JPH10135092A - 半導体製造装置の運転状況表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製造装置の運転状況を人手に代わって
自動算出して表示出力し、オペレータに運転状況を正確
且つ迅速に把握させる。 【解決手段】 運転状況表示装置２では、処理室での処
理を規定する制御パラメータをレシピ入力手段３から受
け付け、当該制御パラメータに基づいて半導体製造装置
１に対する基板の投入間隔時間（タクトタイム）をタク
トタイム算出手段５が算出する。そして、スループット
算出手段６が算出されたタクトタイムの内の最大値に基
づいて装置のスループットを算出し、当該スループット
はメモリ７に読み出し可能に格納され、また、必要な時
期にメモリから読み出されて表示手段８により表示出力
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、稼働率やスループ
ットといった半導体製造装置の運転状況を自動的に算出
して表示出力する運転状況表示装置に関し、例えば、複
数の処理室において単数或いは複数の基板を処理する枚
葉式の半導体製造装置に適用して好適なる運転状況表示
装置に関する。なお、本発明における半導体製造装置に
は、半導体基板に対して成膜等の処理を施す装置のみな
らず、ガラス基板に対してＬＣＤ製造用の処理を施す装
置も包含される。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置には種々な構成のものが
あるが、例えば、ＬＣＤ用のガラス基板に所定の処理を
施す半導体製造装置には、単数或いは２〜３枚程度の複
数の基板を処理室内で順次処理する枚葉式のものがあ
る。枚葉式の半導体製造装置は、基板の搬入・搬出を行
う搬送ロボットを収納したトランスファーモジュールの
周囲に、処理室を構成するプロセスモジュールを１つ或
いは複数接続して構成されており、プロセスモジュール
を幾つ或いはどのようなプロセス設定で接続させるかに
よって、装置構成（プロセス構成）を比較的自由に変更
し得るものである。

【０００３】ここで、半導体製造装置では、単位時間毎
の基板の処理枚数であるスループットや、半導体製造装
置の運転を停止させる故障が生じた場合における装置の
稼働率、等といった運転状況をオペレータは定期的或い
は随時把握しておく必要がある。このような運転状況は
従来ではオペレータが手計算により算出しており、この
算出処理を複数のプロセスモジュール（処理室）を備え
た枚葉指示半導体製造装置を例にとって以下に説明す
る。

【０００４】スループットの算出処理は、例えば各処理
室での処理内容が変更された場合に行われ、まず、各処
理室で実施する処理内容から各処理室毎の処理に要する
時間（処理室利用時間）を手計算する。次いで、各処理
室毎に算出した利用時間と処理室間でのプロセス構成
（複数の処理室間で基板を直列処理するか並列処理する
か）とに基づいて、各処理室毎に基板を投入することが
可能な時間間隔（処理室別タクトタイム）を手計算す
る。次いで、算出した処理室別タクトタイムの内の最大
値を装置の基板投入可能な時間間隔（装置タクトタイ
ム）としてオペレータが選択し、当該装置タクトタイム
を半導体製造装置へ手入力して装置を運転させる。ま
た、装置タクトタイムに基づいて、半導体製造装置が単
位時間に処理することができる基板の枚数（スループッ
ト）を手計算する。

【０００５】ここで、半導体製造装置を運転中に何らか
の故障が発生した場合には、装置の運転を停止させて故
障を修理した後に、装置の運転を再開させることが行わ
れるが、故障による装置の停止時間はコントローラのデ
ィスプレイ等に表示される故障発生時刻と運転再開時刻
との差を手計算することによって算出する。このような
停止時間は、装置の故障が発生する毎に手計算によって
算出され、算出された各停止時間はオペレータによって
記録される。そして、半導体製造装置の或る期間での稼
働率を把握必要があるときには、当該期間内での停止時
間を平均化し、その値に基づいて稼働率を手計算してい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように半導体製
造装置の運転状況を把握するための処理は、殆どがオペ
レータによる手計算に依っていたため、迅速に運転状況
を把握することができないばかりか、計算ミスによる信
頼性の低下が生じていた。更に、半導体製造装置では微
妙な運転状況の変化によっても製品歩留まりに大きな影
響を与えてしまうことから、運転状況を必要な時期にリ
アルタイムに把握することが強く望まれていた。

【０００７】本発明は上記従来の事情に鑑みなされたも
ので、半導体製造装置の運転状況を人手に代わって自動
算出して表示出力することにより、オペレータに半導体
製造装置の運転状況を正確且つ迅速に把握させしめるこ
とを目的とする。また、本発明は、半導体製造装置の運
転状況の遷移をメモリに保持しておくことにより、必要
に応じて随時、オペレータに運転状況を正確且つ迅速に
把握させしめることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体製造
装置の運転状況表示装置では、基板に対する処理室での
処理を規定する制御パラメータを入力手段から受け付
け、当該制御パラメータに基づいて半導体製造装置に対
する基板の投入間隔時間（タクトタイム）をタクトタイ
ム算出手段が算出する。なお、枚葉式半導体製造装置の
ように複数の処理室を備えている場合には、このタクト
タイムは各処理室毎に算出される。そして、スループッ
ト算出手段が算出されたタクトタイムの内の最大値に基
づいて半導体製造装置のスループットを算出し、当該ス
ループットはメモリに読み出し可能に格納され、また、
必要な時期にメモリから読み出されて表示手段により表
示出力される。

【０００９】また、本発明に係る半導体製造装置の運転
状況表示装置では、検出手段が半導体製造装置の運転中
に発生した故障を検出すると、当該故障により半導体製
造装置の運転が停止している故障停止時間を停止時間タ
イマが計測し、当該故障停止時間を停止時間メモリに読
み出し可能に格納保持する。そして、半導体製造装置の
運転中に時間間隔をおいて発生する故障に対し、先の故
障の発生から次の故障の発生までの故障間隔時間を間隔
時間タイマにより計測し、当該故障間隔時間を間隔時間
メモリに読み出し可能に格納保持する。

【００１０】そして、期間入力手段から半導体製造装置
の稼働率を求める期間を受け付けると、平均修理時間算
出手段が停止時間メモリに保持された故障停止時間を当
該期間において平均化することにより平均修理時間を算
出するとともに、平均故障間隔時間算出手段が間隔時間
メモリに保持された故障間隔時間を当該期間において平
均化することにより平均故障間隔時間を算出し、稼働率
算出手段がこれら平均修理時間と平均故障間隔時間とに
基づいて当該期間における半導体製造装置の稼働率を算
出する。この稼働率はメモリに読み出し可能に格納さ
れ、また、必要な時期にメモリから読み出されて表示手
段により表示出力される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１を参照
して説明する。本実施形態の運転状況表示装置は、複数
の処理室を有した枚葉式半導体製造装置１に付設され
て、当該装置１の運転を制御するコントローラ２におい
て実現されている。なお、運転状況表示装置はコントロ
ーラ２とは別個に構成して、半導体製造装置１に付設す
るようにしてもよい。すなわち、コントローラ２には、
主にスループットの表示出力に係る運転状況表示装置を
構成する手段として、レシピ形式で記述された制御パラ
メータを受け付けるレシピ入力手段３、各処理室での処
理に要する利用時間を算出する処理室利用時間算出手段
４、制御パラメータに基づいてタクトタイムを算出する
タクトタイム算出手段５、タクトタイムの最大値に基づ
いてスループットを算出するスループット算出手段６、
算出されたスループットや稼働率を読み出し可能に格納
保持するメモリ７、算出されたスループットや稼働率を
表示出力する表示手段８、制御パラメータに従って半導
体製造装置１の運転を制御する運転制御手段９、を備え
ている。

【００１２】更に、コントローラ２には、主に稼働率の
表示出力に係る運転状況表示装置を構成する手段とし
て、半導体製造装置１の総運転時間を計測する総運転タ
イマ１０、故障によって半導体製造装置１の運転が停止
している故障停止時間を計測する停止タイマ１１、或る
故障の発生から次の故障の発生までの故障間隔時間を計
測する間隔時間タイマ１２、計測された故障停止時間を
読み出し可能に格納保持する停止時間メモリ１３、計測
された故障間隔時間を読み出し可能に格納保持する間隔
時間メモリ１４、半導体製造装置１の稼働率を求めるた
めの期間をオペレータから受け付ける期間入力手段１
５、停止時間メモリ１３に保持された故障停止時間を受
け付けた期間において平均化することにより平均修理時
間（ＭＴＴＲ：Mean Time To Repair）を算出するＭＴ
ＴＲ算出手段１６、間隔時間メモリ１４に保持された故
障間隔時間を受け付けた期間において平均化することに
より平均故障間隔時間（ＭＴＢＦ：Mean Time Between
Failures）を算出するＭＴＢＦ算出手段１７、算出され
た平均修理時間と平均故障間隔時間とに基づいて受け付
けた期間における半導体製造装置１の稼働率を算出する
稼働率算出手段１８、を備えている。

【００１３】上記の構成において、レシピ入力手段３は
記憶媒体からレシピを読み取る磁気読取装置、期間入力
手段１５はオペレータが操作するキー装置、メモリ１
３、１４、７はＲＡＭやハードディスク等の読み書き自
在なメモリ、表示手段８は表示画面を備えたディスプレ
イ装置、で構成されている。また、他の各機能手段４〜
６、９〜１２、１６〜１８は、それぞれ個別の回路で構
成することも可能であるが、本実施形態においては、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等のハードウエア構成で所定のプ
ログラムを実行することにより構成される。

【００１４】次に、上記各機能手段の更に詳細な説明と
ともに、本実施形態の運転状況表示装置による処理を説
明する。まず、半導体製造装置１はレシピ入力手段３か
ら受け付けられた制御パラメータに従って運転制御手段
９により制御されて運転される。例えば、半導体製造装
置１におけるプロセス条件（ガス流量や圧力等）がレシ
ピ入力手段３からコントローラ２にファイルとしてイン
ストールされ、運転制御手段９が当該ファイルに基づい
て半導体製造装置１の運転を制御する。なお、半導体製
造装置１の運転状況を制御する運転制御手段９は、半導
体製造装置１の運転中に発生した故障を検出する機能も
有しており、後述するように、故障検出に基づいてタイ
マ１１、１２を起動させる処理も行う。

【００１５】プロセス処理の設定変更等を行うという事
情から、上記のようにレシピが入力されると、処理室利
用時間算出手段４が当該レシピ（制御パラメータ）から
半導体製造装置１における成膜速度やエッチング速度等
を自動算出し、当該算出結果に基づいて半導体製造装置
１における処理室での放電時間を自動算出する。例え
ば、成膜速度がＶｐ、処理室において基板上に生成すべ
き膜厚がｔである場合、放電時間Ｐは、Ｐ＝６０＊（ｔ
／Ｖｐ）によって算出される。そして更に、処理室利用
時間算出手段４は放電時間Ｐに処理室内で必要な準備時
間Ｒを加えて処理室利用時間Ｃ（＝Ｐ＋Ｒ）を自動算出
する。

【００１６】このように処理室利用時間Ｃが算出される
と、タクトタイム算出手段５が予め設定された例えば下
記の要領で処理室毎のタクトタイムＴａを自動算出す
る。すなわち、トランスファーモジュールの搬送ロボッ
トによる搬送動作に時間Ｂを要し、コントローラ２から
半導体製造装置１への制御命令の指示に通信時間Ｎを要
するとすると、半導体製造装置１に備えられた単一の処
理室（プロセスモジュール）へ同一の搬送ロボットで基
板の搬入・搬出処理を行う場合にはＴａ≧Ｃ＋２Ｂ＋３
Ｎ、半導体製造装置１に備えられた単一の処理室（プロ
セスモジュール）へ異なる搬送ロボットで基板の搬入・
搬出処理を行う場合にはＴａ≧Ｃ＋Ｂ＋２Ｎによって算
出され、また、半導体製造装置１に備えられた複数の処
理室（プロセスモジュール）へ並列に基板の搬入・搬出
処理を行う場合にはＴａ≧Ｃ＋２Ｂ＋３Ｎによって算出
される。

【００１７】上記のタクトタイムＴａは半導体製造装置
１に備えられた処理室毎に算出され、タクトタイム算出
手段５はこれらタクトタイムの内の最大値をスループッ
ト算出手段６及び運転制御手段９へ出力する。この結
果、スループットの算出処理が行われるとともに、当該
最大値を半導体製造装置のタクトタイムとして運転制御
手段９により半導体製造装置１の運転が開始される。な
お、本実施形態では、当該装置タクトタイムは表示手段
８にも出力されて、運転開始と同時に画面に表示出力さ
れる。

【００１８】スループットの算出処理では、スループッ
ト算出手段６が装置のタクトタイムを受け取ると、例え
ば下記の要領で装置のスループットＴｈ（毎／時）を自
動算出する。すなわち、処理室に対するガスクリーニン
グ処理を行わない場合は、Ｔｈ（毎／時）＝３６００／
Ｔａ（秒）で算出され、処理室に対するガスクリーニン
グ処理を行う場合は、ガスクリーニングの実施頻度をＧ
ｆ、１回のガスクリーニングの要する時間をＧｔ（秒）
とすると、Ｔｈ（毎／時）＝Ｇｆ＊３６００／（（Ｔａ
＊Ｇｆ）＋Ｇｔ）で算出される。

【００１９】このようにして算出されたスループットＴ
ｈはメモリ７によって格納保持されるとともに、表示手
段によって画面に表示出力される。したがって、オペレ
ータは装置のスループットを手計算する必要なく、表示
画面から正確に自動算出されたスループットを容易且つ
迅速に把握することができる。また、コントローラ２に
備えられている操作キーから指示を入力することによっ
てメモリ７に格納した過去のスループットを表示表段８
から表示出力させることもでき、運転状況の履歴管理を
行うことも可能である。

【００２０】上記のようにして半導体製造装置１が運転
されている状況においては、基板の破損、基板の脱落、
ガス供給系の障害等の種々な原因によって、半導体製造
装置１の運転を停止せざるを得ない故障が生ずる場合が
ある。このような故障が発生すると、運転制御手段９が
停止時間タイマ１１及び間隔時間タイマ１２を起動制御
し、停止タイマ１１によって故障停止時間を計測させる
とともに、間隔時間タイマ１２によって故障間隔時間を
計測させる。これらの故障停止時間及び故障間隔時間は
計測される毎にそれぞれメモリ１３及び１４に蓄積して
格納される。

【００２１】そして、期間入力手段１５から稼働率の算
出指示と共に稼働率を算出すべき期間（例えば、１ヶ月
や半年等）が入力されると、ＭＴＴＲ算出手段１６が停
止時間メモリ１３から当該期間中に蓄積された全ての故
障停止時間を読み出してこれらを平均化し、故障の修理
に要した時間の平均時間である平均修理時間（ＭＴＴ
Ｒ）を自動算出する。また、これとともに、ＭＴＢＦ算
出手段１７が間隔時間メモリ１４から当該期間中に蓄積
された全ての故障間隔時間を読み出してこれらを平均化
し、故障が発生する平均間隔である平均故障間隔時間
（ＭＴＢＦ）を自動算出する。

【００２２】このように平均修理時間（ＭＴＴＲ）と平
均故障間隔時間（ＭＴＢＦ）とが算出されると、稼働率
算出手段１８が装置の稼働率を例えば下記の要領で自動
算出する。すなわち、稼働率＝ＭＴＢＦ／（ＭＴＢＦ＋
ＭＴＴＲ）として算出する。このようにして算出された
稼働率はメモリ７によって格納保持されるとともに、表
示手段８によって画面に表示出力される。したがって、
オペレータは所望の期間における装置の稼働率を手計算
する必要なく、表示画面から正確に自動算出された稼働
率を容易且つ迅速に把握することができる。また、コン
トローラ２に備えられている操作キーから指示を入力す
ることによってメモリ７に格納した過去の稼働率を表示
表段８から表示出力させることもでき、運転状況の履歴
管理を行うことも可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御パラメータに基づいてスループットを自動計算して
表示出力し、また、運転中の故障の発生を監視して装置
の稼働率を自動計算して表示出力するようにしたため、
オペレータは煩雑な計算処理をすることなく、半導体製
造装置の運転状況を画面によって正確且つ迅速に把握す
ることができる。したがって、半導体製造装置の運転管
理を高い信頼性で実施することができ、半導体製造装置
の製造歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る運転状況表示装置の
構成を示す図である。

【符号の説明】

３・・・レシピ入力手段、 ５・・・タクトタイム算出
手段、６・・・スループット算出手段、 ７・・・メモ
リ、 ８・・・表示手段、９・・・運転制御手段（故障
検出手段）、 １１・・・停止時間タイマ、１２・・・
間隔時間タイマ、 １３・・・停止時間メモリ、１４・
・・間隔時間メモリ、 １５・・・期間入力手段、１６
・・・平均修理時間（ＭＴＴＲ）算出手段、１７・・・
平均故障間隔（ＭＴＢＴ）算出手段、１８・・・稼働率
算出手段、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室内で基板に対して制御パラメータ
   に従った所定の処理を施す半導体製造装置に付設される
   運転状況表示装置であって、 制御パラメータを受け付ける入力手段と、 前記制御パラメータに基づいて半導体製造装置に対する
   基板の投入間隔時間を算出するタクトタイム算出手段
   と、 算出された基板投入間隔時間の最大値に基づいて半導体
   製造装置のスループットを算出するスループット算出手
   段と、 算出されたスループットを読み出し可能に格納保持する
   メモリと、 算出されたスループットを表示出力する表示手段と、 を備えたことを特徴とする半導体製造装置の運転状況表
   示装置。
2. 【請求項２】 処理室内で基板に対して所定の処理を施
   す半導体製造装置に付設される運転状況表示装置であっ
   て、 半導体製造装置の運転中に発生した故障を検出する検出
   手段と、 故障により半導体製造装置の運転が停止している故障停
   止時間を計測する停止時間タイマと、 計測された故障停止時間を読み出し可能に格納保持する
   停止時間メモリと、 或る故障の発生から次の故障の発生までの故障間隔時間
   を計測する間隔時間タイマと、 計測された故障間隔時間を読み出し可能に格納保持する
   間隔時間メモリと、 半導体製造装置の稼働率を求める期間を受け付ける期間
   入力手段と、 停止時間メモリに保持された故障停止時間を前記期間に
   おいて平均化することにより平均修理時間を算出する平
   均修理時間算出手段と、 間隔時間メモリに保持された故障間隔時間を前記期間に
   おいて平均化することにより平均故障間隔時間を算出す
   る平均故障間隔時間算出手段と、 算出された平均修理時間と平均故障間隔時間とに基づい
   て前記期間における半導体製造装置の稼働率を算出する
   稼働率算出手段と、 算出された稼働率を読み出し可能に格納保持するメモリ
   と、 算出された稼働率を表示出力する表示手段と、 を備えたことを特徴とする半導体製造装置の運転状況表
   示装置。