DE3719538C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Einstellen eines Zwischenraums zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt auf eine vorbestimmte Größe nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 10 bzw. 19 und 29. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung dienen insbesondere für die Einstellung eines Zwischenraumes 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 auf ein Plättchen aufbelichtet. Mittels dieses Geräts wird ein im voraus auf einer Maske geformtes Schaltkreismuster mit Röntgenstrahlung bestrahlt, wodurch eine Abbildung des Schaltkreismusters auf ein Plättchen übertragen wird. Vor der Übertragung des Schaltkreismusters muß ein Zwischenraum zwischen Maske und Plättchen genauestens auf eine vorbestimmte Größe eingestellt werden.

Ein Verfahren zum Einstellen eines Zwischenraums zwischen einer Maske und einem Plättchen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der JP-61-116 837 und auch in Y. Tarni, "VLSI Technology", Springer Verlag, Berlin 1986, S. 135-137 und S. 144-147, englische Übersetzung der originalen japanischen Ausgabe, 1981 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Beugungsgitter verwendet. Insbesondere werden dabei ein eindimensionales Beugungsgitter 2 (vergl. Fig. 1) auf einer Maske 1 und eine Reflexionsfläche 4 auf einem Plättchen 3 vorgesehen. Wenn auf die Oberseite 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. 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 eines Zwischenraums einer periodischen Funktion mit einer Periode von P²/λ (darin bedeuten: P = Gitterkonstante des Beugungsgitters 2 und λ = Wellenlänge der Laserstrahlen). Die Größe eines Zwischenraums zwischen Maske 1 und Plättchen 3 wird so eingestellt, daß die Stärke der gebeugten Lichtstrahlen dem Scheitel- bzw. Spitzenwert der periodischen Funktion entspricht. Auf diese Weise kann der genannte Zwischenraum auf eine vorbestimmte Größe eingestellt werden.

Das Beugungsgitter der Maske 1 dient jedoch auch als Reflexions-Beugungsgitter. Aus diesem Grund stören 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 Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen gleich z ist, weisen die gebeugten Lichtstrahlen der ±1. Ordnung 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 oder Stärke der gebeugten Lichtstrahlen und der Größe des Zwischenraums zu einer ungleichförmigen periodischen Funktion mit einer Periode λ/2. Infolgedessen ist es dabei schwierig, die Größe eines Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen genau einzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung von Verfahren und Vorrichtungen zum genauen Einstellen eines Zwischenraums zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt auf eine vorbestimmte Größe.

Diese Aufgabe wird bei den Verfahren und den Vorrichtungen nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 10 bzw. 19 und 29 erfindungsgemäß durch die in den jeweiligen kennzeichnenden Teilen enthaltenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung ermöglicht die Schaffung von Verfahren und Vorrichtungen zum genauen Einstellen eines Zwischenraums zwischen beispielsweise einer Maske und einem Plättchen auf eine vorbestimmte Größe 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 Zwischenraums.

Die Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Erfindung zum Einstellen eines Zwischenraums zwischen beispielsweise einer Maske und einem Plättchen lassen sich wie folgt umreißen:

Ein erstes eindimensionales Beugungsgitter, dessen Streifen 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 in einer Richtung senkrecht zur ersten Richtung verlaufen. Von einer Lichtquelle her werden Laserstrahlen auf das erste Beugungsgitter aufgestrahlt. Der einfallende Lichtstrahl besitzt eine in der zweiten Ebene liegende optische Achse; er wird durch das erste Beugungsgitter gebeugt und von ihm durchgelassen, wobei aus dem ersten Beugungsgitter erste gebeugte Lichtstrahlen austreten, 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, von der dritten Ebene verschiedenen Ebenen übertragen werden. Einer der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen wird erfaßt. Nach Maßgabe der Intensität oder Stärke des erfaßten gebeugten Lichtstrahls wird die Größe des Zwischenraums bzw. Abstands zwischen erstem und zweitem Objekt auf einen vorbestimmten Wert eingestellt.

Die Streifen 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 Beugungsgitters, zweitem Beugungsgitter, drittem Beugungsgitter gebeugt werden, als zweidimensionales Muster. Andererseits werden die von der Oberfläche des ersten Beugungsgitters reflektierten und gebeugten Lichtstrahlen nur in der dritten Ebene übertragen. Einer der dritten gebeugten Lichtstrahlen wird in verschiedenen anderen, von der dritten Ebene unterschiedlichen Ebenen übertragen, so daß er erfaßt werden kann. Aus diesem Grund stört der erfaßte, gebeugte Lichtstrahl nicht die reflektierten und gebeugten Lichtstrahlen. Demzufolge kann der Zwischenraum zwischen erstem und zweitem Objekt genau auf eine vorbestimmte Größe eingestellt werden. Es kann ein zweidimensionales Beugungsgitter als zweites Beugungsgitter benutzt werden. Die Erfindung ist vorteilhaft auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Zwischenraums 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 Zwischenraums 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 Zwischenraums,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Einstellen eines Zwischenraums zwischen einer Maske und einem Plättchen auf eine vorbestimmte Größe, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung erster und zweiter Beugungsgitter, die bei der Vorrichtung nach Fig. 3 auf einer Maske bzw. einem Plättchen vorgesehen sind,

Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung eines Musters 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 bei der Erfindung verwendeten 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 Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen, wobei die gebeugten Lichtstrahlen mittels der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erfaßt werden,

Fig. 9 eine Vorrichtung zum Einstellen eines Zwischenraums 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 Zwischenraums 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 Zwischenraums 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 Zwischenraums 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 Zwischenraums 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 Zwischenraums 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 Zwischenraums 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 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-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 ist 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 Streifen, die in y-Richtung verlaufen. Das zweite Beugungsgitter 16 ist ebenfalls ein eindimensionales Gitter und weist in x-Richtung (Ausgangsrichtung) verlaufende parallele Streifen auf. Genauer gesagt: die Balken dieser Beugungsgitter erstrecken sich senkrecht zueinander.

Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Lasereinheit 17 zum Emittieren eines kohärenden 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 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 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 piezelektrische 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 Zwischenraums zwischen Maske 13 und Plättchen 12 eingestellt wird. Hierbei wird der Zwischenraum 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 (Ausricht­ richtung).

Wenn die Laserstrahlen längs der Strecke erstes Beugungsgitter 15 - zweites Beugungsgitter 16 - erstes 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 Streifen 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. Es 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 Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen nach Maßgabe der erfaßten gebeugten Lichtstrahlen genau eingestellt werden.

Es werden irgendwelche 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 eine Gitterkonstante 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 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 < -a/2)
1 (-a/2 x < a/2)
0 (a/2 x < p/2) (3)

eingesetzt wird läßt sich die komplexe Amplitude C _n des zugebeugten 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 Lichtstrahlen 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 der Maske zu Plättchen und Maske übertragene Lichtstrahl zu gebeugten Lichtstrahlen der (l + m + r)-ten Ordnung bzw. Ordnungen. Die Amplitude des gebeuten Lichtstrahls bestimmt sich aus 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 Heranziehen 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)
= 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)

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 die Gitterkonstante eines Beugungsgitters an der Maske in x-Richtung zu p _x die entsprechende Konstante 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 unmitelbar 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 werden. Ein 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 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),-1}
{-3,(0,1),3}

Im Falle von Z = πλ z/p² läßt sich nach Gleichung (10) die Gleichung für den Lichtstrahl umschreiben zu:

U(0,1)
= (1/π)[(1/4) + 2(1/π)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 I₀ ist, entspricht aus diesem Grund die Lichtstrahlintensität I(0,1):

I(0,1)
= (1/π)² · {(1/4)² + (l/π)² cos 2Z
+ (1/9) (l/π)² · cos 18Z + 4(l/π)⁴
+ (8/9) (l/π)⁴ · cos 16Z + (2/9)²(l/f)⁴} · I₀ (13)

Wie aus dieser Gleichung hervorgeht, ist die Intensität I(0,1) des gebeugten Lichtstrahls eine Funktion nur des Zwischenraums z zwischen Maske und Plättchen, und sie ist nicht einer Verschiebung oder einem Versatz 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 Lichtstrahl­ intensität und Größe des Zwischenraumes 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 berücksichtigt werden:
[1,(0,1),-1], [-1,(0,1),1], [0,(0,1),0]

Nach Gleichung (10) entspricht die Gleichung für den Lichtstrahl:

U[o,1] = (l/π)³ · e^{-i 2Z} + (l/π)³ · e^{-i 2Z}
+ (1/2)² · (l/π)
= 2(l/π)³ e^{-i 2Z} + (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 cos 2Z (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),9], . . . berücksichtigt 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] = (1/2) · (l/π) ·(l/π) · e^{-i 2Z} · e^-ix
+ (l/π) · (l/π) · (l/2) · e^-ix
= (1/2)(l/π)² · e^-ix {1 + e^{-i 2Z} } (16)

darin bedeuten:

X = 2π/p _x · Δ x, Z = πλ/p _x ² · z,
p _x = eine Gitterkonstante des Gitters der Maske,
Δ x = eine Lagenverschiebung,
z = ein Zwischenraum und
λ = eine Laserstrahlwellenlänge.

Die Lichtintensität läßt sich ausdrücken zu:

I(1,1) = |U [1,1]|²
=(1/2)(1/π)⁴ · (1 + cos 2Z) (17)

Fig. 8B veranschaulicht die Beziehung zwischen der Lichtstrahlintensität und der Größe eines Zwischenraumes zwischen Maske und Plättchen für diesen Fall. Dabei enthält die periodische Funktion keine Hochfrequenzkomponenten. Für die Einstellung der Größe des Zwischenraums 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 vorliegenden Einstellverfahren der gebeugte Lichtstrahl erfaßt, der sich nicht längs einer Ebene ausbreitet, die senkrecht zu den Streifen 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 Zwischenraum z ab, und er wird durch die Lage in x-Richtung nicht beeinflußt. Aus diesem Grund braucht bei der Einstellung des Zwischenraums die Lage oder Position in x-Richtung nicht genau gesteuert zu werden. Bei der Erfassung gebeugter Lichtstrahlen der (±1,±1)-ten Ordnung enthält ein Detektions- oder Meßsignal keine Hochfrequenzkomponenten. In diesem Fall kann der Zwischenraum 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 Gitterkonstanten p _{x 1} und p _{x 2} 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 Gitterkonstanten p _{y 1} bzw. p _{y 2} 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 Gitterkonstanten auf. Die beiden zweiten Beugungsgitter 32-1 und 32-2 des Plättchens weisen ebenfalls unterschiedliche Gitterkonstanten 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 I₁ (1,1) und I₂ (1,1) vorgegeben sind, löst die Subtrahierstufe 28 die folgende Gleichung auf:

Δ I = I₁(1,1) - I₂(1,1)

Fig. 11B veranschaulicht die Beziehung zwischen der Lichtstrahl­ intensität und der Größe des Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen für diesen Fall. Die periodische Funktion enthält keine Hochfrequenzkomponente. Ein Sollwert kann einer Nullpunktmessung auf einem linearen Abschnitt der periodischen Funktion unterworfen werden. Dadurch kann die Einstellung der Größe des Zwischenraums 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)-ten Ordnung. In diesem Fall enthält die periodische Funktion Hochfrequenzkomponenten. Letztere stören jedoch nicht die Nullpunktmessung.

Bei dieser Ausführungsform kann der zu erfassende 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 = I₁(0,-1) - I₂(0,-1)

Δ I = I₁(0,1) - I₂(0,-1)

Δ I = I₁(0,-1) - I₂(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, um eine Differenz ihrer Intensitäten zu berechnen. Die beiden ersten Beugungsgitter der Maske weisen unterschiedliche Gitterkonstanten auf, während die beiden zweiten Beugungsgitter des Plättchens gleiche oder ungleiche Gitterkonstanten 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 Schwingspiegel 41 und einen Synchrondetektor 29 zum synchronen Erfassen zweier gebeugter Lichtstrahlen. Der Oszillator 51 erzeugt ein Bezugssignal einer vorbestimmten Frequenz, das dem Schwingspiegel 41 sowie dem Synchrondetektor 29 zugeführt wird. Der Schwingpegel 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 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. Bei der dritten Ausführungsform sind ein eindimensionales Beugungsgitter auf einer Maske und ein zweidimensionales Beugungsgitter mit Querstreifen 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:

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 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}

In diesem Fall bestimmt sich die Intensität I (0,1) des gebeugten Lichtstrahls zu:

I(0,1) = (1/π)² · [(1/2)⁶ + (1/π)⁴
+ (1/2)²(1/π)² · cos 2Z + 4(1/π)⁴
cos2 X + 4(1/f)² · {(1/2)³ + (1/π)²}
cos X · cos Z] I₀ (18)

worin bedeutet:
X = (2π/p _x ) Δ x.

In diesem Fall wird daher die Größe des Zwischenraums so eingestellt, daß Δ x auf einem solchen Wert gehalten wird, daß sich nicht cos X = 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 einer Gitterkonstanten 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 einer Gitterkonstanten p _x in x-Richtung und einer Gitterkonstanten P _1y in y-Richtung. Das zweite Beugungsgitter 36-2 ist ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einer Gitterkonstanten p _x in x-Richtung und einer Gitterkonstanten 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, um damit auf dieselbe Weise wie bei der zweiten Ausführungsform die Größe des Zwischenraums einzustellen. Für diesen Zweck erfolgt die Zwischenraum-Einstellung 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 = I₁(0,1) - I₂(0,1)

Fig. 5 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Differenz der jeweiligen Intensität der gebeugten Lichtstrahlen und der Größe der Zwischenräume 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 ist 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 an einem Sollwert am linearen Abschnitt der periodischen Funktion vorzunehmen.

Bei der dritten Ausführungsform kann die Größe des Zwischenraums nach dem Synchronerfassungsverfahren gemäß Fig. 12 eingestellt werden. In diesem Fall weisen die beiden Beugungsgitter des Plättchens gleiche oder verschiedene Gitterkonstanten 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 Zwischenraum auf. Aus diesem Grund kann die Genauigkeit der Zwischenraum-Einstellung beeinträchtigt werden.

Wenn bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 16 das zweidimensionale Beugungsgitter auf dem Plättchen eine Gitterkonstante p _wx in x-Richtung und eine Gitterkonstante 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 eine Gitterkonstante 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 Zwischenraumgröße 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 Welligkeits­ anteilen.

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. 8 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 Belichtungs­ lichtquelle 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.

Bei diesem Belichtungsgerät muß das Plättchen 63 am Fokussierpunkt (bzw. Brennpunkt) der Projektionslinse 66 angeordnet sein. Insbesondere muß dabei eine Defokussiergröße z des Plättchen 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 Transmissions- Beugungsgitter 71 an der Maske 72 vorgesehen. Am Plättchen 63 ist ein zweites Reflexions-Beugungsgitterr 72 vorgesehen. Das erste Beugungsgitter 71 ist ein eindimensionales Beugungsgitter, dessen Streifen in y-Richtung verlaufen. Das zweite Beugungsgitter 72 ist ein eindimensionales Beugungsgitter, dessen Streifen in x-Richtung (Ausrichtrichtung) verlaufen. Die Streifen dieser Beugungsgitter stehen senkrecht zueinander.

Bei diesem Gerät wird das Plättchen 63 auf die im folgenden beschriebene Weise am Fokussiergerät 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 Funktionen 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 _{y 1} = p _{y 2} 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 Synchronerfassung- 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 Gitterkonstanten p _{y 1} = p _{y 2} oder p _{y 1} = p _{y 2} 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 Streifenrichtung 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 dritten 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 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 Zwischenraums zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt mit ebenen Oberflächen (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 Streifen 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 Streifen, die in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung verlaufen, vorgesehen wird,
das erste Beugungsgitter (15, 31-2, 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 werden, so daß zweite gebeugte Lichtstrahlen von dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) reflektiert werden,
die zweiten gebeugten Lichtstrahlen zum ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) übertragen
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 wird und die Größe des Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls eingestellt 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 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 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 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 abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen den Intensitäten dieser beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Zwischenraums 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 Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13) auf der Grundlage der Differenz zwischen den Intensitäten eingestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Projektionslinse (66) zwischen Maske (62) udn Plättchen (63) angeordnet wird,
die vom ersten Beugungsgitter (71) durchgelassenen ersten gebeugten Lichtstrahlen über die Projektionslinse (66) zum zweiten Beugungsgitter (72) übertragen werden und
die vom zweiten Beugungsgitter (72) gebeugten und reflektierten zweiten gebeugten Lichtstrahlen durch die Projektionslinse (66) zum ersten Beugungsgitter (71) übertragen werden.

10. Verfahren zum Einstellen eines Zwischenraums zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt mit ebenen Oberflächen (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 Streifen 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 Querstreifen vorgesehen wird, wobei sich die einen Streifen der Querstreifen 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 werden, so daß zweite gebeugte Lichtstrahlen von dem zweiten Beugungsgitter reflektiert werden,
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 wird und
die Größe des Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Objekt (12, 13, 62, 63) nach Maßgabe der Intensität des erfaßten gebeugten Lichtstrahls eingestellt 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 10, 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 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 der Abstand u zwischen den beiden ersten Beugungsgittern (31-1, 31-2), der Abstand v zwischen den beiden Beugungsgittern (32-1, 32-2), die Gitterkonstante in x-Richtung, p _x von ersten und zweiten Beugungsgittern (31-1, 31-2, 32-1, 32-2) und eine beliebige ganze Zahl N in folgender Beziehung stehen: v = u + {(2N + 1)/2} · p _x wobei dies für den Fall gilt, daßbei 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 Zwischenraums 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 Gitterkonstanten aufweisen und die beiden zweiten Beugungsgitter (32-1, 32-2) unterschiedliche Gitterkonstanten 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 dieselbe Gitterkonstante aufweisen,
das von der Lichtquelle (17) emittierte Licht für jeweils eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd auf dei 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 jeweils eine vorbestimmte Zeitspanne abwechselnd abgegriffen werden und
eine Differenz zwischen Intensitäten der beiden gebeugten Lichtstrahlen berechnet wird, so daß die Größe des Zwischenraums 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 die Gitterkonstante des zweiten Gitters (32-1, 32-2) in der einen Richtung derjenigen in der anderen Richtung gleich ist.

19. Vorrichtung zum Einstellen eines Zwischenraums zwischen einem ersten und einem zweiten Objekt mit ebenen Flächen (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 Streifen 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 Streifen aufweist, wobei die ersten gebeugten Lichtstrahlen vom ersten Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) zum zweiten Beugungsgitter (16, 31-1, 31-2, 72) so übertragen werden, daß sie durch letzteres gebeugt und zweite gebeugte Lichtstrahlen von dem zweiten Beugungsgitter (16, 31-1, 31-2, 72) reflektiert werden, und die zweiten gebeugten Lichtstrahlen vom zweiten Beugungsgitter (16, 31-1, 31-2, 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 anderen, von der dritten Ebene (103) unterschiedlichen Ebenen übertragen werden,
eine Detektoreinheit (26, 74) zum Erfassen eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen und
eine Spalteinstelleinheit (20, 21) zum Einstellen der Größe des 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, 31-1, 31-2, 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 vorausgesetzt sind und
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum Abgrenzen eines der Lichtstrahlen (0, ±1)-ten Ordnung aus den anderen dritten Lichtstrahlen aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit (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 Spelteinstelleinheit eine Signalverarbeitungsschaltung (20) zum Verarbeiten des elektrischen Signals und zum Erzeugen eines Steuersignals sowie eine Maskenverschiebungseinheit (21) zum Einstellen des 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 25, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) unterschiedliche Gitterkonstanten aufweisen und die beiden zweiten Beugungsgitter (32-1, 32-2) ebenfalls unterschiedliche Gitterkonstanten 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.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Beugungsgitter (31-1, 31-2) unterschiedliche Gitterkonstanten 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 Spalteinsteleinheit 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) eine Projektionslinse (66) angeordnet ist.

29. Vorrichtung zum Einstellen eines Zwischenraums zwischen einem ersten und einem zweiten Objektiv mit ebenen Oberflächen (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 (12, 62) vorgesehenes erstes eindimensionales Beugungsgitter (15, 31-1, 31-2, 71) mit parallelen Streifen, 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 Querstreifen, 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 zweite gebeugte Lichtstrahlen von dem zweiten Beugungsgitter (16, 32-1, 32-2, 72) reflektiert werden, wobei 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, und 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 eines der anderen dritten gebeugten Lichtstrahlen und
eine Spalteinstelleinheit (20, 21) zum Einstellen der Größe eines 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 opgischen Achse (104) des einfallenden Lichtstrahls liegt, als Ursprung vorausgesetzt sind, und
die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum Abgreifen eines der Lichtstrahlen (0,±1)-ter 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 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 (31-1, 32-1) zu v und eine Gitterkonstante 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 wobei die Detektoreinheit eine Abgreifeinheit (19, 33, 34) zum getrennten 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.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Beugungsgitter (31-1, 31-2) dieselbe Gitterkonstante aufweisen und die beiden zweiten Beugungsgitter (32-1, 32-2) unterschiedliche Gitterkonstanten 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 Lichtstrahls 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) dieselbe Gitterkonstante 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.

38. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterkonstante der zweiten Beugungsgitter (32-1, 32-2) in der einen Richtung im wesentlichen der betreffenden Konstante in der anderen Richtung gleich ist.