JPS63243803A - Gap setting device - Google Patents

Gap setting device

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Publication number
JPS63243803A
JPS63243803A JP62078501A JP7850187A JPS63243803A JP S63243803 A JPS63243803 A JP S63243803A JP 62078501 A JP62078501 A JP 62078501A JP 7850187 A JP7850187 A JP 7850187A JP S63243803 A JPS63243803 A JP S63243803A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gap
diffraction grating
target value
diffracted light
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP62078501A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobutaka Kikuiri
信孝 菊入
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS63243803A publication Critical patent/JPS63243803A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/703Gap setting, e.g. in proximity printer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor

Abstract

PURPOSE:To set an accurate gap by removing the ripple component of diffracted light and performing gap control based on a set target value. CONSTITUTION:The double diffraction grating consisting of a diffraction gratings 26a and 26b, and 27a and 27b provided to a mask 25, a wafer 24 respectively adjusts the gap between the mask 25 and wafer 26. At this time, a CPU 34 as a gap setting means drives a Z-axial table 22 continuously through a servo device 37 and a Z-axial driving mechanism 21 to sweep the gap. This CPU 34 samples the output of a gap sensor 35 simultaneously and takes a regressive analysis by employing an estimating method to remove the contained ripple component. Thus, the CPU 34 finds the gap desired value from the relation between a diffraction intensity signal from a photodetector 31 after the ripple component is removed and the output signal of the sensor 35 and controls the servo device 37 and Z-axial driving mechanism 21 so that the gap between the mask 25 and wafer 24 approximates the desired value.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えば超LSI製造のための露光装置にお
けるマスクとウェハとの間隙設定等に好適な間隙設定装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a gap setting device suitable for setting a gap between a mask and a wafer in an exposure apparatus for manufacturing VLSI, for example.

(従来の技術) 例えば、超LSIの回路パターンの製造手段として、露
光装置が知られている。このような装置を用いてパター
ン転写を行なう場合、露光に先立ちマスクとウェハとの
間隙を高精度に設定する必要がある。
(Prior Art) For example, an exposure apparatus is known as a means for manufacturing a circuit pattern of a VLSI. When pattern transfer is performed using such an apparatus, it is necessary to set the gap between the mask and the wafer with high precision prior to exposure.

このマスクとウェハとの間隙設定法として回折格子を用
いた設定法が知られている。この設定法は、第6図に示
すように、マスク1にストライブ状の回折格子2を設け
るとともに、ウェハ3に反射面4を設け、マスク1上面
からレーザー光を照射して、回折格子2によって生じる
1次回折光強度1(+1)又は−1次回折光強度1(−
1>を測定することにより、マスク1とウェハ3との間
隙を設定する方式である。
A method using a diffraction grating is known as a method for setting the gap between the mask and the wafer. As shown in FIG. 6, this setting method involves providing a striped diffraction grating 2 on a mask 1, providing a reflective surface 4 on a wafer 3, and irradiating a laser beam from the top surface of the mask 1 to create a striped diffraction grating 2. The first-order diffracted light intensity 1 (+1) or -1st-order diffracted light intensity 1 (-
This method sets the gap between the mask 1 and the wafer 3 by measuring 1>.

しかしながら、この間隙設定法では、マスク1が反射型
回折格子としても作用するので、マスク1→ウエハ3→
マスク1を経由して戻ってきた1次光又は−1次光と、
マスク1上で反射された光とが干渉してしまい、第7図
に示すように、λ/2(λはレーザ光の波長)周期の干
渉波が現われてしまう。このため、マスク1とウェハ3
との平行度等が影響して、マスク1とウェハ3の間隙を
高精度に検出するのが困難になるという不具合があった
However, in this gap setting method, mask 1 also acts as a reflection type diffraction grating, so mask 1 → wafer 3 →
The first-order light or -first-order light that returned via the mask 1,
The light reflected on the mask 1 interferes, and as shown in FIG. 7, an interference wave with a period of λ/2 (λ is the wavelength of the laser beam) appears. For this reason, mask 1 and wafer 3
There was a problem in that it was difficult to detect the gap between the mask 1 and the wafer 3 with high precision due to the influence of the parallelism between the mask 1 and the wafer 3.

そこで、マスク側にストライブ状の第1の回折格子を設
け、これと対向するウェハ側に2次元格子状の第2の回
折格子を設けて上記干渉波の影響を排除した間隙設定装
置も提案されている(特願昭61−135172号:但
し、公知ではない)。
Therefore, we also proposed a gap setting device that eliminates the influence of the interference waves by providing a first striped diffraction grating on the mask side and a second two-dimensional grating on the wafer side opposite to this. (Japanese Patent Application No. Sho 61-135172: However, this is not publicly known).

第8図に、その−例を示す。An example is shown in FIG.

Z軸テーブル11上に&Itされたウェハテーブル12
上には、ウェハ13が載置され、さらに、このウェハ1
3上に、所定の間隙(2)を介してマスク14が配置さ
れている。このマスク14の所定位置には、透過型の第
1の回折格子15a。
Wafer table 12 placed on Z-axis table 11
A wafer 13 is placed on top, and the wafer 1
A mask 14 is placed on the mask 3 with a predetermined gap (2) in between. At a predetermined position of this mask 14, a transmission type first diffraction grating 15a is provided.

15bが配置されている。また、回折格子15a。15b is arranged. Also, a diffraction grating 15a.

−15bと対向するウェハ13側には、反射型の第2の
回折格子16a、16bが配置されている。
Reflective second diffraction gratings 16a and 16b are arranged on the wafer 13 side facing -15b.

第1の回折格子15a、15bのパターンは、例えば第
9図に示すように、ストライブ状のパターンで、第2の
回折格子16a、16bのパターンは、2次元格子状の
パターンとなっている。そして、M2の回折格子16b
のy方向ピッチP bwyが第2の回折格子16aのy
方向ピッチP awyと異なるように設定されている。
The pattern of the first diffraction gratings 15a, 15b is a stripe-like pattern, and the pattern of the second diffraction gratings 16a, 16b is a two-dimensional grating pattern, as shown in FIG. 9, for example. . And M2 diffraction grating 16b
The y-direction pitch P bwy of the second diffraction grating 16a is
The pitch is set to be different from the direction pitch Pawy.

また、第2の回折格子16a、16b間の距mbは゛、
b=a+Pwx/2 (a:第1の回折格子158.15b間距離、Pwx:
第2の回折格子16a、16bのX方向ピッチ) に設定されている。
Further, the distance mb between the second diffraction gratings 16a and 16b is
b=a+Pwx/2 (a: distance between first diffraction gratings 158.15b, Pwx:
The pitch of the second diffraction gratings 16a, 16b in the X direction) is set as follows.

これら回折格子158〜16bには、図示しないレーザ
光源からのレーザ光Cが照射されている。
These diffraction gratings 158 to 16b are irradiated with laser light C from a laser light source (not shown).

そして、これら回折格子15a〜16bで回折された光
のうち、特定の方向の光、例えば第10図におけるf(
0,1)方向の光をミラー17a。
Among the lights diffracted by these diffraction gratings 15a to 16b, light in a specific direction, for example f(
0, 1) direction to the mirror 17a.

17bを介して図示しない受光光学系及び信号処理系に
導くように構成されている。そして、上記信号処理系で
得られた信号で前記2軸テーブル11をZ軸方向に駆動
してウェハ13とマスク14との間隙調整を行なうよう
にして、いる。
It is configured to lead to a light receiving optical system and a signal processing system (not shown) via 17b. Then, the two-axis table 11 is driven in the Z-axis direction using a signal obtained by the signal processing system to adjust the gap between the wafer 13 and the mask 14.

以上の構成において、レーザ光源から第1の回折格子1
5a、15bに照射されたレーザ光Cは、回折格子15
a (15b)−回折格子16a(16b)−4回折格
子1,5a(15b)を経由する間、二重回折格子の作
用によって回折される。
In the above configuration, from the laser light source to the first diffraction grating 1
The laser beam C irradiated onto 5a and 15b is transmitted through the diffraction grating 15.
a (15b) - Diffraction grating 16a (16b) - 4 While passing through diffraction gratings 1 and 5a (15b), it is diffracted by the action of the double diffraction grating.

このため、第10図に示すようにそれぞれ9つの方向の
0次及び1次の回折光が得られる。例えば1組の回折格
子15a、16aについてみると、X方向に0次、y方
向に1次の回折光1(0,1)の強度とギャップ2とは
第11図に示すようにな関係になる。
Therefore, as shown in FIG. 10, zero-order and first-order diffracted lights in nine directions are obtained. For example, when looking at a pair of diffraction gratings 15a and 16a, the intensity of diffracted light 1 (0, 1) of 0th order in the X direction and 1st order in the y direction and the gap 2 have a relationship as shown in FIG. Become.

この装置では、X方向に0次、y方向に±1次の回折光
を検出するようにしているので、回折格子15a (1
5b)で反射された光と上記回折光とが干渉することが
ない。したがって、得られた回折光に基づいて間隙WA
整を行なうことにより、干渉波の影響を受けない高精度
の間隙設定を行なうことができる。
This device detects 0th order diffracted light in the X direction and ±1st order diffracted light in the y direction, so the diffraction grating 15a (1
The light reflected by step 5b) and the diffracted light do not interfere with each other. Therefore, based on the obtained diffracted light, the gap WA
By performing the adjustment, it is possible to set the gap with high precision without being affected by interference waves.

また、この装置では、回折格子15a、16aで得られ
る(0.1)回折光と、回折格子15b。
Furthermore, in this device, the (0.1) diffracted light obtained by the diffraction gratings 15a and 16a and the diffraction grating 15b.

16bで得られる(0.1)回折光とは、第2の回折格
子15a、15bのy方向の格子ピッチが異なっている
ことから、第8図にも示すように、それぞれ異なる方向
で検出される。したがって、これら両回折光の強度11
  (0,1)、[2(0゜1)から、 Δl−11(0,1)−I2  (0,1)なる演痺を
行なうと、第12図に示すような曲線を得ることができ
る。従って、この曲線のゼロクロス点を検出することに
より最適な間隙を設定できる。
Since the grating pitch in the y direction of the second diffraction gratings 15a and 15b is different from the (0.1) diffracted light obtained by the diffraction grating 16b, the diffracted light is detected in different directions as shown in FIG. Ru. Therefore, the intensity of both these diffracted lights is 11
From (0,1), [2 (0°1), if we perform the paralysis of Δl-11(0,1)-I2 (0,1), we can obtain a curve as shown in Figure 12. . Therefore, the optimum gap can be set by detecting the zero-crossing point of this curve.

しかしながら、この装置では、第13図に示すように、
マスク14とウェハ13との間で多重反射する光が干渉
するために、第12図に示す曲線には、実際には第14
図に示すように、間隙がλ/2変わる毎に振幅が変化す
るリップルが生じ、この結果、ゼロクロス点が複数検出
されて正確な間隙位置決めを行なうことができないとい
う問題があった。
However, with this device, as shown in FIG.
Because the multiple reflected light interferes between the mask 14 and the wafer 13, the curve shown in FIG.
As shown in the figure, a ripple whose amplitude changes every time the gap changes by λ/2 occurs, and as a result, a plurality of zero-crossing points are detected, making it impossible to perform accurate gap positioning.

(発明が解決しようとする問題点) このように、2重回折格子を用いた前述の間隙設定装置
では、多重反射によるリップルの影響で間FJ1調整精
度の低下を招くという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the above-mentioned gap setting device using a double diffraction grating has a problem in that the accuracy of the FJ1 adjustment is reduced due to the influence of ripples due to multiple reflections.

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもの
で、検出信号に含まれるリップルの影響を除去し、正確
な間隙調整が可能な間隙設定装置を提供することを目的
とする。
The present invention was made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a gap setting device that eliminates the influence of ripples included in the detection signal and allows accurate gap adjustment.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、第1の物体に設けられたストライプ状の第1
の回折格子と、上記第1の物体と対向する第2の物体に
設けられた2次元格子状の第2の回折格子とからなる二
重回折格子を備え、この二重回折格子によって山勘体間
の間隙を調整する間隙設定装置において、前記両物体間
の間隙を変化させる駆動機構と、前記両物体間の間隙に
対応した信号を出力する間隙検出手段と、前記二重回折
格子からの回折光を受光する受光手段と、前記駆動機構
を制御して前記間隙を連続的に変化させながら、前記間
隙検出手段の出力信号と前記受光手段で受光された前記
回折光の強度との関係を求め、この関係からリップル分
を除去して間隙目標値を設定する目標Wij!定手段と
、この目標Wi設定手段で設定された前記間隙目標値に
前記間隙を近付けるべく前記駆動機構を制御する駆動制
御手段とを具備したことを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a striped first structure provided on a first object.
and a second diffraction grating in the form of a two-dimensional grating provided on a second object facing the first object. A gap setting device for adjusting a gap between bodies, comprising: a drive mechanism for changing the gap between the two objects; a gap detection means for outputting a signal corresponding to the gap between the two objects; and a relationship between an output signal of the gap detection means and the intensity of the diffracted light received by the light receiving means while controlling the drive mechanism to continuously change the gap. The target Wij! is calculated, and the ripple is removed from this relationship to set the gap target value. and drive control means for controlling the drive mechanism to bring the gap closer to the gap target value set by the target Wi setting means.

(作用) 目標値設定手段が駆動機構を制御して第1、第2の物体
間の間隙を連続的に変化させると、受光手段には、リッ
プル分を含んだ回折光の連続的な強度信号が検出される
。このリップル分は、目標値設定手段によって除去され
る。リップル除去の方法としては、例えば、受光手段の
出力と、間隙検出手段からの出力とを同時サンプリング
して回帰分析によって推定曲線を求めたり、受光手段の
出力を低域通過フィルタでフィルタリングすること等が
考えられる。目標値設定手段は、このようにして求めら
れたリップル分の除去された受光手段の回折強度信号と
間隙検出手段の出力信号との関係から間隙目標値(間隙
検出手段の目標値)を求−める。そして、駆動制御手段
は、得られた間隙目標値に山勘体間の間隙が近付くよう
に駆vJ機構を制御する。
(Function) When the target value setting means controls the drive mechanism to continuously change the gap between the first and second objects, the light receiving means receives a continuous intensity signal of the diffracted light including ripples. is detected. This ripple is removed by the target value setting means. Ripple removal methods include, for example, simultaneously sampling the output of the light receiving means and the output from the gap detecting means and obtaining an estimated curve by regression analysis, or filtering the output of the light receiving means with a low-pass filter. is possible. The target value setting means calculates a gap target value (target value of the gap detection means) from the relationship between the thus obtained diffraction intensity signal of the light receiving means from which the ripple component has been removed and the output signal of the gap detection means. Melt. The drive control means then controls the drive/vJ mechanism so that the gap between the mountain handles approaches the obtained gap target value.

従って、本発明によれば、二重回折格子によって得られ
る回折光のリップル分を除去した後に最適な目標値を設
定し、この目標値に基づいて間隙制御を行なうようにし
ているので、正確な間隙設定を行なうことができる。
Therefore, according to the present invention, the optimum target value is set after removing the ripple of the diffracted light obtained by the double diffraction grating, and the gap control is performed based on this target value. You can set the gap accordingly.

(実施例) 第1図に本発明の一実施例を示す。(Example) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

2軸駆動機構21によってZ軸方向(チルトに駆動され
るものでも良い)に駆動される2軸テーブル22の上に
は、ウェハテーブル23が配置されている。このウェハ
テーブル23には、ウェハ24が載置されており、さら
にこのウェハ24上には、上記ウェハ24と所定の間隙
2をあけてマスク25が配置されている。このマスク2
5の所定位置には、2つの透過型の第1の回折俗子26
a、26bが配置されている。また、これら第1の回折
格子26a、26bと対向するウェハ24側には、2つ
の反射型の第2の回折格子27a、27bが配置されて
いる。
A wafer table 23 is placed on a two-axis table 22 that is driven in the Z-axis direction (it may be driven in a tilt direction) by a two-axis drive mechanism 21 . A wafer 24 is placed on the wafer table 23, and a mask 25 is placed on the wafer 24 with a predetermined gap 2 between the wafer 24 and the wafer 24. This mask 2
At predetermined positions of 5, there are two transmission type first diffraction lenses 26.
a, 26b are arranged. Furthermore, two reflective second diffraction gratings 27a and 27b are arranged on the wafer 24 side facing the first diffraction gratings 26a and 26b.

これら回折格子26a〜27bは、例えば前述した第9
図のようなパターンからなるものである。
These diffraction gratings 26a to 27b are, for example, the ninth gratings mentioned above.
It consists of a pattern as shown in the figure.

これら回折格子26a〜27bには、レーザ光源28か
らのレーザ光Cがミラー29を介して照射されている。
These diffraction gratings 26a to 27b are irradiated with laser light C from a laser light source 28 via a mirror 29.

そして、これら回折格子26a〜27bで回折された光
のうち、特定の方向の光、例えば第10図におけるI(
0,1)方向の光をミラー30a、30bを介して、フ
ォトディテクタ31に導くようにしている。このフォト
ディテクタ31の受光信号は、フォトアンプ32で差動
増幅され差信号ΔIとなって出力される。この差信号Δ
■は、A/Dlj換器33において所定のサンプリング
タイムでA/D変換された後、CPU34に取込まれて
いる。
Among the lights diffracted by these diffraction gratings 26a to 27b, light in a specific direction, for example, I(
0, 1) direction is guided to a photodetector 31 via mirrors 30a and 30b. The light reception signal of this photodetector 31 is differentially amplified by a photoamplifier 32 and output as a difference signal ΔI. This difference signal Δ
After being A/D converted at a predetermined sampling time in the A/Dlj converter 33, the signal (2) is taken into the CPU 34.

一方、2軸テーブル22の下面の複数位置には、7輪テ
ーブル22のZ軸方向の変位を測定する間隙検出手段と
なる複数のギャップセンサ35が設置されている。この
ギャップセンサ35は、例えばマイクロセンスのような
変位センサからなるもので、その出力信号はA/D変換
器36によって前記A/D変換器33と同一のサンプリ
ングタイムでA/D変換される。A/D変換されたデー
タは、CPLJ34に取込まれる。
On the other hand, a plurality of gap sensors 35 are installed at a plurality of positions on the lower surface of the two-axis table 22 to serve as gap detection means for measuring the displacement of the seven-wheel table 22 in the Z-axis direction. The gap sensor 35 is composed of a displacement sensor such as a micro sense, and its output signal is A/D converted by an A/D converter 36 at the same sampling time as the A/D converter 33. The A/D converted data is taken into the CPLJ34.

CPLI34は、これら入力データに基づいて後述する
間隙目標値を設定する目標値設定手段となるものである
。サーボ装置37は、CPU34で設定された間隙目標
値とギャップセンサ35の出力とが等しくなるように2
軸駆動機構21を制御するものである。
The CPLI 34 serves as target value setting means for setting a gap target value, which will be described later, based on these input data. The servo device 37 adjusts the gap so that the gap target value set by the CPU 34 is equal to the output of the gap sensor 35.
It controls the shaft drive mechanism 21.

以上の構成において、CPU34は、間隙設定に先だっ
て、まず、間隙目標の初期値として20を設定し、サー
ボ装置37に与える(第2図ステップ81 )。サーボ
装置37は、2軸駆動機構21を駆動して、ギャップセ
ンサ35の出力が初期目標値20と等しくなるようにZ
軸テーブル22を初期位置に移動させる。
In the above configuration, before setting the gap, the CPU 34 first sets 20 as the initial value of the gap target and provides it to the servo device 37 (step 81 in FIG. 2). The servo device 37 drives the two-axis drive mechanism 21 to adjust Z so that the output of the gap sensor 35 becomes equal to the initial target value 20.
Move the axis table 22 to the initial position.

次に、CPU34は、サーボ装置37に上記目標値に対
し所定の速度でスィーブする信号を与えることで、2軸
駆動機構21を介して2軸テーブル22を連続的に駆動
して、間隙2をスィーブさせる。そして、CPU34は
、スイープを行ないながら、差信号Δ■とギャップセン
サ35の出力とを同時サンプリングする(ステップS2
)。これによって、例えば第3図中黒点で示すようなセ
ンサ出力に対する差信号Δ■のデータが得られるが、こ
のデータにはリップル成分が含まれている。
Next, the CPU 34 continuously drives the two-axis table 22 via the two-axis drive mechanism 21 by giving a signal to the servo device 37 to sweep at a predetermined speed with respect to the target value, thereby reducing the gap 2. Make it sweep. Then, the CPU 34 simultaneously samples the difference signal Δ■ and the output of the gap sensor 35 while performing the sweep (step S2
). As a result, data of a difference signal Δ■ with respect to the sensor output as shown by black dots in FIG. 3, for example, is obtained, but this data includes a ripple component.

そこで、CPU34は、得られたデータを例えば最小二
乗法のような推定手法を用いて回帰分析して第4図に示
すようなリップル成分の除去された曲線Rを得る(ステ
ップ83 )。そして、得られた曲線Rにおいて差信号
Δ■が0となる点(ゼロクロス点)を求め、その点にお
けるギャップセンサ35の出力値を間隙目標値として設
定する(ステップ84)。
Therefore, the CPU 34 performs regression analysis on the obtained data using an estimation method such as the least squares method to obtain a curve R from which ripple components have been removed as shown in FIG. 4 (step 83). Then, a point (zero cross point) at which the difference signal Δ■ becomes 0 is found on the obtained curve R, and the output value of the gap sensor 35 at that point is set as the gap target value (step 84).

このようにして求められた間隙目標値は、サーボ装置3
7に与えられる。したがって、サーボ装置37は、以後
、ギャップ2が上記間隙目標値に一致するようにZ軸駆
動機構21を制御する。
The gap target value obtained in this way is
7 is given. Therefore, the servo device 37 thereafter controls the Z-axis drive mechanism 21 so that the gap 2 matches the target gap value.

このように、本実施例によれば、サンプリングされたデ
ータを回帰分析することにより、リップルの除去された
曲線Rを求め、この曲線Rに基づいて間隙目標値を決定
するようにしているので、リップルの影響を排除した正
確な目標値を与えることができる。
As described above, according to this embodiment, the curve R from which ripples have been removed is obtained by regression analysis of the sampled data, and the gap target value is determined based on this curve R. Accurate target values can be given without the influence of ripples.

なお、上記実施例では、回帰分析によってリップル成分
を除去したが、例えば第5図に示すように、フォトアン
プ32の出力を低域通過フィルタ(LPF)41で低域
ろ波し、これによってリップル分の除去された差信号Δ
■をサンプリングするようにしても同様の効果を得るこ
とができる。
In the above embodiment, the ripple component was removed by regression analysis, but for example, as shown in FIG. The removed difference signal Δ
A similar effect can be obtained by sampling (2).

また、上記実施例では、間隙検出手段としてギャップセ
ンサを用いたが、例えばZ軸テーブルを圧電素子で駆動
するような場合には、圧電素子への印加電圧を間隙に対
応した信号として用いるようにすれば、特別なセンサを
設ける必要がなくなる。
Furthermore, in the above embodiment, a gap sensor is used as a gap detection means, but if the Z-axis table is driven by a piezoelectric element, for example, the voltage applied to the piezoelectric element may be used as a signal corresponding to the gap. This eliminates the need to provide a special sensor.

なお、二重回折格子は、1組でも良く、この場合には第
11図に示す曲線が所定のしきい値と横切る点を目標設
定点とすれば良い。
Note that a single set of double diffraction gratings may be used, and in this case, the point where the curve shown in FIG. 11 crosses a predetermined threshold value may be set as the target setting point.

2組の回折格子を用いる場合には、差信号Δ■として、 ΔI=It  (0,−1)−12(0,−1)Δl−
11(0,1)−12(0,−1)Δl−1t  (0
,−1)−12(0,1)などを求めれば良い。
When using two sets of diffraction gratings, the difference signal Δ■ is ΔI=It (0,-1)-12(0,-1)Δl-
11(0,1)-12(0,-1)Δl-1t (0
, -1)-12(0,1), etc.

なお、本発明は、特にマスクとウェハとの間隙設定に適
用を限定されるものではなく、高精度の間隙設定を行な
う他の用途への適用も可能である。
Note that the present invention is not particularly limited in its application to setting the gap between a mask and a wafer, but can also be applied to other uses in which the gap is set with high precision.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、検出信号のリッ
プル成分の影響を排除でき、間隙設定精度の向上化を図
ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of the ripple component of the detection signal, and it is possible to improve the gap setting accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る間隙設定装置の構成を
示す図、第2図は同装置の動作を示す流れ図、第3図は
同装置によってサンプリングされた点を示す図、第4図
は同装置による回帰分析によって求められた曲線を示す
図、第5図は本発明の他の実施例に係る間隙設定装置の
構成を示す図、第6図〜第14図は従来の間隙設定装置
の説明をするための図である。 1.14.25・・・マスク、2・・・回折格子、3.
13.24・・・ウェハ、4・・・反射面、11・・・
Z軸テーブル、12・・・ウェハテーブル、15a。 15b、26a、26b・・・第1の回折格子、16a
、16b、27a、27’o−・・第2の回折格子、1
7a、17b、29.30a、30b−・・ミラー、3
5・・・ギャップセンサ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第3図    第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第10図 第11図 第12図
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a gap setting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the device, FIG. 3 is a diagram showing points sampled by the device, and FIG. The figure shows a curve obtained by regression analysis using the same device, FIG. 5 shows the configuration of a gap setting device according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 14 show a conventional gap setting device. FIG. 2 is a diagram for explaining the device. 1.14.25...Mask, 2...Diffraction grating, 3.
13.24... Wafer, 4... Reflective surface, 11...
Z-axis table, 12...Wafer table, 15a. 15b, 26a, 26b...first diffraction grating, 16a
, 16b, 27a, 27'o--second diffraction grating, 1
7a, 17b, 29.30a, 30b--Mirror, 3
5...Gap sensor. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 10 Figure 11 Figure 12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)対向配置された第1の物体と第2の物体との間の
間隙を変化させる駆動機構と、前記両物体間の間隙に対
応した信号を出力する間隙検出手段と、前記第1の物体
に設けられたストライプ状の第1の回折格子と、前記第
2の物体上に前記第1の回折格子と対向するように配置
された二次元格子状の第2の回折格子と、前記第1の回
折格子にレーザ光を照射するレーザ光源と、上記第1の
回折格子を透過した後、前記第2の回折格子で反射され
再び前記第1の回折格子を透過した回折光のうち、前記
第1の回折格子のストライプ方向と直交する方向が0次
、ストライプ方向が±1次の回折光を受光する受光手段
と、前記駆動機構を制御して前記間隙を連続的に変化さ
せながら、前記間隙検出手段の出力信号と前記受光手段
で受光された前記回折光の強度との関係を求め、この関
係からリップル分を除去して間隙目標値を設定する目標
値設定手段と、この目標値設定手段で設定された前記間
隙目標値に前記間隙を近付けるべく前記駆動機構を制御
する駆動制御手段とを具備したことを特徴とする間隙設
定装置。
(1) A drive mechanism that changes the gap between a first object and a second object that are arranged facing each other; a gap detection means that outputs a signal corresponding to the gap between the two objects; a first diffraction grating in the form of a stripe provided on the object; a second diffraction grating in the form of a two-dimensional grating placed on the second object to face the first diffraction grating; a laser light source that irradiates a laser beam onto the first diffraction grating; and among the diffracted light that passes through the first diffraction grating, is reflected by the second diffraction grating, and then passes through the first diffraction grating again, the a light receiving means for receiving diffracted light of zeroth order in a direction orthogonal to the stripe direction of the first diffraction grating and ±1st order diffracted light in the stripe direction; target value setting means for determining a relationship between the output signal of the gap detection means and the intensity of the diffracted light received by the light receiving means and removing ripples from this relationship to set a gap target value; and drive control means for controlling the drive mechanism to bring the gap closer to the gap target value set by the gap setting device.
(2)前記目標値設定手段は、前記間隙検出手段の出力
信号と前記受光手段で受光された回折光の強度とを同時
サンプリングする手段と、この手段でサンプリングされ
たデータを回帰分析して前記間隙目標値を得る手段とを
具備したものである特許請求の範囲第1項記載の間隙設
定装置。
(2) The target value setting means includes means for simultaneously sampling the output signal of the gap detection means and the intensity of the diffracted light received by the light receiving means, and a regression analysis of the data sampled by this means. The gap setting device according to claim 1, further comprising means for obtaining a gap target value.
(3)前記目標値設定手段は、前記連続的に得られる前
記回折光の強度の信号の高域成分を除去する低域通過フ
ィルタと、この低域通過フィルタの出力と前記間隙検出
信号の出力とから前記間隙目標値を得る手段とを具備し
たものである特許請求の範囲第1項記載の間隙設定装置
(3) The target value setting means includes a low-pass filter that removes high-frequency components of the continuously obtained intensity signal of the diffracted light, and an output of the low-pass filter and an output of the gap detection signal. 2. A gap setting device according to claim 1, further comprising means for obtaining said gap target value from.
(4)前記第1の回折格子と第2の回折格子は各々2組
設けられており、前記目標値設定手段は各回折格子の組
で得られた回折光強度の差信号のゼロクロス点に対応し
た前記間隙検出手段の出力信号値を前記間隙目標値とし
て設定するものである特許請求の範囲第1項記載の間隙
設定装置。
(4) Two sets each of the first diffraction grating and the second diffraction grating are provided, and the target value setting means corresponds to the zero crossing point of the difference signal of the diffraction light intensity obtained by each set of diffraction gratings. 2. The gap setting device according to claim 1, wherein the output signal value of said gap detection means is set as said gap target value.
JP62078501A 1987-03-31 1987-03-31 Gap setting device Pending JPS63243803A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102095379A (en) * 2010-08-27 2011-06-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 Absolute grating scale

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