[AI-產品發表 P00001] aiSECS/GEM

2017/03 – 艾銳儀器(A.I) 軟體產品發表!!

為因應需求半導體廠生產的自動化,控制中心與設備之間,以及設備與設備之間,一定要能夠互通訊息,因此必須要有一個標準的通訊介面。SEMI制定了一套SECS通訊協定,來負責設備間與控制中心的溝通,使得半導體廠的自動化有個共通標準可以依循。因此設備生產商與設備工程師須充分了解此標準,以做為彼此溝通之基準。

A.I 透過自行研發的 aiSecsGem Driver 來協助客戶客製化開發新設備 升級既有舊設備,讓設備擁有SECS通訊協定功能,且完全支援LabVIEW與C#程式語言。並且可以透過轉換來升級施耐德電機的Modicon PLC全系列產品,使其輕鬆符合半導體廠的自動化標準。

透過此Driver可以開啟或停止設備製程、蒐集量測資料、改變參數和依產品選擇配方,SECS/GEM利用訊息(messages)、狀態機(state machines)和定義好的情境(scenarios) 用以提供半導體設備供應達成兼具多功能及高彈性的自動化設備,並可以同時為製造廠及設備供應商帶來最大的經濟利益。

SECS/GEM 介紹

SECS/GEM(SEMI Equipment Communication Standard/Generic Equipment Model)是半導體設備和上層(host)溝通用的通訊協定/介面,在自動化的晶圓廠,透過此介面可以對設備下達開始或停止的指令、蒐集量測資料、改變製程參數和選擇配方,SECS/GEM標準詳細定義了如何達成上述工作。

SECS/GEM協定涵蓋了SECS I、HSMS、SECS II和GEM。

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圖1. SECS/GEM協定

SECS I定義了SECS通訊的電氣規格、傳輸速度、交握碼(handshake codes)、資料長度(length)、訊息表頭(message header)、檢查碼(CheckSum)與等待時間等限制。在實施上,以RS232為串列通訊標準,8N1的傳輸協定,並採用半雙工方式通訊,速度上多採用9600bps,少數使用19200bps

HSMS(High-Speed SECS Message Services)在TCP/IP的基礎上透過Ethernet進行訊息交換,此標準主要是用來取代速度較慢的SECS I。

SECS II以訊息(message)的方式規範傳遞資料的標準結構,所有的訊息依照屬性的不同進行分類,稱為stream,比如設備狀態(S1)、資料蒐集(S6)或配方管理(S15)。每一個stream包含了許多指定的訊息,稱為function,每一個訊息都是由項目(item)或項目表(list of items)所組成。

GEM(Generic Model for Communications and Control of Manufacturing Equipment)提供設備共通的行為在SECS II基礎上的通訊準則。SECS II是設備與主機的一個標準通訊協定,但實際在機台設備上會用到的並非全部,因此若可以找出設備通訊和控制上所需的項項目,同時針對這些項目來撰寫程式或設計機台,將可剩下可觀的研發費用。也就是說GEM是SECS II標準的一種標準實施方法,GEM明確定義了在什麼情況下要用哪一個SECS II訊息通訊。有鍵於 SECS 只訂義交換訊息的格式,並未定期訊息該使用的時機。同時 SECS 訂定的訊息種類非常廣泛,而一般設備必需使用的訊息需要部份的 SECS 訊息 。

因此 SEMI 制定了 GEM 規範做了三項改善

(1). 訂義共用設備該使用的SECS訊息。

(2). 訂定訊息使用的時機及行為。

(3). 縮減各項資料項目的型態及列舉必需要有的資料項目。

使用 GEM規範可以大幅減少設備供應商和工廠間訂定通訊需求的時間,也減少了設備進廠後通訊的驗證測試時間,同時也提供功能強大的機台控制及資料收集能力. 因此GEM 已是目前半導體廠設備必備的的通訊功能。

GEM主要功能/層次示意

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圖2. GEM主要功能/層次示意

Q&A.

1. SECS/GEM要如何學習?

SECS的標準是由SEMI所制訂的,因此學習SECS當然得研讀SEMI的Standard資料。但是SEMI的Standard資料或許過於深澀不易研讀,您可與艾銳儀器(A.I)聯繫洽談客製化軟體開發,以省去冗長的學習與除錯時間。協助您將Non-SECS/GEM的機台做升級,甚至是新機台的開發。

2.我的機台控制器是PLC,我要如何替我的機台加入SECS/GEM功能?

在PLC上直接設計SECS/GEM功能的困難度很高。因此艾銳儀器特別針對該項需求,推出產品aiSecsGem_IPC 設備通訊應用程式開發服務,會協助貴公司和客戶完成通訊規格的確認,並且協助您規劃然而轉換 PLC 的資料以符合SECS/GEM通訊的需求,並且設計符合客戶通訊需求的SECS/GEM應用程式,我們也會協助貴公司設備完成上線通訊測試,確保貴公司設備可以通過客戶的檢測項目。如果您有類似的需求,歡迎您與我們連絡討論。

3.什麼是aiSecsGem Driver ?

艾銳儀器(A.I)使用自行開發的 aiSecsGem Driver 做為支援SEMI SECS(E5,E30,E37)之通訊驅動軟體。且完全支援 LabVIEW 與 C#程式語言。並且可以透過轉換來升級施耐德電機的 Modicon PLC 全系列產品,使其 輕鬆符合半導體廠的自動化標準

常見的系統架構是意圖,如圖所示

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圖3. 系統架構示意圖

4.LabVIEW 開發範例.

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