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晶圓廠裡約 5 分鐘

SOP 是什麼?晶圓廠的標準作業程序

SOP 是 Standard Operating Procedure 的縮寫,中文叫標準作業程序,也有人說標準作業流程:把一件事每一步怎麼做寫下來的文件,讓不同的人、不同的班來做,做出來都一樣。一份公開的 SOP 撰寫指引這樣定義它:一套書面的指示,記下一個組織裡例行、重複在做的事。在晶圓廠,機台怎麼開、保養怎麼拆裝、氣瓶怎麼換,都有自己的 SOP。

有點像組裝家具的說明書:第一步拿哪兩塊板子、第二步鎖哪幾顆螺絲,照著做,誰來組都一樣。差別是在晶圓廠做錯一步,賠上的可能是一整批晶圓。

SOP 這三個字母是什麼意思?

  • Standard:標準,大家照同一套。
  • Operating:作業、操作,平常在做的事。
  • Procedure:程序,一步接一步的做法。

晶片封裝的名字裡也有 SOP,那是 Small Outline Package 的縮寫:一種從兩邊伸出細腳的封裝,跟這篇講的文件是兩回事(見「晶片的封裝有哪些樣子?」)。

SOP 跟 recipe、OCAP 差在哪?

先說 recipe:它是給機台照著跑的數字:溫度、氣體、秒數(見「Recipe 是什麼?」)。SOP 是寫給人看的:做哪些動作、照什麼順序、核對什麼。OCAP 也寫給人看,但只管出了異常的時候照什麼順序處理(見「OCAP 是什麼意思?」)。所以人照 SOP 放貨、核對,機台照 recipe 跑;跳了警報,就照 OCAP 走。

晶圓廠裡的 SOP,在管哪些事?

各廠分法不一樣,常見的有這幾類:

  • 機台操作:開機、放貨前核對什麼、跑完看哪些數字、怎麼關機。一些大學的無塵室把規定公開在網路上,也是這樣:每一台機台有自己的 SOP,使用者先受過那一台的訓練,才准自己操作。
  • 保養:PM 時拆哪裡、換什麼、照什麼順序裝回去、裝完檢查哪幾項(見「機台保養(PM)是什麼?」、「機台修好了,為什麼還要『測機』?」)。職業安全的資料提醒,保養常見的失誤就在裝回去、重新開起來的時候:裝錯、漏一步、安全裝置沒接回去。
  • 不常做、但遇到就要做對的事:例如緊急停機、停機後怎麼重新開起來。管高危險化學製程的安全法規,也有要求操作程序把這些情況寫進去。
  • 化學品和氣體:換一瓶特殊氣體、補化學品、修東西前上鎖掛牌:每一步、穿戴什麼、要不要兩個人,都寫在 SOP 裡(見「在晶圓廠工作安全嗎?」)。

一份 SOP 怎麼來、怎麼改?一步一步看

各廠的名稱、表單和誰簽不一樣,常見的順序是這樣:

  1. 寫:由真正做這件事的人和懂機台的工程師一起寫,一步一個動作,照做的順序排。那份指引也要熟悉這件工作的人來寫,寫得短、不模稜兩可。寫的人不懂現場,寫出來跟真的做法對不上,大家只好照自己的習慣做。
  2. 審:另一個懂的人看過、核准,才發到現場。寫的人最難看見自己漏掉的那一步。沒人審,錯的那一步就直接變成「標準」。
  3. 訓練、確認看懂:先由有經驗的人帶著學、做給他看,確認會了、留下訓練紀錄,才自己做。讀過不等於會做,所以那類安全法規也要雇主確認員工真的懂了,並記下怎麼確認的。沒確認就上手,第一次練習就是在產品上。
  4. 照做、留紀錄:做的時候 SOP 在手邊,做完一步勾一步,數字當場記。靠記憶最容易漏;藥品製造的法規也要求照書面程序做、當下記錄,偏離了要寫下理由。不記,下一班就不知道做到哪一步(見「晶圓廠交接班在交接什麼?」)。
  5. 發現不對就提出、走流程改版:發現哪一步不對、少一步、做不到,就提出來,照規定的流程改版:新版一樣要審過、核准,改完再教一次。動到製程條件的,還要走變更管理(見「晶圓廠的變更管理是什麼?」)。紙上那一步改了,下一個人才會跟著改。各自在現場換個做法,就變成紙上一套、現場一套。
  6. 舊版收回:新版一發行,舊版從現場和系統收回,或清楚標成作廢。品質管理的國際標準也要求文件在要用的地方拿得到、改版要有控管。兩版同時在,總會有人拿到舊的。

就算沒人提出,SOP 也會定期拿出來重看,確認還跟現場的做法一樣。

為什麼「照 SOP 做」還是會出錯?

有 SOP,不等於不會錯。常見的有四種:

  • 步驟沒寫清楚,或少寫一步:保養完要把一個閥轉回自動,SOP 上卻沒有這一行。每一步都照做了,閥還是停在手動。
  • 拿到舊版:SOP 改了,手上那份還是舊的。職業安全的公開資料整理過,程序沒被照著做,常見的原因是寫錯了、過時了、太難用,或要用時不在手邊。
  • 跳步驟:趕時間,或覺得這一步多餘(「剛裝好的,應該不會漏」)。研究人為失誤的資料指出,規定做不到、時間太趕,是人跳過規定的常見原因;跳久了,大家甚至不覺得那是在跳。
  • SOP 沒想到的情況:SOP 寫的是平常。遇到沒寫到的,就停下來、打電話問,不要自己猜(見「技術員和工程師差在哪?」)。

好的 SOP,怎麼讓人容易照著做?

  • 短、清楚、用現場的說法:一步一個動作;讓用的人參與寫、參與找問題。
  • 放在做事的地方:貼在機台旁、櫃門上,不用回辦公室翻。
  • 重要的地方寫出為什麼:例如超出範圍會怎樣、該怎麼修正,前面那類安全法規就要求寫進操作程序。研究程序的論文也指出,照做的人不懂一步的理由,有時會覺得它多餘而跳過。
  • 最要緊的幾步,兩個人做:一個唸、一個做。飛機駕駛艙的檢查表也常一個人唸、另一個人確認回答。
  • 能讓系統擋的,不只靠提醒:讓錯的那一步做不出來,叫防呆(見「MO 是什麼?」)。

大家一直跳過同一步時,先問為什麼。常常該改的是那份 SOP,不是那個人。

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」。早班「開腔」,你要換 ETCH-03 A 腔的 ESC(靜電吸盤):拆和裝各是一張步驟清單,從上鎖掛牌、等腔體降溫,到裝新的、抽真空、測漏。每一步寫著要花幾分鐘,製造部的小芸隔一陣子就打來問「幾點會好?」。有幾步旁邊寫著「可以省」,例如測漏:「剛裝好的東西,應該不會漏。」照做的話,阿凱會說:「測漏抓到一個。剛裝好的東西,最常漏。」如果你先在卡片上點「研發線」、當過設備商的駐廠工程師,晚班「季底」請客戶多給一天再測,服務報告上寫了「換 ESC 後,接頭要測漏」,這張清單就會多這一行,測漏也不能省了。

滑到廠務工程師、名字下面點「氣體化學品」:深夜班「值夜」,WET-02 的補酸閥保養完停在手動,保養單上沒有「做完轉回自動」那一行;凌晨三點半,你可以補上這一行,也可以留給白天。早班「換瓶」,惠如說:「程序貼在櫃門上。我唸一步,你做一步。」當蝕刻製程工程師,午班 16:30 的檢討會上,部經理問:「SOP 上明明寫了下貨前要核對。為什麼還是會錯?」結論是:「所以要改的是那一步,不是那個人。」

遊戲裡的公司、人物、機台編號、步驟和分鐘數都是虛構的;SOP 是什麼、怎麼寫、怎麼改,照公開的一般資料寫,實際的格式和誰簽,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蝕刻設備工程師(量產廠 › 設備 › 蝕刻),早班開腔換 ESC,拆和裝各是一張步驟清單,有幾步寫著「可以省」;當廠務工程師(量產廠 › 廠務 › 氣體化學品),早班換瓶,程序貼在櫃門上,一個人唸、一個人做。

在 fab24hr 裡,步驟清單上有幾步寫著「可以省」:省不省由你決定,省掉的那一步,之後會回來找你。

當蝕刻設備工程師玩,照步驟清單把機台修好

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〈SOP 是什麼?晶圓廠的標準作業程序〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/what-is-sop/
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