(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上で集積回路を製造するモジュール式真空排気システムであって、
ウエハを前記システムを介して移動させるために、内部に配置されたロボットを有するトランスファチャンバと、１つ以上のチャンバ・モジュールと連結されるようにされている複数の密封可能な開口と、を備えると共に、プラットフォームに配置されるセントラル・トランスファチャンバ・モジュールと、
前記プラットフォームに支持されると共に、前記１つ以上のチャンバ・モジュールと連結されるようにされている複数のインタフェースパネルであって、各インタフェースパネルが前記チャンバ・モジュールの各々の中でプロセスを実行するコントローラと連結されると共に、前記１つ以上のチャンバ・モジュールと迅速に接続するようにされているインタフェースパネルとを備える、モジュール式真空排気システム。
【請求項２】
前記１つ以上のチャンバ・モジュールの各々に共通の設備を提供する設備パネルを更に備える、請求項１記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項３】
前記複数の密封可能な開口の１つと連結される第１の真空チャンバを更に備える、請求項２記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項４】
前記セントラル・トランスファチャンバ・モジュールを表す第１のオブジェクトと、
各チャンバ・モジュールを表す１つ以上のオブジェクトと、
を備えるモジュール式制御システムを更に備える、請求項１記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項５】
前記第１のオブジェクトが、前記トランスファチャンバ・モジュールのオペレーションを起動する信号を提供し、前記システムの全体的な性能を調整し、
前記１つ以上のチャンバ・モジュールオブジェクトが、前記システムの全体的な性能において、各チャンバ・モジュールを操作し且つ前記トランスファチャンバ・モジュールと調整する信号を提供する、請求項４記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項６】
各モジュールが、それぞれのモジュールのオペレーションにおいて特定のタスクを実行するチャンバ固有のデバイスを備え、
各オブジェクトが、
前記特定のタスクを実行するように前記モジュール固有のデバイスに電気信号を提供する複数の入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスと、
前記Ｉ／Ｏデバイスに前記電気信号を送らせるＩ／Ｏデバイス固有コマンドを送る複数のドライバモジュールと、
前記ドライバモジュールのそれぞれに前記Ｉ／Ｏデバイス固有コマンドを送らせるドライバモジュール固有コマンドを送る複数のコントローラモジュールと、
前記コントローラモジュールのそれぞれに前記ドライバモジュール固有コマンドを送らせるコントローラモジュール固有コマンドを送る複数のマネージャモジュールとを含む、請求項５記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項７】
前記複数のマネージャモジュールが、それぞれのモジュール用の様々な高レベル機能を制御し、
前記複数のコントローラモジュールが前記様々な高レベル機能を実行する様々な中間レベルのコマンドを提供し、
前記複数のドライバモジュールが前記様々な中間レベルのコマンドを実行する様々な低レベルコマンドを提供する、請求項６記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項８】
前記モジュール式制御システムが、前記第１のオブジェクトと第２のオブジェクトに制御パラメータ及びデータパラメータを送るホストコントローラを更に備える、請求項６記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項９】
前記ホストコントローラが前記第１のオブジェクトと前記第２のオブジェクトを構成し、これらを前記モジュール式制御システム内で実行されるプロセスとして始動する、請求項８記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項１０】
前記モジュール式制御システムが、各チャンバ・モジュールのオペレーションを起動するコマンド信号を送り、各チャンバ・モジュールの性能とステータスを示すセンサ信号を受けとる１つ以上のチャンバ・モジュールに電気的に接続された１つ以上のチャンバ・モジュールコントローラとを更に備える、請求項９記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項１１】
前記ホストコントローラが、各オブジェクトを各チャンバ・モジュールコントローラに分散して(distribute)、各オブジェクトを前記チャンバ・モジュールコントローラ上で実行されるプロセスとして始動させ、
これによって、
前記各オブジェクトが、前記チャンバ・モジュールコントローラに前記チャンバ・モジュールのオペレーションを起動する前記コマンド信号を送らせるために必要なルーチンを実行する、請求項１０記載のモジュール式真空排気システム。
【請求項１２】
前記トランスファチャンバ・モジュールに連結されたロードロックチャンバと、
前記ロードロックチャンバに接続されたミニ・エンバイロメントとを更に備える、請求項１記載のモジュール式真空排気システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は一般的にはウエハ上に集積回路を製造するシステムに関する。より特定的には、本発明はウエハ上に集積回路を製造する装置のモジュール式アーキテクチャに関する。
【０００２】
【発明の背景】
一般的に、シリコンウエハ上に集積回路を製造するために用いられる装置はウエア製造装置（ＷＦＥ）と呼ばれる。ＷＦＥは一般的には、複数のウエハを同時に処理するバッチツール又はウエハを個別に処理する単一ウエハツールに分類される。過去においては、市販のＷＦＥのほとんどがバッチツールとして設計された。最近では、シリコンウエハのサイズとウエハ上の臨界的な外形のサイズと構築されるデバイスの複雑性とによって、業界は単一ウエハツールを非常に高いパーセンテージで製造するようになった。これら単一ウエハツールの内のかなりのものがクラスタツールであるが、その例を図１に示す。クラスタツール１０は、ツール内でウエハを操作するように働くロボット１３を収納しているセントラルチャンバ１２から成っている。このセントラルチャンバは一般的にトランスファチャンバと呼ばれる。このトランスファチャンバの周りには、システム内を移動中のウエハに、ある種のプロセスを実行するための追加チャンバ１４が置かれている。トランスファチャンバにはまた、１つ以上のロードロックチャンバ１６が取り付けられている。このロードロックチャンバ１６はウエハを外部環境からクラスタツール１０に導入する働きをする。
【０００３】
クラスタツールは一般的には次のように動作する。トランスファチャンバが組み込みポンプシステムによって真空中に置かれる。プロセスチャンバは各々が分離バルブによってトランスファチャンバから分離されており、これによってこのプロセスチャンバがトランスファチャンバの真空度とは異なったレベルの真空度で動作して、プロセスチャンバ内で使用中のいかなる気体をもトランスファチャンバ内に導入されることを防止することを可能となっている。ロードロックチャンバもまた分離バルブによってトランスファチャンバから分離されている。ロードロックチャンバは各々が外部環境に対して開放するドアを有している。通常のオペレーションでは、ウエハを装填したカセットがこのドアからロードロックチャンバ内に置かれ、次にドアが閉まる。すると、ロードロックチャンバがトランスファチャンバと同じ圧力になるまで真空排気され、ロードロックチャンバとトランスファチャンバ間の分離バルブが開かれる。トランスファチャンバ内にあるロボットが本来の位置に移動し、１枚のウエハがロードロックチャンバから取り除かれる。ロードロックチャンバは、ウエハが１枚カセットから除去されると昇降機が積層されたウエハをカセット内に移動させて別のウエハをトランスファチャンバ内に位置付けし、これによってこのウエハがロボットブレード上に置かれるように昇降機を装備するのが望ましい。次に、トランスファチャンバ内のロボットがウエハと共に回転し、これによってウエハがプロセスチャンバの位置と整合するようにする。プロセスチャンバはあらゆる毒性気体を除去し、トランスファチャンバと同じレベルの圧力となり、次に分離バルブが開かれる。するとロボットはウエハをプロセスチャンバ内に移動させ、この中で持ち上げられてロボットから分離される。次に、このロボットはプロセスチャンバから後退して分離バルブが閉じられる。それから、プロセスチャンバは一連のオペレーションを経て、指定されたプロセスをウエハに対して実行する。これらのプロセスが完了すると、プロセスチャンバはトランスファチャンバと同じ環境に戻され、分離バルブが開かれる。ロボットはウエハをプロセスチャンバから移動させ、次にこのウエハを別の操作を実行するために別のプロセスチャンバに移動させるか又はこのウエハをロードロックチャンバ内で交換し、カセット内の全ウエハが処理されるとシステムから取り外されるようにする。
【０００４】
クラスタツールの生産性を向上させるために、１部のウエハ製造業者は、ウエハを装填したカセットを通過中のビークルから取って開いているロードロックチャンバ内に装填するシステムを含むことによって、ロードロックチャンバの着脱を自動化している。同様に、このようなシステムは処理済みのウエハをカセットから除去してビークル上に置いて、さらなる処理を受けるように別のツールに送る。
【０００５】
一般的には、クラスタツールはかなりの数の機能を実行しなければならない。クラスタツールは、ウエハを破損することなく、すなわちプロセスチャンバの機能に干渉したりウエハを汚染したりしかねない粒子を発生することなくツールによってウエハを操作することが可能でなければならない。このウエハ取り扱いプロセスには、ウエハが適切に取り扱われたことを検証するメカニズムとそれに結合したセンサとが含まれる。クラスタツールはまた、トランスファチャンバ、ロードロックチャンバおよび各々のプロセスチャンバの環境を管理することが可能でなければならない。これにはかなりの圧力変動が伴い、また多くの様々な気体が導入され、プラズマが発生する。ツールはまた、チャンバの各々に対して供給される電力を管理し、また、人間のオペレータの場合もある外部環境への制御インタフェース、別の制御コンピュータ又はこれら双方を提供しなければならない。
【０００６】
現在のところ、クラスタツールは次の方式で設計され構築されている。ツールに対して１つ又は１群の機能が選択される。これで、トランスファチャンバに取り付けられるプロセスチャンバの数とタイプが示される。次に、ウエハを取り扱い、圧力を制御し、気体を管理し、電力を管理し、システム制御ハードウエアのための様々なシステムがすべて、開発される特定の構成に合うように設計される。この様々なシステムを制御するコンピュータソフトウエアが、ツールが所望のプロセス群を実行するように書き込まれている。一般的にこのツールは、設計目的である特定の機能を実行するツールとして市場に出される。このツールは組み立てられ、試験され、そして一体構造のユニットとしてエンドユーザーに納入される。この設計プロセスを完了するに必要とされる時間は極めて長くなることがある。これら意図されたプロセス機能の内のどれでも修正することは困難であるが、その理由は、オリジナルのツールは一体構造のシステムとして設計されており、重要な変更をしようとすればかならず全く新しい設計をしなければならないからである。
【０００７】
加えて、ツールの製造は、その設計が本質的に一体構造的であるため多少複雑なものとなる。ツールコントローラはこのツールが１つの一体構造のシステムであると仮定して設計されているので、ツールの個々の部分を試験するのは困難である。ツールのほとんどが組み立てられるまでにかなりの試験を実行しなければならない。完了したツールは複雑であるため、このシステム試験は時間がかかるプロセスとなる。製造プロセスの初期の段階で発生したエラーは、試験が後半の段階にいたるまで発見されず、この結果それを補正するにはかなりの努力を必要とすることがある。
【０００８】
上述したように、クラスタツールは完全なユニットとしてエンドユーザーに出荷するのが通例である。より大型のウエハを求める最近の傾向によってこの慣行がかなり影響されている。３００ｍｍウエハを取り扱えるように設計された装置は、組み立てた後で輸送するにはあまりに大きすぎて経済的ではない。これを実行しようとすると、制作施設で組み立てて試験し、分解して出荷し、エンドユーザー先で再組立しなければならない。この余分なアセンブリ・オペレーションによって、エンドユーザー先でのツール一体化には高い経費がかかるかなりのオペレーションが必要となる。
【０００９】
したがって、フレキシブルな設計を含み、迅速にそして容易に組み立てて、分解して、再構成して、再組立することが可能なモジュール式ツールに対する必要性が存在する。
【００１０】
【発明の概要】
上記の欠点はクラスタツールのモジュール式アーキテクチャを定義し実行することによって克服することができる。このようなアーキテクチャでは、ツールの各々の部分すなわちモジュールは、自身が実行することになっている明瞭に定義された機能群と、自身と相互作用する相手である他のモジュールとの間における特定的に定められたインタフェースと、を有している。一実施形態では、クラスタツールはセントラルクラスタモジュールと、１つ以上のロードロックモジュールと、１群のプロセスチャンバ・モジュールと、望ましくはファクトリー・インタフェースモジュールと、を含んでいる。これらのモジュールはその各々が、実行することになっている１群の機能を含んでいる。セントラルクラスタモジュールはプロセスチャンバ・モジュールと適合する環境を提供し、これによって、各プロセスチャンバ・モジュールとセントラルクラスタ間における適切な分離バルブを提供し、ウエハを各プロセスチャンバ・モジュールに送出し、ウエハをプロセスチャンバ・モジュールから取り除き、プロセスチャンバ・モジュールが必要とすることがあるあらゆる気体、液体又は他のサービスを提供し、ロードロックモジュールと相互作用してプロセスチャンバ・モジュールにウエハを絶え間なく流す任務を負っている。ロードロックモジュールは、人間のオペレータからのウエハ、ある種のタイプの自動式ウエハ取り扱いシステム、又はファクトリー・インタフェースモジュールを受け取り、次に、ウエハが常駐する環境を、この環境がセントラルクラスタモジュールと適合するように変更する任務を負っている。このモジュールはまた、セントラルクラスタモジュール内のロボットがロードロックモジュールからウエハを除去したり交換したりできるようにウエハを操作する、すなわち割り出す任務を負っている。ファクトリー・インタフェースモジュールは、使用する場合、ウエハのカセットすなわち閉じられたポッドを人間のオペレータ又は自動式ウエハ取り扱いシステムから受け取り、ウエハをロードロックモジュールとの間でやりとりする任務を負っている。プロセスチャンバ・モジュールは、セントラルクラスタモジュールからウエハを受け取り、ウエハを処理し、また、ウエハがセントラルクラスタモジュールによって除去できるようにする任務を負っている。
【００１１】
各モジュールは、自身と他のモジュールとの間でやりとりされるコマンドが高レベルとなるように自身の制御システムを有している。例えば、ロードロックモジュールは、"Ｉｎｄｅｘ  ｔｏ  Ｎｅｘｔ  Ｗａｆｅｒ（次のウエハを割り出すこと）"などのコマンドを受け取って、"Ｗａｆｅｒ  Ｒｅａｄｙ（ウエハが準備されている）"などのコマンドを返送する。このオペレーションを発生させるために必要とされる詳細な制御オペレーションはすべてが、モジュール制御システムによって取り扱われる。このようにして、任意のモジュールと他のモジュール間での制御相互作用は、特定のモジュールのオペレーションを定めるコマンドに限られ、どのようにオペレーションが実現されるかに関する特定事項に限られることはない。
【００１２】
各モジュールは、明瞭に定義され制御されたインタフェースを有している。このインタフェースは物理的形状と、１群のユーティリティと、自身と他のモジュールすなわち本ツールの外部の環境との間における制御通信の正確な定義と、を含んでいる。この物理的インタフェースは、取付ロケーション及び必要なハードウエアと、ウエハ交換に用いられるエンベロープと、各モジュールのサイズを見込んだ大きさのスペースと、を含んでいる。このインタフェース定義はまた、制御システムのための電力、気体、流体および通信ラインなどの設備のためのロケーションとサイズと取付部品とを指定するものである。
【００１３】
このモジュール式アーキテクチャの利点は重要である。クラスタツールの設計の初期の段階においては、システムエンジニアは既存のモジュールと、各モジュールの機能と、これらモジュールと外部環境との間における必要なインタフェースと、を定義する。これらの定義が完了すると、各モジュールを設計するエンジニアは、他のモジュールがどのように設計されているかにはお構いなく、自分が適すると思うように自由に設計する。インタフェース定義に違反しない限り、結果として得られるモジュールは単一のシステムに容易に統合することが可能である。インタフェースを修正する必要がある場合、この修正はシステムレベルで遂行される。システムエンジニアは適切なすべてのモジュール開発者に変更が成されたことを通知し、モジュールの修正が適切に実行される。このアーキテクチャによって、多くのモジュールを同時に開発することが可能となる。基本的なツール設計が完了すれば、このモジュール式アーキテクチャによって、インタフェースが変更されない限りシステムの残余の部分に影響することなくモジュールを修正又は性能を向上させることができる。これらのモジュールは内部制御装置によって設計されているので、個別に製造して試験することができる。これによって最終的なシステム統合が容易となるが、その理由は、このようなシステムは、すでに完全に試験され問題が解決されている比較的少ない数のモジュールから構築されるからである。
【００１４】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
本発明は一般的に、モジュール式のハードウエアとソフトウエアの双方を含み、これらのモジュールを再構成し簡単に交換することを可能とすることによって統合処理システムの能力を拡張するモジュール式真空排気システムを提供する。図２は本発明によるモジュール式アーキテクチャの１つの実施形態を示すクラスタツール１０の略上面図である。このシステムは一般に４つのタイプのモジュール、すなわち、セントラルクラスタモジュール１２と、１つ以上のプロセスチャンバ・モジュール１４と、１つ以上のロードロックモジュール１６と、ファクトリー・インタフェースモジュール１８と、から成っている。これらのモジュールは各々が、自身内部でプロセスを個別に実行し、システムの全体的な性能を調整するための定義済みの１群の機能とインタフェースとを有している。セントラルクラスタモジュール１２は、プロセスチャンバ・モジュール１４とロードロックチャンバ・モジュール１６とファクトリー・インタフェースモジュール１８と外部環境とのインタフェースを有し、これによってシステムの活動を最も高いレベルに調整するのが望ましい。各モジュールは、モジュール内部プロセスを実行しシステムコントローラと協調する自身の制御システムで設計されている。本発明は、最初にハードウエアを参照し次にコンピュータ制御装置を参照して以下に詳述する。
【００１５】
【物理的インタフェース】
図２をさらに参照すると、例示のモジュール式真空排気システム１０が一般に、プラットフォーム２６と；トランスファチャンバ２２と；ロードロックチャンバ１６と；プロセスチャンバ１４（図示せず）と；必要なすべての設備、通信供給ライン、通信返送ライン、及び通信コネクタと；を含んでいる。分かりやすいように、モジュール式真空排気システム１０を、プロセスチャンバ・モジュール１４を取り付けていない状態で図示してある。トランスファチャンバ２２はリッド２４と、ウエハがシステム内に移動する際に通過する複数のスリットバルブ２８と、を含んでいる。本実施形態は６個のスリットバルブ（その内の１つを図示するが、他はカバープレート３６を上方に配置している）を有する６個のファセットを持つトランスファチャンバ２２を示している。このトランスファチャンバとプラットフォームがセントラル・トランスファチャンバ・モジュール１２を構成しており、別のコントローラを組み込んでシステム全体の性能を制御するようにできるとはいえ、このモジュール１２が全体的なコントローラとして動作するのが望ましい。
【００１６】
プロセスチャンバ・モジュール１４はトランスファチャンバ２２のスリットバルブ２８のところに密封可能に取り付けられていて、自身との間に通路を輪郭付けし、これによってウエハを搬送できるようにしている。プロセスチャンバ・モジュール１４は、ＰＶＤチャンバやＣＶＤチャンバやエッチングチャンバなどの複数のプロセスチャンバタイプの内のいずれかのタイプのチャンバを含んでおり、これで、ウエハ上に集積回路を製造するのに有用な一連の多くのプロセス中の様々なタイプのプロセスを実行する。真空チャンバの製造業者にとって、それぞれがある種の共通した特徴を有しているが異なったプロセスレシピをウエアに対して実行する２０を越える様々なタイプのプロセスチャンバを有することは珍しいことではない。これらプロセスチャンバは各々が、自身のプロセスを内部で制御する任務を負う個別のプロセスチャンバ・モジュールである。
【００１７】
ロードロックモジュール１６が同様にスリットバルブ２８のところに取り付けられており、ミニ・エンバイロメント１８（図１に示す）に対して開放し、これによってウエハをこのミニ・エンバイロメントからロードロックチャンバ内に通すためのドア３２を含んでいる。ロードロックチャンバは、一般的には濾過済みの空気が積層して流れている閉じられた清浄な領域であるミニ・エンバイロメント３００に取り付けられるが、この領域はポッドローダ３０２を搭載し、これと自身との間では一方の側にポッドドア３０４を含み、ミニ・エンバイロメント３００の壁には開口を有し、これによってロードロックドア３１０とミニ・エンバイロメント３００間でのアクセスを提供している。ポッドローダ３０２はウエハを保持するウエハポッドすなわちカセット（図示せず）を支持している。ロボット３０６はウエハをウエハポッドからポッドドア３０４を通ってロードロック１６内に移動させる。ロボット３０６は、一般的にはトラックに乗っているが、内部に配置されていて、ポッドローダとロードロックチャンバとの間でウエハを移動させる。代替例としては、２つのロボット３０６が与えられ、これで搬入／搬出の機能を実行するようになっている。
【００１８】
図２〜６に、後出のプラットフォームの下方部分に配置された空気、水、非毒性気体及び熱交換気用の共通設備接続部をより明瞭に示すプラットフォーム２６の斜視図である。このプラットフォームは、ポンプ通路として知られている製造設備の領域に一般的には置かれている荒引きポンプなどの遠隔真空排気システムにロードロックチャンバ１６とトランスファチャンバ２２を接続している真空ライン又は荒送りラインとしても知られているフォアライン（ｆｏｒｅｌｉｎｅ）３４を含んでいる。フォアライン３４上に配置されているバルブ３８と４０は、それぞれロードロックモジュール１６とトランスファチャンバ２２に対する真空ポンプシステムの運用を制御する。スロットルバルブ４２はトランスファチャンバ２２から気体を真空廃棄する速度を調整する。プロセスチャンバ・モジュール１４は自身のフォアラインを荒引きポンプに接続したり、以下に説明する共通の設備の１つとして装備されているフォアラインを用いたりする。
【００１９】
設備パネル４８（図４に示す）とインタフェースパネル４４間でプラットフォーム２６内に配置されているコンジット４６は、これが自身のそれぞれのプロセスを実行するためにプロセスチャンバ・モジュール１４によって必要とされる設備を送出する。一般的な設備としては冷水、清浄な乾燥した空気、熱交換機、およびヘリウム、アルゴン、窒素、高純度窒素などの非毒性気体などが含まれる。製造プラントすなわち製作施設から設備を受容するために設備コンジット４６は設備パネルボックス４８に接続されている。例えば、設備パネル４８内には１６個の熱交換用接続部５０があり、その内訳は：各インタフェースパネル毎に２つの供給用と返却用の合計４つの接続部と；それぞれ返却用と供給用の２つの冷水接続部５２と；供給用と返却用が２つずつで合計４つの清浄乾燥気体用接続部５４と；ヘリウム、アルゴン／窒素および高純度窒素のそれぞれ１つずつ合計３つの非毒性気体用接続部５６と；となっている。真空フォアライン３４は非毒性気体の返却用ラインとなっている。それぞれのタイプのプロセスチャンバ・モジュール１４が固有の集合を成す全体的な設備要件を有しているが、その内の多くが非常に類似した全体的な設備要件を有している。
【００２０】
インタフェースパネル４４は設備とプロセスチャンバ・モジュール１４上の施設接続部との間のインタフェースを提供する。コンジット４６は１群のインタフェースパネル接続部のところにあるインタフェースパネル４４で終端することがある。図７はインタフェースパネル４４の一実施形態の略上面図である。インタフェースパネル４４は各プロセスチャンバ位置でプラットフォーム２６の下方部分に取り付けられている。図示の実施形態においては、パネル側部５８は、六角形プラットフォームのレイアウト上で互いに隣接して取り付けられるように角度が付いている。一般的な設備用の幾つかの接続部がインタフェースパネル４４上に図示されているが、これ以外の数の接続部又は他のタイプの設備を本発明の精神から逸脱することなく用いてもよいことが理解されよう。
【００２１】
電気接続ボックス７８はインタフェース４４に配置して、チャンバインタロック相互接続部８０、緊急オフ８２およびネットワークコネクタ８４などの、プロセスチャンバ・モジュール１４が必要とする様々なタイプの電気信号のための共通接続部となるのが望ましい。配線や導線は一般的にはインタフェースパネル４４の下方を走って電気接続ボックス７８内に入る。チャンバインタロック相互接続部８０によって、トランスファチャンバ・モジュール１２とプロセスチャンバ・モジュール１４は、一方のチャンバがタスクの実行を許可できない場合に他方のチャンバによるタスク実行を禁止する自身のそれぞれのインタロック上で情報を交換することができる。緊急オフ接続部８２は、オペレータ又はチャンバの制御システムがシステム内で深刻な問題と遭遇すると電力を切断する信号を電源に出力することがある。ネットワークコネクタ８４は、エサーネット１０ｂａｓｅＴライン上で真空排気システムの様々なモジュールとの通信のために制御システムが用いることがある標準のコネクタでもよい。
【００２２】
通路８６はインタフェースパネル４４内に配置されており、これによってオプションのサブパネルを内部に挿入してパネル４４内の構成能力を追加できるようになっている。様々なプロセスチャンバ・モジュール１４は各々が固有の集合を成す全体的な設備要件を有しているので、時としてチャンバ・モジュール１４は、チャンバに経路付けして接続しなければならない追加の施設を必要とすることがある。したがって、このサブパネルは、様々なプロセスチャンバ・モジュール１４の多くのものの間で共通ではない様々な気体バルクヘッド接続部を有し、これによって、オプションとしてのインタフェース施設接続部となる。様々なオプションのサブパネルが様々なオプションとしてのインタフェース施設接続部となる。
【００２３】
図８にインタフェースパネル４４の代替実施形態の斜視図を示す。この図は熱交換機がチャンバ・モジュール１４に直接に経路付けされる１つの代替構成を図示するために、４つの熱交換コネクタ７０と７２（図７に示す）を持たないパネルで用いられることがある設備コネクタのいくつかを示すものである。
【００２４】
図４に各インタフェースパネル４４用の設備パネルボックス４８と１つの熱交換ループ８８を持つプラットフォーム２６を示す。インタフェースパネル４４は、熱交換ループ８８用の配管すなわちラインを図示するために省いてある。８個の吸気口と８個の排気口から成る１６個の熱交換接続部５０が配管のために与えられており、したがって本実施形態では、接続部５０は各インタフェースパネル４４に至る２つのループ用に提供されているが、１つのパネルに対してただ１つのループ８８を分かりやすいように示してある。このループの一方又は双方を必要に応じて絶縁してもよく、１つのチャンバにつき毎分で最大４ガロンの流体を流すようにしてもよい。各パネル４４は熱交換機供給ライン９０を備え、これによってパネル４４上で熱交換機供給接続部７０内の１つと整合するようになっており；各パネル４４はまた、熱交換機返送ライン９２を備え、これによってパネル４４上で熱交換機返送接続部７２の内の１つと整合するようにしている。
【００２５】
図５に、分かりやすいようにプラットフォーム２６を省いてある、アルゴン、窒素、ヘリウムなどの非毒性気体用の送出ライン１０６、１０８及び１１０を示す。コネクタ５６が図３と７に示すように設備パネルボックス４８に取り付けられていて、製造プラント内での気体パネル（図示せず）から施設ラインに至る接続を迅速で容易なものとしている。送出ライン１０６、１０８及び１１０は設備パネルボックス４８からインタフェースパネル４４に伸張している。４つの集合を成すインタフェースパネル接続部１０４が与えられているが、各インタフェースパネル４４に対して１つの集合が割り当てられている。本実施形態では、３つの非毒性気体供給源があり、ヘリウム供給源１０６、高純度窒素供給源１０８、およびアルゴン／窒素供給源１１０となっている。これらの供給源は図４と５に示すように、それぞれコネクタ６４、６６及び６８のところでインタフェースパネル４４に接続されている。高純度窒素供給源１０８，パージバルブ１００と１０２はそれぞれトランスファチャンバとロードロックに対して与えられ、これによって、窒素パージ気体がこれらのチャンバに送出される。窒素気体ラインは各々がバルブ９４、気体の流れを調整するレギュレータ９６及びライン内の気体圧力を監視する圧力ゲージ９８を装備することがある。この圧力ゲージ９８はダイアル式又はデジタル式であり、一般的には０〜１００ｐｓｉの範囲の圧力を測定する。レギュレータ９６は気体を約０〜３０ｐｓｉに調整する。各ラインは追加として使用ポイントフィルタを有することがある。
【００２６】
図６に冷水の配管を示す。この配管は絶縁されていても絶縁されていなくてもフレキシブルであり、１チャンバ当たり毎分最大で１０ガロンの流量で冷水を供給するには十分である。コネクタ１１２はコネクタ５２のところで設備パネルボックス４８に接続されている。供給ライン１１４と返送ライン１１６とが備えられている。一群のコネクタ１１８が各インタフェースパネル４４毎に与えられていて図７と８に示すコネクタ７４と７６と整合している。
【００２７】
清浄乾燥気体用の配管は図示されていないが、その理由は、約０〜１００ｐｓｉという調整圧力で清浄乾燥気体を供給可能であればどのような適切な材料でもよい非常に単純な配管を通常は必要とするだけであるからである。例えば、ゴムやプラスチック製の配管をパネル４８から各インタフェースパネル４４に経路付けしてもよい。
【００２８】
上記の実施形態で与えられる設備は単に１つの可能な組み合わせである。実際の選択される設備は、真空排気システムで用いると期待されるチャンバの最も通常的な要件を満足する最も簡略化された設備構成を持つように設計される。
【００２９】
【パワーインタフェース】
図１２にモジュール式真空排気システム１０に電力を供給する一般的な概略図を示す。モジュール式電源システム１２０は電力をケーブル１２４を介してモジュール式真空排気システム１０に提供している。モジュール式電源システム１２０は、各々が分離した真空チャンバ・モジュール１２、１４及び１６に電力を供給する互いに分離した電源モジュールを備えている。このモジュール式設計によって、モジュール式電源１２０はモジュール式真空排気システム１０の必要性に応じて基準化してもよい。ユーザの要求が２つのプロセスチャンバ・モジュール１４をトランスファチャンバ・モジュール１２上に置くことだけであれば、たった２つの電源モジュールが必要とされるだけであり、この電源モジュールに電流を供給するため２つのケーブルが必要とされるだけである。
【００３０】
図１３にモジュール式電源システム１２０の一般的な概略図を示す。５個のパワーモジュール１２８と１３０が本実施形態では示されているが、別の数のモジュールを必要に応じて用いてもよいことが理解されよう。１つのパワーモジュールが１のモジュールに対して与えられている。
【００３１】
トランスファチャンバ・パワーモジュール１２８がと機能のすべてをケーブル１３２を介して真空排気システム１０のメインフレームに提供している。他のパワーモジュール１３０は、電力と機能をケーブル１３４を介して様々なプロセスチャンバ・モジュール１４に提供している。パワーモジュール１２８と１３０は各々がその電力を製造施設、すなわち建物の電源からケーブル１３６を介して受けている。各ケーブル１３６の合計アンペア値は、備えられているチャンバ・モジュールのタイプによって異なるが、一般的には１００アンペアから６００アンペアの範囲で変動し、一方電圧は一般的には交流の約２０８ボルト又は交流の４８０ボルトである。
【００３２】
トランスファチャンバパワーモジュール１２８はマスターモジュールと呼ばれ、他のパワーモジュール１３０は各々がスレーブモジュールと呼ばれる。したがって、トランスファチャンバ・モジュール１２８は各スレーブモジュール１３０をマスター／スレーブケーブル相互接続部１３８を介して制御することが可能である。相互接続部１３８は信号をトランスファチャンバ・モジュール１２８から提供し、これによって、プロセスチャンバ１４の電源をオンすることが勧められない場合に、他のパワーモジュール１３０が自身のそれぞれのプロセスチャンバ１４の電源をオンしてしまうのを防止する。したがって、パワーモジュール１２８と１３０は各々が自身のオン／オフスイッチを備えているとはいえ、トランスファチャンバパワーモジュール１２８に付いているスイッチだけがそのチャンバ・モジュールの電源を即座にオンにし、一方、モジュール１３０のその他のオン／オフスイッチは、トランスファチャンバ・モジュール１２８がそのチャンバ・モジュールの電源オン・オペレーションを成功のうちに完了したことを示す信号を、他方のモジュールであるモジュール１３０が相互接続部１３８を介して受信するまで、動かないでいる。
【００３３】
パワーモジュール１２８と１３０は各々が、自身に対応するチャンバ・モジュールに電力を提供するために必要なブレーカスイッチ、制御デバイス、バス及び他のパワーデバイスのすべてが内部に配置されている自身のキャビネットに装備されている。加えて、キャビネットはキャビネットに物理的安定性を与えるために各々が標準の高さと奥行きとを有し、このため、２つのキャビネットを互いに側部が対面するように一緒に接合してもよい。このようなキャビネットはいかなる幅でもよいが、その理由は、キャビネットの幅はキャビネットを互いに側部が対面するように接合する邪魔にならないからである。例えば、各モジュールキャビネットが高さ７２インチで奥行き１８インチであると、これを別のキャビネットに取り付けても整合するからである。この場合に幅がそれぞれ１６インチと２４インチと異なっていても、それぞれのモジュールを自身の仕様に合うように調整することができる。特定のモジュール式パワーシステムが複数のパワーモジュールを有する場合、これらのモジュールを１バンクのモジュールとなるように一緒に取り付けてもよい。
【００３４】
図１４は、単にトランスファチャンバ・モジュール１２８と他方のモジュール１３０とを示すモジュール式電源１２０の概略図である。トランスファチャンバ・モジュール１２８は製造施設の電源を回路ブレーカ１４０に至るケーブル１３６を介して受け取る。コンタクタ１４２は電気を回路ブレーカ１４０からライン１４４を介して受け取る。配電回路ブレーカ１４６は電気をコンタクタ１４２からライン１４８を介して受け取る。配電回路ブレーカ１４６は、交流の２０８ボルト又は交流の４８０ボルトの電気をトランスファチャンバ・モジュール１２にライン１５０を介して配布する。配電回路ブレーカ１４６はまた、電気を非遮断式電源（ＵＰＳ）１５２に送るが、この電源１５２は１２０ボルトの交流電源をトランスファチャンバ・モジュール１２にライン１５４を介して送る。
【００３５】
プロセスチャンバ電源モジュール１３０はトランスファチャンバ・モジュール１２８に類似しているが、自身が電力を供給する相手であるプロセスチャンバ１４の特定の必要性に適合している。言い換えれば、回路ブレーカ１５６、コンタクタ１５８および配電回路ブレーカ１６０はトランスファチャンバ・モジュール１２８内の素子に対して同じように機能する。パワーモジュール１３０は所望であればＵＰＳ１６２を有することさえある。ライン１７４は２０８ボルトの交流又は４８０ボルトの交流をプロセスチャンバ・モジュールに提供し、ライン１７６は１２０ボルトの交流をプロセスチャンバ・モジュール１４に提供する。
【００３６】
トランスファチャンバパワーモジュール１２８は２４ボルトの交流信号をコンタクタ１４２にライン１６６を介して提供するために緊急オフ（ＥＭＯ）マスター回路１６４を有する。この信号によってコンタクタ１４２が接触して、回路ブレーカ１４０から電流が流れるようになっている。緊急シャットダウンの場合、ＥＭＯマスター回路１６４が開いてメインフレームの電力を遮断する。この緊急時手順はシステムのユーザが問題を検出したときに実行してもよいし、システム１０のコントローラによって自動的に実行するようにしてもよい。同様に、緊急シャットダウンの場合に、ＥＭＯマスター回路１６４が信号をライン１６８を介してＥＭＯスレーブ回路１７０に送り、回路１７０にライン１７２を介してコンタクタ１５８に自身を開放してプロセスチャンバ・モジュール１４への電力を遮断する旨の信号を送らせるようにする。
【００３７】
図１５にトランスファチャンバ・モジュール１２８とメインフレームモジュール１２の簡略図を示すが、ここでは、ライン１５０とライン１５４が２０８ボルトの交流（又は４８０ボルトの交流）及び１２０ボルトの交流をトランスファチャンバ・モジュール１２の配電ボックス１７８に送出する。図１６は配電ボックス１７８の拡大略図を示す。２０８ボルトの交流（又は４８０ボルトの交流）は、通常はトランスファチャンバ２２がヒータを有する場合に、ライン１５０を介して供給されライン１８０を介してトランスファチャンバ・モジュール１２に送出される。１２０ボルトの交流はライン１５４を介してホット／ニュートラル／グランドバス１８２に供給される。ライン１８４はバス１８２にヒューズ１８６を介して接続しており、これによって、１２０ボルトの交流をトランスファチャンバ・モジュール１２内の必要とされるデバイス１８８に供給される。加えて、工場でウエハを真空排気システム１０に送りウエハを取り去るどのような工場自動制御デバイス１９０もまた、その電力をトランスファチャンバ・モジュール１２８から得ている。トランスファチャンバ・モジュール１２８はまた、遠隔領域１２２にライン１２６を介して電力を供給して、トランスファチャンバ・モジュール１２用の真空ポンプとあらゆる熱交換機に電力を与える。
【００３８】
メインフレームの配電ボックス１７８に類似の配電ボックスが、それぞれ個々のチャンバの必要性に応じて各プロセスチャンバ１４に電力を配分する。
【００３９】
モジュール式真空排気システム１０は、１つのチャンバ・モジュールをトランスファチャンバの次に持ってきて迅速にチャンバ・モジュールを一緒にそのスリットバルブとその設備及び通信接続部とのところで接続するに必要なすべての素子と接続部とを各チャンバ・モジュールに装備することによってモジュール式としてもよい。各チャンバ・モジュールがそれに対応する電源モジュールをモジュール式電源システム内に有し、これによって、モジュール式真空排気システム１０に対してチャンバを追加したり削除したりする場合に、それに応じて電源モジュールを追加したり削除したりする必要があるようにするのが望ましい。
【００４０】
【制御インタフェース】
モジュール式真空排気システム１０を制御するためのモジュール式制御システムは、モジュール式真空排気システム１０のモジュールの各々を代表するソフトウエア内にオブジェクトを作成することによって提供される。各代表オブジェクトは複数のサブオブジェクトすなわちサブモジュールを含み、以下に詳述するようにモジュールのデバイスすなわち機能の個々を表している。このシステムのユーザは各チャンバ又はシステムと共に製造業者から提供された事前プログラミングされたオブジェクトから成るデータベースに基づいてオブジェクトを構築し、これによって、一般的なプロセスチャンバが特定のプロセスを実行するようにする。セントラルクラスタモジュールを含んでいるのが望ましいホストコントローラはこれらのオブジェクトをモジュール式真空排気システムのコンピュータ化制御システム内でコンピュータプロセスとして実行する。
【００４１】
セントラルクラスタモジュールがシステムの活動を制御し、また、ロードロックモジュールとプロセスチャンバ・モジュールとのウエハのやりとりにとって適切な環境を維持する任務を負うのが望ましい。この任務には、セントラルクラスタ内の圧力の管理、必要に応じてのパージ気体の導入、セントラルクラスタと他の取り付けられているモジュールとの間にある分離バルブの管理などが含まれる。加えて、セントラルクラスタモジュールは、取付モジュールすなわちロードロックモジュールとプロセスモジュールとの間でウエハを移動させる任務を負っている。最後にそして最も重要なことであるが、セントラルクラスタモジュールは、他のモジュールの行動を調整し、また外部環境に対するインタフェースを提供する高レベルの制御であるシステム制御を実行する任務を負っている。これらの機能を実行するために、セントラルクラスタモジュールは他のモジュールの各々と一般的には製造施設（「Ｆａｂ」）と呼ばれる外部環境とに対するインタフェースを有している。プロセスチャンバ・モジュールは各々が上記のようにトランスファチャンバに対して物理的に取り付けられるように適用されていて、インタフェースパネル４４上にある電気接続部によって制御システムに接続されている。ロードロックチャンバ１６はトランスファチャンバ２２に対して同様に取り付けられており、ロードロックチャンバ・モジュールによって又はセントラルクラスタモジュールを介して制御される真空／通気インタフェースを含んでもよい。
【００４２】
物理的真空チャンバ・モジュールは各々がオブジェクトと呼ばれるソフトウエア内仮想チャンバ・モジュールによって制御されて１つ又は複数のコントローラ上で実行される。オブジェクトは個々に、ウエハの取り扱いや各モジュールで発生するプロセスの調整などのシステム全般にわたる機能を実行する目的で主要システムレベルのプロセスを実行するセントラルクラスタモジュールコントローラ上で実行されるのが望ましい。これらのオブジェクトは自身のソフトウエアマネージャに制御されてシステムレベルコントローラと通信する。このような通信は、オブジェクト間にインタフェースを提供しモジュール間にソフトウエア境界を定義するあらゆる所望のデータトランスファ・プロトコルに従う。さらに、オブジェクトは各々が実行可能でありオブジェクトのデータベース内に格納され、したがって、システムレベルによってコントローラ内に迅速にロードされてシステム内部でプロセスとして始動される。したがって、物理的構成を変更するには、単位データベース又は遠隔格納デバイスから別のオブジェクトをコールしてそれをコントローラ内で新しいプロセスとして始動するだけでよい。ソフトウエアのモジュール性が物理的モジュール性に加わっているので、システム全体が非常にフレキシブルになり、且つ構成および再構成が容易になる。
【００４３】
図１７にモジュール式真空排気システム１０の全体のオペレーションを制御するホストコントローラ２０２を持ったモジュール式制御システム２００の物理的階層を示す。ホストコントローラはセントラルクラスタモジュールコントローラを備えているのが望ましい。しかしながら、分離したホストコントローラを用いることも可能である。一実施形態では、モジュール式制御システム２００は、エサーネットバックボーン２０４に接続してシステム２００の自分以外のものと通信するマルチ処理デバイスである。ホストコントローラ２０２はコントローラシステムのフロントエンドステーションとなっている。それは例えばサンスパーク（Ｓｕｎ  Ｓｐａｒｃ）ステーション上で実行されるＵｎｉｘシステムでもよい。
【００４４】
チャンバコントローラ２０６は個別にシステム内の各モジュールに与えられている。これらコントローラ２０６はＭｏｔｏｒｏｌａ６８０３０？ベースのシステムまたはＩｎｔｅｌ？ｘ８６ベースのシステム上でＶｘＷｏｒｋｓ？を実行する。これらコントローラ２０６は各々が、ホストコントローラ２０２とエサーネットバックボーン２０４を介して、並びに各チャンバ・モジュールの個別のデバイス２１０とＤｅｖｉｃｅＮｅｔサブネットワーク２１２を介して通信している。このデバイスレベルはまたアプリケーションレベルとしても知られている。コントローラ２０６はまた、デバイス２１４から各チャンバ・モジュールのそれぞれのパワーモジュール１２８と１３０に至るまでモジュール式パワーシステム１２０と通信している。コントローラ２０６はまた、チャンバインタロックをモニター２１６上で監視する。
【００４５】
セントラル・トランスファチャンバ・モジュール２０２用の制御素子２１０、２１４及び２１６は主としてウエハ取り扱いと環境管理と関連している。プロセスチャンバコントローラ用の制御素子２１０、２１４及び２１６は他の特定のプロセスの必要性と関連する類似のタスクをサポートする。
【００４６】
ＤｅｖｉｃｅＮｅｔはセンサバス用のオープンなプロトコルであり、Ｏｐｅｎ  ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ  Ｖｅｎｄｏｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって維持されており、これによって、システム（例えば、真空処理システム）内の複数のデバイス（例えば、モータ、センサ、ヒータ、ランプなど）が、これらのデバイスにコマンドを出力してそのオペレーション（例えば、オン／オフ動作、ある角度だけの回転運動など）を実行させたりシステムオペレーション（例えば、ウエハ位置、実際の気体流量、温度など）に関してこれらのデバイスからフィードバックを受けるコントローラによって１つのバスを介して通信できる。コントローラ２０６はコマンドをＤｅｖｉｃｅＮｅｔネットワークを介して送り個々のデバイスの機能を制御している。デバイスの製造業者は組み込みインテリジェンス付きの個々のデバイスを作り始めており、したがって、コントローラ２０６は標準化されたコマンドをＤｅｖｉｃｅＮｅｔネットワークを介して送り、これによって、デバイスに対して自身でこれらコマンドを解釈させ、コントローラ２０６に自己診断に関する情報を提供する動作を含むコマンド指定のタスクを実行させる。このような組み込みインテリジェンスによって、チャンバ・モジュール内のデバイスをコントローラ２０６を再プログラミングする必要なく交換することが可能となり、したがってデバイスレベルのモジュール性に至る道を切り開くものである。ＤｅｖｉｃｅＮｅｔで用いられるまたはこの代わりに用いられる別のセンサバスとしてニュー・コネティカット州レイリー（Raleigh）のスクエアＤ社（Square D Company）から入手可能なＳｅｒｉｐｌｅｘがある。
【００４７】
各チャンバ・モジュールは自身の内部に無数のセンサとアクチュエータを含んでおり、これによってモジュールの状態を監視しモジュール内のデバイスを制御している。現時点のシステムでは、チャンバとそのデバイスは一般的にはＶＭＥラック内の１つのＩ／Ｏカードによって結合された複数のセンサを有している。チャンバ・モジュール内のセンサの数が増すに連れて、Ｉ／Ｏカードを持つＶＭＥラックが管理不可能になったがその理由は、非常に多くのワイヤをラック内に配線しなければならないからである。しかしながら、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔによって、一連のデジタル式Ｉ／Ｏブロックがチャンバ・モジュール内に配置されて単一のバスラインに取り付けられる。各デジタル式Ｉ／Ｏブロックは、コントローラ２０２と２０６がコマンドを送出しデータを受け取る相手のアドレスを有している。したがって、複数のデジタル式Ｉ／Ｏブロックを１つのＤｅｖｉｃｅＮｅｔネットワーク上に送出してもよい。加えて、各デジタル式Ｉ／Ｏブロックは単に数個のセンサ又はデバイスを自身上に有しているだけであるため、システムは容易に管理可能である。
【００４８】
図１８に図１７に示すそれに類似のモジュール式制御システム２００の論理階層を示す。システムレベル２１８は物理的階層内のホストレベル２０２に対応する論理レベルである。チャンバオブジェクト２２０は、チャンバがソフトウエア内のオブジェクトによって表されるようにコントローラ２０６に対応している。マネージャモジュール２２２、コントローラモジュール２２４、ドライバモジュール２２６およびＩ／Ｏモジュール２２８は、チャンバ・モジュールに自身の機能を、高レベルコマンドからデバイス固有のＩ／Ｏ信号に至るまで実行させて監視させる仮想デバイスである。
【００４９】
ホストコントローラはトランスファチャンバ・モジュール用の自身のチャンバオブジェクト２２０を有しており、各プロセスチャンバ・モジュールは自身に相当するチャンバオブジェクト２２０によって表される。したがって、真空排気システム１０のモジュール性は物理的システムと論理システム間の本質的に相当するライン全般にわたって保持される。システムレベル２１８はホストコントローラ２０２の機能を実行するワークステーションであってもよく、アプリケーション機能、サーバープロセスおよびデータベース機能を含んでいる。
【００５０】
システムレベル２１８のアプリケーション機能には、ユーザがグラフィカル・ユーザ・ヒューマン／マシン・インタフェース（ＧＵＩ）などのマシンにアクセスしてこれを操作するためのインタフェースを提供する。ＧＵＩは、ウエハ上で集積されたオペレーションを完全に実行するための所望の真空排気システムプロセスを作成するすべてのコマンドをユーザに提供する。アプリケーション機能はまた、ウエハを真空排気システム内のどこに移送すべきであるか、また、オブジェクト２２０によって後出の方法を実行する命令をどれが通信するかを決定する方法を与えるシーケンサを与える。この情報は、以下に述べる制御データ内のレシピによって与えられる。アプリケーション機能は又、システム内で処理されてきたウエハの履歴を追跡してそのデータをウエハ履歴データベース内に格納する。アプリケーション機能はまた、システムの外部で製造施設と半導体装置用のSemiconductor Equipment Communication Standard又はGeneric Equipment Model（ＳＥＣＳ／ＧＥＭ）を介して通信する。
【００５１】
システムレベル２１８のサーバープロセスはコンフィギュレーション・マネージャ、ＩＤジェネレータ、ウエハマネージャ、イベント・ディスパッチング、イベントロギング、およびステータスモニターを含んでいる。これらの機能によって実質的に、チャンバオブジェクト２２０が自身の機能を実行する。例えば、コンフィギュレーション・マネージャはシステムの実行時間構成を維持する。真空排気システムの所望の構成は、ユーザによって発生されると、コンフィギュレーション・マネージャに送られて、この構成をそれが実行されるに連れて解釈して他のプロセスに命令を出力してその機能を実行する。
【００５２】
各チャンバオブジェクト２２０はオブジェクトをアドレス指定するためのＩＤを有している。ＩＤジェネレータはチャンバオブジェクト２２０のＩＤをオブジェクトの名称又はタイプ及びそれが以下の階層内でどこに位置するかに基づいて発生する。
【００５３】
ウエハマネージャはウエハを真空排気システム内で追跡してウエハのステータスとロケーションに関するデータをウエハデータベースとウエハ履歴データベースに提供するが、これら双方のデータベースを以下に説明する。
【００５４】
イベント・ディスパッチングはイベントが発生するにつれてそれに反応して、そのイベントを取り扱うプロセスを実行する。イベント・ディスパッチングは、警報や警告がオフしたときなどに発生する予期しないイベントを取り扱い、真空排気システムが１ロード分のウエハの処理を完了して取り外しの準備ができ新しいウエハが本来の位置にきていることの指示などの予期されるイベントを取り扱う。
【００５５】
イベントロギングは、イベントがいつ発生したか、どこで発生したか、どんなタイプのイベントが発生したかなどの、イベントに関するあらゆる情報を保存する。この情報はデータベースに保存される。
【００５６】
ステータスモニターは本質的にシステム全体の心臓の鼓動(heart-beat)をチェックする。それは、真空排気システム内のすべてのプロセスが操作可能であるかを確認するプログラムである。
【００５７】
システムレベル２１８のデータベース機能には、ウエハデータ、構成情報、複数言語ストリング、ウエハ履歴、制御データ、およびイベントログなどの取り扱いが含まれる。このデータベースは本質的に、システム全体の過去、現在及び未来を追跡している。要するに、このデータベースはモジュール式真空排気システムに関連するすべての情報を格納している。ウエハデータには、システム内における各ウエハの現時点のステータス及びロケーション、例えばウエハがどこに存在するか、ウエハに対してなにが実行されたか、未来になにが実行される予定か、などが含まれる。このウエハデータのデータベースは上記のウエハマネージャからの情報をロギングするものである。
【００５８】
構成情報は、真空排気システムに関する全ての可能なインスタンスと装置定数を格納する。この情報は本質的には、真空排気システムの製造業者が製作施設用に作ったシステムを定義する。
【００５９】
制御データはレシピ、すなわち、システムに関する、ウエハに対して実行する予定のプロセスと、シーケンス（適切な順序で配列された様々なレシピ）と、インタロック（様々なチャンバ間でのクロストークでの安全注意）と、を含む。
【００６０】
システムレベル２１８は、チャンバオブジェクト２２０とモジュール２２２、２２４、２２６及び２２８のすべてを含むシステム２００を構成し、構成されたオブジェクトとモジュールを制御システム２００内で実行する。システムレベル２１８は、ソフトウエアオブジェクト２２０をシステム２００のハードウエア内で位置付けして分散する。理論的には、各コントローラ２０６はマルチ処理システム２００上で独立に実行されているオブジェクト２２０によって表されるので、オブジェクトはシステム２００内のどのプロセッサ上でも物理的に実行可能である。システムレベルは単に各オブジェクトがどこに存在するかを知る必要があるだけである。しかしながら、システムレベル２１８は、オブジェクト２２０を対応するチャンバ・モジュールのコントローラ２０６に分散する。１つのオブジェクト２２０から他のオブジェクト２２０に対する通信はシステムレベルによって取り扱われる。
【００６１】
チャンバオブジェクト２２０はモジュール２２２、２２４、２２６及び２２８の階層的集合から成り、ＰＶＤモジュール、ＣＶＤモジュール、エッチングモジュールなどのチャンバ・モジュールのタイプを定義する。オブジェクト２２０はまた、各チャンバによって実行されるプロセス及びその特定のチャンバタイプの属性を定義する。この属性には、プラズマをオンしている時間や、チャンバの維持圧力や、リフトピンを停止させる位置や、他のほとんど千に達する考えられる属性が含まれる。
【００６２】
チャンバオブジェクト２２０は様々なチャンバ・モジュールのオペレーションを起動する信号とコマンドを出力するが、同じ一般的な形態を有する。トランスファチャンバ・モジュール１２でさえもチャンバオブジェクト２２０の単に別の変更物によって表される。オブジェクト２２０のオペレーションは、実際の電気信号がチャンバ・モジュール内の物理的デバイスに提供されるまで連続的に比較的低レベルのコマンドに解釈される高レベルコマンドによって始まる。
【００６３】
チャンバオブジェクト２２０はマネージャモジュール２２２すなわち、チャンバ・モジュールの様々な機能を管理する高レベルコマンドを提供するサブオブジェクトを含んでいる。これらの機能は真空チャンバ・モジュールのサブシステムである。例えば：トランスファチャンバ・モジュール内のポートマネージャはシステム内のトランスファチャンバ・モジュールとプロセスチャンバ・モジュール間での通信インタフェースとデータトランスファ・プロトコルとを管理し；サービスマネージャは特殊なレシピとレシピ用のテンプレートなどのシステムサービスのリストを維持しその実行を管理し；レポートマネージャは、１回限りのブロック移動や周期的ブロック移動などの、コントローラ間でのデータブロックの移動を管理し；インタロックマネージャはインタロックの通信とインタロックが違反されたかの判断とインタロックイベントのシステムレベルへの戻し通信とを管理し；プロセスマネージャはレシピとテンプレートを実際に実行することによってウエハの製造におけるプロセスのステップを管理し；イベントマネージャはシステムレベルでのイベントロギングプロセスのリアルタイムコンポーネントであり、したがって、デバイスドライバによって発生されたイベントはこのレベルで実際に取り扱われ、故障マネージャは、イベントマネージャがイベントを取り扱うのと類似の方法でシステム内の故障に反応し；コマンドマネージャは、システムレベルがオブジェクトの属性を特定の値に設定するコマンドを送出したりオブジェクトの属性を獲得するコマンドをこれらの属性を観察するために送出したりする場合にＳＥＴコマンドやＧＥＴコマンドを受け入れる。
【００６４】
マネージャモジュール２２２は、マネージャモジュール２２２の一般的な機能を実行する様々な中間レベルのコマンドを提供するコントローラモジュール２２４を含んでいる。コントローラモジュール２２４は高レベルプロセスのための特定のステップを定義する。例えば：プロセスマネージャはチャンバ内の圧力又はチャンバ内のリフト又はロボットの運動又はチャンバ内の気体の流れを制御する必要がある。物理蒸着法（ＰＶＤ）などの超高真空プロセスの場合、圧力制御モジュールは圧力を超高真空状態にするか又はリフトコントローラがリフトを操作して水を目標近くまで上げるか又は気体流コントローラが気体をチャンバ内に流し込んで圧力をより低い真空状態に戻す。
【００６５】
コントローラモジュール２２４は、コントローラモジュール２２４の中間レベルの機能を実行する様々な低レベルコマンドを提供するドライバモジュール２２６を含んでいる。ドライバモジュール２２６は、コントローラモジュール２２４又はマネージャモジュール２２２のより抽象的なプロセスや機能と比較して、チャンバ・モジュール内の実際のデバイス２１０を表しさえする。例えば、圧力制御モジュールがチャンバ内の圧力を制御できるようにするためには、バルブドライバモジュールをコールしてポンプに至るバルブを操作する必要がある。気体流制御モジュールが気体の流れを制御できるようにするためには、別のバルブドライバモジュールをコールしてスロットルバルブ４２を操作する必要がある。さらに例えば、リフトコントローラモジュールがリフトの位置を変更できるようにするためには、モータを駆動する必要がある。したがって、モータドライバモジュールをコントローラモジュールによって起動する必要がある。
【００６６】
ドライバモジュール２２６はＩ／Ｏモジュールもしくはデバイス２２８及び、ソフトウエアと実際のハードウエア間のインタフェースを含んでいる。Ｉ／Ｏモジュール２２８は、実際の物理的デバイス２１０に自身の対応するドライバモジュール２２６のコマンドを実行させる実際の電気信号を出力するハードウエアである。これらのＩ／Ｏモジュールは、デジタル入力／デジタル出力（ＤＩＤＯ）カード又はアナログ入力／アナログ出力（ＡＩ／ＡＯ）カードなどの、電気信号を出力するカードを表す。例えば、他の機能の内、ＤＩＤＯカードは、ウエハがチャンバ内にあるか否か又はウエハがロボットのブレード上にあるか否かを告げる信号をセンサから受信したり、空気システムにオン／オフ・コマンドを送出したりする。他の機能の内、ＡＩＡＯカードはゲージの圧力読み取り値や質量流量コントローラにおける実際の流量の読み取り値を示す信号を受信したり、質量流量コントローラにある速度で流すように告げる信号を送出したりする。さらに例えば、モータドライバモジュールがモータを起動できるようにするために、モータＩ／Ｏモジュールは１０ボルトの信号を特定のライン上に送出してもよい。さらに例えば、Ｉ／ＯモジュールはＤｅｖｉｃｅＮｅｔネットワーク又は別のセンサバスとの間で信号をやりとりする。
【００６７】
加えて、システムのユーザが、プロセスマネージャモジュールが発行するコマンドを変更したり付加したりすることを希望する場合、この新しいコマンドを作成することは既存のモジュールを再配置する簡単な事項である。例えば、プロセスマネージャモジュールが現時点ではロボットをチャンバＡからチャンバＢに、そしてチャンバＢからチャンバＣに移動させるコマンドを送出することしかできないが、ユーザはロボットをチャンバＡからチャンバＣまで移動させる単一のコマンドを欲しい場合、非常に簡単な新しいコマンドをプロセスマネージャモジュールに付加する。これで、ロボットコントローラモジュールは、単に角度位置の別の変更を検出することによってこの新しいコマンドをサポートするように変更される。この新しいコマンドを実行するためにロボットコントローラモジュールがドライバレベルとＩ／Ｏレベルで用いるモジュールは古いコマンドに対して用いられたモジュールと同じであってもよい。したがって、新しい機能又はコマンドを付加することは、新しいモジュールをある１つのレベルで書き込んでその下に既存のモジュールを組み込むという簡単なプロセスであってもよい。
【００６８】
同様に、別のチャンバ・モジュール１４に対する１つのチャンバ・モジュール１４を変更することはデバイスやコマンドを変更するのと同様に単純なことである。システムレベル２１８は単に、既存のモジュールからオペレータが構成した新しいオブジェクトを分散して新しいチャンバ・モジュールを動作させるだけである。したがって、ここに示すようなモジュール式真空排気システム１０内のチャンバを変更することは次の３つの基本的な部分：チャンバ・モジュール１４をトランスファチャンバ・モジュール１２のスリットバルブのところに置くこと；気体ライン、流体ライン及び通信バスさらに他のケーブルとラインを含む接続部を取り付け、またそれに対応する電源モジュール１３０を取り付けること；および、対応するチャンバオブジェクト２２０をチャンバを制御するように割り当てること、とから成る。このシステムは、新しい設備、管及びケーブルでトランスファチャンバのプラットフォームを再構成するための長い時間と、１つのかさばる電源ユニットを再加工するための長い時間と、制御用ソフトウエアを再構成するための長い時間と、を必要としたチャンバを変更する先行技術による方法に対して大きな改善をもたらすものである。
【００６９】
前述の説明は本発明の好ましい実施形態に関するものであるが、本発明の他の実施形態と更なる実施形態が本発明の基本的範囲から逸脱することなく考案可能であり、本発明の範囲は以下の請求の範囲によって決定されるものである。
【００７０】
本発明の上記の特徴、利点及び目的を達成する様態を詳細に理解されるように、上記で概要を述べた本発明のより特定的な説明を、添付図面に示す本発明の実施形態を参照して述べる。
しかしながら、添付図面は本発明の一般的な実施形態だけを示すものであり、したがって、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではなく、本発明は等しい効果を持つ他の実施形態を容認するものであることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  モジュール式真空排気システムの略上面図である。
【図２】  ロードロックを持つトランスファチャンバ・モジュールの詳細を示す斜視図である。
【図３】  トランスファチャンバ・モジュールのプラットフォームの他の斜視図である。
【図４】  熱交換ループ用のコンジットを示すトランスファチャンバ・モジュールのプラットフォームの斜視図である。
【図５】  非毒性気体用コンジットの斜視図である。
【図６】  冷水コンジットの略上面図である。
【図７】  インタフェースパネルの略上面図である。
【図８】  代替インタフェースパネルの斜視図である。
【図９】  モジュール式電源システムを持つモジュール式真空排気システムの略図である。
【図１０】  モジュール式電源システムの略図である。
【図１１】  ２つのチャンバ・モジュールに対する２つの電源モジュールの略図である。
【図１２】  電源モジュールとチャンバ・モジュールの略図である。
【図１３】  チャンバ・モジュール内の配電ユニットの略図である。
【図１４】  モジュール式制御システムの略図である。
【図１５】  モジュール式制御システムの論理アーキテクチャの略図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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