(57)【要約】【課題】半導体製造装置における所定のロットの処理に要する処理時間を高精度に予測することができる生産管理システムを提供する。【解決手段】前記半導体製造装置が所定のロットの処理を完了すると、所定のデータタグに、当該ロットの処理に要した実測処理時間を関連付けて、データ格納部４に記憶させるデータ収集部３と、予定ロットの処理時間を推定する際に、所定の予定データタグに一致する、前記データ格納部４のデータタグに関連付けられた実測処理時間を用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定する処理時間推定部８とを備えることを特徴とする生産管理システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置が投入予定の予定ロットの処理を開始してから当該処理を完了するまでに要する処理時間を推定することによって、予定ロットの進行計画を作成する生産管理システムにおいて、
前記半導体製造装置が所定のロットの処理を完了すると、当該ロットの処理で用いられた完了レシピと、当該完了レシピの直前で用いられた前完了レシピと、当該完了レシピの直後で用いられる予定の後完了レシピとを一体としたデータタグに、当該ロットの処理に要した実測処理時間を関連付けて、データ格納手段に記憶させるデータ収集手段と、
予定ロットの処理時間を推定する際に、当該予定ロットの処理で用いられる予定レシピと、当該予定レシピの直前で用いられる予定の前予定レシピと、当該予定レシピの直後で用いられる予定の後予定レシピとを一体とした予定データタグに一致する、前記データ格納手段のデータタグに関連付けられた実測処理時間を用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定する処理時間推定手段と、
を備えることを特徴とする生産管理システム。
【請求項２】
前記データ収集手段が、実測処理時間とともに、処理が完了したロットを構成する完了ウエハ枚数を前記データタグに関連付けて、データ格納手段に記憶させ、
前記処理時間推定手段が、前記予定データタグと予定ロットを構成するウエハ枚数との組に対応する、前記データ格納手段のデータタグと完了ウエハ枚数との組に関連付けられた実測処理時間を用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定することを特徴とする請求項１に記載の生産管理システム。
【請求項３】
前記処理時間推定手段が、前記予定データタグと前記ウエハ枚数との組に対応する、前記データ格納手段のデータタグと完了ウエハ枚数との組に関連付けられた実測処理時間が複数存在する場合、複数の実測処理時間の統計値を用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定することを特徴とする請求項２に記載の生産管理システム。
【請求項４】
前記処理時間推定手段が、前記予定データタグと前記ウエハ枚数との組に対応する、前記データ格納手段のデータタグと完了ウエハ枚数との組が存在しない場合、当該予定データタグに一致する前記データタグに関連付けられた、完了ウエハ枚数と実測処理時間との関係から関係式を取得し、当該関係式と予定ロットのウエハ枚数とを用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定することを特徴とする請求項２又は３に記載の生産管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産管理システムに関し、詳しくは、半導体製造装置に対して所定のロットの処理に要する処理時間を高精度に予測することができる生産管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、他社との競争が激化しつつある半導体デバイスの製造工程では、製造工程の複雑化に反して、製造リードタイムの短縮及び納期遵守率の向上が要求されている。そのため、半導体デバイスの製造工程において、生産シミュレータを使用して算出されるロットの進行計画に基づいて半導体デバイスを製造することが一般的である。このロットの進行計画の精度を向上させることは、製造リードタイムの短縮と、納期厳守率の向上とを図り、半導体デバイスの事業の成否を決定する重要な要素となってきている。
【０００３】
生産シミュレータは、生産ラインにおけるロット処理状況および設備稼働状況に応じて、一定期間ごとに、生産ラインに属する各半導体製造装置（製造装置）にロットを割り当てるシミュレーションを実施している。ロットの進行計画の作成には、当該ロットに対する各半導体製造装置の予測処理時間が必要であり、この予測処理時間を、ロットを実際に処理した場合の実測処理時間に近づけることがロットの進行計画の精度を向上させることに繋がる。そのため、実測処理時間に近い予測処理時間を算出することが、今後益々重要になってくる。
【０００４】
従来、予測処理時間は、ロットに属するウエハ枚数（基板枚数、ロットサイズともいう）を変数とする一次関数で表現されたモデル式（設備モデル式）により算出されている（特許文献１）。
【０００５】
例えば、予測処理時間Ｙ（ｓｅｃ）は、ウエハ１枚当たりの処理時間ａ（ｓｅｃ）、ロット内の１枚目のウエハに対する処理時間ｂ（ｓｅｃ）、ウエハ枚数Ｘ（枚）とすると、以下の式（１）により表現される。
【０００６】
Ｙ＝ａ＊（Ｘ−１）＋ｂ      ・・・（１）
ウエハの処理時間ａ（ｓｅｃ／枚）、ロット内の１枚目のウエハに対する処理時間ｂ（ｓｅｃ）は、既取得のデータに基づいて算出される。具体的には、ユーザが、実測データのばらつきを経験に基づいて一次関数で直線近似を行い、ウエハの処理時間ａ（ｓｅｃ）、ロット内の１枚目のウエハに対する処理時間ｂ（ｓｅｃ）を決定している。
【０００７】
又、特開２００８−２８７４４２号公報（特許文献２）では、設備の処理方式に着目して、設備モデル式（１）を拡張している。
【０００８】
例えば、１つのチャンバーで１枚ずつウエハを処理する製造装置には、「枚葉型」の設備モデル式が使用される。複数のチャンバーでそれぞれ１枚ずつウエハを処理する製造装置には、「枚葉段差型」の設備モデル式が使用される。ロットサイズ以下の複数枚のウエハを同時に処理する製造装置には、「バッチ注入型」の設備モデル式が使用される。ロットサイズを越える複数枚のウエハを同時に処理可能な製造装置には、「バッチ洗浄型」の設備モデル式が使用される。
【０００９】
以上に示された各設備モデル式は、ウエハ枚数Ｘ（枚）と処理時間Ｙ（ｓｅｃ）とが以下に示す式で表現される。
枚葉型          Ｙ＝ａ＊（Ｘ−１）＋ｂ    ・・・（２）
枚葉段差型      Ｙ＝ａ＊（Ｘ−１）＋ｂ＋ｆｌｏｏｒ（（Ｘ−１）／ｃ）＊ｄ    ・・・（３）
バッチ注入型    Ｙ＝ｆｌｏｏｒ（（Ｘ−１）／ｃ）＊ｄ    ・・・（４）
バッチ洗浄型    Ｙ＝ｂ    ・・・（５）
尚、式（３）及び式（４）において、関数ｆｌｏｏｒ（Ｘ）は、引数Ｘの小数点以下を切り捨てる端数処理を行う関数である。又、式（３）及び式（４）において、モデルパラメータｃ（枚）、ｄ（ｓｅｃ）は、既取得のデータに基づいて決定されるパラメータである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３３４６４３号公報
【特許文献２】特開２００８−２８７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１又は２に記載の処理時間予測法では、収集されたデータ（ウエハ枚数、実測処理時間）を特定の関数で近似しているため、所定のウエハ枚数に対する実測処理時間のばらつきが大きい場合、上述した設備モデル式を当該データにフィッティングさせたとしても、適切な近似式を得ることが出来ないという問題がある。
【００１２】
図６は、従来の予測処理時間と実際の処理時間との関係を示す図である。
【００１３】
図６に示されたデータは、同一の半導体製造装置と、同一の処理条件（レシピ）とにおいて、ロットを処理した際に得られた複数のロットサイズ（ウエハ枚数）（枚）と、複数の処理時間（実測処理時間）（ｓｅｃ）との対応関係である。図６に示すように、同一のロットサイズ（例えば、ロットサイズ「１２」）に対応する処理時間６０１は、最大値と最小値との間の差が６００ｓｅｃ程度であり、非常にばらついていることが理解される。そのため、図６に示す設備モデル式６０２と、実際の処理時間６０３とに乖離が生じ、精度の高い処理時間を算出することが出来ないこととなる。
【００１４】
従って、従来の処理時間予測法では、設備モデル式を幾ら高精度化しても、上述した処理時間のばらつきの影響により、予測処理時間の精度が向上しないため、結局、ロットの進行計画の精度が向上しないという問題がある。
【００１５】
又、半導体製造装置が用いるレシピに着目すると、以下のような問題も存在する。
【００１６】
一般に、半導体デバイスの製造方法では、ロット間で生じる処理ロスを最小化するために、所定のロットの処理は、ロット間相互の間隔を空けずに連続して実行されることが多い。このようなロットの処理態様を、連続処理という。
【００１７】
例えば、全くロットに関して処理を実行していない半導体製造装置に所定のロットが投入される場合がある。この場合では、前記半導体製造装置が、前記ロットが投入されて始めて処理を開始することになる。当該ロットの処理は、ロット間相互の間隔を空けて実行される。このようなロットの処理態様を、単体処理という。
【００１８】
このような二種類のロットの処理態様において、連続処理の半導体製造装置の処理時間が、単体処理の半導体製造装置の処理時間と比較すると、半導体製造装置が用いるレシピ（処理条件）に対応して長時間化する傾向がある。
【００１９】
例えば、以下の一例に基づいて、上記長時間化する傾向を説明する。
【００２０】
半導体製造装置に、ロットのウエハに処理を施す処理ユニットが二つ備えられており、第一処理ユニットでは洗浄処理を実行し、第二処理ユニットでは乾燥処理を実行し、レシピＡ、レシピＢは、ともに当該ウエハを第一処理ユニットで洗浄処理を実行した後に、第二処理ユニットで乾燥処理を実行するよう構成されていると仮定する。
【００２１】
又、単体処理において、レシピＡに従って処理を実行した第一処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を１分／枚、第二処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を１分／枚と仮定する。そして、単体処理において、レシピＢに従って処理を実行した第一処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を２分／枚、第二処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を１分／枚と仮定する。
【００２２】
次に、ウエハを第一処理ユニットが洗浄処理した後に、当該ウエハを第二処理ユニットが乾燥処理をする場合、当該第二処理ユニットが乾燥処理を実行している最中に、当該第一処理ユニットが次のウエハの洗浄処理を実行できるものと仮定する。又、第一処理ユニットに対するウエハの搬送処理と、第二処理ユニットに対するウエハの搬出処理とは、当該第一処理ユニットと当該第二処理ユニットとがともにそれぞれの処理を完了した後に実行するものと仮定する。
【００２３】
図７は、所定の半導体製造装置が、所定のレシピ（レシピＡ）で単体処理を実行した場合の処理ガントチャート（図７（Ａ））と、二種類の異なるレシピ（レシピＡ、レシピＢ）で連続処理を実行した場合の処理ガントチャート（図７（Ｂ））との一例を示す図である。
【００２４】
図７（Ａ）に示すように、第一処理ユニットと第二処理ユニットとを備えた半導体製造装置が、レシピＡを用いて１２枚のウエハ枚数で構成されるロット（ロットＡ）を単体処理する場合、当該第一処理ユニットがロットＡの最初のウエハに洗浄処理を開始してから、当該第二処理ユニットが当該ロットＡの最後のウエハに乾燥処理を完了するまでに要する処理時間は１３分と算出される。
【００２５】
一方、図７（Ｂ）に示すように、当該半導体製造装置が、レシピＡを用いてロットＡを処理した後に、レシピＢを用いて新たなロット（ロットＢ）を処理する場合、つまり、当該半導体製造装置が連続処理する場合、当該第一処理ユニットがロットＡの最初のウエハに洗浄処理を開始してから、当該第二処理ユニットが当該ロットＡの最後のウエハに乾燥処理を完了するまでに要する処理時間は、１４分と算出される。
【００２６】
このように、単体処理におけるロットＡの処理時間（１３分）は、連続処理におけるロットＡの処理時間（１４分）と比較して、１分間遅延することになる。
【００２７】
これは、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、第二処理ユニットがロットＡの最後のウエハにレシピＡでの乾燥処理を実行するとともに、第一処理ユニットがロットＢの最初のウエハにレシピＢでの洗浄処理を実行する場合、当該第二処理ユニットでは１分間で乾燥処理を完了することができるものの、当該第一処理ユニットでは洗浄処理を完了するために２分間必要であり、第二処理ユニットからのロットＡの最後のウエハの搬送処理が第一処理ユニットの処理完了まで待たされるからである。図７（Ｂ）に示すように、第一処理ユニットでは、1分間の待ち時間８０１が発生している。
【００２８】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、レシピＡが当該レシピＡの直後のレシピＢにより、当該レシピＡでのロットの処理時間に影響を与える一例を説明したが、レシピＡが当該レシピＡの直前のレシピＣにより、当該レシピＡでのロットの処理時間に影響を与える場合も存在する。
【００２９】
例えば、単体処理において、レシピＣに従って処理を実行した第一処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を２分／枚、第二処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を２分／枚、単体処理において、レシピＡに従って処理を実行した第一処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を１分／枚、第二処理ユニットのウエハ一枚当たりの処理時間を１分／枚と仮定した場合である。
【００３０】
連続処理の半導体製造装置が、レシピＣを用いてロットＣを処理した後に、レシピＡを用いてロットＡを処理する場合、第二処理ユニットがロットＣの最後のウエハにレシピＣでの乾燥処理を実行するとともに、第一処理ユニットがロットＡの最初のウエハにレシピＡでの洗浄処理を実行すると、当該第一処理ユニットでは１分間で洗浄処理を完了するものの、当該第二処理ユニットでは２分間で乾燥処理を完了する。そのため、当該第一処理ユニットからのロットＡの最初のウエハの搬送処理が、第二処理ユニットの処理完了まで待たされることになる。この場合は、所定のレシピＡの直前のレシピＣが当該レシピＡのロットの処理時間に影響を与える。
【００３１】
このように、連続処理する半導体製造装置がロットの処理を実行する場合、当該半導体製造装置により用いられる所定のレシピの前後のレシピの種類が異なると、当該処理に要する処理時間が異なる場合がある。このような処理時間の変動（ばらつき）は、上述した特許文献１又は特許文献２に記載の処理時間予測法では考慮されていないため、予測処理時間が、実際の処理時間と比較するとばらつくという問題がある。
【００３２】
本発明は、上記問題に鑑みて提案されたものであり、半導体製造装置におけるロットの処理時間を高精度に予測することができ、高精度なロット進行計画を作成することができる生産管理システム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】
【００３３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る生産管理システムは、半導体製造装置が投入予定の予定ロットの処理を開始してから当該処理を完了するまでに要する処理時間を推定することによって、予定ロットの進行計画を作成する生産管理システムを前提とする。
【００３４】
当該生産管理システムにおいて、データ格納手段と、データ収集手段と、処理時間推定手段とを備える。
【００３５】
前記データ格納手段は、ロットの処理で用いられた完了レシピと、当該完了レシピの直前で用いられた前完了レシピと、当該完了レシピの直後で用いられる予定の後完了レシピとを一体としたデータタグと、当該ロットの処理に要した実測処理時間とを関連付けて記憶する。
【００３６】
前記データ収集手段は、前記半導体製造装置が所定のロットの処理を完了すると、前記データタグに、当該ロットの処理に要した実測処理時間を関連付けて、データ格納手段に記憶させる。
【００３７】
前記処理時間推定手段は、予定ロットの処理時間を推定する際に、当該予定ロットの処理で用いられる予定レシピと、当該予定レシピの直前で用いられる予定の前予定レシピと、当該予定レシピの直後で用いられる予定の後予定レシピとを一体とした予定データタグに一致する、前記データ格納手段のデータタグに関連付けられた実測処理時間を用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定する。
【００３８】
当該構成により、予定ロットのレシピの前後のレシピの関係を考慮した実測処理時間に基づいて予定ロットの処理時間を推定することが可能となる。そのため、予定ロットの処理時間を、現実に処理を実行した際の処理時間と比較して、大きく乖離することない、再現性の高い処理時間とすることが可能となる。その結果、予定ロットの処理時間の推定と、予定ロットの進行計画の作成とを精度高く実現することが可能となる。更に、一体としたデータタグを採用することにより、データ量の増加を抑制して、データ量の増加に伴う処理の繁雑さを排除し、データ検索の容易性、迅速性を高めることが可能となる。
【００３９】
又、前記生産管理システムにおいて、前記データ収集手段が、実測処理時間とともに、処理が完了したロットを構成する完了ウエハ枚数を前記データタグに関連付けて、データ格納手段に記憶させる。更に、前記処理時間推定手段が、前記予定データタグと予定ロットを構成するウエハ枚数との組に対応する、前記データ格納手段のデータタグと完了ウエハ枚数との組に関連付けられた実測処理時間を用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定する。
【００４０】
ここで、前記予定データタグと前記ウエハ枚数との組に対応する、前記データ格納手段の前記データタグと前記完了ウエハ枚数との組とは、前記予定データタグに一致するデータタグと、前記ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数との対応関係（組み合わせ）を意味する。
【００４１】
当該構成により、データタグと、完了ウエハ枚数とを利用して予定ロットの処理時間を推定するため、より精度の高い予定ロットの処理時間を推定することが可能となり、より精度の高い予定ロットの進行計画を作成することが可能となる。
【００４２】
又、前記生産管理システムにおいて、前記処理時間推定手段が、前記予定データタグと前記ウエハ枚数との組に対応する、前記データ格納手段のデータタグと完了ウエハ枚数との組に関連付けられた実測処理時間が複数存在する場合、複数の実測処理時間の統計値を用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定する。
【００４３】
当該構成により、複数ある実測処理時間から所定の統計値を算出するため、推定される予定ロットの処理時間が、現実に測定される処理時間と比較すると、再現性の高い処理時間となる。そのため、より精度の高い予定ロットの進行計画を作成することが可能となる。
【００４４】
又、前記生産管理システムにおいて、前記処理時間推定手段が、前記予定データタグと前記ウエハ枚数との組に対応する、前記データ格納手段のデータタグと完了ウエハ枚数との組が存在しない場合、当該予定データタグに一致する前記データタグに関連付けられた、完了ウエハ枚数と実測処理時間との関係から関係式を取得し、当該関係式と予定ロットのウエハ枚数とを用いることによって、当該予定ロットの処理時間を推定する。
【００４５】
当該構成により、データ格納手段に所定の条件に合致する実測処理時間等が存在しない場合であっても、所定の関係式から、予定ロットの処理時間を推定することが可能となる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、予定ロットの処理時間を精度よく推定することが可能となる。その結果、高精度な予定ロットの進行計画を作成することが可能となり、生産ラインを効率的に稼動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る生産管理システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る生産管理システムが予定ロットの進行計画を作成する手順を示すためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るデータ格納部４に記憶されたデータタグと、完了ウエハ枚数と、実測処理時間との一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る複数の実測処理時間と、平均実測処理時間との一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る完了ウエハ枚数と実測処理時間との対応関係と、近似式と、予定ロットの処理時間との一例を示す図である。
【図６】従来技術における予測処理時間と実際の処理時間との関係を示す図である。
【図７】所定の半導体製造装置が、所定のレシピで単体処理を実行した場合の処理ガントチャート（図７（Ａ））と、二種類の異なるレシピで連続処理を実行した場合の処理ガントチャート（図７（Ｂ））との一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、半導体装置生産ラインの生産管理システムおよび生産管理方法として本発明を具体化している。
【００４９】
図１は、本発明の実施形態に係る生産管理システムを示す概略構成図である。
【００５０】
生産管理システムは、生産ライン１と、処理時間格納部２と、生産シミュレータ部６と、ロットディスパッチ部９とから構成される。
【００５１】
処理時間格納部２と、生産シミュレータ部６と、ロットディスパッチ部９とを合わせて、製造実行システム（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＭＥＳ）と称する場合もある。
【００５２】
生産ライン１は、所定台数ｎの半導体製造装置ｉ（ｉ＝１〜ｎ：ｎは、生産ラインに存在する半導体製造装置の台数、図１では、設備ｉと表示）を有している。当該生産ライン１は、ロットディスパッチ部９の指示に従ってロットの処理を実行する。ここで、ロットとは、所定数のウエハの単位を示し、当該所定数は、例えば、前面開放一体式ポッドに収納されるウエハの数を最大数として設定される。
【００５３】
前記ロットには、所定のレシピ（処理条件）が対応付けられており、半導体製造装置ｉが所定のロットを処理する場合、当該ロットに対応付けられたレシピに従って処理を実行する。
【００５４】
又、処理時間格納部２は、データ収集部３と、データ格納部４と、データ読出部５とを備える。
【００５５】
データ収集部３は、生産ライン１又は所定の半導体製造装置ｉが所定のロットの処理を完了すると、当該完了を検知して、処理が完了したロットに関するデータを生産ライン１等から取得（収集）する。
【００５６】
データ収集部３は、受信したデータから後述するデータタグを作成して、当該データタグと実測処理時間とを関連付けてデータ格納部４に記憶させる。
【００５７】
データ読出部５は、後述する生産スケジューリング部７から所定のデータの読出要求を受信すると、所定のデータをデータ格納部４から取得（抽出）し、処理時間推定部８に出力する。
【００５８】
又、生産シミュレータ部６は、生産スケジューリング部７と、処理時間推定部８とを備える。
【００５９】
まず、処理時間推定部８は、前記データ読出部５から所定のデータを受信すると、受信したデータを利用して予定ロットの処理時間を推定する。予定ロットの処理時間を推定する方法は、処理時間推定部８が受信するデータの種類に応じて適宜変更されるため、当該受信時点のデータの種類に対応した予定ロットの処理時間が推定される。
【００６０】
又、生産スケジューリング部７は、ユーザにより予め設定された所定期間毎に、所定の半導体製造装置ｉに順次投入される予定の予定ロット（未処理ロット）に関するデータを、生産ライン１等から取得し、前記データ読出部５へ所定のデータの読出要求を送信する。
【００６１】
又、生産スケジューリング部７は、後述するように、処理時間推定部８から予定ロットの処理時間を受信すると、当該予定ロットの処理時間を利用して予定ロットの進行計画を作成（立案）する。生産スケジューリング部７は、作成した予定ロットの進行計画をロットディスパッチ部９に送信する。
【００６２】
又、ロットディスパッチ部９は、生産スケジューリング部７から予定ロットの進行計画を受信すると、生産ライン１から、現在仕掛かり中である仕掛かりロットの進捗状況を受信し、予定ロットの進行計画と、仕掛かりロットの進捗状況とに基づいて、予定ロット及び仕掛かりロットを処理するように生産ライン１に指示する。
【００６３】
上述した処理時間格納部２、生産シミュレータ部６、ロットディスパッチ部９は、例えば、専用の演算回路、或いはプロセッサとＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを備えたハードウエ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エア等として実現することができる。
【００６４】
次に、図１、図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る生産管理システムが、精度の高い予定ロットの進行計画を作成する手順について説明する。
【００６５】
図２は、生産管理システムが予定ロットの進行計画を作成する手順を示すためのフローチャートである。
【００６６】
まず、生産ライン１のうち、所定の半導体製造装置ｉが、所定のロットの処理を完了すると、処理時間格納部２のデータ収集部３が、当該ロットの処理の完了を検知し、当該半導体製造装置ｉから、当該ロットに関するデータを取得する（図２（Ａ）：Ｓ１０１）。
【００６７】
ロットに関するデータは、前記半導体製造装置ｉにより当該ロットの処理で用いられた完了レシピと、当該完了レシピの直前で用いられた前完了レシピと、当該完了レシピの直後で用いられる予定の後完了レシピと、当該ロットの処理に要した実測処理時間と、当該ロットを構成する完了ウエハ枚数とから構成される。
【００６８】
完了レシピ、前完了レシピ、後完了レシピは、例えば、生産ライン１又は半導体製造装置ｉに予め記憶されている。実測処理時間、完了ウエハ枚数は、例えば、ロットの処理を実行した半導体製造装置ｉが測定（監視）することによって得られ、当該ロットの処理の完了毎に、当該半導体製造装置ｉの所定の記憶手段に記憶される。
【００６９】
データ収集部３が前記ロットに関するデータを取得すると、当該データ中の完了レシピ、前完了レシピ、後完了レシピを、完了レシピ、前完了レシピ、後完了レシピの順番で配列して、これらを一体とする情報（データタグ）を作成する。更に、データ収集部３は、作成したデータタグと、完了ウエハ枚数と、実測処理時間とを関連付けて、データ格納部４に記憶させる（図２（Ａ）：Ｓ１０２）。
【００７０】
尚、データ収集部３が、データタグを作成する際に、前完了レシピ又は（及び）後完了レシピが存在しない場合、本実施形態では、当該データ収集部３が、前完了レシピ又は後完了レシピが存在しないことを示す情報（例えば、「Ｚ」等の不存在識別情報）を、存在しない前完了レシピ又は後完了レシピに対応させて、完了レシピに配列させて当該データタグを作成する。当該構成により、データ収集部３が、半導体製造装置におけるロットの処理態様が連続処理か単体処理かを判定することなく、半導体製造装置が完了したロットの処理全てについてデータタグを作成することが可能となる。
【００７１】
又、前記データ収集部３の記憶処理は、生産ライン１の半導体製造装置ｉ毎に実行され、記憶されるデータタグ等も、当該半導体製造装置ｉ毎にデータ格納部４内で整理される。当該整理方法は、例えば、所定の半導体製造装置を特定する装置ＩＤ毎に、テーブルがデータ格納部４に用意され、当該テーブルに前記データタグ等が記憶され、整理される。
【００７２】
図３は、所定の装置ＩＤにおけるデータ格納部４のテーブルに記憶されたデータタグと、完了ウエハ枚数と、実測処理時間との一例を示す図である。
【００７３】
図３に示すように、データ収集部３が、完了レシピとして「Ａ」、前完了レシピとして「Ｂ」、後完了レシピとして「Ｃ」、完了ウエハ枚数として「５枚」、実測処理時間として「５．０分」を所定の半導体製造装置ｉから取得すると、データ収集部３が、データタグとして、完了レシピ、前完了レシピ、後完了レシピの順番に配列して、「Ａ、Ｂ、Ｃ」というデータタグ３０１を作成し、データ格納部４に記憶する。更に、データ収集部3が、当該データタグ３０１に、完了ウエハ枚数「５」３０２と、実測処理時間「５．０」３０３とを関連付けて記憶する。
【００７４】
さて、生産シミュレータ部６は、所定の期間が経過すると、所定の予定ロットの進行計画を作成する。当該進行計画の作成対象となる予定ロットは、例えば、生産ライン１等により当該生産シミュレータ部６に予め送信されている。
【００７５】
生産シミュレータ部６の生産スケジューリング部７が、予定ロットの進行計画を作成する場合、生産ライン１、半導体製造装置ｉ等と通信して、予定ロットが投入される半導体製造装置と、予定ロットに関するデータを取得する（図２（Ｂ）：Ｓ２０１）。
【００７６】
予定ロットに関するデータは、予定ロットの処理に用いられる予定レシピと、当該予定レシピの直前で用いられる予定の前予定レシピと、当該予定レシピの直後で用いられる予定の後予定レシピと、当該予定ロットのウエハ枚数とから構成される。これらのデータは、生産ライン１、半導体製造装置ｉ等に予め記憶されている。
【００７７】
次に、生産スケジューリング部７が、予定ロットに関するデータ中の予定レシピ、前予定レシピ、後予定レシピを、予定レシピ、前予定レシピ、後予定レシピの順番で配列して、これらを一体とする情報（予定データタグ）を作成する。
【００７８】
尚、生産スケジューリング部７が、予定データタグを作成する際に、前予定レシピ又は（及び）後予定レシピが存在しない場合、上述したように、データ収集部３が、存在しない前完了レシピ又は（及び）後完了レシピに対応した不存在識別情報を用いてデータタグを作成した構成と同様に、生産スケジューリング部７が、存在しない前予定レシピ又は（及び）後予定レシピに対応した不存在識別情報を用いて予定データタグを作成する。当該構成により、前記データ収集部３が作成したデータタグに、前記生産スケジューリング部７が作成した予定データタグを対応させることが可能となる。
【００７９】
生産スケジューリング部７が予定データタグを作成すると、予定ロットの処理が実行される半導体製造装置に対応する実測処理時間の読出要求を処理時間格納部２のデータ読出部５に送信し、作成した予定データタグと、予定ロットのウエハ枚数とを当該データ読出部５に送信する（図２（Ｂ）：Ｓ２０２）。
【００８０】
データ読出部５は、生産スケジューリング部７から、所定の半導体製造装置に対応する実測処理時間の読出要求と、前記予定データタグと、前記ウエハ枚数とを受信すると、データ格納部４を参照し、当該半導体製造装置に対応するテーブルを特定し、当該テーブルに当該予定データタグに一致するデータタグが存在するか否かを判定する（図２（Ｂ）：Ｓ２０３）。
【００８１】
前記データ読出部５が判定した結果、予定データタグに一致するデータタグが存在すると判定すると、当該データ読出部５は、次に、ウエハ枚数に一致する、当該データタグに関連付けられた完了ウエハ枚数が存在するか否かを判定する（図２（Ｂ）：Ｓ２０３ＹＥＳ→Ｓ２０４）。
【００８２】
前記データ読出部５が判定した結果、ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数が存在すると判定すると、当該データ読出部５は、当該完了ウエハ枚数に関連付けられた実測処理時間を取得する（図２（Ｂ）：Ｓ２０４ＹＥＳ→Ｓ２０５）。
【００８３】
図３に示すように、データ読出部５が、予定データタグ「Ａ、Ｂ、Ｃ」とウエハ枚数「５」とを受信した場合、予定データタグに一致するデータタグ「Ａ、Ｂ、Ｃ」３０１と、ウエハ枚数「５」３０２に一致する完了ウエハ枚数とが所定のテーブル（データ格納部４）に存在するため、データ読出部５は、データタグ「Ａ、Ｂ、Ｃ」３０１と、ウエハ枚数「５」３０２とに関連付けられた実測処理時間「５．０」３０３を取得する。
【００８４】
尚、図３には、１の実測処理時間「５．０」を示しているが、予定データタグに一致するデータタグと、ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数とに関連付けられた実測処理時間がテーブル（データ格納部４）に複数存在する場合は、データ読出部５は全ての実測処理時間を取得する。
【００８５】
データ読出部５が実測処理時間を取得すると、取得した実測処理時間と、予定データタグと、ウエハ枚数とを処理時間推定部８に送信する。
【００８６】
前記処理時間推定部８が、実測処理時間と、予定データタグと、ウエハ枚数とを受信すると、当該実測処理時間を受信した時点で、予定データタグと、ウエハ枚数とに対応するデータタグと、完了ウエハ枚数とがテーブルに存在すると判定し、ユーザにより予め設定された統計学的手法に従って、受信した実測処理時間から所定の統計値（例えば、平均値、中央値、最大値、最小値等）を算出する（図２（Ｂ）：Ｓ２０６）。
【００８７】
所定の統計値は、生産ラインの構成、各半導体製造装置の構成、ロットに施される処理、ロットの処理に用いられるレシピ等に応じてユーザが任意に設計する。本発明の実施形態では、平均値を統計値として採用する。
【００８８】
図４は、本発明の実施形態に係る複数の実測処理時間と、平均実測処理時間との一例を示す図である。
【００８９】
図４に示すように、処理時間推定部８が、複数の実測処理時間４０１（７つの実測処理時間）を受信すると、当該実測処理時間を平均した平均実測処理時間「５．０」４０２を算出する。処理時間推定部８は、平均実測処理時間「５．０」４０２を予定ロットの処理時間として推定する。
【００９０】
次に、予定データタグに一致するデータタグが存在するものの、ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数がデータ格納部４に存在しない場合について説明する。
【００９１】
前記データ読出部５が判定した結果、ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数が存在しないと判定すると、データ読出部５は、予定データタグに一致するデータタグに関連付けられた完了ウエハ枚数と、実測処理枚数とを取得する（図２：Ｓ２０４ＮＯ→Ｓ２０７）。
【００９２】
図３に示すように、データ読出部５が、予定データタグ「Ａ、Ｂ、Ｃ」と、ウエハ枚数「８」とを受信した場合、予定データタグに一致するデータタグ「Ａ、Ｂ、Ｃ」３０１はテーブルに２つ存在するものの、ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数は当該テーブルに存在しない。そのため、データ読出部５は、２つ存在するデータタグ「Ａ、Ｂ、Ｃ」３０１に関連付けられた完了ウエハ枚数（「５」３０２、「１２」３０４）と、実測処理時間（「５．０」３０３、「１０．０」３０５）とを取得する。
【００９３】
データ読出部５が、完了ウエハ枚数と、実測処理時間とを取得すると、取得した完了ウエハ枚数と、実測処理時間と、予定データタグと、ウエハ枚数とを処理時間推定部８に送信する。
【００９４】
前記処理時間推定部８が、完了ウエハ枚数と、実測処理時間と、予定データタグと、ウエハ枚数とを受信すると、完了ウエハ枚数と、実測処理時間とを受信した時点で、完了ウエハ枚数とウエハ枚数とが異なるから、予定データタグに一致するデータタグはテーブルに存在するものの、ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数は当該テーブルに存在しないと判定する。すると、前記処理時間推定部８は、上述した統計学的手法とは異なる方法（以下、第一の方法とする）により、当該ウエハ枚数に対応する処理時間を算出し、予定ロットの処理時間を推定する（図２（Ｂ）：Ｓ２０８）。
【００９５】
当該処理時間推定部８が予定ロットの処理時間を推定する第一の方法は、どのような方法でも構わないが、例えば、以下のような推定方法が採用される。
【００９６】
まず、処理時間推定部８が、受信した完了ウエハ枚数と、実測処理時間とに対して最小二乗法等により所定の関数（例えば、一次関数）を適用し、近似式を取得する。次に、処理時間推定部８が、当該近似式の完了ウエハ枚数に対応するパラメータに、予定ロットのウエハ枚数を代入し、計算される実測処理時間を当該ウエハ枚数に対応する処理時間として算出する。そして、処理時間推定部８が、算出した処理時間を予定ロットの処理時間と推定する。
【００９７】
図５は、本発明の実施形態に係る完了ウエハ枚数と実測処理時間との対応関係と、近似式と、予定ロットの処理時間との一例を示す図である。
【００９８】
図５に示すように、処理時間推定部８が、完了ウエハ枚数「５」、実測処理時間「５．０」と、完了ウエハ枚数「１２」、実測処理時間「１０．０」とを受信すると、両者に対して一次関数をフィッティングして直線近似式を取得する。図５では、完了ウエハ枚数をＸ（枚数）、実測処理時間をＹ（分）とすると、当該直線近似式５０１は、Ｙ＝０．７１Ｘ＋１．４３となる。そこで、予定ロットのウエハ枚数が「８」である場合、処理時間推定部８は、当該直線近似式５０１のＸにウエハ枚数「８」を代入して、当該ウエハ枚数「８」に対応する実測処理時間を「７．１」５０２と算出する。これにより、処理時間推定部８が、予定ロットの処理時間を「７．１」５０２と推定する。
【００９９】
尚、処理時間推定部８が直線近似で採用した関数は、一次関数である必要はなく、例えば、設備モデルに対応する直線や段差直線等を採用しても構わない。又、処理時間推定部８が直線近似で採用した関数は、所定の関数を採用しなくてもよく、例えば、簡単な補間式を用いて、予定ロットの処理時間を推定するよう構成しても構わない。
【０１００】
ところで、上述した第一の方法は、２以上の完了ウエハ枚数、実測処理時間が存在する場合に採用することができるが、１の完了ウエハ枚数、実測処理時間の存在する場合には採用することができない。そのため、処理時間推定部８が、１の完了ウエハ枚数、実測処理時間を取得した場合は、例えば、次の第二の方法を採用する。
【０１０１】
まず、所定の記憶手段に、従来から用いられていた設備モデルに対応する関数等をユーザにより予め記憶させておく。次に、処理時間推定部８が、１の完了ウエハ枚数、実測処理時間を取得すると、当該関数を当該記憶手段から読み出し、当該関数と、完了ウエハ枚数と、実測処理時間とに基づいて当該関数に関するパラメータを決定する。そして、処理時間推定部８が、当該パラメータを決定した関数と、予定ロットのウエハ枚数とに基づいて、予定ロットの処理時間を推定する。このようにすれば、上述した第一の方法を採用しなくても、予定ロットの処理時間を推定することができる。
【０１０２】
尚、上記では、設備モデルに対応する関数のパラメータを決定した後に、当該関数と予定ロットのウエハ枚数とから予定ロットの処理時間を推定するよう構成しているが、例えば、当該パラメータが固定されている場合は、パラメータを決定する処理を実行しないで、パラメータが固定された関数と、予定ロットのウエハ枚数とから予定ロットの処理時間を推定するよう構成しても構わない。
【０１０３】
さて、最後に、予定データタグに一致するデータタグも、ウエハ枚数に一致する完了ウエハ枚数も、データ格納部４に存在しない場合について説明する。
【０１０４】
データ読出部５が判定した結果、予定データタグに一致するデータタグが存在しないと判定すると、データ読出部５は、予定データタグと、ウエハ枚数とを処理時間推定部８に送信する（図２（Ｂ）：Ｓ２０３ＮＯ）。
【０１０５】
前記処理時間推定部８が、予定データタグと、ウエハ枚数とを受信すると、予定データタグと、ウエハ枚数とを受信した時点で、予定データタグと、ウエハ枚数とに対応するデータタグ、完了ウエハ枚数がテーブルに存在しないと判定する。すると、処理時間推定部８は、他の方法により、予定ロットの処理時間を推定する（図２（Ｂ）：Ｓ２０９）。
【０１０６】
当該処理時間推定部８が予定ロットの処理時間を推定する方法は、どのような方法でも構わないが、例えば、以下のような方法を採用する。
【０１０７】
まず、所定の記憶手段に、従来から用いられていた設備モデルに対応する関数等をユーザにより予め記憶させておく。処理時間推定部８が、予定データタグと、ウエハ枚数とに対応するデータタグ、完了ウエハ枚数がテーブルに存在しないと判定すると、データ読出部５を介して、予定データタグの予定レシピに一致するデータタグの完了レシピがデータ格納部４に存在するか否かを判定する。
【０１０８】
予定レシピに一致する完了レシピがテーブルに存在すると判定すると、処理時間推定部８が、データ読出部５を介して、当該完了レシピに関連付けられた完了ウエハ枚数と、実測処理時間とを取得する。次に、処理時間推定部８が、設備モデルに対応する関数を記憶手段から読み出し、当該関数と、完了ウエハ枚数と、実測処理時間とに基づいて当該関数に関するパラメータを決定する。そして、処理時間推定部８が、当該パラメータを決定した関数と、予定ロットのウエハ枚数とに基づいて、予定ロットの処理時間を推定する。このような方法は、上述したような、１の完了ウエハ枚数、実測処理時間の存在する場合に採用した第二の方法と同様である。
【０１０９】
このようにすれば、上述した予定データタグに一致するデータタグがテーブルに存在しなくても、当該テーブルから実測処理時間を取得し、予定ロットの処理時間を推定することができる。
【０１１０】
さて、処理時間推定部８が、予定ロットの処理時間を推定すると、推定された予定ロットの処理時間を生産スケジューリング部７へ送信する。生産スケジューリング部７は、受信した予定ロットの処理時間に基づいて、予定ロットの進行計画を作成する（図２（Ｂ）：Ｓ２１０）。
【０１１１】
尚、予定ロットの進行計画のうち、予定ロットが複数の半導体製造装置を経由して処理される場合は、生産スケジューリング部７が生産ライン１等と通信して、予定ロットが投入される複数の半導体製造装置を特定し、当該半導体製造装置毎に、予定ロットの処理時間を取得するよう構成される。
【０１１２】
具体的には、生産スケジューリング部７が、データ読出部５に、半導体製造装置毎に、予定ロットに対応する実測処理時間を読み出すよう読出要求を送信し、当該読出要求に対応して処理時間推定部８から推定される半導体製造装置毎の予定ロットの処理時間を受信する。生産スケジューリング部７は、受信した半導体製造装置毎の予定ロットの処理時間に基づいて、予定ロットの進行計画を作成することになる。
【０１１３】
生産スケジューリング部７が予定ロットの進行計画を作成すると、作成した予定ロットの進行計画をロットディスパッチ部９に送信する。当該ロットディスパッチ部９は、当該予定ロットの進行計画を受信すると、生産ライン１から、現在仕掛かり中である仕掛かりロットの進捗状況を取得し、予定ロットの進行計画と、仕掛かりロットの進捗状況とを利用して、所定の半導体製造装置ｉに対する予定ロット、仕掛りロットの投入順を決定する。例えば、当該決定方法は、処理時間が最短となる投入順である。
【０１１４】
投入順を決定すると、ロットディスパッチ部９は、当該投入順で所定の半導体製造装置が予定ロット、仕掛りロットを処理するように、生産ライン１に指示する。つまり、ロットディスパッチ部９が、予定ロットを所定の半導体製造装置ｉに割り当てて、当該半導体製造装置ｉに予定ロットの処理を実行させる。
【０１１５】
当該半導体製造装置ｉでは、割り当てられた予定ロットの処理を実行する。半導体製造装置ｉが予定ロットを処理する場合、上述した予定ロットの進行計画に従って処理することになる。そのため、従来技術で説明したように、当該半導体製造装置ｉにおける予定ロットの処理に対する現実の処理時間と、進行計画の作成に用いられた処理時間との間に大きなばらつきが生じることなく、予定ロットの納期遵守率を向上することが可能となる。
【０１１６】
尚、本発明の実施形態では、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、種々の変形および応用が可能である。
【０１１７】
例えば、生産シミュレータ部６は、所定の期間毎に予定ロットの進行計画を作成するよう構成したが、所定の期間毎に限られず、所定の半導体製造装置ｉが所定のロットの処理完了毎に、当該生産シミュレータ部６が予定ロットの進行計画を作成するよう構成しても構わない。
【０１１８】
当該構成とすると、前記半導体製造装置ｉによりロットの処理に要する処理時間が、前記期間よりも短い場合、当該ロットに関するデータがデータ格納部４に格納されるとともに、データ読出部５が当該ロットに関するデータも検索対象とするため、生産スケジューリング部７が、新たに記憶されたロットに関するデータに対応する予定ロットの進行計画を作成することが可能となる。その結果、作成される予定ロットの進行計画は、新たなデータが反映されることになるので、さらに予定ロットの進行計画の精度を向上させることが可能となる。
【０１１９】
又、本発明の実施形態では、データ収集部３が、データタグと、完了ウエハ枚数と、実測処理時間とを関連付けてデータ格納部４に記憶し、データ読出部５が、予定データタグ及びウエハ枚数に対応するデータタグ及び完了ウエハ枚数に関連付けられた実測処理時間を取得するよう構成したが、他の構成であっても構わない。
【０１２０】
例えば、データ収集部３が、完了ウエハ枚数を除いて、データタグと、実測処理時間とを関連付けてデータ格納部４に記憶し、データ読出部５が、予定データタグに一致（対応）するデータタグに関連付けられた実測処理時間を取得するよう構成しても構わない。
【０１２１】
当該構成としても、レシピ間相互の関係から生じる待ち時間も考慮した予定ロットの処理時間を推定することが可能となり、推定される予定ロットの処理時間の精度を向上させることが可能となる。
【０１２２】
又、本発明の実施形態では、データ収集部３が、完了レシピ、前完了レシピ、後完了レシピの順番で配列して、これらを一体とするデータタグを作成し、当該作成方法に対応するように、生産スケジューリング部７が、予定レシピ、前予定レシピ、後予定レシピの順番で配列して、これらを一体とする予定データタグを作成するよう構成したが、他の構成であっても構わない。
【０１２３】
例えば、前記配列態様を考慮せずに、データ収集部３が、完了レシピと、前完了レシピと、後完了レシピとを一体としたデータタグを作成するとともに、当該データタグと対応するように、生産スケジューリング部７が、予定レシピと、前予定レシピと、後予定レシピとを一体とした予定データタグを作成するよう構成しても構わない。
【０１２４】
又、本発明の実施形態では、データ収集部３が、完了レシピ、前完了レシピ、後完了レシピの順番で配列して、データタグを作成するよう構成したが、他の配列態様によりデータタグを作成するよう構成しても構わない。
【０１２５】
前記配列態様として、例えば、前完了レシピ、完了レシピ、後完了レシピの順番で配列する態様、後完了レシピ、完了レシピ、前完了レシピの順番で配列する態様等が挙げられるが、これに限られるものではない。
【０１２６】
又、本発明の実施形態では、データ収集部３がデータタグを作成する場合でも、生産スケジューリング部７が予定データタグを作成する場合でも、所定のレシピが存在しないことを示す情報（不存在識別情報）を用いてデータ収集部３がデータタグを、生産スケジューリング部７が予定データタグを作成するよう構成したが、他の構成であっても構わない。
【０１２７】
例えば、データ収集部３が、所定の半導体製造装置ｉが所定のロットの処理を完了すると、当該半導体製造装置が単体処理でロットの処理を完了したのか連続処理でロットの処理を完了したのかを判定するよう構成して、ロットに関するデータとともに、単体処理か連続処理かを示す情報（処理態様情報とする）も取得し、当該処理態様情報も含めてデータ格納部４に記憶させるよう構成しても構わない。そして、生産スケジューリング部７が、予定ロットに関するデータに前記処理態様情報を加えて、前記データ格納部４から、当該予定ロットに関するデータに対応するロットに関するデータ（例えば、実測処理時間）を取得するよう構成しても構わない。
【０１２８】
当該構成とすると、生産スケジューリング部７が、処理態様によるロットの処理時間のばらつきも考慮して実績値である実測処理時間を取得することが可能となるから、当該ばらつきを抑えるとともに、さらに予定ロットの進行計画の精度を向上させることが可能となる。又、蓄積される大量のデータを効率よく整理することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、半導体製造装置に対して所定のロットの処理に要する処理時間を高精度に予測することができ、その結果、高精度なロットの進行計画を作成することができるとともに、生産ラインを高効率で稼動させることができるという効果を有し、生産管理システムとして有用である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  生産ライン
２  処理時間格納部
３  データ収集部
４  データ格納部
５  データ読出部
６  生産シミュレータ部
７  生産スケジューリング部
８  処理時間推定部
９  ロットディスパッチ部
【図１】
2011018738.tif 000003
【図２】
2011018738.tif 000004
【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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