(57)【要約】【課題】製造設備における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および生産管理方法を提供する。【解決手段】ロット処理データ抽出部５は、各製造装置におけるロットの処理状況を示すデータおよび当該ロット処理時の製造装置の稼働状況を示すデータから、処理時間と設備稼働状況とを対応づけたロット処理データを抽出する。パラメータ算出部６は、抽出したロット処理データに基づいて、各製造装置に対応する設備モデル式が含むモデルパラメータを算出する。そして、処理時間予測部８は、上記算出したモデルパラメータおよびモデル式定義部７に登録された対応する設備モデル式に基づいて、以降で各製造装置に投入されるロットの処理時間を予測する。【選択図】図１
2008287442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の製造装置を備えた半導体装置生産ラインの生産管理を行う生産管理システムであって、
各製造装置におけるロットの処理状況を示すデータおよび当該ロット処理時の製造装置の稼働状況を示すデータから、処理時間と設備稼働状況とを対応づけたロット処理データを抽出するロット処理データ抽出部と、
製造装置における予測処理時間の算出に使用する、各製造装置の処理動作に基づいた複数の設備モデル式を格納したモデル式定義部と、
前記抽出したロット処理データに基づいて、各製造装置に対応する設備モデル式が含むモデルパラメータを算出するパラメータ算出部と、
前記算出したモデルパラメータおよび対応する設備モデル式に基づいて、以降で各製造装置に投入されるロットの処理時間を予測する処理時間予測部と、
を有することを特徴とする生産管理システム。
【請求項２】
各製造装置から、前記ロットの処理状況を示すデータおよび前記製造装置の稼働状況を示すデータを収集するデータ収集部と、
各製造装置について算出された前記予測処理時間に基づいて、前記各製造装置へのロット進行計画を立案する生産シミュレーターと、
をさらに有する請求項１記載の生産管理システム。
【請求項３】
前記ロットの処理状況を示すデータがロットに属する基板ごとに収集され、前記ロット処理データは、処理時間と設備稼働状況とがロットに属する基板ごとに対応づけられた請求項２記載の生産管理システム。
【請求項４】
前記モデルパラメータが、ロット処理時に最低限必要な処理時間を算出する固定パラメータと、製造装置へのロットの投入タイミングにより変動する変動パラメータとを含み、固定パラメータと変動パラメータとが別々に算出される請求項１から３のいずれかに記載の生産管理システム。
【請求項５】
前記パラメータ算出部が算出したモデルパラメータを監視し、当該モデルパラメータが、先に算出された対応するモデルパラメータに対して、予め設定された許容量を超える変動が発生した場合、モデルパラメータを更新する変動監視部をさらに備えた請求項１から４のいずれかに記載の生産管理システム。
【請求項６】
前記ロット処理データが、前記ロットの処理状況を示すデータと、前記製造装置の稼働状況を示すデータとを、時間軸により関連づけることにより抽出される請求項３記載の生産管理システム。
【請求項７】
複数の製造装置を備えた半導体装置生産ラインの生産管理方法であって、
各製造装置におけるロットの処理状況を示すデータおよび当該ロット処理時の製造装置の稼働状況を示すデータを、各製造装置から収集する工程と、
前記ロットの処理状況を示すデータおよび前記製造装置の稼働状況を示すデータから、処理時間と設備稼働状況とを対応づけたロット処理データを抽出する工程と、
前記抽出したロット処理データに基づいて、各製造装置に処理動作に応じてそれぞれ定義された、製造装置における予測処理時間の算出に使用する設備モデル式が含むモデルパラメータを算出する工程と、
前記算出したモデルパラメータおよび対応する設備モデル式に基づいて、以降で各製造装置に投入されるロットの処理時間を予測する工程と、
各製造装置について算出された前記予測処理時間に基づいて、前記各製造装置へのロット進行計画を立案する工程と、
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、複数の製造装置を備えた半導体装置等の生産ラインの生産管理を行う生産管理システムおよび生産管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの製造工程では、製造プロセスがより複雑になり、製造リードタイムの短縮および納期遵守が求められている。そのため、高精度なロット進行計画に基づいて、半導体デバイスを製造することが必要になっている。ロット進行計画の作成には、生産シミュレーターが使用されている。生産シミュレーターは、生産ラインでの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製造装置にロットを最適に割り当てる。高精度なロット進行計画の作成のため、生産シミュレーターがロットを割り当てる演算に使用する、各製造装置に投入されたロットの予測処理時間を高精度化することが今後益々重要になる。
【０００３】
従来、予測処理時間は、ロットに属する基板枚数（ロットサイズ）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（例えば、特許文献１等参照。）。図１１は、従来の生産管理システムを示す概略構成図である。図１１に示すように、複数の製造装置（設備１〜設備ｎ）からなる生産ライン１０１には、各製造装置における予測処理時間を算出する設備処理時間算出装置１１０と、予測処理時間に基づいてロット進行計画を立案する生産シミュレーター１２０とが接続されている。
【０００４】
設備処理時間算出装置１１０は、ロット処理履歴管理部１０３、ロット処理データ抽出部１０４、データ表示部１０５、処理時間算出部１０６、および予測処理時間データベース１０７から構成されている。ここで、ロット処理履歴管理部１０３は、製造装置ごとに、１つのロットを１つの処理条件で処理するのに要した実際の処理時間データを管理する。例えば、その製造装置が、１つのロットを処理するのに要した時間をロットサイズおよび処理条件と関連づけて格納している。それらのデータは、生産ライン１０１を構成する各製造装置と接続されたデータ収集部１０２が、製造装置にロットが投入された時刻、当該ロットが製造装置から搬出された時刻、およびロットサイズ等の情報を収集し、ロット処理履歴管理部１０３に記録する。
【０００５】
また、ロット処理データ抽出部１０４は、予測処理時間を算出する対象の製造装置において、同一の処理条件で処理が既に実施されたロットに関するデータを、ロット処理履歴管理部１０３から抽出する。データ表示部１０５は、ロット処理データ抽出部１０４により、抽出されたデータを、例えば、モニタ上にプロット表示する。その表示されたデータに基づいて、上述の設備モデル式が求められる。
【０００６】
処理時間算出部１０６は、設備モデル式により、対応する製造装置において、現在生産ライン１０１に投入されているロットおよび以降で投入されるロットの予測処理時間を算出する。算出された予測処理時間は、予測処理時間を算出したロットを特定する情報および製造装置を特定する情報と関連づけて予測処理時間データベース１０７に格納される。
【０００７】
生産シミュレーター１２０は、生産ライン１０１に投入された各ロットのプロセスフローおよびロット割付を行うための種々のディスパッチルールにしたがって複数のロット進行計画を立案し、算出された各製造装置における予測処理時間、および設備のトラブルやメンテナンスによる設備停止率等の各種統計データを用いて各ロット進行計画による生産を模擬再現する。そして、例えば、最も生産効率の高いロット進行計画を最適なロット進行計画として出力する。生産シミュレーター１２０から出力されたロット進行計画は、ロットディスパッチシステム１１１および通信部１１２を経由して、生産ライン１０１を構成する各製造装置に伝えられる。ここでは、ロットディスパッチシステム１１１が、生産シミュレーター１２０で作成されたロット進行計画（各製造装置でのロット処理順を示すデータ）に基づき、各製造装置での現在の仕掛りロットに対し、生産シミュレーター１２０が指定したロット処理順で処理する指示を各製造装置へ送信する。
【０００８】
図１２は、従来の設備処理時間算出装置１１０において使用される設備モデル式により算出される予測処理時間と、その製造装置での実際の処理時間とを示す図である。図１２において、横軸はロットサイズに対応し、縦軸は処理時間に対応する。また、図１２では、予測処理時間の算出に使用された設備モデル式を破線で示し、現実の処理時間を実線で示している。
【０００９】
上述のように、予測処理時間は、設備モデル式である一次関数により算出される。例えば、予測処理時間Ｙ（ｓｅｃ）は、２枚目以降の基板に対する１枚あたりの処理時間ａ（ｓｅｃ）、ロット内の１枚目の基板に対する処理時間ｂ（ｓｅｃ）、ロットサイズがＸ（枚）である場合、以下の式（１）により表現される。
【００１０】
Y=a*(X-1)+b    ・・・（１）
【００１１】
上述したように、１枚あたりの処理時間ａおよびロット内の１枚目の基板に対する処理時間ｂは、図１２に示すデータ、すなわち、既取得のデータに基づいて算出される。具体的には、作業者が、図１２に示す実測データのばらつき等を考慮し、経験と勘に基づいて一次関数で直線近似を行い、１枚あたりの処理時間ａ、ロット内の１枚目の基板に対する処理時間ｂを決定している。なお、図１２の例では、ａ＝１５４.２（ｓｅｃ／枚）、ｂ＝９１３.５（ｓｅｃ）である。
【特許文献１】特開２００４−３３４６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の処理時間予測法では、以下のような複数の課題が存在する。
【００１３】
上述のように、ロット処理履歴管理部１０３では、現実の処理時間をロットサイズと関連づけて格納している。そのため、取得された現実の処理時間のサンプル数が著しく少ない場合（例えば、図１２において、ロットサイズが小さい領域Ｄ１）、設備モデル式のモデルパラメータ（式１のａ、ｂ）を精度よく求めることができない。その結果、算出した予測処理時間の精度も悪いという課題がある。
【００１４】
また、製造装置が、複数の処理室（以下、チャンバーという。）を有するマルチチャンバー構造である場合、一部のチャンバーがトラブル等で使用不可能になると、処理できるチャンバー数が少なくなる。この場合、その製造装置がロットの処理に要する時間は、全てのチャンバーを使用できる場合に比べて長くなる。その結果、ロット処理履歴管理部１０３に格納されたデータの中に、他のロットの処理時間とは大きく異なる特異点のようなデータが存在する（例えば、図１２において、同一のロットサイズの他のデータ群から離れたデータＤ２）。しかしながら、上述の従来法では、製造装置のチャンバー稼動状況を把握できないため、特異点のようなデータが、一部のチャンバーが使用不可状態であったのか、他の要因で処理時間が大きくなったのかを判別することができない。したがって、一部のチャンバーが使用不可になった場合、予測処理時間を精度よく算出することが困難であるという課題もある。
【００１５】
さらに、ロット処理データ抽出部１０４では、現実の処理時間をロットサイズごとに格納している。そのため、現実の処理時間には、製造装置に固有の、処理時間の変動要素を含む動作（ガスクリーニング、ウエハ入れ替え動作、ロットの連続処理等）に起因するばらつきが含まれている。このような変動要素が含まれた状態で取得された処理時間が、ロット処理データ抽出部１０４に格納されると、処理時間データのばらつきが大きくなる（例えば、図１２において、処理時間ばらつきが大きいデータ群Ｄ３）。すなわち、設備モデル式のモデルパラメータを精度よく求めることができず、その結果、算出した予測処理時間の精度も悪いという課題がある。加えて、処理時間データのばらつきについて、作業者が判断する作業が必要となり、モデルパラメータの算出を自動化することができないという課題もある。
【００１６】
またさらに、従来法では、設備モデル式が、単一の一次関数で表現されている。そのため、製造装置内での基板処理時に処理待ちが発生する設備（例えばマルチチャンバー設備）においては、現実の処理時間と設備モデル式との間の誤差が大きくなる（図１２の実線と破線を参照。）。そのため、予測処理時間を精度よく算出できないという課題がある。
【００１７】
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、製造設備における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】
【００１８】
上記目的を達成するため、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、複数の製造装置を備えた半導体装置生産ラインの生産管理を行う生産管理システムを前提としている。そして、本発明に係る生産管理システムは、ロット処理データ抽出部、モデル式定義部、パラメータ算出部、および処理時間予測部を備える。ロット処理データ抽出部は、各製造装置におけるロットの処理状況を示すデータおよび当該ロット処理時の製造装置の稼働状況を示すデータから、処理時間と設備稼働状況とを対応づけたロット処理データを抽出する。モデル式定義部は、製造装置における予測処理時間の算出に使用する、各製造装置の処理動作に基づいた複数の設備モデル式を格納する。パラメータ算出部は、上記抽出したロット処理データに基づいて、各製造装置に対応する設備モデル式が含むモデルパラメータを算出する。そして、処理時間予測部は、上記算出したモデルパラメータおよび対応する設備モデル式に基づいて、以降で各製造装置に投入されるロットの処理時間を予測する。
【００１９】
上記構成により、ロット処理時の設備稼働状況を把握することができ、例えば、マルチチャンバー型の製造装置において、チャンバーの稼動状況等の設備稼働状況に応じたモデルパラメータを抽出することができる。したがって、製造装置における予測処理時間を高精度に算出することができる。加えて、製造装置の処理動作に応じた設備モデル式を使用するため、製造装置における予測処理時間を高精度に算出することができる。
【００２０】
上記生産管理システムは、各製造装置から、上記ロットの処理状況を示すデータおよび上記製造装置の稼働状況を示すデータを収集するデータ収集部と、各製造装置について算出された上記予測処理時間に基づいて、各製造装置へのロット進行計画を立案する生産シミュレーターとをさらに備えてもよい。これにより、高精度なロット進行計画を作成することができる。
【００２１】
また、ロットの処理状況を示すデータがロットに属する基板ごとに収集され、上記ロット処理データは、処理時間と設備稼働状況とがロットに属する基板ごとに対応づけられる構成であることが好ましい。このような対応づけは、例えば、ロット処理データを、ロットの処理状況を示すデータと、製造装置の稼働状況を示すデータとを、時間軸により関連づけることにより抽出する構成により実現可能である。
【００２２】
本構成によれば、ロットに属するウエハ枚数内の、各ウエハ枚数について、処理時間データを得ることができる。したがって、１ロット分のロット処理データであっても、モデルパラメータを算出することができる。
【００２３】
さらに、上記モデルパラメータは、ロット処理時に最低限必要な処理時間を算出する固定パラメータと、製造装置へのロットの投入タイミングにより変動する変動パラメータとを含み、固定パラメータと変動パラメータとが別々に算出されることが好ましい。これにより、ロット処理データのばらつきを除外した状態でモデルパラメータを一義的に算出することができる。
【００２４】
加えて、上記生産管理システムは、前記パラメータ算出部が算出したモデルパラメータを監視し、当該モデルパラメータが、先に算出された対応するモデルパラメータに対して、予め設定された許容量を超える変動が発生した場合、モデルパラメータを更新する変動監視部をさらに備える構成であってもよい。これにより、製造装置の処理状況の変動に追随して、製造装置の予測処理時間の見直しを自動ですることができる。また、変動発生原因の調査により、設備の異常処理等も早期に発見することもできる。
【００２５】
一方、他の観点では、本発明は、複数の製造装置を備えた半導体装置生産ラインの生産管理方法を提供することもできる。すなわち、本発明に係る生産管理方法は、まず、各製造装置におけるロットの処理状況を示すデータおよび当該ロット処理時の製造装置の稼働状況を示すデータを、各製造装置から収集する。次いで、ロットの処理状況を示すデータおよび製造装置の稼働状況を示すデータから、処理時間と設備稼働状況とを対応づけたロット処理データを抽出する。当該抽出したロット処理データに基づいて、各製造装置に処理動作に応じてそれぞれ定義された、製造装置における予測処理時間の算出に使用する設備モデル式が含むモデルパラメータを算出する。続いて、算出したモデルパラメータおよび対応する設備モデル式に基づいて、以降で各製造装置に投入されるロットの処理時間を予測する。そして、各製造装置について算出された予測処理時間に基づいて、各製造装置へのロット進行計画を立案する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、生産ラインの各製造設備の予測処理時間を高精度に算出することが可能となる。この結果、高精度なロット進行計画を作成することができ、生産ラインを効率的に稼動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
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。図１に示すように、生産管理システム３０は、設備処理時間算出装置１０および生産シミュレーター２０を備える。生産管理システム３０は、従来と同様に、複数の製造装置（設備１〜設備ｎ）からなる生産ライン１と接続されている。
【００２９】
設備処理時間算出部１０は、ロット処理履歴管理部３、設備稼働履歴管理部４、ロット処理データ抽出部５、パラメータ算出部６、モデル式定義部７、および処理時間予測部８を備える。
【００３０】
ロット処理履歴管理部３は、各製造装置において処理されたロットの処理状況を示すデータを管理する。ここでロット処理状況を示すデータとは、各製造装置において、ロットを処理する際の動作（以下、ロット処理イベントという。）に関する全てのデータ（ロット単位の処理データ、ウエハ（基板）単位の処理データ、および設備の機構部動作データ等）を指す。例えば、複数のチャンバーを備える製造装置では、当該製造装置にロットがセットされた時刻、当該ロットに属するウエハが各チャンバーへ搬入された時刻、当該ウエハの搬入先チャンバー、当該ウエハがチャンバーから搬出された時刻、当該ロットの処理が完了した時刻等が、ロット処理イベントに関するデータに含まれる。ロット処理イベントに関するデータは、ロット処理イベントを特定するための情報であるロット処理イベントＩＤ、およびロットを特定するための情報であるロットＩＤと関連づけて、ロット処理履歴管理部３に格納される。
【００３１】
また、設備稼働履歴管理部４は、各製造装置の稼働状況を示すデータを管理する。ここで製造設備の処理状況を示すデータとは、各製造装置の稼動状態（以下、設備稼働イベントという。）に関する全てのデータ（設備チャンバー稼働データ、設備本体稼働データ、設備の機構部稼働データ等）を指す。例えば、複数のチャンバーを備える製造装置では、各チャンバーの稼動状態（正常稼動中、停止中等）、当該状態であった時刻等が、設備イベントに関するデータに含まれる。設備稼働イベントに関するデータは、設備稼働イベントを特定するための情報である設備稼働イベントＩＤと関連づけて、設備稼働履歴管理部４に格納される。
【００３２】
なお、ロット処理イベントに関するデータおよび設備稼働イベントに関するデータは、データ収集部２によって生産ライン１を構成する製造装置ごとに収集される。収集されたデータは、製造装置を特定するための情報である設備ＩＤと関連づけて、ロット処理履歴管理部３、設備稼働履歴管理部４に格納される。また、データ収集部２は、ロットＩＤに基づいて、ロットサイズおよび各製造装置において当該ロットに適用された処理条件を特定するための情報であるレシピＩＤを取得し、ロット処理履歴管理部３に格納する。ロットサイズおよびレシピＩＤは、例えば、生産ライン１の進捗状況を管理するＭＥＳ（Manufacturing Execution System）等から取得される。
【００３３】
一方、ロット処理データ抽出部５は、ロット処理履歴管理部３が管理するロット処理イベントに関するデータ、および設備稼働履歴管理部４が管理する設備稼働イベントに関するデータから、既処理ロットについて、ロットごとに、各ウエハの処理時間と各ウエハ処理時の設備稼働状況とを対応づけたロット処理データを、後に詳述する手法により抽出する。
【００３４】
ロット処理データ抽出部５により抽出されたロット処理データは、パラメータ算出部６に入力される。パラメータ算出部６は、入力されたロット処理データに基づいて、後で詳述する手法により、モデル式定義部７に登録されている設備モデル式に含まれるモデルパラメータを算出する。処理時間予測部８は、算出されたモデルパラメータおよび対応する設備モデル式に基づいて、各製造装置の予測処理時間を算出する。
【００３５】
図２は、ロット処理データ抽出部５の構成をより詳細に示す機能ブロック図である。図２に示すように、ロット処理データ抽出部５は、ウエハ単位データ作成部５１、設備稼働データ作成部５２、およびロット処理データ作成部５３から構成されている。
【００３６】
ウエハ単位データ作成部５１は、ロット処理履歴管理部３に保持されているデータから、製造装置ごとに、ロットに属する各ウエハの処理時間データを作成するために必要なデータを抽出する。すなわち、ウエハ単位データ作成部５１は、予め設定されているロット処理イベントＩＤおよびロットＩＤをキーとして、当該ロット処理イベントＩＤに対応するウエハ単位のデータを、ロット処理履歴管理部３からロットごとに抽出する。そして、製造設備、処理条件、ロット、およびウエハ単位の処理時間データを関連づけたウエハ処理時間データ表を作成する。
【００３７】
図３は、ウエハ単位データ作成部５１が保持するウエハ処理時間データ表の一例を示す図である。ウエハ処理時間データ表は、ロット処理履歴管理部３から抽出した、装置ＩＤ、レシピＩＤ、処理順、ロットＩＤ、ロットに属する各ウエハの処理開始時刻と処理終了時刻、各ウエハの処理に使用されたチャンバーＩＤを関連づけて記録するテーブルである。ここで、チャンバーＩＤは、複数のチャンバーを備える製造装置において、ウエハ処理に使用したチャンバーを特定するための情報である。例えば、図３の例では、設備ＩＤが「設備１」である製造装置において、レシピＩＤが「Ｒ１００」である処理条件で処理された「ロットａ」に属する２枚目のウエハに対する処理が、「チャンバー２」において、「2006/12/25 10:28:20」から「2006/12/25 10:33:20」の間に実施されたことを示している。また、本実施形態では、ロット処理履歴管理部３から抽出した各ウエハの処理開始時刻および処理終了時刻から各ウエハの処理が完了した時点での、当該ロットの累積処理時間を算出し、ウエハ処理時間データ表に記録している。なお、図３は、１２枚のウエハからなるロットに対して作成されたウエハ処理時間データ表である。
【００３８】
ウエハ単位データ作成部５１による処理時間データ表の作成と並行して、設備稼働データ作成部５２は、設備稼働履歴管理部４が保持する各製造装置の設備稼働イベントに関するデータから、製造装置ごとに、各チャンバーの稼動データを作成するために必要なデータを抽出する。すなわち、設備稼働データ作成部５２は、予め設定されている設備イベントＩＤをキーとして、当該設備稼働イベントに対応する稼働状況に関するデータを設備稼働履歴管理部４から抽出する。そして、製造装置、その製造装置が備えるチャンバー、および当該製造設備の稼働状況に関するデータを関連づけた設備稼働状況表を作成する。
【００３９】
図４は、設備稼働データ作成部５２が保持する設備稼働状況表の一例を示す図である。設備稼働状況表は、設備稼働履歴管理部４から抽出した、設備ＩＤ、チャンバーＩＤ、チャンバー状態、およびチャンバーがそのチャンバー状態であった開始時刻と終了時刻を、関連づけて記録するテーブルである。例えば、図４の例では、設備ＩＤが「設備１」である製造装置の「チャンバー１」が、「2006/12/25 11:23:20」から「2006/12/25 11:33:45」の間、処理ができない状況（「ダウン」）にあったことを示している。なお、図４では、２つのチャンバーを備えた製造装置に対して作成された設備稼働状況表を例示している。
【００４０】
以上のようにして、ウエハ処理時間データ表と設備稼働状況表とが作成されると、ロット処理データ作成部５３は、ウエハ処理時間データ表および設備稼働状況表に基づいて、、各ウエハの処理時間と各ウエハ処理時の設備稼働状況とを対応づけたロット処理データ表を作成する。ここでは、ロット処理データ作成部５３は、ウエハ処理時間データ表に記録されたデータと、設備稼働状況表に記録されたデータとを、時間軸により関連づけることによりロット処理データを抽出する。すなわち、ウエハ処理時間データ表に記録された各ウエハの処理開始時刻と処理終了時刻との間の時間に対応する、各チャンバーのチャンバー状態を設備稼働状況表から読み出し、ウエハ処理時間データ表に記録されたデータと読み出したデータとを関連づける。
【００４１】
図５は、ロット処理データ作成部５３が保持するロット処理データ表の一例を示す図である。ロット処理データ表は、設備ＩＤ、レシピＩＤ、処理順、ロット処理開始時刻、ロット処理終了時刻、チャンバーＩＤ、当該製造装置の全チャンバーの稼動状態、および累積処理時間を関連づけて記録するテーブルである。図５の例では、当該ロットは、設備ＩＤが「設備１」である製造装置において、レシピ「Ｒ１００」の処理条件により、「2006/12/25 10:15:20」から「2006/12/25 11:18:20」の間に処理され、当該ロットの２枚目のウエハ処理時に、当該製造装置のチャンバー２が「ダウン」していたことが記録されている。ロット処理データ表は、各製造装置ごとに、既処理済のロット別に作成されている。また、本実施形態では、各製造装置においてロット処理が完了する都度、ロット処理データ抽出部５がロット処理データ表を作成する構成になっている。抽出された各ロット処理データ表は、ロット処理データ抽出部５に保持される。
【００４２】
以上のようにして作成されたロット処理データ表に基づいて、パラメータ算出部６はモデルパラメータを算出する。図６は、パラメータ算出部６のより詳細な構成を示す機能ブロック図である。図６に示すように、パラメータ算出部６は、パラメータ演算部６１およびパラメータ定義部６２から構成されている。
【００４３】
パラメータ演算部６１は、ロット処理データ抽出部５で作成されたロット処理データ表およびパラメータ定義部６２が保持するモデルパラメータ対応表に基づいて、各製造装置の設備モデル式のモデルパラメータを算出する。
【００４４】
図７は、パラメータ定義部６２が保持するモデルパラメータ対応表を示す図である。図７に示すように、モデルパラメータ対応表は、設備ＩＤ、設備モデルＩＤ、および算出すべきモデルパラメータを関連づけて記録するテーブルである。ここで、設備モデルＩＤは、後述の設備モデル定義部７に登録されている各種設備モデル式を特定するための情報である。図７では、算出すべきモデルパラメータを「○」で示し、算出を要しないモデルパラメータを「−」で示している。なお、モデルパラメータａは、ロットの２枚目以降のウエハ１枚あたりの処理時間である。モデルパラメータｂは、ロットの先頭ウエハの処理時間である。モデルパラメータｂ2は、ロット処理前待ち時間である。モデルパラメータｃは、バッチサイズ（ウエハ処理単位）である。モデルパラメータｄは、バッチ交換時のウエハ入れ替え時間である。
【００４５】
ここで、設備モデル式について説明する。図８は、モデル式定義部７に登録されている設備モデル式定義表を示す図である。図８に示すように、設備モデル式定義表は、設備モデルＩＤと設備モデル式とを関連づけて記録するテーブルである。なお、図８では、説明のため、設備モデル名、モデルパラメータ、および各設備モデルのグラフを図示しているが、これらは、設備モデル式定義表に必須の要素ではない。図８では、設備モデル式として、４つの設備モデル式、「枚葉型」、「枚葉段差型」、「バッチ注入型」、および「バッチ洗浄型」を例示している。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。
【００４６】
以上に例示した各設備モデル式は、処理枚数Ｘと処理時間Ｙとが以下に示す式で表現される。
【００４７】
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）
【００４８】
なお、式３および式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。
【００４９】
パラメータ演算部６１は、所定の時間間隔で、各製造装置のレシピごとにモデルパラメータを算出する。パラメータ演算部６１は、まず、モデルパラメータ算出対象の製造装置について、モデルパラメータ対応表から算出すべきモデルパラメータを特定する。例えば、図７の事例において、設備ＩＤが「設備２」である製造装置のモデルパラメータを算出する場合、算出すべきモデルパラメータは、ａ、ｂ、ｂ2、ｄと特定される。
【００５０】
パラメータ演算部６１は、算出すべきモデルパラメータを特定すると、ロット処理データ抽出部５から、対応する装置ＩＤ、算出対象のレシピＩＤ、および算出対象のチャンバーＩＤが記録されているロット処理データ表から、処理順と累積処理時間とを順に読み出し、モデルパラメータを算出する。ここでは、モデルパラメータａ、ｂ2、ｄは、全データの平均値として求められる。モデルパラメータｂは、全データの最小値として求められる。そして、モデルパラメータｃは、製造装置ごとに定義されている。
【００５１】
図９は、設備ＩＤが「装置２」である製造装置について、ロット処理データ抽出部５から読み出したロット処理データと、各モデルパラメータａ、ｂ、ｂ2、ｃ、ｄとの関係を示す図である。図９に示すように、ロット処理データ抽出部５から読み出した複数ロットの処理枚数に対する処理時間の依存性は、ばらつきを有している。当該ばらつきは、上述のように、製造装置に固有の、処理時間の変動要素を含む動作（ガスクリーニング、ウエハ入れ替え動作、ロットの連続処理等）に起因する。また、本製造装置は、６枚のウエハを１バッチとして、各ウエハを１枚ずつ処理する２つのチャンバーを備えており、抽出したデータでは、各チャンバーが正常に稼動している。
【００５２】
この事例では、パラメータ演算部６１は、まず、各ロットの１枚目から５枚目のウエハについて、次ウエハの累積処理時間と当該ウエハの累積処理時間の差を算出するとともに、各ロットの６枚目から１１枚目のウエハについて、次ウエハの累積処理時間と当該ウエハの累積処理時間の差を算出する。そして、これらの差の平均値をモデルパラメータａとして算出する。また、パラメータ演算部６１は、各ロットの先頭ウエハの処理時間中での最小の累積処理時間を、モデルパラメータｂとして算出する。各ロットの１枚目から１２枚目のそれぞれウエハについて、累積処理時間の最大値と最小値との差を算出し、その平均値をモデルパラメータｂ2として算出する。さらに、各ロットの７枚目のウエハと６枚目のウエハの累積処理時間の差の平均値をモデルパラメータｄとして算出する。モデルパラメータｃは、「６」と定義されている。図９では、このようにして算出された各モデルパラメータを適用した、設備モデル式による処理時間（予測処理時間）を、太線Ｙとして示している。
【００５３】
このようなモデルパラメータの算出は、生産ライン１を構成する全ての製造装置について、レシピＩＤごと、かつ、チャンバーの稼動状態（動作中、停止中）ごとに行われる。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、ロット処理データが、製造装置の稼働状況に関するデータと、製造設備のロット処理に関するデータとを時間軸で関連づけることにより作成される。そのため、ロット処理データにより、そのロットが処理されていたときの、チャンバーの稼動状況を把握することができる。したがって、ロット処理データを参照することにより、処理時間が長い処理時間データに対し、その原因が一部のチャンバーがトラブル等で使用不可能であったためであるか、正常稼動中にも関わらず、何らかの他の不具合により突発的に発生したためであるかを判別することができる。また、当該ロット処理データを使用することにより、チャンバーの稼働状況が、例えば、一部のチャンバーがトラブル等で使用不可能となっている等の特定の状況下でのモデルパラメータを算出するも可能となる。
【００５５】
例えば、図９の太線Ｙ2は、「チャンバー１」が停止した状態のロット処理データを抽出し、上述の手法により算出したモデルパラメータを適用した、設備モデル式による処理時間（予測処理時間）である。
【００５６】
また、本実施形態では、ロット処理データは、ウエハごとにデータが記録されている。そのため、少なくとも１ロット分のロット処理データがあれば、当該ロットに属するウエハ枚数内の、各ウエハ枚数について、処理時間データを得ることができる。例えば、ロットサイズが１２枚であれば、１〜１２枚のそれぞれの枚数について、処理時間データが得られる。したがって、従来とは異なり、少なくとも１ロット分のロット処理データがあれば、モデルパラメータを算出することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、モデルパラメータを算出する際に、モデルパラメータを、ロットの処理時に最低限必要な処理時間を算出する固定時間パラメータ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）と、ロットの投入間隔等ロットの流れによって変動する変動パラメータｂ2として、それぞれ別々に算出している。そのため、処理時間データのばらつき要因となっている製造装置固有の変動要素を含む動作を切り分けてモデルパラメータを算出することができる。その結果、モデルパラメータを、作業者の判断を要することなく、一義的かつ自動的に決定することができる。
【００５８】
また、本実施形態において固定時間パラメ−タ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）と切り分けて算出された変動パラメータｂ2は、製造装置のロットの最大処理間隔を示している。つまり、変動パラメータｂ2以内の時間間隔で製造装置にロットを投入すれば、製造装置が稼動ロス無く連続的に処理が可能であることを意味する。本実施形態では、変動パラメータｂ2は製造装置へロットを配送する自動搬送システムの最大ロット搬送時間の許容目標値として使用されている。
【００５９】
パラメータ算出部６は、モデルパラメータを算出する都度、算出したモデルパラメータを、設備ＩＤ、設備モデルＩＤとともに、処理時間予測部８に格納する。図１０は、処理時間予測部８が保持するモデルデータ一覧表の一例を示す図である。モデルデータ一覧表は、設備ＩＤ、設備モデル式、レシピＩＤ、稼動チャンバー、およびモデルパラメータを対応づけて記録するテーブルである。ここで、設備モデル式は、設備モデル式定義部７から取得される。また、図１０において、「稼動チャンバー」の「ＣＨ１，ＣＨ２」は、チャンバー１とチャンバー２がともに正常に稼動している場合を示している。同様に、「ＣＨ１」は、チャンバー１のみが正常に稼動している場合を示し、「ＣＨ２」は、チャンバー２のみが正常に稼動している場合を示している。パラメータ算出部６において、生産ライン１の全ての製造装置について、レシピＩＤごとかつチャンバーの稼動状態ごとのモデルパラメータ算出が完了すると、モデルパラメータ一覧表には、全てのモデルパラメータが記録されることになる。
【００６０】
処理時間予測部８は、モデルパラメータ一覧表に記録された設備モデル式とモデルパラメータを用いて、その製造装置に以降で投入されるロットの処理時間を予測する。ここでは、処理時間予測部８は、生産シミュレーター２０から入力される条件（設備ＩＤ、レシピＩＤ、チャンバー稼動状態、およびロットサイズ）にしたがって予測処理時間を算出し、算出結果を生産シミュレーター２０に入力する構成になっている。
【００６１】
生産シミュレーター２０は、生産ライン１に投入された各ロットのプロセスフローおよびロット割付を行うための種々のディスパッチルールにしたがって複数のロット進行計画を立案し、算出された各製造装置における予測処理時間、および設備のトラブルやメンテナンスによる設備停止率等の各種統計データを用いて各ロット進行計画による生産を模擬再現する。そして、例えば、最も生産効率の高いロット進行計画を最適なロット進行計画として出力する。生産シミュレーター２０から出力されたロット進行計画は、ロットディスパッチシステム１１および通信部１２を経由して、生産ライン１を構成する各製造装置に伝えられる。ここでは、ロットディスパッチシステム１１が、生産シミュレーター２０で作成されたロット進行計画に基づき、各製造装置での現在の仕掛りロットに対し、生産シミュレーター２０が指定したロット処理順で処理する指示を各製造装置へ送信する。
【００６２】
以上の構成によれば、高精度に算出された各製造設備の予測処理時間により、高精度なロット進行計画を作成することができ、生産ラインを極めて効率よく稼動させることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、処理時間予測部８のモデルパラメータ一覧表は、上述のように所定の時間間隔で更新されている。しかしながら、パラメータ算出部６が算出し、処理時間予測部８に入力したモデルパラメータを、変動監視部９が監視する構成を採用してもよい。この場合、モデルパラメータ一覧表に記録されたモデルパラメータとの比較により、予め設定された許容量（割合や大きさ等）を超える変動を確認した場合に、変動監視部９がモデルパラメータ一覧表を更新する。
【００６４】
また、上述の構成において、ロット処理履歴管理部３、設備稼働履歴管理部４、モデル式定義部７は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段により構成することができ、ロット処理データ抽出部５、パラメータ算出部６、処理時間予測部８、変動監視部９、および生産シミュレーター１０は、例えば、専用の演算回路や、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もできる。
【００６５】
以上説明したように、本発明では、処理時間と設備稼働状況とを対応づけたロット処理データを抽出ロット処理データを抽出し、製造装置の処理動作に応じた複数の設備モデル式を使用してモデルパラメータを算出する。このため、ロット処理時の設備稼働状況を把握することができ、例えば、マルチチャンバー型の製造装置において、チャンバーの稼動状況等の設備稼働状況に応じたモデルパラメータを高精度に抽出することができる。したがって、製造装置における予測処理時間を高精度に算出することができる。また、このようにして算出された高精度な予測処理時間を使用することにより、高精度なロット進行計画を作成することができる。その結果、生産ラインを効率よく稼動させることができる。
【００６６】
また、本発明では、モデルパラメータが、ロット処理時に最低限必要な処理時間を算出する固定パラメータと、製造装置へのロットの投入タイミング等により変動する変動パラメータとを含み、固定パラメータと変動パラメータとが別々に算出されている。このため、ロット処理データのばらつきを除外した状態でモデルパラメータを一義的に算出することができる。
【００６７】
なお、本発明は、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。例えば、上記実施形態では、特に好ましい形態として、処理時間と設備稼働状況とがロットに属するウエハごとに対応づけられたロット処理データを使用する構成としたが、ウエハ単位に限らず、ロット単位であってもよい。この場合は、設備稼働時間中における正味の処理時間と処理待ちロス時間の定量化を容易にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、高精度なロット進行計画を作成することができるとともに、生産ラインを効率よく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】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態における生産管理システムを示す概略構成図
【図２】本発明の一実施形態におけるロット処理データ抽出部を示す機能ブロック図
【図３】本発明の一実施形態におけるウエハ処理時間データ表を示す図
【図４】本発明の一実施形態における設備稼働状況表を示す図
【図５】本発明の一実施形態におけるロット処理データ表を示す図
【図６】本発明の一実施形態におけるパラメータ算出部を示す機能ブロック図
【図７】本発明の一実施形態におけるモデルパラメータ対応表を示す図
【図８】本発明の一実施形態における設備モデル式定義表を示す図
【図９】本発明の一実施形態における予測処理時間と実際の処理時間とを示す図
【図１０】本発明の一実施形態におけるモデルデータ一覧表を示す図
【図１１】従来の生産管理システムを示す概略構成図
【図１２】従来の予測処理時間と実際の処理時間とを示す図
【符号の説明】
【００７０】
１  生産ライン
２  データ収集部
３  ロット処理履歴管理部
４  設備稼働履歴管理部
５  ロット処理データ抽出部
６  パラメータ算出部
７  設備モデル定義部
８  処理時間予測部
９  変動監視部
１０  設備処理時間算出装置
２０  生産シミュレーター
３０  生産管理システム
５１  ウエハ単位データ作成部
５２  設備稼働データ作成部
５３  ロット処理データ作成部
６１  パラメータ演算部
６２  パラメータ定義部
【図１】
2008287442.tif 000003
【図２】
2008287442.tif 000004
【図３】
2008287442.tif 000005
【図４】
2008287442.tif 000006
【図５】
2008287442.tif 000007
【図６】
2008287442.tif 000008
【図７】
2008287442.tif 000009
【図８】
2008287442.tif 000010
【図９】
2008287442.tif 000011
【図１０】
2008287442.tif 000012
【図１１】
2008287442.tif 000013
【図１２】
2008287442.tif 000014