TW201743298A - 用於設施監測及控制的即時行動載具系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種行動載具監測裝置之實施例。該裝置包含一或多個行動載具，該一或多個行動載具經構形以在其內部接收所製造物品且經構形以藉由一運送系統移動至一製造設施內之多個位置。一行動載具控制系統經定位於各行動載具之該內部中或外部上，經耦合至該行動載具控制系統之一或多個感測器亦如此。一通信系統經定位於各行動載具之該內部中或該外部上且通信耦合至該至少一個感測器及該行動載具控制系統，且一電力系統經定位於各行動載具之該內部中或該外部上且經耦合以將電力遞送至該行動載具控制系統、至該一或多個感測器及至該通信系統。

Description

用於設施監測及控制的即時行動載具系統
所揭示之實施例大體係關於設施監測且特定言之但非排他地係關於一種用於設施監測及控制的即時行動載具系統。
企業或工廠內部監測系統一般係大型且固定式機器及偵測系統，其限制其等對緊緊圍繞其等位置之區之偵測範圍。將需要許多此等偵測器來充分覆蓋一大型設施，但此將係昂貴的且將佔據可為其他設備所需要或更佳地用於其他設備之佔地面積。
相關申請案之交叉參考 本申請案根據35 U.S.C. §119(e)之規定主張2016年4月29日申請之美國臨時申請案第62/329,810號之優先權，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。 描述一種用於使用行動載具之一即時設施監測及控制之裝置、系統及方法之實施例。描述具體細節以提供對實施例之理解，但是熟習此項技術者將認識到，本發明可在無一或多個所描述細節之的情況下或用其他方法、組件、材料等而實踐。在一些例項中，熟知結構、材料或操作未詳細展示或描述，但仍然涵蓋於本發明之範疇內。 貫穿本說明書對「一項實施例」或「一實施例」之引用意味著一所描述特徵、結構或特性可包含於至少一個所描述實施例中。因此，「在一個實施例中」或「在一實施例中」之出現不一定皆指相同實施例。此外，特定特徵、結構或特性可在一或多個實施例中以任何適當方式組合。 下文揭示可用於具有多個偵測系統之一工廠內部監測系統中之一行動載具系統之實施例。所揭示實施例擴大偵測範圍且增大自動化應用。另外，在一些實施例中，行動載具系統可配合一智慧型站使用；此智慧型站提供中心控制、資料傳輸、電力充電及模組化替換方法。其增大行動載具系統之可用性且包含更多偵測物品或偵測系統。 一行動載具系統之實施例可包含一偵測系統或/及一電力系統或/及一無線或有線通信傳輸系統或/及一組模組化輸入及輸出連接系統。一智慧型站之實施例可包含一組模組化輸入及輸出連接系統或/及一電力供應系統或/及一無線或有線通信傳輸系統或/及一站操作系統或/及一組偵測系統。 行動載具系統之實施例可配合多個偵測系統使用。在一項實施例中，行動載具系統沿著一傳輸路徑或軌道移動至不同位置以獲得特定量測點資料。其亦可移動至一特定位置且將行動載具之偵測系統遞送至設備，使得偵測系統執行設備之量測。行動載具系統之實施例亦可移動至一特定位置，收集從載具內側或外側至載具系統中之資料或材料(諸如一分析物)且將分析物載送至一特定分析機用於量測。 行動載具系統之實施例可配合一自建式(即，機載或自含式)電力系統操作。當需要給自建式電力系統充電時，載具系統可移動至一智慧型基站且該基站可提供電力供應及充電。行動載具系統之實施例藉由一無線或有線通信傳輸系統偵測且控制，該無線或有線通信傳輸系統可傳輸資料或控制訊息至一中心控制系統用於資料分析及處理。可將來自中心控制系統之輸出提供至一系統管理員或使用者，該系統管理員或使用者接著可使用經整合資訊來決定一對應方法或策略。 行動載具系統及智慧型站之實施例可藉由一模組化輸入/輸出(I/O)耦合系統連接。I/O耦合系統中之每一模組化耦合提供不同I/O功能(諸如乙太網路)、一或多個管(分析物或氣體樣本可透過該一或多個管在智慧型基站與行動載具之間轉移)等。模組化I/O耦合系統提供方便的替換，可縮短設計變更時間，且亦可幫助使用者快速設計他們自己的系統。智慧型基站可與多個偵測系統整合(見下文)。可藉由智慧型基站中之設備偵測載送自行動載具系統之分析物。 圖1A至圖1B一起繪示用於監測一製造設施100之一行動載具系統之一實施例。製造線100可例如用於半導體製造中，但在其他實施例中可用於其他目的且具有不同於所展示之設備。 圖1A繪示製造線100之一大致佈局。製造線100經定位於一圍封體102中，該圍封體102可為一建築、一建築內之一房間或隔區或一些其他類型之圍封體。一或多個製程設備模組104經定位於圍封體102內。各製程設備模組104包含一負載埠且可包含一或多個腔室，該一或多個腔室之各者執行與藉由該特定製程設備模組執行之製造步驟相關之不同功能。 製程通常涉及許多步驟，且各製程設備模組僅執行總製造步驟中之一些步驟。因此，在製造線100上製造之物品(在一半導體製造設施中之具有處理器、記憶體、MEMS晶片、光學晶片等之半導體晶圓)必須從一個製程設備模組移動至另一者直至製程中之所有步驟被執行。軌道110蜿蜒穿過設施102以將行動載具108 (見圖1B)(及因此所製造物品，其等在行動載具內側載送)運送至多個製程設備模組；所繪示之實施例具有七個處理設備模組104 (標記為P1至P7)，但其他實施例可具有一不同數目。在所製造物品移動穿過一特定圍封體102中之所有製程設備模組104之後，運送系統與可移動載具一起離開圍封體102。 圖1B繪示用於監測製造線100之一行動載具系統150之一實施例。使用行動載具108在工廠內四處移動所製造物品，該等行動載具108在內側，通常在一密封微環境中載送所製造物品。行動載具監測系統亦使用用於運送所製造物品之相同行動載具108來運送可用於監測製造設施中之狀況之感測器、分析器及取樣器件。在不同實施例中，行動載具108可僅載送感測器及/或取樣器件，或可載送所製造物品及感測器及/或取樣器件兩者。在一半導體設施實施例(諸如所展示之實施例)中，行動載具108被稱為前開式晶圓盒(FOUP)、晶圓容器或基板容器，此係因為其等用於運送半導體晶圓。但在其他實施例中，可使用其他類型之可移動載具。 一運送系統在製造設施內將各行動載具108從一個製程設備模組104之負載埠載送至另一製程設備模組之負載埠，使得可對在各可移動載具內側載送之物品執行不同製造步驟。在所繪示之實施例中，運送系統係一懸吊式軌道及升降機系統。輪式及機動化托架112沿著一軌道110運行。一升降機114經安裝至各輪式托架112以在z方向上抬升行動載具108且亦可能在y方向上(即，進出頁面)移動其等，使得行動載具108可經放置於可容納多個載具之負載埠上。行動載具系統之其他實施例可從其他系統獲得其等之行動性，諸如自動運送系統、無人搬運車(AGV)、懸吊式自動搬運車及前開式晶圓盒(OHT及FOUP)、無人飛行載具(UFV)及用於半導體行業、平板行業、物流等中之其他行動系統。 在監測系統150中，一或多個行動載具108可各經構形以具有經定位於其等內部或其等外部上之一或多個感測器、一取樣系統或一取樣系統及感測器兩者。感測器及取樣系統可用於當行動載具藉由運送系統在設施102內四處移動時，定量地或定性地偵測、量測或以其他方式特性化行動載具內側或外側之狀況。 各行動載具108可與一智慧型站106 (見圖2)或與設施中之製程設備模組104之負載埠配接。各行動載具108可藉由導線或無線地與一中心資料/控制中心116通信，該中心資料/控制中心116在其從一或多個行動載具接收資料時監測設施102中之總體狀況。智慧型站106及製程設備模組104亦可無線地或藉由導線與資料/控制中心116通信，使得當一行動載具經配接至智慧型站106或製程設備模組104時，來自行動載具108中之感測器或取樣器之資料可藉由智慧型站或製程設備模組而非直接藉由行動載具本身傳輸至資料/控制中心。資料/控制中心116可亦無線地或藉由導線與一警示系統或緊急應變工作隊118通信，使得若偵測到異常狀況，他們可被派遣至工廠中來跟進。資料/控制中心116可亦無線地或藉由導線與製程設備模組通信以發送可回應於監測量測而調整製程之控制信號。 圖2繪示包含一智慧型站202及一行動載具204之一監測系統200之實施例。在一項實施例中，智慧型站202可係固定的，但在其他實施例中，可例如藉由將其容置於帶輪之一櫃中而使其係行動的。 智慧型站202包含一外殼203，該外殼203內定位有一偵測及/或取樣系統206、一電力供應系統208、一站操作系統210及一有線或無線通信系統212。偵測及/或取樣系統206、電力供應系統208、站操作系統210及有線或無線通信系統212皆經耦合至經設計以與行動載具204上之一模組化耦合系統224相容之一模組化耦合系統214。所繪示實施例具有組件與模組化耦合系統214之間的一匯流排類型耦合件，但在其他實施例中，此等耦合件可不同地實現且無需為一匯流排。 偵測及/或取樣系統206經定位於智慧型站202內且經耦合至模組化耦合系統214之至少一個個別耦合器。偵測及/或取樣系統206可為一偵測系統、一取樣系統或一偵測系統及一取樣系統兩者。針對偵測，系統206可包含偵測器或分析器以在行動載具204在設施102內四處移動時，定量地或定性地偵測、量測或以其他方式特性化智慧型站內側或外側之狀況或行動載具204已對其環境進行取樣之位置處之狀況。用於行動載具204之實施例中之下文討論之偵測器之任一者亦可用於智慧型站202之實施例中。當偵測及/或取樣系統206作為一取樣系統操作時，其可對智慧型站202周圍之環境進行取樣且接著可使用智慧型站本身內之一偵測器或分析器來分析樣本，或其可經由模組化耦合系統214將經收集樣本轉移至一行動載具204，該行動載具204接著可使用其偵測系統進行分析。在一項實施例中，取樣系統206可類似於下文針對圖13至圖14描述之取樣系統。 電力供應系統208經定位於智慧型站202內且經耦合至模組化耦合系統214內之至少一個個別耦合器。電力供應系統可提供電力至智慧型站202內之其他組件且亦可用於在行動載具經銜接於智慧型站上時直接給行動載具204內之組件供電，或給行動載具之自有電力系統(在此情況中為電力系統218) 充電。在一實施例中，電力供應系統208亦可經耦合至一外部電源(未展示)，例如其中定位有智慧型站之設施之電源。 站操作系統210經定位於智慧型站202內且經耦合至智慧型站202內之其他組件(在此實施例中為偵測及/或取樣系統206、電力供應系統208及有線或無線通信系統212)以及耦合至模組化耦合系統214中之至少一個個別耦合器。在一項實施例中，站操作系統210之硬體可為一通用電腦，其包含一處理器、記憶體、儲存器等以及具有指令之軟體，該等指令容許其與智慧型站內之其他組件交換資料且控制該等組件之功能，以及當其經銜接於智慧型站上時與一行動載具通信。站操作系統210亦可用於接收、處理及/或解譯從智慧型站202內之其他組件或從行動載具204內之組件接收之資料。在其他實施例中，站操作系統210可係一專用電腦，諸如一特定應用積體電路(ASIC)，其亦具有軟體，該軟體具有使其執行所需功能之指令。 有線/無線通信系統212經定位於智慧型站202內且經耦合至智慧型站202內之其他組件(在此實施例中為偵測及/或取樣系統206、電力供應系統208及站操作系統210)以及耦合至模組化耦合系統214中之至少一個個別耦合器。有線/無線通信系統212可與智慧型站202內之其他組件通信以與其他組件交換資料，且亦可在行動載具204經銜接於智慧型站上時與通信系統220通信以與行動載具交換資料。通信系統212亦可藉由導線或無線地通信耦合以與其他外部組件(諸如一資料/控制系統116 (見圖1B))交換資料。 模組化耦合系統214用於在一行動載具經銜接於智慧型站上時將智慧型站202內之組件耦合至行動載具204內之組件。因而，行動載具之模組化耦合系統224將實質上與模組化耦合系統214相容，其中模組化耦合系統214之各個別耦合器具有針對模組化耦合系統224內之相同功能之一對等個別耦合器。在所繪示之實施例中，耦合系統214包含三個耦合件214a至214c，但在其他實施例中可包含一不同數目之耦合件。耦合系統214中之個別耦合器可包含電耦合件、流體耦合件、通信耦合件或機械耦合件。例如，在一項實施例中，一個個別耦合器214及因此一對應耦合器224可用於通信，而另一個別耦合器可為一流體耦合件，其容許一流體樣本從取樣系統216轉移至偵測系統206。在另一實施例中，一個個別耦合器214及因此一對應耦合器224可為機械耦合器，其等在行動載具204經銜接於智慧型站202上時將行動載具204牢固地保持於適當位置中。在又其他實施例中，個別耦合器可具有多個功能；例如，一對個別耦合器可用作一流體耦合件及一機械耦合件兩者。模組化耦合系統214及224相較於一傳統連接介面容許快速連接及斷開。 行動載具204具有類似於智慧型站202之一組組件。該等組件經定位於一外殼205內，該外殼205本質上為用於製程中之一行動載具(見圖3)。在所繪示之實施例中，智慧型站202中之各組件具有行動載具204中之一對應組件：行動載具204中之組件包含一偵測及/或取樣系統216、一電力供應系統218、一控制系統222及一有線或無線通信系統220。但行動載具204之其他實施例無需具有對應於智慧型站202中之組件之一組組件。在一些實施例中，行動載具204可為一專用監測系統，即，其可僅載送組成監測系統之組件而非所製造物品。但在其他實施例中，其可載送一監測系統及所製造物品兩者。 在行動載具204中，偵測及/或取樣系統216具有與偵測/取樣系統206相同之功能，且可包含類似於偵測/取樣系統206之組件；控制系統222具有與站操作系統210相同之功能，且可包含類似於站操作系統210之組件；且有線或無線通信系統220具有與無線通信系統212相同之功能，且可包含類似於無線通信系統212之組件。在一項實施例中，主要差異係電力系統218。因為行動載具204係行動的，故在一個實施例中，電力系統218係一自含式電力系統(諸如一可再充電或可替換電池)，而非從一外部電源(諸如設施之電源)獲取其電力之一電力系統。且在電力系統218係自含式之實施例中，將期望選擇行動載具204中之其他組件具有低於智慧型站202中之其等類似對等物之電力消耗。 如在智慧型站202中，行動載具204之組件經耦合至經設計以與智慧型站202上之一模組化耦合系統214相容之一模組化耦合系統224。在所繪示之實施例中，耦合系統224包含三個耦合件224a至224c，但在其他實施例中可包含一不同數目之耦合件。耦合系統224中之個別耦合器亦可包含電耦合件、流體耦合件、通信耦合件或機械耦合件。在所繪示之實施例中，個別耦合器224之數目與個別耦合器214之數目匹配，但在其他實施例中，耦合器之數目無需精確匹配，只要無需在另一耦合器中未找到一對應耦合器之任何個別耦合器。 圖3繪示一裸行動載具300之一實施例，即，無在圖2中展示之組件之任一者之一行動載具。接著，實際上，裸行動載具300係外殼205，監測系統之組件經放置於其內(見圖2)。行動載具300係一六面體(在此情況中為立方體)，但在其他實施例中，其可具有一不同形狀，諸如圓柱形、三角形等。行動載具300具有包含頂部及底部外表面316及側表面314之一外部。一單一內部腔室304可用於容置所製造物品及在圖2中展示之監測系統組件，如下文描述，但行動載具之其他實施例可包含多個內部腔室。內部腔室304由地板306、壁308、背壁310及天花板312定界。側壁318佔用行動載具300之外部表面與內部壁之間的空間；側壁可為實心、中空、絕緣或用於容置組件或組件之間的連接。行動載具300亦可包含一門(未展示)，該門使用安裝於側壁318之一者上之鉸鏈附接至前部以封閉內部腔室304。門可將內部腔室304與外側環境密閉式密封或非密閉式密封隔離。 圖4A至圖14描述具有不同類型之偵測系統、取樣系統或偵測系統及取樣系統之行動載具之實施例。在此等圖中，僅展示偵測/取樣系統以避免使圖式淩亂，但當然，即使未展示，仍將存在如在圖2中展示且在上文討論之一行動載具之其他組件以及組件之間的任何所需互連件。並且，儘管其等被個別地描述，但所描述之感測器無需孤立地使用，而可以任何組合使用。例如，一行動載具可將圖4A至圖12B中之一或多個感測器與如圖13至圖14中展示之一取樣系統配對在一起。最後，在用於半導體製造之一行動載具(諸如一FOUP)之背景內容中展示且描述此等圖中繪示之行動載具，但在其他實施例中，可使用一不同類型之載具。 圖4A至圖4B繪示包含一或多個溫度監測感測器之一行動載具400之一實施例。在行動載具400中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。溫度感測器406經定位於行動載具之內部中以量測晶圓之溫度。在所繪示之實施例中，一溫度感測器經定位於地板306上以量測最底部晶圓之溫度，且此後，一或多個溫度感測器406可經定位於晶圓之間以量測上方晶圓之溫度。在一些實施例中，可僅量測一單一晶圓404或小於載具之容量之數目的晶圓之溫度，但在其他實施例中，可量測每一晶圓之溫度。 圖4B繪示溫度感測器406可藉由其量測一晶圓之溫度之一機構之一實施例。一溫度探針408經定位於滑件410內側且與一導熱墊412熱接觸。滑件410經固持於套筒414內且可相對於套筒上下移動。一低力彈簧416亦經固持於套筒414內且用於將滑件410推向晶圓404，使得墊412接觸晶圓。溫度探針408接著透過導熱墊412量測晶圓404之溫度且將經由探針408與處理電路之間的一導線連接將其讀數傳輸至該電路。 圖4C繪示包含一溫度監測感測器之一行動載具450之一實施例。行動載具450在許多方面類似於行動載具400。在行動載具450中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。行動載具450與400之間的主要差異在於行動載具450包含在行動載具中定位於地板306附近之一單一溫度感測模組406。溫度感測模組406藉由導線454耦合至定位於多個晶圓404處之多個溫度感測探針452。在所繪示之實施例中，導線454經選路穿過行動載具300之側壁318，但其他配置可不同於所展示對該等導線進行選路，例如沿著載具之外部。在所繪示之實施例中，溫度感測探針452可為圖4B中描述之相同探針，但在其他實施例中可為一不同類型之探針。憑藉此配置，溫度感測模組406可偵測載具中之多個晶圓(多達且包含載具中之每一晶圓)之溫度。 圖5繪示包含一或多個氣流監測感測器之一行動載具500之一實施例。在行動載具500中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。氣流感測器502經定位於載具之內部中以量測內部內之氣流量，諸如方向及速度。在所繪示實施例中，氣流感測器502經定位於地板、天花板、壁及背壁上，但其他實施例無需將氣流感測器定位在每一內壁上且其他實施例可使用比所展示更多或更少之氣流感測器。氣流感測器504亦可經定位於載具之外底部、頂部及側表面上以量測行動載具400外側或在行動載具400已與其配接之製程設備中或其附近之氣流量(諸如方向及速度)。其他實施例無需將氣流感測器定位在每一外表面上，且其他實施例可使用比所展示更多或更少之氣流感測器。在一項實施例中，在一載具空氣沖洗/清潔製程期間，當載具經銜接於一製程設備模組之負載埠上時，氣流感測器可監測載具中之氣流。流量資訊可用於調整沖洗氣流壓力或總體積以達成一最佳行動載具清潔製程。 圖6繪示包含一濕度、氧氣、水及/或溫度監測感測器之一行動載具600之一實施例。在行動載具600中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。一H2 O (水)、氧氣、溫度或濕度感測器602經定位於載具內部，在載具之地板上或附近。 感測器602包含取樣管604，該等取樣管604經流體耦合至感測器及載具之內部以從載具之內部吸入空氣用於量測。感測器602亦包含取樣管606，該等取樣管606延伸穿過底部側壁以流體耦合感測器且至行動載具之外部，使得其可從載具之外部吸入空氣用於量測(例如，來自設施之周圍空氣或來自載具600耦合至其之一製程設備模組之空氣)。因此，感測器可偵測載具內側或載具外側之一機器中或環境中之H2 O/氧氣/溫度及濕度狀況。在其他實施例中，內部及外部取樣管之選路可不同於所展示(例如，取樣管604或606可選路穿過載具300之側壁318)，且其他實施例無需對內部及外部空氣兩者進行取樣。 圖7繪示包含一或多個振動監測感測器之一行動載具700之一實施例。在行動載具700中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。一三軸振動感測器702經定位於載具之內部腔室(在載具地板上或附近)來偵測行動載具之振動、內側零件(例如，晶圓)之振動、行動載具700配接至其上之製程設備模組之振動及環境中之振動。例如，當載具700沿著軌道110移動時(見圖1B)，振動感測器702可用於偵測3軸振動且檢查運動穩定性。載具700之其他實施例可具有比所展示更多之振動感測器，可具有不同於所展示之振動感測器，且可不同於所展示而定位振動感測器。 圖8繪示包含一或多個粒子監測感測器之一行動載具800之一實施例。在行動載具800中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。一粒子感測器802經定位於載具之內部腔室中，在地板上或附近。感測器802包含取樣管804，該等取樣管804經流體耦合至感測器及載具之內部以從載具之內部吸入空氣用於量測。感測器802亦包含取樣管806，該等取樣管806延伸穿過底部側壁318以將感測器流體耦合至載具之外部，使得其可從外部吸入空氣用於量測(例如，來自設施之周圍空氣或來自載具耦合至其上之一製程設備模組之空氣)。因此，感測器可偵測載具內側之粒子污染或載具外側在一機器中或環境中之粒子污染。在其他實施例中，內部及外部取樣管之選路可不同於所展示(例如，取樣管804及806可選路穿過載具300之側壁318)，且其他實施例無需對內部及外部空氣兩者進行取樣。 圖9繪示包含一或多個攝影機之一行動載具900之一實施例。在行動載具900中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。攝影機可經定位於載具之內部腔室中之各種位置處；攝影機904可經定位於一或多個側壁上，一攝影機906可經定位於內部腔室之一邊角中，或攝影機可經定位於地板或天花板上。攝影機902亦可經定位於載具之外部表面上。攝影機902、904及906可用於(例如)載具內側之狀況之視覺偵測、載具之路徑之視覺偵測或載具已配接至其之製程設備模組之狀況之視覺偵測。 圖10係包含用於監測物理特性或化學特性(諸如產品薄膜厚度)之一或多個感測器之一行動載具1000之一實施例之方塊圖。在行動載具1000中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。在所繪示實施例中，一物理/化學性質量測模組或感測器1002經定位於行動載具300之內部腔室中以監測沈積於晶圓404之一或多者上之材料之物理性質(例如，薄膜厚度、表面構形、反射率)或化學性質(組合物、雜質)。但在另一實施例中，量測模組1002可經定位於經構形以接收一晶圓用於量測之一智慧型站1004中，使得晶圓之一或多者可經載送回至智慧型站且經轉移至智慧型站用於量測而非在行動載具內側量測。 圖11繪示包含可用於判定或記錄行動載具1100在一製造設施內之位置之一或多個位置監測感測器之一行動載具1100之一實施例。位置監測感測器亦可判定及/或記錄製程設備模組、機器零件之位置、其中在設施中發生內部或外部環境之偵測或取樣之位置。儘管未在圖中繪示，但一或多個半導體晶圓可經堆疊於行動載具1100之內部用於在製程設備模組之間運送。 在一項實施例中，判定其本身之位置及因此行動載具1100之位置之一全球定位系統(GPS)單元1102經定位於載具之內部中之地板上，儘管在其他實施例中，GPS單元1102可經定位於單元之外側上或內側中之別處，只要其可從衛星1104接收一信號以判定其位置。 在另一實施例中，一無線射頻識別(RFID)讀取器可經定位於載具之頂部表面上(例如在頂面上)，其中其可藉由讀取定位於設施中之一或多個RFID標籤1106而判定載具1100之位置。在所繪示實施例中，RFID標籤1106經定位於用於移動載具之運送系統之軌道110上之一已知位置處(見圖1B)，使得當RFID讀取器1104偵測RFID標籤1106時，其知曉其沿著軌道之位置實質上與RFID標籤之位置相同。在其他實施例中，RFID標籤1106可經定位於設施中之一不同位置處。 在又另一實施例中，一條碼讀取器1108可經定位於載具之外部上(例如在頂部表面上)，其中其可藉由讀取定位於設施中之一或多個條碼1110而判定載具1100之位置。在所繪示實施例中，條碼1110經定位於運送系統之軌道110上之一已知位置處，使得當條碼讀取器1108偵測條碼1110時，其知曉其沿著軌道之位置實質上與條碼之位置相同。在其他實施例中，條碼1110可經定位於設施中之一不同位置處。其他偵測方法(諸如機器視覺)亦可用於判定行動載具1100之位置。 圖12A至圖12B一起繪示包含一或多個內部位置監測感測器之一行動載具1200之一實施例；圖12A係一俯視圖，圖12B係一側視圖。在行動載具1200中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具300之內部用於在製程設備模組之間運送。但在一些情況中，晶圓404可在載具內變得未對準，例如藉由具有虛線輪廓之晶圓404展示，該晶圓404過於靠近載具之後壁且因此可變得受損。 為防止晶圓受損，一內部監測系統可經放置於載具內部以偵測內側晶圓之位置。在所繪示實施例中，一光源1202可沿著背壁定位於載具之地板上，使得其將光引導於沿著背壁定位在載具之天花板上之一偵測器1204。憑藉此配置，若不存在由光源1202發射之光束的中斷，則晶圓404經正確定位，但若存在光束之一部分或完全中斷，則晶圓之一者不在適當位置中。所繪示之實施例僅展示一個偵測器，但在其他實施例中，多個偵測器以及其他類型之偵測器可用於行動載具之內部腔室內之額外位置中。 圖13繪示包含一樣本收集系統之一行動載具1300之一實施例。在行動載具1300中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具之內部用於在製程設備模組之間運送。 一取樣瓶或罐1302經定位於載具內部，在載具之地板上或附近。取樣瓶1302包含取樣管1304，該等取樣管1304經流體耦合至取樣罐之內部及載具之內部以從載具之內部吸入空氣用於收集。取樣瓶1302亦包含取樣管1306，該等取樣管1306延伸穿過載具之地板以將取樣瓶之內部流體耦合至載具之外部，使得其可從行動載具之外部收集空氣(例如，來自設施之周圍空氣或來自載具耦合至其之一製程設備模組之空氣)。在無取樣管1306之一實施例中，可簡單藉由打開行動載具之門而收集來自外部之一樣本。在其他實施例中，內部及外部取樣管之選路可不同於所展示(例如，取樣管可選路穿過容器1300之側壁)，且其他實施例無需對內部及外部空氣兩者進行取樣。 在一項實施例中，取樣瓶1302可經預真空化使得其可吸入樣本，但在另一實施例中，一泵1308可經流體耦合至取樣罐之內部以將空氣吸至瓶中。取樣罐1302中收集之樣本可經保存用於稍後藉由載具1300內之一分析器或感測器或藉由與載具1300分離之一分析器或感測器(例如，行動載具1300稍後將與其銜接之一智慧型站中之一分析器或感測器)進行分析。行動載具1300之又其他實施例可包含除樣本收集系統外之感測器。所繪示實施例包含經定位於行動載具之內部中之氣流感測器1310及經定位於行動載具之外部上之氣流感測器1312，但任何其他類型之感測器亦可配合樣本收集系統一起使用。 圖14繪示包含一樣本收集系統之一行動載具1400之另一實施例。在行動載具1400中，一或多個半導體晶圓404經堆疊於行動載具之內部用於在製程設備模組之間運送。 內側具有一吸附劑1403之一捕集取樣器1402經定位於載具之內部腔室，在地板上或附近。在各種實施例中，吸附劑1403可包含顆粒、壁塗層或連續填充吸附劑之組合。各吸附劑可具有針對一或多個特定化學品之一化學親和力，意謂所使用之精確吸附劑將取決於將被吸收且濃縮之化學品之數目及性質。可使用之吸收劑之實例包含cabopack B、cabopack X等。 捕集取樣器1402包含：取樣管1404，其等將捕集取樣器之內部流體耦合至行動載具之內部，使得捕集取樣器可從行動載具之內部收集空氣；且亦包含取樣管1406，其等延伸穿過行動載具之地板以將捕集取樣器之內部流體耦合至行動載具之外部，使得捕集取樣器可從行動載具之外部收集樣本(例如，來自設施之周圍空氣或來自載具耦合至其之一製程設備模組之空氣)。在其他實施例中，內部及外部取樣管之選路可不同於所展示(例如，取樣管1304或1306可選路穿過容器1400之側壁)，且其他實施例無需對內部及外部空氣兩者進行取樣。 在一項實施例中，捕集取樣器1402可經預真空化使得其可吸入樣本，但在另一實施例中，一泵1408可經流體耦合至捕集取樣器之內部以將空氣吸至捕集取樣器中。一加熱器1410亦可經熱耦合至捕集取樣器以加熱內側吸附劑以幫助釋放藉由吸附劑捕獲之化合物。捕集取樣器1402中收集之樣本可經保存用於稍後藉由載具1400內之一分析器或感測器或藉由與載具1400分離之一分析器或感測器(例如，行動載具稍後將與其銜接之一智慧型站中之一分析器或感測器)進行分析。行動載具1400之又其他實施例可包含除樣本收集系統外之感測器。所繪示實施例包含經定位於行動載具之內部中之氣流感測器1412及經定位於行動載具之外部上之氣流感測器1414，但任何其他類型之感測器亦可配合樣本收集系統一起使用。 圖15繪示使用用於監測之行動載具系統1500的多個行動載具之一實施例。在所繪示實例中，行動載具1502可包含一空中分子污染(airborne molecular contamination； AMC)偵測器以及一位置感測器。若行動載具1502在其於製程設備模組104上方經過時偵測到AMC或AMC之異常位準，則其可將其位置及經偵測AMC位準傳輸至資料/控制中心116。資料/控制中心116在知曉行動載具1502之位置的情況下，接著可引導具有一取樣系統(見例如圖13至圖14)之另一附近之行動載具1504銜接於製程設備模組104之負載埠上且對該模組中之空氣進行取樣來看其是否為藉由行動載具1502偵測之AMC之源。在另一實施例中，行動載具1504無需實際上與製程設備模組104銜接，而可實際上僅對模組104附近之空氣進行取樣。 實施例之以上描述(包含摘要中所描述之內容)並不意在為窮盡性的或將本發明限於所描述之形式。如熟習相關技術者將認識到，出於闡釋性目的在本文中描述本發明之特定實施例及實例，但鑑於以上實施方案，各種等效修改在本發明之範疇內係可行的。 在以下發明申請專利範圍中使用之術語不應解釋為將本發明限於說明書及發明申請專利範圍中揭示之特定實施例。實情係，本發明之範疇完全藉由將使用既定發明申請專利範圍解釋理論來解釋之以下發明申請專利範圍判定。
100‧‧‧製造設施/製造線
102‧‧‧圍封體
104‧‧‧製程設備模組
106‧‧‧智慧型站
108‧‧‧行動載具
110‧‧‧軌道
112‧‧‧輪式及機動化托架
114‧‧‧升降機
116‧‧‧資料/控制中心
118‧‧‧警示系統或緊急應變工作隊
150‧‧‧行動載具系統/監測系統
200‧‧‧監測系統
202‧‧‧智慧型站
203‧‧‧外殼
204‧‧‧行動載具
205‧‧‧外殼
206‧‧‧偵測及/或取樣系統
208‧‧‧電力供應系統
210‧‧‧站操作系統
212‧‧‧有線或無線通信系統
214a‧‧‧耦合件
214b‧‧‧耦合件
214c‧‧‧耦合件
216‧‧‧偵測及/或取樣系統
218‧‧‧電力系統
220‧‧‧有線或無線通信系統
222‧‧‧控制系統
224a‧‧‧耦合件
224c‧‧‧耦合件
300‧‧‧行動載具
304‧‧‧內部腔室
306‧‧‧地板
308‧‧‧壁
310‧‧‧背壁
312‧‧‧天花板
314‧‧‧側表面
316‧‧‧頂部及底部外表面
318‧‧‧側壁
400‧‧‧行動載具
404‧‧‧晶圓
406‧‧‧溫度感測器
408‧‧‧溫度探針
410‧‧‧滑件
412‧‧‧導熱墊
414‧‧‧套筒
416‧‧‧低力彈簧
450‧‧‧行動載具
452‧‧‧溫度感測探針
454‧‧‧導線
500‧‧‧行動載具
502‧‧‧氣流感測器
504‧‧‧氣流感測器
600‧‧‧行動載具
602‧‧‧感測器
604‧‧‧取樣管
606‧‧‧取樣管
700‧‧‧行動載具
702‧‧‧三軸振動感測器
800‧‧‧行動載具
802‧‧‧粒子感測器
804‧‧‧取樣管
806‧‧‧取樣管
900‧‧‧行動載具
902‧‧‧攝影機
904‧‧‧攝影機
906‧‧‧攝影機
1000‧‧‧行動載具
1002‧‧‧量測模組
1004‧‧‧智慧型站
1100‧‧‧行動載具
1102‧‧‧全球定位系統(GPS)單元
1104‧‧‧衛星/RFID讀取器
1106‧‧‧RFID標籤
1108‧‧‧條碼讀取器
1110‧‧‧條碼
1200‧‧‧行動載具
1202‧‧‧光源
1204‧‧‧偵測器
1300‧‧‧行動載具
1302‧‧‧取樣瓶/罐
1304‧‧‧取樣管
1306‧‧‧取樣管
1308‧‧‧泵
1310‧‧‧氣流感測器
1312‧‧‧氣流感測器
1400‧‧‧行動載具
1402‧‧‧捕集取樣器
1403‧‧‧吸附劑
1404‧‧‧取樣管
1406‧‧‧取樣管
1408‧‧‧泵
1410‧‧‧加熱器
1412‧‧‧氣流感測器
1414‧‧‧氣流感測器
1500‧‧‧行動載具系統
1502‧‧‧行動載具
1504‧‧‧行動載具
下文中參考以下圖描述非限制性及非窮盡實施例，其中除非另有指定，否則貫穿各種視圖相似元件符號係指相似零件。 圖1A至圖1B係用於監測一半導體製造設施之行動載具系統之一實施例之圖式。 圖2係使用行動載具之一監測系統之一實施例之一圖式。 圖3係無感測器或一收集系統之一裸行動載具之一實施例之一三維圖。 圖4A至圖4C係包含一或多個溫度監測感測器之一行動載具之實施例之方塊圖。 圖5係包含一或多個氣流監測感測器之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖6係包含一或多個濕度、氧氣、水及/或溫度監測感測器之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖7係包含一或多個振動監測感測器之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖8係包含一或多個粒子監測感測器之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖9係包含一或多個監測攝影機之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖10係包含用於監測物理特性之一或多個感測器之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖11係包含一或多個位置監測感測器之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖12A至圖12B係包含一或多個內部位置監測感測器之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖13係包含一樣本收集系統之一行動載具之一實施例之方塊圖。 圖14係包含一樣本收集系統之一行動載具之另一實施例之方塊圖。 圖15係使用用於監測之多個行動載具系統之一實施例之一圖式。
200‧‧‧監測系統
202‧‧‧智慧型站
203‧‧‧外殼
204‧‧‧行動載具
205‧‧‧外殼
206‧‧‧偵測及/或取樣系統
208‧‧‧電力供應系統
210‧‧‧站操作系統
212‧‧‧有線或無線通信系統
214a‧‧‧耦合件
214b‧‧‧耦合件
214c‧‧‧耦合件
216‧‧‧偵測及/或取樣系統
218‧‧‧電力系統
220‧‧‧有線或無線通信系統
222‧‧‧控制系統
224a‧‧‧耦合件
224c‧‧‧耦合件

Claims (20)

  1. 一種行動載具監測裝置，其包括： 一或多個行動載具，其經構形以在其內部接收所製造物品且經構形以藉由一運送系統移動至一製造設施內之多個位置； 一行動載具控制系統，其經定位於各行動載具之該內部中或外部上； 一或多個感測器，其經定位於各行動載具之該內部中或該外部上，該一或多個感測器經耦合至該行動載具控制系統； 一通信系統，其經定位於各行動載具之該內部中或該外部上且經通信耦合至該至少一個感測器及該行動載具控制系統，其中該通信系統可將來自該一或多個感測器之資料傳輸至與該行動載具分離之一位置；及 一電力系統，其經定位於各行動載具之該內部中或該外部上且經耦合以將電力遞送至該行動載具控制系統，至該一或多個感測器且至該通信系統。
  2. 如請求項1之行動載具監測裝置，其進一步包括經定位於各行動載具中或其上之一模組化耦合系統，該模組化耦合系統經耦合至該電力系統、該通信系統及該行動載具控制系統。
  3. 如請求項2之行動載具監測裝置，其中該模組化耦合系統可包含電耦合件、流體耦合件、通信耦合件或機械耦合件。
  4. 如請求項1之行動載具監測裝置，其中該一或多個感測器可包含： 一空中分子污染分析器； 一溫度感測器，其包含一或多個溫度探針； 一氣流感測器； 一感測器，其量測水(H2 O)、氧氣、溫度及濕度之一或多者； 一振動感測器； 一粒子感測器； 一攝影機； 一感測器，其用於量測物理或化學特性； 一位置感測器；或 一內部位置感測器。
  5. 如請求項1之行動載具監測裝置，其中該通信系統可無線地或藉由導線與與該行動載具分離之該位置通信。
  6. 如請求項1之行動載具監測裝置，其進一步包括一取樣系統，該取樣系統經定位於各行動載具之該內部中或該外部上。
  7. 如請求項6之行動載具監測裝置，其中該取樣系統包括： 一罐； 一或多個取樣管，其經流體耦合至該罐之內部且亦流體耦合至該行動載具之該內部及該行動載具之該外部之至少一者。
  8. 如請求項7之行動載具監測裝置，其中該取樣系統進一步包括流體耦合至該罐之該內部之一泵。
  9. 如請求項6之行動載具監測裝置，其中該取樣系統包括： 一捕集取樣器，其中包含一吸附劑； 一或多個取樣管，其經流體耦合至該罐之該內部且亦流體耦合至該行動載具之該內部及該行動載具之該外部之至少一者。
  10. 如請求項9之行動載具監測裝置，其中該取樣系統進一步包括以下之至少一者： 一泵，其經流體耦合至該捕集取樣器之該內部；及 一加熱器，其經熱耦合至該捕集取樣器以加熱該該捕集取樣器內側之該吸附劑。
  11. 一種監測系統，其包括： 一行動載具監測裝置，其包括： 一或多個行動載具，其經構形以在其內部接收所製造物品且經構形以藉由一運送系統移動至一製造設施內之多個位置， 一行動載具控制系統，其經定位於各行動載具之該內部中或外部上， 一或多個感測器，其經定位於各行動載具之該內部中或該外部上，該一或多個感測器經耦合至該行動載具控制系統， 一通信系統，其經定位於各行動載具之該內部中或該外部上且經通信耦合至該至少一個感測器及該行動載具控制系統，其中該通信系統可將來自該一或多個感測器之資料傳輸至與該行動載具分離之一位置， 一電力系統，其經定位於各行動載具之該內部中或該外部上且經耦合以將電力遞送至該行動載具控制系統，至該一或多個感測器且至該通信系統，及 一模組化耦合系統，其經定位於各行動載具中或其上，該模組化耦合系統經耦合至該電力系統、該通信系統及該行動載具控制系統；及 一智慧型站，其包含可與該行動載具之該模組化耦合系統相容之一模組化耦合系統。
  12. 如請求項11之監測系統，其中該行動載具之該模組化耦合系統及該智慧型站之該模組化耦合系統可包含電耦合件、流體耦合件、通信耦合件或機械耦合件。
  13. 如請求項11之監測系統，其中該智慧型站包含一智慧型站操作系統及一偵測系統、一取樣系統、一電力供應系統及一有線或無線通信系統之至少一者，且其中該偵測系統、該取樣系統、該電力供應系統、該有線或無線通信系統及該智慧型站操作系統之至少一者經耦合至該智慧型站之該模組化耦合系統。
  14. 如請求項13之監測系統，其中該智慧型站中之偵測系統及該行動載具中之該一或多個感測器可包含： 一空中分子污染分析器； 一溫度感測器，其包含一或多個溫度探針； 一氣流感測器； 一感測器，其量測水(H2 O)、氧氣、溫度及濕度之一或多者； 一振動感測器； 一粒子感測器； 一攝影機； 一感測器，其用於量測物理或化學特性； 一位置感測器；或 一內部位置感測器。
  15. 如請求項11之監測系統，其中該行動載具之該通信系統及該智慧型站之該通信系統可無線地或藉由導線與與該行動載具或該智慧型站分離之一位置通信。
  16. 如請求項11之監測系統，其進一步包括一取樣系統，該取樣系統經定位於各行動載具之該內部中或該外部上。
  17. 如請求項13之監測系統，其中該行動載具及該智慧型站之至少一者之該取樣系統包括： 一罐； 一或多個取樣管，其經流體耦合至該罐之內部且亦流體耦合至該行動載具之該內部及該行動載具之該外部之至少一者。
  18. 如請求項17之監測系統，其中該取樣系統進一步包括流體耦合至該罐之該內部之一泵。
  19. 如請求項13之監測系統，其中該行動載具及該智慧型站之至少一者之該取樣系統包括： 一捕集取樣器，其中包含一吸附劑； 一或多個取樣管，其經流體耦合至該罐之該內部且亦流體耦合至該行動載具之該內部及該行動載具之該外部之至少一者。
  20. 如請求項19之監測系統，其中該取樣系統進一步包括以下之至少一者： 一泵，其經流體耦合至該捕集取樣器之內部；及 一加熱器，其經熱耦合至該捕集取樣器以加熱該該捕集取樣器內側之該吸附劑。
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