Цифровая машина для управления процессами электронно- лучевой микрообработки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТВДВСТВУ

Своз Соввтеких

Социалистических республик (И) 608163 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 14. 11. 7 4(21) 2074514/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.0578. Бюллетень № 1g (46) Дата опубликования описания >F.ОЬ.Я

Ф (и) М. Кл.

&06 Р 15/20

Государственный ноинтот

Соввтв Министров СССР па делам изооретений и открмтий (53) УДК 681.32.06:

:621.9 (088.8) В. П. Деркач, В. М. Власенко, Л. Я. Згуровец, О. М. Куделко и В. P. Ракитский (72) Авторы изобретения (Л) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (54) ЦИФРОВАЯ МАШИНА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ.

ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ИИКРООБРАБОТКИ

1 2

Изобретение относится к вычислительной формирования отклонений, первый вход кототехнике и может быть использовано для авто- рого подключен к информационному выходу матизироваииого управления процессами про- вычислительного блока, управляющий выизводства интегральных схем на основе элнон- ход — к управляющему выходу машины. ной технологии, С помощью известных машин осуществляИзвестны цифровые машины для управле- 5етсн. управление электронно-лучевой установиия процессами электронно-лучевой микрооб- кой в части программного шагового еремещеработки, содержащие блок трансмнттера, запо- ния электронного луча по подложке и коордиминающее устройство, блок формирования ти- натного стола, на котором эта подложка устаповых конфигураций, блок управления, буфер- новлена, а также формирование временных и иое запоминающее устройство, блок геометри- щ энергетических режимов обработки с целью ческих преобразований рисунков, вычислитель- изготовления иа основе элионных технологиный блок, подключенные к кодовой шине н к ческнх процессов масок фотошаблонов интешинам управляющих сигналов, блок коррек- гральных схем илн непосредственно элементов ций, подключенный двухсторонними связями к интегральных микросхем. Шаговый режим повычислительному блоку и соединенный управ- строения геометрических фигур удобен при восляющим и информационным входами соответ- 5 произведении контурных фигур, образованных ственно с выходом блока управления н первым дугами кривых илн прямыми линиями; прн информационным входом машины, выход бло- воспроизведении же растровых фигур, когда ка коррекций подключен к входу блока управ- обработке подвергаются значительнМе площа ления приводами координатного стола, соеди- ди, шаговый режим не обеспечивает требуемого пенного с управляющими выходами машины, быстродействия, вследствие необходимости выдвухсторонними связями с вычислительным бло- числения приращений координат значительно ком и с вторым информационным входом ма- большего количества точек. шины, управляющие выходы вичислительного Кроме того, дополнительные потери времеблока соединены соответственно с управляю- ни, снижающие быстродействие машин, вознищими выходами машины и входом блока reo- кают вследствие неточного учета переходных метрических преобразований рисунков, блок 2s процессов в выходном цифро-аналоговом пре608163 образователе, нагруженном на индуктивность отклоняющей системы электронно-лучево" установки. t

В известных машинах учет этих переходных процессов достигается введением фиксированных задержек сигналов, рассчитанных на некоторый средний случай, что в реальных условиях приводит к снижению скорости или точности обработки нз- за несоответствия времени задержки н переходного процесса.

Однако в связи с освоением и внедрением в промышленность электроннолитографнческих технологических процессов, характеризующихся высокой разрешающей способностью и быст- . родействием наличие этих недостатком приводит к снижению производительности и не поз воляег реализовать всех преимуществ электроннолнтографии.

Целью изобретения является повышение производительности машины.

Достигается это тем, что в машину введены блок формирования опорного напряжения развертки; подключенный входами к управляющим выходам вычислительного блока и блока коррекций, выходом — к второму входу блока формирования отклонений, н блок формирования сигналов состояния цифро-аналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом блока формирования отклонений, выход— с соответствующим входом вычислитель! ого блока.

Введение в состав машины блока формирования опорного напряжения развертки позволяет вести размерную обработку микрорастров с минимальными потерями времени, используя преимущества цифрового управления, в первую очередь, высокую точность. Введение же блока формирования сигналов состояния цифро-аналогового преобразователя. повышает производительность и при шаговой развертке за счет точного учета времени переходного процесса в отклоняющей системе.

На фиг. 1 дана структурная схема машины; на фиг. 2 показан. фрагмент структурной схемы, поясняющий пример выполнения блока формирования отклонений для одной координаты.

Машина состоит из блока трансмнттера l, предназначенного для ввода программ с перфоленты, запоминающего устройства .2, предназначенного для хранения программ,.блока 3 формирования типовых конфигурацйй, вырабатывающего информацию о топологическом построении унифицированных функциональных узлов; блока 4 управления, предназначенного для распределения информации между блоками и управляющего взаимодействием блоков машины; буферного запоминающего устройства 5, предназначенного для хранения текущей информации; блока 6 геометрических преобразований рисунков; вычислительного блока 7, определяющего приращения координат точек траектории, а также формирующего технологические режимы обработки; блока 8 коррекций. осуществляющего привязку местоположения луча к маркерным знакам; блока 9 управления приводами координатного стола; блока 10 4ормирования отклонений, преобразующего цифровые значения координат в отклоняющие токи.

В состав машины также входят блок l l формирования опорного напряжения развертки и блок 12 формирования сигналов состояния цифро-аналогового преобразователя.

Блок 4 имеет двухсторонние связи для обмена управляющей информацией с блоком l по шинам 13 132, запоминающим устройством

2 по шинам 14,, 14 и.блоком 3 по шинам

15<, 15 . При обращении к буферному запоминающему устройству блок 4 вырабатывает сигналы на шине 16, а при выполнении операций преобразований первоначального рисунка вырабатывает сигналы на шине 17, поступающие в блок 6. Обмен управляющей информацией между блоком 4 и блоком 7 осуществляется по шинам !8 и 19. По шине 20 блок 7 воздействует на блок 6 при выполнении операций преобразования рисунка, Управление работой блока 8 при определении погрешностей совмещения осей координат осуществляется сигналами, вырабатываемыми блоком 4 на шине 21. Корректирующие воздействия из блока 8 по шине 22 поступают s блок ll для компенсации погрешности установки.масштаба отклонения, по шине 23> — в блок 7 для компенсации линейного- сдвига области обработки. По шиве 23> осуществляется управление работой блока 8 при определеиии погрешностей совмещения осей координат.

По шинам 24 и 25 блок 7 управляет амплитудой и скоростью изменения напряжения раз © вертки, которое с выхода блока .11 но шине 26 поступает в блок 10, по шине 27 в этот блок поступают цифровые значения координат.

Блок 10 соединен с блоком 12 с помощью шины 28. По шине 29 в блок 7 постунакл сигналы об окончании переходных процессов в цифро-аналоговых преобразователях, . формируемые блоком 12.

Для управления перемещением координатного стола блок 7 соединен двухсторонними связями ЗО, ЗО с блоком 9. Выход блока 8

49 соединен с блоком 9 шиной 31, по которой передается корректирующее воздействие для компенсации угловой погрешности.

Обмен числовой информацией между блокамн машины происходит по кодовым магистралям 32 — 32 З.

K шипе 33 регулирующих воздействий подключаются отклоняющая система электронно-. лучевой установки, шина 34 бланкирующнх сигналов, модулирующих ток луча, шины 35 и 36 управления величиной тока и ускоряющим иааф пряженнем, шина 37 сигналов от датчиков перемещения координатного стола, шины 38 >, 38 приводов перемещения и шина 39 привода поворота координатного стола.„ шина 40 сигналов от маркерных знаков.

На фиг. 2 показано устройство 41 задающих преобразователей, устройство 42 сравнения аналоговых сигналов, устройство 43 регулирующих транзисторов, устройство 44 формирования опорного напряж".ния, устройство 45 управляемых делизс.кй напряжения, операционный усилитель 46, отклоняющая катушка 47;

Программа работы машины вводится с перфоленты в запоминающее устройство 2. Перед проведением обработки выполняется совмещеwe координатных осей рабочей поверхности с осями электроннооптической системы, а также коррекция масштаба отклонения, Отдельные составляющие погрешностей определяются в результате нахождения истинного положения маркерных знаков, нанесенных иа подложку перед проведением обработки. ВычйСлительный блок 7 управляет сканированием электронного луча в области поиска маркерного знака. Сигналы от маркерных знаков по шине 40 поступают в блок коррекций 8, фиксирующий значения координат маркерных знаков. На основании информации о положении маркерных знаков в блоке 8 определяются величины отдельных составляющих погрешности совмещения. Компенсация угловой погрешности происходит при воздействии блока 8 по ши. не 31 на блок 9, который управляет по шине 39 приводом поворота стола.

Линейный сдвиг осей учитывается в коордииатах начальных и конечных точек воспроизводимых фигур при воздействии по шине 23«нз блок 7, а погрешность масштаба компеиеируется при воздействии блока 8 по шине 22 на уст ройство 45 блока l l, Программа обработки может содержать команды на отработку фигур как в шаговом, тзк

««в непрерывном режиме. В первом случае блок 7, управляя сигналами по шине 25 устройством 46 блока 11, переводит его в режим масштабного усиления.

Одновременно под воздействием сигналов

«1а шинах 22 и 24 нз входах устройства .45

Вырабатываются опорные напряжения. соответствующие необходимому размаху отклонения.

Вслед за этим на шине 27 возбуждается код значения координаты первой обрабатываемой точки, поступающий на вход- устройства 41 блока 10. Под воздействием сигнала открываегс««регулирующий транзистор устройства 43 и через катушку. 47 начинает протекзть ток отклонения.

Блок 12, днффсреицируя выходной сигнал блока 1О (устройство 42) сравнения аналоговых сигналов, регистрирует момент, когда напряжение на выходе устройства 41, а следовательно, и ток через отклоняющую катушку достигает установившегося значения. При этом иа выходе блока 12 вырабатывается сигнал, поступающий по шине 29 в блок У, который, ««свою очередь, вырабатывает на выходной шиwe 34 серию бланкирующих импульсов, модулиуующих ток луча. Одновременно блок У вычисляет приращение координаты очередной обрабатываемой точки и, после окончайия обработки предыдущей, передает новое значение координаты на вход блока 10. После получения сигнала от блока 12 вновь производится включение луча и обрабатывается очередная точка.

Такой процесс повторяется до тех пор, пока ие будет достигнута последняя точка фигуры, после обработки которой блок 7 вырабатывает сигнал на шине 19. В результате воздействия

608163

Fj этого сигнала на блок 4 вызываетсл очередная команда нз блоков 2 илн 3.

В команде может содержаться н««формация о необходимости воспроизведения фигуры (растра) в режиме непрерывной развертки луча вдоль строки. В этом случае производится установка луча в начальную точку сканирования аналогично описанному выше, после чего сигналами по шине 25 блок 11 переводится в режим интегрирования. В результате интегрирования входного напряжения на. выходе устройства 46 блока 11 вырабатывается пилообразное напряжение развертки, поступающее на вход устройства 42 блока 10 н далее на вход устройства 43. Одновременно с началом интегрирования на входе блока 10 (шина 27) устанавливается код координаты конечной точки сканирования, а также производится включенИе луча сигналом на шине 34. Время воздействия луча на материал при непрерывной развертке определяется скоростью изменения напряжения развертки и задается кодом на шине 25. Момент достижения в отклоняющей катушке тока, соответствующего конечной точке сканирования, регистрируется блоком 12, который воздействует сигналом по шине 29 на блок 7. При этом производится выключение луча и переход на очередную строку путем суммирования приращения, например, к ордннате.

После,этого соответствующим переключением устройства 46 блока ll производится развертка луча в обратном направлении вдоль новой строки. зо Процесс повторяется до тех пор, пока все строки заданного. растра не будут обработаны.

Сигнал об окончании воспроизведения фигуры поступает по шине 19 в блок 4. По этому сигналу блок 4 выбирает из запоминающего устройства 2 очередную команду, которая может содержать информацию о перемещении координатного стола, если обработка в пределах одной области отклонения завершена. В этом случае блок 7, воздействуя сигналами по шине

30, на блох 9, производит замену рабочего участка подложки.

После проведения операций по совмещению координатных осей осуществляется обработка нового участка, например, воспроизведение заданного по программе рисунка с угловым, линейным или масштабным преобразованием. Указанные преобразования выполняются блоком 6 нзд кодами координат опорных точек каждой геометрической фигуры перед ее обработкой.

После того, как будут обработаны все рабочие участии подложки блок 4 осуществляет @ останов машины, информируя об этом операФормула изобретения

55 .

Цифровая машина для управления процессами электронно-лучевой микрообработки, содержащая блок трансмиттера, запоминающее устройство, блок формирования типовых конфигураций, блок управления, буферное запоЗ@ минающее устройство, блок геометрических пре608 163

Составитель А. веренев

Текред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Тираж 826 Подписное

Редактор Е. Гончар

Заказ 2802 33

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам нэобрстений н открытий

I 13035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 образований рисунков, вычислительный блок, подключенные к кодовой шине и к шинам управляющих сигналов, блок коррекции, подключенный двухсторонними связями к вычисЛительному блоку и соединенный управляющим и информационным входами соответственно с вы- З ходом блока управления и первым информационным входом машины, выход блока коррекций подключен к входу блока управления приводами координатного стола, соединенного с управляющими выходами машинЫ; двухсторонними связями с вычислительным блоком и с вторым информационным входом машины, управляющие выходы вычислительного блока соединены соответственно с управляющими выходами машины н входом блока геометрических преобразований рисунков, блок формирования отклонений, первый вход которого подключен к информационному выходу вычислительного блока управляющий выход — к управляющему выходу машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, в нее введены блок формирования опорного напряжения развертки, подключенный входами к управляющим выходам вычислительного блока и блока коррекций, выходом —.к второму входу блока формирования отклонений, и блок формирования сигналов состояния цифро-аналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом блока формирования отклонений, выход — с соответствующим входом вычислительного блока.

Цифровая машина для управления процессами электронно- лучевой микрообработки Цифровая машина для управления процессами электронно- лучевой микрообработки Цифровая машина для управления процессами электронно- лучевой микрообработки Цифровая машина для управления процессами электронно- лучевой микрообработки 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области компьютерного проектирования и может найти применение при видеомониторинге процесса разработки крупномасштабных систем

Изобретение относится к отображению многоуровневых текстовых данных на объемной карте

Изобретение относится к метрологическому обеспечению навигационных систем железнодорожного транспорта и содержания геометрии железнодорожных путей

Изобретение относится к картографии, точнее к способам нанесения беспорядочно расположенных точечных объектов на карту местности с заданной плотностью

Изобретение относится к области картографии, а именно к способам составления навигационных карт

Изобретение относится к картографии, а точнее к способам создания карт рельефа местности путем обработки изображений, и может быть использовано для автоматизации редактирования и проверки картографической информации о рельефе местности

Изобретение относится к области картографии и может быть использовано для создания карт рельефа местности по материалам аэрофотосъемки

Изобретение относится к геофизическому анализу с целью оптимизации процесса бурения и, в частности, - к способу построения обратимой трехмерной гидростатической модели земли и ее применения с целью прогнозирования развития сверхгидростатического формационного давления перед бурением и в его и в процессе

Изобретение относится к картографии и к способам и устройствам ввода информации в компьютер
Наверх