SEMI E40 标准 PJM 概述
引言
在半导体制造过程中，工艺管理是确保生产效率和产品质量的关键环节。SEMI E40 标准为半导体制造环境中的工艺管理提供了统一的通信需求规范，涵盖了物料加工的概念、设备行为以及完成任务所需的消息服务。本文将详细介绍 SEMI E40 标准的核心内容，帮助半导体行业的软件技术人员更好地理解和应用这一标准。
标准概述
SEMI E40 标准旨在实现半导体设备中物料工艺的自动化管理和指挥，确保交付到加工资源的物料按照正确的配方进行加工。该标准描述了工艺管理通信所基于的概念和工艺模型，详细定义了标准对象属性和消息服务。
工艺作业（Process Job）
工艺作业（Process Job）是由工艺主管（Host或者界面操作人员）创建的动态对象，用于影响加工资源（设备）对物料的加工。工艺作业的核心要素是对“哪些物料”执行“什么加工工艺”。一个工艺作业最多包括四个顺序阶段：
1. 预工艺处理：在物料到达之前对加工资源进行预处理。
2. 加工物料和加工资源的准备：为物料加工做好准备。
3. 物料加工：实际进行物料加工。
4. 后工艺处理：在物料离开后对加工资源进行后处理，如清理。
工艺作业的生命周期可能超出对物料的实际加工时间，允许设备在接收物料之前进行预工艺，并在物料发送后进行后处理。
工艺作业（Process Job）的对象属性
- ObjID : 对象的标识符。在E40中指创建作业被指定的工艺作业的具有唯一性的标识符。
- ObjType：对象的类型。在E40中为固定值“PROCESSJOB”
- PauseEvent：一组事件的标识符，当其中任一事件发生时，设备会自动将工艺作业状态切换到PAUSING/PAUSED状态。
- PRJobState：根据E40工艺作业状态模型中的定义，工艺作业所处的状态。
- PRMtlNameList：被加工的物料的标识符列表。
- PRMtlType：被加工的物料的类型。
- PRProcessStart：表示工艺作业是否在物料就绪后立即开始作业加工。
- PRRecipeMethod：表示配方规范类型。包括Recipe Only 和 Recipe with Variable Tuning 两种类型。
- RecID：加工应用的配方标识符。
- RecVariableList： 用于支持配方方法（PRRecipeMethod）的工艺变量列表。
工艺调整（Process Tuning）
工艺调整在稳定工艺中变得越来越重要，特别是在缺乏现场量测的工艺中。E40 标准提供了一种简单的工艺调整机制，支持有限的前馈和反馈控制。标准中定义了两种配方方法：RecipeID only 和 RecipeID and Variables。后者在工艺作业创建时提供变量名称和值的列表，以支持工艺调整。
无物料工艺作业（Process Job Without Material）
E40 标准允许对不包含加工物料的加工资源应用工艺作业，用于实现与特定物料无关的加工资源调节。这种工艺作业具有正常的控制特征，但不依赖物料到达，并在加工结束时终止。
工艺作业状态模型（Process Job State Model）
工艺作业是一个短暂的实体，根据工艺主管（Host或界面操作人员）的请求创建、执行并最终由设备删除。每个工艺作业都有一个独立的状态模型，包括以下状态：
- QUEUED/POOLED：工艺作业已通过 PR 作业创建/确认会话被设备接受并等待执行。
- ACTIVE：工艺作业处于活动状态，包括以下子状态 ：
- EXECUTING：工艺作业执行状态，包括SETTING UP, WAITING FOR START和PROCESSING子状态。
- ABORTING：处理资源正在执行一个ABORT或可选的错误恢复程序。中止过程将导致处理立即终止。在达到安全状态后，设备有责任尽快停止身体活动
- STOPPING: 处理资源正在执行STOP程序，以有序的方式终止处理。设备有责任在下一个安全、方便的点停止当前的活动，保持材料的完整性。对于加工设备，这可能需要将所有相关物料发送到其输出目的地。这意味着每种材料要么按照配方中指定的方式加工，要么根本不加工。
- PAUSE：设备暂定物料的加工处理。包括PAUSING和PAUSED两个子状态。
- POST ACTIVE：工艺作业的最终状态，包括以下子状态：
- PROCESS COMPLETE：设备已经完成了PR作业指定的所有材料的加工。当所有物料从设备中移除时，设备执行任何所需的后处理。后处理包括原料出厂后设备中按配方要求进行的所有操作。
- STOPPED：曾经处于STOPPING状态的工艺作业的最终状态。
- ABORTED：曾经处于ABORTING状态的工艺作业的最终状态。
图1： 工艺作业状态模型（图片来源：SEMI E40）
工艺作业服务（Process Job Services）
E40 标准定义了一系列工艺作业服务，包括：
- PRJobCreate (S16F3/F4）：创建工艺作业。
- PRJobCommand (S16F5/F6)：用于发送工艺作业命令，如 Abort、Stop、Cancel、Pause、Resume 和 Start Process。
- PRJobAlert (S16F7/F8 或 S6F11/F12)：用于通知工艺作业里程碑事件。
- PRJobEvent (S16F9/F10 或 S6F11)：用于通知工艺作业信息事件。
- PRJobCreateEnh (S16F11/F12): 创建工艺作业，相较于PRJobCreate命令，提供更多可定义参数。
- PRJobMultiCreate (S16F15/F16): 创建多个工艺作业。
- PRJobDequeue (S16F17/F18): 移除Queue队列中的工艺作业。
- PRJobGetAllJobs (S16F19/F20)：返回所有未完成的作业列表。
- PRJobGetSpace (S16F21/F22)：返回可为设备创建的剩余作业数。
- PRJobSetRecipeVariable (S16F23/F24)：更改配方变量参数列表的设置。
- PRJobSetStartMethod (S16F25/F26)：更改作业的启动方法。
- PRJobSetMtrlOrder (S16F29/F30)：请求对物料工艺顺序使用特定的策略。
结论
SEMI E40 标准为半导体制造环境中的工艺管理提供了全面的规范，涵盖了工艺作业的创建、控制、跟踪以及工艺调整等多个方面。通过遵循这一标准，设备制造商和软件技术人员可以确保物料加工的准确性和高效性，从而提高生产效率和产品质量。
如需了解SEMI E40 解决方案，请联系Support@kxware.com。
如需获取SEMI E40 标准文档， 请访问SEMI网站：https://www.semi.org/en/products-services/download-standards