(57)【要約】      （修正有）【課題】処理チャンバでの基板処理の不均一を平均させる。【解決手段】チャンバ監視システム４００は、単一のセンサコントロールシステム４０２が多数の異なる処理チャンバのコントロールボードセンサ線に連結され、タコメータ等の単一の回転センサ３０１のデータは単一のシステムにより処理され、その後、様々な異なるネットワーク通信プロトコルに従ってメインシステムコントローラ、ファクトリインターフェース又はその両方にルーティングされる。中央コントロールユニット及びチャンバコントロールボード内のプルアップネットワークをマッチさせることにより、クロウバー効果等の電気信号の異常を低減する。中央コントロールユニットは、メインシステムコントローラを介してユーザー定義のパラメータに従って動作するようにプログラムすることができ、これにより特定の運転ステータス間のシステムによる差別化が可能となる。【選択図】図４
2015122515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理チャンバにおいて基板支持体の回転を監視するためのシステムであって、
処理チャンバ内に位置決めされた回転可能な基板支持体と、
回転可能な基板支持体を監視するためのセンサと、
センサをチャンバボードに連結するセンサ線と、
回転可能な基板支持体に関連した回転データを処理するように構成され、回転データから回転可能な支持体に関連した回転速度を求める、センサ線に連結された中央コントロールユニットと、
中央コントロールユニットから回転データを受け取る、中央コントロールユニットに接続された１つ以上の遠隔コントロールシステムとを含み、
中央コントロールユニットは、回転可能な基板支持体が回転運動ではなく往復運動しているかどうかを識別し、中央コントロールユニットが回転可能な基板支持体の往復運動を検知したとき、１つ以上の遠隔コントロールシステムにエラー状態を示す警告を発行するように構成されたシステム。
【請求項２】
中央コントロールユニットは、タコメータを含む請求項１記載のシステム。
【請求項３】
センサ線と中央コントロールユニットの間に連結され、センサから中央コントロールユニットが受け取った信号を光学的に分離する第１の光アイソレータと、センサとチャンバボードの間に連結され、センサからチャンバボードが受け取った信号を光学的に分離する第２の光アイソレータを含む請求項１記載のシステム。
【請求項４】
第１のセンサ線と中央コントロールユニットの間の第１のプルアップネットワークと、第１のセンサ線と第１のチャンバボードの間の第２のプルアップネットワークを含み、第１のプルアップネットワークは、第２のプルアップネットワークと実質的にマッチする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
中央コントロールユニットは、１つ以上の遠隔コントロールシステムから範囲外条件を受け取るように構成され、範囲外条件は、回転可能な基板支持体に関連する最大回転速度又は最小回転速度を含み、中央コントロールユニットは、範囲外条件を使用するように構成され、これによって回転可能な基板支持体の回転速度が、最大回転速度よりも大きい、又は最小回転速度よりも小さいことを判定する請求項１記載のシステム。
【請求項６】
基板処理チャンバ内で回転可能な基板支持体を回転センサを使用して監視する工程と、
回転センサからの回転信号をチャンバコントロールボードに伝送する工程と、
中央コントロールユニットで回転信号を受け取る工程と、
回転可能な支持体に関連する回転速度を決定するために中央コントロールユニットで回転信号を処理する工程と、
更なる処理のために中央コントロールユニットから１つ以上の遠隔コントロールシステムに回転速度を示すデータを伝送する工程と、
回転可能な基板支持体が回転運動ではなく往復運動しているかどうかを識別する工程と、
中央コントロールユニットが回転可能な基板支持体の往復運動を検知したとき、１つ以上の遠隔コントロールシステムにエラー状態を示す警告を発行する工程を含む方法。
【請求項７】
回転データに関連した値をチャンバコントロールボードに近接したディスプレイ上に表示する工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
センサからタコメータが受け取る信号を光学的に分離し、センサからチャンバコントロールボードが受け取る信号を光学的に分離する工程を含む請求項６記載の方法。
【請求項９】
第１のプルアップネットワークが、中央コントロールユニットにつながるセンサ線の連結部に含まれ、第２のプルアップネットワークが、チャンバボードにつながるセンサ線の連結部に含まれ、第１のプルアップネットワークが第２のプルアップネットワークと実質的にマッチする請求項６記載の方法。
【請求項１０】
１つ以上の遠隔コントロールシステムから範囲外条件を受け取る工程であって、範囲外条件は、回転可能な基板支持体に関連する最大回転速度又は最小回転速度を含む工程と、
回転可能な基板支持体の回転速度が、最大回転速度よりも大きい、又は最小回転速度よりも小さいことを判定する工程と、
回転可能な基板支持体の範囲外条件に関して１つ以上の遠隔コントロールシステムに警告を発行する工程を含む請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
集積回路及びディスプレイの製造においては、半導体、誘電体及び導電性材料をシリコ
ン基板又はガラス基板等の基板上に形成する。これらの材料は、一部の実施形態7におい
て、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理気相蒸着（ＰＶＤ）、イオン
注入、プラズマ又は熱酸化及び窒化プロセスにより形成することが可能である。その後、
堆積した材料をエッチして、ゲート、ビア、コンタクトホール及び相互接続線等の特徴部
を形成することが可能である。典型的な堆積又はエッチ処理においては、基板を基板処理
チャンバ内でプラズマに曝露することにより基板表面上にて材料を堆積する又はエッチす
る。基板上に行うその他の典型的な処理には、ＲＴＰ、フラッシュランプ又はレーザーア
ニール処理を含む熱処理技法が含まれる。
【０００２】
物理気相蒸着（ＰＶＤ）、すなわちスパッタは、集積回路及びデバイスの製造において
最も一般的に使用される処理の１つである。ＰＶＤは、真空チャンバ内で行われるプラズ
マ処理であり、チャンバ内では負にバイアス印加されたターゲット（典型的には、マグネ
トロンターゲット）を、比較的重い原子を有する不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）
）又はこのような不活性ガスを含むガス混合物のプラズマに曝露する。不活性ガスのイオ
ンがターゲットに衝突することにより、ターゲット材料から原子が飛び出す。飛び出した
原子は、一般にターゲットに面した基板台座部上に載置された基板上に堆積膜として蓄積
される。上記の処理中、基板は、典型的には、基板受け面を有する基板支持体上に保持さ
れる。支持体に、処理中にプラズマ発生装置として機能する電極を埋設したり及び／又は
支持体を帯電させて基板を静電気により保持することも可能である。支持体が、処理中に
基板を加熱するための抵抗加熱素子及び／又は基板若しくは支持体を冷却するための水冷
システムを有することもある。デバイスのサイズが小さくなるにつれ基板のムラの許容誤
差は極めて低くなり、基板支持体、シャドーリング又はその他のチャンバ部品に相対して
の基板の整列及び位置決めが、基板上で達成される処理結果の均一性に影響を与える可能
性があるという問題が起こる。場合によっては、処理チャンバの１つ以上の領域で、プラ
ズマを均一に発生させたり（例えば、ＰＥＣＶＤ、ＰＶＤ）、熱を基板に均一に送ったり
（例えば、ＲＴＰ、ＰＥＣＶＤ）することができず及び／又は処理チャンバにおけるガス
流入口又はガス排出口の位置方向により、ガス流の不均一な領域ができたりするため、通
常、基板を回転させることにより、処理チャンバの処理領域の異なる部位において見られ
る不均一性を平均させる必要性がある。
【発明の概要】
【０００３】
チャンバ監視システムは、単一のセンサコントロールシステムが多数の異なる処理チャ
ンバコントロールボードセンサ線に連結された並列アーキテクチャを含んでいてよい。実
例となる実施形態においては、タコメータ等の単一の回転センサが、処理チャンバから離
れた中央コントロールユニット内に存在しているため、回転データは単一のシステムによ
り処理され、その後、様々な異なるネットワーク通信プロトコルに従ってメインシステム
コントローラ、ファクトリインターフェース又はその両方にルーティングされる。この実
施形態及びその他の実施形態においては、中央コントロールユニット及びチャンバコント
ロールボード内のプルアップネットワークをマッチさせることにより、クロウバー効果等
の電気信号の異常を低減する。中央コントロールユニットは、メインシステムコントロー
ラを介してユーザー定義のパラメータに従って動作するようにプログラムすることができ
、これにより特定の運転ステータス間のシステムによる差別化が可能となる。例えば、中
央コントロールユニットには、回転装置が連続的に回転するのではなく往復運動している
とシステムからユーザに警告させる毎分回転数（ＲＰＭ）範囲外条件が設定される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】回転式基板台座部を有するＰＶＤチャンバの一実施形態の概略断面図である。
【図２】処理チャンバ及びシステムコントローラを含む処理チャンバシステムを表す例示的なシステムの図である。
【図３】基板支持体の回転を監視するための例示的なセンサシステムを表す図である。
【図４】例示的なチャンバ監視システムを表す回路図であり、センサコントロールシステムは多数の異なるセンサに並列アーキテクチャを使用して連結される。
【図５】チャンバ監視システム内の複数の処理チャンバに連結されたセンサコントロールシステムを表すシステム図である。
【図６】複数の処理チャンバを監視するためのセンサコントロールシステムの例示的なハードウェア構成を表す図である。
【図７Ａ】〜
【図７Ｂ】複数の回転デバイスを監視するデジタルタコメータをインプリメントするための例示的な方法を表すフロー図である。
【図８】複数の回転デバイスに関連した回転データを処理するための例示的な方法を表すフロー図である。
【図示された実施形態の詳細な説明】
【０００５】
物理気相蒸着チャンバにおける例示的な回転基板支持体
図１は、回転式基板台座部１２６を有するＰＶＤチャンバ１００の一実施形態を描く。Ｐ
ＶＤチャンバ１００は一般に、蓋アセンブリ１０２、メインアセンブリ１０４、運動制御
ユニット１７０、支援システム１６０及びコントローラ１８０を含む。一実施形態におい
て、蓋アセンブリ１０２はターゲットアセンブリ１１０及び上部エンクロージャ１２２を
含む。ターゲットアセンブリ１１０は、ターゲットベース１１２（例えば、水冷ベース）
内に配置された回転式マグネトロンパック１１４、ターゲット１１８及びターゲットシー
ルド１２０を含む。マグネトロンパック１１４は、運転時に、パックを既定の角速度で回
転させる駆動部１１６に機械的に連結されている。本発明が有益となるように適合させ得
るマグネトロンパックが、２００３年１１月４日にＡ．テップマン（Ｔｅｐｍａｎ）に発
行された米国特許第６６４１７０１号に記載されている。ターゲットアセンブリ１１０は
、ＲＦ、ＤＣ、パルスＤＣ及び同様の電源等のプラズマ電源（図示せず）に電気的に結合
されている。
【０００６】
一実施形態において、メインアセンブリ１０４は、チャンバ本体部１２８、回転式基板
台座部１２６、円周方向に沿って本体部１２８に取り付けられた倒立シールド１３６及び
複数の輻射ヒータ１３４を含む。シールド１３６は一般に、部材本体部１２８の上部から
下方向内側へと台座部１２６に延びる。基板台座部１２６は、互いに連結された基板プラ
テン１５４及びカラムモジュール１５０を含む。蓋アセンブリ１０２とメインアセンブリ
１０４との間の真空気密連結は図において少なくとも１つのシールによって成されており
、Ｏリング１３２が図示されている。
【０００７】
基板１３０（例えば、シリコン（Ｓｉ）ウェハ等）を、チャンバ本体部１２８のスリッ
トバルブ１２４を通してＰＶＤチャンバ１００内に導入したり、チャンバ内から取り出す
。一般には輻射ヒータ１３４（例えば、赤外線（ＩＲ）ランプ等）を使用して、チャンバ
１００の基板１３０及び／又は内部部品を特定のプロセスレシピによって決定された温度
にまで加熱する。輻射ヒータ１３４はシールド１３６の下に位置決めされていることから
、ヒータ１３４は、ヒータの性能に悪影響を与える可能性のある、スパッタされたターゲ
ット材料の堆積から保護される。
【０００８】
運転中、プラテン１５４は選択的に（図示されるような）上方処理位置又は（点線で図
示の）下方搬送位置に配置される。ウェハ処理中（すなわちスパッタ堆積中）、プラテン
１５４はターゲットから既定の距離の上方位置へと持ち上げられる。基板１３０を受け取
る又は放出する場合は、プラテン１５４をスリットバルブ１２４と実質的に一直線上にあ
る下方位置に移動させることによりロボットによる基板の搬送を促進する。
【０００９】
プラテン１５４は、プラテン１５４の上部基板支持面に配置される少なくとも１つのポ
リマー部材を含んでいてもよい。ポリマー部材は適切なプラスチック又はエラストマーで
あってよい。一実施形態において、ポリマー部材は溝に配置されるＯリングである。運転
中、基板１３０とＯリングとの間での摩擦が、ウェハが回転するプラテン１５４の基板支
持面１８６に沿って滑るのを防ぐ。
【００１０】
プラテン１５４は、表面から上方向に延びる環状周縁枠部及び環状の、周囲を取り巻き
且つ上方向を向いた溝を含んでいてもよい。枠部は表面における基板受けポケットを画成
しており、プラテン１５４の角速度が高くなった際に基板が滑らないように更に保護して
いる。基板１３０をプラテン１５４の中心から最小のズレでもって位置決めできるように
、一部の実施形態において、枠部は基板１３０を誘導するように面取り、角度付け、丸み
付け又はその他の形で加工されている。
【００１１】
その他の実施形態において、プラテン１５４は、締め付けリング、静電チャック、埋設
基板ヒータ、背面（すなわち、熱交換）ガス及び／又は冷却流体用の流路、高周波電極並
びにＰＶＤ処理を強化すると既知のその他の手段を含む。背面ガス、冷却流体、電力及び
高周波電力の各供給源（図示せず）への連結は、当業者に既知の慣用の手段を使用して達
成することができる。
【００１２】
図１に戻ると、運動制御ユニット１７０は一般に、蛇腹部１４８、磁気駆動部１４４、
変位駆動部１４０及びチャンバ本体部１２８に取り付けられたブラケット１５２上に図示
のように据え付けられた昇降ピン機構を含む。蛇腹部１４８は、蛇腹部の底部プレート１
９２に回転可能に連結された（矢印１５６で図示した）カラムモジュール１５０のための
伸縮式真空気密シールとなる。ブラケット１５２とチャンバ本体部１２８との間の真空気
密の境界部は、例えば、１つ以上のＯリング又は圧潰式銅製シール（図示せず）を使用し
て形成してもい。
【００１３】
カラムモジュール１５０は、シャフト１９８及び磁気駆動部１４４に近接して配置され
た複数の磁気素子１４２を含む。運転中、磁気駆動部１４４は、選択的にエネルギー供給
されて磁気素子１４２を磁気的に回転させ、それによりカラムモジュール１５０及びプラ
テン１５４を回転させる複数のステータを含む。一例示的な実施形態において、基板台座
部１２６の角速度は、約１０〜１００ＲＰＭの範囲で選択的に制御される。磁気駆動部を
、台座部の回転に適したその他のモータ又は駆動部に置き換えてもよい。
【００１４】
運転中、ターゲット１１８からスパッタされた材料の流れは空間的に不均一であるが、
これはターゲットの材料組成におけるばらつき、汚染物質（例えば、酸化物、窒化物等）
のターゲット上への蓄積、蓋アセンブリ１０２における機械的な不整合及びその他の要因
によるものである。ＰＶＤチャンバ１００における膜堆積中に、基板台座部１２６の回転
運動が、スパッタされた材料の流れのこのような空間的な不均一性を相殺し、回転する基
板１３０上には均一性の高い膜が堆積される。例えば、ターゲット１１８の異なる領域か
らのスパッタ材料におけるばらつきは、基板１３０が回転するに従って基板全体で平均化
され、堆積膜の厚さの均一性が高くなる。
【００１５】
変位駆動部１４０は蛇腹部１４８の底部プレート１９２に堅く連結されており、運転中
、下方（すなわち、ウェハ受け取り／放出）位置と上方（すなわち、スパッタ）位置との
間での基板台座部１２６の移動を促進する（矢印１８４で図示）。変位駆動部１４０は空
気圧シリンダ、水圧シリンダ、モータ、直線アクチュエータ又は台座部１２６の上昇を制
御するのに適したその他のデバイスであってもよい。
【００１６】
支援システム１６０は、ＰＶＤチャンバ１００の機能を集合的に促進する様々な装置を
含む。実例として、支援システム１６０は、１つ以上のスパッタ電源、１つ以上の真空ポ
ンプ、スパッタガス及び／又はガス混合物の供給源、制御機器及びセンサ並びに当業者に
既知の同様のものを含む。
【００１７】
コントローラ１８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ及びサポート回路（どれも図
示せず）を含む。インターフェース１８２を介して、コントローラ１８０はＰＶＤチャン
バ１００の部品に連結され且つＰＶＤチャンバ１００の部品及びチャンバ内で実行する堆
積処理の制御を行う。
【００１８】
例示的な処理システム構成
図２は、処理チャンバシステム２００を表す例示的なシステム図であり、処理チャンバ
システムは、チャンバインターフェースボード２０６及びチャンバインターロックボード
２０８によって相互接続された処理チャンバ２０２及びシステムコントローラ２０４を含
む。
【００１９】
システムコントローラ２０４は、基板支持アセンブリ（例えば、図１に示されるような回転アセンブリ１５０）及び処理チャンバ２０２（例えば、図１に示されるようなリアクタ１００）を完成させるのに使用される様々な部品を制御するように構成されている。システムコントローラ２０４は一般に、処理チャンバ２０２全体の制御及び自動化を促進するように設計されており、典型的には中央処理装置（ＣＰＵ）２１０、メモリ２１２及びサポート回路（又はＩ／Ｏ）２１４を含む。ＣＰＵ２１０は、様々なシステム機能、チャンバ処理及びサポートハードウェア（例えば、検出装置、ロボット、モータ、流体供給源等）を制御し且つ処理を監視（例えば、基板支持体温度、電源変数、チャンバ処理時間、Ｉ／Ｏ信号等）するために工業環境で使用されるいずれの形態のコンピュータプロセッサの１つであってもよい。メモリ２１２はＣＰＵ２１０に接続され、１つ以上の容易に入手可能なメモリであってもよく、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク又はローカル若しくはリモートのその他の形態のデジタルストレージである。ソフトウェア命令及びデータをコード化して、ＣＰＵ２１０に命令するためにメモリ２１２内に格納することが可能である。サポート回路２１４もまたＣＰＵ２１０に接続され、プロセッサを慣用のやり方でサポートする。サポート回路２１４には、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等が含まれる。システムコントローラ２０４が可読のプログラム（又はコンピュータ命令）が、基板上にどのタスクを実行可能かを決定する。好ましくは、プログラムはシステムコントローラ２０４によって可読であるソフトウェアであり、基板の移動、支持、位置決め及び／又は回転の監視、実行及び制御に関連したタスクを、処理チャンバ２０２で実行中の様々なプロセスレシピタスク及び様々なチャンバプロセスレシピ工程と共に実行するコードを含む。
【００２０】
システムコントローラ２０４は、チャンバインターロックボード２０８とインターフェ
ースをとることにより、例えばセーフティインターロック機構が有益となり得るチャンバ
２０２の要素（例えば、継電器、ハードウェアスイッチ等）を制御する。例えば、チャン
バカバー解放機構はチャンバインターロックボード２０８を介してシステムコントローラ
２０４にアクセス可能である。カバーが開放される前に、例えば、システムコントローラ
２０４はまず処理チャンバ２０２内の処理を停止させる。インターロックは、処理チャン
バ２０２の蓋内のロック機構を解除する前に１つ以上のガス弁が閉じられ、電圧供給が無
効になっていること等を確認することでシステムコントローラ２０４を支援する。
【００２１】
システムコントローラ２０４はチャンバインターフェースボード２０６とインターフェ
ースをとることにより、重大な安全上の懸念の原因にはならない処理チャンバ２０２の要
素を制御する。一部のインプリメンテーションにおいて、処理システム２００は、チャン
バインターロックボード２０８を含まない。その他のインプリメンテーションにおいて、
チャンバインターフェースボード２０６及びチャンバインターロックボード２０８は、単
一の回路基板内に設計される。
【００２２】
単一要素の回転を監視するための例示的なセンサシステム
図３は、処理チャンバ内に配置された機構の回転を監視するための例示的なセンサコン
トロールシステム３００を表す。例えば、センサ３００を使用して図１で図示されたよう
な回転式基板台座部１２６又は回転式マグネトロンパック１１４を監視する。システム３
００はセンサ３０１を含み、このセンサが、チャンバ２０２内で回転要素３０５（例えば
、基板支持体、マグネトロン等）をそれぞれ監視する。センサ３０１は、一部の実施形態
7において、光学センサ、近接センサ、ホール効果センサ又は回転要素３０５の位置及び
／若しくは運動を判断可能なその他の検出装置を含む。
【００２３】
１本以上のセンサ線により、センサ３０１はチャンバインターロックボード２０８に接
続されている。例えば、チャンバインターロックボード２０８は、センサ３０１の出力を
処理することにより、基板支持体の昇降ピンが下方位置にくるまで又は基板支持体が堆積
位置に上昇してくるまで基板支持体の回転を解除するか否かを判断する。その他のインプ
リメンテーションにおいて、センサ３０１は、チャンバインターフェースボード２０６に
接続される。
【００２４】
センサ３０１はタコメータ３０７にも接続される。タコメータ３０７は、例えば、ドイ
ツはリーラジンゲンのモトローナＧｍｂＨ社（Ｍｏｔｒｏｎａ  ＧｍｂＨ）から入手可能
なＤＸ０２０パネルタコメータ等の市販のタコメータでインプリメントしてもよい。タコ
メータ３０７は、センサ３０１から信号（例えば、電圧パルス）を受け取ると、その信号
を電圧出力にトランスレートし、電圧出力レベルは回転要素３０５のＲＰＭに関連してい
る。例えば、タコメータ３０７は、センサ３０１から受け取るパルス間の間隔を計る。別
の実施形態7において、タコメータ３０７は、ある時間に亘ってセンサ３０１から受け取
るパルスの数を数える。
【００２５】
センサ３０１の信号線は、チャンバインターロックボード２０８内の単安定マルチバイ
ブレータ３０２につながっている。単安定マルチバイブレータ３０２は、例えば、回転要
素３０５が回転しているか否かを監視する安全機構に含まれる。チャンバインターロック
ボード２０８は安全機構の出力を、例えば、システムコントローラ２０４に送る。システ
ムコントローラ２０４は安全機構の出力をチェックし、処理チャンバ２０２内で次の処理
工程を開始する前に回転要素３０５が回転していないことを確認する。一部のインプリメ
ンテーションにおいて、チャンバインターロックボード２０８は、回転要素３０５が運動
中であるか否かだけに注目しており、回転要素３０５の実際の速度には関与しない。
【００２６】
単安定マルチバイブレータ３０２は光アイソレータ３０４につながっている。光アイソ
レータ３０４は、単安定マルチバイブレータ３０２が受け取った信号からＣＰＵ３０６を
保護する。例えば、光アイソレータ３０４は、ＣＰＵ３０６を電圧過渡現象から緩衝する
。
【００２７】
ＣＰＵ３０６は、単安定マルチバイブレータ３０２からセンサ出力値を受け取ると（例
えば、回転オン／オフ）、この情報を安全上の懸念が存在するか否かの判断に使用するこ
とができる。一部のインプリメンテーションにおいて、ＣＰＵ３０６は、この情報をシス
テムコントローラ２０４に送り、システムコントローラが安全上の懸念が存在するか否か
の判断をする。
【００２８】
タコメータ３０７は、回転要素３０５のＲＰＭを計算し、対応する電圧レベルを出力す
る。例えば、タコメータ３０７は０〜１０ボルトの電圧レベルを出力し、１０ボルトは２
００ＲＰＭの回転速度を示す。一部のインプリメンテーションにおいて、タコメータ３０
７はディスプレイを含む。例えば、タコメータ３０７に取り付けられたＬＣＤスクリーン
が、ユーザに現在のＲＰＭ測定値を伝える。タコメータ３０７はチャンバ２０２の外面上
又は、例えば、チャンバ２０２に近接したアクセスが容易な場所（例えば、近くの壁面、
装置ラック、その他の表面）に据え付けることができる。
【００２９】
タコメータ３０７はセンサ３０１の信号線及び接地線に連結されており、センサ３０１
の示度数を使用して回転要素３０５のＲＰＭ速度を求める。図３に示されるように、タコ
メータ３０７は、システムコントローラ２０４にＲＰＭ範囲に対応する電圧出力を送る。
【００３０】
しかしながら、市販のタコメータ３０７のハードウェア構成によっては、システム３０
０に接地及びクロストーク不適合問題が発生する。例えば、光アイソレータ３０４により
ＣＰＵ３０６とシステム３００の残りとの間でガルバニック絶縁が生じることがある。タ
コメータ３０７を導入すると接地電位問題及びクロストークが発生し、今度はＣＰＵ３０
６でのガルバニック絶縁が無効となる場合がある。
【００３１】
タコメータ３０７の信号出力は、例えば、＋２４ボルトプルアップネットワーク３１４
を含んでいてもよい。チャンバインターロックボード２０８も同様に、センサ３０１から
の信号入力位置に＋１２プルアップネットワーク３０８を含んでいてよい。単安定マルチ
バイブレータ３０２のスイッチ機構がオフ位置にある場合、例えばセンサ３０１の信号線
は約１６〜１８ボルト又はそれ以上の間でフロートする。これは単安定マルチバイブレー
タ３０２（例えば、ＣＭＯＳ回路）での順方向バイアス印加を引き起こす場合がある。単
安定マルチバイブレータ３０２がそれ自身の入力供給（例えば、１２ボルト）を超えてバ
イアス印加されると、ラッチアップが起こる可能性がある。これによりプラスとマイナス
のレール間でクロウバー効果が起こり、チャンバインターロックボード２０８が損傷され
る恐れがある。
【００３２】
単安定マルチバイブレータ３０２の順方向バイアス印加を無効にするために、任意の光
アイソレータ（図示せず）を、センサ３０１の信号及び接地センサ線に、これらの線がチ
ャンバインターロックボード２０８に進入する手前で導入してもよい。上記の任意の光ア
イソレータに加えて又はその代わりとして、任意の光アイソレータ３１２をタコメータ３
０７の信号及び接地入力線（センサ３０１の信号及び接地センサ線に連結されている）に
導入してもよい。例えば、任意の光アイソレータ３１２により絶縁が得られ、クロウバー
効果を回避することが可能である。
【００３３】
システムコントローラ２０４はタコメータ３０７の出力を受け取る。システムコントロ
ーラ２０４がこの情報を使用することにより、ユーザは回転要素３０５の回転速度を監視
できるようになる。一部のインプリメンテーションにおいて、システムコントローラ２０
４はタコメータ３０７の出力に基づいて警告状態を発生させる。例えば、タコメータ３０
７から受け取った出力電圧がゼロに達したら、システムコントローラ２０４は回転要素３
０５がもはや動作していないことを示すエラーを生成する。システム３００において、タ
コメータ３０７は、センサ３０１の信号及び接地センサ線に直接連結されている。
【００３４】
システム３００の規模はマルチチャンバ処理システム（例えば、図２に示されるような
マルチチャンバ処理システム２００）に応じたものであってよく、各チャンバは別々のタ
コメータにより監視され、各タコメータは個別にシステムコントローラ２０４に連結され
る。
【００３５】
最高８つの要素の回転を監視するための例示的なセンサシステム
図４は、例示的なチャンバ監視システム４００を表す回路図であり、センサコントロー
ルシステム４０２は、並列アーキテクチャを使用して多数の異なるセンサに連結すること
ができる。例えば、センサコントロールシステム４０２は、同一又は異なる処理チャンバ
内に配置された２つ以上のセンサを監視する。一部のインプリメンテーションにおいて、
センサコントロールシステム４０２は、個々のセンサからのデータをユーザ指定条件に従
って分析する。センサコントロールシステム４０２は、一部のインプリメンテーションに
おいて、センサデータ及び／又はセンサデータを分析することにより得られた情報を、マ
ルチチャンバ処理システムのインターフェースであるシステムコントローラ２０４又は別
のコンピュータシステムに送る。
【００３６】
図示の実施形態7において、センサ接地がチャンバインターロックボード２０８内に延
びていないことを除き、センサ３０１はチャンバインターロックボード２０８に図３と同
じやり方で接続されいる。センサ３０１から延びる信号線は、接地探索（ｇｒｏｕｎｄ−
ｓｅｅｋｉｎｇ）デジタル信号であってもよい。センサコントロールシステム４０２は、
センサ３０１の信号線及び＋１２ボルト電力線に連結されている。
【００３７】
例示的なセンサコントロールシステム４０２は、例えば、最高で８つの光学的に分離さ
れたセンサ入力４０４を受け入れることができる。一部のインプリメンテーションにおい
ては、センサ入力の数を増減させて、例えば、数百のチャネルからの入力に対応させるこ
とが可能である。センサ入力４０４に関与する回路は、図６でより詳細に説明する。ＣＰ
Ｕ４０６は、８つのセンサ入力４０４のそれぞれについて個別にタコメータの機能を果た
す。例えば、８つの処理チャンバに取り付けられた最高８つのセンサを、センサコントロ
ールシステム４０２に接続することができる。
【００３８】
一部のインプリメンテーションにおいては、２つ以上のセンサを１つのチャンバ内に配
置する。例えば、特定のチャンバは、センサデバイスにより監視される回転基板支持体と
回転マグネトロン（例えば、図１に示されるような回転式基板台座部１２６及び回転式マ
グネトロンパック１１４）の両方を有する。
【００３９】
チャンバ内の回転デバイスを監視するのにセンサを１つ使用する代わりに、インプリメ
ンテーションによっては、１つの回転デバイスに関連して２つの別々のセンサに属するセ
ンサデータを監視してもよい。２つのセンサ間でのＲＰＭ値の一致度を比較することによ
り、例えば、回転デバイスが回転ではなく往復運動をしているか否かの判断をすることが
できる。例えば、ユーザは、各センサデバイスからのデータの受け取りに関してセンサコ
ントロールシステム内でパラメータを確立してもよい（例えば、センサデバイスＡからの
データにセンサデバイスＢからのデータが従わない場合又はセンサデバイスＡに関連した
ＲＰＭ値とセンサデバイスＢに関連したＲＰＭ値とが原則的に同じでない場合、エラー状
態をアサートする）。
【００４０】
インプリメンテーションによっては、センサ入力の数を増減することが可能である。例
えば、センサコントロールシステムは、最高数千チャネルのセンサ入力からの入力を受け
取ることができる。例えば、ポート拡張チップを１つ以上のＣＰＵ割り込みに関連づけて
（例えば、優先割り込みハンドラチェーン内）、センサデータを例示のセンサコントロー
ルシステム４０２に送る。
【００４１】
一部のインプリメンテーションにおいて、センサコントロールシステム４０２はシステ
ムコントローラ２０４内に設計される。その他のインプリメンテーションにおいて、セン
サコントロールシステム４０２は、システムコントローラ２０４とは分離した実体として
インプリメントされる。例えば、センサコントロールシステム４０２は、システムコント
ローラ２０４上に又は並行して据え付けられる。センサコントロールシステム４０２は、
システムコントローラ２０４と通信してもしなくてもよい。
【００４２】
センサコントロールシステム４０２はディスプレイ４０８（例えば、ＬＣＤスクリーン
、ＬＥＤディスプレイ等）を含んでいてもよく、ディスプレイは、例えば、ユーザに、セ
ンサコントロールシステム４０２のセンサ入力４０４に接続された最高８つのセンサのそ
れぞれによって監視される回転要素の現在の回転速度（ＲＰＭ）を視覚的に表示する。そ
の他の情報をディスプレイ４０８内に含めてもよく、限定するものではないが、センサが
監視している各デバイスがどれであるか（例えば、どのチャンバであるか）、センサコン
トロールシステム４０２の個々の入力ポートが現在、センサに接続されているか否かの表
示又はセンサコントロールシステム４０２に連結されたセンサが監視している１つ以上の
デバイス内でエラー状態が検知された場合の警告機構が含まれる。
【００４３】
エラー状態は、例えば、回転要素が立ち往生した場合に発生する。例えば、回転要素３
０５が回転ではなく往復運動を始めた場合、センサ３０１は測定パルスを発行し、センサ
コントロールシステム４０２はそれを極めて高いＲＰＭ値にトランスレートする（例えば
、２００ＲＰＭ又は１０００ＲＰＭ等の予測されるＲＰＭ値より高い値。監視対象である
回転要素の機能性に左右される）。ＣＰＵ４０６は高ＲＰＭ値をエラー状態と認識し、エ
ラーをログする又はその他の形でユーザに警告する。一部のインプリメンテーションにお
いて、ユーザは１つ以上の監視対象のデバイスの機能性について範囲外条件を確立する。
例えば、ユーザは、回転測定値が１０ＲＰＭを下回る又は２００ＲＰＭを上回ったら、エ
ラー警告を生成するように指定することができる。
【００４４】
一部のインプリメンテーションにおいて、より高い最高ＲＰＭ値は高周波ＣＰＵクロッ
クを使用して達成される。例えば、複数のＣＰＵクロック周波数に基づいたスケジュール
でセンサ入力がセンサコントロールシステム４０２によって処理されると（例えば、受け
取り及びインクリメント）、高周波クロックにより、同じ検出粒度を維持しながら、より
高い最大ＲＰＭ限度についての機会がもたらされる。
【００４５】
センサコントロールシステム４０２に接続された各センサの現在の状態をユーザに警告
するために、センサコントロールシステム４０２は、一組の入力／出力（Ｉ／Ｏ）線４１
０を介してユーザに情報を供給することができる。Ｉ／Ｏ線４１０は、様々なネットワー
ク通信プロトコルを使用して情報を通信することができる。一部の実施形態7において、
Ｉ／Ｏ線４１０は、センサバスライン４１０ａ、シリアルＩ／Ｏ線４１０ｂ及びアナログ
出力線４１０ｃを含む。
【００４６】
センサバスライン４１０ａは、デバイスネット（ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ）ネットワークバ
スを使用してインプリメントしてもよい。デバイスネットは、センサバスのためのＯＤＶ
Ａ（Ｏｐｅｎ  ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ  Ｖｅｎｄｏｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）によって
管理されるオープンプロトコルであり、システム（例えば、マルチチャンバ処理システム
）内の幾つかのデバイス（例えば、モータ、センサ、ヒータ、ランプ等）のコントローラ
（例えば、システムコントローラ２０４）との単一バスでの通信を可能にする。コントロ
ーラは、デバイスにその操作（例えば、開始、停止、回転等）を実行させるコマンドを送
り、システム操作に関連してデバイスからフィードバックを受け取る（例えば、ウェハ位
置、実際のガス流量、温度等）。システムコントローラ２０４は、例えば、デバイスネッ
トネットワークによりコマンドを送って個々のデバイスの機能を制御する。デバイスネッ
トに加えて又はそれに代わるものとして使用できる別のセンサバスネットワーキングプロ
トコルは、ノースキャロライナ州ローリー（Ｒａｌｅｉｇｈ）のスクエアＤカンパニー（
Ｓｑｕａｒｅ  Ｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なセリプレックス（Ｓｅｒｉｐｌｅｘ
）である。
【００４７】
シリアルＩ／Ｏ線４１０ｂは、マルチドロップシリアルリンクを使用してインプリメン
トしてもよい。マルチドロップシリアルリンクは、一部の実施形態7において、１つのシ
リアルポートにデイジーチェーン接続された最高６３個のセンサデバイスを受け入れる。
各センサデバイスは、例えば、独自のデバイス識別値を使用してアドレス指定される。
【００４８】
一部のインプリメンテーションにおいては、標準的な電話線（例えば、ＲＪ−１４）を
使用して個々のセンサデバイスをマルチドロップシリアルリンクに接続する。センサコン
トロールシステム４０２とデイジーチェーン接続されたセンサデバイスとの間の通信は、
例えば、ＡＳＣＩＩ、１６進ＡＳＣＩＩ又は標準的なＡＳＣＩＩ制御文字を使用してイン
プリメントされる。センサコントロールシステム４０２とマルチドロップシリアルリンク
に接続された各センサデバイスとの間の半二重通信は、センサコントロールシステム４０
２により開始することができる。
【００４９】
例えば、シリアルＩ／Ｏ線４１０ｂを使用してセンサコントロールシステム４０２の出
力をマルチチャンバ処理システムに結合してもよく、今度はマルチチャンバ処理システム
が個々の処理チャンバとセンサコントロールシステム４０２との間で情報を通信する。あ
る実施形態7において、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から
入手可能な２００ｍｍエンデュラ（ＥＮＤＵＲＡ）プラットフォームは、限定数の通信ポ
ートを含む。ユーザが、マルチチャンバ方式エンデュラ２００ｍｍ処理システムの個々の
処理チャンバ間で通信を望むなら、センサコントロールシステム４０２のシリアルＩ／Ｏ
線をマルチチャンバ方式エンデュラ２００ｍｍ処理システムの単一ポートコンピュータコ
ントローラのフロントパネルポートに連結してもよい。
【００５０】
アナログ出力線４１０ｃは最高８本の個別のアナログ出力線を含むことができ、各セン
サ入力４０４に１本である。
【００５１】
Ｉ／Ｏ線４１０によりセンサコントロールシステム４０２に送られる情報（例えば、シ
ステムコントローラ２０４から）には、限定するものではないが、各回転要素のＲＰＭ限
度（例えば、回転要素がエラー状態にはない範囲）、特定のセンサの監視の開始／停止（
例えば、プロセスレシピの工程に基づいて、回転要素が回転しているはずか否かの監視）
又は各センサに関連したその他の設定（例えば、ログ設置、エラー警告設定等）が含まれ
る。一部のインプリメンテーションにおいて、センサコントロールシステム４０２には、
１つ以上のセンサに関連した予測ＲＰＭ値における段階的変化（例えば、プロセスレシピ
の次の工程への処理チャンバ切り換えによる等）及び／又は計算ＲＰＭ値の許容範囲（例
えば、５０ＲＰＭ±２ＲＰＭである予想ＲＰＭ値）等の品質測定基準又はその他の統計学
的情報が送られる。例えば、品質測定基準は示度数におけるムラを示すことが可能である
。
【００５２】
センサコントロールシステム４０２は、回転データ及び任意のその他の情報を、Ｉ／Ｏ
線４１０に接続された１つ以上の遠隔システムに、一部の実施形態7においてはスケジュ
ールに従ってか、警告状態が認識された場合か、遠隔システムからの要求があった場合に
送る。一部のインプリメンテーションにおいて、システムコントローラ２０４はセンサコ
ントロールシステム４０２の出力を使用して、デバイスログ実体、エラー警告等を生成す
る。
【００５３】
図５は、チャンバ監視システム５００内の複数の処理チャンバ５０２に連結されたセン
サコントロールシステム４０２を表すシステム図である。各処理チャンバ５０２は、回転
要素（例えば、基板支持体、マグネトロン等）を監視するセンサ５０４を含む。各センサ
５０４はチャンバインターロックボード５０６及びセンサコントロールシステム４０２に
接続される。
【００５４】
センサコントロールシステム４０２は各センサ５０４についてタコメータ測定を行うこ
とができる。センサコントロールシステム４０２は、一部のインプリメンテーションにお
いて、ある時間に亘って、各センサ５０４から受け取ったパルスの数を数える。例えば、
単位時間あたりに受け取ったパルス数を使用して、ＲＰＭ値を計算する。
【００５５】
センサコントロールシステム４０２は、一部のインプリメンテーションにおいて、各セ
ンサ５０４に関連したカウンタ５０８の１つ以上のバンクを含む。例えば、カウンタ５０
８の２つの１６ビットのバンクが各センサ５０４に用意される。センサコントロールシス
テム４０２は、設定された割り込みスケジュール（例えば、タイマ）に基づいて第１のカ
ウンタバンク５０８をインクメントし、センサ５０４から入力を受け取ったら（例えば、
監視対象の回転要素の１回転に等しい電圧パルス）、第１のカウンタバンク５０８内に格
納された現在値を第２のカウンタバンク５０８に転送する。
【００５６】
例えば、第１のカウンタバンク５０８は、千分の１秒ごとにインクリメントされる。１
６ビットのカウンタを使用し、第１のカウンタバンク５０８は６．５５３５秒毎にオーバ
ーフローし得る。第１のカウンタバンク５０８がオーバーフローすると、オーバーフロー
フラグ５１０が設定される。この時間中にセンサ５０４ａによって割り込みが受け取られ
ないと、センサコントロールシステム４０２（例えば、ソフトウェア、ファームウェア等
）は、回転要素が停止していると判断し、ＲＰＭ値ゼロを出力する。例えば、実用では、
回転要素が１０ＲＰＭより遅い速度で回転していたらエラー状態と見なされる（例えば、
失速又は減速）。一部のインプリメンテーションにおいて、ユーザは、センサコントロー
ルシステム４０２がエラー状態を認識するのに使用できる最低ＲＰＭ値を確立する。
【００５７】
センサ５０４ａがパルスを受け取ると、例えば、センサコントロールシステム４０２は
第１のカウンタバンク５０８ａの現在値をセンサ５０４ａの第２のカウンタバンク５０８
ａに転送し、第１のカウンタバンク５０８ａをリセットする。センサコントロールシステ
ム４０２は、次に有効なフラグ５１０ａを設定し、（任意で）オーバーフローフラグ５１
２ａをリセットする。センサコントロールシステム４０２は第２のカウンタバンク５０８
ａ内に格納されたサンプル値を処理して、前のパルスが受け取られてからの時間を求める
。
【００５８】
第１のカウンタバンク５０８ａがオーバーフローしたら、センサコントロールシステム
４０２はオーバーフローフラグ５１２ａを設定し、有効なフラグ５１０ａをリセットし、
第１のカウンタバンク５０８ａ及び第２のカウンタバンク５０８ａの両方をゼロにリセッ
トする。
【００５９】
通信ハウスキーピングルーチン中、センサコントロールシステム４０２のソフトウェア
（又はファームウェア）は有効なフラグ５１０のそれぞれをチェックし、有効なフラグが
真に設定されるなら第２のカウンタバンク５０８内に収集されたデータを処理して、カウ
ンタ５０８の各バンクに関連した現在のＲＰＭ値を求める。通信ハウスキーピングルーチ
ンは処理した回転データを、Ｉ／Ｏ線４１０を介して（図４に示されるような）センサコ
ントロールシステム４０２に接続されたディスプレイ４０８及び／又は１つ以上の遠隔シ
ステムに送る。一部のインプリメンテーションにおいて、ハウスキーピングルーチンがＲ
ＰＭ値が閾値より高いと計算したら（例えば、２００ＲＰＭ）、ハウスキーピングルーチ
ンはエラー状態が検出されたと仮定する。ハウスキーピングルーチンには、データ処理後
に有効なフラグ５１０をリセットすることが含まれる。
【００６０】
通信ハウスキーピングルーチンが有効なフラグ５１０が偽に設定されると判断したら、
ハウスキーピングルーチンはディスプレイ４０８及び／又はＩ／Ｏ線４１０をアップデー
トしてエラー状態を知らせることが可能である。
【００６１】
システム５００では１つのチャンバ５０２につき１つのセンサ５０４を図示しているが
、一部のインプリメンテーションにおいては、２つ以上のセンサ５０４を特定のチャンバ
５０２内に設置する。例えば、チャンバ５０２は回転基板支持体及び回転マグネトロンの
両方を有し、これらはセンサコントロールシステム４０２によって監視される。一部のイ
ンプリメンテーションにおいては、センサ５０４はチャンバインターロックボード５０６
ではなくチャンバインターフェースボードに接続される（例えば、図２に図示されるよう
なチャンバインターフェースボード）。
【００６２】
図６は、複数の処理チャンバを監視するためのセンサコントロールシステム４０２の例
示的なハードウェア構成６００を表す。ハードウェア構成６００は、例えば、電圧過渡現
象を軽減し且つ接続ハードウェアをチャンバ監視システム内（例えば、図４に図示される
ようなチャンバ監視システム４００）での電気信号異常から保護するように設計される。
【００６３】
センサコントロールシステム４０２は、最高８つの光学的に分離されたセンサ入力４０
４を受け入れるように構成されている（例えば、各センサ入力は図３のセンサ３０１等の
センサに接続される）。各センサ入力４０４は、最高１５００ボルトまでガルバニック絶
縁される正のチャネルと負のチャネルの電圧入力を備えたオーソライザを含む。オーソラ
イザは接地のための順方向トランジスタを含み、接地はボードの内部であり、システム全
体の通りにフロートしている（例えば、図４に図示されるようなシステム４００）。５ボ
ルトプルアップネットワークがＣＰＵ４０６につながっている。センサ入力４０４は、一
部のインプリメンテーションにおいて、約１ミリアンペアをセンサ信号線から消費する。
【００６４】
ＣＰＵ４０６は、一部のインプリメンテーションにおいて、１秒あたり約１２００万個
の命令を実行する。センサ入力４０４はそれぞれＣＰＵ４０６上の直接又はベクトル割り
込み（ＩＮＴｘ）６０２に接続される。一部のインプリメンテーションにおいて、ＩＮＴ
ｘ６０２は負の割り込みである。
【００６５】
一部のインプリメンテーションにおいて、センサ入力４０４は、ＩＮＴｘ割り込み６０
２に間接的に接続される。例えば、１つ以上のＩＮＴｘ割り込み６０２を、幾つかのセン
サ線の単一のＩＮＴｘ割り込み６０２への接続を可能にするポートエクスパンダに接続す
る。ポートエクスパンダは、例えば、センサコントロールシステム４０２に組み込まれた
ポートエクスパンダチップハードウェア／ファームウェアを使用してインプリメントされ
る。別の実施形態7において、市販のポートエクスパンダをセンサコントロールシステム
４０２に追加することにより、センサコントロールシステム４０２が監視するセンサの総
数を増やしてもよい。
【００６６】
ＣＰＵ４０６は３本のＩ／Ｏ線４１０を制御する。センサバスライン４１０ａは、一組
のバッファ６０４を含む。シリアルＩ／Ｏ線４１０ｂは、マルチドロップシリアルリンク
論理モジュール６０６を含む。マルチドロップシリアルリンク論理モジュール６０６は、
シリアルＩ／Ｏ線４１０ｂを共有する各センサデバイスに関連した情報のデイジーチェー
ン接続を制御する。
【００６７】
アナログ線４１０ｃに関し、ＣＰＵ４０６は、デジタルデータを８つで一組のデジタル
／アナログ変換器（ＤＡＣ）６０８に提示する。ＤＡＣ６０８はアナログ信号をアナログ
出力線４１０ｃに出力する。一部のインプリメンテーションにおいて、アナログ出力線４
１０ｃは８本の別々のアナログ線を含み、それぞれがセンサコントロールシステム４０２
に取り付けられた特定のセンサについてデータを運ぶ。ＤＡＣ６０８の出力は、一部のイ
ンプリメンテーションにおいて、一組の増幅器６１０によって調節される。例えば、ＤＡ
Ｃ６０８がゼロ〜５ボルトの範囲を出力するなら、増幅器６１０がアナログ信号範囲をゼ
ロ〜１０ボルトに拡大する。ゼロ〜１０ボルト範囲は、例えば、ゼロ〜２００ＲＰＭ範囲
に対応する。その他のインプリメンテーションにおいては、電気的に選択された電位差計
をＤＡＣの代わりに使用してアナログ出力信号を送る。
【００６８】
ＣＰＵ４０６はディスプレイ４０８も駆動することができる。一部のインプリメンテー
ションにおいて、ディスプレイ４０８は、センサコントロールシステム４０２が監視して
いる各センサに関する情報を提示するＬＣＤスクリーンを含む。
【００６９】
一部のインプリメンテーションにおいて、ＣＰＵ４０６は、その入力電圧（例えば、２
４Ｖ  ＤＣ）をセンサバスライン４１０ａ又はアナログインターフェースから受け取る。
しかしながら、シリアルＩ／Ｏ線４１０ｂがセンサコントロールシステム４０２に接続さ
れた唯一のＩ／Ｏ線４１０なら、入力電力を同軸ケーブル及びＤＣ電力ジャック接続から
得る。一部のインプリメンテーションにおいて、センサコントロールシステム４０２は、
約２ワット以下の電力を消費する。例えば、センサコントロールシステム４０２は約１ワ
ットの電力を消費する。
【００７０】
処理チャンバデバイスの回転を監視するための例示的な方法
図７Ａ及び７Ｂは、複数の回転デバイスを監視するデジタルタコメータをインプリメン
トするための例示的な方法を表すフロー図である。これらの方法は、例えば、センサコン
トロールシステム４０２内でインプリメントされる（例えば、ＣＰＵ４０６内に含められ
たソフトウェア及び／又はファームウェアを使用する）。これらの方法は、デジタルタコ
メータが監視する各回転機構について個別にインプリメントすることができる。
【００７１】
図７Ａに図示されるように、第１の方法７００は、受け取られたセンサ割り込み間の時
間を計算するためのタイムアウト機構をインプリメントする。更に、方法７００を、監視
対象である回転デバイスが運動していないことを判定するために使用してもよい。例えば
、センサコントロールシステム４０２は、回転デバイスが回転を完了しことを示すセンサ
からの割り込みを無期限に待つのではなく、既定のポイントで１回の回転に時間がかかり
すぎていることから回転デバイスが運動していない可能性があると予測を立てる。
【００７２】
方法７００は、タイムアウト割り込みを受け取ることから始まる（７０２）。タイムア
ウト割り込みは、一部のインプリメンテーションにおいて、ハードウェアをベースとした
タイムアウト値である。一部のインプリメンテーションにおいて、タイムアウト割り込み
のタイミングは、複数のシステムクロックに基づく。例えば、タイムアウト割り込みは、
１ｋＨｚのクロック出力によって生成される。その他のインプリメンテーションにおいて
は、限定するものではないが１０ｋＨｚ又は１００ｋＨｚのクロック出力を含む別のクロ
ック出力を使用する。
【００７３】
タイムアウト割り込みを受け取ったら、カウンタバンクがインクリメントされる（７０
４）。カウンタバンクは、一部のインプリメンテーションにおいて、各タイムアウト割り
込みでインクリメントされると、カウンタバンクが監視対象の回転デバイスの最も遅い予
想ＲＰＭ値より遅いタイムアウト値でオーバーフローするようにサイズ設定される。例え
ば、１ｋＨｚのクロックを使用して、１６ビットのカウンタバンク（例えば、図５に図示
されるようなカウンタ５０８のバンク）は６．５５３５秒毎にオーバーフローする。この
実施形態7において、最も遅い予想回転速度は１０ＲＰＭである。
【００７４】
カウンタバンクがオーバーフローしたら（７０６）、オーバーフローフラグを設定する
（７０８）。一部のインプリメンテーションにおいては、カウンタバンクのオーバーフロ
ーがエラー警告をトリガする。例えば、ユーザは、センサコントロールシステム４０２（
例えば、可聴の及び／又はディスプレイ４０８を介した可視の警告）にて又は１本以上の
Ｉ／Ｏ線４１０を介して遠隔的に警告される。
【００７５】
図７Ｂに示されるように、第２の方法７５０は、監視対象である回転デバイスの回転速
度を求めるための割り込み駆動型タイミング機構をインプリメントする。方法７５０は、
センサ出力からの割り込みの受け取りから始まる（７５２）。この割り込みは、例えば、
取り付けられたセンサデバイスからセンサコントロールシステム４０２の割り込みポート
４０４の１つで受け取られる。割り込みは、監視対象の回転デバイスが１回転したことを
示す。
【００７６】
カウンタバンクがオーバーフローしていないなら（７５４）、方法７５０はカウンタバ
ンクからサンプルカウントをとる（７５６）。一部のインプリメンテーションにおいては
、図７Ａの方法７００に記載されたようにインクリメントされたカウンタバンク５０８を
使用して、監視対象である回転デバイスの１回転の速度を計算する。例えば、各センサ割
り込みで、前回のセンサ割り込みからのタイマー割り込みの数をカウンタ５０８のバンク
から収集する。サンプルカウントは第２のカウンタバンクに転送される（７５８）。例え
ば、サンプルカウントは、（図５に図示されるような）カウンタ５０８の１６ビットバン
クに転送される。
【００７７】
有効なフラグを設定し（７６０）、第２のカウンタバンクが有効なデータを含むと示す
。有効なフラグは、例えば、データ処理ルーチンにより使用される。有効なフラグが真で
あると設定されるなら、データ処理ルーチンは第２のカウンタバンク内に収集されたサン
プルカウントを使用して回転デバイスの推定速度を計算する。オーバーフローフラグはリ
セットされ（７６２）、この処理サイクル中にオーバーフロー状態が発生しなかったこと
を示す。メインカウンタバンクをリセットする（７６４）。方法７００は次に、例えば、
工程７５２で受け取った割り込み以降に発生したタイマー割り込みの数を収集し続ける。
方法７００は、次のセンサ割り込みが方法７５２によって受け取られるまでメインカウン
タバンクをインクリメントし続ける。
【００７８】
センサ割り込みを受け取った際に（７５２）メインカウンタがオーバーフロー状態にあ
ると判明したら（７５４）（例えば、オーバーフローフラグが真に設定される）、オーバ
ーフローフラグを偽にリセットする（７６６）。有効なフラグは偽にリセットされ（７６
８）、第２のカウンタバンクはゼロにリセットされ（７７０）、メインカウンタバンクは
ゼロにリセットされ（７７２）、全てのフラグ及びカウンタが再初期化される。
【００７９】
図８は、複数の回転デバイスに関連した回転データを処理するための例示的な方法８０
０を表すフロー図である。方法８００は、例えば、図７Ａ及び７Ｂに記載されるような方
法７００及び７５０によって収集されたサンプルデータを処理する際に使用される。例え
ば、方法８００は、センサコントロールシステム４０２のＣＰＵ４０６のソフトウェア及
び／又はファームウェア内でインプリメントされる。
【００８０】
方法８００は、通信ハウスキーピングから始まる（８０２）。通信ハウスキーピングは
、例えば、１つ以上の遠隔システム（例えば、１本以上のＩ／Ｏ線４１０によってセンサ
コントロールシステム４０２に接続される）から情報要求を受け取ることを含む。その他
の実施形態7において、通信ハウスキーピングには、ハードウェア割り込み（例えば、１
つ以上のセンサデバイスの割り込みポート４０４への取り付け）又はソフトウェア割り込
み（例えば、図７Ａ及び７Ｂに記載されるような方法７００又は７５０におけるエラー状
態の認識）の受け取りが含まれる。あるポイントで、通信ハウスキーピングは、センサコ
ントロールシステム４０２が監視する１つ以上の回転デバイスに関連した有効なデータを
チェックする。
【００８１】
有効なデータフラグが真の値に設定されるなら（８０４）、有効なデータフラグに関連
したデータを処理する（８０６）。例えば、（図５に図示されるような）第２のカウンタ
バンク５０８内のデータを処理することにより、監視中の回転デバイスに関連したＲＰＭ
値を計算する。
【００８２】
データの処理を通して計算された値を使用して、ディスプレイ情報がアップデートされ
る（８０８）。例えば、センサコントロールシステム４０２に接続されたディスプレイ４
０８がアップデートされて、計算されたＲＰＭ値が反映される。また、１つ以上のデータ
ブロックを、処理データのネットワーク伝送のためにフォーマットする（８１０）。例え
ば、計算したＲＰＭ値を１つ以上の遠隔システムにＩ／Ｏ線４１０により伝送する。有効
なフラグに関連したデータを処理した後、有効なフラグは偽にリセットされる（８１２）
。次に、データを１つ以上の遠隔システムに送る（８１６）。例えば、ユーザは、回転要
素の現在のＲＰＭ値について１つ以上の遠隔システムを介して警告される。
【００８３】
方法８００は、このプロセスを、センサコントロールシステム４０２が監視する各回転
デバイスについて繰り返す。回転デバイスに関連する有効なデータフラグが偽の値に設定
されると方法８００が判断するなら（８０４）、ディスプレイ情報をアップデートし（８
１４）、データを、回転要素のステータスに関して１つ以上の遠隔システムに送る（８１
６）。例えば、ユーザは、回転要素が運動していないことをディスプレイ４０８及び／又
は１つ以上の遠隔システムを介して警告される。
【００８４】
一部のインプリメンテーションにおいて、方法８００は、ディスプレイ４０８及び／又
はその他の遠隔システムをアップデートする前に、監視対象である各センサに関連したデ
ータを処理する。例えば、処理されたデータはデータログ内で収集される。例えば、監視
対象であるセンサ全てに関連したデータ処理の完了時に、データログを使用してディスプ
レイ４０８をアップデートする。一部のインプリメンテーションにおいて、処理されたデ
ータは、遠隔システムがデータを要求するまでデータログ内に収集される。要求時に、通
信ハウスキーピングルーチンは、収集されたデータのデータブロックをフォーマットし、
データをＩ／Ｏ線４１０により伝送する。
【００８５】
一部のインプリメンテーションにおいて、データは、ユーザの好みに応じて１つ以上の
遠隔システムに送られる。例えば、有効なデータフラグが偽に設定されるなら（例えば、
回転デバイスが停止している）、情報を迅速に１つ以上の遠隔システムに送る。それとは
反対に、有効なデータフラグが真に設定されるなら、情報をデータログ内で収集して後で
（例えば、要求時、設定されたバッチスケジュール時）遠隔システムに送る。
【００８６】
一部のインプリメンテーションにおいて、ユーザは範囲外条件及び関連する警告機構を
確立する。例えば、ユーザが特定の回転装置について最高速度を１２０ＲＰＭに設定し且
つその回転デバイスに関連した回転データを処理して速度が１７５ＲＰＭであると方法８
００が判断した場合、方法８００は１つ以上の遠隔システムに範囲外状態を迅速に警告す
る。
【００８７】
多数の実施形態について説明してきた。当業者には理解されるように、複数の上記の特
定の構成を１つのデバイス内で組み合わせることが考えられる。それでもなお、本開示の
精神及び範囲から逸脱することなく様々な改変を加え得ることが理解される。従って、そ
の他の実施形態は以下の特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
2015122515.tif 000003
【図２】
2015122515.tif 000004
【図３】
2015122515.tif 000005
【図４】
2015122515.tif 000006
【図５】
2015122515.tif 000007
【図６】
2015122515.tif 000008
【図７Ａ】
2015122515.tif 000009
【図７Ｂ】
2015122515.tif 000010
【図８】
2015122515.tif 000011