專利名稱：集成電路制造凈室機構中的液體泄漏傳感器的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景技術：
本發(fā)明總地涉及集成電路和其它電子裝置的制造。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)控半導體機構(facility)環(huán)境中的液體的方法和裝置。僅作為實例，本發(fā)明在超凈室機構(例如10級(Class 10))中提供，但將理解本方法和裝置可應用于其它環(huán)境。
自很早以來，人類已制造產(chǎn)品和器具，用于緩解為了在嚴苛的環(huán)境中生存和生活的進行的需求。幾個世紀以來，即使非全部也有許多制造的產(chǎn)品都由手工產(chǎn)生。手工經(jīng)常導致規(guī)模的低效率并且也需要高度訓練過的技工和工人以制造所需產(chǎn)品。技工或訓練過的工人通常用手制造每個產(chǎn)品，因此在能夠實現(xiàn)完整的工序之前極度地增加了時間。另外，沒有保證各個產(chǎn)品質量將是統(tǒng)一的。
通過利用大規(guī)模生產(chǎn)的機械工藝或方法來制造產(chǎn)品的概念實現(xiàn)于工業(yè)革命期間的19世紀，該概念極度增加了被制造的產(chǎn)品的速度和一致性。在對機器設備的初始投資和工廠的建立時間之后，可以以更有效率的方式制造擁有類似質量的產(chǎn)品。由于可以由大規(guī)模生產(chǎn)的方法來生產(chǎn)數(shù)量大得多的產(chǎn)品，未來的購買者不必再等待工人執(zhí)行用手制造產(chǎn)品的辛苦過程。
人類從此從生產(chǎn)簡單的產(chǎn)品如鑄鐵壺和家用器具發(fā)展到當今生產(chǎn)更復雜的產(chǎn)品如汽車、個人計算機和移動電話。當今制造的產(chǎn)品的一個特定實例是“IC”或集成電路，其主要在硅晶圓上制造。IC已經(jīng)從制造在的單個硅芯片上的少數(shù)互連器件演變到制造在同一芯片上的數(shù)百萬個器件。當前IC提供了遠超過最初想象的性能和復雜性，并用作大多數(shù)當今的電子裝置的“大腦”。
集成電路的產(chǎn)生和發(fā)展是一個復雜的過程，可被分為若干個不同的步驟。首先，電路由芯片設計者設計，該芯片設計者取得電路的初始規(guī)格并將該規(guī)格轉換為適用于制造的可用設計。然后在制造機構實施該設計并且在晶圓上制造集成電路。把處理的晶圓取到封裝和測試機構，在封裝和測試機構可以將每個單獨的電路分離、封裝到芯片晶片并且然后測試可靠性和性能。
集成電路使用的制造經(jīng)過多年的演變，從每個芯片公司獨立地執(zhí)行設計、制造、封裝和測試其自己的集成電路的完整產(chǎn)品周期到最初的公司設計芯片、然后各個公司簽訂合同來執(zhí)行產(chǎn)品周期中后面步驟的無工廠模式(fabless model)。盡管一些公司仍然執(zhí)行內部的完整產(chǎn)品周期，但一些公司已改變到無工廠模式。這種轉變有若干潛在原因。首先，制造達到最新技術發(fā)展水平的芯片制造機構的成本現(xiàn)在可以數(shù)十億美元計。第二，公司可經(jīng)常通過向專門執(zhí)行該步驟的公司外包產(chǎn)品周期內的不同步驟來更有效地執(zhí)行。施行代工(foundry)服務和制造IC芯片的芯片公司的一個實例是中國上海半導體國際制造公司(SMIC)。
芯片制造機構的特有問題的特定實例是怎樣處理機構內物質的泄漏和不受控制的釋放。泄漏不僅由于對居住或工作在該建筑中的人是個直接威脅、而且還由于被忽視的潛在泄漏而通常對任何種類的建筑造成問題。這可以具有災難性的后果，因為泄漏可接觸電線并引發(fā)建筑內的著火，或如果泄漏未被發(fā)現(xiàn)和處理則逐漸腐蝕附近的物品。盡管泄漏在任何種類的建筑中都是主要問題，但在芯片制造機構該問題的重要性大大地加劇。芯片制造機構可包含高電壓電設備、危險的化學品以及與用于冷卻制造設備及清潔和處理晶圓的大量液體緊密接近的有毒或發(fā)火氣體。已經(jīng)產(chǎn)生了泄漏傳感器以檢測這些液體的溢出量，但可以實施一種用于泄漏傳感器的新穎設計，該泄漏傳感器提供先前未示出的額外能力。這些和其它限制貫穿本說明書并且在以下更具體地描述。
如上所述，需要制造集成電路的一種改進方法是所期望的。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于集成電路和其它電子裝置的制造的技術。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于在半導體機構環(huán)境中監(jiān)控液體的方法和裝置。僅作為實例，本發(fā)明在超凈室機構(例如10級)中提供，但將理解本方法和裝置可應用于其它環(huán)境。
本發(fā)明的實施例提供了在制造機構環(huán)境中以及在家庭或辦公室環(huán)境中用于泄漏感測的一種新方法和裝置。泄漏感測裝置的主處理單元有可容易地運送到潛在的易于泄漏區(qū)域的緊湊尺寸，與設計成感測泄漏流體的傳感器耦合，并被供電以感測附近的泄漏。通過粘性材料或其它替代的安裝方法，泄漏感測裝置可以附著到待被感測泄漏的區(qū)域中的表面區(qū)。該新泄漏感測裝置提供了在處理擁有不同電阻范圍的不同類型的溢出液體情況下的靈活性。這允許泄漏感測裝置能夠感測未處理的水和去離子水的泄漏?？梢圆捎媒o泄漏感測裝置供電的不同方法，如電池電源或來自外部電源的外部電源，或電池和外部電源結合使用。與泄漏感測裝置的主處理單元結合使用的傳感器可以包括能夠根據(jù)與兩個電極元件的接觸來感測泄漏流體的至少一電極元件對。依賴于實施例，可以實現(xiàn)這些益處的一個或多個。
在一個特定實施例中，本發(fā)明提供一種用于在集成電路制造的機構環(huán)境中使用的超純水的便攜式化學傳感器裝置。該便攜式化學傳感器裝置包括便攜式殼，具有約4英寸和更小的長度、約1.5英寸和更小的厚度以及約3英寸和更小的寬度；感測端口，耦合到所述殼并且耦合到為至少一電極元件對的外部感測裝置，每個電極元件彼此空間地設置并能夠根據(jù)與兩個電極元件的接觸來感測泄漏的流體。還包括耦合到感測端口的放大器裝置，該放大器裝置接收來自外部感測裝置的以第一格式的一個或多個信號，且能夠將信號從第一格式轉換到第二格式。使用了耦合到控制器裝置的輸出裝置，其中輸出裝置能夠基于以第二格式的信號輸出與外部感測裝置的狀態(tài)相關聯(lián)的信號。
在一些實施例中，外部感測裝置可以是包括一電極元件對的扁平構件，其中所述扁平構件能夠附著到表面區(qū)?？梢酝ㄟ^膠或帶層來進行附著，且扁平構件可以具有0.50mm或更小的厚度，這防止其在工作期間被輕易地移動。輸出裝置可以有幾個不同的實施例，范圍從音頻報警到可視指示器，或與監(jiān)控系統(tǒng)的連接，所示可視指示器如具有基于以第二格式的信號的至少兩個狀態(tài)的LED?？刹捎没瘜W傳感器陣列，其中來自化學傳感器的輸出被發(fā)送到一個多路復用裝置并進一步連接到用于監(jiān)控來自化學傳感器陣列的信號的顯示屏?？墒褂猛獠侩娫椿螂姵貋斫o裝置供電，或可以將外部電源和電池與外部電源結合使用，其中外部電源用作主電源而在外部電源不可用時使用電池?；瘜W傳感器可以通過耦合到便攜式殼的安裝臺而安裝在所監(jiān)控的區(qū)域附近。還可以在化學傳感器中包括開關，其允許兩個不同的感測范圍。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種用于保護機構環(huán)境免于一個或多個泄漏的方法，該方法包括提供用于監(jiān)控泄漏的傳感器裝置，該傳感器裝置包括感測裝置和處理單元，其中感測裝置包括至少一電極元件對，每個電極元件彼此空間地設置，該電極元件對能夠根據(jù)與兩個電極元件的接觸來感測泄漏的流體，而處理單元包括便攜式殼，該便攜式殼具有約4英寸和更小的長度、約1.5英寸和更小的厚度以及約3英寸和更小的寬度，放大器裝置，能夠接收來自傳感器的以第一格式的信號并將該信號轉換到第二格式，以及輸出裝置，能夠基于以第二格式的信號輸出與泄漏傳感器的狀態(tài)相關聯(lián)的信號；將感測裝置附著到在待監(jiān)控泄漏的區(qū)域中的機構環(huán)境中的表面區(qū)；將感測裝置耦合到處理單元；以及向處理單元提供電源。
在本發(fā)明的特定實施例中，用于保護機構環(huán)境免于一個或多個泄漏的的方法進一步包括基于被檢測的液體類型選擇由處理單元提供的多個感測范圍之一的步驟。感測裝置可以是包括一電極元件對的扁平構件，所述扁平構件能夠被附著到表面區(qū)。扁平構件的厚度可以是0.5mm或更小或0.25mm或更小。處理單元中的輸出裝置可以包括音頻報警、具有基于以第二格式的信號的至少兩個狀態(tài)的可視指示器如LED、或監(jiān)控系統(tǒng)。可提供感測裝置陣列，其中監(jiān)控系統(tǒng)包括用于處理來自感測裝置陣列的輸出的至少一個多路復用接口以及用于監(jiān)控來自感測裝置陣列的信號的顯示屏。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種用于操作制造機構的方法，其中步驟包括提供用于監(jiān)控泄漏的傳感器裝置，該傳感器裝置包括感測裝置和處理單元，其中感測裝置包括能夠根據(jù)與兩個電極元件的接觸來感測泄漏的流體的至少一電極元件對，而處理單元包括便攜式殼，該便攜式殼具有約4英寸和更小的長度，約1.5英寸和更小的厚度，以及約3英寸和更小的寬度，放大器裝置，其能夠接收來自傳感器的以第一格式的信號并將該信號轉換成第二格式，以及輸出裝置，其能夠基于以第二格式的信號輸出與泄漏傳感器的狀態(tài)相關聯(lián)的輸出信號；在待被監(jiān)控泄漏的制造機構內的區(qū)域中安裝傳感器裝置；以及操作用于半導體集成電路制造的機構。
在本發(fā)明的某些實施例中，進一步包括提供傳感器陣列的步驟，其中輸出裝置包括監(jiān)控系統(tǒng)，并且傳感器裝置陣列被連接到用于監(jiān)控信號的監(jiān)控系統(tǒng)，該信號由陣列中的每個傳感器裝置中的輸出裝置來發(fā)送。監(jiān)控系統(tǒng)可位于遠離待被監(jiān)控泄漏的區(qū)域的位置。輸出信號可以是音頻信號?？梢园ɑ诒粰z測的水類型選擇由處理單元提供的多個感測范圍之一的另外步驟。傳感器裝置可以是包括一電極元件對的扁平構件，所述扁平構件能夠被附著到表面區(qū)。
參考下面的詳細說明和附圖，可以更全面地理解本發(fā)明的各種另外的目的、特征和優(yōu)點。


圖1為示例性的泄漏傳感器、其主處理單元及其與傳感器和輸出信號的連接的簡化的高級示意圖；圖2為示出示例性的泄漏傳感器的工作的簡化的流程圖；圖3為泄漏傳感器的主處理單元的示例性實施的簡化俯視圖；圖4為泄漏傳感器的主處理單元的示例性實施的簡化俯視圖，該主處理單元附著有蓋以保護主處理單元的電子器件；
圖5為泄漏傳感器的主處理單元的簡化側視圖，示出示例性的安裝裝置；圖6為泄漏傳感器的主處理單元的簡化正視圖，示出安裝到壁的主處理單元；圖7為簡化示意圖，示出示例性傳感器及其與主處理單元的接口的俯視圖；圖8為示例性感測機構及其與泄漏傳感器的接口的簡化側視圖；圖9為簡化的示例性安裝圖，示出泄漏傳感器可如何被實施以包圍裝置例如晶圓制造工具或水加熱器；以及圖10為簡化的示例性示意圖，示出將泄漏傳感器連接到編程邏輯接口以使許多泄漏傳感器能多路復用到單個監(jiān)控站。
圖11為第二簡化的示例性示意圖，示出將泄漏傳感器連接到編程邏輯接口以使許多泄漏傳感器能多路復用到單個監(jiān)控站。
圖12為簡化示意圖，示出泄漏傳感器的設置和正在進行的泄漏監(jiān)控。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于集成電路和其它電子裝置的制造的技術。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)控半導體機構環(huán)境中的液體的方法和裝置。僅作為實例，本發(fā)明在超凈室機構(例如10級)中被提供，但將理解本方法和裝置可應用于其它環(huán)境。
圖1為示例性泄漏傳感器、其主處理單元及其與傳感器和輸出信號的連接的簡化的高級示意圖。泄漏傳感器系統(tǒng)10包括傳感器4、主處理單元2以及輸出信號14、16和18，且可結合圖2得到更好地描述，圖2為示出示例性泄漏傳感器的工作的簡化流程圖。圖1和圖2都僅為實例，其在這里不應過度地限制權利要求的范圍。本領域技術人員應該理解許多變化、修改和替換。最初，傳感器4以適合于檢測泄漏的方式來布置，其可以靠近應用高電壓電源的設備、在液體流動的位置、或如果泄漏在附近發(fā)生則可能使人遭受人身傷害的區(qū)域。傳感器4用來檢測泄漏的存在并且可實施若干不同的實施。在一個特定的實施例中，傳感器4可以通過使用薄塑料殼來實施，該薄塑料殼在殼中包括多個電極。在步驟22中，當液體接觸電極時電環(huán)形成并且泄漏被檢測。在步驟24中，泄漏信號通過連接端口(未示出)被傳送通過傳感器4的長度到主處理單元2。在步驟26中，檢測信號的幅度可通過位于主處理單元2中的放大器6來增大。放大可為必須的，因為接收的信號可能沒有足夠的量值來被精確地接收并傳送到進一步的輸出階段。泄漏傳感器10的主處理單元2由電源8供電，電源8可以包括多種輸入電源選項。例如，主處理單元可以由可容易替換的內部電池來供電，或接收來自外部電源的電源例如12V機構輸入電源。在步驟28中，接收的信號然后被傳遞到信號處理單元12上，信號處理單元12包括振蕩器和雙固態(tài)觸發(fā)器(double solid state transmitter)。在步驟30中，信號處理單元12用來進一步處理輸入信號使得適當?shù)膱缶盘柨梢员惠敵?。多個報警信號可被使用。下面描述可以彼此結合地或分離地使用的三個示例性輸出信號。報警信號可以包括安裝在主處理單元上的可視指示器14，當未感測到泄漏時，所述可視指示器閃爍用于裝置正常工作的某個顏色，而當檢測到泄漏時閃爍另一顏色。報警信號還可以包括音頻信號16，當檢測到泄漏時，所述音頻信號播放警報或警告消息。第三輸出信號18可以通過編程邏輯接口(PLI)電路或其它適當?shù)慕涌诒欢嗦窂陀茫沟脕碜远鄠€泄漏傳感器的多個輸出信號可以在一個集中的位置被監(jiān)控。
圖3為蓋被移除的泄漏傳感器的主處理單元2的示例性實施的簡化俯視圖。此圖僅是實例，其在這里不應過度地限制權利要求的范圍。本領域技術人員應理解許多變化、修改和替換。示例性主處理單元2的物理尺度可以為約4英寸和更小的長度、約1.5英寸和更小的厚度以及約3英寸和更小的寬度。主處理單元的緊湊尺度允許其被容易地攜帶和按需在不同的泄漏感測位置之間移動。例如，泄漏傳感器可保持在一個位置并且當需要時主處理單元被連接到不同的傳感器，或每個傳感器可以具有與其永久耦合的主處理單元。主處理單元的緊湊尺度還允許當不需要時該單元被移除和容易地存放以及在待感測區(qū)域周圍以不突出的方式被安裝。
泄漏傳感器可由電池32供電，在示例性實施中所述電池可以是12V電池。也可以最小的修改使用其它類型和尺寸的電池，如常規(guī)的AA、AAA、9V、鋰離子、可再充電的以及具有不同電壓的其它電池。電池32的典型壽命為至少12個月以最小化使主處理單元2由于電池失效而失去電源的可能性。電池32可在電池的壽命到期之前定時地更換以保持被監(jiān)控區(qū)域的持續(xù)的泄漏檢測。
可替換地，外部電源(未示出)可用來對泄漏傳感器的主處理單元2供電，該外部電源通過連接器34連接到主處理單元2。外部電源可以為機構電源、來自專門設計以向泄漏傳感器供電的發(fā)電機的電源、來自標準壁出口的電源、或本領域技術人員所公知的任何數(shù)量的不同可能性。連接器34還可以被修改以配合用來向主處理單元2供電的特定外部電源。在本發(fā)明的一個特定實施例中，12V外部電源被供應到主處理單元2。來自電池32和來自外部電源的電源可以被結合或分離使用。外部電源可被用于作為主電源向主處理單元2供電，而電池32可在外部電源中斷的情形下使用。通過提供兩個電源而不是一個電源，泄漏傳感器的可靠性得到極大地改進，這在電源之一失效的情況下允許一致的電源遞送。
傳感器4通過位于主處理單元2側的連接器而連接到主處理單元2。在本發(fā)明的一個實施例中，該傳感器可以是扁平的聚氯乙烯(polyvinylchloride)(PVC)線纜，該線纜包含功能為電極的多個銅線。兩個或多個銅線被暴露在泄漏待檢測的區(qū)域中。傳感器通過測量電極間的電阻來檢測潛在的液體溢出。當電極之間不存在液體時，電極之間的電阻很高。然而，當液體在電極之間發(fā)生接觸時，電極之間的電阻急劇地下降。該電極之間的電阻值由主處理單元中的內部電子器件來測量，以確定是否發(fā)生了泄漏。在正常工作期間，兩個電極之間的電阻很高，其中只有空氣存在于電極之間。結果，低電壓信號被發(fā)送到主處理單元2。然而，當檢測到泄漏時，高電壓信號被供應到用于放大的主單元。傳感器4可以具有0.3mm或更小的厚度并具有相對于被測量表面的低輪廓。在監(jiān)控泄漏的過程中，常規(guī)傳感器經(jīng)常具有較大的厚度并因此更易于被意外地破壞或移動。為準備傳感器的工作，PVC線纜中的銅線暴露在傳感器的一側，并且暴露側被面朝下地綁(tape)到待測量的表面上。當泄漏發(fā)生時，液體通過毛細管作用進入電極之間的空間并發(fā)出警報?？商鎿Q地，傳感器可以面朝上地或在待測量表面的側面安裝以檢測泄漏。然而，處理單元不限于上述的傳感器類型。利用即便有也是很少的修改，還可以將不同類型的傳感器或用于傳感器的不同材料與主處理單元一起使用。例如，其它導電材料可用作用于泄漏檢測的電極，或不同的材料可用于形成將電極保持在適當位置的線纜殼。
選擇開關38被定位于主處理單元2內以允許對被檢測液體類型的一定程度的選擇性。例如，取決于水的最初來源以及用來處理水的處理方法，不同類型的水擁有的不同電阻率等級。超純(UPW)或去離子水是良好的絕緣體和差的導體，意味著它不良好地導電。然而，“正常的”或未處理的水典型地包含溶解于水中的溶質成分。當這些溶質在水溶液中分離為可以通過其電流可流動的自由離子時，這些溶質可導致水的電阻率減小。由此，“正常的”或未處理的水是導電的。示例性主處理單元2可包括選擇開關，該選擇開關允許主處理單元檢測兩個范圍的水電阻率，從而提供了檢測具有低電阻率的液體以及具有高電阻率的液體的靈活性。在選擇開關38上的兩個設置被設置在1MΩcm以測量常規(guī)泄漏例如水，以及被設置在20MΩcm以測量更高電阻率的液體，如具有～18MΩcm電阻率的去離子水。當選擇開關38被設置在1MΩcm時，泄漏傳感器的測量范圍在0-1MΩcm之間，而當選擇開關38被設置在20MΩcm時，泄漏傳感器的測量范圍在0-20MΩcm之間。應用兩個不同設置的另一個原因是，與正常環(huán)境相比凈室位置中的濕度極低。如果空氣中的潮濕等級太高，則空氣中的濕度可單獨意外地引起凈室環(huán)境中的警報。另外，傳感器不限于測量是否發(fā)生了水泄漏。它還可以測量具有測量范圍內的電阻率的不同液體的溢出是否在感測附近發(fā)生。還可以容易地實施不同的設置以便測量不同范圍的電阻率。例如，可以容易地修改傳感器以監(jiān)控具有大于20MΩcm的液體電阻率的液體的泄漏。
電源燈42和用于測試電源的按鈕44被結合使用以確定到主處理單元2的電源是否已被適當?shù)靥峁?。當電?2或外部電源34已連接到主處理單元2并且用于測試電源的按鈕44被壓下時，電源燈42發(fā)射信號以警告用戶主處理單元被適當?shù)毓╇?。不必連接傳感器或使泄漏呈現(xiàn)給到被檢查的單元的供電上。電源燈可以為LED或特定顏色的信號如綠色，以通知操作者電源存在。第二顏色或沒有來自LED的照明可表示不存在電源。在本發(fā)明的一個特定實施例中，當主處理單元2被連接到外部電源34時，只要電源被供應則信號或LED就保持在開狀態(tài)。然而，如果電池被用來向主處理單元2供電，則電源燈42通常為關，除非用于測試電源的按鈕44被壓下。這被進行以保持存儲在電池32中的電荷并增加電池32的電池壽命。
報警檢查按鈕46可被壓下以確定在主處理單元2中用于發(fā)射報警的電路是否被適當?shù)剡B接。當該電路被適當?shù)剡B接并且用于檢查報警的按鈕被壓下時，報警燈14可以發(fā)射可見信號并且警報器16可以發(fā)射音頻信號以警告用戶該報警功能正適當?shù)毓ぷ?。當主處理單元通過外部連接點18被連接，信號可以另外發(fā)送到外部監(jiān)控點以通知它們發(fā)生了報警測試而不是真實的泄漏。在本發(fā)明的一個特定實施例中，當按鈕46被壓下時在檢查報警期間發(fā)射的可見和音頻信號可以不同于當已發(fā)生真實泄漏時發(fā)射的信號，以幫助區(qū)分報警測試和真實泄漏的發(fā)生。警報器16可以發(fā)射足夠響度的有節(jié)奏的聲音以警告泄漏附近的用戶并允許他們采取適當?shù)男袆印＞瘓笃鞯捻懚瓤梢允?0db及以上。警報器的音量還可以容易地被調節(jié)成更合適地適用于情況。例如，由于針對危險化學品溢出所導致的不利后果的更大潛在性，較響的報警可更適用于凈室環(huán)境。較小響度的報警可更適用于僅需要消除泄漏的辦公室或家庭環(huán)境。當泄漏被感測到時，報警燈14可發(fā)射紅的閃爍或脈沖光以可視地發(fā)信號通知已發(fā)生泄漏。
外部連接點18被用來可選地將主處理單元2連接到外部監(jiān)控設備，該設備可以是監(jiān)控場地附近的計算機或者被設計成監(jiān)控制造機構的整個狀態(tài)的遠程緊急情況反應中心(ERC)。關于將主處理單元連接到外部監(jiān)控設備的更多的細節(jié)將在下面針對圖10和11而討論。
圖4為泄漏傳感器的主處理單元的示例性實施的簡化俯視圖，所述主處理單元附著有蓋以保護主處理單元的電子。此圖僅是實例，其在這里不應過度限制權利要求的范圍。本領域技術人員將理解更多的變化、修改和替換。通過將緊固螺釘設置到螺釘孔54中可以將蓋56附著到主處理單元2。蓋56防止用戶或液體的意外接觸移動或毀壞內部包含的電子部件。電源燈42、用于檢查電源的按鈕44、用于檢查報警的按鈕46以及報警燈14都通過蓋可見，這允許用戶測試和驗證到主處理單元的電源連接和報警功能而不必在每次需要測試時移除蓋。由于多種不同的原因，描述性的標簽可被放置在蓋56上。這些原因可以包括，但不限于，向用戶警告泄漏傳感器的功能以及用于部件或作為輸入值的特定值，如用于進入主處理單元2的外部電源的12V DC電源或者警報器16的能聽度可被調節(jié)到大于或等于60db的值。
圖5為示出示例性安裝裝置的泄漏傳感器的主處理單元的簡化側視圖，通過該裝置泄漏傳感器可被安裝到相鄰的表面以便在工作期間容易訪問和可見，而圖6為泄漏傳感器的主處理單元2的簡化正視圖，示出安裝到壁59的主處理單元。這些圖僅是實例，其在這里不應過度限制權利要求的范圍。本領域技術人員將理解更多的變化、修改和替換。盡管泄漏傳感器可以容易地在位置之間運送，但可以有利地使主處理單元附著到某個位置使得在該位置泄漏能被連續(xù)地監(jiān)控。主處理單元可被附著使得其被安裝在待監(jiān)控泄漏的位置附近的地面或水平面上。這可以通過施加粘合劑到泄漏傳感器的背部，或通過由螺釘、線纜帶或其它裝置將主處理單元永久地附著到地面來實現(xiàn)。在本發(fā)明的一個實施例中，使用在兩個主側都有粘性材料的粘條60來保護主處理單元2。粘條60的一側面對主處理單元2的表面而第二側面向待安裝的表面。主處理單元2可通過將粘條60的一側放置在主處理單元2的表面上并將該條的另一側放置到待安裝的表面上而安裝。當主處理單元在位置之間被運送并且可容易地移除并附著到粘條時，粘條蓋62可用于蓋住和保護粘條。主處理單元2還可安裝到垂直面，如圖6所示的壁的側面。這是有利的，因為主處理單元較不容易從其位置被移動，較不易受進入并破壞電路的液體的影響，并且在報警的情況下可以對人員更可訪問或可見。然而，主處理單元2還可直接附著在待監(jiān)控的區(qū)域中，尤其如果待監(jiān)控的區(qū)域為被限制的空間如在發(fā)電機架中或直接在含水單元下面。
圖7為簡化示意圖，示出示例性傳感器及其與主處理單元的接口的俯視圖。該圖僅是實例，其在這里不應過度限制權利要求的范圍。本領域技術人員將理解更多的變化、修改和替換。傳感器4可利用用于檢測泄漏的任何數(shù)量的方法，包括但不限于機械浮動水平改變、壓力下降或改變檢測、或超聲或噪聲檢測。然而，在本發(fā)明的該實施例中，測量包含在傳感器4中的兩個電極之間的電阻以確定是否發(fā)生了泄漏。多個電極62被包含在PVC線纜68中的傳感器4中，這在電極62中的一個在工作期間被損壞的情況下提供了冗余。PVC線纜68在一個端被暴露以允許該線纜電連接到傳感器接口70，所述傳感器接口接收并解釋來自傳感器4的信號。PVC線纜68的部分或條被移除以暴露電極62的段64，該段功能為泄漏的檢測器。電極62的暴露段64可以包括沿著傳感器4的扁平側面中的一個排列的短的、暴露的段，或者沿著傳感器4的扁平側面中的一個的電極62的連續(xù)段可以被暴露作為檢測介質。具有電極62的暴露段64的傳感器4的側可以面朝下地被放置并用帶(tape)或另一粘合劑附著到待監(jiān)控的區(qū)域。
圖8為示例性傳感器的簡化側視圖，其示出待連接到傳感器接口70的傳感器4的端。該圖僅是實例，其在這里不應過度限制權利要求的范圍。本領域技術人員將理解更多的變化、修改和替換。電極62的一部分在PVC線纜66的一個端被暴露以將電極電連接到傳感器接口70。另外，傳感器的厚度可以是0.3mm或更小，這防止傳感器在工作期間意外滾動或移動。傳感器4的扁平度允許其被意外踩踏而不破壞其感測工作。
圖9為簡化的示例性安裝圖，示出泄漏傳感器可如何被實施以包圍裝置如晶圓制造工具或水加熱器。此圖僅是實例，其在這里不應過度限制權利要求的范圍。本領域技術人員將理解更多的變化、修改和替換。安裝圖應從頂部向下看，因為圖中的物品是在x-y平面中呈現(xiàn)的。工具80位于監(jiān)控區(qū)域的中心，并且可以是半導體處理工具、水加熱器、槽(sink)、空氣調節(jié)單元或需要泄漏檢測的其它任何產(chǎn)品。管84連接到工具80的一個端并提供水、氣體、化學品或用于使工具80工作所需的其它輸入的流入。傳感器4被排列在裝置外圍的周圍并且可以被附著到地面以將傳感器4保持在適當?shù)奈恢?。泄漏傳感器的主處理單?被連接到傳感器的一個端并且可以被放置在地面上、安裝在工具本身上或放置在用于最佳訪問的附近壁上。在泄漏的情況下滴盤86可被包括以防止液體散布到大于緊鄰附近的面積，并且包圍工具80和傳感器4。當泄漏發(fā)生時，信號82從泄漏檢測區(qū)域傳播，其中電極62的暴露段64與泄漏接觸并且信號被發(fā)送到主處理單元2，其中輸出信號可能以音頻或可視報警的形式被發(fā)送。
圖10和圖11為簡化的示例性示意圖，示出將泄漏傳感器連接到編程邏輯接口以使許多泄漏傳感器能夠多路復用到單個監(jiān)控站。這些圖僅是實例，其在這里不應過度限制權利要求的范圍。本領域技術人員將理解更多的變化、修改和替換。LS1-LS5為來自主處理單元2的輸出端口90，其可連接到可編程邏輯控制(PLC)單元92。PLC單元92接收來自主處理單元2的五個輸入并組合這些輸出并將其從其它泄漏傳感器的其它主處理單元2輸出到發(fā)送到接口監(jiān)控器94的信號中。接口監(jiān)控器94可以是被監(jiān)控的緊鄰區(qū)域附近的計算機或在遠程場地的計算機，如對整個制造機構或建筑的監(jiān)視工作負責的緊急情況反應中心(ERC)。接口監(jiān)控器94不限于是計算機并且可以包括不應用計算機的監(jiān)控系統(tǒng)。另外的輸出端口90還可以被多路復用到PLC單元92，并且接口監(jiān)控器還可以接收來自多個PLC單元的輸入。盡管這里所述的示例性實施應用了五個線纜以將主處理單元2連接到PLC單元92，其它連接裝置也是可能的。例如，在圖11中，來自一個主處理單元2的五個輸出端口90可一起組合到一個輸出線纜96，所述輸出線纜然后連接到PLC單元92。這將提供附加的益處，即在PLC單元92和主處理單元2之間具有更少的線纜，從而降低了監(jiān)控系統(tǒng)的復雜性同時保持了其所有的功能。PLC單元92可接收來自主處理單元2的多個線纜96并將這些輸出多路復用到待發(fā)送到接口監(jiān)控器94的信號中，所述接口監(jiān)控器可位于被監(jiān)控的潛在溢出場地附近或在遠程位置如ERC?？墒褂貌煌膶嵤┮詫碜灾魈幚韱卧男盘柖嗦窂陀玫浇涌诒O(jiān)控器94，如本領域技術人員所公知的。例如，可使用多個線纜來連接PLC單元92和接口監(jiān)控器94，或可使用多個接口監(jiān)控器以對不同組的泄漏傳感器檢查。
本發(fā)明的其它實施例描述了操作制造機構的方法，其中提供并安裝了泄漏傳感器以允許在某個區(qū)域中檢測泄漏。在本發(fā)明的一個方面，描述了用于操作制造機構的方法由此提供并安裝泄漏傳感器以允許在待監(jiān)控泄漏的區(qū)域中檢測泄漏，以及操作機構以制造集成電路。
圖12為示出泄漏感測裝置的設置和正在進行的泄漏監(jiān)控的簡化示意圖。這些圖僅是實例，其在這里不應過度限制權利要求的范圍。本領域技術人員將理解更多的變化、修改和替換。在步驟100中，泄漏傳感器被帶到待監(jiān)控泄漏的區(qū)域。然而，有可能泄漏傳感器已經(jīng)存在于該待監(jiān)控泄漏的區(qū)域且不必被運送。該泄漏傳感器可以包括主處理單元2和傳感器4。然后在步驟102中主處理單元2附著到傳感器4。在一個示例性實施例中，這通過將傳感器4耦合到位于主處理單元2的外表面上的傳感器接口70來實現(xiàn)。如果期望在延長的時間段內將泄漏傳感器保持在待監(jiān)控的區(qū)域，則傳感器4和主處理單元2可以附著到待監(jiān)控泄漏的位置附近。如果所需的泄漏感測持續(xù)時間短，泄漏傳感器可簡單地被放置在給定位置或被保持在用戶的屬地。然后在步驟106中，電源可被提供到主處理單元。電源可通過若干不同的方法來提供，包括但不限于在主處理單元2中供應電池或將主處理單元2連接到外部機構電源。電源和來自主處理單元2的輸出信號可以可選地在該點被測試以驗證泄漏感測裝置的適當機能。隨著執(zhí)行的任何測試，泄漏感測可在步驟108中開始，并繼續(xù)直到在步驟110中檢測到泄漏。然后適當?shù)妮敵鲂盘栐诓襟E112中被發(fā)送，該輸出信號可以包括但不限于音頻報警、可視報警或泄漏指示器、以及具有發(fā)送到外部監(jiān)控器例如ERC中心的通知信號。在步驟14中，泄漏傳感器繼續(xù)監(jiān)控是否存在泄漏。如果是，泄漏傳感器繼續(xù)發(fā)送適當?shù)妮敵鲂盘栆酝ㄖm當?shù)娜藛T該泄漏仍然存在且尚未解決。然而，如果泄漏已被解決，則輸出信號在步驟116停止并且正常的泄漏感測在108中再次開始。
還應理解，這里所描述的實例和實施例僅用于說明的目的，并且據(jù)此的各種修改或變化將被本領域技術人員想到并將包括在本申請的精神和范圍內以及所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于集成電路制造的機構環(huán)境中使用的超純水的便攜式化學傳感器裝置，其包括便攜式殼，該便攜式殼具有約4英寸和更小的長度、約1.5英寸和更小的厚度以及約3英寸和更小的寬度；感測端口，耦合到所述殼且耦合到外部感測裝置，該外部感測裝置為至少一電極元件對，每個所述電極元件彼此空間地設置，該電極元件對能夠根據(jù)與所述兩個電極元件的接觸來感測泄漏流體；放大器裝置，耦合到所述感測端口，該放大器裝置能夠接收來自所述外部感測裝置的以第一格式的一個或多個信號，且能夠將所述信號從所述第一格式轉換到第二格式；以及輸出裝置，該輸出裝置耦合到所述控制器裝置，該輸出裝置能夠基于以所述第二格式的信號輸出與所述外部感測裝置的狀態(tài)相關聯(lián)的信號。
2.權利要求1的裝置，其中所述外部感測裝置為扁平構件，該扁平構件包括所述電極元件對，該扁平構件能夠附著到表面區(qū)。
3.權利要求2的裝置，其中使用膠層來提供所述附著。
4.權利要求2的裝置，其中使用帶層來提供所述附著。
5.權利要求2的裝置，其中所述扁平構件具有0.50mm和更小或0.25mm和更小的厚度。
6.權利要求2的裝置，其中所述扁平構件為扁平線纜。
7.權利要求1的裝置，其中所述輸出裝置包括音頻報警。
8.權利要求1的裝置，其中所述輸出裝置包括可視指示器，該可視指示器具有基于所述第二格式的信號的至少兩個狀態(tài)。
9.權利要求8的裝置，其中所述可視指示器為LED。
10.權利要求1的裝置，其中所述輸出裝置包括監(jiān)控系統(tǒng)。
11.權利要求10的裝置，其中提供了化學傳感器陣列，其中所述陣列中的每個化學傳感器為如權利要求1所述的化學傳感器。
12.權利要求11的裝置，其中所述輸出裝置包括監(jiān)控系統(tǒng)，并且該監(jiān)控系統(tǒng)包括用于處理來自所述化學傳感器陣列的輸出的至少一個多路復用接口以及用于監(jiān)控來自所述化學傳感器陣列的信號的顯示屏。
13.權利要求1的裝置進一步包括耦合到所述便攜式殼的電源。
14.權利要求1的裝置進一步包括耦合到所述便攜式殼的電池。
15.權利要求1的裝置進一步包括耦合到所述便攜式殼的電池和電源，其中所述電源被用作主電源而所述電池被用作備用電源。
16.權利要求1的裝置進一步包括耦合到所述便攜式殼的安裝臺。
17.權利要求1的裝置，其中所述安裝臺包括粘性材料，該粘性材料在一側附著到所述化學感測裝置而在第二側附著到待安裝到的表面。
18.權利要求1的裝置進一步包括在至少兩個不同范圍之間改變所述傳感器的感測范圍的開關。
19.權利要求1的裝置，其中所述范圍之一在0-1MΩcm之間。
20.權利要求1的裝置，其中所述傳感器的感測范圍之一在0-20MΩcm之間。
21.一種用于保護機構環(huán)境免于一個或多個泄漏的方法，該方法包括提供用于監(jiān)控泄漏的傳感器裝置，該傳感器裝置包括感測裝置和處理單元，其中所述感測裝置包括至少一電極元件對，每個所述電極元件彼此空間地設置，該電極元件對能夠根據(jù)與兩個電極元件的接觸來感測泄漏流體，以及所述處理單元包括便攜式殼，該便攜式殼具有約4英寸和更小的長度、約1.5英寸和更小的厚度以及約3英寸和更小的寬度；放大器裝置，能夠接收來自所述傳感器的以第一格式的信號并將該信號轉換成第二格式；以及輸出裝置，能夠基于以所述第二格式的信號輸出與所述泄漏傳感器的狀態(tài)相關聯(lián)的信號；將所述感測裝置耦合到所述處理單元；以及向所述處理單元提供電源以初始化所述感測裝置的工作。
22.權利要求21的方法，進一步包括選擇多個感測范圍之一的步驟，該感測范圍基于被檢測液體的類型由所述處理單元提供。
23.權利要求21的方法，其中所述感測裝置為扁平構件，該扁平構件包括所述電極元件對，該扁平構件能夠附著到表面區(qū)。
24.權利要求23的方法，其中所述扁平構件具有0.5mm和更小或0.25mm和更小的厚度。
25.權利要求23的方法，其中所述扁平構件為扁平線纜。
26.權利要求21的方法，其中所述輸出裝置包括音頻報警。
27.權利要求21的方法，其中所述輸出裝置包括可視指示器，該可視指示器具有基于以所述第二格式的信號的至少兩個狀態(tài)。
28.權利要求27的方法，其中所述可視指示器為LED。
29.權利要求21的方法，其中所述輸出裝置包括監(jiān)控系統(tǒng)。
30.權利要求21的方法，其中提供了感測裝置陣列，所述陣列中的每個感測裝置為如權利要求20所述的感測裝置。
31.權利要求30的方法，其中所述輸出裝置包括監(jiān)控系統(tǒng)，并且該監(jiān)控系統(tǒng)包括用于處理來自所述感測裝置陣列的輸出的至少一個多路復用接口以及用于監(jiān)控來自所述感測裝置陣列的信號的顯示屏。
32.權利要求21的方法，其中所述待監(jiān)控泄漏的區(qū)域為半導體處理工具的外圍。
33.權利要求21的方法進一步包括在待監(jiān)控泄漏的區(qū)域中將所述感測裝置附著到所述機構環(huán)境中的表面區(qū)；
34.一種用于操作制造機構的方法，該方法包括提供用于監(jiān)控泄漏的傳感器裝置，該傳感器裝置包括感測裝置和處理單元，其中所述感測裝置包括至少一電極元件對，所述該電極元件對能夠根據(jù)與兩個電極元件的接觸來感測泄漏流體，以及所述處理單元包括便攜式殼，該便攜式殼具有約4英寸和更小的長度、約1.5英寸和更小的厚度以及約3英寸和更小的寬度；放大器裝置，能夠接收來自所述傳感器的以第一格式的信號并將該信號轉換成第二格式；以及輸出裝置，能夠基于以所述第二格式的信號輸出與所述泄漏傳感器的狀態(tài)相關聯(lián)的信號；將所述傳感器裝置定位到待監(jiān)控泄漏的所述制造機構內的一個區(qū)域；將所述處理單元耦合到所述傳感器裝置；向所述處理單元提供電源以初始化所述感測裝置的工作；以及操作用于所述半導體集成電路制造的所述機構。
35.權利要求34的方法進一步包括提供傳感器裝置陣列的步驟，其中所述陣列中的每個傳感器裝置為權利要求31所述的傳感器裝置。
36.權利要求35方法，其中所述輸出裝置包括監(jiān)控系統(tǒng)，并且所述傳感器裝置陣列連接到用于監(jiān)控信號的監(jiān)控系統(tǒng)，該信號由所述陣列中的每個傳感器裝置中的輸出裝置來發(fā)送。
37.權利要求36方法，其中所述監(jiān)控系統(tǒng)位于遠離所述待監(jiān)控泄漏的區(qū)域的位置。
38.權利要求34方法，其中所述輸出信號為音頻信號。
39.權利要求34方法，進一步包括選擇多個感測范圍之一的步驟，該感測范圍基于被檢測水的類型由所述處理單元提供。
40.權利要求34方法，其中所述傳感器裝置為扁平構件，該扁平構件包括所述電極元件對，該扁平構件能夠附著到表面區(qū)。
41.權利要求40的方法，其中所述傳感器裝置具有0.50mm和更小或0.25mm和更小的厚度。
42.權利要求40的方法，其中所述扁平構件為扁平線纜。
全文摘要
討論了一種用于感測泄漏能夠導致重大損壞的制造機構或其它環(huán)境中的泄漏的方法和裝置。傳感器裝置包括便攜式殼；外部感測裝置，包含能夠根據(jù)與兩個電極元件的接觸來感測泄漏流體的至少一電極元件對；放大器裝置，用于接收和放大來自外部感測裝置的信號；以及輸出裝置，能夠基于來自放大器裝置的放大信號來生成輸出信號。在本發(fā)明的一個實施例中，外部感測裝置為包括該電極元件對的扁平構件，其中扁平構件能夠附著于表面區(qū)。輸出裝置可以是能夠發(fā)射音頻信號的音頻裝置、可視指示器如LED、或與遠程位置的監(jiān)控站的連接。傳感器裝置還可以包括用于在至少兩個不同范圍之間改變外部感測裝置的感測范圍的開關。
文檔編號G01M3/00GK1987394SQ200510112000
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權日2005年12月23日
發(fā)明者肖葉斌 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司