本博客最初发布于cimetrix.com。
在1980年代末至1990年代初,半导体设备通信标准(SECS)开始崭露头角。 当时该标准基于SEMI E4 SECS-I规范定义的RS232串行通信。后来,SECS-I被SEMI E37 HSMS标准取代。SEMI E5 SECS-II标准则定义了消息内容。当时仅此而已,整个行业如同狂野西部,各设备供应商都按自己的方式实现SECS-II消息。
虽然连接工艺或计量设备、采集数据、设定工艺参数以及监控警报等功能令人称道,但由于每台SECS-II接口的独特性,开发与设备对接的工厂系统成为一项艰巨任务。 开发接口的首要任务之一是执行设备特性分析,以理解并记录每台设备使用的SECS消息细节。该特性分析报告成为开发工厂端接口的指导文件,用于对接特定设备。
半导体工厂为其生产基地采购了数百台设备,尽管通常会配备多台同类设备,但每家工厂仍存在大量独特的设备接口。这些工厂必须为所有需要自动化的设备开发专属接口。这种情况恰似尾巴摇狗。
为标准化设备接口,半导体工厂与SEMI合作制定了工厂控制系统与设备间的通信协议。 1992年,SEMI发布了E30标准的首个版本——《制造设备通信与控制通用设备模型规范》(GEM)。该标准为工厂和设备制造商开发设备接口提供了稳定基础:消息使用与内容保持一致,状态模型被明确定义,接口功能得到详尽记录。
自那时起,其他设备通信标准也陆续开发并获准应用于半导体制造领域。工厂自动化领域的GEM300标准(E39、E40、E87、E90、E94、E116、E148及E157)使全自动化生产成为可能。 EDA标准(E120、E125、E132、E134和E164)则实现了统一规范的数据采集机制。
尽管SEMI标准定义明确,但其有效性取决于设备端的实际实施情况。合规性测试对设备制造商和工厂都至关重要,可确保接口符合标准规范并实现预期功能。 在GEM技术早期,合规性测试是设备工厂验收的关键环节。当时开发和使用设备接口的经验尚不丰富,因此必须建立测试机制来验证接口能否按预期工作。尽管如今GEM和GEM300已相当成熟,合规性测试仍至关重要——它能确保通信接口能够支持工厂所需的功能。
对于EDA标准的合规性测试,其规范程度尚未达到GEM和GEM300标准的明确程度。 2011年,国际半导体制造技术协会(ISMI)发布了《ISMI设备数据采集(EDA)评估方法》文件,该文件为EDA接口的测试与评估提供了分步指导。基于该文件,Cimetrix公司开发了EDATester测试系统,实现了评估方法文件中定义指令的自动化执行。这种自动化使原本需要数天完成的测试能在数小时甚至更短时间内完成。
为半导体制造设备配备标准且定义明确的通信接口,对自动化生产和数据采集至关重要。能够测试开发的接口并确保其符合SEMI标准,是成功将设备引入半导体工厂的关键所在。
Cimetrix合规性测试工具通过自动化测试流程,使验收过程顺畅无阻。