JPH04207012A - 位置検出装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は位置検出装置に関し、例えば半導体素子製造用
のプロキシミティタイプの露光装置において、マスクや
レチクル（以下「マスク」という。）等の第１物体面上
に形成されている微細な電子回路パターンをウェハ等の
第２物体面上に露光転写する際にマスクとウェハとの相
対的な位置決め（アライメント）を行う場合に好適な位
置検出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より半導体製造用の露光装置においては、マスクと
ウェハの相対的な位置合わせは性能向上を図る為の重要
な一要素となっている。特に最近の露光装置における位
置合わせにおいては、半導体素子の高集積化の為に、例
えばサブミクロン以下の位置合わせ精度を有するものが
要求されてしＡる。

多くの位置合わせ装置においては、マスク及びウニ八面
上に位置合わせ用の所謂アライメントノドターンを設け
、それらより得られる位置情報を利用して、双方のアラ
イメントを行っている。このときのアライメント方法と
しては、例えば双方のアライメントパターンのずれ量を
画像処理を行うことにより検出したり、又は米国特許第
４０３７９６９号や特開昭５６−１５７０３３号公報で
提案されているようにアライメントパターンとしてゾー
ンプレートを用い、該ゾーンプレートに光束を照射し、
このときゾーンプレートから射出した光束の所定面上に
おける集光点位置を検出すること等により行つている。

一般にゾーンプレートを利用したアライメント方法は、
単なるアライメントパターンを用いた方法に比へてアラ
イメントパターンの欠損に影響されずに比較的高精度の
アライメントが出来る特長がある。

この他本出願人は先に特願昭６３−２２６００３号にお
いてマスクとしての第１物体とウェハとしての第２物体
との相対的な位置すれ検出を行った位置検出装置を提案
している。同号では第１物体及び第２物体面上に各々２
組のレンズ作用を有するアライメントマークとしての物
理光学素子を設け、該物理光学素子にレーザを含む投光
手段から光束を照射し、該物理光学素子で逐次回折され
た回折光をセンサ（検出手段）に導光している。モして
センサ面上での２つの光スポットの相対間隔値を求める
ことにより第１物体と第２物体の相対的位置ずれ量を検
出している。

このとき投光手段は位置検出をすへく物体面上の設けた
２組の物理光学素子で逐次回折された光を受光する検出
手段と共に１つの筐体内に収納されている。

、　　（発明が解決しようとする課題）一般に投光手段
からの投射光束（ビーム）のアライメントマーク（物理
光学素子）への入射位置精度が不十分であると検出手段
で得られる信号のＳ／Ｎ比が低下し、又オフセットの発
生等が生じてくる。この為高い機械精度及び高い組立精
度が要求されてくる。

投射ビームの強度分布は一般に例えば第６図に示すよう
に２つの対称軸１．、Ｉ、を有するガウシアン分布を有
しており、アライメントマークに到達する際には略々平
面波となるように設定される。例えばＸ方向とＸ方向の
強度がｅ−２に低下するビーム半径を仮にｗＸ、ｗ、と
する。尚、第６図において１３はレーザー、１４はコリ
メーターレンズ、Ｌは光束を示している。

このときビーム径ＷＸ、Ｗ、を大きくしてアライメント
マークを充分カバーできる様に設定すると投射ビームと
アライメントマークの相対位置合わせ精度を緩和しても
、アライメントマークに入射する光束の強度分布が変化
しにくくなる。これよりセンサ上の２つのスポットの重
心位置の間隔変化が生じにくくその面の安定度は向上す
る。しかしながら投射ビームの有効利用が悪くなり、信
号強度の低下、ノイズ成分の増加を伴なう等の問題点が
生じてくる。

逆に投射ビーム径を小さくした場合、前述のＳ／Ｎ比は
向上するか、アライメントマーク面上の強度分布が不均
一となる為、投射ビームとアライメントマークの相対位
置が変化するとマスクのアライメントマークで形成され
る像の強度分布が変化を受け、この像を拡大結像して形
成されるセンサ上の２つの光スポットの重心間隔が変化
し、精度が劣化してくる。

従って投射ビーム（投光手段）とアライメントマーク（
第１物体又は第２物体）の位置決め精度を向上させ、最
適な投射ビーム径とすることでアライメントの高精度化
が可能となる。

しかしながら投射ビームのアライメントマーク面上への
入射位置決め精度を機械系のみで向上させようとすると
系の複雑化及び大型化を伴い長期間の安定性を図るのが
難しいという問題点が生じてくる。

本発明は第１物体又は第２物体に設けたアライメントマ
ークである物理光学素子に対する投光手段からの投射ビ
ームの入射位置決めを簡便な方法で高精度に行なうこと
により機械精度及び組み立て精度等の緩和を図り、その
後の第１物体と第２物体の相対的位置検出を高精度に行
うことができる位置検出装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の位置検出装置は、第１物体と第２物体とを対向
させて相対的な位置検出を行う際、該第１物体面上と該
第２物体面上に各々物理光学素子を形成し、このうち一
方の物体面上の物理光学素子Ａに投光手段から光を入射
させたときに生じる回折光を他方の物体面上の物理光学
素子Ｂに入射させ、該物理光学素子Ｂにより所定面上に
生ずる回折パターンの光束位置を検出手段により検出す
ることにより、該第１物体と該第２物体との相対的な位
置検出を行う際、該他方の物体面上若しくは該他方の物
体と実質的に一体的に構成されている物体面上に該物理
光学素子Ｂと等価な光学的作用を有する物理光学素子Ｂ
Ｂと、該投光手段からの光束の入射位置の検出か可能な
光電変換手段とを設け、該光電変換手段と該物理光学素
子ＢＢを利用して該投光手段と該物理光学素子Ａとの位
置設定を行うようにしたことを特徴としている。

特に前記光電変換手段と前記物理光学素子ＢＢは相対的
位置関係が既知の所定の値となるように形成されている
ことを特徴としている。

即ち本発明では他方の物体面上に予め所定の既知の位置
関係となるように光電変換手段と物理光学素子ＢＢとを
設け、投光手段からの光束の他方の物体面への入射位置
を光電変換手段で求め、これより投光手段と物理光学素
子ＢＢとの位置情報を得ている。そして物理光学素子Ｂ
Ｂを利用して投光手段の位置設定を行い、その後第１物
体と第２物体との位置ずれ検出を行なうことを特徴とし
ている。

（実施例） 第１図は本発明の位置検出装置に係る位置検出の際の原
理及び構成要件等を展開して示した説明図、第２図、第
３図（Ａ）　、　（Ｂ）は各々第１図の構成に基づく本
発明の第１実施例の要部斜視図である。

まず第１物体と第２物体の相対的位置検出方法について
説明する。図中、１は第１物体、２は第２物体であり、
第１〜第３図は第１物体１と第２物体２との相対的な位
置ずれ量を検出する場合を示している。５は第１物体１
に、３は第２物体２に設けたアライメントマークであり
、第１信号を得る為のものである。同様に６は第１物体
１に、４は第２物体２に設けたアライメントマークであ
り、第２信号光を得る為のものである。

１００は直線格子であり、第１物体１面上のアライメン
トマーク５，６近傍に設けられており、後述するピック
アップ筺体１６からの入射光束を第２物体２の方向へ垂
直に射出偏向させている。

１０１はリファレンス部材であり、ウェハステージ１７
面上に固設されており、その面上には後述するような光
束の入射位置を検出する為の光電変換手段１０２とアラ
イメントマーク３，４と同様の光学的作用を有する物理
光学素子３ａ。

４ａが設けられている。直線格子１００とリファレンス
部材１０１とにより後述するようにピックアップ筺体１
６内の投光手段と第１物体１との相対的な位置関係を検
出している。

各アライメントマーク３，４，５．６は１次元又は２次
元のレンズ作用のある又はレンズ作用のない物理光学素
子の機能を有しており、パターン領域の４ケ所に各々設
けられている。９はウェハスクライブライン、１０はマ
スクスクライブラインである。Ｌｌは入射光束である。

７．８は前述の第１及び第２のアライメント用の第１．
第２信号光束を示す。１１．１２は各々第１及び第２信
号光束を検出する為の第１及び第２検出部である。第２
物体２から第１又は第２検出部１１゜１２までの光学的
な距離を説明の便宜上りとする。物体１と第２物体２の
距離をｇ、アライメントマーク５及び６の焦点距離を各
々ｆａｌ、ｆａ２とし、第１物体１と第２物体２の相対
位置すれ量をΔσとし、そのときの第１．第２検出部１
１゜１２の第１及び第２信号光束重心の合致状態からの
変位量を各々Ｓｌ、Ｓ２とする。尚、第１物体１に入射
するアライメント光束は便宜上平面波とし、符合は図中
に示す通りとする。

信号光束重心の変位量５１及びＳ２はアライメントマー
ク５及び６の焦点Ｆ、、Ｆ２とアライメントマーク３，
４の光軸中心を結ぶ直線Ｌｌ。

Ｆ２と、検出部１１及び１２の受光面との交点として近
似的に幾何学により求められる。従って第１物体１と第
２物体２の相対位置ずれに対して各信号光束重心の変位
量Ｓ、、Ｓ２は第１図より明らかのようにアライメント
マーク３，４の光学的な結像倍率の符合を互いに逆とす
ることで逆方向となる。

また定量的には Ｌ−ｆａ＋”ｇ Ｓ１＝−□Δ０　： ｆｌ。−ｇ Ｌ　”−ｆ　ａ２”　ｇ Ｓ２＝−□Δσ ｆ　−２−ｇ と表わせ、すれ倍率はβ＋　＝５＋　／Δσ、β２＝Ｓ
２／Δσと定義てきる。従って、ずれ倍率を逆符合とす
ると第１物体１と第２物体２のすれに対して光束７，８
は検出部１１．１２の受光面で逆方向に、具体的にはそ
れぞれ距離Ｓｔ、Ｓまたけ変化する。

第１図の上側においてはアライメントマ〜り５に入射し
た光束を集光光束とし、その集光点Ｆ１に至る前にアラ
イメントマーク３に光束を照射し、これを更に第１検出
部１１に結像させている。このときのアライメントマー
ク３の焦点距離ｆゎ、はレンズの式 ％式％ を満たすように定められる。同様に第１図の下側におい
てはアライメントマーク６により入射光束を入射側の点
であるＦ２より発散する光束に変え、これをアライメン
トマーク４を介して第２検出部１２に結像させている。

このときのアライメントマーク４の焦点距離ｆｂ２は を満たすように定められる。以上の構成条件でアライメ
ントマーク３、アライメントマーク５の集光像に対する
結像倍率は図より明らかに正の倍率であり、第２物体２
のずれ量Δσと第１検出部１１の光点変位量Ｓ１の方向
は逆となり、先に定義したずれ倍率β１は負となる。同
様にアライメントマーク６の点像（虚像）に対するアラ
イメントマーク４の結像倍率は負であり、第２物体２の
ずれ量Δσと第２検出部１２上の光点変位量Ｓ２の方向
は同方向で、ずれ倍率β２は正となる。

従って第１物体１と第２物体２．の相対ずれ量Δσに対
してアライメントマーク５，３の系とアライメントマー
ク６．４の系の信号光束ずれ量Ｓ、、Ｓ２は互いに逆方
向となる。

即ち、第１図の配置において第１物体１を空間的に固定
し、第２物体２を図面下側に変位させた状態を考えると
合致状態の第１検出部１１及び第２検出部１２上のスポ
ット間隔が広がり、逆に図面上側に変位させると挟まる
ように変化する。

次に本発明をプロキシミティ型半導体製造装置に適用し
た際の装置周辺部分を示す第２図、第３図（Ａ）　、　
（Ｂ）の各構成要素について説明する。

図中、１３は光源、１４はコリメーターレンズ（または
ビーム径変換レンズ）、１５は投射光束折り曲げミラー
、１６はピックアップ筐体、１７はウェハステージ、２
３は信号処理装置、１９は測長機を含むウェハステージ
駆動制御部であり、Ｅは露光光束幅を示す。光源１３、
コリメーターレンズ１４は投光手段の一部を構成してい
る。

尚、ピックアップ筺体１６内には各プロセスに対応する
アライメントマーク位置変更に対応する為、可動機構を
有し、その位置決めの為の測長機（不図示）を含む駆動
制＃部が設けられてぃる。

又１は第１物体で、例えばマスつてある。２は第２物体
で、例えばマスク１と位置合わせされるウェハである。

各アライメントマーク５，６と３．４は例えば１次元あ
るいは２次元のフレネルゾーンプレート等のクレーテイ
ンクレンズより成り、それぞれマスク１面上とウェハ２
面上のスクライブライン１０，９上に設けられている。

７は第１光束、８は第２光束であり、これらの光束（信
号光束）７，８は光源１３から出射した光束Ｌ１のうち
レンズ系１４により所定のビーム経にコリメートされ、
ミラー１５で光路を曲げられてアライメントマーク５（
６）、３（４）を介した後の光束を示している。

本実施例において、光源の種類としては半導体レーザー
（ＬＤ）の場合を示したが、この他ＨウーＮｅレーザー
、Ａｒレーザー等のコヒーレント光束を放射する光源や
、発光ダイオード等の非コヒーレント光束を放射する光
源、あるいはスーパールミネッセントタイオート（、Ｓ
　Ｌ　Ｄ　）等の中間的特性の光源等でも良い。

又、第１検出部１１と第２検出部１２が本図では１つの
センサ（光電変換素子）２２であり、光束７及び８を受
光する、例えば１次元ＣＣＤ等より成っている。

ここて投射光束Ｌ１は各々マスク１面上のアライメント
マーク５，６に所定の角度で入射した後、透過回折し、
更にウェハ２面上のアライメントマーク３．４で反射回
折し、受光レンズ２１で集光されてセンサ２２の受光面
上に入射している。尚、第３図（Ａ）では受光レンズ２
１は省略している。そしてセンサ２２からの信号を受け
た信号処理装置２３で該センサ２２面上に入射したアラ
イメント光束のセンサ２２面内での重心位置を検出し、
該センサ２２からの出力信号を利用して信号処理装置２
３でマスク１とウェハ２について位置ずれ検出を行って
いる。

ここで光束の重心とは光束断面内において、断面円各点
のその点からの位置ベクトルにその点の光強度を乗算し
たものを断面全面で積分したときに積分値が０ベクトル
になる点のことであるが、別な例として光強度がピーク
となる点の位置を用いても良い。

次に本実施例の具体的な数値例について説明する。

アライメントマーク３，４，５．６は各々異った値の焦
点距離を有するフレネルゾーンプレート（又はグレーテ
ィングレンズ）より成っている。

これらのマークの寸法は各々スクライブライン９及び１
０の方向に５０〜３００μｍ、スクライブライン幅方向
（Ｘ方向）に２０〜１００μｍが実用的に適当なサイズ
である。

本実施例においては投射光束７はいずれもマスク１に対
して入射角約１７．５°で、マスク１面への射影成分が
スクライブライン方向（Ｘ方向）に直交するように入射
している。

これらの所定角度でマスク１に入射した投射光束Ｌ１は
各々グレーティングレンズ５，６のレンズ作用を受けて
収束、又は発散光となり、マスク１からその主光線がマ
スク１の法線に対して所定角度になるように出射してい
る。

そしてアライメントマーク５及び６を透過回折した光束
７と８は各々ウニへ面２の鉛直下方、鉛直上方の所定点
に集光点、発散原点をもつ。このときのアライメントマ
ーク５と６の焦点距離は各々２１４．７２３μｍ、１５
６．５７μｍである。又マスク１とウェハ２との間隔は
３０μｍである。第１信号光束７はアライメントマーク
５で透過回折し、ウェハ２面上のアライメントマーク３
で凹レンズ作用を受け、センサ２２面上の一点に集光し
ている。このとき、センサ２２面上への光束がこの光束
の入射位置の変動量がアライメントマーク５゜３のＸ方
向における位置ずれ量、即ち軸ずれ量に対応し、かつそ
の量が拡大された状態となって入射する。この結果、入
射光束の重心位置の変動がセンサ２２で検出される。

又、第２信号光束８はアライメントマーク６で透過回折
し、ウェハ２面上のアライメントマーク４で結像点での
スポット位置な第１信号光束と具なる方向に移動せしめ
るように反射回折されてセ２９２２面上の一点に集光す
る。光束８も光束７同様、入射位置の変動量は軸ずれ量
に対応し、かつ拡大された状態になっている。又光束７
．８の回折方位は入射光側の７°〜１３°程度が適当で
ある。

このとき、光束７，８の集光するセンサ２２の受光面の
位置をウェハ面から１８．６５７ｍｍあるいは受光レン
ズ２１を介して、ここと等価な位置とすると、各々のず
れ倍率（＝センサスボット間隔変化／マスク、ウェハの
ずれ量）の絶対値か１００倍で方向が逆方向に設定でき
合成で２００倍となる。これによりマスク１とウェハ２
がＸ方向にｏ、ｏｏｓμｍずれると、２つの光束の重心
位置間隔、即ちスポット間隔が１μｍ変化する。

このスポット間隔を検出してマスク１とウェハ２どの位
置ずれを検出する。このとき、センサ２２面のスポット
径はアライメントマークのレンズとしての有効径を２０
０μｍ程度て、光源として０．８μｍ帯の半導体レーザ
ーを用いたとすると、略々２００μｍ程度にそれぞれ設
定可能であり、通常の処理技術を用いてこれを判定する
ことは可能である。又合致状態に於ける２つのスポ・ソ
ト間隔は、例えば２ｍｍ程度に設定しておくのか適当で
ある。

次に第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すリファレンス部材１０
１について説明する。

本実施例ではリファレンス部材１０１は第２物体２であ
るウェハと実質的に一体的に構成されているウェハステ
ージ１７面上の一部に固設されている。

第４図は本実施例におけるリファレンス部材１０１の要
部概略図である。

同図に示すようにリファレンス部材１０１は４つの画素
（エレメント）１０２ａ〜１０２ｄより成る例えばピン
フォトダイオードやＣＣＤ等の光電変換手段１０２と前
述した第２物体２面上の物理光学素子より成るアライメ
ントマーク３，４と略等価な光学的作用を有する物理光
学素子３ａ、４ｂとを有している。

そして第３図（Ａ）に示すようにリファレンス部材１０
１をウェハステージ１７上に設置し、第２物体２（ウェ
ハ）をウェハステージ１７にチャッキングした後は互い
に相対位置関係は変化しないように一体的に設定されて
いる。

又、光電変換手段１０２と物理光学素子３ａ及び４ａは
通常の半導体プロセスにより作成され、エレクトロンビ
ームで作成されるフォトマスクと縮小投影露光装置等の
精度上例えば０．１μｍ程度で相対位置が既知となって
いる。

今、物理光学素子３ａ、４ａの中心から光電変換手段１
０２の中心への距離を（ｘ、ｙ）とする。又、光電変換
素子１０２の４つの画素１０２ａ−１０２ｄの光電変換
効率は通常の手段で均一化ないし補正が行え、ここでは
均一と見なし得るものである。

次に本実施例の特長である投光手段と第１物体１との相
対的な位置検出を行う方法について説明する。

まずピックアップ筺体１６を移動し、ピックアップ筺体
１６からの投射光束がマスク１面上に設けた直線格子１
００上の任意の位置に位置するように移動し、この時の
ピックアップ筺体１６の位置圧！（ｘ、ｙ）ｐａを記録
する。この時直線格子１００は投射光束に対しピックア
ップ筐体１６の絶対位置決め精度を加味して充分カバー
し得る広い面積で概ね設定しおく。第５図はこの様子を
示す概略図である。

又、直線格子１００のピッチはステージ１７の２方向の
位置決め誤差の影響をなくす為、第１物体１より第２物
体２側へ回折光束が垂直に出射するよう投射光束の入射
角と波長により設定している。

次にウェハステージ１７を移動させてリファレンス部材
１０１面上の略々光電変換手段１０２上に前記直線格子
１００からの回折光束が入射するよう設定する。ここで
光電変換手段１０２の画素１０２ａ〜１０２ｄからの出
力信号を各々Ａ。

Ｂ、Ｃ，ＤとしくＡ＋Ｂ）−（Ｃ十Ｄ）＝Ｏ及び（Ａ＋
Ｄ）−（Ｃ＋Ｂ）＝０ないしくＡ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝
Ｏとなるようにウェハステージ１７を移動させてリファ
レンス部材１０１を設定する。この時のウェハステージ
１７の座標を（Ｘ。

ｙ）、、ｏ′とする。

これより光電変換手段１０２とピックアップ筺体１６と
の位置関係を特定している。そしてピックアップ筺体１
６からの投射光束の直線格子１００からの回折光にアラ
イメントマーク３ａ及び４ａを合わせる為にリファレン
ス部材１０１を載置したウェハステージ１７を（ｘ＋３
’）ｒｏ’−（マ、ｙ）だけ測長機１９を参照しながら
移動する。このときのリファレンス部材１０１の物理光
学素子３ａ、４ａの位置座標を（Ｘ、ｙ）ｒｏとする。

以上のようにしてピックアップ筺体１６の位置座標（Ｘ
、ｙ）Ｐｏとリファレンス部材１０１上の物理光学素子
３ａ、４ａの中心位置座標（ｘ。

ｙ）ｒｏの転生が完了する。

次にピックアップ筺体１６に設けた測長機を参照し、投
射光束中心が略々アライメントマーク５．６の中心に移
動するようピックアップ筐体１６を移動する。このとき
同時にリファレンス部材１０１を載置したウェハステー
ジ１７もこの時のピックアップ筺体１６の移動量と同−
量及び同一方向に移動させる。

ここで前述の第１物体１と第２物体２の相対位置ずれ量
検出原理に基づき位置ずれ量Δσを求める。続いてピッ
クアップ筺体１６とリファレンス部材１０１をΔσたけ
移動する。この時アライメントマーク５．６と物理光学
素子３ａ、４ａの相対位置ずれ量は真値０に近づく。再
度この相対位置ずれ検出とピックアップ筺体１６とリフ
ァレンス部材１０１の一体移動を縁り返し行い収斂させ
ることによりアライメントマーク５．６と物理光学素子
３ａ、４ｇの位置合わせが完了する。同時にピックアッ
プ筐体１６と物理光学素子３ａ。

４ａの位置合わせが完了していることにより、アライメ
ントマーク５．６と投射光束の位置合わせが完了したこ
ととなる。

このようにしてピックアップ筺体１６を設置した後、第
２物体上のアライメントマーク３，４を略々アライメン
トマーク５．６の下に位置するようにウェハステージ１
７を移動する。

以下、本実施例では前述の相対位置ずれ検出原理にもと
づき第１物体１と第２物体２の位置合わせを行っている
。

尚、本実施例では光電変換手段１０２は便宜上４画素で
説明したが、当然一方向の検出のみを行う必要のときは
検出方向に並んだ２画素の構成でよい。又、光電変換手
段１０２として通常のＴＶカメラ等に用いられる多数画
素より構成される２次元エリアセンサな用い重心計算等
の処理により投射光束の重心位置を求めても良いし、直
接光点位置情報を出力し得る例えばＰＳＤ　（ポジショ
ンセンシングデバイス）等を用いて行っても良い。

本実施例においてはピックアップ筺体１６からの投射光
束を１７．５°の斜入射光とし、第１物体１のアライメ
ントマーク５，６を透過回折した角度を第１物体に対し
て垂直出射する特性として示したが、検出原理より明ら
かなように、これらは設計上任意に設定可能である。例
えばこの特殊例として第１物体１に対し投射光束を垂直
に入射させる系にしても良い。この場合はマスク１面上
に設けた直線格子１００はピッチが無限大、即ち無地の
パターンとなる。即ち直線格子１００を不要とすること
かできる。

又、便宜上第１物体面１上に直線格子１００とアライメ
ントマーク５及び６を設けたものとして説明したが、ピ
ックアップ筐体１６の設定手順から明らかなように初め
に第１物体１上に直線格子１００のみ存在する形態とし
、リファレンス部材１０１の位置（ｘ、ｙ）−ｏを求め
た後、第１物体１とは別な被位置合わせ物体（即ち例え
ば通常のフォトマスク）に置き換え、以下同様の手順で
両者の位置合わせを行っても良い。

（発明の効果） 本発明によれば第１物体面上に前述したような直線格子
を設け、該直線格子から生ずる所定次数の回折光を第２
物体側に設けたリファレンス部材で検出することにより
、投光手段と第１物体との位置関係又は投光手段と第２
物体との位置関係を適切に設定することができる為、後
に行う第１物体と第２物体との相対的な位置検出を高精
度に行うことのできる位置検出装置を達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置検出装置の位置検出の際の原理説
明図、第２図、第３図（Ａ）　、　（Ｂ）は第１図に基
づく本発明の一実施例の要部概略図、第４゜第５図は本
発明の詳細な説明図、第６図は従来のレーザから放射さ
れる光束の概略図である。 図中、１は第１物体、２は第２物体、３，４゜５．６は
各々アライメントマーク、１００は直線格子、１０１は
リファレンス部材、Ｌｌ、Ｌ２は光束、７，８は各々信
号光束、１１は第１検出部、１２は第２検出部、１３は
光源、１４はコリメーターレンズ、１５はミラー、２２
はセンサである。 第　　　　２　　　　図 第　３　図（Ａ） 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１物体と第２物体とを対向させて相対的な位置
   検出を行う際、該第１物体面上と該第２物体面上に各々
   物理光学素子を形成し、このうち一方の物体面上の物理
   光学素子Ａに投光手段から光を入射させたときに生じる
   回折光を他方の物体面上の物理光学素子Ｂに入射させ、
   該物理光学素子Ｂにより所定面上に生ずる回折パターン
   の光束位置を検出手段により検出することにより、該第
   １物体と該第２物体との相対的な位置検出を行う際、該
   他方の物体面上若しくは該他方の物体と実質的に一体的
   に構成されている物体面上に該物理光学素子Ｂと等価な
   光学的作用を有する物理光学素子ＢＢと、該投光手段か
   らの光束の入射位置の検出が可能な光電変換手段とを設
   け、該光電変換手段と該物理光学素子ＢＢを利用して該
   投光手段と該物理光学素子Ａとの位置設定を行うように
   したことを特徴とする位置検出装置。
2. （２）前記一方の物体面上に直線格子を設け、前記投光
   手段からの光束を該直線格子を介して偏向させた後、前
   記光電変換手段に入射させるようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載の位置検出装置。
3. （３）前記光電変換手段と前記物理光学素子ＢＢは相対
   的位置関係が既知の所定の値となるように形成されてい
   ることを特徴とする請求項２記載の位置検出装置。