DE3435339A1 - Kapazitives hoehen(lagen)messgeraet sowie verfahren und vorrichtung zum eichen eines solchen hoehenmessgeraets - Google Patents

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

Patentanwälte

Ejropear, Patern Att<x'.e-»E Zugelassene Verrete· vor et" E^'cpa'sc^e¹". Patenta-n;

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D-8000 München 80

Te: 089/982085-87 Teiex 0529802 hnki α Teiegramme. ellipsoio

CDC 836-WG

2 6. September 1984/wa

CONTROL DATA CORPORATION, Minneapolis, Minn., V.St.A.

Kapazitives Höhen(lagen)meßgerät sowie Verfahren und Vorrichtung zum Eichen eines solchen HöhenitveßgerMts

Kapazitives Höhen(lagen)meßgerät sowie Verfahren und Vorrichtung zum Eichen eines solchen Höhenmeßgeräts

Die Erfindung betrifft ein kapazitives Abstands- oder Höhen(lagen)meßgerät, ein Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Chrom-auf-Glas-Rasters sowie eine Vorrichtung 2um Eichen des kapazitiven Höhen(lagen)meßgeräts.

Es besteht ein großer Bedarf nach höchst genauen Höhenmeßgeräten für eine große Vielfalt von Anwendungen. Ein derartiger Anwendungsbereich betrifft die Bestimmung der Lage eines Rasters (reticle) in einer Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung.

Die Elektronenstrahl-Lithographie wird in zunehmendem Maße für die Belichtung von mit ultrahoher Genauigkeit ausgeführten Fadennetzen bzw. Rastern bei der Herstellung von sehr hoch integrierten Schaltkreisen eingesetzt. Eine entsprechende Vorrichtung umfaßt typischerweise ein Elektronenstrahl-Optikgehäuse über einer Vakuumkammer, in die ein Raster eingesetzt ist. Letzteres ist eine mit einer Chromschicht bedeckte Glasscheibe, wobei auf der Chromschicht eine Schicht eines Elektronenstrahl-Resistmaterials angeordnet ist. Das Raster ist auf einer Bühne montiert, mit welcher es unter der Steuerung eines Steuersystems in X- und Y-Richtung be-

wegbar ist, während der Elektronenstrahl auf der Resistschicht für die Erzeugung des gewünschten Schaltkreismusters auf dem Raster schreibt bzw. diese belichtet. Das Steuersystem verschiebt nicht nur das Raster zur gewünschten Χ,Υ-Koordinate für die Bühnenlage zur Belichtung, sondern steuert auch den Strahl-Ablenkwinkel zwecks Steuerung der Stelle auf dem Raster, auf die der Elektronenstrahl auftrifft.

Eines der verschiedenen ernstlichen Probleme auf diesem Gebiet bestand bisher in der Bestimmung der genauen Lage des Rasters in bezug auf die Elektronenstrahl-Optik. Die genaue Lage des Rasters muß dabei bestimmt werden, um den Elektronenstrahl für das genaue Schreiben auf dem Raster einwandfrei abzulenken. Es ist äußerst wichtig, daß eine etwaige Einrichtung zur Bestimmung der Lage des Rasters Vakuum-kompatibel und kompakt gebaut ist und berührungsfrei arbeitet.

Zudem werden genaue Verfahren zum Eichen von kapazitiven Abstands- oder Höhen(lagen)meßgeräten benötigt. Derartige Meßgeräte wurden bisher mittels mechanisch gemessener Abstände oder Entfernungen, z.B. mittels Mikrometermessungen, geeicht.

Mit der Erfindung wird ein höchst genau arbeitendes kapazitives Höhenmeßgerät geschaffen, das in derzeit bevorzugter Ausführungsform auf eine Raster-Lagenmeßeinrichtung für ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät angewandt ist.

Die Schaltung des kapazitiven Höhenmeßgeräts enthält ein Hybridschaltungs-Substrat,, das vier Meßkondensatorkreise und zwei Bezugskondensatorkreise trägt. Die angetriebenen oder Ansteuer-Platten der vier Meßkonden-

-z-

satoren sind an der Unterseite des Substrats der zu messenden Objektfläche gegenüberstehend angeordnet. Die Ansteuer-Platten der beiden Bezugskondensatoren sind auf der Oberseite des Substrats unter Kappen angeordnet, welche gegenüberstehend angeordnete, an Masse liegende Kondensatorplatten in einem Nennabstand von den Ansteuer-Platten halten. Die Objektoberfläche bildet die an Masse liegende (geerdete) Platte für die vier Meßkondensatoren. Die Bezugskondensatoren ermöglichen eine Spannungsregelung zur Gewährleistung, daß ein stabiles Signal die Meßkondensatoren ansteuert. Die Bezugskondensatoren geben zudem auch Nullpunkte für die Messungen von den vier Meßkondensatoren vor. Diese Nullpunkte sind auf den Nennabstand von den Meßkondensatorsensoren gesetzt. Die vier Meßkondensatoren liefern Anzeigen oder Meßwerte (readings) bezüglich der Objektoberfläche zur Bestimmung von deren Lage in bezug auf die Nenn-Nullpunkte. Diese Information kann von einem geeigneten Steuersystem benutzt werden, um die Objektoberfläche oder Werkzeuge für die Bearbeitung der Oberfläche nach Maßgabe der Lageninformation in einer für die auszuführende Aufgabe zweckmäßigen Weise zu manipulieren.

In bevorzugter Ausführungsform wird das kapazitive Höhenmeßgerät als integrierter Teil einer Raster-Lagenmeßeinrichtung für ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät eingesetzt. Dabei wird zunächst der "Normalwinkel" der Ablenkung des Elektronenstrahls in bezug auf eine Eichplatte geeicht. Sodann werden die vier Meßsensoren oder -fühler des kapazitiven Meßgeräts für die Messung der Lage der Eichplatte und für die Eingabe dieser Lageninformation in das Elektronenstrahl-Steuersystem benutzt, um die als "Eichungsebene" für das Raster bezeichnete Ebene festzulegen, in welcher die Eichplatte

liegt. Sodann wird das Raster unter die Elektronenstrahl-Optik bewegt. Von den vier Meßfühlern des kapazitiven Meßgeräts werden Anzeigen bzw. Meßwerte zur Messung der Lage des Rasters abgenommen. Diese Raster-Lageninformation wird dann auch dem Steuersystem eingegeben. Letzteres bestimmt eine etwa vorliegende Abweichung des Rasters von der Eichungsebene und stellt den Ablenkwinkel des Elektronenstrahls nach Maßgabe der gemessenen Abweichung zweckmäßig ein, um mit sehr hohem Genauigkeitsgrad auf der vorgesehenen Stelle des Rasters zu schreiben.

Weiterhin ist eine Eichvorrichtung für kapazitive Höhenmeßgeräte beschrieben, die den bisherigen mechanischen Meßverfahren bei weitem überlegen ist.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es

zeigen:
20

Fig. 1A eine schematische Gesamtdarstellung eines

kapazitiven Höhen(lagen)messers oder Abstandsbzw. Höhenmeßgeräts,

Fig. 1B eine Aufsicht auf die Unterseite eines Hybridschaltungs-Substrats,

Fig. 1C eine Seitenansicht des über der Meß-Objektflache liegenden Hybridschaltungs-Substrats des kapazitiven Höhenmeßgeräts,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Schwingschaltung und

anderer Schaltungen zur Ansteuerung eines Bezugskondensators, einschließlich der Bezugskondensator-Rückkopplungsschleifen zum Stabili

sieren des Ansteuersignals des Meßgeräts,

-χι Fig. 3 eine Schnitt-Seitenansicht zur Darstellung der Linearisierung der elektrischen Feldlinien der angetriebenen oder angesteuerten Platte des Bezugskondensators unter dem Einfluß eines Schutzrings,

Fig. 4 ein vereinfachtes Schaltbild des Meßkondensatorkreises sowie der Meßsignal-Erzeugungsschaltung für den +X-Sensor oder -Meßfühler, 10

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Umgebung des kapazitiven Höhenmeßgeräts bei Anwendung auf eine Raster-Lagenmeßeinrichtung für ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät, 15

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Eichung des Elektronenstrahls unter Verwendung einer Eichplatte,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der durch das

Steuersystem bewirkten Einstellung des Ablenkwinkels für den Fall, daß sich das Raster

über der Eichungsebene befindet,

Fig. 8 eine Aufsicht auf das Hybridschaltungs-Substrat des kapazitiven Höhenmeßgeräts,

Fig. 9 ein vereinfachtes Schaltbild einer Temperaturregelschaltung bei der Erfindung,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Eichvorrichtung für

das kapazitive Höhenmeßgerät,

Fig. 11 eine Aufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 10, 35

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines Inter-

ferometerprisma-Tragelements mit an dessen Vorderseite befestigtem kapazitiven Höhenmeßgerät,

Fig. 13 ein teilweise schematisch dargestelltes Funktionsblockschaltbild der Eicheinrichtung,

Fig. 14 ein Funktionsblockschaltbild der elektronischen

Bauteile der Eichvorrichtung und 10

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung für das kapazitive Höhenmeßgerät.

Eine in Fig. 1a dargestellte Signalquellenschaltung enthält einen Oszillator 15, der ein sinusförmiges Signal liefert, das zwischen zwei Spannungsregelschaltungen 20 und 24 aufgeteilt wird. Das obere Signal durchläuft einen Phase-1-Transformator 30, während das untere Signal einen Phase-2-Transformator 32 durchläuft, so daß um 180° zueinander außer Phase liegende Signale erzeugt werden. Diese beiden Treiber- oder Ansteuersignale werden zu einer Hybridschaltung auf einem noch zu beschreibenden Substrat geliefert, das über der zu messenden Objektfläche angeordnet ist.

Die Hybridschaltung besteht aus Bezugskondensatorkreisen 40, 42 für Cp _f - und C_ - -' sowie Meßkondensatorkreisen 50, 52, 54, 56 für C_+x~, ^c _+y~' °-χ~ und C -Meßkondensatoren. Das Hybridschaltungs-Substrat 110 ist in den Fig. 1B, 1C und 8 dargestellt. Gemäß den Fig. 1B und 1C sind an der der zu messenden Objektfläche gegenüberliegenden Unterseite des Substrats nur die +X-, +Y-, -X- und -Y-Sensoren oder -Meßfühler 112, 114, 116 bzw. 118 sowie ihre zugeordneten Schutzringe 120, 122, 124 bzw. 126 angeordnet. Die restliche ünterseite bzw. Bodenfläche ist eine Masse- oder Grundebene.

-Χ ι Gemäß Fig. 1C sind die beiden Bezugskondensatoren C_n und Cp _f 2 ^an ^^er Oberseite des Substrats 110 angeordnet; diese Bezugskondensatoren bestehen aus angesteuerten oder angetriebenen (driven) Platten 130 und gegenüberstehend angeordneten Grund- bzw. Masseplatten 134, die an der Innenfläche der betreffenden Kappe 140 in einem festen Nenn-Abstand von den · Anstener-Platten 130 angeordnet sind (vgl. Fig. 3). Die Meßkondensatoren umfassen +X-, +Y-, -X- und -Y-Ansteuer-Sensorplatten 112, 114, 116 bzw. 118 und eine durch die zu messende Objektfläche 145 gebildete geerdete Platte (vgl. Fig. 1C) . Die Kondensatoren Cf .. und C_R - ~ enthalten Rückkopplungsschleifen 60 bzw. 62 zur Regelung der Spannung des Oszillators zwecks Lieferung eines stabilen Signals zu den Meßkondensatoren 50-56 (vgl. Fig.1A). Die C_ _f .j-|und C- ₂~Kreise 40 bzw. 42 tragen auch zur Aufstellung von Nenn-Nullpunkten für jeden der Meßkondensatoren bei, wie dies später noch näher erläutert werden wird. Die Ausgangssignale der Meßkondensatorkreise 50 - 56 sind an zugeordnete Meßsignal-Erzeugungsschaltungen 70, 72, 74 bzw. 76 angekoppelt, um dem Steuersystem 80 Signale zu liefern, welche die Lage der Objektfläche 145 in bezug auf die vier Sensofen oder Meßfühler 112 - 118 angeben.

Die C. - und C -Kreise 50 bzw. 52 sowie die C _v- und

+Λ +X —Λ

C„-Kreise 54 bzw. 56 werden durch um 180° außer Phase liegende Signale angesteuert, um sicherzustellen, daß kein Gesamtstromfluß über die Objektfläche 145 nach Masse vorliegt. Dieses Merkmal kann dann von Bedeutung sein, wenn die Objektfläche 145, wie noch näher erläutert werden wird, ein Raster in einem Elektronenstrahl-Lithographiegerät ist.

Nach der allgemeinen Beschreibung des kapazitiven Höhen-

-ΦΙ meßgeräts wird nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen, welche die Signalguellenschaltung 10 und die C_{R f} ^ zugeordnete Schaltungsanordnung 40 im einzelnen veranschaulicht. Diese Schaltungsanordnung liefert auf nachstehend erläuterte Weise ein einwandfreies, symmetrisches, sinusförmiges Treiber- oder Ansteuersignal zu den Meßkondensatoren.

Gemäß Fig. 2 erzeugt ein programmierbarer TTL-Oszillator 150 ein Hochfrequenz-Rechteckwellensignal, das durch einen Abstimmkreis 152 in ein sinusförmiges Signal umgewandelt wird. Dieses Signal unterliegt einer Einheits-Spannungsverstärkung und einer Stromverstärkung durch einen Verstärker 154 und wird an einem Knotenpunkt 156 zwischen den beiden symmetrisch angeordneten, in oberer und unterer Hälfte von Fig.2 dargestellten Schaltungen aufgeteilt. Zur Vereinfachung der Erläuterung der Schaltungsanordnung ist zunächst nur der obere Teil dieser Anordnung beschrieben. Das Signal fließt aufwärts über einen Widerstand R.. und einen Feldeffekttransistor FET 1 nach Masse. Der Feldeffekttransistor FET 1 bildet zusammen mit dem Widerstand R₁ einen Spannungsteiler. Wie noch näher beschrieben werden wird, variiert der Widerstand des Feldeffekttransistors FET 1 mit seinem Gate-Signal. Über einen Knotenpunkt 158 wird das Signal einer Spannungsverstärkung in einem Verstärker 160 und einer weiteren Einheits- bzw. 1:1-Spannungsverstärkung und Stromverstärkung in einem Verstärker 162 unterworfen.

Das Signal wird dann über eine übertragungsleitung der Primärwicklung eines Aufwärts-Transformators 170 eingespeist, der durch einen zur Sekundärwicklung 174 parallelgeschalteten regelbaren Kondensator 176 auf die Schwing- bzw. Oszillatorfrequenz abgestimmt ist.

Der Transformator 170 wirkt als Bandpaßfilter, wobei

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ein eine geringe Verzerrung besitzendes, geometrisch symmetrisches, sinusförmiges Signal auf der Oszillatorfrequenz erzeugt und über eine übertragungsleitung 180 zu der dem Bezugskondensator C_{R f} - zugeordneten Hybridschaltung 40 und zu den den Meßkondensatoren C , C_+Y zugeordneten Meßkreisen 50 bzw. 52 übertragen wird. Nachstehend ist zunächst die Schaltung bzw. der Kreis 40 für C_{R f} - beschrieben. Dioden D₃ und D₄ sowie der zugeordnete Schutzring 136 sollen zunächst außer acht gelassen werden; das Signal wird dabei an einem Knotenpunkt 190 aufgeteilt und über Gleichspannung-Sperrkondensatoren C₁ und C₂ geleitet. Dioden D- und D₂ sind in Halbweg-Gleichrichteranordnung zwischen Kondensatoren C-'und C₂ geschaltet. Der Bezugskondensator Cp ψ - ist zwischen die Dioden D- und D₂ geschaltet. Die Platten des Bezugskondensators C_B ^ - sind in

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einem festen, dem "Nennabstand" entsprechenden Abstand voneinander getrennt. Dieser Nennabstand entspricht dem gewünschten Abstand (oder Entfernung) zwischen den Meßfühlerplatten 112 - 118 der Meßkondensatoren und

der Objektfläche 145. Die Ansteuerplatte 130 des Bezugskondensators C_ ^ - ist an der Oberseite des Substrats Ke ι. 1

110 gehaltert, während die an Masse liegende*bzw. geerdete Platte 134 an der Innenfläche der Keramik-Kappe 140 befestigt ist, die ihrerseits gemäß Fig. 3 über der Ansteuerplatte 130 am Substrat 110 angebracht ist. Gemäß Fig. 2 sind Spulen L- und L₂ zwischen C- und D- bzw. C₂ und D₂ geschaltet. Filterkondensatoren C₃ und C* sind zwischen die Spulen L- bzw. L₂ und Masse geschaltet. Das Signal von der Spule L- verläßt die Hybridschaltung über ein abgeschirmtes Koaxialkabel 194 und liegt über eine Spule L₃ an Masse. Das Signal von der Spule L₂ verläßt die Hybridschaltung über ein abgeschirmtes Koaxialkabel 196 und ist über eine Spule L.

an die invertierende Eingangsklemme eines Gegen-Wirk-

Widerstandsverstärkers 200 angeschaltet. Letzterer umfaßt gemäß Fig. 2 eine an Masse liegende nicht-invertierende Eingangsklemme und einen Rückkopplungswiderstand R₃.

Wie erwähnt, sind die Dioden D- und D₂ in Halbweg-Gleichrichteranordnung geschaltet, so daß die eine Diode sperrt, während die andere Diode leitet bzw. durchgeschaltet ist, und umgekehrt. Wenn sich das sinusförmige Eingangssignal von seiner maximalen negativen Größe auf seine maximale positive Größe erhöht, ist bzw. wird die Diode D. in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß sie zum Aufladen des Kondensators C₀ - , leitet. Wenn andererseits das Signal von seiner maximalen positiven Größe auf seine maximale negative Größe abfällt, wird bzw. ist die Diode D~ in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß sie die Ladung des Kondensators Cp _{f 1} ableitet. Der in der Spule L- durch das Entladen des Kondensators C_R- - erzeugte Strom wird wie noch deutlicher werden wird - zum Regeln und Stabilisieren des den Meßkondensatoren C,„ und C,_v zugeführten Signals benutzt. Das über die Spule L₁ fließende Signal wird nach Masse geleitet, weil für den Zweck der Spannungsregelung nur der Strom an der Spule L~ überwacht zu werden braucht.

Wenn der Bezugskondensator C_{R f} .. über die Diode D₂ entlädt, blockiert der Kondensator C~ den gesamten Gleichstrom und läßt die Wechselspannungskomponente durch, so daß ein sehr kleiner Gleichstrom über die Spule L2 fließt. Die Spule Lj ist eine sehr große Spule in der Größenordnung von 470 μΗ zum Sperren der Wechselstrom- oder -Spannungskomponente des Stroms. Eine etwa verbleibende Wechselspannungskomponente des Stroms wird durch den Filterkondensator C^ ausgefiltert. Der kleine

-Κι Gleichstrom fließt von der Spule L~ über die Spule L. und wird durch den Gegen-Wirkwiderstandsverstärker 200 in eine für den Strom über die Spule L~ repräsentative Spannung umgesetzt. Der über die Spule L₂ fließende, dem genannten Verstärker 200 eingespeiste Strom wird mit der Größe des Widerstands R₃ vervielfacht, um die Ausgangsspannung zu liefern. Letztere wird dann dem Widerstand R. aufgeprägt und liefert einen Strom I_. , der über einen Knotenpunkt 204 nach rechts fließt. Zur Erzeugung eines gemäß Fig. 2 von links nach rechts in den Knotenpunkt 204 fließenden Stroms wird dem Widerstand R₅ eine Bezugsspannung von +7 V aufgeprägt.

Wie vorher angedeutet, steuert das Gate-Signal zum Feldeffekttransistor FET 1 dessen Drain-Source-Widerstand. Wenn als Anfangsbedingung vorausgesetzt wird, daß unmittelbar vor der Inbetriebnahme der Schaltungsstrom anliegt, der Oszillator jedoch abgeschaltet ist, wird die Bezugsspannung von 7 V für den Widerstand R₅ angelegt, während eine Null-Spannung am Widerstand R. anliegt. Infolgedessen wird ein maximaler Strom über den Widerstand R₅ an die invertierende Eingangsklemme eines Differentialverstärkers 210 angelegt, der dabei sein maximales negatives Ausgangssignal von z.B. -15 V liefert, welches den Feldeffekttransistor FET 1 zum Sperren bringt und einen größtmöglichen Widerstand nach Masse herstellt. Demzufolge sind der Stromfluß und der Spannungsabfall über den Widerstand R.. am kleinsten, während die Spannung am Knotenpunkt 158 am größten ist.

Wenn angenommen wird, daß Rr = 35 kXl und V_{R f} .. = 7 V, so fließt ein Strom I_R = 20 μΑ über den Widerstand R₅ unmittelbar vor Betriebsbeginn in die invertierende Eingangsklemme .

Unmittelbar nach Betriebsbeginn erzeugt diese maximale

Spannung am Knotenpunkt 156 einen maximalen Stromfluß über die Spule L- und über den Widerstand R₄ vom Knotenpunkt 204 nach rechts. Der Stromfluß über den Widerstand R₄ übersteigt anfänglich den 200 μΑ großen Strom über den Widerstand R₅, welcher das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 210 weniger negativ werden und auf z.B. -10 V ansteigen läßt. Dementsprechend nimmt der Widerstand des Feldeffekttransistors FET 1 proportional ab, wodurch die Spannung am Knotenpunkt 158 und damit der Strom über L₂ und R₄ entsprechend verringert werden. Dieser Vorgang wiederholt sich automatisch, bis der vom Knotenpunkt 210 über den Widerstand R. fließende Strom dem 200 μΑ betragenden Strom über den Widerstand R₅ zum Knotenpunkt 210 gleich ist. An diesem Punkt fließt der Null-Strom zur invertierenden Eingangsklemme.des Differentialverstärkers 210, und das System sperrt oder verriegelt dementsprechend.

Gemäß obiger Berechnung liegt der Strom I_R konstant bei 200 μΑ. Um den Strom 1« auf 200 μΑ einzustellen,

4
muß im Fall von R₄ = 20 kn eine Spannung von V_R = ¹R ^R4 - ("200 μΑ) (20 kn) = -4 V über den Widerstand R₄ angelegt werden, um das System zu sperren oder zu verriegeln. Demzufolge muß der Ausgang des Gegen-Wirk-Widerstandverstärkers 200 an diesem Punkt -4 V betragen. Wie erwähnt, ist das Ausgangssignal des Verstärkers 200 das Produkt aus dem Widerstand R₃ und dem Eingangsstrom ¹L . Demzufolge gilt ¹L = ^Vm_Ri^R3' und wenn angenommen wird, daß R₃ = 50 kxi, so gilt I_L = -4 V/50 kjQ = -80 μΑ. Das System stabilisert daher, wenn der über die Spule L₂ fließende Strom bei den vorausgesetzten beispielhaften Parametern -80 μΑ beträgt. Es ist zu beachten, daß dieser Strom von -80 μΑ über L~ der Kapazität des Bezugskondensators C_R ~ .. mit einem Plattenabstand der Nenngröße entspricht. Der Strom über die

-«τι Spule L₂ ist als Bezugskondensatorsignal für C_R - ₁ bezeichnet. Der Kreis 40 des Bezugskondensators C^₁

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bewirkt somit zusammen mit der Signalquellenschaltung die Stabilisierung des Ansteuersignals, das zu den Kreisen 50 und 52 der Meßkondensatoren C₊„ bzw. C_+Y geliefert wird. Wenn die Kapazität des Bezugskondensators ^CR f 1 ^varii^ert* variiert die Spannung des Ansteuersignals entsprechend; der über die Spule L- fließende Strom bleibt jedoch stabil und unverändert. 10

Es ist zu beachten, daß die Gleichspannungsschleife für den Stromfluß über die Spule L₂, das Bezugskondensatorsignal bildend, von Masse über die Elemente C₀- _Λ , D₀, L₂, L., R- zum Ausgang des Gegen-Wirkwiderstandverstärkers 200 verläuft, der eine sehr niedrige Impedanz besitzt und daher als die Schleife abschließende oder vervollständigende Masse wirkt. Wie später noch deutlicher werden wird, ist der Aufbau dieser Schleife von Bedeutung.

Vor der Beschreibung der Schaltkreise für die Meßkondensatoren C _v und C.„ sind im folgenden die bisher nicht erläuterten Schutzringkreise der Schaltung zu beschreiben. Der Schutzring ist einfach eine ringförmige Kondensatorplatte 136, die gegenüber der Ansteuerplatte 130 des Bezugskondensators Cf₁ isoliert und zwischen dieser Platte 130 und dem Substrat 110 angeordnet ist, wie dies in Fig. 3 am deutlichsten dargestellt ist. Der Schutzring 136 ist der geerdeten Platte 134 gegenüberliegend angeordnet und bildet die angesteuerte Kondensatorplatte des Kondensators (C , -). Der Schutzring 136 umschließt und überlappt die Platte 130 des Bezugskondensators C_{R f 1}. Gemäß Fig. 3 linearisiert der Schutzring 136 die elektrischen Feldlinien an den Kanten der Ansteuerplatte 130 des Bezugskondensators C_R ψ - zwecks Beseitigung der Randeffekte der Feldlinien, die andereenfal^s an den Plattenkanten auf-

treten würden. Durch Linearisieren der Feldlinien des Bezugskondensators C_n ^ ₁ egalisiert der Schutzring diesen Bezugskondensator mit den Meßkondensatoren C₊ und Cy auf später noch näher zu erläuternde Weise. 5

Eine andere wesentliche Funktion des Schutzrings 136 . besteht darin, den Bezugskondensator C_R ~ - gegen Streu- oder Störkapazitäten abzuschirmen, die anderenfalls zwischen der Ansteuerplatte dieses Bezugskondensators und anderen aufgeladenen oder leitfähigen Flächen in der Nähe vorhanden wären. Wenn sie nicht abgeschirmt werden, können diese Störkapazitäten sich zu dem vom Bezugskondensator Cf₁ fließenden Strom hinzuaddieren-und damit zu Meßungenauigkeiten führen.

Der Schutzring 136 wird durch Halbweggleichrichter-Dioden D-, D₄ auf dieselbe Weise angesteuert, wie die Platte 130 durch die Dioden D-, D„ angesteuert wird. Die Dioden D^, D₄ entsprechen den Dioden D-, D„ und erzeugen denselben Spannungsabfall wie letztere, so daß das Potential des Schutzrings 136 jederzeit dem Potential der Platte 130 angepaßt ist. Durch Aufrechterhaltung dieser Spannungsanpassung wird ein"Stromfluß zwischen dem Schutzring 136 und der Ansteuerplatte 130 verhindert, und die Feldlinien an der Kante der Platte 130 werden senkrecht zur geerdeten Platte 134 gehalten. Die Kondensatoren C₁ und C₂ wirken auch als Gleichspannungs- oder Gleichstrom-Sperrkondensatoren für den Schutzringkreis.

Das vom Kreis für C_, - ₁ erzeugte, stabilisierte Signal wird auf nachstehend erläuterte Weise für die Ansteuerung der Kreise 50, 52 für C,_v bzw. C,_v benutzt. Zur

+ Λ + X

Vermeidung einer Wiederholung der Beschreibung ist im folgenden der Kreis 50 auch repräsentativ für den

Kreis 52 beschrieben.

Der Meßkreis 50 für C_+x und die Meßsignal-Erzeugungsschaltung 70 sind in Fig. 4 dargestellt. In den folgenden Erläuterungen bleiben wiederum der Schutzring 120 und die zugeordneten Dioden D₁₂ und D₁₃ zunächst unbeachtet. Wie ein Vergleich von Fig. 2 mit Fig. 4 ergibt, ist der Meßkreis 50 gemäß Fig. 4 dem Bezugskondensatorkreis 40 identisch. Wenn somit das Ansteuersignal von seinem größten negativen Wert auf seinen größten positiven Wert ansteigt, lädt die Diode D_1n einen Kondensator C,_v auf, der aus der an der ünterseite des Substrats 110 gehalterten Meßfühlerplatte 112 als AnSteuerρlatte und der Objektfläche 145 als geerdete Platte bzw. Masse-Platte besteht (vgl. Fig.2C). Wenn das Signal von seinem größten positiven Wert auf seinen größten negativen Wert abfällt, schaltet die Diode Ώ_ΛΛ zur Ableitung von Ladung vom Kondensator C,_v durch. Durch dieses abwechselnde Durchschalten und Sperren der Dioden D₁₀ und D₁₁ wird bewirkt, daß auf folgende Weise kleine, gleich große und entgegengesetzte Werte besitzende Gleichströme über Spulen L_1n und L₁₁ fließen: Wenn die Diode D₁ durchschaltet, fließt Strom vom Ausgang des Gegen-Wirkwiderstandverstärkers 220, der aufgrund seiner sehr niedrigen Impedanz effektiv geerdet ist, über die Elemente R₁₂/ L₁₀, L. , D_{1 n} und C _v unter Schließung der Schleife zu Masse zurück. Der Strom über die Elemente L_1n, Il₁₀ fließt somit gemäß Fig. 4 von rechts nach links, und er kann als positiv angesehen werden. Wenn die Diode D₁₁ durchschaltet oder leitet, fließt Strom von Masse über die Elemente C_+x, D₁₁/ ^L11' ^L13' ^R13 ^un<^ ^zum Niedrigimpedanz-Ausgang des Gegen-Wirkwiderstandverstärkers 230 unter Vervollständigung dieser Schleife Der Strom über die Elemente L₁₁/ ¹L₁ fließt somit

gemäß Fig. 4 von links nach rechts und kann als negativ vorausgesetzt werden. Es ist zu beachten, daß diese Schleifen zueinander symmetrisch sind, weil jede der Schleifen aus äquivalenten Bauteilen besteht. Die Stromwerte über die Elemente L₁₀ und L-- sind somit gleich groß, jedoch von entgegengesetzter Polarität. Die Gleichwertigkeit der Größe rührt auch davon her, daß das Treiber- oder Ansteuersignal, wie erwähnt, ein geometrisch symmetrisches Sinussignal ist. Diese kleinen Gleichströme bilden das Meßkondensatorsignal für C^_v. Wie vorher angegeben, verläuft die Gleichstromschleife für das Bezugskondensatorsignal über L₂ von Masse über die Elemente C_R ^ -, D₂, L₂, L. und R, und zurück zum Ausgang des Gegen-Wirkwiderstandverstärkers 200. Außerdem wurde angegeben, daß der über L₂ liegende Strom von 80 μ,Α der Entfernung zwischen den Platten des Bezugskondensators C_{Ref 1} entsprechend dem Nennabstand entspricht. Weiterhin ist bekannt, daß die Ansteuerplatte 112 von C_+x der Ansteuerplatte des Elements C_ _f - identisch ist und daß sie mit einem identischen Schutzring 120 zum Linearisieren der Feldlinien am Rand der Platte 112 ausgestattet ist. Die Wirkung der Linearisierung der Feldlinien an den Rändern der Ansteuerplatten 112 und 130 besteht in einer Egalisierung der geerdeten Platten 145 und 134 der Kondensatoren C, _v bzw. C_{n f} ^ indem ihre Abmes-

+ Λ Κ6Ι . I

sungen effektiv gleich groß eingestellt werden. Die Ansteuerplatten 112, 130 beider Kondensatoren besitzen jeweils einen Durchmesser von 6,35 mm. Die geerdete Platte für den Kondensator C_+x ist die Objektfläche 145, die effektiv eine unendlich große Platte ist. Die geerdete Platte für den Kondensator C_R ~ -ist die Innenfläche 134 der Platte 140 eines Durchmessers von 12,7 mm. Da jedoch die Feldlinien an den Rändern oder Kanten der Ansteuerplatten 112, 130 dieser

beiden Kondensatoren lotrecht liegen, beträgt der effektive Durchmesser der beiden geerdeten Platten 145, 134 jeweils 6,35 mm. Aufgrund der Wirkung der Schutzringe 136, 120 ist damit ein Plattenabstand entsprechend dem Nennabstand C„ dem Bezugskondensator C_R~ - elektrisch gleich. Unter der Voraussetzung, daß die Entfernung zwischen dem Meßfühler 112 und der Objektfläche 145 dem Nennabstand entspricht, ergeben sich somit gleich große und entgegengesetzte Ströme von 80 μΑ über die Elemente L₁₀ und L₁₁, weil die Gleichstromschleifen für die Elemente L₁₀ und L₁₁ der Gleichstromschleife für das Element L_ gleich sind. Wie noch deutlicher werden wird, bildet dieser, durch den C _f ..-Kreis 40 und den Signalquellenkreis 10 gesetzte oder vorgegebene Strompegel von 80 μΑ sowie ein noch zu beschreibendes Bezugssignal den "Null-Punkt" für die Höhe des Meßfühlers 112 über der Objektfläche 145.

Um zu belegen, daß der Strompegel von 80 μΑ dem NuIl-Punkt für den Meßkondensator C₊„ entspricht, sei als erste Bedingung angenommen, daß die Objektfläche 145 genau im Nennabstand unter dem Meßfühler 112 liegt. Ist dies der Fall, so beträgt der Strom über' die Spule L₁₀, wie erwähnt, +80 μΑ. Gemäß Fig. 4 fließt dieser Strom in die Meßsignal-Erzeugungsschaltung Im Fall von R₁₂ = 50 kil beträgt mithin das invertierende Eingangssignal zum Gegen-Wirkwiderstandsverstärker 220 +80 μΑ, während dessen Ausgangssignal am Knotenpunkt 235 +4 V beträgt. Es liegt eine feste Bezugsspannung V _{f 2} von 7 V vor, die einen "Bezugssignal"-Strom über den Widerstand R₁-. (von 43,75 k/l ) in den Knotenpunkt 235 injiziert. Durch diese Bezugsspannung V_{R f} 2 wird über den Widerstand R₁_ und im Fall von R₁₂ = 50 kXl ein Strom von -160 μΑ erzeugt, der am Knotenpunkt 235 ein Potential von (50 kjQ) (-160 μΑ)

= -8 V induziert. Das Gesamtpotential am Knotenpunkt beträgt daher 4 V - 8 V = -4 V. Dieses Potential von -4 V liegt am invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 240 an. Der gleich große und (potentialmäßig) entgegengesetzte Strom von 80 μΑ über die Spule L-- wird durch den Gegen-Wirkwiderstandsverstärker in eine Ausgangsspannung von V__R4 = ¹L₁₁R^ ⁼ (~80 μΑ) (50 k/J) = -4 V umgewandelt, sofern R-₃ = 50 kXl gilt. Dieses Signal von -4 V wird an den nicht-invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 240 angelegt, welcher das Signal von -4 V am invertierenden Eingang von dem Signal von -4 V an seinem nicht-invertierenden Eingang zur Ableitung eines Null-Ausgangssignals subtrahiert. Dieses Null-Ausgangssignal entspricht dem

!5 "Null-Punkt" für den +X-Meßfühler insofern, als es dem Steuersystem 80 anzeigt, daß sich der Meßfühler im Nennabstand über der Objektfläche befindet. Das V_{R f} ~~ Bezugssignal zusammen mit dem Ansteuersignal vom Cp r: --Kreis 40 und vom Signalquellenkreis 10 vereinigen sich zur Einstellung dieses Null-Punkts. Es ist zu beachten, daß der Gesamtbetrieb der Schaltungsanordnung darin besteht, das Meßkondensatorsignal vom C_+x~Kreis 50 mit dem von V _ ₂ gelieferten Bezugssignal zu vergleichen. Das an den Knotenpunkt 2 35 angelegte V_{R f} „-Bezugssignal ist für den Nenn-Plattenabstand repräsentativ. Die Meßsignal-Erzeugungsschaltung 70 vergleicht somit das Meßkondensatorsignal mit einem Nenn-Plattenabstand-Bezugssignal zur Bestimmung der Abweichung der Platten des Elements C_+x vom Nenn-

QQ abstand. Da vorliegend angenommen wurde, daß die Platten des Elements CJ_V im Nennabstand voneinander entfernt sind, liefert die Schaltung 70 ein Null-Abweichsignal.

gc Nunmehr sei angenommen, daß die Objektfläche 145 in

einem kürzeren Abstand als dem Nennabstand angeordnet ist, so daß sich die Kapazität des Elements C _v erhöht

+ Λ

und ein Strom von +82 μΑ über die Spule L^₀ fließt, während über die Spule L^₁ ein Strom von -82 μΑ fließt. Der Gegen-Wirkwiderstandsverstärker 220 besitzt dabei ein Ausgangssignal entsprechend V_TR- = (+82 μΑ)(+50 kli) = 4,1 V. Am Knotenpunkt 235 beträgt das Potential 4,1 8 = -3,9 V. Am invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 240 liegen somit -3,9V an.

Der Gegen-WirkwiderStandsverstärker 230 liefert andererseits ein Ausgangssignal von -4,1 V, das an der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Differentialverstärkers 240 anliegt. Letzterer bestimmt durch Subtraktion die Differenz zwischen -4,1 V und -3,9 V zu -0,2 V und multipliziert bzw. vervielfacht diese Größe mit einem Gewinn von z.B. 50 zur Lieferung eines Ausgangssignals 2 42 von -10 V. Dieses Ausgangssignal von -10 V wird durch das Steuersystem zur Anzeige dafür interpretiert, daß sich die Objektfläche in einem bestimmten Abstand (scaled distance), der kleiner ist als der Nennabstand, dichter am +X-Meßfühler befindet.

Die Schaltungsanordnung vergleicht wiederum das Meßkonden satorsignal von 82 μΑ mit dem für den Nenn-Plattenabstand repräsentativen V_R ^ --Signal. Das Ausgangssignal der Meßsignal-Erzeugungsschaltung 70 gibt daher die Abweichung des Plattenabstands der Platten des Meßkondensators C_+x vom Nennabstand an.
30

Die Schaltung für den (^„-Kondensator entspricht der eben beschriebenen Schaltung für den Kondensator C _v, und sie arbeitet auf genau dieselbe Weise. Die Schaltung 40 für das Element C_ ^ _Λ und die Schaltung 10 zusammen

κει · ι

mit dem V_{R f} --Bezugssignal setzen somit den Nenn-Null-

punkt für den +Y-Meßfühler 114 auf genau dieselbe Weise. Die beiden anderen Meßkondensatoren C _v und C _v werden

—Λ — χ

durch die untere Hälfte der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 angesteuert. Gemäß Fig. 2 läuft ein Signal, das dem vom Knotenpunkt 156 über den Widerstand R₁ nach oben laufenden Signal identisch ist, vom Knotenpunkt nach unten. Dieses Signal steuert eine identische Schaltungsanordnung an, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß die Sekundärwicklung 184 des Transformators 186 entgegengesetzt zu seiner Primärwicklung 182 gewickelt ist, während die Spulen oder Wicklungen 172, 174 des Transformators 170 beide in derselben Richtung gewickelt sind. Das Ergebnis besteht darin, daß ein zum Signal, das die Elemente C-,-:-, C^_v und C „ an-

Ke ι ι +λ +x

steuert, um 180° außer Phase liegendes, gleich großes und entgegengesetztes Signal die Elemente C _f ^' ^c_y und C_y ansteuert. Das Element C„ r 9 gewährleistet ansonsten eine Spannungsregel-Rückkopplung auf dieselbe Weise, wie vorstehend beschrieben, zwecks Erzeugung eines geometrisch symmetrischen und stabilen, sinusförmigen Treiber- bzw. Ansteuersignals für die Meßschaltungen 54, 56 der Elemente C _v, C _v. Die Schaltung

—Λ —χ

42 für C_D 4T _o und die Signalquellenschaltung 10 liefern Ke x. · c·

gleich große und entgegengesetzte Strompegel von 80 μΑ über die Schaltungen 54, 156 für C _v, C ._T, wenn die

—Λ —χ

-X- und -Y-Meßfühler 116 bzw. 118 im Nennabstand von der Objektfläche 145 angeordnet sind, und zwar auf genau dieselbe Weise, wie für die C_{R f} --Schaltung 40 beschrieben.

Durch Ansteuerung der C_+x~ und C₊ -Schaltungen 50 bzw. mit einem Signal, das dem die C - und C -Schaltungen

—Λ —χ

54 bzw. 56 ansteuernden signalgrößenmäßig gleich, jedoch entgegengesetzt ist, wird ein Null betragender Ge-

saintstrom über die Objektfläche 145 durch die Meßfühler zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt nach Masse geleitet. Durch dieses Konstanthalten eines Null-Stromflusses durch oder über die Objektfläche 145 wird letztere daran gehindert, aufgrund ihrer Impedanz zu Masse ein Spannungspotential gegenüber Masse zu erzeugen. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Objektfläche 145 auf Massepotential bleibt, auch wenn sie eine endliche, von Null verschiedene (nonzero) Impedanz besitzt. Außerdem wird hierdurch ein geringfügiges Aufladen der Objektfläche 145 aufgrund dielektrischer Absorption oder anderer Wirkung verhindertn. Wenn die Objektfläche 145 ein Raster in einem Elektronenstrahlsystem ist, kann die Aufrechterhaltung eines Null-Gesamtstroms zu Masse vorteilhaft sein, wie dies noch erläutert werden wird. In den Fällen, in denen es nicht nötig ist, einen Null-Gesamtstromfluß vom Raster nach Masse aufrechtzuerhalten, ist die Verwendung eines Zweiphasensystems nicht erforderlich, weshalb alle Meßkondensatoren durch ein Hochfrequenzsignal einer einzigen Phase angesteuert werden könnten. Das erfindungsgemäße kapazitive Höhenmeßgerät soll daher nicht auf das beschriebene Zweiphasensystem beschränkt sein.

Unabhängig davon, ob ein Zweiphasensystem verwendet wird oder nicht, werden die vier Meßfühlermessungen nach der Verarbeitung oder Auswertung durch die zugeordnete Meßsignal-Erzeugungsschaltung dem Steuersystem 80 eingegeben, um die Lage der Objektfläche 145 in bezug auf die vier Nenn-Nullpunkte anzugeben. Das Steuersystem kann daraufhin nach Maßgabe dieser Information entweder die Lage der Objektfläche manipulieren, d.h. verändern, oder beispielsweise die Lage des für die Bearbeitung auf der Objektfläche verwendeten Werk-

zeugs auf die für die durchzuführende Aufgabe zweckmäßige Weise einstellen.

Nach der Beschreibung seines allgemeinen Aufbaus ist das erfindungsgemäße kapazitive Höhenmeßgerät im folgenden als integraler Teil eines Systems oder einer Anordnung zur Bestimmung der Lage eines Rasters 250 in einem Elektronenstrahl-Lithographiegerät beschrieben. Aus dieser Beschreibung gehen die zahlreichen Vorteile und besonderen Merkmale des Meßgeräts noch deutlicher hervor.

Fig. 5 veranschaulicht die Umgebung des kapazitiven Höhenmeßgeräts bei Anwendung auf ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät. Gemäß Fig. 5 besteht das Meßgerät aus der auf dem Substrat 110 befindlichen Hybridschaltung und dem Rest der Schaltungsanordnung, der einfach als "Meßgerät-Elektronik" 254 bezeichnet ist. Das Hybridschaltungs-Substrat 110 ist an der Unterseite des Elektronenstrahl-Optikgehäuses 258 in einer Lage über . dem Chrom-auf-Glas-Raster 250 angebracht. Letzteres wird von einer Bühne 260 in einer Vakuumkammer 262 der Vorrichtung für Bewegung in X- und Y-Richtung unter der Steuerung des Steuersystems 80 getragen. Auf die Chromschicht 268 des Rasters ist eine Schicht 266 eines Elektronenstrahl-Resistmaterials aufgebracht. Der Elektronenstrahl 270 tritt durch eine zentrale Öffnung 111 im Substrat 110 hindurch und mustert die Resistschicht 266 mit dem gewünschten VLSI-Schaltkreismuster bei der Verschiebung des Rasters 250 in X- oder Y-Richtung.

Neben der Positionierung des Rasters 250 steuert das Steuersystem 80 den Ablenkwinkel des Elektronenstrahls zur Gewährleistung, daß dieser mit dem für sehr hoch integrierte Schaltkreise erforderlichen Genauigkeits-

grad auf den vorgesehenen Punkt auf dem Raster auftrifft.

Im Hinblick auf die auf dem betreffenden Fachgebiet geforderte hohe Präzision muß der Elektronenstrahl 270 vor dem Schreiben auf dem Raster 250 zunächst bezüglich der vorliegenden ümgebungs™ oder ümweltbedingungen geeicht werden. Für diesen Zweck wird eine in Fig. 6 dargestellte Eichplatte 280 verwendet, die neben dem Raster 250 unmittelbar unter dem Elektronenstrahl-Optikgehäuse 258 auf der Bühne 260 aufgespannt ist. Die Eichplatte 280 ist mit einer leitfähigen Schicht oder Leiterschicht 288 bedeckt, in der ein Raster 284 sehr kleiner tiicht-leitfähiger Punkte 286 ausgebildet ist. Das Raster 284 besteht aus einer Vielzahl auf gleiche Abstände verteilter und symmetrisch angeordneter, leitfähiger Punkte 286. Ein Punkt 290 wird durch Verschiebung der Bühne auf vorbestimmte X-, Y-Koordinaten auf die Mittellinie des Optikgehäuses 258 zentriert. Der Punkt 290 wird als "Ausgangspunkt" bezeichnet. Bei abgeschalteter Meßschaltung des kapazitiven Meßgeräts wird der Elektronenstrahl 270 eingeschaltet und durch das Steuersystem sequentiell vom einen nicht-leitfähigen Punkt auf dem Raster zum nächsten geführt. Das Steuersystem 80 erfaßt jeden aufeinanderfolgenden nicht-leitfähigen Punkt und hält an, wenn es auf den gewünschten Punkt 294 trifft. Der Ablenkwinkel A, der nötig ist, um den Elektronenstrahl genau auf den Punkt 294 auftreffen zu lassen, wird durch das Steuersystem registriert. Der Punkt 294 befindet sich in einem vorgeschriebenen Abstand "d" vom Ausgangspunkt 290, weil die Geometrie des Rasters 284 bekannt ist. Der Elektronenstrahl 270 wird dann abgeschaltet, und die Meßgerät-Schaltung wird aktiviert, um von den vier Sensoren oder Meßfühlern 112, 114, 116,

118 Eichplatten-Lagenanzeigen abzunehmen. Die zugeordnete Meßsignal-Erzeugungsschaltung für jeden Meßfühler bestimmt die Lage der Eichplatte 280 in bezug auf den Nenn-Nullpunkt für den Meßfühler und gibt die betreffende Information in das Steuersystem 280 ein. Mittels an sich bekannter Mathematik wird anhand der vier Punkte eine am besten geeignete Ebene berechnet, welche die "Eichungsebene" für das Raster 250 bestimmt.

Sobald die geeichte Ebene oder Eichungsebene bestimmt worden ist, wird die Bühne 260 zur Ausrichtung des Rasters 250 gemäß Fig. 7 unter dem Elektronenstrahl-Optikgehäuse 258 verfahren. Der unmittelbar mit der Mittellinie dieses Gehäuses ausgefluchtete Punkt 298 auf dem Raster 250 wird wiederum als Ausgangspunkt bezeichnet. Der Punkt 300 entsprechend dem genauen Abstand d vom Punkt 298 ist der gewünschte Punkt für das Schreiben auf dem Raster 250. Das in Fig. 7 in gestrichelten Linien eingezeichnete Raster befindet sich genau in der Eichungsebene, so daß der Elektronenstrahl 270 mit dem normalen Ablenkwinkel A auf den Punkt 300 auf dem Punktraster auftrifft. Die tatsächliche Lage des weiterhin als "Raster" bezeichneten Fadenkreuzes oder -netzes gemäß Fig. 7 isi jedoch durch das ausgezogen eingezeichnete Raster 250 angegeben. In dieser Lage schreibt der Elektronenstrahl 270 bei Anwendung des normalen Ablenkwinkels A auf dem Punkt 302.

Zur Vermeidung eines solchen Fehlers werden vor dem Schreiben auf dem Raster von den vier Meßfühlern 112 118 Rasterlagenanzeigen abgenommen. Diese Anzeigen werden den zugeordneten Meßsignal-Erzeugungsschaltungen und sodann dem Steuersystem eingegeben. Die am besten geeignete oder optimale Ebene wird für die vier Punkte berechnet. Diese Ebene ist als "Rasterebene" bezeichnet.

Das Steuersystem vergleicht die Rasterebene in der Eichungsebene und bestimmt die Abweichung. In diesem Fall bestimmt das Steuersystem, daß sich das Raster in einem genauen Abstand über der Eichungsebene befindet, und es stellt den Elektronenstrahl-Ablenkwinkel vom normalen Ablenkwinkel A auf einen genau korrigierten Ablenkwinkel B ein, um sicherzustellen, daß der Elektronenstrahl auf dem genauen Punkt 300 schreibt, unabhängig davon, daß sich das Raster 250 über der Eichungsebene befindet. Der Elektronenstrahl beschreibt oder mustert sodann das in dieser Bühnenstellung befindliche Segment der Schaltung, und das Raster wird zur nächsten Bühnenposition verschoben. Die Rasterlagenanzeigen werden erneut abgenommen und verarbeitet, um die Abweichung der Rasterebene von der Eichungsebene zu bestimmen, wobei zum Kompensieren einer etwaigen Abweichung entsprechende Einstellungen des Elektronenstrahl-Ablenkwinkels vorgenommen werden. Dieser Vorgang wird in jeder Bühnenstellung wiederholt, bis äas Raster vollständig gemustert ist oder eine Änderung der Umgebungsbedingungen eine neue Eichung des Elektronenstrahls rechtfertigt.

Fig. 8 veranschaulicht die Oberseite des Hybridschaltungs-Substrats 110. Wie vorher erwähnt, ist die gesamte Hybridschaltungsanordnung, mit Ausnahme der Meßfühlerplatten 112 - 118 und der zugeordneten Schutzringe 120 - 126, auf der Oberseite des Substrats angeordnet. Genauer gesagt: die Bezugskreise 40 und 42 sowie identische Meßkondensatorkreise 50 - 56 sind auf der Oberseite des Substrats vorgesehen. Jeder dieser Kreise besteht aus vier Kondensatoren, vier PIN-Dioden und zwei Spulen, jeweils in Form getrennter Bauteile, die durch auf das Substrat aufgebrachte Signalleitungen miteinander verbunden sind. Die vier Kreise 50 - 56

leiten über die Meßfühler 112 - 118 und die zugeordneten

Schutzringe 120 - 128. Die beiden Kreise 40 und 42 sind

unmittelbar an ihre jeweiligen Ansteuerplatten 130 und

Schutzringe 136 auf der Oberseite des Substrats 110 an-

geschaltet.

Die Hybridschaltungsanordnung auf der Oberseite des Substrats umfaßt außerdem gemäß Fig. 8 Widerstandsheizstreifen 310, die im Siebdruck auf das Substrat aufgebracht sein können. Diese Streifen 310 bilden gemeinsam den im vereinfachten Schaltbild von Fig. 9 für die Substrat-Temperaturregelschaltung gemäß der Erfindung dargestellten Widerstand ^R _s+._rins" ^Di-^e Aufgabe dieser Widerstandsstreifen besteht darin, das Substrat auf eine Temperatur um einige Grade über der Raumtemperatur zu erwärmen und dabei ständig eine Regelung der Temperatur der Hybridschaltungsbauteile zu gewährleisten. Gemäß Fig. 9 wird ein Rheostat 312 zur Einstellung der Soll-Temperatur des Substrats benutzt. Diese Temperatureinstellung wird als entsprechende Spannung von z.B. 5 V an der invertierenden Klemme des Differentialverstärkers 314 eingegeben. Ein auf 1 μΑ/°Κ geeichter Substrat-Temperaturfühler gibt einen der Substrattemperatur proportionalen Strom ab. Dieses Stromsignal wird an die nicht-invertierende Eingangsklemme eines Gegen-Wirkwiderstandsverstärkers 318 angelegt, dessen invertierender Eingang mit einem Versatzsignal V_{R f} , zur Umwandlung des Ausgangssignals des Verstärkers 318 in ⁰C beschickt wird» Das Verstärkerausgangssignal wird dem nicht-invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 314 aufgeprägt und in diesem mit der Rheostateinstellung verglichen. Wenn die beiden Eingangssignale gleich sind, liefert die Ausgangsspannung des Verstärkers den erforderlichen Spannungsabfall über die Widerstandsheizelemente R . ,

Suilp

um das Substrat auf der vorliegenden Temperatur zu halten. Wenn die Substrattemperatur unter den gewünschten Temperaturwert abfällt, verringert sich die Ausgangsspannung des Differentialverstärkers 314 unter Vergrößerung des Spannungsabfalls über die Widerstandsstreifen , um damit die Substrattemperatur zu erhöhen. Wenn das Substrat andererseits zu warm wird, wird der Spannungsabfall über die Widerstandsstreifen zum Abkühlen des Substrats verkleinert. Zur Verhinderung von Temperaturgefällen sind die Widerstandsstreifen 310 gleichmäßig um das Substrat 110 herum verteilt.

Durch Regelung der Substrattemperatur auf diese Weise werden die identischen Bauteile der Bezugs- und Meßkondensatorkreise auf gleicher Betriebstemperatur gehalten, so daß die Meßgenauigkeit des Meßgeräts vor Temperaturdrifts geschützt ist. Da sich außerdem sowohl die Bezugs- als auch die Meßkondensatoren in derselben "MeßUmgebung" befinden, ist das Dielektrikum zwischen clen Platten aller dieser Kondensatoren denselben Umgebung sänderungen oder -Schwankungen, wie Änderungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, unterworfen. Wenn somit in der Vakuumkammer Ümgebungsänderungen oder -Schwankungen auftreten, die zu einer Änderung der Kapazität der Bezugs- und Meßkondensatoren führen, werden diese Änderungen automatisch durch die Bezugskondensatorkreise berücksichtigt, welche den Stromfluß über die Bezugs- und Meßkondensatorkreise unabhängig von ümgebungsänderungen auf einer stabilen Größe halten.

Da die Umgebungseinflüsse weitgehend unterdrückt sind, variiert der Stromfluß über die Meßkondensatoren lediglich in Abhängigkeit vom Plattenabstand. Ein anderer bedeutsamer Vorteil der beschriebenen Hybridschaltungs-

ausführungsform besteht darin, daß die Bezugs- und Meßkondensatorkreise nicht nur identisch und damit gleichen Umgebungseinflüssen unterworfen sind, sondern auch während ihrer gesamten Betriebslebensdauer in derselben Umgebung angeordnet sind. Die Schaltungsbauteile altern demzufolge im selben Grad und auf gleiche Weise, und dieser Umstand trägt weiterhin zur langfristigen Meßgenauigkeit des Meßgeräts bei.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die in den Bezugs- und Meßkondensatorkreisen verwendeten vier Dioden PIN-Dioden extrem niedriger Kapazität sind. Diese Dioden wirken in ihrem Gegenvorspannungszustand als äußerst kleine Kondensatoren und tragen somit nicht zum Stromfluß über die Meß- und Bezugskondensatoren bei. Darüber hinaus bleibt die Kapazität dieser Dioden auch bei großen Tempraturabweichungen sehr klein.

Nach der Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden die Art und Weise beschrieben, auf welche die Ausgangssignale der vier Sensoren oder Meßfühler zum Plattenabstfand in Beziehung gebracht werden.

Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen eine Eichvorrichtung 500, auf welcher die Meßfühler kalibriert bzw. geeicht werden. Die Vorrichtung 500 umfaßt einen Sockel 502 und drei einstellbare Stützfüße 504, die beispielsweise mittels einer Schraubverbindung verstellbar sind. Der Sockel 205 trägt einen Lasertisch 506, der seinerseits eine Lasereinheit 508 trägt. Ein vom Sockel 502 getragenes, lotrecht hochragendes Element 510 trägt einen Laserempfänger 512, der seinerseits am Element 510 z.B. mittels Schrauben 514 befestigt ist. Ein vom

Sockel 502 getragener Tragblock 516 haltert ein Interferometer prisma-Tragelement 520/ das am besten in Fig. 12 veranschaulicht ist und einen Interferometerwürfel oder ein-Prisma 522 hinter einer lotrechten Wand haltert. Die Wand 524 ist mit einer großen öffnung 526 versehen, durch die auf noch zu beschreibende Weise der Laserstrahl projiziert wird. Von der Stirnseite der Wand 524 gehen, wie dargestellt, vier mit Innengewinde versehene Zapfen 528 ab. Das Substrat 110 für das kapazitive Meßgerät ist mittels Schrauben 530 mit den Zapfen 528 verschraubt. Jede Schraube ist dabei in einer genauestens gefertigten Scheibe 532 versenkt. Aufgrund der Anbringung des Substrats 110 auf diese Weise kann vorausgesetzt werden, daß die Substrat-Oberfläche 113 in einer praktisch senkrecht zum Strahlengang des Laserstrahls liegenden Ebene liegt. Hierbei fluchtet die zentrale Öffnung 111 des Substrats mit der öffnung 526 der Wand 524, so daß sie ebenfalls den Laserstrahl hindurchtreten läßt. Es ist darauf hinzuweisen, daß der vorstehend beschriebene Teil der Eichvorrichtung, umfassend die Lasereinheit 508, den Laserempfänger 512 und das Interferometerprisma 522, zusammen mit der noch zu beschreibenden Laser-Elektronik als Ganzes (von der Fa. Hewlett-Packard) als Laser-Interferometer (Modell Nr. HP55O1A) einer Auflösung von 5 nm im Handel erhältlich ist. Die beschriebenen Bauteile bilden gemeinsam die Laser-Interferometeranordnung, mit welcher Entfernungen oder Abstände auf noch zu beschreibende Weise genauestens meßbar sind.

Alle Bauteile der Laser-Anordnung sind an der Vorrichtung 500 starr befestigt. Der im folgenden zu beschreibende Abschnitt der Eichvorrichtung 500 umfaßt eine Anordnung, mit welcher ein Spiegel oder Blindraster

gg durch Bewegung relativ zur Laser-Anordnung positionierbar ist.

NACHQEREICHT

Ein Tragtisch 540 trägt ein Luftlager 542 zur Lagerung einer längster lauf enden Achse 544 für geradlinige Bewegung mit sehr geringer Reibung. Arn Ende 546 der Achse 544 ist ein Spiegel-Tragelement 548 starr gehaltert, das seinerseits einen lotrecht angeordneten Spiegel 550 in unmittelbarer Gegenüberstellung zu den Meßfühlern 112, 114, 116, 118 des Substrats 110 für das kapazitive Höhenmeßgerät trägt. Die Spiegelfläche ist elektrisch leitfähig, so daß sie auf noch zu beschreibende Weise als die eine Platte eines Meßkondensators wirkt. Die Achse 544 trägt an der vom Spiegel 550 abgewandten Seite des Luftlagers 542 einen Treiber- oder Antriebs-Magneten 552, der durch eine die Achse 544 umgebende und starr vom Tisch 540 getragene Schwingspule geradlinig antreibbar, d.h. verschiebbar ist. Am Ende 558 der Achse 544 ist ein Geschwindigkeitsdämpf-Magnet 556 befestigt. Eine Geschwindigkeitsmeßspule 560 umschließt die Achse 544 in der Nähe des Magneten 556 und wird durch den Tisch 540 in starrer Lage getragen. Die Antriebs- oder Schwingspule 554 wird j auf noch zu beschreibende Weise erregt, um den Spiegel 550 gegenüber den Meßfühlern 112 - 118 in die gewünschte Stellung zu führen. Der Geschwindigkeitsdämpf-Magnet 556 bewegt sich zusammen mit der Achse 544 und erzeugt bei seiner Bewegung eine Spannung über die Geschwindigkeitsmeßspule 560. Diese Spannung wird auf ebenfalls noch zu beschreibende Weise als Geschwindigkeitsdämpfsignal benutzt.

Zur Gewährleistung einer Schwingungsentkopplung der Eichvorrichtung 500 können die Stützfüße 504 auf einem massiven Granitblock 562 ruhen, der seinerseits auf Luftkissen 564 gelagert sein kann. Zusätzlich kann die gesamte Eichvorrichtung in ein temperaturgeregeltes Gehäuse 566 eingebaut sein.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Eichvorrichtung anhand des teilweise schematischen Punktions-Blockschaltbilds gemäß Fig. 13 beschrieben.

. 5 Die - wie erwähnt - als handelsübliche Einheit erhältliche Laser-Interferometeranordnung mit den Bauteilen 508, 522, 512 und 570 wird zur Bestimmung des Abstands zwischen den Meßfühlern 112 - 118 und der Oberfläche des Spiegels 550 benutzt. Erfindungsgemäß wird die Interferometeranordnung deshalb benutzt, weil sie den besten verfügbaren "Maßstab" zur Bestimmung des Abstands zwischen den Meßfühlern 112 - 118 und dem Spiegel 550 darstellt.

Der von der Lasereinheit 508 erzeugte Laserstrahl fällt durch den Interferometerwürfel bzw. das -prisma 522 hindurch und wird durch den Spiegel 550 zum Laserempfänger 512 zurückreflektiert. Der Laserempfänger zeigt der Laserelektronik 570 die Lage des Spiegels an. Der Laserelektronik 570 wird auf noch zu beschreibende Weise die gewünschte oder Soll-Stellung des Spiegels gemeldet, und sie benutzt das Eingangssignal vom Laserempfänger 512 zur Bestimmung der Abstandsdifferenz zwischen der Ist-Stellung und der SoIl-Stellung des Spiegels 550. Die Laserelektroik 570 gibt sodann diese Abstandsifferenz als Fehlersignal aus. Die Benutzung dieses Fehlersignals durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung oder Einstellung der Lage des Spiegels 550 wird nachstehend noch näher erläutert werden.

Um bei der Anordnung gemäß Fig. 13 mit dem Eichvorgang zu beginnen, läßt ein Mikroprozessor 574 die Elektronik 576 der Eichvorrichtung die Antriebs- oder Schwingspule 554 erregen, um den Spiegel 550 in Anlage an die

vier präzise gearbeiteten Scheiben 532, die auf beschrie bene Weise am Substrat 110 befestigt sind, zu verfahren. Die Dicke der Scheiben 532 ist sehr genau so festgelegt, daß sich der Spiegel 550 in einem Abstand von 0,508 mm von den Meßfühlern 112 - 118 befindet. Der Mikroprozessor 574 teilt nunmehr der Laserelektronik 570 mit, daß der Spiegel um weitere 1,016 mm von den Meßfühlern 112 118 wegbewegt werden soll. Der Laserempfänger 512 meldet der Laserelektronik 570 die augenblickliche Stellung des Spiegels, und die Elektronik 570 erzeugt ein für die Entfernung zwischen der Ist-Stellung und der Soll-Stellung des Spiegels 550 repräsentatives Fehlersignal. Dieses Fehlersignal wird der EichVorrichtung-Elektronik 576 eingegeben, die in Abhängigkeit davon die Antriebs- oder Schwingspule 554 erregt, um den Spiegel 550 in die Soll-Stellung zurückzuführen. Während sich der Spiegel von den Meßfühlern 112 - 118 wegbewegt, überwacht der Laserempfänger 512 ständig die Lage oder Stellung des Spiegels, wobei sich das von der Laserelektronik 570 erzeugte Fehlersignal bei der zunehmenden Annäherung des Spiegels 550 an die Soll-Stellung entsprechend fortlaufend verkleinert. Bei der Bewegung des Spiegels verschiebt sich der Geschwindigkeitsdämpf-Magnet 556 relativ zur Geschwindigkeitsmeßspule 560, so daß über diese eine der Geschwindigkeit des Magneten 556 proportionale Spannung erzeugt wird. Dieses Geschwindigkeitssignal wird der Elektronik 576 für die Eichvorrichtung als Geschwindigkeitsdämpfsignal eingespeist, um auf noch zu beschreibende Weise ein Pendeln des Spiegels um die Soll-Stellung herum

zu verhindern. Sobald der Spiegel die Soll-Stellung erreicht, gibt die Laserelektronik 570 ein "Null-Fehlersignal" ab, und die Eichvorrichtung 576 steuert die Antriebsspule 554 zum Anhalten des Spiegels 550 in der ge Soll-Stellung an. Zu diesem Zeitpunkt meldet die Laser-

elektronik 570 dem Mikroprozessor 574, daß der Spiegel 550 die Soll-Stellung erreicht hat, die in dieser Anfangsphase 1,524 nun von den Meßfühlern 112 - 118 entfernt ist. Der Mikroprozessor 574 nimmt nunmehr die Spannungsanzeigen oder -werte von den vier Meßfühlern 112 - 118 ab und speichert diese Information für jeden Meßfühler für diesen Initialisierungspunkt von 1,524 mm. Der Mikroprozessor 574 weist sodann die Laserelektronik 570 an, den Spiegel zu einem ersten Abtastpunkt zu verschieben, der beispielsweise 0,127 mm vom Initialisierungspunkt entfernt liegt. Die Laserelektronik 570 erzeugt wiederum ein für den Abstand von 0,127 mm zwischen der Ist-Stellung des Spiegels und der neuen Soll-Stellung repräsentatives Fehlersignal, das wiederum von der Elektronik 576 zum Verfahren des Spiegels 550 in die neue Soll-Stellung benutzt wird. Wenn diese Stellung erreicht ist, liefert die Laserelektronik 570 wiederum ein Null-Fehlersignal, und in Abhängigkeit davon hält die Elektronik der Eichvorrichtung den Spiegel 550 an, während der Mikroprozessor 574 wiederum die vier Meßfühler 112 - 118 abgreift. Der Spannungswert jedes Meßfühlers 112 - 118 für diese neue Stellung wird durch den Mikroprozessor 574 gespeichert. Der Spiegel wird hierauf nach Maßgabe des Steuerprogramms des Mikroprozessors 574 auf dieselbe Weise zum nächsten Abtastpunkt bewegt, an welchem die Meßfühler erneut abgegriffen werden. Auf die beschriebene Weise können ersichtlicherweise Meßfühler(anzeige)werte für jede beliebige Zahl von Abtastpunkten gewonnen werden. Der Mikroprozessor 574 speichert diese Informationen in Form einer Tabelle unter Auflistung der Spannungswerte jedes Meßfühlers an jedem Abtastpunkt. Auf diese Weise können die Meßfühler über einen Bereich von Platten-(trenn)abständen geeicht werden.

Im folgenden ist nunmehr die Eichelektronik 576 anhand von Fig. 14 näher erläutert.

Gemäß Fig. 14 wird das Fehlersignal in Form eines 12-Bit-Digitalworts unmittelbar von der Laserelektronik 570 zu einem Digital-Analog- bzw. D/A-Wandler 580 geliefert. Das vom D/A-Wandler 580 erzeugte Analogsignal wird hierauf durch einen Verstärker 582 auf eine 0-10 V-Skala aufgetragen (scaled), bevor es einer Polaritätsbestimmungsschaltung 584 zugeführt wird. Die Laserelektronik 570 liefert außerdem ein "Richtungs-" oder "Richt-Bit", das auf dargestellte Weise der Polaritätsbestimmungsschaltung 584 zugeführt wird und das die Polarität des Fehlersignals angibt. Dieses Richt-Bit zeigt, genauer gesagt, an, an welcher Seite der Soll-Stellung sich der Spiegel 550 augenblicklich befindet, so daß der Spiegel 550 in der richtigen Richtung verfahren werden kann. Das Richt-Bit wird durch die Polaritätsbestimmungsschaltung 584 verarbeitet, um dem Fehlersignal die richtige Polarität zuzuweisen, bevor es in einen Verstärker 586 eingespeist wird. Der Verstärker 586 skaliert sodann das Fehlersignal zwischen 0 und +10 V, wenn die Polarität positiv ist/ oder zwischen 0 und -10 V im Fall einer negativen Polarität. Das Fehlersignal wird danach einem Lagengewinn-Verstärker 588 eingespeist. Der Lagengewinn (position gain) ist mittels einer entsprechenden Einstellschaltung 590 einstellbar, die beispielsweise ein in der Rückkopplungsschleife des Verstärkers 588 angeordnetes Potentiometer sein kann. Eine zusätzliche Dämpfung wird durch die Geschwindigkeitsmeßspule 560 gewährleistet. Das von letzterer erzeugte Signal wird einem Geschwindigkeitsgewinn-Verstärker 5 92 eingespeist. Eine Geschwindigkeitsgewinn-Einstellschaltung 594 dient zur Ermöglichung der Einstellung der Gewinn- oder Verstärkungscharakteristik

des Verstärkers 592, und sie kann ebenfalls aus einem in der Rückkopplungsschleife des Verstärkers 592 angeordneten Potentiometer bestehen. Die Einstellschaltungen 590 und 594 werden gemeinsam justiert, um die Schaltungsanordnung zu stabilisieren und ein Schwingen oder Pendeln des Spiegels 550 um die Soll-Stellung herum zu verhindern. Die Signale von den Verstärkern 588 und 592 werden vor der endgültigen Filterung in einem Rauschfilter 595 summiert und sodann abschließend durch einen Leistungsverstärker 596 verstärkt, um den erforderlichen Leistungspegel für die Ansteuerung der Antriebs- oder Schwingspule 554 zu erhalten.

Die gesamte Eichvorrichtung 500 ist in einer temperaturgeregelten Umgebung angeordnet, die ebenfalls unter der Steuerung des Mikroprozessors 574 stehen kann. Ebenso kann auch die Temperaturregelschaltung gemäß Fig. 9 für das Substrat des Höhenmeßgeräts unter der Steuerung des Mikroprozessors 574 stehen. Letzterer hält im allgemeinen die Umgebungstemperatur um einige Grade unter der Substrattemperatur, so daß Temperaturgefälle im Substrat vermieden werden. Umgebungs- und Substrattempe_eratur können durch den Mikroprozessor 574 nach Maßgabe seines Steuerprogramms variiert werden, um Sätze von Eichdaten für verschiedene Temperaturen zu liefern. Wenn das kapazitive Meßgerät später in z.B. einem Elektronenstrahlgerät verwendet wird, kann der zweckmäßige Satz von Eichdaten für die Temperatur, bei welcher das Gerät eingesetzt wird, herangezogen werden.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein bestimmtes kapazitives Höhenmeßgerät, nachdem es eine bestimmte Zeit in Betrieb gewesen ist, in der Eichvorrichtung 500 nachgeeicht werden kann. Zu diesem Zweck wird das Substrat einfach in die Vorrichtung 500 einge-

setzt und den vorstehend beschriebenen Eichvorgängen unterworfen. Die Ergebnisse des Eichvorgangs zeigen an, ob sich die Meßfühler-Meßwerte im Zeitverlauf geändert haben oder nicht.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß der beschriebene Initialisierungspunkt nicht genau 1,524 mm von den Meßfühlern entfernt zu liegen braucht, sondern vielmehr nominell in diesem Abstand von den Meßfühlern 112 liegt. Der Hauptgrund hierfür ist folgender: Obgleich die Zwischen-Scheiben 532 auf eine End- oder Soll-Dicke von 0,508 mm gefertigt sind, ist in der Praxis eine gewisse Toleranz in diesem Maß von 0,508 mm als Folge der mechanischen Fertigung zu erwarten. Wenn daher der Spiegel zunächst in Anlage gegen die Scheiben 532 gebracht wird, kann er sich genau im Abstand von 0,508 mm von den Meßfühlern 112 - 118 befinden oder auch nicht. Wenn der Spiegel anschließend durch den Mikroprozessor 574 um 1,016 mm zurückgesetzt wird, befindet sich der Initialisierungspunkt nur in einem Nennabstand, aber nicht notwendigerweise in einem genauen Abstand von 1,524 mm von den Meßfühlern. Da der Spiegel jedoch in Schritten von 0,127 mm bewegt wird, betragen Qie Teiloder Schrittabstände entsprechend der Genauigkeit der Laser-Interferometeranordnung, die eine wesentlich höhere Genauigkeit bietet als jedes mechanische Meßverfahren, jeweils genau 0,127 mm. Auch wenn der Initialisierungspunkt nicht genau 1,524 mm von den Meßfühlern entfernt ist, ist demzufolge bekannt, daß aufgrund der Eigengenauigkeit des Laser-Interferometers die folgenden Prüfpunkte auf genaue Abstände von 0,127 mm voneinander verteilt sind. Weiterhin sind im vorliegenden Fall diese "Differenzmeßwerte¹¹ zwischen den verschiedenen Punkten am bedeutsamsten. Dies gilt insbesondere für den vorliegend vorausgesetzten Anwendungsfall, bei dem das

kapazitive Meßgerät beispielsweise für die Messung der Differenz zwischen der Entfernung zur Bezugsebene und der Entfernung zum Raster benutzt wird. Diese Entfernungs- oder Abstandsdifferenzen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr genau gemessen werden, so daß dementsprechend Feineinstellungen am Elektronenstrahlgerät zum Korrigieren der Ist-Stellung des Rasters vorgenommen werden können.

Im folgenden ist anhand von Fig. 15 eine andere Möglichkeit beschrieben, nach welcher die Ausgangssignale der vier Meßfühler zum Plattenabstand in Beziehung gesetzt werden können.

Gemäß Fig. 15 wird das Substrat 110 des kapazitiven Meßgeräts in Gegenüberstellung zu einem Blind-Raster 334 starr in einer Prüfvorrichtung 330 eingespannt. Letztere umfaßt auch ein Laser-Interferometer 338, das einen Laserstrahl durch eine öffnung 111 im Substrat 110 auf das Raster 250 wirft, welches den Laserstrahl zur Lasereinheit zurückreflektiert. Das Raster wird von einem nicht dargestellten Element getragen, das seinerseits in einem nicht dargestellten Luftlager zur Ermöglichung einer reibungsarmen geradlinigen Bewegung gegenüber dem Substrat 110 gelagert ist. Das Raster-Tragelement ist mittels eines Raster-Positioniermechanismus 342 geradlinig verschiebbar. Die Vorrichtung 330 ist in einem temperaturgeregelten Gehäuse auf einem schwingungsdämpfenden, auf Luftkissen ruhenden Granitblock untergebracht. Die Vorrichtungstemperatur kann mittels einer Temperatur-Regelelektronik 346 sowie eines Ofens 350 und eines Thermometers 354 der Vorrichtung geregelt werden.

Beim Prüfvorgang weist der Mikroprozessor 360 die

Laserelektronik 364 an, das Raster in einen vorbestimmten Abstand zu den Meßfühlern des Substrats 110 zu verbringen. Die Laserelektronik 364 schaltet den Befehl zur PrüfVorrichtung-Elektronik 368 durch, die daraufhin den Raster-Positioniermechanismus 342 zum Verschieben des Rasters 334 in der vorgeschriebenen Richtung aktiviert. Während sich das Raster 334 in Richtung auf das Substrat 110 bewegt, überwachen das Laser-Interferometer 338 und die Laserelektronik 364 diese Bewegung, wobei die Elektronik 364 die Elektronik 368 der Prüfvorrichtung anweist, die Bewegung des Rasters 334 zu beenden, sobald der vorgeschriebene Abstand zwischen Raster 3 und Substrat 110 erreicht ist. Der Geschwindigkeitsfühler 372 dämpft die Bewegung des Rasters 334 zwecks Verhinderung seines Pendeins um den Soll-Punkt herum. Der Mikroprozessor 360 greift sodann die Substrat-Meßfühler über die Elektronik 376 des kapazitiven Meßgeräts ab. Die Temperatur der Elektronik 376 ist mittels des Ofens 380, des Thermostaten 384 und der Temperaturregel-Elektronik 346 regelbar. Da dem Mikroprozessor 360 der Abstand zwischen den Substrat-Meßfühlern und dem Raster bekannt ist, weil das Laser-Interferometer diesen Abstand gemessen hat, kann er das Ausgangssignal der Meßfühler zu diesem Abstand in Beziehung setzen. Der Mikroprozessor 360 nimmt die Meßfühler-Meßwerte für verschiedene Abstände und Temperaturen ab und speichert die so gewonnenen Daten.

Ersichtlicherweise können verschiedene Raster-Positioniermechanismen verwendet werden. Beispielsweise können zwei Schwingspulen/Magnetanordnungen koaxial auf der Mittellinie der bewegbaren Teile montiert werden. Die Magnete können dabei an dem sich auf dem Luftlager bewegenden Gleitstück angebracht sein, während die Schwingspulen lagenfest angeordnet sind. Ein

Satz aus einer Spule und einem Magneten kann für die Geschwindigkeitsmeßfühler-Dämpfung, ein anderer Satz für die Bewegung des Rasters eingesetzt werden.

Die von den Meßfühlern gesammelten Daten können auf eine Kurve oder Kennlinie aufgetragen werden, die sich nach folgender Gleichung bestimmt:

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Z(v) = k/v-v + Zo + Av +Bv +Cv. o

Darin bedeuten: Z(v) = Plattenabstand, mit Z = eine Punktion der Meßgerät-Ausgangsspannung ν für den Meßfühler^ und K, ν , Zo, A, B und C = Konstanten, die durch den Mikroprozessor für das jeweilige, der Prüfung unterworfene kapazitive Meßgerät bestimmt werden können.

Der Teil Z(v) = k/v-v + Zo der obigen Gleichung kann von Maxwellschen Gleichungen abgeleitet werden, um die theoretische Funktion anzugeben. Das Polynom

3 2

Av + Bv + C wurde erfindungsgemäß als zur Verringerung von Fehlern aufgrund des Rausch- oder Störsignalpegels nötig empirisch ermittelt.

Der Mikroprozessor prüft somit das kapazitive Meßgerät und berechnet die speziellen Größen oder Werte der Konstanten für das geprüfte Meßgerät zwecks Aufstellung einer Formel, welche die Meßgerät-Ausgangsspannung zum Plattenabstand in Beziehung setzt. Diese Formel kann durch das Steuersystem des Elektronenstrahl-Lithographiegeräts zur Berechnung der Eichplattenpunkte benutzt werden, die nötig sind, um die Eichungsebene und die für die Festlegung der Rasterebene erforderlichen Raster-Positionspunkte zu definieren. Wenn diese Ebenen definiert worden sind, kann das Steuersystem die Abweichung des Rasters von der Eich-

ebene bestimmen und den Ablenkwinkel des Elektronenstrahls entsprechend einstellen.

Selbstverständlich ist die Erfindung verschiedenen weiteren Änderungen und Abwandlungen zugänglich. Insbesondere kann die beschriebene Eichvorrichtung zum Eichen von kapazitiven Höhenmeßgeräten auch für andere kapazitive Höhenmeßgeräte als das speziell beschriebene benutzt werden. 10

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Leerseite

Claims (26)

PATENTANSPRÜCHE

1. Kapazitives Höhenmeßgerät zur Bestimmung der Lage einer Objekt(ober)fläche, gekennzeichnet durch ein der Objektfläche (145) benachbart angeordnetes Substrat (110),

einen auf dem Substrat (110) angeordneten Bezugskondensatorkreis (40, 42) mit einem Bezugskondensator, der in einem Nennabstand voneinander angeordnete Kondensator-Platten aufweist und eine (bestimmte) Kapazität besitzt, wobei der Bezugskondensatorkreis ein für die Kapazität des Bezugskondensators repräsentatives Signal erzeugt,
einen auf dem "Substrat (110) angeordneten Meßkondensatorkreis (50,. 52, 54, 56) mit einer vom Substrat in Gegenüberstellung zur Objektfläche (145) getragenen Meßfühlerplatte (112, 114, 116, 118) , die zusammen mit der Objektfläche einen Meßkondensator bildet, dessen Kapazität sich mit variierendem Abstand zwischen Meßfühlerplatte und Objektfläche ändert, wobei der Meßkondensatorkrexs ein für die Kapazität des Meßkondensators repräsentatives Meßkondensatorsignal erzeugt und durch ein Treiber- oder Ansteuersignal ansteuerbar ist, das durch das Bezugskondensatorsignal gesteuert wird, und eine Einrichtung zum Vergleichen des Meßkondensatorsignals mit einem Bezugssignal nebst Mitteln zum Erzeugen eines für den Vergleich repräsentativen Meßsignals, das eine Abweichung des Plattenabstands der Platten des Meßkondensators vom Nennabstand angibt.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugs- und Meßkondensatorplatten durch ein Dielektrikum voneinander getrennt sind, das durch die Meßumgebung, in welcher das Substrat angeordnet ist, gebildet ist, wobei sich das Dielektrikum des Bezugskondensators bei einer Änderung der Meßumgebung auf dieselbe Weise ändert wie das Dielektrikum des Meßkondensators.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugskondensatorkreis durch ein Ansteuersignal ansteuerbar ist, das von einer Signalquellenschaltung geliefert wird.

4. Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsregeleinrichtung zur Aufrechterhaltung eines stabilen Pegels des Ansteuersignals vorgesehen ist, daß die Spannungsregeleinrichtung eine zwischen Bezugskondensatorkreis und Signalquellenschaltung geschaltete Rückkopplungsschleife aufweist, daß das Bezugskondensatorsignal das Ansteuersignal zur Gewährleistung eines konstanten Stromflusses über den Bezugskondensator steuert und daß der Stromfluß über den Meßkondensator gegenüber Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderungen in der Meßumgebung isoliert ist und sich nur mit dem Plattenabstand ändert.

5. Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugskondensator eine auf dem Substrat angeordnete, angetriebene oder angesteuerte Platte und eine im Nennabstand vom Substrat angeordnete, geerdete Platte umfaßt.

6. Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

"j"

. daß ein erster Schutzring zwischen der Ansteuerplatte des Bezugskondensators und dem Substrat und ein zweiter Schutzring zwischen der Meßfühlerplatte des Meßkondensators und dem Substrat angeordnet sind, daß der erste Schutzring durch das Ansteuersignal ansteuerbar ist, daß der erste Schutzring und die geerdete Platte des Bezugskondensators einen ersten Schutzrxngkondensator bilden, daß der zweite Schutzring durch das Ansteuersignal ansteuerbar ist und daß der zweite Schutzring und die Objektfläche einen zweiten Schutzringkondensator bilden.

7. Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der er'ste Schutzring auf demselben Spannungspotential wie die Ansteuerplatte des Bezugskondensators und der zweite Schutzring auf demselben Spannungspotential wie die Meßfühlerplatte des Meßkondensators gehalten sind.

8. Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere durch das Ansteuersignal ansteuerbare Meßfühlerplatten am Boden bzw. an der Unterseite des Substrats in Gegenüberstellung zur Ob'jektflache angeordnet sind, daß die Meßfühlerplatten und die Objektfläche mehrere Meßkondensatoren umfassen, die jeweils einen zugeordneten Meßkondensatorkreis zur Erzeugung eines Meßkondensatorsignals für jeden Meßkondensator aufweisen, daß die Vergleichseinrichtung jedes Meßkondensatorsignal mit dem Bezugssignal vergleicht, um ein Meßsignal für jeden Meßkondensator zu erzeugen, und daß das Meßsignal die Abweichung des Plattenabstands jedes Meßkondensators vom Nennabstand wiedergibt.

9. Meßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß ein durch das AnSteuersignal ansteuerbarer Schutzring zwischen jedem Meßfühler und der Unterseite des Substrats angeordnet ist, daß der nicht mit den Schutzringen bedeckte Abschnitt der ünterseite des Substrats durch eine Masseebene gebildet ist, daß ein durch das Ansteuersignal ansteuerbarer Schutzring zwischen der Ansteuerplatte des Bezugskondensators und der Oberseite des Substrats angeordnet ist, daß der Bezugskondensatorkreis auf der Oberseite des Substrats montiert ist, daß die Meßkondensatorkreise, mit Ausnahme der Meßkondensatoren und der zugeordneten Schutzringe, an der Oberseite des Substrats vorgesehen sind und daß das Ansteuersignal zu den Meßkondensatorkreisen und von diesen über das Substrat zu den Meßfühlern und Schutzringen der Meßkondensatoren zuführbar ist

10. Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Erwärmen oder Beheizen des Substrats, um dieses auf einer gewählten Temperatur über der Umgebungstemperatur der Meßumgebung zu halten, vorgesehen ist.

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11. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung einen oder mehrere, auf das Substrat aufgebrachte Widerstandsheizstreifen und eine mit diesen verbundene Temperaturregelschaltung umfaßt, die eine Einrichtung zum Messen der Temperatur des Substrats und zum Ändern eines Spannungsabfalls über die Widerstands(heiz)streifen zwecks Aufrechterhaltung der Substrattemperatur auf dem gewählten Wert aufweist.

12. Meßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat zwei Meßfühlerplatten angeord-

-δ-Ι net sind, die zusammen mit der "Objektfläche erste und zweite Meßkondensatoren bilden, daß je einer der Meßkondensatorkreise jedem der ersten und zweiten Meßkondensatoren zugeordnet ist, daß die Signalquellenschaltung eine Einrichtung zur Erzeugung gleich großer und entgegengesetzter, um 180° zueinander außer Phase liegender erster und zweiter Ansteuersignale aus dem Ansteuersignal aufweist und daß das erste Ansteuersignal den ersten Kondensator und das zweite Ansteuersignal den zweiten Kondensator ansteuert.

13. Meßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektfläche ein Chrom-auf-Glas-Raster (reticle) eines Elektronenstrahl-Lithographiegeräts mit einer von einem Elektronenstrahl-Optikgehäuse umschlossenen Elektronenstrahlquelle ist und daß das Substrat an der Unterseite des Elektronenstrahl-Optikgehäuses befestigt ist und eine zentral angeordnete, einen Durchtritt des Elektronenstrahls zulassende öffnung aufweist.

14. Meßgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl einen Ablenkwinkel gegenüber der Mittellinie des Optikgehäuses aufweist, daß eine Einrichtung zum Steuern des Ablenkwinkels des Elektronenstrahls und eine Einrichtung zur Bestimmung einer geeichten oder Eichungsebene (calibrated plane) für das Raster und eines Normal-Ablenkwinkels für den Elektronenstrahl vorgesehen sind, wobei dann, wenn das Raster in der Eichungsebene liegt, der Elektronenstrahl unter seinem Normal-Ablenkwinkel auf einen gewünschten oder Soll-Punkt auf dem Raster auftrifft, und daß weiterhin eine Einrichtung zur Bestimmung der Lage des

Rasters gegenüber der Eichungsebene, eine Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung des Rasters von der Eichungsebene und eine Einrichtung zur Änderung des Ablenkwinkels nach Maßgabe der Abweichung zwecks Gewährleistung, daß der Elektronenstrahl auf den Soll-Punkt auf dem Raster auftrifft, vorgesehen sind.

15. Verfahren zur Erfassung oder Bestimmung der Lage eines Chrom-auf-Glas-Rasters (reticle) in einem Elektronenstrahl-Lithographiegerät mit einer Elektronenstrahlquelle in einem Elektronenstrahl-Optikgehäuse sowie weiterhin mit einem Steuersystem zum Steuern des Ablenkwinkels des Elektronenstrahls und einem an der Unterseite des Elektronenstrahl-Optikgehäuses angebrachten Schaltungs-Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß

unter dem Elektronenstrahl-Optikgehäuse eine Eichplatte mit einer oberseitigen leitfähigen Schicht und einem Gitter (Raster) aus beabstandeten, nichtleitfähigen Punkten einer bekannten Geometrie auf der leitfähigen Schicht positioniert wird, wobei einer der nicht-leitfähigen Punkte einen Ausgangspunkt (des Gitters oder Rasters) bildet, der mit der Mittellinie des Optikgehäuses fluchtet, daß derAblenkwinkel variiert wird, um den Elektronenstrahl vom einen der nicht-leitfähigen Punkte des Gitters zum nächsten abzulenken, bis er auf einen gewünschten oder Soll-Punkt auftrifft, der in einem bestimmten Abstand vom Ausgangspunkt angeordnet ist, wobei der Ablenkwinkel des Elektronenstrahls zur Mittellinie des Optikgehäuses, wenn der Elektronenstrahl auf den Soll-Punkt auftrifft, einen Normal-Ablenkwinkel bildet,
daß der Abstand zwischen mindestens drei an der

Unterseite des Substrats angebrachten Meßfühlerplatten und der Eichplatte gemessen wird, wobei jede Meßfühlerplatte mit einem zugeordneten Meßkondensatorkreis gekoppelt ist und jeweils die angesteuerte (driven) oder Ansteuerplatte eines Meßkondensators umfaßt, die Eichplatte die geerdete Platte jedes Meßkondensators umfaßt und jeder Meßkondensatorkreis ein für den Abstand zwischen jeder Meßfühlerplatte und der Eichplatte repräsentatives Meßkondensatorsignal erzeugt,

daß jedes Meßkondensatorsignal zu einer die Lage der Eichplatte in bezug auf die Meßfühler bestimmenden Information verarbeitet wird, wobei die Lage der Eichplatte eine geeichte Lage oder Eichungslage für das Raster beinhaltet,

daß das Raster unter dem Elektronenstrahl-Optikgehäuse positioniert und ein Ausgangspunkt auf dem Raster mit der Mittellinie des Optikgehäuses ausgefluchtet werden,

daß der Abstand zwischen jedem Meßfühler und dem Raster gemessen wird, wobei jeder Meßfühler die' Ansteuerplatte eines Meßkondensators und das Raster die geerdete Platte der Meßkondensatoren' umfassen und jeder Meßkondensator ein für den Abstand zwisehen jeder Meßfühlerplatte und dem Raster repräsentatives Signal erzeugt,

daß jedes Meßkondensatorsignal zu einer die Lage des Rasters gegenüber den Meßfühlern definierenden Information verarbeitet wird, wobei diese Lage eine Rasterlage beinhaltet,

daß die Rasterlage mit der geeichten Lage verglichen wird, um die Abweichung des Rasters von der geeichten Lage zu bestimmen, und daß der Ablenkwinkel des Elektronenstrahls nach Maßgäbe dieser Abweichungs-Information vom Normal-

— ΑΙ Ablenkwinkel auf einen korrigierten Ablenkwinkel eingestellt wird, so daß der Elektronenstrahl im bestimmten Abstand vom Ausgangspunkt auf dem Raster ausgelenkt ist und auf den Soll-Punkt auf dem Raster auftrifft.

16. Vorrichtung zum Eichen eines kapazitiven HÖhenmeßgeräts mit einem kapazitiven Meßfühler oder Sensor,

gekennzeichnet durch
einen Sockel,

eine von letzterem getragene Laser-Interferometeranordnung,
einen der Laseranordnung gegenüberstehend bewegbar am Sockel gelagerten, elektrisch leitenden Spiegel, eine Einrichtung zur Halterung des kapazitiven Meßgeräts mit dem dem Spiegel gegenüberstehend angeordneten Meßfühler und
eine Einrichtung zum Bewegen des Spiegels relativ zum (zur) Laser-Interferometer(anordnung) und zum Positionieren des Spiegels in einer gewünschten oder Soll-Lage vom Meßfühler, so daß dieser mit dem Spiegel einen Kondensator bildet, wobei die Laser-Interferometeranordnung zur Ber-timmung des Abstands zwischen dem Meßfühler und dem Spiegel benutzt wird, und weiterhin mit einer Einrichtung zum Gewinnen eines elektrischen Meßwerts oder einer Anzeige (reading) vom Kondensator aus Meßfühler und Spiegel, wenn letzterer in der Soll-Lage positioniert ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner-Steuersystem vorgesehen ist, daß die Laser-Interferometeranordnung eine elektronische Laser-Schaltung aufweist, daß das Rechner-

Steuersystem der Laser-Schaltung eine Soll-Stellung oder -Lage für den Spiegel angibt und daß die Laser-Schaltung in Abhängigkeit davon ein Fehlersignal erzeugt, das für die Abstandsdifferenz zwisehen der Ist-Stellung des Spiegels und seiner Soll-Stellung repräsentativ ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine elektronische Eichvorrichtungs-Schaltung zur Steuerung der Bewegungseinrichtung nach Maßgabe des von der Laser-Schaltung gelieferten Fehlersignals zum Bewegen des Spiegels in die Soll-Stellung.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser-Interferometeranordnung weiterhin eine Lasereinheit, einen Interferometer-Würfel bzw. ein -Prisma sowie einen Laserempfänger aufweist, wobei die Lasereinheit über das Interferometer-Prisma zum Spiegel einen Laserstrahl emittiert, der vom Spiegel zum Laserempfänger zurückreflektiert wird, daß die Lasereinheit durch die elektronische Laser-Schaltung steuerbar ist, daß der Laserempfänger ein den Abstand zum Spiegel angebendes Eingangssignal zur Laser-Schaltung liefert und daß letztere das Abstands-Eingangssignal zur Erzeugung des Fehlersignals heranzieht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Spiegels vorgesehen ist, die ein

Eingangssignal zur elektronischen Eichvorrichtungs-Schaltung liefert, die ihrerseits das Spiegelgeschwindigkeits-Eingangssignal zur Hervorbringung

-ΙΟΙ einer Dämpfung der Spiegelbewegung durch die Bewegungseinrichtung verarbeitet.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung der Eichvorrichtung weiterhin eine Lagen- bzw. Stellungsgewinnoder -verstärkungs- und eine Geschwindigkeitsgewinn- oder -verstärkungs-Schaltung aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Stellungsgewinn-Schaltung mit dem Ausgangssignal der Geschwindigkeitsgewinn-Schaltung zur Dämpfung der Spiegelbewegung zwecks Verhinderung eines Pendeins des Spiegels um den Soll-Punkt herum kombinierbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal eine Anzeige für seine Polarität enthält und daß die Eichvorrichtungs-Schaltung eine Einrichtung zur Verarbeitung der Polaritätsanzeige aufweist, um dem Fehlersignal die richtige Polarität aufzuprägen, bevor das Fehlersignal an die Bewegungseinrichtung angelegt wird, und damit sicherzustellen, daß letztere den Spiegel in die Soll-Stellung bewegt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung eine in einem Luftlager gelagerte Achse, an deren einem Ende der Spiegel montiert ist, aufweist und Mittel zum Bewegen oder Verschieben von Achse und Spiegel nach Maßgabe des Fehlersignals enthält.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß an der Achse ein Antriebsmagnet starr be-

festigt ist und eine lagenfeste Antriebsspule die Achse in der Nähe des Antriebsmagneten umschließt und daß die Eichvorrichtungs-Schaltung das Fehlersignal zwecks Lieferung eines Antriebssignals der richtigen Polarität zur Antriebsspule verarbeitet, um den Antriebsmagneten entweder abzustoßen oder anzuziehen und damit den Spiegel in die Soll-Stellung zu treiben.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Geschwindigkeitsdämpfmagnet starr an der Achse befestigt ist und eine lagenfeste Geschwindigkeitsmeßspule die Achse in der Nähe des Geschwindigkeitsdämpfmagneten umschließt, daß bei der Bewegung des Geschwindigkeitsdämpfmagneten relativ zur Geschwindigkeitsmeßspule über letztere eine Spannung erzeugbar ist, die ein Geschwindigkeitsdämpf-Signal darstellt, das der elektronischen Schaltung der Eichvorrichtung einspeisbar ist, und daß diese Schaltung das Geschwindigkeitsdämpf-Signal zum Dämpfen der Spiegelbewegung zwecks Verhinderung eines Pendeins des Spiegels um die Soll-Stellung herum verarbeitet.