[發(fā)明專利]光刻機(jī)控制系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811004518.7
• 申請(qǐng)日: 2018-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110874020A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;李蒙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 上海思捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發(fā)明提供一種光刻機(jī)控制系統(tǒng)和方法，該控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、數(shù)據(jù)接口卡、交換卡、多通道功率放大控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傳感器信號(hào)板、位置測(cè)量單元和上位機(jī)。本發(fā)明能夠提高運(yùn)動(dòng)臺(tái)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度和速度，減小電磁干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種光刻機(jī)控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

光刻機(jī)控制系統(tǒng)是光刻機(jī)的“大腦”和“神經(jīng)”。它能將各分系統(tǒng)有機(jī)地連接起來(lái)并使其進(jìn)行有序工作，通過(guò)光刻機(jī)的整機(jī)管理軟件設(shè)定程序，協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)光刻機(jī)各種功能的控制，完成光刻機(jī)的各個(gè)工作流程。控制硬件架構(gòu)旨在為各個(gè)分系統(tǒng)提供一個(gè)性能可靠，兼容性好的控制平臺(tái)，并且約束各個(gè)分系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)，最終達(dá)到產(chǎn)品的性能指標(biāo)要求。但是，隨著光刻機(jī)運(yùn)動(dòng)臺(tái)電機(jī)的伺服頻率的不斷提升，以及涉及到越來(lái)越多的高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理和采集，傳統(tǒng)的基于VME并行總線的光刻機(jī)控制硬件系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足其對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的提升需求。迄今最大帶寬的VME64x雖然達(dá)到了320Mbps(Byte/s)，但是仍然無(wú)法滿足高端光刻機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸需求。此外，在光刻機(jī)的控制系統(tǒng)中，存在著大量的微弱信號(hào)傳感器，例如：電容傳感器，電渦流傳感器，光能量傳感器等，若數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞竭x擇不對(duì)，這些傳感器極易受到電磁干擾，進(jìn)而影響到光刻機(jī)的性能指標(biāo)。VPX總線是VITA(VMEInternational Trade Association)組織在VME總線基礎(chǔ)上提出的新一代高速串行總線標(biāo)準(zhǔn)。VPX總線的基本規(guī)范、機(jī)械結(jié)構(gòu)和總線信號(hào)等具體內(nèi)容均在ANSI/VITA46系列技術(shù)規(guī)范中定義。VPX總線引入了串行總線技術(shù)，包括SRIO(Serial Rapid IO)協(xié)議、PCIe(PCI-Express)和萬(wàn)兆以太網(wǎng)等，支持更高的背板帶寬。VPX核心交換可以提供32對(duì)差分對(duì)，每對(duì)差分對(duì)理論上可以提供10Gbps的數(shù)據(jù)交換能力，一個(gè)VPX模塊理論上最高可以提供8Gbps/s的數(shù)據(jù)交換能力。VPX總線還采用交換式結(jié)構(gòu)替代VME的主控式結(jié)構(gòu)。交換式結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)整體性能不受主控板的限制。同時(shí)，在交換式結(jié)構(gòu)下，處理器可以在任意的時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，而不需要等待總線后才發(fā)起傳輸，特別適合多處理器系統(tǒng)。與VME總線相比，它有著明顯的優(yōu)勢(shì)。例如：傳輸速率快，4×Serial可達(dá)10Gbps(Byte/s)；支持硬件糾錯(cuò)，減少了軟件開(kāi)銷；數(shù)據(jù)傳輸效率高，最高可達(dá)94％；支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，星型，雙星型，全網(wǎng)絡(luò)型等；VPX背板支持多種連接方式，背板上具有多個(gè)功能區(qū)(Plane)，分別傳輸不同的信號(hào)。

由此現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了基于VPX總線的工件臺(tái)同步運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括VPX總線機(jī)箱，CPU主控單元，運(yùn)動(dòng)控制單元，光纖接口單元，功率放大器單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器單元，測(cè)量單元和人機(jī)交互單元。采用該基于VPX總線的工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電機(jī)軸數(shù)多、信息量大以及控制算法復(fù)雜等不同平臺(tái)的適應(yīng)。該控制系統(tǒng)通過(guò)Rapid IO總線架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多處理器的高速互連；通過(guò)多核DSP運(yùn)動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)、快速完成反饋數(shù)據(jù)計(jì)算；通過(guò)光纖接口單元實(shí)現(xiàn)各路數(shù)據(jù)的通信。

因此，如何利用VPX總線提高運(yùn)動(dòng)臺(tái)電機(jī)的控制精度和速度，減小電磁干擾是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上不足，提供了一種光刻機(jī)控制系統(tǒng)和方法，以提高運(yùn)動(dòng)臺(tái)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度和速度，減小電磁干擾。