CN110445005B - 一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光器技术领域，特别涉及一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***及其方法；本发明通过硬件互锁管理单元接收传感器发送至的腔体开关信号同时接收光刻机发送至的控制信号，硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号，由主控器进行互锁信号逻辑处理，综合硬件互锁管理单元并增加了互锁信息CAN接口传送到激光器，使激光器工作的安全性得到提高，有效保护设备和人身安全。

Description

一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***及其方法
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，特别涉及一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***及其方法。
背景技术
准分子激光器是一种面向深紫外特征应用的脉冲式气体激光器，具有高重频，大能量，短波长，窄线宽等特点，是优秀的微电子光刻***用激光光源，其工作物质由惰性气体(氖气、氩气、氪气、氙气等)和卤族元素(氟、氯、溴等)做成，在基态时，成两种原子气体混合状，被短脉冲电流激发到高能级时生成化合物，化合物的每个分子由两种气体各贡献一个原子组成，成准分子态。当电子从高能级跃迁到低能级时辐射出紫外激光。
准分子激光器工作过程中需要对气体介质高压放电激励，其所需信号通过电源管理单元、高压升压模块，固态开关，磁脉冲压缩形成几十千伏，微秒级脉宽，数千安培峰值电流信号，使得激光器工作过程中有很强的电磁干扰，所以***信号传输对抗干扰性有很强的要求，而且准分子激光器内部各个模块造价昂贵，同时工作过程中产生高压、高电流，使得***对人员与设备的安全性有很高的要求。目前准分子激光器整体的互锁机制不够完善，存在以下问题：一、存在延时；二、存在通信链路受***电磁干扰导致通信故障等问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***，通过硬件互锁管理单元接收传感器发送至的腔体开关信号同时接收光刻机发送至的控制信号，硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号，由主控器进行互锁信号逻辑处理，综合硬件互锁管理单元并增加了互锁信息CAN接口传送到激光器，使激光器工作的安全性得到提高，有效保护设备和人身安全，还提供一种基于准分子激光器的硬件互锁控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***，其与激光器的主控器进行无线通讯，其中，包括设置在激光器内的用于监测激光器内腔体情况的传感器、用于发出控制信号的光刻机、用于向所述主控器发送互锁信号的硬件互锁管理单元和用于进行供电的配电管理单元；所述硬件互锁管理单元接收所述传感器发送至的腔体开关信号同时接收所述光刻机发送至的控制信号，所述硬件互锁管理单元向所述配电管理单元发送通道开关信号同时向所述主控器发送互锁信号，由所述主控器进行互锁信号逻辑处理。
作为本发明的一种改进，所述硬件互锁管理单元包括用于检测外部输入的互锁开关信号的互锁检测器、用于接收所述互锁检测器发出的TTL电平信号的MCU、用于接收所述MCU发送的控制信号且向所述配电管理单元输出通道开关信号的互锁逻辑输出器及用于向所述主控器发送互锁信号的通讯接口CAN。
作为本发明的进一步改进，所述腔体开关信号包括腔体温度超限信号、腔体压力超限信号和气体流量超限信号。
作为本发明的更进一步改进，所述光刻机发出的控制信号包括用户远程启动信号、用户远程停止信号和外部厂务气体互锁信号。
作为本发明的更进一步改进，所述通讯接口CAN带隔离功能。
一种基于准分子激光器的硬件互锁控制方法，其中，包括如下步骤：
步骤S1、硬件互锁管理单元同时接收传感器发送的腔体开关信号和光刻机发送的传输信号。
步骤S2、所述硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号；
步骤S3、主控器对互锁信号进行逻辑处理。
作为本发明的一种改进，在步骤S1内，所述腔体开关信号包括腔体温度超限信号、腔体压力超限信号和气体流量超限信号。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1内，所述光刻机发出的控制信号包括用户远程启动信号、用户远程停止信号和外部厂务气体互锁信号。
作为本发明的更进一步改进，步骤S2内包括如下步骤：
步骤S21、互锁检测器检测外部输入的互锁开关信号且发出TTL电平信号；
步骤S22、MCU接收所述TTL电平信号且发送控制信号；
步骤S23、互锁逻辑输出器接收所述控制信号且向配电管理单元输出通道开关信号；同时，通讯接口CAN向主控器发送互锁信号。
作为本发明的更进一步改进，在步骤S3内，所述主控器对互锁信息的逻辑处理的步骤：使通讯接口CAN中断查询接收信息，如果未收到互锁信息，继续中断等待，如果接收到互锁信息，判断此时激光器的工作状态，如果激光器处于LaserOff状态，激光器维持该状态，界面提示报警信息，同时保存互锁信息，如果激光器处于非LaserOff状态，激光器退回到LaserOff状态，同时界面提示报警信息，保存互锁信息。
本发明的有益效果是：本发明通过硬件互锁管理单元接收传感器发送至的腔体开关信号同时接收光刻机发送至的控制信号，硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号，由主控器进行互锁信号逻辑处理，综合硬件互锁管理单元并增加了互锁信息CAN接口传送到激光器，使激光器工作的安全性得到提高，有效保护设备和人身安全。
附图说明
图1为本发明的基于准分子激光器的硬件互锁控制***的连接框图；
图2为本发明的硬件互锁管理单元的内部连接框图；
图3为本发明的基于准分子激光器的硬件互锁控制方法的步骤框图；
图4为本发明的步骤S2的内部步骤框图；
图5为本发明的步骤S3内的流程示意图。
具体实施方式
请参照图1至图2，本发明的一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***，其与激光器的主控器进行无线通讯，包括设置在激光器内的用于监测激光器内腔体情况的传感器、用于发出控制信号的光刻机、用于向主控器发送互锁信号的硬件互锁管理单元和用于进行供电的配电管理单元。
在本发明内，硬件互锁管理单元接收传感器发送至的腔体开关信号同时接收光刻机发送至的控制信号，硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号，由主控器进行互锁信号逻辑处理。
本发明通过硬件互锁管理单元接收传感器发送至的腔体开关信号同时接收光刻机发送至的控制信号，硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号，由主控器进行互锁信号逻辑处理，综合硬件互锁管理单元并增加了互锁信息CAN接口传送到激光器，使激光器工作的安全性得到提高，有效保护设备和人身安全。
如图2所示，硬件互锁管理单元包括用于检测外部输入的互锁开关信号的互锁检测器、用于接收所述互锁检测器发出的TTL电平信号的MCU、用于接收所述MCU发送的控制信号且向所述配电管理单元输出通道开关信号的互锁逻辑输出器及用于向所述主控器发送互锁信号的通讯接口CAN。
在本发明内，腔体开关信号包括腔体温度超限信号、腔体压力超限信号和气体流量超限信号；光刻机发出的控制信号包括用户远程启动信号、用户远程停止信号和外部厂务气体互锁信号。
在本发明内，通讯接口CAN带隔离功能。
如图3至图5所示，本发明的一种基于准分子激光器的硬件互锁控制方法，包括如下步骤：
步骤S1、硬件互锁管理单元同时接收传感器发送的腔体开关信号和光刻机发送的传输信号。
步骤S2、硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号；
步骤S3、主控器对互锁信号进行逻辑处理。
其中，在步骤S1内，腔体开关信号包括腔体温度超限信号、腔体压力超限信号和气体流量超限信号；光刻机发出的控制信号包括用户远程启动信号、用户远程停止信号和外部厂务气体互锁信号。
如图4所示，步骤S2内包括如下步骤：
步骤S21、互锁检测器检测外部输入的互锁开关信号且发出TTL电平信号；
步骤S22、MCU接收TTL电平信号且发送控制信号；
步骤S23、互锁逻辑输出器接收控制信号且向配电管理单元输出通道开关信号；同时，通讯接口CAN向主控器发送互锁信号。
如图5所示，在步骤S3内，主控器对互锁信息的逻辑处理的步骤：使通讯接口CAN中断查询接收信息，如果未收到互锁信息，继续中断等待，如果接收到互锁信息，判断此时激光器的工作状态，如果激光器处于LaserOff状态，激光器维持该状态，界面提示报警信息，同时保存互锁信息，如果激光器处于非LaserOff状态，激光器退回到LaserOff状态，同时界面提示报警信息，保存互锁信息。
本发明是在软件互锁基础上，综合硬件互锁管理单元并增加了互锁信息CAN接口传送到激光器，使激光器工作的安全性得到提高，有效保护设备和人身安全；本发明统筹考虑互锁机制，把软件与硬件结合起来，用硬件电路实时性弥补软件互锁不足，提高互锁实时性，有效的存储互锁信息，大大提高***安全性。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于准分子激光器的硬件互锁控制***，与激光器的主控器进行无线通讯，其特征在于，包括设置在激光器内的用于监测激光器内腔体情况的传感器、用于发出控制信号的光刻机、用于向所述主控器发送互锁信号的硬件互锁管理单元和用于进行供电的配电管理单元；
所述硬件互锁管理单元接收所述传感器发送的腔体开关信号同时接收所述光刻机发送的控制信号，所述硬件互锁管理单元向所述配电管理单元发送通道开关信号同时向所述主控器发送互锁信号，由所述主控器进行互锁信号逻辑处理；
所述主控器对互锁信息的逻辑处理的步骤：使通讯接口CAN中断查询接收信息，如果未收到互锁信息，继续中断等待，如果接收到互锁信息，判断此时激光器的工作状态，如果激光器处于LaserOff状态，激光器维持该状态，界面提示报警信息，同时保存互锁信息，如果激光器处于非LaserOff状态，激光器退回到LaserOff状态，同时界面提示报警信息，保存互锁信息；
所述硬件互锁管理单元包括用于检测外部输入的互锁开关信号的互锁检测器、用于接收所述互锁检测器发出的TTL电平信号的MCU、用于接收所述MCU发送的控制信号且向所述配电管理单元输出通道开关信号的互锁逻辑输出器及用于向所述主控器发送互锁信号的通讯接口CAN。
2.根据权利要求1所述的基于准分子激光器的硬件互锁控制***，其特征在于，所述腔体开关信号包括腔体温度超限信号、腔体压力超限信号和气体流量超限信号。
3.根据权利要求1所述的基于准分子激光器的硬件互锁控制***，其特征在于，所述光刻机发出的控制信号包括用户远程启动信号、用户远程停止信号和外部厂务气体互锁信号。
4.根据权利要求1所述的基于准分子激光器的硬件互锁控制***，其特征在于，所述通讯接口CAN带隔离功能。
5.一种基于准分子激光器的硬件互锁控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、硬件互锁管理单元同时接收设置在激光器内的用于检测激光器内腔体情况的传感器发送的腔体开关信号和光刻机发送的传输信号；
步骤S2、所述硬件互锁管理单元向配电管理单元发送通道开关信号同时向主控器发送互锁信号；
步骤S3、主控器对互锁信号进行逻辑处理；
步骤S2内包括如下步骤：
步骤S21、互锁检测器检测外部输入的互锁开关信号且发出TTL电平信号；
步骤S22、MCU接收所述TTL电平信号且发送控制信号；
步骤S23、互锁逻辑输出器接收所述控制信号且向配电管理单元输出通道开关信号；同时，通讯接口CAN向主控器发送互锁信号；
步骤S3内包括如下步骤：
使通讯接口CAN中断查询接收信息，如果未收到互锁信息，继续中断等待，如果接收到互锁信息，判断此时激光器的工作状态，如果激光器处于LaserOff状态，激光器维持该状态，界面提示报警信息，同时保存互锁信息，如果激光器处于非LaserOff状态，激光器退回到LaserOff状态，同时界面提示报警信息，保存互锁信息。
6.根据权利要求5所述的基于准分子激光器的硬件互锁控制方法，其特征在于，在步骤S1内，所述腔体开关信号包括腔体温度超限信号、腔体压力超限信号和气体流量超限信号。
7.根据权利要求5所述的基于准分子激光器的硬件互锁控制方法，其特征在于，在步骤S1内，所述光刻机发出的控制信号包括用户远程启动信号、用户远程停止信号和外部厂务气体互锁信号。
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