专利名称：一种晶圆装卸台的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶圆装卸台技术领域，特别是涉及一种晶圆装卸台的控制系统。
背景技术：
半导体加工设备中通常包括一种前端接口，该接口容纳着便于传递工件(S卩，晶圆)并监督这种传递的部件，该前端接口即为设备前端模块(EFEM)。EFEM内通常安装有晶圆装卸台(Load Port),加工过程中，晶圆装卸台主要起到装卸晶圆的作用。现有的各品牌的Load Port，其人机交互功能一般是采用指示灯和单个按钮的方式来完成的。调试的过程中需要使用外接电脑，并连接串口或者以太网线等进行操作，且大多需要用户进行软件二次开发才能完成与上位机之间的信号交互，所以开发过程比较繁琐费时，使用控制不便。
发明内容
基于此，有必要提供一种操控性能好，使用方便的晶圆装卸台的控制系统。一种晶圆装卸台的控制系统，包括:嵌入式系统控制模块，用于控制晶圆装卸台；输入模块，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于输入控制信号至所述嵌入式系统控制模块；驱动模块，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于驱动晶圆装卸台；及信号交互模块，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于采集外部设备的模拟量信号，并与外部设备交互数字量信号。进一步地，所述驱动模块包括:驱动控制器，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于发生驱动控制信号；H桥控制电路，与所述驱动控制器电连接，用于控制直流伺服电机；继电器，与所述驱动控制器电连接，用于控制电磁阀。进一步地，所述驱动模块还包括光电隔离器，所述光电隔离器设置于所述驱动控制器与继电器之间，和/或设置于所述驱动控制器与所述H桥控制电路之间。进一步地，所述驱动模块还包括有一模数转换模块，所述模数转换模块与所述驱动控制器通信连接，所述模数转换模块与一用于定位所述直流伺服电机的绝对式编码器通信连接。进一步地，所述信号交互模块包括:信号交互控制器，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于产生信号交互控制信号;输入端子，与所述信号交互控制器通信连接，用于采集外部设备信号；输出端子，与所述信号交互控制器通信连接，用于向外部设备发送信号。进一步地，所述输入端子用于采集晶圆装卸台的光电开关信号、接近开关信号、上位机输出信号、压力传感器信号和/或真空传感器信号；所述输出端子用于向上位机输入端发送信号的输出端子。进一步地，所述输入和/或输出端子与所述信号交互控制器之间设置有光电隔离器。进一步地，所述输入模块为触摸屏。
进一步地，所述嵌入式系统控制模块与所述驱动模块之间及所述信号交互模块之间均采用CAN通信的通信连接。进一步地，所述嵌入式系统控制模块为基于ARM的控制板。本发明的有益效果为:上述晶圆装卸台的控制系统由于使用嵌入式系统控制模块作为Load Port的控制系统，在功能上可以根据需求进行定制，有利于降低成本；由原来的需要外接PC等方式进步到可以通过输入模块直接对EFEM的控制系统进行操作，而且可以针对上位机的通信方式直接进行设置，减少了调试时间；操控性能好，使用方便。且针对Load Port开发的专用驱动模块和信号交互模块体积小，可以有效节省在洁净室中所占空间。
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。图1为本发明的一种晶圆装卸台的控制系统的电气结构示意图。图2为本发明的一种晶圆装卸台的驱动模块的电气结构示意图。图3为本发明的一种晶圆装卸台的信号交互模块的电气结构示意图。在图1至图3中包括有:1、嵌入式系统控制模块2、驱动模块21、驱动控制器 22、H桥控制电路 23、继电器3、信号交互模块31、输入端子32、输出端子33、信号交互控制器4、输入模块5、光电隔离器6、模数转换模块701、直流伺服电机 702、电磁阀703、真空阀704、指示灯705、绝对式编码器 706、光电开关707、接近开关708、上位机输出709、压力传感器710、真空传感器711、上位机输入端。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。如图1所示，一种晶圆装卸台的控制系统，包括:嵌入式系统控制模块1，用于控制晶圆装卸台；输入模块4，与所述嵌入式系统控制模块I通信连接，用于输入设置或控制信息至所述嵌入式系统控制模块I;
驱动模块2，与所述嵌入式系统控制模块I通信连接，通过所述嵌入式系统控制模块I的控制信号驱动晶圆装卸台；信号交互模块3，与所述嵌入式系统控制模块I通信连接，用于采集外部设备的模拟量信号，并与外部设备交互数字量信号。本发明所述晶圆装卸台的控制系统,是在现有的晶圆装卸台(即Load Port)基础上，使用嵌入式系统来代替原来的控制系统，为嵌入式系统控制模块I加上驱动模块2和信号交互模块3来完成对外部设备的控制和信号交互功能；通过驱动模块2实现直流伺服电机701和电磁阀702等较大功率设备的驱动和控制功能；并通过信号交互模块3采集设备中模拟量信号，和交互数字量信号。由于使用嵌入式系统控制模块I作为Load Port的控制系统，在功能上可以根据需求进行定制，有利于降低成本；由原来的需要外接PC等方式进步到可以通过输入模块4直接对EFEM的控制系统进行操作，而且可以针对上位机的通信方式直接进行设置，减少了调试时间；操控性能好，使用方便。且针对Load Port开发的专用驱动模块2和信号交互模块3体积小，可以有效节省在洁净室中所占空间。作为优选的实施方式，本发明所述的输入模块4采用触摸屏。采用触摸屏进行人机交互，比起按钮操作更加形象直观，而且触摸屏信息量大，可视性效果好，而且信息量大，进一步提高了本发明的操控性能和使用便利性。当然，所述的输入模块4也可以采用其它类型的输入模块4，只要能实现方便地进行人际交互的目的即可。其中，所述的嵌入式系统控制模块I与所述输入模块4之间采用串口通信的通信连接。串口通信的通信线路简单，成本低且信号传输稳定。而在本实施例中，所述嵌入式系统控制模块I与所述驱动模块2之间，以及与所述信号交互模块3之间均采用CAN通信的通信连接。保证了通信的实时性和可靠性。如图2所示，本发明所述的驱动模块2具体包括:驱动控制器21，与所述嵌入式系统控制模块I通信连接，用于产生驱动控制信号桥控制电路22，与所述驱动控制器21电连接，并与晶圆装卸台的直流伺服电机701电连接，用于控制所述直流伺服电机701 ;继电器23，与所述驱动控制器21电连接，并与晶圆装卸台的电磁阀702电连接，用于控制所述电磁阀702。其中，作为具体的实施方式之一，本实施例所述驱动模块2对晶圆装卸台的驱动，具体可以是指通过所述驱动控制器21电连接而驱动下述部件:电磁阀702，包括晶圆控制台与FOUP对接的气缸的电磁阀702，所述电磁阀702通过继电器23与所述驱动控制器21电连接；真空阀703，包括真空发生器的真空阀703，所述真空阀703与所述驱动控制器21电连接；晶圆装卸台的指示灯704，所述指示灯704与所述驱动控制器21电连接；所述直流伺服电机701，如前所述，直流伺服电机701由所述驱动控制器21控制所述H桥控制电路22而驱动。当然，本实施例所说的驱动指示灯704，较优选的是驱动Load Port中功率较大的常规指示灯优选地，所述驱动模块2还包括光电隔离器5，所述光电隔离器5设置于所述驱动控制器21与继电器23之间，和/或设置于所述驱动控制器21与所述H桥控制电路22之间。其中，本实施例所述驱动模块2还包括有一模数转换模块6，所述模数转换模块6与所述驱动控制器21通信连接，所述模数转换模块6与一用于定位所述直流伺服电机701的绝对式编码器705通信连接。其中，所述的模数转换模块6是一种数据采集模块，用于将将模拟量信号转成数字量信号，以便于驱动控制器21通过采集的绝对式编码器705控制所述直流伺服电机701。对于Load Port而言，映射(即Mapping)功能主要是需要检测晶圆的位置。通过本发明，Load Port的Mapping功能可以由直流伺服电机701加对射传感器进行双闭环控制，从而有效的保证了 Mapping功能的精确性。采用绝对式编码器705来检测伺服电机的位置，保证设备断电时伺服电机位置不会丢失，上电后直接可以工作。对电磁阀702等设备驱动采用光电隔离器5加继电器23的方式实现。光电隔离器5保证信号传递的准确性，继电器23提供干接点，可以外接大功率直流电源，从而保证对电磁阀702等设备进行有效的驱动。如图3所示，本发明所述的信号交互模块3包括:信号交互控制器33，所述嵌入式系统控制模块I通信连接，用于发生信号交互控制信号；输入端子31，与所述信号交互控制器33通信连接，用于采集外部设备信号；输出端子32，与所述信号交互控制器33通信连接，用于向外部设备发送信号。在本实施例中，与外部设备的信号交互，其信号可以是包括气缸到位信号、光电开关706数字信号、Interlock的信号等的外部设备的信号，它们通过信号交互模块3进行采集和控制，并有所述的信号交互控制器33直接把实时状态中转给嵌入式系统控制模块I。其中，作为具体的实施方式之一，所述的输入端子31也可以是包括采集晶圆装卸台的光电开关706信号、接近开关707信号、上位机输出708信号、压力传感器709信号和/或真空传感器710信号的输入端子31 ;所述输出端子32包括向上位机输入端711发送信号的输出端子32。优选地，所述输入和/或输出端子32与所述信号交互控制器33之间设置有光电隔离器5。需说明的是，该光电隔离器5与连接继电器23的光电隔离器5目的和效果相同。本发明单独把信号采集功能单独集成于所述信号交互模块3，是因为Load Port本身结构紧凑，要求各个设备体积尽量小，所以单独把该功能用一个板卡实现，这样可以有效减小把各种功能集成在嵌入式系统控制模块I上的体积。同理，使用光电隔离器5对数字输入/数字输出信号进行隔离，可以有效提高抗干扰能力保证在另一优选的实施例中，所述输入端子31中，用于采集压力传感器709信号和/或真空传感器710信号的输入端子31，通过模数转换模块6取代所述光电隔离器5而与所述信号交互控制器33信号连接。这主要是利用模数转换模块6对压力传感器709信号和/或真空传感器710信号进行转换，转换成数字量信号。这里所用的模数转换模块6与所述驱动模块2中使用的模数转换模块6目的和效果相同。 其中，本发明所述的嵌入式系统控制模块I优选为基于ARM的控制板。ARM (Advanced RISC Machines)是微处理器行业中具有性能高、成本低和能耗省等特点的微处理器，比较适用于嵌入控制。由于基于ARM的控制板为微处理器技术领域中的公知技术，这里不赘述其结构和工作原理。需指出的是，本发明晶圆装卸台的控制系统，作为一种嵌入式系统，亦可应用于EFEM、涂胶、光刻、PVD、CVD等工艺处理设备中。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，包括: 嵌入式系统控制模块，用于控制晶圆装卸台； 输入模块，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于输入控制信号至所述嵌入式系统控制模块； 驱动模块，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于驱动晶圆装卸台；及信号交互模块，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于采集外部设备的模拟量信号，并与外部设备交互数字量信号。
2.根据权利要求1所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括: 驱动控制器，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于发生驱动控制信号； H桥控制电路，与所述驱动控制器电连接，用于控制直流伺服电机； 继电器，与所述驱动控制器电连接，用于控制电磁阀。
3.根据权利要求2所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述驱动模块还包括光电隔离器，所述光电隔离器设置于所述驱动控制器与继电器之间，和/或设置于所述驱动控制器与所述H桥控制电路之间。
4.根据权利要求3所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述驱动模块还包括有一模数转换模块，所述模数转换模块与所述驱动控制器通信连接，所述模数转换模块与一用于定位所述直流伺服电机的绝对式编码器通信连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述信号交互模块包括: 信号交互控制器，与所述嵌入式系统控制模块通信连接，用于产生信号交互控制信号; 输入端子，与所述信号交互控制器通信连接，用于采集外部设备信号； 输出端子，与所述信号交互控制器通信连接，用于向外部设备发送信号。
6.根据权利要求5所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述输入端子用于采集晶圆装卸台的光电开关信号、接近开关信号、上位机输出信号、压力传感器信号和/或真空传感器信号；所述输出端子用于向上位机输入端发送信号的输出端子。
7.根据权利要求6所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述输入和/或输出端子与所述信号交互控制器之间设置有光电隔离器。
8.根据权利要求1所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述输入模块为触摸屏。
9.根据权利要求8所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述嵌入式系统控制模块与所述驱动模块之间及所述信号交互模块之间均采用CAN通信的通信连接。
10.根据权利要求1所述的晶圆装卸台的控制系统，其特征在于，所述嵌入式系统控制模块为基于ARM的控制板。
全文摘要
一种晶圆装卸台的控制系统，包括嵌入式系统控制模块，以及分别与之通信连接的输入模块、驱动模块和信号交互模块，驱动模块通过所述嵌入式系统控制模块的控制信号驱动晶圆装卸台，信号交互模块用于采集外部设备的模拟量信号，并与外部设备交互数字量信号；由于使用嵌入式系统作为Load Port的控制系统，在功能上可以根据需求进行定制，有利于降低成本；可以通过输入模块直接对EFEM的控制系统进行操作，而且可以针对上位机的通信方式直接进行设置，减少了调试时间；操控性能好，使用方便；专用驱动模块和信号交互模块体积小，可以有效节省在洁净室中所占空间。
文档编号H01L21/677GK103199035SQ20121000373
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者刘一恒, 褚明杰, 贾凯, 曲道奎, 徐方, 李学威, 孟庆铸, 杨奇峰 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司