JP6529768B2 - 半導体製造装置用管理システム - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造装置の製造プロセスを管理する半導体製造装置用管理システムに関する。特に、本発明は、メンテナンスが容易な半導体製造装置用管理システムに関する。

従来より、プラズマ処理装置等の種々の半導体製造装置が知られている（特許文献１、２参照）。
例えば、プラズマ処理装置においては、基板にエッチングやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等のプラズマ処理を施すチャンバに供給するガスの流量、チャンバ内の圧力、チャンバ内で生成された反応生成物を排気する排気管に設けられたＡＰＣ（Auto Pressure Control）のバルブ開度、前記排気管の温度等が各種のセンサによって逐次測定され、各測定データがサーバ（ＰＣ）に送信されてサーバに集約されることで、適正なプラズマ処理が実行されているか否かを管理している。
なお、供給するガスの流量は、例えば、ガスの流量を制御するＭＦＣ（Mass Flow Controller）が具備する流量センサによって測定される。チャンバ内の圧力は、例えば、チャンバに設けられた真空ゲージによって測定される。ＡＰＣのバルブ開度は、例えば、ＡＰＣが具備するエンコーダによって測定される。排気管の温度は、例えば、排気管に取り付けられた熱電対によって測定される。
プラズマ処理装置以外の半導体製造装置についても同様に、半導体製造装置が備える各種センサで測定した測定データをサーバに集約することで、半導体製造装置の稼働状況が管理されている。

従来、複数の各センサで測定した測定データは、例えば、半導体製造装置が備えるチャンバ等の半導体製造装置本体から離間した位置に設置された制御盤内に収容され、各センサに有線で接続されたデータロガーに送信される。そして、前記データロガーが受信した測定データは、半導体製造装置から離間した位置に設置され、前記データロガーに有線で接続されたサーバに送信される。
このため、取り付け位置がそれぞれ異なる各センサとデータロガーとの間、データロガーとサーバとの間の配線の引き回しが必要であり、メンテナンスが容易ではない。具体的には、各センサの故障や寿命劣化に伴う修理・更新や、センサの追加等が必要となった場合に、セッティングに非常に手間を要する。

特許第５１７２４１７号公報 特開２０１３−３８３５４号公報

本発明は、以上に述べた従来技術に鑑みてなされたものであり、メンテナンスが容易な半導体製造装置用管理システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、半導体製造装置用の管理システムであって、前記半導体製造装置が備える複数のセンサにそれぞれ接続された複数の第１子機ノードと、前記半導体製造装置の製造プロセスを制御するための複数の制御機器にそれぞれ接続された複数の第２子機ノードと、サーバと、前記サーバに接続された基地局ノードとを備え、前記複数の第１子機ノード、前記複数の第２子機ノード及び前記基地局ノードは、マルチホップ無線ネットワークシステムを構築しており、前記複数の第１子機ノードのそれぞれは、前記複数のセンサのそれぞれが取得し、前記複数のセンサのそれぞれから受信した前記半導体製造装置の製造プロセスに関わる測定データを前記基地局ノードに向けて無線送信し、前記基地局ノードは、前記複数の第１子機ノードのそれぞれから受信した測定データを前記サーバに送信し、前記サーバは、前記基地局ノードから受信した測定データを記憶し、前記サーバは、前記半導体製造装置の製造プロセスを制御するための制御信号を前記基地局ノードに送信し、前記基地局ノードは、前記サーバから受信した制御信号を前記複数の第２子機ノードのそれぞれに向けて無線送信し、前記複数の第２子機ノードのそれぞれは、前記基地局ノードから受信した制御信号を前記複数の制御機器のそれぞれに送信し、前記半導体製造装置は、プラズマ処理装置であって、プラズマ処理を実行するチャンバと、該チャンバ内で生成された反応生成物を排気する排気管と、該排気管を加熱する複数のヒーターとを備え、前記複数のセンサは、前記排気管に取り付けられ、前記排気管の温度を測定する温度センサであり、前記複数の各制御機器は、前記複数の各ヒーターに接続され、前記複数の各ヒーターへの供給電力を制御する温度調整器であり、前記サーバは、前記基地局ノードから受信した前記複数の温度センサの測定データを記憶し、前記サーバは、前記記憶した測定データをモニタ表示するか、前記記憶した測定データに基づき所定のしきい値よりも温度低下が生じている前記排気管の部位を判断して警告を発するか、又は、温度低下が生じている前記排気管の部位に取り付けられた前記ヒーターへの供給電力を増加させるための制御信号を、前記基地局ノード、前記ヒータへの供給電力を制御する前記温度調整器に接続された前記第２子機ノードを介して、前記温度調整器に送信することを特徴とする半導体製造装置用管理システムを提供する。

本発明によれば、複数のセンサにそれぞれ接続された複数の第１子機ノードから、サーバに接続された基地局ノードに向けて、複数のセンサのそれぞれで取得した測定データが無線送信される。すなわち、各第１子機ノードと基地局ノードとの間で無線通信が行われるため、少なくとも各第１子機ノードと基地局ノードとの間に配線を引き回す必要が無い。また、サーバと基地局ノードとの間がたとえ有線接続であったとしても、基地局ノードをサーバの近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。同様に、各センサと各第１子機ノードとの間がたとえ有線接続であったとしても、各第１子機ノードを各センサの近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。さらに、センサを追加する場合には、追加したセンサに接続する第１子機ノードを用意するか、或いは、既存の第１子機ノードを既存のセンサと追加したセンサとで共用すれば良いだけであり、セッティングが容易である。
以上のように、本発明によれば、メンテナンスが容易な半導体製造装置用管理システムが提供される。
なお、各第１子機ノードと基地局ノードとの間の無線通信には、例えば、２．４ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠する無線通信規格を用いることが可能である。
また、本発明に係る半導体製造装置用管理システムは、必要に応じて、第１子機ノードと基地局ノードとを中継する中継ノードを備えることも可能である。

以上では、半導体製造装置が備える複数のセンサで取得した製造プロセスに関わる測定データをサーバに集約することについて説明したが、従来より、サーバ（ＰＣ）からの制御信号を半導体製造装置が備える複数の制御機器に送信し、各制御機器が受信した制御信号に基づき製造プロセスを制御することも行われている。プラズマ処理装置の場合、上記の制御機器としては、例えば、チャンバに供給するガスの流量を制御するＭＦＣ、チャンバ内に生成された反応生成物を排気する排気管に取り付けられチャンバー内の圧力を制御するＡＰＣ、反応生成物を排気する排気管を加熱するヒーターへの供給電力を制御する温度調整器などを例示できる。

従来、設定したレシピ等に基づきサーバから出力される制御信号は、例えば、半導体製造装置が備えるチャンバ等の半導体製造装置本体から離間した位置に設置された制御盤内に収容され、各制御機器に有線で接続されたＰＬＣ（Programmable Logic Controller）に送信される。そして、前記ＰＬＣが受信した制御信号は、前記ＰＬＣに有線で接続された半導体製造装置が備える複数の制御機器に送信される。
このため、前述したセンサと同様に、取り付け位置がそれぞれ異なる各制御機器とＰＬＣとの間、ＰＬＣとサーバとの間の配線の引き回しが必要であり、メンテナンスが容易ではない。具体的には、各制御機器の故障や寿命劣化に伴う修理・更新や、制御機器の追加等が必要となった場合に、セッティングに非常に手間を要する。

従い、本発明は、前記半導体製造装置の製造プロセスを制御するための複数の制御機器にそれぞれ接続された複数の第２子機ノードを備え、前記複数の第１子機ノード、前記複数の第２子機ノード及び前記基地局ノードは、マルチホップ無線ネットワークシステムを構築しており、前記サーバは、前記半導体製造装置の製造プロセスを制御するための制御信号を前記基地局ノードに送信し、前記基地局ノードは、前記サーバから受信した制御信号を前記複数の第２子機ノードのそれぞれに向けて無線送信し、前記複数の第２子機ノードのそれぞれは、前記基地局ノードから受信した制御信号を前記複数の制御機器のそれぞれに送信する。

本発明によれば、サーバに接続された基地局ノードから、複数の制御機器にそれぞれ接続された複数の第２子機ノードに向けて、サーバから送信された制御信号が無線送信される。すなわち、基地局ノードと各第２子機ノードとの間で無線通信が行われるため、少なくとも基地局ノードと各第２子機ノードとの間に配線を引き回す必要が無い。また、サーバと基地局ノードとの間がたとえ有線接続であったとしても、基地局ノードをサーバの近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。同様に、各制御機器と各第２子機ノードとの間がたとえ有線接続であったとしても、各第２子機ノードを各制御機器の近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。さらに、制御機器を追加する場合には、追加した制御機器に接続する第２子機ノードを用意するか、或いは、既存の第２子機ノードを既存の制御機器と追加した制御機器とで共用すれば良いだけであり、セッティングが容易である。
以上のように、本発明によれば、半導体製造装置が備えるセンサのみならず制御機器についてもメンテナンスが容易な半導体製造装置用管理システムが提供される。
なお、前述した第１子機ノードと第２子機ノードとは必ずしも別の子機ノードとして用意する必要はなく、第１子機ノードを第２子機ノードとして用いることも可能である。すなわち、第１子機ノードをセンサ及び制御機器の双方に接続し、第１子機ノードがサーバから基地局ノードを介して制御信号を受信して、この制御信号を制御機器に送信する構成とすることも可能である。

ここで、半導体製造装置がプラズマ処理装置である場合、プラズマ処理を実行するチャンバ内で生成された反応生成物が、反応生成物を排気する排気管にデポ物として堆積して排気管が閉塞するに至るというトラブルが生じる場合がある。このため、デポ物の堆積を抑制するべく、排気管をヒーターで加熱している。
しかしながら、ヒーターの設置状態や断線等の故障に起因して、排気管に十分に加熱されない部分が生じ、この部分にデポ物が堆積するおそれがある。特に、半導体製造装置の設置環境に依存して、排気管を長くしたり、排気管の一部を壁内や床下に設置する必要がある場合には、排気管の全長に亘って均一に加熱することが困難となるため、デポ物が堆積するおそれが増加する。
このため、排気管の温度を多数の部位で測定し、温度低下が生じている部位が発生していないか管理することが肝要である。

従い、本発明において、前記半導体製造装置は、プラズマ処理装置であって、プラズマ処理を実行するチャンバと、該チャンバ内で生成された反応生成物を排気する排気管と、該排気管を加熱するヒーターとを備え、前記複数のセンサは、前記排気管に取り付けられ、前記排気管の温度を測定する温度センサである。

本発明によれば、排気管の温度を測定する温度センサが多数であったとしても、温度センサの数に応じた第１子機ノードを用意すれば良いだけであり、セッティングが容易である。サーバは、基地局ノードから受信した複数のセンサ（温度センサ）の測定データ（温度測定値）を記憶することになるため、オペレータが温度低下が生じている部位を目視で確認できるように測定データをモニタ表示したり、所定のしきい値よりも温度低下が生じている部位を自動的に判断して警告を発するなど、適宜の動作を行うことが可能である。このように、本発明によれば、簡易且つ詳細に排気管の温度を管理することができ、デポ物の堆積、ひいては排気管の閉塞を未然に防止可能である。
なお、本発明は、更に、前記半導体製造装置は、プラズマ処理装置であって、プラズマ処理を実行するチャンバと、該チャンバ内で生成された反応生成物を排気する排気管と、該排気管を加熱する複数のヒーターとを備え、前記複数のセンサは、前記排気管に取り付けられ、前記排気管の温度を測定する温度センサであり、前記複数の各制御機器は、前記複数の各ヒーターに接続され、前記複数の各ヒーターへの供給電力を制御する温度調整器であり、前記サーバは、前記基地局ノードから受信した前記複数の温度センサの測定データを記憶し、前記サーバは、前記記憶した測定データをモニタ表示するか、前記記憶した測定データに基づき所定のしきい値よりも温度低下が生じている前記排気管の部位を判断して警告を発するか、又は、温度低下が生じている前記排気管の部位に取り付けられた前記ヒーターへの供給電力を増加させるための制御信号を、前記基地局ノード、前記ヒータへの供給電力を制御する前記温度調整器に接続された前記第２子機ノードを介して、前記温度調整器に送信するように構成される。

また、半導体製造装置がプラズマ処理装置である場合、プラズマ処理を実行するチャンバ内には、複数のボンベから流量を制御するＭＦＣ（Mass Flow Controller）を介して所定のガスが供給される。
ここで、ボンベ内のガスが無くなったことは、例えば、ＭＦＣが具備する流量センサによって測定するガスの流量低下等で検知することが可能である。しかしながら、上記のようにして検知できるのは、あくまでもボンベ内のガスが無くなったことであり、ボンベ内のガス残量は不明である。ボンベ内のガス残量が少ない状態でプラズマ処理を実行すると、プラズマ処理中にチャンバ内へのガス供給が不十分になり、半導体製造に支障を来すおそれがある。このため、操業前にボンベに取り付けられた圧力計の指示を目視して、ボンベ内のガス残量を確認することが必要であった。また、ボンベ内のガス残量が少ない場合には、新しいボンベに交換していた。
このため、ボンベ内のガス残量をリアルタイムで検知可能とすることで、プラズマ処理中のガス切れを防止したり、ボンベ内のガスを使い切ることでコストを抑制することが望まれている。

従い、本発明は、半導体製造装置用の管理システムであって、前記半導体製造装置が備える複数のセンサにそれぞれ接続された複数の第１子機ノードと、サーバと、前記サーバに接続された基地局ノードとを備え、前記複数の第１子機ノード及び前記基地局ノードは、マルチホップ無線ネットワークシステムを構築しており、前記複数の第１子機ノードのそれぞれは、前記複数のセンサのそれぞれが取得し、前記複数のセンサのそれぞれから受信した前記半導体製造装置の製造プロセスに関わる測定データを前記基地局ノードに向けて無線送信し、前記基地局ノードは、前記複数の第１子機ノードのそれぞれから受信した測定データを前記サーバに送信し、前記サーバは、前記基地局ノードから受信した測定データを記憶し、前記半導体製造装置は、プラズマ処理装置であって、プラズマ処理を実行するチャンバと、該チャンバ内にガスを供給するための複数のボンベとを備え、前記複数の各センサは、前記複数の各ボンベに取り付けられ、前記各ボンベ内の圧力を測定する圧力計であり、前記サーバは、前記基地局ノードから受信した前記複数の圧力計の測定データを記憶し、前記サーバは、前記記憶した測定データを前記各ボンベ内のガス残量に換算し、該換算したガス残量をモニタ表示するか、該換算したガス残量が所定のしきい値よりも少ない場合に警告を発するか、又は、プラズマ処理を実行する前のレシピ設定時に、設定したレシピで使用することになるガス量を計算し、前記換算したガス残量と比較して、プラズマ処理中にガス切れが生じるおそれがある場合には警告を発する
ことを特徴とする半導体製造装置用管理システムとしても提供される。

本発明によれば、サーバは、基地局ノードから受信した複数のセンサ（圧力計）の測定データ（圧力測定値）を受信周期に応じて記憶することになる。各ボンベ内の圧力測定値は各ボンベ内のガス残量に比例する（圧力測定値×ボンベ内容積＝ガス残量）ため、サーバは、記憶した圧力測定値を各ボンベ内のガス残量に換算することが可能である。そして、サーバは、各ボンベ内のガス残量を目視で確認できるように、換算したガス残量をモニタ表示したり、所定のしきい値よりもガス残量が少ない場合には警告を発したり、或いは、プラズマ処理を実行する前の条件（レシピ）設定時に、設定したレシピで使用することになるガス量を計算し、ガス残量と比較して、プラズマ処理中にガス切れが生じるおそれがある場合には警告を発するなど、適宜の動作を行うことが可能である。
このように、本発明によれば、ボンベ内のガス残量をほぼリアルタイムで検知可能であるため、プラズマ処理中のガス切れを防止したり、ボンベ内のガスを使い切ることでコストを抑制することが可能である。

本発明によれば、メンテナンスが容易な半導体製造装置用管理システムが提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置用管理システム及び該管理システムの適用対象である半導体製造装置（プラズマ処理装置）の概略構成図である。 図２は、図１に示す半導体製造装置用管理システムが備える子機ノード（第１子機ノード及び第２子機ノード）及び基地局ノードの概略構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について、プラズマ処理装置（プラズマエッチング装置）に適用する場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置用管理システム（以下、適宜「管理システム」と略称する）及び該管理システムの適用対象であるプラズマ処理装置の概略構成図である。図１（ａ）は全体構成図を、図１（ｂ）は部分的に拡大した拡大図である。

＜プラズマ処理装置の概略構成＞
まず最初に、本実施形態に係る管理システム１００の適用先であるプラズマ処理装置（プラズマエッチング装置）２００の概略構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態のプラズマ処理装置２００は、プラズマ処理（プラズマエッチング処理）を実行するチャンバ２１を備えている。エッチング対象となるシリコン基板Ｗは、チャンバ２１の下部側に設けられたステージ２２に載置される。チャンバ２１内には、チャンバ２１から離間して設置された各ボンベ３７から流量を制御する各ＭＦＣ（Mass Flow Controller）２３を介してガス（例えば、Ａｒ、Ｏ_２、ＳＦ_６、Ｃ_４Ｆ_８）が供給される。各ボンベ３７には、各ボンベ３７内の圧力を測定する圧力計３５が取り付けられている。なお、図１では、便宜上、２本のボンベ３７しか図示していないが、実際には供給するガスの種類数に応じた本数のボンベ３７が設置されている。

チャンバ２１内に供給されたガスは、第１高周波電源２４を用いて高周波電力が印加されたコイル２５によってプラズマ化される。その後、第２高周波電源２６を用いてステージ２２に高周波電力が印加されることで、チャンバ２１内で生成されたプラズマが基板Ｗに引き込まれる。
プラズマ処理によってチャンバ２１内に生成された反応生成物は、チャンバ２１に連通する排気管２７を通じて外部に排気される。排気管２７には、バルブ開度を調整することにより、チャンバ２１内の圧力を制御するＡＰＣ（Auto Pressure Control）２８、反応生成物を排気するためのターボ分子ポンプ２９、及び、ターボ分子ポンプ２９を補助する補助ポンプ（ドライポンプやロータリーポンプなど）３０が設けられている。排気管２７内を流通した反応生成物は最終的に除害装置３１によって除害された後に、外部に排気される。

なお、排気管２７は、デポ物の堆積を抑制するために、ヒーター３２（図１（ｂ）においてハッチングを施した部分）によって加熱されている。ヒーター３２への供給電力は、温度調整器３６によって制御され、供給電力に応じた温度に加熱される。具体的には、ヒーター３２として、例えば、発熱線を平板状の長尺のシリコンゴムで被覆したベルトヒーターが用いられ、このベルトヒーターを排気管２７の外面に螺旋状に巻回することにより、排気管２７は加熱されている。図１では、ターボ分子ポンプ２９と補助ポンプ３０との間に位置する排気管２７にヒーター３２が取り付けられる例を図示しているが、本発明は何らこれに限るものではなく、チャンバ２１と補助ポンプ３０との間に位置する排気管２７にヒーター３２を取り付けても良いし、チャンバ２１から除害装置３１に至るまで排気管２７の全長に亘ってヒーター３２を取り付けても良い。また、図１では、便宜上、１つの温度調整器３６のみを図示しているが、実際には複数の温度調整器３６が設置され、温度調整器３６の数に応じた複数のヒーター３２が設置される（各ヒーター３２は排気管２７の長手方向に異なる部位に設置される）。これにより、各温度調整器３６に接続された各ヒーター３２が個別に加熱され、排気管２７も長手方向に異なる部位毎に個別に加熱されることになる。

上記の構成を有するプラズマ処理装置２００においては、各ＭＦＣ２３によってチャンバ２１内に供給するガスの流量が制御されると共に、各ＭＦＣ２３が具備する流量センサによってチャンバ２１内に供給するガスの流量が測定される。すなわち、ＭＦＣ２３は、製造プロセスを制御するための制御機器として機能すると共に、製造プロセスに関わる測定データを取得するセンサとしても機能する。
また、各ボンベ３７に取り付けられた圧力計３５によって各ボンベ３７内の圧力が測定される。すなわち、圧力計３５は、製造プロセスに関わる測定データを取得するセンサとして機能する。
また、チャンバ２１に設けられた真空ゲージ３３によってチャンバ２１内の圧力が測定される。すなわち、真空ゲージ３３は、製造プロセスに関わる測定データを取得するセンサとして機能する。
また、ＡＰＣ２８によってチャンバ２１内の圧力が制御されると共に、ＡＰＣ２８のバルブ開度がＡＰＣ２８が具備するエンコーダによって測定される。すなわち、ＡＰＣ２８は、製造プロセスを制御するための制御機器として機能すると共に、製造プロセスに関わる測定データを取得するセンサとしても機能する。
また、温度調整器３６によってヒーター３２への供給電力が制御される。すなわち、温度調整器３６は、製造プロセスを制御するための制御機器として機能する。
さらに、ヒーター３２によって加熱された排気管２７の温度が、排気管２７に取り付けられた複数の熱電対３４によって測定される。すなわち、熱電対３４は、製造プロセスに関わる測定データを取得するセンサとして機能する。なお、図１（ｂ）では、便宜上、熱電対３４がヒーター３２の外面に接触した状態で取り付けられているように図示しているが、実際には、排気管２７の外面とヒーター３２の内面との間に取り付けることが好ましい。また、排気管２７の温度低下が生じている部位を詳細に検知し、検知した温度低下が生じている部位だけを昇温するには、多数の熱電対３４を取り付けると共に、熱電対３４の数と同じ数のヒーター３２を取り付けることが好ましい。しかしながら、実際には多数のヒーター３２を取り付けることが困難な場合があるため、１つのヒーター３２に対応付けて複数の熱電対３４を取り付け、各熱電対３４で測定した温度の平均値や最低温度を基準に、当該ヒーター３２が取り付けられた排気管２７の部位の温度を評価することが考えられる。そして、温度低下が生じていると判断した場合には、当該ヒーター３２への供給電力を増加させて昇温させることが考えられる。

＜管理システムの構成＞
次に、本実施形態に係る管理システム１００の構成について説明する。
本実施形態に係る管理システム１００は、プラズマ処理装置２００が備える複数のセンサ（図１に示す例では、ＭＦＣ２３が具備する流量センサ、真空ゲージ３３、ＡＰＣ２８のバルブ開度を測定するセンサ、及び、熱電対３４）にそれぞれ接続された複数の第１子機ノードと、サーバ２と、サーバ２に接続された基地局ノード３とを備えている。
また、本実施形態に係る管理システム１００は、プラズマ処理装置２００が備える複数の制御機器（図１に示す例では、各ＭＦＣ２３、ＡＰＣ２８、及び、温度調整器３６）にそれぞれ接続された複数の第２子機ノードを備えている。
本実施形態では、第１子機ノードとしてのみ機能する子機ノードを「子機ノード１」、第２子機ノードとしてのみ機能する子機ノードを「子機ノード１Ａ」、第１子機ノード及び第２子機ノードの双方として機能する子機ノードを「子機ノード１Ｂ」と称する。

複数の子機ノード１、１Ｂのそれぞれは、複数のセンサのそれぞれが取得し、複数のセンサのそれぞれから受信したプラズマ処理装置１００の製造プロセスに関わる測定データを基地局ノード３に向けて無線送信する。基地局ノード３は、複数の子機ノード１、１Ｂのそれぞれから受信した測定データをサーバ２に送信する。サーバ２は、基地局ノード３から受信した測定データを記憶する。
一方、サーバ２は、プラズマ処理装置１００の製造プロセスを制御するための制御信号を基地局ノード３に送信する。基地局ノード３は、サーバ２から受信した制御信号を複数の子機ノード１Ａ、１Ｂのそれぞれに向けて無線送信する。複数の子機ノード１Ａ、１Ｂのそれぞれは、基地局ノード３から受信した制御信号を複数の制御機器のそれぞれに送信する。

本実施形態では、子機ノード１、１Ａ、１Ｂと基地局ノード２との間の無線通信に、２．４ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠する無線通信規格が用いられている。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、９２０ＭＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇ／ｅに準拠する無線通信規格を用いることも可能である。
また、管理システム１００は、必要に応じて、子機ノード１、１Ａ、１Ｂと基地局ノード２とを中継する中継ノードを備えてもよい。そして、子機ノード１、１Ａ、１Ｂ、中継ノード、基地局ノード２が自律的にネットワークを構築し、子機ノード１、１Ａ、１Ｂや中継ノードの移動や増減などにも容易に対応できる、いわゆるマルチホップ無線ネットワークシステムを構築することも可能である。

なお、図１では、一つのセンサ又は一つの制御機器に一つの子機ノード１、１Ａ、１Ｂが接続されている例を示しているが、本発明は必ずしもこれに限るものではなく、複数のセンサ又は制御機器に一つの子機ノード１、１Ａ、１Ｂが接続され、この子機ノード１、１Ａ、１Ｂを複数のセンサ又は複数の制御機器で共用することも可能である。ただし、子機ノード１、１Ａ、１Ｂを共用する場合には、比較的近くに位置する複数のセンサ又は制御機器で共用することが好ましい。
また、本実施形態では、センサ又は制御機器と子機ノード１、１Ａ、１Ｂとが別体とされた例を示しているが、本発明はこれに限るものではなく、子機ノード１、１Ａ、１Ｂが具備する回路基板にセンサ又は制御機器が搭載されるなど、子機ノード１、１Ａ、１Ｂがセンサ又は制御機器を内蔵する構成とすることも可能である。

以下、管理システム１００が備える子機ノード１、１Ａ、１Ｂ及び基地局ノード３の構成について説明する。
図２は、管理システム１００が備える子機ノード１、１Ａ、１Ｂ及び基地局ノード３の概略構成を示すブロック図である。
図２（ａ）に示すように、本実施形態の子機ノード１、１Ａ、１Ｂは、ＲＦユニット１０と、アンテナ２０とを具備する。
子機ノード１、１Ｂの場合（第１子機ノードの場合）、ＲＦユニット１０は、センサから有線４を通じて測定データを受信し、これを無線信号に変換する機能を有する。変換された無線信号はアンテナ２０を通じて、基地局ノード３に送信される。逆に、基地局ノード３からアンテナ２０を通じて受信した無線信号（例えば、子機ノード１、１Ｂから基地局ノード３に送信した測定データのアクノリッジ信号）は、ＲＦユニット１０によってデータに変換され、子機ノード１、１Ｂからの送信が正常に行われたことの確認等に使用される。
一方、子機ノード１Ａ、１Ｂの場合（第２子機ノードの場合）、ＲＦユニット１０は、基地局ノード３からアンテナ２０を通じて無線で受信した制御信号をデータに変換し、有線４を通じて制御機器に送信する機能を有する。

ＲＦユニット１０は、インタフェース１１と、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）１２と、ＲＯＭ１３と、ＲＡＭ１４と、タイマ１５と、無線送受信部１６とを具備する。

子機ノード１、１Ｂの場合（第１子機ノードの場合）、インタフェース１１は、センサから受信した測定信号をＭＣＵ１２が処理できる適宜の測定データ（例えば１０ビットデジタルデータ）に変換する。子機ノード１Ａ、１Ｂの場合（第２子機ノードの場合）、ＭＣＵ１２から受信したデータを制御機器が受信できる信号に変換する。
ＭＣＵ１２は、データの送信制御など各種の演算制御処理を実行し、子機ノード１、１Ａ、１Ｂの機能を実現するのに用いられるマイクロプロセッサである。
ＲＯＭ１３は、ＭＣＵ１２における演算制御処理手順を格納する読み出し専用メモリである。
ＲＡＭ１４は、ＭＣＵ１２における演算制御処理のためにデータの授受を実行するランダムアクセスメモリである。
タイマ１５は、ＭＣＵ１２での演算制御処理のために時間データを与えるものである。
無線送受信部１６は、ＭＣＵ１２から受信したデータを無線信号に変換し、アンテナ２０に送信する。また逆に、アンテナ２０から受信した無線信号をデータに変換する。

図２（ｂ）に示すように、本実施形態の基地局ノード３も、子機ノード１、１Ａ、１Ｂと同様に、ＲＦユニット４０と、アンテナ５０とを具備する。ＲＦユニット４０は、アンテナ５０を通じて子機ノード１、１Ａ、１Ｂから受信した無線信号をデータに変換し、記憶する機能を奏する。また、ＲＦユニット４０は、有線４を通じてサーバ２との間でデータを送受信する。

ＲＦユニット４０は、子機ノード１、１Ａ、１ＢのＲＦユニット１０と同様に、インタフェース４１と、ＭＣＵ４２と、ＲＯＭ４３と、ＲＡＭ４４と、タイマ４５と、無線送受信部４６とを具備する。これらは、子機ノード１、１Ａ、１Ｂのインタフェース１１、ＭＣＵ１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４、タイマ１５及び無線送受信部１６と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

以上に説明した構成を有する管理システム１００によれば、複数のセンサにそれぞれ接続された複数の子機ノード（第１子機ノード）１、１Ｂから、サーバ２に接続された基地局ノード３に向けて、複数のセンサのそれぞれで取得した測定データが無線送信される。すなわち、各子機ノード１、１Ｂと基地局ノード３との間で無線通信が行われるため、少なくとも各子機ノード１、１Ｂと基地局ノード３との間に配線を引き回す必要が無い。また、サーバ２と基地局ノード３との間が有線４で接続されているものの、基地局ノード３をサーバ２の近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。同様に、各センサと各子機ノード１、１Ｂとの間が有線４で接続されているものの、各子機ノード１、１Ｂを各センサの近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。さらに、センサを追加する場合には、追加したセンサに接続する子機ノード１、１Ｂを用意するか、或いは、既存の子機ノード１、１Ｂを既存のセンサと追加したセンサとで共用すれば良いだけであり、セッティングが容易である。

なお、例えばサーバ２がダウンした場合であっても、複数のセンサのそれぞれで取得した測定データを子機ノード１、１ＢのＲＡＭ１４又は基地局ノード３のＲＡＭ４４に記憶させることが可能である。このため、サーバ２の復旧後に、ＲＡＭ１４に記憶した測定データを子機ノード１、１Ｂから基地局ノード３を介してサーバ２に送信するか、或いは、ＲＡＭ４４に記憶した測定データを基地局ノード３からサーバ２に送信することで、測定データを支障なくサーバ２に記憶させることが可能である。
また、サーバ２がダウンした場合であっても、複数のセンサのそれぞれで測定データの取得を開始してからの経過時間を子機ノード１、１Ｂのタイマ１５又は基地局ノード３のタイマ４５を用いて測定することも可能である。そして、サーバ２の復旧後に、測定した経過時間をサーバ２に送信し、オペレータが視認できるようにサーバ２が経過時間をモニタ表示したり、経過時間が所定のしきい値を超えた場合にはサーバ２が警告を発するなどして、センサ自体や、センサが取り付けられたプラズマ処理装置１００の構成部品の補修や交換の要否を判断することが可能である。

また、管理システム１００によれば、サーバ２に接続された基地局ノード３から、複数の制御機器にそれぞれ接続された複数の子機ノード（第２子機ノード）１Ａ、１Ｂに向けて、サーバ２から送信された制御信号が無線送信される。すなわち、基地局ノード３と各子機ノード１Ａ、１Ｂとの間で無線通信が行われるため、少なくとも基地局ノード３と各子機ノード１Ａ、１Ｂとの間に配線を引き回す必要が無い。また、サーバ２と基地局ノード３との間が有線４で接続されているものの、基地局ノード３をサーバ２の近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。同様に、各制御機器と各子機ノード１Ａ、１Ｂとの間が有線４で接続されているものの、各子機ノード１Ａ、１Ｂを各制御機器の近傍に設置することが可能であるため、配線の引き回しの問題が生じない。さらに、制御機器を追加する場合には、追加した制御機器に接続する子機ノード１Ａ、１Ｂを用意するか、或いは、既存の子機ノード１Ａ、１Ｂを既存の制御機器と追加した制御機器とで共用すれば良いだけであり、セッティングが容易である。

なお、例えばサーバ２がダウンした場合であっても、サーバ２がダウンする前に既に送信した制御信号については基地局ノード３のＲＡＭ４４又は子機ノード１、１ＢのＲＡＭ１４に記憶させることが可能である。そして、ＲＡＭ４４に記憶した制御信号を基地局ノード３から子機ノード１Ａ、１Ｂを介して複数の制御機器のそれぞれに送信するか、或いは、ＲＡＭ１４に記憶した測定データを子機ノード１Ａ、１Ｂから複数の制御機器のそれぞれに送信することで、複数の制御機器のそれぞれを支障なく動作させることが可能である。
また、サーバ２がダウンした場合であっても、複数の制御機器のそれぞれで制御を開始してからの経過時間を基地局ノード３のタイマ４５又は子機ノード１Ａ、１Ｂのタイマ１５を用いて測定することも可能である。そして、サーバ２の復旧後に、測定した経過時間をサーバ２に送信し、オペレータが視認できるようにサーバ２が経過時間をモニタ表示したり、経過時間が所定のしきい値を超えた場合にはサーバ２が警告を発するなどして、制御機器自体や、制御機器の制御対象であるプラズマ処理装置１００の構成部品の補修や交換の要否を判断することが可能である。

以上のように、本実施形態に係る管理システム１００によれば、メンテナンスが容易な管理システムが提供される。

また、本実施形態の管理システム１００によれば、排気管２７の温度を多数の部位で測定するために熱電対３４を多数設置したとしても、熱電対３４の数に応じた子機ノード１を用意するか、或いは、比較的近くに位置する複数の熱電対３４毎に子機ノード１を共用すれば良いだけであり、セッティングが容易である。サーバ２は、基地局ノード３から受信した複数の熱電対３４の測定データ（温度測定値）を記憶することになるため、オペレータが温度低下が生じている部位を目視で確認できるように測定データをモニタ表示したり、所定のしきい値よりも温度低下が生じている部位を自動的に判断して警告を発するなど、適宜の動作を行うことが可能である。また、サーバ２は、温度低下が生じている排気管２７の部位に取り付けられたヒーター３２への供給電力を増加させるための制御信号を、基地局３、前記ヒータ３２に電力を供給する温度調整器３６に接続された子機ノード１を介して、前記温度調整器３６に送信することも可能である。このため、簡易且つ詳細に排気管２７の温度を管理することができ、デポ物の堆積、ひいては排気管２７の閉塞を未然に防止可能である。

また、本実施形態の管理システム１００によれば、サーバ２は、基地局ノード３から受信した複数の圧力計３５の測定データ（圧力測定値）を受信周期に応じて記憶することになる。各ボンベ３７内の圧力測定値は各ボンベ３７内のガス残量に比例する（圧力測定値×ボンベ内容積＝ガス残量）ため、サーバ２は、記憶した圧力測定値を各ボンベ３７内のガス残量に換算することが可能である。そして、サーバ２は、各ボンベ３７内のガス残量を目視で確認できるように、換算したガス残量をモニタ表示したり、所定のしきい値よりもガス残量が少ない場合には警告を発したり、或いは、プラズマ処理を実行する前の条件（レシピ）設定時に、設定したレシピで使用することになるガス量を計算し、ガス残量と比較して、プラズマ処理中にガス切れが生じるおそれがある場合には警告を発するなど、適宜の動作を行うことが可能である。このように、ボンベ３７内のガス残量をほぼリアルタイムで検知可能であるため、プラズマ処理中のガス切れを防止したり、ボンベ３７内のガスを使い切ることでコストを抑制することが可能である。

さらに、本実施形態の管理システム１００によれば、真空ゲージ３３によって測定したチャンバ２１内の圧力を、子機ノード１、基地局ノード３を介して、サーバ２に記憶することになる。サーバ２は、記憶したチャンバ２１内の圧力測定値の大小に基づき、基地局ノード３、子機ノード１Ｂを介して、バルブ開度を調整する制御信号をＡＰＣ２８に送信することが可能である。

１、１Ａ、１Ｂ・・・子機ノード
２・・・サーバ
３・・・基地局ノード
１００・・・管理システム
２００・・・プラズマ処理装置（半導体製造装置）

Claims (2)

1. 半導体製造装置用の管理システムであって、
   前記半導体製造装置が備える複数のセンサにそれぞれ接続された複数の第１子機ノードと、
   前記半導体製造装置の製造プロセスを制御するための複数の制御機器にそれぞれ接続された複数の第２子機ノードと、
   サーバと、
   前記サーバに接続された基地局ノードとを備え、
   前記複数の第１子機ノード、前記複数の第２子機ノード及び前記基地局ノードは、マルチホップ無線ネットワークシステムを構築しており、
   前記複数の第１子機ノードのそれぞれは、前記複数のセンサのそれぞれが取得し、前記複数のセンサのそれぞれから受信した前記半導体製造装置の製造プロセスに関わる測定データを前記基地局ノードに向けて無線送信し、
   前記基地局ノードは、前記複数の第１子機ノードのそれぞれから受信した測定データを前記サーバに送信し、
   前記サーバは、前記基地局ノードから受信した測定データを記憶し、
   前記サーバは、前記半導体製造装置の製造プロセスを制御するための制御信号を前記基地局ノードに送信し、
   前記基地局ノードは、前記サーバから受信した制御信号を前記複数の第２子機ノードのそれぞれに向けて無線送信し、
   前記複数の第２子機ノードのそれぞれは、前記基地局ノードから受信した制御信号を前記複数の制御機器のそれぞれに送信し、
   前記半導体製造装置は、プラズマ処理装置であって、プラズマ処理を実行するチャンバと、該チャンバ内で生成された反応生成物を排気する排気管と、該排気管を加熱する複数のヒーターとを備え、
   前記複数のセンサは、前記排気管に取り付けられ、前記排気管の温度を測定する温度センサであり、
   前記複数の各制御機器は、前記複数の各ヒーターに接続され、前記複数の各ヒーターへの供給電力を制御する温度調整器であり、
   前記サーバは、前記基地局ノードから受信した前記複数の温度センサの測定データを記憶し、
   前記サーバは、前記記憶した測定データをモニタ表示するか、前記記憶した測定データに基づき所定のしきい値よりも温度低下が生じている前記排気管の部位を判断して警告を発するか、又は、温度低下が生じている前記排気管の部位に取り付けられた前記ヒーターへの供給電力を増加させるための制御信号を、前記基地局ノード、前記ヒータへの供給電力を制御する前記温度調整器に接続された前記第２子機ノードを介して、前記温度調整器に送信する
   ことを特徴とする半導体製造装置用管理システム。
2. 半導体製造装置用の管理システムであって、
   前記半導体製造装置が備える複数のセンサにそれぞれ接続された複数の第１子機ノードと、
   サーバと、
   前記サーバに接続された基地局ノードとを備え、
   前記複数の第１子機ノード及び前記基地局ノードは、マルチホップ無線ネットワークシステムを構築しており、
   前記複数の第１子機ノードのそれぞれは、前記複数のセンサのそれぞれが取得し、前記複数のセンサのそれぞれから受信した前記半導体製造装置の製造プロセスに関わる測定データを前記基地局ノードに向けて無線送信し、
   前記基地局ノードは、前記複数の第１子機ノードのそれぞれから受信した測定データを前記サーバに送信し、
   前記サーバは、前記基地局ノードから受信した測定データを記憶し、
   前記半導体製造装置は、プラズマ処理装置であって、プラズマ処理を実行するチャンバと、該チャンバ内にガスを供給するための複数のボンベとを備え、
   前記複数の各センサは、前記複数の各ボンベに取り付けられ、前記各ボンベ内の圧力を測定する圧力計であり、
   前記サーバは、前記基地局ノードから受信した前記複数の圧力計の測定データを記憶し、
   前記サーバは、前記記憶した測定データを前記各ボンベ内のガス残量に換算し、該換算したガス残量をモニタ表示するか、該換算したガス残量が所定のしきい値よりも少ない場合に警告を発するか、又は、プラズマ処理を実行する前のレシピ設定時に、設定したレシピで使用することになるガス量を計算し、前記換算したガス残量と比較して、プラズマ処理中にガス切れが生じるおそれがある場合には警告を発する
   ことを特徴とする半導体製造装置用管理システム。

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