Устройство для управления процессом получения многослойных интерференционных покрытий
О П И С-А Н-"И-Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
362074
Сова Ссеетскна
Седиалистичеркиа республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 12.IV.1971 (1тат 1644814/22-1) М. Кл. С 23с 13/08 с присоединением заявки №
Приоритет
Комитет ло делам наасретеннй и открьлий ори Совете Министров
СССР
Опубликовано 1З.ХИ.1972. Бюллетень № 2 за 1973
Дата опубликования описания 6.П.1973
УДК 621.793.14 (08&.8) Автор изобретения
А. П. Дубинин
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ
МНОГОСЛОЙНЫХ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
Изобретение относится к области пленочной микроэлектроники и может быть применено при создании многослойных интерференционных систем.
Известно устройство для управления процессом получения многослойных интерференционных покрытий, содержащее электродвигатель вращения образца, блок очистки, источник питания, источники испарения, фотометрическое устройство контроля толщины слоев и вакуумметр с датчиком вакуума.
Однако в известном устройстве управление процессом получения многослойных интерференционных покрытий осуществляется при непосредственном участии оператора, что повышает инерционность системы управления и снижает за счет этого точность измерения толщины четвертьволновых и кратных им слоев покрытий.
Целью изобретения является повышение точности толщины четвертьволновых и кратных им слоев на образце и автоматизация процесса управления. Это достигается тем, что устройство содержит выполненные на самопишущем потенцпометре автоматический регулятор усиления сигнала, снимаемого с фотоэлемента, и датчик положения экстремумов, контакты которого подключены к цепи питания источников испарения и электромагнита, управляющего заслонками над источниками испарения и релейными элементами схемы, приводящими в работу датчик числа слоев и реле времени.
На фи г. 1 .приведена блок-сх|ема пр едл а гае мого )IcTipolllcTIB3; .на фиг. 2 — эртекч ри чеакая сне ма у|ст1ройст ва; на фиг. 3 — праф ик ив ме неяия иятеясивяости прстпуска н ия T (о Пражени|я Р) от ч исла слоев при фотометрировании (Х. — длина воляы; и — локааатель qpe10 ло млеяия; t — фяз ическая толщяна плеоки).
NcTIpIoAcTeo ссстоит из электр одвиоателя 1 ера щения обравца„блока îч истки 2, ясточIHHII(B питая ив 8, исгоч ни ко в ислареяия 4, фотометрического устройепва 5 KC HTploJIH толщяlь ны слое в,,ваку ум,мет ра б с датчиком вакуума
7, саоропи шущего потенциомепра. 8, автом атического репулято р а 9, фотоэлемента 10, дапаика 11 положения э кстрем умов, элекпр ома гнита 12, датчяка 18 числа слоев, реле
20 време ни 14 — 1б, низковольтного трансформапора 17 с регулируемым входны м напряжением, радиационного нагревателя 18, светоB o H H 3в) ко в о Й с и пн ал HI3 8 U1H,H 19 15 T cIRo в ых реле 20.
25 В устр o HicTIII е и р и м еяяется н ас пр аяв а е1м ав о пе раторс м пропрам:ма, п редяазначе ннаи для автонспмного проведен и я гвроцесса с момента выключения вакуум ной откачки до момента получе няя на образце покрыт1ия с зада!иной
30 коя би нацией и чр1слом слоев, выполненная
362074 на релей ных элементах и .реле времени, уира вляемых сигналаьпи фотоэлемента прои по
М О щи да!Тч ик а положения з1<стр ем ум10 в, а также сигналами да1гчико в .вакуума и числа
cJIoeIB. NcTановка,1E sjKlcTремум о в и фотометрическопо у стройст ва ко н"нроля прсизводится о пе ра1гс1ром зара|нее. VjcTjpой ство работает следующим обра зом, HipiH |в ключени и о пе ратор ом ваааууин ой отка ч ки 21 включается, реле .в ремени 14. Че1рез задаииое Hipe»sl первая про прас»м а реле HipeMeIHIH 14 включа ет источ н ик IIIHTIBIHH я 3 эл ементов схемы и через контакты реле 22 — датчик вакуума 7,,выполненный на ста нда рпном Hiaку?ум метре 6. По дост ижеии и зада иной сте пени H ajKyума реле 23 датч|и ка ва ку1у ма подкл1ачает вто|рую п1р опрам м у реле времеии 14 и остается в рабате до Tev по р, rro!KB подде р?KHlBBleTcsI необходимая cTeIEIeIHb,вакуума в камере. В случае ухудшения степени вакуума да1тч ик вакуума 1 BIJEeIKTpoIMairн<ит 24 реле времени 14 и лам!пу си гналиэа.щии 25. Hp,и этосом программа у казaIHIHQII10 реле BOBIBjpaIIIEjaetcsI в и сходное положение. Когда вио вь достигается,зада ниaiEE сте пе нь вакуум а, дат ч|ик в акуум а в оз о б н о вляет ра боту реле,в ре мени 14. BTо ра я программа,,реле врее1ен и 14 через з|ада н ное в реми в ключа ет реле 26, ко нта кты котю р ого подкл юч а ют эл е ктрод в и гат ел ь 1 в ра ще ния обр,азца и блок оч и ст1к и 2. При этом п ро|из в одит ся ачис|тка образца в тлеюще м раз ряде. По оконча н ии заданного Hjpeметни. вторая пропрамма под ключа|ет третью программу реле времени 14 и отключает эле ктродвига|тель 1 и блок о ч ист ки 2. Третья пропрамма в клю чаеп реле 27, через ко нта кты которого включаются радиационный нагреватель 18 и электродвигатель 1. П р и этом п роисходит раув;номе р ный п ропре в 0бра|зца до 3B1aBIHiHой тeIM!vepaTIyp!bE, определяемой врем енем т|ретьей про грам мы. третья п,р опрам ма 0TIKJEEoIHBieT реле 27 и в кл1очает чепве рту ю п,рограмм у,реле в ремени 14. Четверта я программа вкл<оч ает реле вреMIelHH 15, от ключает датчик ва|куума от це пи эдект рома пнита 24, а также 1реле в|ремени 14 и под ключа ет етого и электром а гн итаи 28 и 29 с целью воз в рата п ропрам(м реле в реме ни 15 и, 16,в исх одное полом 5, под ключает ист1оч н и к Hlclrrape!HH6I 4 вещестBIB, а через коитак ты реле 30 и 31 к HHBIKIQвольт ному силовоьцу T!paIHcl+QpMàòoру 17 с репулцруе мы м входным нэп1ря?ке н ием и одновфем е н но ра з рывает цепь между ни зко во льтным силoIBibIIM тра н сформато р о м 17 и и сточнико м испарения 4 ьеще ст1ва б; далее включаe TlcH эл е|кт ро»а пнип1 12, уп р аул як>щей 3aIcJEolHIKalMlH над и спарите ле.м веществ а и 6. Через заданное время включаеч ся вторая п р о пр ам,м а реле в рем ени 15. О на пари водит в действие эле кт родввгагель 32 лентопротяжIHопо MexBIHHзма сам опиш уще го п от е нц и ометра 8; цепь пита и и я низковольти о го силового т ра1нсф ормато ра 17 при помощ и реле 33; подключает фотоэле|ме нт 10 по сред ст вам реле 34 к самопишущему потенциометр у 8; включает эле1<т родв и1гатедь 1 вращения абразца . Начи|н а ет ся п р оце с с HlciII alp eIHIHIH,в ещ ест в а а и оса?клевание пе р вого слоя п<окрытия,на образце. П ри E П р и о,саждении на образце сло,я веще;стерва а IEEB баума?кной ленте сам опи ш ущепо поте|нциомет ра записыва ется изменение инте нси вности rl ð olïóñE D л E и др.) должиа быть iHe ме ньше погрешност1и измерений самон ищущего потенщио мет ра 8. Когда:величи на сигнала от фотоэлемента 10 cTBIEIcIBHTCH cpalaнимой с погрешностью само|пишущего потенциометра 8, возможна регулировка усиле н ия этого сигнала а втомат ическим регулятором 9. Автоматический регулятор выполнен,на дел ителе ?1ап ря<жеиия 36 в цен и фотоэлемента 10, двух ко неч ных вьиключагеляк 37 и 38 на шкале самопишущего поте нциомет ра 8 и эле кт ромеха ничеоком lócTðîéñòâе 39, кото|рое .п од1<лючает ось делителя наган)ряжегги я к OIC!H редуктора электродв и гателя реахар да 35. PaTHIHlE< 11 положенсья жест!ремумав cIBMEIMIH IE 1 вращения образ|ца, электромагнит 12, упра|вля,ющий заслонка.м и наяд и сна родителе», электродвигатель 32 JIeIHTolrrpотяж нопо меха,низма сам о п ишущега поте нциомет ра S, дайее с р а баты в а ет датчик 18 числа слоев через 362074 контакты реле 88, отмечая скончание на пы«TpIHiHIII первого сл оя на образце. П р и л ожгли о1м э кст р е мум е, кото р ы и м!ожет воз ни кнуть п!ри,пе рего ра н и и источнико в испаре н ия 4, пред усъпотрены отключения реле.времени 15 (или 16) и сипнали заплия 19. В этом случае оовеще нцоiсть образ ца при фотометртгро ва н и|и, а следо ват1елыно cIBBTовой поток, падающ|ий на фотоэлемент 10, cIHIHwaeT!Cs, и может сработать pIB!TwIHII< 11 положе н ия экстремумо в, хотя зада н ная TQJI HiHB слоя íà оlбразще еще не достигнута (нет фактвческого экстремума). Для и сключе ния лож ных экст,ремум>о в п риме няются TGIKQ П р,и, пе регора|н и и по след не го токовые реле ср а!багывают, от ключают свс и м(и контакта ми рел е времени 15 (или 16) и включают световую и з вуко вую сигнали заци ю, В этосом сл учае оператор йодключает запаоной испарит,ель и во,ccTBIHBIBJIIHIBBQT про грамегу реле време ни 15 (или 16). Третья программа реле времени 15,предусматривает выдержку времени между нанесением очередного слоя и по окончании выдержки включает реле времени 16. Реле времени 16 выполняет те же функции и в той же последовательности, что и реле времени 15, но предназначено для управления процессом напыления от источника испарения вещества б. Программа работы реле времени 16 отличается от программы работы реле времени 15 тем, что во второй программе не предусмотрено отключение фотоэлемента 10 от самопишущего потенциометра 8 по окончании осаждения слоя вещества б, а также тем, что третья программа после выдержки времени между нанесением очередного слоя включает реле времени 15. Реле времени 15 и 16 работают поочередно. При этом происходит чередование осаждае5 мых слоев из веществ с различными показателями преломления на образце до тех пор, пока датчик 18 числа слоев своими контактами не включает пятую программу реле времени 14. Это означает, что на образце достиг10 нута заданная комбинация слоев покрытия. Пятая программа реле времени 14 включает реле 42, контакты которого размыкают цепи питания реле времени 14, 15 или 16 и включают электроматниты 24, 28 и 29. При оста15 новке и возвращении реле времени 14 в исходное положение отключаются блок питания 8 и реле 28 датчика вакуума. Предмет изобретения 20 Устройство для управления процессом получения многослойных интерференционных покрытий, содержащее электродвигатель вращения образца, блок очистки, источник питания, источники испарения, фотометрическое 25 устройство контроля толщины слоев и вакуумметр с датчиком вакуума, от«гичаюшееея тем, что, с целью повышения точности измерения толщины четвертьволновых и кратных им слоев и автоматизации процесса управления, 30 оно дополнительно содержит выполненные на самопишущем потенциометре автоматический регулятор усиления сигнала, снимаемого с фотоэлемента, и датчик .положения экстремумов, контакты которого подключены к цепи пита35 ния источников испарения и электромагнита, управляющего заслонками над источниками испарения и релейными элементами схемы, приводящими в работу датчик числа слоев и реле времени. 362074 1а Редактор Н. Корченко Заказ 118/2 Изд. № !020 Тираж 404 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2, 7р ": sa 50 %) qp Ь н 5 ЛР Ф 5 б 7 8 9 4Ъ сюо слобод фиг 5 Составитель Л, Анисимова Техред Л. Богданова Корректор А. Дзесова
