包含內部環境監測器的可運輸容器的制作方法

專利名稱：包含內部環境監測器的可運輸容器的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體晶片的制造，特別涉及一種系統，該系統允許對可運輸容器的內部環境特征進行非入侵的、連續的本地和遠程感測。
背景技術：
由惠普公司提出的標準機械接口(“SMIF”)系統在美國專利號No.4,532,970和No.4,534,389中公開。SMIF系統的目的是減少在半導體制造過程中晶片的存儲和運輸期間到達半導體晶片(“晶片”)上的粒子通量。這一目的部分地通過機械地確保在存儲和運輸期間，環繞晶片的氣態介質(例如空氣或氮氣)相對于晶片基本靜止，以及通過確保來自周圍氣氛的粒子不會進入直接晶片環境來實現。這一環境在這里可以稱為“清潔環境”。
SMIF系統具有三個主要部件(1)用于存儲和運輸晶片和/或晶片匣(wafer cassettes)的密封盒；(2)位于半導體處理工具上的一個輸入/輸出(I/O)小環境，以提供清潔的空間(填充了清潔氣體)，其中暴露的晶片和/或晶片匣可以運輸到或來自處理工具的內部；以及(3)用于在SMIF盒和SMIF小環境之間，在不使晶片和/或晶片匣暴露在污染物下時運輸晶片和/或晶片匣的接口。一種提出的SMIF系統的進一步細節在題目為“SMIF一種用于在超大規模集成電路制造中晶片匣運輸的技術(A TECHNOLOGY FOR WAFER CASSETTE TRANSFER INVLSI MANUFACTURING)”，作者Mihir Parikh和Ulrich Kaempf，固態技術(Solid State Technology)，1984年7月，第111-115頁的文獻中有所描述。
SMIF盒通常包括一個盒門(pod door)，其緊密配合一個盒外殼，以提供一個密封的環境，晶片可以在其中存儲并運輸。如圖1A所示，“底部開口”盒100為這樣的盒，其中盒門101水平地置于盒100的底部，并連接至盒外殼103。晶片被支撐在匣105中，匣105被支撐在盒門101上。“前開口”盒110如圖1B所示，也稱為前開口統一容器，或FOUP，包括一個盒門111，其位于垂直平面內并與盒外殼113緊密連接。晶片(未示出)或是被支撐在安裝在盒外殼113內的匣(未示出)內，或是由安裝在盒外殼113內的支架115支撐。
在制造設備中為了在底部開口或前開口容器和晶片的處理工具505(圖5)之間運輸晶片，該盒通常被手工或自動地裝載到裝載端口部件507(圖5)上，該裝載端口部件507通常或是安裝到處理工具505上，或是作為處理工具505的一部分。裝載端口部件507包括一個訪問端口，在沒有盒時，該端口由端口門(未示出)遮蓋。在裝載裝載端口部件507上的盒時，在底部開口和前開口系統中，盒門都是相對于端口門對準。
一旦盒被放置在裝載端口部件507上，端口門內的機械裝置把盒門從盒外殼中打開，并將盒門和端口門移動到一個允許通過處理工具405訪問晶片的位置上。盒外殼保持在此時暴露的訪問端口附近，以便維持包括處理工具和盒外殼內部的清潔環境。
在底部開口系統中，端口門，以及盒門101和其上支撐的晶片運輸匣105，被降低進入裝載端口部件507中。之后，裝載端口部件507或處理工具505內的晶片處理機器人可以從匣訪問特定的晶片，用于在匣和處理工具之間運輸。在前開口系統中，晶片處理機器人可以從盒外殼113中直接訪問晶片，用于在盒110和處理工具505之間運輸。
上述類型的系統保護以防止晶片受到粒子污染。在半導體工藝中粒子是非常具有破壞性的，因為在半導體器件的制造中采用小的幾何尺寸。當今典型的先進半導體制造工藝采用0.5微米及更小的幾何尺寸。具有大于0.1微米幾何尺寸尺度的不需要的污染粒子基本會干擾1微米幾何尺寸的半導體器件。當然，這一趨勢是將具有越來越小的半導體器件幾何尺寸，當今在實驗室中研制開發的尺寸已經接近0.1微米以及更小。
隨著器件的尺寸持續減小，污染粒子和分子污染已經變成半導體制造中一個重要的關注問題。有幾種來源導致半導體晶片在經歷制造過程中受到污染。例如，在制造過程中，某些氣體、液體、壓力、相干光和非相干光、振動、靜電電荷和污染物可以影響半導體的最終成品率。因此，在制造過程期間在盒內控制這些參數中的每一個是很重要的。
根據上述討論的SMIF技術對盒內的環境進行密封，可以顯著提高制造廠商控制半導體晶片周圍環境的能力。然而，盒會被經常打開，在裝載端口部件處被自動地打開用于晶片運輸時，以及被技術人員例如在清洗盒期間手工打開。此外，盒經常包括用于允許液體進出密封盒的傳輸的閥門。每一個這些操作以及盒的特點都可以是盒內半導體晶片的污染物的潛在來源。
執行晶片組(lot)測試是已知的，其中在晶片上形成器件期間或之后隨機的或有問題的盒被選出用于內部環境特征測試。盡管這種操作能夠在問題發生之后識別它們，已知的測試系統不能精確指示問題發生的時間或位置。因此，這種測試操作通常執行得太晚以至無法防止對晶片組的污染。而且，被污染的盒還被允許繼續經過制造過程，它通常會污染其他的處理工具和晶片組。此外，傳統的測試操作不能識別對晶片引入污染物的制造設備內的區域。
因此，需要提供一種裝置和方法，用于積極監測盒內和處理臺內的環境。

發明內容
概括地描述，本發明包括一個可運輸容器，其具有與周圍大氣狀況隔離的內部環境。可運輸容器包括一個傳感器，用于監測盒內的內部環境特征的狀況，并發送表示所監測的狀況的數據。可運輸容器還可以包括一個用于為傳感器供電的電源。
另一方面，提供了一種可運輸容器監測系統，用于監測具有與周圍大氣狀況隔離的內部環境的可運輸容器的內部環境狀況。可運輸容器監測系統包括一傳感器，用于監測容器內的內部環境狀況，并發送表示所監測狀況的數據。該系統可包括一與傳感器通信的收發器，其用于接收和發送由傳感器發送的數據。
根據另一方面，提供了一種具有與周圍大氣環境狀況隔離的內部環境的可運輸容器。可運輸容器包括多個傳感器，每個傳感器監測可運輸容器內的一個不同的內部環境狀況，并發送表示所監測狀況的數據。可運輸容器內可包括一個收發器，其用于接收并發送由傳感器發送的數據。
根據再一個方面，提供了一個傳感器網絡，用于監測可運輸容器內的內部環境狀況。傳感器網絡包括一網絡總線、一與網絡總線連接的收發器、多個與網絡總線連接的網絡節點、以及多個傳感器。這些傳感器與網絡節點相連接，其中傳感器監測容器內的內部環境狀況，并提供數據給與內部環境狀況相關的網絡節點。
在另一個方面，本發明包括一種方法，用于監測當容器經過制造設備時的容器內的內部環境狀況。該方法包括以下步驟用傳感器監測容器內的內部環境狀況，生成與所監測狀況相關的數據，以及發送數據給遠程位置。


參考附圖將對本發明進行描述，其中圖1A為底部開口盒的示意圖；圖1B為前開口盒的示意圖；圖2為根據本發明的一個實施例，包括內部傳感器網絡的盒的示意透視圖；圖3為利用微電子機械技術的通用傳感器的框圖；以及圖4為根據本發明的一個實施例的系統結構的框圖；以及圖5為包括可運輸盒監測系統的實施例的晶片制造設備的框圖。
具體實施例方式
在下文中，對于用于在半導體晶片制造過程中運輸半導體晶片的SMIF盒的本發明實施例進行描述。但是，應當理解，本發明的實施例可以用于SMIF盒之外的可運輸容器。例如，本發明的實施例可以用于非密封半導體組容器，用于運輸半導體晶片之外的工件的盒，例如初縮掩模版和平板顯示器等。還應理解，本發明的實施例遵守并允許兼容所有可應用的SEMI標準。但是，可以預期本發明的替換實施例不遵守SEMI標準。
圖2描述了包括可運輸盒201和內部傳感器網絡202的可運輸盒監測系統200的實施例的框圖。可運輸盒監測系統200的各種實施例提供了對可運輸盒的內部環境狀況的非入侵的、連續的本地和/或遠程感測。圖2的可運輸盒201可以為任意類型的盒，例如底部開口盒，前開口盒等。如上所述，可運輸容器的類型不限定于本發明的實施例，可以采用其他可運輸容器、盒、SMIF或其他方法。在盒內運輸的工件的尺寸可以在可選的實施例中同樣是可變的，可以例如為200毫米晶片或300毫米晶片。
內部傳感器網絡202包括傳感器204，每個傳感器包含在或附著在可運輸盒201內；用于為各個傳感器供電的板上電源406(圖4)，用于接收和發送來自傳感器204的數據的內部收發器208。在一個實施例中，內部收發器可以包括存儲器(未示出)，用于存儲從傳感器接收的數據。可運輸盒監測系統200可以包括一外部收發器210，用于接收和發送來自內部收發器208的數據。正如下文中的解釋，內部收發器208在替換實施例中可以被省略。另外，外部收發器210可以配置作為主計算機418(圖4)的一部分。
每個傳感器204可以為已知結構，其范圍可以從相對簡單的模擬傳感器到根據微電子機械(“MEMS”)技術操作的更復雜的傳感器。更復雜的傳感器可以包括那些將換能器感測元件與數字信號處理(DSP)組合的傳感器，以提供所有在傳感器204內的數據的嵌入式采樣、分析和報告。這些傳感器的例子可以為用于光譜學、陀螺儀定向、圖像感測、化學感測和殘余氣體分析的傳感器。利用MEMS技術的傳感器304的實施例的框圖如圖3所示。此外，傳感器還包括用于存儲信息的存儲器。
傳感器204可以以多種結構分布在可運輸盒201周圍。傳感器204可以以一種方式被安裝在可運輸盒外殼213的內部部分，以便不干擾位于可運輸盒201內的晶片或傳輸進出盒201的晶片。同樣預期，可以提供多于一個的傳感器204或傳感器輸入，用于感測在可運輸盒201內的不同位置或區域處的單一的內部環境特征。
圖4為描述傳感器網絡401的實施例的框圖。應當理解，可以采用各種控制網絡協議來收集來自各種傳感器的信息，并發送信息至遠程位置，例如制造主計算機418。在一個實施例中，控制網絡可以由Echelon的LonWorks實現。這一系統采用了位于可運輸盒201內的多個節點414a、414b、414c。這些節點通過網絡總線416與各種傳感器404a、404b、404c、電源406和內部收發器408彼此連接。服務器404a-404c類似于圖2所示的傳感器204并與其相關。同樣的，內部收發器404對應于圖2的內部收發器208。
傳感器404a-404c包括用于感測溫度的溫度傳感器404a，用于感測沖擊和振動的加速度計傳感器404b，以及用于感測可運輸盒201內的相對濕度的濕度傳感器404c。本實施例僅僅是示例，可運輸盒201可以包括更少的傳感器，或者包括與傳感器404a-404c中的全部、部分組合或不與其組合的一些附加的傳感器，用于感測各種其他的內部環境特征。
溫度傳感器404a可以是安裝在盒201內部的模擬或數字溫度傳感器。應當理解，多于一個的這種傳感器可以被用來確定在盒201內是否產生了溫度梯度。如果傳感器204a為模擬傳感器，可以提供模擬-數字轉換器用來將采樣的模擬溫度轉換為數字表示。或者，可以使用數字溫度傳感器。例如，可以使用Micrel公司，美國加利福尼亞州，圣何塞，95131(San Jose，CA 95131)的MIC384三區溫度監控器(ThreeZone Thermal Supervisor)。這種傳感器具有包括板上處理器和存儲器的小型低成本封裝。傳感器404a還包括用于感測盒201的不同區域的溫度的附加通道。每個通道可以位于盒201內不同的位置上，用于感測不同區域內的溫度。
溫度傳感器404a連接到節點414a，該節點包括一個處理器，例如MotorolaNeuron 3150，以及一個傳感器總線接口，例如EchelonFTT-10A雙絞線收發器，用于將來自溫度傳感器404a的信息傳輸至網絡總線416。
可以提供加速度計404b用于檢測可運輸盒201內的沖擊和振動。用于本發明的實施例的這種傳感器404b的一個示例為具有模擬輸出的單軸加速度計，來自MEMSIC公司，Andover，MA，01810的模塊型號No.MX1010C。這種傳感器能夠感測沿軸從1毫g到10g的加速，并將測量結果通過板上模擬-數字轉換器轉化為數字信號。傳感器404b可以包括附加的通道，允許分別沿盒內的其他軸感測沖擊和振動。應當理解，可以使用其他傳感器感測沖擊和振動。例如，可以使用已知的將加速轉化為可測量的電壓的壓電傳感器。
加速度計404b連接到節點414b，該節點優選包括一個處理器，例如MotorolaNeuron 3150，以及一個傳感器總線接口，例如EchelonFTT-10A雙絞線收發器，用于將來自加速度計404b的信息傳輸至網絡總線416。
本發明的實施例還可以包括濕度傳感器404c。濕度傳感器404c可以為安裝在盒201的外殼上的模擬或數字傳感器。用于本發明的實施例的數字濕度傳感器404c的一個示例為由Honeywell，Morristown，NJ 07962制造的HIH系列相對濕度傳感器。濕度傳感器404c包括用于感測盒內濕度的單一通道。可替換的濕度傳感器可以包括用于感測盒201的不同區域的濕度的附加通道。
濕度傳感器404c連接到節點414c，該節點優選包括一個處理器，例如MotorolaNeuron 3150，以及一個傳感器總線接口，例如EchelonFTT-10A雙絞線收發器，用于將來自濕度傳感器404c的信息傳輸至網絡總線416。
如上所示，盒201可以包括附加的模擬或數字傳感器，用于感測盒201內的其他狀況(例如壓力、氣體組分、空氣傳播的微粒、靜電積累、曝光量、振動、電磁輻射、晶片的氧化變化、電解等等)，其中每個可以通過網絡節點連接到網絡上。盒201還可以包括用于確定其在制造設施內的位置的傳感器。位置傳感器可以利用全球定位系統(“GPS”)，內部跟蹤系統，或其他類型的位置跟蹤技術。
盒201還可以包括復位機構，用于清除由傳感器收集的數據，并將傳感器返回到一個中性狀態。復位機構可以為，例如安裝在盒201上的機械式開關，由主計算機418提供的或內部包括在傳感器網絡201中的軟件復位程序，或者，傳感器可以在制造設施內的一個預定位置上自動復位，或是在諸如盒清洗的預定事件發生時自動復位。此外，復位可以應用于傳感器的任意組合，且不是所有傳感器都需要復位。
電源406為每個傳感器404a-404c、傳感器節點414a-414c和內部收發器408供電。電源406可以安裝在盒外殼的外側表面上，并通過網絡總線416連接至各個傳感器。電源406可選安裝在可運輸盒201內。電源406可以為已知結構，并可以包括，例如，諸如可充電電池或9伏堿性電池的小型電源。電源還可以包括如本領域所公知的校準電路。在一個實施例中，一個或多個傳感器可包括板上電源，因此減少了對電源406的需要，或允許電源406完全被省略。
電源406可以通過網絡總線416，按照各個節點和傳感器的需要為每個傳感器節點供電。或者，電源406可以連接到如上所示的節點414a-414c，以在傳感器網絡內包括電源406，因此允許對電源406的監測和控制。
內部收發器408可以位于在可運輸盒201上的任意位置或在其內部，并與外部收發器410進行通信。內部收發器408可以采用任意類型的無線數據傳輸與外部收發器410進行通信。例如，通信可以采用電磁輻射，諸如紅外(約1013赫茲至約1014赫茲)、無線電波(約3k赫茲至約300G赫茲)(例如調頻(“FM”)、調幅(“AM”)、雷達、射頻(“RF”)、個人通信業務(“PCS”)等)，以及非常低的頻率(即，約0至約3k赫茲)。RF系統實施例可以使用模擬、碼分多址(“CDMA”)、時分多址(“TDMA”)、蜂窩數字分組數據(“CDPD”)或其他RF傳輸協議。
收發器408可以通過總線主控器420連接至傳感器網絡401。網絡節點414a-414c可以配置為主從型(master-slave)網絡，其中總線主控器420用作從每個傳感器節點414a-414c接收數據并發送信息至外部收發器410的網關或路由器。在替換實施例中，單個節點可以被充分改進以使得該網絡可以配置為端到端(pier-to-pier)網絡。在該實施例中，收發器408和總線主控器420可以被省略，每個單獨的傳感器節點414a-414c將采用任意的上述電磁輻射頻率直接與外部收發器410通信。
總線主控器420包括背對背網絡節點414a-414c，以形成通過數據收集和數字信號處理器(“DSP”)(例如德州儀器(TexasInstruments)的模塊TMS 320C30)傳送信息的網關或路由器。
數據發送至外部收發器410，無論是從內部收發器408發送的，或是直接從傳感器404a-404c發送的，都可以持續發送或間歇發送。如果數據是間歇發送的，其可以被存儲在傳感器的存儲器內，或是在內部收發器408的存儲器內，并采用例如CDPD技術以分組的形式傳遞。
或者，如果相應的內部環境狀況在預定的期望工作范圍之外，數據可以只被發送。在這一實施例中，數據本身可以被發送或是只發送一個警告信號，由此識別盒內的內部特征在期望的工作范圍之外。在一個實施例中，可以激活一聲音報警，由此警告制造設施操作者盒201的內部環境狀況不在期望的工作范圍之內。
此外，如果傳感器數據存儲在所述盒201內的存儲器中，該數據可以被計算機在隨后的時間讀取以決定超過工作范圍的環境狀況的類型，并決定發生污染的設備內關于時間和位置的信息。
在另一個實施例中，從盒201發送數據以響應外部的請求命令。例如，主計算機418(圖4)以預定的時間間隔，例如每10秒，發送狀態請求命令至盒201。響應狀態請求命令，盒201發送當前傳感器數據至主計算機418。
一些FOUP當前以IR標簽或RF球(pill)操作，這些IR標簽或RF球能夠接收關于盒內的各個工件的信息，并能夠將該信息中繼至制造主計算機418以允許當盒內的工件在制造設施內的各個位置之間移動時識別它們。這種IR標簽以及利用該標簽的系統，作為示例在Maney等人的美國專利No.5,097,421、4,974,166和5,166,884中有所描述。這種RF球以及利用該球的系統，作為示例在Rossi等人的美國專利No.4,827,110、4,888,473中和Shindley的美國專利No.5,339,074中有所描述。上述每一項專利已轉讓給本發明的所有者，這里將每一項專利整體引入來作為參考。
在本發明的替換實施例中，IR標簽或RF球執行收發器408的功能來接收來自各個傳感器節點414a-414c的數據，并將該信息中繼至外部收發器410和/或主計算機418。
各個節點414a-414c和總線主控器420可以通過網絡總線416彼此連接，網絡總線可以包括能夠通信功率(+v，-v)的微型5線鏈路總線，并發送和接收(tx，rx)信號，而且其可以包括電磁保護罩。網絡總線416可以為薄的柔性帶狀電纜，其在制造各個節點的分接頭(tap)時附著或嵌入到可運輸盒201的外殼。或者，網絡總線416、傳感器404和內部收發器408可以附著在現有的盒子上，并為盒內創建的各個節點氣密地密封通道(passage)(這里稱為”分接頭”)。附加的分接頭還可以形成在盒201內以允許在之后的時間引入附加的傳感器。在實施例中，當添加一個傳感器時，傳感器插入分接頭的一部分刺穿網絡總線416的膜片，由此將傳感器添加到傳感器網絡中。
網絡總線416可以在分接頭處通過盒外殼213，以允許功率和信息信號在盒的內部和外部之間傳輸。網絡總線416僅僅是一個用于連接傳感器網絡內的各個節點的示例。或者，通信協議包括電磁頻率、光學或使用已知拓撲結構諸如星形、環路、菊花鏈或自由型結構的其他方式。
如上所述，圖4僅僅是本發明用于將與內部盒特征相關的信息通信給制造主計算機418的一個實施例。應當理解，除了LonWorks以外的工業標準網絡可以用來實現傳感器網絡401，包括例如控制器區域網絡(“CAN”)總線或TCP/IP以太網。
圖4還描述了外部收發器410，其遠離于可運輸盒201，例如，在裝載端口部件507(圖5)上，在其上設置可運輸盒201的支撐表面上，安裝在制造間503a-503d(諸如在天花板或墻上)內等。
在一個實施例中，每個處理工具505可以包括一個接收來自內部收發器408的信息的外部收發器410。該信息可以隨后通過有線或無線發送被中繼到主計算機418，或者在本地處理。由于當盒位于裝載端口部件上時，內部和外部收發器距離很近，這樣的實施例允許使用通常在遠距離發送時會衰退的高頻率發送系統。此外，在包括幾個不同制造間的制造設施中，經常在幾個不同的場地上或不同的建筑物中，具有在處理工具上的外部收發器410，允許信息從每個房間和/或建筑物被中繼到主計算機418(其可以位于遠程位置上或在其中一個制造間內)。
此外，位于處理工具上的外部收發器可以與相應的處理工具進行通信，并且如果從已經引入了污染物的盒201中接收到信息，則處理工具可以被立即停用，而無需將信息中繼到主計算機418。立即停用處理工具可以減少引入到處理工具的污染物的數量，和/或可以減少被污染的晶片的數量。
隨著包括內部收發器408的可運輸盒201沿制造設施移動，內部收發器408廣播至不同的外部收發器410。外部收發器410可以連接至包括如上所示的處理器和總線接口的遠程網絡節點。
由外部收發器410接收的信息通過數據收集和DSP處理器被發送到網絡節點，諸如德州儀器(Texas Instruments)的模塊TMS320C30。遠程網絡節點可以包括一個標準RS-232串行通信端口，以傳輸傳感器信息至制造主計算機418。應當理解，在替換的實施例中，各種其他已知的通信協議可以用來代替RS-232接口，諸如無線傳輸。
在替換的實施例中，信息可以從節點404a-404c被直接中繼至主計算機418，由此消除對于外部收發器410的需要。
主計算機418被配置為從制造設施內的每個可運輸盒201中接收數據。主計算機418可以連續循環每個可運輸盒201的數據，使得來自盒中的讀數可以被實時地檢測。
在替換的實施例中，主計算機418被配置為隨著盒201經歷的制造過程而輪詢(poll)盒201，發送狀態請求命令。響應輪詢，每個盒201發送關于其狀況和位置的信息。積極地輪詢盒201提供了額外的安全保障。如果盒201不響應該輪詢，則盒是有故障的，或是它不在主計算機201的通信范圍內，或是它已經從制造設施中被移走。
一旦來自特殊盒的數據被主計算機418接收，主計算機418可以執行各種操作的任一種。例如，如果一個或多個被測量的內部盒的特征在期望的范圍之外，主計算機418可以引導盒201手動地或自動地離線并隔離以進行檢查。由于本發明提供實時的盒內部環境測量，顯示出異常讀數的可運輸盒201可以在污染物進入盒環境時被迅速識別并且被隔離。因此，根據本發明實施例的系統通過在被污染的盒暴露在其他工具或工件之前隔離被污染的盒來防止污染物的擴散。
本發明的進一步的優點是來自可運輸盒的數據可被用來收集關于制造設施內單獨的處理工具的信息，并能識別制造設施內特定污染物的來源。如果在一段時間內很明顯，盒在一個特定工具進行處理之后經常顯示出異常讀數，本發明的實施例識別這一狀況并將該工具離線用于檢查和維護。當現有技術系統允許測試和監測晶片組時，這通過手動或自動將盒送入計量工具來執行，這里盒被打開，工件對于污染物進行測試。本發明的實施例不僅在連續的基礎上執行這種測試，它們還以非入侵的方式執行，而無需打開盒子，且無需減緩晶片組的處理生產量。
主計算機418還能夠存儲來自特定盒的數據，以及盒的標識和/或經過制造設施的路徑。這一數據可以通過示出盒和/或處理工具如何隨時間執行來用于統計的過程控制。制造設施操作者可以使用這一信息來統計地識別何時需要維護盒/工具，以及識別盒/工具相對于其他的執行情況如何。這一信息還可以用于跟蹤盒201的位置的安全保障。
主計算機418可以通過標準以太網連接另外地連接至內部網絡或國際互聯網。因此，來自一個制造設施的盒和工具性能可以通過在數千英里以外的操作者來進進實時監測和控制。這一連接還賦予操作者有能力在多個半導體晶片制造設施中比較盒和工具性能。
在本發明的一個實施例中，傳感器網絡提供關于密封的盒經歷半導體制造過程時的內部環境特征的數據。然而，在替換的實施例中，本發明可以用于感測有盒位于其上的裝載端口微環境的內部環境特征。特別是，正如在本發明的背景部分中解釋的，為了在盒和處理工具之間運輸工件，該盒被加載到裝載端口上，該端口將盒門與盒外殼分離以提供對其中的工件的訪問。盒外殼通常保持在裝載端口上面的位置中以密封由端口門空出的訪問端口。根據替換的實施例，盡管位于裝載端口上面，但盒外殼中的傳感器能夠提供關于裝載端口微環境和/或附著微環境的處理工具的內部環境特征的數據。
圖5示出了典型的制造設施500，包括可運輸盒監測系統200的實施例。制造設施500可以包括一個主通道501，以及幾個處理間503a、503b、503c、503d、503e和503f。每個處理間可以包括一個或多個處理工具，諸如處理工具505。如上所述，處理工具505通常包括用于裝載和卸載盒的裝載端口部件507。
根據本發明的一個實施例，制造設施500包括可運輸盒監測系統200(圖2)，用于監測可運輸盒的移動，諸如盒511貫穿經過制造設施500。如上所述，有多種不同結構可以用來監測可運輸盒511。例如，每個處理間503a-503f可以包括一個外部收發器510a，其接收從位于特定間內的盒中發送的信息。或者，每個裝載端口部件507可以包括一個外部收發器，諸如外部收發器510b，其接收來自位于該特定裝載端口部件507上的盒511的信息。此外，初級外部收發器，諸如外部收發器510c，位于主通道501內，可以用于接收來自所有包含在制造設施500中的盒的信息。
由外部收發器510a-510c接收到的信息可以被發送至主計算機，諸如位于制造設施500內的主計算機520a，或是發送至可以位于數千英里之外的遠程位置525的主計算機520b。
盡管這里詳細描述了本發明，應當理解，本發明不限于這里公開的實施例。本領域技術人員可以進行各種變化、替代和修改而不偏離由所附權利要求所描述和限定的本發明的精神或范圍。
權利要求
1.一種具有與周圍大氣狀況的內部環境隔離的可運輸容器，包括一傳感器，監測所述內部環境的狀況，并發送關于所述所監測的狀況的數據；及，一電源，為所述傳感器供電。
2.權利要求1的可運輸容器，其中所述傳感器連續地且非入侵式地監測所述容器內的所述內部環境的所述狀況。
3.權利要求1的可運輸容器，其中采用電磁輻射發送所述數據。
4.權利要求3的可運輸容器，其中所述電磁輻射的頻率范圍在約3k赫茲到約300G赫茲。
5.權利要求1的可運輸容器，其中所述傳感器包括用于存儲關于所述所監測狀況的所述數據的存儲器。
6.權利要求1的可運輸容器，還包括所述可運輸容器的內部部分，其中所述傳感器安裝在所述可運輸容器的內部部分。
7.權利要求1的可運輸容器，還包括第二傳感器，監測所述可運輸容器內的所述內部環境的狀況，并發送關于所述所監測狀況的數據。
8.權利要求1的可運輸容器，其中所述傳感器包括位于所述可運輸容器內的各個不同位置上的多個傳感器輸入端，每個所述傳感器輸入端監測所述容器內的所述各個不同位置上的所述內部環境的所述狀況。
9.權利要求1的可運輸容器，還包括與所述傳感器通信的收發器，接收和發送由所述傳感器發送的所述數據。
10.權利要求9的可運輸容器，其中所述收發器與所述可運輸容器相連接，且其中所述數據通過網絡總線發送。
11.權利要求9的可運輸容器，其中所述數據在所述傳感器和所述收發器之間利用電磁輻射發送。
12.權利要求11的可運輸容器，其中所述電磁輻射的頻率范圍在約3k赫茲到約300G赫茲。
13.一種可運輸容器監測系統，用于監測具有與周圍大氣狀況隔離的內部環境的可運輸容器的內部環境狀況，可運輸容器監測系統包括傳感器，監測所述內部環境狀況，并發送表示所述所監測的內部環境狀況的數據；及與所述傳感器通信的收發器，接收和發送所述被發送的數據。
14.權利要求13的可運輸容器監測系統，其中所述可運輸容器位于處理工具上，且其中所述收發器與所述處理工具可操作地連接。
15.權利要求14的可運輸容器監測系統，其中所述收發器提供所述數據給所述處理工具，且如果所述數據不在期望的工作范圍內，則所述處理工具停用。
16.權利要求13的可運輸容器監測系統，還包括第二收發器，位于所述可運輸容器的外部位置上，用于接收和發送由所述收發器發送的所述數據。
17.權利要求16的可運輸容器監測系統，還包括主計算機，接收并處理從所述第二收發器發送的所述數據。
18.權利要求17的可運輸容器監測系統，其中所述主計算機位于相對于所述可運輸容器的遠程位置。
19.權利要求17的可運輸容器監測系統，其中所述主計算機確定所述可運輸容器內的所述監測的內部環境狀況是否在期望的工作范圍內。
20.權利要求19的可運輸容器監測系統，其中所述容器位于處理工具上，且其中如果所述內部環境狀況不在所述期望的工作范圍內，則所述主計算機停用所述處理工具。
21.一種可運輸容器，具有與周圍大氣狀況隔離的內部環境，包括多個傳感器，每個傳感器監測所述可運輸容器內的內部環境狀況；與所述多個傳感器通信的收發器，接收和發送由所述多個傳感器發送的所述數據；及電源，為所述至少一個傳感器和所述收發器供電。
22.權利要求21的可運輸容器，其中所述多個傳感器中的至少一個傳感器選自包括下列傳感器的組溫度傳感器；濕度傳感器；及加速度計傳感器。
23.權利要求21的可運輸容器，其中所述多個傳感器中的至少一個包括多個傳感器輸入端，安裝在所述容器的所述內部部分的不同位置，感測在所述各個不同位置上所述容器內的內部環境狀況。
24.權利要求21的可運輸容器，其中在所述多個傳感器和所述收發器之間的所述通信通過網絡總線執行。
25.一種可運輸容器傳感器網絡，用于監測可運輸容器內的內部環境狀況，包括網絡總線；收發器，與所述網絡總線相連接；多個網絡節點，與所述網絡總線相連接；及，多個傳感器，與所述網絡節點相連接，其中所述傳感器監測所述可運輸容器內的所述內部環境狀況，且提供給所述網絡節點關于所述內部環境狀況的數據。
26.權利要求25的可運輸容器傳感器網絡，其中所述多個網絡節點配置為主從型網絡，且其中所述網絡總線用作網關。
27.權利要求25的可運輸容器傳感器網絡，其中所述多個網絡節點配置為端到端網絡。
28.一種方法，用于監測具有與周圍大氣狀況隔離的內部環境的可運輸容器內的內部環境狀況，包括下列步驟用傳感器監測所述可運輸容器內的所述內部環境狀況；產生關于所述所監測狀況的數據；及發送所述數據。
29.權利要求28的方法，還包括下列步驟在所述可運輸容器外部的位置上接收所述數據；及處理所述數據以確定所述內部環境狀況是否在期望的工作范圍之內。
30.權利要求28的方法，其中所述監測步驟包括用多個傳感器監測多個內部環境狀況。
31.權利要求28的方法，其中所述數據采用電磁輻射發送。
32.權利要求31的方法，其中所述電磁輻射的頻率范圍在約3k赫茲到約300G赫茲。
33.權利要求28的方法，還包括下列步驟確定所述內部環境狀況是否在期望的工作范圍之內；及如果確定了所述內部環境狀況不在期望的工作范圍之內。則警告操作者。
34.權利要求33的方法，其中確定所述內部環境狀況是否在期望的工作范圍之內的所述步驟包括下列步驟處理關于所述內部環境狀況的所述數據。
全文摘要
公開了一種允許非入侵式、連續的本地和遠程感測可運輸容器的內部環境特征的系統。該系統在容器內采用了多種傳感器以感測內部環境狀況。
文檔編號H01LGK1503749SQ02806311
公開日2004年6月9日 申請日期2002年1月9日 優先權日2001年1月10日
發明者J·A·斯皮斯爾, J A 斯皮斯爾, M·帕里克, 錕, E·丹特 申請人:恩特格里斯鱷魚有限公司