TWI589852B - 用以監測空氣中污染物之裝置 - Google Patents

Description

用以監測空氣中污染物之裝置 【優先權聲明】

本申請案根據35 U.S.C.§119主張於2014年5月14日在韓國智慧財產局提出申請之韓國專利申請案第10-2014-0057661號、第10-2014-0057657號、第10-2014-0057664號之優先權，該等韓國專利申請案之揭露內容以引用方式全文併入本文中。

以下揭露內容係關於一種用以監測污染物之裝置，且更具體而言係關於一種如下的用以監測污染物之裝置，該裝置能夠利用一現有裝置在一半導體產線或一顯示面板產線上之若干點處量測污染物，該現有裝置遠程地收集樣本、並且藉由具有與一軌道行進型自動輸送裝置之輸送殼體(transport enclosures)或輸送卡匣(transport cassettes)相同之形式而即時地監測該等污染物，該軌道行進型自動輸送裝置用於輸送在該半導體產線中所用之一半導體晶圓或該顯示面板產線中之一顯示器玻璃，且該裝置能夠使一樣本收集元件(sample collecting means)、一感測元件、或一分析元件包含於一本體中，該樣本收集元件收集由該軌道行進型自動輸送裝置在一傳輸過程(transfer process)中收集之樣本，該感測元件用於即時地感測空氣中之有害化合物，該分析元件用於即時地分析所收集之空氣。

在半導體工業及顯示器工業之一核心製程中，一直需要使用各種有害氣體。該等有害氣體之一實例包括酸性氣體(例如氟系氣體、氯系氣體、溴系氣體、硝酸根氣體、或硫酸根氣體)、鹼性氣體(例如氨氣或胺基氣體)、有機化合物、金屬物質(例如，銅、鋁或矽)、摻雜劑物質(例如磷或硼)等。一般而言，該等物質具有例如毒性及強氧化能力等特性，因而會引起產品之圖案中之誤差、表面之過氧化反應等，進而導致產品缺陷。

具體而言，空氣中之氨藉由一光電阻器(photo-resistor)之形變以及與一酸性氣體發生反應而形成鹽，進而造成短路等，且因此與半導體生產良率顯著相關。因此，已迫切需要對空氣中之氨進行連續監測及管理。

具體而言，在半導體及FPD工業中，根據晶圓之高積體度(integration)及圖案之精細度，已以一非常低之ppt-ppb水準管理污染物以防止產品出現缺陷並提高生產良率。傳統上，主要進行與FAB環境之監測相關聯之研究。然而，最近，已對一種在一微型環境中使晶圓與外界隔離，主要是隔離與空降分子污染之接觸之技術積極地進行研究。

輸送殼體係為防止污染並執行輸送之元件，且輸送殼體之一實例可包括FOUP、FOSB、光罩室(Reticle chamber)等。

當晶圓組裝之後對晶圓之測試結束時，晶圓被切割成複數個單個晶片以用作一完整之積體電路。

晶圓在用作積體電路之前會經歷一圖案化製程、一蝕刻製程、一離子植入製程等，且晶圓容納於輸送殼體中並接著被輸送用於下一 製程或以該晶圓被容納於輸送殼體中之一狀態進行等待。

如上所述，輸送殼體在半導體製程中被注入至若干設備中，並且在沿著包含該等半導體製程在內之一生產線均勻行進之同時移動，而在該等製程完成後以其中在該輸送殼體中容納有晶圓之一狀態被輸送至下一製程。

此處，因在半導體製程中執行在晶圓上實作一高密度積體電路之一非常精密之製程，故該等半導體製程之大部分係在其中來自外界之污染物被隔離之一潔淨室中執行。

為此，連續地量測及管理晶圓之污染水準、潔淨室之污染水準以及各半導體設備之污染水準。

關於與此相關之一技術，韓國專利早期公開案第10-2002-0096608號(於2002年12月31日公開且名稱為「用以移除半導體設備之污染之裝置(Apparatus for Removing Contamination of Semiconductor Equipment)」)已揭露了一種用於消除一半導體設備之污染之裝置，該裝置能夠在產生污染時藉由被隔離之半導體設備而快速地消除污染，以在其中維持一潔淨環境之一潔淨室內獨立地維持一潔淨環境。

同時，在製造半導體及顯示器之製程中，用於量測一污染水準之感測器或裝置設置於設有各單元處理設備之每一潔淨室中以量測污染水準。然而，感測器或裝置之數目可能不會無限地增加，此使得在量測污染水準方面存在限制，且能夠量測污染水準之區域非常有限。

此外，由於甚至在潔淨室之間傳送晶圓或玻璃之過程中亦可能產生一污染源，因此均勻地量測在其中傳送晶圓或玻璃之整個區域之污 染水準非常困難。

此外，在其中因一洩漏事故或類似事故而產生嚴重污染之情形中，在人難以接近之點處或在人的手難以觸及之區中量測有害化合物之污染水準係危險的。

因此，亟需開發一種能夠執行遠程量測並執行精確分析以解決該等問題之用以監測污染物之裝置。

[相關技術文獻] [專利文獻]

韓國專利早期公開案第10-2002-0096608號(於2002年12月31日公開且名稱為「用於消除半導體設備之污染之裝置(Apparatus for Removing Contamination of Semiconductor Equipment)」)

本發明之一實施例係關於提供一種用以監測污染物之裝置，該裝置能夠藉由利用一軌道行進型自動輸送裝置在一半導體產線或一顯示面板產線上之若干點處量測污染物、遠程地收集樣本、並且即時地監測該等污染物，該軌道行進型自動輸送裝置用於輸送在該半導體產線中所用之一半導體晶圓或該顯示面板產線中之一顯示器玻璃。

在一個一般態樣中，一種用以監測污染物之裝置，該污染物藉由一軌道行進型自動輸送裝置(track traveling type automatic transport apparatus)4被傳送，以沿著在一預定空間中形成之一軌道而循環，該用以監測污染物之裝置包含：一樣本收集元件100，被設置於一本體200中並在一傳輸過程中收集樣本。

該軌道行進型自動輸送裝置4係可為一用以輸送於一半導體產線中輸送一晶圓之複數個輸送殼體2或於一顯示面板產線中輸送一顯示器玻璃之複數個輸送卡匣3之裝置，且本體200可以與該等輸送殼體2或該等輸送卡匣3相同之形式被製成，且被形成為其至少一個表面係為開口的。

該用以監測污染物之裝置可更包含：一控制器400，被設置成與本體200分離並間隔開一預定距離，用以控制該樣本收集元件100之操作並接收樣本資料(sample data)；以及一通訊模組(communication module)300，用以使樣本收集元件100所感測之資料及本體200之位置資料被接收於控制器400中並能夠使控制器400之一控制訊號被傳送。

樣本收集元件100可包含：一吸附管(adsorption pipe)110，用於自空氣中吸附及收集一揮發性有機化合物成分樣本並連接至通訊模組300；一採集器(impinger)120，用於收集一樣本，該樣本係為空氣中之一空降分子污染(airborne molecular contamination；AMC)物質，並連接至通訊模組300；以及一樣本收集幫浦(sample collecting pump)130，連接至通訊模組300，並控制是否執行吸附管110或採集器120之一樣本收集操作。

樣本收集元件100可包含：複數個吸附管110及複數個採集器120；以及複數個開關閥(switching valve)140，分別連接至該等吸附管110及該等採集器120，且其中，該等開關閥是否開啟或關閉可根據通訊模組300自控制器400接收之一訊號而調整。

該用以監測污染物之裝置可更包含一感測元件，該感測元件(sensing means)設置於本體200中，連接至通訊模組300，並即時地感測空氣中之一有害化合物。

當藉由該感測元件500在一預定點處分析之一有害成分之一濃度為等於或超過一預定數值時，控制器400可使樣本收集元件100能夠收集複數個樣本，且控制器400經由該通訊模組300收集本體200之一位置資料。

該用以監測污染物之裝置可更包含一類比-數位轉換器(analog to digital converter；ADC)550，類比-數位轉換器550用於將感測元件500之一類比資料轉換成一數位資料，其中藉由類比-數位轉換器550轉換之該數位資料係經由通訊模組300被傳送至控制器400。

感測元件500可為複數個，該等感測元件500感測複數個不同之有害成分。

感測元件500可包含感測氨(NH₃)之一第一感測元件510、感測氟化氫(HF)之一第二感測元件520，感測氯化氫(HCl)之一第三感測元件530，及感測揮發性有機化合物(volatile organic compound；VOC)之一第四感測元件540，且第一感測元件510至第四感測元件540之至少一者可安裝於本體200中。

在另一一般態樣中，一種用以監測污染物之裝置，該污染物藉由一軌道行進型自動輸送裝置4被傳送，以沿著在一預定空間中形成之一軌道而循環，該用以監測污染物之裝置包含：一分析元件(analyzing means)600，設置於一本體200中並即時地分析在一傳送過程中所收集之空氣。

軌道行進型自動輸送裝置4係可為一用以輸送於一半導體產線中輸送一晶圓之複數個輸送殼體2或於一顯示面板產線中輸送一顯示器玻璃之複數個輸送卡匣3之裝置，且該本體200可以與該等輸送殼體2或該等 輸送卡匣3相同之形式被製成，且被形成為其至少一個表面係為開口的。

該用以監測污染物之裝置可更包含：一控制器400，被設置成與該本體200分離並間隔開一預定距離，用以控制分析元件600之操作，並接收分析資料；以及一通訊模組300，用以使分析元件600所分析之資料及本體200之位置資料被接收於該控制器400中，並使控制器400之一控制訊號被傳送。

當藉由分析元件600在一預定點處所分析之空氣之一污染水準(contamination level)等於或超過一預定數值時，控制器400可經由通訊模組300收集該本體之一位置資料。

分析元件600可包含：至少一個光源610；一光波導(light waveguide)620，包含至少二個散射透鏡(dispersing lens)630，該至少二個散射透鏡630設置於光波導620之一內部空間中以彼此間隔開一預定距離，光波導620藉由該等散射透鏡630散射由光源610發出之光之一光譜，並使用於量測之光作為具有一預定波長之光發出；一偵測部件(detecting part)650，量測由光波導620發出並入射至偵測部件650上之光之強度，以偵測所收集之空氣中之一成分；一樣本注入孔(sample injecting hole)641及一樣本排出孔(sample discharging hole)642，樣本注入孔641形成於光波導620之一預定區中並使在該本體中收集之空氣能夠被注入，該樣本排出孔642形成於光波導620之一預定區中並使空氣能夠被排出；以及一樣本幫浦660，連接至樣本排出孔642。

光波導620可包含在光波導620中以一Z字形(zigzag form)設置之四個或更多個散射透鏡630。

在分析元件600中，光源610、光波導620及偵測部件650可在該本體內設置於一直線上，且光源610與偵測部件650可在具有一六面體形狀之該本體內，鄰設於彼此對角地面對之頂點(vertices)處，俾增加被該等散射透鏡630散射之一波長之一長度。

該光波導可在具有一六面體形狀之該本體內沿著至少二個隅角(corner)延伸，且該等散射透鏡630可設置於該主體之頂點所位於的區域中，俾增加被分析元件600之該等散射透鏡630散射之一波長之一長度。

1‧‧‧用以監測污染物之裝置

2‧‧‧輸送殼體

3‧‧‧輸送卡匣

4‧‧‧軌道行進型自動輸送裝置

100‧‧‧樣本收集元件

110‧‧‧吸附管/分析部件

120‧‧‧採集器

130‧‧‧樣本收集幫浦

140‧‧‧開關閥

200‧‧‧本體

300‧‧‧通訊模組

400‧‧‧控制器

500‧‧‧感測元件

510‧‧‧第一感測元件

520‧‧‧第二感測元件

530‧‧‧第三感測元件

540‧‧‧第四感測元件

550‧‧‧類比-數位轉換器

600‧‧‧分析元件

610‧‧‧光源

620‧‧‧光波導

630‧‧‧散射透鏡

641‧‧‧樣本注入孔

642‧‧‧樣本排出孔

650‧‧‧偵測部件

660‧‧‧樣本幫浦

第1圖係為例示根據本發明一實例性實施例之用以監測污染物之一裝置之概念圖。

第2圖及第3圖係為例示根據本發明實例性實施例之用以監測污染物之另一裝置之概念圖。

第4圖係為示意性地例示在根據本發明之用以監測污染物之裝置中，其中一本體沿著一軌道行進型自動輸送裝置而循環之狀態之配置圖。

第5圖係為概念性地例示在根據本發明實例性實施例之另一用以監測污染物之裝置中，一感測元件之方塊圖。

第6圖係為例示一種使用根據本發明之用以監測污染物之裝置來收集一樣本之方法之步驟的流程圖。

第7圖係為例示根據本發明實例性實施例之用以監測污染物之裝置之概念圖。

第8圖至第12圖係為示意性地例示在根據本發明另一實例性實施例之用以監測污染物之一裝置中，波導之各種設置狀態之示意圖。

第13圖係為例示一種使用根據本發明之用以監測污染物之裝置來量測一污染水準之方法之步驟的流程圖。

以下，將參照附圖詳細闡述根據本發明之一種用以監測污染物之裝置。

根據本發明之用以監測污染物之裝置1係藉由一軌道行進型自動輸送裝置4被傳送，以沿著在一預定空間中形成之一軌道而循環，且裝置1包含一樣本收集元件100，樣本收集元件100設置於一本體200中並在一傳輸過程中收集樣本。

首先，本體200可以與軌道行進型自動輸送裝置4之輸送殼體2或輸送卡匣3相同之形式製成，軌道行進型自動輸送裝置4用於輸送在一半導體產線中所用之一半導體晶圓或一顯示面板產線中之一顯示器玻璃。

本體200具有近似一六面體形狀、在本體200中形成一空的空間、並且本體200被形成為其至少一個側表面之一預定區域為開口的。

具體而言，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可在其中軌道行進型自動輸送裝置4傳送本體200之一過程中遠程地收集樣本。

亦即，根據本發明之用以監測污染物之裝置1係以與輸送殼體2相同之形式製成，且包含替代其中之一晶圓或玻璃載具安裝元件而形成之樣本收集元件100，並且在移動至半導體產線或顯示器產線之若干地方(類似於現有輸送殼體2或輸送卡匣3移動至用於執行每一製程之地方)之 同時藉由樣本收集元件100遠程地收集樣本。

根據本發明之用以監測污染物之裝置1可更包含一控制器400及一通訊模組300。

控制器400被設置成與本體200分離並間隔開一預定距離、控制樣本收集元件100之操作並接收所感測資料。

換言之，控制器400負責控制以及傳送及接收，並且包含一處理裝置以及一無線通訊元件，該處理裝置例如為一中央處理單元(central processing unit；CPU)、一圖形處理單元(graphic processing unit；GPU)、一應用處理器(application processor；AP)、一數位訊號處理器(digital signal processor；DSP)等，該無線通訊元件負責與一通訊模組300進行通訊。

此處，控制器400可包含一自動化物質搬運系統(automated material handling system；AMHS)及一設施監測系統(facility monitoring system；FMS)，使得可控制軌道行進型自動輸送裝置4。

控制器400可設置於半導體產線上，或位於半導體產線之外並且被形成為在一長距離處經由設置於半導體產線上之一伺服器自通訊模組300以無線方式接收資料。

通訊模組300可係為可執行短距離通訊或長距離通訊之一模組，且通訊模組300之種類及通訊方法可進行各種修改，只要訊號可在控制器400、通訊模組300、及樣本收集元件100之間被遠程地傳送及接收即可。

樣本收集元件100可包含一吸附管110、一採集器120、及一樣本收集幫浦130。

吸附管110自空氣中吸附及收集一揮發性有機化合物成分樣 本，且採集器120收集一樣本，該樣本係為空氣中之一空降分子污染(AMC)物質，且各吸附管110及採集器120連接至通訊模組300。

一般而言，採集器120係為被設計成同時量測樣本空氣中漂浮之粉塵之一係數及一量之一集塵器(dust collector)，其係為一如下器件：其將一液體(例如蒸餾水)或類似液體注入至具有一預定容量之一圓柱形玻璃瓶中，使包含粉塵之空氣穿過該液體以將粉塵收集於該液體中，使該液體及用於清洗該瓶之一內部之一清洗溶液變乾，且接著量測粉塵之重量。

樣本收集幫浦130連接至通訊模組300，且控制是否藉由控制器400之一訊號來執行吸附管110或採集器120之一樣本收集操作。

換言之，樣本收集元件100可由控制器400遠程控制，以在其中沿著軌道行進型自動輸送裝置4傳送本體200之一時期期間之一特定點處進行樣本收集。

因此，在本發明中，可在人難以接近或人的手難以觸及之一區中收集一樣本，且可監測該樣本之一污染水準。

如第2圖所示，樣本收集元件100可包含複數個吸附管110及複數個採集器120。

此處，各吸附管110及採集器120具有連接至吸附管110及採集器120之開關閥140。開關閥140連接至通訊模組300，使得是否開啟或關閉開關閥140可根據自控制器400接收之一訊號來調整。

因此，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可調整是否開啟或關閉開關閥以在若干點處收集樣本且一次收集複數個樣本。

如第3圖所示，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可更包 含一感測元件，該感測元件與樣本收集元件100一起設置於本體200中、連接至通訊模組300、並即時地感測空氣中之一有害化合物。

因此，在根據本發明之用以監測污染物之裝置1中，用於即時地感測所收集空氣中之有害化合物之感測元件500包含於本體200中，藉此可即時地遠程量測在一傳送空間中是否存在一有害物質以及該有害物質之一含量。

在本體200沿著軌道行進型自動輸送裝置4傳送之同時由本體200即時地收集樣本並量測有害物質之一過程中，在感測元件在一預定點處所感測之有害物質之一濃度等於或超過一預定數值之情形中，控制器400傳送一訊號以使樣本收集元件100收集樣本，藉此可操作樣本收集幫浦130並經由通訊模組300收集本體200之位置資料。

此處，根據本發明之用以監測污染物之裝置1更包含一類比-數位轉換器(ADC)550，類比-數位轉換器550將感測元件500之類比資料轉換成數位資料，其中藉由類比-數位轉換器550轉換之數位資料可經由通訊模組300傳送至控制器400。

因此，工人可快速地判定在一製造製程中之一污染產生區，並採取一對策(例如查找及移除污染源、視需要停止一製程等)，藉此可使產生之損壞最小化。

同時，如第3圖所示，感測元件500可包含用於感測不同有害組分之複數個感測元件500。

此處，感測元件500可包含感測氨之一第一感測元件510、感測氟化氫之一第二感測元件520、感測氯化氫之一第三感測元件530、及感 測揮發性有機化合物(VOC)之一第四感測元件540。

感測元件500可包含第一感測元件510、第二感測元件520、第三感測元件530、及第四感測元件540之全部。作為另一選擇，可於本體200中設置第一感測元件510、第二感測元件520、第三感測元件530、及第四感測元件540之至少一者，且感測元件500可由用於感測其他種類之有害成分之一感測器構成。

亦即，感測元件可由用於感測空氣中除氨、氟化氫、氯化氫、及揮發性有機化合物以外之其他空降分子污染(AMC)物質之元件構成。

該等感測元件500可被設置成彼此間隔開預定距離，使得在具有六面體形狀之本體200中不會彼此之間產生干擾。

感測元件500可分別設置於開口側表面之隅角處，如第3圖所說明。二感測元件分別設置於該等開口側表面之隅角處，且其他二個感測元件設置於最內隅角處，藉此可能夠使各感測元件間之距離變大。

此外，感測元件500之位置可進行各種修改，且感測元件500之數目亦可進行各種修改。

在根據本發明之用以監測污染物之裝置1中，該等感測元件500所感測之資料可根據一預定序列而經由通訊模組300即時地傳送至控制器400。

亦即，儘管由感測元件500所感測之資料被傳送至控制器400，然而可預先確定一規則，以使資料以NH₃資料、HF資料、HCl資料及VOC資料之一序列形式被傳送，藉以將關於不同種類有害物質之資料彼此區分開。

此外，可對資料區分方法進行各種修改。舉例而言，可在所傳送資料之前標記一編號。

以下將參照第6圖闡述一種使用根據本發明之用以監測污染物之裝置1來量測一有害物質之方法。

首先，在軌道行進型自動輸送裝置4上安裝用以監測污染物之裝置1，裝置1包含安裝於本體200中之樣本收集元件100，本體200係以與輸送殼體2或輸送卡匣3相同之形式被製成。

接著，當軌道行進型自動輸送裝置4運作時，使本體200沿著其中執行一半導體或顯示器製造製程之一軌道循環，且在本體200移動至一預定位置之後，遠程地驅動樣本收集幫浦130以能夠使樣本收集於樣本收集元件100中。

接著，本體200返回至一初始位置，以恢復及分析所收集樣本。

在根據本發明之用以監測污染物之裝置1包含感測元件之情形中，當在本體200沿著其中執行半導體或顯示器製造製程之軌道重複循環之同時感測元件感測到一異常濃度時，會自控制器400傳送訊號，藉此可驅動樣本收集幫浦130並能夠使樣本收集元件100執行樣本收集。

此處，當樣本收集元件100中所包含之吸附管110及採集器120之數目為複數個時，本體200並非直接返回至初始位置，而是可在複數個點處收集複數個樣本後返回至初始位置。

接下來，將參照第7圖至第13圖闡述根據本發明另一實例性實施例之用以監測污染物之一裝置1。

此處，與上述實例性實施例中所用之名稱相同之名稱意味著與上述角色相同之角色或與上述角色對應之非常類似之角色。

根據本發明之用以監測污染物之裝置1藉由一軌道行進型自動輸送裝置4被傳送，以沿著在一預定空間中形成之一軌道而循環，並包含一分析元件600，分析元件600設置於一本體200中並即時地分析在一傳輸過程中收集之空氣。

此處，與上述實例性實施例中所用之本體相同之本體係以與軌道行進型自動輸送裝置4之輸送殼體2或輸送卡匣3相同之形式被製成，軌道行進型自動輸送裝置4用於輸送在一半導體產線中所用之一半導體晶圓或一顯示面板產線中之一顯示器玻璃。

具體而言，在根據本發明之用以監測污染物之裝置1中，分析元件600設置於本體200中，分析元件600用於分析在軌道行進型自動輸送裝置4傳送本體之一過程中所收集之空氣以量測一污染水準，藉此可即時地遠程收集並分析樣本。

亦即，根據本發明之用以監測污染物之裝置1係以與輸送殼體2相同之形式製成，且包含替代一晶圓或玻璃載具安裝元件而形成之分析元件600，並且在移動至半導體產線或顯示器產線之若干地方(類似於現有輸送殼體2或輸送卡匣3移動至用於執行每一製程之地方)之同時藉由分析元件600而即時地分析所收集空氣中之污染物。

類似於上述實例性實施例，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可更包含一控制器400及一通訊模組300。

控制器400被設置成與本體分離並間隔開一預定距離、控制 分析元件600之操作並接收分析資料。

換言之，控制器400負責控制以及傳送及接收，並且可包含一處理裝置(例如一中央處理單元、一圖形處理單元、一應用處理器、一數位訊號處理器等)及一無線通訊模組300。

此處，控制器400可包含一自動化物質搬運系統及一設施監測系統，使得可控制軌道行進型自動輸送裝置4。

控制器400可設置於半導體產線上，或位於半導體產線之外並且被形成為在一長距離處經由設置於半導體產線上之一伺服器自通訊模組300接收資料。

通訊模組300可係為可執行短距離通訊或長距離通訊之一模組，並且通訊模組300之種類及通訊方法可進行各種修改，只要訊號可在控制器400、通訊模組300、及分析元件600之間被遠程地傳送及接收即可。

在本體沿著軌道行進型自動輸送裝置4傳送之同時由本體即時地收集及分析樣本之一過程中，在分析元件600在一預定點處所分析之空氣之一污染水準等於或超過一預定數值之情形中，控制器400可經由通訊模組300收集本體之位置資料。

因此，工人可快速地判定在一製造製程中之一污染產生區，並採取一對策(例如查找及移除污染源、視需要停止一製程等)，藉此可使產生之損壞最小化。

同時，用於即時地分析所收集空氣之成分之分析元件600可係為一量測器械，例如一光譜分析儀(spectrum analyzer)、一色譜分析器件(chromatography device)、一化學發光量測器械或一氣相層析質譜儀(gas chromatography mass spectrometry；GC-MS)。

在第7圖所示根據本發明之用以監測污染物之裝置1中，使用一光譜分析儀作為一分析元件600，分析元件600可包含一光源610、一光波導620、一偵測部件650、一樣本注入孔641、及一樣本排出孔642。

此處，光源610用於照射出其中將若干波長分量彼此混合之光以執行分析，其可主要使用介於紫外光譜帶至可見光譜帶之波長的光。

光波導620散射由光源610所發出之光之一光譜，並使用於量測之光能夠作為具有一預定波長之光發出。此處，光譜特徵端視在本體200中混合於空氣中之物質而改變，該物質係為位於光所通過之一路徑上之一量測目標物質。

光波導620包含至少二個散射透鏡630，該至少二個散射透鏡630設置於光波導620之一內部空間中以彼此間隔開一預定距離。在第7圖中，例示其中設置有二個散射透鏡630之一實例。

當光波導620之一長度變長時，設置於光波導620中之散射透鏡630間之距離可變遠，使得一散射波長之長度可變長。因此，本體中光波導620之一長度及一形式可視需要進行各種修改，如第8圖至第12圖所示。

光波導620設置有樣本注入孔641及樣本排出孔642，在本體中所收集之空氣經由樣本注入孔641注入，且空氣經由樣本排出孔642排出。樣本注入孔641及樣本排出孔642可分別鄰近於光波導620之一個側邊緣與另一側邊緣而形成，以分別鄰近於散射透鏡630。

樣本排出孔642可更設置有一樣本幫浦，以容許本體中之空氣注入至光波導620中。

接下來，偵測部件650偵測穿過光波導620並入射至偵測部件650上之光之強度，以定性地或定量地偵測空氣中所包含之物質。

此外，分析元件600可係為使用一腔衰蕩光譜法(cavity ring-down spectroscopy；CRDS)之一光譜分析儀。此處，腔衰蕩光譜法係為一種用於偵測空氣中之一超低量氣體之技術，其優點在於可以一低吸收率來量測優異之光學吸收。

一般而言，使用腔衰蕩光譜法之光譜分析儀包含一光源610、一諧振器(resonator)、及一偵測部件650。該諧振器係由一對窄帶超高反射率介電反射鏡(narrow band ultra-high reflectivity dielectric mirror)構成，且雷射脈衝經由該等反射鏡自光源610注入至諧振器並接著再次入射至偵測部件650上。

在第8圖中，例示其中四個散射透鏡630以一Z字形設置於光波導620中之用以監測污染物之一裝置1。

如第8圖所示，在分析元件600中，光源610可在一長度方向上設置於本體之一側，偵測部件650可在長度方向上設置於本體之另一側，光波導620可設置於光源610與偵測部件650之間並在一高度方向上長長地延伸，且散射透鏡630可設置於光波導620中以使被散射透鏡630散射之一波長具有近似一Z字形。

亦即，在光波導620中之散射透鏡630中，一第二散射透鏡630設置於位於最上側之一第一散射透鏡630下方，以在一向下方向上與第一散射透鏡630間隔開一預定距離，且第一散射透鏡630及第二散射透鏡630在光波導內在長度方向上分別鄰設於一個側表面與另一側表面處，使得一波長 可被形成為傾斜的。

類似地，在散射透鏡630中，較佳地將一第三散射透鏡630及一第四散射透鏡630亦設置成在向下方向上與第二散射透鏡630間隔開一預定距離，且第三散射透鏡630及第四散射透鏡630在光波導620內在長度方向上分別鄰設於一個側表面及另一側表面處，使得穿過散射透鏡630之一波長可在一有限空間(例如光波導620)中成為一最大長度。

當在光波導620中散射之波長之一長度變長時，作為量測目標之樣本中之污染物之可量測濃度變低，使得散射元件之一精度可變高。因此，就精度而言，較佳者係將光波導620形成得盡可能長。

如第9圖所示，在分析元件600中，光源610、光波導620、及偵測部件650在本體內設置於一直線上，且光源610與偵測部件650可在具有六面體形狀之本體內鄰設於彼此對角地面對之頂點處，俾增加被散射透鏡630散射之波長之一長度。

作為另一實例性實施例，如第10圖所示，在分析元件600中，光源610、光波導620、及偵測部件650在本體內設置於一直線上，且光源610與偵測部件650可在具有六面體形狀之本體內彼此鄰設於對角地面對之頂點處，俾增加被散射透鏡630散射之波長之一長度。

作為再一實例性實施例，如第11圖及第12圖所示，在分析元件600中，光波導620可在具有六面體形狀之本體內沿著至少二個隅角延伸，且散射透鏡630可設置於本體之隅角或頂點所位於的區域中。

在第11圖所示情形中，在分析元件600中，光波導620在本體內沿著大約3.5個隅角延伸，光源610被設置成與一個端部間隔開一預定距 離，且偵測部件650被設置成與另一端部間隔開。

此處，樣本注入孔可在位於最上端之光波導620中形成於與光源610鄰近之一區域處，且樣本排出孔可形成於位於最下端之光波導620之一局部區域中。

第12圖所示分析元件600元件係為其中光波導620之一長度相較於第6圖進一步增加之一實例性實施例，在此分析元件600中，光波導620在本體內沿著四個或更多個隅角延伸，散射透鏡630設置於本體之頂點所位於的區域中，且包含設置於二端處之二個散射透鏡630在內之全部七個散射透鏡630被設置於光波導620中。

如上所述，在根據本發明之用以監測污染物之裝置1中，本體中光波導620之長度會出現各種改變，藉此可調整所收集空氣中污染物之一量測濃度限制。

以下將參照第13圖闡述一種使用根據本發明之用以監測污染物之裝置1來量測一污染水準之方法。

首先，在軌道行進型自動輸送裝置4上安裝用以監測污染物之裝置1，裝置1包含安裝於本體200中之分析元件600，本體200係以與輸送殼體2或輸送卡匣3相同之形式被製成。

接著，當軌道行進型自動輸送裝置4運作時，本體沿著其中執行一半導體或顯示器製造製程之一軌道循環，且調整控制器400以使分析元件600在驅動期間即時地分析污染水準、或以一預定間隔或在一預定位置處分析污染水準。

將所量測資料傳送至控制器400，且控制器400藉由所接收資 料在一過程中監測污染水準。

此處，當顯示出在一預定點處之一濃度高於一標準數值時，工人藉由分析資料而追蹤污染源，並採取用於移除該污染源之措施或類似舉措。

根據本發明之用以監測污染物之裝置1-經配合於各輸送殼體2或各輸送卡匣3之間便被傳送，且可視需要適當地調整根據本發明之用以監測污染物之裝置1之輸送間隔。

因此，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可使用一現有傳送元件3，乃因現有傳送元件3不包含一單獨傳送設備，使得現有傳送元件3可方便地應用於半導體產線。

此外，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可在人難以進入之各種處理設備(例如沉積處理設備、植入處理設備、光刻處理設備、及蝕刻設備)內輕易地量測空氣中之有害物質，並在半導體產線之若干地方即時地收集及量測有害物質。

此外，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可藉由所感測之有害物質來估計一污染源並隔離該污染源以提高半導體產線之潔淨度及處理精度，進而可有助於提高生產良率。

根據本發明之用以監測污染物之裝置1係以與軌道行進型自動輸送裝置4之輸送殼體2或輸送卡匣3相同之形式製造，該軌道行進型自動輸送裝置4用於輸送在半導體產線中所用之半導體晶圓或顯示面板產線中之顯示器玻璃，且該裝置包含樣本收集元件100，該樣本收集元件100設置於本體200中並藉由軌道行進型自動輸送裝置4而在傳輸過程中收集樣本， 藉此可使用現有裝置在半導體產線或顯示面板產線上之若干點處遠程地收集樣本並量測污染水準。

此外，在其中根據本發明之用以監測污染物之裝置1更包含用於即時地感測空氣中之有害化合物之感測元件500之情形中，可量測有害化合物以及遠程地收集樣本，俾可即時地監測污染物。

此處，在根據本發明之用以監測污染物之裝置1中，當感測元件500感測到有害化合物之一異常濃度時，一樣本收集訊號經由控制器400被無線傳送至樣本收集元件100以使得能夠遠程地收集樣本，藉此可提高監測效率。

此外，根據本發明之用以監測污染物之裝置1係以與輸送殼體2或輸送卡匣3相同之形式製成，並包含替代晶圓或玻璃載具安裝元件而形成之分析元件600，在移動至半導體產線或顯示器產線之若干地方(類似於現有軌道行進型自動輸送裝置4循環至用於執行每一製程之地方)之同時藉由該分析元件600即時地分析所收集空氣中之污染物，並且接著以無線方式傳送分析資料，藉此可在人難以進入之一處理設備中分析空氣中之污染物並在半導體產線之若干地方處即時地分析污染物。

因此，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可在人難以進入之處理設備中收集及感測空氣中之污染物，並在半導體產線上之若干地方處即時地監測污染物。

此外，根據本發明之用以監測污染物之裝置1可藉由所收集之樣本估計污染源並隔離該污染源，以提高半導體產線或顯示器產線之潔淨度及處理精度，藉此可有助於提高生產良率。

此外，在被暴露於有害化合物之狀態中工作之工人之工作環境得到改善，進而可有助於行業發展並且有助於在因一洩露事故或類似事故造成嚴重污染而使人難以接近或人的手難以觸及之一區中量測有害化合物之一污染程度。

此外，根據本發明之用以監測污染物之裝置1不僅可用於半導體或顯示器製造製程，且亦可用於監測工業複合體(industrial complex)、垃圾掩埋場(landfill)、廢物焚燒廠(waste incineration plant)等之周圍環境中之室外環境污染物、監測醫院、學校、產品製造地等中之室內污染狀態、抑或監測例如禽流感(avian influenza)、口蹄疫(foot-and-mouth disease)及醫學領域中之新型豬流感(swine-origin influenza)等病原細菌。

本發明並非僅限於上述實例性實施例，而是可進行各種應用，並且可在不背離申請專利範圍中所主張之本發明主旨之條件下，由熟習本發明所屬技術者進行各種潤飾。

1‧‧‧用以監測污染物之裝置

100‧‧‧樣本收集元件

110‧‧‧吸附管/分析部件

120‧‧‧採集器

130‧‧‧樣本收集幫浦

140‧‧‧開關閥

200‧‧‧本體

300‧‧‧通訊模組

400‧‧‧控制器

Claims (14)

1. 一種用以監測污染物之裝置，該污染物藉由一軌道行進型自動輸送裝置(track traveling type automatic transport apparatus)被傳送，以沿著在一預定空間中形成之一軌道而循環，該用以監測污染物之裝置包含：一樣本收集元件(sample collecting means)，被設置於一本體中並在一傳輸過程(transfer process)中收集樣本；一控制器，被設置成與該本體分離並間隔開一預定距離，用以控制該樣本收集元件之操作，並接收樣本資料(sample data)；以及一通訊模組(communication module)，用以使該樣本收集元件所感測之資料及該本體之位置資料被接收於該控制器中並能夠使該控制器之一控制訊號被傳送，其中，該軌道行進型自動輸送裝置係用以輸送於一半導體產線中輸送一晶圓之複數個輸送殼體(transport enclosures)或於一顯示面板產線中輸送一顯示器玻璃之複數個輸送卡匣(transport cassettes)，且該本體係以與該等輸送殼體或該等輸送卡匣相同之形式被製成且被形成為其至少一個表面係為開口的。
2. 如請求項1所述之用以監測污染物之裝置，其中該樣本收集元件包含：一吸附管(adsorption pipe)，用於自空氣中吸附及收集一 揮發性有機化合物成分樣本並連接至該通訊模組；一採集器(impinger)，用於收集一樣本，並連接至該通訊模組，該樣本係為該空氣中之一空降分子污染(airborne molecular contamination；AMC)物質；以及一樣本收集幫浦(sample collecting pump)，連接至該通訊模組，並控制是否執行該吸附管或該採集器之一樣本收集操作。
3. 如請求項2所述之用以監測污染物之裝置，其中該樣本收集元件包含：複數個該吸附管及複數個該採集器；以及複數個開關閥(switching valve)，分別連接至該等吸附管及該等採集器，且其中，該等開關閥是否開啟或關閉係根據該通訊模組自該控制器接收之一訊號。
4. 如請求項1所述之用以監測污染物之裝置，更包含一感測元件(sensing means)，該感測元件設置於該本體中、連接至該通訊模組、並即時地感測空氣中之一有害化合物。
5. 如請求項4所述之用以監測污染物之裝置，其中當藉由該感測元件在一預定點處所分析之一有害成分的濃度為等於或超過一預定數值時，該控制器使該樣本收集元件收集複數個樣本，且該控制器經由該通訊模組收集該本體之一位置資料。
6. 如請求項4所述之用以監測污染物之裝置，更包含一類比-數位 轉換器(analog to digital converter；ADC)，該類比-數位轉換器用於將該感測元件之一類比資料轉換成一數位資料，其中藉由該類比-數位轉換器轉換之該數位資料係經由該通訊模組被傳送至該控制器。
7. 如請求項4所述之用以監測污染物之裝置，更包含複數個該感測元件，該等感測元件感測複數個不同之有害成分。
8. 如請求項4所述之用以監測污染物之裝置，其中該感測元件包含感測氨(NH₃)之一第一感測元件、感測氟化氫(HF)之一第二感測元件、感測氫氯酸(HCl)之一第三感測元件、及感測揮發性有機化合物(volatile organic compound；VOC)之一第四感測元件，且該第一感測元件至該第四感測元件之至少一者係安裝於該本體中。
9. 一種用以監測污染物之裝置，該污染物藉由一軌道行進型自動輸送裝置被傳送，以沿著在一預定空間中形成之一軌道而循環，該用以監測污染物之裝置包含：一分析元件(analyzing means)，設置於一本體中並即時地分析在一傳送過程中所收集之空氣；一控制器，被設置成與該本體分離並間隔開一預定距離，用以控制該分析元件之操作，並接收分析資料；以及一通訊模組，用以使該分析元件所分析之資料及該本體之位置資料被接收於該控制器中並使該控制器之一控制訊號被 傳送，其中，該軌道行進型自動輸送裝置係用以輸送於一半導體產線中輸送一晶圓之複數個輸送殼體或於一顯示面板產線中輸送一顯示器玻璃之複數個輸送卡匣之裝置，且該本體係以與該等輸送殼體或該等輸送卡匣相同之形式被製成，且被形成為其至少一個表面係為開口的。
10. 如請求項9所述之用以監測污染物之裝置，其中當藉由該分析元件在一預定點處所分析之空氣中一污染水準(contamination level)等於或超過一預定數值時，該控制器經由該通訊模組收集該本體之一位置資料。
11. 如請求項9所述之用以監測污染物之裝置，其中該分析元件包含：至少一個光源；一光波導(light waveguide)，包含至少二個散射透鏡(dispersing lens)，該至少二個散射透鏡設置於該光波導之一內部空間中以彼此間隔開一預定距離，該光波導藉由該等散射透鏡散射由該光源發出之光之一光譜，並使用於量測之光作為具有一預定波長之光發出；一偵測部件(detecting part)，量測由該光波導發出並入射至該偵測部件上之光之強度，以偵測該所收集之空氣中之一成分；一樣本注入孔(sample injecting hole)及一樣本排出孔 (sample discharging hole)，該樣本注入孔形成於該光波導之一預定區中並使在該本體中收集之空氣能夠被注入，該樣本排出孔形成於該光波導之一預定區中並使空氣能夠被排出；以及一樣本幫浦，連接至該樣本排出孔。
12. 如請求項11所述之用以監測污染物之裝置，其中該光波導包含在該光波導中以一Z字形(zigzag form)設置之四或更多個散射透鏡。
13. 如請求項11所述之用以監測污染物之裝置，其中在該分析元件中，該光源、該光波導及該偵測部件係在該本體內設置於一直線上，且該光源與該偵測部件係在具有一六面體形狀之該本體內鄰設於彼此對角地面對之頂點(vertices)處，俾增加被該等散射透鏡散射之一波長之一長度。
14. 如請求項11所述之用以監測污染物之裝置，其中該光波導係在具有一六面體形狀之該本體內沿著至少二個隅角(corner)延伸，且該等散射透鏡係設置於該主體之頂點所位於的區域中，俾增加被該分析元件之該等散射透鏡散射之一波長之一長度。