CN206057793U - 一种直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直写式光刻机设备技术领域，尤其涉及一种直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机。其中，直写式光刻机的电控装置包括上位机、通信控制器件、激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件和温湿度监测器件；通信控制器件的一端与所述上位机电连接，另一端分别与激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件以及温湿度监测器件的输入端电连接；激光器控制器件的输出端与激光器电连接；聚焦控制器件的输出端与聚焦电机电连接；外围控制器件的输出端与外围设备电连接。直写式光刻机包括上述直写式光刻机的电控装置。本实用新型提供的直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机，摆脱了上位机直接控制下位机的情况，接口连接稳定可靠。

Description

一种直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机

技术领域

本实用新型涉及直写式光刻机设备技术领域，尤其涉及一种直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机。

背景技术

在科技不断发展的过程中，直写式光刻机因具有高精度、高效率的优点，已经逐步被投入到印制电路板的行业中。其中，针对直写式光刻机的电控装置是光刻机的一个通信枢纽，它负责整个光刻机的命令解析以及控制。

目前，针对直写式光刻机的电控装置，一般都是上位机1A直接控制下位机(温湿度监测器件6A，2路激光器控制器件3A，2路聚焦控制器件4A以及真空等外围控制器件5A)执行命令，进而监测直写式光刻机所在环境的温湿度，控制激光器10A、聚焦电机11A和外围设备12A的运行。众所周知，本身上位机1A的软件与硬件直接对接(即接口连接)就很不方便；然而，上述这种上位机1A直接控制下位机的方式还是一个软件与多个硬件进行对接(具体参见图1和图2)，因此，这种接口连接方式很难实现稳定可靠的通信。

因此，如何克服传统技术中的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供了一种直写式光刻机的电控装置，包括通信控制器件、激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件和温湿度监测器件。

所述通信控制器件的一端与上位机电连接，另一端分别与所述激光器控制器件、所述聚焦控制器件、所述外围控制器件以及所述温湿度监测器件的输入端电连接；所述激光器控制器件的输出端与激光器电连接；所述聚焦控制器件的输出端与聚焦电机电连接；所述外围控制器件的输出端与外围设备电连接。

优选的，作为一种可实施方式，所述直写式光刻机还包括电源控制器件；所述电源控制器件的输入端与直写式光刻机的整机电源电连接；所述电源控制器件的输出端分别与所述激光器控制器件、所述聚焦控制器件、所述外围控制器件和所述温湿度监测器件的电源接口电连接。

优选的，作为一种可实施方式，所述直写式光刻机还包括温度监测器件(即实质为一种DMD温度监测器件)；所述温度监测器件的电源接口与所述电源控制器件的输出端电连接；所述温度监测器件的输入端与DMD核心控制芯片接触，所述温度监测器件的输出端与所述通信控制器件的输入端电连接。

优选的，作为一种可实施方式，所述温度监测器件包括温度监测传感器。

优选的，作为一种可实施方式，所述上位机与所述通信控制器件之间通过网口连接。

优选的，作为一种可实施方式，所述激光器控制器件包括FPGA。

优选的，作为一种可实施方式，所述激光器控制器件包括ARM处理器。

优选的，作为一种可实施方式，所述温湿度监测器件包括温湿度传感器。

相应的，本实用新型还提供了一种直写式光刻机，包括上述直写式光刻机的电控装置，还包括激光器、聚焦电机和外围设备。

优选的，作为一种可实施方式，所述外围设备包括自动门、塔灯和环境监测器。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机，分析上述直写式光刻机的电控装置的主要结构可知：其主要由通信控制器件、激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件和温湿度监测器件组成。

通信控制器件与上位机电连接；通信控制器件还分别与激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件以及温湿度监测器件的输入端电连接；激光器控制器件的输出端与激光器电连接；聚焦控制器件的输出端与聚焦电机电连接；外围控制器件的输出端与外围设备电连接。

本实用新型提供的直写式光刻机是采用上述直写式光刻机的电控装置作为控制机构，对其本身的激光器、聚焦电机、外围设备以及整机所处的工作环境进行控制或监测。

很显然，在上位机与下位机(具体为通信控制器件、激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件和温湿度监测器件)之间设置通信控制器件，来完成上位机对下位机的控制；如此，上位机上只需设置一个接口来与通信控制器件连接，由通信控制器件设置多个输出口分别与激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件以及温湿度监测器件电连接；这样，便避免了一个软件需要与多个硬件对接的情况，进而使得上位机与下位机直接的连接更加稳定可靠。其中，通信控制器件能够将上位机给出的信号进行处理，然后分别传递到对应的下位机，进而，间接操作下位机，达到控制下位机做出相应变化的目的。这样，激光器控制器件可在通信控制器件的作用下间接读取上位机下达的命令，进而控制激光器；聚焦控制器件可在通信控制器件的作用下间接读取上位机下达的命令，进而控制聚焦电机；外围控制器件可在通信控制器件的作用下间接读取上位机下达的命令，进而控制外围设备；温湿度监测器件可在通信控制器件的作用下将直写式光刻机的工作环境的温湿度信息反馈到上位机。最终，完成整个控制或监测过程。

另外，本实用新型提供的直写式光刻机中的激光器控制器件能够与多个激光器连接，进而控制多个激光器；使得传统的2路激光器控制器件只能分别控制2个激光器的情况得到优化。同样，本实用新型提供的直写式光刻机的电控装置中的聚焦控制器件能够与多个聚焦电机(包括楔形聚焦电机和梯形聚焦电机)连接，进而控制多个聚焦电机；使得传统的2路聚焦控制器件只能分别控制楔形聚焦电机和梯形聚焦电机的情况得到优化。

因此，本实用新型提供的直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机，摆脱了上位机直接控制下位机的情况，接口连接稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的直写式光刻机的电控装置的结构示意图；

图2为现有技术中的直写式光刻机与上位机连接的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的直写式光刻机的电控装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的直写式光刻机与上位机连接的结构示意图。

图1和图2中的附图标记说明：

1A-上位机； 3A-2路激光器控制器件； 4A-2路聚焦控制器件；

5A-外围控制器件； 6A-温湿度监测器件 10A-激光器；

11A-聚焦电机； 12A外围设备。

图3和图4中的附图标记说明：

1-上位机； 2-通信控制器件； 3-激光器控制器件；

4-聚焦控制器件； 5-外围控制器件； 6-温湿度监测器件；

7-电源控制器件； 8-整机电源； 9-温度监测器件；

10-激光器； 11-聚焦电机； 12-外围设备；

13-DMD核心控制芯片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或器件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图3，本实用新型实施例提供的一种直写式光刻机的电控装置，包括通信控制器件2、激光器控制器件3、聚焦控制器件4、外围控制器件5和温湿度监测器件6。

通信控制器件2的一端与上位机1电连接，另一端分别与激光器控制器件3、聚焦控制器件4、外围控制器件5以及温湿度监测器件6的输入端电连接。

激光器控制器件3的输出端与激光器10电连接；聚焦控制器件4的输出端与聚焦电机11电连接；外围控制器件5的输出端与外围设备12电连接。

参见图4，相应的，本实用新型实施例还提供了一种直写式光刻机，包括上述直写式光刻机的电控装置，激光器10、聚焦电机11和外围设备12。

分析上述直写式光刻机的电控装置的主要结构可知：其主要由上位机1、通信控制器件2、激光器控制器件3、聚焦控制器件4、外围控制器件5和温湿度监测器件6组成。

通信控制器件2与上位机1电连接；通信控制器件2还分别与激光器控制器件3、聚焦控制器件4、外围控制器件5以及温湿度监测器件6的输入端电连接；激光器控制器件3的输出端与激光器10电连接；聚焦控制器件4的输出端与聚焦电机11电连接；外围控制器件5的输出端与外围设备12电连接。

本实用新型提供的直写式光刻机是采用上述直写式光刻机的电控装置作为控制机构，对其本身的激光器10、聚焦电机11、外围设备12以及整机所处的工作环境进行控制或监测。

很显然，在上位机1与下位机(具体为通信控制器件2、激光器控制器件3、聚焦控制器件4、外围控制器件5和温湿度监测器件6)之间设置通信控制器件2，来完成上位机1对下位机的控制；如此，上位机1上只需设置一个接口来与通信控制器件2连接，由通信控制器件2设置多个输出口分别与激光器控制器件3、聚焦控制器件4、外围控制器件5以及温湿度监测器件6电连接；这样，便避免了一个软件需要与多个硬件对接的情况，进而使得上位机1与下位机直接的连接更加稳定可靠。其中，通信控制器件2能够将上位机1给出的信号进行处理，然后分别传递到对应的下位机，进而，间接操作下位机，达到控制下位机做出相应变化的目的。这样，激光器控制器件3可在通信控制器件2的作用下间接读取上位机1下达的命令，进而控制激光器10；聚焦控制器件4可在通信控制器件2的作用下间接读取上位机1下达的命令，进而控制聚焦电机11；外围控制器件5可在通信控制器件2的作用下间接读取上位机1下达的命令，进而控制外围设备12；温湿度监测器件6可在通信控制器件2的作用下将直写式光刻机的工作环境的温湿度信息反馈到上位机1。最终，完成整个控制或监测过程。

另外，本实用新型提供的直写式光刻机中的激光器控制器件3能够与多个激光器10连接，进而控制多个激光器10；使得传统的2路激光器控制器件3A只能控制2个激光器的情况得到优化。同样，本实用新型提供的直写式光刻机的电控装置中的聚焦控制器件4能够与多个聚焦电机11(包括楔形聚焦电机和梯形聚焦电机)连接，进而控制多个聚焦电机11；使得传统的2路聚焦控制器件4A只能分别控制楔形聚焦电机和梯形聚焦电机的情况得到优化。

因此，本实用新型提供的直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机，摆脱了上位机1直接控制下位机的情况，接口连接稳定可靠。

下面对本实用新型实施例提供的一种直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机的详细技术方案以及详细结构进行说明：

本实用新型实施例提供的直写式光刻机的电控装置还设置有电源控制器件7，直写式光刻机的整机电源8与电源控制器件7的输入端连接，然后，电源控制器件7的输出端分别连接激光器控制器件3、聚焦控制器件4、外围控制器件5和温湿度监测器件6的电源接口。即直写式光刻机上的整机电源8产生的电流会先通过电源控制器件7，在电源控制器件7的作用下，实现对下位机的依次上电，避免整机上电时，出现的因电流脉冲过大而导致跳闸的现象。

另外，当需要对某一下位机断电时，只需将电源控制器件7上与该下位机连接的端口断电即可，无需将整机电源8断电，也就是说对该下位机断电时，其他下位机仍然可以继续使用。

举例说明：

当激光器控制器件3需要断电时，只需将电源控制器件7上与激光器控制器件3的电源接口连接的端口断电即可，与此同时，聚焦控制器件4、外围控制器件5和温湿度监测器件6仍可以正常工作。

本实用新型实施例提供的直写式光刻机的电控装置还设置有温度监测器件9，温度监测器件9作为一个下位机，其电源接口同样与电源控制器件7的输出端电连接。

另外，温度监测器件9(即DMD温度监测器件)的输入端与DMD核心控制芯片13接触，用于监测DMD核心控制芯片13的实时温度；温度监测器件9的输出端与通信控制器件2的输入端电连接，使得此温度信号能传递到通信控制器件2，通信控制器件2再将此温度信号传递给上位机1；最终，DMD核心控制芯片13的温度便在上位机1中显示；进而，使得操作者能够及时得知DMD核心控制芯片13的温度，并依据此温度判断DMD核心控制芯片13的状态是否正常，并在非正常状态时做出及时的处理，故而，温度监测器件9便于保护DMD核心控制芯片13。

在上述温度监测器件9的具体结构中，温度监测器件9包括有温度监测传感器(图中未示出)；温度传感器用于测量DMD核心控制芯片13的温度。温度监测传感器具有体积小、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化的优点；这些优点使得对DMD核心控制芯片13的温度监测更加简便。

进一步地，上位机1可选为计算机；计算机应用非常普遍，且操作简单方便，对操作人员的技术要求也不高。

在本实用新型实施例提供的直写式光刻机的电控装置的具体结构中，上位机1与通信控制器件2之间为网口连接；网口连接为有线连接，这种连接方式比无线连接的方式更能保证上位机1与通信控制器件2之间信号传递的稳定性。

进一步地，激光器控制器件3可采用FPGA(英文全称为Field－Programmable GateArray，一种现场可编程门阵列器件)。其中，FPGA是在PAL(英文全称为Programmable ArrayLogic)、GAL(英文全称为generic array logic)、CPLD(英文全称为Complex ProgrammableLogic Device)等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

激光器控制器件3还可采用或ARM处理器；ARM处理器具有体积小、功耗低、成本低、性能优良且兼容性好的优点。两者相比传统采用PLC控制的激光器控制器件3，在精度及控制灵敏度上进有提高；另外，还可以达到一个控制板控制多个激光器10的目的。

在上述激光器控制器件3的具体结构中，激光器控制器件3包括有温湿度传感器(图中未示出)；温湿度传感器用于监测直写式光刻机所在的工作环境中的温湿度情况。

在本实用新型实施例提供的直写式光刻机中外围设备的具体结构中，外围设备12包括自动门(图中未示出)、塔灯(图中未示出)和环境监测器(图中未示出)等。

当自动门需要打开时，操作者只需在上位机1中输入是自动门打开的命令，之后此命令会经由通信控制器件2对其分析后，传到外围控制器件5，由外围控制器件5对自动门发出动作指示，随之自动门打开；当自动门需要关闭时的操作过程与上述过程相似，只是在上位机1中输入的命令变为指示自动门关闭的命令；另外，还可控制自动门打开或关闭时的速度，以免速度过快带来的撞击。

塔灯是用来监测直写式光刻机是否正常运行的设备，有三种指示颜色，当设备出现故障时，红灯亮；设备中途暂停时，黄灯亮；设备正常运行时，绿灯亮。塔灯工作时，将检测到的信号，通过外围控制器件5传递到通信控制器件2中，然后由通信控制器件2将信号传递给上位机1；上位机1根据信息做出相应的指示，该指示会经由通信控制器件2传递给外围控制器件5，然后由外围控制器件5控制塔灯的颜色，进而将直写式光刻机的实时情况在塔灯上得到显示。

环境检测器是用来监测直写式光刻机所在工作环境中的各种指标的器件，其将这些指标传递给外围控制器件5，由外围控制器件5再传递给通信控制器件2，之后再由通信控制器件2传递到上位机1，这些数据就会在上位机1中显示出来。

另外，通信控制器件2与下位机的连接采用了SPI接口，即串行外设接口(SerialPeripheral Interface)。SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚；同时为PCB板的布局节省了空间，简单易用。

综上所述，本实用新型实施例提供的直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机，克服了传统技术中的诸多技术缺陷，接口连接不再是一个软件对应多个硬件，故连接稳定可靠，其具有结构新颖，电源不易跳闸、控制精准，操作简单等诸多技术优势；因此，本实用新型实施例提供的直写式光刻机的电控装置及直写式光刻机，必将会带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种直写式光刻机的电控装置，其特征在于，包括通信控制器件、激光器控制器件、聚焦控制器件、外围控制器件和温湿度监测器件；

所述通信控制器件的一端与上位机电连接，另一端分别与所述激光器控制器件、所述聚焦控制器件、所述外围控制器件以及所述温湿度监测器件的输入端电连接；

所述激光器控制器件的输出端与激光器电连接；所述聚焦控制器件的输出端与聚焦电机电连接；所述外围控制器件的输出端与外围设备电连接。

2.如权利要求1所述的直写式光刻机的电控装置，其特征在于，

还包括电源控制器件；所述电源控制器件的输入端与直写式光刻机的整机电源电连接；所述电源控制器件的输出端分别与所述激光器控制器件、所述聚焦控制器件、所述外围控制器件和所述温湿度监测器件的电源接口电连接。

3.如权利要求2所述的直写式光刻机的电控装置，其特征在于，

还包括温度监测器件；所述温度监测器件的电源接口与所述电源控制器件的输出端电连接；所述温度监测器件的输入端与DMD核心控制芯片接触；所述温度监测器件的输出端与所述通信控制器件电连接。

4.如权利要求3所述的直写式光刻机的电控装置，其特征在于，

所述温度监测器件包括温度监测传感器。

5.如权利要求1-4任一项所述的直写式光刻机的电控装置，其特征在于，

所述上位机与所述通信控制器件之间通过网口连接。

6.如权利要求1-4任一项所述的直写式光刻机的电控装置，其特征在于，

所述激光器控制器件包括FPGA。

7.如权利要求1-4任一项所述的直写式光刻机的电控装置，其特征在于，

所述激光器控制器件包括ARM处理器。

8.如权利要求1-4任一项所述的直写式光刻机的电控装置，其特征在于，

所述温湿度监测器件包括温湿度传感器。

9.一种直写式光刻机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的直写式光刻机的电控装置，还包括激光器、聚焦电机和外围设备。

10.如权利要求9所述的直写式光刻机，其特征在于，

所述外围设备包括自动门、塔灯和环境监测器。