那天 CPK 報告出來，全場沉默了三秒
還記得好幾年前，輪到我顧一個新的蝕刻機台。剛導入的時候，良率衝很高，CPK 都維持在 1.3 以上，整個團隊爽到不行。結果好景不常，大概過了三個月吧，有天早會，ME 突然丟出一張 CPK 報告，上面某個關鍵尺寸的 CPK 值掉到了 1.08。整個會議室瞬間安靜，連掉根針都聽得到。經理臉色鐵青，問說：「怎麼回事？有誰動參數嗎？」大家面面相覷，誰都說不出個所以然。這就是典型的製程漂移，Drift 了啦！你可能也遇過類似的鳥事，參數沒動，良率卻悄悄地往下掉，感覺就像被溫水煮青蛙，等到發現的時候，往往都已經燒了不少晶圓了。
問題出在哪，說穿了就是「不穩定」
製程漂移，Drift，說穿了就是你的製程參數，或者說，你產出的產品特性，在沒有人刻意去動它的情況下，自己默默地「飄」掉了。原本應該維持在中心值，但它卻慢慢地往上或往下偏離。你想想看，你開車在高速公路上，方向盤沒動，但車子卻一直往路肩偏，這是不是很危險？半導體製程也是一樣，當你的關鍵尺寸、薄膜厚度、蝕刻速率這些參數開始漂移，一開始可能還在規格內，但隨著時間拉長，慢慢地，它就衝出規格了，然後你的良率就開始慘兮兮。所以重點是，漂移不是突然發生的，它是一個漸進的過程，需要你主動去監控。
實際上怎麼做，別只看 CPK！
那要怎麼抓到這個「溫水煮青蛙」的漂移？坦白講，光看 CPK 是不夠的。CPK 只能告訴你當下製程穩不穩定、好不好，但它沒辦法預警。你應該要看的是「管制圖」（Control Chart）。最常用也最好用的就是 X-bar & R chart。
舉個例子，假設你每天量測五片晶圓的蝕刻深度，得到平均值（X-bar）跟全距（R）。把這些數據點到管制圖上，你會看到一些趨勢。如果你的 X-bar 點，連續七個點都在中心線的同一側，或者連續七個點呈現單調上升或下降的趨勢，這就表示你的製程可能已經開始漂移了！這時候，就算 CPK 還在 1.2，你也要特別小心了。因為管制圖的重點就是「預警」，它告訴你製程的「變異」正在發生，等你 CPK 掉到 1.08 才發現就太慢了，那時候可能已經累積了 6210 DPMO 的缺陷了。所以，當管制圖發出警訊，即便數據還在規格線內，你也該警覺，開始找原因了。
最常見的坑，別急著調參數！
我剛當工程師的時候，最常犯的錯就是：一看到管制圖有點異常，或者良率稍微掉了，就急著去動參數。以前有一次，某個反應腔體（chamber）的沉積速率有點往上飄，我沒多想，直接把前驅物（precursor）流量調低。結果呢？只改善了兩天，第三天又繼續往上飄，而且飄得更快！後來仔細追查才發現，根本原因不是流量設定錯，而是腔體內壁有積層，改變了氣流分佈，導致有效沉積速率增加。所以重點是，不要只看表面數據，急著動參數，你必須去思考這個漂移「為什麼」會發生。
製程漂移的根本原因，說穿了就是你的機台、材料、環境，甚至操作人員，這些「固定」的因素，其實在「緩慢改變」。可能是機台零件老化、耗材耗盡、感測器校正值跑掉、環境溫濕度變化、供應商來料品質波動，甚至是操作人員疲勞導致的細微誤差。這時候，你需要做的不是「調整」，而是「檢查」和「校正」。例如，檢查機台維修紀錄，看看是不是有零件快要壽命到了；或者重新校正感測器；甚至是跟供應商確認最近的來料批次是不是有什麼改變。
今天能做的一件事
回去看看你手邊的管制圖，有沒有連續七點的趨勢，或是中心線附近不規則的跳動，這些都是漂移的早期警訊。