(57)【要約】  本発明は、ツールに関連するセンサの制御及びセンサからのデータ収集に関する。本発明は特に、ツールとツールに関連するセンサとホストシステム又は分散プロセッサなどのデータユーザとの間の通信を媒介するコントローラの使用に関する。本発明の特定の態様は、請求項、明細書、及び図面に記載される。【選択図】図５
2008509579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒介デバイスが故障した場合において、第１及び第２のデバイス間でトランスペアレントに接続を確立する方法であって、前記方法は、
前記第１又は第２のデバイスと関連付けられたものとは異なるデータリンク層識別子を有する媒介デバイスの第１及び第２のネットワークインターフェースに前記第１及び第２のデバイスを接続する段階と、
通常動作モードにおいて、前記媒介デバイスが連続した正常な動作でフェールセーフスイッチに繰り返し信号を送出する間、前記第１及び第２のデバイス間にアドレス指定された媒介デバイスメッセージを操作する段階と、
フェールセーフスイッチで前記媒介デバイスからの正常な動作の前記繰り返し信号が中断されると、前記媒介デバイスをバイパスするデータ接続と前記第１及び第２のデバイスを直接接続することによりフェールセーフモードに切り替える段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記フェールセーフスイッチをフェールセーフモードに切り替える段階は、可聴信号を送る段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記可聴信号はリレーのクリック音である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２のネットワークインターフェースは、前記媒介デバイスにアドレス指定されたパケットを処理するために保持するフィルタに受け取った全てのパケットを渡すように適合されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パケットを操作する段階は、少なくとも一部のパケットに対して、
前記第１又は第２のデバイスから前記第２又は第１のデバイスにパケットを中継する段階と、
前記第１又は第２のネットワークインターフェースのデータリンク識別子の代わりに、実際のソースのデータリンク層識別子を前記中継されたパケットのソース識別フィールド内で指定する段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
繰り返し信号送出の連続した正常性は、前記フェールセーフスイッチにメッセージを送る前記媒介デバイス上で動作しているデーモンによって実装されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
繰り返し信号送出の連続した正常性は、前記フェールセーフスイッチからの照会をリッスンし応答する前記媒介デバイス上で動作しているデーモンによって実装されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
単一の物理的な通信リンクを使用して複数の第２のデバイスが前記第１のデバイスに接続する段階を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記単一の物理的な通信リンクはイーサネットセグメントであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
複数の第２のデバイスが２つ又はそれ以上の物理的な通信リンクを使用して前記第１のデバイスに接続する段階を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記物理的な通信リンクの１つがイーサネットセグメントであり、もう１つがシリアル接続であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記シリアル接続は、ＲＳ−２３２又はＲＳ−４２２規格に準拠することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２のデバイス間で直接通信セッションを確立することは、前記第１又は第２のデバイスにおいて、ネットワークアドレスとデータリンク層アドレスを相関付けるどのようなテーブルのアップデートも必要としないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２のデバイスと前記媒介デバイスのネットワークアドレスは全て同じネットワークサブネット内にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２のデバイス間で直接通信セッションを確立することは、前記第１又は第２のデバイスにおいて、ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを相関付けるどのようなテーブルのアップデートも必要としないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ホスト及びツール間に結合されたインテリジェントコントローラの故障後、ホスト及びツール間で通信リンクを確立するフェイルオーバー法であって、前記方法は、
前記インテリジェントコントローラの第１のポートにおいて、前記ツールによって別の方法で使用される第１のハードウェアレベル識別子を採用し、前記第１のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとして前記第１のポートを前記ホストに対して公表する段階と、
前記インテリジェントコントローラの前記第２のポートにおいて、前記ホストによって別の方法で使用される第２のハードウェアレベル識別子を採用し、前記第２のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとして前記第２のポートを前記ツールに対して公表する段階と、
前記インテリジェントコントローラにおいて、前記第１及び第２のハードウェアレベル識別子の公表を傍受し、前記ホスト及び前記ツールが直接公表している通信状態にないようにする段階と、
前記インテリジェントコントローラが信頼できることをフェールセーフスイッチに繰り返し信号送出する段階と、
を含み、
前記フェールセーフスイッチは、前記繰り返し信号送出ができないときに、前記ホスト及びツールを前記インテリジェントコントローラをバイパスする通信リンクと直接接続するように適合され、これにより、前記ホスト及びツールは、直接公表している通信状態になり、前記第１及び第２のハードウェアレベル識別子の公表が前記ホスト及びツール間の前記通信リンクの確立を容易にすることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記第１のポートを識別する第１の論理ＩＰアドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ＩＰアドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ＩＰアドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ＩＰアドレスとが全て異なることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のポートを識別する第１の論理ネットワーク層アドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ネットワーク層アドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ネットワーク層アドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ネットワーク層アドレスとが全て異なることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ハードウェアレベル識別子はＭＡＣアドレスであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記ハードウェアレベル識別子の公表は、標準規格に準拠するＡＲＰアドレスメッセージによることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記ツールをモニタするセンサに更に適用される請求項１６に記載の方法であって、前記ホスト及びセンサ間に前記インテリジェントコントローラが結合され、前記方法が更に、
前記インテリジェントコントローラの第１のポートにおいて、前記センサによって別の方法で使用される第３のハードウェアレベル識別子を採用し、前記第３のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとして前記第１のポートを前記ホストに対して公表する段階と、
前記第２のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとして前記第２のポートを前記センサに対して公表する段階と、
前記インテリジェントコントローラにおいて、前記第３のハードウェアレベル識別子の公表を傍受し、前記ホスト及びセンサが直接公表している通信状態にないようにする段階と、
を含み、
前記フェールセーフスイッチは、前記繰り返し信号送出ができないときに、前記インテリジェントコントローラをバイパスする直接通信リンクを前記ホスト及びセンサ間で確立する方法。
【請求項２２】
前記第１のポートを識別する第１の論理ＩＰアドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ＩＰアドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ＩＰアドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ＩＰアドレスと、前記センサによって使用される第５の論理ＩＰアドレスとが全て異なることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のポートを識別する第１の論理ネットワーク層アドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ネットワーク層アドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ネットワーク層アドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ネットワーク層アドレスと、前記センサによって使用される第５の論理ネットワーク層アドレスとが全て異なることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ハードウェアレベル識別子はＭＡＣアドレスであることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ハードウェアレベル識別子の公表は、標準規格に準拠するＡＲＰアドレスメッセージによることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つのツールに結合されたホスト間の通信リンクにフェイルオーバー保護されたインテリジェントコントローラ及びスイッチを組み込む方法であって、前記方法が、
前記ホスト、前記インテリジェントコントローラ、及び前記ツールに対して前記スイッチを結合する段階を含み、
前記ホスト及びツールは、前記スイッチが第１の状態にあるときには、前記インテリジェントコントローラと通信するが互いに直接ではなく、前記スイッチが第２の状態にあるときには、前記ホスト及びツールが互いに直接通信しており、
前記第１の状態では、前記インテリジェントコントローラが、
前記ホスト及びツール間でメッセージを傍受し、
前記傍受したメッセージ内の少なくとも１つのハードウェアレベルのソース識別子と少なくとも１つのハードウェアレベル宛先識別子とを修正し、
前記修正したハードウェアレベル識別子に対応するように前記傍受したメッセージ内の少なくとも１つのエラー補正コードを修正し、
前記修正したハードウェアレベル識別子及び前記修正した補正コードを用いて前記傍受したメッセージを中継し、
前記第２の状態では、前記スイッチが前記インテリジェントコントローラをバイパスすることにより前記ホストが前記ツールと直接通信することを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記インテリジェントコントローラは、少なくとも第１のポートと第２のポートとを含み、前記第１のポートは前記ホストと通信して結合され、前記第２のポートは前記ツールと通信して結合され、
前記第１のポートを識別する第１の論理ＩＰアドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ＩＰアドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ＩＰアドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ＩＰアドレスとが全て異なることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記インテリジェントコントローラは、少なくとも第１のポートと第２のポートとを含み、前記第１のポートは前記ホストと通信して前記スイッチを介して結合され、前記第２のポートは前記ツールと通信して前記スイッチを介して結合され、
前記第１のポートを識別する第１の論理ネットワーク層アドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ネットワーク層アドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ネットワーク層アドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ネットワーク層アドレスとが全て異なることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記ハードウェアレベル識別子はＭＡＣアドレスであることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記ツールをモニタする少なくとも１つのセンサに更に適用される請求項２６に記載の方法であって、前記方法が更に、
前記センサに対して前記フェールセーフスイッチを結合する段階を含み、
前記ホスト及びセンサは、前記スイッチが第１の状態にあるときには前記インテリジェントコントローラと通信するが互いに直接ではなく、前記スイッチが第２の状態にあるときには前記ホスト及びセンサが互いに直接通信しており、
前記第１の状態では、前記インテリジェントコントローラが、
前記ホスト及びセンサ間でメッセージを傍受し、
前記傍受したメッセージ内の少なくとも１つのハードウェアレベルのソース識別子と少なくとも１つのハードウェアレベル宛先識別子とを修正し、
前記修正したハードウェアレベル識別子に対応するように前記傍受したメッセージ内の少なくとも１つのエラー補正コードを修正し、
前記修正したハードウェアレベル識別子及び前記修正した補正コードを用いて前記傍受したメッセージを中継し、
前記第２の状態では、前記フェールセーフスイッチが前記インテリジェントコントローラをバイパスすることにより前記ホストが前記センサと直接通信することを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記インテリジェントコントローラは、少なくとも第１のポートと第２のポートとを含み、前記第１のポートは前記ホストと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、前記第２のポートは前記ツール及びセンサと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、
前記第１のポートを識別する第１の論理ＩＰアドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ＩＰアドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ＩＰアドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ＩＰアドレスと、前記センサによって使用される第５の論理ＩＰアドレスとが全て異なることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記インテリジェントコントローラは、少なくとも第１のポートと第２のポートとを含み、前記第１のポートは前記ホストと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、前記第２のポートは前記ツール及びセンサと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、
前記第１のポートを識別する第１の論理ネットワーク層アドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ネットワーク層アドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ネットワーク層アドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ネットワーク層アドレスと、前記センサによって使用される第５の論理ネットワーク層アドレスとが全て異なることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記インテリジェントコントローラは、少なくとも第１のポートと第２のポートと第３のポートとを含み、前記第１のポートは前記ホストと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、前記第２のポートは前記ツールと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、前記第３のポートは前記センサと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、
前記第１のポートを識別する第１の論理ＩＰアドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ＩＰアドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ＩＰアドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ＩＰアドレスと、前記センサによって使用される第５の論理ＩＰアドレスとが全て異なることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記インテリジェントコントローラは、少なくとも第１のポートと第２のポートと第３のポートとを含み、前記第１のポートは前記ホストと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、前記第２のポートは前記ツールと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、前記第３のポートは前記センサと通信して前記フェールセーフスイッチを介して結合され、
前記第１のポートを識別する第１の論理ネットワーク層アドレスと、前記ツールによって使用される第２の論理ネットワーク層アドレスと、前記第２のポートを識別する第３の論理ネットワーク層アドレスと、前記ホストによって使用される第４の論理ネットワーク層アドレスと、前記センサによって使用される第５の論理ネットワーク層アドレスとが全て異なることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
故障時に、第１及び第２のデバイス間で直接接続を確保するように適合されたフェールセーフスイッチを備えた媒介デバイスであって、
前記方法は、
前記第１又は第２のデバイスと関連付けられたどのデータリンク層識別子とも異なるデータリンク層識別子を有し、それぞれ前記第１及び第２のデバイスと通信してリンクされた第１及び第２のネットワークインターフェースを有する媒介デバイスと、
前記第１及び第２のデバイスが前記第１及び第２のネットワークインターフェースと通信する通常動作モードと、前記第１及び第２のデバイスが前記媒介デバイスをバイパスして直接通信するフェールセーフ動作モードとに適合され、前記媒介デバイスと通信し、且つ前記第１及び第２のデバイスと通信して偶発的にリンクされたフェールセーフスイッチと、
前記媒介デバイスの正常な動作をフェールセーフスイッチに繰り返し通信するように適合された前記媒介デバイス上の論理及びリソースと、
フェールセーフモードに切り替えることにより前記媒介デバイスからの正常な動作の繰り返し信号の中断に応答するように適合されたフェールセーフ上の論理及びリソースと、
を含むことを特徴とする媒介デバイス。
【請求項３６】
前記フェールセーフスイッチをフェールセーフモードに切り替えることが、可聴信号を送ることを更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の媒介デバイス及びフェールセーフスイッチ。
【請求項３７】
前記可聴信号は、リレーのクリック音であることを特徴とする請求項３６に記載のフェールセーフスイッチを備えた媒介デバイス。
【請求項３８】
前記媒介デバイスの論理及びリソースは、前記媒介デバイスにアドレス指定されたパケットを処理するために保持するフィルタを更に含み、前記フィルタは、前記第１及び第２のネットワークインターフェースに結合されることを特徴とする請求項３５に記載のフェールセーフスイッチを備えた媒介デバイス。
【請求項３９】
前記媒介デバイスの論理及びリソースは、前記フェールセーフスイッチにメッセージを送信する前記媒介デバイス上で動作する、デーモンを更に含むことを特徴とする請求項３５に記載のフェールセーフスイッチを備えた媒介デバイス。
【請求項４０】
前記媒介デバイスの論理及びリソースは、前記フェールセーフスイッチからの照会をリッスンし外照会に応答する、前記媒介デバイス上で動作するするデーモンを更に含むことを特徴とする請求項３５に記載のフェールセーフスイッチを備えた媒介デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントローラホスト又は第１のデバイスと、ツール又は第２のデバイスとの間に導入されたコントローラ構成要素のフェールセーフ動作に関する。詳細には、本発明は、第１及び第２のデバイス間でデータ転送を媒介するコントローラの故障時に第１及び第２のデバイス間で直接接続を確立することに関する。本発明が有用な１つの環境は、ホスト及びツール／センサを有する半導体組立工場であり、ツール、ツールに関連するセンサ、及びデータユーザ間で通信を媒介する、ホストシステム又は分散プロセッサなどのコントローラを使用してインテリジェントコントローラが間に追加される。
【背景技術】
【０００２】
ムーアの法則は、価格が低下しつつもコンピュータの処理能力が指数的に増大することを見込んでいる。この処理能力のダイナミックな成長は、半導体素子の製造が石油の試掘井探しのような危険なビジネスと思わせる可能性がある。その逆もまた当てはまる。製造バッチは極めて重要であり、製造工程は小さな誤りに対してさえも敏感であるので、半導体素子の製造は保守的なビジネスである。新しい機器に対する適格性サイクル及び標準規格並びに古い機器の改造は長期にわたり且つ厳しいものである。小さな変更でさえも製造に供される前に広範囲にわたって入念に検査される。
【０００３】
半導体製造の組立工場で使用される主要な構成要素は、ツール（例えば蒸着チャンバ、反応器）、ツールをモニタするセンサ（例えばＦＴＩＲセンサ、質量分析器、熱電対）、及びセンサからのツール動作に関するデータを記憶し分析するホスト又は分散プロセッサを含む。
【０００４】
先行出願では、センサからのデータをリッスンし、Ｅｔｈｅｒｎｅｔを介してＴＣＰ／ＩＰのような高速且つエラーの起こりにくい技術を使用して、該データをホスト又は分散プロセッサに提供するトランスペアレントな方法が記載されていた。この先行出願は、２００１年８月２２日に出願された発明者Ｕｚｉ  Ｌｅｖ-ＡｍｉとＹｏｓｓｅｆ  Ｉｌａｎ  Ｒｅｉｃｈによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｈｏｓｔ  ｔｏ  Ｔｏｏｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ホスト−ツール間通信をモニタするための方法及びデバイス）」出願番号第０９／９３５，２１３号であり、引用により本明細書に組み込まれる。該先願は、光学的に分離されたコネクタを使用してツール又はセンサからシリアル通信を傍受することができるリスニングポストを記載している。傍受手法を利用すると、ツール又はセンサの修正を必要とせずに低リスクで工場通信とデータ収集のインフラストラクチャの性能を向上させ得ることが分かる。アップグレード実行可能であるかは、現在ある通信インフラストラクチャを解体せずに示すことができる。
【０００５】
組立工場の計装及びバックエンド分析性能における次の革新は、センサの分析特性を置き換え又は変更することなく、コントローラの一方にあるツール及びセンサと、コントローラの他方のツールホスト又は分散プロセッサとの間の通信を媒介するインテリジェントコントローラを追加することを含む。プロセッサ能力の向上とストレージコストの低下によって、工場環境でこれまで実施可能ではなかった構成の機会がもたらされる。第２の先願である、２００４年４月７日に出願された発明者Ｕｚｉ  Ｌｅｖ-Ａｍｉ、Ｇｕｅｎｔｅｒ  Ｓｉｆｎａｔｓｃｈ、及びＭａｒｋ  Ａｔｔｗｏｏｄによる名称「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｔｏ  Ｍｅｄｉａｔｅ  Ｄａｔａ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｓｍａｒｔ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｆａｂ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（工場用途のスマートセンサからのデータ収集を媒介するコントローラ及び方法）」の米国特許出願第１０／８１９，９０３号では、様々な機能を備えたインテリジェントコントローラを記載している。
【０００６】
媒介デバイスが故障又はハングアップした場合に他のデバイスと直接リンクするフェールセーフスイッチを用いて、インテリジェントコントローラ又は直接通信可能な他の２つのデバイス間の通信を媒介する他のいずれかのネットワーク接続デバイスの分析機能を補完する可能性がある。媒介デバイスのより優れた、より確実な信頼性を与える導入をもたらすことができる。
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第１０／８１９，９０３号公報
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、ツールに関連するセンサの制御及びセンサからのデータ収集に関する。本発明は特に、ツールとツールに関連するセンサとホストシステム又は分散プロセッサなどのデータユーザとの間の通信を媒介するコントローラの使用に関する。本発明の特定の態様は、請求項、明細書、及び図面に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
各図を参照しながら以下で詳細に説明する。本発明を例証するために望ましい実施形態が説明されるが、請求項によって定義されるその範囲を限定するものではない。当業者であれば、以下の説明に対して広範な均等な変形形態があることを認識するであろう。
【００１０】
半導体組立工場及びファウンドリにおいてツール及び他の自動又は半自動設備によって使用されるＳＥＣＳメッセージプロトコル、通信インフラストラクチャ、及びホスティングモードは、通信及びプロセッサ速度が比較的限定されていた数年前に開発されたものである。組立工場用途のＳＥＣＳメッセージプロトコルは、低速シリアル通信を利用するように設計されていた。これらのメッセージプロトコルは、低速通信でも迅速に伝送することができる構造化メッセージを含んでいた。構造化メッセージは、変換及び理解が難解であり、現在も同様である。第１のメッセージが応答に対してコンテキストを設定して第２の応答のメッセージがそのコンテキストを反復しない場合には難解さは悪化し、すなわち、対応するコンテキスト設定メッセージとペアにされた場合にのみコンテキスト依存応答が意味がある。通信は通常、端末及びタイムシェアリングコンピュータ用のモデム及び電話回線に類似する専用チャンネルに沿ってＲＳ２３２又は同等のシリアル通信によって行われた。ホストシステムは通常モノリシックであり、工場内のツールの全て又はかなりのセットを制御し監視する。ホストシステムは、メインフレーム、ミニコンピュータ、又はワークステーション上で動作した。ホストシステムは、アダプタによってツール及びセンサとインターフェース接続していた。ホストシステムは通常、ツール及びセンサからデータを受け取って、該ツールに制御命令を送出した。ホストシステムは多くの場合、大量のシリアル通信メッセージを受け取り生成した。
【００１１】
用語「ツールホスト」は、ツール制御ホスト、及び更に限定された又は柔軟な分散プロセッサの両方を含む広い意味で使用される。ツールホストは、包括的な統合ツール制御機能を備えたホストと、より限定されたタスク特定機能を備えた分散プロセッサ上で動作するホストとの両方を含む。ツールホストは、顧客固有ビジネスプロセスの集中定義により駆動される単一の包括的工場管理システムを提供するものとして説明されている、Ｃｏｎｓｉｌｉｕｍ’ｓ  ＦＡＢ３００（登録商標）ソフトウェアなどの製品を含む。ツールホストのこのカテゴリーは、様々な供給業者によって提供されたツールを制御するように設計されている従来の製造実行システムと置き換えるように設計されている。従来の製造実行システムとは正反対のツールホスト範囲では、構成要素プロセスは、包括的管理システムであることを要求せずに、多様な固有機能を扱うため分散プロセッサ上で実行することができる。この観点に沿うと、Ｃｏｎｓｉｌｉｕｍ  ＦＡＢ３００（登録商標）ソフトウェアなどの製品は、ある目的のためのツール制御ホストであり、他の目的のための分散プロセッサ上で動作するプロセスと考えることができる。
【００１２】
上記に記載された用途では、１つ又はそれ以上のツールホストと１つ又はそれ以上のツールとの間の有線通信チャンネルをモニタすることができる取り外し可能な傍受デバイスを説明した。傍受デバイスは受動型である。任意選択的に、傍受デバイスによって発生するノイズから通信チャンネルを保護する標準絶縁デバイスを含むことができる。この絶縁デバイスは、光学アイソレータ、高インピーダンス増幅器、又は、有線通信チャンネルを傍受デバイスから効果的に絶縁する他のいずれかの構成要素を含むことができた。有線通信チャンネルは、ＲＳ２３２、ＲＳ４２２、又はＣＡＮ対応チャンネルとすることができ、或いは上述の通信チャンネルのいずれかとすることができる。
【００１３】
コントローラ及びスマートセンサ
別の先願で開示された手法は、インテリジェントコントローラ及びスマートなコンテキスト適応センサを使用する。インテリジェントコントローラは、ツール及び／又はツールが処理している加工物（例えばウェーハ又はレチクル）のステータスを認識する。これらのタイプのコントローラは、ツール及び加工物ステータス情報に反応するスマートセンサと通信する。ツールとしての再構成命令及び加工物のステータス変化に依存するのではなく、センサは、ステータスの変化をリッスンし応答する。センサは、再構成命令を要求するのではなく、予めプログラムされた方法でステータス変化に反応する。
【００１４】
新しいインテリジェントコントローラは、ツール、センサ、コントローラ及びデータユーザに対する動作モデルを変更する。コントローラは、何らかの方法でツール及び加工物ステータスを認識する。コントローラは、ツールを制御する命令を傍受又は中継することができる。或いは、ツールは、そのステータスをコントローラに公表することができる。又はコントローラは、周期的に、又は更に照会が必要であると認識した事象に応答して、ツールのステータスについて照会することができる。コントローラは、センサにステータス情報を通信する。ステータス情報は、ツール又は加工物と関連付けることができる。センサは、ステータス情報に応答するように事前構成される。ステータス情報に応答して、センサは、データ収集プランの採用、自己較正、出力範囲の設定、又は現在のステータス情報との関連付けを行うことができる。コントローラは、センサから収集したデータをデータユーザに通信する。データユーザは、メインフレーム上で動作する従来のツールホストとすることができ、又は分散プロセッサ上で動作するより新しいソフトウェアとすることができる。データユーザは、独立して又は協働して動作するモノリシックシステム又は連合パッケージとすることができる。コントローラは又、センサからのデータをモニタし、関心のある事象を識別し、及びモニタしたデータに応答して、既に収集した別のデータを要求し、又はセンサに対する収集プランを変更することができる。
【００１５】
種々の動作環境
図１は、本発明の態様が特に有用な環境を図示している。この図では、処理チャンバ１２５、プロセッサチャンバに対する種々の入力及び出力、更に、センサ、コントロールチャンネル、及びコントローラを示す。チャンバ１２５は、蒸着、洗浄、エッチング、注入、灰化、などの種々の反応に使用することができる。この図には示されていないが他のタイプのツールもまた、本発明の態様から恩恵を受けることができる。
【００１６】
場合によってはインターネット、仮想専用ネットワーク、又はワイドエリアネットワーク１１２を介してアクセス可能な工場ネットワーク１１１は、コントローラ、ファイアウオール、又は他のコネクタ１６２を介してツールネットワーク１１２へのアクセスを制御されている。この図でのツールネットワークは、処理チャンバ１２５に影響を及ぼす制御装置及びセンサをリング状に接続するように図示されている。このアーキテクチャは単に例示的なものであり、組立工場ではリングよりもシリアル通信、イーサネット又は階層通信が使用される可能性が高いことは当業者であれば理解されるであろう。
【００１７】
反応チャンバ１２５へのガス入力は、ガスボックス圧力変換器１１３及び質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１１４とを通過するガスを含む。オゾン発生器１３３を通過できるガスもある。他のガス及びガス混合物は、反応ガス発生器１１５及びガス組成モニタ１１７を通過することができる。反応ガス発生器１１５は、処理チャンバ１２５の内側又は外側のいずれかでプラズマを発生することができる。ガス組成モニタ１１７は、反応ガス発生器と直列又は並列にすることができる。質量流量コントローラ１１４は、反応ガス発生器１１５及びガス組成モニタ１１７とガス連通し、最終的には又は直接的に、処理チャンバとガス連通することができる。ガス入力デバイス１１３、１１４、１３３、１１５及び１１７は、１つ又はそれ以上のデジタルコントローラ１４２、チャンバコントローラ１５２及び接続ポイント１６２と通信する。この通信は通常、制御とテレメトリーとの両方を含む。これらの装置は、装置の動作又はガスの入力及び／又は出力に応答する制御装置及びセンサの両方を含むことができる。
【００１８】
他の入力は、材料送出システム１３４、冷却サブシステム１４５及び種々の自動注入器１５３、１５４、及び１５５を含むことができる。反応チャンバ１２５は、蒸着チャンバ、エッチャ、熱処理装置又は他のタイプの反応器とすることができる。反応チャンバのタイプに応じて、材料送出システム１３４は、例えば、加工物１３６上に蒸着用材料を供給することができる。冷却サブシステム１４５は、大部分の化学反応が温度感受性の速度で進むときにチャンバ１２５内の温度調整を助けることができる。チャンバに供給される電力は、マイクロワット電力１５３、プラズマを発生するのに使用されるＲＦ電力１５４、及び、プラズマを発生させチャンバ或いはチャンバに供給されるガスもしくは他の材料を加熱するのに使用されるＤＣ電力１５５を含むことができる。ガス入力などの他の入力は、１つ又はそれ以上のデジタルコントローラ１４２、チャンバコントローラ１５２、及び接続ポイント１６２と通信している。この通信は通常、制御及びテレメトリーの両方を含む。これらのデバイスは、該デバイスの動作の制御或いはこれらの入力及び／又は出力の感知のいずれかに応答する制御装置及びセンサの両方を含むことができる。
【００１９】
センサは、チャンバ条件に応答するか又はチャンバからの排気に作用することができる。チャンバ条件に応答するセンサは、ウインドウ１２６を通じてチャンバ１２５中を見てフィルム厚さ、パターン、及び他の特性を調べるウェーハモニタ１１６（例えば、ＥＰＩ−Ｏｎｌｉｎｅ（登録商標））と、エッチング処理制御用の干渉フィルタ又は干渉計を備えた発光モニタなどのプロセスモニタ１２７と、圧力変換器１３７とを含むことができる。チャンバ１２５からの排気に作用するセンサは、漏れ検出器１４６、真空計１５７、及び排気モニタ１５８を含む。これらのセンサは、圧力コントローラ１４８及び制御弁１４７と相互作用し、同時に真空構成要素及び／又はサブシステム１５６と相互作用することができる。これらはまた、ポンプ及び／又は排気ガススクラバと相互作用することができ、これらは図示していない。これらのセンサは、１つ又はそれ以上のデジタルコントローラ１４２、チャンバコントローラ１５２、及び接続ポイント１６２と通信する。この通信は通常、制御及びテレメトリーの両方を含む。例えばセンサ１４７、１４８、及び１５６と通信するデバイスは、制御装置とセンサの両方を含むことができる。
【００２０】
図１に示されていないが、第１のデバイス又はネットワーク（工場側ネットワークなど）及び第２のデバイス又はネットワーク（ツールネットワークなど）は媒介デバイスなしで互いに通信することができていたが、これらの間に媒介デバイスが介在される場合には常にフェールセーフスイッチを適用することができる。ツール又はセンサからの読み取り値を収集し、これらを記憶して要求に応じて利用可能にするコントローラは１つの実施例である。センサから入手可能なデータを補完するコントローラは別の実施例である。ＳＥＣＳなどの１つのフォーマットからタグ付きのＸＭＬフォーマットなどの別のフォーマットにデータを変換するコントローラは別の実施例である。第１及び第２のデバイス又はネットワークのフェールセーフ直接接続によって媒介デバイスの故障に対処することができる他の状況を当業者であれば認識するであろう。
【００２１】
コントローラの配備及びアーキテクチャ
図２は、ツール、センサ、及びツールホストと通信するコントローラのブロック図である。このブロック図は、ホスト２１１を第１のデバイスとして、センサ２２７又は計器２３７を第２のデバイスとして、及びコントローラ２００を媒介デバイスとして識別することによって適切に一般化することができる。図示の実施形態では、コントローラ２００の構成は、２つのＳＥＣ／ＧＥＭインターフェースポート２１２、２１６、及び２つのネットワークインターフェースポート２３２、２３６を含む。コントローラは、ＳＥＣＳ  ＭＵＸ２１５を含むＳＥＣＳプロトコルを介して通信するロジック及びリソースを含む。コントローラは更に、データユーザと通信するための工場側インターフェース２３４と、ツール、センサ、及び計器と通信するためのツール側インターフェース２３５とを実装するロジック及びリソースを含む。ＳＥＣＳ  ＭＵＸ２１５及びインターフェース２３４、２３５は、データ収集及び公表リソース２２５と論理的に接続される。コントローラの工場側では、ＳＥＣＳ−Ｉ、ＨＳＭＳ、又はＳＥＣＳの後続バージョン又は後継のいずれかであるＳＥＣＳ準拠通信チャンネルを介して従来のツールホスト２１１を接続することができる２１２。本発明が適用可能な非工場環境では、他のプロトコルを用いて、医療用ツール又は数値制御工作機械などのモニタされているツールと接続することができる。コントローラは、ネットワーク２２２によって記憶装置２３１及びレポーティング２２１リソースに伝達される、ＳＥＣＳとは異なる工場側プロトコルを介して接続してもよい。コントローラ２００のツール及びセンサ側では、ツール又はツールクラスタに対するＳＥＣ／ＧＥＭインターフェース２１７を接続することができる２１６。コントローラはまた、場合によってはツール２１７を含め、センサ２２７、計器２３７，及び他のデバイスをホストするネットワーク２２６に接続することができる２３６。この図は、コントローラがネットワークを介してセンサに接続されているのを示しているが、代替的に、ＳＥＣＳ−Ｉ又は他のシリアルベースのプロトコルを使用してセンサに接続することができる。
【００２２】
図３は、単一タイプの通信チャンネルを使用してツール、センサ、及びツールホストと通信するコントローラのブロック図である。図４は、多重タイプの通信チャンネルの使用を示している。図３では、ＳＥＣＳが支配的なケースを示している。コントローラ３０３は、ＳＥＣＳプロトコル３０７、３０９を使用してツール３０１及びセンサ３０２の両方と通信する。ツール３０１とセンサ３０２との間の接続３０８は、図１の説明で特定された感知のいずれかを含む、正常に感知されたいずれかのタイプのエネルギー又は力を含むことができる。図４では、ＳＥＣＳとネットワーク通信のより複雑な組合せを示す。このケースでは、コントローラ３０３とホスト３０１との間にＳＥＣＳ通信チャンネル３０７だけがある。ツール側のネットワーク４０９は、コントローラをセンサ３０２Ａ−Ｂ、管理スイッチ４１３、及びネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）４１５に接続する。工場側のネットワーク４１９は、従来のツールホスト又は専用プロセッサなどの分析ソフトウェア４２３を備えたコントローラ３０３をインターネット、ＶＰＮ又は専用内部ネットワークなどの拡張ネットワーク４２５、及びコントローラが公表したデータを持続し又は記憶するデータベースに接続する。或いは、データベース４２７はコントローラ３０３上に存在することができる。
【００２３】
ネットワークへのフェールセーフスイッチの導入
図５は、図３に図示されたネットワークにフェールセーフスイッチを追加したブロック図である。２つの新しい構成要素であるバイパススイッチ５１１とハブ又はスイッチ５１２が導入される。多くの構成において、バイパススイッチ５１１だけが新しいことになる。ネットワークのこの本配置は、ツールとの通信がネットワークプロトコルを介していると仮定している。この通信プロトコルは、ツールが未だネットワークプロトコルを使用していない場合には、ハブ又はスイッチ５１２とツール５０１との間にプロトコルアダプタを導入することによって配置することができる。或いは、例えばＳＥＣＳトラフィックを伝送するシリアル接続と、他のトラフィックを伝送するイーサネット接続のような、２つの通信チャンネルをバイパススイッチ５１１によって制御することができる。図３のように、コントローラ３０３は、通常動作モードでツール３０１とセンサ３０２の両方と通信することができる。センサは、ツールに結合されてツール条件又は性能のある態様を計測又は記録する。ツールウェブ又はホスト３０４からのメッセージは、バイパススイッチ５１１を介してコントローラ３０３に送られ、コントローラからバイパススイッチを介してハブ又はスイッチ５１２まで戻される。ハブ又はスイッチは、デバイスを相互接続する従来型のネットワーク構成要素である。コントローラ３０３は、少なくとも２つのネットワークインターフェース５２１、５２２を含む。これらのインターフェースは、ツールウェブ３０４及びツール３０１又はセンサ３０２と通信してバイパススイッチ５１１を介して効率的に結合される。コントローラ３０３とバイパススイッチ５１１との間の追加の接続５２３は、ハートビート又はキープアライブ信号を伝送し、該信号は、以下に説明するようにバイパススイッチを通常（非フェールセーフ）モードに維持する。本図では、２つの動作モード、すなわち実線でコントローラの通常動作、破線でバイパス動作が示されている。バイパススイッチによる２つの接続が図に出ているが、これらは、必ずしもバイパススイッチ５１１とツールウェブ３０４或いはハブもしくはスイッチ５１２のいずれかとの間の接続ペアとは限らず、単一のワイヤ又は接続による動作の論理モードとすることができる。この場合もバイパススイッチは、１つよりも多くの接続を制御することができる。
【００２４】
図６は、図４に図示したネットワークにフェールセーフスイッチを追加したブロック図である。本図では、４０９でバイパススイッチ５１１に接続されたハブ又はスイッチは通常、バイパススイッチからツール３０１及びセンサ３０２Ａ−Ｂまでのマルチドロップネットワーク接続により暗黙に定義される。バイパススイッチとコントローラとの間の３つの接続が前と同様に本図に現れている。
【００２５】
フェールセーフ動作
図５に戻り、フェールセーフスイッチの動作の一実施形態を説明する。コントローラの誤動作の場合、コントローラは、媒介コントローラなしで通信することができる２つのデバイスの間で有用な役割をもはや果たさないようになり、接続性は、例えばホスト３０４とツール３０１などのデバイス間で直接確立される。一実施形態では、単純な組込型のマイクロコントローラを備えたスイッチが使用される。Ｓｈｏｒｅ  Ｍｉｃｒｏは、動作する少なくとも１つのスイッチを提供する。これは、切り替えるときに再確認「クリック」を行わせるリレーを含む。スイッチ内のマイクロコントローラは、シリアル、パラレル、ＵＳＢ、ファイヤワイヤ、イーサネット、又は他の接続部５２３を介してコントローラからのハートビート信号をリッスンする。フェールセーフスイッチで提供される論理及びリソースに応じて、ハートビート以外の他のプロトコルを使用することができる。例えば、フェールセーフスイッチは、コントローラに周期的に照会し、エラー条件表示又は応答時間切れのいずれかに応答することができる。これらの照会は、高トラフィック、低トラフィック、及び／又は関心のある他の動作条件の何らかの基準に対して規則的又は適応的にすることができる。マイクロコントローラ制御型スイッチは、双極双投スイッチと類似しており、ホスト３０４を有するコントローラ３０３を回路に割り込ませ、又は回路から遮断する。通常モードでは、コントローラは、回路内に物理的に接続される。フェールセーフモードでは、ホスト及びツール／センサは、直接接続される。或いは、電子的スイッチングを利用して、リレーの再確認クリックを廃止することができる。
【００２６】
ハートビート及びフェールセーフ接続を実装するソフトウェアは、パケットアドレスと、ネットワークインターフェースがプロミスキャスモードで動作するときにパケットを取り込むためのカーネルフックと、ウォッチドッグデーモンと、ユーザスペースプログラムとを設定するデバイスドライバを含むことができる。以下の説明は、リナックス（Ｌｉｎｕｘ）志向である。ＢＳＤ変種、ユニックス（Ｕｎｉｘ）変種、又はウインドウズ（Ｗｉｎｄｏｗｓ）などの他のオペレーティングシステムを使用することができる。システムは、ジャバ（Ｊａｖａ）のリアルタイムバージョンなどの、仮想マシン上で動作するように記述することができ、その為、ソフトウェアをあるオペレーティングシステムから別のオペレーティングシステムに移植するには、低レベルのネットワーキング機能を制御するためソフトウェアに対し僅かな変更だけが必要となる。
【００２７】
デバイスドライバは、あたかもコントローラが接続されていないようなに、ＴＣＰ／ＩＰスタックに接続され、コントローラをトランスペアレントにすることになる。デバイスドライバは、ソースアドレス及びパケット内の情報が媒介コントローラではなくツール又はホストから入来したように見えるようにこれらを変更することによってこれを行う。デバイスドライバは、ユーザスペースからカーネルスペース内のＴＣＰ／ＩＰフックにデータをコピーする。
【００２８】
コントローラは、ＨＳＭＳポートにアドレス指定していない選択パケットを１つのネットワークインターフェースから別のネットワークインターフェースへブリッジすることによって、コントローラがこれらのパケットを処理することなく操作することができる。例えば、ｐｉｎｇ（接続試験用パケット）又はＩＣＭＰパケットは、コントローラが処理することなく通過することができる。この選択的ブリッジは、パケットタイプ及び／又はポートに合わせることができる。
【００２９】
カーネルフックは、ネットワークインターフェースがプロミスキャスモードで動作しているときに少なくとも特定のパケットをセーブする数行のコードであり、本質的にはネットワークインターフェースが出現するアドレスに宛てられていないパケットを傍受する。未修正のＬｉｎｕｘカーネル（例えば４．２．２６）は、プロミスキャスモードでインターフェースを動作させているにも拘わらず、アドレス指定されていないパケット（レイヤー２又はＭＡＣレイヤー）を取り込まない。該カーネルは、ｉｐ＿ｒｃｖ関数の内容をダンプする。カーネルフックは、操作される未修正のカーネルの一部ではない関数に特定のパケットを渡す。
【００３０】
ウォッチドッグデーモンは、スイッと通信し、ハートビートを送出する。スイッチは、このデーモンからハートビートが聴こえない場合には、接続のフェールセーフを作動させる（リレーを切り替える）ことになる。スイッチの電源を入れた後のデフォルトの接続は、フェールセーフである。ハートビートデーモンは、システムログに書き込む。
【００３１】
ユーザスペースプログラムは、ＩＰアドレス又は他のアドレスをコントローラ自体のポート、及びコントローラが間に位置する第１及び第２のデバイス（例えばツール／センサ及びホスト）にセットアップする。
【００３２】
構成情報のユーザスクリプト及びスタートアップは、他の構成要素を共に合わせる。ソフトウェアは、サンプル構成ファイルとバンドルされる。構成ファイルは、ホストＩＰ、ツールＩＰ、ウォッチデーモンタイマをトリガーするための時間間隔、フェールセーフスイッチとのウォッチデーモンの通信用のｃｏｍポート番号、及び将来の拡張用のオプションモードを含む。スタートアップスクリプトは、リナックス４．２．２６に実装した場合、システムログ及びネットワークの後でＥＡＳＩの前に動作するのが好ましい。スクリプトは、通常はスタートアップスクリプト用としてデーモン動作を開始及び停止する。該スクリプトは、例えばｈｓｍｓｆｓｄ開始と名付けることができる。このスクリプトは、ツール及びホストの両方のＭＡＣアドレスを見つけ、必要に応じて適切な経路を追加するだけであるので、他のスクリプトよりも少し長い時間がかかる可能性がある。発見に成功すると、例えばツール及びホストなどの第１及び第２のデバイスが、スタートアップ時にコントローラに接続される。或いは、何も発見されなくとも予め定められたＩＰアドレスをロードして使用することができる。スタートアップスクリプトはまた、経路を追加し、コントローラＩＰアドレスがネットワークインターフェースｅｔｈ０及びｅｔｈ１とどのように関連するかをＴＣＰ／ＩＰスタックに伝える。
【００３３】
コントローラ又は他の媒介デバイスが追加される可能性の高い最も単純な構成は、ツール及びホストを含む。この簡単なケースでは、ツール及びホストＩＰアドレスは既知であり、構成テーブル中に存在する。コントローラは、ｈｓｍｓｆｓｄスタートアップスクリプトを動作させると、切り替えウォッチドッグデーモンを起動する。このデーモンは、フェールセーフメカニズムの他の部分については何も知らないが、ブルーボックスがオンラインにとどまるためのハートビート又はコマンドの送信を継続しない場合には、単にスイッチ（Ｓｈｏｒｅ  Ｍｉｃｒｏスイッチ）をフェールセーフ（ホストがツールに物理的に接続される）に切り替える。
【００３４】
コントローラが正常に機能している限り、スイッチはオンラインにとどまり、ブルーボックスを通じてツール及びホストを接続する。スタートアップスクリプトは、標準的なＡＲＰプロトコルを使用して、ツール及びホストのＭＡＣアドレスを設定し、ローカルＡＲＰテーブルをアップデートすることができる。ＡＲＰプロトコルに関する更なる詳細は、以下のＲＦＣ、ＡＰＲの一般＃８２６、ＰＲＯＸＹ  ＡＲＰ＃１０２７、ＤＨＣＰ  ＡＲＰ＃２１３１、及びＵＮＡＲＰ＃１８６８によって説明される。ホスト又はツールのいずれかが第２のネットワークインターフェース、例えばｅｔｈ１に応答すると、そのＩＰアドレスを用いて第２のインターフェースにホスト経路が追加される。
【００３５】
本実施形態では、ツール及びホストは、コントローラネットワークインターフェースと同様、同じネットワークサブネット上にある。コントローラは、どのインターフェースがホスト及びツールに接続するかを発見し、或いは認識するように構成されるので、メッセージを経路設定することができる。他の場合ではＴＣＰ／ＩＰスタックに対するデフォルトの経路が使用されることもあるが、ホスト及びツールを含む同じネットワークサブネットに対する全てのメッセージは同じネットワークインターフェースに経路設定されているので、その経路設定は作動しないはずである。モジュールがロードされ、次に構成ファイルから取得されたＩＰアドレスを有するアプリケーションと、これらのＩＰアドレスのＭＡＣアドレスとがローカルのＡＲＰテーブルから取得される。ここでホスト及びツールはブルーボックスによって接続される。ＥＭＸセットアップ下でのブルーボックス構成は、ホストからの接続を受け入れることになる受動型であり、ツールのＩＰアドレスを有するツールに接続するよう能動型である。受動型及び能動型のＨＳＭＳセットアップは、共通して同一ポートを有する必要がある。
【００３６】
カーネルでのＴＣＰ／ＩＰスタックフックに付加するデバイスドライバによって維持されるテーブルは、ツール用のエントリとホスト用の別のエントリを有する。
ツール／センサなどの第２のデバイスでは、テーブルのエントリは以下の通りとすることができる。
入力番号                          ａｐｐによるシーケンス
プロトコル                        ＴＣＰに対して０ｘ６
フラッグ                          １は、ＭＡＣアドレスが有効なことを意味する
宛先ＭＡＣアドレス                スタートアップスクリプトから取られる
宛先ＩＰアドレス                  スタートアップスクリプトから取られる
宛先ポート                        構成から取られる
ソースＩＰアドレス                未知
ソースポート                      未知
【００３７】
ホストなどの第１のデバイスでは、テーブルのエントリは次の通りとすることができる。
入力番号                          ａｐｐによるシーケンス
プロトコル                        ＴＣＰに対して０ｘ６
フラッグ                          １は、ＭＡＣアドレスが有効なことを意味する
宛先ＭＡＣアドレス                スタートアップスクリプトから取られる
宛先ＩＰアドレス                  スタートアップスクリプトから取られる
宛先ポート                        未知
ソースＩＰアドレス                構成から取られる
ソースポート                      構成から取られる
【００３８】
ＴＣＰ／ＩＰの場合、一意の接続が通常、ソースＩＰ、ソースポート、宛先ＩＰ、及び宛先ポートからなる４タプルによって識別される。これは、接続をネットワークにおいて汎用で一意なものにし、ネットワークプロトコルは、この４−タプルを使用してひとつだけの接続をサポートする。同様に、いわゆる半アソシエーションが利用可能であり、これは、宛先ＩＰとポートとを含み、ポートがサービスを表し、ＩＰは接続が行われるマシンである。例えば、ｗｗｗ．ｍｋｓｉｎｓｔ．ｃｏｍは、ポート８０と、ドメインネームサーバが名称ｗｗｗ．ｍｋｓｉｎｓｔ．ｃｏｍから解決されることになる幾つかのＩＰアドレスである。ＩＳＰユーザでは、ＩＳＰ端末のサーバは、ユーザのＩＰを維持し、一意的な４−タプルを構成するローカルポートを割り当てる。誰かがブラウザの別のウインドウを開くたびに別の一意的な４−タプルが生成され、同じ宛先ＩＰ及びポート、同じソースＩＰ、及び一意性の要件を満たすために別のソースポートが割り当てられる。
【００３９】
実際の動作では、ホストは、例えばツール又はセンサに接続しようと試み、コントローラは、プロミスキャスモードで動作しているそのネットワークインターフェースでホストからの１つ又はそれ以上のメッセージを傍受する。入力フックに付加された第１のフィルタが適用され、該フィルタは、パケットがコントローラ上のネットワークインターフェースのいずれかに属するかどうかを判定する。第１のフィルタは、インターフェースに属するいずれかのパケットをそのインターフェースに与えて終了する。パケットがコントローラのネットワークインターフェースに属さない場合には、フィルタは、上記のデバイスドライバテーブル内の宛先ポート及びＩＰを探す。デバイスドライバテーブル内に宛先が見つかった場合には、フィルタは、パケットの宛先をコントローラ関連のアドレスに変更し、これをＴＣＰ／ＩＰスタックに渡す。ＴＣＰ／ＩＰスタックによってパケットが操作された後、出力フックに付加された第２のフィルタが宛先を復元し、確認又は応答が元の宛先から生じるように見える。このプロセスはマスカレードと呼ばれることがある。この手法は、並行セッションをサポートする。パケットのタイプ及びセッションの履歴に応じて、コントローラは、パケットを直接処理するか、或いはパケットを元の宛先に中継する。
【００４０】
実際の動作では、ツール／センサは、ホストに接続しようと試みることができる。媒介デバイスであるコントローラは、パケットをホストに送ろうと試みる。ＩＰは、宛先パケット及び宛先ポートを探す関数を送る。宛先が見つかった場合、該関数は、テーブル中のツールＩＰに対するコントローラＩＰであり、テーブルに対するコピーの宛先ポート（コントローラのソースポートになる）であるパケットソースＩＰを修正する。ツールがパケットに応答し、受け取り関数が応答を得ることになる。しかしながらテーブルは現在完成している。従って、探索は成功し、パケットをスタックに転送することになる。このプロセスは、マスカレードアウトと呼ばれることがある。
【００４１】
ツール又はホストのいずれかは、ＡＲＰが期間を入力するときに、これらのＭＡＣアドレスを要求することになる。ツールは例えば、ホストＩＰのＭＡＣアドレスを要求することになるが、ツールはホストに接続されておらず、コントローラに接続されている。コントローラは、そのテーブルのエントリ内でホストのＩＰアドレスを探し、ホストに対する適切なＭＡＣアドレスでＡＲＰ要求メッセージに応答する。これがデバイスドライバのＡＲＰフックである。コントローラによって提供されたＭＡＣアドレスは、ホストの真のＭＡＣアドレスであり、又はホストからのＡＲＰ要求に応じたツールの真のＭＡＣアドレスである。パケット移動は、ＴＣＰ／ＩＰスタックに接続するモジュール（ｈｓｍｓｆｓ．０デバイスドライバ）の内部で生じる。
【００４２】
何らかの理由でコントローラがフリーズするか又はシステムがロックアップを生じた場合、フェールセーフ機能を起動することができる。シリアルスイッチデーモンがシステムを動作させ、システムが正常である限り、コントローラは、オンラインのままであり、ホスト及びツールがコントローラを介して接続することになる。デーモンが故障した場合、スイッチは、フェールセーフを作動するようデフォルト設定することになり、ホスト及びツールは、互いに直接接続することになる。任意選択的に、デーモンは、コントローラの動作の正常性を評価し、故障を予測又は感知して、適切に応答することができる。故障が予測された場合には、ホストに通知することができ、任意選択的に、コントローラの正常性の感知を修正することができる。フェールセーフスイッチが入ると、現在直接接続されているセッションの参加者は、ホストからツールへの接続を再試行又は再確立する。接続が再確立されると、フェールセーフ動作が達成される。機械式リレーの一実施形態では、スイッチに対する電力損失により、リレーがフェールセーフ設定を想定し、ホストをツールに直接接続するようになる。
【００４３】
ホストが接続できなくなると、セッションの再起動を試みる必要がある。ＡＲＰテーブルが最新版であるので直接接続は容易に確立される。セッションの再起動は、ロバストメッセージングと呼ばれることがある。
【００４４】
フェールセーフのこの実施形態は、幾つかの興味深い特性を有し、その一部は別の実施形態と共有される。第１又は第２のデバイス（ホスト又はツール）にソフトウェアを追加する必要はない。ホスト及びツールは、同じサブネット上にあるので、これらはフェールセーフの直接接続の場合に通信することができるようになる。媒介デバイス又はコントローラは、ツール及びホストと同じサブネット上にある。ホスト及びツールは、コントローラがフェールセーフモードでスタートアップした場合には、「対面する」ことができる。能動型セッションは、動作を通常モードからフェールセーフモードに切り替えたときに、ツール又はホスト、或いはその両方によって自動的に再試行されることになる。
【００４５】
第２の動作実施形態
第２の実施形態では、ホスト及びツール間でＡＲＰ要求メッセージに応答するコントローラなしで選択的なブリッジが実装される。ホストからツールに又はその逆に宛てられたＡＲＰメッセージ及び他の選択メッセージは、コントローラの一方の側から他方の側にブリッジされ、プロミスキャスモードで動作している１つのネットワークインターフェースから別のネットワークインターフェースに渡されて伝送される。ツールは、ホストから転送されたＡＲＰ要求メッセージに応答し、その逆もまた同様である。コントローラは、例えばテーブルのルックアップに基づいて認識されたソース及び宛先との間でＡＲＰ要求メッセージ及び他のメッセージを選択的にブリッジして転送する。有用なテーブルが上記で説明されている。ブリッジは選択的である。認識されていない宛先を有するパケットは、カーネルフックによって操作されないが、通常のＴＣＰ／ＩＰスタックプロセスを通過することが許容されるので、該プロセスはパケットを欠落する可能性がある。特定メッセージのフィルタ処理により、ネットワーク上のサイクルが低減される。例えば、ホストが５つのコントローラを介して５つのツールに接続されている場合、第１のコントローラは、第２ツールから第５のツールまでに向けられたメッセージの一部又は全てを安全にフィルタ処理することができる。ツール側ネットワーク上のトラフィックは、実質的に減少させることができる。別の実施例として、コントローラは、ホストが要求するオプションを予期しているか、又は該オプションを有するが未だ要求していないツールからのデータを取り出して記憶することができる。コントローラは、コントローラ向けのデータトラフィックを安全にフィルタ処理してホスト側ネットワーク上のトラフィックを減少させることができる。選択的ブリッジのために適用できる１つの規則は、コントローラによって認識されコントローラと通信するホスト及び宛先の両方を備えたパケットだけを転送することである。更に、選択されたタイプのブロードキャストメッセージをブリッジさせることができる。上に説明されたカーネルフックは、ネットワークインターフェース間にパケットを通過させるために、及びパケットのブリッジのために必要なサポートを提供するように適合される。
【００４６】
パケットの操作において、ＨＳＭＳ構成ポートに対し優先順位が付与され、これにより接続は、ブルーボックス上のローカルプロセスによって操作される。ＩＣＭＰ、ＵＤＰ、ＡＲＰ、ＴＣＰ（ＨＳＭＳ以外のポート）パケットは、宛先ＩＰがローカルテーブル内にあることを条件として、２つのネットワークインターフェース間に転送される。従って、動作は、ブリッジと同等であるが、ネットワーク内のサイクルを回避するためにテーブル内のＩＰアドレスに選択的に制約される。ＡＲＰの制約は更に厳しく、ソースと目標ＩＰの両方が、転送前にテーブル内に存在する必要があり、これは、ツール及びホストだけがコントローラのネットワークインターフェースにわたって互いにＡＲＰとすることができることを意味する。
【００４７】
第３の動作実施例
或いは、コントローラ又は媒介デバイスは、直接通信できるデバイスのＩＰアドレスを想定し、必要に応じてパケットを再パッケージし中継することができる。この手法は、コントローラのネットワークインターフェースが固有のハードウェア層識別子又はＭＡＣアドレスを有するので、他のタイプのデバイスの従来の機能とは大きく異なる。ＭＡＣアドレスは、通常はネットワークに実装されるパケットアドレス指定スキームの一部である。通常のネットワークインターフェースの場合、ネットワーク層（例えばＩＰ）は、７層のＯＳＩモデルで指定されるデータリンク層（例えばＭＡＣ）にリンクされる。ＡＲＰなどのネットワークプロトコルは、ネットワーク上のデバイスをＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスと相関付けることを可能にする。パケット転送の日付冗長性機能は、パケットのデータリンク層からの情報を部分的に使用して符号化されるチェックコードを含む。例えば、別個のネットワークセグメントに接続された２つのネットワークインターフェースが、両方とも同じＩＰアドレスを使用する場合でもなお、これらは別個のＭＡＣアドレスを有する。ホストからツールまで、又はその逆でパケットを中継するコントローラでは、コントローラがツールのＩＰアドレスアイデンティティを借りている場合は、コントローラは、該コントローラのＭＡＣアドレスではなく、ツールのＭＡＣアドレスを使用して符号化された補正チェックコードによりパケットを再パッケージ化する必要がある。しかしながら、フェールセーフ実装に対してこれでは全く不十分である。直接通信することができるデバイスは、例えばＡＲＰテーブルなどのデータリンク層のテーブルにこれらのネットワーク層をアップデートする必要があり、フェイルオーバー後に有効なＭＡＣアドレスを補正するようにする。上記で説明されたフェールセーフスイッチがフェールセーフモードでホスト及びツールを直接接続すると、ホスト及びツールが互いに有するＭＡＣアドレスがコントローラのＭＡＣアドレスを含むので、パケットはホストからツールまで直接流れないことになる。これを克服するために、ホスト又はツールの少なくとも１つは、データリンク層テーブルにそのネットワーク層をアップデートしなければならない。ホスト、ツール、又はその両方は、これらのテーブルを頻繁にアップデートするように適合することができ、或いは、これらのテーブルをアップデートすることによって欠落したセッションに応答するように適合することができる。アップデートしたテーブルでは、障害のあったセッションを再確立することができ、又は新しい直接のセッションを開始することができる。
【００４８】
実施形態の詳細な説明
本発明は、方法、又は該方法を実施するように適合されたデバイスとして実施することができる。同様の方法は、ＳｅｎｓｅＬｉｎｋなどのスマートセンサ又はアダプタの斜視図、又はブルーボックスなどのコントローラの斜視図により見ることができる。本発明は、コンピュータ支援センサ制御を実行する論理で特徴付けられた媒体などの製造物品とすることができる。
【００４９】
第１の方法の実施形態は、媒介デバイスの故障の場合に第１及び第２のデバイス間の直接接続をトランスペアレントに確立する方法である。本方法は、第１及び第２のデバイスを媒介デバイスの第１及び第２のネットワークインターフェースに接続する段階を含む。第１及び第２のネットワークインターフェースは、第１及び第２のデバイスと関連付けられたものとは異なるデータリンク層識別子を有する。通常動作モードでは、本方法は、媒介デバイスが連続した正常な動作でフェールセーフスイッチに繰り返し信号を送出する間、第１及び第２のデバイスの間にアドレス指定されたメッセージを操作する段階を更に含む。フェールセーフスイッチでは、媒介デバイスからの正常な動作の繰り返し信号が中断されると、本方法は、媒介デバイスをバイパスするデータ接続と第１及び第２のデバイスを直接接続することによりフェールセーフモードに切り替える段階を含む。このデータ接続は、第１及び第２のネットワークインターフェースをバイパスすることができる。正常な動作の繰り返し信号は、連続回路信号又は離散的な周期的信号とすることができる。
【００５０】
第１の実施形態の一態様は、フェールセーフモードに切り替える段階がリレーのクリック音のような可聴信号を送ることができるものである。別の態様によれば、第１及び第２のネットワークインターフェースは、受け取った全てのパケットを第１又は第２のデバイス又は媒介デバイスにアドレス指定されたパケットを操作するフィルタに渡すように適合することができる。パケットを操作する段階は、少なくとも一部のパケットに対して、第１又は第２のデバイスから第２又は第１のデバイスにパケットを中継する段階と、第１又は第２のネットワークインターフェースのデータリンク識別子の代わりに、実際のソースのデータリンク層識別子を中継されたパケットのソース識別フィールド内で指定する段階とを含むことができる。
【００５１】
別の態様は、繰り返しの信号送出が実装される方法である。本態様は、フェールセーフスイッチにメッセージを繰り返し送信する、又はフェールセーフスイッチからの照会をリッスンし応答する媒介デバイス上で動作しているデーモンによって実装することができる。或いは、デーモンは連続回路を制御できる。
【００５２】
実施形態は、単一の物理的な通信リンクか或いは２つ又はそれ以上の物理的な通信リンクのいずれかを使用して、第１のデバイスに応答する複数の第２のデバイスを更に含むことができる。２つ又はそれ以上の物理的な通信リンクが使用される場合、１つをイーサネットセグメントとし、もう１つをシリアル接続とすることができる。シリアル接続は、ＲＳ−２３２又はＲＳ−４２２などのＩＥＥＥ標準規格準拠とすることができる。
【００５３】
動作時に、第１及び第２のデバイス間で直接通信セッションを確立することは、第１又は第２のデバイスのいずれにおいてもネットワークアドレスをデータリンク層アドレスに相関付けるどのようなテーブルのアップデートも不要とすることができる。換言すれば、ＡＲＰテーブルは、アップデート不要とすることができる。ＩＰとＭＡＣアドレスを相関付けるいずれかのテーブルをアップデートすることが必要とすることができる。第１及び第２のデバイス及び媒介デバイスは全て、同一のネットワークサブネット内で動作することができる。
【００５４】
別の方法の実施形態は、ホスト及びツール間に結合されたインテリジェントコントローラの故障後、ホスト及びツール間で通信リンクを確立するフェイルオーバー法である。本方法は、インテリジェントコントローラの第１のポートにおいて、ツールによって別の方法で使用される第１のハードウェアレベル識別子を採用し、第１のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとしてホストに対して第１のポートを公表する段階を含む。本方法は、インテリジェントコントローラの第２のポートにおいて、ホストによって別の方法で使用される第２のハードウェアレベル識別子を採用し、第２のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとしてツールに対して第２のポートを公表する段階とを更に含む。本方法は、インテリジェントコントローラにおいて、第１及び第２のハードウェアレベル識別子の公表を傍受し、ホスト及びツールが直接公表している通信状態にないようにする段階を含む。動作時に、インテリジェントコントローラが信頼できることをフェールセーフスイッチに繰り返し信号を送出する。フェールセーフスイッチは、繰り返し信号送出ができないときに、ホスト及びツールをインテリジェントコントローラをバイパスする通信リンクと直接接続するように適合される。その後、ホスト及びツールは、直接公表している通信状態になり、第１及び第２のハードウェアレベル識別子の公表が、ホスト及びツール間の通信リンクの確立を容易にする。
【００５５】
この別の実施形態の幾つかの態様を説明する。一態様によれば、第１のポートを識別する第１の論理アドレスと、ツールによって使用される第２の論理アドレスと、第２のポートを識別する第３の論理アドレスと、ホストによって使用される第４の論理アドレスとが全て異なることができる。これらの論理アドレスは、ＩＰアドレス又は他のネットワーク層アドレスとすることができる。ハードウェアレベル識別子は、ＭＡＣアドレスとすることができる。ハードウェアレベル識別子の公表は、標準規格準拠のＡＲＰメッセージとすることができる。
【００５６】
他の実施形態は更に、ツールをモニタするセンサに適用することができ、ホスト及びセンサ間にインテリジェントコントローラが結合される。この応用は、インテリジェントコントローラの第１のポートにおいて、センサによって別の方法で使用される第３のハードウェアレベル識別子を採用し、第３のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとして第１のポートをホストに対して公表する段階を含むことができる。本応用は更に、第２のハードウェアレベル識別子を使用してアドレス指定されたものとして第２のポートをセンサに対して公表する段階と、インテリジェントコントローラにおいて、第３のハードウェアレベル識別子の公表を傍受し、ホスト及びセンサが直接公表している通信状態にはないようにする段階を含む。この応用によれば、フェールセーフスイッチは、繰り返し信号送出ができないときに、ホスト及びセンサ間でインテリジェントコントローラをバイパスする直接通信リンクを確立する。この直接接続は、第１及び第２のポートをバイパスすることができる。別個の論理ＩＰアドレス、別個のネットワーク層アドレス、ハードウェア識別子、及びＡＲＰ標準規格準拠の態様は全てこの応用に適合させることができる。
【００５７】
別の方法の実施形態は、ホストと少なくとも１つのツール又はセンサとの間の通信リンクにフェイルオーバー保護されたインテリジェントコントローラ及びスイッチを組み込む。本方法は、ホスト、インテリジェントコントローラ、及びツールに対してスイッチを結合する段階を含み、ホスト及びツールは、スイッチが第１の状態にあるときには、インテリジェントコントローラと通信するが互いに直接ではなく、スイッチが第２の状態にあるときには、ホスト及びツールは互いに直接通信する。第１の状態では、インテリジェントコントローラは、ホスト及びツール間でメッセージを傍受し、傍受したメッセージ中の少なくとも１つのハードウェアレベルのソース識別子と少なくとも１つのハードウェアレベル宛先識別子とを修正し、傍受したメッセージ中の少なくとも１つのエラー補正コードを修正したハードウェアレベル識別子に対応するように修正し、修正したハードウェアレベル識別子及び修正した補正コードを用いて傍受したメッセージを中継する。第２の状態では、スイッチはインテリジェントコントローラをバイパスして、ホスト及びセンサ間で直接通信を確立する。
【００５８】
更なる方法の実施形態の一態様では、インテリジェントコントローラは、少なくとも第１のポートと第２のポートとを含み、第１のポートはホストと通信して結合し、第２のポートはツールと通信して結合する。この態様では、第１の論理アドレスが第１のポートを識別し、第２の論理アドレスがツールによって使用され、第３の論理アドレスが第２のポートを識別し、第４の論理アドレスがホストによって使用される。これらは論理アドレスに対して全て異なる。これらは、ＩＰアドレス又は他のネットワーク層アドレスとすることができる。更なる方法実施形態のハードウェアレベル識別子はＭＡＣアドレスとすることができる。
【００５９】
更なる方法実施形態は又、ツールをモニタするセンサに適用することができる。この更なる適用は、フェールセーフスイッチをセンサに結合する段階を含み、ホスト及びセンサは、スイッチが第１の状態にあるときにはインテリジェントコントローラと通信するが互いに直接ではなく、スイッチが第２の状態にあるときには、ホスト及びセンサは互いに直接通信する。第１の状態では、インテリジェントコントローラは、ホスト及びセンサに対して上述のようにホスト及びセンサ間のメッセージに対して動作する。第２の状態では、フェールセーフスイッチは、インテリジェントコントローラをバイパスし、ホストはセンサと直接通信する。別の実施形態の他の態様は、ホスト、ツール、及びセンサの通信に適用することができる。
【００６０】
インテリジェントコントローラは、ツール及びセンサに付加するための複数のポートを含むことができ、ポート、ホスト、ツール、及びセンサの論理アドレスは全て異なる。上記のように、これらの論理アドレスは、ＩＰアドレス又はネットワークレベルの識別子とすることができる。
【００６１】
上述の方法は全て、媒介デバイスが故障した場合に、第１及び第２のデバイス間で直接接続を確立するように適合されたフェールセーフスイッチを備えた媒介デバイスとして実施することができる。一実施形態は、それぞれ第１及び第２のデバイスと通信してリンクすることができる第１及び第２のネットワークインターフェースを有する媒介デバイスを含み、第１及び第２のネットワークインターフェースは、第１及び第２のデバイスと関連付けられたどのデータリンク層識別子とも異なるデータリンク層識別子を有する。該実施形態は更に、媒介デバイスと通信し、且つ第１及び第２のデバイスと通信して偶発的にリンクされたフェールセーフスイッチを含む。フェールセーフスイッチは、通常動作モード及びフェールセーフ動作モードの少なくとも２つのモードを有する。通常動作モードでは、フェールセーフスイッチは、第１及び第２のネットワークインターフェースを用いて第１及び第２のデバイスを接続する。フェールセーフモードでは、スイッチは、第１及び第２のデバイスを使用して直接接続し、媒介デバイスをバイパスする。この接続は、電気的、又はアイソレータを介したものとすることができる。媒介デバイスは更に、正常な動作信号をフェールセーフスイッチに繰り返し通信するように適合された論理及びリソースを含む。フェールセーフスイッチは、フェールセーフモードに切り替えることにより正常な動作の繰り返し信号の中断に応答するように適合された論理及びリソースを更に含む。
【００６２】
デバイスの一態様は、フェールセーフモードに切り替える段階が、リレーのクリック音のような非可聴信号を送る段階を含むものとすることができる。媒介デバイスは、その論理とリソース中に第１及び第２のデバイス又は媒介デバイスにアドレス指定されたパケットを操作するために保持するフィルタを更に含むことができ、該フィルタは、第１及び第２のネットワークインターフェースに結合される。このフィルタは、ネットワークインターフェースがプロミスキャスモードで動作できるようにする。フィルタを実装する論理及びリソースは、媒介デバイス内のプロセッサ上、又は媒介デバイスのネットワークインターフェース上、又はその近くに存在することができる。別の態様は、媒介デバイスの論理及びリソースがフェールセーフスイッチに信号送出するデーモンを更に含むものである。このデーモンは、上の方法で説明したどのモードででも機能することができる。
【００６３】
好ましい実施形態及び上述の実施例を参照することにより本発明が開示されたが、これらの実施例は限定を意味するものではなく例証を意図する点は理解される。コンピュータ支援処理は、説明された実施形態に関係する。従って、本発明は、コンピュータ支援感知、センサ制御を実行する論理を含むシステム、コンピュータ支援センサ制御を活用するシステム、コンピュータ支援センサ制御を実行する論理で特徴付けられる媒体、コンピュータ支援センサ制御を実施する論理で特徴付けられるデータストリーム、又はコンピュータ支援センサ制御を実施するコンピュータがアクセス可能サービスのための方法において具現化することができる。当業者であれば、修正及び組合せが容易に想起され、これら修正及び組合せは本発明の精神及び添付の請求項の範囲内にあることが企図される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の態様が特に有用な環境を示す図である。
【図２】ツール、センサ、及びツールホストと通信したコントローラのブロック図である。
【図３】ツール、センサ、及びツールホストと通信するために単一タイプの通信チャンネルを使用するコントローラのブロック図である。
【図４】多重タイプの通信チャンネルを使用する図である。
【図５】ネットワークにフェールセーフスイッチを追加したブロック図である。
【図６】別のネットワークにフェールセーフスイッチを追加したブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
３０１  ツール
３０２  センサ
３０３  コントローラ
３０４  ツールウェブ
５１１  バイパススイッチ
５１２  ハブ又はスイッチ
【図１】
2008509579.tif 000003
【図２】
2008509579.tif 000004
【図３】
2008509579.tif 000005
【図４】
2008509579.tif 000006
【図５】
2008509579.tif 000007
【図６】
2008509579.tif 000008
【国際調査報告】
2008509579.tif 000009