(57)【要約】【課題】設備スループットを最大化する、最適なロット処理順をリアルタイムに切り換えながらロットを進行させることができる生産管理装置および生産管理方法を提供する。【解決手段】生産管理装置１０のデータ収集部１は、生産設備２０において実施された各ロット処理について基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集し、データ蓄積部２に蓄積する。マトリックス作成部３は、データ蓄積部２に蓄積されたロット処理情報に基づいて、生産設備２０において連続して実施されるレシピの組み合わせおよび順序と、レシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成する。処理順序決定部７は、作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいてロットの処理順序を決定する。【選択図】図１
2010061505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の生産設備において複数種のレシピのいずれかを用いて製品が生産される生産ラインを管理する生産管理装置において、
生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集するデータ収集部と、
前記データ収集部により取得されたロット処理情報を蓄積するデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部に蓄積されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施される２つのレシピの組み合わせおよび順序と、前記基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成するマトリックス作成部と、
前記マトリックス作成部により作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて前記処理予定ロットの処理順序を決定する処理順序決定部と、
前記処理順序決定部により決定された処理順序に従った前記処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示するロット処理制御部と、
を備えたことを特徴とする生産管理装置。
【請求項２】
前記マトリックス作成部は、各レシピの組み合わせおよび順序について、レシピ切り換え時間を含む処理時間の最小値を用いて前記マトリックスを作成する、請求項１記載の生産管理装置。
【請求項３】
前記マトリックス作成部は、予め設定された所定範囲内の、レシピ切り換え時間を含む処理時間を用いて前記マトリックスを作成する、請求項１または２記載の生産管理装置。
【請求項４】
前記処理順序決定部は、前記総和が最小となる処理順序を、前記処理予定ロットの処理順序として決定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の生産管理装置。
【請求項５】
生産設備へのロットの到着を検知するロット到着検知部をさらに備え、
前記処理順序決定部は、新規ロットが到着する都度、前記処理予定ロットの処理順序を決定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の生産管理装置。
【請求項６】
同一の生産設備において複数種のレシピのいずれかを用いて製品が生産される生産ラインを管理する生産管理方法において、
生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集するステップと、
前記収集されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施される２つのレシピの組み合わせおよび順序と、前記基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成するステップと、
前記作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて前記処理予定ロットの処理順序を決定するステップと、
前記決定された処理順序に従った前記処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示するステップと、
を有することを特徴とする生産管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置等の生産ラインを管理する生産管理装置および生産管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品の生産に必要な処理種に応じて、同種の処理を実行する複数台の生産設備からなる生産設備群が複数配備された生産ラインにおいて、一連の処理フローに従って、各生産設備群に属するいずれかの生産設備を使用した処理を繰り返すことによる製品の生産が、様々な産業において利用されている。
【０００３】
例えば、半導体装置の生産工場では、生産ラインには、露光現像処理、成膜処理、エッチング処理、洗浄処理等の各処理を実施する複数の生産設備群が属している。この半導体装置の生産ラインでは、一般に、複数枚の半導体基板により構成されたロット単位で各処理が実施され、同一の生産ラインにおいて複数のロットが並行して処理される。また、１つの処理フローに属する異なる工程の処理が同一の生産設備群において実施されることや、同一の生産ラインにおいて、異なる処理フローに従って複数種の製品が生産されることも一般的である。このため、１つの生産設備群において全生産設備が処理中等である場合、複数のロットが処理待で当該生産設備群に滞留する状況が発生する。このような滞留ロットの処理順を決定する手法として、種々の生産管理手法が提案されている。
【０００４】
例えば、後掲の特許文献１は、処理フローを構成する各工程において、処理されるロットの品種ごとに仕掛数の許容値を設定し、設定された許容値以下に各品種の仕掛数を維持する生産管理手法を開示している。当該先行技術では、同種の処理を実施する複数台の生産設備により各工程が構成され、各生産設備において処理可能な品種が限定されている。また、１つの工程では、仕掛数の許容値が品種ごとに設定されており、当該許容値を超えない状態で各工程におけるロットの処理優先度が決定されて、ロットがディスパッチ（割り当て）される。当該技術によれば、各工程での製品の滞在時間（処理待ち時間と処理時間との和）が規定値以下に維持される。そのため、全ての工程で滞在時間が規定値以内になる状態でロットがディスパッチされ、納期を遵守することができる。
【０００５】
また、後掲の特許文献２は、納期を遵守しつつ、生産ラインを構成する生産設備の稼働率を向上させる生産管理手法を開示している。当該技術では、生産管理装置が、ロットが各生産工程を通過する時期とその生産量を予測する予測手段と、各工程内の各生産設備の処理能力を記憶する能力記憶手段とを備える。当該生産管理装置は予測手段の予測結果と能力記憶手段に格納された処理能力とを照合することにより、各生産設備の負荷状態を判定する。そして、判定結果である各生産設備の過負荷状況を各生産工程で使用される生産設備間で比較し、ボトルネック設備に休止期間が発生しない条件下で各生産工程におけるロットの処理優先度を決定してロットがディスパッチされる。そのため、納期を律速するボトルネック設備の稼働率を低下させることなく、他の生産設備の稼働率を向上させることができる。また、全体として納期を遵守することもできる。
【特許文献１】特開２００３−２２１１９号公報
【特許文献２】特開平１−１０９０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の生産管理手法では、納期遵守については配慮がされているが、生産設備のスループットに関しては配慮がされていない。例えば、ロットの納期を遵守しようとすると、進捗遅れが発生したロットを優先して処理するため、ロットの処理条件（レシピ）の切り換え回数が増加する。その結果、レシピ切り換えに伴う生産設備の段取り時間が増加し、生産設備のスループットが低下してしまう。そのため、一旦、進捗遅れロットが生じた工程では、設備スループット低下のために他のロットの処理に遅れが発生し、進捗遅れロットが増大するという課題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の事情を鑑みて提案されたものであって、設備スループットを最大化することで、納期を遵守できるように各工程で最適なロットのディスパッチルールをリアルタイムに切り換えながらロットを進行させることができる生産管理装置および生産管理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、同一の生産設備において複数種のレシピのいずれかを用いて製品が生産される生産ラインを管理する生産管理装置を前提としている。そして、本発明に係る生産管理装置は、データ収集部、データ蓄積部、マトリックス作成部、処理順序決定部およびロット処理制御部を備える。データ収集部は、生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集する。ここで、基準時刻情報とは、当該ロットと他のロットとの処理間隔を算出するための基準時刻を示す情報を指す。基準時刻として、例えば、ロット処理完了時刻を使用することができる。また、レシピ種情報とは、レシピＩＤ等、ロット処理に使用されたレシピ種を特定するための情報を指す。データ蓄積部は、データ収集部により取得されたロット処理情報を蓄積する。マトリックス作成部は、データ蓄積部に蓄積されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施されるレシピの組み合わせおよび順序と、レシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成する。例えば、上記基準時刻情報が、ロット処理完了時刻を示す情報である場合、後続ロットのロット処理完了時刻と先行ロットのロット処理完了時刻との差を算出することにより、後続ロットについてのレシピ切り換え時間を含む処理時間が算出できる。すなわち、先行ロットの処理に使用されたレシピと後続ロットの処理に使用されたレシピとの切り換えに要する時間を含む後続ロットの処理時間を求めることができる。処理順序決定部は、作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて処理予定ロットの処理順序を決定する。そして、ロット処理制御部は、処理順序決定部により決定された処理順序に従った処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示する。
【０００９】
この生産管理装置では、各生産設備（各工程）に滞留したロットの在庫をスループット最大で処理することができ、納期遅れロットを増大させない最適なロット処理順序をリアルタイムに決定することができる。
【００１０】
上記生産管理装置においてより適切なロット処理順序を決定する観点では、マトリックス作成部は、各レシピの組み合わせおよび順序について、レシピ切り換え時間を含む処理時間の最小値を用いてマトリックスを作成することが好ましい。また、マトリックス作成部は、予め設定された所定範囲内のレシピ切り換え時間を含む処理時間を用いてマトリックスを作成してもよい。これにより、設備異常等が発生し、正常な処理が実施されなかった状況下でのロット処理情報を使用してマトリックスが作成されることを防止できる。また、処理順序決定部は、例えば、上記総和が最小となる処理順序を、処理予定ロットの処理順序として決定することができる。なお、上記生産管理装置は、生産設備へのロットの到着を検知するロット到着検知部をさらに備え、処理順序決定部が、新規ロットが到着する都度、上記処理順序を決定する構成にすることもできる。
【００１１】
一方、他の観点では、本発明は、同一の生産設備において複数種のレシピのいずれかを用いて製品が生産される生産ラインを管理する生産管理方法を提供することができる。すなわち、本発明に係る生産管理方法は、まず、生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集する。次いで、収集されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施される２つのレシピの組み合わせおよび順序と、基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成する。また、作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて処理予定ロットの処理順序を決定する。そして、決定された処理順序に従った処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各生産設備（各工程）に滞留したロットの在庫をスループット最大で処理することができる。その結果、納期遅れロットを増大させない最適な処理順序をリアルタイムに決定しながらロットを進行させることができるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、半導体装置の生産ラインに配置された生産設備のロット処理を管理する生産管理装置および生産管理方法として本発明を具体化している。
【００１４】
図１は本発明に係る一実施形態の生産管理装置を示す概略構成図である。当該生産管理装置１０は、生産ラインに属する生産設備２０と、ネットワーク等を介して通信可能に接続されている。なお、生産ラインには各工程で使用される複数の生産設備群が含まれ、１つの工程を実現する生産設備群には、同一種の処理を行う複数の生産設備が含まれるが、図１では、１つの生産設備のみを図示している。また、以下では、説明のため、１つの生産設備２０に複数のロットが在庫として滞留している事例に単純化している。
【００１５】
図１に示すように、生産管理装置１０は、データ収集部１、データ蓄積部２、マトリックス作成部３、閾値入力部４、ロット到着検知部５、在庫認識部６、処理順序決定部７およびロット処理制御部８を備える。データ収集部１は、生産設備２０のロット処理情報を収集する。ここで、ロット処理情報とは、生産設備２０においてロットが処理された際の処理状況を示す実績データである。本実施形態では、ロット処理情報は、ロットに対して使用された処理条件種（レシピ種）情報および基準時刻情報を含む。ここで、基準時刻情報とは、１つのロットと他のロットとの処理間隔を算出する基準時刻を示す情報である。本実施形態では、基準時刻情報として、ロット処理完了時刻を使用している。データ収集部１で収集されたロット処理情報はデータ蓄積部２に格納される。
【００１６】
マトリックス作成部３は、以下で詳述するように、データ蓄積部２に蓄積されたロット処理情報に基づいてレシピ間マトリックスを作成する。閾値入力部４は、レシピ間マトリックスを作成する際に、ロット処理情報から異常値を排除するための基準となる閾値をマトリックス作成部３へ入力する。処理順序決定部７は、マトリックス作成部３により作成されたレシピ間マトリックスおよびロット処理順序を決定する時点での仕掛在庫状況を示す在庫情報に基づいて、ロットの処理順序を決定する。在庫情報は在庫認識部６から取得される。ロット処理制御部８は、決定されたロット処理順序でのロット処理の実行を生産設備２０に指示する。
【００１７】
特に限定されないが、本実施形態では、ロット処理制御部８は生産設備２０の稼動状況の監視（処理開始、処理完了等の検出）を行う機能も有しており、データ収集部１は、ロット処理制御部８がロットの処理完了を検知したときに、処理が完了したロットについてのロット処理情報を、ロット処理制御部８を通じて取得する構成になっている。また、在庫認識部６は、ロット到着検知部５が検出した新規ロットの到着、およびロット処理制御部８が検出するロット処理の開始に応じて、その時点での在庫情報を取得する。ここで、在庫情報とは、生産設備２０の在庫数および各在庫ロットの処理に使用されるレシピ種を示すデータである。例えば、在庫認識部６は、ロット処理制御部８を通じて、生産設備２０の搬入搬出ポートに搭載されているロット数を在庫数として取得し、搬入搬出ポートへのロット搬入とともに、生産ラインのロット進捗を管理する生産実行システム（ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）等から生産設備２０に通知されたレシピＩＤをレシピ種として取得する。なお、在庫認識部６はＭＥＳから直接、在庫数およびレシピ種を取得してもよい。
【００１８】
以上の構成を有する生産管理装置１０は、レシピ間マトリックスに基づいて設備スループットが最大となるロット処理順序を最適な処理順序として決定する。なお、データ収集部１、マトリックス作成部３、在庫認識部６、処理順序決定部７およびロット処理制御部８は、例えば、専用の演算回路、あるいは、プロセッサとＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリとを備えたハードウェア、および当該メモリに格納され、プロセッサ上で動作するソフトウェアにより実現することができる。また、データ蓄積部２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置により実現することができ、閾値入力部４は、例えば、キーボード等の任意の入力装置により実現することができ、ロット到着検知部５は、例えば、光センサ等の検出装置により実現することができる。
【００１９】
ここで、生産設備２０のスループットを考慮する必要性について、具体例に基づいて簡単に説明する。図２は、一定温度に保持した熱板を用いて半導体基板（ウェハ）の加熱処理を実施する生産設備において、２種のレシピ（レシピＡ、レシピＢ）のいずれかにより連続して２つのロットが処理される場合の総処理時間を示す図である。図２に示す例において、レシピＡは、熱板温度１３０℃、処理時間６０秒の処理である。また、レシピＢは、熱板温度９０℃、処理時間６０秒の処理である。なお、図２では、生産設備がレシピＡ、レシピＢのいずれかで直ちに処理を開始できる状態にあり、先行ロットの処理が直ちに開始される状態を示している。また、各ロットは複数枚のウェハにより構成されているが、ここでは全ウェハの処理が上記処理時間（６０秒）で完了するものとする。
【００２０】
図２に示すように、レシピＡ、レシピＢのいずれかにより連続して２つのロットが処理される場合、実行され得るレシピの組み合わせおよび順序は４通りである。すなわち、先行ロット１６、後続ロット１７がともにレシピＡにより処理される場合（図２（ａ））、先行ロット１６、後続ロット１７がともにレシピＢにより処理される場合（図２（ｂ））、先行ロット１６がレシピＡにより処理され、後続ロット１７がレシピＢで処理される場合（図２（ｃ））、先行ロット１６がレシピＢにより処理され、後続ロット１７がレシピＡで処理される場合（図２（ｄ））の４通りである。
【００２１】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、レシピＡまたはレシピＢの一方により２つのロット１６、１７がともに処理される場合、先行ロット１６の処理が完了すると直ちに後続ロット１７の処理を開始することができる。このため、ロットの処理順序に関わらず、総処理時間は６０秒×２＝１２０秒になる。
【００２２】
これに対し、先行ロット１６と後続ロット１７との間でレシピ切り換えが発生する場合、先行ロット１６の処理が完了してもレシピ切り換えが完了するまでの間は後続ロット１７の処理を開始することができない。図２の例では、レシピＡからレシピＢへのレシピ切り換えの際に、熱板温度を１３０℃から９０℃へ下降（図２の熱板降温１８）させる必要があり（熱板降温１８）、レシピＢからレシピＡへのレシピ切り換えの際に、熱板温度を９０℃から１３０℃へ上昇（図２の熱板昇温１９）させる必要がある。このため、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、総処理時間は、レシピ切り換えに要する時間分だけ長くなる。また、レシピ切り換えに要する時間は、切り換え前のレシピと切り換え後のレシピに依存して変動するため、レシピの順序に応じて総処理時間が異なる。例えば、図２では、１３０℃から９０℃への熱板降温１８に１８０秒を要し、９０℃から１３０℃への熱板昇温１９に６０秒を要する。この場合、図２に示すように、先行ロット１６がレシピＡにより処理され、後続ロット１７がレシピＢで処理される場合の総処理時間は６０秒×２＋１８０秒＝３００秒になり、先行ロット１６がレシピＢにより処理され、後続ロット１７がレシピＡで処理される場合の総処理時間は６０秒×２＋６０秒＝１８０秒になる。このように、ロットの処理順序により、設備スループットが大きく変動することがわかる。
【００２３】
なお、熱板昇降温時間が昇温時と降温時で異なる理由は、昇温は加熱によりなされ、降温は自然冷却によりなされることに起因する。特に、１００℃付近での降温は自然冷却では時間を要するため、昇温時間に比べて降温時間が長くなる傾向にある。熱板の昇降温時間を同一にできればこのような問題は解決できるが、設備の複雑化およびコスト増大を招くため現実的ではない。
【００２４】
また、図３は、複数の処理ユニットを有する生産設備において、レシピに応じて使用する処理ユニット数が異なる場合の総処理時間を示す図である。図３に示す例において、レシピＣは、生産設備の第１ユニット（処理時間６０秒）のみを使用する処理である。また、レシピＤは、生産設備の第１ユニット（処理時間６０秒）での処理実施後、当該生産設備の第２ユニット（処理時間６０秒）での処理を引き続き実施する。なお、図３の例では、第１および第２ユニットは、ともに枚葉処理によりウェハを処理する。また、４枚のウェハからなる第１ロットをレシピＣで処理し、４枚のウェハからなる第２ロットをレシピＤで処理する。この場合、第１ロットの処理完了後に第２ロットを処理する（図３（ａ））、または、第２ロット処理完了後に第２ロットを処理する（図３（ｂ））、という２通りの処理順が考えられる。なお、ここでは、生産設備は、第１ロットの処理または第２ロットの処理を直ちに開始できる状態にあるものとしている。
【００２５】
図３に示すように、第１ロット、第２ロットの順（レシピＣ、レシピＤの順）で処理が実施される場合、総処理時間は５４０秒になる。一方、第２ロット、第１ロットの順（レシピＤ、レシピＣの順）で処理が実施される場合、総処理時間は４８０秒になる。すなわち、第１ロット、第２ロットの順で処理する場合よりも６０秒早く処理が完了することになる。これは、後者の場合、第１ロット（レシピＣ）の１枚目のウェハに対する第１ユニットでの処理が、第２ロット（レシピＤ）の４枚目のウェハに対する第２ユニットでの処理中に実施されるためである。このため、ロットの処理順序により、スループットが大きく変動することになる。
【００２６】
以上のように、複数種のレシピを切り換えて製品を処理する生産設備では、レシピの実行順序により、設備スループットが大きく変動する。すなわち、先行ロットのレシピ種と後続ロットのレシピ種の組み合わせにより、後続ロットの処理に要する時間（レシピ切り換え時間を含む処理時間）が大きく変動する。本実施形態では、レシピ間のマトリックスを作成することにより、スループット最大での生産設備の稼動を実現することができる。
【００２７】
生産管理装置１０は、以下のようにして、ロットの処理順序を決定する。図４は、生産管理装置１０において実行されるロット処理順序決定処理を示すフローチャートである。当該処理順序決定処理は、生産装置２０に在庫が発生した場合に適宜実行される。
【００２８】
図４に示すように、まず、データ収集部１は、生産設備２０において実施されたロット処理の実績データ（ロット処理情報）を収集し、収集した実績データをデータ蓄積部２に蓄積する（ステップＳ１）。ここでは、データ収集部１は、各ロット処理の処理完了時刻およびレシピ種を各生産設備２０から収集する。
【００２９】
次に、マトリックス作成部３は、データ蓄積部２に蓄積された実績データから、連続して実施された２つのロット処理について、レシピ種の組み合わせおよび順序と、基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけたマトリックス（レシピ間マトリックス）を作成する（ステップＳ２、Ｓ３）。上述のように、本実施形態では、基準時刻情報として処理完了時刻を使用し、レシピ切り換え時間を含む処理時間として処理完了間隔を使用する。ここで、処理完了間隔とは、先に処理がなされたロットの処理完了時刻から後続のロットの処理完了時刻までの時間である。すなわち、先行ロットの処理と後続ロットの処理との間にレシピ切り換えが発生する場合、処理完了間隔には、レシピの切り換えに要した時間が含まれる。
【００３０】
例えば、マトリックス作成部３は、データ蓄積部２から、最新ロットの処理完了時刻およびレシピＩＤと、当該最新ロットの直前に処理が完了したロット（最後から２番目のロット）の処理完了時刻およびレシピＩＤとを読み出す。そして、処理完了間隔を算出し、当該処理完了間隔を各ロット処理に使用されたレシピＩＤの組み合わせおよび順序に対応するレシピ間マトリックスの要素とする。また、マトリックス作成部３は、最後から２番目のロットの処理完了時刻およびレシピＩＤと、最後から２番目のロットの直前に処理が完了したロット（最後から３番目のロット）の処理完了時刻およびレシピＩＤとを読み出し、各ロットの処理に使用されたレシピＩＤの組み合わせおよび順序に対応するレシピ間マトリックスの要素として処理完了間隔を算出する。このような処理完了間隔の算出を繰り返すことにより、マトリックス作成部３はレシピ間マトリックスの全要素を算出する。
【００３１】
なお、マトリックス作成部３は、同一のレシピ組み合わせおよび順序について複数の処理完了間隔を算出した場合、最小値をレシピ間マトリックスの要素として選択する。これにより、在庫ロットがない場合など、先行ロットの処理が完了したときに後続ロットの処理を直ちに開始できない状況下での処理について算出された処理完了間隔をレシピ間マトリックスの要素から除外することができる。また、このように、待機時間を含んだ処理完了間隔を除外することにより、後述のように最適なロットディスパッチを実現することができる。すなわち、生産設備２０に滞留した在庫をより速やかに処理することが可能になる。
【００３２】
図５は、４種類のレシピ（レシピＥ、レシピＦ、レシピＧ、レシピＨ）を実行する生産設備について求めたレシピ間マトリックスの一例を示す図である。図５において、レシピ間マトリックス５０の列方向が先行ロット（１ｓｔロット）の処理に使用されたレシピに対応し、行方向が後続ロット（２ｎｄロット）の処理に使用されたレシピに対応する。レシピ間マトリックス５０は、例えば、先行ロットがレシピＥで処理され、後続ロットがレシピＧで処理された場合の処理完了間隔の最小値が１１分７秒であったことを示している。また、先行ロット、後続ロットともにレシピＨで処理された場合の処理完了間隔の最小値は５分４５秒であったことを示している。なお、上述のように、レシピ間マトリックス５０の各要素は、１ｓｔロットの処理が完了した後、２ｎｄロットがいつ完了するのかを示すことになる。
【００３３】
なお、後述のように、マトリックス作成部３は、ロット処理制御部８により生産設備２０における処理完了が検出され、当該処理に関するロット処理情報をデータ収集部１が取得したタイミングでレシピ間マトリックスを作成する。これにより、レシピ間マトリックスには最新のロット処理情報がリアルタイムで反映されることになり、精度の高いレシピ間マトリックスを作成することができる。このとき、マトリックス作成部３は、既にレシピ間マトリックスを作成していた場合には、データ蓄積部２に格納されている全データについて再度計算を行う必要はなく、新たに取得されたロット処理情報に基づいて算出されたマトリックスの要素のみを上述の条件に従って更新すればよい。
【００３４】
ところで、生産設備２０において設備異常等が発生した場合、上記処理完了間隔が極端に短くなる場合がある。例えば、搬送トラブル等のために生産設備２０が停止し、搬送中のロットを搬送系から排除して当該ロットを生産設備２０にセットし直す等により、生産設備２０を正常な状態に復帰させた場合、当該ロットの処理完了時間は、先のロット処理が完了してから、生産設備２０が正常な状態に復帰したときまでの時間になる。このような、異常値はレシピ間マトリックスの要素から排除する必要がある。そこで、本実施形態では、マトリックス作成部３は、閾値入力部４を通じて予め設定された所定範囲内の処理完了間隔を用いてレシピ間マトリックスを作成するようにしている。ここでは、閾値入力部４から入力された閾値よりも大きい領域が所定範囲として設定されている。すなわち、マトリックス作成部３は、算出した処理完了間隔の最小値が設定された閾値より小さい場合、当該処理完了間隔を異常値と判定し、レシピ間マトリックスの要素から除外する（ステップＳ４Ｙｅｓ、Ｓ５）。なお、異常値として除外された、レシピ種の組み合わせおよび順序に対応する要素が、データ蓄積部２に蓄積された他のデータによって取得できない場合、レシピ間マトリックスの要素に欠落が生じることになる。このような事態を避けるため、マトリックス作成部３は、データ蓄積部２に蓄積された他のデータによって要素が取得できない場合には、当該要素として閾値を使用する。閾値としては、例えば、レシピ切り換えがなく直ちにロット処理が開始された場合の理想的な総処理時間（ウェハに対する所定の処理が実施される現実の処理時間＋生産設備２０内での搬送時間）を使用することができる。なお、閾値は１つの値であってもよいが、後続ロットのレシピ種ごとに設定されることが好ましい。
【００３５】
なお、異常値を排除する手法として、閾値を使用することは必須ではなく、例えば、データ収集部１が、設備異常発生の有無を示すフラグを実績データとして取得する構成とし、マトリックス作成部３が当該フラグが異常発生を示す実績データを除外してレシピ間マトリックスを作成する構成を採用してもよい。
【００３６】
マトリックス作成部３によるレシピ間マトリックスの作成が完了すると、マトリックス作成部３は、処理順序決定部７に作成したレシピ間マトリックスを入力する。このとき、処理順序決定部７は、在庫認識部６から、その時点で生産設備２０に滞留している在庫数および各ロットの処理に使用されるレシピ種を取得する。在庫認識部６は、上述のように、例えば、ロット到着検知部５でロット到着が検知されたタイミング、ロット処理制御部８においてロット処理開始が検知されたタイミング等の、在庫数が変動するタイミングで在庫情報を取得している。在庫数およびレシピ種を取得した処理順序決定部７は、レシピ間マトリックスと、取得した在庫数およびレシピ種とに基づいて、想定し得る全ロット処理順序について処理完了間隔の総和を算出する（ステップＳ４Ｎｏ、Ｓ６）。
【００３７】
例えば、マトリックス作成部３により、図５に示すレシピ間マトリックス５０が作成され、在庫認識部６により、在庫数が４ロットであり、各ロットがそれぞれ異なるレシピ（レシピＥ、レシピＦ、レシピＧ、レシピＨ）により処理されることが認識された場合について説明する。この場合、想定し得る全ロット処理順序は、4Ｐ4＝４×３×２×１＝２４通りになる。処理順序決定部７は、当該２４通りのロット処理順序についてそれぞれ処理完了間隔の総和を算出する。図６は、処理順序決定部７により算出された結果を示すテーブルを示す図である。図６に示すテーブル６０では、２４通りの各ロット処理順序に対応する総和を右端欄に示している。この事例の場合、レシピＥ、レシピＦ、レシピＧ、レシピＨの順で処理した場合（テーブル６０のＮｏ．１）、レシピ間マトリックス５０によれば、処理完了間隔の総和は、９分１２秒＋６分５８秒＋９分３６秒＝２５分４６秒となる。また、レシピＦ、レシピＨ、レシピＥ、レシピＧの処理順序で処理した場合（テーブル６０のＮｏ．１１）、処理完了間隔の総和は、１２分３４秒＋９分４秒＋１１分７秒＝３２分４５秒となる。また、レシピＨ、レシピＧ、レシピＦ、レシピＥの順で処理した場合（テーブル６０のＮｏ．２４）、処理完了間隔の総和は、１０分３４秒＋５分２３秒＋４分５６秒＝２０分５３秒となる。
【００３８】
以上のようにして、想定し得る全ロット処理順序についてそれぞれ処理完了間隔の総和を算出すると、処理順序決定部７は、最適なディスパッチ順を選択する。ここでは、設備スループットを最大とするため、処理順序決定部７は、処理完了間隔の総和が最小となる処理順序を、最適なディスパッチ順として決定する（ステップＳ７）。図７は、図６に示した事例における処理完了間隔の総和を示すグラフである。図７に示すように、処理完了間隔の総和は、Ｎｏ．２４（レシピＨ、レシピＧ、レシピＦ、レシピＥの順）を最適なディスパッチ順として決定する。なお、図６および図７の事例では、処理完了間隔の総和が最大となるＮｏ．１１と、最小となるＮｏ．２４との間で、１１分５２秒の差が発生していることが理解できる。なお、処理順序決定部７が、処理完了間隔の総和が最小となる処理順序でなく、処理完了間隔の総和が比較的小さい処理順序を選択した場合であっても、設備スループットの向上効果が得られることはいうまでもない。
【００３９】
なお、在庫ロットとして同一のレシピ種を使用するロットが複数含まれる場合には、上述の手法により決定された最適なディスパッチ順の該当するレシピ種に、複数のロットのいずれかが割り当てられる。このとき、同一レシピを使用するロットに優先度が設定されていてもよい。優先度が設定されている場合には、優先度に従って当該割り当てが行われることになる。
【００４０】
最適なディスパッチ順を決定した処理順序決定部７は、当該ディスパッチ順をロット処理制御部８に入力する。ロット処理制御部８は、入力されたディスパッチ順に従ってロット処理を生産装置２０に実行させる（ステップＳ８）。これにより、生産設備２０では、スループットが最大となる処理順序でロットが処理されることになる。
【００４１】
ロット処理制御部８は、生産設備２０でのロット処理の開始を検知すると、その旨を在庫認識部６に通知する。在庫認識部６は通知された情報を加味して在庫情報を更新する。この場合、処理順序決定部７により決定された処理順序に従ってロット処理が進行し、在庫が減少するだけであるので、処理順序決定部７により決定された処理順序する必要はない。そのため、在庫認識部６は、自身が保持する在庫情報（在庫数およびレシピ種）のみを更新し、他部への通知は実施しない。
【００４２】
また、図４に示すように、生産設備２０でのロット処理開始後に、ロット到着検知部５が新規ロットの到着を検出した場合（ステップＳ９Ｙｅｓ）、ロット到着検知部５はその旨を在庫認識部６に通知する。このとき、在庫認識部６は、ロット処理制御部８を通じてその時点での在庫情報を新たに取得する（ステップＳ１０）。この場合、新たに到着したロットの処理に使用されるレシピ種によっては、先に処理順序決定部７により決定された処理順序が最適でなくなる可能性がある。そのため、在庫認識部６は、在庫情報の変更があった旨を処理順序決定部７に通知する。当該通知を受信した処理順序決定部７は、在庫認識部６から更新された在庫情報を取得して、その時点で想定し得る全ロット処理順序について処理完了間隔の総和を算出して最適なディスパッチ順を決定し、ロット処理制御部８に入力する（ステップＳ６、Ｓ７）。ロット処理制御部８は、新たに入力されたディスパッチ順に従ってロット処理を生産装置２０に実行させる（ステップＳ８）。このように、新たなロットが到着したときに、処理順序決定部７が処理順序を再決定することで、設備スループットを最大化できるディスパッチ順をリアルタイムに決定することができる。なお、ロット到着検知部５が新規ロットの到着を検出しない場合（ステップＳ９Ｎｏ、Ｓ１１Ｎｏ）は、生産設備２０は、ロット処理制御部８により既に指示されているディスパッチ順でのロット処理を継続する。
【００４３】
一方、ロット処理制御部８は、生産設備２０でのロット処理の完了を検知すると、生産設備２０に指示したディスパッチ順での全てのロット処理が完了していない場合には、その旨をデータ収集部１に通知する（ステップＳ１１Ｙｅｓ、Ｓ１２Ｎｏ）。このとき、データ収集部１は、ロット処理制御部８を通じて、当該処理が完了したロットのロット処理情報を取得する（ステップＳ１）。この場合、データ収集部１が取得したデータに基づいて、レシピ間マトリックスが更新され、処理順序決定部７が処理順序を再決定することになる。これにより、最新のロット処理の情報がレシピ間マトリックスの要素として反映される。なお、このとき、レシピ間マトリックスの各要素に変更がない場合には、処理順序決定部７が処理順序の再決定を実施しない構成としてもよい。
【００４４】
ロット処理制御部８は、生産設備２０でのロット処理の完了を検知し、生産設備２０に指示したディスパッチ順での全てのロット処理が完了していた場合（在庫がない状態）には、処理順序決定処理は終了する（ステップＳ１２Ｙｅｓ）。
【００４５】
以上説明したように、本発明によれば、生産設備に滞留したロットの在庫をスループット最大で処理することができる。その結果、納期遅れロットを増大させない最適な処理順序をリアルタイムに決定しながらロット処理を進行させることができる。また、設備トラブルなどが原因で大量の在庫が滞留した工程のスループットを最大化でき、納期を遵守することが可能となる。
【００４６】
なお、以上で説明した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、在庫ロットの処理順序を全て任意に決定できる事例について説明したが、一部の在庫ロットの処理順序が指定されていてもよい。この場合であっても、想定し得る全ての処理順序について上述の手法を適用することで、設備スループットを最大にすることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、単一の生産設備におけるディスパッチについて説明したが、本発明は、１つの工程を構成する複数の生産設備からなる生産設備群に対しても適用可能である。各生産設備において上記手法を適用することで、各生産設備のスループットを最大にすることができる。
【００４８】
さらに、上記実施形態では、各在庫ロットのサイズ（ウェハ枚数）が一定である場合について説明したが、各在庫ロットのサイズが異なっていてもよい。ロットサイズが異なる場合には、例えば、ロット処理情報がロットサイズを含む構成とし、ロットサイズごとに算出したレシピ間マトリックスを使用することで同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、半導体装置等の製品を生産する生産ラインにおいて、設備スループットを最大化できるディスパッチをリアルタイムに実施できるという効果を有し、生産管理装置および生産管理方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態における生産管理装置を示す構成図
【図２】ロット処理順序と設備スループットとの関係の一例を示す図
【図３】ロット処理順序と設備スループットとの関係の他の例を示す図
【図４】本発明の一実施形態における処理順序決定処理を示すフローチャート
【図５】本発明の一実施形態におけるレシピ間マトリックスの一例を示す図
【図６】本発明の一実施形態における全ロット処理順序の一例を示す図
【図７】本発明の一実施形態における処理完了間隔の総和の一例を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１  データ収集部
２  データ蓄積部
３  マトリックス作成部
４  閾値入力部
５  ロット到着検知部
６  在庫認識部
７  処理順序決定部
８  ロット処理制御部
１０  生産管理装置
２０  生産設備
【図１】
2010061505.tif 000003
【図２】
2010061505.tif 000004
【図３】
2010061505.tif 000005
【図４】
2010061505.tif 000006
【図５】
2010061505.tif 000007
【図６】
2010061505.tif 000008
【図７】
2010061505.tif 000009