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반도체 산업에서 제조 공정은 복잡한 과정으로, 원하는 결과를 얻기 위해 여러 단계를 거칩니다. 각 공정 단계에서는 서로 다른 유형의 장비가 사용됩니다. 반도체 산업 장비는 SECS/GEM(SEMI 장비 통신 표준 및 일반 장비 모델)이라는 특정 유형의 통신 프로토콜을 사용합니다.
제조 공장의 상위 수준 구조
- MES(제조 실행 시스템)은 생산 공정의 핵심 부분입니다. 다수의 장비와 연결되어 개별 장비 및 공장 전체에서 자재의 진행 상황을 동시에 모니터링합니다. ERP 시스템(전사적 자원 관리)과 개별 기계를 통합합니다.
- MES DB: 레시피 정보를 포함한 MES 관련 정보를 저장할 MES 데이터베이스 시스템입니다.
- FDC(고장 감지 및 분류)는 장비에서 전송되는 센서 데이터를 지속적으로 모니터링하고 분석하여 고장을 감지함으로써 재발을 방지하는 데 사용됩니다.
- APC(고급 공정 제어)는 장비의 입출력 데이터를 공정 모델과 결합하여 재료별 공정 매개변수를 조정하는 R2R(Run to Run) 방식을 사용합니다.
- 호스트: 이 애플리케이션은 SECS/GEM을 통해 장비와 연결됩니다. 이 애플리케이션은 장비에 재료 가공을 지시하고 관련 정보를 검색합니다.
- 장비: 이는 호스트가 지시한 내용에 따라 유입되는 재료를 수행하고 처리하는 도구입니다.
- DB: 이 장비 데이터베이스는 재료 가공 정보를 원시 데이터 형태로 저장할 수 있습니다. (예: 계측 도구 데이터).
SECS/GEM 표준 중 우리가 강조할 몇 가지는 E4, E37, E5 및 E30입니다.
통신 계층
GEM 통신 모델에는 두 가지 유형이 있습니다.
- SEMI E4 표준은 RS-232를 사용하는 직렬 통신 모델인 SECS-I입니다.
- SEMI E37 표준은 TCP/IP를 사용하는 HSMS 통신 모델입니다. (E37 표준의 하위 집합으로 E37.1 HSMS-SS가 있습니다).
메시지 구조 계층
메시지 구조 계층은 SEMI E5 표준이라고도 합니다. 일반적인 SECS/GEM 메시지는 헤더와 본문을 포함합니다. 헤더에는 스트림과 기능이 포함되며, 본문에는 하나 이상의 데이터 항목 목록이 포함됩니다. 각 데이터 항목은 또 다른 데이터 항목 목록을 포함할 수 있습니다. 아래 예시를 참조하십시오.
GEM 레이어
메시지는 두 가지 유형으로 분류될 수 있습니다: 주요 메시지와 부차적 메시지입니다.
주요 메시지는 일반적으로 한 당사자(호스트/장비)가 시작하는 요청 메시지입니다. 보조 메시지는 다른 당사자(호스트/장비)가 확인 응답하는 응답 메시지입니다.
일반적인 GEM 메시지에는 다음과 같은 것들이 포함됩니다:
- 수집 이벤트 – 이 메시지는 장비가 S6F11을 사용하여 기판을 처리할 때 발생합니다.
- 경보 – S5F1을 사용하는 장비에서 문제가 발생할 때 이 메시지가 발생합니다.
- 원격 명령 – 이러한 메시지는 호스트가 S2F41을 사용하여 장비를 제어하기 위해 전송합니다.
- 레시피 관리 – 이 메시지들은 레시피를 관리하며 양측 모두에서 전송될 수 있습니다. 예시: S7F3는 레시피 다운로드 명령어입니다.
호스트와 GEM 기반 장비 간의 일반적인 프로세스 흐름은 다음과 같습니다.
결론
이 블로그 게시물은 공장 호스트가 SECS/GEM 프로토콜을 사용하여 장비와 통신하는 방식을 요약했습니다. PDF Solutions의 Cimetrix Connectivity Group에서는 최소한의 구성 설정만으로 기존 시스템과 손쉽게 통합할 수 있는 공장 호스트용 제품을 보유하고 있습니다.