にブートストラップを行なうことができる。
【００５８】
図８は、本発明の第７実施例による半導体製造装置の制御システムのインターロック方法の動作シーケンスチャートである。図８を参照しながら、ある装置コントローラにエラーが発生した場合に、インターロックを行なう方法について説明する。
【００５９】
最初に、１台の装置コントローラでソフトウェア的な不具合が発生すると、ウォッチドッグタイマーのような従来公知の技術を用いてソフトウェア上のエラーが検出される。そして、この装置コントローラのソフトレディ信号ＭＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹがオフに変更される（ステップ２０）。この信号は、ハードワイヤを介して機器コントローラに送信される。
【００６０】
機器コントローラは、装置コントローラの状態信号からソフトウェア的にレディではないことを検出する（ステップ２１）。機器コントローラのソフトレディ信号ＥＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹをオフにすることによって、他の装置コントローラに対しシステム内にソフトウェア上の不具合が発生したことをハードワイヤで通知すると共に、エラーを発生させた装置コントローラに対する強制的リセット信号をハードワイヤを介して送信する（ステップ２２）。ハードワイヤを介して強制リセット信号を受けたエラー発生源の装置コントローラは、強制リセット処理を実行し、待機する（ステップ２３）。
【００６１】
一方、他の装置コントローラは、機器コントローラの状態信号を受けて、各装置コントローラ毎に適当な危険回避処理（たとえば、安全な場所・工程まで進行した後に停止するなど）を行ない、待機する（ステップ２４）。これにより、エラー発生時に、ハードワイヤを利用した高速かつ安全性の高いインターロック動作が実現される。
【００６２】
なお、本実施例では、装置コントローラのソフトウェアエラーを検知した場合に、機器コントローラの状態信号を変更することによって他の装置コントローラに対しエラーの発生を通知している。しかし、たとえば、装置コントローラ毎に状態信号を相互にハードワイヤ接続することとすれば、全ての装置コントローラはエラーが発生した装置コントローラを直接確認することができる。その結果として、エラー発生源に応じた危険回避処理をとることができる。
【００６３】
これにより、装置コントローラは、制御システム内で異常が検出された場合に、コントローラ毎に選択的にインターロック動作を行なうことができるので、安全な位置に移動したり、再開可能な位置に戻って待機したり、人がアクセスし易い状態で待機するなど、状況に応じて個別に安全措置をとることができるようになる。
【００６４】
以上の如く、本発明による半導体製造装置において、ネットワークを介して接続された装置コントローラ及び機器コントローラは、ハードワイヤ接続され、装置コントローラ及び機器コントローラの内部の状態信号が制御システムに伝搬される。これにより、制御システム内では、通信を用いることなく、状態信号に応じて各装置コントローラの有無や動作状態、並びに、コントローラ間の接続状態が検知できるようになる。したがって、コントローラの異常、或いは、ネットワークの異常が、ネットワーク通信の確立に要する時間のオーダー（数秒乃至数十秒）ではなく、１秒未満のオーダーで検知できるようになるので、異常の発生に直ちに対応し、必要な措置をとることができる。機器コントローラ、場合によっては、全ての装置コントローラの状態信号が、ハードワイヤを介して各装置コントローラに供給されるので、各装置コントローラは、個別に直ちに安全措置をとることができる。
【００６５】
本発明は上述の具体的に開示された実施例に限定されるものでは無く、本発明の開示の範囲内で様々な変形例及び改良例がなされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１実施例による半導体製造装置の機構部を示す図である。
【図２】
本発明の第１実施例による半導体製造装置の制御システムの略構成図である。
【図３】
本発明の第２実施例によるインターロックユニットの説明図である。
【図４】
本発明の第３実施例によるインターロックユニットの説明図である。
【図５】
本発明の第４実施例による機器コントローラの構成図である。
【図６】
本発明の第５実施例による装置コントローラの構成図である。
【図７】
本発明の第６実施例による半導体制御装置の制御システムのブートストラップ方法の動作フローチャートである。
【図８】
本発明の第７実施例による半導体製造装置の制御システムのインターロック方法の動作シーケンスチャートである。
（技術分野）
本発明は、ネットワークを介して接続されるコントローラに係わり、特に、半導体製造装置におけるマルチチャンバシステムのコントローラ間の接続状態を検知する方法及びそのような方法を実行する半導体製造装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
一般に、半導体製造装置は、半導体デバイスを製造する各工程を実施する多種多様な処理チャンバが組み合わせて設けられる。処理チャンバ同士の間、並びに、多数のウェハを収納するカセットと処理チャンバとの間には、ウェハの受け渡しを行う搬送機構が設けられる。複数の処理チャンバ及び搬送機構には、装置コントローラが設けられ、半導体製造装置の受注仕様やユーザの使用目的に応じて所望の作業を実行するように制御される。
【０００３】
複数の処理チャンバと搬送機構とを含むマルチチャンバ化された半導体製造装置には、複数の装置コントローラ、または、複数の制御用ＣＰＵが設けられる。この場合、複雑な作業を安全、確実、かつ、効率的に実施するために各装置コントローラを統括的に制御することが望まれる。そこで、各装置コントローラをバス接続して集中制御するタイプの密結合型制御システムが開発されている。
【０００４】
しかし、各装置コントローラがバス接続されている場合、装置コントローラを個別に保守点検することは難しい。また、装置コントローラ及び対応する処理チャンバを単体で動作させることができない。更に、処理チャンバを自由に着脱することは難しい。
【０００５】
そこで、システムのダウンタイムを短縮すべく、処理チャンバの独立メンテナンス及び独立制御を行なうことができるように、各装置コントローラがイーサネット（登録商標）のようなネットワークを介して接続された疎結合型制御システムが開発されている。疎結合型制御システムには、装置コントローラに対する上位コントローラとしての機器コントローラが設けられる。機器コントローラは、半導体製造装置全体を統括的に制御する。このような疎結合型制御システムにおいて、各コントローラ間の通信は、使用されるネットワークに応じた通信プロトコルに従って行なわれる。そして、処理チャンバ或いは搬送機構を動作させるためのプログラム、パラメータデータ及び制御情報などがネットワークを介して通信される。
【０００６】
上述のようにネットワークを経由してコントローラ間で通信を行なう場合、一方のコントローラがもう一方のコントローラとの間に通信接続が確立したかどうかを確認するまでに、（設計に依存するが）数秒から数十秒のオーダーの時間を要する。また、通信接続を確立できなかった場合に、一方のコントローラは、他方のコントローラがダウンしているのか、或いは、ネットワークに異常があるのかを区別することができない。さらに、コントローラの異常状態はネットワークを経由しなければ確認することができない。また、コントローラが接続されていない場合と、コントローラが故障している場合とを区別することも難しい。
【０００７】
したがって、複数のコントローラがネットワークを介して接続されている半導体製造装置の従来の制御システムにおいて、あるコントローラに異常が発生した場合、あるいは、ネットワークに異常が発生した場合に、一方のコントローラが相手方のコントローラ又はネットワークに異常が発生したことを認識するまで、すなわち、通信接続が確立できないことを判定するまでに数秒から数十秒の時間が経過する。ところがこの通信接続判定の時間においても、半導体製造装置内のその他の処理チャンバ或いは搬送機構は通常の動作を続けるので、最悪の場合には予期しない問題が発生する可能性がある。また、異常の発生源がネットワークであるか、或いは、コントローラであるかを特定できないため、復旧に支障が生じるおそれがある。
【０００８】
（発明の開示）
本発明の総括的な目的は、上述の問題を解消した改良された有用なインターロックシステムを提供することである。
【０００９】
本発明のより具体的な目的は、複数台のコントローラがネットワークを介して接続されている半導体製造装置の制御システムにおいて、コントローラに異常が発生した時、異常が発生したコントローラを識別することができるインターロックシステムを提供することである。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、上記処理システムの上記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、上記処理システム及び上記搬送システムを制御する少なくとも１台の装置コントローラ、並びに、上記装置コントローラを統合する機器コントローラを含み、上記装置コントローラ及び上記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムとを具備した半導体製造装置において、ネットワークを介して接続された装置コントローラ及び機器コントローラをハードワイヤ接続し、装置コントローラ及び機器コントローラの内部の状態信号を制御システムに伝搬させる。これにより、通信を用いることなく、状態信号に応じて各装置コントローラの有無や動作状態、並びに、コントローラ間の接続状態を検知することができるようになる。
【００１１】
本発明の一つの面による半導体製造装置は、前記制御システムが、ハードワイヤを介して前記装置コントローラの状態信号を前記機器コントローラに伝達する第１のパスと、ハードワイヤを介して前記機器コントローラの状態信号を前記装置コントローラに伝達する第２のパスとを具備したインターロックユニットを更に有することを特徴とする。
【００１２】
第１のパスは、装置コントローラと別の装置コントローラの間で相互に状態信号を伝達するパスを含むことが好ましい。これにより、全ての装置コントローラは他の装置コントローラの状態信号を取得できるので、個々の装置コントローラは制御システム内の状況に応じた安全措置を行なえるようになる。
【００１３】
また、機器コントローラは、装置コントローラから伝達された状態信号に基づいて、更なる処理のため装置コントローラとの間に通信接続を確立できるか否かを判定する手段を有することが好ましい。これにより、機器コントローラは、通信接続が確立できない装置コントローラとの間で通信接続を試みることにより生ずる時間の浪費を回避することができる。
【００１４】
また、装置コントローラは、機器コントローラから伝達された状態信号に基づいて、更なる処理の内容を判定する手段を有することが好ましい。これにより、装置コントローラは、機器コントローラの状態、或いは、機器コントローラの状態に反映された装置コントローラの状態とに応じて、異常時の安全措置を選択的に実施できるようになる。
【００１５】
さらに、本発明の他の面によれば、半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、前記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、前記処理システム及び前記搬送システムを制御する複数の装置コントローラ、並びに、前記装置コントローラを制御する機器コントローラを含み、前記装置コントローラ及び前記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムと、を具備した半導体製造装置における前記記制御システムのブートストラップ方法であって、前記機器コントローラを初期化する段階と、ハードワイヤを介して前記機器コントローラに接続された前記装置コントローラの各々の状態信号を検出する段階と、前記装置コントローラの状態信号に基づいて、前記装置コントローラの中からプログラムロード可能な状態である装置コントローラの一つを識別する段階と、前記機器コントローラと前記識別された装置コントローラとの間に前記ネットワークを介する通信接続を確立する段階と、前記機器コントローラから前記ネットワークを介して前記識別された装置コントローラに実行されるべきプログラムをロードし、起動する段階と、前記機器コントローラにハードワイヤを介して接続された前記識別された装置コントローラの状態信号を検出する段階と、前記識別された装置コントローラの状態信号に基づいて、前記識別された装置コントローラが前記プログラムを実行したか否かを判定する段階とを有することを特徴とするブートストラップ方法が提供される。
【００１６】
このように、機器コントローラがハードワイヤ接続された装置コントローラの状態信号を獲得することにより、制御システムのコンフィギュレーションに応じて適当かつ効率的にブートストラップを行なうことができる。
【００１７】
また、本発明の更に他の面によれば、半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、前記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、前記処理システム及び前記搬送システムを制御する複数の装置コントローラ、並びに、前記装置コントローラを制御する機器コントローラを含み、前記装置コントローラ及び前記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムとを具備した半導体製造装置における前記制御システムのインターロック方法であって、異常が発生した前記装置コントローラの一つにおいて、前記装置コントローラの異常を表わす状態信号を設定する段階と、前記装置コントローラの異常を表わす状態信号を、ハードワイヤを介して前記装置コントローラに接続された前記機器コントローラに伝達する段階と、前記機器コントローラから、異常を表わす状態信号をハードワイヤを介して前記機器コントローラに接続された全ての装置コントローラに伝達する段階と、前記機器コントローラからハードワイヤを介して異常を表わす状態信号が伝達された前記装置コントローラの各々において、インターロック動作を実行する段階とを有することを特徴とするインターロック方法が提供される。
【００１８】
これにより、装置コントローラは、制御システム内で異常が検出された場合に、選択的にインターロック動作を行なうことができるので、安全な位置に移動したり、再開可能な位置に戻って待機したり、人がアクセスし易い状態で待機するなど、状況に応じて個別に安全措置をとることができるようになる。
【００１９】
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、一層明瞭となるであろう。
【００２０】
（発明を実施するための好ましい形態）
以下に、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、図中同等の構成部品には同じ符号を付す。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施例による半導体製造装置の機構部を示す図である。図１を参照しながら、マルチチャンバ化された半導体製造装置、特に、クラスタツール装置２について説明する。クラスタツール装置２は、被搬送体としての半導体ウェハＷに対して成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の各種の処理を行う処理システム４と、処理システム４に対してウェハを搬入、搬出させる搬送システム６とにより構成される。
【００２２】
処理システム４は、真空引き可能になされた移載室８と、ゲートバルブ１０Ａ〜１０Ｄを介して連結された４つの処理チャンバ１２Ａ〜１２Ｄよりなる。各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄにおいて、同種或いは異種の熱処理がウェハＷに対して施される。各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ内には、ウェハＷを載置するためのサセプタ１４Ａ〜１４Ｄがそれぞれ設けられる。移載室８内には屈伸及び旋回自在に構成された移載アーム部１６が設けられる。移載アーム部１６は、各チャンバ１２Ａ〜１２Ｄ間や後述するロードロック室間とウェハの受け渡しを行う。
【００２３】
搬送システム６は、カセット容器を載置するカセットステージ１８とウェハＷを搬送して受け渡しを行うための搬送アーム部２０を移動させる搬送ステージ２２とよりなる。カセットステージ１８には、容器載置台２４が設けられ、ここに、複数個、図示された例では最大４個のカセット容器２６Ａ〜２６Ｄを載置することができる。各カセット容器２６Ａ〜２６Ｄには、最大で、例えば、２５枚のウェハＷを等しいピッチで載置して収容できるように構成されている。
【００２４】
搬送ステージ２２には、その中心部を長さ方向に沿って延びる案内レール２８が設けられる。上記搬送アーム部２０は案内レール２８にスライド移動可能に支持される。案内レール２８には、移動機構として、例えば、ボールネジ３０が平行に設けられる。ボールネジ３０に上記搬送アーム部２０の基部３４が嵌装されている。したがって、このボールネジ３０の端部に設けた駆動モータ３２を回転駆動することにより、搬送アーム部２０を案内レール２８に沿って移動することができる。
【００２５】
搬送ステージ２２の他端には、ウェハの位置決めを行う方向位置決め装置としてのオリエンタ３６が設けられる。また、搬送ステージ２２の途中には、上記移載室８との間を連結するために真空引き可能になされた２つのロードロック室３８Ａ、３８Ｂが設けられる。各ロードロック室３８Ａ、３８Ｂ内には、ウェハＷを載置する被搬送体載置台４０Ａ、４０Ｂが設けられる。また、各ロードロック室３８Ａ、３８Ｂの前後には移載室８或いは搬送ステージ２２へ連通するためのゲートバルブ４２Ａ、４２Ｂ及び４４Ａ、４４Ｂがそれぞれ設けられる。
【００２６】
上記搬送アーム部２０は、屈伸可能になされた多関節状の搬送アーム本体４６と、アーム本体４６の先端に取り付けられたフォーク４８とを有する。このフォーク４８上でウェハＷが直接的に保持される。
【００２７】
オリエンタ３６は、駆動モータによって回転される回転基準台６０を有する。回転基準台６０は、その上にウェハＷを載置した状態で回転する。回転基準台６０の外周には、ウェハＷの周縁部を検出するための光学的センサ６２が設けられる。また、オリエンタ３６の入口側には、水平方向レベル検出レーザ光６６を出力するレーザ素子６８とこのレーザ光６６を受ける受光素子７０とよりなるレベル検出器が設けられる。
【００２８】
クラスタツール装置２は、搬送システムの動作を制御する装置コントローラ（図示しない）を有する。装置コントローラは、各軸の位置情報や各検出部等で得られた情報に基づいて、ウェハＷの搬送の制御を行う。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施例による半導体製造装置の制御システムのブロック構成図である。制御システムは、搬送システム６を制御する装置コントローラ１２１と、成膜処理のような一つの半導体製造プロセスを行なう第１処理チャンバを制御する装置コントローラ１２２と、拡散処理のようなプロセスを行なう第２処理チャンバを制御する装置コントローラ１２３と、以下同様に処理チャンバに対応した装置コントローラとを有する。また、制御システムは、半導体製造装置全体の情報を統合的に管理する機器コントローラ１１０を更に有し、この機器コントローラ１１０は、例えば、半導体製造装置が設置された工場のホストコンピュータ（図示しない）に接続してもよい。
【００３０】
機器コントローラ１１０と、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３は、ネットワーク、典型的にはイーサネット（登録商標）のようなＬＡＮ型ネットワーク１３２を介して相互に接続される。ネットワーク１３２は、たとえば、スター型に構成することができる。図２には、スター型ネットワーク１３２が示されている。このとき、制御システムは集線装置であるハブ１３０を有し、機器コントローラ１１０と、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３は、ハブ１３０によって接続される。
【００３１】
各装置コントローラで実行されるプログラム及び関連したパラメータは、たとえば、機器コントローラ１１０からネットワーク１３２を介して各装置コントローラ１２１、１２２及び１２３にダウンロードされる。また、処理中の計測データなどは、各装置コントローラ１２１、１２２及び１２３から機器コントローラ１１０にアップロードされる。
【００３２】
また、本発明の第１実施例による制御システムは、インターロックユニット２００を更に有する。インターロックユニット２００には、機器コントローラ１１０、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３がハードワイヤ２０２で接続される。インターロックユニット２００は、ハードワイヤ２０２を介してコントローラの状態信号を伝達する。コントローラの状態信号には、たとえば、ハードウェア的な準備ができているかどうかを示す情報や、ソフトウェア的な準備ができているかどうかを示す情報などが含まれる。コントローラの状態信号がハードウェアレディでもソフトウェアレディでもないということは、コントローラが接続されていないか、或いは、コントローラの電源が投入されていない状態であることを意味する。また、コントローラの状態信号がハードウェアレディであり、ソフトウェアレディではないということは、コントローラにソフトウェアがロードされていないか、或いは、ソフトウェア上の不具合が発生している状態であることを意味する。
【００３３】
このように、機器コントローラ１１０、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３は、ハードワイヤ接続され、状態信号の授受を行なうことができるので、ネットワーク１３２を介した通信を用いることなく、他のコントローラの接続状態、動作状態を検知することができる。
【００３４】
インターロックユニット２００は、特に、ハードワイヤ２０２を介して上記装置コントローラ１２１、１２２及び１２３の状態信号を上記機器コントローラ１１０に伝達する第１のパスと、ハードワイヤ２０２を介して上記機器コントローラ１１０の状態信号を上記装置コントローラ１２１、１２２及び１２３に伝達する第２のパスとを具備する。
【００３５】
機器コントローラ１１０では、制御システム内の全ての装置コントローラの状態を知ることができるので、自分自身の内部状態と、各装置コントローラ１２１、１２２及び１２３から通知された装置コントローラの状態信号とに基づいて、装置コントローラに通知されるべき自分自身の状態信号を決めることができる。各コントローラに入力される信号は、インターロックユニット２００内におけるハードワイヤの配線方法を変更することによって変えることができる。
【００３６】
たとえば、インターロックユニット２００の簡単な実現形態として、ハードワイヤだけによるディジーチェーン接続がある。ディジーチェーン接続は、装置コントローラの接続順序が固定されている場合に有効な接続形態である。
【００３７】
また、インターロックユニット２００は、外部からインターロック信号を受け、その信号を組み合わせて、各コントローラに供給するよう構成してもよい。
【００３８】
図３は、本発明の第２実施例によるインターロックユニット２００の説明図である。本実施例では、簡単化のため、機器コントローラ１１０と、２台の装置コントローラ１２１及び１２２だけが示されている。しかし、装置コントローラの台数は特に制限されない。インターロックユニット２００は、インターロックボード２０４と、コネクタ部２０６とを有する。機器コントローラ１１０と２台の装置コントローラ１２１及び１２２は、コネクタ部２０６とインターロックボード２０４とを介してハードワイヤ接続される。
【００３９】
インターロックボード２０４上で、信号ＭＣ＃１＿ＳＴＡＴＵＳ、信号ＭＣ＃２＿ＳＴＡＴＵＳ及び信号ＥＣ＿ＳＴＡＴＵＳ、は、それぞれ、第１装置コントローラ１２１の状態信号、第２装置コントローラ１２２の状態信号及び機器コントローラ１１０の状態信号を表わす。より詳細には、信号ＭＣ＃１＿ＳＴＡＴＵＳは、第１装置コントローラ１２１のハードウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃１＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹ及びソフトウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃１＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹを含み、同様に、信号ＭＣ＃２＿ＳＴＡＴＵＳは、第２装置コントローラ１２２のハードウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃２＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹ及びソフトウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＃２＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹを含む。
【００４０】
一方、機器コントローラ１１０の状態信号ＥＣ＿ＳＴＡＴＵＳは、機器コントローラ１１０のハードウェアの動作状態を表わす信号ＥＣ＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹと、ソフトウェアの動作状態を表わす信号ＥＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹと、各装置コントローラを強制的にリセットするための信号ＭＣ＿ＲＳＴｎとを含む。このような接続形態によって、機器コントローラ１１０には、全ての装置コントローラからの状態信号が入力され、機器コントローラの状態信号は、全ての装置コントローラに入力される。
【００４１】
図４は、本発明の第３実施例によるインターロックユニット２００の説明図である。図４では、簡単化のため、機器コントローラ１１０と、２台の装置コントローラ１２１及び１２２だけが示されている。しかし、装置コントローラの台数は特に制限されない。インターロックユニット２００は、インターロックボード２１４と、コネクタ部２１６とを含み、機器コントローラ１１０と２台の装置コントローラ１２１及び１２２は、コネクタ部２１６とインターロックボード２１４とを介してハードワイヤ接続される。
【００４２】
インターロックボード２１４上に示す信号の意味は、図３を参照して説明した本発明の第２実施例によるインターロックユニットの場合と同じである。本実施例の場合、機器コントローラ１１０と全ての装置コントローラは、相互に接続される。また、あるコントローラの状態信号は他の全てのコントローラに配布される。すなわち、あるコントローラには、他の全てのコントローラに関する状態信号が供給される。
【００４３】
これにより、全ての装置コントローラは、機器コントローラ１１０の状態信号だけではなく、他の装置コントローラの状態信号を取得できるので、個々の装置コントローラは、接続状態に応じた動作を選択的に行なうことができる。
【００４４】
図５は、本発明の第４実施例による機器コントローラ１１０の構成図である。機器コントローラ１１０は、イーサネット（登録商標）のようなネットワーク１３２を介して、たとえば、搬送システム用装置コントローラ１２１と、第１処理チャンバ用装置コントローラ１２２と、第２処理チャンバ用装置コントローラ１２３とに接続される。搬送システム用装置コントローラ１２１、第１処理チャンバ用装置コントローラ１２２及び第２処理チャンバ用装置コントローラ１２３は、それぞれ、図１に示されるような搬送システム機構部６、処理チャンバ１２Ａ及び処理チャンバ１２Ｂの動作を制御する。
【００４５】
機器コントローラ１１０は、ハードディスク装置、フロッピー（登録商標）ディスク装置、或いは、ＩＣメモリ装置などの記憶装置１１２を有し、記憶装置１１２には半導体製造装置の動作に必要な種々の情報が格納される。記憶装置１１２には、例えば、機器コントローラ１１０の動作のためのプログラム、搬送システムを動作させるため搬送用システム装置コントローラ１２１で実行される装置動作プログラム及び対応した装置動作条件パラメータ、或いは、各種処理チャンバ１２Ａ、１２Ｂ のプロセスを制御するため装置コントローラ１２２、１２３ で実行される装置動作プログラム及び対応した装置動作条件パラメータのファイル、ユーザ固有のレシピ、並びに、装置のログデータなどが格納される。
【００４６】
機器コントローラ１１０は、上記プログラムを実行するＣＰＵ１１１を有し、例えば、記憶装置１１２に格納された種々の情報をネットワーク１３２を介して、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３ にダウンロードし、或いは、装置コントローラ１２１、１２２及び１２３ から種々の情報を取得し、メモリ１１４或いは記憶装置１１２に格納する。機器コントローラ１１０は、例えば、ディスプレイ及びキーボードなどにより構成された入出力装置１１３を更に有し、ユーザは、この入出力装置１１３を介して上記記憶装置１１２に格納される種々のプログラム並びにパラメータを設定、編集することができる。
【００４７】
また、本発明の第４実施例によれば、機器コントローラ１１０は、インターロックユニット２００にハードワイヤ接続されたインターロック部１１５を有し、上記装置コントローラ１２１、１２２及び１２３から伝達された各装置コントローラの状態信号に基づいて、更なる処理のため上記装置コントローラとの間に通信接続を確立できるかどうかを判定する。これにより、機器コントローラ１１０は、通信接続が確立できない装置コントローラとの間で通信接続を試みることにより生ずる時間の浪費を回避することができる。また、装置コントローラをブートアップし、プログラムをダウンロードする装置コントローラの初期化処理を効率的に行なうことができるようになる。
【００４８】
図６は、本発明の第５実施例による装置コントローラ（たとえば、搬送システム用装置コントローラ）１２１を示すブロック構成図である。装置コントローラ１２１は、例えば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＲＯＭなどにより構成されるメモリ１５２を有する。メモリ１５２は、装置制御プログラムを格納する。また、装置動作条件パラメータがメモリ１５２上に展開される。ＣＰＵ１５１は、メモリ１５２上に展開された装置動作条件パラメータの実行値を参照しながら、メモリ１５２に格納された装置制御プログラムを実行することにより、装置を制御する。装置コントローラ１２１は、例えば、メモリカードとカードリーダとにより構成される補助記憶装置１５３を更に有する。補助記憶装置１５３は、後で使用するための情報を格納する。また、装置コントローラ１２１は、例えば、入力部及び表示部を有するユーザインタフェース部１５５を有する。ユーザはこのユーザインタフェース部１５５を介して、装置コントローラ１２１に対し指令を出し、或いは、装置コントローラ１２１からのメッセージを見ることができる。さらに、装置コントローラ１２１は、例えば、通信ネットワークに接続された通信インタフェース部１５６を有し、機器コントローラ１１０や別の装置コントローラ１２２、１２３などとの間で情報の受け渡しを行うことができる。
【００４９】
本発明の第５実施例によれば、装置コントローラ１２１は、インターロックユニット２００に接続されたインターロック部１５７を有し、インターロック部１５７は、機器コントローラ１１０からインターロックユニット２００を介して獲得した機器コントローラの状態信号に基づいて、更なる処理の内容、たとえば、処理の継続、処理の中断、処理の再開、安全位置に移動、及び、即時停止などを判定する。これにより、装置コントローラ１２１は、機器コントローラ１１０の状態、或いは、機器コントローラ１１０の状態に反映された他の装置コントローラ１２２などの状態とに応じて、異常時の安全措置を選択的に実施できるようになる。
【００５０】
図７は、本発明の第６実施例による半導体製造装置の制御システムのブートストラップ方法による動作のフローチャートである。本実施例は、機器コントローラが電源投入後に機器コントローラから装置コントローラにプログラムをダウンロードするシーケンスを実現する例である。
【００５１】
電源投入後の上記機器コントローラは、機器コントローラを初期化する（ステップ１）。そして、機器コントローラにハードワイヤを介して接続された装置コントローラの状態信号を検出する（ステップ２）。次に、状態信号に基づいて上記装置コントローラの中からプログラムロード可能な状態である装置コントローラを識別する（ステップ３）。プログラムロード可能な状態とは、装置コントローラの状態信号の中のハードウェア動作状態を表わす信号ＭＣ＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹがオンで、ソフトウェアの動作状態を表わす信号ＭＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹがオフである状態に対応する。
【００５２】
次に、機器コントローラは、識別された装置コントローラとの間にネットワークを介する通信接続を確立する（ステップ４）。そして、機器コントローラからネットワークを介して上記識別された装置コントローラに実行されるべきプログラムをロードする（ステップ５）。その後、機器コントローラからネットワークを介して識別された装置コントローラにダウンロードされたプログラムを実行させる（ステップ６）。
【００５３】
機器コントローラは、識別された装置コントローラの動作状態を得るため、たとえば、ハードワイヤを介して接続された装置コントローラの状態信号検出する（ステップ７）。この段階では、機器コントローラと装置コントローラとの間に通信接続が確立されているので、機器コントローラはネットワークを介して装置コントローラの状態を獲得することも可能である。しかし、処理時間を短縮する観点からは、ハードワイヤを介して状態信号を検出する方が好ましい。
【００５４】
次に、装置コントローラがダウンロードされたプログラムを正常に実行しているかどうかを判定する（ステップ８）。信号ＭＣ＿ＨＡＲＤ＿ＲＤＹがオンで、信号ＭＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹがオンであるとき、装置コントローラはダウンロードされたプログラムにしたがって正常に動作中であると判定される。
【００５５】
正常に動作中であると判定された場合、機器コントローラは、ステップ１０に処理を進め、未だ処理していない装置コントローラがあるかどうかを判定する。（ステップ１０）。装置コントローラが未だ存在する場合には、処理はステップ２に戻る。全ての装置コントローラについて処理を終了した場合には、この一連のシーケンスを終了する。
【００５６】
一方、装置コントローラがダウンロードされたプログラムを正常に実行していないと判定された場合には、装置コントローラのエラー状態を回復させるため、たとえば、機器コントローラから装置コントローラに強制的にリセットするための信号ＭＣ＿ＲＳＴを与える（ステップ９）。
【００５７】
このように、機器コントローラがハードワイヤ接続された装置コントローラの状態信号を獲得することにより、機器コントローラは制御システム内の装置コントローラにプログラムをダウンロードし、プログラムを実行させることができる。これにより、制御システムのコンフィギュレーションに応じて適当かつ効率的にブートストラップを行なうことができる。
【００５８】
図８は、本発明の第７実施例による半導体製造装置の制御システムのインターロック方法の動作シーケンスチャートである。図８を参照しながら、ある装置コントローラにエラーが発生した場合に、インターロックを行なう方法について説明する。
【００５９】
最初に、１台の装置コントローラでソフトウェア的な不具合が発生すると、ウォッチドッグタイマーのような従来公知の技術を用いてソフトウェア上のエラーが検出される。そして、この装置コントローラのソフトレディ信号ＭＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹがオフに変更される（ステップ２０）。この信号は、ハードワイヤを介して機器コントローラに送信される。
【００６０】
機器コントローラは、装置コントローラの状態信号からソフトウェア的にレディではないことを検出する（ステップ２１）。機器コントローラのソフトレディ信号ＥＣ＿ＳＯＦＴ＿ＲＤＹをオフにすることによって、他の装置コントローラに対しシステム内にソフトウェア上の不具合が発生したことをハードワイヤで通知すると共に、エラーを発生させた装置コントローラに対する強制的リセット信号をハードワイヤを介して送信する（ステップ２２）。ハードワイヤを介して強制リセット信号を受けたエラー発生源の装置コントローラは、強制リセット処理を実行し、待機する（ステップ２３）。
【００６１】
一方、他の装置コントローラは、機器コントローラの状態信号を受けて、各装置コントローラ毎に適当な危険回避処理（たとえば、安全な場所・工程まで進行した後に停止するなど）を行ない、待機する（ステップ２４）。これにより、エラー発生時に、ハードワイヤを利用した高速かつ安全性の高いインターロック動作が実現される。
【００６２】
なお、本実施例では、装置コントローラのソフトウェアエラーを検知した場合に、機器コントローラの状態信号を変更することによって他の装置コントローラに対しエラーの発生を通知している。しかし、たとえば、装置コントローラ毎に状態信号を相互にハードワイヤ接続することとすれば、全ての装置コントローラはエラーが発生した装置コントローラを直接確認することができる。その結果として、エラー発生源に応じた危険回避処理をとることができる。
【００６３】
これにより、装置コントローラは、制御システム内で異常が検出された場合に、コントローラ毎に選択的にインターロック動作を行なうことができるので、安全な位置に移動したり、再開可能な位置に戻って待機したり、人がアクセスし易い状態で待機するなど、状況に応じて個別に安全措置をとることができるようになる。
【００６４】
以上の如く、本発明による半導体製造装置において、ネットワークを介して接続された装置コントローラ及び機器コントローラは、ハードワイヤ接続され、装置コントローラ及び機器コントローラの内部の状態信号が制御システムに伝搬される。これにより、制御システム内では、通信を用いることなく、状態信号に応じて各装置コントローラの有無や動作状態、並びに、コントローラ間の接続状態が検知できるようになる。したがって、コントローラの異常、或いは、ネットワークの異常が、ネットワーク通信の確立に要する時間のオーダー（数秒乃至数十秒）ではなく、１秒未満のオーダーで検知できるようになるので、異常の発生に直ちに対応し、必要な措置をとることができる。機器コントローラ、場合によっては、全ての装置コントローラの状態信号が、ハードワイヤを介して各装置コントローラに供給されるので、各装置コントローラは、個別に直ちに安全措置をとることができる。
【００６５】
本発明は上述の具体的に開示された実施例に限定されるものでは無く、本発明の開示の範囲内で様々な変形例及び改良例がなされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１実施例による半導体製造装置の機構部を示す図である。
【図２】
本発明の第１実施例による半導体製造装置の制御システムの略構成図である。
【図３】
本発明の第２実施例によるインターロックユニットの説明図である。
【図４】
本発明の第３実施例によるインターロックユニットの説明図である。
【図５】
本発明の第４実施例による機器コントローラの構成図である。
【図６】
本発明の第５実施例による装置コントローラの構成図である。
【図７】
本発明の第６実施例による半導体制御装置の制御システムのブートストラップ方法の動作フローチャートである。
【図８】
本発明の第７実施例による半導体製造装置の制御システムのインターロック方法の動作シーケンスチャートである。
Claims (6)
- 半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、
前記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、
前記処理システム及び前記搬送システムを制御する少なくとも１台の装置コントローラ、並びに、前記装置コントローラを管理する機器コントローラを含み、前記装置コントローラ及び前記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムと
を具備した半導体製造装置であって、
前記制御システムは、ハードワイヤを介して前記装置コントローラの状態信号を前記機器コントローラに伝達する第１のパスと、ハードワイヤを介して前記機器コントローラの状態信号を前記装置コントローラに伝達する第２のパスとを具備したインターロックユニットを更に有することを特徴とする半導体製造装置。 - 請求項１記載の半導体製造装置であって、
前記第１のパスは、前記装置コントローラと別の装置コントローラとの間で相互に状態信号を伝達するパスを含むことを特徴とする半導体製造装置。 - 請求項１項又は２記載の半導体製造装置であって、
前記機器コントローラは、前記装置コントローラから伝達された状態信号に基づいて、更なる処理のため前記装置コントローラとの間に通信接続を確立できるか否かを判定する手段を有することを特徴とする半導体製造装置。 - 請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の半導体製造装置であって、
前記装置コントローラは、前記機器コントローラから伝達された状態信号に基づいて、更なる処理の内容を判定する手段を有することを特徴とする半導体製造装置。 - 半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、前記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、前記処理システム及び前記搬送システムを制御する複数の装置コントローラ、並びに、前記装置コントローラを制御する機器コントローラを含み、前記装置コントローラ及び前記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムと、を具備した半導体製造装置における前記記制御システムのブートストラップ方法であって、
前記機器コントローラを初期化する段階と、
ハードワイヤを介して前記機器コントローラに接続された前記装置コントローラの各々の状態信号を検出する段階と、
前記装置コントローラの状態信号に基づいて、前記装置コントローラの中からプログラムロード可能な状態である装置コントローラの一つを識別する段階と、
前記機器コントローラと前記識別された装置コントローラとの間に前記ネットワークを介する通信接続を確立する段階と、
前記機器コントローラから前記ネットワークを介して前記識別された装置コントローラに実行されるべきプログラムをロードし、起動する段階と、
前記機器コントローラにハードワイヤを介して接続された前記識別された装置コントローラの状態信号を検出する段階と、
前記識別された装置コントローラの状態信号に基づいて、前記識別された装置コントローラが前記プログラムを実行したか否かを判定する段階と
を有することを特徴とするブートストラップ方法。 - 半導体製造プロセスを実行する少なくとも一つの処理チャンバを含む処理システムと、前記処理チャンバに処理対象物を出し入れする搬送システムと、前記処理システム及び前記搬送システムを制御する複数の装置コントローラ、並びに、前記装置コントローラを制御する機器コントローラを含み、前記装置コントローラ及び前記機器コントローラがネットワークを介して通信接続される制御システムとを具備した半導体製造装置における前記制御システムのインターロック方法であって、
異常が発生した前記装置コントローラの一つにおいて、前記装置コントローラの異常を表わす状態信号を設定する段階と、
前記装置コントローラの異常を表わす状態信号を、ハードワイヤを介して前記装置コントローラに接続された前記機器コントローラに伝達する段階と、
前記機器コントローラから、異常を表わす状態信号をハードワイヤを介して前記機器コントローラに接続された全ての装置コントローラに伝達する段階と、
前記機器コントローラからハードワイヤを介して異常を表わす状態信号が伝達された前記装置コントローラの各々において、インターロック動作を実行する段階と
を有することを特徴とするインターロック方法。
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