CN116540649A - 智能环境及安全监控方法及监控系统 - Google Patents

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CN116540649A CN202310509537.XA CN202310509537A CN116540649A CN 116540649 A CN116540649 A CN 116540649A CN 202310509537 A CN202310509537 A CN 202310509537A CN 116540649 A CN116540649 A CN 116540649A
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黄俊荣
徐光宏
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Abstract

本揭示揭露一种监控制造设施的环境及安全的监控方法及监控系统。在一实施方式中,监控方法包含:将自动化物料搬运系统(AMHS)载具由第一位置运输至第二位置,以及使用位于AMHS载具上的至少一感测器侦测至少一参数,以判断第一位置及第二位置间的至少一环境或安全条件。

Description

智能环境及安全监控方法及监控系统
本申请是申请日为2018年01月29日、申请号为201810083727.9、发明名称为“智能环境及安全监控方法及监控系统”的专利申请的分案申请。
技术领域
本揭示是关于一种监控方法及监控系统,特别是关于一种用以监控制造设施的环境及安全的监控方法及监控系统。
背景技术
加工产品的品质、一致性及成本取决于处理步骤及设备的表现的复杂组合。复杂的高价值产品的制造通常需要漫长的试误过程,而材料特性及/或制造设备在不同加工条件下的行为的不一致性及/或不确定性导致资源浪费。这些不一致性和不确定性至少部分是由环境条件造成的不利影响所导致,例如:在制造过程中引进或产生的污染物。此外,污染物如微米/纳米级悬浮微粒(小于100纳米至几微米)亦可能增加制造设施中的作业员的健康风险。
在典型的半导体制造设施中,污染物可以气体、化学蒸气、微米/纳米级悬浮微粒及气态分子污染物等形式产生。在无尘室中,含有各式离子种类的微米/纳米级悬浮微粒可能来至多个来源,包含人类行为(如:卫生、衣物等)、无尘室气流、设备、材料及纳米材料合成过程等。微米/纳米级悬浮微粒可以是直接被释放,或是在大气化学反应过程中形成,例如:蒸发被加热的化学物质/溶剂、由薄膜或其加工设备泄漏/释出的气体等。除了微米/纳米级悬浮微粒外,在半导体制程中,气态分子污染物(AMC)同样令人担心。此有机污染物可能对生产工具造成不利影响,因此提高制造设施营运商的成本。在无尘室环境中,AMC的水平主要产生自内部的溶剂及醋酸来源、二次吸入排出的气体、芳香族化合物及材料释气。此外,溢出、泄漏和处理不当可能发生,造成晶圆损耗及工具停机时间方面严重的代价。
一个理想的无污染制造环境可通过结合空气处理系统中的过滤解决方案及源头控制/监控与来实现。连续、线上及即时的污染物水平监控得帮助找出来源,稳定生产,并避免过滤单元的使用寿命意外地缩短。然而,在半导体制造设施环境中,传统的环境监控昂贵且耗时,样本收集仰赖人力部署,量测/表征仰赖专用的仪器。此外,传统监控技术并无提供连续、即时的监控,也就是说,当量测结果提供检阅时,半导体制造设施的状况可能已改变。
除了监控无尘室内污染物(如:类型、水平等),亦需要密切注意及观察进出半导体制造设施的作业员及其他人员,包含访客及第三方承包商。传统的观测监视方法通常使用位于设施内预定位置的固定摄影机来实现,然而,装设大量的摄影机以达到充足的覆盖率可以是非常昂贵的。此外,此传统方法虽然可侦测未经授权的人员或活动,但并未提供机会以侦测未经授权的通讯,如:视频/图片录制、语音通讯及文件上传/下载。
因此,需要一种更简单、更快速及更便宜的科技来实现半导体制造设施中环境污染物水平及安全的即时监控。
发明内容
依据本揭示的一些实施方式,一种监控方法,用以监控制造设施内的环境与安全。监控方法包含:经由一自动化物料搬运系统载具提取一前开式晶圆传送盒;经由自动化物料搬运系统载将前开式晶圆传送盒由一第一位置运输至一第二位置;以及使用位于自动化物料搬运系统载具上的至少一感测器侦测至少一参数,以判断第一位置及第二位置之间的至少一环境或安全条件,其中至少一环境或安全条件包含以下至少其一:空气中离子种类的污染程度/类型、或空气中有机种类的污染程度/类型,其中,空气中离子种类包含以下至少其一:NH4 +、Fe2+、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-或NO2 -,其中,空气中有机种类的污染程度/类型包含以下至少其一:丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯;其中至少一感测器包含位于自动化物料搬运系统载具上的一射频信号侦测器,射频信号侦测器配置以侦测制造设施内未经授权的无线通讯。
依据本揭示的一些实施方式,一种监控系统,用以监控制造设施内的环境与安全。监控系统包含载具。载具配置以自动地装载、卸载及运输至少一前开式晶圆传送盒,其中至少一感测器设置于载具上,其中当载具在一制造设施中运输时,至少一感测器配置以判断至少一环境或安全条件,其中至少一环境或安全条件包含以下至少其一:空气中离子种类的污染程度/类型、或空气中有机种类的污染程度/类型,其中,空气中离子种类包含以下至少其一:NH4 +、Fe2+、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-或NO2 -,其中,空气中有机种类的污染程度/类型包含以下至少其一:丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯;其中至少一感测器包含位于载具上的一射频信号侦测器,射频信号侦测器配置以侦测制造设施内未经授权的无线通讯。
依据本揭示的一些实施方式,一种监控系统,用以监控制造设施内的环境与安全。监控系统包含自动化载具、至少一污染物感测器以及至少一安全感测器。自动化载具配置以运输至少一前开式晶圆传送盒。至少一污染物感测器设置于自动化载具上。至少一安全感测器设置于自动化载具上,且至少一安全感测器包含位于自动化载具上的一射频信号侦测器,射频信号侦测器配置以侦测制造设施内未经授权的无线通讯,其中至少一污染物感测器配置以侦测在制造设施内包含以下至少其一:空气中离子种类、或空气中有机种类,其中,空气中离子种类包含以下至少其一:NH4 +、Fe2+、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-或NO2 -,其中,空气中有机种类包含以下至少其一:丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯。
附图说明
当结合附图阅读时,从以下详细描述可以理解本揭示案的各态样。值得注意的是,各特征件并未按比例绘制。事实上,为了论述的清楚性,可以任意地增大或缩小各特征件的尺寸及几何形状。
图1依据本揭示的一些实施方式绘示一半导体制造设施的示意图。半导体制造设施配备了多个自动化物料搬运系统(AMHS)载具,其配置以在晶圆加工及/或量测设备间运输晶圆,同时携带用以监控环境及安全参数的各式感测器与侦测器;
图2A依据本揭示的一些实施方式绘示一方块图,其展示整合至半导体制造设施中的AMHS系统的监控系统的示例性配置;
图2B依据本揭示的一些实施方式绘示于图2A所示的监控系统中所使用的控制器的方块图;
图3依据本揭示的一些实施方式绘示用于半导体制造设施中的环境及安全监控方法的流程图。
具体实施方式
以下揭示内容提供了用于实施所提供标的的不同特征的许多不同示例性实施方式。下文描述了部件和布置的特定实例以简化本揭示案。此等当然仅为实例,而并非意欲为限制性的。例如,应当理解,当一元件被提到连接或耦接至另一元件,该元件可直接连接或耦接至该另一元件,或者可能存在一或多个的中间元件。
这些示例性实施方式的描述被设置为结合附图的附图来理解,而这些附图被认为是整个书面描述的一部分。在本文中,诸如“下部”、“上部”、“水平的”、“铅直的”,“在……之上”、“在……之下”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”及其衍生词(如:水平地、铅直地、向上地等)的类的相对用词,应被解释为后续描述的方向,或是所讨论的附图中展示的方向。这些相对用词是为了便于描述,并不要求装置以特定的方向建构或操作。
本揭示提供许多不同监控半导体制造设施中环境参数(如:微米/纳米级悬浮微粒及气态分子污染物的类型/水平、温度、湿度、磁场)及安全(如:未经授权的人员及活动,包含未经授权的无线通讯)的监控方法及监控系统的实施方式。在半导体元件的制造过程中,半导体晶圆经多个由不同的加工设备施行的加工步骤。制造设施通常包含用以在不同的加工设备间或在加工设备与量测设备间运输晶圆的自动化物料搬运系统(AMHS)。在一些实施方式中,一或多个AMHS载具整合了即时连续监控系统,允许环境污染物水平及其他一或多个物理参数的监控。因此,可以在不引进昂贵的大型设备下,量测制造设施中环境及/或安全参数。除了现有在预定位置的固定式安全监控系统(如:识别证、闭路电视摄影机)外,通过于制造设施中移动配备有环境/安全监控系统的AMHS载具以侦测未经授权的人员或活动(如:在如移动装置或其他电子通讯装置上,未经授权的通讯、存取及对设施外的数据/文件传输),可提供补充巡逻。因此,可以有效地避免上述的环境及安全问题。
图1依据本揭示的一些实施方式绘示半导体制造设施100的示意图。半导体制造设施100配备多个AMHS载具102,用以在进行晶圆加工及/或量测的设备104间运输晶圆,同时携带多个用以监控环境及安全条件的感测器及侦测器。在半导体制造设施100中,具类似功能的设备104通常聚集于同一制程区106。一制程区106通常包含至少一储存站108,且位于制程区106的一端。AMHS载具102在不同制程区106的储存站108间所进行的跨制程区自动晶圆容器运输,可在高架的运输轨道110上导引。在特定的实施方式中,每一储存站108都包含数个垂直堆放的储存箱,用以存放半导体晶圆或晶圆容器。依据一些实施方式,AMHS载具可以高架起重运输(OHT)、高架穿梭(OS)、自动导引车(AGV)、轨道导引车(RGV)、输送带系统或其组合的形式进行晶圆及晶圆容器的运输。
晶圆在各别的设备104上进行加工及量测。传统上,当一晶圆的加工或量测完成时,作业员可手动自设备104卸载该晶圆并将其存放于一晶圆容器(图未示),如前开式晶圆传送盒(FOUP)及前开式晶圆运输盒(FOSB),随后将FOUP或FOSB运送至制程区106的储存站108。在一些实施方式中,可以机器式的机械运送机构取代手动操作。在一些实施方式中,专用的制程区间及制程区内AMHS载具102可使于运输轨道110上运送晶圆容器。具体来说,依据一些实施方式,制程区间AMHS载具102在不同制程区106的储存站108间移动晶圆容器,而制程区内AMHS载具102于同一制程区106内的储存站108及设备104间或不同设备104间移动晶圆容器。
在一些实施方式中,依据一些实施方式,制程区内AMHS载具102由第一储存站108提取一FOUP,并在运输轨道110上运输其至位于同一制程区106或另一制程区106的第二储存站108,于该处进行下一加工或量测步骤。FOUP内的晶圆停留在第二储存站108,等待下一加工或量测步骤,而后,第二储存站108的作业员得手动装载晶圆至对应的设备104。在一些实施方式中,AMHS载具102可自动提取FOUP,于运输轨道110上运输,并将晶圆装载至下一加工或量测步骤所对应的设备104。一旦所有需要的晶圆加工步骤皆完成,晶圆被存回FOUP,并以同一或不同的AMHS载具102于运输轨道110上运输至目的地,例如测试设施或封装设施。每次FOUP由一地被运送往另一地,沿运输轨道110或于储存站108内的条码读取机得扫描FOUP上的条码(如无线射频识别)。FOUP内的晶圆的运送记录于负责操控AMHS载具102的计算机系统。当一设备完成一晶圆加工步骤,主机电脑112决定晶圆是否该被送至其中一储存站108。举例来说,如果邻近的第一储存站108已满,晶圆可能被送至另一位于同一或不同制程区106内的邻近的储存站108。又例如,依据一些实施方式,当下一晶圆加工步骤可立即进行,晶圆可直接被送至目的地设备。
当于同一制程区106内或不同制程区106的设备104间的运输轨道110上运行时,AMHS载具102上的多个感测器可提供环境参数的即时监测,例如半导体制造设施环境中的温度、湿度、磁场、污染物水平(如:微米/纳米级粒子及AMC)等。在一些实施方式中,用于安全监控的多个侦测器(如:监控摄影机及射频信号侦测器)也可以被整合至AMHS载具102上,除了现有在预定位置的固定式安全监控系统外,提供半导体制造设施中的补充巡逻。下文参考图2A,更详细地叙述每种类型的感测器及侦测器。AMHS载具102可透过无线通讯信号116直接与附近的无线路由器114沟通。包含来自多个感测器及侦测器的量测数据的信号,可由无线路由器114经高速有线通讯网络118传送至主机电脑112,以进行数据记录及分析。
依据本揭示的一些实施方式,图2A绘示一方块图,其展示整合至半导体制造设施中的AMHS系统的监控系统的示例性配置。监控系统200包含主机电脑201、通讯接口202、数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205。主机电脑201用于即时量测控制及数据显示,其中该数据为于半导体制造设施中运输轨道上运输晶圆容器的AMHS载具上的多个感测器及侦测器的测量结果(如上所述)。在一些实施方式中,主机电脑201亦可用于对物联网装置及系统的集中式即时监控。运输载具单元204包含监控控制单元206和载具控制单元207。载具控制单元207控制与操控AMHS载具208以运输FOUP 209(例如运输于站台210间)。在一些实施方式中,AMHS载具208被配置以提供在不同制程区中的站台210装载、卸载及上架晶圆的功能。在一些实施方式中,每一AMHS载具208包含机械手臂及/或起重机,提供水平和垂直方向上的移动,以便能够机械地耦接到FOUP 209。根据一些实施方式,站台210包含用于半导体加工或量测的设备,包含但不限于:清洁、清洗、抛光、光刻、显影、沉积、蚀刻、电测量设备、光学测量设备等。在一些实施方式中,站台210可为储存站。
依据一些实施方式,AMHS载具208携带多个感测器及侦测器230,其包含以下一或多个:温度感测器231、湿度感测器232、磁场感测器233、离子侦测器234以及AMC侦测器235,用以进行环境监控。在一些实施方式中,多个感测器及侦测器230可提供对温度、湿度、磁场强度/方向、微米/纳米级悬浮微粒中无机离子类型/浓度、有机污染物浓度、粒子浓度等环境参数的即时连续监控。在某些实施方式中,AMHS载具208上的多个感测器及侦测器230亦包含用于安全监控的影像感测器(如摄影机)236及射频侦测器237,可侦测半导体制造设施中未经授权的设备操作、未经授权的人员或活动,包含未经授权的无线通讯。
在一些实施方式中,取决于不同的性能要求,例如:侦测范围、敏感度、精度、反应时间、可重复性、尺寸、功耗、成本等,可以实现不同类型的温度感测器231,包含接触式及非接触式温度感测器。在一些实施方式中,接触式温度感测器可为:包含两种金属(如镍、铜、钨、铝等)的恒温器、通常包含陶瓷材料(如镍、锰、钴等的氧化物)的热敏电阻、通常包含薄的高纯度导电金属(如铂、铜、镍等)的薄膜电阻感测器、包含两种不同金属(如铜、铁、各种金属合金等)和两个连接点的热电偶、半导体接合感测器、包含透射光谱随温度变化的半导体晶体(如砷化镓)的光纤感测器及类似者。在一些实施方式中,非接触型温度感测器可为通常包含响应于特定光谱带的光感测器(如红外线辐射感测器)的高温计。
在一些实施方式中,湿度感测器232可从以下选择其一:包含夹于两导电电极间的聚合物或金属氧化物的电容式感测器、包含吸湿介质及贵金属电极(如聚合物、盐、经处理的基板等)的电阻式感测器以及包含两热敏电阻及至少一电阻式加热器的热导率感测器。依据一些实施方式,合适的湿度感测器的选择可由精度、可重复性、长期稳定性、对化学污染物的抵抗性、尺寸、成本、寿命等来决定。
取决于磁场强度,可选择不同的磁场侦测器233,如:低场(小于1毫高斯)、中场(1毫高斯至10高斯)及高场(大于10高斯)。磁场侦测器233可为但不限于:超导量子干涉仪(SQUID)感测器、光纤感测器、光激发感测器、核进动感测器、探测线圈感测器、非等向性磁阻感测器、磁通门感测器、磁敏二极管感测器、磁晶体管感测器、磁光感测器、巨磁阻(GMR)感测器、簧片开关、劳仑兹力装置、霍尔效应感测器、微电化学(MEMS)感测器及类似者。
在一些实施方式中,离子侦测器234可用于侦测半导体制造设施内空气中的污染物,包含微/纳米级悬浮微粒形式的离子种类,例如F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-、NH4 +及NO2 -。在一些其他实施方式中,AMC侦测器235可侦测有机种类,例如:丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚(PGME)、甲苯及丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。在一些实施方式中,在典型的半导体制造设施中,这些离子及有机种类的污染物水平可以在几ppm至几十ppm的范围内。在一些实施方式中,用于侦测污染物水平的理想离子侦测器234及AMC侦测器235应具有以下性质,包含:低漂移及杂讯水平、高灵敏度、反应时间短、宽线性动态范围、低无效体积、对量测条件(如溶剂、流量及温度)不敏感、操作简单、高可靠度、尺寸小/质轻及低功耗。
在一些实施方式中,可使用以下至少其一离子侦测器234,例如:电导率侦测器、安培侦测器及质谱仪。在一些实施方式中,离子侦测器234可以是电化学感测器,其中气体样品(如来自半导体制造设施环境的空气样品)可以在水溶液中产生气泡。依据一些实施方式,离子可以被氧化并返回到特征电压下的溶液,尤其是透过施加还原电压,于电化学感测器的电极上被还原的阳离子,而可透过量测电流密度来量测浓度。
在一些实施方式中,离子侦测器234可为一层析仪。可使用色谱与质谱联用以提供污染物种及其浓度的详细分析,可对存于不同形式的常见离子进行定性及定量分析,并侦测矩阵痕量与超痕量浓度的基质。在一些实施方式中,可使用的色谱包含液相及/或气相色谱。色谱仪器通常包含:泵、注射器、管柱、抑制管、侦测器及记录器或数据系统。系统中使用的所有材料必须与许多有机溶剂或具有极端pH值的水溶液不起反应。在一些实施方式中,可能与溶液接触的容器及分配系统(例如:管道、阀、泵、柱、采样装置及侦测器)可由塑胶制成,如聚醚醚酮(PEEK)或玻璃。在一些实施方式中,真空可在容器内实现,并且可以使用氦气净化以消除来自溶液中的微小气泡的杂讯。在一些实施方式中,取决于流率及流动的类型,可选择各种类型的泵以使液体流动至侦测器,例如恒流泵、往复式活塞泵、双活塞泵等。在一些实施方式中,阳离子可在阳离子交换柱上被分离,而阴离子可在阴离子交换柱上被分离。在一些实施方式中,可调整洗脱剂的组成以调整侦测极限及分离时间。
在某些实施方式中,色谱仪器可为热脱附(TD)仪器加上气相色谱法-质谱法联用(GC-MS)仪器。此TD-GCMS仪器可作AMC侦测器使用以侦测挥发性AMC污染物。使用TD-GCMS仪器,将吸附管加热以挥发收集的有机物,而后以GC-MS仪器分析。在一些实施方式中,AMC侦测器235可为基于侦测气体的不同导热性及其在空气中浓度的热导率感测器。在一些实施方式中,为监控空气中的痕量污染物,空气样本可藉使用冲击式采集器或吸附管来浓缩,其中冲击式采集器为充满水的管,空气样本于管中产生气泡。依据某些实施方式,空气污染物积聚在水中,而后可对其进行分析。
在另一实施方式中,具有短反应时间的共振腔振荡衰减光谱法(CDRS)及离子移动率光谱法(IMS)可用于离子侦测器234及/或AMC侦测器235中的连续污染物监控。CDRS已被开发为灵敏且快速的气体侦测器(如:氨气),在几秒到几分钟内的精度及灵敏度均低于十亿分之一(ppb)。通常CDRS测量可有效延长光路的镜面共振腔中的光吸收。依据一些实施方式,IMS可用于以短反应时间侦测离子及有机物种,但取决于应用,辨识化合物的能力有限。
在一些实施方式中,离子侦测器234和AMC侦测器235可为:火焰离子化侦测器(FID)、可燃气体指示器(CGI)、携带式红外(IR)分光光度计、紫外(UV)光游离侦测器(PID)、气相色谱法及氮/磷侦测器(GC/NPD)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、使用热能分析仪的气相色谱法(GC-TEA)、使用电导率侦测器的气相色谱法(GC-ECD)等。在一些实施方式中,根据污染物的类型及其浓度,可使用多个离子侦测器、AMC侦测器及其组合。
滤剂或吸附剂(图未示)形式的取样媒介主要取决于污染物的类型。举例来说,木炭可用于吸收有机物(如AMC),而阴离子物质(带负电的离子)可在预洗过的硅胶/珠子及混合纤维素酯过滤器(MCEF)上被吸收。依据某些实施方式,可根据污染物浓度及量测要求,使用被动空气收集或可主动吸取空气通过滤剂或吸附剂的泵。在一些实施方式中,比起被动样品收集,在大到足以将污染物集中在吸附剂上及减少侦测时间的流率下使用泵以进行主动样品收集是比较有效的。
在一些实施方式中,设施的监视由可整合至AMHS载具的影像感测器(即摄影机)236进行,以侦测未经授权的人员及/或活动。依据一些实施方式,基于可见光的影像感测器236可为半导体电荷耦合元件(CCD)、互补式金属氧化物半导体(CMOS)中的主动像素感测器或基于侦测波长不同于可见光的光学信号的感测器。诸如相机控制(如上下移动、记录、缩放、左右移动等)及动作/脸部侦测的功能,可由基于预定义的演算法的控制软件来提供。依据一些实施方式,用于处理从影像感测器获取的视频数据的演算法,可于机上计算机及/或处理器中实现,或者视频数据可透过通讯界面202(如:有线或无线或其组合)传输至主机电脑201进行处理。
在一些实施方式中,亦可将射频(RF)侦测器237整合至AMHS载具,以使用包含但不限于:移动网络信号、GPS信号、Wi-Fi信号、蓝牙信号、无线电信号及/或任何其他类型的调变无线信号,于半导体制造设施中侦测任何未经授权的无线通讯。射频侦测器可为以下感测器之一,包含但不限于:包含CMOS(互补金属氧化物半导体)肖特基二极管、MOSFET(金属氧化物半导体场效晶体管)二极管等二极管感测器。在一些实施方式中,射频侦测器237可为:包含至少一温度感测器的热射频感测器、包含一系列如衰减器、混合器、放大器、滤波器、模拟/数字转换器等处理电路的接收型侦测器。射频侦测器237的选择是基于侦测频率、功耗等。
除了AMHS载具上的多个感测器及侦测器之外,在包含滤波器、运算放大器、信号调节器等的数据处理单元203中,通常需要单片信号调节电路,用于实现包括缩放、放大、线性化及模拟/数字转换等功能。
依据本揭示的一些实施方式,图2B绘示了图2A中所示的监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205的方块图。监控系统200中的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205,各自可包含:处理器、记忆体、输入/输出接口(以下称为I/O接口)、通讯接口及系统总线。在一些实施方式中,监控系统200中的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205的部件可被结合或省略,例如不包括通讯接口。在一些实施方式中,监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205可能包含图2B中未示的其它部件,例如,监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205亦可能包含向光源提供电源的电源子系统。在其他实施方式中,监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205可能包含数个图2B中所示的部件。
处理器212可能包含任何处理电路,其用于控制监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205的操作及性能。在一些态样中,处理器212可能被实现为:一般用途处理器、单晶片多处理器(CMP)、专用处理器、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP)、网络处理器、输入/输出(I/O)处理器、媒体存取控制(MAC)处理器、无线电基频处理器、协同处理器、如复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器及/或超长指令字(VLIW)微处理器的微处理器或其他处理设备。处理器子系统亦可由控制器、微控制器、特殊应用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)等实现。
在一些态样中,处理器212可以被安排以运行操作系统(OS)及一些应用程序。操作系统的实例包含:如通常使用Apple操作系统、微软Windows操作系统、Android操作系统的商标名称的操作系统及任何其他专有或开源操作系统。应用程序的实例包含:如电话应用程序、照相机(如数字相机、摄影机)应用程序、浏览器应用程序、多媒体播放器应用程序、游戏应用程序、通讯软件(如电子邮件、简讯、多媒体)、检视器应用程序等。
在一些实施方式中,提供至少一可储存计算机可执行指令的非暂时性计算机可读储存媒介。其中,当由至少一处理器执行时,计算机可执行指令使得至少一处理器执行其描述的方法。该计算机可读存的储存媒介可实施于记忆体213中。
在一些实施方式中,记忆体213可能包含能够储存数据的任何机器可读或计算机可读媒介,包括挥发性/非挥发性记忆体及可移除式/不可移除式记忆体。记忆体213可能包含至少一非挥发性记忆体单元。非挥发性记忆体单元能够储存一或多个软件程序。软件程序可能包含如应用程序、使用者数据、装置数据及/或组态数据或其组合等。软件程序可能包含可由监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205的各部件所执行的指令。
举例来说,记忆体213可能包含只读记忆体(ROM)、随机存取记忆体(RAM)、动态随机存取记忆体(DRAM)、双倍数据率动态随机存取记忆体(DDR-RAM)、同步动态随机存取记忆体(SDRAM)、静态随机存取记忆体(SRAM)、可规划式只读记忆体(PROM)、可擦除式可规化式只读记忆体(EPROM)、电子抹除式可复写只读记忆体(EEPROM)、快闪记忆体(如NOR或NAND快闪记忆体)、结合储存(CAM)、聚合物记忆体(如铁电聚合物记忆体)、相变化记忆体(如双向记忆体)、铁电记忆体、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)记忆体、磁盘记忆体(如软磁片、硬盘、光盘、磁盘)、卡(如磁卡、光卡)或适合储存讯息的任何其它类型的媒介。
在一实施方式中,记忆体213可能包含文件形式的指令集,其用以执行如本文所描述的产生一或多个时序库的方法。指令集可能以任何可接受形式的机器可读指令储存,包括原始码或各种适当的程序语言。可用于储存指令集的程序语言的一些示例包含但不限于:Java、C、C++、C#、Python、Objective-C、Visual Basic或.NET编程。在一些实施方式中,包含编译器或直译器,以将指令集转换成机器可执行代码,供处理器212执行。
在一些实施方式中,I/O接口214可能包含任何合适的机构或部件,至少让使用者得以向数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205提供输入,而数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205得以向使用者提供输出。举例来说,I/O接口214可能包含任何合适的输入机构,包含但不限于:按钮、小键盘、键盘、点击滚轮、触控屏幕或动作感测器。在一些实施方式中,I/O接口214可能包含电容式感测机构或多点触控电容式感测机构(如触控屏幕)。
在一些实施方式中,I/O接口214可能包含用于提供使用者可视的显示的视觉性周边输出装置。举例来说,视觉性周边输出装置可能包含结合到监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205中的液晶显示器(LCD)的屏幕。在另一范例中,视觉性周边输出装置可能包含用于在远离监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205的表面上,提供内容显示的可移动显示器或投影系统。在一些实施方式中,视觉性周边输出装置可包含编码器/解码器,也称为编解码器,将数字媒体数据转换成模拟信号。例如,视觉性周边输出装置可能包含:视频编解码器、音频编解码器或任何其他合适类型的编解码器。
视觉性周边输出装置亦可能包含显示驱动器、用于驱动显示驱动器的电路或两者。视觉性周边输出装置可在处理器212的指示下显示内容。例如,视觉性周边输出装置可播放媒体回放信息、于拓扑扫描系统(监控系统200)的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205上实现的应用程序的画面、关于进行中的通讯操作的信息、关于传入的通讯请求的信息或者装置操作画面等。
在一些实施方式中,通讯接口215可能包含任何能够将监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205耦接到一或多个网络及/或额外的装置(如:环境与安全感测器及侦测器230、AMHS载具208、前开式晶圆传送盒209及站台210)的合适硬件、软件或者软硬件组合。通讯接口215可能被安排为以使用一组理想的通讯协定、服务或操作程序来控制信息信号的任何合适技术来运作。通讯接口215可能包含适当的实体连接器以连接对应的通讯媒介,无论有线还是无线。
依据一些实施方式,网络由通讯的系统及方法组成。在一些态样中,网络可能包含区域网络(LAN)及广域网络(WAN),包含但不限于:网际网络、有线通道、无线通道、包含电话及计算机的通讯装置、电线、无线电、光或其它电磁通道及其组合,包含能够传送数据/与传送数据相关的其他装置及/或部件。例如,通讯环境包括身体内通讯、各种装置,及如无线通讯、有线通讯及其组合的各种通讯模式。
无线通讯模式包含任何至少部分利用无线技术的点(如:节点)间通讯模式,而所述的无线技术包含与无线传输、数据及装置相关的各种协定及协定的组合。这些点包含:如无线耳麦的无线装置、如音频播放器与多媒体播放器的音频与多媒体装置及设备、包含移动电话与无线电话的电话,及计算机和与计算机相关的装置及部件,如:印表机、如电路生成系统的连网机器及/或任何其他合适的装置或第三方装置。
有线通讯模式包含任何利用有线技术的点间通讯模式,而所述的有线技术包含与有线传输、数据及装置相关的各种协定及协定的组合。这些点包含:如音频播放器与多媒体播放器的音频与多媒体装置及设备、包含移动电话与无线电话的电话,及计算机和与计算机相关的装置及部件,如印表机、连网机器及/或任何其他合适的装置或第三方装置。在一些实现方式中,有线通讯模块可根据数个有线协定进行沟通。有线协定的范例可能包含:通用序列总线(USB)通讯、RS-232、RS-422、RS-423、RS-485序列协定、FireWire、乙太网络、光纤通道、MIDI、ATA、SATA、PCI Express、T-1(及其变形)、工业标准结构(ISA)平行通讯、小型电脑系统接口(SCSI)通讯或周边组件互连(PCI)通讯等。
因此,在一些态样中,通讯接口215可能包含一或多个接口,例如:无线通讯接口、有线通讯接口、网络接口、传输接口、接收接口、媒体接口、系统接口、部件接口、交换接口、晶片接口、控制器等。举例来说,当通讯接口215由无线装置实现或位在无线系统内时,可能包含一无线通讯接口,而该无线通讯接口包含一或多个天线、发射器、接收器、收发器、放大器、滤波器、控制逻辑等。
在一些态样中,通讯接口215可能根据数个无线协定来提供语音及/或数据通讯功能。无线协定的范例可能包含各种无线区域网络(WLAN)协定,包含电机电子工程师学会(IEEE)802.xx系列协定,如IEEE 802.11a/b/g/n、IEEE 802.16、IEEE 802.20等。无线协定的其它范例可能包含各种无线广域网络(WWAN)协定,如:使用GPRS的GSM移动无线电话系统协定、使用1×RTT的CDMA移动无线电话通讯系统、EDGE系统、EV-DO系统、EV-DV系统、HSDPA系统等。更进一步的无线协定示例可能包含无线个人区域网(PAN)协定,如红外线协定、来自蓝牙技术联盟(SIG)系列协定的协定,包含蓝牙规格版本v1.0、v1.1、v1.2、v2.0、具有增强数据率(EDR)的v2.0及一或多个蓝牙规范等。无线协定的另一范例可能包含如电磁感应(EMI)技术的近场通讯技术及协定。EMI技术的示例可能包含主动式或被动式射频识别(RFID)协定及装置。其他合适的协定可能包含超宽频(UWB)、数字办公室(DO)、数字家庭、可信平台模块(TPM)、ZigBee等。
在一些实施方式中,监控系统200的数据处理单元203、运输载具单元204及晶圆处理单元205可能包含系统总线216,其耦接如处理器212、记忆体213及I/O接口214等各种系统部件。系统总线216可为以下几种总线结构中任一,包含记忆体总线或记忆体控制器、周边总线或外部总线及/或使用各种可用的总线架构的区域总线,包含但不限于:9位总线、工业标准结构(ISA)、微通道架构(MSA)、扩展工业标准结构(EISA)、智能电子驱动器(IDE)、VESA区域总线(VLB)、国际个人电脑记忆卡协会(PCMCIA)总线、小型电脑系统接口(SCSI)或其他专用总线及任何适用于计算装置应用的定制总线。
依据本揭示的一些实施方式,图3绘示了将本揭示所示的监控系统应用于AMHS载具以于半导体制造设施内进行环境及安全监控的监控方法300的流程图。监控方法300从步骤302开始,在该步骤中,主机电脑选择、控制及运输一AMHS载具至第一装载位置,例如:储存站的装载端口、制程区内的晶圆加工及量测设备。接着,监控方法300继续至步骤304,在该步骤中,基于FOUP在储存站中的位置信息,AMHS载具被操作以与一FOUP于第一装载位置处机械地耦接。在一些实施方式中,可使用驱动程序来决定架上FOUP的位置,并从对应的位置取下该FOUP。在一些实施方式中,驱动程序亦可决定FOUP的目的地。在某些实施方式中,主机电脑可向AMHS载具发送命令以从第一位置(如:第一处理站、第一量测站或第一储存站)拾取FOUP。监控方法300继续至步骤306,在该步骤中,AMHS载具在运输轨道上被运输至第二位置(如:第二处理站、第二量测站或第二储存站)。如果该设备没有被占用,FOUP可以被直接运送至该设备,以执行下一个处理或测量步骤;如果该设备使用中,FOUP可以被运送至该设备对应的制程区的储存站;或者,FOUP亦有可能被运送至制造设施外。监控方法300进一步继续至步骤308,在该步骤中,主机电脑触发多个感测器及侦测器,以于半导体制造设施中进行连续、即时的环境及安全监控(如:在不同的制程区、在某个站等)。依据某些实施方式,来自多个感测器及侦测器的数据可经由附近的无线路由器被回传至主机电脑进行处理。在一些实施方式中,根据量测的类型、侦测器的反应时间及污染物浓度,AMHS载具可能在运输轨道上运输期间停止以收集用于量测的空气样本。在一些实施方式中,AMHS载具可能为了样本收集及数据量测而沿途停止复数次。最后,监控方法300继续进行步骤310,在该步骤中,AMHS载具被运输,而FOUP随的被运送至第二位置。在一些实施方式中,第二位置可为第二处理或量测站、用以临时储存晶圆的第二储存站或设施外(如:封装)。
在一或多个实施方式中,一种监控制造设施内环境与安全的监控方法,其包含:将自动化物料搬运系统载具由第一位置运输至第二位置以及使用位于自动化物料搬运系统载具上的至少一感测器侦测至少一参数,以判断第一位置及第二位置之间的至少一环境或安全条件。在一或多个实施方式中,自动化物料搬运系统载具运输于高架运输轨道。在一或多个实施方式中,自动化物料搬运系统载具配置以由第一位置装载、卸载及运输多个晶圆至第二位置。在一或多个实施方式中,至少一感测器包含以下至少其一:湿度感测器、温度感测器、磁场感测器、离子污染物侦测器、有机污染物侦测器、摄影机以及射频信号侦测器。在一或多个实施方式中,至少一环境或安全条件包含以下至少其一:温度、湿度、磁场强度/方向、空气中离子种类的污染程度/类型、空气中有机种类的污染程度/类型、未经授权的人员/活动以及未经授权的无线通讯。在一或多个实施方式中,空气中离子种类包含NH4 +、Fe2 +、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-以及NO2 -。在一或多个实施方式中,空气中有机种类包含丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚(PGME)、甲苯以及丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。在一或多个实施方式中,未经授权的无线通讯包含使用移动网络信号、GPS信号、Wi-Fi信号、蓝芽信号以及无线电信号的通讯。在一或多个实施方式中,监控方法还包含:经由无线通讯网络将经侦测的该至少一参数传送至主机电脑。
在一或多个实施方式中,一种监控制造设施内环境及安全的监控系统包含载具。载具配置以自动装载、卸载及运输至少一个晶圆。载具配置以携带至少一感测器。至少一感测器被配置以在所述的载具运输于制造设施中时判断至少一环境或安全条件。在一或多个实施方式中,载具为一自动化物料搬运系统(AMHS)运输载具。在一或多个实施方式中,至少一感测器包含以下至少其一:湿度感测器、温度感测器、磁场感测器、离子污染物侦测器、有机污染物侦测器、摄影机以及射频信号侦测器。在一或多个实施方式中,至少一环境或安全条件包含以下至少其一:温度、湿度、磁场强度/方向、空气中离子种类的污染程度/类型、空气中有机种类的污染程度/类型、未经授权的人员/活动以及未经授权的无线通讯。在一或多个实施方式中,空气中离子种类包含NH4 +、Fe2+、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-以及NO2 -。在一或多个实施方式中,空气中有机种包含丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚(PGME)、甲苯以及丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。在一或多个实施方式中,未经授权的无线通讯包含使用移动网络信号、GPS信号、Wi-Fi信号、蓝芽信号以及无线电信号的通讯。在一或多个实施方式中,监控系统还包含:控制单元、数据处理单元以及主机电脑。控制单元配置以控制载具及至少一感测器,而数据处理单元配置以接收来自至少一感测器的数据。
在一或多个实施方式中,一种监控制造设施内环境及安全的监控系统,其包含:自动化载具、耦接至自动化载具的至少一污染物感测器以及耦接至自动化载具的至少一安全感测器。在一或多个实施方式中,至少一污染物感测器配置以侦测在制造设施内的空气中至少一无机及有机污染物。在一或多个实施方式中,至少一安全感测器配置以侦测至少一安全参数,该至少一安全参数包含未经授权的人员及无线通讯。
尽管已根据示例性实施方式描述了本揭示,但本揭示不限于此。相反地,所附的权利要求书应被广泛地解释为包含本揭示的其他变形及实施方式,其可由本领域具普通技术者,在不脱离本揭示的等同物的精神及范围的情况下实现。

Claims (10)

1.一种监控方法,用以监控一制造设施内的环境与安全,其特征在于,该监控方法包含:
经由一自动化物料搬运系统载具提取一前开式晶圆传送盒;
经由该自动化物料搬运系统载将该前开式晶圆传送盒由一第一位置运输至一第二位置;以及
使用位于该自动化物料搬运系统载具上的至少一感测器侦测至少一参数,以判断该第一位置及该第二位置之间的至少一环境或安全条件,其中该至少一环境或安全条件包含以下至少其一:空气中离子种类的污染程度/类型、或空气中有机种类的污染程度/类型,
其中,该空气中离子种类包含以下至少其一:NH4 +、Fe2+、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-或NO2 -
其中,该空气中有机种类的污染程度/类型包含以下至少其一:丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯;
其中该至少一感测器包含位于该自动化物料搬运系统载具上的一射频信号侦测器,该射频信号侦测器配置以侦测该制造设施内未经授权的无线通讯。
2.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,还包含:
运输该自动化物料搬运系统载具于一高架运输轨道。
3.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,该自动化物料搬运系统载具配置以由该第一位置装载、卸载及运输多个晶圆至该第二位置。
4.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,该至少一感测器还包含以下至少其一:一湿度感测器、一温度感测器、一磁场感测器、一离子污染物侦测器、一有机污染物侦测器或一摄影机。
5.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,该至少一环境或安全条件还包含以下至少其一:温度、湿度、磁场强度/方向或未经授权的人员/活动。
6.根据权利要求5所述的监控方法,其特征在于,该未经授权的无线通讯包含以下至少其一:使用移动网络信号、GPS信号、Wi-Fi信号、蓝芽信号或无线电信号的通讯。
7.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,还包含:
经由一无线通讯网络将经侦测的该至少一参数传送至一主机电脑。
8.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,该自动化物料搬运系统载具包含机械手臂。
9.一种监控系统,用以监控一制造设施内的环境与安全,其特征在于,该监控系统包含:
一载具,配置以自动地装载、卸载及运输至少一前开式晶圆传送盒,其中至少一感测器设置于该载具上,其中当该载具在一制造设施中运输时,该至少一感测器配置以判断至少一环境或安全条件,其中该至少一环境或安全条件包含以下至少其一:空气中离子种类的污染程度/类型、或空气中有机种类的污染程度/类型,
其中,该空气中离子种类包含以下至少其一:NH4 +、Fe2+、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-或NO2 -
其中,该空气中有机种类的污染程度/类型包含以下至少其一:丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯;
其中该至少一感测器包含位于该载具上的一射频信号侦测器,该射频信号侦测器配置以侦测该制造设施内未经授权的无线通讯。
10.一种监控系统,用以监控一制造设施内的环境与安全,其特征在于,该监控系统包含:
一自动化载具,配置以运输至少一前开式晶圆传送盒;
至少一污染物感测器,设置于该自动化载具上;以及
至少一安全感测器,设置于该自动化载具上,且该至少一安全感测器包含位于该自动化载具上的一射频信号侦测器,该射频信号侦测器配置以侦测该制造设施内未经授权的无线通讯,其中该至少一污染物感测器配置以侦测在该制造设施内包含以下至少其一:空气中离子种类、或空气中有机种类,
其中,该空气中离子种类包含以下至少其一:NH4 +、Fe2+、Fe3+、Na+、F-、Cl-、NO3 -、PO4 3-、SO4 2-或NO2 -
其中,该空气中有机种类包含以下至少其一:丙酮/异丙醇、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯。
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