DE2525235C2

DE2525235C2 - Schaltungsanordnung für die Feststellung des Ortes von Ausrichtmarken auf einer Auffangplatte mittels Elektronenstrahl und Verfahren zum Betrieb einer solchen Anordnung

Info

Publication number: DE2525235C2
Application number: DE2525235A
Authority: DE
Inventors: Donald E. Wappinger Falls N.Y. Davis; Millard A. Habegger; Richard D. Moore; Edward V. Weber; Ollic C. Poughkeepsie N.Y. Woodard
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-06-27
Filing date: 1975-06-06
Publication date: 1984-06-28
Also published as: JPS5333474B2; CH588066A5; IT1038109B; SE7507110L; ES438877A1; FR2276689B1; NL7506590A; US3901814A; CA1027255A; GB1508903A; SE408483B; JPS5114272A; BR7504006A; DE2525235A1; FR2276689A1

Description

— Abtasten des mit aus Streifenmustern bestehenden Aiisridilmarken versehenen Bereiches der Auffangplatte zum Erzeugen der Spitze-Spit/.e-Amplitude aus positiven und negativen Spitzenamplitudcn, die beim Überfahren tier Kanten eines Streifens abgeleitet werden und

— Ableiten eines für die übrigen Abtastungen der Marke gültigen Verstärkungsfaktors;

— weiteres Abtasten des mit Ausrichtmarken versehenen Bereichs zum Feststellen der größten positiven und negativen Spitzenamplitude beim Überfahren der Kanten der Streifen bei jeder Abtastung sowie einer dem Material des mit der Ausrichtmarkc versehenen Bereichs entsprechende Rest-Cirundspannung.

— Auswählen je einer zwischen einer der positiven b/.w. einer der negativen Spiizcnampliuide und der Resi-Grund-Spaniiung liegenden Spannung als positive b/.w. negative Schwellwenspannung für eine spätere Abtastung, wobei diese Auswahl während der Abtastung erfolgt, die auf die der Bestimmung des Verstärkungsfaktors dienende Abtastung folgt;

— Erzeugen eines ersten Signals, wenn ein durch den Strahl bei einem Überfahren einer Kante eines Kantenpaares eines Streifens während einer auf die Auswahl des Schwellwcrlsignals folgender Abtastung erzeugtes Ausgangssignal eines der positiven und negativen Schwellwcrte überschreitet;

— Erzeugen eines zweiten Signals, wenn ein durch den Strahl bei einem Überfahren einer Kante eines Kantenpaares eines Streifens während einer auf die Auswahl des Schwell wertsignals folgenden Abtastung den anderen der positiven und negativen Schwellwertsignalc überschreitet und

— Verwendung dieses ersten und zweiten Signals nach jeder der Auswahl eines Sehwellwcrtsignalcs dienenden Abtastung in Verbindung mit dem Ort des Strahls wahrend der Abtastung, bei der das erste und zweite Signal erzeugt werden, zur genauen Ortsbestimmung der Ausrichtmarke aufder Auffangplatte,

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

— Aussieben der der Restgrundspannung und den positiven und negativen Spitzenamplituden überlagerte Sägezahnspannung für jede Abtastung,

— bezüglich einer Nullinie symmetrischmachen der von den jeweils an den Endpunkten einer Ablenkrichtung liegenden Detektoren gelieferten Signale durch amplitudcnmäUiges aneinander Angleichen, um so den Einfluß des Ortes der Ausrichtmarke in bezug auf die Orte der Messung der Elekironenrüekstreuung durch die Detektoren zu eliminieren.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Abtastung nach jeder Abtastung umgekehrt wird.

ho Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Feststellung des Ortes von aus Streifenmustern bestehenden Ausriehlinarken auf einer Auffangplatte durch Abtastung mittels Elektronenstrahl in V- und Y-Richtung und Ableitung von positiven und negativen Signalen beim Überfahren der Kanten der Sfeilen tiIiroh den Elektronenstrahl an über der Auffangplatte an den Endpunkten der Abtastung in Y und V-Richtung liegenden Detektoren, bei der die beiden Deieklo-

ren einer Ablenkrichtung mit einem Differenlialverstärker verbunden sind, der jeweils beim Auflaufen des •Strahls auf die und beim Ablaufen des Strahls von der Ausrichtmarke ein positives und ein negatives Signal mil Spit/enamplitudc liefert, und bei der aus dieser posiliven bzw. negativen Spitzenamplitude durch Spitzendetektorstufen und eine Mittelwertschaltung ein positives bzw. ein negatives Schwellwertsignal ableitbar ist, das jeweils den Durchlaßpegel von Soannuiiäsvergleichsschaltungen auf einen Wen zwischen dem Mit- κι tclwert U: <i der positiven bzw. negativen Spiizenamplitude festlegt, derart, daß deren Ausgangssignale durch ihre Zeitlage die richtige Position der Kanten der Ausrichtmarke angeben.

Eine derartige Anordnung ist Gegenstand des älteren Patents 25 02 591.

In der DE-OS 20 56 620 ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines quadratischen Elektronenstrahls beschrieben. Dieser Strahl wird dazu verwendet, auf einem Halbleiterplättehen ein bestimmtes Muster aufzuzeichnen und die jeweilige tatsächliche Position einer Ausrichtmarke an jeder Ecke des Feldes wird zur Feststellung jedes tatsächlichen Feldes, in dem ein solches Muster aufgezeichnet werden soll, bcnut/t. Zur Feststellung des Ortes der aus Strei- ><-, fciiniustern bestehenden Ausrichtmarken auf den HaIbleiicrplättchen weist die bekannte Schallungsanordnung an den Endpunkten der Abtastung in λ"- und V-Richtung des Halbleiterplättchens durch Elektronenstrahl liegende Detektoren auf, die beim Überfahren der Kanten der Streifen positive und negative Signa'e erzeugen. Die beiden Detektoren einer Ablenkrichtung sind mit einem Differenzverstärker verbunden, der jeweils beim Auflaufen des Strahls auf die und beim Ablaufen des Strahls von der Ausrichtmarke ein positi- j:> vcs und ein negatives Signal mit Spitzenamplitude liefert.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bisher bekannten oder vorgeschlagenen Anordnungen nicht genau genug arbeiten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht also darin, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Feststellung der tatsächlichen Position der Ausrichtmarken wesentlich genauer durchgeführt werden kann. 4-,

Dies wird erfindiingsgemäß dadurch erreicht, daß /wischen den Detektoren und dem Differentialvcrstärker eine Signalsynimetrierschaltung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die beiden von den jeweils an den Endpunkten einer Ablcnkrichtung liegenden beiden Detektoren gelieferten Signale bezüglich einer Nullinie symmetrisch gemacht werden, und daß zwischen dem Differenzverstärker und den Sphzcndeiektorstufen ein Filier /um Aussieben der dem Ausgangssignal des Dil'ferentialverstärkers noch überlagerten Sägezahnspannung v> vorgesehen ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unicransprüchcn zu entnehmen.

In verschiedenen Verfahrcnsstufen bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen mit einem Halbleiter- w) plättchen, wie /. B. bei der Herstellung von Feldeffekttransistoren, ist die Tiefe des im Material zur Verfügung siehenden Bereichs, in dein eine Stufe oder eine Verliefimg als Ausrichtmarke angebracht werden kann, sehr beschränkt. Bei der Schaltungsanordnung nach der Kr- n, findiing hlendet das Filter die bei dor Abtastung des Strahls über dem I lalbleuerplatichcn im Bereich der Ausrichtmarke erzeugte Sägezahnspannung aus. Somil lassen sich sehr kleine positive und negative Ampliiudenspitzen, die durch eine Marke relativ geringer Tiefe erhalten werden, zur Kennzeichnung der Kanten der Marke benutzen.

Durch die Erfindung ist es ferner möglich, die Amplituden der durch die Detektoren um die Endpunkte einer Ablenkeinrichtung beim Überfahren der Ausrichtmarke erzeugten Signale zu symmetrieren. Wegen der Größe der Detektoren und dem relativ grolien Feld auf dem Halbleiterplättehen, innerhalb dessen die Ausrichtmarken angebracht sind, ist es notwendig, die von den Detektoren kommenden Signale aneinander anzugleichen, so daß die Amplitude jedes von den Detektoren kommenden Signals im wesentlichen die gleiche ist. unabhängig vom Ort des Detektors in bezug auf die Marke und im Vergleich mit anderen Detektoren.

Wenn man die Amplituden der von den Detektoren kommenden Signale aneinander angleicht, dann werden keine Verzerrungen zu erwarten sein, wenn die von den verschiedenen Detektoren kommenden Signale zur Ermittlung der Spiizensignale in einem Differentiaiverstärker voneinander subtrahiert werden. Ohne Anpassung der Amplituden der Signale aneinander würde ein Restwert oder Sockelwert auftreten, dessen Höhe mit der Tiefe der Marke und mil dem Material, in dem die Marke gebildet ist, schwankt und der damit den tatsächlichen Ort der Spitzensignale beträchtlich verzerren kann, da die Spitzensignale im Vergleich mit dem Zeitpunkt, in dem sie tatsächlich bei der Abtastung des Strahls auftreten, zeitlich verschoben sein würden.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbcispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 schematisch ein Elektronenstrahl-Er/eugungssystem und sämtliche Einrichtungen zur Steuerung des Strahls,

Fig. 2 .schematisch ein Blockschallbild zur Verarbeitung der Signale bei der Feststellung einer Ausrichtmarke,

F i g. 3 schematisch das Schaltbild eines in F i g. 2 verwendeten Vorverstärkers,

Fig. 4 schematisch ein Blockschaltbild der Signalsymmetrierstuffi,

Fig. 5 die Schaltung des in F i g. 2 verwendeten Filters.

F i g. 6 ein Blockschaltbild der automatischen Verstärkungsregelung in F i g. 2,

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Abtast- und llaltcstufe in Fig. 2,

Fig. 8 ein Blockschaltbild des negativen Spitzendetektors in F i g. 2,

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer automatischen Vorspannungsstiife,

Fig. 10 Impulsdiagranim der während einer Abtastung durch zwei Detektordioden erzeugten Spannungen ohne Symmetrierung der Signale und ohne Sägezahnspannung,

Fig. 11 eine .Spannungskurve, die den Unterschied zwischen den beiden Kurven in Fig. 10 zeigt,

F i g. 12 die durch die Deteklordiodcn mit Signalsymmelrierung erzeugten Spannungskurven ohne die Sägezahnspannung.

'•'ig. IJ eine .Spannungskurve, die den Unicrschied /wischen den beulen Spannungskurven in I-ig. 12 angibl.

F i g. 14 eine Spiiiuiungskiirve ähnlich wie I ι υ. I 3. ie doch mit einer liberiapcnen Säge/ahnspannini;:.

l-'ig. 15 eine Spannungsk'.irve nach Ausschnitt in

F i g. 2, jedoch mit einer Restsockelspannung,

Fig. 16 eine Draufsicht auf eine Halbleiterscheibe mit Chip;, zur Darstellung der sich überlappenden Felder, innerhalb der die Chips liegen,

Fig. 17 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Ausrichtmarke, und

Fig. 18 ein Inipulsdiagramm zur üarsiellung des Schaltzüstandes der verschiedenen Schalter, d. h. wann der Strahl aufgetastet oder dunkelgetastet ist, wobei das Signal dann einen positiven Wert aufweist, wenn der Schalter dann geschlossen ist.

In Fig. 1 ist ein Elektronenstrahl-Erzeugungssystem

10 gezeigt, das einen Elektronenstrahl 11 erzeugt. Der Strahl durchläuft eine Öffnung 12 in einer Platte 14, wodurch der Strahl Il seine Form erhält. Der Strahl 11 hat vorzugsweise quadratischen Querschnitt und eine Abmessung gleich der kleinsten Linienbreite des herzustellenden Musters.

Der Strahl 11 läuft zwischen einem Paar der Dunkelsteuerung dienenden Platten 16 hindurch, die bestimmen, ob der Strahl an das zu bearbeitende Material angelegt oder ausgetastet werden soll. Die der Dunkelsteuerung dienenden Platten 15 werden durch Schallungen in einer Analogslufe 17 gesteuert, an der eine Spaltensteuerung (nicht dargestellt) angeschlossen ist.

Die Analogstufe 17 wird durch eine Digitalsteuerung 18 gesteuert. Die Digitalsteuerung 18 ist mit einer Datenverarbeitungsanlage, vorzugsweise einem System aus der Serie IBM 370 verbunden.

Der Strahl 11 tritt dann durch eine kreisförmige Blende 20 in einer Platte 21 hindurch. Damit wird der Strahl

11 in der Weise gesteuert, daß nur die durch die Mitten der i.insen (nicht gezeigt) hindurchtretenden Elektronen benutzt werden, so daß ein quadratischer Fleck ohne Verzerrung gebildet wird, y,

Der Strahl 11 durchläuft anschließend Stigmatorspulen und anschließend die Fokussierspule (nicht dargestellt). Die Stigmiitorspulen und die Fokussierspule sind mit der .Spaltensteuerung verbunden.

Nach Durchlaufen der Fokussierspule wird der Strahl durch magnetische Abicr.kspuien 23, 24, 25 und 26 beeinflußt. Die magnetischen Ablcnkspulen 23 und 24 steuern die Ablenkung des Strahls 11 in waagrechter oder X-Richtung. während die magnetischen Ablenkspulen 25 und 26 die Ablenkung des Strahls 11 in senkrechter oder K-Richtung steuern. Die Ablenkspulen 23 bis 26 bewirken also gemeinsam durch entsprechende Ablenkung des Strahls 11 eine waagrechte Abtastbewegung des Strahls.

Obgleich der Strahl Il eine rasterartige Abtastung ausführen konnte, wird er doch vorzugsweise etwa in der Form hin und her bewegt, daß der Strahl sich längs benachbarter Zeilen jeweils in entgegengesetzten Richtungen bewegt. Somit wird während des Vorlaufs der Ablenkung den Ablenkspulen 23 und 24 eine negativ kompensierte Sägezahnschwingung zugeführt, während den Spulen 23 und 24 während des Rücklaufs eine positiv kompensierte Sägezahnschwingung von entgegengesetzter Polarität zugeführt wird.

Der Strahl 11 durchläuft dann eine erste Gruppe elek- wi trostatischer Ablenkplatten 27, 28, 29 und 30. Die elektrostatischen Ablenkplatten 27 und 28 bewirken eine Ablenkung des Strahls in waagrechter oder A"-Richtung. während die elektrostatischen Ablenkplatten 29 un 30 eine Ablenkbcwegung des Strahls 11 in senkrechter b5 oder V-Kichlung bewirken. Die Ablenkplatten 27 bis 30 dienen der Feineinstellung oder Kompensation des Strahls Il in jeder der vorbestimmten Einstellpositionen. Die IJnearitätskorrektursignale werden den Ablcnkspulen 23 bis 26 zugeleitet.

Nach Durchlaufen der elektrostatischen Ablenkplatten 27 bis 30 durchlauft der Strahl eine zweiic Gruppe elektrostatischer Ablenkplatten 31, 32, 33 und 34. Die elektrostatischen Ablenkplatten 31 und 32 dienen der Ablenkung des Strahls 11 in waagrechter oder Λ'-Richtung, während die elektrostatischen Ablenkplatten 11 und 34 der Ablenkung des Strahls 11 in senkrechter oder V'-Richtung dienen. Die Platten 31 und 32 lenken den Strahl Il in X-Riehtung ab, und die Planen 33 und 34 lenken den Strahl 11 in V-Richtung aus jeder der vorbestimmten Positionen, in die der Strahl entsprechend seinem vorbestimmten Muster bewegt wird, ab. so daß der Strahl H auf der Grundlage der Abweichung von der festgelegten Position bezüglich Form und Ort, in der der Strahl II geführt werden soll, nut seine tatsachliche Position eingestellt wird.

Der Strahl Il gelangt dann an eine Auffangplatte 55, die hier beispielsweise ein Halbleiicrpläuchen sein kann. Die Auffangplatte 35 ist in X- und V-Riehtiing einstellbar.

Wie aus F i g. 16 zu erkennen, kann die Auffangplatte aus einer Anzahl einander überlappender Felder 39 bestehen. Ein Halbleilerplättchen 40 wird innerhalb jedes der Felder 39 gebildet, so daß insgesamt eine größere Anzahl von Halbleilerplättchen auf einer Halbleiterscheibe 41 vorgsehen sind, wobei jedes der Halbleilerplättchen 40 eine durch den Strahl zu belichtende Photolackschicht trägt.

An jeder der vier Ecken jedes der Felder 39 befindet sich eine in Fig. 16 schematisch als Kreuz dargestellte Ausrichtmarke 42. Wie in Fig. 16 dargestellt, ergibt sich daraus, daß sich die einzelnen Felder 39 gegenseitig überlappen, daß die gleiche Ausrichtmarke 42 für je wcils vier verschiedene Felder 39 benutzt wird. Damit ist also die in der unteren rechten Ecke des einzigen in Fig. 16 dargestellten vollständigen I'eldes 39 liegende Ausrichtmarke 42 außerdem die Ausrichtmarke für die untere linke Ecke des rechts von dem vollständigen leid 39 liegenden Feldes, für die obere rechte Ecke des unterhalb des vollständigen Feldes 39 liegenden Feldes und für die obere linke Ecke des diagonal nach rechts von dem vollständigen Feld 39 liegenden Feldes 39.

Jede der Ausrichtmarke^ 42 besteht dabei vorzugsweise aus einer Anzahl horizontal verlaufender Streifen 43, vorzugsweise drei, wie in F i g. 17 zu sehen und einer Anzahl senkrecht verlaufender Streifen 44, vorzugsweise ebenfalls in gleicher Anzahl wie die Streifen 43. |ede andere brauchbare Anordnung kann als Ausrichtmarke 42 benutzt werden, wenn sich dabei eine Abtastung von vertikalen Kanten der Marke in .Y-Richtung und von horizontalen Kantender Marke in V-Richtung ergeben.

Die an jeder der vier Ecken jedem der Felder 39 angebrachten Ausrichtmarken 42 dienen zum Auffinden des Feldes 39, in dem das Muster aufgezeichnet werden soil. Die gegenseitige Überlappung der Felder 39 macht es möglich, daß auch zwischen benachbarten Feldern geschrieben werden kann. Die Grenzen der einzelnen Halbleiterplältchcn 40 liegen innerhalb des Überlappungsbereichs der einzelnen Felder 39.

Den genauen Ort jeder der Ausrichtmarken 42 erhält man dadurch, daß man den Elektronenstrahl 11 über die senkrechten Kanten der senkrecht liegenden Streifen 44 der Marke 42 während der Abtastung in A- oder waagrechter Richtung und über die waagrechlen Kanten der waagrecht liegenden Streifen 43 der Marke 42 während der Abtastung in senkrechter oder V-Richiiing führi.

Kin Ausrichidcickior dient /um Feststellen des Zeitpunktes, zu dem der Elektronenstrahl 11 über jede der Kanten der Ausrichtmarke 42 läuft.

Die Aiisrichldetektor besteht vorzugsweise aus vier Detekiordioden 45,46,45' und 46' (F i g. 2). die oberhalb der Halbleiterscheibe 41 liegen und /wischen sich eine Öffnung aufweisen, durch die der Slrahl 11 hindurchlnlt und auf einem Hereich der I Ialbleiterscheibc41 aultrilft. Die zwei Dioden 45 und 46 sind für die Λ Abtastung bestimmt und /wischen den entgegengesetzten Kndpunktcn <.\cv A'-Abiastung des Strahls Il angeordnet. Die beiden Dioden 45' und 46' sind für die V'-Abtastung bestimmt und sind an den entgegengesetzten lindpunkten der >-Abtastung des Strahls 11 angeordnet. Die vier Dioden 45, 46, 45' und 46' sind vorzugsweise in der Quadrantenanordnung gemäß F i g. 2 angebrach!.

Überfährt der Elektronenstrahl U bei der Abtastung in X-Richning die senkrechten Streifen 44 der Ausrichtmarke 42, dann ändert sich die Rückstreuung der Elektronen von der Halbleiterscheibe 41 dann, wenn der Strahl 11 über eine der vertikalen Kanten eines der Streifen 44 der Ausrichtmarke 42 läuft. Jeder der Streifen 43 und 44 der Ausrichtmarke 42 besteht vorzugsweise aus einer Vertiefung in der Oberfläche der Halbleiterscheibe 41. Wenn somit der Strahl 11 in eine solche Vertiefung einläuft, dann liefert eine der Dioden 45 und 46 ein größeres Signal als die andere der beiden Dioden 45 und 46, und die umgekehrte Anordnung tritt auf, wenn sich der Strahl 11 wieder aus der Vertiefung heraus bewegt.

Die Detektordioden 45, 46, 45' und 46' sind Spcrrschichtdioden mit vollständiger Verarmung der Sperrschicht und jede der Dioden 45,46,45' und 46' weist eine zweite Diode 47 auf. die als Schutzring dient. Die Sperrschicht der Dioden 45,46,45' und 46' ist die auf der dem Strahl Il abgewandten Seite liegende Schicht der Diode. Jede der vier Detektordioden 45,46,45' und 46' ist so vorgespannt, daß die dem Strahl 11 zugewandte Seite auf Erdpotential liegt, so daß der Strahl dadurch nicht abgelenkt wird.

Wie in F i g. 2 dargestellt, ist die Detektordiode 45 mit einem Vorverstärker 48 und die Detektordiode 46 mit einem Vorverstärker 49 verbunden. Jeder der Vorverstärker 48 und 49 enthält einen Operationsverstärker 50 (fig. 3) mit einem zu einein Kondensator 51 im Rückkopplungsstromkreis parallelgeschalteten Widerstand 52. wodurch die Verstärkung und die Bandbreite des Vorverstärkers geregelt wird.

Die Anode der Detcktordioden 45 oder 46 ist mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 50 über einen Widerstand 53 (F i g. 2) und mit einem Kondensasistor und weitere Schaltmittel. Es sollte hierbei eingefügt werden, daß alle in dieser Anordnung verwendeten elektronischen Schalter von gleicher Bauart sind.

Wenn der Strahl 11 in Α-Richtung abtastet, dann sind ^r, die elektronischen Schalter 57 und 59 betä'igt. Wenn der Strahl 11 in V-Richtung abtastet, sind die elektronischen Schalter 57 und 59 gesperrt, und damit sind die Detektordioden 45 und 46 von den Sipial-Symmetrierstufen 58 bzw. 60 abgetrennt.

Ki Wenn der Strahl 11 in V-Kichtung abtastet, dann sind die Schalter 61 und 62 geschlossen, so daß die von den beider !'-Abtastung benutzten Deiekiordioden 45' und 46' kommenden Signale über die Vorverstärker 65 und 66, die von gleicher Bauart sind wie die Vorverstärker

l) 48 und 49. in gleicher Weise den Signal-Symmetriersiufen 58 und 60 zugeführt werden, wie die von den Vorverstärkern 48 und 49 kommenden Signale, wenn die elektronischen Schalter 57 und 59 geschlossen sind. Die elektronischen Schalter 61 und 62 sind offen, wenn der Strahl 11 in A"-Richtung abtastet.

Die Signalsymmetrierstufen 58 und 60 sind mit einem Differentialverstärker 69 verbunden, der die Differenz der von den Vorverstärkern 48 und 49 während der Α-Abtastung und von den Vorverstärkern 65 und 66 während der K-Abtastung kommenden Signale verstärkt. Das Ausgangssignal der Signalsymmetrierstufe

58 wird dem negativen Eingang des Differemialverstärkers 69 zugeführt und das Ausgangssignal der Signalsymmclriersiulc 60 wird dem positiven Eingang des DiI-

)(i ferentialverstärkers 69 zugeführt.

Die Signalsymmetrierslufen 58 und 60 werden dazu verwendet, um die von den Detektordioden 45 und 46 oder 45' und 46' über die elektronischen Schalter 57 und

59 oder 6! und 62 ankommenden Signale automatisch j5 entsprechend dem Ort der Marke 42 in bezug auf die Detektordioden 45 und 46 bzw. 45' und 46' zu symmetrieren. Jede dieser Marken 42 liegt in einer Ecke eines Feldes 39, wie F i g. 16 zeigt.

Liegt die Marke 42 beispielsweise in der oberen rechten Ecke des Feldes 39, dann liegt die Detektordiode 45 näher an der Marke 42 als die Detektordiode 46. da dies die Detektordioden für die Α-Abtastung sind. Das von der Detektordiode 45 kommende Ausgangssignal hat daher ein höheres Hintergrundsignal, als das der Diode

4·> 46, wobei dieses Hintergrundsignal dadurch erzeugt wird, daß der Strahl 11 Ober den Abschnitt der Halbleiterscheibe 41 mit der Marke 42 läuft. Dies ist in F i g. 10 gezeigt. Dabei stellt die Kurve 70 die Ausgangsspannung der Diode 45 und die Kurve 71 die Ausgangsspan-

¹K) nung der Diode 46 dar, wobei in jedem Fall die Sägezahnspannung weggelassen ist. Die Hintergrundspan-

Die Diode 47, die als Schutzring dient, ist an einer positiven Spannungsquelle mit einem etwas kleineren Potential als die Batterie 55 angeschlossen.

|edc der Dioden 45 und 46 ist mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 50 und Erde durch eine Leitung verbunden, die jeweils um die zwischen der Kathode der Dioden 45 bzw. 46 und dem Widerstand 53 verlaufende Leitung herumgewickelt ist. Durch dieses Verdrillen der Leitungen wird eine Störunterdrückung erzielt.

Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 48 gelangt über einen elektronischen Schalter 57 an eine SignalsymmetriersHjfc 58. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 49 gelangt über einen elektronischen Schalter 59 an eine Signalsymmelrierstufe 60. Jeder der elektronischen Schalter 57 und 59 enthält einen Feldeffektrandie Hintergrundspannung der Kurve 71.

Wenn der Strahl 11 während einer A'-Abtastung über

w eine der Kanten eines der senkrechten Streifen 44 der Ausrichtmarke 42 läuft, dann hat die Kurve 70 eine positive Spitzenamplitude 72 und die Kurve 71 eine negative Spitzenamplitude 73. Bewegt sich der Strahl 11 zwischen den beiden Kanten des senkrechten Streifens 44, dann hat die Kurve 70 einen Sockelwert 74 und die Kurve 71 einen Sockelwert 75. Der Sockelwert, der eine größere Spannung liefert als der Hintergrund ist darauf zurückzuführen, daß die Vertiefung des senkrechten Streifens 44 eine stärkere Reflexion des Strahls 11 verursacht als das Überfahren solcher Teile der Halbleiterscheibe 41, auf der keine Streifen 44 sind. Wenn der Strahl 11 die Vertiefung des Streifens 44 verläßt und dabei die andere seiner beiden Kanten überfährt, dann

hat die Kurve 70 cine negative Spitzenuinplitiide 76 und die Kurve 71 hat eine positive Spitzenamplitude 77.

Wenn also die in den Kurven 70 und 71 dargestellten, von den Dioden 45 und 45 kommenden Signale an den Differentialverstärker 69 abgegeben werden, ergibt sich als Ausgangssignal eine Kurve 78(F i g. 11), die nicht nur die Differenz der Hintergrundspannungen der Kurven 70 und 7!, sondern auch die Differenz der Sockelspannungen der Kurven 70 und 71 darstellt. Die Differenz der Sockelspannungen 74 und 75 hätte jedoch eine Verzerrung zur Folge, so daß die positiven und negativen Spitzenamplituden, die den Ort der Kanten jedes der senkrechten Streifen darstellen, nach rechts verschoben erscheinen. Dadurch würde man aber in bezug auf den Ort der Kanten jedes der senkrechten Streifen 44 der Marke 42 falsche Daten erhalten. Es sei hier darauf hingewiesen, daß die positiven und negativen Spitzenamplituden der anderen beiden senkrechten Streifen 44 in F i g. 10 weder für die Kurve 70 noch für die Kurve 71 dargestellt sind.

Wie in F i g. 11 gezeigt, weist die Kurve 78 einen Sokkelwert 79 auf, der eine Verschiebung sowohl der positiven Spitzenamplitude 80 als auch der negativen Spitzenamplitude 81 nach rechts zur Folge hat. Für eine genaue Ortung der Kanten jedes der senkrechten Streifen 44 in der Marke 42 muß also der Sockelwert 79 ausgesiebt werden.

Die Signalsymmetrierstufen 58 und 60 entzerren das durch die Kurve 78 dargestellte verzerrte Signal. Jede der Signalsymmetrierstufen 58 und 60 enthält einen multiplizierenden Digital-Analogwandler 82, der für die Signaisymmetrierstufe 58 in F i g. 4 dargestellt ist.

Jeder multiplizierende Digital-Analogwandler 82 der beiden Signalsymmetrierstufen 58 und 60 liefert für die Spannungen der Kurven 70 und 71 je einen verschiedenen Multiplikator, so daß die Hintergrundspannungen und die Sockelspannungen für beide Detektordioden 45 und 46 die gleichen sind. Nach Multiplikation der Kurve 70 erhält man die Kurve 83 in Fig. 12, während man durch Multiplikation der Kurve 71 die Kurve 84 in Fig. 12 erhält. Dabei sei unterstellt, daß in den Kurven 83 und 84 in gleicher Weise wie in den Kurven 70 und 71 die Sägezahnspannung nicht enthalten ist.

Der Multiplikator des multiplizierenden Digial-Analogwandlers 82 der Signaisymmetrierstufe 58 für die Kurve 70 hängt vom Ort der Marke 42 im Feld 39 r.uf der Halbleiterscheibe 41 ab. Wenn dabei die Marke 42 in der oberen rechten Ecke liegt und dabei die Kurven 70 und 71 liefert, dann reduziert der Multiplikator des Digital-Analogwandlers 82 der Signaisymmetrierstufe 58 die Amplitude der Spannung der Kurve 70, wie durch die Kurve 83 in F i g. \7 dargestellt ist. In gleicher Weise erhöht, wenn die Marke 42 sich an diesem Ort befindet, der Multiplikator des Digital-Analogwandlers 82 der Signaisymmetrierstufe 60 die Amplitude der Spannung der Kurve 71, wie dies durch Kurve 84 in F i g. 12 angedeutet ist.

Die dem Digital-Analogwandler 82 jeder der Signalsymmetrierstufen 58 und 60 zugeführten Signale werden von der digitalen Steuerschaltung 18 geliefert. Somit gibt also die digitale Steuerschaltung 18 die dem Ort der Marke 42 innerhalb des Feldes 39 entsprechenden Signale ab.

Die Verwendung von multiplizierenden Digital-Analogwandiern 82 in jeder der Signalsymmetrierstufen 58 und 60 hat zur Folge, daß die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 69 die in Fig. 13 dargestellte Kurvenform 85 aufweist die weder einen Sockelwerl noch eine Hinleigrundspanniing besitzt. Stall dessen zeigen die positive Spiucnamplitude 86 und die negative Spitzenainplitude 87 der Kurve 85 die Orte der Kanten einer der vertikalen Streifen 44 der Marke 42 richtig an. Dabei gibt es keinen Sockelwert. da die Sockelspannungen der beiden Kurven 83 und 84 gleich groß sind, so daß der Sockelwert dann entfällt, wenn die beiden Kurven 83 und 84 im Differentialvcrstärker 69 voneinander subtrahiert werden. Dies trifft ebenso für die Hinlcr-

lü grundspannungen zu.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Kurve 85 in Fig. 13 die Sägezahnspannung nicht enthält. Wäre in der Kurve 85 die Sägezahnspannung enthalten, dann würde sie etwa aussehen wie die Kurve S5A in Fi g. 14,

r> in der die positiven Spitzenamplituden mit 86.4 und die negativen Spitzcnaniplituden mit 87Λ bezeichnet sind.

Da das Ausgangssignal des multiplizierenden Oigiial-Analogwandlers 82 jeder der Signalsymnietriersuiien 58 und 60 ein Ausgangsstrom ist, muß ein Operaiions-

2(i verstärker 88 (Fig.4) zur Umwandlung des von jeder der Signalsymnietrierstufen 58 und 60 abgenommenen Ausgangsslromes in eine Ausgangsspannung benutz! werden.

Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 69 wird über ein Filter 89 (F i g. 2) einer atomatischen Verstärkungsregelung 90 zugeleitet. Das Filter 89 dient zum Aussieben der Sägezahnspannung (vergl. 854 in Fig. 14) aus dem Ausgangssignal des Differentialverstärkers 69 und liefert eine Restgrundspannung, wie sie in der Kurve bei 904 in Fig. 15 gezeigt ist, die der Oberfläche des Halbleiterplättchens 41 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Strahl 11 sich über den Bereich mit der Marke 42 bewegt, entspricht.

Wie in F i g. 5 gezeigt, enthält das Filter 89 einen Kondensator 91, der über eine Leitung 92 mit dem Ausgang des Differentialverstärkers 69 verbunden ist. Das Filter 89 enthält ferner einen Widerstand 93, der nach Masse gelegt ist sowie einen elektronischen Schalter 94. Zu Beginn jeder Abtastung ist der elektronische Schalter

4» 94 für eine ganz kurze Zeitspanne geschlossen, so daß der Kondensator 91 sich nach Masse entladen kann. Somit ist das Filter 89 zwar während einer sehr kurzen Eingangsphase der Abtastung nicht wirksam, es ist jedoch ausreichend wirksam, um die jenseits der gewünschten Restgrundspannung liegende Sägezahnspannung zu entfernen.

Das gefilterte Ausgangssignal ist bei 9OA in Fig. 15 dargestellt, wobei die Restgrundspannung die Hintergrundspannung ist, von der aus die positiven Spitzenamplituden 94ß und die negativen Spitzenamplituden 94C ausgehen. Die Restgrundspannung steigt sofori nach Öffnen des elektronischen Schalters 94 an, so daß sich dann der Kondensator 91 des Filters 89 auf die gewünschte Restgrundspannung aufladen kann.

Die automatische Verstärkungsregelung 90 regelt den Verstärkungsfaktor entsprechend dem Material des Teils der Halbleiterscheibe 41 mit der Marke 42 ein, die der Strahl 11 gerade abtastet. Der Verstärkungsfaktor wird während einer ersten Abtastung des Strahls Il

bo über den Bereich der Halbleiterscheibe 41 mil der Marke 42 abgeleitet und während aller übrigen, in gleicher Richtung über der Marke 42 verlaufenden Abtastungen benutzt. Die automatische Verstärkungsregelung 90 regelt das Signal bei nachfolgenden Ablaslungen auf die

b5 vorbestimmte Amplitude gemäß dem während der ersten Abtastung bestimmten, durch den Verstärkungsfaktor definierten Wert ein.

Das Ausgangssignal des Filters 89 wird über eine Lei-

lung 95 an einen der beiden Eingänge einer Multiplizierst u fe 96 (Fig. 6) der automatischen Verstärkungsregelung 90 angelegt.

Das Alisgangssignal der Multiplizierstufc % gelangt über eine Inverier-Vcrstärkerstufe 97, die der Regelung der Verstärkung und der Bandbreite des Signals dient, über eine Leitung 97' an einen elektronischen Schalter 98, der dann geschlossen ist. wenn der Strahl 11 während einer seiner Abtastungen aufgeiastet ist, und offen ist, wenn der Strahl 11 während seiner Abtastungen dunkelgelaslet ist. Die gegenseitige Beziehung zwischen dem Schallzusland des elektronischen Schalters 98 und dem Auftastzustand bzw. Antastzustand des Strahls 11 ist in dem Impulsdiagramm der F i g. 18 angezeigt.

Ist der elektronische Schalter 98 geschlossen, dann kann das vom Verstärker 97 der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommende Ausgangssignal einem positiven Spitzendetektor 99 und einem negativen Spitzendetektor 100 zugeleitet werden. Das Ausgangssignal des positiven Spitzendetektors 99 wird über eine Leitung 103 dem positiven Eingang eines Differenlialverstärkers 102 der automatischen Verstärkungsregelung 90 zugeführt. Das Ausgangssignal des negativen Spitzendetcktors 100 wird über eine Leitung 104 dem negativen Eingang des Differentialverstärkers 102 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 102 liegt an einer Abtast- und Haltestufe 105, deren Ausgangssignal einem der beiden Eingänge einer Dividierstufe 106 zugeleitet wird. Die Dividierslufe 106 ist über einen elektronischen Schalter 107 und eine Leitung 108 mil dem zweiten l-ingang der Muitiplizierstufe 96 verbunden. Für eine Einstellung des Verstärkungsfaktors der automatischen Verstärkungsregelung 90 während aller Abtastungen in X-Richtung, beispielsweise über die Marken 42. wird der Verstärkungsfaktor während der ersten Ablastung in Α-Richtung eingestellt. Während der ersten Ablastung mit aufgetastetem Strahl 11 ist der elektronische Schalter 98 geschlossen und ein elektronischer Schalter 109 ist geschlossen, während der elektronische Schalter 107 geöffnet ist, wie man dies Fig. 18 entnehmen kann. Durch Schließen des elektronischen Schalters 109 liegt eine positive Spannung von 15 Volt über einen Widerstand 110 und eine Leitung 108 am Eingang der Multiplizierstufe 96. Das öffnung des elektronischen Schalters 107 verhindert, daß der Ausgang der Dividierstufe 106 mit dem Eingang der Muitiplizierstufe 96 verbunden ist.

Damit liegt am positiven Spitzendetektor 99 eingangsseitig ein positives Spitzensignal, das gleich dem Produkt des vom Filter 89 kommenden Spitzensignals mit der über Leitung 108 und den geschlossenen elektronischen Schalter 109 ankommenden Spannung ist. In gleicher Weise liegt an dem negativen Spit/endetektor 100 ein negatives Spitzensignal, das das Produkt aus dem vom Filter 89 kommenden negativen Spitzensignal und der über die Leitung 108 und den geschlossenen elektronischen Schalter 109 ankommenden Spannung ist.

Da der elektronische Schalter 98 geöffnet wird, wenn der Elektronenstrahl 11 vor der Umkehr seiner Abtastrichtung dunkelgetastet wird, werden die Spitzendetekloren 99 und 100 (durch das öffnen des elektronischen Schalters 98) gesperrt. Wenn der elektronische Schalter 98 öffnet und damit die Spitzendetektoren 99 und 100 abschaltet, dann wird der nach der Abtast- und Haltestufe 105 führende elektronische Schalter 111 (Fig.6) geschlossen und nimmt ein Ausgangssignal auf. das die vom Differentialverstärker 102 kommende Differenz der Ausgangssignale der Spitzendelektoren 99 und 100 darstellt. Diese Beziehung zwischen dem Schließen des elektronischen Schalters 111 und dem Öffnen des elektronischen Schalters 98 und der Dunkeltastung des Strahls 11 ist in F i g. 18 gezeigt.

Das Ausgangssignal der Ablast- und Haliestufe 105 wird der Dividierstufe 106 zugeleitet. Dem zweiten Eingang der Dividierstufe 106 wird über eine Leitung 112 eine zweite Konstante zugeführt. Das Ausgnngssignal

lü der Dividierstufe 106 ist 10/VA'', wobei A" das von der Abtast- und Haltcsiufe 105 kommende Ausgangssignal und Zdas über die Leitung 112 ankommende Eingangssignal ist. Das Ausgangssignal der Dividierstufe 106 ändert sich während der übrigen Abtastungen in X-Rich-Hing nicht, da in dieser Zeil die Abtast- und Haltestufc 105 kein weiteres Eingangssignal liefert.

Der elektronische Schalter 109 wird dann geöffnet, wenn der Strahl 11 während der ersten Abtastung dunkelgetastet wird. Ist der elektronische Schaller 109 offen, dann liegt die positive, über Widersland 110 angelegte Spannung über Widerstand 113 an Erde. Immer dann, wenn der elektronische Schalter 109 geöffnet ist. ist der elektronische Schalter 107 geschlossen und umgekehrt, wie dies Fig. 18 zeigt.

Sobald also der elektronische Schalter 98 öffnet, nimmt die Abtast- und Haltestufe 105 ihr Eingangssignal auf und gibt ein Ausgangssignal an die Dividierstufe 106 ab. Das von der Dividierstufe 106 kommende Ausgangssignal wird über Leitung 108 für alle auf die erste Abtastung folgenden Abtastungen an einen der Eingänge der Multiplizierstufc 96 abgegeben. Da das Ausgangssignal der Dividierstufe 106 eine feste Größe ist, wird dadurch sichergestellt, daß für alle übrigen A-Abtastungen der Marke 42 der gleiche Verstiirkungs-

Y-, faktor (die von der Dividierslufe 106 kommende Spannung) über Leitung 108 der Muliipli/.icrstufe 96 als Eingangssignal zugeführt wird.

Es sei hier erwähnt, daß die automatische Verstärkungsregelung 90 während der ersten Ablastung des Strahls 11 in >'-Richtung erneut eingestellt wird. Wird in gleicher Weise der Strahl 11 nach anderen Marken 42 bewegt, dann wird wiederum der Verstärkungsfaktor der automatischen Verstärkungsregelung 90 zunächst für die A'-Abtasiunyen und dann für die y-Abuistungen festgelegt. Das Ausgangssignal der automatischen Verstärkungsregelung 90 wird dem positiven Spuzendetektor 99 (F i g. 2) und dem negativen Spitzendetcktor 100 dann zugeführt, wenn der elektronische Sehalter 98 geschlossen ist. Außerdem wird das von der automatisehen Verstärkungsregelung 90 kommende Ausgangssignal über eine Leitung 115 abgegeben, wenn der elektronische Schalter 98 geschlossen isi. Die Lciung !!5 stellt eine Verbindung über einen elektronischen Schalter 116 und eine Leitung 117 nach einer positiven Spannungsvergleichsstufe 118 und einer negativen Spannungsvergleichsstufe 119 her.

Der elektronische Schalter 116 wird während der ersten Abtastung dann geöffnet, wenn der elektronische Schalter 107 geöffnet und wenn die elektronischen

bo Schalter 98 und 109 geschlossen sind (vergl. Fig. 18). Die Vergleichsstufen 118 und 119 können daher während der ersten Abtastung kein Eingangssignal aufnehmen, da zu diesem Zeitpunkt der Ort der Marke 42 nicht festgestellt wird.

Das von der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommende Ausgangssignal wird außerdem über eine Leitung 121 einer Abtast- und Miltelwertschaltung 122 zugeleitet. Wenn der elektronische Schalter 98 ee-

schlossen ist. wird das von der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommende Ausgangssignal immer d.inn über die Leitung 1ΓΜ und der Ablast- und Mitlelwenschaltung 122 während aller Abtastungen übertragen, wenn der Strahl 11 aufgetastet ist.

Wie aus Fig.7 zu ersehen, enthält die Abtast- und Mittelwertschaltung 122 einen mit der Leitung 121 verbundenen Widerstand 123. Wenn der elektronische Gehälter 125 geschlossen ist. dann ist ein Widerstand 124 über den geschlossenen Schalter 125 zu dem Widerstand 123 parallel geschaltet. Der elektronische Schalter 125 wird immer dann geschlossen, wenn eine der Marken in einer der Ecken des Feldes 39 abgetastet wird. Wenn eine Ausrichtmarke in den Ecken der Halbleiterscheibe 41 statt einer Ausrichtmarke 42 in einer Ecke des Feldes 39 abgetastet wird, dann ist der elektronische Schalter 125 offen, so daß der Gesamtwiderstand größer ist, da nur der Widerstand 123 effektiv eingeschaltet ist

Dieser größere Widerstand ist bei Abtastung der Halbleiterscheibe statt der Abtastung des Feldes 39 notwendig, da die Abtastung der Halbleiterscheibe 41 längerdauert.

Die Widerstände 123 und 124 sind an einem Kondensator 126 angeschlossen, der bei geschlossenem elektronischem Schalter 98 aufgeladen wird. Diese Aufladung findet nur während der Abtastung bei aufgetastetem Strahl 11 statt.

Ein Operationsverstärker 127 ist parallel zu dem Kondensator 126 angeschlossen und liefert das am Kondensator 126 liegende Signal über eine Leitung 129 an eine Abtast- und Haltestufe 128. die vorzugsweise genauso aufgebaut ist wie die Abtast- und Haltestufe 105. Wenn der elektronische Schalter 98 geöffnet ist, so daß nunmehr die Ausgangsspannung der automatischen Verstärkungsregelung 90 nicht mehr an der Ablast- und Mittelwertstufe 122 anliegt, dann wird ein elektronischer Schalter 130 geschlossen, so daß dann der von der Abtastung in der Abtast- und Mitielwertschaltung 122 erzeugte Mittelwert über den elektronischen Schalter 130 nach der Abtast- und Haltestufe 128 übertragen werden kann. Somit nimmt also am Ende des Abschnittes jeder Abtastung, in der der Strahl 11 dunkelgetastei wird, die Abtast- und Hallestufe 128 den von der Abtast- und Mittelwertschaltung 122 kommende Mittelwert der Spannung auf. Das Ausgangssignal der Abtast- und Haltestufe 128 wird während der nächsten Abtastung des Strahls 11 benutzt.

Wenn der elektronische Schalter 130 offen ist ur;d damit eine Übertragung des Ausgangssignals der Abtast- und Mittelwertschaltung 122 nach der Abtast- und Haltestufe 128 unterbricht, wird für die Entladung des Kondensators 126 ein elektronischer Schalter 131 geschlossen. Damit wird vor Beginn der nächsten Abtastung der in der Abtast- und Mittelw.-:rtschaltung 122 liegende Mittelwert der Spannung auf Erdpotential zurückgeführt.

Wenn bei Beginn der nächsten Abtastung der Strahl 11 aufgetastet wird, öffnet der elektronische Schalter 131. In gleicher Weise öffnet der elektronische Schalter 131, wenn der elektronische Schalter 98 schließt, so daß die von der automatischen Verstärkungsregelung kommende Spannung an die Halte- und Mittelwertschaltung 122 angelegt werden kann. Die gegenseitige Beziehung des Öffncns und Sehließcns der Schalter 98,130 und 131 ist in F i g. 18 gezeigt.

Das von der Abtast und Mittelwertschallung 122 über die Abtasl- und Haltestulc auf der Ausgangsleitung 132 abgegebene Ausgangssignal stell! die Rcsigrundspannung dar. Die Ausgangsleitung 132 der Abtast- und Haltestufe 128 ist über einen Widerstand 133 an einer Eingangsleitung 34 eines Differenlialversiärkers 135 angeschlossen.

Ein weiteres Eingangssignal wird der Eingangsleilung 134 von einer Abtast- und Haltestufe 136 über einen Widerstand 137 zugeführt. Die Ablast- und Haltestufe 136 ist über eine Leitung 138 am Ausgang des negativen

ίο Spitzendeiektors 100 angeschlossen.

Der negative Spitzendetektor liefert ein positives Ausgangssignal. Dies stellt eine Inversion des dem negativen Spilzendetekior 100 ziigeführten Eingangssignals dar. Es ist dabei erforderlich, daß das Ausgangssignal

r> des negativen Spitzendetektors 100 positiv isi, da die während der nächsten Abtastung in Gegenrichtung verlaufende Abtastung des Strahls 11 dann positive Spilzenamplituden liefen, wenn der Strahl 11 die gleiche Kante jedes der vertikalen Streifen 44 der Ausrichtmarke 42 überfährt.

Daher stellt das vom Differentialverstärker 135 an die positive Spannungsvergleichsschaltung 118 abgegebene Ausgangssignal einen positiven Schwellwert für die Stufe dar. Die Vergleichsschaltung 118 stellt während der nächsten Abtastung fest, wenn wie bei der vorhergehenden Abtastung negative Spitzensignale, nunmehr positive Spitzensignale auftreten, die durch den Strahl 11 beim Überstreichen der gleichen Kante der Streifen 44 der Marke 42 in gleicher Weise erzeugt werden.

so Die positive Schwcllwertspannung liegt zwischen der von der Abtast- und Haltestufe 128 kommenden Rcstgrundspannung und der von der Ablast- und Haltestufe 136 kommenden Spitzenspannung, wobei die Widerstände 133 und 137 die Größe dieses positiven Schwellwertpegels bestimmen. Die Werte der Widerslände B3 und 137 werden vorzugsweise gleich groß gewählt, so daß die positive Schwellwertspannung in der Mitte zwischen den Ausgangssignalcn der Abtast- und Haltestufe 128 und der Abtast- und Halteslufe 136 liegt.

Wenn ein elektronischer Schaller 139 geschlossen ist, nimmt die Abtasl- und Haltestufe 136 ein vom negativen Spitzendciektor 100 über Leitung 138 ankommendes positives Ausgangssignal auf, und damit wird die Ablast- und Haltestule 136 aufgetaslet. Dies erfolgt zum gleichen Zeitpunkt, wie der elektronische Schalter I JO geschlossen und der Strahl 11 während der Abtastung dunkelgetastet wird, wie dies Fig. 18 zeigt.

Die Ausgangsleitung 132 der Abtast- und Halteslufe 128 ist außerdem über einen Widerstand 140 mit einer Eingangsleilung 141 eines Differentialverstärkers 142 verbunden. Die Eingangsleilung 141 des Differentialverstärkers 142 ist außerdem über einen Widerstand 144 an einer Abtast- und Haltestufe 143 angeschlossen. Die Abtast- und Hallestufe 143 ist über eine Leitung 145 mit dem Ausgang des positiven Spitzendetcktors 99 verbunden.

Der Ablast- und Halteslufe 143 ist ein elektronischer Schalter 146 zugeordnet, der die Abtasl- und llaliesiufe 143 zur gleichen Zeit auflastet, wie die elektronischen

w) Schalter 130 und 139 geschlossen werden. Dies ist der Fall, wenn der Strahl 11 während der Abtastung dunkelgetastei wird. Das von dein positiven Spitzendetekior 99 kommende und in der Abtast- und Halteslufe 143 weiterverarbcilete Ausgangssignal und das \on der Ab-

(v3 tast- und Mitlclwertschaitiing 122 kommende Lind in der Abtasl- und Haltestule 128 wciicrverarbeiielc Ausgangssignal werden über den Differentialversiärker 142 weitergcleitct und liefern die negative Schwelle crt-

spannung für die negative Spannungsvergleichsstufe 119.

Das vom positiven Spitzendcteklor 99 abgegebene Ausgangssignal ist negativ. Das stellt eine Inversion des dem positiven Spilzendetek or zugeführten Eingangssignals dar. Es ist dabei erforderlich, daß das Ausgangssignal des positiven Spitzendeteklors 99 negativ ist, da die Abtastung des Strahls 11 während der nächsten Abtastung beim Überfahren der gleichen Kanten der gleichen senkrechten Streifen der Ausrichtmarke 44 negative Spilzcnampliluden erzeugt.

Das heißt, das vom Differentialverstärker 142 an die Vergleichsschaltung 119 abgegebene Ausgangssignal stellt ein negatives Schwcllwerlsignal für die negative Spannungsvergleichsschaltung 119 dar. Die Vergleichsschaltung 119 stellt während der nächsten Abtastung fest, wenn negative Spitzenamplituden, die durch den Strahl 11 beim Überfahren der gleichen Kante jedes Streifens 44 der Markierung 42 erzeugt werden, auftreten, die genauso, wie die positiven Spiizenampliluden bei der vorhergehenden Abtastung erzeugt werden.

Die negative Schwellwertspannung liegt zwischen der von der Abtast- und Haltestufe 128 kommenden Restgrundspannung und der von der Haltestufe 143 kommenden Spitzennung, wobei die Widerstandswerte der Widerstände 140 und 144 die Größe des negativen Schwellwerts bestimmen. Die Werte der Widerstände 140 und 144 sind vorzugsweise gleich groß, so daß die negative Schwellwertspannung in der Mitte zwischen den Ausgangssignalen der Abtast- und Haltestufe 128 und der Abtast- und Haltestufe 143 liegt.

Demgemäß werden die Schwellwertspannungcn für die Verglcichs-ichaltungcn 118 und 119 am Ende einer Abtastung des Strahls 11 abgeleitet und dann während der nächsten Abtastung als Schwellwertspannungen benutzt. Somit werden die für die Vergleichsschaltungen

118 und 119 bestimmten Sehwcllwertschaltungen am r.nde jeder Abtastung geändert, so daß jedesmal die gerade verwendeten Schwellwertspannungen aus einer vorhergehenden Abtastung gewonnen worden sind.

Jedesmal dann, wenn die Vergleichsschaltung 118 oder die Vergleichsschaltung 119 einen Ausgangsimpuls abgibt, wird dieser über ein ODER-Glied 150 zur Auftastung an eine Torschaltung 151 abgegeben, so daß Information über einen Rückkopplungskanal 152 an die digitale Steuerschaltung 18 abgegeben werden kann. Ein Zähler 153 liefert über die Torschaltung 151, wenn diese durch ein von der Vergleichsschaltung 118 oder

119 an das ODER-Glied 150 abgegebenes Signal entsperrt worden ist, Taktimpulse an den Rückkopplungskanal 152 der digitalen Steuerschaltung 18, so daß jede der Kanten jedes der senkrechten Streifen 44 durch die Datenverarbeitungsanlage 19 festgestellt weiden können. Som't werden also beide Kante jedes senkrechten Streifens 44 der Ausrichtmarke 42 kennzeichnende Signale den logischen Schaltkreisen des Rückkopplungskanals 152 zugeführt, so daß der richtige Ort der Marke 42 rasch feststellbar ist.

Wie aus Fig. 8 zu erkennen, enthält der negative Spitzendelektor 110 einen Operationsverstärker 155, dor dann, wenn der elektronische Schalter 98 geschlossen ist. das an seinem negativen Eingang ankommende Signal invertiert. Somit ist das Aiisgangssign.il des Operationsverstärkers 155 positiv und wird zur Aufladung (.■ines Kondensators 156 benutzt. Die positive, auf dem Kondensator 156 liegende Ladung wird über einem Operationsverstärker 157 als positives Ausgangssignal aiii die Leitung 104 und an eine Leitung 158 abgegeben.

die mit der Leitung 138 verbunden ist, die dieses Ausgangssignal nach der Abtast- und Haltestufe 136 (F i g. 2) überträgt, wenn es nach Schließen des elektronischen Schalters 139 durchgeschaltct wird.
Die Leitung 158 ist außerdem über eine Leitung 159 mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 155 verbunden und ste'lt eine Rückkopplung dar, deren Vorzeichen dem Vorzeichen des von der automatischen Verstärkungsregelung 90 dem Operationsverstärker

H) 155 zugeführten Signals entgegengesetzt gerichtet ist. Somit wird eine dem negativen Spiizendctektor 100 während einer Abtastung zugeführte negative Spiczenspannung am Ausgang des Operationsverstärkers 157 als positive Spitzenspannung abgegeben, da das einzige, über den Operationsverstärker 155 gelieferte Signal von entgegengesetzter Polarität und größer ist als das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 157.

Zwischen dem Eingang des Operationsverstärkers 155 und dem Ausgang des Operationsvestärkers 157 findet eine Verstärkung mit Inversion statt. Demgemäß weist der Kondensator 156 eine positive Ladung auf, die gleich dem maximalen negativen, am negativen Spitzendetektor 100 während der Abtastung liegenden Eingangssignal ist.

Parallel zum Kondensator 156 ist ein elektronischer Schalter 160 angeordnet. Der elektronische Schalter 160 wird zur gleichen Zeil geschlossen wie der elektronische Schalter 131 (vergl. Fig. 18).

Durch Schließen des Schalters 160 entlädt sich der Kondensator 156 nach Erde. Dies tritt, wie in Fig. 18 gezeigt, dann auf, wenn der elektronische Schalter 98 offen und bevor der elektronische Schalter 98 wieder geschlossen wird, so daß das von der automatischen Verstärkungsregelung kommende Ausgangssignal wic-

3^r> derum dem negativen Spitzendetektor 100 zugeführt werden kann.

Der positive Spiizendctektor 99 arbeitet in genau der gleichen Weise, nur daß dabei die Durchlaßrichtung der Dioden umgekehrt ist. Somit wird ein positives, am posi-

4« tiven Spitzendetektor 99 liegendes Eingangssignal umgekehrt und erscheint auf der Leitung 145 (F i g. 2) und der Leitung 103 als negativer Impuls.

Im Betrieb sei angenommen, daß der Strahl 11 Abtastungen in -Y-Richtung durchführt, wobei die erste Λ-

<T> Abtastung in der +X-Richtung sein soll. Unmittelbar vor Beginn der ersten A"-Abtastung wurden der elektronische Schalter 131 und der elektronische Schalter 160 des positiven Spitzendetektors 99 und des negativen Spitzendetektors 100 geschlossen. Damit werden aber die in der Abtast- und Mittclwertschaltung 122, dem positiven Spitzendetektor 99 und dem negativen Spitzendetektor 100 eingespeicherten Signale vordem Beginn der ersten Abtastung gelöscht. Somit können also der positive Spitzendelektor 99. der negative Spitzcndc-

¹S-) tektor 100 und die Abtast- und Mittelwcnschaltung 122 während der ersten ,V-Abtastung neue Information aufnehmen.

Wenn der Strahl 11 zu Beginn der ersten X-Abtastung über die Ausrichtmarke 42 der Halbleiterscheibe

W) 4! aufgetastet wird, werden der elektronische Schalter 131 und der elektronische Schalter 160 des positiven SpilzendeU'klors 94 bzw. des negativen Spitzendetektors 100 geöffnet, wie in I'ig. IK dargestellt. Damit können aber tier positive Spilzendciekior 49, der negative

(V) Spiizendeicktor 100 und die Abtast- und Mittelwertschaltung 120 wiederum Signale zum Speichern aufnehmen.

Wenn der Strahl 11 seine erste Λ -Abtastung heirinnt.

dann werden die elektronischen Schalter 57 und 59 (F i g. 2) geschlossen und übertragen damit die von den Detektordioden 45 und 46 kommenden Signale nach den Signalsymmetrierslufen 58 bzw. 60.

Der elektronische Schaller 94 des Filters 89 ist eben- ^r> falls geschlossen, so daß sich der Kondensator 91 des Filters 89 entlädt. Die Schließdauer des elektronischen Schalters 94 ist sehr kurz im Vergleich mil der Zeit, während der der Strahl 11 während der X-Abtastung aufgetastet wird, vergl. Fi g. 18. Dabei ist der elektronisehe Schalter 34 nur während dieses ersten Teils der Abtastung geschlossen, da das Filter 89 das während der Abtastung des Strahls 11 über die Ausrichtmarke 42 auf der Halbleiterscheibe 41 vom Ausgang des Differentialverstärkers 69 kommende Signal filtern muß.

Bei Beginn der ersten X-Abtastung schließt der elektronische Schalter iO9, und der elektronische Schalter 107 öffnet, vergl. Fig. 18. Damit liegt aber eine positive Spannung von 15 Volt an einem der Eingänge der Multiplizierstufe 96 (Fig. 6) der automatischen Verstärkungsregelung 90 (vergl. F i g. 2).

Das Schließen des elektronischen Schalters 98 schaltet das von der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommende Ausgangssignnl nach dem positiven Spitzendetektor 99 dem negativen Spitzendetektor 100 und der Abtast- und Mittelwertschaltung 122 durch. Das öffnen des elektronischen Schallers 116 trennt die Vergleichsschaltungen 118 und 119 vom Ausgang der automatischen Verstärkungsregelung 90 ab.

Wenn somit der Strahl 11 seine erste X-Abtastung ausführt, wird das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 69 über die automatische Verstärkungsregelung 90 an den positiven Spitzendetcktor 99 den negativen Spitzendetektor 100 und die Abtast- und Mittelwertschaltung 122, jedoch nicht an die Vergleichsschal- π lung 118 abgegeben. Die Ausgangssignale des positiven Spilzendetektors 99 und des negativen Spitzendetektors 100 werden dem Differentialversiärker 102 (F i g. 6) der automatischen Verstärkungsregelung 90 während der ersten X-Abtastung zur Ermittlung des Verstärkungsfaklors für die übrigen X-Abtaslungen zugeführt.

Am Ende der ersten X-Ablastung wird der elektronische Schalter 111 geschlossen (vergl. Fi g. 18) und tastet damit die Abtast- und Haltestufe 105 der automatischen Verstärkungsregelung 90 auf, so daß das Ausgangssignal des Differenlialverslärkers 102 in der Abtast- und Haltestufe J05 eingespeichert wird. Der elektronische Schalter 111 wird nur für den ersten Teil der Zeit geschlossen, wenn der Strahl 11 dunkelgetastet ist, bevor der Strahl 11 seine Richtung der X- Abtastung umkehrt.

Das ist im übrigen der einzige Zeitpunkt, zu dem die Abtast- und Haltestufe 105 während aller X-Abtastungen ein von dem Differentialverstärker 102 kommendes Ausgangssignal zur Ortung der Kanten der senkrechten Streifen der soeben abgetasteten Ausrichtmarke 42 aufnimmt. Damit werden aber die übrigen Abtastungen insoweit blockiert, als die Änderung des Verstärkungsfaktors der automatischen Verstärkungsregelung 90 betroffen ist.

Der Differentialvcrstärker 102 liefert die Spilze/Spit- wi ze-Amplitude der Signale während der ersten X-Ablastung. Dadurch, daß die Abtust- und Haltcsnifc 105 nach der Aufnahme des vom Differentialverstärkcrs 102 kommenden Ausgangssipnale bei Dunkeltastung des Strahls 11 während der ersten X-Ahtastung. wie dies in ι>ί Fig. !8 durch das Öffnen des elektronischen Schalters 111 gezeigt ist, gesperrt wird, wird die Spit/c/Spitze-Ampliiude über den Rest der .-V-Abtast ting der Ausrichtmarke 42 beibehalten. Somit kompensiert der Verstärkungsfaktor der automatischen Verstärkungsregelung 90 automatisch die verschiedenen Bedingungen der Halbleiterscheibe 41 in dem Abschnili aus, der die gerade abgetastete Ausrichtmarke 42 trägt.

Der elektronische Schaller 109 wird geöffnet, sobald der Strahl 11 während der ersten A-Abiastung dunkcigctaslet wird. Der elektronische Schaller 107 und der elektronische Schaller 111 sind beide geschlossen, wenn der elektronische Schalter 109 geöffnet ist (vergl. F i g. 18). Daher wird das von der Dividierstufe 106 kommende Ausgangssignal für den Rest der X-Abtastungen über die gerade abgetastete Ausrichtmarke 42 der MuI-liplizierstufe 96 zugeleitet. Wenn also die zweite X-Abtastung beginnt, liegt das durch das Ausgangssignal der Abtast- und Haltestufe 105 bestimmte Ausgangssignal der Dividierstufc 106, das wiederum das Ausgangssignal des Differentialverslärkers 102 nach Abschalten des Strahls 11 während der ersten X-Abtasiung aufgenommen hat, nachdem der elektronische Schalter 111 <:eschlossen ist, an der Multiplizierstufe 96.

Zur gleichen Zeil, wie der elektronische Schalter 107 geschlossen ist, ist auch der elektronische Schalter 116 (F i g. 2) geschlossen. Durch das Schließen des Schalters 116 ist der Ausgang der automatischen Verstärkungsregelung 90 während der übrigen X-Ablaslurigcn über die Ausrichtmarke 42 immer dann mit jeder der beiden Vcrglcichsschaltungen 118 und 119 verbunden, wenn immer der elektronische Schalter 98 geschlossen ist.

Wenn der Strahl 11 während der ersten X-Ablastung dunkelgetastet wird, dann sind die elektronischen Schalter 130,139 und 146, wie in F i g. 18 dargestellt, geschlossen und tasten damit die Ablast- und Haltesmfen 128, 136 und 143 auf. Diese Information wird an die Vergleichsschaltungen 118 und 119 wcitergclcitcl, jedoch nicht ausgenutzt, da über die Leitung 117 wahrend der ersten Abtastung kein Signal zugeführt wird, da der elektronische Schalter 16 offen war.

Nach Aut'tastung der Abtast- und Haltcslufen 128, 136 und 143 werden die elektronischen Schallet" 130,139 und 146 geöffnet während der Strahl 11 sich immer noch in seiner ersten X-Abtastung befindet, wobei allerdings der Strahl dunkelgelaslct ist. Wenn die elektronischen Schaller 130, 139 und 146 geöffnet werden, werden die elektronischen Schallet- 131 und 160 geschlossen (vergl. Fig. 18). Durch Schließen des elektronischen Schallers 131 (Fig. 7) cntlädl sieh der Kondensator 126 der Abtast- und Mitielwcrtsehallung 122. Durch Schließen des Schalters 160 entliidl sich der Kondensator 156 des positiven Spilzendetektors 99 und des negativen Spit/.endctektors 100.

Die elektronischen Schallet' 131 und 160 werden dann geöffnet, wenn der Strahl 11 seine Abtastrichtung umkehrt und aufgetastet wird, wie dies Fig. 18 zeigt. Daher gelangt die Information von der zweiten X-Abtastung an den positiven Spitzendetektor 99, den negativen Spitzendetektor 100 und die Abtust- und Mittelwertschaltung 122. da der elektronische Schaller 98 gleichzeitig mit dem öffnen der elektronischen Schalter 131 und 160 geschlossen wird.

Während der /.weilen X-Abtastung speichert der positive Spit/endelek lor 49 die maximale posit ive Spit/cnumpliiudc. der negative Spit/.endciektor KK) speichert die negative Spii/cnampliiudc und die ΛΙ11.1Μ- und Mn telwei !schaltung 122 bildei den Mittelwert des von der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommenden Signals.

Während dieser Abtastung ist der elektronische

Schalter 116 geschlossen, da er von dem Zeitpunkt an geschlossen blieb, da der Strahl 11 während der ersten X-Abtastung dunkelgetastet wurde und während der wciieren Λ-Abiastungen über die Ausrichtmarke 42 geschlossen bleibt, wie dies Fig. 18 zeigt. Wenn also der elektronische Schalter 98 geschlossen ist, gelangt das Ausgangssignal der automatischen Verstärkungsregelung 90 an die positive Spannungsvergleichsschaltung 118 und an die negative Spannungsvergleichsschaitung 119.

Tatsächlich hat aber die automatische Verstärkungsregelung 90 nur während dieser zweiten A"-Abtaslung den für diesen Abschnitt der Halbleiterscheibe 41 mit der Ausrichtmarke 42 erwünschten Verstärkungsfaktor. Daher können lediglich während der zweiten A"-Abtastung ruh dunkelgetastetem Strahl 11 Ausgangssignale des positiven Spitzendetektors 99, des negativen Spitzendetektors 100 und der Abtast- und Mittelwertschal-Uing 122 an die Vergleichsschaltungen 118 und 119 zur Darstellung der entsprechenden Schwellwertspannungen abgegeben werden.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die von den Spannungsvergleichsschaltungen 118 und 119 abgegebenen Ausgangsimpulse während der zweiten Abtastung nicht wirksam werden. Die digitale Steuerschaltung 18 verhindert, daß die über den Rückkopplungskanal 152 ankommende Information während der zweiten X-Abtastung ausgenutzt wird. Die von den Spannungsvergleichsschaltungen 118 und 119 kommenden Ausgangssignale werden nur während der dritten A"-Abtastung dazu benutzt, die Kanten jedes der senkreclüen Streifen 44 der Marke 42 festzustellen. Während der zweiten X-Abtastung ermittelt der positive Spitzendelektor 99 aus dem von der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommenden Signal den positiven Spitzenwert, und der negative Spitzendetektor 100 leitet aus dem von der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommenden Signal den negativen Spitzenwert ab. Die Abtast- und Mittclwertschaltung 122 ermittelt den Mittelwert des von der automatischen Verstärkungsregelung 90 kommenden Ausgangssignals.

Wird der Strahl 11 während der zweiten X-Abtastung dunkelgciastet, dann sind die Schalter 130, 139 und 146 geschlossen, wodurch die Abtast- und Haltestufen 128, 136 und 143 aufgelastet sind. In der Abtast- und Haltesiufe 128 bleibt dann der während der /weiten X-Abtaslung abgeleitete Spannungsmittelwert während der dritten Abtastung erhalten und wird über die Leitung 132 an die Differentialverstärker 135 und 142 abgegeben. Die Abtast- und Haltestufe 136 hält während der gesamten dritten Abtastung einen positiven Impuls, der der während der zweiten Abtastung abgeleiteten negativen Spitzenamplitude entspricht.

Wie bereits erwähnt, liefert das Überfahren einer bestimmten Kante eines der senkrechten Streifen 44 der Marke 42 durch den Strahl 11 während der zweiten Abtastung eine negative Spitzenamplitude und liefert während der dritten Abtastung eine positive Spitzenamplitude, da sich der Strahl 11 nunmehr in entgegengesetzter Richtung bewegt. Somit wird also die Spitzen- eo amplitude mit der Kante auf der gleichen Seite jedes der senkrechten Streifen 44 der Ausrichtmarke 42 verglichen.

Die Abtust- und llallestufe 145 liefert wählend dur dritten Abtastung ein negatives Ausgangssignal, das der w> positiven Spii/enspannung wühlend der /weiten ,Y-Abtastung entspricht. Somit wird die Spitzenamplitude ständig mit der Kante auf der gleichen Seite jedes der senkrechten Streifen 44 der Ausrichtmarke 42 verglichen und stellt die gegenüberliegende Kante jedes der Streifen 44 dar im Vergleich mit der Kante, die das Signal für die A btast- und Haltestufe 136 erzeugt hat.

Die positive Spannungsvergleichsschaltung 118 besitzt daher während der dritten A"-Abtastung eine Schwellwertspannung, die zu der Restgrundspannung und der invertierten negativen Spitzenspannung der zweiten Abtastung in Beziehung steht Die Vergleichsschaltung 118 weist während der dritten Abtastung die gleiche Schwellwertspannung auf.

In gleicher Weise weist die negative Spannungsvergleichsschaltung 119 während der dritten Abtastung eine Schwellwertspannung auf, die zu der Restgrundspannung und der invertierten Spitzenamplitude der zweiten Abtastung in Beziehung steht. Die Vergleichsschaltung 119 weist während der dritten Abtastung die gleiche Schwellwertspannung auf.

Während der zweiten Abtastung werden bei dunkelgetastetem Strahl 11 die elektronischen Schalter 130, 139 und 146 etwa in der Mitte der Zeit, für die der Strahl 11 während der zweiten Abtastung dunkelgetastet ist, geöffnet, wie dies Fig. 18 zeigt. Wenn die elektronischen Schalter 130, 139 und 146 geöffnet sind, werden während der zweiten ,Y-Abtastung bei dunkelgetastetem Strahl 11 die elektronischen Schalter 131 und 160 geschlossen, wie aus F i g. 18 zu sehen. Durch Schließen des elektronischen Schalters 131 (F i g. 7) entlädt sich der Kondensator 126, so daß die in der Halte- und Mittelwertschaltung 122 gespeicherte Restgrundspannung abgebaut wird. Durch Schließen des Schalters 160 (Fig.8) in dem positiven Spitzendetektor 99 und dem negativen Spitzendetektor 100 entlädt sich jeweils der Kondensator 156. Dadurch wird die im positiven Spitzendetektor 99 und im negativen Spitzendetektor 100 gespeicherte Spitzenamplitude gelöscht.

Wenn der Strahl 11 zu Beginn der dritten Abtastung aufgetaslet wird, dann werden die elektronischen Schalter 131 und 160 geöffnet (Fig. !8). Damit liegt aber während der dritten A"-Abtastung das Ausgangssignal der automatischen Verstärkungsregelung 90 wiederum am positiven Spitzendetektor 99, am negativen Spitzendetektor 100 und an der Abtast- und Mittelwertschaltung 122.

Am Beginn der dritten X-Abt^stung schließt der elektronische Schalter 94 für einen kurzen Augenblick und entlädt damit den Kondensator 91 des Filters 89, das dann anschließend während der dritten Abtastung eine im wesentlichen konstante Restgrundspannung aufbauen kann, wie dies in F i g. 15 durch die Kurve 904 dargestellt ist. Wenn der Strahl 11 mit der dritten Abtastung beginnt, dann schließt der Schalter 98 (F i g. 2) ebenfalls, so daß die automatische Verstärkungsregelung 90 das von den Dioden 45 und 46 kommende Ausgangssignal weitergeben kann.

Für jede auf die zweite Abtastung folgende X-Abtastung liefert die positive Spannungsvergleichssehaltung 118 dann ein Ausgangssignal, wenn ihre Schwellwertspannung durch ein von der automatischen Verstärkungsregelung 90 über Leitung 117 kommendes Eingangssignal überschritten wird. Dadurch gibt das ODER-Ci lied 150 einen Ausgangsini puls ab. der die Torschaltung 151 auftasiet. so dall der vom Zähler 153 kommende Taktimpuls dem Rückkopplungskanal 152 zugeleitet werden kann. Aul' diese Weise wird der Ort jeder positiven Spit/enainpliiucle durch die Datenverarbeitungsanlage 19 bestimmt.

In gleicher Weise liefert die negative Spannuniisvcr-

gleichsschaltung 119 für jede auf die zweite Abtastung folgende weitere Abtastung einen Ausgangsinipuls. Der von der negativen Spannungsvcrgleichsschaltung 119 kommende Ausgangsimpuls wird dann erzeugt, wenn die negative Schwellwertspannung durch ein von der ■> automatischen Verstärkungsregelung 90 kommendes Ausgangssignal überschritten wird. Der von der negativen Spannungsvergleichsschaltung 119 kommende Atisgangsimptils ermöglicht es. daß die Datenverarbeitungsanlage 19 wiederum den Ort der negativen Spit- in /enamplilüde criniuelt.

Die auf die ersten zwei Abtastungen folgenden 18 Abtastungen der Ausrichtmarke 42 in A'-Riehiung werden dazu benutzt, daß ein Mittelwert für den Ort der Ausrichtmarke 42 ermittelt wird. Dadurch wird der ihm- i-> /entuale Fehler auf einen zufriedenstellenden kleinsten Wert gebracht.

Hat der Strahl 11 seine 20 Abtastungen mit einer Umkehr der Abtastrichtung des Strahls 11 nach jeder Abtastung beendet, dann tastet der Strahl 11 die gleiche Ausrichtmarke 42 in Y'-Richuing ab und ermittelt auf diese Weise den Ort jeder der Kanten jedes waagrechten Streifens 43 der Marke 42. Dabei hat man insgesamt 20 Abtastungen in V-Richiung.

Wenn der Strahl Jl eine Abtastung in K-Richlung 2^r< durchführen soll, dann liefert die digitale Steuerschaltung 18 andere Multiplikatorkoeffizienten an den multiplizierenden Digiial-Analogwandler 82 (F i g. 4) für jede Signalsymmetrierstufen 58 und 60. Die elektronischen Schalter 57 und 59 werden geöffnet und die elektroni- «> sehen Schalter 61 und 62 geschlossen, so daß die Detektordioden 45' und 46'. die an entgegengesetzten Endpunkten der V-Abtastung angeordnet sind, ihre Ausgangssignalc an den Differentialverstärker 69 abgeben können. Der weitere Verlauf der V'-Abtastung ist der r> gleiche wie bei der A'-Abtastung.

Befindet sich die den Ort der Ausrichtmarke 42 in bezug auf den gewünschten Ort dieser Marke betreffenden Information im Rückkopplungskanal 152, dann läßt sich der Ort des Feldes 39 durch die vier Ausrichtmarken 42 an den vier Ecken des Feldes 39 bestimmen.

Es sein darauf hingewiesen, daß der Strahl 11 selbstverständlich ein Fokussiergitter und ein Eichgitter benötigt.

Obgleich die Ausrichtmarken 42 im vorliegenden Bei- 4^r> spiel aus aus Vertiefungen bestehende Streifen 43 und 44 dargestellt sind, so leuchtet doch ohne weiteres ein. daß die Streifen auch in anderer Weise ausgestaltet sein können, solange sie ein Signal liefern, wenn der Strahl 11 über jede der Kanten eines Streifens läuft. Jeder der w Streifen 43 und 44 könnte ζ Β erhaben ausgeführt sein. Es wäre juch denkbar, erhabene und vertiefte Streifen zu benutzen.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Schwellwertspannung aus einer vorhergehenden Abta- « stung abgeleitet. Selbstverständlich kann auch eine Schwellwcrtspannung benutzt werden, die aus einer vorhergehenden Abtastung in gleicher Richtung abgeleitet wurde. Dazu wäre es dann erforderlich, daß die Ausgangssignalc des positiven Spiizendetektors 99 und mj des negativen Spiizendetektors 100 invertiert werden.

Ferner war bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel angegeben worden, daß die Abtastrichtung des Strahls 11 für jede Abtastung umgekehrt wird. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da die Abtastung des Strahls 11 auch in nur einer Richtung durchgeführt werden könnte. Eine Abtastung lediglich in einer Richtung würde aber die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung verringern und verschiedene Änderungen in der Schaltung erforderlich machen. Der positive Spitzendetektor99 und der negative Spitzendetektor 100 müßten in diesem Fall so aufgebaut sein, d.iß ihre Ausgangssignale nicht invertiert werden.

Wird das Filter 89 nicht benutzt, dann muß eine automatische VorspannschaltuMg 160 ([-"ig. 9) verwendet werden,die die Hiniergrundkomponcnte des vom DiIIerentialversiärker 69 kommenden Aiisgniigssigniils einlernt, also in gleicher Weise wie der Filter wirkt. Damit w,ire über der Ausgang des Differeniiiilversiärke-rs f>9 unmittelbar mit der aulniiuiiischen VestiirkuMgsivgi·- liing 90 ohne Durchgang durch das Filter verbunden und wäre mit einer Ausgangsleitung über eine Leitung 161 mit einem Inverterverslärker 162 der :uiioni:iii sehen Vorspannschaltiing 160 verbunden.

Wird eine automatische Vorspaniuingsschaltuiig IhO verwendet, dann ist es notwendig, daß der Verstärkungsfaktor der automatischen Verstärkungsregelung 90 während der ersten Abtastung und nicht während der zweiten Abtastung eingestellt wird. Man hatte daher nur 17 Abtastungen für die Feststellung des Ortes ücr Ausrichlmarkcn zur Verfügung statt 18.

Verwendet man eine automatische Vorspannungsschaltung 160, dann wird während der Zeit, in der der Strahl 11 während der ersten Abtastung aufgetastet ist, ein elektronischer Schalter 163 geschlossen. Durch Schließen des elektronischen Schalters 163 wird ein Integrierverstärker gebildet, der aus einem Operationsverstärker 164, einem Widerstand 165 und einem Kondensator 166 besteht und der das vom invertierenden Verstärker 162 kommende invertierte Auspangssignal integriert.

Das von dem integrierenden Verstärker kommende Ausgangssignal wird über eine Leitung 167 dem negiitiven Eingang des Differenlialverstärkers 69 (F i g. 2) zugeführt. Durch diese Rückkopplung geht das Aiisgangssignal des Differenlialverstärkers 69 dadurch auf null, daß die Rückkopplung so lange zunimmt oder abnimmt, bis die am Differentialverstärker 69 liegenden Fm g.ingssignale gleich sind.

Vor Beginn der ersten Abtastung wird ein elektronischer Schalter 168 geschlossen, wodurch sich der Kondensator 166 der automatischen Vorspannungssch.iltung 160 entlädt. Damit ist aber der automatische Vorspannungsschaltcr 160 für die erste Abtastung des Strahls 11 arbcitsbercit.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaitungsanordnung für die Feststellung des Ortes von aus Streifenmustern bestehenden Ausrichtmarken auf einer Auffangplatte durch Abtastung mittels Elektronenstrahl in X- und K-Richtung und Ableitung von positiven und negativen Signalen beim Überfahren der Kanten der Streifen durch den Elektronenstrahl an über der Auffangplatte an den Endpunkten der Abtastung in X- und V-Richtung liegenden Detektoren, bei der die beiden Detektoren einer Ablenkrichtung mit einem Differentialverstärker verbunden sind, der jeweils beim Auflaufen des Strahls auf die und beim Ablaufen des Strahls von der Ausrichtmarke ein positives und ein negatives Signal mit Spitzenamplitude liefert, und bei der aus dieser positiven bzw. negativen Spitzenamplitude durch Spitzendetektorstufen und eine Mittelwertschaltung ein positives bzw. ein negatives Schwellwertsignal ableitbar ist, das jeweils den Durchlaßpegel von Spannungsvergleichsschaltungen auf einen Wert zwischen dem Mittelwert und der positiven bzw. negativen Spitzenamplitude festlegt, derart, daß deren Ausgangssignale durch ihre Zeitlage die richtige Position der Kanten der Ausrichtmarke angeben, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den Detektoren (45, 46; 45', 46') und dem Differentialverstärker (69) eine Signalsymmetrieschaltung (58,60) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die beiden von den jeweils an den Endpunkten einer Ablenkrichtung liegenden beiden Detektoren (45, 46', 45', 46') gelieferten Signale (72, 76; 73, 77, Fig. 10) bezüglich einer Nullinic symmetrisch gemacht werden, und

daß zwischen dem Differentialverstärker (69) und den Spitzendetektorstufen (99, 100) ein Filter (89) zum Aussieben der dem Ausgangssignal des Differentialverstärkers noch überlagerten Sägezahnspannung (85/4, F i g. 14) vorgesehen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß an dem Ausgang des Filters (89) ein positiver Spitzenspannungsdetektor (99), ein negativer Spitzenspannungsdetektor (100) und eine Mittelwertschaltung angeschlossen sind, die ausgangsseitig jeweils an einer Abtast- und Haltestufe (128,136, 143) angeschlossen sind, in denen die in den Spitzenspannungsdetektoren und der Mittelwertschaltung abgeleiteten Signale speicherbar sind, und
daß am Ausgang dieser Ablast- und Haltestufen ein Spannungsteiler (137, 133, 140, 144) vorgesehen ist, an dem zwischen den Spitzenampliluden und dem Mittelwert liegende Schwellwcrtspannungcn abgreifbar sind.

3. Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: