2. 批次管理基础概念
在半导体 Mask 制造阶段，批次（Lot）是生产调度、质量追溯与故障定位的最小管理单元。理解批次的定义、编码规则与生命周期，是后续进行批次追踪、良率分析与联合调试的前提。
2.1 批次（Lot）的定义
批次是指在同一生产指令下，经过相同工艺流程、在同一时间段内加工的一组 Mask（光罩基板）。批次内的每一片 Mask 具有相同的设计层、光刻胶类型与工艺参数，但可能因设备腔室差异或工艺波动产生个体偏差。
关键特征：
- 同质性：批次内所有 Mask 使用相同的工艺配方（Recipe）。
- 可追溯性：批次号关联原材料批次、设备腔室、操作员与检测数据。
- 独立性：不同批次之间不允许混料，避免工艺交叉污染。
2.2 批次号编码规则
批次号是批次管理的唯一标识符，通常采用分段组合编码，便于系统解析与人工识别。以下为典型的 18 位编码结构：
| 字段 | 位数 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 工厂代码 | 2 | F1 | F1=上海厂，F2=北京厂 |
| 产品类型 | 2 | MP | MP=主光罩，RP=修复光罩 |
| 工艺节点 | 2 | N7 | N7=7nm，N5=5nm |
| 光刻层 | 3 | L01 | L01=有源区层，L02=栅极层 |
| 生产年份 | 2 | 25 | 2025年 |
| 生产周 | 2 | W12 | 第12周 |
| 流水号 | 4 | 0387 | 当周顺序号 |
| 校验码 | 1 | K | 防错校验 |
完整示例：F1-MP-N7-L01-25-W12-0387-K
编码设计原则：
- 前段字段（工厂、产品、工艺）用于静态分类，便于数据仓库聚合查询。
- 中段字段（年份、周次）用于时间维度切片，支持按周/月统计产出。
- 后段字段（流水号、校验码）保证唯一性与防错，避免人工录入重复。
2.3 批次生命周期
批次从创建到完成经历三个核心阶段：创建（Create）→ 流转（Move）→ 完成（Complete）。每个阶段对应不同的系统状态与操作权限。
2.4 各阶段详细说明
2.4.1 创建阶段
- 触发条件：生产计划下达，MES 系统自动或手动创建新批次。
- 核心操作：
- 录入产品代码、光刻层、工艺节点。
- 系统按编码规则自动生成批次号。
- 绑定原材料（Mask 基板）批次号，建立物料追溯链。
- 系统状态：
CREATED（等待投料）。
2.4.2 流转阶段
- 触发条件：批次进入生产线，开始第一道工艺。
- 核心操作：
- 每完成一道工序，系统记录加工设备、腔室、工艺参数与时间。
- 批次在设备间通过自动化物料搬运系统（AMHS）移动。
- 若检测异常，批次进入 Hold 状态，等待工程师处置。
- 系统状态：
IN_PROCESS/ON_HOLD/SCRAPPED。
2.4.3 完成阶段
- 触发条件：所有工艺步骤完成，进入最终质检。
- 核心操作：
- 执行最终光学检测（AOI）与关键尺寸（CD）测量。
- 判定合格则批次状态置为
COMPLETED，允许出库。 - 判定不合格则进入返工（Rework）或报废（Scrap）流程。
- 系统状态：
COMPLETED/REWORK/SCRAPPED。
⚠️ 常见问题与避坑：
- 批次号重复：人工录入时未校验唯一性，导致追溯链混乱。解决方案：系统自动生成流水号，禁止手动修改。
- 流转记录缺失：设备未正确上报加工事件，导致批次位置丢失。解决方案：配置设备自动化上报（EAP），减少人工扫码。
- 完成状态误判：质检数据未完全上传即关闭批次。解决方案：设置强制校验规则，所有检测项完成后方可关闭。
2.5 批次状态转换表
| 当前状态 | 触发事件 | 下一状态 | 说明 |
|---|---|---|---|
| CREATED | 投料确认 | IN_PROCESS | 批次进入生产线 |
| IN_PROCESS | 检测异常 | ON_HOLD | 等待工程师判定 |
| ON_HOLD | 工程师放行 | IN_PROCESS | 异常排除后继续加工 |
| IN_PROCESS | 所有工序完成 | COMPLETED | 进入最终质检 |
| ON_HOLD | 判定不可修复 | SCRAPPED | 批次报废 |
| COMPLETED | 质检不合格 | REWORK | 返工处理 |
| REWORK | 返工完成 | COMPLETED | 重新质检 |
批次管理是 Mask 制造数字化的基础。清晰的批次定义、严谨的编码规则与完整的生命周期状态机，为后续的批次追踪、良率分析与故障定位提供了可靠的数据底座。