JP3198466B2

JP3198466B2 - 位置検出装置、及び露光装置

Info

Publication number: JP3198466B2
Application number: JP08476092A
Authority: JP
Inventors: 和哉太田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 2001-08-13
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JPH05251306A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子等を
製造するための露光装置のオートフォーカス機構に適用
して好適な位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レチクル上に形成された回路パターンを
投影光学系を介してウエハ上に転写する投影露光装置に
おいては、投影光学系の焦点深度が比較的浅いと共にウ
エハには部分的に凹凸が存在することがあるため、ウエ
ハの各ショット領域に対して投影光学系に対する焦点ず
れの補正をそれぞれ行う必要がある。その場合の投影光
学系の光軸方向の位置の検出装置として、従来は例えば
ウエハ等の被検面上に斜めにスリットの像を投影する斜
め入射型オートフォーカスセンサが使用されている（例
えば特開昭５６−４２２０５号公報参照）。この方式で
は、被検面が上下すると、そのスリットの被検面上での
位置が斜め入射光学系の光軸にほぼ垂直な方向にずれる
ので、このずれ量を測定することにより被検面の高さを
検出することができる。

【０００３】しかしながら、このように被検面上にスリ
ットの像等を投影する方式では被検面上の或る１点の位
置しか検出することができないため、ウエハのショット
領域内に凹凸が存在するような場合に、そのショット領
域の例えば平均的な面を投影光学系の結像面に合わせる
ことができない。なお、投影露光装置には、ウエハの各
ショット領域に例えば平行光束を照射して、反射光の方
向によりそのショット領域の傾きを検出するレベリング
光学系も設けられているが、そのショット領域に凹凸が
存在する場合には、レベリング光学系でも正確にショッ
ト領域の平均的な面の傾きを検出することができない虞
がある。

【０００４】これに関して、本出願人は特願平３−３１
１７５８号において、被検面上に２次元的なパターンを
投影することにより、比較的簡単な構成でその被検面の
所定範囲の高さの分布を検出できる位置検出装置を提案
した。図４はその特願平３−３１１７５８号で提案され
ている位置検出装置が適用された縮小投影型露光装置を
示し、この図４において、１はウエハであり、ウエハ１
の露光面が被検面１ａである。２はウエハホルダー、３
はウエハステージよりなる保持機構を示し、ウエハ１を
ウエハホルダー２上に保持し、ウエハホルダー２を保持
機構３上に例えば３個の支持点で支持する。保持機構３
は、ウエハ１を２次元的に位置決めするＸＹステージ、
ウエハ１を投影光学系の光軸方向に位置決めするＺステ
ージ及びウエハ１を微小角度回転するθステージ等より
構成されている。

【０００５】４は保持機構３を駆動する駆動手段、５は
ウエハ１の上方に位置する投影光学系を示し、投影光学
系５は図示省略したレチクルのパターンをウエハ１の露
光面に転写する。保持機構３を駆動手段４を介して駆動
することにより、ウエハ１は投影光学系５の光軸ＡＸ１
に垂直な平面内での平行移動及び微小回転並びにその光
軸ＡＸ１に平行な方向（フォーカシング方向）への移動
を行う。更に、駆動手段４からの指令により保持機構３
が、例えば３個の支持点の内の２点を突没させることに
より、ウエハ１のレベリングが行われる。

【０００６】図４において、６は光源、７はコンデンサ
ーレンズ、８は反射型位相格子を示し、この反射型位相
格子８の格子形成面８ａに図４の紙面に平行な方向にピ
ッチＱ１で凹凸の位相格子を形成する。ウエハ１の被検
面１ａがレジスト等の薄膜で覆われた場合の干渉の影響
を低減するためには、その光源６は白色光源であること
が望ましい。ただし、その光源６としてレジストに対す
る感光性の弱い波長帯の光を射出する発光ダイオード等
を使用してもよい。その光源６からの照明光束をコンデ
ンサーレンズ７を介して平行光束に近づけ、この略々平
行な光束で回折格子８の格子形成面８ａを照明する。

【０００７】９は集光レンズ、１０は投射用対物レンズ
を示し、これら集光レンズ９と投射用対物レンズ１０と
により投射光学系を構成し、この投射光学系の光軸ＡＸ
２を投影光学系５の光軸ＡＸ１に対して角度θで交差さ
せる。そして、回折格子形成面８ａからの平均的な反射
角γの反射光（回折光を含む）をその投射光学系により
ウエハ１の被検面１ａ上に集束する。この際、被検面１
ａが投影光学系５の結像面に合致している状態で、その
被検面１ａと回折格子形成面８ａとはその投射光学系に
関してシャインプルーフの条件を満たすようにしてお
く。従って、その状態では被検面１ａの全面に回折格子
形成面８ａの格子パターンの像が正確に結像している。

【０００８】また、集光レンズ９と投射用対物レンズ１
０とよりなる投射光学系は所謂両側テレセントリックな
光学系を構成し、回折格子形成面８ａ上の各点と被検面
１ａ上の共役点とは全面でそれぞれ同じ倍率である。従
って、本例ではその回折格子形成面８ａの格子パターン
は図４の紙面に垂直な方向を長手方向とする等間隔の格
子状にしてあるので、被検面１ａ上に投影される像も図
４の紙面に垂直な方向を長手方向とする等間隔の格子状
のパターンとなる。

【０００９】そして、受光用対物レンズ１１と集光レン
ズ（結像レンズ）１２とより集光光学系を構成し、この
集光光学系の光軸ＡＸ３は投影光学系の光軸ＡＸ１に関
して投射光学系の光軸ＡＸ２と線対称になるようにす
る。１３はアオリ補正用回折格子を示し、この回折格子
１３の回折格子形成面１３ａにも図４の紙面に平行な方
向にピッチＱ２で凹凸の位相型の格子パターンを形成す
る。この格子パターンは後述のように所定のブレーズ角
を有する。そして、その集光光学系により被検面１ａか
らの反射光を回折格子形成面１３ａ上に集束する。

【００１０】この際、被検面１ａが投影光学系５の結像
面に合致している状態で、被検面１ａと回折格子形成面
１３ａとはその集光光学系に関してシャインプルーフの
条件を満たすようにしておく。従って、その状態では回
折格子形成面１３ａの全面に被検面１ａ上の格子パター
ンの像が正確に再結像する。また、受光用対物レンズ１
１と集光レンズ１２とよりなる集光光学系も両側テレセ
ントリックな光学系を構成し、被検面１ａ上の各点と回
折格子形成面１３ａ上の共役点とは全面でそれぞれ同じ
倍率である。従って、被検面１ａが投影光学系５の結像
面に合致している状態では、回折格子形成面１３ａ上に
投影される像も図１の紙面に垂直な方向を長手方向とす
る等間隔の格子状のパターンとなる。

【００１１】即ち、図４において被検面１ａが投影光学
系５の結像面に合致している状態では、回折格子形成面
８ａ、被検面１ａ及び回折格子形成面１３ａは各々シャ
インプルーフの条件を満たす関係にあり、しかも各面と
も全面で各々倍率が等しい。

【００１２】そのアオリ補正用回折格子１３に入射した
光は回折により反射されるが、その入射光の主光線が回
折格子形成面１３ａの法線方向に略々平行に反射される
ようにその回折格子１３のピッチを定めておく。その回
折格子形成面１３ａからの反射光をレンズ１４、平面鏡
１５及びレンズ１６を介して２次元電荷結合型撮像デバ
イス（ＣＣＤ）１７の受光面１７ａ上に集束する。これ
により回折格子形成面１３ａ上の格子状のパターンの像
の更なる像が受光面１７ａ上に結像される。それらレン
ズ１４とレンズ１６とより構成されるリレー光学系も両
側テレセントリックである。また、受光面１７ａ上に形
成される像は、反射型位相格子８の回折格子形成面８ａ
上のパターンによる被検面１ａ上の像を２回リレーして
得られた像であり、言い替えると被検面１ａに投影され
たパターンの像を再々結像した像である。

【００１３】この場合、回折格子１３からの反射光の主
光線は回折格子形成面１３ａに略々垂直であるため、２
次元ＣＣＤ１７に入射する光束の主光線も受光面１７ａ
に対して略々垂直になっている。受光面１７ａには被検
面１ａに投影されたパターンの像が再々結像されている
ので、被検面１ａの投影光学系５の光軸ＡＸ１に沿った
上下によりその受光面１７ａ上での格子状のパターンの
像は横ずれする。この横ずれ量を測定することにより、
被検面１ａ上の光軸ＡＸ１方向の面位置が測定できる。

【００１４】具体的に、被検面１ａが平面である場合に
は、２次元ＣＣＤ１７の受光面には図５（ａ）に示すよ
うに明部２０と暗部２１とが所定ピッチで形成された縞
２２が結像される。その縞２２のピッチ方向の撮像信号
を所定範囲で平均化した撮像信号は、図５（ｂ）に示す
ように明部２０に対応する領域で大きく暗部２１に対応
する領域で小さい（０に近い）信号となる。また、被検
面１ａ上で縞状のパターンが投影されている領域を図６
（ａ）の領域２３として、その領域２３の中に部分的に
凹部２４Ａ及び凸部２４Ｂが存在すると、２次元ＣＣＤ
１７の受光面上の縞２２のそれぞれ対応する領域２５Ａ
及び２５Ｂにおいては縞の位相が変化する。従って、そ
の縞２２の各部の位相を検出することにより、被検面１
ａの全面の投影光学系５の光軸方向の位置を検出するこ
とができる。

【００１５】その２次元ＣＣＤ１７から出力される撮像
信号を図４の検出部１８に供給し、この検出部１８はそ
の撮像信号を処理して受光面１７ａ上の像のパターンを
求め、このパターン情報を補正量算出手段１９に供給す
る。この補正量算出手段１９はそのパターン情報より、
被検面１ａの現在の露光領域と投影光学系５の結像面と
のずれ量を求め、駆動手段４を介してその露光領域の全
面のずれ量が焦点深度内に収まるようにする。

【００１６】また、被検面１ａの光軸ＡＸ１方向の変位
がｚであるときの２次元ＣＣＤ１７の受光面１７ａにお
ける縞の像の横ずれ量ｙは次のようになる。即ち、被検
面１ａに対する入射光の主光線の入射角はθであり、レ
ンズ１１及び１２よりなる集光光学系の横倍率をβ、被
検面１ａから回折格子形成面１３ａへのアオリの結像面
に沿った倍率をβ′、レンズ１４及び１６よりなるリレ
ー光学系の横倍率をβ″とすると、横ずれ量ｙは次のよ
うになる。

【数１】ｙ＝２・β″・β′・ｔａｎθ・ｚ＝２・β″（β² ｓｉｎ² θ＋β⁴ ｓｉｎ⁴ θ／ｃｏｓ² θ）^1/2 ・ｚ

【００１７】次にアオリ補正用回折格子１３の働きにつ
いて説明する。例えば集光光学系の横倍率βが０．５で
入射角θが８５°の場合、回折格子１３に対する被検面
１ａからの反射光の主光線の入射角αは８０°程度とな
る。このように大きな入射角の場合、回折格子１３の代
わりに直接２次元ＣＣＤ１７を置くと入射する光量が著
しく低下する。何故ならば、ＣＣＤの光電変換部分に入
射する光がその回りの読み出し回路部分でけられたり、
更に光電変換部分やＣＣＤのパッケージの窓ガラスの表
面反射が大きく光が有効に入らないためである。そこで
ＣＣＤへの入射角を小さくする光学素子が必要となる。
図４の例ではアオリ補正用回折格子１３の１次回折光を
使うことによりそれを達成している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように図４の構成
によれば、被検面１ａの所定の広い範囲の位置検出を行
うことができる。しかしながら、その被検面１ａにはそ
れまでの工程により回路パターン等が転写されている場
合があり、２次元ＣＣＤ１７の受光面には図５（ａ）の
ような縞２２に重畳して回路パターン等の像も結像され
ることがある。この場合、単に図５（ｂ）のような撮像
信号を取り出して位置検出を行うと、検出誤差を生ずる
虞がある。

【００１９】本発明は斯かる点に鑑み、被検面上に所定
の明暗のパターンを投影してその被検面の位置検出を行
う場合に、被検面に回路パターン等が形成されていても
検出誤差を生ずることがない位置検出装置及び露光装置
を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明による位置検出装
置は、例えば図１に示す如く、被検面（１）に明暗のパ
ターンを投影する投影手段（３３）と、その明暗のパタ
ーンの像を撮像する撮像手段（３４，１７，１８）と、
この撮像された像の内の光量が所定のレベルより低い部
分を特定する特定手段（３７，３８）と、この特定され
た部分と基準位置とを比較する比較手段（３９）とを有
し、その特定された部分によりその被検面の位置を検出
するものである。

【００２１】この場合、その明暗のパターンはコントラ
ストの高い格子状のパターンであることが望ましい。ま
た、本発明による露光装置は、マスクのパターンの像を
投影光学系を介して基板上に投影することにより基板を
露光する露光装置であって、明暗縞からなる格子状パタ
ーンの像を照明光束を用いて基板上に投射する投射部
（３３）と、基板上の格子状パターンの像を光電検出す
る検出部（３４，１７，１８）とを備え、検出部から得
られる検出信号のうち、格子状パターンの像の明暗縞の
暗部に対応する検出信号に基づいて、基板の投影光学系
の光軸方向における位置情報を求める計測手段（１７，
１８，３３〜３９）を有するものである。

【００２２】

【作用】斯かる本発明によれば、被検面（１）に凹凸が
存在すると、撮像手段（３４，１７，１８）において撮
像した明暗のパターンの像の位相等が部分的に変化する
ことから、その被検面（１）の全面のそれぞれの位置を
検出することができる。また、特定手段（３７，３８）
によりその撮像された像の内の光量が所定のレベルより
低い部分が特定されているが、これは明暗のパターンの
像の内の暗部のパターンの位置を基準として位置検出を
行うことを意味する。

【００２３】このように暗部のパターンの位置を基準と
する意義について説明するに、例えば被検面（１）に回
路パターンが形成されているものとする。この場合、撮
像手段（３４，１７，１８）ではその回路パターンの像
も撮像する。しかしながら、その回路パターンの像は、
他ならぬ被検面（１）上に投影されている明暗のパター
ンに照明されていることによって生じているものである
ため、その明暗のパターンの暗部のパターンに対応する
領域の回路パターンは、撮像手段（３４，１７，１８）
ではほとんど観察されない。従って、その暗部のパター
ンの像を位置検出に使うことにより、被検面（１）上の
回路パターンの影響を除くことができる。

【００２４】また、明暗のパターンをコントラストの高
い格子状のパターンである場合には、被検面（１）が平
面である場合にはその暗部のパターンを抽出するとほぼ
一定ピッチの格子状のパターンが得られる。そして、被
検面（１）に凹凸が存在すると、その格子状のパターン
が部分的に歪むことから容易にその被検面（１）の位置
の分布を検出することができ、本発明は特に有効であ
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１〜図３を
参照して説明する。本例は図４の縮小投影型露光装置に
本発明を適用したものであり、図１〜図３に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。

【００２６】図１は本実施例の縮小投影型露光装置の要
部を示し、この図１において、２６はレチクルホルダー
２７に支持されたレチクルである。図示省略した照明光
学系からの露光光ＩＬがそのレチクル２６に照射され、
レチクル２６の回路パターンの像が投影光学系５を介し
てウエハホルダー２に保持されたウエハ１の各ショット
領域に転写される。ウエハホルダー２はウエハステージ
よりなる保持機構３に載置されている。この保持機構３
の一端には平面鏡３ａが装着され、レーザー干渉計２８
からのレーザービームがその平面鏡３ａで反射され、保
持機構３の中のＸＹステージの座標が常時計測されてい
る。

【００２７】２９はアライメント系であり、このアライ
メント系からのウエハ１に塗布された感光材に感光しな
い波長帯の検出光がミラー３０及び投影光学系５を介し
て保持機構３側に照射される。また、保持機構３の上部
のウエハ１の近傍には基準マーク３１が配設され、レチ
クル２６の上部の側方にアライメント顕微鏡３２が配設
されている。アライメント系２９を用いて基準マーク３
１の位置を投影光学系５に対して所定の位置に設定し、
且つアライメント顕微鏡３２を用いて基準マーク３１に
対してレチクル２６の位置決めを行うことにより、間接
的にレチクル２６とウエハ１との相対的な位置合わせが
行われる。

【００２８】また、３３は図４の光源６〜投射用対物レ
ンズ１０までの光学素子よりなる投射光学系、３４は図
４の受光用対物レンズ１１〜レンズ１６までの光学素子
よりなる受光光学系を示す。投射光学系３３によりウエ
ハ１の現在のショット領域の上に明暗の縞のパターン
（格子状のパターン）が投影光学系５の光軸に対して斜
めに投影され、ウエハ１の上の明暗の縞のパターンの像
が受光光学系３４により２次元ＣＣＤ１７の受光面上に
再結像されている。

【００２９】本例ではその２次元ＣＣＤ１７の撮像信号
を検出部１８を介してメモリ３５に書き込む。そして、
現在のウエハ１のショット領域上で位置検出したい部分
の撮像信号Ｓ１を画像抽出手段３６によりメモリ３５か
ら読み出し、この読み出した撮像信号Ｓ１を微分手段３
７で微分（ディジタル処理では差分に対応する）して信
号Ｓ２を得た後、ゼロクロス点検出手段３８でその信号
Ｓ２の負から正へのゼロクロス点でハイレベルのパルス
となる信号Ｓ３を得て、この信号Ｓ３を補正量算出手段
３９に供給する。補正量算出手段３９は、その信号Ｓ３
のパルス位置を基準位置と比較することにより、そのウ
エハ１の検出対象部分の位置を測定し、この測定された
位置が所定の位置になるように駆動手段４を介して保持
機構３を動作させる。

【００３０】次に、図２及び図３を参照して本例の位置
検出動作の一例につき説明する。この場合、図２に示す
ように、ウエハ１の露光面が縦横にスクライブラインに
より多数の正方形のショット領域４０に分割されている
ものとして、現在のショット領域が領域４１であるとす
る。本例ではその正方形のショット領域４１に対して斜
めの方向（Ｒ方向）に、且つその領域４１を完全に覆う
ような領域４２にＲ方向に一定ピッチの明暗の縞状のパ
ターンを投影する。従って、領域４２の明暗の縞はショ
ット領域４１を囲むスクライブラインに対して４５°程
度で交差している。一般に、ショット領域４１の内部に
転写されている回路パターンは領域４１の各辺にほぼ平
行なパターンより構成されているので、そのように明暗
の縞と領域４１を囲むスクライブラインとを交差させる
ことにより、ショット領域４１に転写されている回路パ
ターンの影響を軽減することができる。

【００３１】この場合、図３（ａ）に示すように、２次
元ＣＣＤ１７の受光面には明部４３及び暗部４４が所定
ピッチで繰り返される縞のパターン４５と回路パターン
の像４６とが重畳して結像される。図３（ａ）の内で回
路パターンの像４６と交差する走査ライン上の撮像信号
を図１の画像抽出手段３６で取り出すと、図３（ｂ）に
示すように明部のピークがばらついている撮像信号Ｓ１
が得られる。図３（ｂ）の横軸は時間ｔであるが、この
時間ｔは図２のＲ方向の座標に対応している。その撮像
信号Ｓ１の内の矢印４７で指示する暗部のピークの位置
を特定することが本例の目的である。

【００３２】そこで、図１の微分手段３７によりその撮
像信号Ｓ１を微分すると、図３（ｃ）の信号Ｓ２が得ら
れ、図１のゼロクロス点検出手段３８によりその信号Ｓ
２の負から正へのゼロクロス点を抽出することにより、
図３（ｄ）の信号Ｓ３が得られる。この信号Ｓ３は図３
（ｂ）の暗部のピークでハイレベルのパルスとなる信号
である。この信号Ｓ３が図１の補正量算出手段３９に供
給され、補正量算出手段３９では信号Ｓ３のハイレベル
のパルス位置を基準位置と比較することにより、その走
査ライン上の各点の投影光学系５の光軸方向の位置を計
測することができる。

【００３３】このように本例では、２次元ＣＣＤ１７の
受光面に結像されたパターンの内の暗部のピークを検出
するようにしている。この場合、ウエハ１のショット領
域に回路パターンが形成されていても、その暗部のピー
クが更に低くなることはないので、その本来の暗部のピ
ークの位置は常に正確に検出することができる。また、
回路パターンによりノイズ的な暗部のピークが形成され
る場合があるが、これは暗部のピークを例えば所定領域
で平均化することにより除去することができる。

【００３４】なお、図１の例では微分手段３７を用いて
暗部のピークを検出しているが、それ以外に図３（ｂ）
に示すように、撮像信号Ｓ１の内のレベルが所定の閾値
ＴＬよりも低い部分を抽出するようにしてもよい。この
場合の閾値ＴＬは、例えば撮像信号Ｓ１の最小レベルよ
りも所定レベルだけ高いレベルに設定すればよい。ま
た、より回路パターンの像４６の影響を少なくするに
は、コントラスト比が高く、できるだけ暗部の照度が低
い明暗のパターンをウエハ１上に投影することが望まし
い。

【００３５】また、コントラスト比を高めて暗部の照度
を低くするためには、図４において、反射型位相格子８
の０次光が消えるようにして、反射型位相格子８からの
±１次回折光のみによりウエハ１に縞状のパターンが投
影されるようにするとよい。また、０次光と１次回折光
との強度が一致するような振幅型又は位相型の格子を反
射型位相格子８の代わりに使用して、０次光と＋１次回
折光と（又は０次光と−１次回折光と）よりウエハ１に
縞状のパターンを投影するようにしてもよい。このよう
に、±１回折光、０次光及び＋１次回折光又は０次光及
び−１次回折光のみをウエハ１に投影して、ウエハ１上
に同じピッチの縞状のパターンを投影する場合は、０次
と±１次光とを合わせて使う場合に比べて半分の開口数
（ＮＡ）の対物レンズで済み、光学系の小型化が可能で
ある。

【００３６】また、縞状のパターンを被検面に投影する
代わりに、例えばメッシュ状のパターン等を被検面に投
影するようにしてもよい。更に、上述実施例ではオート
フォーカス用の焦点位置検出及びレベリング用の傾斜検
出を行う場合に本発明を適用したものであるが、本発明
は、既に何等かのパターンが描かれた被検面に明暗のパ
ターンを投影し、その被検面の各部の位置や間隔を求め
る装置全般に適用することができる。このように、本発
明は上述実施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の構成を取り得る。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、撮像された暗部を基準
として位置検出を行うようにしているので、被検面上に
回路パターン等が形成されていても検出誤差を生ずるこ
とがない利点がある。また、明暗のパターンとしてコン
トラストの高い格子状のパターンを使用する場合には、
以後の画像処理が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用された縮小投影型露光
装置の要部を示す構成図である。

【図２】図１のウエハ１を示す平面図である。

【図３】（ａ）は図１の２次元ＣＣＤ１７の受光面の像
を示す正面図、（ｂ）は撮像信号Ｓ１の一例を示す波形
図、（ｃ）はその撮像信号Ｓ１を微分して得られた信号
Ｓ２の波形図、（ｄ）はその信号Ｓ２のゼロクロス点を
示す信号Ｓ３の波形図である。

【図４】本出願人の先願に係る縮小投影型露光装置の要
部を示す構成図である。

【図５】（ａ）は図４の２次元ＣＣＤ１７の受光面に結
像された像の一例を示す正面図、（ｂ）はその像の一部
に対応する撮像信号の波形図である。

【図６】（ａ）は凹凸のある被検面１ａの一例を示す平
面図、（ｂ）は図６（ａ）に対応して２次元ＣＣＤ１７
の受光面に結像された像を示す正面図である。

【符号の説明】１ウエハ３保持機構５投影光学系１７２次元ＣＣＤ２６レチクル３２アライメント顕微鏡３３投射光学系３４集光光学系３７微分手段３８ゼロクロス点検出手段３９補正量算出手段４３明部４４暗部４５縞状のパターン４６回路パターンの像

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検面に明暗のパターンを投影する投影
手段と、前記明暗のパターンの像を撮像する撮像手段
と、該撮像された像の内の光量が所定のレベルより低い
部分を特定する特定手段と、該特定された部分と基準位
置とを比較する比較手段とを有し、前記特定された部分により前記被検面の位置を検出する
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】前記明暗のパターンはコントラストの高
い格子状のパターンであることを特徴とする請求項１記
載の位置検出装置。
【請求項３】マスクのパターンの像を投影光学系を介
して基板上に投影することにより前記基板を露光する露
光装置において、明暗縞からなる格子状パターンの像を照明光束を用いて
基板上に投射する投射部と、前記基板上の前記格子状パ
ターンの像を光電検出する検出部とを備え、前記検出部
から得られる検出信号のうち、前記格子状パターンの像
の前記明暗縞の暗部に対応する検出信号に基づいて、前
記基板の前記投影光学系の光軸方向における位置情報を
求める計測手段を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】前記計測手段は、前記検出部からの検出
信号を微分することによって前記暗部に対応する検出信
号を得ることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】前記計測手段は、前記検出部からの検出
信号を所定の閾値と比較することによって前記暗部に対
応する検出信号を得ることを特徴とする請求項３記載の
露光装置。