JP2001142966A

JP2001142966A - 生産管理方法及びシステム

Info

Publication number: JP2001142966A
Application number: JP32650599A
Authority: JP
Inventors: Masahito Fujita; 雅人藤田; Satoshi Yamamura; 聡山村; Nobuyo Kimoto; 信余木元
Original assignee: Matsushita Electronics Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の製造装置からなる生産ラインをネット
ワークシステムにて制御・統括する生産管理方法におい
て、ネットワークまたはシステムの障害発生時やシステ
ムのメンテナンス時においても生産の継続を可能とす
る。【解決手段】製品処理に必要な情報をネットワークシ
ステム上のコントローラと製品に添付された外部記憶媒
体で相互に保持させておき、製品生産に際して外部記憶
媒体からネットワークシステム上の下位のコントローラ
に照会を行い、下位のコントローラを仲介して外部記憶
媒体から処理装置に対して処理開始を指示することによ
り、外部記憶媒体からの情報によって製造装置によって
生産するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークで結
ばれた製造工程の生産管理方法とこれを実現する生産管
理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製品製造業など、膨大か
つ複雑な工程を要する製品の製造においては、省力化の
観点からコンピュータによる情報管理を行い、完全自動
化を目指した自動化が進んでいる。

【０００３】この生産管理システムの一例として、半導
体製造工程におけるＣＩＭ（Ｃomputer Ｉntegrated Ｍ
anufactureing ）システムを、図４、図５を参照しなが
ら説明する。

【０００４】一般的な半導体製造工程におけるＣＩＭシ
ステムは、通常図４に示すような４層構造になってお
り、製品認識にはバーコード式タグを用い、製品キャリ
アに添付している。１１は処理関連のデータを格納した
処理データベース、１２は工場コントローラで、ショッ
プフロア・コントローラ階層を構成している。１３はセ
ル・コントローラで、セル・コントローラ階層を構成し
ている。１４は装置コントローラで、装置コントローラ
階層を構成している。１５は製造装置、１６は各製造装
置１５毎に配設され製品キャリアに添付されたバーコー
ド式タグを読み取るバーコード・リーダで、装置／端末
階層を構成している。また、図５は上記システムでのメ
ッセージ・ハンドリングを簡略化した模式図である。

【０００５】従来の製品処理では、図４の階層配置で、
図５のようなメッセージ・ハンドリングで処理装置に製
品情報を渡し、処理を指示していた。一連の動作を以下
に簡単に説明する。

【０００６】まず、処理する製品（処理基板）のロット
（複数の処理基板を収容した１又は複数の製品キャリア
を１ロット（生産単位）としている）を製造装置１５若
しくはその準備ステーションに装荷すると、人間による
バーコードリーダ１６の操作若しくはプレゼンス・セン
サ等の検出器からのトリガ信号によって、セルコントロ
ーラ１３が製品のバーコード式タグ上の情報を読み取る
（Ｓ１１）。

【０００７】セルコントローラ１３はその情報に基づい
て処理すべき製品ロットが次にどういう処理を施さねば
ならないものであるかを処理データベース１１に対して
問い合わせる（Ｓ１２）。次に、セルコントローラ１３
は処理データベース１１から確定情報を受け取り（Ｓ１
３）、その確定情報に基づいて処理データベース１１に
処理に必要なデータを問い合わせて（Ｓ１４）、受け取
る（Ｓ１５）。

【０００８】処理に必要なデータがそろった状態で、セ
ルコントローラ１３は装置コントローラ１４に対して処
理条件を転送し（Ｓ１６）、受け取った装置コントロー
ラ１４は対象の製造装置１５に対して処理条件の転送と
処理開始の指示を行う（Ｓ１７）。

【０００９】製品の処理が終わったら、製造装置１５は
処理終了の告知と処理データの転送を装置コントローラ
１４に対して行い（Ｓ１８）、装置コントローラ１４は
受け取った情報を処理データベース１１に転送して格納
する（Ｓ１９）。なお、この場合、セルコントローラ１
３を中継する場合もある。

【００１０】以上の一連の動作は処理ロットが製造装置
１５に対して割り当てられる度に発生する。

【００１１】一方、近年は上記製品を認識するタグとし
て、従来のバーコード式タグに代えて無線式タグ等が提
案されており、そのタグに前後の製造装置１５に関する
情報を格納しておいて次の製造装置１５の送り先の確認
が行えるようにはなってきている。このバーコード式タ
グを無線式タグに変更したシステムは、例えば米フロロ
ウエア社から提唱された米国特許第４８２７１１０号明
細書や米国特許第４８８８４７３号明細書等に開示され
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な現在半導体製造業で広く使われている生産管理システ
ムの考え方は、コンピュータ・ネットワークに常に大き
く依存する形態であり、セルコントローラ１３及び装置
コントローラ１４が処理データベース１１から処理指示
に関するデータを収集し、すべての情報が整わないと製
造装置１５に対する作業指示が発行されない形態となっ
ている。

【００１３】従って、生産管理システムがダウンした
り、ネットワークに障害が発生するなどの状態はもとよ
り、システムメンテナンス時においても、生産を継続す
ることができないという問題がある。

【００１４】また、製造装置１５単体で作業する場合
は、生産管理システムから切り離して直接作業者が装置
を操作することになり、この生産管理システムから切り
離された状態での処理は、処理パラメータ等の生産管理
に必要なデータを収集できないという問題もある。

【００１５】さらに、従来のシステムでは過去の生産履
歴は生産システムのデータ保持容量の問題から規定保管
時間を過ぎると削除されたり、オフラインの別媒体に保
管されるため、市場で製品不良などのトラブルが発生し
た場合、生産履歴が参照できず、トラブルの原因追究が
困難な事態となっている。

【００１６】一方、近年コンピュータに対する依存度が
高くなるにつれて、コンピュータ自体や繋がるネットワ
ークの信頼性の要求が高くなり、多くの場合ネットワー
クの２重化や記憶ストレージの全域ミラーリング等のバ
ックアップ・システムの追加で対処しているが、生産管
理や生産進行制御のコンピュータシステムの記憶ストレ
ージの全域ミラーリングやネットワークの２重化は、万
が一のために普段は生産に全く寄与しないシステムをす
べてのバックアップの形で持つことになり、生産コスト
に対する圧迫要因となるという問題がある。

【００１７】また、製品を認識するタグに関しては、無
線式タグもあくまで製品ロットの認識目的で使用されて
おり、運用形態は従来のバーコード式のものと何ら差が
ないため、実際に米アシスト社などから市販されている
無線式タグを用いた認識システムでも、バーコード式と
同様に、生産システムがダウンしたり、ネットワークに
障害が発生した状態では生産を継続することができない
という問題がある。

【００１８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ネッ
トワークまたはシステムの障害発生時やシステムのメン
テナンス時においても、生産の継続が可能となり円滑な
復旧が可能な生産管理方法及びシステムを提供すること
を目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の生産管理方法
は、複数の製造装置からなる生産ラインをネットワーク
システムにて制御・統括する生産管理方法において、製
品処理に必要な情報をネットワークシステム上のコント
ローラと製品に直接又は間接的に添付された外部記憶媒
体で相互に保持させ、外部記憶媒体からの情報にて製造
装置による生産を行うものであり、ネットワークの下位
のコントローラと外部記憶媒体のレベルで直接処理を指
示でき、ネットワークまたはシステムの障害発生時やシ
ステムのメンテナンス時においても、生産の継続が可能
となり、また円滑な復旧が可能となる。

【００２０】製品生産に際しては、ネットワークシステ
ム上のコントローラを介して外部記憶媒体に複数のステ
ップの製品管理情報を渡す工程と、情報を受け取った外
部記憶媒体からネットワークシステム上の下位のコント
ローラに照会を行う工程と、下位のコントローラを仲介
して外部記憶媒体から処理装置に対して処理開始を指示
する工程とを備えることにより、外部記憶媒体からの情
報によって製造装置によって生産することができ、ネッ
トワークまたはシステムの障害発生時やシステムのメン
テナンス時においても下位のコントローラが正常に動作
すれば生産を継続することができる。

【００２１】さらに、製品処理条件の変更が発生した場
合に、ネットワークシステム上の上位コントローラと下
位コントローラ、下位コントローラと外部記憶媒体間で
製品管理情報の比較及び更新を行う工程を備えると、上
記のような外部記憶媒体における製品処理条件の変更も
自動的に対処することができる。

【００２２】また、本発明の生産管理システムは、複数
の製造装置からなる生産ラインをネットワークシステム
にて制御・統括する生産管理システムにおいて、複数の
ステップにわたるデータ参照機能を備える上位コントロ
ーラと、複数のステップにわたる装置管理情報を保持す
る下位コントローラと、製品に直接又は間接的に添付さ
れるとともに複数のステップにわたる製品管理情報を格
納する外部記憶媒体と、外部記憶媒体に対する情報格納
・取出手段を備えたものであり、上記生産管理方法を実
行してネットワークまたはシステムの障害発生時やシス
テムのメンテナンス時においても、生産の継続及び円滑
な復旧ができる。

【００２３】上記外部記憶媒体がＩＣカードから成る
と、コンパクトな構成で簡単に製品に直接又は間接的に
添付することができるとともに、多くのステップにわた
る情報を格納することができて障害復旧までの時間が長
くても生産を継続することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の生産管理方法及び
システムの一実施形態について、図１、図２を参照して
説明する。

【００２５】図１はＩＣカード式タグを用いた生産管理
システムの概念図である。図１において、１は処理関連
のデータを格納した処理データベース、２は工場コント
ローラで、ショップフロア・コントローラ階層を構成し
ている。３はセルコントローラで、セル・コントローラ
階層を構成している。４は装置コントローラで、装置コ
ントローラ階層を構成している。５は製造装置、６はＩ
Ｃカード・リーダ／ライタで、装置／端末階層を構成し
ている。本生産管理システムは、以上のショップフロア
・コントローラ階層とセル・コントローラ階層と装置コ
ントローラ階層と装置／端末階層の４層の階層構成とさ
れている。

【００２６】製品（処理基板）は１ロット分の枚数づつ
製品キャリアに収納された状態で、順次処理すべき製造
装置５に装荷されることによって各製造装置５で所定の
処理条件で処理ステップに基づいて処理が行われるが、
その製品キャリアに無線式ＩＣカードが貼り付け若しく
は埋め込まれている。そのＩＣカードには、ロットを特
定するＩＤ番号、製品（処理基板）枚数、及び対象とす
る製造装置、処理条件、プロセスフロー等の処理ステッ
プを格納するように構成されている。なお、複数の製品
キャリアで１ロットとなる場合もある。

【００２７】本実施形態では、図１に示したようにネッ
トワークの階層構成で、図２に示すようなメッセージ・
ハンドリングを行って複数のステップの処理フローデー
タを装置コントローラ４とＩＣカードに一度渡すことに
より、装置コントローラ４とＩＣカードレベルで直接処
理を指示できるようになる。以下、その一連の動作を説
明する。

【００２８】まず、ＩＣカードに処理に必要なデータを
書き込む動作を説明する。振出されたロット、若しくは
データの書き換えを行う工程にかかったロットの製品キ
ャリアに装着されているＩＣカードを装置コントローラ
４が検出すると、ＩＣカードのロット情報を読み込み
（Ｓ１）、セルコントローラ３に対してロット情報の確
認と、データ吸い上げ及び書き換えの要求を出し（Ｓ
２）、その要求を受けたセルコントローラ３はロット処
理中などの間に、ＩＣカードの容量によって規制される
予め決められたステップまでの処理データをショップフ
ロア・コントローラ階層の処理データベース１を抱える
工場コントローラ２に対して検索命令を発行し（Ｓ
３）、工場コントローラ２は処理データベース１から処
理データを検索してセルコントローラ３に受け渡し（Ｓ
４）、セルコントローラ３は処理データを装置コントロ
ーラ４に受け渡し（Ｓ５）、装置コントローラ４はＩＣ
カードに処理データを書き込む（Ｓ６）。なお、書き換
えの場合は、装置コントローラ４が処理データを受け取
ったのち書き換え準備を行い、書き換え可能なタイミン
グでＩＣカード上のデータを吸い上げ（Ｓ１）、処理デ
ータをＩＣカードに書き込む（Ｓ６）。

【００２９】データの書き換えに関しては、実際の製品
処理の時間中に行えば充分間に合うため、ネットワーク
に障害が発生して上位システムが分断されても、製品処
理の時間中に復旧すれば、製品処理に全く影響を与えな
いことになる。

【００３０】こうして処理に必要なデータが既に書き込
まれたＩＣカードを装備している処理ロットの製品キャ
リアが任意の製造装置５に装荷されると、プレゼンス・
センサ等の検出器からのトリガ信号によって、ＩＣカー
ドリーダ／ライタ６が製品キャリアに貼り付け若しくは
埋め込み等で装備されているＩＣカードからデータを読
み込む。また、カードリーダ／ライタ６に、電磁誘導共
鳴などでＩＣカードの検出を行う機能があるものもあ
り、その場合はプレゼンス・センサに頼ることなくＩＣ
カードの検出が可能である。読み込んだデータは装置コ
ントローラ４に受け渡され（Ｓ７）、装置コントローラ
４は読み込んだ装置ポジションと読み込んだ処理フロー
データを照合し、製造装置５に対して処理データと処理
開始指示を発行する（Ｓ８）。

【００３１】製造装置５で処理が終了すると、処理終了
と処理データが製造装置５から装置コントローラ４に転
送され（Ｓ９）、処理データがＩＣカードに書き込まれ
るとともに（Ｓ６）、送信可能なタイミングで工場コン
トローラ２に転送されて処理データベース１に格納され
る。

【００３２】なお、ＩＣカードの容量が充分大きく、処
理に必要なすべての情報を格納できる世代では、ＩＣカ
ードリーダ／ライタ６で製造装置５が何かを判断し、指
示することが可能となる。また、同様にデータ書き換え
要求も、ＩＣカードリーダ／ライタ６とセルコントロー
ラ３の間で直接行うことも可能となり、装置コントロー
ラ４が省略できる世代も視野に入れることができるよう
になる。

【００３３】このように本実施形態では、製造工程のＣ
ＩＭを構成するネットワークに障害が発生しても、生産
進行に必要な情報は製品が製造装置５に到着した時点で
データがすでに装置コントローラ４上とＩＣカード上の
双方に保持されているため、その処理スタートをＩＣカ
ード式タグの検出で装置コントローラ４が発行する形態
で生産を進行することができる。

【００３４】また、以上の方式であれば、処理はネット
ワーク上のホストに対してシーケンシャルな処理ではな
いため、ネットワークに障害が発生しても、ＩＣカード
上の情報を書き換える時以外であれば、生産の進捗にな
んら影響を与えないし、ＩＣカード上の情報を書き換え
る動作も製品処理時間中に実施すればよいため、上記の
ように影響を最小化することが可能である。

【００３５】また、ＩＣカード上の情報も製品処理を可
能にするために必要な情報を入力できれば、ホストを全
く意識せずに製品処理が可能である。また、通常、半導
体製造工程は、１ステップで数時間の処理時間がかかる
ため、ＩＣカードが少ない記憶容量でも通常は数時間で
復旧できるネットワーク上のトラブル等を修復するのは
充分に可能である。また、システムのメンテナンスも計
画的に行えば、実生産に影響を与えずに行うことができ
る。

【００３６】製品処理後に報告するデータ類に関して
は、従来の方式であれば報告時にネットワークがダウン
していると、シーケンシャル処理のためその製品の処理
終了が告知できず、他の処理にも影響を与える状態にな
ってしまうが、本実施形態では製造装置５と装置コント
ローラ４間ではシーケンシャル処理になるが、上位のコ
ントローラと装置コントローラ４間は非シーケンシャル
処理であるため、上位に対する通信ができない状態でも
装置コントローラ４レベルで動作が完了し、上位に対す
る処理終了告知は通信が復旧した時点でまとめてパッチ
処理することができる。

【００３７】この場合、上位のコントローラ上のデータ
ベースに保存されている生産進捗データが必ずしもその
時点での最新の生産状況と一致しないこととなるが、外
部からの製品の問い合わせがあった場合の最新情報の反
映に関しては、上位のコントローラ側からの問い合わせ
がＳＥＭＩ（Ｓemiconductor Ｅquipment and Ｍater
ials Ｉnstitute）が提唱する「半導体製造装置通信ス
タンダード」でサポートされているため、必要時に上位
のコントローラ側からの問い合わせがあれば充分に対応
可能であり、問題はない。

【００３８】さらに、一旦データを共有する形で保持し
た状態になったあとは、上位のショップフロア・コント
ローラ階層の処理データベース１に障害が発生した場合
でも、上位から下位へデータを渡した手順の関係付けを
誤らなければ、逆の手順で下位から補償することも可能
となる。

【００３９】過去の生産管理データの参照に関しても、
ＩＣカードに充分な容量が確保できれば、１ロット毎の
データをＩＣカード単位で保管することが可能になるた
め、何時如何なる時点でもＩＣカード単位で解析できる
ため、市場トラブルなどで生産完了から大きく時間が開
いてしまい、生産管理システム上でのデータ参照が困難
な場合でも、迅速なデータ解析が可能となり、それ以降
のトラブル回避等に迅速にフィードバックすることがで
きる。

【００４０】なお、このシステムで使用されるＩＣカー
ドは、生産現場の雰囲気を考慮して、無線電力供給・無
線リード／ライト方式のものが好適であるが、他方式で
使用に耐えうる方式があれば、必ずしも無線式に限定す
るものではない。

【００４１】また、上記実施形態では、ＩＣカードリー
ダ／ライタの制御を装置コントローラ４で行うようにし
た例を示したが、図３に示すように、別のカードリーダ
・コントローラ７で行うようにしてもよい。この場合、
物理的構造は異なるが、用途と目的は同一なので、同一
システムとして機能する。

【００４２】

【発明の効果】本発明の生産管理方法及びシステムによ
れば、以上のように製品処理に必要な情報をネットワー
クシステム上のコントローラと製品に添付された外部記
憶媒体の両方で保持するため、バックアップシステムを
持たないネットワークで結ばれた製造工程においても、
ネットワークまたはシステムの障害発生時あるいはシス
テムメンテナンス時においても、生産の継続が可能とな
り、円滑な復旧が可能となるため、生産ラインの稼働率
向上に多大な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の生産管理システムの概念
図である。

【図２】同実施形態におけるメッセージ・ハンドリング
の説明図である。

【図３】本発明の他の実施形態の生産管理システムの概
念図である。

【図４】従来例の生産管理システムの概念図である。

【図５】同従来例におけるメッセージ・ハンドリングの
説明図である。

【符号の説明】

１処理データベース２工場コントローラ（上位のコントローラ）３セルコントローラ（上位のコントローラ）４装置コントローラ（下位のコントローラ）５製造装置６ＩＣカードリーダ／ライタ（情報格納・取出手段）７カードリーダコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木元信余大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内Ｆターム(参考） 5B035 AA00 BB09 CA23 5B049 AA00 BB07 CC21 CC31 DD04 DD05 EE51 FF08 GG03 GG04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の製造装置からなる生産ラインをネ
ットワークシステムにて制御・統括する生産管理方法に
おいて、製品処理に必要な情報をネットワークシステム
上のコントローラと製品に直接又は間接的に添付された
外部記憶媒体で相互に保持させ、外部記憶媒体からの情
報にて製造装置による生産を行うことを特徴とする生産
管理方法。
【請求項２】ネットワークシステム上のコントローラ
を介して外部記憶媒体に複数のステップの製品管理情報
を渡す工程と、情報を受け取った外部記憶媒体からネッ
トワークシステム上の下位のコントローラに照会を行う
工程と、下位のコントローラを仲介して外部記憶媒体か
ら製造装置に対して処理開始を指示する工程とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の生産管理方法。
【請求項３】製品処理条件の変更が発生した場合に、
上位コントローラと下位コントローラ、下位コントロー
ラと外部記憶媒体間で製品管理情報の比較及び更新を行
う工程を備えることを特徴とする請求項２記載の生産管
理方法。
【請求項４】複数の製造装置からなる生産ラインをネ
ットワークシステムにて制御・統括する生産管理システ
ムにおいて、複数のステップにわたるデータ参照機能を
備える上位コントローラと、複数のステップにわたる装
置管理情報を保持する下位コントローラと、製品に直接
又は間接的に添付されるとともに複数のステップにわた
る製品管理情報を格納する外部記憶媒体と、外部記憶媒
体に対する情報格納・取出手段を備えたことを特徴とす
る生産管理システム。
【請求項５】外部記憶媒体は、ＩＣカードから成るこ
とを特徴とする請求項４記載の生産管理システム。