一种用于光刻设备的控制架构的制作方法

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种用于光刻设备的控制架构。

背景技术：

现有技术下的封装和LED光刻机中，一般都采用VME总线控制架构。如图1所示，上位机通过以太网形式与各分系统PPC进行通讯，各分系统PPC再通过机箱背板上的VME总线与机箱内其他功能类板卡进行数据交换，最后由这些功能类板卡直接采集底层传感器数据或对底层驱动器/执行器进行控制。

上述技术方案存在以下技术问题：

第一、当产品功能增加导致外接传感器或执行器超出机箱原先的冗余设计时，需要对原有机箱设计进行修改。如果原先板卡预留接口不够用时，还需要增加板卡来实现新的功能。

第二、功能性板卡与底层执行器和传感器之间的线缆经过长距离传输，可能会引起信号衰减或不稳定。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种用于光刻设备的即使增加执行器和传感器数量也无需增加板卡或机箱数量的控制架构。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于光刻设备的控制架构，包括：一总控制层，该总控制层通过一VME总线与一分系统控制层通讯，该分系统控制层通过一现场总线协议与一执行层通讯。

更进一步地，该总控制层包括一总控制单元以及一主控板卡，该总控制单元通过一以太网与该主控板卡通讯。

更进一步地，该分系统控制层包括一总线控制板及总线控制器，该总控制层通过该VME总线与该总线控制板通讯。

更进一步地，该主控板卡放置于一机箱内。

更进一步地，该总线控制板放置于一机箱内。

更进一步地，该总线控制板通过一现场总线协议与总线控制器通讯。

更进一步地，该分系统控制层还包括一总线功能模块，该总线控制器和该总线功能模块采取拓扑结构。

更进一步地，该总线功能模块通过一现场总线协议与执行层通讯。

更进一步地，该执行层包括传感器或执行器。

与现有技术相比较，本发明中执行器控制和传感器数据采集及信号处理都不使用VME总线与主控计算机进行数据交换，节省了板卡使用数量及机箱个数。

本发明在机箱内部只作任务处理、接口调用及参数下发操作，不直接连接底层硬件，为今后功能和硬件拓展提供便利。

本发明把总线控制器及相应功能模块放置在执行器和传感器附近，减少与执行器和传感器间线缆长度，避免了模拟信号长距离传输而引起的衰减和信号不稳定，提高了设备的可靠性。

本发明中总线控制器与主控计算机之间采用现场总线协议传输信号，提高设备稳定性和可靠性。

本发明中执行器与传感器均采用支持现场总线协议的器件，提高了器件的互换性。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是现有技术中光刻设备所使用的VME总线控制架构示意图；

图2是本发明所涉及的VME总线加现场总线技术相结合的控制架构的示意图；

图3是本发明所涉及的光刻机整机控制架构的示意图；

图4是本发明所涉及的光刻机第二级控制架构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

本发明提供了一种用于光刻设备的即使增加执行器和传感器数量也无需增加板卡或机箱数量的控制架构，并且本发明所提供方案能解决信号长距离传输可能引起的衰减和不稳定的技术问题，增加光刻设备的可靠性。

图2是本发明所涉及的VME总线加现场总线技术相结合的控制架构的示意图。本发明主要由，服务器1、机箱2、主控板卡3、总线控制板4、总线控制器5、总线功能模块6、传感器7、执行器8、以太网交换机9、总线控制盒10、背板11及若干线缆组成

如图3所示，本发明采用VME总线+现场总线技术相结合的方式构成光刻机整机控制架构。

该控制架构的第一级为控制层，采用VME总线控制架构，主要由服务器1通过以太网9交换机的形式对机箱3内的各分系统的主控板卡3下发命令，而各分系统的主控板卡3在接受到命令后，调用各自分系统任务后，通过机箱VME总线下发相应命令及参数至机箱2内的总线控制板4。

在这一级的架构中，各分系统的控制层作为一个标准化模块进行设计，由主控板卡3、总线控制板4和背板11组成。其中总线控制板4支需要支持VME总线协议，且背板11上需要留有总线控制接口，与外围设备进行数据交换。而所有分系统的主控板卡3、总线控制板卡4和背板11统一放置在一个机箱2内。

在这一级架构中，操作人员下发命令至设备，设备中的服务器1接收到指令后，经过内部软件计算及处理后，通过以太网9交换机把需要的指令及参数下发至需要参与动作的各分系统的主控板卡3。主控板卡3再经过内部软件计算把相应的指令和参数通过VME总线下发至该分系统的总线控制板4。总线控制板4再通过现场总线协议与整个控制架构的第二级进行数据交互。

如图4所示，该控制架构的第二级为处理层，采用现场总线控制方式，机箱2内的总线控制板4在接受到相应命令和参数后通过现场总线协议下发给各自的总线控制盒10内的总线控制器5。总线控制器5接收到命令后再根据具体命令和参数以总线形式下发给各总线功能模块6，从而采集和驱动底层传感器7和执行器8。

该控制架构的第二级为各分系统的测控层、I/O层和传感器执行器层，基于现场总线技术搭建而成，通过现场总线协议完成传感器执行器与分系统内部的数据交互及指令下达。主要由总线控制器5、总线功能模块6、传感器7、执行器8、总线控制盒10及若干线缆组成。

在这一级架构中，总线控制器5与总线功能模块6采取拓扑结构，即一个总线控制器5可以外接多个总线功能模块6。

其中功能模块6放置在总线控制盒10内。总线功能模块6数量由传感器7和执行器8数量决定，而总线控制器5则各分系统根据实际需要决定。每个分系统都可以有多个总线控制器5、总线功能模块6及总线控制盒10。而总线控制盒10则根据整机布局及传感器7和执行器8所处的位置在整机合适的位置放置，只须遵循总线功能模块6与相连的传感器7、执行器8位置尽可能接近即可。

在这一级架构中，总线功能模块6根据功能划分可以采集传感器7的数据然后把数据通过现场总线协议发送至总线控制器5，另外总线功能模块6也可以通过现场总线协议接受总线控制5下达的命令及参数，对执行器8进行控制。

在这个控制架构中，把测量类、计算类和控制类板卡采用成熟的总线功能模块6代替，并移出机箱放置在光刻机各个角落。同时使用总线控制器5对总线功能模块6的数据进行汇总。这种架构的方式理论上一个总线控制器5可以挂接无限个总线功能模块6，即使今后产品因为升级需要增加传感器或执行器，只需增加总线功能模块6的数量，而不需要重新设计电气柜内的机箱或对整个设备的架构做大幅度的修改。

而且在这个控制架构中，把总线功能模块6尽可能安装在执行器和传感器附近，减少了线缆传输路径，避免模拟信号长距离传输引起的衰减和不稳定。而总线功能模块6、总线控制器5、总线控制板4直接的通信都采用总线协议的形式，具有较高的传输速率和良好的抗干扰性。

同时，现场总线技术为成熟技术，所采用的总线协议都为国际标准，当架构中某个总线功能模块6、传感器7或执行器8发生问题时，只需使用支持该协议的器件替换即可，对设备本身而言具有良好的互换性。

而且一般现场总线模块都带有错误自检，错误自锁及管理功能，当模块本身发生错误时，能够主动上报错误并关闭报错模块，不影响其他模块正常使用，具有较好的容错性。

另外，现场总线协议本身自带校验，加密等功能设计，当传输的协议因为某些外界因素出错时，也能通过协议自带的校验系统对命令识别，并由总线模块作出相应动作。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。