DE2626363C2 - Fotoelektrisches Meßmikroskop - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßmikroskop nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fotoelektrische Meßmikroskope dieser Art werden zur Messung sehr kleiner Abstände im Mikron- bis Submikronbereich verwendet. Aus der DE-OS 16 23 299 ist ein fotoelektrisches Meßmikroskop bekannt, bei dem mit einem vibrierenden Spiegel ein die Stellung einer Bezugslinie (der Abstand von der optischen Achse eines optischen Meßsystems zur Bezugslinie) anzeigendes Signal gewonnen wird. Dazu wird das Bild der Bezugslinie, die sich in der Oberfläche eines Prüfgegenstandes befindet, auf einer Schlitzplatte mittels eines Objektivs abgebildet, und das durch die Schlitzplatte hindurchgetretene Licht wird mittels eines fotoelektrischen Wandlers gemessen, der hinter der Schlitzplatte angeordnet ist. Die durch die Schlitzplatte tretenden Lichfbündel werden über einen Spiegel abgelenkt, der starr an einer schwingenden Ablenkplatte befestigt ist, und der daher die Lichtbündel periodisch ablenkt. Aus dem periodisch verlaufenden Signal des Detektors wird die Gleichkomponente abgetrennt und zur Steuerung der Ablenkplatte verwendet. Weiter ist ein Meßmikfoskop bekannt, bei dem die Schlitzplatte schwingt. Die Schwingung der Schlitzplatte entspricht bei einem solchen Meßmikroskop der Schwingung des Ablenkspiegels der DE-OS 16 23 299.

Wandert jedoch bei den bekannten fotoelektrischen Mikroskopen dieser Art das Schwingungszentrum der Ablenkplatte bzw. der vibrierenden .Schlitzplatte aus.

oder ist die Beleuchtungsintensität um die Bezugslinie auf dem Prüfgegenstand nicht volU-ommen iiniensymmetrisch, so tritt ein Meßfehler auf. Ändert sich der Kontrast der Bezugslinie auf dem Prüfgegenstand, so schwankt die Meßempfindlichkeit, so daß ebenfalls ein Meßfehler auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es unter anderem, ein fotoelektrisches Meßmikroskop zu schaffen, mit dem die Stellung der auf der Oberfläche eines Prüfgegenstandes aufgebrach=en Bezugslinie genauer gemessen

5r werden kann, und bei dem ein Auswandern des Vibrationszentrums der Schlitzplatte die Meßgenauigkeit nicht verschlechtert.

Diese Aufgabe wird durch ein Meßmikroskop nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst, das erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I ausgestaltet ist.

Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein erfindungsgemäßen Meßmikroskop zeigt neben einer hohen Genauigkeit auch den Vorteil, daß eine Änderung des Kontrastes der Bezugslinie keine nachteiligen Wirkungen auf die Genauigkeit hat.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß mit der schwingenden Platte eine Skala

<i5 fest verbunden ist. mit der eine der Auslenkung der Schwingplatte entsprechende Anzahl von Impulsen erzeugt wird. Hierdurch wird die Meßgenauigkeit noch v/eiter gesteigert.

Zur Erzeugung der punktsymmetrischen Bilder kann ein bekanntes optisches System verwendet werden, beispielsweise eine Kombination aus Prismen, z. B. ein Doppelprisma. Der Abstand zwischen den beiden Bildern kann beispielsweise aus der Zeitdifferenz zwischen zwei Meßsignalen ermittelt werden, die durch Abtastung der beiden Bilder bezüglich fotoelektrischen Detektoren und die Abtastgeschwindigkeit erhalten werden.

Erfindungsgjmäß wird die Abweichung der Bezugslinie von der optischen Achse als Abstand zwischen den beiden Bildern der Bezugslinie gemessen. Infolgedessen tritt im Gegensatz zum Stand der Technik keine Verschlechterung der Meßgenauigkeit infolge Abweichung des Schwingungsmittelpunktes des vibrierenden Schlitzes auf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 4 in Blockschaltbildern den schematischen Aufbau zweier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen foloeiektrischen Mikroskops,

F i g. 2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Prinzips des erfindungsgemäßen fotoelektri-schen Mikroskops,

Fig.3 Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsbeispiele der F i g. 1 und 4,

F i g. 5 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer konkreten Schaltungsausführung des fotoelektrischen Mikroskops der F i g. 4 und

Fig.6 das Blockschaltbild eines Anwendungsbeispiels des erfindungsgemäßen fotoelektrischen Mikroskops.

F i g. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen fotoelektrischen Mikroskops. Gemäß F i g. 1 wird der Prüfgegenstand W mit einer Bezugslinie (Marke) 1 zur Positionierung versehen. Mit 2 sind ein Objektiv, mit 3 ein bekanntes optisches System zur Erzeugung punktsymmetrischer Bilder bezeichnet; das optische System 3 wird allgemein als Doppelprisma bezeichnet. Die zur Positionierung dienende Bezugslinie (-marke) 1 wird über das Objektiv 2 und das Doppelprisma 3 in zwei zueinander punktsymmetrische Bilder 5 und 6 auf einer Schlitzplatte 4 fokussiert.

Mit /und /'sind die optischen Achsen des optischen Systems, mit O und O' die Schnittpunkte zwischen der optischen Achse /und dem Prüfgegenstand Wbzw. der optischen Achse /'und der Schlitzplatte 4 bezeichnet. Es sei nun die Gerade B betrachtet, die durch den Punkt O auf dem Prüfgegenstanu W verläuft. Es sei angenommen, daß die Gerade B als durch den Punkt O' verlaufende Gerade auf die Schlitzplatte 4 projiziert wird. Tatsächlich sind die Geraden B und A durch den Aufbau des optischen Systems eindeutig bestimmt. Liegt die Bezugslinie 1 genau auf der Geraden B auf dem Prüfgegenstand W, so kommen beide Bilder 5 und 6 auf der Gerade A auf der Schlitzplatte 4 zu liegen. Weicht aber die Bezugslinie 1 senkrecht hierzu (in x-Richtung) von der Geraden B um + Ax ab (die in Fig. 2 dargestellte Situation), so weighen die Bilder 5 und 6 von der Geraden A. und zwar senkrecht hierzu (in Af-Richtung), um + AX bzw. -AX ab. Zwischen diesen Größen besieht die Beziehung AX= K ■ Ax (K ist die Vergrößerung des Objektivs 2), der Abstand D in A"-Richtung zwischen den Bildern 5 und 6 ist D= 2 ■ AX= 2 ■ K ■ Ax. Durch Messung des Abstandes D zwischen den Bildtrn 5 und 6 kann daher die Abweichung Ax der Bezugslinie 1 von der Geraden B

aufgrund der Beziehung Ax= —— bestimmt werden.

2 Λ

Zusätzlich kann die Richtung der Abweichung der Bezugslinie 1 von der Geraden B aus den Richtungen der Abweichungen der Bilder 5 und 6 gegenüber der Geraden A bestimmt werden.

Zur automatischen Messung des Abstandes D zwischen den Bildern 5 und 6 ist das in F i g. 1

ι ο dargestellte fotoelektrische Mikroskop folgendermaßen aufgebaut: In der Schlitzplatte 4 sind in Richtung der Geraden A zwei Schlitzöffnungen 11 und 12 hintereinander angeordnet. Die Schlitzplatte 4 ist mittels zweiter paralleler Federn 7 und T derart gelagert, daß sie nur in x-Richtung translatorisch beweglich isL An einem in x- Richtung gelegenen Ende der Schlitzplatte 4 ist ein Permanentmagnet 8 befestigt Entsprechend kann die Schlitzplatte 4 innerhalb eines sehr geringen Abstandes d in ^-Richtung in Sinusschwingungen versetzt werden, wenn durch eine Erregerspule 9 ein sinusförmiger Strom von einem Signalgenerator t. B. einem niederfrequenten Sinusv/eüenoszülator) 10 bCchickt wird.

Der Prüfgegenstand H^ist um die optische Achse /des Objektivs 2 drehbar. Die Bilder 5 und 6 der Bezugslinie 1 auf der Schlitzplatte 4 können daher parallel zur Geraden A eingestellt werden (Fig.2), so daß die Bezugslinie 1 auf dem Prüfgegenstand W parallel zur Geraden B zu liegen kommt. Wie erwähnt, weichen die Bilder 5 und 6 auf der Schlitzplatte 4 von der Geraden A um ±AXbzw. +AXab, wenn die Berugslinie 1 von der Geraden um +Ax bzw. -Ax abweicht

Die Schwingungsamplitude c/der Schlitzplatte 4 wird größer als der Abstand 2 AX zwischen den beiden Bildern 5 und 6 gewählt, so daß gemäß Fig.2 die Schlitzöffnungen U und 12 aus Stellungen 11a und 12a, die ausreichend weit rechts vom Bild 5 liegen, in Stellungen 11 b und 126 bewegt werden können, die ausreichend weit links vom Bild 6 liegen. Das Schwingungszentrum der Schlitzplatte 4 braucht nicht stetsauf der Geraden Λ zu liegen.

Die relative Abtastung zwischen den Bildern 5 und 6 de- Bezugslinie 1 und den Schlitzöffnungen 11 und 12 erfolgt durch die oben beschriebene Schwingung der Schlitzplatte 4. Wenn die Öffnungen 11 und 12 zu den

4} Bildbildungsstellungen der Bezugslinienbilder 5 und 6 gelangen, so ändern sich die durch die Öffnungen hindurchtretenden Lichtmengen. Die Lichtmengenänderungen werden mittels fotoelektrischer Detektoren 13/4 und 13ß erfaßt und als elektrische Signale

in weitergegeben.

Nimmt man an, daß die Bezugslinienbilder 5 und 6 dunkel und ihre Umgebung hell ist. so werden von den fotoelektrischen Detektoren 13/4 und 13ß beispielsweise di·" in F i g. 3 gezeigten Ausgangssignale IA 1 und IB 1 erzeugt. Während sich die Schlitzöffnungen 11 und 12 von den Stellunge ι 11a und 12a in die Siellungen Wb und 12£> der F i g. 2 bewegen, wird zuerst daj Ausgangssignal IA1 des fotoelektrischen Detektors 13/4 zur Zeit lA 1 und dann das Ausgangssignal IB 1 des fotoelektrischen Jetektors 13ß zur Zeit tB\ scharf abgesenkt. Bewegen sich nachfolgend die Schützöffnungen 11 und 12 in der Gegenrichtung, so wird zunächst das Ausgangssignal IBS zur Zeit iß2 und dann das Ausgangssignal IA 1 zur Zeit lA 2 scharf abgesenkt.

ό5 Die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten lA 1 und tB 1 sowie iß2 una tA 2 sei mit τ\ bzw. Tj bezeichnet. Wenn die Abstände, um die die Schlitzplatte 4 innerhalb der Zeitdifferenzen x\ und T2 bewegt wurde, berechnet

sind, entsprechen sie dem Abstand zwischen den Bildern 5 und 6 in v-Richtung. Weiter wird die Abweichung der Bezugslinie 1 von der Geraden B auf dem Prüfgegenstand Wausdem Abstand in v-Richtung berechnet.

Gemäß F i g. 1 werden die Ausgangssignale IA I und IB I der Detektoren \3A und 13/3 mittels Differentiationsschaltungen 14,4 und I4ß differenziert, so daß die Signale IA 2 bzw. IB2 entstehen. Nachfolgend werden die positiven Anteile der Signale IA 2 und /Ö2 mittels Formschaltungen (z. B. Schmitt-Trigger) 15/t und 15S geformt. Die entstehenden Signale sind die Signale IA 3 und IB3, die einer logischen Schaltung 18 zugeführt w erden.

Die Logikschaltung 18 wählt eine Logik derart, daß eine Torschaltung 19 durch das zuerst einlaufende Signal IA 3 oder IB3 geöffnet und durch das nachfolgende Signal geschlossen wird. Die Logikschaltung 18 erzeugt weiter ein Steuersignal 14. Die Richtung Ahn

erkannt, wenn die Torschaltung durch das Signal IA 3 geöffnet wird, und als negativ, wenn sie durch das Signal IB3 geöffnet wird (die entgegengesetzten Vorzeichen gelten bei der Rückkehr der Schlitzplatte 4). Ein Erkennungssignal 5c/(»l« oder »0«) wird einem Zähler 21 zugeführt

Andererseits wird ein niederfrequentes sinusförmiges Ausgangssignal IS1 eines Signalgenerators 10 durch eine Formschaltung 16 zu einem Signal /52 geformt, das mittels einer Differenzierschaltung 17 zu Rücksetzimpulsen /53 weiterverarbeitet wird. Die Rücksetzimpulse /53 setzen die Torschaltung 19 bei jeder Halbwelle des sinusförmigen Ausgangssignals /51 zurück; sie dienen somit zur Einstellung der Zeitsteuerung des öffnens und Schließens des Tors. Von einem Taktgenerator 20 erzeugte Rechteckimpulse Sc werden dem Zähler 21 zugeführt und während der Periode als Impulsgruppe /5 gezählt, während die Torschaltung 19 geöffnet ist. Die Richtung der Abweichung wird durch das Vorzeichenerkennungssignal Sdder Logikschaltung 18 erkannt. Ein die Zählung und die Richtung der Abweichung darstellendes Signal /2 wird einem Indikator 22 zugeführt, in dem Größe und Richtung der Abweichung der Bezugslinie 1 schließlich angezeigt werden.

Da die Abtastgeschwindigkeit der Schlitzplatte 4 sinusförmig ist. ist die so gemessene Größe der Abweichung der Bezugslinie 1 und der Geraden B nicht genau proportional der tatsächlichen Abweichung. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, kann die Schlitzplatte 4 in sägezahntörmige Schwingungen versetzt werden. so daß die BezJgslinienbilder mit gleichförmiger Geschwindigkeit abgetastet werden. Alternativ können. statt die Schlitzplatte 4 in Schwingungen zu versetzen, die Bilder durch Öffnungen abgetastet werden, die in einer eine gleichförmige Drehbewegung ausführenden Schlitzscheibe vorgesehen sind.

Die punktsymmetrischen Bezugslinienbiider werden mit identischer Geschwindigkeit abgetastet. Werden beide Kanten der Bezugslinie in Richtung der Breite gleichzeitig erfaßt so bedeutet dies die Erfassung der Mitte der Bezugslinie. Daher kann auch dann, wenn mehrere Bezugslinien vorhanden sind, der mittlere Teil derselben erfaßt oder gemessen werden. Erfindungsgemäß kann die Differentiation ausgeführt werden, indem lediglich die Helligkeitsänderungen nur der Kantenteile der Bezugslinie, wie beschrieben, aufgefangen werden. Daher kann selbst dann weder ein Erfassungsfehler oder eine Änderung der Erfassungsempfindlichkeit auftreten.

wenn die Kantenteile oder die Umgebung der Bezugslinie rechts und links unterschiedliche Helligkeit aufweisen.

Wie erwähnt, ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Schlitzplatte 4 nicht genau konstant, wenn das Antriebssignal /51 der Schiit/platte 4 sinusförmig ist. Daher ist die Messung des Abstandes zwischen den Bezugslinienbildern 5 und 6 nicht genau, so daß ein Fehler auftritt, selbst wenn die Erfassung der Zeitdifferenz zwischen den Bezugslinienbildern 5 und 6 (Öffnungsdauer der Torschaltung 19) durch Zählung der Taktimpulse in regelmäßigen Intervallen gemessen wird, die während der Periode die Torschaltung 19 durchlaufen. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit kann der tatsächliche Abstand der Bewegung der Schlitzplatte 4 während der Öffnung der Torschaltung 19 gemessen werden.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen fotoelektrischen Mikroskops, bei dem die tatsächliche Auslenkung der Schlitzplatte in dieser Art gemessen wird. Bei diesem Allsführungsbeispiel ist an der Schlitzplatte 4 eine bewegliche Skala 41 befestigt, beispielsweise daran angeformt. Die Schlitzplatte 4 und die bewegliche Skala 41 werden durch das sinusförmige Ausgangssignal des Signalgenerators 10 in sinusförmige Schwingungen versetzt.

Die bewegliche Skala 41 ist ein Raster oder Gitter mit einer großen Anzahl rechteckiger, in gleichen Abständen zueinander angeordneter öffnungen. Sie wird hergestellt, indem Chrom oder dergleichen auf einem Glassubstrat durch Vakuumaufdampfung abgeschieden wird, worauf das sich ergebende Glassubstrat einer Fotoätzung unterworfen wird, wie sie bei der Herstellung integrierter Schaltungen usw. angewandt wird. Die Skala 41 wird dann an der Schlitzplatte 4 befestigt.

Gegenüber der beweglichen Skala 41 befindet sich eine stationäre Skala 42, die wenigstens eine rechteckige Öffnung aufweist. Beide Skalen werden mittels eines Strahls aus parallelem Licht beleuchtet, der aus einer Lichtquelle 43 und einer Kondenserlinse 44 gewonnen wird. Wenn bei diesem Aufbau die bewegliche Skala 41 zusammen mit der Schlitzplatte 4 verschoben wird, fällt das Licht intermittierend auf einen Lichtrezeptor 45 und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Der Intensität des elektrischen Signals entsprechende Impulse entstehen je Teilung der öffnungen der beweglichen Skala 41. d. h. jedem Einheitsabstand der Bewegung der Schlitzplatte 4. Die Wellenform des pulsierenden elektrischen Signals wird mit Hilfe einer Formschaltung 46 in Impulse schmaler Breite umgeformt und wird zu einem Impulszug S'c (Fig.3). Der Impulszug S'c wird der Torschaltung 19 zugeführt.

Wie sich aus dem oben beschriebenen Aufbau ergibt, liefert das Signal 5'cden Impuls bei jedem Einheits-Bewegungsabstand der Schlitzplatte 4. Demgemäß entspricht, wenn die Anzahl der durch die Torschaltung 19 während der Öffnungsperiode desselben hindurchtretenden Impulse gezählt wird, die Zählung genau dem Abstand zwischen den Bezugslinienbildern 5 und 6.

Die restliche Schaltungsanordnung der Fig.4 ist die gleiche wie die der F i g. 1, so daß sich eine Beschreibung ihres Aufbaus erübrigt Ein Rücksetzimpulsgenerator 17' dient bei der Schaltung der Fig.4 sowohl zur Signalformung als auch zur Differentiation entsprechend den Schaltungen 16 und 17 der F i g. 1.

F i g. 5 zeigt ein Beispiel einer konkreten Schaltungsanordnung der Logikschaltung 18 der Fig.4. Die Logikschaltung 18 der Fig. 1 kann ähnlich oder ebenso

aufgebaut sein.

Die Schaltung der Fig. 5 enthalt NAND-Gatter 410 und 411. UND-Gatter 412 bis 415. ODER-Gatter 416 bis 418, eine Umkehrstufe 419 und RS-Flip-Fiops 144 bis 148. Die Wahrheitstabelle der Flip-Flops 144 bis 148 ist in der folgenden Tabelle dargestellt:

Tabelle

S	R	Q,.,	c?,..
O	O	Q,	!Pl
1	O	1	O
O	1	O 1
1	1	unbestimmt

In jedem der Flip-Flops 144 bis 148 ist mit Re ein Löscheingang bezeichnet. Ferner enthalt die Schaltung Schmitt-Trigger 141 und 142.

Das Ausgangssignal IS1 des Signalgenerators 10 versetzt die Schlitzplatte 4 in Schwingungen. Gleichzeitig hierzu wird es mittels des Rücksetzimpulsgenerators 17' (Schmitt-Trigger 143) differenziert und geformt. Das hierbe' entstehende Signal /52 wird differenziert und zu den Rücksetzimpulsen /53 umgeformt. Der Rücksetzimpuls setzt das Flip-Flop 148 der Logikschaltung und den Zähler 21 sowie die Torschaltung zurück. Der von der beweglichen Skala 41 und dem fotoelektrischen Wandler derselben erzeugte Impulszug S'c wird dem Zähler 21 nur während der Periode zugeführt, während der die Torschaltung 19 offen ist. Die Impulse werden als Impulsgruppe /5 gezählt. Die Richtung der Abweichung wird durch das Vorzeichen-Unterscheidungssignal Sdvon dem Ausgang ζ) des Flip-Flops 148 der Logikschaltung ermittelt. Beispielsweise wird der positive oder negative Wert ermittelt oder unterschieden, indem das logische Produkt aus dem Vorzeichen-Bestimmungssignal Sd und dem Steuersignal /4 ermittelt wird. Das den Zählwert mit dem ermittelten Vorzeichen wiedergebende Signal /2 wird dem Indikator oder Meßgerät 22 zugeführt, so daß die Größe der Abweichung der Bezugslinie 1 von der Geraden B und die Richtung der Abweichung der Bezugslinie 1 angezeigt werden.

Der auf diese Weise an der Indikatorschaltung 22 erhaltene numerische Wert bezeichnet die Größe der Abweichung der mittleren Stellung der Bezugslinie 1 und der Geraden B. Nimmt man an, daß die Vergrößerung des Objektivs gleich 50 ist, so beträgt der Abstand in Schwingungsrichtung der Schlitzplatte 4 (x-Richtung) zwischen den punktsymmetrischen Bildern 5 und 6 der Bezugslinie 1, die auf die Schutzplatte 4 projiziert werden, den lOOfachen Wert der tatsächlichen Abweichung der Bezugslinie 1 von der Geraden B. Ist daher die Teilung der Öffnungen der beweglichen Skala 41 gleich 5u, so wird die Einheit des in der Indikatorschaltung 22 erhaltenen numerischen Werts Vioo μ, und die Stellung der Bezugslinie kann mit sehr hoher Genauigkeit gemessen werden.

Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, werden bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 die punktsymmetrischen Bezugslinienbilder derart abgetastet, daß sie zwischen den Unikehrpunkten der ί schwingenden Schlitze liegen. Die mittlere Stellung der Bezugslinie kann genau erfaßt oder gemessen werden. Darüber hinaus wird die Größe der Abweichung der mittleren Stellung der Bezugslinie von der optischen Achse aus dem tatsächlichen Abtastabstand der beiden in öffnungen ermittelt. Daher kann die Abweichung stets genau gemessen werden, ohne Beeinflussung durch eine Änderung der Abtastgeschwindigkeit der öffnungen, d. h. der Abtastgeschwindigkeit der Schlitzplatte. Darüber hinaus ist die Meßgenauigkeit nicht abhängig ι > von der Abtastgeschwindigkeit der Schlitzplatte, so daß die Schwingungsamplitude der Schlitzplatte erweitert werden kann.

Aufgrund dieser Vorteile kann das erfindungsgemäße fotoelektrische Mikroskop wirksam hpi rjer Posi'.ionierung eines Plättchens eingesetzt werden, was einen Schritt bei der Herstellung integrierter Schaltungen darstellt. Fig. 6 zeigt ein Beispiel dieser Anwendungsmöglichkeit.

Fig.6 zeigt ein Belichtungsgerät zum genauen Drucken eines neuen Musters auf ein Muster auf einem Plättchen einer integrierten Schaltung, das im vorherigen Schritt bearbeitet wurde.

Ein mit einem empfindlichen Material 24 beschichtetes Plättchen 23 wird auf einem beweglichen Tisch 26

)o befestigt. Die Stellung einer Bezugslinie oder einer Registriermarke 25 auf dem Plättchen 23 wird mittels eines Stellungsdetektors 28 gemessen, der einer Regelschaltung 30 ein Stellungssignal /2 zuführt. Entsprechend dem Stellungssignal /2 führt die Regel-

J> schaltung 30 einem Servomotor 29 ein Antriebssignal /3 zu. Daraufhin bewegt sich der bewegliche Tisch 26 derart, daß das Plättchen 23 an einer vorherbestimmten Stelle positioniert wird. Nach Vollendung der Positionierung gibt die Regelschaltung 30 ein Signal /1 ab. das

·»" einen Verschluß 31 öffnet Mit Hilfe eines optischen Belichtungssystems 32 wird ein neues Muster auf das im vorherigen Schritt gebildete Muster 27 aufgedruckt. Hierbei sind schwierig die Stellungsmeßgenauigkeit und der Meßbereich des Stellungsdetektors 28. Jedesmal,

⁴' wenn das Plättchen 23 einen Schritt ausführt, ändert sich die Form der Registriermarke 25, optisch gesehen, geringfügig. Daher wird bei den bisher bekannten Stellungsdetektoren ein Meßfehler hervorgerufen. Im Gegensatz dazu kann mit dem erfindungsgemäßen

■»" fotoelektrischen Mikroskop die mittlere Stellung der Registriermarke genau erkannt und gefunden werden. Verwendet man es daher als Positionsdetektor 28, so wird eine genaue Stellungserfassung ermöglicht, die durch optische Formänderungen der Registriermarke nicht beeinflußt wird Zusätzlich wird der Meß- oder Erfassungsbereich erweitert. Das Plättchen 23 kann daher innerhalb eines weiten Bereiches auf dem beweglichen Tisch 26 befestigt werden.

Wie oben erwähnt, ist bei dem erfindungsgemäßen fotoelektrischen Mikroskop eine sehr genaue Erfassung der Stellung des mittleren Teils der Bezugslinie möglich. Außer bei dem vorstehend beschriebenen Anwendungsbeispiel ist die Erfindung auch bei der Ausrichtung von Masken, bei Koordinaten-Meßinstrumenten usw. mit gutem Erfolg anwendbar.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Fotoelektrisches Meßmikroskop zur Bestimmung des Abstandes einer Bezugsmarke zur optischen Achse des Meßsystems in der Objektebene über die Erzeugung eines Doppelbildes der Bezugsmarke und mit einer photoelektrischen Abstandsmeßeinrichtung zur automatischen Messung des Abstandes zwischen den beiden Bildern, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine Vorrichtung zur Erzeugung von zwei punktsymmetrischen Bildern (5, 6) in der Bildebene aufweist, daß die photoelektrische Abstandsmeßeinrichtung eine quer zur opti- '5 sehen Achse in der Bildebene oszillierende mit zwei Schlitzen (11, 12) versehene Platte (4) aufweist und daß den Schlitzen (11, 12) zum Abtasten der projizierten Bilder (5, 6) jeweils ein photoelektrischer DeteHor (13/1.l3B)fesl zugeordnet ist und daß der Ausgang der photoelektrischen Detektoren (134, 13S^ zur Auswertung der Signale und zur Abstandsbestimmung an eine elektrische Schaltungsanordnung gelegt ist, die jeweils aus einer Impulsformerstufe (14A 15Λ; 14& 15B)besteht und eine diesen nachgeordnete Verknüpfungseinheit (18) aufweist.

2. Fotoelektrisches Meßmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der oszillierenden Platte (4) eine Skala (41) starr verbunden ist und daß der Skala (41) eine ortsfeste Anordnung <-f2—44) zur Erzeugung einer der Auslenkung der Skala propo- lionalen Anzahl von Impulsen zugeordnet ist.

3. Fotoelektrisches Meßmis oskop nach An-

sprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (41) ein mit äquidistanten, transparenten Öffnungen versehenes Gitter ist, und daß auf der einen Seite des Gitters eine Lichtquelle (43) und auf der anderen Seite ein Lichtdetektor (45) angeordnet sind.

4. Fotoelektriscbes Meßmikroskop ni.ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung eine Torschaltung (19) mit drei Eingängen und einem auf einen Zähler (21) geschalteten Ausgang aufweist, und daß der erste Eingang der Torschaltung mit einem Taktgenerator (20), der zweite Eingang über eine Differenzier- und Formschaltung (16, 17) mit einem Signalgenerator (10) und der dritte Eingang mit der Verknüpfungseinheit (Logik) (18) verbunden ist

5. Fotoelektrisches Meßmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung eine Torschaltung (19) mit drei Eingängen und einem auf einen Zähler (21) geschalteten Ausgang aufweist, und daß der erste Eingang der Torschaltung (19) über eine Fonnschaltung (46) mit einem Lichtdetektor (45), der zweite Eingang über eine Differenzier- und Formschaltung (17') mit einem ^gnalgenerator (10) und der dritte Eingang mit der Verknüpfungseinheit (Logik) (18) verbunden ist

6. Fotoelektrisches Meßmikroskop nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das optische System zur Erzeugung von zwei punktsymmetrischen Bildern in der Bildebene ein Doppelprisma (3) ist