【事件の表示】
　特許第２８８６９５７号「自動焦点合せ装置」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８８６９５７号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　本件特許第２８８６９５７号は、平成２年９月６日に特許出願され、平成１１年２月１２日にその特許の設定登録がなされ、その後、異議申立人株式会社ニコンから特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年４月３日に意見書が提出され、再度の取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年８月２８日に訂正請求（後日取り下げ）がなされ、再々度の取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年１０月２７日に訂正請求がなされたものである。
１．１　異議申立ての概要
　異議申立人株式会社ニコンは、甲第１号証（SemiconducutorWorld　1984．5/P.59〜P.64）、甲第２号証（米国特許第4504144号明細書）、甲第３号証（特開昭58−122541号公報）、甲第４号証（特開昭60−130742号公報）及び甲第５号証（特開昭61−34941号公報）を提出し、本件請求項１に係る発明は、甲第１及び甲第２号証に基づいて当業者が容易に発明できたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、本件請求項１に係る発明の特許を取り消すべき旨主張している。
１．２　異議申立人株式会社ニコンが提出した甲第１〜甲第５号証の記載内容
１．２．１　甲第１号証の記載内容
　甲第１号証の第６２頁右欄最終行〜第６３頁左欄第１２行には「ダイバイダイでのスループットを向上させるための諸要素は、（１）ショット間移動・停止時間、（２）オートフォーカス時間、（３）オートアライメント計測・演算・判断時間、（４）オートアライメント駆動時間、（５）対物レンズミラー逃げ時間、（６）露光時間などである。（なお、甲第１号証の原文では、（１）〜（６）は丸数字の１ないし６で記載されている。）
　オートフォーカスは、ショット間の移動中に行ないアライメント中に確認するので、実質的にダイバイダイで、１ショットに要する時間は、ステップ移動時間とアライメント時間（含む対物ミラー逃げ）と露光時間の合計である。信号出力が安定して得られる場合は、約１秒である。このほかにウエーハ交換時間と、プリアライメント時間が必要で、４インチウエーハ３２ショットの場合、平均スループットは５０枚以上になる。」と記載されている。
１．２．２　甲第２号証の記載内容
　甲第２号証の第１欄第２４行〜第４５行には「このようなシステムにおいて、マスクを通過し、そしてウエハ上に光源を走査することによって、ウエハ全体がほぼ同時に露光される。このようなシステムで、これが同じくフォーカスと解像度に影響を与えるので、ウエハが規定された面から傾いていないことが重要である。しかしながら、このようなシステムにおいてウエハはほぼ全体が一度に露光されるので、ウエハ全体の傾きは、一度だけ、すなわちそれぞれの露光の前に、修正される。ステップアンドリピート投影システムでは、そのケースではない。このようなシステムでは、そのサブフィールドの露光の前に、それぞれのウエハのサブフィールドのために、フォーカスと傾きを修正することが実行可能である。本発明はこのようなシステムに関連している。
本発明の簡単な要約
本発明は、各々のサブフィールドの露光中及び露光の前に、ステップアンドリピート或いは類似のシステムで、連続的且つ自動的に焦点合わせとウエハの傾きの修正を行う装置に関するものである。」と記載され、第２欄第３９行〜第６８行には「値θｘとθｙは、サブフィールド１１ａのＸ軸とＹ軸に関する傾き誤差の程度を表す。この傾きは、ウエハ１１あるいはウエハを載置するテーブルの予め決定された焦点面からの変位の程度である。焦点面からサブフィールド１１ａが変位された距離は、可変的なｆによって表される距離である。３つのエラー信号θｘ，θｙ，ｆの代表な信号が利用可能であると仮定すれば、これらは、サーボモーターＺ１，Ｚ２，Ｚ３の３つのコマンドに変換されるだろう。これらの量のための代数式は以下で与えられる。
Ｚ１＝（Ｘ−ａｌｘ）θｙ＋（Ｙ−ａｌｙ）θｘ＋ｆ　　（１）
Ｚ２＝（Ｘ−ａ2ｘ）θｙ＋（Ｙ−ａ2ｙ）θｘ＋ｆ　　（２）
Ｚ３＝（Ｘ−ａ3ｘ）θｙ＋（Ｙ−ａ3ｙ）θｘ＋ｆ　　（３）
（なお、甲第２号証の原文においては、Ｚ１、Ｚ２及びＺ３にはアッパーラインが付されている。）
　この式はそれぞれのサブフィールドによって変化する変数Ｘ，Ｙの代表的な量を含む。更に定数 ａｌｘ、ａ2ｘ、ａ3ｘ、ａｌｙ、ａ2ｙとａ3ｙは同じく上記の式の一部を形成する。図２は、それぞれのサブフィールドに関する上記代数式の機能的な解決を提供しているシステムを図示する。
そうするにあたって、露光システムが、それぞれのサブフィールドを走査し、予定されたステッピング計画に従って、サブフィールドからサブフィールドヘステッピングする時に、それぞれのサブフィールドについての傾きとフォーカスの連続的な修正をサーボモ−タＺ１、Ｚ２とＺ３に対応するアクチュエ−タに与えるように、適切な入力をサーボモ−タＺ１、Ｚ２とＺ３に与えることを、図２の回路は示す」と記載され、第３欄第６０行〜第５欄第８行には「本発明のスルーザレンズ光学検出システム３５は、サブフィールドの周辺近傍の異なる３ヶ所においてフォーカスを測ることによってエラー信号θｘ、θｙとｆを得るように機能する。図３に示されるように、エリアａ，ｂとｃはその場所を描写している。場所ａ，ｂにおいてのフォーカスエラー信号間の相違は、Ｘ軸に関する傾きの測定値であり、θｘエラー信号を供給する。場所ｂ，ｃにおいてのフォーカスエラー信号間の相運は、Ｙ軸に関する傾きの測定値であり、θｙエラー信号を供給する。場所ａ，ｂ，ｃにおいてのフオーカスエラ−の和は、サブフィールド１１ａのフォーカスエラーの計測値であり、フォーカスエラー信号ｆを供給する。
　図４は、必要とされるエラー信号θｘ、θｙとｆを供給するために、場所ａ，ｂ，ｃから得られるフォーカスエラー信号を処理するための論理回路を示す。その論理回路は、エラー信号θｘを供給するために、フォーカスエラー信号ａとｂの相違をとるサブトラクタ３６と、エラー信号θｘを供給するために、フォーカスエラー信号ｂとｃの相違をとるサブトラクタ３７とを含み、そして、フォーカスエラー信号を供給するために、フォーカスエラー信号ａ，ｂ，ｃを加える加算回路３８を含む。
　図５は、フォーカスエラー信号ａ，ｂ，ｃを得ることに対して不可欠なコンポーネントを示す。それはレチクルあるいはマスク４１と、レチクルあるいはマスク４１上の像をウエハ１１上に、或いはウエハ１１内の選択されたサブフィールド１１ａ上により正確に焦点合わせする投影光学系４２との間の光路内に配置されたビームスプリッタ４０を含む。
レチクル４１上で、それらは、選択されたサブフィールド１１ａ上の場所ａ，ｂ，ｃと一致する場所において、交互に透過と不透過のラインから成るパターンが支配的になるように配置される。第２ビームスプリッタ４３は、このシステムの焦点面近傍に配置されている。
フォーカス検出器場所のそれぞれのために、それらは１対の線形アレイ検出器である。線形アレイ検出器は光の強度を代表する出力電圧信号を供給する。そして線形アレイ検出器は，よく知られているデバイスであり、そしてサニ−ベール（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ）、Ｃａｌｆ．のＲｅｉｔｃｏｎ社によって作り出されて、そして売られたタイプものである。
　他の検出器４５が焦点面の僅か前に配置されている間、各々のペアのうちの１つの検出器４５は、焦点面の僅か前に配置される。サブフィールドの上にその対応物のちょうど場所を考えると、エラーフォーカス信号は、光がレチクル４１を通って投影され、レチクル上の不透明と透明なラインパターンをサブフィールド１１ａ上の場所に一致するように、イメージングされた時、供給される。このパターンは、ビームスプリッタ４０とウエハから、ビームスプリッタ４３に反射される。ビームスプリッタ４３は、再び分割し、検出器４４、４５に送る。
１つの検出器がちょうど焦点面の後ろに置かれる、そして他がちょうど焦点面の前に置かれるので、検出器からのアウトプットはサブフィールド１１ａ上の場所のフォーカスエラー信号として機能する。
　例えば、レチクル４１からのラインパターンがウエハに対するフォーカスにある時、検出器４４と４５のイメージは、わずかに両方とも等しく且つ反対の方向に焦点位置からずれており、各々の出力信号は等しく且つ反対となる。
　しかしながら、ウエハがフォーカス位置からずれた時、１つの検出器からの出力は、他の検出器のそれが減少する間に、増加する。それで、システムはフォーカスエラーの大きさと方向の明確な指示を供給する。類似の方法でフォーカスエラー信号ｂとｃが供給される。
　３つのフォーカスエラー信号ａ，ｂとｃは、サブフィールドのフォーカスと傾きを修正するために図２の回路で使われるエラー信号θｘ、θｙ、は、図３を参照して上述したように処理される。加算回路３０、３１と３２からの出力は、サーボモーターＺ１、Ｚ２とＺ３のそれぞれに入力するように供給される。これらは式１、２、と３のＺ１、Ｚ２とＺ３によって表される量である。横線は、それらの関連づけられたサーボモーターからＺ量を区別するためにだけ使われる。
　加算回路３０、３１と３２からの出力は、エラー信号θａ，θｙとｆがサーボモーターＺ１、Ｚ２とＺ３を動かす。そしてサーボモーターＺ１、Ｚ２とＺ３は、ウエハサフフィールド各々に関するウエハ１１のフォーカスと傾きが零になるまで調整する。露光の後に、ステップアンドリピートシステムで、同じプロセスは次のサブフィールドのために繰り返される。」と記載されている。
１．２．３　甲第３号証の記載内容
　甲第３号証の第１図及び第２頁左上欄第６行〜第１４行には「図において、ウエハ１およびマスク２は、それぞれ両者のパターン合せを行なうために、テーブル３と４に搭載保持されており、さらにこのテーブル３と４は、エアベアリングガイド（図示省略）を介して左右に動作可能なように石定盤５上に搭載された走行テーブル６上に搭載されている（駆動部は図示省略）。投影光学系７，アライメント光学系８，ウエハ表面位置決め部９も石定盤５上に搭載されている。」と記載され、第３頁左上欄第１６行〜右下欄第２行には「第３図において、ウエハ表面位置決め機構を説明する。図において、２１は、ウエハ１の表面の複数個所の高さを非接触で計測する非接触変位計であって、第４図にも示すように、ガイドバー２３に対し、直動のローラガイド２４を介して取り付けられており、駆動部２５によって第４図に示す範囲２６を往復走査するようになっている。１３は搭載台であって、ウエハ１を空間１６に与えられる真空圧によって吸着固定し、周辺３ヶ所を支持する３ケの積層型電歪素子２０（２ヶ所のみ図示）を介して、テーブル３上に設置されている。この積層型電歪素子２０と、非接触変位計２１とは、Ａ／Ｄ変換器２８，コンピュータ２９，Ｄ／Ａ変換器３０，および電歪素子ドライバ３１とから成る搭載台制御回路によって連係され、非接触変位計２１の出力値に基いて積層型電歪素子２０を駆動し、搭載台１３の平行度を調整する。また走行テーブル６は、第４図に示すように、エアーパッド２７によってガイドされ、非接触変位計２１の移動方向２６にクロスするように（第４図紙面と垂直方向）移動する。このようにクロスする二つの動作によって、第５図に示すようにウエハ１の全面における変位を計測するようになっている。第６図はアライメント光学系を示したものであって、アライメント光学系８は、ハーフミラー１２，対物レンズ１１，ミラー３５，リレーレンズ３６，およびリニアイメージセンサ３３より構成され、ウエハの近似平面３２上の像が、リニアイメージセンサ３３上に結像されるようにこれらの構成要素は、組まれている。なお平面３４は投影光学系７により、マスクパターンが結像する平面である。以上のように構成した本実施例の作用を以下説明する。先ずウエハ表面位置決め部９において、第３図に示すように、非接触変位２１からの出力を、Ａ／Ｄ変換器２８で処理した後、コンピュータ２９に取り込み、ウエハ１の複数個所における高さを求める。このデータを基に、最小自乗法によってウエハ表面の近似平面３２を求め、これとあらかじめ求めておいたマスクパターン結像平面との差を計算し、これらを一致させるような各積層電歪素子２０の駆動量を算出する。以上をコンピュータ２９で処理し、Ｄ／Ａ変換器３０を介した後、電歪素子ドライバ３１に入力し、各積層電歪素子２０を駆動し、ウエハ１の表面と、あらかじめ求めておいたマスクパターン結像平面とを一致させる。」と記載され、第４頁左上欄第１９行〜右上欄第４行には「また、ウエハ表面の計測は、ウエハ表面の複数個所を測定できればよいのであるから、本実施例のように１ケの素子で走査計測するものに限定されるものではなく、第８図に示すように複数個の素子を取り付け、固定した構造であってもよい。」と記載されている。
１．２．４　甲第４号証の記載内容
　甲第４号証の第２頁右下欄第２０行〜第３頁左上欄第３行には「ウエハホルダー８はそのウエハ９を真空吸着するとともに、２次元移動ステージ（以下単にステージとする）７上に回転可能及び上下動可能に設けられている。」と記載され、第６頁右下欄第１３行〜第１９行には「また、ステージ７上のウエハホルダー８は回転駆動手段（以下、θ−ＡＣＴと呼ぶ）１０５によってステージ７に対して回転すると共に、上下動手段（以下Ｚ−ＡＣＴと呼ぶ）１０６によってステージ７の移動平面と垂直な方向（上下方向）に移動する。」と記載され、第７頁左上欄第１３行〜右上欄第８行には「焦点検出手段（以下、ＡＦＤと呼ぶ）１０８はウェハ９と投影レンズ６の間隔、又は基準マーク板ＦＭと投影レンズ６の間隔を検出して、投影レンズ６の焦点ずれ、すなわち投影レンズ６の結像面とウェハ９の表面（又は基準マーク板ＦＭの表面）との光軸方向のずれを検出するものである。このＡＦＤ１０８としては、ウェハ９の表面に斜めに光束を照射し、そこからの反射光がどの方向に生じるかを検出する方法によるもの、又はウェハ９にエアに吹きつけてそのエアの背圧の変化から検出する方法によるもの等が利用できる。そして検出された焦点ずれの量に応じてＺ−ＡＣＴ１０６を駆動することによってレチクルＲのパターン像がウェハ９上に合焦状態で投影される。尚、このＺ−ＡＣＴ１０６とＡＦＤ１０８とによって自動焦点調整手段が構成される。」と記載され、第１５頁左上欄第１４行〜第１８行には「また、上記各実施例ではステージ７の位置決め後、露光前に自動焦点調整を行うものとしたが、ステージ７が移動している間に同時に行なってもよく、さらに露光中に自動焦点調整を行なうようにしてもよい。」と記載されている。
１．２．５　甲第５号証の記載内容
　甲第５号証の第２頁右下欄第７行〜第１２行には「第２図はウエハＷ上に投影されたアパーチャＡＰを描いており、この様にウエハにはアパーチャＡＰで画定されたマスクの部分像が形成されるので、実際にはマスクＭとウエハＷを一体に、白抜き矢印方向に走査してマスクの全体像をウエハ上に転写する。」と記載され、第３頁右上欄第１８行〜左下欄第６行には「第５図に示す様に４つの受光面を独立検知できる受光素子上に点パターンの像が形成される様にし、
　出力＝（出力（１）＋出力（２））−（出力（３）＋出力（４））
の様な演算を行えば、出力零で合焦、出力の（＋）と（−）で非合焦とその方向を識別することができる。（なお、甲第５号証の原文では、（１）〜（４）は、丸数字の１〜４で記載されている。）
　なお、受光素子として二次元固体撮像素子を使用し、水平方向と垂直方向の積算出力を比較するなど検知手段は変形が可能である。」と記載され、第３頁右下欄第９行〜第１４行には「またＷＳはウエハ・ステージで、ウエハＷを吸着するチャックＣを具え、チャックＣは圧電素子積層の様な上下微調整器Ａに支持される。ＣＵは制御ユニットで、受光素子Ｄの出力に応答して上下微調整器Ａを駆動し、チャックＣを上下方向に移動する。」と記載され、第４頁右上欄第１９行〜左下欄第１８行には「第８図は他の実施例を説明するための図で、マスクの部分像を投影するアパーチャＡＰの手前数ｍｍの所に検出点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を設定する。この様にするとアパーチャがウエハＷ上を相対的に走査していく時、ウエハ上の各部位が露光される直前にピントずれを検知できる。アパーチャＡＰの中心と検知点までの距離及び走査速度は既知であるから、ウエハが丁度露光位置に来た時、ピントずれを補正することができる。…以上の構成によりウエハの走査中、連続的もしくは間欠的にピント調整をすることによりウエハ全体にピントの合った焼付けが実現できる。」と記載されている。
２．訂正の適否について
  本件訂正請求は、本件特許第２８８６９５７号の明細書（以下、「特許明細書」という。）を、本件訂正請求書に添付した訂正明細書のとおりに、訂正しようとするものである。
２．１　訂正事項
訂正事項ａ
　特許明細書の請求項１の「完了する段階とを有する」を「完了する段階とを有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行する」と訂正する。
訂正事項ｂ
　特許明細書第４ページ第１４行乃至同第５ページ第１２行の「この目的をための本発明の自動焦点合せ方法は完了する段階とを有する」を、「この目的をための本発明の自動焦点合せ方法は、複数の被露光領域を有する平板上物体を移動して、順次、前記複数の被露光領域を投影光学系の露光位置に位置付け、露光する投影露光装置に用いられる自動焦点合せ方法において、
　第１の被露光領域を前記露光位置に位置付け露光する段階と、前記第１の被露光領域を露光後、第２の被露光領域を前記露光位置に位置付けるために前記平板状物体を移動させる間に、前記投影光学系の焦平面に対する前記平板状物体の姿勢を検出し、検出結果に基づいた前記平板状物体の姿勢の調整を完了する段階とを有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行する」と訂正する。
訂正事項ｃ
　特許明細書第２４ページ２乃至６行の「上記各実施例では、ウエハー２の表面の面位置及び傾きを検出し、補正しているが、本発明は、ウエハー２の表面の面位置を検出し、補正するだけの装置や、逆にウエハー２の表面の傾きを検出し、補正するだけの装置にも、当然適用される。」を削除する。
２．２　訂正後の請求項１
「複数の被露光領域を有する平板上物体を移動して、順次、前記複数の被露光領域を投影光学系の露光位置に位置付け、露光する投影露光装置に用いられる自動焦点合せ方法において、
　第１の被露光領域を前記露光位置に位置付け露光する段階と、
　前記第１の被露光領域を露光後、第２の被露光領域を前記露光位置に位置付けるために前記平板状物体を移動させる間に、前記投影光学系の焦平面に対する前記平板状物体の姿勢を検出し、検出結果に基づいた前記平板状物体の姿勢の調整を完了する段階と
を有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行することを特徴とする自動焦点位置合せ方法。」
３．　訂正の適否
３．１　目的該当性等について
　上記訂正事項ａについては、特許明細書の請求項１の、「完了する段階とを有する」を、下位概念である「完了する段階とを有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行する」と訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮に当たる。
　また、上記訂正事項aは、出願当初の明細書又は図面に記載された事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
　上記訂正事項ｂについては、上記訂正事項ａに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明を整合させるものであるから、明りょうでない記載の釈明にあたる。
　また、上記訂正事項ｂは、出願当初の明細書又は図面に記載された事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
　上記訂正事項ｃについては、特許明細書の請求項１の訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明を整合させるものであるから、明りょうでない記載の釈明にあたる。
　また、上記訂正事項ｃは、実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
３．２　独立特許要件について
　異議申立人株式会社ニコンが提出した甲第１〜甲第５号証には、訂正後の本件請求項１に係る発明の特徴である、「姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行する」の構成（以下、「本件請求項１に係る発明の特徴的構成」という。）の記載又は当該構成の示唆がなく、さらに、訂正後の本件請求項１に係る発明が、上記本件請求項１に係る発明の特徴的構成を有することにより、「従来に比べ、短時間で合焦動作を行うことができ、ステッパーのスループットを向上させることができる」（特許明細書「［発明の概要］の項）という効果を有する。
　そうすると、訂正後の本件請求項１に係る発明は、甲第３号証〜甲第５号証に記載された発明を参照しても、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたとすることができない。
　また、平成１２年１０月１７日付け取消理由通知で指摘した請求項１の記載不備は、平成１２年１０月２７日付け訂正請求書において解消した。
３．３　訂正の適否の判断
　上記訂正事項ａ、ｂ及びｃは、上記３．１及び３．２のとおりであるから、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、同条第２項及び同条第３項の規定に適合する。
　従って、当該請求を認める。
４．特許異議申立てについての判断
４．１　本件請求項１に係る発明
　上記２．２に記載のとおり。
４．２　異議申立ての理由の概要
　上記１．１に記載のとおり。
４．２．１　本件請求項１に係る発明と甲各号証との対比、判断
　独立特許要件を判断した上記３．２のとおりであるから、本件請求項１に係る発明は、上記甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたとすることができない。
５．むすび
 したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　従って、本件請求項１に係る発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、特許法の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、上記のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年１０月３１日（２０００．１０．３１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　訂正事項ａは、特許請求の範囲の減縮を目的とし、訂正事項及びｃは、明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
訂正事項ａ
　特許明細書の請求項１の「完了する段階とを有する」を「完了する段階とを有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行する」と訂正する。
訂正事項ｂ
　特許明細書第４ページ第１４行乃至同第５ページ第１２行の「この目的をための本発明の自動焦点合せ方法は完了する段階とを有する」を、「この目的をための本発明の自動焦点合せ方法は、複数の被露光領域を有する平板上物体を移動して、順次、前記複数の被露光領域を投影光学系の露光位置に位置付け、露光する投影露光装置に用いられる自動焦点合せ方法において、
　第１の被露光領域を前記露光位置に位置付け露光する段階と、前記第１の被露光領域を露光後、第２の被露光領域を前記露光位置に位置付けるために前記平板状物体を移動させる間に、前記投影光学系の焦平面に対する前記平板状物体の姿勢を検出し、検出結果に基づいた前記平板状物体の姿勢の調整を完了する段階とを有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行する」と訂正する。
訂正事項ｃ
特許　明細書第２４ページ２乃至６行の「上記各実施例では、ウエハー２の表面の面位置及び傾きを検出し、補正しているが、本発明は、ウエハー２の表面の面位置を検出し、補正するだけの装置や、逆にウエハー２の表面の傾きを検出し、補正するだけの装置にも、当然適用される。」を削除する。
（５４）【発明の名称】
自動焦点合せ装置
（５７）【特許請求の範囲】
（１）複数の被露光領域を有する平板上物体を移動して、順次、前記複数の被露光領域を投影光学系の露光位置に位置付け、露光する投影露光装置に用いられる自動焦点合せ方法において、
　第１の被露光領域を前記露光位置に位置付け露光する段階と、
　前記第１の被露光領域を露光後、第２の被露光領域を前記露光位置に位置付けるために前記平板状物体を移動させる間に、前記投影光学系の焦平面に対する前記平板状物体の姿勢を検出し、検出結果に基づいた前記平板状物体の姿勢の調整を完了する段階と
を有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行することを特徴とする自動焦点位置合せ方法。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
　本発明は自動焦点合せ方法に関し、特に、半導体デバイス製造用の縮小投影露光装置（ステツパー）において、ウエハーステージ上に戴置された半導体ウエハーの各被露光領域を、縮小投影レンズ系の焦平面に合焦せしめる為に使用される自動焦点合せ方法に関する。
〔従来技術〕
　現在、超ＬＳＩの高集積化に応じて回路パターンの微細化が進んでおり、これに伴なってステツパーの縮小投影レンズ系は、より高ＮＡ化されて、回路パターンの転写工程におけるレンズ系の許容深度は狭くなっている。又、縮小投影レンズ系により露光するべき被露光領域の大きさも大型化される傾向にある。
　この様な事情を鑑みると、大型化された被露光領域全体に亘って良好な回路パターンの転写を可能にする為には、縮小投影レンズ系の許容深度内に、確実に、ウエハーの被露光領域（シヨツト）全体を位置付ける必要がある。
　これを達成する為には、ウエハー表面の、縮小投影レンズ系の焦平面、即ちレチクルの回路パターン像がフオーカスする平面に対する位置と傾きを高精度に検出し、ウエハー表面の位置や傾きを調整してやることが重要である。
　ステツパーにおけるウエハー表面の位置の検出方法としては、エアマイクロセンサを用いてウエハー表面の複数箇所の面位置を検出した結果に基づいてウエハー表面の位置を求める方法、或いは、ウエハー表面に光束を斜め入射させ、ウエハー表面からの反射光の反射点の位置ずれをセンサ上への反射光の位置ずれとして検出する検出光学系を用いて、ウエハー表面の位置を検出する方法が知られている。
　従来のステツパーは、ウエハーステージの変位量をレーザ干渉計により測定しながら、ウエハーステージをサーボ駆動により目標位置まで移動させることにより、ウエハー上の被露光領域を投影レンズ系の真下に送り込み、ウエハーステージ停止後、前述のような方法で被露光領域表面の面位置を検出し、被露光領域表面の位置を調整している。即ち、ウエハーステージの駆動−停止−面位置の検出−面位置の調整といった動作を順次行なっており、投影レンズ系の焦平面に被露光領域を合焦させるまでに費やす時間が比較的長く、装置のスループツトを落とす要因となっていた。
〔発明の概要〕
　本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は短時間で合焦動作を行なうことが可能な自動焦点合せ方法を提供することにある。
　この目的をための本発明の自動焦点合せ方法は、複数の被露光領域を有する平板上物体を移動して、順次、前記複数の被露光領域を投影光学系の露光位置に位置付け、露光する投影露光装置に用いられる自動焦点合せ方法において、
第１の被露光領域を前記露光位置に位置付け露光する段階と、前記第１の被露光領域を露光後、第２の被露光領域を前記露光位置に位置付けるために前記平板状物体を移動させる間に、前記投影光学系の焦平面に対する前記平板状物体の姿勢を検出し、検出結果に基づいた前記平板状物体の姿勢の調整を完了する段階とを有し、前記姿勢の調整を前記平板状物体を移動させる間に完了させるべく、目標位置に達する直前であって静止状態の姿勢とほぼ等しくなる時点、ないしその位置から目標位置までの移動の間前記検出の結果順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれる位置を通過する時点から前記姿勢検出を実行することを特徴とする。それにより、従来に比べ、短時間で合焦動作を行うことができ、ステツパーのスループツトを向上させることが可能となる。
　本発明において、検出器による検出に基づいて平板状物体の所定面を投影光学系の焦平面に合焦させる為には、周知の様々な方法が適用される。例えば、ステージを投影光学系の光軸方向に動かして所定面の面位置や傾きを調整する方法、投影光学系を光軸方向に動かしたり、投影光学系の焦点距離を変えたりして、焦平面の位置を調整する方法、などである。また、投影光学系の焦点距離（屈折力）を変える時には、投影用の光の波長を変更したり、投影光学系を構成するレンズ要素を光軸方向に動かしたり、投影光学系を構成する一対のレンズ要素間に空気室を設けて、この室の圧力を調整したりすれば良い。
　また、本発明における検出器には、前述のエアーセンサー、光学式センサーが使用できることはもちろんのこと、静電容量センサーや、他の形態の光学式センサー等、周知の各種センサーが使用される。尚、平板状物体の所定面の傾きを検出する為には、前述のエアーセンサーや光学式センサーを複数個用いて、所定面上の相異なる点に関する高さ（面位置）を測定したり、所定面上に平行光を照射し、所定面で反射した平行光を集光し、集光された光の光検出器への入射位置を測定したりする。
　本発明の幾つかの特徴と具体的な構成は、以下に示す実施例により明らかにされる。
〔実施例〕
　第１図は本発明の自動焦点合せ装置を備えた縮小投影露光装置の部分的概略図である。
　第１図において、１は縮小投影レンズ系であり、その光軸は図中ＡＸで示されている。縮小投影レンズ系１は不図示のレチクルの回路パターンを１／５に縮小して投影し、その焦平面に回路パターン像を形成する。又、光軸ＡＸは図中のＺ軸方向と平行な関係にある。２は表面にレジストが塗布されたウエハーであり、先の露光工程で互いに同じパターンが形成された、多数個の被露光領域（シヨツト）が配列してある。３はウエハー２を戴置するステージで、ウエハー２はウエハーステージ３に吸着され固定される。ウエハーステージ３はｘ軸方向に動くＸステージと、ｙ軸方向に動くＹステージと、Ｚ軸方向及びｘ、ｙ、ｚ軸方向に平行な軸のまわりに回転するＺステージで構成されている。又、ｘ、ｙ、ｚ軸は互いに直交する様に設定してある。従って、ウエハーステージ３を駆動することにより、ウエハー２の表面の位置を縮小投影レンズ系１の光軸ＡＸ方向及び光軸ＡＸに直交する平面に沿った方向に調整でき、更に焦平面即ち回路パターン像に対する傾きも調整できる。
　第１図における符番４〜１１は、ウエハー２の表面位置及び傾きを検出する為に設けた検出光学系の各要素を示している。４は発光ダイオード、半導体レーザなどの高輝度光源、５は照明用レンズである。光源４から射出した光は照明用レンズによって平行な光束となり、複数個のピンホールが形成されたマスク６を照明する。マスク６の各ピンホールを通過した複数個の光束は、結像レンズ７を経て折り曲げミラー８に入射し、折り曲げミラー８で方向を変えられた後、ウエハー２の表面に入射する。ここで結像レンズ７と折り曲げミラー８はウエハー２上にピンホールの像を形成している。複数個の光束は、第２図に示す様にウエハー２の被露光領域１００の中央部を含む５箇所（２１〜２５）を照射し、各々の箇所で反射される。即ち、本実施例ではマスク６にピンホールを５個形成し、被露光領域１００内で、その中央部を含む５箇所の測定点の位置を測定する。
　ウエハー２の各測定点で反射した光束は、折り曲げミラー９により方向を変えられた後、検出レンズ１０を介して２次元位置検出素子１１上に入射する。ここで、検出レンズ１０は結像レンズ７、折り曲げミラー８、ウエハー２、折り曲げミラー９と協力して、マスク６のピンホールの像を２次元位置検出素子１１上に形成している。従って、マスク６とウエハー２と２次元位置検出素子１１は互いに光学的に共役な位置にある。
　２次元位置検出素子１１はＣＣＤなどから成り、複数個の光束の素子１１の受光面への入射位置を各々独立に検知することが可能である。ウエハー２の縮小投影レンズ系１の光軸ＡＸ方向の位置の変化は、２次元位置検出素子１１上の複数の光束の入射位置のズレとして検出できる為、ウエハー２上の被露光領域１００内の５つの測定点４１〜４５における、ウエハー表面の光軸ＡＸ方向の位置が、２次元位置検出素子１１からの出力信号に基づいて検出できる。又、この２次元位置検出素子１１からの出力信号は信号線を介して制御装置１３へ入力される。
　ウエハーステージ３のｘ軸及びｙ軸方向の変位は基準ミラー１５とレーザ干渉計１４を用いて周知の方法により測定され、ウエハーステージ３の変位量を示す信号がレーザ干渉計１４から信号線を介して制御装置１３へ入力される。又、ウエハーステージ３の移動はステージ駆動装置１２により制御され、ステージ駆動装置１２は、信号線を介して制御装置１３からの指令信号を受け、この信号に応答してウエハーステージ３をサーボ駆動する。
　ステージ駆動装置１２は第１駆動手段と第２駆動手段を有し、第１駆動手段によりウエハー２の光軸ＡＸと直交する面内における位置（ｘ、ｙ）と回転（θ）とを調整し、第２駆動手段によりウエハー２の光軸ＡＸ方向の位置（ｚ）と傾き（φｘ，ｙ）とを調整する。
　制御装置１３は、２次元位置検出素子１１からの出力信号（面位置データ）を後述する方法で処理し、ウエハー２の表面の位置を検出する。そして、この検出結果に基づいて所定の指令信号をステージ駆動装置１２に入力する。この指令信号に応答して、ステージ駆動装置１２の第２駆動手段が差動し、第２駆動手段がウエハー２の光軸ＡＸ方向の位置と傾きを調整する。
　最初に、第２図に示す様に被露光領域１００内に５つの測定点２１〜２５を設定する。測定点２１は被露光領域１００のほぼ中央部にあり、面位置検出時には光軸ＡＸと交わる。又、残りの測定点２２〜２５は被露光領域１００の周辺部にあり、測定点２１がｘ−ｙ座標上の点（ｘ、ｙ）にあるとすると、各測定点２２〜２５の位置は各々（ｘ＋Δｘ、ｙ＋Δｙ）、（ｘ−Δｘ、ｙ＋Δｙ）、（ｘ−Δｘ、ｙ−Δｙ）、（ｘ＋Δｘ、ｙ−Δｙ）なる点にあることになる。又、被露光領域１００は第３図に示す様にウエハー２上にｘ軸及びｙ軸に沿って規則正しく並べられている。
　次に、ウエハーステージ３を目標位置まで移動させて、ウエハー２上の被露光領域（シヨツト）１００をレチクルパターンに位置合わせした時、被露光領域１００の各測定点２１〜２５上にマスク６の各ピンホールの像が投射されるように、第１図の検出光学系（４〜１１）のセツテイングを行なう。この時、被露光領域１００は縮小投影レンズ系１の真下（露光位置）に位置付けられており、測定点２１は光軸ＡＸと交差する。
　本実施例では、ウエハー２上の第１被露光領域１００ａが縮小投影レンズ系１の真下にくるようにウエハーステージ３を動かし、レチクルパターンに対して第１被露光領域１００ａを位置合わせする。位置合わせ終了前、ウエハーステージ３の移動中に検出光学系（４〜１１）により第１被露光領域１００ａの５つの測定点（２１〜２５）の面位置検出を行ない、２次元位置検出素子１１からの出力信号に基づいて制御装置１３内で各測定点の面位置データを形成する。
　制御装置１３は、この５個の面位置データＺｉ（ｉ＝１〜５）に基づいて第１被露光領域１００ａの最少自乗平面（の位置）を求め、この最小自乗平面とレチクルパターン像との光軸ＡＸ方向の間隔及びウエハー２の傾き方向と傾き量を算出する。尚、最少自乗平面の位置ｚは
を満たすものである。
　制御装置１３はこの算出結果に応じた指令信号をステージ駆動装置１２へ入力し、ステージ駆動装置によりウエハーステージ２上のウエハー２の光軸ＡＸ方向の位置と傾きが調整（補正）される。これによって、ステージ移動中に、ウエハー２の表面即ち第１被露光領域１００ａを縮小投影レンズ系１の最良結像面（焦平面）に位置付ける。その後、ウエハーステージ３の目標位置への移動が完了する。
　そして、この面位置の調整終了後、第１被露光領域１００ａを露光して回路パターン像の転写を行なう。
　第１被露光領域１００ａに対する露光が終了したら、ウエハー２上の第２被露光領域１００ｂが縮小投影レンズ系１の真下（露光位置）にくるようにウエハーステージ３を駆動し、上記同様、ステージ移動中における面位置検出と面位置調整、ステージ移動完了後の露光動作を実行する。
　第４図は、第１被露光領域１００ａ露光終了後、第２被露光領域１００ｂが縮小投影レンズ系１の真下（露光位置）へくるようにウエハーステージ３を駆動した時の５つの測定点２１〜２５に対応する５本の光ビームによる２次元位置検出素子１１からの各出力信号の一例を示している。
　時刻Ｔ０でウエハーステージ３が移動を開始し、その時の各測定点２１〜２５の測定値はＺｉ０（ｉ＝１〜５）である。検出光学系（４〜１１）は、５本の光ビームで第１被露光領域１００ａから第２被露光領域１００ｂの間のウエハー２の面形状を常に測定する。今、時刻Ｔ１でウエハー２上の第２被露光領域１００ｂが縮小投影レンズ系１の真下の位置（光軸ＡＸと領域１００ｂの中心が一致する位置）から約５μｍ手前に位置し、時刻Ｔ２で第２被露光領域１００ｂが縮小投影レンズ系１の真下へ位置し、ウエハーステージ３の移動が完了する。尚、図中の時刻ＴＳで、真下の位置から１００μｍ手前に領域１００ｂが位置している。時刻Ｔ１で５本の光ビームにより照射される５つの測定点は、目標位置（領域１００ｂ上の測定点２１〜２５）から約５μｍ手前に位置するが、その各点に関する測定値Ｚｉ１（ｉ＝１〜５）が、ウエハーステージ３の移動が完了した時の測定点２１〜２５に関する測定値Ｚｉ２（ｉ＝１〜５）に収束していく様子が解る。Ｔ１の位置が５μｍ位に相当する場合、測定値Ｚｉ１は測定値Ｚｉ２とほぼ同等値であり、測定値としては有効である。
　本発明は、第４図に示されるような、ウエハーステージ３の移動が完了するまでの動作中における姿勢の連続性に着目したものであり、動いている時のウエハーステージ３の姿勢が目標位置に到達する直前では、静止状態の姿勢とほぼ等しくなっている事を利用し、ウエハーステージ３の移動中に面位置の測定を行なうものである。
　従って、本実施例では、検出光学系（４〜１１）による被露光領域１００に関する測定を、ウエハーステージ３の移動中であって、ウエハーステージ３が目標位置より所定距離（５μｍ）だけ離れた位置を通過する時刻Ｔ１に行ない、この時刻Ｔ１における測定で検出された５つの測定点の測定値Ｚｉ１（ｉ＝１〜５）に基づいて、投影レンズ系１の焦平面に対する被露光領域１００の最小自乗平面の位置と傾き方向及び傾き量を決定している。従って、従来のウエハーステージ３の移動が完了した時刻Ｔ２において測定を行なっていた装置に比べ、（Ｔ２−Ｔ１）秒だけ時間が短縮される。
　また、被露光領域１００の面位置及び傾きの調整をウエハーステージ３の移動中に開始し、ウエハーステージ３の移動完了時点では、調整が終了するようにしている。本実施例では、以上のような合焦動作を行なうことで、装置のスループツトを大幅に向上させた。
　第１図に示す装置を用いて合焦動作を行なう時の他の実施例を、第５図及び第６図のフローチャート図を用いて各々説明する。尚、以下に示す実施例を行なう為には、上記実施例に対して、制御装置１４に設定するプログラムを変更するだけでいい。
　最初に第５図のフローチャート図に示される手順を説明する。
　ステツプ５０１で、ウエハー２がウエハーステージ３上に搬入され、ウエハー２がウエハーステージ３のＺステージのチヤツクに固定される。ステツプ５０２で、ウエハーステージ３の駆動が始まり、ウエハー２上の第１被露光領域が縮小投影レンズ系１の真下（露光位置）にくるようにウエハーステージ３が目標位置に向かって移動せしめられる。ステツプ５０２′で、ウエハーステージ３は、目標位置から予め決めた距離１００μｍ手前にある所定位置（第４図の時刻ＴＳの位置）を通過する。尚、ウエハーステージ３の位置はレーザ干渉計１４の出力により検出される。この時、ステツプ５０３に示す通り、検出光学系（４〜１１）によって、５つの測定点の面位置の測定を行ない、得られた測定値Ｚｉ０（ｉ＝１〜５）を制御装置１３のメモリーに格納する。また、ステツプ５０４に示す通り、制御装置１３は、そのカウンターの値をｊ＝１とし、これに応答して、ステツプ５０５で、検出光学系（４〜１１）によって、移動中のウエハー２上の、時刻ＴＳ＋Δｔの時の、５つの測定点の面位置の測定を行ない、得られた測定値Ｚｉ１（ｉ＝１〜５）を制御装置１３のメモリーに格納する。
　そして、ステツプ５０６で、今回の測定値Ｚｉ１（ｉ＝１〜５）と前回の測定値Ｚｉ０（ｉ＝１〜５）の差、Δ１＝Ｚ１１−Ｚ１０、Δ２＝Ｚ２１−Ｚ２０、Δ３＝Ｚ３１−Ｚ３０、Δ４＝Ｚ４１−Ｚ４０、Δ５＝Ｚ５１−Ｚ５０が、いずれも、予め決めた値ε以下であるか否か、判別する。この５つの測定点に関する測定時間の差Δｉ（ｉ＝１〜５）が全てε以下となる場合には、今回の測定値Ｚｉ１（ｉ＝１〜５）を有効測定値として定め、ステツプ５０８に移る。一方、この５つの測定点に関する測定値間の差Δｉ（ｉ＝１〜５）の少なくとも１つがεを越える場合には、ステツプ５０７に移り、制御装置１３のカウンターをｊ＝２にし、ステツプ５０５の測定を再度実行する。そして、Δｉ（ｉ＝：１〜５）が全てε以下となるまで、ステツプ５０５〜５０７が繰り返される。
　ステツプ５０８では、有効測定値Ｚｉｊ（ｉ＝１〜５）を使用して、最小自乗平面を計算する。そして、この最小自乗平面と投影レンズ系１の焦平面との間隔及び第１被露光領域の傾き方向と傾き量が検出され、制御装置１３は、この間隔及び傾き方向、傾き量に応じた指令信号を、ステージ駆動装置１２に入力する。ステツプ５０９で、ステージ駆動装置１２によりＺステージを駆動し、ウエハー２の光軸ＡＸ方向に関する位置と焦平面に対する傾きが補正される。
　その後、ステツプ５１１で、ウエハーステージ３が目標位置まで達し、ウエハーステージ３の移動が完了する。この時、制御装置１３は、レーザ干渉計１４の出力に基づいて、ウエハーステージ３が目標位置に達したことを検知し、その後ステツプ５１１で示す露光が開始されるように、露光装置を制御する。ステツプ５１１では、ウエハー２上の第１被露光領域が回路パターン像で露光され、この領域のレジストに回路パターンが転写せしめられる。
　次に、ステツプ５１２で、ウエハー２上の全ての被露光領域に対して露光が行なわれたか否かが判別され、もし露光が終了していればステツプ５１３へ移り、ウエハーが搬出される。一方、ステツプ５１２で、未露光の被露光領域があると判断されると、ステツプ５０２へ移り、例えば、第２被露光領域を縮小投影レンズ系１の真下（露光位置）へ送り込む為にウエハーステージ３が駆動される。こうして、ウエハー上の各被露光領域が全て露光されるまで、ステツプ５０１〜５１２が繰り返される。
　次に、第６図のフローチャート図に示される手順を説明する。
　本実施例では、ウエハーステージ３が目標位置に達した時点におけるウエハー２上の被露光領域の各測定点の面位置をステージ移動中での測定により得られた測定値を使用して予測する手法を示す。
　第６図において、ステツプ６０１、６０２は、第５図のステツプ５０１、５０２と同じであり、ステツプ６１０〜６１４は、第５図のステツプ５０９〜５１３と同じであるので、これらのステツプに関する説明は省略し、ステツプ６０２′〜ステツプ６０９に関して以下に説明する。
　第６図において、ステツプ６０２′の所定位置▲１▼は、ウエハー２の面精度やウエハーステージ３の移動中の姿勢変化等の挙動等から、その位置から目標位置までステージが移動する間、検出光学系（４〜１１）により順次得られる測定値間にほぼ線型性が保たれると予測される位置に設定され、ステツプ６０６の所定位置▲２▼は、ステツプ６１１で示すウエハーステージ３の移動完了前にステツプ６０８で最小自乗平面を計算し、ステツプ６１０で合焦動作を完了できるような位置に設定される。
　さて、ステツプ６０２′でウエハーステージ３が所定位置▲１▼を通過する時、ステツプ６０３で検出光学系（４〜１１）により５つの測定点の面位置の測定を行ない、得られた測定値Ｚｉ０（ｉ＝１〜５）を、制御装置１３のメモリーに格納する。また同時に制御装置１３は、レーザ干渉計１４の出力に基づいてウエハーステージ３の位置を検出し、そのデータをメモリーに格納する。
　次に、ステツプ６０４で制御装置１３は、そのカウンターをｊ＝１にし、これに応答して、ステツプ６０２′の時刻からΔｔ秒たった所定の位置で、ステツプ６０５に示すように、検出光学系（４〜１１）により５つの測定点の面位置の測定を行ない、得られた測定値Ｚｉｊ（ｉ＝１〜５）を制御装置１３のメモリーに格納すると同時に、この時のウエハーステージ３の位置を検出し、そのデータもメモリーに格納する。
　ステツプ６０６では、ウエハーステージ３が所定位置▲２▼を通過したか否かを、レーザ干渉計１４の出力に基づいて判別し、もし、まだ通過していなければ、ステツプ６０７に移り、カウンターをｉ＝２し、再度ステツプ６０５の測定を行なう。このようにして、所定位置▲１▼から所定位置▲２▼までウエハーステージ３が移動する間に、検出光学系（４〜１１）により、Ｎ回の面位置及びステージ位置測定を行ない、Ｎ組の測定値Ｚｉｊ（ｉ：１〜５）を得る。そして、ステツプ６０６で、ウエハーステージ３が所定位置▲２▼を通過したことが検出されると、ステツプ６０８で、メモリーに格納されているＮ組の測定値Ｚｉ０〜Ｚｉｊ（ｉ＝１〜５、ｊ＝Ｎ−１）とＮ個の位置データを使用し、横軸にステージの位置座標、縦軸に面位置の測定値の座標を取り、Ｎ個の位置データとＮ組の測定値とをプロツトして描かれる直線（１次関数）や曲線（２次関数）から、目標位置における面位置の測定値Ｚｉ（ｉ＝１〜５）を、外挿によって求めるのと等価な数値計算を行ない、ステージ移動完了時の測定値Ｚｉ（ｉ＝１〜５）を予測する。その後、ステツプ６０９で、これらの値Ｚｉ（ｉ＝１〜５）に基づいて、ウエハー２の被露光領域の最小自乗平面を計算する。
　以上説明した第５図で示す手順、第６図で示す手順において、ステツプ５０９、ステツプ６１０を実行する為にステージ駆動装置１２に対して指令信号を入力するか否かを、例えば、第４図で示す時刻Ｔ１、即ち目標位置の手前５μｍの位置で検出光学系（４〜１１）により得られる５つの測定値に基づいて判断するようにすれば、ウエハーステージ３の移動完了直前で、被露光領域の面位置に大きな変化が生じた場合に、対処が可能となる。具体的には、５つの測定値が示す面位置が、先のステツプで決定された最小自乗平面から殆どずれていない時には、ステージ駆動装置１２に先のステツプに基づいた指令信号を入力し、５つの測定値が示す面位置が先のステツプで決定された最小自乗平面から許容できない程度ずれている時には、この５つの測定値により計算された最小自乗平面と投影レンズ系１の焦平面の間隔及び被露光領域の傾き方向と傾き量に応じた指令信号を、ステージ駆動装置１２に入力する。
　また、上記各実施例において、露光を行なうまで、検出光学系（４〜１１）を常に駆動しておき、露光の対象となっている被露光領域の面位置をモニターし続けておくのが好ましい。
　また、ウエハー２の表面の面位置や傾きを検出する検出器は、第１図に示す検出光学系（４〜１１）以外の周知の検出器を使用することもできる。更に、ウエハー２の表面を投影レンズ系の焦平面に焦点させる機構も、ウエハーステージ３のＺステージを動かす以外に、投影レンズ系１の焦点距離を変えたり、投影レンズ系１と不図示のレチクルとを光軸ＡＸ方向に上下動させたりする機構も採り得る。
　以上説明した各実施例では、本発明を縮小投影露光装置に適用しているが、本発明は、第１図に示した装置以外のタイプの露光装置、例えば投影ミラー系によりパターン像を投影する装置や、レンズ及びミラーで構成した投影光学系によりパターン像を投影する装置等に適用できる。また、本発明は、光学式の露光装置以外の、例えば電子ビームと電子レンズとを使用して、回路パターンを描画したり或いは回路パターンを投影したりする電子ビーム露光装置や、Ｘ線露光装置にも適用できる。
　また、本発明は、露光装置以外の自動焦点合わせが要求される光学機器に適用されうる。
〔発明の効果〕
　以上、本発明によれば、ウエハー等の平板状物体を戴置するステージの移動中に、平板状物体の表面の位置検出や傾き検出を行い、その検出結果に基づいた平板状物体の表面の位置や傾きの調整を完了するので、合焦動作が短縮化できる。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明を適用した縮小投影露光装置の一例を示す部分的概略図、
　第２図は被露光領域中に設定した各測定点の配置を示す説明図、
　第３図はウエハー上の被露光領域（シヨツト）の配列状態を示す平面図、
　第４図はウエハーステージ移動中の各測定点の測定値の一例を示すグラフ図、
　第５図は第１図の装置による合焦動作の一例を示すフローチャート図、
　第６図は第１図の装置による合焦動作の他の例を示すフローチャート図である。
１…縮小投影レンズ系
２…ウエハー
３…ウエハーステージ
４…高輝度光源
５…照明用レンズ
６…ピンホールをもつマスク
７…結像レンズ
８、９…折り曲げミラー
１０…検出レンズ
１１…２次元位置検出素子
１２…ステージ駆動装置
１３…制御装置
１４…レーザ干渉計
２１〜２５…測定点
１００…被露光領域（シヨツト）