DE3006395A1

DE3006395A1 - X/y-stufe

Info

Publication number: DE3006395A1
Application number: DE19803006395
Authority: DE
Inventors: Edward H Phillips; Ruediger F Rauskolb
Original assignee: Optimetrix Corp
Current assignee: Eaton Optimetrix Inc
Priority date: 1979-02-27
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1980-09-11
Also published as: GB2046955B; GB2081048B; FR2451064A1; FR2451064B1; FR2451065B1; GB2046955A; FR2451065A1; GB2081048A

Description

X/Y-STUFE

Die Erfindung betrifft allgemein interferometrisch gesteuerte X/Y-Stufen zur Positionierung oder Ausrichtung eines ersten Gegenstands, beispielsweise einer Photomaske oder eines Halblei terplättchens, bezüglich eines zweiten Gegenstands, beispielsweise eines Fadenkreuzes oder eines Abbilds von diesem. Spezieller geht es um eine interferometrisch geregelte Vorrichtung, die längs genau rechtwinkliger X- und Y-Achsen derart bewegbar ist, daß nacheinander verschiedene Bereiche einer Photomaske oder eines Hai bleiterplättchens bezüglich des gleichen Fadenkreuzes oder dessen Abbilds angeordnet oder ausgerichtet werden können.

In der Halbleiterindustrie werden interferometrisch gesteuerte X/Y-Stufen sowohl bei der Herstellung von Photomasken als auch bei der Bearbeitung von Halbleiterplättchen verwendet, um integrierte Schaltkreise und dergleichen herzustellen. Eine Photomaske mit hohem Auflösungsvermögen (im Submikronbereich) wird typischerweise hergestellt, indem eine derartige interferometrisch gesteuerte Stufe verwendet wird, um nacheinander verschiedene Bereiche der Photomaske bezüglich eines Fadenkreuzes oder eines Abbilds von diesem anzuordnen, wobei eine

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Schicht einer auf die Photomaske aufzudruckenden Mikroschaltung in jedem dieser Bereiche dargestellt wird. Durch diesen schrittweise wiederholten Druckvorgang wird eine Anordnung von aneinander angrenzenden Bereichen eines Mikro-Schaltkreises auf einem Niveau auf der Photomaske in Zeilen und Spalten parallel zu den X- und Y-Achsen der Bewegung der interferometrisch gesteuerten Stufe gebildet. Ei η Satz solcher Photomasken, die jeweils eine Anordnung einer Mikroschaltung mit einer verschiedenen Höhenschicht bilden, .wird typischerweise bei der Herstellung von integrierten Schaltungen oder dergleichen aus einem Halbleiterplättchen verwendet. Im Verlauf dieser Herstellung.wird das Halbleiterplättchen nacheinander mit jeder Photomaske des Satzes ausgerichtet, und die Mikroschaltung einer auf die Photomaske aufgedruckten Schicht wird wiederum auf das Halbleiterplättchen aufgedruckt. Es ist jedoch auch möglich, die Herstellung eines Satzes solcher Photomasken zu vermeiden, indem eine interferometrisch geregelte Stufe verwendet wird, um nacheinander verschiedene Bereiche des Halbleiterplättchens mit jedem der Fadenkreuze auszurichten, die bei der Herstellung des Satzes von Photomasken verwendet werden, so daß das Niveau der Mikroschaltung, das durch jedes dieser Fadenkreuze dargestellt wird, direkt auf das Halbleiterplättchen in jedem dieser Bereiche gedruckt wird während verschiedener Fortschalt- und Wiederholungs-Druckvorgänge.

Um die genaue Anordnung oder Ausrichtung einer Anordnung von aneinander grenzenden Bereichen eines Niveaus einer Mikroschaltung, die gerade auf eine Photomaske oder auf ein HaIbleiterplättcherr gedruckt wird, bezüglich jeder Anordnung aneinander grenzender Bereiche der Mikroschaltung eines anderen vorher gedruckten oder noch zu druckenden Niveaus auf den anderen Photomasken des gleichen Satzes oder bezüglich jeder Anordnung von aneinander grenzenden Bereichen der Mikroschal-

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tung eines anderen vorher gedruckten oder noch auf dem Halbleiterplättchen zu druckenden Niveaus zur erleichtern, ist anzustreben, daß eine interferometrisch geregelte Stufe verwendet wird, welche genau rechtwinklige X- und Y-Bewegungsachsen für Schritt- und Wiederholungsdruckvorgänge beispielsweise der vorgenannten Art hat. Leider haben die herkömmlichen interferometrisch geregelten Stufen keine genau rechtwinkligen X- und Y-Achsen der Bewegung. Darüber hinaus ist der Grad der Abweichung von der Rechtwinkligkeit der X- und Y-Bewegungsachsen solcher Stufen normalerweise von Stufe zu Stufe verschieden, so daß verschiedene Stufen verschiedene Referenzrahmen aufweisen und daher nicht austauschbar verwendet werden können zum Drucken verschiedener Niveaus der Mikroschaltung auf verschiedenen Photomasken des gleichen Satzes oder auf dem gleichen Halbleiterplättchen oder Stapel von HaIbleiterplättchen.

Herkömmliche interferometrisch gesteuerte Stufen verwenden typischerweise ein getrenntes Interferometersystem für jede Bewegungsachse der Stufe. Dabei ist ein erster bewegbarer Spiegel des Interferometersystems für die X-Achse der Bewegung auf der Stufe in einer vertikalen Ebene angeordnet, die senkrecht zur X-Achse der Bewegung steht, und ein zweiter bewegbarer Spiegel für die Y-Bewegungsachse ist auf der Stufe in einer vertikalen Ebene angeordnet, die senkrecht zur Y-Bewegungsachse steht, vergleiche GB-PS 1 196 281. Da diese Spiegel in genau zueinander rechtwinkligen vertikalen Ebenen angeordnet werden müssen,damit die Stufe zueinander genau rechtwinklige X- und Y-Bewegungsachsen hat, werden besondere Meßeinrichtungen und -verfahren mit hohem Aufwand und Kosten verwendet, um diese Spiegel in vertikalen Ebenen anzuordnen und zu halten, die soweit wie möglich zueinander rechtwinklig sind. Da jedoch selbst die beste Meßeinrichtung eine begrenzte Genauigkeit hat, ist es in der Tat unmöglich, diese Spiegel in genau zueinander

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rechtwinkligen vertikalen Ebenen anzuordnen und zu halten. Folglich hat die Stufe keine genau zueinander rechtwinkligen X- und Y-Bewegungsachsen.

Der Erfindung liegt somit vor allem die Aufgabe zugrunde, eine interferometrisch geregelte Stufe mit genau zueinander rechtwinkligen X- und Y-Bewegungsachsen zu schaffen. Dabei soll der Aufwand für die angestrebte genaue Rechtwinkligkeit der beiden Spiegel in vertikalen Ebenen vermieden werden.

Des weiteren soll solch eine Stufe geschaffen werden, die austauschbar mit anderen derartigen Stufen zusammen verwendbar ist beim Drucken verschiedener Niveaus der Mikroschaltung auf verschiedenen Photomasken des gleichen Satzes oder auf dem gleichen Halbleiterplättchen oder Stapel von Halbleiterplättchen.

Ausgehend von einer Positionierungsstufe gemäß dem Oberbegriff wird diese Aufgabe gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Entsprechend der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden diese und weitere Aufgaben dadurch gelöst, daß eine Stufe verwendet wird, die entlang X- und Y-Achsen in einer horizontalen Ebene bewegbar ist, und indem stationär erste und zweite bewegbare Planspiegel erster bzw. zweiter Interferometersysteme auf der Stufe in vertikalen Ebenen angeordnet werden, die sich an der Y-Achse mit den ersten und zweiten symmetrisch zur Y-Achse angeordneten bewegbaren Spiegeln schneiden. Die ersten und zweiten stationären Planspiegel sind starr über der Stufe auf einem Gehäuse einer Projektionslinse oder einer ähnlichen Einrichtung angebracht und parallel zu den ersten bzw. zweiten bewegbaren Spiegeln angeordnet. Das erste Interferometersystem hat einen ersten Meßweg, der rechtwinklig zum ersten bewegbaren Spiegel ist, und einen ersten Referenzweg, der rechtwinklig zum ersten stationären Spiegel ist. Wenn die Stufe entweder entlang der

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X-Achse oder der Y-Achse bewegt wird, erzeugt das erste Interferometersystem ein erstes Meßsignal entsprechend der Geschwindigkeit des ersten bewegbaren Spiegels, während dieser längs eines ersten Meßweges bezüglich des ersten stationären Spiegels bewegt wird. Entsprechend hat das zweite Interferometersystem einen zweiten Meßweg rechtwinklig zu dem zweiten bewegbaren Spiegel und einen zweiten Referenzweg rechtwinklig zu dem zweiten stationären Spiegel. Wenn die Stufe längs der X-Achse oder der Y-Achse bewegt wird, erzeugt das zweite Interferometersystem ein zweites Meßsignal entsprechend der Geschwindigkeit des zweiten bewegbaren Spiegels, während dieser bezüglich des zweiten stationären Spiegels längs des zweiten Meßwegs bewegt wird. Entsprechend Summen und Differenzen dieser ersten und zweiten Meßsignale bewegen erste und zweite Positionierungsregelschaltungen die Stufe entlang genau zueinander rechtwinkliger X- und Y-Achsen, wobei die Y-Achse den Winkel zwischen den ersten und zweiten bewegbaren Spiegeln schneidet. Somit hat die Stufe genau rechtwinklige X- und Y-Bewegungsachsen, ohne daß die ersten und zweiten bewegbaren Spiegel in genau rechtwinkligen vertikalen Ebenen angeordnet sein müßten, und ohne daß unerreichbare Winkelbeziehungen zwischen diesen Spiegeln oder anderen Teilen der Stufe erforderlich wären. Dadurch wird der Hauptgrund für den Mangel an Rechtwinkligkeit der herkömmlichen X- und Y-Bewegungsachsen der Stufe vermieden. Vergleichsweise sind andere Störursachen, wie beispielsweise die Unebenheit der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel, unbedeutend und werden im Rahmen dieser Anmeldung vernachlässigt.

Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung bezieht sich'.allgemein auf Regel schaltungen und insbesondere auf eine Positionierungsregel schaltung, welche einen bezüglich der Phase verriegelten Regelkreis enthält, um das Auflösungsvermögen der Positionierungsregelschaltung zu erweitern. Derartige Positionierungsregelschaltungen können beispielsweise zur Regelung der Position einer interferometrisch geregelten Stufe der vorgenannten Art verwendet werden. Herkömmliche Positionierungsregelschaltungen zum Regeln der Position einer interferometrisch geregelten Stufe verwenden typischerweise einen

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reversiblen Zähler, um eine Anzeige über die tatsächliche Position der Stufe zu erhalten, wie beschrieben ist in US-PS 3 458 259. Das Auflösungsvermögen solcher Positionierungsregelschaltungen ist daher typischerweise begrenzt durch die Mehrdeutigkeit der letzten Stelle bzw. der Stelle mit dem tiefsten Stellenwert, die durch den Zähler angezeigt wird.

Ein Ziel bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht darin, eine verbesserte Positionierungsregelschaltung zu schaffen, und dabei die Mehrdeutigkeit der letzten, d.h. mit geringster Stellenwertigkeit behafteten, durch den Zähler angezeigten Stelle zu vermeiden und das Auflösungsvermögen der Positionierungsregelschaltung zu erweitern.

Dieses Ziel wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform dieses weiteren Aspekts der Erfindung erreicht, indem eine Positionsregelschaltung mit einem veränderlichen Phasenschieber verwendet wird, der auf ein Eingangsreferenzsignal und ein Regel signal anspricht, um ein Ausgangssignal der gleichen Frequenz wie das Referenzsignal zu erzeugen, wobei das Ausgangssignal jedoch nach Maßgabe des Regelsignales bezüglich der Phase verschoben ist. Hierzu wird ein Phasendetektor verwendet, der gesteuert wird durch das Ausgangssignal vom veränderbaren Phasenschieber und ein Eingangsmeßsignal mit einer Frequenz, die auf die Frequenz des Eingangsreferenzsignales derart bezogen ist, daß ein Positionsregel signal erzeugt wird, welches das Auflösungsvermögen der Positionsregel schaltung erweitert. Der Phasenschieber enthält einen anderen Phasendetektor, der auf das Eingangsreferenzsignal und ein Ausgangssignal von einer durch N teilenden Schaltung anspricht und einen spannungsgesteuerten Oszillator speist, welcher an die Teilerschaltung ein Ausgangssignal mit einer Frequenz abgibt, die N mal größer als die Frequenz des Referenzsignales ist. Ein Schieberegister spricht auf die Ausgangssignale des durch die Spannung gesteuerten Oszillators und der Teilerschaltung an und liefert N Ausgangssignalemit verschiedener Phase an einen Datenwähler. Der Datenwähler spricht auf das Regel signal an und liefert ein ausgewähltes dieser N Ausgangssignale an den erstgenannten Phasendetektor nach Maßgabe des

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Regel signal es.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische rückseitige Ansicht einer interferometrisch geregelten Stufe mit genau rechtwinkligen X- und

Y-Bewegungsachsen,
Figur 2 schematisch die Strahlengänge und optische Komponenten der bei der Stufe nach Figur 1 verwendeten Interferometersysteme,
Figur 3 ein Blockdiagramm eines Paares von'Positionierungsregel-

schaltungen zum Treiben der Stufe nach Figur 1, Figur 4 ein Blockdiagramm eines anderen Paares von Positionierungsregelschaltungen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wobei diese Schaltungen beispielsweise anstelle der Positionierungsregel schaltungen von Figur 3 verwendbar

sind zum Treiben der interferometrisch geregelten Stufe von Figur 1
Figur 5 ein Blockschaltbild eines Paares von Phasenregel schaltungen einer weiteren Ausführungsform der erfinderischen Ausgestaltung eines zur Positionierungsregelung gemäß Figur 4

verwendbaren Regel schaltkrei ses.

Eine interferometrisch gesteuerte bzw. geregelte Stufe 10 gemäß Figur 1 dient zur Ausrichtung eines Werkstücks, beispielsweise eines Halbleiterplättchens 12, bezüglich eines Gegenstands, beispielsweise eines Fadenkreuzes oder Rahmens 14 oder eines projizierten Abbildes davon. Die Stufe 10 enthält eine untere Plattform 16, die mittels Luftlagern auf der flachen oberen Fläche eines Granitblocks 18 gelagert ist zur allgemeinen Bewegung längs einer X-Achse der Stufe, und eine obere Plattform 20, die mittels Luftlagern auf der flachen oberen Fläche des Granitblocks 18 (durch Ausnehmungen in der unteren Plattform 16) gelagert ist zur allgemeinen Bewegung längs einer rechtwinkligen Y-Achse der Stufe. Zusätzlich ist die

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obere Plattform 20 mit der unteren Plattform 16 zur gemeinsamen generellen Bewegung längs der X-Achse der Stufe 10 verbunden. Daher kann die obere Plattform 20 der Stufe 10 in einer horizontalen Ebene generell längs der rechtwinkligen X- und Y-Achsen der Stufen bewegt werden, und diese Bewegung kann in dieser horizontalen Ebene entlang irgendeiner geraden Linie erfolgen, da diese Bewegungen gleichzeitig durchgeführt werden können.

Das Halbleiterplättchen 12 wird auf der oberen Plattform 20 durch einen Vakuumhalter 22 zur Bewegung mit diesem angesaugt.

Der Halter 22 ist unterhalb einer Projektionslinse 26 oder eines anderen Bauteils angeordnet, das bei der Bearbeitung des Halblei terplättchens verwendet wird. Das Fadenkreuz 14 wird durch einen Vakuumhalter 28 direkt oberhalb der Projektionslinse 26 und längs einer optischen Achse von dieser gehalten. Sowohl die Projektionslinse als auch der Halter 28 für das Fadenkreuz 14 sind auf einem an den Granitblock befestigten Rahmen angeordnet. Bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen oder dgl. aus dem Halbleiterplättchen 12 wird die Stufe 10 längs der X- und Y-Achsen bewegt, um nacheinander angrenzende Bereiche eines Niveaus der Mikroschaltung auszurichten, welche schon auf dem Halbleiterplättchen gebildet sein können, mit einem Abbild eines anderen Niveaus der auf dem Fadenkreuz 14 enthaltenen Mikroschaltung, die noch auf dem Halbleiterplättchen an jedem dieser Bereiche zu drucken ist. Dieses Abbild wird auf das Halbleiterplättchen 12 durch die Projektionslinse 26 geworfen.

Um auf der Station 10 genau orthogonale X- und Y-Bewegungsachsen zu erhalten, sind zwei längsgestreckte Planspiegel 30 und 32 fest auf der oberen Plattform 20 zur Bewegung mit dieser angeordnet. Diese Spiegel, die nachfolgend als die ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 bezeichnet werden, sind symmetrisch zur Y-Achse in ersten bzw. zweiten vertikalen Ebenen angeordnet, die sich an der Y-Achse in einem Winkel von 2Θ schneiden. Es sind

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keine speziellen Meßeinrichtungen oder kritischen Meßverfahren erforderlich, um die ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 auf der oberen Plattform 20 der Stufe 10 zu befestigen, da die Stufe in nachfolgend beschriebener Weise derart geregelt wird, daß die X- und die Y-Achsen genau rechtwinklig zueinander angeordnet sind und sich an der Y-Achse im Winkel von 2Θ zwischen den ersten und zweiten bewegbaren Spiegeln schneiden. Die ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 können daher in ersten bzw. zweiten vertikalen Ebenen angeordnet werden,die sich in einem nahezu beliebigen Winkel schneiden können. Zum Zweck der Erläuterung sind die Spiegel fest auf der oberen Plattform 20 der Stufe 10 in einem nominellen rechten Winkel zueinander mittels eines Trägers 34 angeordnet. Die ersten und zweiten Planspiegel 36 und 38 sind fest auf einem Gehäuse der Projektionslinse 26 über dem Träger 34 angeordnet. Diese Spiegel, die nachfolgend als die ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und 38 bezeichnet werden,entsprechen und sind parallel angeordnet zu den ersten und zweiten bewegbaren Spiegeln 30 bzw. 32.

Die ersten und zweiten Interferometersysteme 40 und 42 werden verwendet, um die Geschwindigkeiten der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 bezüglich der ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und 38 genau zu messen, während diese längs entsprechender erster (oder AU) und zweiter (oder AL2) Meßwege rechtwinklig zu den ersten bzw. zweiten bewegbaren Spiegeln bewegt werden. Dieses erfolgt, wann immer die Stufe 10 längs der X-Achse oder der Y-Achse bewegt wird, wobei Meßsignale über die entsprechenden Geschwindigkeiten abgegeben werden. Derartige Interferometersysteme sind beispielsweise beschrieben in Application Note 197-2 für den Laserumformer 5501 A der Firma Hewlett-Packard Company und in US-PS 3 458 259, und sind als erste und zweite Interferometersysteme 40 und 42 verwendbar. Die Interferometersysteme 40 und 42 verwenden gemeinsam einen Laserumformer 44 mit zwei Frequenzen und einer

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Schwingungsart zur Aussendung eines Lichtstrahls 46, mit einer ersten Strahl komponente der Frequenz f., welche nachfolgend als f.-Licht bezeichnet wird, und einer zweiten parallelen und überlappenden Strahl komponente mit einer Frequenz f£, welche nachfolgend als f₂-Licht bezeichnet wird. Diese parallelen und überlappenden Strahl komponenten von f.,- und f^-Licht haben lineare horizontale bzw. vertikale Polarisationen bezüglich des Laserumformers 44. Eine Strahlablenkeinrichtung 48 lenkt den Strahl des Lichts 46 ab vom Laserumformer 44 nach oben zu einem Strahl teiler 50, der 50% des Lichtstrahls nach oben durch eine öffnung 52 in einem Rahmen 54 ablenkt, der den Granitblock 18 hält. Der Strahl teil er 50 reflektiert 50% des Lichtstrahls 46 vom Laserumformer 44 zu einer anderen Strahl um!enkeinrichtung 56, von welcher das Licht wiederum nach oben durch eine öffnung 58 im Rahmen 54 abgelenkt wird.

Der Laserumformer 44, die Strahlablenkeinrichtungen 48 und 56, der Strahl teil er 50 und die verschiedenen Elemente der ersten und zweiten Interferometersysteme 40 und 42 können alle auf einem Rahmen befestigt sein, der an dem Granitblock 18 in der dargestellten Anordnung befestigt ist. Die ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 sind auf dem Träger 34 unter einem Winkel von nominell 45° bezüglich der Y-Achse angeordnet, und die Meßwege hl, und Mp der ersten bzw. zweiten Interferometersysteme 40 und 42 werden nominell um 45° bezüglich der Y-Achse gedreht. Da der Laserumformer 44 in der dargestellten Weise längs der X-Achse befestigt ist, muß der Laserumformer auch nominell um 45° bezüglich der Y-Achse gedreht werden, um die Polarisationsebenen des f.-Lichts und des f^-Lichts unter 45° bezüglich der Y-Achse und somit parallel und rechtwinklig zu den ersten und zweiten Interferometersystemen 40 und 42 auszurichten. Dieses ist wichtig, da das maximale Ausgangssignal von den ersten und zweiten Interferometersystemen 40 und 42 erhalten wird, wenn diese Polarisationsebenen in der beschriebenen Weise ausgerichtet sind, während im wesentlichen kein

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Ausgangssignal erhalten werden kann von den ersten und zweiten Interferometersystemen, wenn diese Polarisationsebenen unter einem Winkel von 45° bezüglich jedes der ersten und zweiten Interferometersysteme ausgerichtet sind.

Da die ersten und zweiten Interferometersysteme 40 und 42 identisch sind, werden die gleichen Bezugszeichen allgemein für die gleichen Elemente beider Interferometersysteme verwendet, wobei die Bezugszeichen für das zweite Interferometersystem mit einem Strich versehen sind^nd es wird nur das erste Interferometersystem 40 im einzelnen erläutert. Wie auch aus Figur 2 ersichtlich ist, enthält das erste Interferometersystem 50 einen polarisierenden Strahlteiler 60, um f«-Licht der linearen horizontalen Polarisationsebene, welches durch einen doppelten Pfeil rechtwinklig zur Papierebene dargestellt ist, zu reflektieren, welches durch die 'Öffnung 52 des Rahmens 54 gelangt, und um das f^-Licht der linearen vertikalen Polarisationsebene, welches durch einen doppelten Pfeil in der Papierebene dargestellt ist, hindurch zu lassen, welches durch die öffnung 52 gelangt, wobei ein Hilfspfeil in der Papierebene bei jedem Doppelpfeil angebracht ist, um die Richtung der Lichtausbreitung anzuzeigen. Das durch den polarisierenden Strahlteiler 60 reflektierte f.-Licht gelangt durch eine Viertelwellenplatte 62 zum ersten bewegbaren Spiegel 30 längs eines ersten Abschnitts 64 des Meßwegs AL₁, welcher rechtwinklig zum ersten bewegbaren Spiegel verläuft. Da die obere Plattform 20 der Stufe 10 entweder längs der X-Achse oder längs der Y-Achse bewegt wird, bewirkt die entsprechende Bewegung des ersten bewegbaren Spiegels 30 bezüglich des ersten stationären Spiegels 36 längs des Meßwegs AL₁, daß das f.-Licht die Frequenz um ± Af ändert, wenn es von dem ersten bewegbaren Spiegel zurück längs des ersten Abschnitts 64 des Meßwegs AL₁ durch die Viertelwellenplatte 62 reflektiert wird. Die Viertelwellenplatte 62 ändert die Polarisation des in Vorwärtsrichtung hindurchgelangenden f^Lichts in Licht mit rechts-

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drehender Kreispolarisation, welches wiederum in Licht mit linksdrehender Kreispolarisation umgeformt wird, wenn das f.-Licht von dem ersten bewegbaren Spiegel 30 reflektiert wird. Außerdem wird die Polarisation des f^t Af-Lichts, welches in rückwärtiger Richtung reflektiert, in linear-vertikal polarisiertes Licht umgeformt. Somit wird das Licht mit der Frequenz f,± Af durch den polarisierenden Strahlteiler 60 zu einem damit verbunden Umkehrreflektor 66 übertragen, von dem das Licht in Vorwärtsrichtung durch den polarisierenden Strahlteiler und die Viertelwellenplatte 62 zu dem ersten bewegbaren Spiegel 30 längs eines zweiten Abschnitts 68 des AL,.-Meßwegs reflektiert wird. Das Licht mit der Wellenlänge f,i Af, welches von dem ersten bewegbaren Spiegel 30 zurück längs des zweiten Abschnitts 68 des AL,-Meßwegs reflektiert wird, ändert die Frequenz um ^± Af, wenn die obere Plattform 20 der Stufe 10 entweder längs der X-Achse oder der Y-Achse bewegt wird. In diesem Fall ändert die Viertelwellenplatte 62 die Polarisation des Lichts mit der Wellenlänge f,± Af, welches in Vorwärtsrichtung hindurchgelangt, in linksdrehend zirkularpolarisiertes Licht, welches wiederum in rechtsdrehend zirkularpolarisiertes Licht umgeformt wird, wenn das Licht mit der Frequenz f.± Af von dem ersten bewegbaren Spiegel 30 reflektiert wird, und die Polarisation des Lichts mit der Frequenz f,±2 Af, welches in Rückwärtsrichtung hindurchreflektiert wurde, wird in linear horizontal polarisiertes Licht umgeformt. Das Licht mit der Frequenz f,^±2 Af, welches in rückwärtiger Richtung längs des zweiten Abschnitts 68 des Meßwegs AL. reflektiert wurde, wird daher durch den polarisierenden Strahlteiler 60 nach unten durch einen Mischpolarisator 70 auf einen photoelektrischen Detektor 72 reflektiert.

In ähnlicher Weise gelangt das durch den polarisierenden Strahlteiler 60 übertragene Licht mit der Frequenz f~ vorwärts durch eine Viertelwellenplatte 74 zu einer Strahlablenkeinrichtung 76,

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von welcher das Licht zu dem ersten stationären Spiegel 36 längs eines Abschnitts 78 eines Referenzwegs AL₁ reflektiert wird, der in der beschriebenen Weise rechtwinklig zu dem ersten stationären Spiegel (wenigstens von der Strahlbeugeeinrichtung.76 aus gesehen vorwärts) verläuft. Dieses Licht mit der Frequenz fp wird von dem ersten stationären Spiegel 36 zurück längs des ersten Abschnitts 78 des Referenzwegs AL₁ zu der Strahlablenkeinrichtung 76 und dann durch die Viertelwellenplatte 74 hindurch reflektiert. Die Viertel wellenplatte 74 ändert die Polarisation des Lichts mit der Frequenz fp, welches in Vorwärtsrichtung durch diese längs des ersten Abschnitts 78 des Referenzwegs ΔΙ. gelangt, in Licht mit linksdrehender Polarisation, wie es wiederum in rechtsdrehend polarisiertes Licht umgeformt wird, wenn das Licht mit der Frequenz fp von dem ersten stationären Spiegel 36 reflektiert wird, und die Polarisation des Lichts mit der Frequenz fp, welches in rückwärtiger Richtung längs des ersten Abschnitts des Referenzwegs AL₁ reflektiert wurde, wird in linear horizontal polarisiertes Licht umgeformt. Somit wird das Licht mit der Frequenz fp, welches von dem ersten stationären Spiegel 36 längs des ersten Abschnitts 78 des Referenzwegs AL₁ reflektiert wird, durch den polarisierenden Strahlteiler 60 zu dem Umkehrreflektor 66 reflektiert, von dem aus das Licht auf den polarisierenden Strahl teil er zurückgeworfen wird, wo es durch die Viertelwellenplatte 74 hindurch reflektiert und durch die Strahlablenkeinrichtung 76 auf den ersten stationären Spiegel längs eines zweiten Abschnitts 80 des AL₁ Referenzwegs geworfen wird. Dieses Licht mit der Frequenz fp wird wiederum von dem ersten stationären Spiegel 36 zurück längs des zweiten Abschnitts 80 des &L. Referenzwegs zu der Strahlablenkeinrichtung 76 und dann durch die Viertel wellenplatte 74 hindurch reflektiert. Die Viertel wellenplatte 74 formt die Polarisation des Lichts mit der Frequenz f^> welches durch diese in Vorwärtsrichtung längs des zweiten Abschnitts 80 des AL₁ Referenzwegs hindurchgelangt,

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in rechtsdrehend polarisiertes Licht um, welches wiederum in linksdrehend polarisiertes Licht umgeformt wird, wenn das Licht mit der Frequenz f- wieder von dem ersten stationären Spiegel 36 reflektiert wird, und die Polarisation des Lichts mit der Frequenz f~, welches in rückwärtiger Richtung längs des zweiten Abschnitts 80 des AL₁ Referenzwegs reflektiert wird, wird in linear vertikal polarisiertes Licht umgeformt. Das Licht mit der Frequenz fp, welches in rückwärtiger Richtung längs des zweiten Abschnitts 80 des AL. Referenzwegs reflektiert wird, wird daher durch den polarisierenden Strahl teil er 60 nach unten durch den Mischpolarisator 70 hindurch zum photoelektrischen Detektor 72 übertragen mit dem parallelen und überlappenden Licht mit der Frequenz f. ^±2 Af von dem zweiten Abschnitt 68 des AL. Meßwegs in einem Ausgangslichtstrahl 73. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden die Strahlengänge des Eingangslichtstrahls 46, welcher in den polarisierenden Strahlteiler eintritt und des Ausgangs!ichtstrahls 73, welcher in den photoelektrischen Detektor 72 eintritt, die ersten und zweiten Abschnitte 64 und 68 des AL₁ Meßwegs, die ersten und zweiten Abschnitte 78 und 80 des AL₁ Referenzwegs und der Umkehrreflektor 66 dargestellt als räumlich in der Papierebene der Figur 2 angeordnet, wogegen diese Baueinheiten und Strahlengängen tatsächlich räumlich in einer Ebene rechtwinklig zur Papierebene angeordnet sind, wie sich aus der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 1 ergibt.

■Der mischende Polarisator 70 mischt das Licht mit der Frequenz f,|±2 Af und das parallele und überlappende Licht mit der Frequenz fp des Ausgangslichtstrahls 73, so daß jeder dieser Strahlanteile des Ausgangslichtstrahls, der in den photoelektrischen Detektor eintritt, einen Anteil mit ähnlicher Polarisation hat. Diese ähnlich polarisierten Anteile werden durch den photoelektrischen Detektor 72 gemischt, um ein erstes elektrisches Meßsignal mit einer Frequenz f₁-f«^±2 Af, am Ausgang des photoelektrischen

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Detektors zu erhalten. Ein zweites elektrisches Meßsignal mit einer Frequenz fi-f^AfLp ^w"i^rd iⁿ der gleichen Weise wie vorher beschrieben durch das zweite Interferometersystem 42 am Ausgang des photoelektrischen Detektors 72' dieses Systems erzeugt.

Entsprechend Figur 3 wird das erste elektrische Meßsignal mit der Frequenz f^-f^fi, dem ersten Eingang eines ersten digitalen Ausgangsmischers 82 des ersten Interferometersystems 40 zugeführt, und das zweite elektrische Meßsignal mit der Frequenz fi'fo*^^ ^wirc* einem ersten Eingang eines zweiten dualen Ausgangsmischers 84 des zweiten Interferometersystems 42 zugeführt. Ein elektrisches Referenzsignal mit der Frequenz f-]^» welches durch den Laserumformer 44 an einem elektrischen Ausgang 86 erzeugt wird (siehe Figur 1)^wird einem zweiten Eingang des zweiten Ausgangsmischers 82 und einem zweiten Eingang des zweiten Ausgangsmischers 84 zugeführt. Der erste Ausgangsmischer 82 verknüpft das erste Meßsignal und das Referenzsignal, um ein aus einem ersten Impulszug bestehendes Meßsignal mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit von 2Af^, an einem inkrementierenden oder einem dekrementierenden Ausgang zu erzeugen, je nachdem ob das Vorzeichen der ^±2Af_!_₁ Komponente der Frequenz des ersten Meßsignales positiv bzw. negativ ist. Die Wiederholungsgeschwindigkeit des ersten Impulssignalzugs ist proportional der Geschwindigkeit des ersten bewegbaren Spiegels 30, während dieser bezüglich des ersten stationären Spiegels 36 längs des &L, Meßweges des ersten Interferometersystems 40 bewegt wird, was geschieht, wenn die obere Plattform 20 der Stufe 10 entweder entlang der X- oder der Y-Bewegungsachse der Stufe bewegt wird. In ähnlicher Weise verknüpft der zweite Ausgangsmischer 84 das zweite Meßsignal und das Referenzsignal und erzeugt ein aus einem zweiten Impulszug bestehendes Meßsignal mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit von 2^Δί|_2 an einem inkrementierenden oder dekrementierenden Ausgang je nachdem, ob das Vorzeichen des ^±2Af[_„ Anteils der Frequenz des zweiten Meßsignals positiv oder negativ ist. Die Wiederholungsgeschwindigkeit des zweiten Impulszugs ist proportional der Geschwindigkeit des zweiten bewegbaren Spiegels 32, während

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dieser bezüglich des zweiten stationären Spiegels 38 längs des AL₂ Meßwegs des zweiten Interferometersystems 42 bewegt wird. Dieses ist ebenfalls der Fall, wenn die obere Plattform 20 der Stufe 10 entweder längs der X- oder der Y-Bewegungsachse der Stufe bewegt wird.

Die Impulse der ersten und zweiten aus Impulszügen bestehenden Signale, welcher an den inkrementierenden Ausgängen der ersten und zweiten Ausgangsmischer 82 und 84 auftreten, werden einem ersten Paar von Eingängen einer ersten dualen Addierschaltung 88 zugeführt, welche einen Impulszug erzeugt, welcher der Summe dieser Impulse an einem inkrementierenden Ausgang der ersten dualen Addierschaltung entspricht. In ähnlicher Weise werden die Impulse der ersten und zweiten Impulszüge der Signale an den dekrementierenden Ausgängen der ersten und zweiten Ausgangsmischer 82 und 84 einem zweiten Paar von Eingängen der ersten dualen Addierschaltung 88 zugeführt, welche einen Impulszug erzeugt, welcher der Summe dieser Impulse am dekrementierenden Ausgang der ersten dualen Addierschaltung entspricht. Die dadurch an den inkrementierenden und dekrementierenden Ausgängen der ersten Addierschaltung 88 erzeugten Impulszüge stellen die Summe der ersten und zweiten aus Impulszügen bestehenden Signale dar. Die Impulse des ersten Signales am inkrementierenden Ausgang des ersten Ausgangsmischers 82 und die Impulse des zweiten Signales am dekrementierenden Ausgang des zweiten Ausgangsmischers 84 werden einem ersten Paar von Eingängen einer zweiten dualen Addierschaltung 90 zugeführt, welche die Summe dieser Impulse an einem inkrementierenden Ausgang der zweiten Addierschaltung erzeugt. In ähnlicher Weise werden die Impulse des ersten aus einem Impulszug bestehenden Signals, die am dekrementierenden Ausgang des ersten Ausgangsmischers 82 auftreten, und die Impulse des zweiten aus einem Impulszug bestehenden Signals, welche am inkrementierenden Ausgang des zweiten Ausgangsmischers 84 auftreten, einem zweiten Paar von Eingängen der zweiten Addierschaltung 90 zugeführt. Die Summen der dadurch erzeugten Impulse an den inkrementierenden und dekrementierenden Ausgängen der zweiten Addierschaltung 90 stellen die Differenz der ersten

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Int. Az.: Fall 162/80 - 27 -

und zweiten impulsförmigen Signale dar. Entsprechend der Differenz und der Summe der ersten und zweiten aus Impulszügen bestehenden Signale und der digitalen Signale über die X- und Y-Endpunkte, welche beispielsweise von einem Rechner 92 aufgenommen werden, bewegen die Regelungsschaltungen 94 und 96 für die Positionierung entlang den X- und Y-Achsen die obere Plattform 20 der Stufe 10 längs genau rechtwinklig zueinander befindlicher X- und Y-Achsen, wobei die Y-Achse den Winkel 2 θ zwischen den ersten und zweiten beweglichen Spiegeln 30 und 32 schneidet, so daß die obere Plattform 20 genau ausgerichtet wird, wie durch die digitalen Datensignale über die X- und Y-Endpunkte spezifiert wird. Diese Bewegungen der oberen Plattform 20 längs genau rechtwinkliger X- und Y-Achsen wird durch die Regelungsschaltungen 94 und 96 entsprechend den folgenden, später erklärten Gleichungen ausge-

15 führt:

(1) ΔΧ = Κ_χ( AL₁ - AL₂), wobei Κ_χ=1/2 cos9; und

(2) ΔΥ = K_y( AL₁ - AL₂), wobei K=1/2 sinQ.

Die Rechtwinkligkeit der Bewegungen um Αχ und Δγ der oberen Plattform 20 längs X- und der Y-Bewegungsachsen der Stufe 10 entsprechend den Gleichungen (1) und (2) ist durch die Tatsache zu begründen, daß AX eine Funktion von cos0 und AY eine Funktion von sinQ ist, und daß diese cos- und sin-Winkel immer komplementären Winkeln entsprechen.

Da die Regel schaltkreise 94 und 96 für die Positionierung entlang den X- und Y-Achsen identisch sind, werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente beider Schaltkreise verwendet, wobei für die Schaltkreise zur Positionierung längs der X-Achse mit einem Strich markiert werden, und es wird im einzelnen nur der Schaltkreis für die Positionierung entlang der Y-Achse erläutert. Die an den inkrementierenden und dekrementierenden Ausgängen der ersten Addierschaltung 88 auftretenden Impulse werden einem reversiblen Zähler 98 zugeführt, der diese Impulse zählt, um ein digitales Ausgangssignal AY zu erzeugen, welches proportional der

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Int. Az.: Fall 162/80 - 28 -

Summe (AL· + Al^) der Verschiebungen AL· und AL,, der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 bezüglich der ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und 38 längs der AL^- und ALo-Meßwege der ersten und zweiten Interferometersysteme 40 bzw. 42 ist, wenn die obere Plattform 20 der Stufe 10 entweder längs der X-Achse oder der Y-Achse der Stufe bewegt wird. Der Zähler 98 integriert die Summe der Geschwindigkeiten der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 über der Zeit, wenn diese Geschwindigkeiten durch die ersten bzw. zweiten Interferometersysteme 40 bzw. 42 gemessen werden, um das digitale Ausgangssignal Δγ zu erzeugen. Dieses Ausgangssignal AY wird einem Eingang eines Komparators 100 zugeführt, und das digitale Datensignal über den Y-Endpunkt vom Rechner 92 wird in einem Register 102 gespeichert und dem anderen Eingang des Komparators zugeführt. Der Komparator 100 erzeugt ein digitales Vergleichssignal, welches der Differenz zwischen den zugeführten digitalen Signalen entspricht und der Strecke proportional ist, und welche die obere Plattform 20 längs der Y-Achse bewegt werden muß, um die Position der Y-Achse zu erreichen, die durch das digitale Datensignal über den Y-Endpunkt spezifiziert ist. Dieses digitale Vergleichssignal wird einem D/A-Umsetzer 104 zugeführt, der es in ein analoges Spannungssignal umformt und einem Eingang einer Summierschaltung 106 zuführt. Ein anderes analoges Spannungssignal wird durch einen Tachometer in nachfolgend beschriebener Weise erzeugt und dem anderen Eingang der Summierschaltung 106 zugeführt. Somit erzeugt die Summierschaltung 106 ein Ausgangsspannungssignal welches der Differenz zwischen dem analogen Spannungssignal vom A/D-Umsetzer 104 und dem Tachometer 108 entspricht. Dieses Ausgangs-Spannungssignal wird einem Servoschaltkreis 110 zugeführt, der dementsprechend einen Servomotor 112 für die Y-Achse speist, der auf der oberen Plattform 20 angeordnet ist und gegenüber der unteren Plattform 16 reagiert, um die obere Plattform längs der Y-Achse in die Position der Y-Achse zu bringen, welche durch

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Int. Az.: Fall 162/80 - 29 -

das digitale Datensignal liber den Y-Endpunkt spezifiziert ist. Der Tachometer 108 ist mit dem Servomotor 112 funktionell verbunden und erzeugt ein analoges Spannungssignal, welches proportional der Geschwindigkeit des Motors für die Y-Achse ist und führt dieses der Summierschaltung 106 zu. Dadurch wird das Ausgangsspannungssignal von der Summierschaltung 106 vermindert und der Servomotor 112 für die Y-Achse läuft langsamer, wenn die obere Plattform 20 sich der Position auf der Y-Achse nähert, die durch das digitale Datensignal über den Y-Endpunkt spezifiziert ist, so daß die obere Plattform nicht über die spezifizierte Position auf der Y-Achse hinaus verschoben wird.

Der reversible Zähler 98" der Regelungsschaltung 94 für die X-Achsenposition integriert in entsprechender Weise die Differenz der Geschwindigkeiten der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32, wenn diese Geschwindigkeiten durch die ersten und zweiten Interferometersysteme 40 bzw. 42 gemessen .werden, um ein digitales Ausgangssignal ΔΧ zu erzeugen, welches proportional der Differenz (AL₁ - AL₂) der Verschiebungen AL· und AL₂ der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel bezüglich der ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und

20. 38 längs der Meßwege AL₁ und AL₂ der ersten bzw. zweiten Interferometersysteme ist, während die obere Plattform 20 der Stufe 10 entweder entlang der X-Achse oder der Y-Achse der Stufe bewegt wird. Entsprechend diesem digitalen Ausgangssignal ΔΧ und einem digitalen Datensignal über den X-Wert, das in dem Register 102' durch den Rechner 92 gespeichert ist, speist die Servotreiberschaltung 110' den Servomotor 112' für die X-Achse, welcher auf der unteren Plattform 16 der Stufe 10 befestigt ist und gegenüber dem Granitblock 18 arbeitet und die untere Plattform 16 und damit die obere Plattform 20 in die X-Achsenposition bringt, welche durch das digitale Datensignal über den X-Endpunkt spezifiziert ist. Somit wird die obere Plattform 20 entlang genau rechtwinkliger X- und Y-Achsen entsprechend der Differenz (AL₁ - A|__?)

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Int. Az.: Fall 162/80 -30-

und der Summe (AL, + AL-) der Verschiebungen der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 bezüglich der ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und 38 längs der Meßwege AL. und AL₂ der ersten bzw. zweiten Interferometersysteme

40 bzw. 42 bewegt, die durch die entsprechenden Ausdrücke in den Gleichungen (1) und (2) spezifiziert sind. In der Praxis können die Konstanten K und K dieser Gleichungen bestimmt werden, ohne daß der halbe Winkel θ zwischen den ersten und zweiten bewegbaren Spiegeln 30 und 32 bekannt ist oder gemessen wird. Diese Konstanten können bestimmt werden, indem einfach ein Referenzkontaktglied an der oberen Plattform 20 angeordnet wird, ein Meßklotz mit beispielsweise 10 cm Länge auf der oberen Plattform längs der Y-Achse und an dem Referenzkontaktglied anliegend angeordnet wird* ein Auslenkungs-Meßfühler eines elektronischen Meßgeräts in einer festen Position bezüglich der oberen Plattform längs der Y-Achse und in dem Weg des Meßklotzes und des Referenzkontaktgliedes angebracht wird, die Positionierungsstufe entlang der Y-Achse weiterbewegt wird, um den Meßklotz gegen den Meßfühler zu drücken, bis das elektronische Meßgerät auf Null gestellt wird, und dann auch der reversible Zähler 98 des Meßfühlers 96 für die Y-Achsenposition auf Null gestellt wird, die obere Plattform längs der Y-Achse zurückbewegt und der Meßklotz entfernt wird, die obere Plattform vorwärts zur Y-Achse zur Anlage des Referenzkontaktgliedes gegen den Meßfühler gebracht wird, bis das elektronische Meßgerät wieder auf Null gestellt ist, die Länge des Meßklotzes durch den auf diesem registrierten Zählerstand des Zählers 98 geteilt wird und K in Zoll pro Zählerstand bestimmt wird und das gleiche Verfahren für die X-Achse mit dem gleichen Referenzkontaktglied, dem gleichen Meßklotz und reversiblen Zähler 98' der Regelungssschaltung 34 für die X-Achsenpositionierung zur Bestimmung von K in Zoll pro Zählerstand wiederholt wird. Da Meßklötze gewöhnlich durch das Eichbüro mit Submikrongenauigkeit geeicht werden, erlaubt dieses KaIibrierverfahren, daß die obere Plattform 20 der Positionierungsstufe 10 längs der rechtwinkligen X- und Y-Achsen mi-t extrem

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Int. Az.: Fall 162/80 - 31 -

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hoher Präzision bewegt wird. Die Konstanten K und K , sowie

andere möglicherweise zur Kompensation von atmosphärischen Änderungen verwendeten Konstanten, sind in dem Rechner 92 gespeichert und werden zur Bestimmung eines Satzes von Paaren von Datensignalen über die X- und Y-Endpunkte bestimmt, die für den gewünschten Schritt- und Wiederholungsvorgang erforderlich sind. Wenn jedes Paar von Datensignalen über die X- und Y-Endpunkte durch den Rechner 92 den Registern 102' und 102 der Regelungsschaltung 94 und 96 über die X- und Y-Achsenpositionierung zugeführt wird, wird die obere Plattform 20 der Positionierungsstufe 10 nacheinander schrittweise längs genau rechtwinkliger X- und Y-Achsen in die durch das Paar von X- und Y-Endpunktdatensignalen spezifizierte Position bewegt, so daß nacheinander aneinander angrenzende Bereiche der Mikroschaltung eines Niveaus auf dem Halbleiterplättchen 12 mit dem projizierten Abbild des Fadenkreuzes oder Rahmens 14 ausgerichtet werden. Da die obere Plattform 20 entlang genau rechtwinkliger X- und Y-Achsen schrittweise weitergeschaltet wird, können andere derartige Positionierungsstufen austauschbar beim Drucken der verschiedenen Niveaus der Mikroschaltung auf demselben Halbleiterplättchen 12 verwendet werden.

Entsprechend Figur 4 wird ein anderes Paar von Positionierungsregelkreisen 96 und 94 für die X- und Y-Achsen erläutert, das anstelle der bisher in Verbindung mit Figur 3 verwendeten Positionierungsschaltung benutzt werden kann zur Regelung der Position der interferometrisch geregelten Positionierungsstufe gemäß Figur 1. Da diese Regel schaltkreise 96 und 94 für die Positionierung entlang der X- und der Y-Achse identisch sind, werden wiederum die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente beider Schaltkreise verwendet, wobei die Elemente des Regelschaltkreises für die X-Positionierung mit einem Strich versehen werden, und es wird im einzelnen nur der Regel schaltkreis 96 beschrieben. Die Impulse an den inkrementierenden und dekrementierenden Ausgängen der ersten dual en Addierschaltung

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Int. Az.: Fall 162/80 - 32 -

werden wieder einem reversiblen Zähler 98 zugeführt, der diese Impulse zählt und ein digitales Ausgangssignal Δγ herstellt, welches proportional der Summe (AL + AL₂) der Verschiebungen AL. und ALp der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 bezüglich der ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und 38 längs der AL₁- und AL^-Meßwege der ersten bzw. zweiten Interferometersysteme 40 bzw. 42 ist, wenn die obere Plattform 20 der Stufe 10 entlang der X-Achse oder der Y-Achse bewegt wird. Der reversible Zähler 98 integriert wieder die Summe der Geschwindigkeiten der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 über der Zeit, wenn diese Geschwindigkeiten durch die ersten bzw. zweiten Interferometersysteme 40 bzw. 42 gemessen werden, um das digitale Ausgangssignal aY abzuleiten. Dieses Ausgangs signal ΔΥ wird wieder einem Eingang eines Komparators 100 zugeführt, und das digitale Datensignal über den Y-Wert vom Rechner 92 wird wieder in einem Register 102 gespeichert und dem anderen Eingang des Komparators zugeführt. Der Komparator 100 erzeugt ein digitales Vergleichssignal, welches der Differenz zwischen den ihm zugeführten digitalen Signalen entspricht und proportional der Strecke ist, um welche die obere Plattform 20 der Stufe 10 längs der Y-Achse bewegt werden muß, um die Position auf der Y-Achse zu erreichen, die durch das Y-Datensignal spezifiziert ist. Dieses digitale Vergleichssignal wird dem Rechner 92 zugeführt, der wieder bei einem von Null abweichenden Eingangssignal nacheinander jedes von einer Reihe von digitalen Geschwindigkeitssignalen in einem Register 103 speichert. Diese digitalen Geschwindigkeitssignale und die Dauer, während derer sie in dem Register 103 gespeichert sind, definieren ein optimales Profil der Beschleunigung, der Maximalgeschwindigkeit und der Bremsgeschwindigkeiten, wie es in bekannter Weise festgelegt werden kann, für die Strecke, um welche die obere Plattform 20 der Positionierungsstufe 10 längs der Y-Achse bewegt werden muß. Jedes in dem Register 103 gespeicherte digitale Geschwindigkeitssignal wird einem D/A-Umsetzer T04 zugeführt,

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der dieses in ein analoges Spannungssignal umformt und einem Eingang einer Summierschaltung 106 zuführt. Ein anderes analoges Spannungssignal wird durch einen Tachometer 108 in der vorbeschriebenen Weise erzeugt und dem anderen Eingang der Summierschaltung 106 zugeführt. Somit erzeugt die Summierschaltung 106 eine Ausgangsspannung, die der Differenz zwischen dem analogen Spannungssignal vom A/D-Umsetzer 104 und vom Tachometer 108 entspricht. Bei einem von Null abweichenden Vergleichssignal vom Komparator 100 betätigt der Rechner 92 auch eine Wähl schaltung 109 und führt das Ausgangsspannungssignal von der Summierschaltung 106 einer Servotreiberschaltung 110 zu, welche einen Servomotor 112 für die Y-Achse treibt. Dieser Servomotor ist auf der oberen Plattform 20 befestigt und arbeitet gegen die untere Plattform der Positionierungsstufe 10 und bewegt die obere Plattform dadurch längs der Y-Achse zu der Position auf der Y-Achse, welche durch das Datensignal über den Y-Wert bestimmt ist. Der Tachometer 108 ist funktionell mit dem Servomotor 112 für die Y-Achse verbunden und erzeugt ein analoges Spannungssignal, welches proportional dem IST-Wert der Geschwindigkeit des Servomotors für die Y-Achse ISt₁,und führt dieses der Summierschaltung 106 zu. Dadurch wird das Ausgangsspannungssignal von der Summierschaltung 106 verringert und dadurch die tatsächliche Geschwindigkeit und die gewünschte Geschwindigkeit des Servomotors 112 für die Y-Achse gleichgemacht.

Der reversible Zähler 98' der Regelschaltung 94 zur Positionierung entlang der X-Achse integriert in ähnlicher Weise die Differenz der Geschwindigkeiten der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32, wenn diese Geschwindigkeiten durch die ersten bzw. zweiten Interferometersysteme 40 bzw. gemessen werden, um ein digitales Ausgangssignal ΔΧ zu erzeugen, welches proportional der Differenz (AL₁- AL₂) der Verschiebungen AL-j und AL₂ der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel bezüglich der ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und 38 längs der AL^- und der ΔL₂~Meßwege der ersten bzw. zweiten

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Int. Az.: Fall 162/80 - 34 -

Interferometersysteme ist, während die obere Plattform 20 der Positionierungsstufe 10 entlang entweder der X-Achse oder der Y-Achse der Positionierungsstufe bewegt wird. Entsprechend diesem digitalen Ausgangssignal δΧ und einem Datensignal über den X-Wert, welches in dem Register 102' durch den Rechner 92 gespeichert ist, speist die Servotreiberschaltung 110' den Servomotor 112' für die X-Achsenpositionierung. Dieser Motor ist auf der unteren Plattform 16 der Positionierungsstufe befestigt und arbeitet gegen den Granitblock 18, auf dem die oberen und unteren Plattformen 20 und 16 befestigt sind, so daß die untere Plattform und damit auch die obere Plattform, welche mit der unteren Plattform verbunden ist zur Bewegung mit dieser entlang der X-Achse^in die Position auf der X-Achse bewegt werden, die durch das Datensignal über den X-Wert bestimmt ist.

Somit wird die obere Plattform 20 wieder entlang der rechtwinkligen X- und Y-Achsen entsprechend der Differenz (AL₁ - AL ) und der Summe (AL^ + AL₂) der Verschiebungen der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel 30 und 32 bezüglich der ersten und zweiten stationären Spiegel 36 und 38 entlang der Meßwege AL. und AL₂ der ersten bzw. zweiten Interferometersysteme 40 bzw. 42 bewegt entsprechend den Ausdrücken in den Gleichungen (1) und (2). In der Praxis können die Konstanten K und K dieser

χ y

Gleichungen bestimmt werden, ohne daß genau der halbe Winkel θ zwischen den ersten und zweiten bewegbaren Spiegeln 30 und 32 bekannt sein muß. Die Konstanten Κ_χ und K sind zusammen mit anderen Konstanten, welche zur Kompensation von Änderungen der atmosphärischen Bedingungen und dergleichen verwendet werden können, in dem Rechner 92 gespeichert und werden zur Be-Stimmung eines Satzes von Paaren von Datensignalen über die X- und Y-Werte nacheinander durch den Rechner 92 den Registern 102' und 102 der Regel schaltkreise 94 und 96 für die Positionierung

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Int. Az.: Fall 162/80 - 35 -

entlang den X- und den Y-Achsen zugeführt, wie vorher beschrieben wurde, um nacheinander die obere Plattform 20 der Positionierungsstufe 10 längs der zu einander rechtwinkligen X- und Y-Achsen in die Positionen zu bewegen, die durch die Paare von Datensignalen über die X/Y-Endpunkte bestimmt sind.

Das Auflösungsvermögen der Regel schaltkreise 94 und 96 für die Positionierung entlang den X- und Y-Achsen gemäß Figur 4 wird entsprechend der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung erweitert, indem die Regelschaltung 96 für die Positionierung entlang der Y-Achse mit einer Phasenregel schaltung 114 versehen wird, die auf das Referenzsignal mit der Frequenz f, - fo> das erste Meßsignal mit der Frequenz f. - f^ ί 2Δ f· und ein aus drei Bits bestehendes Regel- oder Auswahlcodesignal anspricht, das durch den Rechner 92 entsprechend einem NuIlabgleichssignal vom Komparator 100 abgegeben wird, um ein Regel signal zur Positionierung in der nachfolgend beschriebenen Weise zu erzeugen. In ähnlicher Weise ist die Regelschaltung mit einem Phasenregelkreis 114' versehen, der auf das Referenzsignal mit der Frequenz f₁ - f₂, das zweite Meßsignal mit der Frequenz f₁ - f₂ i 2 Af. und ein anderes aus drei Bits bestehendes Regel- oder Wählcodesignal anspricht, das vom Rechner 92 entsprechend einem Null Vergleichssignal vom Komparator 100' abgegeben wird, um ein anderes Positionierungsregel signal in der noch zu beschreibenden Weise zu erzeugen. Diese drei Positionsregelsignale werden einem Paar von Eingängen einer Summierschaltung 116 der Regelschaltung 96 für die X-Achsenposition zugeführt, um ein Ausgangsspannungssignal zu erzeugen, welches der Summe der Positionsregelsignale entspricht. Sie werden auch einem Paar Eingängen einer Summierschaltung 116' in der Regelschaltung 94 für die X-Achsenposition zugeführt, um ein Ausgangsspannungssignal zu erzeugen, welches der Differenz der Positionsregel signale entspricht. Bei Nullabgleichssignalen von den Komparatoren 100 und 100' betätigt der Rechner 92 die Wähl schaltungen 109 und 109', und die Ausgangsspannungssignale

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Int. Az.: Fall 162/80 - 36 -

von den Summierschaltungen 116 und 116' werden den Servotreiberschaltungen 110 bzw. 110" zugeführt. Dadurch werden diese Servomotoren 112 und 112' für die X- und Y-Achsen gespeist und bewegen die obere Plattform 20 der Stufe 10 genau in die gewünschten X- und Y-Achsonpositionen.

Aus Figur 5 geht ein Blockschaltbild der Phasenregel schaltungen 114 und 114' für die Regelschaltkreise 96 und 94 für die X- und Y-Positionen aus Figur 4 hervor. Da diese Phasenregel schaltkreise 114 und 114' identisch sind, werden für die gleichen Elemente beider Phasenregel schaltungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei diejenigen für die Phasenregel schaltung 114 der X-Achsenpositionierungsregelschaltung 94 in Figur 4 mit einem Strich versehen sind, und nur die Phasenregel schaltung 114 für die Regelschaltung 96 für die Y-Achsenposition gemäß Figur 4 im einzelnen beschreiben wird.

Die Phasenregel schaltung 114 enthält einen steuerbaren Phasenschieber 118, der das Referenzsignal mit der Frequenz f^ - f₂ aufnimmt und ein Ausgangssignal mit der gleichen Frequenz erzeugt, welches bezüglich der Phase verschoben ist entsprechend dem aus drei Bit bestehenden Wählcode vom Rechner 92. Dieser Phasenschieber enthält einen Phasendetektor 120 mit einem ersten Eingang, dem das Referenzsignal mit der Frequenz f. - fzugeführt wird, und einem zweiten Eingang, dem ein Ausgangssignal vom einer Teilerschaltung 122 mit dem Teiler N zugeführt wird, wie noch erläutert wird. Entsprechend diesen Eingangssignalen führt der Phasendetektor 120 einem mittels einer Spannung steuerbaren Oszillator 124 ein Ausgangsspannungssignal derart zu, da3 der Oszillator gespeist wird und ein Ausgangssignal mit einer Frequenz erzeugt, welche N mal größer als die Frequenz f. - f^ des Referenzsignals ist. Dieses Ausgangssignal von dem Oszillator 124 wird einem Eingang der Teilerschaltung 122 und einem Takteingang eines Schieberegisters 126 zugeführt.

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Int. Az.: Fall 162/80 - 37 -

Die Teilerschaltung 122 teilt dieses Ausgangssignal durch N, wobei zum Zwecke der Erläuterung von einem Wert von acht ausgegangen wird, und führt das resultierende Ausgangssignal dem zweiten Eingang des Phasendetektors 120 und auch einem Dateneingang des Schieberegister 126 zu. Entsprechend den zugeführten Ausgangssignalen von der Teilerschaltung 122 und dem Oszillator 124 führt das Schieberegister 126 N (oder acht) Ausgangssignale mit verschiedener Phase (wobei sich der Phasenwert jedes dieser Signale von demjenigen des vorhergehenden Signales um 360°/N oder um 45° unterscheidet) einem Datenwähler 128 zu. .Der Datenwähler 128 führt ein ausgewähltes dieser Ausgangssignale vom Schieberegister 126 dem Ausgang des steuerbaren Phasenschiebers 118 zu entsprechend dem aus drei Bit bestehenden Wählcodesignal, welches vom Rechner 92 zugeführt wird bei einem Nullabgleichssignal vom Komparator 100. Wie vorher ausgeführt wurde, hat das ausgewählte Ausgangssignal die gleiche Frequenz f^-f₂ wie das Referenzsignal.

Die Phasenregel schaltung 114 enthält auch einen Phasendetektor 130 mit einem ersten Eingang, bei dem das gewählte Ausgangssignal, d.h. das Ausgangssignal mit der gewünschten Phasenverschiebung, der Frequenz f^-fo von dem steuerbaren Phasenschieber 118 zugeführt wird, sowie einen zweiten Eingang, dem das erste Meßsignal mit der Frequenz f.-f J¹Z Af [_ zugeführt wird. Entsprechend diesen Signalen gibt der Phasendetektor 130 ein Positions-Steuersignal an einen Eingang von jeder der Summierschaltungen 116 und 116' in der beschriebenen Weise ab, wobei dieses Signal proportional der Differenz der Phase der Eingangssignale ist. In ähnlicher Weise sprechen der steuerbare Phasenschieber 118' und der Phasendetektor 130' der Phasenregel schaltung 114' auf das Referenzsignal mit der Frequenz f,-f,, auf das andere aus drei Bits bestehende Wählcodesignal vom Rechner 92 und auf das zweite Meßsignal mit der Frequenz f₁~f_? ^±2 hf, an und geben ein anderes Positionsregelsignal, welches proportional der Phasendifferenz zwischen dem ausgewählten Ausgangssignal vom

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Int. Az.: Fall 162/80 - 38 -

steuerbaren Phasenschieber 118' und dem zweiten Meßsignal ist, an den anderen Eingang jeder der Summierschaltungen 116 und 116' ab. Die Summe und die Differenz dieser drai Positionsregelsignale werden den Wähl schaltungen 109 und Ί09'der Regel schaltkreise 96 bzw. 94 für die X- und Y-Achsenposition gemäß Figur 4 zugeführt, um das Auflösungsvermögen dieser Positionsregelschaltungen in der beschriebenen Weise zu erweitern.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Stufe, welche entlang erster und zweiter orthogonaler (X/Y-) Achsen bewegbar ist und eine nominell entlang der ersten und zweiten Achsen bewegbare Plattform enthält, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Bezugsglieder (30 und 32) auf der Plattform (20) zur Bewegung mit dieser angeordnet sind und nominell symmetrisch zur ersten Achse (Y in Figur 1) in Ebenen angeordnet sind, die sich nominell an der ersten Achse schneiden, erste und zweite Meßeinrichtungen (40 und 42) vorgesehen sind, welche erste und zweite Meßsignale (^Af]_, und ^AfL₂) erzeugen, welche repräsentativ für die Bewegung der ersten und zweiten Referenzglieder entlang erster und zweiter Meßwege (Al₁ und Δι) sind, die nominell rechtwinklig zu den ersten bzw. zweiten Bezugsgliedern sind, während die Plattform längs entweder der ersten oder der zweiten Achse bewegt wird, und erste und zweite Regeleinrichtungen (96 und 94) entsprechend der Summe und der Differenz der ersten und zweiten Meßsignale bewirken, daß die Plattform sich längs der orthogonalen ersten und zweiten Achsen bewegt.

2. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (20) nominell bewegbar ist längs der ersten und zweiten Achsen (Y und X in Figur 1) in einer ersten Ebene, die ersten und zweiten Referenzglieder erste und zweite bewegbare Spiegel (30 und 32) enthalten, die nominell symmetrisch zur ersten Achse (Y in

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Int. Az.: Fall 162 - 2 -

Figur 1) in zweiten und dritten Ebenen angeordnet sind, die nominell rechtwinklig zur ersten Ebene verlaufen und einander nominell an der ersten Achse schneiden, die ersten und zweiten Meßeinrichtungen erste und zweite Interferometersysteme (40 und 42) enthalten zur Abgabe erster und zweiter Meßsignale (^±2Δί^₁ und ^AfLo)> welche die Bewegung der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel längs der ersten bzw. zweiten Meßwege (Δι- und Al₂) anzeigen, während die Plattform entweder längs der ersten oder der zweiten Achse bewegt wird, und die ersten und zweiten Regeleinrichtungen erste und zweite Positionsregelschaltkreise (96 und 94) enthalten, welche entsprechend der Summe und der Differenz der ersten und zweiten Meßsignale· bewirken, daß die Plattform längs der orthogonalen ersten und zweiten Achsen von einer Position zu einer anderen bewegt wird, wobei die erste Achse den Winkel (2Θ) zwischen den ersten und zweiten bewegbaren Spiegeln halbiert.

3. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Interferometersysteme (40 und 42) erste und zweite Meßsignale (^±2Af|_^ und ^±2AfL2^ ^erzeu9^en» die proportional zu den Geschwindigkeiten der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel (30 und 32) längs der ersten bzw. zweiten Meßwege (Al₁ und A[o) sind, während die Plattform (20) entweder längs der ersten oder der zweiten Achse (Y oder X in Figur 1) der Stufe bewegt wird, und die ersten und zweiten Positionsregel schaltkreise (96 und 94) die Summe und die Differenz der ersten und zweiten Meßsignale über der Zeit integrieren zur Erzeugung erster und zweiter IST-Positionssignale (aY und AX) die proportional der Summe bzw. der Differenz der Verschiebungen der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel längs der ersten bzw. zweiten Meßwege sind, und bewirken, daß die Plattform längs der orthogonalen ersten und zweiten Achsen der Stufe bewegt wird entsprechend den Differenzen zwischen den ersten und zweiten IST-Positionssignalen

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BAD ORIGINAL

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Int. Az.: Fall 162/80 - 3 -

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und den ersten bzw. zweiten SOLL-Positionssignalen.

4. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe einen Vakuumhalter (22) enthält, der auf der Plattform (20) zur Bewegung mit dieser befestigt ist und ein Werkstück (12) zur schrittweisen Bewegung in verschiedene Positionen bezüglich einer Bearbeitungseinrichtung (26) hält, und die ersten und zweiten Positionsregelschaltkreise (96 und 94) auf aufeinanderfolgende Paare von ersten und zweiten SOLL-Positionssignalen (Y und X in Figur 3 oder 4) ansprechen und die Plattform nacheinander schrittweise in verschiedene Positionen längs der ersten und zweiten orthogonalen Achsen (Y und X in Figur 1) zu aufeinanderfolgend bezüglich der Position verschiedenen Bereichen des Werkstücks bezüglich der Bearbeitungseinrichtung

15 führen.

5. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe einen Granitblock (18) enthält, die Plattform eine erste Plattform (20) enthält, die zur nominellen Bewegung längs der ersten Achse (Y in Figur 1) auf dem Granitblock angeordnet ist, die Stufe eine zweite Plattform (16) enthält, die zur Bewegung auf dem Granitblock nominell längs der zweiten Achse (X in Figur 1) angeordnet ist, die erste Plattform mit der zweiten Plattform zur Bewegung mit dieser längs der zweiten Achse gekoppelt ist, die ersten und zweiten Positionsregel schaltungen (96 und 94) mit den ersten bzw. zweiten Plattformen gekoppelt sind zur Bewegung der ersten Plattform längs der orthogonalen ersten und zweiten Achsen entsprechend der Summe und der Differenz der ersten bzw. zweiten Meßsignale (^±2Δί[_₁ und ^AfL₂).

6. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Verknüpfungs-

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Int. Az.: Fall 162/80 - 4 -

einrichtung (88) enthält, welche entsprechend den ersten und zweiten Meßsignalen ein für die Summe dieser Signale repräsentatives Signal an den ersten Positionsregelschaltkreis (96) abgibt, und daß die Stufe eine zweite Verknüpfungseinrichtung (90) enthält, welche entsprechend den ersten und zweiten Meßsignalen ein für die Differenz dieser Signale repräsentatives Signal an den zweiten Positionsregelschaltkreis (94) abgibt.

7. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Positionsregelschaltung (96) eine erste Zähleinrichtung (98) enthält, die mit der ersten Verknüpfungseinrichtung (88) verbunden ist und die Summe der ersten und zweiten Meßsignale (^±2Δ^(_₁ und ^Af^p) über der Zeit integriert und ein erstes IST-Positionssignal (ΔΥ) erzeugt, welches proportional der Summe der Verschiebungen der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel (30 und 32) längs der ersten bzw. zweiten Meßwege (Al₁ und Δ[_ο) ist, eine erste Registereinrichtung (102) ein erstes SOLL-Positionssignal (Y in Figur 3 oder 4) aufnimmt, eine erste Komparatoreinrichtung (100) mit der ersten Zähleinrichtung und der ersten Registereinrichtung verbunden ist und ein erstes Vergleichssignal entsprechend der Differenz zwischen dem ersten IST-Positionssignal und dem ersten SOLL-Positionssignal abgibt, und eine erste Treibereinrichtung (104, 106, 108, 110 und 112) mit der ersten Komparatoreinrichtung und der ersten Plattform (20) verbunden ist zur Bewegung der ersten Plattform längs der ersten Achse (Y inFigur 1) zu einer durch das erste SOLL-Positionssignal bezeichneten Position, und der zweite Positionsregelschaltkreis (94) eine zweite Zähleinrichtung (98') enthält, die mit der zweiten Verknüpfungseinrichtung verbunden ist zur Integration der Differenz der ersten und zweiten Meßsignale über der Zeit zur Abgabe eines zweiten IST-Positionssignals (ΔΧ), welches

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Int. Az.: Fall 162/80 - 5 -

proportional der Differenz der Verschiebungen der ersten und zweiten bewegbaren Spiegel längs der ersten bzw. zweiten Meßwege ist, eine zweite Registereinrichtung (102¹) ein zweites SOLL-Positionssignal (X in Figur 3 oder 4) aufnimmt, eine zweite Komparatoreinrichtung (100¹) mit der zweiten Zähleinrichtung und der zweiten Registereinrichtung verbunden ist und ein zweites Vergleichssignal entsprechend der Differenz zwischen dem zweiten IST-Positionssignal und dem zweiten SOLL-Positionssignal erzeugt, und eine zweite Treibereinrichtung (104', 106', 108', 110' und 112') mit der zweiten Komparatoreinrichtung und der zweiten Plattform (16) verbunden ist zur Bewegung der ersten Plattform längs der zweiten Achse zu einer durch das zweite SOLL-Positionssignal bezeichneten Position.

8. Interferometrisch .geregelte Stufe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Treibereinrichtung einen ersten Motor (112) enthält, der mit der ersten Plattform (20) gekoppelt ist zur Bewegung der ersten Plattform längs der ersten Achse (Y in Figur 1),eine erste Summierschaltung (106) auf die erste Komparatoreinrichtung (100) und eine Quelle (108) eines Signales anspricht, das auf die Geschwindigkeit des ersten Motors bezogen ist, zur Abgabe eines auf die Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem auf die Geschwindigkeit des ersten Motors bezogenen Signals, und eine erste Servotreiberschaltung (110) mit der ersten Summierschaltung und dem ersten Motor gekoppelt ist und den ersten Motor derart speist, daß er die erste Plattform längs der ersten Achse in die Position bewegt, die durch das erste SOLL-Positionssignal (Y in Figur 3 oder 4) bezeichnet ist, und die zweite Treibereinrichtung einen zweiten Motor (112¹) enthält, der mit der zweiten Plattform (16) gekoppelt ist und die erste Plattform längs der zweiten Achse (X in Figur 1) bewegt, eine zweite Summierschaltung

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Int. Az.: Fall 162/80 - 6 -

(106') auf die zweite Komparatoreinrichtung (100') und eine Quelle (108*) eines Signales anspricht, das auf die Geschwindigkeit des zweiten Motors bezogen ist, zur Erzeugung eines

der
Signales, welches gleich/ Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem auf die Geschwindigkeit des zweiten Motors bezogenen Signal ist, und eine zweite Servotreiberschaitung (110') gekoppelt ist mit der zweiten Summierschaltung und dem zweiten Motor und den zweiten Motor derart speist, daß er die erste Plattform längs der zweiten Achse in die durch das zweite Sollwert-Positionsregel signal (X in Figur 3 oder 4) bezeichnete Position bewegt.

9. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Plattform (20) längs der ersten und zweiten Achsen (X und Y in Figur 1) der Stufe in einer horizontalen Ebene bewegbar ist, und die ersten und zweiten bewegbaren Spiegel (30 und 32) jeweils in einer vertikalen Ebene angeordnet sind.

10. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (28) fest bezüglich der Stufe (10) befestigt und über der ersten Plattform (20) angeordnet ist zur Halterung eines Fadenkreuzes (H)₅ welches auf das durch den Vakuumhalter (22) gehaltene Werkstück (12) abzubilden ist, und eine Projektionslinse (26) fest bezüglich der Stufe und zwischen dem Halter und der ersten Plattformbefestigt ist zur Projektion eines Abbildes des durch den Halter gehaltenen Fadenkreuzes auf das durch den Vakuumhalter gehaltene Werkstück, und die ersten und zweiten Positionsregel schaltkreise (96 und 94) ansprechen auf aufeinanderfolgende Paare von ersten und zweiten SOLL-Positionssignalen (Y und X in Figur 3 oder 4) zur aufeinanderfolgenden schrittweisen Weiterschaltung der ersten Plattform

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Int. Az.: Fall 162/80 ■ - 7 -

3006335

in verschiedene Positionen längs der orthogonalen ersten und zweiten Achsen in aufeinanderfolgend bezüglich der Position verschiedene Bereiche des Werkstücks bezüglich des Fadenkreuzes in einem schrittweisen Betrieb.

11. Interferometrisch geregelte Stufe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten stationären Spiegel (36 und 38) fest bezüglich der ersten Plattform (20) angeordnet und nominell parallel zu den ersten bzw. zweiten bewegbaren Spiegeln (30 und 32) angeordnet sind, das erste Interferometersystem (40) erste optische Einrichtungen (60, 62, 66, 70, 74 und 76) enthält, um Eingangslicht einer ersten Frequenz (f^) längs des ersten Meßwegs (64 und 68) auf den ersten bewegbaren Spiegel (30) zu richten, das Eingangslicht einer zweiten Frequenz (f₂) längs eines Referenzwegs (78 und 80) auf den ersten stationären Spiegel (36) zu richten und das wenigstens einmal von dem ersten stationären Spiegel reflektierte Licht und das wenigstens einmal von dem ersten bewegbaren Spiegel und in der Frequenz verschobene Licht zu verknüpfen, wenn die erste Plattform längs entweder der ersten oder der zweiten Achse (Y oder X in Figur 1) bewegt wird, um einen ersten Ausgangslichtstrahl (73) zu erzeugen, der eine erste Komponente der gleichen Frequenz (f₁ ^±2Afi_.) aufweist wie das wenigstens einmal von dem ersten bewegbaren Spiegel reflektierte Licht und der eine zweite Komponente mit der gleichen Frequenz (f₂) aufweist wie das wenigstens einmal von dem ersten stationären Spiegel reflektierte Licht, eine erste photoelektrische Detektoreinrichtung (72) das erste Ausgangslicht aufnimmt und aus diesem ein erstes Ausgangssignal mit einer Frequenz (f₁-f₂ ^±2Afi_₁) erzeugt, das gleich der Differenz der Frequenzen der ersten und zweiten Komponenten des ersten Ausgangslichtstrahls ist, und eine erste Mischein-. richtung (82) mit der ersten photoelektrischen Detektor-

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einrichtung und einer Quelle (86) des Signals mit einer Frequenz (^f₂) gekoppelt ist, die gleich der Differenz der Frequenzen des Eingangslichtes mit der ersten Frequenz und des Eingangslichtes mit der zweiten Frequenz ist und das erste Meßsignal (^±2Äfj_-) abgibt, und das zweite Interferometersystem (42) eine zweite optische Einrichtung (76¹) enthält und Eingangslicht einer ersten Frequenz (f.) längs des zweiten Meßwegs (64¹ und 68') auf den zweiten bewegbaren Spiegel (32) richtet und Eingangslicht einer zweiten Fre-• 10 quenz (f^) längs eines zweiten Referenzwegs (78¹ und 80') auf den zweiten stationären Spiegel (38) richtet und wenigstens einmal von dem zweiten stationären Spiegel reflektiertes Licht und wenigstens einmal von dem . zweiten bewegbaren Spiegel reflektiertes und in der Frequenz verschobenes Licht verknüpft, wenn die erste Plattform (20) längs entweder der ersten oder der zweiten Achse (Y oder X in Figur 1) bewegt wird zur Abgabe eines zweiten Ausgangslichtstrahls (73¹) mit einer ersten Komponente der gleichen Frequenz (f.^±2Af[_2) wie das wenigstens einmal von dem' zweiten bewegbaren Spiegel reflektierte Licht und einer zweiten Komponente der gleichen Frequenz (fp) wie das wenigstens einmal von dem zweiten stationären Spiegel reflektierte Licht, eine zweite photoelektrische Detektoreinrichtung (72¹) den zweiten Ausgangslichtstrahl aufnimmt und aus diesem ein zweites Ausgangssignal ableitet mit einer Frequenz (f^-fo^Af^«), die gleich der Differenz der Frequenzen der ersten und zweiten Komponenten des zweiten Ausgangslichtstrahls ist, und eine zweite Mischeinrichtung (84) mit der zweiten photoelektrischen Einrichtung und der Quelle (86) des Signals verbunden ist, welches eine Frequenz entsprechend der Differenz der Frequenzen des Eingangslichtes der ersten Frequenz und des Eingangslichtes der zweiten Frequenz hat zur Abgabe des zweiten Meßsignales (±2AfL₂)-

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Int. Az.: Fall 162/80 - 9 -

12. Positionsregelschaltung vorzugsweise für eine X/Y-Stufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Einrichtung (118) auf ein Referenzsignal (f^-fg) und ein Regelsignal

(Wählcode) anspricht zur Abgabe eines Ausgangssignales mit der gleichen Frequenz wie das Referenzsignal und mit einer Phase, die durch das Regelsignal bestimmt ist, und eine zweite Einrichtung (130) mit der ersten Einrichtung gekoppelt ist und auf das Ausgangssignal von dieser und auf ein Eingangssignal (f.-fp^AfL-i) anspricht, welches eine Frequenz hat, die auf das Referenzsignal bezogen ist, um ein Positionsregelsignal zu erzeugen, welches proportional der Differenz bezüglich der Phase zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal von der ersten Ein-

15 richtung ist.

13. Positionsregelschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen steuerbaren Phasenschieber (118) und die zweite Einrichtung einen Phasendetektor (130) enthält.

14. Positionsregelschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Phasenschieber (118) einen spannungsgesteuerten Oszillator (124) enthält zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer Frequenz, die N mal größer als die Frequenz des Referenzsignals (fi-f?) ist, eine Teilerschaltung (122) mit dem Oszillator (124) verbunden ist zur Abgabe eines Ausgangssignals mit einer Frequenz, die gleich der Frequenz des Ausgangssignales von diesem geteilt durch N ist, ein anderer Phasendetektor (120) mit der Teilerschaltung (122) und dem Oszillator (124) verbunden ist und auf das Ausgangssignal von der Teilerschaltung und das Referenzsignal (fi-f₂) anspricht zur Speisung des Oszillators, so daß diese ein Ausgangssignal mit einer Frequenz abgibt, die N mal größer als die Frequenz des Referenzsignales

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Int. Az.: Fall 162/80 - 10 -

ist, ein Schieberegister (126) mit dem Oszillator (124) und dem letztgenannten Phasendetektor (120) verbunden ist zur Abgabe von N Ausgangssignalen mit verschiedener Phase, und ein Datenwähler (128) verbunden ist mit dem Schieberegister (126) und dem erstgenannten Phasendetektor (130) und auf das Regelsignal (Wählcode) anspricht,um ein ausgewähltes Ausgangssignal vom Schieberegister abzugeben, welches bestimmt wird durch das Regel signal für den erstgenannten Phasendetektor.

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