SPC 管制圖是什麼？OOC 和 OOS 差在哪

SPC 是統計製程管制（statistical process control）的縮寫，意思是用統計看製程穩不穩：把每一次量到的數字畫在一張管制圖上，看它還是不是跟平常一樣。圖上有兩種界線，超出哪一種，名字就不一樣：OOC（out of control，超出管制界線）是「跟平常不一樣了」，OOS（out of spec，超出規格）是「已經不合格了」。前者是警訊，後者是出事。

管制圖在看什麼？用上班通勤來想

假設你每天搭車上班，平常大約 30 分鐘：有時 27，有時 33，看紅綠燈的運氣。公司規定 9 點前到，你每天 8 點出門。

• 有一天花了 45 分鐘：8:45 到，沒遲到，可是跟平常差太多，路上一定出了什麼事。
• 連續 8 天，每天都比 30 分鐘多一點：31、32、31、33……每一天都不離譜，也都沒遲到，可是這麼多天都偏同一邊，大概是路上開始施工了。
• 有一天花了 65 分鐘，9:05 才到：遲到了。

前兩種是「跟平常不一樣」，就像 OOC；最後一種是「已經不合格」，就像 OOS。管制圖做的事，就是把每天的數字排成一列點，讓人一眼看出是哪一種。

管制圖上那三條線是什麼？

晶圓廠每量完一批，例如蝕刻後的線寬，就在圖上點一個點。點照時間一個接一個往右排，圖上有三條橫線：

• 中心線：這個製程平常的平均值。
• 管制上限、管制下限：通常畫在中心線上下各「三個標準差」的地方。標準差是統計上量「平常會晃多大」的一把尺。製程沒變、數字的分布又接近常見的鐘形（常態分布）時，點幾乎都落在這兩條線中間，一千點裡大約只有不到三點會跑出去。

重點是：這幾條線是用這個製程自己的數據算出來的，拿它穩定時的一段紀錄來算。它說的是「這一步、這台機台，平常就長這樣」，跟客戶要什麼無關。

晶圓廠裡幾乎每一個重要的數字都有自己的管制圖：膜厚、線寬、上下兩層對得多準，還有監控片上的微粒數。這些數字怎麼量，見「晶圓廠怎麼知道做對了沒？」。管制圖這個方法很老了，1920 年代由美國的休哈特（Walter Shewhart）提出，今天的工廠還在用。

規格界線又是什麼？跟管制界線差在哪？

規格界線是客戶或設計要的範圍：例如線寬要在幾奈米到幾奈米之間，做出來的東西才算合格。它回答的是「這東西能不能用」，跟製程平常晃多大無關。

	管制界線	規格界線
從哪裡來	製程自己的數據算出來	客戶或設計要求
回答的問題	跟平常一樣嗎？	合格嗎？
超出了叫	OOC	OOS
像通勤的	比平常慢很多	遲到了

製程平常晃得夠小的時候，管制界線會落在規格界線裡面，所以 OOC 常常比 OOS 先出現：東西還沒做壞，就先看到製程在變。這正是管制圖的用處。

反過來，如果算出來的管制界線比規格界線還寬，代表這個製程平常就晃得太大：就算每一點都「跟平常一樣」，還是會做出不合格的東西。這時要改的是製程本身，業界說它的「製程能力」不夠。

還沒超出界線，為什麼也算 OOC？

如果製程沒變，數字又是上下對稱地晃，每一點落在中心線上面或下面的機會差不多一半一半，像丟銅板。連丟 8 次都是反面，機率是 256 分之一。所以真的看到連續 8 點都在中心線下面，比較可能的解釋是：有東西變了。

這種判斷的方法，叫判讀規則。常見的有：

• 一點跑出管制界線。
• 連續好幾點落在中心線同一邊（常見的是 8 點，也有用 9 點的）。
• 連續 6 點一路往上，或一路往下。

後兩條抓的是「慢慢變」：零件一點一點磨耗、化學液一點一點用掉，每一點都還在界線裡，整串點卻一直往同一邊走。用哪幾條、幾點才算，各廠自己訂。規則用得越多，越早發現，誤報也越多：只用第一條，照同樣的常態分布來算，大約三百七十點會誤報一次。

為什麼不乾脆看到偏一點就調？

管制圖的另一半用處，是告訴你什麼時候不要動。製程每天都有很多小原因加起來的自然晃動，那是它本來的樣子。把這種晃動當成異常，看到偏一點就去調機台，反而會越調越晃；品管教科書裡有名的「漏斗實驗」，示範的就是這件事。

所以 SPC 把變化分成兩種：界線裡、忽上忽下的小晃動，先別理；跑出界線，或排成一個方向的，才要找原因。

出了 OOC，貨就不能用了嗎？

不一定。OOC 說的是「製程變了」，那一批也許還在規格裡。可是它還是要處理：常見的做法是先把那批 Hold 住，再量一次，因為數字變了，也可能是量測機自己偏了。接下來照一份事先寫好的流程走，叫 OCAP（見「OCAP 是什麼意思？」）。最後由工程師決定：放行，還是留著再查。看管制圖、判 OOC 的，多半是那一站的製程工程師（見「製程工程師和設備工程師差在哪？」）。

出了 OOS 呢？

OOS 就是已經不合格了。那一批通常先 Hold，再由工程師判怎麼辦：還能重做的就重工，做不回來的可能只能報廢。還要往回想：上一次量起來正常之後，同一台機台還做過哪些貨？它們可能也有問題。不是每一批都量，所以兩次量測之間隔得越久，要追回來的貨就越多。

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」，左右滑到製程工程師，在名字下面點「蝕刻」，就是蝕刻製程工程師。早班剛好遇到 OOC 的兩種樣子：

• 量測機 MET-01 上，蝕刻後的線寬連續 8 點落在中心線下方，一點比一點低，卻沒有一點超出管制界線。往回對日期，第一個偏低的點是三天前。
• 10:40 雅婷打來：量測室那一批 OOC，線寬比管制上限高一點，還在規格裡，還掛著 Hold。放行要寫備註；留著，貨就要多等。

16:30 檢討會之後，可以回量測機看一眼：機台換完零件，線寬回到中心線上下了沒有。早班和午班還可能遇到隨機事件：薄膜機 CVD-02 的膜厚管制圖連續 8 點偏上，要「還在規格內，照跑」，還是照 OCAP 先請薄膜課看機台？製程整合工程師的晚班，也有一張慢慢往上的接觸電阻管制圖，要往前面幾站找是誰先動的。遊戲裡的公司、人物、機台編號和數字都是虛構的；「連續 8 點」照的是業界常見的一種規則，各廠用的點數不同；SPC、OOC、OOS 是什麼，照公開的一般資料寫。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話，白話解釋」查。