📘《半導體人才培育白皮書》職位詳述版
晶圓代工（Fab）｜職位7：Process Engineer（L2）
（承接 L1 → L2，屬於「製程控制 × 良率提升 × 參數決策」的核心工程層）
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🔹 職位7：Process Engineer（L2）詳細敘述
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一、職位定位
Process Engineer（製程工程師）是晶圓代工廠中負責製程穩定性、參數控制與良率優化的核心工程角色。該職位承接 L1（Equipment Operator）的現場操作結果，進一步對製程條件進行分析、調整與優化，使製造過程從「能做」提升為「做得穩、做得好、做得可量產」。
在 Fab 組織中，Process Engineer 通常依製程模組分工，例如：
• 光刻（Lithography）
• 蝕刻（Etch）
• 薄膜沉積（CVD / PVD / ALD）
• 擴散 / 離子植入（Diffusion / Implant）
• CMP（化學機械研磨）
• 清洗（Wet Clean）
• 量測（Metrology）
👉 關鍵轉變：
• L1：依流程操作設備
• L2：定義與調整流程，使設備產出穩定結果
Process Engineer 是製造與工程之間的橋樑，是第一個對「良率」負責的工程角色。
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二、職位使命
Process Engineer 的使命可歸納為三大核心：
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（一）確保製程穩定（Process Stability）
透過參數控制與監控，使製程輸出（CD、厚度、缺陷率等）維持在可接受範圍內。
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（二）提升良率（Yield Improvement）
分析 defect 與 fail pattern，找出 root cause，持續提升製程良率。
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（三）建立可量產的製程條件
確保製程在不同批次、不同時間、不同機台間具有一致性與可複製性。
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三、在晶圓代工體系中的角色價值
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1. 良率的第一責任人
Fab 的核心競爭力在於良率（Yield），而 Process Engineer 是第一個直接負責良率提升與穩定的人。
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2. 製程知識的核心載體
所有製程 know-how（recipe、參數窗口、缺陷模式）都沉澱在 Process Engineer 的經驗與數據中。
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3. 製造成本控制者
良率每提升 1%，可能代表數千萬至數億美元的成本改善。
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4. 製程與設備之間的橋樑
需與 Equipment Engineer 協作，將設備能力轉化為製程能力。
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四、日常工作詳細說明
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（一）製程參數管理（Recipe Control）
• 設定與調整製程參數（溫度、壓力、氣體流量、時間等）
• 確保不同機台之間 recipe 一致性
• 管理 recipe version control
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（二）SPC（Statistical Process Control）監控
• 監控關鍵製程指標（CD、厚度、overlay 等）
• 建立 control chart
• 設定 UCL / LCL
• 判斷 out-of-control 狀態
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（三）DOE（Design of Experiments）設計與執行
• 設計實驗矩陣（factor × level）
• 分析參數對製程結果影響
• 找出最佳參數組合
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（四）良率分析（Yield Analysis）
• 分析 defect map
• 判讀 fail pattern
• 建立 defect Pareto
• 與 FA（Failure Analysis）團隊合作
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（五）異常處理與問題排除
• 當 SPC 異常或良率下降時
• 進行 root cause analysis
• 定義 corrective action
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（六）跨部門協作
與以下角色密切合作：
• Equipment Engineer（設備）
• Yield Engineer（良率）
• Integration Engineer（整合）
• Production（生產）
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（七）製程文件與標準化
• 撰寫製程規範（Process Spec）
• 更新 SOP / recipe 文件
• 建立最佳實務（Best Practice）
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五、核心能力詳細敘述
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（一）SPC 能力（Statistical Process Control）
需具備：
• control chart 判讀
• Cpk / Cp 計算
• 製程漂移識別
• outlier 分析
👉 目標：維持製程穩定
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（二）DOE 能力（Design of Experiments）
需能：
• 設計實驗
• 分析多變數影響
• 找出最佳條件
👉 DOE 是製程優化核心工具
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（三）製程物理理解能力
需理解：
• 蝕刻機制
• 沉積機制
• 材料特性
• 熱與反應動力學
👉 不只是調參數，而是理解原因
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（四）良率分析能力
需能：
• 判讀 defect pattern
• 建立 defect model
• 找 root cause
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（五）問題解決能力（Problem Solving）
需具備：
• hypothesis → validation
• data-driven decision
• 跨資料整合
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六、決策權詳細敘述
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可決策：
• 製程參數調整
• DOE 設計
• SPC control limit
• 製程條件優化
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不可決策：
• 廠級產能策略
• 設備採購
• Tape-out 時機
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👉 本質：
L2 可以決定「製程怎麼做得更好」
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七、風險責任詳細敘述
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（一）製程失控風險
• SPC out-of-control 未及時處理
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（二）良率下降風險
• defect 未被識別
• root cause 判斷錯誤
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（三）錯誤參數設定
• recipe 設定錯誤
• window 判斷錯誤
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（四）DOE 結論錯誤
• 導致錯誤製程方向
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（五）跨機台不一致
• 造成批次變異
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八、KPI 詳細敘述
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（一）良率提升 ≥5%
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（二）Cpk ≥1.33
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（三）SPC 穩定率
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（四）異常關閉時間（MTTR）
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（五）Recipe 穩定度
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九、認證標準詳細敘述
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（一）DOE 專案
需完成：
• 設計 → 執行 → 分析 → 結論
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（二）良率改善專案
需達成：
• ≥5% 提升
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（三）SPC 管理能力
需展示：
• control chart
• Cpk 分析
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（四）異常處理案例
需展示：
• root cause
• corrective action
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十、升級路徑（L2 → L3）
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L2 完成標準：
• 能穩定控制製程
• 能提升良率
• 能處理異常
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升級至 L3：
• 跨製程整合
• Yield model
• Stop-ship 判斷
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十一、常見失敗模式
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1. 只會調參數，不理解原理
→ 無法升 L3
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2. SPC 只看數字，不看趨勢
→ 製程失控
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3. DOE 設計不嚴謹
→ 結論錯誤
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4. 無法找 root cause
→ 問題反覆發生
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5. 與設備/生產溝通不足
→ 改善失敗
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十二、白皮書式總結
Process Engineer（L2）是晶圓代工廠中「將製程從可執行轉化為可控制、可優化、可量產」的核心工程角色。其價值在於穩定製程、提升良率並建立製造知識體系，是 Fab 能否實現高良率與低成本的關鍵。
在整體人才體系中，L2 是從操作層走向工程層的關鍵轉折點，也是培養未來 Yield Engineer（L3）與 Fab 技術核心的基礎。
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