JPH08219718A

JPH08219718A - 面位置検出装置

Info

Publication number: JPH08219718A
Application number: JP7020326A
Authority: JP
Inventors: Toru Kawaguchi; 透川口
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的簡単な構成で、被検面上の広い範囲で
上下方向の位置（高さ）の分布、及び傾斜角の分布の少
なくとも一方を高精度に検出する。【構成】コヒーレント光源１からの平行光束ＬＢｉを
ウエハ５２の表面５２ａ上に斜めに照射し、表面５２ａ
からの反射光ＬＢｒを反射鏡３を介して光分割プリズム
４に導き、光分割プリズム４を透過した光束ＬＢｒ１
と、光分割プリズム４で反射されて反射鏡５で反射され
た光束ＬＢｒ２とを所定の交差角で撮像素子６の検出面
６ａ上で重畳する。両光束の干渉縞のピッチ、及び位相
より表面５２ａの傾斜角、及びＺ方向の位置を検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検面の高さ、及び／
又は傾きを検出する面位置検出装置に関し、例えば半導
体素子や液晶表示素子等の製造工程で使用される投影露
光装置に設けられるオートフォーカスセンサ、及び又は
レベリングセンサに適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子を製造するために、マ
スクとしてのレチクル上に形成された回路パターンの投
影光学系を介した像を、感光基板としてのウエハの各シ
ョット領域に転写する縮小投影型露光装置（ステッパ
ー）等の投影露光装置が使用されている。斯かる投影露
光装置では、解像度を高めるために開口数（N.A.）の大
きな投影光学系が用いられるため、許容される焦点範囲
が非常に狭くなっている。そこで、投影光学系の露光フ
ィールド全体に亘って、しかもウエハの各ショット領域
毎に鮮明な回路パターン像を転写するため、従来より投
影露光装置には、投影光学系の結像面に対する各ショッ
ト領域の焦点ずれを補正するオートフォーカス装置、及
びその結像面に対する角ショット領域の傾斜角のずれの
補正を行うオートレベリング装置が備えられている。

【０００３】そして、オートフォーカスを行うために投
影光学系の光軸方向のウエハの位置（焦点位置）を検出
する装置の一例として、本出願人による特開昭５６−４
２２０５号公報に開示されているような、被検面上に斜
めに投影したスリット像等を再結像する斜入射型のオー
トフォーカスセンサ（以下、「ＡＦセンサ」と呼ぶ）が
知られている。このＡＦセンサでは、被検面が上下する
と、再結像されたスリット像等の位置が受光光学系の光
軸と垂直な方向にずれることを利用して、このずれ量を
測定することにより被検面の焦点位置を検出している。

【０００４】また、オートレベリングを行うためにウエ
ハの各ショット領域の傾斜状態を検出する装置の一例と
して、本出願人による特開昭５８−１３７０６号公報に
開示されているような、コリメータ型のレベリングセン
サが知られている。このセンサでは、被検面上に斜めに
平行光束を照射し、その被検面から反射された平行光束
を例えば４分割受光素子上に集光し、その集光位置から
その被検面の傾斜角を検出している。

【０００５】一方、ウエハの表面上の少なくとも３点で
焦点ずれの補正を行えば、同時に傾斜角の補正も行われ
るため、ウエハの表面上の３個以上の計測点での焦点位
置を検出する多点のＡＦセンサを使用して、焦点ずれの
補正と傾斜角の補正とを同時に行う装置も提案されてい
る。その多点のＡＦセンサの一例としては、特開平１−
２５３６０３号公報において、被検面上に斜め方向から
部分的に共通化された投射レンズ系を介して３個以上の
光束を入射させるようにした面位置検出装置が開示され
ている。

【０００６】また、例えば特開平３−４０４１７号公報
において、可干渉光源からの光束を計測ビームと参照ビ
ームとに分けて、その計測ビームを被検面に照射し、そ
の被検面で反射された計測ビームと予め分離されている
参照ビームとを干渉させて干渉縞を形成し、この干渉縞
の情報から被検面の高さ、又は傾きを検出する干渉方式
の検出装置が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術の内で、斜入射型のＡＦセンサでは、被検面上の広い
範囲に亘る領域における上下方向の位置（高さ）の分布
の検出を同時に行うことができない不都合がある。但
し、上述の特開平１−２５３６０３号公報に開示されて
いる多点のＡＦセンサによれば、斜め方向から入射する
光束の数を増加させて計測点の個数を増加させることに
より、広い範囲の領域での上下方向の位置分布の検出を
行うことが可能である。しかしながら、この装置で計測
点の個数を増加させると、全体の光学系が複雑化すると
共に、各光束の間には或る程度の間隔が必要であるた
め、計測点の間隔を或る程度より狭くできないという不
都合がある。

【０００８】一方、従来の平行光束を照射する方式のレ
ベリングセンサでは、被検面上のその平行光束の照射領
域での平均的な傾斜角を検出できるが、その照射領域内
での傾斜角の分布を計測することはできないという不都
合があった。また、従来の干渉方式の高さ、又は傾きの
検出装置を、その特開平３−４０４１７号公報にも開示
されているように、投影露光装置におけるウエハの表面
の位置検出に適用すると、ウエハで反射された計測ビー
ムと予め分離された参照ビームとは長い距離に亘って別
々の光路上を進行することになる。このような場合、干
渉計測において一般に問題となる、空気の揺らぎ等の周
辺環境の変化の影響が生じてくる。空気の揺らぎについ
ては、従来、光路を密閉したり定常的な空気流を形成し
て外乱の影響を低減させる方法がよく利用されている。
しかし、この検出装置の場合、ウエハからの計測ビー
ム、及び参照ビームが共に、投影光学系による露光フィ
ールド上を通過するため、光路の密閉や完全な定常的な
空気流の形成は困難であり、計測結果に空気揺らぎによ
る誤差が混入する恐れがある。

【０００９】本発明は斯かる点に鑑み、比較的簡単な構
成で、被検面上の広い範囲で上下方向の位置（高さ）の
分布、及び傾斜角の分布の少なくとも一方を高精度に検
出できると共に、必要に応じてその被検面上の広い範囲
中の所定の部分的な領域に限定した測定をすることもで
きる面位置検出装置を提供することを目的とする。本発
明は更に、干渉方式に適用した場合に、２つの光束を発
生させる部分、及び２つの光束により干渉縞を形成する
部分よりなる光学系（干渉光学系）が、照明系や被検面
の上部を含まずにほぼ孤立した状態で構成でき、更にそ
の干渉光学系を小型化して分割された各光束が互いに近
接した領域を通過できると共に、容易にその干渉光学系
をほぼ密閉する等の処置が可能な面位置検出装置を提供
することをも目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による面位置検出
装置は、例えば図１に示すように、被検面（５２ａ）に
斜めに可干渉な位置検出用の光束（ＬＢｉ）を照射する
照射光学系（１，２）と、その被検面からの反射光より
第１光束（ＬＢｒ１）及び第２光束（ＬＢｒ２）を分離
する光束分割光学系（３，４）と、それら第１光束及び
第２光束を所定の角度で交差させて重畳する光束交差光
学系（４，５）と、この光束交差光学系によりそれら第
１光束及び第２光束を重畳して得られる干渉縞を光電変
換する光電検出手段（６）と、を有し、この光電検出手
段から出力されるその干渉縞の情報を担う信号に基づい
てその被検面の高さ、及び傾斜角の少なくとも一方を検
出するものである。

【００１１】この場合、被検面の高さ、及び傾斜角の検
出を行うときには、光束分割光学系（３，４）での反射
を含めて、その第１光束及びその第２光束の光電検出手
段（６）までのそれぞれの反射回数の偶奇を合わせるこ
とが望ましい。逆に、被検面の傾斜角のみの検出を行う
際には、その第１光束及びその第２光束の反射回数の偶
奇を逆にすることが望ましい。

【００１２】また、その被検面上の位置検出用の光束
（ＬＢｉ）の照射領域と光電検出手段（６）の受光面と
はほぼ共役であることが望ましい。また、例えば図９に
示すように、被検面（５２ａ）からの反射光より第３光
束（ＬＢｒ３）及び第４光束（ＬＢｒ４）を分離する第
２の光束分割光学系（２３，２４，２５）と、それら第
３光束及び第４光束をそれら第１光束及び第２光束の交
差方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に所定の交
差角で交差させて重畳する第２の光束交差光学系（２
５，２６）と、を設け、この第２の光束交差光学系によ
りそれら第３光束及び第４光束を重畳して得られる干渉
縞の情報に基づいてそれら第３光束及び第４光束の交差
方向での被検面（５２ａ）の傾斜角（θｘ）を検出する
ことが望ましい。

【００１３】

【作用】斯かる本発明によれば、被検面（５２ａ）から
の反射光を分離して得た２光束を干渉させて得られる干
渉縞の強度分布は、例えば図４の分布曲線（５９）のよ
うになる。例えば、第１光束及び第２光束の反射回数の
偶奇が等しい場合、その被検面の傾斜角が変化するか、
又は高さが変化すると、その干渉縞の強度分布はそれぞ
れ分布曲線（５９Ａ）のようにピッチが変化するか、又
は分布曲線（５９Ｂ）のように位相が変化する。即ち、
その干渉縞のピッチ及び位相が、それぞれ被検面の傾き
及び高さ（位置）に応じた情報を持っているので、その
干渉縞を光電変換し、そのピッチと位相を求めること
で、被検面の傾き及び高さを検出できる。

【００１４】但し、第１光束、及び第２光束の反射回数
の偶奇が異なるときには、被検面の高さが変化しても干
渉縞の位相は変化しないかあるいは変化量は小さくな
り、被検面の傾斜角が変化すると干渉縞のピッチの変化
は大きくなるため、被検面の傾斜角の変化を高感度に検
出できる。そのように干渉縞のピッチ、及び位相を求め
る際には、離散的フーリエ変換、とりわけ高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）を利用することにより、殆どリアルタイ
ムで高速に信号処理が実行されるため、被検面の傾き、
及び位置が高速に検出される。

【００１５】この場合、被検面上の所望の広い領域（例
えば投影露光装置に適用したときにはウエハ上のショッ
ト領域）に光束を照射し、その領域に対応した干渉縞の
ピッチ及び位相を検出することで、その広い領域の全体
としての傾き及び高さを検出できる。また、本発明では
被検面からの反射光を分割しているため、干渉縞を生成
するための光学系は小型化され、容易に密閉等を行うこ
とができる。従って、空気の揺らぎ等の周辺環境の変化
の影響を大きく低減できる。

【００１６】また、被検面（５２ａ）上の照明領域と光
電検出手段（６）の検出面とが光学的にほぼ共役な関係
にあるときには、その照明領域中の所望の部分的な領域
の傾き、及び高さを検出したいときには、その検出面上
の干渉縞中でその部分的な領域と共役な部分のピッチ、
及び位相を検出すればよい。次に、図９に示すように、
被検面（５２ａ）からの反射光より分離された光束の内
で、第１光束（ＬＢｒ１）及び第２光束（ＬＢｒ２）を
干渉させて例えばＸ方向に配列される干渉縞（２８）を
生成し、第２光束（ＬＢｒ３）及び第３光束（ＬＢｒ
３）を干渉させて例えばＹ方向に配列される干渉縞（２
９）を生成した場合、被検面（５２ａ）がＹ軸を中心に
角度θｙだけ傾斜すると干渉縞（２８）のピッチが変化
し、被検面（５２ａ）がＸ軸を中心に角度θｘだけ傾斜
すると干渉縞（２９）のピッチが変化することから、被
検面（５２ａ）の２次元的な傾斜角を検出できる。

【００１７】また、例えば図５に示すように、被検面
（５２ａ）上で反射された光束をミラー（１１）により
ほぼ同軸に繰り返し被検面（５２ａ）上で再反射させた
後、この反射光を分割して干渉させ干渉縞を検出する
と、被検面の傾きの検出感度が向上し（およそ被検面上
での反射回数倍）、より高い精度の傾き検出が可能とな
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明による面位置検出装置の種々の
実施例につき図面を参照して説明する。以下の実施例
は、半導体素子製造用のステッパー型の投影露光装置の
オートフォーカス、及びオートレベリング機構の焦点位
置検出系に本発明を適用したものである。

【００１９】［第１実施例］図１は本実施例の投影露光
装置の要部を示し、この図１において、露光時には不図
示の照明光学系からの露光光ＩＬのもとで、レチクル５
１のパターンが投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率
β（βは例えば１／４，１／５等）で縮小されて、フォ
トレジストが塗布されたウエハ５２の各ショット領域に
投影される。ここで、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行
にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行
にＸ軸を取り、図１の紙面に垂直にＹ軸を取る。

【００２０】ウエハ５２は、ウエハホルダ５４上に真空
吸着により保持され、ウエハホルダ５４はそれぞれＺ方
向に伸縮自在な３個の支点５６Ａ〜５６Ｃを介してＺレ
ベリングステージ５５上に載置され、Ｚレベリングステ
ージ５５は、Ｘ方向及びＹ方向にウエハ５２を位置決め
するためのＸＹステージ５７上に固定されている。ウエ
ハホルダ５４、Ｚレベリングステージ５５、支点５６Ａ
〜５６Ｃ、ＸＹステージ５７、及び不図示の回転テーブ
ル等からウエハステージ５３が構成されている。

【００２１】この場合、支点５６Ａ〜５６Ｃとしては、
機械的に例えば球体をＺ方向に移動させるカム機構、送
りねじ機構、又はピエゾ素子等が使用できる。Ｚレベリ
ングステージ５５内の駆動部において、それら支点５６
Ａ〜５６Ｃを同時に同じ量だけ伸縮させることによりウ
エハ５２をＺ方向に微動することができ、それら支点５
６Ａ〜５６Ｃを互いに独立に所定量だけ伸縮させること
によりウエハ５２を所望の方向に所望の角度だけ傾斜さ
せることができるようになっている。

【００２２】また、ウエハ５２のＸ座標及びＹ座標は不
図示のレーザ干渉計により常時計測され、計測値が制御
系８に供給され、制御系８は、供給された計測値に基づ
いて駆動系９を介してＸＹステージ５７の位置決め動作
を制御する。同時に制御系８は、後述のように検出され
るウエハ５２のＺ方向の位置（焦点位置）、及び傾斜角
に基づいて駆動系９、及びＺレベリングステージ５５内
の駆動部を介して支点５６Ａ〜５６Ｃの伸縮量を制御す
ることにより、オートフォーカス及びオートレベリング
を行う。

【００２３】さて、ウエハ５２の各ショット領域にレチ
クル５１上の回路パターンの像を良好に転写するには、
各ショット領域毎に投影光学系ＰＬの結像面に対して焦
点深度の範囲内に露光面を収める必要がある。そのため
には、被検面としてのウエハ５２の表面５２ａ内の露光
対象のショット領域上の各点の焦点位置を正確に検出す
る必要がある。そのための、本例の焦点位置検出系につ
き説明する。なお、図１の焦点位置検出系は、ウエハ５
２の表面５２ａ（被検面）上のＸ方向に沿った１次元の
計測方向での焦点位置、及び傾斜角を検出する検出系で
あり、実際にはＹ方向を計測方向とする同様の焦点位置
検出系（不図示）も設けられている。これら２つの検出
系により、その被検面上の焦点位置、及び２次元方向の
傾斜角が検出される。

【００２４】そのＸ方向を計測方向とする焦点位置検出
系において、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源等のコヒーレント光
源１から、ウエハ５２上のフォトレジストに対する感光
性の弱い波長λ（波長λは、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ光
源の場合には６３３ｎｍ）の平行光束ＬＢｉが射出され
る。また、コヒーレント光源１の射出部には、それから
射出される平行光束ＬＢｉの断面形状を所望の大きさに
設定するためのビームエクスパンダ等も組み込まれてい
る。その平行光束ＬＢｉは、反射鏡２を介して投影光学
系ＰＬの光軸ＡＸに対して斜めに進行し、ウエハ５２の
表面５２ａ上に入射角θ_inで入射する。このとき、その
平行光束ＬＢｉの照射領域は、投影光学系ＰＬの露光フ
ィールドの中央部であり、且つ表面５２ａの法線方向と
光軸ＡＸとはほぼ平行である。また、入射角θ_inは後述
の理由により９０°に近い大きな角度にすることが望ま
しい。

【００２５】表面５２ａからの反射光ＬＢｒは、反射鏡
３により＋Ｚ方向に反射されて干渉光学系５８内の光分
割プリズム４に導かれ、光分割プリズム４を透過する光
束ＬＢｒ１と、光分割プリズム４で＋Ｘ方向に反射され
る光束ＬＢｒ２との２光束に分割される。そして、一方
の光束ＬＢｒ１は、光電検出手段としての例えば１次元
イメージセンサからなる１次元の撮像素子６の検出面
（撮像面）に入射する。また、他方の光束ＬＢｒ２は、
反射鏡５を介して撮像素子６の検出面上に光束ＬＢｒ１
と所定の角度ψで交差して重なるように入射する。その
検出面はほぼＺ軸に垂直であり、光束ＬＢｒ１の光軸と
光束ＬＢｒ２の光軸とがその検出面上で形成する平面は
ＸＺ平面に平行である。また、光分割プリズム４、反射
鏡５、及び撮像素子６より干渉光学系５８が構成され、
干渉光学系５８の全体が、ガラス製、又は金属板よりな
る遮風カバー６０で覆われている。但し、遮風カバー６
０の反射光ＬＢｒの通過部はガラス板、又は開口部とな
っている。

【００２６】本例の干渉光学系５８において、重畳され
た２つの光束ＬＢｒ１及びＬＢｒ２は、撮像素子６の検
出面上に、波長λと２光束のなす角度ψとに応じてほぼ
Ｘ方向に所定ピッチの干渉縞を形成する。この干渉縞
が、更に２光束と撮像素子６の検出面とがなす角度に応
じたピッチＰの干渉縞として撮像素子６で検出され、撮
像素子６の撮像信号が検出演算系７に供給される。検出
演算系７では、例えば高速フーリエ変換を適用してその
撮像信号を処理することにより、撮像素子６上の干渉縞
のピッチＰ及び位相φの情報を得た後、これらの情報に
基づいて表面５２ａのＺ方向の位置（焦点位置）ｈ、及
びＹ軸に平行な軸の回りでの傾き角αを求める。そし
て、検出演算系７で検出された表面５２ａの焦点位置
ｈ、及び傾き角αの情報が制御系８に送られ、並行して
不図示のＹ方向用の焦点検出系で得られる表面５２ａの
Ｘ軸に平行な軸の回りでの傾き角の情報も制御系８に送
られる。これらの情報に基づいて制御系８は駆動系９、
及びＺレベリングステージ５５内の駆動部を介して支点
５６Ａ〜５６Ｃの伸縮量を制御する。

【００２７】次に、本実施例における焦点位置ｈ及び傾
き角αの検出原理を図２〜図４を参照して説明する。図
２は、図１内の互いにコヒーレントなそれぞれ平行光束
よりなる２つの光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２が交差して干渉
縞が生じる様子を示し、この図２において、２つの光束
ＬＢｒ１，ＬＢｒ２は図２の紙面に平行な方向に進行
し、ξ軸上でそれら２光束の光軸が交差しており、且つ
図２の紙面内でそれら２光束のなす角を２等分する方向
がξ軸と垂直なη軸と一致しているものとする。なお、
２光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２は、実際には有限な大きさの
断面を持つ光束であるが、図２ではそれぞれの光軸を表
す直線で示されている。

【００２８】一般によく知られているように、互いにコ
ヒーレントな平行光束よりなる２つの光束が交差する場
合、その２光束が重ね合わされる領域に、２光束の進行
方向を２等分する方向（η軸方向）には強度変化がな
く、それと垂直な方向（ξ軸方向）に一定ピッチの定常
的な強度分布を持つ干渉縞が生じる。その干渉縞は、図
２では強度分布曲線５９で示すように、η軸及び点線上
で強度が極大となり、それらの中間の位置で強度が極小
となる。そして、その干渉縞のξ軸方向のピッチＰ
₀は、２光束の波長λ、及び２光束の交差角ψを用いて
次のようになる。

【００２９】Ｐ₀＝λ／｛２sin(ψ／２）｝（１）ここで、図１の撮像素子６の検出面６ａが、ξ軸に対し
て角度βだけ傾いているものとすると、撮像素子６で検
出される干渉縞のピッチＰは、次のようになる。

【００３０】Ｐ＝Ｐ₀／cos β （２）図１に戻り、ウエハ５２の表面５２ａが、入射する光束
ＬＢｉに対してＹ軸に平行な軸を中心として角度αだけ
傾斜したとする。この場合、図３（ａ）に示すように、
図１の表面５２ａからの反射光ＬＢｒは、元の光路に対
して角度２αだけ傾いた点線の光路Ｔ１に沿って進行す
る。このため、分割後の２つの光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２
もそれぞれ元の光束に対して同一の方向に角度２αで傾
いた点線の光路Ｔ２，Ｔ３に沿って進行し、２つの光束
が撮像素子６上でなす角度は変わらない。この現象は２
光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２に対して相対的に干渉縞の検出
面（撮像素子６の検出面）が角度２αだけ傾くことと等
価であるため、撮像素子６で検出される干渉縞のピッチ
は、（２）式に基づいた次式で表されるＰ’になる。

【００３１】Ｐ’＝Ｐ₀／cos(β±２α）（３）図４（ａ）は、図１のウエハ５２の表面５２ａが角度α
だけ傾斜したときの、撮像素子６の検出面６ａでの干渉
縞のＸ方向への強度分布Ｉ（Ｘ）の変化を示し、図４
（ａ）において、実線の強度分布曲線５９は図１の状態
で得られる干渉縞、点線の強度分布曲線５９Ａは、表面
５２ａが角度αだけ傾斜したときの干渉縞を表してい
る。この場合、干渉縞のピッチが変化するため、このピ
ッチの変化を測定すれば、表面５２ａの傾きの変化が検
出できることになる。

【００３２】次に、図１においてウエハ５２の表面５２
ａがＺ方向にｈだけ変位したとすると、表面５２ａから
の反射光ＬＢｒの光軸は、図３（ｂ）の点線の光路Ｔ４
で示すように、元の光路に対してその光軸と垂直な方向
に間隔ｄだけ平行移動する。その間隔ｄは、入射角θ_in
及び変位ｈを用いて、次のように表される。

【００３３】ｄ＝２ｈ・sin θ_in （４）同様に、図３（ｂ）において、分割後の２光束ＬＢｒ
１，ＬＢｒ２も、それぞれ点線の光路Ｔ５，Ｔ６で示す
ように、交差角を元の角度に保った状態で、元の光路に
対して同じ側にｄだけ平行移動する。図４（ｂ）は、図
１のウエハ５２の表面５２ａがＺ方向にｈだけ変位した
ときの、検出面６ａでの干渉縞の強度分布Ｉ（Ｘ）の変
化を示し、図４（ｂ）において、実線の強度分布曲線５
９は変位前の干渉縞、点線の強度分布曲線５９Ｂは変位
後の干渉縞を表している。このように、表面５２ａのＺ
方向への変位により、干渉縞の位相が変化する（干渉縞
がシフトする）が、この位相の変化量Δφは次のように
なる。

【００３４】 Δφ＝４πｈ・sin θ_in・cos β／Ｐ₀ （５）従って、この位相の変化量Δφを測定すれば、被検面の
Ｚ方向への変位ｈが検出できることになる。本実施例の
検出演算系７では、これら干渉縞のピッチ変化及び位相
変化を、検出した干渉縞の強度分布をフーリエ変換して
得られるスペクトル中の、ピッチＰ付近に相当するスペ
クトル情報から求める。この方法は、例えば”光学第
１３巻，第１号，５９頁〜６０頁（１９８４）”に詳し
く論じられているように、フーリエ変換法という干渉縞
の処理法の１つとして一般によく知られている。この方
法によると、干渉縞を光電変換して得られる電気信号
（撮像信号）の処理により、殆どリアルタイムと言われ
るほど短時間で高精度に干渉縞のピッチ及び位相の検出
が可能である。

【００３５】ところで、通常ウエハの面は感光材料の薄
い層（フォトレジスト層）で覆われている。本実施例で
も実質的にはこのフォトレジスト層の表面の面位置を検
出することになる。この場合、計測にコヒーレントな光
を利用しているため、フォトレジスト表面とフォトレジ
ストを透過してウエハ表面で反射する光との干渉が生じ
て悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、この干渉現象を
抑制する一手法として、上述したようにウエハ５２の表
面５２ａを照明する光束の入射角θ_inを９０°に近い大
きな角度として、フォトレジストを透過する光束を低減
することが望ましい。更に、複数の波長よりなる光束を
発生する光源手段を用いて、フォトレジスト層による干
渉の影響を補正する構成とすること等も有効である。

【００３６】また、図１に示すように、本実施例では反
射光ＬＢｒが２光束に分割されて干渉する部分である干
渉光学系５８が、ウエハ５２の表面５２ａ上の空間を含
まずに独立した構成を取っている。そのため、その干渉
光学系５８のほぼ全体を容易に遮風カバー６０で覆える
ようになっている。従って、干渉光学系５８内では空気
の揺らぎが極めて少なく、高精度に干渉縞を利用した計
測を行うことができる。

【００３７】更に、本例ではウエハ５２の表面５２ａに
平行光束ＬＢｉが照射されているため、撮像素子６の検
出面６ａ上に形成される干渉縞は、ほぼその表面５２ａ
の各部の位置に対応した情報を担っている。従って、平
行光束ＬＢｉで例えばウエハ５２上の露光対象のショッ
ト領域の全体を照明し、撮像素子６からの撮像信号を処
理して、撮像素子６上の干渉縞をＸ方向に細分化して得
られる各干渉縞のピッチ、及び位相をそれぞれ求めるこ
とにより、そのショット領域をＸ方向に横切るスリット
状の領域を大まかにＸ方向に分割して得られる各部の焦
点位置、及びＹ軸に平行な軸の回りの傾斜角を検出する
ことができる。

【００３８】また、上述実施例のコヒーレント光源１と
しては、例えば発振波長が安定化されたシングルモード
のレーザダイオード等も使用することができる。

【００３９】［第２実施例］本発明の第２実施例につき
図５及び図６を参照して説明する。本実施例は、被検面
の傾き検出の高感度化のために、被検面で光束を繰り返
し反射させるものであり、図５において図１に対応する
部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。

【００４０】図５は、本例の投影露光装置の要部を示
し、この図５において、コヒーレント光源１からの波長
λの平行光束ＬＢｉはハーフミラー１０（ハーフプリズ
ム等も可）に入射し、ハーフミラー１０で反射された平
行光束ＬＢｉは、ウエハステージ５３上に保持されたウ
エハ５２の表面５２ａ上に入射角θ_inで入射する。そし
て、表面５２ａからの反射光ＬＢｒは、反射鏡１１によ
りほぼ同軸に折り返すように反射されて反射光ＬＢｓと
して表面５２ａに戻り、表面５２ａで再度反射された反
射光ＬＢｔの内で、ハーフミラー１０を透過した反射光
ＬＢｔが反射鏡３で反射されて干渉光学系５８Ａに入射
する。

【００４１】干渉光学系５８Ａは、図１の干渉光学系５
８と対称な構成であり、干渉光学系５８Ａに入射した反
射光ＬＢｔは、光分割プリズム４で２光束に分割され、
この２光束が撮像素子６の検出面上にＸ方向に配列され
る干渉縞を形成する。即ち、本例では入射する平行光束
ＬＢｉが、ウエハ５２の表面５２ａで往復で２回反射さ
れている点が第１実施例と大きく異なっている。但し、
撮像信号６の撮像信号を処理するための検出演算系７、
及びステージ系等の構成は第１実施例と同様である。な
お、平行光束ＬＢｉの利用効率を高めるために、ハーフ
ミラー１０を偏光プリズムとして、コヒーレント光源１
と偏光プリズムとの間に偏光子を設け、偏光プリズムと
被検面あるいは被検面と反射鏡１１との間に１／４波長
板を設ける構成としてもよい。

【００４２】次に、本実施例における傾き検出の高感度
化の原理を図６を参照して説明する。図６は、図５のウ
エハ５２の表面５２ａと反射鏡１１との間の光路を示
し、この図６において、表面５２ａが傾いていなけれ
ば、入射する平行光束ＬＢｉは実線で示したような光路
を辿って、反射光ＬＢｒ、反射鏡１１での反射光ＬＢ
ｓ、そして表面５２ａでの反射光ＬＢｔとして射出され
る。この状態から表面５２ａが点線Ｔ７で示すように角
度αだけ傾くと、最初の反射光ＬＢｒは点線の光路Ｔ８
で示すように角度２αだけ傾き、反射鏡１１での反射光
ＬＢｓは点線の光路Ｔ９で示すように角度４αだけ傾斜
する。従って、反射光ＬＢｓの表面５２ａでの反射光Ｌ
Ｂｔは、点線の光路Ｔ１０で示すように、入射する平行
光束ＬＢｉの光軸に対して角度４αだけ傾いた光束とな
る。以下、この点線Ｔ１０に沿って反射される光束の干
渉縞を第１実施例と同様に検出すると、表面５２ａの傾
き角αに対応して、干渉光学系５８Ａ内の撮像素子６の
検出面での干渉縞のピッチは（３）式に対応する次式で
表されるピッチＰ”となる。

【００４３】Ｐ”＝Ｐ₀／cos(β±４α）（６）この式と（３）式との比較より明らかなように、この第
２実施例によれば、被検面の同じ傾き量に対して干渉縞
のピッチの変化量は増加し、傾き角の検出感度が向上す
る。同様な考察から、原理的には被検面上での繰り返し
の反射回数の増加に伴って検出感度が向上することが分
かる。しかし実用的には、光学系の構成上の問題や被検
面上での繰り返し反射に伴う検出点の移動等により、そ
の反射回数は制約を受けることになるため、その反射回
数は２回、又は３回程度が好ましい。

【００４４】［第３実施例］本発明の第３実施例につき
図７を参照して説明する。これに関して、第１実施例
（図１）では、干渉光学系５８内の第１の光束ＬＢｒ１
の反射回数は０回、第２の光束ＬＢｒ２の反射回数は２
回であり、両光束の反射回数は偶数回に統一されてい
る。これに対して、本実施例は干渉光学系内の両光束の
反射回数が奇数回に統一されている例であり、図７にお
いて図１に対応する部分には同一符号を付してその詳細
説明を省略する。

【００４５】図７は、本例の投影露光装置の要部を示
し、この図７において、ウエハ５２の表面５２ａからの
反射光ＬＢｒは、反射鏡３を経て干渉光学系５８Ｂに入
射する。干渉光学系５８Ｂ内において、Ｚ軸にほぼ平行
に上方に進む反射光ＬＢｒは、対物レンズ１２を経て計
測方向であるＸ方向に垂直な光分割面を持つハーフプリ
ズム１３によって、ハーフプリズム１３で反射される光
束ＬＢｒ１と、ハーフプリズム１２を透過する光束ＬＢ
ｒ２との２光束に分割される。そして、分割後の２光束
ＬＢｒ１，ＬＢｒ２は、互いに光軸が平行な状態で、そ
れぞれほぼＺ軸に平行に進行し、一方の光束ＬＢｒ１
は、平行平板ガラス１４に入射し、他方の光束ＬＢｒ２
は像回転プリズム１７に入射する。

【００４６】像回転プリズム１７の反射面はハーフプリ
ズム１３の光分割面に平行となっており、その反射面と
平行に光束ＬＢｒ２が入射し、像回転プリズム１７で１
回反射された光束ＬＢｒ２は、入射時と平行に射出され
て、レンズ１８を経て稜線を挟んで交差する２つの屈折
面を有するプリズム１６の一方の屈折面に入射する。一
方、平行平板ガラス１４を透過した光束ＬＢｒ１は、光
束ＬＢｒ２に平行にレンズ１５を経てプリズム１６の他
方の屈折面に入射する。そして、プリズム１６により対
称に屈折された２つの光束ＬＢｒ１及びＬＢｒ２は、撮
像素子６の検出面上で交差し、その検出面上に干渉縞が
形成される。従って、撮像素子６の撮像信号を処理する
ことにより、第１実施例と同様にウエハ５２の表面５２
ａの焦点位置、及び傾き角を検出できる。

【００４７】本例では、対物レンズ１２、及びレンズ１
５により、ウエハ５２の表面５２ａと撮像素子６の検出
面とがほぼ共役となっており、対物レンズ１２、及びレ
ンズ１８によっても、表面５２ａと撮像素子６の検出面
とがほぼ共役となっている。また、平行平板ガラス１４
は、分割後の２光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２の光路長を等し
くさせる補償板の役割を果たすもので、コヒーレント光
源１が十分に長い可干渉距離を有する光源である場合に
は、必ずしも配置する必要はない。逆に、本例では２光
束の光路長差を短くできるため、コヒーレント光源１と
して、例えばシングルモードで発振するレーザダイオー
ド、更にはマルチモードで発振するレーザダイオード等
をも使用できる。但し、レーザダイオードを使用する場
合、温度の安定化等により発振波長を所定の範囲内で安
定化する必要がある。

【００４８】また、図７の例では干渉光学系５８Ｂ内で
の、２つの光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２の反射回数をそれぞ
れ１回としているが、一般には奇数回あるいは偶数回に
統一すればよい。図１の第１実施例では、一方の光束に
反射部分がない、即ち一方の光束の反射回数が０回（偶
数回）であるため、２つの光束の反射回数は偶数回に統
一されている。

【００４９】逆に、このように反射回数を統一しない
と、本実施例では被検面（表面５２ａ）がＺ方向に移動
した場合、各光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２が互いに反対側へ
（離れる方向へ）横ずれするため、相対的に撮像素子６
の検出面がデフォーカスしたような状態となり、前述し
たような干渉縞のシフト（位相変化）が生じない。従っ
て、撮像信号から得られる干渉縞の位相変化もなくな
り、被検面の位置変化が検出できなくなる。但し、この
場合、被検面の傾きによる光束のふれ方向も互いに反対
向きとなるため、干渉縞のピッチの変化は反射回数を統
一する場合よりも大きくなり、被検面の傾き検出の感度
が向上する。このため、被検面の傾き角の検出だけを目
的とするならば、反射回数を奇数回あるいは偶数回に統
一しないほうが望ましい。

【００５０】［第４実施例］本発明の第４実施例につき
図８を参照して説明する。本例は、第３実施例と同様
に、被検面と干渉縞の検出面とを共役とし、被検領域中
で検出点を選択できる構成としたものである。更に、本
実施例は、干渉光学系内の瞳面（被検面に対するフーリ
エ変換面、即ち光束の絞られた面）上に空間フィルタを
設け、被検面あるいは種々の光学素子からの不要な回折
光や反射光を遮光してノイズ成分を低減するようにした
ものであり、図８において図７に対応する部分には同一
符号を付してその詳細説明を省略する。

【００５１】図８は、本例の投影露光装置の要部を示
し、この図８において、ウエハ５２の表面５２ａからの
反射光ＬＢｒは、反射鏡３を経てＺ軸にほぼ平行に干渉
光学系５８Ｃに入射する。干渉光学系５８Ｃ内におい
て、入射した反射光ＬＢｒは、対物レンズ１９、及び平
行平板ガラス２０を経てハーフプリズム１３により２光
束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２に分割される。そして、一方の光
束ＬＢｒ１は、平行平板ガラス１４を経て対物レンズ１
９の瞳面（フーリエ変換面）ＥＰ上に集光され、他方の
光束ＬＢｒ２は、像回転プリズム１７で１回反射されて
その瞳面ＥＰ上に集光される。その瞳面ＥＰ上には、ハ
ーフプリズム１３で２分割された光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ
２のみを通過させて、ウエハ５２の表面５２ａ上での回
折光や他の光学素子での不要な反射光等を遮光する空間
フィルタ２１が配置されている。空間フィルタ２１を通
過した２つの光束ＬＢｒ１，ＬＢｒ２は、結像レンズ２
２によりそれぞれ再び平行光束とされ、撮像素子６の検
出面上で重ね合わされて、干渉縞が形成される。

【００５２】このとき、被検面としての表面５２ａと撮
像素子６の検出面とは、対物レンズ１９及び結像レンズ
２２により光学的にほぼ共役な関係となっており、その
表面５２ａ上の検出領域中で所望の部分的な検出領域が
選択可能となっている。このとき、検出演算系７におい
ては、撮像素子６からの撮像信号の内で検出対象とする
部分領域に対応する部分的な撮像信号のみを取り出して
処理できるようになっている。なお、対物レンズ１９は
必ずしもハーフプリズム１３の被検面側に設ける必要は
なく、２光束に分割された後の各光束に対してそれぞれ
対物レンズを設けてもよい。但し、光学系をコンパクト
にまとめるためには分割前に配置することが望ましい。

【００５３】また、平行平板ガラス２０を、Ｙ軸に平行
な軸（ハーフプリズム１３の光分割面の法線、及びハー
フプリズム１３に入射する光束の光軸に垂直な軸）の回
りに回転することにより、ハーフプリズム１３から射出
される２光束のＸ方向の間隔を変更することができる。
従って、平行平板ガラス２０により、撮像素子６上に形
成される干渉縞のピッチを容易に調整できる。逆に、干
渉縞のピッチを変更する必要がなければ、平行平板ガラ
ス２０は必ずしも必要ない。

【００５４】更に、本例のように被検面（表面５２ａ）
と検出面とを共役にした場合、例えば被検面から検出面
への結像倍率を拡大倍率とすると、限られたピッチの画
素を持つ撮像素子に対して、検出精度が向上し、また部
分的な領域の検出を行う場合にはその検出できる領域の
空間分解能も向上することになる。一方、被検面から検
出面への結像倍率を縮小倍率とすると、信号処理上画素
ピッチの有効な範囲で、被検面の検出領域を拡大するこ
とが可能となる。なお、このような拡大倍率、縮小倍率
を随時に任意の倍率で設定できるように、対物レンズ１
９及び結像レンズ２２よりなる結像系をズームレンズで
構成することが有効である。

【００５５】［第５実施例］本発明の第５実施例につき
図９を参照して説明する。本実施例は、被検面の２次元
的な傾き角を検出できるようにしたものであり、図９に
おいて図１に対応する部分には同一符号を付してその詳
細説明を省略する。図９（ａ）は、本例のアライメント
装置の要部を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）の光学系を
Ｙ方向に見た正面図を示している。図９（ａ）におい
て、ウエハ５２の表面５２ａからの反射光ＬＢｒは反射
鏡３で反射され、Ｚ軸にほぼ平行に干渉光学系５８Ｄに
向かう。干渉光学系５８Ｄにおいて、入射した反射光Ｌ
Ｂｒは、２計測方向分岐用のハーフプリズム２３で２光
束に分岐される。図９（ｂ）に示すように、このハーフ
プリズム２３を透過した光束は、第１実施例と同様に、
光分割プリズム４によりＸＺ平面上で光束ＬＢｒ１，Ｌ
Ｂｒ２に分割され、一方の光束ＬＢｒ１、及び更に反射
鏡５で反射された光束ＬＢｒ２が、２次元イメージセン
サ等よりなる２次元の撮像素子２７の検出面上に所定角
度で交差するように入射して、その検出面上にＸ方向に
所定ピッチの干渉縞２８（図９（ａ）参照）が形成され
る。

【００５６】一方、ハーフプリズム２３で−Ｘ方向に反
射された光束は、反射プリズム２４において光束ＬＢｒ
１に平行となるようにＺ方向に反射され、光分割プリズ
ム２５に入射する。図９（ａ）に戻り、光分割プリズム
２５はＸ方向計測用の光分割プリズム４と同様の役割を
果たしており、反射プリズム２４からの光束をＹＺ平面
上でＹ方向計測用の２つの光束ＬＢｒ３及びＬＢｒ４に
分割する。そして、光分割プリズム２５を透過した光束
ＬＢｒ３と、光分割プリズム２５で反射された後、反射
鏡２６で反射された光束ＬＢｒ４とが、撮像素子２７の
検出面上で所定角度で交差し、その検出面上にＹ方向に
所定ピッチの干渉縞２９が形成される。その撮像素子２
７の撮像信号を処理することにより、Ｘ方向の干渉縞２
８のピッチ、及び位相、並びにＹ方向の干渉縞２９のピ
ッチが検出される。

【００５７】この場合、Ｘ方向の干渉縞２８の位相、及
びピッチによりそれぞれウエハ５２の表面５２ａのＺ方
向の位置（焦点位置）、及びＹ軸に平行な軸の回りの傾
き角θｙが算出される。また、Ｙ方向の干渉縞２９のピ
ッチより、その表面５２ａのＸ軸に平行な軸の回りの傾
き角θｘが算出される。即ち、Ｙ方向の干渉縞２９から
は、表面５２ａのＺ方向の位置の変化は検出できない。
しかし、表面５２ａのＺ方向の位置の変化は、Ｘ方向の
干渉縞２８の位相から検出されるため、特に不都合はな
い。

【００５８】なお、図９の実施例では２次元の撮像素子
２７を用いてＸ方向の干渉縞２８とＹ方向の干渉縞２９
とを同時に受光しているが、必ずしも２次元の撮像素子
２７を用いる必要はなく、例えば各計測方向の干渉縞を
それぞれ上述実施例のように１次元の撮像素子を用いて
受光してもよい。また、図９の干渉光学系５８Ｄは、第
１実施例の干渉光学系５８を利用して、その光学系中の
光束の一部を分岐して使用する構成であるが、他の実施
例で示した光学系を利用して、その中の光束の一部を分
岐して使用する構成を採用してもよい。

【００５９】また、以上の実施例では全て干渉縞のピッ
チと位相、即ち被検面の傾きと位置の変化とを同時に同
一の検出系で計測する例を示したが、それらを別々に検
出する構成を採ってもよい。その際には、前述したよう
に傾きの検出に関しては、２光束の反射回数を偶数回あ
るいは奇数回に統一しない構成として検出感度を向上さ
せることが有効となる。一方、位置の検出に関しては、
ヘテロダイン干渉法を利用して干渉縞の位相変化を測定
してもよい。

【００６０】更に、上記の実施例では投影露光装置の焦
点位置検出系に本発明を適用したものであるが、本発明
は、例えば投影機の試料面の検出装置等の様々な装置に
おいて、面の位置及び傾斜の検出系として利用され得る
ものである。また、ここで示した光学系の構成は、必要
に応じて相互に組み合わせて利用することが可能であ
る。このように、本発明は上述実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、第１光束、及び第２光
束の重畳により得られる干渉縞のピッチ及び位相が、そ
れぞれ被検面の傾き及び高さ（上下方向の位置）に応じ
た情報を担っているので、干渉縞の強度分布を信号処理
し、そのピッチの分布及び位相の分布を測定すること
で、比較的簡単な構成で被検面の傾き、及び高さの少な
くとも一方を高精度に検出できる利点がある。

【００６２】また、被検面上の所望の広い検出領域に対
して可干渉な光束を照射し、その領域に対応した干渉縞
を検出することで広い検出範囲の傾き、及び位置の少な
くとも一方の検出が可能である。この場合、例えば平行
光束を使用することにより被検面上の位置と干渉縞の各
部とは大まかに対応付けができるため、その干渉縞のピ
ッチの分布、及び位相の分布を検出することにより、そ
の広い検出領域の各部での傾き、及び高さの分布の少な
くとも一方を検出できる。

【００６３】更に、本発明では２つの光束を発生させる
部分、及び２つの光束より干渉縞を形成する部分よりな
る光学系（干渉光学系）が、照明系や被検面の上部を含
まずにほぼ孤立した状態で構成できるため、その干渉光
学系を小型化して分割された各光束が互いに近接した領
域を通過できるようにできる。更に、容易にその干渉光
学系をほぼ密閉する等の処置が可能であるため、空気揺
らぎ等の周囲の環境の影響を低減できる利点もある。

【００６４】この場合、特に第１光束及び第２光束の反
射回数の偶奇を合わせることにより、その被検面の傾
き、及び高さを同時に検出できる利点がある。また、被
検面と光電検出手段の受光面とが共役である場合、被検
面中の照明領域中の所望の部分的な領域について、選択
的に正確に傾き、及び位置の少なくとも一方を検出でき
る利点がある。

【００６５】次に、被検面からの反射光より第３光束及
び第４光束を分離して、これら第３光束及び第４光束を
第１光束及び第２光束の交差方向に直交する方向に交差
させて干渉縞を形成する場合には、その干渉縞のピッチ
情報より被検面上で第１光束及び第２光束の干渉縞から
得られる傾斜角の軸に直交する軸の回りの傾斜角を検出
できる利点がある。即ち、これにより被検面の２次元的
な傾斜角を検出できるようになる。

【００６６】また、被検面上に入射した光束をほぼ同軸
に繰り返し被検面上で反射させた後、この反射光を分割
して干渉させて干渉縞を検出すると、被検面での反射回
数に応じて被検面の傾きの検出感度が向上し、より高精
度で傾きが検出できる。また、被検面上で反射した光束
の光路中にその光束を集光させる光学系を設け、更にそ
の集光点近傍に微小な開口を付設すると、被検面上ある
いは種々の光学部品において発生する不要な回折光や反
射光が遮光され、干渉縞を検出する際のノイズ成分が除
去あるいは低減されるため、検出精度を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による面位置検出装置の第１実施例が適
用された投影露光装置の要部を示す構成図である。

【図２】第１実施例における被検面の高さ、及び傾き角
の検出原理の説明図である。

【図３】（ａ）は図１の被検面としての表面５２ａが傾
いた場合の各光束の光路のずれの様子を示す図、（ｂ）
は図１の表面５２ａがＺ方向に変位した場合の各光束の
光路の横ずれの様子を示す図である。

【図４】（ａ）は被検面が傾いた場合に生じる干渉縞の
ピッチ変化を示す図、（ｂ）は被検面が上下動したとき
の干渉縞の位相変化を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例が適用された投影露光装置
の要部を示す構成図である。

【図６】図５の実施例において、被検面としての表面５
２ａで２回反射を行うことにより、表面５２ａの傾き角
に対する検出感度が向上することの説明に供する図であ
る。

【図７】本発明の第３実施例が適用された投影露光装置
の要部を示す構成図である。

【図８】本発明の第４実施例が適用された投影露光装置
の要部を示す構成図である。

【図９】（ａ）は本発明の第４実施例の焦点位置検出系
の要部を示す斜視図、（ｂ）は図９（ａ）をＹ方向に見
た正面図である。

【符号の説明】

ＰＬ投影光学系１コヒーレント光源４光分割プリズム６１次元の撮像素子７検出演算系１０ハーフミラー１１反射鏡１３光分割プリズム１４，２０平行平板ガラス１６プリズム１７像回転プリズム１９対物レンズ２２結像レンズ２３光分割プリズム２４反射プリズム２５光分割プリズム２７２次元の撮像素子５２ウエハ５３ウエハステージ５８，５８Ａ〜５８Ｄ干渉光学系６０遮風カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検面に斜めに可干渉な位置検出用の光
束を照射する照射光学系と、前記被検面からの反射光より第１光束及び第２光束を分
離する光束分割光学系と、前記第１光束及び第２光束を所定の角度で交差させて重
畳する光束交差光学系と、該光束交差光学系により前記第１光束及び第２光束を重
畳して得られる干渉縞を光電変換する光電検出手段と、
を有し、該光電検出手段から出力される前記干渉縞の情報を担う
信号に基づいて前記被検面の高さ、及び傾斜角の少なく
とも一方を検出することを特徴とする面位置検出装置。
【請求項２】請求項１記載の面位置検出装置であっ
て、前記光束分割光学系での反射を含めて、前記第１光束及
び第２光束の前記光電検出手段までのそれぞれの反射回
数の偶奇を合わせることを特徴とする面位置検出装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の面位置検出装置で
あって、前記被検面上の前記位置検出用の光束の照射領域と前記
光電検出手段の受光面とはほぼ共役であることを特徴と
する面位置検出装置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の面位置検出装
置であって、前記被検面からの反射光より第３光束及び第４光束を分
離する第２の光束分割光学系と、前記第３光束及び第４光束を前記第１光束及び第２光束
の交差方向に直交する方向に所定の交差角で交差させて
重畳する第２の光束交差光学系と、を設け、該第２の光束交差光学系により前記第３光束及び第４光
束を重畳して得られる干渉縞の情報に基づいて前記３光
束及び第４光束の交差方向での前記被検面の傾斜角を検
出することを特徴とする面位置検出装置。