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晶圓廠裡約 5 分鐘

Hold 是什麼?一批晶圓被擋下來之後,放行、重工、報廢誰決定

Hold 的意思,是把一批晶圓扣在原地、不准往下一站走,直到有人決定它怎麼辦。晶圓廠一發現不對勁,最先做的事之一就是 Hold:先擋住,再查、再判。判的結果大致三種:沒問題就放行,照原本的路走下去;能補救的就重工,把那一步重做;救不回來的就報廢。英文常說 lot hold、hold lot。

出了問題,晶圓廠照什麼順序做?

大致分六步:

  1. 發現:有人或有系統看到不對。
  2. 擋住:把這一批 Hold 住,可能也中了的別批一起擋(圍堵)。
  3. 照表處理:照事先寫好的 OCAP 一步一步做。
  4. 決定這批怎麼辦:放行、重工,還是報廢。
  5. 找根本原因。
  6. 改了以後不再發生。

這篇講前四步。後兩步,見「根本原因分析是什麼?」。

有一個例外:氣體外洩、化學品外洩、火警這種會傷人的事,第一步是讓人照疏散路線離開,貨和機台都排在後面(氣體為什麼要那麼小心,見「晶圓廠用哪些氣體?」)。

第 1 步:發現不對

做什麼:訊號有好幾種。量測的數字超出規格;管制圖上的點跳出界線(見「SPC 管制圖是什麼?」);機台的感測器數字不對,FDC 發通知(見「FDC 是什麼?」);或是人看到的,例如機台亮紅燈停下來、片子上有一道刮痕。

為什麼:越早發現,中的貨越少。

不這樣會怎樣:問題跟著晶圓一站一站往下走,等到最後才看到,已經又多做了好幾批。

第 2 步:擋住:先 Hold 這一批,再劃出範圍

  • Hold 住這一批,寫清楚原因:在 MES(記著每一批貨在哪一站的系統)上把它 hold 住,系統就不會再派它進下一站;同時寫下看到什麼、誰負責處置,盒子上也貼標籤。為什麼:還不知道壞在哪,錯的貨多走一站,就多一站要收拾。不這樣:原因沒寫,接手的下一班不知道為什麼不能動、該問誰,貨就在架上躺著沒人管。
  • 劃出範圍,把可能中的也擋住:問一句「還有誰也中了?」同一台機台、同一段時間做過的批,從上一次確定沒問題的那一刻算起,都算可能中了,先全部擋住再判,MES 查得到是哪幾批。為什麼:機台出狀況,很少只壞一片。不這樣:只擋看到的那一批,同樣有問題的別批照樣往下走,最後可能走到客戶手上。

第 3 步:照 OCAP 處理,機台修好先測機

做什麼:照那一台、那一種異常的 OCAP 走:機台先停、確認數字沒有量錯、通知 on-call 的工程師(見「OCAP 是什麼意思?」)。

為什麼:出事可能在半夜,照著事先寫好的順序做,不用等人想。

不這樣會怎樣:各憑記憶做,這一班和下一班做的不一樣,還可能漏掉一步。

機台修好,也不是馬上放貨。設備把機台交回來,只代表它會動;要先跑幾片測機片,確認做出來的結果在規格內,製程也確認過,才復機、讓貨進去。不這樣:修的地方萬一哪裡沒弄好,第一批放進去的貨又中了。測機用的晶圓,見「控片、擋片、監控片是什麼?」。

第 4 步:決定這批怎麼辦:放行、重工、報廢

做什麼:一片一片看紀錄和量測結果,決定每一片的去留,這叫判片。同一批可以分開判:幾片報廢、幾片重工,其他照跑。

判的結果什麼時候接下來
放行查清楚沒事,例如重新量一次,數字回到界線內解除 hold,照原本的路走
放行,附偏差單沒完全照規定走,但判斷還能用寫清楚哪裡不一樣、為什麼能用、誰簽的;單子一直跟著這批
重工那一步還能重做或補做例如黃光還沒蝕刻,可以洗掉光阻重來;做完再量一次
報廢救不回來從這批剔除

為什麼要一片一片判:判得太鬆,壞的走到後面才被發現;判得太嚴,好好的晶圓也丟掉。而且越後面的站,報廢越貴:一片晶圓要走幾百道步驟、花上幾個月,越接近做完,身上累積的工就越多。重工也有代價:多跑一趟,多等好幾個小時。

最後,解除 Hold:判完、處置也做完,才把 hold 解開。誰解的、為什麼可以解,也要記下來。不這樣:之後有人來查,說不清楚這批為什麼走了。

放行、重工、報廢,誰決定?

不是一個人說了算。常見的分工是:

很多工廠把這種跨部門一起判的會叫 MRB(material review board,物料審查委員會)。叫法和分工各廠不同,道理一樣:不合規定的貨要標示、隔開,處置要留下紀錄,看得出是誰核准的。

Hold 住的貨,為什麼不能一直放著?

被 hold 住的貨不會自己動,時間卻照樣在走:

  • 生產週期變長:一片晶圓本來就要做好幾個月,hold 又多等一段(見「一片晶圓要做多久?」)。
  • Q-time 在倒數:有些站做完,下一站要在時間內開始。hold 的時候倒數照走,超過了,本來沒事的貨也可能要重工(見「Q-time 是什麼?」)。
  • 交期往後延:客戶在等的貨被擋下來,生管要重排、算出會晚多久,再由業務告訴客戶(見「生管在做什麼?」)。

所以每一個 hold 都要寫清楚原因、有人負責,也要說得出大概什麼時候判;擋下來不等於做完了。

Q-time 是什麼的示意圖:時間軸上,上一站做完就開始倒數,下一站要在 Q-time 上限之前開始,才能照原本的路走下去;超過上限就不准往下走,看情況重工、先 Hold 住請工程師判斷,或整片報廢。
Q-time 從上一站做完的那一刻開始倒數,下一站要在上限之前開始;超過了,輕的重工,做不回來的報廢,中間的先 Hold 住等工程師判斷。示意圖,不代表真實的時間長短。

在 fab24hr 裡

主線「晶片的一生」第 6 章「那通電話」,你是這週 on-call 的蝕刻製程工程師。凌晨 02:47 起,夜班的阿豪打電話找你:ETCH-03 的 A 腔跳 alarm,一批急件 H-2417 的第 7 片卡在腔體裡。你在電話裡交代:A 腔掛 down,第 7 片不要硬取,前 6 片拆批出來先送清洗,其他整批 hold。清洗機前排了三批,誰先洗由你排。04:05,阿豪傳來交接單草稿,hold 原因和處置負責人兩格是空的:要撥回去補上,還是回一個「好」,由你決定;空著的話,洗好的那 6 片在系統上沒跟著 hold,差點被派往下一站。

第 7 章「救火」,早上沒有人先告訴整合的雅婷,她的貨為什麼被 hold。設備的阿凱說,他們換完零件交回來的只是「機台會動」,做出來的對不對,要等你測機過了才算。測機過了,別的貨可以進;H-2417 還 hold 著,要等量測看過第 7 片剩下多厚,雅婷才判得了要不要補。

從品保那一邊看: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」。四個班照你打開網站的時間排;深夜班「放還是擋」,一批 25 片的貨清晨六點半就要上車,抽 5 片有 2 片刮痕:全部再看一次、整批先擋,還是只拿掉一片。

遊戲裡的公司、人物、批號、機台和流程內容都是虛構的;Hold 和出了問題的處理順序、分工,照品質管理標準的一般說法和公開的學術資料寫,實際的叫法、分工和表單每家工廠不一樣。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主線「晶片的一生」第 6 章「那通電話」,凌晨 02:47,夜班打電話到你家:蝕刻機 ETCH-03 停了,一片急件卡在腔體裡,哪些先 hold、交接單上怎麼寫,從這通電話開始;第 7 章「救火」,機台修好要先測機,被 hold 的急件還在等整合判。

在 fab24hr 裡,凌晨 02:47,電話響了:機台停了,急件卡在裡面。清洗機前三批誰先洗、交接單上的 hold 原因要不要補上,由你決定。

玩第 6 章,半夜在電話裡把一批急件先 hold 住

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〈Hold 是什麼?一批晶圓被擋下來之後,放行、重工、報廢誰決定〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/lot-hold/
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