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晶圓廠裡約 5 分鐘

晶圓廠的變更管理是什麼?改一個條件為什麼要那麼多人簽

變更管理(change control)是晶圓廠要改任何一個製程條件之前,一定要走的流程:先寫清楚要改什麼、為什麼,評估會影響到哪裡,小量試做、比對,相關的人看過、簽了,必要時先通知客戶,才正式改;改完還要繼續盯著。溫度高幾度、時間多幾秒、換一種氣體、加一台新機台、換一家材料供應商,都算。要寄給客戶的那份變更通知,常叫 PCN。

為什麼不能覺得更好就直接改?

因為晶片是幾百道步驟疊出來的,一個改變常常不在這一站露出來。

舉個例子:清洗時多泡幾秒,這一站可能洗得更乾淨;可是藥液也會把底下那一層多吃掉一點點。這一站量不出問題,要等晶圓做完、量電性的時候(WAT,見「WAT 是什麼?」),才發現某個數字偏了,中間已經又走了幾十站。有些影響要晶片用了很久才看得出來,所以改了製程,常要重做可靠度測試,例如讓晶片在高溫下連續跑大約六個星期的 HTOL(見「預燒是什麼?」)。

另一個原因是客戶:客戶拿這顆晶片設計自己的產品、驗過,驗的就是「用這一套做法做出來的」。每一批都做得一樣,客戶才敢一直用下去。量產照著做的那一套標準叫 POR,它鎖得那麼緊,就是這個原因。

什麼算「變更」?

製造業常把會變的東西分成四類,叫 4M:人、機台、材料、方法。在晶圓廠,後三種的例子像這樣:

  • 機台:讓一台沒做過這一站的機台來做、換一種不同規格的零件。同樣的數字,換一台機台,做出來可能不一樣。
  • 材料:換一家供應商的氣體、藥液,或供應商改了配方。
  • 方法:改 recipe 裡的數字(溫度、時間、氣體流量、功率),或多一個、少一個步驟。

保養時換上同規格的新零件,一般算保養;但換完照樣要測機。

變更要走哪幾步?

下面是常見的七步,各廠的名稱和細節不一樣。

  1. 提出變更:寫清楚要改什麼、為什麼改。後面每個人都從「為什麼」開始判斷。沒寫清楚,別人只能猜,日後也查不回來。
  2. 評估影響:查這一站有哪些產品在用、後面哪幾站會受影響、風險多大,風險大的要驗得更多。同一站常不只做一種產品,只顧眼前這一個,可能碰壞另一個。
  3. 小量試做、量、比對:先用測試用的晶圓,或用分片實驗讓幾片走新條件、留一組不改的對照,常要看好幾批。有對照,才分得出是新條件造成的,還是剛好那一批不一樣。一開始就拿整批客戶的貨試,錯了就是一整批。
  4. 相關的人看過、簽:看改到哪裡,請製程、製程整合、品保、設備的人看資料、簽名。每個人看的地方不一樣:這一站、後面幾站、出貨的品質、機台吃不吃得消。只有一個人點頭,就只看了一個角度,其他地方的問題沒人看到。
  5. 必要時通知客戶,等客戶回覆:會影響到客戶的,先發 PCN(下一節)。客戶要時間評估自己的產品會不會受影響。沒通知就改,客戶事後才發現,信任就沒了。
  6. 正式改 recipe、文件、訓練:系統裡換成新版本、舊版停用(見「Recipe 是什麼?」),SOP 跟著改,照著做的人在開工前先學過。機台、文件和人,要照的是同一套。系統改了、紙上沒改,夜班可能照舊的做。
  7. 改完持續盯:新條件上線後,量到的數字照樣畫在管制圖上,剛改完的頭幾批看得更仔細(見「SPC 管制圖是什麼?」)。試做的那幾批,不一定碰得到量產的每一種情況。沒人盯,問題可能要到客戶那裡才看得到。

PCN 是什麼?什麼時候要通知客戶?

PCN 是 product/process change notice 的縮寫,中文常叫「產品變更通知」或「製程變更通知」:供應商寄給客戶的一份文件,寫改了什麼、為什麼改、預計會有什麼影響。

不是每一個改變都要發。公開的業界標準把變更分成兩種:可能影響外形、組裝、功能、品質或可靠度的,算大變更,一定要通知;小變更要不要通知,看雙方事先的約定。換一個廠做、改製程、換材料,常是大變更。

通知也要早。業界常見的做法,是至少在改過的貨第一次出貨前 90 天通知;想提早出貨,要客戶同意,或雙方另有約定。車子這種要用很多年的產品,要求更嚴,改了常要照標準重新驗證(見「新聞說的「車用晶片」有什麼不一樣?」)。

臨時變更、偏差單是什麼?跟 APC 的自動補正差在哪?

管多久例子
變更從此以後都照新的改 POR 裡的一個數字
臨時變更有結束的時間,到了改回原本的機台等零件的這幾天,先用另一組條件撐著
偏差單只管單子上的那一批(或幾批)這一批等太久、超過時間上限,工程師判斷還能用

臨時變更一樣要申請、要簽,還要寫清楚什麼時候結束;最怕的是撐過去了,卻沒人記得改回來。偏差單會一直跟著那一批貨,之後出了問題查得到。

APC 的補正是另一回事:每一批量完,系統照事先設計好的規則,只調說好的那幾個數字,讓下一批更準(見「APC 是什麼?」)。反過來,人臨時去動一個鎖住的數字,就算結果看起來沒事,也是一個沒走流程的變更。

稽核在查什麼?

稽核,是有人照事先說好的要求,來看「寫的」和「做的」對不對得上(見「品保(QA)在晶圓廠做什麼?」)。有工廠自己查自己的內部稽核,也有客戶派人來查的客戶稽核。

講到變更,常看兩件事:現場用的文件和 recipe 是不是最新、核准過的那一版;每一次改變有沒有紀錄:改了什麼、為什麼、資料在哪、誰簽的。品質管理的國際標準也要求,生產上的變更要留下審查的結果和誰核准的紀錄。紀錄也不只給稽核看:哪天出了事,要靠它查出是哪一次改變、從哪一批開始。

在 fab24hr 裡

按「進廠」、選「打工人的一天」,在「今天你是」卡片上點「量產廠」,左右滑到製程工程師,名字下面再點「清洗」,就是清洗製程工程師。早班「往上爬的顆粒」,你可以先把 WET-05 的浸泡時間加長撐著、換酸排到下午;這樣選,何課長會說:「加長浸泡時間是臨時變更,單子我簽了。」晚班「比較強的槽液」,新換的槽液比較強,早上加長的時間如果沒改回來,就會洗過頭。

滑到設備工程師再點「清洗」,晚班「太強了」更直接:監控片蝕刻掉的量貼著上限,你可以請製程把浸泡時間改回來、跑監控片確認,也可以自己把加熱器調低幾度,讓今晚的貨先過。後者快,可是製程的條件表上沒有這一筆。

主線「晶片的一生」第 4 章「提早兩週」,研發線的技轉清單上有 POR,也有客戶的同意書;第 5 章「最後一格」,你要填 POR 的最後一格,量產廠會照著用好幾年。

遊戲裡的公司、人物、機台編號和數字都是虛構的;變更管理怎麼走,照品質管理與業界標準的一般說法寫,實際的名稱、表單和誰要簽,每家公司不一樣。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。

在遊戲裡你會在哪裡遇到它當清洗製程工程師(量產廠 › 製程 › 清洗),早班可以先把浸泡時間加長撐著,何課長簽的是一張臨時變更;晚班新換的槽液比較強,那個加長的時間要改回來。

在 fab24hr 裡,臨時變更簽了字還不算完:撐過了早上,晚上要有人記得改回來。

當清洗製程工程師玩,早上的臨時變更晚上要改回來

給老師:這一篇可以搭配「在課堂上玩 fab24hr」用在課堂上。

引用這篇〈晶圓廠的變更管理是什麼?改一個條件為什麼要那麼多人簽〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/change-control/
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