JP2008147443A - 工程管理システム及び工程管理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】人手による作業を排除し、製造工程全体のスループットを向上することができる工程管理システム及び工程管理方法を提供する。
【解決手段】サーバ3は検査装置1の状態を監視し、アイドル状態にある検査装置1を特定する。続いて、サーバ3は、アイドル状態であることを検出した検査装置1に対するウェハ6の搬入を指示する制御命令を基板搬入制御部5へ出力する。この制御命令を受けた基板搬入制御部5は、制御命令が示す検査装置1に対してウェハ6を搬入させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、工業製品の製造工程を管理する工程管理システム及び工程管理方法に関する。
半導体ウェハから半導体装置を製造する製造工程において、サーバが複数の検査装置の検査実施及び検査結果を管理し、クライアントで稼動状況を表示することが例えば特許文献1に記載されている。この特許文献1には、複数の検査装置の稼動状況を把握するための具体的な方法として、「スタンバイ(空き)」、「検査データ収集中」、「検査データ収集完了(検査結果判定待ち)」、「故障中」、「メンテナンス中」等の装置状態をクライアントに表示することによって、一括して検査装置の状態を把握することができ、検査結果の判定及び次処理の指示を容易にするものが記載されている。
特開2006−13187号公報
しかし、特許文献1に記載された装置では、装置状態の表示後の作業を作業者が判断し、行うことになるので、複数の検査装置全体を考慮した上で次処理を最適にする判断がされるとは限らず、また、作業者が上記の表示に気付かず、基板が放置される場合もあること等から、スループットが低下する可能性があった。また、単に等しい枚数ずつ処理するようレシピを作成し、自動化を行っても、装置毎にスループットが異なる場合があり、やはりスループットが低下する可能性があった。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、製造工程全体のスループットを向上することができる工程管理システム及び工程管理方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、基板処理装置と、前記基板処理装置への基板の搬入を制御する基板搬入制御部と、前記基板処理装置の状態に応じて、前記基板の搬入を制御するための制御命令を前記基板搬入制御部へ出力するサーバとを備えたことを特徴とする工程管理システムである。
また、本発明は、基板処理装置の状態に応じて、基板の搬入を制御するための制御命令をサーバが基板搬入制御部へ出力し、前記制御命令に基づいて、前記基板搬入制御部が前記基板処理装置への前記基板の搬入を制御することを特徴とする工程管理方法である。
本発明によれば、基板処理装置の状態に応じた基板の搬入が自動的に行われるので、製造工程全体のスループットを向上することができるという効果が得られる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態を説明する。図1は、本実施形態による基板検査システムの構成を示している。図1において、1以上の検査装置1(本発明の基板処理装置に相当)を含む複数の製造工程(工程1〜工程3)のラインが独立に並んでいる。各製造工程は同種であり、図1に示した基板検査システムは、複数の半導体ウェハ(以下、単にウェハと記す)を並列的に処理することによって製造工程全体のスループットの向上を図っている。なお、図示を省略しているが、各製造工程のラインには製造装置(本発明の基板処理装置に相当)も含まれている。
検査装置1はウェハの表面、裏面、及びベベル(ウェハの端部(縁))等の検査を行う。また、検査装置1は、検査したウェハの画像を表示するモニタや、入力用のキーボード等を有している。さらに、検査装置1は画像処理機能を有しており、ウェハの画像と基準画像の差をとった差画像の輝度に応じて欠陥を抽出し、その座標位置等を得ると共に、良品及び不良品の判定を行う。検査装置1が用いる検査方法(画像処理方法を含む)は公知のいずれの手法でもよい。
記憶装置2は、各ラインの検査装置1から出力された、検査結果を示す検査結果情報(欠陥画像や欠陥分類項目等を含む)、及び検査装置1の状態等を示す装置情報(状態情報等)を記憶する。記憶装置2はサーバ3とは別体であってもよいし、サーバ3内に設けられていてもよい。図2は、検査結果情報の内容を模式的に示している。基準画像は、欠陥抽出の基準となる画像である。検査画像は、検査対象のウェハを撮像した画像である。抽出された欠陥の画像や欠陥の座標も検査結果情報に含まれている。装置情報の詳細は後述する。
サーバ3は、記憶装置2から検査結果情報及び装置情報を取得し、各情報に基づいて検査装置1の状態を管理する。また、サーバ3は装置情報を画面に表示する機能も有する。クライアント4は、作業者が操作する端末であり、サーバ3が管理する各種情報を取得し、その表示等を行う。
基板搬入制御部5は、検査装置1に対するウェハ6の搬入を制御する。例えば、ウェハを搬送する搬送ロボットの動作を制御することによって、検査装置1へのウェハ6の搬入が制御される。図1ではウェハ6が模式的に描かれているが、実際のウェハ6の搬入の制御は、サーバ3からの制御命令に基づいてカセット単位で行われる。1カセットには、例えば25枚のウェハが収納可能である。上記の検査装置1、記憶装置2、サーバ3、クライアント4、及び基板搬入制御部5はネットワークで接続されている。
次に、サーバ3が管理する装置情報の内容を説明する。各製造工程のラインが稼動しているときに各検査装置1から得られる検査結果情報及び装置情報は記憶装置2に格納される。図3は装置情報の一例を示している。図中のA〜Dは検査装置1のIDを示しており、図3は検査装置毎に具体的な装置情報の内容を示している。
作業者は以下のいずれかの方法により装置情報の閲覧が可能である。サーバ3は記憶装置2から装置情報を読み出し、サーバ3の不図示のモニター画面に装置情報を表示する。作業者は、表示された装置情報を閲覧する。または、作業者がクライアント4を操作し、作業者からの指示に従って、クライアント4がサーバ3から装置情報を取得し表示する。作業者は、クライアント4のモニター画面に表示された装置情報を閲覧する。
以下、図3における装置情報を説明する。運転時間は検査装置1の稼働時間を示している。搬送時間は、ウェハの搬送に要した時間を示している。検査時間はウェハの検査に要した時間を示している。
検査ウェハ枚数は、検査したウェハの枚数を示している。良品ウェハ枚数は、検査に合格したウェハの枚数を示している。良品ウェハ率は、検査ウェハ枚数に対する良品ウェハ枚数の比率(割合)を示している。表面不良ウェハ枚数は、ウェハ表面が不良であったウェハの枚数を示している。裏面不良ウェハ枚数は、ウェハ裏面が不良であったウェハの枚数を示している。ベベル不良ウェハ枚数は、ウェハのベベルが不良であったウェハの枚数を示している。
稼働率は、装置が動いている割合を示している。ランプ点灯時間は照明ランプの点灯時間を示している。スループットは、単位時間当たりに検査されるウェハの数を示している。ランプ切れエラー回数は、ランプ切れによるエラーが起こった回数を示している。吸着エラー回数は、基板をステージ上で吸着できなかったエラーが起こった回数を示している。撮像エラー回数は、基板の画像を取り込むときに起こったエラーの回数を示している。
その他のエラー回数は、吸着、搬送、及び撮像エラー以外のエラーが起こった回数を示している。メンテナンス・トラブル停止時間は、メンテナンスやトラブルにより装置が停止した停止時間の累計を示している。メンテナンス・トラブル停止回数は、メンテナンスやトラブルにより装置が停止した回数を示している。
これらの情報を取得したサーバ3は、必要に応じて、装置の信頼性を示す以下の指標を算出する。サーバ3及びクライアント4は、装置情報の他に以下の情報を表示することも可能である。
MTBF(平均故障間隔)=運転時間/メンテナンス・トラブル停止回数
MWBF(平均故障間隔基板枚数)=検査ウェハ枚数/メンテナンス・トラブル停止回数
MTTR(平均復旧時間)=メンテナンス・トラブル停止時間/メンテナンス・トラブル停止回数
稼働率=(運転時間)/(運転時間+メンテナンス・トラブル停止時間)=MTBF/(MTBF+MTTR)
次に、クライアント4等のモニター画面への装置情報の表示例を説明する。図4は、表面、裏面、及びベベルの各検査における不良ウェハ枚数を検査装置毎に色分けして表示した例を示している。この表示により、作業者は、各検査装置1においてどの検査でどれだけの不良ウェハが発生しているのかを知ることができる。
図5は、各検査装置の状態を色分けして表示した例を示している。図5では、装置IDがAである検査装置1が、検査を行っていないアイドル状態(空き状態)であり、装置IDがBである検査装置1がウェハの搬入中であり、装置IDがCである検査装置1がウェハの搬出中であり、装置IDがDである検査装置1でエラーが発生しており、装置IDがEである検査装置1が検査中であり、装置IDがFの検査装置1がウェハのアライメント中である。この表示により、作業者は各検査装置1の状態を把握することができる。
図6は、表面、裏面、及びベベルの各検査におけるウェハ検査枚数を検査装置毎に色分けして表示した例を示している。この表示により、作業者は、各検査装置1においてどの種類の検査でどれだけのウェハが検査されているのかを知ることができる。
図7は、各検査装置1のウェハ検査枚数を検査開始からの時間単位で色分けして表示した例を示している。また、図8は、表面、裏面、及びベベルの各検査におけるウェハ検査枚数を時間単位で色分けして表示した例を示している。これらの表示により、作業者は、時間単位でウェハ検査枚数の推移を把握することができる。なお、図4〜図8に示したグラフを組み合わせて同時に表示するようにしてもよい。
図9は、図3に示した装置情報の一覧をサーバ3が表示した例を示している。画面の上部にはメニュー901が表示されている。作業者がメニュー901の「ファイル」を選択し、ドロップダウンメニュー902の「保存」を選択すると、画面の内容がCSV形式等のファイル形式で保存される。この際に、例えば保存した日時で自動的にファイル名が生成されるようにしてもよい。保存日時が1998年8月10日の13時の場合には、ファイル名の一例は98081013.csvとなり、ファイルを日時で管理することが可能となる。ファイルフォーマットはどのようなものでもよく、また作業者がファイル名を自由に選択してもよい。
作業者がメニュー901の「リセット」を選択し、ドロップダウンメニュー903の「リセット」を選択すると、装置情報がリセット(クリア)され、各装置情報の値が0となる。この際に、一部の情報だけがリセットされるようにしてもよい。
また、警告及びエラーの通知の設定も可能である。エラーは、装置情報の値が所定の設定値になったときに通知され、警告は、エラーになる前段階で通知される。作業者がメニュー901の「レベル」を選択し、ドロップダウンメニュー904の「警告レベル設定」を選択すると、図10に示す警告レベル設定ダイアログが表示される。
作業者が必要に応じて各項目に値を入力すると、その値が警告閾値としてサーバ3に保存される。この警告閾値は、検査装置1の状態が異常であるか否かを判断するための異常基準となる。サーバ3は、記憶装置2から取得した装置情報が示す値と警告閾値を比較し、装置情報が示す値が警告閾値に達した場合(検査装置1が所定の異常基準に達した場合)、検査装置1に異常が発生したと判断する。
検査装置1に異常が発生したと判断した場合、サーバ3は、異常が発生した検査装置1に対して、異常を通知するための警告情報を送信する。この警告情報を受信した検査装置1は作業者に警告を通知する。警告の通知方法に関しては、警告メッセージを表示するようにしてもよいし、ブザー等を鳴らすようにしてもよいし、シグナルライトを点滅するようにしてもよい。
上記と同様にして作業者がドロップダウンメニュー904の「エラーレベル設定」を選択すると、図11に示すエラーレベル設定ダイアログが表示される。ここでは、警告レベルに設定した数より大きな数を設定する。エラーレベルに達したときは、エラーが通知される。エラーの通知方法は上記と同様である。警告とエラーの定義はユーザ側で自由に決めてよい。例えば、警告レベルの設定だけを行い、エラーレベルの設定は行わないようにしてもよい。もちろん、逆にエラーレベルの設定だけを行い、警告レベルの設定は行わないようにしてもよい。
上述した装置情報の管理と並行して、サーバ3は、一連の検査の履歴をログとして管理している。サーバ3は、各検査装置1がどのような状態にあるのかを常に日付及び時刻と共にログに記録している。作業者がメニュー901の「その他」を選択し、ドロップダウンメニュー905の「ログ出力」を選択すると、ログ情報が表示される。
次に、サーバ3による工程管理の具体例を説明する。図12はサーバ3の動作の手順を示している。以下、図12を参照しながら、サーバ3の動作を説明する。サーバ3は、記憶装置2に格納されている、各検査装置1の状態を示す情報を読み出し、その情報に基づいて各検査装置1の稼動状態を監視する。例えば、サーバ3は記憶装置2から検査結果情報を読み出し、検査画像の枚数をカウントする。
図1において、ウェハ6はカセット単位で検査装置1に搬入され、検査装置1が検査状態となる。カセット内の全てのウェハの検査が終了したら、ウェハ6が検査装置1から搬出され、検査装置1がアイドル状態となる。検査の際にはウェハが撮像され、検査画像が生成される。サーバ3は、図4〜図8に示した装置情報を常に作成している。カセット内のウェハ全体で撮像される画像の枚数は予め分かっており、生成された検査画像の枚数が所定枚数に達したか否かを判定することによって、サーバ3は、各検査装置1が検査を行っている状態であるのか、それともアイドル状態であるのかを判定する(ステップS1201)。
続いて、サーバ3は、ステップS1201における判定の結果に基づいて、アイドル状態にある検査装置1を特定する(ステップS1202)。続いて、サーバ3は、アイドル状態であることを検出した検査装置1に対するウェハ6の搬入を指示する制御命令を基板搬入制御部5へ出力する(ステップS1203)。この制御命令を受けた基板搬入制御部5は、制御命令が示す検査装置1に対してウェハ6を搬入させる。
なお、ステップS1202において、アイドル状態にある検査装置1が複数ある場合や、アイドル状態になりそうな検査装置1が複数ある場合は、スループットの情報を考慮して、トータル時間で早く検査が完了する検査装置1を特定し、その検査装置1を選択してウェハ6を搬入させるようにしてもよい。これにより、製造工程全体のスループットを向上させることができる。
検査装置1の監視の中止指示が入力されなければ(ステップS1204でNOの場合)、サーバ3はステップS1201〜S1203の動作を繰り返す。検査装置1の監視に中止指示が入力された場合(ステップS1204でYESの場合)には、サーバ3は検査装置1の監視を中止する。
上述したように、本実施形態によれば、検査装置1の状態に応じてサーバ3が制御命令を基板搬入制御部5へ出力し、制御命令を受けた基板搬入制御部5が検査装置1へのウェハ6の搬入を制御する。このように、ウェハの搬入が自動的に行われるので、人手による作業を排除し、製造工程全体のスループットを向上することができる。
また、サーバ3が検査装置1のアイドル状態(空き状態)を検出した場合に、その検査装置1にウェハ6が搬入されるので、検査装置1がアイドル状態のまま放置されることなく、検査装置1の稼働率を向上し、製造工程全体のスループットを向上することができる。
また、ウェハの検査では、ウェハ表面の欠陥だけでなく、ウェハの裏面及びベベルの欠陥の情報が、製造装置の不具合を知る上で重要になっている。したがって、本実施形態のように、基板の表面、裏面、及びベベルの検査に係る検査結果情報及び装置情報(不良ウェハ枚数や検査ウェハ枚数等)を表示可能にすることによって、例えばベベルの欠陥が増加していることが分かれば、ベベル部に係わる製造装置がその原因であると分かるので、製造装置の不具合に関する原因解析を容易化することができる。製造装置の不具合の原因を早急に特定し、それに対する処置を行うことにより、製造工程全体のスループットを向上することが可能となる。さらに、これらの情報に関して見やすいGUI(Graphical User Interface)機能を提供することにより、スループットの向上のみならず、メンテナンス等の工程管理に役立たせることができる。
また、検査装置1が所定の異常基準(警告やエラーの基準)に達したことを検出した場合に、サーバ3がその検査装置1に異常を通知することによって、検査装置1のメンテナンスやトラブルに早急に対応することができる。検査装置1に対して適切な処置を行うことにより、製造工程全体のスループットを向上することが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。図13は、本実施形態による基板検査システムの構成を示している。本実施形態では、検査装置1a,1b,1c,1dが設けられており、同一のウェハについて、検査装置1a,1b,1c,1dの順に検査を行う。各検査装置の間のウェハの受け渡しはカセット単位で行われる。検査装置1a,1b,1c,1d、記憶装置2、サーバ3、クライアント4、及び基板搬入制御部5はネットワークで接続されている。
サーバ3は、各検査装置によるウェハの検査に係るスループットを監視し、各検査装置のスループットに応じて、ウェハの搬入のタイミングを制御するための制御命令を基板搬入制御部5へ出力する。図14はサーバ3の動作の手順を示している。以下、図14を参照しながら、サーバ3の動作を説明する。
サーバ3は、各検査装置から出力されて記憶装置2に格納された検査画像の枚数と検査時間に基づいて、各検査装置のスループットを算出する(ステップS1401)。ここでは、予め定められた数のカセットのウェハの検査に要した時間(検査装置がアイドル状態となっている時間を除く)とウェハ検査枚数に基づいて、スループットが算出される。図13には、各検査装置のスループットの一例が記載されている。
続いて、サーバ3は、ステップS1401で算出した各検査装置のスループットに基づいて、スループットが最も低い検査装置を特定する(ステップS1402)。図13に示した例では、検査装置1bのスループットが最も低い。
続いて、サーバ3は、図13に示したライン全体に対するウェハの搬入の頻度(すなわち検査装置1aに対するウェハの搬入の頻度)を、ステップS1402で特定された検査装置(すなわち検査装置1b)のスループットに合わせるための制御命令を基板搬入制御部5へ出力する(ステップS1403)。例えば、検査装置1bのスループットが1時間当たり10枚であるが、1カセットに25枚のウェハが収納されている場合、検査装置1bのスループットは2.5時間当たり1カセットであると言い換えることができる。
したがって、サーバ3は、2.5時間毎に1カセット分のウェハが検査装置1aに搬入されるようにウェハの搬入タイミング(または搬入間隔)を制御するための制御命令を基板搬入制御部5へ出力する。この制御命令を受けた基板搬入制御部5は、制御命令が示す搬入タイミングで検査装置1aにウェハを搬入させる。必要に応じて、上記のステップS1401〜S1403の動作が繰り返される。
上述したように、本実施形態によれば、検査装置のスループットに応じて、検査装置へのウェハの搬入のタイミングが制御されるので、検査工程全体の効率化を図ることができる。例えば、検査装置のスループットを超える量のウェハを検査装置に搬入しても、検査工程全体のスループットは向上しないが、検査装置のスループットを超える量のウェハを、他のラインに回して並列的に検査を行うことにより、製造工程全体のスループットを向上することが可能となる。
特に、図13に示したように、複数の検査装置が所定の順序でウェハの検査を行う場合には、各検査装置のスループットのうち、最も低いスループットに応じて検査装置へのウェハの搬入のタイミングを制御することによって、工程全体の検査速度を下げる要因となるボトルネックの検査装置での検査速度に合わせてウェハを供給することができる。これにより、検査工程全体の効率化を図ることができる。
次に、本実施形態の変形例を説明する。図15は、製造装置と検査装置を組み合わせたシステムの構成を示している。図13と同様の検査装置1a,1b,1c,1dの他に、製造装置7a,7b,7c,7dが設けられている。ウェハは図15の左から右に順次流れていき、各検査装置及び各製造装置で処理される。検査装置1a,1b,1c,1d、記憶装置2、サーバ3、クライアント4、基板搬入制御部5、及び製造装置7a,7b,7c,7dはネットワークで接続されている。
サーバ3の動作は図14と同様である。サーバ3は各検査装置と製造装置のスループットを算出し、最も低いスループットを持つ装置を特定する。そして、サーバ3は、その装置のスループットに合わせた時間間隔でウェハが製造装置7aに搬入されるようにウェハの搬入を制御するための制御命令を基板搬入制御部5へ出力する。この制御命令を受けた基板搬入制御部5は、制御命令が示す搬入タイミングで製造装置7aにウェハを搬入させる。本変形例でも、検査装置及び製造装置のスループットに応じて、システムへのウェハの搬入のタイミングが制御されるので、製造工程全体の効率化を図ることができる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明の適用対象は、半導体ウェハを用いた製造・検査システムに限らず、ガラス基板を用いた液晶表示装置等の製造・検査システムでもよい。
本発明の第1の実施形態による基板検査システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態における検査結果情報の内容を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における装置情報の内容を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における装置情報(不良ウェハ枚数)の表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における装置情報(装置状態)の表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における装置情報(ウェハ検査枚数)の表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における装置情報(ウェハ検査枚数)の表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における装置情報(ウェハ検査枚数)の表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における装置情報の一覧の表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態における警告レベル設定ダイアログの表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態におけるエラーレベル設定ダイアログの表示例を示す参考図である。 本発明の第1の実施形態によるサーバの動作の手順を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による基板検査システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態によるサーバの動作の手順を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による基板検査システム(変形例)の構成を示すブロック図である。
符号の説明
1,1a,1b,1c,1d・・・検査装置、2・・・記憶装置、3・・・サーバ、4・・・クライアント、5・・・基板搬入制御部、7a,7b,7c,7d・・・製造装置

Claims (7)

  1. 基板処理装置と、
    前記基板処理装置への基板の搬入を制御する基板搬入制御部と、
    前記基板処理装置の状態に応じて、前記基板の搬入を制御するための制御命令を前記基板搬入制御部へ出力するサーバと、
    を備えたことを特徴とする工程管理システム。
  2. 前記サーバは、前記基板処理装置が空き状態であることを検出した場合に、前記基板処理装置に前記基板を搬入するための前記制御命令を前記基板搬入制御部へ出力することを特徴とする請求項1に記載の工程管理システム。
  3. 前記サーバは、前記基板処理装置による前記基板の処理に係るスループットを監視し、前記スループットに応じて、前記基板の搬入のタイミングを制御するための前記制御命令を前記基板搬入制御部へ出力することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の工程管理システム。
  4. 複数の前記基板処理装置を備え、前記複数の基板処理装置が所定の順序で前記基板を処理する場合に、
    前記サーバは、前記複数の基板処理装置の各々の前記スループットのうち、最も低い前記スループットに応じた前記制御命令を前記基板搬入制御部へ出力する
    ことを特徴とする請求項3に記載の工程管理システム。
  5. 前記サーバはさらに、前記基板の表面、裏面、及び端部の検査に係る検査情報を表示することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の工程管理システム。
  6. 前記サーバはさらに、前記基板処理装置の状態が所定の異常基準に達した場合に、前記異常基準に達した前記基板処理装置に異常を通知することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の工程管理システム。
  7. 基板処理装置の状態に応じて、基板の搬入を制御するための制御命令をサーバが基板搬入制御部へ出力し、
    前記制御命令に基づいて、前記基板搬入制御部が前記基板処理装置への前記基板の搬入を制御する
    ことを特徴とする工程管理方法。
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