JPH0540507A

JPH0540507A - 製造ラインにおける装置制御方式

Info

Publication number: JPH0540507A
Application number: JP3195394A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yoshizawa; 正浩吉沢; Yasushi Wada; 康和田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-08-05
Filing date: 1991-08-05
Publication date: 1993-02-19
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JP3275968B2

Abstract

(57)【要約】【目的】通信仕様や制御手順等が異なる多種の装置の
制御手段の開発を簡便化し、新規装置の追加を容易にす
る。【構成】セルコントローラの装置制御手段は、ホスト
計算機との通信、データベースとのやりとりを含む各セ
ルコントローラで共通な処理を行う共通装置制御手段
と、各装置毎に異なる装置制御手順を実行する個別装置
制御手段と、各装置内の制御手段と個別装置制御手段の
間の通信データ形式の変換および当該データの通信を行
う通信制御手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造ラインにおいて複
数の装置を制御するセルコントローラを有する製造ライ
ンにおける装置制御方式に関し、更に詳しくは、例えば
集積回路等を製造する製造ラインにおいて複数の製造装
置や検査装置を制御するためのセルコントローラ内にお
ける装置制御手段である装置制御プログラムの構成方法
を改良した製造ラインにおける装置制御方式に関する。
一般に、セルコントローラに接続される各装置は通信制
御仕様（通信に仕様するプロトコル、メッセージのデー
タ形式、装置制御手順）が異なる。このように通信制御
仕様・装置制御手順が異なる装置群を統一的に制御する
ための装置制御プログラムの開発を効率的に行うことは
必要なことである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種製造ラインの自動化に関する
関心が高まり、計算機制御による製造ライン制御を行う
システムが実用化されつつある。例えば、ＬＳＩ製造ラ
インの自動化について米国Electrochemical Society 主
催の国際会議Automated IC Manufacturingにおいて報告
されている［ECS Fall Meeting.vol.88-2,p566(198
8)］。図４はその構成を示したものである。図中、ファ
クトリコントロールレベルにある１つの計算機が、スケ
ジューリングを実行し、各個別の装置を制御するセルコ
ントロールレベルの装置制御用コンピュータ（図におけ
るエリアコンピュータ及び移送制御コンピュータ、以下
では、単にセルコントローラと呼ぶ）にその情報を送
る。セルコントローラは、この情報を基にして各装置の
制御、データ収集を行う。例えば、集積回路の製造シス
テムでは、露光・現像、熱処理、膜付け、エッチング、
検査等の各工程ごとにセルコントローラを設けて、その
ブロック内にある同種の装置の制御、工程管理を行って
いる。セルコントローラの下につながる各装置内の制御
は、各装置の制御プログラム（以下では、装置内プログ
ラムと呼ぶ）が実行する。

【０００３】一方、装置内プログラムと装置制御プログ
ラムの通信用に、半導体製造装置通信スタンダード（Ｓ
ＥＣＳ）が業界標準として発行されている。この規格
は、ハードウェアや通信プロトコールを規定するＳＥＣ
Ｓｌと、通信メッセージのデータ形式・機能を規定する
ＳＥＣＳllから成る。しかしながら、ＳＥＣＳllはゆる
い規格であるため、市販装置では、通信メッセージの使
い方（メッセージ種類の選択、フォーマット等）や制御
手順が装置ごとに異なるほか、送受信可能なメッセージ
の数にも差がある。例えば、ウェハ装填終了、ウェハ処
理開始等の通知を装置からメッセージとして送信できな
い装置がある。また、送信できる場合でも、そのメッセ
ージのストリームとして、Ｓ１の『装置の状態』、Ｓ５
の『例外通知』、あるいは、処理データの一部と解釈し
てＳ６の『収集データ』を用いる装置がある。更に、メ
ッセージで送受信するデータ形式にしても、電流、電圧
等を１データごとにデータ項目として定義している装置
もあれば、これら複数のデータを１まとめにしたものを
データ項目として設定している装置もある。後者の場合
は、それぞれのデータがつながって入っているため、デ
ータ項目から直接必要なデータを引き出すことができ
ず、データを分解しなければならない。また、処理デー
タのみをＲＳ２３２Ｃのポートに出力する装置（ＳＥＣ
Ｓllのメッセージ規格に合わない装置）、イーサネット
等のＬＡＮを用いる装置等、ＳＥＣＳの規格に準拠しな
い装置が多種用いられている。更に、通信インタフェー
スがなく、フロッピディスクに蓄えた処理データをデー
タベースへ格納したい場合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、接続され
る装置との通信制御仕様が多様なため、これらの装置を
制御するセルコントローラ内の装置制御プログラムを各
装置の通信制御仕様・制御手順に合うように個別に作製
する必要があり、プログラムの開発に手間がかかるとい
う問題があった。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、通信仕様や制御手順等が異な
る多種の装置の制御手段の開発を簡便化し、新規装置の
追加を容易にする製造ラインにおける装置制御方式を提
供することにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、レイアウト変
更やセルコントローラの故障等によるセルコントローラ
と装置の接続関係の変更を迅速に行えるようにして、製
造ライン全体の稼働率の向上を図る製造ラインにおける
装置制御方式を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の製造ラインにおける装置制御方式は、製造
ラインにおいて複数の装置を制御するセルコントローラ
を有する製造ラインにおける装置制御方式であって、前
記セルコントローラは装置制御手段を有し、該装置制御
手段は、ホスト計算機との通信、データベースとのやり
とりを含む各セルコントローラで共通な処理を行う共通
装置制御手段と、各装置毎に異なる装置制御手順を実行
する個別装置制御手段と、各装置内の制御手段と個別装
置制御手段の間の通信データ形式の変換および当該デー
タの通信を行う通信制御手段とを有することを要旨とす
る。

【０００８】

【作用】本発明の製造ラインにおける装置制御方式で
は、各装置の通信制御仕様が標準の仕様と異なる場合
に、その仕様に合う通信制御プログラムを起動し、装置
からの通信データを標準形式（集積回路の製造ラインに
おいてはＳＥＣＳllのデータ形式が標準的）に変換して
いる。このため、上位の個別装置制御手段は、通信制御
仕様の違いにかかわらず、標準のデータ形式でデータの
授受を行うことができる。従って、各装置ごとに異なる
メッセージの解釈（制御パラメータの抽出）、組立、及
び、これらの制御パラメータを用いた制御手順の作成が
容易になり、各装置に応じたセルコントローラ内の装置
制御プログラム開発を効率的に行うことができる。ま
た、接続変更や新規装置の追加の場合には、個別装置制
御手段のみを変更（追加）すればよいので、簡単に実施
できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１０】図１は、本発明の一実施例に係わる製造ラ
インにおける装置制御方式に使用されるセルコントロー
ラの構成を示すブロック図である。一般に、製造ライン
には図１に示すような多数のセルコントローラが存在
し、それぞれ複数の異なる装置を制御している。図１に
おいて、セルコントローラ１は、ホスト計算機３に接続
されるとともに、制御すべき複数の装置５に接続されて
いる。

【００１１】セルコントローラ１は、装置制御プログラ
ム７を有し、この装置制御プログラム７は、スケジュ
ーラや他のセルコントローラとの通信処理等、各セルコ
ントローラで共通な処理を実行する共通装置制御プログ
ラム１３、各装置ごとに異なる通信メッセージからの
パラメータの抽出、制御手順の実施を行う複数の個別装
置制御プログラム１５、各装置５との通信を行い、そ
のデータ形式を標準の形式に変換する複数の通信制御プ
ログラム１７の３階層から構成する。図の例では、これ
ら装置制御プログラムの他に、セルコントローラ１はデ
ータベース９とユーザインタフェースプログラム１１を
具備している。前者は、各装置の処理結果データを蓄積
し、後者は、処理結果・進捗状況の表示や装置制御プロ
グラム７への制御コマンド（処理開始命令、処理中止命
令等）の発行を行う。

【００１２】３階層の最上位の装置制御プログラムであ
る共通装置制御プログラムは、１セルコントローラに１
つ起動し、ホストと通信し、スケジュール情報の受信・
ウェハ処理の進捗状況の管理・報告を行うほか、処理結
果データ等のデータベース９への格納、ユーザインタフ
ェースプログラム１１との通信処理等を行う。共通装置
制御プログラム１３は、自セルコントローラに接続され
ている装置の個別装置制御プログラム１５を介して、複
数の装置５を制御する。自セルコントローラに接続され
ている装置は、データベース内で定義された固有の番号
（または名前）と接続セルコントローラの対応表（装置
接続関係テーブル）を参照することにより認識する。

【００１３】共通装置制御プログラム１３は、通信の相
手先の指定と、装置毎の管理テーブルの作成を行うこと
により、複数の装置の管理を共通的に行うことができ
る。例として、進捗状況の管理、データベースへのデー
タ格納方法を以下に示す。

【００１４】スケジューラから送られてくるスケジュー
ル情報は、前述の装置接続関係テーブル内の各装置番号
ごとに分類して格納し、処理順序（あるいは処理開始予
定時刻）を管理する。ウェハ処理の進捗の管理は、この
スケジュール情報を用い、各処理の終了時にフラグを立
てて現在の状況を管理する。この時、全処理の終了だけ
でなく、ウェハ装填終了・ウェハ処理開始等の各処理ご
とにその結果が報告される場合には、これに応じて進捗
を管理するテーブルを用意しておき、報告があるごと
に、対応する欄にフラグを立てていけば、詳細な進捗管
理を行うことができる。また、装置を起動する等、個別
装置制御プログラム１５を介して各装置を制御する場合
には、前述の装置番号に対応した個別装置制御プログラ
ム１５を宛先にして、制御コマンドを発行する。

【００１５】半導体の製造装置では、膜形成、露光、エ
ッチング、検査等、各種の処理が行われるため、装置に
よって、収集される処理結果の内容が異なる。例えば、
膜形成装置では、処理温度、使用ガスの種類、ガス流量
等のデータ、露光装置では、露光時間、光の強度、描画
位置等のデータが収集される。一方、製造途中の検査で
は、形成された膜の厚さの分布、形成されたパタンの寸
法、ゴミの量やその分布等が測定される。また、最終段
階では、その電気的特性（リーク、動作時間等）が測定
される。これらのデータをデータベースへ格納する際に
は、このように装置ごとに収集するデータ項目が異な
る。また、温度等の物理量を装置５から装置制御プログ
ラム７に送信する場合に、実数データとして送信する装
置もあれば、ＡＳＣllコードで文字列として送信する装
置もある。このように、データのフォーマット（文字型
・整数型等の区別、及び桁数）がデータベースへ格納す
るフォーマットと異なる場合もある。このため、以下の
ようにして、装置から送信されてくる処理データから、
データの項目を選択し、フォーマットを変換してデータ
ベースへデータを格納する。

【００１６】まず、あらかじめ、装置ごとに、装置から
送られてくるデータの構造を示すデータ形式定義ファイ
ルを登録しておく。このファイル内では、各データ項目
とそのデータのフォーマットを登録しておく。一方、デ
ータベースに格納するデータと、そのフォーマット、及
びそのデータが前述のデータ形式定義ファイル内のどの
データ項目に対応するかを指定する格納データ定義ファ
イルを別途登録しておく。この時、各データのフォーマ
ットは、装置から送られたものと異なってもよい。例え
ば、装置からは、文字型で温度等が送られるが、実数型
でそれをデータベースへ格納するように登録することが
可能である。このようにしておけば、後からデータを取
り出して統計処理する時に変換処理を省略できる。ま
た、格納データ定義ファイルの指定では、装置から送ら
れてくる全データを格納するとは限らず、データの取捨
選択を行うことができる。次に、実際のウェハ処理時に
は、以下の手順でデータを格納する。ウェハ処理終了時
に装置から送られたデータは、個別装置プログラムが、
装置ごとにきまった場所にデータファイルを作成すると
ともに、データファイルができたことを共通装置制御プ
ログラムに報告する。共通装置制御プログラムは、この
データファイルを受取り、データ形式定義ファイルを参
照しながらこのデータファイルのデータを分解・解釈
し、フォーマットファイルを参照しながら該当データを
データベースへ格納する。このようにすれば、供給制御
プログラムでの処理は、装置からのデータの構造によら
ず共通的に行うことができる。

【００１７】個別装置制御プログラム１５の説明に入る
前に、通信制御プログラム１７について説明する。標準
のデータ形式（集積回路製造装置の場合には標準通信規
格であるＳＥＣＳll）で、各装置内プログラムと上位の
装置制御プログラム（個別装置制御プログラム）が通信
できるように、通信制御プログラム内で、データの形式
変換を含めて通信処理を行う。各装置の通信制御仕様に
応じて、以下に示す複数の通信制御プログラム１７の中
から該当するプログラムを選択し、通信パラメータ（ポ
ート番号、装置ｌＤ、ポーレート、タイムアウト値、リ
トライ回数等）を設定して起動する。図２は種々の通信
制御仕様に対応した通信制御プログラム１７の例を示し
た図である。

【００１８】図２（ａ）は標準の通信制御仕様の場合で
ある。１本のケーブルにより１台の装置をセルコントロ
ーラの入出力ポートと接続し、装置内の制御プログラム
と個別装置制御プログラムの通信を１対１で行う。

【００１９】図２（ｂ）は、１台の計算機が同種の複数
台の装置を制御し、これら複数装置の情報を１回線で通
信する場合である。通信制御プログラム１７では、メッ
セージ内に含まれる装置ｌＤ情報を参照し、対応する個
別装置制御プログラム１５へメッセージの割り振りを行
う（およびその逆）ように宛先の制御を行う。従って、
１つの通信制御プログラム１７で、複数の個別装置制御
プログラム１５と同数の装置１５との通信を行う。

【００２０】図２（ｃ）は、標準の通信制御仕様に合わ
ないデータ形式でデータを送信する場合である。データ
のみをＳＥＣＳll規格に準拠しない形式で、ＲＳ２３２
Ｃのポートに出力する装置等が該当する。このような場
合には、ＳＥＣＳll規格に合うように、通信制御プログ
ラム１７で、データの構造化、ヘッダ部分の付加をおこ
なう。データ形式変換にあたって、装置側から送られる
データの構造、変換後に個別装置制御プログラム１５へ
送るデータ構造を図２（ｃ）に示すようにそれぞれ定義
ファイル２１，２３を用いてあらかじめ登録しておく。
通信制御プログラム１７では、この定義ファイルを参照
して各データの解釈、変換を行う。このようにすれば、
同じハードウェアを使用しているがデータ内容が異なる
複数の装置との通信に、定義ファイルを変更（または起
動時に指定）することにより、同一の通信制御プログラ
ムを用いることができる。

【００２１】図３（ａ）は、装置から直接データ等を送
信するインタフェースがなく、一旦フロッピに蓄えたデ
ータを、データベースへ送信する場合である。パソコン
等を仮想装置とし、これと個別装置制御プログラム１５
との間で通信を行う。通信制御プログラム１７では、フ
ロッピにある装置データを読出し、標準のデータ形式
（ＳＥＣＳll規格）に合うようにヘッダ部分の付加、構
造化を行い、通信を行う。

【００２２】この場合も、図２（ｃ）と同じように定義
ファイルを用いることにより、データ内容が異なる複数
の装置との通信に、同一の通信制御プログラムを用いる
ことができる。

【００２３】図３（ｂ）は、装置との通信にＭＡＰ、イ
ーサネット等のネットワークを用いる場合である。通信
制御プログラム１７では、各ネットワークのプロトコル
に合わせてデータを受信した後、標準のデータ形式（Ｓ
ＥＣＳll規格）に合うように変換する。この場合も、図
２（ｃ）と同じように定義ファイルを用いることによ
り、データ内容が異なる複数の装置との通信に、同一の
通信制御プログラムを用いることができる。

【００２４】なお、複数の種類のネットワークを用いる
場合には、それぞれに応じた通信制御プログラムが必要
となる。

【００２５】図３（ｃ）は、測長等の検査結果データ、
ＥＢの露光データ等のように、ネットワークを利用して
転送するデータ量が膨大な場合である。この場合には、
全データをＳＥＣＳll規格に合わせて構造化して送信す
るのは、手間と通信時間がかかる。このため、送信した
いデータファイルの名をＳＥＣＳllで送信し（図中の上
の欄）、ファイル自体はファイル転送等の別のデータ転
送方法で送信する（図中の下の欄）ことにより、効率的
にデータ転送を行うことができる。ここで、図では、こ
の両者が同一種類のネットワークを用いているが、後者
に専用の高速伝送線を用いて異なるネットワークを用い
てもよい。

【００２６】なお、ここでは、集積回路の製造ラインを
想定して説明したために、その標準規格であるＳＥＣＳ
を標準の通信制御仕様として説明している。しかし、標
準として使用するハードウェア、メッセージの形式は他
のものでよいことは、いうまでもない。

【００２７】このように、通信制御プログラムを独立さ
せて階層構成とし、装置制御プログラムからの通信メッ
セージのデータ形式を標準的な仕様（例えばＳＥＣＳll
規格）に合うように変換している。従って、セルコント
ローラ内の上位の装置制御プログラムは、通信制御仕様
の違いにかかわらず、装置との通信を標準のデータ形式
で行うことができる。この時、個々の装置のメッセージ
内容（制御パラメータの種類、データ構造等）は、装置
ごとに異なる。このため、その解釈（制御パラメータの
抽出）、制御手順の実行、制御コマンドの組立等は個別
装置制御プログラムで実行する。

【００２８】個別装置制御プログラムは、各装置ごとに
異なるメッセージを装置に合わせて組立、解釈して装置
の制御・データ収集を行い、その進行状況を共通制御プ
ログラムに報告する。すなわち、通信制御プログラムを
介して送られてくるメッセージの中から、装置状態・処
理データ等の装置情報を取り出し、装置の状態を認識す
る。装置からの状態変化の報告が合った場合、あるいは
共通装置制御プログラムからの要求により装置状態を確
認した場合には、個別制御プログラムは、認識した装置
の状態を共通制御プログラムに報告する。この個別装置
制御プログラムから共通装置制御プログラムへの通知
は、各装置とも共通のデータ形式を用い、装置の違い
は、通知内に装置番号（または名称）を記載しておくこ
とにより認識する。

【００２９】更に、個別装置制御プログラムは、装置の
状態を把握するとともに、共通装置制御プログラムから
の処理開始命令にもとづいて、あらかじめ定められた装
置制御手順に従って１プログラムで１台の装置を制御
（ウェハ処理の実行）する。この装置制御手順は、装置
ごとに異なる。共通装置制御プログラムあるいは装置内
プログラムからメッセージを受けた場合に、何を処理し
て何を応答するかを個々のメッセージごとに定義する。

【００３０】以上説明したように、共通装置制御プログ
ラムと通信制御プログラムは各セルコントローラで共通
であるので、レイアウト変更・セルコントローラの故障
等に伴って、装置の接続変更（ある計算機から他の計算
機に接続を変更）が生じた場合には、個別装置制御プロ
グラムのみを移し変えればよいので簡単に接続変更がで
きる。

【００３１】なお、図１では、３階層の装置制御プログ
ラム全てが同一のセルコントローラ内にあるように記述
している。しかし、通信制御プログラムのみ、または、
個別装置制御プログラムと通信制御プログラムを別ユニ
ットとして装置の近くにおき、ネットワークを用いて通
信するような構成にしても、本発明の方法と同じように
装置制御プログラムの効率的開発を行うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置制御用セルコントローラ内の装置制御手段を３つの
階層化する。通信制御仕様が標準と異なる場合には、最
下層の通信制御手段で、通信内容を標準のデータ形式に
自動変換することにより、上位の個別装置制御手段は、
通信制御仕様の違いに関係なく、標準のデータ形式で装
置内の制御手段との通信を行うことができる。このた
め、通信制御仕様や制御手順等が異なる多種の装置の制
御プログラム開発に必要な項目は、通信メッセージから
の制御パラメータの抽出、制御手順の実行を個別制御手
段の中で作成することである。このように、個別制御手
段の中から通信制御部分と共通制御部分が除かれ、しか
も、通信制御手段及び共通装置制御手段は複数の装置の
制御に共通に使用できるので、全体のプログラム開発量
を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる製造ラインにおける
装置制御方式に使用されるセルコントローラの構成を示
すブロック図である。

【図２】図１に示すセルコントローラに使用されている
通信制御プログラムの例を示す図である。

【図３】図１に示すセルコントローラに使用されている
通信制御プログラムの例を示す図である。

【図４】従来のセルコントローラを用いたＬＳＩ生産シ
ステムの例を示す図である。

【符号の説明】

１セルコントローラ３ホスト計算機５装置７装置制御プログラム１３共通装置制御プログラム１５個別装置制御プログラム１７通信制御プログラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製造ラインにおいて複数の装置を制御す
るセルコントローラを有する製造ラインにおける装置制
御方式であって、前記セルコントローラは装置制御手段
を有し、該装置制御手段は、ホスト計算機との通信、デ
ータベースとのやりとりを含む各セルコントローラで共
通な処理を行う共通装置制御手段と、各装置毎に異なる
装置制御手順を実行する個別装置制御手段と、各装置内
の制御手段と個別装置制御手段の間の通電データ形式の
変換および当該データの通信を行う通信制御手段とを有
することを特徴とする製造ラインにおける装置制御方
式。
【請求項２】前記通信制御手段は、標準の通信制御仕
様で通信を行う手段と、１回線で複数台の装置と情報を
通信する場合に、個々の装置の装置識別番号から各個別
装置制御手段へメッセージの割り振りを行ったり、また
はその逆の処理を行うように宛先の決定を行う手段と、
装置の通信制御仕様が標準の仕様に準拠していない場合
に、通信プロトコルの制御・データの解釈を行い、標準
のデータ形式に合うようにデータ変換を行う手段と、直
接データ等をセルコントローラへ送信するインタフェー
スがない装置において一旦装置内でフロッピーディスク
に情報を蓄積した後、セルコントローラに接続されたコ
ンピュータ等を仮想製造装置とみなして、該装置と個別
装置制御手段との間で通信を行うことをサポートする手
段とを有する複数の手段の中から各装置の通信仕様に合
うものを選択し、パラメータを設定して通信することを
特徴とする請求項１記載の製造ラインにおける装置制御
方式。