JP2017027118A - 製造設備管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】製造製造ラインのトラブル対応または設定の最適化を事前に必要な時期予想し計画的対応を可能にする。
【解決手段】製造ラインの各種センサーデータおよびアクチュエータの動作記録、ならびに各種検査結果をインターネット経由でデータサーバに送信し、データサーバに収納されたビッグデータから当該製造ラインの装置状態と傾向を予測し、トラブル発生時期の予測およびトラブル対策または設定値の最適修正値を当該製造ラインに送信する。
【選択図】図７

Description

本発明は、製造ラインの製造設備、とりわけフラットパネル基板に機能膜または機能素子を形成する製造ラインの製造設備において、製造設備からの各種情報をデータサーバに吸い上げ、吸い上げた情報を分析および/または加工することにより得られる情報を前記製造設備または前記製造ラインの制御システムもしくは管理システムに送信することで、前記製造設備または前記製造ラインを最適状態に維持し、保守作業または改善工事をより効率的に実施することを可能とする製造設備管理システムに関する。

液晶パネル、有機ＥＬパネル、および付随するタッチパネルなどを含むフラットパネルディスプレイ、フラットパネル照明、半導体、ならびに太陽電池パネルの製造過程において、機能素子が基板表面に形成される。これら機能素子は基板上に複数の薄膜層を成膜することにより形成される。それら薄膜層を形成する手段として、たとえば薄膜形成成分を含んだ塗布液をガラス基板やフィルム等の各種基板に対して洗浄、塗布、乾燥、露光、現像、およびベークを行うことにより薄膜層を形成するフォトリソグラフィー法がある。フォトリソグラフィー法は確立された技術であるが、その実施に際しては各プロセス毎の製造装置に対する精密な設定値の調整、動作シーケンスの設定、環境設定、および詳細な検査が必要である。

これら設定値、動作シーケンス、環境設定は相互に影響を及ぼす製造パラメータであって、初期設定のまま薄膜形成を継続することは不可能であり、常に装置状態のモニターおよび製品検査により、適宜修正を加えることが必要とされている。

ところが、操作員などの製造ライン関係者が、製造装置に設置された各種センサーからのデータ、各種アクチュエータ動作記録、ならびに製造装置のステータスデータをを含む製造ライン管理データを複数の製造ラインに対して常にモニターし必要に応じて前記製造パラメータを修正する管理業務を遂行することは、操作員の技量に依存するのみならず、避けがたいヒューマンエラーを考慮すると、前記管理業務に伴うトラブルを防止するには十分と言えない。特に今日、高解像度ディスプレイや集積度の高い半導体などの高機能製品が主流になりつつある市場においては、フォトリソグラフィー法を始めとした製造プロセスパラメータの厳しい管理が要求されているため、操作員の手動制御ではなく製造設備管理システムによる自動または半自動による対応が求められている。

これに対し、製造ラインのセンサーおよびアクチュエータのデータを収集分析し、その結果を製造ラインの制御システムまたは管理システムに送信する製造設備管理システムが既に提案されている（特許文献１）。しかし、この様な既存システムは各種センサーおよび/またはアクチュエータからのデータを閾値と比較するシステムであって、前記各種センサーおよび/またはアクチュエータより得られた数値が事前に設定された閾値に達した時、警報等の情報を製造ラインの管理システムまたは制御システムに送信するものであった。従ってトラブルの発生時期やトラブルの種類を予測する機能や遠隔操作で設備設定値の修正実施する機能を有していない為に保守作業計画に関わりなく突然警報が出され、さらに警報発生時点ではすでにある程度の数の不良品が発生している可能性があった。その為不良品の発生を皆無にすることが不可能であるばかりではなく、結果的に製造ラインを保守作業予定外の日時に停止せざるを得なくなる問題があった。

このため、生産および/または保守計画に応じてトラブル対策や保守作業を実施でき、トラブル発生前にトラブル対策を行うことにより製造ラインの停止を最小限に抑え、製造ラインの運営を効率化できる製造設備管理システムの実現が要望されていた。

特開２０１１−１００９２６号公報

本発明の目的は、製造ラインのセンサーおよびアクチュエータを含む製造装置に関係するのデータを自動収集すると共に、予測機能を有するデータ分析を利用することにより、ディスプレイ基板製造ラインの故障および/または保守時期を予想し、生産および/または保守計画に基づく故障予防対策および/または保守の実施を可能にする製造設備管理システムを提供することにある。

本発明の製造設備管理システムは、任意の製造ラインの製造装置に設けられたセンサーの測定値、アクチュエータおよびそのドライバーからのフィードバックデータ、検査装置による製品検査データ、ならびに製造ラインの管理データおよびメンテナンス記録データを含むデータを回収データとしてデータサーバに回収し、前記データ回収以前に蓄積された蓄積データを基にデータ処理ソフトウエアにより作成された装置状態時間経過曲線に、前記回収データをプロットすることにより前記データを回収した前記製造ラインの製造装置の前記データ回収の時点の装置状態を判定すると同時に、前記データ回収以後の装置状態を予測し、故障等の発生予想時期を計算すると共に、最適の設定値または動作指令を前記製造ラインに前記データサーバから送信し、以て遠隔操作で前記製造装置を制御することを可能にするにより前記製造ラインの製造装置を常に最適状態に維持することを特徴としている。

本発明の製造設備管理システムを利用することにより、製造ラインの製造装置の各種データをデータサーバに送信し分析ソフトウエアにより自動分析し、送信時の装置状態および今後起こり得る装置状態を予測するのみならず、装置の最適設定値を製造ラインに送信し製造装置を遠隔操作することにより、製造ラインを常に最適状態に維持することができる。

また、本発明の製造設備管理システムに接続する製造装置は、設置国、製造ライン所有企業、製造工場、および製造ラインを限定せず、前記製造装置から回収する前記回収データは複数の異なるセンサー、アクチュエータ、検査装置、および/または製造装置からのデータを含むことを特長としている。

これにより、前記製造装置から回収するデータを設置国、製造ライン所有企業、製造工場、および製造ラインに関係無く蓄積データ化することにより、特定製造ラインおよび/または製造装置の傾向に影響されない蓄積データを形成し、信頼性の高い装置ステータス時間経過曲線を形成することができる。

また、本発明の製造設備管理システムにおけるデータサーバは、随時回収されたデータを前記蓄積データに追加すると共に、前記メンテナンス記録データにより、対象となる製造装置の改良または部品交換が完了したと前記データサーバの前記データ処理ソフトウエアが判定した時点で、前記改良または部品交換により不要化したと前記データ処理ソフトウエアが判定したデータを前記蓄積データから削除または分離することにより前記蓄積データを更新し、前記データ処理ソフトウエアは前記更新された前記蓄積データを基に前記装置状態時間経過曲線を更新することを特長としている。

このように、データサーバに蓄積され装置状態時間経過曲線作製に使用する蓄積データを随時更新することにより、装置状態時間経過曲線を常に最新のものに更新することが可能になる。その結果、装置状態の現状分析および時間経過予測をより正確に行うことができる。

さらに、本発明の製造設備管理システムにおけるデータ処理ソフトウエアは、前記装置状態時間経過曲線に対してその曲線に基づく装置状態の発現確率を示すエリアを時間経過ベースで複数作製し、任意の製造装置からの回収データを前記装置状態時間経過曲線または前記エリアにプロットすることにより、データ回収を行った前記製造装置の状態予測を確率的に表示することを特長としている。

このように装置状態を確率的に表示することにより、装置故障等の発現可能性をビジュアルに確認することが可能になり、部品の事前交換または装置の事前保守などの予防保全策を講じることが可能になる。

本発明の製造設備管理システムによれば、データサーバの蓄積データも基に作成した装置ステータス時間経過曲線分析を利用することにより、製造ラインを構成する製造装置の各種センサー、アクチュエータ、および検査装置の状態データ、動作記録、および検査記録を含むデータを効果的に分析し、各製造装置の状態を正確に把握することを可能にするのみならずトラブル発生時期の予想等を行い、計画的なトラブル対応または保守作業を可能にすることに加え、これら分析から得られる製造装置の最適な設定値を遠隔操作により製造ラインを構成する製造装置を常に最適な装置状態を維持し、ひいては当該製造ラインより生み出される最終製品の品質を維持することを可能にする。

本発明の製造設備管理システムを適用するフラットパネルディスプレイ製造ライン形態を示す概略図である。 フラットパネルディスプレイ製造ラインの塗布装置を説明するための図であり、（ａ）は、塗布装置の構造を説明する概略構造図であり、（ｂ）は、塗布装置における除電機構の構成を説明する概略図である。 フラットパネルディスプレイ製造ラインの塗布装置におけるスリットノズルの概略構造を説明する分解図である。 フラットパネルディスプレイ製造ラインの塗布装置におけるポンプの構造を説明する概略構成図である。 フラットパネルディスプレイ製造ラインの塗布装置における減圧乾燥機の構造を説明する概略構成図である。 塗布装置および減圧乾燥機のセンサーおよびアクチュエータの情報の流れを示す概略フロー図である。 装置ステータス時間経過曲線の概念図である。 ポンプの吐出圧力変動曲線の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の製造設備管理システムを適用するフラットパネルディスプレイ製造ラインの一構成を示す概略図である。フラットパネルディスプレイ製造ライン１は、ガラス等のシート状基板Ｗを収納するストッカー２と、基板Ｗを洗浄する洗浄装置３と、洗浄済基板Ｗを乾燥させる乾燥機４、基板Ｗ表面に薄膜を形成する塗布装置５、基板Ｗ上の薄膜を乾燥させる減圧乾燥機６、乾燥された基板Ｗの半焼き付けと冷却を行うＨＰ/ＣＰ７、露光機８、現像器９、エッチング装置１０、洗浄機１１、ベーキング装置１２、および各種検査装置１３を主要構成要素として１ラインを形成し、この製造ラインを基板Ｗ上に形成する塗布膜に応じて複数ライン設置することにより、フラットパネルディスプレイの製造ラインを形成している。図１において、矢印の向きは基板Ｗがストッカー２を起点として各装置に順次搬送され処理される方向を示している。

本発明は、図１のフラットパネルディスプレイ製造ライン１の全ての製造設備について適用可能であるが、本発明の概念と実際の応用をより良く理解できる様に、フラットパネルディスプレイ製造ライン１を構成する製造装置のうち塗布装置５および減圧乾燥機６を対象として実施例を説明する。塗布装置５はフラットパネルディスプレイ製造ライン１に使用される基板Ｗ表面に塗布液を塗布し薄膜を形成する設備であり、減圧乾燥機６は塗布液を塗布された基板Ｗを減圧状態に曝すことにより基板Ｗを乾燥する設備である。

フラットパネルディスプレイ製造ライン１の塗布装置５は、図２に示す様にガラス等の基板Ｗを塗布装置５に搬入するロボット（図示せず）、基板Ｗを載置するステージ５１、基板Ｗの搬入・搬出時に基板Ｗをステージ５１上で昇降するリフト機構５７、ステージ５１上の基板Ｗに対して塗布液を吐出するスリットノズル５２、塗布液を貯蔵するるタンク５３、タンク５３から塗布液をスリットノズル５２に供給する塗布液配管５８、タンク５３から供給された塗布液をスリットノズル５２に供給するポンプ５４、ステージ５１に載置された基板Ｗに対してスリットノズル５２をＸ方向に相対的に移動させる移動手段５５とを備えている。ここで、スリットノズル５２の移動方向をＸ方向、Ｘ方向と基板Ｗに平行な平面上でＸ方向と直角な方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向とする。

ステージ５１は少なくとも３cmの厚さを有する石材より成るテーブルであって、表面に基板Ｗを吸着保持する為の吸着溝（不図示）を有している。前記吸着溝は図示しない配管を経由して図５の真空ポンプとは別の真空ポンプ（不図示）に接続されている。

リフトピン５７は基板Ｗを塗布装置５に搬入または塗布装置５から搬出する際にステージ５１より突出し基板Ｗをステージ５１より上昇させることによりロボットハンドによる受渡を容易にする。

さらに図２（ｂ）に示される様に、前記基板上昇時に基板破損等トラブルの原因となる静電剥離が生じないか監視する為に基板Ｗの表面電位を測定する表面電位センサ１２３と、基板Ｗの静電気を除去する除電装置１２４がステージ５１の上方に設けられている。図２（ｂ）の例では表面電位センサー１２３はスリットノズル５２に設置され、基板Ｗ表面を走査して表面電位を測定する。除電装置１２４はコロナ放電式または軟Ｘ線式等各種方式を利用できる。

スリットノズル５２は、図３の分解図に示すように、第１のブロック１４１と第２のブロック１４２とが、シム１４３を介在させて貼り合わされて、互い一体的に結合しシム１４３の厚さと等しい幅のスリット状吐出口を形成する。第１のブロック１４１の内部には、マニホールド１４４が形成されており、シム１４３の厚みにより、流路部１４５及び吐出口１４６が設定されている。第１のブロック１４１にはマニホールド１４４が形成され、吐出圧測定の為に吐出圧センサー１４７が設置されている。第２のブロック１４２には塗布液流入口１４５が中央に、エアベント口１４６が両サイドに設けられている。マニホールド１４４内に発生した気泡はエアベント口１４６よりスリットノズル５２外に排出される。

ポンプ５４は、図４に示すように、ピストン１５０，ハウジング１５１、ハウジング１５１およびピストン１５０に固定される可撓性膜状シール１５２、ピストン１５０に連結されたピストン軸部１５４と、ピストン軸部１５４を駆動させる駆動部１５５とを有している。ハウジング１５１は、一軸方向に延びる略円筒形状を有しており、その内部に膜状シール１５２が収容されている。ハウジング１５１と膜状シール１５２とによって液体収容部１５６が形成されており、この液体収容部１５６によって塗布液タンク５３から供給された塗布液を一時的に貯留できるようになっている。塗布液はタンク５３から図示しない流入口を経て液体収容部１５６に送液され、ピストン１５０の作用により吐出口１５７よりスリットノズル５２に供給される。

図５はフラットパネルディスプレイ製造ライン１の減圧乾燥機６の概略構成図である。減圧乾燥機６は図５に示す様な複数または単数の減圧チャンバー１６０を有し（図５は３チャンバー構成の一例）、各減圧チャンバーはチャンバー本体１６１，蓋１６２を有し、蓋１６２はチャンバー本体１６１に対し開閉可能である。 また、減圧チャンバー１６０は真空ポンプ１６３に接続されチャンバー内を減圧状態にすることができる。減圧制御および減圧モニターとして真空バルブ１６４および圧力センサー１６５を有している。減圧チャンバー１６０の減圧状態を維持する為に、チャンバー本体１６１にシール１６６が設けられ、蓋１６２がシール１６６に接触することにより減圧状態を維持することができる。基板Ｗはロボット１６７により減圧チャンバー１６０に搬入される。

図６は、フラットパネルディスプレイ製造ライン１に適用される本発明の製造設備管理システムのうち塗布装置５および減圧乾燥機６について、それぞれに使用される代表的センサー/アクチュエータを列記し、その測定データ、管理データおよび設定値データが製造ラインの制御/管理システム１３ならびに本発明の設備管理システム１２（データサーバ１５およびデータ処理ソフトウエア１４含む）にどの様に流れるか、そのフローを記載した概略フロー図である。図６において、塗布装置５および減圧乾燥機６に使用されるアクチュエータおよびセンサー類は四角囲いにそれぞれ別に記載されている。データサーバ１５は専用仕様であってもよいが、扱うデータの規模によっては市販サーバを利用できる。また、データサーバ１５に回収したデータを処理するデータ処理ソフトウエア１４はデータサーバ１５にインストールされている。データ処理ソフトウエア１４は専用ソフトウエアまたは市販ソフトウエアのいずれも使用できる。

製造ラインの制御/管理システム１３は製造計画に基づき各製造装置を稼働させ、製品を製造すると共に各製造装置の設定値などの管理も行っている。また、各製造装置の駆動部または駆動機構はアクチュエータであると同時にサーボドライバー等を使用してセンサーとしての機能も有している。そのため、本発明の製造設備管理システム１２においては製造装置の各種センサーに加えてアクチュエータも装置状態データをデータサーバ１５へ送信し設定値の更新を受ける通信対象となっている。例えば、サーボモータが所定回転数で駆動する様設定されている場合、何らかの原因でモータ負荷が増えると駆動電流の増大をサーボドライバーで検知し製造ラインの制御/管理システム１３にフィードバックし、製造ラインの制御/管理システム１３する。このケースではサーボドライバーがセンサーとしての役割を果たしていると見なすことができる。また別の例として、リニアサーボモータを使用して例えばガントリー（例えば図２（ａ）の５５）を所定位置に移動させる場合、リニアサーボシステムとして組み込まれたリニアスケールをセンサーとして使用、ガントリーの位置を検知することができる。このように、アクチュエータはセンサーとしての機能を果たすことができる。

図６において、各製造装置のセンサー/アクチュエータと製造ラインの制御/管理システム１３は専用ラインを主とした社内ネットワークにより接続され、一方製造ラインの制御/管理システム１３と製造設備管理システム１２データサーバはインターネットにより接続されている。データサーバ１５は製造設備管理システム１２の対象となる製造ラインを所有する企業内ではなく、社外の第三者（製造装置メーカを含む）に設置される。これにより、データサーバ１５を複数の企業の製造ラインと接続することが可能になる。

本発明の製造設備管理システム１２においては、製造ライン１の各製造装置２〜１２より各種データが製造ラインの制御/管理システム１３を経由してデータサーバ１５に送信され、データサーバ１５内に蓄積保存されたデータは蓄積データとなる。各製造装置２〜１２より製造ラインの制御/管理システム１３を経由してデータサーバ１５に送信されるデータは、センサーについてはセンサー測定値（物理的または化学的測定値に加え基板ＩＤなどの管理値を含む）または設定値と測定値の差分値であり、アクチュエータについては、指令値そのものの値または指令値とフィードバック値の双方の値である。また、図示しない複数の検査装置から検査データが、検査結果と基板ＩＤを含め、製造ラインの制御/管理システム１３を経由してデータサーバ１５に送信される。ここで製造ラインを保有する企業は、自身にとって開示したくない機密データについてはデータサーバ１５に送信されるデータから除外することができる。除外するデータは設備管理システム１２かまたは製造ラインの制御/管理システム１３においてフィルタリングを掛けて選別するようにしてもよい。

データサーバ１５において蓄積された蓄積データは、設備管理に必要な情報またはデータを作製するために、データ処理ソフトウエア１４により以下の（１）から（４）の順に整理され処理される。

（１）全てのデータはプロセス、製造装置、または製造装置の構成ユニット毎に分類される。さらに、全てのデータは前回のメンテナンスおよび/または設備稼働開始日時からの時間経過データとリンクされる。

（２）特定の装置状態または検査事項に関連する一連のデータ（例えば検査事項である基板塗布ムラに関連するデータ）は一つの項目（例えば塗布ムラデータ）として関連付けが行われる。特定の装置状態または検査事項に関連する一連のデータは、設備管理システム１２かまたは製造ラインの制御/管理システム１３の管理者もしくは双方の共同で選定される。特定の装置状態または検査事項についての知見が増し、関連データの追加または不要データの削除が必要な場合についても前記管理者が実施する。ただし、関連データの追加または不要データの削除については人工知能を利用した機械学習により管理者の関与を逐次減少させることも可能である。また、一つのデータを一つの装置状態または検査事項に割り当てるのではなく、一つのデータを複数の装置状態または検査事項に関連させても良い。例えば、吐出圧力データは塗布ムラを始めとした複数の装置状態または検査事項に対応している。

（３）次に上記の様に整理された蓄積データは、データ処理ソフトウエア１４により図７に示す様な装置状態時間経過曲線２１を作製する為に使用される。図７は装置状態の時間経過を装置状態時間経過曲線２１で表す方法についての概念を示す図である。

（４）各製造ラインから回収し蓄積されたデータは当然ながらバラツキを持っている。図７の装置状態時間経過曲線２１は、データ処理ソフトウエア１４の統計処理機能により蓄積データを計算し曲線プロットすることにより作製され、計算上ある状態または現象が最も高い確率で得る曲線を意味していて、装置状態の理想的時間経過曲線を示す。図７の例では、装置の特定機能が時間経過と共に減少していく割合を示す模式図である。当然のことであるが、実際各装置から逐次回収されるデータは装置状態時間経過曲線２１上に乗る訳では無く、装置状態も個々の装置によってバラツキが有る。従って、ある状態が確率的に発現するエリアを装置状態時間経過曲線２１の上下にデータ処理ソフトウエア１４の統計処理機能により作製する。図７の面で示されたエリアは装置状態時間経過曲線２１に対し装置パフォーマンスの低下がどの程度の確率で発生するかを示している。これにより、装置状態が装置状態時間経過曲線２１で示される標準装置状態に対しどの位置に在るか、すなわち特定の時点で理想的状態（装置状態時間経過曲線２１）より良好はパフォーマンスを発現しているか、逆にパフォーマンスの低下が激しいかを容易に判定することができる。

上記の様に装置状態時間経過曲線２１および確率的状態表示エリアが設定されると、各装置からセンサーデータおよびアクチュエータデータを含む装置データが回収される。前記回収データは装置データ２２として装置状態時間経過曲線２１にプロットされる。データが単一の場合は、データ回収した時点の装置状態が判明するのみであるが、図７の例の様に複数のデータ２２をプロットし、データ処理ソフトウエア１４により統計的処理を行うことにより、図７の装置状態予想曲線２３を作製することができる。装置状態予想曲線２３を利用すれば、装置状態を外挿して確率的に予想することが可能となり、例えば定期保守作業実施前に修理、交換、および/または再設定作業が必要になるか製造設備管理システム１２により判断することができる。

データ処理ソフトウエア１４は、収集するデータ全てを時系列に関連付ける為、トラブル発生記録とその内容、ならびにそれと関連する保守作業（修理、交換、および/または再設定作業を含む）内容とその結果を実施日時に関連させてデータサーバに入力すると、当該保守作業を実施した場合および実施しない場合に予想される状態も推定することができる。さらに、装置状態予想曲線２３を利用して、例えば1ヶ月後、３ヶ月後、または６ヶ月後の設備状態を確率的に表示することができる。これによって、製造設備管理者は何時設備の改修を行えば効率的かを計画することができる。

また、特定のトラブルに関連する全ての製造設備が、特定の保守作業（修理、交換、および/または再設定作業を含む）を受けている場合、データ処理ソフトウエア１４は当該保守作業修実施以前の特定の装置状態または検査事項に関連する蓄積データはもはや不要になったと判断し、蓄積データから削除するかまたは蓄積データから分離しレガシーデータとすることができる。これにより、装置状態予想曲線２３を作製する蓄積データを常に最新化することで不要データによるノイズを除去し、信頼性の高い装置状態予想曲線２３と付随する確率表示エリアを作製することができる。

さらに、蓄積データには、前述の様にトラブル発生記録および当該トラブルに対し実施された対策とその対策用変更設定値が、各装置別およびトラブル別に時間経過に関連して含まれている。したがって、データ処理ソフトウエア１４はトラブル発生という情報を製造装置より回収した場合、当該装置の当該トラブル対策状態を把握し、蓄積データに基づく最適な対策方法と対策用設定値を類似装置を検索し推定することができる。前記最適な対策方法と対策用設定値は製造ラインの制御/管理システム１３に送信され、通常は操作員または保守担当者がその情報を見て対応する。ただし、製造設備管理システム１２より製造ライン１の各製造装置に対し、設定値を遠隔操作で変更する構成にしても良い。この場合においても、当該対策が部品交換を伴う場合は手動操作による部品交換作業が必要となる。装置トラブルでは無く、製造品目の変更等による製造条件変更の場合は、データサーバ１５から変更された設定値を製造ラインの制御/管理システム１３を経由して製造装置を遠隔操作でインプットすることが可能である。この対応を行うことにより、操作員が製造装置を手動で設定値を変更することなく自動変更することが可能となる。

以下、複数の設備診断実施例について説明する。

実施例１ ポンプバルブ不良検知
スリットノズル５２に設けられた吐出圧検知センサー１４７（図３に表示）を用いて塗布状態をモニターすることができる。吐出圧検知センサー１４７は圧力検知ができるセンサーであれば特に型式は問わないが、吐出圧の絶対圧を検知する必要は無いので相対圧が検知できれば十分である。吐出圧は吐出開始時点で上昇し、一定圧を維持した後吐出終了に伴い低下する。理想条件下では一定圧区間では吐出圧曲線５１は水平線となるが、実際には次の実施例２で述べる様なポンプを含めた震動源により吐出圧曲線１０１は変動曲線を描いている（図８参照）。吐出圧曲線１０１についても図７の様に装置状態時間経過曲線を変動データの変化率について設定することができる（図７のパフォーマンスレベルを、例えば平均吐出圧変動率で表示）。吐出圧変動曲線については図８の様に一種類では無く、図８のポイントＢの様に不規則に変動するデータについては気泡の発生の可能性がある。吐出圧変動時間経過曲線と収集データを比較分析することにより気泡か否かを高確率で判定することができる。気泡発生の原因は多いが、有力な原因としてポンプ５２とスリットノズル５４間のバルブ５９（図１参照）の故障が挙げられ、この情報は予めデータサーバ１５に保存することが望ましい。

データサーバ１５のデータ処理ソフトウエア１４は製造ラインの制御/管理システム１３に対し、どのバルブが不良かを通知する。

実施例２ 塗布ムラ検知
図７の吐出圧曲線をＦＦＴ分析することにより（例えばポイントＡに対し）、吐出圧に対する震動源を判定することができる。震動源はポンプの駆動部の他に外部振動の影響があるが、データサーバに蓄積保存されたデータ（振動分析結果、ポンプ駆動モータのフィードバックデータ、および塗布ムラ発生データ）を震動源別に分析し吐出変動時間経過曲線と比較することにより震動源とその寄与率を判定することができる。また、データは時系列に整理されているので、塗布品質に影響を与えないレベルであっても、今後どの時点で塗布品質に影響を与えるかを予想し、製造ラインの制御/管理システム１３に通知することができる。

実施例３ ステージ表面状態検知
基板Ｗはステージ５１上に載置されているが、塗布終了後基板Ｗを塗布装置５から次のプロセスである減圧乾燥機６に移送する為にステージ５１から持ち上げてロボット等の搬送手段により搬送する必要が有る。その際、静電気の発生により基板破損等のトラブルが発生する事がある。これを防止する為に表面電位センサー１２３が設けられていて基板Ｗの基板表面電位を監視している。また基板の静電気を除去するために除電装置１２４が設けられている。除電装置１２４にはイオナイザー、軟Ｘ線発生器等市販されている各種装置を使用することができる。静電気電圧が上昇すると除電装置１２４の出力を増加する必要があり、また静電気電圧が下がると逆帯電を防止するために除電装置１２４の出力を下げる必要が有る。従来の閾値システムではこれを通知に応じて手動設定変更を行っていたが、本発明においてはデータサーバ１５において、ステージ表面電位時間経過曲線を作製し、装置から回収した表面電位センサー１２３のデータをステージ表面電位時間経過曲線にプロットすることにより当該装置の表面電位状態を確認し、表面電位予想曲線を作製することにより保守作業が必要な時期を予想することができる。基板Ｗとステージ５１間の静電気発生にはステージ５１の表面状態（表面粗さ）が影響している場合がある。これについても、ステージ表面粗さと時間経過の関係データを予めデータサーバ１５に保存し時間経過曲線を作製することにより、静電気トラブルがステージ表面状態によるものか判定可能となり、さらにステージ表面状態による静電気トラブル発生の可能性が上がる時期を事前に予想できる。トラブル発生前にステージの表面再処理計画を立案し、ステージ表面を最適化することができる。

実施例４ 減圧乾燥機のバルブ動作不良検知
減圧乾燥機６には圧力センサ１６５が設けられている。圧力センサ１６５は相対圧力を測定するセンサーであれば各種センサーを利用することができる。圧力センサー１６５は減圧チャンバー１６０の圧力を監視すると共に真空バルブ１６４および真空ポンプ１６３を制御する。真空バルブ１６４は内蔵する弁の開度を任意に設定できるが、真空バルブ１６４の弁動作不良が生じると減圧チャンバー１６０内が所定圧力まで減圧できなくなるかまたは所定時間内に通常圧力に戻せなくなる。これを防止する為に、データサーバ１５において蓄積データより真空バルブの故障率時間経過曲線（または減圧チャンバーの圧力変動時間経過曲線）を作製し、圧力センサー１６５の数値を上記曲線にプロットすることにより真空バルブ１６４の弁動作不良を判定できる。この場合も上記曲線の時系列分析により偶発的動作不良かバルブ開閉機構そのものの故障（または寿命）かを判定し、製造ラインに通知することができる。

実施例５ 減圧乾燥機のシール寿命検知
減圧チャンバー１６０は減圧状態を維持するためにシール１６６を有している。シール１６６はゴム等の弾性体により構成され、チャンバー本体１６１に設けられている。蓋１６２が閉じるとシール１６６に接触し減圧チャンバー１６０に機密状態を発現する。ところが、シール１６６は経時変化により弾性が劣化し、長期間の使用においては機密状態を維持できなくなる可能性がある。その為、データサーバ１５において蓄積データより減圧チャンバー１６０の圧力変動時間経過曲線を作製し、圧力センサー１６５の数値を上記曲線にプロットすることにより減圧チャンバー１６０内圧力の時間変化を監視し、減圧不良トラブルが発生する以前に製造ラインの制御/管理システム１３に通知し計画的にシール１６６を新品と交換することができる。これにより減圧不良トラブルを未然に防止することができる。

以上、本発明の製造設備管理システムをフラットパネルディスプレイ製造ライン１の塗布装置５および減圧乾燥機６に適用した実施例を記述した。本発明の製造設備管理システム１２はこれら実施例に留まらず、塗布装置５および減圧乾燥機６を含めたフラットパネル製造ライン１の設備すべてならびに図示されていない関連装置（検査機器を含む）に対し適用可能である。さらに、フラットパネルディスプレイ製造ラインに限定されず、フラット照明、半導体、および太陽電池パネルの製造設備に対しても適用可能である。また、本発明の製造設備管理システムは製造プロセスについて特定されることは無く、フォトリソグラフィー法以外のプロセス、例えばＣＶＤやスパッタリングの様乾式成膜プロセス、およびＣＭＰのような機械/化学処理プロセスを含め、測定、検査、および/またはフィードバックが行われるあらゆるプロセスに対し適用できる。

以上述べたように、本発明の製造設備管理システムを用いれば、フラットパネルディスプレイ、フラットパネル照明、半導体、および太陽電池パネルの製造ラインに発生する可能性のあるトラブルを、それが発生する前に製造計画に影響を与えない適切な日時に前もって計画的対応できるのみならず、設定値遠隔操作により人出を介することなく製造装置を最適状態に維持できる。さらに、保守作業についても装置の状態に応じて実施の前倒しまたは延期をすることが可能になる。これにより、製造効率を従来の閾値ベースのフィードバックシステムに比べて改善した製造ラインを実現するとができる。

１：フラットパネルディスプレイ製造ライン
５：塗布装置
６：減圧乾燥機
１２：設備管理システム
１３：製造ラインの制御/管理システム
１４：データ処理ソフトウエア
１５：データサーバ
２１：装置状態時間経過曲線
２２：回収した装置データ
２３：装置状態予想曲線
Ｗ：基板

Claims (4)

1. 任意の製造ラインの製造装置に設けられたセンサーの測定値、アクチュエータおよびそのドライバーからのフィードバックデータ、検査装置による製品検査データ、ならびに製造ラインの管理データおよびメンテナンス記録データを含むデータを回収データとしてデータサーバに回収し、前記データ回収以前に蓄積された蓄積データを基にデータ処理ソフトウエアにより作成された装置状態時間経過曲線に、前記回収データをプロットすることにより前記データを回収した前記製造ラインの製造装置の前記データ回収の時点の装置状態を判定すると同時に、前記データ回収以後の装置状態を予測し、故障等の発生予想時期を計算すると共に、最適の設定値または動作指令を前記製造ラインに前記データサーバから送信し、以て遠隔操作で前記製造装置を制御することを可能にするにより前記製造ラインの製造装置を常に最適状態に維持することを特徴とする製造設備管理システム。
2. 前記データサーバに接続する製造装置は、設置国、製造ライン所有企業、製造工場、および製造ラインを限定せず、前記製造装置から回収する前記回収データは複数の異なるセンサー、アクチュエータ、検査装置、および/または製造装置からのデータを含むことを特長とする請求項１の製造設備管理システム。
3. 前記データサーバは、随時回収されたデータを前記蓄積データに追加すると共に、前記メンテナンス記録データにより、対象となる製造装置の改良または部品交換が完了したと前記データサーバの前記データ処理ソフトウエアが判定した時点で、前記改良または部品交換により不要化したと前記データ処理ソフトウエアが判定したデータを前記蓄積データから削除または分離することにより前記蓄積データを更新し、前記データ処理ソフトウエアは前記更新された前記蓄積データを基に前記装置状態時間経過曲線を更新することを特長とする請求項１および請求項２の製造設備管理システム。
4. 前記データ処理ソフトウエアは、前記装置状態時間経過曲線に対してその曲線に基づく装置状態の発現確率を示すエリアを時間経過ベースで複数作製し、任意の製造装置からの回収データを前記装置状態時間経過曲線または前記エリアにプロットすることにより、データ回収を行った前記製造装置の状態予測を確率的に表示することを特長とする請求項１から請求項３の製造設備管理システム。

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