(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に対する所定のプロセスを行う複数の処理装置を個別に制御する複数の制御装置と、
前記各制御装置より受信したプロセスデータに基づいて前記各制御装置を制御するホストコンピュータと、
前記各制御装置より受信したプロセスデータを収集する手段、前記収集したプロセスデータを解析する手段、および前記解析の結果を出力する手段を有するコントロール装置とを具備し、
前記個々の制御装置は、プロセスデータを生成する手段、および前記生成された全てのプロセスデータを前記コントロール装置に送信する手段を有することを特徴とする制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体製造装置、液晶パネル製造装置等の製造装置を制御するシステムに係り、特に複数の基板処理装置を一元管理する機能を持った制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体ウエハや液晶パネル等の製造システムの大規模化により、被処理基板に対して成膜処理、エッチング処理、熱酸化処理等の処理（プロセス）を行う多数の処理装置を一元管理する要求が益々高まっている。
【０００３】
図５にこのような複数処理装置の一元管理機能を持った制御システムの構成を示す。
【０００４】
同図において、３１（３１-1〜３１-N）は被処理基板に対する各種処理を行う処理装置、３２（３２-1〜３２-N）は各処理装置３１を個別に制御するＥＣＣ制御部である。ＥＣＣ制御部３２は、ホストコンピュータ３５との論理的なインターフェイス手段であるＨＣＩ（Host Communication Interface）３３を有し、このＨＣＩ３３によって、ホストコンピュータ３５との間での各種データのやりとりがＴＣＰ／ＩＰ等のデータ伝送系３４を通じて行われる。ホストコンピュータ３５は、各処理装置３１のＥＣＣ制御部３２との間での各種データをやりとりを通じて各処理装置３１のトラッキング処理を行うとともに、各処理装置３１より受信したプロセスデータをデータベース３５ａに履歴として蓄積し、その内容をモニタに表示したり、そのプロセスデータに基づいて処理装置３１の各種パラメータ補正や異常検出等を行う。
【０００５】
各処理装置３１のＥＣＣ制御部３２からホストコンピュータ３５へのプロセスデータ転送の際、ＨＣＩ３３は、ＥＣＣ制御部３２にて生成された全プロセスデータの中からトラッキング処理、パラメータ補正、異常検出等に最低限必要とされる一部の種類のデータだけを選択してホストコンピュータ３５に送信する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御システムによる一元管理方式では、ホストコンピュータに蓄積されるプロセスデータが限定されることになり、モニタに表示されたプロセスデータから各処理装置の状態として獲得できる情報も制限されたものとなる。また、処理装置の経年的な特性の劣化状態を反映したプロセスデータの変化等は、モニタに表示されたプロセスデータを単に参照しただけでは発見できない場合が多い。このような事情から、処理装置の異常や特性劣化を確実且つ早期に発見することは現実的に難しいという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情によりなされたものであり、各処理装置のより詳細な一元管理を実現して保守性の向上を図れる制御システムの提供を目的としている。
また、本発明は、プロセスデータの解析結果を通しての各処理装置の詳細な一元管理を実現して、処理装置の異常や特性劣化の早期発見に寄与することのできる制御システムの提供を目的としている。
【０００８】
加えて、本発明は、各処理装置のプロセス条件の自動的な最適化を実現した制御システムの提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の制御システムは、請求項１に記載されるように、被処理基板に対する所定のプロセスを行う複数の処理装置を個別に制御する複数の制御装置と、前記各制御装置より受信したプロセスデータに基づいて前記各制御装置を制御するホストコンピュータと、前記各制御装置より受信したプロセスデータを収集する手段、前記収集したプロセスデータを解析する手段、および前記解析の結果を出力する手段を有するコントロール装置とを具備し、前記個々の制御装置は、プロセスデータを生成する手段、および前記生成された全てのプロセスデータを前記コントロール装置に送信する手段を有することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、この発明において、コントロール装置は各処理装置の制御装置で生成された全てのプロセスデータを解析してその結果を出力するので、従来のホストコンピュータ上で一部のプロセスデータを集中モニタリングする方式に比べ、各処理装置の状態として掴み得る情報の幅が広がり、各処理装置の状態の経時的な変化も早期に発見することができる。
【００１１】
また、本発明の一実施形態の制御システムは、被処理基板に対する所定のプロセスを行う複数の処理装置を個別に制御する複数の制御装置と、前記各制御装置より受信したプロセスデータに基づいて前記各制御装置を制御するホストコンピュータと、前記各制御装置より受信したプロセスデータを収集する手段、前記収集したプロセスデータを解析する手段、および前記解析の結果に基づいて前記各処理装置のプロセス条件を更新する手段を有するコントロール装置とを具備し、前記個々の制御装置は、プロセスデータを生成する手段、前記生成されたプロセスデータの中から予め設定された一部のプロセスデータを前記ホストコンピュータに送信する手段、および前記生成された全てのプロセスデータを前記コントロール装置に送信する手段を有することを特徴とする。
【００１２】
この一実施形態では、各制御装置にて生成された全てのプロセスデータの解析結果に基づいてプロセス条件を更新する手段をさらに設けたことによって、各処理装置の経時的な特性の変動をも考慮した様々な観点から最適なプロセス条件を自動的に得ることが可能となり、プロセス条件設定のための人為的な試行錯誤を不要なものとすることができる。
【００１３】
さらに、本発明の一実施形態の制御システムは、被処理基板に対する所定のプロセスを行う複数の処理装置を個別に制御する複数の制御装置と、前記各制御装置より受信した一部のプロセスデータに基づいて前記各制御装置を制御するホストコンピュータと、前記各制御装置より受信したプロセスデータを収集する手段、前記収集したプロセスデータを解析する手段、前記解析の結果を出力する手段、および前記収集したプロセスデータで前記ホストコンピュータのプロセスデータ受信不能期間の欠落プロセスデータを補填する手段を有するコントロール装置とを具備し、前記個々の制御装置は、プロセスデータを生成する手段、前記生成されたプロセスデータの中から予め設定された一部のプロセスデータを前記ホストコンピュータに送信する手段、および前記生成された全てのプロセスデータを前記コントロール装置に送信する手段を有することを特徴とする。
【００１４】
この一実施形態では、コントロール装置で収集したプロセスデータでホストコンピュータのプロセスデータ受信不能期間の欠落プロセスデータを補填する手段をさらに設けたことで、ホストコンピュータはダウン状態から復旧した直後より、各各処理装置の制御装置に対する制御を直ちに再開することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する場合の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
本発明に係る制御システムは、例えば次のような複合プロセス型の半導体ウエハ製造装置等に適用される。
【００１７】
図１に示すように、この半導体ウエハ製造装置は、半導体ウエハに対して各種の処理例えば成膜処理やエッチング処理や熱酸化処理等を行う複数例えば３つののプロセスチャンバ１、２、３と、多数枚例えば25枚のウエハＷを収納できるカセットＣ１、Ｃ２を収容するカセットチャンバ４、５と、プロセスチャンバ１、２、３とカセットチャンバ４、５との間でウエハＷの受け渡しを行う搬送チャンバ６とを備えて構成される。各チャンバ間はゲートバルブＧを介して開閉自在に連結されている。搬送チャンバ６内には、屈伸動作及び回転動作が可能な例えば多関節式の搬送アーム７が設けられており、この搬送アーム７によりチャンバ間でのウエハＷの搬送が行われる。カセットＣ１、Ｃ２はカセットチャンバ４、５内に取り込まれる際に90度反転されると共にそのカセットＣ１、Ｃ２のウエハ挿脱口が搬送チャンバ６内の中心を向くように回転され、以て搬送アーム７によるウエハＷの出し入れが可能な姿勢に設置される。
【００１８】
図２は本発明の第１の実施形態である制御システムの全体的な構成を示すブロック図である。
【００１９】
同図において、１１（１１-1〜１１-N）は例えば成膜処理、エッチング処理、熱酸化処理等の被処理基板に対する各種処理を行う処理装置、１２（１２-1〜１２-N）は各処理装置１１の上位制御系であるＥＣＣ制御部、１０（１０-1〜１０-N）は各処理装置１１の下位制御系であるＭＣ（マシンコントローラ）である。図３に示すように、ＥＣＣ制御部１２は、ホストコンピュータ１５との論理的なインターフェイス手段であるＨＣＩ（Host Communication Interface）１３を有し、このＨＣＩ１３によって、ホストコンピュータ１５との間での各種データのやりとりがＴＣＰ／ＩＰ等のデータ伝送系１４を通じて行われる。また、ＥＣＣ制御部１２は、アドバンスド・グループ・コントローラ（以下、ＡＧＣと称す。）１７との論理的なインターフェイス手段であるＲＡＰ（Remote Agent Process）１６を有し、このＲＡＰ１６によってＡＧＣ１７との間での各種データのやりとりがデータ伝送系１４を通じて行われる。
【００２０】
ここで、プロセステータ転送に係るＨＣＩ１３とＲＡＰ１６の機能の違いについて説明する。
【００２１】
ＨＣＩ１３は、ＥＣＣ制御部１２にて処理装置１１から得た全てのプロセスデータの中から予め設定された一部の種類のプロセスデータだけを選択してホストコンピュータ１５に送信する。すなわち、図３において、１８はＥＣＣ制御部１２にて生成された全プロセスデータが一時的に蓄積されるメモリであり、ＨＣＩ１３は、このメモリ１８から予め設定された一部の種類のプロセスデータ（データ１，３）を取り出してＨＣＩ送信バッファ１９に書き込み、ＨＣＩ送信バッファ１９の内容をまとめてホストコンピュータ１５に送信する。また、ＥＣＣ制御部１２で生成されたステータスデータ等も送信される。
【００２２】
ＲＡＰ１６は、ＥＣＣ制御部１２にて処理装置１１から得た全てのプロセスデータを無条件にＡＧＣ１７に送信する。すなわち、ＲＡＰ１６は、ＥＣＣ制御部１２内のプロセスデータ蓄積用メモリ１８に蓄積されたプロセスデータを先頭から順次読み出し、そのデータ構造のままＡＧＣ１７に転送する。但し、データの順番を並び換えたり、ごく一部のデータを排除する程度の操作をここで行ってもよい。
【００２３】
ホストコンピュータ１５は、各処理装置１１のＥＣＣ制御部１２との間での各種データをやりとりを通じて各処理装置１１のトラッキング処理を行うなど各処理装置１１の全体的な動作制御を行う。
【００２４】
ＡＧＣ１７は、各処理装置毎のレシピ（プロセス条件値）の集中管理やレシピに基づく各処理装置１１のプロセスコントロールをはじめとして、各処理装置１１から得られる全てのプロセスデータを対象に、その解析処理、統計処理、プロセスデータやその解析／統計結果の集中モニタリング処理、更には解析／統計結果をレシピに反映させる処理等を行う。
【００２５】
ＡＧＣ１７はＡＧＣサーバ１７ａとＡＧＣクライアント１７ｂから構成されている。ＡＧＣサーバ１７ａの通信Ｉ／Ｆ（インターフェース部）２１は、各処理装置１１のＥＣＣ制御部１２およびＡＧＣクライアント１７ｂとの間でデータ伝送系１４を通じて各種テータを送受信する。ＥＱＭ制御部２２は、予め定義されたプロセス条件と各処理装置１１から得られるプロセスデータに基づいて処理装置毎のプロセスの各種パラメータ補正を行うとともに、受信したパラメータのデータベース２３への格納、およびＡＧＣクライアント１７ｂに転送すべきプロセスデータをデータベース２３から検索する処理等を主に行う。
【００２６】
ＡＧＣクライアント１７ｂには、ＡＧＣサーバ１７ａより転送されてきたプロセスデータの解析処理および統計処理を行うデータ解析部２５と、取り込んだプロセスデータやその解析結果等をクライアントユーザの利用・加工可能な形式のデータに変換するデータ変換部２６と、変換データをモニタ等に表示するデータ表示部２７と、被処理基板上の膜厚等の測定データを含むプロセスデータの解析結果に基づいてレシピ（プロセス条件）を最適化するように更新するレシピ修正部２８等の機能が用意されている。
【００２７】
次に、このシステムの動作をＡＧＣの関与する動作を中心に説明する。
【００２８】
まず各処理装置１１のＥＣＣ制御部１２は、ＡＧＣ１７よるプロセスコントロールの下、対応する処理装置１１を制御して被処理基板に対する処理を実行させる。
【００２９】
個々のＥＣＣ制御部１２にて処理装置１１から得たプロセスデータは、図３に示したプロセスデータ蓄積用メモリ１８に書き込まれる。プロセスデータ蓄積用メモリ１８に書き込まれたプロセスデータは、その外部転送に係る論理的なインターフェイス手段であるＨＣＩ１３とＲＡＰ１６によって、ＴＣＰ／ＩＰ等のデータ伝送系１４の独立したチャンネルを通じてホストコンピュータ１５とＡＧＣ１７に転送される。
【００３０】
ここで、ＨＣＩ１３は、プロセスデータ蓄積用メモリ１８に保持されたすべてのプロセスデータの中から予め設定された一部の種類のプロセスデータだけを引き出してＨＣＩ送信バッファ１９に書き込み、ＨＣＩ送信バッファ１９の内容をデータ伝送系１４を通じてホストコンピュータ１５に送信する。一方、ＲＡＰ１６は、プロセスデータ蓄積用メモリ１８から全てのプロセスデータを読み出してＡＧＣ１７に転送する。
【００３１】
ＡＧＣ１７（ＡＧＣサーバ１７ａ）は、各処理装置のＥＣＣ制御部１２のＲＡＰ１６によって送信されたプロセスデータを受信し、このプロセスデータをデータベース２３に蓄積するとともに、このプロセスデータとレシピデータから各処理装置のパラメータ補正値を生成してこれをＥＣＣ制御部１２に送信することによってプロセスコントロールを行う。
【００３２】
また、ＡＧＣサーバ１７ａは、ＡＧＣクライアント１７ｂからプロセステータ転送要求を受けると、データベース２３から該当するプロセスデータを読み出し、通信Ｉ／Ｆ２１を通じてＡＧＣクライアント１７ｂに送信する。ＡＧＣクライアント１７ｂに転送されたプロセスデータは、データ変換部２６にてクライアントユーザの利用・加工可能な形式のデータに変換され、データ表示部２７によってモニタに表示される。さらに、ＡＧＣクライアント１７ｂに転送されたプロセスデータは、データ解析部２５にて解析および統計処理され、その解析結果はデータ変換部２６にてプロセスデータと同様にユーザ利用可能な形式のデータに変換され、モニタに表示される。これによりＡＧＣクライアント１７ｂ上での基板処理システム全体の一元管理が実現される。
【００３３】
また、ＡＧＣクライアント１７ｂのデータ解析部２５は、プロセスデータの解析結果から処理装置の異常検出や異常予測を行い、異常を検出した場合および予測した場合は、その旨をデータ表示部２７を通してモニタに出力するとともにＡＧＣサーバ１７ａに通知する。この通知に従ってＡＧＣサーバ１７ａは、例えば、異常検出或いは異常予測された処理装置１１を制御しているＥＣＣ制御部１２に対して処理装置の停止を指示するなどの制御を行う。
【００３４】
さらに、ＡＧＣクライアント１７ｂのレシピ修正部２８は、基板上の膜厚測定結果等の測定データを含むプロセスデータに対する解析結果からレシピ（プロセス条件）を最適化するための更新処理を行う。
【００３５】
また、本実施形態では、ホストコンピュータ１５がダウンした場合にＡＧＣ１７によるプロセスデータのスプーリング処理が行われる。すなわち、ホストコンピュータ１５は、復旧後、ダウン期間のプロセスデータをＡＧＣ１７から直ちに取り込むことができる。これにより、ホストコンピュータ１５による各処理装置１１のトラッキング処理を復旧後直ちに再開することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の制御システムによれば、各処理装置から得られる全て或いはほぼ全ての詳細なプロセスデータをＡＧＣ１７に取り込んで集中モニタリングすることができるので、各処理装置の状態として掴むことのできる情報の幅が広がり、処理装置の異常や劣化状態をより詳細かつ早期に発見することができる。また、各処理装置から得られる全て或いはほぼ全ての詳細なプロセスデータを解析してその解説結果を集中モニタリングすることができるので、各処理装置の状態の経時的な変化を早期に発見することができる。これにより、多数の処理装置からなる製造システムの保守信頼性を高めることが可能となる。また、本実施形態では、基板上の膜厚測定結果等の測定データを含む詳細なプロセスデータに対する解析結果や統計結果からレシピにおける各データをより好ましい値に更新することによって、各処理装置の経時的な特性の変動をも考慮した様々な観点から最適なプロセス条件を自動的に得ることが可能となり、信頼性の向上を図ることができる。
【００３７】
さらに、ＡＧＣ１７をハード的にプロセスデータ収集用のＡＧＣサーバ１７ａと、そのプロセスデータを実際に運用するＡＧＣクライアント１７ｂとに別けたことで、各々の制御負荷が分散され、より多数の処理装置を接続した構成においても性能が低下することがなくなる。
【００３８】
なお、以上説明した実施形態において、ＡＧＣ１７は一台のＡＧＣサーバ１７ａと一台のＡＧＣクライアント１７ｂとで構成したが、処理装置の接続数がさらに増大した場合、ＡＧＣサーバ１７ａの負荷が非常に大きくなることが予想される。そこで、図４に示すように、機能例えばレシピの種類毎にＡＧＣサーバ１７ａ（１７ａ-1〜１７ａ-M）を設ける形態をとる方式が考えられる。このような形態をとった場合、個々のＡＧＣサーバの機能をバージョンアップしたり保守点検を行う際に、他のＡＧＣサーバの管理下にある処理装置群の動作を止める必要がなくなり、システム全体の処理効率を高めることが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の制御システムによれば、コントロール装置は各処理装置の制御装置で生成された全てのプロセスデータを解析してその結果を出力するので、従来のホストコンピュータ上で一部のプロセスデータを集中モニタリングする方式に比べ、各処理装置の状態として掴み得る情報の幅が広がり、各処理装置の状態の経時的な変化も早期に発見することができる。
【００４０】
また、上記の制御システムにおいて、各制御装置にて生成された全てのプロセスデータの解析結果に基づいてプロセス条件を更新する手段をさらに設ければ、各処理装置の経時的な特性の変動をも考慮した様々な観点から最適なプロセス条件を自動的に得ることが可能となり、プロセス条件設定のための人為的な試行錯誤を不要なものとすることができる。
【００４１】
さらに、上記の制御システムにおいて、コントロール装置で収集したプロセスデータでホストコンピュータのプロセスデータ受信不能期間の欠落プロセスデータを補填する手段をさらに設ければ、ホストコンピュータはダウン状態から復旧した直後より、各各処理装置の制御装置に対する制御を直ちに再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御システムの制御対象である複合プロセス型の半導体ウエハ製造装置の構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態である制御システムの構成を示すブロック図
【図３】図２のＥＣＣ制御部におけるプロセステータ転送に係る部分の構成を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態である制御システムの構成を示すブロック図
【図５】従来の制御システムの全体的な構成を示すブロック図
【符号の説明】
１１（１１-1〜１１-N）……処理装置、１２（１２-1〜１２-N）……ＥＣＣ制御部、１３……ＨＣＩ、１４……データ伝送路、１５……ホストコンピュータ、１６……ＲＡＰ、１７……ＡＧＣ、１７ａ……ＡＧＣサーバ、１７ｂ……ＡＧＣクライアント、２１……通信Ｉ／Ｆ、２２……ＥＱＭ制御部、２３……データベース、２５……データ解析部、２６……データ変換部、２７……データ表示部、２８……レシピ修正部。
【図１】
0003920206.tif 000002
【図２】
0003920206.tif 000003
【図３】
0003920206.tif 000004
【図４】
0003920206.tif 000005
【図５】
0003920206.tif 000006