SECS/GEM規格:SEMI E5、E30、E37、E87、E90、E94、E109、E116
SEMI E4
SEMI E4 SECS-I — シリアルメッセージ転送
SEMI E4 は、工場ホストと装置間の SECS/GEM 通信のためのオリジナルシリアルリンクを定義しています。タイミングルールやエラーリカバリーを含め、RS-232上でのメッセージのフレーム化、確認、再試行、シーケンス方法を規定しています。.
最新の工場では一般的にイーサネット(HSMS/E37)が好まれているが、E4はレガシー・インターフェイスや、シリアル・ポートをまだ公開している組込みコントローラにとっては依然として重要である。.
E4を理解することで、確定的なセッション、予測可能なタイムアウト、クリーンな再接続動作を確保できます。これは、ケーブルの交換、電源の再投入、断続的な信号品質の低下を装置やホストが乗り越えなければならない場面で重要です。実際には、E4はSECS-II(E5)メッセージを運びます。リンクが確立されると、アラーム、リモートコマンド、変数アクセス、レシピフローなど、上位のコマンドはすべてE4の信頼性の高い伝送路上でやり取りされます。
ブラウンフィールド・アップグレードの場合、E4ナレッジはブリングアップを短縮し、ログを明確化し、カスタムハンドシェイクを減らし、工場が混合世代機器間で動作を標準化することを可能にする。.
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| ご利用の用途 | 製品 | できること |
|---|---|---|
| 装置ソフトウェアにSECS/GEMを追加 | NxSphere® GEM製品を見る → | SDKを使って、装置のSECS/GEM通信インターフェースを構築します。 |
| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | SECS/GEM通信を、キャリア、基板、ジョブの管理と組み合わせます。 |
| 装置を工場システムと統合 | NxSphere® EAP+製品を見る → | 装置をMES、データ収集、工場自動化のワークフローに接続します。 |
SEMI E5
SEMI E5 SECS-II —メッセージ構造と内容
SEMI E5 は、SECS/GEM メッセージの構造とセマンティクスを定義している:型付けされたデータ項目、階層化されたリスト、ストリームとファンクションに編成されたリクエストとレスポンスのペア。.
収集イベントの報告、アラームの発生と解除、変数の読み取りと書き込み、リモートコマンドの呼び出し、プロセスプログラムの管理など、オートメーションに意味を与える言語です。.
E5はトランスポートを問わないため、シリアルSECS-I(E4)でもイーサネットHSMS(E37)でも同じメッセージが動作し、ネットワークの進化に伴う相互運用性を維持します。そのコンパクトなバイナリ・フォーマットは、低速リンクでは効率的で、大規模では堅牢であり、単一モジュールのツールから複雑なクラスタ・システムまで一貫した動作を可能にします。.
隣接するSEMI規格のほとんどは、E5トランザクションのサブセットまたはパターンを選択し、そのドメイン(材料ロジスティクス、ジョブ制御、パフォーマンス追跡)を満たしています。E5をマスターすることで、より迅速な統合、より明確な診断、より容易なコンフォーマンステストが可能になり、ホストと装置が同じ正確な型通りの語彙を話すことで、曖昧さが減り、生産までの時間が短縮されます。.
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| ご利用の用途 | 製品 | できること |
|---|---|---|
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| PLC制御の装置を接続 | NxSphere® GEMBridge製品を見る → | OPC UAゲートウェイを通じて、装置のタグをSECS/GEMインターフェースにマッピングします。 |
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| レガシー装置を接続 | NxSphere® DEX製品を見る → | 既存の装置で、接続とデータ収集を実現します。 |
SEMI E30
SEMI E30 GEM — ジェネリック装置モデル
GEM は、一貫性のあるベンダーニュートラルなインターフェイスを通じて、工場が機器を監視および制御する方法を標準化します。SECS-I (E4)またはHSMS (E37)上のSECS-II (E5)を使用して実装される、コアサービス-状態モデル、アラーム、収集イベントとレポート、トレースサンプリング、変数、リモートコマンド、プロセスプログラム(レシピ)管理、およびクロック/ID管理を定義します。.
GEMを使えば、ホストはツールをオンラインにし、データ収集を可能にし、動作状態を強制し、プロセスを開始/停止し、特注のプロトコルを使うことなく文脈に沿った結果を得ることができます。装置メーカーにとっては、GEMはコンプライアンスへの明確なロードマップを提供し、顧客ごとの1回限りのエンジニアリングを削減します。ファブにとっては、再利用可能なホストコード、予測可能な動作、迅速な適格性確認を意味します。.
GEMはまた、多くのドメイン標準(例えば、E40、E87、E90、E94、E116)をサポートしているため、適合ツールはより広範な自動化フローに適合します。その結果、新しいツールの導入であれ、レガシー資産のレトロフィットであれ、異種ライン間での統合サイクルの短縮、診断性の向上、アップタイムの向上が実現します。.
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SEMI E37
SEMI E37 HSMS — TCP/IPトランスポート
HSMSはSECS/GEMをEthernet/TCPに移行し、シリアルリンクよりも高いスループット、低いレイテンシ、シンプルな配線を実現します。アクティブ/パッシブの役割、セッション確立(Select)、キープアライブ(Linktest)、秩序ある切断(Separate)、タイムアウト動作を指定し、ホストと機器間の信頼性の高い長寿命接続を保証します。.
HSMSはSECS-II (E5)ペイロードを変更することなく伝送するので、既存のGEMロジックは最新のネットワーキングの恩恵を受けながらそのまま動作する。実際には、ほとんどのデプロイメントではHSMS-SS(シングルセッション)プロファイルを使用しますが、マルチセッションのバリアントではトラフィッククラスを分離することができます。.
決定論的なセッションルールと明示的な有効性チェックにより、HSMSは負荷時やネットワークイベント時に回復力を発揮し、集中型ホストアーキテクチャや大規模なツール群をサポートします。インテグレーターにとって、HSMSはE5とGEMで定義されたセマンティクスを維持しながら、カスタム配線を減らし、診断を容易にし、ラボセットアップから大量生産工場まで簡単に拡張できます。.
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SEMI PV2
SEMI PV2 — Photovoltaic GEM標準
PV2は、GEMを太陽光発電ラインに適応させるため、相互運用可能な機能のサブセットと正確な実装の詳細を定義しています。共通データ項目のフォーマット、最小限の変数とイベントのセット、簡素化されたプロセスプログラム管理(書式なしレシピ)を規定することで、立ち上げを合理化している。.
PV2では、レポート作成と計時に関する動作が強化され、ホストはベンダー固有の慣例に縛られることなく、さまざまなPVツール間でメトリクスを関連付けることができます。重要度の低いSECS-IIトランザクションを省略することで、PV2はコンプライアンスの負担を軽減すると同時に、必要不可欠な制御と可視性を維持します。その結果、複数の機器サプライヤー間で一貫した統合、迅速な受け入れ、容易なサポートが実現します。.
工場にとってPV2は、歩留まりとスループット分析のための信頼できるデータを意味し、工具メーカーにとっては、エンジニアリングの労力を削減しながらも生産自動化のニーズを満たす、明確で境界のない目標を提供する。.
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SEMI E122
SEMI E122 - テスター装置特定装置モデル(TSEM)仕様
SEMI E122(テスター装置・特定装置モデル—TSEM の仕様)は、ウェーハプローバー、ICハンドラー、ファイナルテスターシステムなどの半導体テスト装置に特化したGEMベースの装置モデルを定義しています。.
これは、テスト実行、ロット管理、ビン結果、レシピ処理のための標準化された変数、イベント、アラーム、リモートコマンドを含む、テスター固有の動作で、汎用GEM標準(SEMI E30)を拡張するものです。異なるテスターベンダー間で共通のインターフェースを提供することにより、E122は、テストフロアの自動化、標準化されたデータ収集、およびMESおよび収率管理システムとの一貫した統合を可能にします。.
テスト装置メーカーにとって、E122は、統一されたホスト通信を必要とするファブやOSATへのツール納入時の統合負担を軽減します。工場においては、混在するテストセル間での予測可能な動作を保証し、テストデータ分析や歩留まり相関ワークフローの展開を簡素化します。.
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SEMI E39
SEMI E39 — オブジェクトサービス
E39は、SECS/GEMにオブジェクト指向構造を導入し、機器リソースを属性、メソッド、イベントを持つ発見可能なオブジェクトとして表現します。.
チャンバー、ロードポート、ロボットは、ベンダー固有の拡張を可能にしながら、一貫したインターフェイスを提示することができる。ホストはオブジェクトをブラウズし、プロパティを検査し、SECS-IIメッセージにきれいにマッピングされた標準化されたオペレーションを呼び出すことで、明快さと再利用性を向上させる。.
この抽象化は、モジュラー・サブシステムが独立して進化する複雑なクラスタ・ツールに特に役立ちます。E39は、ホスト・ロジックの密結合を減らし、適合性を合理化し、ログの可読性を向上させます。相互作用は、アドホックなメッセージ・シーケンスではなく、明示的なオブジェクト操作になります。.
装置メーカーにとっては、E39はメッセージの順列を爆発させることなく機能を公開するスケーラブルな方法を提供し、製造工場にとっては、カスタムコードを縮小し、安定生産までの時間を短縮する。.
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| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | オブジェクトサービスを使って、GEM300の装置オブジェクトを公開・管理します。 |
SEMI E40
SEMI E40 — プロセスジョブ管理
E40は、プロセスジョブ(機器内でのレシピ実行の単位)の概念を標準化した。.
プロセスジョブは、材料、レシピ、パラメータ、および優先順位をカプセル化し、作成、開始、保留、再開、および完了のコマンドと状態を定義します。ホストにランレベルの作業をオーケストレーションする統一された方法を提供することで、E40は多様なツール間の調整を簡素化し、ロジスティクス(E87)と制御承認(E94)を補完します。.
何が、どの材料で、どのような設定で実行されたかという正確なトレーサビリティを可能にし、並列処理と回収フローをサポートする。.
装置メーカーにとっては、E40は実行制御のためのインターフェース・サーフェスを明確にし、ファブにとっては、特注シーケンスの削減、適格性確認の迅速化、一貫性のあるレポートとイベントによる例外処理の改善を実現する。.
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| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | GEM300 SDKで、プロセスジョブとその実行状態を管理します。 |
SEMI E87
SEMI E87 — キャリア管理 (CMS)
E87は、機器とホストがキャリア(例えばFOUPやカセット)の識別、検証、移動をどのように調整するかを定義している。.
これは、ロードポートの動作、受け入れ/拒否ルール、ID検証、マッピングチェック、ドッキング/ドッキング解除、および関連するイベントと変数をカバーしています。目標は、適切なキャリアが適切な場所に、既知の内容でいることを確認し、後続のプロセスや輸送ステップを安全に進めることです。.
E87は、基板追跡(E90)やジョブオーケストレーション(E40/E94)と緊密に統合され、マテリアルフローと実行コンテキストの整合性を保ちます。.
装置メーカーにとっては、E87はAMHSとオペレーターのハンドリングに予測可能なインターフェイスを提供し、工場にとっては、キャリア交換時の標準化された状態と診断により、ミスロードを減らし、サイクルタイムを改善する。.
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| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | キャリアの識別、検証、ロードポートの状態を連携させます。 |
SEMI E90
SEMI E90 — 基板追跡 (STS)
E90は、基板(ウェハー、セル、パネル)が装置内を移動する際、ロードポートからプロセスモジュールへ、そして再び装置外へ戻るまで、基板をきめ細かく追跡します。.
基板識別、位置、状態、到着、処理、出発を知らせるイベントを定義する。これにより、ホストは正確な仕掛品ビューを維持し、レシピの結果を特定の材料と照合し、取り違えを迅速に検出することができる。.
E90はE87(キャリア管理)およびE40/E94(ジョブ管理)と連携しているため、マテリアルフローと実行コンテキストは一貫性を保っています。.
装置メーカーにとっては、E90を導入することで、移動と処理のマイルストーンを報告するために必要な計装が明確になり、工場にとっては、データとアラームを個々の基板に結びつけることで、系図と歩留まり分析を下支えする。.
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| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | 装置内を移動し処理される基板を追跡します。 |
SEMI E94
SEMI E94 — コントロールジョブ管理 (CJM)
E94 は、ツール上の 1 つまたは複数のプロセス・ジョブを認可し、管理する上位レベルのコンテナである制御ジョブを定義している。.
制御ジョブは、許可された材料、許可されたレシピ、シーケンス制約、および利用可能でなければならない前提条件またはリソースを指定します。一旦リリースされると、ウェーハスタートコントロール、ロットインテグリティ、チャンバー間の調整されたランを実施します。.
E94は、コントロールジョブの作成、開始、保持、完了、および例外処理のための統一されたコマンド、状態、およびレポートを提供します。E87(キャリア)、E90(基材)、E40(プロセスジョブ)と連携し、材料ロジスティクスとレシピ実行を同期させます。.
その結果、予測可能な自動化が実現し、ファブ・ルールへのコンプライアンスが強化され、承認から完了までのトレーサビリティが明確になる。.
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|---|---|---|
| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | コントロールジョブと、プロセスジョブとの連携を管理します。 |
SEMI E109
SEMI E109 — レチクルおよびポッド管理(RPMS)
E109は、リソグラフィ装置、レチクル検査装置、ベアレチクルストッカーにおいて、レチクルとそれを収めるポッドを扱うためのホスト・装置間インターフェースである、Reticle and Pod Management Specification(RPMS)を定義します。
これは、ロードポートでのレチクルポッドの搬入・搬出、ポッドへのレチクルの出し入れ、ポッドとレチクルの識別・検証に関する状態、コマンド、イベントを、自動搬送・手動搬送の両方について標準化します。
E109は、レチクルの使用状況と適格性の追跡にも対応しており、ホストは各レチクルの所在と使用可否を常に把握できます。GEM300インターフェースの一部として実装され、E87(キャリア管理)を参考に設計されているため、レチクルのフローにも同じ予測しやすく、ベンダーに依存しない手法をもたらします。
その結果、レチクルの取り扱いがより安全になり、誤搭載が減り、レチクルのライフサイクル全体でトレーサビリティが明確になります。
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| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | レチクルとポッドの識別、搬送、トラッキングを管理します。 |
SEMI E116
SEMI E116 — 装置性能追跡 (EPT)
E116は、ホストが可用性、利用率、生産性を一貫して計算できるように、機器がパフォーマンス指標を報告する方法を標準化します。.
E116 は、時間ベースの状態モデル、イベントのセマンティクス、および稼働時間、ダウンタイムカテゴリ、平均修復時間、スループットなどの KPI を導き出すために使用されるデータセットを定義します。命名とトランジションを統一することで、E116は工場のダッシュボードにおけるあいまいさを取り除き、ベンダーやツール間の同等比較を可能にします。.
E116をGEMデータ収集と組み合わせることで、MES、OEE、または分析プラットフォームへのほぼリアルタイムのフィードが可能になります。.
装置メーカーにとっては、E116は何を計測し、どのように中断を分類すべきかを明確にするものであり、工場にとっては、場当たり的なログではなく、信頼できる構造化された信号を提供することによって、根本原因分析と継続的改善を加速させるものである。.
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SEMI E142
SEMI E142 — 基板マッピング
E142は、装置とホストが(ウェーハ、ストリップ、フレーム、トレイなどの)基板「マップ」をどのように表現し、どのように交換するかを規定している。.
レイアウト、座標アドレス、ダイ/ユニットごとの状態(合否、ビン/等級、欠陥カテゴリーなど)など、マップデータの構造や必要な内容を定義し、マップ情報がインターフェイス上でどのように転送され、更新されるかのルールを定めている。.
標準化されたマッピングはインクレス製造フローを支え、下流のツールは物理的なマーキングの代わりに電子マップに依存し、信頼性の高いソーティング、ルーティング、歩留まり分析、エンド・ツー・エンドのトレーサビリティを可能にする。.
装置メーカーにとっては、E142は、ファクトリーホストときれいに統合するための一貫したマップモデルと交換動作を提供します。ファブにとっては、ツールセット間の解釈のあいまいさを減らし、ロケーションごとの正確な結果に依存する系図、処分、分析の忠実度を向上させます。.
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SEMI E148
SEMI E148 — 時間同期
E148は、外部参照への同期や一貫したタイムスタンプの動作を含め、機器が正確な時間を維持し、公開する方法を規定している。.
ホストがイベントとデータのタイムスタンプを信頼できるように、クロック精度、ドリフト処理、調整手順、およびレポートに関する要件を定義している。.
正確な時間は、大量生産におけるシーケンス再構築やSPCウィンドウからツール間の相関に至るまで、あらゆるものを支えています。E148はしばしばGEMデータ収集を補完し、アラーム、トレース、およびレポートが、予測可能なスキューと調整セマンティクスで工場出荷時の時刻に合わせられるようにします。.
装置メーカーにとっては、E148は堅牢なクロック設計と診断の指針となり、工場にとっては、インシデント解析時の混乱を減らし、正確な順序に依存する系図と解析の完全性を向上させる。.
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| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | GEM300インターフェース内で、装置の時刻同期に対応します。 |
SEMI E157
SEMI E157 — モジュールプロセス追跡
E157はモジュールレベルのプロセストラッキングを導入しており、ホストは複雑な装置内のレシピ実行を追跡することができます。.
プロセス・モジュールとサブ・ステップのイベント、データ、ステート・セマンティクスを定義し、ツール・レベルでの開始/完了を超えたきめ細かな可視化を可能にする。.
E157により、ホストはパラメータと結果を特定のモジュールフェーズに関連付けることができ、トレーサビリティ、チューニング、根本原因分析を改善することができます。この規格は、E40(プロセスジョブ)、E94(制御ジョブ)、およびE90(基板追跡)と整合しているため、実行コンテキスト、承認、および材料の移動が同期されます。.
装置メーカーにとっては、E157はモジュール境界における計装を明確にするものであり、製造工場にとっては、詳細な実行セグメントを測定結果やアラームに接続することで歩留まり学習を強化するものである。.
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|---|---|---|
| GEM300による装置自動化を実装 | NxSphere® GEM300製品を見る → | 装置モジュール単位で、プロセスの動作と実行コンテキストを報告します。 |
SECS/GEM および SEMI規格とは何ですか?
SECS/GEMと セミ 標準とは、半導体製造装置および材料国際協会(SEMI)が策定したグローバルな仕様であり、ファクトリーホストシステムと製造装置間の相互運用性を確保するためのものです。これらの標準は、半導体、太陽光発電、LED、およびエレクトロニクス製造における機械間の通信方法、データ交換、ステートモデルの管理、自動化ワークフローの調整を定義しています。.
SECS/GEM規格群には、基盤となるSEMI E5(SECS-II)、SEMI E30(GEM)、SEMI E37(HSMS)、SEMI E4(SECS-I)に加え、300mmファブ自動化(GEM300)向けの拡張規格であるSEMI E87、E90、E94、E40、E109、E116、E142、E148、E157が含まれます。各規格は、信頼性が高くベンダーに依存しない装置自動化を実現するうえで、それぞれ特定の役割を担っています。
SECS/GEM規格
200mm用、バックエンドアセンブリ、LED、PV産業
SEMI E4、E5、E30、E37を含むSECS/GEMスイートは、ファクトリーホストと製造装置間の基礎となる通信フレームワークを確立します。.
標準的なメッセージング・プロトコル、状態モデル、データ収集、およびアラーム・メカニズムを定義しているため、異なるメーカーやベンダーの機器をファクトリー・オートメーション・システムに容易に統合することができる。.
SECS/GEMは、200mmファブ、バックエンドアッセンブリー、LED、太陽光発電の製造において一般的に採用されており、多様な製造環境において安定した信頼性の高い接続を保証します。.
GEM300規格
ウェーハファブ/300mm環境向け
GEM300標準ファミリーは、SECS/GEMを完全自動化された300mmウェーハファブに拡張し、キャリアハンドリング、基板トラッキング、ジョブ管理機能を導入します。.
SEMI E87(キャリア管理)、E90(基板トラッキング)、E94(コントロールジョブ管理)、E40(プロセスジョブ管理)といった主要な規格に加え、E109(レチクルおよびポッド管理)、E116(装置性能トラッキング)、E39(オブジェクトサービス)を含みます。
これらの標準は、高度な材料搬送システム、制御ジョブ、マルチステップ・プロセス・ジョブ、および基板管理ロジックを共にサポートし、複雑なウェハ・ファブ・オペレーション全体にわたって、高スループット、正確なリアルタイム・トレーサビリティ、一貫したパフォーマンス、および統一された自動化を可能にします。.

