SECS(SEMI EQUIPMENT COMMUNICATIONS STANDARD 2)半导体设备通讯标准
GEM(Generic Equipment Model)定义了Fab中各个场景下设备行为及其所使用SECS消息。
GEM300也称为300mm标准,FAB是12寸设备的处理作业规范。主要包含协议E39、E40、E84、E87、E90、E94、E116。
稳定可靠的SECS/GEM和GEM300就用广州金南瓜
为什么出现GEM300
1. 人工搬运Carrier(FOUP)愈发不靠谱。
一盒Carrier(FOUP)就有25片wafer,整个料盒足足有十几二十斤。
2. 什么是FOUP?
前开式晶圆传送盒FOUP(Front Opening Unified Pod)。这是半导体制程中被使用来保护、运送、并储存晶圆的一种容器,其内部可以容纳25片的300mm晶圆,而其主要的组成元件为一个能容纳25片晶圆的前开式容器并有一个前开式的门框专司容器的开闭,是一种专属于12吋(300mm)晶圆厂内的自动化传送系统重要的传载容器。
3. 人工搬运方式非常不可靠
1片wafer一般数万人民币,也戏称移动房子:
因此出现300mm标准:GEM300的E84、E87和相关标准,描述OHT和AMHS自动运送系统。
4. 300mm的晶圆比较贵:
人工操作晶圆会可能受到尘埃(particles)影响
FAB厂里面的生产环境都是实现全自动化的,
例如:广州金南瓜工程师到海力士、长江存储、长鑫存储、三星、台积电等厂部署软件,现场基本都是没有什么人走动,要么就打扫打扫卫生为主,比较清闲。设备出问题都是由设备工程师维护。
5. 12寸设备昂贵:
在前道的工艺设备一台少则一千多万,普普通通的设备都俩、三千万。AMAT、ASML、TEL设备更加是大几千万到几个亿。不把作业效率提高,这多么浪费资源。
6.厂房寸土寸金
场内时时刻刻都是开着干净的风,光刻区的百级无尘室,普通区域的千级无尘室,每一刻都是用钱净化出来的。设备时时刻刻运行FFU(FFU是消耗品)。
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协议标准内容:
① 基本的通讯层:SECS/GEM
也称为GEM200
E4 SECS I(SPECIFICATION FOR SEMI EQUIPMENT COMMUNICATIONS
STANDARD 1 MESSAGE TRANSFER)
E37 HSMS (SPECIFICATION FOR HIGH-SPEED SECS MESSAGE SERVICES)
E5 SPECIFICATION FOR SEMI EQUIPMENT COMMUNICATIONS
STANDARD 2 MESSAGE CONTENT
E30 GEM SPECIFICATION FOR THE GENERIC MODEL FOR COMMUNICATIONS
AND CONTROL OF MANUFACTURING EQUIPMENT
② GEM300(300mm):复杂和应用更高级的场景
E40 (PROCESSING MANAGEMENT)
E84 (ENHANCED CARRIER HANDOFF PARALLEL I/O INTERFACE)
E87 (CARRIER MANAGEMENT (CMS))
E90(SUBSTRATE TRACKING)
E94(CONTROL JOB MANAGEMENT)
E116(EQUIPMENT PERFORMANCE TRACKING)
E157(MODULE PROCESS TRACKING)
③ Interface A(EDA): 提供大数据的处理接口
E120(THE COMMON EQUIPMENT MODEL)
E125 (EQUIPMENT SELF DESCRIPTION)
E132 (EQUIPMENT CLIENT AUTHENTICATION AND AUTHORIZATION)
E134(DATA COLLECTION MANAGEMENT)
E164(EDA COMMON METADATA)
E84协议介绍
1由于向大尺寸晶圆的迁移,未来的半导体工厂将使用广泛的自动化材料处理系统(AMHS)来转移重量不断增加的晶圆载体,包括FOUP和开放式暗盒。必须更好地定义生产设备和AMHS之间的并行输入/输出(PI/O)控制信号,以便在生产设备装载端口进行更可靠和高效的载波切换(装载/卸载)。
2本规范旨在增强SEMI E23中定义的并行I/O接口的能力,以支持载波传输的可靠性和效率的提高。增强的能力包括连续切换、同时切换和接口上的错误检测能力。
Interbay自动化物料搬运系统设备示例(仓库和OHS)
在上下料设备作业,会涉及一个标准件:
Load Port 装载端口。
LoadPort是一种晶圆装载装置,可安装在EFFM上,适用于8寸和12寸晶圆盒的装载,具备准确的mapping功能,可自动识别盒内晶圆各槽状态,如单片、跨片、异常片,通过独创的开关门机构和精确的运动控制,实现了高清洁性能,同时具有良好的稳定性和速度。
工厂的场景图,全自动化设备能够做到密集的部署。
OHT天车系统运行在工厂的顶层。
一般FAB的生产作业车间放在中间层。
一般1楼部署一些气体、电气等辅助设备
一般2楼部署一些处理后的特气、设备附属设备(无洁净要求的)