專利名稱：一種晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶圓裝卸臺技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體加工設(shè)備中通常包括一種前端接口，該接口容納著便于傳遞工件(S卩，晶圓)并監(jiān)督這種傳遞的部件，該前端接口即為設(shè)備前端模塊(EFEM)。EFEM內(nèi)通常安裝有晶圓裝卸臺(Load Port),加工過程中，晶圓裝卸臺主要起到裝卸晶圓的作用?，F(xiàn)有的各品牌的Load Port，其人機(jī)交互功能一般是采用指示燈和單個按鈕的方式來完成的。調(diào)試的過程中需要使用外接電腦，并連接串口或者以太網(wǎng)線等進(jìn)行操作，且大多需要用戶進(jìn)行軟件二次開發(fā)才能完成與上位機(jī)之間的信號交互，所以開發(fā)過程比較繁瑣費(fèi)時(shí)，使用控制不便。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種操控性能好，使用方便的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)。一種晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，包括:嵌入式系統(tǒng)控制模塊，用于控制晶圓裝卸臺；輸入模塊，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于輸入控制信號至所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊；驅(qū)動模塊，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于驅(qū)動晶圓裝卸臺；及信號交互模塊，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于采集外部設(shè)備的模擬量信號，并與外部設(shè)備交互數(shù)字量信號。進(jìn)一步地，所述驅(qū)動模塊包括:驅(qū)動控制器，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于發(fā)生驅(qū)動控制信號；H橋控制電路，與所述驅(qū)動控制器電連接，用于控制直流伺服電機(jī)；繼電器，與所述驅(qū)動控制器電連接，用于控制電磁閥。進(jìn)一步地，所述驅(qū)動模塊還包括光電隔離器，所述光電隔離器設(shè)置于所述驅(qū)動控制器與繼電器之間，和/或設(shè)置于所述驅(qū)動控制器與所述H橋控制電路之間。進(jìn)一步地，所述驅(qū)動模塊還包括有一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述驅(qū)動控制器通信連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與一用于定位所述直流伺服電機(jī)的絕對式編碼器通信連接。進(jìn)一步地，所述信號交互模塊包括:信號交互控制器，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于產(chǎn)生信號交互控制信號;輸入端子，與所述信號交互控制器通信連接，用于采集外部設(shè)備信號；輸出端子，與所述信號交互控制器通信連接，用于向外部設(shè)備發(fā)送信號。進(jìn)一步地，所述輸入端子用于采集晶圓裝卸臺的光電開關(guān)信號、接近開關(guān)信號、上位機(jī)輸出信號、壓力傳感器信號和/或真空傳感器信號；所述輸出端子用于向上位機(jī)輸入端發(fā)送信號的輸出端子。進(jìn)一步地，所述輸入和/或輸出端子與所述信號交互控制器之間設(shè)置有光電隔離器。進(jìn)一步地，所述輸入模塊為觸摸屏。
進(jìn)一步地，所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊與所述驅(qū)動模塊之間及所述信號交互模塊之間均采用CAN通信的通信連接。進(jìn)一步地，所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊為基于ARM的控制板。本發(fā)明的有益效果為:上述晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)由于使用嵌入式系統(tǒng)控制模塊作為Load Port的控制系統(tǒng)，在功能上可以根據(jù)需求進(jìn)行定制，有利于降低成本；由原來的需要外接PC等方式進(jìn)步到可以通過輸入模塊直接對EFEM的控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，而且可以針對上位機(jī)的通信方式直接進(jìn)行設(shè)置，減少了調(diào)試時(shí)間；操控性能好，使用方便。且針對Load Port開發(fā)的專用驅(qū)動模塊和信號交互模塊體積小，可以有效節(jié)省在潔凈室中所占空間。


利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。圖1為本發(fā)明的一種晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的一種晶圓裝卸臺的驅(qū)動模塊的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的一種晶圓裝卸臺的信號交互模塊的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1至圖3中包括有:1、嵌入式系統(tǒng)控制模塊2、驅(qū)動模塊21、驅(qū)動控制器 22、H橋控制電路 23、繼電器3、信號交互模塊31、輸入端子32、輸出端子33、信號交互控制器4、輸入模塊5、光電隔離器6、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊701、直流伺服電機(jī) 702、電磁閥703、真空閥704、指示燈705、絕對式編碼器 706、光電開關(guān)707、接近開關(guān)708、上位機(jī)輸出709、壓力傳感器710、真空傳感器711、上位機(jī)輸入端。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，一種晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，包括:嵌入式系統(tǒng)控制模塊1，用于控制晶圓裝卸臺；輸入模塊4，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I通信連接，用于輸入設(shè)置或控制信息至所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I;
驅(qū)動模塊2，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I通信連接，通過所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I的控制信號驅(qū)動晶圓裝卸臺；信號交互模塊3，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I通信連接，用于采集外部設(shè)備的模擬量信號，并與外部設(shè)備交互數(shù)字量信號。本發(fā)明所述晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng),是在現(xiàn)有的晶圓裝卸臺(即Load Port)基礎(chǔ)上，使用嵌入式系統(tǒng)來代替原來的控制系統(tǒng)，為嵌入式系統(tǒng)控制模塊I加上驅(qū)動模塊2和信號交互模塊3來完成對外部設(shè)備的控制和信號交互功能；通過驅(qū)動模塊2實(shí)現(xiàn)直流伺服電機(jī)701和電磁閥702等較大功率設(shè)備的驅(qū)動和控制功能；并通過信號交互模塊3采集設(shè)備中模擬量信號，和交互數(shù)字量信號。由于使用嵌入式系統(tǒng)控制模塊I作為Load Port的控制系統(tǒng)，在功能上可以根據(jù)需求進(jìn)行定制，有利于降低成本；由原來的需要外接PC等方式進(jìn)步到可以通過輸入模塊4直接對EFEM的控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，而且可以針對上位機(jī)的通信方式直接進(jìn)行設(shè)置，減少了調(diào)試時(shí)間；操控性能好，使用方便。且針對Load Port開發(fā)的專用驅(qū)動模塊2和信號交互模塊3體積小，可以有效節(jié)省在潔凈室中所占空間。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明所述的輸入模塊4采用觸摸屏。采用觸摸屏進(jìn)行人機(jī)交互，比起按鈕操作更加形象直觀，而且觸摸屏信息量大，可視性效果好，而且信息量大，進(jìn)一步提高了本發(fā)明的操控性能和使用便利性。當(dāng)然，所述的輸入模塊4也可以采用其它類型的輸入模塊4，只要能實(shí)現(xiàn)方便地進(jìn)行人際交互的目的即可。其中，所述的嵌入式系統(tǒng)控制模塊I與所述輸入模塊4之間采用串口通信的通信連接。串口通信的通信線路簡單，成本低且信號傳輸穩(wěn)定。而在本實(shí)施例中，所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I與所述驅(qū)動模塊2之間，以及與所述信號交互模塊3之間均采用CAN通信的通信連接。保證了通信的實(shí)時(shí)性和可靠性。如圖2所示，本發(fā)明所述的驅(qū)動模塊2具體包括:驅(qū)動控制器21，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I通信連接，用于產(chǎn)生驅(qū)動控制信號橋控制電路22，與所述驅(qū)動控制器21電連接，并與晶圓裝卸臺的直流伺服電機(jī)701電連接，用于控制所述直流伺服電機(jī)701 ;繼電器23，與所述驅(qū)動控制器21電連接，并與晶圓裝卸臺的電磁閥702電連接，用于控制所述電磁閥702。其中，作為具體的實(shí)施方式之一，本實(shí)施例所述驅(qū)動模塊2對晶圓裝卸臺的驅(qū)動，具體可以是指通過所述驅(qū)動控制器21電連接而驅(qū)動下述部件:電磁閥702，包括晶圓控制臺與FOUP對接的氣缸的電磁閥702，所述電磁閥702通過繼電器23與所述驅(qū)動控制器21電連接；真空閥703，包括真空發(fā)生器的真空閥703，所述真空閥703與所述驅(qū)動控制器21電連接；晶圓裝卸臺的指示燈704，所述指示燈704與所述驅(qū)動控制器21電連接；所述直流伺服電機(jī)701，如前所述，直流伺服電機(jī)701由所述驅(qū)動控制器21控制所述H橋控制電路22而驅(qū)動。當(dāng)然，本實(shí)施例所說的驅(qū)動指示燈704，較優(yōu)選的是驅(qū)動Load Port中功率較大的常規(guī)指示燈優(yōu)選地，所述驅(qū)動模塊2還包括光電隔離器5，所述光電隔離器5設(shè)置于所述驅(qū)動控制器21與繼電器23之間，和/或設(shè)置于所述驅(qū)動控制器21與所述H橋控制電路22之間。其中，本實(shí)施例所述驅(qū)動模塊2還包括有一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6與所述驅(qū)動控制器21通信連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6與一用于定位所述直流伺服電機(jī)701的絕對式編碼器705通信連接。其中，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6是一種數(shù)據(jù)采集模塊，用于將將模擬量信號轉(zhuǎn)成數(shù)字量信號，以便于驅(qū)動控制器21通過采集的絕對式編碼器705控制所述直流伺服電機(jī)701。對于Load Port而言，映射(即Mapping)功能主要是需要檢測晶圓的位置。通過本發(fā)明，Load Port的Mapping功能可以由直流伺服電機(jī)701加對射傳感器進(jìn)行雙閉環(huán)控制，從而有效的保證了 Mapping功能的精確性。采用絕對式編碼器705來檢測伺服電機(jī)的位置，保證設(shè)備斷電時(shí)伺服電機(jī)位置不會丟失，上電后直接可以工作。對電磁閥702等設(shè)備驅(qū)動采用光電隔離器5加繼電器23的方式實(shí)現(xiàn)。光電隔離器5保證信號傳遞的準(zhǔn)確性，繼電器23提供干接點(diǎn)，可以外接大功率直流電源，從而保證對電磁閥702等設(shè)備進(jìn)行有效的驅(qū)動。如圖3所示，本發(fā)明所述的信號交互模塊3包括:信號交互控制器33，所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊I通信連接，用于發(fā)生信號交互控制信號；輸入端子31，與所述信號交互控制器33通信連接，用于采集外部設(shè)備信號；輸出端子32，與所述信號交互控制器33通信連接，用于向外部設(shè)備發(fā)送信號。在本實(shí)施例中，與外部設(shè)備的信號交互，其信號可以是包括氣缸到位信號、光電開關(guān)706數(shù)字信號、Interlock的信號等的外部設(shè)備的信號，它們通過信號交互模塊3進(jìn)行采集和控制，并有所述的信號交互控制器33直接把實(shí)時(shí)狀態(tài)中轉(zhuǎn)給嵌入式系統(tǒng)控制模塊I。其中，作為具體的實(shí)施方式之一，所述的輸入端子31也可以是包括采集晶圓裝卸臺的光電開關(guān)706信號、接近開關(guān)707信號、上位機(jī)輸出708信號、壓力傳感器709信號和/或真空傳感器710信號的輸入端子31 ;所述輸出端子32包括向上位機(jī)輸入端711發(fā)送信號的輸出端子32。優(yōu)選地，所述輸入和/或輸出端子32與所述信號交互控制器33之間設(shè)置有光電隔離器5。需說明的是，該光電隔離器5與連接繼電器23的光電隔離器5目的和效果相同。本發(fā)明單獨(dú)把信號采集功能單獨(dú)集成于所述信號交互模塊3，是因?yàn)長oad Port本身結(jié)構(gòu)緊湊，要求各個設(shè)備體積盡量小，所以單獨(dú)把該功能用一個板卡實(shí)現(xiàn)，這樣可以有效減小把各種功能集成在嵌入式系統(tǒng)控制模塊I上的體積。同理，使用光電隔離器5對數(shù)字輸入/數(shù)字輸出信號進(jìn)行隔離，可以有效提高抗干擾能力保證在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述輸入端子31中，用于采集壓力傳感器709信號和/或真空傳感器710信號的輸入端子31，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6取代所述光電隔離器5而與所述信號交互控制器33信號連接。這主要是利用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6對壓力傳感器709信號和/或真空傳感器710信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號。這里所用的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6與所述驅(qū)動模塊2中使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6目的和效果相同。 其中，本發(fā)明所述的嵌入式系統(tǒng)控制模塊I優(yōu)選為基于ARM的控制板。ARM (Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)中具有性能高、成本低和能耗省等特點(diǎn)的微處理器，比較適用于嵌入控制。由于基于ARM的控制板為微處理器技術(shù)領(lǐng)域中的公知技術(shù)，這里不贅述其結(jié)構(gòu)和工作原理。需指出的是，本發(fā)明晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，作為一種嵌入式系統(tǒng)，亦可應(yīng)用于EFEM、涂膠、光刻、PVD、CVD等工藝處理設(shè)備中。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 嵌入式系統(tǒng)控制模塊，用于控制晶圓裝卸臺； 輸入模塊，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于輸入控制信號至所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊； 驅(qū)動模塊，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于驅(qū)動晶圓裝卸臺；及信號交互模塊，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于采集外部設(shè)備的模擬量信號，并與外部設(shè)備交互數(shù)字量信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動模塊包括: 驅(qū)動控制器，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于發(fā)生驅(qū)動控制信號； H橋控制電路，與所述驅(qū)動控制器電連接，用于控制直流伺服電機(jī)； 繼電器，與所述驅(qū)動控制器電連接，用于控制電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動模塊還包括光電隔離器，所述光電隔離器設(shè)置于所述驅(qū)動控制器與繼電器之間，和/或設(shè)置于所述驅(qū)動控制器與所述H橋控制電路之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動模塊還包括有一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述驅(qū)動控制器通信連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與一用于定位所述直流伺服電機(jī)的絕對式編碼器通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號交互模塊包括: 信號交互控制器，與所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊通信連接，用于產(chǎn)生信號交互控制信號; 輸入端子，與所述信號交互控制器通信連接，用于采集外部設(shè)備信號； 輸出端子，與所述信號交互控制器通信連接，用于向外部設(shè)備發(fā)送信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入端子用于采集晶圓裝卸臺的光電開關(guān)信號、接近開關(guān)信號、上位機(jī)輸出信號、壓力傳感器信號和/或真空傳感器信號；所述輸出端子用于向上位機(jī)輸入端發(fā)送信號的輸出端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入和/或輸出端子與所述信號交互控制器之間設(shè)置有光電隔離器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入模塊為觸摸屏。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊與所述驅(qū)動模塊之間及所述信號交互模塊之間均采用CAN通信的通信連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊為基于ARM的控制板。
全文摘要
一種晶圓裝卸臺的控制系統(tǒng)，包括嵌入式系統(tǒng)控制模塊，以及分別與之通信連接的輸入模塊、驅(qū)動模塊和信號交互模塊，驅(qū)動模塊通過所述嵌入式系統(tǒng)控制模塊的控制信號驅(qū)動晶圓裝卸臺，信號交互模塊用于采集外部設(shè)備的模擬量信號，并與外部設(shè)備交互數(shù)字量信號；由于使用嵌入式系統(tǒng)作為Load Port的控制系統(tǒng)，在功能上可以根據(jù)需求進(jìn)行定制，有利于降低成本；可以通過輸入模塊直接對EFEM的控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，而且可以針對上位機(jī)的通信方式直接進(jìn)行設(shè)置，減少了調(diào)試時(shí)間；操控性能好，使用方便；專用驅(qū)動模塊和信號交互模塊體積小，可以有效節(jié)省在潔凈室中所占空間。
文檔編號H01L21/677GK103199035SQ20121000373
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者劉一恒, 褚明杰, 賈凱, 曲道奎, 徐方, 李學(xué)威, 孟慶鑄, 楊奇峰 申請人:沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司