本发明属于光刻投影物镜控制领域，具体涉及一种光刻投影物镜控制装置。
背景技术：
光刻投影物镜是光刻机中重要的超精密光学系统，在光刻机工作过程中，随着曝光时间的积累，光刻投影物镜会因激光热辐射效应的积累而产生热像差。如果不加以补偿，热像差会直接劣化套刻精度，功能性调节机构是光刻投影物镜中用来补偿热像差的主要方法。
现有技术无法对多个功能性调节机构进行集中控制，而在实际工作中，光刻投影物镜往往需要多个功能性调节机构同时配合工作，因此，实现一种可以对多个功能性调节机构进行集中控制的装置显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：本发明提供了一种光刻投影物镜控制装置。所述光刻投影物镜控制装置包括上位机、工控机箱、驱动控制箱、压电驱动器和电容传感器：所述工控机箱包括主控单板计算机、多路光纤从板和VPX总线背板，主控单板计算机与多路光纤从板插在VPX总线背板上，所述主控单板计算机上设置有光刻投影物镜控制器；所述驱动控制箱包括高压驱动板和信号采集板，所述高压驱动板与压电驱动器连接，所述信号采集板与电容传感器连接；所述主控单板计算机与上位机连接；所述多路光纤从板与所述信号采集板以及高压驱动板连接；所述光刻投影物镜控制器在接收到物镜功能性调节控制指令后，对所述物镜功能性调节控制指令进行闭环运动控制运算处理并打包后将控制指令发送至多路光纤从板；所述多路光纤从板将所述控制指令发送至高压驱动板，所述高压驱动板对所述控制指令做出数/模转换之后完成对压电驱动器的驱动控制。
在一些实施例中，所述光刻投影物镜控制器包括应用层部件、通用层部件、驱动层部件和系统层部件；所述应用层部件包括相互独立的主控单元、同步单元、运算单元、执行单元、调试单元和测试单元；所述通用层部件包括相互独立的通信单元、存储操作单元和协议处理单元；所述驱动层部件包括相互独立的配置单元、中断控制单元和I/O传输单元；所述系统层部件包括相互独立的对操作系统OS配置单元、入口逻辑和硬件资源申请单元。
在一些实施例中，所述光刻投影物镜控制器通过通用层部件的通信单元接收物镜功能性调节控制指令后，将其传递至应用层部件的主控单元；所述主控单元根据同步单元对任务优先级的配置，将数据传递至运算单元进行闭环运动控制运算处理，运算处理后的数据经过执行单元调用协议处理单元打包后，通过驱动层部件的I/O传输单元发送至多路光纤从板；所述多路光纤从板将控制指令发送至高压驱动板；所述高压驱动板对控制指令做出数/模转换之后完成对压电驱动器的驱动控制。
在一些实施例中，所述操作系统包括VxWorks或QNX或pSOS或RTLInux或WinCE实时操作系统。
在一些实施例中，所述主控单板计算机和多路光纤从板与所述VPX总线背板之间通过VPX总线连接。
在一些实施例中，所述主控单板计算机和多路光纤从板与所述VPX总线背板之间采用OpenVPX标准进行数据交换。
在一些实施例中，所述高压驱动板通过高压模拟信号传输链路与压电驱动器连接；所述信号采集板通过低压模拟信号传输链路与电容传感器连接。
在一些实施例中，所述主控单板计算机通过工业以太网传输链路与上位机连接；所述信号采集板通过第一光纤传输链路与多路光纤从板连接；所述高压驱动板通过第二光纤传输链路与多路光纤从板连接。
在一些实施例中，所述上位机采用工作站或者PC机。
在一些实施例中，所述主控单板计算机的核心芯片是PowerPC。
本发明提供的光刻投影物镜控制装置采用上位机、工控机箱及驱动控制箱实现了对多个压电驱动器及多个电容传感器的集中控制，进而实现了对多个功能性调节机构的集中控制。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的光刻投影物镜控制装置的结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的光刻投影物镜控制装置中的光刻投影物镜控制器分层结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
参考图1所示，是本发明提供的一种光刻投影物镜控制装置100。所述光刻投影物镜控制装置100包括:上位机1、工控机箱2、驱动控制箱6、压电驱动器15和电容传感器16：所述工控机箱2包括主控单板计算机11、多路光纤从板4和VPX总线背板3，主控单板计算机11与多路光纤从板4插在VPX总线背板3上，所述主控单板计算机11上设置有光刻投影物镜控制器110；所述驱动控制箱6包括高压驱动板13和信号采集板7，所述高压驱动板13与压电驱动器15连接，所述信号采集板7与电容传感器16连接；所述主控单板计算机11与上位机1连接；所述多路光纤从板4与所述信号采集板7以及高压驱动板13连接；所述光刻投影物镜控制器110在接收到物镜功能性调节控制指令后，对所述物镜功能性调节控制指令进行闭环运动控制运算处理并打包后将控制指令发送至多路光纤从板4；所述多路光纤从板4将所述控制指令发送至高压驱动板13，所述高压驱动板13对所述控制指令做出数/模转换之后完成对压电驱动器15的驱动控制。所述压电驱动器15与所述电容传感器16置于所述光刻投影物镜9中，用于对光刻投影物镜9中的多个功能性调节机构进行闭环定位控制。
参见附图2，在该实施例中，所述光刻投影物镜控制器110包括应用层部件、通用层部件、驱动层部件和系统层部件；所述应用层部件包括相互独立的主控单元、同步单元、运算单元、执行单元、调试单元和测试单元；所述通用层部件包括相互独立的通信单元、存储操作单元和协议处理单元；所述驱动层部件包括相互独立的配置单元、中断控制单元和I/O传输单元；所述系统层部件包括相互独立的对操作系统OS配置单元、入口逻辑和硬件资源申请单元。
所述应用层部件包括主控单元、同步单元、运算单元、执行单元、调试单元、测试单元，各单元之间相互独立；所述主控单元在于实现进程管理，发起所有功能性查询/设置操作；所述同步单元在于实现基于多任务操作系统各个进程或者任务优先级、任务间同步的操作；所述运算单元在于实现运动控制算法运算和传感器数据融合运算功能；所述执行单元在于实现所有查询、设置、配置等操作指令和数据的封装；所述调试单元在于实现运行日志、配置文件等调试接口，所述测试单元在于实现测试相关的接口；
所述通用层部件包括通信单元、存储操作单元、协议处理单元等，各单元之间相互独立；所述通信单元在于实现基于TCP/IP协议的Socket网络通信操作；所述存储操作单元在于实现基于操作系统文件系统的读写、增删、查询等操作接口；所述协议处理单元在于实现通信协议解包、打包、校验等功能的接口；
所述驱动层部件作为多路光纤从板4驱动装置，包括配置单元、中断控制单元、I/O传输单元，各单元之间相互独立；所述配置单元在于实现VPX总线传输方式的配置；所述中断控制单元在于实现基于VPX中断的中断地址、中断级别和中断向量的维护；所述I/O传输单元在于根据所述配置单元实现基于字符型设备或者块型设备传输的I/O接口；
所述系统层部件包括对操作系统OS配置单元、入口逻辑和硬件资源申请单元，各单元之间相互独立；所述操作系统包括VxWorks或QNX或pSOS或RTLInux或WinCE实时操作系统；所述OS配置单元在于实现对操作系统的裁剪及配置功能；所述入口逻辑单元在于为所述应用层部件提供应用程序的入口维护；所述硬件申请单元在于实现对所述主控单板计算机11Cache、内存、Flash等资源的申请与维护。
在一些实施例中，所述光刻投影物镜控制器110通过通用层部件的通信单元接收物镜功能性调节控制指令后，将其传递至应用层部件的主控单元；所述主控单元根据同步单元对任务优先级的配置，将数据传递至运算单元进行闭环运动控制运算处理，运算处理后的数据经过执行单元调用协议处理单元打包后，通过驱动层部件的I/O传输单元发送至多路光纤从板4；所述多路光纤从板4将控制指令发送至高压驱动板13；所述高压驱动板13对控制指令做出数/模转换之后完成对压电驱动器15的驱动控制。
在一些实施例中，所述操作系统包括VxWorks或QNX或pSOS或RTLInux或WinCE实时操作系统。
在一些实施例中，所述主控单板计算机11和多路光纤从板4与所述VPX总线背板3之间通过VPX总线连接。
在一些实施例中，所述主控单板计算机11和多路光纤从板4与所述VPX总线背板3之间采用OpenVPX标准进行数据交换。
在一些实施例中，所述高压驱动板13通过高压模拟信号传输链路与压电驱动器15连接；所述信号采集板7通过低压模拟信号传输链路8与电容传感器16连接。
在一些实施例中，所述主控单板计算机11通过工业以太网传输链路10与上位机1连接；所述信号采集板7通过第一光纤传输链路5与多路光纤从板4连接；所述高压驱动板13通过第二光纤传输链路12与多路光纤从板4连接。
在一些实施例中，所述上位机1采用工作站或者PC机。所述上位机1采用工作站或者PC机，所述上位机1运行人机交互软件，应用Linux或者Windows等操作系统。所述主控单板计算机11的核心芯片是PowerPC；所述主控单板计算机11采用VxWorks或QNX或pSOS或RTLInux或WinCE实时操作系统。
在一些实施例中，所述主控单板计算机11的核心芯片是PowerPC。
本发明提供的实施例提供的光刻投影物镜控制装置100运行时的步骤为：
步骤一：上位机1通过工业以太网传输链路10向主控单板计算机11发送物镜功能性调节控制指令；
步骤二：主控单板计算机11中的光刻投影物镜控制器通过通用层部件的通信单元接收物镜功能性调节控制指令后，将其传递至应用层部件的主控单元，主控单元根据同步单元对任务优先级的配置，将数据传递至运算单元进行闭环运动控制运算处理，运算处理后的数据经过执行单元调用协议处理单元打包后，通过驱动层部件的I/O传输单元发送至多路光纤从板4；多路光纤从板4将控制指令通过第二光纤传输链路12发送至高压驱动板13，高压驱动板13对控制指令做出数/模转换之后通过高压模拟信号传输链路14完成对压电驱动器15的驱动控制；
步骤三：信号采集板7实时地采集电容传感器16的数据，做出模/数转换之后，信号采集板7通过第一光纤传输链路5将数据传递至多路光纤从板4，多路光纤从板4通过VPX总线背板3向主控单板计算机11申请中断；
步骤四：主控单板计算机11的主控单元通过中断管理单元响应上述步骤三的中断请求，通过I/O传输单元读回上述步骤三传递的数据，存储操作单元将数据存储之后，通知主控单元，主控单元调用协议处理单元将数据打包之后调用通信单元通过工业以太网传输链路10向上位机1返回数据，完成一次完整的光刻物镜可调机构控制过程。
步骤五：光刻投影物镜控制器在主控单板计算机11上运行过程中，主控单元调用OS配置单元、入口逻辑单元级硬件申请单元实现对控制器的配置；在非工作状态下，通过调试单元对光刻投影物镜控制器进行调试、升级、维护；通过测试单元对光刻投影物镜控制器做出测试。
本发明的有益效果为：本发明实施例的一种光刻投影物镜控制装置采用上位机、工控机箱及驱动控制箱实现了对多个压电驱动器及多个电容传感器的集中控制，进而实现了对多个功能性调节机构的集中控制；且因为所述光刻投影物镜控制器采用分层结构将复杂的控制功能解耦为若干控制单元，这种模块化的设计增加了可配置性，提高了鲁棒性。所述工控机箱与驱动控制机箱分立放置，通过高速光纤传输链路连接，既保障了指令传输效率，又增加了空间布局的灵活性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。