MES 是什麼？晶圓廠的電腦怎麼知道每一批晶圓走到哪

MES 是 Manufacturing Execution System 的縮寫，中文叫製造執行系統。在晶圓廠裡，MES 是記住每一批晶圓的那套電腦系統：這一批叫什麼、要走哪幾百道步驟、現在在哪一站、下一站去哪。廠裡常說的派工、進站、出站，都要經過它。

晶圓廠為什麼需要 MES？

想像寄宅配：每個包裹有一個單號，每經過一站就掃一次。MES 有點像這樣，只是它不只記，還會告訴每一站這一批該怎麼做，並在做之前把不對的擋下來。

晶圓廠特別需要它：一批晶圓要走幾百道步驟、做好幾個月；晶片一層一層疊上去，每疊一層就回黃光、蝕刻再走一次；晶圓又長得都一樣，站在機台前，分不出它做到第 3 層還是第 30 層。所以「下一步做什麼」不能靠人記。

很多種工廠都有 MES。國際上公開的參考模型把它放在中間一層：上面管訂單和計畫，以月、週、天計；下面直接控制機台，以秒、甚至更短的時間計；MES 管的事，以天、班、小時、分鐘計。

跟著一批晶圓走：MES 每一步在做什麼？

第 1 步：投片，拿到批號和路線

• 做什麼：投片那一刻，MES 給這一批一個批號，記下裡面有哪幾片，再把它要走的路線掛上去：幾百道步驟，每一步用哪一種機台、照哪一份條件做。每一片晶圓的邊上，也用雷射刻著自己的編號。
• 為什麼：從這一刻起，「做到第幾步」只有路線知道（投片那天的事，見「投片是什麼？」）。
• 不這樣會怎樣：只能靠人記做到哪；漏一步或多做一步，可能過好幾站才發現。

第 2 步：到了一站，派工決定先做誰

• 做什麼：同一種機台前面常排著好幾批。派工系統讀 MES 的資料：每一批在哪、急不急、還剩多少時間，哪幾台機台現在能做，照規則排出每一台的下一批。
• 為什麼：機台少、貨多，排的順序決定每一批要等多久。哪幾批優先，是生管先排的計畫（見「生管在做什麼？」）；急件怎麼插隊，見「Hot lot 是什麼？」。
• 不這樣會怎樣：資料不即時，就可能把貨派給已經停了的機台，或讓快過期的一直排在後面。

第 3 步：進機台之前，先核對

醫院給藥前，護理師會先掃病人的手環、再掃藥，確認對的人、對的藥。貨進機台前，MES 也做差不多的事：

• 這一批該不該在這裡？ 照路線，它的下一步是不是這一站。跑錯站、跳站，就在這裡攔下來。
• 機台能不能做？ 狀態要是「可以生產」：正在保養、當機、修好還沒測機過的都不行；保養已經到了不能再延的時候，也該先停下來保養。機台還要有這一步要的那一份條件。
• 用哪一份 recipe？ 系統照路線帶出來，開成工單，片號和 recipe 都不用人選、不用人抄（見「Recipe 是什麼？」）。要人自己選時，下錯一份就是 MO（見「MO 是什麼？」）。
• Q-time 有沒有超過？ 從前面某一站做完那一刻算起，多半是上一站。超過了，晶圓表面可能已經變了，不能直接照原路往下走（見「Q-time 是什麼？」）。

為什麼要在做之前核對？因為機台不知道自己拿到錯的貨，會照錯的條件很準地做完，很多步驟做了就回不去。四樣都對，這一批才「進站」（英文常叫 track-in）：機台讀盒子上的編號，對了才開門，把晶圓一片一片拿進去。

第 4 步：做完出站，記下這一站

• 做什麼：機台做完，MES 記下一行：哪幾片、哪一台（有好幾個腔體的，常連哪一個腔也查得到）、哪一份 recipe、誰操作、幾點進、幾點出；這一站有量測的，量到的數字也跟著批號存起來。然後出站。
• 為什麼：後面的事都靠這一行：有 Q-time 的，從這一刻開始倒數；量到的數字要畫上管制圖。
• 不這樣會怎樣：少記一筆，以後查的人會以為那幾片沒碰過這台機台。

第 5 步：出了問題，就 Hold

• 做什麼：量到的數字出界、Q-time 過了、機台做到一半出狀況，這一批就在 MES 上被 hold 住：系統不再派它，它也進不了下一站，直到有人決定怎麼處置（見「Hold 是什麼？」）。
• 為什麼：可能有問題的貨每多走一站，就是在可能壞了的晶圓上再花一次工。
• 不這樣會怎樣：只靠口頭講一聲，換了班，就可能有人把它放進下一台。

第 6 步：往下一站

• 做什麼：沒問題的貨照路線往下一站，搬運系統照派工的決定，叫天車把盒子送過去（見「晶圓怎麼在廠裡移動？」）。
• 為什麼：MES 知道下一站要哪一種機台，盒子不用等人想。
• 不這樣會怎樣：靠人記、靠人推，盒子容易送錯台。

同樣的幾步，重複幾百次。

MES 跟其他系統怎麼接在一起？

晶圓廠裡不只一套系統，各看各的：

系統	看什麼
搬運系統	天車把哪一盒送到哪裡
量測	膜多厚、線多寬、對得準不準
SPC	把量到的數字畫成管制圖，看製程有沒有在飄
FDC	機台感測器的數字：壓力、溫度、氣體流量
APC	照量到的數字，算下一批要調多少

把它們接起來的，是同一個批號、同一台機台、同一個時間。MES 像一本總帳，大家都拿「哪一批、在哪一台、幾點」去對。所以一個數字出界時，查得出要擋哪幾批：SPC 的點跑出界線、FDC 發現機台怪怪的，線上的人就照異常處置流程 OCAP，在 MES 上把可疑的貨 hold 住。各系統的事，見「SPC 管制圖是什麼？」「FDC 是什麼？」「APC 是什麼？」；量測怎麼做，見「晶圓廠怎麼知道做對了沒？」。

紀錄為什麼要一直留著？

因為出事時要能往回查，這叫追溯。品質管理的國際標準也要求：需要追溯的產品要認得出是哪一個，並留下追溯要用的紀錄。

舉個假設的例子：今天早上，一台蝕刻機的監控片量出來出界，上一次正常是昨晚十點。第一件事是查 MES：昨晚十點到現在，這台做過哪幾批、各走到哪一站。這幾批先全部 hold，再一批一批判。查得到，只擋那幾批；查不到，只能把一整段時間的貨全擋下來，或是賭它們沒事。

反過來，某幾批測出來特別差，也能比它們走過的機台，找出只有壞的才走過的那一台（見「根本原因分析是什麼？」）。晶片出廠很久才出狀況，要查的還是當年那幾行。所以每一行都要記對、記全、留得夠久。

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」，顧蝕刻區。晚班 19:45，MES 跳出一則警示：P-2E08 的 Q-time 剩 30 分，交接單上卻沒有這一批。你打開批號查詢，一行一行找出 Q-time 從哪裡算起、又是誰把它放在儲位架上。有時派工系統還會斷線，所有機台的進出站都卡住，正在跑的貨停不停，由你決定。當品保工程師，午班要把機台實際跑的和 MES 記的一段一段對起來。

遊戲裡的公司、人物、批號、機台和時間都是虛構的，系統畫面是簡化的示意，也把派工系統和 MES 當成同一套。MES 怎麼運作，照公開的一般資料寫，實際的系統和做法每家公司不一樣。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話，白話解釋」查。