TWI443765B - 製造半導體裝置的設備及方法 - Google Patents

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Description

製造半導體裝置的設備及方法
本發明係有關於一種感測器，特別是有關於一種用於半導體製造的可攜式無線感測器。
半導體製造需要許多製造工具。這些製造工具使用內部或外部感測器測量製程參數例如溫度、電流、電壓或壓力。然而，製造工具能測量的參數為供應商所限制，製造工具經常無法提供測量一些額外需要的製程參數。此外，製造工具原始配置之感測器通常有線而且難以拆卸。另外，感測器通常設計成只能感應單一參數，並且難以整合額外的功能到感測器。
因此，雖然現有的半導體製造工具感測器通常已能滿足機台設備基本需求，然而在就各層面還是無法完全滿足。
本揭露其中一種形式包含一種用於製造一半導體裝置的設備。該設備包括一可攜式裝置，該可攜式裝置包括：一個或多個之感測器，分別測量一個或多個之製程參數，該製程參數不同於該其他製程參數；以及一無線收發器，耦接該一個或多個之感測器，該無線收發器接收該一個或多個之製程參數並且傳送包含這些製程參數的無線信號。
本揭露的另一種形式包含一種用於製造一半導體裝置的設備。該設備包括一可攜式裝置，該可攜式裝置包括：一個或多個之感測器，以一類比型態測量一個或多個之製程資料；一信號轉換器，轉換一個或多個之製程資料從該類比型態到一數位型態；一微處理器，使用一既定的通訊協定將該測量的一個或多個之製程資料；以及一無線收發器，傳輸包含一個或多個之製程資料的無線信號。
本揭露的另一形式包含一種用於製造一半導體裝置的方法。該方法包括：使用一第一感測器測量一第一製程參數；使用一第二感測器測量一第二製程參數，該第二製程參數不同於該第一製程參數；以此類推；以及使用一無線收發器傳輸包含該測量的一個或多個之製程參數的無線信號；並將該無線收發器及上述所提之感測器整合至一單一可攜式裝置。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：可了解到以下揭露為了實施各種實施例的不同特徵提供許多不同實施例與範例。特定範例的組成與排列描述於以下以簡化本發明揭露。當然，僅僅是範例而不是限制本發明。舉例來說，當描述第一特徵在第二特徵之上的形式時，可能包括第一特徵與第二特徵直接接觸，以及可能包括額外的特徵形成於第一特徵與第二特徵之間以致於第一與第二特徵可能不是直接接觸。此外，本揭露在各種實施例中可能重複參考數字及/或字母。這些重覆是為了簡化與清楚的目的，而不是指定各種實施例及/或組態之間的關係。
第1圖係半導體製造系統40的示意圖。半導體製造系統40包括複數個半導體製造工具。於一實施例中，半導體製造系統40包括傳動機械手臂45、真空系統50、電源供應55、溫度控制60以及輸入/輸出(I/O)工具65、化學機械研磨工具(CMP)70、循環系統75以及射頻產生器及匹配系統80。一或更多感測器可拆卸地耦接製造工具45-80的每一項。這些感測器用於收集製造資料(亦稱為製程參數)，詳細將描述於下。製造工具45-80也分別包括無線收發器85、86、87、88、89、90、91與92。在第1圖所顯示的無線收發器85-92每一個都是藍芽收發器，但是在可選替的實施例中可能是不同技術的收發器，例如Wi-Fi或Zigbee等無線傳輸協定。無線收發器85-92每個都是電耦接各自製造工具45-80中的每個感測器112-166，所以收發器接收感測器所收集的製造資料。於一實施例中，無線收發器85-92整合到各自製造工具45-80上的感測器。
半導體製造系統40更包括診斷工具系統100。診斷工具系統100包括無線收發器102、資料擷取器105以及中央化伺服器110。無線收發器102類似於收發器85-92並且電耦接到資料擷取器105。在本實施例中的資料擷取器105是可攜式計算裝置，例如膝上型電腦。資料擷取器105電耦接到中央化伺服器110，在本實施例中是一種用於監控半導體製程的電腦整合製造(CIM)系統。於選替的實施例中，資料擷取器105以及中央化伺服器110可能以其他適當的製程與計算裝置實施，並且可能整合成單一單元。
在每個製造工具45-80中的感測器將詳細描述。傳動機械手臂45包括電流感測器112、壓力感測器114，振動感測器(或稱為運動感測器)116，以及I/O介面118。為了在製程期間移動物件例如晶圓，傳動機械手臂45使用電力馬達(未顯示)。電流感測器112用於感測馬達中的電流量。假如感測的電流超過既定的正常範圍，電流感測器112會指示出有馬達操作的問題。舉例來說，假如感測的電流太高，馬達可能過載並且可能有誤動作的危險。傳動機械手臂45也可能有使用真空吸附晶圓的(未顯示)機械”手臂”。在真空管線內的壓力量以壓力感測器114監視所以真空管線的問題例如堵塞、斷裂或洩漏將被偵測到。振動感測器116藉由感測這些組件的振動幫助測量傳動機械手臂45的各種組件的性能與狀況。
真空系統50控制各種類型的設備的內部壓力，例如製造系統40的製造工具。真空系統50包括壓力感測器120(生產艙室與幫浦線)以及I/O介面122。壓力感測器120用於監測真空系統50的噴射速度、氣分壓與艙壓(假如真空艙室用於真空系統50)。艙壓係相關於用於調整艙壓的閥門角度。因此，調整閥門角度亦即調整真空系統50的壓力。來自壓力感測器120的讀數允許閥門角度的精確調整。另外，多個艙室的閥門角度可以匹配所以在這些艙室裡面的壓力會相同。
電源供應55提供電力到半導體製造系統的各種類型的設備，例如製造系統40的製造工具。電源供應55包括功率感測器125與I/O介面127。功率感測器125監測與比較電源供應55的輸入功率量(“線內”功率)以及輸出功率量。輸入功率與輸出功率之間的功率減少就是功率損失。假如功率損失變得過大，意味有些製造工具組件接近故障。
溫度控制60調節半導體製造系統的各種類型的設備的溫度，例如製造系統40的製造工具。溫度控制包括電流感測器130、電阻感測器132、溫度感測器134與I/O介面135。溫度控制60使用加熱裝置(例如電阻加熱器，未圖示)產生熱以及冷卻裝置(例如冷凍壓縮器，未圖示)產生冷流(冷卻劑或去離子水)。加熱與冷卻裝置都靠電流運轉，並且電流感測器130監測這些裝置中的電流量。如上述關於其他電流感測器，電流感測器130將基於測量的電流量偵測在加熱與冷卻裝置中的問題。此外，藉由電阻感測器132測量加熱裝置的電阻，將有助於指示出問題是否存在於加熱裝置中。溫度感測器134包括被耦接到在不同的內部與外部位置的製造工具的熱電耦。因此，可獲得遍佈製造工具的溫度。假如在特定位置的測量的溫度太高或太低，溫度設定被調整到應付這個情況。
機台I/O介面65包括安置在製造工具上的外部感測器136。外部感測器136使用於製造工具沒有額外能力測量或缺少足夠數量的I/O埠的時機。機台I/O介面65同時可被指定系統變異識別碼(system variable identification,SVID)到測量的參數，所以後面製程期間這些參數可被製造系統40識別。例如，外部感測器136可能是安裝在迴路上的流量計以確保穩定製程狀況，或不同壓力計安裝於排氣管以保證適當的熱損失與流量模式，或熱電耦安裝於艙室外殼/外蓋/承載盤(housing/lid/chuck)以比較熱量一致性。於一實施例中，這些外部感測器136可能包括上述感測器112-134與以下要簡述的感測器。
CMP工具70用於磨平與移除晶圓的表層。CMP工具700包括振動感測器140、溫度感測器142、電阻感測器144以及I/O介面146。振動感測器140用於監測CMP工具700的各種組件的振動，溫度感測器142用於監測墊面(用於磨平晶圓，未圖示)的溫度，並且電阻感測器144用於監測去離子水沖洗的電阻，所以CMP處理被確保平順地進行。CMP工具70之後將以製造工具為範例詳加說明。
循環系統75用於實施半導體製造中的各種化學處理，例如在帶有蝕刻溶劑的蝕刻槽中執行的蝕刻(未圖示)。循環系統75包括流量感測器150、溫度感測器152、光譜感測器154、液位感測器156以及I/O介面158。流量感測器150以及溫度感測器152分別用於監測流量與蝕刻溶劑的溫度。蝕刻溶劑的濃度關係到關於蝕刻溶劑的射線(例如光)的頻譜。藉由可能實施成電荷耦合裝置的光譜感測器154偵測射線光譜。藉由液位感測器156監測蝕刻槽中蝕刻溶劑的量(或液位)。感測器150-156提供類比輸出，所以可藉由各自的感測器150-156微調流量、溫度、濃度與蝕刻溶劑的液位。
射頻/匹配系統80包括射頻功率系統以及匹配系統。匹配系統用於匹配高頻操作時的輸入與輸出阻抗以最小化功率損失及改良效率。匹配系統包括射頻匹配網路(未圖示)。射頻功率系統有複數個電子組件，例如電阻器、電容器、電感器、變壓器以及一或更多級的放大器。射頻/匹配系統80包括功率感測器160、電流感測器162、溫度感測器164、位置感測器166以及I/O介面168。功率感測器160用於監測射頻匹配系統80的輸入與輸出功率以偵測關連不正常功率損失的潛在故障。電流感測器162用於監測不同級的放大器的電流以決定放大器的負載是否適當。與效能相反的溫度感測器164用於監測變壓器的溫度。匹配系統的位置感測器166包括電位計(可變電阻)，電位計用於檢測射頻匹配系統的電容與電感改變引起電位之電壓變化，電位計實際上反映了射頻匹配網路到需要的狀態。因為電容與電感共同定義阻抗，可說成電位計的特定設定對應於射頻匹配網路的各自的阻抗，因此阻抗感測器166監測射頻匹配系統80的阻抗。
製造工具45-80可能集合起來稱為測量系統。他們各自的製造工具45-80的I/O介面118、122、127、135、146、158與168是各自製造工具裝設的內定I/O介面，並且I/O介面可能無法測量各自製造工具的各自感測器可實行去測量的製程參數，或I/O介面不能提供足夠數量的I/O埠以供應這些各自的資料到外部裝置。I/O介面118、122、127、135、146、158與168的缺點代表沒有裝設上述各自感測器的製造工具的缺點。然而，對於上述製造工具45-80而言，沒有這樣的缺點存在，因為這些製造工具可以透過他們各自的感測器收集需要的資料。
在需要的資料被適當的感測器收集到之後，各自製造工具45-80的無線發送器85-92經由無線介面傳送收集到的製造資料到診斷工具100。無線收發器接收製造資料然後發送資料到資料擷取器105。資料擷取器105然後傳送資料到中央化伺服器110做細節處理與分析。之後，中央化伺服器100決定製造資料是否落入可接受的範圍。假如沒有，中央化伺服器110可能命令資料擷取器105經由發送器102送出信號去告訴適合的製造工具去進行調整。
現在參考第2圖，更詳細討論CMP工具70以提供半導體製造系統40的運作的實施例。第2圖說明第1圖的CMP工具70的示意圖。CMP工具70包括研磨頭170、研磨墊平整器172、平台174、平台變速箱176、充滿去離子水的水槽178、感測器140A-B、142與144(上述關於第1圖)以及無線收發器185。半導體晶圓被研磨頭壓緊，並且當研磨頭170在平台上移動時晶圓表面被平台磨平。在磨平後，一或更多半導體晶圓188被放置到水槽178以去離子水清洗。感測器142是位於平台174上的一種紅外線溫度偵測器。於一實施例中，感測器142架置於CMP工具的艙室的天花板(未圖示)。
感測器142監測平台174的表面溫度以確保平台不會過熱。平台174的表面過熱指示出CMP工具170的高故障可能性。感測器140A與140B是被建置成加速計的振動感測器，並且分別耦接到研磨墊平整器172以及平台變速箱176。感測器140A-B監測CMP工具70中的振動量。過度振動量指示出CMP工具70的高故障可能性。感測器144是一種電阻感測器，其耦接到水槽178以監測槽內去離子水的電阻。不正常的電阻變化指示出水槽178中的去離子水被CMP研磨液沾污，意指去離子水已經被污染並且需要更換。
熱資料、振動資料與電阻資料分別由感測器142、感測器140A-B與感測器144收集，之後送到無線收發器185，無線收發器185是耦接CMP工具70適當部位的藍芽收發器。無線收發器185無線地傳送收集的資料到診斷工具100(第1圖)藉由中央化伺服器110做處理與分析，診斷工具100是半導體晶圓廠的CIM系統。根據分析結果，中央化伺服器110經由無線收發器102(第1圖)與185傳送信號回到CMP工具70。CMP工具170然後因此調整CMP程序。
於上述CMP工具70的選替的實施例中，對照必須先發送製造資料到獨立無線收發器185，感測器142-144可能具有無線收發器整合於其中，所以感測器142-144的每一個能無線地傳送製造資料到診斷工具100(第1圖)。
第3圖係無線可攜式多功能感測器(WPMF)200以及診斷工具201的示意圖。無線可攜式多功能感測器200可用於取代或連結第1圖的無線收發器85-92與感測器112-166。於本實施例中，無線可攜式多功能感測器200可拆卸地耦接製造工具(舉例來說，第1圖的製造工具45-80的一個)以收集關於那工具的製造資料。
無線可攜式多功能感測器200包括複數個感測器202到210、信號轉換器215、微控制器單元(MCU，又稱為微處理器)220、儲存裝置222、位於MCU 220與儲存裝置222之間的通訊介面223，以及具有非必要天線230的收發器225。感測器202-210類似於上述關於第1圖的感測器112-166並且用於監測製造資料(製程參數)例如電壓、電流、電阻、振動、溫度等等。感測器202-210輸出感測的製造資料當作類比信號。任何數目的感測器202-210根據設計需求與製造限制可能實施在無線可攜式多功能感測器200。於選替的實施例，感測器202-210可能在無線可攜式多功能感測器200的外部實施，在這案例中無線可攜式多功能感測器200可能包括耦接到外部感測器202-210的埠。
參考第3圖，信號轉換器215接收無線可攜式多功能感測器202-210的輸出當作輸入。於本實施例中，信號轉換器215包括多通道類比對數位轉換器，每個通道能轉換來自感測器202-210的一個的類比信號輸出成為數位形式。於選替的實施例中，感測器202-210輸出數位信號，信號轉換器215可能對感測器202-210的數位信號輸出實施必要的資料處理。信號轉換器215輸出製造資料到更進一步處理資料的MCU 220的輸入。於一實施例中，MCU 220控制信號轉換器215與收發器225的操作。在另一實施例中，信號轉換器215則整合至MCU 220。
介面223允許MCU 220與儲存裝置222溝通。舉例來說，製造資料可能經由介面223在儲存裝置222與MCU之間轉移。於本實施例中，儲存裝置222是一種安全數碼(SD)卡，並且介面223是通用序列匯流排(USB)埠。於選替的實施例中，儲存裝置222可能是記憶體形式，包括快閃記憶體、記憶棒、微記憶卡(micro-SD)或硬碟，並且介面233可能是序列埠、並列埠、火線埠(firewire port)或USB埠。於另一實施例中，儲存裝置222可能整合至MCU 220。
參考第3圖，製造資料由MCU 220的輸出被送到要被發送的收發器225的輸入。本實施例中收發器225包括藍芽收發器。於選替的實施例中，收發器225可能是Wi-Fi或通用非同步收發器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)。天線230是獨立天線但可能在選替實施例中被整合至收發器225。於另一實施例中，收發器225整合至MCU 220所以MCU 220直接與外部裝置溝通。於另一實施例中，MCU 220經由介面223或經由其他未圖示的適合的介面與外部裝置溝通。傳輸的製造資料被診斷裝置201接收與分析。診斷裝置201包括具有整合無線收發器(未圖示)例如Wi-Fi或藍芽收發器的一個膝上型電腦。可選替地，傳輸的資料可能被第1圖的診斷裝置100使用中央化伺服器110所接收且分析。
WPMF感測器200是可攜式的並且可組態成適用於各種製造與通訊平台。整合於WPMF感測器200的多個感測器允許不同型態的製造資料被同時收集。基於同時收集的製造資料，使用者可使用診斷裝置201實施快速分析。假如分析結果指示出製造工具的潛在問題，製造工具可能立即被調整以防止製造故障。藉由使用者或經由計算化的回授控制迴路執行調整。
參考第4圖，討論例證的WPMF感測器的實施例與應用。第4圖說明真空幫浦240的示意圖。真空幫浦240包括製程幫浦線(入口)243、排氣管(出口)246，以及WPMF感測器250。在本發明真空幫浦240是乾式幫浦。於選替的實施例中真空幫浦240可能是冷凍幫浦(cryo-pump)。參考第4圖，真空幫浦240也包括複數個內部感測器(未圖示)，包括計算馬達電流的電流感測器(用以監測馬達負載)、測量出口壓力的壓力感測器(用以監測排氣管246的阻塞)，以及測量內部幫浦溫度的溫度感測器(用以監測幫浦240的工作溫度)。
WPMF感測器250是上述關於第3圖的WPMF感測器200的實施例。WPMF感測器250放置於真空幫浦240的外部表面並且包括振動感測器(未圖示)以及溫度感測器(未圖示)。振動感測器作用為加速計，並且溫度感測器作用為紅外線偵測器。振動感測器在幫浦運作期間監測真空幫浦240上的振動量，並且溫度感測器在幫浦運作期間監測真空幫浦的溫度。當振動或溫度資料是在可接收範圍之外但是其他參數在可接受範圍之內時，無需要採取動作，因為只有一個參數脫離正常範圍僅表示部分變異，但真空幫浦大體上仍為正常。然而，當振動與溫度資料都超過可接受範圍時，那就指示出真空幫浦240可能將要出錯。因此，在實際故障發生之前，真空幫浦240可能被修復或置換。可了解到使用者可能使用膝上型電腦無線地經由WPMF感測器250得到來自真空幫浦振動與溫度資料。因為是自動地測量，所以使用者需要對真空幫浦240實施實際量測。
參考第5A-5E圖，討論WPMF感測器200的其他實施例與應用。第5A圖說明曝光處理工具255。曝光處理工具255用於在微影製程期間形成影像圖案化於半導體晶圓上。曝光處理工具255包括移動台與WPMF感測器265。WPMF感測器265附在移動台260側邊。於選替實施例中，WPMF是設置於移動台260的上表面。
參考第5A圖，曝光處理工具255的各種移動組件的缺陷可能引起曝光處理工具的振動，包括馬達、齒輪、螺栓或軸承(皆未圖示)。目前的製造科技沒有提供曝光處理工具255的振動的量測。然而，相對少量的振動可能導致晶圓圖案化影像品質不佳。此外，假如移動台260沒有平穩，晶圓也會呈現不佳的圖案化影像品質。假如圖案化影像品質不佳的晶圓沒有即時攔截而通過蝕刻，他們可能沒法挽救並且必須報廢。
於本實施例中，WPMF感測器265包括振動感測器(未圖示)以及水平感測器(未圖示)。振動感測器用於監測曝光處理工具255的振動並且水平感測器用於監測移動台的水平度，以便確保適合的圖案化影像品質。在本實施例中，振動感測器與水平感測器如同3軸微機電系統(MEMS)加速計。MEMS加速計對重力有相對高的靈敏度。重力靈敏度用於測量加速計的水平(也是移動台260的水平)，如下述。
參考第5B圖，WPMF 265內的加速計的方向可用具有X-軸、Y-軸與Z-軸的3度座標軸圖示。X、Y與Z軸實質上是互相正交的(垂直的)。沿著每一軸所測量到的振動如同類似音頻信號。這些類似音頻信號的範例說明顯示於第5C、5D與5E圖，其中縱軸表示加速計所測量的振動信號，以及橫軸表示不同時間點。第5C圖顯示相對時間沿著X軸測量到的振動信號，第5D圖顯示相對時間沿著Y軸測量到的振動信號以及第5E圖顯示相對時間沿著Z軸測量到的振動信號。之後，對測量到的振動信號實施資料平均化以確保更穩度的加速計讀數。然後使用低通濾波器濾除振動信號的高頻成分，並且振動信號留下的部份是水平信號(未圖示)。要看頻譜上的水平信號需要對振動信號實施快速傅立葉轉換(FFT)。
當加速計實質上水平時，對於X-軸與Y軸的水平信號應非常接近0，然而對於Z軸的水平信號應該是1倍的重力(以g表示)。當加速計傾斜(不是水平)，對於X軸與Y軸的水平信號脫離0，並且對於Z軸的水平信號脫離g。分析水平信號(例如以第3圖的診斷工具201)以便指示加速計如何傾斜。如上述，加速計傾斜指示WPMF感測計如何傾斜以及移動台260是如何傾斜。經由計算化的回授控制迴路或使用者調整移動台260，所以加速計更加平穩。
參考曝光處理工具255的應用可了解到WPMF感測器265的無線應用提供另一好處(可了解到不同實施例提供不同好處)：電纜或傳統有線感測器的電線將會偶發地影響振動資料，而當本實施例中WPMF感測器無線地運行時就不會有電纜或電線引起振動干擾。
參考第6圖，討論WPMF感測器200的另一實施例與應用。第6圖是類似於傳動機械手臂45並且架置PMF感測器275的傳動機械手臂270的示意圖。WPMF感測器275包括電流感測器、電壓感測器以及振動感測器(皆未圖示)。電流感測器用於監測傳動機械手臂270的馬達(未圖示)的電流負載。為了控制馬達的操作，使用編碼器(未圖示)將數位控制信號轉換成類比信號。WPMF 275的電壓感測器用於監測編碼器的電壓，所以假如馬達是伺服馬達可以計算相位特性，或假如馬達是步進馬達可以計算步進損失。振動感測器作用成加速計並且被用於監測傳動機械手臂270的各種組件的振動以便測量這些組件的狀況與性能。因此，WPMF 275收集關於馬達電流、編碼器電壓以及傳輸機械手臂振動的製造資料。這些收集的製造資料，或獨立地或共同地，無線地傳送到診斷工具201(第3圖)，以決定傳動機械手臂270的品質以及它是否需要被修理或徹底檢查。
以上說明已經概述數個實施例的特徵所以熟此技藝者可有效理解以下詳細的描述。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明後附申請專利範圍的精神下，可以本發明所揭露之概念及實施例為基礎，輕易地設計及修改其他用以達成與本發明目標相同之架構。
40．．．半導體製造系統
45．．．傳動機械手臂
50．．．真空系統
55．．．電源供應
60．．．溫度控制
65．．．輸入/輸出工具
70．．．化學機械研磨工具
75．．．循環系統
80．．．射頻產生器及匹配系統
85、86、87、88、89、90、91、92．．．無線收發器
100．．．診斷工具
102．．．無線收發器
105．．．資料擷取器
110．．．中央化伺服器
112．．．電流感測器
114．．．壓力感測器
116．．．振動感測器
118、122、127、135、146、158、168．．．I/O介面
120．．．壓力感測器
125．．．功率感測器
130．．．電流感測器
132．．．電阻感測器
134．．．溫度感測器
136．．．外部感測器
140．．．振動感測器
142．．．溫度感測器
144．．．電阻感測器
150．．．流量感測器
152．．．溫度感測器
154．．．光譜感測器
156．．．液位感測器
160．．．功率感測器
162．．．電流感測器
164．．．溫度感測器
166．．．位置感測器
70．．．化學機械研磨工具
140A、140B、142、144．．．感測器
170．．．研磨頭
172．．．研磨墊平整器
174．．．平台
176．．．平台變速箱
178．．．水槽
185．．．無線收發器
188．．．半導體晶圓
200、250、265、275．．．無線可攜式多功能感測器
201．．．診斷工具
202...210．．．感測器
215．．．信號轉換器
220．．．微控制器單元
222．．．儲存裝置
223．．．通訊介面
225．．．收發器
230．．．天線
240．．．真空幫浦
243．．．幫浦抽氣管線
246．．．排氣管
255．．．曝光處理工具
260．．．移動台
270．．．傳動機械手臂
第1圖係半導體製造系統的示意圖；
第2圖係第1圖的半導體製造系統的一部份的例證的實施例的示意圖；
第3圖係無線可攜式多功能感測器以及無線地耦接到感測器的診斷工具的示意圖；
第4圖係第3圖的無線可攜式多功能感測器的例證的實施例與應用的示意圖；
第5A圖係第3圖的無線可攜式多功能感測器的另一例證的實施例與應用的示意圖；
第5B圖係說明無線可攜式多功能感測器的運作的立體軸線的示意圖；
第5C-5E圖係第5A圖的無線可攜式多功能感測器所產生的例證資料標繪圖；以及
第6圖係第3圖的無線可攜式多功能感測器的另一例證的實施例與應用的示意圖。
40．．．半導體製造系統
45．．．傳動機械手臂
50．．．真空系統
55．．．電源供應
60．．．溫度控制
65．．．輸入/輸出工具
70．．．化學機械研磨工具
75．．．循環系統
80．．．射頻產生器及匹配系統
100．．．診斷工具
85、86、87、88、89、90、91、92．．．無線收發器
102．．．無線收發器
105．．．資料擷取器
110．．．中央化伺服器
112．．．電流感測器
114．．．壓力感測器
116．．．振動感測器
118、122、127、135、146、158、168．．．I/O介面
120．．．壓力感測器
125．．．功率感測器
130．．．電流感測器
132．．．電阻感測器
134．．．溫度感測器
136．．．外部感測器
140．．．振動感測器
142．．．溫度感測器
144．．．電阻感測器
150．．．流量感測器
152．．．溫度感測器
154．．．射線感測器
156．．．液位感測器
160．．．功率感測器
162．．．電流感測器
164．．．溫度感測器
166．．．位置感測器

Claims (20)

  1. 一種用於在一半導體晶圓上製造一半導體裝置的設備，該設備包括一可攜式裝置，該可攜式裝置包括：一個或多個感測器，用以測量於該半導體晶圓上執行的一或多個製程的一第一及一第二製程參數，該第一製程參數不同於該第二製程參數；以及一無線收發器，耦接該第一及第二感測器，該無線收發器接收該第一及該第二製程參數並且傳送包含該第一及第二製程參數的無線信號；其中，該可攜式裝置沒有直接接觸該半導體晶圓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該可攜式裝置是可拆卸地耦接一半導體製造工具，並且其中該一個或多個之製程參數取自於該製造工具。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該可攜式裝置更包括一信號轉換器及一微控制器，其中該信號轉換器、該微控制器、該無線收發器以及該第一及第二感測器分別有一各自的輸入與一各自的輸出，並且其中：該信號轉換器的該輸入耦接到該一個或多個之感測器的輸出；該微控制器的該輸入耦接到該信號轉換器的該輸出；以及該無線收發器的輸入耦接到該微控制器的該輸出。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之用於製造一半導體 裝置的設備，更包括一儲存裝置，經由一通訊介面耦接到該微控制器，該儲存裝置儲存該測量的一個或多個之製程參數。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該信號轉換器包括一個或多個之類比對數位轉換通道，分別耦接該一個或多個之感測器的輸出，該一個或多個之類比對數位轉換通道分別轉換該測量的一個或多個之製程參數自一類比型態到數位型態。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該可攜式裝置可拆卸地耦接到一真空幫浦的一外部表面，以及其中：該第一感測器測量該真空幫浦的一振動作為該第一製程參數；以及該第二感測器測量該真空幫浦的一溫度作為該第二製程參數。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該可攜式裝置可拆卸地耦接一曝光處理工具的一移動台，以及其中：該第一感測器測量該曝光處理工具的一振動作為該第一製程參數；以及該第二感測器測量該曝光處理工具的一水平作為該第二製程參數。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該可攜式裝置可拆卸地耦接一傳輸機械手臂，該傳輸機械手臂具有一馬達以及控制該馬達的 一編碼器，以及其中：該第一感測器測量該馬達的一電流負載作為該第一製程參數；以及該第二感測器測量該編碼器的一電壓作為該第二製程參數。
  9. 一種用於製造一半導體裝置的設備，該設備包括一可攜式裝置，該可攜式裝置包括：一個或多個之感測器，以一類比型態測量一一個或多個之製程資料；一信號轉換器，轉換該一個或多個之製程資料從該類比型態到一數位型態；一微控制器，使用一既定的調變機制調變該測量的第一及第二製程資料；以及一完線收發器，傳輸包含該調變的該第一及第二製程資料的無線信號；其中，該第一及該第二製程資料對應於一半導體基板上執行的一或多個製程，並於該半導體基板上製程該半導體裝置；其中，該可攜式裝置沒有實體的直接接觸該半導體基板。
  10. 如申請專利範圍第9所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該微控制器包括一資料儲存裝置，儲存該測量的一個或多個之製程資料以及該調變的一個或多個之製程資料的一個，以及其中該微控制器控制該信號轉換器以及該無線收發器。
  11. 如申請專利範圍第9所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該一個或多個之製程資料是不同形式的資料。
  12. 如申請專利範圍第1所述之用於製造一半導體裝置的設備，其中該信號轉換器及該無線收發器整合至該微控制器。
  13. 一種用於在一晶圓上製造一半導體裝置的方法，包括：使用一第一感測器測量一第一製程參數；使用一第二感測器測量一第二製程參數，該第二製程參數不同於該第一製程參數；其中，執行測量該第一製程參數及測量該第二製程參數，使得該第一及該第二感測器沒有實體的直接接觸該晶圓；使用一無線收發器傳輸包含該測量的一個或多個之製程參數的一第一組無線信號；透過該無線收發器接收一第二組訊號，其中該第二組訊號用以於調整於該晶圓上執行之一製程；以及組態該無線收發器及該一個或多個之感測器以便該無線收發器以及該一個或多個之感測器整合至一單一可攜式裝置。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之用於製造一半導體裝置的方法，其中：該測量該第一製程參數包括自一半導體製造工具擷取該第一製程參數；以及 該測量該第二製程參數包括自該半導體製造工具擷取該第二製程參數。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之用於製造一半導體裝置的方法，更包括：使用一信號轉換器轉換該測量的一個或多個之製程參數從一類比型態到一數位型態；以及使用一儲存裝置儲存該測量的一個或多個之製程參數。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之用於製造一半導體裝置的方法，更包括使用該微控制器控制該無線收發器及該一個或多個之感測器。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之用於製造一半導體裝置的方法，更包括可拆卸地耦接該可攜式裝置到一真空幫浦的一外部表面，以及其中：該測量該第一製程參數包括使用一加速計當作該第一感測器測量該真空幫浦的一振動；以及該測量該第二製程參數包括使用一紅外線偵測器當作該第二感測器測量該真空幫浦的一溫度。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之用於製造一半導體裝置的方法，更包括可拆卸地耦接該可攜式裝置到一曝光工具的一移動台，以及其中：該測量該第一製程參數包括使用一第一加速計當作該第一感測器測量該曝光工具的一振動；以及該測量該第二製程參數包括使用一第二加速計當作該第二感測器測量該曝光工具的一水平。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之用於製造一半導體裝置的方法，其中該測量該水平包括：分別沿著該另一加速計的第一、第二及第三軸測量第一、第二及第三振動信號，並且該第一、第二及第三軸互相正交；平均該第一、第二及第三振動信號；使用一低通濾波器過濾該第一、第二及第三振動信號以降低該第一、第二及第三振動信號的高頻成分；以及轉換該第一、第二及第三振動信號從一時域到一頻域以得到關於該第一、第二及第三軸的第一、第二及第三水平信號。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之用於製造一半導體裝置的方法，更包括可拆卸地耦接該可攜式裝置至一傳動機械手臂，該傳動機械手臂具有一馬達以及控制該馬達的一編碼器，以及其中：該測量該第一製程參數包括使用一電流感測器當作該第一感測器測量該馬達的一電流負載；以及該測量該第二製程參數包括：使用一電壓感測器當作該第二感測器測量該編碼器的一電壓；以及對應該測量的電壓計算一相位特性及一步進損失的其中一個。
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