CN109841551B - 自动化物料处理方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种自动化物料处理方法与系统。在一实施例中，用于半导体制造设施的自动化物料处理系统包括：由轨道所支撑的感测器，其中感测器是用以收集感测器数据，感测器数据用以描述沿着轨道移动的车辆，此车辆是用以承载至少一晶圆；监视模块用以基于感测器数据来侦测触发事件，并且启动改善措施以响应此触发事件。借此，可以更有效率地运送晶圆。

Description

自动化物料处理方法与系统
技术领域
本揭露是有关于一种具备感测功能的自动化物料处理方法，能自动地启动改善措施。
背景技术
自动化物料处理系统(automated material handling system，AMHS)以广泛地应用于半导体制造设施(semiconductor fabrication facilities，FAB)中以自动化地处理并运送多群或多批的晶圆至晶片制造中所使用的各种制程机器或工具之间。一般的半导体制造设施可包括多个制程区，这些制程区可包括制程工具与晶圆分段设备，这些制程工具与晶圆分段设备由自动化物料处理系统相互连接。
上述的每个区可包括晶圆储存器，晶圆储存器具有多个槽以在制造过程中暂时地存放多个晶圆承载器以进行分段处理。晶圆承载器可以是标准机械接口(standardmechanical interface，SMIF)盒以存放多个晶圆，或者晶圆承载器也可以是前开式晶圆传送盒(front opening unified pods，FOUPs)以存放更大的晶圆。储存器通常具有单秆机器升降机或启动机，其具有足够的重量承载能力来从上述的槽中一次一个地抬起、插入并撷取晶圆承载器。储存器持有多个SMIF盒或FOUP以准备将SMIF盒或FOUP运送至制程工具的装载接口。
半导体制造设施可包括许多种自动化与手动车辆，用以在制造程序的同时，于半导体制造设施中移动并运送晶圆承载器。这些车辆可例如为自动导引车(automaticguided vehicle，AGV)，个人导引车(personal guided vehicle，PGV)，轨道导引车(railguided vehicle，RGV)，高架穿梭机(overhead shuttle，OHS)，以及高架启动传输机(overhead hoist transport，OHT)。OHT系统可自动地移动OHT车辆，OHT车辆用以在半导体制造设施内将晶圆承载器(例如为SMIF盒或FOUP以持有晶圆)从一个制程工具、量测工具、或储存器移动并运送至另一个工具或设备的装载接口。OHT系统可在每个区中运送车辆，或是在多个区之间运送车辆。OHT系统也可以移动空车辆(亦即，没有晶圆承载器)至工具装载接口或其他设备以接收空的或满载(具有晶圆)的SMIF盒或FOUP，以在其他工具中进行进一步的运送及/或处理。
用更大更重的FOUP来处理并运送晶圆对于自动化物料处理系统中来说是一个效率的挑战，目的是在半导体制造设施的制程工具之间维持合宜的晶圆流动。此外，也有额外的需求来建造大型Giga FAB，其具有能力在每个月处理超过100000片晶圆。这些挑战与需求包括有效地使用半导体制造设施中的地板与高架空间并减少因为车辆故障及/或损坏所造成的塞车或交通瓶颈。
据此，需要更好的系统与方法以在半导体制造设施中处理晶圆的运送。
发明内容
本揭露的实施例提出一种自动化物料处理系统(automated material handlingsystem，AMHS)，适用于半导体制造设施(semiconductor fabrication facility，FAB)。此自动化物料处理系统包括：感测器，由轨道所支撑，其中感测器是用以收集感测器数据，感测器数据用以描述沿着轨道移动的车辆，此车辆用以承载晶圆；以及监视模块，用以：基于感测器数据侦测一触发事件，并且启动改善措施以响应触发事件。
以另外一个角度来说，本揭露的实施例提出一种系统，包括感测器，由静态轨道所支撑，其中感测器用以收集感测器数据，感测器数据用以描述沿着静态轨道移动的车辆，此车辆是透过吊运车悬吊于静态轨道，车辆是透过滚动运动沿着静态轨道运动并同时承载晶圆。系统也包括监视模块，用以：基于从感测器所取得的历史感测器数据来决定触发事件，基于感测器数据来侦测触发事件，以及启动改善措施以响应触发事件。
以另外一个角度来说，本揭露的实施例提出一种方法，包括：从感测器收集感测器数据，其中感测器由轨道所支撑，感测器数据用以描述沿着轨道移动的车辆，此车辆用以在沿着轨道移动的同时也承载晶圆；基于感测器数据来侦测触发事件；以及启动改善措施以响应触发事件。
为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是根据一些实施例绘示半导体制造设施的布局示意图，其搭配了具备感测功能的自动化物料处理系统；
图1B是根据一些实施例绘示半导体制造设施的透视图，其具有具备感测功能的自动化物料处理系统；
图2A是根据一些实施例绘示半导体制造设施与具备感测功能的自动化物料处理系统的部分侧视图；
图2B是根据一些实施例绘示制程工具的透视图，其中车辆是靠近工具的装载接口；
图2C是根据一些实施例绘示轨道的侧视图，其中绘示了轨道上感测器可能设置的位置；
图3是根据一些实施例绘示具备感测功能的自动化物料处理系统的各种功能模块的方块图；
图4是根据一些实施例绘示自动化物料处理系统的感测程序的流程图。
具体实施方式
以下的揭露提供了各种不同的范例实施例，用以实作本标的的不同特征。为了简化本揭露，一些元件与布局的具体例子会在以下说明。当然，这些仅仅是例子而不是用以限制本揭露。例如，若在后续说明中提到了一个元件“连接”或“耦接”至另一个元件，这可表示直接连接或是耦接，或者也可包括一或多个中介元件。
此外，本揭露也可能在这个例子中重复符号以及/或者字母。这些重复的现象是为了简洁的目的，并不是为了限制各个实施例以及/设定之间的关系。
再者，在空间上相对的用语，例如底下、下面、较低、上面、较高等，是用来容易地解释在图示中一个元件或特征与另一个元件或特征之间的关系。这些空间上相对的用语除了涵盖在图示中所绘的方向，也涵盖了装置在使用或操作上不同的方向。这些装置也可被旋转(例如旋转90度或旋转至其他方向)，而在此所使用的空间上相对的描述同样也可以有相对应的解释。
本揭露提供了具备感测功能的自动化物料处理系统的各种实施例，其中感测器是整合在自动化物料处理系统的轨道上来监视车辆，这些车辆是用以在半导体制造设施中移动与运送晶圆。上述具备感测功能的自动化物料处理系统可关联至半导体制造设施的各种元件，由轨道上的感测器来收集感测器数据以进行监视以及/或者控制，以下会详细说明。这些感测器收集的感测器数据可被一个监视模块所利用，监视模块可分析感测器所产生的感测器数据，并在侦测到一个触发事件后启动改善措施以响应此触发事件。举例来说，上述的感测器可包括噪音以及/或者震动感测器，用以在车辆通过感测器附近的时候收集车辆上的噪音以及/或者震动感测器数据。上述收集的噪音以及/或者震动感测器数据可被分析以决定是否有触发事件(例如，车辆故障)，借此可对此车辆执行一个改善措施(例如，车辆维修)。借此，可以避免使用中的车辆故障(例如，当车辆正用来运送晶圆时)，并且避免制造流程中相关的生产线瓶颈与中断。
上述具备感测功能的自动化物料处理系统中的感测器可以设置在自动化物料处理系统的轨道上。在一些实施例中，根据不同的目的可以在自动化物料处理系统中设置不同的感测器。举例来说，一些感测器可用来辨识出通过的车辆(例如透过射频识别(radiofrequency identification，RFID)感测器)，其他感测器可用来描述通过车辆的效能(例如透过声音感测器、震动感测器或影像感测器)。在另一个例子中，不同的感测器可以彼此合作来监视通过车辆的效能，例如距离感测器可判断通过车辆从一个点到另一个点的时间，声音感测器可用来描述此通过车辆所产生的声音或震动。这些感测器数据可相互比较参照，以更佳地描述一段时间内车辆的效能，借此达到更好的感测精准度。此外，透过感测器数据的彼此参照可侦测感测器的异常，并在感测器故障的当下或事前就进行改善(例如，修改或置换)。
在一些实施例中，单一个感测器可用于多种目的，例如辨识通过的车辆并描述通过车辆的效能。例如，影像感测器可收集影像数据，或者声音感测器可收集声音数据，这些数据可用来辨识车辆并评估车辆的效能是否异常。在一些实施例中，有需要采用较小尺寸的感测器，避免阻塞了自动化物料处理系统的轨道，以及/或者阻碍轨道上车辆的移动。
如上所述，上述具备感测功能的自动化物料处理系统可使用距离感测器。此距离感测器的范例可包括电容感测器、电容位移感测器、杜普勒(Doppler)效应感测器、涡流(eddy-current)感测器、电感感测器、磁场感测器、光感测器、雷达感测器、声纳感测器、超音波感测器、光纤感测器以及霍尔效应(hall effect)感测器。
如上所述，上述具备感测功能的自动化物料处理系统可使用声音感测器。此声音感测器的例子可包括电容麦克风感测器、射频(RF)电容麦克风感测器、驻极体电容器(electret condenser)感测器、动态麦克风感测器、带状麦克风(ribbon microphone)感测器、碳带式麦克风(carbon microphone)感测器，压电麦克风(piezoelectric microphone)感测器，光纤麦克风感测器，激光麦克风感测器，液体麦克风感测器，以及微机电系统麦克风感测器。
如上所述，上述具备感测功能的自动化物料处理系统可使用震动感测器。此震动感测器的例子可包括速度感测器，例如为电磁线速度传感器感测器以及电磁转速表产生器感测器。上述震动感测器也可包括加速度感测器，例如电容式加速度感测器、压电加速度感测器，电位加速度感测器、伺服加速度计(servo accelerometer)感测器，以及应变计(strain gage)加速度感测器。
在一些实施例中，如上所述，上述具备感测功能的自动化物料处理系统可使用影像感测器。此影像感测器的例子可包括电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)影像感测器与互补式金氧半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)影像感测器。
虽然以上提到了特定的感测器，在各种实施例中及不同的应用中可采用任意能够产生感测器数据的感测器，这些感测器数据可以描述车辆的效能。在一些实施例中，这些感测器可在市场上取得，因此为了简化起见并不赘述。
感测器数据可用来评估车辆的效能。在一些实施例中，可分析历史感测器数据以决定触发事件，触发事件可用来指出异常之处。此历史感测器数据可被评估以决定触发事件。举例来说，历史感测器数据可在车辆每次通过时所收集而来，或者是在某台特定车辆每次通过时所收集而来，借此可决定触发事件。此感测器数据可以是连续的(例如，在一段时间内历史感测器数据的每一个数据点都表示感测器数据的连续收集)或是不连续的(例如，历史感测器数据的每一个数据点都表示单一个感测器数据数值在时间上的快照)。此外，在不同的实施例中，历史感测器数据可用各种方式被整合在一起以及/或者一起表示，以用于后续的分析。举例来说，历史感测器数据可表示为时间域以及/或者频率域以做后续的分析，以下会再说明。在这样的实施例中，历史感测器数据会先被收集起来并整合成各种数据结构，例如为数据库、关联表、平面档(flat file)等等。
根据历史的(例如，整合的)感测器数据中的离群值可决定触发事件。此离群值可用来指出车辆效能的异常。在一些实施例中，这些离群值可用来决定阈值，触发事件可定义为符合或超过了阈值。触发事件也可以反应于符合或超过一个阈值或多个阈值的组合。举例来说，这些离群值可用来定义阈值，用来指出车辆已经太吵或是有太多或不正常的震动(其可反应于车辆已经损毁)。在一些实施例中，不同的触发事件可被定义以引起不同的改善措施。举例来说，不同的触发事件可指出车辆上不同部分的异常，例如一个触发事件可指出轮子的损坏，另一个触发事件可用来指出将车辆吊离轨道的吊运车已损坏。
可用习知的统计分析来决定出离群值。举例来说，此统计分析可包括噪音震动(noise vibration harshness，NVH)分析或是历史感测器数据的分析。在另一例子中，上述的统计分析可包括下列分析的任一者：倍频分析(octave analysis)，频谱分析，傅立叶转换分析，联合时间频率分析，阶次分析(order analysis)，阶次追踪分析，波德图分析(bodeplot analysis)，频率响应分析，震动分析以及压力分析，以下会再说明。
在各种实施例中，对于一特定车辆，用以描述车辆效能的感测器数据可交叉参照以及/或者索引。举例来说，触发事件可用来侦测某特定车辆，使得改善措施也适用于此特定车辆。如上所述，感测器数据可用来描述车辆效能以及/或者辨识车辆。借此，在侦测到特定车辆的触发事件以后，适当的改善措施可用以响应此触发事件。举例来说，受损的车辆可被控制以移动至改善区以提醒维修人员实施适当的改善措施。
图1A是根据一些实施例绘示半导体制造设施的布局示意图，此半导体制造设施包括了轨道与车辆系统。此半导体制造设施包括了具备感测功能的自动化物料处理系统104，其例如包括了自动导引车(automatic guided vehicle，AGV)，个人导引车(personalguided vehicle，PGV)，轨道导引车(rail guided vehicle，RGV)，高架穿梭机(overheadshuttle，OHS)以及高架启动传输机(overhead hoist transport，OHT)。此外，各种感测器106可设置在轨道107上，轨道107可沿着自动化物料处理系统104的不同部分延伸。一或多个晶圆储存器108是关联至自动化物料处理系统104，操作以接收且将晶圆承载器分段处理，借此用于一或多个晶圆的制造或量测工具110(例如，制程工具)，其中工具110会设置在轨道107旁边。此外，在轨道107的一旁，自动化物料处理系统104可包括改善区118，受损的车辆可在改善区118接收维修以及/或者维护。
晶圆储存器108可包括内部槽以暂时地存放多个晶圆承载器以进行分段作业，晶圆承载器是准备运送至制程工具110的装载接口。据此，晶圆储存器108提供了晶圆承载器的传输系统、流程缓冲区以及缓缴区。每个晶圆储存器108包括了输入/输出接口以从晶圆储存器108上加载并卸载晶圆承载器。并且，晶圆储存器108可包括一或多个机械手臂(未绘示)，机械手臂是操作以从储存器上抓取、抬起/降低、储存以及回收晶圆承载器，本领域具有通常知识者当可理解。储存器为习知的，以下将不详细赘述。
图1B是根据一些实施例绘示半导体制造设施的透视图，此半导体制造设施包括轨道与车辆系统。半导体制造设施可包括具备感测功能的自动化物料处理系统152，其包括了轨道系统154以及设置在轨道系统上各式各样的感测器156。轨道系统154也可具有多个车辆158，这些车辆158可沿着轨道系统移动并以高架的方式设置在轨道系统中。举例来说，车辆158可为OHT的穿梭机。轨道除了可以水平地设置在建筑物的楼板上也可以垂直地设置，例如竖井160中的轨道是设置在半导体制造设施的两层楼板之间。感测器156(绘示为虚线以表示他们是在竖井当中)可设置在竖井中的轨道，借此在车辆沿着竖井160中的轨道移动时可收集车辆的感测器数据。各种设备可以设置在轨道系统154旁边，例如晶圆储存器162。并且，一部分的轨道系统154可以指定为改善区164，当车辆158没有在使用，需要维修、替换、或进行其他改善措施时，可以将车辆158送至改善区164。
轨道系统154可以装设在半导体制造设施中靠近天花板的地方并且彼此相互连接。轨道系统154中的多个轨道可以安排在半导体制造设施中任意合适设置的传输网络中，例如但不限于包括一或多个轨道主要分支，每个主要分支包括一或多个交叉或水平的分支、多个平行的分支以及环线。具备感测功能的自动化物料处理系统152可以组织成各种部份或区(bay)，其关联于一个特定的制程步骤或操作。在区166中，轨道系统154的轨道是设定成环状的设定。
图2A是根据一些实施例绘示半导体制造设施与具备感测功能的自动化物料处理系统的部分侧视图。半导体制造设施可包括了区200，其包括了制程工具202以实施各种半导体制造、测试或量测步骤。半导体制造设施的一个楼层中通常提供了多个区，这些区设置在一主要通道区的两侧，此主要通道区可连接多个区并做为这些区之间的通道。区200包括了至少一个制程工具202，制程工具202具有装载接口204以为了制程需要而将晶圆承载器206插入至工具中，或将晶圆承载器206从工具中移除。在一些实施例中，装载接口204可包括分开的加载与卸载接口，借此加速晶圆承载器206在轨道205与工具202之间的交换。制程工具202可以是任意的晶圆处理、制造、测试、量测设备，或者是在半导体制造设施中通常使用的其他设备。
具备感测功能的自动化物料处理系统210可包括轨道205的网络，操作以引导一或多个车辆214的移动，这些车辆214具有轮子且由轨道205所支撑或悬吊在轨道205上。在一些实施例中，轨道205可以是单轨轨道，固定并悬吊于天花板上。车辆214是操作以将晶圆承载器206在半导体制造设施的多个区之间或单一个区之内移动。在一实施例中，每台车辆214是被设计在特定的时间持有晶圆承载器206，并且通常是依照水平的方向将晶圆承载器206从一个地点运送至区200中的另一个地点(区内运送)，或者也可以将晶圆承载器206运送在自动化物料处理系统210内的多个区之间(区间运送)。
车辆214是用以操作来拾起、抬起/降低、持有、连接、放下晶圆承载器206。本领域具有通常知识者当可理解车辆214与轨道205可从市场上的一些公司取得，例如日本大阪的Daifuku Company,Ltd.以及日本爱知县的Muratec Automation Company,Ltd.。车辆214可包括电动或气动的抬升机制，通常包括夹具组件216，夹具组件216包括一或多个可伸缩的抓取手臂218以及在抓取手臂218一端的抓取器220，抓取器220用以锁定至晶圆承载器206的钩子或凸缘。抓取手臂218是操作以抬起并放下抓取器220以及所依附的晶圆承载器206。一般来说，车辆214一次运送一个晶圆承载器206。
晶圆承载器206可以为任意种类的晶圆承载器，例如为标准机械接口(standardmechanical interface，SMIF)盒，或前开式晶圆传送盒(front opening unified pod，FOUP)。每个晶圆承载器206可持有多片晶圆。举例来说，一个前开式晶圆传送盒可持有大约25片晶圆。标准机械接口盒或前开式晶圆传送盒通常具有各式各样的附件，本领域具有通常知识者当可理解这些附件。举例来说，晶圆承载器206可包括耦合机构以接合至制程工具的装载接口或是晶圆储存器，也可包括钩子或凸缘以让车辆214上的抓取器固定，也可包括侧边轨道以让机械手臂来抓取，也可包括彼此有间隔的多个插槽以持有晶圆，也可包括可开启/关闭/密封的门以在运送过程中将晶圆保存在受控制的环境中使晶圆隔绝于半导体制造设施的环境以避免污染。晶圆承载器206可从市场上的多个公司取得，例如为美国的Entegris,Inc.of Billerica,MA。
图2B是根据一些实施例绘示制程工具202与部分轨道205的透视图，其中车辆214是靠近工具202的装载接口。车辆214可包括至少一个有轮子的吊运车230，此吊运车230是用以依照习知的方式辅助轨道205并且与轨道205一起合作让车辆214沿着轨道205水平地或垂直地滚动。车辆214是透过吊运车230悬吊并支撑于轨道205上。具备感测功能的自动化物料处理系统210中的轨道205可以具有此技术领域中任意合适的横截面设定与方向。在图2B的一个可能实施例(但非限定于此实施例)中，轨道205具有“C”形状的结构件，通常是用坚固的金属，例如钢来制造，用以支撑车辆214与满载的晶圆承载器206的重量。
本领域具有通常知识者可理解的是轨道205也可以采用其他可能的横截面设定，包括但不限于具有纵向延伸底槽的箱形梁，其可接收垂直的支撑件，例如为凸缘、圆杆或其他合适的结构件，此结构件可将轨道中有轮子可移动的吊运车连接至在下面悬吊的车辆。据此，只要车辆214可由轨道所支撑以进行滚动即可，本揭露的轨道205与搭配的吊运车230并不限于任意特定的实施例。
轨道205可透过间隔设置的轨道安装支架232悬吊于半导体制造设施的天花板。吊运车的轮子可以设置于轨道205所包围的内部空间，并且可以双向地沿着轨道内部滚动。根据所使用的轨道与吊运车的设定以及吊运车230所支撑的车辆214的重量，吊运车可以有任意数目的轮子。在一些实施例中，吊运车230可包括习知的吊运车马达驱动器，其机械地耦接至两个轮子以驱动轮子转动，使得吊运车沿着轨道205滚动。
感测器234可以设置在轨道上以收集车辆效能的感测器数据。举例来说，感测器234可以设置在某个位置以收集车辆与工具202之间互动的感测器数据，这些感测器数据用以描述当车辆沿着轨道205移动时、以及/或者将晶圆承载器206拾起、抬起、放下、持有、连接、放开时是否有异常。如上所述，感测器数据的种类可包括声音、震动以及/或者影像，这些感测器数据是由轨道205上安装的感测器234所收集。透过研究这些数据(例如，如上所述的用统计分析来计算离群值)，可决定出一或多个阈值以描述一个触发事件。这些被研究的数据可包括由上述感测器或其他感测器在一段时间内所收集的历史数据。或者，不同于透过收集感测器数据来决定阈值，也可以用预设的方式来决定阈值。这些阈值可用来判断触发事件是否发生，此触发事件可包括所收集的感测器数据与数值超过了阈值。在判断出触发事件以后，可启动相关的改善措施以改善透过感测器数据所侦测到的异常。
图2C是根据一些实施例绘示轨道205的侧视图，其中绘示了轨道205上感测器可能设置的位置。如上所述，轨道可具有“C”形状，搭配有腔室270与开口272使得腔室270是可存取的。虽然图中所绘示的是开口朝向一侧打开(例如，水平地)，但在各种实施例的应用中开口也可以朝向其他需要的方向打开。举例来说，开口可以在底部274A打开，另一个水平侧274B，或是轨道205的上侧274C。上述另一个水平侧可以是在水平方向上相对于开口272的轨道另一侧。如上所述，在腔室270中可以放置轮子以让车辆依靠轮子来移动。感测器276可以设置在轨道205上(例如，由轨道205所支撑)。举例来说，感测器可以设置在底部274A，其他水平侧274B，或轨道205的上侧274C。并且，感测器276也可以设置在轨道205的外表面，例如直接设置在底部274A的外表面，水平侧274B的外表面，或者是轨道205上侧274C的外表面。感测器276是用虚线来绘示以表示他们可能选择的位置，另可以只设置一个感测器276或设置多个感测器276在轨道205上。此外，感测器276也可以是透过一个感测器结构280间接地由轨道205所支持，而不是直接由轨道205所支持，其中感测器结构280是从轨道205延伸出去。在一些实施例中，从轨道延伸出去的感测器结构280也可以支撑一个影像感测器，其中电子成像器是朝向轨道以及/或者车辆通过轨道时的位置。
图3是根据一些实施例绘示具备感测功能的自动化物料处理系统的各种功能模块的方块图。具备感测功能的自动化物料处理系统可包括监视模块302。监视模块302可包括处理器304。在一些实施例中，处理器304可以实作为一或多个处理器。处理器304可以操作地连接至计算机可读取储存模块306(例如记忆体以及/或是数据储存器)、网络连线模块308，使用者界面模块310以及控制器模块312。在一些实施例中，计算机可读取储存模块306可包括具备感测功能的自动化物料处理系统逻辑，其用以让处理器304执行上述各种程序。计算机可读取储存模块可以储存参数数据，例如晶圆数据、工具数据、感测器数据、阈值、触发事件的识别码、改善措施的识别码、车辆的识别码、感测器的识别码，以及在执行上述各种程序时可使用的参数或信息。
网络连线模块308可搭配着自动化物料处理系统的各种装置以及/或者元件，这些装置以及/或者元件可在监视模块302内部彼此通讯或是与外部元件通讯，借此达成自动化物料处理系统的网络连线功能。在一些实施例中，网络连线模块308可以促成物理连线，例如导线或是总线。在其他实施例中，网络连线模块308也可促成无线通讯，例如利用传送器、接收器以及/或者收发器来达成无线区域网络(wireless local area network，WLAN)的连线。举例来说，网络连线模块308也可以与感测器、处理器304以及控制器模块312形成有线或无线的连线。
监视模块302也可包括使用者界面模块310。此使用者界面可包括任意种类的界面，让自动化物料处理系统的操作者可以进行输入以及/或者输出，例如包括但不限于监视器、笔记型电脑、平板电脑、移动装置等等。
监视模块302可包括控制器模块312。控制器模块312可用以控制各种实体装置，这些实体装置可以控制自动化物料处理系统、车辆、以及/或者车辆上元件的移动或功能。举例来说，控制器模块312可以控制轮子、轨道(例如轨道上任意一个可以影响车辆移动的部分，例如轨道开关)、感测器、手臂、通讯设备、与自动化物料处理系统中其他可以控制元件的至少其中之一。举例来说，控制器模块312可控制一个马达，此马达可以移动轮子、车辆、轨道开关、感测器、以及/或者车辆上机械手臂的至少其中之一。上述的控制器可以透过上述的处理器来控制，并且可以完成各种程序。
图4是根据一些实施例绘示自动化物料处理系统的感测程序的流程图。自动化物料处理系统的感测程序可以由自动化物料处理系统来执行，如上所述。值得注意的是，程序400仅是一个例子，并不是用以限制本揭露。据此，可理解的是在图4的程序400之前、之间或之后都可以在加入额外的操作。此外，一些操作也可以被省略，一些操作可以和其他操作一起执行，这些其他程序仅有部分会在此简单说明。
在操作402中，决定触发事件。此触发事件可以是需要额外注意或改善的任意事件。举例来说，触发事件可用以指示损坏。在一些实施例中，触发事件也可以指示例行维护，例如由一个计数器来判断车辆通过距离感测器的次数。触发事件也可以是基于历史感测器数据(例如，在一段时间所收集的感测器数据)所决定并且可以基于目前启动或先前启动的感测器的感测器数据所决定，此触发事件可作为自动化物料处理系统的一部分。在一些实施例中，触发事件可以是预设的，也就是说触发事件并不是由历史感测数据所决定，但自动化物料处理系统会接受此触发事件以作为一个外部资源。
如上所述，所收集的(例如，整合在一起的)历史感测器数据可以是用以描述自动化物料处理系统其中一台车辆通过时的效能的感测器数据，或者是用以描述自动化物料处理系统中一台特定车辆通过时的效能的感测器数据。这些历史感测器数据可以是连续的(例如，数据点是横跨一段时间)或是不连续的(例如数据点表示单一个时间点)。此外，这些收集的历史感测器数据也可以被整合以及/或者表示为任意形式以作为研究之用，例如用时间域以及/或者频率域来表示。在一些实施例中，这些历史感测器数据可以用任意形式的数据结构来收集与整合，例如为数据库、关联表、平面档等等。
因此，透过研究车辆性能的历史感测器数据，从整合的数据中可以侦测出一个离群值(例如，一个指示数据集合的离群值的数值)，而基于此离群值可以决定触发事件。此离群值可用以指示车辆的效能异常。在一些实施例中，这些离群值可以决定出多个阈值，触发事件可以定义为符合或超出了这些阈值。触发事件也可以是符合或超过单一个阈值或多个阈值的组合。举例来说，离群值可以定义阈值，这些阈值用以定义出不正常的震动量，其表示车辆已损坏。在一些实施例中，可定义不同的触发事件以触发(例如，映射至)不同类型的改善措施。举例来说，不同的触发事件可以指示车辆上不同部分的异常。举例来说，指示出车辆轮子已经损坏的触发事件(例如，透过声音或震动)可应射至检查、维修、以及/或者置换轮子的改善措施。并且，指示出吊运车(用来在轨道上悬吊车辆)已经损坏的触发事件(例如，透过声音或震动)可以映射至检查、维修、以及/或者置换吊运车的改善措施。
这些离群值可以根据习知关于离群值的统计分析来决定。举例来说，此统计分析可包括噪音震动分析或是数据(例如历史感测器数据)的研究。在一些例子中，上述的统计分析可以包括以下分析的至少其中之一：倍频分析(例如，根据感测器数据的倍频分析来决定出离群值或是关键点)，频谱分析(例如，根据感测器数据的频谱或频率分析来决定离群值或关键点)，傅立叶转换分析(例如，根据感测器数据的傅立叶转换分析来决定出离群值或关键点)，联合时间频率分析(例如，根据感测器数据的时间与频率域分析来决定出离群值或关键点)，阶次分析(例如，根据声音以及/或者震动感测器数据的分析来决定出离群值或关键点)，阶次追踪分析(例如，在相对于频率域的阶次域中研究感测器数据以决定出离群值或关键点)，波德图分析(例如，将感测器数据表示为波德图以后进行分析以决定出离群值或关键点)，频率响应分析(例如，利用频率响应来分析感测器数据以决定出离群值或关键点)，震动分析(例如，透过研究震动感测器数据来决定出离群值或关键点)，以及压力分析(例如，透过研究压力以及/或者张力感测器数据来决定出离群值或关键点)。在一些实施例中，用来决定触发事件的感测器数据(例如历史感测器数据)可以是噪音感测器数据以及/或者震动感测器数据的至少其中之一的瞬态响应以及/或者静态响应。
在操作404中，轨道支撑的至少一感测器会收集感测器数据。如上所述，感测器可以设置在轨道上或由轨道支撑，用以在车辆通过轨道时收集车辆效能的感测器数据。在一些实施例中，操作404的感测器数据可以是目前的感测器数据，用以侦测触发事件是否发生。在一些实施例中，操作404的感测器数据可以储存为历史感测器数据，用以决定或定义触发事件，如上所述。
此外，如上所述，感测器数据可以从多个感测器以及/或者单一个感测器收集而来。举例来说，一些感测器可用来辨识出车辆(例如，透过RFID感测器)，其他感测器可用来描述通过车辆的效能(例如声音感测器、震动感测器或影像感测器)。在另一个例子中，不同的感测器可彼此搭配以监视通过车辆的效能，例如一或多个距离感测器可判断车辆从一个点到另一个点的时间，而声音感测器可撷取通过车辆的声音。感测器数据可彼此参照以及/或者比较，以更佳地在一段时间描述车辆的效能，借此提升感测器的侦测准确度。再者，在感测器故障的时间点或之前，透过参照感测器数据也可以侦测出感测器的异常并改善此异常(例如修理或置换)。在一些实施例中，单一个感测器可用于多种目的，例如辨识出通过的车辆并且描述通过车辆的效能。举例来说，影像感测器可收集影像数据，或者声音感测器可以收集声音数据，这些数据都可以辨识出车辆并且评估车辆效能是否异常。这些感测器的例子已经描述如上，因此为了简化起见在此并不重复赘述。
在操作406中，将感测器数据关联至车辆。如上所述，用感测器数据可以辨识出一台车辆。举例来说，RFID标签的读取或其他关于一台车辆的唯一感测器数据的读取都可以用来辨识车辆。据此，所辨识出的车辆便关联于描述此车辆效能的感测器数据。在一些实施例中，一些感测器可用来收集感测器数据以辨识出车辆，其他的感测器可用来收集感测器数据以描述车辆效能。在其他实施例中，感测器数据可同时用来辨识车辆与描述车辆效能。举例来说，影像数据可用来辨识车辆(透过车辆的条码)，也可以描述车辆的效能。
在操作408中，为了触发事件来分析感测器数据。如上所述，触发事件可以透过统计分析来推导，可以是历史数据的离群值。统计分析的例子已经提供如上。触发事件是判断感测器数据是否符合一个阈值。在一些实施例中，触发事件可以是关于特定的一台车辆。其他关于触发事件的说明已经提供如上，因此为了简化起见不会重复赘述。
在操作410中，基于触发事件来启动改善措施。如上所述，此改善措施可以映射至特定的触发事件，使得不同的触发事件可以启动不同的改善措施。举例来说，侦测轮子是否有缺陷的触发事件是不同于侦测吊运车或机械手臂是否有缺陷的触发事件。在一些实施例中，改善措施的启动可包括控制车辆移动至改善区以进行维修。并且，在一些实施例中，改善措施的启动可包括提示特定的人员或其他资源，让半导体制造设施可以处理改善措施。改善措施的例子可包括检查、维修、以及/或者置换车辆上造成效能异常的一部份，或是换一整台车辆。
在一实施例中，适用于半导体制造设施的自动化物料处理系统包括：感测器，由轨道所支撑，其中感测器是用以收集感测器数据，感测器数据用以描述沿着轨道移动的车辆，此车辆用以承载至少一片晶圆；以及监视模块，用以：基于感测器数据侦测触发事件，并且启动改善措施以响应该触发事件。
在一些实施例中，上述的车辆是用以承载晶圆承载器，晶圆承载器存放晶圆。
在一些实施例中，上述的车辆是用以透过滚动运动在轨道上移动。
在一些实施例中，上述的轨道是静止的且车辆透过吊运车悬吊于轨道下。
在一些实施例中，上述的监视模块用以：基于历史侦测器数据的分析来决定触发事件，此分析是以下至少其中之一：倍频分析(octave analysis)，频谱分析，傅立叶转换分析，联合时间频率分析，阶次分析(order analysis)，阶次追踪分析，波德图分析(bodeplot analysis)，频率响应分析，震动分析，以及压力分析。
在一些实施例中，上述的分析决定触发事件为用于感测器数据的一阈值。
在一些实施例中，上述的阈值为离群值。
在另一实施例中提出一种系统，包括：感测器，此感测器由静态轨道所支撑，其中感测器用以收集感测器数据，感测器数据用以描述沿着静态轨道移动的车辆，此车辆是透过吊运车悬吊静态轨道，车辆是透过滚动运动沿着静态轨道运动并同时承载至少一片晶圆；以及监视模块，用以：基于从感测器所取得的历史感测器数据来决定触发事件，基于感测器数据来侦测触发事件，以及启动一改善措施以响应触发事件。
在一些实施例中，上述的感测器数据是噪音与震动的至少其中之一的瞬态响应与静态响应的至少其中之一。
在一些实施例中，上述的触发事件是基于历史感测器数据的噪音震动分析来决定。
在一些实施例中，上述的感测器是位于静态轨道的外表面上。
在一些实施例中，上述的感测器是安装在感测器扩充结构上，此感测器扩充结构由静态轨道所支撑。
在一些实施例中，上述的静态轨道在竖井中垂直地延伸。
在另一实施例中提出一种方法，包括：从感测器收集感测器数据，其中感测器由轨道所支撑，感测器数据用以描述沿着轨道移动的车辆，此车辆沿着轨道移动的同时也用以承载至少一片晶圆；基于感测器数据来侦测触发事件；以及启动改善措施以响应触发事件。
在一些实施例中，上述的方法包括：基于感测器数据侦测另一触发事件；以及启动不同的改善措施以响应另一触发事件。
在一些实施例中，上述的方法还包括：基于从感测器所取得的历史感测器数据来决定触发事件。
在一些实施例中，上述的方法还包括：基于历史感测器数据来实施下列至少一个分析以决定触发事件：倍频分析(octave analysis)，频谱分析，傅立叶转换分析，联合时间频率分析，阶次分析(order analysis)，阶次追踪分析，波德图分析(bode plotanalysis)，频率响应分析，震动分析，以及压力分析。
在一些实施例中，上述的触发事件表示从感测器收集的感测器数据数值超过了一阈值。
在一些实施例中，上述的方法还包括：控制车辆沿着轨道移动至改善区以响应触发事件。
在一些实施例中，上述的方法还包括：收集噪音与震动的至少其中之一的瞬态响应与静态响应的至少其中之一。
本领域通常知识者可理解，在结合本文所描述的各种态样后，逻辑块、模块、处理器、装置、电路、方法和功能中的任何一者可以通过电子硬件来实作(例如，数字实作，模拟实作或两者的组合)、固件、包含指令的各种形式的程序或设计代码(为了方便起见，可以称为“软件”或“软件模块”)或者这些技术的任意组合。为了清楚地示出硬件、固件和软件的这种可互换性，上面已经就其功能性对各种范例性的组件、方块、模块、电路和步骤进行了总体描述。是否将这种功能实作为硬件、固件或软件或这些技术的组合取决于特定的应用和设计公司对整个系统施加限制。技术人员可以针对每个特定应用以各种方式实现所描述的功能，但是这样的实现决定不会导致偏离本揭露的范围。
此外，本领域通常知识者将理解，本文描述的各种范例性逻辑块、模块、设备、组件和电路可以在集成电路(integrated circuit，IC)内实现或由集成电路执行，集成电路可包括通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或其他可编程逻辑元件或其任何组合。逻辑块、模块和电路还可以包括天线和/或收发器以与网络内或设备内的各种元件进行通讯。通用处理器可以是微处理器，或者处理器可以是任何常规处理器、控制器或状态机。处理器也可以实作为组合计算设备，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核结合使用、或执行本文所述功能的任何其他合适的配置。
在本文中，这里使用的术语“模块”是指软件、固件、硬件以及用于执行所描述相关功能的元件的任意组合。另外，为了讨论的目的，各种模块被描述为离散模块；然而，对于本领域通常知识者应是显而易见的，可以将两个或更多个模块组合以形成根据本揭露的实施例执行相关功能的单个模块。
以上概述了若干实施例的特征，使得本领域通常知识者可以更好地理解本揭露的各方面。本领域通常知识者应该认识到，他们可以容易地使用本揭露作为设计或修改其他处理的基础，并且用于执行相同目的和/或实作与本文中介绍的实施例具有相同优点的结构。本领域通常知识者还应该认识到，这样的等同构造不脱离本揭露的精神和范围，并且可以在不脱离本揭露的精神和范围的情况下，进行各种改变，替换和变更。
除非另有特别说明，条件术语“可以”，“可能”，“可”，“得以能”等可以在上下文中以通常的方式理解，并表示一些实施例包括一些特征、元件以及/或步骤，而其他实施例则可不包括。因此，这样的条件术语通常不表示对一或多个实施例来说这些特征、元件以及/或步骤是需要的，或者不表示一或多个实施例必要地包括一种用来决定(可透过/不透过使用者输入)是否要包括这些特征、元件以及/或步骤的逻辑，或者不表示这些特征、元件以及/或步骤会在任意特定的实施例中被执行。
另外，在阅读本揭露之后，本领域通常知识者将能够配置功能实体以执行本文所述的操作。如本文中关于指定的操作或功能所使用的术语“用以”是指系统、设备、组件、电路、结构、机器、等等物理或虚拟构造、编程和/或安排执行指定的操作或功能。
除非另有特别说明，诸如“X、Y与Z的至少其中之一”的语言在上下文中通常用于一个表示的项目、术语等等可以是X、Y或Z或它们的任何组合(例如X、Y和/或Z)。因此，这样的语言通常并非表示，也不应该理解为某些实施方案需要至少一个X、至少一个Y、或至少一个Z。
虽然本揭露已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (18)

1.一种自动化物料处理系统(automated material handling system，AMHS)，适用于一半导体制造设施(semiconductor fabrication facility，FAB)，其特征在于，该自动化物料处理系统包括：
多个感测器，由一轨道所支撑，其中该轨道具有一腔室与一外表面，该些感测器是用以收集感测器数据，该感测器数据用以描述依靠该轨道的该腔室沿着该轨道移动的一车辆，其中该些感测器具有一第一感测器与一第二感测器，该第一感测器是安装在从该轨道延伸出去的一感测器结构上，该感测器结构由该轨道所支撑，该第二感测器设置在该外表面上，该车辆用以承载至少一晶圆；以及
一监视模块，用以：
基于该感测器数据侦测一触发事件，并且
启动一改善措施以响应该触发事件。
2.根据权利要求1所述的自动化物料处理系统，其特征在于，其中该车辆是用以承载一晶圆承载器，该晶圆承载器存放该至少一晶圆。
3.根据权利要求1所述的自动化物料处理系统，其特征在于，该车辆是用以通过滚动运动在该轨道上移动。
4.根据权利要求1所述的自动化物料处理系统，其特征在于，该轨道是静止的且该车辆通过吊运车悬吊于该轨道下。
5.根据权利要求1所述的自动化物料处理系统，其特征在于，其中该监视模块用以：
基于历史侦测器数据的分析来决定该触发事件，其中该分析是以下至少其中之一：倍频分析(octave analysis)，频谱分析，傅立叶转换分析，联合时间频率分析，阶次分析(order analysis)，阶次追踪分析，波德图分析(bode plot analysis)，频率响应分析，震动分析，以及压力分析。
6.根据权利要求5所述的自动化物料处理系统，其特征在于，基于该分析，该触发事件被决定为用于该感测器数据的一阈值。
7.根据权利要求6所述的自动化物料处理系统，其特征在于，该阈值为离群值。
8.一种自动化物料处理系统，其特征在于，包括：
一感测器，由一静态轨道所支撑，其中该感测器用以收集感测器数据，该感测器数据用以描述沿着该静态轨道移动的一车辆，该车辆是通过一吊运车悬吊于静态轨道，该车辆是通过滚动运动沿着该静态轨道运动并同时承载至少一晶圆；以及
一监视模块，用以：
基于从该感测器所取得的历史感测器数据的一分析来决定一触发事件，其中基于该分析，该触发事件被决定为用于该感测器数据的一阈值，该阈值为离群值，
基于该感测器数据来侦测该触发事件，以及
启动一改善措施以响应该触发事件，其中该触发事件是基于该历史感测器数据的一噪音震动分析来决定。
9.根据权利要求8所述的自动化物料处理系统，其特征在于，其中该感测器数据是噪音与震动的至少其中之一的瞬态响应与静态响应的至少其中之一。
10.根据权利要求8所述的自动化物料处理系统，其特征在于，其中该感测器是位于该静态轨道的外表面上。
11.根据权利要求8所述的自动化物料处理系统，其特征在于，该感测器是安装在从该轨道延伸出去的一感测器结构上，该感测器结构由该静态轨道所支撑。
12.根据权利要求8所述的自动化物料处理系统，其特征在于，其中该静态轨道在一竖井中垂直地延伸。
13.一种自动化物料处理方法，其特征在于，包括：
从一感测器收集感测器数据，其中该感测器由一轨道所支撑，该感测器数据用以描述沿着该轨道移动的一车辆，该车辆用以在沿着该轨道移动的同时也承载至少一晶圆；
基于该感测器数据来侦测一触发事件，其中该触发事件是从该感测器所收集超过一阈值的感测器数据值，该阈值为离群值；以及
启动一改善措施以响应该触发事件，其中该触发事件是基于该感测器数据的噪音震动分析来决定。
14.根据权利要求13所述的自动化物料处理方法，其特征在于，包括：
基于该感测器数据侦测另一触发事件；以及
启动不同的改善措施以响应该另一触发事件。
15.根据权利要求13所述的自动化物料处理方法，其特征在于，还包括：
基于从该感测器所取得的历史感测器数据来决定该触发事件。
16.根据权利要求15所述的自动化物料处理方法，其特征在于，还包括：
基于该历史感测器数据来实施下列至少其中之一以决定该触发事件：倍频分析(octave analysis)，频谱分析，傅立叶转换分析，联合时间频率分析，阶次分析(orderanalysis)，阶次追踪分析，波德图分析(bode plot analysis)，频率响应分析，震动分析，以及压力分析。
17.根据权利要求13所述的自动化物料处理方法，其特征在于，还包括：
控制该车辆沿着该轨道移动至改善区以响应该触发事件。
18.根据权利要求13所述的自动化物料处理方法，其特征在于，还包括：
收集噪音与震动的至少其中之一的瞬态响应与静态响应的至少其中之一。
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