JPH04165363A - 透明な基板上に形成された不透明なマークの位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば投影露光装置におけるマスク位置決め
装置としてに用が可能な、透明な基板上に形成された不
透明なマークの位置検出装置に関する。

［従来の技術］ 近年、ＬＳＩパターンの微細化に伴って露光光の短波長
化が進むと同時に、投影露光装置における被露光基板（
ウェハ）とマスク（レチクル）とのさらに正確な位置合
せが要求されている。しかし、露光光と異なる位置決め
用の照明光（レーザ光等）を用いて両者の位置決めマー
クの重なりを投影光学系を介して検出する、従来の一般
的な方法では、投影光学系における位置決め用の照明光
（以下単に照明光と呼ぶ）と露光光の間の光路差（色収
差）の問題が避けらｔず、現状のレベル以上の精度の実
現は困難とされている。そこで、投影露光装置に対して
ウェハとレチクルを別々に位置決めする方法が注目され
、レチクルの位置決めマーク（以下単にマーク・と呼ぶ
）を投影露光装置に対して精密に位置決めするための方
法や装置も種々に提案されている。

例えば、■落射型の照明光のもとでマークをＣＣＤ上に
結像させてマーク像を検出する、■結像させたマーク像
をスリット・スキャンしてフォトマル（光電子倍増管）
により検出を行う、■マークを細い照明光でスキャンし
てマークからの反射光量をフォトマルにより検出する等
の方法が知られている。

ここで、レチクルは、一般的に、透明なガラス基板にク
ロム薄膜を形成した後、必要な回路パターンとマークを
残して余分な該薄膜を除去したものであ、って、回路パ
ターンおよびマークは光学的に不透明なものであるが、
製造条件等により、照明光に対する反射率は１０％〜７
−０％と大きくばらついている。また、ガラス基板自身
の反射率は片面で４％程度であり、回路パターンおよび
マークはレチクルの下面、すなわち投影光学系側に配置
されている。

［発明が解決しようとする課題］ このようなマークを落射型の照明光を用いて上方から照
明しながらマークの反射光を検出する場合、ガラス基板
の上下面からの反射光、４×２＝８％のバックグラウン
ドに対するマーク部分の反射光（すなわち、マーク上方
のレチクル上面からの反射光４％とマーク自身からの反
射光（０，９６）２×１０％〜（０，９６）’　Ｘ　７
０％との合計）１３％〜６９％を検、比することとなる
が、マークの反射率が低い場合には、バックグラウンド
からマークを判別するのに必要なだけの両反射光の強度
差を確保できないという問題があった。例えば、マーク
の反射率が１０％であれば、バックグラウンド８％との
差（１３％〜８％となる）はわずか５％に過ぎない。

そこで、照明光の強度を増して両反射光の強度差を確保
する試みがなされたが、■照明装置が大がかりなものに
なる、■ガラス基板の熱膨張により回路パターンが歪む
、等の新たな問題を誤記することとなった。

本発明は、透明な基板上に形成された不透明なマークを
、落射照明のもとで検出する場合において、いかにマー
クの反射率が低くても照明光の強度を増すことなく、バ
ックグラウンドからの光とマークからの光の強度差を十
分に確保できる位置検出装置を提供することを目的とし
ている。

［ＬＩＵを解決するための手段］ 本発明の請求項第１項の装置は、透明な基板上に形成さ
れた不透明なマークを照明光のもとで光学的に検出して
、マークの位置を求める装置において、 マークへ照明光を供給し、かつマークの像を形成する対
物レンズと、基板を介して対物レンズと対向させた反射
率可変の反射部材と、この反射部材の反射率をマークの
反射情報に応じた値に調整で籾る調整手段とを備えたも
のである。

本発明の請求項第２項の装置は、請求項第１項の装置に
おいて、反射率可変の反射部材が、エレクトロクロミッ
ク素子を鏡面部材の反射面上に貼付してなるものである
。

［作用］ 本発明の請求項第１項の装置では、マークの反射率が低
い場合にも、反射部材の反射率を増すことによって、明
るい背景中に暗いマーク像を観察でき、像と背景の明暗
を反転してマークを検出することができる。これにより
透明な基板（バックグラウンド）から不透明なマークを
判別するために必要な光の強度差が確保される。つまり
、従来のようにマークの反射光だけによる明像検出に一
律かつ全面的に頼るのではなく、反射部材からの反射光
により透過照明されたマークの暗像検出を行うこともで
きる。ただし、この暗像の光強度はマークの反射光によ
り増減するので、マークの反射率が高い場合には反射部
材の反射率を減して・従来同様の検出を行うべきである
。

ここで、対物レンズは照明光の照明光路を兼ねており、
対物レンズから射出された照明光は基板を透過して反射
部材に入射する。反射部材は照明光を反射し、その反射
光が基板を再度反対側から透過して対物レンズに再入射
するように配置されている。従って、ここでは、調整手
段により反射部材の反射率を変化させて、■従来同様に
マークの反射光による明像検出を行う、■反射部材の反
射光によりマークの暗像検圧を行う、のうちから都合の
良い方を選択できる。

反射部材としては、電気的に透明、不透明を調整できる
素子を鏡面に組合せたものを採用するのが好ましく、反
射率の調整は作業者が手動で行っても良いが、マークの
反射情報を検出して電気的に処理し、マークの反射率に
応じた最適な反射率まで反射部材が自動的に調整される
ようにしても良い。反射率の調整は高低２段階でも良い
が、多段階または連続的に行っても良い。

さらに、反射部材の反射面は単に平面としても良いが、
反射光の強度は、反射部材の反射率の上限に加えて、往
復の光路長と対物レンズを含む照明光学系の開口とに依
存した光路の広がりによっても減衰されるから、マーク
像とバックグラウンドの光強度差を大きく確保するため
には、反射面を凹面にする等して反射照明光が対物レン
ズへ戻る効率を高めるようにしても良い。

本発明の請求項第２項の装置においては、電気信号を用
いてエレクトロクロミック素子の透明度を変化させる。

この透明度の変化によフて鏡面部材への入射光量および
鏡面部材からの反射光量を制御することができる。

［発明の実施例］ 本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の第１実施例の位置検圧装置の模式図
である。これは、本発明を投影露光装置のレチクル位置
検出装置に応用したもので、操作者の判断、により、平
面状の鏡部材の反射率を高低２段階に調整できる。

第１図において、レチクル６は、投影光学系９を含む露
光装置本体に対し位置決めされ、同様に露光装置本体に
対し別に位置決めされたウェハ・ステージ１０と、投影
光学系９を介して対向している。レチクル６は、ガラス
基板６ａ上にクロムＦｉｉ膜を形成した後に、回路パタ
ーン６ｂとマーク７を残してこの薄膜を除去したもので
、回路パターン６ｂの５ｍｍ程度下方の全面には、回路
パターン６ｂにバーチクルが付着して、投影像に直接的
な悪影響をおよぼさないように、ペリクル＠６ｃが弓長
られている。

一方、マーク７の位置検出を行うための光学系は、ミラ
ー５と、照明光の射出光路を兼ねた対物レンズ４と、照
明光を光路に導入するためのハーフミラ−３と、照明光
源１１と、リレーレンズ２と、マーク７と共役な位置に
配置されマーク像を電気信号に変換して出力するＣＣＤ
Ｉと、レチクル６−投影光学系９間に配置された鏡部材
８とから構成される。鏡部材８は、鏡面８ａ上にエレク
トロクロミック素子（以下ＥＣ素子と略す）８ｂを貼付
したもので、電気信号を入力してＥＣ素子８ｂの透明度
を変化させることにより全体の反射率を調整できる。な
お、鏡部材８は、特開昭５７−１５８６２２号公報の図
に示される構造において一方の基板を鏡面としたもので
ある。

このように構成されたレチクル６の位置検出装置におい
ては、従来同様に落射照明を用いたマーク７の明像によ
るレチクル位置検出に加えて、透過照明゛を用いたマー
ク７の暗像によるレチクル位置検出を選択して行うこと
もできる。

すなわち、マーク７の反射率が高い場合は、鏡部材８の
反射率を低く設定して、マーク７の反射光をＣＣＤ１上
に明像として結像させる、従来同様の位置検出を行うの
が好ましい。一方、マーク７の反射率が低い場合、その
ままではＣＣＤ　ｉ上のマーク７の像の光強度が弱くな
ってマーク７の判別に必要な像とバックグラウンドの光
の強度差が確保できなくなる。そこで、鏡部材８の反射
率を高くシ工鏡部材８からの反射光がマーク７を透過照
明するようにしてこの強度差を確保し、かつＣＣＤ　１
の出力を反転して判断するように位置判別の電気回路を
切換える。かくして、ＣＣＤ　ｉ上のバックグラウンド
とマーク７の像との関係は従来のものと明暗を反転した
ものとなるが、マーク７すなわちレチクル６の位置検出
は従来同様に遂行される。

次に、本実施例で得られるマークとバックグラウンドの
光の強度差、特に鏡部材８（以下ＥＣＤと呼ぶ）の反射
率を高く設定した場合における光の強度差を計算により
求めて、マーク７の反射光がマークとバックグラウンド
の光の強度差を減じる問題の定量的な考察を行う。

第２図は、本実施例におけるマークとバックグラウンド
の光（明暗）の強度差を説明するためのもので、（ａ）
はＥＣＤが無い従来の光学系の模式図、（ｂ）、は本実
施例の光学系の模式図である。

第２図（ａ）　、　（ｂ）において、各符号で示される
部材は第１図と同様なものでありて、照明光源１１から
の落射照明により、レチクル６のマーク７を判別してい
る。ただし、第２図（ａ）ではレチクル６の反射光に対
するマーク７の反射光の強度差、第２図（ｂ）ではレチ
クル６およびＥＣＤの反射光に対するマーク７の反射光
の強度差がＣＣＤＩによってそれぞれ検圧される。レチ
クル６の上下の面の反射率はそれぞれ４％、マーク７の
反射率はＰである。

第２図（ａ）において、ＣＣＤＩにおける明暗の強度差
（暗いバックグラウンドに対する明るいマーク７の像）
は、両者に共通なレチクル６上面の反射光を相殺すれば
、１００％の落射照明光のうちでレチクル６に入射して
マーク７で反射された光のうちでレチクル６の上面で反
射されずに透過してきた光と、レチクル６の下面からの
反射光との差、 （１〜０．０４）　２ｘ　Ｐ　−０，０４・・・（１）
である。ただし、厳密には、レチクル６の下面からの反
射光はレチクル６の上面にて一部反射されて減光するが
、この減光量は微小のため無視している。

従フて、マーク７が７０％の高い反射率を有する場合に
は、明暗の強度差は６０％程度を確保できるが、１０％
の低い反射率の場合には明暗の強度差は５％程度となり
、ＣＣＤ　１によるマーク７の像の電気信号のＳＮ比が
悪くなって検出が困難となり、レチクル位置検出の誤差
が増す。

第２図（ｂ）　において、ＣＣＤ　１における明暗の強
度差（明るいバックグラウンドに対する暗いマーク７の
像）は、両者に共通なレチクル６の上面の反射光を相殺
すれば、ＥＣＤで反射され再度レチクル６を透過した光
およびレチクル６の下面からの反射光の合計と、マーク
７における反射光との差であり、ＥＣＤからの反射光の
レチクル下面Ｘ位置における照度をＥ（×）とし、ＥＣ
Ｄの取り得る最高反射率をＱｕとすると、レチクル下面
Ｘ位置でのマーク７とバックグラウンドの光の強度差Δ
Ｉは、。

ΔＩ益ｌ　　（１−０，０４）２ＸＰ−０，０４−（ｌ
−ｏ、ｏ４）４ｘ　ＱＬＩＸ　Ｅ　（Ｘ）　　Ｉ　　−
（２）となり、最低反射率をＱＬとすると、Ｘ位置にお
叶る強度差ΔＩは、 ΔＩ　＝　＋　　（１−０，０４）’Ｘ　Ｐ−０，０４
−（１−０，０４）’ｘ　ＱＬＸ　Ｅ　（Ｘ）　　ｌ　
　−（３）となる、ここで、透過照明光（ＥＣＤで反射
されてレチクル６を下から照明する光）は、レチクル６
−ＥＣＤ間の往復の光路長と対物レンズ４を含む照明光
学系の開口とに応じた光束の広がりによって、一般にそ
の照度は上からの照明光の照度よりも低下しているもの
である。この光束の広がりにより形成される照度分布は
式中、Ｅ　（ｘ）として表わされる。

第３図は、この光束の広がりを説明するためのもので、
（ａ）はレチクル−ＥＣＤ間の模式的な側面図、（ｂ）
はレチクル＝ＥＣＤ間の模式的な斜視図、（ｃ）はレチ
クル下面の落射照明の照野の模式的な平面図である。こ
こでは、■落射照明はレチクル下面上の半径ｒの領域を
照度１にて均一に照明し、■、落射照明の開き角をθ（
ラジアン）、■鏡面８ａからレチクル下面までの光路長
をＤと定め、■ＥＣＤの反射率Ｑ　Ｉｆ　１００％と仮
定し、−般に落射照明域に占めるマーク７の面積は小さ
いから、■マーク７の手暗像の暗像響は無視している。

第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）において、レチ
クル６の下面６ｅを出射し、鏡面８ａて反射されて下面
６ｅに達する下からの透過照明光の照度分布Ｅ　（ｘ）
を求めるには、下面６ｅの共役面６ｆにおける落射照明
光の照度分布について考えればよいことがわかる。θは
実用上、たかたか０．１ラジアン程度と小さいものであ
るから　ｓｉｎθ；θ、　ＣＯＳθ＝１と見ると、下面
６ｅの落射照明の照野の最外周のｒ位置を出射した照明
光は共役面６ｆではｒ＋２Ｄθ位置まで到達し、その照
度分布Ｅ（×）は、２（ｒ＋２Ｄθ）Φまで広がる中央
で高い分布となるが、共役面６ｆにおけるＸ位置の照度
は、このＸ位置ド立てた開き角度θの円錐が下面６ｅに
交わる半径Ｒ（＝２Ｄθ）の円の領域が囲い込む落射照
明の照野面積５（ｉ３図（ｂ）および（ｃ）の斜線部分
）に比例するから、このＸ位置における照明光の照度は
、面積Ｓと位置Ｘで表わせる。

第３図（Ｃ）の０１、θ２を用いて面積Ｓは、Ｓ　＝ （ｒ２／２）　（２θ１−ｓｉｎ２θＩ）　＋　（Ｒ２
／２）　（２θ、−５ｉｎ２θ２）ただし、θ、　＝　
Ｃｏ５−’　（ｘ、’−Ｒ２＊ｒ’）／２ｒｘθ２　　
＝　Ｃｏ５−’　（ｘ２＋Ｒ’−ｒ２）／２Ｒｘとなる
。

該式を半径ｒの落射照明の照野の面積πｒ２で規格化す
ると、 Ｓ　　／Ｗ　ｒ’＝　１／ｙｒ　ｒ２ｘ　　（（ｒ２／
２）　（２θ、−５ｉｎ２θ１）＋　（Ｒ’／２）　（
２θ２−ｓｉｎ２θ、）］である。

ところで、Ｒ≧ｒの場合、すなわち、Ｄ≧ｒ／２θのと
きは、Ｘ位置によってはレチクル下面６ｅ上の円Ｒと円
ｒの共通部分（斜線部）が落射照明の照野（２ｒΦ）そ
のものになることがあり、第４図は、このような場合の
第３図（ｂ）において円Ｒが円ｒを含む場合のものであ
る。

下面６ｅ上のＸ位置の照度を底面２ＲΦの円錐状の光束
によって規定すると、共役面６ｆ上の点Ｘにおける照度
を規定するのは底面２ｒΦの円錐状の光束である。従っ
て、共役面６ｆの、すなわち下面６ｅの照度分布Ｅ　（
ｘ）は、 Ｅ　（ｘ）　　＝　（ｒ／Ｒ１’ｘ　ｌ／π「２ｘ　　
［（Ｓ／２Ｈ２θヒ５ｉｎ２θ＋）　＋　　（Ｒ’、／
２）　（２θ２−ｓｉｎ２θ２）１・・・（４） ただしＲ≧ｒ である。

第５図は、第３図（ｂ）において、円Ｒが円ｒに含まれ
る場合のものである。

第５図の場合に、共役面６ｆ上の点Ｘにおける照度を規
定するのは点Ｘを頂点とし底面２ＲΦの円錐状の光束で
ある。落射照明の照野の点Ｘにおける落射照度も同様に
底面２ＲΦの円錐状の光束により規定され、照度分布Ｅ
（×）は、Ｅ　（ｘ）　　＝　ｌ／ｙｃ　ｒ２×［（ｒ
２／２）　（２θ、−５ｉｎ、２θ、）ゝ＋（Ｒ２／２
）　（２θ２−ｓｉｎ２θ、）］　　　−（５）ただし
Ｒ＜ｒ である。

第６図は、いくつかの具体例における照度分布の線図で
ある。ここでは、ｒ＝１．θ；０．１として、Ｄを０か
ら１２．５ｍｇ＋まで２．５■Ｉきざみに変えたときの
点Ｘにおける照度Ｅ　（ｘ）が示される。

第６図から明らかなように、落射照明の照野２ｒΦは有
限の大きさであるが照明光束は開き角θを持っているの
で、ＥＣＤがレチクル下面から離れるほど、即ちＤが大
きくなるほど光束は拡散し透過照明光の照明範囲は拡が
っていく。一方この透過照明の照野中心すなわちＸの座
標原点における照度Ｅ（０）　はＤが大きくなるほど低
下する。マーク７は通常照野中心に配置されているもの
であり、この原点辺りでは透過照明の照度が均一である
ことがマーク像の検出にとって望ましい。

Ｄ＝５では照度の平坦領域が無くなるが０＜Ｄく５・　
５＜Ｄのときは照度の平坦領域を１２Ｒ−２ｒｌΦ、す
なわち２１２Ｄθ−ｒ１Φの領域で確保できる。照度均
一性が必要な光検出の範囲を２ｆＬΦとすると、照度平
坦部とこの光検出範囲の関係は、 ２１２Ｄθ−「１≧２１ 従って、透過照明光の照度均一性を光検出範囲２１Φで
補償するための条件は、 ０≦Ｄ≦（ｒ−Ｉｌ）／２　　θ　　　　　・（６）ま
たは、 （ｒ　＋　ｆｌ　）　／　２θ≦Ｄ　　　　・・・（６
）のいずれかとなる。

例えば照度均一性か必要な光検出範囲が０．５ｉｎΦで
あるなら、ｕ＝０．２５ｍｍとなり、０≦Ｄ≦３．７５ または、 ６２５≦Ｄ　　　　　　　　　・・・（７）なるＤを選
択できる。

第７図は、いくつかの具体例における、マークの反射率
に対するバックグラウンドとマーク像の強度差め関係を
示す線図であって、（ａ）は照度Ｅ（０）が１の場合、
（ｂ）は照度Ｅ（０）が０．４４の場合、　（ｃ）は照
度Ｅ（０）が０．２５の場合、（ｄ）は照度Ｅ（０）が
０．１６の場合をそれぞれ示している。ここでは、ｒ＝
１、θ＝０．１として、Ｄを０から１２．５ｍｍまで２
．５ｍｍきざみに変えたときの強度差ΔＩとマークの反
射率Ｐとの関係が（１）、　（２）、　（３）式を用い
て演算されており、ＥＣＤの反射率Ｑを７０％と１０％
の２段階に切り替えるものを、反射率Ｑが０％、すなわ
ちＥＣＤが無い従来の場合に相当するものと比較してい
る。

第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）に
明らかなように、Ｄを様々に変えたときＥＣＤの反射率
が一定ならば照野中心における戻り光（透過照明光）の
照度Ｅ（０）はＤに応じて変わる。（ａ）　、　（ｂ）
　、　（ｃ）　、　（ｄ）の各照度Ｅ（０）において、
Δｔ　ｈ＜最小となるときのマーク反射率Ｐは異なる。

式（２）と（３）により、このときの反射率Ｐは次式に
て求められる。

−（０，９２ｘ　Ｐ　　−０，０４−ｏ、ａｓｘ　Ｑｕ
Ｘ　Ｅ　（ＯＮ＝（０，９２Ｘ　Ｐ　　−０，０４−０
，８５ＸＱＬＸ　Ｅ　（０））従って、 Ｐ＝［０，８５（ＱＬＩ”ＱＬ）　Ｘ　Ｅ　（０）”０
．０８］　／　１．８４・・・（８） このときの最小のΔＩは、式（８）を式（３）に代入し
て求められ、 Ｅ（０）＝１のとき、Ｐ　＝　０．４２、ΔＩ＝０．２
５Ｅ　（０）　　＝０．４４のとき、Ｐ　＝　０．２１
．ΔＩ＝０．１１Ｅ　（０）　　＝　０．２５のとき、
Ｐ　＝　０．１４、Δｒ　＝０．０６Ｅ　（０）　　＝
　０．１６のとき、Ｐ　＝　０．１０、ΔＩ＝０．０４
Ｅ（０）＝Ｏのとき、Ｐ　＝　０．１０、ΔＩ＝Ｏ，Ｑ
５となる。

第７図（ａ）のＥ（０）＝１の場合について考えると、
マーク反射率Ｐの変化に応じて強度差Δｒを最大に保つ
ためにＥＣＤの反射率Ｑを切り替えるポイントは、Ｐ＝
０．４２のときであることが判る。

同様に、第７図（ｂ）のＥ　（０）　＝　０．４４の場
合にはＰ＝０．２１、また５ｉ７図（ｃ）のＥ　（０）
　＝０．２５の場合にはＰ＝０．１４であることが判る
。

また１、第７図（ｄ）のＥ　（０）　＝０．１６、すな
わちＤ＝　Ｘ２．５＄場合には、最小のΔＩの値がＥＣ
Ｄ反射面を設けない場合の最小のΔＩの値０．０５を下
まわっているので、ＥＣＤを設ける意味が無い。

ＥＣＤを設けたときの最小のΔ■の値が００５を上まわ
るための条件は、（３）、（８）式から、０．０５＜　
０．９２Ｘ　（０，８５（ＱＵ”ＱＬ）　Ｘ　Ｅ　（０
）＋０．０８３／　１．８４　０，０４　０．８５Ｘ　
ＱＬＸ　Ｅ　（０）となり、従って、 Ｅ　（０）　＞　０．１１８　／　（Ｑｕ　−ＱＬ）　
　　　・・・（９）であり、例えば、Ｑｕ＝０．７　、
　Ｑ、＝０．１　として、Ｅ（０）　＞０．　１９６ である。

また、式（４）よりＲ≧ｒ、すなわちＤ≧ｒ／（２θ）
のとき、Ｅ　（０）　　＝　（ｒ／Ｒ）’＝　（ｒ　／
２Ｄθ）２であるから、式（９）は、 （ｒ　／２Ｄθ）’＞ｏ、ｔ＋ａ　／（ｑｕ　−ＱＬ）
と変形される。すなわち、 ０．５（ｒ／θ）≦Ｄ ＜　０．５ｘ　［（ＱＬＩ　　ＱＬ）　１０．１１８　
）”’ｘ　（ｒ／θ）となる。

一方、式（５）より、Ｒ＜ｒすなわちＤ＜ｒ／（２θ）
のときには、Ｅ（０）＝１だから、（９）の条件を満足
している。従って、最小のΔ■が０．０５より大きいＤ
の範囲、すなわち光検出に必要な最低域の強度差Δ■を
保証するＤの範囲は、 ０≦Ｄ＜　０．５ｘ　［（ＱＬＩ−（１１，）　／　１
１８　］　”’Ｘ　（ｒ／θ）・・・（１０） てあって、例えば、ｒ＝１、θ＝０１のときには、Ｑｕ
−０，７、ＱＬ＝　０．１として、０≦Ｄ＜１１．３　
　　　　・・・（目）となる。

ところで、式（７）、ｍ）において、「＝１、θ＝０．
１．ｆ＝０．２５、Ｑｕ＝　０．７　、０Ｌ＝　Ｏｏｌ
とした場合に、マーク像の光検出が可能となる照度の均
一性と、最小の強度差Δ■とが保証されるＤの範囲は、 ０≦Ｄ＜３．７５　　　　　・・・（１２）６．２５＜
Ｄ＜１１．３　　　　　・・・（１３）のいずむかであ
るが、実際は、レチクルの下方的５ｍｎ＋にはペリクル
膜が張られているから、式（１２）は選択できず、 ６．２５＜Ｄ＜１１．３　　　　　・−・（１３）が選
択される。このとき、Ｅ（０）は式（４）より、０．６
４＞Ｅ（０）＞０．１９６ となる。また、式（３）、（８）から最小の強度差ΔＩ
と、このときのマークの反射率Ｐを求めると、０　　１
５　〉Δ　ｔ＞ｏ、　　ｏｓ ｏ、　　２８＞Ｐｒｏ、　　　１　１ であって、式（１３）から、Ｄをできるだけ６２５＋ｎ
ｍに近付ければ、最小のΔＩを０．１５近くまで大きく
取り得るから、ＥＣＤが無い場合の最小の強度差ΔＩ＝
０．０５と比較して、３倍程度大きな最小の強度差ΔＩ
が確保されることになる。

一般的には、Ｄの条件は、式（６）、（１０）、すなわ
ち、 ０≦Ｄ≦（ｒ−ＩＬ）／２θ　　　　　・（６）または
、 （ｒ　＋　ｆｌ　）　／　２θ≦Ｄ　　　　　　・・・
（６）かつ、 ０≦Ｄ ＜　　Ｑ、５ｘ　［（ＱＬＩ　　ＱＬ）　　／　１１８
　］”’ｘ　（ｒ／θ）・・・（１０） により定められるが、ｒとθを最適化することによって
最小の強度差ΔＩを改善することが可能である。具体的
には、式（ｌＯ）において、ｒを大きくするか、または
Ｄを小さくすると、式（６）におけるＤの上限（ｒ−１
）／２θの値が大きくなり、Ｄがペリクル服用のスペー
ス約５ｍｍを上まわることも可能となる。つまり、 ５ｍｍ≦Ｄ≦（ｒ−ｉＬ）　／　２θ が選択可能となる。

このとき、Ｄ　＜　ｒ　／　２θ、すなわちＲ＜ｒだか
ら、式（５）からＥ（０）＝１となり最小の強度差Δ工
は極めて大きくなる。例えば、Ｅ（０）＝１．ＱＬＩ＝
０．７　、　ＱＬ＝０．１　としたときには前述のよう
に、Ｐ＝０．４２で最小のΔＩ＝０．２５を取るが、こ
れはＥＣＤが無い場合の最小のΔＩ＝０．０５の５倍に
相当していφ。

［発明の効果］ 本発明の請求項第１項の「透明な基板上に形成された不
透明なマークの位置検出装置」においては、透明な基板
上に形成された不透明、かつ反射率が低いマークを落射
照明のもとで検出する場合において、隼に反射率可変の
反射部材の反射率を上昇させることによって、照明光の
強度を増すことなく、バックグラウンドからの光とマー
クからの光との強度差を十分に確保できる。

本発明の請求項第２項の「透明な基板上に形成された不
透明なマークの位置検出装置」においては、反射率可変
の反射部材がエレクトロ・クロミック素子であって、反
射率の調整は専ら電気信号により、機械的な移動機構部
分を含まず、構成が簡略で済む。従って、小型化が容易
であり、投影露光装置等への組込みに都合が良い。また
、故障の可能性が砥くて長期間の運転に伴う種々の再調
整等も不要であるから、組込んだ装置全体の操作性、信
瀬性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例のレチクル位置検出装置
の模式図である。 第２図は、レチクル位置検出装置の光路を説明するため
のもので、（ａ）は反射部材が無い従来の場合の光路の
模式図、（ｂ）本発明の′ｆ５２実施例の場合の光路の
模式図である。 第３図は、本発明の第１実施例における光束の広がりを
説明するためのもので、（ａ）はレチクル−ＥＣＤ間の
模式的な側面図、（ｂ）はレチクル＝ＥＣＤ間の模式的
な斜視図、（ｃ）はレチクル下面の落射照明の照野の模
式的な平面図である。 第４図は、第３図（ｂ）　において、円Ｒが円ｒを含む
場合の模式的な斜視図である。 第５図は、第３図（ｂ）において、円Ｒが円ｒに含まれ
る場合の模式的な斜視図である。 第６図は、いくつかの具体例における照度分布の線図で
ある。 第７図は、いくつかの具体例における、マークの反射率
に対するバックグラウンドとマーク像の強度差の関係を
示す線図であって、（ａ）は照度Ｅ（０）が１の場合、
（ｂ）は照度Ｅ（０）か０．４４の場合、　（ｃ）は照
度Ｅ（０）が０２５の場合、（ｄ）は照度Ｅ（０）が０
１６の場合をそれぞれ示している。 ［主要部分の符号の説明〕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な基板上に形成された不透明なマークを照明
   光のもとで光学的に検出して、該マークの位置を求める
   装置において、 前記マークへ照明光を供給し、かつ前記マークの像を形
   成する対物レンズと、前記基板を介して前記対物レンズ
   と対向させた反射率可変の反射部材と、該部材の反射率
   を前記マークの反射情報に応じた値に調整できる調整手
   段と、を備えたことを特徴とする位置検出装置。
2. （２）前記反射部材は、エレクトロクロミック素子を鏡
   面部材の反射面上に貼付してなることを特徴とする請求
   項第１項の位置検出装置。