專利名稱：一種同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)工件臺(tái)和掩模臺(tái)同步控制的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在大規(guī)模的半導(dǎo)體集成電路的前端制造設(shè)備中，光刻是集成電路加工過(guò)程中最為關(guān)鍵的工序，因此光刻機(jī)是集成電路加工過(guò)程中最關(guān)鍵的設(shè)備。圖I所示為步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)的工件臺(tái)、掩模臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。光束8通過(guò)由兩個(gè)刀片I和2組成的狹縫后投影到掩模3上，掩模3以設(shè)定的速度勻速通過(guò)該光束。同時(shí)， 娃片5在透鏡7的下方以與掩模3相反的方向運(yùn)動(dòng)。這種步進(jìn)掃描光刻機(jī)具有低變形、大像場(chǎng)的特點(diǎn)，同時(shí)，承載硅片的工件臺(tái)6和承載掩模的掩模臺(tái)4都能夠?qū)崿F(xiàn)高速的運(yùn)動(dòng)，使得步進(jìn)掃描光刻機(jī)具有很高的生產(chǎn)效率，能夠更好的滿足半導(dǎo)體芯片加工的需求。所以，步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)的主要技術(shù)之一就是要實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)和掩模臺(tái)的高速、高精度的同步運(yùn)動(dòng)控制。為了實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)控制,需要實(shí)時(shí)采集工件臺(tái)和掩模臺(tái)各自的x、y、z、Rx、Ry和Rz六個(gè)自由度的位置數(shù)據(jù)，每一個(gè)自由度都有對(duì)應(yīng)的位置傳感器和運(yùn)動(dòng)控制器。而為了實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)控制，不同自由度的運(yùn)動(dòng)控制器需要其他自由度的位置數(shù)據(jù)，這樣在光刻機(jī)工件臺(tái)掩模臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的每一個(gè)伺服周期內(nèi)都會(huì)有大量的位置數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理過(guò)程?，F(xiàn)有技術(shù)中，一種基于同步廣播、地址循環(huán)隊(duì)列和計(jì)數(shù)器反轉(zhuǎn)機(jī)制的總線平臺(tái)，可以在步進(jìn)掃描光刻機(jī)中實(shí)現(xiàn)對(duì)工件臺(tái)掩模臺(tái)位置信息的同步采樣及傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件臺(tái)/掩模臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制卡的同步控制。然而利用該總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，同步廣播總線地址FIFO中放置的地址是按照固定的周期連續(xù)的依次被輸出，數(shù)據(jù)傳輸完全由總線控制卡控制，運(yùn)動(dòng)控制卡無(wú)法進(jìn)行握手響應(yīng)。也就是說(shuō)，被尋址的運(yùn)動(dòng)控制卡必須在總線控制卡廣播地址之前，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，否則數(shù)據(jù)無(wú)法發(fā)送，因此這種傳輸方式的適應(yīng)性差。進(jìn)一步的，現(xiàn)有技術(shù)中還提出一種步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)同步控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸總線協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了光刻機(jī)工件臺(tái)和掩模臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制的數(shù)據(jù)傳輸需求。然而利用該總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸包是按照數(shù)據(jù)傳輸源進(jìn)行區(qū)分，屬于同一數(shù)據(jù)傳輸源的所有數(shù)據(jù)傳輸周期被封裝成一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸包，也就是說(shuō)一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸包只能傳輸相對(duì)應(yīng)的一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸源的數(shù)據(jù)，這也大大限制了該總線傳輸方式的靈活性。因此，急需一種用于步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)高速同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，提高總線傳輸方式的靈活性和適應(yīng)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)高速同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，提高總線傳輸方式的靈活性和適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)和掩模臺(tái)的高速、高精度的同步運(yùn)動(dòng)控制。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，包括一塊原始位置數(shù)據(jù)接收卡，接收來(lái)自測(cè)量系統(tǒng)的原始位置數(shù)據(jù)；若干塊運(yùn)動(dòng)控制卡，接收并計(jì)算處理所述原始位置數(shù)據(jù)后打包發(fā)送給其他運(yùn)動(dòng)控制卡;一塊同步總線控制卡，存放所述原始位置數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的定義好的地址包，并實(shí)現(xiàn)對(duì)原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡的同步控制，所述地址包由一個(gè)包頭地址，若干個(gè)傳輸?shù)刂泛鸵粋€(gè)包尾地址組成；一組同步數(shù)據(jù)傳輸總線，連接所述同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡及運(yùn)動(dòng)控制卡，所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線包含地址線、數(shù)據(jù)線、地址選通線、數(shù)據(jù)選通線和握手信號(hào) 線，所述的握手信號(hào)線由原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡通過(guò)“線與”方式驅(qū)動(dòng)輸出至同步總線控制卡，所述的地址線、地址選通線、數(shù)據(jù)選通線由同步總線控制卡驅(qū)動(dòng)輸出至原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡；一塊通訊總線控制卡，進(jìn)行對(duì)同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡及運(yùn)動(dòng)控制卡的初始化配置及控制，初始化配置時(shí)將所述原始位置數(shù)據(jù)的存放地址定義成所述地址包；一組通訊總線，實(shí)現(xiàn)所述通訊總線控制卡與同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡及運(yùn)動(dòng)控制卡間的通訊。進(jìn)一步的，所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線、同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、通訊總線和通訊總線控制卡均集成在一個(gè)機(jī)箱的同一背板上。進(jìn)一步的,所述通訊總線采用PCI, VME或Compact PCI總線協(xié)議形式。進(jìn)一步的,所述通訊總線控制卡采用VxWorks、pS0S或RTLinux等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。進(jìn)一步的，所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線是一組非地址-數(shù)據(jù)復(fù)用的廣播總線。進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)線由當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸周期尋址的板卡驅(qū)動(dòng)輸出。進(jìn)一步的，所述同步總線控制卡的核心控制邏輯采用CPLD或FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的，所述同步總線控制卡包含一個(gè)先入先出式存儲(chǔ)器、一個(gè)總線控制模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)接口模塊。進(jìn)一步的，所述先入先出式存儲(chǔ)器中存放了所有所述地址包，并按照事先定義好的順序依次輸出。進(jìn)一步的，所述的總線控制模塊包含了一個(gè)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，通過(guò)計(jì)數(shù)器的循環(huán)計(jì)數(shù)依次讀取所述先入先出式存儲(chǔ)器中的地址。進(jìn)一步的，所述總線控制模塊讀取到某個(gè)包頭地址時(shí)將重復(fù)進(jìn)行該包頭地址傳輸，直到握手信號(hào)得到響應(yīng)，然后連續(xù)輸出當(dāng)前包的傳輸?shù)刂芳鞍驳刂?。進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)接口模塊根據(jù)總線控制模塊輸出的地址及控制信號(hào)，完成地址的鎖存及譯碼及數(shù)據(jù)的輸入輸出控制。進(jìn)一步的，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡通過(guò)光纖接收來(lái)自位置測(cè)量系統(tǒng)的原始位置數(shù)據(jù)，并將原始位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在先入先出式存儲(chǔ)器中。進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)控制卡通過(guò)所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線接收來(lái)自原始位置數(shù)據(jù)接收卡的原始位置數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后將處理后的數(shù)據(jù)打包發(fā)送給其他運(yùn)動(dòng)控制卡。
進(jìn)一步的，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡和每塊運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)部為每個(gè)地址包都配置了一個(gè)包握手方式配置寄存器和包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器。進(jìn)一步的，所述包握手方式配置寄存器包含ALWAYS位和SOFT位兩個(gè)位信息，用來(lái)配置該地址包的握手方式，分別表示直接握手和軟件握手。進(jìn)一步的，當(dāng)所述同步傳輸數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包頭地址時(shí)，若該地址包的ALWAYS位設(shè)置為1，相應(yīng)的原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡將立即做出握手響應(yīng)，若該地址包的ALWAYS位設(shè)置為0，握手信號(hào)的輸出由SOFT位定義，通過(guò)軟件配置SOFT位，實(shí)現(xiàn)該地址包的延時(shí)發(fā)送。進(jìn)一步的，所述包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器包含一個(gè)READY位信息，用來(lái)指示該地址包對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)是否得到更新。進(jìn)一步的，當(dāng)所述同步傳輸數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包頭地址時(shí)，清零該包 的READY位，表明當(dāng)前地址包的數(shù)據(jù)未得到更新。進(jìn)一步的，當(dāng)所述同步傳輸數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包尾地址時(shí)，置位該地址包的READY位，表明當(dāng)前地址包的數(shù)據(jù)已經(jīng)更新。根據(jù)本發(fā)明的另一面，提供一種應(yīng)用上述同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括(a)同步周期開(kāi)始的第一個(gè)總線傳輸周期為同步狀態(tài)廣播周期，同步總線控制卡完成對(duì)原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡的同步控制；(b)同步總線控制卡輸出第一個(gè)地址包的包頭地址，原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡接收到包頭地址后，輸出有效握手信號(hào)，反饋至同步總線控制卡；(c)同步總線控制卡收到有效握手信號(hào)后，依次輸出當(dāng)前地址包的傳輸?shù)刂芳爱?dāng)前地址包的包尾地址至原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；(d)同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡在包尾地址傳輸后，判斷當(dāng)前同步周期的所有地址包是否均已完成發(fā)送，若否，則重復(fù)上述步驟(b)至(d)，若是，結(jié)束當(dāng)前同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，等待下一同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，循環(huán)步驟(b)至(d)直至所有同步周期結(jié)束。進(jìn)一步的，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡接收到包頭地址后，清零該地址包對(duì)應(yīng)的包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器的READY位，若該地址包對(duì)應(yīng)的握手方式配置寄存器的ALWAYS位為1，則立刻輸出握手信號(hào)為高；若ALWAYS位為0，則等待軟件置位SOFT位后輸出握手信號(hào)。進(jìn)一步的，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，若收到包尾地址，則置位READY位，表明地址包數(shù)據(jù)已更新。進(jìn)一步的，同步總線控制卡完成包尾地址傳輸后，判斷是否所有定義的地址包均已發(fā)送完畢，若否，則重復(fù)上述步驟(b)，輸出下一個(gè)地址包的包頭地址，若已全部完成發(fā)送，地址線輸出0，結(jié)束當(dāng)前同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，等待下一同步周期的數(shù)據(jù)傳輸；原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡在接收到包尾地址后，在下一個(gè)同步周期判斷地址線是否為0，若是，說(shuō)明當(dāng)前同步周期的所有地址包均已完成發(fā)送，若地址線為下一個(gè)包頭地址，則重復(fù)上述步驟(b)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的同步總線控制卡和運(yùn)動(dòng)控制卡之間采用握手通信，將整個(gè)同步周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)傳輸分成若干個(gè)地址包，其有益效果在于(I)同步數(shù)據(jù)傳輸總線增加握手信號(hào)，該信號(hào)由所有的運(yùn)動(dòng)控制卡通過(guò)“線與”方式提供給同步總線控制卡，通知同步總線控制卡數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好。通過(guò)采用“握手”通信，提高了總線傳輸?shù)撵`活性；(2)將整個(gè)同步周期內(nèi)所有需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸分成若干個(gè)地址包，存放在同步總線控制卡的先入先出式存儲(chǔ)器中。每個(gè)地址包由三部分地址信息組成一個(gè)包頭地址、若干個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)刂泛鸵粋€(gè)包尾地址，這樣可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分包發(fā)送；(3)每個(gè)地址包具備兩種握手方式，作為屬性參數(shù)存放在各運(yùn)動(dòng)控制卡的包握手方式配置寄存器中直接握手(ALWAYS)和軟件握手(SOFT)。當(dāng)某個(gè)地址包為ALWAYS握手時(shí)，所有運(yùn)動(dòng)控制卡接收到包頭地址后立刻進(jìn)行握手響應(yīng)；當(dāng)某個(gè)地址包為SOFT握手時(shí)，握手信號(hào)由軟件通過(guò)包握手方式配置寄存器設(shè)置，這樣實(shí)現(xiàn)了包的延時(shí)發(fā)送。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)下的工件臺(tái)掩模臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)組成示意圖；圖3是本發(fā)明同步數(shù)據(jù)傳輸總線時(shí)序圖；圖4是本發(fā)明同步總線接口模塊功能示意圖；圖5是本發(fā)明同步數(shù)據(jù)傳輸總線數(shù)據(jù)傳輸流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的測(cè)量裝置及方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式，僅用于方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。圖2為本發(fā)明同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)組成示意圖。同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)包括一組同步數(shù)據(jù)傳輸總線15、一塊同步總線控制卡20、一塊原始位置數(shù)據(jù)接收卡30、若干塊運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42、一組通訊總線60和一塊通訊總線控制卡50組成,并集成在一個(gè)機(jī)箱的同一背板上。所述的通訊總線60采用通用標(biāo)準(zhǔn)通訊總線,如PCI, VME, Compact PCI等總線協(xié)議形式。所述的通訊總線控制卡50采用VxWorks, pSOS, RTLinux等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。所述的通訊總線控制卡50與同步總線控制卡20、原始位置數(shù)據(jù)接收卡30及運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42通過(guò)通訊總線60進(jìn)行通訊；通訊總線控制卡50通過(guò)通訊總線60完成對(duì)同步總線控制卡20、原始位置數(shù)據(jù)接收卡30及運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42的初始化配置及控制。所述的同步總線控制卡20、原始位置數(shù)據(jù)接收卡30及運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42通過(guò)同步數(shù)據(jù)傳輸總線連接，以完成實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)的同步傳輸及處理。所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線15包含地址線10、數(shù)據(jù)線11、地址選通線12、數(shù)據(jù)選通線13和握手信號(hào)線14，它是一組非地址-數(shù)據(jù)復(fù)用的廣播總線。所述的地址線10、地址選通線12、數(shù)據(jù)選通線13由同步總線控制卡20驅(qū)動(dòng)輸出。所述的數(shù)據(jù)線11由當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸周期尋址的板卡驅(qū)動(dòng)輸出。所述的握手信號(hào)線14由原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42通過(guò)“線與”方式驅(qū)動(dòng)輸出至同步總線控制卡20。作為同步位置數(shù)據(jù)的傳輸通道，通過(guò)同步總線控制卡20設(shè)定的同步數(shù)據(jù)傳輸總線15的傳輸時(shí)序如圖3所示，同步總線控制卡20通過(guò)同步數(shù)據(jù)傳輸總線15傳輸時(shí)序進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)向原始位置數(shù)據(jù)接收卡30及運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42發(fā)布同步信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)和掩模臺(tái)的高速、高精度的同步運(yùn)動(dòng)控制。所述的原始位置數(shù)據(jù)接收卡30通過(guò)光纖31接收來(lái)自位置測(cè)量系統(tǒng)的原始位置數(shù)據(jù)，并將原始位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同步總線控制卡20中。所有原始位置數(shù)據(jù)的存放地址被由通訊總線控制卡50通過(guò)通訊總線60進(jìn)行初始化配置，并被打包成若干個(gè)地址包。每個(gè)地址包由三類地址信息組成，一個(gè)包頭地址，若干個(gè)傳輸?shù)刂泛鸵粋€(gè)包尾地址。在同步總線控制卡20的控制下，將原始位置數(shù) 據(jù)通過(guò)同步數(shù)據(jù)傳輸總線15輸出至運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42。所述的運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42在同步總線控制卡20的控制下，通過(guò)同步數(shù)據(jù)傳輸總線15接收來(lái)自原始位置數(shù)據(jù)接收卡30的原始位置數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后將處理后的數(shù)據(jù)打包發(fā)送給其他運(yùn)動(dòng)控制卡。所述的原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和每塊運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42內(nèi)部為每個(gè)包都配置了一個(gè)包握手方式配置寄存器和包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器。包握手方式配置寄存器包含兩個(gè)位信息=ALWAYS位和SOFT位，用來(lái)配置該包的握手方式，分別表示直接握手和軟件握手。當(dāng)同步數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包頭地址時(shí)，若該地址包的ALWAYS位設(shè)置為1，相應(yīng)的原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡將立即做出握手響應(yīng)，即拉高握手信號(hào)線14 ;若該地址包的ALWAYS位設(shè)置為0，握手信號(hào)的輸出由SOFT位定義，而SOFT位由軟件控制，這樣就實(shí)現(xiàn)了地址包的延時(shí)發(fā)送。包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器包含一個(gè)READY位信息，用來(lái)指示該地址包對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)是否得到更新。當(dāng)同步數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包頭地址時(shí)，清零該地址包的READY位，表明當(dāng)前地址包的數(shù)據(jù)未得到更新；當(dāng)同步數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包尾地址時(shí)，置位該地址包的READY位，表明當(dāng)前地址包的數(shù)據(jù)已經(jīng)更新，光刻機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)軟件可以讀取該地址包對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)讀取完成后再次清零READY位。所述的同步總線控制卡20的核心控制邏輯采用CPLD或FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)，包含一個(gè)先入先出式存儲(chǔ)器21、一個(gè)總線控制模塊22和一個(gè)數(shù)據(jù)接口模塊23。圖4為本發(fā)明同步總線控制卡20內(nèi)部同步總線接口模塊功能示意圖。所述的先入先出式存儲(chǔ)器21中存放了所有地址包(由通訊總線控制卡50通過(guò)通訊總線60進(jìn)行初始化配置時(shí)打包成的地址包，由一個(gè)包頭地址，若干個(gè)傳輸?shù)刂泛鸵粋€(gè)包尾地址組成)。所述的總線控制模塊22在系統(tǒng)時(shí)鐘的控制下，通過(guò)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器循環(huán)計(jì)數(shù)，依次讀取先入先出式存儲(chǔ)器21中存儲(chǔ)的地址。當(dāng)讀取到某個(gè)包頭地址時(shí)，總線控制模塊22將重復(fù)進(jìn)行該包頭地址傳輸，直到握手信號(hào)14得到響應(yīng)(高電平)，說(shuō)明當(dāng)前地址包的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，然后連續(xù)輸出當(dāng)前地址包的傳輸?shù)刂芳鞍驳刂?，直到下一個(gè)包頭地址。所述的數(shù)據(jù)接口模塊23根據(jù)總線控制模塊22輸出的地址及控制信號(hào)，完成地址的鎖存及譯碼，根據(jù)地址及控制信號(hào)完成數(shù)據(jù)的輸入輸出控制。請(qǐng)參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的另一面，提供一種應(yīng)用上述同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括(a)同步周期開(kāi)始的第一個(gè)總線傳輸周期為同步狀態(tài)廣播周期，同步總線控制卡完成對(duì)原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡的同步控制。此步驟中，同步周期開(kāi)始的第一個(gè)總線傳輸周期為同步狀態(tài)廣播周期，同步總線控制卡20廣播同步狀態(tài)，原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42接受該同步狀態(tài)，以完成對(duì)原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42的同步控制。(b)同步總線控制卡輸出第一個(gè)地址包的包頭地址，原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡接收到包頭地址后，輸出有效握手信號(hào)，反饋至同步總線控制卡。此步驟中，同步總線控制卡20輸出第一個(gè)包的包頭地址，通過(guò)地址選通線12及地址線10傳輸至原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42 ;原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42接收到包頭地址后，清零該地址包對(duì)應(yīng)的包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器的READY位，若該地址包對(duì)應(yīng)的握手方式配置寄存器的ALWAYS位為1，則立刻輸出握手信號(hào)為高；若ALWAYS位為0，則等待軟件置位SOFT位后輸出握手信號(hào)；原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42經(jīng)過(guò)判斷后輸出的握手信號(hào)，通過(guò)握手信號(hào)線14反饋至同步總線控制卡20接收，若接收的握手信號(hào)無(wú)效，則同步總線控制卡20重復(fù)輸出該包頭地址。 (C)同步總線控制卡收到有效握手信號(hào)后，依次輸出當(dāng)前地址包的傳輸?shù)刂芳爱?dāng)前地址包的包尾地址至原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本步驟中，同步總線控制卡20收到有效握手信號(hào)后，依次輸出當(dāng)前地址包的傳輸?shù)刂芳爱?dāng)前地址包的包尾地址；原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42根據(jù)地址及控制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)收到當(dāng)前包尾地址時(shí)，置位READY位，通知光刻機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)軟件當(dāng)前包的數(shù)據(jù)已更新，數(shù)據(jù)可以被讀取。(d)同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡在包尾地址傳輸后，判斷當(dāng)前同步周期的所有地址包是否均已完成發(fā)送，若否，則重復(fù)上述步驟(b)至(d)，若是，結(jié)束當(dāng)前同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，等待下一同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，循環(huán)步驟(b)至(d)直至所有同步周期結(jié)束。本步驟中，同步總線控制卡20完成包尾地址傳輸后，判斷是否所有定義的地址包均已發(fā)送，若否，則重復(fù)上述步驟(b)至(d)，輸出下一個(gè)地址包的包頭地址；若已全部完成發(fā)送，地址線輸出0，結(jié)束當(dāng)前同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，等待下一同步周期的數(shù)據(jù)傳輸；原始位置數(shù)據(jù)接收卡30和運(yùn)動(dòng)控制卡40、41、42在接收到包尾地址后，在下一個(gè)同步周期判斷地址線是否為0，若是，說(shuō)明當(dāng)前同步周期的所有包均已完成發(fā)送；若地址線為下一個(gè)包頭地址，則重復(fù)上述步驟(b)至(d)。綜上所述，本發(fā)明的同步總線控制卡和運(yùn)動(dòng)控制卡之間采用握手通信，提高了總線傳輸?shù)撵`活性；將整個(gè)同步周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)傳輸分成若干個(gè)地址包，每個(gè)地址包由一個(gè)包頭地址、若干個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)刂泛鸵粋€(gè)包尾地址三部分地址信息組成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分包發(fā)送；采用直接握手(ALWAYS)和軟件握手(SOFT)，實(shí)現(xiàn)所有運(yùn)動(dòng)控制卡及時(shí)握手響應(yīng)或地址包的延時(shí)發(fā)送。本發(fā)明的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的同步數(shù)據(jù)傳輸、處理和控制算法的執(zhí)行，，同時(shí)提高總線傳輸方式的靈活性和適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)和掩模臺(tái)的高速、高精度的同步運(yùn)動(dòng)控制。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，應(yīng)用于步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)工件臺(tái)和掩模臺(tái)同步控制，包括 一塊原始位置數(shù)據(jù)接收卡，接收來(lái)自測(cè)量系統(tǒng)的原始位置數(shù)據(jù)； 若干塊運(yùn)動(dòng)控制卡，接收并計(jì)算處理所述原始位置數(shù)據(jù)后打包發(fā)送給其他運(yùn)動(dòng)控制卡; 一塊同步總線控制卡，存放所述原始位置數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的定義好的地址包，并實(shí)現(xiàn)對(duì)原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡的同步控制，所述地址包由一個(gè)包頭地址，若干個(gè)傳輸?shù)刂泛鸵粋€(gè)包尾地址組成； 一組同步數(shù)據(jù)傳輸總線，連接所述同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡及運(yùn)動(dòng)控制卡，所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線包含地址線、數(shù)據(jù)線、地址選通線、數(shù)據(jù)選通線和握手信號(hào)線，所述的握手信號(hào)線由原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡通過(guò)“線與”方式驅(qū)動(dòng)輸出至同步總 線控制卡，所述的地址線、地址選通線、數(shù)據(jù)選通線由同步總線控制卡驅(qū)動(dòng)輸出至原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡； 一塊通訊總線控制卡，進(jìn)行對(duì)同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡及運(yùn)動(dòng)控制卡的初始化配置及控制，初始化配置時(shí)將所述原始位置數(shù)據(jù)的存放地址定義成所述地址包； 一組通訊總線，實(shí)現(xiàn)所述通訊總線控制卡與同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡及運(yùn)動(dòng)控制卡間的通訊。
2.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線、同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、通訊總線和通訊總線控制卡均集成在一個(gè)機(jī)箱的同一背板上。
3.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊總線采用PCI，VME或Compact PCI總線協(xié)議形式。
4.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊總線控制卡采用VxWorks, pSOS或RTLinux實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線是一組非地址-數(shù)據(jù)復(fù)用的廣播總線。
6.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)線由當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸周期尋址的板卡驅(qū)動(dòng)輸出。
7.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述同步總線控制卡的核心控制邏輯采用CPLD或FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述同步總線控制卡包含一個(gè)先入先出式存儲(chǔ)器、一個(gè)總線控制模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)接口模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述先入先出式存儲(chǔ)器中存放了所有所述地址包，并按照事先定義好的順序依次輸出。
10.如權(quán)利要求8所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述的總線控制模塊包含了一個(gè)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，通過(guò)計(jì)數(shù)器的循環(huán)計(jì)數(shù)依次讀取所述先入先出式存儲(chǔ)器中的地址。
11.如權(quán)利要求10所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述總線控制模塊讀取到某個(gè)包頭地址時(shí)將重復(fù)進(jìn)行該包頭地址傳輸，直到握手信號(hào)得到響應(yīng)，然后連續(xù)輸出當(dāng)前包的傳輸?shù)刂芳鞍驳刂贰?br> 12.如權(quán)利要求11所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接口模塊根據(jù)總線控制模塊輸出的地址及控制信號(hào)，完成地址的鎖存及譯碼及數(shù)據(jù)的輸入輸出控制。
13.如權(quán)利要求8所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡通過(guò)光纖接收來(lái)自位置測(cè)量系統(tǒng)的原始位置數(shù)據(jù)，并將原始位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在先入先出式存儲(chǔ)器中。
14.如權(quán)利要求I所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制卡通過(guò)所述同步數(shù)據(jù)傳輸總線接收來(lái)自原始位置數(shù)據(jù)接收卡的原始位置數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后將處理后的數(shù)據(jù)打包發(fā)送給其他運(yùn)動(dòng)控制卡。
15.如權(quán)利要求I或10所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡和每塊運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)部為每個(gè)地址包都配置了一個(gè)包握手方式配置寄存器和包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器。
16.如權(quán)利要求15所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述包握手方式配置 寄存器包含ALWAYS位和SOFT位兩個(gè)位信息，用來(lái)配置該地址包的握手方式，分別表示直接握手和軟件握手。
17.如權(quán)利要求16所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述同步傳輸數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包頭地址時(shí)，若該地址包的ALWAYS位設(shè)置為1，相應(yīng)的原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡將立即做出握手響應(yīng)，若該地址包的ALWAYS位設(shè)置為0，握手信號(hào)的輸出由SOFT位定義，通過(guò)軟件配置SOFT位，實(shí)現(xiàn)該地址包的延時(shí)發(fā)送。
18.如權(quán)利要求15所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，所述包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器包含一個(gè)READY位信息，用來(lái)指示該地址包對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)是否得到更新。
19.如權(quán)利要求18所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述同步傳輸數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包頭地址時(shí)，清零該包的READY位，表明當(dāng)前地址包的數(shù)據(jù)未得到更新。
20.如權(quán)利要求18所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述同步傳輸數(shù)據(jù)總線尋址到某個(gè)地址包的包尾地址時(shí)，置位該地址包的READY位，表明當(dāng)前地址包的數(shù)據(jù)已經(jīng)更新。
21.一種同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法,包括 (a)同步周期開(kāi)始的第一個(gè)總線傳輸周期為同步狀態(tài)廣播周期，同步總線控制卡完成對(duì)原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡的同步控制； (b)同步總線控制卡輸出第一個(gè)地址包的包頭地址，原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡接收到包頭地址后，輸出有效握手信號(hào)，反饋至同步總線控制卡； (c)同步總線控制卡收到有效握手信號(hào)后，依次輸出當(dāng)前地址包的傳輸?shù)刂芳爱?dāng)前地址包的包尾地址至原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； (d)同步總線控制卡、原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡在包尾地址傳輸后，判斷當(dāng)前同步周期的所有地址包是否均已完成發(fā)送，若否，則重復(fù)上述步驟(b)至(d)，若是，結(jié)束當(dāng)前同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，等待下一同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，循環(huán)步驟(b)至(d)直至所有同步周期結(jié)束。
22.如權(quán)利要求21所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡接收到包頭地址后，清零該地址包對(duì)應(yīng)的包數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)寄存器的READY位，若該地址包對(duì)應(yīng)的握手方式配置寄存器的ALWAYS位為I，則立刻輸出握手信號(hào)為高；若ALWAYS位為O，則等待軟件置位SOFT位后輸出握手信號(hào)。
23.如權(quán)利要求22所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，若收到包尾地址，則置位READY位，表明地址包數(shù)據(jù)已更新。
24.如權(quán)利要求21所述的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，同步總線控制卡完成包尾地址傳輸后，判斷是否所有定義的地址包均已發(fā)送完畢，若否，則重復(fù)上述步驟(b)，輸出下一個(gè)地址包的包頭地址，若已全部完成發(fā)送，地址線輸出0，結(jié)束當(dāng)前同步周期的數(shù)據(jù)傳輸，等待下一同步周期的數(shù)據(jù)傳輸；原始位置數(shù)據(jù)接收卡和運(yùn)動(dòng)控制卡在接收到包尾地址后，在下一個(gè)同步周期判斷地址線是否為0，若是，說(shuō)明當(dāng)前同步周期的所有地址包均已完成發(fā)送，若地址線為下一個(gè)包頭地址，則重復(fù)上述步驟(b)。全文摘要
本發(fā)明提供一種同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)及方法，應(yīng)用于步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)工件臺(tái)和掩模臺(tái)同步控制，通過(guò)同步總線控制卡和運(yùn)動(dòng)控制卡之間采用握手通信，提高了總線傳輸?shù)撵`活性；將整個(gè)同步周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)傳輸分成若干個(gè)地址包，每個(gè)地址包由一個(gè)包頭地址、若干個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)刂泛鸵粋€(gè)包尾地址三部分地址信息組成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分包發(fā)送；采用直接握手(ALWAYS)和軟件握手(SOFT)，實(shí)現(xiàn)所有運(yùn)動(dòng)控制卡及時(shí)握手響應(yīng)或地址包的延時(shí)發(fā)送。本發(fā)明的同步數(shù)據(jù)傳輸總線系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的同步數(shù)據(jù)傳輸、處理和控制算法的執(zhí)行，同時(shí)提高總線傳輸方式的靈活性和適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)和掩模臺(tái)的高速、高精度的同步運(yùn)動(dòng)控制。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102739486SQ20111008114
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者周金明, 張志鋼, 方欣 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司