(57)【要約】【課題】ＳＡＮマスタ通信部に負荷をかけずに、プロセスデータを高速に収集することができ、また、レシピとの関係付けがされたプロセスデータを収集することができるプロセスデータ収集装置を得ることを目的とする。【解決手段】ネットワークに接続される駆動系１８に送出された制御信号に対応してネットワークに接続されるセンサ系１９から送出される実行値信号をもとに作成されるプロセスデータを収集するプロセスデータ収集装置２において、ネットワーク上の実行値信号をモニタするモニタ手段を備える。【選択図】      図１
2004327933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続される駆動系装置に送出された制御信号に対応して該ネットワークに接続されるセンサ系装置または前記駆動系装置から送出される実行値信号をもとに作成されるプロセスデータを収集するプロセスデータ収集装置において、
前記ネットワーク上の前記実行値信号をモニタするモニタ手段と、
モニタしたプロセスデータを、予めプロセス処理条件を記載したレシピと関係付けする関係付け手段と、
を備えたことを特徴とするプロセスデータ収集装置。
【請求項２】
前記モニタ手段によってモニタされた実行値信号に対応するプロセスデータと前記制御信号に対応したプロセス制御情報とを関係付ける関係付け手段をさらに備えたことを特徴とするプロセスデータ収集装置。
【請求項３】
前記関係付け手段によって関係付けられたプロセスデータとプロセス制御情報とを格納する格納手段と、
前記格納手段に格納され、関係付けられた前記プロセスデータと前記プロセス制御情報とを上位システムに出力する上位出力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のプロセスデータ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程などのプロセス処理におけるプロセスデータを収集するプロセスデータ収集装置に関し、特に、プロセス処理の制御に影響を及ぼさずに、プロセスデータを高速に収集することができるプロセスデータ収集装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造分野においては、生産性向上の観点から、異なった数種類のプロセス処理を組み合わせて行っている。さらに、一つのプロセス処理の中でも、目的毎に異なる設定によって実行されている。
【０００３】
たとえば、スパッタリング成膜をプロセス処理とした場合、目的の膜の種類や厚さが異なれば、チャンバ圧力、基板加熱温度、ＲＦパワー、ガスの種類、ガス流量、処理時間等のプロセス条件の設定を変える必要がある。ここで、半導体製造工程においては、異なった数種類のプロセス処理を組み合わせて行う必要がある。そのため、煩雑さを避け、かつ正確な処理を行うために、プロセス処理条件を予め設定したレシピを作成しておき、レシピをプロセス処理制御用コンピュータに記憶させておき、コンピュータ制御の元に、レシピにしたがってプロセス処理を行うようにしている。
【０００４】
しかし、作成したレシピは完全でない場合もあり、また、プロセス処理装置の経時変化と共に、装置性能も変化するため、レシピ内容を適時変更する必要がある。特に、プロセス処理を行った結果と、プロセス処理中の経緯を表すプロセスデータとを比較・分析することによって、プロセス解析を行い、レシピを更新して、プロセス処理の適正化を図ることは、歩留まり向上の観点からも、重要な工程となっている。
【０００５】
図１０は、従来のプロセスデータ収集部１６を含むプロセス処理装置１を示す機能ブロック図である。プロセス処理装置１は、コントローラ１１と、駆動系１８（ヒータ１０ａ、ポンプ１０ｂ、バルブ１０ｃ）と、センサ系１９（温度センサ１０ｄ、圧力計１０ｅ、流量計１０ｆ）と、ＳＥＭＩ規格の制御用ネットワークのセンサ・アクチュエータ・ネットワーク（ＳＡＮ：Ｓｅｎｓｏｒ  Ａｃｔｕａｔｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ以下、ＳＡＮと称す。）１０と、プロセスデータベース１７とを有している。
【０００６】
コントローラ１１は、レシピ１２と、装置制御部１３と、ＳＡＮマスタ通信部１４と、上位システム通信部１５と、プロセスデータ収集部１６とを有している。
【０００７】
マスタとしての装置制御部１３は、レシピ１２に書き込まれたプロセス条件を読み込み、ＳＡＮマスタ通信部１４とＳＡＮ１０を介して、スレイブとしての駆動系１８に制御指示を指令として送出する。一方、同様にスレイブとしてのセンサ系１９は、制御結果を応答として、ＳＡＮ１０とＳＡＮマスタ通信部１４を介して、装置制御部１３とプロセスデータ収集部１６に出力する。
【０００８】
プロセスデータ収集部１６に入力された実行値信号は、プロセスデータ形式に変換されて、プロセスデータベース１７に出力される。プロセスデータベース１７は、上位システム３の出力指示によって上位システム通信部１５を介して、上位システム３にプロセスデータを出力する。上位システム３では、入力したプロセスデータとプロセス処理の結果とを比較・分析するプロセス解析を行い、変更したレシピデータを、上位システム通信部１５を介して出力し、レシピ１２の更新を行う。
【０００９】
上述のプロセス解析を正確に行い、適切なプロセス処理条件に書き換えたレシピ１２の更新を行うには、センサ系１９からの所定量の実行値信号から構成されるプロセスデータが必要となり、その結果、プロセス処理中に高速のプロセスデータの収集が必要となる。
【００１０】
一方、収集したプロセスデータもレシピとの対応関係が付けられていないと、プロセス解析を行う際、あらためてプロセスデータとレシピとの関係付けを行わなくてはならない。そうなると、プロセス解析のために費やす時間が増加し、適時にレシピの更新が行えなくなる。
【００１１】
そこで、高速のプロセスデータ収集についての技術が開示されている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特許第３３５６６６２号公報
【特許文献２】
特開平８−２７２４３３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、高速にプロセスデータを収集しようとすると、ＳＡＮマスタ通信部１４では、装置制御部１３と駆動系１８と、センサ系１９との間の信号と、プロセスデータ収集部１６とセンサ系１９間の信号とが、混在して交信が行われるため、ＳＡＮマスタ通信部１４への負荷が過大となり、結果的に、駆動系１８に対して十分な量の制御信号が送れず、駆動系の制御に支障をきたすという問題点があった。
【００１４】
また、制御に支障をきたさない程度の実行信号量のプロセスデータでは、上位システム３では、十分なプロセス解析が行えず、適正な内容のレシピ１２の更新が行えないという問題点があった。
【００１５】
さらに、収集したプロセスデータもレシピ１２との対応関係が付けられずに格納されていると、プロセス解析を行う際に、あらためてプロセスデータとレシピ１２との関係付けを行う必要があり、プロセス解析に費やす時間が増加し、適時にレシピの更新が行えないという問題点があった。
【００１６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ＳＡＮマスタ通信部に負荷をかけずに、プロセスデータを高速に収集することができ、また、レシピとの関係付けがされたプロセスデータを収集することができるプロセスデータ収集装置を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプロセスデータ収集装置にあっては、ネットワークに接続される駆動系装置に送出された制御信号に対応して該ネットワークに接続されるセンサ系装置または駆動系装置から送出される実行値信号をもとに作成されるプロセスデータを収集するプロセスデータ収集装置において、前記ネットワーク上の前記実行値信号をモニタするモニタ手段と、モニタしたプロセスデータを、予めプロセス処理条件を記載したレシピと関係付けする関係付け手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、プロセス処理装置におけるコントローラを介さずに、レシピと関係付けられたプロセスデータを収集するため、駆動系装置の制御やセンサ系装置のモニタに支障をきたさないようにしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるプロセスデータ収集装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態かかるプロセスデータ収集装置２の配置関係を示すブロック図である。なお、図１に示すプロセス処理装置１の構成要素のうち、従来と同様のものについては、図１０と同一符号を付している。図１において、プロセスデータ収集装置２は、ＳＡＮ１０を介して交信される信号を、ＳＡＮマスタ通信部１４を介さずにモニタする機能を有している。
【００２１】
プロセスデータ収集装置２は、装置制御部１３からプロセスデータ収集条件を入力し、ＳＡＮ１０を介して、センサ系１９から実行値信号を収集する。そして、得られた実行値信号からプロセスデータに変換して、レシピ１２との対応関係を取り、レシピＩＤを付加し、レシピＩＤ毎にプロセスデータを格納する。
【００２２】
そして、プロセス解析のために、上位システム３からプロセスデータの出力指示があれば、プロセスデータ収集装置２は、レシピＩＤを付加したプロセスデータを上位システム３に出力する。上位システム３は、入力したプロセスデータと、プロセス処理結果とを比較・分析するプロセス解析を行い、新たなプロセス条件を設定し、上位システム通信部１５を介してレシピ１２の更新を行う。
【００２３】
ここで、レシピ１２の具体例を図９に示す。レシピＩＤ毎にチャンバ圧力（ＣＨ圧力）、基板加熱温度（加熱温度）、プラズマパワー（ＲＦパワー）、ガス種類、ガス流量、処理時間等のプロセス条件が異なっているのが分かる。
【００２４】
図２は、プロセスデータ収集装置２の概略構成を示すブロック図である。プロセスデータ収集装置２は、ネットワークモニタ部２０と、プロセスデータ収集部２１と、プロセスデータ格納ファイル２２と、プロセスデータアップロード部２３と、収集条件テーブル２４と、収集条件設定部２５とを有している。
【００２５】
ネットワークモニタ部２０は、ＳＡＮ１０を介してマスタとスレイブ間の信号をモニタする機能を有している。しかし、ＳＡＮ１０のプロトコルに加入していないので、コントローラ１１に対する負荷をかけずにモニタでき、プロセス処理装置１のＣＰＵに負担をかけずに済む。
【００２６】
そのため、マスタとスレイブ間の交信に支障をきたすこと無く、高速にプロセスデータを抽出できる。モニタした信号は、ネットワークモニタ部２０で、マスタであるコントローラ１１から、スレイブである駆動系１８に対する指示信号ＲＹと、スレイブであるセンサ系１９からのプロセスデータ信号ＲＷＲとを照合する機能を有している。
【００２７】
図３は、ＳＡＮ１０を介してマスタとスレイブ間に流れる信号の種類を示す説明図である。ＳＡＮ１０には、ブロードキャストメッセージ５１と、ポーリングメッセージ５２と、ポーリング応答メッセージ５３が含まれている。ここで説明するメッセージは、信号の集合体である。たとえば、スレイブをヒータ１０ａとし、ヒータ１０ａのアドレスをヒータ・アドレス信号Ａ２とする。
【００２８】
ブロ−ドキャストメッセージ５１は、マスタから全てのスレイブに対して送信されるもので、この場合、マスタはコントローラ１１であり、スレイブはヒータ１０ａとなる。したがって、ブロードキャストメッセージ５１は、コントローラ・アドレス信号Ａ１と、ヒータ・アドレス信号Ａ２と、コントローラ１１のステータス情報信号ＳＴ１と、ヒータ１０ａのステータス情報信号ＳＴ２と、指示信号ＲＹと、指示データ信号ＲＷＷとを有している。
【００２９】
ここで、ステータス情報信号ＳＴ１，ＳＴ２は、夫々コントローラ１１、ヒータ１０ａの通信状態を示す内容であり、指示信号ＲＹは、ヒータ１０ａに対して加熱動作を指示する信号であり、指示データ信号ＲＷＷは、ヒータ１０ａの加熱設定温度データ信号である。
【００３０】
また、ポーリングメッセージ５２は、コントローラ１１から指定された駆動系１８とセンサ系１９への呼応の要求メッセージであるため、コントローラ・アドレス信号Ａ１と、ヒータ・アドレス信号Ａ２とを有している。
【００３１】
また、ポーリング応答メッセージ５３は、上述したポーリングメッセージ５２に呼応するメッセージであるため、コントローラ・アドレス信号Ａ１と、ヒータ・アドレス信号Ａ２と、ステータス情報信号ＳＴ１，ＳＴ２と、動作状態信号ＲＸと、プロセスデータ信号ＲＷＲとを有している。
【００３２】
動作状態信号ＲＸは、ヒータ１０ａが加熱動作をしているか否かを示す信号であり、プロセスデータ信号ＲＷＲは、ポーリングメッセージ５２を受信した時点でのヒータ１０ａの温度データ信号である。
【００３３】
図４は、ネットワークモニタ部２０における信号処理を示すフローチャートである。まず、ＳＡＮ１０からメッセージを受信する（ステップＳ１０１）。つぎに、メッセージのタイプ判断を行い、ブロードキャストメッセージ５１と、ポーリング応答メッセージ５３と、他のメッセージとに選別される（ステップＳ１０２）。
【００３４】
ブロードキャストメッセージ５１と判断されたメッセージは、指示信号ＲＹが抽出される（ステップＳ１０３）。一方、ポーリング応答メッセージ５３と判断されたメッセージは、プロセスデータ信号ＲＷＲとコントローラ・アドレス信号Ａ１の抽出が行われる（ステップＳ１０４）。さらに、ポーリング応答メッセージ５３は、コントローラ・アドレス信号Ａ１からプロセスデータ信号ＲＷＲの該当範囲を特定される（ステップＳ１０５）。
【００３５】
そして、ブロードキャストメッセージ５１から抽出された指示信号ＲＹと、ポーリング応答メッセージ５３から抽出されたプロセスデータ信号ＲＷＲとによって、夫々指示信号ＲＹとプロセスデータ信号ＲＷＲとを更新する（ステップＳ１０６）。また、メッセージのタイプチェック（ステップＳ１０２）でその他のメッセージと判断された場合は、メッセージは廃棄される。そして、随時指示信号ＲＹと、プロセスデータ信号ＲＷＲが更新される。
【００３６】
なお、上述したポーリングでは駆動系１８に対するプロセスデータ信号ＲＷＲを得るようにしていたが、センサ系１９に対するプロセスデータ信号ＲＷＲは、同様なポーリングによって得ることができる。
【００３７】
つぎに、図２に示すように、プロセスデータ収集部２１は、収集条件テーブル２４に基づいて実行値信号ＲＷＲを読み込んで一連のプロセスデータを作成して、プロセスデータ格納ファイル２２に格納する。なお、収集条件テーブル２４は、収集条件設定部２５を介してプロセス処理装置１から設定されるが、手操作によって、直接設定することも可能である。
【００３８】
図５は、収集条件テーブル２４の内容を示す概念図である。収集条件テーブル２４は、実行中レシピ６０と、プロセスデータＩＤ６１と、リモートＩ／Ｏ資源６２と、サンプリング周期６３と、トリガ条件６４と、対象レシピ６５とを有している。
【００３９】
レシピＩＤとは、レシピの識別子であり、実行中レシピ６０は、プロセス処理装置１で、実行中のレシピＩＤである。プロセスデータＩＤ６１は、プロセスデータの識別子であり、プロセスデータＩＤ６１は、収集の対象となっているプロセスデータを示している。リモートＩ／Ｏ資源６２は、プロセスデータＩＤ６１に対応するＳＡＮ１０でのプロセスデータ信号ＲＷＲである。サンプリング周期６３は、プロセスデータ信号ＲＷＲを収集する周期である。トリガ条件６４は、開始トリガと停止トリガとから構成されており、夫々プロセスデータ信号ＲＷＲの収集の開始条件と停止条件とを設定している。図５に示すように、指示信号ＲＹを条件として用いてもよい。対象レシピ６５は、プロセスデータＩＤ６１が関連するレシピＩＤで、複数のレシピＩＤを指定することができる。
【００４０】
図６は、プロセスデータ収集部２１におけるプロセスデータ信号ＲＷＲの収集の開始と停止とを示すフローチャートである。プロセスデータ収集部２１は、ネットワークモニタ部２０で更新された指示信号ＲＹとプロセスデータ信号ＲＷＲとを読み込んで入力する。そして、トリガ条件指示信号ＲＹを抽出する（ステップＳ２０１）。トリガ条件指示信号ＲＹとは、指示信号ＲＹにトリガ条件６４が含まれているか否かを判断し、トリガ条件６４が含まれていれば抽出するものである。つぎに、収集条件テーブル２４のトリガ条件６４に指定されている指示信号ＲＹと照合して、トリガ発生の有無を判断する（ステップＳ２０２）。トリガ発生が無ければ、そのまま、トリガ条件用指示信号ＲＹ抽出（ステップＳ２０１）に戻る。
【００４１】
トリガ発生の判断（ステップＳ２０２）で開始トリガと判断され、かつ実行中レシピ６０が対象レシピ６５に該当していれば、該当するプロセスデータ信号ＲＷＲの収集を開始する（ステップＳ２０３）。また、停止トリガと判断されれば、該当するプロセスデータ信号ＲＷＲの収集を停止する（ステップＳ２０４）。プロセスデータ信号ＲＷＲの収集が停止されれば、収集したプロセスデータ信号ＲＷＲをプロセスデータとして、プロセスデータ格納ファイル２２に格納する。
【００４２】
さらに、レシピＩＤとプロセスデータＩＤ６１との関連付けを行って、プロセスデータがプロセスデータ格納ファイル２２に格納される過程を詳細に説明する。図５に示した収集条件テーブル２４において、たとえば、プロセスデータＩＤ６１中のＣＨＡ＿Ｐｒｅｓｓ０２のプロセスデータを収集するとする。開始トリガＲＹ００３３がＯＮになると、プロセスデータ収集部２１は、２００ｍｓの周期でネットワークモニタ部２０内に保持されているプロセスデータＲＷＲ００５を読み込み入力し、プロセスデータＩＤ：ＣＨＡ＿Ｐｒｅｓｓｓ０２、レシピＩＤ：ＲＣＰ２、タイムスタンプ：現在の時刻、データ：ＲＷＲ００５の値を一連の形にして、１レコード形式としてプロセスデータ収集部２１内部に記録していく。そして、停止トリガＲＹ００９４がＯＦＦになった時点で、データ収集を停止し、図７に示すような形式でプロセスデータ格納ファイル２２に格納する。したがって、レシピＩＤとプロセスデータＩＤとの関連付けがなされた状態で格納されることになる。
【００４３】
このようにして、プロセスデータが格納されれば、プロセスデータＩＤとレシピＩＤが関係付けられているので、上位システム３の出力指示があった場合、指示されたプロセスデータにレシピＩＤを付加して、プロセスデータアップロード部２３を介して、出力することができる。上位システム３は、プロセスデータＩＤとレシピＩＤとが関係付けられているので、プロセス解析が素早く行え、適時にレシピ１２の更新を行うことができる。
【００４４】
図８は、本発明にかかるプロセスデータ収集装置２を実現する装置の構成を示すブロック図である。プロセスデータ収集装置２は、内部バス４０と、ＣＰＵ４１と、主メモリ４２と、外部メモリ４３と、ＳＡＮ通信コントローラ４４と、データ通信コントローラ４５と、入力装置４６と、表示装置４７とを有している。
【００４５】
ここで、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４１と、主メモリ４２と、ハードディスク装置などの不揮発性装置である外部メモリ４３と、キーボードやマウスおよびフロッピー（登録商標）ディスクドライブなどの入力装置４６と、ＣＲＴなどの表示装置４５とを備えたパソコンと、ＳＡＮ１０とメッセージの送受信を行うＳＡＮ通信コントローラ４４や、外部のコンピュータとの通信を行うデータ通信コントローラ４５機能を有する通信インターフェイスとが内部バス４０によって接続されていれば、本発明の実施の形態にかかるプロセスデータ収集装置２は実現可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の実施の形態によれば、プロセス処理装置におけるコントローラを介さずに、プロセスデータを収集できるため、駆動系の制御や、センサ系のモニタに支障をきたさないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態であるプロセスデータ収集装置の配置関係を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態であるプロセスデータ収集装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態であるＳＡＮを介してマスタとスレイブ間に流れる信号の種類を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態であるネットワークモニタ部における信号処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態である収集条件テーブルの内容を示す概念図である。
【図６】この発明の実施の形態であるプロセスデータ収集部におけるプロセスデータ信号の収集の開始と停止とを示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態であるプロセスデータの格納形式の内容を示す概念図である。
【図８】この発明の実施の形態であるプロセスデータ収集装置を実現する装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態であるレシピの具体例を示す説明図である。
【図１０】従来のプロセスデータ収集部を含むプロセス処理装置を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  プロセス処理装置、２  プロセスデータ収集装置、３  上位システム、１０  ＳＡＮ、１０ａ  ヒータ、１０ｂ  ポンプ、１０ｃ  バルブ、１０ｄ  温度センサ、１０ｅ  圧力計、１０ｆ  流量計、１１  コントローラ、１２  レシピ、１３  装置制御部、１４  ＳＡＮマスタ通信部、１５  上位システム通信部、１６  プロセスデータ収集部、１７  プロセスデータベース、１８  駆動系、１９  センサ系、２０  ネットワークモニタ部、２１  プロセスデータ収集部、２２  プロセスデータ格納ファイル、２３  プロセスデータアップロード部、２４収集条件テーブル、２５  収集条件設定部、４０  内部バス、４１  ＣＰＵ、４２  主メモリ、４３  外部メモリ、４４  ＳＡＮ通信コントローラ、４５  データ通信コントローラ、４６  入力装置、４７  表示装置、５１  ブロードキャストメッセージ、５２  ポーリングメッセージ、５３  ポーリング応答メッセージ、６０  実行中レシピ、６１  プロセスデータＩＤ、６２  リモートＩ／Ｏ資源、６３  サンプリング周期、６４  トリガ条件、６５  対象レシピ、Ａ１  コントローラ・アドレス信号、Ａ２  ヒータ・アドレス信号、ＳＴ１  コントローラ・ステータス情報信号、ＳＴ２  ヒータ・ステータス情報信号、ＲＸ  動作状態信号、ＲＹ  指示信号、ＲＷＷ  指示データ信号、ＲＷＲ  プロセスデータ信号。
【図１】
2004327933.tif 000003
【図２】
2004327933.tif 000004
【図３】
2004327933.tif 000005
【図４】
2004327933.tif 000006
【図５】
2004327933.tif 000007
【図６】
2004327933.tif 000008
【図７】
2004327933.tif 000009
【図８】
2004327933.tif 000010
【図９】
2004327933.tif 000011
【図１０】
2004327933.tif 000012