[发明专利]一种同步数据传输总线系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机系统应用领域，尤其涉及一种应用于步进扫描投影光刻机工件台和掩模台同步控制的同步数据传输总线系统及方法。

背景技术

在大规模的半导体集成电路的前端制造设备中，光刻是集成电路加工过程中最为关键的工序，因此光刻机是集成电路加工过程中最关键的设备。

图1所示为步进扫描投影光刻机的工件台、掩模台结构示意图。光束8通过由两个刀片1和2组成的狭缝后投影到掩模3上，掩模3以设定的速度匀速通过该光束。同时，硅片5在透镜7的下方以与掩模3相反的方向运动。这种步进扫描光刻机具有低变形、大像场的特点，同时，承载硅片的工件台6和承载掩模的掩模台4都能够实现高速的运动，使得步进扫描光刻机具有很高的生产效率，能够更好的满足半导体芯片加工的需求。所以，步进扫描投影光刻机的主要技术之一就是要实现工件台和掩模台的高速、高精度的同步运动控制。

为了实现上述运动控制，需要实时采集工件台和掩模台各自的x、y、z、Rx、Ry和Rz六个自由度的位置数据，每一个自由度都有对应的位置传感器和运动控制器。而为了实现高精度的运动控制，不同自由度的运动控制器需要其他自由度的位置数据，这样在光刻机工件台掩模台运动控制系统的每一个伺服周期内都会有大量的位置数据采集、传输和处理过程。

现有技术中，一种基于同步广播、地址循环队列和计数器反转机制的总线平台，可以在步进扫描光刻机中实现对工件台掩模台位置信息的同步采样及传输，实现对工件台/掩模台运动控制卡的同步控制。然而利用该总线进行数据传输时，同步广播总线地址FIFO中放置的地址是按照固定的周期连续的依次被输出，数据传输完全由总线控制卡控制，运动控制卡无法进行握手响应。也就是说，被寻址的运动控制卡必须在总线控制卡广播地址之前，将需要发送的数据准备好，否则数据无法发送，因此这种传输方式的适应性差。

进一步的，现有技术中还提出一种步进扫描投影光刻机同步控制系统的运动数据传输总线协议，实现了光刻机工件台和掩模台运动控制的数据传输需求。然而利用该总线进行数据传输时，数据传输包是按照数据传输源进行区分，属于同一数据传输源的所有数据传输周期被封装成一个数据传输包，也就是说一个数据传输包只能传输相对应的一个数据传输源的数据，这也大大限制了该总线传输方式的灵活性。

因此，急需一种用于步进扫描投影光刻机的同步数据传输总线系统及方法，实现高速同步数据传输的同时，提高总线传输方式的灵活性和适应性。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于步进扫描投影光刻机的同步数据传输总线系统及方法，实现高速同步数据传输的同时，提高总线传输方式的灵活性和适应性，实现工件台和掩模台的高速、高精度的同步运动控制。

为解决上述问题，本发明提供一种同步数据传输总线系统，包括：

一块原始位置数据接收卡，接收来自测量系统的原始位置数据；

若干块运动控制卡，接收并计算处理所述原始位置数据后打包发送给其他运动控制卡；

一块同步总线控制卡，存放所述原始位置数据对应的定义好的地址包，并实现对原始位置数据接收卡和运动控制卡的同步控制，所述地址包由一个包头地址，若干个传输地址和一个包尾地址组成；

一组同步数据传输总线，连接所述同步总线控制卡、原始位置数据接收卡及运动控制卡，所述同步数据传输总线包含地址线、数据线、地址选通线、数据选通线和握手信号线，所述的握手信号线由原始位置数据接收卡和运动控制卡通过“线与”方式驱动输出至同步总线控制卡，所述的地址线、地址选通线、数据选通线由同步总线控制卡驱动输出至原始位置数据接收卡和运动控制卡；

一块通讯总线控制卡，进行对同步总线控制卡、原始位置数据接收卡及运动控制卡的初始化配置及控制，初始化配置时将所述原始位置数据的存放地址定义成所述地址包；

一组通讯总线，实现所述通讯总线控制卡与同步总线控制卡、原始位置数据接收卡及运动控制卡间的通讯。

进一步的，所述同步数据传输总线、同步总线控制卡、原始位置数据接收卡、运动控制卡、通讯总线和通讯总线控制卡均集成在一个机箱的同一背板上。

进一步的，所述通讯总线采用PCI，VME或Compact PCI总线协议形式。

进一步的，所述通讯总线控制卡采用VxWorks、pSOS或RTLinux等实时操作系统。

进一步的，所述同步数据传输总线是一组非地址-数据复用的广播总线。

进一步的，所述数据线由当前数据传输周期寻址的板卡驱动输出。