JP3158472B2 - 多品種製造ラインにおける加工工程の管理方法 - Google Patents

多品種製造ラインにおける加工工程の管理方法

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JP3158472B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、多品種製造ラインに
おける加工工程の管理方法に関し、詳しくは、半導体装
置の製造ラインのように、被加工物に対して複数の加工
工程で加工を施して製品を製造するとともに、ひとつの
製造ラインで、被加工物により異なる加工を施して、多
品種の製品を連続的に製造できるようにした、いわゆる
多品種製造ラインにおいて、被加工物毎に異なる加工工
程の管理を行う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、製造設備の合理化や省力化を図る
ため、ひとつの製造ラインで、異なる品種の製品を製造
できるようにしておくが行われている。この場合、品種
を変更する毎に、一旦製造ラインを止めて各加工工程の
段取りや配置等を変更するのでなく、製造ラインは連続
的に稼働させながら、各加工工程において被加工物毎に
異なる加工処理を行ったり、被加工物の搬送経路を変え
て必要な加工工程のみに被加工物を供給したりすること
により、製造ライン全体の稼働率や生産性を高めること
が行われている。
【0003】例えば、半導体装置の製造ラインにおいて
は、被加工物である半導体基板に対して、薄膜の形成工
程、写真製版によるパターン形成工程、選択的エッチン
グ工程、基板への不純物の導入工程などを、何度も繰り
返すことによって、基板上に所定の素子構造を構成する
ようになっている。したがって、ひとつの半導体基板に
対して、極めて多数の加工工程が施されることになる。
また、半導体装置では、顧客の様々な要求に合わせて、
回路構造や素子機能の異なる様々な製品を提供すること
が必要であり、ひとつの製造ラインで、基板によって加
工工程を変えて、多品種の製品を製造することが要求さ
れる。
【0004】このような多品種製造ラインにおいては、
品種の異なる被加工物毎に、次にどのような加工を施す
のか、特定の被加工物が現在どの加工段階にあるのか
等、被加工物毎に異なる加工工程を正確に管理する必要
がある。
【0005】従来における半導体装置の製造ラインで
は、数10枚の半導体基板を、箱状のマガジンに収容し
ておき、このマガジンの外面などに、情報記憶用のID
カードを装着しておく。このIDカードには、収容され
た半導体基板毎の識別番号や加工工程毎の履歴情報が書
き込まれる。製造ライン全体を集中的に管理するコンピ
ュータ等からなる中央処理装置では、各マガジンに装着
されたIDカードを読み取った情報から、マガジン内に
収容された半導体基板の加工工程の進行状況を把握し
て、次にどの加工工程に搬送するか、あるいは、その加
工工程における処理条件などを、マガジンの搬送手段や
各加工工程の処理装置などに指令を出して、その作動を
制御している。
【0006】この方法は、比較的小さな被加工物を、数
多くの品種に対応させて、しかも大量に取り扱う必要の
ある製造ラインにおいては、加工工程の管理が各マガジ
ン毎にまとめて行えるので、非常に能率的であるとして
利用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に、被加工物をマガジンに収容して管理する方法では、
1個あるいは少数個の被加工物のみに特定の加工工程を
施したい場合にも、前記のような数10枚分の容量を備
えた嵩の高いマガジンを使用しなければならず、極めて
不経済である。また、マガジンからの被加工物の出し入
れに手間がかかるという問題もある。
【0008】そのため、個々の被加工物毎に、バーコー
ド等の識別符号を書き込んでおくとともに、前記コンピ
ュータ等からなる中央処理装置で、各被加工物の識別符
号と、その被加工物が現在までにどのような加工工程が
行われ、次にどのような加工工程を施す必要があるか等
の情報を管理して、必要な指令を出すようにすることが
考えられた。しかし、この方法では、中央処理装置で、
個々の被加工物毎の加工の進行状況を常時把握しておく
必要があるために、大量の情報を管理しなければなら
ず、コンピュータ等の負荷が増え過ぎてしまい、迅速か
つ適切な管理制御が不可能になる。このような問題を解
決するには、コンピュータ等の容量や能力を大きくすれ
ばよいのであるが、そうすると、製造ラインの設備コス
トが増大して、生産コストが高くつくことになり、前記
したマガジンを廃止して無駄を無くそうとした利点が発
揮できなくなる。
【0009】そこで、この発明の課題は、前記のような
多品種製造ラインにおいて、被加工物毎の加工工程の管
理を、簡単かつ確実に行え、製造ライン全体を管理制御
する中央処理装置のコンピュータ等の負担を軽減させる
ことのできる加工工程の管理方法を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、この発明にかかる多品種製造ラインにおける加工工
程の管理方法は、複数の加工工程を含む製造ラインで、
被加工物により異なる加工を行って、多品種の製品を連
続的に製造する際に、前記各被加工物毎に加工工程を管
理する方法であって、前記被加工物毎に識別符号を表記
しておくとともに、前記被加工物が前記各加工工程で加
工を施される毎に、その加工工程における履歴情報を
被加工物に表記し、かつそれまでの各加工工程で表記
された履歴情報を必要がなくなった時点で消去していく
ことを特徴とする。
【0011】被加工物は、前記した半導体装置を製造す
るための半導体基板など、比較的寸法が小さくて、しか
も多品種の製品を大量に製造するのに用いる被加工物に
適用するのが好ましい。半導体基板のように、加工工程
において、写真製版によるパターン形成工程や印刷工程
などが行われる被加工物であれば、加工工程と同時に、
後述する履歴情報の書き込みを行うことが可能になり、
特に好ましいものとなる。
【0012】識別符号は、被加工物毎に一連の数字や記
号などを組み合わせた符号を付けて、個々の被加工物を
識別するためのものである。識別符号は、人間が読み取
れる数字や記号を用いるだけでなく、バーコード等、機
械による識別に適した符号を採用すれば、コンピュータ
等からなる中央処理装置における管理に便利である。識
別符号は、プリンタなどの印字手段や印刷手段、あるい
は、写真製版技術あるいは微細加工技術を用いて、被加
工物に表記される。中央処理装置においては、識別符号
毎に、製造する品種を決定し、それぞれの品種に必要な
加工工程を選択する。識別符号は、被加工物の表面のう
ち、製品の機能や性能に支障のない位置であれば、任意
の位置あるいは大きさで設けおくことができる。
【0013】被加工物には、上記識別符号に加えて、各
加工工程における履歴情報が表記される。履歴情報と
は、各加工工程を完了したことを明らかにする情報のほ
か、その加工工程における加工条件や仕上がり状態など
の情報を含めてもよい。この履歴情報も、前記識別符号
と同様の手段で被加工物に書き込まれる。履歴情報は、
識別符号に隣接する位置に付記してもよいし、識別符号
とは別の位置で、製品の機能や性能に支障のない位置に
付記してもよい。また、履歴情報は、必要がなくなった
時点で、消去してしまってもよいので、履歴情報が付記
されてあった位置に、製品に必要な構造部分を設けた
り、加工を施すこともできる。
【0014】履歴情報は、各加工工程に入る前、あるい
は、被加工物の搬送経路中の分岐点などで、中央処理装
置に接続された光センサなどの情報取得手段で読み取ら
れ、次にどの加工工程を行うか、あるいは、その加工工
程における加工条件をどのように設定するかなどを判断
して、搬送手段や処理装置などに必要な指令を出す。
【0015】情報取得手段は、識別符号および履歴情報
の表記方法に対応して、光学的あるいは機械的、電磁気
的に情報を読み取る各種の情報読みとりセンサを用いる
ことができる。
【0016】中央処理装置では、前記指令を出してしま
えば、被加工物の履歴情報は捨ててしまってもよい。す
なわち、中央処理装置では、各時点において、被加工物
の識別符号とその段階の履歴情報のみから、次の指令を
決定すればよいのである。
【0017】各加工工程では、それまでの加工工程にお
ける履歴情報に、その加工工程における履歴情報を書き
加えていくようにしてもよいし、それまでの加工工程に
おける履歴情報を消して、その上に現在の加工工程にお
ける履歴情報を書き加えてもよい。すなわち、この発明
では、各段階において、その直前の加工工程における履
歴情報と被加工物の識別符号のみを、中央処理装置で知
ることができればよいのである。
【0018】この発明による加工工程の管理方法は、製
造ラインにおける加工工程の配置や加工工程の種類など
は任意に設定できる。基本的には、被加工物を1方向に
搬送しながら、途中の適当な位置で順次必要な加工を施
すように、被加工物の搬送経路上に、多数の工程部が並
んでいるものがある。被加工物によって、特定の工程部
における加工が不要な場合には、搬送経路にこのような
工程部を経ずに被加工部を次の工程部に搬送できるバイ
パス部分を設けておく。被加工物によって、選択的に採
用される2系統の加工手順がある場合には、製造ライン
の途中で、2本の加工ラインに分岐させた後、再び合流
させればよい。さらに、複数の加工工程を放射線状の搬
送経路の端部に設けておき、被加工物を、何れかの加工
工程に任意の順番で供給して必要な加工を行わせるよう
にすることもできる。
【0019】
【作用】異なる品種の製品を製造するには、それぞれの
品種に必要な加工工程および加工条件などがあり、この
ような加工情報を、製造ラインを全体的に管理している
コンピュータ等を備えた中央処理装置で管理すること
は、従来行われている方法である。また、被加工物毎
に、一連の製造番号などの識別符号を付けておき、この
識別符号で工程管理を行う方法も知られている。
【0020】この発明では、被加工物を、まとめてマガ
ジン等に収容しておくのでなく、個々の被加工物毎に、
それぞれの識別符号を表記した状態で、別々に製造ライ
ンに流す。製造ライン全体を管理する中央処理装置で
は、識別符号毎に、各被加工物から製造する製品の品
種、あるいは、各被加工物に施す加工工程や加工条件の
情報を保持しておく。
【0021】製造ラインにおいて、被加工物の搬送経路
中で、各加工工程に入る前の段階、あるいは、複数の加
工ラインへの分岐点などで、被加工物に表記された識別
符号と、それまでの加工工程で付記された履歴情報を読
み取る。中央処理装置に記憶された品種毎の加工情報と
識別符号から、この被加工物にどのような順番あるいは
条件で加工を施せばよいのかが判る。そして、履歴情報
からは、被加工物がどの段階までの加工を施されている
のが判るので、これらの情報をもとにして、被加工物
を、次にどの加工ラインに送り込めばよいのか、あるい
は、次の加工工程でどのような加工を行えばよいのかが
判る。その結果、中央処理装置から、搬送経路の分岐装
置あるいは次の加工工程の処理装置などに対して、必要
な指令を出すことができる。
【0022】ひとつの加工工程が完了すれば、その加工
工程における履歴情報を被加工物に表記した後、搬送経
路もしくは次の工程へと送りだす。
【0023】このようにすれば、製造ライン全体を管理
する中央処理装置では、被加工物がどの加工段階にある
のか、あるいは、次に送り込むべき加工工程およびその
加工条件などの詳しい情報を、常に管理しておく必要は
なく、前記した識別符号と履歴情報を読み取った時点
で、この二つの情報から判断して、被加工物に対する次
の加工に必要な指令を出すだけでよい。この指令を出し
た後は、その被加工物についての履歴情報は中央処理装
置内に保持しておく必要はない。すなわち、被加工物
が、どの加工段階にあるのかという情報すなわち履歴情
報は、被加工物自身が持っているので、中央処理装置で
管理する必要がなくなるのである。
【0024】製造ラインが故障その他の原因で止まった
りして、被加工物に対する加工を中断したり、ある加工
工程が終了した段階で、被加工物を一時的に製造ライン
から外して保管しておいたりした場合でも、被加工物
が、どの段階まで加工されているのかは、被加工物自身
に履歴情報として書き込まれているので、中央処理装置
では全く管理していなくても、製造ラインを再稼働した
り、被加工物を途中の加工工程に供給したりしたときに
は、何ら支障なく、確実に次の正しい加工工程へと継続
させることができる。
【0025】
【実施例】ついで、この発明の実施例を図面を参照しな
がら、以下に説明する。
【0026】図1は、この発明による加工工程の管理方
法を模式的に示している。被加工物の流れ、もしくは搬
送経路50を二重線で示しており、白矢印の方向に沿っ
て被加工物が移動していく。工程A〜工程Dの4個所の
加工工程部20で、それぞれ別の加工工程が行われる。
【0027】図2は、被加工物の具体的構造例を示して
おり、半導体装置を製造するための半導体基板10であ
る。半導体基板10は、小さな矩形状をなし、その表面
に各種の電子回路や素子構造を作製して、半導体装置を
構成する。半導体基板10の表面のうち、回路構造に影
響のない隅部に、表示部12が設けられている。表示部
12には、バーコードで、個々の半導体基板10を識別
するための符号すなわち識別符号が表記されている。ま
た、表示部12には、各加工工程における履歴情報も表
記できるようになっている。
【0028】上記のような半導体基板10から各種の加
工工程を経て半導体装置を製造する場合を説明する。
【0029】図1において、工程A〜Dの加工工程部2
0としては、半導体基板10の表面に絶縁膜や導電膜そ
の他の各種機能膜を薄膜形成する工程、形成された薄膜
を写真製版や選択エッチングでパターン形成する工程、
不純物元素をイオン注入する工程、熱処理を行う工程、
洗浄する工程、その他、通常の半導体装置製造ラインで
必要とされる各種の加工工程のうち適当な工程を組み合
わせて配置される。搬送経路40は、コンベアなどの通
常の搬送手段で構成されており、多数の半導体基板10
が順次連続的に各加工工程部20に送り込まれる。
【0030】半導体基板10は、まず、最初の工程Aに
入る前に、光センサ等を備えた情報取得部30で、表示
部12に表記された識別符号が読み取られる。情報取得
部30は、製造ライン全体を管理する中央処理装置40
に接続されており、読み取った情報は中央処理装置40
に送り込まれる。情報の流れを点線で示している。
【0031】中央処理装置40は、コンピュータ等の電
子装置からなり、各工程部A〜Dにおける処理装置の作
動や、搬送経路40の分岐機構の作動などを制御する。
中央処理装置40から各工程A〜Dの加工工程部20へ
の制御指令の流れを実線で示している。中央処理装置4
0では、予め、半導体基板10の識別符号毎に、必要な
加工工程および加工条件等の情報すなわち加工情報が蓄
積されており、この加工情報と読取手段20で読み取っ
た識別符号の情報から、この半導体基板10に対して、
工程Aにおける加工が必要か否かを判断する。工程Aの
加工が必要であれば、半導体基板10を工程Aの加工工
程部20につながる搬送経路50に送るとともに、必要
に応じて、工程Aの加工工程部20の処理装置に加工条
件などを設定させる指令を出す。工程での加工が不要で
あれば、半導体基板10を次の工程Bにつながる搬送経
路50のほうに送り出す。
【0032】工程Aでは、半導体基板10に所定の加工
が施されるのと同時に履歴情報が記入される。履歴情報
としては、工程Aにおける加工が完了したことを明らか
にする符号が、半導体基板10の表示部に印刷あるいは
印字により記入される。具体的には、、工程Aでは、半
導体基板10に、写真製版技術を用いて、各種のパター
ンを形成するので、このパターン形成と同時に、履歴情
報を記入するようにしている。したがって、履歴情報を
表記する履歴記入部が独立して設けられているのではな
く、工程Aの処理部自体が履歴記入部となっている。履
歴記入を終えた半導体基板10は、次の工程Bへの搬送
経路40に戻される。
【0033】工程Bの加工工程部20の手前にも情報取
得部30が設けられており、表示部12に表記された識
別符号と工程Aで記入された履歴情報が取得される。中
央処理装置40では、識別符号から判る、この半導体基
板10に固有の加工情報と、履歴情報とから、工程Aの
加工につづいて工程Bの加工が必要が否かを判断する。
工程Bでの加工が不要であれば、半導体基板10を次の
加工工程につながる搬送経路40に送り出し、工程Bの
加工が必要であれば、前記同様の処理を行えばよい。
【0034】中央処理装置40は、搬送経路50に半導
体基板10の搬送方向を変える指令や、工程Bの加工工
程部20に備えられた処理装置に対する加工条件の指示
を出してしまえば、この半導体基板10の履歴情報を保
持しておく必要はなく、情報を捨ててしまっても構わな
い。すなわち、中央処理装置40では、各半導体基板1
0が現在どの加工段階にあるかという情報を経時的に蓄
積しておく必要はなく、情報取得手段30からの情報す
なわち識別符号と最新の履歴情報が入った段階で、必要
な判断や指令の発信を行えばよいのである。
【0035】工程Bの加工を終えた半導体基板10の表
示部12には、前記工程Aと同様に、加工完了を示す履
歴情報が記入されている。なお、工程Bが、前記工程A
と同様に、加工工程として写真製版技術などによるパタ
ーン形成を行う場合には、処理工程と同時に履歴情報を
記入すればよいし、加工工程で記入できなければ、工程
Bの加工工程部20につづいて、履歴情報の印刷や印字
を行う履歴記入部を設けておいてもよい。
【0036】工程A、Bのように、加工工程部20、2
0が直線的に並んで設けられている場合には、上記のよ
うな処理を繰り返せば、半導体基板10に必要な加工工
程を順番に施すことができる。
【0037】つぎに、工程Cと工程Dは、何れかの加工
工程を選択的に行えばよい場合である。搬送経路40に
は、工程Cと工程Dのそれぞれの加工工程部20、20
に分かれる分岐個所の手前に、情報取得部30が設けら
れており、ここで取得された履歴情報と識別符号から、
半導体基板10を工程Cと工程Dの何れに送ればよいか
を中央処理装置40で判断すればよい。
【0038】各工程A〜Dの配置や搬送経路50のレイ
アウトは、図示したもの以外にも、必要な加工工程の種
類に合わせて自由に変更することができる。何れにして
も、半導体基板10の搬送方向を選択する必要のある個
所すなわち搬送経路50の分岐点、あるいは、各工程部
の手前位置に、必ず情報取得手段30を設けておいて、
次の加工工程や搬送方向を決定できるようにしておけば
よい。
【0039】つぎに、図3には、履歴情報の具体例を示
している。(A) 〜(c) は、それぞれ工程A〜Cを終えた
段階における履歴情報であり、バーコード式の符号を用
いている。なお、識別符号についても、通常のバーコー
ド式の符号を表記しておけばよく、識別符号は加工工程
によって変更することはないので説明を省略する。
【0040】まず、工程Aを終えた段階では、バーコー
ドの開始位置Sと終了位置Eに加えて、工程Aを示す1
の位置に棒線が記入される。工程Bの手前の情報取得部
30で、上記バーコードを読み取れば、この半導体基板
10には工程Aの加工が行われていることが判る。
【0041】工程Bを終えた段階では、工程Aの完了を
示す1の位置の隣、すなわち2の位置に棒線が記入さ
れ、工程Cを終えると、さらに隣の3の位置に棒線が記
入される。このようにして、各工程を経るごとに、異な
る位置に棒線が通過されていく。このバーコードを読み
取るだけで、この半導体基板10がどの加工工程までを
終えているのかを、正確に把握することができる。
【0042】なお、各工程において、加工工程が完了し
たことを示す情報以外に、具体的な加工条件やその仕上
がり状態その他の情報を加えて、履歴情報として表記し
ておくこともできる。この場合には、より複雑な符号を
表す複数の太さや間隔の異なる棒線を組み合わせたバー
コードを記入すればよい。
【0043】つぎに、図4には、読み取りの間違いを確
実に防ぐことのできる履歴情報の表記方法を示してい
る。前記実施例と同様に、(A) 〜(c)に各工程A〜Cを
終えた段階で表記されている履歴情報を示している。
【0044】まず、工程Aでは、1という数字に加え
て、その左側に黒□(四角の枠内を塗り潰した図形)、
右側に△を記入する。工程Bの手前の情報取得手段30
では、黒□と△の間にある数字を読み取る。この場合に
は、1という数字が読み取られ、工程Aにおける加工が
完了した段階であることが判る。
【0045】つぎに、工程Bでは、工程Aで記入された
数字1と△の上に黒□を重ね書きして、数字1と△を塗
り潰して消してしまい、その横に数字2と△を記入す
る。工程Cの手前の情報取得部30では、前記同様に、
黒□と△の間にある数字を読み取り、工程Bが完了した
ことを示す数字2が読み取られる。
【0046】このように、情報取得部30においては、
常に、黒□と△の間に存在する数字のみを読み取るの
で、読み落としや読み間違いが無くなるのである。
【0047】これは、例えば、前記した図3の実施例の
ように、バーコード式の棒線の位置もしくは数のみで表
記している場合には、情報取得部30の読み取り精度が
劣っていたり、棒線が明確に印字されていなかったりし
て、最新の工程を示す棒線(図3の(c) では工程Cを示
す3の位置の棒線)を読み落とすと、ひとつ前の工程が
完了した段階であると判断してしまう可能性がある。
【0048】しかし、図4の実施例のように、前の工程
で記入された履歴情報の数字を黒□で塗り潰して消して
おけば、最新の工程における履歴情報のみが、黒□と△
という明確な符号に挟まれた位置に確実に表記されてい
ることになるので、間違った符号を読み取る心配がない
のである。
【0049】
【発明の効果】以上に述べた、この発明にかかる多品種
製造ラインにおける加工工程の管理方法によれば、被加
工物に、識別符号と履歴情報という2つの情報を表記し
ておくことによって、中央処理装置のコンピュータなど
に対する負担を大幅に軽減させることができる。すなわ
ち、従来は、中央処理装置で集中的に管理していた被加
工物の加工工程の履歴情報を、被加工物自身に持たせて
おくことによって、多数の被加工物毎に異なり、しか
も、経時的に絶えず変化する履歴情報を管理するという
極めて煩雑で負担の大きな作業を、中央処理装置で行う
必要がなくなるのである。
【0050】中央処理装置の負担が軽くなれば、コンピ
ュータ等の容量が少なくて済み、設備を簡略化できた
り、コンピュータの能力を他の作業に振り向けることが
可能になる。また、コンピュータの容量が同じであれ
ば、同じ製造ラインで、より大量の被加工物を同時に加
工することが可能になり、製造ラインの生産性向上にも
貢献することができる。また、加工工程で加工を施され
るまでの各加工工程で表記された履歴情報を必要がなく
なった時点で消去していくことにより、履歴情報が付記
されてあった位置に、製品に必要な構造部分を設けた
り、加工を施すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例を示す製造ラインの模式的
配置図
【図2】 被加工物の具体例を示す斜視図
【図3】 履歴情報の具体例を示す説明図
【図4】 履歴情報の別の具体例を示す説明図
【符号の説明】 10 被加工物 20 加工工程部兼履歴記入部 30 情報取得部 40 中央処理装置 50 搬送経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−92606(JP,A) 特開 昭58−50750(JP,A) 特開 平4−73925(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の加工工程を含む製造ラインで、被
    加工物により異なる加工を行って、多品種の製品を連続
    的に製造する際に、前記各被加工物毎に加工工程を管理
    する方法であって、前記被加工物毎に識別符号を表記し
    ておくとともに、前記被加工物が前記各加工工程で加工
    を施される毎に、その加工工程における履歴情報を前記
    被加工物に表記し、かつそれまでの各加工工程で表記さ
    れた履歴情報を必要がなくなった時点で消去していくこ
    とを特徴とする多品種製造ラインにおける加工工程の管
    理方法。
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