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在 1980 年代末至 1990 年代初,半導體設備通訊標準(SECS)開始嶄露頭角。 當時,該標準是基於 SEMI E4 SECS-I 標準所定義的 RS232 序列通訊。後來,SECS-I 被 SEMI E37 HSMS 標準所取代。SEMI E5 SECS-II 標準則定義了訊息的內容。當時,定義的內容僅止於此。那時的情況有點像「狂野西部」,各家設備供應商都依自己的理解來實作 SECS-II 訊息。
雖然能連線至製程或量測設備以蒐集資料、設定製程並監控警報,這件事本身相當酷;但由於每個 SECS-II 介面都具有獨特性,因此開發能與這些設備對接的工廠系統,是一項艱鉅的任務。 開發介面時的首要任務之一,便是執行設備特性分析,以了解並記錄每台設備所使用的 SECS 訊息細節。這份特性分析報告,便成為開發針對該特定設備之工廠端介面的指南。
半導體工廠為了廠區運作,需採購數百台設備;雖然同一類設備通常會有數台,但每間工廠仍存在許多獨特的設備介面。這些工廠必須為所有欲自動化的設備開發專屬介面。這個問題有點像「尾巴搖狗」的情況。
為了標準化設備介面,半導體工廠與 SEMI 合作,共同制定工廠控制系統與設備之間的通訊協定。 1992 年,SEMI 發布了 E30 標準的第一版——《製造設備通訊與控制通用設備模型規範》(GEM)。該標準為工廠和設備製造商在開發設備介面時提供了穩定的基礎。訊息的使用方式與內容保持一致,狀態模型已明確定義,且介面功能亦有詳盡的文件記載。
自那時起,其他設備通訊標準陸續開發並獲准應用於半導體製造領域。工廠自動化方面的 GEM300 標準(E39、E40、E87、E90、E94、E116、E148 及 E157)使全自動化製造成為可能。 EDA 標準(E120、E125、E132、E134 及 E164)則使實施一致且定義明確的資料蒐集成為可能。
儘管 SEMI 標準定義相當明確,但其實際效果仍取決於設備的實際實施情況。對設備製造商和工廠而言,合規性測試至關重要,以確保介面符合標準並按定義運作。 在 GEM 標準的早期階段,合規性測試是設備工廠驗收過程中不可或缺的一環。起初,在開發或使用設備介面方面尚缺乏豐富經驗。這意味著我們需要某種方式來進行合規性測試,以確保介面能如預期般運作。儘管 GEM 和 GEM300 標準如今已相當成熟,但合規性測試仍至關重要,用以確保通訊介面能支援工廠所需的各項功能。
針對 EDA 標準的合規性測試,其定義尚未如 GEM 和 GEM300 那般明確。 2011 年,國際 SEMATECH 製造倡議(ISMI)發布了《ISMI 設備資料擷取(EDA)評估方法》文件,其中提供了測試與評估 EDA 介面的逐步指引。Cimetrix 依據該文件開發了 EDATester,該工具可自動化執行《評估方法》文件中定義的各項步驟。透過此自動化流程,原本需耗時數天的測試,現可於數小時內甚至更短時間內完成。
對於半導體製造設備而言,具備標準化且定義明確的通訊介面,對於自動化製造與資料蒐集至關重要。能夠測試所開發的介面,並確保其符合 SEMI 標準,是將設備成功導入半導體工廠的關鍵。
Cimetrix 的合規性測試工具可自動化測試流程,使驗收流程更為順暢。