DE3719538A1 - Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines spalts zwischen zwei objekten auf eine vorbestimmte groesse - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines spalts zwischen zwei objekten auf eine vorbestimmte groesseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Einstellen eines Zwischenraums oder Spalts (gap)
zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt auf eine
vorbestimmte Größe (distance), insbesondere für die Einstellung
eines Spalts zwischen einer Marke und einem
Plättchen bei der Übertragung eines Schaltkreismusters
auf das Plättchen.
Im Zuge der Herstellung einer Halbleiteranordnung,
z. B. eines Schaltkreises eines sehr hohen Integrationsgrades
(VLSI), wird normalerweise mittels eines Belichtungsgeräts
ein Schaltkreismuster (oder -bild) auf ein
Plättchen aufbelichtet. Mittels dieses Geräts wird ein
im voraus auf einer Maske geformtes Schaltkreismuster
mit Röntgenstrahlung bestrahlt, wodurch ein Bild oder
eine Abbildung des Schaltkreismusters auf ein Plättchen
übertragen wird. Vor der Übertragung des Schaltkreismusters
muß ein Zwischenraum oder Spalt zwischen Maske
und Plättchen genauestens auf eine vorbestimmte Größe
eingestellt werden.
Ein Verfahren zum Einstellen eines Spalts (oder auch
Abstands) zwischen einer Maske und einem Plättchen ist
in der JP-Patentveröffentlichung (Kokai) 61-1 16 837 beschrieben.
Bei diesem Verfahren wird ein Beugungsgitter
verwendet. Insbesondere werden dabei ein eindimensionales
Beugungsgitter 2 auf einer Maske 1 und eine Reflexionsfläche
4 auf einem Plättchen 3 vorgesehen (oder ausgebildet).
Wenn auf die Oberfläche der Maske 1 ein Laserstrahl aufgestrahlt
wird, werden die durch das Beugungsgitter 2 der
Maske 1 gebeugten und dieses passierenden Lichtstrahlen
von der Reflexionsfläche 4 des Plättchens 3 reflektiert
und (dann) erneut durch das Beugungsgitter auf der Maske 1
gebeugt. Von diesen gebeugten Lichtstrahlen werden ein
gebeugter Lichtstrahl I n (+1) +1. Ordnung und ein gebeugter
Lichtstrahl I n (-1) -1. Ordnung gemessen. Das Ergebnis dieser
Messung ist durch die gestrichelte Kurve in Fig. 2
dargestellt. Dabei entspricht insbesondere die Beziehung
zwischen der Intensität (oder Stärke) des gebeugten Lichts
und der Größe (distance) eines Zwischenraums oder Spalts
einer periodischen Funktion mit einer Periode von P 2/λ
(darin bedeuten: P = Teilungs- oder Gitterabstand des Beugungsgitters
2 und g = Wellenlänge der Laserstrahlen).
Die Größe eines Spalts zwischen Maske 1 und Plättchen 3
wird so eingestellt, daß die Intensität der gebeugten
Lichtstrahlen dem Scheitel- bzw. Spitzenwert der periodischen
Funktion entspricht. Auf diese Weise kann der genannte
Spalt auf eine vorbestimmte Größe eingestellt werden.
Das Beugungsgitter der Maske 1 dient jedoch auch als
Reflektor- bzw. Reflexions-Beugungsgitter. Aus diesem
Grund stören oder behindern die gebeugten Lichtstrahlen
±1. Ordnung, die längs der Strecke Maske 1-Plättchen
3-Maske 1 gebeugt (worden) sind, den von der Oberseite
der Maske reflektierten gebeugten Lichtstrahl 1. Ordnung.
Wenn die Größe des Spalts zwischen Maske und Plättchen
gleich z ist, weisen die gebeugten Lichtstrahlen der
±1. Ordnung(en) eine Strahlengangdifferenz von 2z gegenüber
dem reflektierten gebeugten Lichtstrahl 1. Ordnung
auf. Im Fall von 2z = n λ (n = eine ganze Zahl) stören
die gebeugten Lichtstrahlen ±1. Ordnung die reflektierten
gebeugten Lichtstrahlen 1. Ordnung. Aus diesem Grund wird
gemäß Fig. 2 die Beziehung zwischen der Intensität der
gebeugten Lichtstrahlen und der Größe des Spalts zu
einer ungleichförmigen periodischen Funktion mit einer
Periode λ/2. Infolgedessen ist es dabei schwierig, die
Größe eines Spalts zwischen Maske und Plättchen (genau)
einzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Verfahrens
und einer Vorrichtung zum genauen Einstellen eines
Zwischenraums oder Spalts zwischen einem ersten und einem
zweiten Objekt auf eine vorbestimmte Größe.
Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung eines Verfahrens
und einer Vorrichtung zum genauen Einstellen
eines Spalts zwischen einer Maske und einem Plättchen
auf eine(n) vorbestimmte(n) Größe oder Wert ohne Herbeiführung
einer Störung bzw. Interferenz zwischen durch
ein Beugungsgitter der Maske reflektierten gebeugten
Lichtstrahlen und gebeugten Lichtstrahlen für die Messung
der Größe des genannten Spalts.
Das Verfahren und die Anordnung der Vorrichtung gemäß der
Erfindung zum Einstellen einer Größe eines Spalts zwischen
einer Maske und einem Plättchen lassen sich wie
folgt umreißen:
Ein erstes eindimensionales Beugungsgitter, dessen
Streifen (Balken) in einer ersten Richtung verlaufen,
wird an einem ersten Objekt vorgesehen. Die erste Richtung
verläuft dabei senkrecht zu einer ersten Ebene,
zu der eine zweite, in bezug auf die erste Ebene symmetrisch
zu einer dritten Ebene liegende Ebene unter
einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist. Ein zweites,
ebenfalls eindimensionales Beugungsgitter wird
auf einem zweiten Objekt so vorgesehen, daß seine
Streifen (Balken) in einer Richtung senkrecht zur ersten
Richtung verlaufen. Von einer Lichtquelle her werden
Laserstrahlen auf das erste Beugungsgitter aufgestrahlt.
Der einfallende oder auftreffende Lichtstrahl besitzt
eine in der zweiten Ebene liegende (present) optische
Achse; er wird durch das erste Beugungsgitter gebeugt
und von ihm durchgelassen, wobei aus dem ersten Beugungsgitter
erste gebeugte Lichtstrahlen austreten (are
emerged), die zum zweiten Beugungsgitter übertragen werden,
wobei sie durch letzteres gebeugt und reflektiert
werden und damit zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem
zweiten Beugungsgitter austreten. Die zweiten gebeugten
Lichtstrahlen werden zum ersten Beugungsgitter übertragen
und dabei durch letzteres gebeugt und von ihm durchgelassen,
wobei dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem
ersten Beugungsgitter austreten. Einige der dritten gebeugten
Lichtstrahlen werden in der dritten Ebene übertragen,
während andere dritte gebeugte Lichtstrahlen in
anderen (any), von der dritten Ebene verschiedenen Ebenen
übertragen werden. Einer der anderen dritten gebeugten
Lichtstrahlen wird erfaßt (detected). Nach Maßgabe
der Intensität (oder Stärke) des erfaßten gebeugten
Lichtstrahls wird die Größe des Spalts (oder Zwischenraums
bzw. Abstands) zwischen erstem und zweitem Objekt
auf einen vorbestimmten Wert eingestellt.
Die Streifen (Balken) des ersten Beugungsgitters
verlaufen senkrecht zu denen des zweiten Beugungsgitters.
Erstes und zweites Beugungsgitter wirken dabei als
Doppelbeugungsgitter. Aus diesem Grund erscheinen die
dritten gebeugten Lichtstrahlen, die längs einer Strecke
aus erstem Beugungsgitter, zweitem Beugungsgitter,
drittem Beugungsgitter gebeugt werden, als zweidimensionales
Muster (pattern). Andererseits werden die von
der (Ober-)Fläche des ersten Beugungsgitters reflektierten
und gebeugten Lichtstrahlen nur in (by) der dritten
Ebene übertragen. Erfindungsgemäß wird einer der dritten
gebeugten Lichtstrahlen in verschiedenen (anderen), von
der dritten Ebene unterschiedlichen Ebenen übertragen, so
daß er erfaßt bzw. abgegriffen werden kann. Aus diesem
Grund stört der erfaßte, gebeugte Lichtstrahl nicht die
reflektierten und gebeugten Lichtstrahlen. Demzufolge kann
der Spalt zwischen erstem und zweitem Objekt genau auf eine
vorbestimmte Größe eingestellt werden. Erfindungsgemäß
kann ein zweidimensionales Beugungsgitter als zweites
Beugungsgitter benutzt werden. Die Erfindung ist auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Spalts
zwischen einer Maske und einem Plättchen auf eine vorbestimmte
Größe in einem Belichtungsgerät anwendbar. Dabei
können erstes und zweites Objekt eine Maske bzw. ein
Plättchen sein.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Prinzips eines
bisherigen Verfahrens zum Einstellen eines Spalts
zwischen einer Maske und einem Plättchen auf
eine vorbestimmte Größe,
Fig. 2 eine graphische Darstellung des Meßergebnisses
beim bisherigen Verfahren nach Fig. 1 zur Verdeutlichung
der Beziehung zwischen der Intensität
gebeugter Lichtstrahlen und der Größe
eines Spalts oder Zwischenraums,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zum Einstellen eines Spalts zwischen einer Maske
und einem Plättchen auf eine vorbestimmte Größe,
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung erster und zweiter
Beutungsgitter, die bei der Vorrichtung nach
Fig. 3 auf einer Maske bzw. einem Plättchen vorgesehen
(oder ausgebildet) sind,
Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung eines Musters
(pattern) von Lichtstrahlen, die durch die Beugungsgitter
von Maske und Plättchen gebeugt sind,
Fig. 6 eine Darstellung des Prinzips der Beugung bei der
Erfindung zur Veranschaulichung eines Musters von
durch ein eindimensionales Beugungsgitter gebeugten
Lichtstrahlen,
Fig. 7 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Beugungsprinzips
zur Veranschaulichung eines optischen
Modells entsprechend dem Fall, in welchem einfallende
Lichtstrahlen durch das erste Beugungsgitter
der Maske, sodann durch das zweite Beugungsgitter
des Plättchens und anschließend wieder durch
das erste Beugungsgitter der Maske gebeugt werden,
Fig. 8A und 8B graphische Darstellungen der Beziehung
zwischen der Intensität (oder Stärke) der gebeugten
Lichtstrahlen und der Größe des Spalts zwischen
Maske und Plättchen, wobei die gebeugten
Lichtstrahlen mittels der Vorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung erfaßt oder
gemessen werden,
Fig. 9 eine Vorrichtung zum Einstellen eines Spalts zwischen
einer Maske und einem Plättchen auf eine vorbestimmte
Größe gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 10 eine Aufsicht auf bei der Vorrichtung nach Fig. 9
jeweils auf Maske und Plättchen vorgesehene Beugungsgitter,
Fig. 11A und 11B graphische Darstellungen der Beziehung
zwischen einer Differenz in den Intensitäten von
gebeugten Lichtstrahlen und der Größe des Spalts
zwischen Maske und Plättchen, wobei die gebeugten
Lichtstrahlen nach dem Verfahren gemäß der zweiten
Ausführungsform erfaßt werden,
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zum Einstellen eines Spalts zwischen einer Maske
und einem Plättchen auf eine vorbestimmte Größe
gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform,
Fig. 13 eine schaubildliche Darstellung eines Musters von
bei der dritten Ausführungsform durch die Beugungsgitter
von Maske und Plättchen gebeugten Lichtstrahlen,
Fig. 14 eine Aufsicht auf ein Beugungsgitter zum Einstellen
eines Spalts zwischen einer Maske und einem
Plättchen auf eine vorbestimmte Größe gemäß
einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 15 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
einer Differenz in den Intensitäten von gebeugten
Lichtstrahlen und der Größe des Spalts zwischen
Maske und Plättchen, wobei die gebeugten Lichtstrahlen
nach dem Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform
erfaßt werden,
Fig. 16 eine Aufsicht auf ein Beugungsgitter zum Einstellen
eines Spalts zwischen einer Maske und einem Plättchen
auf eine vorbestimmte Größe gemäß einer Abwandlung
der dritten Ausführungsform,
Fig. 17A und 17B graphische Darstellungen der Beziehung
zwischen einer Differenz in den Intensitäten von
gebeugten Lichtstrahlen und der Größe des Spalts
zwischen Maske und Plättchen, wobei die gebeugten
Lichtstrahlen nach dem Verfahren gemäß der Abwandlung
der dritten Ausführungsform erfaßt werden,
Fig. 18 eine schematische perspektivische Darstellung eines
Projektionsgeräts, auf welches die Erfindung gemäß
einer vierten Ausführungsform anwendbar ist,
Fig. 19 und 20 graphische Darstellungen der Beziehung
zwischen einer Differenz in den Intensitäten gebeugter
Lichtstrahlen und einer Defokussiergröße,
wobei die gebeugten Lichtstrahlen nach
dem Verfahren gemäß der vierten Ausführungsform
erfaßt werden,
Fig. 21 eine Aufsicht auf ein beim Verfahren gemäß der
Abwandlung der vierten Ausführungsform verwendetes
Beugungsgitter,
Fig. 22 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
einer Differenz in den Intensitäten gebeugter
Lichtstrahlen und Defokussiergrößen, wie sie nach
dem Verfahren gemäß der Abwandlung der vierten
Ausführungsform erfaßt oder gemessen wird, und
Fig. 23 und 24 schaubildliche Darstellungen für eine
fünfte Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert worden.
Eine in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zum Einstellen
eines Zwischenraums oder Spalts zwischen einer Maske
und einem Plättchen auf eine vorbestimmte Größe weist
einen Plättchen-Tisch 11 auf, der in der x-Richtung
bewegbar ist und auf dessen Oberseite ein Plättchen 12
aufgelegt ist. Über dem Plättchen 12 ist eine Maske 13
angeordnet. Maske 13 und Plättchen 12 sind in der
z-Richtung in einem vorbestimmten Abstand voneinander
getrennt. Die Maske wird durch einen Halter 14 getragen,
der durch eine piezoelektrische Vorrichtung 25 gehaltert
ist. Wenn die piezoelektrische Vorrichtung 25 angesteuert
wird, wird die Maske in z-Richtung bewegt bzw. verschoben.
Auch der Maske 13 ist ein erstes Durchlaß- oder Transmissions-
Beugungsgitter 15 gemäß Fig. 4 vorgesehen. Auf der
Oberseite des Plättchens 12 ein Reflexions-Beugungsgitter
16 vorgesehen. Die beiden Beugungsgitter 15 und 16 sind
einander zugewandt angeordnet. Das erste Beugungsgitter
15 ist ein eindimensionales Gitter mit parallelen Balken
(Streifen), die in y-Richtung verlaufen. Das zweite Beugungsgitter
16 ist ebenfalls ein eindimensionales Gitter
und weist in x-Richtung (Ausrichtrichtung) verlaufende
parallele Balken (Streifen) auf. Genauer gesagt: die
Balken dieser Beugungsgitter erstrecken sich senkrecht
zueinander.
Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Lasereinheit 17
zum Emittieren eines kohärenten Laserstrahls, einen Photosensor
26 zum Erfassen oder Abnehmen gebeugter Lichtstrahlen
zwecks Umwandlung derselben in ein elektrisches
Signal, eine Signalverarbeitungsschaltung 20 zum Verarbeiten
des elektrischen Signals zwecks Erzeugung eines
Steuersignals sowie einen Treiberkreis 21 für die piezoelektrische
Vorrichtung 25 zwecks Beschickung der letzteren
mit einem Strom nach Maßgabe des Steuersignals.
Mit dieser Vorrichtung wird der Zwischenraum oder Spalt
zwischen Maske und Plättchen auf die im folgenden beschriebene
Weise auf eine vorbestimmte Größe eingestellt.
Ein von der Lasereinheit 17 emittierter Laserstrahl wird
auf einen Spiegel 18 geworfen. Die vom Spiegel 18 reflektierten
Lichtstrahlen werden auf das erste Beugungsgitter
15 aufgestrahlt. Die durch das Beugungsgitter 15
gebeugten und von ihm durchgelassenen Lichtstrahlen werden
zum zweiten Beugungsgitter 16 übertragen. Die durch das
Beugungsgitter 16 gebeugten und reflektierten Lichtstrahlen
werden zum ersten Beugungsgitter 15 (zurück) übertragen.
Die durch das Beugungsgitter 15 gebeugten und von ihm
durchgelassenen Lichtstrahlen werden auf einen Spiegel
19 geworfen. Auf diese Weise dienen erstes und zweites
Beugungsgitter als Doppelbeugungsgitter. Von den durch
die Beugungsgitter 15 und 16 gebeugten Lichtstrahlen
werden die in einer spezifischen Richtung liegenden Lichtstrahlen
zum Photosensor 26 geleitet. Dabei ist der Neigungswinkel
des Spiegels 19 insbesondere so eingestellt,
daß die zum Photosensor 26 geleiteten gebeugten Lichtstrahlen
von diesem Photosensor abgenommen oder abgegriffen
werden. Die gebeugten Lichtstrahlen in der spezifischen
Richtung werden durch den Photosensor 26 entsprechend
ihrer Intensität in ein elektrisches Signal
umgesetzt, das über einen Verstärker 27 der Signalverarbeitungsschaltung
20 zugeführt und durch diese verarbeitet
wird. Die Verarbeitungsschaltung 20 erzeugt daraufhin
ein Ansteuer- oder Treibersignal für die piezoelektrische
Vorrichtung. Dieses Treibersignal wird zum Treiberkreis
21 für die piezoelektrische Vorrichtung übertragen,
der daraufhin seinerseits einen Strom zur piezoelektrischen
Vorrichtung 25 liefert, welche dadurch angesteuert
und damit der Abstand bzw. die Größe eines Spalts zwischen
Maske 13 und Plättchen 12 eingestellt wird. Hierbei wird
der Spalt zwischen Maske 13 und Plättchen 12 auf eine
vorbestimmte Größe eingestellt. Diese Einstellvorrichtung
enthält auch einen Motor 22 zum Bewegen oder Verschieben
des Plättchens 12 in x-Richtung (Ausrichtrichtung).
Wenn die Laserstrahlen längs der Strecke erstes Beugungsgitter
15 - zweites Beugungsgitter 16 - erste Beugungsgitter
15 gebeugt werden, wirken erstes und zweites Beugungsgitter
15 bzw. 16, wie erwähnt, als Doppelbeugungsgitter.
Infolgedessen erscheinen gebeugte Lichtstrahlen
der 0-ten und ±1. Ordnung gemäß Fig. 5 in neun Richtungen.
Die Laserstrahlen können von der Oberseite des ersten Beugungsgitters
15 reflektiert werden. Die durch das erste
Beugungsgitter 15 reflektierten und gebeugten Lichtstrahlen
werden in einer senkrecht zu den Balken des Beugungsgitters
15 liegenden Ebene, welche die optische Achse des
einfallenden Lichtstrahls einschließt, reflektiert. Dabei
werden insbesondere diese reflektierten/gebeugten Lichtstrahlen
in einer Ebene reflektiert, welche die x-Achse
und die z-Achse einschließt, wenn die optische Achse des
einfallenden Lichts als die z-Achse gemäß Fig. 4 oder 5
vorausgesetzt ist. Im Gegensatz dazu erscheinen, wie erwähnt,
die gebeugten Lichtkomponenten oder -anteile
0-ter und ±1. Ordnung in neun Richtungen. Erfindungsgemäß
werden gebeugte Lichtstrahlen 0-ter und 1-ter Ordnung,
die sich nicht längs der die x- und z-Achsen einschließenden
Ebene ausbreiten, erfaßt. Aus diesem Grund
stören die erfaßten gebeugten Lichtstrahlen nicht die
reflektierten Lichtstrahlen bzw. die erfaßten gebeugten
Lichtstrahlen werden durch die reflektierten Lichtstrahlen
nicht gestört.
Infolgedessen kann die Größe des Spalts zwischen Maske
und Plättchen nach Maßgabe der erfaßten gebeugten Lichtstrahlen
genau eingestellt werden.
Erfindungsgemäß werden irgendwelche (any of) von sechs
gebeugten Lichtstrahlen (0,1)-ter, (0,-1)-ter, (1,1)-ter,
(1,-1)-ter, (-1,1)-ter und (-1,-1)-ter Ordnung erfaßt.
Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem gebeugte
Lichtstrahlen (0,1)-ter oder (0,-1)-ter Ordnung erfaßt
werden. Zur Vereinfachung ist das Beugungsprinzip bei
der Beugung von Laserstrahlen durch Beugungsgitter 15
und 16 erläutert.
Gemäß Fig. 6 wird ein kohärenter Lichtstrahl einer Wellenlänge
λ auf ein normales Beugungsgitter aufgestrahlt, das
einen Teilungs- oder Gitterabstand p und eine Lichtdurchlaßbreite
a aufweist. Fig. 6 veranschaulicht ein Beugungsmuster
des durch dieses Beugungsgitter gebeugten Lichtstrahls.
Ein Beugungswinkel R n des gebeugten Lichtstrahls
der +n-ten Ordnung läßt sich ausdrücken zu:
sinR n = n · λ/p (1)
Die komplexe Amplitude oder Komplexamplitude Cn des gebeugten
Lichtstrahls der n-ten Ordnung ist ein Koeffizient der
komplexen Transmissionsfunktion eines Beugungsgitters, wobei
die komplexe Transmissionsfunktion zu einer Fourier'schen
Reihe als periodische Funktion erweitert ist. Die komplexe
Amplitude C n des gebeugten Lichtstrahls der n-ten Ordnung
bestimmt sich zu:
Wenn in Gleichung (2) die nachstehend angegebene komplexe
Transmissionsfunktion A(x) des Gitters
A(x) =0 (-p/2 x ≦ωτ -a/2)
1 (-a/2 x ≦ωτ a/2)
0 (a/2 x ≦ωτ p/2) (3)
1 (-a/2 x ≦ωτ a/2)
0 (a/2 x ≦ωτ p/2) (3)
eingesetzt wird läßt sich die komplexe Amplitude C n des gebeugten
Lichtstrahls der n-ten Ordnung ausdrücken zu:
C n = {sin(an π/p)}/n π (4)
Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem die
Schlitze einer Maske und eines Plättchens in derselben
Richtung orientiert sind. Das optische Modell für diesen
Fall ist einem optischen Modell gemäß Fig. 7 äquivalent.
Wenn der Lichtstrahl durch die Maske zu einem solchen der
l-ten Ordnung, durch das Plättchen zu einem solchen der
m-ten Ordnung und durch die Maske zu einem solchen der
r-ten Ordnung gebeugt wird, wird der von Maske zu Plättchen
und Maske übertragene Lichtstrahl zu gebeugten Lichtstrahlen
der (l + m + r)-ten Ordnung bzw. Ordnungen.
Die Amplitude des gebeugten Lichtstrahls bestimmt sich
zu C l · C m · C r . Der gebeugte Lichtstrahl ist um
Außer Phase relativ zum einfallenden Lichtstrahl unmittelbar
vor dem Auftreffen auf die Marke bzw. Maske.
Wenn das Plättchen gegenüber der Maske um Δ x verschoben
oder versetzt ist, läßt sich die Amplitude eines durch
das Plättchen gebeugten Lichtstrahls unter Heranziehung
von Gleichung (2) wie folgt ausdrücken:
Gleichung (5) läßt sich umschreiben zu:
Gebeugte Übertragungslichtstrahlen U(l + m + r) der
(l + m + r)-ten Ordnung(en) lassen sich als einfallender
Lichtstrahl Ein durch folgende Gleichung (7) ausdrücken:
U(l + m + r),10= C l · C m ′ · C r · exp[-i ϕ x] Ein
= C l · C m · C r · exp[-i{ϕ x + -(2π/p)m Δ x}] Ein (7)
= C l · C m · C r · exp[-i{ϕ x + -(2π/p)m Δ x}] Ein (7)
Beispielsweise werden gebeugte Lichtstrahlen der 0-ten
Ordnung in x-Richtung durch eine Kombination aller gebeugten
Lichtstrahlen repräsentiert, die l + m + r = 0 erfüllen.
Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem die
Schlitze des zweiten Beugungsgitters 16 am Plättchen gemäß
Fig. 4 senkrecht zu denen des ersten Beugungsgitters an
der Maske verlaufen. In diesem Fall werden gemäß Fig. 5
Lichtstrahlen auf einer Beugungsfläche des Plättchens
senkrecht zu derjenigen der Maske gebeugt. Wenn die Ordnung
der Beugung in x-Richtung die m-te Ordnung ist, ist
die Ordnung der Beugung in y-Richtung die n-te Ordnung,
und wenn der Teilungs- oder Gitterabstand eines Beugungsgitters
an der Maske in x-Richtung zu p x der entsprechende
Abstand eines Beugungsgitters auf dem Plättchen in y-Richtung
zu p y , die Transmissions- oder Übertragungsbreite
des Lichtstrahls in x-Richtung des Beugungsgitters der
Maske zu a x und die Transmissions- oder Übertragungsbreite
des Lichtstrahls in y-Richtung des Beugungsgitters des
Plättchens zu a y vorausgesetzt sind, bestimmt sich die
Amplitude des durch das Plättchen gebeugten Lichtstrahls
nach folgender Gleichung:
Wenn in Gleichung (8) a y /p y = 1/2 gilt, so ist C mn :
Daher läßt sich der über Maske, Plättchen, Maske gebeugte
Lichtstrahl U(l + m + r, n) wie folgt ausdrücken:
U(l + m + r, n)= C r · C mn · C l · exp[-i{ϕ xy -+ (2π/p)m Δ x}] Ein (10)
In Gleichung (10) steht ϕ xy für eine Phasenverschiebungsgröße
relativ zum einfallenden Lichtstrahl unmittelbar vor
dem Auftreffen auf die Maske, und dieser Ausdruck bestimmt
sich wie folgt:
Als Beispiel für diesen gebeugten Lichtstrahl läßt sich
die Intensität I(0,1) der 0-ten Ordnung in x-Richtung und
der ersten Ordnung in y-Richtung wie folgt ableiten: In
diesem Fall kann eine l + m + r = 0 ergebende Kombination
berücksichtigt oder in Erwägung gezogen werden. Der Einfluß
einer Kombination gebeugter Lichtstrahlen höherer
Ordnungen auf die Amplitude ist jedoch gering. Daher wird
eine Kombination gebeugter Lichtstrahlen der 0-ten bis
dritten Ordnung berücksichtigt. Es können die nachstehenden
fünf Kombinationen berücksichtigt oder betrachtet
werden, und zwar unter Verwendung von
l,(m,n),r :
{0,(0,1),0}
{1,(0,1),-1}
{-1,(0,1),1}
{3,(0,1),-3}
{-3,(0,1),3}
{0,(0,1),0}
{1,(0,1),-1}
{-1,(0,1),1}
{3,(0,1),-3}
{-3,(0,1),3}
Im Falle von Z = π λ z/p 2 läßt sich nach Gleichung (10) die
Gleichung für den Lichtstrahl umschreiben zu:
U(0,1)
= (l/π)[(1/4) + 2(l/f)2 · {exp(-i2Z)
+ (1/9) · exp(-i18Z)}]Ein (11)
Die Intensität I(0,1) des Lichtstrahls entspricht:
I(0,1) = |U(0,1)|2 (12)
Wenn die Intensität des einfallenden Lichtstrahls gleich
I 0 ist, entspricht aus diesem Grund die Lichtstrahlintensität
I(0,1):
I(0,1)= (l/π)2 · {(1/4)2 + (l/π)2 cos 2Z+ (1/9)(l/π)2 · cos18Z + 4(l/π)4+ (8/9)(l/π)4 · cos16Z + (2/9)2(l/π) 4} · I 0
(13)
Wie aus dieser Gleichung hervorgeht, ist die Intensität
I(0,1) des gebeugten Lichtstrahls eine Funktion nur des
Zwischenraums oder Spalts z zwischen Maske und Plättchen,
und sie ist nicht einer Verschiebung oder einem Versatz
(shift) Δ x in der Lage in x-Richtung zwischen Maske und
Plättchen zugeordnet. Da m (die Ordnung der Beugung des
Plättchengitters in x-Richtung) gemäß Gleichung (10)
gleich 0 ist, ist der Ausdruck Δ x in Gleichung (13)
nicht enthalten.
Fig. 8A veranschaulicht die Beziehung zwischen der Lichtstrahlintensität
und der Größe oder Weite des Spalts zwischen
Maske und Plättchen. Wie aus Fig. 8A hervorgeht,
enthält die periodische Funktion Hochfrequenzkomponenten.
Zum Zweck eines Vergleichs ist nachstehend ein Fall beschrieben,
in welchem die Ordnung der betreffenden
Gitter von Maske und Plättchen jeweils auf einen Bereich
in der Größenordnung der ±1-ten Ordnung begrenzt ist.
In diesem Fall können die folgenden drei Kombinationen
betrachtet oder berücksichtigt werden:
[1,(0,1),-1], [-1,(0,1),1], [0,(0,1),0]
Nach Gleichung (10) entspricht die Gleichung für den
Lichtstrahl:
U[0,1],4= (l/π)3 · e -i2Z + (l/ π)3 · e -i2Z
+ (1/2)2 · (l/π)
= 2(l/π)3 e -i2Z + (1/2)2(l/π) (14)
= 2(l/π)3 e -i2Z + (1/2)2(l/π) (14)
Die Lichtstrahlintensität läßt sich ausdrücken zu:
I(0,1)= |U(0,1)|2
= 4(l/π)6 + (1/2)4 · (l/π)2 + (l/π) 4 cos2Z (15)
= 4(l/π)6 + (1/2)4 · (l/π)2 + (l/π) 4 cos2Z (15)
Im folgenden ist ein Fall erläutert, in welchem gebeugte
Lichtstrahlen der (1,1)-ten, (1,-1)-ten, (-1,1)-ten und
(-1,-1)-ten Ordnungen erfaßt werden. Wenn beispielsweise
gebeugtes Licht der (1,1)-ten Ordnung erfaßt wird, müssen
zwei Kombinationen, d. h. [1,(0,1),0] und [0,(0,1),1],
der über Maske, Plättchen, Maske erfaßten gebeugten
Lichtstrahlen berücksichtigt werden. Obgleich Kombinationen
von [2,(0,1),-1], [-1,(0,1),2], . . .,
[8,(0,1),-7], [-7,(0,1),8], . . . berücksichtigt oder
betrachtet werden können, ist im Fall von a/p = 1/2 die
Amplitude des gebeugten Lichtstrahls auf der Maske
bzw. des auf der Maske gebeugten Lichtstrahls folgende:
C n = sin(n π/2)/n π
Aus diesem Grund wird für ganzzahlige Ordnungen, d. h.
n = 2, 4, 6, 8, . . ., C n zu 0.
Auf der Grundlage von Gleichung (10) läßt sich daher die
Gleichung für den Lichtstrahl von (1,1) ausdrücken zu:
U[1,1],4= (1/2) · (l/π) · (l/π) · e -i2Z · e--ix
+ (l/π) · (l/π) · (1/2) · e -ix
= (1/2)(l/π)2 · e -ix {1 + e -i2Z } (16)
= (1/2)(l/π)2 · e -ix {1 + e -i2Z } (16)
darin bedeuten: X = 2π/p x · Δ x, Z = π g/p x 2 · z,
p x = ein Gitterabstand des Gitters der Maske,
Δ x = eine Lagenverschiebung, z = ein Spalt oder Zwischenraum und λ = eine Laserstrahlwellenlänge.
p x = ein Gitterabstand des Gitters der Maske,
Δ x = eine Lagenverschiebung, z = ein Spalt oder Zwischenraum und λ = eine Laserstrahlwellenlänge.
Die Lichtintensität läßt sich ausdrücken zu:
I(1,1)= |U[1,1]|2
= (1/2)(l/π)4 · (1 + cos2Z) (17)
= (1/2)(l/π)4 · (1 + cos2Z) (17)
Fig. 8B veranschaulicht die Beziehung zwischen der Lichtstrahlintensität
und der Größe eines Spalts zwischen
Maske und Plättchen für diesen Fall. Dabei enthält die
periodische Funktion keine Hochfrequenzkomponenten. Für
die Einstellung der Größe des Spalts zwischen Maske und
Plättchen wird daher der gebeugte Lichtstrahl der
(1,1)-ten Ordnung bevorzugt vor dem gebeugten Lichtstrahl
der (0,1)-ten Ordnung erfaßt.
Auf diese Weise wird nach dem Einstellverfahren gemäß
der Erfindung der gebeugte Lichtstrahl erfaßt, der sich
nicht längs einer Ebene ausbreitet, die senkrecht zu
den Balken des Beugungsgitters der Maske verläuft und
die optische Achse des einfallenden Lichtstrahls einschließt.
Die erfaßten und gebeugten Lichtstrahlen stören
nicht die vom Gitter der Maske reflektierten/gebeugten
Lichtstrahlen bzw. werden durch diese nicht gestört.
Wie weiterhin aus Gleichung (13) ersichtlich ist, hängt
der gebeugte Lichtstrahl nur vom Spalt z ab, und er
wird durch die Lage in x-Richtung nicht beeinflußt.
Aus diesem Grund braucht bei der Einstellung des Spalts
die Lage oder Position in x-Richtung nicht genau gesteuert
zu werden. Bei der Erfindung gebeugter Lichtstrahlen
der (±1,±1)-ten Ordnung enthält ein Detektions- oder
Meßsignal keine Hochfrequenzkomponenten. In diesem Fall
kann der Spalt genauer auf eine vorbestimmte Größe eingestellt
werden als in dem Fall, in welchem gebeugte Lichtstrahlen
der (0,±1)-ten Ordnung erfaßt werden.
Im folgenden ist anhand der Fig. 9 bis 11 eine zweite
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform sind zwei Sätze von ersten
und zweiten Beugungsgittern vorgesehen. Dabei sind, genauer
gesagt, zwei erste Beugungsgitter 31-1 und 31-2
auf der Maske 13 und zwei zweite Beugungsgitter 32-1
und 32-2 auf dem Plättchen 12 vorgesehen. Gemäß Fig. 10
sind die ersten Beugungsgitter 31-1 und 31-2 eindimensionale
Beugungsgitter mit Gitterabständen (grating
pitches) p x1 und p x2 in x-Richtung. Die ersten Beugungsgitter
31-1 und 31-2 sind in einem Abstand u voneinander
getrennt. Die zweiten Beugungsgitter 31-1 und 32-2 sind
eindimensionale Beugungsgitter mit Gitterabständen p y1
bzw. p y2 in y-Richtung. Die zweiten Beugungsgitter 32-1
und 32-2 sind in einem Abstand v voneinander angeordnet.
Die ersten beiden Beugungsgitter 31-1 und 31-2 der Maske weisen
unterschiedliche Gitterabstände auf. Die beiden zweiten
Beugungsgitter 32-1 und 32-2 des Plättchens weisen ebenfalls
unterschiedliche Gitterabstände auf. Aus diesem
Grund erscheinen die durch den einen Satz aus erstem
und zweitem Beugungsgitter 31-1 und 31-2 gebeugten
Lichtstrahlen sowie die durch den anderen Satz aus
erstem und zweitem Beugungsgitter 31-2 und 32-2 gebeugten
Lichtstrahlen jeweils getrennt.
Zu diesem Zweck sind bei einer Ausricht- oder Einstellvorrichtung
gemäß dieser Ausführungsform zwei Photosensoren
26-1 und 26-2 zum getrennten Erfassen bzw. Abgreifen
zweier gebeugter Lichtstrahlen und eine Subtrahierstufe
28 vorgesehen. Zwei gebeugte Lichtstrahlen
werden durch die Photosensoren 26-1 und 26-2 voneinander
unabhängig bzw. getrennt in elektrische Signale umgesetzt,
die über Verstärker 27-1 bzw. 27-2 der Subtrahierstufe
28 eingespeist werden. Die Subtrahierstufe 28 berechnet
die Differenz zwischen den Intensitäten der beiden
gebeugten Lichtstrahlen, d. h. der beiden elektrischen
Signale. Die Differenz der beiden elektrischen Signale
wird der Signalverarbeitungsschaltung 20 zugeführt. Auf
dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform liefert
die Signalverarbeitungsschaltung 20 ein Treibersignal
für die piezoelektrische Vorrichtung 25, der auf der Grundlage
dieses Signals ein Strom zugeführt wird. Damit wird
die Größe des Spalts zwischen Maske und Plättchen eingestellt.
Wenn im Fall des gebeugten Lichtstrahls der (1,1)-ten
Ordnung die Intensitäten der gebeugten Lichtstrahlen
mit I 1(1,1) und I 2(1,1) vorgegeben sind, löst die Subtrahierstufe
28 die folgende Gleichung auf:
Δ I = I 1(1,1) - I 2(1,1)
Fig. 11B veranschaulicht die Beziehung zwischen der Lichtstrahlintensität
und der Größe oder Weite des Spalts zwischen
Maske und Plättchen für diesen Fall. Die periodische
Funktion enthält keine Hochfrequenzkomponente. Ein Sollwert
kann einer Nullpunktmessund auf einem linearen
Abschnitt der periodischen Funktion unterworfen werden.
Dadurch kann die Einstellung der Größe des Spalts erleichtert
werden. Es ist zu beachten, daß u und v zweckmäßig
bestimmt werden können. Wie aus Gleichung (17) hervorgeht,
hängt die Intensität der gebeugten Lichtstrahlen
nicht von den Lagen oder Stellungen von erstem und
zweitem Beugungsgitter in x-Richtung ab.
Fig. 11A veranschaulicht eine Änderung der Lichtintensität
in bezug auf den Spalt zwischen Maske und Plättchen
für den Fall eines gebeugten Lichtstrahls (0,1)-ter Ordnung. In
diesem Fall enthält die periodische Funktion Hochfrequenzkomponenten.
Letztere stören jedoch nicht die Nullpunktmessung (zeropointdetection).
Bei dieser Ausführungsform kann der zu erfassende Beugungslichtstrahl
oder gebeugte Lichtstrahl nicht nur
I(0,1), sondern auch I(0,-1) entsprechen. Mit anderen
Worten: der zu erfassende gebeugte Lichtstrahl kann ein
solcher sein, der sich nicht längs einer Ebene ausbreitet,
die senkrecht zu den Schlitzen des ersten Beugungsgitters
verläuft und die optische Achse des einfallenden
Lichtstrahls enthält oder einschließt. Beispielsweise
kann Δ I wie folgt bestimmt sein:
Δ I = I 1(0,-1) - I 2(0,-1)
Δ I = I 1(0,1) - I 2(0,-1)
Δ I = I 1(0,-1) - I 2(0,1)
Δ I = I 1(0,1) - I 2(0,-1)
Δ I = I 1(0,-1) - I 2(0,1)
Im folgenden ist eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform
beschrieben. Gemäß Fig. 12 werden zwei durch zwei
Sätze von ersten und zweiten Beugungsgittern gebeugte
Lichtstrahlen synchron erfaßt oder abgegriffen, um eine
Differenz ihrer Intensitäten zu berechnen. Die beiden
ersten Beugungsgitter der Maske weisen unterschiedliche
Gitterabstände auf, während die beiden zweiten Beugungsgitter
des Plättchens gleich oder unterschiedliche
Gitterabstände aufweisen können. Ähnlich wie im Fall
von Fig. 10, sind die ersten Beugungsgitter 31-1 und 31-2
auf der Maske in einem Abstand u voneinander angeordnet.
Ebenso sind, ähnlich wie in Fig. 10, die zweiten Beugungsgitter
auf dem Plättchen in einem gegenseitigen Abstand
v angeordnet.
Die Einstellvorrichtung enthält einen Oszillator 51,
einen schwingenden Spiegel bzw. Schwingspiegel 41 und
einen Synchrondetektor 29 zum synchronen Erfassen oder
Abgreifen zweier gebeugter Lichtstrahlen. Der Oszillator
51 erzeugt ein Bezugssignal einer vorbestimmten Frequenz,
das dem Schwingspiegel 41 sowie dem Synchrondetektor 29
zugeführt wird. Der Schwingspiegel 41 wird damit mit
einer vorbestimmten Frequenz in Schwingung versetzt.
Ein Laserstrahl wird jeweils in einer vorbestimmten
Periode abwechselnd in zwei Richtungen geführt und auf
zwei Sätze von Beugungsgittern geworfen. Die von den
beiden Sätzen der Beugungsgitter gebeugten Lichtstrahlen
werden über einen Spiegel 33 abwechselnd auf den
Photosensor 26 geworfen und in zwei elektrische Signale
umgewandelt. Die beiden elektrischen Signale werden
über einen Verstärker 27 abwechselnd und jeweils
für eine vorbestimmte Zeitspanne dem Synchrondetektor
29 zugeführt. Der Synchrondetektor 29 greift die beiden
elektrischen Signale synchron auf der Grundlage des
Bezugssignals mit der vorbestimmten Frequenz ab. Auf
diese Weise können die jeweiligen Intensitäten der
beiden gebeugten Lichtstrahlen erfaßt und die Differenz
zwischen den Intensitäten dieser beiden Lichtstrahlen
berechnet werden. Ersichtlicherweise können
die zu erfassenden oder abzugreifenden gebeugten Lichtstrahlen
solche der (0,±1)-ten Ordnung oder der
(±1,±1)-ten Ordnung sein.
Im folgenden ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung
erläutert. Bei erster und zweiter Ausführungsform
sind jeweils eindimensionale Beugungsgitter auf
Maske und Plättchen ausgebildet bzw. vorgesehen. Bei
der dritten Ausführungsform sind ein eindimensionales
Beugungsgitter auf einer Maske und ein zweidimensionales
Beugungsgitter mit Querbalken auf einem Plättchen
vorgesehen.
Wenn in diesem Fall Lichtstrahlen in der Reihenfolge
erstes Beugungsgitter - zweites Beugungsgitter - erstes
Beugungsgitter gebeugt werden, wirken erstes und zweites
Beugungsgitter als Doppelbeugungsgitter. Infolgedessen
erscheinen gemäß Fig. 13 gebeugte Lichtstrahlen der
0-ten und ±1-ten Ordnung in neun Richtungen. Lichtstrahlen
werden durch das erste Beugungsgitter in einer die
x- und z-Achsen einschließenden Ebene reflektiert. In
diesem Fall können die gebeugten Lichtstrahlen der
0-ten und ±1-ten Ordnung erfaßt werden, die sich nicht
längs einer die x- und z-Achsen einschließenden Ebene
ausbreiten.
Wenn die gebeugten Lichtkomponenten der (0,±1)-ten
Ordnung erfaßt werden, wird die Intensität des gebeugten
Lichts wie folgt berechnet:
In Gleichung (10) ist ϕ xy ausdgedrückt zu:
Wenn in dieser Gleichung gebeugte Lichtstrahlen höherer
Ordnungen (z. B. der zweiten Ordnung oder höher) vernachlässigt
werden, brauchen für {l,(m,n),r} nur die folgenden
sieben Kombinationen berücksichtigt bzw. betrachtet
zu werden:
{-1,(1,1),0}
{1,(-1,1),0}
{-1,(0,1),1}
{0,(-1,1),1}
{0,(0,1),0}
{0,(1,1),-1}
{1,(0,1),-1}
{1,(-1,1),0}
{-1,(0,1),1}
{0,(-1,1),1}
{0,(0,1),0}
{0,(1,1),-1}
{1,(0,1),-1}
In diesem Fall bestimmt sich die Intensität I(0,1)
des gebeugten Lichtstrahls zu:
I(0,1) =,8(l/π)2 · [(1/2)6 + (l/π)4+ (1/2)2(l/π)2 · cos2Z + 4(l/f)4
cos2 X + 4(l/π)2 · {(1/2)3 + (l/π) 2} cosX · cosZ]I 0 (18)
cos2 X + 4(l/π)2 · {(1/2)3 + (l/π) 2} cosX · cosZ]I 0 (18)
worin bedeutet: X = (2π/p x )Δ x. In diesem Fall wird
daher die Größe des Spalts so eingestellt, daß Δ x
auf einem solchen Wert gehalten wird, daß sich nicht
cosX = 0 ergibt.
Gemäß Fig. 14 können bei dieser Ausführungsform zwei
Sätze erster und zweiter Beugungsgitter vorgesehen sein.
Dabei sind insbesondere zwei erste Beugungsgitter
35-1 und 35-2 auf der Maske 13 und zwei zweite Beugungsgitter
36-1 und 36-2 auf dem Plättchen 12 vorgesehen.
Gemäß Fig. 14 sind die ersten Beugungsgitter 35-1 und
35-2 eindimensionale Beugungsgitter mit einem Gitterabstand
p x in x-Richtung. Die ersten Beugungsgitter 35-1
und 35-2 sind in x-Richtung in einem gegenseitigen Abstand
u angeordnet. Das zweite Beugungsgitter 36-1
ist ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Gitterabstand
p x in x-Richtung und einem Gitterabstand
p 1y in y-Richtung. Das zweite Beugungsgitter 36-2 ist
ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Gitterabstand
p x in x-Richtung und einem Gitterabstand p 2y
in y-Richtung. Die zweiten Beugungsgitter 36-1 und 36-2
sind in x-Richtung in einem gegenseitigen Abstand v
(= u + p x /2) angeordnet.
Bei der dritten Ausführungsform wird die Differenz
zwischen den Intensitäten zweier gebeugter Lichtstrahlen
erfaßt oder gemessen, um damit auf dieselbe Weise
wie bei der zweiten Ausführungsform die Größe des Spalts
einzustellen. Für diesen Zweck erfolgt die Spalteinstellung
mittels der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung,
so daß eine nähere Beschreibung der Vorrichtung entfallen
kann. Wenn die gebeugten Lichtstrahlen der (0,1)-ten
Ordnung erfaßt werden, entspricht die Differenz Δ I zwischen
den Intensitäten:
Δ I = I 1(0,1) - I 2(0,1)
Fig. 15 veranschaulicht die Beziehung zwischen der
Differenz der jeweiligen Intensität der gebeugten Lichtstrahlen
und der Größe des Spalts für diesen Fall. Die
in dieser graphischen Darstellung gezeigte periodische
Funktion wird erhalten, während gebeugte Lichtstrahlen
höherer Ordnungen (z. B. ±2. Ordnung oder höher) berücksichtigt
werden. Aus diesem Grund enthält die
periodische Funktion Hochfrequenzkomponenten.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Differenz zwischen
u und v gleich p x /2. Die Phase des von den Beugungsgittern
35-1 und 36-1 erhaltenen gebeugten Lichtstrahls
gegenüber derjenigen des gebeugten Lichtstrahls, der
von den Beugungsgittern 35-2 und 36-2 erhalten wird,
um π in x-Richtung verschoben. Wenn die Lagenverschiebung
Δ x in x-Richtung auf einer vorbestimmten Größe
gehalten werden kann, wird die Differenz zwischen zwei
gebeugten Lichtstrahlen erfaßt, um eine Nullpunkterfassung
oder -messung an einem Sollwert am linearen
Abschnitt der periodischen Funktion vorzunehmen.
Bei der dritten Ausführungsform kann die Größe des Spalts
oder Zwischenraums nach dem Synchronerfassungsverfahren
gemäß Fig. 12 eingestellt werden. In diesem Fall weisen
die beiden Beugungsgitter des Plättchens gleiche oder
verschiedene Gitterabstände in y-Richtung auf. Wenn der
Laserstrahl schräg in y-Richtung aufgestrahlt wird, behindert
das optische Meßsystem (z. B. der Spiegel) das
Belichtungslicht für das Belichten eines Schaltkreismusters
nicht.
Im folgenden ist eine Abwandlung der dritten Ausführungsform
erläutert. Wenn bei den oben beschriebenen
Ausführungsformen der Laserstrahl auf die Maske auftrifft,
können Lichtstrahlen, die mehrfach zwischen
Maske und Plättchen reflektiert werden, häufig die
gebeugten und erfaßten Lichtstrahlen stören. Das
Detektions- oder Meßsignal des gebeugten Lichts enthält
häufig Welligkeitsanteile. Wenn das Meßsignal,
wie in Fig. 17A gezeigt, Welligkeitsanteile einer
Periode λ/2 enthält, treten mehrere Nulldurchgangspunkte
in der Nähe der Einstellgröße oder des Sollwerts
für den Spalt auf. Aus diesem Grund kann die
Genauigkeit der Spalteinstellung beeinträchtigt werden.
Wenn bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 16 das
zweidimensionale Beugungsgitter auf dem Plättchen
einen Gitterabstand p wx in x-Richtung und einen Gitterabstand
p wy in y-Richtung aufweist, so gilt
p wx = p wy oder p wc ≅ p wy . Wenn außerdem das eindimensionale
Beugungsgitter auf der Maske einen Gitterabstand
p mx in x-Richtung aufweist, so gilt p mx = p wx .
Insbesondere ist dabei das zweidimensionale Beugungsgitter
durch eine Kombination von Quadratmustern gebildet.
Bei dieser Abwandlung ist die Intensität des gebeugten
Lichtstrahls bei der Erfassung eines gebeugten
Lichtstrahls der (0,1)-ten Ordnung durch Gleichung (18)
ausgedrückt. Fig. 17B veranschaulicht das Meßergebnis
für den Fall der Bestimmung der Differenz zwischen
den Intensitäten gebeugter Lichtstrahlen. Hierbei
tritt ersichtlicherweise nur ein einziger Nulldurchgangspunkt
auf. Da der Einstell- oder Sollwert anhand des Nullpunktes
auf dem linearen Abschnitt der periodischen Funktion
gemessen wird, kann daher die Genauigkeit der Einstellung
der Spaltgröße verbessert werden. Diese
Abwandlung gewährleistet einen vorteilhaften Effekt nicht
nur bezüglich der Ausschaltung des Einflusses der vom
ersten Beugungsgitter reflektierten Lichtstrahlen, sondern
auch bezüglich der Ausschaltung von Welligkeitsanteilen.
Im folgenden ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben, die auf ein Verkleinerungsprojektions-
Belichtungsgerät angewandt ist. In diesem Belichtungsgerät
wird ein Bild eines auf einer Maske im voraus
geformten Schaltkreismusters verkleinert und auf ein
Plättchen übertragen. Gemäß Fig. 18 umfaßt dieses Gerät
einen Plättchen-Tisch 61, der in der z-Richtung bewegbar
oder verschiebbar und auf den ein Plättchen 63 aufgelegt
ist. Über dem Plättchen 63 ist eine Maske 62
angeordnet. Das Gerät enthält außerdem eine Belichtungslichtquelle
64 und eine Blende 65, welche das von der
Lichtquelle 64 emittierte Licht abzuschirmen vermag.
Zwischen Maske 62 und Plättchen 63 ist eine Projektionslinse
66 angeordnet, während zwischen Maske 62 und
Blende 65 eine Kondensorlinse 67 vorgesehen ist. Wenn
die Blende 65 geöffnet und damit der Lichtstrahl von
der Lichtquelle 64 aufgestrahlt wird, wird ein Bild
eines Schaltkreismusters auf das Plättchen 63 übertragen
bzw. projiziert.
Bei diesem Belichtungsgerät muß das Plättchen 63 am
Fokussierpunkt (bzw. Brennpunkt) der Projektionslinse
66 angeordnet sein. Insbesondere muß dabei eine Defokussiergröße
z des Plättchens 63 in bezug auf die Brennweite
f der Projektionslinse 66 auf Null eingestellt
sein. Beim bisherigen Gerät wird zum Fokussieren bzw.
Scharfstellen ein Lichtstrahl auf eine an einem Plättchen
vorgesehene Reflektionsfläche aufgestrahlt. Da
jedoch der Reflexionsgrad der Reflexionsfläche des
Plättchens ungleichmäßig ist, können Fokussierfehler
auftreten.
Bei dieser Ausführungsform ist, wie bei der ersten Ausführungsform,
ein erstes Durchlaß- oder Transmission-
Beugungsgitter 71 an der Maske 72 vorgesehen. Am Plättchen
63 ist ein zweites Reflexions-Beugungsgitter 72
vorgesehen. Das erste Beugungsgitter 71 ist ein eindimensionales
Beugungsgitter, dessen Streifen (Balken) in
y-Richtung verlaufen. Das zweite Beugungsgitter 72
ist ein eindimensionales Beugungsgitter, dessen Streifen
(Balken) in x-Richtung (Ausrichtrichtung) verlaufen.
Die Streifen (Balken) dieser Beugungsgitter stehen
senkrecht zueinander.
Bei diesem Gerät wird das Plättchen 63 auf die im folgenden
beschriebene Weise am Fokussierpunkt (in-focus
position) der Projektionslinse 66 angeordnet. Ein von
einer Lasereinheit 73 emittierter Lichtstrahl wird
auf das erste Beugungsgitter 71 an der Maske geworfen.
Vom ersten Beugungsgitter 71 durchgelassene gebeugte
Lichtstrahlen werden über die Projektionslinse 66
auf das zweite Beugungsgitter 72 aufgestrahlt bzw.
projiziert. Die durch das zweite Beugungsgitter 72
gebeugten und reflektierten Lichtstrahlen werden über
die Projektionslinse 66 wiederum auf das erste Beugungsgitter
71 der Maske geworfen. Die vom ersten
Beugungsgitter 71 durchgelassenen und durch dieses
gebeugten Lichtstrahlen werden durch (Photosensoren 74)
erfaßt und (durch diese) in ein elektrisches Signal
umgewandelt, das auf dieselbe Weise wie bei der
ersten Ausführungsform verarbeitet wird.
Die Schlitze von erstem und zweitem Beugungsgitter 71
und 72 stehen senkrecht zueinander, wie oben erwähnt.
Aus diesem Grund werden, wie in Verbindung mit der
ersten Ausführungsform beschrieben, Lichtstrahlen
der (0,±1)-ten und (±1,±1)-ten Ordnung erfaßt.
Wenn die Lichtstrahlen der (±1,±-1)-ten Ordnung erfaßt
werden, läßt sich die Intensität der Lichtstrahlen
durch Gleichung (17) ausdrücken, aus welcher hervorgeht,
daß die Lichtintensität von einer Lagenverschiebung
zwischen Maske und Plättchen in x-Richtung unabhängig
ist. Aus diesem Grund kann das Plättchen 63 für
seine Anordnung am Fokussierpunkt der Projektionslinse
66 unabhängig von einer Lagenverschiebung zwischen
Maske und Plättchen in x-Richtung eingestellt
bzw. justiert werden. Auch wenn die Oberfläche des Plättchens
einen ungleichförmigen Reflexionsgrad aufweist,
kann die Lage des Plättchens 63 genau eingestellt
werden. Fig. 19 veranschaulicht die Beziehung zwischen
der Lichtstrahlintensität und der Defokussiergröße
z. Auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform
werden ein Scheitel- oder Spitzenwert
der periodischen Funktion erfaßt oder gemessen und
der Brennpunkt eingestellt. Auf diese Weise kann der
Fokussiervorgang vereinfacht werden.
Wenn Lichtstrahlen der (0,±1)-ten Ordnung erfaßt werden,
läßt sich die Intensität der Lichtstrahlen
durch Gleichung (13) ausdrücken. In diesem Fall kann
das Plättchen 63 auf dem Fokussierpunkt der Projektionslinse
66 unabhängig von einer Lagenverschiebung
zwischen Maske und Plättchen in x-Richtung ausgerichtet
werden. Fig. 20 veranschaulicht die Beziehung
zwischen Lichtstrahlintensität und Defokussiergröße z.
Bei der vierten Ausführungsform sind zwei Sätze von
Beugungsgittern für Maske und Plättchen vorgesehen.
Gemäß Fig. 21 sind dabei insbesondere eindimensionale
Beugungsgitter senkrecht zueinander angeordnet. Im
Fall von p y1 = p y2 kann eine Differenz zwischen den
Intensitäten zweier gebeugter Lichtstrahlen nach der
in Fig. 9 veranschaulichten Methode gemessen werden.
Gemäß Fig. 22 ist der Brennpunkt an der Stelle eines
Differenzsignals "0" erreicht. Die Differenz zwischen
den Intensitäten zweier gebeugter Lichtstrahlen kann
auch nach der Synchronerfassungs- oder -meßmethode gemäß
Fig. 12 bestimmt werden. In diesem Fall kann dieselbe
Funktion wie die periodische Funktion gemäß Fig. 22
abgeleitet werden. In diesem Fall können die Gitterabstände
p y1 = p y2 oder p y1 = p y2 betragen.
Nachstehend ist eine fünfte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
fällt der Lichtstrahl senkrecht zur
Maske 13 ein. Dies braucht jedoch nicht immer der Fall
zu sein. In Verbindung mit der fünften Ausführungsform
wird ein Fall beschrieben, in welchem ein Lichtstrahl
schräg auf die Maske 13 geworfen wird.
Gemäß Fig. 23 sind ein erstes, auf der Maske 13 vorgesehenes
Beugungsgitter 15 und ein zweites, am Plättchen
12 vorgesehenes Beugungsgitter 16 auf dieselbe
Weise, wie in Fig. 5 gezeigt, angeordnet. Gemäß Fig. 23
ist eine senkrecht zu der Balkenrichtung des ersten
Beugungsgitters 15 liegende Ebene als erste Ebene 101
definiert. Eine Ebene, die durch Neigung der ersten
Ebene 101 unter einem vorbestimmten Winkel (α°) in
Balkenrichtung gebildet wird, ist als zweite Ebene
102 definiert. Eine in bezug auf die erste Ebene 101
zur zweiten Ebene symmetrische Ebene ist als dritte
Ebene 103 definiert. Der von der Lasereinheit 17 emittierte
Lichtstrahl wird auf das erste Beugungsgitter
15 geworfen. Die optische Achse (104) des einfallenden
Lichtstrahls liegt dabei auf der zweiten Ebene 102.
Ein kleinerer Teil des einfallenden Lichtstrahls (104)
wird von der Fläche des Gitters 15 reflektiert und gebeugt.
Die reflektierten und gebeugten Lichtstrahlen
werden nur längs der drittene Ebene 103 übertragen.
Der größte Teil des einfallenden Lichtstrahls (104) wird
durch das erste Beugungsgitter 15 gebeugt und von diesem
zum zweiten Beugungsgitter 16 durchgelassen. Die
durch das zweite Beugungsgitter 16 gebeugten und reflektierten
Lichtstrahlen werden zum ersten Beugungsgitter
15 übertragen bzw. zurückgeworfen. Die Lichtstrahlen
werden sodann durch das erste Beugungsgitter
15 gebeugt und von ihm durchgelassen. Der längs einer
Strecke aus erstem Beugungsgitter, zweitem Beugungsgitter,
erstem Beugungsgitter gebeugte Lichtstrahl erscheint
als zweidimensionales Muster. Das Beugungsgitter
ist dabei dasselbe wie in dem Fall, in welchem
der Lichtstrahl senkrecht auf das Gitter 15 auftrifft.
Gemäß Fig. 23 ist ein Ursprung (origin) I(0,0) des
Musters als ein Punkt auf einer Linie (z′) vorgegeben,
die in bezug auf die erste Ebene symmetrisch zur optischen
Achse (104) des einfallenden Lichtstrahls liegt,
d. h. die auf der dritten Ebene 103 liegt. Wenn andererseits
der einfallende Lichtstrahl senkrecht zum Gitter
15 gerichtet ist (d. h. α = 0, z′ = z), liegt der
Ursprung I(0,0) auf dem einfallenden Lichtstrahl.
Ein Teil der gebeugten Lichtstrahlen wird zur dritten
Ebene 103 übertragen, während andere gebeugte Lichtstrahlen
in anderen, von der dritten Ebene 103 verschiedenen
Ebenen übertragen werden. Einige der gebeugten
Lichtstrahlen sind solche von z. B. der I(0,0)-ten
und I(±1,0)-ten Ordnung, während andere gebeugte
Lichtstrahlen solche z. B. der I(0,±1)-ten und
I(±1,±1)-ten Ordnung sind.
Dementsprechend stören einige der gebeugten Lichtstrahlen
die von der Fläche des ersten Beugungsgitters 15
reflektierten und gebeugten Lichtstrahlen, während
andere gebeugte Lichtstrahlen den reflektierten Lichtstrahl
nicht stören bzw. durch diesen nicht gestört
werden. Somit kann einer der anderen gebeugten Lichtstrahlen
erfaßt werden. Genauer gesagt: es wird ein Lichtstrahl
der I(0,±1)-ten oder I(±1,±1)-ten Ordnung erfaßt.
Das Meßergebnis ist im wesentlichen dasselbe
wie dasjenige nach Fig. 8A und 8B. Wenn somit der Lichtstrahl
schräg auf das Gitter 15 geworfen wird, kann der
Spalt auf dieselbe Weise wie dann, wenn der Lichtstrahl
senkrecht auf das Gitter 15 fällt, genau eingestellt
werden.
Gemäß Fig. 24 kann das zweite Beugungsgitter auch ein
zweidimensionales Gitter sein. In diesem Fall ist ein
Beugungsmuster von schräg auf das Muster auftreffenden
Lichtstrahlen das gleiche wie in dem Fall, in welchem
das zweite Beugungsgitter ein eindimensionales Gitter
ist. Das Meßergebnis ist im wesentlichen dasselbe wie
dasjenige nach Fig. 11A, 11B, 19, 20 und 22.
Claims (38)
1. Verfahren zum Einstellen eines Spalts (oder Zwischenraums)
zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt
(12, 13, 62, 63), die einander zugewandt sind, auf eine
vorbestimmte Größe, dadurch gekennzeichnet, daß
am ersten Objekt (13, 63) ein erstes eindimensionales Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) vorgesehen wird, das in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101), zu der eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, verlaufende parallele Balken aufweist, wobei die zweite Ebene (102) in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist,
am zweiten Objekt (12, 63) ein zweites eindimensionales Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) mit parallelen Balken, die in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung verlaufen, vorgesehen wird,
das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) mit einem von einer Lichtquelle (17, 73) emittierten Lichtstrahl mit einer in der zweiten Ebene (102) liegenden optischen Achse (104) bestrahlt wird, so daß der Lichtstrahl vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
die ersten gebeugten Lichtstrahlen zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) übertragen und dabei durch letzteres gebeugt und reflektiert werden, so daß zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) austreten,
die zweiten gebeugten Lichtstrahlen zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) übertragen (oder zurückgeworfen) und dabei von diesem gebeugt und durchgelassen werden, so daß dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und andere der dritten gebeugten Lichtstrahlen in verschiedenen oder anderen, von der dritten Ebene (103) unterschiedlichen Ebenen übertragen werden,
einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen erfaßt oder abgegriffen wird und
die Größe (distance) des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls eingestellt oder justiert und auf eine vorbestimmte Größe gesetzt wird.
am ersten Objekt (13, 63) ein erstes eindimensionales Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) vorgesehen wird, das in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101), zu der eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, verlaufende parallele Balken aufweist, wobei die zweite Ebene (102) in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist,
am zweiten Objekt (12, 63) ein zweites eindimensionales Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) mit parallelen Balken, die in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung verlaufen, vorgesehen wird,
das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) mit einem von einer Lichtquelle (17, 73) emittierten Lichtstrahl mit einer in der zweiten Ebene (102) liegenden optischen Achse (104) bestrahlt wird, so daß der Lichtstrahl vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
die ersten gebeugten Lichtstrahlen zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) übertragen und dabei durch letzteres gebeugt und reflektiert werden, so daß zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) austreten,
die zweiten gebeugten Lichtstrahlen zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) übertragen (oder zurückgeworfen) und dabei von diesem gebeugt und durchgelassen werden, so daß dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und andere der dritten gebeugten Lichtstrahlen in verschiedenen oder anderen, von der dritten Ebene (103) unterschiedlichen Ebenen übertragen werden,
einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen erfaßt oder abgegriffen wird und
die Größe (distance) des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls eingestellt oder justiert und auf eine vorbestimmte Größe gesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
erstes Objekt eine Maske (13, 62) und zweites Objekt ein
Plättchen (12, 63) sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel (α), unter dem die erste Ebene (101) zur
zweiten Ebene (102) geneigt ist, 0° beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dann, wenn die zweite Richtung des zweiten Beugungsgitters
(16, 32-1, 32-2, 72) als x-Richtung, die erste
Richtung des ersten Beugungsgitters (15, 31-1, 31-2, 71)
als y-Richtung und ein Punkt auf einer Linie, die in bezug
auf die erste Ebene (101) symmetrisch zur optischen Achse
(104) des einfallenden Lichtstrahls liegt, als Ursprung
(origin) vorausgesetzt werden,
beim Erfassen des gebeugten Lichtstrahls einer der
Lichtstrahlen der (0,±1)-ten Ordnung aus den anderen
dritten gebeugten Lichtstrahlen abgegriffen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der
Lichtstrahlen der (±1,±1)-ten Ordnung(en) aus den anderen
dritten gebeugten Lichtstrahlen abgegriffen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Sätze von ersten und zweiten Beugungsgittern
(31-1, 31-2, 32-1, 32-2) an erstem bzw. zweitem Objekt
vorgesehen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) und
die beiden zweiten Beugungsgitter (32-1, 32-2) jeweils
unterschiedliche Teilungs- bzw. Gitterabstände aufweisen,
daß bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-1, 32-1) gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-2, 32-2) gebeugt sind, einzeln oder getrennt abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen den Intensitäten dieser beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
daß bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-1, 32-1) gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-2, 32-2) gebeugt sind, einzeln oder getrennt abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen den Intensitäten dieser beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) unterschiedliche
Gitterabstände aufweisen,
der von der Lichtquelle (17, 64) emittierte Lichtstrahl jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd auf die beiden Sätze von ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird,
bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-1, 32-1) gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-2, 32-2) gebeugt sind, jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen den Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß damit die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13) der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
der von der Lichtquelle (17, 64) emittierte Lichtstrahl jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd auf die beiden Sätze von ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird,
bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-1, 32-1) gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus erstem und zweitem Beugungsgitter (31-2, 32-2) gebeugt sind, jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen den Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß damit die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13) der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein optisches Projektionssystem (66) zum Projizieren
eines Bilds eines Schaltkreismusters zwischen Maske (62)
und Plättchen (63) angeordnet wird,
die vom ersten Beugungsgitter (71) durchgelassenen ersten gebeugten Lichtstrahlen über das optische Projektionssystem (66) zum zweiten Beugungsgitter (72) übertragen bzw. projiziert werden und
die vom zweiten Beugungsgitter (72) gebeugten und reflektierten zweiten gebeugten Lichtstrahlen durch das optische Projektionssystem (66) zum ersten Beugungsgitter (71) übertragen bzw. projiziert werden.
die vom ersten Beugungsgitter (71) durchgelassenen ersten gebeugten Lichtstrahlen über das optische Projektionssystem (66) zum zweiten Beugungsgitter (72) übertragen bzw. projiziert werden und
die vom zweiten Beugungsgitter (72) gebeugten und reflektierten zweiten gebeugten Lichtstrahlen durch das optische Projektionssystem (66) zum ersten Beugungsgitter (71) übertragen bzw. projiziert werden.
10. Verfahren zum Einstellen eines Spalts (oder Zwischenraums)
zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt
(12, 13, 62, 63), die einander zugewandt sind, auf eine
vorbestimmte Größe, dadurch gekennzeichnet, daß
am ersten Objekt (13, 62) ein erstes eindimensionales Beugungsmuster (15, 31-1, 31-2, 71) vorgesehen wird, das in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101), zu der eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, verlaufende parallele Balken aufweist, wobei die zweite Ebene (102) in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist,
am zweiten Objekt (12, 63) ein zweites zweidimensionales Beugungsmuster (16, 32-1, 32-2, 72) mit Querbalken vorgesehen wird, wobei sich die einen Balken der Querbalken in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung erstrecken,
das erste Beugungsmuster (15, 31-1, 31-2, 71) mit einem von einer Lichtquelle (17, 73) emittierten Lichtstrahl mit einer in der zweiten Ebene liegenden optischen Achse (104) bestrahlt wird, so daß der Lichtstrahl vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
die ersten gebeugten Lichtstrahlen zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) übertragen und dabei durch dieses gebeugt und reflektiert werden, so daß zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter austreten,
die zweiten gebeugten Lichtstrahlen zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) übertragen und durch dieses gebeugt und von ihm durchgelassen werden, so daß dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und andere der dritten gebeugten Lichtstrahlen in anderen, von der dritten Ebene (103) verschiedenen Ebenen übertragen werden,
einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen erfaßt oder abgegriffen wird und
die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls eingestellt oder justiert und auf eine vorbestimmte Größe gesetzt wird.
am ersten Objekt (13, 62) ein erstes eindimensionales Beugungsmuster (15, 31-1, 31-2, 71) vorgesehen wird, das in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101), zu der eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, verlaufende parallele Balken aufweist, wobei die zweite Ebene (102) in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist,
am zweiten Objekt (12, 63) ein zweites zweidimensionales Beugungsmuster (16, 32-1, 32-2, 72) mit Querbalken vorgesehen wird, wobei sich die einen Balken der Querbalken in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung erstrecken,
das erste Beugungsmuster (15, 31-1, 31-2, 71) mit einem von einer Lichtquelle (17, 73) emittierten Lichtstrahl mit einer in der zweiten Ebene liegenden optischen Achse (104) bestrahlt wird, so daß der Lichtstrahl vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
die ersten gebeugten Lichtstrahlen zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) übertragen und dabei durch dieses gebeugt und reflektiert werden, so daß zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter austreten,
die zweiten gebeugten Lichtstrahlen zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) übertragen und durch dieses gebeugt und von ihm durchgelassen werden, so daß dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und andere der dritten gebeugten Lichtstrahlen in anderen, von der dritten Ebene (103) verschiedenen Ebenen übertragen werden,
einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen erfaßt oder abgegriffen wird und
die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls eingestellt oder justiert und auf eine vorbestimmte Größe gesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß erstes Objekt eine Maske (13, 62) und zweites Objekt
ein Plättchen (12, 63) sind.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel (α), unter dem die erste Ebene (101) zur
zweiten Ebene (102) geneigt ist, 0° beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
dann, wenn die zweite Richtung des zweiten Beugungsgitters
(16, 32-1, 32-2, 72) als x-Richtung, die erste Richtung
des ersten Beugungsgitters (15, 31-1, 31-2, 71) als y-Richtung
und ein Punkt auf einer Linie, die in bezug auf die
erste Ebene (101) symmetrisch zur optischen Achse (104)
des einfallenden Lichtstrahls liegt, als Ursprung (origin)
vorausgesetzt werden,
beim Erfassen des gebeugten Lichtstrahls einer der
Lichtstrahlen der (0,±1)-ten Ordnung aus den anderen
dritten gebeugten Lichtstrahlen abgegriffen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Sätze von ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1,
31-2, 32-1, 32-2) an erstem bzw. zweitem Objekt vorgesehen
werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Abstand zwischen den beiden ersten Beugungsgittern
(31-1, 31-2) zu u, ein Abstand zwischen den beiden Beugungsgittern
(32-1, 32-2) zu v, der Teilungs- oder
Beugungsabstand in einer x-Richtung von ersten und zweiten
Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) zu p x vorausgesetzt
sind und N eine beliebige oder willkürliche ganze
Zahl ist und sich u und v damit definierten lassen zu:
v = u + {(2N + 1)/2} · p x bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der
anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen
Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1)
gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen,
die durch den anderen Satz aus ersten und
zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, getrennt
abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen den Intensitäten dieser beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13) auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
eine Differenz zwischen den Intensitäten dieser beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13) auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 32-2) gleiche
Gitterabstände aufweisen und die beiden zweiten Beugungsgitter
(32-1, 32-2) unterschiedliche Gitterabstände in
y-Richtung aufweisen und
bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der
anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen
Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1)
gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten
Lichtstrahlen derselben Ordnung, die durch den anderen
Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2)
gebeugt sind, getrennt abgegriffen werden.
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) jeweils
denselben Gitterabstand aufweisen,
das von der Lichtquelle (17) emittierte Licht für jeweils eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd auf die beiden Sätze aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird,
bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen derselben Ordnung, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, für jede (jeweils eine) vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13) auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
das von der Lichtquelle (17) emittierte Licht für jeweils eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd auf die beiden Sätze aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird,
bei der Erfassung des gebeugten Lichtstrahls einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen derselben Ordnung, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, für jede (jeweils eine) vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Spalts zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13) auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beugungs- bzw. Gitterabstand des zweiten Gitters
(32-1, 32-2) in der einen Richtung demjenigen in der anderen
Richtung gleich ist.
19. Vorrichtung zum Einstellen eines Spalts (oder Zwischenraums)
zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt
(12, 13, 62, 63), die einander zugewandt sind, auf eine
vorbestimmte Größe, gekennzeichnet durch
eine Lichtquelle(17, 73) zum Emittieren eines Lichtstrahls,
ein erstes eindimensionales Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71), das am ersten Objekt (32, 62) vorgesehen ist und parallele Balken aufweist, welche in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101) verlaufen, zu welcher eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, die ihrerseits in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist, wobei das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) den eine in der zweiten Ebene (102) liegende optische Achse (104) aufweisenden Lichtstrahl so empfängt, daß der Lichtstrahl durch das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und von ihm durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
ein zweites eindimensionales Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72), das am zweiten Objekt (12, 63) vorgesehen ist und in einer zweiten, senkrecht zur ersten Richtung liegenden Richtung verlaufende parallele Balken aufweist, wobei die ersten gebeugten Lichtstrahlen vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) so übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und reflektiert werden und zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) austreten, und die zweiten gebeugten Lichtstrahlen vom zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) so übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und von ihm durchgelassen werden und dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und andere der dritten gebeugten Lichtstrahlen in verschiedenen oder anderen, von der dritten Ebene (103) unterschiedlichen Ebenen übertragen werden,
eine Detektoreinheit (26, 74) zum Erfassen oder Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen und
eine Spalteinstelleinheit (20, 21) zum Einstellen der Größe des Spalts oder Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls auf eine vorbestimmte Größe.
eine Lichtquelle(17, 73) zum Emittieren eines Lichtstrahls,
ein erstes eindimensionales Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71), das am ersten Objekt (32, 62) vorgesehen ist und parallele Balken aufweist, welche in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101) verlaufen, zu welcher eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, die ihrerseits in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist, wobei das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) den eine in der zweiten Ebene (102) liegende optische Achse (104) aufweisenden Lichtstrahl so empfängt, daß der Lichtstrahl durch das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und von ihm durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
ein zweites eindimensionales Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72), das am zweiten Objekt (12, 63) vorgesehen ist und in einer zweiten, senkrecht zur ersten Richtung liegenden Richtung verlaufende parallele Balken aufweist, wobei die ersten gebeugten Lichtstrahlen vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) so übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und reflektiert werden und zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) austreten, und die zweiten gebeugten Lichtstrahlen vom zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) so übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und von ihm durchgelassen werden und dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und andere der dritten gebeugten Lichtstrahlen in verschiedenen oder anderen, von der dritten Ebene (103) unterschiedlichen Ebenen übertragen werden,
eine Detektoreinheit (26, 74) zum Erfassen oder Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen und
eine Spalteinstelleinheit (20, 21) zum Einstellen der Größe des Spalts oder Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls auf eine vorbestimmte Größe.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß erstes Objekt eine Maske (13, 62) und zweites Objekt
ein Plättchen (12, 63) sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel (α), unter dem die erste Ebene (101) zur
zweiten Ebene (102) geneigt ist, 0° beträgt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Richtung des zweiten Beugungsgitters (16,
32-1, 32-2, 72) als x-Richtung, die erste Richtung des
ersten Beugungsgitters (15, 31-1, 31-2, 71) als y-Richtung
und ein Punkt auf einer Linie, die in bezug auf die
erste Ebene (101) zur optischen Achse (104) des einfallenden
Lichtstrahls symmetrisch ist, als Ursprung (origin)
vorausgesetzt sind und
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum Abgreifen eines der Lichtstrahlen (0,±1)-ten Ordnung aus den anderen dritten Lichtstrahlen aufweist.
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum Abgreifen eines der Lichtstrahlen (0,±1)-ten Ordnung aus den anderen dritten Lichtstrahlen aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinheit zum Abgreifen des gebeugten Lichtstrahls
eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum Abgreifen
eines der Lichtstrahlen (±1,±1)-ter Ordnung aus den anderen
dritten gebeugten Lichtstrahlen aufweist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinheit einen Spiegel (19, 33, 34) zum
Reflektieren eines der anderen dritten Lichtstrahlen
und einen Photosensor (26, 74) zum Umwandeln des vom
Spiegel (19, 33, 34) reflektierten gebeugten Lichtstrahls
in ein elektrisches Signal aufweist und
die Spalteinstelleinheit eine Signalverarbeitungsschaltung (20) zum Verarbeiten des elektrischen Signals und zum Erzeugen eines Steuersignals sowie eine Maskenverschiebungseinheit (21) zum Einstellen des Spalts oder Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen aufweist.
die Spalteinstelleinheit eine Signalverarbeitungsschaltung (20) zum Verarbeiten des elektrischen Signals und zum Erzeugen eines Steuersignals sowie eine Maskenverschiebungseinheit (21) zum Einstellen des Spalts oder Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen aufweist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Sätze aus ersten und zweiten Beugungsgittern
(31-1, 31-2, 32-1, 32-2) auf erstem bzw. zweitem Objekt
vorgesehen sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) unterschiedliche
Teilungs- oder Gitterabstände aufweisen und
die beiden zweiten Beugungsgitter (32-1, 32-2) (ebenfalls)
unterschiedliche Gitterabstände aufweisen,
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum getrennten Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und eines der anderen dritten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern gebeugt sind, aufweist und
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen enthält.
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum getrennten Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und eines der anderen dritten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern gebeugt sind, aufweist und
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen enthält.
27. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) unterschiedliche
Teilungs- oder Gitterabstände aufweisen,
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum abwechselnden und jeweils während einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgenden Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, aufweist, wenn der Lichtstrahl von der Lichtquelle (17) abwechselnd und jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne auf die beiden Sätze von ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird, und
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen den Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen enthält.
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum abwechselnden und jeweils während einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgenden Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, aufweist, wenn der Lichtstrahl von der Lichtquelle (17) abwechselnd und jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne auf die beiden Sätze von ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird, und
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen den Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen enthält.
28. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Maske (62) und Plättchen (63) ein optisches
Projektionssystem (66) zum Projizieren eines Bilds eines
Schaltkreismusters angeordnet ist.
29. Vorrichtung zum Einstellen eines Spalts (oder Zwischenraums)
zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt (12,
13, 62, 63), die einander zugewandt sind, auf eine vorbestimmte
Größe, gekennzeichnet durch
eine Lichtquelle (17, 73) zum Emittieren eines Lichtstrahls,
ein am ersten Objekt (13, 62) vorgesehenes erstes, eindimensionales Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) mit parallelen Balken, die in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101) verlaufen, zu der eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, wobei die zweite Ebene (102) in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist, und wobei das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) den eine in der zweiten Ebene (102) liegende optische Achse (104) aufweisenden Lichtstrahl so empfängt, daß der Lichtstrahl durch das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und von ihm durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
ein am zweiten Objekt (12, 63) angeordnetes zweites, zweidimensionales Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) mit Querbalken, von denen sich die einen in einer zweiten, senkrecht zur ersten Richtung liegenden Richtung erstrecken, wobei die ersten gebeugten Lichtstrahlen vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) so zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und reflektiert werden und zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) austreten und die zweiten gebeugten Lichtstrahlen so vom zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und von ihm durchgelassen werden und dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und die anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen in anderen, von der dritten Ebene (103) verschiedenen Ebenen übertragen werden,
eine Detektoreinheit (26, 74) zum Erfassen oder Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen und
eine Spalteinstelleinheit (20, 21) zum Einstellen der Größe eines Spalts oder Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe einer Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls auf einen vorbestimmten Wert.
eine Lichtquelle (17, 73) zum Emittieren eines Lichtstrahls,
ein am ersten Objekt (13, 62) vorgesehenes erstes, eindimensionales Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) mit parallelen Balken, die in einer ersten Richtung senkrecht zu einer ersten Ebene (101) verlaufen, zu der eine zweite Ebene (102) unter einem vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist, wobei die zweite Ebene (102) in bezug auf die erste Ebene (101) zu einer dritten Ebene (103) symmetrisch ist, und wobei das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) den eine in der zweiten Ebene (102) liegende optische Achse (104) aufweisenden Lichtstrahl so empfängt, daß der Lichtstrahl durch das erste Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) gebeugt und von ihm durchgelassen wird und erste gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten,
ein am zweiten Objekt (12, 63) angeordnetes zweites, zweidimensionales Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) mit Querbalken, von denen sich die einen in einer zweiten, senkrecht zur ersten Richtung liegenden Richtung erstrecken, wobei die ersten gebeugten Lichtstrahlen vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) so zum zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und reflektiert werden und zweite gebeugte Lichtstrahlen aus dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) austreten und die zweiten gebeugten Lichtstrahlen so vom zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und von ihm durchgelassen werden und dritte gebeugte Lichtstrahlen aus dem ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) austreten, wobei einige der dritten gebeugten Lichtstrahlen in der dritten Ebene (103) und die anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen in anderen, von der dritten Ebene (103) verschiedenen Ebenen übertragen werden,
eine Detektoreinheit (26, 74) zum Erfassen oder Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen und
eine Spalteinstelleinheit (20, 21) zum Einstellen der Größe eines Spalts oder Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe einer Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls auf einen vorbestimmten Wert.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß erstes Objekt eine Maske (13, 62) und zweites Objekt
ein Plättchen (12, 63) sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel (α), unter dem die erste Ebene (101) zur
zweiten Ebene (102) geneigt ist, 0° beträgt.
32. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Richtung des zweiten Beugungsgitters (16,
32-1, 32-2, 72) als x-Richtung, die erste Richtung des
ersten Beugungsgitters (15, 31-1, 31-2, 71) als y-Richtung
und ein Punkt auf einer Linie, die in bezug auf die erste
Ebene symmetrisch zur optischen Achse (104) des einfallenden
Lichtstrahls liegt, als Ursprung (origin) vorausgesetzt
sind, und
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum Abgreifen eines der Lichtstrahlen (0, ±1)-ten Ordnung aus den anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen aufweist.
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum Abgreifen eines der Lichtstrahlen (0, ±1)-ten Ordnung aus den anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen aufweist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinheit einen Spiegel (19, 33, 34) zum
Reflektieren eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen
und einen Photosensor (26, 74) zum Umwandeln der
vom Spiegel (19, 33, 34) reflektierten gebeugten Lichtstrahlen
in ein elektrisches Signal aufweist und
die Spalteinstelleinheit eine Signalverarbeitungsschaltung (20) zum Verarbeiten des elektrischen Signals und zum Erzeugen eines Steuersignals sowie eine Maskenverschiebungseinheit (21) zum Einstellen des Spalts oder Zwischenraums zwischen Maske (13) und Plättchen (12) aufweist.
die Spalteinstelleinheit eine Signalverarbeitungsschaltung (20) zum Verarbeiten des elektrischen Signals und zum Erzeugen eines Steuersignals sowie eine Maskenverschiebungseinheit (21) zum Einstellen des Spalts oder Zwischenraums zwischen Maske (13) und Plättchen (12) aufweist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Sätze aus ersten und zweiten Beugungsgittern
(31-1, 31-2, 32-1, 32-2) auf erstem bzw. zweitem Objekt
vorgesehen sind.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet daß, dann
wenn ein Abstand zwischen den beiden ersten Beugungsgittern
(31-1, 31-2) zu u, ein Abstand zwischen den beiden zweiten
Beugungsgittern (32-1, 32-2) zu v und ein Beugungs- oder
Gitterabstand in x-Richtung von ersten und zweiten Beugungsgittern
(31-1, 31-2, 32-1, 32-2) zu p x vorausgesetzt
sind und N eine beliebige oder willkürlich ganze Zahl ist,
u und v sich definieren lassen zu:
v = u + {(2N + 1)/2} · p x die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34)
zum getrennten Abnehmen oder Abgreifen eines der anderen
dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus
den ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt
sind, und eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen,
die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten
Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, aufweist
und
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen aufweist.
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen aufweist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei erste Beugungsgitter (31-1, 31-2) denselben Teilungs-
oder Gitterabstand aufweisen und die beiden zweiten
Beugungsgitter (32-1, 32-2) unterschiedliche Gitterabstände
in y-Richtung aufweisen und
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum getrennten Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und desselben (Lichtstrahl) aus den anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, aufweist.
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum getrennten Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und desselben (Lichtstrahl) aus den anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, aufweist.
37. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) denselben
Teilungs- oder Gitterabstand aufweisen,
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum abwechselnden und jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne erfolgenden Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, aufweist, wenn ein von der Lichtquelle (17, 74) emittierter Lichtstrahl abwechselnd und jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne auf die beiden Sätze aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird, und
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen aufweist.
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum abwechselnden und jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne erfolgenden Abgreifen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch einen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 32-1) gebeugt sind, und eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen, die durch den anderen Satz aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-2, 32-2) gebeugt sind, aufweist, wenn ein von der Lichtquelle (17, 74) emittierter Lichtstrahl abwechselnd und jeweils für eine vorbestimmte Zeitspanne auf die beiden Sätze aus ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) aufgestrahlt wird, und
die Spalteinstelleinheit eine Recheneinheit (27) zum Berechnen einer Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen aufweist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beugungs- oder Gitterabstand der zweiten Beugungsgitter
(32-1, 32-2) in der einen Richtung im wesentlichen
dem betreffenden Abstand in der anderen Richtung gleich
ist.
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