特許 7590089 管理システム、管理方法及び管理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】管理システム、管理方法及び管理プログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20241119BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20241119BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

G05B19/418 Z

G05B23/02 Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022572162

(86)(22)【出願日】2021-12-13

(86)【国際出願番号】 JP2021045779

(87)【国際公開番号】W WO2022138272

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-06-21

(31)【優先権主張番号】P 2020217779

(32)【優先日】2020-12-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】守屋 剛

(72)【発明者】

【氏名】茂木 弘典

(72)【発明者】

【氏名】片岡 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】松沢 貴仁

(72)【発明者】

【氏名】魚山 和哉

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０３３５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１５１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２０００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２７５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２０１５４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板製造プロセスを管理する管理システムであって、
前記基板製造プロセスを実行する基板処理装置における所定の事象を検出する複数のエージェントと、
いずれかのエージェントにおいて所定の事象が検出された場合に、検出された事象に基づいてエージェント間で情報を送受信する伝送経路と、を有し、
前記エージェントは、他のエージェントとの間で情報の送受信が必要であると判断した場合に、前記伝送経路を介して前記他のエージェントとの間で前記検出された事象に基づく情報を送受信し、前記基板製造プロセス全体の指標値が最適化されるように、前記送受信される情報に基づいて、前記基板処理装置への指示を導出する、管理システム。

【請求項2】

前記基板製造プロセスから取得される情報に基づいて、前記基板処理装置の状態を推定する状態推定モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記基板製造プロセスから取得される情報を、前記状態推定モデルに入力することで推定された、前記基板処理装置の状態を取得する取得部と、
前記取得された基板処理装置の状態から、前記基板処理装置における所定の事象を検出する検出部と
を有する請求項１に記載の管理システム。

【請求項3】

前記モデル記憶部は、更に、前記基板処理装置の制御システムを再現する予測モデルを記憶し、
前記管理システムは、更に、
他のエージェントとの間で情報の送受信が必要か否かを、前記検出された事象の種類に基づいて判断する判断部と、
他のエージェントとの間で情報の送受信が必要であると判断された場合、前記伝送経路を介して接続された他のエージェントに対して、前記検出された事象に基づく情報を送信する送信部と、
前記検出された事象に基づく情報を送信したことに対する前記他のエージェントからの応答を受信する受信部と、
前記他のエージェントとの間で送受信された情報を記憶する情報記憶部と、
前記他のエージェントからの応答に基づいて算出された目標値を前記予測モデルが出力するよう、制御値を最適化する最適化部と、
最適化された前記制御値を用いて、前記制御システムを制御する制御部と、
を有する、請求項２に記載の管理システム。

【請求項4】

前記判断部は、
前記検出された事象の種類に応じた目標値を前記予測モデルが出力するよう、前記最適化部が制御値を最適化した場合の前記予測モデルの出力と、前記検出された事象の種類に応じた目標値との誤差に基づいて、制御可否を判定することで、他のエージェントとの間で情報の送受信が必要か否かを判断する、請求項３に記載の管理システム。

【請求項5】

前記取得部は、
最適化された前記制御値を用いて制御したことに応じて、前記基板製造プロセスから新たに取得した情報を、前記状態推定モデルに入力することで、前記基板処理装置の状態を新たに取得する、請求項３に記載の管理システム。

【請求項6】

前記エージェントは、更に、
前記新たに取得した情報に基づいて、前記予測モデルの予測精度を検証する検証部を更に有し、
前記検証部は、
前記予測精度に基づいて前記予測モデルのモデルパラメータを調整する、請求項５に記載の管理システム。

【請求項7】

前記複数のエージェントは、それぞれ、他の全てのエージェントと、または、他の一部のエージェントと前記伝送経路を介して接続される、請求項１に記載の管理システム。

【請求項8】

前記複数のエージェントは、それぞれ、前記伝送経路により接続された他のエージェントとの間で情報を送受信する際の送受信方向が、接続先ごとに予め規定されている、請求項１に記載の管理システム。

【請求項9】

前記複数のエージェントは、前記基板製造プロセスの動作単位に基づく階層構造において、各階層に対応付けて配され、
前記伝送経路は、前記検出された事象に基づく情報が、異なる階層に対応付けられたエージェント間で送受信されるように、前記複数のエージェント間を接続する、請求項３に記載の管理システム。

【請求項10】

前記複数のエージェントは、前記検出された事象に基づく情報を、異なる階層に対応付けられたエージェントとの間で送受信する場合の階層間のルールを、対応付けられた階層ごとに記憶するルール記憶部を更に有する、請求項９に記載の管理システム。

【請求項11】

前記送信部は、
他の階層に対応付けられたエージェントから受信した情報に基づいて算出した情報を、前記階層間のルールに従って他の階層に対応付けられたエージェントに送信する、請求項１０に記載の管理システム。

【請求項12】

前記伝送経路は、異なるサイバー空間にそれぞれ含まれる複数のエージェントのうち、対応するエージェント間で情報が送受信されるよう、異なるサイバー空間にそれぞれ含まれるエージェント同士を接続する、請求項３に記載の管理システム。

【請求項13】

基板製造プロセスを管理する管理方法であって、
複数のエージェントが、前記基板製造プロセスを実行する基板処理装置における所定の事象を検出する検出工程と、
いずれかのエージェントにおいて所定の事象が検出された場合に、検出された事象に基づいてエージェント間で情報を、伝送経路を介して送受信する送受信工程と、を有し、
前記エージェントは、他のエージェントとの間で情報の送受信が必要であると判断した場合に、前記伝送経路を介して前記他のエージェントとの間で前記検出された事象に基づく情報を送受信し、前記基板製造プロセス全体の指標値が最適化されるように、前記送受信される情報に基づいて、前記基板処理装置への指示を導出する、管理方法。

【請求項14】

基板製造プロセスを管理する管理システムのコンピュータを、
前記基板製造プロセスを実行する基板処理装置における所定の事象を検出する複数のエージェントと、
いずれかのエージェントにおいて所定の事象が検出された場合に、検出された事象に基づいてエージェント間で情報を送受信する伝送経路として機能させるプログラムであって、
前記エージェントは、他のエージェントとの間で情報の送受信が必要であると判断した場合に、前記伝送経路を介して前記他のエージェントとの間で前記検出された事象に基づく情報を送受信し、前記基板製造プロセス全体の指標値が最適化されるように、前記送受信される情報に基づいて、前記基板処理装置への指示を導出する、管理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、管理システム、管理方法及び管理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、基板製造プロセスの分野においては、スマートファクトリの実現に向けて、種々の取り組みがなされている。具体的には、基板製造プロセスにおいて測定される多様なデータ（フィジカル空間におけるデータ）を管理システムが収集し、サイバー空間にてフィジカル空間を再現するデジタルツイン技術の開発が進められている。

【0003】

一方で、スマートファクトリの実現に向けては、更に、フィジカル空間において発生する様々な事象に適切に対処するための仕組みを構築し、基板製造プロセスを実行する各基板処理装置を自律化させることが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０２０／０５００７２号

【文献】特表２０２０－５１８０７９号公報

【文献】特開２０１８－０９２５１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、基板処理装置を自律化させる管理システム、管理方法及び管理プログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様による管理システムは、例えば、以下のような構成を有する。即ち、
基板製造プロセスを管理する管理システムであって、
前記基板製造プロセスを実行する基板処理装置における所定の事象を検出する複数のエージェントと、
いずれかのエージェントにおいて所定の事象が検出された場合に、検出された事象に基づいてエージェント間で情報を送受信する伝送経路と、を有し、
前記エージェントは、他のエージェントとの間で情報の送受信が必要であると判断した場合に、前記伝送経路を介して前記他のエージェントとの間で前記検出された事象に基づく情報を送受信し、前記基板製造プロセス全体の指標値が最適化されるように、前記送受信される情報に基づいて、前記基板処理装置への指示を導出する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、基板処理装置を自律化させる管理システム、管理方法及び管理プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、基板製造プロセスを実行する複数の基板処理装置を備える、サイバーフィジカルシステムのシステム構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す第１の図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す第２の図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す第３の図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理の一例を示す図である。

【図7】図７は、ガス関連デジタルツインの機能構成の概要を示す図である。

【図8】図８は、ガス関連デジタルツインの機能構成の詳細を示す図である。

【図9A】図９Ａは、ガス流量制御処理の流れを示すフローチャートである。

【図9B】図９Ｂは、調整処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】図１０は、第２の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す図である。

【図11】図１１は、第２の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理の一例を示す図である。

【図12】図１２は、第３の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す図である。

【図13】図１３は、第３の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理の一例を示す図である。

【図14】図１４は、Ｆａｂレイヤデジタルツインの機能構成の一例を示す図である。

【図15】図１５は、Ｆａｂレイヤデジタルツインの機能構成の詳細を示す図である。

【図16】図１６は、生産管理処理時に階層間で送受信される会話内容の一例を示す図である。

【図17】図１７は、生産管理処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。

【0010】

［第１の実施形態］
＜サイバーフィジカルシステムのシステム構成＞
はじめに、基板製造プロセスを実行する複数の基板処理装置を備える、サイバーフィジカルシステムのシステム構成について説明する。図１は、基板製造プロセスを実行する複数の基板処理装置を備える、サイバーフィジカルシステムのシステム構成の一例を示す図である。

【0011】

図１に示すように、サイバーフィジカルシステム１００は、サーバ装置１１０＿１～１１０＿３と、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎと、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎと、管理者端末１４０とを有する。

【0012】

サイバーフィジカルシステム１００において、サーバ装置１１０＿１～１１０＿３と、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎと、管理者端末１４０とは、ネットワーク１５０を介して通信可能に接続される。

【0013】

サーバ装置１１０＿１～１１０＿３は、サイバーフィジカルシステム１００全体を統括する装置である。サーバ装置１１０＿１～１１０＿３は、例えば、各基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎが実行する基板製造プロセスの、製造管理、データ管理、装置管理、及び、各管理装置１２０＿１～１２０＿ｎがサイバー空間で用いるモデルの管理等を行う。

【0014】

管理装置１２０＿１～１２０＿ｎは、それぞれ、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎと接続されており、管理システムを構成する。

【0015】

また、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎは、対応する基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎの機能を再現する各種モデルを有し、サイバー空間を形成する。管理装置１２０＿１～１２０＿ｎは、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎにおいて取得されたフィジカル空間におけるデータを収集することで、
・基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎの状態の把握、
・基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎにおいて発生した事象の検出、
・検出した事象に対処するための他の管理装置との連携、
・検出した事象に対処するための、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎへの指示、
等を行い、フィジカル空間において発生する様々な事象に適切に対処する。

【0016】

このように、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎは、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎにおいて発生する様々な事象を、サイバー空間において適切に対処し、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎへの指示を導出する。これにより、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎによれば、基板処理装置を自律化させることができる。

【0017】

基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎは、基板製造プロセスを実行する装置であり、フィジカル空間を構成する。基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎには、例えば、成膜処理を実行する装置、リソグラフィ処理を実行する装置、エッチング処理を実行する装置、洗浄処理を実行する装置等が含まれる。基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎは、基板製造プロセスの実行中に取得したフィジカル空間におけるデータを、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎに送信する。

【0018】

管理者端末１４０は、サイバーフィジカルシステム１００を管理する管理者が操作する端末である。管理者端末１４０は、例えば、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎが有する各種モデルを生成する際に用いられる。

【0019】

なお、図１に示すサイバーフィジカルシステム１００では、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎと、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎとが別体として構成される場合について示した。しかしながら、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎと、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎとは、一体として構成されてもよい。

【0020】

＜管理装置のハードウェア構成＞
次に、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎのハードウェア構成について説明する。なお、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎは、いずれも同様のハードウェア構成を有するため、ここでは、図２を用いてまとめて説明する。図２は、管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0021】

図２に示すように、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎは、プロセッサ２０１、メモリ２０２、補助記憶装置２０３、Ｉ／Ｆ（Interface）装置２０４、通信装置２０５、ドライブ装置２０６を有する。なお、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎの各ハードウェアは、バス２０７を介して相互に接続されている。

【0022】

プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の各種演算デバイスを有する。プロセッサ２０１は、各種プログラム（例えば、後述する管理プログラム等）をメモリ２０２上に読み出して実行する。

【0023】

メモリ２０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶デバイスを有する。プロセッサ２０１とメモリ２０２とは、いわゆるコンピュータを形成し、プロセッサ２０１が、メモリ２０２上に読み出した各種プログラムを実行することで、当該コンピュータは各種機能を実現する。

【0024】

補助記憶装置２０３は、各種プログラムや、各種プログラムがプロセッサ２０１によって実行される際に用いられる各種データを格納する。

【0025】

Ｉ／Ｆ装置２０４は、外部装置の一例である基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎと、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎとを接続する接続デバイスである。

【0026】

通信装置２０５は、ネットワーク１５０を介して他の装置（本実施形態では、サーバ装置１１０＿１～１１０＿３、他の管理装置、管理者端末１４０等）と通信するための通信デバイスである。

【0027】

ドライブ装置２０６は記録媒体２１０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体２１０には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体２１０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。

【0028】

なお、補助記憶装置２０３にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体２１０がドライブ装置２０６にセットされ、該記録媒体２１０に記録された各種プログラムがドライブ装置２０６により読み出されることでインストールされる。あるいは、補助記憶装置２０３にインストールされる各種プログラムは、通信装置２０５を介してネットワークからダウンロードされることで、インストールされてもよい。

【0029】

＜サイバーフィジカルシステムの機能構成（１）＞
次に、サイバーフィジカルシステム１００の機能構成について説明する。図３は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す第１の図である。

【0030】

図３に示すように、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎにより形成されるサイバー空間３１０には、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎの機能を再現する各種モデルを含む複数のデジタルツインが含まれる。

【0031】

図３の例は、複数のデジタルツインとして、プロセス全体関連デジタルツイン３１１、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３、メンテナンス関連デジタルツイン３１４が含まれることを示している。また、図３の例は、複数のデジタルツインとして、搬送関連デジタルツイン３１５、ガス関連デジタルツイン３１６、温度関連デジタルツイン３１７、パーティクル関連デジタルツイン３１８、オペレーション関連デジタルツイン３１９が含まれることを示している。

【0032】

また、図３に示すように、サイバー空間３１０に含まれる各デジタルツインは、他の一部のデジタルツインと伝送経路（サイバー空間３１０内の点線参照）を介して接続され、他の一部のデジタルツインとの間で情報を送受信する。例えば、プロセス全体関連デジタルツイン３１１は、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２、メンテナンス関連デジタルツイン３１４、搬送関連デジタルツイン３１５と、それぞれ伝送経路を介して接続され、情報を送受信する。

【0033】

なお、伝送経路を介して接続された接続元のデジタルツインには、接続先のデジタルツインとの間で情報の送受信方向が予め規定されているものとする。

【0034】

また、図３に示すように、サイバー空間３１０に含まれる特定のデジタルツインには、フィジカル空間３３０におけるデータが入力される。これにより、サイバー空間３１０に含まれる特定のデジタルツインでは、状態の把握、事象の検出、他のデジタルツインとの連携、基板処理装置への指示等（以下、これらを「デジタルツイン処理」と称す）を行うことができる。

【0035】

図３の例は、ガス関連デジタルツイン３１６に、フィジカル空間におけるデータとして、ガス流量情報、温度情報、圧力情報等３２１が入力されることで、ガス関連デジタルツイン３１６が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、ガス関連デジタルツイン３１６は、他のデジタルツインと連携する際、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３及び温度関連デジタルツイン３１７との間で情報を送受信する。

【0036】

また、図３の例は、温度関連デジタルツイン３１７に、フィジカル空間におけるデータとして、ガス流量情報、温度情報、圧力情報等３２１が入力されることで、温度関連デジタルツイン３１７が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、温度関連デジタルツイン３１７は、他のデジタルツインと連携する際、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３及びガス関連デジタルツイン３１６との間で情報を送受信する。

【0037】

また、図３の例は、パーティクル関連デジタルツイン３１８に、フィジカル空間におけるデータとして、パーティクル情報３２３が入力されることで、パーティクル関連デジタルツイン３１８が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、パーティクル関連デジタルツイン３１８は、他のデジタルツインと連携する際、メンテナンス関連デジタルツイン３１４との間で情報を送受信する。

【0038】

また、図３の例は、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３に、フィジカル空間におけるデータとして、メンテナンス情報３２４、装置構成情報３２５が入力されることで、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３は、他のデジタルツインと連携する際、ガス関連デジタルツイン３１６、温度関連デジタルツイン３１７、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２との間で情報を送受信する。

【0039】

また、図３の例は、メンテナンス関連デジタルツイン３１４に、フィジカル空間におけるデータとして、メンテナンス情報３２４が入力されることで、メンテナンス関連デジタルツイン３１４が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、メンテナンス関連デジタルツイン３１４は、他のデジタルツインと連携する際、パーティクル関連デジタルツイン３１８、オペレーション関連デジタルツイン３１９との間で情報を送受信する。更に、メンテナンス関連デジタルツイン３１４は、他のデジタルツインと連携する際、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２、プロセス全体関連デジタルツイン３１１との間で情報を送受信する。

【0040】

また、図３の例は、オペレーション関連デジタルツイン３１９に、フィジカル空間におけるデータとして、オペレーション情報が入力されることで、オペレーション関連デジタルツイン３１９が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、オペレーション関連デジタルツイン３１９は、他のデジタルツインと連携する際、メンテナンス関連デジタルツイン３１４、搬送関連デジタルツイン３１５との間で情報を送受信する。

【0041】

また、図３の例は、搬送関連デジタルツイン３１５に、フィジカル空間におけるデータとして、装置構成情報３２５が入力されることで、搬送関連デジタルツイン３１５が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、搬送関連デジタルツイン３１５は、他のデジタルツインと連携する際、プロセス全体関連デジタルツイン３１１、オペレーション関連デジタルツイン３１９との間で情報を送受信する。

【0042】

また、図３の例は、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２に、フィジカル空間におけるデータとして、装置構成情報３２５が入力されることで、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２が、デジタルツイン処理を行うことを示している。なお、図３の例の場合、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２は、他のデジタルツインと連携する際、プロセス全体関連デジタルツイン３１１、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３、メンテナンス関連デジタルツイン３１４との間で情報を送受信する。

【0043】

一方、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎにより構成されるフィジカル空間３３０には、サイバー空間３１０に入力されるデータを提供するための各要素、あるいは、サイバー空間３１０からの指示が送信される各要素が含まれる。

【0044】

図３の例は、サイバー空間３１０に入力されるデータを提供するための各要素として、センサ３３１、装置外計測機３３３、メンテナンス情報格納部３３４、装置構成情報格納部３３５、オペレーション情報格納部３３６が含まれることを示している。また、図３の例は、サイバー空間３１０からの指示が送信される各要素として、アクチュエータ３３２が含まれることを示している。

【0045】

センサ３３１は、ガス流量情報、温度情報、圧力情報等３２１を測定する。センサ３３１により測定されたガス流量情報、温度情報、圧力情報等３２１は、フィジカル空間におけるデータとして、サイバー空間３１０に入力される。

【0046】

装置外計測機３３３は、パーティクル情報３２３を測定する。装置外計測機３３３により測定されたパーティクル情報３２３は、フィジカル空間におけるデータとして、サイバー空間３１０に入力される。なお、パーティクル情報３２３を測定するための機器は、装置外計測機に限定されず、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎ内に設置された装置内計測機であってもよい。例えば、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎの壁に設けられた窓を介して、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎ内部の状態を計測する機器であってもよい。また、パーティクル情報３２３を測定するための機器は、処理対象の基板上の状態を観察する機器であっても、処理対象の基板を処理する処理空間の状態を取得する機器であってもよい。

【0047】

メンテナンス情報格納部３３４は、フィジカル空間３３０において行われた、基板処理装置の主要部品のメンテナンス（修理、交換）に関するメンテナンス情報３２４を格納する。メンテナンス情報格納部３３４に格納されたメンテナンス情報３２４は、フィジカル空間におけるデータとして、サイバー空間３１０に入力される。

【0048】

装置構成情報格納部３３５は、フィジカル空間３３０の各基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎの装置構成を示す装置構成情報３２５を格納する。装置構成情報格納部３３５に格納された装置構成情報３２５は、フィジカル空間におけるデータとして、サイバー空間３１０に入力される。

【0049】

オペレーション情報格納部３３６は、フィジカル空間３３０において基板処理装置に対して行われた各種オペレーションを示すオペレーション情報３２６を格納する。オペレーション情報格納部３３６に格納されたオペレーション情報３２６は、フィジカル空間におけるデータとして、サイバー空間３１０に入力される。

【0050】

アクチュエータ３３２は、サイバー空間３１０からの指示に基づいて動作する。図３の例は、アクチュエータ３３２が、ガス関連デジタルツイン３１６や温度関連デジタルツイン３１７により算出された制御情報３２２（制御値の一例）に基づいて動作することを示している。

【0051】

＜サイバーフィジカルシステムの機能構成（２）＞
次に、サイバーフィジカルシステム１００の他の機能構成として、伝送経路の接続態様が図３とは異なる機能構成について説明する。図４は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す第２の図である。

【0052】

図３との相違点は、図４の場合、複数のデジタルツインのうち、プロセス全体関連デジタルツイン３１１以外のデジタルツインが、それぞれ、プロセス全体関連デジタルツイン３１１と、伝送経路を介して接続されている点である。

【0053】

例えば、ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２は、プロセス全体関連デジタルツイン３１１と伝送経路を介して接続され、プロセス全体関連デジタルツイン３１１との間で情報を送受信する。また、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３は、プロセス全体関連デジタルツイン３１１と伝送経路を介して接続され、プロセス全体関連デジタルツイン３１１との間で情報を送受信する。以下、メンテナンス関連デジタルツイン３１４～オペレーション関連デジタルツイン３１９も同様である。

【0054】

＜サイバーフィジカルシステムの機能構成（３）＞
次に、サイバーフィジカルシステム１００の他の機能構成として、伝送経路の接続態様が図３及び図４とは異なる機能構成について説明する。図５は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す第３の図である。

【0055】

図３及び図４との相違点は、図５の場合、複数のデジタルツイン全てが、伝送経路を介して相互に接続されている点である。

【0056】

例えば、ガス関連デジタルツイン３１６は、プロセス全体関連デジタルツイン３１１～搬送関連デジタルツイン３１５、及び、温度関連デジタルツイン３１７～オペレーション関連デジタルツイン３１９と、伝送経路を介して接続されている。つまり、ガス関連デジタルツイン３１６は、ガス関連デジタルツイン３１６以外のデジタルツインとの間で情報を送受信する。

【0057】

また、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３は、プロセス全体関連デジタルツイン３１１～ＡＰＣ／ＡＥＣ関連デジタルツイン３１２及びメンテナンス関連デジタルツイン３１４～オペレーション関連デジタルツイン３１９と、伝送経路を介して接続されている。つまり、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３は、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３以外のデジタルツインとの間で情報を送受信する。以下、他のデジタルツインも同様である。

【0058】

＜サイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理＞
次に、サイバーフィジカルシステム１００において実行される各種処理について説明する。図６は、第１の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理の一例を示す図である。なお、図６では、伝送経路の接続態様が図３で示した接続態様である場合において実行される各種処理の一例を示している。

【0059】

図６において、太線黒枠で示した処理は、対応するデジタルツインが主体となって実行する処理の一例を表している。図６に示すように、例えば、プロセス全体関連デジタルツイン３１１は、指標値管理処理を実行する。

【0060】

指標値管理処理とは、基板製造プロセス全体の指標値を管理する処理であり、当該指標値には、基板製造プロセス全体の歩留まり、基板製造プロセス全体の単位時間あたりの処理量、基板製造プロセス全体の消費エネルギ等のサブ指標値が含まれる。

【0061】

プロセス全体関連デジタルツイン３１１では、例えば、伝送経路を介して他のデジタルツインとの間で情報を送受信することで、それぞれのサブ指標値を取得し、取得したサブ指標値に基づいて基板製造プロセス全体の指標値を算出する。また、プロセス全体関連デジタルツイン３１１では、算出した指標値を最適化するように、他のデジタルツインに、各種指示を送信する。

【0062】

なお、プロセス全体関連デジタルツイン３１１により実行される指標値管理処理は、他のデジタルツインが主体となって実行する各種処理と関連している。つまり、他のデジタルツインが主体となって実行する各種処理は、基板製造プロセス全体の指標値が最適化されるように実行される。

【0063】

レシピ最適化処理とは、プロセスレシピを最適化する処理である。レシピ最適化処理には、所定の装置状態（部品の消耗状態、チャンバ内壁のデポの状態等）での基板処理品質の最適化の他、基板処理時間または基板処理量の最適化等が含まれる。

【0064】

プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３では、例えば、伝送経路を介して他のデジタルツインとの間で情報を送受信することで現在の装置状態を把握し、把握した装置状態における最適なプロセスレシピを、過去データに基づく学習結果から導出する。

【0065】

メンテナンス最適化処理とは、基板処理装置を構成する主要部品のうち、交換または修理を行うべき対象部品と、対象部品について交換または修理を行うべきタイミングとを最適化する処理である。

【0066】

メンテナンス関連デジタルツイン３１４では、例えば、伝送経路を介して他のデジタルツインとの間で情報を送受信することで、主要部品の消耗状態を把握するとともに、今後の装置の稼働状況に基づいて主要部品の寿命を予測する。また、メンテナンス関連デジタルツイン３１４では、予測した寿命に基づいて、それぞれの主要部品について交換または修理を行うべき最適なタイミングを導出する。

【0067】

搬送最適化処理とは、基板の搬送を最適化する処理である。搬送最適化処理には、基板処理装置による単位時間あたりの処理量の最大化等が含まれる。

【0068】

搬送関連デジタルツイン３１５では、例えば、伝送経路を介して他のデジタルツインとの間で情報を送受信することで、基板処理装置が処理すべき処理量を把握し、把握した処理量を処理するのに最適な搬送方法を、過去データに基づく学習結果から導出する。

【0069】

ガス流量制御処理とは、基板の処理に用いるガスの流量が所定の目標値となる制御情報を導出する処理である。

【0070】

ガス関連デジタルツイン３１６では、例えば、基板処理装置において何らかの事象が発生した場合に、伝送経路を介して他のデジタルツインとの間で情報を送受信することで、処理可能な目標値を算出し、算出した目標値を実現する制御情報を導出する。

【0071】

なお、図６に示した各種処理は、サイバーフィジカルシステム１００において実行される処理の一例であり、上記の各デジタルツインが、上述した処理以外の処理を実行してもよい。また、主体となるデジタルツインは、図６に示したものに限定されず、図６において処理を例示していない他のデジタルツインが主体となって、任意の処理を実行してもよい。

【0072】

以下では、図６に示した各種処理のうち、ガス関連デジタルツイン３１６が実行するガス流量制御処理について詳細を説明する。

【0073】

＜ガス関連デジタルツインの機能構成の概要＞
はじめに、ガス流量制御処理を実行するガス関連デジタルツインの機能構成の概要について説明する。図７は、ガス関連デジタルツインの機能構成の概要を示す図である。図７において、サイバー空間３１０及びフィジカル空間３３０は、図３に示したサイバー空間３１０及びフィジカル空間３３０のうち、ガス関連デジタルツイン３１６に関連するデジタルツイン、及び、各要素を抜粋して示している。また、図７では、サイバー空間３１０に入力されるデータ及びフィジカル空間３３０の基板処理装置への指示のうち、ガス関連デジタルツイン３１６に関連するデータ及び指示を抜粋して示している。

【0074】

ガス関連デジタルツイン３１６は、ガス流量制御処理を実行するための機能ブロックとして、エージェント部７１０、状態推定部７２０、モデル予測制御部７３０を有する。各部が有するモデルは、モデル記憶部７４０に格納されており、ガス流量制御処理が実行される際に、モデル記憶部７４０から読み出される。

【0075】

エージェント部７１０は、状態推定部７２０とモデル予測制御部７３０とを管理する。具体的には、エージェント部７１０は、状態推定部７２０により推定された基板処理装置の状態をリアルタイムに把握し、ガス流量制御処理における目標値の変更が必要な事象が発生していないかを監視する。

【0076】

また、エージェント部７１０は、ガス流量制御処理における目標値の変更が必要な事象が発生したと判定した場合に、目標値を変更する。このとき、エージェント部７１０では、他のデジタルツインのエージェント部との間（つまり、エージェント間）で情報の送受信が必要か否かを判断し、必要と判断した場合には、他のデジタルツインとの間で情報の送受信を行ったうえで、目標値を変更する。更に、エージェント部７１０は、変更後の目標値をモデル予測制御部７３０に通知する。

【0077】

状態推定部７２０は、センサ３３１により測定されたガス流量情報、温度情報、圧力情報等３２１を取得し、基板処理装置のガス流量制御処理の制御対象であるガス流量制御システムの状態を推定する。また、状態推定部７２０は、推定したガス流量制御システムの状態をエージェント部７１０に通知する。

【0078】

モデル予測制御部７３０は制御部の一例であり、エージェント部７１０より通知された、変更後の目標値を実現する制御情報３２２を導出する。また、モデル予測制御部７３０は、導出した制御情報３２２を、基板処理装置（具体的には、フィジカル空間３３０のアクチュエータ３３２）への指示として送信する。

【0079】

＜ガス関連デジタルツインの機能構成の詳細＞
次に、ガス流量制御処理を実行するガス関連デジタルツイン３１６の機能構成の詳細について説明する。図８は、ガス関連デジタルツインの機能構成の詳細を示す図である。

【0080】

図８に示すように、状態推定部７２０は取得部の一例であり、状態推定モデル８２１を有する。状態推定モデル８２１は、ガス流量情報、温度情報、圧力情報等３２１を入力として、例えば、基板処理装置１３０＿１のガス流量制御システムの状態を示す状態情報を推定する。

【0081】

エージェント部７１０は、事象検出モデル８１１、判断部８１２、送信部／受信部８１３、解析モデル８１４を有する。

【0082】

事象検出モデル８１１は検出部の一例であり、状態推定モデル８２１にて推定された状態情報を入力として、ガス流量制御処理における目標値の変更が必要な事象の発生有無及び事象の種類を推定する。

【0083】

判断部８１２は、事象検出モデル８１１にて目標値の変更が必要な事象が発生したと推定された場合に、事象検出モデル８１１から事象の種類を取得する。また、判断部８１２は、取得した事象の種類に応じた目標値を算出したうえで、モデル予測制御部７３０に通知し、制御可否を判定することで、他のデジタルツインとの間で情報の送受信が必要か否かを判断する。

【0084】

判断部８１２では、制御可と判定した場合、他のデジタルツインとの間で情報の送受信が不要と判断する。一方、判断部８１２では、制御不可と判定した場合、他のデジタルツインとの間で情報の送受信が必要と判断する。

【0085】

他のデジタルツインとの間で情報の送受信が必要であると判断した場合、判断部８１２は、事象の種類に応じて算出した目標値を含む会話内容を、送信部／受信部８１３に通知する。

【0086】

送信部／受信部８１３は、ガス関連デジタルツイン３１６と、他のデジタルツイン（図７の場合、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３及び温度関連デジタルツイン３１７）との間で会話内容を送受信する。

【0087】

例えば、送信部／受信部８１３は、判断部８１２から通知された会話内容を、他のデジタルツインに送信する。また、送信部／受信部８１３は、他のデジタルツインから送信された会話内容（応答）を受信し、解析モデル８１４に入力する。また、送信部／受信部８１３は、解析モデル８１４から出力された会話内容を、他のデジタルツインに再度送信する。なお、送信部／受信部８１３が他のデジタルツインとの間で送受信する会話内容は、情報記憶部８１５に記憶される。

【0088】

解析モデル８１４は、送信部／受信部８１３から通知された会話内容（応答）を入力として、他のデジタルツインに送信する会話内容を出力する。ガス流量制御処理の場合、他のデジタルツインに送信された目標値に対して、他のデジタルツインから、許容しうる目標値あるいは制約条件等が送信される。このため、解析モデル８１４では、他のデジタルツインから送信された、許容しうる目標値あるいは制約条件等を入力として、新たな目標値を算出する。

【0089】

解析モデル８１４では、他のデジタルツインとの会話内容の送受信を繰り返すことで、適切な目標値を算出し、モデル予測制御部７３０に通知する。

【0090】

なお、送信部／受信部８１３が他のデジタルツインから送信される会話内容（応答）には、プロセス全体関連デジタルツイン３１１が、基板製造プロセス全体の指標値を最適化するように送信した各種指示が反映されているものとする。つまり、解析モデル８１４では、基板製造プロセス全体の指標値を最適化するように目標値が算出されることになる。

【0091】

モデル予測制御部７３０は、予測モデル８３１、目的関数部８３２、最適化部８３３、検証部８３４を有する。

【0092】

予測モデル８３１は、フィジカル空間３３０におけるガス流量制御システムの挙動（センサ３３１、アクチュエータ３３２、不図示のコントローラの挙動）をモデル化したものであり、制御情報を入力としてガス流量を予測する。

【0093】

目的関数部８３２は、予測モデル８３１により予測されたガス流量と、目標値との誤差を算出し、最適化部８３３に通知する。

【0094】

最適化部８３３は、目的関数部８３２より通知された誤差を小さくする制御情報を探索する。また、最適化部８３３は、探索した制御情報を予測モデル８３１に入力し、予測モデル８３１により予測されたガス流量と、目標値との誤差を再び取得する。最適化部８３３では、これらの処理を繰り返すことで誤差を最小化し、最適な制御情報３２２を導出する。

【0095】

また、最適化部８３３は、最適な制御情報３２２を、基板処理装置（具体的には、フィジカル空間３３０のアクチュエータ３３２）への指示として送信する。

【0096】

検証部８３４は、最適化部８３３より最適な制御情報３２２を取得する。また、検証部８３４は、最適な制御情報３２２が基板処理装置（具体的には、フィジカル空間３３０のアクチュエータ３３２）への指示として送信されたことに応じて、フィジカル空間３３０から提供されたガス流量情報を取得する。

【0097】

更に、検証部８３４は、最適な制御情報３２２と、取得したガス流量情報とに基づいて、制御情報３２２の適否を判定するとともに、予測モデル８３１の予測精度を検証し、必要に応じて予測モデル８３１のモデルパラメータを調整する。これにより、検証部８３４は、予測モデル８３１を、フィジカル空間３３０におけるガス流量制御システムの挙動と一致させることができる。

【0098】

＜ガス流量制御処理の流れ＞
次に、ガス関連デジタルツイン３１６によるガス流量制御処理の流れについて説明する。図９Ａは、ガス流量制御処理の流れを示すフローチャートである。

【0099】

ステップＳ９０１において、モデル予測制御部７３０は、目標値を取得し、取得した目標値に応じて制御情報を導出する。また、モデル予測制御部７３０は、導出した制御情報を、フィジカル空間３３０の基板処理装置への指示として送信する。

【0100】

ステップＳ９０２において、状態推定部７２０は、フィジカル空間におけるデータとして、ガス流量情報、温度情報、圧力情報等３２１を、フィジカル空間３３０より取得する。

【0101】

ステップＳ９０３において、状態推定部７２０は、取得したフィジカル空間におけるデータに基づいて、基板処理装置のガス流量制御システムの状態を示す状態情報を推定する。

【0102】

ステップＳ９０４において、エージェント部７１０は、状態推定部７２０により推定された状態情報に基づいて、目標値の変更が必要な事象の発生有無を監視する。

【0103】

ステップＳ９０５において、エージェント部７１０は、ガス流量制御処理における目標値の変更が必要な事象が発生したか否か、及び、事象の種類を判定する。ステップＳ９０５において、事象が発生していないと判定した場合には（ステップＳ９０５においてＮＯの場合には）、ステップＳ９１２に進む。

【0104】

一方、ステップＳ９０５において、事象が発生したと判定した場合には（ステップＳ９０５においてＹＥＳの場合には）、ステップＳ９０６に進む。

【0105】

ステップＳ９０６において、エージェント部７１０は、発生した事象の種類に応じた目標値を算出する。

【0106】

ステップＳ９０７において、モデル予測制御部７３０は、最適化処理を実行することで、算出された目標値との誤差を最小化する制御情報を導出する。

【0107】

ステップＳ９０８において、エージェント部７１０は、ステップＳ９０７においてモデル予測制御部７３０により最適化処理が実行された際の目標値との誤差に基づいて、制御可否を判定する。

【0108】

具体的には、ステップＳ９０７において制御情報を導出した際の予測モデル８３１の出力と目標値との誤差が閾値以上であり、誤差を最小化する制御情報の導出に至らない場合、エージェント部７１０では、制御不可と判定する。つまり、最適化処理を実行しても、目標値に近づけない場合には、エージェント部７１０では、制御不可と判定する。一方、ステップＳ９０７において制御情報を導出した際の予測モデル８３１の出力と目標値との誤差が閾値未満であり、誤差を最小化する制御情報の導出に至った場合には、エージェント部７１０では、制御可と判定する。つまり、最適化処理を実行することで、目標値に近づけた場合には、エージェント部７１０では、制御可と判定する。

【0109】

ステップＳ９０９において、エージェント部７１０は、制御可否の判定結果に基づいて、他のデジタルツインとの間で情報の送受信が必要か否かを判断する。

【0110】

具体的には、ステップＳ９０８において制御可と判定した場合、エージェント部７１０では、単独で目標値に近づくことができると判断する。このため、エージェント部７１０は、ステップＳ９０９において、他のデジタルツインとの間で情報の送受信が必要でないと判断し（ステップＳ９０９においてＮＯと判断し）、ステップＳ９１０に進む。

【0111】

ステップＳ９１０において、モデル予測制御部７３０は、導出した新たな制御情報をフィジカル空間３３０の基板処理装置への指示として送信する。

【0112】

一方、ステップＳ９０８において制御不可と判定した場合には、エージェント部７１０は、単独で目標値に近づくことはできないと判断する。このため、エージェント部７１０は、ステップＳ９０９において、他のデジタルツインとの間で情報の送受信が必要であると判断し（ステップＳ９０９においてＹＥＳと判断し）、ステップＳ９１１に進む。

【0113】

ステップＳ９１１において、エージェント部７１０は、調整処理を行い、他のデジタルツインとの間で情報を送受信したうえで、新たな制御情報を導出する。なお、調整処理の詳細は、図９Ｂに示すとおりである。図９Ｂは、調整処理の流れを示すフローチャートである。

【0114】

ステップＳ９２１において、エージェント部７１０は、図９ＡのステップＳ９０６において算出した目標値を含む会話内容を、他のデジタルツインに送信するとともに、他のデジタルツインから送信された会話内容（応答）を受信する。

【0115】

ステップＳ９２２において、エージェント部７１０は、他のデジタルツインとの間で会話内容を送受信することで、ガス流量制御処理における新たな目標値を算出する。

【0116】

ステップＳ９２３において、モデル予測制御部７３０は、最適化処理を実行することで、算出された新たな目標値との誤差を最小化する制御情報を導出する。

【0117】

ステップＳ９２４において、モデル予測制御部７３０は、導出した新たな制御情報を、フィジカル空間３３０の基板処理装置への指示として送信する。その後、図９ＡのステップＳ９１２に戻る。

【0118】

ステップＳ９１２において、モデル予測制御部７３０は、予測モデルの検証に必要なフィジカル空間３３０におけるデータを、フィジカル空間３３０より取得する。

【0119】

ステップＳ９１３において、モデル予測制御部７３０は、フィジカル空間３３０に送信された制御情報と、フィジカル空間３３０より取得したデータとに基づいて、予測モデル８３１の予測精度を検証する。

【0120】

ステップＳ９１４において、モデル予測制御部７３０は、検証した予測モデル８３１の予測精度に基づいて、予測モデル８３１のモデルパラメータを調整する。

【0121】

ステップＳ９１５において、エージェント部７１０は、ガス流量制御処理を終了するか否かを判定し、ガス流量制御処理を継続すると判定した場合には（ステップＳ９１５においてＮＯの場合には）、ステップＳ９０２に戻る。

【0122】

一方、ステップＳ９１５において、ガス流量制御処理を終了すると判定した場合には（ステップＳ９１８においてＹＥＳの場合には）、ガス流量制御処理を終了する。

【0123】

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、サイバーフィジカルシステム１００において、サイバー空間を形成し、フィジカル空間の基板製造プロセスを管理する管理システムは、
・複数のデジタルツインを有する。また、複数のデジタルツインは、それぞれ、各基板処理装置の状態を監視し、所定の事象が発生したことを検出する複数のエージェント部を有する。
・複数のデジタルツインを接続する伝送経路であって、いずれかのデジタルツインのエージェント部において所定の事象が検出された場合に、検出された事象に基づいて、他のデジタルツインのエージェント部との間で情報を送受信する伝送経路を有する。
・所定の事象が検出されたエージェント部は、基板製造プロセスの指標値が最適化されるように、伝送経路を介して送受信される情報に基づいて、基板処理装置への指示を導出する。

【0124】

このように、第１の実施形態に係る管理システムでは、サイバー空間にエージェント部と伝送経路とを配し、複数のデジタルツインを連携させることで、フィジカル空間において発生した事象に適切に対処し、基板処理装置への指示を導出する。これにより、第１の実施形態に係る管理システムによれば、各基板処理装置を自律化させることができる。

【0125】

つまり、第１の実施形態によれば、基板処理装置を自律化させる管理システムを提供することができる。

【0126】

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、サイバーフィジカルシステムにおいて、１つのサイバー空間３１０が形成される場合について説明した。しかしながら、サイバーフィジカルシステムにおいて形成されるサイバー空間の数は１つに限定されず、複数のサイバー空間が形成されてもよい。また、形成された複数のサイバー空間それぞれに含まれるデジタルツイン同士（具体的にはエージェント同士）を、伝送経路を介して接続し、異なるサイバー空間のデジタルツイン間で、情報が送受信されるように構成してもよい。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0127】

＜サイバーフィジカルシステムの機能構成＞
はじめに、第２の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成について説明する。図１０は、第２の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す図である。

【0128】

図１０に示すように、サイバーフィジカルシステム１０００は、複数のサイバー空間（サイバー空間３１０及びサイバー空間１０１０）を有する。なお、図１０では、紙面の都合上、複数のサイバー空間それぞれに対応するフィジカル空間を省略しているが、例えば、サイバー空間３１０は、図３のフィジカル空間３３０に対応するサイバー空間であるとする。また、サイバー空間１０１０は、図３のフィジカル空間３３０とは異なる工場（Ｆａｂ：Fabrication）にある、図３のフィジカル空間３３０と同様の構成を有するフィジカル空間に対応するサイバー空間であるとする。

【0129】

したがって、図１０に示すサイバー空間１０１０は、サイバー空間３１０と同様のデジタルツインが含まれる（プロセス全体関連デジタルツイン１０１１～オペレーション関連デジタルツイン１０１９参照）。

【0130】

また、図１０に示すサイバー空間１０１０において各デジタルツインを接続する伝送経路は、サイバー空間３１０において各デジタルツインを接続する伝送経路と同様の接続態様であるとする。

【0131】

ただし、図１０の場合、サイバー空間３１０のプロセス全体関連デジタルツイン３１１と、サイバー空間１０１０のプロセス全体関連デジタルツイン１０１１とが、伝送経路を介して接続される（太点線参照）。また、図１０の場合、サイバー空間３１０のガス関連デジタルツイン３１６と、サイバー空間１０１０のガス関連デジタルツイン１０１６とが、伝送経路を介して接続される（太点線参照）。

【0132】

このように、異なるサイバー空間に含まれるデジタルツイン同士を、伝送経路を介して接続し、他のサイバー空間のデジタルツインとの間で情報を送受信する構成とすることで、例えば、複数のフィジカル空間全体の最適化を実現することが可能になる。

【0133】

＜サイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理＞
次に、第２の実施形態に係るサイバーフィジカルシステム１０００において実行される各種処理について説明する。図１１は、第２の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理の一例を示す図である。なお、図１１の例では、異なるサイバー空間において伝送経路を介して接続されたデジタルツイン（プロセス全体関連デジタルツイン、ガス関連デジタルツイン）において実行される処理のみを示している。

【0134】

図１１に示すように、サイバー空間３１０において、プロセス全体関連デジタルツイン３１１は、指標値管理処理を実行する。同様に、サイバー空間１０１０において、プロセス全体関連デジタルツイン１０１１は、指標値管理処理を実行する。

【0135】

プロセス全体関連デジタルツイン３１１及び１０１１においてそれぞれ実行される指標値管理処理は、上記第１の実施形態において説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

【0136】

ただし、プロセス全体関連デジタルツイン３１１は、プロセス全体関連デジタルツイン１０１１との間で情報を送受信しながら、基板製造プロセス全体の指標値を最適化するように、サイバー空間３１０に含まれる他のデジタルツインに、各種指示を送信する。

【0137】

同様に、プロセス全体関連デジタルツイン１０１１は、プロセス全体関連デジタルツイン３１１との間で情報を送受信しながら、基板製造プロセス全体の指標値を最適化するように、サイバー空間１０１０に含まれる他のデジタルツインに、各種指示を送信する。

【0138】

なお、図１１に示すように、プロセス全体関連デジタルツイン３１１及びプロセス全体関連デジタルツイン１０１１は、それらを統括するＦａｂ全体関連デジタルツイン１１０１と伝送経路を介して接続されていてもよい。

【0139】

Ｆａｂ全体関連デジタルツイン１１０１は、複数のサイバー空間それぞれに含まれるプロセス全体関連デジタルツインを統括する。具体的には、Ｆａｂ全体関連デジタルツイン１１０１は、プロセス全体関連デジタルツイン３１１、１０１１との間で情報を送受信し、Ｆａｂ全体（つまり、複数のフィジカル空間全体）の指標値を最適化するように、各デジタルツインに各種指示を送信する。

【0140】

なお、Ｆａｂ全体関連デジタルツイン１１０１は、サイバー空間３１０または１０１０のいずれかに含まれていてもよいし、他の装置（例えば、サーバ装置１１０＿１～１１０＿３）により形成されるサイバー空間に含まれていてもよい。

【0141】

同様に、図１１に示すように、サイバー空間３１０において、ガス関連デジタルツイン３１６は、ガス流量制御処理を実行する。同様に、サイバー空間１０１０において、ガス関連デジタルツイン１０１６は、ガス流量制御処理を実行する。

【0142】

ガス関連デジタルツイン３１６及び１０１６においてそれぞれ実行されるガス流量制御処理は、上記第１の実施形態において説明済みであるため、ここでは説明を省略する。

【0143】

ただし、ガス関連デジタルツイン３１６は、プロセスレシピ関連デジタルツイン３１３及び温度関連デジタルツイン３１７に加えて、ガス関連デジタルツイン１０１６との間で情報を送受信しながら、処理可能な目標値を算出する。

【0144】

同様に、ガス関連デジタルツイン１０１６は、プロセスレシピ関連デジタルツイン１０１３及び温度関連デジタルツイン１０１７に加えて、ガス関連デジタルツイン３１６との間で情報を送受信しながら、処理可能な目標値を算出する。

【0145】

なお、図１１に示すように、ガス関連デジタルツイン３１６及びガス関連デジタルツイン１０１６は、それらを統括するガス関連全体デジタルツイン１１０２と伝送経路を介して接続されていてもよい。

【0146】

ガス関連全体デジタルツイン１１０２は、複数のサイバー空間それぞれに含まれるガス関連デジタルツインを統括する。具体的には、ガス関連全体デジタルツイン１１０２は、ガス関連デジタルツイン３１６、１０１６との間で情報を送受信し、Ｆａｂ全体（つまり、複数のフィジカル空間全体）の目標値を最適化するように、各ガス関連デジタルツインに各種指示を送信する。

【0147】

なお、ガス関連全体デジタルツイン１１０２は、サイバー空間３１０または１０１０のいずれかに含まれていてもよいし、他の装置（例えば、サーバ装置１１０＿１～１１０＿３）により形成されるサイバー空間に含まれていてもよい。

【0148】

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、サイバーフィジカルシステム１０００において、複数のサイバー空間を形成し、複数のフィジカル空間の基板製造プロセスを管理する管理システムは、
・それぞれのサイバー空間が複数のデジタルツインを有する。また、複数のデジタルツインは、それぞれ、各基板処理装置の状態を監視し、所定の事象が発生したことを検出する複数のエージェント部を有する。
・異なるサイバー空間に含まれるデジタルツイン同士を接続する伝送経路を有する。具体的には、いずれかのサイバー空間に含まれるデジタルツインのエージェント部において所定の事象が検出された場合に、検出された事象に基づいて、他のサイバー空間に含まれるデジタルツインのエージェント部との間で情報を送受信する伝送経路を有する。
・所定の事象が検出されたエージェント部は、基板製造プロセスの指標値が最適化されるように、伝送経路を介して送受信される情報に基づいて、基板処理装置への指示を導出する。
・その際、複数のサイバー空間それぞれに含まれるデジタルツインを統括するデジタルツインを更に配し、複数のフィジカル空間全体が最適化されるように指示を導出してもよい。

【0149】

このように、第２の実施形態に係る管理システムは、上記第１の実施形態に係る管理システムの構成に加えて、異なるサイバー空間のデジタルツインを連携させる構成を有する。これにより、第２の実施形態に係る管理システムによれば、複数のフィジカル空間全体が最適化されるように、各基板処理装置を自律化させることができる。

【0150】

［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、サイバー空間において、基板処理装置のそれぞれの機能に対応するデジタルツインを形成するものとして説明した。つまり、サイバー空間において機能単位でデジタルツインを形成する場合について説明した。

【0151】

これに対して、第３の実施形態では、基板処理装置において機能を実現するハードウェアの動作単位でデジタルツインを形成する。以下、第３の実施形態について、上記第１及び第２の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0152】

＜サイバーフィジカルシステムの機能構成＞
はじめに、第３の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成について説明する。図１２は、第３の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムの機能構成の一例を示す図である。

【0153】

図１２に示すように、サイバーフィジカルシステム１２００において、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎにより形成されるサイバー空間１２１０には、基板処理装置の機能を実現するハードウェアの動作単位に対応付けて形成された複数のデジタルツインが含まれる。

【0154】

図１２の例は、Ｆａｂ単位に形成されたＦａｂレイヤデジタルツイン１２１１、基板処理装置の装置単位に形成された装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１、１２１２＿２が含まれることを示している。

【0155】

また、図１２の例は、ＭＣ単位に形成されたＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１、ＥＣ単位に形成されたＥＣレイヤデジタルツイン１２１３＿２、装置外計測機単位に形成された装置外計測機レイヤデジタルツイン１２１３＿３が含まれることを示している。

【0156】

また、図１２の例は、センサ単位に対応するセンサレイヤデジタルツイン１２１４＿１、１２１４＿４が含まれることを示している。更に、図１２の例は、搬送選択単位に形成された搬送選択レイヤデジタルツイン１２１４＿２、ＣＪ／ＰＪ管理単位に形成されたＣＪ／ＰＪ管理レイヤデジタルツイン１２１４＿３が含まれることを示している。

【0157】

また、図１２に示すように、サイバー空間１２１０に含まれる各デジタルツインは、各動作単位の階層関係に応じた階層構造を有する。例えば、図１２の場合、サイバー空間１２１０において、Ｆａｂに対応するＦａｂレイヤデジタルツイン１２１１は最上位の階層に配置される。

【0158】

また、当該Ｆａｂ内に配置された基板処理装置１３０＿１、１３０＿２に対応する、
・装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１、
・装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２、
は、それぞれ、サイバー空間１２１０において２番目の階層に配置される。

【0159】

また、基板処理装置１３０＿１内に配置されたＭＣレイヤ１２４０、ＥＣレイヤ１２５０、装置外計測機レイヤ１２６０に対応する、
・ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１、
・ＥＣレイヤデジタルツイン１２１３＿２、
・装置外計測機レイヤデジタルツイン１２１３＿３、
は、それぞれ、サイバー空間１２１０において３番目の階層に配置される。

【0160】

また、ＭＣレイヤ１２４０内に配置されたセンサレイヤ１２４１に対応するセンサレイヤデジタルツイン１２１４＿１は、サイバー空間１２１０において４番目の階層に配置される。また、ＥＣレイヤ１２５０内に配置された搬送選択レイヤ１２５１及びＣＪ／ＰＪ管理レイヤ１２５２に対応する搬送選択レイヤデジタルツイン１２１４＿２及びＣＪ／ＰＪ管理レイヤデジタルツイン１２１４＿３は、それぞれサイバー空間１２１０において４番目の階層に配置される。更に、装置外計測機レイヤ１２６０内に配置されたセンサレイヤ１２６１に対応するセンサレイヤデジタルツイン１２１４＿４は、サイバー空間１２１０において４番目の階層に配置される。

【0161】

また、図１２に示すように、サイバー空間１２１０における最下位の階層（図１２の例では４番目の階層）には、フィジカル空間において最下位の階層に配置された動作単位に関する情報が入力される。

【0162】

具体的には、基板処理装置１３０＿１のＭＣレイヤ１２４０内に配置されたセンサレイヤ１２４１に関する情報として、センサレイヤ情報１２２１が、センサレイヤデジタルツイン１２１４＿１に入力される。

【0163】

また、基板処理装置１３０＿１のＥＣレイヤ１２５０内に配置された搬送選択レイヤ１２５１に関する情報として、搬送選択レイヤ情報１２２２が、搬送選択レイヤデジタルツイン１２１４＿２に入力される。また、基板処理装置１３０＿１のＥＣレイヤ１２５０内に配置されたＣＪ／ＰＪ管理レイヤ１２５２に関する情報として、ＣＪ／ＰＪ管理レイヤ情報１２２３が、ＣＪ／ＰＪ管理レイヤデジタルツイン１２１４＿３に入力される。

【0164】

また、基板処理装置１３０＿１の装置外計測機レイヤ１２６０内に配置されたセンサレイヤ１２６１に関する情報として、センサレイヤ情報１２２４が、センサレイヤデジタルツイン１２１４＿４に入力される。

【0165】

また、図１２に示すように、サイバー空間１２１０における最下位の階層以外の階層（図１２の例では、最上位の階層、２番目の階層、３番目の階層）に位置するデジタルツインには、それぞれ、対応する動作単位の稼働情報が入力される。

【0166】

例えば、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１にはＦａｂ稼働情報１２３１が、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１には装置稼働情報１２３２が、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２には装置稼働情報１２３３が、それぞれ入力される。また、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１にはＭＣ稼働情報１２３４が、ＥＣレイヤデジタルツイン１２１３＿２にはＥＣ稼働情報１２３５が、装置外計測機レイヤデジタルツイン１２１３＿３には、計測機稼働情報１２３６が、それぞれ入力される。

【0167】

また、図１２に示すように、サイバー空間１２１０において、各階層に位置するデジタルツインは、１つ上位の階層に位置するデジタルツイン、及び、１つ下位の階層に位置するデジタルツインと、伝送経路を介して接続される。

【0168】

例えば、２番目の階層に位置する装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１は、１つ上位の階層に位置するデジタルツインであるＦａｂレイヤデジタルツイン１２１１と伝送経路を介して接続される。また、２番目の階層に位置する装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１は、１つ下位の階層に位置するデジタルツインであるＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１～装置外計測機レイヤデジタルツイン１２１３＿３と伝送経路を介して接続される。以下、同様に接続されるため、ここでは説明を省略する。

【0169】

＜サイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理＞
次に、サイバーフィジカルシステム１２００において実行される各種処理について説明する。図１３は、第３の実施形態に係るサイバーフィジカルシステムにおいて実行される各種処理の一例を示す図である。

【0170】

上記各実施形態同様、図１３において、太線黒枠で示した処理は、対応するデジタルツインが主体となって実行する処理の一例を表している。図１３に示すように、例えば、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、生産管理処理を実行する。

【0171】

生産管理処理とは、Ｆａｂ全体が処理すべき処理量を管理するとともに、各基板処理装置に割り当てる処理量を管理する処理である。

【0172】

Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１では、例えば、対応する動作単位（Ｆａｂ全体）の現在の稼働情報（Ｆａｂ稼働情報１２３１）に基づいてＦａｂ全体が次に処理すべき処理量を算出し、各基板処理装置１３０＿１、１３０＿２に割り当てる処理量を決定する。また、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１では、決定した処理量を含む会話内容を、伝送経路を介して、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１、１２１２＿２にそれぞれ送信する。

【0173】

なお、決定した処理量を含む会話内容を送信したことに応じて、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１または１２１２＿２から、決定した処理量を処理することができない旨の会話内容（応答）が送信される場合がある。

【0174】

この場合、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１では、各基板処理装置１３０＿１、１３０＿２に割り当てる処理量を変更する。また、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１では、変更した処理量を含む会話内容を、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１、１２１２＿２にそれぞれ送信する。

【0175】

このように、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１では、Ｆａｂ全体の現在の稼働情報に基づいてＦａｂ全体が次に処理すべき処理量を算出し、各基板処理装置に割り当てる処理量を決定する。また、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１では、装置レイヤデジタルツインとの間で情報を送受信することで、割り当てる処理量を変更する。

【0176】

なお、図１３に示した生産管理処理は、サイバーフィジカルシステム１２００において実行される処理の一例であり、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、生産管理処理以外の処理を実行してもよい。また、主体となるデジタルツインは、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１に限定されず、図１３において処理を例示していない他のデジタルツインが主体となって、任意の処理を実行してもよい。

【0177】

ただし、以下では、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１が実行する生産管理処理について詳細を説明する。

【0178】

＜Ｆａｂレイヤデジタルツインの機能構成の概要＞
はじめに、生産管理処理を実行するＦａｂレイヤデジタルツインの機能構成の概要について説明する。図１４は、Ｆａｂレイヤデジタルツインの機能構成の概要を示す図である。

【0179】

図１４に示すように、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、生産管理処理を実行するための機能ブロックとして、エージェント部１４１０、状態推定部１４２０を有する。なお、各部が有するモデルは、モデル記憶部１４３０に格納されており、生産管理処理が実行される際に、モデル記憶部１４３０から読み出される。

【0180】

エージェント部１４１０は、状態推定部１４２０を管理する。具体的には、エージェント部１４１０は、状態推定部１４２０により推定された、対応する動作単位（Ｆａｂ全体）の状態を示す状態情報をリアルタイムに把握し、Ｆａｂ全体が次に処理すべき処理量を算出する。また、エージェント部１４１０は、各基板処理装置に割り当てる処理量を決定する。

【0181】

また、エージェント部１４１０は、決定した処理量を含む会話内容を、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１、１２１２＿２に送信する。更に、エージェント部１４１０は、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１、１２１２＿２との会話内容の送受信を繰り返すことで、最適な処理量の割り当てを導出し、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１、１２１２＿２に送信する。

【0182】

状態推定部１４２０は、対応する動作単位（Ｆａｂ全体）の現在の稼働情報（Ｆａｂ稼働情報１２３１）を取得し、取得したＦａｂ稼働情報１２３１を入力として、対応する動作単位（Ｆａｂ全体）の状態を示す状態情報を推定する。また、状態推定部１４２０は、推定した状態情報をエージェント部１４１０に送信する。

【0183】

なお、図１４では、Ｆａｂレイヤデジタルツインの機能構成について示したが、生産管理処理が実行される場合、他のデジタルツインも、同様の機能構成のもとで同様の処理が実行されるものとする。

【0184】

＜Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１の機能構成の詳細＞
次に、生産管理処理を実行するＦａｂレイヤデジタルツイン１２１１の機能構成の詳細について説明する。図１５は、Ｆａｂレイヤデジタルツインの機能構成の詳細を示す図である。

【0185】

図１５に示すように、状態推定部１４２０は、状態推定モデル１５２１を有する。状態推定モデル１５２１は、Ｆａｂ稼働情報１２３１を入力として、Ｆａｂ全体の状態を示す状態情報を推定する。状態推定モデル１５２１が推定する状態情報には、Ｆａｂ全体の状態に関する任意の情報が含まれる。

【0186】

エージェント部１４１０は、事象検出モデル１５１１、判断部１５１２、送信部／受信部１５１３、解析モデル１５１４を有する。

【0187】

事象検出モデル１５１１は、状態推定モデル１５２１にて推定された状態情報を入力として、Ｆａｂ全体が次に処理すべき処理量について、変更が必要な事象の発生有無及び事象の種類を推定する。

【0188】

判断部１５１２は、事象検出モデル１５１１にて事象が発生していないと推定された場合、現在の稼働情報に基づいて、Ｆａｂ全体が次に処理すべき処理量を算出するとともに、各基板処理装置に割り当てる処理量を算出する。また、判断部１５１２は、各基板処理装置に割り当てる処理量を含む会話内容を、送信部／受信部１５１３に通知する。

【0189】

このとき、判断部１５１２では、基板製造プロセス全体（ここでは、Ｆａｂ全体）の指標値を最適化するように、Ｆａｂ全体が次に処理すべき処理量、及び、各基板処理装置に割り当てる処理量を算出する。なお、ここでいう指標値は、上記第１の実施形態と同様であり、基板製造プロセス全体の歩留まり、基板製造プロセス全体の単位時間あたりの処理量、基板製造プロセス全体の消費エネルギ等のサブ指標値が含まれるものとする。

【0190】

また、判断部１５１２は、事象検出モデル１５１１にて事象が発生したと推定された場合に、事象検出モデル１５１１から事象の種類を取得する。また、判断部１５１２は、取得した事象の種類に基づいてＦａｂ全体が次に処理すべき処理量を変更するとともに、各基板処理装置に割り当てる処理量を変更する。また、判断部１５１２は、各基板処理装置に割り当てる処理量を含む会話内容を、送信部／受信部１５１３に通知する。

【0191】

送信部／受信部１５１３は、判断部１５１２から通知された会話内容を、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインに送信する。また、送信部／受信部１５１３は、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインから送信された会話内容（応答）を受信し、解析モデル１５１４に入力する。また、送信部／受信部１５１３は、解析モデル１５１４から出力された会話内容を、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインに送信する。

【0192】

なお、送信部／受信部１５１３が１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインとの間で会話内容を送受信するにあたっては、階層間ルール記憶部１５１５に記憶された階層間ルールに従って、送受信が行われる。

【0193】

また、送信部／受信部１５１３が１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインとの間で送受信する会話内容は、情報記憶部１５１６に記憶される。

【0194】

解析モデル１５１４は、送信部／受信部１５１３から通知された会話内容（応答）を入力として、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインに送信する会話内容を出力する。生産管理処理の場合、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインに送信された、処理量の割り当てに対して、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインのいずれかから、実行可否に関する情報が送信される。このため、解析モデル１５１４では、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインから送信された、実行可否に関する情報を入力として、新たな処理量の割り当てを算出する。

【0195】

解析モデル１５１４では、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインとの会話内容の送受信を繰り返すことで、最適な処理量の割り当てを導出し、１階層下位に位置する装置レイヤデジタルツインに送信する。

【0196】

なお、図１５の例は、最上位の階層に位置するＦａｂレイヤデジタルツイン１２１１の機能構成の説明であったため、送信部／受信部１５１３は、１階層下位に位置するデジタルツインに対してのみ会話内容を送信した。しかしながら、他の階層に位置するデジタルツインの場合にあっては、１階層下位に位置するデジタルツインと、１階層上位に位置するデジタルツインの両方に、会話内容が送信されるものとする。ただし、いずれの会話内容をいずれの階層に位置するデジタルツインに送信するかは、階層間ルール記憶部１５１５に記憶された階層間ルールに従うものとする。

【0197】

＜生産管理処理において階層間で送受信される会話内容の具体例＞
次に、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１による生産管理処理において、階層間で送受信される会話内容の具体例について説明する。図１６は、生産管理処理時に階層間で送受信される会話内容の一例を示す図である。

【0198】

ステップＳ１６０１において、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、Ｆａｂ稼働情報１２３１に基づいて推定した状態情報から事象の有無を判定したうえで、Ｆａｂ全体が次に処理すべき処理量を算出する。また、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、基板処理装置１３０＿１、１３０＿２に割り当てる処理量を算出する。このうち、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、基板処理装置１３０＿１に割り当てた処理量を含む会話内容として、「ＸＸ月ＹＹ日までに装置１はＡをα個処理しなさい」を、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１に送信する。

【0199】

ステップＳ１６０２において、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、会話内容を送信したことに応じて、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１より、会話内容（応答）として、「完了しました」を受信する。

【0200】

続いて、ステップＳ１６１１において、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、基板処理装置１３０＿２に割り当てた処理量を含む会話内容として、「ＸＸ月ＹＹ日までに装置２はＢをβ個処理しなさい」を、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２に送信する。

【0201】

ステップＳ１６１２において、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２は、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１から送信された会話内容に基づいて、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１に送信する会話内容を出力する。具体的には、会話内容として、「条件ｂで処理しなさい」を出力し、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１に送信する。なお、このタイミングで、ＭＣレイヤ１２４０内において、トラブル（基板処理装置１３０＿２が次に処理すべき処理量について、変更が必要な事象）が発生したとする。

【0202】

ステップＳ１６１３において、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１は、次に処理すべき処理量について変更が必要な事象が発生したことを検知し、会話内容として、「トラブルが発生しました」を、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２に送信する。

【0203】

ステップＳ１６１４において、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２は、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１から送信された会話内容（応答）に基づいて、基板処理装置１３０＿２が実行可能な処理量を導出する。これにより、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２は、導出した処理量を含む会話内容として、「装置２はＢを（β－ｎ）個しか処理できません」を、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１に送信する。

【0204】

ステップＳ１６１５において、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２は、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１より送信された会話内容（応答）に基づいて、トラブルに対する最適な解消方法を導出する。また、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２は、導出した解消方法を含む会話内容として、「在庫パーツＺを使って復旧してください」を、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１に送信する。

【0205】

一方、ステップＳ１６１６において、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２より送信された会話内容（応答）に基づいて、基板処理装置１３０＿１、１３０＿２に割り当てる処理量を変更する。このうち、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、割り当てを変更した後の基板処理装置１３０＿２の処理量を含む会話内容として、「ＸＸ月ＹＹ日までに装置２は、Ｂを（β－ｎ）個処理しなさい」を、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２に送信する。

【0206】

ステップＳ１６１７において、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２は、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１から送信された会話内容に基づいて、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１に送信する会話内容を出力する。具体的には、会話内容として、「条件ｂ’で処理しなさい」を出力し、ＭＣレイヤデジタルツイン１２１３＿１に送信する。

【0207】

ステップＳ１６１８において、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、割り当てを変更した後の処理量を含む会話内容を送信したことに応じて、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿２より、会話内容（応答）として、「完了しました」を受信する。

【0208】

ステップＳ１６２１において、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、割り当てを変更した後の処理量を含む会話内容として、「装置１は、追加でＡをγ個処理しなさい」を、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１に送信する。

【0209】

ステップＳ１６２２において、Ｆａｂレイヤデジタルツイン１２１１は、割り当てを変更した後の処理量を含む会話内容を送信したことに応じて、装置レイヤデジタルツイン１２１２＿１より、会話内容（応答）として、「完了しました」を受信する。

【0210】

＜生産管理処理の流れ＞
次に、生産管理処理の流れについて説明する。図１７は、生産管理処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１７では、最上位以外の所定の階層に位置するデジタルツインによる、生産管理処理時の動作について説明する。

【0211】

ステップＳ１７０１において、所定の階層に位置するデジタルツインは、１階層上位の階層に位置するデジタルツインから、割り当てられた処理量を含む会話内容を受信する。

【0212】

ステップＳ１７０２において、所定の階層に位置するデジタルツインは、対応する動作単位の現在の稼働情報を取得する。

【0213】

ステップＳ１７０３において、所定の階層に位置するデジタルツインは、取得した稼働情報に基づいて、対応する動作単位の状態を示す状態情報を推定する。

【0214】

ステップＳ１７０４において、所定の階層に位置するデジタルツインは、推定した状態情報に基づいて、対応する動作単位が次に処理すべき処理量についての変更が必要な事象の発生有無を監視する。

【0215】

ステップＳ１７０５において、所定の階層に位置するデジタルツインは、処理量について変更が必要な事象が発生したか否か、及び、事象の種類を判定する。ステップＳ１７０５において、事象が発生していないと判定した場合には（ステップＳ１７０５においてＮＯの場合には）、ステップＳ１７０８に進む。

【0216】

一方、ステップＳ１７０５において、事象が発生したと判定した場合には（ステップＳ１７０５においてＹＥＳの場合には）、ステップＳ１７０６に進む。

【0217】

ステップＳ１７０６において、所定の階層に位置するデジタルツインは、１階層上位の階層に位置するデジタルツインに、発生した事象と、実行可能な処理量とを含む会話内容を送信する。

【0218】

ステップＳ１７０７において、所定の階層に位置するデジタルツインは、１階層上位の階層に位置するデジタルツインより、割り当てが変更された後の処理量を受信する。

【0219】

ステップＳ１７０８において、所定の階層に位置するデジタルツインは、受信した処理量に基づいて、１階層下位の階層に位置するデジタルツインに割り当てる処理量を導出する。

【0220】

ステップＳ１７０９において、所定の階層に位置するデジタルツインは、１階層下位の階層に位置するデジタルツインに、割り当てた処理量を含む会話内容を送信する。

【0221】

ステップＳ１７１０において、所定の階層に位置するデジタルツインは、１階層下位の階層に位置するデジタルツインより、事象を含む会話内容（応答）を受信したか否かを判定する。ステップＳ１７１０において、事象を含む会話内容（応答）を受信したと判定した場合には（ステップＳ１７１０においてＹＥＳの場合には）、ステップＳ１７０６に戻る。

【0222】

一方、ステップＳ１７１０において、事象を含む会話内容（応答）を受信していないと判定した場合には（ステップＳ１７１０においてＮＯの場合には、ステップＳ１７１１に進む。

【0223】

ステップＳ１７１１において、所定の階層に位置するデジタルツインは、生産管理処理を終了するか否かを判定する。ステップＳ１７１１において、生産管理処理を終了しないと判定した場合には（ステップＳ１７１１においてＮＯの場合には）、ステップＳ１７０２に戻る。

【0224】

一方、ステップＳ１７１１において、生産管理処理を終了すると判定した場合には（ステップＳ１７１１においてＹＥＳの場合には）、生産管理処理を終了する。

【0225】

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、サイバーフィジカルシステム１２００において、サイバー空間を形成し、フィジカル空間の基板製造プロセスを管理する管理システムは、
・複数のデジタルツインを有する。また、複数のデジタルツインは、各基板処理装置の機能を実現するハードウェアの動作単位に対応しており、動作単位の階層関係に応じた階層構造を有する。
・いずれかのデジタルツインにおいて検出された事象に基づく情報（例えば、変更後の処理量の割り当て）が、異なる階層に位置するデジタルツインとの間で送受信されるように、複数のデジタルツインを接続する伝送経路を有する。

【0226】

このように、動作単位に対応するデジタルツインを形成し、階層構造に応じた伝送経路を介して情報を送受信することで、第３の実施形態に係る管理システムによれば、上記第１及び第２の実施形態と同様の効果を享受することができる。加えて、第３の実施形態に係る管理システムによれば、生産管理処理等の特定の処理を、効率的に実行することが可能となる。

【0227】

［その他の実施形態］
上記第１乃至第４の実施形態では、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎを、それぞれ、別体の管理装置として構成したが、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎは、一体の装置として構成してもよい。この場合、一体の装置上で、ｎ台の管理装置を仮想的に（つまり、仮想マシンとして）動作させるように構成してもよい。

【0228】

また、上記第１乃至第４の実施形態では、基板処理装置１３０＿１～１３０＿ｎに対応する管理装置１２０＿１～１２０＿ｎが、それぞれ、単体で管理プログラムを実行するものとして説明した。しかしながら、１台の基板処理装置（例えば、基板処理装置１３０＿１）に対応する管理装置（例えば、管理装置１２０＿１）が、例えば、複数台のコンピュータにより構成されてもよい。そして、複数台のコンピュータそれぞれに管理プログラムをインストールすることで、管理プログラムが分散コンピューティングの形態で実行されてもよい。

【0229】

また、上記第１乃至第４の実施形態では、管理装置１２０＿１～１２０＿ｎの補助記憶装置２０３への管理プログラムのインストール方法の一例として、ネットワークを介してダウンロードして、インストールする方法について言及した。このとき、ダウンロード元については特に言及しなかったが、かかる方法によりインストールする場合、ダウンロード元は、例えば、管理プログラムをアクセス可能に格納したサーバ装置であってもよい。また、当該サーバ装置は、ネットワークを介して管理装置１２０＿１～１２０＿ｎそれぞれからのアクセスを受け付け、課金を条件に管理プログラムをダウンロードするクラウド上の装置であってもよい。つまり、当該サーバ装置は、管理プログラムの提供サービスを行うクラウド上の装置であってもよい。

【0230】

また、上記第１乃至第４の実施形態では、複数の管理装置１２０＿１～１２０＿ｎを含む管理システムにおいてサイバー空間が形成されるものとして説明したが、管理システム以外においてサイバー空間が形成されてもよい。例えば、サーバ装置１１０＿１～１１０＿３においてサイバー空間が形成されてもよい。

【0231】

また、上記第１乃至第４の実施形態では、モデルの詳細について言及しなかったが、上記第１乃至第４の実施形態において用いられるモデルは、例えば、深層学習を含む機械学習モデルであってもよく、例えば、
・ＲＮＮ（Recurrent Neural Network）、
・ＬＳＴＭ（Long Short-Term Memory）、
・ＣＮＮ（Convolutional Neural Network）、
・Ｒ－ＣＮＮ（Region based Convolutional Neural Network）、
・ＹＯＬＯ（You Only Look Once）、
・ＳＳＤ（Single Shot MultiBox Detector）、
・ＧＡＮ（Generative Adversarial Network）、
・ＳＶＭ（Support Vector Machine）、
・決定木、
・Ｒａｎｄｏｍ Ｆｏｒｅｓｔ
等のいずれかであってもよい。

【0232】

なお、代替的に、ＧＡ（Genetic Algorism）、ＧＰ（Genetic Programming）など、遺伝的アルゴリズムを用いたモデル、あるいは、強化学習により学習されたモデルであってもよい。

【0233】

あるいは、上記第１乃至第４の実施形態で用いられるモデルは、ＰＣＲ（Principal Component Regression）、ＰＬＳ（Partial Least Square）、ＬＡＳＳＯ、リッジ回帰、線形多項式、自己回帰モデル、移動平均モデル、自己回帰移動平均モデル、ＡＲＸモデルなど、深層学習以外の一般的な統計解析によって得られるモデルであってもよい。あるいは、上記モデルを組み合わせて用いてもよい。

【0234】

なお、機械学習モデルを学習する際には、例えば、図８の説明の際に“入力”として用いるデータと、“推定”されるデータとを予め取得しておき、それぞれのデータを「入力データ」及び「正解データ」とした学習用データが用いられてもよい。

【0235】

また、上記第１の実施形態では、３通りの接続態様について示したが、デジタルツインの接続態様はこれらに限定されない。また、各デジタルツインが主体となって実行する処理に応じて、接続態様を変更するように構成してもよい。

【0236】

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【0237】

本出願は、２０２０年１２月２５日に出願された日本国特許出願第２０２０－２１７７７９号に基づきその優先権を主張するものであり、同日本国特許出願の全内容を参照することにより本願に援用する。

【符号の説明】

【0238】

１００ ：サイバーフィジカルシステム
１２０＿１～１２０＿ｎ ：管理装置
１３０＿１～１３０＿ｎ ：基板処理装置
３１０ ：サイバー空間
３３０ ：フィジカル空間
７１０ ：エージェント部
７２０ ：状態推定部
７３０ ：モデル予測制御部
８１１ ：事象検出モデル
８１２ ：判断部
８１３ ：送信部／受信部
８１４ ：解析モデル
８２１ ：状態推定モデル
８３１ ：予測モデル
８３２ ：目的関数部
８３３ ：最適化部
８３４ ：検証部
１０００ ：サイバーフィジカルシステム
１０１０ ：サイバー空間
１２００ ：サイバーフィジカルシステム
１２１０ ：サイバー空間
１４１０ ：エージェント部
１４２０ ：状態推定部
１５１１ ：事象検出モデル
１５１２ ：判断部
１５１３ ：送信部／受信部
１５１４ ：解析モデル
１５２１ ：状態推定モデル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】