JPH11251229A

JPH11251229A - 露光装置およびデバイス製造方法

Info

Publication number: JPH11251229A
Application number: JP10061900A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Kaneme; 弘巳兼目
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17
Also published as: US6281966B1

Abstract

(57)【要約】【課題】高速に投影光学系の像面位置を検出できるよ
うにする。【解決手段】露光光とほぼ同一の波長を有する光で原
版１上の合焦用マークを照明することにより、投影光学
系３を介して基板ステージ４の所定位置に設けた反射面
６に合焦用マークの像を投影し、反射面で反射した光を
投影光学系と原版を介して受光する動作を、前記光軸方
向の複数位置において行い、この受光結果に基づいて投
影光学系の像面位置を検出する露光装置において、前記
受光動作においては、基板ステージを光軸方向に連続的
に移動させながら、基板位置検出手段８〜１０により前
記反射面の複数位置を検出するとともにそれらの位置に
おいて受光手段１７〜２２により前記合焦用マーク像の
反射光の受光を行う。また、その際、前記反射面の複数
位置の検出およびこれらの位置における前記反射光の受
光のタイミングを同期させて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投影露光装置およ
びこれを用いたデバイス製造方法に関し、特に半導体素
子製造の分野において、半導体ウエハ等の基板の表面に
レチクル回路パターン等の原版のパターンを繰り返し縮
小投影露光する際の自動ピント調整機能である所謂オー
トフォーカス機能を有するステッパと呼ばれる投影露光
装置に適したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子、ＬＳＩ素子、超ＬＳ
Ｉ素子等のパターンの微細化、高集積化の要求により、
投影露光装置において高い解像力を有した結像（投影）
光学系が必要とされてきている。このため、結像光学系
の高ＮＡ化が進み、結像光学系の焦点深度は浅くなりつ
つある。

【０００３】また、ウエハについては、平面加工技術の
点から、ある程度の厚さのばらつきと曲りを許容しなけ
ればならない。通常、ウエハ曲りの矯正については、サ
ブミクロンのオーダで平面度を保証するように加工され
たウエハチャック上にウエハを載せ、ウエハ背面をバキ
ューム吸着することにより平面矯正を行っている。しか
しながら、ウエハ１枚の中での厚さのばらつきや、吸着
手法により、さらにはプロセスが進むことによって生ず
るウエハの変形については、いくらウエハの平面を矯正
しようとしても矯正不能である。このように、レチクル
パターンが縮小投影露光される画面領域内でウエハが凹
凸をもつため、実効的な光学系の焦点深度はさらに浅く
なってしまう。

【０００４】したがって縮小投影露光装置においては、
ウエハ面を焦点面（投影光学系の像面）に合致させるた
めの有効な自動焦点合せ方法が重要なテーマとなってい
る。従来の縮小投影露光装置のウエハ面位置検出方法と
しては、エアマイクロセンサを用いる方法と、投影露光
光学系を介さずにウエハ面に斜め方向から光束を入射さ
せ、その反射光の位置ずれ量を検出する方法（光学方
式）が知られている。

【０００５】一方、この種の投影露光装置では、投影光
学系の周囲温度変化、大気圧変化、投影光学系に照射さ
れる光線による温度上昇、あるいは投影光学系を含む装
置の発熱による温度上昇などによりピント位置（像面位
置）が移動し、これを補正しなければならない。したが
って、周囲の温度変化や大気圧変化を検出器によって計
測したり、投影光学系内の一部の温度変化や大気圧変化
を検出器により計測したりすることにより、投影光学系
のピント位置を計算し、補正を行っている。

【０００６】しかしながら、この方法では、投影光学系
のピント位置を直接計測していないため、温度や大気圧
を計測する検出器の検出誤差により、また温度変化量や
大気圧変化量により、さらには投影光学系のピント位置
を計算して補正する際の近似式である計算式に含まれる
誤差により、高精度の投影光学系のピント位置検出が不
可能であるという欠点がある。

【０００７】このような問題を克服する方法として、露
光光と同一の波長の光でレチクル上の合焦パターンを照
射し、所定の基準平面ミラーを設けたＸＹＺステージ
を、縮小投影レンズの光軸方向にステップ・アンド・リ
ピート方式で駆動しながら、基準平面ミラーからの反射
光量とウエハ面位置検出系からの出力を複数箇所におい
て計測し、この光量の変化を検出してウエハ面との合焦
状態を検出する、いわゆるスルーザレンズオートフォー
カスシステム（ＴＴＬＡＦ）という方式が提案されてい
る（特開平２−１０５５１４号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
の方法では、光軸方向の計測点毎に、ステージ駆動と計
測を繰り返し実行して合焦状態を検出するため、合焦状
態の検出に、非常に時間がかかるという問題がある。そ
こで本発明の目的は、露光装置およびデバイス製造方法
において、高速に投影光学系の像面位置を検出できるよ
うにして、デバイスの生産性（スループット）を向上さ
せることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、原版ステージ（２）と、基板ステージ
（４）と、前記原版ステージ上に保持された原版（１）
を露光光で照明する露光用照明手段（７）と、この露光
用照明手段で照明された前記原版のパターンを前記基板
ステージ上に保持された基板（５）上に投影する投影光
学系（３）と、前記投影光学系の光軸方向に関する前記
基板の位置を検出する基板位置検出手段（８〜１０）
と、前記光軸方向に前記基板ステージを移動するステー
ジ駆動手段（１２）と、前記露光光とほぼ同一の波長を
有する光で前記原版上の合焦用マークを照明し、前記投
影光学系を介して前記基板ステージの所定位置に設けた
反射面（６）に前記合焦用マークの像を投影するための
合焦用照明手段（１３〜２０）と、前記反射面で反射し
た光を前記投影光学系と前記原版を介して受光する受光
手段（１７〜２２）と、前記光軸方向の複数位置におけ
る前記反射面による前記合焦用マーク像の反射光の受光
結果に基づいて前記投影光学系の像面位置を検出する焦
点面検出手段（２３、１１）とを備えた露光装置におい
て、前記焦点面検出手段は、前記基板ステージを前記光
軸方向に連続的に移動させながら、前記基板位置検出手
段により前記反射面の複数位置を検出するとともにそれ
らの位置において前記受光手段により前記合焦用マーク
像の反射光の受光を行うものであることを特徴とする。
ここで、括弧内の符号は実施例において対応する要素を
示す。また、前記焦点面検出手段は、前記反射面の複数
位置の検出およびこれらの位置における前記反射光の受
光のタイミングを同期させる手段を有する。

【００１０】また、本発明のデバイス製造方法は、この
ような露光装置を用い、その焦点面検出手段により検出
される像面に対して基板を位置合せしてその基板に対し
て露光を行うことを特徴とする。これによれば、基板ス
テージを各受光位置毎に停止させることなく、連続的に
移動させながら受光が行われるため、像面位置の検出が
迅速に行われる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る自動焦点制
御装置を有する縮小投影露光装置の構成を概念的に示す
ブロック図である。同図において、１はレチクル（フォ
トマスク）であり、レチクルステージ２に保持されてい
る。レチクル１上の回路パターンが縮小投影レンズ３に
よって、ＸＹＺステージ４上のウエハ５上に１／５に縮
小されて結像し、露光が行われる。ウエハ５に隣接する
位置に、ウエハ５の上面とそのミラー面の高さがほぼ一
致している基準平面ミラー６が配置されている。基準平
面ミラー６のミラー面は、ＣｒやＡ１等の金属膜で形成
されている。ＸＹＺステージ４は縮小投影レンズ３の光
軸方向（Ｚ方向）およびこの方向に直交する面（ｘ−ｙ
面）内で移動可能であり、もちろん光軸回りに回転させ
ることもできる。ウエハ５上に回路パターンを転写する
とき、レチクル１は照明光学系７によって、転写が行わ
れる回路パターンの画面領域内が照明される。

【００１２】８および９はオフアクシスの面位置検出光
学系を構成する要素である投光光学系および検出光学系
である。投光光学系８は複数個の光束を投光する。投光
光学系８より投光される各光束は非露光光から成り、ウ
エハ５上のフォトレジストを感光させない光である。そ
して、この複数の光束は、基準平面ミラー６上（あるい
はウエハ５の上面）に各々集光されて反射される。基準
平面ミラー６で反射された光束は、検出光学系９内に入
射する。図示は略したが、検出光学系９内には各反射光
束に対応させて複数個の位置検出用の受光素子が配置さ
れており、各位置検出用受光素子の受光面と基準平面ミ
ラー６上での各光束の反射点が結像光学系によりほぼ共
役となるように構成されている。縮小投影レンズ３の光
軸方向における基準平面ミラー６の位置ずれは、検出光
学系９内の位置検出用受光素子上での入射光束の位置ず
れとして計測される。

【００１３】検出光学系９により計測された基準平面ミ
ラー６の所定の基準面からの位置ずれは、位置検出用受
光素子からの出力信号に基づいて面位置検出装置１０に
より面位置として算出され、これに対応する信号が信号
線を介してオートフォーカス制御系１１に入力される。
オートフォーカス制御系１１は、基準平面ミラー６が固
定されたＸＹＺステージ４を駆動するためのステージ駆
動装置１２に信号線を介して指令信号を与える。また、
ＴＴＬで投影レンズ３のフォーカス位置を検知するとき
には、オートフォーカス制御系１１によりステージ駆動
装置１２に指令を与え、基準平面ミラー６が所定の基準
位置の近傍で投影レンズ３の光軸方向（Ｚ方向）に上下
に変位するようにＸＹＺステージ４を駆動する。また、
オートフォーカス制御系１１は、同期パルス信号を面位
置検出装置１０に与えて面位置を検出するとともに、こ
の同期パルス信号を用いて、後述する焦点面検出系２３
のアナログ出力信号をＡＤ変換し、サンプリングするこ
とができる。また、本実施例では、露光の際のウエハ５
のｘ−ｙ面内における位置制御もオートフォーカス制御
系１１とステージ駆動装置１２により行われる。

【００１４】次に、縮小投影レンズ３のフォーカス位置
検出光学系について、図２および図３を参照して説明す
る。図２および図３において、１はレチクル、３１はレ
チクル１上に形成されたパターン部である。パターン部
３１は遮光性をもつものとする。３２はパターン部３１
に挟まれた透光部である。このパターン部３１と透光部
３２により合焦用マーク３０を構成している。ここで、
縮小投影レンズ３のフォーカス位置（像面位置）の検出
を行うときには、前述したようにＸＹＺステージ４が縮
小投影レンズ３の光軸方向に移動する。基準平面ミラー
６は、縮小投影レンズ３の真下に位置付けられており、
レチクル１のパターン部３１と透光部３２は後述するオ
ートフォーカス用照明光学系により照明される。

【００１５】始めに、基準平面ミラー６が縮小投影レン
ズ３のピント面にある場合について図２を用いて説明す
る。レチクル１上の透過部３２を通った光は、縮小投影
レンズ３を介して、基準平面ミラー６上に集光し反射さ
れる。反射された光は、往路と同一の光路をたどり、縮
小投影レンズ３を介してレチクル１に集光し、レチクル
１上のパターン部３１間の透光部３２を通過する。この
時、光は、レチクル１上のパターン部３１にけられるこ
となく、全部の光束がパターン部３１の透過部３２を通
過する。

【００１６】次に、基準平面ミラー６が縮小投影レンズ
３のピント面からずれた位置にある場合について図３を
用いて説明する。レチクル１上のパターン部３１の透過
部３２を通った光は、縮小投影レンズ３を介し、基準平
面ミラー６上に達するが、基準平面ミラー６は縮小投影
レンズ３のピント面にないので、光は広がった光束とし
て基準平面ミラー６で反射される。すなわち、反射され
た光は往路と異なる光路をたどって縮小投影レンズ３を
通り、レチクル１上に集光することなく、基準平面ミラ
ー６の縮小投影レンズ３のピント面からのずれ量に対応
した広がりをもった光束となってレチクル１上に達す
る。この時、光束はレチクル１上のパターン部３１によ
って一部の光がケラレを生じ、全部の光束が透光部３２
を通過することはできない。すなわち、ピント面に合致
したときとそうでないときにはレチクル１を通しての反
射光量に差が生じるのである。

【００１７】次に、図１に戻り、フォーカス位置検出光
学系の照明系と受光系について説明する。まず、照明系
では、露光用の照明系７から導光用ファイバ１３によっ
て、露光光と波長が同一の光を取り出す。ファイバ１３
の端部から発せられる光は、チョッパ（シャッタ）１４
により間欠的に（パルス光として）リレーレンズ１５に
入射される。そして絞り１６を通り、変更ビームスプリ
ッタ１７でＳ偏光成分の光だけが反射され、λ／４板１
８、対物レンズ１９および切換えミラー２０を通り、レ
チクル１上の合焦マーク３０近傍を照明する。絞り１６
は本照明系の瞳であって照明系の有効光源を決定する。
また、絞り１６の位置は、投影レンズ３の瞳と共役な位
置に設定される。

【００１８】次に、受光系について説明する。図２、図
３を用いて述べたように、レチクル１を介して戻ってく
る基準平面ミラー６からの反射光は、切換えミラー２０
および対物レンズ１９を通り、λ／４板１８に入射す
る。この反射光はλ／４板１８を通過することによりＰ
偏光光となり、偏光ビームスプリッタ１７を透過する。
そして、リレーレンズ２１を通過し、投影レンズ３の瞳
と共役な位置に設けた受光素子２２に入射し、受光素子
２２で光量が検出される。ここで、変更ビームスプリッ
タ１７とλ／４板１８は光利用効率を高める働きをして
いる。

【００１９】この時、基準平面ミラー６からの反射光以
外に、レチクル１からの信号でない直接反射光が受光素
子２２に入射すると、レチクル１からの反射光がフレア
光となって信号のＳ／Ｎ比を低下させる恐れがある。し
かし本実施例では、投影レンズ３はウエハ側でのみテレ
セントリックで、レチクル側でテレセントリックでない
ため、レチクル１への照明光の入射角は垂直でないの
で、レチクル１からの直接反射光は逆戻りせず、受光素
子２２には入射されない。なお、投影レンズ３がレチク
ルとウエハ側の双方でテレセントリックである場合は、
λ／４板１８を図示の位置ではなく、レチクル１とＸＹ
Ｚステージ４の間、例えば投影レンズ３内に挿入すれ
ば、レチクル１で直接反射した光を偏光ビームスプリッ
タ１７によって遮光して受光素子２２に入射しないよう
にし、投影レンズ３を介して基準平面ミラー６からの反
射光のみを受光素子２２に導き、信号のＳ／Ｎ比を向上
させることができる。

【００２０】また、図１において、２４および２５はフ
ォーカス位置検出系の光量モニタを構成する要素であ
り、２４は集光レンズ、２５は受光素子である。先に述
べたように、導光用ファイバ１３から射出した光の内の
Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１７で反射されて合
焦用マーク３０を照射するが、残りのＰ偏光成分は偏光
ビームスプリッタ１７を透過する。そして、この透過し
た光が、集光レンズ２４で受光素子２５上に集光する。
そして、受光素子２５は、その受光した光の強度に応じ
た信号を信号線を介して基準光量検出系２６へ入力す
る。したがって、ファイバ１３からの光がランダムな偏
光特性をもつものと仮定すれば、受光素子２５からの信
号はファイバ１３からの光の光量変動に比例して変化す
る。

【００２１】図５は、本発明にしたがい、受光素子２２
からの信号出力を用いて、縮小投影レンズ３のフォーカ
ス位置（像面位置）を検出して露光を行う動作を示すフ
ローチャートである。同図に示すように、露光動作を開
始し、レチクル１の装着および基準平面ミラー６の位置
値設定（ステップＳ１およびＳ２）を行った後、フォー
カス位置検出光学系により合焦用マーク３０を照明し
（ステップＳ３）、ステージ駆動装置１２により、基準
面ミラー６を載置したＸＹＺステージ４を、縮小投影レ
ンズ３の光軸方向に、オフアクシスの面位置検出装置９
で予め設定している零近傍において一定速度になるよう
に、連続的に駆動させる（ステップＳ４）。この間、フ
ォーカス制御系１１により、同期パルス信号を面位置検
出装置１０に与えて基準平面ミラー６の光軸方向位置に
関する出力信号ｚを得ると同時に、該同期パルス信号を
用いて、基準平面ミラー６で反射された光を受光素子２
２で受光した時に焦点面検出系２３から得られる出力信
号ｏをサンプリングする（ステップＳ５〜Ｓ９）。この
ようにして得られる出力信号ｏと出力信号ｚとの関係を
図４に示す。

【００２２】本実施例では露光用の照明系７の水銀ラン
プなどの光源のゆらぎ（光量変動）の影響を除くため
に、焦点面検出系２３の信号を、前述した基準光量検出
系２６からの信号で規格化する。また、受光素子２２の
ショットノイズの影響を軽減するためにファイバ１３か
らの光を、特定の周期でチョッパ１４により遮光して合
焦マーク３０を間欠的に照明すると共に、焦点面検出系
２３でその周期と同期して信号を得るようにしている。
この動作を行うために、チョッパ１４は不図示の信号線
でオートフォーカス制御系１１と連絡してあり、オート
フォーカス制御系１１でチョッパ１４と焦点面検出系２
３の同期制御を行っている。これは、オートフォーカス
制御系１１のタイミング回路から、特定周波数の駆動ク
ロックをチョッパ１４の駆動装置（不図示）と焦点面検
出系２３へ入力することにより実行される。

【００２３】図４に戻り、基準平面ミラー６が縮小投影
レンズ３のピント面（像面）に位置した場合に、焦点面
検出系２３の出力はピーク値ｏｐを示す。この位置のオ
フアクシスの面位置検出装置９で予め設定している零点
からのずれ量ｚｏをもってして、縮小投影レンズ３を用
いてウエハ５に露光を行う際の投影光学系のフォーカス
位置とする（ステップＳ１０）。

【００２４】以上説明した投影レンズ３の像面位置検出
を行った後、検出結果に基づいてウエハ５の露光領域が
縮小投影レンズ３の像面位置に位置するようにＸＹＺス
テージを駆動して、ウエハ５の露光を行い（ステップＳ
１１〜Ｓ１５）、全ショットの露光を終了したら、ウエ
ハ５を搬出して（ステップＳ１６）、露光動作を終了す
る。

【００２５】なお、この露光動作ではウエハ１枚毎に縮
小投影レンズ３の像面位置検出を行うようにしている
が、ショット毎や数枚のウエハ毎に像面位置検出を行っ
ても差しつかえないことは言うまでもない。

【００２６】このように、実際のパターン転写に用いる
レチクル１と投影レンズ３を通った光を検出光として、
投影レンズ３のフォーカス位置を直接に計測すると共
に、パターンが転写されるウエハ５の位置検出をオフア
クシスの面位置検出系９を用いて別途計測し、両者の対
応をつけることによって、常に、投影レンズ３のピント
面にパターンが転写されるべきウエハ５を位置させるこ
とがで可能である。

【００２７】本実施例によれば、ＸＹＺステージ４を光
軸方向に走査しながら、縮小投影レンズ３のピント面
（像面）を計測するため、従来のＸＹＺステージを光軸
方向に繰り返して位置決めする動作（加速・減速・停
止）が不要となり、短時間でピント面計測を行うことが
できる。したがって、装置の生産性（スループット）を
高めることができる。

【００２８】また、投影レンズ３のピント面（像面）計
測のために、ＸＹＺステージ４を光軸方向に繰り返して
位置決めする動作が不要となり、その位置決め精度に影
響されることなく、等間隔で精密なサンプリングピッチ
にて計測することが可能となる。したがって、像面位置
を高精度に計測することができる。

【００２９】次に、上述した露光装置を利用することが
できるデバイス製造例について説明する。図６は微小デ
バイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、
ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造の
フローを示す。ステップ３１（回路設計）ではデバイス
のパターン設計を行う。ステップ３２（マスク製作）で
は設計したパターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ３３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス
等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ３４（ウ
エハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク
とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上
に実際の回路を形成する。次のステップ３５（組み立
て）は後工程と呼ばれ、ステップ３４によって作製され
たウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッ
センブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケー
ジング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ３
６（検査）ではステップ３５で作製された半導体デバイ
スの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こ
うした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
（ステップ３７）される。

【００３０】図７は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ４１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ４２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ４３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ４４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ４５
（レジスト処理）ではウエハにレジストを塗布する。ス
テップ４６（露光）では上記説明した露光装置または露
光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数の
ショット領域に並べて焼付露光する。ステップ４７（現
像）では露光したウエハを現像する。ステップ４８（エ
ッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取
る。ステップ４９（レジスト剥離）ではエッチングが済
んで不要となったレジストを取り除く。これらのステッ
プを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路
パターンが形成される。

【００３１】これによれば、従来は製造が難しかった大
型のデバイスを低コストで製造することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板ステージを光軸方向に連続的に移動させながら、基板
ステージ上の反射面の複数位置を検出するとともにそれ
らの位置において受光手段により合焦用マーク像の反射
光の受光を行うようにしたため、高速に投影光学系の像
面位置を検出することができる。したがって、デバイス
の生産性（スループット）を向上させることができる。

【００３３】また、反射面の複数位置の検出およびこれ
らの位置における反射光の受光のタイミングを同期させ
る手段を有することにより、反射光の受光を等間隔で精
密なサンプリングピッチにて行うことができ、したがっ
て、像面位置を高精度に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる自動焦点制御装置
を有する投影露光装置を概念的に示すブロック図であ
る。

【図２】図１の装置において、基準平面ミラーと縮小
投影レンズの像面が一致している場合の基準平面ミラー
からの反射光の様子を示す説明図である。

【図３】図１の装置において、基準平面ミラーと縮小
投影レンズの像面からずれている場合の基準平面ミラー
からの反射光の様子を示す説明図である。

【図４】図１の装置の面位置検出装置による計測値に
対する焦点面検出系の出力信号の関係を示す図である。

【図５】焦点面検出から露光に至るまでのシーケンス
の一例を示すフローチャートである。

【図６】本発明の装置または方法を用いることができ
るデバイス製造例を示すフローチャートである。

【図７】図６におけるウエハプロセスの詳細なフロー
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１：レチクル、２：レチクルステージ、３：縮小投影レ
ンズ、４：ＸＹＺステージ、５：ウエハ、６：基準平面
ミラー、７：露光用照明系、８：投光光学系、９：検出
光学系、１０：面位置検出系、１１：オートフォーカス
制御系、１２：ステージ駆動系、１３：ファイバ、１
４：チョッパ、１５：リレーレンズ、１６：絞り、１
７：偏光ビームスプリッタ、１８：λ／４板、１９：対
物レンズ、２０：ミラー、２１：リレーレンズ、２２：
受光素子、２３：焦点面検出系、２４：リレーレンズ、
２５：受光素子、２６：基準光量検出系。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原版ステージと、基板ステージと、前記
原版ステージ上に保持された原版を露光光で照明する露
光用照明手段と、この露光用照明手段で照明された前記
原版のパターンを前記基板ステージ上に保持された基板
上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸方向
に関する前記基板の位置を検出する基板位置検出手段
と、前記光軸方向に前記基板ステージを移動するステー
ジ駆動手段と、前記露光光とほぼ同一の波長を有する光
で前記原版上の合焦用マークを照明し、前記投影光学系
を介して前記基板ステージの所定位置に設けた反射面に
前記合焦用マークの像を投影するための合焦用照明手段
と、前記反射面で反射した光を前記投影光学系と前記原
版を介して受光する受光手段と、前記光軸方向の複数位
置における前記反射面による前記合焦用マーク像の反射
光の受光結果に基づいて前記投影光学系の像面位置を検
出する焦点面検出手段とを備えた露光装置において、前
記焦点面検出手段は、前記基板ステージを前記光軸方向
に連続的に移動させながら、前記基板位置検出手段によ
り前記反射面の複数位置を検出するとともにそれらの位
置において前記受光手段により前記合焦用マーク像の反
射光の受光を行うものであることを特徴とする露光装
置。
【請求項２】前記焦点面検出手段は、前記反射面の複
数位置の検出およびこれらの位置における前記反射光の
受光のタイミングを同期させる手段を有することを特徴
とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】請求項１または２の露光装置を用い、そ
の焦点面検出手段により検出される像面に対して基板を
位置合せしてその基板に対して露光を行うことを特徴と
するデバイス製造方法。