Устройство для управления процессом получения многослойных интерференционных покрытий

362074 Сева Среетакна Сеииалиетичеркиа РердубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 12 1 Ч,1971 (М 1644814/22-1) М. Кл. С 2 вкиприсоединением оритет митет ло делам наарретений и аткрьлпри Саеете МинистреСССР 21.793.14 (088.8) Опубликовано 1 З.ХИ.1972. Бюллетень2 за 1973 Дата опубликования описания 6.11.1973Авторизобретен А. П. Дубинин явитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСС ОЛУЧЕНИЯКРЫТИЙ ГОСЛОЙНЫХ ИНТЕРфЕРЕНЦИОННЫХ Изобретение относится к области пленочной микроэлектроники и может быть применено при создании многослойных интерференционных систем.Известно устройство для управления процессом получения многослойных интерференционных покрытий, содержащее электродвигатель вращения образца, блок очистки, источник питания, источники испарения, фото- метрическое устройство контроля толщины слоев и вакуумметр с датчиком вакуума.Однако в известном устройстве управление процессом получения многослойных интерференционных покрытий осуществляется при непосредственном участии оператора, что повышает инерционность системы управления и снижает за счет этого точность измерения толщины четвертьволновых и кратных им слоев покрытий.Целью изобретения является повышение точности толщины четвертьволновых и кратных им слоев на образце и автоматизация процесса управления. Это достигается тем, что устройство содержит выполненные на самопишущем потенцпометре автоматический регулятор усиления сигнала, снимаемого с фотоэлемента, и датчик положения экстремумов, контакты которого подключены к цепи питания источников испарения и электромагнита, управляющего заслонками над источниками испарения и релеиными элементами схемы, приводящими в работу датчик числа слоев и реле времени.На фиг. 1 .приведена блок-схотела предлага едомого устройства; на фиг. 2 - элекеричеекаясхема уэстройства; на фиг. 3 - прафик ивменеяия интенсивности прстпускания Т (юПражения 1 с) от ч 1 исла слоев при фотометрирэванви (Х. - длина волны; и - локадатель п)ре люмлеяия; 1 - фязическая толщина плевки).Устрюйствю ссстснт из электрюдвиоателя 1вращения образцаблока очистки 2, источника питаяяся 3, исгочников ислареяня 4, фотометрвчесыого устройепва 5 контрюля толщя ны слоеввакуум,метра б с датчякстм вавуума7, саоэюпишущегю потенциомепра 8, автоматического репулятора 9, фотоэлемента 1 О, дап рика 11 положения экстремумов, элекпромагнита 12, датчака 13 числа слоев, реле 20 времени 14 - 16, низковольтного трансформачвра 17 с регулируемым вхюдным напряжением, радиационного нагревателя 18, световой и звукОвой сипналтрзаяи,и 19 и тсковы.с реле 20.25 В устройстве примеяяется насграявадмавоператором пропрам:ма, предяазначеннай для автонсььного проведения глроцесса с момента выключения вакы мной откачки до момента полученяя на образце покрытяя с задаиной ЗО комбинацией и чяслснм слоев, выполненнаяна релейпых элементах и .реле времени, управляемых сигналаьпи фотоэлемента прои поЛа 1 тчика положения акстремум 1 ов, а таиже сигналапи давчиков вакуума и числа слоев. Установка,пропраымы. реле времени, да 1 тчика числа слоев, режим 1 ов работы радиационното наврева 1 теля, дап чика положения экстремумов и фотометрическопо устройства кон"проля прсизводится операесром заранее.Устройство работает следующим образом, При включении оператором ваиууиной откачки 21 включается,реле времени 14. Че 1 рез задавное время перовая программа реле времеии 14 включ апет источник питания 3 элементов схемы и через контакты реле 22 - датчик вакуума 7 выполненный на стандартном вакуумметре б. Г 1 о достижении задаиной степени вакуум,а реле 23 датчвка ваку 1 ума подклвчает вторую п 1 рограмьу реле времеви 14 и остается в рабате до трех пор, пока поддерживается необходимая степень,вакуу,ма в камере. В случае ухудшения степени ваиуума датчвк вакуума к 1 онтактами реле 23 выключает злектромагнит 24 реле времени 14 и лам 1 пу сигналиэащии 25. Пр,и этосом программа указаннопо реле возв 1 ращается в исходное положение. Корда вновь достигается,заданная степень вакуума, датчик вакуума возобновляет раюоту реле,времени 14,Вторая пропрамма,.реле вреоьени 14 через заданное времи включает реле 2 б, контакты кот 1 ор ого подключают электродвигатель 1 в)ращения обр,азца и блок очистки 2. При этом проиаводится очистка образца в тлеющем разряде. По окончании заданного эремени вторая пропрамма подключает третью программу реле времени 14 и отключает электродвигатель 1 и блок очистки 2, Третья пропрамма включает реле 27, через контакты которого включаются радиационный нагреватель 18 и электродвигатель 1. При этом происходит равномерный протрев образца до задаиной температуры, определяемой временем третьей программы. третья п,ропрамма отклвчает реле 27 и включает четвертую п,рограмму,реле времени 14,Четвертая пропрамма вклочает реле времвин 15, отключает датчик вакуума от цапи эдектромапнита 24, а также реле времени 14 и подключает етого и электромагнитаи 28 и 29 с целью возврата пропрам 1 м реле времени 15 и, 1 б,в исходное полоок,енине в случае ухудшен(ия степени вакуума до минимально допустимой величинны. Первая пропрамма реле времени 1 Б включает питание самс 1 пишущего потенциометра 8, фотометричеокое устройсаво 5, подклвчает источиик испарения 4 вещества а через конта,кты реле 30 и 31 к н,изиовольтному силовощ транаформатору 17 с репулцруемым входньпм нап 1 ряиением и одновременн 1 о разрывает цепь между низковольтнъьм силовьпм трансформатором 17 и источником испарения 4 вещества б; далее ключа- ется электроиапнит 12, управлякхщий заслонками над иопарителем веществ а н б. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Через заданное вреия включается вторая пропра;м,ма реле времени 15. Она приводит в действие электродввгатель 32 лентопротяжнопо механизма самопишущего потенциометра 8; цепь питаиия низковольпного оилового тра 1 нсформатора 17 при помощи реле 33; подключает фотоэлемент 10 посредством реле 34 к самопишущему потенц 1 иометру 8; включает электродви 1 гатель 1 вращения дбразца, Начинается процесс испаревия,вещества а и осаждение первого слоя покрытия,на образце. При конт 1 роле толщины. сигнал с фютовлемента 10 подается через автоматиче 1 ский регулятор 9 на усилитель самсипишущепо потенциометра 8, когсрый оборудован датчиком,11 положения экстремумов. Последний,работает от усилителя и электродаигателя реожорда 35 самопишущего потенциометра, 8.При осаждении на образце слоя вещества а на бумажной ленте самюпишущего потенциометр а 3 аписыВ ает оя из мОН Вн и е интОнс иВ- ности пропускавия (отражениия) сигнала, снимаемопо с фотоэлемента 1 О прои фотометрир ов апни. Когда интенсевность достигает первого экстремума (точка А или А на фиг. 3), переключаются ковентакты датчика 11 пгложения экстремумов. Даачик 11 являемся фазочувствительным элементом с инерционностью меньше 3 я/сек, ччто позволяет точечно овиределят ь (ул авливать) положение экстремума, а следовательно монумент окончания осаждеочя четвертьволнового слоя на образце; при эт 1 ом обеспечивается желаимая толщии а. Разность интенсивности пропускания (отражения) в минищэе и ближай,ше,м мак- симуме (разность ординат точек Р и 6 или д,и Е и др.) додина быть не меньше погрешност 1 и измерений самопишущего потенщиометра 8.Корда,величина сигнала от фотоэлемента 10 сталовится сравнимой с попрешностью самопишущего потенциометра 8, возможна ре. гулировка усиления этого сипи ада автоматическим регулятором 9.Лвтоматнческий репулятор выподнен,на делителе наиряжения Зб в цени фотоэлемента 10, двух конечных выключателях 37 и 38 на шкале с амопишущего потенциом ет 1 р а 8 и электромеханическом устройстве 39, которое ,подключает ось делителя налип)ряженвя к осм редуктора электродвигателя реохо 1 рда 35.Датчанк 11 положепсья экстремумов своим(и контактам 1 и выключает реле 40 иди 41; контакты,одного из н 1 их (напри 1 мер реле 40) размь 1 кают цепь второй программы реле времени 15 и включают третью программу указанного реле времени, При этом отключаются цепь питаяния низковольтнопо силового трансформатора 17, фочоэлемент 10 от само- иишущего потенциометра 8, электродвира 1 тель 1 вращения образца, электромапнит 12, управля,ющий заслонками наяд испародителем, электродвигатель 32 лентопротяжнопо меха,низм а с а мопишущего потенциометра 8, далее срабатывает датчик 13 числа слоев черезконтакты реле 83, отмечая скончание напыления перьвого слоя на образце,При ложном экстремуме, который может возникнуть при,перегорании источников испарения 4, предусмотрены отключения реле времени 15 (или 16) и свпнализаюия 19. В этом случае оовещенцость образца при фотометртгровании, а следователыно световой поток, падающий на фотоэлемент 10, онижается, и может сработать дапчик 11 положения экстремумов, хотя заданная толашина слоя на образце еше не достигнута (нет факточеского экстремума). Для исключения лоиных экст,ремумов прихгеняются токовые реле 20, включеяные параллелыно источнику испарениия 4. При, перегорании последнего токовые реле срабаю ывают, отключают своими контактами реле времени 15 (или 16) и включают световую и звуковую сигнализацию, В этосом случае оператор йодключает запаоной испарит,ель и во,сстанавливает програмегу реле времени 15 (или 16). Третья программа реле времени 15,предусматривает выдержку времени между нанесением очередного слоя и по окончании выдержки включает реле времени 16. Реле времени 16 выполняет те же функции и в той же последовательности, что и реле времени 15, но предназначено для управления процессом напыления от источника испарения вещества б.Программа работы реле времени 16 отличается от программы работы реле времени 15 тем, что во второй программе не предусмотрено отключение фотоэлемента 10 от самопишущего потенциометра 8 по окончании осаждения слоя вещества б, а также тем, что третья программа после выдержки времени между нанесением очередного слоя включаетреле времени 15,Реле времени 15 и 16 работают поочередно.При этом происходит чередование осаждае 5 мых слоев цз веществ с различными показателями преломления на образце до тех пор,пока датчик 18 числа слоев своими контактами не включает пятую программу реле времени 14. Это означает, что на образце достиг 10 нута заданная комбинация слоев покрытия.Пятая программа реле времени 14 включаетреле 42, контакты которого размыкают цепипитания реле времени 14, 15 илц 16 ц включают электроматнцты 24, 28 ц 29. При оста 15 новке и возвращении реле времени 14 висходное положение отключаются блок питания 3 и реле 28 датчика вакуума.Предмет изобретения20 Устройство для управления процессом получения многослойных интерференционных покрытий, содержащее электродвигатель вращения образца, блок очистки, источник питания, источники испарения, фотометрическое 25 устройство контроля толщины слоев ц вакуумметр с датчиком вакуума, от.гичаюшееая тем, что, с целью повышения точности измерения толщины четвертьволновых ц кратных им слоев и автоматизации процесса управления, 30 оно дополнительно содержит выполненные насамопишущем потенццометре автоматический регулятор усиления сигнала, снимаемого с фотоэлемента, и датчик положения экстремумов, контакты которого подключены к цепи пита ния источников испарения ц электромагнита,управляющего заслонками над источниками испарения и релейнымц элементами схемы, приводящими в работу датчик числа слоев и реле времени.362074 1 а росло слое оставитель Л, Анисимо Техред Л. Богданова Корректор А, Дзесо Редакто орчеи аказ 118/2 ЦНИИПИ КомитеПодписи ов СССФдн30 Изд,020 Тирак 404о делам изобретений и открытий при Совете МинМосква, Ж, Раушская паб., д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2