JPH0412207A - 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
ウニ・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′Ｆ−の位置合わせ精度を有する
ものか要求されている。

多くの位置合わせ装置においては、マスク及びウニ八面
上に位置合わせ川の所謂アライメントパターンを設け、
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１〜を行っている。このときのフライメン１〜方法
と１ノでは、例えば双方のアライメンＩ・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　
リ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、該ゾーンブレ−１・に光束
を照射し、このときゾーンブレーＩ・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
行っている。

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べてアライ
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１〜が出来る特長がある。

この低木出願人は先に特願昭６３−２２６００３号に４
５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（ｆｆ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１−
８に各々２組のレンズ作用を有するフライメン１〜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。そＩノてセンサ面上ての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
位置すれ量を検出している。

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

（発明か解決しようとする問題点） 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）への入射位置精度か不十分であ
ると検出手段で得られる信号のＳ／Ｎ比か低ドし、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、７粒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１１図に示すよ
うに２つの対称軸１．．Ｔ、を有するガウシアン分布を
有しており、フライメン１〜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
ｙとする。尚、第１１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ｗ、、ｗｙ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
フライメン１〜マークの相対位置合わせ粒度を緩和して
も、アライメントマークに入射する光束の強度分布か変
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か生じにくくその面の安定度は向上
する。しかｌノながら投射ビームの有効利用が悪くなり
、（ｇ号強度の低下、ノイズ成分の増加を伴なう等の問
題点か生してくる。

逆に投射ビーム径を小さくした場合、１１「述のＳ／Ｎ
比は向上するが、アライメントマーク面上の強度分布が
不均一どなる為、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七の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トさせ、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て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粒度に行なうこと
により機械粒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。

（問題点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
方の物理光学素子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理光学素子に入射させ、該他方
の物理光学素子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、該第
１物体面上に参照マークを形成し、該投光手段からの光
を該参照マークに入射させ、該参照マークより得られる
複数の回折光の所定面上における強度分布を受光手段に
より検出し、該受光手段からの出力信号を利用して該投
光手段と該第１物体との相対的な位置検出を行うように
したことを特徴としている。

特に本発明では、前記投光手段を移動可能となるように
構成し、前記受光手段からの出力信号を利用して駆動手
段により、該投光手段を移動調整し、該投光手段からの
光の前記第１物体面上への投光位置を調整するようにし
た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（Δ）　、　（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、す
、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は参照マークであり、後述するように投光手段と
第１物体１との相対的位置関係を検出する為のものであ
る。

参照マーク１００と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の距離なｇ、アライメントマーク５及
び６の焦点距離を各々ｆ１１１＋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１１．１２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Ｓ、、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Ｓ、及びｓ２はアライメントマー
ク５及び６の焦点Ｆｌ、Ｆ２とアライメントマーク３．
４の光軸中心を結ぶ直線Ｌｌ。

Ｌ２と、検出部１１及び１２の受光面との交点として幾
何学的に求められる。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、、Ｓ
２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 と表わせ、ずれ倍率はβ１＝　Ｓ　、／Δσ、β２−３
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のずれに対して光束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Ｓ、、Ｓ２だけ変化する。

第１図の上側においてはアライメントマーク５に入射し
た光束を集光光束とし、その集光点Ｆ。

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ｆｂｌはレンズの式 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
のすれ量Δ０と第１検出部１１の光点変位量Ｓ、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
イラン１〜マーク４の結像倍率は負であり、第２物体２
のすれ量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△σに対し
てアライメントマーク５．３の系とアライラン１〜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
ボツ１〜間隔が広がり、逆に図面−Ｌ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イ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（八）　、　
ＣＢ）の各構成要素について説明する。

図中、１３は光源、工４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。

又１は第１物体で、例えばマスクである。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グレーテイ
ンクレンズより成り、それぞれマスク１面一上とウェハ
２面」二のスフライブライン１０．９１に設けられてし
）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、ｆ−１４により所定のビーム径にコリメ
ートされ、ミラー１５て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。

未実施例において、光源の種類としては半導体レーザー
の場合を示したが、この他Ｈｅ−ＮＱレーザー、Ａ、、
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（充電変換素子）２２てあり、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。

ここで投射光束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面一に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
２１は省略している。モしてセンサ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
２３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）より成フている。

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
スポット位置を第１信号光束と異なる方向に移動せしめ
るように反射回折されてセンサ２２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フている。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
位置をウニへ面から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（＝センサスポット間隔変化／マスク、ウェハの
ずれ量）の絶対値が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０．００５μｍ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との位
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程度で、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つのスポット
間隔は、例えば２ｍｍ程度に設定しておくのが適当であ
る。

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

第４図は第１物体１のアライメントマーク５゜６近傍に
設けた参照マーク１００に投光手段から光束Ｌ　２が入
射したときの反射回折光を示す説明図である。（Ｉ、２
は先に説明したＬｌと同一の投射光束である。） 本実７ｉｈ例では露光転写すべきパターン領域４１の周
辺の４ケ所に各々設けたアライメントマーク５．６の近
傍に各々参照マーク１００を設けでいる。投光手段（不
図丞）は移動ｉｉＪ能となっており、参照マーク１００
に各々光束Ｌ　２を照射している。参照マーク１．　Ｏ
Ｏに投射された光束Ｌ　２は各々反射回折される。この
とき所定方向に反射回折される所定次数の回折光を２０
０ａ２００ｂ、２００ｃ、２００ｄで示している。

又、投光手段からの光束Ｌ２はパターン領域４１の４ケ
所の参照マーク１００に各々同様に照射している。参照
マーク１００は露光時にウェハ２面［−に転写されない
位置に配置されている。

第５図は第４図に示す参照マーク１００から反射回折さ
れた回折光２００ａ〜２００ｄを受光する為の投光手段
と一体化された受光手段を示している。

同図において３００ａ〜３００ｄは回折光２００ａ〜２
００ｄを受光し、その強度に比例する電器信号を出力す
る受光手段としての光電変換素子（センサ）である。又
破線で示ず領域３０１ａ〜３０１ｄは受光スポットを示
している。

第６図は第４図に示す参照マーク１００の枠形状を示す
説明図である。同図の破線て示ず領域６エは投射光束Ｌ
２の例えばｅ−２強度のスポット径を示しており、Ｘ１
方向とＹ１方向に対称軸を有するガウシアン強度分布と
なっている。

参照マーク１００は同図に示すように上下左右に対称に
４分割された４つのマーク１００ａ〜１００ｄより成っ
ている。マーク１００ａ〜１００ｄに設けられている描
画パターンは例えば等どツチの直線格子て投射光束Ｌ２
をセンサ３００ａ〜３００ｄの方向に各々反射回折でき
る方向に配列されている。

ここで反射回折光２００ａ〜２００ｄの強度はマーク１
００ａ〜１００ｄ而上の投射光束強度に比例する（尚、
このとき回折方向は変化しない）。従ってセンサ３００
ａ〜３００ｄの各々の出力をＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄとし、 の値を求めることにより投射光束７と参照マーク１００
の位置すれ量に対応した値が定まる。このときの様子を
第７図に示す。従って第４図に示した系と等価な系で投
光手段と参照マーク１００の相対的なイ）７置を変化さ
ゼ、そのときの変６Ｌ　ｆｉを測長機等で読み取り同時
に前述のＳ８あるいはＳｙの値を測定すると、投射光束
のビーム径のバラツ虞等の影響を加味して較正か可能で
ある。即ち、この特性図を事＋ｆｎ−に求めておくこと
で装置として使用する時にＳ、、Ｓｙを検出して投光手
段と第１物体との相対位置ずれ量を算出することが可ｒ
ｊシどなる。

次に本実施例において投光手段と第１物体１との相対的
位置ずれを検出する道順について説明する。

般に半導体製造装置では露光転写すべき回路パターンや
マスクとウェハの位置ずれ検出を行う為のアライメント
マーク等が描画されたマスク１を第３図（Ａ）に示すよ
うにセットする。そして同時にアライメントを行う投光
手段を収納しているピックアップ筐体１６を移動し同様
に参照マーク１００を投射光束Ｌ２で照射する。モして
１１「述のＳＸ、Ｓ、を求め相対位置ずれ値を算出し、
この値にもとすきピックアップ筐体１６を移動させる。

又必要に応じて再度ＳＸ、Ｓ、の確認再駆動を行い投射
光束７と参照マーク１００との相対位置合わせを行う。

このときの参照マーク１００とアライメントマーク５，
６の相対位置はマスクパターン作成［Ｉｈより既知の値
であるからその値にもとすき投光手段を駆動することが
可能である。このようにして第１物体と投光手段を含む
ピックアップ筺体］６を初期セットすることにより、後
の第１物体と第２物体の精密な位置合わせが司能となる
。

またセンサ３００ａ〜３００ｄとしてマスク１とウェハ
２の相対位置ずれを検出する為の第１゜第２検出部１１
及び１２を用いることも可能である。即ち第８図（Ａ＞
　、　（Ｂ）に示すように第１．第２検出部１１及び１
２を例えば２列の１次元ラインセンサから構成し、マス
ク１とウェハ２の相対位置ずれを算出する際は第８図（
Ａ）に示すような光束７，８で示す信号光束の第１．第
２検出部１１．１２面上の位置情報を計算処理により求
め、はじめに説明した原理方法により求める。

方、参照マーク１００に投射光束７を略々照射した際に
参照マーク１００からの反射回折光２００ａ〜２００ｄ
の回折角を、第８図（Ｂ）に示すように各々の第１．第
２検出部１１．１２に入射し、且つ検出面上でも分離可
能な角度に設定する。こうすることで検出部１１．１２
からの出力信号に対し適切な処理エリア（各信号光のピ
ークを含みクロストークが少なくなる適当なラインセン
サのピット数）を定め、そこでの積算される信号強度を
求めることにより、前述のセンサ３００ａ〜３００ｄの
代替えが可能となる。このようにすると２系統の受光部
を設ける必要がなくなりピックアップ筐体が簡素化され
る。

又、参照マーク１００として第６図に示す枠形状以外に
第９図に示すような中央部のパターンを除いた枠構成（
１０１ａ〜１０１ｄ）でも良い。

この場合単位投射光量に対するセンサ面に到達する光量
比は低下するが、投射光束Ｌ２と参照マーク１００の各
マーク（１０１ａ　〜１０１ｄ）の相対ずれに対する敏
感度を増し、分解能を向上させることができる。従って
投射光学系の光量に余裕がある場合は特に有効である。

以上はマスク１と投射光束Ｌ２の位置ずれ検出を同時に
Ｘ方向、Ｙ方向の２次元で行う例を示したが、１次元ず
つ時系列に行なっても良い。即ち第１０図に示すように
参照マーク１００をマーク１０２ａとマーク１０２ｂの
組とマーク１０２ｃとマーク１０２ｄの組の２個所に分
け、まずマーク１０２ａ、１０２ｂの組に投射光束７を
略々光て前述までの方法でＹ方向の位置ずれを求める。

次に投光手段を移動して再びマーク１０２ｃ。

１０２ｄの組でＸ方向の位置ずれを求める。そして以下
では前述までの方法でアライメントマーク５．６を用い
て第１物体１と第２物体２との位置合わせを行う。この
方法は投射光量が充分でない場合に各々のセンサへ反射
光量が増せる点や、例えばマーク２０１ａとマーク２０
１ｃ、マーク２０１ｂとマーク２０１ｄの回折角を等し
くすることで受光素子を２つに出き系の簡略化に有効で
ある。

以上はマスク１と投光手段の位置合わせを行う例として
本発明を説明してきたが全く同様の手続きでマスク１０
代わりにウェハステージと一体化された部材上に前述ま
での参照マークを設けることで投光手段とウェハステー
ジ系との相対的位置合わせも行なえる。

（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参照マー
クを設け、該参照マークから生ずる所定次数の回折光を
利用することにより、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（八）　、　（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．第６
図は本発明の詳細な説明図、第７図は本発明に係るせン
サからの出力信号の説明図、第８図は本発明に係る検出
部の説明図、第９゜第１０図は本発明に係るせンサの他
の一実施例の説明図、第１１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は参照マーク、Ｌｌ、
Ｌ２は光束、７，８は各々信号光束、 は第１検出部、 工 ２は第２検出部、 は光源、 １４はコリメーターレンズ、 工５はミ ツー ２２はセンサである。

Claims (2)

【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、このうち一方の物理光学素子に
   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
   の物理光学素子に入射させ、該他方の物理光学素子によ
   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、該第１物体面上に参照マ
   ークを形成し、該投光手段からの光を該参照マークに入
   射させ、該参照マークより得られる複数の回折光の所定
   面上における強度分布を受光手段により検出し、該受光
   手段からの出力信号を利用して該投光手段と該第１物体
   との相対的な位置検出を行うようにしたことを特徴とす
   る位置検出装置。
2. （２）前記投光手段を移動可能となるように構成し、前
   記受光手段からの出力信号を利用して駆動手段により、
   該投光手段を移動調整し、該投光手段からの光の前記第
   １物体面上への投光位置を調整す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。