JPH11176717A - 半導体装置の生産方法および半導体装置の生産管理方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の生産においては、生産リードタイ
ムが長く大量の仕掛かり品を保有することになり、効率
が悪い。 【解決手段】半導体装置の生産計画に基づいて、各半導
体装置を生産するための作業工程の抽出を行う（ステッ
プＳ１）。次に、その作業工程を、所定の制限時間以内
の工程の集団である作業ブロックに順次分割していく
（ステップＳ２）。そして、ライン中の全現場におい
て、ラインタクトごとに区切られた共通の所定の基準時
間に同期して各作業ブロックの処理を進めるように、各
現場で実際のスケジューリングを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、任意の半導体集積
回路の生産に関し、特に、生産リードタイムを短縮で
き、仕掛かり品の数量を削減することができる半導体装
置の生産方法、および、半導体装置の生産管理方法とそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体技術や集積化技術の進展により、
近年では、あらゆる種類の電子回路が半導体装置として
構成され機器に組み込まれており、機器の信頼性の向上
や、小型化、低価格化に貢献している。そのような半導
体装置は、製造工程が極めて長く複雑なため、生産リー
ドタイムが、通常１ヶ月以上と非常に長い。しかし、最
近ではセット製品の寿命は短命化傾向にあり、タイムリ
ーに半導体製品を供給してほしいという要求が高まって
いる。そのため、大量の仕掛かり品（中間在庫）を製造
工程内にもつことにより、セット製品の製造現場からの
要求に応えている。特に、生産リードタイムに大きな影
響を与えるウェハ工程において、ウェハを大バッチロッ
トで流し、大量の仕掛かり品をもつような状態で、半導
体装置は生産されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな大量の仕掛かり品をもつ半導体装置の生産方法で
は、結果として効率よく半導体装置を生産できず、改善
が求められている。

【０００４】たとえば、前述したウエハ工程において
は、工程が複雑であるために仕掛かりを工程全体で平準
化するウエハの流し方のルールが決められていない上
に、製造設備の価格が高いので投資の回収を少しでも早
く行うために生産高を上げるよう同一製品をまとめて処
理する傾向になっており、その結果、ウエハが大バッチ
ロットで流され過剰な中間在庫を持つことになってい
る。流し方のルールが無く大バッチで流されるウエハロ
ットは、必然的に生産リードタイムをさらに長くし、そ
れ故需要予測をはずれるウエハロットも多くなってしま
うという問題を生じる。一旦需要予測が外れた場合に
は、中間在庫の不良償却あるいは評価減をしなければな
らず、大きな損失となる上に、結果として適切に供給さ
れた半導体製品の単価を上げることにもなっている。

【０００５】さらに、一旦ウエハ工程に製品が仕掛かる
と、受注情報の精度の高い製品から優先して処理に着手
しており、これが更に現場を混乱させ、ウエハ工程の長
い生産リードタイムに大きなばらつきを発生させてしま
うという問題も生じる。そして、これらのことより、工
程管理や工程能力の把握を難しいものとしている。ま
た、このような半導体装置の生産方法では、エンドユー
ザに対する半導体装置の供給も大まかに行われ、その納
入量も一度に大量に行われるといった方法になってしま
い、部品類の在庫を少なくしようとしているセット事業
所などに対して適切に部品を供給することができない。

【０００６】したがって、本発明の目的は、特にウエハ
工程の生産リードタイムを大幅に短縮し、仕掛かり品を
少なくし、ジャスト・イン・タイムに近い形態で半導体
装置を供給できるような、半導体装置の生産方法を提供
することにある。また、本発明の他の目的は、半導体装
置の生産時における特にウエハ工程の生産リードタイム
を大幅に短縮し、仕掛かり品を少なくし、ジャスト・イ
ン・タイムに近い形態で半導体装置を供給できるよう
な、半導体装置の生産管理方法とその装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、ウェハ工程の各工程を所定の単位時間ごとの工程に
分類し、その単位時間を基準として各段階で製造処理を
行い、その単位時間ごとに次工程に製品を流すようにし
た。

【０００８】したがって、本発明の半導体装置の生産方
法は、所望の半導体装置を生産するための工程を抽出
し、抽出した工程を、全体の処理時間が所定の時間以内
となるような作業ブロックに順次ブロック化し、前記所
定の時間ごとに区切られている時間帯の各々において、
前記ブロック化された各作業ブロックの各工程の処理を
行い、当該処理の結果物を、前記時間帯の区切りに後段
の作業ブロックに移し、前記半導体装置を生産する。

【０００９】また、本発明の半導体装置の生産管理方法
は、所望の半導体装置を生産するための工程を抽出し、
抽出した工程を、全体の処理時間が所定の時間以内とな
るような作業ブロックに順次ブロック化し、前記所定の
時間ごとに区切られた時間帯を設定し、ブロック化され
た各作業ブロックが、前記時間帯ごとに適切に行われ、
当該各工程の結果物が前記時間帯の区切りに後段の作業
ブロックに移されるように、前記半導体装置の生産状態
を管理する。

【００１０】また、本発明の半導体装置の生産管理装置
は、所望の半導体装置を生産するための工程を抽出する
工程抽出手段と、前記抽出した工程を、全体の処理時間
が所定の時間以内となるような作業ブロックに順次ブロ
ック化するブロック化手段と、前記ブロック化された各
作業ブロックが、前記所定の時間ごとに区切られた時間
帯の各々において適切に行われ、当該各工程の結果物が
前記時間帯の区切りに後段の作業ブロックに移されるよ
うに、前記半導体装置の生産状態を管理する管理手段と
を有する。

【００１１】好適には、前記抽出した工程のブロック化
は、各工程で使用する設備の種類、複数の工程で共通に
使用する設備の有無、各設備に投入するのに好適なウエ
ハ数、前記各設備の配置、ブロック化した工程を管理す
るのに必要な管理者の数、という条件の全て、いずれか
１つ、あるいはいずれか複数に基づいて行なう。特定的
には、前記所定の時間Ｙは、式３により求める。

【００１２】

【数３】 Ｙ＝（所定期間中の生産時間）／（前記所定期間中に生産するウエハ量） ×（１つの時間帯の処理ウエハ量） ・・・（３）

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置の生産管理方
法の一実施の形態を図１〜図１０を参照して説明する。
まず、本実施の形態の半導体装置の生産管理方法の概要
について、図１を参照して説明する。図１は、その半導
体装置の生産管理方法を示すフローチャートである。図
１に示すように、本実施の形態においては、生産する半
導体装置に対して、作業抽出（ステップＳ１）、作業ブ
ロック化（ステップＳ２）、スケジューリング（ステッ
プＳ３）という処理を行って、その生産を管理する。

【００１４】まず、半導体装置の需要などに基づいて立
てられた生産計画に基づいて、各半導体装置を生産する
ための作業工程の抽出を行う（ステップＳ１）。この時
には、各工程の所要時間、各工程で使用する設備、およ
び、各工程を行うのに効率のよいロット数などの条件も
同時に抽出して把握しておく。

【００１５】次に、その作業工程を、所定の制限時間以
内の工程の集団である作業ブロックに順次分割していく
（ステップＳ２）。そのために、まず、半導体工場のウ
エハの生産量などに基づいて、その制限時間（以後、こ
れをラインタクトと言う。）を決定する。このラインタ
クトは、そのラインの生産量が１日Ｘロットであるとす
ると、式４により求める。

【００１６】

【数４】 （ラインタクト）＝（工場稼動時間）／Ｘ ・・・（４）

【００１７】そして、ステップＳ１で求められた各工程
を、そのラインタクト以内の処理時間となるようなブロ
ックに分割していく。この時に、１のブロックには、１
の作業者により処理が進められるような工程をまとめて
ブロック化しておく。また、同じ設備を用いる工程が複
数ある場合には、その工程を含む複数の作業ブロックの
全工程が１つのラインタクト内で処理できるように考慮
しながら、ブロック化を行う。具体的には、それら各作
業ブロックは余裕をもった作業ブロックとしておく。な
お、ラインタクト以内の処理が終了しない工程や、その
工程を効率よく行うためには複数ロット分をまとめてや
った方がよいような場合には、その旨のフラグや注釈を
加えた上で１の作業ブロックとしておく。

【００１８】そして、最後に、各現場において実際に行
う作業のスケジューリングを行う（ステップＳ３）。ラ
イン中の全現場において共通の、ラインタクトごとに区
切られた所定の基準時間に同期して各作業ブロックの処
理を進めるように、各現場で実際のスケジューリングを
行なう。通常は、各現場においては、各ラインタクト期
間の始まりから、処理対象のロットに対する割り当てら
れた作業ブロックの各工程の処理を行なえばよい。一方
で、複数の作業ブロックにおいてその設備を使用する工
程が設定されているような設備を有する現場において
は、それら複数の作業ブロックをラインタクト内でどの
ような順番で行なうかなどのスケジューリングを行な
う。さらに、複数のラインタクト期間にまたがって所定
の作業ブロックを行なうような現場では、前工程より製
品が提供される状況などに基づいて、その現場での複数
ラインタクト期間にまたがった、作業スケジュールなど
を決定する。

【００１９】そして、このようにして決定された各スケ
ジュールに基づいて、各現場で作業が行なわれることに
より、適切に管理された状態で半導体装置の生産が行わ
れる。

【００２０】次に、具体例を例示してこの半導体装置の
生産管理方法について説明する。まず、ある半導体装置
について生産計画が設定されたら、ステップＳ１におい
て、たとえば図２に示すようなその半導体装置の生産工
程を抽出する。図２の各工程は、前工程より順に、所定
のマスクパタンあるいは層の、パタンニング（ＬＣＳ．
ＰＲ）、そのパタンの目視検査（ＬＣＳ．ＯＰＴ）、そ
のパタンの自動検査（ＬＣＳ．ＭＥＳ）、ナイトライド
・エッチング（ＳＩＮ．ＥＴ）、その自動検査（ＳＩ
Ｎ．ＭＥＳ）、エッチング（ＳＮ．ＥＴ）、その目視検
査（ＳＮ．ＯＰＴ）、その自動検査（ＳＮ．ＭＥＳ）、
Ｐウェル形成工程の洗浄（ＰＷＬ．ＷＳＨ）、そのパタ
ンニング（ＰＷＬ．ＰＲ）、その目視検査（ＰＷＬ．Ｏ
ＰＴ）、イオン打ち込み（ＰＷＬ．ＩＩ）などを表す。

【００２１】次に、ラインタクトの計算を行なう。な
お、ここでは、通常ウエハ工程においては、２ロット
（１ロットは２５枚、２ロット＝２×２５枚＝５０枚）
を単位として処理する場合が多いので、ここではライン
タクトは２ロット単位で考えるものとする。そして、た
とえば１日の生産ロット数が１６ロットとすると、式３
よりラインタクトは１．５ｈとなるが、２ロットを基準
として考えるので、ラインタクトは３ｈとなる。

【００２２】そして、図２に示した各工程を、この３ｈ
（１８０分）以内にできる工程ごとに順次ブロック化し
ていくと図３のようになる。なお、以後この各作業ブロ
ックをキッチンということにする。

【００２３】そして、最後に各製造現場において、割り
当てられた作業をラインタクト以内に順次消化するため
のスケジューリングを行なう。使用する設備が１つの工
程にのみ使用されて、作業ブロックの掛け持ちがない場
合には、図４に示すように、各ラインタクトの開始時間
よりその作業ブロックのその設備を使用する工程の処理
を行なうようにすればよい。

【００２４】一方で、複数の作業ブロックの中に設定さ
れている複数の工程により共通的に使用される設備を有
する現場においては、その複数の工程をラインタクト期
間内に終了できるように、図５に示すように、ラインタ
クト期間をさらに時分割して、その現場または設備に対
する処理のスケジューリングを行なう。たとえばインプ
ラなどの高価な設備に対してはこのようなスケジューリ
ングが設定される場合が多い。

【００２５】また、処理単位である２ロットを越えるロ
ットを単位としてバッチ処理を行なう設備を有する現場
においては、処理対象のロットを獲得する複数のライン
タクト期間を抽出し、図６に示すような、それに合わせ
たその設備の稼動スケジュールの決定、すなわち処理の
スケジューリングを行なう。

【００２６】そして、このようにスケジューリングされ
た計画に基づいて、その半導体装置の生産を開始する。
各現場においては、図３のように設定された作業ブロッ
クがラインタクト期間内に順に処理され、処理された結
果の中間製品は、そのラインタクト期間に同期して順次
後工程に提供される。このような、処理の流れを図７に
模式的に示す。そして、これらの処理の管理は、図８に
示すように、ラインタクト期間と作業ブロックに基づい
て、これらを単位として行なされる。

【００２７】なお、このような形態で生産をしているラ
インに、試作品や緊急を要するロットなどの少数ロット
を流す必要がある場合には、図９に示すように、既にス
ケジューリングされている処理の開始時刻を、ラインタ
クト期間内で移動させ、たとえば２ラインタクト期間に
またがる空き時間を作成し、そこでそのロットを流せば
よい。このようにすれば、主たるロットの生産に影響を
及ぼさずにその少数ロットを通過させる方法を簡単に知
ることができる。

【００２８】このように、本実施の形態によれば、この
ような形態で、半導体装置の生産を管理することによ
り、たとえば各ロットの進捗状況の管理を、ラインタク
ト期間と作業ブロックに基づいて容易に行なうことがで
き、簡単できめの細かい管理が可能となる。そして、生
産リードタイム（＝ラインタクト時間×作業ブロック
数）、および、ライン内仕掛かり数（＝作業ブロック
数）を明確に把握することができるので、余分な仕掛か
りを削減し生産リードタイムを大幅に削減することがで
きる。この管理方法を、実際のラインに適用した結果、
従来の方法に比べて、生産リードタイムおよび仕掛かり
数の両方を、１／２以下に削減することができた。

【００２９】なお、本発明は本実施の形態に限られるも
のではなく、種々の改変が可能である。たとえば、前述
した半導体装置の生産管理方法は、任意の形態で装置と
して実施することができる。たとえば、任意の入出力
部、記憶部および演算処理部を有する通常のパーソナル
コンピュータのような構成の装置に、半導体装置の種類
ごとの生産工程、各工程の所要時間、各工程で使用する
設備、その設備の配置状況などのデータを記憶してお
き、前述したような管理方法をプログラムとして設定し
ておけば、生産対象の半導体装置を入力するのみで、工
程の洗い出し、作業ブロックの形成、スケジューリング
の処理を自動的に行わせることができる。

【００３０】また、そのような処理を専用の管理装置と
して実施してもよい。また、そのような装置において、
スケジューリングした結果の出力方法などは任意の方法
でよい。スケジューリング結果を紙面上に印刷出力する
ようにしてもよいし、ディスプレイ上に表示するように
してもよい。また、各作業ブロックの現場に、関連個所
のスケジューリング結果のみを直接表示して、作業員に
支持を与えるようにしてもよい。また、得られた結果を
さらに加工して、たとえば図１０に示すような、作業員
への作業指示書のようなものを出力するようにしてもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の生産方法によれば、生産リードタイムを大幅に短縮
し、仕掛かり品の数を大幅に削減し、ジャスト・イン・
タイムに近い形態で半導体装置を生産することができ
る。また、本発明の半導体装置の生産管理方法およびそ
の装置を用いれば、生産リードタイムを大幅に短縮し、
仕掛かり品の数を大幅に削減し、ジャスト・イン・タイ
ムに近い形態で半導体装置を供給できるように半導体装
置の生産を管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の半導体装置の生産管理
方法を説明するためのフローチャートである。

【図２】抽出された半導体装置を生産するための製造工
程の例を示す図である。

【図３】図２に示した各工程がブロック化された状態を
示す図である。

【図４】各設備において、通常の作業のスケジューリン
グ状態を説明するための図である。

【図５】同一の設備を、複数の作業ブロックの複数の工
程で共通に使用する場合の、作業のスケジューリング状
態を説明するための図である。

【図６】１回のバッチ処理が、１ラインタクト期間を越
えるような処理に対する、作業のスケジューリング状態
を説明するための図である。

【図７】作業ブロックを単位とした生産方法を模式的に
示す図である。

【図８】作業ブロックおよびラインタクトを基準とし
て、半導体装置の生産状態が管理されている例を示す図
である。

【図９】試作品ななどの少数ロットの割り込みが生じた
場合の、作業のスケジューリング状態を説明するための
図である。

【図１０】スケジューリング結果に基づいて作成した作
業者の作業時間割りの例を示す図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所望の半導体装置を生産するための工程を
   抽出し、 前記抽出した工程を、全体の処理時間が所定の時間以内
   となるような作業ブロックに順次ブロック化し、 前記所定の時間ごとに区切られている時間帯の各々にお
   いて、前記ブロック化された各作業ブロックの各工程の
   処理を行い、当該処理の結果物を、前記時間帯の区切り
   に後段の作業ブロックに移し、前記半導体装置を生産す
   る半導体装置の生産方法。
2. 【請求項２】前記抽出した工程のブロック化は、各工程
   で使用する設備の種類、複数の工程で共通に使用する設
   備の有無、各設備に投入するのに好適なウエハ数、前記
   各設備の配置、ブロック化した工程を管理するのに必要
   な管理者の数、という条件の全て、いずれか１つ、ある
   いはいずれか複数に基づいて行なうことを特徴とする請
   求項１記載の半導体装置の生産方法。
3. 【請求項３】前記時間帯を区切る所定の時間Ｙは、式１
   により求めることを特徴とする請求項１記載の半導体装
   置の生産方法。 【数１】 Ｙ＝（所定期間中の生産時間）／（前記所定期間中に生産するウエハ量） ×（１つの時間帯の処理ウエハ量） ・・・（１）
4. 【請求項４】所望の半導体装置を生産するための工程を
   抽出し、前記抽出した工程を、全体の処理時間が所定の
   時間以内となるような作業ブロックに順次ブロック化
   し、 前記所定の時間ごとに区切られた時間帯を設定し、 前記ブロック化された各作業ブロックが、前記時間帯ご
   とに適切に行われ、当該各工程の結果物が前記時間帯の
   区切りに後段の作業ブロックに移されるように、前記半
   導体装置の生産状態を管理する半導体装置の生産管理方
   法。
5. 【請求項５】前記抽出した工程のブロック化は、各工程
   で使用する設備の種類、複数の工程で共通に使用する設
   備の有無、各設備に投入するのに好適なウエハ数、前記
   各設備の配置、ブロック化した工程を管理するのに必要
   な管理者の数、という条件の全て、いずれか１つ、ある
   いはいずれか複数に基づいて行なうことを特徴とする請
   求項４記載の半導体装置の生産管理方法。
6. 【請求項６】前記所定の時間Ｙは、式２により求めるこ
   とを特徴とする請求項４記載の半導体装置の生産管理方
   法。 【数２】 Ｙ＝（所定期間中の生産時間）／（前記所定期間中に生産するウエハ量） ×（１つの時間帯の処理ウエハ量） ・・・（２）
7. 【請求項７】所望の半導体装置を生産するための工程を
   抽出する工程抽出手段と、 前記抽出した工程を、全体の処理時間が所定の時間以内
   となるような作業ブロックに順次ブロック化するブロッ
   ク化手段と、 前記ブロック化された各作業ブロックが、前記所定の時
   間ごとに区切られた時間帯の各々において適切に行わ
   れ、当該各工程の結果物が前記時間帯の区切りに後段の
   作業ブロックに移されるように、前記半導体装置の生産
   状態を管理する管理手段とを有する半導体装置の生産管
   理装置。