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JPS63184004A - Method and apparatus for setting gap between first and second objects to predetermined value - Google Patents

Method and apparatus for setting gap between first and second objects to predetermined value

Info

Publication number
JPS63184004A
JPS63184004A JP62145729A JP14572987A JPS63184004A JP S63184004 A JPS63184004 A JP S63184004A JP 62145729 A JP62145729 A JP 62145729A JP 14572987 A JP14572987 A JP 14572987A JP S63184004 A JPS63184004 A JP S63184004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffracted
light
gap
diffracted light
diffraction grating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP62145729A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH083408B2 (en
Inventor
Norio Uchida
内田 憲男
Yoriyuki Ishibashi
石橋 頼幸
Masayuki Masuyama
正幸 増山
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
Tokyo Optical Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Optical Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Publication of JPS63184004A publication Critical patent/JPS63184004A/en
Publication of JPH083408B2 publication Critical patent/JPH083408B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • 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
    • G03F9/7049Technique, e.g. interferometric

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the interference of the reflected diffracted beam on the surface of the first object and detected diffracted beam and to set the gap between the first and second objects regardless of the positional shift between both objects, by adjusting the gap between the first and second objects corresponding to the intensity of the detected diffracted beam. CONSTITUTION:The beam emitted from a laser 17 is diffracted through the route of the first diffraction lattice 15 of a mask 13 the second diffraction lattice 16 of a wafer 12 the lattice 15 and the first and second lattices 15, 16 function as a double refraction lattice. Then, the diffracted beam guided to a photoelectric detector 16 in the diffracted beam is selected by adjusting the angle of inclination of a mirror 19. This diffracted light is converted to the electric signal corresponding to the intensity thereof by the detector 26 and said electric signal is processed by a signal processing circuit 20 through an amplifier 27 to emit a piezoelectric element driving signal. This signal is supplied to a piezoelectric element driving circuit 21 and a current is further supplied to a piezoelectric element 25 on the basis of said signal. By this method, the gap between the mask 13 and the wafer 12 is adjusted to be set to a predetermined 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、第1の物体と第2の物体とのギャップを所
定の値に設定する方法及び装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method and apparatus for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value.

詳しくは、半導体製造工程において、回路パターンの像
がウェハに転写されるときに、マスクとウェハとのギャ
ップを所定値に設定する方法及び装置に関する。
Specifically, the present invention relates to a method and apparatus for setting the gap between a mask and a wafer to a predetermined value when an image of a circuit pattern is transferred to a wafer in a semiconductor manufacturing process.

(従来の技術) 超LSIなどの半導体装置が製造される工程においては
、露光装置によってウェハに回路パターンが転写される
のが一般的である。この装置では、予めマスクに形成さ
れた回路パターンにX線が照射されると、回路パターン
の像がウェハに転写される。この回路パターンが転写さ
れる前に、マスクとウェハとのギャップが所定値に正確
に設定される必要がある。
(Prior Art) In the process of manufacturing semiconductor devices such as VLSIs, a circuit pattern is generally transferred onto a wafer by an exposure device. In this apparatus, when a circuit pattern previously formed on a mask is irradiated with X-rays, an image of the circuit pattern is transferred onto a wafer. Before this circuit pattern is transferred, the gap between the mask and the wafer must be accurately set to a predetermined value.

ところで、マスクとウェハとのギャップを設定する方法
の一例が特開昭61−116837号公報に開示されて
いる。この方法では、回折格子が用いられている。即ち
、第1図に示されるように、マスク1に1次元の回折格
子2が形成されるとともに、つ□エバ3に反射面4が形
成されている。マスク1上面にレーザ光が照射されると
、マスク1の回折格子2を回折し且つ透過した光がウェ
ハ3の反射面4で反射され、再びマスク1の回折格子2
で回折する。この回折光のうち+1次回折光重rL (
+1)と−1次回折光IrL (−1)とが/I11定
される。この測定結果が第2図に破線で示されている。
By the way, an example of a method for setting the gap between a mask and a wafer is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 116837/1983. This method uses a diffraction grating. That is, as shown in FIG. 1, a one-dimensional diffraction grating 2 is formed on the mask 1, and a reflective surface 4 is formed on the square evaporator 3. When the upper surface of the mask 1 is irradiated with laser light, the light that is diffracted and transmitted through the diffraction grating 2 of the mask 1 is reflected by the reflective surface 4 of the wafer 3, and is reflected again by the diffraction grating 2 of the mask 1.
diffracts at Of this diffracted light, the +1st-order diffracted light weight rL (
+1) and -1st-order diffracted light IrL (-1) are determined by /I11. The results of this measurement are shown in broken lines in FIG.

即ち、回折光の強度とギャップとの関係は、周期がP2
/λである周期関数となる(Pは回折格子2のピッチ、
λはレーザ光の波長)。回折光の強度IrLが周期関数
のピーク値に設定されるように、マスク1とウェハ3と
のギャップが調整される。これにより、マスク1とウェ
ハ3とのギャップが所定値に設定される。
That is, the relationship between the intensity of the diffracted light and the gap is such that the period is P2.
/λ (P is the pitch of the diffraction grating 2,
λ is the wavelength of the laser beam). The gap between the mask 1 and the wafer 3 is adjusted so that the intensity IrL of the diffracted light is set to the peak value of the periodic function. Thereby, the gap between the mask 1 and the wafer 3 is set to a predetermined value.

(発明が解決しようとする問題点) しかしなから、マスク1の回折格子は、反射型回折格子
としても働く。そのため、マスク1−ウェハ3の反射面
4→マスク1の経路で回折された±1次回折光と、マス
ク上面で反射された1次反射回折光とが干渉することが
ある。即ち、マスクとウェハとのギャップが2であると
すると、±1次の回折光は、1次の反射回折光に対して
2zの光路差を有する。2z−nλ(nは整数)のとき
、±1次回折光と、1次の反射回折光とが干渉する。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the diffraction grating of the mask 1 also works as a reflection type diffraction grating. Therefore, the ±1st-order diffracted light diffracted along the path from the mask 1 to the reflective surface 4 of the wafer 3 to the mask 1 may interfere with the first-order reflected diffraction light reflected from the upper surface of the mask. That is, assuming that the gap between the mask and the wafer is 2, the ±1st-order diffracted light has an optical path difference of 2z with respect to the first-order reflected diffracted light. When 2z-nλ (n is an integer), the ±1st-order diffraction light and the 1st-order reflected diffraction light interfere.

そのため、1g、2に示されるように、回折光の強度と
ギャップとの関係は、周期がλ/2である不均一な周期
関数となる。そのため、マスクとウェハとのギャップの
調整が困難であるといった問題があった。
Therefore, as shown in 1g and 2, the relationship between the intensity of the diffracted light and the gap becomes a non-uniform periodic function with a period of λ/2. Therefore, there was a problem in that it was difficult to adjust the gap between the mask and the wafer.

この発明の目的は、第1の物体の表面で反射回折される
反射回折光と、検出回折光とが干渉することなく、且つ
第1の物体と第2の物体との位置ずれ量に拘りなく、第
1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に正確に設
定する方法及び装置を提供することである。
An object of the present invention is to prevent the reflected diffracted light that is reflected and diffracted from the surface of the first object from interfering with the detected diffracted light, and regardless of the amount of positional deviation between the first object and the second object. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for accurately setting the gap between a first object and a second object to a predetermined value.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明に基づく、第1の物体と第2の物体とのギャッ
プを所定値に設定する方法及び装置は、以下のように構
成されている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A method and apparatus for setting the gap between a first object and a second object to a predetermined value based on the present invention are configured as follows. There is.

平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に延出された第
1の回折格子が第1の物体に形成され、この第1の方向
に直交する仮想面が第1の仮想面と規定され、この第1
の仮想面が第1の方向に所定角度(α)傾斜された仮想
面が第2の仮想面と規定され、第1の仮想面を基準とし
て第2の仮想面に対称な仮想面が第3の仮想面と規定さ
れる工程と、 平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に直交する第2
の方向に延出された第2の回折格、子が第2の物体に形
成される工程と、光源から発射され且つ光軸が第2の仮
想面及び第1の方向に沿う入射光が第1の回折格子に入
射され、入射光が第1の回折格子で透過回折されて、第
1の回折光が現出される工程と、 第1の回折光が第2の回折格子に移行され、第1の回折
光が第2の回折格子で反射回折されて、第2の回折光が
現出される工程と、 第2の回折光が第1の回折格子に移行され、第2の回折
光が第1の回折格子で透過回折されて、第3の回折光が
現出される工程と、 若干の第3の回折光が第3の仮想面に沿って移行され、
他の第3の回折光は、第3の仮想面以外に移行される工
程と、 この他の第3の回折光が検出される工程と、この検出回
折光の強度に応じて、第1の物体と第2の物体とのギャ
ップが調整され、ギャップが所定値に設定される工程と
を具備することを特徴としている。また、第2の回折格
子は、直交する2組のストライプのパターンを有する2
次元の回折格子であっても良い。
A first diffraction grating having a pattern of parallel stripes extending in a first direction is formed on the first object, the first diffraction grating being orthogonal to the first direction. A virtual surface is defined as a first virtual surface, and this first
A virtual surface in which the virtual surface of a one-dimensional diffraction grating having a pattern of parallel stripes, the stripes forming a second direction perpendicular to the first direction;
forming a second diffraction grating on a second object, the second diffraction grating extending in the direction of the first diffraction grating; the incident light is transmitted through and diffracted by the first diffraction grating to reveal the first diffracted light; the first diffracted light is transferred to the second diffraction grating; a step in which the first diffracted light is reflected and diffracted by a second diffraction grating to reveal a second diffracted light, and the second diffracted light is transferred to the first diffraction grating and the second diffracted light is is transmitted and diffracted by the first diffraction grating to reveal a third diffracted light, and some of the third diffracted light is migrated along a third virtual plane,
The other third diffracted light is transferred to a surface other than the third virtual plane, the other third diffracted light is detected, and the first diffracted light is transferred according to the intensity of the detected diffracted light. The method is characterized by comprising a step of adjusting the gap between the object and the second object and setting the gap to a predetermined value. Further, the second diffraction grating has a pattern of two sets of orthogonal stripes.
It may be a dimensional diffraction grating.

(作用) 第1の回折格子のストライプと第2の回折格子のストラ
イプとは、互いに直交している。第1及び第2の回折格
子は、二重回折格子として働く。
(Operation) The stripes of the first diffraction grating and the stripes of the second diffraction grating are orthogonal to each other. The first and second diffraction gratings act as a double diffraction grating.

そのため、第1の回折格子→第2の回折格子→第1の回
折格子で回折された前記第3の回折光は、2次元のパタ
ーンで現われる。一方、第1の回折格子の表面で反射さ
れる反射回折光は、第3の仮想面に沿ってのみ反射され
る。この発明では、この第3の仮想面に沿わない回折光
が検出される。
Therefore, the third diffracted light diffracted from the first diffraction grating to the second diffraction grating to the first diffraction grating appears in a two-dimensional pattern. On the other hand, the reflected diffraction light reflected by the surface of the first diffraction grating is reflected only along the third virtual plane. In this invention, diffracted light that does not follow this third virtual plane is detected.

そのため、検出回折光と第1の物体の表面で反射された
反射回折光とが干渉することがない。
Therefore, there is no interference between the detected diffracted light and the reflected diffracted light reflected from the surface of the first object.

また、この発明における理論解析(実施例において説明
する)によると、第1の物体と第2の物体との位置ずれ
量に拘りなく、第1の物体と第2の物体とのギャップが
所定値に設定される。
Further, according to the theoretical analysis (explained in the examples) in this invention, the gap between the first object and the second object remains at a predetermined value regardless of the amount of positional deviation between the first object and the second object. is set to

(実施例) 第1乃至第3の実施例では、入射光が回折格子に直角に
入射される場合について述べ、第4の実、絶倒では、入
射光が回折格子に斜めに入射される場合について述べる
(Example) In the first to third examples, the case where the incident light is incident on the diffraction grating at a right angle is described, and the fourth example, absolutely, is the case where the incident light is incident on the diffraction grating at an angle. Let's talk about.

第3図に示されるように、マスクとウェハとのギャップ
を所定値に設定する装置には、X方向に移動可能なウェ
ハテーブル11が設けられている。
As shown in FIG. 3, a device for setting the gap between a mask and a wafer to a predetermined value is provided with a wafer table 11 that is movable in the X direction.

このウェハテーブル11の上面には、ウェハ12が載置
されている。このウェハ12上方に、マスク13が配置
されている。このマスク13とウェハ12との間には、
2方向に所定の間隔が設けられている。マスク13は、
ホルダー14によって支持されている。このホルダー1
4は、圧電素子25により支持されている。この圧電素
子25が駆動されることにより、マスク13は、2方向
に移動される。
A wafer 12 is placed on the upper surface of this wafer table 11. A mask 13 is placed above the wafer 12. Between this mask 13 and wafer 12,
A predetermined interval is provided in two directions. Mask 13 is
It is supported by a holder 14. This holder 1
4 is supported by a piezoelectric element 25. By driving this piezoelectric element 25, the mask 13 is moved in two directions.

さらに、マスク13には、第4図に示されるように、透
過型の第1の回折格子15が形成されている。ウェハ1
2の上面には、反射型の第2の回折格子16が形成され
ている。これら第1及び第2の回折格子15.16は、
互いに対向して配置されている。第1の回折格子15は
、ストライプがX方向に延出している1次元の回折格子
である。
Furthermore, a transmission type first diffraction grating 15 is formed on the mask 13, as shown in FIG. Wafer 1
A reflective second diffraction grating 16 is formed on the upper surface of the diffraction grating 2 . These first and second diffraction gratings 15,16 are
are placed opposite each other. The first diffraction grating 15 is a one-dimensional diffraction grating with stripes extending in the X direction.

第2の回折格子16は、ストライプがX方向(位置合せ
方向)に延出している1次元の回折格子である。即ち、
これらの回折格子のストライプは、互いに直交している
The second diffraction grating 16 is a one-dimensional diffraction grating with stripes extending in the X direction (alignment direction). That is,
The stripes of these gratings are orthogonal to each other.

この装置には、さらに、コヒーレントなレーザ光を発射
するレーザ17と、回折光を検知して電気信号に変換す
る光電検出器26と、この電気信号を処理し制御信号を
発生する信号処理回路20と、制御信号に応じて圧電素
子25に電流を供給する圧電素子駆動回路21とが備え
られている。
This device further includes a laser 17 that emits coherent laser light, a photoelectric detector 26 that detects diffracted light and converts it into an electrical signal, and a signal processing circuit 20 that processes this electrical signal and generates a control signal. and a piezoelectric element drive circuit 21 that supplies current to the piezoelectric element 25 in accordance with a control signal.

この装置によって、マスクとウェハとのギャップが所定
値に以下のようにして設定される。
With this device, the gap between the mask and the wafer is set to a predetermined value as follows.

レーザ17から発射された光は、ミラー18に照射され
る。このミラー18で反射された光が第1の回折格子1
5に照射される。第1の回折格子15により回折され且
つこれを透過した光が第2の回折格子16に移行される
。第2の回折格子16により回折され且つこれを反射し
た光が第1の回折格子15に移行される。この第1の回
折路、子15により回折され且つこれを透過した回折光
がミラー19に移行される。このように、これら第1及
び第2の回折格子15.16は、二重回折格子として働
く。このミラー19によって、回折格子15.16で回
折した回折光のうち特定方向の光のみが光電検出器26
に導かれる。即ち、ミラー19の傾斜角度が調整される
ことにより、光電検出器26に導かれる回折光が選択さ
れる。特定方向の回折光は、光電検出器26により回折
光の強度に応じた電気信号に変換される。この電気信号
がアンプ27を介して信号処理回路20に供給され、処
理される。この信号処理回路20によって、圧電素子駆
動信号が発せられる。この圧電素子駆動信号力鷹圧電素
子駆動回路21に供給される。駆動回路21は、この信
号に基づいて、圧電素子25に電流を供給する。圧電素
子25が駆動されて、マスク13とウェハ12とのギャ
ップが調整される。これにより、マスク13とウェハ1
2とのギャップが所定値に設定される。また、この設定
装置には、ウェハ12をX方向に移動させるモータ22
が設けられている。
The light emitted from the laser 17 is irradiated onto the mirror 18 . The light reflected by this mirror 18 passes through the first diffraction grating 1
5. Light diffracted by and transmitted through the first diffraction grating 15 is transferred to the second diffraction grating 16. The light diffracted and reflected by the second diffraction grating 16 is transferred to the first diffraction grating 15. The diffracted light that is diffracted by and transmitted through the first diffraction path 15 is transferred to the mirror 19 . These first and second diffraction gratings 15,16 thus act as a double diffraction grating. This mirror 19 allows only light in a specific direction out of the diffracted light diffracted by the diffraction gratings 15 and 16 to be transmitted to the photoelectric detector 26.
guided by. That is, by adjusting the inclination angle of the mirror 19, the diffracted light guided to the photoelectric detector 26 is selected. The diffracted light in a specific direction is converted by the photoelectric detector 26 into an electrical signal according to the intensity of the diffracted light. This electrical signal is supplied to the signal processing circuit 20 via the amplifier 27 and processed. This signal processing circuit 20 generates a piezoelectric element drive signal. This piezoelectric element drive signal force is supplied to the piezoelectric element drive circuit 21. The drive circuit 21 supplies current to the piezoelectric element 25 based on this signal. The piezoelectric element 25 is driven to adjust the gap between the mask 13 and the wafer 12. As a result, the mask 13 and the wafer 1
2 is set to a predetermined value. This setting device also includes a motor 22 that moves the wafer 12 in the X direction.
is provided.

ところで、レーザ光が第1の回折格子15→第2の回折
格子16−第1の回折格子15の経路で回折されるとき
、上述したように、第1及び第2の回折格子15.16
は、二重回折格子として働く。そのため、これら回折光
のうち0次及び±1次の回折光は、第5図に示されるよ
うに、9つの方向に現われる。
By the way, when the laser beam is diffracted along the path of first diffraction grating 15 -> second diffraction grating 16 - first diffraction grating 15, as described above, the first and second diffraction gratings 15, 16
acts as a double diffraction grating. Therefore, among these diffracted lights, the 0th-order and ±1st-order diffracted lights appear in nine directions, as shown in FIG.

一方、第1の回折格子15の表面でレーザ光が反射する
ことがある。このとき、第1の回折格子15で反射され
た反射回折光は、第1の回折格子のストライプに直交す
る面であって、入射光の軸線を含む平面においてのみ反
射される。即ち、この反射回折光は、第4図又は第5図
において、入射光の光軸線が2軸とされると、X軸線及
び2軸線を含む平面内で反射される。これに対して、0
次及び±1次の回折光は、上述したように、9つの方向
に現われる。そのため、この発明では、X軸線及び2軸
線を含む平面に沿わない0次及び±1次回折光が検出さ
れ、検出された0次及び1、次の回折光が反射回折光と
干渉することがない。
On the other hand, the laser beam may be reflected on the surface of the first diffraction grating 15. At this time, the reflected diffraction light reflected by the first diffraction grating 15 is reflected only on a plane that is perpendicular to the stripes of the first diffraction grating and includes the axis of the incident light. That is, if the optical axes of the incident light are two axes in FIG. 4 or FIG. 5, this reflected diffraction light is reflected within a plane including the X-axis and the two axes. On the other hand, 0
The second-order and ±1st-order diffracted lights appear in nine directions, as described above. Therefore, in this invention, the 0th and ±1st order diffracted lights that are not along the plane including the X-axis and the two axes are detected, and the detected 0th, 1st, and 1st-order diffracted lights do not interfere with the reflected diffracted light. .

従って、検出された回折光により、マスクとウェハとの
ギャップが正確に調整される。
Therefore, the gap between the mask and the wafer can be accurately adjusted using the detected diffracted light.

即ち、この発明では、(0,1)、 (0,−1)、(1,1)、(1,−1)、(−1,1
)、(−1,−1)の6つの回折光のうちいずれかの回
折光が検出される。
That is, in this invention, (0,1), (0,-1), (1,1), (1,-1), (-1,1
), (-1, -1), any one of the six diffracted lights is detected.

先ず、(0,1)、或いは(0,−1)の回折光が検出
される場合について説明する。この説明のため、レーザ
光が回折格子15.16により回折される場合の回折の
原理から説明する。
First, the case where (0, 1) or (0, -1) diffracted light is detected will be described. For this explanation, the principle of diffraction when laser light is diffracted by the diffraction gratings 15 and 16 will be explained.

第6図に示されるように、ピッチp、光の透過幅aであ
る一般的な回折格子に、波長λのコヒ−レフト光が直角
に照射される。この回折格子により回折された光ビーム
の回折パターンが第6図に示されている。ここで、+0
次の回折光の回折角θルは、 5ine  −n #λ/p           −
(1)である。n次の回折光の複素振幅CrLは、回折
格子の複素透過関数が周期関数としてフーリエ級数に展
開された時の係数である。このn次の回折光の振幅Cn
は、次式で与えられる。
As shown in FIG. 6, a typical diffraction grating having a pitch p and a light transmission width a is irradiated with coherent light having a wavelength λ at right angles. The diffraction pattern of the light beam diffracted by this diffraction grating is shown in FIG. Here, +0
The diffraction angle θ of the next diffracted light is 5ine −n #λ/p −
(1). The complex amplitude CrL of the n-th order diffracted light is a coefficient when the complex transmission function of the diffraction grating is expanded into a Fourier series as a periodic function. The amplitude Cn of this n-order diffracted light
is given by the following equation.

ここで、格子の複素透過関数A (x)を、A(x)−
0(−p/2≦X < −472)1 (−a/2≦x
<272)      ・・・(3)0 (a/2≦X
<p/2) として(2)式に代入すると、n次の回折光の振幅Cr
Lは、 Cn −1sin (anπ/p) ) /nyr  
    −(4)と表わされる。
Here, the complex transmission function A (x) of the lattice is defined as A(x)−
0(-p/2≦X<-472)1 (-a/2≦x
<272) ... (3) 0 (a/2≦X
<p/2) and substitute it into equation (2), the amplitude Cr of the n-th order diffracted light becomes
L is Cn −1 sin (anπ/p) ) /nyr
−(4).

次に、マスクの第1の回折格子15とウェハの第2の回
折格子16とのストライプが同方向である場合について
説明する。この場合の光学モデルは、第7図に示される
光学モデルと等価である。
Next, a case will be described in which the stripes of the first diffraction grating 15 of the mask and the second diffraction grating 16 of the wafer are in the same direction. The optical model in this case is equivalent to the optical model shown in FIG.

マスクで1次、ウェハでm次、マスクでr次回折した場
合、マスク→ウェハ→マスクの透過光は、(j7 +m
+ r)次の回折光となる。この回折光波の振幅は、C
−C,・Cで与えられる。このノ          
   「 回折光は、マスクに入射する前の光に対して、一方、ウ
ェハがΔXだけマスクに対して位置ずれしている場合、
ウェハで回折される光波の振幅は、(2)式より、 (X+Δx)ldx            ・・・(
5)となる。これが整理されると、 Ca’ −exp l−1(2yr tn/p>ΔX)
−exp l−i (2yr ta/P)Δx)・Cf
f1となる。()−1−m+r)次の通過回折光U(i
+m+r)は、入射光Einとして、次の(7)式で表
わされる。
When the first-order diffraction occurs in the mask, the m-th order in the wafer, and the r-th order in the mask, the transmitted light from the mask → wafer → mask is (j7 + m
+r) becomes the next diffracted light. The amplitude of this diffracted light wave is C
It is given by -C, ・C. This no
"The diffracted light is different from the light before it enters the mask. On the other hand, if the wafer is misaligned by ΔX with respect to the mask,
From equation (2), the amplitude of the light wave diffracted by the wafer is (X+Δx)ldx...(
5). When this is sorted out, Ca' −exp l−1(2yr tn/p>ΔX)
-exp l-i (2yr ta/P)Δx)・Cf
It becomes f1. ()-1-m+r) next passing diffracted light U(i
+m+r) is expressed by the following equation (7) as the incident light Ein.

U()+mar) −c  −C’  ・Cφexp[−1φxlEin)
  m    r −〇ノ・Cff1−Cr−exp[−1(φx+{2π
/P)、mΔX)コEin             
              −(7)例えば、X方向
の0次の回折光の表示は、ノ+m+rmoを満足する全
ての回折光の組合わせである。
U()+mar) -c -C' ・Cφexp[-1φxlEin)
m r −〇ノ・Cff1−Cr−exp[−1(φx+{2π
/P), mΔX)koEin
-(7) For example, the display of 0th-order diffracted light in the X direction is a combination of all diffracted lights that satisfy n+m+rmo.

次に、第4図に示されるように、ウェハの第2の回折格
子16のストライプがマスクの第1の回折格子15のス
トライプと直交している場合について説明する。この場
合、ウェハでは、第5図に示されるように、マスクの回
折面と直交する回折面で、光が回折される。X方向の回
折次数がm、X方向の回折次数がn1マスクの回折格子
のX方向のピッチがP 1ウエハの回折格子のX方向の
ピッチがP 5マスクの回折格子のX方向の光の透過幅
がa X sウェハの回折格子のX方向の光の透過幅が
a とされると、ウェハで回折される光波の振幅は、次
式となる。
Next, as shown in FIG. 4, a case where the stripes of the second diffraction grating 16 on the wafer are perpendicular to the stripes of the first diffraction grating 15 on the mask will be described. In this case, in the wafer, light is diffracted by a diffraction surface perpendicular to the diffraction surface of the mask, as shown in FIG. The diffraction order in the X direction is m, the diffraction order in the X direction is n1 The pitch in the X direction of the diffraction grating of the mask is P The pitch in the X direction of the diffraction grating of the 1 wafer is P The transmission of light in the X direction of the diffraction grating of the 5 mask If the width of the light transmission in the X direction of the diffraction grating of the wafer is a, the amplitude of the light wave diffracted by the wafer is given by the following equation.

この(8)式において、a  /P  =1/2とさy れると、Cmnは、 ■ C−1sin−nπl/nπ=19) n2 となる。結局、マスク−ウェハーマスク経由で回折され
る光U (l!+m+r、n)の表示式は、U()+m
ar、 n) −Cr−CIIIn−Cノ・exp[−i (φxy+
{2yr /P)、lIlΔxl ]Ein     
         −(10)となる。尚、(10)式
において、φxyは、マスクに入射する前の光に対する
、回折光の位相ずれ量であって、 で与えられる。
In this equation (8), when a /P = 1/2, Cmn becomes: (1) C-1sin-nπl/nπ=19) n2. After all, the expression for the light U (l!+m+r,n) diffracted via the mask-wafer mask is U()+m
ar, n) -Cr-CIIIn-Cノ・exp[-i (φxy+
{2yr /P), lIlΔxl ]Ein
−(10). In Equation (10), φxy is the amount of phase shift of the diffracted light with respect to the light before entering the mask, and is given by:

この回折光の一例として、X方向に0次、Y方向に1次
の回折光の強度1  (0,1)は、以下のように求め
られる。この場合、ノ+m+ r 、w 01n−1と
なる組合せが考慮されれば良い。しかし、ここでは、高
次の回折光の組合わせによる振幅への影響は、小さいた
め、0次から3次までの回折光の組合わせが考慮されて
いる。[1(m。
As an example of this diffracted light, the intensity 1 (0,1) of the 0th-order diffracted light in the X direction and the 1st-order diffracted light in the Y direction is determined as follows. In this case, the combination of ノ+m+r,w01n-1 may be considered. However, here, since the influence of the combination of high-order diffracted lights on the amplitude is small, the combinations of diffracted lights from the 0th order to the 3rd order are considered. [1 (m.

n)、rl として、以下の5つの組合わせが考慮され
れば良い。
n), rl, the following five combinations may be considered.

to、(0,1)、01 +1.(0,1)、−11 !−1,(0,1)、−31 H,(0,1) 、−31 1−3、(0、l)、 3] 2−πλz/p2 とされると、(10)式より、光波の表示式は、U(0
,1) =  (1/π)[(1/4)+2(1/π) 2・1
exP(−122)+ (1/9)  ・exp(−i
18Z))]Bin  、   ・(11)で示される
。光の強度I  (0,1)は、+{0,1)−10(
0,1) + 2       ・・・(12)である
。そのため、入射光の強度がI。とされると、光の強度
1  (0,1)は、 1(0,1) = (1/ π) 2・t(1/4)2+{1/π) 
2cos 2Z+{1/9) CLlyr ) 2・c
os18Z+4 C1/π) 4+{8/9) (1/
π)4 ・cos16Z+{2/9)2・(1/π)4
) ・ I。
to, (0,1), 01 +1. (0,1), -11! -1, (0,1), -31 H, (0,1) , -31 1-3, (0, l), 3] 2-πλz/p2 From equation (10), the light wave The display formula for is U(0
,1) = (1/π) [(1/4)+2(1/π) 2・1
exp(-122)+ (1/9) ・exp(-i
18Z))] Bin , (11). The intensity of light I (0,1) is +{0,1)-10(
0,1) + 2 (12). Therefore, the intensity of the incident light is I. Then, the intensity of light 1 (0,1) is 1(0,1) = (1/π) 2・t(1/4)2+{1/π)
2cos 2Z+{1/9) CLlyr) 2・c
os18Z+4 C1/π) 4+{8/9) (1/
π) 4 ・cos16Z+{2/9)2 ・(1/π) 4
)・I.

となる。この式から明らかなように、回折光の強、度1
 (0,1)は、マスクとウェハとのギャップ2のみの
関数であり、両者の間のX方向の位置ずれ量ΔXに無関
係となる。これは、(10)式におけるm(ウェハの回
折格子でのX方向の回折次数)がゼロであるため、ΔX
の項が(13)式に含まれないからである。
becomes. As is clear from this equation, the intensity of the diffracted light is 1
(0, 1) is a function only of the gap 2 between the mask and the wafer, and is unrelated to the amount of positional deviation ΔX in the X direction between them. This is because m (the diffraction order in the X direction in the wafer's diffraction grating) in equation (10) is zero, so ΔX
This is because the term is not included in equation (13).

この場合のマスクとウェハとのギャップと光強度との関
係が第8A図に示されている。この図から明らかなよう
に、周期関数に高周波成分が含まれている。
The relationship between the gap between the mask and the wafer and the light intensity in this case is shown in FIG. 8A. As is clear from this figure, the periodic function contains high frequency components.

尚、参考のため、マスクとウェハの各格子での回折次数
と、±1次以内の回折光とが考慮された場合について説
明する。この場合には、以下の3組の組合わせが考えら
れる。
For reference, a case will be described in which the diffraction orders in each grating of the mask and wafer and diffracted light within ±1st order are taken into consideration. In this case, the following three combinations are possible.

[1,(0,1)、−11、[−1,(0,1)、11
、[0,(0,1)、01光の表示式は、(10)式に
より、 U[O,l] −(1/π) 3− e   +{1/
π) 3・e−12z12z +{1/2)2 ・ (1/π) −(1#r) 3e−12z+{1/2)2(1/π)
・・・(14) 光強度は、 1(0,1)−10(0,1) l 2−4(1/π)
 6+{1/2)4 ・ (1/π)2+ (11π)
 4cos2Z       −(15)次に、(1,
1)、(1,−1)、(−1゜1)、(−1,−1)の
回折光が検出される場合について説明する。例えば、(
1,1)の回折光が検出される場合、マスク→ウェハー
マスク経由で回折される回折光の組合わせは、[1,(
0゜1)、0]、[0,(0,1)、1]の2組のみが
考えられれば良い。なぜなら、[2,(0,l)、−1
1゜[−1,(0,1)、2]、・・・・・・[8,(
0,1)、−7]、 [−7,(0,1)、8]・・・
・・・が考えられるが、マスクでの回折光振幅は、?/
p−172の時、 Cn  −5in(nπ/2)/  nyrである。そ
のため、n−2,4,6,8・・・・・・の偶数次つい
ては、Cがゼロとなるからである。
[1, (0,1), -11, [-1, (0,1), 11
, [0, (0, 1), 01 The display formula of light is U[O, l] - (1/π) 3- e + {1/
π) 3・e−12z12z +{1/2)2 ・ (1/π) −(1#r) 3e−12z+{1/2)2(1/π)
...(14) The light intensity is 1(0,1)-10(0,1) l 2-4(1/π)
6+{1/2)4 ・ (1/π)2+ (11π)
4cos2Z −(15) Then (1,
1), (1,-1), (-1°1), and (-1,-1) diffracted lights are detected. for example,(
1, 1) is detected, the combination of the diffracted lights diffracted via the mask → wafer mask is [1, (
It is sufficient to consider only two sets: 0°1), 0] and [0, (0, 1), 1]. Because [2, (0, l), -1
1゜[-1,(0,1),2],...[8,(
0,1), -7], [-7, (0,1), 8]...
...but what is the amplitude of the diffracted light at the mask? /
When p-172, Cn -5in(nπ/2)/nyr. Therefore, for even orders of n-2, 4, 6, 8, . . . , C becomes zero.

従って、(1,1)の光波の表示式は、(10)式に基
づいて、 LIo、1l−(1/2)  ・(1/π)  ・(1
/π)  −e−12z−e−1x+{11π)・(1
1π)・(1/2)e−1x−iX    −12Z =(1/2)(1/π) 2・e    11+e  
 1・・・(16) となる。但し、X幽2π/P φΔx、Z−πλ/PX
Z、P:マスクの格子のピッチ、ΔX:位置ずれ量、2
:ギャップ、λ:レーザ光波長である。
Therefore, based on equation (10), the expression for the light wave (1, 1) is LIo, 1l-(1/2) ・(1/π) ・(1
/π) −e−12z−e−1x+{11π)・(1
1π)・(1/2)e−1x−iX −12Z =(1/2)(1/π) 2・e 11+e
1...(16) becomes. However, Xyu2π/P φΔx, Z−πλ/PX
Z, P: pitch of mask grating, ΔX: positional deviation amount, 2
: Gap, λ: Laser light wavelength.

光強度は、 +{1,1)−1U[1,1] 12 − (1/2)(1/π)4・(1+cos2Z)  
 ・・・(17)となる。この場合のマスクとウェハと
のギャップと光強度との関係が第8B図に示されている
。この場合には、周期関数に高周波成分が含まれない。
The light intensity is +{1,1)-1U[1,1] 12-(1/2)(1/π)4・(1+cos2Z)
...(17). The relationship between the gap between the mask and the wafer and the light intensity in this case is shown in FIG. 8B. In this case, the periodic function does not include high frequency components.

従って、マスクとウェハとのギャップの調整には、(0
,1)次の回折光が検出されるよりも、(1゜1)次の
回折光が検出される方がより好ましい。
Therefore, to adjust the gap between the mask and the wafer, (0
, 1) It is more preferable to detect the (1°1) order diffracted light than to detect the next diffracted light.

このように、この発明の設定方法によれば、マスクの回
折格子のストライプに直交した平面であって、且つ入射
光の軸線を含む平面に沿わない回折光が検出される。そ
のため、マスクの回折格子で反射された反射回折光と、
検出された回折光とが干渉することがない。しかも、(
13)式或いは(17)式から明らかなように、検出さ
れた回折光は、ギャップ2にのみ依存し、X方向の位置
による影響を受けない。そのため、ギャップ設定時に、
X方向の位置が厳格に管理される必要がない。また、(
±1.±1)次の回折光が検出された場合には、検出信
号に高周波成分が含まれない。
As described above, according to the setting method of the present invention, diffracted light is detected that is a plane that is perpendicular to the stripes of the diffraction grating of the mask and that does not lie along a plane that includes the axis of the incident light. Therefore, the reflected diffracted light reflected by the diffraction grating of the mask,
There is no interference with the detected diffracted light. Moreover, (
As is clear from equation (13) or equation (17), the detected diffracted light depends only on the gap 2 and is not affected by the position in the X direction. Therefore, when setting the gap,
There is no need to strictly control the position in the X direction. Also,(
±1. ±1) When the next diffracted light is detected, the detection signal does not include a high frequency component.

そのため、この場合には、(0,±1)次の回折光が検
出される場合より一層正確にギャップが所定値に設定さ
れる。
Therefore, in this case, the gap is set to the predetermined value more accurately than when (0, ±1) order diffracted light is detected.

さらに、この発明の第2の実施例を第9図乃至第11図
に基づいて説明する。
Furthermore, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 9 to 11.

この実施例では、2組の第1及び第2の回折格子が設け
られている。即ち、マスク13には、29の第1の回折
格子31−1.31−2が形成されており、ウェハ12
には、29の第2の回折格子32−1.32−2が形成
されている。第10図に示されるように、第1の回折格
子31−1.31−2は、X方向の格子ピッチがpxl
、px2である1次元の回折格子である。第1の回折格
子31−1.31−2は、互いに距離Uを隔てて配置さ
れている。第2の回折格子32−1.32−2は、X方
向の格子ピッチがpyt、py2である1次元の回折格
子である。第2の回折格子32−1.32−2は、互い
に距離Vを隔てて配置されている。
In this embodiment, two sets of first and second diffraction gratings are provided. That is, 29 first diffraction gratings 31-1, 31-2 are formed on the mask 13, and the wafer 12
, 29 second diffraction gratings 32-1, 32-2 are formed. As shown in FIG. 10, the first diffraction grating 31-1, 31-2 has a grating pitch in the X direction of pxl.
, px2. The first diffraction gratings 31-1, 31-2 are arranged at a distance U from each other. The second diffraction grating 32-1, 32-2 is a one-dimensional diffraction grating whose grating pitches in the X direction are pyt and py2. The second diffraction gratings 32-1, 32-2 are arranged at a distance V from each other.

マスクの29の第1の回折格子31−1.31−2では
、各々格子のピッチが異なっている。さらに、ウェハの
29の第2の回折格子32−1.32−2でも、各々の
格子ピッチが異なっている。そのため、1組の第1及び
第2の回折格子31−1.32−1により回折された回
折光と、他の1組の第1及び第2の回折格子31−2.
32−2で回折される回折光とは、別々に現われる。
The 29 first diffraction gratings 31-1 and 31-2 of the mask each have a different grating pitch. Furthermore, the 29 second diffraction gratings 32-1, 32-2 on the wafer also have different grating pitches. Therefore, the diffracted light diffracted by one set of first and second diffraction gratings 31-1, 32-1 and the other set of first and second diffraction gratings 31-2.
The diffracted light diffracted by 32-2 appears separately.

そのため、設定装置には、29の回折光を別々に検出す
る一対の光電検出器2B−1,28−2と、減算器28
が設けられている。29の回折光は、この光電検出器2
B−1,28−2により別々に電気信号に変換される。
Therefore, the setting device includes a pair of photoelectric detectors 2B-1 and 28-2 that separately detect the 29 diffracted lights, and a subtractor 28.
is provided. The diffracted light of 29 is detected by this photoelectric detector 2.
B-1 and 28-2 convert the signals into electrical signals separately.

これら電気信号は、それぞれアンプ27−1.27−2
を介して減算器28に供給される。この減算器28では
、29の電気信号の差が演算される。即ち、29の回折
光の強度の差が演算される。この電気信号の差が信号処
理回路20に供給される。第1の実施例と同様に、信号
処理回路20から圧電素子駆動信号が発生され、この信
号に基づいて圧電素子25に電流が供給される。これに
より、マスクとウェハとのギャップが調整される。
These electrical signals are transmitted through amplifiers 27-1 and 27-2, respectively.
is supplied to the subtractor 28 via. This subtracter 28 calculates the difference between the 29 electrical signals. That is, the difference in the intensity of the 29 diffracted lights is calculated. This electrical signal difference is supplied to the signal processing circuit 20. Similar to the first embodiment, a piezoelectric element drive signal is generated from the signal processing circuit 20, and a current is supplied to the piezoelectric element 25 based on this signal. This adjusts the gap between the mask and the wafer.

(1,1)次の回折光の場合、29の回折光の強度が1
1  (1,1)、I2  (1,1)とされると、減
算器28では、次式が演算される。
(1,1) In the case of the following diffracted light, the intensity of the 29 diffracted light is 1
1 (1,1), I2 (1,1), the subtracter 28 calculates the following equation.

ΔI=11  (1,1)  12  (1,1)この
場合のマスクとウェハとのギャップと光強度との関係が
第11B図に示されている。周期関数に高周波成分が含
まれていない。そのため、周期関数の直線状の部分にお
いて、設定値が0点検出される。そのため、ギャップの
調整が容易になる。尚、u、vは、適当に定められる。
ΔI=11 (1,1) 12 (1,1) The relationship between the gap between the mask and the wafer and the light intensity in this case is shown in FIG. 11B. The periodic function does not contain high frequency components. Therefore, the set value is detected at zero point in the linear portion of the periodic function. Therefore, adjustment of the gap becomes easy. Note that u and v are appropriately determined.

(17)式から明らかなように、回折光の強度が第1及
び第2の回折格子のX方向の位置に依存しないからであ
る。
This is because, as is clear from equation (17), the intensity of the diffracted light does not depend on the positions of the first and second diffraction gratings in the X direction.

また、(0,1)次の回折光の場合の、マスクとウェハ
とのギャップに対する光強度の変化が第11A図に示さ
れている。この場合には、周期関数に高周波成分が含ま
れている。しかし、高周波成分によって、0点検出が妨
げられる程ではない。
Further, FIG. 11A shows the change in light intensity with respect to the gap between the mask and the wafer in the case of (0,1) order diffracted light. In this case, the periodic function contains high frequency components. However, the high frequency components are not so high as to prevent zero point detection.

尚、この実施例では、検出すべき回折光は、■(0,1
)のみならず、I (0,−1)など、第1の回折格子
のストライプと直交する面であって、入射光の軸線を含
む平面に沿わない、回折光であれば良い。例えば、 △I=It  (0−、−1)   I2  (0,1
)ΔI−・Il (0,1)   12  (0,1)
△I■11 (0,−1)−12(0,1)が求められ
ても良い。
In this example, the diffracted light to be detected is
) as well as I (0, -1), which is a plane orthogonal to the stripes of the first diffraction grating and does not follow the plane containing the axis of the incident light. For example, △I=It (0-,-1) I2 (0,1
)ΔI-・Il (0,1) 12 (0,1)
ΔI■11 (0,-1)-12(0,1) may be obtained.

さらに、この第2実施例の変形例を説明する。Furthermore, a modification of this second embodiment will be explained.

この変形例では、第12図に示されるように、29の回
折光強度の差の演算のために、2組の第1及び第2の回
折格子で回折した29の回折光が同期して検出される。
In this modification, as shown in FIG. 12, 29 diffracted lights diffracted by two sets of first and second diffraction gratings are detected synchronously in order to calculate the difference in intensity of 29 diffracted lights. be done.

マスクの29の第1の回折格子のピッチは、異なってい
る一方、ウェハの29の第2の回折格子のピッチは、同
じであっても異なっていても良い。第1の回折格子31
−1.31−2が第10図に示される場合と同じ距離U
だけ離間されてマスクに配置されている。第2の回折格
子も同様に距離Vたけ離間されてウェハに配置されてい
る。
The pitch of the 29 first gratings on the mask is different, while the pitch of the 29 second gratings on the wafer may be the same or different. First diffraction grating 31
−1.31-2 is the same distance U as shown in FIG.
are placed on the mask spaced apart by A second diffraction grating is similarly placed on the wafer, spaced apart by a distance V.

29の回折光が同期して検出されるのために、発振器5
1と、振動ミラー41と、同期検波回路29とが設けら
れている。この発振器51から所定周波数の参照信号が
発生される。この参照信号が夫々、振動ミラー41と、
同期検波回路29とに供給される。これにより、振動ミ
ラー41は、所定の周波数で振動する。そのため、レー
ザ光は、振動ミラー41により、所定時間ごとに交互に
2方向に振分けられて、2組の回折格子に入射される。
Since the diffracted lights of 29 are detected synchronously, the oscillator 5
1, a vibrating mirror 41, and a synchronous detection circuit 29 are provided. This oscillator 51 generates a reference signal of a predetermined frequency. These reference signals are transmitted to the vibrating mirror 41 and
The signal is supplied to the synchronous detection circuit 29. This causes the vibrating mirror 41 to vibrate at a predetermined frequency. Therefore, the laser beam is divided into two directions alternately at predetermined time intervals by the vibrating mirror 41 and is incident on the two sets of diffraction gratings.

2組の回折格子で夫々回折した29の回折光は、ミラー
33を介して、所定時間ごとに交互に光電検出器26に
入射され、29の電気信号に変換される。29の電気信
号は、アンプ27を介して、所定時間ごとに交互に同期
検波回路29に供、給される。同期検波回路29では、
所定周波数の参照信号に基づいて、29の電気信号が同
期検波される。これにより、29の回折光の強度が夫々
検出されて、29の回折光の強度の差が演算される。検
出される回折光は、勿論、(0,±1)次回折光でも、
(±1.±1)次回折光であっても良い。
The 29 diffracted lights diffracted by the two sets of diffraction gratings are incident on the photoelectric detector 26 alternately at predetermined time intervals via the mirror 33, and are converted into 29 electrical signals. The electrical signals 29 are alternately supplied to the synchronous detection circuit 29 via the amplifier 27 at predetermined time intervals. In the synchronous detection circuit 29,
Twenty-nine electrical signals are synchronously detected based on a reference signal of a predetermined frequency. As a result, the intensities of the 29 diffracted lights are detected, and the difference between the intensities of the 29 diffracted lights is calculated. Of course, the detected diffracted light is (0, ±1) order diffracted light,
(±1.±1) order diffracted light may be used.

さらに、この発明の第3の実施例について説明する。第
1及び第2の実施例においては、マスクとウェハとに、
夫々1次元の回折格子が形成されていたが、この第3の
実施例では、マスクに1次元の回折格子が形成されてお
り、ウェハに2次元の回折格子が形成されている。
Furthermore, a third embodiment of the invention will be described. In the first and second embodiments, in the mask and the wafer,
In each case, a one-dimensional diffraction grating was formed, but in this third embodiment, a one-dimensional diffraction grating is formed on the mask, and a two-dimensional diffraction grating is formed on the wafer.

この場合にも、レーザ光が第1の回折格子−第2の回折
格子−第1の回折格子の経路で回折されるとき、第1及
び第2の回折格子は、二重回折格子として働く。そのた
め、0次及び±1次の回折光は、第13図に示されるよ
うに、9つの方向に現われる。。また、第1の回折格子
で反射される反射光は、X軸線及び2軸線を含む平面内
で反射される。そのため、この場合にも、このX軸線及
び2軸線を含む平面に沿わない0次及び±1次回折光が
検出される。
Also in this case, when the laser beam is diffracted along the path of first diffraction grating - second diffraction grating - first diffraction grating, the first and second diffraction gratings act as a double diffraction grating. . Therefore, the 0th-order and ±1st-order diffracted lights appear in nine directions, as shown in FIG. 13. . Further, the reflected light reflected by the first diffraction grating is reflected within a plane including the X-axis and two axes. Therefore, also in this case, zero-order and ±1st-order diffraction lights that do not follow the plane including the X-axis and the two axes are detected.

(0,±1)次の回折光が検出される場合、回折光の強
度は、以下のように求められる。
When (0, ±1) order diffracted light is detected, the intensity of the diffracted light is determined as follows.

で与えられる。2次以上の高次の回折光が無視されると
、 fノ、(m、n)、rl として、 f−1,(1,1)、  01 . 11、  (−1,1)、  01  、f−1,(0
,1)、  11  、 (0,(−1,1)、  11  、 to、  (0,1)、  01  、[)、  (1
,1)、  −11、 +1.  (0,1)、  −111 、の7つが考慮されれば良い。この場合には、回折光の
強度1  (0,1)は、 +{0,1)−(L/π) 2 ・ [(1/2)6 
+{1/π) 4+{1/2)2 (1/π)  2 
・ cos2Z+4(1/π)  ’cos 2X+4
(1/π) 2+{1/2)3+{1/π)2)cos
X−cosZ]Io・・・(18)となる。ここで、X
−(2π/px)ΔXである。
is given by If high-order diffracted light of second order or higher is ignored, f-1, (1,1), 01 . 11, (-1,1), 01, f-1, (0
, 1), 11, (0, (-1, 1), 11, to, (0, 1), 01, [), (1
,1), -11, +1. It is sufficient to consider seven values: (0,1) and -111. In this case, the intensity of the diffracted light 1 (0,1) is +{0,1)−(L/π) 2 ・[(1/2)6
+{1/π) 4+{1/2)2 (1/π) 2
・cos2Z+4(1/π) 'cos2X+4
(1/π) 2+{1/2)3+{1/π)2) cos
X-cosZ]Io (18). Here, X
−(2π/px)ΔX.

従って、この場合には、ΔXがcosX=0にならない
ように維持されなから、ギャップが調整される。
Therefore, in this case, the gap is adjusted because ΔX is not maintained so that cosX=0.

第14図に示されるように、この実施例においても、2
組の第1及び第2の回折格子が設けられても良い。
As shown in FIG. 14, in this embodiment as well, 2
A set of first and second gratings may be provided.

即ち、マスク13には、29の第1の回折格子35−1
.35−2が形成されており、ウェハ12には、29の
回折格子33−1,38−2が形成されている。第14
図に示されるように、第1の回折格子35−1.35−
2は、X方向の格子ピッチがPxの1次元の回折格子で
ある。第1の回折格子as=t、as−2は、X方向に
互いに距離Uを隔てて配置されている。第2の回折格子
36−1は、X方向の格子ピッチがP1X方向の格子ピ
ッチがPl、の2次元回折格子である。第2の回折格子
33−2は、X方向の格子ピッチがP SX方向の格子
ピッチがP2.の2次元回折格子である。第2の回折格
子33−1,38−2は、X方向に互いに距離v(−u
+P  /2)を隔てて配置されている。
That is, the mask 13 includes 29 first diffraction gratings 35-1.
.. 35-2 is formed, and 29 diffraction gratings 33-1 and 38-2 are formed on the wafer 12. 14th
As shown in the figure, the first diffraction grating 35-1.35-
2 is a one-dimensional diffraction grating with a grating pitch in the X direction of Px. The first diffraction gratings as=t, as-2 are arranged at a distance U from each other in the X direction. The second diffraction grating 36-1 is a two-dimensional diffraction grating in which the grating pitch in the X direction is P1, and the grating pitch in the X direction is Pl. The second diffraction grating 33-2 has a grating pitch in the X direction of P2. This is a two-dimensional diffraction grating. The second diffraction gratings 33-1 and 38-2 are arranged at a distance v(-u
+P/2).

この第3の実施例においても、第2の実施例と同様に、
29の回折光の強度の差が検出されることにより、ギャ
ップが調整される。そのため、第9図に示されるのと同
じ装置により、ギャップが調整される。そのため、装置
の説明は省略する。
In this third embodiment, similarly to the second embodiment,
The gap is adjusted by detecting the difference in the intensity of the 29 diffracted lights. The gap is therefore adjusted by the same device as shown in FIG. Therefore, a description of the device will be omitted.

(0,1)次の回折光が検出される場合、強度の差ΔI
は、 Δ I=11  (0,1)    12  (0,1
)である。この場合のギャップと回折光強度の差との関
係が第15図に示されている。このグラフに表わされた
周期関数は、(18)式に基づいて、±2以上の高次の
回折光が考慮された結果である。
When the (0,1) order diffracted light is detected, the difference in intensity ΔI
is Δ I=11 (0,1) 12 (0,1
). The relationship between the gap and the difference in diffracted light intensity in this case is shown in FIG. The periodic function shown in this graph is the result of considering high-order diffracted light of ±2 or more based on equation (18).

そのため、周期関数に高周波成分が含まれている。Therefore, the periodic function contains high frequency components.

この実施例では、UとVとの差がPx/2であ、る。そ
のため、回折格子35−1.38−1で得られる回折光
と、回折格子35−2.36−2で得られる回折光とは
、X方向にπだけ位相がずれている。このため、X方向
の位置ずれ量ΔXが所定値に維持されれば、29の回折
光の差が検出されることにより、周期関数の直線状の部
分で、設定値が0点検出される。
In this example, the difference between U and V is Px/2. Therefore, the diffraction light obtained by the diffraction grating 35-1.38-1 and the diffraction light obtained by the diffraction grating 35-2.36-2 are out of phase by π in the X direction. Therefore, if the positional deviation amount ΔX in the X direction is maintained at a predetermined value, the difference between the 29 diffracted lights is detected, and the set value is detected as 0 point in the linear portion of the periodic function.

また、この第3の実施例においても、第12図に示され
る、同期検波による検出方法でも、ギャップが調整され
る。この場合には、ウェハの29の第2の回折格子のX
方向のピッチは、同じであっても、異なっていても良い
。さらに、レーザ光がX方向に対して斜めに入射されれ
ば、回路パターンを露光するための露光光を検出光学系
(例えば、ミラー)が遮らないという利点がある。
Furthermore, in this third embodiment, the gap is also adjusted using the detection method using synchronous detection shown in FIG. In this case, the X of the 29 second gratings of the wafer
The pitches in the directions may be the same or different. Furthermore, if the laser light is incident obliquely with respect to the X direction, there is an advantage that the detection optical system (for example, a mirror) does not block the exposure light for exposing the circuit pattern.

次に、この発明の第4の実施例について説明する。上述
した実施例では、入射光は、マスク13に対して垂直に
入射されている。しかし、入射光は、必ずしもマスク1
3に垂直である必要はない。
Next, a fourth embodiment of the invention will be described. In the embodiment described above, the incident light is perpendicular to the mask 13. However, the incident light is not necessarily the mask 1
It does not have to be perpendicular to 3.

この第4の実施例では、マスク13に斜めに入射される
場合について説明する。
In this fourth embodiment, a case where light is incident on the mask 13 obliquely will be explained.

第16図に示されるように、マスク13に形成された第
1の回折格子15と、ウェハ12に形成された第2の回
折格子16とは、第5図に示される場合と同様に配置さ
れている。第16図に示されるように、第1の回折格子
15のストライプに垂直な仮想面が第1の仮想面101
と規定されている。この第1の仮想面101がストライ
プの方向に所定角度(α)傾斜された仮想面が第2の仮
想面102として規定されている。第1の仮想面101
を基準として第2の仮想面102に対称である仮想面が
第3の仮想面103と規定されている。レーザ17から
発射された光は、第1の回折格子15に入射される。こ
の入射光の光軸104は、第2の仮想面102に沿って
いる。若干の入射光は、第1の回折格子15の上面で反
射回折される。この反射回折光は、第3の仮想面103
にのみ沿って移行される。
As shown in FIG. 16, the first diffraction grating 15 formed on the mask 13 and the second diffraction grating 16 formed on the wafer 12 are arranged in the same manner as shown in FIG. ing. As shown in FIG. 16, a virtual plane perpendicular to the stripes of the first diffraction grating 15 is a first virtual plane 101.
It is stipulated that A virtual surface obtained by tilting the first virtual surface 101 at a predetermined angle (α) in the direction of the stripes is defined as a second virtual surface 102 . First virtual surface 101
A virtual surface that is symmetrical to the second virtual surface 102 with reference to is defined as a third virtual surface 103. Light emitted from the laser 17 is incident on the first diffraction grating 15. The optical axis 104 of this incident light is along the second virtual plane 102. Some of the incident light is reflected and diffracted by the upper surface of the first diffraction grating 15. This reflected diffraction light is transmitted to the third virtual surface 103
will be migrated only in accordance with

残りの大部分の入射光は、第1の回折格子15で透過回
折されて第1の回折光が現出され、この第1の回折光が
第2の回折格子16に移行され第2の回折格子で反射回
折されて第2の回折光が現出され、この第2の回折光が
第1の回折格子15に移行され第1の回折格子15で透
過回折されて第3の回折光が現出される。この第3の回
折光は、2次元の回折パターンで現出される。この回折
パターンは、入射光が第1の回折格子15に直交してい
る場合と同様である。
Most of the remaining incident light is transmitted and diffracted by the first diffraction grating 15 to reveal a first diffracted light, and this first diffracted light is transferred to the second diffraction grating 16 where it is subjected to second diffraction. A second diffracted light is reflected and diffracted by the grating, and this second diffracted light is transferred to the first diffraction grating 15 and transmitted through and diffracted by the first diffraction grating 15, thereby revealing a third diffracted light. Served. This third diffraction light appears as a two-dimensional diffraction pattern. This diffraction pattern is similar to the case where the incident light is orthogonal to the first diffraction grating 15.

しかし、回折パターンの原点1  (0,O)は、入射
光が直交している場合と累なっている。即ち、第16図
に示されるように、原点1 (0,O’)は、第1の仮
想面101を基準として入射光の光軸に対称である線(
2′)の線上の点として規定される。即ち、入射光が第
1の回折格子15に直交している場合(α−Or  z
’ −z) 、原点l (0゜0)は、入射光の光軸上
にある。
However, the origin 1 (0, O) of the diffraction pattern overlaps with the case where the incident lights are orthogonal. That is, as shown in FIG. 16, the origin 1 (0, O') is a line (
2'). That is, when the incident light is orthogonal to the first diffraction grating 15 (α-Or z
' -z), the origin l (0°0) is on the optical axis of the incident light.

若干の第3の回折光、即ち、I (0,O)、■ (±
1.0)次の回折光は第3の仮想面103に沿って移行
され、他の第3の回折光、即ち、■ (0,±1)、I
(±1.±1)次の回折光は第3の仮想面103以外に
移行される。従って、前記他の第3の回折光は、第1の
回折格子15の上面で反射回折された反射回折光と干渉
しない。
Some third diffracted light, i.e. I (0, O), ■ (±
1.0) The next diffracted light is transferred along the third virtual plane 103, and the other third diffracted light, namely ■ (0, ±1), I
(±1.±1) The next diffracted light is transferred to a location other than the third virtual surface 103. Therefore, the other third diffracted light does not interfere with the reflected diffracted light reflected and diffracted by the upper surface of the first diffraction grating 15.

そのため、上述した実施例と同様に、前記他の第3の回
折光、即ち、■ (0,±1)、I(±1゜±1)次の
回折光が検出される。検出結果は、第8A、8B図に示
される場合と略同様である。そのた、め、入射光が第1
の回折格子15に斜めに入射される場合であっても、入
射光が第1の回折格子15に直角に入射される場合と同
様に、正確に位置合せされる。
Therefore, similarly to the above-described embodiment, the other third diffracted light, that is, the (0,±1) and I (±1°±1) order diffracted light is detected. The detection results are substantially the same as those shown in FIGS. 8A and 8B. Therefore, the incident light is the first
Even when the incident light is incident on the first diffraction grating 15 obliquely, it is accurately aligned in the same way as when the incident light is incident on the first diffraction grating 15 at right angles.

第17図に示されるように、第2の回折格子は、2次元
の回折格子であっても良い。この場合、入射光か第1の
回折格子15に斜めに入射される場合の回折パターンは
、第2の回折格子が1次元の場合と同様である。この場
合の検出結果は、第11人、11Bの場合と略同様であ
る。
As shown in FIG. 17, the second diffraction grating may be a two-dimensional diffraction grating. In this case, the diffraction pattern when the incident light is obliquely incident on the first diffraction grating 15 is the same as when the second diffraction grating is one-dimensional. The detection results in this case are substantially the same as those for the 11th person, 11B.

[発明の効果コ 前記第3の回折光は、2次元のパターンで現出される。[Effects of invention The third diffracted light appears in a two-dimensional pattern.

一方、第1の回折格子の表面で反射される反射回折光は
、第3の仮想面に沿ってのみ反射される。この発明では
、この第3の仮想面に沿わない回折光(即ち、前記他の
第3の回折光)が検出される。そのため、検出回折光と
反射回折光とが干渉することがなく、第1の物体と第2
の物体とのギャップが所定値に正確に、設定される。
On the other hand, the reflected diffraction light reflected by the surface of the first diffraction grating is reflected only along the third virtual plane. In this invention, the diffracted light that does not follow this third virtual plane (that is, the other third diffracted light) is detected. Therefore, the detected diffraction light and the reflected diffraction light do not interfere, and the first object and the second object
The gap with the object is set accurately to a predetermined value.

また、実施例において理論解析したように、第1の物体
と第2の物体との相対位置に拘りなく、第1の物体と第
2の物体とのギャップが所定値に正確に設定される。
Further, as theoretically analyzed in the embodiment, the gap between the first object and the second object is accurately set to a predetermined value regardless of the relative positions of the first object and the second object.

さらに、この発明は、露光装置における、マスクとウェ
ハとの相対位置合せにも適用されつる。
Furthermore, the present invention can also be applied to relative alignment between a mask and a wafer in an exposure apparatus.

そのため、第1の物体は、マスクでも良く、第2の物体
は、ウェハでも良い。
Therefore, the first object may be a mask, and the second object may be a wafer.

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

第1図は、従来技術に基づく、マスクとウエノ1とのギ
ャップを所定値に設定する方法の原理を模式的に示す図
、 第2図は、第1図に示される方法により得られた検出結
果を示すグラフであって、回折光の強度とギャップとの
関係を示すグラフ、 第3図は、この発明の第1の実施例に基づく、マスクと
ウェハとのギャップを所定値に設定する装置を模式的に
示す図、 第4図は、第3図に示される装置において、マスクとウ
ェハとの各々に形成された第1及び第2の回折格子を示
す斜視図、 第5図は、マスクとウェハとの各々の回折格子により回
折された回折光のパターンを示す斜視図、第6図は、こ
の発明に基づく、回折の原理を示す図であって、1次元
の回折格子により回折された回折光のパターンを示す図
、 第7図は、この発明に基づく、回折の原理を示す図であ
って、入射光がマスクの第1の回折格子−ウェハの第2
の回折格子−マスクの第1の回折格子により回折される
場合の光学モデルと等価の光学モデルを模式的に示す図
、 第8A図及び第8B図は、この発明の第1の実施例に基
づく装置により検出された回折光の強度と、マスクとウ
ェハとのギャップとの関係を示すグラフ、 第9図は、この発明の第2の実施例に基づく、マスクと
ウェハとのギャップを所定値に設定する装置を模式的に
示す図、 第10図は、第9図に示され、る装置において、マスク
とウェハとの各々に形成された回折格子を示す平面図、 第11A図及び第11B図は、この発明の第2の実施例
に基づく方法により検出された回・光重の強度の差と、
マスクとウェハとのギャップとの関係を示すグラフ、 第12図は、この発明の第2の実施例の変形例に基づく
、マスクとウェハとのギャップを所定値に設定する装置
を模式的に示す図、 第13図は、この発明の第3の実施例において、マスク
とウェハとの各々の回折格子により回折された回折光の
パターンを示す斜視図、 第14図は、この発明の第3の実施例に基づく、マスク
とウェハとのギャップを所定値に設定する方法に使用さ
れる回折格子を示す平面図、第15図は、この発明の第
3の実施例に基づく方法により検出された回折光の強度
の差と、マスクとウェハとのギャップとの関係を示すグ
ラフ、第16図及び第17図は、この発明の第4の実施
例に基づく、マスクとウェハとの各々の回折格子により
回折された回折光のパターンを示す斜視図であって、第
16図は、第2の回折格子が1次元の場合、第17図は
、第2の回折格子が2次元の場合である。 13・・・第1の物体(マスク)、12・・・第2の物
体(ウェハ)、15・・・第1の回折格子、16・・・
第2の回折格子、17・・・光源(レーザ)、19・・
・検出手段(ミラー)、26・・・検出手段(光電検出
器)、20・・・ギャップ調整手段(信号処理回路)、
22・・・ギャップ調整手段(圧電素子駆動回路)、2
5・・・ギャップ調整手段(圧電素子)、101・・・
第1の仮想面、102・・・第2の仮想面、103・・
・第3の仮想面、104・・・入射光の光軸。 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 次光 第6図 第7図 第8A図 第88図 第9図 第10図 第11A図 第13図 −べ; 二 〇 = 第16図 第17図
FIG. 1 is a diagram schematically showing the principle of a method of setting the gap between the mask and Ueno 1 to a predetermined value based on the prior art. FIG. 2 is a diagram showing the detection obtained by the method shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the results and shows the relationship between the intensity of diffracted light and the gap; FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the first and second diffraction gratings formed on the mask and the wafer, respectively, in the apparatus shown in FIG. 3; FIG. 5 is the mask FIG. 6 is a perspective view showing the pattern of diffracted light diffracted by the diffraction gratings of the wafer and the wafer, and FIG. 6 is a diagram showing the principle of diffraction based on the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the principle of diffraction based on the present invention, in which incident light is transmitted from the first diffraction grating of the mask to the second diffraction grating of the wafer.
Figures 8A and 8B, which schematically show an optical model equivalent to the optical model when diffracted by the first diffraction grating of the mask, are based on the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the intensity of the diffracted light detected by the device and the gap between the mask and the wafer, based on the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a plan view schematically showing the apparatus shown in FIG. 9, and FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams showing diffraction gratings formed on each of the mask and the wafer. is the difference in the intensity of light and light weight detected by the method based on the second embodiment of the present invention, and
A graph showing the relationship between the gap between the mask and the wafer, FIG. 12, schematically shows an apparatus for setting the gap between the mask and the wafer to a predetermined value based on a modification of the second embodiment of the present invention. FIG. 13 is a perspective view showing patterns of diffracted light diffracted by the diffraction gratings of the mask and wafer, respectively, in the third embodiment of the present invention. FIG. 15 is a plan view showing a diffraction grating used in the method of setting the gap between a mask and a wafer to a predetermined value based on the embodiment, and FIG. 15 shows the diffraction detected by the method based on the third embodiment of the present invention. 16 and 17, which are graphs showing the relationship between the difference in light intensity and the gap between the mask and the wafer, are graphs showing the relationship between the difference in light intensity and the gap between the mask and the wafer. FIG. 16 is a perspective view showing a pattern of diffracted light; FIG. 16 shows a case where the second diffraction grating is one-dimensional, and FIG. 17 shows a case where the second diffraction grating is two-dimensional. 13... First object (mask), 12... Second object (wafer), 15... First diffraction grating, 16...
Second diffraction grating, 17... Light source (laser), 19...
・Detection means (mirror), 26... detection means (photoelectric detector), 20... gap adjustment means (signal processing circuit),
22... Gap adjustment means (piezoelectric element drive circuit), 2
5... Gap adjustment means (piezoelectric element), 101...
First virtual surface, 102... Second virtual surface, 103...
- Third virtual surface, 104...optical axis of incident light. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8A Figure 88 Figure 9 Figure 10 Figure 11A Figure 13- B; 20 = Figure 16 Figure 17

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに対向して配置された、第1の物体と第2の
物体との間のギャップを所定値に設定する方法において
、 平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に延出された第
1の回折格子が第1の物体に形成され、この第1の方向
に直交する仮想面が第1の仮想面と規定され、この第1
の仮想面が第1の方向に所定角度(α)傾斜された仮想
面が第2の仮想面と規定され、第1の仮想面を基準とし
て第2の仮想面に対称な仮想面が第3の仮想面と規定さ
れる工程と、 平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に直交する第2
の方向に延出された第2の回折格子が第2の物体に形成
される工程と、 光源から発射され且つ光軸が第2の仮想面及び第1の方
向に沿う入射光が第1の回折格子に入射され、入射光が
第1の回折格子で透過回折されて、第1の回折光が現出
される工程と、 第1の回折光が第2の回折格子に移行され、第1の回折
光が第2の回折格子で反射回折されて、第2の回折光が
現出される工程と、 第2の回折光が第1の回折格子に移行され、第2の回折
光が第1の回折格子で透過回折されて、第3の回折光が
現出される工程と、 若干の第3の回折光が第3の仮想面に沿って移行され、
他の第3の回折光は、第3の仮想面以外に移行される工
程と、 この他の第3の回折光が検出される工程と、この検出回
折光の強度に応じて、第1の物体と第2の物体とのギャ
ップが調整され、ギャップが所定値に設定される工程と
を具備することを特徴とする第1の物体と第2の物体と
のギャップを所定値に設定する方法。
(1) A method for setting a gap between a first object and a second object, which are arranged opposite to each other, to a predetermined value, comprising: a one-dimensional diffraction grating having a pattern of parallel stripes; A first diffraction grating in which the stripes extend in a first direction is formed on a first object, a virtual plane orthogonal to the first direction is defined as a first virtual plane, and a first diffraction grating is formed on a first object.
A virtual surface in which the virtual surface of a one-dimensional diffraction grating having a pattern of parallel stripes, the stripes forming a second direction perpendicular to the first direction;
forming a second diffraction grating extending in the direction of the second object; and incident light emitted from the light source and having an optical axis along the second virtual plane and the first direction the first diffraction light is incident on the diffraction grating, the incident light is transmitted and diffracted by the first diffraction grating, and the first diffraction light is revealed; a step in which the diffracted light is reflected and diffracted by a second diffraction grating to reveal a second diffracted light, and the second diffracted light is transferred to the first diffraction grating and the second diffracted light is a step of being transmitted and diffracted by the first diffraction grating to reveal a third diffracted light, and some of the third diffracted light is transferred along a third virtual plane;
The other third diffracted light is transferred to a surface other than the third virtual plane, the other third diffracted light is detected, and the first diffracted light is transferred according to the intensity of the detected diffracted light. A method for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value, the method comprising the steps of adjusting the gap between the object and the second object and setting the gap to a predetermined value. .
(2)第1の物体は、マスクであり、第2の物体は、ウ
ェハであることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に設
定する方法。
(2) The gap between the first object and the second object according to claim 1, wherein the first object is a mask and the second object is a wafer. How to set it to a given value.
(3)第1の仮想面と第2の仮想面との間の所定角度(
α)は、ゼロであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所
定値に設定する方法。
(3) A predetermined angle between the first virtual surface and the second virtual surface (
The method for setting the gap between the first object and the second object to a predetermined value according to claim 1, characterized in that α) is zero.
(4)第2の回折格子の第2の方向がx方向、第2の回
折格子の第1の方向がy方向と規定され、第1の仮想面
を基準として入射光の光軸に対称である線の線上の点が
原点と規定され、 前記回折光を検出する工程において、前記他の第3の回
折光の(0、±1)次光が検出されることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の第1の物体と第2の物体
とのギャップを所定値に設定する方法。
(4) The second direction of the second diffraction grating is defined as the x direction, the first direction of the second diffraction grating is defined as the y direction, and is symmetrical to the optical axis of the incident light with respect to the first virtual plane. A point on a certain line is defined as an origin, and in the step of detecting the diffracted light, (0, ±1)-order light of the other third diffracted light is detected. A method of setting the gap between the first object and the second object to a predetermined value according to the first range.
(5)前記回折光を検出する工程において、前記他の第
3の回折光の(±1、±1)次光が検出されることを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の第1の物体と第
2の物体とのギャップを所定値に設定する方法。
(5) In the step of detecting the diffracted light, (±1, ±1)-order light of the other third diffracted light is detected. A method of setting the gap between a first object and a second object to a predetermined value.
(6)第1の回折格子と第2の回折格子とは、2組設け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に設
定する方法。
(6) The gap between the first object and the second object according to claim 1, wherein two sets of the first diffraction grating and the second diffraction grating are provided. How to set to a given value.
(7)2つの第1の回折格子のピッチが異なっており、
2つの第2の回折格子のピッチが異なっており、 前記回折光を検出する工程において、一方の組の第1及
び第2の回折格子から回折された前記他の第3の回折光
と、他方の組の第1及び第2の回折格子から回折された
前記他の第3の回折光とが別々に検出され、 この2つの回折光の強度の差が演算され、この強度の差
に応じて第1の物体と第2の物体とのギャップが調整さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の第
1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に設定する
方法。
(7) The pitches of the two first diffraction gratings are different,
The two second diffraction gratings have different pitches, and in the step of detecting the diffracted light, the third diffraction light diffracted from the first and second diffraction gratings of one set and the other third diffraction light are detected. The other third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of the set is detected separately, the difference in intensity between these two diffracted lights is calculated, and the difference in intensity is calculated according to the difference in intensity. The method for setting the gap between the first object and the second object to a predetermined value according to claim 6, characterized in that the gap between the first object and the second object is adjusted. .
(8)2つの第1の回折格子のピッチが異なっており、 2組の第1及び第2の回折格子に、光源から発射された
光が所定時間ごとに交互に照射され、前記回折光を検出
する工程において、一方の組の第1及び第2の回折格子
から回折された前記他の第3の回折光と、他方の組の第
1及び第2の回折格子から回折された前記他の第3の回
折光とが所定時間ごとに交互に検出され、 この2つの回折光の強度の差が演算され、この強度の差
に応じて第1の物体と第2の物体とのギャップが調整さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の第
1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に設定する
方法。
(8) The pitches of the two first diffraction gratings are different, and the two sets of first and second diffraction gratings are alternately irradiated with light emitted from the light source at predetermined time intervals, and the diffracted light is In the detecting step, the other third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of one set and the other third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of the other set. The third diffracted light is detected alternately at predetermined time intervals, the difference in intensity between the two diffracted lights is calculated, and the gap between the first object and the second object is adjusted according to this difference in intensity. 7. A method for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 6.
(9)互いに対向して配置された、第1の物体と第2の
物体とのギャップを所定値に設定する方法において、 平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に延出された第
1の回折格子が第1の物体に形成され、この第1の方向
に直交する仮想面が第1の仮想面と規定され、この第1
の仮想面が第1の方向に所定角度(α)傾斜された仮想
面が第2の仮想面と規定され、第1の仮想面を基準とし
て第2の仮想面に対称な仮想面が第3の仮想面と規定さ
れる工程と、 直交する2組のストライプのパターンを有する2次元の
回折格子である第2の回折格子が第2の物体に形成され
る工程と、 光源から発射され且つ光軸が第2の仮想面及び第1の方
向に沿う入射光が第1の回折格子に入射され、入射光が
第1の回折格子で透過回折されて、第1の回折光が現出
される工程と、 第1の回折光が第2の回折格子に移行され、第1の回折
光が第2の回折格子で反射回折されて、第2の回折光が
現出される工程と、 第2の回折光が第1の回折格子に移行され、第2の回折
光が第1の回折格子で透過回折されて、第3の回折光が
現出される工程と、 若干の第3の回折光が第3の仮想面に沿って移行され、
他の第3の回折光は、第3の仮想面以外に移行される工
程と、 この他の第3の回折光が検出される工程と、この検出回
折光の強度に応じて、第1の物体と第2の物体とのギャ
ップが調整され、ギャップが所定値に設定される工程と
を具備することを特徴とする第1の物体と第2の物体と
のギャップを所定値に設定する方法。
(9) In a method of setting a gap between a first object and a second object, which are arranged opposite to each other, to a predetermined value, a one-dimensional diffraction grating having a pattern of parallel stripes, A first diffraction grating extending in a first direction is formed on the first object, a virtual surface perpendicular to the first direction is defined as a first virtual surface, and the first diffraction grating extends in a first direction.
A virtual surface in which the virtual surface of a step in which a second diffraction grating, which is a two-dimensional diffraction grating having a pattern of two orthogonal stripes, is formed on the second object; Incident light whose axis is along the second virtual plane and the first direction is incident on the first diffraction grating, the incident light is transmitted and diffracted by the first diffraction grating, and a first diffracted light appears. a step in which the first diffracted light is transferred to a second diffraction grating, the first diffracted light is reflected and diffracted by the second diffraction grating to reveal a second diffracted light; a step in which the diffracted light is transferred to the first diffraction grating, the second diffracted light is transmitted and diffracted by the first diffraction grating, and a third diffracted light appears; is migrated along a third virtual plane,
The other third diffracted light is transferred to a surface other than the third virtual plane, the other third diffracted light is detected, and the first diffracted light is transferred according to the intensity of the detected diffracted light. A method for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value, the method comprising the steps of adjusting the gap between the object and the second object and setting the gap to a predetermined value. .
(10)第1の物体は、マスクであり、第2の物体は、
ウェハであることを特徴とする特許請求の範囲第9項に
記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に
設定する方法。
(10) The first object is a mask, and the second object is
A method for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 9, wherein the object is a wafer.
(11)第1の仮想面と第2の仮想面との間の所定角度
(α)は、ゼロであることを特徴とする特許請求の範囲
第9項に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを
所定値に設定する方法。
(11) The first object and the second object according to claim 9, wherein the predetermined angle (α) between the first virtual plane and the second virtual plane is zero. A method of setting the gap between the object and the object to a predetermined value.
(12)第2の回折格子の第2の方向がx方向、第2の
回折格子の第1の方向がy方向と規定され、第1の仮想
面を基準として入射光の光軸に対称である線の線上の点
が原点と規定され、 前記回折光を検出する工程において、前記他の第3の回
折光の(0、±1)次光が検出されることを特徴とする
特許請求の範囲第9項に記載の第1の物体と第2の物体
とのギャップを所定値に設定する方法。
(12) The second direction of the second diffraction grating is defined as the x direction, the first direction of the second diffraction grating is defined as the y direction, and is symmetrical to the optical axis of the incident light with the first virtual plane as a reference. A point on a certain line is defined as an origin, and in the step of detecting the diffracted light, (0, ±1)-order light of the other third diffracted light is detected. A method of setting the gap between the first object and the second object to a predetermined value according to range item 9.
(13)第1の回折格子と第2の回折格子とは、2組設
けられていることを特徴とする特許請求の範囲第9項に
記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に
設定する方法。
(13) The gap between the first object and the second object according to claim 9, wherein two sets of the first diffraction grating and the second diffraction grating are provided. How to set to a given value.
(14)2つの第1の回折格子間の間隔がu、2つの第
2の回折格子間の間隔がv、第1及び第2の回折格子の
x方向のピッチがp_x、Nが任意の整数とされたとき
、u及びvは、 v=u+{(2N+1)/2)}・p_x と規定され、  前記回折光を検出する工程において、一方の組の第1及
び第2の回折格子から回折された前記他の第3の回折光
と、他方の組の第1及び第2の回折格子から回折された
前記他の第3の回折光とが別々に検出され、 この2つの回折光の強度の差が演算され、この強度の差
に応じて第1の物体と第2の物体とのギャップが調整さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第13項に記載の
第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に設定す
る方法。
(14) The distance between the two first diffraction gratings is u, the distance between the two second diffraction gratings is v, the pitch of the first and second diffraction gratings in the x direction is p_x, and N is an arbitrary integer. When u and v are defined as v=u+{(2N+1)/2)}・p_x, in the step of detecting the diffracted light, the diffracted light from the first and second diffraction gratings of one set is and the other third diffracted light diffracted from the other set of first and second diffraction gratings are detected separately, and the intensities of these two diffracted lights are detected separately. The difference between the first object and the second object according to claim 13 is calculated, and the gap between the first object and the second object is adjusted according to this difference in intensity. A method of setting the gap with the second object to a predetermined value.
(15)2つの第1の回折格子のピッチが同じであり、
2つの第2の回折格子のy方向のピッチが異なっており
、 前記回折光を検出する工程において、一方の組の第1及
び第2の回折格子から回折された前記他の第3の回折光
と、これと同一次数であって、他方の組の第1及び第2
の回折格子から回折された前記他の第3の回折光とが別
々に検出されることを特徴とする特許請求の範囲第14
項に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定
値に設定する方法。
(15) The pitches of the two first diffraction gratings are the same,
The two second diffraction gratings have different pitches in the y direction, and in the step of detecting the diffraction light, the other third diffraction light diffracted from the first and second diffraction gratings of one set is and the first and second of the other set, which have the same order as this,
Claim 14, characterized in that the other third diffracted light diffracted from the diffraction grating is detected separately.
A method of setting the gap between the first object and the second object to a predetermined value as described in .
(16)2つの第1の回折格子のピッチが同じであり、 2組の第1及び第2の回折格子に、光源から発射された
光が所定時間ごとに交互に照射され、前記回折光を検出
する工程において、一方の組の第1及び第2の回折格子
から回折された前記他の第3の回折光と、他方の組の第
1及び第2の回折格子から回折された前記他の第3の回
折光とが所定時間ごとに交互に検出され、 この2つの回折光の強度の差が演算され、この強度の差
に応じて第1の物体と第2の物体とのギャップが調整さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第13項に記載の
第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値に設定す
る方法。
(16) The pitch of the two first diffraction gratings is the same, and the two sets of first and second diffraction gratings are alternately irradiated with light emitted from the light source at predetermined time intervals, and the said diffraction light is In the detecting step, the other third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of one set and the other third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of the other set. The third diffracted light is detected alternately at predetermined time intervals, the difference in intensity between the two diffracted lights is calculated, and the gap between the first object and the second object is adjusted according to this difference in intensity. A method for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 13.
(17)互いに対向して配置された、第1の物体と第2
の物体とのギャップを所定値に設定する装置において、 平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に延出され、こ
の第1の方向に直交する仮想面が第1の仮想面と規定さ
れ、この第1の仮想面が第1の方向に所定角度(α)傾
斜された仮想面が第2の仮想面と規定され、第1の仮想
面を基準として第2の仮想面に対称な仮想面が第3の仮
想面と規定されて、第1の物体に形成された第1の回折
格子と、 平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に直交する第2
の方向に延出されて第2の物体に形成された第2の回折
格子と、 光軸が第2の仮想面及び第1の方向に沿って第1の回折
格子に入射する入射光を発射する光源と、入射光が第1
の回折格子で透過回折されて第1の回折光が現出され、
この第1の回折光が第2の回折格子に移行され第2の回
折格子で反射回折されて第2の回折光が現出され、この
第2の回折光が第1の回折格子に移行され第1の回折格
子で透過回折されて第3の回折光が現出され、若干の第
3の回折光が第3の仮想面に沿って移行され、他の第3
の回折光は第3の仮想面以外に移行され、この他の第3
の回折光を検出する検出手段と、この検出回折光の強度
に応じて、第1の物体と第2の物体とのギャップを調整
し、このギャップを所定値に設定する、ギャップ調整手
段とを具備することを特徴とする第1の物体と第2の物
体とのギャップを所定値に設定する装置。
(17) A first object and a second object placed opposite each other.
a one-dimensional diffraction grating having a pattern of parallel stripes, the stripes extending in a first direction and perpendicular to the first direction; A virtual surface is defined as a first virtual surface, a virtual surface obtained by tilting the first virtual surface at a predetermined angle (α) in the first direction is defined as a second virtual surface, and the first virtual surface is defined as a second virtual surface. A virtual plane symmetrical to the second virtual plane is defined as a third virtual plane as a reference; a first diffraction grating formed on the first object; and a one-dimensional diffraction grating having a pattern of parallel stripes. and this stripe is in a second direction orthogonal to the first direction.
a second diffraction grating formed on the second object and extending in the direction of; and an optical axis emitting incident light incident on the first diffraction grating along the second virtual plane and the first direction. the first light source and the incident light is the first
The first diffracted light is transmitted and diffracted by the diffraction grating of
This first diffraction light is transferred to a second diffraction grating, reflected and diffracted by the second diffraction grating to reveal a second diffraction light, and this second diffraction light is transferred to the first diffraction grating. The first diffraction grating transmits and diffracts the third diffracted light, and some of the third diffracted light is transferred along the third virtual plane, and the other third diffracted light is transmitted and diffracted by the first diffraction grating.
The diffracted light is transferred to a surface other than the third virtual surface, and
and a gap adjustment means that adjusts the gap between the first object and the second object according to the intensity of the detected diffracted light and sets the gap to a predetermined value. A device for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value.
(18)第1の物体は、マスクであり、第2の物体は、
ウェハであることを特徴とする特許請求の範囲第17項
に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値
に設定する装置。
(18) The first object is a mask, and the second object is
18. The apparatus for setting the gap between the first object and the second object to a predetermined value according to claim 17, wherein the apparatus is a wafer.
(19)第1の仮想面と第2の仮想面との間の所定角度
(α)は、ゼロであることを特徴とする特許請求の範囲
第17項に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップ
を所定値に設定する装置。
(19) The first object and the second object according to claim 17, wherein the predetermined angle (α) between the first virtual plane and the second virtual plane is zero. A device that sets the gap with an object to a predetermined value.
(20)第2の回折格子の第2の方向がx方向、第2の
回折格子の第1の方向がy方向と規定され、第1の仮想
面を基準として入射光の光軸に対称である線の線上の点
が原点と規定され、 前記回折光を検出する手段は、前記他の第3の回折光の
(0、±1)次光を検出する検出手段を備えていること
を特徴とする特許請求の範囲第17項に記載の第1の物
体と第2の物体とのギャップを所定値に設定する装置。
(20) The second direction of the second diffraction grating is defined as the x direction, the first direction of the second diffraction grating is defined as the y direction, and is symmetrical to the optical axis of the incident light with respect to the first virtual plane. A point on a certain line is defined as the origin, and the means for detecting the diffracted light includes a detecting means for detecting (0, ±1) order light of the other third diffracted light. An apparatus for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 17.
(21)前記回折光を検出する手段は、前記他の第3の
回折光の(±1、±1)次光を検出する検出手段を回折
光を検出する検出手段を備えていることを特徴とする特
許請求の範囲第17項に記載の第1の物体と第2の物体
とのギャップを所定値に設定する装置。
(21) The means for detecting the diffracted light includes a detecting means for detecting (±1, ±1) order light of the other third diffracted light and a detecting means for detecting the diffracted light. An apparatus for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 17.
(22)前記回折光を検出する検出手段は、前記他の第
3の回折光の所定次数の回折光を反射するように配置さ
れたミラーと、このミラーで反射された回折光を光電変
換しこれを検出信号とする光電検出器とを備えており、 ギャップ調整手段は、前記電気信号を処理し、制御信号
を発生する信号処理回路と、この制御信号に基づいて、
マスクを所定距離移動させ、マスクとウェハとのギャッ
プを調整するマスクの移動手段とを備えてていることを
特徴とする特許請求の範囲第17項に記載の第1の物体
と第2の物体とのギャップを所定値に設定する装置。
(22) The detection means for detecting the diffracted light includes a mirror arranged to reflect the diffracted light of a predetermined order of the other third diffracted light, and photoelectrically converts the diffracted light reflected by the mirror. and a photoelectric detector that uses this as a detection signal, and the gap adjustment means includes a signal processing circuit that processes the electrical signal and generates a control signal, and based on this control signal,
The first object and the second object according to claim 17, further comprising a mask moving means for moving the mask a predetermined distance and adjusting the gap between the mask and the wafer. A device that sets the gap between the
(23)第1の回折格子と第2の回折格子とは、2組設
けられていることを特徴とする特許請求の範囲第17項
に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値
に設定する装置。
(23) The gap between the first object and the second object according to claim 17, wherein two sets of the first diffraction grating and the second diffraction grating are provided. A device that sets the value to a predetermined value.
(24)2つの第1の回折格子のピッチが異なっており
、2つの第2の回折格子のピッチが異なっており、 前記回折光を検出する検出手段は、一方の組の第1及び
第2の回折格子から回折された前記他の第3の回折光と
、他方の組の第1及び第2の回折格子から回折された前
記他の第3の回折光とを別々に検出する検出する手段を
備えており、 前記ギャップの調整手段は、この2つの回折光の強度の
差を演算する演算手段を備えていることを特徴とする特
許請求の範囲第23項に記載の第1の物体と第2の物体
とのギャップを所定値に設定する装置。
(24) The pitches of the two first diffraction gratings are different, and the pitches of the two second diffraction gratings are different, and the detection means for detecting the diffracted light is connected to the first and second diffraction gratings of one set. Detecting means for separately detecting the other third diffracted light diffracted from the diffraction grating and the other third diffracted light diffracted from the other set of first and second diffraction gratings. and the first object according to claim 23, wherein the gap adjustment means includes calculation means for calculating the difference in intensity between the two diffracted lights. A device that sets a gap with a second object to a predetermined value.
(25)2つの第1の回折格子のピッチが異なっており
、 回折光を検出する検出手段は、2組の第1及び第2の回
折格子に、光源から発射された光が所定時間ごとに交互
に照射されるとき、一方の組の第1及び第2の回折格子
から回折された前記他の第3の回折光と、他方の組の第
1及び第2の回折格子から回折された前記他の第3の回
折光とを所定時間ごとに交互に検出する検出手段を備え
ており、ギャップの調整手段は、この2つの回折光の強
度の差を演算する演算手段を備えていることを特徴とす
る特許請求の範囲第23項に記載の第1の物体と第2の
物体とのギャップを所定値に設定する装置。
(25) The pitches of the two first diffraction gratings are different, and the detection means for detecting the diffracted light is configured such that the light emitted from the light source is transmitted to the two sets of first and second diffraction gratings at predetermined time intervals. When irradiated alternately, the other third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of one set and the third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of the other set. The gap adjustment means is equipped with a detection means that alternately detects the other third diffracted light at predetermined time intervals, and the gap adjustment means is equipped with a calculation means that calculates the difference in intensity between the two diffracted lights. An apparatus for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 23.
(26)互いに対向して配置された、第1の物体と第2
の物体とのギャップを所定値に設定する装置において、 平行なストライプのパターンを有する1次元の回折格子
であって、このストライプが第1の方向に延出され、こ
の第1の方向に直交する仮想面が第1の仮想面と規定さ
れ、この第1の仮想面が第1の方向に所定角度(α)傾
斜された仮想面が第2の仮想面と規定され、第1の仮想
面を基準として第2の仮想面に対称な仮想面が第3の仮
想面と規定されて、第1の物体に形成された第1の回折
格子と、 直交する2組のストライプのパターンを有する2次元の
回折格子であって、第2の物体に形成された第2の回折
格子と、 光軸が第2の仮想面及び第1の方向に沿って第1の回折
格子に入射する入射光を発射する光源と、入射光が第1
の回折格子で透過回折されて第1の回折光が現出され、
この第1の回折光が第2の回折格子に移行され第2の回
折格子で反射回折されて第2の回折光が現出され、この
第2の回折光が第1の回折格子に移行され第1の回折格
子で透過回折されて第3の回折光が現出され、若干の第
3の回折光が第3の仮想面に沿って移行され、他の第3
の回折光は第3の仮想面以外に移行され、この他の第3
の回折光を検出する検出手段と、この検出回折光の強度
に応じて、第1の物体と第2の物体とのギャップを調整
し、このギャップを所定値に設定する、ギャップ調整手
段とを具備することを特徴とする第1の物体と第2の物
体とのギャップを所定値に設定する装置。
(26) A first object and a second object placed opposite each other.
a one-dimensional diffraction grating having a pattern of parallel stripes, the stripes extending in a first direction and perpendicular to the first direction; A virtual surface is defined as a first virtual surface, a virtual surface obtained by tilting the first virtual surface at a predetermined angle (α) in the first direction is defined as a second virtual surface, and the first virtual surface is defined as a second virtual surface. A virtual plane that is symmetrical to the second virtual plane as a reference is defined as a third virtual plane, and a two-dimensional structure having a first diffraction grating formed on the first object and two sets of orthogonal stripe patterns. a second diffraction grating formed on a second object, the optical axis of which emits incident light that is incident on the first diffraction grating along a second virtual plane and the first direction; the first light source and the incident light is the first
The first diffracted light is transmitted and diffracted by the diffraction grating of
This first diffraction light is transferred to a second diffraction grating, reflected and diffracted by the second diffraction grating to reveal a second diffraction light, and this second diffraction light is transferred to the first diffraction grating. The first diffraction grating transmits and diffracts the third diffracted light, and some of the third diffracted light is transferred along the third virtual plane, and the other third diffracted light is transmitted and diffracted by the first diffraction grating.
The diffracted light is transferred to a surface other than the third virtual surface, and
and a gap adjustment means that adjusts the gap between the first object and the second object according to the intensity of the detected diffracted light and sets the gap to a predetermined value. A device for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value.
(27)第1の物体は、マスクであり、第2の物体は、
ウェハであることを特徴とする特許請求の範囲第26項
に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値
に設定する装置。
(27) The first object is a mask, and the second object is
27. The device for setting the gap between the first object and the second object to a predetermined value according to claim 26, wherein the device is a wafer.
(28)第1の仮想面と第2の仮想面との間の所定角度
(α)は、ゼロであることを特徴とする特許請求の範囲
第26項に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップ
を所定値に設定する装置。
(28) The first object and the second object according to claim 26, wherein the predetermined angle (α) between the first virtual plane and the second virtual plane is zero. A device that sets the gap with an object to a predetermined value.
(29)第2の回折格子の第2の方向がx方向、第2の
回折格子の第1の方向がy方向と規定され、第1の仮想
面を基準として入射光の光軸に対称である線の線上の点
が原点と規定され、 前記回折光を検出する手段は、前記他の第3の回折光の
(0、±1)次光を検出する検出手段を備えていること
を特徴とする特許請求の範囲第26項に記載の第1の物
体と第2の物体とのギャップを所定値に設定する装置。
(29) The second direction of the second diffraction grating is defined as the x direction, the first direction of the second diffraction grating is defined as the y direction, and is symmetrical to the optical axis of the incident light with the first virtual plane as a reference. A point on a certain line is defined as the origin, and the means for detecting the diffracted light includes a detecting means for detecting (0, ±1) order light of the other third diffracted light. An apparatus for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 26.
(30)前記回折光を検出する検出手段は、前記他の第
3の回折光の所定次数の回折光を反射するように配置さ
れたミラーと、このミラーで反射された回折光を光電変
換しこれを検出信号とする光電検出器とを備えており、 ギャップ調整手段は、前記電気信号を処理し、制御信号
を発生する信号処理回路と、この制御信号に基づいて、
マスクを所定距離移動させ、マスクとウェハとのギャッ
プを調整するマスクの移動手段とを備えていることを特
徴とする特許請求の範囲第26項に記載の第1の物体と
第2の物体とのギャップを所定値に設定する装置。
(30) The detection means for detecting the diffracted light includes a mirror arranged to reflect the diffracted light of a predetermined order of the other third diffracted light, and photoelectrically converts the diffracted light reflected by the mirror. and a photoelectric detector that uses this as a detection signal, and the gap adjustment means includes a signal processing circuit that processes the electrical signal and generates a control signal, and based on this control signal,
The first object and the second object according to claim 26, further comprising a mask moving means for moving the mask a predetermined distance and adjusting the gap between the mask and the wafer. A device that sets the gap to a predetermined value.
(31)第1の回折格子と第2の回折格子とは、2組設
けられていることを特徴とする特許請求の範囲第26項
に記載の第1の物体と第2の物体とのギャップを所定値
に設定する装置。
(31) The gap between the first object and the second object according to claim 26, wherein two sets of the first diffraction grating and the second diffraction grating are provided. A device that sets the value to a predetermined value.
(32)2つの第1の回折格子間の間隔がu、2つの第
2の回折格子間の間隔がv、第1及び第2の回折格子の
x方向のピッチがp_x、Nが任意の整数とされたとき
、u及びvは、 v=u+{(2N+1)/2}・p_x と規定され、 前記回折光を検出する検出手段は、一方の組の第1及び
第2の回折格子から回折された前記他の第3の回折光と
、他方の祖の第1及び第2の回折格子から回折された前
記他の第3の回折光とを別々に検出する検出手段を備え
ており、 ギャップ調整手段は、この2つの回折光の強度の差を演
算する演算手段を備えていることを特徴とする特許請求
の範囲第31項に記載の第1の物体と第2の物体とのギ
ャップを所定値に設定する装置。
(32) The distance between the two first diffraction gratings is u, the distance between the two second diffraction gratings is v, the pitch of the first and second diffraction gratings in the x direction is p_x, and N is an arbitrary integer. When u and v are defined as v=u+{(2N+1)/2}・p_x, the detection means for detecting the diffracted light is configured to detect the diffracted light from the first and second diffraction gratings of one set. and detecting means for separately detecting the other third diffracted light diffracted from the first and second diffraction gratings of the other origin, and the gap The adjustment means is provided with a calculation means for calculating the difference in intensity between the two diffracted lights, and adjusts the gap between the first object and the second object according to claim 31. A device that sets a predetermined value.
(33)2つの第1の回折格子のピッチが同じであり、
2つの第2の回折格子のy方向のピッチが異なっており
、 前記回折光を検出する検出手段は、一方の組の第1及び
第2の回折格子から回折された前記他の第3の回折光と
、これと同一次数であって、他方の組の第1及び第2の
回折格子から回折された前記他の第3の回折光とを別々
に検出する検出手段を備えていることを特徴とする特許
請求の範囲第32項に記載の第1の物体と第2の物体と
のギャップを所定値に設定する装置。
(33) The pitches of the two first diffraction gratings are the same,
The two second diffraction gratings have different pitches in the y direction, and the detection means for detecting the diffraction light detects the other third diffraction light diffracted from the first and second diffraction gratings of one set. It is characterized by comprising a detection means for separately detecting the light and the other third diffracted light having the same order as this and diffracted from the first and second diffraction gratings of the other set. An apparatus for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 32.
(34)2つの第1の回折格子のピッチが同じであり、 回折光を検出する手段は、2組の第1及び第2の回折格
子に、光源から発射された光が所定時間ごとに交互に照
射されるとき、一方の組の第1及び第2の回折格子から
回折された前記他の第3の回折光と、他方の組の第1及
び第2の回折格子から回折された前記他の第3の回折光
とを所定時間ごとに交互に検出する検出手段を備えてお
り、ギャップの調整手段は、この2つの回折光の強度の
差を演算する演算手段を備えていることを特徴とする特
許請求の範囲第31項に記載の第1の物体と第2の物体
とのギャップを所定値に設定する装置。
(34) The pitch of the two first diffraction gratings is the same, and the means for detecting the diffracted light is such that the light emitted from the light source is alternately applied to the two sets of first and second diffraction gratings at predetermined time intervals. When the other third diffracted light is diffracted from the first and second diffraction gratings of one set, and the other third diffracted light is diffracted from the first and second diffraction gratings of the other set. and a third diffracted light at predetermined time intervals, and the gap adjustment means includes a calculation means for calculating the difference in intensity between the two diffracted lights. An apparatus for setting a gap between a first object and a second object to a predetermined value according to claim 31.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0476837A (en) * 1990-07-18 1992-03-11 Photonics:Kk Feature aligner
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