Цифровая машина для управления процессами электронноголучевой микрообработки

О П И С А Н И Е (ее) 511594ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советскин Социалистических республик/2 присоединением заявки Гасударственный номнтет Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий(71) Заявитель Ордена Ленина Институт кибернетики АН Украинской ССР 4) ЦИФРОВАЯ МАШИНА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ МИКРООБРАБОТКИ 2 Изобретение относится к вычислит ороРо соединен ыходом машины т блЕЛ ной технике и может быть использовано дляавтоматизированного управления процессами производства компонентов интегральных жений, под ыходу бл азовянии изобр одовой шине, к основстны ц И элионной технолог с ей координат е оду бл овце машины, применяеия электронно лучевыми ржашие блок трянсмиттее устройство, блок упое запоминающее, устройьный блок, подкпюченине и к шинам уиравляювания отклонени совмест м функшеон угловых и я управле ками, сод ые ровянии блоеобрязовяеееейльееых схем уста но е совмещени м е топо ии интегра преобрязов ого рисунк оминвюше я, буфере ычислите яю я путем онячяльн ния некотоТяк, напр ер ожно осуеееесее влять иовороНа УГОЛ, КРЯтНЫй, зРРЯНИЯ ИЛИ ЛИНЕЙНОЕ СМРи преобразованного р 1 т изобряЯЛЬЕЕЫР жен щих сигналов, блок управл координатного стола, соеди ронними связями с вычисл ями ения прине нный преобрязеи исходного ееЕе иие вусто-блокоми инфорЦКРИ тельным и с первымимационным вх Однако в рядеведении топологичральных схем необ ав м выходом аЕВ ИРИ ПОРЕРизанек ггегдом машинь инат, подкл торому инф и соединеннь блок совмещеченный к коттох рисуееков ие ЕМО ИЗМРНРПИ и его отде ле е е возможеетс 1 б, р юане я ИР 1 вяни то рисуе РКТИВНОСТП ссционн тябя всего фрагменто томятичес исун Отсу ей . дву льным бл о подклю онст ми связям вычислит ком,чен кЕЕЬЕ,кого мяс. рогряме, ижеииео пт и 1 еея(я при управляюшивторому упрблок форми выход которог ляюшему вых яльно зап одит к сн следствие иро оду мяш еий, вых ходимос ания отклое ееояорот еп и ра, зап равлени ство, в ныекк кофрапоро иравл яюши м ловых преоб люченный к кя совмещения ока формиро)11 зр)па)тся ) ПцГи(и:1 лэ., 1 лр) 6.)тываемым бл)ко 3, Для -6)р:пцоция к буферц му 1 пО ц(нчюи(ем у гр(й.:тву 4 6 лэк 3 связан с ним иц й 4 сигналов 5 Чтение" и шиной5 сиг 1;алов Запись,Обмц управля)оп(ей информацией между блоком 3 и вычислительшпм блоком 5 эсушествляотся по пшнам 1 и 17, Обмен чис)юв;)й информацией между блоками ма- О иины происходит цэ кодовой магистрали18 18Управление .)працией изменения ) асц 1 таба супнствляется по шине 19, с,единяюшей 6 лок 5 с блэком 10; числовая ке информация поступает в блэк .0 из 6 уферногэ запоминаюшего устройства 4 по шине 20. Для управления перемешецием кэординатцэго стола блок 5 имеет двустор(цшие 20 (,вязи пэ иицам 21 -21 с )1;.жэл 9, а 1для управления перемешснием электронног оуча - пэ пинал 22 и 22 с блоком Б.1С вых.да блока Р кэды геку 1 Нх значенийкоординат пэ шине 23 поступают в блок 7,с выхода кэторогэ эци после угловых преобразований пэ Нине 24 передаются в бл(ж8 отклонения,Кроме того, ца чертеке показаны шины25 регулирующих в)здей(твий, к кэторымс Рпэдкпочается этклоцяюшая система электронно-лучевой установки; шина 26 подключенияблока Б к датчикам сигналов от маркрных знаков; шина 27 бланкирук)ших сигналов, модулируюших ток луча; шина 28управления ускоряю.цим напряжением; шина29 управления Величинэй тэка луча; шины30 привэдэв координатного стола; шина 31управления приводом поворота с)ола. По4 О шине 32 в блэк 9 поступают сигналы отдатчиков илэжения стола,Программа работы, состояшая из отдельных ком )нд, водится с перфолецгы в заломинаюшее у.тройство 2.45 Сложный рисунок интегральной схемысоставляегся из отдельных элементарныхгеометрических фигур (например, окружность,наклонная линия, трапецеидальная плэцгадка,прямоугольный растр и др.), этрабэтка50 каждой из которых произвэдигся пэ однойкоманде. При этом в команде указываетсявид фигуры, коордицаты опорных точек(начальные и конечные точки Обраб.ткиХ, У, Х и У ), а также параметрические55н н к квеличины (Х, У ), которые характеризу 11,э ор(1 Я 1 ир )1 ция и у)ли 1 е 1 Ня Вем1 и ипри(Водит(ьнэ". тулг), (;Вязанцэг) (и д От)1)к й рэ 1 рамм носителя, пр)эвэрк.й прэ 1 ра мм ы и ис правлением эпибэк,Кме т:гэ, Ввздцие дэполштельных проиЯмм В вмять приводит к е 1 ер(грузки у к(н 11 ци)о и нэрмаце 1 эниэй мкэсти.Цель изэб)1 ниЯ - пВыше ние эффекгивцэсти раоэ 1 ь мапицы.Достигается это благодаря тому, что Вм 1 пИиу в)сдеи блок изменения маспггабарнеуцКа, ВХодЫ КОтОрЭГО СОЕДИНЕНЫ СоотВЕтствецно с ин 1 эрмациоцным выходом буферэго з)пэмицг 1)о)цегэ устройства и управляк)шими выходами блэка управления и вычислительцогэ блэка, выхэд подключен к кодовой шине,чертеже дага стзуктурная схемамашины.Цифровая м 1)ппна для управления про1 гессами электр;)ц 1;)-учевэй .икОэраэотки состоит из )лок.) трансмиттера .1, предназ цаченног э для ввода пр огра мм с перфоленты; запоминаяшего устройства 2, предназначенного для хранения программ; бгюка3 управления; иредназцачецнэ 1 э для распределения информации между блоками, атакже управления взаимодействием блоковмашины; буферного запоминаю)пего устройства 4, предцазначенцогэ для хранениятекущей информации; Вычислительногэ Олока 5, вычисляющего прирашеция координаточередных точек траектэрии, а также фэрмируюшего вре ме нные пара метры обработки;блока 6 совмешения осей координат, предназначенного для линейного смешения изображений с целью компенсации погрешностиустановки начала координат или с цельксдвига рисунка в пределах области обработки на заданное по программе число шагов; блока 7 у ловых преобразований изображений, предназначенного для зеркальногоотображения заданцэгэ по программе рисунка или поворот его на угол, кратный; блока 8 формирования отклонения,преобразуюшего цифровые значения коордицат в регулирующее воздействие для устацовки луча в заданную точку рабочей по-верхности; блока 9 управления приводамикоординатного стола, предназначенного длясмешения области эбработки ца заданноерасстэяние; блэка 10 изменения масштаба рисунка.Блок 3 имеет двусгордиИе связи Обмена управляюшей ицфэрмацией с блоком)раисИгтера 1 пэ шНам 11 заломин(зпп(м у(:трйсВ,м 2 - по иш гам 12 и1Пэс)чил)циз ицОр Лци) в блок) 60) например, проекции наклонной линии или радиуса ояружц ЭСТИ На ОСИ Кэорди)а Г, ШаГ у)1 ьти 1 Ги(ка 1и;1 р. в зависимости эт в)й" дп иу рй, 1 ри Вэс)Ои зВ)д(нии фиГя) лр 1 в.55 Введение в состав мяшицы блока изменения масштаба рисунка позволяет мулытиплицировать с необходимыми масштабными преобразованиями первоначально запрограммированный рисунок, Применяя 66 различные масштабные коэффициенты цэ цят точечный режим постр опия, причемвсе промсжутэчцьге точки цнтерпэлируютсявы числитель цы м бпо ко м 5,Кроме геометрической ицформдции офигурах в команде содержатся также сведения об энергетических и временных режимах обработки, а также данные о перемещении координатного стола, линейном,угловом или масштабном преобразованииисходного рисунка топологии.Вычислительный блок 5, согласно заданной программе, вырабатывает уцравлягощие сигналы, которые задают временныеи энергетические параметры луча, а такжевоздействуют на отклоняющую системуэпектрэнцэ-лучевой установки. При этом наподложке, установленной в вакуумной камере на координатном столе, в пределахобласти отклонения отрабатываются заданные фигуры. После окончания обработки впределах этой области блок 5 вырабатываетуправляющие сигналы ня перемещение координатного стола, которые через блок 9 воздействуют на электрэпривэды стола,Контроль перемещений координатногостола осуществляется с помощью датчиковположения стола, выходные сигналы которыхпоступают в блэк 9 по шине 32.Повторная обработка подложки после перемешения кэордичатного стола осушествляется с предварительной коррекцией положе.нця начала координат обработки по отношению к началу координат отклоняющей системы вПогрешность установки осей определяется в результате отыскания лучом маркерныхзнаков, нанесенных при первичной обработкеподложки, Вычисление погрешности осуше.ствляется совмесгной работой блоков 5 и6 при поступлении нв вход последнего сигналя от маркерных знаков по шине 26,Рассчитанное значение ошибки по шине 221передается в блок 6 и в дальнейшем реа"лизуется при повторной обработке подложки.Программа повторной обработки можетсодержать команды как на воспроизведениепредыдушегэ рисунка в заданных значенияхкоординат, твк и рисунка, образованногоизменением масштаба исходного.В последнем случае в блок 5 по шине16 из блока 3 заносятся величины масштабных коэффициентов М и М . Командых уна отработкуэлементарных геометрическихфигур, масштабы которых должны быть из,ленецы, снабжаются соответствующимиприказами, Перед отработкой очереднойтакой фигуры производится операция умнокения величин, характеризующих геометри чески параметры фигур, ца соответствуюшие лгэсшгдбцые кээффицценты. Обрягцециемк буфг. рцо гу здпоминаюшему устройству 4пэ шине 14 последовательно возбуждаютсянд шине 20 ццфровьге значения координатопорных точек Х, У, Х, У ц пярдмеэн ц к кров Х и У, которые поступают в блок 10о о при воздействии упрдвляюших сигналов по10 шине 1 3. Г 1 од воздействием сигналов нашине 19, вырабатываемых блоком 5, блок10 осуществляет масшгабцые измененияукаэанных величин,Преобразованные значения величин по15 кодовым шинам 18 и 18 заносятся в6буферное запоминаюгцее устройство 4 привыработке на шине 15 соответствующихсигналов, В дальнейшем эти величины реализуются в блоке 5 при построении преэбразованного рисунка,Приращения координат траектории, рассчитанные блоком 5 цо шине 22 поступяют в блок 6, который осушествггяет коррек 25 цию значения координат на вычисленнуюранее величину погрешности, а также выполняет линейное преобразование координатв зависимости от кода на цгине 1 8 . Кэды текушпх значений координат с выходяблока 6 по шине 23 поступаюг в блэк 7,выполняюший преобразования, в результатекоторых на выходе его образуются текушие, модификацией команды поворота.Текушие значения координат, выраженные в цифровом виде, по шине 24 передаются в блок 8, который преобразует ихв регулируюшие воздействия, поступаюшиепо шинам 25. и 25 в отклоняюшую сцстему электронцо-лучевой",устацовки, перемешая луч в очередную точку рабочейповерхности. После этого блок 5 формируМет временные ц энергетические параметрывоздействия луча нв материал, вырабатываяна шинах 27, 28 и 29 сигналы управления модулятором и устройством питанияэлектроннэ-лучевэй установки,5 чЧередуюгциеся циклы расчета координат и обработки продолжаются до окончация вэспроизвецеция преобразованногофрагмента топологии интегральной схемы,5115 р 9 7осям 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 хранения программы сложного топологическо го рисунка, поскольку одна команда выполнения масштабных преобразований является общей для массива данных. формула изобретения Цифровая машина для управления процес. сами электронно-лучевой микрообработки, 20 содержащая блок трансмиттера, запоминаю шее устройство, бак 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 1. 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.енения масштаба рисунка, входы которого соединены соответственно с информационным выходом буферного запомингаюшего устройства и управляюшими выходами блока управления и вычислительного блока, выход подключен к кодовой шине.тор Л.Степанова Иэд, Ж 1 1 Р Тираж 8 однисно цниип сударственного комитета Совета Министров Спо делам изобретений и открытийМосква, 113035, Раушская наб., Ф лиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Прое 4 Составитель Л.)Керено дактор Е.ГопчаР Техред Й.Подурушина