SEMI E116

SEMI E116 设备性能跟踪(EPT)规范概述

引言

SEMI E116 设备性能跟踪 (Equipment Performance Tracking, EPT) 是半导体制造领域的关键标准。该标准的核心目标是使生产设备能够自动、持续地跟踪自身及关键模块的基本性能状态，无需依赖操作员或主机的额外输入，为工厂的精细化管理和效率提升提供可靠数据基础。 E116 为设备供应商提供了以下规范:  

  • 跟踪基本设备状态(无需操作员或主机输入)。  
  • 以模块化的方式跟踪基本设备状态，包括主要模块和整体设备。  
  • 在模块和设备级别向主机报告基本设备状态的变化。  
  • 在模块和设备级别向主机报告设备状态的时间。  

术语定义

  • EFEM — Equipment Front End Module，设备前端模块，主要用于载入/载出物料。
  • Module -设备的主要部件，至少包含一个物料位置，并对物料执行某些任务。 设备模块可能是设备子系统、I/O设备和其他模块的聚合。 (定义来自 SEMI E98 )  
  • EPT Module -影响处理或吞吐量的设备的主要部件。为简化操作，EPT模块一次只能执行一个任务。 每个EPT模块都有一个由设备维护的EPT状态模型。  
  • EPT State – EPT状态模型中的IDLE、BUSY或BLOCKED状态。  
  • Task -计划的、可重复的活动，有预期的持续时间和明确的开始和结束(例如，将晶圆从盒移到工作台，预对准晶圆，对准刻度线，预热室，增加真空)。 注意:实际持续时间可能有所不同。  
  • Trigger – 触发设备状态变化的事件。 例如传感器读数、告警和从主机接收到的消息的变化，以及操作命令。  
  • User -任何与设备交互的实体，可以是本地的操作员，也可以是通过主机远程操作的。  (定义来自 SEMI E58) 

EPT 状态机

设备性能跟踪状态模型，该模型适用于设备及其EPT模块, 旨在从操作的角度捕捉设备及其EPT模块的不同状态。EPT模块分为两种:(1)生产式EPT模块，2)EFEM/LoadPort EPT模块。 这两种类型都有一个模块级的EPT状态机。 

（图片来源：SEMI E116）

  • BUSY (忙碌)： 正在执行任务，且无故障阻止任务执行。
  • BLOCKED (阻塞)： 因故障、暂停/中止指令、初始化失败或等待外部条件而无法开始或继续任务。

设备和模块的EPT状态

设备应为设备中影响加工和吞吐量的任何主要部件维护独立的EPT状态模型。设备应维护整体设备的EPT状态模型。

  • 设备状态是其所有 EPT 模块状态的逻辑组合。
  • 设备 BUSY：至少有一个模块在执行类型为 1-5 的任务 （任务类型参考SEMI E116 定义）。
  • 设备 IDLE：无阻塞模块阻止新任务启动，且无 BUSY 的类型 1-5 任务模块。
  • 设备 BLOCKED：无 BUSY 的类型 1-5 任务模块，且至少有一个 BLOCKED 模块阻止了任务启动或完成。

EPT 报告的任务具有明确的类型属性 (TaskType, PreviousTaskType)：

  • 0. No Task
  • 1. Unspecified   
  • 2. Process   
  • 3. Support   
  • 4. Maintenance   
  • 5. Diagnostics
  • 6. Waiting

EPTTracker对象的属性

EPTTracker 是标准的E39对象类型之一，以下是EPTTracker对象部分重要属性。

属性名称定义
ObjID此EPT对象的标识符。在E116中指设备中为EPTTracker对象指定的具有唯一性的标识符。
ObjType此对象的类型。在E116中为固定值“EPTTracker”。
BlockedReasonEPTTracker对象最近一次Blocked状况的原因，使用已定义的数值表示。例如: 0表示Not Blocked, 2 表示Safety Threshold等。7~9 为预留给用户自定义状况。
BlockedReasonTextEPTTracker对象最近一次Blocked状况的原因的文本描述。可以提供较BlockedReason 更多的信息。
DisableEventOnTransitionEPT状态变换#1~#9 的列表，EPTTracker对象如果发生列表中的状态变换，事件向Host的上报将被禁止。
EPTElementTypeEPTTracker对象类型的数字代码，0，1，2分别表示Equipment，Production EPT Module 和 EFEM/LoadPort EPT Module。
EPTStateEPTTracker对象当前的EPT状态。 0 = Idle 1 = Busy 2 = Blocked
EPTStateTimeEPTTracker在进入当前状态之前在上一个状态的保持时间。
EPTElementName当前EPT元素的名字，需要在所有EPTTracker对象中是唯一的。
PreviousEPTStateEPTTracker在进入当前状态之前的上一个状态。
PreviousTaskType在开始当前EPT任务之前，EPT模块执行的上一个任务名称。
TransitionTimeStampEPTTracker 对象最近一次EPT状态变化并触发事件的时间戳。

结论

SEMI E116 EPT 标准是提升半导体制造设备透明度和生产效率的关键工具。它通过：

  1. 强制设备自报告： 自动、持续地提供设备和模块的状态、任务详情及阻塞原因。
  2. 实现模块化监控： 将复杂的设备分解为可管理的模块进行状态跟踪。
  3. 提供精准数据： 为计算 SEMI E10/E79 指标、识别瓶颈、优化维护和提升整体设备效率 (OEE) 奠定坚实的数据基础。
  4. 促进接口标准化： 定义了统一的事件和数据变量，简化主机集成。

对于追求智能制造和卓越运营的半导体工厂，实施符合 SEMI E116 标准的设备是实现设备性能透明化、数据驱动决策和持续改进不可或缺的一步。

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如需获取SEMI E116 标准文档， 请访问SEMI网站：https://www.semi.org/en/products-services/download-standards

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