CN219419852U - 一种激光光源的控制驱动装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例的目的是提供一种激光光源的控制驱动装置。本申请实施例的控制驱动装置包括：驱动模块、控制模块和上位机；其中，所述驱动模块用于提供电源；其中，所述控制模块包括一个或多个单片机；所述控制模块从上位机获取激光光源的光强控制信号，并将获取到的光强控制信号发送至驱动模块来进行相应的控制操作；所述控制模块将温度信息发送至上位机。本申请实施例具有以下优点：通过使用由驱动模块，控制模块和上位机构成的控制驱动装置，能够对缺陷检测设备所用的激光光源进行直接的控制；电路简单，减少了布线复杂度，能够方便地与缺陷检测设备的软件系统相兼容，从而对激光光源的进行多种控制操作。

Description

一种激光光源的控制驱动装置

技术领域

本实用新型涉及半导体加工领域，尤其涉及一种激光光源的控制驱动装置。

背景技术

随着半导体加工领域的不断发展，集成电路的检测环节至关重要，是提高芯片制造水平和进行工艺控制的关键之一，对集成电路生产前道工艺检测要求也越来愈高，主要涉及光学膜厚测量设备，和光学缺陷检测设备，以及硅片厚度及翘曲测量设备等。对于硅片进厂和出厂、化学机械抛光、光刻、刻蚀、薄膜等各个工艺过程都需要检测出关键的缺陷。无论膜厚检测还是缺陷检测，都需要对硅片进行定位或全景扫描，然而这些信息的获取离不开CCD相机，CCD相机的工作又需要一个好的视觉环境，一款好的高功率、高均匀性、可无极调光的工业照明光源至关重要。

然而，基于现有技术方案，一般无法对缺陷检测设备所用的激光光源进行直接控制。基于现有技术方案的激光光源的控制驱动方式主要包括:

1)由可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)作为激光光源的控制驱动；该方式无DB25接线端口，单个接线复杂，容易接错，PLC作为一通用性设备，集成的功能繁多，对于单个简单的激光光源控制，显的功能冗余，PLC程序的编程需要按其特定的编程方式和编程软件，对于非电气工程技术人员增加困难，价格昂贵

2)由带TCP/IP的IO模块作为激光光源控制驱动；该方式同样无DB25接线端口，I/O数量较少，需要额外拓展I/O口数量，驱动电流有限，控制软件不便于整个系统软件集成。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种激光光源的控制驱动装置。

本申请实施例提供了一种激光光源的控制驱动装置，其特征在于，包括：

驱动模块、控制模块和上位机；

其中，所述驱动模块用于提供电源；

其中，所述控制模块包括一个或多个单片机；所述控制模块从上位机获取激光光源的光强控制信号，并将获取到的光强控制信号发送至驱动模块来进行相应的控制操作；所述控制模块将温度信息发送至上位机。

根据一个实施例，所述驱动模块包括一个或多个8路达林顿模块，来对激光光源进行调光。

根据一个实施例，所述驱动模块包括一个或多个MOS管驱动模块，所述MOS管驱动模块用于控制激光光源电源的通断。

根据一个实施例，所述驱动模块包括一个或多个电平转换模块，所述电平转换模块用于将激光输出的电平转换为单片机可读取的电平。

根据一个实施例，所述控制模块包括一个或多个以太接口，通过该以太接口以TCP/IP的方式与上位机进行通信。

根据一个实施例，上位机检测控制模块发送的温度信息，并在异常状态下对激光光源发出断电操作指令。

与现有技术相比，本申请实施例具有以下优点：通过使用由驱动模块，控制模块和上位机构成的控制驱动装置，能够对缺陷检测设备所用的激光光源进行直接的控制；根据本申请实施例的控制驱动装置电路简答，减少了布线复杂度，能够方便地与缺陷检测设备的软件系统相兼容，从而对激光光源的进行多种控制操作。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本申请实施例的控制驱动装置的结构示意图；

图2示出了根据本申请实施例的一个示例性的控制驱动装置的结构示意图；

图3示出了根据本申请实施例的一个示例性的MOS管驱动模块的电路图；

图4示出了根据本申请实施例的一个示例性的电平转换模块的电路图；

图5示出了根据本申请实施例的一个示例性的控制驱动装置的结构示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1示出了根据本申请实施例的控制驱动装置的结构示意图。

根据本申请实施例的控制驱动装置可包含于半导体制造工艺设备中的缺陷检测和量测设备，用于激光光源的控制驱动。优选地，所述控制驱动装置用于视觉检测设备的激光光源的控制驱动。

参照图1，根据本申请实施例的控制驱动装置包括驱动模块2、控制模块3和上位机4。

其中，所述驱动模块用于提供电源。根据本实施例，驱动模块2连接于激光光源控制接口1。优选地，驱动模块为激光光源控制接口1提供24V直流电源并为控制模块提供5V直流电源。

根据一个实施例，所述驱动模块2包括一个或多个8路达林顿模块，来对激光光源进行调光。具体地，8位的开关信号可转换成256种状态，其中，01至39输出光强为0，40至255对激光光源进行光强调节。

根据一个实施例，所述驱动模块2包括一个或多个MOS管驱动模块，所述MOS管驱动模块用于控制激光光源电源的通断。

根据一个实施例，所述驱动模块2包括一个或多个电平转换模块，所述电平转换模块用于将激光输出的电平转换为单片机可读取的电平。例如，通过电平转换模块将激光光源温度信息转换成可供单片机读取的3.3V电平。

根据一个实施例，所述驱动模块2包括一个或多个线路驱动器，所述线路驱动器用于增加驱动能力。

其中，所述控制模块3包括一个或多个单片机。

根据一个实施例，所述控制模块3包括一个或多个以太接口，通过该以太接口以TCP/IP的方式与上位机4进行通信。

所述控制模块从上位机4获取激光光源的光强控制信号，并将获取到的光强控制信号发送至驱动模块来进行相应的控制操作。并且，所述控制模块将温度信息发送至上位机4。

其中，所述上位机4包括各种可以发出操作命令的计算机设备，其包括但限于PC机。

所述上位机4发送激光光源的光强控制信号至驱动模块。

根据一个实施例，上位机4中集成了半导体缺陷检测设备的系统软件，通过图像识别判定光强的相对强弱，并输出光强控制信号。

根据一个实施例，上位机4检测控制模块发送的温度信息，并在异常状态下对激光光源发出断电操作指令。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图2示出了根据本申请实施例的一个示例性的控制驱动装置的结构示意图。

图2中的各个附图标记及其所对应的部件表示如下：

1：激光光源控制接口

11：8路亮度调节接口；

12：2路滤光片切换接口；

13：程控开关接口；

14：电源开关接口；

15：温度状态接口；

2：驱动模块；

21：8路达林顿管；

22：线路驱动器；

23：电平转换模块；

24：MOS管驱动模块；

25：8路达林顿管；

26：线路驱动器；

3：控制模块；

31：单片机；

32：以太网口；

4：上层PC。

参照图2，包括控制驱动装置包括驱动模块2、控制模块3和上位机4。

其中，激光光源控制接口1为激光光源的内部结构，是需要被驱动和控制的装置。激光光源控制接口1包括8路亮度调节接口11、2路滤光片切换接口12、程控开关接口13、电源开关接口14和温度状态接口15。

驱动模块2的电路接口选用和激光光源控制接口1一致的DB25连接器，驱动模块2和激光光源控制接口1的连线选用标准DB25线缆连接。

驱动模块2包括两个8路林顿管(21,25)，两个线路驱动器(22，26)，MOS管驱动模块24和电平转换模块23。

其中，8路林顿管21用于对激光光源的8位亮度调节接口11进行驱动。8路林顿管21集成在芯片上，单路输出集射极电压V_CE最大值为50V，输出集电极电流I_C最大为500mA。输入电平信号为0V时，输出达林顿管截至，负载不工作，当输入为3.3V时，输出达林顿饱和，输出负载工作，且各路之间相互独立，互不影响，具有±2000V的静电防护功能。该8路林顿管21配合线路驱动器22来增加单片机I/O口驱动能力，从而方便可靠地进行激光光源的控制驱动。

其中，8路林顿管26用于对激光光源的2路滤光片切换接口12、程控开关接口13以及电源开关接口14进行驱动。8路林顿管26配合双向的线路驱动器26来增加驱动能力。

其中，MOS管驱动模块24连接于电源开关接口14，用于控制激光光源电源的通断。MOS管驱动模块24的电路如图3所示。

参照图3，该MOS管驱动模块24的电路包括P-MOS管、三个电阻R1、R2和R3、三个电容C1和C2。其中，达林顿管输出引脚连接输入(input)脚，当达林顿管输出高阻态时，P-MOS管GS电压为0V，P-MOS管不导通，24V无法输出至输出(output)位置给激光电源供电，此时为断电状态；当达林顿管为输出低电平时，P-MOS的GS分压得到约-10V的电压，P-MOS管完全导通，24V供给激光电源端，此时为通电状态，如此能够方便快捷地控制激光光源电源的通断。

电平转换模块23用于将激光输出的24V电平转换为单片机可读取的3.3V电平。电平转换模块23的电路如图4所示。

参照图4，该电平转换模块23的电路包括光电耦合器(规格为LTV-817S-TA1-B)、两个电阻R4和R5。激光光源通过光电耦合器的2脚input1控制其内部发光二极管的亮暗，进而控制光敏三极管的通断，使光电耦合器的3脚outpu1得到单片机可读取的3.3V电平。由于光电耦合器输入输出间相互隔离，该电路还具有良好的抗电磁干扰能力。

控制模块3包括单片机31和以太网口32。

其中，单片机31采用基于Cortex-M4内核的STM32系列芯片。该芯片性能强大且功耗低，主频可达168M，实时性好。该芯片含有一个10/100M的以太网媒体访问控制器(MAC)，来满足缺陷检测设备对激光光源控制简单、快捷、方便集成的应用场景。

控制模块3通过以太网口32以TCP/IP的方式与上层PC4进行通信。以太网口32的PHY芯片选用一款引脚数较少，电路布线简单，支持通过RMII接口与以太网MAC层通信，并且支持10/100Mbps全双工传输的芯片，可方便快捷地实现控制模块3与上层PC4之间进行TCP/IP通信。

控制模块3从上层PC4获取激光光源的光强控制信号，并将获取到的光强控制信号发送至驱动模块2来进行相应的控制操作。并且，所述控制模块3将温度信息发送至上层PC4。

其中，上层PC4发送激光光源的光强控制信号至驱动模块3。上位机中集成了半导体缺陷检测设备的系统软件，通过图像识别判定光强的相对强弱，并输出光强控制信号。

图5示出了根据本申请实施例的一个示例性的控制驱动装置的结构示意图。

本示例的暗场成像装置与图2中的控制驱动装置具有相似地结构。其中，激光光源控制接口1控制模块3和上层PC4的结构与图2所示的示例相同，此处不再赘述。

与之不同的是，图2中的8路林顿管25被替换为四个单路达林顿51。本示例采用四个单路达林顿，无多余的引脚功能浪费，四路达林顿管之间电气完全独立，一路故障不影响其它路工作，从而提升了可靠性。

需要说明的是，上述举例仅为更好地说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型的限制，本领域技术人员应该理解，任何基于本申请实施例的控制驱动装置的实现方式，均应包含在本实用新型的范围内。

根据本申请实施例的装置，通过使用由驱动模块，控制模块和上位机构成的控制驱动装置，能够对缺陷检测设备所用的激光光源进行直接的控制；根据本申请实施例的控制驱动装置电路简答，减少了布线复杂度，能够方便地与缺陷检测设备的软件系统相兼容，从而对激光光源的进行多种控制操作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (6)

1.一种激光光源的控制驱动装置，其特征在于，包括：

驱动模块、控制模块和上位机；

其中，所述驱动模块用于提供电源；

其中，所述控制模块包括一个或多个单片机；所述控制模块从上位机获取激光光源的光强控制信号，并将获取到的光强控制信号发送至驱动模块来进行相应的控制操作；所述控制模块将温度信息发送至上位机。

2.根据权利要求1所述的控制驱动装置，其特征在于，所述驱动模块包括一个或多个8路达林顿模块，来对激光光源进行调光。

3.根据权利要求1或2所述的控制驱动装置，其特征在于，所述驱动模块包括一个或多个MOS管驱动模块，所述MOS管驱动模块用于控制激光光源电源的通断。

4.根据权利要求1或2所述的控制驱动装置，其特征在于，所述驱动模块包括一个或多个电平转换模块，所述电平转换模块用于将激光输出的电平转换为单片机可读取的电平。

5.根据权利要求1或2所述的控制驱动装置，其特征在于，所述控制模块包括一个或多个以太接口，通过该以太接口以TCP/IP的方式与上位机进行通信。

6.根据权利要求1或2所述的控制驱动装置，其特征在于，所述上位机检测所述控制模块发送的温度信息，并在异常状态下对激光光源发出断电操作指令。