Устройство для контроля скорости осаждения пленки в процессе вакуумного испарения вещества

Устройство для контроля скорости осаждения пленки в процессе вакуумного испарения вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1п 450344

Союз Советских

Социалистических

Республик

N АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 26.01.73 (21) 1875208/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.74. Бюллетень № 42

Дата опублико=апия списания О9.04.75 (51) M. Кл, Н 031с 13 20

Государственник комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.325(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Т. Николаев и Б. И. Котенев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ

ОСАЖДЕНИЯ ПЛЕНКИ В ПРОЦЕССЕ ВАКУУМНОГО

ИСПАРЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к устройствам, .пред,назначенным для контроля скорости осаждения пленок в процессе вакуумного испарения, работающим по принципу, измерения изменений частоты кварцевого резонатора, п роисходящих |под действием массы пленки, нанесенной на его поверхность.

Известно устройство для контроля скорости осаждения пленки в процессе вакуумного испарения вещества, содержащее, кварцевый резонатор,,помещенный в зоне осаждения пленки и соединенный через измерительный гене ратор с одним входом смесителя, другой .вход которого подключен к выходу эталонного генератора, выход смесителя соединен со входом формирователя импульсов и генератора тактовых импульсов.

Однако в известном устройстве чувствительность .измерителя скорости зависит от диапазона толщин наносимых пленок, кроме того, необходимо применение высокочувствительных

УПТ, сложность изготовления которых создает известные технические трудности.

С целью упрощения устройства,и повышения его быстродействия в него введены т1роичный триггер в счетном режиме, два троичных триггера в режиме раздельного запуска, схема переноса кода, дешифратор, интегрирующее устройство и стрелочный измерительный прибор, причем выход формирователя импульсов соединен со счетным входом т1роичного триггера в счетном режиме, три выхода которого через схему переноса кода соединены с тремя входами троичного триггера в ре5 жиме раздельного запуска, три выхода которого, подключены ко,входам дешифрато ра, два выхода последнего соединены с двумя входами второго троичного цриггера в режиме раздельного запуска, а его два выхода соедине10 ны через интеприрующее устройство со стрелочным прибором, выход генератора тактовых импульсов соединен соответственно с третьим входом второго цроичного триггера в режиме раздельного запуска и входами «Сброс»

15 цроичного триггера в счетном режиме и схемы переноса кода.

На чертеже .представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит кварцевый резонатор

20 1, помещенный в зоне осаждения пленки, который соединен с измерительным генератором

2, выходы измерительного генератора и эталонного генератора 3 соединены со входом смесителя 4, а его выход — со входом форми25 рователя 5 импульсов; вход формирователя 5 импульсов соединен со счетным входом 6 троичного триггера 7 в счетном режиме, три выхода которого через схему 8 переноса кода соединены с тремя входами т1роичного триг30 гера 9 в режиме раздельного запуска, т1ри

450344 выхода которого соединены с тремя .входами дешифратора 10, два выхода последнего — с двумя входами 11 и 12 второго троичного триггера 13 в режиме раздельного запуска, два выхода 14 н 15 которого соединены через интегрирующее устройство 16 со стрелочным измерительным прибором 17; выход генератора 18,.тактовых импульсов соед и нен соответственно с третьим входом 19 второго троичного триггера 13 в режиме раздельного запуска и входами 20 и 21 «Сброс» троичного триггера 7 в счетном режиме и схемы 8 переноса кода.

Устройство работает следующим образом.

Кварцевый резонатор 1 помещают в зону осаждения пленки, при этом его собственная частота понижается, изменяя частоту колебаний измерительного генератора 2, сигнал с него поступает в смеситель 4, в котором он смешивается с колебаниями эталонного генератора 3, на выходе смесителя 4 получается сигнал низкой частоты, величина которой .пропорциональна толщине пленки. С выхода смесителя 4 сигнал поступает на вход фо рмирователя 5 импульсов, где:преобразуется в прямоугольные импульсы той же частоты, поступающие на счетный вход 6 троичного триггера

7 в счетном режиме,,на вход 20 «Сброс» триггера 7 поступают тактовые импульсы от генератора 18 такт<Фых импульсов.

Троичный триггер 7 в счетном режиме может находиться в одном из трех состояний: нулевое «О» состояние триггера 7всчетном режиме после прохождения тактового импульса, «+1» состояние троичного триггера 7, следующее за нулевым, « — 1» состояние, предшествующее нулевому. После пересчета импульсов, поступающих с формирователя в .момент прихода тактового импульса, троичный триггер 7 может находиться в любом из трех состояний (— 1, О, +1).

Если троичный триггер 7 находится в состоянии « — 1», то в момент прохождения тактового импульса схема 8 переноса кода переносит число, имеющееся в троичном триггере 7, в троичный триггер 9, который,находится в режиме раздельного запуска, а триггер 7 переходит в,нулевое состояние.

Если в момент прихода следующего тактового импульса троичный триггер 7 находится в таком же состоянии, как и в момент прихода предыдущего тактового импульса, то состояние троичного триггера 9 не изменяется, и на выходе троичного триггера 9 импульс не возникает.

Если же количество импульсов за пер иод между тактовыми импульсам и изменяется, например увеличивается на один, то троичный триггер 7 перейдет в положение «О». В этом случае в момент переноса кода,из троичного триггера 7 в цроичный триггер 9 на выходе последнего появляется импульс..Дешифратор

10 передает импульс на,вход 11 триггера 13, если в нем находится на один импульс боль50

45 ше, или на вход 12 троичного триггера 13, если в нем на один импульс меньше.

После воздействия тактовых импульсов на троичный триггер 13 напряжения на выходах

15 и 14 равны, ток, проходящий через стрелочный изме рителыный прибор 17, равен нулю, импульс, переданный со схемы вычитания .на вход 11 туопчного триггера 13, опрокидывает его,,на выходе 14 появляется напряжение, а через стрелочный измер ительный прибор 17 протекает ток. Если .импульс поступает на вход 12, то через прибор 17 протекает ток противоположного направления. Если ча,стота воз растает непрерывно, то импульсы с дешифратора 10 поступают чаще на вход 11, чем на вход 12.

Середнее значение тока на выходе интегрирующего устройства 16 пропорционально скорости .изменения частоты. Для сигнала с постоянной частотой вероятность поступления импульсов на вход 12 или 11 равна, поэтому среднее значение тока, проходящего через стрелочный измерительный прибор 17, равно нулю.

Время, между двумя тактовыми импульсами должно быть выбрано таким об разом, что разница числа импульсов за два соседних тактовых периода не превышает +! .импульс, при этом показания стрелочного измерительного прибора 17 пропорциональны скорости изменения частоты. Исходя из этого условия, определяют т ребова ния к выбору частоты F генератора 18 тактовых импульсов и определяют максимальное значение скорости изменения частоты, которое может быть измерено предлагаемым устройством при фиксированном значении Г.

Период генератора тактовых импульсов равен

Т=—

Количество импульсов h, прошедш их за время

Т, равно

fl .:—

F где «j — частота сигнала, поступающего на вход троичного триггера в счетном режиме.

Точность подсчета числа импульсов равна

+1 импульс вследствие дискретности счета.

Однако при постоянной частоте измеряемого сигнала появление отклонения в +1 или — 1 импульс равновероятно, поэтому если усреднить, количество отклонений за много пе риодов опроса, то средняя величина отклонения рав на нулю.

В случае, если частота измеряемого сигнала f возрастает, сред нее количество, импульсов за каждый последующий период опроса также возрастает, при этом вероятность .появления отклонений на +1 импульс также возрастает и средняя величина отклонения не равна нулю. Аналогично при уменьшении частоты

450344

/ возрастает вероятность появления отклоне ния на — 1 импульс. Если определ ить насколько частота появления отклонения на + 1 импульс превышает частоту отклонения на — 1 импульс, то можно определить скорость изменения частоты. Количество импульсов п за один период тактового генератора равно

f п

F за последующий период

f+ лУ

F I и т.д., где of — изменение частоты за стремя

Т=

F изменение количества импульсов An за период опроса составляет

Ли=а,— n, =

hf

Скорость изменения частоты

" = =Af F, но Af=F.An, dt T поэтому

df

=F Ьи

dt или прои

bn =1 — F, df

dt т. е. диапазон измеряемых скоростей измене ния частоты .ил и цена шкалы измерителя скорости зависит от частоты опроса.

Предмет изобретения

Устройство для концроля скорости осаждения пленки в процессе вакуумного испарения вещества, содержащее кварцевый резонатор, помещенный в зоне осаждения пленки и соеIO диненный через измерительный генератор с одним входом смесителя, другой вход которого подключен к выходу эталонного генератора, выход смесителя соединен со входом формирователя импульсов и генератора такИ товых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродействия, в него введены троичный триггер в счетном режиме, два троичных триггера в режиме раздельного запуска, схема пе20 реноса кода, дешифратор, интегрирующее устройство и стрелочный измерительный прибо р, причем выход формирователя импульсов соединен со счетным входом троичного триггера в счетном режиме, три выхода кото рого через схему переноса кода соединены с тремя входам и троичного триггера в режиме раздельного запуска, три выхода которого подключены ко входам дешифратора, два выхода последнего соединены с двумя входами второго троечного триггера в режиме раздельного запуска, два выхода последнего соединены через,интегрирующее устройство со стрелочным .прибором, выход генератора тактовых импульсов соединен соответственно с третьим входом

35 второго троичного триггера в режиме раздельного запуска и входами «Сброс» троичного триггера в,счетном режиме и схемы переноса кода.

450344

Составитель В. Кузнецов

Техред М, Семенов

Корректор Н. Аук

Редактор Т. Морозов

Типография, пр. Са- унова, 2

Заказ 693, 15 Изд. № 1107 Тираж 811 Подписное

Ц1 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д 4/5