TWI658346B

TWI658346B - 智慧型環境及安全監控方法及監控系統

Info

Publication number: TWI658346B
Application number: TW107103122A
Authority: TW
Inventors: 黃俊榮; 徐光宏; 徐永璘
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-05-01
Also published as: CN116540649A; TW201918810A; CN109782701A

Abstract

本揭示揭露一種監控製造設施之環境及安全的監控方法及監控系統。在一實施方式中，監控方法包含：將自動化物料搬運系統(AMHS)載具由第一位置運輸至第二位置，以及使用位於AMHS載具上之至少一感測器偵測至少一參數，以判斷第一位置及第二位置間的至少一環境或安全條件。

Description

智慧型環境及安全監控方法及監控系統

本揭示係關於一種監控方法及監控系統，特別是關於一種用以監控製造設施之環境及安全的監控方法及監控系統。

加工產品之品質、一致性及成本取決於處理步驟及設備的表現之複雜組合。複雜的高價值產品之製造通常需要漫長的試誤過程，而材料特性及/或製造設備在不同加工條件下之行為的不一致性及/或不確定性導致資源浪費。這些不一致性和不確定性至少部分是由環境條件造成的不利影響所導致，例如：在製造過程中引進或產生的汙染物。此外，汙染物如微米/奈米級懸浮微粒(小於100奈米至幾微米)亦可能增加製造設施中的作業員之健康風險。

在典型的半導體製造設施中，汙染物可以氣體、化學蒸氣、微米/奈米級懸浮微粒及氣態分子汙染物等形式產生。在無塵室中，含有各式離子種類之微米/奈米級懸浮微粒可能來至多個來源，包含人類行為(如：衛生、衣物等)、無塵室氣流、設備、材料及奈米材料合成過程等。微米/奈米級懸浮微粒可以是直接被釋放，或是在大氣化學反應過程中形成，例如：蒸發被加熱的化學物質/溶劑、由薄膜或其加工設備洩漏/釋出之氣體等。除了微米/奈米級懸浮微粒外，在半導體製程中，氣態分子汙染物(AMC)同樣令人擔心。此有機汙染物可能對生產工具造成不利影響，因此提高製造設施營運商之成本。在無塵室環境中，AMC之水平主要產生自內部的溶劑及醋酸來源、二次吸入排出之氣體、芳香族化合物及材料釋氣。此外，溢出、洩漏和處理不當可能發生，造成晶圓損耗及工具停機時間方面嚴重的代價。

一個理想的無汙染製造環境可藉由結合空氣處理系統中的過濾解決方案及源頭控制/監控與來實現。連續、線上及即時的汙染物水平監控得幫助找出來源，穩定生產，並避免過濾單元之使用壽命意外地縮短。然而，在半導體製造設施環境中，傳統的環境監控昂貴且耗時，樣本收集仰賴人力部署，量測/表徵仰賴專用的儀器。此外，傳統監控技術並無提供連續、即時之監控，也就是說，當量測結果提供檢閱時，半導體製造設施之狀況可能已改變。

除了監控無塵室內汙染物(如：類型、水平等)，亦需要密切注意及觀察進出半導體製造設施的作業員及其他人員，包含訪客及第三方承包商。傳統的觀測監視方法通常使用位於設施內預定位置的固定攝影機來實現，然而，裝設大量的攝影機以達到充足的覆蓋率可以是非常昂貴的。此外，此傳統方法雖然可偵測未經授權之人員或活動，但並未提供機會以偵測未經授權之通訊，如：視頻/圖片錄製、語音通訊及檔案上傳/下載。

因此，需要一種更簡單、更快速及更便宜的科技來實現半導體製造設施中環境汙染物水平及安全之即時監控。

依據本揭示的一些實施方式，一種監控方法，用以監控製造設施內的環境與安全。監控方法包含：將自動化物料搬運系統載具由第一位置運輸至第二位置，以及使用位於自動化物料搬運系統載具上之至少一感測器偵測至少一參數，以判斷第一位置及第二位置之間的至少一環境或安全條件。

依據本揭示的一些實施方式，一種監控系統，用以監控製造設施內的環境與安全。監控系統包含載具。載具配置以自動地裝載、卸載及運輸至少一晶圓。載具配置以攜帶至少一感測器。當載具在製造設施中運輸時，至少一感測器配置以判斷至少一環境或安全條件。

依據本揭示的一些實施方式，一種監控系統，用以監控製造設施內的環境與安全。監控系統包含自動化載具、至少一汙染物感測器以及至少一安全感測器。汙染物感測器耦接至自動化載具。安全感測器耦接至自動化載具。

100‧‧‧半導體製造設施

102‧‧‧自動化物料搬運系統(AMHS)載具

104‧‧‧設備

106‧‧‧製程區

108‧‧‧儲存站

110‧‧‧運輸軌道

112‧‧‧主機電腦

114‧‧‧無線路由器

116‧‧‧無線通訊訊號

118‧‧‧有線通訊網路

200‧‧‧監控系統

201‧‧‧主機電腦

202‧‧‧通訊介面

203‧‧‧資料處理單元

204‧‧‧運輸載具單元

205‧‧‧晶圓處理單元

206‧‧‧監控控制單元

207‧‧‧載具控制單元

208‧‧‧自動化物料搬運系統(AMHS)載具

209‧‧‧前開式晶圓傳送盒(FOUP)

210‧‧‧站台

212‧‧‧處理器

213‧‧‧記憶體

214‧‧‧輸入/輸出(I/O)介面

215‧‧‧通訊介面

216‧‧‧系統匯流排

230‧‧‧感測器及偵測器

231‧‧‧溫度感測器

232‧‧‧濕度感測器

233‧‧‧磁場偵測器

234‧‧‧離子偵測器

235‧‧‧氣態分子汙染物(AMC)偵測器

236‧‧‧影像感測器

237‧‧‧射頻偵測器

300‧‧‧監控方法

302~310‧‧‧步驟

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述可以理解本揭示案的各態樣。值得注意的是，各特徵件並未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚性，可以任意地增大或縮小各特徵件的尺寸及幾何形狀。

第1圖依據本揭示的一些實施方式繪示一半導體製造設施之示意圖。半導體製造設施配備了複數個自動化物料搬運系統(AMHS)載具，其配置以在晶圓加工及/或量測設備間運輸晶圓，同時攜帶用以監控環境及安全參數的各式感測器與偵測器。

第2A圖依據本揭示的一些實施方式繪示一方塊圖，其展示整合至半導體製造設施中之AMHS系統的監控系統之示例性配置。

第2B圖依據本揭示的一些實施方式繪示於第2A圖所示的監控系統中所使用的控制器之方塊圖。

第3圖依據本揭示的一些實施方式繪示用於半導體製造設施中之環境及安全監控方法之流程圖。

以下揭示內容提供了用於實施所提供標的之不同特徵的許多不同示例性實施方式。下文描述了部件和佈置的特定實例以簡化本揭示案。此等當然僅為實例，而並非意欲為限制性的。例如，應當理解，當一元件被提到連接或耦接至另一元件，該元件可直接連接或耦接至該另一元件，或者可能存在一或多個的中間元件。

這些示例性實施方式的描述被設置為結合附圖的圖式來理解，而這些圖式被認為是整個書面描述的一部分。在本文中，諸如「下部」、「上部」、「水平的」、「鉛直的」，「在……之上」、「在……之下」、「上」、「下」、「頂部」、「底部」及其衍生詞(如：水平地、鉛直地、向上地等)之類的相對用詞，應被解釋為後續描述之方向，或是所討論的圖式中展示之方向。這些相對用詞是為了便於描述，並不要求裝置以特定的方向建構或操作。

本揭示提供許多不同監控半導體製造設施中環境參數(如：微米/奈米級懸浮微粒及氣態分子汙染物之類型/水平、溫度、濕度、磁場)及安全(如：未經授權之人員及活動，包含未經授權之無線通訊)的監控方法及監控系統之實施方式。在半導體元件的製造過程中，半導體晶圓經多個由不同的加工設備施行的加工步驟。製造設施通常包含用以在不同的加工設備間或在加工設備與量測設備間運輸晶圓之自動化物料搬運系統(AMHS)。在一些實施方式中，一或多個AMHS載具整合了即時連續監控系統，允許環境汙染物水平及其他一或多個物理參數之監控。因此，可以在不引進昂貴的大型設備下，量測製造設施中環境及/或安全參數。除了現有在預定位置之固定式安全監控系統(如：識別證、閉路電視攝影機)外，藉由於製造設施中移動配備有環境/安全監控系統之AMHS載具以偵測未經授權之人員或活動 (如：在如行動裝置或其他電子通訊裝置上，未經授權的通訊、存取及對設施外之資料/檔案傳輸)，可提供補充巡邏。因此，可以有效地避免上述之環境及安全問題。

第1圖依據本揭示的一些實施方式繪示半導體製造設施100之示意圖。半導體製造設施100配備複數個AMHS載具102，用以在進行晶圓加工及/或量測的設備104間運輸晶圓，同時攜帶複數個用以監控環境及安全條件之感測器及偵測器。在半導體製造設施100中，具類似功能的設備104通常聚集於同一製程區106。一製程區106通常包含至少一儲存站108，且位於製程區106之一端。AMHS載具102在不同製程區106之儲存站108間所進行之跨製程區自動晶圓容器運輸，可在高架的運輸軌道110上導引。在特定的實施方式中，每一儲存站108都包含數個垂直堆放的儲存箱，用以存放半導體晶圓或晶圓容器。依據一些實施方式，AMHS載具可以高架起重運輸(OHT)、高架穿梭(OS)、自動導引車(AGV)、軌道導引車(RGV)、輸送帶系統或其組合之形式進行晶圓及晶圓容器之運輸。

晶圓在各別的設備104上進行加工及量測。傳統上，當一晶圓之加工或量測完成時，作業員可手動自設備104卸載該晶圓並將其存放於一晶圓容器(圖未示)，如前開式晶圓傳送盒(FOUP)及前開式晶圓運輸盒(FOSB)，隨後將FOUP或FOSB運送至製程區106的儲存站108。在一些實施方式中，可以機器式的機械運送機構取代手動操作。在一些實施方式中，專用的製程區間及製程區內AMHS載具102 可使於運輸軌道110上運送晶圓容器。具體來說，依據一些實施方式，製程區間AMHS載具102在不同製程區106之儲存站108間移動晶圓容器，而製程區內AMHS載具102於同一製程區106內的儲存站108及設備104間或不同設備104間移動晶圓容器。

在一些實施方式中，依據一些實施方式，製程區內AMHS載具102由第一儲存站108提取一FOUP，並在運輸軌道110上運輸其至位於同一製程區106或另一製程區106之第二儲存站108，於該處進行下一加工或量測步驟。FOUP內之晶圓停留在第二儲存站108，等待下一加工或量測步驟，而後，第二儲存站108之作業員得手動裝載晶圓至對應的設備104。在一些實施方式中，AMHS載具102可自動提取FOUP，於運輸軌道110上運輸，並將晶圓裝載至下一加工或量測步驟所對應之設備104。一旦所有需要的晶圓加工步驟皆完成，晶圓被存回FOUP，並以同一或不同的AMHS載具102於運輸軌道110上運輸至目的地，例如測試設施或封裝設施。每次FOUP由一地被運送往另一地，沿運輸軌道110或於儲存站108內之條碼讀取機得掃描FOUP上之條碼(如無線射頻識別)。FOUP內的晶圓之運送記錄於負責操控AMHS載具102之計算機系統。當一設備完成一晶圓加工步驟，主機電腦112決定晶圓是否該被送至其中一儲存站108。舉例來說，如果鄰近之第一儲存站108已滿，晶圓可能被送至另一位於同一或不同製程區106內之鄰近的儲存站108。又例如，依據一些實施方式，當下一晶圓加工步驟可立即進行，晶圓可直接被送至目的地設備。

當於同一製程區106內或不同製程區106的設備104間之運輸軌道110上運行時，AMHS載具102上的複數個感測器可提供環境參數的即時監測，例如半導體製造設施環境中之溫度、濕度、磁場、污染物水平(如：微米/奈米級粒子及AMC)等。在一些實施方式中，用於安全監控的複數個偵測器(如：監控攝影機及射頻訊號偵測器)也可以被整合至AMHS載具102上，除了現有在預定位置之固定式安全監控系統外，提供半導體製造設施中之補充巡邏。下文參考第2A圖，更詳細地敘述每種類型的感測器及偵測器。AMHS載具102可透過無線通訊訊號116直接與附近的無線路由器114溝通。包含來自複數個感測器及偵測器的量測資料之訊號，可由無線路由器114經高速有線通訊網路118傳送至主機電腦112，以進行資料記錄及分析。

依據本揭示的一些實施方式，第2A圖繪示一方塊圖，其展示整合至半導體製造設施中之AMHS系統的監控系統之示例性配置。監控系統200包含主機電腦201、通訊介面202、資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205。主機電腦201用於即時量測控制及資料顯示，其中該資料為於半導體製造設施中運輸軌道上運輸晶圓容器的AMHS載具上之複數個感測器及偵測器的測量結果(如上所述)。在一些實施方式中，主機電腦201亦可用於對物聯網裝置及系統的集中式即時監控。運輸載具單元204包含監控控制單元206和載具控制單元207。載具控制單元207控制與操控AMHS載具208以運輸FOUP 209(例如運輸於站台210間)。在一些實施方式中，AMHS載具208被配置以提供在不同製程區中的站台210裝載、卸載及上架晶圓之功能。在一些實施方式中，每一AMHS載具208包含機械手臂及/或起重機，提供水平和垂直方向上的移動，以便能夠機械地耦接到FOUP 209。根據一些實施方式，站台210包含用於半導體加工或量測的設備，包含但不限於：清潔、清洗、拋光、光刻、顯影、沉積、蝕刻、電測量設備、光學測量設備等。在一些實施方式中，站台210可為儲存站。

依據一些實施方式，AMHS載具208攜帶複數個感測器及偵測器230，其包含以下一或多個：溫度感測器231、濕度感測器232、磁場偵測器233、離子偵測器234以及AMC偵測器235，用以進行環境監控。在一些實施方式中，複數個感測器及偵測器230可提供對溫度、濕度、磁場強度/方向、微米/奈米級懸浮微粒中無機離子類型/濃度、有機汙染物濃度、粒子濃度等環境參數的即時連續監控。在某些實施方式中，AMHS載具208上之複數個感測器及偵測器230亦包含用於安全監控的影像感測器(如攝影機)236及射頻偵測器237，可偵測半導體製造設施中未經授權之設備操作、未經授權之人員或活動，包含未經授權之無線通訊。

在一些實施方式中，取決於不同的性能要求，例如：偵測範圍、敏感度、精度、反應時間、可重複性、尺寸、功耗、成本等，可以實現不同類型的溫度感測器231，包含接觸式及非接觸式溫度感測器。在一些實施方式中，接觸式溫度感測器可為：包含兩種金屬(如鎳、銅、鎢、鋁等)之恆溫器、通常包含陶瓷材料(如鎳、錳、鈷等的氧化物)之熱敏電阻、通常包含薄的高純度導電金屬(如鉑、銅、鎳等)之薄膜電阻感測器、包含兩種不同金屬(如銅、鐵、各種金屬合金等)和兩個連接點之熱電偶、半導體接合感測器、包含透射光譜隨溫度變化的半導體晶體(如砷化鎵)之光纖感測器及類似者。在一些實施方式中，非接觸型溫度感測器可為通常包含響應於特定光譜帶的光感測器(如紅外線輻射感測器)之高溫計。

在一些實施方式中，濕度感測器232可從以下選擇其一：包含夾於兩導電電極間的聚合物或金屬氧化物之電容式感測器、包含吸濕介質及貴金屬電極(如聚合物、鹽、經處理的基板等)之電阻式感測器以及包含兩熱敏電阻及至少一電阻式加熱器之熱導率感測器。依據一些實施方式，合適的濕度感測器之選擇可由精度、可重複性、長期穩定性、對化學污染物的抵抗性、尺寸、成本、壽命等來決定。

取決於磁場強度，可選擇不同的磁場偵測器233，如：低場(小於1毫高斯)、中場(1毫高斯至10高斯)及高場(大於10高斯)。磁場偵測器233可為但不限於：超導量子干涉儀(SQUID)感測器、光纖感測器、光激發感測器、核進動感測器、探測線圈感測器、非等向性磁阻感測器、磁通門感測器、磁敏二極體感測器、磁電晶體感測器、磁光感測器、巨磁阻(GMR)感測器、簧片開關、勞侖茲力裝置、霍爾效應感測器、微電化學(MEMS)感測器及類似者。

在一些實施方式中，離子偵測器234可用於偵測半導體製造設施內空氣中的污染物，包含微/奈米級懸浮微粒形式的離子種類，例如F^-、Cl^-、NO₃ ^-、PO₄ ^3-、SO₄ ^2-、NH₄ ⁺及NO₂ ^-。在一些其他實施方式中，AMC偵測器235可偵測有機種類，例如：丙酮/異丙醇、丙二醇甲醚(PGME)、甲苯及丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。在一些實施方式中，在典型的半導體製造設施中，這些離子及有機種類之污染物水平可以在幾ppm至幾十ppm的範圍內。在一些實施方式中，用於偵測污染物水平之理想離子偵測器234及AMC偵測器235應具有以下性質，包含：低漂移及雜訊水平、高靈敏度、反應時間短、寬線性動態範圍、低無效體積、對量測條件(如溶劑、流量及溫度)不敏感、操作簡單、高可靠度、尺寸小/質輕及低功耗。

在一些實施方式中，可使用以下至少其一離子偵測器234，例如：電導率偵測器、安培偵測器及質譜儀。在一些實施方式中，離子偵測器234可以是電化學感測器，其中氣體樣品(如來自半導體製造設施環境的空氣樣品)可以在水溶液中產生氣泡。依據一些實施方式，離子可以被氧化並返回到特徵電壓下的溶液，尤其是透過施加還原電壓，於電化學感測器之電極上被還原的陽離子，而可透過量測電流密度來量測濃度。

在一些實施方式中，離子偵測器234可為一層析儀。可使用色譜與質譜聯用以提供污染物種及其濃度的詳細分析，可對存於不同形式之常見離子進行定性及定量分析，並偵測矩陣痕量與超痕量濃度的基質。在一些實施方式中，可使用的色譜包含液相及/或氣相色譜。色譜儀器通常包含：泵、注射器、管柱、抑制管、偵測器及記錄器或資料系統。系統中使用的所有材料必須與許多有機溶劑或具有極端pH值的水溶液不起反應。在一些實施方式中，可能與溶液接觸的容器及分配系統(例如：管道、閥、泵、柱、採樣裝置及偵測器)可由塑膠製成，如聚醚醚酮(PEEK)或玻璃。在一些實施方式中，真空可在容器內實現，並且可以使用氦氣淨化以消除來自溶液中之微小氣泡的雜訊。在一些實施方式中，取決於流率及流動的類型，可選擇各種類型的泵以使液體流動至偵測器，例如恆流泵、往復式活塞泵、雙活塞泵等。在一些實施方式中，陽離子可在陽離子交換柱上被分離，而陰離子可在陰離子交換柱上被分離。在一些實施方式中，可調整洗脫劑之組成以調整偵測極限及分離時間。

在某些實施方式中，色譜儀器可為熱脫附(TD)儀器加上氣相色譜法-質譜法聯用(GC-MS)儀器。此TD-GCMS儀器可作AMC偵測器使用以偵測揮發性AMC汙染物。使用TD-GCMS儀器，將吸附管加熱以揮發收集的有機物，而後以GC-MS儀器分析。在一些實施方式中，AMC偵測器235可為基於偵測氣體之不同導熱性及其在空氣中濃度的熱導率感測器。在一些實施方式中，為監控空氣中的痕量污染物，空氣樣本可藉使用衝擊式採集器或吸附管來濃縮，其中衝擊式採集器為充滿水的管，空氣樣本於管中產生氣泡。依據某些實施方式，空氣污染物積聚在水中，而後可對其進行分析。

在另一實施方式中，具有短反應時間的共振腔振盪衰減光譜法(CDRS)及離子移動率光譜法(IMS)可用於離子偵測器234及/或AMC偵測器235中的連續污染物監控。CDRS已被開發為靈敏且快速的氣體偵測器(如：氨氣)，在幾秒到幾分鐘內的精度及靈敏度均低於十億分之一(ppb)。通常CDRS測量可有效延長光路之鏡面共振腔中的光吸收。依據一些實施方式，IMS可用於以短反應時間偵測離子及有機物種，但取決於應用，辨識化合物的能力有限。

在一些實施方式中，離子偵測器234和AMC偵測器235可為：火焰離子化偵測器(FID)、可燃氣體指示器(CGI)、攜帶式紅外(IR)分光光度計、紫外(UV)光游離偵測器(PID)、氣相色譜法及氮/磷偵測器(GC/NPD)、電感耦合電漿體原子發射光譜法(ICP-AES)、使用熱能分析儀之氣相色譜法(GC-TEA)、使用電導率偵測器之氣相色譜法(GC-ECD)等。在一些實施方式中，根據污染物之類型及其濃度，可使用複數個離子偵測器、AMC偵測器及其組合。

濾劑或吸附劑(圖未示)形式之取樣媒介主要取決於污染物之類型。舉例來說，木炭可用於吸收有機物(如AMC)，而陰離子物質(帶負電的離子)可在預洗過的矽膠/珠子及混合纖維素酯過濾器(MCEF)上被吸收。依據某些實施方式，可根據污染物濃度及量測要求，使用被動空氣收集或可主動吸取空氣通過濾劑或吸附劑的泵。在一些實施方式中，比起被動樣品收集，在大到足以將污染物集中在吸附劑上及減少偵測時間的流率下使用泵以進行主動樣品收集是比較有效的。

在一些實施方式中，設施的監視由可整合至AMHS載具之影像感測器(即攝影機)236進行，以偵測未經授權的人員及/或活動。依據一些實施方式，基於可見光的影像感測器236可為半導體電荷耦合元件(CCD)、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)中的主動像素感測器或基於偵測波長不同於可見光的光學訊號之感測器。諸如相機控制(如上下移動、記錄、縮放、左右移動等)及動作/臉部偵測之功能，可由基於預定義的演算法之控制軟體來提供。依據一些實施方式，用於處理從影像感測器獲取的視頻資料之演算法，可於機上計算機及/或處理器中實現，或者視頻資料可透過通訊界面202(如：有線或無線或其組合)傳輸至主機電腦201進行處理。

在一些實施方式中，亦可將射頻(RF)偵測器237整合至AMHS載具，以使用包含但不限於：行動網路訊號、GPS訊號、Wi-Fi訊號、藍牙訊號、無線電訊號及/或任何其他類型之調變無線訊號，於半導體製造設施中偵測任何未經授權之無線通訊。射頻偵測器可為以下感測器之一，包含但不限於：包含CMOS(互補金屬氧化物半導體)肖特基二極體、MOSFET(金屬氧化物半導體場效電晶體)二極體等二極體感測器。在一些實施方式中，射頻偵測器237可為：包含至少一溫度感測器之熱射頻感測器、包含一系列如衰減器、混合器、放大器、濾波器、類比/數位轉換器等處理電路之接收型偵測器。射頻偵測器237的選擇是基於偵測頻率、功耗等。

除了AMHS載具上之複數個感測器及偵測器之外，在包含濾波器、運算放大器、訊號調節器等的資料處理單元203中，通常需要單片訊號調節電路，用於實現包括縮放、放大、線性化及類比/數位轉換等功能。

依據本揭示的一些實施方式，第2B圖繪示了第2A圖中所示之監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205之方塊圖。監控系統200中的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205，各自可包含：處理器、記憶體、輸入/輸出介面(以下稱為I/O介面)、通訊介面及系統匯流排。在一些實施方式中，監控系統200中的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205之部件可被結合或省略，例如不包括通訊介面。在一些實施方式中，監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205可能包含第2B圖中未示的其它部件，例如，監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205亦可能包含向光源提供電源之電源子系統。在其他實施方式中，監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205可能包含數個第2B圖中所示的部件。

處理器212可能包含任何處理電路，其用於控制監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205之操作及性能。在一些態樣中，處理器212可能被實現為：一般用途處理器、單晶片多處理器(CMP)、專用處理器、嵌入式處理器、數位信號處理器(DSP)、網路處理器、輸入/輸出(I/O)處理器、媒體存取控制(MAC)處理器、無線電基頻處理器、協同處理器、如複雜指令集計算(CISC)微處理器、精簡指令集計算(RISC)微處理器及/或超長指令字(VLIW)微處理器之微處理器或其他處理設備。處理器子系統亦可由控制器、微控制器、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式邏輯門陣列(FPGA)、可程式邏輯器件(PLD)等實現。

在一些態樣中，處理器212可以被安排以運行作業系統(OS)及一些應用程式。作業系統之實例包含：如通常使用Apple作業系統、微軟Windows作業系統、Android作業系統的商標名稱之作業系統及任何其他專有或開源作業系統。應用程序的實例包含：如電話應用程式、照相機(如數位相機、攝影機)應用程式、瀏覽器應用程式、多媒體播放器應用程式、遊戲應用程式、通訊軟體(如電子郵件、簡訊、多媒體)、檢視器應用程式等。

在一些實施方式中，提供至少一可儲存計算機可執行指令之非暫時性計算機可讀儲存媒介。其中，當由至少一處理器執行時，計算機可執行指令使得至少一處理器執行其描述的方法。該計算機可讀存之儲存媒介可實施於記憶體213中。

在一些實施方式中，記憶體213可能包含能夠儲存資料的任何機器可讀或計算機可讀媒介，包括揮發性/非揮發性記憶體及可移除式/不可移除式記憶體。記憶體213可能包含至少一非揮發性記憶體單元。非揮發性記憶體單元能夠儲存一或多個軟體程式。軟體程式可能包含如應用程式、使用者資料、裝置資料及/或組態資料或其組合等。軟體程式可能包含可由監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205的各部件所執行之指令。

舉例來說，記憶體213可能包含唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、雙倍資料率動態隨機存取記憶體(DDR-RAM)、同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、可規劃式唯讀記憶體(PROM)、可擦除式可規化式唯讀記憶體(EPROM)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體(如NOR或NAND快閃記憶體)、結合儲存(CAM)、聚合物記憶體(如鐵電聚合物記憶體)、相變化記憶體(如雙向記憶體)、鐵電記憶體、矽-氧化物-氮化物-氧化物-矽(SONOS)記憶體、碟盤記憶體(如軟磁片、硬碟、光碟、磁碟)、卡(如磁卡、光卡)或適合儲存訊息之任何其它類型的媒介。

在一實施方式中，記憶體213可能包含文件形式的指令集，其用以執行如本文所描述之產生一或多個時序庫的方法。指令集可能以任何可接受形式的機器可讀指令儲存，包括原始碼或各種適當的程式語言。可用於儲存指令集的程式語言的一些示例包含但不限於：Java、C、C++、C#、Python、Objective-C、Visual Basic或.NET編程。在一些實施方式中，包含編譯器或直譯器，以將指令集轉換成機器可執行代碼，供處理器212執行。

在一些實施方式中，I/O介面214可能包含任何合適的機構或部件，至少讓使用者得以向資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205提供輸入，而資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205得以向使用者提供輸出。舉例來說，I/O介面214可能包含任何合適的輸入機構，包含但不限於：按鈕、小鍵盤、鍵盤、點擊滾輪、觸控螢幕或動作感測器。在一些實施方式中，I/O介面214可能包含電容式感測機構或多點觸控電容式感測機構(如觸控螢幕)。

在一些實施方式中，I/O介面214可能包含用於提供使用者可視的顯示之視覺性周邊輸出裝置。舉例來說，視覺性周邊輸出裝置可能包含結合到監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205中之液晶顯示器(LCD)的螢幕。在另一範例中，視覺性周邊輸出裝置可能包含用於在遠離監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205之表面上，提供內容顯示之可移動顯示器或投影系統。在一些實施方式中，視覺性周邊輸出裝置可包含編碼器/解碼器，也稱為編解碼器，將數位媒體資料轉換成類比訊號。例如，視覺性周邊輸出裝置可能包含：視頻編解碼器、音頻編解碼器或任何其他合適類型的編解碼器。

視覺性周邊輸出裝置亦可能包含顯示驅動器、用於驅動顯示驅動器的電路或兩者。視覺性周邊輸出裝置可在處理器212的指示下顯示內容。例如，視覺性周邊輸出裝置可播放媒體回放資訊、於拓撲掃描系統(監控系統200)的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205上實現的應用程式之畫面、關於進行中的通訊操作之資訊、關於傳入的通訊請求之資訊或者裝置操作畫面等。

在一些實施方式中，通訊介面215可能包含任何能夠將監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205耦接到一或多個網路及/或額外的裝置(如：環境與安全感測器及偵測器230、AMHS載具208、前開式晶圓傳送盒209及站台210)之合適硬體、軟體或者軟硬體組合。通訊介面215可能被安排為以使用一組理想的通訊協定、服務或操作程序來控制資訊訊號之任何合適技術來運作。通訊介面215可能包含適當的實體連接器以連接對應的通訊媒介，無論有線還是無線。

依據一些實施方式，網路由通訊的系統及方法組成。在一些態樣中，網路可能包含區域網路(LAN)及廣域網路(WAN)，包含但不限於：網際網路、有線通道、無線通道、包含電話及計算機之通訊裝置、電線、無線電、光或其它電磁通道及其組合，包含能夠傳送資料/與傳送資料相關的其他裝置及/或部件。例如，通訊環境包括身體內通訊、各種裝置，及如無線通訊、有線通訊及其組合的各種通訊模式。

無線通訊模式包含任何至少部分利用無線技術之點(如：節點)間通訊模式，而所述之無線技術包含與無線傳輸、資料及裝置相關之各種協定及協定的組合。這些點包含：如無線耳麥之無線裝置、如音頻播放器與多媒體播放器之音頻與多媒體裝置及設備、包含行動電話與無線電話之電話，及計算機和與計算機相關的裝置及部件，如：印表機、如電路生成系統的連網機器及/或任何其他合適的裝置或第三方裝置。

有線通訊模式包含任何利用有線技術之點間通訊模式，而所述之有線技術包含與有線傳輸、資料及裝置相關之各種協定及協定的組合。這些點包含：如音頻播放器與多媒體播放器之音頻與多媒體裝置及設備、包含行動電話與無線電話之電話，及計算機和與計算機相關的裝置及部件，如印表機、連網機器及/或任何其他合適的裝置或第三方裝置。在一些實現方式中，有線通訊模組可根據數個有線協定進行溝通。有線協定之範例可能包含：通用序列匯流排(USB)通訊、RS-232、RS-422、RS-423、RS-485序列協定、FireWire、乙太網路、光纖通道、MIDI、ATA、SATA、PCI Express、T-1(及其變形)、工業標準結構(ISA)平行通訊、小型電腦系統介面(SCSI)通訊或周邊組件互連(PCI)通訊等。

因此，在一些態樣中，通訊介面215可能包含一或多個介面，例如：無線通訊介面、有線通訊介面、網路介面、傳輸介面、接收介面、媒體介面、系統介面、部件介面、交換介面、晶片介面、控制器等。舉例來說，當通訊介面215由無線裝置實現或位在無線系統內時，可能包含一無線通訊介面，而該無線通訊介面包含一或多個天線、發射器、接收器、收發器、放大器、濾波器、控制邏輯等。

在一些態樣中，通訊介面215可能根據數個無線協定來提供語音及/或資料通訊功能。無線協定的範例可能包含各種無線區域網路(WLAN)協定，包含電機電子工程師學會(IEEE)802.xx系列協定，如IEEE 802.11a/b/g/n、IEEE 802.16、IEEE 802.20等。無線協定的其它範例可能包含各種無線廣域網路(WWAN)協定，如：使用GPRS的GSM行動無線電話系統協定、使用1×RTT的CDMA行動無線電話通訊系統、EDGE系統、EV-DO系統、EV-DV系統、HSDPA系統等。更進一步的無線協定示例可能包含無線個人區域網(PAN)協定，如紅外線協定、來自藍牙技術聯盟(SIG)系列協定之協定，包含藍牙規格版本v1.0、v1.1、v1.2、v2.0、具有增強資料率(EDR)的v2.0及一或多個藍牙規範等。無線協定的另一範例可能包含如電磁感應(EMI)技術的近場通訊技術及協定。EMI技術的示例可能包含主動式或被動式射頻識別(RFID)協定及裝置。其他合適的協定可能包含超寬頻(UWB)、數位辦公室(DO)、數位家庭、可信平台模組(TPM)、ZigBee等。

在一些實施方式中，監控系統200的資料處理單元203、運輸載具單元204及晶圓處理單元205可能包含系統匯流排216，其耦接如處理器212、記憶體213及I/O介面214等各種系統部件。系統匯流排216可為以下幾種匯流排結構中任一，包含記憶體匯流排或記憶體控制器、周邊匯流排或外部匯流排及/或使用各種可用的匯流排架構之區域匯流排，包含但不限於：9位元匯流排、工業標準結構(ISA)、微通道架構(MSA)、擴展工業標準結構(EISA)、智能電子驅動器(IDE)、VESA區域匯流排(VLB)、國際個人電腦記憶卡協會(PCMCIA)匯流排、小型電腦系統介面(SCSI)或其他專用匯流排及任何適用於計算裝置應用的定制匯流排。

依據本揭示的一些實施方式，第3圖繪示了將本揭示所示之監控系統應用於AMHS載具以於半導體製造設施內進行環境及安全監控之監控方法300的流程圖。監控方法300從步驟302開始，在該步驟中，主機電腦選擇、控制及運輸一AMHS載具至第一裝載位置，例如：儲存站的裝載端口、製程區內的晶圓加工及量測設備。接著，監控方法300繼續至步驟304，在該步驟中，基於FOUP在儲存站中的位置資訊，AMHS載具被操作以與一FOUP於第一裝載位置處機械地耦接。在一些實施方式中，可使用驅動程式來決定架上FOUP的位置，並從對應的位置取下該FOUP。在一些實施方式中，驅動程式亦可決定FOUP的目的地。在某些實施方式中，主機電腦可向AMHS載具發送命令以從第一位置(如：第一處理站、第一量測站或第一儲存站)拾取FOUP。監控方法300繼續至步驟306，在該步驟中，AMHS載具在運輸軌道上被運輸至第二位置(如：第二處理站、第二量測站或第二儲存站)。如果該設備沒有被佔用，FOUP可以被直接運送至該設備，以執行下一個處理或測量步驟；如果該設備使用中，FOUP可以被運送至該設備對應的製程區之儲存站；或者，FOUP亦有可能被運送至製造設施外。監控方法300進一步繼續至步驟308，在該步驟中，主機電腦觸發複數個感測器及偵測器，以於半導體製造設施中進行連續、即時的環境及安全監控(如：在不同的製程區、在某個站等)。依據某些實施方式，來自複數個感測器及偵測器的資料可經由附近的無線路由器被回傳至主機電腦進行處理。在一些實施方式中，根據量測的類型、偵測器的反應時間及污染物濃度，AMHS載具可能在運輸軌道上運輸期間停止以收集用於量測的空氣樣本。在一些實施方式中，AMHS載具可能為了樣本收集及資料量測而沿途停止複數次。最後，監控方法300繼續進行步驟310，在該步驟中，AMHS載具被運輸，而FOUP隨之被運送至第二位置。在一些實施方式中，第二位置可為第二處理或量測站、用以臨時儲存晶圓的第二儲存站或設施外(如：封裝)。

在一實施方式中，一種監控製造設施中環境及安全的監控方法包含：將自動化物料搬運系統(AMHS)載具從第一位置運輸到第二位置，以及使用位於AMHS載具上至少一感測器偵測至少一參數，以判斷第一位置及第二位置間的至少一環境或安全條件。

在一實施方式中，一種監控製造設施中環境及安全的監控系統包含載具。載具配置以自動裝載、卸載及運輸至少一個晶圓。載具配置以攜帶至少一感測器。至少一感測器被配置以在所述之載具運輸於製造設施中時判斷至少一環境或安全條件。

在另一實施方式中，一種監控製造設施中環境及安全的監控系統包含：自動化載具、耦接至自動化載具之至少一污染物感測器以及耦接至自動化載具之至少一安全感測器。

儘管已根據示例性實施方式描述了本揭示，但本揭示不限於此。相反地，所附之申請專利範圍應被廣泛地解釋為包含本揭示之其他變形及實施方式，其可由本領域具普通技術者，在不脫離本揭示之等同物的精神及範圍的情況下實現。

Claims

一種監控方法，用以監控一製造設施內的環境與安全，該監控方法包含：將一自動化物料搬運系統載具由一第一位置運輸至一第二位置；以及使用位於該自動化物料搬運系統載具上之至少一感測器偵測至少一參數，以判斷該第一位置及該第二位置之間的至少一環境或安全條件，其中該至少一環境或安全條件包含空氣中離子種類之汙染程度/類型，該空氣中離子種類包含NH₄ ⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Na⁺、F^-、Cl^-、NO₃ ^-、PO₄ ^3-、SO₄ ^2-以及NO₂ ^-。
如請求項1所述之監控方法，其中該自動化物料搬運系統載具配置以由該第一位置裝載、卸載及運輸複數個晶圓至該第二位置。
如請求項1所述之監控方法，其中該至少一環境或安全條件進一步包含以下至少其一：溫度、濕度、磁場強度/方向、空氣中有機種類之汙染程度/類型、未經授權之人員/活動以及未經授權之無線通訊。
如請求項3所述之監控方法，其中該空氣中有機種類包含丙酮/異丙醇、丙二醇甲醚(PGME)、甲苯以及丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。
如請求項1所述之監控方法，更包含：經由一無線通訊網路將經偵測之該至少一參數傳送至一主機電腦。
一種監控系統，用以監控一製造設施內的環境與安全，該監控系統包含：一載具，配置以自動地裝載、卸載及運輸至少一晶圓，其中該載具配置以攜帶至少一感測器，其中當該載具在一製造設施中運輸時，該至少一感測器配置以判斷至少一環境或安全條件。
如請求項6所述之監控系統，其中該至少一感測器包含以下至少其一：一濕度感測器、一溫度感測器、一磁場感測器、一離子汙染物偵測器、一有機汙染物偵測器、一攝影機以及一射頻訊號偵測器。
如請求項6所述之監控系統，更包含：一控制單元，配置以控制該載具及該至少一感測器；一資料處理單元，配置以接收來自該至少一感測器之資料；以及一主機電腦。
一種監控系統，用以監控一製造設施內的環境與安全，該監控系統包含：一自動化載具；至少一汙染物感測器，耦接至該自動化載具；以及至少一安全感測器，耦接至該自動化載具，其中該至少一汙染物感測器配置以偵測該製造設施內的空氣中離子種類，該空氣中離子種類包含NH₄ ⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Na⁺、F^-、Cl^-、NO₃ ^-、PO₄ ^3-、SO₄ ^2-以及NO₂ ^-。