JPH1131644A

JPH1131644A - 近接露光に適用される位置検出装置及び位置検出方法

Info

Publication number: JPH1131644A
Application number: JP9185211A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Miyatake; 勤宮武
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: JP3299144B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】スループットを落とすことなく、露光中も位
置検出が可能な高精度なアライメントを行うことができ
る位置検出方法及び装置を提供する。【解決手段】入射光を散乱させる位置合わせ用のウエ
ハマーク１３が形成された露光面を有するウエハ１１
と、入射光を散乱させる位置合わせ用のマスクマーク１
４が形成された露光マスク１２とを、露光面が露光マス
クに対向するように間隙を挟んで配置する。ウエハマー
ク及びマスクマークに、第１の波長と第２の波長の光を
含む照明光を照射する。ウエハマークから散乱された第
１の波長の散乱光、及びマスクマークから散乱された第
２の波長の散乱光を、各波長に対する焦点距離が異なる
レンズの軸上色収差を利用した収束光学系２０を通し
て、受光画素が一次元画素列を有する受光装置の該画素
列上に結像させる。受光装置の画素列の位置に形成され
た一次元像に基づいて、ウエハと露光マスクとの相対位
置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アライメント時の
位置検出方法、及び位置検出装置に関し、特に、近接露
光のスループット向上に適した位置検出方法、及び位置
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズ系と画像処理系とを組み合わせた
アライメント装置において、アライメント時のウエハと
マスクの位置合わせ方法として、垂直検出法と斜方検出
法が知られている。垂直検出法は、アライメントマーク
をマスク面に垂直な方向から観測する方法であり、斜方
検出法は、斜めから観測する方法である。

【０００３】垂直検出法で用いられる合焦方法として、
色収差二重焦点法が知られている。色収差二重焦点法
は、マスクに形成されたマスクマークとウエハに形成さ
れたアライメントマークとを異なる波長の光で観測し、
レンズ系の色収差を利用して同一平面に結像させる方法
である。色収差二重焦点法は、原理的にレンズの光学的
な分解能を高く設定できるため、絶対的な位置検出精度
を高めることができる。

【０００４】一方、アライメントマークを垂直方向から
観測するために、観測のための光学系が露光領域に入り
込む。このままで露光すると、光学系が露光光を遮るこ
とになるため、露光時には光学系を露光領域から退避さ
せる必要がある。退避させるための移動時間が必要にな
るため、スループットが低下する。また、露光時にアラ
イメントマークを観測できないため位置検出ができなく
なる。これは、露光中のアライメント精度低下の原因に
なる。

【０００５】斜方検出法は、光軸がマスク面に対して斜
めになるように光学系を配置するため、露光光を遮らな
いように配置することができる。このため、露光中に光
学系を退避させる必要がなく、露光中でもアライメント
マークを観測することができる。従って、スループット
を低下させることなく、かつ露光中の位置ずれを防止す
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】斜方検出法は、アライ
メントマークとマスクマークを斜方から観測して結像さ
せるため、像歪により位置検出の絶対精度が低下する。
また、照明光の光軸と観測光の光軸が一致していないた
め、照明光の光軸を観測光の光軸と同軸に配置すること
ができない。従って、照明光軸が理想的な光軸からずれ
易くなる。照明光軸が理想的な光軸からずれると、像が
変化し正確な位置検出を行うことが困難になる。

【０００７】本発明の目的は、スループットを落とすこ
となく、露光中も位置検出が可能な高精度なアライメン
トを行うことができる位置検出方法及び装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、入射光を散乱させる位置合わせ用のウエハマークが
形成された露光面を有するウエハと、入射光を散乱させ
る位置合わせ用のマスクマークが形成された露光マスク
とを、前記露光面が前記露光マスクに対向するように間
隙を挟んで配置する工程と、前記ウエハマーク及びマス
クマークに、第１の波長と第２の波長の光を含む照明光
を照射し、前記ウエハマークから散乱された前記第１の
波長の散乱光、及び前記マスクマークから散乱された前
記第２の波長の散乱光を、前記第１の波長と第２の波長
に対する焦点距離が相互に異なるレンズの軸上色収差を
利用した収束光学系を通して、受光画素が一次元に配列
した画素列を有する受光装置の該画素列上に結像させる
工程と、前記受光装置の画素列の位置に形成された一次
元の像に基づいて、前記ウエハと前記露光マスクとの相
対位置を検出する工程とを含む位置検出方法が提供され
る。

【０００９】本発明の他の観点によると、入射光を散乱
させる位置合わせ用のウエハマークが形成された露光面
を有するウエハと、入射光を散乱させる位置合わせ用の
マスクマークが形成されたマスク面を有し、前記露光面
に対向するように間隙を挟んで保持された露光マスク
に、第１の波長と第２の波長の光を含む照明光を照射す
る照明手段と、前記第１の波長と第２の波長に対する焦
点距離が相互に異なり、前記露光面に対して斜めの光軸
を有し、前記ウエハマーク及びマスクマークからの散乱
光を結像させる収束光学系と、前記収束光学系により結
像された前記ウエハマーク及びマスクマークからの散乱
光による像を観測するための１次元画素列とを有する位
置検出装置が提供される。

【００１０】ウエハマーク及びマスクマークに入射光を
散乱させる部分を設けておくと、散乱光のうち観測光学
系の対物レンズの開口内にある光束によって像ができる
ため、このエッジ散乱光を観測することができる。ま
た、ウエハマーク及びマスクマークからの正反射光が観
測光学系に入射せず、エッジからの散乱光のみが入射す
るような方向から照明光を照射しても、エッジ散乱光を
観測することができる。

【００１１】散乱光を斜方から観測するため、露光範囲
内に光学系を配置する必要がない。このため、露光時に
観測光学系を退避させる必要がなく、露光中も常時位置
検出を行うことができる。

【００１２】１次元画素列で画像信号を得るため、２次
元に配置された画素群で画像信号を得る場合に比べて、
より高速な処理が可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明する前に、
本願発明者による先の提案について説明する。

【００１４】図１は、先の提案による位置検出装置の基
本構成を示す。なお、図１は、本発明の実施例による位
置検出装置の基本構成をも示し、実施例の説明において
も参照される。先の提案による位置検出装置はウエハ／
マスク保持部１０、光学系２０、及び制御装置３０を含
んで構成されている。

【００１５】ウエハ／マスク保持部１０は、ウエハ保持
台１５、マスク保持台１６、及び駆動機構１７から構成
されている。位置合わせ時には、ウエハ保持台１５の上
面にウエハ１１を保持し、マスク保持台１６の下面にマ
スク１２を保持する。ウエハ１１とマスク１２とは、ウ
エハ１１の露光面とマスク１２のウエハ側の面（マスク
面）との間に一定の間隙が形成されるように平行に配置
される。ウエハ１１の露光面には、位置合わせ用のウエ
ハマーク１３が形成され、マスク１２のマスク面には位
置合わせ用のマスクマーク１４が形成されている。

【００１６】マスクマーク１３及びウエハマーク１４
は、入射光を散乱させるエッジ若しくは頂点を有する。
これらのマークに光が入射すると、エッジ若しくは頂点
に当たった入射光は散乱し、その他の領域に当たった入
射光は正反射する。ここで、正反射とは、入射光のうち
ほとんどの成分が、同一の反射方向に反射するような態
様の反射をいう。

【００１７】駆動機構１７は、ウエハ保持台１５及びマ
スク保持台１６を相対的に移動させることができる。図
の左から右にＸ軸、紙面に垂直な方向に表面から裏面に
向かってＹ軸、露光面の法線方向にＺ軸をとると、ウエ
ハ１１とマスク１２は相対的に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、
Ｚ軸方向、Ｚ軸の回りの回転方向（θ_Z方向）、Ｘ軸及
びＹ軸の回りの回転（あおり）方向（θ_X及びθ_Y方
向）に移動可能である。

【００１８】光学系２０は、像検出装置２１、レンズ２
２、ハーフミラー２３、及び光源２４を含んで構成され
る。光学系２０の光軸２５は、ＸＺ面に平行であり、か
つ露光面に対して斜めになるように配置されている。な
お、図１では１枚のレンズのみを表しているが、複数の
レンズで構成してもよく、必要に応じて適宜リレーレン
ズを配置してもよい。

【００１９】光源２４から放射された照明光はハーフミ
ラー２３で反射して光軸２５に沿った光線束とされ、レ
ンズ２２を通して露光面に斜入射される。光源２４はレ
ンズ２２の像側の焦点に配置されており、光源２４から
放射された照明光はレンズ２２でコリメートされてほぼ
平行な光線束になる。なお、光源２４は、照射光の強度
を調整することができる。

【００２０】ウエハマーク１３及びマスクマーク１４の
エッジ若しくは頂点で散乱された散乱光のうちレンズ２
２に入射する光は、レンズ２２で収束されて像検出装置
２１の結像面上に結像する。このように、光学系２０に
よる照明はテレセン照明とされ、照明光軸と観測光軸は
同一光軸とされている。

【００２１】像検出装置２１は、結像面上に結像したウ
エハマーク１３及びマスクマーク１４からの散乱光によ
る像を光電変換し画像信号を得る。画像信号は制御装置
３０に入力される。

【００２２】制御装置３０は、像検出装置２１から入力
された画像信号を処理して、ウエハマーク１３とマスク
マーク１４の相対位置を検出する。さらに、ウエハマー
ク１３とマスクマーク１４が所定の相対位置関係になる
ように、駆動機構１７に対して制御信号を送出する。駆
動機構１７は、この制御信号に基づいてマスク保持台１
６を移動させる。

【００２３】図２（Ａ）は、ウエハマーク１３及びマス
クマーク１４の相対位置関係を示す平面図である。長方
形パターンをＹ軸方向に３個、Ｘ軸方向に１４個、行列
状に配列して各ウエハマーク１３Ａ及び１３Ｂが構成さ
れている。同様の長方形パターンをＹ軸方向に３個、Ｘ
軸方向に５個、行列状に配置して１つのマスクマーク１
４が構成されている。位置合わせが完了した状態では、
マスクマーク１４は、Ｙ軸方向に関してウエハマーク１
３Ａと１３Ｂとのほぼ中央に配置される。

【００２４】ウエハマーク１３Ａ、１３Ｂ、及びマスク
マーク１４の各長方形パターンの長辺はＸ軸と平行にさ
れ、短辺はＹ軸と平行にされている。各長方形パターン
の長辺の長さは２μｍ、短辺の長さは１μｍであり、各
マーク内における長方形パターンのＸ軸及びＹ軸方向の
配列ピッチは４μｍである。ウエハマーク１３Ａと１３
Ｂとの中心間距離は、５６μｍである。

【００２５】図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の一点鎖線Ｂ２
−Ｂ２における断面図を示す。ウエハマーク１３Ａ及び
１３Ｂは、例えば露光面上に形成したＳｉＮ膜、ポリシ
リコン膜等をパターニングして形成される。マスクマー
ク１４は、例えばＳｉＣ等からなるメンブレンのマスク
面上に形成したＴａ₄Ｂ膜をパターニングして形成され
る。

【００２６】図２（Ｃ）は、図２（Ａ）の一点鎖線Ｃ２
−Ｃ２における断面図を示す。光軸２５に沿ってウエハ
マーク１３Ａ、１３Ｂ及びマスクマーク１４に入射した
照明光は、図２（Ｃ）の各長方形パターンの短辺側のエ
ッジで散乱される。エッジ以外の領域に照射された光は
正反射し、図１のレンズ２２には入射しない。従って、
像検出装置２１でエッジからの散乱光のみを検出するこ
とができる。

【００２７】図１の光学系２０の物空間において光軸２
５に垂直な１つの平面上にある点からの散乱光が、像検
出装置２１の結像面上に同時に結像する。結像面上に結
像している物空間内の物点の集合した平面を「物面」と
呼ぶこととする。

【００２８】図２（Ｃ）において、ウエハマーク１３
Ａ、１３Ｂ及びマスクマーク１４の各エッジのうち、物
面２７上にあるエッジからの散乱光は結像面上に合焦す
るが、物面上にないエッジからの散乱光は合焦せず物面
から遠ざかるに従ってピントがぼける。従って、各マー
クのエッジのうち物面に最も近い位置にあるエッジから
の散乱光による像が最も鮮明になり、物面から離れた位
置にあるエッジからの散乱光による像はぼける。図２
（Ａ）に示すように、ウエハマーク１３Ａ、１３Ｂ、及
びマスクマーク１４の散乱箇所がＸ軸方向に複数配置さ
れているため、いずれかの散乱箇所からの散乱光が結像
面上に結像する。

【００２９】図３は、エッジからの散乱光による結像面
上の像のスケッチである。図３のｕ軸が図２（Ｃ）にお
ける物面２７とＸＺ面との交線方向に相当し、ｖ軸が図
２（Ｃ）におけるＹ軸に相当する。ウエハマーク１３Ａ
及び１３Ｂからの散乱光による像４０Ａ及び４０Ｂが、
ｖ軸方向に離れて現れ、その間にマスクマーク１４から
の散乱光による像４１が現れる。

【００３０】各長方形パターンの前方のエッジと後方の
エッジによる散乱光が観測されるため、１つの長方形パ
ターンに対して２つの点状もしくは短い線状の像が現れ
る。各像において、図２（Ｃ）の物面２７近傍のエッジ
からの散乱光による像がはっきりと現れ、それから遠く
なるに従ってぼけた像となる。また、図２（Ｃ）に示す
ように、観測光軸２５が露光面に対して傾いているた
め、ウエハマークからの散乱光による像４０Ａ及び４０
Ｂの最もピントの合っている位置とマスクマークからの
散乱光による像４１の最もピントの合っている位置と
は、ｕ軸方向に関して一致しない。

【００３１】マスクマークからの散乱光による像４１
が、ｖ軸方向に関して像４０Ａと４０Ｂとの中央に位置
するように図１のウエハ保持台１５とマスク保持台１６
とを移動させることにより、Ｙ軸方向に関してウエハ１
１とマスク１２との位置合わせを行うことができる。

【００３２】図１に示す位置検出装置では、ウエハマー
ク及びマスクマークを斜方から観測するため、光学系２
０を露光範囲内に配置する必要がない。このため、露光
時に光学系２０を露光範囲外に退避させる必要がない。
また、位置合わせ完了後にウエハを露光する場合、露光
中も常時位置検出が可能である。さらに、照明光軸と観
測光軸を同軸にしているため、軸ずれがなく常に安定し
た像を得ることができる。

【００３３】図４は、像検出装置２１により得られた画
像信号を示す。横軸は図３のｖ軸に対応し、縦軸は光強
度を表す。なお、この画像信号は、図３においてｖ軸方
向に走査しながら、一走査毎にｕ軸方向に一定距離移動
して得られた画像信号のうち、像４０Ａ及び４０Ｂの最
もピントの合っている位置の走査と像４１の最もピント
の合っている位置の走査によって得られた画像信号を合
成したものである。

【００３４】なお、図４は、ウエハマークがポリシリコ
ンで形成され、マスクマークがＴａ ₄Ｂで形成されてい
る場合を示す。

【００３５】図４に示すように、ほぼ中央にマスクマー
クに対応する３本のピークが現れ、その両側にウエハマ
ークに対応する３本のピークが現れている。

【００３６】以下、図４に示す波形から、マスクマーク
とウエハマークとの相対位置を検出する方法の一例を簡
単に説明する。まず、マスクマークに対応するピーク波
形をｖ軸方向にずらせながら２つのウエハマークの各々
に対応するピーク波形との相関係数を計算する。最大の
相関係数を与えるずらし量が、ウエハマークとマスクマ
ークとの中心間距離に対応する。

【００３７】マスクマークに対応するピーク波形とその
両側のウエハマークの各々に対応するピーク波形との間
隔が等しくなるように、ウエハとマスクとを移動するこ
とにより、図１のＹ軸方向に関して位置合わせを行うこ
とができる。

【００３８】上記先の提案によると、図４に示す画像信
号を得るために、図３に示すｕｖ面内の像を検出するた
めの２次元カメラが必要になる。標準的なＮＴＳＣ方式
による撮像の場合、１フィールド分の画像信号の形成に
１６ｍｓｅｃ、１フレーム分の画像信号の形成に３３ｍ
ｓｅｃの時間を必要とする。この時間が、位置検出の高
速化を妨げる要因になる。

【００３９】本発明の実施例では、ＮＴＳＣ方式による
撮像を行わないため、位置検出の高速化を図ることがで
きる。以下、本発明の実施例について説明する。

【００４０】本発明の実施例による位置検出装置の基本
構成は、図１に示す先の提案の位置検出装置と同様であ
る。以下、先の提案と本実施例との相違点に着目して説
明する。

【００４１】本実施例においては、レンズ２２として色
収差を利用した二重焦点レンズが用いられる。通常のレ
ンズは、連続スペクトルを有する光を用いたときに鮮明
な像を結ぶようにするために、色収差をなくすように設
計される。本実施例で用いられるレンズ２２は、色収差
を積極的に利用し、かつ少なくとも２つの異なる波長の
光に対して鮮明な像を結ぶように設計されている。

【００４２】また、本実施例で用いられる像検出装置２
１は、受光素子が１次元に配列した画素列を有する。制
御装置３０は、１次元の画素列から得られた画像信号を
処理する。

【００４３】次に、図５を参照して、１次元の画素列を
用いて位置合わせに必要な画像信号を得る原理を説明す
る。

【００４４】図５は、位置合わせすべきウエハ１１とマ
スク１２、レンズ２２、及び像検出装置２１を示す。ウ
エハ１１とマスク１２が、共にＸＹ平面に平行に、かつ
間隔δを隔てて配置されている。レンズ２２の光軸２５
は、ウエハ１１の露光面の法線と角度θをなし、かつＸ
Ｚ平面に平行である。

【００４５】ウエハ１１及びマスク１２に第１の波長と
第２の波長を含む照明光を照射する。ウエハ１１とマス
ク１２との間隔がδのときに、光軸２５とウエハ１１の
露光面との交点Ｐから散乱した第１の波長の散乱光及び
光軸２５とマスク１２のマスク面との交点Ｑから散乱し
た第２の波長の散乱光が、像検出装置２１の画素列の位
置に同時に結像するように設計されている。

【００４６】実際に位置合わせを行うときには、駆動機
構１７がウエハ保持台１５もしくはマスク保持台１６を
Ｚ軸方向に平行移動させ、露光面とマスク面との間隔が
δになるように調節する。

【００４７】このように設計された図５に示す光学系の
光軸２５を、図２（Ｃ）に示す光軸２５に一致させて、
図２（Ａ）に示すウエハマーク１３Ａ、１３Ｂとマスク
マーク１４とを観測する場合を考える。

【００４８】図６は、像検出装置２１の画素列２６を含
む仮想的なｕｖ平面上に結像する像の一例を示す。ｕ軸
とｖ軸の方向は図３の場合と同様である。図２（Ａ）に
示すウエハマーク１３Ａ、１３Ｂ及びマスクマーク１４
からの散乱光による像４０Ａ、４０Ｂ及び４１が現れ
る。これらの像は、ｖ軸に平行に配置された画素列２６
の位置で合焦しており、画素列２６からｕ軸方向に離れ
るに従って徐々にぼける。

【００４９】図３に示すように、ウエハマークからの散
乱光による像４０Ａ、４０Ｂと、マスクマークからの散
乱光による像４１とがｕ軸方向に関して異なる位置に現
れる場合には、各像のｖ軸方向の相対位置を検出するた
めに、これらの像を２次元画像として認識する必要があ
った。

【００５０】図６に示すように、各像がｕ軸方向に関し
て同じ位置に現れる場合には、１次元画像として認識す
れば足りる。すなわち、１次元の画素列２６により、各
像に対応するピークを有する図４に示すような画像信号
を得ることができる。この画像信号を得るために必要な
時間は、ＮＴＳＣ方式の１フレーム分の画像信号を得る
ために必要となる時間に比べて短い。このため、より高
速に位置検出を行うことが可能になる。

【００５１】図６に示すように、ウエハマーク及びマス
クマークからの散乱光による像は、ｕ軸方向に離散的に
配列した点像もしくは線像により構成される。これらの
点像もしくは線像の少なくとも１つが、安定して画素列
２６の受光領域内に位置するようにするために、画素列
２６の受光領域の幅を、点像もしくは線像の配列ピッチ
よりも広くすることが望ましい。ただし、広すぎると、
ぼけた点像もしくは線像までも検出してしまうため、レ
ンズの被写界深度に相当する幅以下とすることが好まし
い。

【００５２】より具体的には、図５においてレンズ２２
の被写界深度をｄ、倍率をＡとしたとき、画素列２６の
受光領域の幅をＡ・ｄ／ｔａｎθ以下とすることが好ま
しい。また、ウエハマーク及びマスクマークの散乱箇所
のＸ軸方向の配列ピッチを、ｄ／ｓｉｎθ以下とするこ
とが好ましい。

【００５３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハマーク及びマスクマークからの散乱光を斜方から
観測して、高精度に位置検出することができる。位置合
わせを行った後にウエハを露光する場合、露光範囲に光
学系を配置する必要がないため、露光期間中も常時位置
検出を行うことができる。このため、高精度な露光が可
能になる。また、１次元画素列で画像信号を得るため、
２次元に配置された画素群で画像信号を得る場合に比べ
て、より高速な処理が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先の提案、及び本発明の実施例による位置検出
装置の基本構成を示す図である。

【図２】ウエハマークとマスクマークの平面図及び断面
図である。

【図３】先の提案による位置検出装置を用いてウエハマ
ークとマスクマークからの散乱光を観測した場合の像を
示す図である。

【図４】ウエハマークとマスクマークからの散乱光によ
る像から得られる画像信号を示すグラフである。

【図５】実施例による位置検出装置の光学系、及びウエ
ハとマスクを示す概略断面図である。

【図６】実施例による位置検出装置を用いてウエハマー
クとマスクマークからの散乱光を観測した場合の像を示
す図である。

【符号の説明】

１０ウエハ／マスク保持部１１ウエハ１２マスク１３ウエハマーク１４マスクマーク１５ウエハ保持台１６マスク保持台１７駆動機構２０光学系２１像検出装置２２レンズ２３ハーフミラー２４光源２５光軸２６画素列３０制御装置４０Ａ、４０Ｂウエハマークからの散乱光による像４１マスクマークからの散乱光による像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を散乱させる位置合わせ用のウエ
ハマークが形成された露光面を有するウエハと、入射光
を散乱させる位置合わせ用のマスクマークが形成された
露光マスクとを、前記露光面が前記露光マスクに対向す
るように間隙を挟んで配置する工程と、前記ウエハマーク及びマスクマークに、第１の波長と第
２の波長の光を含む照明光を照射し、前記ウエハマーク
から散乱された前記第１の波長の散乱光、及び前記マス
クマークから散乱された前記第２の波長の散乱光を、前
記第１の波長と第２の波長に対する焦点距離が相互に異
なるレンズの軸上色収差を利用した収束光学系を通し
て、受光画素が一次元に配列した画素列を有する受光装
置の該画素列上に結像させる工程と、前記受光装置の画素列の位置に形成された一次元の像に
基づいて、前記ウエハと前記露光マスクとの相対位置を
検出する工程とを含む位置検出方法。
【請求項２】前記ウエハマーク及びマスクマークの各
々が、入射光を散乱させる散乱箇所を複数個有し、該散
乱箇所が前記照明光の入射面に平行な直線に沿って配置
されており、前記結像させる工程において、前記ウエハマーク及びマ
スクマークの各々の複数の散乱箇所のうち少なくとも１
つの散乱箇所から散乱された散乱光を前記画素列上に結
像させる請求項１に記載の位置検出方法。
【請求項３】入射光を散乱させる位置合わせ用のウエ
ハマークが形成された露光面を有するウエハと、入射光
を散乱させる位置合わせ用のマスクマークが形成された
マスク面を有し、前記露光面に対向するように間隙を挟
んで保持された露光マスクに、第１の波長と第２の波長
の光を含む照明光を照射する照明手段と、前記第１の波長と第２の波長に対する焦点距離が相互に
異なり、前記露光面に対して斜めの光軸を有し、前記ウ
エハマーク及びマスクマークからの散乱光を結像させる
収束光学系と、前記収束光学系により結像された前記ウエハマーク及び
マスクマークからの散乱光による像を観測するための１
次元画素列とを有する位置検出装置。
【請求項４】前記１次元画素列の各画素の配列方向
が、前記収束光学系の光軸と前記露光面の法線とを含む
仮想平面に垂直な方向に対応している請求項３に記載の
位置検出装置。
【請求項５】さらに、前記収束光学系により前記第１
の波長の光を結像させたとき、前記１次元画素列の位置
に像を結ぶ物点が前記露光面上に位置し、前記第２の波
長の光を結像させたとき、前記１次元画素列の位置に像
を結ぶ物点が前記マスク面上に位置するように、前記ウ
エハとマスクとの間隔を調節する間隔調節手段を有する
請求項３または４に記載の位置検出装置。