JP2003036107A - 設備処理時間算出方法、設備処理時間算出装置および設備処理時間算出プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のロットに対して同時に処理を行うこと
のできる処理装置におけるロット処理時間を精度よく予
測できるようにする。 【解決手段】 スケジューラ１は、処理時間計算対象ロ
ットの情報を、設備処理時間算出装置２の処理時間計算
部２０１に送る。計算部２０１は設定情報保持部２０２
から処理を行う処理設備に対する回数上限値（同時作業
ロット数上限値）Ｘを取り出し、スケジューラ１に処理
を行う設備で過去に作業が行なわれたＸ回前までの作業
履歴を問い合せ、その回答を得る。計算部２０１は、処
理時間計算対象ロットの最短処理時間を示す数値ＳをＳ
数値保持部２０４から、処理時間計算対象ロットの最小
終了時刻差を示す数値ＲをＲ数値保持部２０３から取得
する。計算部２０１は、スケジューラ１から受け取った
情報、設定情報保持部２０２から受け取った情報、Ｓ数
値保持部２０４から受け取った情報、Ｒ数値保持部２０
３から受け取った情報を用いて、処理時間を計算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設備処理時間算出
方法、設備処理時間算出装置および設備処理時間算出プ
ログラムを記録した記録媒体に関し、特に複数のチャン
バが真空室の周囲に配置されたマルチチャンバ構成装置
や複数の処理槽が直列に並べられたウエット処理装置な
どを用いてロット単位で処理を行う際の設備処理時間算
出方法、設備処理時間算出装置および設備処理時間算出
プログラムを記録した記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
複数のチャンバが真空室の周囲に配置されたマルチチャ
ンバ構成装置や複数の処理槽が直列に並べられたウエッ
ト処理装置等が用いられるが、これらの処理設備ではあ
るロットにかかる処理時間は、その処理設備にそのロッ
トより前に投入されたロットにかかる処理時間の影響を
受ける。始めにこのような処理設備の構成およびその作
業状況について説明する。図１２は、この種のマルチチ
ャンバ構成装置の概略の構成を示す平面図である。同図
に示すように、セパレーションチャンバ１１の周囲に二
つのロードロックチャンバ１２と、一つのエッチチャン
バ１３と、一つのヒートチャンバ１４と、４つのスパッ
タチャンバ１５が配置され、ロードロックチャンバ１２
の外側にはオートローダ部１６が配置されている。この
処理設備を使用しての処理は以下のように行われる．こ
こで、スパッタチャンバ１５での処理時間は、エッチチ
ャンバ１３とヒートチャンバ１４のそれの４倍であるも
のとする。まず、例えば２６枚のウエハで組まれたある
ロット（ロットＡとする）のカセットがオートローダ部
１６を介して右側のロードロックチャンバ１２（ロード
ロックチャンバ＃１）に搬入される。セパレーションチ
ャンバ１１内に設置されたロボットによりロットＡの１
枚目のウエハが取り出されエッチチャンバ１３内に搬入
される。１枚目のウエハはエッチチャンバ１３での処理
が終了した後、ヒートチャンバ１４内に搬入される。続
いて、２枚目のウエハがエッチチャンバ１３に搬入され
る。エッチチャンバ１３とヒートチャンバ１４での処理
が終了すると、１枚目のウエハはスパッタチャンバの一
つ、例えば右側のスパッタチャンバ（チャンバ＃１）に
搬入され、２枚目のウエハはヒートチャンバ１４内に搬
入される。

【０００３】続いて、３枚目のウエハがエッチチャンバ
１３に搬入される。エッチチャンバ１３とヒートチャン
バ１４での処理が終了すると、２枚目のウエハはスパッ
タチャンバの一つ、例えば右から２番目のスパッタチャ
ンバ（チャンバ＃２）に搬入され、３枚目のウエハはヒ
ートチャンバ１４内に搬入される。以下、同様にして、
ウエハは次々に処理チャンバ内に搬入されて処理が加え
られる。そして、スパッタチャンバでの処理が終了した
ウエハは右側のロードロックチャンバ１２（チャンバ＃
１）内にカセットに戻される。ロットＡのすべてのウエ
ハについての処理が完了しすべてのウエハがカセットに
戻されると、そのカセットはオートローダ部１６を介し
て処理設備２０外に取り出される。ロットＡについての
処理がロードロックチャンバ＃１を使用して行われてい
る間に、この処理設備を使用して処理が加えられる次の
ロット（ロットＢとする）が、ロードロックチャンバ＃
２内に搬入される。ロットＡの最後のウエハについての
処理が終わり、そのウエハがロードロックチャンバ＃１
のカセットに戻されると、直ちにセパレーションチャン
バ１１内に設置されたロボットにより、ロードロックチ
ャンバ＃２内のロットＢの１枚目のウエハが取り出され
エッチチャンバ１３内に搬入される。以下、ロットＢの
ウエハに対してロットＡのウエハに対して行われた処理
と同様の処理が行われる。ところで、このようなマルチ
チャンバ構成装置においては、常にすべてのチャンバが
稼働可能であるとは限らない。例えば４つのスパッタチ
ャンバ１５の内稼働可能なチャンバ（以下、稼働チャン
バ）が２つのみであることが起こり得る。この場合に
は、稼働チャンバが４である場合に比較して、ロットに
ついての処理時間は約倍になる。

【０００４】図１３は、複数のロットが連続して投入さ
れるウエット処理装置の概略の構成を示す斜視図であ
る。この処理設備２０では、７個の処理槽１７が直列に
配置されている。図示された例では、ロットＡはすべて
の処理槽１７において処理を受けるが、ロットＢは左か
ら２番目と３番目の処理槽（処理槽＃２と＃３）におい
ては処理を受けない。まず、ロットＡのウエハを保持す
るコンテナーがウエハごと処理槽＃１内に搬入され、そ
の処理槽の処理を受ける。処理槽＃１での処理が終了す
るとロットＡのウエハを保持するコンテナーは処理槽＃
２に搬入される。すると、続いてロットＢのウエハはこ
れを保持するコンテナーごと処理槽＃１に搬入されて処
理を受ける。ロットＡのウエハは、処理槽＃２での処理
が終了すると、処理槽＃３に搬入されてその処理槽での
処理を受け、以下同様にして処理槽＃７までの処理を受
けた後、処理設備２０から外部へ搬出される。一方、ロ
ットＢは、処理槽＃１での処理が終了してもロットＡが
処理槽＃４の処理が完了して処理槽＃５へ搬出されるま
で待機を続ける。その後、処理槽＃４に搬入されて処理
を受け、以下同様にして処理槽＃７までの処理を受け
る。

【０００５】図１４は、上述した処理設備を使用して複
数のロットが処理される際の時間的経過の例を示す図で
ある。時刻ｔ１においてロットＡについての作業が開始
され、時刻ｔ２においてロットＢについての作業が開始
される。また、ロットＣについては時刻ｔ３において作
業開始が予定されている。また、ロットＡについては時
刻ｔ４において作業が完了している。これらの時刻ｔ１
〜ｔ４については、作業開始と共にあるいは作業終了と
共に処理設備側から製造制御装置側へ報告がなされる。
図示されたような処理過程においては、ロットＢの処理
時間（作業終了時刻と作業開始時刻との差）はロットＡ
の処理時間の影響を受ける可能性がある。同様に、ロッ
トＣの処理時間はロットＢの処理時間の影響を受ける可
能性がある。本発明は、これから作業が開始されようと
している、あるいは作業が開始されたロットＣの処理時
間を予測することに係る。各ロットの処理時間を決定す
る要因としては、それ以前のロットの処理時間の外以下
のことが考えられる。ロット内に含まれるウエハの枚
数、各チャンバや処理槽での処理時間、処理設備のロー
ドロック数、稼働チャンバ数等。

【０００６】図１５は、従来のスケジューラを用いた処
理方法を説明するためのブロック図である。図１５にお
いて、スケジューラ１は、処理設備により処理されるに
要する時間（処理時間）を処理時間データ保持装置８に
問い合せる。処理時間データ保持装置８は、問合せに対
し、処理作業が行われる処理設備の種類、また、作業条
件の種類毎に保持している推定値をスケジューラ１に返
す。スケジューラ１は、受け取った推定値をもとに終了
時刻を予測し、その終了予測時刻を元に、処理対象のロ
ットの作業順番、ロットの作業予測を決定する。スケジ
ューラ１は、搬送制御装置６にロットの作業予測を渡
し、搬送制御装置６は、ロットの作業予測に従い、搬送
装置１０により、処理対象のロットを保管している自動
棚９からそのロットを処理設備２０に搬送させ、処理設
備２０において処理を行わせる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のライン
スケジューラを用いた処理作業においては、次のような
課題がある。第１の課題は、設備の処理時間が、前ロッ
トの作業状況によらず、各処理設備の型式、作業条件で
一定の時間であるとみなして処理時間を推定するしくみ
のため、処理設備の型式毎、作業条件毎で推定した一定
値と、前ロットの作業状況に依存する実際の処理時間と
の間に誤差が発生し、スケジューラの出力するロット作
業の予定が実際と異なる結果となる。そのため、スケジ
ューラの出力により処理装置を余分に待たせる制御とな
ったり、作業待ち時間がなくなるように予定したロット
を作業待ちにしてしまう制御となってしまう。第２の課
題は、単位作業毎に一定の時間を設定する従来の方式に
より、処理設備内のチャンバ処理時間、処理設備内のロ
ボット搬送時間、ロードロックの時間などに分割して詳
細に記述して、予測処理時間の精度を上げようとした場
合には、設定する処理時間の数が膨大となり、手動設定
するには無理となる。本発明の目的は、第１に、処理設
備の状況や、前に処理されたロットの状態を考慮して処
理時間を計算し、従来の固定値を使用する装置に比べて
著しく誤差の少ない処理時間を計算する機能を有した設
備処理時間算出装置を提供できるようにすることであ
り、第２に、膨大な数の設定を行うことなく精度の高い
処理時間予測を行い得るようにすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、複数のロットを連続してあるいは
並行して処理することのできる設備を使用して作業を行
う際の処理時間の算出方法であって、処理時間算出の対
象となっている対象ロットの最短処理時間Ｓ０、現在処
理が行われているロットの作業内容、および、作業が完
了したロットの内最近に作業が完了のしたロットの実処
理時間を認識し、これらに基づいて対象ロットの処理時
間を算出することを特徴とする設備処理時間算出方法
と、その設備処理時間算出方法を実行させるプログラム
を記録した媒体と、が提供される。

【０００９】また、上記の目的を達成するため、本発明
によれば、複数のロットを連続してあるいは並行して処
理することのできる設備を使用して作業を行う際の処理
時間の算出する機能を有する設備処理時間算出装置であ
って、連続する２つのロットの最小終了時刻差を保持な
いし計算する最小終了時刻差部と、各ロットの最短処理
時間を保持ないし計算する最短処理時間部と、処理時間
算出の対象となっている対象ロットの情報と、処理設備
の履歴と、前記最小終了時刻差部および前記最短処理時
間部のデータと、を受け取り、前記処理設備の履歴と前
記最小終了時刻と前記最短処理時間とを用いて対象ロッ
トの処理時間を算出する処理時間計算部と、を備えるこ
とを特徴とする設備処理時間算出装置、が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】［原理］本発明の実施の形態の説
明に先立って、本発明の原理について説明する。図１
は、本発明の原理を説明するための図であって、図１
（ａ）には、処理設備２０の１例として、７個の処理槽
１７を有するウエット処理設備が示されている。処理時
間計算の対象となっているロットをロット０とし、その
１つ前のロットをロット１、２つ前のロットをロット２
とする（以下、同様）。

【００１１】（Ｓの定義）各ロットの処理時間は、それ
ぞれ１つ前のロットの処理時間の影響を受けるものと考
えられるが、前のロットとの作業開始時刻の差が十分に
大きければ、前のロットの影響を受けずに一定の時間で
作業が完了するものと考えられる。これをそのロットの
最短処理時間として、ロット０、１、２、…についての
それをそれぞれＳ０、Ｓ１、Ｓ２、…と表す〔図１
(ｂ)〕。本発明の実施の形態においては、これらの数値
については推定値が用いられる。

【００１２】（Ｒの定義）連続する２つのロットの作業
終了時刻差は、それらのロットの作業開始時刻が大きく
離れていれば作業開始時刻差に近いものとなるが、作業
開始時刻の差が小さければ、ほぼ一定値になるものと考
えられる。この作業開始時刻差に依らず一定値となる時
間を最小終了時刻差としてＲ０、Ｒ１、…と表す〔図１
(ｃ)〕。ここで、Ｒｋは、ロットｋにロット（ｋ＋１）
により処理待ちが生じた場合の両ロット間の終了時刻差
である。本発明の実施の形態においては、この最小終了
時刻差についても推定値が用いられる。

【００１３】（Ｔの定義）ロット（ｋ＋１）の作業開始
時刻とロットｋの作業開始時刻との差を開始時刻差とし
てＴｋと表す〔図１(ｄ)〕。但し、ロット０の作業開始
時刻は予定作業開始時刻であり、それ以外のロットの作
業開始時刻は、現実の作業開始時刻であって、ロット０
の作業開始時刻を除いて処理設備から報告のあった時刻
が用いられる。

【００１４】（Ｓ、Ｒの推定）本発明において、ＳとＲ
は、処理時間計算前に設定しておくパラメータであり、
それを事前に準備しておく必要がある。計算によりこれ
らを求めるもことも可能であるが、扱うべきデータ量が
膨大になることから現実的ではない。そこで、本発明の
実施の形態では、過去の実績値から推定する方法を採用
している。その推定方法について説明する。ある作業条
件のロットの処理時間と、そのロットと直前ロットとの
作業開始時刻差との関係を考えると、作業開始時刻の差
が大きければ、その処理装置内でそのロットが直前ロッ
トにより作業待ちにされることはなく、最短時間で作業
が終了するものと考えられる。これに対し、開始時刻の
差が小さければ、直前ロットにより作業待ちを受けるこ
とになり、処理時間がその分長くなると考えられる。よ
って、縦軸に処理時間、横軸に開始時刻差をとって実績
をプロットすると、図２に示すグラフが得られる。すな
わち、各作業条件のロットの最短処理時間Ｓの推定値を
得るには、図２の開始時刻差ｔ１を閾値として、開始時
刻差がそれ以上の処理時間を最短処理時間Ｓと推定すれ
ばよいことになる。また、あるロットの作業条件とその
直前ロットの作業条件の組合せについて、両者の開始時
刻差、終了時刻差の関係を考えてみると、開始時刻差が
小さければ、直前ロットにより作業待ちを受けることに
なるため、終了時刻差は、作業待ちが発生した場合の一
定値となると考えられる。一方、開始時刻差が大きけれ
ば、直前ロットにより作業待ちを受けることはなくなる
ので、開始時刻差の大きさに応じた終了時刻差が生じ
る。すなわち、縦軸を終了時刻差、横軸を開始時刻差と
して実測値をプロットすると、図３に示すグラフが得ら
れる。よって、作業条件と作業条件の組合せ毎に決まる
最小終了時刻差Ｒを推定するとき、図３における開始時
刻差ｔ２を閾値として、開始時刻差がそれ以下の終了時
刻差を最小終了時刻差Ｒと推定すればよいことになる。

【００１５】（処理時間の計算）ここで、ロット２に続
いてロット１の作業が開始され、それに引き続いて処理
時間の計算対象となっているロット０の作業が開始され
るものとする。ロット０とロット１の最短処理時間をそ
れぞれＳ０、Ｓ１とし、またロット１−ロット０間と、
ロット２−ロット１間の最小終了時刻差をそれぞれＲ
０、Ｒ１とする。そして、ロット０の作業が開始される
時点では、ロット２の作業は完了しており、その処理時
間はＰＴであったものとする。また、ロット１−ロット
０間と、ロット２−ロット１間の開始時刻差をそれぞれ
Ｔ０、Ｔ１とする。この場合に、ロット０は、ロット
１により処理待ちを受けることなく作業が終了する〔こ
のケースを図４（ａ）に示す〕、ロット１はロット２
により処理待ちを受けることなく、かつ、ロット０はロ
ット１により処理待ちを受ける〔このケースを図４
（ｂ）に示す〕、ロット１はロット２により処理待ち
を、かつ、ロット０はロット１により処理待ちを受ける
〔このケースを図４（ｃ）に示す〕、の３つのケースが
起こり得る。それぞれのケースについて、処理時間候補
Ａを求めると、のケースでは、処理時間候補Ａはロッ
ト０の最短処理時間Ｓ０となる。すなわち、 Ａ＝Ｓ０ のケースでは、処理時間候補Ａは、ロット０がロット
１により処理待ちを受けるＳ０′となる。そして、Ｓ
０′は、Ｓ１＋Ｒ０−Ｔ０と算出される。すなわち、 Ａ＝Ｓ１＋Ｒ０−Ｔ０ のケースでは、処理時間候補Ａは、ロット０がロット
１により処理待ちを受けるＳ０″となり、またロット１
の処理時間は、ロット１がロット２により処理待ちを受
けるＳ１′となる。そして、Ｓ０″＝Ｓ０′＋Ｒ０−Ｔ
０、Ｓ０′＝ＰＴ＋Ｒ１−Ｔ１であることにより、 Ａ＝ＰＴ＋Ｒ１＋Ｒ０−Ｔ１−Ｔ０ となる。そして、本発明においては、このようにして得
られた３つ処理時間候補Ａの中の最大のＡをロット０の
処理時間であると推定する。

【００１６】以上は、ロット０についての作業が開始さ
れる前にロット２の作業が終了した場合についての説明
であったが、これをより一般化するために、ロット０に
ついての作業が開始される前の最近の作業終了ロットを
ロットＸとする（Ｘは２以上の整数）。そして、処理時
間算出の対象となっている対象ロットとそれ以前のロッ
トの最短処理時間Ｓ０〜ＳＸ、連続した二つのロット間
の最小終了時刻差Ｒ０〜Ｒ（Ｘ−１）、連続した二つの
ロット間の開始時刻差Ｔ０〜Ｔ（Ｘ−１）、および、最
近終了ロットの実処理時間ＰＴを用い、次のようにし
て、３種類、（Ｘ＋１）個の処理時間候補Ａを得る。 （１）Ａ＝Ｓ０とする。 (２)式をｎ＝０からｎ＝（Ｘ−２）まで計算する。 Ａ＝Ｓ（ｎ＋１）＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝ｎまでの和を意味する) (３)式を計算する。 Ａ＝ＰＴ＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝Ｘ−１までの和を意味する) そして、このようにして得られた（Ｘ＋１）個のＡの
内、最大のＡを処理時間算出の対象となっている対象ロ
ットの処理時間とする。

【００１７】［実施の形態１］図５は、処理設備２０を
複数個備え、本発明に係る設備処理時間算出装置２を備
えた生産システムの概略の構成を示すブロック図であ
る。ここで、Ａ−１、Ａ−２と符号の付された処理装置
は同種の処理装置であり、Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１と符
号の付された処理装置はそれぞれ異なる種類の処理装置
である。図５において、生産制御システム４は、各処理
設備２０から、ロット毎に、作業開始報告、作業終了報
告、作業条件、作業枚数、設備状態を受け取り、履歴と
して保存する。生産制御システム４は、各処理設備から
の報告の状況および作業手順情報から、現在の各処理設
備２０の仕掛り情報を保持している。スケジューラ１
は、生産制御システム４から、過去一定期間から現在の
各処理の作業条件、作業開始時刻、作業終了時刻、作業
枚数、処理設備の履歴を記録している作業履歴データお
よび現在の各処理設備２０の仕掛りデータを取得し、各
処理設備の各チャンバ毎の稼働状況を含んだ設備の稼働
状況の履歴を取得する。そして、各処理設備への作業割
り当てを行うロットの予定作業条件、作業枚数、各処理
設備の各チャンバ毎の稼働状況を含んだ設備の稼働状
況、および、開始予定時刻を設備処理時間算出装置２に
送る。

【００１８】設備処理時間算出装置２は、スケジューラ
１から受け取った情報を元にさらにスケジューラ１から
受け取る過去作業履歴データ、および、処理時間パラメ
ータ推定装置３が推定したパラメータを用いて、設備処
理時間（作業終了時刻）を算出する。設備処理時間算出
装置２は、スケジューラ１に設備処理時間を送り、スケ
ジューラ１は、受けとった設備処理時間をもとに、ロッ
トの処理順番や、ロットの作業予測を搬送制御装置６と
生産制御システム４に出力する。搬送制御装置６は、ス
ケジューラ１からロットの作業予測情報を受け取り、搬
送装置１０により、ロットを保管している自動棚からロ
ットを取り出して、処理設備２０に搬送する。処理設備
２０は、生産制御システム４からの制御信号に基づいて
ロットに対する処理作業を行う。

【００１９】図６は、本発明の実施の形態１の設備処理
時間算出装置の構成を示すブロック図である。図６に示
すように、スケジューラ１は、処理時間計算対象物の情
報（処理条件、処理枚数、処理開始時刻、処理を行なう
設備）を、設備処理時間算出装置２に渡す。設備処理時
間算出装置２は、スケジューラ１から受け取った情報
を、処理時間計算部２０１に送る。処理時間計算部２０
１は、スケジューラから送られた情報を元に、設定情報
保持部２０２から処理を行なう処理設備に対する回数上
限値（同時作業ロット数上限値）Ｘを取り出す。処理時
間計算部２０１は、スケジューラ１に処理を行なう設備
で過去に作業が行なわれたＸ回前までの作業履歴を問い
合せる。スケジューラ１は、問い合せられたＸ回前まで
の作業履歴（作業開始時刻、作業終了時刻（終了してい
ない場合は空欄とする）、処理条件 、処理枚数、設備
の稼働状態）を設備処理時間算出装置２にわたす。設備
処理時間算出装置２は、スケジューラ１から受け取った
情報を、処理時間計算部２０１に送る。処理時間計算部
２０１は、処理時間計算対象物の処理条件および過去０
〜Ｘ−１回の各処理条件に対する最短処理時間を示す数
値ＳをＳ数値保持部２０４から取得する。処理時間計算
部２０１は、処理時間計算対象物の処理条件と直前の作
業の処理条件の組み合わせ、および、過去作業履歴のｎ
回前とｎ＋１回前（ｎは０からＸ−１までの数字を表
す）の組み合わせに対する最小終了時刻差を示す数値Ｒ
をＲ数値保持部２０３から取得する。処理時間計算部２
０１は、スケジューラ１から受け取った情報、設定情報
保持部２０２から受け取った情報、Ｓ数値保持部２０４
から受け取った情報、Ｒ数値保持部２０３から受け取っ
た情報を用いて、処理時間を計算する。設備処理時間算
出装置２は、処理時間計算部２０１が計算した処理時間
を、スケジューラ１に渡す。設備処理時間算出装置２
は、設定情報入力装置５から入力された設定情報を、設
定情報保持部２０２に保存する。

【００２０】図７は、本発明の実施の形態１の処理時間
パラメータ推定装置３の構成を示すブロック図である。
図７に示すように、処理時間パラメータ推定装置３は、
処理設備設定情報（各処理設備の最大処理ロット数、数
値Ｓ推定用開始時刻差下限値(図２のｔ１)、数値Ｒ推定
用開始時刻差上限値(図３のｔ２)、各作業条件の所属グ
ループ、最大稼働チャンバ数、最大稼働ロードロック
数）を保存している部分である設定情報保持部３０３、
パラメータ推定を行う部分であるパラメータ推定部３０
１、履歴をパラメータ推定がしやすいように集計し直す
履歴集計部３０２を保有している。生産制御システム４
は、各処理設備の過去一定期間の履歴である、ロット作
業履歴（各ロットの作業開始時刻、作業終了時刻、処理
設備、作業枚数、作業条件）・設備状態履歴（各処理設
備の各チャンバ、各ロードロックの稼働可能となった時
刻、稼働不可となった時刻、各処理設備の各作業報告毎
の稼働チャンバ数、稼働ロードロック数）４０１を保持
している。設備処理時間算出装置２は、Ｓ数値保持部２
０４にて、各処理設備の型式、作業枚数、各条件のグル
ープ、稼働チャンバ数、稼働ロードロック数毎に数値Ｓ
を保持しており、Ｒ数値保持部２０３にて、各処理設備
の型式、各条件のグループとその１つ前の作業で行われ
た作業条件のグループについて、作業枚数・稼働チャン
バ数・稼働ロードロック数毎に数値Ｒを保持している。

【００２１】処理時間パラメータ推定装置３は、生産制
御システム４から、ロット作業履歴・設備状態履歴４０
１を取得する。処理時間パラメータ推定装置３は、取得
した履歴を履歴集計部３０２に送り、履歴集計部３０２
は、設定情報保持部３０３に設定情報を問い合わせ、設
定情報を取得する。履歴集計部３０２は、取得した設定
情報を元に履歴を集計し、パラメータ推定部３０１に集
計結果を渡す。パラメータ推定部３０１は、集計結果を
渡されると設定情報保持部３０３に設定情報を問い合
せ、設定情報を取得する。パラメータ推定部３０１は、
履歴集計部３０２から受け取った集計結果および設定情
報保持部３０３から取得した設定情報からそれぞれの処
理設備、処理条件毎の数値Ｓ、処理設備および処理条件
の組み合わせ毎の数値Ｒを推定する。処理時間パラメー
タ推定装置３は、パラメータ推定部３０１が推定した数
値Ｓ、Ｒを設備処理時間算出装置２のＳ数値保持部２０
４、Ｒ数値保持部２０３に渡す。処理時間パラメータ推
定装置３は、設定情報入力装置５から入力された設定情
報を、設定情報保持部３０３に保存する。以上、設備処
理時間算出装置２、処理時間パラメータ推定装置３の構
成と動作について説明したが、図５に示すスケジューラ
１、生産制御システム４、搬送制御装置６は、当業者に
とってよく知られており、また本発明の核心をなす部分
ではないので、その構成の詳細な説明は省略する。

【００２２】次に、本発明の処理時間算出方法を示すフ
ローチャートである図８を参照して、図６に示す装置の
動作についてより詳しく説明する。まず、シミュレータ
１より処理時間計算対象データが、処理時間計算部２０
１に与えられる（ステップＳ１０１）。処理時間計算部
２０１は、その処理時間計算対象データから、作業対象
処理設備を取り出す。処理時間計算部２０１は、その処
理装置の同時作業ロット数上限値Ｘを設定情報保持部２
０２から取得する（ステップＳ１０２）。処理時間計算
部２０１は、Ｘ回前までの作業報告の過去履歴（作業開
始時刻、作業終了時刻、作業条件、作業枚数、稼働チャ
ンバ数・稼働ロードロック数の推移を含む設備の稼働状
態の履歴。ただし、作業終了報告がされていない報告
は、作業終了時刻を空欄とする。また、チャンバ構成を
持たない設備や、ロードロックを持たない設備は、稼働
チャンバ数、稼働ロードロック数を空欄とする。）をス
ケジューラ１に要求して、Ｘ回前までの過去履歴を受け
取り、作業終了報告が存在する履歴報告のうち、最低回
数前の回数を取得し、それをＸと定義し直す。そして、
そのＸ回前の処理時間をＰＴとする（ステップＳ１０
３）。

【００２３】処理時間計算部２０１は、Ｘ回前までの作
業報告の過去履歴から、Ｘ−１回に含まれる各作業条件
のグループ・各作業枚数・稼働チャンバ数・稼働ロード
ロック数で決まる数値Ｓを、Ｓ数値保持部２０４から取
得し、Ｘ回に含まれる各作業条件のグループおよびその
１つ前の作業の作業条件のグループ・各作業枚数・稼働
チャンバ数・稼働ロードロック数で決まる数値Ｒを、Ｒ
数値保持部２０３から取得する (ステップＳ１０４) 。
処理時間計算部２０１は、過去作業履歴から、対象処理
設備に対する、ロット０の作業開始予定時刻と前回作業
開始時刻との差であるＴ０、前回作業開始時刻と前々回
作業開始時刻との差であるＴ１など、ｍ回前の作業開始
時刻とｍ＋１回前の作業開始時刻との差をＴｍとして、
ｍ＝Ｘ−１までＴｍを計算する(ステップＳ１０５)。ｎ
に０を入力する（ステップＳ１０６）。処理時間候補で
あるＡに、Ｓ数値保持部２０４から取得した最短処理時
間Ｓ０を入力する（ステップＳ１０７）。

【００２４】次に、Ｓ数値保持部２０４から取得した、
ｎ＋１回前の作業条件グループ・作業枚数・設備稼働チ
ャンバ数・稼働ロードロック数で決まる数値Ｓ(ｎ＋１)
と、Ｒ数値保持部２０３から取得した、ｍ（ｍ＝０〜
ｎ）回前とｍ＋１回前の作業条件のグループの組み合わ
せおよびｍ回前とｍ＋１回前の作業枚数・設備稼働チャ
ンバ数、稼働ロードロック数で決まる数値Ｒｍと、スケ
ジューラ１から取得した（ｍ＋１）回前とｍ回前との開
始時刻差であるＴｍを用い、式により、Ｂ（ｎ＋１）
を求める（ステップＳ１０７）。 Ｂ（ｎ＋１）＝Ｓ（ｎ＋１）＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝ｎまでの和を意味する)

【００２５】得られたＢ(ｎ＋１)と処理時間候補Ａの大
きさを比較する（ステップＳ１０９）。Ｂ(ｎ＋１)＞Ａ
であるならばＡにＢ(ｎ＋１)を入力する（ステップＳ１
１０）。ｎに、ｎ＋１を代入する（ステップＳ１１
１）。ｎとＸ−１の大きさを比較する（ステップＳ１１
２）。ｎ＜（Ｘ−１）であれば、ステップＳ１０７に戻
る。ｎ≧(Ｘ−１)であれば、Ｘ回前の実処理時間ＰＴ
と、ｍ（ｍ＝０〜Ｘ−１）回前とｍ＋１回前の作業条件
のグループの組み合わせおよびｍ回前とｍ＋１回前の作
業枚数・設備稼働チャンバ数、稼働ロードロック数で決
まる数値Ｒｍと、（ｍ＋１）回前とｍ回前との開始時刻
差であるＴｍを用い、式により、Ｂｘを求める（ステ
ップＳ１１３）。 Ｂｘ＝ＰＴ＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝Ｘ−１までの和を意味する) そして、ＢxとＡの大きさを比較する（ステップＳ１１
４）。Ｂx＞ＡであるならばＡに、Ｂxを入力する（ステ
ップＳ１１５）。処理時間計算部２０１は、得られたＡ
を処理時間としてスケジューラ１宛て出力する(ステッ
プＳ１１６)。このようにして、本願発明では、Ｘ回前
までの作業開始時刻、処理条件、処理設備の状態の情報
を取得して、作業開始時刻差、各処理条件に対する数値
Ｓ、Ｘ回前までの作業処理条件の組み合わせで決定され
る数値Ｒを用いて処理時間を計算しているので、設備と
処理条件で一定値を用いるよりも正確に設備処理時間
（作業終了時刻）を推定できる。

【００２６】次に、図７の処理時間パラメータ推定装置
３の動作を図９に示すフローチャートを使用して説明す
る。図９に示すように、処理時間パラメータ推定装置３
は、生産制御システム４に、過去一定期間の各ロットの
作業開始時刻、作業終了時刻、作業処理設備、作業枚
数、作業条件であるロット作業履歴、各処理設備の各チ
ャンバ、各ロードロックの稼働可能となった時刻、稼働
不可となった時刻、各処理設備の各作業報告毎の稼働チ
ャンバ数、稼働ロードロック数である設備状態履歴を要
求し受け取る（ステップＳ２０１）。処理時間パラメー
タ推定装置３は、設定情報保持部３０３から、各処理設
備の最大処理ロット数、数値Ｓ推定用開始時刻差下限
値、数値Ｒ推定用開始時刻差上限値、各作業条件の所属
グループ、最大稼働チャンバ数、最大稼働ロードロック
数を受け取る（ステップＳ２０２）（チャンバ構成でな
い設備や、ロードロックを持たない設備は、空欄情報と
なっている。）。履歴集計部３０２は、履歴から各処理
設備のロットの作業開始時刻の間隔を集計し、各作業条
件の所属グループ毎に、数値Ｓ推定用開始時刻差下限値
以上の報告をＳ推定元データとして集計する(ステップ
Ｓ２０３)。また、各作業条件の所属グループと１つ前
の作業の条件が所属する所属グループの組み合わせ毎
に、数値Ｒ推定用開始時刻差上限値以下の報告をＲ推定
元データとして集計する（ステップＳ２０４）。履歴集
計部３０２は、集計した結果をパラメータ推定部３０１
に渡す(ステップＳ２０５)。パラメータ推定部３０１
は、Ｓ推定元データから、各設備の型式、各条件のグル
ープ、作業枚数、稼働チャンバ数、稼働ロードロック数
毎に、各開始時刻と終了時刻の差をとった絶対値（処理
時間）を母体として、数値Ｓを推定する(ステップＳ２
０６)。パラメータ推定部３０１は、Ｒ推定元データか
ら、各設備の型式、各条件のグループとその１つ前の作
業で行われた作業条件のグループ・作業枚数・稼働チャ
ンバ数・稼働ロードロック数毎に、終了時刻の差を母体
として、数値Ｒを推定する(ステップＳ２０７)。処理時
間パラメータ推定装置３は、パラメータ推定部３０１が
推定した数値Ｓと数値Ｒを、設備処理時間算出装置２の
Ｓ数値保持部２０４、Ｒ数値保持部２０３に渡す(ステ
ップＳ２０８)。

【００２７】［実施の形態２］図１０は、本発明の実施
の形態２を示すブロック図である。本実施の形態におい
て、計算式パラメータ推定装置３ａの計算式パラメータ
推定部３０４は、ＳおよびＲを計算式によって求めるた
めのパラメータを推定する。すなわち、計算式パラメー
タ推定部３０４は、推定元データを各設備の型式・各条
件のグループ・稼働ロードロック毎に分けて、Ｓ数値
を、稼働チャンバ数Ｃの逆数および処理枚数Ｍに比例す
る一次式Ｓ＝Ｄ×Ｍ／Ｃ＋Ｅとして算出するためのパラ
メータＤ、Ｅを推定し、また、Ｒ推定元データを各設備
の型式、各条件のグループとその１つ前の作業で行われ
た作業条件のグループ・１つ前の作業の稼働ロードロッ
ク毎に分けて、Ｒ数値を、１つ前の作業の稼働チャンバ
数Ｃの逆数および１つ前の作業の処理枚数Ｍに比例する
一次式Ｒ＝Ｆ×Ｍ／Ｃ＋Ｇとして算出するためのパラメ
ータＦ、Ｇを推定し、これらのパラメータを設備処理時
間算出装置２に渡す。そして、設備処理時間算出装置２
のＳ計算式保持部２０６およびＲ計算式保持部２０５
は、処理時間計算部２０１の要求に応じて、上記パラメ
ータと上記一次式とを用いて、Ｓ数値とＲ数値とを計算
し、その結果を処理時間計算部２０１に渡す。それ以外
の構成は先の実施の形態と同様である。

【００２８】［実施の形態３］図１１は、本発明の実施
の形態３を示すブロック図である。本実施の形態におい
ては、スケジューラを用いることなく、短期予測に用い
られるラインシミュレータが出力するシミュレーション
データに基づいて設備処理時間の予測を行う。図１１に
おいて、シミュレータ７は、シミュレーション上の作業
履歴予測データおよびシミュレーション上の予測仕掛り
データおよび各処理設備への作業割り当てを行うロット
の情報および作業開始時刻を設備処理時間算出装置２に
送る。設備処理時間算出装置２は、シミュレータ７から
受け取った、作業履歴データと予測仕掛りデータおよ
び、処理時間パラメータ推定装置３が推定したパラメー
タを用いて、設備処理時間（作業終了時刻）を算出す
る。設備処理時間算出装置２は、シミュレータ７に設備
処理時間を送り、シミュレータ７は、受けとった設備処
理時間をもとに、ラインシミュレーションを実行する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、同一設備の過去履歴から各開始時刻の間隔と、過去
履歴の各処理条件毎、処理設備の状態毎の組み合わせで
決まる数値を求め、これを使用して処理時間を計算して
いるので、実際の値と予測処理時間との誤差を極めて少
なくすることが出来る。従って、本発明によれば、処理
装置を余分に待たせる制御となったり、作業待ち時間が
なくなるように予定したロットを作業待ちにしてしまう
事態を回避することができる。また、処理設備内の処理
を、チャンバ処理時間、処理設備内のロボット搬送時
間、ロードロックの時間などに分割して詳細に記述し
て、予測処理時間を得るものではないので、膨大なデー
タ入力の工数を要することなく、上記の高い精度の予測
作業時間を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理を説明するための処理設備の斜
視図と処理ロットのタイムチャート。

【図２】 本発明の原理を説明するための、開始時刻差
と処理時間との関係を示すグラフ。

【図３】 本発明の原理を説明するための、開始時刻差
と終了時刻差との関係を示すグラフ。

【図４】 本発明の原理を説明するための、処理ロット
のタイムチャート。

【図５】 本発明に係る生産システムのブロック図。

【図６】 本発明の一実施の形態の設備処理時間算出装
置のブロック図。

【図７】 本発明の一実施の形態の処理時間パラメータ
推定装置のブロック図。

【図８】 本発明の一実施の形態の設備処理時間算出装
置の動作を示すフローチャート。

【図９】 本発明の一実施の形態の処理時間パラメータ
推定装置を示すフローチャート。

【図１０】 本発明の他の実施の形態を示すブロック
図。

【図１１】 本発明のさらに他の実施の形態を示すブロ
ック図。

【図１２】 処理設備の一例を示す概略平面図。

【図１３】 処理設備の他の例を示す概略斜視図。

【図１４】 従来例を説明するための、処理ロットのタ
イムチャート。

【図１５】 従来の生産システムのブロック図。

【符号の説明】

１ スケジューラ ２ 設備処理時間算出装置 ３ 処理時間パラメータ推定装置 ３ａ 計算式パラメータ推定装置 ４ 生産制御システム ５ 設定情報入力装置 ６ 搬送制御装置 ７ シミュレータ ８ 処理時間データ保持装置 ９ 自動棚 １０ 搬送装置 １１ セパレーションチャンバ １２ ロードロックチャンバ １３ エッチチャンバ １４ ヒートチャンバ １５ スパッタチャンバ １６ オートローダ部 １７ 処理層 ２０ 処理設備 ２０１ 処理時間計算部 ２０２ 設定情報保持部 ２０３ Ｒ数値保持部 ２０４ Ｓ数値保持部 ２０５ Ｒ計算式保持部 ２０６ Ｓ計算式保持部 ３０１ パラメータ推定部 ３０１ パラメータ推定部 ３０２ 履歴集計部 ３０３ 設定情報保持部 ３０４ 計算式パラメータ推定部 ４０１ ロット作業履歴・設備状態履歴

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロットを連続してあるいは並行し
   て処理することのできる設備を使用して作業を行う際の
   設備処理時間の算出方法であって、処理時間算出の対象
   となっている対象ロットの最短処理時間Ｓ０、現在処理
   が行われているロットの作業内容、および、作業が完了
   したロットの内最近に作業が完了のしたロットの実処理
   時間を認識し、これらに基づいて対象ロットの処理時間
   を算出することを特徴とする設備処理時間算出方法。
2. 【請求項２】 現在処理が行われているロットの前記作
   業内容が、作業開始時刻および作業条件を含んでいるこ
   とを特徴とする請求項１記載の設備処理時間算出方法。
3. 【請求項３】 複数のロットを連続してあるいは並行し
   て処理することのできる設備を使用して作業を行う際の
   処理時間の算出方法であって、処理時間算出の対象とな
   っている対象ロットとそれ以前のロットの最短処理時間
   Ｓ、連続した二つのロット間の最小作業終了時刻差Ｒ、
   および、連続した二つのロット間の作業開始時刻差Ｔに
   基づいて対象ロットの処理時間を算出することを特徴と
   する設備処理時間算出方法。
4. 【請求項４】 複数のロットを連続してあるいは並行し
   て処理することのできる設備を使用して作業を行う際の
   処理時間の算出方法であって、 （１）既に処理が完了しているロットの内、最近終了ロ
   ットが何ロット前のロットであるかを認識し、その数値
   Ｘを得る過程と、 （２）処理時間算出の対象となっている対象ロットとそ
   れ以前のロットの最短処理時間Ｓ０〜ＳＸ、連続した二
   つのロット間の最小作業終了時刻差Ｒ０〜Ｒ（Ｘ−
   １）、連続した二つのロット間の作業開始時刻差Ｔ０〜
   Ｔ（Ｘ−１）、および、最近終了ロットの実処理時間Ｐ
   Ｔを得る過程と、 （３）Ａ＝Ｓ０とし、 式をｎ＝０からｎ＝（Ｘ−２）まで計算し、 Ａ＝Ｓ（ｎ＋１）＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝ｎまでの和を意味する) 式を計算して、 Ａ＝ＰＴ＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝Ｘ−１までの和を意味する) （Ｘ＋１）個のＡを求める過程と、 （４）得られた（Ｘ＋１）個のＡの内、最大のＡを処理
   時間算出の対象となっている対象ロットの処理時間とす
   る過程と、を有することを特徴とする設備処理時間算出
   方法。
5. 【請求項５】 複数のロットを連続してあるいは並行し
   て処理することのできる設備を使用して作業を行う際の
   処理時間の算出方法であって、 （１）既に処理が完了しているロットの内、最近終了ロ
   ットが何ロット前のロットであるかを認識し、その数値
   Ｘを得る過程と、 （２）処理時間算出の対象となっている対象ロットとそ
   れ以前のロットの最短処理時間Ｓ０〜ＳＸ、連続した二
   つのロット間の最小作業終了時刻差Ｒ０〜Ｒ（Ｘ−
   １）、連続した二つのロット間の作業開始時刻差Ｔ０〜
   Ｔ（Ｘ−１）、および、最近終了ロットの実処理時間Ｐ
   Ｔを得る過程と、 （３）ｎ＝０とする過程と、 （４）Ａ＝Ｓ０とする過程と、 （５）式を計算し、Ｂ（ｎ＋１）＞Ａである場合に
   は、Ａ＝Ｂ（ｎ＋１）とする操作をｎをインクリメント
   しつつｎが０からＸ−２となるまで続ける過程と、 Ｂ（ｎ＋１）＝Ｓ（ｎ＋１）＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝ｎまでの和を意味する) （６）式を計算し、Ｂｘ＞Ａである場合には、Ａ＝Ｂ
   ｘとするとする過程と、 Ｂｘ＝ＰＴ＋Σ{Ｒｍ−Ｔｍ} … (但し、Σはｍ＝０からｍ＝Ｘ−１までの和を意味する)
   を有し、Ａを処理時間算出の対象となっている対象ロッ
   トの処理時間とすることを特徴とする設備処理時間算出
   方法。
6. 【請求項６】 処理時間算出の対象となっている対象ロ
   ットとそれ以前のロットの最短処理時間Ｓ０〜ＳＸ、お
   よび、連続した二つのロット間の最小作業終了時刻差Ｒ
   ０〜Ｒ（Ｘ−１）、は過去の作業実績から推定された値
   を用いることを特徴とする請求項４または５記載の設備
   処理時間算出方法。
7. 【請求項７】 処理時間算出の対象となっている対象ロ
   ットとそれ以前のロットの最短処理時間Ｓ０〜ＳＸ、お
   よび、連続した二つのロット間の最小作業終了時刻差Ｒ
   ０〜Ｒ（Ｘ−１）、は過去の作業実績から求められたパ
   ラメータを用いて算出された値を用いることを特徴とす
   る請求項４または５記載の設備処理時間算出方法。
8. 【請求項８】 連続した二つのロット間の作業開始時刻
   差Ｔ０〜Ｔ（Ｘ−１）、および、最近終了ロットの実処
   理時間ＰＴ、は処理が行われる設備からの報告に基づい
   て算出されるものであることを特徴とする請求項４〜７
   のいずれかに記載の設備処理時間算出方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載された処
   理時間算出方法をコンピュータに実行させるための設備
   処理時間算出プログラムを記録した記録媒体。
10. 【請求項１０】 複数のロットを連続してあるいは並行
    して処理することのできる設備を使用して作業を行う際
    の処理時間の算出する機能を有する設備処理時間算出装
    置であって、 連続する２つのロットの最小終了時刻差を保持ないし計
    算する最小終了時刻差部と、 各ロットの最短処理時間を保持ないし計算する最短処理
    時間部と、 処理時間算出の対象となっている対象ロットの情報と、
    処理設備の履歴と、前記最小終了時刻差部および前記最
    短処理時間部のデータと、を受け取り、前記処理設備の
    履歴と前記最小終了時刻と前記最短処理時間とを用いて
    対象ロットの処理時間を算出する処理時間計算部と、を
    備えることを特徴とする設備処理時間算出装置。
11. 【請求項１１】 前記処理時間計算部は、前記対象ロッ
    トの情報と処理設備の前記履歴とを、スケジューラまた
    はシミュレータから受け取ることを特徴とする請求項１
    ０記載の設備処理時間算出装置。
12. 【請求項１２】 処理装置の同時作業可能なロット数Ｘ
    が設定される設定情報保持部が更に備えられており、前
    記処理時間計算部は、前記設定情報保持部が保持するデ
    ータに基づいて対象ロットの処理時間を算出することを
    特徴とする請求項１０または１１記載の設備処理時間算
    出装置。
13. 【請求項１３】 前記処理時間計算部は、前記対象ロッ
    トの情報を受け取った後、前記設定情報保持部が保持す
    るデータに基づいて前記スケジューラまたはシミュレー
    タに処理設備の前記履歴を問い合わせ該履歴を受け取る
    ことを特徴とする請求項１２記載の設備処理時間算出装
    置。
14. 【請求項１４】 前記最小終了時刻差部と前記最短処理
    時間部とは、処理設備の履歴に基づいて前記最小終了時
    刻差と前記最短処理時間とを推定する処理時間パラメー
    タ推定装置が出力するデータをそれぞれ保持しているこ
    とを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の設
    備処理時間算出装置。
15. 【請求項１５】 前記最小終了時刻差部と前記最短処理
    時間部とは、処理設備の履歴に基づいて前記最小終了時
    刻差と前記最短処理時間とを計算するための計算式パラ
    メータ推定装置が出力するデータにより前記最小終了時
    刻差と前記最短処理時間とを計算することを特徴とする
    請求項１０〜１３のいずれかに記載の設備処理時間算出
    装置。