FDC 是什麼？機台的感測器怎麼一直被盯著

FDC 是 fault detection and classification 的縮寫，中文叫「故障偵測與分類」。在晶圓廠，它是盯著機台的監控系統：機台每跑一片晶圓，壓力、溫度、功率、氣體流量都一直在記；FDC 拿這些數字跟「正常的樣子」比，一超出範圍就發通知叫人，再幫忙判斷是哪一類問題。FDC 這三個字母在別的領域各有別的意思；這篇講的是晶圓廠的機台監控。

機台一直在記什麼？

拿一台蝕刻機來說，它在跑的時候，裡面的感測器一直在量：

• 壓力：密閉的腔體裡，氣壓是多少。
• 功率：送進去點電漿的電有多少，又有多少沒送進去、反彈回來（電漿見「電漿是什麼？」）。
• 氣體流量：每一種氣體每分鐘流進去多少，單位常寫成 sccm。
• 溫度：例如晶圓底下那座載台有多熱。
• 背面的氦氣：幫晶圓散熱的那一層（He 背壓），流量越高，代表漏得越多，常是晶圓沒貼緊。

這些數字照時間一筆一筆記下來，常常一秒就記上一筆，每一片晶圓都留下一整組曲線，多到只能交給電腦看。

像運動手環記心跳：跑步時心跳快很正常，坐著發呆時突然那麼快才奇怪。FDC 也一樣，要看「在這一步，這個數字平常是多少」。

半導體製造的教科書把量分成兩種：量晶圓（膜多厚、線多寬），和量機台（壓力、功率、溫度）。量測看前一種，FDC 看後一種。

為什麼不等量測就好？

因為量測要等，而且只抽幾片。晶圓做完、送去量，才知道膜厚或線寬對不對（見「晶圓廠怎麼知道做對了沒？」）；機台定時跑的監控片，也是隔一段時間才一片（見「控片、擋片、監控片是什麼？」）。兩次量測中間，機台可能已經做了好幾批。

FDC 每一片都看，而且在做的當下就看。有論文這樣比：做完才抽檢，一出事可能牽連很多片；做的時候盯著，有機會在正在做的那一片就發現，牽連的少得多。

FDC 怎麼做？一步一步看

第 1 步：記下每一片跑的曲線

• 做什麼：每一片跑的時候，把感測器的數字存成曲線，標好是哪一台、哪一個腔、哪一片、做到 recipe 的第幾步。
• 為什麼：同一個數字，在 recipe 的不同步本來就不一樣；知道是哪一步、哪一片，才比得了。
• 不這樣會怎樣：只留一個總平均，看不出哪一步出問題，也查不到是哪幾片。

第 2 步：跟「正常的樣子」比

• 做什麼：拿過去一段做得好的片子，訂出每一步正常會落在哪個範圍，這就是門檻。常見的做法是把曲線照 recipe 的步驟切開，每一段取幾個代表的數字（例如平均）來比。
• 為什麼：機台每一片都會晃一點，要分出「平常的晃」和「真的不一樣了」。
• 不這樣會怎樣：門檻隨便訂，不是一直叫，就是該叫的時候不叫。

第 3 步：超出範圍，發通知叫人

• 做什麼：哪個數字超出門檻，FDC 就發通知給顧這台機台的人，寫清楚是哪一台、哪一個數字、哪一片。
• 為什麼：越早有人知道，下一片越有機會不必跟著壞。
• 不這樣會怎樣：數字默默超出，沒人看到，等量測發現，已經晚了好幾批。

第 4 步：看是哪一類問題（分類）

• 做什麼：判斷這一則是什麼：真的有東西壞了（例如管某一種氣體流量的零件漏氣、零件磨耗），是感測器自己斷了一下，還是本來就會跳的正常變化（例如 recipe 換到下一步的那一下）。這就是 FDC 裡的 C：分類。
• 為什麼：不同的問題，要找的人和做法都不一樣。
• 不這樣會怎樣：每一則都當真，人跑斷腿；都當誤報，真的那一則就被關掉。

第 5 步：確定有問題，照 OCAP 處理

• 做什麼：照事先寫好的處置流程 OCAP 走：機台先停、可能做壞的那幾片 hold 住、通知工程師；修好之後測機，過了才復機。
• 為什麼：先把損害止住，原因可以等一下再找。
• 不這樣會怎樣：一邊查一邊照跑，查的這段時間又多做壞幾片。

OCAP 寫些什麼，見「OCAP 是什麼意思？」；hold 住之後怎麼決定，見「Hold 是什麼？」。

門檻要設多緊？

這是 FDC 最難的地方。

• 太緊：一點正常的晃動就叫。研究蝕刻機資料的論文寫過：正常的晃動本來就不小，真正的問題卻常只差一點點。叫太多，人就會習慣把通知按掉。工業上的警報管理標準，把太常響、不必要地響的警報叫「擾人的警報」；它一多，真正要緊的那一則聽起來跟其他的一模一樣。
• 太鬆：安靜了，卻漏掉慢慢變壞的那一種。例如靜電吸盤一天磨一點，背面的氦氣一天多漏一點，每一片都還在範圍裡。只看「這一點有沒有超過」的檢查，對這種慢慢的小偏移本來就不靈敏，所以也要看趨勢：是不是一片比一片高。

門檻也不是訂一次就好：機台保養、換了零件，曲線的樣子可能跟著變。訂門檻、顧門檻都很花工夫，所以也有研究讓系統自己從資料學什麼叫正常，想同時少一點誤報和漏報。

FDC 跟 SPC、APC 差在哪？

三個縮寫常一起出現，看的東西不一樣：

	看什麼	什麼時候看	回答的問題
FDC	機台感測器的曲線	做的當下，每一片	機台是不是怪怪的？
SPC	量出來的結果，點在管制圖上	做完、量完	製程還跟平常一樣嗎？
APC	量出來的結果跟目標差多少	量完，下一批之前	下一批要調多少？

SPC 的管制圖怎麼看，見「SPC 管制圖是什麼？」；APC 怎麼算補正，見「APC 是什麼？」。FDC 判斷超不超出，很多也借用管制圖的想法，只是點上去的是機台的數字，不是量測值；也有不少資料把 FDC 算進 APC。

三個常一起用：FDC 在做的時候抓「機台出事了」，SPC 看「製程有沒有在飄」，APC 把下一批調回目標。FDC 留下的資料，也能拿來照機台的狀況排保養（見「機台保養（PM）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」，左右滑到設備工程師，名字下面點「蝕刻」，就是蝕刻設備工程師。晚班「一直誤報」，你留下來寫維修報告，FDC 一則一則叫你：ETCH-05 的反射功率在 recipe 換步的那一秒跳一下；MET-01 的載台真空掉到 0 又馬上回來，是感測器的訊號斷了。每一則都要選：去現場看，還是關掉。阿凱傳訊息說，蝕刻那幾組的門檻是半年前趕著訂的；要不要放寬 20%，由你決定。沒放寬，21:00 會多一則 ETCH-03 A 腔的 He 流量：不是跳上去，是一點一點爬上去。

主線「晶片的一生」第 5 章「最後一格」，你是研發線的蝕刻研發製程工程師：要交給量產廠的 POR 只差一格，He 流量的 alarm 上限。三個月的線上有三個尖峰：感測器接頭鬆了、保養後的第一片，只有一個是靜電吸盤磨耗。寫 12，三個月響三次，一次是真的；寫 16，一次都不響。第 6、7 章是兩個月後的量產廠：02:47 ETCH-03 停機，往前翻，He 流量三天來一路往上爬，黃燈的 warning 被按掉了 6 次。

遊戲裡的公司、人物、機台編號和數字都是虛構的；FDC 是什麼、怎麼用，照公開的一般資料寫，各廠的做法不一樣。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話，白話解釋」查。