品保(QA)在晶圓廠做什麼?
品保是「品質保證」的簡稱(英文 quality assurance,常縮寫成 QA),在晶圓廠裡顧的是出去的東西靠得住:貨離開工廠之前,有人看過、說可以走;出了問題,查得到原因,也追得到對策真的做完。製程工程師顧每一站做得對不對,設備工程師顧機台會不會動(見「製程工程師和設備工程師差在哪?」);品保看的是另一件事:該走的路,有沒有走、夠不夠。
品保(QA)和品管(QC)差在哪?
用便當店來想。出餐前看一眼便當,菜有沒有裝錯、有沒有異物,這是品管(quality control,QC)。管整間店的做法:食材怎麼收、冰箱幾度、出了事怎麼查,讓每一個便當都不容易出錯,這是品保。
國際的品質管理標準(ISO 9000 系列)也是這樣分:品管著重在把品質要求做到,品保著重在讓人有信心:品質要求會被做到。
| 品管 QC | 品保 QA | |
|---|---|---|
| 看的是 | 做出來的東西 | 整套做法 |
| 問的問題 | 這一批合格嗎? | 憑什麼相信每一批都合格? |
| 常做的事 | 量測、檢驗、抽樣 | 訂程序、稽核、追異常、跟客戶說明 |
品質管理學者戴明有句常被引用的話:檢查來得太晚,東西是好是壞,做出來的時候就定了。所以品保想做的,是讓壞的不容易做出來,不只是把壞的挑出來。品管常被看成品保裡的一部分,兩者也可能在同一個部門;名稱和分工,每家公司不一樣。
出貨之前,品保在看什麼?
晶圓離開工廠、送去封測之前,有最後一次檢查,叫出貨檢驗。看兩種東西:
貨很多,不可能每一片都仔細看,所以常照事先訂好的抽樣表抽幾片,用抽到的結果決定這一批能不能走。
抽樣也會漏。假設一盒 25 片裡有 3 片有問題,抽 5 片來看,算起來大約有一半的機會,抽到的 5 片剛好都是好的。所以一旦抽到問題,常要把整批再看一次,不能只拿掉抽到的那一片。
檢查沒做完,貨就不放行;放行的紀錄上,要看得出是誰說可以走的。有問題的貨,要先標示、隔開,免得被誤出貨。
有時候一批貨沒有完全照規定走,例如兩站之間等得比上限久了一點(見「Q-time 是什麼?」),工程師判斷還能用,就寫一張偏差單:哪裡不一樣、為什麼還能用、誰簽的。有些情況還要客戶同意。品保看的是這張單寫清楚了沒有、該簽的人簽了沒有。
客戶說晶片有問題,品保怎麼查?
客戶發現晶片不會動,或某一批的良率比平常差(見「新聞說的「良率」是什麼?」),品保常是接這件事的窗口之一。先問清楚:哪一批、什麼現象、在哪一步發現的。
退回來的東西,常先開一張退貨單,英文縮寫叫 RMA。接著做失效分析,先做不會破壞它的檢查,再一步一步打開:先看外觀、重測電性、照 X 光,最後才打開外殼,或做切片看斷面。一打開,就回不去了。
也要往回查紀錄:MES 記著每一批貨走過哪幾台機台、什麼時候、用哪一份 recipe,查得到同一段時間走過同一台的還有哪幾批。
最後回一份報告給客戶。常見的格式叫 8D,廠裡的檢討報告也常用它:發生了什麼、怎麼圍堵、原因是什麼、怎麼不再發生。車用晶片的客戶要求更嚴,常用「每一百萬顆裡壞幾顆」來算,越接近零越好。
廠裡出了異常,品保追什麼?
機台跳警報、有人操作出錯(見「MO 是什麼?」),修機台、找原因的主要是製程和設備;品保追的是這件事有沒有走完一圈:
- 先圍堵:把可能有問題的貨攔下來,再清查別批有沒有也中了。
- 找根本原因:不只問「為什麼壞了」,也問「為什麼沒有早一點被攔下來」。常用連問五個為什麼,或畫魚骨圖把可能的原因分類排開。
- 定對策:每一項都要有人認領、有日期。
- 水平展開:別的機台、別的產品,有沒有同樣的洞。
- 確認有效:到期那天看證據,不是聽說做完了就算。
品保也會回頭看平常的紀錄:管制圖有沒有人在看(見「SPC 管制圖是什麼?」),出了異常,有沒有照 OCAP 走(見「OCAP 是什麼意思?」)。對不上的地方,重點不在誰漏了,而在程序哪裡讓人容易漏。
稽核是什麼?誰查誰?
稽核,是照事先說好的要求,有計畫地去看「寫的」和「做的」對不對得上,並留下紀錄。常分三種:
- 內部稽核:工廠自己查自己。
- 客戶稽核:客戶來查供應商的工廠和流程。
- 第三方稽核:獨立的驗證機構來查,例如工廠符不符合 ISO 9001(品質管理系統的國際標準),符合才發證書。
稽核常看文件是不是最新版、紀錄有沒有留、上次的問題改了沒有。找到的缺失,也跟異常一樣:有人改、有日期、做完要有證據。
品保跟誰一起工作?
- 製程、設備工程師:出了異常一起查;他們修,品保追到做完。
- 製程整合:一片晶圓留不留(判片)、偏差單能不能簽,常要一起看(見「製程整合工程師(PIE)在做什麼?」)。
- 製造部:出貨檢驗、hold 住的貨、交接(見「晶圓廠的製造部在做什麼?」)。
- 生管:貨擋下來、交期要晚,一起重排(見「生管在做什麼?」)。
- 封測廠:晶圓的下一站,也有自己的品保(見「OSAT 是什麼?」)。有些廠的品保也管可靠度,例如抽一部分晶片做 HTOL 壽命試驗(見「預燒是什麼?」)。
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「品保工程師」。四個班照你打開的時間:
- 深夜班「放還是擋」:這週的品保 on-call 是你。凌晨一點多,夜班的阿豪打來:25 片的貨明早六點半要上車,抽了 5 片,有 2 片邊緣有刮痕,其中一道刮進了放晶片的地方。全部再看一次、整批先擋,還是只拿掉那一片,由你決定。
- 早班「照計畫走」:10:00 去蝕刻區,拿 OCAP 把凌晨 ETCH-03 停機的那一夜一步一步對過。三項對不上,要記成「夜班沒做」,還是「表單和計畫缺項」?
- 午班「怎麼記」:14:05,ETCH-05 手動下貨出了狀況。你先留下現場,把機台跑過的和 MES 記的一片一片對起來。
- 晚班「寫給客戶」:寫一份書面說明給客戶,再把檢討會定的三個對策做成追蹤表:誰、哪一天、做完怎麼算。
主線「晶片的一生」第 12 章「出貨前一晚」,你是封測廠的客戶窗口,封測廠的品保美華拿出貨前清單跟你一項一項對:「缺一張紀錄,就不放行。」
遊戲裡的公司、人物、批號、機台和數字都是虛構的;品保在做什麼,照品質管理標準的一般說法和統計品管的公開資料寫,實際的分工、名稱和表單每家公司不一樣。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品保工程師(量產廠 › 品保工程師),深夜班在家接到夜班的電話:出貨前抽到刮痕,放還是擋;早班十點拿 OCAP 去蝕刻區,把凌晨那一夜一步一步對過。
在 fab24hr 裡,品保是貨出廠之前最後看過的人:抽到刮痕放不放、紀錄怎麼寫、客戶怎麼講,都由你決定。
當品保工程師玩,顧好貨出廠前的最後一關給老師:這一篇可以搭配「在課堂上玩 fab24hr」用在課堂上。
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