一种同步数据传输总线系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种同步数据传输总线系统及方法，应用于步进扫描投影光刻机工件台和掩模台同步控制，通过同步总线控制卡和运动控制卡之间采用握手通信，提高了总线传输的灵活性；将整个同步周期内的所有数据传输分成若干个地址包，每个地址包由一个包头地址、若干个数据传输地址和一个包尾地址三部分地址信息组成，实现了数据的分包发送；采用直接握手(ALWAYS)和软件握手(SOFT)，实现所有运动控制卡及时握手响应或地址包的延时发送。本发明专利技术的同步数据传输总线系统可以实现严格的同步数据传输、处理和控制算法的执行，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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I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I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， 娃片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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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、pS0S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。进一步的，所述同步总线控制卡的核心控制逻辑采用CPLD或FPGA来实现。进一步的，所述同步总线控制卡包含一个先入先出式存储器、一个总线控制模块和一个数据接口模块。进一步的，所述先入先出式存储器中存放了所有所述地址包，并按照事先定义好的顺序依次输出。进一步的，所述的总线控制模块包含了一个时钟计数器，通过计数器的循环计数依次读取所述先入先出式存储器中的地址。进一步的，所述总线控制模块读取到某个包头地址时将重复进行该包头地址传输，直到握手信号得到响应，然后连续输出当前包的传输地址及包尾地址。进一步的，所述数据接口模块根据总线控制模块输出的地址及控制信号，完成地址的锁存及译码及数据的输入输出控制。进一步的，所述原始位置数据接收卡通过光纤接收来自位置测量系统的原始位置数据，并将原始位置数据存储在先入先出式存储器中。进一步的，所述运动控制卡通过所述同步数据传输总线接收来自原始位置数据接收卡的原始位置数据，经过计算处理后将处理后的数据打包发送给其他运动控制卡。进一步的，所述原始位置数据接收卡和每块运动控制卡内部为每个地址包都配置了一个包握手方式配置寄存器和包数据更新状态寄存器。进一步的，所述包握手方式配置寄存器包含ALWAYS位和SOFT位两个位信息，用来配置该地址包的握手方式，分别表示直接握手和软件握手。进一步的，当所述同步传输数据总线寻址到某个地址包的包头地址时，若该地址包的ALWAYS位设置为1，相应的原始位置数据接收卡和运动控制卡将立即做出握手响应，若该地址包的ALWAYS位设置为0，握手信号的输出由SOFT位定义，通过软件配置SOFT位，实现该地址包的延时发送。进一步的，所述包数据更新状态寄存器包含一个READY位信息，用来指示该地址包对应的数据是否得到更新。进一步的，当所述同步传输数据总线寻址到某个地址包的包头地址时，清零该包 的READY位，表明当前地址包的数据未得到更新。进一步的，当所述同步传输数据总线寻址到某个地址包的包尾地址时，置位该地址包的READY位，表明当前地址包的数据已经更新。根据本专利技术的另一面，提供一种应用上述同步数据传输总线系统传输数据的方法，包括(a)同步周期开始的第一个总线传输周期为同步状态广播周期，同步总线控制卡完成对原始位置数据接收卡和运动控制卡的同步控制；(b)同步总线控制卡输出第一个地址包的包头地址，原始位置数据接收卡和运动控制卡接收到包头地址后，输出有效握手信号，反馈至同步总线控制卡；(c)同步总线控制卡收到有效握手信号后，依次输出当前地址包的传输地址及当前地址包的包尾地址至原始位置数据接收卡和运动控制卡进行数据传输；(d)同步总线控制卡、原始位置数据接收卡和运动控制卡在包尾地址传输后，判断当前同步周期的所有地址包是否均已完成发送，若否，则重复上述步骤(b)至(d)，若是，结束当前同步周期的数据传输，等待下一同步周期的数据传输，循环步骤(b)至(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步数据传输总线系统，应用于步进扫描投影光刻机工件台和掩模台同步控制，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方欣，张志钢，周金明，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：