JPH043008A - 投影露光方法およびその装置 - Google Patents

投影露光方法およびその装置

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JPH043008A JP2102873A JP10287390A JPH043008A JP H043008 A JPH043008 A JP H043008A JP 2102873 A JP2102873 A JP 2102873A JP 10287390 A JP10287390 A JP 10287390A JP H043008 A JPH043008 A JP H043008A
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晃 稲垣
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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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、半導体等に微細パターンを露光し、または該
微細パターンを検査する光学装置に係わり、特に、半導
体等に微細パターンを露光する場合に、投影光学系の結
像平面を高精度に求めることができ、しかもスループッ
トの向上を図るのに好適な結像平面検出方法およびその
装置に関する。
［従来の技術］ 半導体の高集積化に伴い、光学装置のうち特に露光装置
は、光の波長がｇｌ！からｉ線に、さらにはエキシマレ
ーザ−光へと波長の短い光を用いるようになってきてお
り、一方、レンズも開口数（ＮＡ）の大きいものを使用
するようになってきているため、レンズの焦点深度が浅
くなり、露光装置としてレンズの結像面にウェハ面を高
精度に合わせることが必要になっている。
従来の露光装置の一例を、その主たる構成を示す第９図
を参照して説明する。回において１は試料としての半導
体ウェハ（以下、単にウェハという）、２は被投影体と
しての回路パターン描画マスク、３は回路パターン描画
マスク２を保持してＸ、Ｙの各方向へ移動可能なマスク
ステージ、４は照明光源、５は図示しない架台に支持さ
れていてウェハ１と回路パターン描画マスク２との間に
介設されている縮小レンズ、６はウェハ１上に設けられ
ているアライメントパターン１ａを検出するパターン検
出器である。７はウェハ１を載置するステージで、ステ
ージ７はＸ、Ｙ、Ｚの各方向へ移動可能に構成されてい
る。８ａ、８ｂはステージ７をＸ、Ｙの各方向へ駆動す
るモータ、９ａ。
９ｂはモータ８ａ、８ｂに対応してステージ７の位置計
測を行うレーザ測長器、１０はウェハ］、上面の高さ方
向（２方向）の位置検出を行うエアマイクロメータであ
る６１１はモータ８ａ、８ｂおよびレーザ測長器９ａ、
９ｂを制御するステージ制御系、１２はエアマイクロメ
ータ１ｏより出力されるウェハ１上面のＺ方向信号を取
り込み、メイン制御系１３に送るエアマイクロメータ信
号処理系である。
上記構成からなる露光装置において、露光を行うには、
まず、縮小レンズ５の結像面にウェハ１の上面を合わせ
、ついでウェハ１上のアライメントパターン１ａと回路
パターン描画マスク２に設けられたパターン位置とのず
れをパターン検出器６で検出し、検出したずれ量がゼロ
になるようにステージ制御系１１によりステージ７を移
動してアライメントパターン１ａを検出し、回路パター
ン描画マスク２との位置合わせを行う。つづいて照明光
源４のシャッターを開いて露光が行われる。
上記露光に際して行われる縮小レンズ５の結像面とウェ
ハ１上面との位置合わせは、まず、エアマイクロメータ
１０によりウェハ１の上面位置を検出し、検出し、たウ
ェハ１の上面位置信号をエアマイクロメータ信号処理系
１２を介してメイン制御系１３に取り込む。ついでステ
ージ制御系１１によりステージ７を２方向へ移動し、前
記検出したウェハ１の上面位置の高さを保持するように
制御される。しかし、縮小レンズ５の結像面は、主とし
て（１）気圧および温度の変動、（ｎ）縮小レンズ５を
支持している架台の温度変化、（ｊｉ　）エアマイクロ
メータ１０のドリフト、等の要因により変動するから、
上記ウェハ１上面との位置合わせは通常１回だけでは正
確には合わず、現状では複数枚のウェハ１を使用して試
し露光を行い、それらの現像結果の内から選択して結像
面位置を求め、選択して求めた結像面位置におけるエア
マイクロメータ１ｏの出力値を基準にしてウェハ１上面
の高さ位置制御を行い、該位置制御を行いながら露光が
行われるようになっている。
一方、所要のパターンが形成される被投影体（例えばレ
チクル）を露光体（例えば半導体ウェーハ）表面に投影
露光する露光装置として、被投影体の一部に微小光透過
部を形成し、この微小光透過部を露光体表面に投影し、
かつこれにより反射された投影光を再び被投影体位置で
結像して微小光透過部を通過させ、この通過光の光量を
検出することにより、焦点位置合わせを自動かつ短時間
で行うとともに、焦点位置合わせを高精度に行う焦点位
置合わせ方法およびその装Ｗ（例えば。
特開昭５７−２１２４０６号公報）が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ 前記従来の露光装置は、試し露光を繰り返し行ってウェ
ハ１の合焦点位置を求め、その位置におけるエアマイク
ロメータ１ｏの出力値を基準にしてウェハ１上面の高さ
位置制御を行いながら露光を行うため、上記試し露光に
数十分の時間を必要とし、前記露光装置等の数分程度の
短時間に発生するドリフトを補正することは不可能であ
り、試し露光によるスループットの低下が問題点となっ
ていた。また、縮小レンズ５の焦点深度が従来より浅く
なってきたことにより、ウェハ１の厚さむら等により発
生するウェハ１の面のうねり或いは反り等による露光領
域内における傾きが大きな問題点となってきた。このウ
ェハ１．の面の傾き検出のため、露光領域内におけるウ
ェハ１の面の平均的な高さ位置をエアマイクロメータ１
０により検出するのではなく、ウェハ１の露光領域内に
おける面の高さと傾きとを検出するためのレベル測定器
を備えるようになってきたが、実際に露光を行うために
は、該レベル測定器に前記高さと傾きとの基準値を設定
する必要があり、該基準値を求めるためには縮小レンズ
５の結像面（焦点面）の高さと傾きとを検出し、検出し
た結像面位置に、ウェハ１または他の基準となる平面を
正確に合わせなければならないという問題点もあった。
また、前記反射投影光を微小光透過部を再通過させる方
法およびその装置における焦点位置合わせは、微小光透
過部を再通過した通過光の光量を検出して最適焦点合わ
せ位置を求める方法であるが、該通過光の光量検出は、
露光体表面の各点ごとの最大光量を検出する方法であっ
て、複数個所の最大光量を同時検出する方法ではない。
このため、露光体表面の各焦点測定位置における最適焦
点合わせは可能であっても、露光領域内における露光体
表面の高さと傾きとを検出することはできず、従って結
像平面を正確に求めることができない問題点を有してい
た。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、特に。
半導体等に微細パターンを露光する露光装置において、
投影光学系の結像平面を高精度に求めることができ、し
かもスループットの向上を図ることができる結像平面検
出方法およびその装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の結像平面検出方法は
、試料を載置するステージ上に３個所以上に光センサー
を備えた照度検出ユニットを設置し、該照度検出ユニッ
トの上面と投影光学系のレンズを介して前記照度検出ユ
ニットの上面と共役な被投影体の面の双方の面に、ライ
ン状または矩形状の１または複数のパターンを３個所以
上に設け、前記被投影体の面に設けられたパターンを前
記照度検出ユニットの上面に設けられたパターン上に投
影し、該投影されたパターンの光量を前記ステージを上
下移動させて前記光センサーにて３個所以上測定し、該
測定した各光センサーの最大出力値を同時に検出して投
影光学系のレンズの合焦点面を検出し、該検出した合焦
点面を結像平面として求める構成にしたものである。
そして、前記照度検出ユニットは、ライン状または矩形
状の１または複数のパターンが３個所以上配設されたパ
ターン付きのガラスを、３個以上の光素子を設けたパッ
ケージに、前記パターンと光素子との配設位置を対応さ
せて貼着した構成としてもよく、また、前記照度検出ユ
ニットを、カメラ等の２次元の光センサーとする構成と
してもよい。
一方、本発明の結像平面検出装置は、試料を載置するス
テージと、該ステージをｘ、ｙ、ｚの各方向へ任意に移
動させられるステージ制御系とを備え、被投影体の面に
設けられたパターンを、試料面に露光し、または検査す
る光学装置において、３個所以上に光センサーを備え上
面に該光センサーの配設位置に対応させてライン状また
は矩形状の１または複数のパターンを設けて前記ステー
ジ上に設置された照度検出ユニットと、該照度検出ユニ
ットに設けられたパターンと相似のパターンを設けた該
照度検出ユニットの上面と共役な面を有する被投影体と
、該被投影体に設けられた前記パターンを照度検出ユニ
ットの上面に設けられたパターン上にレンズを介して投
影する投影光学系と、該投影されたパターンの光量を前
記ステージをステージ制御系により上下移動させて前記
光センサーにて３個所以上測定し、測定した各光センサ
ーの最大出力値を同時に検出する信号処理系とを備える
構成にしたものである。
そして、前記照度検出ユニットは、ライン状または矩形
状の１または複数のパターンが３個所以上配設されたパ
ターン付きのガラスを、３個以上の光素子を設けたパッ
ケージに、前記パターンと光素子との配設位置を対応さ
せて貼着した構成であってもよく、また、前記照度検出
ユニットを、カメラ等の２次元の光センサーとする構成
としてもよい。
［作用］ 結像平面検出方法およびその装置を上記構成としたこと
により、被投影体の面に設けられたパターンを前記照度
検出ユニットの上面に設けられたパターン上に投影する
と、投影されたパターンの光量が前記ステージを上下移
動させて前記光センサーにより３個所以上測定される。
そして、測定された各光センサーの最大出力値が同時に
検出されて投影光学系のレンズの合焦点面、すなわち。
結像平面が短時間に、しかも高精度で求められ、同時に
スループットの向上を図ることができる。
なお、検出された合焦点面に前記照度検出ユニットの上
面を一致させ、その一致した状態で照度検出ユニットの
上面の高さと傾きとを、レベル測定器で測定することに
より該レベル測定器の基準値を求めることができ、この
求めたレベル測定器の基準値に、ステージを移動させて
試料（ウェハ）の露光領域内における面を一致させ、順
次露光が行われることになる。そして、さらに前記パタ
ーンをライン状または矩形状の複数（群）のパターン配
置とすることにより、−層細かな露光領域内における結
像平面のうねりまたは反りまで測定することが可能にな
り、投影光学系の特性評価をすることが可能になる。
そして、前記照度検出ユニットを、ライン状または矩形
状の１または複数のパターンが３個所以上配設されたパ
ターン付きのガラスを、３個以上の光素子を設けたパッ
ケージに、前記パターンと光素子との配設位置を対応さ
せて貼着した構成としたことにより、照度検出ユニット
を小型化することが可能になり、従来の露光装置にも簡
単に取り付けて使用することができる。
また、前記照度検出ユニットを、カメラ等の２次元の光
センサーとする構成とすることにより。
照度検出ユニットに設けていたパターンを不要にするこ
とができる。
［実施例コ 以下１本発明の第１の実施例を第１図ないし第５図を参
照して説明する。第１図は結像平面検出装置の構成説明
図、第２図；まラインパターン合わせの説明図、第３図
はＺ方向レベルと光量検出用の光センサー出力との関係
を示す図、第４図は回路パターン描画マスクと照度検出
ユニットとに設けられたパターンの一例を示す図、第５
図は面上の複数の焦点位置から結像平面を求める方法説
明図である。図中、第９図と同符号のものは同しものを
示す。
図において、２０はステージ７上に設置されている照度
検出ユニットで、照度検出ユニット２０には照度検出用
の光センサーが３個所以上に設けられている。そして該
光センサーの配設位置に対応させた位置の照度検出ユニ
ット２０の上面には。
１または複数（群）のライン状または矩形状のパターン
が設けられている。２１は照度検出ユニット２０に設け
たパターンと相似のライン状または矩形状のパターンが
設けられていて、照度検出ユニット２０の上面と共役な
面を有する被投影体としての回路パターン描画マスク、
２２はウェハ１の露光領域内の高さと傾きを検出するレ
ベル測定器の発光器、２３はレベル測定器の受光器で、
発光器２２と受光器２３との一対でレベル測定器を構成
している。２４はレベル測定器の信号処理系。
２５は照度検出ユニット２０に設けた各光センサーの最
大出力値の信号を同時に検出する信号処理系で、信号処
理系２５においては、照度検出ユニット２０に設けたパ
ターン上に縮小レンズ５を介して投影された回路パター
ン描画マスク２１のライン状または矩形状のパターンの
光量を、ステージ制御系１１を作動してステージ７を上
下移動させながら前記光センサーにて３個所以上測定し
。
その測定した各個所における各光センサーの最大出力値
信号を同時に検出し、検出した値をメイン制御系１３に
送信するようになっている。
つぎに上記構成の作用について説明する。まず、ステー
ジ７をＸまたはＹ方向へ移動して照度検出ユニット２０
を縮小レンズ５の投影位置に位置させる。ついで照明光
源４のシャッターを開き、回路パターン描画マスク２１
に設けられたライン状または矩形状のパターンを縮小レ
ンズ５を介して縮小して照度検出ユニット２ｏの上面に
投影する。
投影した場合、通常は第２図（ａ）に示すように。
パターンがライン状の場合は投影されたスリット像２６
と、それを受光する照度検出ユニット２゜におけるライ
ン状のパターン２７とは一致せずずれているため、ステ
ージ７をＸまたはＹ方向へ移動して第２図（ｂ）に示す
ように両者を一致させる。つぎにステージ７のＸおよび
Ｙ方向を固定し。
ステージ７をＺ方向に上下移動させながら照度検出ユニ
ット２０に設けた３個所以上の各光センサーの出力を繰
り返し信号処理系２５に取り込む。
信号処理系２５に取り込まれたＺ方向位置と光センサー
の出力値との関係は、第３図に示すような山形の曲線を
形成し、最大出力値を示す点Ｍが容易に検出される。こ
の検出された最大出力値を示す位置が、その位置におけ
る縮小レンズ５の合焦点位置となる。
第４図は上記合焦点位置の検出を３個所同時に行う場合
の具体例で、回路パターン描画マスク２１にライン状の
パターン２１ａを３個所に設け、照度検出ユニット２０
の上面にパターン２１ａと相似のパターン２０ａを設け
たものである。もっともこの場合、照度検出ユニット２
０の光センサーは、パターン２０ａと対応した位置に３
個配設されている。この３個所についてそれぞれ第５図
（ｂ）に示すように、前記第３図と同様の曲線から最大
出力値を示す点Ｍ工、Ｍ２を検出（図では２個所の検出
状態のみを示す）することにより、３個所の合焦点位置
を短時間に検出することが可能になり、検出した点Ｍ工
２Ｍ２と装置基準面を示す線２８とのずれ量２工１２２
を測定して求め、第５図（ａ）に示すように、２工位置
とＺ２位置とを結ぶ面、すなわち結像平面２９を容易に
精度よく求めることができ、高精細な回路パターンの転
写を可能にする。そして同時に、焦点合わせのドリフト
を高精度に補正することを可能にするほか、補正に要す
る時間を短縮することができるとともに、従来の試し露
光をやめることができるためスループットを向上させる
ことが可能になる。
つぎに、第６図は本発明の第２の実施例の説明図で、パ
ターン付きのガラスを光素子が設けられているパッケー
ジに貼着した照度横比ユニットの構成説明図である。図
において３０は第６図（ａ）に示すように矩形状のパタ
ーン３０ａを複数（ｎＸｎ・・・ｎは２以上）配置した
パターン付きのガラスで、光センサー素子の保護用ガラ
スの代りに使用される。第６図（ｂ）は第６図（ａ）の
ｂ−ｂ断面図で、３１はパターン３０ａに対応した位置
にそれぞれ設けられている光センサー素子、３２は光セ
ンサー素子３１のパッケージで、パターン付きのガラス
３０はパッケージ３２に直接貼付られている。３３はコ
ネクタである。一方、このガラス３０のパターン３０ａ
と同様のパターンを配置したマスクが、前記実施例の回
路パターン描画マスク２１に代えて使用される。ここで
パターン３０ａはライン状であってもよい。なお、上記
以外の構成は前記第１の実施例と同じである。
本構成の場合、（ｎＸｎ）の多数の位置で前記第１の実
施例と同様に合焦点位置が検出され、結像面の高さおよ
び傾きが細かく検出されるから、結像面のうねりや反り
等も正確に求められ、結像平面２９を一層精度よく求め
ることが可能になる。
つぎに、第３の実施例として、照度検出ユニット２０に
代えてカメラ等の２次元の光センサーを使用し、一方、
前記第１の実施例の回路パターン描画マスク２１に代え
て、前記第２の実施例と同様のライン状または矩形状の
パターン３０ａを複数（ｎＸｎ・・・ｎは２以上）配置
したレチクル等のマスクを使用し、上記以外の構成を前
記第１の実施例と同じにしてもよい。本構成の場合は、
前記第１および第２の実施例のように、照度検出ユニッ
ト２ｏに設けたライン状または矩形状のパターンが不要
になり、構成がそれだけ簡単になる効果を有している。
第７図は、前記各実施例のように、照度検出ユニット２
０をステージ７上にウェハ１と別に′Ｊ置するのとは異
なり、照度検出用の光センサーおよび前記ライン状また
は矩形状のパターンを設けたマスクを、ウェハチャック
と同形状の治具内に組み込む構成にした照度検出ユニッ
トの他の実施例を示す図である。図中、第１図ないし第
６図と同符号のものは同じものを示す。３４はウェハチ
ャックと同形状の結像平面測定用の治具で、治具３４に
は照度横比ユニット２ｏに３個所以上設けられているラ
イン状または矩形状のパターンと同様のパターン付きの
マスクと、該パターンに対応して配設されている照度検
出用の光センサーとが組み込まれている。
本実施例においては、治具３４が照度検出ユニット２０
と同じ機能をするから、前記各実施例に比べて容易に従
来の装置にも取り付けることが可能で、照度検出ユニッ
ト２０を取り付けた場合の調整等が不要になり、投影光
学系の特性測定をすることが可能になる。そしてこの場
合、治具３４により縮小レンズ５の合焦点位置が検出さ
れ、結像平面２９を精度よく求めることが可能になる。
なお、第８図は照度検出ユニットとステージとの関係を
示す図で、３５は載置したウェハ１および照度検出ユニ
ット２ｏをＹ方向へ移動させるＹステージ、３６は同様
にＸ方向へ移動させるＸステージ、３７は同様に２方向
へ移動させるＺステージ、３８は載置したウェハ１およ
び照度検出ユニット２０を任意の方向および角度に傾斜
させるチルトステージである。本ステージにより前記第
１図に示す発光器２２と受光器２３との一対で構成され
るレベル測定器の基準値が求められる。すなわち、前述
したようにＸステージ３６．Ｙステージ３５．ｚステー
ジ３７を適宜駆動し、さらにチルトステージ３８を駆動
して、検出された縮小レンズ５の合焦点面（結像平面）
に照度検出ユニット２０の上面のパターン２０ａを一致
させ、その一致した状態でパターン２０ａの上面の高さ
と傾きとをレベル測定器で測定することにより、レベル
測定器の基準値を求めることができる。
［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、合
焦点位置を同時に３点以上計測して投影光学系のレンズ
の結像平面を精度よく求めることができ、また、合焦点
位置を照度検出ユニットの光センサーで直接検出するこ
とにより、結像平面を短時間で検出することができると
ともに、スループットの向上を図ることができる効果を
有し。
さらに、被測定面の傾きを検出することができるから、
レベル測定器の基準値を求めることも可能になる効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例の結像平面検出装置の構
成説明図、第２図はラインパターン合わせの説明図で、
第２図（ａ）はパターンがずれている状態を示す図、第
２図（ｂ）はパターンが一致している状態を示す図、第
３図はＺ方向レベルと光量検出用の光センサー出力との
関係を示す図、第４図は回路パターン描画マスクと照度
検出ユニットとに設けられたパターンの一例を示す図、
第５図は面上の複数の焦点位置から結像平面を求める方
法説明図で、第５図（ａ）は結像平面を示す図、第５図
（ｂ）は装置基準面に対する光センサーの最大出力値の
ずれ状態を示す図、第６図は本発明の照度検出ユニット
の第２の実施例の構成説明図で、第６図（ａ）は（ｎ　
Ｘ　ｎ）の多数のパターンを設けた照度検出ユニットの
一例を示す図。 第６図（ｂ）は第６図（ａ）のｂ−ｂ断面図、第７図は
光センサーをウェハチャックと同形状の冶具に組み込ん
だ照度検出ユニットの他の実施例を示す図、第８図は照
度検出ユニットとステージとの関係を示す図である。 第９図は従来の露光装置の主たる構成側説明図である。 １・・ウェハ（試料）、２．２１・・・回路パターン描
画マスク（被投影体）５・・・縮小レンズ、７・・・ス
テージ、１１・・・ステージ制御系、２０・・・照度検
出ユニット、２０ａ、２１ａ・・・パターン、２５・・
・光センサーの信号処理系、２９　結？ＩＪｌ平面、３
゜パターン付きのガラス、３１・・光センサー素子、３
２　光センサー素子のパッケージ、３４・・結（ｉ平面
測定用の治具、３８　・チルト−ステージ。 代理人弁理士　秋　　本　　正　　実 第 図 １トステージ済に１玉 第３ 図 第２ 図 「−コ 第４ 図 第５ 図 ２り・・・・劫４乎面 第 ？ 図 ３４・・束１裏モ面」・淀用りεせ具 第６ 図 （ａ） 、３０ ・−ノぐクー〉イサ遮Φ〆クス 第８ 図 ３３−・−８ルトステージ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、試料を載置するステージ上に、３個所以上に光セン
    サーを備えた照度検出ユニットを設置し、該照度検出ユ
    ニットの上面と投影光学系のレンズを介して前記照度検
    出ユニットの上面と共役な被投影体の面の双方の面に、
    ライン状または矩形状の１または複数のパターンを３個
    所以上に設け、前記被投影体の面に設けられたパターン
    を前記照度検出ユニットの上面に設けられたパターン上
    に投影し、該投影されたパターンの光量を前記ステージ
    を上下移動させて前記光センサーにて３個所以上測定し
    、該測定した各光センサーの最大出力値を同時に検出し
    て投影光学系のレンズの合焦点面を検出し、該検出した
    合焦点面を結像平面として求めることを特徴とする結像
    平面検出方法。 ２、前記照度検出ユニットが、ライン状または矩形状の
    １または複数のパターンが３個所以上配設されたパター
    ン付きのガラスを、３個以上の光素子を設けたパッケー
    ジに、前記パターンと光素子との配設位置を対応させて
    貼着した構成である請求項１記載の結像平面検出方法。 ３、前記照度検出ユニットが、カメラ等の２次元の光セ
    ンサーである請求項１記載の結像平面検出方法。 ４、試料を載置するステージと、該ステージをＸ、Ｙ、
    Ｚの各方向へ任意に移動させられるステージ制御系とを
    備え、被投影体の面に設けられたパターンを、試料面に
    露光し、または検査する光学装置において、３個所以上
    に光センサーを備え上面に該光センサーの配設位置に対
    応させてライン状または矩形状の１または複数のパター
    ンを設けて前記ステージ上に設置された照度検出ユニッ
    トと、該照度検出ユニットに設けられたパターンと相似
    のパターンを設けた該照度検出ユニットの上面と共役な
    面を有する被投影体と、該被投影体に設けられた前記パ
    ターンを照度検出ユニットの上面に設けられたパターン
    上にレンズを介して投影する投影光学系と、該投影され
    たパターンの光量を前記ステージをステージ制御系によ
    り上下移動させて前記光センサーにて３個所以上測定し
    、測定した各光センサーの最大出力値を同時に検出する
    信号処理系とを備えたことを特徴とする結像平面検出装
    置。 ５、前記照度検出ユニットが、ライン状または矩形状の
    １または複数のパターンが３個所以上配設されたパター
    ン付きのガラスを、３個以上の光素子を設けたパッケー
    ジに、前記パターンと光素子との配設位置を対応させて
    貼着した構成である請求項４記載の結像平面検出装置。 ６、前記照度検出ユニットが、カメラ等の２次元の光セ
    ンサーである請求項４記載の結像平面検出装置。 ７、試料を載置するステージ上に、３個所以上に配設さ
    れる複数の照度検出用の光センサーと該各光センサーの
    配設位置と対応する位置に、ライン状または矩形状の１
    または複数のパターンを設けたマスクとを組み込んだウ
    ェハチャックと同形状の結像平面測定用の治具を設置し
    、投影光学系のレンズを介して前記治具のマスク上面と
    共役な被投影体の面に前記治具のマスクパターンと相似
    のパターンを設け、前記被投影体の面に設けられたパタ
    ーンを前記治具のマスクパターン上に投影し、該投影さ
    れたパターンの光量を前記ステージを上下移動させて前
    記治具に組み込まれた光センサーにて３個所以上測定し
    、該測定した各光センサーの最大出力値を同時に検出し
    て投影光学系のレンズの合焦点面を検出し、該検出した
    合焦点面を結像平面として求めることを特徴とする結像
    平面検出方法。 ８、試料を載置するステージと、該ステージをＸ、Ｙ、
    Ｚの各方向へ任意に移動させられるステージ制御系とを
    備え、被投影体の面に設けられたパターンを、試料面に
    露光し、または検査する光学装置において、３個所以上
    に配設される複数の照度検出用の光センサーと該各光セ
    ンサーの配設位置と対応する位置に、ライン状または矩
    形状の１または複数のパターンを設けたマスクとを組み
    込んだウェハチャックと同形状の結像平面測定用の治具
    と、該治具のマスク面と共役な面を有し、かつ該治具に
    設けられたマスクパターンと相似のパターンを設けた被
    投影体と、該被投影体に設けられた前記パターンを前記
    治具のマスクパターン上にレンズを介して投影する投影
    光学系と、該投影されたパターンの光量を前記ステージ
    制御系によりステージを上下移動させて前記治具に組み
    込まれた光センサーにて３個所以上測定し、測定した各
    光センサーの最大出力値を同時に検出する信号処理系と
    を備えたことを特徴とする結像平面検出装置。
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