基於vme總線的步進掃描光刻機的同步控制系統及該系統的同步控制方法
2023-10-17 01:40:44 5
專利名稱：基於vme總線的步進掃描光刻機的同步控制系統及該系統的同步控制方法
技術領域：
本發明涉及一種同步控制系統，具體涉及基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統及該系統的同步控制方法。
背景技術：
集成電路的發展主要依靠半導體製造裝備的發展，隨著技術的進步，矽片的集成度不斷提高，對線寬的要求越來越高。現階段，光刻已經成為極大規模集成電路的核心技術，對電路的集成化水平起決定性作用。光刻機是一項融合了許多科技領域的最新研究成果的一項戰略任務。隨著矽片尺寸的增大，同時要求具有高解析度和大視場，在原有的工作模式下物鏡的設計成本非常高。步進掃描的工作模式可以降低對物鏡的要求。要得到較好的成像質量，對工件臺和掩模臺的運動控制系統的定位精度和同步精度都提出了更高的要求。因此，工件臺和掩模臺的控制技術稱為了光刻機的核心技術之一。
發明內容
本發明的目的是為了解決步進掃描光刻機曝光過程中的同步誤差大，光刻效率低的問題，從而提出了基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統及該系統的同步控制方法。基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統，它包括上位機、下位機、雷射計數組件、同步控制組件、運動控制組件和VME總線，所述的運動控制組件由工件臺控制器和掩模臺控制器組成，所述的VME總線包括VME64自定義協議總線和VME64標準總線，所述的VME64自定義協議總線是P2/J2 口的用戶自定義接口，該用戶自定義接口包括7位雷射計數組件的地址總線、36位雷射計數組件的數據總線、2個雷射計數組件的採樣信號線、I位雷射計數組件的時鐘信號線、6位雷射計數組件的狀態傳輸信號線、I位運動控制組件的數據讀取信號線、48位運動控制組件的數據總線、雷射計數組件的參考信號線和運動控制組件的狀態信號線，所述的上位機與下位機通過乙太網連接，同步控制組件通過VME64標準總線與下位機連接，同步控制組件通過VME64自定義協議總線與雷射計數組件和運動控制組件連接，該同步控制組件的網口通過網線與下位機的網口連接。基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的同步控制方法為通過對雷射計數組件測量的信息進行解耦獲得被控工件臺當前位置數據，採用輸入的位置指令中的位置數據與被控工件臺當前位置數據相減獲得工件臺的位置誤差數據，該工件臺位置誤差數據輸入至工件臺控制器；
將輸入的位置指令中的位置數據乘4獲得掩模臺控制位置數據，通過對雷射計數組件測量的信息解耦獲得被控掩模臺當前位置數據，將該掩模臺控制位置數據與被控掩模臺當前位置數據相減獲得掩模臺位置誤差數據，該掩模臺位置誤差數據輸入至掩模臺控制器； 將工件臺位置誤差數據減去掩模臺位置誤差數據的四分之一獲得同步位置誤差數據，該同步位置誤差數據輸入至同步控制組件，並經過該組件內的同步控制算法處理獲得下一個控制周期的工件臺控制指令的修正數據和掩模臺控制指令的修正數據，將工件臺控制指令的修正數據通過VME64自定義協議總線發送給工件臺控制器，將掩模臺控制指令的修正數據通過VME64自定義協議總線發送給掩模臺控制器；工件臺控制器根據輸入的工件臺位置誤差數據和工件臺控制指令的修正數據獲得工件臺下一個控制周期的控制指令，並將該控制指令發送給被控工件臺的驅動部件，用於驅動被控工件臺運動；掩模臺控制器根據輸入的掩模臺位置誤差數據和掩模臺控制指令的修正數據獲得掩模臺下一個控制周期的控制指令，並將該控制指令發送給被控掩模臺的驅動部件，用於驅動被控掩模臺運動；將上述被控掩模臺的當前位置數據的四分之一與被控工件臺的當前位置數據相減獲得工件臺和掩模臺的同步位置誤差數據，該同步位置誤差輸出給下位機。本發明提供基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統及該系統的同步控制方法，通過同步控制組件產生的步進掃描光刻機曝光過程中各個子系統的調度協調信號，接收雷射計數組件傳遞過來的原始採樣數據並將其解耦為運動控制組件可用的位置信息，達到了控制和減小步進掃描過程中的同步誤差，提高光刻效率的目的。
圖I是基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的基本原理示意圖；圖2是基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統總體結構圖；圖3是同步控制卡a的硬體結構圖；圖4是同步控制卡b的硬體結構圖；圖5是控制周期示意圖；圖6是同步控制組件4、運動控制組件5和雷射計數組件3的數據傳輸簡圖；圖7是基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的同步控制方法的控制框圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖I具體說明本實施方式，基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統，它包括上位機I、下位機2、雷射計數組件3、同步控制組件4、運動控制組件5和VME總線，所述的運動控制組件5由工件臺控制器和掩模臺控制器組成，所述的VME總線包括VME64自定義協議總線和VME64標準總線，所述的VME64自定義協議總線是P2/J2 口的用戶自定義接口，該用戶自定義接口包括7位雷射計數組件3的地址總線、36位雷射計數組件3的數據總線、2個雷射計數組件3的採樣信號線、I位雷射計數組件3的時鐘信號線、6位雷射計數組件3的狀態傳輸信號線、I位運動控制組件5的數據讀取信號線、48位運動控制組件5的數據總線、雷射計數組件3的參考底信號線和運動控制組件5的狀態信號線，所述的上位機I與下位機2通過乙太網連接，同步控制組件4通過VME64標準總線與下位機2連接，同步控制組件4通過VME64自定義協議總線與雷射計數組件3和運動控制組件5連接，該同步控制組件4的網口通過網線與下位機2的網口連接。同步控制組件4是步進掃描光刻機同步控制的核心控制器。當光刻機進行曝光掃描時，各個子系統準備就緒後，由同步控制組件4實施整個掃描曝光過程的同步控制。
具體實施方式
二、結合圖I具體說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的區別在於，它還包括信號採集組件6，同步控制組件4通過VME64自定義總線與信號採集組件6連接。
具體實施方式
三、結合圖I具體說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的區別在於，它還包括對準控制器
7、調平調焦控制器8、狹縫控制器9、照明控制器10、劑量控制器11和高階像控制器12，同步控制組件4分別通過光纖與對準控制器7、調平調焦控制器8、狹縫控制器9、照明控制器
10、劑量控制器11和高階像控制器12連接。
具體實施方式
四、本實施方式與具體實施方式
三所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的區別在於，所述的同步控制組件4由同步控制卡a和同步控制卡b兩塊板卡組成，所述的同步控制卡a包括第一串口 4-1-1、第二串口 4-1-2、第一光纖口4-1-3、10/100M 網口 4-1-4、第三串口 4-1-5、第二光纖口 4-1-6、SRAM 存儲模塊 4-1-7、DSP同步控制算法模塊4-l-8、NVRAM存儲模塊4-1-9、第一電平轉換模塊4-1-10、第二電平轉換模塊4-1-11、第一VMEP2/J2接口 4-1-12、第一VMEP0/J0接口 4-l-13、VMEPl/Jl 接口 4-1-14和FPGA模塊4-1-15，所述的FPGA模塊4-1-15包括外部數據交換邏輯接口 4-1-15-1和VME接口 4-1-15-2，所述的第一串口 4-1-1、第二串口 4-1-2和第三串口 4-1-5均為RS422串行通信埠 ；第一串口 4-1-1通過雙絞線與對準控制器7連接；第二串口 4-1-2通過雙絞線與照明控制器10連接；第一光纖口 4-1-3通過光纖與對準控制器7連接；10/100M網口 4-1-4通過網線與下位機2連接；第三串口 4-1-5通過雙絞線與狹縫控制器9的串行埠連接；第二光纖口 4-1-6通過光纖與狹縫控制器9連接；第一 VMEP2/J2接口 4_1_12採用自定義VME64總線協議與下位機2連接；VMEP1/J1接口 4_1_14採用標準VME64總線協議與下位機2連接，所述的外部數據交換邏輯接口 4-1-15-1分別與第一串口 4-1-1、第二串口 4-1-2、第三串口 4-1-5、第一光纖口 4-1-3、10/100M 網口 4-1-4 和第二光纖口 4-1-6 連接，SRAM存儲模塊4-1-7的存儲數據端與DSP同步控制算法模塊4-1-8的存儲數據端連接，所述的DSP同步控制算法模塊4-1-8控制算法端與FPGA模塊4-1-15的控制算法端連接，所述 的FPGA模塊4-1-15的存儲端與NVRAM存儲模塊4_1_9的存儲端連接，VME接口 4-1-15-2通過VME64自定義總線分別與第一電平轉換模塊4-1-10、第二電平轉換模塊4-1-11和第一 VMEP0/J0接口 4-1-13連接，第一電平轉換模塊4-1-10通過VME64自定義總線與第一VMEP2/J2接口 4-1-12連接，第二電平轉換模塊4-1-11通過VME64標準總線與VMEPI/Jl接口 4-1-14 連接；同步控制卡b包括第四串口 4-2-1、第五串口 4-2-2、第六串口 4_2_3、並行測試口4-2-4、第三光纖口 4-2-5、第四光纖口 4-2-6、CPLD 模塊 4-2-7、第二 VMEP2/J2 接口 4-2-8和第二 VMEPO/JO接口 4-2-9，所述的第四串口 4-2-1、第五串口 4-2-2和第六串口 4-2-3均為RS422串行通信埠，第四串口 4-2-1與劑量控制器11的串口連接；第五串口 4-2-2與調平調焦控制器8的串口連接；第六串口 4-2-3與高階像控制器12的串口連接；調平調焦控制器8的光纖接口與第三光纖口 4-2-5連接；並行測試口 4-2-4為測試口，用於測試邏輯晶片是否正常工作；第四光纖口 4-2-6為備用接口 ；第二 VMEP2/J2接口 4_2_8採用自定義VME64總線協議與下位機2的工控機箱連接；第二 VMEPO/JO接口 4_2_9通過VME64自定義總線與第一 V MEPO/JO接口 4-1-13連接，用於實現同步控制卡a和同步控制卡b的信息交換，所述的CPLD模塊4-2-7分別與第四串口 4-2-1、第五串口 4-2-2、第六串口 4-2-3和並行測試口 4-2-4連接，CPLD模塊4-2-7分別與第三光纖口 4_2_5、第四光纖口 4_2_6、第二 VMEP2/J2 接口 4-2-8 和第二 VMEPO/JO 接口 4-2-9 連接。下位機採用VME工控機系統，同步控制組件4的同步控制卡a為6U標準板卡，前面板的接口位置有限，而同步控制組件4需要預留多個接口，所以，利用VME機箱的後面板位置設計了同步控制組件4的同步控制卡b與同步控制卡a通過VME總線的連接口 PO連接，PO共有17位地線和95位自定義信號線。同步控制卡b是外部協調信號接口的載體，節省了同步控制卡a的布局空間，提高了接口的靈活性。圖3為同步控制卡a的硬體結構圖，圖4為同步控制卡b的硬體結構圖。
具體實施方式
五、結合圖7具體說明本實施方式，本實施方式所述的是應用具體實施方式
一所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的同步控制方法為通過對雷射計數組件測量的信息進行解耦獲得被控工件臺當前位置數據，採用輸入的位置指令中的位置數據與被控工件臺當前位置數據相減獲得工件臺的位置誤差數據，該工件臺位置誤差數據輸入至工件臺控制器；將輸入的位置指令中的位置數據乘4獲得掩模臺控制位置數據，通過對雷射計數組件測量的信息解耦獲得被控掩模臺當前位置數據，將該掩模臺控制位置數據與被控掩模臺當前位置數據相減獲得掩模臺位置誤差數據，該掩模臺位置誤差數據輸入至掩模臺控制器；將工件臺位置誤差數據減去掩模臺位置誤差數據的四分之一獲得同步位置誤差數據，該同步位置誤差數據輸入至同步控制組件，並經過該組件內的同步控制算法處理獲得下一個控制周期的工件臺控制指令的修正數據和掩模臺控制指令的修正數據，將工件臺控制指令的修正數據通過VME64自定義協議總線發送給工件臺控制器，將掩模臺控制指令的修正數據通過VME64自定義協議總線發送給掩模臺控制器；工件臺控制器根據輸入的工件臺位置誤差數據和工件臺控制指令的修正數據獲得工件臺下一個控制周期的控制指令，並將該控制指令發送給被控工件臺的驅動部件，用於驅動被控工件臺運動；
掩模臺控制器根據輸入的掩模臺位置誤差數據和掩模臺控制指令的修正數據獲得掩模臺下一個控制周期的控制指令，並將該控制指令發送給被控掩模臺的驅動部件，用於驅動被控掩模臺運動；將上述被控掩模臺的當前位置數據的四分之一與被控工件臺的當前位置數據相減獲得工件臺和掩模臺的同步位置誤差數據，該同步位置誤差輸出給下位機，當一定時間內超出允許範圍就產生錯誤信息。步進掃描光刻機工作的基本原理見圖2所示。掩模臺承載有晶片圖案的掩模，工件臺則承載待刻的矽片，需要移動至指定的曝光位置，工件臺運動至曝光光源下方，同步開啟曝光快門，工件臺與掩模臺繼續勻速相向運動，曝光光源遂將掩模圖案投射至矽片上，工作檯運動到指定位置後，曝光光源關閉，完成一次掃描曝光過程。該過程要求掩模臺與工件臺嚴格勻速同步，並保持固定的速度比4 I (由投影物鏡的縮小比例決定)。圖中大圓圈表不整張娃片，每個曝光區域稱為一個場，填充方塊表不已經曝光完成的場，空白方塊表不尚未曝光的場，虛線小圓圈表示正在進行掃描曝光的場。隨著掩模臺與工件臺在投影物鏡上下的相向運動，矽片上規劃的場不斷被曝光。
光刻機控制系統總體結構如圖I所示。同步控制組件4為控制系統的核心部分，既是位置反饋中重要的一環，也是同步控制算法的處理單元。同步控制組件4的主要功能是控制VME總線上的數據交換，產生內部調度信號和外部協調信號，把雷射計數組件3發送過來的原始採樣數據解耦為同步控制組件4可用的位置信息，計算曝光過程中工件臺和掩模臺的位置誤差並通過同步控制算法得出運動控制組件5控制量的修正值，收集錯誤狀態。同步控制組件4傳輸的信息主要有下位機通過VME64標準總線協議向同步控制組件4傳輸的曝光掃描數據；同步控制組件4通過VME64自定義協議向下位機發送的內部調度信號；同步控制組件4採用RS422串行通信埠差分信號向下位機發送的外部協調信號；雷射計數組件3在內部調度信號的作用下採用VME64自定義協議向同步控制組件4發送的原始採樣數據；同步控制組件4在內部調度信號的作用下採用VME64自定義協議向運動控制組件5發送的解耦後標識位置信息；同步控制組件4採用VME64標準總線協議向下位機2發送的錯誤信息。在200us的同步控制周期中，包括以下幾個子周期計數卡採樣周期，計數卡數據傳輸周期，計數卡數據解算周期，運動控制組件5數據獲取周期，運動控制指令計算周期和控制指令發送周期和空閒周期。控制周期如圖5所示。雷射計數組件3接收到採樣指令後開始採樣，採樣得到的原始數據將鎖存到預定的寄存器中，採樣結束，返回原始採樣數據鎖存信號。五塊雷射計數組件3在同樣的機制下採樣，鎖存數據，返回各自的數據鎖存信號後，雷射計數組件3採樣周期結束。採樣周期結束後，數據傳輸周期開始，同步控制卡根據預定的雷射計數組件3地址，依次讀取五塊雷射計數組件3的原始採樣數據，存入同步控制組件4的NVRAM存儲模塊4-1-9 中。雷射計數組件3原始採樣數據經過解算後，變換為運動控制組件5可用的18個位置信息，即曝光過程中採樣時刻工件臺和掩模臺的實際位置。同步控制組件4在解算後，在每個位置信息的前面加上對應的字頭，用以區別不同的光路數據，命名為標識位置數據，為一個48位二進位數據。在運動控制組件5數據傳輸周期中，同步控制組件4向運動控制組件5發送數據讀取信號並按順序將18路位置誤差信息數據寫入VME64P2/J2 口自定義同步總線中，11個運動控制組件5在接收到數據讀取信號後，讀取自定義並行總線中的數據並存儲，18個循環後，每塊運動控制組件5將分別獲取到所有的18路位置誤差信息數據，運動控制組件5根據字頭，選取當前控制周期中需要的位置誤差信息作為閉環控制中的位置反饋量。圖6描述了以上數據流傳輸方向。雷射計數組件3解算周期結束後，同步控制組件4可以根據當前位置信息和下位機2發送的工件臺和掩模臺規劃軌跡計算出當前控制周期中的同步控制誤差，經過同步誤差校正單元處理後，得出一個修正值，用來修正下一控制周期中的運動控制指令。此修正值可以減小曝光過程中工件臺和掩模臺同步誤差，提高光刻解析度和套刻精度。圖7描述了上述控制算法。
運動控制組件5的工件臺分為兩個工件臺，分別是第一工件臺和第二工件臺。第一工件臺在曝光區域，第二工件臺在測量區域，第二工件臺上、下矽片，完成調平調焦，對準等動作，第一工件臺完成曝光後，第一工件臺和第二工件臺換臺，第二工件臺執行曝光動作，第一工件臺執行上、下矽片，完成調平調焦，對準等動作，循環往復，提高效率。基於上述的同步控制組件4，結合步進掃描光刻機工作流程，具體步驟如下步驟一、上位機I的通信系統將用戶輸入的曝光參數及工作模式信息通過乙太網發送到下位機2 ；步驟二、下位機2接收曝光參數及工作模式信息後，對曝光參數進行參數解析，把上位機參數變換為曝光參數，已獲得曝光準備信號；以供曝光過程中同步控制卡和運動控制卡調用；步驟三、下位機2將曝光準備信號發送給同步控制組件4和運動控制組件5，曝光過程開始準備；步驟四、同步控制組件4接收到曝光準備信號後向雷射計數組件3、運動控制組件5和信號採集組件6發送曝光啟動信號，運動控制組件5接收到曝光啟動信號後控制第一工件臺、第二工件臺和掩模臺向曝光起始位置運動，雷射計數組件3接收到曝光啟動信號後向同步控制組件4發送原始採樣數據，同步控制組件4對原始採樣數據計算得到原始位置信息，並將位置誤差信息發送至運動控制組件5作為位置反饋信息；步驟五、同步控制組件4向照明控制器10發送雷射準備信號，照明控制器10的高壓電容開始充電，準備發出第一個光脈衝；步驟六、同步控制組件4接收掃描準備完成信號後向下位機2發送請求中斷，曝光準備階段完成；步驟七、運動控制組件5控制第一工件臺移動到上下片區，完成上片；步驟八、運動控制組件5控制第一工件臺移動到測量區，完成調平調焦及對準參數採集；步驟九、運動控制組件5控制第一工件臺和第二工件臺移動到換臺區，完成換臺過程；步驟十、運動控制組件5控制第一工件臺進入曝光區，開始曝光過程；運動控制組件5控制第二工件臺進入上下片區，完成下片動作，若需連續曝光，則下片後，進行上片動作；否則，空臺運行；步驟十一、運動控制組件5控制第一工件臺及掩模臺開始曝光，每個控制周期中，同步控制組件4計算同步誤差並對運動控制組件5控制指令進行修正，完成曝光過程；步驟十二、運動控制組件5控制第一工件臺和第二工件臺進入換臺區，完成換臺；
步驟十三、運動控制組件5控制第一工件臺進入上下片區，完成下片動作；若需連續曝光，則下片後，進行上片動作；否則，第一工件臺控制停止；步驟十四、運動控制組件5控制第二工件臺進入曝光區，如進行連續曝光，則進行步驟十一，否則，第二工件臺控制停止；
步驟十五、同步控制組件4通知運動控制組件5及其他曝光子系統進入空閒狀態。
權利要求
1.基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統，其特徵在於，它包括上位機(I)、下位機⑵、雷射計數組件⑶、同步控制組件⑷、運動控制組件(5)和VME總線，所述的運動控制組件(5)由工件臺控制器和掩模臺控制器組成， 所述的VME總線包括VME64自定義協議總線和VME64標準總線，所述的VME64自定義協議總線是P2/J2 口的用戶自定義接口，該用戶自定義接口包括7位雷射計數組件(3)的地址總線、36位雷射計數組件(3)的數據總線、2個雷射計數組件(3)的採樣信號線、I位雷射計數組件(3)的時鐘信號線、6位雷射計數組件(3)的狀態傳輸信號線、I位運動控制組件(5)的數據讀取信號線、48位運動控制組件(5)的數據總線、雷射計數組件(3)的參考底信號線和運動控制組件(5)的狀態信號線， 所述的上位機(I)與下位機(2)通過乙太網連接，同步控制組件(4)通過VME64標準總線與下位機(2)連接，同步控制組件(4)通過VME64自定義協議總線與雷射計數組件(3)和運動控制組件(5)連接，該同步控制組件(4)的網口通過網線與下位機(2)的網口連接。
2.根據權利要求I所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統，其特徵在於，它還包括信號採集組件(6)，同步控制組件(4)通過VME64自定義總線與信號採集組件(6)連接。
3.根據權利要求I所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統，其特徵在於，它還包括對準控制器(7)、調平調焦控制器(8)、狹縫控制器(9)、照明控制器(10)、劑量控制器(11)和高階像控制器(12)，同步控制組件(4)分別通過光纖與對準控制器(7)、調平調焦控制器(8)、狹縫控制器(9)、照明控制器(10)、劑量控制器(11)和高階像控制器(12)連接。
4.根據權利要求3所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統，其特徵在於，所述的同步控制組件(4)由同步控制卡a和同步控制卡b兩塊板卡組成，所述的同步控制卡a包括第一串口(4-1-1)、第二串口(4-1-2)、第一光纖口(4-1-3)、10/100M網口4-1-4 (4-1-4)、第三串口 (4-1-5)、第二光纖口 (4-1-6)、SRAM 存儲模塊(4-1-7)、DSP 同步控制算法模塊(4-1-8)、NVRAM存儲模塊(4-1-9)、第一電平轉換模塊(4_1_10)、第二電平轉換模塊(4-1-11)、第一 VMEP2/J2 接口 (4-1-12)、第一 VMEP0/J0 接口 (4-1-13)、VMEPI/Jl接口(4-1-14)和FPGA模塊(4-1-15)，所述的FPGA模塊(4-1-15)包括外部數據交換邏輯接口(4-1-15-1)和 VME 接口(4-1-15-2)，所述的第一串口(4-1-1)、第二串口(4-1-2)和第三串口(4-1-5)均為RS422串行通信埠 ；第一串口(4-1-1)通過雙絞線與對準控制器(7)連接；第二串口(4-1-2)通過雙絞線與照明控制器(10)連接；第一光纖口(4-1-3)通過光纖與對準控制器(7)連接；10/100M網口 4-1-4(4-1-4)通過網線與下位機(2)連接；第三串口(4-1-5)通過雙絞線與狹縫控制器(9)的串行埠連接；第二光纖口(4-1-6)通過光纖與狹縫控制器(9)連接；第一 VMEP2/J2接口(4-1-12)採用自定義VME64總線協議與下位機(2)連接；VMEP1/J1接口(4-1-14)採用標準VME64總線協議與下位機(2)連接， 所述的外部數據交換邏輯接口(4-1-15-1)分別與第一串口(4-1-1)、第二串口(4-1-2)、第三串口(4-1-5)、第一光纖口(4-1-3)、10/100M 網口 4-1-4(4-1-4)和第二光纖口(4-1-6)連接，SRAM存儲模塊(4-1-7)的存儲數據端與DSP同步控制算法模塊(4_1_8)的存儲數據端連接，所述的DSP同步控制算法模塊(4-1-8)控制算法端與FPGA模塊(4-1-15)的控制算法端連接，所述的FPGA模塊(4-1-15)的存儲端與NVRAM存儲模塊(4_1_9)的存儲端連接，VME接口(4-1-15-2)通過VME64自定義總線分別與第一電平轉換模塊(4_1_10)、第二電平轉換模塊(4-1-11)和第一 VMEPO/JO接口(4-1-13)連接，第一電平轉換模塊(4-1-10)通過VME64自定義總線與第一 VMEP2/J2接口(4_1_12)連接，第二電平轉換模塊(4-1-11)通過 VME64 標準總線與 VMEP1/J1 接口 (4-1-14)連接； 同步控制卡b包括第四串口(4-2-1)、第五串口(4-2-2)、第六串口(4-2-3)、並行測試口(4-2-4)、第三光纖口(4-2-5)、第四光纖口(4-2-6)、CPLD 模塊(4-2-7)、第二 VMEP2/J2接口(4-2-8)和第二 VMEP0/J0 接口(4-2-9)，所述的第四串口(4_2_1)、第五串口(4_2_2)和第六串口(4-2-3)均為RS422串行通信埠，第四串口(4_2_1)與劑量控制器(11)的串口連接；第五串口(4-2-2)與調平調焦控制器(8)的串口連接；第六串口(4-2-3)與高階像控制器(12)的串口連接；調平調焦控制器⑶的光纖接口與第三光纖口(4-2-5)連接；並行測試口(4-2-4)為測試口，用於測試邏輯晶片是否正常工作；第四光纖口(4-2-6)為備用接口 ；第二 VMEP2/J2接口(4-2-8)採用自定義VME64總線協議與下位機(2)的工控機箱連接；第二 VMEPO/JO接口(4-2-9)通過VME64自定義總線與第一 V MEP0/J0接口 4_1_13連接，用於實現同步控制卡a和同步控制卡b的信息交換， 所述的CPLD模塊(4-2-7)分別與第四串口(4-2-1)、第五串口(4_2_2)、第六串口(4-2-3)和並行測試口(4-2-4)連接，CPLD模塊(4_2_7)分別與第三光纖口(4_2_5)、第四光纖口(4-2-6)、第二 VMEP2/J2 接口(4-2-8)和第二 VMEP0/J0 接口(4-2-9)連接。
5.基於權利要求I所述的基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統的同步控制方法，其特徵在於， 通過對雷射計數組件測量的信息進行解耦獲得被控工件臺當前位置數據，採用輸入的位置指令中的位置數據與被控工件臺當前位置數據相減獲得工件臺的位置誤差數據，該工件臺位置誤差數據輸入至工件臺控制器； 將輸入的位置指令中的位置數據乘4獲得掩模臺控制位置數據，通過對雷射計數組件測量的信息解耦獲得被控掩模臺當前位置數據，將該掩模臺控制位置數據與被控掩模臺當前位置數據相減獲得掩模臺位置誤差數據，該掩模臺位置誤差數據輸入至掩模臺控制器；將工件臺位置誤差數據減去掩模臺位置誤差數據的四分之一獲得同步位置誤差數據，該同步位置誤差數據輸入至同步控制組件，並經過該組件內的同步控制算法處理獲得下一個控制周期的工件臺控制指令的修正數據和掩模臺控制指令的修正數據，將工件臺控制指令的修正數據通過VME64自定義協議總線發送給工件臺控制器，將掩模臺控制指令的修正數據通過VME64自定義協議總線發送給掩模臺控制器； 工件臺控制器根據輸入的工件臺位置誤差數據和工件臺控制指令的修正數據獲得工件臺下一個控制周期的控制指令，並將該控制指令發送給被控工件臺的驅動部件，用於驅動被控工件臺運動； 掩模臺控制器根據輸入的掩模臺位置誤差數據和掩模臺控制指令的修正數據獲得掩模臺下一個控制周期的控制指令，並將該控制指令發送給被控掩模臺的驅動部件，用於驅動被控掩模臺運動； 將上述被控掩模臺的當前位置數據的四分之一與被控工件臺的當前位置數據相減獲得工件臺和掩模臺的同步位置誤差數據，該同步位置誤差輸出給下位機，當一定時間內超出允許範圍就產生錯誤信息。
全文摘要
基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統及該系統的同步控制方法，本發明具體涉及基於VME總線的步進掃描光刻機的同步控制系統及該系統的同步控制方法。它為了解決步進掃描光刻機曝光過程中的同步誤差大，光刻效率低的問題。本發明的上位機與下位機通過乙太網連接，同步控制組件通過VME64標準總線與下位機連接，同步控制組件通過VME64自定義協議總線與雷射計數組件和運動控制組件連接，同步控制組件的網口通過網線與下位機的網口連接，VME總線包括VME64自定義協議總線和VME64標準總線。本發明達到了控制和減小步進掃描過程中的同步誤差，提高光刻效率的目的。本發明適用於掃描光刻機領域。
文檔編號G05B19/418GK102621826SQ20121012075
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者劉楊, 彭貴勇, 李聰, 王公峰, 郝中洋, 閆華星, 陳興林 申請人:哈爾濱工業大學