JP4005572B2

JP4005572B2 - 合焦位置検出方法、露光装置及び間隔測定方法

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Publication number: JP4005572B2
Application number: JP2004032135A
Authority: JP
Inventors: 大三天野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2024-02-09
Also published as: JP2005223264A

Description

本発明は、合焦位置検出方法及び露光装置に関し、特にアライメントマークを斜めから観測し、ピントの最も合っている位置を検出する合焦位置検出方法、及び合焦位置を検出する露光装置に関する。

下記特許文献１に、近接露光に適用されるマスクとウエハとの間隔の測定方法が開示されている。マスク及びウエハに形成されたアライメントマークを、斜めの光軸を有する観測装置で観測する。アライメントマークは、観測装置の光軸とマスク表面の法線とを含む平面に平行な方向に配列した複数の散乱箇所を有する。これらの散乱箇所で散乱された散乱光により、観測装置の受光受像面に像が形成される。これらの像は、散乱箇所の配列方向に対応して、複数の明るい点が配列したパターンを有する。

斜めから観測しているため、像を構成する複数の明るい点のうち、被写界深度内に位置する散乱箇所に対応する点が明瞭に現れ、ピントの合っている位置（合焦位置）から離れるに従って、明るい点がぼけてくる。マスク上のアライメントマークの像の最もピントの合っている位置と、ウエハ上のアライメントマークの像の最もピントの合っている位置との距離から、マスクとウエハとの間隔を求めることできる。２つの像の最もピントの合っている位置の間の距離を求める方法として、パターンマッチングが挙げられている。

特許第３３３３７５９号公報

マスクと観測装置との相対位置を固定し、マスクとウエハとの間隔を変化させると、マスク上のアライメントマークの像のパターンは変化しないが、ウエハ上のアライメントマークの像のパターンが変化する。このため、パターンマッチングによって、２つの像の最もピントの合っている位置の間の距離を測定する方法では、アライメントマークの形状変化に起因する像のパターンが変化や、背景の明るさの不均一さによってパターン間の相関値が低下しすることによる測定誤差が発生してしまう。

本発明の目的は、像のパターン変化や背景の明るさの影響を受けにくく、２つの対象物の間隔の測定精度を高めることができる間隔測定方法、及びその方法に利用される合焦位置検出方法を提供することである。さらに、本発明の他の目的は、２つの対象物の間隔の測定精度を高めた露光装置を提供することである。

本発明の一観点によると、（ａ）対象物の表面にＸＹ直交座標系を定義した時、該対象物に、Ｙ軸方向に配列した複数の散乱箇所を含むアライメントマークが形成されており、該対象物の表面の法線方向からＹ軸方向に傾いた光軸を有する観測装置で該アライメントマークを観測し、像を受光受像面上に形成する工程と、（ｂ）前記受光受像面上の、物体空間のＸ軸に対応する方向をｕ軸とするｕｖ直交座標系を定義した時、受光受像面上の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第１の波形を得る工程と、（ｃ）前記第１の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第１の波形を微分して、第２の波形を得る工程と、（ｄ）前記第２の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程とを有する合焦位置検出方法が提供される。

本発明の他の観点によると、転写すべきパターン及びアライメントマークが形成されたマスクを保持するマスク保持台と、前記マスク保持台に保持されたマスクからプロキシミティギャップを隔ててウエハが配置されるように、ウエハを保持するウエハ保持台と、前記マスク保持台に保持されたマスクを介して、前記ウエハ保持台に保持されたウエハを露光する露光用ビーム源と、前記マスクの表面にＸＹ直交座標系を定義した時、該マスクの表面の法線方向からＹ軸方向に傾いた光軸を有し、該マスクに形成されたアライメントマークを観測し、受光受像面上に像を形成する観測装置と、制御装置とを有し、該制御装置は、前記受光受像面上の、物体空間のＸ軸に対応する方向をｕ軸とするｕｖ直交座標系を定義した時、受光受像面上の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第１の波形を得る工程と、前記第１の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第１の波形を微分して、第２の波形を得る工程と、前記第２の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程とを実行する露光装置が提供される。

本発明のさらに他の観点によると、（ａ）第１の対象物の表面にＸＹ直交座標系を定義した時、該第１の対象物に、Ｙ軸方向に配列した複数の散乱箇所を含む第１のアライメントマークが形成されており、該第１の対象物からかある間隙を隔てて配置された第２の対象物に、Ｙ軸方向に配列した複数の散乱箇所を含む第２のアライメントマークが形成されており、該第１の対象物の表面の法線方向からＹ軸方向に傾いた光軸を有する観測装置で該第１及び第２のアライメントマークを観測し、像を受光受像面上に形成する工程と、（ｂ）前記受光受像面上の、物体空間のＸ軸に対応する方向をｕ軸とするｕｖ直交座標系を定義した時、前記第１のアライメントマークの像を含む領域の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第１の波形を得る工程と、（ｃ）前記第１の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第１の波形を微分して、第２の波形を得る工程と、（ｄ）前記第２の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程と、（ｅ）前記第２のアライメントマークの像を含む領域の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第３の波形を得る工程と、（ｆ）前記第３の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第３の波形を微分して、第４の波形を得る工程と、（ｇ）前記第４の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程と、（ｈ）前記工程ｄで求められた最もピントの合っている位置と、前記工程ｇで求められた最もピントの合っている位置とのｖ軸方向の距離から、前記第１の対象物と第２の対象物との間隔を求める工程とを有する間隔測定方法が提供される。

第１の波形にハイパスフィルタを適用するか、または第１の波形を微分することにより、第１の波形に重畳されている空間周波数の低い成分を除去することができる。これにより、アライメントマーク以外の要因に起因するバックグラウンドの明るさの不均一さの影響を排除することができる。バックグラウンドの影響を排除してアライメントマークに起因する像を観測することにより、そのピントの最も合っている位置の検出精度を高めることができる。ピントの最も合っている位置を高精度に検出できるため、第１の対象物と第２の対象物との間隔の測定精度を高めることができる。

図１に、本発明の実施例による近接露光装置の概略図を示す。実施例による位置合わせ装置はウエハ／マスク保持部１０、観測装置２０、及び制御装置３０を含んで構成されている。

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、移動機構１７及び１８を含んで構成されている。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の被露光面とマスク１２のウエハ側の面との間に一定の間隙（プロキシミティギャップ）が形成されるようにほぼ平行に配置される。電子ビーム近接露光を行う場合には、マスク１２としてステンシルタイプのものが用いられる。マスクメンブレンに設けられた開口部により、転写パターン及びアライメントマークが形成されている。

移動機構１７は、基準ベース１に固定され、ウエハ１１とマスク１２との被露光面内に関する相対位置が変化するように、ウエハ保持台１５を移動させることができる。移動機構１８は、ウエハ１１とマスク１２との間隔が変化するように、ウエハ保持台１５を移動させることができる。紙面の裏から表に向かってＸ軸、左から右に向かってＹ軸、被露光面の法線方向にＺ軸をとると、移動機構１７は、ウエハ１１とマスク１２の、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸の回りの回転方向（θ_Ｚ方向）に関する相対位置を調整し、移動機構１８は、Ｚ軸方向、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）の相対位置を調整する。

露光用ビーム源４３から電子ビーム４２が出射される。電子ビーム４２は、マスク１２を介してウエハ１１に照射される。

観測装置２０は、レンズ２２、ビームスプリッタ２３、光ファイバ２４、及び受光受像素子２９を含んで構成される。観測装置２０の光軸２５は、マスク１２の表面の法線方向からＹ軸の正の向きに傾いている。通常、マスク１２に４つのアライメントマークが形成されており、アライメントマークごとに観測装置が設置される。図１では、４つの観測装置のうち１つのみを代表して示している。他の１つの観測装置の光軸は、観測装置２０の光軸２５の傾斜方向とは反対向き（Ｙ軸の負の向き）に傾いている。残りの２つの観測装置の光軸は、それぞれマスク１２の表面の法線方向からＸ軸の正の向き及び負の向きに傾いている。

観測装置２０は、Ｘ方向ステージ２１Ｘ、Ｙ方向ステージ２１Ｙ、及び光軸方向ステージ２１Ａにより基準ベース１に支持されている。Ｘ方向ステージ２１Ｘ、Ｙ方向ステージ２１Ｙ、及び光軸方向ステージ２１Ａは、それぞれ観測装置２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び光軸２５に平行な方向に移動させる。これらのステージは、制御装置３０により制御される。

光ファイバ２４から出射した照明光がビームスプリッタ２３で反射して光軸２５に沿った光線束とされ、レンズ２２を通して被露光面に斜めから入射する。

ウエハ１１及びマスク１２に設けられたアライメントマークのエッジ（散乱箇所）で照明光が散乱される。散乱光のうちレンズ２２に入射する光が、レンズ２２で収束され、その一部がビームスプリッタ２３を透過して受光受像素子２９の受光受像面上に到達し、アライメントマークの像が形成される。受光受像面上への結像倍率は、例えば６０〜１００倍である。

受光受像素子２９の受光受像面に、受光画素が行列状に配置されている。各画素は、当該画素に照射された光の強度に応じて画素対応の画像信号を生成する。この画像信号は制御装置３０に入力される。

制御装置３０は、画像処理を行い、マスク１２のアライメントマークの像とウエハ１１のアライメントマークの像との相対位置情報を得る。

図２（Ａ）は、ウエハ上のアライメントマーク及びマスク上のアライメントマークの相対位置関係を示す平面図である。例えば、長方形パターンをＸ軸方向に３個、Ｙ軸方向に１４個、行列状に配列して各ウエハ上のアライメントマーク１３Ａ及び１３Ｂが構成されている。アライメントマーク１３Ａ及び１３Ｂで１つのアライメントマークが構成される。同様の長方形パターンをＸ軸方向に３個、Ｙ軸方向に５個、行列状に配置してマスク上の１つのアライメントマーク１４が構成されている。このように、アライメントマークは、少なくともＹ軸方向に等間隔で配列した複数の散乱箇所を含む。位置合わせが完了した状態では、マスク上のアライメントマーク１４は、Ｘ軸方向に関してウエハ上のアライメントマーク１３Ａと１３Ｂとのほぼ中央に配置される。

図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の一点鎖線Ｂ２−Ｂ２における断面図を示す。ウエハ上のアライメントマーク１３Ａ及び１３Ｂは、例えば被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。ウエハ１１の被露光面上にレジスト膜１１Ｒが形成されている。マスク上のアライメントマーク１４は、例えばＳｉＣ等からなるマスクメンブレンに形成された開口により構成される
図３は、エッジからの散乱光による受光受像面２９上の像のスケッチである。図３の横方向（ｕ軸方向）が図２（Ａ）のＸ軸方向に相当し、縦方向（ｖ軸方向）が図２（Ａ）のＹ軸方向に相当する。ウエハ上のアライメントマーク１３Ａ及び１３Ｂからの散乱光による像４０Ａ及び４０Ｂがｕ軸方向に離れて現れ、その間にマスク上のアライメントマーク１４からの散乱光による像４１が現れる。像４０Ａ及び４０Ｂと、像４１とは、ｖ軸方向に関して相互に異なる位置に現れる。

図２（Ａ）に示したように、マスク１２のアライメントマーク１４は、長方形パターンが５行３列に配置されている。各長方形パターンの手前のエッジと奥側のエッジで照明光が散乱されるため、アライメントマーク１４の像４１は、１０行３列の明るい点で構成される。ただし、ピントがずれた位置においては、これらの点がぼけて隣の点に連続する場合や、ほとんど点として観測されない場合がある。

像４０Ａ、４０Ｂ及び４１のｕ軸方向の位置を検出することにより、図２（Ａ）に示したウエハ上のアライメントマーク１３Ａ、１３Ｂと、マスク上のアライメントマーク１４とのＸ軸方向の位置情報を得ることができる。

次に、図４〜図７を参照して、本発明の実施例による合焦位置検出方法について説明する。以下、マスク上のアライメントマークの像４１の合焦位置の検出方法について説明するが、ウエハ上のアライメントマークの像４０Ａ及び４０Ｂの合焦位置も同様の方法で検出することができる。

ステップＳ１において、観測装置２０で得られた２次元画像信号の強度（光強度に対応）、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算し、１次元画像信号を得る。この積算により、図５（Ａ）に示すように、ｖ軸方向に関する信号波形が得られる。図５（Ａ）の縦軸は信号の強度を表す。像４１を構成する複数の明るい点に対応した振動波形Ａが現れる。実際には、像４１が現れている領域以外の領域の明るさに起因するバックグラウンド波形Ｂに、この振動波形Ａが重畳された波形が観測される。バックグラウンドの明るさは均一ではないため、バックグラウンド波形Ｂは、振動波形Ａに比べて緩やかな傾きをもった形状を示す。

ステップＳ２に進み、ステップＳ１で観測された波形にハイパスフィルタを適用する。空間周波数の低いバックグラウンド成分が除去され、像４１に起因する空間周波数の高い波形が取り出される。図５（Ｂ）に、ハイパスフィルタを通過した後の波形を示す。なお、ハイパスフィルタを適用する代わりに、観測された波形を微分してもよい。

像４１は、図３に示したように、アライメントマークの散乱箇所に対応して配列した複数の明るい点で構成される。最もピントのあっている位置では、明るい点が明確に現れ、その位置から離れるに従って、ぼけた点になる。ステップＳ１で観測された振動波形は、この明るい点のピッチに対応する空間周波数を持つ。ステップＳ２で適用するハイパスフィルタとして、この振動波形の空間周波数以上の周波数成分を通過させるものを用いる必要がある。また、この空間周波数よりも低い空間周波数成分を除去するハイパスフィルタを用いることが好ましい。

ステップＳ３に進み、ステップＳ２で得られた波形の各点の強度（縦軸の値）の絶対値をとる。図５（Ｃ）に、絶対値をとった後の波形を示す。図５（Ｂ）の波形の負の部分が正の部分に折り返された波形が得られる。なお、絶対値をとる代わりに、ステップＳ２で得られた波形の各点の強度を二乗してもよい。

ステップＳ４に進み、ステップＳ３で得られた波形の平滑化を行う。平滑化された波形を、図５（Ｃ）に破線で示す。例えば、絶対値をとった波形にローパスフィルタを適用することにより、平滑化を行うことができる。このローパスフィルタとして、例えば像４１の明るい点のピッチに対応する空間周波数以上の成分を除去する特性を有するものを用いる。

ステップＳ５に進み、ステップＳ４で平滑化された波形の最大値を求める。この最大値を与えるｖ座標が、最もピントの合っている位置と考えられる。最大値を求めるためには、例えば平滑化された波形を微分し、微分結果が０になる位置を求めればよい。なお、適宜補間演算を行って、位置精度を高めることが好ましい。

図５（Ｃ）に示した平滑化前の波形、または平滑化後の波形と、ガウス分布波形との相関層間演算を行うことにより、合焦位置を検出することもできる。相関係数が最大になる位置におけるガウス分布波形の中心のｖ座標を合焦位置と考えることができる。

上記方法と同様に、図３に示したウエハ上のアライメントマークの像４０Ａ及び４０Ｂの最もピントの合っている位置を検出することができる。図３に示すように、マスク上のアライメントマークの像４１の最もピントの合っている位置と、ウエハ上のアライメントマークの像４０Ａ及び４０Ｂの最もピントの合っている位置とのｖ軸方向の距離間隔をＷとする。

次に、図６を参照して、ウエハとマスクとの間隔を求める方法について説明する。マスク１２とウエハ１１とが、間隔δを隔てて平行に配置されている。観測装置２０の光軸２５と、マスク１２の表面の法線とのなす角をθとする。観測装置２０の受光受像面２９と共役な関係にある面を物面２７とする。すなわち、物面２７上の位置が、最もピントの合っている位置に対応する。物面２７とウエハ１１の表面との交線をＰ_０、物面２７とマスク１２の表面との交線をＰ_１とする。交線Ｐ_０とＰ_１との間隔が、図３に示した最もピントの合っている位置の間の距離Ｗに対応する。受光受像面上における距離Ｗが求まると、物体空間内の対応する距離Ｗが求まる。マスク１２とウエハ１１との間隔δは、

（数１）
δ＝Ｗ×ｓｉｎθ
と表される。

図１において、マスク１２とウエハ１１との間隔が測定されると、両者の間隔が目標値に近づくように移動機構１８を制御する。

上記実施例による方法では、図４に示したステップＳ２において、得られた波形のうち空間周波数の低い成分を除去する、バックグラウンドの明るさの変化による影響を軽減し、ピントの合っている位置をより正確に検出することができる。ピントの合っている位置の検出精度を高めることにより、マスク１２とウエハ１１との間隔を、より高精度に求めることができる。

ウエハ１１をウエハ保持台１５に載置した後に、マスク１２とウエハ１１との間隔を調整しても、通常ウエハ１１の表面にうねりがあるため、ウエハ上の各ダイとマスクとの間隔はダイごとにばらつく。ダイバイダイアライメントを行う際に、ダイごとに間隔の測定及び調整を行うことにより、アライメント精度を高めることができる。

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。

本願発明の合焦位置検出方法は、電子ビーム近接露光方法に限らず、Ｘ線近接露光方法や紫外線近接露光方法等の他の近接露光方法に適用することができる。さらに、アライメントマークを斜めから観測する場合に、合焦位置を検出する必要のある種々の用途に適用することができる。

本発明の実施例による露光装置の概略図である。ウエハ上のアライメントマークとマスク上のアライメントマークとの平面図である。マスク及びウエハの、アライメントマークが形成されている部分の断面図である。アライメントマークの像をスケッチした図である。実施例による合焦位置検出方法を示すフローチャートである。マスク上のアライメントマークの像の光強度を、ｖ軸方向に積算して得られた波形を示すグラフである。図５（Ａ）の波形にハイパスフィルタを適用して得られた波形を示すグラフである。図５（Ｂ）の波形の縦軸の各値の絶対値をとって得られた波形を示すグラフ、及びその波形にローパスフィルタを適用して得られた波形を示すグラフである。マスクとウエハとの間隔を求める方法を説明するための線図である。

符号の説明

１基準ベース
１０ウエハ／マスク保持部
１１ウエハ
１１Ｒレジスト膜
１２マスク
１３Ａ、１３Ｂウエハ上のアライメントマーク
１４マスク上のアライメントマーク
１５ウエハ保持台
１６マスク保持台
１７、１８移動機構
２０観測装置
２１ＸＸ方向ステージ
２１ＹＹ方向ステージ
２１Ａ光軸方向ステージ
２２レンズ
２３ビームスプリッタ
２４光ファイバ
２５光軸
２７物面
３０制御装置
４０Ａ、４０Ｂウエハ上のアライメントマークの像
４１マスク上のアライメントマークの像
４２電子ビーム
４３露光用ビーム源

Claims

（ａ）対象物の表面にＸＹ直交座標系を定義した時、該対象物に、Ｙ軸方向に配列した複数の散乱箇所を含むアライメントマークが形成されており、該対象物の表面の法線方向からＹ軸方向に傾いた光軸を有する観測装置で該アライメントマークを観測し、像を受光受像面上に形成する工程と、
（ｂ）前記受光受像面上の、物体空間のＸ軸に対応する方向をｕ軸とするｕｖ直交座標系を定義した時、受光受像面上の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第１の波形を得る工程と、
（ｃ）前記第１の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第１の波形を微分して、第２の波形を得る工程と、
（ｄ）前記第２の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程と
を有する合焦位置検出方法。
前記工程ａにおいて得られる像が、アライメントマークの散乱箇所に対応して、受光受像面上のｖ軸方向に第１のピッチで並んだ明るい点を含み、
前記工程ｃにおいて、少なくとも前記第１のピッチに対応する空間周波数以上の周波数成分を取り出す請求項１に記載の合焦位置検出方法。
前記工程ｄが、
（ｄ１）前記第２の波形の各点の値の絶対値をとるか、または各点の値を二乗した第３の波形を得る工程と、
（ｄ２）前記第３の波形に基づいて、最もピントの合っている位置を検出する工程と
を含む請求項１または２に記載の合焦位置検出方法。
前記工程ｄ２が、
前記第３の波形と、ガウス分布波形との相関演算を行う工程と、
相関層間演算結果に基づいて、最もピントの合っている位置を検出する工程と
を含む請求項３に記載の合焦位置検出方法。
前記工程ｄ２が、
前記第３の波形を微分し、微分結果が０になる位置を最もピントがあっている位置とする工程を含む請求項３に記載の合焦位置検出方法。
転写すべきパターン及びアライメントマークが形成されたマスクを保持するマスク保持台と、
前記マスク保持台に保持されたマスクからプロキシミティギャップを隔ててウエハが配置されるように、ウエハを保持するウエハ保持台と、
前記マスク保持台に保持されたマスクを介して、前記ウエハ保持台に保持されたウエハを露光する露光用ビーム源と、
前記マスクの表面にＸＹ直交座標系を定義した時、該マスクの表面の法線方向からＹ軸方向に傾いた光軸を有し、該マスクに形成されたアライメントマークを観測し、受光受像面上に像を形成する観測装置と、
制御装置と
を有し、該制御装置は、
前記受光受像面上の、物体空間のＸ軸に対応する方向をｕ軸とするｕｖ直交座標系を定義した時、受光受像面上の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第１の波形を得る工程と、
前記第１の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第１の波形を微分して、第２の波形を得る工程と、
前記第２の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程と
を実行する露光装置。
さらに、前記マスク保持台に保持されたマスクと、前記ウエハ保持台に保持されたウエハとの間隔が変化するように、前記マスク保持台またはウエハ保持台を移動させる移動機構を有し、
前記観測装置は、前記マスクに形成されたアライメントマークを観測すると共に、前記ウエハ保持台に保持されたウエハに形成されたアライメントマークを観測して、前記受光受像面上に像を形成し、
前記制御装置は、さらに、マスクのアライメントマークの像の最もピントの合っている位置と、ウエハのアライメントマークの最もピントの合っている位置との相対関係から、マスクとウエハとの間隔を求める工程を実行する請求項６に記載の露光装置。
前記制御装置は、求められたマスクとウエハとの間隔に基づいて、両者の間隔が目標値に近づくように前記移動機構を制御する請求項７に記載の露光装置。
（ａ）第１の対象物の表面にＸＹ直交座標系を定義した時、該第１の対象物に、Ｙ軸方向に配列した複数の散乱箇所を含む第１のアライメントマークが形成されており、該第１の対象物からかある間隙を隔てて配置された第２の対象物に、Ｙ軸方向に配列した複数の散乱箇所を含む第２のアライメントマークが形成されており、該第１の対象物の表面の法線方向からＹ軸方向に傾いた光軸を有する観測装置で該第１及び第２のアライメントマークを観測し、像を受光受像面上に形成する工程と、
（ｂ）前記受光受像面上の、物体空間のＸ軸に対応する方向をｕ軸とするｕｖ直交座標系を定義した時、前記第１のアライメントマークの像を含む領域の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第１の波形を得る工程と、
（ｃ）前記第１の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第１の波形を微分して、第２の波形を得る工程と、
（ｄ）前記第２の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程と、
（ｅ）前記第２のアライメントマークの像を含む領域の光強度を、ｖ座標ごとにｕ軸方向に積算して、ｖ軸方向に関する光強度分布を示す第３の波形を得る工程と、
（ｆ）前記第３の波形にハイパスフィルタを適用して、または該第３の波形を微分して、第４の波形を得る工程と、
（ｇ）前記第４の波形に基づいて、最もピントのあっているｖ軸上の位置を検出する工程と、
（ｈ）前記工程ｄで求められた最もピントの合っている位置と、前記工程ｇで求められた最もピントの合っている位置とのｖ軸方向の距離から、前記第１の対象物と第２の対象物との間隔を求める工程と
を有する間隔測定方法。