Цифровая машина для управления процессами электронноголучевой микрообработки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Уеспублик (») 511594 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03.07.74 (21) 2042865/18-24с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.76,Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 24.О9 76 (51) М. Кл, С 06 Г 15/2

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 681.32.06:

:62 1. 9 (088. 8) (72) Авторы изобретения В П. деркач, Л. Я. Згуровец. и В. P. Ракитский (71) Заявитель Ордена Ленина Институт кибернетики АН Украинской ССР. (54) ЦИФРОВАЯ МАЩИНА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ МИКРООБРАБОТКИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для автоматизированного упра.ьления процессами производства компонентов интегральных схем на основе элионной технологии, 5

Известны цифровые машины, применяемые для управления электроннолучевыми установками, содержащие блок трянсмиттера, запоминающее устройство, блок управления, буферное запоминающее, устрой10 ство, вычислительный бт1ок, подключенные K кодовой шине и к шинам управляющих сигналов, блок управления приводами координатного стола, соединенный двусто- 15 ронними связями с вычислительным блоком и с первыми управляющим выходом и информационным входом машины, блок совмещения осей координат, подключенный к кс овой шине, ко второму информяционному 20 входу машины и соединенный двусторон- . ними связями с вычислительным блоком, управляющий выход которого подключен ко второму управляющему выходу машины, блок формирования отклонений, выход ко- 2б торот о соединен с третьим управляющим выходом машины, блок угловых преоб раэовяний иэображений, подключенный к кодовой шине, к выходу блока совмещения осей координат и к входу блока формирования отклонений.

При совместном функционировянии бло ков совмещения и угловых преобразований фрагменты топологии интегральных схем получяются путем преобразования некотс рого первоначального рисунка. Тяк, например, можно осуц1ес1гвлять поворот изображений на угол, кратный, зеркяльньн преобрязсияния или линейнс е см1ц ние исходного и преобразованного рису11ко11.

Однако в ряде случаев при т1ос1и11и: ведении топологических рисунков интегральных схем необходимо 1к1мен1. иие мясштябя всего рисунка или его отд ll иых фрагментов. Отсутствие воз11ожи <" ти автоматического мяси1тябировяния норв, и 1чяльно зяпрогряммировянн1т.о рисунка 1ц иВОДИТ К СНИжЕИИ1< эффЕКтИВНОСтн

1 всл дствие необх 1димост поворотll и-1 11р.Я i р. 1<зр<)п>а<>тся 11;) шине 1 3 гигl):Ië0.":, «)л! а > !тываемым бл)кок! 3, Дпя -б>р:ill)< HHH к буферн >му )(п)0. .IHИ ll<>и!ему у<.г)>ой<.:гву 4 блэк 3 связан с ним il!H !) )Й 4 сиГHB JIOB

5 1т«н)!е и !H)IH()Й 1 > си) I H!10B 3 )r!HBB

Обмен упрявля)0>цей инфэрмац!Неи между блоком 3 и вычислительн1,)м "л >ком 5 эсушествляотся по ишнам 1!)> и 17. Обмен чис ювэй информацией между блоками мяО шины происходит пэ кодовой магистрали

181-1 8

Управление эп«рацией изменения мясцпаба )супн.ствля<этся ио шине 19, с(>единяюшей блэк 5 с блоком 10; числовая >ке информя15 ция поступает в блэк .lO из буферного запоминающего устройства 4 по шине 20.

Для управления перемещением кэординатH0ã0 стола блок 5 имеет двустор(пшие

20 (.вязи пэ ц)и)и)м 2 1 -2 1 с )))экэл! 9, а

1 дпя управления перемещением электронног э .)уча - пэ шинял! 22 и 22 с блоком 6.

С вых.)да блока 6 K0äû гекуших значений координат пэ шине 23 поступают в блок 7, с выхэда кэторогэ эни после угловых преобразований )10 )Нине 24 передаются в бл(ж

8 отклонения, Кроме того, на черте>ке показаны шины

25 регулирующих в >здей(.-твий, к которым

° >\/ иэдк почяется отклоняющая система электро)шэ-лучевой усганэвки; шина 26 подключения блока 6 к датчикам сигцаг)эв от марк«рных .знаков; шина 27 бланкирук)ших сиг налов, модулируюших тэк пуча; шина 28 уираВЛЕНИя уСКОряЮJIHII НаиряжеНИЕМ; ШИНа

29 управления величинэй тэка луча; шины

30 привэдэв координатного стола; шина 31

J управления приводом поворота стола. По .()1 шине 32 в блэк 9 поступают сигналы от датчиков и-иэжения стола.

Программа работы, состояшая и:3 отдельных ком)нд, водится с перфоленты в зяпо минаюшее у<..тройство 2.

М Сложный рисунок интегральной схемы составляегся из отдельных элементарных геометрических фигур (например, окружность, наклонная гц(ния, трапецеидальная плон«цдка, прямоугольный растр H др.), отрябэткя

50 каждой из которых производится иэ одной команде. При этом в команде у-казь!Няется вид фигуры, координаты опорных точек (начальные и конечные точки обраб.>тки

Х, У, Х и У ), a также параметрические

55 н н к к величины (X, У ), которые характеризу!от, Э 0

1 » l> Ii1.""! и) » 1«> !1!)Я и У В<. ли 1е I! НII Вl)ем(III< II<«iì

ПР >И >В.)ДI!Т(.ЛЬН )1 <) Ti><, )та, (.ВЯЗBHII01 (11 >д) этэ1)к )ll 1)г)э) р(! <1> 1:>!!эсителя, пр» в<3))к >й проц ряммы и исправлением эн)ибэк, К!> )Ме т;>г.), введение дэиэл)шгельных l)pD» гj>. мко(.т и.

Цель изобретения — пэвьнцение эффекГН13НЭС>ГИ РЯ00 I Iç! МЯ)))ИНЫ.

Достигается >то бпагэдяря тому, что «

>1;)п!ину в)>сдеи блок изменения мясц!Таба рисунка, входы которого соединены сэ(>тветственно с информационным выходом буферэго зяпэминяюшегэ устройства и управляк)шими в>цходями блэка управления и B)-,!»H<лительногэ блэка, выхэд подключен к кодовой шине, l )а чертеже даlга структурная (хема

М 1! !!П1 НЫ °

Цифровая мянгцня для управления пронес<--)ми эп<- ктр()н)!э-пу н(вэй микроээряоотки состоит из ).HBI(.) тря нсмиттера 1, предняз няченног э для ввода пр огра мм с перфоленты; зяпэминак>шего устрой "I Ba 2, предназначенного для хранения программ; бл:>ка

3 управления; преднязняченнэгэ для распределения информцции между блоками, я таки(е управления взаимодействием блоков машины; буферного запоминаю)цегэ устройства 4, преднязначенногэ для хранения текущей информации; вычислительного блока 5, вычисляющего ирира)пения координат очередных точек траектэрии, а также фэрмируюшего вре ме нные пара метры обработки; блока 6 совмешения осей координат, предназначенного для линейного смешения изображений с целью компенсации погрешности установки начала координат или с цельк сдвига рисунка в пределах области обра« ботки ня заданное по программе числ(шагов; блэка 7 у< Новых преобразований изображений, предназначенного для зеркального отображения заданнсгэ по программе ри сункя или поворот его на угол, кратный

; блока 8 формирования отклонения, преобразующего цифровые значения коорди нят в регулируюшее воздействие для уста нэвки луча в заданную точку рабочей поверхности; блока 9 управления иривэдямн координатного стола, предназначенного для смешения области эбработки на заданное расстэяние; блока 10 изменения масштаба рису нкя.

Блок 3 имеет двус гоРоь)!Ие связ1! обмена управияюшей информацией с блоком

1 y)а нс> ц! терсъ 1 иэ ш!)нам 1 1 .зяпэм ина>о щим у(:тр<)!"!с гв;->м 2 — пэ пш IBI 12 и l.

1 .: . П:>с 1 лип<)(п!<3 ин<1>эр>

) с например, проекции наклонной линии или ра<гц<усц >кружнэсти ня оси. кээрдиня г, шяг

> lУ !L, I lit!. IHêBIl):И Bэс)!) >эизвед() HHH фи(у )) II(; >1>

55 Введение в состав машины блока ггзмс нения масштаба рисунка позволяет мулытиплицировать с необходимыми масштаб ными преобразованиями первоначально запрограммированный рисунок. Применяя

6Q различные масштабные коэффициенты пэ нят точечный режим гюстрог пия, причем вс» промсжутэчньге точки интерпэлируются вы числитель ны м бли ко м 5, Кроме геометрической информации о фигурах в команде содержатся также сведения о6 энергетических и временных режимах обработки, а также данные о перемещении координатного стола, линейном, угловом или масштабном преобразовании исходного рисунка топологии.

Вычислительный блок 5, согласно за данной программе, вырабатывает управляющие сигналы, которые задают временные и энергетические параметры луча, а также воздействуют на отклоняющую систему электронно-луч вэй установки. При этом на подложке, установленной в вакуумной каме ре на координатном столе, в пределах области отклонения отрабатываются заданные фигуры. После окончания обработки в пределах этой области блок 5 вырабатывает управляющие сигналы на перемещение координатного стола, которые через блок 9 воздействуют на электрэпривэды стола.

Контроль перемещений координатного стола осуществляется с помощью датчиков положения стола, выходные сигналы которых поступают в блэк 9 по шине 32.

Повторная обработка подложки после пе» ремешения коордичатного стола осуществляется с предварительной коррекцией положе нпя начала координат обработки по отноше нию к началу координат отклоняющей системы.

Погрешность установки осей определяет ся в результате отыскания лучом маркерных знаков, нанесенных при первичной обработке подложки. Вычисление погрешности осуше ствляется совмесгной работой блоков 5 и

6 при поступлении на вход последнего сигнала от маркерных знаков по шине 26, Рассчитанное значение ошибки по шине 22

1 передается в блок 6 и в дальнейшем реа лизуется при повторной обработке подложки.

Программ-, повторной обработки может содержать команды как на воспроизведение предыдущего рисунка в заданных значениях координат, так и рисунка, образованного изменением масштаба исходного.

В последнем случае в блок 5 по шине

16 из блока 3 заносятся величины масштабных коэффициентов М и М . Команды х у на отработку элементарньгх геометрических фиг ур, масштабы которых должны быть из,ленены, снабжаются соответствующими приказами. Перед отработкой очередной такой фигуры производится операция умножения величин, характеризующих геометри ческио параметры фигур, на соответствую щие мэсI Iгабные кээффициенты. Обращением к буфг.рно гу запоминающему устройству 4

IIo шине 14 последовательно возбуждаются на шине 20 цифровьге значения координат опорных точек Х, У, Х, У и парамет н н к к ров Х и У, которые поступают в блок 10 о о при воздейсгвии управляющих сигналов по

1О шине 13. Под воздействием сигналов на шине 19, вырабатываемых блоком 5, блок

10 осуществляет масшгабные изменения указанных величин, Преобразованные значения величин по

l5 кодовым шинам 18 и 18„заносятся в

6 буферное запоминающее устройство 4 при выработке на шине 15 соответсгвую цих сигналов. В дальнейшем эти величины реализуются в блоке 5 при построении преэб» разованного рисунка.

Приращения координат траектории, рассчитанные блоком 5 по шине 22 поступа ют в блок 6, который осуществггяет коррек

2 цию значения координат на вычисленную ранее величину погрешности, а также вы полняет линейное преобразование координат в зависимости от кода на шине 1 8 . Ko» ды текущих значений координат с выходя блока 6 по шине 23 поступаюг в блэк 7, выполняющий преобразования, B результате которых на выходе его образуются текущие ,значения координат, повернутых относитель но исходных в соответствии с заданной !, модификацией команды поворота.

Текущие значения координат, выражен ные в цифровом виде, по шине 24 переда ются в блок 8, который преобразует их

4О в регулирующие воздействия, поступающие по шинам 25. и 25 в отклоняющую си стему электронно-лучевой",„установки, пе ремешая луч в очередную точку рабочей поверхности. После этого блок 5 формиру45 ет временные и энергетические параметры воздействия луча на материал, вырабатывая на шинах 27, 28 и 29 сигналы управления модулятором и устройством питания электронно-лучевой установки.

Чередуюгциеся цикльг расчета координат и обработки продолжаются до оконча ния воспроизведения преобразованного фрагмента топологии интегральной схемы, 511599

7 осям абсцисс и ординат для отдельных фрагментов топологического рисунка, мож но произвольно менять его композицию, компилируя новый рисунок из имеющихся в памяти машины программ. В реэульта те исключается трудоемкая работа, связан ная с повторным прбграммированием, подготовкой программоносителя и проверкой новой программы. Кроме того, сокращается объем памяти, требуемый для хра- щ нения программы сложного топологическо го рисунка, поскольку одна команда выполнения масштабных преобразований явля ется общей для массива данных.

Формула изобретения

Цифровая машина для управления процес сами электронно-лучевой микрообработки, щ содержащая олок трансмиттера, запоминаю шее устройство, ба к управления, буферное запоминающее устройство, вычислительный блок, подключенные к кодовой шине и к шинам управляюншх сигналов, блок управле 25 ния приводами координатного стола, сседи ненный двусторонними связями . с вычислительным блоком и с первыми управляю шим выходом и информационным входом машины, блок совмещения осей координат, подключенный к кодовой шине, ко в, орому информационному входу машины r. соеди ненный двусторонних.и связями с вычисли тельным блоком, управляющий выход которого подключен ко второму управляющему выходу машины, блок формирования от» клонений, выход которого соединен с треть. им управляющим выходом машины, блок угловых преобразований иэображений, подключенный к кодовой шине, к выходу блока совмещения осей координат и ко входу блока формирования отклонений, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, в нее введен блок изл.ене масштаба рисунка, входы которого соединены coo raevcraesao с инфсимационнь м выходом буферного запомингаюшего устройства и управляющими выходами блока управления и вычислительного блока, выход подключен к кодовой шине.

511594

Составитель Л.)Керенов

Техред Й.Цодурущина корректор Л.Степанова

Редактор Е ГончаР

Изд. Ж Тираж 864 Подписное

Заказ б111

Филиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., Ф