JP2003308366A - 製造管理方法 - Google Patents

製造管理方法

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JP2003308366A
JP2003308366A JP2002112465A JP2002112465A JP2003308366A JP 2003308366 A JP2003308366 A JP 2003308366A JP 2002112465 A JP2002112465 A JP 2002112465A JP 2002112465 A JP2002112465 A JP 2002112465A JP 2003308366 A JP2003308366 A JP 2003308366A
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Toru Yasuda
徹 安田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 需要変動に伴う製造計画の変更に柔軟に対応
でき、常に高い製造効率で製品を製造できるように製造
管理を行う。 【解決手段】 複数の工場３あるいはファウンダリに分
散する複数の製造ライン４から管理情報５を収集し、管
理情報５やデータベース２に保管されたデータに基づい
て、工場やファウンダリの枠を超えて全体として製造効
率が最適化されるように各製造ラインを構成する装置の
製造スケジュールを作成する。その後、作成したスケジ
ュールに基づいて製造ライン（装置）を選択し、製品を
製造する各処理工程が、それぞれ選択された製造ライン
（装置）で実施されるように、製品ロットを管理した
り、輸送手配をしたりする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造管理方法に関
し、詳しくは複数の製造ラインで多品種の製品を製造す
る際のプロダクトミックスを最適化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工場において、各
製造ラインを構成する装置の種類は、そのラインで製造
される半導体デバイスの種類によって異なる。したがっ
て、製造ラインを新たに立ち上げる場合には、通常、そ
の製造ラインで製造するデバイスのプロダクトミックス
を想定し、それにあわせてラインを構成する装置を選択
する。
【０００３】ところが、半導体デバイスは世代交代が激
しく、１つの品種の製造期間は極めて短い。このため、
製造ラインを立ち上げてから１、２年経つと、プロダク
トミックスが立ち上げ当初に想定したプロダクトミック
スと大きく異なってしまうことが、しばしばある。その
結果、製造ラインを構成する装置のうち、ある装置は処
理能力が足りず、またある装置はあまり使用されず、投
資に見合った生産効率が得られなくなることがある。
【０００４】また、製造計画の立案や製造管理は、通
常、製造ラインごと、工場ごとに行われている。このた
め、複数のラインを使用する製造計画は、まず製造ライ
ンごとに計画を立案し、その後複数の計画を統合するこ
とによって立案していた。
【０００５】しかし、このような段階的な立案、管理方
法では、最適なプロダクトミックスを実現することは極
めて困難であった。例えば、装置の故障などによりある
製造ラインの生産能力が急激に低下した場合、他のライ
ンに故障した装置と同等の装置があったとしても、その
ような装置を見つけて割り当てるのに時間がかかった。
また、生産中の製品が急に製造中止になり製造ラインに
余剰能力が生まれたとしても、その余剰能力を有効活用
することができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数の工場
やファウンダリに分散された複数のラインを有効に機能
させて、常に最適なプロダクトミックスを実現できるよ
うにすることを目的とする。
【０００７】ここで、複数のラインとは、必ずしも１メ
ーカーの１工場にあるラインに限られない。例えば、投
資効率を高めるため同業メーカー同士が提携し、製造ラ
インを共用するケースがある。あるいは、自社でチップ
のデザインを決めた後、チップ製造プロセスを専門に担
当する複数の会社（以下、ファウンダリと称する）に、
分散して製造を委託するケースもある。本発明は、この
ようにメーカー、工場の枠を越えて製造が行なわれる場
合も含め、生産の効率化を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の製造管理方法
は、複数の製造ラインの管理情報を収集し、収集した前
記管理情報に基づいて複数の製造ラインそれぞれを構成
する製造装置の製造スケジュールを作成し、その製造ス
ケジュールに基づいて複数の製造ラインの中から最適な
製造ラインを選択する方法である。複数の製造ラインに
またがる製造管理を行うことから、製造ライン間の物の
輸送時間および／または輸送コストのデータを管理し、
そのデータを参照して製造スケジュールを作成する際に
そのデータを参照する。
【０００９】管理情報には、製造ラインを構成する各製
造装置の稼動状況、製造ラインの歩留、製造ラインを構
成する各製造装置の性能値などが含まれる。さらには、
管理情報に、製造ラインの部材在庫数が含まれていても
よい。
【００１０】また、製造依頼元からの要求仕様を受け付
け、製造装置の製造スケジュールを、その要求仕様と、
収集した管理情報に基づいて作成するようにしてもよ
い。この場合、製造スケジュールを複数種類作成し、そ
の複数種類の製造スケジュールに基づいて製造依頼元に
対し複数の見積もりを提示して、その製造依頼元による
選択注文を可能にすることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【００１２】実施の形態１.図１に、本発明の方法を用
いた製造管理システムの一実施の形態を示す。製造管理
装置１は、複数の工場３とネットワークを介して接続さ
れており、また、データベース２の各種データを利用で
きるように構成されている。ネットワークは、専用回
線、ＶＰＮ（Virtual Private Network）などのプライ
ベートネットワークでもよいし、一般回線、インターネ
ットなどの汎用ネットワークでもよい。データベース２
は、製造管理装置１自身が管理するデータベースでもよ
いし、製造管理装置１とは異なるデータベースサーバに
より管理されるものでもよい。
【００１３】図２は、製造管理装置１の処理を示すフロ
ーチャートである。以下、図１と図２を並列に参照して
製造管理装置１が行う処理を説明する。図１に示すよう
に、製造管理装置１は、ネットワークを介して、各工場
３の製造ライン４、あるいは製造ライン４を制御する制
御装置などから管理情報５を収集する（図２、ステップ
Ｓ１０１）。
【００１４】管理情報５は、製造管理装置１が、計画ど
おり製造が進んでいるか、製造ラインを構成する装置に
異常がないか、余剰装置がないか、製造される製品の品
質はどうか、余剰部材がないかなどの指標となる情報で
ある。本実施の形態の製造管理装置１は、図３に示すよ
うに、管理情報５として、製造ライン４を構成する各装
置７の稼動状態８、各装置７の性能値９（欠陥密度）、
ライン歩留１０、製造に用いられる部材の在庫数１１な
どを収集する。但し、これらの例は管理情報５の種類を
限定するものではなく、他の製造管理に必要なあらゆる
情報を管理情報５とし得ることは言うまでもない。
【００１５】製造管理装置１は、収集した管理情報５を
確認した結果、不具合（故障、品質水準の低下など）あ
るいは無駄（余剰）があると判断した場合には、工場３
という枠に捉われずにシステム全体として問題を解決す
るような処理を行う。具体的には、製造効率が最高にな
るように全体のスケジュールを修正し（図２、ステップ
Ｓ１０２）、修正後の製造計画に合わせて各製造ライン
を構成する各装置の製造スケジュールを修正し（図２、
ステップＳ１０３）、図１に示すように、各工場３に対
して修正後の計画に基づく製造パラメータ６を送信する
（図２、ステップＳ１０４）。なお、ここで製造効率が
良いとは、短時間でコストをかけずに品質の良い製品を
製造できることを意味する。時間、コスト、品質の優先
順位は、製品の製造責任者の方針によって異なり必ずし
も一律ではない。よって、システムごとに決定できるよ
うにすることが好ましい。
【００１６】製造パラメータ６は、各製造ラインの各装
置に対する製造指示であり、処理予定を示す製造フロ
ー、温度、時間などの処理パラメータなどが含まれる。
その他、製品仕様を示すパラメータが含まれていてもよ
い。例えば、製造する製品がトランジスタであれば、ト
ランジスタの閾値電圧や応答速度、配線ピッチや層数、
集積度などを製造パラメータ６として製造ラインの各装
置に受け渡してもよい。
【００１７】製造管理装置１は、スケジュールを修正す
る際には、データベース２に蓄積された各種情報を利用
する。データベース２には、製造効率の最適化に必要な
データが保管されている。例えば、ある製造ラインを構
成する１つの装置が故障した場合に、他の製造ラインに
同種の装置があれば、一時的にその装置を使用すること
により製造効率を高めることができる。そのためには、
図４に示すように、各種類の装置１３と、その装置を備
えている製造ライン１４との対応付けのデータ１２を、
予め用意しておく必要がある。
【００１８】この際、輸送時間、コストまで考慮に入れ
ると、代替装置により処理を行っても必ずしも効率が良
くならない場合もある。図５は、輸送区間１６と、その
輸送時間１７、輸送コスト１８のデータ１５であるが、
このようなデータを予めデータベース２に保管し、必要
なときに利用できるようにしておけば、輸送時間、コス
トに基づいて最適化処理を行うことができる。
【００１９】図６は、ある製造ラインで故障装置が発見
された場合の製造管理装置１の処理を示すフローチャー
トである。製造管理装置１は、収集した管理情報５の装
置稼動状況８により、本来稼動しているはずの装置が稼
動していないことを検出した場合には、故障と判断し、
復旧時刻を見積もる（ステップＳ２０１）。復旧時刻の
見積もりは、データベース２により過去に行なわれたメ
ンテナンスの記録などを検索して概算する。
【００２０】次に、図４に示した装置とラインの対応付
けデータ１２を参照して、故障した装置と代替する装置
が有るか判断する（ステップＳ２０２）。代替装置が無
い場合には、ステップＳ２０１で見積もった復旧時刻に
合わせて製造スケジュールを全体的にずらしたり、前倒
しできる工程があればその処理時刻を繰り上げるなどし
て、スケジュールを調整する（ステップＳ２０６）。ま
た、代替装置が有る場合には、図５に示したデータ１５
からその輸送時間とコストを見積もる（ステップＳ２０
３）。
【００２１】ステップＳ２０４は、故障装置の復旧を待
つことと、代替装置のある製造ラインへと製造途中の製
品を輸送することを、時間およびコストの観点から比較
し、製造効率を高める上でいずれが好ましいかを判定す
るステップである。判定基準は、設計事項の１つとして
定めればよいが、望ましくは製造管理装置の管理者が自
由に設定できるようにするのがよい。コスト、時間、品
質などの優先順位は、製造する製品の顧客や納品時期な
どによって変動するからである。
【００２２】故障装置の復旧を待つほうが有利であると
判定された場合には、ステップＳ２０６において復旧時
刻にあわせた再スケジューリングが実行される。あるい
は次にその装置を使用する工程の開始時刻が復旧時刻よ
りも後である場合には、再スケジューリングは不要であ
る。一方、代替装置を使用して製造を続行するほうが有
利であると判定された場合には、代替装置を使用する方
向で再スケジューリングが行なわれる。
【００２３】製造管理装置１は、ステップＳ２０５およ
びステップＳ２０６のいずれの処理を行った場合も、調
整後のスケジュールに基づいて、各製造ラインの各製造
装置に対して製造パラメータを送信する（ステップＳ２
０７）。
【００２４】図７に示すように、ある工場３の製造ライ
ン４を構成する装置２５が故障した場合、製造管理装置
１は、輸送時間・コストの観点から見て有利と判断すれ
ば、他の工場にある代替装置２６を使用する方向で全体
スケジュールを組みなおす。さらには、組みなおしたス
ケジュールに基づき、各処理工程について、使用する製
造ライン（装置）を選択する。スケジュールを組みなお
し製造ラインを選択した時点で、製造管理装置１から輸
送部門に対し選択した製造ラインを通知することによ
り、発送および返送を指示してもよい。これにより、使
用可能なすべての製造装置を工場の枠に捉われることな
く有効活用して、常に効率よく製品を製造することがで
きる。
【００２５】以上、装置故障時の再スケジューリングに
ついて説明したが、故障ではないまでも装置の処理能力
の不足により納期遅延の可能性がある場合、あるいは装
置の老朽化によりプロセス性能が落ちて一定の品質基準
を常に満たすことができなくなったり、製造ラインの歩
留が低下した場合も同様に再スケジューリングを行うこ
とにより製造効率を高めることができる。
【００２６】また、製造ラインを構成する装置以外に工
程を中断させる原因がある場合に、その原因を取り除い
た上で再スケジューリングを行ってもよい。例えば、管
理情報５の収集により、部材不足で処理を進行できない
装置を発見した場合に、部材を調達した後に再スケジュ
ーリングを行うとよい。
【００２７】実施の形態２.上記実施の形態１の製造管
理装置は、主として製造ラインに何らかの不具合が生じ
た際に再スケジューリングを行ってシステム全体の製造
効率を常に高い状態に維持することを目的としたもので
あった。これに対し、次に説明する実施の形態２の製造
管理装置は、製造依頼元の要求に応えられるようなスケ
ジュールを作成して、それを製造依頼元に提案すること
を主たる目的とするものである。実施の形態１の方法と
同等の構成および処理については説明を省略する。
【００２８】図８は、本発明の方法を用いた製造管理シ
ステムの他の実施の形態を示す図である。また、図９
は、製造管理装置１９が行う見積・受注処理のフローチ
ャートである。これらの図に示すように、この製造管理
装置１９は、実施の形態１の製造管理装置１の機能に、
次の５つの機能を追加した装置である。１つは、製造依
頼元２０から製造する製品の要求仕様２１を受け付ける
機能（ステップＳ３０１）であり、もう１つは、要求さ
れた仕様の製品を製造するための各装置のスケジュール
を作成する機能（ステップＳ３０２）である。さらに
は、そのスケジュールで製造を進めた場合の納期および
コストを計算する機能（ステップＳ３０３）と、その見
積２２を製造依頼元２０に送信する機能（ステップＳ３
０４）が追加されている。また、製造依頼元が見積２２
の条件で発注したいと考えた場合に、その製造依頼元２
０からの注文２３を受け付ける機能（ステップＳ３０
５）も追加されている。なお、本実施の形態では、通信
コストを抑えるために、製造依頼元２０との通信に、電
話回線、インターネットを利用する。この場合、通信デ
ータは暗号化して送受信することが望ましい。
【００２９】製造依頼元２０から製造管理装置１９に送
信される要求仕様２１のデータフォーマットは、製造管
理装置１９側で指定したフォーマットとする。これによ
り、製造管理装置１９がスケジューリングを行うために
必要な情報を製造依頼元２０から確実に受け取ることが
できる。要求仕様２１は、製品自体の仕様（例えば寸法
など）の他、製品を製造するプロセスに求められる条件
などが含まれていてもよい。さらには、製造フロー、温
度、時間などの処理パラメータ、その他、例えばトラン
ジスタの閾値電圧や集積度など製品に関する詳細な要求
が含まれていてもよい。
【００３０】例えば半導体装置の製造管理システムで、
製造依頼元２０から、ウェハの酸化、膜の堆積、イオン
注入、エッチングという製造フロー、および各工程の処
理パラメータ（例えば各膜の厚さ、イオン注入のドーピ
ング量、エッチングの深さなど）が与えられたとする。
この場合、製造管理装置１９は、データベース２から図
３、図４、図５に示したようなデータを読み込み、さら
に各工場３から管理情報５を収集して製造依頼元２０が
要求する製品の製造スケジュールを組み立てる。
【００３１】この際、製造スケジュールは、コストを優
先とした場合の最適なスケジュールと、納期を優先した
場合の最適なスケジュールの２通りを作成する。また、
選択した製造ライン（あるいは装置）によって品質に差
が生じる可能性がある場合には、品質優先のスケジュー
ルを別途作成してもよい。
【００３２】製造管理装置１９は、作成した各スケジュ
ールで製造を請け負った場合の納期およびコストを見積
２２として製品依頼元２０に回答する。製品依頼元２０
は、複数の見積２２の中から自らの目的にあったものを
選択し、注文情報２３を製造管理装置１９に送信する。
製造管理装置１９は、製品依頼元２０が選択した見積に
対応するスケジュールに基づいて、製造を行なう製造ラ
インを選択する。
【００３３】本実施の形態の製造管理装置１９は、特
に、複数の工場３および製造ライン４が異なるファウン
ダリに分散する場合に効果を奏する。製品依頼元２０
は、複数のファウンダリと個別に見積交渉をする必要は
なく、要求仕様を送信するだけで、複数の見積回答を取
得することができるからである。また、ファウンダリ側
としても複数の製造依頼元２０からの仕事を受注できる
ので、製造ラインの利用率を高めることができ、都合が
よい。
【００３４】なお、製造依頼元２０から受信した要求仕
様２１は、正式な注文を受けた後に製造パラメータとし
て製造ラインに伝達するのがよい。製造依頼元のデバイ
スメーカーとファウンダリが競合関係にある場合には、
見積の段階で仕様が開示されてしまうことは、デバイス
メーカーに著しい不利益を与えることがあるからであ
る。製造管理装置１９により仲介すれば、このような機
密事項がファウンダリに開示されてしまう心配はなくな
る。
【００３５】実施の形態３.実施の形態３は、実施の形
態２の製造管理システムで、注文された製品の製造を開
始した後に、実施の形態１で説明した再スケジューリン
グを行うようにする形態である。
【００３６】一般には、互いに競合関係にあるファウン
ダリ間で製造途中の製品をやりとりするケースは少な
い。しかし、デバイスメーカーともファウンダリとも異
なる第３者が製造管理装置による仲介サービスを提供す
る場合であれば、あるファウンダリに属する装置に不具
合が生じた場合に、他のファウンダリに属する代替装置
を手配することも考えられる。
【００３７】製造依頼元にとっては、ファウンダリ同士
の競合関係などを気にすることなく、短納期、低コスト
で製品を製造できるため好ましい。また、ファウンダリ
にとっても、製造ラインを有効利用することができ、製
造効率を高く維持できるので都合がよい。
【００３８】
【発明の効果】本発明の製造管理方法では、複数の自社
工場や複数のファウンダリに分散した複数の製造ライン
から管理情報を収集して、各製造装置のスケジューリン
グを行うので、一部装置の故障によるスケジュール変更
が必要になった場合や、製造を依頼する先を選定するた
めに多くの見積を得たい場合などに、最適なスケジュー
ルを、迅速かつ手間をかけずに作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造管理方法を用いたシステムの一
実施の形態を示す図
【図２】 製造管理装置の処理を示すフローチャート
【図３】 管理情報の内容の例を示す図
【図４】 データベースが管理する情報の一例を示す図
【図５】 データベースが管理する情報の他の例を示す
図
【図６】 故障発見時の製造管理装置の処理を示すフロ
ーチャート
【図７】 図１のシステムの効果を説明するための図
【図８】 本発明の製造管理方法を用いたシステムの他
の実施の形態を示す図
【図９】 製造管理装置の見積・受注処理を示すフロー
チャート
【符号の説明】
３ 工場、 ２５ 故障装置、 ２６ 代替装置。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の製造ラインの管理情報を収集し、 収集した前記管理情報に基づいて、前記複数の製造ライ
    ンそれぞれを構成する製造装置の製造スケジュールを作
    成し、 前記製造スケジュールに基づいて、前記複数の製造ライ
    ンの中から、最適な製造ラインを選択することを特徴と
    する製造管理方法。
  2. 【請求項２】 製造ライン間の物の輸送時間および／ま
    たは輸送コストのデータを管理し、前記製造スケジュー
    ルを作成する際に該データを参照することを特徴とする
    請求項１記載の製造管理方法。
  3. 【請求項３】 前記管理情報に、製造ラインを構成する
    各製造装置の稼動状況が含まれることを特徴とする請求
    項１または２記載の製造管理方法。
  4. 【請求項４】 前記管理情報に、製造ラインの歩留が含
    まれることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
    載の製造管理方法。
  5. 【請求項５】 前記管理情報に、製造ラインを構成する
    各製造装置の性能値が含まれることを特徴とする請求項
    １から４のいずれかに記載の製造管理方法。
  6. 【請求項６】 前記管理情報に、製造ラインの部材在庫
    数が含まれることを特徴とする請求項１から５のいずれ
    かに記載の製造管理方法。
  7. 【請求項７】 製造依頼元からの要求仕様を受け付け、
    製造装置の製造スケジュールを、前記要求仕様と、収集
    した管理情報に基づいて作成することを特徴とする請求
    項１から６のいずれかに記載の製造管理方法。
  8. 【請求項８】 前記製造スケジュールを複数種類作成
    し、該複数種類の製造スケジュールに基づいて前記製造
    依頼元に対し複数の見積もりを提示して、該製造依頼元
    による選択注文を可能にすることを特徴とする請求項７
    記載の製造管理方法。
JP2002112465A 2002-04-15 2002-04-15 製造管理方法 Withdrawn JP2003308366A (ja)

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