SEMI E157 MPT：模块工艺跟踪规范概述
引言
SEMI E157 模块工艺跟踪 (Module Process Tracking, MPT) 是半导体制造领域的关键标准。SEMI E157定义了设备向工厂系统报告工艺相关数据的标准能力，核心聚焦于工艺模块（Process Module） 在配方执行过程中的活动。通过标准化事件报告与上下文数据关联，实现时间序列数据（Trace）与工艺摘要数据的可追溯性，配方步骤级粒度的工艺起止记录和工艺模块事件关键上下文参数（工艺作业ID、设备配方、基板信息）的同步获取。
术语定义
- 工艺模块：执行材料加工的设备组件（如工艺腔），由设备配方控制。支持子模块嵌套（SEMI E120）。
- 设备配方：可执行的工艺指令集合，由用户管理且可复用。由1个或多个配方组件构成。
- 配方组件：独立管理的可执行单元（如文件）。可包含0+个配方步骤（即子配方）。
- 主配方：标识设备配方的顶层组件（SEMI E40 ProcessJob中的RecID）。单组件配方中自身即主配方。
- 配方参数：配方中允许外部赋值的变量（如通过ProcessJob传递或设备自适应算法生成）。
- 配方步骤：配方执行条件/指令的显著变化点，需顺序执行且不可重叠。
配方执行逻辑
配方执行概念示例 (图片来源: SEMI E157)
- 层级关系：主配方 → 配方组件 → 配方步骤（步骤边界由工艺条件显著变化决定）。
- 参数传递：参数可跨层级传递（如主配方→子配方），支持主机下发或设备内部生成。
- 多任务模块：
- 并行处理多个基板时，需拆分为独立子工艺模块（各持状态模型实例）；
- 批处理设备（如Wet Bench/Furnace）单线程处理多基板时，视为单一工艺模块。
模块工艺状态模型
E157 MPT 引入的主要新概念是模块工艺状态模型，如下图所示。 这个状态模型定义了所有工艺模块通用的行为和事件。 结果是在大多数或所有设备类型上统一报告关键处理事件。
Module Process 状态模型(图片来源: SEMI E157)
- NOT EXECUTING：配方未直接影响模块（如空闲或维护状态）。
- EXECUTING（父状态）：当工艺模块受到设备配方执行的直接影响时, 是GENERAL EXECUTION 和STEP ACTIVE的父状态。
- GENERAL EXECUTION：配方组件执行中，但无活跃步骤（步骤间/无步骤配方）；
- STEP ACTIVE：特定配方步骤执行中（需顺序报告，禁止并行/重叠）。
数据报告要求
所有模块工艺状态模型事件应能够报告以下数据参数:
| 参数名称 | 描述 |
| RCID | 配方组件的标识符，用于指定相关工艺模块中活动的指令。 注意，这可能是在设备上执行的主配方或子配方。 如果是主配方，RCID的值将与ReCID的值相同。 |
| RecID | 在设备上执行的主配方的标识符。 无论配方是如何开始执行的，都应提供此值。 支持SEMI E40工艺作业的设备应按照工艺作业设置工艺中指定的配方报告RecID参数值(也称为RecID)。 当使用SEMI E30 PPSelect完成工艺设置后，设备应报告RecID参数的值作为相应的PPID。 |
| ModuleID | 模块标识符。模块工艺在其中发生的设备模块的标识符。 设备中每个工艺模块的ModuleID必须是唯一的。 |
| SubstrateID | 基板标识符。该数据参数应报告由该模块工艺活动处理的基板的ID。 如果工艺模块一次最多支持处理一个基板，则支持SubstrateID参数，不支持SubstrateIDList参数。 |
| SubstrateIDList | 该模块工艺活动所处理的底物的标识符列表。如果工艺模块支持同时处理多个基板，则该工艺模块应支持SubstrateIDList参数，不支持SubstrateID参数。 |
| ProcessJobID | 负责与模块相关的配方执行的SEMI E40 Process Job的标识符。 如果设备支持SEMI E40，且工艺模块一次最多支持一个ProcessJob，则该工艺模块应支持ProcessJobID参数，不支持ProcessJobIDList参数。 |
| ProcessJobIDList | 负责与模块相关的配方执行的SEMI E40 ProcessJobs的标识符列表。 如果设备支持SEMI E40，且工艺模块同时支持多个ProcessJob，则该工艺模块应支持ProcessJobIDList参数，不支持ProcessJobID参数。 |
| RecipeParameters | 应用于配方组件的配方参数设置，用于更改此执行实例。 它应该由名称值对结构的集合组成，每个结构都包含配方参数名称(字符串)和应用的值(具有不同的类型)。 |
SECS GEM 接口（SEMI E30）数据要求
- 使用 Stream 6 报告状态模型事件；
- 每个工艺模块分配独立CEID集合；
- 状态值枚举编码：
0: NO STATE | 1: NOT EXECUTING | 2: GENERAL EXECUTION | 3: STEP ACTIVE
EDA 接口（SEMI E120/E125/E132/E134）数据要求
- 状态模型纳入设备元数据；
- 使用SEMI E125命名约定定义事件；
- 状态ID采用CamelCase（如GeneralExecution）。
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如需获取SEMI E157 标准文档， 请访问SEMI网站：https://www.semi.org/en/products-services/download-standards