JPH04346213A

JPH04346213A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH04346213A
Application number: JP3118476A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Suzuki; 一明鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1992-12-02
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: JP3106544B2; US5483349A

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
工程、特にリソグラフィー工程に使用する半導体露光装
置における位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の半導体露光装置における
結像検出タイプの位置検出装置では、レチクル上の挟み
込みマーク（指標パターン）の像とウエハアライメント
マークの像を投影光学系、結像光学系を介して撮像素子
に結像し、撮像素子からのマーク像に対応してレベル変
化する画像信号に基づいて位置検出を行っていた（スル
ー・ザ・レチクル方式）。また、投影光学系とは別の対
物光学系を介してアライメント光学系内にウエハと略共
役な関係で設けられた指標板上の指標パターンとウエハ
アライメントマークとの像を結像光学系を介して撮像素
子に結像し、撮像素子からのマークとパターンの各像に
対応してレベル変化する画像信号に基づいて位置検出し
ていた（オフ・アクシス方式）。

【０００３】図６を参照にして従来の位置検出装置につ
いて説明する。まず、スルー・ザ・レチクル（ＴＴＲ）
方式のアライメントについて説明する。図６（ｂ）は従
来の指標パターンＡＭ１を示す図、図６（ｃ）は従来の
アライメントマークＷＭを示す図、図６（ｄ）は撮像素
子からの信号波形データを示す図であり、縦軸は信号レ
ベルを表し、横軸はマーク（或いはパターン）位置を表
している。指標パターンＡＭ１は遮光部の両端のエッジ
Ｅｇａを指標パターンとしたものである。遮光部Ｃｒは
石英等の光透過部材にクロム等を設けたもので形成され
ている。図６（ｃ）のアライメントマークＷＭは計測方
向にデューティ比１：１のラインアンドスペースで形成
された３本のマルチマークであるものとする。

【０００４】さて、図６（ｄ）に示すように指標パター
ンＡＭ１とアライメントマークＷＭが設計位置で重ね合
わされているときの撮像素子からの波形データはＳＩＧ
１のようになる。この波形データＳＩＧ１のうち、アラ
イメントマークＷＭに対応したＷＭデータの６本の谷間
ＷＭ１〜ＷＭ６がマークＷＭのエッジ位置に対応してお
り、ＷＭデータからウエハの位置をセンサ上で決定する
。一方２ヶ所のエッジ部分を有する指標パターンに対応
したＡＭＤ１データの２本の谷間ＡＭａが夫々指標パタ
ーンＡＭ１のエッジＥｇａの部分に対応しており、この
データから指標パターンの位置をセンサ上で決定する。具体的には、遮光部から谷間ＡＭａまでのスロープ１を
使用するか、或いは谷間ＡＭａからウエハ信号（ＷＭデ
ータ）のトップまでのスロープ２を使って２つの位置デ
ータを求め、このデータを使って指標パターンＡＭ１の
パターン位置を決定している。

【０００５】オフ・アクシス方式のアライメントにおい
ても、透明なガラス板に図６（ａ）に示すような遮光性
の線状指標パターンを図６（ｂ）のエッジＥｇａに相当
する部分に設ける。そしてこのガラス板からなる指標板
を対物レンズを介してウエハとほぼ共役な位置に設け、
指標板の透明部と遮光性の指標パターンを照明している
。従って、指標パターンＡＭ１の間にアライメントマー
クＷＭが位置したとき図６（ｅ）に示すようにＳＩＧ１
と同様のＳＩＧ１’のような信号をえることができ、各
々の位置を決定することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の技術において、レチクル上の挟み込みマーク
（指標パターン）の像、或いはオフ・アクシス方式のア
ライメント光学系内の指標パターンの像に相当する画像
信号波形は、ウエハ反射率やウエハ表面の荒れ具合態に
よって変化する。例えば、図６（ｄ）、（ｅ）に示した
波形データＳＩＧ１、ＳＩＧ１’のスロープ１の強度差
ｈ２　とスロープ２の強度差ｈ１　やスロープ１、２の
傾きは、ウエハ表面反射率の違いやウエハ表面の荒れ具
合等（ウエハ表面条件）に敏感に応答して変化し、又ス
ロープ１、２はウエハ表面の荒れ具合によって歪んでし
まう。

【０００７】このため、このような従来の指標パターン
では精度よくパターン位置を検出することができず、ま
た再現性のよい位置検出ができないという問題点があっ
た。本発明は、この様な従来の問題点に鑑みてなされた
もので、ウエハの表面反射率やウエハ表面荒れ等のウエ
ハ表面条件に影響されることなく、正確で再現性のよい
位置検出を実現するための位置検出装置を得ることを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】かかる問題点を解決するた
め本発明においては、位置検出すべき基板（Ｗ）上のマ
ーク（ＷＭ）の像を所定の第１結像面に形成する第１結
像光学系（ＰＬ、２９）と、前記第１結像面に配置され
た光透過性の指標板（Ｒ、１０６）と、前記指標板（Ｒ
、１０６）上の所定の反射率を有する遮光性の指標パタ
ーン（ＲＭ、Ｍ）を照明するとともに、前記透明部と前
記第１結像光学系（ＰＬ、２９）とを介して前記マーク
（ＷＭ）を照明する照明系（１０４、１１、１７、１０
５、２１、２５）と、前記第１結像光学系（ＰＬ、２９
）によって前記第１結像面に形成された前記マーク（Ｗ
Ｍ）の像と前記指標パターン（ＲＭ、Ｍ）の像とを所定
の第２結像面に形成する第２結像光学系（１７、１９、
３１）と、前記第２結像面に配置され、前記指標パター
ン（ＲＭ、Ｍ）と前記マーク（ＷＭ）の各像に対応して
レベル変化する画像信号（ＳＩＧ）を出力する像検出素
子（Ｓ１、Ｓ２）とを備え、該画像信号（ＳＩＧ）に基
づいて、前記指標パターン（ＲＭ、Ｍ）と前記マーク（
ＷＭ）との位置関係を検出する位置検出装置において、
前記指標パターン（ＲＭ、Ｍ）の遮光部（Ｃｒ）と隣接
して、前記第２結像光学系（１７、１９、３１）の遮断
空間周波数以上の空間周波数を持つ補助パターン（Ｇ１
、Ｇ２）を前記指標板上に設け、前記像検出素子（Ｓ１
、Ｓ２）から得られる画像信号のうち前記遮光部と前記
補助パターンとに応じて変化する信号部分（ＡＭＤデー
タ）に基づいて前記指標パターン（ＲＭ、Ｍ）の位置を
特定する信号処理手段（２００）を設けたことを特徴と
する位置検出装置。

【０００９】

【作　　用】本発明によれば、ウエハ面とほぼ共役な位
置にある所定の反射率を有する遮光性の指標板上の指標
パターンに隣接して検出光学系の遮断空間周波数より高
い空間周波数を持つ補助パターンを設け、補助パターン
と遮光部に対応する波形データを指標パターンの位置情
報としているので、ウエハ表面の反射率や表面荒れ等の
ウエハ表面条件の影響を受けにくくなり、常に正確な位
置検出と良好な計測再現性を得ることができる。

【００１０】

【実　　施　　例】以下、図面を参照して本発明の実施
例について詳述する。図１は本発明の第１実施例に最も
適した投影露光装置の全体構成を示す図である。エキシ
マレーザ等のレーザ光源または水銀ランプ等の輝線ラン
プ等からなる光源１００から射出した露光光はレンズ系
１０１、ミラー１０２、コンデンサーレンズ１からなる
照明光学系を介してレチクルＲを均一な照度で照明する
。レチクルＲを透過した露光光は投影レンズＰＬを介し
てウエハＷ上に結像し、レチクルＲのパターンは投影レ
ンズＰＬを介してウエハＷ上に転写される。ウエハＷは
ＸＹステージ５上のウエハホルダ３に載置されており、
ＸＹステージはモータ等の駆動系１０３により２次元移
動可能となっている。ＸＹステージ５の２次元的な位置
はＸＹステージ干渉計７により計測され、このデータは
主制御系２００に送られる。主制御系２００はこのデー
タに基づいて駆動系１０３を制御する。

【００１１】さて、ＴＴＲ（スルー・ザ・レチクル）方
式のアライメント系ＡＬ１は、露光光とほぼ同一波長の
光を用いて、レチクルＲ上のアライメントマークＲＭと
ウエハ上のアライメントマークＷＭ１を投影レンズＰＬ
を介して直接計測する。アライメントマークＲＭは図２
に示すようにレチクルＲの遮光部と開口部（アパーチャ
）とアパーチャの計測方向の両側にある所定の反射率を
有する遮光部Ｃｒに設けられたグレーティングＧ１、Ｇ
２で構成されており、遮光部Ｃｒはクロム等の比較的高
い反射率を持つ遮光部材で構成されている。すなわち、
アライメントマークＲＭ（指標パターン）は、従来の指
標パターンＡＭ１（図６（ｂ））のエッジＥｇａの両側
にある遮光部ＣｒにグレーティングＧ１、Ｇ２を有する
ものであり、グレーティングＧ１、Ｇ２は遮光部と光透
過部とからなる回折格子状の補助パターンである。

【００１２】また、グレーティングＧ１、Ｇ２の長手方
向の直線部分Ｅｇｂは遮光部Ｃｒに隣接して設けられて
おり、グレーティングＧ１、Ｇ２のピッチは光源１０４
から射出された指標パターン及びアライメントマーク検
出用の照明光の波長での検出光学系１７と１９の解像力
（遮断空間周波数）よりも小さくなっている。すなわち
、検出光学系の遮断空間周波数よりもグレーティングＧ
１、Ｇ２は高空間周波数のパターンということになる。尚、グレーティングＧ１、Ｇ２の遮光部分の材質は遮光
部Ｃｒの材質と同じであるものとし、このように両方の
材質を同じものとすれば同一工程で同時に製造すること
が可能となり製造が簡単となるという長所がある。

【００１３】アライメントマークＷＭ１は計測方向にデ
ューティ比１：１のラインアンドスペースで形成された
３本のマルチマークであるものとし、アライメントマー
クは３本に限るものではなく、１本でも４本以上のマー
クでも構わない。また、デューティ比は１：１からずれ
ても構わない。またＴＴＲアライメント系ＡＬ１内には
、エキシマレーザ光源等の光源１００から導いてきたア
ライメント用の光を射出する射出口１０４と射出口１０
４からの光をリレーするリレーレンズ１１、アライメン
トのための照野を決定する視野絞り１３、視野絞り１３
とレチクル面を共役関係で結ぶための第１対物レンズ１
７、レチクルＲを透過してウエハＷからの戻り光を送光
系から分岐するためのハーフミラー１５、１次元アレイ
センサ又はＣＣＤ等の撮像素子Ｓ１及びアライメントマ
ークＲＭの像を撮像素子Ｓ１上に結像する第２対物レン
ズ１９が含まれている。そしてレチクルマークＲＭの像
及びウエハマークＷＭの像は第２対物レンズ１９を介し
て撮像素子Ｓ１上に結像投影される。

【００１４】また、この投影露光装置にはオフ・アクシ
ス方式のアライメント系ＡＬ２も搭載されている。この
オフ・アクシス方式のアライメント系ＡＬ２は非露光光
を用いて、投影レンズＰＬとは別の対物レンズ２９を介
してウエハ上のアライメントマークＷＭ２を検出するも
のである。オフ・アクシスアライメント系では非露光光
を射出する光源１０５からの光はリレーレンズ２１を介
して視野絞り２３を照明する。オフ・アクシスアライメ
ントのための光源波長（非露光波長）はレジスト膜によ
る干渉効果低減のため、ハロゲンランプや水銀ランプの
連続成分のうち可視領域から赤外領域（５５０ｎｍ〜９
００ｎｍ程度）を用いている。視野絞り２３はウエハＷ
上の照野を規定するものであり、視野絞りの像はリレー
レンズ２５、ハーフミラー２７、指標板１０６、対物レ
ンズ２９を介してウエハＷ上に結像される。このように
、視野絞り２３によってウエハＷ上の照野が規定され、
ウエハＷ上のアライメントマークＷＭ２周辺のみが照明
される。また、アライメントマークＷＭ２はアライメン
トマークＷＭ１と同様のマルチマークであるものとする
。ここで、指標板１０６は対物レンズ２９に関してウエ
ハＷとほぼ共役な位置に配置されている。

【００１５】指標板１０６は透明なガラス板からなり、
図３に示すように所定の反射率を有する遮光部Ｃｒが設
けられている。遮光部ＣｒのエッジＥｇｃの遮光部側（
計測方向）にはグレーティングＧ１ａ、Ｇ２ａが設けら
れており、指標パターンＭは遮光部Ｃｒと遮光部Ｃｒに
設けられたグレーティングＧ１ａ、Ｇ２ａとで構成され
ている。遮光部Ｃｒはクロム等の比較的高い反射率を持
つ遮光部材で構成されており、グレーティングＧ１ａ、
Ｇ２ａは遮光部分と光透過部とからなる回折格子状の補
助パターンである。グレーティングＧ１ａ、Ｇ２ａの遮
光部分は遮光部Ｃｒと同じ材質で形成されているものと
する。

【００１６】さらに、グレーティングＧ１ａ、Ｇ２ａの
長手方向の直線部分Ｅｇｂは遮光部Ｃｒに隣接して設け
られており、グレーティングＧ１ａ、Ｇ２ａのピッチは
光源１０５から射出された指標パターン及びアライメン
トマーク検出用の照明光の波長での検出光学系３１の解
像力（遮断空間周波数）よりも小さくなっている。すな
わち、検出光学系の遮断空間周波数よりもグレーティン
グＧ１ａ、Ｇ２ａは高空間周波数のパターンということ
になる。

【００１７】さて、アライメントマークＷＭ２からの戻
り光は対物レンズ２９、指標板１０６、ハーフミラー２
７、第２対物レンズ３１を介して１次元アレイセンサ又
はＣＣＤ等の撮像素子Ｓ２上に結像される。指標板１０
６は対物レンズ２９に関してウエハとほぼ共役な関係で
配置されており、第２対物レンズ３１は指標パターンＭ
の像を撮像素子Ｓ２上に結像するものである。このため
アライメントマークＷＭ２及び指標パターンＭの像は第
２対物レンズ３１を介して撮像素子Ｓ２上に結像される
。図１ではＴＴＲアライメント系ＡＬ１、及びオフアク
シスアライメント系ＡＬ２の両方を備えた投影露光装置
を示したがどららか一方のみを備えた装置でも構わない
。

【００１８】次に、本発明の実施例にかかるレチクルア
ライメントマークＲＭ（指標パターン）及び指標パター
ンＭから得られる画像信号を説明する。まずレチクルア
ライメントマークＲＭについて図４を参照して説明する
。図４（ａ）は本発明にかかる一実施例によるアライメ
ントマークＲＭを示しており、図４（ｂ）はアライメン
トマークＷＭ１を示している。そして図４（ｃ）はアラ
イメントマークＲＭとアライメントマークＷＭ１が重ね
合わされたときの夫々のマークに対応する撮像素子Ｓ１
からの信号波形を示している。図４（Ｃ）で縦軸は信号
レベルを表し、横軸はマーク位置を表している。

【００１９】アライメントマークＲＭに設けられたグレ
ーティングＧ１、Ｇ２の間に図４（ｂ）に示すようなウ
エハマークＷＭ１が重ね合わされたとき、図４（ｃ）に
示すような波形データＳＩＧ２が得られる。ここで重要
なことはグレーティングＧ１、Ｇ２を含む指標パターン
に対応する部分の信号波形データＡＭＤ２である。グレ
ーティングＧ１、Ｇ２が検出光学系（第１対物レンズ１
７と第２対物レンズ１９）の遮断空間周波数よりも高空
間周波数のパターンであるため、ウエハ反射率やウエハ
表面の荒れ具合等のウエハ表面条件とは無関係にデータ
ＡＭＤ２のボトムレベルはほぼ一定値となり、スロープ
１がウエハ表面反射率やウエハ表面荒れ等のウエハ表面
条件にほとんど影響されず安定したものとなる。ここで
、撮像素子Ｓ１からの信号は干渉計７からの位置計測信
号とともに主制御系２００に入力される。主制御系２０
０には所定のスライスレベルで画素単位で２値化する回
路が設けられていて、スロープ１を使って例えば強度差
ｈ１　の半分の値をスライスレベルＳＶとして２値化し
、その値から計測方向の指標マーク位置を求めることが
できる。この結果正確で極めて高い計測再現性を得るこ
とが可能となる。

【００２０】オフ・アクシスアライメント系の指標パタ
ーンＭについても同様に、グレーティングＧ１ａとＧ２
ａの間にウエハアライメントマークＷＭ２が重ね合わさ
れたとき図４（ｃ）に示すような信号波形ＳＩＧ２が得
られる。グレーティングＧ１ａ、Ｇ２ａのピッチが光源
１０５から射出された指標パターン及びアライメントマ
ーク検出用の照明光の波長での検出光学系（第２対物レ
ンズ３１）の遮断空間周波数よりも高空間周波数のパタ
ーンであるため、ウエハ反射率等のウエハ表面条件とは
無関係にデータＡＭＤ２のボトムレベルはほぼ一定値と
なり、スロープ１がウエハ表面反射率やウエハ表面荒れ
等のウエハ表面条件にほとんど影響されず安定する。こ
のため、正確で極めて高い計測再現性を得ることが可能
となる。

【００２１】以下、定量的に指標パターンの遮光部とグ
レーティングＧ１或いはＧ２（Ｇ１ａ或いはＧ２ａ）に
対応する信号の信号強度比を見積もってみることとする
。尚、以下の説明ではレチクルアライメントマークＲＭ
及び指標パターンＭを区別することなく指標パターンＡ
Ｍ２と呼ぶこととする。また、ウエハ上に形成している
アライメントマークはＷＭ１、ＷＭ２を区別することな
くウエハアライメントマークＷＭと呼ぶこととし、グレ
ーティングＧ１、Ｇ１ａ及びＧ２、Ｇ２ａを区別するこ
となくグレーティングＧ（１）、Ｇ（２）と呼ぶことと
する。

【００２２】さて、遮光部の反射率を４０％、指標パタ
ーンＡＭ２とアライメントマークＷＭとの間の光学系の
透過率を片道９０％、ウエハ反射率を５０％とし、指標
パターンＡＭ２とアライメントマークＷＭの間の光学系
の遮断空間周波数と検出光学系（１７、１９、３１）の
遮断空間周波数とを指標パターンＡＭ２面上のスケール
に換算したとき、両者は同じと仮定する。そして高空間
周波数のグレーティングパターンＧ（１）またはＧ（２
）はデューティ１：１のラインアンドスペースとする。このときグレーティングＧ（１）またはＧ（２）部から
の０次反射光強度及び０次透過光強度は共に入射光強度
の１／４ずつとなり、他は回折光となって光学系で遮光
される。

【００２３】このため、遮光部とグレーティング部の信
号強度の比は４０％：４０％×１／４＋１／４×（９０％）２　×５
０％×１／４≒３：１…（１）となる。従って、ウエハ表面反射率や表面荒れの影響を
著しく低減可能となり、ウエハの表面反射率等のウエハ
表面条件に影響されないほぼ一定のコントラストを持っ
たＡＭＤ２データを得ることができる。このため、安定
したスロープ１を得ることができ、計測再現性が向上す
る。

【００２４】次に、指標パターンＡＭ２の変形例を図５
を参照にして説明する。図４ではグレーティングのピッ
チ方向を非計測方向としたが、図５（ａ）のように計測
方向にピッチ方向を持つグレーティングであっても構わ
ない。また、図５（ｂ）に示すようにグレーティングを
市松格子状にすれば更にコントラストがよくなる。さら
に、図５（ｃ）、（ｄ）に示すようにグレーティングＧ
（１）、Ｇ（２）を複数設けてマルチパターン化すれば
平均化効果により更に精度の向上が期待できる。

【００２５】また、図５（ｄ）に示すように１つのグレ
ーティングの持つ２つの直線部分Ｅｇｂを２つとも遮光
部Ｃｒと隣接させて設けることにより、２つの安定した
スロープ（スロープ１、２）を得ることができる。この
ため、指標パターンＡＭ２の位置検出に際して、スロー
プ１或いは２、又はその両方を任意に選択することが可
能となる。図５（ｄ）はこのように両方の直線部Ｅｇｂ
を遮光部に隣接させたパターンをマルチパターンとした
ものである。このようにすれば精度の向上がさらに期待
できる。また、グレーティングの両脇のエッジＥｇｂに
隣接して遮光部を設けるようにしてもよい。

【００２６】尚、本発明によるアライメントマークが効
果を発揮するのは、アライメント光に対し指標パターン
の遮光部が適度に大きな反射率を持つ時であることは言
うまでもない。また、本実施例では高空間周波部のパタ
ーンを一定のピッチを持つ格子状パターンとしたが、空
間周波数スペクトルが遮断周波数以上であれば、格子状
パターンでなくともよい。また、前述の（１）式では投
影レンズＰＬ、対物レンズ２９に入射する高次の回折光
の影響は加味していなかったが、これを考慮するとグレ
ーティングを投影レンズＰＬ、対物レンズ２９の空間周
波数よりも高い周波数成分を持つピッチで形成すればよ
い。この場合投影レンズには高次の回折光は入射しなく
なる。従って、ウエハからの戻り光は０次回折光のみと
なり、グレーティング部分のコントラストはさらに低下
する。

【００２７】また、前述のグレーティングＧ（１）、Ｇ
（２）を位相シフターで形成するようにしてもよい。こ
のようにグレーティングＧ（１）、Ｇ（２）を位相シフ
ターで形成すれば、０次回折光は発生せず、グレーティ
ング部の信号強度をさらに低下させることができる。特
に、位相シフターで形成したグレーティングのピッチを
投影レンズＰＬの空間周波数よりも高い周波数成分とす
ることによりグレーティング部分のコントラストをほぼ
零にすることができる。このため、遮光部の反射率のみ
に依存した、一定のコントラストを持つ信号ＡＭＤ２を
得ることができる。

【００２８】また、前述のグレーティング部分に相当す
る領域に、遮光部Ｃｒの反射率と一定の反射率差を持っ
た遮光部を設けたり、あるいは位置検出光に対して光吸
収性をもつ物質を設けることにより、一定のコントラス
トを持つ信号ＡＭＤ２を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、指標パタ
ーンの位置データがウエハ表面反射率や表面荒れ等のウ
エハ表面条件に影響されなく安定して検出されるため、
指標パターンの位置計測精度や計測再現性が極めて向上
するという効果がある。また、指標パターンを遮光部と
検出光学系の遮断空間周波数以上の空間周波数を持つ補
助パターンで構成したので、遮光部と補助パターンを同
一工程で同時に作成することも可能となり、安定した指
標パターンの位置データを容易に得ることが可能となる
。

【００３０】さらに、本発明によれば、結像検出センサ
の受光面と指標パターンとの共役関係が多少ずれても（
すなわち、デフォーカスしても）指標パターン検出信号
のコントラストが少し低減するのみで大きな波形として
の乱れはなく精度の高い計測を実現することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による投影露光装置の全体構
成を示す図、

【図２】レチクル上での指標パターンの位置を示す図、

【図３】オフ・アクシス方式の指標板上での指標パター
ンを示す図、

【図４】（ａ）本発明の一実施例による指標パターンを示す図、
（ｂ）ウエハアライメントマークを示す図、（ｃ）撮像
素子からの画像信号を示す図、

【図５】指標パターンの
変形例を示す図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）従来の指標パターンを示す図、（ｃ）ウ
エハアライメントマークを示す図、（ｄ）、（ｅ）撮像
素子からの画像信号を示す図、

【符号の説明】

１７…第１対物レンズ、１９、３１…第２対物レンズ　　　　　　　　　　、　
　２９…対物レンズ１０６…指標板　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　、　　２００…主制御系Ｗ…ウエハ、Ｒ…レチクル　　　　　　　　　　、ＰＬ
…投影レンズ　　　　　　　　　　　　　　、ＷＭ…ウエハアライメントマーク　　　　、ＡＭ１，Ｍ
，ＡＭ２…指標パターン、ＲＭ…レチクルアライメントマーク、Ｃｒ…遮光部、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ（１），Ｇ（２）…グ
レーティングＳ１、Ｓ２…撮像素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　位置検出すべき基板上のマークの像を
所定の第１結像面に形成する第１結像光学系と、前記第
１結像面に配置された光透過性の指標板と、前記指標板
上の所定の反射率を有する遮光性の指標パターンを照明
するとともに、前記透明部と前記第１結像光学系とを介
して前記マークを照明する照明系と、前記第１結像光学
系によって前記第１結像面に形成された前記マークの像
と前記指標パターンの像とを所定の第２結像面に形成す
る第２結像光学系と、前記第２結像面に配置され、前記
指標パターンと前記マークの各像に対応してレベル変化
する画像信号を出力する像検出素子とを備え、該画像信
号に基づいて、前記指標パターンと前記マークとの位置
関係を検出する位置検出装置において、前記指標パター
ンの遮光部と隣接して、前記第２結像光学系の遮断空間
周波数以上の空間周波数を持つ補助パターンを前記指標
板上に設け、前記像検出素子から得られる画像信号のう
ち前記遮光部と前記補助パターンとに応じて変化する信
号部分に基づいて前記指標パターンの位置を特定する信
号処理手段を設けたことを特徴とする位置検出装置。