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晶圓廠裡約 5 分鐘

機台的 Alarm 和 Warning 是什麼?為什麼不能隨手按掉

機台的 Warning 是提醒:某個數字開始不對勁,但機台還能繼續跑,通常亮黃燈。Alarm 是警報:比較嚴重的異常,機台常會自己停下來,通常亮紅燈。晶圓廠的機台一天會叫很多次,大部分不是大事,所以很容易犯的錯,就是沒看清楚就按掉。

Alarm 和 Warning 差在哪?

用手機來想:電量快沒了,跳出一個提醒,你還能繼續用,這像 warning;電量低到撐不住,手機自己關機,這像 alarm。

機台也一樣。Warning 的時候,機台照常做,只是提醒該有人來看一眼,例如某個氣體流量靠近上限、還沒超過。Alarm 的時候,正在做的那一步可能中斷,機台停下來等人。有大學無塵室的機台操作手冊就這樣分:「硬」的 alarm 會讓正在跑的製程中止,「軟」的只提醒,製程繼續跑。

各廠、各機台的叫法和分法不太一樣,大方向相同。機台頭上的三色燈怎麼亮、為什麼黃燈最容易被忽略,見「機台上的紅黃綠燈是什麼意思?」。

機台怎麼知道該叫了?

機台裡有很多感測器,一直在量壓力、溫度、氣體流量。每個數字都有人事先設好界線,超過了就叫。

一種常見的做法,是同一個數字設兩條線:比較靠近正常的那條碰到了,只發 warning;再往外那條碰到了,才發 alarm、停下來。裡面那條提早叫,好處是早一點發現,代價是比較常「狼來了」。

這些數字怎麼被一直盯著、界線怎麼訂,見「FDC 是什麼?」;量出來的結果怎麼用管制界線判斷,見「SPC 管制圖是什麼?」。

互鎖是什麼?為什麼有時候機台不讓你動?

除了叫人,機台還有一種更硬的保護,叫互鎖(interlock):危險的條件還在,某些動作就做不了。

生活裡最常見的是微波爐:門一打開,它就停;門沒關好,按了也不會動。機台也一樣,例如蓋板打開、碰得到裡面的高壓電或射頻電源時,電就送不出去。

互鎖的好處是不必靠人記得:條件不對,機台自己擋下來。所以遇到互鎖,該做的是處理好擋住它的那個狀況,不是想辦法繞過去。

Alarm 響了,一步一步怎麼處理?

各廠細節不同,大致的順序是這樣:

第 1 步:先看清楚是什麼 alarm、裡面有沒有貨

  • 做什麼:到機台前看螢幕:哪一台、哪一個腔體、哪一個 alarm、停在哪一步,裡面有沒有晶圓、是哪一批。
  • 為什麼:原因可能差很多;晶圓在不在裡面、停在哪一步,決定下一步怎麼做。
  • 不這樣會怎樣:沒看清楚就動手,卡在裡面的晶圓可能又被搬一次。

第 2 步:照 OCAP,先把損害停住

  • 做什麼:照這台機台的異常處置流程 OCAP 一格一格做:該停的停住,可能受影響的貨 hold 住。
  • 為什麼:OCAP 是事先寫好的順序,半夜人又累又慌,照著做最不會漏。
  • 不這樣會怎樣:一邊猜一邊照跑,後面的貨可能跟著做壞。

OCAP 寫些什麼、為什麼要事先寫好,見「OCAP 是什麼意思?」。

第 3 步:通知該通知的人

  • 做什麼:打給負責的工程師:機台本身的問題找設備,貨的問題找製程;半夜就打給 on-call 的人,說清楚看到什麼、已經做了什麼。
  • 為什麼:要不要打開機台修、卡在裡面的晶圓還能不能用,要懂的人來判斷。
  • 不這樣會怎樣:自己硬處理,可能把小問題弄大;拖到天亮才說,機台又多停幾個小時。

半夜線上的人和工程師怎麼接力,見「技術員和工程師差在哪?」。

第 4 步:確認原因,再 reset

  • 做什麼:等原因找到、排除了,才把錯誤狀態清掉、讓機台重新開始,這叫 reset。
  • 為什麼:reset 不會修好任何東西,它只是把「出錯了」這個狀態清掉。
  • 不這樣會怎樣:原因還在,同一個 alarm 很快又跳,而且可能更糟(下一節說)。

第 5 步:留下紀錄

  • 做什麼:寫下幾點響、什麼 alarm、做了哪些事、誰處理;機台自己的 alarm 紀錄也留著,不要清掉。沒處理完的,寫進交接單。
  • 為什麼:同一個 alarm 反覆出現,可能是零件慢慢變壞的前兆;有紀錄,才看得出「又來了」。
  • 不這樣會怎樣:每次都像第一次,等到大出事,才發現它其實叫過很多次。

為什麼不能一直按 reset?

按一下 reset,燈變綠、機台又能跑,看起來最快。可是:

  • 問題沒解決:讓它停下來的原因還在,alarm 會回來。
  • 可能傷到晶圓或機台:機台會停,常是因為再做下去會出事。晶圓沒貼好就硬再跑,或卡在半路又被搬一次,晶圓和零件都可能受損。

有大學無塵室的操作手冊寫得很直接:出現 alarm,先停下製程,排除了問題、或通知管理機台的人之後,才能繼續。

警報疲勞是什麼?

提醒響得太頻繁、大多又沒事,人就會開始習慣性地按掉,這叫警報疲勞(alarm fatigue)。醫院很早就在討論這件事:病床旁的監測儀器一直嗶嗶叫,大部分不需要處理,醫護人員慢慢就聽而不聞,甚至把音量調小、把界線調寬。

工廠也一樣。同一個聲音聽了一百次都沒事,任何人都會開始習慣;麻煩的是,真正要緊的那一個,聽起來跟其他的一模一樣。這不只是哪一個人不夠認真,所以解法也不只是叫大家更小心,而是讓警報本身變少、變準。

怎麼讓真正要緊的 alarm 不被淹沒?

工業上有專門管警報的做法,叫警報管理。常見的幾個原則:

  • 每一個警報,都要有人該做事:響了卻不需要任何人做什麼的,就不該當警報,可以改成只記下來。
  • 界線要定得合理:太緊,一點正常的晃動就叫;太鬆,等它叫已經來不及。
  • 太常響的,回頭調:定期看紀錄,找出最常響的那幾個:是界線不對、感測器壞了,還是真的有問題?數字在界線上下晃、一直響一直停的,加一點緩衝。
  • 分輕重:最要緊的排在最前面,讓人一眼看到。

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「製造部」。四個班照你打開網站的時間排。深夜班 02:47,蝕刻機 ETCH-03 的 A 腔亮紅燈、跳 alarm,裡面卡著急件 H-2417 的第 7 片。夜班的阿豪說,通常按 reset 再跑一次就過了;OCAP 寫的是:機台 alarm,先通知工程師。你可以照 OCAP 打給 on-call 的製程,也可以先按一次 reset 試試看。按下去,機台想了三秒,又跳了同一個 alarm,下面多了一行:WAFER NOT CHUCKED,晶圓吸不住。

當蝕刻製程工程師(滑到製程工程師、名字下面點「蝕刻」),早班到 ETCH-03 看 alarm 紀錄:這三天有 6 次同樣的黃燈 warning,每一次都被按掉了。晚班留下來的話,A 腔的 He 流量會碰到警示線,亮起黃燈:「He 流量接近上限。機台可以繼續跑。」你可以按掉下班,也可以開一張單給夜班。

遊戲裡的公司、人物、機台編號和數字都是虛構的;alarm 和 warning 是什麼、怎麼處理,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。

在遊戲裡你會在哪裡遇到它當製造部,深夜班 02:47 蝕刻機 ETCH-03 亮紅燈、跳 alarm,你可以照 OCAP 打給 on-call,也可以先按一次 reset;當蝕刻製程工程師,晚班 He 流量碰到警示線、亮起黃燈,按掉還是開單由你決定(晶片的一生第 9 章)。

在 fab24hr 裡,凌晨 02:47 機台跳 alarm,按一次 reset 只要一秒;那一秒之後會發生什麼,玩一次就知道。

當製造部玩,02:47 機台跳 alarm:先打電話,還是先按 reset

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〈機台的 Alarm 和 Warning 是什麼?為什麼不能隨手按掉〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/what-is-alarm/
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