Цифровая машина для управления процессами электроннолучевой микрообработки

 

СПИ АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 4774I7

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.01.74 (21) 1992894/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опуоликовано 15.07.75. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания ) 5.! 0.75 (51) М. Кл, G 061 15/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам наооретений и открытий (53) УДК 681.32.06:621.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Деркач, Л. Я. Згуровец, Л. М. Зубко и В. Р. Ракитский

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЦИФРОВАЯ МАШИНА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ

ЭЛ ЕКТРОН НО-ЛУЧ ЕВОЙ М И КРООБРАБОТКИ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для автоматизированного управления процессами производства компонентов интегральных схем на основе элионной технологии.

Известны цифровые машины для управления процессами электроннолучевой микрообработки материалов, содержащие операционное устройство, включающее в себя блок управления отклонением луча и блоки формирования временных и энергетических параметров обработки; блок управления координатным столом; блок совмещения координатных осей; блок отклонения; буферное запоминающее устройство, представляющее собой память, распределенную по блокам машины, запоминающее устройство на ферритах; блок распределения информации и блок ввода программ с перфоленты.

Блок совмещения координатных осей компенсирует погрешности установки начала координат рабочей поверхности по отношению к началу координат отклоняющей системы, а также осуществляет линейные смещения изображений в пределах одной области обработки на заданное программой расстояние.

Однако кроме этого в интегральной микроэлектронике типичными являются случаи, когда фрагменты топологии образуются поворо. том на угол, кратный 90, или зеркальным преобразованием некоторого первоначального рисунка. Отсутствие возможности автоматического осуществления указанных преобразований изображений является недостатком этой машины и приводит к снижению эффективности ее в целом из-за увеличения времени программирования, увеличения времени непроизводительного ручного труда, связанного с набивкой перфолент, к перегрузке и уменьшению

10 информационной емкости памяти машины.

Целью изобретения является повышение эффективности работы машины при воспроизведении рисунков сложных интенгр альных схем.

15 Сущность изобретения заключается в том, что в машину введен блок, осуществляющий поворот и зеркальное преобразование изображений, включенный между блоком совмещения осей координат и блоком отклонения луча.

20 На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой машины; на фиг. 2 — пример поворота на 90 фрагмента топологии интегральной схемы.

Машина состоит из устройства управле25 ния 1, служащего для ввода программ и управления блоками машины; блока трансмиттера 2, предназначенного для ввода программ с перфоленты; запоминающего устройства 3, предназначенного для хранения программ, н

30 блока управления 4, предназначенного для

477417 распределения вводимой информации между блоками, а также управления взаимодействием блоков машины.

Кроме того, в состав машины входит буферное запоминающее устройство 5, предназначенное для хранения текущей информации, и блок 6 операций, вычисляющий приращения координат очередных точек траектории, а также формирующий временные параметры воздействия луча на материал в соответствии с заданным законом изменения огибающей серии импульсов включения и выключения луча и энергетические режимы обработки. Блок 7 совмещения осей координат предназначен для линейного смещения изображений с целью компенсации погрешности установки начала координат или с целью сдвига рисунка в пределах области обработки на заданное по программе число шагов. Блок 8 угловых преобразований изображений предназначен для зеркального отображения заданного по программе рисунка или поворота его на угол, кратный — . Блок 9 отклонения преобразует

2 цифровые значения координат в регулирующее воздействие для установки луча в заданную точку рабочей поверхности. Блок 10 управления координатным столом предназначен для смещения области обработки на заданное расстояние.

Блок управления 4 имеет двусторонние связи для обмена управляющей информацией с устройством управления 1 по шинам 11, блоком трансмиттера 2 — по шинам 12, запоминающим устройством 3 — по шинам 13. Для обращения к буферному запоминающему устройству 5 блок управления 4 связан с ним шиной 14 сигналов «ЧТЕНИЕ» и шиной 15 сигналов «ЗАПИСЬ». Обмен управляющей информацией между блоком управления 4 и блоком операций осуществляется по шинам 16 и 17, Обмен числовой информацией между блоками машины происходит по магистральной кодовой шине 18 — 18». Для управления перемещением координатного стола блок 6 имеет двусторонние связи по шинам 19 с блоком 10, а для управления перемещением электронного луча — по шинам 20 с блоком 7.

С выхода блока 7 коды текущих значений координат по шине 21 поступают в блок 8, с выхода которого они после преобразований, связанных с зеркальным отражением или поворотом, по шине 22 передаются в блок 9 отклонения.

Кроме того, предлагаемая машина содержит шины 23 регулирующих воздействий, к которым подключается отклоняющая система электронно-лучевой установки; шину 24 подключения блока 7 к датчикам сигналов от маркерных знаков; шины 25 бланкирующих сигналов, модулирующих ток луча; шину 26 управления ускоряющим напряжением; шину

27 управления значением тока луча; шины 28 приводов координатного стола и шину 29

65 управления приводом поворота стола. По шине 30 в блок 10 поступают сигналы от датчиков перемещения стола.

Программа работы, состоящая из отдельных команд (кодов кадров), вводится в запоминающее устройство 3 с устройства управления 1 или перфоленты. Каждая команда содержит в себе информацию о траектории луча, об энергетических и временных режимах обработки, данные о перемещении координатного стола, а также сведения о линейном, зеркальном или угловом преобразовании исходного рисунка топологии.

Блок 6 операций согласно заданной программе вырабатывает управляющие сигналы, которые задают временные и энергетические параметры луча, а также воздействуют на отклоняющую систему электронно-лучевой установки. При этом на подложке, установленной в вакуумной камере на координатном столе, в пределах области отклонения отрабатываются заданные фигуры. После окончания обработки в пределах этой области блок 6 вырабатывает управляющие сигналы на перемещение координатного стола, которые через блок 10 воздействуют на электроприводы стола.

Контроль перемещений координатного стола осуществляется с помощью датчиков перемещений, выходные сигналы которых поступают в блок 10 по шине 30.

Повторная обработка подложки после перемещения координатного стола осуществляется с предварительной коррекцией положения начала координат области обработки по отношению к началу координат отклоняющей системы. Погрешность установки осей определяется в результате отыскания лучом маркерных знаков, нанесенных при первичной обработке подложки.

Вычисление погрешности осуществляется совместной работой блоков 6 и 7 при поступлении на вход последнего сигналов от маркерных знаков по шине 24. Рассчитанное значение погрешности по шине 20 передается в блок

7 и в дальнейшем реализуется при повторной обработке подложки.

Программа повторной обработки может содержать команды как на воспроизведение предыдущего рисунка в заданных значениях координат, так и рисунка, образованного поворотом или зеркальным преобразованием исходного.

Для воспроизведения рисунка с этими преобразованиями в машину вводится команда, в которой указывается признак модификации ее (зеркальное отображение относительно оси Х или У, поворот изображения на угол — ., 3 и

-, — л, а также величина смещения опорнои точки, в качестве которой автоматически выбирается начальная точка первого воспроизводимого рисунка. В дальнейшем эта команда

477417

45 используется при отработке всех последующих геометрических рисунков, составляющих заданный фрагмент топологии интегральной схемы.

На фиг. 2 показан фрагмент интегральной схемы, который образован поворотом на 90 фрагмента 31, заданного программой первичной обработки, при этом приняты следующие обозначения: о — опорная точка, о — центр вращения изображения, Х, и Y, — координаты опорной точки, Х, и Y, — текущие координаты исходного рисунка, Х... и Y, — величины смещения опорной точки, Х„и Y, — координаты центра вращения и Хт„и Y, — текущие координаты преобразованного рисунка.

Приращения координат траектории, рассчитанные в блоке 6, по шине 20 поступают в блок 7, который осуществляет коррекцию значения координат на вычисленную ранее величину погрешности, а также выполняет линейное преобразование координат в зависимости от кода на шине 18 О, Коды текущих значений координат Х, и У, с выхода блока 7 по шине

21 поступают в блок 8 углового преобразования изображений, с другой стороны, по шине

189 в этот блок заносятся коды значений координат опорной точки о (Х, и Y,) и центра вращения о (Х, и У,). Блок 8 выполняет преобразования, в результате которых на выходе его образуются текущие значения координат рисунка (Х,„ и Y«), повернутого относительно исходного в соответствии с заданной модификацией команды поворота.

При вращении изображения блок 8 осуществляет следующие преобразования координат: Х, =Х,+ (Yo У,), У,„=У,— (Х,— Х,) при повороте на угол 90, Х,„=Х,+(Хо — Х,), Утп = У о+ (Yo — Ут) при повороте на угол

180; Хтп=Х о (Yo — Ут) Утп= У p+ (Х вЂ” Х ) при повороте на угол 270 .

При зеркальном преобразовании изображения блок 8 осуществляет следующие вычисления:

Х-тп = Х o+ (Хо Хт), Y„„„=У . (У. У ) прп преобразовании относительно оси Х;

Хтп=Х о (Хо Хт), Утп= о+ (Уо Ут) при преобразовании относительно оси Y.

Текущие значения координат, выражении с в цифровом виде, по шине 22 передаются в блок 9 отклонения, который преобразует их в регулирующие воздействия, поступающие по шинам 23, в отклоняющую систему электронно-лучевой установки, перемещая л ч в очередную точку рабочей поверхности. После этого блок 6 формирует временные и энергетические параметры воздействия луча на материал, вырабатывая на шинах 25, 26 и 27 сигналы управления модулятором и устройством питания электроннолучевой установки. После отработки заданного программой временного интервала машиной выполняется расчет очередной точки траектории так, как было описано выше. Такие чередующиеся циклы расчета координат и обработки продолжаются до окончания воспроизведения преобразованного фрагмента топологии интегральной схемы.

Предмет изобретения

Цифровая машина для управления процессами электронно-лучевой микрообработки, содержащая устройство управления, блок трансмиттера, запоминающее устройство, блок управления, буферное запоминающее устройство, блок операций, подключенные к кодовой шине и к шинам управляющих сигналов, блок управления координатным столом, соединенный двухсторонними связями с блоком операций и с соответствующими входами и выходами машины, блок совмещения осей координат, подключенный к кодовой шине, к соответствующему входу машины и соединенный двусторонними связями с блоком операций, выходы которого подключены к соответствующим выходам машины, блок отклонения, выходы которого соединены с соответствующими выходами машины, отл ич а юща яся тем, что, с целью повышения эффективности работы при воспроизведении рисунков сложных интегральных схем, в нее введен блок угловых преобразований изображений. подключенный к кодовой шине и к выходу блока совмещения осей координат, выход блока угловых преобразований изображений соединен со входом блока отклонения.

477417 тп

Фиг. 2

Составитель А. )Керенов

Техред М. Семенов

Редактор Е. Семанова

Корректор Е. Хмелева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2498/14 Изд. № 1591 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5