SEMI規格
SEMI規格とは何か、その目的は何か？
SEMI規格は、SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International：国際半導体製造装置材料協会）により開発されたグローバルな仕様であり、半導体および電子機器製造における相互運用性、一貫性、効率性を保証するものです。.
これらの規格は、工場のホストシステムと装置がどのように通信し、データを交換し、自動化ワークフローを管理するかを定義し、シームレスな統合と信頼性の高い運用を可能にします。業界の専門家によって定期的に見直され、改良されているSEMI規格は、メーカー、装置サプライヤー、およびエンドユーザーが、技術の進化に伴い、高い信頼性と性能を維持するために、進化する生産需要に対応できるよう支援します。.
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
ウェハファブ/ 300mm環境用
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。.
E87（キャリア管理）、E90（基板追跡）、E94（制御ジョブ管理）、E40（プロセス・ジョブ管理）などの主要なSEMI仕様に加え、E116（装置性能追跡）、E39（オブジェクト・サービス）を網羅しています。.
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。.
SEMI E4
SECS-I（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が保証されます。これは、ツールやホストがケーブル交換、電源サイクル、断続的な信号品質に耐える必要がある場合に重要です。実際には、E4はSECS-II（E5）メッセージを伝送します。リンクが確立されると、すべての上位コマンド（アラーム、リモート・コマンド、可変アクセス、レシピ・フロー）は、E4の信頼性の高いトランスポートに乗ります。.
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。.
SEMI E4対応製品
SEMI E5
SECS-II（メッセージ内容）
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。.
SEMI E5対応製品
SEMI E30
GEM（汎用機器モデル）
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。.
SEMI E30対応製品
SEMI E37
HSMS（高速SECSメッセージサービス）
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。.
SEMI E37対応製品
SEMI PV2
太陽光発電GEMサブセット
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。.
SEMI PV2対応製品
SEMI E122
共通設備モデル
E122は、ツールの能力（機能、状態、データ、リソース、制約）を記述するための、一貫した機械可読な方法を推進する。.
SECS-IIメッセージングを補完する情報モデルとして機能し、名前、関係、セマンティクスを標準化することで、曖昧さやカスタムマッピングを削減します。共有された語彙により、上位のアプリケーションは、同じ概念を使用して異なるツールについて推論することができ、オンボーディングを加速し、よりスマートな自動化戦略を可能にします。.
E122はまた、隣接する規格（データ収集、ジョブ・コントロール、パフォーマンス・トラッキング）と調和し、モデルを、機器が公開する内容の単一真実源として位置づける。.
その見返りは、より迅速な統合、より明確な診断、ツールの機能追加に伴う容易な進化であり、ホストはマニュアルから動作をリバースエンジニアリングするのではなく、機能を問い合わせることができる。.
SEMI E122対応製品
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。.
SEMI E39対応製品
SEMI E40
プロセス・ジョブ
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。.
SEMI E40対応製品
SEMI E87
キャリア管理
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。.
SEMI E87対応製品
SEMI E90
基板トラッキング
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。.
SEMI E90対応製品
SEMI E94
管理職
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。.
SEMI E94対応製品
SEMI E116
機器の性能追跡
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。.
SEMI E116対応製品
SEMI E142
基板マッピングとデータ交換
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。.
SEMI E142対応製品
SEMI E148
時刻同期とクロック管理
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。.
SEMI E148対応製品
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。.