(57)【要約】【課題】  生産指示システムにおいて、個々の装置、半導体ウェーハの状態を取得、予測することで優先して処理されるべき半導体ウェーハを確実に進捗させる。【解決手段】  複数の生産装置での処理において現在の生産状況全体を管理制御する生産進捗制御部１と、現在の仕掛かり状況の中から製品の優先順位を決定し生産進捗制御部１に情報を伝達する機能を有する優先生産品管理部２と、各生産装置の状態を監視し処理状況を予測する機能および処理状況の予測結果を生産進捗制御部１に伝達する機能を持つ装置処理進捗予測部３と、優先生産品管理部２で管理されている製品の優先度情報と装置処理進捗予測部３で予測された装置処理状況に基づいて処理すべき製品を生産装置に割り当て生産進捗制御部に伝達する機能を有する作業計画計算部４と、作業計画計算部４の作業計画を生産進捗制御部１を通して表示する画面５とを備えている。【選択図】  図１
2006039860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生産装置での処理において現在の生産状況全体を管理制御する生産進捗制御部と、現在の仕掛かり状況の中から製品の優先順位を決定し前記生産進捗制御部に情報を伝達する機能を有する優先生産品管理部と、各生産装置の状態を監視し処理状況を予測する機能および前記処理状況の予測結果を前記生産進捗制御部に伝達する機能を持つ装置処理進捗予測部と、前記優先生産品管理部で管理されている製品の優先度情報と前記装置処理進捗予測部で予測された装置処理状況に基づいて処理すべき製品を生産装置に割り当て前記生産進捗制御部に伝達する機能を有する作業計画計算部と、前記作業計画計算部の作業計画を前記生産進捗制御部を通して表示する画面とを備えた生産制御システム。
【請求項２】
前記生産進捗制御部は、前記生産進捗制御部と前記優先生産品管理部と前記装置処理進捗予測部の情報をもとに、前記作業計画計算部に問い合わせる機能を有する請求項１記載の生産制御システム。
【請求項３】
前記作業計画計算部の処理順序判断基準は、任意に変更できる機能を有する請求項１記載の生産制御システム。
【請求項４】
前記作業計画計算部の処理順序判断基準は、生産装置単位で設定できる機能を有する請求項１記載の生産制御システム。
【請求項５】
複数の装置で優先度がある複数の製品を処理する生産制御方法であって、一の装置での処理を終了するステップと、前記一の装置を除く装置の処理終了時間ｔ２を計算するステップと、前記装置による工程の処理時間Ｔを計算するステップと、前記一の装置の現在の仕掛かりから最優先の第１の製品を決定するステップと、次の工程の装置の最も早い処理終了時間ｔ３を求めるステップと、ｔ３＞ｔ２＋Ｔを満たすとき、第１の製品を処理するステップと、ｔ３＞ｔ２＋Ｔを満たさないとき、前工程処理中で現工程に到着する時間ｔ１を求め、ｔ２＞ｔ１を満たす第２の製品を決定し、前記第１の製品と前記第２の製品の優先度が高いほうを処理するステップとを含む生産制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウェーハの生産方法に関わり、特に多くの加工工程を必要とする半導体ウェーハ生産ラインの生産制御システムおよび生産制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ生産ラインは、加工工程数が数百工程と非常に多く、また管理する生産装置台数も大量生産の場合数百台に及ぶことがある。この場合、作業者の管理のみですべての生産装置に適切に半導体ウェーハ(複数の半導体ウェーハから構成されるロットの場合も本明細書では単に半導体ウェーハと称す)を割り当てることはきわめて困難であり、そのため自動的に生産装置に適切に半導体ウェーハを割り当てる方法が必要とされている。その手法としては、例えば特許文献１に記載されているようなものがあった。図１１は特許文献１における半導体ウェーハ生産ラインのブロック図である。図１１では、装置の稼働状況を装置監視部１０で監視し、半導体ウェーハの加工終了報告を受けた時点で製品工程管理部１２と加工時間予測部１４と製品進捗予測部１３で次に処理すべき半導体ウェーハを決定し、それを作業制御部１１に伝えるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−９９１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術に示す方法で次に処理を行う半導体ウェーハを決定する方法では、以下に示す問題が生じる。従来技術における装置Ｘの処理終了時に次に処理される装置を決定する手順は以下の通りである。
（１）処理終了時点での仕掛かりから、もっとも優先度の高い半導体ウェーハＡを求める。
（２）装置Ｘと同機種の他装置の処理終了時間のうち、もっとも早い時間を算出する。
（３）現時刻から（２）で求めた時間までに新たに到着する半導体ウェーハを予測し、その中で最も優先度の高い半導体ウェーハＢを求める。
（４）半導体ウェーハＡとＢのうち、優先度の高いほうを次に処理すべき半導体ウェーハとして決定する。
【０００４】
この方法において、装置Ｘで次に処理する装置が半導体ウェーハＢである場合現時刻から半導体ウェーハＢの到着までの間装置Ｘは処理することができなくなる。その際、以下の問題が起こる場合がある。
【０００５】
装置Ｘを待たせてまで半導体ウェーハＢを処理したとしても、装置Ｘの次工程装置の状態によっては待たせる意味がなくなる場合がある。
【０００６】
例えば、図７のような工程フローがあったとし、現在時刻t0に装置Ｘでの処理が終了したとする。仕掛かり状況が図８のような場合、装置Ｙの終了時刻ｔ1がｔ1＞ｔb(ｔbは製品Ｂの到着時刻)以降である場合半導体ウェーハＢが選択され、図９に示すように時間Ｔｂ＝ｔb−ｔ0の間装置Ｘは待たされることになる。ところが、図１０のように装置Ｐ，Ｑで現在処理されている半導体ウェーハの処理終了時間、すなわち処理可能時間のうち早いほうをt2としたときにｔ2＞ｔ1＋ＴX(ＴXは装置Ｘでの処理時間)が満たされる状況下では先に半導体ウェーハＡを処理させ、半導体ウェーハＢは後から時刻t1に装置Ｙで処理させても次の工程で先に装置ＰまたはＱで先に処理されることになる。従来方法と比較した場合、装置Ｘの稼働時間が半導体ウェーハＡを処理できた分だけ多くなることになる。
【０００７】
その他半導体ウェーハＡとＢの優先度が近い場合にはあえてＢの到着を待たせる必要がない場合も多く、一律にこの方法を工場全体に導入することは工場能力低下につながる危険性がある。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、従来の生産指示システムでは、優先度の高いロットしか評価していないために工場全体の生産状況を正しく評価できないことに鑑み、個々の装置、半導体ウェーハの状態を取得、予測することで優先して処理されるべき半導体ウェーハを確実に進捗させることができるとともに、工場全体のスループット改善も可能となる生産制御システムおよび生産制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するためにこの発明の請求項１記載の生産制御システムは、複数の生産装置での処理において現在の生産状況全体を管理制御する生産進捗制御部と、現在の仕掛かり状況の中から製品の優先順位を決定し前記生産進捗制御部に情報を伝達する機能を有する優先生産品管理部と、各生産装置の状態を監視し処理状況を予測する機能および前記処理状況の予測結果を前記生産進捗制御部に伝達する機能を持つ装置処理進捗予測部と、前記優先生産品管理部で管理されている製品の優先度情報と前記装置処理進捗予測部で予測された装置処理状況に基づいて処理すべき製品を生産装置に割り当て前記生産進捗制御部に伝達する機能を有する作業計画計算部と、前記作業計画計算部の作業計画を前記生産進捗制御部を通して表示する画面とを備えた。
【００１０】
請求項２記載の生産制御システムは、請求項１記載の生産制御システムにおいて、前記生産進捗制御部は、前記生産進捗制御部と前記優先生産品管理部と前記装置処理進捗予測部の情報をもとに、前記作業計画計算部に問い合わせる機能を有する。
【００１１】
請求項３記載の生産制御システムは、請求項１記載の生産制御システムにおいて、前記作業計画計算部の処理順序判断基準は、任意に変更できる機能を有する。
【００１２】
請求項４記載の生産制御システムは、請求項１記載の生産制御システムにおいて、前記作業計画計算部の処理順序判断基準は、生産装置単位で設定できる機能を有する。
【００１３】
請求項５記載の生産制御方法は、複数の装置で優先度がある複数の製品を処理する生産制御方法であって、一の装置での処理を終了するステップと、前記一の装置を除く装置の処理終了時間ｔ２を計算するステップと、前記装置による工程の処理時間Ｔを計算するステップと、前記一の装置の現在の仕掛かりから最優先の第１の製品を決定するステップと、次の工程の装置の最も早い処理終了時間ｔ３を求めるステップと、ｔ３＞ｔ２＋Ｔを満たすとき、第１の製品を処理するステップと、ｔ３＞ｔ２＋Ｔを満たさないとき、前工程処理中で現工程に到着する時間ｔ１を求め、ｔ２＞ｔ１を満たす第２の製品を決定し、前記第１の製品と前記第２の製品の優先度が高いほうを処理するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の請求項１記載の生産制御システムによれば、各生産装置の状態を監視し処理状況を予測する機能および処理状況の予測結果を生産進捗制御部に伝達する機能を持つ装置処理進捗予測部と、優先生産品管理部で管理されている製品の優先度情報と装置処理進捗予測部で予測された装置処理状況に基づいて処理すべき製品を生産装置に割り当て生産進捗制御部に伝達する機能を有する作業計画計算部と、作業計画計算部の作業計画を生産進捗制御部を通して表示する画面とを備えているので、個々の装置および半導体ウェーハ等の製品の状態を取得し処理する決定をすることにより優先して処理されるべき製品を確実に進捗させることができるとともに、工場全体のスループット改善ができる。
【００１５】
請求項２では、生産進捗制御部は、生産進捗制御部と優先生産品管理部と装置処理進捗予測部の情報をもとに、作業計画計算部に問い合わせる機能を有するので、作業計画計算部により製品の優先度情報と装置処理状況に基づいて計算された作業計画を得ることができる。
【００１６】
請求項３では、作業計画計算部の処理順序判断基準は、任意に変更できる機能を有するので、例えば装置処理状況を考慮せずに製品の優先度情報だけを基準にした処理手順にすることができる。
【００１７】
請求項４では、作業計画計算部の処理順序判断基準は、生産装置単位で設定できる機能を有するので、例えば負荷の高い装置に対しては現在ある仕掛かりのみを検索対象にすることで装置稼働率を重視することができる。
【００１８】
この発明の請求項５記載の生産制御方法によれば、一の装置での処理を終了するステップと、一の装置を除く装置の処理終了時間ｔ２を計算するステップと、装置による工程の処理時間Ｔを計算するステップと、一の装置の現在の仕掛かりから最優先の第１の製品を決定するステップと、次の工程の装置の最も早い処理終了時間ｔ３を求めるステップと、ｔ３＞ｔ２＋Ｔを満たすとき、第１の製品を処理するステップと、ｔ３＞ｔ２＋Ｔを満たさないとき、前工程処理中で現工程に到着する時間ｔ１を求め、ｔ２＞ｔ１を満たす第２の製品を決定し、第１の製品と第２の製品の優先度が高いほうを処理するステップとを含むので、製品の優先度情報と装置処理状況に基づいて処理すべき製品を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施の形態の進捗予測に基づく生産制御システムを図１〜図６に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態である、半導体ウェーハの生産を行うシステムの全体ブロック図である。
【００２０】
本システムは、複数の生産装置での処理において現在の生産状況全体を管理制御する生産進捗制御部１と、現在の仕掛かり状況の中から半導体ウェーハの優先順位を決定し生産進捗制御部１に情報を伝達する機能を有する優先生産品管理部２と、各生産装置の状態を監視し処理状況を予測する機能と、処理状況の予測結果を生産進捗制御部１に伝達する機能を持つ装置処理進捗予測部３と、作業者に指示すべき作業を決定し生産進捗制御部１に伝達する機能を有する作業計画計算部４と、作業計画を表示する画面５から構成される。また、優先生産品管理部２で管理されている半導体ウェーハの優先度情報と装置処理進捗予測部３で予測された装置処理状況に基づいて作業計画計算部４で計算された半導体ウェーハを自動的に割り当て、その半導体ウェーハを処理すべき装置を生産進捗制御部１を通して画面５に表示する。
【００２１】
以下、図２のような工程フローを持つ半導体ウェーハにおいて図１の装置２１の処理が終了した時点での処理の流れについて説明する。
【００２２】
まず、装置処理進捗予測部３は装置２１の処理終了を感知すると、その時点での他装置の装置処理終了予測時間を計算し、生産進捗制御部１に情報を伝達する。生産進捗制御部１は装置処理進捗予測部３から装置の処理終了を感知すると、その時点での装置２１の仕掛かり状況、工程２の前工程１の処理中半導体ウェーハの優先度と終了予測時間、工程２の次工程３を処理する装置３１，３２の状態および終了予測時間を作業計画計算部４に伝達する。作業計画計算部４は任意に設定された処理順序判断基準に基づき装置２１で次に処理すべき半導体ウェーハを決定し生産進捗制御部１を通して画面５に表示する。
【００２３】
さて、作業計画計算部４には任意の計画が設定可能であるが、ここで図３のような計画が設定されている場合の処理の流れを説明する。
【００２４】
まず、図１の装置処理進捗予測部３は装置２１の処理終了を感知する(ステップＳ１０１)と、装置２１以外の各装置の終了時刻ｔijおよび工程２の処理時間Ｔ2を予測し(ステップＳ１０２，Ｓ１０３)生産進捗制御部１に情報を伝達する。ここで、ｉは１〜３、ｊは１，２のいずれかの数である。生産進捗制御部１は装置２１の現在の仕掛かりおよび前工程１の装置１jで処理中の半導体ウェーハＢ1jの優先度情報を優先生産品管理部２に問い合わせ、得られた優先度とｔijを作業計画計算部４に伝達する。作業計画計算部４では、まず装置２１の現在の仕掛かりから優先度の最も高いものを処理候補として選ぶ。これを半導体ウェーハＡとする(ステップＳ１０４)。次に工程２の次工程の装置３１，３２の処理終了時間t3jから最小のものを選びt30とする(ステップＳ１０５)。この値と、工程２のもう一台の装置２２で処理終了後工程２の半導体ウェーハを処理完了するまでの時間t22＋Ｔ2を比較する(ステップＳ１０６)。もしt30のほうが大きければ仮に半導体ウェーハＢ1jの中で優先度の高いものがあってＡより先に処理しなければいけないとしても、もう一台の装置２２で処理をすれば間に合うことになるので半導体ウェーハＡを次処理半導体ウェーハに決定する(ステップＳ１０７)。t30のほうが小さい場合Ｂ1jの到着時間t1jの中でt22より先になるものがあるか確認する(ステップＳ１０８)。もしこのようなものがなければ装置２１を待たせる意味がないので半導体ウェーハＡを次処理半導体ウェーハに決定する。あればその中で最も優先順位の高いものを処理候補として選ぶ。これを半導体ウェーハＢとする(ステップＳ１０９)。そしてＡとＢの優先順位を比較し(ステップＳ１１０)優先順位の高いほうを次処理半導体ウェーハに決定する(ステップＳ１０７，Ｓ１１１)。ここでもし最終的に半導体ウェーハＢが選ばれた場合現在時刻からＢの到着時刻までの間装置２１は遊ぶことになる。
【００２５】
ここに、計算例をあげる。装置２１が時刻０:００に処理終了したとする。この時の他装置の処理終了時間が図４のようになっていたとする。なお、半導体ウェーハの優先度は高、中、低の３段階で与えられているものとする。この場合、t30は装置３１の終了時間である２:４０であり、一方t22は０:２０、Ｔ2は図２から１:００であるのでt22＋Ｔ2は１:２０ということになり、結果装置２１の現在の仕掛かりから優先度の最も高いものが次処理半導体ウェーハとなる。また、図５の場合ではt30は装置３２の終了時間である０:２０で、t22、Ｔ2は図４の場合と同じなのでt22＋Ｔ2は１:２０となる。装置１１，１２とも０:２０より前に終了しているので、装置１１，１２処理中のロットがともに半導体ウェーハＢの候補なるが、その中で優先度が最も高い装置１２処理中の半導体ウェーハが半導体ウェーハＢとなる。最終的には装置２１の現在の仕掛かりから選ばれる優先度の最も高い半導体ウェーハＡの優先度が高または中であれば半導体ウェーハＡが、低であれば半導体ウェーハＢが処理される。また半導体ウェーハＢが処理される場合にはＢが到着するまで５分間待たされることになる。
【００２６】
作業計画計算部４は任意に設定された処理順序判断基準を持つことができるので、図３のステップＳ１０４以降の部分については任意に設定が可能である。例えば、図６のような手順を設定すれば従来技術の特許文献１で示されている処理手順となる。
【００２７】
また、優先度の差が一定値以上の場合のみ図６のような手順をとる、現在ある仕掛かりのみを検索対象にする、などといった方法も可能である。
【００２８】
また、処理順序判断基準は装置単位で設定可能なので、例えば負荷の高い装置に対しては現在ある仕掛かりのみを検索対象にすることで装置稼働率を重視し、そうでない装置に対しては図３のように稼働率と優先して処理されるべき半導体ウェーハの進捗を両立できる処理順序を作成できる。なお、半導体ウェーハ以外の電子部品等の製品に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明にかかる生産制御システムおよび生産制御方法は、優先生産品制御部と装置処理進捗予測部と作業計画計算部を有し、半導体製造における最適生産を実現する生産指示システムとして有効である。また、その他の生産ラインにおいても応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態である半導体ウェーハの生産制御システムの全体を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における処理フローの工程図である。
【図３】本発明の実施形態の生産制御方法の一例を示す次処理検索フロー図である。
【図４】本発明の実施形態における装置処理状況の例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態における図４とは別の装置処理状況の例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態で可能な従来技術における次処理検索フロー図である。
【図７】従来技術で課題が発生する処理フローの例を示す工程図である。
【図８】従来技術で課題が発生する装置処理状況の例を示す説明図である。
【図９】図７および図８の状況での従来技術による生産状況を示したガントチャートである。
【図１０】図７および図８の状況での最適生産状況を示したガントチャートである。
【図１１】従来における半導体ウェーハの生産システムの全体を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  生産進捗制御部（現在の生産状況全体を管理制御する部分）
２  優先生産品管理部（現在の仕掛かり状況の中から半導体ウェーハの優先順位を決定し生産進捗制御部に情報を伝達する機能を有する部分）
３  装置処理進捗予測部（各生産装置の状態を監視し、処理状況を予測する機能と、予測結果を生産進捗制御部に伝達する機能を持つ部分）
４  作業計画計算部（作業者に指示すべき作業を決定し生産進捗制御部に伝達する機能を有する部分）
５  画面（作業計画を表示する部分）
【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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