SEMI GEM300 标准

SEMI E30标准简介

GEM300标准是一套基于通用设备模型（GEM）框架构建的SEMI规范，旨在实现半导体制造的全面自动化。这些标准共同定义了关键操作场景，包括载具进出、物料识别与配方执行的任务管理，以及基板追踪。对于配备掩模的设备，该标准还管理掩模托盘进出及所有与掩模相关的操作活动。  

所有300毫米半导体制造工厂均要求设备符合GEM300标准，以确保无缝集成与自动化运行。除前端半导体制造外，GEM300正日益被后端半导体工艺及其他高科技产业采用，这些领域正致力于提升工厂自动化水平与运营效率。 

GEM300标准的目的 

GEM300标准在基础GEM接口之上引入了额外的标准化层级。虽然每项标准独立运行，但它们共同优化了半导体工厂内的设备集成，提升了整体生产效率。值得注意的是，GEM300标准不仅适用于300毫米晶圆加工，同样被200毫米晶圆厂及其他具有相似运营需求的行业所采用。 

一份题为《300毫米工艺流程图与场景》的参考文件，最初由现已解散的国际半导体制造技术联盟（ISMI）发布，该文件详细阐述了涉及工厂软件、设备及操作人员的实际实施场景。 

GEM300标准的核心功能 

• 载体管理确保正确的材料送达设备进行加工。 
• 工单规定了配方、物料清单和后处理说明。 
• 基板追踪功能监控设备内每块基板的移动轨迹。 
• 对于配备瞄准网格的设备，需确保正确的瞄准网格支架安装到位，且该瞄准网格符合使用资质要求。     

GEM300的核心概念与特性 

根据SEMI E192标准的定义，GEM300套件包含以下SEMI标准： 

• SEMI E37（HSMS）： 基于TCP/IP的高速协议层，专为快速二进制消息传输优化，具有极低开销。
• SEMI E5（SECS-II）： GEM300系列标准中通用的消息层及标准化消息库。
• SEMI E30 (GEM)： 定义GEM接口功能实现的基础标准。GEM300标准在此基础上扩展，要求增加额外的事件、报警、变量和常量，以确保设备间功能的一致性。
• SEMI E39： 引入了一个标准化对象模型，包含用于创建、查询和编辑的属性与消息。
• SEMI E40： 定义与工艺作业相关的对象和数据，包括物料清单和配方。
• SEMI E87： 涵盖载体和装载端口，包括其属性、状态模型及关联数据。处理具有外部装载端口的设备，以及存储载体并同时使用内部和外部装载端口的设备。
• SEMI E90： 专注于基板及基板定位，包含批量处理功能。
• SEMI E94： 定义控制作业，用于分组工艺作业并指定后处理基板目的地。
• SEMI E109： 本标准仅适用于配备分划板的设备。涵盖分划板托架、分划板及分划板位置，包括其属性、状态模型及相关数据。  

GEM300标准为何对行业至关重要？ 

GEM300标准对半导体行业至关重要，这源于其广泛应用以及在推动自动化进程中的关键作用： 

• 设备供应商须知：一旦实施，符合GEM300标准的设备可在任何300毫米前端工厂部署，且几乎无需定制。
• 针对芯片制造商和工厂：许多晶圆厂强制要求设备符合GEM300标准，并根据其特定工作流程制定配套操作规范。符合GEM300标准的设备更易于集成。
• 对于软件供应商：这些标准有助于开发互操作性软件解决方案和设备控制框架，从而加速新工具的上市进程。
• 面向整个行业：GEM300已在前端半导体生产设备中实现全面应用，其可靠性与高效性已获得充分验证。该方案支持智能工厂建设，有效降低运营成本，提升良品率，并增强可扩展性。 

常见问题解答FAQ 

我必须实施所有GEM300标准吗？ 

不，某些标准可能不适用。例如，对于仅清除载体而从不移除基板的设备，则无需进行基板追踪。大多数设备会同时实现所有GEM300标准。 

GEM300标准是否经常修改？ 

是的，但修改幅度不大。很少有变更会引发向后兼容性问题。近期变更包括为标准添加映射名称。此外，E87最近新增了一个完整的载体预测状态模型。  

我可以在200毫米工厂中使用GEM300标准吗？ 

是的。GEM300标准中并未规定特定的基板尺寸。  

我能否在不处理晶圆的设备上使用GEM300标准？ 

是的。这些标准特意使用“基板”代替“晶圆”，使用“载体”代替“FOUP”。它们可适用于任何类似工艺流程，只要加工材料是通过载体运送的。   

我可以在半导体后端工厂中使用GEM300标准吗？ 

是的。GEM300标准的近期修订使其更具灵活性，特别允许半导体后端工艺的采用。例如，现行标准已支持不配备载体ID读取器的设备。  

哪些PDF解决方案产品支持SEMI E30标准？

PDF Solutions提供多款专门设计用于实施SEMI E30并最大化其效益的产品： 

设备端 

• Cimetrix CIMConnect: 为设备供应商提供 SECS/GEM 接口，实现与工厂主机的无缝通信。 
• Cimetrix CIM300: 支持 300mm 晶圆厂的 GEM300 标准合规性，结合了 GEM、E87、E90 及其他标准。 
• Cimetrix CIMControlFramework: 一个完整的设备自动化系统软件框架，旨在与 SEMI 标准无缝集成。
• Cimetrix EquipmentConnect: 一款功能强大的软件工具包，专为无缝实施 SEMI GEM、GEM300 和 EDA/Interface A 标准而设计

工厂端 

• Sapience Data Platform: 一款支持 SEMI 标准的主机端解决方案，可实现高效的工厂主机操作。
• Cimetrix HostConnect: 一个增强型软件库，用于使用通过 HSMS 的 SECS-II 消息传输来创建主机应用程序。
• Cimetrix SECSConnect: 一个用于使用通过 SECS-I 或 HSMS 的 SECS-II 消息传输来创建应用程序的库。

测试 

• Cimetrix EquipmentTest: 一个全面的 SECS/GEM 测试解决方案，旨在验证设备接口是否符合 SEMI 标准，并简化与工厂主机系统的集成。

这些解决方案有助于实现可靠的通信、监控和控制，使制造商能够更轻松地在其运营中采用和实施SEMI E30。