專利名稱：光刻機同步時序控制串行數據通訊方法和系統及應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于集成電路制造工藝中的光刻技術，特別是關于一種步進掃描投影光刻機同步時序控制的高速串行數據通訊方法和系統。
背景技術：
光刻是集成電路加工過程中最關鍵的工序，因此光刻機是集成電路加工過程中最關鍵的設備。國外早在多年前就已提出下一代光刻的概念，并對極紫外線光刻、電子束投影光刻、離子束投影光刻等技術進行了大量的研究，但由于工藝、生產效率、成本等諸多原因，這些技術目前仍然難以完全實用化。目前占市場主導地位的仍然是深紫外線投影光刻設備。
當前，絕大多數投入使用的是步進重復光刻機。步進重復光刻機中，整個像場同時曝光。這種系統容易設計和實現。隨著市場不斷提高對大尺寸、細線寬、高精度、高效率、低成本集成電路生產的需求，對半導體設備帶來了前所未有的挑戰。步進重復光刻機采用一次成像技術，為了增大像場要求更大直徑的透鏡系統作為支撐，但這一要求遇到了技術因素和經濟因素的雙重制約，從而限制了步進重復光刻機向更高精度、更大尺寸的芯片加工方向發展。
在這種情況下，科研人員開發了一種新型的光刻機——步進掃描投影光刻機。步進掃描光刻機中，曝光過程與步進重復光刻機有所不同。光束通過一個狹縫并透過照明系統投影到掩膜面上，掩膜以設定的勻速通過這束光。同時，硅片在透鏡的下方以相反方向運動。這種步進掃描光刻機與步進重復光刻機相比，具有更低的變形和更大面積的像場；同時，承載硅片的工件臺和承載掩膜的掩膜臺都能夠實現高速運動，使得步進掃描光刻機具有很高的生產率，從而更好地滿足了市場對半導體芯片加工的需求。
步進掃描投影光刻機的基本原理見圖1，圖1(a)為像場與狹縫曝光區域示意圖，區域10為像場，其范圍大于普通的步進重復光刻機，步進重復光刻機像場通常為22*22mm2，步進掃描光刻機可達到26*33mm2，陰影所示區域11為狹縫曝光區域。圖1(b)為步進掃描投影光刻機工作狀態示意圖，步進掃描光刻機在執行曝光掃描時，首先將硅片27上待曝光的區域移動到透鏡22的下方，硅片放在工件臺21上，并在曝光過程中保持勻速運動。這個運動與掩膜臺23上的掩膜26和掃描狹縫單元24的運動部分在時間上和位置上是嚴格同步的，同時硅片表面在曝光過程中一直保持在透鏡22的最佳焦平面內。照明系統25在工件臺21和掩膜臺23以指定速度到達指定位置時，被同步觸發并開始提供曝光所需的光劑量28。
步進掃描光刻機通過掩膜臺23與工件臺21相對同步運動的方式，并與照明等其它子模塊協同工作，實現曝光動作。由于套刻精度、關鍵尺寸等決定曝光質量的因素，要求光刻機中參與曝光的各個子模塊在動作時序上精確同步。
步進掃描光刻機與步進重復光刻機相比，需要更加注意同步的問題，這是因為(1)對所有涉及的子模塊，掃描必須在相同的時間段內完成。具體來說，工件臺和掩膜臺必須在完全相同的時間段內通過事先規劃好的軌跡；照明系統必須在相同的時間段內提供均勻分布的正確劑量；狹縫控制系統必須與掩膜臺同步地打開和關閉它的狹縫。
(2)對于所有涉及的子模塊，掃描的起始時刻和結束時刻必須相同。具體而言，工件臺和掩膜臺必須在照明系統開始提供曝光劑量的時刻，以正確的速度到達正確的位置。
通過以上的分析可以得出，對于曝光掃描同步，要求所有涉及的子模塊必須在掃描時序上取得嚴格一致。
另外，參與曝光的子模塊需要一段時間為實際掃描做準備，這個時間段稱為準備時間，主要用于激光器預充電以及工件臺和掩膜臺開始加速最終達到并保持在指定的速度。實際掃描時間是指照明系統提供光源、同時工件臺和掩膜臺以勻速運動、硅片均勻曝光、完成曝光動作所需的時間。
因此，光刻機中一次掃描是由準備階段和實際掃描階段構成的。
由于生產率和性能的要求，一次掃描結束后應能夠直接進入到下一次掃描，而在兩次掃描中間不出現停頓，這樣的掃描稱為連續曝光掃描。為了實現連續曝光掃描，要求在進行當前掃描的同時能夠為下一次掃描準備必需的信息。連續曝光掃描中，下一次掃描的準備時間和實際掃描時間需要根據當前掃描的信息獲得，因此系統只能超前一步規劃；同時，連續曝光同步掃描過程中，由于外部條件的變化需要應用先前完成的掃描信息修正后續的曝光參數。
從以上的分析可以得出如下結論實現連續曝光掃描同步控制，需要特定的機制保證掃描過程中涉及的控制單元的在時間上是嚴格同步的；為了保證各個控制單元間的同步信號誤差嚴格控制在允許的范圍內，需要同步控制體系在時間上進行精準的控制；步進掃描投影光刻機控制系統有多個控制單元，并且控制系統非常復雜，所以需要一種強實時的通訊方式來保證各個控制單元之間的同步控制過程，步進掃描投影光刻機同步時序控制的高速串行數據通訊機制就是為多個控制單元之間的實時數據傳輸和同步控制而設計的。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，實現步進掃描投影光刻機多個控制單元之間的實時數據通訊及其同步控制。
為實現該發明目的，本發明提供了一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊系統，上位機與工控機CPU互連，工控機CPU板和同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡連接在一起，同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間相連接并可進行數據交換，運動控制卡和對應的下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統通過串行數據鏈接相連。同步總線控制器通過同步數據總線實時向工件臺運動控制卡、掩膜臺運動控制卡、對準運動控制卡發布同步信息，運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號和狀態信號，發送給下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統。
其中，所述的上位機與工控機CPU板通過工業以太網通信方式互連。所述的工控機CPU板和同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間采用虛擬模式擴充總線連接在一起。所述的同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間采用同步數據總線進行數據交換。所述的運動控制卡包括工件臺運動控制卡、對準運動控制卡和掩膜臺運動控制卡，下層I/O控制板包括工件臺下層I/O控制板和掩膜臺下層I/O控制板，其中，工件臺運動控制卡和工件臺下層I/O控制板通過串行數據鏈接相連；掩膜臺運動控制卡分別與掩膜臺下層I/O控制板以及調平調焦控制系統通過串行數據鏈接相連；對準運動控制卡與對準控制系統通過串行數據鏈接相連。
本法明還提供了一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，包括以下步驟a.上位機軟件通過用戶輸入和設置等輸出曝光參數到包含同步總線控制器的工件臺掩膜臺實時操作系統；b.工件臺掩膜臺實時操作系統把曝光參數綜合成各種同步控制關系，通過虛擬模式擴充總線把同步控制關系傳送給同步總線控制器；c.同步總線控制器按照給定的同步控制關系綜合成實際的同步數據總線信號，保證激光計數卡和運動控制卡的伺服間隔同步和狀態同步；d.運動控制卡接收到同步控制器的伺服間隔同步和狀態同步信號，產生中斷給運動控制卡的高速數據處理芯片進行實時同步處理和伺服控制處理；e.下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統接收到伺服間隔同步和狀態同步信號，觸發高速數據處理芯片進行實時同步處理。
其中，所述的步驟d中，運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號和狀態信號，發送給下層I/O控制板，對準控制系統和調平調焦控制系統。所述的光纖信號以10位作為一個信號或者數據單元進行傳輸，有專門的一位數據來區分命令信號和數據信號。所述的光纖信號數據幀由幀開始命令和幀結束命令包圍，并且數據幀分為數據幀頭和數據幀主體兩部分，數據幀頭包含數據幀起始地址和數據長度信息。所述的光纖信號數據幀對每4個數據單元進行一次校驗，校驗信息跟在4個被校驗的數據單元后面被發送；如果接收端校驗的結果和接收到的校驗信息不符合，表示數據幀錯誤，請求重發。所述的光纖信號數據幀在每一個校驗數據后面插入一個串行同步命令。所述的步驟d中，運動控制卡以伺服間隔作為伺服采樣周期。
本法明還提供了一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法的應用，包括以下步驟步驟A位于上位機的曝光控制軟件模塊通過以太網把曝光參數發送到工控機CPU板；步驟B工控機CPU板接收到曝光參數，通過工控機CPU板的操作系統，調用同步驅動模塊，把相應的同步控制參數傳輸到同步總線控制器；步驟C工控機CPU板通過調用同步驅動模塊啟動同步總線控制器；步驟D同步總線控制器通知運動控制卡和激光計數卡，當前的狀態進入準備掃描階段，工件臺向掃描起點運動；步驟E同步總線控制器控制的準備掃描階段完成，同步總線控制器向工控機CPU板請求中斷，通知工控機CPU板當前準備掃描階段完成；步驟F同步總線控制器通知運動控制卡和激光計數卡，當前的狀態進入實際掃描階段。并輸出激光曝光同步信號，產生激光脈沖；步驟G運動控制卡按照掃描階段的要求，完成掃描運動控制。同時，運動控制板把伺服間隔同步信號通過高速串行數據通訊發送給下層I/O控制板、調平調焦控制系統、對準控制系統，保證伺服同步和狀態同步。并通知進入實際掃描狀態，完成掃描運動控制；步驟H同步總線控制器的實際掃描階段完成，同步總線控制器向工控機CPU板請求中斷，通知工控機CPU板當前實際掃描階段完成；步驟I如果是連續掃描返回步驟D，否則到步驟J；步驟J同步總線控制器通知運動控制卡、激光計數卡進入空閑狀態；步驟K運動控制卡通知下層I/O控制板、調平調焦控制系統和對準控制系統進入空閑狀態。
本發明實現的多總線的同步控制體系，可以在步進掃描光刻機中獲得如下效果實現了曝光掃描過程中多個控制單元的精準同步控制；實現了曝光掃描的可靠性，進而提高了生產效率；實現了工控機CPU板對同步掃描的實時過程控制；提高了伺服控制系統的實時性和可靠性；
圖1(a)是像場與狹縫曝光區域示意圖；圖1(b)是步進掃描投影光刻機工作狀態示意2是本發明的高速串行數據通訊機制的層次框圖；圖3(a)是本發明的高速串行數據通訊機制的發送模塊框圖；圖3(b)是本發明的高速串行數據通訊機制的接收模塊框圖；圖4是本發明的高速串行數據通訊傳輸協議框圖；圖5是本發明的高速串行數據通訊機制應用于掃描同步控制過程的框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例，對本發明作更為詳細的解釋本發明是一種步進掃描投影光刻機同步時序控制的高速串行數據通訊機制，實現了一種步進掃描投影光刻機曝光掃描多個控制單元直接的同步信號控制。本過程以同步總線數據傳輸周期作為嚴格的時間控制基準，嚴格控制各個同步信號的觸發時間點，從而實現各個控制單元之間數據及信號的實時和同步。
步進掃描投影光刻機是一個非常復雜的控制系統，有多個控制單元和多種數據通訊的同步要求，為了使各個控制單元之間實現嚴格的同步控制，設計了一種步進掃描投影光刻機同步時序控制的高速串行數據通訊機制。
同步總線控制器是步進掃描投影光刻機同步控制的核心控制器。當參與同步掃描過程的所有分系統在曝光控制軟件下協商好之后，同步總線控制器實施整個掃描過程的控制單元上的實時同步控制。高速串行數據通訊機制保證了多個控制單元的實時控制。
高速串行數據通訊機制的層次框圖如圖2所示。
參與高速串行數據通訊的控制單元都有發送和接收模塊，運動控制卡控制的光纖通訊是主控單元，通過傳輸協議模塊(TRIGGER COMMAND)子模塊，把同步數據總線發送的伺服間隔同步信號-同步數據總線中斷，轉換成光纖觸發(TRIGGER)信號，轉發給下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統。光纖觸發信號(TRIGGER)是高優先級搶占式信號，具有非常高的實時性。光纖通訊的接收端接收到光纖觸發信號(TRIGGER)信號，馬上產生一個強實時的觸發信號，來觸發對應的實時性操作，保證了伺服間隔的同步和狀態的同步。同時，傳輸協議把同步狀態信號發送給下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統，保證多個控制單元之間的狀態同步。
高速串行數據通訊機制的結構框圖如圖3(a)和圖3(b)所示。
高速串行數據通訊發送模塊，如圖3(a)所示。同步總線控制器按照同步的要求，產生同步總線中斷信號給運動控制卡，運動控制卡得到信號后，分解為兩步操作發送同步觸發信號和同步狀態信號，波特率為200Mbps。
首先為了使得同步控制信號的延時最小，使用觸發信號機制。因為觸發信號是強實時命令信號，具有最高的發送優先級，所以一旦作為同步觸發信號的同步總線中斷信號產生，高速串行數據通訊機制中的發送TRIGGERCOMMAND子模塊在第一時間把此信號對應的串行數據代碼傳給高速光纖發送模塊，高速光纖發送模塊由于接收到最高優先級的發送請求，馬上把此信號通過高速光纖串行發送芯片轉換成串行信號，并通過高速光纖串行信號發送器轉換成光纖信號發送出去，保證接收端在最短的時間內接收到同步觸發信號。
由于運動控制卡需要對同步總線中斷信號進行處理，又考慮到實時性要求，所以使用最高的中斷優先級給運動控制卡上的DSP芯片。DSP芯片響應同步總線中斷后，馬上把同步狀態信號通過發送數據幀子模塊，把狀態數據信號傳給高速光纖發送模塊，高速光纖發送模塊按照數據信號的發送要求，通過高速光纖串行發送芯片轉換成串行信號，并通過高速光纖信號發送器轉換成光纖信號發送出去。
高速串行數據通訊接收模塊，如圖3(b)所示。同步總線控制器按照同步的要求，產生同步總線中斷信號給運動控制卡，運動控制卡得到信號后，高速串行數據通訊發送模塊把同步觸發信號和同步狀態信號發送給接收模塊，波特率為200Mbps。
當光纖信號通過高速光纖信號接收器后，再通過高速光纖串行接收芯片，把串行數據轉換成高速光纖接收模塊可辨認的數據。高速光纖接收模塊把數據信號分解成同步觸發信號和同步狀態信號，分別傳給接收TRIGGERCOMMAND子模塊和接收數據幀子模塊。表示同步觸發信號的(TRIGGERCOMMAND coming信號)用于強實時的同步控制處理，保證控制的嚴格同步。同步狀態信號傳給DSP芯片，保證狀態同步。
由于高速串行通訊使用高速光纖作為載體進行數據傳輸，因此最大的通訊波特率為200Mbps，使得數據傳輸延時能保證在很小的范圍內。同步觸發信號的最大延時保證在300ns以內，同步狀態信號的最大延時保證在400us以內。因此，通過以上機制，可以保證多個控制單元之間的控制信號同步和狀態同步。
高速光纖數據信號以10bit作為一個信號或者數據單元進行傳輸，有專門的一位數據來區分命令信號和數據信號，增強了高速串行數據通訊中命令和數據的可靠性。由于高速光纖抗干擾能力非常強，光信號傳輸效率高，因此，即使是在非常惡劣的控制環境中，高速光纖的誤碼率也非常低。
數據幀的傳輸，使用一種非常有效和可靠的數據傳輸協議，如圖4所示。整個數據幀由幀開始命令和幀結束命令包圍，并且數據幀分為數據幀頭和數據幀主體兩部分。數據幀頭包含數據幀起始地址和數據長度信息，保證了數據幀的完整性。同時，為了進一步增強數據傳輸的可靠性，對每4個數據單元進行一次校驗，校驗信息跟在4個被校驗的數據單元后面被發送。如果接收端校驗的結果和接收到的校驗信息不符合，表示數據幀錯誤，請求重發。同時，為了更進一步增強數據傳輸的可靠性，在每一個校驗數據后面插入一個串行同步命令，減少串行數據傳輸的失步。
經過上述機制的保證，高速串行數據通訊機制在保證同步觸發信號和同步狀態信號的同時，具有非常高的可靠性和穩定性。
步進掃描投影光刻機在步進或者掃描的過程中，需要多個控制單元的同步，保證每個單元之間的嚴格協調關系。其步驟為上位機軟件通過用戶輸入和設置等輸出曝光參數到包含同步總線控制器的工件臺掩膜臺實時操作系統(Vxworks)。工件臺掩膜臺實時操作系統把曝光參數綜合成各種同步控制關系。工件臺掩膜臺實時操作系統通過VME總線把同步控制關系傳送給同步總線控制器。同步總線控制器按照給定的同步控制關系綜合成實際的同步數據總線信號，保證激光計數卡和運動控制卡的伺服間隔同步和狀態同步。運動控制卡接收到同步控制器的伺服間隔同步和狀態同步信號，產生中斷給運動控制卡的高速數據處理芯片進行實時同步處理和伺服控制處理。運動控制卡以伺服間隔作為伺服采樣周期。運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號(TRGGER)和狀態信號，發送給下層I/O控制板，保證下層I/O控制板伺服間隔同步和狀態同步。運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號(TRGGER)和狀態信號，發送給對準控制系統和調平調焦控制系統，保證這兩個分系統的伺服間隔同步和狀態同步。下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統接收到伺服間隔同步和狀態同步信號，觸發高速數據處理芯片進行實時同步處理。
從上面描述的過程可以看出，使用高速串行數據通訊機制可以有效的實現系統內部激光計數卡、運動控制卡和下層I/O控制板的同步，以及有效的實現工件臺掩膜臺控制系統外的對準控制系統和調平調焦控制系統的同步控制，充分保證了同步控制信號的實時性和參與整個步進掃描同步過程的控制單元的實時協調。
為更好的理解本發明，應用本發明的同步控制過程，我們提出了一個具體的實施例，實現掃描投影光刻過程中高速串行數據通訊機制，本發明的保護范圍不限于本實施例確定的范圍。
如圖5所示，控制系統由上位機、工控機CPU板、同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡、對準控制系統，以及調平調焦控制系統等組成。
上位機采用工作站或工控PC機，應用Unix或Windows等操作系統；工控機CPU板采用如VxWorks、pSOS、RTLinux、WinCE等實時操作系統；上位機與工控機CPU板通過工業以太網通信方式互連。工控機CPU板和同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間采用虛擬模式擴充(VME)總線連接在一起，以便進行實時內部信息交換。同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間采用自定義的同步數據總線(SDB)進行數據交換。高速光纖串行通訊使用光纖線進行連接。同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡使用的核心芯片是FPGA、DSP等。曝光控制軟件模塊位于上位機；掃描控制軟件模塊位于工控機CPU板。
為了實現多個控制單元同步控制，同步總線控制器通過同步數據總線實時向工件臺運動控制卡、掩膜臺運動控制卡、對準運動控制卡發布同步信息，運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號(TRGGER)和狀態信號，發送給下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統，保證下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統的伺服間隔同步和狀態同步基于上述多總線的時序同步控制體系，結合進掃描光刻機連續曝光掃描同步控制，具體步驟如下步驟A位于上位機的曝光控制軟件模塊通過以太網把曝光參數發送到工控機CPU板。
步驟B工控機CPU板接收到曝光參數，通過工控機CPU板的Vxworks操作系統，調用同步驅動模塊，把相應的同步控制參數傳輸到同步總線控制器。
步驟C工控機CPU板通過調用同步驅動模塊啟動同步總線控制器。
步驟D同步總線控制器通知運動控制卡和激光計數卡，當前的狀態進入準備掃描階段，工件臺向掃描起點運動。
步驟E同步總線控制器控制的準備掃描階段完成，同步總線控制器向工控機CPU板請求中斷，通知工控機CPU板當前準備掃描階段完成。
步驟F同步總線控制器通知運動控制卡和激光計數卡，當前的狀態進入實際掃描階段。并輸出激光曝光同步信號，產生激光脈沖。
步驟G運動控制卡按照掃描階段的要求，完成掃描運動控制。同時，運動控制板把伺服間隔同步信號通過高速串行數據通訊發送給下層I/O控制板、調平調焦控制系統、對準控制系統，保證伺服同步和狀態同步。并通知進入實際掃描狀態，完成掃描運動控制。
步驟H同步總線控制器的實際掃描階段完成，同步總線控制器向工控機CPU板請求中斷，通知工控機CPU板當前實際掃描階段完成。
步驟I如果是連續掃描返回步驟D，否則到步驟J。
步驟J同步總線控制器通知運動控制卡、激光計數卡進入空閑狀態。
步驟K運動控制卡通知下層I/O控制板、調平調焦控制系統和對準控制系統進入空閑狀態。
以上介紹的僅僅是基于本發明的幾個較佳實施例，并不能以此來限定本發明的范圍。任何對本發明的方法作本技術領域內熟知的步驟的替換、組合、分立，以及對本發明實施步驟作本技術領域內熟知的等同改變或替換均不超出本發明的揭露以及保護范圍。
權利要求
1.一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊系統，其特征在于上位機與工控機CPU互連，工控機CPU板和同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡連接在一起，同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間相連接并可進行數據交換，運動控制卡和對應的下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統通過串行數據鏈接相連。同步總線控制器通過同步數據總線實時向工件臺運動控制卡、掩膜臺運動控制卡、對準運動控制卡發布同步信息，運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號和狀態信號，發送給下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統。
2.如權利要求1所述的步進掃描投影光刻機同步時序控制的串行數據通訊系統，其特征在于所述的上位機與工控機CPU板通過工業以太網通信方式互連。
3.如權利要求1所述的步進掃描投影光刻機同步時序控制的串行數據通訊系統，其特征在于所述的工控機CPU板和同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間采用虛擬模式擴充總線連接在一起。
4.如權利要求1所述的步進掃描投影光刻機同步時序控制的串行數據通訊系統，其特征在于所述的同步總線控制器、運動控制卡、激光計數卡之間采用同步數據總線進行數據交換。
5.如權利要求1所述的步進掃描投影光刻機同步時序控制的串行數據通訊系統，其特征在于所述的運動控制卡包括工件臺運動控制卡、對準運動控制卡和掩膜臺運動控制卡，下層I/O控制板包括工件臺下層I/O控制板和掩膜臺下層I/O控制板，其中，工件臺運動控制卡和工件臺下層I/O控制板通過串行數據鏈接相連；掩膜臺運動控制卡分別與掩膜臺下層I/O控制板以及調平調焦控制系統通過串行數據鏈接相連；對準運動控制卡與對準控制系統通過串行數據鏈接相連。
6.一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，其特征在于包括以下步驟a.上位機軟件通過用戶輸入和設置等輸出曝光參數到包含同步總線控制器的工件臺掩膜臺實時操作系統；b.工件臺掩膜臺實時操作系統把曝光參數綜合成各種同步控制關系，通過虛擬模式擴充總線把同步控制關系傳送給同步總線控制器；c.同步總線控制器按照給定的同步控制關系綜合成實際的同步數據總線信號，保證激光計數卡和運動控制卡的伺服間隔同步和狀態同步；d.運動控制卡接收到同步控制器的伺服間隔同步和狀態同步信號，產生中斷給運動控制卡的高速數據處理芯片進行實時同步處理和伺服控制處理；e.下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統接收到伺服間隔同步和狀態同步信號，觸發高速數據處理芯片進行實時同步處理。
7.如權利要求6所述的一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，其特征在于所述的步驟d中，運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號和狀態信號，發送給下層I/O控制板，對準控制系統和調平調焦控制系統。
8.如權利要求7所述的一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，其特征在于所述的光纖信號以10位作為一個信號或者數據單元進行傳輸，有專門的一位數據來區分命令信號和數據信號。
9.如權利要求7所述的一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，其特征在于所述的光纖信號數據幀由幀開始命令和幀結束命令包圍，并且數據幀分為數據幀頭和數據幀主體兩部分，數據幀頭包含數據幀起始地址和數據長度信息。
10.如權利要求9所述的一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，其特征在于所述的光纖信號數據幀對每4個數據單元進行一次校驗，校驗信息跟在4個被校驗的數據單元后面被發送；如果接收端校驗的結果和接收到的校驗信息不符合，表示數據幀錯誤，請求重發。
11.如權利要求9所述的一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，其特征在于所述的光纖信號數據幀在每一個校驗數據后面插入一個串行同步命令。
12.如權利要求6所述的一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法，其特征在于所述的步驟d中，運動控制卡以伺服間隔作為伺服采樣周期。
13.一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊方法的應用，其特征在于包括以下步驟步驟A位于上位機的曝光控制軟件模塊通過以太網把曝光參數發送到工控機CPU板；步驟B工控機CPU板接收到曝光參數，通過工控機CPU板的操作系統，調用同步驅動模塊，把相應的同步控制參數傳輸到同步總線控制器；步驟C工控機CPU板通過調用同步驅動模塊啟動同步總線控制器；步驟D同步總線控制器通知運動控制卡和激光計數卡，當前的狀態進入準備掃描階段，工件臺向掃描起點運動；步驟E同步總線控制器控制的準備掃描階段完成，同步總線控制器向工控機CPU板請求中斷，通知工控機CPU板當前準備掃描階段完成；步驟F同步總線控制器通知運動控制卡和激光計數卡，當前的狀態進入實際掃描階段。并輸出激光曝光同步信號，產生激光脈沖；步驟G運動控制卡按照掃描階段的要求，完成掃描運動控制。同時，運動控制板把伺服間隔同步信號通過高速串行數據通訊發送給下層I/O控制板、調平調焦控制系統、對準控制系統，保證伺服同步和狀態同步。并通知進入實際掃描狀態，完成掃描運動控制；步驟H同步總線控制器的實際掃描階段完成，同步總線控制器向工控機CPU板請求中斷，通知工控機CPU板當前實際掃描階段完成；步驟I如果是連續掃描返回步驟D，否則到步驟J；步驟J同步總線控制器通知運動控制卡、激光計數卡進入空閑狀態；步驟K運動控制卡通知下層I/O控制板、調平調焦控制系統和對準控制系統進入空閑狀態。
全文摘要
一種光刻機同步時序控制的串行數據通訊系統，同步總線控制器通過同步數據總線實時向工件臺運動控制卡、掩膜臺運動控制卡、對準運動控制卡發布同步信息，運動控制卡接收到同步總線控制器的伺服間隔同步信號和狀態同步信號，分別綜合成光纖觸發信號和狀態信號，發送給下層I/O控制板、對準控制系統和調平調焦控制系統。本發明實現了一種步進掃描投影光刻機多個控制單元之間的實時數據通訊及其同步控制。
文檔編號G06F13/42GK1851559SQ20061002727
公開日2006年10月25日 申請日期2006年6月2日 優先權日2006年6月2日
發明者池峰, 陳勇輝, 林科, 吳小健 申請人:上海微電子裝備有限公司