TWI645162B

TWI645162B - 環境監測系統

Info

Publication number: TWI645162B
Application number: TW106109640A
Authority: TW
Inventors: 黎輔憲; 董啟峰; 沈香吟
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2018-12-21
Also published as: TW201835533A

Abstract

一種環境監測系統適於監測無塵室的至少一環境參數。環境監測系統包括一裝載匣、一運載單元以及一處理器。裝載匣包括一殼體、一無線通訊模組以及至少一感測元件。感測元件及無線通訊模組設置於殼體內，其中感測元件用以感測環境參數。運載單元包括一導軌以及一運載機構。導軌佈設於無塵室內，運載機構適於拾取裝載匣並沿著導軌運載裝載匣。感測元件隨著裝載匣於無塵室內移動並進行感測，以產生多個感測資訊。處理器耦接無線通訊模組，裝載匣透過無線通訊協定傳送感測資訊至處理器。

Description

環境監測系統

本發明實施例是有關於一種監測系統，且特別是有關於一種環境監測系統。

隨著科技愈趨進步，電子化產品的推陳出新，半導體領域與積體電路量產製程也越來越不可獲缺。並且，隨著量產製造製程技術與材料之改良、半導體元件幾何尺寸之持續縮小，相對地，業界對無塵室作業環境的品質要求亦越來越高，一般希冀以對雜質微粒的有效控制與改善，而達到高科技產業對於產品生產的高製程環境品質要求。

有鑒於此，感測器通常被用於監測無塵室的雜質微粒量、溫度、濕度等環境參數。目前通常需要透過技術人員手動將各種感測器移動至無塵室的每個角落以進行測量，此方法相當耗費人力且效率不彰。或者是於整個無塵室內滿佈多個感測器，然而，此方法會大幅提高環境監控的成本。此外，這些感測器所量測到的結果尚須再手動上傳至資料庫進行運算處理，因而無法迅速地得到監測結果。

本發明實施例提供一種環境監測系統，其可提升環境監測的效率以及降低環境監測所須的人力及成本。

本發明實施例的一種環境監測系統適於監測一無塵室的至少一環境參數。環境監測系統包括一裝載匣、一運載單元以及一處理器。裝載匣包括一殼體、一無線通訊模組以及至少一感測元件。感測元件及無線通訊模組設置於殼體內，其中感測元件用以感測環境參數。運載單元包括一導軌以及一運載機構。導軌佈設於無塵室內，運載機構適於拾取裝載匣並沿著導軌運載裝載匣。感測元件隨著裝載匣於無塵室內移動並進行感測，以產生多個感測資訊。處理器耦接無線通訊模組，裝載匣透過無線通訊協定傳送感測資訊至處理器。

為讓本發明實施例的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下揭露內容提供用於實作所提供標的之不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述元件及排列的具體實例以簡化本揭露內容。當然，這些僅為實例且不旨在進行限制。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成於第二特徵「之上」或第二特徵「上」可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，也可包括其中所述第一特徵與所述第二特徵之間可形成有附加特徵進而使得所述第一特徵與所述第二特徵可能不直接接觸的實施例。另外，本揭露內容可能在各種實例中重複使用標號及/或字母。這種重複是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。

此外，為易於說明，本文中可能使用例如「之下（beneath）」、「下面（below）」、「下部（lower）」、「上方（above）」、「上部（upper）」等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外更囊括裝置在使用或操作中的不同取向。設備可具有其他取向（旋轉90度或處於其他取向）且本文中所用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。

圖1是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的示意圖。圖2是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的方塊示意圖。請同時參照圖1及圖2，在一例示性實施例中，環境監測系統100可用以監測無塵室的至少一環境參數，例如：微塵粒子量、溫度、溼度、噪音等，或是上述的環境參數之任意組合。在本實施例中，環境監測系統100包括一裝載匣110、一運載單元130以及一處理器140。裝載匣110包括一殼體111、一無線通訊模組112以及至少一感測元件113。無線通訊模組112及感測元件113設置於殼體111內並彼此耦接。在某些實施例中，感測元件113可包括微塵粒子感測器、溫度感測器、溼度感測器、噪音感測器及其任意組合。如此，感測元件113可用以感測無塵室內的微塵粒子量、溫度、溼度、噪音等環境參數以及上述環境參數的任意組合。在本實施例中，感測元件113可以是可插拔且可抽換地設置於殼體111內。如此，環境監測系統100可依實際需求而更換所須的感測元件113。在某些實施例中，裝載匣110更可包括設置一攝像機，其設置於殼體111內以拍攝無塵室內的影像，作為無塵室的安全監控之用。

在本實施例中，運載單元130可包括一導軌132以及一運載機構134。舉例而言，導軌132可佈設於無塵室內。在一例示性實施例中，導軌132可佈設於無塵室的天花板上，而運載機構134則適於沿著導軌132運行，以可移動地高架在無塵室的上方。在一例示性實施例中，運載機構134更可如圖1所示之包括一升降手臂134a，以拾取裝載匣110，並沿著導軌132運載裝載匣110。如此，感測元件113即可隨著裝載匣110於無塵室內移動，以於無塵室的多處分別進行感測並對應產生多個感測資訊。在一例示性實施例中，運載單元130可如圖2所示之連接至一外部電源PW，此外部電源PW可提供電力至運載單元130。並且，當運載單元130拾取裝載匣110時，運載單元130與裝載匣110電性連接，以提供裝載匣110所須的電力。

在一例示性實施例中，裝載匣110可如圖2所示之包括一無線通訊模組112，此無線通訊模組112可與處理器140的無線通訊模組耦接。如此，裝載匣110即可透過無線通訊協定而將感測元件113所感測到的感測資訊無線傳輸至處理器140。在某些實施例中，無線通訊模組112可包括藍芽無線通訊模組、WiFi無線通訊模組、WiMAX無線通訊模組、Zigbee無線通訊模組或紅外線無線通訊模組，當然，本發明實施例並不以此為限。

承上述，運載機構134可沿著導軌132繞行於無塵室內的多個位置，而感測元件113可在這些位置進行感測，以產生對應的多個感測資訊，並將這些感測資訊傳送至裝載匣110。同時，運載單元130也可將運載機構134在這些位置的多個位置資訊傳送至裝載匣110。如此，感測元件113在某處所感測到的感測資訊及對應的位置資訊可經由無線通訊模組112傳送至處理器140，而處理器140可再將位置資訊與感測資訊進行匹配而得到無塵室於各個位置的感測資訊，以便於對無塵室的各個位置的環境參數進行監控。在本實施例中，裝載匣110可將所感測到的感測資訊及對應的位置資訊即時地傳送至處理器140。在某些實施例中，裝載匣110亦可每隔一預設期間（例如每五分鐘）再將此期間內感測元件113所感測到的感測資訊及對應的位置資訊傳送至處理器140，以進行定期的數據更新。

在本實施例中，運載機構134可例如透過藍芽等無線通訊協定將這些位置資訊傳送至裝載匣110。當然，在其他實施例中，運載機構134也可將這些位置資訊透過有線傳輸的方式傳送至裝載匣110，例如：當運載機構134的升降手臂134a拾取裝載匣110時，即可與裝載匣110耦接而透過有線傳輸的方式將運載機構134的位置資訊傳送至裝載匣110。

圖3是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的導軌及定位基地的配置示意圖。請同時參照圖1及圖3，舉例而言，本實施例的環境監測系統100更可包括的多個定位基地150，其可如圖3所示之分別設置於無塵室CR中預設的多個位置，且定位基地150座落於導軌132的佈設路徑上。如此配置，當運載機構134沿著導軌132依序移動至上述的預設位置時，運載機構134可接收到各個定位基地150所發出的訊號而將對應的位置資訊傳送至裝載匣110。

在一例示性的實施例中，定位基地150的上表面152可例如設置一雷射發射器或其他適合的訊號發射器，運載機構134的底部則可對應設置一感光耦合元件（charge-coupled device, CCD）或其他適合的感測器。如此，當運載機構134如圖1所示之移動至定位基地150的上方時，運載機構134的感光耦合元件可接收來自定位基地150的雷射訊號，運載單元130可將此訊號與內建的資料庫作比對，以得到運載機構134的位置資訊，並將此位置資訊傳送至裝載匣110，而裝載匣110再將此位置資訊無線傳輸至處理器140。如此，處理器140可將此位置的位置資訊與感測元件113所感測到的感測資訊進行匹配，進而得到無塵室CR於此位置的感測資訊。因此，本實施例的環境監測系統100可利用定位基地150的設置密度來控制無塵室CR內環境監測的資料密度。

承上述，處理器140在得到無塵室CR內多個位置的感測資訊後，即可對無塵室CR內各處的微塵粒子量、溫度、溼度、噪音等環境參數作有效率的監控。在一例示性的實施例中，環境監測系統100更可包括一顯示器（未繪示），其耦接處理器140，以顯示無塵室CR內各處的微塵粒子量、溫度、溼度、噪音等環境參數的最新狀態，以便技術人員掌控無塵室CR的環境。在某些實施例中，當處理器得到無塵室CR內某一處所測得的感測資訊大於一預設值時，顯示器可跳出一警告視窗，以警示或詢問技術人員是否進行對應的措施。在某些實施例中，處理器140亦可在得知感測資訊大於預設值時即自動執行對應的措施。例如：當處理器140得到無塵室CR於某處之溫度高於預設值時，即可自動執行對應的降溫措施。

圖4是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的裝載匣的示意圖。請參照圖1及圖4，在本實施例中，感測元件113的數量為多個，以用於感測多種不同的環境參數，例如用以感測無塵室CR內的微塵粒子量、溫度、溼度、噪音等的任意組合。裝載匣110可如圖4所示之為一裝載卡匣，其包括多個卡槽114以及多個電性接點116，上述的多個感測元件113可分別設置於卡槽114內並與電性接點116形成電性連接。裝載匣110的頂部更可包括一提把118，運載機構134適於夾持此提把118以拾取並運載裝載匣110。

在一例示性的實施例中，裝載匣110可為半導體製程中用以裝載晶圓（或光罩）的標準機械介面晶舟盒（Standard Mechanical Interface Cassette，SMIF Cassette）、前開式晶圓傳送盒（Front Opening Universal Pod，FOUP）、前開式晶圓運輸盒（Front Opening Shipping Pod，FOSP）、光罩儲存盒（Mask Package Pod）或標準機械介面的光罩傳送盒（Reticle SMIF Pod，RSP）等，而運載單元130可為半導體製程中拾取並運載此標準機械介面的一高架升降運載裝置（overhead hoist transport, OHT）。一般而言，高架升降運載裝置會依序移動至無塵室CR內的多個存儲站來拾取或放置裝有晶圓（或光罩）的標準機械介面。因此，本實施例的環境監測系統100可利用上述的存儲站來作為定位基地150，使高架升降運載裝置將裝有感測元件113的標準機械介面運載至無塵室CR內的各個存儲站以進行環境感測，而標準機械介面再透過無線通訊模組112將感測元件113所感測到的感測資訊以及對應存儲站的位置資訊傳送至處理器140。如此配置，本實施例可利用無塵室CR內既有的裝置進行環境監控，而無須額外裝設新的設備，因而可有效降低環境監控的成本，更可增加無塵室內的空間及設備之利用度。

綜上所述，本發明實施例的環境監測系統將用以感測環境參數的感測元件設置於裝載匣內，並透過運載單元拾取並運載此裝載夾，以使感測元件可在無塵室內移動，以得到無塵室內多個位置的感測資訊，並透過裝載匣的無線通訊模組將上述感測資訊傳送至處理器。如此，本發明實施例的環境監測系統便可對無塵室內各處的環境參數的狀態進行監測，並可迅速地得到監測結果。此外，本發明實施例的環境監測系統無須於無塵室內廣佈感測元件，也無須靠人力移動感測元件，因而可降低環境監測所須的人力及成本，更可提升環境監測的效率。

此外，本發明實施例的環境監測系統可利用半導體製程中既有的製程設備來進行環境監測，例如利用裝載晶圓（或光罩）的標準機械介面來作為裝載匣，以裝載感測元件，並利用拾取並運載此標準機械介面的高架升降運載裝置來作為運載單元，以運載裝載匣。如此，本發明實施例的環境監測系統可無須增設新的設備即可進行環境監控，因而可有效降低環境監控的成本，更可增加無塵室內的空間及現有設備之利用度。

雖然本發明實施例已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明實施例的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100：環境監測系統 110：裝載匣 111：殼體 112：無線通訊模組 113：感測元件 114：卡槽 116：電性接點 118：提把 130：運載單元 132：導軌 134：運載機構 134a：升降手臂 140：處理器 150：定位基地 152：上表面 CR：無塵室 PW：外部電源

結合附圖閱讀以下詳細說明可最好地理解本發明實施例的各個方面。應注意的是，根據業界中的標準實務，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。圖1是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的示意圖。圖2是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的方塊示意圖。圖3是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的導軌及定位基地的配置示意圖。圖4是根據本發明某些例示性實施例的環境監測系統的裝載匣的示意圖。

Claims

一種環境監測系統，適於監測一無塵室的至少一環境參數，該環境監測系統包括：一裝載匣，包括一殼體、一無線通訊模組以及至少一感測元件，該至少一感測元件及該無線通訊模組設置於該裝載匣內並與該裝載匣耦接，其中該至少一感測元件用以感測該至少一環境參數；一運載單元，包括一導軌以及一運載機構，該導軌佈設於該無塵室內，該運載機構適於拾取該裝載匣並沿著該導軌運載該裝載匣，該感測元件隨著該裝載匣於該無塵室內移動並進行感測，以產生多個感測資訊；以及一處理器，耦接該無線通訊模組，該裝載匣透過無線通訊協定傳送該些感測資訊至該處理器，其中該運載單元適於耦接該裝載匣，以將該運載機構於多個位置的多個位置資訊傳送至該裝載匣，並且該些位置資訊經由該無線通訊模組傳送至該處理器。
如申請專利範圍第1項所述的環境監測系統，更包括分別設置於該些位置的多個定位基地，當該運載機構沿著該導軌移動至各該位置時，該運載機構接收到來自各該定位基地的一訊號，並據以將對應的各該位置資訊傳送至該裝載匣。
如申請專利範圍第1或2項所述的環境監測系統，其中該處理器將該些位置資訊與該些感測資訊進行匹配而得到該無塵室於該些位置的該些感測資訊。
如申請專利範圍第1項所述的環境監測系統，其中該無線通訊模組包括藍芽無線通訊模組、WiFi無線通訊模組、WiMAX無線通訊模組、Zigbee無線通訊模組或紅外線無線通訊模組。
如申請專利範圍第1項所述的環境監測系統，其中該至少一感測元件的數量為多個，該裝載匣為包括多個卡槽的一裝載卡匣，該些感測元件設置於該些卡槽內。
如申請專利範圍第1項所述的環境監測系統，其中該至少一感測元件包括微塵粒子感測器、溫度感測器、溼度感測器、噪音感測器及其任意組合。
如申請專利範圍第1項所述的環境監測系統，其中該至少一環境參數包括微塵粒子量、溫度、溼度、噪音及其任意組合。
如申請專利範圍第1項所述的環境監測系統，其中該裝載匣更適於裝載並耦接一攝像機。
如申請專利範圍第1項所述的環境監測系統，其中該運載單元連接至一外部電源。