CN114690578A - 光刻机同步故障检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻机同步故障检测方法和系统，一种光刻机同步故障检测方法应用于扫描光刻机，扫描光刻机包括多个分系统，多个分系统包括干涉仪分系统、伺服运动控制分系统、曝光分系统、对准分系统和像质分系统，该方法包括：检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，同步诊断参数包括至少一种用于表征同步状态的参数；检测上位机根据同步诊断参数确定扫描光刻机中各分系统的同步状态；检测上位机通过人机交互界面显示扫描光刻机中各分系统的同步状态。本发明实施例公开的光刻机同步故障检测方法和系统，能够提高对扫描光刻机进行同步故障检测的效率。

Description

光刻机同步故障检测方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及光刻机技术，尤其涉及一种光刻机同步故障检测方法和系统。

背景技术

光刻机一般可分为步进光刻机和扫描光刻机，其中，步进光刻机采用一次成像技术。由于技术和经济成本方面的双重制约，限制了步进光刻机的应用场合。于是，产生了扫描光刻机，扫描光刻机最大特点在于同步扫描功能。扫描光刻机的曝光过程中，光束通过一个狭缝并透过照明系统投影到掩模面上，掩模以设定的匀速通过光速，同时，硅片在透镜的下方与掩模相反方向的运动。在扫描期间，涉及的子系统模块，扫描必须在相同的时间段内完成，扫描的起始时刻和结束时刻必须相同。也就是对于扫描，要求所有涉及的子系统模块必须在扫描时序上取得严格一致。在曝光扫描过程中对涉及的子系统有严格的同步时序要求，同时其他的扫描比对准扫描等，同样对所有涉及的子系统模块由严格的同步时序要求。

但目前光刻机底层硬件同步链路故障信息和分系统引发的同步故障信息对于上位机是不可见的，不能快速直观反映故障源，而且缺乏整机层面的系统检测，分系统的诊断信息较为分散，如果出现丢失同步中断或者接收不到同步状态，导致快速排查和解决同步故障非常困难。

发明内容

本发明提供一种光刻机同步故障检测方法和系统，能够提高对扫描光刻机进行同步故障检测的效率。

第一方面，本发明实施例提供一种光刻机同步故障检测方法，应用于扫描光刻机，扫描光刻机包括多个分系统，多个分系统包括干涉仪分系统、伺服运动控制分系统、曝光分系统、对准分系统和像质分系统，该方法包括：

检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，同步诊断参数包括至少一种用于表征同步状态的参数；

检测上位机根据同步诊断参数确定扫描光刻机中各分系统的同步状态；

检测上位机通过人机交互界面显示扫描光刻机中各分系统的同步状态。

在第一方面一种可能的实现方式中，扫描光刻机的各分系统均包括控制模块，各分系统的控制模块通过以太网与检测上位机连接，各分系统的控制模块用于对分系统内的同步诊断参数进行采集并发送给检测上位机。

在第一方面一种可能的实现方式中，检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数之前，还包括：

在每个伺服周期内，伺服运动控制分系统中的控制模块向伺服运动控制分系统中的运动同步时序控制板卡发送同步扫描指令；

运动同步时序控制板卡向伺服运动控制分系统中的工件台运动控制器和干涉仪分系统中的同步总线控制板卡发送同步状态信息；

干涉仪分系统中的同步总线控制板卡向干涉仪分系统中的干涉仪运动控制器、曝光分系统中的剂量时序控制卡、对准分系统中的对准时序控制卡、像质分系统中的像质时序控制卡发送同步状态信息，并接收剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡发送的同步故障诊断参数；

其中，剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡在接收到同步状态信息后，确定各自分系统内的同步状态，并生成同步故障诊断参数。

在第一方面一种可能的实现方式中，检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，包括：

检测上位机从干涉仪分系统中采集各分系统的同步诊断参数。

在第一方面一种可能的实现方式中，同步故障诊断参数包括硬件链路状态，硬件链路状态为接线状态码；

接收剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡发送的同步故障诊断参数之后，还包括：

将各分系统对应的接线状态码存储至接线状态寄存器中；

检测上位机从干涉仪分系统中采集各分系统的同步诊断参数，包括：

检测上位机从接线状态寄存器中读取各分系统的接线状态码；

检测上位机根据同步诊断参数确定扫描光刻机中各分系统的同步状态，包括：

检测上位机根据各分系统的接线状态码确定中各分系统的接线状态。

在第一方面一种可能的实现方式中，同步状态信息和同步故障诊断参数包括同步状态码；

接收剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡发送的同步故障诊断参数之后，还包括：

将各分系统发送的外同步状态码与同步总线控制板卡发送的内同步状态码进行比对，将比对结果存储至同步状态寄存器中；

检测上位机从干涉仪分系统中采集各分系统的同步诊断参数，包括：

检测上位机从同步状态寄存器中读取各分系统的同步状态码比对结果；

检测上位机根据同步诊断参数确定扫描光刻机中各分系统的同步状态，包括：

检测上位机根据各分系统的比对结果确定中各分系统的同步状态。

在第一方面一种可能的实现方式中，该方法还包括：

内同步分系统和外同步分系统分别记录第一计数值和第二计数值，其中第一计数值为内同步分系统接收到同步状态码后进入伺服周期的次数，第二计数值为外同步分系统接收到同步状态码后进入伺服周期的次数，其中内同步分系统包括同步总线控制板卡和运动同步时序控制板卡所属分系统，外同步分系统包括剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡所属分系统；

检测上位机分别获取第一计数值和第二计数值，并根据第一计数值和第二计数值的对比结果确定内同步分系统和外同步分系统的同步状态。

在第一方面一种可能的实现方式中，该方法还包括：

剂量时序控制板卡检测曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号是否对齐，若未对齐则向检测上位机发送曝光时序故障消息。

在第一方面一种可能的实现方式中，剂量时序控制板卡检测曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号是否对齐，包括：

剂量时序控制板卡检测曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号的时序误差是否在预设时间阈值内；

若曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号的时序误差不在预设时间阈值内，则向检测上位机发送曝光时序故障消息，并将根据时序误差计算的提前打光时间存储在预设时序误差寄存器中。

在第一方面一种可能的实现方式中，检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，包括：

检测上位机在接收到用户触发的同步故障检测指令后，从各分系统中采集同步诊断参数；

或者检测上位机根据预设检测周期从各分系统中采集同步诊断参数。

第二方面，本发明实施例提供一种光刻机同步故障检测系统，包括：扫描光刻机和检测上位机，扫描光刻机包括多个分系统，多个分系统包括干涉仪分系统、伺服运动控制分系统、曝光分系统、对准分系统和像质分系统；

检测上位机用于从各分系统中采集同步诊断参数，同步诊断参数包括至少一种用于表征同步状态的参数，根据同步诊断参数确定扫描光刻机中各分系统的同步状态，通过人机交互界面显示扫描光刻机中各分系统的同步状态。

本发明实施例提供的光刻机同步故障检测方法和系统，采用检测上位机对扫描光刻机各分系统的同步诊断参数进行采集，通过同步诊断参数判断扫描光刻机各分系统的同步状态，并通过人机交互界面显示扫描光刻机各分系统的同步状态，使得维护人员能够直观地看到扫描光刻机的各分系统的同步状态，从而便于现场人员快速发现扫描光刻机的问题，并解决问题。另外，在检测上位机中采用故障树对故障进行解析判断，根据故障的表现信息根据收集回来的故障诊断参数，深挖出根源错误并由上位机人际交互界面上报，并可以根据根源故障给出相应的解决措施。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光刻同步机故障检测方法的流程图；

图2为扫描光刻机的结构示意图；

图3为从同步板卡的驱动软件与固件通信的结构示意图；

图4为扫描光刻机内部的同步检测示意图；

图5为本发明实施例提供的光刻机同步故障检测方法中剂量时序控制板卡实现同步时序原理图；

图6为本发明实施例提供的另一种光刻同步机故障检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

扫描光刻机由于具有同步扫描功能，已经被广泛应用。但由于扫描光刻机需要由多个子系统协同完成光刻作业，需要各子系统有严格的同步时序。光刻机中主要有干涉仪分系统、伺服运动控制分系统、像质分系统、曝光分系统、对准分系统多个分系统需要进行时序的同步。传统的扫描光刻机中的各分系统之间的时序同步仅在光刻机内部完成，在控制上位机上无法感知，那么当扫描光刻机的各分系统出现时序不同步时，维护人员无法及时准确定位扫描光刻机中出现的故障，从而降低了扫描光刻机的故障维护效率。

图1为本发明实施例提供的一种光刻同步机故障检测方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的光刻机故障检测方法包括：

步骤S101，检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，同步诊断参数包括至少一种用于表征同步状态的参数。

本发明实施例提供的光刻同步机故障检测方法，应用于扫描光刻机，扫描光刻机包括干涉仪分系统、伺服运动控制分系统、曝光分系统、对准分系统和像质分系统。图2为扫描光刻机的结构示意图，其中干涉仪分系统21用于进行位置采样和测量，包括同步总线控制板卡211、运动控制卡212、计数卡213、多通道光纤卡214、采样轴卡215。其中同步总线控制板卡211对干涉仪分系统内的运动控制卡212、计数卡213、多通道光纤卡214、采样轴卡215进行时序同步控制。伺服运动控制分系统22用于对工件台进行运动控制，包括伺服时序控制卡221、运动控制卡222，其中伺服时序控制卡221用于对运动控制卡222进行时序同步控制，运动控制卡222用于对工件台进行运动控制。曝光分系统23用于在进行曝光控制。对准分系统24用于对掩膜和硅片进行对准控制。像质分系统25用于对成像质量进行检测。曝光分系统23、对准分系统24、像质分系统25中分别包括剂量控制卡231、对准时序控制卡241和像质时序控制卡251用于进行时序控制。

为了使维护人员获知扫描光刻机是否出现了同步故障，在本实施例中，设置有检测上位机。检测上位机可以是独立的设备，设置于维护扫描光刻机的机房中，通过有线或无线连接与扫描光刻机的各分系统连接。或者检测上位机还可以为软件形式，设置于任一计算机设备中，并通过有线或无线连接与扫描光刻机的各分系统连接。

而扫描光刻机中的各分系统为了与检测上位机实现连接，可以分别设置控制模块，各分系统的控制模块通过以太网200与检测上位机连接，各分系统的控制模块用于对分系统内的同步诊断参数进行采集并发送给检测上位机。其中干涉仪分系统21中包括位置采样控制模块210、伺服运动控制分系统22中包括伺服时序控制模块220、曝光分系统23中包括剂量控制模块230、对准分系统中包括对准控制模块240、像质分系统25中包括像质控制模块250。各分系统中的控制模块可以为任一种具有处理能力且能够通过以太网200与检测上位机20连接的模块，例如各控制模块可以通过Power PC(Performance OptimizationWith Enhanced RISC–Performance Computing)实现。当然，扫描光刻机中的各分系统还可以不通过控制模块直接与检测上位机连接，通过其他可能的数据传输端口和链路实现同步诊断参数的传输。

以扫描光刻机中各分系统均包括控制模块为例，在位置采样控制模块210、伺服时序控制模块220、剂量控制模块230、对准控制模块240和像质控制模块250中分别运行着各分系统的驱动，例如为vxworks驱动软件。另外，检测上位机20中也可以运行与各分系统匹配的驱动。运行在干涉仪分系统21内的同步总线控制板卡211和伺服运动控制分系统22内的伺服时序控制卡221作为同步控制系统的主同步板卡像质分系统25的像质时序控制卡251、曝光分系统23的剂量控制卡231和对准分系统24的对准时序控制卡241作为从同步板卡。其中，伺服时序控制卡221与同步总线控制板卡211通过机箱背板P0口、后输入输出(Input/Output，IO)和Mo-syncbus 400连接，同步总线控制板卡211与各分系统从同步板卡(剂量控制卡231、对准时序控制卡241和像质时序控制卡251)通过机箱背板P0口、后IO和syncbus 300总线保持连接。干涉仪分系统21内，同步总线控制板卡211与运动控制卡212、计数卡213、多通道光纤卡214、采样轴卡215通过内同步总线SDB相连接，伺服运动控制分系统22内，伺服时序控制卡221与运动控制卡222通过内同步总线MDB相连接，内同步总线用于广播同步状态和分系统内数据传递。

剂量控制卡231、对准时序控制卡241和像质时序控制卡251可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)+可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)架构，固件程序运行在DSP上，固件和FPGA作为检测系统的逻辑模块用于诊断分系统的故障信息。图3为从同步板卡的驱动软件与固件通信的结构示意图。如图3所示，驱动软件与固件(Firmware)的通信由VME(VersaModule Eurocard)总线通过双端口随机存取存储器(Dual port Random Access Memory，DpRAM)提供，以此来实现检测上位机与从同步板卡之间的命令与参数通信。

在扫描光刻机内部，各分系统可以通过预设的同步检测流程实现时序同步检测。图4为扫描光刻机内部的同步检测示意图。如图4所示，在每个伺服周期内，伺服运动控制分系统中的控制模块(通过VME总线)向伺服运动控制分系统中的运动同步时序控制板卡发送同步扫描指令；运动同步时序控制板卡(通过MDB总线)向伺服运动控制分系统中的工件台运动控制器，(通过MO-syncbus总线)向干涉仪分系统中的同步总线控制板卡发送同步状态信息；干涉仪分系统中的同步总线控制板卡(通过SDB总线)向干涉仪分系统中的干涉仪运动控制器，(通过syncbus总线)向曝光分系统中的剂量时序控制卡、对准分系统中的对准时序控制卡、像质分系统中的像质时序控制卡发送同步状态信息，并接收剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡(通过syncbus总线)发送的同步故障诊断参数；其中，剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡在接收到同步状态信息后，确定各自分系统内的同步状态，并生成同步故障诊断参数。同步故障诊断参数包括至少一种用于表征同步状态的参数，例如可以包括接线状态、上周期同步状态码、板卡状态和状态参数等。图4中的①表示同步故障诊断参数，②表示同步状态信息。

步骤S102，检测上位机根据同步诊断参数确定扫描光刻机中各分系统的同步状态。

检测上位机从扫描光刻机的各步分系统中采集同步诊断参数后，由于各同步诊断参数均为用于表征同步状态的参数，那么检测上位机就能够根据各分系统对应的同步诊断参数确定各分系统的同步状态。例如，同步故障检测参数包括接线状态、上周期同步状态码、板卡状态和状态参数。那么检测上位机通过接线状态能够确定各分系统的链路连接是否存在故障，通过各分系统的上周期同步状态码是否相同能够确定各分系统是否同步，通过板卡状态能够确定各分系统中的各板卡的状态是否正常，通过状态参数能够确定各板卡的具体状态参数。

步骤S103，检测上位机通过人机交互界面显示扫描光刻机中各分系统的同步状态。

为了使维护人员能够便捷地获知扫描光刻机中各分系统的是否出现了同步故障，检测上位机上配置有人际交互界面，并在人际交互界面中显示扫描光刻机中各分系统的同步状态。人机交互界面能够直观反映下位机(即扫描光刻机的各分系统)的问题，通过指示灯检测各分系统的状态，正常状态下，指示灯为正常色，用户主动触发诊断后，检测上位机通过以太网收集各分系统的同步诊断参数，包括硬件链路状态、内外同步状态码状态、板卡状态和状态参数等判断是否发生故障，并进一步根据提前设定好的故障树解析故障来源，若某个或者某几个分系统发生故障，则指示灯的颜色将变成报警色。或者扫描光刻机的各分系统可以按照一定的周期主动向检测上位机发送同步诊断参数，并由检测上位机对各分系统的同步状态进行判断后在人际交互界面中显示。上位机界面呈现场扫描光刻机的简化图，硬件链路异常的情况下上位机人机交互界面简化版的扫描光刻机相应链路变成报警色。用户点击报警链路可弹出子界面，子界面显示故障分系统的底层检测点或者寄存器状态，并给出最终诊断信息和出现该状态的原因，进而，用户双击解析条目，可以弹出恢复方法，便于现场人员快速发现问题，和解决问题。

用户通过查看上位机人机交互界面的指示灯和分系统同台链路以及同步状态码、板卡状态、状态参数的状态可以快速定位故障根因，并且可以通过对应的标准操作程序(Standard Operating Procedure，SOP)快速恢复整机，从而可以减少设备停机时间，从而提高设备运行的稳定性，提高工作效率。

另外，检测上位机中通过同步故障树可以快速定位出现同步状态码不一致、分系统丢同步中断的故障源，并提供解决措施。快速定位分系统中断异常的问题，也能解决光刻机各分系统获取同步状态码异常的情况，降低排查解决问题的成本。根据特殊的故障树进行解析判断，根据故障的表现信息根据收集回来的诊断参数，深挖出根源错误并由上位机界面上报，并可以根据根源故障给出相应的解决措施。

本实施例提供的光刻机同步故障检测方法，采用检测上位机对扫描光刻机各分系统的同步诊断参数进行采集，通过同步诊断参数判断扫描光刻机各分系统的同步状态，并通过人机交互界面显示扫描光刻机各分系统的同步状态，使得维护人员能够直观地看到扫描光刻机的各分系统的同步状态，从而便于现场人员快速发现扫描光刻机的问题，并解决问题。

基于图2-图4所示的扫描光刻机和时序同步流程，本发明实施例提供的光刻同步机故障检测方法还能够针对扫描光刻机的同步故障进行进一步详细检测。

其中，根据图4所示扫描光刻机内部同步检测流程可知，在扫描光刻机中具有主同步分系统和从同步分系统，其中从同步分系统的同步时序都是由主同步分系统发送的，并且从同步分系统也会向主同步分系统发送同步故障诊断参数。那么检测上位机还可以从扫描光刻机的主同步分系统中采集扫描光科技的同步诊断参数。更具体地，检测上位机可以从干涉仪分系统中采集各分系统的同步诊断参数。

在一实施例中，同步故障诊断参数包括硬件链路状态，硬件链路状态为接线状态码，也就是采用几位编码(一般为两位)作为不同的接线状态码来标识各分系统的硬件链路状态。那么同步总线控制板卡接收剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡发送的接线状态码之后，同步总线控制板卡将各分系统对应的接线状态码存储至接线状态寄存器中。然后检测上位机就可以从接线状态寄存器中读取各分系统的接线状态码，从而检测上位机可以根据各分系统的接线状态码确定中各分系统的接线状态。检测上位机获取到各分系统的接线状态码之后做进一步判断和显示哪个分系统报错，并在检测上位机的人际交互界面提供一套恢复机制和板卡自检方法。

在一实施例中，同步状态信息和同步故障诊断参数包括同步状态码，也就是扫描光刻机中各分系统之间发送的同步状态信息和同步故障诊断参数为一个特定的同步状态码。同步状态码可以分为内同步状态码和外同步状态码，其中同步总线控制板卡发出的同步状态码为内同步状态码，其他各分系统发出的同步状态码为外同步状态码，通过对比内同步状态码与外同步状态码即可确定各分系统的同步状态是否存在故障。

同步总线控制板卡在接收剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡发送的外同步状态码之后，将各分系统发送的外同步状态码与同步总线控制板卡发送的内同步状态码进行比对，将比对结果存储至同步状态寄存器中。检测上位机就可以从同步状态寄存器中读取各分系统的同步状态码比对结果，并根据各分系统的比对结果确定中各分系统的同步状态。

同步状态码可以采用任一种能够随分系统的同步状态进行变化的编码。

另外，在扫描光刻机中，内同步分系统和外同步分系统还可以分别记录第一计数值和第二计数值，其中第一计数值为内同步分系统接收到同步状态码后进入伺服周期的次数，第二计数值为外同步分系统接收到同步状态码后进入伺服周期的次数。其中内同步分系统包括同步总线控制板卡和运动同步时序控制板卡所属分系统(即干涉仪分系统和伺服运动控制分系统)，外同步分系统包括剂量时序控制卡、对准时序控制卡和像质时序控制卡所属分系统(即曝光分系统、对准分系统和像质分系统)。第一计数值和第二计数值为各分系统接收到同步状态码后进入扫描时间和准备时间对应的伺服周期数(tick数)。

对于外同步分系统(曝光分系统、对准分系统和像质分系统)来说，从同步板卡(剂量时序控制卡、对准时序控制卡、像质时序控制卡)在每个伺服周期返回上一个伺服周期的同步状态码值，同步总线控制板卡比对所发出的同步状态码和返回的同步状态码，如果正确，在同步状态寄存器该分系统的相应的位写1，否则写0。检测上位机查询同步总线控制板卡的同步状态寄存器，做出解析，并显示在人机交互界面上，当同步状态码错误时，用户可以双击界面的解析条目，可以弹出外同步状态码故障的解决措施。

对于伺服运动控制分系统和干涉仪分系统，工件台运动控制器和干涉仪运动控制器将同步总线控制卡或运动同步时序控制板卡广播的同步状态码写入VME地址上，检测上位机可以通过同步驱动软件访问VME地址，并解析发出的同步状态码和分系统收到的是否一致。

本申请实施例中的tick是指一个伺服周期，为了精准控制扫描光刻机的准备时间和扫描时间，将准备时间和扫描时间分别划分为若干个tick，由伺服运动控制分系统中的运动同步时序控制板卡在收到tick数后，每个伺服周期广播一次同步状态码。其他各分系统后按照当前伺服周期所给的同步状态进行扫描，因此，为了保证数需正确性，必须严格要求各分系统收到的tick数与运动同步时序控制板卡广播的准备时间或扫描时间一致。Tick数计算方式如下：

N_{tick_prep}＝prep_time/servo_period，

N_{tick_scan}＝scan_time/servo_period，

其中，N_{tick_prep}表示准备时间对应的tick数，prep_time表示准备时间，servo_period表示伺服周期，N_{tick_scan}表示扫描时间对应的tick数，scan_time表示扫描时间。

同步总线控制卡或运动同步时序控制板卡广播同步状态码时，剂量时序控制卡、像质时序控制卡、对准时序控制卡、工件台运动控制器在每个伺服周期收到同步状态码后，自动解析是不是扫描所需要的同步状态，如果是，则向板卡DSP产生DSP中断。每产生一个中断，固件会累加一次，即收到该同步状态码后进入伺服周期的次数，也就是记录扫描参数中的tick数，当扫描停止时，固件将该值写到VME地址上，而干涉仪固件因为特殊需要会累计进入对准周期收到同步状态码的次数。在扫描停止时，将此tick值保存在规定的VME总线地址上。检测上位机可以通过同步驱动软件访问VME地址，并解析发出的准备时间/扫描时间与分系统收到的是否一致，也可以通过外同步分系统驱动访问各外同步机箱内的VME地址，来解析准备时间/扫描时间的正误。

在一实施例中，本发明实施例提供的光刻机同步故障检测方法还可以在掩模扫描过程中，检测剂量时序控制板卡打光时序是否正常。剂量时序控制板卡检测曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号是否对齐，若未对齐则向检测上位机发送曝光时序故障消息。的剂量时序控制板卡用于执行剂量控制算法，给出激光器的HV值，通过FPGA提供的逻辑模块和接口管理，进一步实现对激光器的曝光控制。剂量控制驱动软件过VME总线来实现与固件通讯，驱动软件接收用户所发的命令和数据下发给剂量时序控制板卡，然后剂量时序控制板卡将命令运行的结果上传给驱动软件，再返回到检测上位机的人机交互界面。

进一步地，上述过程还可以是剂量时序控制板卡检测曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号的时序误差是否在预设时间阈值内；若曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号的时序误差不在预设时间阈值内，则向检测上位机发送曝光时序故障消息，并将根据时序误差计算的提前打光时间存储在预设时序误差寄存器中。

图5为本发明实施例提供的光刻机同步故障检测方法中剂量时序控制板卡实现同步时序原理图，如图5所示，激光器的打光时间由运动同步时序控制板卡在第一个同步状态START->SCAN前一个伺服周期给出剂量控制时序板卡一个REMA信号，REMA持续时间如图5所示，在提前START->SCAN信号1个伺服周期发出REMA，在RA扫描结束前1个伺服周期消失。剂量控制时序板卡根据驱动软件设置的出光参数，会在收到REMA信号之后，在START->SCAN前一段时间(激光器的机器常数)通过通信结构(例如RS485)发出外部触发(externaltrigger)信号给激光器，激光器接收到触发(trigger)信号后延迟一段时间(激光器的机器常数)物理动作打光，在第一个SCAN时刻，激光器返回给剂量时序控制板卡SyncOut信号。在当前周期内，掩模对准控制板卡以第一个同步状态的START->SCAN时刻为基准延迟固定时间Triger_delay采集光强，因此，运动同步时序控制板卡作为两个分系统的时序控制基准，要求剂量时序控制板卡严格按照运动同步时序控制板卡的指令触发激光器，使得SyncOut信号和START->SCAN时刻时序对齐。

本发明的剂量时序控制板卡打光时序诊断方案是，当剂量时序控制板卡识别到同步状态码是掩模对准扫描时，下发参数给固件使能剂量时序控制板卡的FPGA检测同步时序功能模块，这时，当FPGA解析到SyncOut信号和START->SCAN时刻时序不在允许的范围之内时，则认为是时序故障，将同步状态码寄存器写为0x1f，并产生DSP中断，这时DSP收到中断解析到0x1f，会主动返给驱动，通过EH报掩模对准扫描时序不对齐错误，并停止扫描，将板卡状态置为0x8，并将提前打光时间写入状态参数寄存器，FPGA将两个值通过syncbus返回给同步总线控制板卡，检测上位机的人机交互界面可以获取时序故障，在下一次扫描之前，剂量控制固件触发FPGA将板卡状态和状态参数寄存器数据清除，该模块采用检测到错误而主动上报的方法触发诊断。

的提前打光时间提前打光值保存在8位状态参数寄存器中，提前打光时间T的计算方法是：T＝200us-(seq_set-1)*50us-cycle_set*10ns

其中，(seq_set-1)*50us表示五十微秒精度，cycle_set*10ns表示10纳秒精度。假设200us为一个伺服周期，seq_set是收到的状态参数低3位，seq_set数值不大于5，当seq_set＝5时，则提前打光时间T＝0us，cycle_set*10ns最大值不超过50us，则cycle_set最大是5000ns，5000ns需要用剩余5位寄存器表示，cycle_set＝(状态参数高5位)*(5000/32)，精度是1562.5ns。

图6为本发明实施例提供的另一种光刻同步机故障检测方法的流程图，如图6所示，本实施例提供的光刻机故障检测方法为用户在检测上位机上执行的完成检测流程。如图6所示：

步骤S601，在检测上位机的人际交互界面进入诊断界面。

步骤S602，下载固件，并初始化。

步骤S603，初始化驱动软件。

步骤S604，点击检测按钮进行一键检测。

步骤S605，查看各分系统报警灯情况，如果报警则执行步骤S606，如果没有报警，则结束检测流程。

步骤S606，查看扫描光刻机动态链路图，查看各分系统链路是否变色报警，如果有，执行步骤S607，如果没有，执行步骤S608。

步骤S607，查看报错分系统的链路检查SOP，链路自检界面，插入自检测试工装，进行一键自检，定位出错链路，并恢复链路，返回步骤S604。

步骤S608，查看内外同步状态码是否正确，若报错，则执行步骤S609，若没有报错，则执行步骤S610。

步骤S609，查看内外同步状态码异常SOP，定位问题，并恢复设备/软件配置，返回步骤S604。

步骤S610，查看各分系统板卡状态、状态参数，报错的话查看板卡异常SOP，定位问题，并恢复/校正设备，返回步骤S604。

本发明实施例还提供一种光刻同步机故障检测系统，本发明实施例提供的光刻同步机故障检测系统的结构如图2所示，包括扫描光刻机和检测上位机。本发明实施例提供的光刻机同步故障检测系统的具体实现原理和技术效果已经在图1至图6所示实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种光刻机同步故障检测方法，其特征在于，应用于扫描光刻机，所述扫描光刻机包括多个分系统，所述多个分系统包括干涉仪分系统、伺服运动控制分系统、曝光分系统、对准分系统和像质分系统，所述方法包括：

检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，所述同步诊断参数包括至少一种用于表征同步状态的参数；

所述检测上位机根据所述同步诊断参数确定所述扫描光刻机中各分系统的同步状态；

所述检测上位机通过人机交互界面显示所述扫描光刻机中各分系统的同步状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描光刻机的各分系统均包括控制模块，各分系统的控制模块通过以太网与所述检测上位机连接，各分系统的控制模块用于对分系统内的同步诊断参数进行采集并发送给所述检测上位机。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数之前，还包括：

在每个伺服周期内，所述伺服运动控制分系统中的控制模块向所述伺服运动控制分系统中的运动同步时序控制板卡发送同步扫描指令；

所述运动同步时序控制板卡向所述伺服运动控制分系统中的工件台运动控制器和所述干涉仪分系统中的同步总线控制板卡发送同步状态信息；

所述干涉仪分系统中的同步总线控制板卡向所述干涉仪分系统中的干涉仪运动控制器、所述曝光分系统中的剂量时序控制卡、所述对准分系统中的对准时序控制卡、所述像质分系统中的像质时序控制卡发送所述同步状态信息，并接收所述剂量时序控制卡、所述对准时序控制卡和所述像质时序控制卡发送的同步故障诊断参数；

其中，所述剂量时序控制卡、所述对准时序控制卡和所述像质时序控制卡在接收到所述同步状态信息后，确定各自分系统内的同步状态，并生成同步故障诊断参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，包括：

检测上位机从干涉仪分系统中采集各分系统的同步诊断参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述同步故障诊断参数包括硬件链路状态，所述硬件链路状态为接线状态码；

所述接收所述剂量时序控制卡、所述对准时序控制卡和所述像质时序控制卡发送的同步故障诊断参数之后，还包括：

将各分系统对应的接线状态码存储至接线状态寄存器中；

所述检测上位机从干涉仪分系统中采集各分系统的同步诊断参数，包括：

所述检测上位机从所述接线状态寄存器中读取各分系统的接线状态码；

所述检测上位机根据所述同步诊断参数确定所述扫描光刻机中各分系统的同步状态，包括：

所述检测上位机根据各分系统的接线状态码确定中各分系统的接线状态。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述同步状态信息和所述同步故障诊断参数包括同步状态码；

所述接收所述剂量时序控制卡、所述对准时序控制卡和所述像质时序控制卡发送的同步故障诊断参数之后，还包括：

将各分系统发送的外同步状态码与所述同步总线控制板卡发送的内同步状态码进行比对，将比对结果存储至同步状态寄存器中；

所述检测上位机从干涉仪分系统中采集各分系统的同步诊断参数，包括：

所述检测上位机从所述同步状态寄存器中读取各分系统的同步状态码比对结果；

所述检测上位机根据所述同步诊断参数确定所述扫描光刻机中各分系统的同步状态，包括：

所述检测上位机根据各分系统的比对结果确定中各分系统的同步状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

内同步分系统和外同步分系统分别记录第一计数值和第二计数值，其中所述第一计数值为所述内同步分系统接收到同步状态码后进入伺服周期的次数，所述第二计数值为所述外同步分系统接收到同步状态码后进入伺服周期的次数，其中内同步分系统包括同步总线控制板卡和运动同步时序控制板卡所属分系统，外同步分系统包括所述剂量时序控制卡、所述对准时序控制卡和所述像质时序控制卡所属分系统；

所述检测上位机分别获取所述第一计数值和所述第二计数值，并根据所述第一计数值和所述第二计数值的对比结果确定所述内同步分系统和所述外同步分系统的同步状态。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

所述剂量时序控制板卡检测所述曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号是否对齐，若未对齐则向所述检测上位机发送曝光时序故障消息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述剂量时序控制板卡检测所述曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号是否对齐，包括：

所述剂量时序控制板卡检测所述曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号的时序误差是否在预设时间阈值内；

若所述曝光分系统中的激光器的同步输出信号和扫描触发信号的时序误差不在预设时间阈值内，则向所述检测上位机发送曝光时序故障消息，并将根据所述时序误差计算的提前打光时间存储在预设时序误差寄存器中。

10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述检测上位机从各分系统中采集同步诊断参数，包括：

所述检测上位机在接收到用户触发的同步故障检测指令后，从各分系统中采集同步诊断参数；

或者所述检测上位机根据预设检测周期从各分系统中采集同步诊断参数。

11.一种光刻机同步故障检测系统，其特征在于，包括：扫描光刻机和检测上位机，所述扫描光刻机包括多个分系统，所述多个分系统包括干涉仪分系统、伺服运动控制分系统、曝光分系统、对准分系统和像质分系统；

检测上位机用于从各分系统中采集同步诊断参数，所述同步诊断参数包括至少一种用于表征同步状态的参数，根据所述同步诊断参数确定所述扫描光刻机中各分系统的同步状态，通过人机交互界面显示所述扫描光刻机中各分系统的同步状态。

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