JPH0436605A - 位置検出方法 - 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や所謂ステッパー等
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、マスク及びウェハ面
上に位置合わせ用の所謂アライメントパターン（「アラ
イメントマーク」ともいう。）を所謂スクライブライン
上に設け、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、例えば米国特許第４０３７９６９号や
特開昭５６−１５７０３３号公報ではアライメントパタ
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
り行っている。

又、米国特許第４３１１３８９号ではマスク面上にその
回折光が所謂シリンドリカルレンズと同様の光学作用を
持つようなアライメントパターンを設け、ウェハ面上に
はその回折光を更にマスクとウェハか合致したときに所
定次数の回折光の光量か最大となるような点列状のアラ
イメントパターンを設け、双方のアライメントパターン
を介した光束を検出することによってマスクとウェハと
の相対的位置関係の検出を行っている。

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
との相対的な位置ずれ検出を行う際、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ー（検出手段）に導
光している。そしてセンサー面上での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べく物体面上に設けた
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つの筺体内に収納されている。

（発明が解決しようとする問題点） 通常アライメントマークを設けるマスク及びウェハ面上
のスクライブラインの幅は５０μｍ〜１００μｍ程度で
ある。このスクライブライン幅は投影倍率が５倍のステ
ッパーではレチクル面上で２５０μｍ〜５００μｍ、Ｘ
線の等倍密着露光（プロキシミティ）装置で５０μｍ〜
１００μｍであり、この幅のエリアにアライメントマー
クがおさまるように設けられる。このようにアライメン
トパターンはスクライブライン幅以内に設定されている
。

このような小さいエリア内に設けたアライメントパター
ンにアライメントヘット（投光手段）からの光束（光ビ
ーム）を効率良く照射するにはアライメントパターンの
サイズに対応した大きさに光束径を絞る必要がある。更
に光束の照射方法もアライメントパターンに対して正確
な位置に照射する必要がある。

一般にアライメントパターンに光束を不正確に照射する
と、それだけセンサで検出される光量（信号光）か低下
してくる。アライメントパターンのサイズに対して十分
大きな光束径であるならばアライメントパターンに略−
様な光量分布で照射することができる。

しかしなから光束を効率良く照射し、かつアライメント
パターンのエリア以外の回路パターンエリアに光束を照
射すると回路パターンから不要な散乱光がノイズとなっ
てくるので、これを防止する為にはアライメントパター
ンのサイズに対応した、略等しいサイズの光束で照射す
る必要かある。

一般にこのように光束径を絞ると光束の光量分布はマス
ク（レチクル）面上のアライメントパターン面上で一様
でなくなってくる。

更にアライメントパターンへの光束の照射位置が大幅に
ずれてくるとマスクとウェハのずれかある程度存在する
場合のアライメントパターンより得られる回折光のスポ
ット位置（即ちマスクとウェハのずれ情報）がアライメ
ントパターンへの光束の照射位置がずれていない場合に
比べて異なってくる。即ちアライメントパターンに照射
する光束の照射位置がずれてくるとアライメント検出に
誤差が生じてくる。

従って光ビーム（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
な光ビーム径とすることでアライメントの高精度化か可
能となる。しかしながら光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ない長期間の安定性
を図るのが難しいという問題点か生じてくる。

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光ビー
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
生ず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なう際、該
第１物体面上に回折格子パターンより成る参照マークを
形成し、該投光手段からの光束で該参照マークを走査し
、該走査により該参照マークより発生する回折光の変化
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。

又本発明では、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
ことを特徴とじている。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の要部斜視図、第２図、第３
図は第１図の一部分の拡大説明図、第４図、第５図は本
発明に係る位置ずれ検出と面間隔検出の原理説明図であ
る。

図中、１は光源であり、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ、Ａｒレーザ等のコヒーレント光束を放射する光源、
又は発光ダイオード等の非コヒーレント光束を放射する
光源又はＸｒａｙ光源等から成っている。２はコリメー
ターレンズであり、光源１からの光束を平行光束として
レンズ系５に入射させている。レンズ系５は入射光束を
所望のビーム径にした後、ミラー６で反射させて耐Ｘｒ
ａｙ窓７（光源としてＸｒａｙを用いたとき）を通過さ
せて第１物体としてのマスク１８面上の位置ずれ検出用
のＡＡアライメントマーク（以下ＦＡＡマーク」という
。）２０Ｍ、又は面間隔検出用のＡＦアライメントマー
ク（以下ｒＡＦマーク」という。）２１Ｍに入射させて
いる。光源１、コリメーターレンズ２、レンズ系５は投
光手段を構成している。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１８との相対的位置関
係を検出する為のものである。

ＡＡマーク２０ＭとＡＦマーク２１Ｍそして参照マーク
１００はマスク１８の周辺部のスクライブライン上の４
カ所に設けられている。１９は第２物体としてのウェハ
てあり、マスク１８と近接（間隔１０μｍ〜１００μｍ
）配置されており、その面上にはマスク１８と位置合わ
せすべきＡＡマーク２０Ｗがスクライブライン上に設け
られている。ＡＡマーク２０Ｍ、２０ＷとＡＦマーク２
１Ｍそして参照マーク１００は１次元又は２次元のゾー
ンプレート等の物理光学素子より成っている。

１０は受光レンズであり、マスク１８面上のＡＡマーク
２０Ｍ及びＡＦマーク２１Ｍを通過してきた所定次数の
回折光１６を受光手段１１面上に集光している。受光手
段１１は位置ずれ検出用のＡＡラインセンサー１２と面
間隔検出用のＡＦラインセンサー１３の２つのラインセ
ンサーを同一基板上に設けて構成されている。

尚、同図では該ＡＡラインセンサーエ２とＡＦラインセ
ンサー１３の一方て参照マーク１００からの回折光を検
出している。

１４はアライメントヘットであり、駆動手段（不図示）
によって駆動可能となるように構成されている。

第２図はマスク１８とウェハ１９面上に設けたＡＡマー
ク２０Ｍ、２０ＷとＡＦマーク２１Ｍの説明図である。

第３図はマスク１８とウェハ１９面上の各マークを介し
た光束の光路を示している。ＡＡマーク２０Ｍは２つの
ＡＡマーク２０Ｍ１．２０Ｍ２、ＡＡマーク２０Ｗは２
つのＡＡマーク２０Ｗ１゜２０Ｗ２、ＡＦマーク２１Ｍ
は入射用の２つのＡＦマーク２１Ｍ１．２１Ｍ３と射出
用の２つのＡＦマーク２１Ｍ２．２１Ｍ４より成ってい
る。

尚、ウェハ１９面上にはＡＦマークは設けられておらず
、ウェハ１９面上でθ次反射（正反射）した光を用いて
いる。

ＡＡマーク２０Ｍ１と２０Ｗ１が１つの組に、ＡＡマー
ク２０Ｍ２と２０Ｗ２が１つの組になってあり、各々の
ＡＡマーク２０Ｍ１．２０Ｍ２に入射した２つの光束１
５の各マークによる２つの回折光（以下ＦＡＡ回折光」
という。）２６−１．２６−２は位置ずれに対応してＡ
Ａシラインセンサー１面上を移動するように設定されて
いる。

又、ＡＦマーク２１Ｍ１と２１Ｍ３に入射した光束１５
のウェハ１９面て反射しＡＦマーク２１Ｍ２．２１Ｍ４
より射出した２つの回折光（以下ｒＡＦ回折光」という
。）２７−１．２７−２は面間隔に対応してＡＦシライ
ンセンサー１面上を移動するように設定されている。

尚、第３図において各入射光１５は光源１から放射され
た共通の１つのビームの中の光線を用いている。

本発明の位置検出装置はマスクとウェハとのアライメン
トを投光手段とマスク１８との相対的位置関係を検出し
、双方の位置関係を駆動手段で調整した後に行うことを
特長とするものであるが、その前に本発明に係る位置ず
れ検出方法と面間隔検出方法の原理について説明する。

まず本発明においてマスク１８とウェハ１９との相対的
な面内の位置検出方法について第４図を用いて説明する
。

第４図は第３図において位置検出方向（アライメント方
向）に垂直で、かつマスク１８とウェハ１９の面法線に
垂直な方向から見たときの状態を光路を展開して示して
いる。

同図において第１〜第３図で示した要素と同一要素には
同符番を付している。又、ウェハ１９面上のＡＡマーク
では入射光束は反射回折されるが同図では等価な透過回
折した状態で示している。

２０Ｍ１はマスク１８に、２０Ｗ１はウェハ１９に設け
たＡＡマークであり、単一マークを形成しており、第１
信号を得る為のものである。

２０Ｍ２はマスク１８に、２０Ｗ２はウェハ１９に設け
たＡＡマークであり、単一マークを形成しており、第２
信号を得る為のものである。２６−１．２６−２は第１
．第２信号用のＡＡ回折光、３２は１次ピント面であり
、受光レンズ１０に関して受光手段１１と共役関係にあ
る。

今、ウェハ１９から１次ピント面３２まての距離をＬ、
マスク１８とウェハ１９との間隔なｇ、ＡＡマーク２０
Ｍ１と２０Ｍ２の焦点距離を各々ｆ、□＋ｆａ２、マス
ク１８とウェハ１９の相対位置ずれ量をΔσとし、この
ときのＡＡ回折光２６−１．２６−２の光束重心の合致
状態からの変位量を各々Ｓ、、Ｓ２とする。

尚、マスク１８に入射する光束１５は便宜上平面波とし
、符号は図中に示す通りとする。ＡＡ回折光２６−１．
２６−２の光束重心の変位量Ｓ。

及びＳ２はＡＡマーク２０Ｍ１．２０Ｍ２の焦点Ｆ、、
Ｆ２とＡＡマーク２０Ｗ１．２０Ｗ２の光軸中心を結ぶ
直線と１次ピント面３２との交点として幾何学的に求め
られる。従ってマスク１８とウェハ１９の相対位置ずれ
に対して各ＡＡ回折光２６−１．２６−２の光束重心の
変位量Ｓ。

Ｓ２が互いに逆方向となるようにするにはＡＡマーク２
０Ｗ１．２０Ｗ２の光学的な結像倍率の符号を互いに逆
とすることで達成することができる。

又、定量的には と表わせ、ずれ倍率はβ＋　＝Ｓ＋　／Δσ、β２＝Ｓ
２／Δσと定義できる。従フて、ずれ倍率を逆符合とす
るには を満たせば良い。この内、実用的に適切な構成条件の１
つとして Ｌ）Ｉ　ｆ−＋ ｆ　、、／　ｆ　ａ２　　＜　０ ｆａ□　　〉ｇ ｆ、２＞ｇ の条件かある。即ち、ＡＡマーク２０Ｍ１゜２０Ｍ２、
焦点路ｌＩｆ　ａ＋、　　ｆ　ａ２に対して１次ピント
面３２までの距離りを大きく、且つマスク１８とウェハ
１９の間隔ｇを小さくし、更にＡＡマークの一方を凸レ
ンズ、他方を凹レンズとする構成である。

第４図の上側にはＡＡマーク２０Ｍ１で入射光束を集光
光束とし、その集光点Ｆ１に至る前にＡＡマーク２０Ｗ
１に光束を照射し、これを更に１次ピント面３２に結像
させているＡＡマーク２０Ｗ１の焦点路Ｍｆｂ、はレン
ズの式を満たすように定められる。同様に第４図の下側
においてはＡＡマーク２０Ｍ２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ＡＡマ
ーク２０Ｗ２を介して１次ピント面３２に結像させてい
る。このときのＡＡマーク２０Ｗ２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ＡＡマー
ク２０Ｍ１の集光像に対するＡＡマーク２０Ｗ１の結像
倍率は図より明らかに正の倍率である。ウェハ１９のず
れ量Δσと１次ピント面３２の光点変位量Ｓ１の方向は
逆となり、先に定義したすれ倍率β１は負となる。同様
にＡＡマーク２０Ｍ２の点像（虚像）に対するＡＡマー
ク２０Ｗ２の結像倍率は負であり、ウェハ１９のすれ量
Δσと１次ピント面３２上の光点変位ｉ　Ｓ　２の方向
は同方向で、ずれ倍率β２は正となる。

従ってマスク１８とウェハ１９の相対位置ずれ量Δσに
対してＡＡマーク２０Ｍ１．２０Ｗ１の系とＡＡマーク
２０Ｍ２．２０Ｗ２（７）系（７）ＡＡ回折光２６−１
．２６−２のずれ量ＳＬ、Ｓ２は互いに逆方向となる。

即ちＡＡマーク２０Ｍ１゜２０Ｗ１のパターンの回折に
よって形成される１次ヒント面３２上のスポット３ｏと
ＡＡマーク２０Ｍ２．２０Ｗ２のパターンの回折によっ
て形成される１次ピント面３２上のスポット３１との距
離かマスク１８とウェハ１９の位置ずれ量に応して変わ
り、この２つのスポット３０．３１の距離を受光レンズ
ｌＯにより受光手段１１のＡＡシラインセンサー１面上
に投影している。モしてＡＡラインセンサー１２で２つ
のスポット３０゜３１のスポット間隔を検出することに
よりマスク１８とウェハ１９の相対的な位置すれを検出
している。

第６図はこのときのセンサー１２面上に形成される２つ
のスポット３０．３１の模式図である。

本実施例ではウェハ１９がマスク１８に対して傾斜（Ｔ
ｉＪ！ｔ）してぃても２つのスポット３０．３１は１次
ヒント面３２上を共に同一方向に同一量移動する為、ス
ポット間隔は不変であり、この結果位置検出誤差は発生
しないという特長を有している。

以上が本発明に係る位置検出手段の構成である。

次に本発明においてマスク１８とウェハ１９との面間隔
検出方法について第５図を用いて説明する。

同図において第１〜第３図で示した要素と同要素には同
符番を付している。

本実施例では入射光１５をマスク１８面上の２つのＡＦ
マーク２１Ｍ１　（２１Ｍ３）に入射させている。ＡＦ
マーク２１Ｍ１　（２１Ｍ３）に入射した光は該マーク
で回折されて例えば１次回折光はマスク１８と間隔ｇ＋
　　（ｇ２）Ｉｌｌれたウェハ１９面上で正反射し、マ
スク１８面上のＡＦマーク２１Ｍ２　（２１Ｍ４）に入
射する。ＡＦマーク２１Ｍ２　（２１Ｍ４）は回折光が
レンズと同じ集束作用を持つようなパターンから成って
いる。

そしてウェハ１９で反射した光がＡＦマーク２１Ｍ２　
（２１Ｍ４）へ入射する際、その入射位置（クレーテイ
ンクエリアの瞳位置）に応じて出射回折光の出射角が変
わるような光学作用を有している。

例えばマスク１８とウェハ１９との面間隔がｇ２のとき
ＡＦマークで回折されたＡＦ回折光は実線で示す光路を
進み受光レンズ１０を通ってＡＦシラインセンサー１面
上に２つのスポット５１．５２を形成する。又面間隔が
ｇ、のとき同様にＡＦマークで回折されたＡＦ回折光は
点線で示す光路を進みＡＦシラインセンサー１面上に２
つのスポット５３．５４を形成する。

第６図はこのときのセンサー１３面上に形成される２つ
のスポット５１．５２の模式図である。

このようにマスク１８とウェハ１９の面間隔に応してＡ
Ｆシラインセンサー１面上に生じる２つのスポットの間
隔が変わるので、このときの２つのスポットの間隔を測
定することによりマスク１８とウェハ１９との面間隔を
検出している。

次に本実施例の特長である投光手段（アライメントヘッ
ト１４）と第１物体１との相対的な位置検出を行う方法
について第７〜第１０図を用いて説明する。

本実施例では第８図（Ａ）に示すように露光転写すべき
パターン領域８１の周辺のスクライブライン８２内の４
カ所に各々設けたアライメントマーク８３　（ＡＡマー
ク、ＡＦマーク）の近傍に各々参照マーク１００を設け
ている。

参照マーク１００は第８図（Ｂ）に示すようにマーク１
００ａ、１００ｂの２つの直線回折格子より成りている
。一般に第７図に示すように反射型の回折格子７１に光
７２を入射させると入射光７２は反射回折される。この
とき回折格子７１の格子ピッチをＰ、入射光７２の波長
をλ、入射角（回折格子７１の法線とのなす角度）をθ
。

ｎ次の反射回折光の回折格子７１の法線とのなす角（射
出角）をθ。とすると Ｐｓｉｎθ、　−Ｐｓｉｎθ。−ｎλ　（ｎ−０，±１
．±２、−）−−−−−−−−−（ａ　ｌ　） となる。これより射出角θ。は 口λ θ。＝　　５ｉｎ−’　（ｓｉｎ　　θｉ　　−−）　
　−−−−−−−−（ａ２）で与えられる。

例えばλ＝０．７８０μｍ、θ１＝１７度、Ｐ＝３μｍ
とすると θ。＝０８＝１７度、θ、＝ｌ、８５５度θ２＝−１３
，１５７５度 となる。ここに射出角θ２の符号がマイサスなのは第７
図に示すように反射回折光か回折格子７１の法線に関し
て入射側に法線と１３．１５７５度の角度で回折されて
くることを意味している。

本発明はこのような回折格子７１の回折現象を利用して
いる。即ち第８図（Ｂ）に示すように参照マーク１００
を設け、該参照マーク１００の各マーク−１００ａ、１
００ｂにアライメント用の光束７２ａ、７２ｂを第９図
の矢印７２ａ、７２ｂに示す方向に走査しながら入射さ
せる。そしてこのときの反射回折光を第１図に示したア
ライメント系を通してセンサー１１又はセンサー１１の
近傍に特別に設けた例えば第１３図に示すセンサー１３
１に導光し、光束７２ａ、７２ｂの走査に応じて得られ
る該センサーからの出力信号（強度信号）の最大値を検
出し、これより入射光束７２とマーク１００ａ、１００
ｂとの合致状態を判断している。これにより投光手段と
第１物体（マスク）との相対的位置関係を検出している
。

本実施例では投光手段（アライメントヘット）は駆動手
段で移動可能となっており、参照マーク１００に各々異
なった位置及び異なった方向から光束を入射することが
できるように構成されている。

そこで前述の如く求めた投光手段とマスクとの相対的位
置関係を利用してマスクとウェハとをアライメントをす
る為のアライメントマーク８３への投光手段からの光束
の入射位置及び入射方向を調整している。

即ち、本実施例においては光束７２は通常アライメント
パターンの寸法に対応させて設定されており、この光束
７２をｘ、ｙ面内（マスク面内）で移動させると、第１
０図に示すようにＸ方向とＸ方向において各々回折格子
より成るマーク１００ａ、１００ｂで回折された光はセ
ンサーにより検出される。

このとき光束位置が正確にマーク１００ａ又は１００ｂ
の中心に入射したときにセンサーからの出力信号は最大
となる。

今、センサーからの出力信号が最大になるＸ方向とＸ方
向の光束位置を各々Ｘｐ、ｙｐとする。

マスク面上のアライメントパターン８３の位置と参照マ
ーク１００との相対的位置関係はマスクパターン設計値
より予め求められているのでｘＰ。

ｙＰの値を基に光源からの光束、即ち投光手段を高精度
にアライメントパターン８３に設定することができる。

次に具体的な数値例を示す。スクライブライン８２上の
アライメントパターンサイズが５０μｍ×２００μｍ、
光束７２のサイズが１２０μｍ×４００μｍ、入射角θ
１＝１７度、参照マーク１００は直線回折格子であり、
その格子どツチＰ＝３μｍ、２次回折光（マスク法線か
ら１３．１６度の角度を成して回折してくる。）をセン
サーで検出する場合、第９図に示すマーク１００ａ、１
００ｂの寸法なＷＸ＝Ｗｙ＝３０μｍとしたとき、光束
位置検出粒度は１μｍとなった。

従ってこのときアライメントパターン８３への光束の入
射位置は１μｍ程度の粒度て設定可能となる。

尚、本実施例では参照マーク１００として直線回折格子
を用いた場合を示したか、これに限定されるものではな
く、例えば第１１図に示すように参照マーク１０１を曲
線状の回折格子より成るマーク１０１ａ、１０１ｂより
構成しても良い。

第１２図は第１１図の参照マーク１０１をｙｚ断面内で
示したものである。同図において７２は入射光束、１２
１は０次反射回折光、１２２は１次反射回折光である。

回折格子を本実施例のように曲線格子より構成すると回
折光にレンズと同じく屈折力を与えることができ、回折
光のスポットサイズを直線格子の回折光よりも／Ｊ）さ
くすることが可能であり、これにより検出粒度をより高
めることができる。

尚、本発明において参照マークを第２物体に設け、投光
手段と第２物体との位置関係を検出するようにしても良
い。又本発明の位置検出装置はＸ線を用いた所謂ステッ
パーにも同様に適用することができる。

（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、該参照マークに投光手段から光束を走査しな
がら入射させ、該参照マークから生じる所定次数の回折
光を利用することにより、投光手段と第１物体との位置
関係を適切に設定することができる為、後で行う第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
か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図は本発明の一実施例の要部斜視図、第２．第３図
は第１図の一部分の拡大説明図、第４．第５図は本発明
における位置ずれ検出と面間隔検出の原理説明図、第６
図は第１図のセンサー１１面上の模式図、第７図は従来
の回折格子の説明図、第８図（Ａ）　、　（Ｂ）はマス
ク面上のアライメントマークと参照マークの説明図、第
９図は参照マークと光束との関係を示す説明図、第１０
図は第１図におけるせンサーからの出力信号の説明図、
第１１図、第１２図は本発明に係る参照マークの他の実
施例とそれを用いたときの光束の収束状態を示す説明図
、第１３図は第１図の一部を変更したときの一実施例の
要部斜視図である。 図中、１は光源、２はコリメーターレンズ、５はレンズ
系、６はミラー、１０は受光レンズ、１１はセンサー　
１２はＡＡラインセンサー１３はＡＦラインセンサー　
１８はマスク（第１物体）、１９はウェハ（第２物体）
、２０Ｍ。 ２０Ｗ、２１Ｍは各々アライメントマーク、１００．１
０１は参照マークである。 籍

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ずる回折光を他方
   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なう際、該第１物体面上に回折
   格子パターンより成る参照マークを形成し、該投光手段
   からの光束で該参照マークを走査し、該走査により該参
   照マークより発生する回折光の変化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。