TWI724565B - 用於監測機台的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

在一些實施例中，提供一種用於監測機台的系統。所述系統包括晶圓盒、設於晶圓盒中的第一感測器、設於晶圓盒中並電性地連接第一感測器的電源供應器、設於晶圓盒中並耦合至第一感測器的無線單元，以及用於將晶圓盒從裝載埠傳送至另一裝載埠的搬運系統。

Description

用於監測機台的系統及方法
本揭露的一些實施例是有關於一種機台的監測方法和監測系統，且特別是有關於一種機台裝載埠周遭環境參數的監測方法和監測系統。
在半導體積體電路的製造中，使用不同處理機台對半導體晶圓進行各種處理操作。例如：為了完成積體電路的晶片之製造，沉積、清潔、離子植入、蝕刻及/或鈍化操作等的各種操作常在不同處理機台中執行。因此，製造工廠通常包括如自動物料搬運系統的搬運系統，以在處理機台之間傳送半導體晶圓。
再者，在製造工廠中，因為晶片脆弱的性質，每個機台的裝載埠的環境應受到謹慎地控制。如水平狀態、震動、溫度、濕度或裝載埠周遭的汙染程度等發生異常時，會增加非預期的粒子或特徵形成的風險，並減少半導體製程的產率。
在一些實施例中，提供一種機台的監測方法。此方法包括數個操作。將機台監測裝置傳送至機台一裝載埠。辨識裝載埠的類型，以獲得環境參數的預設標準值。以機台監測裝置來監測裝載埠的環境參數。判斷環境參數是否符合預設標準值。
在一些實施例中，提供一種機台的監測方法。所述方法包括數個操作。監測裝載埠的環境參數。傳送環境參數至資料收集系統。以時間為基礎，藉由資料收集系統來記錄環境參數，以顯示環境參數的趨勢。再者，根據記錄環境參數的操作，來判斷是否觀察到異常趨勢。
在一些實施例中，提供一種用於監測機台的系統。所述系統包括晶圓盒、設於晶圓盒中的第一感測器、設於晶圓盒中並電性地連接第一感測器的電源供應器、設於晶圓盒中並耦合至第一感測器的無線單元，以及用於將晶圓盒從裝載埠傳送至另一裝載埠的搬運系統。
10:系統
100:機台監測裝置
101、120:晶圓盒
110:監測模組
111A、111B、111C、111D、112A、112B、112C、112D、112E:感測器
113:處理器
114:電源供應器
115:標籤
116:無線單元
117:增幅器
118:充電模組
119A:接腳
119B:插頭
122:外殼
124:基板
126:發光裝置
128:電荷耦合裝置
130、132、134、136:孔洞
140:區域
150:定位件
160:墊
200:控制設備
210:搬運系統
220:懸吊式搬運車
230:軌條
300A、300B、300C；機台
310:平台
311、312、313、314、315、316:裝載埠
330、330A、330B、330C、330D:接腳
340:機台入口
350:顯示面板
351、352、353、355、357:方塊
400:充電站
410:電腦
420:無線單元
430:標籤讀取器
440:感測器
450:電力開關
452:電源
460:彈簧針
470:E84模組
480:使用者介面
490:緊急停止按鈕
500:可攜式裝置
510:錯誤偵測與分類系統
520:統計製程管制系統
530:汙染防治系統
600、700:方法
610、620、630、640、650、660、710、720、730、740、750:方塊
810:標準
t1、t2:時間
藉由以下詳細說明並配合圖式閱讀，可更容易理解本揭露的一些實施例。在此強調的是，按照產業界的標準做法，各種特徵並未按比例繪製，僅為說明之用。事實上，為了清楚的討論，各種特徵的尺寸可任意放大或縮小。
[圖1A]為根據本揭露的一些實施例繪示之處理與監測系統的示意圖。
[圖1B]繪示從一個裝載埠搬運機台監測裝置至另一個 裝載埠的中間過程。
[圖1C]為[圖1A]的裝載埠的放大圖。
[圖2]為根據本揭露的一些實施例繪示機台監測裝置的示意3D圖。
[圖3]為根據本揭露的一些實施例繪示機台監測裝置的基板的上視圖。
[圖4]為根據本揭露的一些實施例繪示監測模組的配置之示意方塊圖。
[圖5]為根據本揭露的一些實施例繪示充電站的方塊圖。
[圖6]為根據本揭露的一些實施例繪示充電站和機台監測裝置的示意圖。
[圖7]繪示可耦合至本揭露的一些實施例的機台監測裝置的裝置和系統。
[圖8]為根據本揭露的一些實施例繪示裝載埠的環境參數的監測方法之流程圖。
[圖9]為機台的顯示面板的示意圖。
[圖10]為根據本揭露的一些實施例繪示使用機台監測裝置進行長期監測的方法的流程圖。
[圖11]繪示裝載埠的汙染程度之趨勢。
下面的揭露提供了許多不同的實施例或例示，用於實現本揭露的實施例的不同特徵。部件和安排的具體實例描述如下，以簡化本揭露的一些實施例之揭露。當然，這 些僅是例示並且不意在進行限制。例如，在接著的說明中敘述在第二特徵上方或上形成第一特徵可以包括在第一和第二特徵形成直接接觸的實施例，並且還可以包括一附加特徵形成於第一和第二特徵之間的實施例，從而使得第一和第二特徵可以不直接接觸。此外，本揭露的實施例可以在各種例示重複元件符號和/或字母。這種重複是為了簡化和清楚的目的，並不在本身決定所討論的各種實施例和/或配置之間的關係。
再者，空間的相對用語，如「之下」、「下方」、「低於」、「上方」、「上」和其類似用語，可用以簡單描述如圖所繪示的一個元件或特徵和另一個(些)元件或特徵之間的相對關係。除了在圖式中描述的位向，空間相對術語意欲包含元件使用或步驟時的不同位向。元件可以其他方式定位(旋轉90度或者在其它方位)，並且本文中所使用的相對的空間描述，同樣可以相應地進行解釋。
在半導體裝置的製造過程中，配置多個製程機台以處理一或多個半導體晶圓，其中此些製程機台的每一者包括處理模組和一或多個裝載埠。處理模組是配置以處理半導體晶圓，而裝載埠是配置以使晶圓盒可被放置於製程機台上。在製造過程中，如溫度、濕度和汙染程度等機台狀況是十分關鍵的。一般而言，在製造過程中，處理模組中的機台狀況可受到自動地且嚴格地監測和控制。相反地，裝載埠的機台狀況則是人工監測，且其可能導致無法及時回報裝載埠的機台狀況。此外，裝載埠的機台狀況並未有長期的記錄， 而可能造成較高的碎片形成於機台的風險。為了追求高品質、高產率和高效能的半導體裝置，需要可即時(或現地)監測裝載埠的機台狀況的裝置、系統和方法。
本揭露的一些實施例旨在提供機台監測裝置、包括機台監測裝置的系統，以及此系統的使用方法。在一些實施例中，機台監測裝置設置於空的晶圓盒中(即此晶圓盒中未容置晶圓)，並可藉由搬運系統來傳送此機台監測裝置，使得機台監測裝置可在機台的每個裝載埠巡迴，並定期地監測裝載埠周圍的一或多個環境參數。此種機台監測裝置可即時監測環境參數。此外，根據實際狀況，可調整在特定時間區間監測每個裝載埠的次數，使得機台的任何問題都可被立即回報，並使處理機台問題所需的時間和碎片形成於機台中的機率降低。
圖1A為根據本揭露的一些實施例繪示之處理與監測系統的示意圖。在一些實施例中，處理與監測系統10包括機台監測裝置100、容置將被處理的複數片晶圓的晶圓盒101、控制設備200、搬運系統210和多個機台300A、機台300B和機台300C，其中機台監測裝置100、晶圓盒101、搬運系統210和機台300A至300C耦合至控制設備200並藉由控制設備200來控制。在一些實施例中，搬運系統210可為自動物料搬運系統(automatic material handling system；AMHS)，且搬運系統210此後可稱為AMHS210。AMHS210包括至少一個固定式軌道或軌條230(在一些實施例中，是使用此些軌道或軌條的網絡)，可 操作此軌道以引導輪型懸吊式搬運(overhead hoist transfer；OHT)車220的移動，其中懸吊式搬運車220是藉由軌條230支撐並懸吊的。在一些實施例中，軌條230為單軌，其裝設並懸掛在天花板及/或半導體製造工廠的牆壁上。於本技術領域具有通常知識者可知，只要懸吊式搬運車220可由軌條適當地支撐以進行滑動，則軌條230可具有任何適當的剖視配置。可操作懸吊式搬運車220，以在半導體製造工廠中傳送一或多個晶圓盒，而進行跨灣區(interbay)或灣區內(intrabay)的移動。可配置並建構懸吊式搬運車220，以夾持晶圓盒(例如容置數個晶圓的晶圓盒101，或是包括機台監測裝置100的晶圓盒)，且通常是水平地或橫向地將此些晶圓盒從半導體製造工廠的一處傳送至另一處。
在一些實施例中，至少一個晶圓盒包括機台監測裝置100，以藉AMHS210的懸吊式搬運車220攜載此機台監測裝置100。請參考圖1A和圖1B。圖1B繪示從一個裝載埠傳送機台監測裝置至另一個裝載埠的中間過程。此機台監測裝置100可設置於機台300A的裝載埠311上，以監測裝載埠311周邊的一或多個環境參數。接下來，機台監測裝置100可被傳送至機台300B的裝載埠313，以監測裝載埠313周邊的一或多個環境參數。在一些實施例中，當從裝載埠311傳送機台監測裝置100至裝載埠313時，晶圓盒101可被放置在已被監測過的裝載埠311上。監測裝載埠311和裝載埠313的順序僅為清楚說明本揭露的實施例而定義，而不應限制本揭露的實施例之範圍。其他監測順序也可在其他實施 例中實施。
在一些實施例中，AMHS210包括數個懸吊式搬運車220，以攜載複數個機台監測裝置100，使得複數個裝載埠311至316可同時受到監測。例如：在一些提供二或多個容置晶圓的晶圓盒101之實施例中，晶圓盒101的一者可如圖1A所示配置，而另一個容置晶圓的晶圓盒101(未繪示)可配置為在機台監測裝置100的前面(例如對準裝載埠313)。在此實施例中，當裝載埠311的環境參數受到機台監測裝置100的監測時，容置晶圓的晶圓盒101可設置於裝載埠313上，以使晶圓可經由機台入口340，被裝載進機台300B中，並可由機台300B對晶圓進行處理。機台入口340是裝設來讓半導體晶圓進入及/或離開製程模組。在一些實施例中，機台300A至300C依照給定的批號(lot)，對晶圓進行單一晶圓製造任務。例如：特定的製造機台可進行沉積、圖案化、摻雜、植入或加熱處理操作。
請參考圖1A和圖1C。圖1C為圖1A的裝載埠的放大圖。每個裝載埠311、312、313、314、315和316可包括平台310和設在平台310上的一或多個接腳330。其中，平台310配置為與每台機台300A至300C的機台入口340相鄰，而接腳330是配置來定位攜載晶圓的晶圓盒或機台監測裝置100。根據不同的接腳高度，接腳330可進一步用做為辨識符(identifier)，如接腳330A、330B、330C和330D。可藉由機台監測裝置100辨識接腳330A至330D的高度配置，以獲得裝載埠的環境參數相對應的標準值(請容 後述)。
請參考圖2。圖2為根據本揭露的一些實施例繪示機台監測裝置的示意3D圖。如圖2所示，機台監測裝置100容置於晶圓盒120中，且機台監測裝置100包括監測模組110，其監測(或偵測)圖1A的裝載埠311至316的環境參數。在一些實施例中，晶圓盒120包括外殼122和基板124。外殼122設置於基板124上。晶圓盒120可更包括可拆卸地設於外殼122上的盒門(未繪示)，可開啟此盒門以在晶圓盒120的內部配置監測模組110。在一些實施例中，晶圓盒120可為標準機械式接口(standard mechanical interface；SMIF)或前開式晶圓傳送盒(front opening unified pod；foup)，其在半導體製造過程中常用於容納及傳遞晶圓。然而，晶圓盒120是空的，並未有晶圓放置在晶圓盒120中。在一些實施例中，複數個發光裝置126可配置於外殼122的外壁上，其中發光裝置126可耦合至機台監測裝置100，以顯示機台監測裝置100的狀態。例如：可藉由發出不同顏色的光或改變發光裝置126的發光數量，以呈現電力的餘量或與機台監測裝置100相關的錯誤。
請參考圖3。圖3為根據本揭露的一些實施例繪示機台監測裝置的基板的上視圖。基板124可包括複數個孔洞130、132、134和136，其對應至圖1A至圖1C的每個裝載埠311至316的接腳330A至330D。在一些實施例中，晶圓盒101可包括一或多個感測器112A至112D，其配置為緊鄰(或相鄰)於基板124上的每個孔洞130至136，以傳遞關於 裝載埠311至316的訊息。可在基板124上定義區域140，此區域對應用以容置晶圓之晶圓盒101的盒匣，其中一些感測器可設置於此區域140中，以監測可放置晶圓盒101之裝載埠的特定區域的環境參數。在一些實施例中，基板124可包括一或多個定位件150，其對應至裝載埠311至316的動力接腳(kinematic pins)。在一些實施例中，一或多個水平位置感測器112E(圖4)可用於監測基板124所放置的裝載埠的水平狀態。例如：水平位置感測器可設置於墊160上方。
在一些實施例中，監測模組110可包括多個感測器、電腦、電池或其他元件。請參考圖1A、圖1C和圖4。圖4為根據本揭露的一些實施例繪示監測模組的配置之示意方塊圖。在圖4中，虛線代表信號線，而實線代表電源線。如圖4所示，監測模組110包括一或多個感測器111A、111B、111C、111D和112E、處理器113、電源供應器114、標籤115和無線單元116。感測器111A至111D以及112E是配置來監測裝載埠311至316的環境參數。
在監測裝載埠311至316的環境參數前，需先辨識裝載埠311至316的類型。在一些實施例中，如圖1C所說明，感測器112A至112D是配置為緊鄰於孔洞130至136，以辨認裝載埠311至316的類型(即辨認此些裝載埠屬於哪個機台)。在一些實施例中，感測器112A至112D偵測接腳330A至330D的高度配置，且機台的一個類型可對應至一種接腳330A至330D的高度配置，以獲得環境參數的預設標準值。須說明的是，不同的機台可具有不同的環境參數標準。
在一些實施例中，感測器111A至111D是用來監測裝載埠311至316上的接腳330A至330D的汙染程度。例如：用來監測接腳330A至330D的汙染程度的感測器111A至111D可包括粒子計數器，每個粒子計數器可安裝在圖3的孔洞130至136上，使得每個裝載埠311至316的接腳330A至330D可放置在粒子計數器中，從而可偵測接腳330上的汙染粒子數量。在一些實施例中，感測器111A至111D可與增幅器117耦合，以調整感測器111A至111D的所述標準或其他參數。
在一些實施例中，感測器112E可為水平位置感測器，其偵測裝載埠的水平狀態。在某些實施例中，水平位置感測器可為測斜儀(或稱為傾斜感測器)。例如：可偵測裝載埠的區域140的水平狀態。當容置將受機台300A至300C處理的晶圓之晶圓盒101，設置於具有不適當的水平狀態的裝載埠上時，晶圓可能與盒匣碰撞，造成晶圓的損壞並會在裝載埠上生成晶圓碎片和粒子。因此，監測裝載埠的水平狀態，以使裝載埠的水平狀態可隨時間受到適當地調整，從而可避免對晶圓的傷害和對裝載埠的汙染。感測器112E可為，例如：非接觸式位置感測器。在一些其他的實施例中，監測模組110包括未繪示於圖4的一些其他感測器，其中此些感測器可使用類似於感測器112E的配置方式來配置，且其中此些感測器可用以監測震動、溫度、濕度、空氣、噪音、生物有害粒子、任何適合的環境參數或上述的組合。在其他實施例中，如圖2所示的一或多個電荷耦合裝置 (charge-coupled devices；CCD)128可放置於機台監測裝置100中，其是使用類似於感測器112E的配置。在此些實施例中，電荷耦合裝置128設置在機台監測裝置100的頂部，且可使用人工智慧來處理自電荷耦合裝置128所獲得的影像。
處理器113是配置以控制監測模組110的控制操作。在一些實施例中，所述操作可包括(但不限於)記錄所偵測到的環境參數、將此些參數儲存於儲存裝置中、決定所監測的環境參數是否符合預設標準值、傳送警示至一或多個裝置以及上述之任意組合。在一些實施例中，處理器113可為包括儲存裝置(未繪示)的微電腦。
電源供應器114是配置以提供感測器111A至111D以及112E和處理器113的電力。在一些實施例中，電源供應器114可為電池組，且其可進一步與充電模組118耦合。在一些實施例中，充電模組118包括接腳119A，其可電性地耦合至充電站(請容後述)。在一些實施例中，接腳119A可為彈簧針(pogo pin)。在一些其他實施例中，充電模組118可耦合至插頭119B，使得機台監測裝置100可直接使用插座充電。
標籤115是配置來傳送資料以進行自動辨認，並可藉由標籤讀取器來追蹤，所述標籤讀取器可例如配置於充電站中。在一些實施例中，標籤115可為射頻辨識(radio frequency identification；RFID)標籤。無線單元116是配置以傳送或接收量測結果或操作指令。量測結果可包括監 測到的環境參數的信號、電池組的電力餘量、儲存裝置的儲存空間，或任何其他資訊。操作指令可包括傳送警示至外部裝置或系統、從充電站傳送訊號或任何其他指令。在一些實施例中，無線單元116可包括藍芽單元、無線LAN單元、紅外線連通單元、雷射收發器，或其他任何可應用的無線單元。
請參考圖5。圖5為根據本揭露的一些實施例繪示充電站的方塊圖。在圖5中，虛線代表信號線，而實線代表電源線。當AMHS210從機台300A至300C傳送機台監測裝置100至充電站400時，充電站400是配置以提供電力給機台監測裝置100。在一些實施例中，充電站400包括電腦410、無線單元420、標籤讀取器430、感測器440和電力開關450。電腦410是配置以控制充電站400。無線單元420是配置以傳送/接收量測結果或操作指令。例如：可在無線單元420和無線單元116之間傳送/接收量測結果或操作指令。在一些實施例中，儲存在機台監測裝置100的處理器113之儲存裝置中的環境參數的資料，可經由無線單元420和無線單元116來傳遞至電腦410，以恢復處理器113的儲存裝置的儲存容量，並使新的資料可儲存於機台監測裝置100的儲存裝置中。標籤讀取器430是配置以傳送訊問訊號(interrogator signal)，並也接收從圖4的標籤115回覆的授權。感測器440是配置以偵測機台監測裝置100是否放在充電站400上。在一些實施例中，另一個感測器(未繪示)可使用類似於感測器440的方式，配置在充電站400中。真空清潔器可用以清潔充電站400，以避免機台監測裝置100受 到充電站400的汙染。電源開關450電性連接電源452，並配置以控制對彈簧針460的電力供應。彈簧針460可與機台監測裝置100的彈簧針119A耦合，以充電機台監測裝置100。在一些實施例中，充電站400包括E84模組470，其適用以通訊連通控制設備200，使得懸吊式搬運車220可攜載機台監測裝置100至/離開充電站400。在一些實施例中，充電站400可用來對其他裝置充電。
請參考圖6。圖6為根據本揭露的一些實施例繪示充電站和機台監測裝置的示意圖。機台監測裝置100連接至充電站400。充電站400的電腦410可進一步耦合至使用者介面480。可經由使用者介面480讀取如剩餘電量或錯誤等機台監測裝置100的狀態。再者，從機台監測裝置100傳送監測到的環境參數至電腦410的操作，可利用使用者介面480手動地進行。在一些實施例中，充電站400可包括緊急停止按鈕490。須說明的是，雖然圖2和圖6分別繪示機台監測裝置100的不同外型，但機台監測裝置100的外型並不限於特定的形狀，僅以懸吊式搬運車220可攜載機台監測裝置100為限。
請再參考圖1A，在一些實施例中，控制設備200是配置來控制機台監測裝置100、AMHS210、機台300A至300C和充電站400的操作。例如：控制設備200控制AMHS210將機台監測裝置100及/或容置多個晶圓的晶圓盒101，從機台300A至300C的一個裝載埠傳遞至另一個裝載埠，以根據預定的排程進行監測操作或特定製程。在一些 實施例中，控制設備200也配置以控制機台監測裝置100的操作。控制設備200可使用無線通訊技術，以控制機台監測裝置100。在一些實施例中，控制設備200是配置以監測機台300A至300C、AMHS210、機台監測裝置100和充電站400。
請參考圖7。圖7繪示可耦合至本揭露的一些實施例的機台監測裝置的裝置和系統。在一些實施例中，機台監測裝置100可透過無線單元116，耦合至如手機的可攜式裝置500。當機台監測裝置100所監測的環境參數與預設標準值不符時，機台監測裝置100可傳送警告至可攜式裝置500，以通知使用者關於機台的問題。在一些實施例中，機台監測裝置100可耦合至資料收集系統，此資料收集系統包括錯誤偵測與分類系統(fault detection and classification system；FDC)510、統計製程管制(statistical process control；SPC)系統520、汙染防治系統(contamination prevention system；CPS)530或上述的組合。
在一些實施例中，機台監測裝置100耦合至FDC系統510。機台監測裝置100所監測到的環境參數可立即被傳送至FDC系統510，並且可進行長期的監控，以觀察每個環境參數的趨勢。當觀察到一或多個環境參數的異常趨勢，FDC系統510可傳送警告以通知使用者。此異常趨勢可為一或多個環境參數隨時間增加而持續增加的狀況，或是一或多個環境參數隨時間增加而持續減少的狀況。在一些實施 例中，此異常趨勢可能代表機台中正在發生一些異常，然而此些異常還未對機台造成嚴重的問題而導致不佳的環境參數。配合長期的監測，可提早解決此些機台異常，而使解決此些異常所需的時間減少，並可避免碎片形成於機台中。在其他實施例中，機台監測裝置100可耦合至SPC系統520。在其他實施例中，機台監測裝置可耦合至CPS530。類似於FDC系統510中所進行的長期監測，也可在SPC系統520和CPS530中進行。
圖8為根據本揭露的一些實施例繪示裝載埠的環境參數的監測方法600之流程圖。此處進一步引用圖1A和圖1C，以清楚說明方法600。方法600自方塊610開始，其是將機台監測裝置傳送至機台的裝載埠。在方塊610的一些實施例中，可藉由數個操作，將機台監測裝置100轉移至機台300A的裝載埠311。首先，懸吊式搬運車220夾起具有機台監測裝置100的晶圓盒，並沿軌條230將此晶圓盒傳送到機台300A的裝載埠311。當懸吊式搬運車220抵達機台300A的裝載埠311時，降下懸吊式搬運車220至裝載埠311，而將機台監測裝置100放置在裝載埠311的平台310上。之後，升起懸吊式搬運車220，並藉由AMHS210運送此懸吊式搬運車220。
在一些實施例中，當機台監測裝置100放置在機台300A的裝載埠311上時，請再參考圖3，定位元件150容納裝載埠311的動力接腳，而接腳330A至330D則插入孔洞130至136中。因此，機台監測裝置100可被定位在裝載 埠311的預定位置上。在一些實施例中，當機台監測裝置100放置在機台300A的裝載埠311上時，對應至裝載埠311的機台入口340維持關閉。
接下來，在方塊620中，辨識裝載埠的類型，以獲得環境參數的預設標準值。在方塊620的一些實施例中，可藉由裝載埠311的接腳330A至330D，辨識裝載埠311。例如：如圖1C所示，裝載埠311可具有高度較小的接腳330A和330D(或者接腳330A和330D可為平坦的)，以及高度較大的接腳330B和330C，此種配置可表示為[0,1,1,0]。當機台監測裝置100放置在裝載埠311上時，孔洞130、132、134和136分別對應至接腳330A至330D，且與孔洞130至136緊鄰而配置的感測器112A至112D可偵測接腳330A至330D的相對高度，以辨識裝載埠311，並從處理器113中的儲存裝置獲得裝載埠311的環境參數相對應的標準。在機台300A執行沉積高介電常數材料的製程之某些實施例中，可獲得用以沉積高介電常數材料的機台之裝載埠的環境參數之預設標準值。在其他實施例中，裝載埠312至316的高度配置可表示為[1,0,0,0]、[0,0,1,1]、[0,1,0,1]、[0,0,0,1]、[0,0,0,0]或接腳高度的任何其他配置。在一些實施例中，屬於同一機台的裝載埠(例如機台300A的裝載埠311和裝載埠312)可使用相同的接腳高度配置。在其他實施例中，每個裝載埠具有各自專屬的接腳高度配置。此處所提供的接腳高度配置僅是以一個例子說明單一實施例，而裝載埠的類型可藉由其他任何適合的方式來辨識。
接下來，在方塊630中，監測裝載埠的環境參數。在方塊630的一些實施例中，機台監測裝置100具有與圖4所繪示者相似的配置，用以監測裝載埠311的環境參數，如水平狀態、汙染程度、震動、溫度、濕度、空氣、噪音、生物有害粒子、任何適合的環境參數或上述的組合。在一些實施例中，可透過設置於機台監測裝置100中的CCD128觀察裝載埠311的周遭環境，其中CCD128可耦合至外部顯示器，此顯示器可接收機台監測裝置100的信號傳輸。
接下來，在方塊640中，判斷所監測到的環境參數是否符合預設標準值。在方塊640的一些實施例中，此判斷操作可由如圖4所示的處理器113來進行。在方塊660中，當環境參數符合預設標準值，機台監測裝置100可移動至下一個裝載埠(例如裝載埠313)，並可重複地進行方塊610至方塊640的操作，以定期地監測半導體製造工廠中的所有裝載埠的環境參數。再者，移動機台監測裝置至下一個裝載埠後，可使用AMHS210傳送容置複數個晶圓的晶圓盒。另一方面，在方塊650中，當環境參數不符合預設標準值時，機台監測裝置100可透過配置於機台監測裝置100中的無線單元116，傳送警告至外部裝置，以通知使用者並讓使用者可解決機台異常。在一些實施例中，此警告可指出哪個裝載埠的哪個參數發生異常，以讓使用者可更快地解決問題。然而，在其他實施例中，此警告也可提供其他資訊。在一些實施例中，若環境參數的其中一者大於所述標準的數值 範圍，則環境參數不符合預設標準值。在其他實施例中，若環境參數的其中一者小於所述標準的數值範圍，則環境參數不符合預設標準值。
在一些實施例中，監測操作的時間長度是從懸吊式搬運車220放置機台監測裝置100在裝載埠311的時間點，至懸吊式搬運車220將機台監測裝置100搬移裝載埠311為止而得。可根據控制設備200中所預設的程式操作懸吊式搬運車220。然而，可以知道的是，也可對本揭露的實施例進行其他改變和潤飾。在一些實施例中，對每個裝載埠所進行的監測操作的時間長度可為，例如，2小時至4小時，以確保有效的監測操作。
在一些實施例中，可根據控制設備200所發出的指令，開始和完成所述監測操。例如：在機台監測裝置100放置在裝載埠311上但監測操作未自動開始的例子中，控制設備200可發送射頻訊號，以驅使機台監測裝置100對裝載埠311的環境參數進行監測。之後，控制設備200可發送射頻訊號以停止機台監測裝置100的監測操作，從而完成此監測操作。
機台監測裝置100可用以監測數個裝載埠。在一些實施例中，可事先設定機台監測裝置100可監測的裝載埠的數量或序列，而根據預設的資料，控制設備200控制AMHS210自動地派送機台監測裝置100。
在一些實施例中，當完成裝載埠311的監測操作，且機台監測裝置100移動至下一個裝載埠312(方塊 660)，此方法可進一步包括將容置有數個晶圓的晶圓盒101傳送至裝載埠311，並將晶圓盒101放置在裝載埠311上，如圖1B所示。在此實施例中，對應裝載埠311的機台入口340開啟，以將晶圓傳送至機台300A中並進行晶圓處理(即進行半導體裝置製造過程)。然而，當機台監測裝置100偵測到裝載埠有任何異常的狀況，容置晶圓的晶圓盒101不會被放置到異常的裝載埠上。
請參考圖9。圖9為機台的顯示面板的示意圖。在其他實施例中，所監測到的結果也可顯示在機台300A至300C的顯示面板350上。如圖9所示，方塊352可顯示哪個製程機台300A至300C的哪個腔體正在處理晶圓，而方塊351、353、355和357可分別顯示監測的結果。例如：方塊351代表裝載埠311的水平狀態，方塊353代表裝載埠311的汙染程度，方塊355代表裝載埠311的震動程度，以及方塊357代表裝載埠311的溫度。當裝載埠311的水平位置異常，方塊351可改變其顏色，以顯示所述異常。
圖10為根據本揭露的一些實施例繪示使用機台監測裝置進行長期監測的方法700的流程圖。進一步引用圖1A、圖7和圖8以清楚說明方法700。可使用類似於圖8所示的方法，對每個裝載埠進行長期的監測。長期監測方法700始於方塊710，其多次監測裝載埠的環境參數。在一些實施例中，使用方法600和機台監測裝置100對所有的裝載埠311至316進行一次監測可定義為一個監測循環，且每個監測循環的時間可定義為一時間區間。因此，在方塊710的 一些實施例中，可進行複數個循環，以多次監測裝載埠311的環境參數，從而達到以時間為基礎(隨時間增加)的裝載埠311的長期監測。此外，當進行所述循環時，也可額外完成裝載埠312至316的長期監測。在其他實施例中，每個循環的時間間隔可不同於其他任一或全部的循環之時間間隔長度。在一些其他實施例中，裝載埠311至313可由機台監測裝置100進行監測，而裝載埠314至316可由其他未繪示於圖式中的機台監測裝置進行監測，如此一來，完成包括監測裝載埠311的所述循環的時間區間可縮短，致使裝載埠311的環境參數可受到更頻繁地監測。
接下來，在方塊720中，將環境參數傳送到資料收集系統。在方塊720的一些實施例中，當完成裝載埠311的監測操作(例如機台監測裝置100離開裝載埠311，並移動至裝載埠312)，可透過機台監測裝置100的無線單元116，將所監測到的裝載埠311的環境參數傳送到圖7的FDC系統510。在其他實施例中，可在循環完成後，才將裝載埠311的環境參數傳送至FDC系統510。例如：在下個循環進行前，可將所有裝載埠311至316的環境參數傳送到FDC系統510。
之後，在方塊730中，資料收集系統以時間為基礎記錄環境參數，以顯示每個環境參數的趨勢。在方塊730的一些實施例中，將在每個循環中所監測到的裝載埠311的環境參數記錄在FDC系統510中，然後FDC系統510可分別地以時間為基礎顯示此些環境參數的趨勢。例如：裝 載埠311的汙染程度可受到長期監測，而FDC系統可繪示以時間為X軸(或監測操作的序數)和以汙染程度為Y軸的圖，如圖11所示。在一些實施例中，以時間為基礎記錄環境參數的操作可包括分類環境參數至其各自的類別。例如：汙染程度的環境參數可為一個類別，而水平狀態可為其他類別。在一些實施例中，可分別記錄此些類別，以獲得以時間為基礎的每個環境參數的個別的圖。在其他實施例中，不同類別的環境參數可繪示於同一張圖上。
接下來，在方塊740中，判斷環境參數的趨勢是否異常。在一些實施例中，異常趨勢可為環境參數隨時間增加持續地增加的情況。在其他實施例中，所述異常趨勢可為環境參數隨時間增加而持續減少的情況。在某些實施例中，異常趨勢可為在特定的時間區間內，環境參數的上升速率或下降速率超過預設標準值。請參考圖11。圖11繪示裝載埠的汙染程度之趨勢。定義汙染程度的預設標準值(或稱標準)810，而所監測到的數值小於標準810則可視為符合標準。然而，在特定時間區間t1和t2之間，即使所監測到的數值仍符合標準810，汙染程度卻是持續增加。FDC系統510可判斷此種現象為異常趨勢，故可傳送警示通知使用者，如圖10的方塊750所示。另一方面，當未觀察到異常趨勢，裝載埠311的長期監測則持續進行。在一些實施例中，可在進行半導體裝置製造的操作時，進行長期監測。然而，當觀察到某些裝載埠的環境參數的異常趨勢，容置晶圓的晶圓盒101將不會被放置在此裝載埠上，如圖8所示。
在一些實施例中，在機台監測裝置已被用以監測數個裝載埠之後，機台監測裝置中的電池組114(如圖4所示)的電力可能下降，或是沒電。在此狀況中，可自動地傳送機台監測裝置100至充電站400(如圖5所示)，以為機台監測裝置100的電池組114進行充電。
例如：當在機台監測裝置100中的電池組114電力不足時，機台監測裝置100的無線單元116會發出訊號給控制設備200，則控制設備200會驅動AMHS210，將機台監測裝置100傳遞至充電站400。藉由充電站400，對機台監測裝置100中的電池組114進行充電。在一些其他實施例中，在使用機台監測裝置100監測預定數量的裝載埠後，即使機台監測裝置100的電池組114仍具有足夠的電力監測更多的裝載埠，仍將機台監測裝置100傳送到充電站400。
機台監測裝置可配置於一空的晶圓盒中，使得機台監測裝置可藉由搬運系統來傳送。因此，機台監測裝置可在機台的每個裝載埠巡迴，並定期地監測裝載埠周邊的一或多個環境參數。再者，可長期地監測所述環境參數。此外，可立即回報機台的問題，因而處理機台問題的所需時間和機台中形成碎片的機率都可減少。
在一些實施例中，提供一種機台的監測方法。此方法包括數個操作。將機台監測裝置傳送至機台一裝載埠。辨識裝載埠的類型，以獲得環境參數的預設標準值。以機台監測裝置來監測裝載埠的環境參數。判斷環境參數是否符合預設標準值。
依據本揭露的一些實施例，所述方法更包含當判斷操作判斷出環境參數符合預設標準值時，將機台監測裝置移至下一裝載埠；以及，當判斷操作判斷出環境裝置不符合預設標準值時，傳送警示至外部設備。
依據本揭露的一些實施例，所述方法更包含當將機台監測裝置移至所述下一裝載埠時，將晶圓盒傳送至裝載埠，其中所述晶圓盒裝載有複數個晶圓；以及，傳送此些晶圓至機台中，以處理所述此些晶圓。
依據本揭露的一些實施例，所述方法更包含在機台監測裝置移動至下一個裝載埠前，對機台監測裝置進行充電。
依據本揭露的一些實施例，辨識裝載埠的類型之操作包含辨識設置於裝載埠上的複數個接腳的高度配置。
依據本揭露的一些實施例，監測環境參數之操作包含使用至少一個電荷耦合裝置(charge-coupled device；CCD)觀察圍繞裝載埠的環境，其中所述至少一個電荷耦合裝置設置於機台監測裝置上。
依據本揭露的一些實施例，所述環境參數包含水平狀態、汙染程度、震動、溫度、濕度、空氣、噪音、生物有害粒子及上述之組合。
依據本揭露的一些實施例，監測汙染程度的操作是藉由將粒子計數器安裝在於接腳(pin)上來進行，所述接腳配置於裝載埠上。
在一些實施例中，提供一種機台的監測方法。 所述方法包括數個操作。監測裝載埠的環境參數。傳送環境參數至資料收集系統。以時間為基礎，藉由資料收集系統來記錄環境參數，以顯示環境參數的趨勢。再者，根據記錄環境參數的操作，來判斷是否觀察到異常趨勢。
依據本揭露的一些實施例，所述方法更包含當判斷是否觀察到異常趨勢的操作，判斷有觀察到異常趨勢時，通知使用者。
依據本揭露的一些實施例，監測裝載埠的環境參數的操作是藉由進行複數個下述操作的複數個循環而進行。所述複數個操作包括使用自動物料搬運系統(automatic material handling system；AMHS)，傳送機台監測裝置至裝載埠；藉由機台監測裝置，來監測裝載埠的環境參數；將機台監測裝置移至下一裝載埠；以及，藉由機台監測裝置，來監測下一裝載埠的環境參數。
依據本揭露的一些實施例，所述方法更包含在將機台監測裝置移至下一裝載埠後，使用自動物料搬運系統，來傳送容置有複數個晶圓的晶圓盒。
依據本揭露的一些實施例，所述異常趨勢包含隨時間增加持續地增加的一或多個環境參數。
依據本揭露的一些實施例，所述異常趨勢包含隨時間增加持續地減少的一或多個環境參數。
依據本揭露的一些實施例，所述異常趨勢包含在時間區間內，所述環境參數的增加速率或減少速率大於預設標準值。
在一些實施例中，提供一種用於監測機台的系統。所述系統包括晶圓盒、設於晶圓盒中的第一感測器、設於晶圓盒中並電性地連接第一感測器的電源供應器、設於晶圓盒中並耦合至第一感測器的無線單元，以及用於將晶圓盒從裝載埠傳送至另一裝載埠的搬運系統。
依據本揭露的一些實施例，晶圓盒包含外殼和設於外殼下的基板，且複數個孔洞設置於基板上，其中第一感測器是設置為緊鄰所述些孔洞。
依據本揭露的一些實施例，所述系統更包含設置於晶圓盒的頂部的電荷耦合裝置(charge-coupled device；CCD)。
依據本揭露的一些實施例，所述系統更包含設置於晶圓盒中的標籤、設置於晶圓盒中並與電源供應器耦合的充電模組，以及配置以對電源供應器進行充電的充電站。
依據本揭露的一些實施例，所述系統更包含與無線單元無線通訊連通的資料收集系統。
前述內容概述多個實施例之特徵，以使於本技術領域具有通常知識者可進一步了解本揭露的一些實施例之態樣。本技術領域具通常知識者應可輕易利用本揭露的一些實施例作為基礎，設計或潤飾其他製程及結構，藉以執行此處所描述之實施例的相同的目的及/或達到相同的優點。本技術領域具有通常知識者亦應可了解，上述相等的結構並未脫離本揭露的一些實施例之精神和範圍，且在不脫離本揭露的一些實施例之精神及範圍下，其可經潤飾、取代或替換。
10:系統
100:機台監測裝置
101:晶圓盒
200:控制設備
210:搬運系統
220:懸吊式搬運車
230:軌條
300A、300B、300C:機台
311、312、313、314、315、316:裝載埠
340:機台入口

Claims (10)

  1. 一種機台的監測方法，包含：將一機台監測裝置傳送至一機台的一裝載埠；辨識該裝載埠的一類型，以獲得一環境參數的一預設標準值；以該機台監測裝置來監測該裝載埠的該環境參數；以及判斷該環境參數是否符合該預設標準值，包含：當該判斷操作判斷出該環境參數符合該預設標準值時，將該機台監測裝置移至一下一裝載埠；以及當該判斷操作判斷出該環境裝置不符合該預設標準值時，傳送一警示至一外部設備。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之機台的監測方法，其中該監測該環境參數之操作包含使用至少一個電荷耦合裝置(charge-coupled device；CCD)觀察圍繞該裝載埠的一環境，其中該至少一個電荷耦合裝置設置於該機台監測裝置上。
  3. 如申請專範圍第1項所述之機台的監測方法，更包含：當將該機台監測裝置移至該下一裝載埠時，將一晶圓盒傳送至該裝載埠，其中該晶圓盒裝載有複數個晶圓；以及傳送該些晶圓至該機台中，以處理該些晶圓。
  4. 如申請專範圍第1項所述之機台的監測方法，其中該辨識該裝載埠的該類型之操作包含辨識設置於該裝載埠上的複數個接腳的一高度配置。
  5. 一種機台的監測方法，該監測方法包含：藉由進行複數個下述操作的複數個循環，監測一裝載埠的一環境參數，該些下述操作包含：使用一自動物料搬運系統(automatic material handling system；AMHS)，傳送一機台監測裝置至該裝載埠；藉由該機台監測裝置，來監測該裝載埠的該環境參數；將該機台監測裝置移至一下一裝載埠；以及藉由該機台監測裝置，來監測該下一裝載埠的該環境參數；傳送該環境參數至一資料收集系統；以時間為基礎，藉由該資料收集系統來記錄該環境參數，以顯示該環境參數的一趨勢；以及根據該記錄該環境參數的操作，來判斷是否觀察到一異常趨勢。
  6. 如申請專範圍第5項所述之機台的監測方法，其中該異常趨勢包含在一時間區間內，該環境參數的一增加速率或一減少速率大於一預設標準值。
  7. 如申請專範圍第5項所述之機台的監測方法，其中該異常趨勢包含隨時間增加持續地增加的一或多個環境參數。
  8. 如申請專範圍第5項所述之機台的監測方法，其中該異常趨勢包含隨時間增加持續地減少的一或多個環境參數。
  9. 一種用於監測機台的系統，包含：一晶圓盒；一第一感測器，設於該晶圓盒中；一電源供應器，設於該晶圓盒中並電性地連接該第一感測器；一無線單元，設於該晶圓盒中並耦合至該第一感測器；一資料收集系統，與該無線單元無線通訊連通；以及一搬運系統，用於將該晶圓盒從一裝載埠傳送至另一裝載埠。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用於監測機台的系統，其中該晶圓盒包含一外殼和設於該外殼下的一基板，且複數個孔洞設置於該基板上，其中該第一感測器是設置為緊鄰該些孔洞。
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