JP2002149221A - 製造ラインの自動品質制御方法及びその装置並びに記憶媒体 - Google Patents
製造ラインの自動品質制御方法及びその装置並びに記憶媒体Info
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Abstract
あいまいな性を克服し、大量データを有効に活用するこ
と。 【解決手段】製造ライン1における製造条件データ5及
び出来映えデータ6をモニタリングして製造履歴データ
ベース4に蓄積し、このうち出来映えデータ6を監視し
て製造ライン1での品質阻害事象を検出すると、製造条
件データ5も加味して品質阻害要因を抽出し、この抽出
結果と予め記憶された品質改善履歴データとを照合して
その妥当性を確認し、さらに品質阻害要因について製造
ライン1に関する現象のシミュレーションを実行して正
当性を検証し、これら妥当性及び正当性があった場合に
は品質阻害要因を改善するように製造条件を変更して製
造ライン1にフィードバックする。
Description
ラインなどの各種製品の製造ラインの品質制御を自動的
に行う製造ラインの品質制御方法及びその装置並びに記
憶媒体に関する。
質管理は、製造される多数の製品の中からその少数の製
品のデータをサンプリングし、これらサンプリングされ
た少数のデータの全体的な分布やバラツキ度合いにより
製造条件とその製品の出来栄えの関係を把握することに
より行われている。又、これらサンプリングされたデー
タよりも詳細なデータを用いての製品の不良解析などの
品質管理は、その製造ラインで長年経験を積み、特有の
経験則や改善スキルを有するようになった作業者によっ
てのみ可能であるケースが多い。
データベースなどの技術が発達し、製造ラインで流れた
全ての製品の製造条件及び出来栄え情報をバーコード番
号などにより一品管理して蓄積することが比較的容易に
実施できるようになってきている。
製造履歴データを有効に活用すれば、より高度な品質管
理が可能になると思われるが、人間のデータ処理能力に
は限界がある。又、詳細なデータを用いての不良解析な
どは、特有の経験則や改善スキルを持つ人間の判断や勘
に頼る部分が多く、データの有効活用をさらに妨げる要
因となる。つまり、従来のような人間系に依存した方法
では、大量の製造履歴情報を有効活用した品質管理は困
難である。
及び経験則、勘に頼るあいまい性を克服し、大量データ
を有効に活用できる製造ラインの自動品質制御方法及び
その装置並びに記憶媒体を提供することを目的とする。
明は、製造ラインにおける製造条件データ及び製品の出
来映えデータをモニタリングして製造履歴データベース
に蓄積し、このうち前記出来映えデータを監視して前記
製造ラインでの品質阻害事象を検出すると、前記製造条
件データも加味して品質阻害要因を抽出し、この抽出結
果と予め記憶された品質改善履歴データとを照合してそ
の妥当性を確認し、さらに前記品質阻害要因について前
記製造ラインに関する現象のシミュレーションを実行し
て正当性を検証し、これら妥当性及び正当性があった場
合には前記品質阻害要因を改善するように製造条件を変
更して前記製造ラインにフィードバックすることを特徴
とする製造ラインの自動品質制御方法である。
載の製造ラインの自動品質制御方法において、前記妥当
性及び前記正当性が前記品質改善履歴データとの照合及
び前記シミュレーションによって確認できなかった場
合、その警告及び前記品質阻害要因候補を提示してその
品質阻害要因を改善するために前記製造条件を変更する
か否かを仰ぐことを特徴とする。
載の製造ラインの自動品質制御方法において、前記品質
阻害要因の改善がなされた場合、この改善事例を前記品
質改善履歴データに追加することを特徴とする。
における製造条件データ及び製品の出来映えデータをモ
ニタリングして製造履歴データベースに蓄積するモニタ
リング・データ化手段と、前記製造履歴データベースに
蓄積された前記出来映えデータを監視して前記製造ライ
ンでの品質阻害事象を検出すると、前記製造条件データ
も加味して品質阻害要因を抽出する解析手段と、この抽
出結果と予め記憶された品質改善履歴データとを照合し
てその妥当性を確認する妥当性確認手段と、前記品質阻
害要因について前記製造ラインに関する現象のシミュレ
ーションを実行して正当性を検証する正当性検証手段
と、これら妥当性及び正当性があった場合には前記品質
阻害要因を改善するように製造条件を変更して前記製造
ラインにフィードバックするフィードバック手段とを具
備したことを特徴とする製造ラインの自動品質制御装置
である。
載の製造ラインの自動品質制御装置において、前記妥当
性及び正当性が前記品質改善履歴データとの照合及び前
記シミュレーションによって確認できなかった場合、そ
の警告及び前記品質阻害要因候補を提示してその品質阻
害要因を改善するために前記製造条件を変更するか否か
を仰ぐ警告判断手段を備えたことを特徴とする。
載の製造ラインの自動品質制御装置において、前記品質
阻害要因の改善がなされた場合、この改善事例を前記品
質改善履歴データに追加する学習手段を備えたことを特
徴とする。
における製造条件データ及び製品の出来映えデータをモ
ニタリングさせて製造履歴データベースに蓄積させ、こ
のうち前記出来映えデータを監視させて前記製造ライン
での品質阻害事象を検出すると、前記製造条件データも
加味して品質阻害要因を抽出させ、この抽出結果と予め
記憶された品質改善履歴データとを照合させてその妥当
性を確認させ、さらに前記品質阻害要因について前記製
造ラインに関する現象のシミュレーションを実行させて
正当性を検証させ、これら妥当性及び正当性があった場
合には前記品質阻害要因を改善させるように製造条件を
変更させて前記製造ラインにフィードバックさせるプロ
グラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体である。
載の記憶媒体において、前記妥当性及び正当性が前記品
質改善履歴データとの照合及び前記シミュレーションに
よって確認できなかった場合、その警告及び前記品質阻
害要因候補を提示させてその品質阻害要因を改善させる
ために前記製造条件を変更するか否かを仰がせることを
特徴とする。
載の記憶媒体において、前記品質阻害要因の改善がなさ
れた場合、この改善事例を前記品質改善履歴データに追
加させることを特徴とする。
の形態について図面を参照して説明する。
ロック構成図である。制御対象となる製造工程(製造ラ
イン)1は、例えば半導体製造工程やカラーブラウン管
の製造工程などで、これら工程は成膜、レジスト塗布、
露光、現像、エッチング、レジスト除去などからなって
いる。この製造工程1の製造条件制御部2は、これら製
造工程1における製造条件、例えば温度、湿度、レジス
ト粘度、レジストの塗布布力、レジストの塗布量などを
制御する機能を有している。
における製造条件データ及び製品の出来映えデータをモ
ニタリングし、これらデータを製造履歴データベース4
に蓄積するもので、そのうち帳票などの場合は電子ファ
イル化(帳票電子化)して製造履歴データベース4に蓄
積し、センサ信号などの場合はモニタリングして製造履
歴データベース4に蓄積し、画像などの場合はパターン
認識して製造履歴データベース4に蓄積し、さらに人間
の感覚量などの場合は特定アルゴリズムによる数値化
(感覚量の数値化)などの手法によりデジタルデータ化
して製造履歴データベース4に蓄積する機能を有してい
る。
件データ5及び出来映えデータ6が記憶されるようにな
っている。このうち製造条件データ5は、例えば図2に
示すように製品のシリアルナンバー(シリアルNO)、
日付、温度、湿度、レジスト粘度、レジストの塗布布
力、レジストの塗布量などからなっている。この製造条
件データ5は、その他にプロセスガスの流量、その圧力
などもある。
の結果からその製品の品質を示すもので、例えばカラー
ブラウン管の製造ではその画面に白色を表示したときに
どれだけ白い画面で表示されているかを示すもので、所
定の白色でなければその不良の原因、例えばレジスト温
度が阻害要因であるなどを記録するものである。従っ
て、出来映えデータ6は、例えば図2に示すように製品
に不良があればその不良の阻害要因となる不良コードを
記憶するものとなっている。
ス4に蓄積された出来映えデータ6を監視して製造ライ
ンでの品質阻害事象(不良コードから分る阻害事象)を
検出すると、製造条件データ5も加味して品質阻害要因
を抽出するもので、例えば製造履歴データベース3内の
出来栄えデータ6を常にソフト的に監視し、突発的な不
良の増大或いは歩留り傾向の変動など品質阻害事象を検
出した場合には、製造履歴データベース3内の製造条件
データ5との相関関係を、例えば予め記憶された統計手
法・AI(人工知能)・機械学習などの各種データマイ
ニングアルゴリズムにより自動解析し、この解析結果か
ら品質阻害要因候補を自動抽出する機能を有している。
不良発生あるいは歩留り低下の要因発見及び改善事例を
デジタルデータ化したその品質改善履歴データを記憶す
るもので、例えば品質阻害要因、その品質阻害要因の内
容、その品質阻害要因に対する改善内容が例えばif−
thenの形式で記憶されているもので、例えば図3に
示すように日付、品質阻害内容(不良コード)、阻害要
因、改善内容、改善結果からなっている。
自動解析機能部7により抽出された出来映えデータ6
(抽出結果)と品質改善履歴データベース8に予め記憶
された品質改善履歴データとを照合してその妥当性を確
認する機能を有している。
証)10は、自動解析機能部7により抽出された品質阻
害要因について製造ラインに関する現象のシミュレーシ
ョン、すなわち対象製品の製造に関する基本的な物理化
学現象を解析するシミュレーションを実行して正当性を
検証する機能を有している。
確認機能部9により妥当性或いは正当性検証機能部10
により正当性があった場合には品質阻害要因を改善する
ように製造工程1の製造条件を変更するようにその指示
を製造条件制御部2にフィードバックする機能を有して
いる。なお、製造工程1の製造条件の変更の指示は、製
品設計部門12において活用される場合もある。
ータベース4に記憶された出来映えデータ6や自動解析
機能部7により検出された製造ラインでの品質阻害事象
を受けて、例えば製造ライン1における局部的な制御対
象、例えばレジスト温度のみを適正値に制御し、品質阻
害事象の内容によっては警報などの報知を行う機能を有
している。
ライン1における製造条件データ5及び製品の出来映え
データ6をモニタリングさせて製造履歴データベース4
に蓄積させ、このうち出来映えデータ6を監視させて製
造ライン1での品質阻害事象を検出すると、製造条件デ
ータ5も加味して品質阻害要因を抽出させ、この抽出結
果と予め記憶された品質改善履歴データとを照合させて
その妥当性を確認させ、さらに品質阻害要因について製
造ライン1に関する現象のシミュレーションを実行させ
て正当性を検証させ、これら妥当性及び正当性があった
場合には品質阻害要因を改善させるように製造条件を変
更させて製造ライン1にフィードバックさせるプログラ
ムを記憶したメモリ(記憶媒体)14が備えられてい
る。
ついて説明する。
れば、その製造条件、例えば温度、湿度、レジスト粘
度、レジストの塗布布力、レジストの塗布量、さらには
プロセスガスの流量、その圧力などが制御されて半導体
の製造が行われる。
ータ化機能部3は、製造工程1における製造条件データ
及び製品の出来映えデータをモニタリングし、これらデ
ータを製造履歴データベース4に蓄積する。この場合、
帳票などの場合は電子ファイル化(帳票電子化)して製
造履歴データベース4に蓄積し、センサ信号などの場合
はモニタリングして製造履歴データベース4に蓄積し、
画像などの場合はパターン認識して製造履歴データベー
ス4に蓄積し、さらに人間の感覚量などの場合は特定ア
ルゴリズムによる数値化(感覚量の数値化)などの手法
によりデジタルデータ化して製造履歴データベース3に
蓄積する。このとき、出来映えデータ6は、例えばパタ
ーン認識の結果からその製品の品質を示すもので、製品
に不良があればその不良の阻害要因となる不良コードを
記憶する。
タベース4に蓄積された出来映えデータ6を常にソフト
的に監視して製造ラインでの品質阻害事象(不良コード
から分る阻害事象)、例えば突発的な不良の増大或いは
歩留り傾向の変動など品質阻害事象を検出すると、製造
履歴データベース4内の製造条件データ5との相関関係
を、例えば予め記憶された統計手法・AI(人工知能)
・機械学習などの各種データマイニングアルゴリズムに
より自動解析し、この解析結果から品質阻害要因候補を
自動抽出する。
9は、自動解析機能部7により抽出された出来映えデー
タ6(抽出結果)と品質改善履歴データベース8に予め
記憶された品質改善履歴データとを照合してその妥当性
を確認する。
ン検証)10は、自動解析機能部7により抽出された品
質阻害要因について製造ラインに関する現象のシミュレ
ーション、すなわち対象製品の製造に関する基本的な物
理化学現象を解析するシミュレーションを実行して正当
性を検証する。
妥当性確認機能部9により妥当性或いは正当性検証機能
部10により正当性があった場合に、品質阻害要因を改
善するように製造工程1の製造条件を変更するようにそ
の指示を製造条件制御部2にフィードバックする。
履歴データベース3に記憶された出来映えデータ6や自
動解析機能部7により検出された製造ラインでの品質阻
害事象を受けて、例えば製造ライン1における局部的な
制御対象、例えばレジスト温度のみを適正値に制御し、
品質阻害事象の内容によっては警報などの報知を行う。
は、製造ライン1における製造条件データ5及び出来映
えデータ6をモニタリングして製造履歴データベース4
に蓄積し、このうち出来映えデータ6を監視して製造ラ
イン1での品質阻害事象を検出すると、製造条件データ
5も加味して品質阻害要因を抽出し、この抽出結果と予
め記憶された品質改善履歴データとを照合してその妥当
性を確認し、さらに品質阻害要因について製造ライン1
に関する現象のシミュレーションを実行して正当性を検
証し、これら妥当性及び正当性があった場合には品質阻
害要因を改善するように製造条件を変更して製造ライン
1にフィードバックするので、「製造履歴情報のモニタ
リング・データベース化→品質情報の監視→品質阻害要
因の抽出→要因の妥当性/正当性の確認→製造条件への
フィードバックによる改善」といった一連のサイクルを
ソフト的に連続実行することにより、人間系のデータ処
理能力をはるかに超えた、さらに経験則や勘に頼るあい
まい性を克服した大量データを有効に活用した自動品質
制御を行うことが可能となる。なお、上述したソフトに
よる自動サイクルの途中結果は、局所的な装置フィード
バック制御や、人間系の管理などに利用することも可能
である。又、シミュレーションによる検証結果は、次の
製品設計へもフィードバックすることができる。
ついて図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
ロック構成図である。警告判断機能部20は、妥当性確
認機能部9による妥当性或いは正当性検証機能部10に
よる正当性の確認が品質改善履歴データベース8に記憶
されている品質改善履歴データとの照合及び正当性検証
機能部10でのシミュレーションによって確認できなか
った場合、その警告及び品質阻害要因候補を提示してそ
の品質阻害要因を改善するために製造ライン1の製造条
件を変更するか否かを仰ぐための機能を有している。
おける製造条件データ5及び出来映えデータ6をモニタ
リングして製造履歴データベース4に蓄積し、このうち
出来映えデータ6を監視して製造ライン1での品質阻害
事象を検出すると、製造条件データ5も加味して品質阻
害要因を抽出し、この抽出結果と予め記憶された品質改
善履歴データとを照合してその妥当性を確認し、さらに
品質阻害要因について製造ライン1に関する現象のシミ
ュレーションを実行して正当性を検証した後、これら妥
当性と正当性とが確認できなかった場合、警告判断機能
部20は、その警告及び品質阻害要因候補を提示してそ
の品質阻害要因を改善するために製造ライン1の製造条
件を変更するか否かを仰ぐ。
に製造ライン1の製造条件を変更する指示が人間により
与えられると、品質阻害要因を改善するように製造条件
を変更して製造ライン1にフィードバックする。
データマイニングアルゴリズムにより自動抽出された品
質阻害要因候補が、既知の概念では理解し難く、さらに
一般的な物理化学現象からも推測できないが、本当に品
質阻害要因であった場合、自動フィードバックによる改
善は起動しないものとなる。
れば、品質阻害要因候補が自動抽出された場合には、警
告およびデータ処理上の品質阻害要因候補を提示し、そ
の要因を解決するように製造条件を変更するか否かの判
断を人間に仰ぐので、上記第1の実施の形態の効果に加
えて、人間系との協調によりシステムのロバスト性を向
上させると共に、従来の人間系だけで行っていた品質阻
害要因の検討・発見・改善作業を高速化することもでき
る。
ついて図面を参照して説明する。なお、図4と同一部分
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
ロック構成図である。学習機能部21は、製造条件を変
更して品質阻害要因の改善がなされた場合、この改善事
例を品質改善履歴データ8に追加する機能を有してい
る。
おける製造条件データ5及び出来映えデータ6をモニタ
リングして製造履歴データベース4に蓄積し、このうち
出来映えデータ6を監視して製造ライン1での品質阻害
事象を検出すると、製造条件データ5も加味して品質阻
害要因を抽出し、この抽出結果と予め記憶された品質改
善履歴データとを照合してその妥当性を確認し、さらに
品質阻害要因について製造ライン1に関する現象のシミ
ュレーションを実行して正当性を検証し、これら妥当性
及び正当性があった場合には品質阻害要因を改善するよ
うに製造条件を変更して製造ライン1にフィードバック
する。
場合、警告判断機能部20は、その警告及び品質阻害要
因候補を提示してその品質阻害要因を改善するために製
造ライン1の製造条件を変更するか否かを仰ぐ。そし
て、品質阻害要因を改善するために製造ライン1の製造
条件を変更する指示が人間により与えられると、品質阻
害要因を改善するように製造条件を変更して製造ライン
1にフィードバックする。
変更して品質阻害要因の改善がなされた場合、この改善
事例を品質改善履歴データ8に追加する。
協調して全く未知の品質阻害要因を改善した場合、それ
を既知の不良発生あるいは歩留り低下の要因発見および
改善事例としてさらに蓄積すれば、それ以降の自動品質
制御システムの自己学習・性能向上を向上できる。
機能も実現できることから、これらの結果から品質阻害
要因の早期発見・改善が可能になり、安定した信頼性の
高い製造ラインを構築することができる。そのうえ従来
は隠れていた品質阻害要因も発見できる可能性があり、
品質・歩留りの向上も期待できる。
の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
発明が含まれており、開示されている複数の構成要件に
おける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾
つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとす
る課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出できる。
条件を変更して品質阻害要因の改善がなされた場合、こ
の改善事例を品質改善履歴データ8に追加しているが、
これに限らず、製品の製造において行ってはならない製
造条件のデータを品質改善履歴データ8に蓄積するよう
にしてもよい。これにより、行ってはならない製造条件
を選択することがなくなり、より安定した信頼性の高い
製造ラインを構築することができる。
間系のデータ処理能力及び経験則、勘に頼るあいまいな
性を克服し、大量データを有効に活用できる製造ライン
の自動品質制御方法及びその装置並びに記憶媒体を提供
できる。
の第1の実施の形態を示すブロック構成図。
の第1の実施の形態における製造条件データ及び出来映
えデータを示す模式図。
の第1の実施の形態における品質改善履歴データベース
を示す模式図。
の第2の実施の形態を示すブロック構成図。
の第3の実施の形態を示すブロック構成図。
Claims (9)
- 【請求項1】 製造ラインにおける製造条件データ及び
製品の出来映えデータをモニタリングして製造履歴デー
タベースに蓄積し、このうち前記出来映えデータを監視
して前記製造ラインでの品質阻害事象を検出すると、前
記製造条件データも加味して品質阻害要因を抽出し、こ
の抽出結果と予め記憶された品質改善履歴データとを照
合してその妥当性を確認し、さらに前記品質阻害要因に
ついて前記製造ラインに関する現象のシミュレーション
を実行して正当性を検証し、これら妥当性及び正当性が
あった場合には前記品質阻害要因を改善するように製造
条件を変更して前記製造ラインにフィードバックするこ
とを特徴とする製造ラインの自動品質制御方法。 - 【請求項2】 前記妥当性及び前記正当性が前記品質改
善履歴データとの照合及び前記シミュレーションによっ
て確認できなかった場合、その警告及び前記品質阻害要
因候補を提示してその品質阻害要因を改善するために前
記製造条件を変更するか否かを仰ぐことを特徴とする請
求項1記載の製造ラインの自動品質制御方法。 - 【請求項3】 前記品質阻害要因の改善がなされた場
合、この改善事例を前記品質改善履歴データに追加する
ことを特徴とする請求項1記載の製造ラインの自動品質
制御方法。 - 【請求項4】 製造ラインにおける製造条件データ及び
製品の出来映えデータをモニタリングして製造履歴デー
タベースに蓄積するモニタリング・データ化手段と、 前記製造履歴データベースに蓄積された前記出来映えデ
ータを監視して前記製造ラインでの品質阻害事象を検出
すると、前記製造条件データも加味して品質阻害要因を
抽出する解析手段と、 この抽出結果と予め記憶された品質改善履歴データとを
照合してその妥当性を確認する妥当性確認手段と、 前記品質阻害要因について前記製造ラインに関する現象
のシミュレーションを実行して正当性を検証する正当性
検証手段と、 前記妥当性及び前記正当性があった場合には前記品質阻
害要因を改善するように製造条件を変更して前記製造ラ
インにフィードバックするフィードバック手段と、を具
備したことを特徴とする製造ラインの自動品質制御装
置。 - 【請求項5】 前記妥当性及び正当性が前記品質改善履
歴データとの照合及び前記シミュレーションによって確
認できなかった場合、その警告及び前記品質阻害要因候
補を提示してその品質阻害要因を改善するために前記製
造条件を変更するか否かを仰ぐ警告判断手段を備えたこ
とを特徴とする請求項4記載の製造ラインの自動品質制
御装置。 - 【請求項6】 前記品質阻害要因の改善がなされた場
合、この改善事例を前記品質改善履歴データに追加する
学習手段を備えたことを特徴とする請求項4記載の製造
ラインの自動品質制御装置。 - 【請求項7】 製造ラインにおける製造条件データ及び
製品の出来映えデータをモニタリングさせて製造履歴デ
ータベースに蓄積させ、このうち前記出来映えデータを
監視させて前記製造ラインでの品質阻害事象を検出する
と、前記製造条件データも加味して品質阻害要因を抽出
させ、この抽出結果と予め記憶された品質改善履歴デー
タとを照合させてその妥当性を確認させ、さらに前記品
質阻害要因について前記製造ラインに関する現象のシミ
ュレーションを実行させて正当性を検証させ、これら妥
当性及び正当性があった場合には前記品質阻害要因を改
善させるように製造条件を変更させて前記製造ラインに
フィードバックさせるプログラムを記憶したことを特徴
とする記憶媒体。 - 【請求項8】 前記妥当性及び正当性が前記品質改善履
歴データとの照合及び前記シミュレーションによって確
認できなかった場合、その警告及び前記品質阻害要因候
補を提示させてその品質阻害要因を改善させるために前
記製造条件を変更するか否かを仰がせることを特徴とす
る請求項7記載の記憶媒体。 - 【請求項9】 前記品質阻害要因の改善がなされた場
合、この改善事例を前記品質改善履歴データに追加させ
ることを特徴とする請求項7記載の記憶媒体。
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