特許 7386375 分散された入力／出力（ＩＯ）制御及びインターロックリングアーキテクチャ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-15

(45)【発行日】2023-11-24

(54)【発明の名称】分散された入力／出力（ＩＯ）制御及びインターロックリングアーキテクチャ

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/28 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

H04L12/28 207

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023504268

(86)(22)【出願日】2021-11-16

(86)【国際出願番号】 US2021059575

(87)【国際公開番号】W WO2022108948

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-05-10

(31)【優先権主張番号】63/198,861

(32)【優先日】2020-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/192,318

(32)【優先日】2021-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】リード， ジェームズ ロバート

(72)【発明者】

【氏名】シャン， キイキ－シー エヌ．

(72)【発明者】

【氏名】ジョリヴェ， マーティン エー．

【審査官】小林 義晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１４６０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４４５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７３０７２４０（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／００－１２／６６

４１／００－１０１／６９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュールと、
前記ＰＬＣモジュールに連結され、メインフレームの複数のファセットに設けられた、入力／出力（ＩＯ）ネットワークバスと、
前記ＩＯネットワークバスに連結され、前記複数のファセットに位置する複数のネットワークコネクタと、
前記複数のファセットのうちの第１のファセットに取り付けられた第１のプロセスチャンバと、
前記第１のファセットに取り付けられ、前記ＩＯネットワークバスの第１のネットワークコネクタと前記第１のプロセスチャンバのプロセスチャンバＩＯコントローラとに連結された、チャンバインターフェースＩＯサブモジュールであって、
前記プロセスチャンバＩＯコントローラとのドライコンタクト交換を介して受信されたインターロック中継信号をデジタル信号に変換すること、
前記ＩＯネットワークバスのプロトコルを使用して、前記デジタル信号を、通信に適合したネットワークパケットに結合すること、及び、
前記ネットワークパケットを、前記ＩＯネットワークバスを介して前記ＰＬＣモジュールに送信すること
を行うことになる、チャンバインターフェースＩＯサブモジュールと
を備える、システム。

【請求項2】

前記ＰＬＣモジュールが、第１のインターロックバスポートを含み、前記システムが、
第２のメインフレームの第２のＰＬＣモジュールであって、前記第２のＰＬＣモジュールが第２のインターロックバスポートを備え、前記ＰＬＣモジュール及び前記第２のＰＬＣモジュールが、安全ＰＬＣモジュールである、第２のＰＬＣモジュールと、
インターロックバスを介して前記第１のインターロックバスポートを前記第２のインターロックバスポートに連結するためのインターロックコネクタと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記ＩＯネットワークバスは、複数のネットワークバスＴコネクタが取り付けられた単一のイーサネットケーブルであり、前記複数のネットワークバスＴコネクタのうちの少なくとも１つが、前記複数のファセットのそれぞれに位置する、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

第１のローカルＩＯバスを介して前記ＰＬＣモジュールに連結されたロードロックＩＯコントローラ、
前記第１のローカルＩＯバス若しくは第２のローカルＩＯバスのうちの１つを介して前記ＰＬＣモジュールに連結された移送チャンバＩＯコントローラ、又は、
前記第１の、前記第２の、若しくは第３のローカルＩＯバスのうちの１つを介して前記ＰＬＣモジュールに連結されたポンプＩＯ
のうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記ＩＯネットワークバスが、
第２の複数のネットワークコネクタを備え、前記システムが、前記第２の複数のネットワークコネクタのうちの１つに取り付けられたサブモジュールＩＯコントローラをさらに備え、前記サブモジュールＩＯコントローラが、ロードロックヒータ、統合されたマスフローシステム、ユースポイントポンプ、ビアスリットバルブ、又はリモート制御スイッチのうちの１つを制御する、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記メインフレームの外周の周りに配置され、前記複数のファセットに位置する複数のＣＤＡクイックディスコネクトを備える、クリーンドライエア（ＣＤＡ）供給リングと、
前記第１のファセットに連結された第１のスリットバルブアセンブリであって、
位置センサを備えるチャンバスリットバルブ、及び
前記ＣＤＡ供給リングのＣＤＡクイックディスコネクトと前記チャンバスリットバルブとに連結された電気バルブ（ＥＶ）マニホールド
を備える、第１のスリットバルブアセンブリと
をさらに備え、前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールが、前記ＥＶマニホールド及び前記チャンバスリットバルブに連結され、前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールがさらに、前記位置センサから前記ＩＯネットワークバスを介して前記ＰＬＣモジュールに、前記チャンバスリットバルブの位置値を中継する、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記ＥＶマニホールドが、１つ又は複数のＥＶを備え、前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールがさらに、前記１つ又は複数のＥＶを駆動することによってスリットバルブ空気圧を制御するために、前記ＰＬＣモジュールから前記ＩＯネットワークバスを介して受信された制御信号を前記ＥＶマニホールドに中継することになる、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

追加プロセスチャンバが前記メインフレームに取り付けられている前記複数のファセットのうちの追加ファセットに連結された追加スリットバルブアセンブリをさらに備える、請求項６に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１のスリットバルブアセンブリがさらに、前記ＥＶマニホールドに接続されたＣＤＡポリラインを備え、前記ＣＤＡクイックディスコネクトが、前記ＣＤＡポリラインを前記ＣＤＡ供給リングに接続する、請求項６に記載のシステム。

【請求項10】

前記ＩＯネットワークバスが、前記第１のファセットにおけるネットワークコネクタを備え、前記第１のスリットバルブアセンブリがさらに、前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールに取り付けられたネットワークドロップケーブルを備え、前記ネットワークコネクタが、前記ネットワークドロップケーブルを前記ＩＯネットワークバスに接続する、請求項６に記載のシステム。

【請求項11】

位置センサを備えるチャンバスリットバルブと、
前記チャンバスリットバルブに連結されたＥＶを備える電気バルブ（ＥＶ）マニホールドと、
前記ＥＶマニホールドに連結されており、メインフレームのＣＤＡ供給リングに連結されることになる、クリーンドライエア（ＣＤＡ）ポリラインと、
前記位置センサ、前記ＥＶマニホールドに連結されており、前記メインフレームのＩＯネットワークバスに連結されることになる、チャンバインターフェース入力／出力（ＩＯ）サブモジュールであって、
前記位置センサから、前記ＩＯネットワークバスを介して、前記メインフレームのプログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュールに、前記チャンバスリットバルブの位置値を中継し、かつ
前記ＰＬＣモジュールから前記ＩＯネットワークバスを介して受信された制御信号を前記ＥＶマニホールドに中継して、前記ＥＶを駆動することによってスリットバルブ空気圧を制御する
ためのチャンバインターフェースＩＯサブモジュールと
を備える、スリットバルブアセンブリ。

【請求項12】

前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールが、複数のインターロック中継装置を備えるプロセスチャンバＩＯコントローラに連結されることになるインターロックケーブルコネクタを備え、前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールがさらに、
前記プロセスチャンバＩＯコントローラとのドライコンタクト交換を介して受信されたインターロック中継信号をデジタル信号に変換すること、
前記ＩＯネットワークバスのプロトコルを使用して、前記デジタル信号を、通信に適合したネットワークパケットに結合すること、及び
前記ＩＯネットワークバスを介して前記ネットワークパケットを前記ＰＬＣモジュールに送信すること
を行うことになる、請求項１１に記載のスリットバルブアセンブリ。

【請求項13】

前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールがさらに、プロセスチャンバのＥＭＯスイッチに連結された緊急遮断（ＥＭＯ）ケーブルを受けるためのインターフェースコネクタを備え、前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールがさらに、
前記ＥＭＯスイッチとのドライコンタクト交換を介して受信されたＥＭＯ信号をデジタルＥＭＯ信号に変換すること、
前記ＩＯネットワークバスのプロトコルを使用して、前記デジタルＥＭＯ信号を、通信に適合したネットワークパケットに変換すること、及び
前記ネットワークパケットを前記ＰＬＣモジュールに送ること
を行うことになる、請求項１１に記載のスリットバルブアセンブリ。

【請求項14】

前記位置センサと前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールとの間に連結された制御ケーブルをさらに備える、請求項１１に記載のスリットバルブアセンブリ。

【請求項15】

前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールと前記ＩＯネットワークバスとの間に連結されたネットワークドロップケーブルをさらに備える、請求項１１に記載のスリットバルブアセンブリ。

【請求項16】

前記ＥＶマニホールドに連結され、第２の位置センサを備えるサービススリットバルブをさらに備え、前記第２の位置センサが、前記チャンバインターフェースＩＯサブモジュールに連結されており、前記ＥＶマニホールドが、前記チャンバスリットバルブと前記サービススリットバルブとの両方を制御するための４位置ＥＶマニホールドである、請求項１１に記載のスリットバルブアセンブリ。

【請求項17】

複数のローカル入力／出力（ＩＯ）ポート及び第１のインターロックバスポートを備える第１の安全プログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュールと、
前記複数のローカルＩＯポートのうちの第１のローカルＩＯポートに連結された第１の単一ローカルＩＯバスと、
前記第１の単一ローカルＩＯバスに連結された複数のＩＯサブモジュールであって、前記複数のＩＯサブモジュールの各ＩＯサブモジュールが、前記第１の単一ローカルＩＯバスを介して前記第１の安全ＰＬＣモジュールとのインターロックハンドシェイクを実行することになる複数のＩＯサブモジュールと、
複数のローカルＩＯポート及び第２のインターロックバスポートを備える第２の安全ＰＬＣモジュールと、
インターロックバスを介して前記第１のインターロックバスポートを前記第２のインターロックバスポートに連結するためのインターロックコネクタと
を備える、システム。

【請求項18】

前記複数のＩＯサブモジュールが、第１のマシンの第１のセットのＩＯサブモジュールを備え、前記システムがさらに、
前記第２の安全ＰＬＣモジュールの複数のローカルＩＯポートのうちの第２のローカルＩＯポートに連結された第２の単一ローカルＩＯバスと、
前記第２の単一ローカルＩＯバスに連結された、第２のマシンの第２のセットのＩＯサブモジュールと
を備える、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記第１の単一ローカルＩＯバスを介し、前記第１のセットのＩＯサブモジュールを介してＩＯデバイスを制御し、前記インターロックバス及び前記第２の単一ローカルＩＯバスを介し、前記第２のセットのＩＯサブモジュールを介してＩＯデバイスを制御するための、前記第１の安全ＰＬＣモジュールの第１のＰＬＣコントローラと、
前記第２の単一ローカルＩＯバスを介し、前記第２のセットのＩＯサブモジュールを介してＩＯデバイスを制御し、前記インターロックバス及び前記第１の単一ローカルＩＯバスを介し、前記第１のセットのＩＯサブモジュールを介してＩＯデバイスを制御するための、前記第２の安全ＰＬＣモジュールの第２のＰＬＣコントローラと
をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記第１の安全ＰＬＣモジュールが、
第１の制御自動化技術のためのイーサネット（ＥｔｈｅｒＣＡＴ）－ｉｎポートであって、第１のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブルを介してＥｔｈｅｒＣＡＴマスタデバイスに連結された、第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポートと、
第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポートと
を備え、
前記第２の安全ＰＬＣモジュールが、第２のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブルを介して前記第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポートに連結された第２のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポートを備え、前記システムが、
前記第２のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブルを介して前記第１のマシンの前記第１のセットのＩＯサブモジュールのうちの１つに安全制御信号を送るための前記第２の安全ＰＬＣモジュールのＰＬＣコントローラをさらに備える、
請求項１８に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、分散された入力／出力（ＩＯ）制御及びインターロックリングアーキテクチャに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体処理のための次世代メインフレームは、サイズが大きくなり、高密度のプロセスチャンバ（たとえば、一つのメインフレームに１０個以上）と、任意のメインフレームファセット位置に任意のチャンバタイプを有する高い柔軟性を加え、また最高３つのメインフレームクラスタをサポートしようとしている。クラスタは、メインフレーム対メインフレーム構成の又はロードロックと類似しているバッファされたボリュームを介することができる、ファセット位置において接合されたメインフレームの集まりである。たとえば、アルミニウム本体などの、接続ボリュームは、ビアと称され、メインフレームを連結させることができる。そのようなメインフレームの現在のＩＯ制御は、プロセスチャンバ、ロードロック、メインフレームリモート、及び付加的メインフレームを含む、プラットフォームモジュールに高密度の個別のインターロック及びＩＯ信号を分散させる。

【0003】

しかしながら、現在の制御装置アーキテクチャは、限られた数のプロセスチャンバ、たとえば、メインフレームＩＯコントローラを介する２、４、６、又は８個のプロセスチャンバ、をサポートする。さらに、個別のインターロック及びＩＯ信号の送信を含むために、現在のＩＯ制御は、ケーブル並びにコネクタと集中型メインフレームＩＯコントローラから生じる個別のワイヤとで構成されたハーネスを使用して実装される。さらに、クリーンドライエア（ＣＤＡ）供給ラインは、各メインフレームのより小さなポリケーブル分岐を越えてデバイスを駆動するための集中型エアマニホールドへ空気レギュレータから始まるポリケーブルである。これらのＩＯ制御及びＣＤＡケーブルは、プロセスチャンバがファセットに取り付けられているかどうかにかかわらず、メインフレームの各ファセットまで通され、その結果、高価で、処理ファブ内でかなりの空間を占める長いＩＯ制御ワイヤ及びＣＤＡ供給ラインの高い密度をもたらす。たとえば、メインフレーム全体について、各スリットバルブ（ＳＶ）位置まで制御を伝えるために、多心ケーブルがすべてのプロセスチャンバまで伸ばされる。さらに、ＩＯ制御のためのより長く、太いケーブルが、遠隔のエリアまで伸ばされ、ケーブルだけで２千ドルかかる。

【発明の概要】

【0004】

本明細書に記載の実施形態のうちのいくつかは、プログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュールを含むシステムを包含する。システムはさらに、ＰＬＣモジュールに連結され、メインフレームの複数のファセットに設けられた、入力／出力（ＩＯ）ネットワークバスを含む。システムはさらに、複数のファセットのうちの第１のファセットに取り付けられた第１のプロセスチャンバを含む。システムはさらに、第１のファセットに取り付けられ、ＩＯネットワークバスと第１のプロセスチャンバのプロセスチャンバＩＯコントローラとに連結された、チャンバインターフェースＩＯサブモジュールを含む。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールは、プロセスチャンバＩＯコントローラとのドライコンタクト交換を介して受信されたインターロック中継信号をデジタル信号に変換することと、ＩＯネットワークバスのプロトコルを使用して、デジタル信号を、通信に適合したネットワークパケットに結合することと、ネットワークパケットを、ＩＯネットワークバスを介してＰＬＣモジュールに送信することとを行うことになる。

【0005】

関連実施形態において、本明細書に記載されているのは、位置センサを有するスリットバルブを含むスリットバルブアセンブリである。アセンブリはさらに、スリットバルブに連結されたＥＶと、ＥＶマニホールドに連結されておりメインフレームのＣＤＡ供給リングに連結されることになっているクリーンドライエア（ＣＤＡ）ポリラインとを含む電気バルブ（ＥＶ：ｅｌｅｃｔｒｏ－ｖａｌｖｅ）マニホールドを含む。アセンブリはさらに、位置センサ、ＥＶマニホールド、に連結されており、メインフレームのＩＯネットワークバスに連結されることになっているチャンバインターフェース入力／出力（ＩＯ）サブモジュールを含む。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールは、位置センサから、ＩＯネットワークバスを介して、メインフレームのプログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュールに、スリットバルブの位置値を中継することと、ＰＬＣモジュールからＩＯネットワークバスを介して受信された制御信号をＥＶマニホールドに中継してＥＶを介してスリットバルブ空気圧を制御することとを行うことになる。

【0006】

さらなる実施形態において、本明細書に記載されているのは、複数のローカル入力／出力（ＩＯ）ポート及び第１のインターロックバスポートを有する第１の安全プログラマブル論理制御モジュール（ＰＬＣモジュール）を含むシステムである。システムはさらに、複数のローカルＩＯポートのうちの第１のローカルＩＯポートに連結された第１の単一ローカルＩＯバスを含む。システムはさらに、第１の単一ローカルＩＯバスに連結された複数のＩＯサブモジュールを含む。複数のＩＯサブモジュールの各ＩＯサブモジュールは、第１の単一ローカルＩＯバスを介して制御信号を第１の安全ＰＬＣモジュールに送ることになっている。システムはさらに、複数のローカルＩＯポート及び第２のインターロックバスポートを含む第２の安全ＰＬＣモジュールを含む。システムはさらに、インターロックバスを介して第１のインターロックバスポートを第２のインターロックバスポートに連結するためのインターロックコネクタを含む。

【0007】

多数の他の特徴が、本開示のこれらの及び他の実施形態に従って提供される。本開示の他の特徴及び実施形態は、以下の詳細な説明、請求項、及び添付の図面からより十分に明らかとなろう。

【0008】

本開示は、類似の参照記号が類似の要素を示す、添付の図面の図に、限定ではなく、例として、示されている。本開示における「一」又は「１つの」実施形態への異なる参照は、必ずしも同じ実施形態への参照ではなく、そのような参照は少なくとも１つを意味する、ということに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】様々な実施形態による分散されたマスタスレーブ安全制御システムのブロック図である。

【図2】一実施形態によるメインフレームのための分散された制御アーキテクチャのブロック図である。

【図3A】一実施形態による二重スリットバルブアセンブリのブロック図である。

【図3B】一実施形態による二重スリットバルブアセンブリのブロック図である。

【図4A】様々な実施形態による分散された制御及びインターロックアーキテクチャのブロック図である。

【図4B】図４Ａの分散された制御及びインターロックアーキテクチャへの拡張であるメインフレームリモートのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書に記載の実施形態は、分散された入力／出力（ＩＯ）制御のためのシステム及び方法並びにインターロックリングアーキテクチャに関する。現在のアーキテクチャにおける前述の欠陥を解決するために、並びに高密度のプロセスチャンバ（一つのメインフレーム（ＭＦ）に１０個以上）、それらのプロセスチャンバの位置決めにおける高い柔軟性、及びメインフレームのクラスタリングをサポートするために、本開示は、ユースポイント（ＰＯＵ：ｐｏｉｎｔ－ｏｆ－ｕｓｅ）実装形態におけるＩＯ制御のモジュール化を開示する。このＰＯＵ実装形態は、ファセットから選択的に除去可能なスリットバルブアセンブリを含むことができ、それにより、プロセスチャンバの存在下で使用されるだけでよい。スリットバルブアセンブリは、任意のファセットに配置され得る、スリットバルブ位置値をＭＦのプログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュールに中継する、スリットバルブ制御信号をＰＬＣモジュールからスリットバルブの空気圧に中継する、急オフの実行（ＥＭＯ）、及びプロセスチャンバ側のドライコンタクト交換と移送チャンバ側のＩＯネットワークバスとの間のチャンバインターロックハンドシェイクを行う、チャンバインターフェースＩＯサブモジュールを含むことができる。ドライコンタクト交換は、中継によって制御されている一時電流を生み出す又は遮断することをしないリレー回路のコンタクトの二次セットを指すことがあり、電力を使用せず、したがって、パッシブであり、電力のソースから隔離される。

【0011】

プロセスチャンバが存在するかどうかに応じてスリットバルブアセンブリを選択的に取り外し可能にすることは、コアメインフレームコストを減らし、任意の数のチャンバをサポートし、メインフレーム制御装置に影響を及ぼさずにそれを行う。取り外し可能なスリットバルブアセンブリはまた、ＭＦアーキテクチャを拡張するための長いケーブルを追加せずに、ＭＦアーキテクチャにおいて高い柔軟性を組み込んで、プロセスチャンバをその場で追加及び除去することを容易にする。付加的な又は異なる利点が、本明細書で具体的に論じられる本図面を参照して説明されると当業者には明らかとなろう。

【0012】

より具体的には、各スリットバルブアセンブリのチャンバインターフェースＩＯサブモジュールは、メインフレームのＰＬＣモジュールに連結された単一のネットワークＩＯバス（たとえば、ネットワークケーブル）に選択的に接続され得る。それを行うために、ネットワークＩＯバスは、メインフレームの各ファセットに位置する少なくとも１つのネットワークコネクタ（たとえば、ネットワークバスＴコネクタ又はスイッチなど）を含むことができる。さらに、クリーンドライエア（ＣＤＡ）レギュレータに連結された、ＣＤＡ供給リングは、メインフレームの外周の周りに位置することができ、ファセットに位置するＣＤＡクイックディスコネクトを含むことができる。このようにして、プロセスチャンバがＭＦに取り付けられると仮定すると、任意の所与のファセットにおける各スリットバルブアセンブリは、ネットワークＩＯバスのネットワークコネクタとプロセスチャンバとの間に選択的に連結され得る。同様に、スリットバルブアセンブリは、ＣＤＡ供給リングのＣＤＡクイックディスコネクトと、取り付けられている場合にはプロセスチャンバとの間に連結され得る。このモジュールアプローチは、ケーブル密度、費用、及び制御制限に関連する従来の制限なしに、ネットワークＩＯバス及びＣＤＡ供給リングに沿った多数のプロセスチャンバのフレキシブルな取り付けを可能にする。プロセスチャンバが取り付けられない場合、スリットバルブアセンブリは不必要であり、したがって、その費用は必要とされない。

【0013】

様々な実施形態において、スリットバルブアセンブリは、位置センサを有するスリットバルブ（又は二重スリットバルブ）を含む。スリットバルブアセンブリはさらに、スリットバルブに連結された少なくとも１つのＥＶを含む電気バルブ（ＥＶ）マニホールドを含む。ＣＤＡ供給ラインは、ＥＶマニホールドに連結され、すぐ上で論じた、メインフレームのＣＤＡ供給リングに連結されることになっている。位置センサ、ＥＶマニホールドに連結され、ＩＯネットワークバスに連結されることになっている、チャンバインターフェースＩＯサブモジュールが提供され得る。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールは、位置センサから、ＩＯネットワークバスを介して、メインフレームのプログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュールに、スリットバルブの位置値を中継するようになされ得る。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールはさらに、ＰＬＣモジュールからＩＯネットワークバスを介して受信された制御信号をＥＶマニホールドに中継して、ＥＶを駆動することによって、スリットバルブ空気圧を制御するようになされ得る。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールの付加的機能性は後に論じられる。スリットバルブアセンブリはまた、位置センサとチャンバインターフェースＩＯサブモジュールとの間に連結された制御ケーブルと、プロセスチャンバＩＯコントローラとネットワークコネクタとの間のネットワークコネクタとを含むことができる。

【0014】

いくつかの実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュールはまた、いくつかのインターロック中継装置及びＩＯ中継装置を含む、プロセスチャンバＩＯコントローラに連結されたインターロックケーブルコネクタを含むことができる。インターロックは、２つの機構又は機能の状態を相互に依存させる特徴であり、たとえば、有限状態マシンにおける望ましくない状態を防ぐために使用される。インターロックは、電気、電子、又は機械デバイス及びシステムのいずれか又は組合せを含むことができる。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールはさらに、ＩＯネットワークバスを介するＰＬＣモジュールとのインターロックハンドシェイクを実行することができる。たとえば、チャンバインターフェースＩＯサブモジュールは、プロセスチャンバＩＯコントローラとのドライコンタクト交換を介して受信されたインターロック中継信号を、デジタル信号に変換することができる。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールはさらに、ＩＯネットワークバスのプロトコルを使用して、デジタル信号を、通信に適合したネットワークパケットに結合することができる。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールはさらに、ＩＯネットワークバスを介してネットワークパケットをＰＬＣモジュールに送信することができる。

【0015】

１つの実施形態において、インターロックハンドシェイクは、ＩＯネットワークバスを介してＥｔｈｅｒＣＡＴなどの安全ＰＬＣプロトコルを介する通信を可能にし、その時点で、通信は、インターロックバス又は制御自動化技術のためのイーサネット（ＥｔｈｅｒＣＡＴ）ネットワークを介して再開することができる。ＩＯネットワークバスを介するインターロックネットワークのこの拡張は、ＰＬＣモジュールからメインフレームにおいてインターロックまで実行される別個のより長い中継の必要性をなくす。

【0016】

さらに、関連実施形態において、メインフレームのＰＬＣモジュールは、インターロックバスを介して安全ＰＬＣプロトコルを使用して第２のメインフレームの第２のＰＬＣモジュールに連結され得る。実施形態において、ＰＬＣモジュールは、第１のインターロックバスポートを含むことができ、第２のＰＬＣモジュールは、第２のインターロックバスポートを含む。システムはさらに、インターロックバスを介して第１のインターロックバスポートを第２のインターロックバスポートに連結するために、インターロックコネクタ（インターロックバスＴコネクタなど）を含むことができる。このようにして、ＰＬＣモジュール及び第２のＰＬＣモジュールのインターロックは、インターロックバスを介して互いに通信し合うことができる。インターロックバスを介して通信される情報は、たとえば、異なる動く部分（スリットバルブなど）、これらの運動が生じることを可能にするために安全点検されることになっている処理構成要素、及び動く部分の運動を引き起こすことになっている制御信号の情報であり得る。この情報はまた、遠隔地に及び遠隔地から共有される必要があり得る。

【0017】

関連実施形態において、ＰＬＣモジュールは、第１のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブルを介してＥｔｈｅｒＣＡＴマスタデバイスに連結された第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポート及び第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポートを含む。第２のＰＬＣモジュールは、第２のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブルを介して第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポートに連結された第２のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポートを含む。第２のＰＬＣモジュールは、次いで、安全制御信号を第２のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブルを介して及びＰＬＣモジュールを介してプロセスチャンバＩＯコントローラに送ることができる。このようにして、安全信号は、クラスタ化されたメインフレームのＰＬＣモジュールの間でＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークを介しても送信され得る。

【0018】

図１は、様々な実施形態による分散されたマスタスレーブ安全制御システム１００（又はより単純にシステム１００と称される）のブロック図である。システム１００は、先に論じられたように、メインフレームに取り付けられたプロセスチャンバの高い密度及び柔軟性を可能にし、後に少し詳しく論じられる。いくつかの実施形態において、システム１００は、各々がＥｔｈｅｒＣＡＴマスタコントローラ１０２Ａ及び１０２Ｂをそれぞれ含む、計算デバイス１０１Ａ及び１０１Ｂを含む。これらの計算デバイス１０１Ａ及び１０１Ｂは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）ツールネットワーク１０３を介して通信する、本明細書でＥｔｈｅｒＣＡＴマスタデバイスとも称される、ホスト計算システム又はデバイスになり得る。システム１００はさらに、ＥｔｈｅｒＣＡＴなどの安全通信プロトコルに適合した安全ＰＬＣモジュールであり得る、及びそれぞれが別個のマシン又はシステムを制御することができる、ＰＬＣモジュール１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅを含むことができる。各ＰＬＣモジュールは、単一のチップとして、又は単一の制御ボード若しくは同類のものに実装され得る。システム１００はさらに、異なるＩＯデバイス及びインターロックとインターフェースする又はそれらを制御するいくつかのＩＯサブモジュール１４０Ａ…１４０Ｎを含むことができる。システム１００は、後に論じられるような通信のための異なるタイプのバス及びネットワークをサポートすることができる。

【0019】

いくつかの実施形態において、ＰＬＣモジュール１１０Ａ…１１０Ｅのそれぞれは、埋め込みマシン制御用途のための統合されたＥｔｈｅｒＣＡＴ ＩＯコントローラである。例示的な用途には、半導体及び光起電ウエハ製造ツール、計測システム、並びに医療製造機器の自動化が含まれる。これらのＰＬＣモジュールは、１つのパッケージにおいて高いチャネル数、ハードウェアインターロック、及びＥｔｈｅｒＣＡＴ接続性を提供する。ＩＯサブモジュール１４０Ａ…１４０Ｎは、コントローラ機器全体にわたって顧客指定のセンサ及びアクチュエータをサポートするように構成された非常に高速なＩＯサブシステムであり、様々なサイズで入手可能である。

【0020】

さらに、ＰＬＣモジュール１１０Ａ…１１０Ｅは、フェイルセーフ、ハードウェアベースのインターロック及び高速埋め込み制御を提供することによって、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークを補完する。数百の混合信号入力及び出力が、サブミリ秒の応答時間で同時に制御及びモニタされ得る。ＥｔｈｅｒＣＡＴホスト計算デバイス１０１Ａ及び１０１Ｂは、それにより、高速制御シーケンス処理、インターロック、及びデータ収集タスクから解放される。

【0021】

加えて、システム１００は、収集されたデータを構文解析し、ある閾値に達するときに計算デバイス１０１Ａ及び１０１Ｂに通知することができる。イベントタイミングは、低いジッターで高度な同時性を維持するために、ＥｔｈｅｒＣＡＴ時計と同期する。フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブルプロセッサを使用して実装され得るインターロックは、再構成が可能であり、プロセス変更に合わせるために通常必要とされるハードウェア設計スピンを実質的になくす。

【0022】

様々な実施形態において、第１のＰＬＣモジュール１１０Ａは、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブル１０５Ａを介してＥｔｈｅｒＣＡＴマスタコントローラ１０２Ａに連結された第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポート１０４Ａを含み、第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポート１０４Ｂを含む。さらに、第２のＰＬＣモジュール１１０Ｂは、第２のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポート１０４Ｃ及び第２のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポート１０４Ｄを含む。第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポート１０４Ｂは、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブル１０５Ｂを介して第２のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポート１０４Ｃに連結され得る。さらに、第３のＰＬＣモジュール１１０Ｃは、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブル１０５Ｃを介してＥｔｈｅｒＣＡＴマスタコントローラ１０２Ｂに連結されることになっている第３のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポート１０４Ｅを含む。このようにして、３つのＰＬＣモジュール１１０Ａ、１１０Ｂ、及び１１０Ｃは、ＥｔｈｅｒＣＡＴプロトコル通信のためのＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークを介して互いに連結される。

【0023】

いくつかの実施形態において、第１のＰＬＣモジュール１１０Ａは、第１のＰＬＣコントローラ１０８Ａを含み、第２のＰＬＣモジュール１１０Ｂは、第２のＰＬＣコントローラ１０８Ｂを含み、第３のＰＬＣモジュール１１０Ｃは、第３のＰＬＣコントローラ１０８Ｃを含む。これらのＰＬＣコントローラ１０８Ａ、１０８Ｂ、及び１０８Ｃのそれぞれは、それぞれに、インターロックバス１２５、ローカルバス接続１１５Ａ、１１５Ｂ、及び１１５Ｃを介して、及び、それぞれに、ローカルＩＯバス１３５Ａ、１３５Ｂ、及び１３５Ｃを介して、１つ又は複数の安全プロトコルを使用して、制御（たとえば、ＩＯデバイスを制御するための）を通信するための論理を含むことができる。

【0024】

より具体的には、これらの実施形態において、第１のＰＬＣモジュール１１０Ａは、第１のＰＬＣコントローラ１０８Ａに連結された並びにそれを介して他のインターロック、ネットワーク、及びＩＯサブモジュールとの通信が可能にされるインターロックバスポート１２０Ａを含む。たとえば、インターロックバスポート１２０Ａは、ローカルバス１１５Ａを介してローカルＩＯポート１３０Ａ、１３０Ｂ、及び１３０Ｃに直列に連結され得る。各ローカルＩＯポート１３０Ａ、１３０Ｂ、及び１３０Ｃは、それぞれに、複数のＩＯサブモジュール１４０Ａ、１４０Ｂ及び１４０Ｃ、１４０Ｄ及び１４０Ｅ、１４０Ｆに連結されたローカルＩＯバス１３５Ａに接続される。

【0025】

開示される実施形態において、第２のＰＬＣモジュール１１０Ｂは、第２のＰＬＣコントローラ１０８Ｂに連結されたインターロックバスポート１２０Ｂを含む。インターロックバスポート１２０Ｂは、ローカルバス１１５Ｂを介してローカルＩＯポート１３０Ｄ、１３０Ｅ、及び１３０Ｆに直列に連結され得る。各ローカルＩＯポート１３０Ｄ、１３０Ｅ、及び１３０Ｆは、それぞれに、複数のＩＯサブモジュール１４０Ｇ、１４０Ｈ及び１４０Ｉ、１４０Ｊ及び１４０Ｋ、１４０Ｌに連結されたローカルＩＯバス１３５Ａに接続される。さらに、これらの実施形態において、第３のＰＬＣモジュール１１０Ｃは、第３のＰＬＣコントローラ１０８Ｃに連結されたインターロックバスポート１２０Ｃを含む。インターロックバスポート１２０Ｃは、ローカルバス１１５Ｃを介して、簡単にするためにローカルＩＯポート１３０Ｇのみが示されている、少なくとも３つのローカルＩＯポートに直列に連結され得る。ローカルＩＯポート１３０Ｇは、複数のＩＯサブモジュール１４０Ｍ、１４０Ｎに連結され得る。これらの実施形態において、それぞれのサブモジュールは、１つ又は複数のＩＯデバイス及びマシン又は他のシステムの１つ又は複数のインターロックを制御するようになされ得る。

【0026】

このようにして、ローカルＩＯポートは、単一のＩＯバスを介して複数のＩＯサブモジュールに連結される。複数のサブモジュールは、２つより多くに拡張することができ、単一のＩＯバスが、複数のサブモジュールへの並列接続を行うために、ネットワークバス、たとえば、インラインネットワークコネクタ（たとえば、ネットワークバスＴコネクタなど）を有するイーサネットケーブルなど、として実装され得る。複数のサブモジュールへの拡張は、３つのローカルＩＯポートという制限が、第１のＰＬＣモジュール１１０Ａによって制御することができるサブモジュールの数を過度に制限しない、ということを意味する。さらに、各ＰＬＣモジュールのローカルＩＯポートのうちの１つが、インターロックバスポートとして適合され得る。

【0027】

したがって、様々な実施形態において、インターロックバスポート１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃ並びに第４のＰＬＣモジュール１１０Ｄ及び第５のＰＬＣモジュール１１０Ｅのそれらは、インターロックコネクタ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、及び１２５Ｄを介するインターロックバス１２５を介して連結され得る。これらのインターロックコネクタは、単一のインターロックバス、たとえば、インターロックバス１２５、へのこれらの複数のＰＬＣモジュール１１０Ａ…１１０Ｅの並列連結を容易にするインターロックバスＴコネクタなどになり得る。このようにして、複数のＰＬＣモジュール１１０Ａ…１１０Ｅの中のＰＬＣ安全通信のためのインターロックバス１２５の及ぶ範囲は、大きく拡張される。ＩＯサブモジュールからのインターロックハンドシェイクはまた、ローカルＩＯポートからインターロックバス１２５に取り次がれ、したがって、このようにして複数のＰＬＣモジュール間で渡され得る。

【0028】

図１のシステム１００に示す実施形態は、このようにして、現存するシステムを改良し、そこでは、単一のインターロックバスポート又はローカルＩＯポートが、マシンの安全制御を目的として複数のノードに接続することができる。さらに、ＩＯ制御（ＩＯＣ）サブモジュール及び安全ＰＬＣモジュールを有するフレキシブルなネットワークトポロジが、同じバス、たとえば、ローカルＩＯバス１３５Ａ、に連結されることによって、可能にされる。加えて、データ帯域幅は、使用されているインターロック／ＩＯバスプロトコルによってのみ制限される。さらに、システム１００は、ＰＬＣモジュール又はインターロックバス又はローカルＩＯポートを再構成せずに新しいネットワークノードを受け入れることができる。

【0029】

１つの実施形態において、システム１００は、複数のローカル入力／出力（ＩＯ）ポート１３０Ａ…１３０Ｃ及び第１のインターロックバスポート１２０Ａを含む、第１の安全プログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュール１１０Ａを含む。システム１００はさらに、複数のローカルＩＯポートの第１のローカルＩＯポート１３０Ａに連結された第１の単一ローカルＩＯバス１３５Ａと、第１の単一ローカルＩＯバス１３５Ａに連結された複数のＩＯサブモジュール１４０Ａ及び１４０Ｂとを含む。複数のＩＯサブモジュールの各ＩＯサブモジュールは、第１の単一ローカルＩＯバス１３５Ａを介して第１の安全ＰＬＣモジュール１１０Ａに制御信号を送ることになっている。第２の安全ＰＬＣモジュール１１０Ｂは、複数のローカルＩＯポート１３０Ｄ…１３０Ｆ及び第２のインターロックバスポート１２０Ｂを含む。インターロックコネクタ１２５Ｃは、インターロックバス１２５を介して第２のインターロックバスポート１２０Ｂに第１のインターロックバスポート１２０Ａを連結することになっている。

【0030】

この実施形態を促進するために、複数のＩＯサブモジュールは、第１のマシンの第１のセットのＩＯサブモジュール１４０Ａ、１４０Ｂを含む。システム１００は、第２の安全ＰＬＣモジュール１１０Ｂの複数のローカルＩＯポートの第２のローカルＩＯポート、たとえば、ローカルＩＯポート１３０Ｄ、に連結された第２の単一ローカルＩＯバス１３５Ｂを含むことができる。第２のマシンの第２のセットのＩＯサブモジュール１４０Ｇ、１４０Ｈは、第２の単一のＩＯバス１３５Ｂに連結され得る。さらに、第１の安全ＰＬＣモジュール１１０Ａの第１のＰＬＣコントローラ１０８Ａは、第１の単一ローカルＩＯバス１２５を介して第１のセットのＩＯサブモジュール１４０Ａ、１４０Ｂを制御し、インターロックバス１２５及び第２の単一ローカルＩＯバス１３５Ｂを介して第２のセットのＩＯサブモジュール１４０Ｇ、１４０Ｈを制御することができる。加えて、第２の安全ＰＬＣモジュール１１０Ｂの第２のＰＬＣコントローラ１０８Ｂは、第２の単一ローカルＩＯバス１３５Ｂを介して第２のセットのＩＯサブモジュール１４０Ｇ、１４０Ｈを制御し、インターロックバス１２５及び第１の単一ローカルＩＯバス１３５Ａを介して第１のセットのＩＯサブモジュール１４０Ａ、１４０Ｂを制御することになっている。

【0031】

付加的実施形態において、第１の安全ＰＬＣモジュール１１０Ａは、第１のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブル１０５Ａを介してＥｔｈｅｒＣＡＴマスタデバイス（たとえば、計算デバイス１０１Ａ）に連結された第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポート１０４Ａを含む。第１の安全ＰＬＣモジュール１１０Ａはまた、第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポート１０４Ｂを含むことができる。第２の安全ＰＬＣモジュール１１０Ｂは、第２のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブル１０４Ｂを介して第１のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｏｕｔポート１０４Ｂに連結された第２のＥｔｈｅｒＣＡＴ－ｉｎポート１０４Ｃを含むことができる。第２の安全ＰＬＣモジュール１１０Ｂの第２のＰＬＣコントローラ１０８Ｂは、第２のＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークケーブル１０５Ｂを介して第１のマシンの第１のセットのＩＯサブモジュール１４０Ａ、１４０Ｂのうちの１つに安全制御信号を送るようになされ得る。

【0032】

図２は、一実施形態によるメインフレームのための分散された制御アーキテクチャ２００のブロック図である。様々な実施形態において、分散された制御アーキテクチャ２００は、インターロックバス２２５に連結されたＰＬＣモジュール２１０を含む。ＰＬＣモジュール２１０は、図１を参照して論じられたＰＬＣモジュール１１０Ａ…１１０Ｅのいずれかを表すことができる。

【0033】

ＰＬＣモジュール２１０は、ローカルＩＯバス２３３を介するいくつかのＩＯサブモジュール、たとえば、第１のローカルＩＯバスを介してＰＬＣモジュール２１０に連結されたロードロックＩＯコントローラ２０２、第１の若しくは第２のローカルＩＯバスのうちの１つを介してＰＬＣモジュール２１０に連結された移送チャンバＩＯコントローラ２０３、及び／又は第１の、第２の、若しくは第３のローカルＩＯバスのうちの１つを介してＰＬＣモジュールに連結されたポンプＩＯ ２０５を含む、に連結され得る。いくつかの付加的サブモジュールは、それぞれがＩＯ制御論理を含むことができる、図示されていないがロードロックヒータ、統合されたマスフローシステム（ｉＭＦＳ）、ユースポイント（ＰＯＵ）ポンプ、ビアスリットバルブ、及びリモート制御スイッチなどを含むことができる、ＰＬＣモジュール２１０に取り付けられ得る。１つの実施形態において、ｉＭＦＳは、改良されたチャンバマッチングのために使用されるガス流検証向けの制御装置及び配管の集まりである。各サブモジュールは、ＩＯ制御論理を含む及び対応するサブモジュールに連結されたサブモジュールＩＯコントローラを含むことができる。

【0034】

分散された制御アーキテクチャ２００はさらに、簡単にするために図示されていない、たとえば、メインフレームの数値ファセットへの並列接続のための、ＰＬＣモジュール２１０に連結され、複数のファセットに設けられた、入力／出力（ＩＯ）ネットワークバス２３５を含む。１つの実施形態において、ＩＯネットワークバス２３５は、いくつかのネットワークコネクタに、それぞれのファセットにつき少なくとも１つ、取り付けられた、単一のネットワークケーブル（たとえば、イーサネットケーブル）である。異なる実施形態において、コネクタは、ネットワークバスＴコネクタ、マルチウェイコネクタ、又は単純なスイッチ若しくはハブである。したがって、１つの実施形態において、ＩＯネットワークバス２３５は、それらのうちの少なくとも１つがメインフレームのファセットのそれぞれに位置する、複数のネットワークバスＴコネクタに取り付けられた単一のイーサネットケーブルである。１つの実施形態において、ＩＯネットワークバス２３５は、図示するように、円形に配置され得る。別の実施形態において、ＩＯネットワークバス２３５は、２つに分けられ、それぞれは、メインフレームの半分の辺りに位置するウェイワンネットワークケーブルである。

【0035】

様々な実施形態において、分散された制御アーキテクチャ２００はさらに、ＩＯネットワークバス２３５に沿ったネットワークコネクタに取り付けられた複数のスリットバルブ（ＳＶ）アセンブリ２４０を含むことができる。これらの複数のＳＶアセンブリには枠が示されているが、有利には、ＳＶアセンブリは、チャンバの処理（又は他のタイプ）が取り付けられたファセットのみに選択的に連結される。したがって、複数のＳＶアセンブリは、任意選択であることを示すために、破線で示されている。このようにして、ＳＶアセンブリのために必要な費用及び空間が、常にすべてのファセットについてではなく、ＳＶアセンブリ２４０のうちの１つ又は複数が必要とされるときのために確保される。

【0036】

これらの実施形態において、ＳＶアセンブリ２４０は、少なくとも第１の単一のＳＶアセンブリ２４０Ａ及び第２の単一のＳＶアセンブリ２４０Ｂ及び１つ又は複数の二重ＳＶアセンブリを含む。二重ＳＶアセンブリ２４０は、メインフレームの１つの側に沿った第１のグループの二重ＳＶアセンブリ２４０Ｃと、第１の側とは反対側のメインフレームの第２の側に沿った第２のグループの二重ＳＶアセンブリ２４０Ｄと、たとえば、第１の側と第２の側との間に取り付けられた、メインフレームの第３の側に沿った第３のグループのＳＶアセンブリ２４０Ｅとを含むことができる。

【0037】

いくつかの実施形態において、分散された制御アーキテクチャ２００はさらに、メインフレームの外周の周りに位置する、長いポリケーブルであり得る、ＣＤＡ供給リング２５５に取り付けられたクリーンドライブエア（ＣＤＡ）レギュレータ２５０を含む。ＣＤＡレギュレータ２５０供給は、ＣＤＡ供給リング２５５においてＣＤＡの定圧を維持することができる。１つの実施形態において、ＣＤＡ供給リング２５５は、メインフレームの外周の周りの連続的な（たとえば、切れ目のない）空気圧線である。ＣＤＡ供給リング２５５は、メインフレームのファセットに位置するいくつかのＣＤＡクイックディスコネクト２５２を含むことができる。ＣＤＡクイックディスコネクト２５２のＣＤＡクイックディスコネクトは、図３を参照してより詳しく論じられるように、アーキテクチャ２００内に配備された各ＳＶアセンブリに連結され得る。

【0038】

図３Ａ～３Ｂは、一実施形態による二重スリットバルブ（ＳＶ）アセンブリ３００のブロック図である。二重ＳＶアセンブリ３００は、移送チャンバ１０の側にあるサービススリットバルブ（ＳＶ）３０９及びメインフレーム（ＭＦ）のプロセスチャンバ１２の側にあるチャンバスリットバルブ（ＳＶ）３１１、たとえば、図２に示すものなどを含む。図３は、二重ＳＶアセンブリを開示するが、図３はまた、サービススリットバルブ３０９が取り除かれた場合の単一のＳＶアセンブリも表している。さらに、アーキテクチャ２００はさらに、図２を参照して論じたように、追加プロセスチャンバがそこでメインフレームに取り付けられている、複数のファセットのうちの追加ファセットに連結された追加スリットバルブアセンブリを含むことができる。サービスＳＶ３０９及びチャンバＳＶ３１１のそれぞれは、スリットバルブの位置、たとえば、上若しくは下、又は開いている若しくは閉じている、を検出してスリットバルブセンサ信号をチャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４に送信する、位置センサ３１３を含むことができる。

【0039】

様々な実施形態において、二重ＳＶアセンブリ３００はさらに、ＣＤＡ供給リング２５５のＣＤＡクイックディスコネクト３０３に連結された、たとえば、ＣＤＡポリライン３０７を介して、電気バルブ（ＥＶ）マニホールド３１８を含む。ＥＶマニホールド３１８は、たとえば、４つのＥＶを含むことができ、したがって、４位置ＥＶマニホールド（ｆｏｕｒ－ｐｏｓｉｔｉｏｎ ＥＶ ｍａｎｉｆｏｌｄ）であり得る。したがって、ＥＶマニホールド３１８は、ＣＤＡポリライン３０７からＣＤＡと上及び下の位置でサービスＳＶ３０９を駆動するための第１のペアのＥＶと、チャンバＣＤＡポリライン３０７からＣＤＡと下及び上の位置でＳＶ３１１を駆動するための第２のペアのＥＶとを含むことができる。ＣＤＡ供給リング２５５を介して供給されるクリーンドライエアは、スリットバルブを駆動するのに必要な力を提供するために、加圧され得る。

【0040】

様々な実施形態において、二重ＳＶアセンブリ３００はさらに、ＥＶマニホールド３１８に及びＩＯネットワークバス２３５に連結されたチャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４を含む。たとえば、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、ＩＯネットワークバス２３５に取り付けられた、たとえば、ネットワークドロップケーブル３３３を介して、ネットワークコネクタ３０５に接続され得る。したがって、ネットワークドロップケーブル３３３は、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４とネットワークコネクタ３０５との間に連結される。ネットワークコネクタ３０５は、ネットワークバスＴコネクタ、マルチポートコネクタ、スイッチ、ハブなどであり得る。ＥＶマニホールド３１８及びチャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、たとえばメインフレームのファセットのうちの１つの、ファセット部分３２２に取り付けられ得る。

【0041】

いくつかの実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、メインフレームのプログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュール２１０に、ＩＯネットワークバス２３５を介して、位置センサ３１３からスリットバルブ（チャンバスリットバルブ３１１又はサービススリットバルブ３０９）の位置値を中継することになっている。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はまた、インターロック中継信号のインターロックハンドシェイクをさらに実行することができる。いくつかの実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はさらに、ＥＶマニホールド３１８の１つ又は複数のＥＶを駆動することによってスリットバルブ空気圧を制御するために、ＥＶマニホールド３１８に、ＰＬＣモジュール２１０からＩＯネットワークバス２３５を介して受信された、制御信号を中継することになっている。より具体的には、この制御信号は、チャンバスリットバルブ３１１又はサービススリットバルブ３０９の１つ又は複数のＥＶに上又は下への移動、たとえば、開く又は閉じる、のうちの１つを行わせることができる。付加的実施形態において、ＰＬＣモジュール２１０は、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４を介するドライコンタクト交換のために、プロセスチャンバ１２に他のＩＯサブシステム又はデバイスのための異なる制御信号を送ることができる。

【0042】

このようにして、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、メインフレームにおいてすべての処理チャンバからのセンサデータ及びデジタル入力値を集中させることができる、ＰＬＣモジュール２１０にセンサデータ（たとえば、位置値）及び他のデジタル入力値を送ることを容易にする。このセンサデータ及びデジタル入力値及びシステム１００内で取られる他のインターロックアクションに基づいて、ＰＬＣモジュール２１０は、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４を経由して送られた制御信号を介してチャンバスリットバルブ３１１（又は他のＩＯデバイス又はシステム）を制御することができる。これらの制御信号はまた、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４内のドライコンタクト交換を介して送信され得る。

【0043】

様々な実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、ネットワークドロップケーブル３３３を取り付けるネットワークコネクタ３３６を含む。ＩＯサブモジュール３３４はさらに、ＥＶマニホールド３１８及び位置センサ３１３に取り付けられた、制御ケーブル３３９に連結されたＳＶインターフェースコネクタ３３８を含むことができる。図３Ｂを追加で参照すると、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はさらに、プロセスチャンバ１２のプロセスチャンバＩＯコントローラ３０１に順番に連結される、マルチラインの個別のインターロックケーブル３６２に取り付けられたインターロックケーブルコネクタ３４２を含むことができる。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はさらに、ＩＯネットワークバス２３５を介してＰＬＣモジュール２１０とのインターロックハンドシェイクを実行することになっている。一代替実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、たとえば、ＰＬＣモジュール２１０と第２のメインフレームの第２のＰＬＣモジュールとの間に連結されたインターロックバス２２５を介して第２のＰＬＣモジュールとのインターロックハンドシェイクを実行する。

【0044】

付加的な具体性として、プロセスチャンバＩＯコントローラ３０１は、いくつかのインターロック中継装置３５２及びＩＯ中継装置３５４を含む。インターロック中継装置３５２は、たとえば、プロセスチャンバ１２及びそれの基板処理に関連するいくつかのインターロックに連結することができる。たとえば、ＩＯ中継装置３５４は、プロセスチャンバ１２に位置しプロセスチャンバ１２において実行される基板処理に関連するいくつかのＩＯデバイス又はシステムに連結され得る。ＰＬＣコントローラ２１０とのインターロックハンドシェイクを実行するために、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、プロセスチャンバＩＯコントローラ３０１とのドライコンタクト交換を介して受信された、インターロック中継信号をデジタル信号に変換することができる。これらのドライコンタクト交換信号は、たとえば、インターロック中継装置３５２若しくはＩＯ中継装置３５４のいずれか又はその両方から来ることが可能である。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、次いで、ＩＯネットワークバスのプロトコル、たとえば、イーサネット／ＩＥＥＥ８０２．３、トークンリング／ＩＥＥＥ８０２．５、光ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）など、を使用して、デジタル信号を、通信に適合したネットワークパケットへと結合することができる。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はさらに、ＩＯネットワークバス２３５を介してネットワークパケットをＰＬＣモジュール２１０に送信することができる。

【0045】

関連実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、ＩＯネットワークバス２３５を介して受信されたネットワークパケット内のデジタル信号を受信して、及びデジタル信号をインターロック中継信号に変換して、このプロセスを逆転する。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、インターロック中継装置３５２及びプロセスチャンバＩＯコントローラ３０１のＩＯ中継装置３５４とのインターロック中継信号のドライコンタクト交換を実行することができる。

【0046】

いくつかの実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はさらに、メインフレームのＥＭＯスイッチ３７６に順番に連結される、緊急遮断（ＥＭＯ）ケーブル３６６に取り付けられることになっているインターフェースコネクタ３４６を含む。ＥＭＯスイッチ３７６は、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４において感知されることになっているドライコンタクトＥＭＯ信号を生成するために機械スイッチを反転する又は切り替えるためのボタン又は他のアクチュエータを含むことができる、機械スイッチになり得る。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、ＥＭＯスイッチ３７６とのドライコンタクト交換を介して受信されるＥＭＯ信号をデジタルＥＭＯ信号に変換することができる。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はさらに、ＩＯネットワークバス３２５のプロトコルを使用して、デジタルＥＭＯ信号を、通信に適合したネットワークパケットに変換することができる。チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４はさらに、ネットワークパケットをＰＬＣモジュール２１０に送ることができる。このようにして、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、インターロック及びＩＯ中継装置のために実行されるＥＭＯスイッチ３７６に関する類似のハンドシェイクを実行することができる。ＥＭＯ信号の受信に応答して、ＰＬＣモジュール２１０は、処理を再開する前に緊急シャットオフの理由に対処するために、メインフレーム処理全体をシャットダウンすることができる。

【0047】

さらなる実施形態において、チャンバＳＶ３１１は、チャンバＳＶ３１１に連結された及びチャンバＳＶ３１１のＣＤＡ圧力を変更するための圧力レギュレータ３５６を含む。この圧力レギュレータ３５６は、Ｏリング（又は他のシール）の寿命を延ばすのを助ける及びチャンバＳＶ３１１のシールにおける粒子を減らすために、チャンバＳＶ３１１シールにおける圧力を制御するように設計される。これらの実施形態において、チャンバインターフェースＩＯサブモジュール３３４は、チャンバＳＶ３１１への圧力を増やすか又は減らすかのどちらかのために、二重圧力ＳＶ制御信号を圧力レギュレータ３５６に出力する。

【0048】

図４Ａは、様々な実施形態による分散された制御及びインターロックアーキテクチャ４００のブロック図である。図４Ｂは、図４Ａの分散された制御及びインターロックアーキテクチャ４００への拡張であるメインフレームリモートのブロック図である。様々な実施形態において、アーキテクチャ４００は、計算ツールネットワークバス４０３を介して第１のコンピュータ４０１Ａ及び第２のコンピュータ４０１Ｂに連結されたメインツールシステム１５を含む。第１のコンピュータ４０１Ａは、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークバス４０５を介して、それぞれに、３つのメインフレームＭＦ＿１、ＭＦ＿２、及びＭＦ＿３のＰＬＣモジュール４１０Ａ、４１０Ｂ、及び４１０ＣとＩＯ制御信号を制御する及び相互にやりとりするようになされた計算システム又はデバイスであり得る。第１のコンピュータ４０１Ａはさらに、第１のファクトリインターフェース（ＦＩ＿１）及び第２のファクトリインターフェース（ＦＩ＿２）のＰＬＣモジュール４１０Ｄ及び４１０Ｅを制御するようになされ得る。

【0049】

第２のコンピュータ４０１Ｂは、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークバス４０５を介して、それぞれに、メインフレームリモート、すなわちＭＦ＿１リモート、ＭＦ＿２リモート、及びＭＦ＿３リモート、の３つのＰＬＣモジュール４１０Ｇ、４１０Ｈ、及び４１０ＩとＩＯ制御信号を制御及び相互にやりとりするようになされた計算システム又はデバイスであり得る。様々な実施形態において、ＰＬＣモジュール４１０Ａ…４１０Ｅはまた、インターロックバス４２５を介して相互に接続され得、インターロックバス４２５を介してインターロックは、安全プロトコルなどを使用して、直接通信することができる。

【0050】

いくつかの実施形態において、ＰＬＣモジュール４１０Ａ…４１０Ｃのそれぞれは、インターフェース制御文書（ＩＣＤ：Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ）識別子によって識別される、１つ又は複数のチャンバインターフェースＩＯサブモジュールに、各メインフレーム内で、連結され、ローカル（又はチャンバインターフェース）ＩＯバスを介して通信することができる。各ＩＣＤ識別子はまた、２つのＩＯサブモジュールの間の接続性の詳細を示すことができる。さらに、ＰＬＣモジュール４１０Ａ…４１０Ｃのそれぞれは、図４ＡにＶＩＡ＃ＩＯＣとして識別された、１つ又は複数のビアコントローラ、並びにビアヒータ（ＶＩＡ Ｈｔｒ）、移送チャンバＩＯコントローラ（ＸＦＲ ＩＯＣ）、ｉＭＦＳ、第１のＰＯＵポンプ、第２のＰＯＵポンプ、及び第３のＰＯＵポンプに、各メインフレーム内で、連結され得る。論じられたように、これらのモジュールは、任意選択であり、たとえば、任意のインターフェースベースのアセンブリ及び制御モジュールに沿ってローカルＩＯバス４２５に、柔軟に追加され得る。ファクトリインターフェースの各ＰＬＣモジュール４１０Ｄ及び４１０Ｅは、１つ又は複数のロードポート（ＬＰ）、ファン制御、１つ又は複数のセンサ、ＩＯコントローラ、光カーテン、及び他の種々のモジュールに連結され得る。

【0051】

図４Ｂを追加で参照すると、様々な実施形態において、メインフレームリモートＭＦ＿１、ＭＦ＿２、及びＭＦ＿３のＰＬＣモジュール４１０Ｇ…４１０Ｉのそれぞれは、それぞれに、ローカルＩＯバス４４５を介して、ＡＣラック、機器ラック、ポンプラック、ジェネレータラック、化学ラック、温度制御ラックなどに連結される。１つの実施形態において、温度制御ラックは、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークバス４０５を介してコンピュータ４０１Ｂに連結される。温度制御ラックは、たとえば、冷却装置、デジタルインクーラー、熱交換器などを含むことができる。他のモジュールは、遠隔地に位置することができ、ＥｔｈｅｒＣＡＴネットワークバス４０５、インターロックバス４２５、又はメインフレームリモートのうちの１つを介してアーキテクチャ４００に連結され得る。本明細書で参照される各バスは、接続速度、信頼性などのネットワークタイプ業界要件に応じて変化し得る、ネットワークタイプと一致するケーブルを用いて実装され得る。

【0052】

前述の説明は、本開示のいくつかの実施形態の十分な理解を実現するために、特定のシステム、構成要素、方法などの例などの多くの特定の詳細を明記している。しかしながら、本開示の少なくともいくつかの実施形態は、これらの特定の詳細なしに実施され得る、ということが当業者には明らかとなろう。他の事例では、よく知られている構成要素又は方法は、詳しくは説明されておらず、本開示を不必要に分かりにくくすることを避けるために、単純なブロック図形式で提示されている。したがって、明記された特定の詳細は、単に例示である。特定の実装形態は、これらの例示的詳細とは異なることがあり、それでもなお、本開示の範囲内にあることが企図されている。

【0053】

本明細書を通して「１つの実施形態」又は「一実施形態」の参照は、実施形態に関して記述された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれるということを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所での「１つの実施形態において」又は「一実施形態において」という表現の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を参照していない。加えて、「又は」という用語は、排他的な「又は」ではなくて包含的な「又は」を意味することが意図されている。「約」又は「おおよそ」という用語が本明細書で使用されるとき、これは、提示された公称値が±１０％以内の精度であることを意味するものである。

【0054】

本明細書に記載の方法の動作は、特定の順番で図示及び記述されているが、ある種の動作が、ある種の動作が実行され得るような逆の順番で、少なくとも部分的に、他の動作と同時に実行され得るように、各方法の動作の順番は、変更され得る。別の実施形態において、別個の動作の命令又は下位動作は、断続的な及び／又は交互の方式でもよい。

【0055】

前述の説明は、例示を意図されており、制限を意図されていない、ということが理解される。多数の他の実施形態が、前述の説明を読み理解したときに当業者には明らかとなろう。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような請求が権利を与えられる均等物の全範囲と併せて、決定されるべきである。

【要約】

システムは、プログラマブル論理制御（ＰＬＣ）モジュール、ＰＬＣモジュールに連結され、メインフレームのファセットに設けられた、入力／出力（ＩＯ）ネットワークバスを含む。第１のプロセスチャンバは、ファセットの第１のファセットに取り付けられている。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールは、第１のファセットに取り付けられ、ＩＯネットワークバスに及び第１のプロセスチャンバのプロセスチャンバＩＯコントローラに連結される。チャンバインターフェースＩＯサブモジュールは、プロセスチャンバＩＯコントローラとのドライコンタクト交換を介して受信されたインターロック中継信号をデジタル信号に変換することと、ＩＯネットワークバスのプロトコルを使用して、デジタル信号を、通信に適合したネットワークパケットに結合することと、ＩＯネットワークバスを介してネットワークパケットをＰＬＣモジュールに送信することとを行うことになる。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】