晶圓製造階段

本文在估算晶圓製造階段各工單生產週期時間時，是用柯氏[42]與陳 氏[43]以 Chung and Huang[8]所發展出之晶圓製造廠區段基礎式週期時間 估算法(BBCT)為基礎，所發展之多工單等級下晶圓廠生產週期時間估算模 式(BBCT-MP)。以下將援引賴氏[49]對這兩種方法的介紹。

針對晶圓製造特殊的環境，Chung and Huang[8]認為在進行週期時間 的估算時，除了純製程時間(Tp)外，尚須將等候時間區分為源於工作站負 荷水準所形成之等候時間(TQ)，以及源於前後製程工作站之載入批量差異 及產出差異所形成之等候時間(T ′_B)。

關於T_Q值，則運用 M/M/c 等候模式進行估算；至於T ′B與T_p值，合併 簡稱為T_B值，將運用 BBCT 演算法來進行估算。工件流經工廠所須之整體 週期時間 TT，則等於T_Q與T_B之和。其概念如圖2 - 9 所示：

工件之週期時間 工件之週期時間 製程相關資料

產品相關資料 設備相關資料 控制法則參數

區段基礎式週期時間估算法 BBCT Methodology 區段基礎式週期時間估算法 區段基礎式週期時間估算法

BBCT Methodology BBCT Methodology 負荷因子等候時間

負荷因子等候時間 批量因子等候時間

+製程時間 批量因子等候時間

+製程時間 M/M/c Queueing Model

M/M/c Queueing Model BBCT AlgorithmBBCT Algorithm

圖2 - 9 區段基礎式週期時間估算法之估算機制[45]

BBCT 演算法之基本運作程序，共分為三個階段。第一階段為「分解 與辨識」階段，其目的在於依據物流相似性，將複雜的製程「分解」成為 獨立的區段與子區段，並「辨識」出各子區段所對應之週期時間模型；第 二階段為「基本運算」階段，其目的在於發展各子區段週期時間估算之數 學式，並進行估算；第三階段為「組合運算」階段，其目的在於將各子區 段週期時間「組合」成為區段週期時間，乃至整個製程之週期時間。

所謂區段(block)，係包含製程中兩個相鄰的批次製程步驟，及介於其 中之所有序列製程步驟之集合。此外，由於產品製程的起點與終點皆非批 次製程步驟，故將「製程起點至第一個批次製程步驟」視為第一個區段，

將「最後一個批次製程步驟至製程終點」視為最後一個區段，如圖2 - 10 所示。因此，一般晶圓製程可分為SB 型、BB 型、BSB 型與 BS 型區段。

所謂 SB 型區段其僅發生在製程之最前端，區段起始加工步驟為序列加工

（serial-type）製程、區段結束加工步驟為批次加工（batch-type）製程。而 BB 型區段為相鄰兩個批次製程步驟形成之區段，區段之起始、結束加工 步驟皆為批次加工製程，其間不含序列加工製程。至於BSB 型區段，其區 段起始、結束加工步驟皆為批次加工製程，且區段中含若干序列加工製 程。而 BS 型區段，則僅發生在製程之最末端，區段起始加工步驟為批次 加工製程、區段結束加工步驟為序列加工製程。

fin ish sta rt

S eria l-typ e w o rk sta tio n B a tc h-typ e w o rk sta tio n B SB 型

B SB 型

SB 型SB 型 B B 型B B 型 B S型B S型

製 程 步 驟

圖2 - 10 區段分割示意圖[45]

由於區段中產出速率最低的機種對於整個區段之物流速度有決定性 的影響，Chung and Huang[8]以此作為區段週期時間之估算基礎，估算前述

四種類型區段之週期時間。柯氏[42]與陳氏[43]以 Chung and Huang[8]所發 展之BBCT 為基礎，進一步拓展至多工單等級之環境，發展多工單等級下 之區段基礎式週期時間估算法(BBCT-MP)。

BBCT 估算法之特點主要是以批次工作站作為製程之分割點，將整個 產品之製程切割成一段段的區塊製程，並融合限制理論之瓶頸概念，考量 各區塊中流速最慢之機種特性，來估算各區塊中工單之流動時間，最後將 各區塊之流動時間加總並扣除重複之部分，可得工單之產品流動時間，再 結合因負荷因素引發之等候時間即可估算出產品之生產週期時間。

由於 BBCT 估算法並無考量多工單等級之情況，因此柯氏[42]與陳氏 [43]採用產能分割之概念，將 BBCT 估算式做適當之修正。其主要將工作 站之產能依照工件之等級而加以分割，使其能適用於多工單等級之環境。

由於工作站主要可分為批次工作站與序列工作站，其等候時間之來 源，主要可分為批量因素與負荷因素。對於批次工作站而言，批量因素主 要為工件集批之等候時間。而對於序列工作站而言，批量因素在於批次工 作站加工完成所釋放出來大量之晶圓批數，會造成後續作業之序列工作站 負荷瞬間的增加，以至形成尖峰負荷，使得等候時間增加。亦即，批量因 素對序列工作站之影響為尖峰負荷所造成序列工作站之等候時間遽增。

此外，由於生產週期時間分為負荷因素等候時間、批量因素等候時間 及理論週期時間。因此，在進行多工單等級之生產週期時間估算時，需先 求得各等級下各產品之每一製程步驟之批量因素等候時間與負荷因素之 等候時間，加總負荷因素等候時間、批量因素等候時間與理論週期時間，

即可求得各等級下各產品之每一製程步驟之生產週期時間。加總各產品之 各製程步驟之生產週期時間，即可得各產品之生產週期時間。