JPH0520333A - 設備能力算出システムおよびその設備能力算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に半導体製造装置のように複雑かつ多機能
化している設備の処理能力を、簡便、高精度かつ容易に
算出できる設備能力算出システムを提供する。 【構成】 半導体製造装置に用いられる設備能力算出シ
ステムであって、設備仕様や機械的処理フローを管理す
る設備仕様管理用計算機１と、製品の製造条件や製品の
処理フローを管理する製造条件管理用計算機２と、設備
能力算出用計算機３とから構成され、ローカルエリアネ
ットワークを用いて有機的に結び付けられている。そし
て、設備能力算出用計算機３に、設備仕様管理用計算機
１から設備仕様と機械的処理フロー、製造条件管理用計
算機２から製造フロー、処理条件および不稼働時間が取
り込まれ、品種・工程・設備型式毎の設備の処理能力が
算出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、設備能力算出システム
に関し、特に半導体製造装置などの１つの設備で複数の
品種・工程を処理し、製品の製造フローおよび処理条件
の変更が頻繁に発生する装置の処理能力算出において、
実態に合致した生産計画の立案およびシミュレーション
が可能とされる設備能力算出システムおよびその設備能
力算出方法に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば特開昭６３−３１２０５
０号、特開昭６３−２７２４５３号公報に記載される半
導体製造装置においては、生産計画の立案時に過去の実
績から推定される設備の処理能力を用いており、このた
めに各設備の正確な処理能力および各処理工程の処理能
力を把握することができず、実態に即した生産計画の立
案およびシミュレーションが困難であった。

【０００３】また、上記技術では、設備の処理能力は既
知であるとしてシミュレーションを実施しているが、精
度の良いシミュレーションを実施するためには、設備の
物理的処理能力を算出する必要がある。さらに、半導体
製造装置のように装置の構造が複雑かつ多機能な装置の
処理能力を求めることも必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、生産計画立案時の基本となる設
備の処理能力を算出する点について配慮がされておら
ず、製造ラインの実態に合ったシミュレーションおよび
立案が困難であるという問題がある。

【０００５】また、半導体製造装置のように１つの設備
で複数の工程を処理し、それぞれの設備が複雑かつ多機
能化している設備の処理能力を求めることは容易なこと
ではない。

【０００６】さらに、半導体製造装置の場合、頻繁に発
生する製品の加工条件および製造フローの変更に対応し
なければならず、その上半導体製造ラインでは１ライン
につき数千品種の製品を製造している。

【０００７】特に、半導体製造ラインでは、１つの工程
を処理できる設備が数種類あり、設備の種類によって処
理能力が異なる。また、設備によっては処理してよい工
程が限定されている場合もあり、各製造ライン独特の製
品の流し方に対応して工程の処理能力を算出しなければ
ならない。

【０００８】そこで、本発明の目的は、生産計画の立案
および設備の稼働状況把握、製品の進行管理の基本とな
る設備の処理能力を簡便に求めることができる設備能力
算出システムおよびその設備能力算出方法を提供するこ
とにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、特に半導体製
造装置のように１つの設備で複数の工程を処理し、それ
ぞれの設備が複雑かつ多機能化している設備の処理能力
を精度良く求めることができる設備能力算出システムお
よびその設備能力算出方法を提供することにある。

【００１０】さらに、頻繁に発生する製品の加工条件お
よび製造フローの変更に対応し、処理能力を容易に求め
ることができる設備能力算出システムおよびその設備能
力算出方法を提供することにある。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１３】すなわち、本発明の設備能力算出システム
は、製造装置の処理能力を算出する設備能力算出システ
ムであって、設備管理用データを登録・管理する設備仕
様管理手段と、製品関連データを登録・管理する製造条
件管理手段と、処理能力を算出する設備能力算出手段と
を備え、設備管理用データと製品関連データを分離して
管理し、製品の製造フローの変更または処理条件の変更
が生じた時に設備処理能力を算出するものである。

【００１４】この場合に、前記設備仕様管理手段を、設
備型式、設備の設置場所、および資産番号などの設備仕
様を管理する設備仕様管理ファイルと、設備型式毎の機
械的処理フロー・時間を管理する機械的処理フローファ
イルとから構成し、また前記製造条件管理手段を、製品
の製造フローを登録する製造フローファイルと、処理条
件を登録する処理条件ファイルと、不稼働時間を登録す
る不稼働時間ファイルとから構成するようにしたもので
ある。

【００１５】さらに、前記機械的処理フローファイル
を、設備の型式が決まれば自動的に決まる機械的時間
と、設備の使用方法、製品の種類および工程によって変
化する時間とを分けて登録するファイル構成とするよう
にしたものである。

【００１６】また、本発明の設備能力算出システムの設
備能力算出方法は、各ファイルのデータに基づき全品種
・全処理工程・全設備型式別に処理能力を算出し、この
算出結果から設備と処理工程との２元表を作成し、この
２元表から各処理工程別および各品種別の処理能力を算
出するものである。

【００１７】

【作用】前記した設備能力算出システムおよびその設備
能力算出方法によれば、設備仕様管理ファイル、機械的
処理フローファイル、製造フローファイル、処理条件フ
ァイルおよび不稼働時間ファイルを設け、機械的処理時
間を機械的処理フローファイルから設備の型式をキーに
取り込み、また設備の使用方法、製品の種類および工程
に依存する時間を処理条件ファイルから工程・品種・設
備型式をキーに取り込み、さらにその設備の稼働可能時
間を算出すために、不稼働時間ファイルから不稼働時間
を取り込む。

【００１８】そして、最初に製品・工程・設備型式別処
理能力を、全工程・全製品・全型式について求め、次に
品種・工程別処理能力、すなわち処理工程単位にまとめ
た品種・工程・設備型式別処理能力を求め、各処理工程
の処理可能枚数を算出する。

【００１９】これにより、この算出結果からある製品１
品種を製造した場合の製造ラインの能力およびその製品
の物理工完などを求めることができる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の一実施例である設備能力算出
システムを示す構成図、図２〜図４は本実施例の設備能
力算出システムにおける設備仕様管理用計算機、製造条
件管理用計算機および設備能力算出用計算機の各ファイ
ル構成を示す説明図、図５は設備能力算出システムにお
ける設備能力算出手順を示すフロー図、図６〜図８は設
備能力算出における品種・工程・設備型式別処理能力、
品種・工程別処理能力および品種別処理能力の各算出ア
ルゴリズムを示す説明図、図９は本実施例の設備能力算
出システムが適用される半導体製造装置の処理の流れを
示す説明図である。

【００２１】まず、図１により本実施例の設備能力算出
システムの構成を説明する。

【００２２】本実施例の設備能力算出システムは、たと
えば半導体製造装置に用いられる設備能力算出システム
とされ、設備仕様や機械的処理フローを管理する設備仕
様管理用計算機（設備仕様管理手段）１と、製品の製造
条件や製品の処理フローを管理する製造条件管理用計算
機（製造条件管理手段）２と、設備能力算出用計算機
（設備能力算出手段）３とから構成され、ローカルエリ
アネットワークを用いてそれぞれの計算機が有機的に結
び付けられている。

【００２３】設備仕様管理用計算機１は、たとえば図２
に示すような設備の設置場所や設備の名称・型式、資産
番号などを格納する設備仕様管理ファイル４と、各設備
型式毎の機械的処理フローや機械的処理に要する時間、
処理方式を格納する機械的処理フローファイル５との２
種類のファイルが設けられている。

【００２４】また、機械的処理フローファイル５には、
搬送時間などのように設備の型式に依存する機械的時間
と、製品の処理時間などの製品や処理工程に依存する時
間とが区別されて登録されている。

【００２５】製造条件管理用計算機２は、基本的に製品
の種類や処理する工程によって異なる情報を管理するも
のであり、たとえば図３に示すような製造フローを格納
する製造フローファイル６と、各処理工程・設備毎の処
理条件を格納する処理条件ファイル７と、設備の不稼働
時間を管理する不稼働時間ファイル８とから構成されて
いる。

【００２６】設備能力算出用計算機３は、たとえば図４
に示すように設備仕様管理用計算機１から設備仕様管理
ファイル４の内容と機械的処理フローファイル５の内容
を取り込み、また製造条件管理用計算機２から製造フロ
ーファイル６、処理条件ファイル７および不稼働時間フ
ァイル８の内容を取り込み、品種・工程・設備型式毎の
設備の処理能力を算出するものである。

【００２７】以上のように構成される設備能力算出シス
テムは、たとえば図９に示すような半導体製造装置の設
備に用いられ、ローダ９に製品が５０枚セットされ、製
品が順次搬送されて４枚の製品が処理室１０に入ると、
処理室１０内で調整と処理が実施され、処理後の製品が
アンローダ１１に搬送されるようになっている。

【００２８】次に、本実施例の作用について、図５のフ
ローに基づき図６〜図８により説明する。

【００２９】始めに、設備能力算出用計算機３で品種・
工程・設備型式毎の設備の処理能力を算出するため、設
備仕様管理用計算機１から製造ライン名や製造部署コー
ドをキーにして設備仕様管理ファイル４の内容と機械的
処理フローファイル５の内容を取り込む（ステップ５０
１）。これにより、対象としている製造ラインまたは製
造部署に存在する全設備の機械的処理フローを設備能力
算出用計算機３に取り込むことができる。

【００３０】次に、製造条件管理用計算機２から製品名
をキーにして製造フローファイル６の情報を取り込み、
製造フローに記載されている各工程で使用可能な設備を
基に処理条件ファイル７の内容を取り込み、さらに不稼
働時間ファイル８から不稼働時間を取り込む（ステップ
５０２）。

【００３１】そして、各工程・各設備の処理時間を求め
（ステップ５０３）、求めた処理時間を機械的処理フロ
ーの中に取り込み、取り込んだ機械的処理フローの情報
のうち、製品の装填枚数とバッチ処理枚数から各機械的
処理ステップの繰り返し数を(1) 式のように求める（ス
テップ５０４）。

【００３２】繰り返し数＝小数点以下切上げ（装填枚数
／バッチ処理枚数）・・・(1) 次に、品種・工程・設備型式別の処理能力を算出する
（ステップ５０５）。

【００３３】まず、機械的処理フローの各処理ステップ
に要する時間を(2)式のように求める。

【００３４】各処理ステップに要する時間＝１処理に要
する時間×繰り返し数・・・(2) この場合に、機械的処理のステップ数をｎとすると、製
品１バッチを処理するのに要する時間は(3) 式に従い算
出できる。

【００３５】

【数１】

【００３６】そして、算出結果をバッチ処理枚数で割
り、製品１枚を処理するのにかかる時間を、図６に示す
ように求めることができる。

【００３７】さらに、設備の稼働可能時間を製品１枚当
りの処理時間で割ることにより、品種・工程・設備型式
別の処理能力を求めることができる。

【００３８】続いて、上述の算出結果を各ファイルに格
納し、処理を全品種・全工程・全設備型式について行う
（ステップ５０６，５０７，５０８）。そして、表１の
ように設備と処理工程の２元表を作成し、図７に示すよ
うに求めた品種・工程・設備型式別の処理能力を記入す
る（ステップ５０９）。

【００３９】

【表１】

【００４０】この場合に、同じ型式の設備であっても処
理してよい工程が異なる場合も多く、こうした製造ライ
ン固有の製造方法も考慮し、設備ｉである品種の工程ｊ
を処理した場合の品種・工程・設備型式別の処理能力を
Ｘｉｊとし、工程ｊを処理できる設備の数をｍｊ、設備
ｉで処理する工程の数をｎｉとすると、ある品種の工程
ｊの品種工程別の処理能力は(4) 式のように求めること
ができる（ステップ５１０）。

【００４１】

【数２】

【００４２】また、品種を限定せずに複数品種を処理し
た場合の設備の処理能力も同様に求めることができる。
そして、この２元表から処理能力が最大となる設備の割
り付けも可能となる。

【００４３】さらに、図８に示すように品種・工程別処
理能力を基に１品種のみを製造した場合の処理能力の算
出、ネックとなる処理工程の推測、さらにラインの処理
能力を算出することができる（ステップ５１１）。

【００４４】そして、各処理能力の結果をプリンタまた
は必要に応じて他のシステムに出力する（ステップ５１
２）。

【００４５】従って、本実施例の設備能力算出システム
によれば、設備仕様管理ファイル４、機械的処理フロー
ファイル５、製造フローファイル６、処理条件ファイル
７および不稼働時間ファイル８の５つのファイルを設
け、設備能力算出用計算機３内に、機械的処理時間、製
品の種類および工程に依存する時間、および不稼働時間
を取り込むことにより、製品・工程・設備型式別の処理
能力を全工程・全製品・全型式について算出し、製品の
品種別製造ラインの能力およびその製品の物理工完など
の各処理能力を求めることができる。

【００４６】また、製品の製造フローおよび処理条件の
変更などが発生した場合においても、機械的処理フロー
ファイル５への時間の登録区分がなされているので、工
程や設備を明らかし、各製造ラインに対応した工程の処
理能力を容易に算出することができる。

【００４７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４８】たとえば、本実施例の設備能力算出システ
ムについては、設備仕様管理用計算機１、製造条件管理
用計算機２および設備能力算出用計算機３をネットワー
ク化して構成する場合について説明したが、本発明は前
記実施例に限定されるものではなく、たとえば各機能を
モジュール化して１台の計算機で処理する場合などにつ
いても適用可能である。

【００４９】また、設備能力算出用計算機３に、処理シ
ーケンス、処理時間および使用設備などの必要情報を入
力して処理能力を算出することも可能である。

【００５０】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野である半導体製造装置に
用いられる設備能力算出システムに適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、特に１
つの設備で複数の品種・工程を処理する他の製造装置な
どについても広く適用可能である。

【００５１】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００５２】(1).設備管理用データを登録・管理する設
備仕様管理手段と、製品関連データを登録・管理する製
造条件管理手段と、処理能力を算出する設備能力算出手
段とを備え、設備仕様管理手段が設備仕様管理ファイル
と機械的処理フローファイル、製造条件管理手段が製造
フローファイル、処理条件ファイルおよび不稼働時間フ
ァイルから構成されることにより、従来、製造ラインの
熟練者の経験でしか求められなかった設備の処理能力を
機械的にかつ精度良く算出することができ、その結果製
造ラインの実態に合致した生産計画の立案や生産シミュ
レーションが可能となる。

【００５３】(2).機械的処理フローファイルが、設備の
型式が決まれば自動的に決まる機械的時間と、設備の使
用方法、製品の種類および工程によって変化する時間と
を分けて登録することにより、投入する製品の品種、数
量が変動した場合などにおいても、生産能力上問題とな
る工程や設備を明らかし、設備増強計画および生産数量
の調整を行うことができるので、生産効率の向上が可能
となる。

【００５４】(3).前記(1) により、半導体製造装置など
のように１台で複数の処理工程を加工したり、工程によ
っては同じ型式の設備でありながら処理をしてはならな
い設備があるなど、極めて複雑な生産方法を強いられる
場合においても、設備の処理能力を簡便に算出すること
が可能となる。

【００５５】(4).前記(1) 〜(3) により、特に１つの設
備で複数の品種・工程を処理し、製品の製造フローおよ
び処理条件の変更が頻繁に発生する装置などに良好に適
用され、実態に合致した生産計画の立案およびシミュレ
ーションが可能とされ、また新規建設工場の設備計画策
定を行うことができる設備能力算出システムおよび設備
能力算出方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である設備能力算出システム
を示す構成図である。

【図２】本実施例の設備能力算出システムにおける設備
仕様管理用計算機のファイル構成を示す説明図である。

【図３】本実施例の設備能力算出システムにおける製造
条件管理用計算機のファイル構成を示す説明図である。

【図４】本実施例の設備能力算出システムにおける設備
能力算出用計算機のファイル構成を示す説明図である。

【図５】本実施例の設備能力算出システムにおける設備
能力算出手順を示すフロー図である。

【図６】本実施例の設備能力算出における品種・工程・
設備型式別処理能力の算出アルゴリズムを示す説明図で
ある。

【図７】本実施例の設備能力算出における品種・工程別
処理能力の算出アルゴリズムを示す説明図である。

【図８】本実施例の設備能力算出における品種別処理能
力の算出アルゴリズムを示す説明図である。

【図９】本実施例の設備能力算出システムが適用される
半導体製造装置の処理の流れを示す説明図である。

【符号の説明】

１ 設備仕様管理用計算機（設備仕様管理手段） ２ 製造条件管理用計算機（製造条件管理手段） ３ 設備能力算出用計算機（設備能力算出手段） ４ 設備仕様管理ファイル ５ 機械的処理フローファイル ６ 製造フローファイル ７ 処理条件ファイル ８ 不稼働時間ファイル ９ ローダ １０ 処理室 １１ アンローダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊原 光 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製造装置の処理能力を算出する設備能力
   算出システムであって、設備管理用データを登録・管理
   する設備仕様管理手段と、製品関連データを登録・管理
   する製造条件管理手段と、処理能力を算出する設備能力
   算出手段とを備え、前記設備管理用データと製品関連デ
   ータを分離して管理し、製品の製造フローの変更または
   処理条件の変更が生じた時に設備処理能力を算出するこ
   とを特徴とする設備能力算出システム。
2. 【請求項２】 前記設備仕様管理手段が、設備型式、設
   備の設置場所、および資産番号などの設備仕様を管理す
   る設備仕様管理ファイルと、設備型式毎の機械的処理フ
   ロー・時間を管理する機械的処理フローファイルとから
   構成されることを特徴とする請求項１記載の設備能力算
   出システム。
3. 【請求項３】 前記製造条件管理手段が、製品の製造フ
   ローを登録する製造フローファイルと、処理条件を登録
   する処理条件ファイルと、不稼働時間を登録する不稼働
   時間ファイルとから構成されることを特徴とする請求項
   １記載の設備能力算出システム。
4. 【請求項４】 前記機械的処理フローファイルが、設備
   の型式が決まれば自動的に決まる機械的時間と、設備の
   使用方法、製品の種類および工程によって変化する時間
   とを分けて登録するファイル構成とされることを特徴と
   する請求項１記載の設備能力算出システム。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載の設備能
   力処理システムの設備能力算出方法であって、前記各フ
   ァイルのデータに基づき全品種・全処理工程・全設備型
   式別に処理能力を算出し、該算出結果から設備と処理工
   程との２元表を作成し、該２元表から各処理工程別およ
   び各品種別の処理能力を算出することを特徴とする設備
   能力算出システムの設備能力算出方法。