一种半导体测量设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种半导体测量设备，所述半导体测量设备包括：用于检测现场参数的至少一个传感器；微控制器，其与所述至少一个传感器通信地连接，其中，所述微控制器支持无线通信协议并且所述传感器与所述微控制器通过无线通信协议通信，以便采集所述半导体测量设备各处的传感器数据。依据本发明的半导体测量设备采用无线通信协议取代了传统的有线电缆，从而大大降低了半导体测量设备的结构上的复杂度，便于组网，在某个传感器发生故障时也能够比较简单地实现故障元器件的更换，而无需涉及复杂的布线问题。
【专利说明】一种半导体测量设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量【技术领域】，更具体地，涉及一种基于无线通信技术的无线传感技术的半导体测量设备。
【背景技术】
[0002]半导体测量设备中需要测量多个环境参数，如温度、湿度、差压、真空、压缩气体压力、流量等多个传感器，传感器分布于半导体测量设备各处，目前均采取线缆连接。而现有的设计中，传感器分布于半导体测量设备各处，线缆众多，几十条之多，走线繁杂，安装不便，若出现故障，很难排查、更换。半导体测量设备停机检修花费时间长，成本高昂。
[0003]另一方面，半导体测量设备随着工艺节点的缩小，测量精度越来越高，对半导体测量设备内部微环境的要求越来越苛刻。需要时刻监测多处多通道的温度、湿度、空气压差等参数是否处在正常范围内。同时半导体测量设备内部的真空、压缩气体压力、流量等多处物理量也需要时刻监测，以避免异常的情况对测量结果的影响。
【发明内容】
[0004]本发明解决的问题是半导体测量设备对半导体测量设备内部多处多种传感器测量带来的线缆众多、走线困难、难以安装、故障诊断和维护等问题。
[0005]鉴于对【背景技术】以及其中所存在的问题的理解，即目前没有类似设备采用无线传感器网络，如果能够提供一种各个传感器在安装位置由支持无线通信协议的嵌入式微控制器采集，通过无线技术，例如Zigbee技术等进行联网，将数据传输到主机。使得环境采集完全不需要线缆，且故障排查极其方便，仅需替换有问题的传感器模块即可，大大降低了半导体测量设备停机维护的时间，那将是值得期待的。
[0006]为了达到上述效果，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体测量设备，其特征在于，所述半导体测量设备包括:
[0007]用于检测现场参数的至少一个传感器；
[0008]微控制器，其与所述至少一个传感器通信地连接，
[0009]其中，所述微控制器支持无线通信协议并且所述传感器与所述微控制器通过无线通信协议通信，以便采集所述半导体测量设备各处的传感器数据。
[0010]依据本发明的半导体测量设备采用无线通信协议取代了传统的有线电缆，从而大大降低了半导体测量设备的结构上的复杂度，便于组网，在某个传感器发生故障时也能够比较简单地实现故障元器件的更换，而无需涉及复杂的布线问题。
[0011]在依据本发明的一个实施例中，所述无线通信协议为Zigbee无线通信协议。
[0012]在依据本发明的一个实施例中，所述现场参数包括以下各项中的至少一项或多项:
[0013]-温度；
[0014]-湿度；
[0015]-压差；
[0016]-真空压力；
[0017]-压缩空气压力；
[0018]-气体流量；和/或
[0019]-液体流量。
[0020]在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个传感器利用无线通信协议组网，以形成不需要电缆的无线测量局域网。
[0021]在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个传感器采用超低功耗信号采集及转化电路。以这样的方式，从而降低了所述至少一个传感器的能源消耗，从而提高能源利用效率，并且为后续的能源优化提供有利的条件。
[0022]在依据本发明的一个实施例中，所述微控制器采用超低功耗的支持无线通信协议的电路。以这样的方式，从而降低了所述至少一个传感器的能源消耗，从而提高能源利用效率，并且为后续的能源优化提供有利的条件。
[0023]在依据本发明的一个实施例中，所述微控制器采用电池供电。其中，所述电池能够是锂电池。
[0024]在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个传感器采用电池供电。以这样的方式，使得所述至少一个传感器也无需复杂的供电线缆的支持，而仅需电池来供电即可，从而进一步简化了依据本发明所述的半导体测量设备的结构。
[0025]依据本发明所述的半导体测量设备减少了半导体设备中的线缆，便于安装、维护。各传感器模块使用锂电池供电，采用超低功耗的带无线通讯协议的微控制器采集并发送到设备主机上。单次充电可支持I年以上。
[0026]此外，各传感器模块不需要电缆，节省设备空间，减小半导体测量设备尺寸。方便安装，易于故障诊断和维修，降低半导体测量设备停机维护时间。提高半导体测量设备使用率。
[0027]由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0028]1、设备内部分散的众多传感器模块不再需要线缆连接，避免了半导体测量设备设计时需要留出空间以供线缆走线的困难。减小半导体测量设备尺寸，节约半导体测量设备占地面积，FAB工厂空间成本闻昂，减小占地面积就是减小用户成本。
[0029]2、传感器模块方便安装，易于故障诊断维修。若主机接受不到数据，只需要直接替换故障传感器模块，不需要在众多的控制、动力线缆中去排查故障点是传感器本身还是线缆导致，大大减少了故障维修所导致的半导体测量设备停机时间。半导体设备价格昂贵，停机维修对FAB工厂损失巨大。大幅度减少的维修时间意味着可以大大提高半导体测量设备的利用率。
[0030]本发明的以上特性及其他特性将在下文中的具体实施例部分进行明确地阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，能够更容易地理解本发明的特征、目的和优点。其中，相同或相似的附图标记代表相同或相似的装置。
[0032]图1为半导体测量设备内部无线传感器网络示意图；
[0033]图2为无线传感器模块电路示意图。
[0034]在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。
[0036]图1示出了半导体测量设备内部无线传感器网络示意图100。其利用支持无线通信协议的微控制器，采集半导体测量设备分布于半导体测量设备内部各处的传感器数据，通过Zigbee无线协议，将众多的传感器组成局域网络，将各处传感器数据传输到主控半导体测量设备计算机。从图中可以看出，多个传感器模块组成Zigbee局域网络，由一块微控制器电路做为路由，和上位机通信，将各种传感器测量结果传给上位机。该半导体测量设备包括多个无线传感器，这些传感器被设置在需要测量相应的参数的具体位置，其中，这些传感器能够是各种各样的适应于需求的传感器，例如温度、压力、气压、流速等的传感器，从而测量各种各样的参数，这些参数被检测出来以后通过无线通信协议被传输至微控制器，从而使得微控制器能够得到所要的传感器数据。具体地，依据本发明所述的半导体测量设备包括:用于检测现场参数的至少一个传感器；微控制器，其与至少一个传感器通信地连接，其中，微控制器支持无线通信协议并且传感器与微控制器通过无线通信协议通信，以便采集半导体测量设备各处的传感器数据。
[0037]依据本发明的半导体测量设备采用无线通信协议取代了传统的有线电缆，从而大大降低了半导体测量设备的结构上的复杂度，便于组网，在某个传感器发生故障时也能够比较简单地实现故障元器件的更换，而无需涉及复杂的布线问题。
[0038]在依据本发明的一个实施例中，无线通信协议为Zigbee无线通信协议。
[0039]可选地，现场参数包括以下各项中的至少一项或多项:温度、湿度、压差、真空压力、压缩空气压力、气体流量和/或液体流量。
[0040]优选地，至少一个传感器利用无线通信协议组网，以形成不需要电缆的无线测量局域网。
[0041]优选地，至少一个传感器采用超低功耗信号采集及转化电路。以这样的方式，从而降低了至少一个传感器的能源消耗，从而提高能源利用效率，并且为后续的能源优化提供有利的条件。
[0042]特别优选地，微控制器采用超低功耗的支持无线通信协议的电路。以这样的方式，从而降低了至少一个传感器的能源消耗，从而提高能源利用效率，并且为后续的能源优化提供有利的条件。
[0043]优选地，微控制器采用电池供电。其中，电池能够是锂电池。
[0044]有利地，至少一个传感器采用电池供电。以这样的方式，使得至少一个传感器也无需复杂的供电线缆的支持，而仅需电池来供电即可，从而进一步简化了依据本发明的半导体测量设备的结构。
[0045]依据本发明的半导体测量设备减少了半导体设备中的线缆，便于安装、维护。各传感器模块使用锂电池供电，采用超低功耗的带无线通讯协议的微控制器采集并发送到设备主机上。单次充电可支持I年以上。
[0046]此外，各传感器模块不需要电缆，节省设备空间，减小半导体测量设备尺寸。方便安装，易于故障诊断和维修，降低半导体测量设备停机维护时间。提高半导体测量设备使用率。
[0047]由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0048]首先，设备内部分散的众多传感器模块不再需要线缆连接，避免了半导体测量设备设计时需要留出空间以供线缆走线的困难。减小半导体测量设备尺寸，节约半导体测量设备占地面积，FAB工厂空间成本闻昂，减小占地面积就是减小用户成本。
[0049]其次，传感器模块方便安装，易于故障诊断维修。若主机接受不到数据，只需要直接替换故障传感器模块，不需要在众多的控制、动力线缆中去排查故障点是传感器本身还是线缆导致，大大减少了故障维修所导致的半导体测量设备停机时间。半导体设备价格昂贵，停机维修对FAB工厂损失巨大。大幅度减少的维修时间意味着可以大大提高半导体测量设备的利用率。
[0050]图2示出了单个的无线传感器模块200的示意图，从图中可以看出，每个传感器模块均包括生成传感器信号的传感器210，该传感器信号随后由信号转换220转换为数字信号，以方便后续的处理；接下来，在微控制器230中经过处理后经由无线通信电路240发送出去。其中，整个无线传感器模块200均是由电池供电电路250来供电的，这样便使得改无线传感器模块无需复杂的电缆的支持，便于使用。
[0051]单个传感器模块由传感器、信号转换、微控制器、无线通信、电池供电等电路组成。传感器有温度、湿度、差压、真空压力、压缩气体压力、气体流量等多种。信号转换将传感器信号转换成数字信号，由微控制器负责米集，微控制器为支持Zigbee的嵌入式微控制器，电池电路负责为模块供电。整个模块采用低功耗设计，电池更换周期为一年或更长。微控制器同时采集电池电压并发送给上位机，若需要更换电池则由上位机在软件界面上给出提
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[0052]虽然已经参考若干【具体实施方式】描述了本发明，但是应该理解，本发明并不限于所公开的【具体实施方式】。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。
【权利要求】
1.一种半导体测量设备，其特征在于，所述半导体测量设备包括: 用于检测现场参数的至少一个传感器； 微控制器，其与所述至少一个传感器通信地连接， 其中，所述微控制器支持无线通信协议并且所述传感器与所述微控制器通过无线通信协议通信，以便采集所述半导体测量设备各处的传感器数据。
2.根据权利要求1所述的半导体测量设备，其特征在于，所述无线通信协议为Zigbee无线通信协议。
3.根据权利要求1所述的半导体测量设备，其特征在于，所述现场参数包括以下各项中的至少一项或多项: _温度； -湿度； -压差； -真空压力； -压缩空气压力； -气体流量；和/或 -液体流量。
4.根据权利要求1所述的半导体测量设备，其特征在于，所述至少一个传感器利用无线通信协议组网，以形成不需要电缆的无线测量局域网。
5.根据权利要求1所述的半导体测量设备，其特征在于，所述至少一个传感器采用超低功耗信号采集及转化电路。
6.根据权利要求1所述的半导体测量设备，其特征在于，所述微控制器采用超低功耗的支持无线通信协议的电路。
7.根据权利要求6所述的半导体测量设备，其特征在于，所述微控制器采用电池供电。
8.根据前述权利要求中任一项所述的半导体测量设备，其特征在于，所述至少一个传感器采用电池供电。
【文档编号】G05B19/042GK104344849SQ201310312631
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】郭一鸣, 郭亚娟, 周万泉 申请人:睿励科学仪器（上海）有限公司