JPH113853A

JPH113853A - 位置検出方法及び位置検出装置

Info

Publication number: JPH113853A
Application number: JP9169556A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ine; 秀樹稲
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ｃｏｎｆｏｃａｌ検出の計測可能範囲を拡大
し、検出光学系の中の回折格子状のスリット状ピンホー
ルの位置が移動してもコントラストを低下させずに、対
象物の立体形状を高精度に検出可能とする位置検出方法
及び位置検出装置を提供すること。【解決手段】回折格子状のスリット状ピンホールをも
つ楔形状プリズムを光軸に対し斜め方向に移動させるこ
とにより、回折格子状のスリット状ピンホールと撮像素
子であるＣＣＤカメラの結像関係を保ち、コントラスト
低下を発生させずに高精度に対象物の立体形状を検出す
ること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は位置検出方法及び位
置検出装置に関するもので、特に半導体素子製造用のス
テップアンドリピート方式やステップアンドスキャン方
式等の露光装置（投影露光装置）において第１物体のレ
チクル面上に形成されたＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の微
細な電子回路パターンを第２物体のウエハーと相対的な
位置合わせ（アライメント）を行なうために搭載される
ウエハーの位置情報を検出する際に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子製造用の投影露光装置におい
て、レチクルとウエハーの相対位置合わせの高精度化は
半導体素子の高集積化を図る為の重要な一要素となって
おり、最近では半導体素子の微細化に伴いサブミクロン
以下の位置合わせ精度が要求されている。

【０００３】従って半導体素子製造用の投影露光装置に
は位置検出装置が搭載されており、該位置検出装置にお
けるレチクルとウエハー位置検出法（アライメント法）
には様々な方式が知られている。その中の一方法に投影
レンズを介して検出対象物体を検出するＴＴＬ方式があ
る。ＴＴＬ方式は、レチクル面上のパターンをウエハー
面上に焼付けるのに用いる露光光と異なる波長の光束
で、所定面上の基準位置（基準マーク）とウエハー面に
設けたアライメントマークとの相対的位置検出を行なう
方式で、種々の構成例からなる位置検出装置が提案され
ている。

【０００４】本出願人も特願平１−１９８２６１号で、
所定面上、例えば撮像手段面上に形成されたアライメン
トマーク像をＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いて観察す
る位置検出装置を提案している。

【０００５】このような位置検出装置においては使用す
る光束の波長幅が狭いと、レジストを塗布したウエハー
面上のアライメントマークを観察する際、レジスト表面
と基板面からに反射光により干渉縞が多く発生し、検出
誤差の原因となる場合がある。この干渉縞を軽減するた
め、半値幅が数十ｎｍ程度のスペクトル幅が広い多色光
束を放射する光源を用いてアライメントマークを観察す
る位置検出装置を搭載した半導体素子製造用の投影露光
装置も提案されている。

【０００６】従来の位置検出装置は検出光学系の光学的
な深度と、プロセスとの関係によってウエハー面上のア
ライメントマークのどの位置を検出しているのかを区別
するが難しいという問題点があり、位置検出精度を劣化
させる位置原因となっていた。この問題は本出願人によ
り既に特開平６−３０２４９９号公報で提案され、実施
されているｃｏｎｆｏｃａｌ検出を適用することで解決
される。Ｃｏｎｆｏｃａｌ検出ではウエハーマークの立
体的な検出、例えば該マークの下部面と上部面を区別し
た検出が可能である。

【０００７】図９、図１０は従来のｃｏｎｆｏｃａｌ検
出により立体計測を行なう原理図で、図９がアライメン
トマークの上部を、図１０がアライメントマークの下部
を観察する状態を示している。図９では駆動可能なピン
ホールＰがアライメントマークの上部からの反射光ＴＬ
を透過させるが、下部からの反射光ＢＬの大部分はピン
ホールＰで遮断される。このため、検出における深度が
浅くなり、観察したい断面のみの観察像をＣＣＤカメラ
１４で受光することができ、立体計測が可能である。こ
の実施例では観察断面を変える、例えばアライメントマ
ークの上部の観察から下部の観察に変更するには、図９
と図１０のようにウエハー１を検出系の光軸方向に移動
する必要がある。この時、ピンホールＰはアライメント
マークの下部からの反射光ＢＬを透過し、上部からの反
射光ＴＬの大部分を遮断する。

【０００８】また、本出願人は特開平６−３０７８１４
号公報で図２のように観察物体を移動せずにｃｏｎｆｏ
ｃａｌ検出を可能とする位置検出装置を提案している。
図２では検出光学系ＡＳ内のウエハー１と結像関係にあ
る像面近傍に回折格子状のスリット上ピンホールＧＰを
配置し、これを検出光学系の光軸に対して斜め方向に駆
動する。該駆動により観察物体であるウエハー１をフォ
ーカス方向に駆動せずにｃｏｎｆｏｃａｌ検出が可能と
なり、ウエハーのアライメントマークの立体形状の検出
から位置が決定される。この方法は精度、スループット
面で今まで考えられているどの方法より優れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のアライメントマ
ークの立体形状検出においては、計測範囲が検出光学系
の中の回折格子状で、かつスリット状のピンホール（ス
リット状ピンホール）と撮像素子であるＣＣＤカメラに
よって定まる検出光学系の深度内に限定され、深度外を
計測するとコントラストが低下してくる。

【００１０】これを図２、図３、図４を使用して説明す
る。図２は半導体素子製造用の露光装置においてＴＴＬ
−Ｏｆｆａｘｉｓ検出法と呼ばれる検出法で、スリット
状ピンホールＧＰをウエハー２の結像面と共役な位置に
配置し、これを検出光学系ＡＳの光軸に対し斜め方向に
駆動してｃｏｎｆｏｃａｌ検出する方法を示したもので
ある。

【００１１】図３、図４は図２の系の原理を説明図的に
省略して描いたもので、図３は深度内移動でコントラス
トの高い信号が得られる場合、図４は深度外移動でコン
トラストの低い信号しか得られない場合を示す。

【００１２】スリット状ピンホールＧＰが移動すると、
結像倍率の自乗分だけウエハー１面での観察位置が変化
する。例えばスリット状ピンホールＧＰからウエハー１
までの倍率を１／１００倍とすると、ピンホールＧＰの
１ｍｍの移動に対応するウエハー１の観察位置の光軸方
向の変化は１／（１００ｘ１００）＝１／１００００ｍｍ＝０．１
μｍとなる。

【００１３】スリット状ピンホールＧＰの移動量が深度
内となる範囲では、図３に示す様にエレクター１５によ
り結像したウエハー１の像ＢＰの位置がＣＣＤカメラ１
６の光電変換面１４と一致してコントラスト低下が発生
しない。

【００１４】一方、スリット状ピンホールＧＰの移動量
が大きいと、図４に示す様にエレクター１５により結像
したウエハー１の像ＢＰの位置がＣＣＤカメラ１６の光
電変換面１４からデフォーカスして深度外となり、コン
トラストが低下する。

【００１５】コントラストの低下を解消する方法として
は図１２に示す様に、駆動可能な複数の異なる厚さの平
行平面板群ＭＰをスリット状ピンホールＧＰの移動量に
伴い入れ換えることや、図１３に示す様にスリット状ピ
ンホールＧＰの移動量の半分だけ移動可能ミラーＭＭを
移動させて光路長を合わせる方法がある。この２つの方
法はともにアクチュエータが２種類必要になり、該２種
類のアクチュエータ間の制御を高精度に行なう必要があ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の位置検出方法及
び位置検出装置の目的は前述の問題点である計測可能範
囲を拡大することにある。このため、本発明では検出光
学系中の回折格子状でかつスリット状のピンホールの位
置が検出面に置かれた撮像素子のＣＣＤカメラで検出で
きる深度以上移動しても、該ピンホールとＣＣＤの結像
関係を保つように補正を行なうことでコントラストを低
下させずに、ウエハーのアライメントマークの立体形状
を高精度に検出可能とする位置検出方法及び位置検出装
置の提案にある。

【００１７】本発明では、観察物体の立体形状を検出光
学系により検出する位置検出方法及び位置検出装置にお
いて、検出光学系内で観察物体と結像関係にある像面近
傍に回折格子状で、かつスリット状のピンホールを配置
し、該観察物体を照明する照明光を該ピンホールを通し
て照明し、検出も該ピンホールを通して検出する。この
時、本発明では該ピンホールを検出光学系の光軸に対し
て斜め方向に駆動するとともに、該ピンホールを楔形状
のプリズム上に形成することで、撮像面上へのデフォー
カスを補正し、簡易で安定した検出を行なうことを可能
とすることを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図であり、本発明の特徴を最も良く表わしている。
同図は半導体素子製造用のステップアンドリピート方式
又はステップアンドスキャン方式の投影露光装置に搭載
された位置検出装置を示している。該位置検出装置はＨ
ｅ−Ｎｅレーザー４０からの発振光である波長６３３ｎ
ｍの様にウエハー上に塗布されたホトレジストを感光さ
せない光（非露光光）４１で各要素を介した後に投影光
学系１３を介してウエハー１上のアライメントマーク２
の立体形状を観察し、その位置を検出する。投影光学系
１３を介しているため、本方式はＴＴＬの位置検出装置
となっている。

【００１９】同図において４は投影露光装置の照明系で
不図示の光源からの光、例えば超高圧水銀ランプから発
光するｇ線やｉ線またはエキシマレーザーからの発振波
長の露光光で、回路パターンが形成されているレチクル
１２を照明する。投影光学系１３はレチクル１２面上の
回路パターンをウエハー１面上に例えば１／５に縮小投
影する。また２はウエハー１面上のアライメントマーク
である。

【００２０】レチクル１２と投影光学系１３の間から投
影光学系１３に光を入射させる光学系が本発明の位置検
出装置に係るアライメントスコープ（検出光学系）ＡＳ
である。アライメントスコープＡＳの光源であるＨｅ−
Ｎｅレーザー４０から出射した発振光４１はファイバー
４２で導光され、照明系８に入射して、ビームスプリッ
タＰＢＳで反射し、アライメントスコープＡＳの内部に
導かれる。

【００２１】ビームスプリッタＰＢＳで反射した光はウ
エハー１の結像面近傍と共役な位置に配置した駆動可能
な楔形状プリズムＷＧＰ上に設けた回折格子状で、かつ
スリット状のピンホールを通り、リレー１０、対物レン
ズ１１を透過した後、ミラーＭ１で投影光学系１３に導
かれる。投影光学系１３を透過した光はウエハー１上の
アライメントマーク２を照明する。

【００２２】照明されたアライメントマーク２の像は反
射光として今度は照明時と逆に投影光学系１３、ミラー
Ｍ１、対物レンズ１１、リレー１０を透過して、駆動可
能な楔形状プリズムＷＧＰ上の回折格子状で、かつスリ
ット状のピンホール近傍に一旦形成される。形成された
像は該ピンホールを透過することでｃｏｎｆｏｃａｌ検
出が行なわれる。楔形状プリズムＷＧＰを通過した光は
ビームスプリッタＰＢＳを透過してエレクター１５で正
立正像となり、光学像１４としてＣＣＤカメラ１６上に
形成される。光学像１４はＣＣＤカメラ１６で光電変換
され、光束画像処理電子回路を含むコンピュータ５１に
取り込まれて画像処理を受け、アライメントマーク２の
位置が検出される。

【００２３】回折格子状でスリット状のピンホールの形
成された楔形状プリズムＷＧＰの楔はコマ収差を発生さ
せる。図１では該コマ収差を補正するべく、楔形状プリ
ズムＷＧＰと合わせると平行平板となる効果をもつ楔形
状プリズムＷＧＰと逆の傾きを持つ楔型プリズムＣＰを
配置している。楔形プリズムＣＰは楔形状プリズムＷＧ
Ｐで発生するコマ収差を打ち消す量のコマ収差を発生さ
せ、全体として収差を補正している。

【００２４】また、楔形状プリズムＷＧＰの楔による非
点収差の発生が無視できない場合には、逆の非点収差を
発生させる素子、例えば２枚の平行平面板を傾けて挿入
する等の補正を行なう。

【００２５】楔形状プリズムＷＧＰの駆動時の姿勢精度
が問題となるときはアライメントスコープＡＳ内に基準
マークＳＭを配置する。基準マークＳＭは専用照明系３
２により照明され、光学系３１、基準マーク投影光学系
等によりウエハー１の像と同じＣＣＤカメラ１６上の光
電変換面に結像される。基準マークＳＭの光路はウエハ
ー１のアライメントマーク２からの光路と楔形状プリズ
ムＷＧＰに入射する前に合成されるため、楔形状プリズ
ムＷＧＰの姿勢が基準マークＳＭとウエハー１と同じ影
響を与える。このため基準マークＳＭを基準にしてウエ
ハー１のアライメントマークを計測すれば、楔形状プリ
ズムＷＧＰの姿勢精度は自動的にキャンセルされる。

【００２６】図１１は回折格子状でスリット状のピンホ
ールを持つ駆動可能な楔形状プリズムＷＧＰのパターン
構成の一実施例である。回折格子状でスリット状のピン
ホール部ＧＷＡの上下には基準マークＳＭの像を透過さ
せる透明部ＳＭＷ１、ＳＭＷ２のパターニングが行なわ
れる。図１１のような構成をとることにより、ウエハー
１上のアライメントマークをｃｏｎｆｏｃａｌ検出して
も、基準マークＳＭの結像光束は透明部ＳＭＷ１、ＳＭ
Ｗ２をｃｏｎｆｏｃａｌ検出ではなく、通常の結像光束
として透過する。

【００２７】このように対象により楔形状プリズムＷＧ
Ｐに形成されたパターンを空間的に分離することで、基
準マークＳＭの位置計測をｃｏｎｆｏｃａｌ検出用のピ
ンホール部ＧＷＡに影響されずに、高精度に行なうこと
ができる。

【００２８】次に図１におけるウエハー１の駆動方式に
ついて説明する。ウエハー１はウエハーチャック２１上
に置かれている。ウエハーチャック２１は駆動手段であ
るθ−Ｚステージ２２上に構成され、ウエハー１をチャ
ック表面に吸着することにより、各種振動に対してウエ
ハー１の位置がずれないようにしている。θ−Ｚステー
ジ２２はチルトステージ２３上に構成され、ウエハー１
を投影光学系１３の光軸方向であるフォーカス方向に上
下動させている。

【００２９】チルトステージ２３はレーザ干渉系２６で
制御するＸ−Ｙステージ１８上に構成され、ウエハー１
の反りを投影光学系１３の像面に対して最小になるよう
に補正している。また、チルトステージ２３独自でフォ
ーカス方向に駆動することも可能となっている。Ｘ−Ｙ
ステージ１８はチルトステージ２３上に構成したバーミ
ラー２５とレーザ干渉系２６により駆動量をモニターさ
れている。なお、レーザ干渉計２６は回線を通じてコン
ピュータ５１にＸ−Ｙステージ１８の駆動量に関する計
測値を転送する。フォーカス検出系２９及び３０はフォ
ーカス以外に投影光学系１３の像面に対するウエハーの
各ショットの面の傾きも検出し、該検出結果を用いてチ
ルトステージ２３の傾きを補正する。フォーカス検出系
３０はウエハー１のフォーカス測定後、回線を通じてコ
ンピュータ５１に計測値を転送する。

【００３０】図５、図６、図７、図８は本発明の位置検
出の原理図である。図５は駆動可能な回折格子状でスリ
ット状のピンホールを持つ楔形状プリズムＷＧＰの初期
状態を、また図６はアライメントスコープＡＳの光軸方
向に該プリズムＷＧＰがΔ移動後の光路長と物理長を示
す。この時楔形状プリズムＷＧＰはアライメントスコー
プの光軸方向に対して斜めに駆動されることが特徴であ
る。

【００３１】図５においてウエハー１のｃｏｎｆｏｃａ
ｌ検出する面の像は楔形状プリズムＷＧＰ上の回折格子
状でスリット状のピンホールのマーク部ＧＷＡと一致し
ている。図６では回折格子状でスリット状のピンホール
の付いた楔形状プリズムＷＧＰがアライメントスコープ
ＡＳの光軸方向にΔ移動しているため、ウエハー１のｃ
ｏｎｆｏｃａｌ検出する面は、楔形状プリズムＷＧＰ上
の回折格子状でスリット状のピンホールＧＷＡからウエ
ハーまでの結像倍率の自乗にΔを掛けた量だけ図５と変
わっている。ウエハー１の検出面の像は格子状マーク部
ＧＷＡの位置に形成されているため、楔形状プリズムＧ
ＷＡからＣＣＤカメラまでの光路長を図５と図６で同じ
とすることにより、本発明の目的が達成される。

【００３２】図５で回折格子状でスリット状のピンホー
ルＧＷＡを持つ楔形状プリズムＷＧＰのアライメントス
コープＡＳの光軸上の厚さをｄ０、図６での楔形状プリ
ズムＷＧＰの光軸上の厚さをｄ０＋ｄとする。よって図
６で楔形状プリズムＷＧＰは配置上ではｄだけ厚くなっ
たこととなる。この時、光路長を同じとするにはｄ０／Ｎ＝（ｄ＋ｄ０）／Ｎ＋Δ０（１）の式を満たす必要がある。ここでＮは楔形状プリズムＷ
ＧＰの材質の屈折率、Δ０は移動前後の光軸上での楔形
状プリズムＷＧＰの格子状マーク部ＧＷＡの反対面ＲＧ
ＷＡの移動量、Δは格子状マーク部ＧＷＡの移動量であ
る。

【００３３】一方、図５の楔形状プリズムＷＧＰの格子
状マーク部ＧＷＡの反対面ＲＧＷＡから図６に移動した
状態の楔形状プリズムＷＧＰの格子状マーク部ＧＷＡま
での実際の物理的な長さの関係からｄ０＋Δ＝ｄ＋ｄ０＋Δ０（２）となる。（１）、（２）よりｄとΔの関係としてｄ＝ＮΔ／（Ｎー１）（３）が導かれる。

【００３４】（３）を満たすように楔形状プリズムＷＧ
Ｐ設定することにより、楔形状プリズムＷＧＰをΔ移動
しても光路長が変化せず、回折格子状でスリット状のピ
ンホールの位置、従って光軸方向の検出位置を変えるこ
とができる。

【００３５】図７は図５の状態における検出光学系全体
の光路図、図８は図６の状態における検出光学系全体の
光路図である。また図７は検出面の位置で言えば図３
に、図８検出面の位置で言えば図４の検出状態に対応し
ている。図７、図８から明らかなように、検出位置を光
軸方向に対して変えたにもかかわらず、ｃｏｎｆｏｃａ
ｌで高コントラストな検出が可能である。

【００３６】上記までのアライメントの実施形態では、
投影光学系を介したＴＴＬオフアキシスアライメント方
式で説明を行なってきたが、本発明はそれに限定される
ものではない。たとえばＴＴＬオンアキシスアライメン
ト方式や、ＮＯＮ−ＴＴＬオフアキシスアライメント方
式も同じように適用可能で本発明の目的を達成すること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、計
測範囲が検出光学系により静的に定まる深度外であって
も、楔形状プリズムの斜め移動の効果で回折格子状でス
リット状のピンホールと撮像素子であるＣＣＤカメラの
結像関係が保たれるため、コントラスト低下を発生させ
ずに高精度にウエハーのアライメントマークの立体形状
を検出できるため、該検出に基づいた位置検出装置が可
能となった。

【００３８】本発明になる楔形状プリズムの移動は一つ
のアクチュエータしか必要でないため、他方式のように
２つのアクチュエータ間の制御を高精度に行なう必要が
ないため、簡単な構成で、精度の高い検出を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の要部概略図、

【図２】従来のｃｏｎｆｏｃａｌ検出系の要部概略図、

【図３】従来の検出系で観察面が深度内の場合を示す
図、

【図４】従来の検出系で観察面が深度外の場合を示す
図、

【図５】本発明の特徴である回折格子状のスリット状ピ
ンホールを有する楔形状プリズムＷＧＰの断面図、

【図６】本発明の原理図でＷＧＰがΔ移動した状態を示
す図、

【図７】本発明の図３に対応する状態を示す図、

【図８】本発明の図４に対応する状態を示す図、

【図９】Ｃｏｎｆｏｃａｌ検出で物体の上部を検出する
状態を示す図、

【図１０】Ｃｏｎｆｏｃａｌ検出で物体の下部を検出す
る状態を示す図、

【図１１】回折格子状のスリット状ピンホールのパター
ニング例、

【図１２】光路長調節を平行平板の切り換えで行なう検
出系の例、

【図１３】光路長調節を駆動ミラーで行なう検出系の
例。

【符号の説明】

１ウエハー、２アライメントマーク、４照明光学系、５露光光源、８アライメント照明光学系１０リレーレンズ、１１対物レンズ、１２レチクル、１３縮小投影光学系、１５エレクター、１６ＣＣＤカメラ、１８ＸＹステージ、２１ウエハーチャック、２２ θ−Ｚステージ、２３チルトステージ、２５バーミラー、２６レーザー干渉計、２９フォーカス計測系（投光系）、３０フォーカス計測系（検出系）、３１基準マークＳＭ照明光学系、３２光学系、４０Ｈｅ−Ｎｅレーザー、４１Ｈｅ−Ｎｅレーザーからの光、４２ファイバー、ＣＣＤＡＣＣＤカメラの受光範囲、ＣＰコマ収差補正プリズム、ＧＰ駆動可能な回折格子状のスリット状ピンホールを
もつ平行平板、ＧＷＡ回折格子状のスリット状ピンホール部、ＭＭ光路長補正用の駆動ミラー、ＭＰ光路長補正用の厚さの異なる平行平板群、ＰＢＳビームスプリッタ、ＳＭ基準マーク、ＳＭＷ１、ＳＭＷ２基準マークＳＭからの光の透過
部、ＷＧＰ楔形状プリズム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察物体の位置を検出光学系により検出
する位置検出装置において、該検出光学系内の観察物体
の像面近傍に回折格子状で、かつスリット状のピンホー
ルを配置し、該ピンホールを介して前記物体を照明する
とともに、前記物体からの反射光を再び該ピンホールを
介して検出する際、該ピンホールの位置にかかわらず該
ピンホールと検出面の結像関係が保たれるように構成し
たことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】前記ピンホールが楔形状プリズム上に形
成されていることを特徴とする請求項１記載の位置検出
装置。
【請求項３】前記楔形状プリズムを光軸に対し斜め方
向に移動させることにより、前記物体の形状を計測する
ことを特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
【請求項４】前記楔形状プリズムにより発生する収差
を補正する光学素子を該検出光学系内に配したことを特
徴とする請求項３記載の位置検出装置。
【請求項５】前記光学素子が前記楔形状プリズムによ
り発生するコマ収差を補正する楔形状プリズムであるこ
とを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
【請求項６】前記光学素子が前記楔形状プリズムによ
り発生する非点収差を補正する２枚の平行平板であるこ
とを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
【請求項７】前記検出光学系に検出の基準位置を示す
基準マークを投影する基準マーク投影光学系を配置した
ことを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
【請求項８】前記基準マーク投影光学系の光路が、前
記物体からの反射光の光路と前記楔形状プリズムに入射
する以前に合成されることを特徴とする請求項７記載の
位置検出装置。
【請求項９】前記基準マークからの光束が前記楔形状
プリズムを透過することを特徴とする請求項８記載の位
置検出装置。
【請求項１０】前記基準マークからの光束と前記物体
からの光束が前記楔形状プリズム上で空間的に分離され
ていることを特徴とする請求項９記載の位置検出装置。
【請求項１１】前記基準マークからの光束は通常の結
像で検出し、前記物体からの光束はｃｏｎｆｏｃａｌ検
出することを特徴とする請求項７記載の位置検出装置。
【請求項１２】前記楔形状プリズムが該検出光学系に
対して斜め方向に移動することにより前記物体の立体形
状を検出することを特徴とする請求項３記載の位置検出
装置。
【請求項１３】前記楔形状プリズムの形状がその材質
の屈折率をＮ、移動前後の該検出光学系の光軸と直交方
向の移動量をΔ、該光軸における厚みの変化量をｄとし
たときｄ＝ＮΔ／（Ｎ−１）を満足していることを特徴とする請求項１２記載の位置
検出装置。
【請求項１４】請求項１〜１２記載のいずれか１項記
載の位置検出装置を搭載したことを特徴とする露光装
置。
【請求項１５】前記位置検出装置がＴＴＬオフアキシ
ス方式であることを特徴とする請求項１４記載の露光装
置。
【請求項１６】前記位置検出装置がＴＴＬオンアキシ
ス方式であることを特徴とする請求項１４記載の半導体
露光装置。
【請求項１７】前記位置検出装置がＮＯＮ−ＴＴＬオ
フアキシス方式であることを特徴とする請求項１４記載
の露光装置。
【請求項１８】観察物体の位置を検出光学系により検
出する位置検出方法において、該検出光学系内の観察物
体の像面近傍に回折格子状で、かつスリット状のピンホ
ールを配置し、該ピンホールを介して前記物体を照明す
るとともに、前記物体からの反射光を再び該ピンホール
を介して検出する際、該ピンホールの位置にかかわらず
該ピンホールと検出面の結像関係を保つようにしたこと
を特徴とする位置検出方法。
【請求項１９】前記ピンホールを楔形状プリズムに形
成し、該楔形状プリズムを該検出光学系に対して斜めに
移動させることにより前記物体の立体形状を観察するこ
とを特徴とする請求項１８記載の位置検出方法。
【請求項２０】前記物体の検出を、該検出光学系に設
けた基準マークを該楔形状プリズムを介して検出面に投
影し、該投影された基準マークを基準にして行なうこと
を特徴とする請求項１９記載の位置検出方法。
【請求項２１】前記基準マークの検出を通常の結像
で、前記物体からの光束の検出をｃｏｎｆｏｃａｌで検
出することを特徴とする請求項２０記載の位置検出方
法。
【請求項２２】前記楔形状プリズムにより発生する収
差を補正する光学素子を該検出光学系内に配したことを
特徴とする請求項２１記載の位置検出方法。