Устройство контроля шага микро-структур

Сееэ Севетскик Сециалистнческик Рк публик(22) Заявлено 16, 05. 79 (21) 2765930/18-28 с присоединением заявки Ио -Государственный комитет СССР яо деаам изобретений и открытий" Ы.4 роники АН БелоГусской ССР ви нститу 4) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ШАГА МИКРОСТРУКТУР 10 ь ства являетсяния погрешностикроструктурыисления. н ш и электронное устния импульснойсодержащее комсовпадения, перительной устапредварительнойтор импульсов 2 тва являетс ения шага и Недостатком устрнизкая точность выч Изобретение относится к контроль но-измерительной технике, в частнос ти к фотоэлектрическим устройствам для измерения гесметрических параметров периодических структур.Известно электронное устройство для непрерывного измерения периода следования импульсов, содержащее счетчик, генератор эталонной частот две схемы совпадения, ждущий мультивибратор триггер и регистр сдвига. Устройство позволяет производит вычисление шага периодической микро структуры 1 .Недостатком устройевозможность вычислеага периодической минизкая точность вычИзвестно такжеройство для измерепоследовательностимутатор, две схемыреключатели предвановки, счетчики сустановкой, генераи схему запрета 21чогрешностей шагов микрострукгур,Наиболее близким техническим 5 решением к изобретению являетсяустройство контроля шага микроструктур, содержащее коммутатор, схемузапрета первого импульса, последовательно соединенные схему пнсключающее ИЛИ", триггер управления, ключи регистр, и два электрических канала, каждый из которых состоит изсчетчика с предварительной установкой, счетный вход которого соеди нен с соответствукщим выходом коммутатора, дешифратора нуля, входкоторого соединен с выходом счетчика, ц переключателя предварительной установки, вход которого соеди нен с выходом дешиФратора 1 нуля., авыход - с установочным входомсчетчика, выход дешифратора нуляпервого канала соединен с первымпереключающим входом коммутатора и 5 с первым входом схемы "исключающееИЛИ", выход дешифратора нуля второго канала соединен со вторымпереключающим входом коммутатора,вход схемы запрета первого импульсасоединен с управляющим входом ком 80704525 мутатора, а выход - со вторым входомсхемы "исключающее ИЛИ" 3.Недостатком этого устройства также является низкая точность вычисления шага и погрешностей шагов микроструктур, так как в результат измерения входят погрешности размеров ширины элементов микроструктур.Цель изобретения - повышение точности контроля периодических микроструктур. 1 ОЭта цель достигается тем, чтоустройство снабжено импульсным преобразователем перемещения микрострук"туры и блоком селекции импульсов почетности, вход котОрого соединен свыходом импульсного преобразователяперемещения микроструктуры, выходнечетных импульсов - с первым входомкоммутатора, выход четных импульсов.со вторым входом коммутатора и свторым входом ключа, а выход дешиф Оратора нуля второго канала соединенс третьим входом схемы "исключающееИЛИ 1На чертеже изображена блок-схемаустройства.Устройство контроля состоит изсхемы1 запрета первого импульса,коммутатора 2, блока 3 селекции импульсов по четности, дешифраторов4 и 5 нуля, счетчиков б и 7 с предва- Зорительной установкой, переключателей8 и 9 предварительной установки, схемы 10 "исключающее ИЛИ", триггера 11управления, ключа 12, регистра 13 иимпульсного преобразователя 14 перемещения микроструктуры. Счетные входы счетчиков 6 и 7 с предварительной установкой соединены с выходамикоммутатора 2, а установочные входы -с переключателями 8 и 9 предварительной установки. Выходы счетчиков 6 и ф7 соединены с дешифраторами 4 и 5 нуля, выходы которых соединены с переключающими входами коммутатора 2, сосхемой 10 "исключающее ИЛИ" и с переключателями 8 и 9 предварительной 45установки. Управляющий вход коммутатора 2 соединен со входом схемы 1запрета первого импульса, ее выход -со Схемой 10 "исключающее ИЛИ", апоследняя - с триггером 11 управления, выход которого соединен со входом ключа 12, другой вход которогосоединен с выходом нечетных импульсов блока 3 селекции импульсов почетности, а выход - с регистром 13,.Выход четных импульсов блока 3 соединен с коммутатором 2, а вход - симпульсным преобразователем 14 перемещения микроструктуры,Устройство работает следующим образом. 60Предварительно осуществляется установка всех схем в начальное состояние.Начальное состояние схем следующее: на переключателях 8 и 9 предварительной установки выставлены числа,соответствующие значению эталонногошага измеряемой структуры, в счетчики б и 7 записано это же число вобратном коде, входы счетчиков .б и 7отключены коммутатором 2 от входовнечетных.и четных масштабных импульсов, триггер 11 управления в состоянии "0", при котором ключ 12 закрыт.Импульсный преобразователь 14 перемещения вырабатывает последовательность масштабных импульсов, частотаследования которых пропорциональнаскорости перемещения контролируемоймикроструктуры.При поступлении на вход управления коммутатора 2 переднего фронта командного импульса происходитподключение входа счетчика б к выходунечетных масштабных импульсов блока3 селекции, При поступлении на входуправления заднего фронта командногоимпульса, вход счетчика б подключается через коммутатор 2 к выходу четныхмасштабных импульсов блока 3 селекции. Длительность командного импульса пропорциональна ширине элементапериодической структуры. С этого момента в счетчик б поступают и нечетные и четные масштабные импульсы.Схема 1 запрета первого импульсасрабатывает только от заднего фронтакаждого командного импульса, кромепервого, и формирует на своем выходе сигнал "Конец измерения".В момент прихода второго командного импульса на вход управления коммутатора 2, что соответствует началу следующего шага, а также началуследующего элемента микроструктуры,по его переднему фронту происходит переключение нечетных масштабныхимпульсов со входа счетчика б на входсчетчика 7. С этого момента времени на вход счетчика б поступают только четные масштабные импульсы, которые будут поступать до тех пор, пока не сработает дешифратор 4 нуля.Таким образом, коммутатор 2 припоступлении первого (З-го, 5-го,7-го и т.д,) командного импульса попереднему фронту, подключает входсчетчика 6 и отключает вход счетчика 7 от выхода нечетных масштабныхимпульсов блока 3 селекции, а припоступлении второго (4-го, б-го,8"го и т.д.) - подключает вход счетчика 7 и отключает вход счетчикаб от выхода нечетных масштабных импульсов блока 3 селекции,при поступлении первого (З-го,5-го и т.д. командного импульсапо заднему фронту подключает входсчетчика б, или вход счетчика 7,при поступлении второго (4-го,б-го и т.д.), ко входу четных масштабных импульсов блока 3 селекции.Сигнал дешифратора 4 или 5 нуляотключает через коммутатор 2 какнечетные, так и четные масштабные импульсы от входа счетчика того канала, откуда пришел этот сигнал и производит через переключатель предварительной установки этого канала запись эталонного шага в счетчик,За величину шага микроструктуры принимается расстояние между серединами ее соседних элементов.Величина измеренного шага Н определяется через количество не -. четных и четных масштабных импульсов, поступивших в счетчик с моментаи до момента его полного1- 2 пзаполнения. Число этих импульсов будет равно:ф+Кгде Ь - расстояние между переднимифронтами соседних командныхимпульсов,Ь" - расстояние между заднимифронтами соседних командныхимпульсов.Благодаря наличию четных и нечетныхимпульсных последовательностей, попеременно подключаемых и отключаемыхот счетчика, осуществляется делениена две суммы импульсов, поступившихв счетчик. Вычисленная величина невключает в себя погрешностей элементов микроструктуры и представляетсобой действительное значение шагапериодической микроструктуры, таккак изменение размеров элементовмикроструктуры вызывает пропорциональное изменение величин Ъ и Ь"причем эти изменения происходят впротивофазе, т.е. уменьшение одногоразмера соответствует увеличениюдругого на такую же величину и наоборот.Возможны три случая соотношенияизмеренного и эталонного шагов микростурктуры.Число импульсов, соответствующееизмеренному шагу, превышает число,записанное в счетчике, поэтому дешифратор 4 или 5 нуля Формируетсигнал, который кроме указанных Функций, придя на схему 10 "исключающее ЙЛИ", переключает триггер 11управления в состояние "1". В состояние "0" триггер 11 управлениявернется при поступлении сигнала"конец измерения", сформированногосхемой 1 запрета первого импульса.На время, в течение которого триггер находится в состоянии "1", разрешается прохождение четных масштаб"ных импульсов через ключ 12 в регистр .13, где запишется число, соответствующее измеренному положительному отклонению.При равенстве эталонного и измеренного шагов, сигнал "Конец измерю ния" и сигнал дешифратора нулясоответствующего канала приходятодновременно. Переключение триггера11 управления при этом не происходит, поскольку в этом случае схема10 "исключающее ИЛИ" ни один из этихимпульсов на вход триггера 11 управления не пропустит, триггер останется в состоянии "О" и ключ 12не откроется. В регистре 13 останется нулевой код.В случае, когда шаг микроструктуры,.меньше эталонного четные масштабные импульсы будут поступать на входодного из счетчиков до тех пор, пока дешифратор нуля собтветствующегоканала запретит через коммутатор 2их дальнейшее прохождение. Этот сигнал придет на схему 10 "исключающееИЛИ" после сигнала "КонЕц измерения",т.е. триггер 11 управления переклю чится в состояние "1" сигналом "Ко. оц измерения", а в состояние "0"игналом с одного из дешифраторовили 5За время, в течение которого триггер 11 управления находился в состоянии "1", в регистр 13через открытый ключ 12 запишетсячисло, соответствующее измеренномуотрцательному отклонению.Таким образом, введение новыхэлементов и их связей позволяетбез существенных затрат повыситьточность контроля шага периодических микроструктур путем исключения из результата измерения погрешностей размеров элементов микроструктуры, значения которых иногда соизмеримы со значениями погрешностей шага и могут быть равны от единицыдо десятков микрометров.40Формула изобретения Устройство контроля шага микроструктуэ, содержащее коммутатор, 4 схему запрета первого импульса,последовательно соединенные схему"исключающее ИЛИ", триггер управления, ключ и регистр, и два электрических канала, каждый из которыхсостоит из счетчика с предварительной установкой, счетный вход которого соединен с соответствующимвыходом коммутатора, дешифраторануля, вход которого соединен с выходом счетчика, и переключателя предварительной установки, вход которого соединен с выходом дешифраторануля, а выход - с установочнымвходом счетчика, выход дешифраторануля первого канала соединен с пер вым переключающим входом коммутатора и с первым входом схемы "исключающее ИЛИ", выХод дешифратора нулявторого канала соединен со вторымпереключающим входом коммутатора, 65 вод схемы запрета первого импульса807045 Составитель А. КуликовРедактор А. Шандор Техред М.Коштура Корректор В. Бутя каз 262/60 Тираж 653 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4"Патент", г, Ужгород, Ул. Проектная,Филиал ПП соединен с управляющим входом коммутатора, а выход - со вторым входом схемы "исключающее ИЛИ",о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности контроля, оноснабжено импульсным преобразователем перемещения микроструктуры иблоком селекции импульсов по четности, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователяперемещения микроструктуры, выходнечетных импульсов - с первым входом коммутатора, выход четных им-.пульсов - со вторым входом коммутатора и с вторым входом клюна,а выход деширатора нуля второго канала соединен с третьим входом схемы "исключающее ИЛИ".Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 488158, кл. 6 01 Р 23/00.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2608474/28,кл. 6 01 В 7/14, 1978.3, Электронная техника. Сер.