DE4031637A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen einer verschiebung zwischen zwei objekten sowie eines spaltabstands zwischen den beiden objekten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen einer Verschiebung zwischen zwei Objekten sowie eines Spaltabstands zwischen den beiden Objekten. Insbe­ sondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Messen einer Verschiebung zwischen einer Maske und einem Plättchen bzw. einer Scheibe für deren Relativausrichtung in einer Belichtungsvorrichtung für die Halbleiterherstellung und auch ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Messen eines Spaltabstands (gap distance) zwischen einer Maske und einem Plättchen für deren Rela­ tivausrichtung in einer Belichtungsvorrichtung.

Bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, z. B. eines großintegrierten Schaltkreises (VLSI), wird mittels einer Belichtungsvorrichtung das Schaltungsmuster der Anordnung auf ein(e) Plättchen oder Scheibe übertragen. Im Fall einer Röntgenbelichtungsvorrichtung wird das Plättchen speziell durch eine das Schaltungsmuster aufweisende Maske hindurch mit Röntgenstrahlung bestrahlt; damit wird das Bild des Musters auf das Plättchen übertragen. Zum Über­ tragen des Schaltungsmusters auf das Plättchen müssen die Maske und das Plättchen, die einander zugewandt sind, in ihrer Gegenüberstellungsrichtung mit einem vorgesehenen Spalt oder Zwischenraum zwischen ihnen aufeinander ausge­ richtet werden.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung von Ausrichtung, Spalteinstellung und Relativausrichtung mit ziemlich hoher Genauigkeit sind z. B. in der JP-OS 62-2 61 003 beschrieben. Bei dem betreffenden Verfahren und der ent­ sprechenden Vorrichtung erfolgt die Relativausrichtung nach der optischen Überlagerungsstörungsmethode (heterodyne interference method) unter Verwendung von eindimensionalen Beugungsgittern. Bei dieser Methode ist die Maske mit einem eindimensionalen Beugungsgitter und einem Fenster ver­ sehen, während das Plättchen mit einer Reflexionsfläche und einem anderen eindimensionalen Beugungsgitter ver­ sehen ist.

Zunächst erfolgt dabei die Ausrichtung bzw. Ausfluchtung. Dabei werden zwei Laser(licht)strahlen jeweils der Fre­ quenzen f1 und f2 in Richtung der ±1-Ordnung auf das eindimensionale Beugungsgitter der Maske geworfen. Beim Durchtritt durch dieses Beugungsgitter der Maske werden diese Lichtstrahlen gebeugt, von der Reflexionsfläche des Plättchens reflektiert und wiederum durch das eindimensio­ nale Beugungsgitter der Maske hindurch übertragen und da­ durch gebeugt. Daraufhin sind oder werden die Lichtstrahlen in gebeugte Interferenzlichtstrahlen I_M geändert, die so­ mit eindimensional verteilt erscheinen. Die durch das Fenster der Maske hindurchfallenden Lichtstrahlen fallen andererseits durch das eindimensionale Beugungsgitter des Plättchens und werden durch dieses Beugungsgitter gebeugt, um sodann wiederum durch das Fenster der Maske hindurch­ zutreten und damit als gebeugte, eindimensional verteilte Interferenzlichtstrahlen I_W zu erscheinen bzw. aufzutreten. Die Phasendifferenz Δ⌀_X zwischen den Lichtstrahlen der Ordnungen I_M(O, O) und I_W(O, O) aus den gebeugten Inter­ ferenzlichtstrahlen I_M und I_W wird detektiert. Da die Phasendifferenz Δ⌀_X einer Verschiebung (einem Versatz) zwischen Maske und Plättchen entspricht, kann die Ver­ schiebung durch Berechnung bestimmt werden. Maske und Plättchen werden auf der Grundlage der so bestimmten Verschiebung ausgerichtet oder in Flucht gebracht.

Anschließend erfolgt die Spalt- oder Abstandseinstellung zwischen Maske und Plättchen. Dabei fällt - wie bei der Ausrichtung - der Lichtstrahl mit der Frequenz f1 in Richtung der +1-Ordnung ein, während der Lichtstrahl der Frequenz f2 in Richtung der +3-Ordnung einfällt. Daraufhin wird ein Lichtstrahl der Ordnung I_W(-2, 0) detektiert oder gemessen, der gebeugt und zur Interferenz auf dem gleichen Strahlengang für die Ausrichtung gebracht wird oder ist. Die Phasendifferenz Δ⌀_Z zwischen den Licht­ strahlen der Ordnungen I_W(-2, 0) und I_M(0, 0) wird detektiert. Da die Phasendifferenz Δ⌀_Z dem Spaltabstand (gap distance) zwischen Maske und Plättchen entspricht, kann der Abstand durch Berechnung bestimmt werden. Auf der Grundlage dieses bestimmten Abstands wird der vorbe­ stimmte Spalt zwischen Maske und Plättchen eingestellt. Genauer gesagt: ein Spalt z läßt sich wie folgt aus­ drücken:

z = Zp²/πλ.

In obiger Gleichung bedeuten: Z = 1/8×(Δ⌀_Z + 2X), X = 2πΔ x/p, mit p = Teilungsabstand des Beugungsgitters und λ = Wellenlänge des Lichts.

Verschiebung und Spalt bzw. Abstand können somit entspre­ chend der Phasendifferenz gemessen werden, und Ausrichtung und Spalteinstellung können auf der Grundlage der Meßwerte durchgeführt werden.

Bei dieser Methode sind auf Maske und Plättchen jeweils eindimensionale Beugungsgitter geformt, die eine Vielzahl paralleler, unter einem rechten Winkel zur Ausrichtungs­ richtung verlaufender Streifen aufweisen, so daß die ge­ beugten Lichtstrahlen eindimensional in der Ausrichtungs­ richtung verteilt werden. Außerdem weichen die jeweiligen Beugungsgitter von Maske und Plättchen in der Richtung senkrecht zur Ausrichtungsrichtung voneinander ab, so daß der gebeugte Lichtstrahl der Ordnung I_W(-2, 0) in dichter Nähe zum gebeugten Lichtstrahl der Ordnung I_M(0, 0), der gleichzeitig mit ersterem erzeugt wird, auftritt. Insbe­ sondere werden dabei diese beiden gebeugten Lichtstrahlen mit einem sehr kleinen gegenseitigen Abstand von etwa 100µm emittiert, wobei sie einander teilweise überlappen und miteinander interferieren. Infolgedessen kann der ge­ beugte Lichtstrahl der Ordnung I_W(-2, 0) nicht selektiv und getrennt vom gebeugten Lichtstrahl der Ordnung I_M(0, 0) detektiert bzw. erfaßt werden. Wenn der mit dem Licht­ strahl der Ordnung I_M(-2, 0) interferierende Lichtstrahl der Ordnung I_W(-2, 0) erfaßt wird, kann daher der Abstand oder Spalt zwischen Maske und Plättchen nicht mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.

Ausrichtung und Spalteinstellung werden häufig gleichzeitig vorgenommen. Da die Einfallsrichtung des Lichtstrahls für Ausrichtung von der Einfallsrichtung des Lichtstrahls für Spalteinstellung - wie erwähnt - verschieden ist, müssen ein Lichtstrahl der Frequenz f1 und zwei Lichtstrahlen der Frequenz f2 gleichzeitig auf die Beugungsgitter auf­ gestrahlt (applied) werden. Bei dieser Beleuchtungsmethode ergibt sich die Phasendifferenz Δ⌀_Z zwischen den Licht­ strahlen der Ordnungen I_M(0, 0) und I_W(-2, 0) zu:

ΔΦ_Z = {sin 2×3 sin (8 Z-2 X)}/{cos 2×3 cos(8 Z-2 X)}.

In diesem Fall enthält die Phasendifferenz Δ⌀_Z die Ver­ schiebung X, so daß weitere komplizierte Berechnung durch­ führt werden muß, um aus der Phasendifferenz Δ⌀_Z Infor­ mationen für die Spalteinstellung zu gewinnen. Hierdurch wird unweigerlich der Aufbau der Vorrichtung kompliziert; außerdem vergrößern sich Meßfehler.

Wenn drei Lichtstrahlen auf das Beugungsgitter des Plättchens gerichtet werden, ergibt sich die Phasendifferenz Δ⌀_Z zwischen den Lichtstrahlen der Ordnungen I_M(0, 0) und I_W(-2, 0) zu.

ΔΦ_X = {sin 2×sin (8 Z-2 X)/3}/{cos 2×cos (8 Z-2 X)/3}.

Dies ist eine den Spalt z beinhaltende Funktion, und ein Verschiebungsdetektions- oder -meßsignal wird auch durch den Spalt beeinflußt. Verschiebungs- und Spalt- oder Ab­ standsmessung können daher nicht unabhängig voneinander durchgeführt werden, so daß sich die Vorrichtung und die Arbeitsgänge (sequences) komplizieren und die Meßfehler zunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ver­ fahrens und einer Vorrichtung zum Messen einer Verschie­ bung (oder eines Versatzes), bei denen zu erfassende ge­ beugte Interferenzlichtstrahlen selektiv und getrennt detektiert bzw. erfaßt werden können, ohne daß drei Licht­ strahlen unabhängig auf Beugungsgitter von zwei Objekten gerichtet zu werden brauchen, so daß die Verschiebung zwischen den beiden Objekten unabhängig von der Größe eines Spalts oder Zwischenraums zwischen ihnen mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Messen eines Spaltabstands (gap distance), mit denen die Größe eines Spalts bzw. ein Spalt­ abstand zwischen zwei Objekten unabhängig vom Vorliegen einer Verschiebung zwischen den beiden Objekten mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Messen einer Verschiebung zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Objekte einander zuge­ wandt sind oder gegenüberstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Bereiche aufweist, das zweite Objekt min­ destens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objekts ent­ sprechend geformte oder ausgebildete Bereiche aufweist, und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, das ge­ kennzeichnet ist durch folgende Schritte:
Emittieren eines ersten Lichtstrahls einer Frequenz f1 und eines zweiten Lichtstrahls einer Frequenz f2 (f1 ≠ f2) von einer Lichtquelle,
Übertragen der beiden Lichtstrahlen zu den beiden Bereichen von erstem oder zweitem Objekt, um anschließend die Licht­ strahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen von erstem und zweitem Objekt zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens erste und zweite, zweidimensional verteilte gebeugte Interferenz­ lichtstrahlen emittiert werden,
Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer spe­ ziellen Ordnung aus den ersten gebeugten Interferenzlicht­ strahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein erstes Schwebungssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und gleichzeitiges Detektieren oder Erfassen eines anderen Lichtstrahls einer anderen speziellen Ordnung, die mit der ersten speziellen Ordnung identisch oder von dieser ver­ schieden ist, aus dem zweiten gebeugten Interferenzlicht­ strahl und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein zweites Schwebungssignal der Frequenz Δf (= |f1-f2|), sowie
Berechnen der Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Schwebungssignalen, um damit die Verschiebung (oder den Versatz) zwischen erstem und zweitem Objekt, die (der) der Phasendifferenz entspricht, zu ermitteln.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Messen einer Verschiebung zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder gegenüberstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Bereiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objekts entsprechend ge­ formte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte:
Emittieren eines ersten Lichtstrahls einer Frequenz f1 und eines zweiten Lichtstrahls einer Frequenz f2 (f1 ≠ f2) von einer Lichtquelle,
Übertragen der beiden Lichtstrahlen zu den beiden Bereichen von erstem oder zweitem Objekt, um anschließend die Licht­ strahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen von erstem und zweitem Objekt zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens zwei zweidimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrah­ len emittiert werden,
Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer spe­ ziellen Ordnung aus mindestens einem der gebeugten Inter­ ferenzlichtstrahlen und Umwandeln des erfaßten Licht­ strahls in ein Schwebungs- oder Detektionssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und
mit einer Phasenverschiebung entsprechend der Verschiebung zwischen erstem und zweitem Objekt,
Erzeugen eines dritten Lichtstrahls der Frequenz f1 und eines vierten Lichtstrahls der Frequenz f2, wobei die dritten und vierten Lichtstrahlen die gleiche Phase wie die ersten und zweiten Lichtstrahlen vor dem Beugen und der Interferenz miteinander aufweisen,
Detektieren oder Erfassen der dritten und vierten Licht­ strahlen und Umwandeln der erfaßten Lichtstrahlen in ein Schwebungs- oder Bezugssignal, das die Frequenz Δf besitzt und keine Phasenverschiebung entsprechend der Verschiebung zwischen erstem und zweitem Objekt beinhaltet, und
Berechnen der Phasendifferenz zwischen der Detektionsphasen­ verschiebung bzw. zwischen dem Detektionssignal und dem Bezugssignal, um damit die Verschiebung zu ermitteln.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Messen der Strecke oder des Abstands eines Spalts zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf die Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder gegenüberstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Bereiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objekts entsprechend ge­ formte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte:
Emittieren zweier Lichtstrahlen mit jeweils Frequenzen f1 und f2 (f1 ≠ f2) von einer Lichtquelle,
Übertragen der beiden Lichtstrahlen zu den beiden Be­ reichen von erstem oder zweitem Objekt, um anschließend die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen von erstem und zweitem Objekt zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens erste und zweite, zweidimensional verteilte gebeugte Inter­ ferenzlichtstrahlen emittiert werden,
Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer spe­ ziellen Ordnung aus den ersten gebeugten Interferenzlicht­ strahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein erstes Schwebungssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und gleichzeitiges Detektieren oder Erfassen eines anderen Lichtstrahls einer anderen speziellen Ordnung, die mit der ersten speziellen Ordnung identisch oder von dieser verschieden ist, aus dem zweiten gebeugten Interferenz­ lichtstrahl und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein zweites Schwebungssignal der Frequenz Δf (= |f1-f2|), sowie
Berechnen der Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Schwebungssignalen, um damit den Spaltabstand zwischen erstem und zweitem Objekt, welcher der Phasen­ differenz entspricht, zu ermitteln.

Erfindungsgemäß weist jedes der entsprechenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mindestens ein Beugungsgitter auf, so daß der emittierte Lichtstrahl nach der Übertragung zu den paarigen Bereichen in zwei­ dimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird. Infolgedessen erscheinen die gebeugten Interferenz­ lichtstrahlen, die durch die entsprechenden Paare von Be­ reichen von erstem und zweitem Objekt gebeugt und zur Interferenz miteinander gebracht werden, zweidimensional verteilt (distributed).

Demzufolge werden die beiden Lichtstrahlen spezieller Ordnung der gebeugten Interferenzlichtstrahlen, die für die Verschiebungsmessung benutzt werden, in einem ver­ gleichsweise großen Abstand voneinander emittiert. Diese einzelnen Lichtstrahlen spezieller Ordnung können mithin selektiv und unabhängig voneinander, d. h. getrennt von den anderen Lichtstrahlen erfaßt werden, so daß die Ver­ schiebung zwischen Maske und Plättchen unabhängig vom Spaltabstand zwischen ihnen gemessen werden kann.

Weiterhin werden auch die beiden Lichtstrahlen spezieller Ordnung der für die Spaltmessung benutzten gebeugten Interferenzlichtstrahlen in einem vergleichsweise großen Abstand voneinander emittiert. Diese einzelnen Lichtstrah­ len spezieller Ordnung können somit getrennt gewählt bzw. erfaßt werden, so daß der Spaltabstand zwischen Maske und Plättchen ungeachtet der Verschiebung zwischen ihnen ge­ messen werden kann.

Die spezielle (oder spezifische) Ordnung des zur Gewinnung des ersten Schwebungssignals (beat signal) erfaßten Licht­ strahls kann derjenigen des Lichtstrahls, der zur Gewinnung des zweiten Schwebungssignals erfaßt wird, gleich oder davon verschieden sein.

Einer der beiden Lichtstrahlen spezieller Ordnung für die Verschiebungsmessung kann mit dem einen der beiden Licht­ strahlen spezieller Ordnung für Spaltmessung identisch sein.

Ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schach­ brettmuster wird als Beugungsgitter zur Änderung des emittierten Lichtstrahls in die zweidimensional verteilten gebeugten Lichtstrahlen benutzt. In diesem Fall ist das "Schachbrettmuster" nicht auf ein solches mit quadratischen Karos beschränkt, sondern braucht lediglich ein solches aus rechteckigen "Karos" zu sein.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die zum Ausrichten oder Ausfluchten einer Maske und eines Plättchens in einer Röntgen­ belichtungsvorrichtung benutzt wird,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung von auf Maske und Plättchen geformten Beugungs­ gittern,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der optischen Überlagerungsstörungsmethode,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der zweidimensionalen Verteilung von gebeugten Interferenzlichtstrahlen die durch Beugungsgitter gebeugt und zur Inter­ ferenz miteinander gebracht sind,

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung von Beugungsgittern einer Maske und eines Plättchens bei einer ersten Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 2,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der zweidimensio­ nalen Verteilung von gebeugten Interferenzlicht­ strahlen, die durch die Beugungsgitter nach Fig. 5 gebeugt und zur Interferenz miteinander gebracht sind,

Fig. 7 eine schematische perspektivische Darstellung an­ derer Beugungsgitter von Maske und Plättchen ge­ mäß einer zweiten Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 2,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der zweidimensio­ nalen Verteilung von gebeugten Interferenzlicht­ strahlen, die durch die Beugungsgitter nach Fig. 7 gebeugt und zur Interferenz miteinander gebracht sind,

Fig. 9 bis 12 schematische Darstellungen von Beugungs­ gittern für zweidimensionale Verteilung (distributing) der gebeugten Lichtstrahlen,

Fig. 13a bis 16a schematische Darstellungen von Kombi­ nationen von Beugungsgittern, die in zwei Be­ reichen der Maske und zwei Bereichen des Plättchens angeordnet sind, und

Fig. 17 eine schematische Darstellung einer Abwandlung bezüglich der Einfallsart der einfallenden oder auftreffenden Lichtstrahlen.

Im folgenden ist anhand der Fig. 1 bis 4 eine erste Aus­ führungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 veranschaulicht eine Relativausrichtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die für Ausrichtung (oder Ausfluchtung) und Spalteinstellung zwi­ schen einer Maske und einem Plättchen in einer Röntgen­ belichtungsvorrichtung geeignet ist. Es sei im folgenden vorausgesetzt, daß eine Richtung in einer waagerechten Ebene die x-Richtung, eine Richtung senkrecht zur x-Rich­ tung innerhalb der waagerechten Ebene die y-Richtung und die lotrechte Richtung die z-Richtung sind. Bei der be­ schriebenen Ausführungsform werden Maske und Plättchen (Halbleiterscheibe) in x-Richtung aufeinander ausgerichtet.

Die Relativausrichtung- oder -justiervorrichtung weist eine in x-Richtung verschiebbare Plättchen-Bühne 14 auf, mit welcher ein Betätigungselement oder Stelltrieb 15 für ihre Antriebsverschiebung verbunden ist. Auf der Bühne 14 befindet sich ein Plättchen 16, über welchem eine Maske 17 unter Einhaltung eines vorbestimmten Spaltabstands in z-Richtung zwischen beiden angeordnet ist. Die Maske 17 wird mittels eines Maskenhalters 18 gehalten, der mit einem Betätigungselement bzw. Stelltrieb 19, z. B. einer piezo­ elektrischen Vorrichtung zum Verschieben des Halters 18 in z-Richtung verbunden ist.

Gemäß Fig. 2 sind Bereiche 11, 12 und 13 in vorbestimmten Positionen auf der Maske 17 definiert oder festgelegt, während Bereiche 21, 22 und 23 in vorbestimmten Positionen, den betreffenden Maskenbereichen gegenüberstehend, auf dem Plättchen 16 festgelegt sind.

Im Bereich 11 ist ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster eines Teilungsabstands p_y1 in y-Richtung vorgesehen, während sich im Bereich 12 eine Durchlaßfläche oder ein Fenster befindet und im Bereich 13 ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem in y-Rich­ tung verlaufenden Streifenmuster angeordnet ist. Im Bereich 21 ist eine Spiegelfläche als Reflexionsfläche ausgebildet, während im Bereich 22 ein zweidimensionales Beugungsgitter mit Schachbrettmuster eines Teilungsabstands p_y2 in y-Richtung und im Bereich 23 ein eindimensionales Beugungs­ gitter eines in x-Richtung verlaufenden Streifenmusters mit einem Teilungsabstand p_y3 in y-Richtung vorgesehen sind.

In der x-Richtung sind alle diese Beugungsgitter mit dem gleichen Teilungsabstand (pitch) p_x angeordnet. Die Be­ ziehungen zwischen den Teilungsabständen in y-Richtung bestimmen sich durch p_y3 < p_y1 < p_y2. Obgleich dabei zwei­ dimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen gleicher Ordnung in der gleichen Position in bezug auf die x-Rich­ tung auftreten, können sie in bezug auf die y-Richtung in unterschiedlichen Positionen auftreten. Dies bedeutet, daß der Beugungswinkel zur y-Richtung um so größer ist, je enger der Teilungsabstand ist. Insbesondere ist der Beugungswinkel der gebeugten Lichtstrahlen vom Schach­ brettmuster-Beugungsgitter des Bereiches 22 mit dem Tei­ lungsabstand p_y2 am größten, während der Beugungswinkel der gebeugten Lichtstrahlen vom oder am eindimensionalen Beugungsgitter des Bereiches 23 mit dem Teilungsabstand p_y3 am zweitgrößten und der Beugungswinkel der gebeugten Lichtstrahlen vom Schachbrettmuster-Beugungsgitter des Bereiches 11 mit dem Teilungsabstand p_y1 am kleinsten sind.

Für die Verschiebungs- und Spaltabstandsmessung gemäß der Erfindung wird die sog. optische Überlagerungsinterferenz­ oder -störungsmethode angewandt. Im folgenden ist das Grundprinzip dieser Methode beschrieben.

Bei dieser Methode ist eine Phasenverschiebung Φ gebeugter Interferenzlichtstrahlen, die erzeugt werden, wenn zwei Lichtstrahlen der Frequenzen f1 und f2 durch die Beugungs­ gitter gebeugt und zur Interferenz miteinander gebracht werden, der Verschiebung bzw. dem Versatz von Maske oder Plättchen proportional. Aus diesem Grund wird die Phasen­ verschiebung Φ zur Bestimmung der Verschiebung ermittelt.

Insbesondere wird gemäß Fig. 3 ein von einer Lichtquelle emittierter Lichtstrahl in einem Detektions- oder Meß­ system I zur Gewinnung eines Detektions- oder Meßsignals mittels eines Polarisationsstrahlteilers in zwei Licht­ strahlen mit jeweils den Frequenzen f1 und f2 aufgeteilt. Wenn diese zwei Lichtstrahlen auf die Beugungsgitter von Maske oder Plättchen fallen, werden sie durch das (be­ treffende) Beugungsgitter gebeugt und gleichzeitig zusammen­ gesetzt (synthesized) und zur Interferenz miteinander ge­ bracht. Als Ergebnis werden die beiden Lichtstrahlen mit den jeweiligen Frequenzen f1 und f2 in zwei gebeugte In­ terferenzlichtstrahlen mit jeweils den Frequenzen f1 und f2 geändert bzw. umgewandelt. Unter den gebeugten Inter­ ferenzlichtstrahlen wird eine Phasenverschiebung ⌀_M oder Φ_W, welche der Verschiebung von Maske oder Plättchen pro­ portional ist, zwischen zwei Lichtstrahlen einer spezifi­ schen oder speziellen Interferenzordnung herbeigeführt. Diese beiden Lichtstrahlen spezieller (oder spezifischer) Ordnung werden mittels eines Sensors erfaßt und in zwei Schwebungssignale, d. h. Detektions- oder Meßsignale umge­ wandelt. Diese Meßsignale mit einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) werden der Phasenverschiebung Φ_M oder Φ_M (bzw. Φ_W) gegen­ über der Phase des von der Lichtquelle emittierten Licht­ strahls unterworfen. Die Phase der Meßsignale läßt sich somit ausdrücken zu: cos(2πΔft - ΦM) oder cos(2πΔft - ΦW), mit t = Zeit.

Dementsprechend kann die Verschiebung zwischen Maske und Plättchen durch Berechnung der Phasendifferenz |Φ_M-Φ_W| zwischen den beiden Meßsignalen ermittelt werden.

Gemäß Fig. 3 kann weiterhin zur Lieferung eines Bezugs­ signals ein Bezugssystem II vorgesehen sein. In diesem Bezugssystem II wird der von der Lichtquelle ausgestrahlte Lichtstrahl mittels eines Polarisationsfilters in zwei Lichtstrahlen jeweils der Frequenzen f1 und f2 aufgeteilt. Sodann werden diese beiden Lichtstrahlen zu einem Inter­ ferenzlichtstrahl zusammengesetzt. Letzterer wird mittels eines Sensors erfaßt und in ein Schwebungssignal, d. h. ein Bezugssignal umgewandelt. Dieses Bezugssignal weist die Frequenz Δf (= |f1-f2|) auf, und seine Phase ist mit der des von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahls identisch. Die Phase des Bezugssignals läßt sich somit zu cos(2πΔft) ausdrücken. Wenn die Phasenverschiebung Φ_M oder Φ_W der gebeugten Interferenzlichtstrahlen in bezug auf das bzw. gegenüber dem Bezugssignal berechnet wird, kann die Verschiebung von Maske oder Plättchen gegenüber dem einfallenden Lichtstrahl ermittelt werden, d. h. die Verschiebung zwischen Maske und Plättchen kann indirekt gemessen werden.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt ein optisches System, auf welches die optische Überlagerungsstörungsmethode an­ gewandt ist. In diesem optischen System wird ein von einer Laserstrahlquelle 31 eines Zeeman-Effekttyps emittierter Lichtstrahl mittels eines Polarisationsstrahlteilers 32 in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt, von denen ein erster Lichtstrahl 1 die Frequenz f1 und ein zweiter Lichtstrahl 2 die Frequenz f2 (f1 ≠ f2) besitzt. Diese Lichtstrahlen 1 und 2 werden unter Winkeln sinR_m = mλ/p_x bzw. sinR_-m=-mλ/p_x (mit m ⁼ eine positive ganze Zahl) zur z-Achse über Spiegel 33 bis 37 auf die Bereiche 11 bis 13 der Maske geworfen.

Die auf den Bereich 11 der Maske fallenden Lichtstrahlen 1 und 2 werden durch das Schachbrettmuster-Beugungsgitter des Bereichs 11 durchgelassen, um dabei gebeugt und gleichzeitig zur Interferenz miteinander gebracht zu wer­ den. Sodann werden sie durch die Spiegelfläche des Be­ reichs 21 reflektiert und erneut unter Beugung durch das Schachbrettmuster-Beugungsgitter des Bereichs 11 übertra­ gen oder geworfen. Daraufhin werden diese Lichtstrahlen zu ersten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_M geändert, die zweidimensional verteilt sind und emittiert werden.

Die auf den Bereich 12 fallenden Lichtstrahlen 1 und 2 mit den Frequenzen f1 und f2 treten durch das Fenster des Be­ reichs 11 hindurch und werden gleichzeitig zur Interferenz miteinander gebracht. Sodann werden sie unter Beugung durch das Schachbrettmuster-Beugungsgitter des Bereichs 22 re­ flektiert und wiederum durch das Fenster des Bereichs 22 geworfen. Daraufhin werden diese Lichtstrahlen zu zweiten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_W geändert oder umge­ setzt, die zweidimensional verteilt sind und emittiert werden.

Auf gleiche Weise treten die auf den Bereich 13 auf­ treffenden Lichtstrahlen mit den Frequenzen f1 und f2 durch das eindimensionale Beugungsgitter des Bereichs 13 hindurch, um dadurch gebeugt und gleichzeitig zur Inter­ ferenz miteinander gebracht zu werden (vgl. Fig. 2). So­ dann werden sie unter Beugung durch das eindimensionale Beugungsgitter des Bereichs 23 reflektiert und wiederum unter Beugung durch das Beugungsgitter des Bereichs 13 ge­ worfen. Daraufhin werden diese Lichtstrahlen zu dritten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_G geändert, die zwei­ dimensional verteilt sind und emittiert werden.

Da auf diese Weise zwei Lichtstrahlen 1 und 2 der Frequenzen f1 und f2 aufgestrahlt (applied) werden, wird ein Satz von zweidimensional verteilten gebeugten Interferenzlicht­ strahlen I_M, I_W und I_G emittiert. Dies bedeutet, daß die gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_M, I_W und I_G jeweils einzeln oder getrennt in verschiedenen zweidimensionalen Koordinatensystemen emittiert werden. In Fig. 4, welche die zweidimensionale Verteilung dieser Interferenzlicht­ strahlen veranschaulicht, stehen schwarze Punkte, Kreise und Kreuze für die ersten, zweiten bzw. dritten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_M, I_W bzw. I_G. In Fig. 4 sind nur gebeugte Lichtstrahlen niedriger Ordnung, nicht höher als die Ordnung +1, dargestellt, während Lichtstrahlen höherer Ordnung weggelassen sind.

Unter den ersten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_M ist ein Lichtstrahl der Ordnung (0, ±1) ein optischer Schwebungsstrahl der Frequenz Δf (= (f1-f2|), der einer der Verschiebung der Maske proportionalen Phasenver­ schiebung Φ_M unterworfen ist. Unter den zweiten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_W ist ein Lichtstrahl der Ordnung (0, ±1) ein optischer Schwebungsstrahl der Frequenz Δf (= |f1-f2|), welcher der der Verschiebung des Plättchens proportionalen Phasenverschiebung Φ_W unterworfen ist. Unter den dritten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_G ist ein Lichtstrahl der Ordnung (±1, ±1) ein optischer Schwebungs­ strahl (optical beat) mit der Frequenz Δf (= |f1-f2|), weicher einer dem Spaltabstand zwischen Maske und Plättchen proportionalen Phasenverschiebung Φ_G unterworfen ist.

Wie erwähnt, sind oder werden die Lichtstrahlen I_M, I_W und I_G zweidimensional verteilt, und die Lichtstrahlen I_M und I_W werden mittels der Schachbrettmuster-Beugungsgitter erzeugt, so daß gebeugte Lichtstrahlen der Ordnung I_M (±1, ±1) und I_W (±1, ±1) nicht erzeugt werden können. In­ folgedessen können gebeugte Lichtstrahlen der Ordnung I_G ±1, ±1) selektiv und getrennt von den anderen detektiert bzw. erfaßt werden.

Da außerdem die Beziehungen zwischen den y-Richtungs-Tei­ lungsabständen der Beugungsgitter durch p_y3 < p_y1 < p_y2 gegeben sind, sind die Beugungswinkel der Lichtstrahlen I_M, I_W und I_G verschieden, und die einzelnen gebeugten Lichtstrahlen werden in vergleichsweise großen Abständen voneinander emittiert. Gemäß Fig. 1 werden daher die ge­ beugten Lichtstrahlen der Ordnungen I_M (0, ±1) und I_W (0, ±1) selektiv und getrennt von anderen Lichtstrahlen erfaßt. Lichtstrahlen der Ordnungen I_M (0, 1), I_W (0, 1) und I_G (1, 1) werden über Spiegel 41, 42 und 43 zu Sen­ soren 51, 52 bzw. 53 geleitet und durch diese detektiert bzw. erfaßt. Daraufhin werden diese Lichtstrahlen einzeln in erste, zweite und dritte Schwebungssignale umgewandelt, welche die Frequenz Δf und die Phasenverschiebungen Φ_M, Φ_W bzw. Φ_G aufweisen. Diese ersten bis dritten Schwebungs­ signale werden einem Phasenmesser 54 eingespeist, durch den ihre Phasendifferenzen berechnet werden.

Der Spaltabstand (gap distance) zwischen Maske und Plättchen kann durch Berechnen einer Phasendifferenz ΔΦ_Z zwischen ersten und dritten Schwebungssignalen I_M (0, 1) und I_G (1, 1) gemessen werden. In diesem Fall ist das erste Schwebungssignal I_M (0, 1) keiner dem Spalt entsprechen­ den Phasenverschiebung unterworfen, und es dient als Re­ ferenz- oder Bezugssignal für das dritte Schwebungssignal I_G (1, 1). Gleichzeitig kann die Phasenverschiebung zwi­ schen Maske und Plättchen durch Berechnung einer Phasen­ differenz ΔΦ_X zwischen erstem und zweitem Schwebungssignal I_M (0, 1) bzw. I_W (0, 1) ermittelt werden.

Die Phasendifferenzen ΔΦ_X und ΔΦ_Z können wahlweise mit einer in Fig. 1 in gestrichelten Linien eingezeichneten Anordnung berechnet werden. Diese Anordnung umfaßt einen Strahlteiler 61 zum Auftrennen des von der Laserlichtquelle emittierten Lichtstrahls und ein optisches System 62. Im optischen System 62 wird der durch den Strahlteiler 61 reflektierte Lichtstrahl mittels eines Polarisationsfil­ ters in zwei Lichtstrahlen mit jeweils (einzeln) den Frequenzen f1 und f2 (f1 ≠ f2) aufgeteilt, und der aufge­ teilte Lichtstrahl wird in ein Schwebungssignal als Be­ zugssignal umgewandelt. Die Phasenverschiebung Φ_M oder Φ_W der phasengebeugten Interferenzlichtstrahlen entsprechend diesem Bezugssignal wird mittels des Phasenmessers 54 be­ rechnet, wobei die Phasendifferenz ΔΦ_X oder ΔΦ_Z auf der Grundlage der Phasenverschiebung berechnet wird.

Die nach einer der oben beschriebenen beiden Berechnungs­ methoden berechnete Phasendifferenz ΔΦ_Z oder ΔΦ_X wird dem Eingang einer Zentraleinheit (CPU) 55 eingespeist, worauf­ hin letztere ein Steuersignal zum Stelltrieb 19 liefert, so daß (damit) die Phasendifferenz ΔΦ_Z auf eine vorbe­ stimmte Größe eingestellt wird. Als Ergebnis wird die Maske 17 so verschoben, daß der Spaltabstand zwischen Maske 17 und Plättchen 16 auf eine vorbestimmte Größe eingestellt wird, während die Zentraleinheit 55 ein Steuersignal zum Stelltrieb 15 liefert, so daß die Phasendifferenz ΔΦ_X auf eine vorbestimmte Größe (z. B. 0) gesetzt wird. Dabei wird die Plättchen-Bühne 14 zur Justierung der Position des Plättchens 14 verschoben, wodurch Maske 17 und Plättchen 16 aufeinander ausge­ richtet bzw. miteinander in Flucht gebracht werden.

In diesem Fall läßt sich die Phasendifferenz ΔΦ_Z, die dem Spaltabstand proportional ist, ausdrücken zu:

ΔΦ_Z = (π² sin 2 Z-2 sin 8 Z)/(2+π² cos 2 Z+2 cos 8 Z)

mit

Z = πλz/p_x².

Diese Phasendifferenz ΔΦ_Z ist eine Funktion, welche die Verschiebung nicht enthält, sondern nur den Spaltabstand Z beinhaltet. Infolgedessen kann durch Messung der Phasen­ differenz ΔΦ_Z der Spaltabstand unabhängig und ohne Rück­ sicht auf das Vorhandensein der Verschiebung bestimmt werden.

Die Intensitäten I_M(0, 1) und I_W(0, 1) der gebeugten Licht­ strahlen der Ordnungen I_M(0, 1) und I_W(0, 1) lassen sich wie folgt ausdrücken:

I_M(0,1)∝ 2/π⁴{4r²+t(t/2+2r) × (1+cos 2 Z)} · cos (2 π Δ f · t-2 X_M),

I_W(0,1) ∝ 2 AB cos(2 πΔ f · t-2X_W).

Darin bedeuten: t und r = Amplituden-Durchlaßgrad bzw. Reflexionsvermögen der Beugungsgitter der Maske, X_M = Ver­ schiebung der Maske gegenüber dem einfallenden Lichtstrahl, X_W = Verschiebung des Plättchens gegenüber dem einfallen­ den Lichtstrahl und A und B = Konstanten.

Die Phasendifferenz ΔΦ_X zwischen den Lichtstrahlen der Ordnungen I_M(0, 1) und I_W(0, 1) läßt sich somit ausdrücken zu:

ΔΦ_X = 2(X_M-X_W)
= 4π/p_x · (X_M-X_W)

Die Phasendifferenz ΔΦ_X ist eine Funktion, welche den Spaltabstand Z nicht enthält, sondern nur die Ver­ schiebungen X_M und X_W beinhaltet. Infolgedessen kann die Verschiebung durch Messung der Phasendifferenz ΔΦ_X unab­ hängig und ohne Rücksicht auf den Spaltabstand bestimmt werden.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, können bei der dargestellten Ausführungsform die Lichtstrahlen der Ordnungen I_M(0, 1), I_W(0, 1) und I_G(1, 1) unabhängig (voneinander) und selektiv erfaßt werden. Diese Licht­ strahlen können somit ohne Rücksicht auf den Spaltab­ stand zwischen Maske und Plättchen mit hoher Genauigkeit aufeinander ausgerichtet werden, und der Spaltabstand kann mit hoher Genauigkeit und ungeachtet des Vorhandenseins der Verschiebung zwischen Maske und Plättchen eingestellt werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden weiterhin Ausrichtung und Spalteinstellung mittels der beiden Licht­ strahlen 1 und 2, die jeweils die Frequenzen f1 und f2 aufweisen, gleichzeitig durchgeführt. Im Gegensatz zur bisherigen Anordnung ist es daher unnötig, drei Licht­ strahlen zu verwenden, so daß demzufolge die Anordnung zur Lieferung der Lichtstrahlen vereinfacht ist.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß die Phase jedes ge­ beugten Lichtstrahls, nicht aber seine Intensität, ge­ messen. Wenn sich im Herstellungsverfahren für eine Halb­ leiteranordnung das Reflexionsvermögen des Beugungsgitters ändert, ändert sich auch die Amplitude der Intensität jedes gebeugten Lichtstrahls, nicht aber seine Phase. Die erfindungsgemäße Anordnung ist daher durch die Änderung des Reflexionsvermögens der Beugungsgitter unbeeinflußt, die beispielsweise einer Resistbeschichtung auf der Plättchenoberfläche zuzuschreiben ist, so daß die erfin­ dungsgemäße Anordnung eine hochgenaue Messung zu gewähr­ leisten vermag.

Im folgenden ist anhand der Fig. 5 und 6 eine erste Ab­ wandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform er­ läutert.

Bei dieser Abwandlung sind Maske 17 und Plättchen 16 je­ weils mit nur zwei Bereichen versehen. Genauer gesagt: wie im Fall der beschriebenen Ausführungsform ist in jedem der Bereiche 13 und 23 ein eindimensionales Beugungsgitter geformt oder vorgesehen, während ein eindimensionales Beugungsgitter auch in jedem der Bereiche 12 und 22 ge­ formt ist.

In diesem Fall erscheinen ebenfalls die zweiten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_W, die über die Bereiche 12 und 22 und wiederum über den Bereich 12 gebeugt werden, sowie die ersten gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_G, die über die Bereiche 13 und 23 und wiederum über den Bereich 13 gebeugt werden, zweidimensional verteilt.

Zunächst werden gebeugte Lichtstrahlen der Ordnungen I_W(0, 1) und I_G(1, 1) für Spalteinstellung benutzt, wobei Phasen­ differenz und Spaltabstand auf die vorstehend beschriebene Weise gemessen werden.

Gebeugte Lichtstrahlen der Ordnungen I_W(0, 1) und I_G(0, 1) werden für Ausrichtung (oder Justierung) benutzt. In diesem Fall verläuft das eindimensionale Beugungsgitter des Bereichs 23 des Plättchens 16 in x-Richtung. Auch wenn da­ bei der Bereich 23 in x-Richtung oder in Richtung der Aus­ richtung abweicht, ändert somit der gebeugte Lichtstrahl der Ordnung I_G(0, 1) seine Phase nicht, und er enthält in keinem Fall die Information für die x-Richtungs-Verschie­ bung des Plättchens. Das eindimensionale Beugungsgitter des Bereichs 13 der Maske 17 erstreckt sich andererseits in y-Richtung. Wenn der Bereich 13 in x-Richtung abweicht bzw. verschoben ist, ändert daher der gebeugte Lichtstrahl der Ordnung I_G(0, 1) seine Phase, so daß er lediglich die Information für die x-Richtungs-Verschiebung der Maske enthält.

Ebenso erstreckt sich das eindimensionale Beugungsgitter des Bereichs 12 der Maske 17 in x-Richtung, während das eindimensionale Beugungsgitter des Bereichs 22 des Plättchens 16 in y-Richtung verläuft. Aus diesem Grund enthält der gebeugte Lichtstrahl der Ordnung I_W(0, 1) keine Verschiebungsinformation für die Maske, sondern lediglich die Information für die x-Richtungs-Verschiebung des Plättchens.

Damit kann die Verschiebung zwischen Maske und Plättchen durch Detektieren oder Erfassen der Phasendifferenz zwi­ schen den Lichtstrahlen der Ordnungen I_G(0, 1) und I_W(0, 1) gemessen werden.

Bei der beschriebenen Abwandlung bilden weiterhin die je­ weiligen eindimensionalen Beugungsgitter der Bereiche 13 und 23 im Zusammenwirken miteinander ein zweidimensionales Beugungsgitter, und die betreffenden eindimensionalen Beugungsgitter der Bereiche 22 und 23 bilden ebenfalls gemeinsam ein solches zweidimensionales Beugungsgitter. Infolgedessen können I_G und I_W zweidimensional verteilt auftreten oder erscheinen. Da die y-Richtungs-Teilungsab­ stände der Beugungsgitter der Bereiche 12 und 23 verschieden sind, können weiterhin I_G und I_W in y-Richtung verschieden auftreten.

Mit der beschriebenen Abwandlung lassen sich somit Licht­ strahlen der Ordnungen I_W(0, 1), I_G(1,1) und I_G(0, 1) selek­ tiv und getrennt voneinander erfassen. Außerdem kann der Spalt bzw. Zwischenraum zwischen Maske und Plättchen unab­ hängig von einer etwa vorhandenen Verschiebung zwischen diesen beiden Elementen gemessen werden, und die Verschie­ bung kann unabhängig vom Spaltabstand zwischen Maske und Plättchen gemessen werden.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Abwandlung brauchen Maske und Plättchen nicht in jedem Fall mit drei Bereichen geformt bzw. versehen zu werden. Wenn sie jeweils mit min­ destens zwei Bereichen versehen sind, können die Messungen von Verschiebung und Spaltabstand zwischen Maske und Plättchen oder die Ausrichtung und Spalteinsteilung zwi­ schen beiden gleichzeitig durchgeführt werden.

Im folgenden ist anhand der Fig. 7 und 8 eine zweite Ab­ wandlung der eingangs beschriebenen Ausführungsform er­ läutert.

Bei dieser Abwandlung sind im Bereich 12 ein durchsichtiger Schirm (screen) oder ein Fenster und im Bereich 22 ein Schachbrettmuster-Beugungsgitter angeordnet. In diesem Fall erscheinen ebenfalls die zweiten gebeugten Interferenz­ lichtstrahlen I_W, die über die Bereiche 12 und 22 und wiederum über den Bereich 12 gebeugt werden, zweidimensional verteilt. Die nur durch das Schachbrettmuster-Beugungs­ gitter des Bereichs 22 des Plättchens gebeugten Licht­ strahlen I_W enthalten nur die Verschiebungsinformation für das Plättchen. Damit kann die Verschiebung zwischen Maske und Plättchen durch Erfassung der Phasendifferenz zwischen dem gebeugten Lichtstrahl der Ordnung I_W(0, 1) unter den Lichtstrahlen I_W und dem gebeugten Lichtstrahl der Ordnung I_G(0, 1) unter den ersten, aus den Bereichen 12 und 13 austretenden gebeugten Interferenzlichtstrahlen I_G bestimmt werden.

Wie im Fall der vorher beschriebenen Abwandlung werden die gebeugten Lichtstrahlen der Ordnungen I_G(1, 1) und I_W(0, 1) für die Einstellung des Spalts oder Zwischenraums zwischen Maske und Plättchen benutzt.

Bei dieser Abwandlung können ebenfalls Lichtstrahlen der Ordnungen I_G(1, 1), I_G(0, 1) und I_W(0, 1) selektiv und ge­ trennt voneinander erfaßt werden (vgl. Fig. 8). Weiterhin kann der Spalt bzw. Abstand zwischen Maske und Plättchen ohne Rücksicht auf das Vorhandensein einer (etwaigen) Ver­ schiebung zwischen beiden Elementen gemessen werden; die Verschiebung kann unabhängig vom Spaltabstand zwischen den beiden Elementen gemessen werden. Wenn Maske und Plättchen jeweils mit mindestens zwei Bereichen versehen sind, können außerdem Ausrichtung und Spalteinstellung zwischen Maske und Plättchen gleichzeitig vorgenommen werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden die gebeugten Lichtstrahlen der Ordnungen I_G(1, 1) und I_G(0, 1) für Spalteinstellung benutzt. Wahlweise können jedoch für den gleichen Zweck gebeugte Lichtstrahlen höherer Ordnung, z. B. solche der Ordnungen I_G(n, r) und I_W(0, r) (mit n und r = beliebige oder willkürliche ganze Zahlen) benutzt wer­ den. Während die gebeugten Lichtstrahlen der Ordnungen I_G(0, 1) und I_W(0, 1) für Ausrichtung oder Justierung be­ nutzt werden, können ebenso für die gleichen Zweckege­ beugte Lichtstrahlen höherer Ordnung, z. B. solche der Ordnungen I_G(0, r) und I_W(0, r) (mit r = eine beliebige oder willkürliche ganze Zahl) benutzt werden.

Darüber hinaus sind die entsprechenden Paare von Bereichen auf Maske und Plättchen nicht auf die vorstehend beschrie­ benen Kombinationen beschränkt. Vielmehr ist es nur nötig, daß mindestens ein Beugungsgitter so vorgesehen ist, daß die Lichtstrahlen als zweidimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen nach ihrem Durchgang durch die paarigen Be­ reiche von Maske und Plättchen emittiert werden. Für die­ sen Zweck können Beugungsgitter verschiedener Arten be­ nutzt werden.

Die Fig. 9 bis 12 veranschaulichen Beugungsgitter, die zweidimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrahlen zu emittieren vermögen.

Wenn gemäß Fig. 9 im Bereich 11 der Maske und im Bereich 21 des Plättchens ein zweidimensionales Beugungsgitter oder ein Schachbrettmuster-Beugungsgitter bzw. eine Spie­ gelfläche vorgesehen sind, werden die gebeugten Licht­ strahlen, wie dargestellt, zweidimensional verteilt.

Wenn gemäß den Fig. 10 und 11 ein Schachbrettmuster-Beu­ gungsgitter und ein eindimensionales Beugungsgitter im Bereich (11) der Maske bzw. im Bereich 21 des Plättchens ange­ ordnet sind, werden die gebeugten Lichtstrahlen ebenso zweidimensional verteilt. Wenn weiterhin gemäß Fig. 12 je­ weils im Maskenbereich 11 und im Plättchenbereich 21 ein eindimensionales Beugungsgitter angeordnet ist, werden die gebeugten Lichtstrahlen ebenfalls zweidimensional ver­ teilt.

Wenn weiterhin ein Fenster und ein Schachbrettmuster-Beu­ gungsgitter im Bereich 11 der Maske bzw. im Bereich 21 des Plättchens angeordnet sind oder werden, werden die ge­ beugten Lichtstrahlen (auf nicht dargestellte Weise) na­ türlich zweidimensional verteilt.

Die in den Bereichen 11 (oder 13) und 12 der Maske und den Bereichen 21 (oder 23) und 22 des Plättchens angeordneten Beugungsgitter können demzufolge auf die in den Fig. 13 bis 16 dargestellte Weise kombiniert werden.

Gemäß den Fig. 13a bis 13d kann ein Schachbrettmuster-Beu­ gungsgitter in jedem Bereich 11 oder 13 der Maske und im Bereich 22 des Plättchens vorgesehen werden. In diesem Fall werden die vorher angegebenen Gitter-Teilungsabstände vorgesehen.

Gemäß den Fig. 14a bis 14d kann außerdem ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem in x-Richtung verlaufenden Strei­ fenmuster im Bereich 21 oder 23 des Plättchens angeordnet sein, und zwar neben bzw. zusätzlich zu der Anordnung nach Fig. 13.

Gemäß den Fig. 15a bis 15d können ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem in y-Richtung verlaufenden Strei­ fenmuster, ein weiteres eindimensionales Beugungsgitter mit einem in x-Richtung verlaufenden Streifenmuster und ein Schachbrettmuster-Beugungsgitter im Bereich 11 oder 13 der Maske, im Bereich 21 oder 23 des Plättchens bzw. im Bereich 22 des Plättchens vorgesehen sein. Der y-Rich­ tungs-Teiiungsabstand p_y3 des eindimensionalen Beugungs­ gitters im Bereich 21 oder 23 sollte vom y-Richtungs-Tei­ lungsabstand p_y1 des Schachbrettmuster-Beugungsgitters des Bereichs 22 verschieden sein.

In den in den Fig. 16a bis 16d dargestellten Fällen er­ streckt sich das Streifenmuster des eindimensionalen Beu­ gungsgitters des Bereichs 21 in y-Richtung, im Gegensatz zum Streifenmuster gemäß Fig. 14, das in x-Richtung ver­ läuft.

Wie vorstehend beschrieben, können sechzehn mögliche Kom­ binationen von Beugungsgittern in vier Gruppen vorliegen, um die zweidimensional verteilten gebeugten Lichtstrahlen zu liefern. Die Kombination der Schachbrettmuster-Beu­ gungsgitter gemäß Fig. 13a eignet sich am besten für den vorgesehenen Zweck, weil in diesem Fall die Amplitude der Schwebungssignale am größten ist (d. h., das Vierfache der Mindestamplitude beträgt).

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Erfindung auf eine Röntgenbelichtungsvorrichtung für den Maßstab 1:1 angewandt. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf be­ schränkt, sondern beispielsweise auch auf eine Projektions­ belichtungsvorrichtung eines Röntgenreflexionstyps für Projektion mit verkleinertem Maßstab anwendbar, bei wel­ cher ein optisches Röntgenreflexionssystem zwischen einer Maske und einem Plättchen angeordnet ist; weiterhin ist die Erfindung auch auf eine Maßstabverkleinerungs-Projek­ tionsbelichtungsvorrichtung anwendbar, die mit Infrarot­ strahlen, γ-Strahlen, Excimer-Laserstrahlen usw. arbeitet und bei welcher eine Projektionslinse zwischen eine Maske und ein Plättchen eingeschaltet ist.

Darüber hinaus ist der Strahlengang des einfallenden oder auftreffenden Lichtstrahls nicht auf einen solchen von der Durchlaßtyp-Maske zum Reflexionstyp-Plättchen beschränkt, vielmehr kann der Strahlengang auch von einem durchlässigen Plättchen zu einer reflektierenden Maske oder von einer durchlässigen Maske zu einem durchlässigen Plättchen ver­ laufen. Wenn der Spalt oder Abstand zwischen Maske und Plättchen groß ist, kann ein von einem reflektierenden Plättchen zu einer durchlässigen Maske verlaufender Strah­ lengang benutzt werden.

Weiterhin brauchen auch die beiden einfallenden Licht­ strahlen der Frequenzen f1 und f2 nicht symmetrisch zu einer senkrecht zur Maske liegenden Ebene einzufallen. Wahlweise können die Lichtstrahlen gemäß Fig. 17 auch diagonal auf der Maske längs einer zweiten gedachten Ebene 72 einfallen, die unter einem Winkel zu einer ersten ge­ dachten Ebene 71 verläuft, welche ihrerseits senkrecht zur Maske liegt. In diesem Fall werden die gebeugten Licht­ strahlen gegenüber einer z′-Achse auf einer dritten ge­ dachten Ebene 73 zweidimensional verteilt, wobei erste und dritte gedachte Ebene 71 bzw. 73 zur lotrechten ge­ dachten Ebene 71 symmetrisch angeordnet sind.

Die Erfindung ist auch auf die Messung einer Verschiebung bzw. eines Versatzes und eines Spaltabstands bzw. Zwi­ schenraums zwischen zwei Objekten in von Halbleiterferti­ gungsvorrichtungen verschiedenen Vorrichtungen anwendbar.

Claims (57)

1. Verfahren zum Messen einer Verschiebung zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder gegen­ überstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Be­ reiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei je­ weils den Bereichen des ersten Objekts entsprechend ge­ formte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter ver­ sehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensio­ nal verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Emittieren eines ersten Lichtstrahls (1) einer Frequenz f1 und eines zweiten Lichtstrahls (2) einer Frequenz f2 (f1 ≠ f2) von einer Lichtquelle (31),
Übertragen der beiden Lichtstrahlen (1, 2) zu den beiden Bereichen (11, 12; 21, 22) von erstem oder zweitem Objekt (16; 17), um anschließend die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen (11, 21; 12, 22) von erstem und zweitem Objekt (16; 17) zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens erste und zweite, zweidimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrahlen emittiert wer­ den,
Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer speziellen Ordnung aus den ersten gebeugten Interferenz­ lichtstrahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein erstes Schwebungssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und gleichzeitiges Detektieren oder Erfassen eines anderen Lichtstrahls einer anderen speziellen Ordnung, die mit der ersten speziellen Ordnung identisch oder von dieser verschieden ist, aus dem zweiten gebeugten Interferenzlichtstrahl und Um­ wandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein zweites Schwebungssignal der Frequenz Δf (= |f1-f2|), sowie
Berechnen der Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Schwebungssignalen, um damit die Verschiebung (oder den Versatz) zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17), die (der) der Phasendifferenz entspricht, zu ermitteln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (11, 12; 21, 22) jedes Objekts (16, 17) längs der y-Achse eines zweidimensionalen Koordinaten­ systems angeordnet sind, dessen x-Achse sich in Rich­ tung der Verschiebung erstreckt und dessen y-Achse un­ ter einem rechten Winkel zur x-Achse auf derselben Ebene wie diese verläuft, und die beiden Lichtstrahlen der speziellen Ordnung gebeugte Lichtstrahlen der Ordnung (n, r) (mit n = 0 oder eine ganze Zahl und r = eine ganze Zahl) sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gebeugten Lichtstrahlen der Ordnung (n, r) gebeugte Lichtstrahlen der Ordnung (0, ±1) sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Richtungs-(Gitter-)Teilungsabstände der Beugungs­ gitter in den Bereichen (11, 12, 21, 22) von erstem und zweitem Objekt (16, 18) verschieden sind.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21, 22) eines der Objekte (16, 17) ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in x-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrah­ len eindimensional verteilt (distributed) werden, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem einen Be­ reich des einen Objekts entspricht, ein eindimensio­ nales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von in y-Richtung verlaufenden parallelen Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt wer­ den.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Karo- oder Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine, dem einen Bereich mit dem zweidimensionalen Beugungsmuster des einen Objekts entsprechende Bereich des anderen Objekts ein eindimensionales Beugungs­ gitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Viel­ zahl von in x-Richtung verlaufenden parallelen Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrah­ len eindimensional verteilt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in y-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt wer­ den.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17), zu dem die ersten und zweiten Licht­ strahlen (1, 2) übertragen werden, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich mit dem zweidimensionalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts eine Reflexionsfläche aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17), zu dem die ersten und zweiten Licht­ strahlen übertragen werden, eine Durchlaßfläche auf­ weist, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem die Durchlaßfläche aufweisenden einen Bereich des einen Objekts entspricht, ein zweidimensionales Beugungs­ gitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, senkrecht zur y-Achse stehende gedachte Ebene (71) über den mindestens zwei Bereichen definiert oder festgelegt ist, eine unter einem vorbestimmten Winkel α zur y-Achse geneigte Ebene als eine zweite ge­ dachte Ebene (72) definiert ist und eine Achse längs der zweiten gedachten Ebene und unter einem rechten Winkel zur x-Achse verläuft, und die beiden Licht­ strahlen (1, 2) der Frequenz f1 und f2 längs der zweiten gedachten Ebene zu den beiden Bereichen des ersten Objekts in der Weise übertragen werden, daß die Licht­ strahlen symmetrisch zur genannten Achse liegen und unter einem vorbestimmten Winkel (±R= sin^-1 (±mλp_x)) (mit m = eine ganze Zahl, λ = Referenzwellenlänge der beiden Lichtstrahlen und p_x = x-Richtungs-Teilungs­ abstand des Beugungsgitters eines oder jedes der Bereiche) zur genannten Achse geneigt sind.

12. Vorrichtung zum Messen einer Verschiebung zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder gegenüberstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Bereiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objekts ent­ sprechend geformte oder ausgebildete Bereiche auf­ weist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, gekennzeichnet durch
eine Lichtquelle (31) zum Emittieren eines ersten Lichtstrahls (1) einer Frequenz f1 und eines zweiten Lichtstrahls (2) einer Frequenz f2 (f1 ≠ f2),
eine Übertragungseinrichtung (33, 34, 35, 36, 37) zum Übertragen (transferring) der beiden Lichtstrahlen (1, 2) zu den beiden Bereichen (11, 12; 21, 22) eines der ersten und zweiten Objekte (16, 17), um sodann die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Be­ reichen der ersten und zweiten Objekte (16, 17) zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens erste und zweite, zwei­ dimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrahlen emittiert werden,
eine Detektionseinrichtung (51, 52) zum Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer speziellen Ordnung aus den ersten gebeugten Interferenzlicht­ strahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein erstes Schwebungssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und zum gleichzeitigen Erfassen eines anderen Lichtstrahls einer anderen speziellen Ordnung, die mit der ersten speziellen Ordnung identisch oder davon verschieden ist, aus den zweiten gebeugten Interferenzlichtstrahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein zweites Schwebungssignal der Frequenz Δf (= |f1-f2|), und
eine Recheneinheit (54) zum Berechnen der Phasen­ differenz zwischen den ersten und zweiten Schwebungs­ signalen, um damit die der Phasendifferenz entsprechende Verschiebung zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17) zu ermitteln (obtaining).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (11, 12; 21, 22) jedes Objekts (16, 17) längs der y-Achse eines zweidimensionalen Koordi­ natensystems angeordnet sind, dessen x-Achse sich in Richtung der Verschiebung erstreckt und dessen y-Achse unter einem rechten Winkel zur x-Achse auf derselben Ebene wie diese verläuft, und die beiden Lichtstrahlen der speziellen Ordnung gebeugte Licht­ strahlen der Ordnung (n, r) (mit n= 0 oder eine ganze Zahl und r = eine ganze Zahl) sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gebeugten Lichtstrahlen der Ordnung (n, r) gebeugte Lichtstrahlen der Ordnung (0, ±1) sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Richtungs-(Gitter-)Teilungsabstände der Beugungsgitter in den Bereichen (11, 12, 21, 22) von erstem und zweitem Objekt (16, 17) verschieden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21, 22) eines der Objekte (16, 17) ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in x-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrah­ len eindimensional verteilt (distributed) werden, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem einen Be­ reich des einen Objekts entspricht, ein eindimensio­ nales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von in y-Richtung verlaufenden parallelen Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt wer­ den.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Karo- oder Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der eine, dem einen Bereich mit dem zweidimensio­ nalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechende Bereich des anderen Objekts ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von in x-Richtung verlaufenden parallelen Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt werden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem ein­ dimensionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in y-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt werden.

20. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17), zu dem die ersten und zweiten Licht­ strahlen (1, 2) übertragen werden, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden, und ein dem einen Be­ reich mit dem zweidimensionalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Ob­ jekts eine Reflexionsfläche aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich eines der Objekte, zu dem die ersten und zweiten Lichtstrahlen übertragen werden, eine Durchlaßfläche aufweist, und ein Bereich des an­ deren Objekts, welcher dem die Durchlaßfläche aufwei­ senden einen Bereich des einen Objekts entspricht, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schach­ brettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, senkrecht zur y-Achse stehende ge­ dachte Ebene (71) über den mindestens zwei Bereichen definiert oder festgelegt ist, eine unter einem vorbe­ stimmten Winkel α zur y-Achse geneigte Ebene als eine zweite gedachte Ebene (72) definiert ist und eine Achse längs der zweiten gedachten Ebene und unter einem rechten Winkel zur x-Achse verläuft, und die beiden Lichtstrahlen (1, 2) der Frequenzen f1 und f2 längs der zweiten gedachten Ebene zu den beiden Be­ reichen des ersten Objekts in der Weise übertragen werden, daß die Lichtstrahlen symmetrisch zur ge­ nannten Achse liegen und unter einem vorbestimmten Winkel (± 0 = sin^-1 (±mλ/p_x)) (mit m = eine ganze Zahl, λ = Referenzwellenlänge der beiden Lichtstrahlen und p_x = x-Richtungs-Teilungsabstand des Beugungsmusters eines oder jedes der Bereiche) zur genannten Achse ge­ neigt sind.

23. Verfahren zum Messen einer Verschiebung zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder ge­ genüberstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Bereiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objektes entsprechend geformte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensio­ nal verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Emittieren eines ersten Lichtstrahls einer Frequenz f1 und eines zweiten Lichtstrahls einer Frequenz f2 (f1 ≠ f2) von einer Lichtquelle (31),
Übertragen der beiden Lichtstrahlen zu den beiden Bereichen (11, 12; 21, 22) von erstem oder zweitem Objekt (16; 17), um anschließend die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen (11, 21; 12, 22) von erstem und zweitem Objekt (16; 17) zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens zwei zweidimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrahlen emittiert werden,
Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer speziellen Ordnung aus mindestens einem der gebeugten Interferenzlichtstrahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein Schwebungs- oder Detektionssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und
mit einer Phasenverschiebung entsprechend der Ver­ schiebung zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17),
Erzeugen eines dritten Lichtstrahls der Frequenz fl und eines vierten Lichtstrahls der Frequenz f2, wobei die dritten und vierten Lichtstrahlen die gleiche Phase wie die ersten und zweiten Lichtstrahlen vor dem Beugen und der Interferenz miteinander aufwei­ sen,
Detektieren oder Erfassen der dritten und vierten Lichtstrahlen und Umwandeln der erfaßten Lichtstrahlen in ein Schwebungs- oder Bezugssignal, das die Frequenz Δf besitzt und keine Phasenverschiebung entsprechend der Verschiebung zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17) beinhaltet, und Berechnen der Phasendifferenz zwischen der Detektions­ phasenverschiebung bzw. zwischen dem Detektionssignal und dem Bezugssignal, um damit die Verschiebung zu er­ mitteln.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (11, 12; 21, 22) jedes Objekts (16, 17) längs der y-Achse eines zweidimensionalen Koordi­ natensystems angeordnet sind, dessen x-Achse sich in Richtung der Verschiebung erstreckt und dessen y-Achse unter einem rechten Winkel zur x-Achse auf derselben Ebene wie diese verläuft, und die beiden Lichtstrahlen der speziellen Ordnung gebeugte Lichtstrahlen der Ordnung (n, r) (mit n= 0 oder eine ganze Zahl und r = eine ganze Zahl) sind.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Richtungs-(Gitter-) Teilungsabstände der Beugungsgitter in den Bereichen (11, 12, 21, 22) von erstem und zweitem Objekt (16, 17) verschieden sind.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Karo- oder Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden.

27. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17), zu dem die ersten und zweiten Licht­ strahlen (1, 2) übertragen werden, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich mit dem zweidimensionalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts eine Reflexionsfläche aufweist.

28. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich eines der Objekte, zu dem die ersten und zweiten Lichtstrahlen übertragen wer­ den, eine Durchlaßfläche aufweist, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem die Durchlaßfläche aufweisenden einen Bereich des einen Objekts ent­ spricht, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden.

29. Verfahren zum Messen einer Verschiebung zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder ge­ genüberstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Bereiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objekts entsprechend geformte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensio­ nal verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, gekennzeichnet durch
eine Lichtquelle (31) zum Emittieren zweier Licht­ strahlen (1, 2) jeweils mit Frequenzen f1 und f2 (f1 ≠ f2) ,
eine Übertragungseinrichtung (33, 34, 35, 36, 37) zum Übertragen (transferring) der beiden Lichtstrahlen (1, 2) zu den beiden Bereichen (11, 12; 21, 22) eines der ersten und zweiten Objekte (16, 17), um sodann die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen (11, 21; 12, 22) der ersten und zweiten Objekte (16, 17) zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens erste und zweite, zwei­ dimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrah­ len emittiert werden,
eine erste Detektionseinheit (51) zum Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer speziellen Ordnung aus mindestens einem der gebeugten Interferenzlicht­ strahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein Schwebungs- oder Detektionssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und beinhaltend eine Phasenver­ schiebung entsprechend der Verschiebung zwischen den ersten und zweiten Objekten,
eine Einheit (61) zum Erzeugen eines dritten Licht­ strahls der Frequenz f1 und eines vierten Lichtstrahls der Frequenz f2, wobei dritter und vierter Lichtstrahl die gleiche Phase wie erster und zweiter Lichtstrahl vor dem Beugen und dem Interferieren miteinander auf­ weisen,
eine zweite Detektionseinheit (62) zum Detektieren oder Erfassen von drittem und viertem Lichtstrahl und Umwandeln der erfaßten Lichtstrahlen in ein Schwebungs- oder Bezugssignal, das die Frequenz Δf aufweist und keine Phasenverschiebung entsprechend der Verschiebung zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17) beinhaltet, und
eine Recheneinheit (54) zum Berechnen der Phasen­ differenz zwischen dem Detektionssignal und dem Be­ zugssignal zwecks Ableitung oder Gewinnung der Phasenverschiebung, um damit die Verschiebung zu er­ mitteln.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche jedes Objekts längs der y-Achse eines zweidimensionalen Koordinatensystems angeordnet sind, dessen x-Achse sich in Richtung der Verschiebung erstreckt und dessen y-Achse unter einem rechten Win­ kel zur x-Achse auf derselben Ebene wie diese ver­ läuft, und die beiden Lichtstrahlen der speziellen Ordnung gebeugte Lichtstrahlen der Ordnung (n, r) (mit n = 0 oder eine ganze Zahl und r = eine ganze Zahl) sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Richtungs-(Gitter-)Teilungsabstände der Beugungsgitter in den Bereichen von erstem und zweitem Objekt verschieden sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Karo- oder Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden.

33. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden, und der dem einen Bereich mit dem zweidimensionalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechende eine Bereich des anderen Objekts eine Reflexionsfläche aufweist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 12; 21; 22) eines der Objekte (16, 17) einen durchsichtigen Schirm (screen) aufweist und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem den durchsichtigen Schirm aufweisenden Bereich des einen Objekts entspricht, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zwei­ dimensional verteilt werden.

35. Verfahren zum Messen der Strecke oder des Abstands eines Spalts zwischen ersten und zweiten, einander zu­ gewandten Objekten in bezug auf die Richtung, in wel­ cher die Objekte einander zugewandt sind oder gegen­ überstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Be­ reiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei je­ weils den Bereichen des ersten Objekts entsprechend geformte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zweidimensio­ nal verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Emittieren zweier Lichtstrahlen (1, 2) mit jeweils Frequenzen f1 und f2 (f1 ≠ f2) von einer Lichtquelle (31),
Übertragen der beiden Lichtstrahlen (1, 2) zu den bei; den Bereichen (11, 13; 21, 23) von erstem oder zweitem Objekt (16; 17), um anschließend die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen (11, 21; 13, 23) von erstem und zweitem Objekt (16; 17) zu beugen und miteinander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens erste und zweite, zweidimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrahlen emittiert werden,
Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer speziellen Ordnung aus den ersten gebeugten Interferenz­ lichtstrahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein erstes Schwebungssignal einer Frequenz (Δf (= |f1-f2|) und gleichzeitiges Detektieren oder Erfassen eines anderen Lichtstrahls einer anderen spe­ ziellen Ordnung, die mit der ersten speziellen Ordnung identisch oder von dieser verschieden ist, aus dem zweiten gebeugten Interferenzlichtstrahl und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein zweites Schwebungs­ signal der Frequenz Δf (= |f1-f2|), sowie
Berechnen der Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Schwebungssignalen, um damit den Spaltabstand zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17), welcher der Phasendifferenz entspricht, zu ermitteln.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (11, 13; 21, 23) jedes Objekts (16, 17) längs der y-Achse eines dreidimensionalen Koordi­ natensystems angeordnet sind, dessen z-Achse in der Verlaufrichtung des Spalts verläuft, dessen x-Achse sich unter einem rechten Winkel zur z-Achse und in der Richtung einer Verschiebung zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17) erstreckt und dessen y-Achse unter einem rechten Winkel zu x- und y-Achse ver­ läuft, und mindestens einer der beiden Lichtstrahlen der speziellen Ordnung ein gebeugter Lichtstrahl der Ordnung (n, r) (mit n = 0 oder eine ganze Zahl und r = eine ganze Zahl) ist.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der gebeugte Lichtstrahl der Ordnung (n, r) ein gebeugter Lichtstrahl der Ordnung (±1, ±1) ist.

38. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Richtungs-(Gitter-)Teilungsabstände der Beugungsgitter in den Bereichen von erstem und zweitem Objekt (16, 17) verschieden sind.

39. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in x-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Licht­ strahlen eindimensional verteilt (distributed) wer­ den, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem einen Bereich des einen Objekts entspricht, ein ein­ dimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensio­ nalen Muster aus einer Vielzahl von in y-Richtung ver­ laufenden parallelen Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt werden.

40. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich eines der Objekte ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Karo- oder Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten ge­ beugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden.

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der eine, dem einen Bereich mit dem zweidimensionalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechende Bereich des anderen Objekts ein eindimensionales Beugungs­ gitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von in x-Richtung verlaufenden parallelen Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt werden.

42. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem eindimen­ sionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in y-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional ver­ teilt werden.

43. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich mit dem zweidimensionalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts eine Reflexionsfläche aufweist.

44. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) eine Durchlaßfläche aufweist, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem die Durchlaß­ fläche aufweisenden einen Bereich des einen Objekts entspricht, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittier­ ten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden.

45. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, senkrecht zur y-Achse stehende ge­ dachte Ebene (71) über den mindestens zwei Bereichen (11; 13; 21; 23) definiert oder festgelegt ist, eine unter einem vorbestimmten Winkel α zur y-Achse geneigte Ebene als eine zweite gedachte Ebene (72) definiert ist und eine Achse längs der zweiten gedachten Ebene und unter einem rechten Winkel zur x-Achse verläuft, und die beiden Lichtstrahlen (1, 2) der Frequenzen fl und f2 längs der zweiten gedachten Ebene (72) zu den beiden Bereichen (21, 23) des ersten Objekts (16) in der Weise übertragen werden, daß die Lichtstrahlen symmetrisch zur genannten Achse liegen und unter einem vorbestimmten Winkel (±R = sin^-1 (±mλ/p_x)) (mit m eine ganze Zahl, λ = Referenzwellenlänge der beiden Lichtstrahlen und p_x = x-Richtungs-Teilungsabstand des Beugungsmusters eines oder jeden Bereichs) zur ge­ nannten Achse geneigt sind.

46. Vorrichtung zum Messen der Strecke oder des Abstands eines Spalts zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf die Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder gegen­ überstehen, wobei das erste Objekt mindestens zwei Be­ reiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objekts entsprechend geformte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zwei­ dimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, gekennzeichnet durch
eine Lichtquelle (31) zum Emittieren eines ersten Lichtstrahls (1) einer Frequenz f1 und eines zweiten Lichtstrahls (2) einer Frequenz f2 (f1 ≠ f2),
eine Übertragungseinrichtung (33, 34, 35, 36, 37) zum Übertragen (transferring) der beiden Lichtstrahlen zu den beiden Bereichen (11, 13; 21, 23) eines der ersten und zweiten Objekte (16, 17), um sodann die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Bereichen der ersten und zweiten Objekte zu beugen und mitein­ ander in Interferenz gelangen zu lassen, so daß mindestens erste und zweite, zweidimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrahlen emittiert wer­ den,
eine Detektionseinrichtung (51, 53) zum Detektieren oder Erfassen eines Lichtstrahls einer speziellen Ordnung aus den ersten gebeugten Interferenzlicht­ strahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein erstes Schwebungssignal einer Frequenz Δf (= |f1-f2|) und zum gleichzeitigen Erfassen eines anderen Lichtstrahls einer anderen speziellen Ordnung, die mit der ersten speziellen Ordnung identisch oder davon verschieden ist, aus den zweiten gebeugten Interferenzlichtstrahlen und Umwandeln des erfaßten Lichtstrahls in ein zweites Schwebungssignal der Frequenz Δf (= |f1-f2|), und
eine Recheneinheit (54) zum Berechnen der Phasen­ differenz zwischen den ersten und zweiten Schwebungs­ signalen, um damit den der Phasendifferenz entspre­ chenden Spaltabstand zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17) zu ermitteln.

47. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (11, 13; 21, 23) jedes Objekts (16, 17) längs der y-Achse eines dreidimensionalen Koordi­ natensystems angeordnet sind, dessen z-Achse in der Verlaufsrichtung des Spalts verläuft, dessen x-Achse sich unter einem rechten Winkel zur z-Achse und in der Richtung einer Verschiebung zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17) erstreckt und dessen y-Achse unter einem rechten Winkel zu x- und y-Achse ver­ läuft, und mindestens einer der beiden Lichtstrahlen der speziellen Ordnung ein gebeugter Lichtstrahl der Ordnung (n, r) (mit n = 0 oder eine ganze Zahl und r eine ganze Zahl) ist.

48. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der gebeugte Lichtstrahl der Ordnung (n, r) ein gebeugter Lichtstrahl der Ordnung (±1, ±1) ist.

49. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die y-Richtungs- (Gitter-)Teilungsabstände in den Bereichen (11, 13, 21, 23) von erstem und zweitem Objekt (16, 17) verschieden sind.

50. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in x-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrah­ len eindimensional verteilt (distributed) werden, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem einen Be­ reich des einen Objekts entspricht, ein eindimensio­ nales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von in y-Richtung verlaufen­ den parallelen Streifen aufweist, so daß die emittier­ ten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt werden.

51. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der eine, dem einen Bereich mit dem zweidimensio­ nalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechende Bereich (11; 13; 21; 23) des anderen Objekts ein ein­ dimensionales Beugungsgitter mit einem eindimensionalen Muster aus einer Vielzahl von in x-Richtung verlaufen­ den parallelen Streifen aufweist, so daß die emittier­ ten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt werden.

53. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts ein eindimensionales Beugungsgitter mit einem ein­ dimensionalen Muster aus einer Vielzahl von parallelen, in y-Richtung verlaufenden Streifen aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen eindimensional verteilt werden.

54. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden, und ein dem einen Bereich mit dem zweidimensionalen Beugungsgitter des einen Objekts entsprechender Bereich des anderen Objekts eine Reflexionsfläche aufweist.

55. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (11; 13; 21; 23) eines der Objekte (16, 17) eine Durchlaßfläche aufweist, und ein Bereich des anderen Objekts, welcher dem die Durchlaßfläche aufweisenden einen Bereich des einen Objekts ent­ spricht, ein zweidimensionales Beugungsgitter mit einem Schachbrettmuster aufweist, so daß die emittierten gebeugten Lichtstrahlen zweidimensional verteilt werden.

56. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, senkrecht zur y-Achse stehende gedachte Ebene (71) über den mindestens zwei Bereichen (11; 13; 21; 23) definiert oder festgelegt ist, eine unter einem vorbestimmten Winkel α zur y-Achse geneigte Ebene als eine zweite gedachte Ebene (72) definiert ist und eine Achse längs der zweiten gedachten Ebene (72) und unter einem rechten Winkel zur x-Achse verläuft, und die beiden Lichtstrahlen (1, 2) der Frequenzen f1 und f2 längs der zweiten gedachten Ebene (72) zu den beiden Bereichen (21, 23) des ersten Objekts (1) in der Weise übertragen werden, daß die Lichtstrahlen symmetrisch zur genannten Achse liegen und unter einem vorbe­ stimmten Winkel (±R = sin^-1 (±mλ/p_x)) (mit m = eine ganze Zahl, λ = Referenzwellenlänge der beiden Licht­ strahlen und p_x = x-Richtungs-Teilungsabstand des Beugungsmusters eines oder jedes der Bereiche) zur genannten Achse geneigt sind.

57. Vorrichtung zum Messen einer Verschiebung zwischen ersten und zweiten, einander zugewandten Objekten in bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Objekte einander zugewandt sind oder gegen­ überstehen, und der Strecke oder des Abstands eines Spalts zwischen den Objekten in bezug auf ihre Gegen­ überstellungsrichtung, wobei das erste Objekt mindestens zwei Bereiche aufweist, das zweite Objekt mindestens zwei jeweils den Bereichen des ersten Objekts entspre­ chend geformte oder ausgebildete Bereiche aufweist und jedes der betreffenden Paare von Bereichen von erstem und zweitem Objekt mit mindestens einem Beugungsgitter versehen ist, so daß ein emittierter Lichtstrahl nach Übertragung zu den paarigen Bereichen in zwei­ dimensional verteilte gebeugte Lichtstrahlen geändert wird, gekennzeichnet durch
eine Lichtquelle (31) zum Emittieren eines ersten Lichtstrahls (1) einer Frequenz f1 und eines zweiten Lichtstrahls (2) einer Frequenz f2 (f1 ≠ f2),
eine Übertragungseinrichtung (33, 34, 35, 36, 37) zum Übertragen der beiden Lichtstrahlen (1, 2) zu den bei­ den Bereichen (11, 12; 11, 13; 21, 22; 21, 23) eines der ersten und zweiten Objekte (16, 17), um sodann die Lichtstrahlen in den betreffenden Paaren von Be­ reichen von erstem und zweitem Objekt zu beugen und in Interferenz miteinander gelangen zu lassen, so daß mindestens zwei zweidimensional verteilte gebeugte Interferenzlichtstrahlen emittiert wer­ den,
eine erste Detektionseinrichtung (51, 52) zum Detek­ tieren oder Erfassen von Lichtstrahlen einer von zwei speziellen Ordnungen aus den gebeugten Interferenz­ lichtstrahlen und Umwandeln der erfaßten Lichtstrahlen in zwei Schwebungs- oder Verschiebungsdetektionssignale einer Frequenz Δf (= |f1-f2|), wobei die Phasen­ differenz zwischen den Verschiebungsdetektionssignalen der Verschiebung zwischen den ersten und zweiten Objekten entspricht,
eine zweite Detektionseinrichtung (53) zum Detektieren oder erfassen von Lichtstrahlen einer von zwei spe­ ziellen Ordnungen aus den beiden zweidimensional verteilten gebeugten Interferenzlichtstrahlen und Um­ wandeln der erfaßten Lichtstrahlen in zwei andere Schwebungs- oder Spaltdetektionssignale mit der Frequenz Δf, wobei die Phasendifferenz zwischen den Spaltdetektionssignalen dem Spaltabstand zwischen den beiden Objekten (16, 17) entspricht, und eine Recheneinheit (54) zum Berechnen der Phasen­ differenzen zwischen den beiden Verschiebungsdetektions­ signalen und zwischen den beiden Spaltdetektions­ signalen und zum Ermitteln der Verschiebung und des Spaltabstands zwischen erstem und zweitem Objekt (16, 17) auf der Grundlage der berechneten Phasendifferenzen.