Einführung in GEM300

Mit der Einführung größerer und schwererer 300-mm-Wafern erforderten Halbleiterfabriken eine erhebliche Änderung bei der Automatisierung ihrer Produktionslinien. Sie wurden stärker automatisiert, um den Durchsatz zu steigern, die Materiallieferung an die einzelnen Geräte mithilfe von Robotern (Automated Guided Vehicles oder AGVs) zu automatisieren, die Prozesssteuerung zu verfeinern und genaue Analysen zur Verfolgung der Geräteleistung zu erhalten. Es wurden mehrere Standards spezifiziert, die als GEM300 (oder SEMI300) bekannt sind, da ihre Entwicklung und Einführung mit den ersten 300-mm-Waferfabriken zusammenfiel. Diese Standards enthalten jedoch keine spezifischen Merkmale für die Wafergröße. Die neuen Funktionen, die GEM300 in der Halbleiterindustrie eingeführt hat, waren so wichtig, daß sie innerhalb weniger Jahre von der gesamten Halbleiterindustrie weltweit übernommen wurden.

Welche Rolle spielt GEM300?

SECS/GEM waren die ursprünglichen Standards für die Konfiguration und Steuerung der Kommunikationsflüsse zwischen der Fabrik und den Geräten. GEM300 vervollständigt diese, um die Autonomie der Ausrüstung beim Materialeingang durch automatische Zustellung und Entfernung von Trägern sowie die Validierung der Materialidentifikation zu ermöglichen und sicherzustellen, daß das richtige Material an die richtige Maschine geliefert wurde. Anschließend legen die Fabriken die Prozessaufgabe fest, die an der Anlage ausgeführt werden soll, und befolgen die Prozessschritte. Zu guter Letzt werden Substrate innerhalb der Anlage verfolgt und die Effizienz der Anlage gemessen und analysiert.

Weltweit verlangen immer mehr Halbleiterfabriken von Ausrüstungslieferanten, daß sie die GEM300-Standards erfüllen, um mit der Fabrikautomation interagieren zu können, auch für kleinere Wafergrößen wie 150 mm oder 200 mm.

GEM300-Herausforderungen

Die größten Herausforderungen für Gerätelieferanten bestehen erstens darin, zu verstehen, welche GEM300-Funktionalitäten auf ihren Geräten anwendbar sind, zweitens sicherzustellen, daß ihre Implementierung von GEM300 den SEMI-Standards entspricht, und schließlich mit dem Manufacturing Execution System (MES oder Host) während des Einsatzs und der Werkzeugabnahme in Fabs (Fabrication Areas) zu kommunizieren. Natürlich muß all dies in kurzer Zeit integriert werden, um sicherzustellen, daß der Prozess oder das Inspektionswerkzeug zum richtigen Zeitpunkt auf den Markt kommt.

GEM300-Funktionen

Sechs Hauptfunktionen bilden die Grundlage von GEM300, wie im Folgenden beschrieben:

1. Kommunikation und Konfiguration: GEM (SEMI E30) ist die Kernkomponente, die in Verbindung mit SEMI E5, E37 und E37.1 die Einrichtung und Konfiguration der Kommunikation zwischen der Ausrüstung und der Fabrik ermöglicht. Alle grundlegenden Funktionen von GEM werden für die Datenerfassung, Alarmverwaltung, Gerätekonfiguration, Hoch-/Herunterladen von Rezepten, Geräteterminaldienste, Uhr und Steuerungsdefinition (lokal/fern) verwendet. Eine ausführlichere SECS/GEM-Einführung finden Sie hier.
2. Träger-Verwaltung: SEMI E84 und E87 verwalten die Lieferung, die Handhabung und die Validierung des Materials. Das Ziel besteht darin, zu überprüfen, ob das erwartete Material an die Ausrüstung geliefert wurde.
3. SEMI E84 befaßt sich mit der Übergabe von Trägern durch ein automatisiertes Materialtransportsystem (AMHS) oder einen Overhead Hoist Transfer (OHT). Dank SEMI E87 können Substrate nach der Validierung zur Bearbeitung genutzt werden. Das Gerät selbst kann die Identifizierung- und Steckplatzzuordnung nach einem Bind-Dienst (Equipment-Based Verification) oder durch den Host mit einem ProceedWithCarrier-Dienst (Host-Based Verification) validieren.
4. Auftragsverwaltung: SEMI E40 und E94 spezifizieren die auf der Anlage ausgeführten Aufträge und beschreiben die zu verarbeitenden Substrate und die zu verwendenden Rezepte. SEMI E40 definiert Prozessaufträge, die eine Liste von Materialien und die Namen von Rezepten für den Prozess enthalten. Darüber hinaus ermöglicht es die Anpassung der Parameter, die während des Prozesses verwendet werden sollen. SEMI E94 definiert Kontrollaufträge, die eine Reihe von Prozessaufträge verwalten.
5. Substrat- und Prozessschrittverfolgung: SEMI E90 verfolgt alle Substratbewegungen innerhalb der Anlage und SEMI E157 die Leistung von Prozessschritten. Die Substrat-Identifizierung kann überprüft werden, wenn das Gerät über ein Lesegerät verfügt.
6. Leistungsverfolgung: SEMI E10 und E116 messen und analysieren die Leistung von Geräten. Diese Funktion wird für Halbleiterfabriken für die vorbeugende und vorausschauende Wartung immer wichtiger, um Ausfallzeiten zu reduzieren und einige Grundursachen von Alarmen vorherzusehen.

Nachfolgend finden Sie die vollständige Standardliste:

GEM300 und Agileo Automation

Agileo Automation verfügt über ein Expertenteam mit großer Erfahrung in der SECS/GEM-Konnektivität. Unsere Teams haben Steuerungs- und Konnektivitätssoftware für mehr als 30 verschiedene Halbleiter- und PV-Werkzeugmodelle entwickelt, die in mehr als 50 Fabriken in 15 verschiedenen Ländern eingesetzt werden. Wir bieten Bibliotheken, Dienstleistungen und technische Unterstützung zur effizienten Integration Ihrer SECS/GEM- und GEM300-Schnittstelle in die Fabrikautomation..

Für GEM300 haben wir Agil'GEM300 entwickelt, eine vollständige .NET/C#-Lösung für die Konnektivität. Es bewältigt die Komplexität der GEM300-Automatisierung und bietet eine einfache Schnittstelle zur Verbindung mit den Geräten, der Benutzeroberfläche und dem Fabrikhost. 

Mittlerweile wurde die Kommunikationsschnittstelle mit dem MES standardisiert (Softwareautomatisierung). Die Automatisierungshardware für das Laden von Trägern sowie das Laden von Wafern in Prozesskammern oder Inspektionskammern wurde auch von einigen Anbietern standardisiert (Hardwareautomatisierung), was die Schaffung eines Software-Frameworks für die Geräteautomatisierung ermöglichte.

GEM300 mit dem A²ECF-Framework

Das Ausrüstungssteuerung-Framework (A²ECF Semi) von Agileo Automation reduziert den Entwicklungsaufwand für eine GEM300-kompatible Gerätesoftware erheblich und beschleunigt die Markteinführung dieser Geräte. Mit der Unterstützung von GEM oder GEM300 zusammen mit seinen Treibern für große Roboterlader und FOUP-Öffner können sich OEMs auf ihr Kerngeschäft konzentrieren und Werkzeuge mit integrierter Konnektivität pünktlich liefern.

Zögern Sie bitte nicht, Sich mit uns in Verbindung zu setzen, so wir Ihnen dabei helfen können:

1. GEM300-Fragen in der Angebotsanfrage (RFQ) Ihres Kunden zu beantworten
2. Die SECS/GEM-Schnittstelle für Ihre Ausrüstung anzugeben
3. Diese Spezifikation in Ihre Ausrüstung zu integrieren oder Ihre Teams bei der Integration von Bibliotheken zu unterstützen
4. Das auf Ihrer Ausrüstung anwendbare GEM300-Szenario mithilfe von Speech Scenario zu validieren, einer leistungsstarken Testszenario-Anwendung zur Validierung realer Produktionsanwendungsfälle
5. Bei Werkzeugabnahmen bei Ihrem Kunden vor Ort zu unterstützen