(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサと、
ホストコントローラとインタフェースを持つように、プロセッサと通信可能なホストインタフェースと、
別個の通信プロトコルを用いて各真空システム構成要素とインタフェースを持つように、複数のインタフェースを備え、前記真空システム構成要素は真空ポンプ以外の真空システム構成要素を含む、プロセッサと通信可能な構成要素インタフェースと、
プロセッサと通信可能なコンピュータ読み込み可能媒体とを備えた真空ネットワークコントローラであって、
前記コンピュータ読み込み可能媒体は、コンピュータ実行可能ソフトウェアコードを記憶し、このコンピュータ実行可能ソフトウェアコードは、
前記真空システム構成要素を制御するコマンドを生成し、
これらのコマンドを前記真空システム構成要素の各通信プロトコルに翻訳し、
これら翻訳したコマンドを前記複数のインタフェースのそれぞれに伝達する真空ネットワークコントローラ。
【請求項２】
請求項１において、前記ソフトウェアコードは、前記ソフトウェア生成コマンドを、ビットバス、イーサネット、TCP/IP、RS-232、RS-485、デバイスネット、プロフィバス、およびエシャロンからなる一群から選ばれた一つ以上の通信プロトコルに翻訳できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項３】
請求項１において、前記ソフトウェアコードは、真空システム構成要素から受信したデータを処理できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項４】
請求項３において、前記ソフトウェアコードは、残留ガス分析器、イオンゲージ、およびキャパシタンス圧力計からなる一群から選ばれたセンサから受信したデータを処理できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項５】
請求項３において、前記ソフトウェアコードは、粗引きポンプ、コンプレッサ、ターボポンプおよびゲートバルブからなる一群から選ばれたツールから受信したデータを処理できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項６】
請求項３において、前記ソウトウェアコードは、真空システム構成要素から前記構成要素インタフェースに、ビットバス、イーサネット、TCP/IP、RS-232、RS-485、デバイスネット、プロフィバス、エシャロンおよびアナログからなる一群から選ばれた一つ以上の通信プロトコルで送出したデータを、前記プロセッサが処理できるようにするものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項７】
請求項１において、前記ソフトウェアコードは、さらに、複数の通信プロトコルを、ホストインタフェースに、かつホストインタフェースから翻訳できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項８】
請求項７において、前記ソフトウェアコードは、ビットバス、イーサネット、TCP/IP、RS-232、RS-485、デバイスネット、プロフィバス、およびエシャロンからなる一群から選ばれた一つ以上の通信プロトコルを、ホストインタフェースに、かつホストインタフェースから翻訳できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項９】
請求項７において、前記ソフトウェアコードは、さらに、前記ホストコントローラから受信した指示から導かれたコマンドを生成できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項１０】
請求項１において、前記コンピュータ実行可能ソウトウェアコードは、クライオポンプ以外の構成要素を制御するように、コマンドを生成できるものである真空ネットワークコントローラ。
【請求項１１】
請求項１０において、前記クライオポンプ以外の構成要素が粗引きポンプである真空ネットワークコントローラ。
【請求項１２】
請求項１０において、前記クライオポンプ以外の構成要素がコンプレッサである真空ネットワークコントローラ。
【請求項１３】
請求項１０において、前記クライオポンプ以外の構成要素がゲートバルブである真空ネットワークコントローラ。
【請求項１４】
請求項１０において、前記クライオポンプ以外の構成要素がターボポンプである真空ネットワークコントローラ。
【請求項１５】
請求項１記載の真空ネットワークコントローラと、さらに、前記真空ネットワークコントローラの構成要素インタフェースと通信する複数の真空システム構成要素とを備え、これら複数の構成要素の異なる構成部分が、別個の通信プロトコルに応答する真空ネットワーク。
【請求項１６】
請求項１５において、さらに、前記真空ネットワークコントローラのホストインタフェースと通信するホストコントローラを備えた真空ネットワーク。
【請求項１７】
請求項１５において、さらに、前記構成要素インタフェースと通信するクライオポンプを備えた真空ネットワーク。
【請求項１８】
請求項１５において、さらに、前記構成要素インタフェースと通信する粗引きポンプを備えた真空ネットワーク。
【請求項１９】
請求項１５において、さらに、前記構成要素インタフェースと通信するコンプレッサを備えた真空ネットワーク。
【請求項２０】
請求項１５において、さらに、前記構成要素インタフェースと通信するターボポンプを備えた真空ネットワーク。
【請求項２１】
請求項１５において、さらに、前記構成要素インタフェースと通信するゲートバルブを備えた真空ネットワーク。
【請求項２２】
請求項１５において、さらに、前記ネットワークを監視かつ制御するために、前記真空ネットワークコントローラと通信する遠隔中央コントローラを備えた真空ネットワーク。
【請求項２３】
請求項２２において、前記遠隔中央コントローラは、前記真空ネットワークコントローラ以外の真空ネットワークコントローラと通信する真空ネットワーク。
【請求項２４】
請求項１５において、さらに、前記構成要素インタフェースと通信する複数のクライオポンプを備え、これらクライオポンプが別個のコマンドコードに応答する真空ネットワーク。
【請求項２５】
ツールホストとの通信用のホストインタフェースと、
別個の通信プロトコルを用いて真空ネットワークの各構成要素と通信するように、複数のインタフェースを備え、前記真空ネットワークの構成要素は真空ポンプ以外の各真空システム構成要素を含む、構成要素インタフェースと、
真空ネットワークの構成要素を制御するようにプログラムされたプロセッサと、
このプロセッサからのコマンドを、前記真空ネットワークの前記複数の構成要素のそれぞれと通信するように、前記真空ネットワークの構成要素の各通信プロトコルに翻訳する手段とを備えた真空ネットワークコントローラ。
【請求項２６】
真空ネットワークを制御するように、コントローラで実行されるコンピュータ解釈可能な命令セットで埋められた真空ネットワーク制御方法であって、
ａ）ホストコントローラからの指示を受信する工程と、
ｂ）真空システム構成要素の制御用コマンドを生成するために、前記指示を処理する工程であって、前記真空システム構成要素は真空ポンプ以外の真空システム構成要素を含む、工程と、
ｃ）複数の通信プロトコル用の構成要素ソフトウェアドライバのライブラリから、一つの構成要素ソフトウェアドライバを選ぶ工程と、
ｄ）真空システム構成要素用のこの選んだ構成要素ソウトウェアドライバで、前記コマンドを、複数の通信プロトコルの一つに翻訳する工程と、
ｅ）翻訳したコマンドを、前記真空システム構成要素の動作を制御するために、複数の構成要素インタフェースの一つに伝達する工程とを備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項２７】
請求項２６において、前記複数の通信プロトコルは、ビットバス、イーサネット、TCP/IP、RS-232、RS-485、デバイスネット、プロフィバス、およびエシャロンからなる一群である真空ネットワーク制御方法。
【請求項２８】
請求項２６において、さらに、
ホストコントローラソフトウェアドライバのライブラリから、ホストコントローラソフトウェアドライバを選ぶ工程と、
選んだホストコントローラソフトウェアドライバで、前記指示を別のプロトコルに翻訳する工程とを備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項２９】
請求項２６において、クライオポンプの動作が制御される真空ネットワーク制御方法。
【請求項３０】
請求項２９において、真空システム構成要素を制御するように、第２コマンドが生成され、前記工程（ｃ），（ｄ）および（ｅ）が、第２真空システム構成要素の動作を制御するために繰り返される真空ネットワーク制御方法。
【請求項３１】
請求項３０において、前記第２コマンドが、第１コマンドが翻訳された通信プロトコルとは異なる通信プロトコルに翻訳される真空ネットワーク制御方法。
【請求項３２】
請求項３１において、前記第２真空システム構成要素が粗引きポンプである真空ネットワーク制御方法。
【請求項３３】
請求項３１において、前記第２真空システム構成要素がコンプレッサである真空ネットワーク制御方法。
【請求項３４】
請求項３１において、前記第２真空システム構成要素がゲートバルブである真空ネットワーク制御方法。
【請求項３５】
請求項３１において、前記第２真空システム構成要素が第２クライオポンプである真空ネットワーク制御方法。
【請求項３６】
請求項３１において、さらに、
前記二つの真空システム構成要素からデータを受信する工程と、
このデータを真空ネットワークの障害の診断に用いる工程とを備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項３７】
請求項３６において、さらに、前記診断された障害に対処するために、前記真空システムの少なくとも一つの動作を制御する工程を備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項３８】
請求項３１において、さらに、古い真空システム構成要素用動作パラメータのファイルを確立して、これらのパラメータを、古い真空システム構成要素を取換えるために取り付けられた新しい真空システム構成要素に、ロードすることで、古い真空システム構成要素の取換えを自動コンフィグする工程を備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項３９】
請求項３１において、さらに、
前記真空ネットワークにおける真空システム構成要素を識別する工程と、
真空システム構成要素からのデータを配布するように、かつ、真空ネットワーク動作用コマンドを真空システム構成要素の識別子に基づいて配布するように、ルーチングテーブルを確立する工程とを備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項４０】
請求項２６において、さらに、請求項３１に記載の真空ネットワーク以外の真空ネットワークの他に、請求項３１に記載の真空ネットワークも監視かつ制御するために、ホストコントローラに接続された遠隔中央コントローラを用いる工程を備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項４１】
請求項４０において、前記遠隔中央コントローラは、前記真空ネットワークを監視している間に受信したデータを記録し、前記真空ネットワークの一定構成部分を監視している間に受信する追加データを前記記録したデータと比較し、この構成部分の障害を診断して対処する真空ネットワーク制御方法。
【請求項４２】
真空ネットワークを制御するように、コントローラで実行されるコンピュータ解釈可能な命令セットで埋められた真空ネットワーク制御方法であって、前記真空ネットワークは真空ポンプ以外の真空システム構成要素を含み、
ホストコントローラからの指示を受信する工程と、
この指示を内部プロトコルに翻訳する工程と、
真空システム構成要素の制御用コマンドを生成するために、翻訳した指示を処理する工程と、
このコマンドを、前記真空システム構成要素の複数の通信プロトコルの一つに翻訳する工程と、
翻訳したコマンドを、前記真空システム構成要素の動作を制御するために、複数の構成要素インタフェースの一つに伝達する工程とを備えた真空ネットワーク制御方法。
【請求項４３】
請求項４２において、前記コマンドを複数の通信プロトコルの一つに翻訳する工程は、
複数の通信プロトコル用の構成要素ソフトウェアドライバのライブラリから、一つの構成要素ソフトウェアドライバを選ぶ工程と、
この選んだソフトウェアドライバで、前記コマンドを、複数の通信プロトコルの一つに翻訳する工程とを有する真空ネットワーク制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空ネットワークコントローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クライオゼニック真空システムは、一般的に、少なくとも一つのクライオゼニック真空ポンプ（クライオポンプ）と、圧縮ヘリウムをクライオポンプに供給する少なくとも一つのコンプレッサとを有する。システムは、また、粗引きポンプ(roughing pump) 、水ポンプ、ターボポンプ、バルブおよびゲージ等の他の構成要素を有する。半導体処理用クラスタツール(cluster tool)のような広範囲のシステムに、クライオゼニック冷却を提供するために、これらの構成要素は、協同して動作する。
【０００３】
クラスタツールは、クラスタツール内の全システムの最上位の制御を提供するホストコントローラを有する。ツールは、ウォータエッチング、化学またはプラズマ蒸着、酸化、焼結、焼なまし等の種々の半導体製造工程を実行するための一連の工程チャンバを有する。これらの工程は、しばしば、分離したチャンバ内で実行され、各チャンバは、クライオゼニック真空システムのクライオポンプを有する。
【０００４】
さらに、従来の真空システムは、一般的に、ツールを制御するツールホストコントローラとはRS-232プロトコルで通信し、システム内のクライオポンプのネットワークとはビットバス（BitBus) プロトコルで通信するネットワークインタフェース端末を有する。粗引きポンプ、コンプレッサ、およびゲートバルブ等の他の真空システム構成要素は、一般に、ホストコントローラと接続されており、ツールホストコントローラがこれらの構成要素の動作を制御するためにコマンドを発行することが、許容されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来のシステムのネットワークインタフェース端末は、クライオゼニック真空システムにおけるクライオポンプに対して、応答制御およびユーザに合わせた制御を提供する。しかし、従来のシステムの性質は、以下の方法に制限される。第１に、ネットワークインタフェース端末は、端末が通信用にプログラムされたプロトコルで通信する真空システム構成要素のみを受け入れる。ネットワークインタフェース端末のクライオポンプとの通信は、一般に、ビットバスに制限され、一方、ホストコントローラとの通信は、一般に、RS-232に制限される。しかし、これら以外の多様なプロトコルが存在し、多くの構成要素がこれら多様なプロトコルの一つで通信するように設計されている。同様の問題が、ホストコントローラとの通信において存在する。さらに、制御用能力（容量）は、主としてシステムのクライオポンプに費やされるので、ネットワークインタフェース端末の制御能力が制限される。さらに、ネットワークインタフェース端末の制限された能力は、ホストコントローラに、真空システム構成要素の監視や制御において、相当の負荷を与える。この負荷は、一般に、種々の真空システム構成要素とホストコントローラとをリンクするケーブル束となって表われている。
【０００６】
そこで、本発明は、異なる通信プロトコルで動作する真空システム構成要素の使用の調整が容易な真空ネットワークコントローラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の真空ネットワークコントローラは、プロセッサと、コンピュータ実行可能ソフトウェアコードを記憶するコンピュータ読み込み可能媒体と、ホストコントローラとの通信用のホストインタフェースと、真空システム構成要素との通信用の構成要素インタフェースとを有する。両方のインタフェースは、コンピュータ読み込み可能媒体と同様に、プロセッサと通信する。コンピュータ読み込み可能媒体に記憶されたソフトウェアコードは、以下の処理を実行する能力を有する。これらの処理は、構成要素インタフェースとのインタフェースを持つ真空システム構成要素を制御する複数のコマンドを生成する処理、これらのコマンドを多数の通信プロトコルに翻訳する処理、および翻訳したコマンドを構成要素インタフェースに伝達する処理である。
【０００８】
好ましい実施形態では、ソフトウェアコードは、ホストコントローラからの指示を翻訳することができ、これらの翻訳された指示を、コマンド生成の基礎として用いる。
【０００９】
別の好ましい実施形態では、ソフトウェアコードは、真空ネットワークコントローラと、ホストコントローラおよび真空システム構成要素の両方との間の通信を、以下の通信プロトコルの一つ以上に、またはこれらの通信プロトコルから翻訳することができる。これら通信プロトコルは、ビットバス、イーサネット、TCP/IP、RS-233、RS-485、デバイスネット、プロフィバスおよびエシャロンである。この実施形態では、ソフトウェアコードは、さらに、プロセッサが、アナログ形式の構成要素から転送されたデータを処理することを可能とする。
【００１０】
さらに別の好ましい実施形態では、ソフトウェアコードは、真空システム構成要素からの動作データを処理することによって、真空システムを監視および制御できる。
【００１１】
さらに別の好ましい実施形態では、ソフトウェアコードは、クライオポンプ以外の構成要素を制御するように、コマンドを生成することができる。種々の実施形態では、ソフトウェアコードは、粗引きポンプ、コンプレッサ、ターボポンプおよびゲートバルブ等の制御構成要素に対するコマンドを生成できる。さらに、ソフトウェアコードは、上記の構成要素のほかに、センサのような種々の真空システム構成要素から受信したデータに対して応答できる。
【００１２】
本発明の真空ネットワークは、上記の真空ネットワークコントローラを有し、構成要素インタフェースと通信する多数の真空システム構成要素を有する。これら多数の構成要素は、異なる通信プロトコルに応答する構成要素を含む。
【００１３】
このネットワークの好ましい実施形態では、ホストコントローラは、真空ネットワークコントローラのホストインタフェースと通信する。他の好ましい実施形態では、クライオポンプ、粗引きポンプ、コンプレッサ、またはターボポンプは、真空ネットワークコントローラの構成要素インタフェースと通信する。さらに別の実施形態では、ネットワークは遠隔中央コントローラを有し、この遠隔中央コントローラは、前記真空ネットワークコントローラ、および、このコントローラ以外の多数の真空ネットワークコントローラと、監視および制御のために通信する。このネットワークの最後の好ましい実施形態では、構成要素インタフェースと通信する多数のクライオポンプを有し、別個のクライオポンプは別個のコマンドコードに応答する。
【００１４】
本発明の真空ネットワーク制御方法は、真空ネットワークを制御するコントローラで実行されるコンピュータ解釈可能な命令セットで埋められている。この方法は、ホストコントローラから指示を受信する工程と、真空システム構成要素の制御用コマンドを生成するために、指示を処理する工程と、選んだ構成要素ソフトウェアドライバで、コマンドを、多数の通信プロトコルの一つに翻訳する工程と、翻訳したコマンドを、真空システム構成要素の動作を制御するために、構成要素インタフェースに伝達する工程とを有する。
【００１５】
本方法の一つの変形例は、さらに、真空システム構成要素の制御用コマンドを翻訳するドライバを見つけるために、異なる通信プロトコル用の構成要素ソフトウェアドライバのライブラリから、一つの構成要素ソフトウェアドライバを選ぶ工程を有する。本方法の二つ目の変形例は、ホストコントローラから受信した指示を、真空ネットワークコントローラ内で処理するように、内部プロトコルに翻訳する工程を有する。
【００１６】
本方法の好ましい実施形態では、クライオポンプの動作が制御される。別の好ましい実施形態では、第２コマンドが生成され、第２ソフトウェアドライバが選ばれて、この第２コマンドを、第１構成要素とは別個の通信プロトコルを用いて第２構成要素の動作を制御するために、第２プロトコルに翻訳する。この好ましい実施形態の種々の変形例において、第２真空システム構成要素は、粗引きポンプ、コンプレッサ、ゲートバルブ、または第２クライオポンプである。本方法の別の好ましい実施形態では、上記の真空システム構成要素のような二つの真空システム構成要素からデータを受信する工程と、このデータを、真空ネットワークにおける障害を診断するために使用する工程とを有する。次に、真空システム構成要素は、障害を治療するために、制御される。
【００１７】
本方法のさらに別の好ましい実施形態では、古い真空システム構成要素の取換えは、古い構成要素用動作パラメータのファイルを確立して、これらのパラメータを、古い構成要素を取換えるために取り付けられた新しい構成要素にロードすることによって、自動コンフィグされる。本方法のさらに別の好ましい実施形態では、さらに、真空ネットワークにおける真空システム構成要素を識別する工程と、真空システム構成要素からのデータを配布するように、かつ、真空ネットワーク動作用コマンドを真空システム構成要素の識別子に基づいて配布するように、ルーチングテーブルを確立する工程とを有する。
【００１８】
本発明の装置および方法は、以下の利点を提供する。
第１に、真空ネットワークの制御は、本質的に、プロトコルに依存しないので、異なる通信プロトコルで動作する構成要素の使用を調整する困難さを十分に削減できる。プロトコルに依存しないと、構成要素が通信するプロトコルは制限因子である必要がないので、システムエンジニアには、構成要素を選ぶ際に、十分なゆとりが与えられる。したがって、コストを節約したり、システム内の機能性を高めることができる。さらに、真空ネットワークコントローラの高められた性能は、一般には、極めて負荷が大きい種々の構成要素が接続されて、ツールホストのソフトウェアを変えることなく、システムに統合されることを許容する。
【００１９】
第２に、真空ネットワークコントローラは、真空ネットワークにより広範囲に統合されるので、従来のネットワークインタフェース端末に比べて、真空ネットワークコントローラは、より高い応答性をもって、かつ、障害の検出および診断能力を高めて、ネットワークを監視および制御できる。例えば、ポンプ、ゲージおよびバルブのような幾つかの構成要素を監視することによって、各々からのデータは、障害の発生場所をより良く三角法で測定するのに用いることができる。さらに、真空ネットワークコントローラの広範囲の統合は、システム全体にわたる障害が、構成要素（例えば、クライオポンプ）レベルよりも、むしろシステム（真空チャンバおよび補助製造サブシステムを含める）レベルで検討されることを許容し、相互作用および構成要素間の相互作用の影響は、より良く監視され、応答され得る。さらに、真空ネットワークコントローラの統合された動作は、単に「トークンを循環」する従来の方式に比べて、低真空バルブマッピング、供給の管理、および、圧縮ヘリウムの分配等の資源の調整の改良された制御を可能とする。ここで、資源の割当は、固定のスケジュールに従って、連続的に分配される。
【００２０】
第３に、真空ネットワークコントローラによって果たされるシステム管理におけるより能動的な役割が、ホストコントローラの処理責任を軽減する。本発明の真空ネットワークコントローラは、システムの下位レベルでの制御機能を増加する。すなわち、ホストコントローラに制御機能の実行を頼るよりも、多くの制御機能が、真空ネットワークコントローラによって実施される。したがって、ツールホストは、多くの異なる構成要素に対する分離したアクセスポイントよりも、真空システムの単一アクセスポイントを有することができる。真空ネットワークコントローラの増加した機能性は、ツールホストコントローラにおいて、他のツール構成要素の動作に関連する処理タスクと同時に、複数の真空構成要素から同時に転送されることによって起こる処理輻輳を軽減する。処理責任のより優れた分配が、また、システムの粗雑さ(robustness)を改良する。あるレベルで処理の機能停止があっても、処理責任を、しばしば他のレベルに移すことができる。最後に、低レベル処理の強化は、実行できる処理機能の速度を高める。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の方法の特徴およびその他の詳細は、添付の図面を参照して詳述され、特許請求の範囲において指摘される。図面において、同一の符号は同一のものを示す。本発明の特定の実施形態は図面により示されるが、発明をそれに限定するように示したものではないと理解される。本発明の主要な特徴は、本発明の範囲から外れない範囲で種々の実施形態に用いることができる。
【００２２】
図１に、クライオゼニックネットワークを示す。真空ネットワークは、真空ネットワークコントローラ１２と、ホストコントローラへのホストリンク１４とを有する。本実施形態において、ホストコントローラは、ツールホストコントローラ１６である。このホストコントローラ１６は、半導体処理用クラスタツールの動作を制御する。ツールホストコントローラ１６は、真空ネットワークの動作のほかに、クラスタツール内で実行される各動作（例えば、エッチング、化学蒸着、および焼なまし）を制御する。
【００２３】
真空ネットワークは、さらに、１つ以上のクライオポンプ２０、粗引きポンプ２２、水ポンプ２４およびターボポンプ２６等の真空システム構成要素に接続された構成要素リンク１８を有する。ここで、粗引きポンプは、低い真空度、つまり比較的高い真空圧力を実現し、クライオポンプでは、高い真空度を達成する。真空ネットワークは、また、クライオポンプ２０と、クライオポンプ２０によって排気される各チャンバとの間の通路の開閉を調整するゲートバルブ２８を有する。これらの構成要素の各状態は、真空ネットワークコントローラ１２によって監視および制御できる。さらに、一実施形態では、真空ネットワークコントローラ１２は、残留ガス分析器、イオンゲージ、およびキャパシタンス圧力計を含む種々のセンサを有する。システムで予診断を実行するために、ネットワークに追加される前記センサセのような構成要素は、真空ネットワークの能力を高める追加のデータを提供する。別の実施形態では、各構成要素に対する通信、および各構成要素からの通信は、クライオポンプ２０の一つに内蔵されたプロセッサにディジーチェインされている。したがって、本実施形態では、追加の下位レベル処理能力を供給する。
【００２４】
全ての真空システム構成要素が真空ネットワーク１２に接続されているので、構成要素は、ホストコントローラ１６への通知、またはホストコントローラ１６の再プログラムの必要なしに、真空ネットワークに追加、または真空ネットワークから外すことができる。例えば、図２の真空ネットワークに示すように、ネットワークインタフェース端末は真空ネットワークコントローラ１２に置換され、ターボポンプ２６およびターボコントローラ３０が真空ネットワークに取り付けられる。本実施形態では、ターボポンプ２６との通信は、本発明で新しく取り付けられた真空ネットワークコントローラ１２を介して経路選択される。既に取り付けられている水ポンプ２４との通信も、真空ネットワークコントローラ１２を介して経路選択される。さらに後述するように、真空ネットワークコントローラ１２は、取り付けられる構成要素の識別子を検査して、かつ、真空ネットワーク内で動作するようにこれらの構成要素を自動的にコンフィグするようにプログラムされている。したがって、新しく取り付けられたターボポンプ２６の管理責任は、真空ネットワークコントローラ１２に全てあるので、ホストコントローラは、再プログラムの必要はなく、またはシステムにおけるターボポンプ２６の存在の認識さえも要求されない。
【００２５】
図３は、同様の状況であって、ネットワークインタフェース端末が真空ネットワークコントローラ１２に置換されて、水ポンプ２４が真空ネットワークに取り付けられた場合を示す。本実施形態では、ターボポンプ２６との通信は、以前には、ホストコントローラ１６とターボコントローラ３０との間のダイレクトリンク３１を介して経路選択されていたが、本発明で新しく取り付けられた真空ネットワークコントローラ１２を介して経路選択し直される。前述の実施形態と同様に、真空ネットワークコントローラ１２は、ターボポンプ２６と水ポンプ２４を監視および制御する全責任を負う。
【００２６】
図１の真空ネットワークに戻って、ネットワークは、また、サブファブリンク３２に接続された補助製造（サブファブ）サブシステムを有する。サブファブサブシステムは、真空システム構成要素（特に、クライオポンプ２０）の支持に必要な機械装置を有する。本実施形態では、サブファブサブシステムは、クライオポンプ２０に圧縮ヘリウムガスを供給するコンプレッサ３４と、コンプレッサ３４を介して冷却水を流す冷凍機３６と、粗引きポンプ３８とを有する。
【００２７】
真空ネットワークは、また、真空ネットワークコントローラ１２に遠隔リンク４６を介して連結されたサーバ４４に、モデム４２によって接続された遠隔中央コントローラ４０を有する。代わりに、遠隔中央コントローラは、ＬＡＮやインターネット等の他の手段に接続されてもよい。遠隔中央コントローラ４０は、同様に多数の他の真空ネットワークにリンクされ、遠隔監視ができ、必要ならば、それぞれの動作を制御できる。
【００２８】
図４に、真空ネットワークコントローラ１２のハードウェア構造の概略を示す。データバス７９およびアドレスバス８０は、それぞれ図示の構成要素にリンクし、それらの間のデータ通信をサポートする。
【００２９】
真空ネットワークコントローラは、さらに、バス７９，８０に接続された一連のインタフェースを有する。第１に、ホストインタフェース６１は、真空ネットワークコントローラ１２をツールホストコントローラ１６に結合するための接続を提供する。第２に、構成要素インタフェースは、ビットバスインタフェース６８と、真空システム構成要素に対する接続を提供する１つ以上の他のインタフェース７０との両方を有する。真空システム構成要素と通信するための種々のインタフェースが、集合的に「構成要素インタフェース」と称される。第３に、サービスインタフェース５８は、局所的、または遠隔的のいずれかのシステムで、技術者が相互作用できる接続を提供する。各インタフェースの物理的な構成は、各インタフェースが採用する通信プロトコルの要求に応じて変わりうる。第４に、ユーザインタフェースは、ネットワークのユーザにアクセスできる端末またはモニタに接続する。
【００３０】
プロセッサ７４は、真空ネットワークコントローラの動作を駆動する。フラッシュメモリ７５（コンピュータ読み込み可能媒体）は、長時間メモリを提供し、プロセッサ７４に、初期化プロセス５２（図５）を実行するモジュールを供給する。メモリ７６は、プロセッサ７４に、短時間メモリ能力を供給する。さらに、プロセッサ７４は拡張ポート７８に結合され、この拡張ポート７８は、図４の構成の平行層が、拡大した処理、メモリ記憶、および通信能力に共に結合されることを許容する。
【００３１】
図５に、真空ネットワークコントローラの動作構成を示す。真空ネットワークコントローラ１２の通信構成の中心は、真空ネットワークコントローラ１２内の通信を方向付けるメッセージルータ４８である。コントローラ動作は、パワーアップ診断プロセス５０を開始する。このパワーアップ診断プロセス５０は、真空ネットワークコントローラ１２に結合された構成要素を識別し、ネットワークハードウェアおよびソフトウェアの機能をテストする。このテストの間、真空ネットワークコントローラ１２は、真空ネットワーク動作を統治することはできない。以下の構成要素、つまり、中央処理ユニットおよびそれに関連するメモリ、電源回路、計測回路、リレー、通信等の入出力インタフェースがテストされる。図示のように、パワーアップ診断プロセス５０は、制御を初期化プロセス５２に渡す。この初期化プロセス５２は、パワーアップ診断プロセス５０中に識別される取り付けられた構成要素の補充(make-up) に基づいて、真空ネットワークコントローラ１２のハードウェア／ソフトウェアシステムを初期化する。その間に、フラッシュメモリ７５からモジュール（コンピュータ実行可能ソフトウェアコード）が読み込まれる。初期化プロセス５２は、また、ルーチングテーブル５４の集まりを作成する。このルーチングテーブル５４によって、メッセージルータ４８は、情報の配布が可能となり、真空ネットワークコントローラ１２内の情報を直接リンクできるようになる。
【００３２】
制御プロセス５６は、真空ネットワークコントローラ１２の監視および制御機能をサポートする。サービスインタフェース５８によって、技術者は、真空ネットワークコントローラ内の動作に、サービスアクセスが可能となる。好ましい実施形態では、サービスインタフェース５８の通信ポートは、RS-232で通信する。しかしながら、アーキテクチャは、代わりに種々の通信プロトコルをサポートできる。イベントジェネレータ６０は、システムイベントの標準セットに加えて、ユーザ定義のイベントが生成されることを可能とする。ホストインタフェース６１は、ツールホストコントローラ１６（図１）への通信、およびツールホストコントローラ１６からの通信を提供する。グローバル資源制御プロセス６２は、ヘリウムシステムおよび粗引きポンプ２２（図１）等の共通資源の動作を調整し、制御する責任を負う。グローバル資源制御プロセス６２は、種々のネットワーク構成要素から集められたデータを分析して、拡張した実用に対して、これらの共通資源の最も効果的かつ効率的な割当を決定する。さらに、アーキテクチャは、真空ネットワークの監視および制御用の追加グローバル資源を受け入れるように設計されている。
【００３３】
オンライン／オフライン診断プロセス６４は、真空ネットワークコントローラ１２および真空ネットワークの適切な動作を確保するためのバックグラウンド診断を実行する。オンライン診断は、真空ネットワークの動作に侵入しないので、真空ネットワークの動作を中断することなく実行される。一方、オフライン診断は、真空ネットワーク内の障害を分離するために提供される。オフライン診断は、真空ネットワークの動作に侵入する。したがって、「オフライン」にされた真空ネットワーク内、または「オフライン」にされた真空ネットワークの少なくとも一部で実行される。一般に、オフライン診断は、動作情報に関する、より完全な情報を提供する。
【００３４】
ほとんどの診断データが、グラフィックユーザインタフェース６６を介してユーザに送出され、ユーザは、真空ネットワークコントローラ１２を監視および制御できる。一実施形態では、真空ネットワークユーザのためのインタフェースとして作用するために、スクリーンまたは端末が特に設けられている。別の実施形態では、真空ネットワークコントローラ１２に、真空ネットワーク内で他の目的に使用されるスクリーンまたは端末と通信するためのソフトウェアドライバが設けられている。
【００３５】
標準ビットバスインタフェース６８は、ビットバスプロトコルを使用する真空システム構成要素と通信する。さらに、他の構成要素インタフェース７０（例えば、デバイスネット(DeviceNet) 、プロフィバス(ProfiBus)、RS-485、アナログ）が、これらのプロトコルを使用する真空システム構成要素と通信する。各通信プロトコルは、各ソフトウェアドライバを有する。同一のインタフェースハードウェア（例えば、同一の物理コネクタ）を共有できるプロトコルがある一方、別のインタフェースハードウェア（例えば、異なるピン構成による）を要求するプロトコルもある。
【００３６】
最後に、分析のための局所的および／または遠隔的に回復させられる真空ネットワーク情報を記憶する能力を有する記録手段(logger)７２が提供される。記録手段７２は、基本的には、イベント、状態、およびパラメータ変化を含む真空ネットワークで発生する全ての記録を保持する。この情報は、局所に、または遠隔サイトに記憶され得る。
【００３７】
これらの動作には、各自のプロセッサを有する動作もあれば、プロセッサを共有する動作もある。本発明の真空ネットワークコントローラ１２の一実施形態の標準動作は、以下の処理を包含する。第１に、上述のように、パワーアップ診断プロセス５０が、真空ネットワークコントローラ１２の始動で実行される。最初に、パワーアップ診断プロセス５０が、真空ネットワークにおける構成要素を識別する。次に、診断プロセス５０は、真空ネットワークコントローラ１２に、各構成要素の動作を管理するのに必要な通信プロトコルおよびコマンドコードを通知する。次に、真空ネットワークコントローラ１２が、ネットワークに何が接続されているかの決定に基づいて、ルーチングテーブル５４を確立する。パワーアップ診断プロセス５０は、さらに、ネットワークにおけるハードウェアおよびソフトウェアを初期化する。ネットワーク化された構成要素（例えば、クライオポンプ２０）が取換えられると、取換られた構成要素のコンフィグレーションパラメータを、新しい構成要素にロードすることによって、新しい構成要素に校正されたパラメータで、新しい構成要素が自動コンフィグされる。
【００３８】
いったんネットワークが初期化されてルーチングテーブル５４が確立される  と、真空ネットワークコントローラ１２に対する通信、真空ネットワークコントローラ１２からの通信、および真空ネットワークコントローラ１２を介した通信が可能となる。ツールホストコントローラ１６は、一般に、真空ネットワークの動作に対する制御のスーパーバイザレベルを維持し、クラスタツールの真空に関する要求に応答する所定の機能を実行するために、ネットワークに指示を発行する。ツールホストコントローラ１６は、また、真空動作の状態を決定するために、真空ネットワークからデータを要求してもよい。指示を発行する場合、ホストコントローラ１６は、指示（例えば、「真空化」または「クライオパネルの再生成」）を、真空ネットワークコントローラ１２に送信し、真空ネットワークコントローラ１２は、ホストインタフェースで指示を受信する。
【００３９】
図６に、この指示を処理するためのコンピュータソフトウェアに基づいた処理をフローチャートで示す。ホストインタフェース６１（図４）で指示を受信した後（ステップ８２）、真空ネットワークコントローラ１２（図１，４および５）は、ライブラリから適切なソフトウェアドライバを選ぶ（ステップ８４）。ライブラリは、ビットバス、RS-232、RS-485、デバイスネット、イーサネット、TCP/IP、プロフィバスおよびエシャロン(Echelon) を、真空ネットワークに対して包括的な内部プロトコルに翻訳するソフトウェアドライバを有する。既に展開されたドライバと同様に、現在存在する他のプロトコル用ソフトウェアドライバが、展開の必要に応じてライブラリに同じように取り入れられる。一実施形態では、包括的な内部プロトコルは、Win32 オペレーティングシステム（マイクロソフトコーポレーション）上で、確立される。しかし、選ばれる内部プロトコルの識別および性質は、実際には、重要ではない。次に、ソフトウェアドライバが、ホストの指示を内部プロトコルに翻訳する（ステップ８６）。翻訳されたホスト指示が、プロセッサ７４（図４）によって、処理されて（ステップ８８）、特定の動作コマンド（例えば、適切なゲートバルブ２８（図１）を閉じて、適切なクライオポンプ２０を温める）を、ネットワーク上で動作可能状態にある構成要素についての真空ネットワークコントローラ１２の認識に基づいて、生成する。この動作コマンドは、ホスト指示によって探索された結果に影響を与える。再び、包括的な内部プロトコルを、ビットバス、イーサネット、TCP/IP、RS-232、RS-485、デバイスネット、プロフィバス、またはエシャロン等（しかし、再び、これらに限定されるわけではない）の構成要素プロコトルに翻訳するために、ドライバのライブラリから適切なソフトウェアドライバが選ばれ（ステップ９０）、このソフトウェアドライバが、コマンドを、選んだドライバのプロトコルに翻訳する（ステップ９２）。次に、翻訳されたコマンドは、構成要素インタフェース６８，７０（図４）に伝達され（ステップ９４）、このインタフェース６８，７０から適切なネットワーク構成要素に配信される。次に、構成要素がコマンドに応答する。
【００４０】
真空ネットワークコントローラ１２と真空システム構成要素との間の通信は、一般に、双方向である。例えば、真空システム構成要素は、一般に、動作状態と、真空ネットワークコントローラ１２に実行し戻す測定とに関係するデータを供給する。構成要素は、自ら進んで、または真空ネットワークコントローラ１２からのデータ催促に応答して、真空ネットワークコントローラ１２にデータを送信できる。構成要素からのデータは、真空ネットワークコントローラ１２の構成要素インタフェース６８，７０で受信される。真空ネットワークコントローラ１２は、次に、ビットバス、イーサネット、TCP/IP、RS-232、RS-485、デバイスネット、プロフィバス、エシャロンおよびアナログ信号を、包括的な内部プロトコルに翻訳するために、ドライバを有するライブラリから適切なソフトウェアドライバを選ぶ。翻訳されたデータは、次に、プロセッサ７４（図４）によって、ホストコントローラ１６に送出されて、および／または表示もしくは特定の動作コマンドに使用されるために、基本的な状態情報に処理される。真空ネットワークコントローラ１２が動作コマンド生成のために構成要素データを処理する一例は、イベントジェネレータ６０の使用を含む。例えば、イベントジェネレータ６０は、構成要素の温度を監視するようにプログラムすることができ、構成要素の温度が所定値よりも上昇すると、構成要素をシャットダウンするか、対策手段を開始するか、システムユーザに通知するかによって、応答するようにプログラムすることができる。この応答の特定の種類は、ユーザによって予め決定されている。
【００４１】
真空ネットワークコントローラ１２は、また、グラフィックユーザインタフェース６６を介して、ネットワークユーザと通信する。さらに、真空ネットワークコントローラ１２は、サービスインタフェース５８を介して、技術者と通信する。このサービスインタフェース５８は、真空システムおよびその構成要素の手動制御を可能にするプログラミング能力を設ける。
【００４２】
最後に、真空ネットワークコントローラ１２は、サーバ４４を介し、モデム４２によって、真空ネットワークから離れたサイトに位置する遠隔中央コントローラ４０と通信する。真空ネットワークコントローラ１２は、遠隔中央コントローラ４０に、ネットワーク動作に関係する情報を送信する。さらに、遠隔中央コントローラ４０は、この情報を要求するために、真空ネットワークコントローラ１２に催促を送信できる。遠隔中央コントローラ４０は、多数の同じような真空ネットワークに、同様にリンクされている。その結果、遠隔中央コントローラ４０は、ネットワーク動作の観測の広範なデータベースを展開し、ネットワーク障害を分析するために、このデータベースを使う。さらに、遠隔中央コントローラ４０は、特定のネットワーク障害に対する種々の応答の成功を監視して、新しい障害が生じた時に、それを取り扱うための応答の発行および促進能力を増大する。したがって、真空ネットワーク動作において認識した障害に対する診断および応答を援助させるために、真空ネットワークコントローラ１２は、遠隔中央コントローラ４０を呼び出すことができる。
【００４３】
また、遠隔中央コントローラ４０は、周期的に、真空システム構成要素の性能に関係する情報を、真空ネットワークコントローラ１２に催促する。その結果、遠隔中央コントローラ４０は、構成要素のエージングのような障害を検出するために、予診断を実行できる。クライオポンプ２０は、例えば、一般的に耐用寿命を越えて機能しなくなる前に、エージングのサインを示す。温度、圧力、排気速度、および／またはモータトルク等に関する動作データを分析することによって、遠隔中央コントローラ４０は、クライオポンプ２０のエージングを認識できる。エージングを認識すると、遠隔中央コントローラ４０は、真空ネットワークコントローラ１２に、治療動作（例えば、エージングのクライオポンプ２０内の排気往復の速度を高める）を採るために指示を返信し、時期が決められている次回の保守までの間、サービス技術者に、クライオポンプ２０を置換するメッセージを送信する。構成要素障害を即時に検出して予測する能力は、時期が決められている保守作業の間に、全ての必要な保守を実行できるという目標を、大幅に促進する。もちろん、構成要素の状態がさし迫った不具合を有するならば、遠隔中央コントローラ４０は、構成要素が機能を中止する前に、効率レベルを許容できる時点で、保守の実行を指図できる。したがって、構成要素故障によるネットワーク停止時間の危険は、十分に軽減される。
【００４４】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、特許請求の範囲に記載した発明の思想から逸脱しない範囲内で、種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、真空ネットワークの制御を、本質的に、プロトコルに依存させないので、異なる通信プロトコルで動作する構成要素の使用を調整する困難さを十分に削減できる。プロトコルに依存しないと、構成要素が通信するプロトコルは制限因子である必要がないので、システムエンジニアには、構成要素を選ぶ際に、十分なゆとりが与えられる。したがって、コストを節約したり、システム内の機能性を高めることができる。さらに、真空ネットワークコントローラの高められた性能は、一般には、極めて負荷が大きい種々の構成要素が接続されて、ツールホストのソフトウェアを変えることなく、システムに統合されることを許容する。
【図面の簡単な説明】
【図１】クライオゼニック真空ネットワークの概略図である。
【図２】水ポンプが追加されたクライオゼニック真空ネットワークの概略図である。
【図３】ターボポンプが追加されたクライオゼニック真空ネットワークの概略図である。
【図４】真空ネットワークコントローラにおけるハードウェアの概略図である。
【図５】真空ネットワークコントローラの動作構成の概略図である。
【図６】本発明の方法で真空ネットワークコントローラによって実行される処理ステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２…真空ネットワークコントローラ、１６…ホストコントローラ、２０…クライオポンプ（真空システム構成要素）、２２…低真空ポンプ（真空システム構成要素）、２４…水ポンプ（真空システム構成要素）、２６…ターボポンプ（真空システム構成要素）、２８…ゲートバルブ（真空システム構成要素）、４０…遠隔中央コントローラ、６１…ホストインタフェース、６８，７０…構成要素インタフェース、７４…プロセッサ、７５…コンピュータ読み込み可能媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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