JPH0251217A

JPH0251217A - 複波長照明を用いた扇形フレネルゾーンプレートによる位置検出装置

Info

Publication number: JPH0251217A
Application number: JP63202857A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Miyatake; 勤宮武
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-08-15
Filing date: 1988-08-15
Publication date: 1990-02-21
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2709832B2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、超精密位置計測（０，ＯＩＩＬｍオーター
）装置、特にマスクとウェハーを０．Ｏ１ｐｍオーダー
て位置検出装置な、複波長照明を用いたダブル扇形フレ
ネルゾーンプレートによる位置検出装置に関する。

［従来の技術］本出願人は、昭和６３年６月２９Ｆ］に「複波長照明を
用いたダブルリニアフレネルゾーンプレートによる位置
検出装置」という名称て、新規な位置検出装置の特許出
願をしている。この位置検出装置は、Ｘ線露光光の光軸
方向に微小距離離間したマスクとウェハーの光軸に直交
する方向の相対位置を検出する位置検出装置であり、マ
スクとウェハーそれぞれにリニアフレネルゾーンプレー
ト（以下、ＬＦＺＰと記す）からなるアライメントマー
クを、没け、これらＬＦＺＰを斜め上方の同一方向から
同時に複数の波長の光により照明し、上記ＬＦＺＰの波
長ごとに位置の異なる回折焦点面にその波長の焦点面か
一致するような色収差を４４する対物レンズを照明方向
とは反対の斜め上方に配置し、この対物レンズによって
上記ＬＦＺＰの波長ごとに位置の異なる直線状の回折焦
点を同一・結像面上−に屯ね合せて結像させ、この直線
状の回折焦点像は−１−記結像面状に配置されたリニア
センサーによって、その長手方向に対して直角な方向に
１次元走査されて電気信号に変換されるようになってお
り、上記直線状の回折焦点像をその長手方向に圧縮して
上記リニアセンサー」−に結像するように、シリンドリ
カルレンズを上記対物レンズと−に記すニアセンサーの
間に配置し、に記すニアセンサーから得られた信号を処
理することにより上記各アライメントマークの位置を検
出するものである。

しかしながら、リニアフレ名ルンーンプレート（ＬＦＺ
Ｐ）の直線状の焦点は、第２０図に示すように、ＬＦＺ
Ｐ面とモ行になるため、各アライメントマークの焦点面
はマスク及びウェハー面とモ行な面になることになる。

露光中の位置合せサーボを可能にするためには、ウェハ
ー（マスク）面の法線に対する対物レンズ以降の検出光
学系の検出角を大きくとる必要があるが、この角度を大
きくとると、検出光学系の光軸と各アライメントマーク
の焦点面のなす角度か９０°から大きく外れることにな
り、検出光学系の結像範囲か狭くなってしまう。そのた
め、リニアセンサーによって十分な回折光強度を検出す
ることか極めて困難となる。これらの問題を解決する１
つの手段として、特公昭４４−２３７９４号公報に基づ
いた検出光学系の１没計変更を提案したが■光学設計製
造か煩雑になる ■光学性能か低下する ■光学性能の低下によって分解催か低下する■検出角度
の傾斜に限界がある等の理由から、この設計変更は必ずしも好ましいものと
は言いがたい。

［発明か解決しようとする課題］したかって、この発明の目的は、上記した先願の欠点を
解決して、半導体の超高集積化か急ピッチで進む中で、
今後量産される１６Ｍ、６４Ｍ。

２５６Ｍなどのメモリー素子の生産に使われるＳＯＲ光
などを線源に持つＸ線アライナ−において、マスクとウ
ェハーを０．０１ｇｍオーダーで位ｎ検出可能なアライ
メント装置を提供することである。

現在使用されている光ステッパー及びＸ線アライナ−に
おけるアライメント方式は、 ■　パターン計測法（コントラスト法、エツジ検出法）
、 ■　回折光を利用した方式の２つに大別される。これらの各々の方式においてはそ
れぞれ長所、短所があり優劣はつけかたいが、この発明
は上記■と■の方式の長所を融合させたハイソリツドな
アライメント方式を採用した位置検出装置を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明の位置検出装置は、Ｘ線露光光の光軸方向に微
小距離離間した第一の物体と第二の物体の光軸に直交す
る方向の相対位置を検出する位置検出装置であって、各
物体上にリニアフレネルゾーンプレート（ＬＦＺＰ）に
代えて扇形（Ｓｅｃｔｏ　ｒ）フレネルゾーンプレート
（以下、５ＦＺＰと記す）からなるアライメントマーク
を設け、これら５ＦＺＰを同一方向から同時に複数の波
長の光により照明するように照明装置を構成し、第一の
物体上の５ＦＺＰの波長ごとに位置の異なる回折焦点面
と第二の物体上の５ＦＺＰの波長ごとに位置の異なる回
折焦点面とが、少なくとも一つの波長の光において一致
するように各５ＦＺＰを構成し、第二の物体上の５ＦＺ
Ｐの波長ごとに位置の異なる回折ｊ、１Ａ点面にその波
長の焦点面が一致するような色収差を有する対物レンズ
を備え、上記対物レンズによって同一結像面上に重ね合
せて結像された上記５ＦＺＰの直線状の回折焦点像を、
その長手方向に対して直角な方向に１次元走査して電気
信号に変換するリニアセンサーを上記結像面上に備え、
上記直線状の回折焦点像をその長手方向に圧縮して上記
リニアセンサー上に結像するように、シリンドリカルレ
ンズを上記対物レンズと上記リニアセンサーの間に配置
し、上記リニアセンサーから得られた信号を処理して上
記各アライメントマークの位置を検出する手段を有する
、複波長照明を用いたダブル扇形フレネルゾーンプレー
トによる位置検出装置である。

第一の物体のアライメントマークとして単一の５ＦＺＰ
を用い、第二の物体のアライメントマークとして一対の
５ＦＺＰを用い、第一の物体の単一の５ＦＺＰを第二の
物体の一対の５ＦＺＰの間に入るような配置とすると都
合かよい。

第一の物体はマスクであり、第二の物体はウェハーであ
り、ウェハーのアライメントマークの入射光及び回折光
か通るマスク部分に透す１なウィンドウ領域を設けるこ
とか現実的である。

照明装置及び対物レンズを、第一の物体のアライメント
マーク及び第二の物体のアライメントマークのの左右斜
上方の対向する位置に配置し。

これらアライメントマークの面に対して、照１４装置の
照射角が対物レンズを含む検出光学系の検出角に等しく
なるように配置することによって、この発明の位置検出
装置をＸｉ露光領域外に配置することかてきる。

リニアセンサーから得られた信号を処理して上記各アラ
イメントマークの位置を検出する手段が、相似性パター
ンマツチング処理を行う手段であると高精度の位置検出
が可使である。

［作　　用］各物体上に設けられた５ＦＺＰを複数の波長の光で同時
に照明すると、これら波長に応じて焦点距離の異なる位
置に５ＦＺＰの回折焦点か形成される。少なくとも一つ
の波長の光に対して、両物体の５ＦＺＰの回折焦点か同
一焦点面上に位置するように、各５ＦＺＰの焦点距離は
選ばれる。第二の物体上の５ＦＺＰの各波長の回折焦点
面に対物レンズのその波長の焦点か一致するように色収
差を有する対物レンズか配置され、各波長の回折焦点像
はこの対物レンズによって同一結像面上に重ね合せて結
像される。同一結像面上の重ね合わせて結像されただ各
５ＦＺＰの直線状の回折焦点像は、上記結像面」二に配
置されたリニアセンサーによって、その長手方向に対し
て直角な方向に１次元走査されて電気信号に変換される
。この際上記対物レンズと上記リニアセンサーの間に配
置されたシリンドリカルレンズによって、上記直線状の
回折焦点像はその長手方向に圧縮して上記リニアセンサ
ーＬに結像される。上記リニアセンサーから得られた信
号は処理されて上記各アライメントマークの位置か検出
され、両者はアライメントされる。

アライメントマークとして５ＦＺＰを用いるのて、検出
光学系を傾けても、その回折焦点面は対物レンズの光軸
に対して垂直になり、リニアセンサー上に全ての回折光
か結像光として入射させることができる。

［実　施　例］第１図から第１９図を参照して、この発明の複波長照明
を用いたセクター（扇形）フレネルゾーンプレート（Ｓ
ＦＺＰ）による位置検出装置の構成と作用を説明する。

第１図はマスク及びウェハーに対してこの発明の位置検
出装置を適用する場合の側面概略図であり、第２図はそ
の−Ｌ、ｉｉ’ｊｉｌ！略図である。数１０ｐｍのギャ
ップ１８をもって重ね合されたウェハー１５とマスク１
４の左右斜め上方には照明光学装置５と検出光学装置ｌ
Ｏか対向する位置に配置される。照明光学装置５の光軸
Ａのマスク１４の面又はウェハー１５の面に対する斜入
射照明角度１９と検出光学装置１０の光軸Ａ′の斜方検
出角度２０とは等しく、通常は４５°〜８０″の範囲か
ら選択される（図の場合は６５”）、この発明において
は、このように、照明光と検出光をマスク及びウェハー
に対して傾けることにより、Ｘ線露光領域１３内にある
アライメントマーク１６（マスク）、１７（ウェハー）
を照明光学袋ｒ１５、検出光学装置ｌＯを動かすことな
く検出てきるようにするものである。

このことは、特に第２図を参照にすると明瞭である。検
出光学袋２１１０は、露光領域１３の光路外に設けられ
ているため、露光中もアライメントマーク１６　（１７
）を検出することかてき、また、検出光学装置１０をア
ライメント毎に動かす必要かないのて高スルーブツトか
可能となる。

さて、照明光学装置５は、第１図においてはレーザー光
を使用しているが、他の照明光ても半値幅の狭い輝線か
得られるものてあれば種類は問わない。第１図の場合、
レーザーｌからの波長入、のレーザー光とレーザー３か
らの波長入、のレーザー光（入１くλ２）とを、ヒ′−
ムスブリッター２で合成してミラー４て斜下方へ平行光
として反射させて照明を行なっている。検出光学装置１
０は軸」二色収差を有する対物レンズ９を備えており、
この対物レンズ９か波長入、と入２の光ては異なる焦点
距離を有しているために、異なる物体位置にある波長入
、の光の物点と波長入２の光の物点とを同し像点位とに
重ね合わせて結像できること（後述）を利用して、セク
ターフレネルゾーンブレー）−（ＳＬＺＰ）からなるマ
スク１４のアライメントマーク１６とウェハー１５のア
ライメントマーク１７の波長入、、入２の光によって位
置の異なる焦点（直線上の焦点）を対物レンズ９の入、
の光の焦点と入２の光の焦点に一致させ、対物レンズ９
とリレーレンズ８によって図のＹ方向に細長い検出領域
を有するリニアセンサー６上に重ね合わせて結像させる
ようになっている。なお、リレーレンズ８は必ずしも必
要てはない。リレーレンズ８とリニアセンサー６の間に
は、第１図の平面内に位置し、検出光学系１０の光軸Ａ
′に直交する直線上のマーク１６．１７の焦点をこの直
線方向に圧縮してリニアセンサー６上に結像されるシリ
ンドリカルレンズ７（後述）が配置されており、高速検
出な可能にしている。

リニアセンサー６からの検出信号は後記する信号処理か
ほどこされ、アライメントマーク１６のＹ方向の位置と
アライメントマーク１７のＹ方向の位置かそれぞれ検出
される。以下、マスク１４゜ウェハー１５面」−のアラ
イメントマーク１６゜１７、対物レンズ９、シリンドリ
カルレンズ７、リニアセンサー６からの信号の処理等に
ついて詳しく説明する。

まず、この発明の最大の特徴であるマスク１４のアライ
メントマーク（マスクマーク）１６とウェハー１５のア
ライメントマーク１７について第３図を参照にして説明
する。マスクマーク１６及びウェハーマーク１７として
は、この発明の先願にあっては、リニアフレネルゾーン
プレート（ＬＦＺＰ）を用いていたが、この発明におい
ては、マスクマーク１６、ウェハーマーク１７とも第１
図のＸ方向に中心線を有するセクターフレネルゾーンプ
レート（ＳＦＺＰ）からなっている。

５ＦＺＰ２３は、第４図（ａ）に示すように、扇形に伸
びる透明部２３ａと不透明部２３ｂからなる！！（ゾー
ン）からなるフレネルゾーンプレートの一種であり、第
４図（ｂ）に示すように、５ＦＺＰ２３面に垂直で５Ｆ
ＺＰの中心線（中心の縞の対称軸）を含む平面内に位置
し２方向と一定の角度０をなす直線上の焦点２４（フレ
ネル焦点）を有するものである。その焦点距離は、Ｘ方
向において、縞の間隔か狭まるに従って比例的に短くな
り、かつ、波長に依存して異なるものである。

さて、第３図にもどると、ウェハー１５上には、図に示
すように、第４図に示したような５ＦＺＰからなるウェ
ハーマーク１７がＹ方向に所定距離離れて一対設けられ
ている。マスク１４上には５ＦＺＰからなるマスクマー
ク１６が２つのウェハーマーク１７の中間に設けられて
いる。

マスク１４上には、ウェハー５ＦＺＰ　ｌ　７からの回
折光か透過できるように、ウェハー５ＦＺＰｌＴ上の対
応位置に透明なマスクウィンドウ２２か用意されている
。なお、ウェハーマーク１７は、レジストやその他のｆ
ｊ膜によりウェハー１５上に形成されている。

このようなマスク１４とウェハー１５を第５図、第６図
に示すように、ギャップ１８（δルｍ）だけ離して重ね
合わせ、第１図に示すように波長λ、とλ２の光２９で
同時に照射すると、マスクマーク１６．ウェハーマーク
１７のそれぞれについて、入射波長入１．入２の光によ
るフレネル回折が起き、各波長により２つの焦点面か形
成される。マスク５ＦＺＰ　１６の光軸Ａ′上の焦点圧
＠　ｆ　ｍとウェハーＳ　Ｆ　Ｚ　Ｐ　ｌ　７（７）光
軸Ａ′上の焦点圧＃ｆｗとは、光軸Ａ′力方向ギャップ
（δ／Ｓｉｎ　θ）たけ異なるように選択する（δ／５
ｉｎＯ＝　ｆｗ−ｆｌＭ）、５ＦＺＰの焦点距離は波長
によって異なるのて、図示したように、波長入、の光の
焦点面は符号２５の面に、波長入２の光の焦点面は符号
２６の面に形成される（λ、く入、）。

５ＦＺＰ　１６と１７の焦点圧１１１ｆｍ、ｆｗともδ
に比較して大きく選択する場合は、両者の波長入１．入
２の各焦点面はδ／Ｓｉｎθｓ　ｆｗ−ｆｍの関係から
、図示のように相互に一致すると考えてもよい（必ずし
も一致しない場合は後述する）。そして、マーク１６．
１７によるｘ−Ｚ平面における焦点面２５．２６　（焦
点はこの平面内で直線上となる）は、第６図に示すよう
に、検出光学系の光軸Ａ′に対して垂直な面になるよう
に５ＦＺＰ１６．１７の形状を選ぶ。

以下に、５ＦＺＰの形状を検討する。フレネルゾーンプ
レート（ＦＺＰ）は、通常下式（１）に基づいて設計さ
れる。

入２ｒ、、’＝ｍｆ入＋ｍ２　　　　−−−・（１）ここで
、ｍ　：次数ｒ、：ＦＺＰのｍ次のゾーンエウジの中心からの距離ｆ　　：ＦＺＰの焦点距離入　：入射光波長この発明においては、ＦＺＰとしてリニアフレネルゾー
ンブレー）−（ＬＦＺＰ）を用いているが、この発明に
おいてはこの先願のＬＦＺＰを改良して５ＦＺＰを用い
る。５ＦＺＰは、先に述べたとおり、回折焦点をＬＦＺ
Ｐの面に対しである角度（１０”〜４５’　）を持たせ
るために、ＬＦＺＰ？扇形に変形したものである。例え
ば、通常のＬＦＺＰは、第７図に示すように、ＬＦＺＰ
５１の中心線方向に、同じ焦点圧１１１１ｆ５３の回折
焦点面５２を有する。これに対して、改良した扇形ＦＺ
Ｐ　（ＳＦＺＰ）２３は、第８図に示したように、焦点
距離ｆが５４から５５（ただし、ｆ＋〉ｆ２）まで連続
的に変化しているため、結果的にその回折焦点面５２は
、５ＦＺＰ２３の面に対して任意の角度（図面中のθは
、５ＦＺＰの光軸と回折焦点面５２のなす角度）を持つ
ことになる。

このような５ＦＺＰは、第４図（ａ）に示したように縞
の形状か扇形になっている。第４図（ａ）においてマー
クの左側における縞の形状は下式（２）で表される。

λ２ｒ、”＝ｍｆ、入十ｍ”　　　　　−−−−（２）また
、第４図（ａ）においてマークの右側における縞の形状
は下式（３〉で表される。

入２ｒ、”＝ｍｆ、　　λ＋ｍ”　　　　　　　　−・−（
３）たたし、上記（２）、（３）式において、ｍ　：次
数ｒｌ　・ＦＺＰのｍ次のゾーンエウジの中心からの距離ｆ＋＋５ＦＺＰの左側の焦点距離ｆ２　：５ＦＺＰの右側の焦点距離入　：入射光波長また、回折焦点面の光軸となす角度０は、５ＦＺＰの長
さをＬとして、次の（４）式％式％この角度θは検出光学系ｌＯ（第１図）の検出角度２０
に等しくすると（回折焦点面の５ＦＺＰ光輌となす角度
＝検出光学系の検出角度）、第６図に示したように、５
ＦＺＰ　１６．１７による焦点面２５．２６は、検出光
学系の光軸Ａ′に対して垂直な面になる。なお、焦点距
１１１ｆ＋、ｆ２をマスクの５ＦＺＰの焦点距離とする
と、ウェハーの５ＦＺＰの対応する焦点距離ｆ、、ｆ、
はｆ、、ｆ２にギヤツブ分たけ足せばよく、次の（５）
、＜６）式で求められる。

ｆユ　＝ｆ、　　＋　δ／Ｓｉ口θ　　・・・・　（５
）ｆ、＝ｆ２　＋δ／Ｓｉｎθ　　−−−−（６）（た
だし、ｆ３　＞ｆ４）説明か前後するが、第８図において、マークの左側から
任意の距ａｈａたけ離れた場所における焦点距離ｆａは
下式（７）で表される。

ｆａ　　＝ｆ、＋ａ／　Ｔａｎ０　　・＝　（７）そし
て、場所ａにおける縞の形状は下式（８）て求められる
。

λ２ｒ、”＝＝ｍｆａ入＋ｍ２　　　−・−（８）上記（８
）式で求められる５ＦＺＰの縞の形状は、前記（２）、
（３）式で求めた両側の点を直線で結んだマーク形状と
一致する。

ところて、先の第６図に関する説明では、マスクマーク
１６の２つの波長入１．及び入、の光の焦点面とウェハ
ーマーク１７の２つの波長入、及びん、の光の焦点面と
は一致すると考えていたが、次にこの点を検討する。

第６図において２つの波長を入、及入、（入１〈入、）
とすると、マスクマーク１６については、入、の光に関
して、焦点距離ｆ＋、ｆ２は、上記（２）、（３）式に
基づいて、下式（９）。

（１０）により求まる。

入。′ ｒ　ｍ　”　２ｍ　ｆ　１　　人＋　＋　ｍ　２−　　
＋＋　、、　（ｇ　）入１ｒ　ｍ　”　＝　ｍ　ｆ　２　人、＋ｍ２　　　−−−
・（１０）一方、ウェハー７−ク１７については、λ１
の光に関して、前記（５）、（６）式を前提にして焦点
距ａｔ−，，ｆ４は、下式（１１）、（１２）により求
まる。

入ｒ　ｍ　”　＝　ｍ　ｆ　３　人１　＋ｍ２　　　−・
−（ｌ　ｌ）人、の光に関して、マスクマーク１６の焦
点面とウェハーマーク１７の焦点面とを一致させるよう
に、上記（９）式から（１２）式によりマスクマーク１
６、ウェハーマーク１７の形状か決定される。次に、２
番ＪＸＩの波長λ２の光に対する各マークの焦点距ｔｌ
ｌｌｆ、、ｆ６　、ｆ、、ｆδを求める。上記（９）式
より、ｍ＝１におけるマスクマーク１６のゾーンエ・ン
ジの中心からの距離径を「、とすると。

入２ｒ　、”＝　ｆ　、Ｊ　入、＋入、　　　　　　４上記（ｌＯ）式より、ｍ＝１におけるマスクマーク１６
のゾーンエツジの中心からの距離径をｒｔとすると、入２ｒ　＋”＝　ｆ　ｓ　入２＋入２４次に・、ウェハーマーク１７について同様にして、上記
（工１）式より、ｍ＝１におけるゾーンエツジの中心か
らの距離径をｒｌとすると、入２入２４上記（１２）式より、ｍ＝１におけるゾーンエツジの中
心からの距離径をｒｌとすると、ｒ　、２＝　ｆ、λ２
十入２４なお、上記（１３）式から（１６）式においては、全て
回じｒｌて表しているが、これは、式表現の繁雑さを避
けるために便宜的にそうしたまでで、本来はそれぞれ違
う値を持つものである。

以上（９）式から（１６）式で求めた焦点距離ｆ、〜ｆ
ａの関係を第９図に示す。図中、焦点面５５は波長入、
の光にたいするもの、焦点面５６．５７は波長入２の光
にたいするマスクマーク１６、ウェハーマーク１７の焦
点面である。このようにマスクマーク１６の２つの波長
入８、入。の光の焦点面とウェハーマーク１７の２つの
波長入、、入２の光の焦点面とは必ずしも一致しない。

しかしながら、マスクマーク１６からの回折光は、ウェ
ハーマーク１７に比べて必要充分な強度か得られること
から、単波長（入、）の光による回折光を検出するよう
にし、ウェハーマーク１７の方は、波長λ１と入２の複
波長の光による［すＪ指光の和を検出するようにすれば
よい。これは、使用する波長か３波長以上になった場合
も原則的に回しである。なお、第９図において、入射光
軸Ａとウェハー（マスク）１６．１７の面かなす角度と
、検出光軸Ａ′とウェハー（マスク）面かなす角度とは
等しく、その大きさは１回折焦点面の光軸に対する角度
θに等しい。そして、厳密に言えば光軸Ａ′に対して垂
直になるのは波長入、の光の焦点面のみである。２？Ｉ
ｉ目の波長入２の光に対する回折焦点面は、光軸に対し
て完全には９０″とはならず多少大きい角度となるが、
検出光学系の対物レンズ９（第１図参照）の焦点深度範
囲てほぼ完全にカバーできるため、９０°と考えて問題
はない。図中で９０′とならないのは角度５８．５９で
ある。

次に、第１図の色収差を利用した２１焦点検出系１２に
ついて説明する。この検出系の基本的なものは本出願人
によってすでに出願されているものである（特願昭６２
−１９６１７４号）。まずこれを第１０図を用いて説明
すると、対物レンズＯｂは波長の異なる光線に対し色収
差を有し、例えば、ｇ線（入＝４３５ｎｍ）、ｅ線（入
＝５４６ｎｍ）の２種の光線に対し異なる焦点距離をも
っている。したがって、同一物点上にあるマークをｇ線
を使用して結像させた像点とｅ線を使用したときに生ず
る像点は異なることになる。

例えば、開口数ＮＡ＝０．４、倍率ｎ＝１０倍の対物レ
ンズｏｂの焦点距離はｅ線、ｇ線に対しそれぞれＦｅ＝
１２．５ｍｍ、Ｆｇ＝１２．７４１ｍｍとなり、物点距
離Ｓを！３．７５ｍｍとしたときに生ずる像点距＠　ｓ
　”はそれぞれｓ″ｇ＝１３７．５ｍｍ、Ｓ”　ｅ＝１
３７．．６１５ｍｎｔとなる。このような対物レンズｏ
ｂを使用して微小間隔δ離れた物点、例えば、マスクＭ
ＡとウェハーＷＡが図に示すようにそれぞれ光軸上Ｍ。

Ｍ′にあるとすると、ｇ線、ｅ線の焦点距離Ｆｇ、Ｆｅ
が異なるため、２つの光線によるマスクＭＡ上のマーク
の像はり、Ｂ点に生じ、ウェハーＷＡ上のマークの像は
Ｂ、Ｃ点にそれぞれ生じることになる。つまり対物レン
ズ系の色収差によってＢ点にはマスクＭＡ上のマークと
ウェハーＷＡ上のマークの像が同−位はに生じている。

たたし、マスクＭＡｈのマークはｇ線により形成された
像である。今、Ｂ点に例えばテレビカメラ等の検出系を
置いて観察すると、マスクＭＡ上のマークとウェハーＷ
Ａ上のマークを同時に観察することかできるが、色収差
のためにそれぞれにじみの像を伴って観察される。この
にじみの像をｇ線をカットしてｅ線を透過するフィルタ
ーおよび逆にｇ線を透過しｅ線をカットするフィルター
を組み合わせたフィルター（パターンバリアフィルター
と称す）を使用することにより、それぞれの色収差にに
じみを除去することによって同一のＢ点においてそれぞ
れ異なった位置におけるマスクウェハー上のアライメン
トマークの像を観察することが可能となる（特開昭６２
−１９６１７４号参照）。

以上が先願発明の内容であるが、この発明て使用する対
物レンズは、このように色収差を績極的に生じさせ、か
つ諸収差をよく補正した色収差対物レンズである。以下
、その光学系スペックの一例を第１表に示す。たたし、
この発明に関しては、上記色収差２重焦点光学系の構成
において、パターンバリアフィルターは５ＦＺＰの性質
から使用しない。

ＥＬＬＪ　　　　ラ　　ベ・・（対物レンズ。

フィールドレンズ１．リレーレンズを含む）この発明に
おいて、使用する対物レンズ９は第１０図に示した対物
レンズＯｂと同様な性質を有するもので、第５図の波長
入、の光の焦点面２５を第１Ｏ図Ｍの位置に、光の波長
入２の光の焦点面２６を第１Ｏ図のＭ′の位置に又は第
９図の波長入、の光の焦点面５５と第１０図のＭの位置
に波長入２の光の焦点面５７を第１０図のＭ′の位置に
配置すると、第１０図のＢの位置には５ＦＺＰ１６，１
７のそれぞれ入、の光の焦点像と入２の光の焦点像が重
なって結像される。これを第１１図を用いて説明すると
、アライメントマーク１６．１７のλ、の光による回折
焦点面２５と入２の光による回折焦点面２６は対物レン
ズ９の波長λ１．λ２の光に対する２重焦点面と位置関
係が完全に一致するように配置されている。したがって
、両方の焦点面２５と２６は対物レンズ９とリレーレン
ズ８を通ってリニアセンサー６上に重ね合わされて結像
する。

また、第９図にも、検出光学系の焦点面と回折焦点面と
の位置関係を示しである。この図面を用いて更に上記の
ことを詳しく説明すると、検出光学系の軸上色収差を有
する対物レンズ９は、２つの波長入、と入、の光に対し
ては、図に示すように２つの焦点面を持っており、波長
の長いん２の光か対物レンズ９からより遠い位置に焦点
を持つ。２つの焦点間の距離はα（ｇｍ）とする。

一方、５ＦＺＰ１６．１７の回折焦点面５５．５６．５
７の位置は対物レンズ９と逆の性質を持ち、長い波及程
焦点距離が短く、波長入、の光の方か波長入、の光に比
べて、焦点距離が長い（入、く入２）。これは、ＦＺＰ
の基本式［（２）、（３）式等］から明らかで、例えば
、あるＦＺＰに、波長入、と入２の光を入射させ、波長
入、と入、の光の焦点距ｆｉｆ＋、ｆｚを考えてみれば
よい。つまり、ｍ＝１．ゾーンエツジの中心からの距離
ｒ１において、ｒ　、”＝＝　ｆ　、入、＋λＩ２／４　−−−−（１
７）ｒ　＋”＝　ｆ　２　人、十人２′／４　　・・・
・（１８）となる。

上記（１７）、（１８）式より、ｆ、＝　　　　　（ｒ、”−人＋”／４）”　（１９）
入ｌｆ２”　　　　　　（ｒ＋’−λ２”／４）−−−・　
（２０）入２となり、上記（１９）、（２０）式より、４人、入２４人、入。

・“、　　　ｔｌ＞ｆ２　　　　　　　　　・・・・　
（２１）である。

上記（２１）式で示される５ＦＺＰの性質は、検出光学
系との組み合わせて用いるのに極めて都合が良い。図に
示すように、ＦＺＰの性質により、波長入、と入２の光
に対して対物レンズ９の焦点面と、５ＦＺＰ１６，１７
の焦点面５５（マスクマーク１６の波長入、の光の焦点
面、つ、エバーマーク１７の波長入２の光の焦点面）、
５７（ウェハーマーク１７の波長入２の光の焦点面）か
一致する。ここで重要なことは、焦点面５６（マスクマ
ーク１６の波長λ２の光の焦点面）が対物レンズの焦点
面から外れていて検出されないことである。これは、基
本的に、マスクマーク１６からの回折光は、ウェハーマ
ーク１７に比べて必要十分な強度か得られることから、
単波長（入、）の光による回折光を検出することを前提
としている。一方、゛ウェハーマーク１７の方は、波長
入、と入、の複波長の光による回折光の和を検出してい
る。これは、使用する波長か３波長以−Ｌになった場合
も、原則的に同しであり、マスクマーク１６に対しては
波長入、の回折光を検出し　ウェハーマーク１７に対し
ては波長λ１、入２、入、・・・・の複波長による回折
光を検出する。

次に、第１２図を用いて、第１１図のリニアセンサー６
上の光強度分布の様子を説明する。図の（ａ）はマスク
マーク１６及びウェハーマーク１７からの波長入、の焦
点面２５　（５５）における回折光強度分布を示してお
り、波長入、の光の焦点面２５は当然のことながら波長
入、の光によるフレネル焦点なので、波長入、による回
折光強度３１がピークを示す。

一方、波長λ２の光による回折光は、その焦点から遠く
離れているため、その光強度３２は大変弱く、図中で点
線で示すように低くなたらかな光強度分布となる。図の
（ｂ）は（マスクマーク１６及び）ウェハーマーク１７
からの波長入２、の光の焦点面２６　（５７）における
回折強度分布を示しており、波長λ１の光の焦点面２６
は波長入、の光のフレネル焦点なので、波長入２の光に
よる回折光強度３１”かピークとなる。一方、波長入、
の光による回折光は、その焦点から遠く離れているため
、その光強度３２′は大変弱く、図中て実線で示すよう
に低なだらかな光強度分布となる。図の（Ｃ）はマスク
マーク及びウェハーマークからの波長入、と入２の光に
よる回折光の結像面６での光強度分布を示しており、結
像面６ての光強度分布は、各波長による光がインコヒー
レントで互いに干渉することかないため、基本的に波長
入、と入、の光の焦点面での光強度の和３１　″ ３２″として得られる。すなわち、光強度は、（結像面６における回折光強度）＝の加算として表現されるので、この加算のため、リニア
センサー６から得られるアライメント信号として使用す
るピーク信号のゲインは２倍に増幅されることになり、
Ｓ／Ｎ比も改善される。

次に、第１図、第１１図におけるシリンドリカルレンズ
７の作用を説明する。色収差を利用した２重焦点検出系
１２で拡大されたマスクマーク１６とウェハーマーク１
７のフレネル回折焦点像を２次元カメラで検出すると、
カメラの検出速度か３０Ｈｚのため、それ以上に検出速
度を上げることか困難である。その上、焦点像か第１１
図（ｂ）の面内において光軸へ′に垂直に延びる直線で
あり、ディジタル的なラスター圧縮処理も必要となるた
め、処理速度は大きく低下する。そこで、２次元カメラ
の代りに１次元カメラ、すなわち、電荷結合妻子（ＣＣ
Ｄ）等からなるリニアセンサー６てこの焦点像を検出す
るようにすると検出速度を１ＯｋＨｚ前後まて飛躍的に
高めることができる。リニアセンサー６を焦点の直線に
直交する方向（Ｙ方向）に配置したため、直線上の焦点
像は一部しかリニアセンサー６によって検出されない。

そこで、第１１図（ｂ）の面内において光軸Ａ′に垂直
に延びる直線焦点像をその直線方向に圧縮するシリンド
リカルレンズ７を用いてより有効に焦点像を検出できる
ようにする。

この点を第１３図を用いて説明する。この図においては
、５ＦＺＰの１つを例にとって示しであり、対物レンズ
９は省略しである。５ＦＺＰ　ｌ　６又は１７の中心の
縞と直交する方向（Ｙ方向）に母線を有するシリンドリ
カルレンズ７を配置することによって、５ＦＺＰ　ｌ　
６又は１７の光軸Ａ′に垂直に延びる直線上の焦点の光
強変分４ｊ３３をその直線方向に圧縮すると、符号３４
て示したような分布になり、全ての光をＹ方向に配置し
たリニアセンサー６に入射させることかできる。シリン
ドリカルレンズ７の母線に直角な方向の圧縮を１０とす
ると、シリンドリカルレンズ７を用いない場合に比べて
光量は１０倍になり、そのため信−ツ強度は基本的に１
０倍になるので、十分な信号強度か１’）られる。また
、シリンドリカルレンズ７を用いることで、ディジタル
的に行なっていたラスター圧縮を光学的に行なわせるこ
とかでき、実質」ニラスター圧縮時間はゼロになり、ラ
スター圧縮と信号検出に要する検出速度は１０ｋＨｚ前
後と極めて高速化される。その上、ラスター走査におい
て混入する不必髪な白色雑音成分も低減され、結果とし
て高Ｓ／Ｎ比か得られる。

なお、以上のシリンドリカルレンズを用いる点について
は、本出願人によって［アライメントマークの位置検出
装置」という名称で特願昭６３−６３９２１号として特
許出願している。

次に、リニアセンサー６によって得られた信号を処理し
て位置検出を行なう信号処理方法について説明する。そ
の１つの方法として相似性パターンマツチング手法があ
る（同一出願人による特願昭６２−２４３１９４号）。

この方法は、第１４図（ａ）に示すように、同じ形の２
つのマークを所定間隔離して配置し、これをマークの間
隔方向へ走査して同図（ｂ）に示すような入力画像信号
Ｖ（ｊ）を得、この人力画像信号Ｖ（ｊ）を微分して同
図（ｃ）のようなエツジ抽出信号Ｖ′（ｊ）を求め、次
の式（５）で定義される自己相１５１￥関数Ａ　（Ｗ、
Ｐ、Ｒ）を求める。

Ｖ　　′　（ｊ＋ｗ）　　・・・・　（５）ここで、Ｐ
：相関区間の開始点Ｒ：相関区間Ｗ：左右パターンの幅第１４図（ａ）のマーク間の距離はＡ　（Ｗ。

Ｐ、Ｒ）が最大値を取るＷＩと２番目の値を増るＷ２の
中間に存在する。

従来のパターンマッチング法による中心位置検出方法に
おいては、第１４図（ａ）における各マークの対称性を
前提としているが、例えば半導体処理プロセスの影響で
その対称性は簡単に崩れてしまい、そのため中心検出精
度は低下してしまう。しかしながら、上記した相似性パ
ターンマツチングの手法によると、近接したマークは処
理プロセスにより相似性を保ちながら同時に崩れるとい
うプロセス上の特性に基づき、その位置を求める方法に
なっているため、半導体処理プロセス依存性の極めて低
い方法となっている。さて、リニアセンサー６から得ら
れる信号は第１５図（ａ）のようなものである。これら
の位置関係はマスクマーク１６の対応する信号４２を中
心にその両側にウェハーマーク信号４１．４３が存在す
る。この出力信号はＡ／Ｄコンバータでディジタル化さ
れ、１次微分処理を受けて、第１５図（ｂ）のような信
号が得ら・れる。（ｂ）図において、符号４４．４６の
信号はウェハーマークに、４５はマスクマークにそれぞ
れ対応している。この（ｂ）図の信号を、例えば上記し
た相似性パターンマツチングの手法を適用し、マスク１
４とウェハー１５のＹ方向（第２図、第５図等）の位置
関係が検出でき、両者のアライメントか可能となる。

ここで、この発明の位置検出装置を用いてマスクマーク
１６とウェハーマーク１７をアライメントする原理を説
明しておく。セクターフレネルゾーンプレート（ＳＦｚ
Ｐ）は、焦点距１ｔｆを有する凸シリンドリカルレンズ
とほぼ同じ作用をする。第１６図において、紙面に対し
て０の角度をなす５ＦＺＰ２３は紙面に垂直方向の直線
上の焦点２４を有しており、したかってマスク又はウェ
ハー上の５ＦＺＰがその中心線に対して直角方向（Ｙ方
向）にΔδｐｍ動くと、焦点も同し方向に同じ量ΔδＩ
Ｌｍ動く。この焦点の移動量を５ＦＺＰのずれ量（６６
μｍ）のみなすことができる。

したがって、焦点のずれ量を検出することによってマス
ク又はウェハーのずれ量を知ることかできるので、マス
クとウェハーそれぞれに５ＦＺＰからなるマークを設け
ておき、それぞれの焦点の位置を同時に検出することに
よってマスクマークとウェハーマークのアライメントを
行なうことかできる。この発明においては、５ＦＺＰを
複数（原理上必ずしも２色に限定する必要はない）の波
長の光で同時に照射し、５ＦＺＰの焦点距離が波長によ
って異なるのを色収差を有する対物レンズで補正して同
一焦点面へ結像させ、かつ、この対物レンズによって上
記ずれ量を拡大倍率分（Ｎ）だけ拡大して、Ｙ方向に走
査するリニアセンサー上に結像させるものであり、第１
７図に示すように、結像面（リニアセンサー）６上にお
けるマスクマーク１６又はウェハーマーク１７の焦点の
移動量は（ΔδｘＮ）４ｍと拡大される。この移動量を
マスク１４及びウェハー１５について同時にリニアセン
サー６からの信号を処理することによって求め、両者の
マークの位置を一致させる。

なお、シリンドリカルレンズ７は５ＦＺＰ　ｌ　６゜１
７の紙面及び光軸へ′に直角な方向に延びる焦点をこの
方向へ圧縮して処理速度の高速化、信号強度の増幅等を
行なうものである。

この発明の位置検出装置を利用した第１図のアライメン
ト装δの概略的なスペックは次のとおりである。

１、アライメントマーク：ウェハーマーク＝ＳＦＺＰｘ
２マスクマーク＝ＳＦＺＰｘ　１２、検出信号：フレネル回折による集光焦点面における
波長λ１及び入２の光による回折光強度３、検出装首：複波長による色収差を利用した２重焦点
検出装芒とシリンドリカルレンズによる光学的マスク圧縮光学系４、受光素子：リニアセンサー５、信号処理方法：相似性パターンマツチング等による
アライメントマークの位置検出また、第４図（ａ）に示した扇形フレネルゾーンプレー
ト（ＳＦＺＰ）２３の実際の設計例を一十吟嚇示す。

設−一一計一一一例マスクとウェハーのギャップ　δ＝４０ｇｍ入射波長　
　　　　　入＋　＝４８８ｎｍ（ブルー光）入２　＝６３２．８ｎｍ（グリーン光）扇形ＦＺＰの長さ　　Ｌ＝　６０　＃Ｌｍ入射角度　　
　　　　０＝６０” 以上を初期条件とし、ｆ３＝１００ｐｍについて設計し
た例を示す。

以下、エツジ寸法は、第４図（ａ）に示した要領でとる
。

また、最高次数＝２１として、ｒ２１までのエツジ寸法
を求める。なお、表中の括弧内の数字はエツジ間の間隔
を表す。

■ｆ：１＝１００　（単位μｍ）ｆ＋　＝　　５３．８１　　　ｆｓ　＝４１．４３ｆ２
−２３．８１　　　ｆ、＝１８．３０ｆ　！　＝　１０
０　　　　　　ｆ　ｙ　＝　７７　、０５ｆ＜　＝　　
７０　　　　　　ｆａ　＝５３．９２次に、マスクに設
ける透明なウィンドウ部について、若干説明する。第３
図において、ウェハーのアライメントマーク１７を照射
する光か通るウィンドウ２２と反射する回折光か通るウ
ィンドウ２２部分は、おおよそ第１８図のようになる。

マスクマーク１６の両側にウィンドウ部２２が設けられ
、このウィンドウ部２２を通って、ウェハーマーク１７
（第３図）に照明光か入射され、かつそれからの反射回
折光が通っていく（野球のベースプレートとバッターボ
ックスの形に良く似ている）。最近のｘ１ａマスクの動
向を見ていると、透明なウィンドウ部分は、ＳｉＮ　（
厚さ１〜２ＪＬｍ）、不透明な部分はＴａ（０，８１Ｌ
ｍ前後）となっている。

最後に、検出光学装置の配置について説明する。この発
明においては、扇形ＦＺＰを用いることで、検出光学装
置の対物レンズを大きく傾けてＸ線露光領域外に配置て
きるため、その構成は、非常に簡単となることを第１９
図に示す。この図において作動圧１ｆｌ＝１３ｍｍ、Ｎ
Ａ＝０．４相当の市販の対物レンズを用いることを想定
して、その外形図及びウェハー１５との配置を示しであ
る。なお、検出角度２０は、ウェハー及びマスク面１４
．１５に対して６０６である。

［発明の効果コこの発明の効果は、木質的には、先願発明の効果と同様
であり、特に、（１）露光エリア内に設けたアライメントマークを検出
する露光中サーボ制御が可能である、（２）プロセス依
存性か極めて低い、 ■マークの対称性に依存しない ■薄膜などの光の干渉による定在波効果の影響を受けに
くい（３）ギャップ依存性か極めて低い、（４）高速検出が可能、である点において効果か大きい。

したがって、以上のことから、この発明によれば、超精
密位置計測（０，０１ルｍオーダー）、特に、マスクと
ウェハーを０．０１ｇｍオーダーで位置検出可能であり
、また、高スルーブツトが５丁能になる。

さらに、この発明においては、先願発明のＬＦＺＰに代
えて５ＦＺＰを用いているため、次のような大きな効果
を有する。

（１）検出光学装置の対物レンズを大きな角度で傾けて
検出することが可能となる。

（２）検出光学装置をＸ線露光領域外に傾けて配置する
ことか可能となる。

（３）露光中も、アライメントマークを検出することが
可能となる。

（４）Ｘ線露光領域内に、アライメントマークを用いる
ことが可１Ｆ、どなる。

（５）検出光学装置の対物レンズは、光学的分解俺な上
げるためにその開口数（ＮＡ）を大きくしなければなら
ないが、５ＦＺＰを適用することて対物レンズを大きく
傾けることか可能になり、露光領域と干渉しない範囲で
これを行なうことが極めて容易になるため、斜方角度か
ら設定できるＮＡの限界を通常極めて高く設定できるよ
うになる。

（６）露光領域内にアライメントマークを設け、そのマ
ークを露光波長（Ｘ線）と干渉することなく、露光中も
検出することが可能になるため、露光中も検出光学系を
退避させることなく、マスク／ウェハー位置を検出して
補正でき、ウェハー全面をステップ・リピート露光でき
るため、アライメント精度の向上及びスルーブツトの大
幅な向上が可能となる。

（７）ＬＦＺＰに比べて、マークに角度の要素が加わっ
た分、マーク形状は多少複雑になったが、円形フレネル
ゾーンと比べるとはるかにシンプルで、簡素化されてい
るため、プロセス変化に基づくパターン変化か起きにく
い。

（８）斜入射角度を扇形ＦＺＰが損出するため、検出光
学系は、斜入射に関わる一切の設計上の工夫及び製造上
の困難さを負担する必要かないため、設計・製造の簡単
化及びコストダウンか極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の位置検出装置の側面概略図、第２図は、その上面概略図、第３図は、アライメントマークの−Ｌ面図、第４図（ａ
）、（ｂ）は、５ＦＺＰの平面図とその作用の説明図、第５図、第６図は、５ＦＺＰからなるアライメントマー
クのフレネル回折の説明図、第７図、第８図は、ＬＦＺＰと５ＦＺＰの焦点面の位置
の説明図、第９図、第１１図（ａ）、（ｂ）は、フレネル回折焦点
と２重焦点検出装養の関係の説明図、第１０図は、色収
差を有する対物レンズの作用を示す光路図、第１２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレネル焦点面及び
結像面における回折光強度分布図、第１３図は、シリン
ドリカルレンズによる光学的ラスター圧縮の説明図、第１４図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は、相似性パターンマ
ツチングの説明図、第１５図（ａ）、（ｂ）は、検出信号及びその１次微分
信号の波形図。第１６、第１７図は、本発明のアライメント原理の説明
図、第１８図は、マスクのウィンドウ部の配置説【１１図、第１９図は、検出光学装置の配置の外形図、第２０図は
、ＬＦＺＰによるフレネル回折焦点の説明図である。１：レーザー（波長入、）、２：ビームスプリッタ−，
３：レーザー（波長入２）、４：ミラー、５：照明光学
装置、６：リニアセンサー７：シリンドリカルレンズ、
８：リレーレンズ、９：対物レンズ、ｌＯ：検出光学装
置、ｌｌニジリントリカルレンズとリニアセンサーから
なる高速検出系、１２：色収差を利用した２重焦点検出
系、１３：Ｘ線露光領域、１４：マスク、１５：ウェハ
ー、１６：アライメントマーク＝ＳＦＺＰ、１７：アラ
イメントマーク＝ＳＦＺＰＸ２．１８：ギャップ、１９
：斜入射照明角度（θ）、：斜方検出角度２２：マスクウィントウ２１：不透明部、（透明部分）第図特復許代出願理人人住友重機械工業株式会社小山田光夫第３図浮呼第図第図第図（ａ）（ｂ）第図りニアｔブ寸−出力、にイ式分・５−【第旧図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｘ線露光光の光軸方向に微小距離離間した第一の
物体と第二の物体の光軸に直交する方向の相対位置を検
出する位置検出装置において、各物体上に扇形（Ｓｅｃ
ｔｏｒ）フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ）からなる
アライメントマークを設け、これら扇形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ）を同一
方向から同時に複数の波長の光により照明するように照
明装置を構成し、第一の物体上の扇形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ
）の波長ごとに位置の異なる回折焦点面と第二の物体上
の扇形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ）の波長ごと
に位置の異なる回折焦点面とが、少なくとも一つの波長
において一致するように各扇形フレネルゾーンプレート
（ＳＦＺＰ）を構成し、第二の物体上の扇形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ
）の波長ごとに位置の異なる回折焦点面にその波長の焦
点面が一致するような色収差を有する対物レンズを備え
、上記対物レンズによって同一結像面上に重ね合せて結像
された上記扇形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ）の
直線状の回折焦点像を、その長手方向に対して直角な方
向に１次元走査して電気信号に変換するリニアセンサー
を上記結像面上に備え、上記直線状の回折焦点像をその長手方向に圧縮して上記
リニアセンサー上に結像するように、シリンドリカルレ
ンズを上記対物レンズと上記リニアセンサーの間に配置
し、上記リニアセンサーから得られた信号を処理して上記各
アライメントマークの位置を検出する手段を有する、ことを特徴とする複波長照明を用いたダブル扇形フレネ
ルゾーンプレートによる位置検出装置。
（２）第一の物体のアライメントマークとして単一の扇
形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ）を用い、第二の
物体のアライメントマークとして一対の扇形フレネルゾ
ーンプレート（ＳＦＺＰ）を用い、第一の物体の単一の
扇形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ）を第二の物体
の一対の扇形フレネルゾーンプレート（ＳＦＺＰ）の間
に入るような配置とすることを特徴とする請求項１記載
の位置検出装置。
（３）第一の物体はマスクであり、第二の物体はウェハ
ーであり、ウェハーのアライメントマークの入射光及び
回折光が通るマスク部分に透明なウィンドウ領域を設け
たことを特徴とする請求項１又は２記載の位置検出装置
。
（４）照明装置及び対物レンズを、第一物体アライメン
トマークの左右斜上方の対向する位置に配置し、これら
アライメントマークの面に対して、照明装置の照明角が
対物レンズを含む検出光学系の検出角に等しくなるよう
に配置したことを特徴とする請求項１から３いずれかに
記載の位置検出装置。
（５）リニアセンサーから得られた信号を処理して上記
各アライメントマークの位置を検出する手段が、相似性
パターンマッチング処理を行う手段であることを特徴と
する請求項１から４いずれかに記載の位置検出装置。