含批量機台時間限制問題之現場派工法則

在含批量加工站之STCs 問題方面，本研究主要針對晶圓製造廠中爐管加工 區進行討論，此加工區包含爐管機台（批量加工）以及其上、下游工作站，而 其中爐管機台與其下游工作站前之等候線皆設有 TC。其生產環境如下圖(12)所 示：

圖12 含批量加工機台之等候時間問題

對於整個系統的投料環境控制，吾人定義為從上游機台加工完成後，直到 下游機台加工完畢。針對此生產區段之派工法則，本研究主要分為兩個部份作 為探討。第一，探討整個系統環境中，上游機台之投料率：為了不讓批量機台 以及下游機台前之暫存區有過多在製品，而造成晶圓超過等候時間限制，因此 必須判斷上游機台是否對批量機台進行投料動作。第二，探討批量機台之產出

Buffer1

Proceeding operation (workstation 1)

Buffer2

Furnace workstation (workstation 2)

Buffer3

Succeeding operation (workstation 3)

TC₂ TC₃

率：根據批量機台本身及其下一個加工站的在製品種類與存量決定批量機台最 大可加工之批量。這個決策包含判斷批量機台是否對下游做投料，然後依照批 量機台實際狀況決定其最佳的加工產品與批量大小。此兩部份之研究，主要是 希望批量機台及下游機台在 TC 問題下，不僅能維持晶圓產出，更可降低其超 過等候時間限制的比率。

本研究針對此一環境所提出之派工法則包含：爐管機台加工批量決策、上 游機台停工與復工、以及產品選擇，詳細管控邏輯與步驟由下列各小節分述之。

一、上游機台停工與復工之決策

由於批量機台發生晶圓報廢情形通常是受上游機台投料所影響，吾人已 知：批量機台因下游安全存量的影響，使得批量機台需暫停投料給下游機台，

以致於批量機台的在製品存量過多。由此可知，上游機台的投料模式會影響到 批量機台前晶圓超過 TC 之機率，因此需要對上游機台投料模式進行決策，以 決定上游機台是否需要停止投料。

有兩種情況需決策上游機台是否要全部停止加工，其一，當Buffer2的在製 品超過所設定之最大安全存量（S2）。S2代表批量機台在時間限制TC2下批量機 台可處理之最大在製品數量，因此，當Buffer2的在製品大於S2值時，即表示這 些在製品會有某部分將超過TC，此時上游機台就應停止投料。其二，當批量機 台最低應投料批量數大於下游機台最大可容忍之在製品數量時，上游機台即應 停止投料，以避免晶圓超過TC。上游機台停工與復工的準則分述如下：

1. 當爐管加工站前之 WIP 量(B2)大於最大安全存量(S2)，或是爐管加工站之最 小加工批量數(MB)大於下游機台等候線之最大可容忍值(Tol)時，上游機台即 應停止加工。其詳細之運算可由下列數學式表示：

i m

j ij

i i i

iTR

m TC

S = × − ∑ ×μ

= )

(

1

(46)

2 2 2

2

) /

(TC m MB B

= ×

τ

(47)

2 3 3 2 2 3 3 3

3 ) ( )

( ×μ × − − μ × −μ × ×τ

= TC m B m m

Tol (48)

S ： Bufferi i之最大安全存量

MB： 爐管加工站所需之最小批量數 Tol： 下游工作站等候線之最大容忍值

TC ： Bufferi i之時間限制長度

B ： Bufferi i目前之在製品水準（以time buffer 表示）

2. 當爐管加工站等候線上之 WIP 數(B2)小於安全存量下限(s2)時，上游機台即 應恢復加工。

i

i S C

s = ₂ − (49)

Where,

C ： 工作站 i 之最大批量數 i

s ： Bufferi i之最小安全存量

二、爐管機台管控法則

批量機台是一個非常複雜的環境，除了需做集批的動作外，還需考量等候 的時間限制。因此吾人訂出讓決策者判斷的決策模式，希望藉由此一決策模式 可以同時兼顧效率與時間限制的問題。模式的步驟如下：

1. 當批量機台為可加工時狀態（Available）且 Buffer2有在製品時，決策者第一 步應該先檢查下游機台是否要求批量機台停止投料，所以在 Buffer3 設定一 個最大安全存量（S3），以管控在Buffer3的在製品數不能超過最大安全存量。

而S3則為在TC3的限制下，下游機台最大可消耗的lot 數。因此，當 Buffer3

的在製品量大於S3時，批量機台就停止加工。

2. 若判斷爐管區批量機台可執行加工，首先需要決定何種產品要進入批量機台 加工，在此需要設置一個緊急性指標，此一指標可利用產品權重及等候時間 差異性權重，選擇哪一種的產品較為重要，而將超過時間限制的損失降至最 低。

∑

∑

=

− =

×

− +

×

= ^{1 2}

2 ,

1 2

2 1

,

1 2

1 1 ), 1,...,

( 1 )

( ^S

S x

x N

S k

k xk

x N

S l

l xl

x

x x p

TC W T

T W TC

I (50)

Where,

I ： 產品 x 之緊急性指標 x 1

W ： 尚未超過時間限制之產品 x 選擇權重 x 2

W ： 已超過時間限制之產品 x 選擇權重 x

1

xS

N ： 產品 x 在等候線上尚未超過時間限制之個數

2

xS

N ： 產品 x 在等候線上已超過時間限制之個數 T ： 等候線上第 l 個產品 x 之等候時間 xl

3. 選擇完加工產品種類後，就可以開始決定批量機台下一批加工的 lot 數。此 加工批量數可由Buffer3剩餘可容忍的在製品數，Buffer2中此產品的lot 數及 批量機台之最大加工批量求得。

⎩⎨

⎧

≥

= <

0 )

, , (

0 ,

0

,

2 Tol

q Tol C Min Q Tol

x

(51)

Where,

Q： 爐管之加工批量

x

qi_, ： Bufferi內產品x 的個數

三、總結

吾人最後將含批量機台時間限制問題之現場管控模式作一總結，管控法則 如下：

1.決策時間點：

當有工件離開或抵達爐管加工站或下游加工站時，則必須進行決策。

2.上游機台之停工與復工決策

(1)當 B2大於S2或者是MB 大於 Tol 時，上游機台應該停止加工 (2)當 B2 小於 s2時，上游機台則恢復加工

3.爐管工作站之管控法則

(1)產品選擇：應選擇等候線上具有最大緊急性指標(Ix)之產品進行加工 (2)加工批量之決策：由式(51)進行加工批量之決定

第七章 結論與建議