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CN118629898A - 用于监控衬底处理系统中的受控环境的系统和方法 - Google Patents

用于监控衬底处理系统中的受控环境的系统和方法 Download PDF

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CN118629898A
CN118629898A CN202410254033.2A CN202410254033A CN118629898A CN 118629898 A CN118629898 A CN 118629898A CN 202410254033 A CN202410254033 A CN 202410254033A CN 118629898 A CN118629898 A CN 118629898A
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substrate
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G·范德尔斯达
B·琼布罗德
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Asmip Private Holdings Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及具有受控环境的衬底处理系统，包括：一个或多个FOUP，配置成保持一个或多个衬底；衬底处理室，配置成处理一个或多个衬底；衬底搬运和运输系统，配置成接收一个或多个FOUP并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底；环境传感器装置，配置成测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数；以及控制器，其通信耦合到环境传感器装置，配置成：跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数，确定一个或多个环境参数在一个或多个衬底的一个或多个位置处是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。

Description

用于监控衬底处理系统中的受控环境的系统和方法
技术领域
本公开总体涉及半导体衬底处理技术领域，更具体地，涉及用于监控衬底处理系统内的受控环境的系统和方法。
背景技术
衬底处理系统通常用于批量处理半导体衬底，例如集成电路的多个制造阶段中的衬底。例如，立式加工炉或反应器可用于氧化、扩散、退火、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)。
随着半导体和半导体制造过程变得越来越先进，需要更高的衬底质量。然而，颗粒污染会严重损害衬底质量；例如，暴露于氧气会导致硅衬底表面上的天然氧化物生长，并促进有机污染物的生长。衬底的搬运和运输过程中可能会发生污染。此外，衬底对环境中的各种变化很敏感，例如湿度、温度、入射辐射、振动等。
为了避免运输过程中的污染，衬底通常保存在前开口通用盒(FOUP)中。FOUP通常由设计成为衬底提供受控环境的专门外壳构成。然而，现有的搬运和运输过程不提供在运输期间或在处理阶段(“在线”)之间跟踪FOUP内部环境的手段，而是仅在FOUP脱离处理(“离线”)时测量环境因素。这可能会导致环境问题得不到解决，当FOUP卸载时，例如FOUP发生故障或损坏时，这些问题可能会污染反应器。
监控反应器的处理或反应室内的处理条件是常见的做法。然而，在处理室内处理衬底所花费的实际时间仅占整个衬底搬运过程的一小部分。事实上，大部分搬运时间用于将衬底从FOUP转移到处理室并通过各种衬底搬运和运输模块返回。
目前几乎没有对处理室外环境条件的监控，这延迟了对潜在污染或其他环境问题的响应。因此，需要用于监控半导体处理系统中衬底环境的改进方法和系统。
发明内容
本公开总体涉及半导体处理技术领域，更具体地，涉及在衬底处理系统中监控诸如晶片的衬底的环境。
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念。这些概念在以下本公开的示例实施例的详细描述中被进一步详细描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
在典型的衬底处理系统中，目前几乎没有对处理室外的环境条件进行监控。然而，在某些情况下，衬底存储在存储模块例如支架中的时间比它们在处理室内的时间长。现有系统不能识别各种衬底搬运和运输模块之间的环境问题，如果出现问题，这增加了损坏衬底的风险。因此，环境问题的快速识别和校正是提高整个衬底处理系统的质量和效率的关键。
下文给出了本公开的技术的各个方面的第一概述，之后将更详细地描述具体实施例。该概述旨在帮助读者更快地理解技术概念，但并不意味着确定其最重要或最基本的特征，也不意味着限制本公开的范围，本公开的范围仅由权利要求限定。
本公开的一方面涉及一种用于监控衬底搬运和运输系统内的受控环境的方法，该衬底搬运和运输系统配置成接收保持一个或多个衬底的一个或多个前开口通用盒(FOUP)，并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底；该方法包括以下步骤：
-跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，
-确定衬底搬运和运输系统在一个或多个衬底的一个或多个位置处的一个或多个环境参数；
-确定一个或多个环境参数是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
在一些实施例中，衬底搬运和运输系统包括以下中的至少一个：FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块。
在一些实施例中，基于由衬底搬运和运输系统执行的操作来跟踪一个或多个衬底的位置，其中该操作包括以下中的至少一个：将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中/从一个或多个FOUP中卸载、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中/从衬底处理室中卸载、和/或冷却一个或多个衬底。
在一些实施例中，该方法包括：确定衬底搬运和运输系统在一个或多个衬底的一个或多个未来位置处的一个或多个环境参数；以及确定所述一个或多个环境参数是否在阈值极限内。
在一些实施例中，该方法包括：如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则停止在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底。
在一些实施例中，该方法包括：如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则停止衬底搬运和运输系统的操作，其中该操作包括以下中的至少一个：停止从一个或多个FOUP卸载一个或多个衬底、停止在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、停止将一个或多个衬底装载到衬底处理室中、停止从衬底处理室卸载一个或多个衬底以及停止将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中。
在一些实施例中，该方法包括基于一个或多个环境参数确定一个或多个处理条件，并基于所述处理条件在处理室内处理一个或多个衬底。
在一些实施例中，该方法包括如果确定一个或多个环境参数不在阈值水平内，则校正环境，其中校正包括以下中的至少一个：吹扫、密封、冲洗、更新气体、减少辐射、减少振动、去除颗粒、改变湿度以及改变温度。
在一些实施例中，利用设置在衬底处理系统内的一个或多个环境传感器来测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，基于利用设置在环境耦合的衬底处理系统的另一模块内的一个或多个环境传感器测量的一个或多个环境参数来计算衬底搬运和运输系统的模块的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，该方法包括确定一个或多个FOUP中的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，利用设置在FOUP内的一个或多个环境传感器来测量FOUP的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，基于利用设置在衬底搬运和运输系统的模块内的一个或多个环境传感器测量的一个或多个环境参数来计算FOUP的一个或多个环境参数，所述衬底搬运和运输系统配置成搬运、打开或关闭FOUP。
在一些实施例中，一个或多个环境参数包括颗粒浓度、化学成分、湿度、温度、振动和/或入射辐射中的至少一个。
在一些实施例中，化学浓度包括氧浓度。
在一些实施例中，实时确定一个或多个环境参数在阈值极限内。
在一些实施例中，基于由衬底处理系统执行的操作，在特定时间将一个或多个环境参数确定为在阈值极限内，其中该操作包括以下中的至少一个：将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中/从一个或多个FOUP中卸载一个或多个衬底，在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底，存储一个或多个衬底，将一个或多个衬底装载到衬底处理室中/从衬底处理室中卸载，和/或冷却一个或多个衬底。
在一些实施例中，该方法包括确定衬底处理室中的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，利用设置在衬底处理室内的一个或多个环境传感器来测量衬底处理室的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，基于利用设置在衬底搬运和运输系统的模块内的一个或多个环境传感器测量的一个或多个环境参数来计算衬底处理室的一个或多个环境参数，所述模块配置成搬运、打开和/或关闭衬底处理室。
本公开的另一方面涉及一种具有受控环境的衬底处理系统，该系统包括：
-一个或多个FOUP，其配置成保持一个或多个衬底；
-处理室，其配置成处理一个或多个衬底；
-衬底搬运和运输系统，其配置成接收一个或多个FOUP并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底；
-环境传感器装置，其配置成测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数；以及
-控制器，其通信耦合到环境传感器装置，该控制器配置成：跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数，确定一个或多个环境参数在一个或多个衬底的一个或多个位置处是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
在一些实施例中，衬底搬运和运输系统包括FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块中的至少一个。
在一些实施例中，控制器配置成基于由衬底处理系统执行的操作来跟踪一个或多个衬底的位置，其中该操作包括以下中的至少一个：将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中/从一个或多个FOUP中卸载一个或多个衬底、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底，将一个或多个衬底装载到衬底处理室中/从衬底处理室中卸载，和/或冷却一个或多个衬底。
在一些实施例中，控制器配置成如果一个或多个环境参数被确定为不在阈值极限内，则向搬运系统发出指令以停止在衬底处理系统内转移一个或多个衬底。
在一些实施例中，控制器配置成基于一个或多个环境参数确定一个或多个处理条件，并基于所述处理条件向处理室发出指令以处理一个或多个衬底。
在一些实施例中，衬底处理系统包括配置成支持衬底处理系统的受控环境的一个或多个环境支持设备，并且其中控制器配置成如果确定一个或多个环境参数不在阈值水平内，则向一个或多个环境支持设备发出指令以校正环境；其中校正包括以下中的至少一个：吹扫、密封、冲洗、更新气体、减少辐射、减少振动、去除颗粒、改变湿度和/或改变温度。
在一些实施例中，环境传感器装置包括设置在搬运系统内的一个或多个环境传感器，并且其中控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定搬运系统的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，环境传感器装置包括设置在搬运系统的模块内的一个或多个环境传感器，并且其中控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定环境耦合的搬运系统的另一模块的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，环境传感器装置包括设置在FOUP内的一个或多个环境传感器，并且其中控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定FOUP系统的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，环境传感器装置包括设置在搬运系统的模块内的一个或多个环境传感器，该模块配置成搬运、打开或关闭FOUP，并且其中控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定FOUP的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，环境传感器装置配置成测量颗粒浓度、化学成分、湿度、温度、振动和/或入射辐射中的至少一个。
在一些实施例中，控制器配置成实时确定一个或多个环境参数是否在阈值极限内。
在一些实施例中，控制器配置成基于由衬底处理系统执行的操作来确定一个或多个环境参数在特定时间是否在阈值极限内，其中该操作包括以下中的至少一个：将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中/从一个或多个FOUP中卸载一个或多个衬底、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中/从衬底处理室中卸载一个或多个衬底、和/或冷却一个或多个衬底。
在一些实施例中，控制器配置成记录一个或多个衬底在一个或多个时间点和一个或多个衬底位置的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，环境传感器装置还包括设置在衬底处理室内的一个或多个环境传感器，并且其中控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定衬底处理室的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，搬运、打开和/或关闭环境传感器装置包括设置在衬底搬运和运输系统的模块内的一个或多个环境传感器，该模块配置成搬运、打开和/或关闭衬底处理室，并且其中控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定衬底处理室的一个或多个环境参数。
本公开的另一方面涉及一种用于监控衬底搬运和运输系统的受控环境的设备，该衬底搬运和运输系统配置成接收保持一个或多个衬底的一个或多个前开口通用盒(FOUP)，并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底，该设备包括：
-环境传感器装置，其配置成测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数；以及
-控制器，其通信耦合到环境传感器装置，该控制器配置成：跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数，确定一个或多个环境参数在一个或多个衬底的一个或多个位置处是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
附图说明
附图的以下描述涉及本公开的特定实施例，这些实施例本质上仅是示例性的，并不旨在限制本教导、其应用或使用。
应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，附图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本公开的图示实施例的理解。
图1是根据本公开各方面的用于监控衬底处理系统中的衬底环境的系统的示意图。
图2是根据本公开各方面的用于监控FOUP中的衬底环境的系统的示意图。
图3是根据本公开各方面的用于监控衬底处理系统中的衬底环境的方法的流程图。
具体实施方式
在以下详细描述中，将通过本公开的不同方面来描述本公开的技术。将容易理解的是，如本文总体描述的和在附图中示出的，本公开的各方面可以多种不同的配置来布置、替换、组合和设计，所有这些都是明确预期的并且构成本公开的一部分。该描述旨在帮助读者更容易地理解技术概念，但并不意味着限制本公开的范围，本公开的范围仅由权利要求限定。
尽管下面公开了某些实施例和示例，但本领域技术人员将理解，本发明扩展到具体公开的实施例和/或本发明的用途及其明显的修改和等同物之外。因此，意图是所公开的本发明的范围不应受到下述具体公开的实施例的限制。
如本文所用，术语“衬底”可以指任何一种或多种底层材料，包括可被改性的或其上可形成器件、电路或膜的任何一种或多种底层材料。“衬底”可以是连续的或非连续的；刚性的或柔性的；实心的或多孔的；以及它们的组合。衬底可以是任何形式，例如粉末、板或工件。板状衬底可以包括各种形状和尺寸的晶片。衬底可以由半导体材料制成，包括例如硅、硅锗、氧化硅、砷化镓、氮化镓和碳化硅。
例如，粉末形式的衬底可用于药物制造。多孔衬底可以包含聚合物。工件的示例可以包括医疗设备(例如支架和注射器)、珠宝、工具设备、用于电池制造的部件(例如阳极、阴极或隔板)或光伏电池的部件等。
连续衬底可以延伸到发生沉积过程的处理室的边界之外。在一些过程中，连续衬底可以移动通过处理室，使得过程继续，直至到达衬底的末端。连续衬底可以由连续衬底进给系统提供，以允许以任何合适的形式制造和输出连续衬底。
连续衬底的非限制性示例可包括片材、无纺膜、卷、箔、网、柔性材料、成束连续长丝或纤维(例如陶瓷纤维或聚合物纤维)。连续衬底也可以包括其上安装有非连续衬底的载体或薄片。
本文给出的图示并不意味着是任何特定材料、结构或设备的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施例的理想化表示。
所示出和描述的特定实施方式是对本发明及其最佳模式的说明，并不旨在以任何方式限制这些方面和实施方式的范围。实际上，为了简洁起见，系统的传统制造、连接、准备和其他功能方面可能没有详细描述。此外，各图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。许多替代或附加的功能关系或物理连接可以存在于实际系统中，和/或在一些实施例中可以不存在。
应当理解，这里描述的配置和/或方法本质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。这里描述的特定例程或方法可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个。因此，所示的各种动作可以所示的顺序、以其他顺序执行，或者在某些情况下被省略。
本公开的主题包括各种过程、系统和配置的所有新颖和非显而易见的组合和子组合，以及本文公开的其他特征、功能、动作和/或属性，及其任何和所有等同物。
本公开涉及监控衬底处理系统中的衬底环境。虽然本公开通过示例在监控垂直处理炉或反应器中的环境方面进行了描述，但应当理解的是，用于处理、搬运或运输敏感衬底的任何系统都可以受益于本监控技术。例如，在光学光刻系统(例如极紫外光刻)或配置用于处理衬底的任何其他系统中监控衬底环境同样有利。
如前所述，在衬底处理系统中，目前几乎没有对处理室外的环境条件进行监控，这延迟了对潜在污染或其他环境问题的反应。一旦检测到一批衬底被污染，可能需要中断处理线以确定导致严重生产延迟的污染原因。此外，在确定原因时，污染可能会扩散或影响另一批次。在某些情况下，受污染批次的库存甚至可能需要处理。
因此，本公开提供了用于(实时)监控衬底处理系统的相关部分(即包括位于处理室外部的衬底处理线的部分)中的环境条件的方法和系统。在一些情况下，衬底存储在存储模块例如支架中的时间比它们在处理室内的时间长。现有系统可能无法识别搬运或运输阶段之间的环境问题，这可能增加损坏衬底的风险。因此，如本文呈现的实施例所提供的环境问题的快速识别和补救可以避免对衬底的损坏并提高产量(减少产量损失)。
因此，通过本文所述的系统和方法，可以通过加快响应时间和可选地启动(自动)干预来解决污染或环境问题的原因并防止衬底的进一步污染，从而改善对潜在污染或环境问题的响应。这样，可以满足半导体领域中对更高衬底质量的需求。
下文给出了本公开的技术的各个方面的概述，之后将更详细地描述具体实施例。该概述旨在帮助读者更快地理解技术概念，但并不意味着确定其最重要或最基本的特征，也不意味着限制本公开的范围。当描述具体实施例时，参考附图，提供附图仅是为了帮助理解所描述的实施例。
本公开的一方面涉及一种用于监控衬底搬运和运输系统内的受控环境的方法，该衬底搬运和运输系统配置成接收保持一个或多个衬底的一个或多个前开口通用盒(FOUP)，并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底；该方法包括以下步骤：
-跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，
-确定衬底搬运和运输系统在一个或多个衬底的一个或多个位置处的一个或多个环境参数；
-确定一个或多个环境参数是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
本公开的另一方面涉及一种具有受控环境的衬底处理系统，该系统包括：
-一个或多个FOUP，其配置成保持一个或多个衬底；
-处理室，其配置成处理一个或多个衬底；
-衬底搬运和运输系统，其配置成接收一个或多个FOUP并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底；
-环境传感器装置，其配置成测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数；以及
-控制器，其通信耦合到环境传感器装置，该控制器配置成：跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数，确定一个或多个环境参数在一个或多个衬底的一个或多个位置处是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
本公开的另一方面涉及一种用于监控衬底搬运和运输系统的受控环境的设备，该衬底搬运和运输系统配置成接收保持一个或多个衬底的一个或多个前开口通用盒(FOUP)，并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底，该设备包括：
-环境传感器装置，其配置成测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数；以及
-控制器，其通信耦合到环境传感器装置，该控制器配置成：跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数，确定一个或多个环境参数在一个或多个衬底的一个或多个位置处是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
应当理解，基于这里描述的任何实施例，这里公开的方法可以由这里公开的系统执行。也就是说，系统的硬件或软件可以能够执行该方法及其任何步骤的方式进行调整，反之亦然，即使没有如此明确描述。作为示例，系统的控制器可以适于执行该方法的相关步骤，例如当其接收相关环境参数作为输入时，例如以由设置在系统内的一个或多个环境传感器获取的传感器数据的形式。
参考图1，示出了衬底处理系统10的示意图。衬底处理系统10包括衬底搬运和运输系统30、处理室40、控制器50和输出设备60。一个或多个衬底11可以在前开口通用盒(FOUP)20中提供给衬底处理系统10。FOUP20通常由被设计用于为存储在其中的衬底11提供受控环境的专门外壳构成。因此，衬底搬运和运输系统30可包括用于接收一个或多个FOUP20并与之相互作用的装置，更具体地，包括用于从所述FOUP内卸载一个或多个衬底11并将它们运输到处理室40以对一个或多个衬底11进行预定处理的装置，反之亦然。衬底11在FOUP20、衬底搬运和运输系统30和处理室40之间的相关运动由虚线箭头表示。
应当理解，图1中的衬底搬运和运输系统30是多个设备的抽象表示，这些设备配置成执行将衬底11从FOUP20转移到处理室40中所需的所有动作，反之亦然。所包括的设备的数量可以根据装载和卸载过程的复杂性而变化，但是为了简单起见，下面将讨论具有功能模块的衬底搬运和运输系统。在一些实施例中，搬运和运输系统可以包括FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块中的至少一个。此外，在本公开中，FOUP被认为是衬底处理系统的部件。因此，除非另有说明，衬底处理系统的任何实施例都可被认为是FOUP的实施例。
接下来讨论垂直处理炉的衬底装载循环的示例。包括这个示例是为了帮助读者更容易地理解技术概念，但本领域技术人员可以理解，用于处理、搬运和运输敏感衬底的任何系统都可以受益于本监控技术。例如，监控光刻系统中衬底的环境同样有利。
可以在FOUP中向系统提供多个衬底，这可以由FOUP搬运模块来搬运。有利地，FOUP搬运模块可以包括机械臂，该机械臂可以根据可用性自动将所提供的FOUP装载到FOUP转盘中或者将其存储在FOUP存储支架中。从FOUP转盘，FOUP接下来可被放置到交换装置上，该交换装置将它转移到FOUP开门器上。随着FOUP门被打开，可以通过衬底搬运模块将衬底卸载到反应器转盘模块上的舟中，可能使用中间衬底存储器。有利地，衬底搬运模块可以包括机械臂，该机械臂可以自动将衬底从FOUP移动到舟中。装载有衬底的舟然后可以通过反应器转盘从装载位置旋转到反应器位置，使得舟升降机可以将舟移入和移出处理室。处理后，反应器转盘上的舟可旋转回到冷却位置。冷却后，舟可以移动到卸载位置，在该位置，衬底搬运模块可以执行与前面描述的装载循环等同的卸载循环。
在一些实施例中，衬底搬运和运输系统，更具体地说，衬底运输模块可以包括配置成在运输期间保持衬底的衬底载体装置。例如，衬底载体可以包括用于运输单个衬底或晶片的卡盘、用于运输任何数量的衬底或晶片的舟等。
在一些实施例中，衬底搬运和运输系统可以包括一个或多个环境传感器，其可操作地连接到控制器以向其提供传感器数据。如图1中进一步示出，一个或多个环境传感器31可以设置在衬底搬运和运输系统30内，更具体地，设置在所述衬底搬运和运输系统30的任何设备或模块内。在一些实施例中，一个或多个环境传感器可以设置在储料器模块、FOUP搬运模块、衬底搬运模块、反应器转盘模块和/或反应器室内。例如，一个或多个环境传感器可以设置在衬底搬运和运输系统的模块或设备的内表面上。一个或多个环境传感器可以设置在壳体内，以保护环境传感器在设备操作期间不受损坏。
在一些实施例中，一个或多个环境传感器可以配置成测量衬底搬运和运输系统的内部环境的环境参数。特别地，一个或多个环境传感器可以有利地提供衬底搬运和运输系统的环境参数的实时测量。通过连续测量环境参数可以提供实时测量。这些测量可以通过数据流直接提供给控制器，例如通过有线连接或无线发射器。可替代地或组合地，测量可以存储在一个或多个存储设备中，存储设备可以设置在衬底搬运和运输系统中。
在一些实施例中，一个或多个环境传感器可以配置成在特定时间测量衬底搬运和运输系统的内部环境的环境参数。例如，一个或多个环境传感器可以配置成在特定操作之前、期间和/或之后测量衬底搬运和运输系统的环境参数。例如，可以在将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中/从一个或多个FOUP中卸载、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中/从衬底处理室中卸载、和/或冷却一个或多个衬底之前、期间和/或之后测量环境参数。在另一示例中，一个或多个环境传感器可配置成以特定时间间隔测量FOUP的环境参数。这可能有助于减少环境传感器消耗的功率量并减少控制器上的负载。
在一些实施例中，一个或多个环境参数可以包括颗粒浓度、化学成分、湿度、温度、振动和/或入射辐射中的至少一个。因此，环境传感器装置可以包括配置用于测量这里讨论的环境参数中的至少一个的设备。例如，该设备可以是湿度传感器、温度计、加速度计、辐射探测器、颗粒探测器、化学探测器等。相关环境参数因应用而异。例如，对于金属和金属氮化物来说，通常需要低氧和低湿度水平，因此对氧和湿度的监控可能与这种应用更相关。有利地，化学浓度包括氧，更具体地说是氧浓度，因为它与防止硅晶片上的自然氧化物生长相关。
衬底处理系统可以配置成支持受控环境。该受控环境的方面或参数可以包括例如湿度、温度、振动、入射辐射、颗粒密度和化学成分。受控环境可以由衬底处理系统中的一个或多个环境支持设备来创建。这些环境支持设备可以包括通风和吹扫系统、机械结构比如防辐射镀层和涂层、抗振动系统、垫圈、法兰和其他密封特征、气体系统比如湿度控制装置、输入/输出阀和支持环境支持设备的电子设备。例如，衬底处理系统可以包括主要为氮气的环境，这有助于避免硅衬底上的自然氧化物生长以及杀死有机污染物。在一些实施例中，衬底处理系统配置成保持具有恒定温度、湿度以及最小入射辐射和振动的无颗粒氮环境。在一些实施例中，一个或多个环境传感器连接到一个或多个环境支持设备。
参考图2，示出了在另一实施例中，FOUP20可以包括一个或多个环境传感器21，其配置用于确定所述FOUP中的一个或多个环境参数。在一些实施例中，一个或多个环境传感器21可以配置成测量FOUP20的内部环境的环境参数。有利地，一个或多个环境传感器可以提供FOUP的环境参数的实时测量。通过连续测量环境参数可以提供实时测量。可替代地，一个或多个环境传感器可以在特定时间提供FOUP的环境参数的测量。例如，一个或多个环境传感器可以配置成在打开和/或关闭之前和/或之后测量FOUP的环境参数。在另一示例中，一个或多个环境传感器可配置成以特定间隔测量FOUP的环境参数。这可能有助于减少环境传感器消耗的功率量并降低系统的整体复杂性。
在一些实施例中，FOUP可以包括用于将由一个或多个环境传感器测量的环境参数传输到控制器的装置。在一些实施例中，FOUP可以包括无线发射器，其配置成将测量的环境参数无线传输到控制器。可替代地或组合地，FOUP可以包括用于建立有线连接的连接器，例如当FOUP装载到FOUP搬运模块中时，用于将传感器数据读出到控制器。
在一些实施例中，FOUP可以包括配置成在受保护环境中保持一个或多个衬底的外壳。该受保护环境的方面或参数可以包括例如湿度、温度、振动、入射辐射、颗粒密度和化学成分。衬底可以承载在保持元件上。保持元件可以是支架、托架、架子、夹子、框架或其他元件，以在运输和搬运期间固定衬底。该外壳可以具有大致矩形形状，其主体包括多个连接的壁、顶部、基部和FOUP门，以允许装载和卸载衬底。外壳可以由刚性材料制成，以保护和牢固地将衬底保持在内部。在一些实施例中，外壳由塑料材料形成。一个或多个把手可以设置在外壳的侧面，以搬运和运输FOUP。
在一些实施例中，一个或多个环境传感器可以设置在FOUP内，有利地设置在FOUP的内表面上。如图2中进一步所示，环境传感器可以设置在外壳内，例如在FOUP的壁或门上，以保护环境传感器在装卸FOUP期间不受损坏。在一些实施例中，外壳可以是可移除的，使得操作者可以接近环境传感器。在一些实施例中，一个或多个环境传感器可以集成到FOUP的壳体中。外壳可以符合一个或多个环境传感器的形状。外壳可以有助于保护一个或多个环境传感器在转移过程中不受损坏。
再次参考图1，控制器50包括处理器55、存储器和通信模块51，通信模块51配置成从任何上述实施例中的一个或多个环境传感器接收传感器数据。如图1中进一步所示，控制器50可以从设置在衬底搬运和运输系统30内的环境传感器31接收传感器数据，和/或从设置在处理室40内的环境传感器41接收传感器数据。如图2进一步所示，控制器50可以从设置在FOUP内的环境传感器21接收传感器数据。在从一个或多个环境传感器接收到传感器数据之后，控制器可以分析环境参数以确定环境参数是否在可接受的限度内。
控制器的处理器可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的分立或集成逻辑电路中的任何一个或多个。在一些实施例中，控制器是计算机系统。处理器可以连接到存储器、发射器和接收器。
控制器的存储器可以是半导体存储器，例如只读存储器、随机存取存储器、FRAM或NAND闪存。存储器可以与处理器和相关的处理器接口，使得处理器可以对存储器进行写入和读取。在一些实施例中，存储器可以配置成存储来自一个或多个环境传感器的环境测量值。存储器还可以配置成存储来自环境传感器的先前读数以及每个环境参数的阈值。在这种情况下，控制器可将环境测量值与阈值进行比较，以确定FOUP内的环境是否处于安全运行条件下。如果不是这种情况，控制器可以发出警报，以便可以校正环境问题。
控制器的通信模块可以包括无线接收器，例如蓝牙或Wi-Fi，或者通过有线连接的任何接收器。控制器的接收器可以配置成从耦合到一个或多个环境传感器的发射器接收传输。例如，衬底处理系统的设备或模块可以包括发射器，其配置成从一个或多个环境传感器接收测量值并将测量值传输到控制器。控制器的通信模块还可以包括发射器，其配置成向衬底搬运和运输系统、处理室或其他位置发送指令。
在一些实施例中，控制器可以从传感器数据中确定一个或多个环境参数，该传感器数据是用设置在衬底处理系统的一部分中的一个或多个环境传感器(直接)测量的，更具体地说，设置在衬底处理系统的设备或模块内。例如，设置在储料器模块内的第一环境传感器可以测量所述储料器模块的一个或多个环境参数，设置在衬底转盘模块内的第二环境传感器然后可以测量所述衬底转盘模块的一个或多个环境参数。
在一些实施例中，环境传感器可以通过基于传感器数据(间接)计算所述参数来确定衬底处理系统的一个部分或模块中的一个或多个环境参数，所述传感器数据是用设置在衬底处理系统的另一部分或模块中的一个或多个环境传感器测量的。例如，如果第一环境传感器设置在储料器模块内，第二环境传感器设置在衬底转盘模块内，那么设置在所述储料器模块和所述衬底转盘模块之间的衬底搬运模块的一个或多个环境参数可以基于由所述第一和第二环境传感器测量的一个或多个环境参数来计算，假设可以例如基于距离来确定相关位置之间的相关性。当从一个或多个环境传感器接收环境参数时，控制器可以执行计算，或者可以在特定时间执行计算，例如在设备或模块执行操作之前和/或之后。
在一些实施例中，控制器可以连接到显示设备，用于查看环境测量值、警报和指令。显示设备可以是计算机监视器或其他类型的屏幕。显示设备可用于显示被监控设备的环境状态、环境警报或与衬底搬运相关的其他信息。例如，环境警报可以用来通知操作者已经识别的环境问题，从而可以执行操作来校正该问题。
再次参考图1，控制器50的处理器55可以配置成向显示设备60传输警报，该警报识别具有环境问题的被监控设备以及已被识别的环境问题类型(例如“氧”表示氧污染)。显示装置60然后可以向一个或多个操作者显示视觉警报61。在图1的示例中，显示设备60显示简单的“警报”消息61。在一些实施例中，视觉警报可以通过特定的颜色、形状、图标、闪烁模式等来区分。例如，视觉警报的颜色可以对应于所识别的问题，例如如果发现温度高于正常值但仍可接受，则为黄色；如果发现温度高于可接受的极限，则为红色。可替代地或组合地，视觉警报可以包括文本，例如被监控设备或衬底的特定号码或标识，以及已被识别的问题。例如，如果衬底搬运和运输系统中的被监控设备的温度由一个或多个环境传感器测量并被控制器确定为高于可接受的水平，则视觉警报可以例如将“高温”列为问题。在一些实施例中，警报可被声音警报替代或与声音警报组合，例如由音频设备(例如扬声器)生成的音频通知。警报和其他消息的显示可以允许操作者快速识别环境问题并做出相应的响应。这可能有助于快速解决问题，并将对衬底的损害降至最低。
在一些实施例中，控制器的存储器可以配置成存储由一个或多个环境传感器测量的环境参数。例如，被监控设备的环境参数可以在整个操作期间存储，包括所有装载或卸载阶段之前和之后。这可以允许操作者确定在特定处理阶段期间环境问题出现在哪里，例如识别一个或多个环境参数高于正常值的衬底搬运和运输系统的区域或设备。在一实施例中，存储器可以配置成存储来自多个被监控设备的环境参数。可以比较这些参数来确定衬底环境的趋势。环境参数的存储和比较也有助于识别有问题的区域或设备，以避免对衬底的持续损坏。
在一些实施例中，控制器的存储器可以配置成存储由一个或多个环境传感器测量的环境参数。例如，被监控设备的环境参数可以在整个操作期间存储，包括所有装载或卸载阶段之前和之后。这可以允许操作者确定在特定处理阶段期间环境问题出现在哪里，例如识别一个或多个环境参数高于正常值的衬底搬运和运输系统的区域或设备。在一实施例中，存储器可以配置成存储来自多个被监控设备的环境参数。可以比较这些参数来确定衬底环境的趋势。环境参数的存储和比较也有助于识别有问题的区域或设备，以避免对衬底的持续损坏。
在一些实施例中，控制器可以跟踪衬底处理系统内一个或多个衬底的(大致)位置。例如，衬底位置可以指示衬底在衬底处理系统的特定模块或设备内部，该系统可以包括FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块。可替代地或组合地，衬底位置可以指示衬底被转移到特定模块或设备。
在一些实施例中，控制器可以跟踪衬底处理系统的设备或模块内的一个或多个衬底的(特定)位置。例如，衬底位置可以指示特定模块或设备内被跟踪的衬底相对于其他衬底的位置。该位置可以基于衬底的装载/卸载顺序来确定。例如，如果控制器接收到被跟踪的衬底是要装载到FOUP中的第一衬底的信息，则它可以确定所述衬底位于所述FOUP的底部。
在一些实施例中，控制器可以基于衬底处理系统执行的操作来跟踪一个或多个衬底的位置。衬底位置通常不会改变，直到执行操作。例如，在将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中/从一个或多个FOUP中卸载、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中/从衬底处理室中卸载、和/或冷却一个或多个衬底之前、期间和/或之后，衬底位置可以改变。因此，每当衬底处理系统的一个或多个设备执行操作时，控制器可以在特定时间更新衬底的位置。这可能有助于减少控制器消耗的功率量并降低系统的整体复杂性。
在一些实施例中，控制器可以针对单个衬底或一组衬底确定一个或多个环境参数是否在阈值极限内。环境参数可以在衬底处理系统的设备或模块内变化。例如，储料器模块的最上面架子可以与同一储料器模块的最下面架子具有不同的温度；因此，控制器可以确定存储在最上面架子中的衬底的环境参数可能高于阈值极限，而存储在最下面架子中的衬底的环境参数可能仍在阈值极限内。
在一些实施例中，控制器可以记录一个或多个衬底在一个或多个时间点和衬底位置的一个或多个环境参数。每当衬底从衬底处理系统的一个设备或模块转移到另一个设备或模块时，衬底的环境都会改变，这会影响衬底的整体质量。有利地，控制器可以为衬底创建处理日志，该日志包括衬底在一个或多个时间点暴露的确定的环境参数和衬底位置。之后可以检查处理日志以确定衬底生产质量。该检查可以由操作者手动执行，或者可以由自动化系统检查，例如通过实施机器学习技术。
在一些实施例中，如果测量的环境参数不在可接受的限度内，控制器还可以配置成向衬底处理系统的设备或模块发送一个或多个指令。例如，控制器可以可操作地耦合到衬底搬运和运输系统的设备或模块，以最小化环境问题的影响，并可选地校正该问题。有利地，响应可以完全自动化以获得更快的响应时间，从而避免损坏衬底。可替代地，该响应可以是半自动的，例如通过请求操作者确认来激活相关的环境支持设备。半自动系统可能是必要的，以确保附近操作者的安全或损坏敏感物体的风险。
在一些实施例中，如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则控制器可以配置成向衬底搬运和运输系统发送一个或多个指令，以停止或中止衬底处理系统内的一个或多个衬底的转移。例如，如果设置在储料器模块内的一个或多个环境传感器向控制器发送测量值，该测量值显示环境参数高于安全操作极限，则控制器可以中止向或从所述储料器模块转移衬底。在另一示例中，如果FOUP内的一个或多个环境传感器向控制器发送测量值，该测量值显示环境参数高于安全操作极限，则控制器可以中止FOUP的打开或关闭，或者中止将衬底转移到FOUP中或从FOUP转移衬底。
在一些实施例中，控制器可以配置成基于一个或多个环境参数确定一个或多个处理条件，并基于所述处理条件指示处理室处理一个或多个衬底。以这种方式，可以基于衬底的环境历史来调整处理室中的处理条件。例如，如果控制器确定衬底暴露于高于安全操作极限的氧浓度，则可以指示处理室执行预烘焙步骤以从衬底表面去除自然氧化物生长。另一方面，如果控制器确定衬底的氧浓度在安全操作极限内，则处理室可以跳过该预烘烤步骤。
如图1中进一步示出，控制器50可以配置成控制衬底处理系统10中的一个或多个环境支持设备，以控制衬底处理系统内的环境，更具体地，衬底搬运和运输系统30中的一个或多个环境支持设备31和/或处理室40中的一个或多个环境支持设备41。这种控制可以包括调节衬底处理系统10中的压力、湿度、温度和/或化学成分，更具体地说，调节衬底搬运和运输系统30和/或处理室40中的压力、湿度、温度和/或化学成分。例如，如果衬底搬运和运输系统30的环境传感器31识别出任何设备或模块内存在高于阈值水平的氧，作为响应，控制器可以启动吹扫系统35以冲洗掉污染物。这可以允许衬底搬运和运输系统30在生产线运行时校正环境问题，而不需要衬底处理系统离线。
图3是根据本公开各方面的用于监控衬底环境的方法100的流程图。应当理解，可以在该方法的步骤之前、期间和之后提供额外的步骤，并且对于该方法的其他实施方式，所描述的一些步骤可被替换或消除。
在所示实施例中，方法100开始于步骤101，在衬底处理系统中提供环境传感器装置。环境传感器可以是任何上述实施例的环境传感器。例如，环境传感器可以设置在如图1所示的任何衬底搬运和运输系统模块内，其可以包括FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块。此外，环境传感器可以设置在FOUP内，如图2所示。环境传感器可以配置成测量衬底搬运和运输系统模块的环境参数，例如湿度、温度、振动、入射辐射、颗粒密度和化学成分。环境传感器可以配置成将测量的环境参数传输到控制器，例如图1所示的控制器50。
在步骤102，方法100可以包括确定一个或多个环境参数的阈值水平。在一些实施例中，阈值水平可以表示极限，超过该极限衬底处理系统内的衬底可能被损坏。例如，诸如氧的颗粒浓度的阈值水平可以设定为10ppm[O2]。湿度的阈值水平的另一示例可以设置为5％的相对湿度。阈值水平可以由控制器确定或传送至控制器，并且可以存储在控制器内的存储器中。
在步骤103，方法100可以包括利用环境传感器装置确定一个或多个环境参数。在一些实施例中，环境参数可以由设置在衬底处理系统的一部分或其相关模块中的一个或多个环境传感器(直接)测量。例如，设置在储料器模块内的环境传感器可以测量所述储料器模块的一个或多个环境参数，而设置在衬底转盘模块内的第二环境传感器可以测量所述衬底转盘模块的一个或多个环境参数。可替代地，环境参数可以基于设置在衬底处理系统的另一部分或其环境连接的另一模块中的一个或多个环境传感器的测量来计算。例如，如果第一环境传感器设置在储料器模块内，第二环境传感器设置在衬底转盘模块内，则可以基于由所述第一和第二环境传感器测量的一个或多个环境参数来计算设置在所述储料器模块和所述衬底转盘模块之间的衬底搬运模块的一个或多个环境参数。该计算可以由从一个或多个环境传感器接收测量的环境参数的控制器来执行。
在步骤103，环境传感器可以用于实时测量环境参数。可替代地，环境传感器可以在衬底的运输、搬运和处理期间的特定时间测量环境参数，例如在衬底处理系统的不同模块之间或由所述模块执行的操作之间。测量值可以存储在环境传感器或控制器内的存储器中。
在步骤104，方法100可以包括将一个或多个环境参数传输至控制器。在一些实施例中，传输是无线的，并且可以用无线发射器来实现。控制器可以包括无线接收器，并且可以存储接收到的测量值。可替代地，传输可以通过有线连接来完成。
在步骤105，方法100可以包括确定一个或多个环境参数是否在步骤102中确定的阈值水平内。这可以包括用控制器将测量的环境参数与阈值水平进行比较。
这样，方法100可以基于控制器执行的比较的结果分成两条路径。特别地，如果控制器确定一个或多个测量的环境参数在阈值水平内，方法100可以通过在衬底处理系统中转移衬底(例如从一个模块转移到另一个模块)而直接进行到步骤108。然而，如果控制器确定一个或多个测量的环境参数不在阈值水平内，则方法100可改为通过指示警报来进行到步骤106。
在步骤106，方法100可以包括指示环境参数不在阈值水平内的警报。步骤106可以包括在显示设备上显示警报，例如用图形或文本来通知操作者环境问题。该显示设备可以类似于图1所示的显示设备60。这可以帮助操作者在转移衬底之前识别衬底处理系统或其任何模块内的问题，并且以这种方式帮助尽快解决环境问题。
在步骤107，方法100可以可选地包括进行操作以校正一个或多个环境参数。这可以包括使衬底处理系统的受影响的模块或设备离线，并防止衬底转移到所述受影响的模块或设备和/或从所述受影响的模块或设备转移，以避免污染其他模块或设备。在一些实施例中，步骤107可以包括吹扫(用氮气或其他气体)、冲洗、密封、更新气体、减少辐射、去除颗粒、减少振动、改变湿度、改变温度和/或更换衬底处理系统的一个或多个模块或设备中的机构(例如有故障的密封件)。
在步骤107之后，方法100可以可选地包括在进行步骤107的操作之后确定一个或多个环境参数是否在阈值水平内。这可能有助于确保所有问题都得到适当校正，并且衬底为进一步运输、搬运和处理做好准备。
在步骤108，方法100可以包括在衬底处理系统中转移衬底，例如从一个模块转移到另一个模块。这些模块可以包括如图1所示的任何衬底搬运和运输系统模块，例如FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块。在一实施例中，方法100可以还包括将衬底转移到处理台，例如通过将衬底转移到处理室中。这样，可以安全地启动相关的处理步骤。
在本公开范围内的示例性实施方式中，方法100在步骤108之后重复，使得方法流程返回到步骤101并再次开始。方法100的迭代可用于对衬底处理系统内的环境进行持续(实时)监控。
如本文所用，术语“一个实施例”或“一实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中不同地方出现的短语“在一些实施例中”不一定都指相同的实施例。
如本文所用，术语“包括”与“包含”、“含有”同义，并且是包含性的或开放式的，不排除额外的、未列举的构件、元件或方法步骤。术语“包括”在提及所述构件、元件或方法步骤时也包括“由”所述构件、元件或方法步骤“构成”的实施例。单数形式“一”、“一个”和“该”包括单数和复数指代物，除非上下文另有明确规定。
如本文所用，术语“连接”或“联接”反映了所描述的物体或设备之间的功能关系，也就是说，该术语表示所描述的物体必须以执行指定功能的方式连接，该指定功能可以包括以电或非电(即物理)方式的直接或间接连接，这适用于该术语所使用的上下文。
如本文所用，术语“基本”是指动作、特征、性质、状态、结构、项目或结果的完全或接近完全的范围或程度。例如，“基本”封闭的物体意味着该物体被完全封闭或接近完全封闭。在某些情况下，偏离绝对完整性的确切允许程度可能取决于具体情况。然而，一般来说，接近完成将具有相同的总体结果，就好像获得了绝对和完全的完成。当在否定含义中使用“基本”来指完全或接近完全缺乏动作、特征、性质、状态、结构、项目或结果时，使用“基本”同样适用。
如本文所用，术语“约”用于给数值或范围端点提供灵活性，根据具体情况，给定值可以“稍微高于”或“稍微低于”所述值或端点。除非另有说明，根据具体数字或数值范围使用术语“约”也应理解为支持没有术语“约”的这种数值术语或范围。例如，对“约30”的叙述应理解为不仅支持略高于和略低于30的值，还支持30的实际数值。
通过端点叙述的数值范围包括包含在相应范围内的所有数字和分数，以及叙述的端点。此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述次序或时间顺序，除非另有说明。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且这里描述的本公开的实施例能够以不同于这里描述或示出的其他顺序操作。
如本文所用，关于设备或物体的性能的术语“改进”是基于与现有技术中的类似设备或物体的比较而获得的益处的量度。此外，应该理解，改进性能的程度可以在所公开的实施例之间变化，并且改进性能的数量、程度或实现的同等性或一致性不应被假定为普遍适用的。
附图标记列表
10衬底处理系统
11衬底
20前开口通用盒(FOUP)
21环境传感器
30衬底搬运和运输系统
31环境传感器
35环境支持设备
40处理室
41环境传感器
45环境支持设备
50控制器
51通信模块
55处理器
60显示设备
61警报

Claims (20)

1.一种具有受控环境的衬底处理系统，包括：
-一个或多个FOUP，其配置成保持一个或多个衬底；
-衬底处理室，其配置成处理一个或多个衬底；
-衬底搬运和运输系统，其配置成接收一个或多个FOUP并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底；
-环境传感器装置，其配置成测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数；以及
-控制器，其通信耦合到环境传感器装置，该控制器配置成：
-跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，
-确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数，
-确定一个或多个环境参数在一个或多个衬底的一个或多个位置处是否在阈值极限内，并且
-如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
2.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述衬底搬运和运输系统包括以下中的至少一个：FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制器配置成基于由所述衬底搬运和运输系统执行的操作来跟踪所述一个或多个衬底的一个或多个位置，其中，所述操作包括以下中的至少一个：从所述一个或多个FOUP卸载一个或多个衬底、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中、从衬底处理室卸载一个或多个衬底、冷却一个或多个衬底以及将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制器配置成如果确定所述一个或多个环境参数不在阈值极限内则向所述衬底搬运和运输系统发出指令以停止衬底搬运和运输系统的操作，其中，所述操作包括以下中的至少一个：停止从所述一个或多个FOUP卸载所述一个或多个衬底、停止在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、停止将一个或多个衬底装载到所述衬底处理室中、停止从衬底处理室卸载一个或多个衬底以及停止将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制器配置成基于所述一个或多个环境参数确定一个或多个处理条件，并基于所述处理条件向所述衬底处理室发出指令以处理所述一个或多个衬底。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括一个或多个环境支持设备，其配置成支持所述衬底处理系统的受控环境，并且其中，所述控制器配置成如果确定所述一个或多个环境参数不在阈值水平内则向一个或多个环境支持设备发出指令以校正环境；其中，所述校正包括以下中的至少一个：吹扫、密封、冲洗、更新气体、减少辐射、减少振动、去除颗粒、改变湿度以及改变温度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述环境传感器装置包括设置在所述衬底搬运和运输系统内的一个或多个环境传感器，并且其中，所述控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述环境传感器装置配置成测量以下中的至少一个：颗粒浓度、化学成分、湿度、温度、振动以及入射辐射。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述控制器配置成基于由所述衬底处理系统执行的操作来确定所述一个或多个环境参数在特定时间是否在阈值极限内，其中，所述操作包括以下中的至少一个：从所述一个或多个FOUP卸载一个或多个衬底、在所述衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中、从衬底处理室卸载一个或多个衬底、冷却一个或多个衬底以及将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述环境传感器装置还包括设置在所述一个或多个FOUP内的一个或多个环境传感器，并且其中，所述控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定一个或多个FOUP的一个或多个环境参数。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述环境传感器装置还包括设置在所述衬底处理室内的一个或多个环境传感器，并且其中，所述控制器配置成基于来自所述环境传感器的测量来确定衬底处理室的一个或多个环境参数。
12.一种用于监控衬底搬运和运输系统的受控环境的设备，该衬底搬运和运输系统配置成接收保持一个或多个衬底的一个或多个前开口通用盒(FOUP)，并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底，该设备包括：
-环境传感器装置，其配置成测量衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数；以及
-控制器，其通信耦合到环境传感器装置，该控制器配置成：
-跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，
-确定衬底搬运和运输系统的一个或多个环境参数，
-确定一个或多个环境参数在一个或多个衬底的一个或多个位置处是否在阈值极限内，并且
-如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
13.一种用于监控衬底搬运和运输系统内的受控环境的方法，该衬底搬运和运输系统配置成接收保持一个或多个衬底的一个或多个前开口通用盒(FOUP)，并将一个或多个衬底转移到衬底处理室和从衬底处理室转移一个或多个衬底；该方法包括以下步骤：
-跟踪衬底搬运和运输系统内的一个或多个衬底的一个或多个位置，
-确定衬底搬运和运输系统在一个或多个衬底的一个或多个位置处的一个或多个环境参数；
-确定一个或多个环境参数是否在阈值极限内，并且如果确定一个或多个环境参数不在阈值极限内，则指示警报。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述衬底搬运和运输系统包括以下中的至少一个：FOUP搬运模块、FOUP运输模块、衬底搬运模块、衬底存储模块和衬底运输模块。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，基于由所述衬底搬运和运输系统执行的操作来跟踪所述一个或多个衬底的位置，其中，所述操作包括以下中的至少一个：从所述一个或多个FOUP卸载一个或多个衬底、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中、从衬底处理室卸载一个或多个衬底、冷却一个或多个衬底以及将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，还包括：确定所述衬底搬运和运输系统在所述一个或多个衬底的一个或多个未来位置处的一个或多个环境参数；以及确定所述一个或多个环境参数是否在阈值极限内。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，还包括：如果确定所述一个或多个环境参数不在阈值极限内，则停止所述衬底搬运和运输系统的操作，其中，所述操作包括以下中的至少一个：停止从所述一个或多个FOUP卸载所述一个或多个衬底、停止在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、停止将一个或多个衬底装载到所述衬底处理室中、停止从衬底处理室卸载一个或多个衬底以及停止将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，还包括基于所述一个或多个环境参数确定一个或多个处理条件，并基于所述处理条件在所述处理室内处理所述一个或多个衬底。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，还包括：如果确定所述一个或多个环境参数不在阈值水平内，则校正环境；其中，所述校正包括以下中的至少一个：吹扫、密封、冲洗、更新气体、减少辐射、减少振动、去除颗粒、改变湿度以及改变温度。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中，确定一个或多个环境参数是否在阈值极限内的步骤基于由所述衬底搬运和运输系统执行的操作在特定时间发生，其中，所述操作包括以下中的至少一个：从所述一个或多个FOUP卸载所述一个或多个衬底、在衬底搬运和运输系统内转移一个或多个衬底、存储一个或多个衬底、将一个或多个衬底装载到衬底处理室中、从衬底处理室卸载一个或多个衬底、冷却一个或多个衬底以及将一个或多个衬底装载到一个或多个FOUP中。
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