DE2502431C2

DE2502431C2 - Verfahren für die dynamische Korrektur der Ablenkung eines Elektronenstrahls

Info

Publication number: DE2502431C2
Application number: DE2502431A
Authority: DE
Inventors: Michel Wappinger Falls N.Y. Michail; Ollie Poughkeepsie N.Y. Woodard; Hannon S. Wappinger Falls N.Y. Yourke
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-01-28
Filing date: 1975-01-22
Publication date: 1984-08-30
Also published as: IT1027867B; US3900736A; DE2502431A1; FR2259390B1; JPS50105381A; GB1480561A; JPS5223221B2; FR2259390A1; CA1016667A

Description

dX = A + B X + C Y + D X Y und dY=E+FX+G Y+HXY

abgeleitet werden, wobei A, B. C, D, E, F, C und H diditale Konstanten sind, die aus den Abweichungen </Af, bis dX_t, dY, bis dY_t der Ist-Positionen X\ bis Χ'_Λ, KJ bis K₄ der an den vier Eckpunkten des Schreibfeldes angeordneten Ausrichtmarkierungen von ihren Soll-Positionen A", bis X_t und Y₁ bis K₄ aus den .w Gleichungen

ΙΑ", K₁

1*2 ^2

1AT₄ K₄

XX₁

*X, Y₁*	I	"i/A",
V V		ί/Α·₂
V V		*dXy*
**χγ\_***		(/A'4

	Χχ	K,	¹	*JY,*
^2	Xi	K,		*Ί^γι*
κ,	Xs	γ]		*'IYy*
Υ<	χ*	γ*		(/K₄

Teils des kontinuierlichen Musters derart /ur Einwirkung gebracht wird, daß das Muster des ersten Schreibfeldcs kontinuierlich fortgesetzt wird.

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ableitbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Auffangplatte ein Halbleitcrplättchen verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Muster zu verschiedenen Zeitpunkten auf verschiedenen Ebenen des Halbleiterplättchens dadurch aufgezeichnet werden, daß der Strahl jeweils nach Erzeugung einer Ebene auf dem Schreibfeld zur Einwirkung gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufzeichnung eines mehrere viereckige zusammenhängende Schreibfeder umfassenden kontinuierlichen Musters zunächst die Lage mi eines ersten Schrcibfcldes millcls der Ausrichtmarkicrungen ermittelt wird, dall der Strahl zur Aufzeichnung eines Teils des kontinuierlichen Musters in diesem Schreibfeld /ur Einwirkung gebracht wird, daß die Lage eines /weiten Schrcibfcldes ermittelt λ5 wird, das mit dem ersten Sehreibfeld eine gemeinsame Grenze hat. und daß der Strahl auf diesem Schreibfeld zur Aufzeichnung des entsprechenden Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die dynamische Korrektur der Ablenkung eines auf das Schreibfeld einer Auffangplatte gerichteten Elektronenstrahls bei einer Verschiebung und/oder Verdrehung des Schreibfeldes in bezug auf eine Soll-Position mit Hilfe von an den vier F.ckpunkten des ein Viereck bildenden Schreibfeldes angebrachten Ausrichtmarkierungen durch Ermitteln der Ist-Position dei Ausrichtmarkierungen mittels des Elektronenstrahls, Vergleich der Ist-Positionen mit den Soll-Positionen, rechnerische Ermittlung der Abweichungen dX und d Y der 1st- von den Soll-Positionen für die X- und K-Richtung und Ableiten zusätzlicher Ablcnkspannungen zur Korrektur der Ablenkung des Elektronenstrahls.

Ein Verfahren dieser Art ist z. B. aus der PD-PS 61062 bereits bekannt.

Auf vielen Gebieten der Technik, insbesondere bei der Herstellung von integrierten Schaltungen ist es erforderlich, lichtempfindliche Schichten mit komplizierten und extra fein strukturierten Mustern zu belichten. Da abbildende Systeme und strahlablenkende Systeme in der Regel nur in der Nähe der optischen Achse das erforderliche Auflösungsvermögen und die erforderliche Vcrzerrungsfrciheit aufweisen, werden größere Flächen umfassende M uster durch eine Vielzahl von genau aufeinander ausgerichteten, jeweils einen Teilbereich der gesamten zu belichtenden Fläche umfassenden Teilbelichtungen zusammengesetzt. Angesichts der immer kleiner werdenden Leiter- und Schaltungselemente neuerdings werden Lciterelcmente mit Durchmessern von I μιτι und weil darunter gefordert und der immer höher werdenden Packungsdichten die Abstände zwischen den einzelnen l-.lemcnti.-n liegen in der gleichen Größenordnung . stellt auch das Ausrichten der einzelnen zu belichtenden Teilbereiche in bezug aufeinander und-auf eine oder mehrere gemeinsame Ausrichtmarkicrungen ein schwierig zu lösendes Problem dar. Insbesondere bei extrem fein strukturierten Mustern, die nur mit Röntgen- oder Partikelstrahlen aufgebracht werden können, entstehen in der Regel schon durch die bei der Aufbringung der Ausrichtmarkierungen unvermeidlichen kleinen Positionierungsfehler Störungen, die, insbesondere wenn bei der anschließenden Durchführung der Einzelbelichtungen in gleicher Richtung wirksame Fehler auftreten, zum Unbrauchbarwerden der hergestellten integrierten Schaltungen führen können.

In der US-Patentschrift 3644700 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines viereckigen Strahls beschrieben, das sowohl zum Aufzeichnen von Mustern auf Chips von Halbleiterscheiben als auch zur Lagebestimmung der einzelnen Chips in bezug auf eine vorgegebene Lage durch Bestimmung der Lagen eines Paars von Ausrichlmarkierungen dient. Mit I IiIIe dieses Verfahrens wird durch die Bestimmung der beiden Ausrichtmarkicrungen sichergestellt, daß das aufgezeichnete Muster innerhalb des vorgegebenen Chips geschrieben werden kann.

Wegen der bei der Beaufschlagung eines Feldes durch

den Strahl erforderlichen hohen Genauigkeit darf ein Chip nicht größer als das brauchbare Schreibfeld des Strahls sein, so daß jeder durch den Strahl erzeugte Fehier eine bestimmte Toleranz nicht übersteigt. Daher können die einzelnen Schreibfelder auch nicht beliebig ver- s größen werden, um umfangreichere Muster in die einzelnen Teilbereiche schreiben zu können. Überschreitet die Größe eines Musters den Umfang eines Schreibfeldes, in dem der Strahl mit einer innerhalb der erforderlichen Toleranzen liegenden Genauigkeit wirksam werden kann, so treten bei Abwendung des in der oben genannten U'i-Patentschrift beschriebenen Verfahrens Fehler auf, die die Verwendbarkeit des Verfahrens in Frage stellen.

Bei dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art können zwar auch umfangreichere Muster durch Aneinanderreihung mehrerer Teilbereiche geschrieben werden. Die damit erreichte Genauigkeit ist jedoch noch nicht ausreichend da bei dem bekannten Verfahren für alle Punkte der Schreibfelder die gleichen aus den Abweichungen der Ist- von den Soll-Positionen der Ausriehtmarkierungen ermittelten Ablenkkorrekturen angewandt werden und somit nicht alle möglichen Abweichungen der Ist-Position des Schreibfelds von seiner Soll-Position berücksichtigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die seitliche Verschiebung, die Verdrehung, die sich als Maßstabvcrz.crrung äußernde Abweichung der Höhenlage und die Abweichung der Form der Ist-Position des m Schreibfeldes von seiner Soll-Position gleichzeitig korrigiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzcichcnden Teil des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die vorliegende Erfindung kann ein einziges Muster mit Hilfe mehrerer, jeweils ein Schreibfeld umfassende Teilbereiche mit der erforderlichen Genauigkeit aufgezeichnet werden. Es können daher kontinuierliche Muster aufgebracht werden, die größer sind als die Schreibfelder, ohne daß Fehler durch die Abweichung der Ist-Positionen vor den Soll-Positionen der aneinandergrenzenden Schreibfelder auftreten.

Dadurch, daß bei der Erfindung die Lage des Strahls bei seiner innerhalb eines Schreibleids liegenden Verschiebung von einem Punkt zum andern dynamisch so korrigiert wird, daß der Strahl jeweils in der Ist-Position jedes Punktes zur Wirkung kommt, wird durch den Strahl ein Muster geschrieben, das innerhalb des durch die Ist-Positionen der Ausrichlmarkierungen definierten Feldes liegt und bis an die Grenzen dieses Feldes reicht.

Werden die Felder durch Verschiebung des Strahles in .V-Richtung und nach rechts von einem Feld zum benachbarten Feld geschrieben, so werden die Ausrichlmarkierungen in den oberen und unteren rechten Ecken des ersten Feldes die Ausrichlmarkierungen in den oberen und unteren linken Ecken des nächsten Feldes sein. Somit wird durch diese beiden Ausriehtmarkierungen die gemeinsame Grenze zwischen zwei Feldern definiert, «ι Diese Markierungen dienen auch als Bezugspunkte für die nächsten aufzubringenden Felder.

Die vorliegende Erfindung kann besonders dann mit besonderem Vorteil angewendet werden, wenn mehrere Muster auf übereinanderliegcnde Ebenen von Teilberei- <ö chen (Chips) eines Halbiciterplättchens zu verschiedenen Zeitpunkten aufgebrach 1 werden sollen. Durch die F.rfindiinu wird nicht nur ei'i genaues Ausrichten mehrerer nebcneinandcrliegendcr Schreibfelder, sondern, was noch wichtiger ist, ein genaues Ausrichten übereinanderliegender Schreibfelder ermöglicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgcnden an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeiger.:

Fig 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung und zur Ablenkung eines Elektronenstrahls.

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Schaltung zur dynamischen Erzeugung von Signalen zur Verschiebung des Strahls von seiner Sollposition zu seiner Istposition, wobei die Lage der das Schreibfeld definierenden Ausriehtmarkierungen berücksichtigt wird.

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Lage des tatsächlichen Feldes, dys durch den Strahl beaufschlagt werden woll. und des unkorrigierten Feldes, das der Strahl ohne die Lage der Ausriehtmarkierungen berücksichtigenden Korrekturen beaufschlagen würde.

Fig. 4 die schematische Darstellung eines Teils der Fläche eines Halbleiterplättchens mit verschiedenen, vom Strahl zu beaufschlagenden Feldern.

Fig. 5 die vergrößerte Darstellung der Ausrichtmarkicrung zur Kennzeichnung des Schreibfeldes eines Elektronenstrahls.

Fig. 6 die scheinatischc Darstellung einer magnetischen Ablenkschaltung zur Steuerung der A'-Ablenkungsspule.

Fig. 7 die schematische Darstellung einer elektrostatisehen Ablenkschaltung zur Steuerung der elektrostatischen Af-Ablenkplaltcn.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Elektronenkanone 10, die einen Strahl 11 aus Elektronen erzeugt. Dieser Strahl durchsetzt eine in einer Platte 14 befindliche Blende 12. die dem Strahl die erforderliche Form gibt. Der Strahl weist vorzugsweise die Form eines Quadrats auf, dessen Seitenlänge gleich der kleinsten Linienbreite des aufzuzeichnenden Musters ist.

Der Strahl tritt weiterhin zwischen zwei Austastpiatten 16 hindurch, durch die er steuerbar zur zu beaufschlagenden Fläche durchgelassen oder unterbrochen werden kann. Die Austastplatten 16 werden durch Schaltungen einer Analogeinheit 17 gesteuert. Die Analogeinheit 17 wird durch eine Digitaleinheit 18 in an sich bekannter Weise gesleueit. Die Digitalsteuercinheit 18 ist mit einem Computer 19 verbunden.

Der Strahl 11 durchsetzt dann eine kreisförmige, in einer Platte 22 angeordnete Blende 21, die bewirkt, daß nur die geladenen Teilchen des Strahls 11, die durch den Mittelpunkt der nicht dargestellten Linsen gehen, ausgenutzt werden. Auf diese Weise erhält man einen quadratischen Fleck ohne jede Verzerrung.

Der Strahl Il durchsetzt anschließend magnetische Ableiikspulen 23, 24, 25 und 26. von denen die ersten die Ablenkung des Strahls in Horizontal- oder A'-Richlung und die letzteren die Ablenkung des Strahls in Vertikaloder K-Richtung bewirken. Auf diese Weise kann mit Hilfe des Strahls 11 eine Horizontalabtastung bewirkt werden. Anschließend tritt der Strahl 11 zwischen einem ersten Satz von elektrostatischen Ablenkplatten 27. 28. 29 und 30 hindurch, von denen die beiden zuerst genannten den Strahl in A"-Richtung und die beiden zuletzt genannten den Strahl in X-Richtung ablenken. Diese Platten Hiencn dazu, den Strahl in jedem vorgegebenen Punkt, zu dem er bewegt wird, eine gewünschte Abweichung mitzuteilen.

Nach Durchtritt /wischen den elektrostatischen Ablenkplatten 27 bis 30 tritt der Strahl 11 /wischen elcklro-

statischen Ablenkplatten 31, 32, 33 und 34 hindurch, durch den er in bekannter Weise in .V- oder K-Riehtung abgelenkt werden kann. Diese zusätzliche Ablenkung erfolgt, ausgehend von jeder vorgegebenen Punktposition, in die der Strahl in Übereinstimmung mit dem /u schreibenden Muster abgelenkt wird, so daß der Strahl jeweils in seine Istposition, im folgenden auch tatsächliche Lage genannt, gelangt, die durch die Abweichung des Bereiches von seiner Sollposition, im folgenden auch vorgegebene Lage genannt, bedingt ist. Diese Abweichung kann sowohl durch eine Änderung der Lage, als auch durch eine Änderung der Form des Bereiches bedingt sein, der durch den Strahl 11 beaufschlagt werden soll.

Der Strahl 11 beaufschlagt dann eine Auffangplatte, die auf einem Träger 35 angeordnet ist, der in X- und Y-Richtung verschoben werden kann.

Im folgenden soll die Erzeugung von Signalen zur Verschiebung des Strahles 11 aus seinen vorgegebenen Lagen, in die er durch schrittweise Verschiebung gelangt, in eine davon abweichende tatsächliche Lage, die durch die Lage eines tatsächlichen Feldes in bezug auf ein vorgegebenes Feld bedingt ist. Diese Vorgänge erfolgen während eines Zyklusscs, in dem das gewünschte Muster geschrieben oder aufgezeichnet wird.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann die als Auffangplatte wirkende Halbleiterscheibe eine Vielzahl von einander überlappenden Feldern 39 aufweisen. Hin Chip 40 einer Halbleiterscheibe kann innerhalb jedes der Felder 39 gebildet werden, so daß auf einer Halbleiterscheibe 41 eine groLie Zahl von Chips 40 liegen kann, die jeweils mit einer durch den Strahl 11 zu belichtenden b/w. zu beaufschlagenden Fotolackschicht überzogen sind.

Es ist selbstverständlich auch möglich, daß jedes Chip 40 eine Vielzahl von Feldern 39 enthält. Ebenso ist es möglich, daß ein Feld 39 eine Vielzahl von Chips 40 enthält. In der folgenden Beschreibung wird von der Annahme ausgegangen, daß jedes Chip 40 durch ein Feld 39 gebildet wird.

In jeder der vier Ecken der Felder 39 befindet sich eine Ausrichtmarkierung 42. wie sie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Wie aus dieser Figur ersichtlich, ist die Überlagerung benachbarter Felder 39 darauf zurückzuführen, daß die gleiche Ausrichtmarkicrung 42 für jedes der vier verschiedenen einander benachbarten Felder 39 verwendet wird. So ist die Ausrichtmarkierung 42 in der unteren rechten Ecke des einzigen in Fig. 4 dargestellten vollständigen Feldes 39 gleichzeiut. die Ausrichlmarkierung in der unteren linken Ecke des rechts vom vollständigen Feld 39 liegenden, ebenfalls mit 39 bezeichneten Feldes. Die gleiche Ausrichtmarkierung liegt in der oberen rechten Ecke des unter dem vollständigen Feld 39 liegenden Feldes und die Ausrichtmarkicrung in der oberen linken Ecke eines Feldes 39, das diagonal rechts unten vom vollständigen Feld 39 liegt, .!ede Ausrichtmarkierung 42 besteht vorzugsweise, wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt, aus mehreren horizontal liegenden Balken 43 und der gleichen Anzahl von vertikal liegenden Balken 44. Selbstverständlich kann auch jede andere Ausführungsform der Ausrichtmarkierung verwendet werden, sofern sie einen geeigneten Referenzpunkt für Abtastungen in .Y-Richtung und !'-Richtung bildet.

Durch das Überlappen der Felder 39 wird es möglich, daß eine Aulzeichnung zwischen benachbarten Fcldernstattfinden kann. Die Begrenzung jedes der Chips 40 liegt innerhalb des Überlappungsbereichcs des Feldes 39 des Chips 40 und wird in der Regel durch die sich zwischen den Markierungsbereichen 42 erstreckenden Linien definiert.

Die genaue Lage der Ausrichtmarkierungen 42 wird dadurch ermittelt, daß der Elektronenstrahl Il bei einer Abtastung in A'-Richtung die vertikal liegenden Balken 44 und während einer V-Ahtaslungdie horizontal licgeni> den Haiken 43 einer Ausrichtniurkierung42 überstreicht. Befinden sich die Ausrichtmarkierungen 42 in ihren vorgegebenen Lagen, so liegt das vorgegebene Feld, wie es durch die Aiisriehlmarkieriingen 42 in den vorgegebenen Punkten I. 2, 3 und 4 in I ig. .1 dargestellt ist, vor.

in und der Strahl Il könnte zur Einwirkung gebracht werden. Das Feld 50 wäre ein vollkommenes Quadrat oder Rechteck und würde das korrigierte Feld darstellen. Aus verschiedenen Gründen, beispielsweise wegen des Zustandes der Oberfläche der Halbleiterscheibe 41, des Mais terials der Halbleiterscheibe in einer bestimmten Ebene, der Kipp- und Drehlage der Halbleiterscheibe. Lagefehlern des Strahls 11 und Fehlern bei der Aufbringung der Ausrichtmarkierungen 42, liegen diese Markierungen nicht immer in den vorgegebenen, in Fig. 3 mit 1. 2, 3

:o und 4 bezeichneten Lagen. Statt dessen liegen diese Markierungen wegen einem oder mehreren der oben angegebenen Gründe in den in Fig. 3 mit Γ, 2', 3' und 4' angegebenen Lagen. Daraus ergibt sich, daß ein tatsächliches Feld 51, das nicht notwendigerweise ein vollkom-

2S nicncs Quadrat oder ein vollkommenes Rechteck, sondern ein unregelmäßiges Viereck ist, entsteht, in dem der Strahl 11 zur Einwirkung gebracht wird, und bei dem die Ausrichtmarkicrungen 42 anstatt in den in Fig. 3 mit 1, 2. 3 und 4 angegebenen Lagen in dem in dieser Figur mit

in Γ, 2', 3' und 4' bezeichneten Lagen liegen.

Soll ein Muster sowohl innerhalb des Bereichs 51 liegenden Chips 40 als auch innerhalb des rechts vom Feld 51 liegenden Chips 40 geschrieben werden, so muß die Linie zwischen den Lagen 2' und 3' genau definiert wer-

.15 den. so daß der Strahl 11 eine Fortsetzung der gleichen Linien innerhalb des Feldes 51 bildet, wenn er im Feld rechts vom Feld 51 Aufzeichnungen bewirkt. Die definierte Linie zwischen den Lagen 2' und 3' ist die Grenze zwischen dem Chip innerhalb des Feldes 51 und dem

4(1 Chip 40 innerhalb des rechts vom Feld 51 gelegenen Feldes. Diese Linie bildet daher eine gemeinsame Grenze zwischen zwei Chips 40. Es wird daraufhingewiesen, daß der Bereich eines Chips 40 innerhalb dessen der Strahl eine Aufzeichnung bewirkt, nicht notwendigerweise das ganze, durch die Ausrichtmarkierungen 42 definierte leid sein muß, sondern auch kleiner sein kann, wobei die Ausrichtmarkicrungen 42 als Bezugspunkte dienen.

Der Unterschied zwischen den vorgegebenen, d.h. theoretischen und den tatsächlichen Lagen der einzelnen

5Ii Ausrichtmarkierungen 42 kann definiert werden durch die Berücksichtigung der Differenzen zwischen den vorgegebenen oder theoretischen und den tatsächlichen Lagen der Ausrichtmarkierungen 42 sowohl in X- als auch in K-Richtung. Die Gleichungen für eine beliebige charakteristische Markierungslage sind:

dX=A+BX+CY+DXY und
dY=E+FX+GY+HXY.

In diesen Gleichungen stellt X die theoretische Lage der Markierung in A'-Richtung und Y die theoretische oder vorgegebene Lage in y-Richtung dar, wobei dX der Abstand zwischen der vorgegebenen Lage und der tatsächlichen Lage in A'-Richtung und d Y der Abstand zwischen der tatsächlichen Lage und der vorgegebenen oder theoretischen Lage in K-Richtung ist. A, B, C, D, E, F, G und H sind digitale Konstanten, die für das bestimmte

dX,=A+ BX₁ +(T₁I DX₁ Y,

JX₂ = A+ BX₂ +C Y₂ +DX₂Y₂ dX^A + BXi + CYi + DXy, K, und

In entsprechender Weise werden die Abstände in K-Richtung durch die folgenden Gleichungen definiert:

=E+FX i+GY_x +H X_xY ι = E+FX₂ +G Y₂ +HX₂Y₂
= E-HFA^-J+ G K₃+ WY, K, und

χ-

v -

^w ~^w

γ-~^h

²~T~

Feld, in dem der Strahl 11 zur Wirkung gebracht werden soll, ermittelt werden können.

Die digitale Konstante A stellt die Translation oder Verschiebung des Strahles in A'-Richtung dar, während die digitale Konstante E die Translation oder Verschiebung des Strahles Il in K-Riehlung darstellt. Die digitale Konstante B stellt den Vcrgrölterungsl'aklor oder Maßstabfaktor in A'-Richlung und die digitale Konstante G den Vergrößerungsfaktor oder Maßstabfaktor in K-Richtung dar. Die Digitale C stellt den Rotationsfehler des Strahls 11 in A'-Richtung und die digitale Konstante /·" den Rotationsfehler des Strahles 11 in K-Richtung dar. Die digitale Konstante D stellt die Verzerrung des Strahls 11 in A'-Richtung und die digitale Konstante H die Verzerrung des Strahles 11 in K-Richtung dar.

Sollen die Abstände zwischen den vier Lagen 1, 2, 3 und 4 der vorgegebenen oder theoretischen Ausrichtrnarkierungen des vorgegebenen Feldes 50 und den vier Lagen 1', 2', 3' und 4' der tatsächlichen Ausrichtmarkierungen, die das tatsächliche Feld 51 definieren, ermitteil werden, so können die folgenden Gleichungen zur Bestimmung der Abstände in A'-Richtung verwendet werden, wobei die Indizes den einzelnen Lagen 1, 2, 3 und 4 entsprechen:

Durch Substitution dieser Werte in den Gleichungen (3) bis (6) für (IX_x bis dX_t und in den Gleichungen (7) bis (10) für (IY_x bis i/K₄ und durch Auflösung nach den digitalen Konstanten A bis H ergeben sich die folgenden Gleichungen:

A =

_ (IX₂ - (IX_x + dX'j + i/A'₄
B _₂_

(/AT₄- ([Xj + (IX₂ +JlX₁
-.Jj

f, - i/A"₄ + (IX_x + dX₂

_F±1

(IY₂-(IY, +

(ΙΥ_Λ-(ΙΥ_Χ+(ΙΥ_Λ-(ΙΥ₂

2Ii

(I K₃ - (I K₄ + J K₁ - (/ K₂
Ii W

und

(H) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18)

Wird beispielsweise angenommen, daß das vorgegebene oder theoretische Feld 50 ein Rechteck ist, so ist der Abstand zwischen den Ausrichlmarkicrungen 42 in den Lagen 1 und 2 des vorgegebenen Feldes 50 oder in den Lagen 3 und 4 des Feldes gleich und sei mit W bezeichnet. In ähnlicher Weise ist die Höhe des Feldes 50 zwischen den Lagen 1 und 4 oder 2 und 3 die gleiche und sei durch /; bezeichnet.

Im Falle der Symmetrie der vier Lagen I,2,3und4und wenn X in Richtung nach rechts und K in Abwärtsriehtung, wie in Fig. 3 angegeben, positiv sind, dann können die X- und K-Lagen jeder der vier Punkte in bezug auf/; und W bestimmt werden. Es sind:

Da die Abstände von den Lagen Γ, 2', ' und 4' zu den Lagen 1,2,3 und 4 sowohl in der K-Richtung als auch in der A'-Richtung ermittelt werden können, ist es auch möglich, die digitalen Konstanten A bis H für das Feld

■'⁵ 51, wie sie durch die Lagen Γ, 2', 3' und 4' der Ausrichtmarkierungen 42 definiert sind, mit Hilfe eines Computers 19 zu berechnen.

Die Gleichungen (11) bis (18) sind zwar für den Spezialfall der Symmetrie zwischen den 4 Markierungslagen bestimmt, es ist aber möglich, ähnliche Gleichungen für den allgemeineren Fall der Unsymmetrie der vier Lagen 1.2,3 und 4 der vorgegebenen Ausrichtmarkierungen 42 aufzustellen, so daß dX_x,dX₂, (ΙΧ_Λ, dX_A, JY_x, (I K₂, dY\, und i/K₄ erhalten werden können. Somit können die Gleichungen (3) bis (6) auch in folgender Form geschrieben werden:

Die Gleichungen (7) bis (10) können geschrieben wcrden als:

*(IX_x*	A	1 A-,	Y₁	χ,	Y₁
*(IX₁*	B	IAT₂	Y₂		Yi
*dX,*	C	ΙΑ",		^s	K₁
*(IX^*	D	*J.**	y*	*Χ_Λ*	K₄

*(IY_x'*	E
*(IY,*	F
*(IY₃*	G
*(IY,*	H

\x_x

ΙΑ",

X_x Y₁ X₂Y₂

wobei jede der einspaltigen Matrizen jeder der Gleichungen (19) und (20) eine Vektormatrix darstellt und wobei die vicrspaltigen Matrizen in diesen Gleichungen Systcmniatriz.cn sind.

Durch Umformung der Vierspaltenmatrix kann Gleichung (19) in folgender Form geschrieben werden:

I-Vj

ΙΑ',

1*4

	V₁ Y₁	1	(IX₁
Y₂	X₂Y₂		(IX₂
κ,	-V₁ K₁		dX,
γ*	-V₄K₄		jix*

*~Ε~*	ΙΑ",	Y₁	A", K₁
F	*12**	K₂	*X₁Y₁*
G	*1Λ**	Y₃	*X₃ Y₃*
H	*14**	K₄	χ* γ*

- ι	*dY,*
	*dY₂*
	*'IY₃*

so daß die Gleichungen (11) bis (14) ersetzt werden. In ähnlicher Weise kann Gleichung (20) durch Umformung der Vierspaltenmatrix in folgender Form geschrieben werden:

(22)

so daß sie die Gleichungen (15) bis (18) ersetzt. In jeder der Gleichungen (21) und (22) ist die Vierspaltenmatrix die inverse Matrix der Systemmalrix und wird mit Hilfe des Computers 19 errechnet.

Mit Hilfe der Gleichungen (21) und (22) können die Werte dX,, dX₂, dX₃ und dX_A bzw. d Y₁, d Y₂, d Y₃ und dY,. abgeleitet werden.

Die digitalen Konstanten A, B, C, D, E, /·', G und H können mit Hilfe der vorgegebenen Lagen der Punkte 1, 2, 3 und 4 in den X- und K-Richtungcn ermittelt werden. Diese Lagen sind durch das vorgegebene Feld 50 im Zusammenhang mit den tatsächlichen Abständen dX, bis </A"₄ und dY, bis (/K₄ zwischen den Punkten 1, 2, 3 und 4 bzw. Γ, 2', 3' und 4' bekannt. Jede der Lagen des Strahles 11 im Feld 50 wird auch durch die magnetische Ablenkspannung bestimmt, der der Strahl in einer bestimmten Lage ausgesetzt ist.

Nachdem die digitalen Konstanten A, B. C, D, E, F. G und H für das tatsächliche Feld 51 ermittelt sind, kann in Gleichung (1) dX und in Gleichung (2) dY durch die magnetischen Spannungen für X und Y ersetzt werden, um die Ablenkspannung zu ermitteln, die angelegt werden muß, um den Strahl 11 aus irgendeiner vorgegebenen Lage (X, Y), beispielsweise der Lage 5, in die entsprechende tatsächliche Lage (A", Y'), beispielsweise die Lage 5' zu verschieben. So ist i/A"die Ablcnkspannung, die für die A'-Richtung angelegt werden muß. um den Strahl von seiner vorgegebenen Lage X in seine tatsächliche Lage A" zu verschieben, d Y ist die Ablcnkspannung. die angelegt werden muß, um den Strahl M in K-Richtung von seiner vorgegebenen Lage K in seine tatsächliche Lage Y' zu verschieben.

Da die magnetischen Ablenkspannungen in jedem Punkt, zu dem der Strahl 11 während der Aufzeichnung des Musters verschoben wird, verschieden sind, ermöglicht die Substitution der X- und X-magnetischen Abicr.kspannungcr. in den Gleichungen (J) und (2) die Bestimmung von dX und d Y für jeden Punkt des zu schreibenden Musters. Auf diese Weise werden auch die erforderlichen Korrekturen mit den magnetischen Ablenkspannungen korreliert.

Die Spannung, die durch die Lösung der Gleichung (1) für dX erhalten wird, ist die Ablenkspannung, die an die elektrostatischen Ablenkplatten 31 und 32 gelegt wird, während die Ablenkspannung, die durch die Lösung der Gleichung (2) für dY erhalten wird, an die elektrostatischen Ablenkplatten 33 und 34 gelegt wird. Somit bewirken die in jedem vorgegebenen Punkt angelegten Ablenkspannungen eine Verschiebung des Strahles 11, die eine dynamische Korrektur der Verschiebung dieses Strahles derart bewirkt, daß der Strahl in jeder der vorgegebenen Lagen, in die er schrittweise verschoben wird, in die tatsächliche Lage gebracht wird, wobei das vorgegebene Muster nicht in das vorgegebene IcId 50. für die das (21) Musler im Computer 19 programmiert war. sondern in das talsächliche leid 51 eingeschrieben wird.

Soll daher das vorgegebene Muster innerhalb des tatsächlichen Feldes 51 und nicht innerhalb des vorgegebenen oder theoretischen Feldes 50 eingeschrieben werden, ist es erforderlich, kontinuierlich die magnetischen Ablenkspannungen A^- und K für jeden Punkt des Feldes zu

to bestimmen. Nach Bestimmung der geeigneten Korrekturspannungen (dX und dY), wobei die magnetischen Ablenkspannungen X und K in den Gleichungen (1) und (2) substituiert werden, wird die Korrekturspannung (dX) an die elektrostatischen Ablenkplatten 31 und 32 für

ι? die A'-Richtung und die Korrekturspannung dY an die elektrostatischen Ablenkplatten 33 und 34 für die K-Richiung angelegt.

Um die Korrektur des Strahles 11 kontinuierlich durchführen zu können, wird die in Fig. 2 dargestellte

> Schaltung verwendet. Dadurch wird eine dynamische Korrektur des Strahlers 11 ermöglicht, während er in Übereinstimmung mit dem zu schreibenden Muster zu jedem der vorgegebenen Punkte schrittweise verschoben wird, und zwar derart, daß er nicht unter der Wirkung der

2- magnetischen Ablenkspulen 23 bis 26 zu den vorgegebenen oder theoretischen Punkten verschoben, sondern zu den tatsächlichen, eine entsprechende Abweichung aufweisenden Punktlagen verschoben wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung wird die A-

Jd Ablenkspannung von einer Analogeinheit 17 über eine Leitung 55 geliefert, während die K-Ablenkschaltungvon der gleichen Analogeinheit 17 über eine Leitung 56 geliefert wird. Die über die Leitung 55 gelieferte A^-Ablenkspannung ist mit den zu den magnetischen Ablenkspulen

J5 23 und 24 zur Ablenkung in der A'-Richtung in einem vorgegebenen Punkt gelieferten Strom korreliert. während die über die Leitung 56 gelieferte K-Ablenkspannung mit dem Strom korreliert ist, der den magnetischen Ablenkspulen 25 und 26 zur Ablenkung in K-Richtung in einem vorgegebenen Punkt zugeführt wird.

Die Leitungen 55 und 56 sind mit einem Analogverviclfachcr 57 verbunden, an dessen Ausgang das Produkt der X- und K-Ablcnkspannungcn auftritt und einem Paar von vervielfachenden Digital-Analogkonvertern (MDAK) 58 und 59 zugeführt wird.

Der Digital-Analogkonvcrter 58 ist darüber hinaus mit dem Ausgang der digitalen Steuereinheit 18 verbunden, durch die die digitale Konstante D zugeführt wird, die aus einem acht Bits enthaltendem Wort besteht. Der

so Ausgang des Analog-Digitalkonverters 58 ist mit DXY bezeichnet und liefert die Korrektur für Verzerrungen und trapezförmige Fehler in der A'-Richtung und wird einem der Eingänge eines Operationsverstärkers 60 zugeführt, der als Summationsverstärker für alle seine vier

Si Eingänge ausgebildet ist.

Der Analog-Digitalkonverter 39 ist nicht nur mit dem Ausgang des Analog-Vervielfachers 57 sondern auch mit einem Ausgang der digitalen Steuereinheit 18 verbunden. Über diesen Eingang wird die digitale Konstante H gelie-

M) fert, die durch ein acht Bits enthaltendes Wort dargestellt ist. Am Ausgang des multiplizierenden Digital-Analogkonverters 59 tritt das Produkt der ihm zugeführten Werte H und X Kauf. Dieser mit HX Ybezeichnete Wert, der eine Korrektur der Verzerrung und des trapezförmigen

fts Fehlers in K-Richtung bewirkt, wird an einem der vier Eingänge eines Operationsversärkers 61 übertragen, in dem alle vier Eingangsworte summiert werden.

Die anderen Eingänge des Verstärkers 60 sind mit dem

Digital-Analogkonverter (DAK) 62 und dem multiplizierenden Digital-Analogkonvertern (M DA K) 63 und 64 verbunden. Entsprechend sind die anderen Eingänge des Verstärkers 61 mit dem Digital-Analogkonverter(DAK) 65 und den multiplizierenden Digital-Analogkonvertern (MDAK) 66 und 67 verbunden.

Dem Eingang des Digital-Analogkonverters 62 wird die digitale Konstante A zugeführt. Diese besteht aus einem zehn Bits enthaltenden Wort, das von der digitalen Steuereinheit 18 geliefert wird. Somit besteht das vom Ausgang des Digital-Analogkonverters 62 zum Verstärker 60 gelieferte Signal in der Konstante A, durch die die Translation in ^-Richtung korrigiert wird.

Der multiplizierende Digital-Analogkonverter 63 weist einen ersten Eingang auf, dem die über die Leitung 55 übertragene A'-Ablenkspannung zugeführt wird. Dem zweiten Eingang des multiplizierenden Digital-Anaiogkonvertcrs 63 wird die digitale Konstante B zugeführt, die von der digitalen Steuereinheit 18 geliefert wird und aus einem acht Bits enthaltendem Wort besieht. Der Ausgang des multiplizierenden Digital-Analogkonverters 63 ist mit dem Verstärker 60 verbunden und stellt das Produkt BX der beiden ihm zugelührtcn Signale dar, durch das eine Korrektur der Vergrößerung in -V-Richtung bewirkt wird.

Der multiplizierende Digital-Analogkonverter 64 hat einen ersten Eingang, dem über die Leitung 56 die Y-Ablenkspannung zugeführt wird. Seinem zweiten Eingang wird die digitale Konstante C zugeführt, die aus einem zehn Bit enthaltenden Wort besteht und von der digitalen Steuereinheit 18 geliefert wird. Der am Ausgang des multiplizierenden Digital-Analogkonverters 64 auftretende Wert wird mit CY bezeichnet und wird zur Korrektur der Rotation in A'-Richtung dem Verstärker 60 zugeführt.

Die den Eingängen des Verstärkers 60 zugeführten und in diesem summierten Werte bestehen daher aus den Signalen A, B X, C Y und D X Y. Diese Werte definieren in der Gleichung (1) ilX, so daß am Ausgang des Verstärkers 60 die Ablcnkspannung auftritt, die den elektrostatischen Ablenkplatten 31 zugeführt wird, um den Strahl 11 aus seiner vorgegebenen oder theoretischen Lage in seine tatsächliche, abgelenkte in A'-Richtung zu verschieben. Die am Ausgang des summierenden Verstärkers 60 auftretenden Signale werden duieh einen Verstärker 68 verstärkt, bevor sie zu den elektrostatischen Ablenkplatten 31 und 32 als ein ausgewogenes differentielles Signal übertragen werden.

Dem Digital-Analogkonverter 65 wird nur die digitale Konstante E zugeführt, die von der digitalen Steuereinheit 16 als ein aus zehn Bit bestehendes Wort geliefert wird. Das hat zur Folge, das am mit dem summierenden Verstrker 6! verbundene Ausgang des Digital-Ar.alogkonverters 65 auftretende Signal den Wert E darstellt, der eine Korrektur der Translation in y-Richtung bewirkt.

Der multiplizierende Digital-Analogkonverter 66 hat einen ersten Eingang, dem die über die Leitung 55 übertragende A'-Ablenkspannung zugeführt wird. Dem anderen Eingang des multiplizierenden Digital-Analogkonverters 66 wird die digitale Konstante F, die von der digitalen Steuereinheit 18 als ein aus zehn Bits bestehendes Wort geliefert wird, zugeführt. Die am Ausgang des multiplizierenden Digital-Analogkonverters 66 auftretenden und zum Verstärker 61 übertragenen Signale bestehen aus dem Produkt der ihm zugeführten Werte, die gleich FK sind und eine Korrektur der Rotation in K-Richtung bewirken.

Der multiplizierende Digital-Analogkonverter 67 hat einen ersten Eingang, dem die über die Leitung 56 übertragene K-Ablenkspannung zugeführt wird. Dem zweiten Ausgang dieses Konverters wird die Digital-Konstante Ci zugeführt, die von der digitalen Steuereinheit 18 * als ein aus acht Bits bestehendes Wort geliefert wird. Das am Ausgang des multiplizierenden Digital-Analogkonverters 67 auftretende und zum Verstärker 61 übertragene Signal hat den Wert G Y, der dem Produkt der Eingangswerte entspricht und eine Korrektur der Vergrößern rung in V-Richtung bewirkt. Die dem Verstärker 61 zugeführten Signale stellen daher die Werte E, FX, G Y und HXY dar. Wenn diese Eingangswerte addiert werden, ergeben sie am Ausgang des summierenden Verstärkers 61 den Wert d Y. Dieses Signal wird vom Ausgang des is summierenden Verstärkers 61 über den Verstärker 69 zu den elektrostatischen Ablenkplatten 33 und 34 übertragen, urn den Strahl !! in V-Richtungans seiner vorgegebenen Lage in seine tatsächliche Lage zu verschieben.

Da die X- und V-Ablenkspannungen auf den Leitun-2(i gen 55 und 56 sich ständig ändern, während der Strahl von einer vorgegebenen Lage in die andere schrittweise verschoben wird, erfolgt für die den elektrostatischen Ablenkplatten 31 bis 34 zugeführten Signale eine kontinuierliche Korrektur. Dementsprechend wird der Strahl :s 11 nicht in die vorgegebenen Lagen, sondern in die davon abweichenden tatsächlichen Lagen verschoben, wenn er in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Muster von einer Lage bis zur anderen schrittweise verschoben wird, auf diese Weise erfolgt das Schreiben innerhalb des Chips Vi 40, das innerhalb der Begrenzungen des tatsächlichen Feldes 51 liegt. Wegen der Verschiebung des Strahles 11 während des Schreibens innerhalb des tatsächlichen Feldes 51 ist es möglich, ein einziges, kontinuierliches Muster in mehr als einem Feld zu schreiben. Dies ist darauf JS zurückzuführen, daß das innerhalb des tatsächlichen Feldes 51 geschriebene Muster bis an die Begrenzungen herangeschrieben werden kann. Wird der Strahl anschließend auf das nächste, anschließende Feld zur Einwirkung gebracht, so geschieht das wieder in einem tatsächlichen 4(i Feld, wobei von der in Fig. 2 dargestellten Schaltung Gebrauch gemacht wird. Selbstverständlich werden die digitalen Konstanten A. B,C\ D, Ii, /·". Ci und // verschieden von den im vorhergehenden Feld verwendeten Konstanten sein. Sie werden jedoch immer die gleichen für das Feld sein, für das sie bestimmt wurden. Bei dieser Anordnung wird das Chip 40 alle Felder enthalten, in die das Muster eingeschrieben wird.

Auf diese Weise ist es möglich, daß nachdem die Halbleiterscheibe im Bereich des Strahls 11 angeordnet wurde si und dieser Strahl die Lage der Ausrichtmarkierungen 42 des ursprünglichen Felds festgestellt hat. die Muster kontinuierlich auch innerhalb des restlichen Bereiches des Halbleiterplättchens geschrieben werden können, ohne daß mechanische Korrekturen bezüglich der tatsächlichen Lage jedes einzelnen Feldes erforderlich sind, da alle Korrekturen mit Hilfe der in Fig. 2 dargestellten Schaltung durchgeführt werden. Selbstverständlich muß die Lage der Ausrichtmarkierungen 42 für jedes der tatsächlichen Felder 51 ermittelt werden, bevor ein Schrei-Mi ben in dem betreffenden Feld stattfindet.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Strahl 11 versucht, die Ausrichtmarkicrungen 42 in ihren vorgegebenen Lagen zu ermitteln, daß diese Markierungen aber auch den verschiedenen, oben genannten Gründen in f>5 diesen Lagen nicht vorliegen.

Die Erregung der magnetischen Ablenkspuren 23 bis 26 erfolgt mit Hilfe der in Fig. 6 wicdergcgcbencn Schaltung. Diese Schallung enthält sowohl positive Konstant-

Stromquellen 70, 71 und 72 als auch negative Konstantstromquellen 73, 74 und 75. Die Konstantstromquellen 70 bis 75, die durch von dtr digitalen Steuereinheit 18 gelieferten und von dem einen Teil dieser digitalen Steuereinheit bildenden A'-Zähler abgeleiteten Signalen gesteuert werden, laden einen Kondensator 77 auf.

Die einzelnen positiven und negativen Konstantstromquellen liefern verschiedene Werte, so daß die Ladung des Kondensators 77 von der jeweils verwendeten Quelle abhängig und entsprechend verschieden sein wird. So wird die Aufladung des Kondensators 77 durch verschiedene Konstantstromquellcn verschiedene Spannungsanstiege erzeugen, deren Steilheit vom Wert der eingeschalteten Stromquelle abhängt. Die Länge eines Spannungsanstieges ist abhängig von der Zeit, während der die Stromquelle erregt wird. Es ist auch möglich, daß mehr als eine der Stromquellen 70 bis 75 eingeschaltet werden kann, so daß verschiedene Steigungen erzeugt werden.

Die positive Stromquelle 70 wird mit Hilfe eines über Leitung 78 von der digitalen Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler übertragenen Signals nur während eines ß-Zyklusses eingeschaltet. Die positive Stromquelle 71 wird durch ein über eine Leitung 79 von der digitalen Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler übertragenes Signal nur während eines /1-Zyklusses eingeschaltet.

Die negative Konstantstromquelle 74 wird ebenfalls nur während des Λ-Zyklusses eingeschaltet, und zwar durch ein über eine Leitung 80 von der digitalen Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler übertragenes Signal. Die negative Konstantstromquellc 73 wird durch ein über eine Leitung 81 von der digitalen Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler übertragenes Signal nur während des β-Zyklusses eingeschaltet.

Die digitale Steuereinheit 18 schaltet in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler die positive Stromquelle 72 durch ein über eine Leitung 82 übertragenes Signal und die negative Stromquelle 75 durch ein über eine Leitung 83 übertragenes Signal ein. Es wird jeweils nur eine dieser beiden Stromquellen eingeschaltet.

Die Stromquellen 72 und 75 werden hauptsächlich während eines C-Zyklusses verwendet, um den Strahl nach links oder nach rechts zu verschieben, je nachdem dies für die Fokussierung erforderlich ist. Sie können auch zu anderen Zeitpunkten verwendet werden, um die Strahlbewegung in gewünschter Weise zu untersuchen bzw. zu beeinflussen.

Die positive Konstantstromquelle 70 dienst zur Bewegung des Strahles 11 während der A"-Ablastungen in einer Richtung. Die negative Stromquelle 73 bewegt den Strahl U bei den A'-Abtastungen in der anderen Richtung.

Der Kondensator 77 ist mit den magnetischen Ablcnkspulen 23 und 24 über einen Operationsverstärker 84, eine Korrekturschaltung 85, einen Summierungspunkl

86 und einen Treiberverstärker 87 verbunden. Der Treiberverstärker 87 und der Summierungspunkt 86 wirken als Summierungsverstärkcr. Der Verstärker 84 bildet gemeinsam mit dem Kondensator 77 einen Integrator und isoliert die Stromquellen 70 bis 75 vom eine Spannungskonverlieriing in Strom bewirkenden Treiberverstärker

87 und von der Korrekturschaltung 85.

Die Korrekturschaltung 85 kompensiert Nichllinearitiiten lies Strahles Il in einem bestimmten Umfang, indem sie die Spannungsanstiege so verändert, daß die Strahlablenkung angenähert linear wird.

Eine weitere Korrektur der Nichtlincarität des Strahles 11 erfolgt durch einen für zehn Bits ausgelegten Digilal-Analogkonverter (DAK) 88, der mit einem Verstärker 89 verbunden ist. Der für zehn Bits ausgelegte Digital-Analogkonverter 88 ist mit der digitalen Steuereinheit 18 verbunden, von wo er Korrekturworte erhält. Sein Aus-

s gang ist über einen Widerstand 90 mit dem Eingang des Verstärkers 89 verbunden. Ein Kondensator 91 bewirkt gemeinsam mit dem Widerstand 90 eine Integration der am Ausgang des Digital-Analogkonverters 88 auftretenden Signale. Der Ausgang des Verstärkers 89 ist mit einer

κι der Zuleitungen zum Summierungspunkt 86 verbunden, wodurch eine weitere Korrektur der Nichtlinearitäl erfolgt.

Die digitale Steuereinheit 18 ist über eine Leitung 92 und eine Diode 93 mit einem FET 94 verbunden, die beide gemeinsam einen Analogschalter bilden. Wird ein Rücklaufschaltsignal von der digitalen Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler über die Leitung 92 übertragen, so wird der FET 94 eingeschaltet, um eine Rückstellung der Korrektur der Nichtlinearität am Aus-

;o gang des Verstärkers 89 zu bewirken, da der Strahl 11 nach einem Rücklaufdgnal in entgegengesetzter Richtung verschoben wird.

Während der Rücklaufzeit wird die an einem Abfühl-Widerstand 94' chrch den von den Ablenkspulen 23 und 24 zurückfließenden Strom erzeugte Spannung zu einem ■Vcrgleichsverstärker 95 geleitet und mit einem Referenzsignal verglichen, das von einem für 16 Bits ausgelegten Digital-Analogkonverter (DAK) 96 geliefert wird. Der Konverter 96 wird durch ein aus sechzehn Bits bestehen-

3(i des Wort gesteuert, das von der digitalen Steuereinheit 18 über eine Leitung 97 übertragen wird.

Der Vergleichsverstärker 95 verstärkt die Differenz zwischen der am Widerstand 94' abfallenden Spannung und der Referenzspannung. Er liefert eine Fehlerspan-

SS nung an einen Analogschalter 98. Während der Rücklaufzeil schließt ein über eine Lcitung99 von der digitalen Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler geliefertes Signal den Analogschaltcr 98, wodurch die Fehlerspannung einen Strom entstehen läßt, der über

«ι einen Widerstand 100 einem aus dem Kondensator 77 und dem Verstärker 84 gebildeten Integrator zugeleitet wird. Dadurch wird der Kondensator 77 im richtigen Sinne aufgeladen, um die am Abtastwiderstand 94' abfallende Ablenkspannung der Referenzspannung anzunähßrn. Es wird so lange Strom zugeführt, bis die Fehlerspannung gleich Null wird, zu welchem Zeitpunkt die Ablenkspannung gleich der Referenzspannung ist. Dadurch wird sichergestellt, daß der Strahl 11 bereit ist, eine Abtastung in der entgegengesetzten A'-Richtung durch-

5(i zuführen. Es wird daraufhingewiesen, daß das Signal auf der Leitung 99 während der Rücklaufzeit unterdrückt wird.

Durch geeignete Bemessung der Werte der positiven Konslantstromquellcn 70, 71 und 72 und der negativen Konstantstromquellcn 73,74 und 75 wird die Geschwindigkeit, mit der der Strahl 11 während der verschiedenen Zyklen in den A"-Richtungen seine Abtaslbewegung durchführt, gesteuert. Liefert die positive Konstantstromquelle 70 einen Wert +/ und die negative Kon-

Wi stantstromquelle 73 einen Wert —/, dann liefert die Quelle 71 einen Strom +1/10/, die Quelle 72 einen Strom + 1/666/. die Quelle 74 einen Strom -1/10/ und die Quelle 75 einen Strom - 1/666 /.

Wie aus Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 2 ersichtlich,

<i5 ist die mit dem Analogverficlfacher 57 verbundene Leitung 55 zusätzlich mit dem Verbindungspunkt der Spule 24 und des Widerstandes 94' verbunden. Auf diese Weise wird eine Abtastspannung erzeugt, wenn der Strahl Il

sich in A'-Richtung bewegt. Eine entsprechende Ablenkschaltung ist für die ^-Ablenkspulen 25 und 26 vorgesehen.

In Fig. 7 wird eine elektrostatische Ablenkschaltung zur Steuerung der elektrostatischen .^-Ablenkplatten 27 und 28 wiedergegeben. Die elektrostatischen ^-Ablenkplatten 29 und 30 werden in entsprechender Weise gesteuert.

Die digitale Steuereinheit 18 ist unter Steuerung des X-Zählers über eine Leitung 110 mit einem NPN-Transistor 111 der elektrostatischen Ablenkeinheit nach Fig. 7 verbunden, der die Ladung eines Kondensators 112 löschen kann. Der Kondensator 112 ist mit der positiven Konstantstromquelle 113 verbunden. Der Kondensator 112 und die Konstantstromquelle 113 erzeugen an ihrem Ausgang ein positiv kompensiertes Sägezahnspannungssignal.

Der Kondensator 112 ist weiterhin über einen Verstärker 114 mit hoher Impedanz mit einem Summicrungspunkt 115 verbunden. Dieser Summicrungspunkt ist mit einem Gegentaktverstärker 116 verbunden, der seinerseits mit den elektrostatischen .^-Ablenkplatten 27 und 28 verbunden ist. Im Gegentaktverstärker 116 wird das vom Verstärker 114 gelieferte Signal invertiert, so daß das vom Verstärker 114 erzeugte Signal am Ausgang des Gegentaktverstärkers 116 als negatives Sägezahnsignal vorliegt. Auf diese Weise wird der Strahl 11 wie in der oben genannten US-PS 3644700 im einzelnen beschrieben, von links nach rechts schrittweise verschoben.

Ein zweiter Schaltkreis erzeugt ein positiv kompensiertes Sägezahnsignal am Ausgang des Gegentaktverstärkers 116, durch das der Strahl 11 schrittweise von rechts nach links in -V-Richtung verschoben wird. Dieser Schalkreis besteht aus einem PNP-Haltelransistor 121, der durch die digitale Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A-Zähler über eine Leitung 120 gesteuert wird und einen Kondensator 122 in seinen Grundzustand überführt. Dieser Transistor ist mit einer negativen Konstantslromquclle 123 verbunden, mit der er gemeinsam ein ncgatics Sägezahnsignal erzeugt.

Der Kondensator 123 ist über einen Verstärker 124 hoher Impedanz mit dem Summierungspunkl 115 verbunden, von wo das negative Sägczahnsignal zum Gegentaktverstärker 116 gelangt, indem es zur Erzeugung eines positiv kompensierten Sägezahnsignals invertiert wird. Es wird daraufhingewiesen, daß die Verstärker 114 und 124 die Kondensatoren 112 bzw. 122 vom Gegentaktverstärker 116 isolieren.

Die elektrostatische Ablenkschaltung dient auch zur Versetzung des Strahls A'-Richtung, entweder in der Ablenkrichtung dieses Strahls oder entgegengesetzt dazu. Das Versetzungssignal wird von einem für vier Bits ausgelegten Digital-Analogkonverter 125, dessen Eingang mit der in Fig. 1 dargestellten digitalen Steuereinheit 18 verbunden ist und von dieser gesteuert wird, einem Summierungspunkt 115 zugeführt.

Wenn der Strahl während des /f-Zyklusses im Zuge einer Eichoperation in einer Weise geeicht wird, um die Ablenkung des Strahls 11 in vertikaler oder >-Richtung zu bestimmen, wird der Leitung I K) oder der Leitung 120 ein Signal zugeführt, das eine Zuführung des kompensierten Sügc/ahnsignuls während einer Zeitdauer von vier /.eilen /um Gegentaktverstärker 116 bewirkt. Die Zuführung des kompensierten Sägc/ahnsignuls erfolgt aufgrund von Signalen, die die von der digitalen Steuereinheit 18 über die Leitungen 110 oder 120 übertragen werden. Während des Sehreibens wird die Leitung 110 oder die Leitung 120 durch die digitale Steuereinheit 18 in Übereinstimmung mit dem A'-Zähler erregt, so daß negative und positive kompensierende Sägczahnsignale im Zeitpunkt jeder zweiten Abtastzeile in Übereinstimmung mit der jeweiligen Ablenkrichtung des Strahls 11 wirksam werden.

Es ist selbstverständlich auch möglich, nicht nur mit einer Photolackschicht überzogene Halbleiterscheiben zu beaufschalgcn. d.h. im übertragenen Sinne /u belichten, sondern es können auch beliebige andere Substanzen, beispielsweise Siliziumdioxydschichten zur bereichsweisen Erhöhung der Ätzgeschwindigkeit beaufschlagt werden. Die beschriebenen Maßnahmen können nicht nur bei der Bearbeitung von Halbleiterscheiben, sondern auch in allen Fällen Verwendung finden, in denen die

is Lage eines in beliebiger Weise abgelenkten Strahls korrigiert oder geändert werden soll, ohne daß die Vergangenheit der Strahlablenkung beeinflußt wird. Beispielsweise können die beschriebenen Maßnahmen in Zusammenhang mit der Aufzeichnung von Konstruktionszcichnungen aufdem Schirm einer Kathodenstrahlröhre oder zur Steuerung einer ElektronenstrahlIschweiß- oder Schneidevorrichtung verwendet werden.

Die Feststellung der Elektronen kann selbstverständlich nicht nur durch PIN-Dioden, sondern auch durch

:5 jeden geeigneten Elektronendetektor erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, einen Szintilisations-Photovervielfacher oder einen unmittelbaren Elektonenvervielfacher als Elektronendetektor zu verwenden. Besonders vorteilhaft sind die beschriebenen Maßnahmen bei der Herstellung

so von Masken zur anschließenden Belichtung von mit einer Photolackschicht überzogenem Halbleiterplättchen bei der Herstellung von integrierten Schaltungen einzusetzen. Ebenso ist es nicht erforderlich, daß der Strahl eine zeilenweise Abtastbewegung ausführt. Insbesondere ist

.15 eine stetige Bewegung mit einer kontinuierlich durchgeführten dynamischen Korrektur vorteilhaft.

hin Vorteil der Erfindung bestallt darin, daß ein einziges Musler geschrieben werden kann, das sich über mehrere Felder erstreckt.'Darüber hinaus wird die Ausricht-

4(i genauigkeit der geschriebenen Musler bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich erhöht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren für die dynamische Korrektur der Ablenkung eines auf das Schreibfeld einer Auffangplatte gerichteten Elektronenstrahls bei einer Ver- ί Schiebung und/oder Verdrehung des Schreibfeldes in bezug auf eine Soll-Position mit Hilfe von an den vier Eckpunkten des ein Viereck bildenden Schreibfeldes angebrachten Ausrichtmarkierungen durch Ermitteln der Ist-Position der Ausrichtmarkierungen mit- to tels des Elektronenstrahls, Vergleich der Ist-Positionen mit den Soll-Positionen, rechnerische Ermittlung der Abweichungen dX und d Y der Ist- von den Soll-Positionen für die X- und K-Richlung und Ableiten zusätzlicher Ablenkspannungen zur Korrektur der Ablenkung des Elektronenstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Punkt des Schrcibfcldcs mil den Koordinaten X und K in seiner Soll-Position die Abweichungen ilX und ilY seiner Ist-Position von seiner Soll-Position aus den Formeln ai