JPH07153815A

JPH07153815A - 半導体装置の製造システム

Info

Publication number: JPH07153815A
Application number: JP32312593A
Authority: JP
Inventors: Koetsu Kitamura; 光悦北村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2606112B2

Abstract

(57)【要約】【目的】作業設備の稼働率の向上を図った半導体装置
の製造システムを提供する。【構成】シミュレータ１１０は、転送されたデータを
基に、将来シミュレーションを行う（ステップ２０
３）。この将来シミュレーションは、個々の製品が将来
的にどのように進捗していくかを予測する将来予測型工
程シミュレーションである。次いで、この製品の数を、
予め、設定しておいた作業設備１０２毎の基準仕掛数と
比較し、規格内または規格外かを判断する（ステップ２
０４）。なお、作業設備１０２がバッチ式の場合は、ス
テップ２０４で効率的なバッチ作業が考慮される。そし
て、得られた結果を基に製造計画が作成される（ステッ
プ２０６）。なお、作業設備１０２が枚葉式の場合は、
ステップ２０６で効率的な作業条件の変更が考慮され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】受動素子、能動素子、集積回路等の半導
体装置は、１枚のウェーハから多数製造される。この半
導体装置の製造では、複数の作業設備にわたって、順
次、ウェーハを処理する。この作業設備には、ウェーハ
を１枚ずつ処理する枚葉式、１度に複数枚のウェーハを
処理するバッチ式、または、複数枚のウェーハを収納す
るロット毎に処理するものがある。例えば、薄膜形成装
置、酸化装置、ドーピング装置、アニール装置、レジス
ト処理装置、露光装置、エッチング装置または洗浄装置
などである。そして、１台の作業設備は、１人の作業者
により作業される。また、各作業設備には、同じ種類の
ウェーハを収納した多数のロットが仕掛かる。このた
め、同じ作業設備で作業を行う場合でも、ロットの種類
に応じて、作業条件が異なり、作業条件の変更が必要で
ある。

【０００３】一般に、半導体装置の製造現場では、以下
のような方法で、ロット内のウェーハの製造計画が立て
られ、作業が行われていた。まず、作業者は、１台の作
業設備に運ばれた多数のロットの中から作業優先度の決
定を行う。この決定は、ウェーハの納期、経験および勘
に基づいて行われていた。そして、作業者は、この作業
優先度に対応した色のラベルをロットに貼り付けてか
ら、ウェーハの加工を開始していた。また、同じ種類の
ウェーハを収納したロットが複数ある場合、作業者は、
作業優先度に対応した色の付いたロット保管箱にロット
を入れてから、ウェーハの加工を開始していた。そし
て、作業者は、担当の作業設備前に仕掛かったロットか
ら、上記の優先度に対応した色から判断して、より優先
度の高いロット内のウェーハから作業を開始していた。

【０００４】また、作業者は、担当作業設備の２〜３工
程前の作業設備に仕掛かったウェーハの作業条件を考慮
して、担当作業設備の作業条件の切換回数が少なくなる
ように作業計画を立てていた。加えて、拡散炉などのバ
ッチ式の作業設備は、作業条件の同じウェーハを多数ま
とめて作業を行うことが可能である。このため、作業者
は、２〜３工程前の作業設備に仕掛かったウェーハの作
業条件を考慮して、担当作業設備で作業するウェーハ枚
数が多くなるように製造計画を立てていた。

【０００５】しかし、作業者は、製造現場全体のウェー
ハの仕掛かり状況、納期および作業設備の稼動状況の全
てを把握できない。すなわち、人間は、コンピュータの
ように多くの条件を考慮して的確な判断を行うことがで
きない。このため、部分的な製造現場の情報を基に、経
験と勘とに基づいて製造計画が立てられていた。この結
果、作業者は、製造現場の能力に対応しない製造計画を
作成していた。また、製造現場全体を把握できないた
め、作業途中において、自由自在に製造計画を変更する
ことが難しかった。このため、作業設備にロットの仕掛
かりの山ができたり、納期遅れ等が発生した。

【０００６】そこで、特開平３−２５１３４９号公報に
示す「製造計画作成装置」が提案された。この製造計画
作成装置により、製造現場全体の状況を把握することが
可能になった。このため、納期を遵守し、かつ、作業設
備に偏った仕掛かりを発生させない製造計画を作成でき
るようになった。さらに、作業者の経験および勘による
製造計画で、介入していた不確定な判断も除去された。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記製
造計画作成装置は、効率的な作業条件の変更を考慮して
いない。このため、作業設備の作業条件の変更回数が多
くなった。また、上記作業計画作成装置にあっては、効
率的なバッチ条件の変更が考慮されていない。このた
め、バッチ条件の変更回数も多くなった。そして、作業
条件の変更またはバッチ条件の変更には、所定の時間が
必要である。この所定の時間は、作業設備を稼働するこ
とができない。したがって、上記製造計画作成装置は、
作業設備を稼働できない時間が長くなり、作業設備の稼
働率が低いものであった。

【０００８】

【発明の目的】そこで、本発明は、作業設備の稼働率の
向上を図った半導体装置の製造システムを提供すること
を、その目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、製造計画に基づき作業設備に複数の素材を投入し、
各素材の作業条件で作業を行う半導体装置の製造システ
ムにおいて、完成品の納期以前に完成品を製造するため
の第１の条件と、作業設備に仕掛かる素材の数を基準値
以内にするための第２の条件と、作業設備における作業
条件の変更回数を最小にするための第３の条件と、に基
づいて作業設備における素材の作業優先度を決定する製
造計画作成手段を有するものである。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、製造計画
に基づきバッチ式の作業設備に複数の素材を投入し、各
素材の作業条件で作業を行う半導体装置の製造システム
において、完成品の納期以前に完成品を製造するための
第１の条件と、バッチ式の作業設備におけるバッチ回数
を基準値以内にするための第２の条件と、バッチ式の作
業設備におけるバッチ条件の変更回数を最小にするため
の第３の条件と、に基づいてバッチ式の作業設備におけ
る素材の作業優先度を決定する製造計画作成手段を有す
るものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明に係る半導体装置の製造
システムにあっては、作業設備における作業条件の変更
回数を最小にするための条件に基づいて素材の作業優先
度が決定される。このため、作業条件の変更回数が少な
くなる。したがって、作業設備を稼働できない時間が短
くなる。よって、作業設備の稼働率が向上する。

【００１２】また、請求項２に記載の発明に係る半導体
装置の製造システムにあっては、バッチ式の作業設備に
おけるバッチ条件の変更回数を最小にするための条件に
基づいて素材の作業優先度が決定される。このため、バ
ッチ条件の変更回数が少なくなる。したがって、バッチ
式の作業設備を稼働できない時間が短くなる。よって、
バッチ式の作業設備の稼働率が向上する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の製造システ
ムの実施例について、図面を参照して説明する。図１は
本発明の一実施例に係る半導体装置の製造システムの概
略の構成を示すブロック図である。図２は、この半導体
装置の製造システムの動作の概略を示すフローチャート
である。

【００１４】この半導体装置の製造システムは、図１に
示している。半導体装置の加工ライン１０１内には、３
台の半導体装置の作業設備１０２と４台の端末１０３と
が設置されている。これらの作業設備１０２および端末
１０３は、ローカルエリアネットワーク１０４を介し
て、ホストコンピュータ１０５に接続されている。この
ホストコンピュータ１０５には、基礎情報記憶部１０
６、状態記憶部１０６’、作業工程フロー記憶部１０
７、投入計画記憶部１０８、製造計画記憶部１０９がそ
れぞれ接続されている。また、ホストコンピュータ１０
５には、ローカルエリアネットワーク１０４を介してシ
ミュレータ１１０が接続されている。

【００１５】上記基礎情報記憶部１０６には、製品（素
材）名、完成品の納期、個々の製品の工程数、加工ライ
ン１０１内の作業設備１０２の種類・台数、および、各
作業設備１０２の稼働可能時間が記憶されている。ま
た、上記状態記憶部１０６’には、作業設備１０２の設
備稼働状況（正常または故障中）、および、端末１０３
より入力された各製品の仕掛状況が記憶されている。ま
た、上記作業行程フロー記憶部１０７には、製品を加工
する作業工程手順および個々の作業工程に必要な作業時
間が記憶されている。また、投入計画記憶部１０８に
は、作業設備１０２に製品を投入する際の日々の投入計
画が記憶されている。また、製造計画記憶部１０９に
は、全ての作業設備１０２の製造計画が記憶されてい
る。また、上記シミュレータ１１０は、製造計画記憶部
１０９に記憶させる製造計画を、基礎情報記憶部１０
６、状態記憶部１０６’、作業工程フロー記憶部１０７
および投入計画記憶部１０８に記憶されたデータを基に
行うものである。

【００１６】次に、この製造計画を説明する。まず、シ
ミュレータ１１０は、予め決められた時間に、ホストコ
ンピュータ１０５に対し、基礎情報記憶部１０６、状態
記憶部１０６’、作業工程フロー記憶部１０７、投入計
画記憶部１０８にそれぞれ記憶されたデータを要求する
（ステップ２０１）。ホストコンピュータ１０５は、要
求されたデータをローカルエリアネットワーク１０４を
介して、シミュレータ１１０に転送する（ステップ２０
２）。

【００１７】次に、シミュレータ１１０は、転送された
データを基に、将来シミュレーションを行う（ステップ
２０３）。この将来シミュレーションは、完成品の納期
を遵守することを目的に、個々の製品が将来的にどの加
工設備１０２にどのように進捗していくかを予測する将
来予測型工程シミュレーションである。例えば、転送さ
れたデータから、予め、納期に基づく製品の優先ランク
が決定される。この優先ランクの高い製品から処理され
るように、各作業設備１０２に仕掛かる製品の数が計画
される。

【００１８】次いで、この製品の数を、予め、設定して
おいた作業設備１０２毎の基準仕掛数と比較し、規格内
または規格外かを判断する（ステップ２０４）。なお、
作業設備１０２がバッチ式の場合は、ステップ２０４で
効率的なバッチ条件の変更が考慮される。

【００１９】規格内の結果が得られず、規格外の場合
は、パラメータを調整する（ステップ２０５）。このパ
ラメータの調整は、例えば、上記優先ランクの変更であ
る。次に、ステップ２０３に戻り、再度将来シミュレー
ションが行われる。なお、所定時間が経過しても、規格
内の結果が得られない場合は、製造計画を中止すること
ができる。一方、ステップ２０４で規格内と判断した場
合は、ステップ２０６に進む。そして、得られた結果を
基に製造計画が作成される（ステップ２０６）。なお、
作業設備１０２が枚葉式の場合は、ステップ２０６で効
率的な作業条件の変更が考慮される。

【００２０】この製造計画をシミュレータ１１０は、ホ
ストコンピュータ１０５に転送する（ステップ２０
７）。この転送された製造計画は製造計画記憶部１０９
に記憶され、かつ、加工ライン１０１内の端末１０３に
表示され、作業者に作業内容が指示される。この作業内
容は、作業設備１０２に仕掛かる製品の偏りをなくし、
納期を厳守するとともに、効率的な作業条件の変更およ
び効率的なバッチ条件の変更作業が図られたものであ
る。

【００２１】次に、製造計画作成ステップ（ステップ２
０４〜２０６）を枚葉式の作業設備１０２およびバッチ
式の作業設備１０２の２種類の実施例に分けて、詳しく
説明する。

【００２２】まず、複数の作業設備１０２が枚葉式の場
合を説明する。図３は、一作業設備１０２の設備名がＸ
ＸＸ（３０１）の場合において、図２に示すステップ２
０３の将来シミュレーションを行って出力された仕掛結
果を集計し作業手順を決定したデータテーブルである。
そして、このデータテーブルには、手順Ｎｏ．欄３０
２、製品Ｎｏ．欄３０３、作業条件欄３０４、作業予定
時間欄３０５、優先ランク欄３０６、および、基準仕掛
数欄３０７が設けられている。図４は、上記将来シミュ
レーションの仕掛結果から作業手順の決定の作成を説明
するフローチャートである。

【００２３】まず、上記将来シミュレーションにより、
上記データテーブルが複数の作業設備１０２毎に出力さ
れる。この出力段階では手順Ｎｏ．欄３０２の内容は出
力されておらず、これら以外の欄の内容が出力される。
詳しくは、各製品Ｎｏ．欄３０３に出力された製品（ウ
ェーハ）に対応し、このウェーハの作業条件、作業予定
終了時間および優先ランクが、製品Ｎｏ．欄３０３、作
業条件欄３０４、作業予定時間欄３０５、および、優先
ランク欄３０６にそれぞれ出力されている。例えば、ウ
ェーハの名称がＮ１−１１１１の場合は、このウェーハ
の作業条件名がＡＡ０１であり、このウェーハの作業予
定終了時間が１９９３年７月２５日の１３時５７分であ
る。また、優先ランク欄３０６に出力された優先ランク
は、全ての作業設備１０２にわたるウェーハの全作業時
間およびその納期を考慮して決定される。例えば、現在
の時刻から納期までの時間を、上記全作業時間で除す
る。このときの商の小さいウェーハに対し高い優先ラン
クが付される。また、予め、基準仕掛数３０７が設定さ
れている。たとえば、この基準仕掛数３０７は１２であ
る。

【００２４】次に、このデータテーブルに出力された仕
掛数、すなわち、製品Ｎｏ．欄３０２に出力されたウェ
ーハの数を、基準仕掛数３０７の１２と比較する（ステ
ップ４０１）。比較の結果、上記仕掛数が１２より多い
（基準外）場合は、ステップ４０２に進む。次に、作業
予定時間欄３０５をキーにソートを行う（ステップ４０
２）。このソート条件は、時刻順および昇順である。こ
の結果、データテーブルの各行は、作業予定時間３０５
の作業予定終了時間が早い順番に並べ替えられる。

【００２５】次に、１２行より後のウェーハに対し優先
ランクを１ランク下げる（ステップ４０３）。例えば、
ウェーハの数が１４の場合は、並べ替えられた後の１３
番目のウェーハおよび１４番目のウェーハに対し、優先
ランク３０６の欄に出力された優先ランクを変更する。

【００２６】次に、再シミュレーションを行う（ステッ
プ４０４）。この再シミュレーションは、優先ランクの
下がったウェーハに対し、進捗速度を将来シミュレーシ
ョンのときより遅くさせる。この結果、設備名：ＸＸＸ
（３０１）の作業設備１０２に仕掛かるウェーハの数が
少なくなる。換言すると、この再シミュレーションは、
最終的に、上記ウェーハの数が基準仕掛数３０７の数以
下になるように、将来シミュレーションを行うものであ
る。次いで、ステップ４０１に戻る。

【００２７】一方、上記ステップ４０１で、上記仕掛数
が基準仕掛数３０７の１２以下の場合は、ステップ４０
５に進む。次に、上記ステップ４０２と同じように、作
業予定時間欄３０５をキーにソートを行う（ステップ４
０５）。

【００２８】次に、作業条件欄３０４をキーにソートを
行う（ステップ４０６）。このときのソート条件は、名
前順である。この結果、データテーブルの各行は、同じ
作業条件毎に並び替えられる。すなわち、ウェーハの名
称は同じ作業条件毎に並び、同じ作業条件の各ウェーハ
の名称は、作業予定終了時間の早い順番に並んでいる。
最後に、手順Ｎｏ．欄３０２に手順番号を出力し作業手
順を決定する（ステップ４０７）。

【００２９】この結果、作業者には、作業設備１０２に
偏った仕掛かりを発生させることなく、納期を厳守する
とともに、効率的な作業条件の変更を考慮した製造計画
が指示される。

【００３０】以上、枚葉式の作業設備１０２に仕掛かる
ウェーハを例として説明したが、作業設備１０２は、枚
葉式のものに限られない。すなわち、多数のウェーハが
収容されるロット毎に作業を行う作業設備１０２でもよ
い。この作業設備１０２としては、例えば、ロットを洗
浄液に浸して、ロット内のウェーハを洗浄する洗浄装置
がある。すなわち、上記実施例のウェーハをロットに読
み替えて洗浄装置に仕掛かるロットに用いても良い。

【００３１】次に、複数の作業設備１０２がバッチ式の
場合を説明する。図５は、一作業設備１０２の設備名が
ＸＸＸ（５０１）の場合において、図２に示すステップ
２０３の将来シミュレーションを行って出力された仕掛
結果を集計し作業手順を決定したデータテーブルであ
る。そして、このデータテーブルには、手順Ｎｏ．欄５
０２、製品Ｎｏ．欄５０３、作業条件欄５０４、作業予
定時間欄５０５、枚数欄５０６、バッチ欄５０７、優先
ランク欄５０８、最大処理枚数欄５０９、および、基準
バッチ数欄５１０が設けられている。図６は、上記将来
シミュレーションの仕掛結果から作業手順の決定の作成
を説明するフローチャートである。

【００３２】まず、上記将来シミュレーションにより、
上記データテーブルが複数の作業設備１０２毎に出力さ
れる。この出力段階では手順Ｎｏ．欄５０２の内容およ
びバッチ欄５０７の内容は出力されておらず、これら以
外の欄の内容が出力される。詳しくは、各製品Ｎｏ．欄
５０３に出力された製品（ロット）に対応し、このロッ
ト内に設けられたウェーハの作業条件、作業予定終了時
間、枚数および優先ランクが、製品Ｎｏ．欄５０３、作
業条件欄５０４、作業予定時間欄５０５、枚数欄５０
６、および、優先ランク欄５０８にそれぞれ出力されて
いる。例えば、ロットの名称がＮ１−１１１１の場合
は、このロット内のウェーハの作業条件名がＡＡ０１で
あり、このウェーハの作業予定終了時間が１９９３年７
月２５日の１３時５７分であり、このウェーハの枚数が
２５枚である。また、優先ランク欄５０８に出力された
優先ランクは、納期およびウェーハの全作業時間を考慮
して、予め決定されたものである。そして、この設備
名：ＸＸＸ（５０１）の作業設備１０２は、最大１５０
枚のウェーハを一括して処理することができる（最大処
理枚数欄５０９参照）。また、予め、基準バッチ数５１
０が設定されている。たとえば、この基準バッチ数５１
０は１２である。

【００３３】次に、作業予定時間欄５０５をキーにソー
トを行う（ステップ６０１）。このときのソート条件
は、時刻順および昇順である。この結果、データテーブ
ルの各行は、作業予定終了時間が早い順番に並べ替えら
れる。次いで、作業条件欄５０４をキーにソートを行う
（ステップ６０２）。このときのソート条件は、名前順
である。この結果、データテーブルの各行は、同じ作業
条件毎に並び替えられる。すなわち、ロットの名称は同
じ作業条件毎に並び、同じ作業条件の各ロットの名称
は、作業予定終了時間の早い順番に並んでいる。

【００３４】次に、バッチ数が最小になるようにバッチ
組みを行う（ステップ６０３）。詳しくは、同じ作業条
件の各ロット内のウェーハの枚数の合計が、できるだ
け、上記最大処理枚数５０９（１５０枚）に近づくよう
にグループを作成する。例えば、上記ウェーハの合計が
１５０枚以下で有れば、１個のグループとする。また、
上記ウェーハの合計が１５０枚を越える場合は、２以上
のグループとする。さらに、同じ条件で、複数のグルー
プが作成される場合、各グループのウェーハ枚数ができ
るだけ平均化するようにする。そして、グループに分け
られたロットの名称に対し、グループ毎にバッチ欄５０
７へ識別フラグ（Ａ，Ｂ，・・・）を設定する。例え
ば、１４のグループに分けられた場合は、Ａ〜Ｎの識別
フラグが設定される。

【００３５】次いで、バッチ欄５０７をキーにソートを
行う（ステップ６０４）。このときのソート条件は、名
前順である。この結果、データテーブルの各行は、同じ
グループ（同じ識別フラグ）毎に並び替えられる。

【００３６】次に、グループの種類の数を基準バッチ数
５１０の１２と比較する（ステップ６０５）。比較の結
果、グループの種類の数が１２より多い（基準外）場合
は、ステップ６０６に進む。次いで、グループの種類の
数が１２より多いグループに対し優先ランクを１ランク
下げる（ステップ６０６）。例えば、グループの数が１
４の場合は、１３番目のグループおよび１４番目のグル
ープのロットに対し、優先ランク５０８の欄に出力され
た優先ランクが変更される。

【００３７】次に、再シミュレーションを行う（ステッ
プ６０７）。この再シミュレーションは、優先ランクの
下がったグループのロットに対し、進捗速度を将来シミ
ュレーションのときより遅くさせる。この結果、設備
名：ＸＸＸの作業設備１０２に仕掛かるロットの数が少
なくなる。換言すると、この再シミュレーションは、最
終的に、上記グループの種類の数が基準バッチ数５１０
の数以下になるように、将来シミュレーションを行うも
のである。次いで、ステップ６０１に戻る。

【００３８】一方、上記グループの種類の数を基準バッ
チ数５１０の１２と比較した結果、グループの種類の数
が１２以下（基準内）の場合は、ステップ６０８に進
む。次に、手順Ｎｏ．欄５０２に手順番号を出力し作業
手順を決定する（ステップ６０８）。このとき、バッチ
欄５０７が同じ記号の場合、すなわち、同じグループの
ものに対しては、同じ手順番号を出力する。

【００３９】この結果、作業者には、作業設備１０２に
偏った仕掛かりを発生させることなく、納期を厳守する
とともに、効率的なバッチ条件の変更を考慮した製造計
画が指示される。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、作業設
備における作業条件の変更回数を最小にするための条件
が考慮される。このため、作業設備の稼働率が向上す
る。

【００４１】また、請求項２に記載の発明によれば、バ
ッチ式の作業設備におけるバッチ条件の変更回数を最小
にするための条件が考慮される。このため、バッチ式の
作業設備の稼働率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造シス
テムを示す構成ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造シス
テムのフローチャートである。

【図３】作業設備毎に仕掛かる製品のデータテーブルで
ある。

【図４】作業設備の作業手順の作成を説明するためのフ
ローチャートである。

【図５】バッチ式の作業設備毎に仕掛かる製品のデータ
テーブルである。

【図６】バッチ式の作業設備の作業手順の作成を説明す
るためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０１加工ライン１０２作業設備１０３端末１０４ローカルエリアネットワーク１０５ホストコンピュータ１０６基礎情報記憶部１０６’ 状態記憶部１０７作業工程フロー記憶部１０８投入計画記憶部１０９製造計画記憶部１１０シミュレータ（製造計画作成手段）２０１〜２０７ステップ３０１〜３０７データテーブル４０１〜４０７ステップ５０１〜５１０データテーブル６０１〜６０７ステップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製造計画に基づき作業設備に複数の素材
を投入し、各素材の作業条件で作業を行う半導体装置の
製造システムにおいて、完成品の納期以前に完成品を製造するための第１の条件
と、作業設備に仕掛かる素材の数を基準値以内にするための
第２の条件と、作業設備における作業条件の変更回数を最小にするため
の第３の条件と、に基づいて作業設備における素材の作業優先度を決定す
る製造計画作成手段を有することを特徴とする半導体装
置の製造システム。
【請求項２】製造計画に基づきバッチ式の作業設備に
複数の素材を投入し、各素材の作業条件で作業を行う半
導体装置の製造システムにおいて、完成品の納期以前に完成品を製造するための第１の条件
と、バッチ式の作業設備におけるバッチ回数を基準値以内に
するための第２の条件と、バッチ式の作業設備におけるバッチ条件の変更回数を最
小にするための第３の条件と、に基づいてバッチ式の作業設備における素材の作業優先
度を決定する製造計画作成手段を有することを特徴とす
る半導体装置の製造システム。