(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置の処理動作に関係する複数の制御機器の各々との間で各種データを送受するメインコントロールユニットと、前記データの伝送路に接続されかつ１つ以上の機能を含む複数のノードユニットを備え、前記複数の制御機器の各々は対応する前記ノードユニットに接続され、前記複数の制御機器の各々と前記メインコントロールユニットとの間での各種の前記データの送受は前記ノードユニットを経由して行われる半導体製造装置の制御システムにおいて、
前記複数の制御機器の各々の対応する複数の前記ノードユニットと前記メインコントロールユニットとの間に少なくとも２つの光伝送ユニットを設け、
複数の前記ノードユニットの各々に接続される複数の前記伝送路は集められて少なくとも２つの前記光伝送ユニットのうちの対応するいずれかに接続され、
少なくとも２つの前記光伝送ユニットのうちの１つの前記光伝送ユニットが光伝送路によって前記メインコントロールユニットに接続され、
少なくとも２つの前記光伝送ユニットの間は光伝送路によって接続され、
前記メインコントロールユニットと少なくとも２つの前記光伝送ユニットの各々は共に光モジュールと信号波形整形回路を含む、
ことを特徴とする半導体製造装置の制御システム。
【請求項２】
少なくとも２つの前記光伝送ユニットの各々は、集中接続部として機能し、複数の前記ノードユニットからの複数の前記伝送路が接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置の制御システム。
【請求項３】
前記光伝送路として光ファイバを用いたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置の制御システム。
【請求項４】
前記光伝送ユニットと前記ノードユニットの間の前記伝送路を光伝送路としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体製造装置の制御システム。
【請求項５】
前記メインコントロールユニットは、ＣＰＵと通信用ＬＳＩを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体製造装置の制御システム。
【請求項６】
前記光伝送ユニットはＯＲ回路を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体製造装置の制御システム。
【請求項７】
前記複数のノードユニットの各々は、アナログデータ入力ユニット、アナログデータ出力ユニット、アナログデータ入出力ユニット、ディジタルデータ入出力ユニットのいずれかであり、各々、デイジーチェーン接続回路を内蔵することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体製造装置の制御システム。
【請求項８】
前記アナログデータ入力ユニットは、光通信型クライオポンプ温度計、光通信型電離真空計、光通信型サーモカップル真空計のいずれかであることを特徴とする請求項７記載の半導体製造装置の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置の制御システムに関し、特に、半導体製造装置の製造動作を制御する制御システムにおける信号またはデータの伝送系のシステム構成に関する。
【０００２】
【従来技術】
半導体製造装置で半導体デバイスを製造するときには、製造処理の内容に応じて各種の制御機器が必要である。さらに製造する半導体デバイスに応じて各種制御機器を的確に制御することが必要である。
【０００３】
ここで図８を参照して、従来の小型バッチスパッタリング装置で半導体デバイスを製造するときの制御システムの例を説明する。
【０００４】
スパッタリング室８０を形成する容器８１内には、ＲＦ電極８２、ターゲット８３、基板ホルダ８４、処理対象の複数の基板８５、シャッタ８６、カソードシールド８７が配置される。ターゲット８３と基板８５の間にはプラズマ８８が生成されている。ＲＦ電極８２は絶縁体８９を介して容器８１の上壁に固定されると共に、整合回路９０を介して高周波電源９１に電気的に接続される。基板ホルダ８４は容器８１の下壁に固定されている。容器８１には、Ａｒボンベ９２とバリアブルリークバルブ９３と減圧弁９４等を含むガス導入系、真空計９５、リークバルブ９６、荒引きバルブ９７とガイスラー管９８と油回転ポンプ９９と油拡散ポンプ１００と液体窒素トラップ１０１等を含む排気系が付設されている。
【０００５】
上記の減圧弁９４、バリアブルリークバルブ９３、高周波電源９１、リークバルブ９６等の機器は、スパッタリング装置での成膜処理動作を制御する観点で制御機器と呼ばれる。上記スパッタリング装置で成膜処理を行うとき、減圧弁９４、バリアブルリークバルブ９３、高周波電源９１、リークバルブ９６等の制御機器は精密に制御される必要がある。従って複数の制御機器の各々はさらにメインコントロールユニットに接続され、スパッタリング装置の全体の動作が適切に制御されるように構成されている。減圧弁や高周波電源等の制御機器を、半導体デバイスの製造工程に応じて精密に制御するべく、メインコントロールユニットに接続するには、従来、次のような２つの方式が採用されていた。
【０００６】
第１の方式はパラレル通信方式である。この通信方式では、すべての制御機器を端末として、これらの制御機器とメインコントロールユニットの間に電線を１本１本配線する。この構成により、メインコントロールユニットと制御機器の間で、例えば、制御機器のスイッチの入力（ディジタル入力）、ＬＥＤランプの点灯（ディジタル出力）、制御機器の電圧設定（アナログ出力）、流量モニタ（アナログ入力）等のデータの伝送が行われる。
【０００７】
第２の方式は、図８と図９に示すように、分散型リモートＩ／Ｏ（入出力）システムとして構成する方式である。この方式では、制御機器をノードユニット１０２に接続し、メインコントロールユニット１０３Ａ，１０３Ｂとノードユニット１０２をツイストペア電線１０４で接続する。この方式は、低速な通信を用いて駆動し、ノイズの少ない比較的小規模なシステムに使用される。
【０００８】
ここで「ノードユニット」とは、各種制御機器のデータをメインコントロールユニットに伝送するため、または、メインコントロールユニットからのデータを負荷端子である各種制御機器に伝送するために用いられる、データ網の中のデータ伝送路に接続される１つ以上からなるユニットをいう。さらに「ツイストペア電線」とは、ビニール電線２本を１組として撚り合わせた電線で、比較的雑音に強い配線材料で形成されたものをいう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
メインコントロールユニットと制御機器端末の間を１本１本配線する方式は、多くの組立工数、設計工数、部品点数、部品費を必要とし、さらに誤配線の原因にもなる。またシステムに追加や改造がある場合などには、作業が極めて困難となる。
【００１０】
一方、最近普及している分散型リモートＩ／Ｏシステムの方式は、上記問題を解消できるが、以下のような問題が生じる。
【００１１】
第１に、通信ケーブルにツイストペア電線を使用しているので電線の周波数特性、インピーダンス、信号の反射などにより信号波形が歪み、高速な通信、長距離伝送に不向きである。
【００１２】
第２に、電気的外乱ノイズ（異常放電、雷等のスパーク、電波等）に弱くかつ通信速度が遅いため、１つのシステムで駆動できる点数が１２８〜５１２程度と少ない。特にアナログデータを扱う場合には多くのＩ／Ｏ点数を必要とするため、使用できるアナログデータの数が少なくなる。例えばアナログデータを１２ビット分解能とすると、Ｉ／Ｏ点数を１２点占有してしまう。従って多くのＩ／Ｏを駆動する場合には、図９に示すごとく、複数台（例えば２台）のメインコントロールユニット１０３Ａ，１０３Ｂが必要になり、配線面やコスト面で不利である。
【００１３】
第３に、ツイストペア電線１０４でデータを伝送する際には、ツイストペア電線の終端で伝送信号が反射されて戻ってくる。そこで、これを防止するため、ツイストペア電線１０４の終端に伝送信号の反射防止のための終端抵抗１０５を接続しなければならない。このため部品点数が増してコストが高くなる。
【００１４】
第４に、このシステムは、２つのメインコントロールユニット１０３Ａ，１０３Ｂの各々について１本のツイストペア電線で接続すること（一筆書的な配線）が必要となり、配線の引き回しに無駄が出る。
【００１５】
本発明の目的は、分散型リモートＩ／Ｏ（入出力）システムを採用した従来の制御システムに関する上記問題を解決して、これを改善し、半導体製造装置の製造動作を制御する制御機器の大量のデータを高速に、ノイズの多い場所においても正確に、かつ広範囲に伝送することを可能にした半導体製造装置の制御システムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る半導体制御装置の制御システムは、上記目的を達成するために、次のように構成される。
【００１７】
第１の制御システム（請求項１に対応）は、半導体製造装置の処理動作に関係する複数の制御機器の各々との間で各種データを送受するメインコントロールユニットと、上記データの伝送路に接続されかつ１つ以上の機能を含む複数のノードユニットを備え、複数の制御機器の各々は対応するノードユニットに接続され、複数の制御機器の各々とメインコントロールユニットとの間での各種のデータの送受はノードユニットを経由して行われるように構成されるものであり、さらに、複数の制御機器の各々の対応する複数のノードユニットとメインコントロールユニットとの間に少なくとも２つの光伝送ユニット（実施形態の光ハブ・ユニットに対応）を設け、複数のノードユニットの各々に接続される複数の伝送路は集められて少なくとも２つの光伝送ユニットのうちの対応するいずれかに接続され、少なくとも２つの光伝送ユニットのうちの１つの光伝送ユニットが光伝送路によってメインコントロールユニットに接続され、少なくとも２つの光伝送ユニットの間は光伝送路によって接続され、メインコントロールユニットと少なくとも２つの光伝送ユニットの各々は共に光モジュールと信号波形整形回路を含むように構成される。
【００１８】
上記制御システムでは、メインコントロールユニットと多数のノードユニットの間の中間位置に集中接続部としての光伝送ユニットを少なくとも１つ設け、当該光伝送ユニットとメインコントロールユニットを光伝送路で接続するようにした。この構成によれば、メインコントロールユニット内と光伝送ユニット内に含まれる信号波形整形回路により多段接続が可能となり、この多段接続によって歪んだ信号波形を元に戻すため、大量データの高速伝送を可能にする。また光伝送であるため、外部ノイズの影響を受けない。
【００１９】
第２の制御システム（請求項２に対応）は、第１の構成において、少なくとも２つの光伝送ユニットの各々は、集中接続部として機能し、複数のノードユニットからの上記伝送路が複数接続されている。複数の光伝送ユニットを任意の個数で用意するだけで多数のノードユニットを接続することができ、広範囲の伝送を可能にする。
【００２０】
第３の制御システム（請求項３に対応）は、上記の各構成において、上記光伝送路として好ましくは光ファイバを用いる。
【００２１】
第４の制御システム（請求項４に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、光伝送ユニットとノードユニットの間の上記伝送路を光伝送路とした。これによって、メインコントロールユニットから各ノードユニットまでの伝送路はすべて光伝送路として構成される。
【００２２】
第５の制御システム（請求項５に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、メインコントロールユニットは、ＣＰＵと通信用ＬＳＩを含んでいる。
【００２３】
第６の制御システム（請求項６に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、光伝送ユニットはＯＲ回路を含んで構成される。
【００２４】
第７の制御システム（請求項７に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、複数のノードユニットの各々は、アナログデータ入力ユニット、アナログデータ出力ユニット、アナログデータ入出力ユニット、ディジタルデータ入出力ユニットのいずれかであり、各々、デイジーチェーン接続回路を内蔵する。
【００２５】
第８の制御システム（請求項８に対応）は、上記の各構成において、好ましくは、上記のアナログデータ入力ユニットは、光通信型クライオポンプ温度計、光通信型電離真空計、光通信型サーモカップル真空計のいずれかである。特に半導体製造装置に付設されるアナログデータ入力ユニットとしては、クライオポンプ温度計、電離真空計、サーモカップル真空計がある。本制御システムでは、これらは、伝送路に光ファイバ等の光伝送路を使用することを前提に、光通信型のものとして構成されることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１は、本発明に係る半導体製造装置の制御システムの構成例を示す。この制御システムは分散型リモートＩ／Ｏシステムの構成を有している。図２はメインコントロールユニットの回路ブロック図、図３は光ハブ・ユニットの回路ブロック図を示す。さらに図３、図４、図４Ａ〜４Ｃ、図５、図６、図７は各種ノードユニットの具体例を示す。
【００２７】
半導体製造装置には、半導体デバイスを製造・処理するために必要な各種制御機器、例えば減圧計、バリアブルリークバルブ、高周波電源、マスフローコントローラ等が設けられており、これらの制御機器を半導体デバイスの製造工程に応じて適切に制御することが必要とされる。
【００２８】
図１において、１１はメインコントロールユニット、１２（１２ａ〜１２ｄを含む）は各種のノードユニット、１３ａ〜１３ｃは光ハブ（hub ）・ユニットである。多数のノードユニット１２は、デイジーチェーン接続回路を内蔵し、光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｃを中心にして、光ファイバケーブル１４でデイジーチェーン接続で接続されている。また３つの光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｃは光ファイバケーブル１５によりメインコントロールユニット１１に接続されている。すなわち、光ハブ・ユニット１３ａは光ファイバケーブル１４でメインコントロールユニット１１に接続され、光ハブ・ユニット１３ｂは光ファイバケーブル１５で光ハブ・ユニット１３ａと接続されており、さらに光ハブ・ユニット１３ｂと光ハブ・ユニット１３ｃはノードユニット１２を介して光ファイバケーブル１５で接続されている。また各光ハブ・ユニットは後述するように必要な個数の光モジュールを備え、この光モジュールを介して、各ノードユニット１２と光ファイバケーブル１５ａを経由して接続されている。
【００２９】
メインコントロールユニット１１は、ノードユニット１２の設定を書き換えたり、状態を読み込んだりする場合、ノードユニット１２のアドレス番号に対して信号を送る。設定の書換えにはディジタル出力とアナログ出力があり、状態の読込みにはディジタル入力とアナログ入力がある。メインコントロールユニット１１から出た信号は、光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｃやノードユニット１２を通り、すべてのノードユニット１２に届けられる。ノードユニット１２は、受け取ったアドレス番号と自分のアドレス番号とを比較し、自分宛の信号であるときには、その命令に従い制御機器の設定を書き換えたり、あるいは、制御機器の状態を読み込んでメインコントロールユニット１１にデータを送信する。
【００３０】
なお「光ハブ・ユニット」とは、一般的に、一方のユニットから受信した光信号を他方のユニットに分配して伝送する機能と、他方のユニットからの受信した光信号を一方のユニットに一括して伝送する機能を有する光伝送ユニットである。本実施形態の光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｃは、メインコントロールユニット１１からの光信号を各種ノードユニット１２に分配して伝送し、各種ノードユニット１２からの光信号をメインコントロールユニット１１に一括して伝送する。光ハブ・ユニットでは、上記の光信号の伝送の際、内蔵された信号波形回路によって、歪んだ波形を元に戻し、信号の安定性と信頼性を高めている。
【００３１】
各種ノードユニットの具体的構成は図４〜図７に示される。ノードユニット１２は、半導体製造装置に設けられた各種の制御機器に適宜に接続される。例えば図８に示されたスパッタリング装置において、バリアブルリークバルブ９３の流量を制御する場合、バリアブルリークバルブの流量はアナログ量であるので、ノードユニット１２としてはアナログ入出力ユニットが選択される。また高周波電源９１をＯＮ・ＯＦＦを制御する場合、ＯＮ・ＯＦＦはディジタル量であるので、ノードユニット１２としてディジタル入出力ユニットが選択される。図１に示された分離型リモートＩ／Ｏシステムに基づく半導体製造装置の制御システムでは、制御機器に依存して、複数のノードユニット１２の各々は、アナログデータ入力ユニット、アナログデータ出力ユニット、アナログデータ入出力ユニット、ディジタルデータ入出力ユニットのいずれかである。またすべてのノードユニット１２がアナログ入出力ユニットであることもあるし、すべてのノードユニット１２がディジタル入出力ユニットであることもあり得る。
【００３２】
具体的に述べると、この実施形態では、多数のノードユニット１２のうち、ノードユニット１２ａをアナログ入力ユニット、ノードユニット１２ｂをアナログ出力ユニット、ノードユニット１２ｃをアナログ入出力ユニット、ノードユニット１２ｄをディジタル入出力ユニットとしている。
【００３３】
次に図２に示すメインコントロールユニット１１について詳述する。メインコントロールユニット１１は、光モジュール１６ａ，１６ｂと信号波形整形回路１７と通信用ＬＳＩ１８とＣＰＵ１９から構成される。光モジュールは一般に光信号を受信・変換する素子である。光モジュール１６ａはノードユニット１２からの光信号を受信するためのものであり、光モジュール１６ｂはノードユニット１２へ光信号を送信するためのものである。光モジュール１６ａ，１６ｂは、各々２つの端子を有し、一方の端子は信号波形整形回路１７に接続され、他方の端子は通信用ＬＳＩ１８に接続されている。ＣＰＵ１９にはキーボード２０、表示器２１が接続され、これらによりシステムの構成と、モニタを行っている。信号波形整形回路１７は、伝送信号が基板上のＬ，Ｃなどの影響を受けたため波形のひずみを生じた場合や、光モジュールで電気・光の間の信号変換の際に生じた歪みなどを原波形に修復する回路、あるいは信号処理をする上で都合のよい波形に変換する回路をいう。
【００３４】
信号波形整形回路１７は、光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｃを介して各ノードユニット１２から光モジュール１６ａに受信された波形のひずんだ伝送信号ｓ１を波形整形することにより、方形波ｓ２にするためのものである。信号波形整形回路１７は通信用ＬＳＩ１８に接続され、通信用ＬＳＩ１８はＣＰＵ１９に接続されている。
【００３５】
通信用ＬＳＩ１８は、ＣＰＵ１９のコントロールに従い、その送信端子１８ｂから各ノードユニットに光信号を送信する。通信用ＬＳＩ１８の送信端子１８ｂから光モジュール１６ｂへ送られた信号は、光モジュール１６ｂにより光信号に変換される。また各ノードユニット１２から戻ってきた信号は光モジュール１６ａで受信し、信号波形整形回路１７を通って波形整形を行った後、通信用ＬＳＩ１８の受信端子１８ａに入る。このように、通信用ＬＳＩ１８の受信端子１８ａの前段に波形整形を行う信号波形整形回路１７を設置することにより、通信の信頼性を向上する。
【００３６】
なおＣＰＵ１９は、他の制御装置（例えば装置のメインコンピュータ）１０に接続することも可能である。他の制御装置は、例えば装置全体のデータの管理を行うためのものである。
【００３７】
次に図３に示す光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｃを詳述する。光ハブ・ユニットは、メインコントロールユニット１１からの信号をノードユニット側の複数の方向（例えば８方向）に分岐し送信する。それとは逆に、各ノードユニット側から光ハブ・ユニットに入ってきた信号は波形整形を行った後、メインコントロールユニット１１へ送信する機能を有する。信号波形整形回路を内蔵することにより、多段接続等による信号歪みを整形し伝送誤りを防止している。
【００３８】
光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｃは、メインコントロールユニット側光モジュール２２と信号波形整形回路２３，２４とＯＲ回路２５とノードユニット側光モジュール２６ａ〜２６ｈから構成される。
【００３９】
光モジュール２２から入った光信号は信号波形整形回路２３を通り、８つの光モジュール２６ａ〜２６ｈへ分岐される。さらに光モジュール２６ａ〜２６ｈに入った光信号は、各ノードユニット１２へ伝送される。具体的には、光モジュール２６ａの光信号は、後述するアナログ入力ユニット１２ａのメインコントロールユニット側光モジュール２７ａへ送信され、光モジュール２６ｂの光信号は、後述するアナログ出力ユニット１２ｂのメインコントロールユニット側光モジュール２７ｂへ送信される。またノードユニット側光モジュール２６ａ〜２６ｈから入った光信号は、ＯＲ回路２５と信号波形整形回路２４を通り、メインコントロールユニット側光モジュール２２へ伝送される。なお図３における信号波形整形回路２４，２４は、図２の信号波形整形回路１７と同じ機能・構造を有するので、説明を省略する。
【００４０】
図４に示すアナログ入力ユニット１２ａを説明する。このアナログ入力ユニット１２ａは一例として１６チャンネルの入力を有している。アナログ入力ユニット１２ａは、メインコントロールユニット側光モジュール２７ａ、デイジーチェーン用光モジュール２７ｂ、デイジーチェーン回路２８、通信用ＬＳＩ２９、アナログマルチプレクサ３０、Ａ／Ｄコンバータ３１、データラッチ３２、コネクタ３３から構成される。
【００４１】
メインコントロールユニット側の光モジュール２７ａは、図１と図２に示すように、光ハブ・ユニット１３ａの光モジュール２６ａに光ファイバケーブル１５ａによって接続されており、デイジーチェーン用光モジュール２７ｂは、他のノードユニットに光ファイバケーブル１５ａによってデイジーチェーン接続するためのものである。ここで「デイジーチェーン接続」とは、ノードユニット等を多段に並列接続すること、あるいはノードユニット等を芋づる式に接続することをいう。
【００４２】
メインコントロールユニット側光モジュール２７ａとデイジーチェーン用光モジュール２７ｂはそれぞれ送信端子と受信端子を有し、メインコントロールユニット側光モジュール２７ａの送信端子は、通信用ＬＳＩ２９の受信端子２９ａに接続されており、デイジーチェーン用光モジュール２７ｂの送信端子は、デイジーチェーン回路２８の受信端子２８ｂに接続されている。またメインコントロールユニット側光モジュール２７ａの受信端子は、デイジーチェーン回路２８の送信端子２８ａに接続されている。コネクタ３３は、アナログマルチプレクサ３０に制御機器のアナログ入力信号を送るためのものであり、１６チャネルのアナログ入力データが、入力可能である。例えば制御機器がマスフローコントローラの場合、１６個のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）の１６個のアナログ入力データが入力できるようになっている。アナログマルチプレクサ３０は、通信用ＬＳＩ２９からのチャネル設定信号とコネクタ３３から送信されてきたアナログ入力信号とを比較してＡ／Ｄコンバータ３１に送信するためのものである。データラッチ３２は、Ａ／Ｄコンバータ３１から送信されてきたディジタル信号を、通信用ＬＳＩ２９が他の処理をしている間は、一時的に保持し、通信用ＬＳＩ２９の他の処理が終了した時点で、ディジタルデータを通信用ＬＳＩ２９に送信するためのものである。
【００４３】
メインコントロールユニット側の光モジュール２７ａから受信した光信号は、アナログ入力ユニット１２ａ内の通信用ＬＳＩ２９の受信端子２９ａとデイジーチェーン用の光モジュール２７ｂの受信端子へ伝送される。通信用ＬＳＩ２９は、受信した信号が自局宛（アナログ入力ユニット１２ａ）の光信号であるときには、アナログマルチプレクサ３０でチャンネルを設定し、Ａ／Ｄコンバータ３１でＡ／Ｄ変換を実行する。例えば通信用ＬＳＩ２９が、１６チャンネルのうち、５チャンネルを設定するようになっていれば、コネクタ３３から入力されて１６個のマスフローコントローラの１６個のアナログデータの内、５番目のマスフローコントローラのデータが、アナログマルチプレクサ３０で選択され、Ａ／Ｄコンバータ３１に送信される。この５番目のマスフローコントローラのアナログデータは、データラッチ３２、通信用ＬＳＩ２９、メインコントロールユニット側光モジュール２７ａを経て、光ハブ・ユニット１３ａに送信され、さらにメインコントロールユニット１１に送信され、半導体製造装置の制御を行うこととなる。
【００４４】
通信用ＬＳＩ２９の仕様上読み込むアナログデータは、１回前に設定されたチャンネルのデータとなる。
【００４５】
他方、通信用ＬＳＩ２９は、信号が自局宛（アナログ入力ユニット宛）の信号ではない場合には、自局では何もしない。仮に、自局より下流側のノードユニット（例えば図１におけるディジタル入出力ユニット１２ｄ）宛の信号である場合には、そのノードユニットからの返りの信号がデイジーチェーン用光モジュール２７ｂの受信端子に入ってきてデイジーチェーン回路２８を通り、メインコントロールユニット側の光モジュール２７ａからメインコントロールユニット１１に送信される。
【００４６】
次に、図４Ａ，４Ｂ，４Ｃにおいて半導体製造装置で使用される固有のアナログ入力ユニットの例を示す。各図において図４に示した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。図４Ａは、光通信型クライオポンプ温度計のノードユニット１２ａ−１を示す。このノードユニットに接続される制御機器は測温抵抗体３４であり、測温抵抗体３４には基準電源３５によって所定電圧が印加されている。測温抵抗体３４の端子間に発生する電圧は電圧増幅器３６に入力され、電圧増幅器３６の出力電圧はＡ／Ｄコンバータ３１に入力される。図４Ｂは、光通信型電離真空計のノードユニット１２ａ−２を示す。このノードユニットに接続される制御機器は電離真空計の測定球３７である。測定球３７に対してはグリッド電源３８とフィラメント電源３９が接続される。測定球３７の検出信号はイオンコレクタ４０を経由してＡ／Ｄコンバータ３１に入力される。Ａ／Ｄコンバータ３１とデータラッチ３２の間には、ＲＡＭ４１とＲＯＭ４２を備えたＣＰＵ４３が接続される。図４Ｃは、光通信型サーモカップル真空計のノードユニット１２ａ−３を示す。このノードユニットに接続される制御機器はサーモカップル真空計の測定球４４である。測定球４４は、ヒータを含む熱電対で構成される。測定球４４のヒータに対してはヒータ用電源４５とヒータ断線センサ４６が接続される。測定球４４の検出信号は増幅器４７を経由してＡ／Ｄコンバータ３１に入力される。
【００４７】
次に、図５に示すアナログ出力ユニット１２ｂを説明する。このアナログ出力ユニット１２ｂは１６チャンネルの出力を有する。アナログ入力ユニット１２ｂは、メインコントロールユニット側光モジュール５０ａとデイジーチェーン用光モジュール５０ｂとデイジーチェーン回路５１と通信用ＬＳＩ５２とＡ／Ｄコンバータ５３とコネクタ５４とから構成される。
【００４８】
メインコントロールユニット側の光モジュール５０ａは、図１および図３に示すように光ハブ・ユニット１３ａの光モジュール２６ｂに接続されており、デイジーチェーン用光モジュール５０ｂは、アナログ入出力ユニット１２ｃのメインコントロールユニット側光モジュール６０ａに接続されている。メインコントロールユニット側光モジュール５０ａとデイジーチェーン用光モジュール５０ｂはそれぞれ送信端子と受信端子とを有し、メインコントロールユニット側光モジュール５０ａの送信端子は、通信用ＬＳＩ５２の受信端子５２ａに接続されており、デイジーチェーン用光モジュール５０ｂの送信端子は、デイジーチェーン回路５１の受信端子５１ｂに接続されている。メインコントロールユニット側光モジュール５０ａの受信端子は、デイジーチェーン回路５１の送信端子５１ａに接続されており、デイジーチェーン用光モジュール５０ｂの受信端子はメインコントロールユニット側光モジュール５０ａの送信端子に接続されている。
【００４９】
メインコントロールユニット側の光モジュール５０ａから受信した信号は、ユニット内の通信用ＬＳＩ５２の受信端子５２ａと、デイジーチェーン用の光モジュール５０ｂへ伝送される。通信用ＬＳＩ５２は受信した信号が自局宛（アナログ出力ユニット１２ｂ）の信号である場合には、出力チャンネル設定とデータをＤ／Ａコンバータ５３に送信しＤ／Ａ変換を実行する。例えば通信用ＬＳＩ５２が、１６個のマスフローコントローラの内５番目のマスフローコントローラのデータをチャンネル設定した場合、このデータにより５番目のマスフローコントローラがセットされる。信号が自局宛の信号ではない場合には、自局では何もしない。仮に自局より下流側のノードユニット宛の信号である場合には、そのノードユニット（例えば図１におけるアナログ入出力ユニット１２ｄ）からの返りの信号がデイジーチェーン用の光モジュール５０ｂに入ってきてデイジーチェーン回路５１を通り、メインコントロールユニット側の光モジュール５０ａからメインコントロールユニット１１に送信される。
【００５０】
図６に示すアナログ入出力ユニット１２ｃについて説明する。アナログ入出力ユニット１２ｃはそれぞれ８チャンネルの入力と出力を有している。アナログ入出力ユニット１２ｃは、制御機器のモニタとセットとを同時に行う場合に用いるものである。例えば、制御機器がマスフローコントローラの場合には、流量（例えば５０cc）をモニタしながら、コネクタに実際のマスフローコントローラ流量値をアナログ入力し、メインコントロールユニット１１からのアナログ出力により、実際にマスフローコントローラに流す流量をセットする。
【００５１】
光モジュール６０ａ，６０ｂの各々の入力端子と出力端子、通信用ＬＳＩ６１の入出力端子、デイジーチェーン回路６４の入出力端子の接続関係は前述の各ノードユニットと同じである。アナログ入力メインコントロールユニット側の光モジュール６０ａから受信した信号は、アナログ入出力ユニット１２ｃ内の通信用ＬＳＩ６１の受信端子６１ａと、デイジーチェーン用の光モジュール６０ｂの受信端子へ伝送される。通信用ＬＳＩ６１は受信した信号が自局宛（アナログ入出力ユニット１２ｃ）の信号であり、かつＡ／Ｄ変換の設定が必要な場合アナログマルチプレクサ６２でチャンネルを設定し、Ａ／Ｄコンバータ６３でＡ／Ｄ変換を実行する。Ａ／Ｄコンバータ６３から出力されたデータはデータラッチ５７でラッチされた後、通信用ＬＳＩ６１に入力される。Ａ／Ｄ変換で注意することは、通信用ＬＳＩ６１の仕様上読み込むアナログデータは１回前に設定されたチャンネルのデータとなることである。またＤ／Ａ変換の設定が必要な場合には、通信用ＬＳＩ６１の出力チャンネル設定とデータをＤ／Ａコンバータ６６に設定し、Ｄ／Ａ変換を実行する。信号が自局宛の信号ではない場合には自局では何もしない。仮に自局より下流側のノードユニット宛（例えば図１におけるディジタル入出力ユニット１２ｄ）の信号であるときには、そのノードユニットからの返りの信号がノードユニット側の光モジュール６０ｂに入り、デイジーチェーン回路６４を通りメインコントロールユニット側の光モジュール６０ａからメインコントロールユニット１１に送信される。なお、アナログ入出力ユニット１２ｃでは、アナログ入力用コネクタ６７とアナログ出力用コネクタ６８を備えている。
【００５２】
図７に示すディジタル入出力ユニット１２ｄを説明する。このディジタル入出力ユニット１２ｄはそれぞれ１６点の入力と出力を有している。ディジタル入出力ユニット１２ｄは、制御機器のモニタとセットとを同時に行う場合に用いられる。例えば、制御機器が高周波電源である場合には、電源のＯＮ・ＯＦＦをモニタしながら、コネクタに実際のＯＮ・ＯＦＦをディジタル入力し、メインコントロールユニット１１からのディジタル出力により、実際の高周波電源のＯＮ・ＯＦＦをセットする。
【００５３】
メインコントロールユニット側の光モジュール７０ａから受信した信号は、ディジタル入出力ユニット１２ｃ内の２つの通信用ＬＳＩ７１（入力用），７２（出力用）の受信端子７１ａ，７２ａと、デイジーチェーン用の光モジュール７０ｂの受信端子へ伝送される。通信用ＬＳＩ７１は受信した信号が自局宛の入力用信号であるときにはフォトカプラ７３とコネクタ７４を介しディジタルデータを入力する。通信用ＬＳＩ７２は受信した信号が自局宛の出力用の信号であったらフォトカプラ７５とコネクタ７６を介しディジタルデータを出力する。信号が自局宛の信号ではない場合には自局では何もしない。仮に自局より下流側のノードユニット宛の信号である場合には、そのユニットからの返りの信号がノード側の光モジュール７０ｂに入ってきてデイジーチェーン回路７７を通りメインコントロールユニット側の光モジュール７０ａからメインコントロールユニット１１に送信される。
【００５４】
本発明による制御システムを使用する設備や装置においてノードユニット１２，１２ａ〜１２ｄや光ハブ・ユニット１３ａ〜１３ｂを配置する際、ノードユニットが多数集まっている場所に光ハブ・ユニットを設置することにより、システム全体を効率的に接続することも可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次のような効果を奏する。
【００５６】
半導体製造装置の制御システムにおけるデータ伝送のシステム構成において、メインコントロールユニットと多数のノードユニットとの間に、例えば複数の光ハブ・ユニット（光伝送ユニット）を光伝送路で接続して設け、各光ハブ・ユニットに複数のノードユニットを接続するようにしたため、光ハブ・ユニットとその接続構造によりツリー型のシステム接続形態を構成でき、大規模なシステムに対して容易に対応できる。
【００５７】
通信用ケーブルに光ファイバケーブル等の光伝送路を使用したため、伝送速度の高速化とデータの信頼性、そして耐ノイズ性を格段に向上できる。
【００５８】
光ハブ・ユニット等の内部に信号波形再生回路を設けたため、デイジーチェーン接続や光ファイバケーブル等で生じた波形歪みを取り除き、システムの信頼性を高めることができる。
【００５９】
さらに、大量データを高速にかつ広範囲に伝送することができ、外部ノイズによる伝送への影響を低減できる。本発明による制御システムは省配線指向のシステムでもあり、組立工数や、部品費等を少なくし、この制御システムを使う装置、プラント等のコスト低減にも寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御システムの全体構成を示すシステム構成図である。
【図２】メインコントロールユニットの内部を示すブロック回路図である。
【図３】光ハブ・ユニットの内部構成を示すブロック回路図である。
【図４】アナログ入力ユニットの内部構成を示すブロック回路図である。
【図４Ａ】光通信型クライオポンプ温度計のノードユニットの内部構成を示すブロック回路図である。
【図４Ｂ】光通信型電離真空計のノードユニットの内部を示すブロック回路図である。
【図４Ｃ】光通信型サーモカップル真空計のノードユニットの内部を示すブロック回路図である。
【図５】アナログ出力ユニットの内部構成を示すブロック回路図である。
【図６】アナログ入出力ユニットの内部構成を示すブロック回路図である。
【図７】ディジタル入出力ユニットの内部構成を示すブロック回路図である。
【図８】従来の半導体製造装置の一例を示す装置構成図である。
【図９】従来の制御システムの構成を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１１                        メインコントロールユニット
１２，１２ａ〜１２ｃ        ノードユニット
１３ａ〜１３ｃ              光ハブ・ユニット
１４，１５，１５ａ          光ファイバ
【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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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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