JP2010061505A - Production management device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置等の生産ラインを管理する生産管理装置および生産管理方法に関する。 The present invention relates to a production management apparatus and a production management method for managing a production line of a semiconductor device or the like.
従来、製品の生産に必要な処理種に応じて、同種の処理を実行する複数台の生産設備からなる生産設備群が複数配備された生産ラインにおいて、一連の処理フローに従って、各生産設備群に属するいずれかの生産設備を使用した処理を繰り返すことによる製品の生産が、様々な産業において利用されている。 Conventionally, in a production line where multiple production facilities consisting of multiple production facilities that perform the same type of processing are deployed according to the type of processing required for product production, each production facility group is assigned according to a series of processing flows. Production of products by repeating processing using any of the production facilities to which it belongs is used in various industries.
例えば、半導体装置の生産工場では、生産ラインには、露光現像処理、成膜処理、エッチング処理、洗浄処理等の各処理を実施する複数の生産設備群が属している。この半導体装置の生産ラインでは、一般に、複数枚の半導体基板により構成されたロット単位で各処理が実施され、同一の生産ラインにおいて複数のロットが並行して処理される。また、1つの処理フローに属する異なる工程の処理が同一の生産設備群において実施されることや、同一の生産ラインにおいて、異なる処理フローに従って複数種の製品が生産されることも一般的である。このため、1つの生産設備群において全生産設備が処理中等である場合、複数のロットが処理待で当該生産設備群に滞留する状況が発生する。このような滞留ロットの処理順を決定する手法として、種々の生産管理手法が提案されている。 For example, in a semiconductor device production factory, a production line includes a plurality of production equipment groups that perform various processes such as exposure and development processing, film formation processing, etching processing, and cleaning processing. In this production line for semiconductor devices, each process is generally performed in units of lots composed of a plurality of semiconductor substrates, and a plurality of lots are processed in parallel on the same production line. In addition, it is common that processing of different processes belonging to one processing flow is performed in the same production facility group, and a plurality of types of products are produced according to different processing flows in the same production line. For this reason, when all the production facilities are processing in one production facility group, the situation where a plurality of lots stay in the production facility group waiting for processing occurs. Various production management techniques have been proposed as a technique for determining the processing order of such staying lots.
例えば、後掲の特許文献1は、処理フローを構成する各工程において、処理されるロットの品種ごとに仕掛数の許容値を設定し、設定された許容値以下に各品種の仕掛数を維持する生産管理手法を開示している。当該先行技術では、同種の処理を実施する複数台の生産設備により各工程が構成され、各生産設備において処理可能な品種が限定されている。また、1つの工程では、仕掛数の許容値が品種ごとに設定されており、当該許容値を超えない状態で各工程におけるロットの処理優先度が決定されて、ロットがディスパッチ(割り当て)される。当該技術によれば、各工程での製品の滞在時間(処理待ち時間と処理時間との和)が規定値以下に維持される。そのため、全ての工程で滞在時間が規定値以内になる状態でロットがディスパッチされ、納期を遵守することができる。 For example, in Patent Document 1 described later, in each process constituting the processing flow, an allowable value of the number of in-processes is set for each type of lot to be processed, and the number of in-process items of each type is maintained below the set allowable value. A production management method is disclosed. In the prior art, each process is configured by a plurality of production facilities that perform the same type of processing, and the types that can be processed in each production facility are limited. Further, in one process, the allowable value of the number of work in progress is set for each product type, and the processing priority of the lot in each process is determined in a state not exceeding the allowable value, and the lot is dispatched (assigned). . According to this technique, the stay time of the product in each step (the sum of the processing waiting time and the processing time) is maintained below a specified value. Therefore, lots are dispatched in a state where the stay time is within a specified value in all processes, and the delivery date can be observed.
また、後掲の特許文献2は、納期を遵守しつつ、生産ラインを構成する生産設備の稼働率を向上させる生産管理手法を開示している。当該技術では、生産管理装置が、ロットが各生産工程を通過する時期とその生産量を予測する予測手段と、各工程内の各生産設備の処理能力を記憶する能力記憶手段とを備える。当該生産管理装置は予測手段の予測結果と能力記憶手段に格納された処理能力とを照合することにより、各生産設備の負荷状態を判定する。そして、判定結果である各生産設備の過負荷状況を各生産工程で使用される生産設備間で比較し、ボトルネック設備に休止期間が発生しない条件下で各生産工程におけるロットの処理優先度を決定してロットがディスパッチされる。そのため、納期を律速するボトルネック設備の稼働率を低下させることなく、他の生産設備の稼働率を向上させることができる。また、全体として納期を遵守することもできる。
しかしながら、従来の生産管理手法では、納期遵守については配慮がされているが、生産設備のスループットに関しては配慮がされていない。例えば、ロットの納期を遵守しようとすると、進捗遅れが発生したロットを優先して処理するため、ロットの処理条件(レシピ)の切り換え回数が増加する。その結果、レシピ切り換えに伴う生産設備の段取り時間が増加し、生産設備のスループットが低下してしまう。そのため、一旦、進捗遅れロットが生じた工程では、設備スループット低下のために他のロットの処理に遅れが発生し、進捗遅れロットが増大するという課題がある。 However, in the conventional production management technique, consideration is given to delivery date compliance, but no consideration is given to the throughput of production equipment. For example, if the lot delivery date is to be observed, the lot that has been delayed in progress is processed preferentially, and the number of times the lot processing conditions (recipe) are switched increases. As a result, the setup time of the production facility accompanying the recipe switching increases and the throughput of the production facility decreases. For this reason, in a process where a progress-delayed lot has occurred, there is a problem that a delay occurs in the processing of other lots due to a decrease in equipment throughput, and the progress-delayed lot increases.
本発明は上記従来の事情を鑑みて提案されたものであって、設備スループットを最大化することで、納期を遵守できるように各工程で最適なロットのディスパッチルールをリアルタイムに切り換えながらロットを進行させることができる生産管理装置および生産管理方法を提供することを目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-described conventional circumstances, and by maximizing the equipment throughput, the lots progress while switching the optimal lot dispatch rules in each process so that the delivery date can be observed. An object of the present invention is to provide a production management device and a production management method that can be performed.
上記課題を解決するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、同一の生産設備において複数種のレシピのいずれかを用いて製品が生産される生産ラインを管理する生産管理装置を前提としている。そして、本発明に係る生産管理装置は、データ収集部、データ蓄積部、マトリックス作成部、処理順序決定部およびロット処理制御部を備える。データ収集部は、生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集する。ここで、基準時刻情報とは、当該ロットと他のロットとの処理間隔を算出するための基準時刻を示す情報を指す。基準時刻として、例えば、ロット処理完了時刻を使用することができる。また、レシピ種情報とは、レシピID等、ロット処理に使用されたレシピ種を特定するための情報を指す。データ蓄積部は、データ収集部により取得されたロット処理情報を蓄積する。マトリックス作成部は、データ蓄積部に蓄積されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施されるレシピの組み合わせおよび順序と、レシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成する。例えば、上記基準時刻情報が、ロット処理完了時刻を示す情報である場合、後続ロットのロット処理完了時刻と先行ロットのロット処理完了時刻との差を算出することにより、後続ロットについてのレシピ切り換え時間を含む処理時間が算出できる。すなわち、先行ロットの処理に使用されたレシピと後続ロットの処理に使用されたレシピとの切り換えに要する時間を含む後続ロットの処理時間を求めることができる。処理順序決定部は、作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて処理予定ロットの処理順序を決定する。そして、ロット処理制御部は、処理順序決定部により決定された処理順序に従った処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means. First, the present invention presupposes a production management apparatus that manages a production line in which products are produced using any one of a plurality of types of recipes in the same production facility. The production management apparatus according to the present invention includes a data collection unit, a data storage unit, a matrix creation unit, a processing order determination unit, and a lot processing control unit. The data collection unit collects lot processing information including reference time information and recipe type information for each lot processing performed in the production facility. Here, the reference time information indicates information indicating a reference time for calculating a processing interval between the lot and another lot. As the reference time, for example, a lot processing completion time can be used. The recipe type information refers to information for identifying the recipe type used for the lot processing, such as the recipe ID. The data storage unit stores the lot processing information acquired by the data collection unit. The matrix creation unit is a matrix that records the combination and sequence of recipes that are continuously executed in the production facility and the processing time including the recipe switching time in association with the lot processing information stored in the data storage unit. Create For example, when the reference time information is information indicating the lot processing completion time, the recipe switching time for the subsequent lot is calculated by calculating the difference between the lot processing completion time of the subsequent lot and the lot processing completion time of the preceding lot. The processing time including can be calculated. That is, the processing time of the subsequent lot including the time required for switching between the recipe used for processing the preceding lot and the recipe used for processing the subsequent lot can be obtained. The processing order determination unit calculates the total processing time including the recipe switching time for all combinations of processing orders of the scheduled processing lots based on the created matrix, and determines the processing order of the scheduled processing lots based on the calculated totals. decide. Then, the lot processing control unit instructs the production facility to execute the processing scheduled lot according to the processing order determined by the processing order determining unit.
この生産管理装置では、各生産設備(各工程)に滞留したロットの在庫をスループット最大で処理することができ、納期遅れロットを増大させない最適なロット処理順序をリアルタイムに決定することができる。 In this production management apparatus, the stock of lots staying in each production facility (each process) can be processed with the maximum throughput, and an optimal lot processing order that does not increase the delivery delay lot can be determined in real time.
上記生産管理装置においてより適切なロット処理順序を決定する観点では、マトリックス作成部は、各レシピの組み合わせおよび順序について、レシピ切り換え時間を含む処理時間の最小値を用いてマトリックスを作成することが好ましい。また、マトリックス作成部は、予め設定された所定範囲内のレシピ切り換え時間を含む処理時間を用いてマトリックスを作成してもよい。これにより、設備異常等が発生し、正常な処理が実施されなかった状況下でのロット処理情報を使用してマトリックスが作成されることを防止できる。また、処理順序決定部は、例えば、上記総和が最小となる処理順序を、処理予定ロットの処理順序として決定することができる。なお、上記生産管理装置は、生産設備へのロットの到着を検知するロット到着検知部をさらに備え、処理順序決定部が、新規ロットが到着する都度、上記処理順序を決定する構成にすることもできる。 From the viewpoint of determining a more appropriate lot processing order in the production management apparatus, it is preferable that the matrix creation unit creates a matrix using the minimum processing time including the recipe switching time for each recipe combination and order. . The matrix creation unit may create the matrix using a processing time including a recipe switching time within a predetermined range set in advance. As a result, it is possible to prevent the matrix from being created using the lot processing information in a situation in which equipment abnormality or the like has occurred and normal processing has not been performed. In addition, the processing order determination unit can determine, for example, the processing order that minimizes the total sum as the processing order of the scheduled processing lot. The production management device may further include a lot arrival detection unit that detects arrival of a lot at a production facility, and the processing order determination unit may determine the processing order every time a new lot arrives. it can.
一方、他の観点では、本発明は、同一の生産設備において複数種のレシピのいずれかを用いて製品が生産される生産ラインを管理する生産管理方法を提供することができる。すなわち、本発明に係る生産管理方法は、まず、生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集する。次いで、収集されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施される2つのレシピの組み合わせおよび順序と、基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成する。また、作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて処理予定ロットの処理順序を決定する。そして、決定された処理順序に従った処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示する。 On the other hand, in another aspect, the present invention can provide a production management method for managing a production line in which a product is produced using any one of a plurality of types of recipes in the same production facility. That is, the production management method according to the present invention first collects lot processing information including reference time information and recipe type information for each lot processing performed in the production facility. Next, based on the collected lot processing information, the combination and order of two recipes that are successively executed in the production facility are associated with the processing time including the recipe switching time calculated based on the reference time information. Create a matrix to record. Further, based on the created matrix, the sum of the processing times including the recipe switching time is calculated for the combination of all the processing orders of the scheduled processing lots, and the processing order of the scheduled processing lots is determined based on the calculated total. Then, the production facility is instructed to execute the processing scheduled lot according to the determined processing order.
本発明によれば、各生産設備(各工程)に滞留したロットの在庫をスループット最大で処理することができる。その結果、納期遅れロットを増大させない最適な処理順序をリアルタイムに決定しながらロットを進行させることができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, it is possible to process a stock of lots retained in each production facility (each process) with a maximum throughput. As a result, it is possible to advance the lot while determining the optimum processing order that does not increase the lot delayed in delivery in real time.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、半導体装置の生産ラインに配置された生産設備のロット処理を管理する生産管理装置および生産管理方法として本発明を具体化している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the present invention is embodied as a production management apparatus and a production management method for managing lot processing of production facilities arranged on a production line of semiconductor devices.
図1は本発明に係る一実施形態の生産管理装置を示す概略構成図である。当該生産管理装置10は、生産ラインに属する生産設備20と、ネットワーク等を介して通信可能に接続されている。なお、生産ラインには各工程で使用される複数の生産設備群が含まれ、1つの工程を実現する生産設備群には、同一種の処理を行う複数の生産設備が含まれるが、図1では、1つの生産設備のみを図示している。また、以下では、説明のため、1つの生産設備20に複数のロットが在庫として滞留している事例に単純化している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a production management apparatus according to an embodiment of the present invention. The
図1に示すように、生産管理装置10は、データ収集部1、データ蓄積部2、マトリックス作成部3、閾値入力部4、ロット到着検知部5、在庫認識部6、処理順序決定部7およびロット処理制御部8を備える。データ収集部1は、生産設備20のロット処理情報を収集する。ここで、ロット処理情報とは、生産設備20においてロットが処理された際の処理状況を示す実績データである。本実施形態では、ロット処理情報は、ロットに対して使用された処理条件種(レシピ種)情報および基準時刻情報を含む。ここで、基準時刻情報とは、1つのロットと他のロットとの処理間隔を算出する基準時刻を示す情報である。本実施形態では、基準時刻情報として、ロット処理完了時刻を使用している。データ収集部1で収集されたロット処理情報はデータ蓄積部2に格納される。
As shown in FIG. 1, the
マトリックス作成部3は、以下で詳述するように、データ蓄積部2に蓄積されたロット処理情報に基づいてレシピ間マトリックスを作成する。閾値入力部4は、レシピ間マトリックスを作成する際に、ロット処理情報から異常値を排除するための基準となる閾値をマトリックス作成部3へ入力する。処理順序決定部7は、マトリックス作成部3により作成されたレシピ間マトリックスおよびロット処理順序を決定する時点での仕掛在庫状況を示す在庫情報に基づいて、ロットの処理順序を決定する。在庫情報は在庫認識部6から取得される。ロット処理制御部8は、決定されたロット処理順序でのロット処理の実行を生産設備20に指示する。
The
特に限定されないが、本実施形態では、ロット処理制御部8は生産設備20の稼動状況の監視(処理開始、処理完了等の検出)を行う機能も有しており、データ収集部1は、ロット処理制御部8がロットの処理完了を検知したときに、処理が完了したロットについてのロット処理情報を、ロット処理制御部8を通じて取得する構成になっている。また、在庫認識部6は、ロット到着検知部5が検出した新規ロットの到着、およびロット処理制御部8が検出するロット処理の開始に応じて、その時点での在庫情報を取得する。ここで、在庫情報とは、生産設備20の在庫数および各在庫ロットの処理に使用されるレシピ種を示すデータである。例えば、在庫認識部6は、ロット処理制御部8を通じて、生産設備20の搬入搬出ポートに搭載されているロット数を在庫数として取得し、搬入搬出ポートへのロット搬入とともに、生産ラインのロット進捗を管理する生産実行システム(MES:Manufacturing Execution System)等から生産設備20に通知されたレシピIDをレシピ種として取得する。なお、在庫認識部6はMESから直接、在庫数およびレシピ種を取得してもよい。
Although not particularly limited, in the present embodiment, the lot
以上の構成を有する生産管理装置10は、レシピ間マトリックスに基づいて設備スループットが最大となるロット処理順序を最適な処理順序として決定する。なお、データ収集部1、マトリックス作成部3、在庫認識部6、処理順序決定部7およびロット処理制御部8は、例えば、専用の演算回路、あるいは、プロセッサとRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等のメモリとを備えたハードウェア、および当該メモリに格納され、プロセッサ上で動作するソフトウェアにより実現することができる。また、データ蓄積部2は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置により実現することができ、閾値入力部4は、例えば、キーボード等の任意の入力装置により実現することができ、ロット到着検知部5は、例えば、光センサ等の検出装置により実現することができる。
The
ここで、生産設備20のスループットを考慮する必要性について、具体例に基づいて簡単に説明する。図2は、一定温度に保持した熱板を用いて半導体基板(ウェハ)の加熱処理を実施する生産設備において、2種のレシピ(レシピA、レシピB)のいずれかにより連続して2つのロットが処理される場合の総処理時間を示す図である。図2に示す例において、レシピAは、熱板温度130℃、処理時間60秒の処理である。また、レシピBは、熱板温度90℃、処理時間60秒の処理である。なお、図2では、生産設備がレシピA、レシピBのいずれかで直ちに処理を開始できる状態にあり、先行ロットの処理が直ちに開始される状態を示している。また、各ロットは複数枚のウェハにより構成されているが、ここでは全ウェハの処理が上記処理時間(60秒)で完了するものとする。
Here, the necessity to consider the throughput of the
図2に示すように、レシピA、レシピBのいずれかにより連続して2つのロットが処理される場合、実行され得るレシピの組み合わせおよび順序は4通りである。すなわち、先行ロット16、後続ロット17がともにレシピAにより処理される場合(図2(a))、先行ロット16、後続ロット17がともにレシピBにより処理される場合(図2(b))、先行ロット16がレシピAにより処理され、後続ロット17がレシピBで処理される場合(図2(c))、先行ロット16がレシピBにより処理され、後続ロット17がレシピAで処理される場合(図2(d))の4通りである。
As shown in FIG. 2, when two lots are processed in succession by either recipe A or recipe B, there are four recipe combinations and sequences that can be executed. That is, when both the preceding
図2(a)、図2(b)に示すように、レシピAまたはレシピBの一方により2つのロット16、17がともに処理される場合、先行ロット16の処理が完了すると直ちに後続ロット17の処理を開始することができる。このため、ロットの処理順序に関わらず、総処理時間は60秒×2=120秒になる。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), when two
これに対し、先行ロット16と後続ロット17との間でレシピ切り換えが発生する場合、先行ロット16の処理が完了してもレシピ切り換えが完了するまでの間は後続ロット17の処理を開始することができない。図2の例では、レシピAからレシピBへのレシピ切り換えの際に、熱板温度を130℃から90℃へ下降(図2の熱板降温18)させる必要があり(熱板降温18)、レシピBからレシピAへのレシピ切り換えの際に、熱板温度を90℃から130℃へ上昇(図2の熱板昇温19)させる必要がある。このため、図2(c)、図2(d)に示すように、総処理時間は、レシピ切り換えに要する時間分だけ長くなる。また、レシピ切り換えに要する時間は、切り換え前のレシピと切り換え後のレシピに依存して変動するため、レシピの順序に応じて総処理時間が異なる。例えば、図2では、130℃から90℃への熱板降温18に180秒を要し、90℃から130℃への熱板昇温19に60秒を要する。この場合、図2に示すように、先行ロット16がレシピAにより処理され、後続ロット17がレシピBで処理される場合の総処理時間は60秒×2+180秒=300秒になり、先行ロット16がレシピBにより処理され、後続ロット17がレシピAで処理される場合の総処理時間は60秒×2+60秒=180秒になる。このように、ロットの処理順序により、設備スループットが大きく変動することがわかる。
On the other hand, when the recipe switching occurs between the preceding
なお、熱板昇降温時間が昇温時と降温時で異なる理由は、昇温は加熱によりなされ、降温は自然冷却によりなされることに起因する。特に、100℃付近での降温は自然冷却では時間を要するため、昇温時間に比べて降温時間が長くなる傾向にある。熱板の昇降温時間を同一にできればこのような問題は解決できるが、設備の複雑化およびコスト増大を招くため現実的ではない。 The reason why the hot plate raising / lowering time is different between when the temperature is raised and when the temperature is lowered is that the temperature is raised by heating and the temperature is lowered by natural cooling. In particular, since the temperature lowering near 100 ° C. requires time for natural cooling, the temperature lowering time tends to be longer than the temperature rising time. Such a problem can be solved if the heating / cooling time of the hot plate can be made the same, but it is not realistic because it leads to complicated equipment and increased cost.
また、図3は、複数の処理ユニットを有する生産設備において、レシピに応じて使用する処理ユニット数が異なる場合の総処理時間を示す図である。図3に示す例において、レシピCは、生産設備の第1ユニット(処理時間60秒)のみを使用する処理である。また、レシピDは、生産設備の第1ユニット(処理時間60秒)での処理実施後、当該生産設備の第2ユニット(処理時間60秒)での処理を引き続き実施する。なお、図3の例では、第1および第2ユニットは、ともに枚葉処理によりウェハを処理する。また、4枚のウェハからなる第1ロットをレシピCで処理し、4枚のウェハからなる第2ロットをレシピDで処理する。この場合、第1ロットの処理完了後に第2ロットを処理する(図3(a))、または、第2ロット処理完了後に第2ロットを処理する(図3(b))、という2通りの処理順が考えられる。なお、ここでは、生産設備は、第1ロットの処理または第2ロットの処理を直ちに開始できる状態にあるものとしている。
Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the total processing time in the case of the production facility which has a some processing unit when the number of the processing units used according to a recipe differs. In the example shown in FIG. 3, recipe C is a process that uses only the first unit (processing
図3に示すように、第1ロット、第2ロットの順(レシピC、レシピDの順)で処理が実施される場合、総処理時間は540秒になる。一方、第2ロット、第1ロットの順(レシピD、レシピCの順)で処理が実施される場合、総処理時間は480秒になる。すなわち、第1ロット、第2ロットの順で処理する場合よりも60秒早く処理が完了することになる。これは、後者の場合、第1ロット(レシピC)の1枚目のウェハに対する第1ユニットでの処理が、第2ロット(レシピD)の4枚目のウェハに対する第2ユニットでの処理中に実施されるためである。このため、ロットの処理順序により、スループットが大きく変動することになる。 As shown in FIG. 3, when processing is performed in the order of the first lot and the second lot (recipe C, recipe D), the total processing time is 540 seconds. On the other hand, when processing is performed in the order of the second lot and the first lot (in the order of recipe D and recipe C), the total processing time is 480 seconds. That is, the processing is completed 60 seconds earlier than when processing in the order of the first lot and the second lot. In the latter case, the processing in the first unit for the first wafer in the first lot (recipe C) is being processed in the second unit for the fourth wafer in the second lot (recipe D). It is because it is implemented. Therefore, the throughput varies greatly depending on the lot processing order.
以上のように、複数種のレシピを切り換えて製品を処理する生産設備では、レシピの実行順序により、設備スループットが大きく変動する。すなわち、先行ロットのレシピ種と後続ロットのレシピ種の組み合わせにより、後続ロットの処理に要する時間(レシピ切り換え時間を含む処理時間)が大きく変動する。本実施形態では、レシピ間のマトリックスを作成することにより、スループット最大での生産設備の稼動を実現することができる。 As described above, in a production facility that processes products by switching a plurality of types of recipes, the facility throughput varies greatly depending on the execution order of recipes. That is, the time required for processing the subsequent lot (processing time including recipe switching time) varies greatly depending on the combination of the recipe type of the preceding lot and the recipe type of the subsequent lot. In the present embodiment, the production facility can be operated at the maximum throughput by creating a matrix between recipes.
生産管理装置10は、以下のようにして、ロットの処理順序を決定する。図4は、生産管理装置10において実行されるロット処理順序決定処理を示すフローチャートである。当該処理順序決定処理は、生産装置20に在庫が発生した場合に適宜実行される。
The
図4に示すように、まず、データ収集部1は、生産設備20において実施されたロット処理の実績データ(ロット処理情報)を収集し、収集した実績データをデータ蓄積部2に蓄積する(ステップS1)。ここでは、データ収集部1は、各ロット処理の処理完了時刻およびレシピ種を各生産設備20から収集する。
As shown in FIG. 4, first, the data collection unit 1 collects the actual data (lot processing information) of the lot processing performed in the
次に、マトリックス作成部3は、データ蓄積部2に蓄積された実績データから、連続して実施された2つのロット処理について、レシピ種の組み合わせおよび順序と、基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけたマトリックス(レシピ間マトリックス)を作成する(ステップS2、S3)。上述のように、本実施形態では、基準時刻情報として処理完了時刻を使用し、レシピ切り換え時間を含む処理時間として処理完了間隔を使用する。ここで、処理完了間隔とは、先に処理がなされたロットの処理完了時刻から後続のロットの処理完了時刻までの時間である。すなわち、先行ロットの処理と後続ロットの処理との間にレシピ切り換えが発生する場合、処理完了間隔には、レシピの切り換えに要した時間が含まれる。
Next, the
例えば、マトリックス作成部3は、データ蓄積部2から、最新ロットの処理完了時刻およびレシピIDと、当該最新ロットの直前に処理が完了したロット(最後から2番目のロット)の処理完了時刻およびレシピIDとを読み出す。そして、処理完了間隔を算出し、当該処理完了間隔を各ロット処理に使用されたレシピIDの組み合わせおよび順序に対応するレシピ間マトリックスの要素とする。また、マトリックス作成部3は、最後から2番目のロットの処理完了時刻およびレシピIDと、最後から2番目のロットの直前に処理が完了したロット(最後から3番目のロット)の処理完了時刻およびレシピIDとを読み出し、各ロットの処理に使用されたレシピIDの組み合わせおよび順序に対応するレシピ間マトリックスの要素として処理完了間隔を算出する。このような処理完了間隔の算出を繰り返すことにより、マトリックス作成部3はレシピ間マトリックスの全要素を算出する。
For example, the
なお、マトリックス作成部3は、同一のレシピ組み合わせおよび順序について複数の処理完了間隔を算出した場合、最小値をレシピ間マトリックスの要素として選択する。これにより、在庫ロットがない場合など、先行ロットの処理が完了したときに後続ロットの処理を直ちに開始できない状況下での処理について算出された処理完了間隔をレシピ間マトリックスの要素から除外することができる。また、このように、待機時間を含んだ処理完了間隔を除外することにより、後述のように最適なロットディスパッチを実現することができる。すなわち、生産設備20に滞留した在庫をより速やかに処理することが可能になる。
In addition, the
図5は、4種類のレシピ(レシピE、レシピF、レシピG、レシピH)を実行する生産設備について求めたレシピ間マトリックスの一例を示す図である。図5において、レシピ間マトリックス50の列方向が先行ロット(1stロット)の処理に使用されたレシピに対応し、行方向が後続ロット(2ndロット)の処理に使用されたレシピに対応する。レシピ間マトリックス50は、例えば、先行ロットがレシピEで処理され、後続ロットがレシピGで処理された場合の処理完了間隔の最小値が11分7秒であったことを示している。また、先行ロット、後続ロットともにレシピHで処理された場合の処理完了間隔の最小値は5分45秒であったことを示している。なお、上述のように、レシピ間マトリックス50の各要素は、1stロットの処理が完了した後、2ndロットがいつ完了するのかを示すことになる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an inter-recipe matrix obtained for a production facility that executes four types of recipes (recipe E, recipe F, recipe G, and recipe H). In FIG. 5, the column direction of the
なお、後述のように、マトリックス作成部3は、ロット処理制御部8により生産設備20における処理完了が検出され、当該処理に関するロット処理情報をデータ収集部1が取得したタイミングでレシピ間マトリックスを作成する。これにより、レシピ間マトリックスには最新のロット処理情報がリアルタイムで反映されることになり、精度の高いレシピ間マトリックスを作成することができる。このとき、マトリックス作成部3は、既にレシピ間マトリックスを作成していた場合には、データ蓄積部2に格納されている全データについて再度計算を行う必要はなく、新たに取得されたロット処理情報に基づいて算出されたマトリックスの要素のみを上述の条件に従って更新すればよい。
As will be described later, the
ところで、生産設備20において設備異常等が発生した場合、上記処理完了間隔が極端に短くなる場合がある。例えば、搬送トラブル等のために生産設備20が停止し、搬送中のロットを搬送系から排除して当該ロットを生産設備20にセットし直す等により、生産設備20を正常な状態に復帰させた場合、当該ロットの処理完了時間は、先のロット処理が完了してから、生産設備20が正常な状態に復帰したときまでの時間になる。このような、異常値はレシピ間マトリックスの要素から排除する必要がある。そこで、本実施形態では、マトリックス作成部3は、閾値入力部4を通じて予め設定された所定範囲内の処理完了間隔を用いてレシピ間マトリックスを作成するようにしている。ここでは、閾値入力部4から入力された閾値よりも大きい領域が所定範囲として設定されている。すなわち、マトリックス作成部3は、算出した処理完了間隔の最小値が設定された閾値より小さい場合、当該処理完了間隔を異常値と判定し、レシピ間マトリックスの要素から除外する(ステップS4Yes、S5)。なお、異常値として除外された、レシピ種の組み合わせおよび順序に対応する要素が、データ蓄積部2に蓄積された他のデータによって取得できない場合、レシピ間マトリックスの要素に欠落が生じることになる。このような事態を避けるため、マトリックス作成部3は、データ蓄積部2に蓄積された他のデータによって要素が取得できない場合には、当該要素として閾値を使用する。閾値としては、例えば、レシピ切り換えがなく直ちにロット処理が開始された場合の理想的な総処理時間(ウェハに対する所定の処理が実施される現実の処理時間+生産設備20内での搬送時間)を使用することができる。なお、閾値は1つの値であってもよいが、後続ロットのレシピ種ごとに設定されることが好ましい。
By the way, when a facility abnormality or the like occurs in the
なお、異常値を排除する手法として、閾値を使用することは必須ではなく、例えば、データ収集部1が、設備異常発生の有無を示すフラグを実績データとして取得する構成とし、マトリックス作成部3が当該フラグが異常発生を示す実績データを除外してレシピ間マトリックスを作成する構成を採用してもよい。 Note that it is not essential to use a threshold value as a method for eliminating abnormal values. For example, the data collection unit 1 is configured to acquire a flag indicating the presence or absence of equipment abnormality as actual data, and the matrix creation unit 3 A configuration in which the inter-recipe matrix is created by excluding the record data indicating that the flag is abnormal may be employed.
マトリックス作成部3によるレシピ間マトリックスの作成が完了すると、マトリックス作成部3は、処理順序決定部7に作成したレシピ間マトリックスを入力する。このとき、処理順序決定部7は、在庫認識部6から、その時点で生産設備20に滞留している在庫数および各ロットの処理に使用されるレシピ種を取得する。在庫認識部6は、上述のように、例えば、ロット到着検知部5でロット到着が検知されたタイミング、ロット処理制御部8においてロット処理開始が検知されたタイミング等の、在庫数が変動するタイミングで在庫情報を取得している。在庫数およびレシピ種を取得した処理順序決定部7は、レシピ間マトリックスと、取得した在庫数およびレシピ種とに基づいて、想定し得る全ロット処理順序について処理完了間隔の総和を算出する(ステップS4No、S6)。
When the creation of the matrix between recipes by the
例えば、マトリックス作成部3により、図5に示すレシピ間マトリックス50が作成され、在庫認識部6により、在庫数が4ロットであり、各ロットがそれぞれ異なるレシピ(レシピE、レシピF、レシピG、レシピH)により処理されることが認識された場合について説明する。この場合、想定し得る全ロット処理順序は、4P4=4×3×2×1=24通りになる。処理順序決定部7は、当該24通りのロット処理順序についてそれぞれ処理完了間隔の総和を算出する。図6は、処理順序決定部7により算出された結果を示すテーブルを示す図である。図6に示すテーブル60では、24通りの各ロット処理順序に対応する総和を右端欄に示している。この事例の場合、レシピE、レシピF、レシピG、レシピHの順で処理した場合(テーブル60のNo.1)、レシピ間マトリックス50によれば、処理完了間隔の総和は、9分12秒+6分58秒+9分36秒=25分46秒となる。また、レシピF、レシピH、レシピE、レシピGの処理順序で処理した場合(テーブル60のNo.11)、処理完了間隔の総和は、12分34秒+9分4秒+11分7秒=32分45秒となる。また、レシピH、レシピG、レシピF、レシピEの順で処理した場合(テーブル60のNo.24)、処理完了間隔の総和は、10分34秒+5分23秒+4分56秒=20分53秒となる。
For example, the
以上のようにして、想定し得る全ロット処理順序についてそれぞれ処理完了間隔の総和を算出すると、処理順序決定部7は、最適なディスパッチ順を選択する。ここでは、設備スループットを最大とするため、処理順序決定部7は、処理完了間隔の総和が最小となる処理順序を、最適なディスパッチ順として決定する(ステップS7)。図7は、図6に示した事例における処理完了間隔の総和を示すグラフである。図7に示すように、処理完了間隔の総和は、No.24(レシピH、レシピG、レシピF、レシピEの順)を最適なディスパッチ順として決定する。なお、図6および図7の事例では、処理完了間隔の総和が最大となるNo.11と、最小となるNo.24との間で、11分52秒の差が発生していることが理解できる。なお、処理順序決定部7が、処理完了間隔の総和が最小となる処理順序でなく、処理完了間隔の総和が比較的小さい処理順序を選択した場合であっても、設備スループットの向上効果が得られることはいうまでもない。 As described above, when the sum of processing completion intervals is calculated for all possible lot processing orders, the processing order determination unit 7 selects an optimal dispatch order. Here, in order to maximize the equipment throughput, the processing order determination unit 7 determines the processing order that minimizes the sum of the processing completion intervals as the optimal dispatch order (step S7). FIG. 7 is a graph showing the sum of processing completion intervals in the case shown in FIG. As shown in FIG. 24 (order of recipe H, recipe G, recipe F, and recipe E) is determined as the optimum dispatch order. In the case of FIG. 6 and FIG. 11 and the minimum No. It can be seen that there is a difference of 11 minutes and 52 seconds from 24. Even if the processing order determination unit 7 selects a processing order in which the total sum of the processing completion intervals is not the processing order that minimizes the total sum of the processing completion intervals, an effect of improving the equipment throughput can be obtained. Needless to say.
なお、在庫ロットとして同一のレシピ種を使用するロットが複数含まれる場合には、上述の手法により決定された最適なディスパッチ順の該当するレシピ種に、複数のロットのいずれかが割り当てられる。このとき、同一レシピを使用するロットに優先度が設定されていてもよい。優先度が設定されている場合には、優先度に従って当該割り当てが行われることになる。 When a plurality of lots using the same recipe type are included as stock lots, one of the plurality of lots is assigned to the corresponding recipe type in the optimal dispatch order determined by the above-described method. At this time, a priority may be set for a lot using the same recipe. When the priority is set, the assignment is performed according to the priority.
最適なディスパッチ順を決定した処理順序決定部7は、当該ディスパッチ順をロット処理制御部8に入力する。ロット処理制御部8は、入力されたディスパッチ順に従ってロット処理を生産装置20に実行させる(ステップS8)。これにより、生産設備20では、スループットが最大となる処理順序でロットが処理されることになる。
The processing order determination unit 7 that has determined the optimal dispatch order inputs the dispatch order to the lot
ロット処理制御部8は、生産設備20でのロット処理の開始を検知すると、その旨を在庫認識部6に通知する。在庫認識部6は通知された情報を加味して在庫情報を更新する。この場合、処理順序決定部7により決定された処理順序に従ってロット処理が進行し、在庫が減少するだけであるので、処理順序決定部7により決定された処理順序する必要はない。そのため、在庫認識部6は、自身が保持する在庫情報(在庫数およびレシピ種)のみを更新し、他部への通知は実施しない。
When the lot
また、図4に示すように、生産設備20でのロット処理開始後に、ロット到着検知部5が新規ロットの到着を検出した場合(ステップS9Yes)、ロット到着検知部5はその旨を在庫認識部6に通知する。このとき、在庫認識部6は、ロット処理制御部8を通じてその時点での在庫情報を新たに取得する(ステップS10)。この場合、新たに到着したロットの処理に使用されるレシピ種によっては、先に処理順序決定部7により決定された処理順序が最適でなくなる可能性がある。そのため、在庫認識部6は、在庫情報の変更があった旨を処理順序決定部7に通知する。当該通知を受信した処理順序決定部7は、在庫認識部6から更新された在庫情報を取得して、その時点で想定し得る全ロット処理順序について処理完了間隔の総和を算出して最適なディスパッチ順を決定し、ロット処理制御部8に入力する(ステップS6、S7)。ロット処理制御部8は、新たに入力されたディスパッチ順に従ってロット処理を生産装置20に実行させる(ステップS8)。このように、新たなロットが到着したときに、処理順序決定部7が処理順序を再決定することで、設備スループットを最大化できるディスパッチ順をリアルタイムに決定することができる。なお、ロット到着検知部5が新規ロットの到着を検出しない場合(ステップS9No、S11No)は、生産設備20は、ロット処理制御部8により既に指示されているディスパッチ順でのロット処理を継続する。
As shown in FIG. 4, when the lot
一方、ロット処理制御部8は、生産設備20でのロット処理の完了を検知すると、生産設備20に指示したディスパッチ順での全てのロット処理が完了していない場合には、その旨をデータ収集部1に通知する(ステップS11Yes、S12No)。このとき、データ収集部1は、ロット処理制御部8を通じて、当該処理が完了したロットのロット処理情報を取得する(ステップS1)。この場合、データ収集部1が取得したデータに基づいて、レシピ間マトリックスが更新され、処理順序決定部7が処理順序を再決定することになる。これにより、最新のロット処理の情報がレシピ間マトリックスの要素として反映される。なお、このとき、レシピ間マトリックスの各要素に変更がない場合には、処理順序決定部7が処理順序の再決定を実施しない構成としてもよい。
On the other hand, when the lot
ロット処理制御部8は、生産設備20でのロット処理の完了を検知し、生産設備20に指示したディスパッチ順での全てのロット処理が完了していた場合(在庫がない状態)には、処理順序決定処理は終了する(ステップS12Yes)。
The lot
以上説明したように、本発明によれば、生産設備に滞留したロットの在庫をスループット最大で処理することができる。その結果、納期遅れロットを増大させない最適な処理順序をリアルタイムに決定しながらロット処理を進行させることができる。また、設備トラブルなどが原因で大量の在庫が滞留した工程のスループットを最大化でき、納期を遵守することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to process a stock of lots remaining in a production facility with a maximum throughput. As a result, it is possible to proceed with the lot processing while determining in real time the optimum processing order that does not increase the delivery delay lot. In addition, the throughput of a process in which a large amount of inventory has accumulated due to equipment troubles can be maximized, and the delivery date can be observed.
なお、以上で説明した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、在庫ロットの処理順序を全て任意に決定できる事例について説明したが、一部の在庫ロットの処理順序が指定されていてもよい。この場合であっても、想定し得る全ての処理順序について上述の手法を適用することで、設備スループットを最大にすることができる。 The embodiment described above does not limit the technical scope of the present invention, and various modifications and applications other than those already described are possible without departing from the technical idea of the present invention. . For example, in the above embodiment, a case has been described in which the processing order of all stock lots can be arbitrarily determined, but the processing order of some stock lots may be specified. Even in this case, the equipment throughput can be maximized by applying the above-described method to all possible processing orders.
また、上記実施形態では、単一の生産設備におけるディスパッチについて説明したが、本発明は、1つの工程を構成する複数の生産設備からなる生産設備群に対しても適用可能である。各生産設備において上記手法を適用することで、各生産設備のスループットを最大にすることができる。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the dispatch in a single production facility, this invention is applicable also to the production facility group which consists of several production facilities which comprise one process. By applying the above method in each production facility, the throughput of each production facility can be maximized.
さらに、上記実施形態では、各在庫ロットのサイズ(ウェハ枚数)が一定である場合について説明したが、各在庫ロットのサイズが異なっていてもよい。ロットサイズが異なる場合には、例えば、ロット処理情報がロットサイズを含む構成とし、ロットサイズごとに算出したレシピ間マトリックスを使用することで同様の効果を得ることができる。 Further, in the above embodiment, the case where the size (number of wafers) of each stock lot is constant has been described, but the size of each stock lot may be different. When the lot sizes are different, for example, the lot processing information includes the lot size, and the same effect can be obtained by using the matrix between recipes calculated for each lot size.
本発明は、半導体装置等の製品を生産する生産ラインにおいて、設備スループットを最大化できるディスパッチをリアルタイムに実施できるという効果を有し、生産管理装置および生産管理方法として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect that dispatch capable of maximizing facility throughput can be performed in real time in a production line for producing products such as semiconductor devices, and is useful as a production management device and a production management method.
1 データ収集部
2 データ蓄積部
3 マトリックス作成部
4 閾値入力部
5 ロット到着検知部
6 在庫認識部
7 処理順序決定部
8 ロット処理制御部
10 生産管理装置
20 生産設備
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集するデータ収集部と、
前記データ収集部により取得されたロット処理情報を蓄積するデータ蓄積部と、
前記データ蓄積部に蓄積されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施される2つのレシピの組み合わせおよび順序と、前記基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成するマトリックス作成部と、
前記マトリックス作成部により作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて前記処理予定ロットの処理順序を決定する処理順序決定部と、
前記処理順序決定部により決定された処理順序に従った前記処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示するロット処理制御部と、
を備えたことを特徴とする生産管理装置。 In a production management device that manages a production line in which products are produced using any of a plurality of types of recipes in the same production facility,
A data collection unit that collects lot processing information including reference time information and recipe type information for each lot processing performed in the production facility;
A data storage unit for storing lot processing information acquired by the data collection unit;
Based on the lot processing information stored in the data storage unit, a processing time including a combination and order of two recipes that are continuously executed in the production facility, and a recipe switching time calculated based on the reference time information A matrix creation unit for creating a matrix for recording
Based on the matrix created by the matrix creation unit, the total processing time including the recipe switching time is calculated for the combination of all processing orders of the processing scheduled lots, and the processing order of the processing scheduled lots is calculated based on the calculated total. A processing order determination unit to determine;
A lot processing control unit for instructing production equipment to execute processing of the scheduled processing lot according to the processing order determined by the processing order determination unit;
A production management device characterized by comprising:
前記処理順序決定部は、新規ロットが到着する都度、前記処理予定ロットの処理順序を決定する、請求項1から4のいずれか1項に記載の生産管理装置。 A lot arrival detection unit for detecting the arrival of the lot to the production facility;
5. The production management apparatus according to claim 1, wherein the processing order determination unit determines a processing order of the scheduled processing lot every time a new lot arrives.
生産設備において実施された各ロット処理について、基準時刻情報およびレシピ種情報を含むロット処理情報を収集するステップと、
前記収集されたロット処理情報に基づいて、生産設備において連続して実施される2つのレシピの組み合わせおよび順序と、前記基準時刻情報に基づいて算出されるレシピ切り換え時間を含む処理時間とを対応づけて記録するマトリックスを作成するステップと、
前記作成されたマトリックスに基づいて、処理予定ロットの全処理順序の組み合わせについてレシピ切り換え時間を含む処理時間の総和を算出し、算出した総和に基づいて前記処理予定ロットの処理順序を決定するステップと、
前記決定された処理順序に従った前記処理予定ロットの処理実行を生産設備に指示するステップと、
を有することを特徴とする生産管理方法。 In a production management method for managing a production line in which products are produced using one of a plurality of types of recipes in the same production facility,
Collecting lot processing information including reference time information and recipe type information for each lot processing performed in the production facility;
Based on the collected lot processing information, the combination and order of two recipes that are successively executed in the production facility are associated with the processing time including the recipe switching time calculated based on the reference time information. Creating a matrix to record,
Calculating a sum of processing times including a recipe switching time for a combination of all processing orders of a scheduled processing lot based on the created matrix, and determining a processing order of the scheduled processing lot based on the calculated total; ,
Instructing production equipment to execute processing of the scheduled processing lot according to the determined processing order;
A production management method comprising:
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