Цифровая машина для управления процессами электронноголучевой микрообработки Советский патент 1976 года по МПК G05B19/18 G05B19/418 G05B19/4068 

1

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

Известны цифровые машины, применяемые для управления электронно -ллучевыми установками, содержащие блок трансмиттера, запоминаюшее устройство, блок управления, буфррпос запоминающее, ycipofiство, вьптслителъный б/юк, подключенные к кодовой шине и к шинам у1фивляющих сигналов, блок управления приводами координатного стола, соединенный двycтoронншии связями с вычислительным блоком и с первыми управляющим выходом и информагщонным входом машины, блок совмеще ния осей координат, подключенный к кйПовой щине, ко второму информационному входу машины и соединенный . двусторон- . ними связями с вычислительным блоком, управляюишй выход которого подключен ко второму управляющему выходу машины, блок формирования отклонений, выход ко-

Topoi o соединен с третьим управляющим выходом машины, блок угловых преобразований изображений, подключенный к кодовой шине, к выходу блока совмещения осей координат и к входу блока ф-.рмироВйния отклонений.

При совместном функшюнировпнин блоков совмещения и угловых npeo6paaoBaibn1 фрагменты топологии интегральных схем получаются путем преобразования некоторого первоначального рисунка. Так, например, можно осушесгвлять поворот изображений на угол, кратный П , яppкял JIтыp

преобразсвания или линейное исходного и преобразованного 1 исуик(ли,

Однако в ряде случаев при вощроио. ведении топологических рисунков интегральных схем необходимо нзмеягчгио масштаба всего рисунка или его от/и чьных фрагментов. Отсутствие возможности явтоматического масштабирапания порпонч- чально запрограммированного .тсуикп риводит к сниженит( ффектипности РР, вследствие пробходимас.тн поворотямгп iipi1р;1ь1м)1)|д 1иля и уволичекия времени 11рои;.яз .;Д11то.п1 н:я;.) трула, связанного с. 11:)ДГитоикМ1 программjносителя, прово ;)- кой iiporpaMMiji и нспр/шпеннем ошибок. К)оме того, введение aononiniTenbm ix проrpfiMM в намять приводит к ее перегрузке и умешлиению инфэр.мпционной Смкости. Цель изобретения - повышение эф((кэк«гивнос1и )йботы мгзишны. Достигается это благодаря тому, что в мап1ину введен блок изменения масштаба рисунка, входы которого соединены соответ ственно с информационным выходом буфер ого aanoMHuaiomei o устройства и управляк щими выходами блока управления и вычислительного блока, выход подключен к кодовой шине. На чертеже дана структурная схема машины, Ци4)ровая машина для управления про цессами электронно-лучево микрообработки состоит из олока трансмиттера 1, предназначенного для ввода программ с иерфЭ- ленты; запоминающего устройства 2, предназначенного длй хранения программ; блока 3 управления, п1-)едназначенного для распределения информации между блоками, а также управления взаимодействием блоков буферного запоминающего устройства 4, предназначенного для хранения текущей информации; вычислительн)го блока 5, вычисляющего приращения координат очередных точек траектории, а также формирующего временные параметры обработк блока 6 совмещения осей координат, предназначенного для линейного смещения изображений с целью компенсации погрешност установки начала координат или с целр сдвига рисунка в пределах области обра ботки на заданное по программе число шагов; блока 7 угловых преобразований изоб ражений, предназначенного для зеркальног .отображения заданного по программе ри-. сунка или поворот его на угол, кратный блока 8 формирования отклонения, преобразующего цифровые значения коорди нат в регулирующее воздействие для установки луча в заданную точку рабочей поверхности; блока 9 управления приводами координатного стола, пре.пнаэначенного для смещения области обработки на заданное расстояние; блока 10 изменения масштаба рисунка. Блок 3 имеет . двустороьиие связи обмена управляющей инф;;рмаш-1ей с блоком 1 рансмиттера 1 по шинам 1 заг(оминан 1ЦИМ устройством 2 - по шинам 12 и 1.;- .,. Посгуиление uH(|iOpN rUUii в блок М) разрсмиаотся по пшне 1. .i сигналом, выр.а- иатываемым блоком ,3. Для )бр;пц(;ния к бу(|)ерн:,1му )апо;.,)1о1нему у трий(:тву 4 блок 3 связан с ним шинзй 14 сигмшлов Чтение и шиной . 5 сигналов ЗЕЗПИСЬ. Обмен управлятощей информацией блоком 3 и вычислительным блоком 5 осуществляется по ииншм 16 и 17. Обмен числовой информацией между блоками маши шл происходит по кодовой магистрали 18.18 2Управление эперацией изменения масштаа осуществляется по 1иине 19, соединяющей лок 5 с блоком 1О; числовая же информация поступает в блок 1О из бу(5)ерного апоминающего устройства 4 по шине 2О. Для управления перемещением коорди 1ат- ного стола блок 5 имеет двустсропнио. вязи по илшам 21 -21 с блсжом 9, а для управления iiepeMemenneN. электронногО луча - по шинам 22 и22с блоком 6. С выхода блока 6 коды текущих значен1Ш координат по 1иине 23 гЕоступают в блок 7, с выхода которого они после угловых irpe- образований по шине 24 передаются в блок 8 отклонения. Кроме того, на чертеже показаны шины 25 регулирующих воздействий, к которым подк почается этклоня)ошая система элект- pojnio-лучевой установки; шина 26 подключенияблока 6 к датчикам сигналов от керных знаков; ишна 27 бланкируюших сиг-- налов, модулирующих ток луча; ишна 28 управления ускоряющим напряжением; инша 29управления величиной тока луча; 30приводов координатного стола; шина 31 управления приводом поворота стола. По шине 32 в блок 9 поступают сигналы от датчиков .ложения стола. Программа работы, состоящая из отдельных команд, водится с перфоленты в запо минающее устройство 2, Сложный рисунок интегральной схемы составляется из отдельных элементарных геометрических фигур (например, окружность, наклонная гшния, трапецеидальная площадка, прямоугольный растр и др.), отработка каждой из которых производится по одной команде. При этом в команде указывается вид фигуры, координаты опорных точек (начальные и конеч 1ые точки обработки X , У , X и У ), а также параметрические Никкft ве.шчины (X , У ), которые характеризуют, наприме;.); проекции наклонной линии или радиуса окружности на оси коо|::1динаг, шаг МуЛЬТИПЛИКЬЩаг и Др, в зависимости от Bli. д ijjfrypbi. П,)и воспроизведении фигу.) точечный режим пистрс.ппш, причем все промежуточные: точки ПЕП-ерпэлируются вычнспитепьным блоком 5. Кроме геометрической информации о фигурах в команде содержатся также сведеиия об энер)гетических и времен 1ых режимах обработки, а также данные о перемещении координатного стола, линейном, угловом или масштабном преобразовании исходного рисунка топологии, Вычислительный блок 5, согл«сио заданной программе, вырабатывает управляю щие сигналы, которые задают временные и энергетические параметры луча, а также ваздействуют на отклоняющую систему электронно-лучевой установки. При этом на подложке, установленной в вакуумной каме ре на координатномстоле, в пределах области отклонения отрабатываются заданные фигуры. После окончания обработки в пределах этой области блок 5 вырабатывае управляющие сигналы на перемещение коо5 динатного стола, которые через блок 9 воз действуют на электроприводы стола. Контроль перемещений координатного стола осуществляется с помощью датчиков положения стола, выходные сигналы которы поступают в блок 9 по шине 32. Повторная обработка подложки nodae пе- ремещения координатного стола осушествля ется с предварительной коррекцией положения начала координат обработки по отноше. нию к началу координат отклоняющей систе мы. Погрешность установки осей определяет- ся в результате отыскания лучом маркерны знаков, нанесенных при первичной обработк подложки. Вычисление погрешности осуществляется совместной работой блоков 5 и 6 при поступлении на вход последнего сигнала от маркерных знаков по шине 26. Рассчитанное значение ошибки по шине 22 передается в блок бив дальнейшем реализуется при повторной обработке подложки Программа повторной обработки может содержать команды как на воспроизведение ггредыдущего 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 Xу на отработку элементарных геометрических фигур, масштабы которых должны быть изменены, снабжаются соответствующими приказами., Перед отработкрй очередной такой фигуры производится операция умножения величин, характеризующих геометри« ческио параметры , на соответствующие M:ici;i г.дбные коэффициенты. Обращением к буферному зипоминакмцему устройству 4 по шине 14 последовательно возбуждаются на шине 20 цифровые значения координат опорных точек X , У , X , У и парпмет. н н к к ров X ц У , которые поступают в блок 10 при возде11ствии управлясющих сигналов по шине 13, Под воздействием сшптлов на шине 19, вырабатываемых блоком 5, блок 10 осуществляет MacujTa6nbie изменения указанных величин. Преобразованные значения величин по кодовым щинам 18,-, и 18 заносятся в 8D буферное запоминающее устройство 4 при выработке на шине 15 соответствующих сигналов. В дальнейшем величины реализуются в блоке 5 при построении преобразованного рисунка. Приращения координат траектории, рассчитанные блоком 5 по шине 22 ,аоступя(, ют Б блок 6, который осуществляет коррек цию значения координат на вычисленную ранее величину погрешности, а также выполняет линейное преобразование координат в зависимости от кода на шине 18. ... Коды текущих , значений координат с выхода блока 6 по шине 23 поступают в блок 7, выполняющий преобразования, в результате которых на выходе его образуются текущие значения координат, повернутых относитьльно исходных В соответствии с заданной модификацией команды псворота. Текущие значения координат, выраженные в цифровом виде, по щине 24 передаются в блок 8, который преобразует их в регулирующие воздействия, поступающие по шинам 25 и 25 в отклоняющую систему ;ЭЛектронно-лучевой1установки, пе ремещая луч в очередную точку рабочей поверхности. После этого блок-5 формирует временные и энергетические параметры оздействия луча на материал, вырабатывая на шинах 27, 28 и 29 сигналы управления модулятором и устройством питания лектронно-.пучевой. установки. Чередуюи иеся :циклы расчета коордиат и обработки продолжаются до окончаия воспроизведения преобразованного рагмента топологии интегральной схемы, Введение в состав машины блока измеения масштаба рисунка позволяет муль1 иплицировать с нeoбxoдимы и масштабыми преобразованиями первоначально ;ш- рограммированный рисунок. Применяя аз.гшчные масштабные коэффициенты по

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

Формула изобретения

Ци4ровая машина для управления npoueci сами электронно-лучевой микрообработки, содержащая лок тра нсмиттера, запоминаю- щее устройство, блок управления, буферное запоминающее устройство, вычислительный блок, подключенные к . кодовой шине и к шиним управляющих сигналов, блок управления приводами коордиЕШТного стола, соединенный двусторонними связями . с вычислительным блоком и с первыми управляющим выходом и информационным входом мащины, блок совмещения осей координат, подключенный к кодовой щине, ко в . орому информационному входу мащины f. соединенный двусторО1шик-и связями с вычисли тельным блоком, управляющий выход которого подключен ко второму управляющему выходу мащины, блок формирования отклонений, выход которого соединен с третьим управляющим выходом машины, блок угловых преобразований изображений, подключенный к кодовой щине, к выходу блока совмещения осей координат и ко входу блока формирования отклонений, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения эффектквноств работы, в нее введен блок изменепия месштаба рисунка, входы которого соединены соответстьепно с инфсимаЦИОШ1ЫМ ВЫХОДОК буферного залоь 1шгаюшег устройства и управляющими выходами блока управления и вычислительного блока, выход пс5дключен к кодовой шине.