JPH06325415A - 情報記録再生装置における相対位置合わせ装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査型トンネル顕微鏡の原理を利用した記録
再生装置において、記録媒体と記録再生用プローブとの
面内方向の相対位置合わせの精度を向上させる。 【構成】 面内方向に相対移動するマルチプローブ基板
１０４及び記録媒体基板１０１上に各々、ｘ，ｙ，ｚ方
向及びＺ軸回りのθ方向の相対位置ずれ量を検出するた
めの静電容量を形成する各々の上部・下部電極対１０９
〜１１４、１１９〜１２４を設け、前記相対移動に伴う
静電容量の検出結果をもとに、ｘ，ｙ，ｚ及びθ方向の
各駆動手段を制御する。また、この間にｘｙ方向の相対
移動に伴うｚ方向の位置ずれ、及びθ方向の回転移動に
伴うｘｙ方向の位置ずれを補償する。さらに、粗調・微
調のための電極形状、検知手段、駆動手段等を格別に備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査型プローブ顕微鏡
の原理を応用し、記録媒体に対して１ナノメートル程度
の距離まで近接させたプローブにより、情報の記録再生
を行なう情報記録再生装置における記録媒体とプローブ
の相対位置合わせ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、米国特許第４３４３９９３号明細
書に記載されているような、ナノメートル以下の分解能
で導電性物質表面を観察可能な走査型トンネル顕微鏡
（以下ＳＴＭと称する）が開発され、金属・半導体表面
の原子配列、有機分子の配向等の観察が原子・分子スケ
ールでなされている。また、ＳＴＭ技術を発展させ、絶
縁性物質等の表面をＳＴＭと同様の分解能で観察可能な
原子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭと称する）や近接視野光
学顕微鏡（以下ＮＦＯＭと称する）も開発された（米国
特許第４７２４３１８号明細書，欧州特許出願公開−０
１１２４０１号明細書参照）。そこで、このＳＴＭ，Ａ
ＦＭ，ＮＦＯＭ等の走査型プローブ顕微鏡（以下ＳＰＭ
と称する）の原理を応用し、記録媒体に対して、プロー
ブを原子・分子スケールでアクセスし、記録再生を行な
うことにより、高密度メモリーを実現するという提案が
なされている（米国特許第４５７５８２２号明細書，特
開昭６３−１６１５５２号，１６１５５３号各公報参
照）。

【０００３】更に、小型化を目的とし複数のプローブを
半導体基板上に形成し、これと対向する記録媒体を変位
させ記録する装置が、欧州特許出願公開−０２４７２１
９号明細書に開示されている。これらは、半導体プロセ
スにより形成した複数のカンチレバー上に、トンネル電
流を検出するためのプローブをそれぞれ設け、これらに
対向する記録媒体を円筒状の圧電素子に取り付け、円運
動を行わせることにより記録再生を行っている。

【０００４】複数のプローブ電極を有するマルチプロー
ブアレイヘッドを用いて記録媒体にアクセスする場合
に、プローブヘッド基板と記録媒体基板とを平行に配置
しなければならない。通常、これらの両基板間の距離は
１〜３μｍに設定される。更に、その距離のばらつき量
は±０．５μｍ以下であることが求められる。そこでプ
ローブヘッド基板と記録媒体基板とに静電容量検出用の
平板電極を複数設け、それらの間の静電容量を検知し、
それらがある値で互いに等しくなるように両基板の間隔
及び傾きを調整する装置が特願平４−８４７５０号に開
示されている。

【０００５】さらに、プローブヘッドを用いて記録媒体
表面を走査して記録および再生を行う際、記録媒体の面
内方向でのプローブヘッドと記録媒体の位置合せが行な
われなければならない。このため、上記と同様、プロー
ブヘッド基板と記録媒体基板とに、静電容量検出用の平
板電極を設け、その静電容量を検知し、その値が最大と
なるようにすなわち面内方向の平板電極の重なり面積が
最大となるように両基板の面内方向の相対位置を調整す
る装置が、特願平３−２９３９０８号に開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例のプローブヘッド基板と記録媒体基板との面内
方向の相対位置を調整する装置では、面内方向移動によ
りプローブヘッド基板の回転中心と記録媒体基板の回転
中心とを合わせてから、両者の相対回転駆動を行なうた
め、次のような問題点があった。プローブヘッド基板の
回転中心と記録媒体基板の回転中心とを合わせても、両
回転中心と、実際の相対回転駆動機構の回転中心との間
には、微小な面内方向位置ずれが存在するため、実際の
相対回転駆動中に、プローブヘッド基板の回転中心と記
録媒体基板の回転中心との間に面内方向位置ずれが生じ
てしまうことがあった。このため回転に関する相対位置
調整の精度が低下し、これがさらに面内方向の相対位置
調整の精度の低下につながってしまうことがあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、マルチプローブ基板と記録媒体基板との
相対位置合わせ装置として、マルチプローブ基板及び記
録媒体基板それぞれの上に、ｘ，ｙ，ｚ方向及びＺ軸回
りのθ方向の各方向別にそれぞれ、上部及び下部平板電
極対を対向して配置し、各方向の上部及び下部平板電極
間に形成される静電容量を検出し、それぞれの検出結果
にもとづいて各方向別の駆動手段を制御することを特徴
とする。

【０００８】本発明は、上部及び下部平板電極それぞれ
を粗調用及び微調用の形状のもので構成し、位置合わせ
を粗調、微調の２段階の調整でもって行う。

【０００９】また本発明は、ｘ，ｙ方向の検出結果をｚ
方向の検出結果で除算することによって、ｘ，ｙ方向の
相対移動に伴うｚ方向の位置ずれを補償する。

【００１０】また本発明は、マルチプローブ基板及び記
録媒体基板をｘ，ｙの方向に微小振動させ、静電容量の
周期的変化を同期検出することによって、検出精度を上
げる。

【００１１】さらに、本発明は、上部及び下部平板電極
の一方の電極を２分割し、生成される２つの静電容量の
差分を求めることで、差動的な検出手段を構成する。

【００１２】

【作用】面内方向に相対移動するマルチプローブ基板と
記録媒体基板とのそれぞれに対向して設けた上部及び下
部平板電極間に生成される静電容量の大きさは、ｚ方向
の間隔の大きさに反比例し、また、上部及び下部平板電
極の相対向する面積の大きさに比例する。このことか
ら、ｘ，ｙ，ｚ及びθの各方向に対応して設けた電極間
の静電容量を検出することによって各方向の移動量を検
知することができる。

【００１３】櫛形状電極を用いることによって微小変位
でも検出でき、また、２分割電極を用いることによって
差動的にも検出できる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の位置合わせ装置における位
置制御用電極に関する実施例を示す。記録媒体チップ１
０１上の記録媒体１０２に対向して高密度の記録再生を
行なう複数のプローブ１０３が、マルチプローブチップ
１０４上に設けられている。マルチプローブチップ１０
４上には、プローブの周りに、図中４つのｚ方向位置制
御用上部電極１０５，１０６，１０７，１０８、ｘ方向
位置粗調制御用上部電極１０９、ｘ方向位置微調制御用
上部電極１１０、ｙ方向位置粗調制御用上部電極１１
１、ｙ方向位置微調制御用上部電極１１２、θ方向位置
粗調制御用上部電極１１３、θ方向位置微調制御用上部
電極１１４が設けられている。記録媒体チップ１０１上
には、記録媒体１０２の周りに、ｚ方向位置制御用下部
電極１１５，１１６，１１７，１１８、ｘ方向位置粗調
制御用下部電極１１９、ｘ方向位置微調制御用下部電極
１２０、ｙ方向位置粗調制御用下部電極１２１、ｙ方向
位置微調制御用下部電極１２２、θ方向位置粗調制御用
下部電極１２３、θ方向位置微調制御用下部電極１２４
が設けられている。また、マルチプローブチップ１０４
上には発振回路１２５が一体集積化され、発振信号が、
マルチプローブチップ１０４上の配線（図１には不図
示）を通して、マルチプローブチップ１０４上の各電極
１０５〜１１４に供給される。マルチプローブチップ１
０４上の各電極１０５〜１１４と対向する位置にある記
録媒体チップ１０１上の各電極１１５〜１２４にはマル
チプローブチップ１０４上の各電極との間の容量性結合
により、前述の発振信号がそれぞれ伝達される。記録媒
体チップ１０１上には、静電容量検出回路１２６が一体
集積化されている。各電極１１５〜１２４に伝達された
発振信号をそれぞれ個別に記録媒体チップ１０１上の配
線（図１には不図示）を通して静電容量検出回路１２６
において検知し、発振信号の大きさから、マルチプロー
ブチップ１０４上の各電極と対応する記録媒体チップ１
０１上の各電極との間の容量性結合の大きさ、すなわち
静電容量の検出を行なう。

【００１５】記録媒体１０２に対して、複数のプローブ
１０３が高密度かつ高信頼性の記録再生を行なうために
は、両者の間の相対位置制御を１μｍ以下の精度で行な
う必要があり、プローブ先端に設けられている探針の長
さを考慮すると記録媒体チップ１０１とマルチプローブ
チップ１０４との間の相対位置制御には、図中ｚ方向の
間隔制御が５〜３０μｍの範囲で精度が±０．１μｍ、
図中、ｘ，ｙ方向の位置合わせ制御が±１０００μｍの
範囲で精度が±０．１μｍというレベルを達成すること
が要求される。

【００１６】まず、ｚ方向の間隔及び傾き制御法として
は、マルチプローブチップ１０４上のｚ方向位置制御用
上部電極１０５，１０６，１０７，１０８と、これらに
対応する記録媒体チップ１０１上のｚ方向位置制御用下
部電極１１５，１１６，１１７，１１８との間の静電容
量をそれぞれ個別に検出する。電極間の静電容量は電極
間隔と反比例の関係があるから、これらの静電容量を検
出することにより上下電極１０５−１１５間、１０６−
１１６間、１０７−１１７間、１０８−１１８間の間隔
を求めることができる。例えば、上部電極の大きさを５
００μｍ×５００μｍ、下部電極の大きさを２５００μ
ｍ×２５００μｍ（上部電極の大きさと下部電極の大き
さが一致しない理由については、後述する。）、電極間
隔を１０μｍとすると、電極間の静電容量の大きさは、
２２５ｆＦとなる。これから逆に、電極間隔を１０μｍ
に設定し、これを±０．１μｍの精度で制御するために
は、２２５ｆＦの静電容量を±２．５ｆＦの精度で検出
し、静電容量が一定になるように、記録媒体チップ１０
１とマルチプローブチップ１０４の間隔をピエゾ素子等
の駆動素子によって制御すればよいことがわかる。ま
た、４つのｚ方向位置制御用上下電極１０５−１１５
間、１０６−１１６間、１０７−１１７間、１０８−１
１８間の静電容量を相互に比較し、等しくなるように、
記録媒体チップ１０１とマルチプローブチップ１０４の
間隔の傾きをピエゾ素子等の駆動素子によって制御する
ことにより、傾き補正も行なうことができる。

【００１７】また、ｘ，ｙ方向の位置合わせ制御法とし
ては、ｘ方向を主にして説明する。記録媒体チップ１０
１とマルチプローブチップ１０４のｘ方向の位置合わせ
のためには、ｘ方向位置粗調制御用上部電極１０９とｘ
方向位置粗調制御用下部電極１１９との間の静電容量
（以降、これを粗ｘ信号と称する）を検出して、±１０
μｍ程度の精度の粗い位置合わせを行ない、次にｘ方向
位置微調制御用上部電極１１０と、ｘ方向位置微調制御
用下部電極１２０との間の静電容量（以降、微ｘ信号と
称する）を検出して、±０．１μｍの精度の微細な位置
合わせを行なう。粗ｘ信号、微ｘ信号の大きさから上下
電極の重なりの程度を検知することができるので、記録
媒体チップ１０１とマルチプローブチップ１０４とをｘ
方向に相対移動して、静電容量の大きさが最大になった
とき、上下電極の重なりが最大、すなわち、位置合わせ
がなされたと判断すればよい。同様に、ｙ方向の位置合
わせについても行なう。位置合わせは、静電容量の大き
さが最大値になったときに必ずしも対応させる必要はな
く、静電容量が所定値になったときとしてもよい。しか
し、便宜上、以下は最大値の場合について説明する。

【００１８】次に図２は、静電容量を形成する上下電極
の重なりの様子を示す。図２（ａ）は、位置合わせ完了
状態の上下電極の位置関係を、（ｂ）はｘ方向に位置ず
れが生じた状態の位置関係を、（ｃ）はｘ，ｙ方向にそ
れぞれ位置ずれが生じた状態の位置関係をそれぞれ示
す。

【００１９】図２において黒塗りで表わしてあるのが、
マルチプローブチップ１０４上の上部電極１０５，１０
６，１０９，１１０で、ハッチングで表わしてあるの
が、記録媒体チップ１０１上の対応する下部電極１１
５，１１６，１１９，１２０を示している。粗調制御用
の上下電極１０９，１１９の形状は、位置合わせ方向
（図２の場合はｘ方向）に短辺を有する矩形である。こ
れは位置合わせ方向に形状を短かくすることにより、位
置合わせの精度を向上させるとともに、位置合わせ方向
と直交方向（図２の場合はｙ方向）に長くすることによ
り、電極面積を大きくして、静電容量信号の絶対値を増
大させるためである。微調制御用の上下電極１１０，１
２０の形状は、位置合わせ方向と直交方向（ｙ方向）に
長辺を有する矩形電極を位置合わせ方向（ｘ方向）に複
数個等間隔に並べたくし形である。これは、矩形の短辺
をさらに短かくして位置合わせ精度をさらに向上させる
とともに、電極を複数個並べそれらを電気的に接続する
ことにより、電極面積を大きくして静電容量信号の絶対
値を増大させ、しかも電極を等間隔に並べることによ
り、その間隔ごとの微細な位置合わせを可能にしたもの
である。

【００２０】ｚ方向位置制御用上部電極１０５，１０６
に比べてｚ方向位置制御用下部電極１１５，１１６の大
きさが大きいのは、ｘ，ｙ方向に一定量以内の位置ずれ
が生じた際に、上部、下部電極の重なり面積が減少し、
静電容量信号が減少することを避けるためである（図２
（ｂ），（ｃ）参照）。同様に、ｘ方向位置粗・微調制
御用上部電極１０９，１１０に比べて、ｘ方向位置粗・
微調制御用下部電極１１９，１２０が位置合わせ方向と
直交方向（ｙ方向）の長さが大きくなっているのは、ｙ
方向に一定量以内の位置ずれが生じた際に上部、下部電
極の重なり面積が減少し、静電容量信号が、減少するこ
とを避けるためである。ｘ方向位置微調制御用上部電極
１１０に比べて、ｘ方向位置微調制御用下部電極１２０
の電極の数が位置合わせ方向（ｘ方向）に多いのは、微
細位置合わせ範囲（ストローク）を増大させるためであ
る。ここで、例えばｘ方向位置粗調制御用上部電極の大
きさを１００μｍ×５００μｍ、ｘ方向位置粗調制御用
下部電極の大きさを１００μｍ×２５００μｍ、上下電
極間隔を１０μｍとすると、電極間の静電容量（粗ｘ信
号）の大きさは４５ｆＦとなる。これから逆に、ｘ方向
の粗い位置合わせを±１．０μｍの精度で行なうために
は、粗ｘ信号の変化を±４．５ｆＦの精度で検出すれば
よいことがわかる。また、ｘ方向位置微調制御用上部電
極の大きさを１０μｍ×５００μｍ、ｘ方向の周期２０
μｍ、個数２５個、ｘ方向位置微調制御用下部電極の大
きさを１０μｍ×２５００μｍ、ｘ方向の周期２０μ
ｍ、個数１２５個、上下電極間隔を１０μｍとすると、
電極間の静電容量（微ｘ信号）の大きさは１１２．５ｆ
Ｆとなる。これから逆に、ｘ方向の微細な位置合わせを
±０．１μｍの精度で行なうためには、微ｘ信号の変化
を±１ｆＦの精度で検出すればよいことがわかる。

【００２１】図３に粗ｘ信号、微ｘ信号の実際の波形を
示す。記録媒体チップ１０１とマルチプローブチップ１
０４が相対移動し、粗ｘ信号が最小値から最大値を経て
最小値となるまでの間に、微ｘ信号は、ｘ方向の電極配
置のピッチを周期として最小値と最大値の間を何回か往
復する。粗ｘ信号の最大値をｘ方向の位置ずれ量に換算
して微ｘ信号の周期以下の精度で検出することにより微
ｘ信号の複数の最大値のうち、粗ｘ信号の最大値に対応
した特定の最大値を検出することができる。さらにこの
微ｘ信号の最大値を精度よく検出することにより、記録
媒体チップとマルチプローブチップのｘ方向の高精度位
置合わせが実現される。

【００２２】ここで微ｘ信号等の静電容量信号の最大値
の検出精度を向上させるには、同期検出法を用いる。図
４は、同期検出法における信号波形図である。これは、
記録媒体チップ１０１とマルチプローブチップ１０４を
ｘ方向に相対振動させ（振動数ｆとする）、この振動に
よる静電容量信号の変動成分を振動数ｆの参照信号によ
って同期検出し、この同期検出信号のゼロ・クロス点
（＝静電容量信号の変動成分の位相が、参照信号の位相
に対して反転する点）から、静電容量信号の最大値（ま
たは最小値）を検出するものである。この同期検出法を
用いれば、直接最大値を検出する方法に比べ、検出速度
は低下するものの、検出精度は通常１０分の１以下に向
上する。実際に前述の数値例の場合、ピエゾ素子（図１
０参照）等の駆動素子を用いて記録媒体チップ１０１と
マルチプローブチップ１０４をｘ方向に振動数ｆ＝１０
０Ｈｚ、振幅１μｍで相対振動させ、静電容量信号及び
参照信号をロックインアンプに入力し、同期検出信号を
帯域１Ｈｚのローパスフィルタを通して検出すると、同
期検出信号のゼロ・クロス点を±０．１μｍ以下の精度
で検出することができた。したがって、記録媒体チップ
１０１とマルチプローブチップ１０４とをｘ方向に±１
０００μｍの範囲で、２０μｍごとに±０．１μｍの精
度で相対位置合わせをすることができた。以上、ｘ方向
の位置合わせを例にあげて説明したが、ｙ方向の位置合
わせについても同様である。

【００２３】さて、上述のように位置合わせで、記録媒
体チップ１０１とマルチプローブチップ１０４のｘ
（ｙ）方向相対移動を行なう際に、駆動素子やガイドな
どの駆動誤差や取り付け誤差のために、実際には、ｚ方
向にも相対移動が生じ、記録媒体チップ１０１とマルチ
プローブチップ１０４の間隔が変動してしまうことがあ
る。

【００２４】図５には、このような場合のｘ（ｙ）方向
位置粗調制御用上下電極１０９，１１９間の静電容量信
号Ｃ₁ （以下粗ｘ（ｙ）信号とする）、ｘ（ｙ）方向位
置微調制御用上下電極１１０，１２０間の静電容量信号
Ｃ₂ （以下微ｘ（ｙ）信号とする）、ｚ方向位置制御用
上下電極１０６，１１６間の静電容量信号Ｃ₃ （以下ｚ
信号とする）の信号波形例を示す。このように、ｘ
（ｙ）方向の相対移動につれて、ｚ方向にも相対（間
隔）移動が生じると、ｘ，ｙ方向の静電容量の大きさは
ｚ方向の間隔に反比例するため、間隔変動が起こると静
電容量の大きさに変化が生じる。これが、ｘ，ｙ方向の
位置合わせ制御の際の静電容量信号の最大値検出に誤差
を与えてしまい、位置合わせ精度を低下させる要因とな
る。そこでこれを避けるために、粗ｘ（ｙ）信号、微ｘ
（ｙ）信号（図５、波形Ｃ₁ ，Ｃ₂ ）をｚ信号（図５、
波形Ｃ₃ ）で除算し、規格化を行なう（図５、波形Ｃ₁
／Ｃ₃ ，Ｃ₂ ／Ｃ₃ ）。ｘ（ｙ）方向と同様にθ方向に
ついてもこのように規格化することにより、ｚ方向の間
隔変動に左右されないｘ，ｙ，θの各方向の静電容量信
号が得られ、高精度の位置合わせが可能となる。

【００２５】次に、Ｚ軸まわりの回転であるθ方向の位
置合わせ制御法について説明する。θ方向の位置合わせ
のためには、ｘ方向位置粗調・微調制御用上部−下部電
極１０９−１１９，１１０−１２０間の静電容量（粗ｘ
信号、微ｘ信号）を検出するのと同時に、θ方向位置粗
調・微調制御用上部−下部電極１１３−１２３，１１４
−１２４間の静電容量（以下、それぞれ粗θ信号、微θ
信号とする）を検出し、粗（微）ｘ信号と粗（微）θ信
号における最大値のｘ方向位置合ずれ量を算出する（図
６、図７参照）。算出したｘ方向位置ずれ量をΔｘとす
る。また予め求められるｘ方向位置粗調・微調制御用電
極とθ方向位置粗調・微調制御用電極とのｙ方向の距離
（電極パターンの中心間）をｄとすると、比Δｘ／ｄが
θ方向の角度としての回転位置ずれ量である。この回転
位置ずれの補正はピエゾ素子等の駆動素子によって記録
媒体チップ１０１とマルチプローブチップ１０４とをθ
方向に相対的に回転させることによって行なう。この回
転中心は一般に記録媒体チップ１０１やマルチプローブ
チップ１０４の中心と異なるため、θ方向の回転に伴な
い、ｘ，ｙ方向に相対位置ずれが生じてしまう。そこ
で、回転位置ずれの補正は、ｘ，ｙ方向位置ずれの補正
と組み合わせて行なう必要がある。

【００２６】以下、位置合わせの手順について、図１０
を用いて説明する。図１０はｘｙθ方向駆動機構の構成
を概念的に示す図である。同図において、１０００は框
体である。框体内には、間隔を置いて平行に対向する記
録媒体チップ１０１とマルチプローブチップ１０４とを
相対移動させるために、記録媒体チップ１０１を各方向
に微動させるｘ方向微動機構１００４、θ方向微動機構
１００５、ｙ方向微動機構１００６及びその駆動源であ
るピエゾ素子１００９が設けられ、またマルチプローブ
チップ１０４を各方向に粗動させるｘ方向粗動機構１０
０１、θ方向粗動機構１００２、ｙ方向粗動機構１００
３及びその駆動源であるモータ１００８が設けられ、さ
らに、記録媒体チップ１０１とマルチプローブチップ１
０４の間隔及びその傾きを調整するピエゾ素子１００７
から成る駆動機構が設けられている。

【００２７】まず、初めに、例えばＤＣサーボモーター
やステッピングモーター等から成るｘ方向粗動機構１０
０１を駆動し、記録媒体チップ１０１とマルチプローブ
チップ１０４とをｘ方向に相対駆動し、粗ｘ信号と粗θ
信号それぞれの最大値位置を検出し、図６に示すよう
に、最大値の位置ずれ量を算出する。算出位置ずれ量に
基づき、前述の距離ｄは既知であることからθ方向回転
粗位置ずれ量を求め、この量に応じてθ方向粗動機構１
００２を駆動し、θ方向回転位置ずれの粗い補正を行な
う。再びｘ方向粗動機構１００１を駆動し、粗ｘ信号の
最大値位置で駆動を停止する。同様にｙ方向粗動機構１
００３を駆動し、粗ｙ信号の最大値位置で駆動を停止す
る。次に、例えばピエゾ素子から成るｘ方向微動機構１
００４を駆動し、記録媒体チップ１０１とマルチプロー
ブチップ１０４とをｘ方向に相対振動させる。この状態
のまま、ｘ方向粗動機構１００１を駆動し、微ｘ信号の
同期検出信号と微θ信号の同期検出信号の位置合わせ位
置に対応するゼロ・クロス点をそれぞれ検出し、ゼロ・
クロス点の位置ずれ量を算出する（ｘ方向相対振動は停
止）。算出位置ずれ量に基づき、θ方向回転微位置ずれ
量を求め、この量に応じて、θ方向粗動機構１００２お
よびθ方向微動機構１００５を駆動し、θ方向回転位置
ずれの微細な補正を行なう。再び、ｘ方向微動機構１０
０４を駆動し、ｘ方向に相対振動させ、この状態のま
ま、ｘ方向粗動機構１００１を駆動し微ｘ信号の同期検
出信号のゼロ・クロス点位置で駆動を停止する。ゼロ・
クロス点近傍でのｘ方向の微細な位置合わせには、ｘ方
向微動機構１００４の振動的な駆動（交流駆動）に加
え、線形駆動（直流駆動）を用いればよい。ｘ方向の微
細な位置合わせ終了後、ｘ方向相対振動は停止する。最
後に、ｙ方向微動機構１００６を駆動し、記録媒体チッ
プ１０１とマルチプローブチップ１０４とをｙ方向に相
対振動させる。この状態のまま、ｙ方向粗動機構１００
３を駆動し、微ｙ信号の同期検出信号のゼロ・クロス点
位置で駆動を停止する。ゼロ・クロス点近傍でのｙ方向
の微細な位置合わせには、ｘ方向同様、ｙ方向微動機構
１００６の線形駆動を用いればよい。ｙ方向の微細な位
置合わせ終了後、ｙ方向の相対振動は停止する。以上で
ｘ，ｙ，θ方向３軸の粗・微調位置合わせが完了する。

【００２８】次に、記録媒体チップ１０１とマルチプロ
ーブチップ１０４の相対移動（ｘ，ｙ方向）の手順につ
いて説明する。まず初めに、現在の位置合わせ位置を基
準として、ｘ方向粗動機構１００１を駆動しｘ方向微調
制御用電極のｘ方向間隔の倍数である所望量だけｘ方向
に相対移動した後、ｙ方向粗動機構１００３を駆動し、
ｙ方向微調制御用電極のｙ方向間隔の倍数である所望量
だけｙ方向に相対移動を行なう。次に、ｘ方向微動機構
１００４を駆動し、記録媒体チップ１０１とマルチプロ
ーブチップ１０４とをｘ方向に相対振動させる。次にこ
の状態のまま、ｘ方向粗動機構１００１を駆動し、微ｘ
信号の同期検出信号の相対移動位置近傍のゼロ・クロス
点位置で駆動を停止する。この後、ｘ方向の相対振動は
停止する。最後に、ｘ方向と同様、ｙ方向にもｙ方向微
動機構１００６を駆動し、ｙ方向相対振動を行なう。こ
の状態のまま、ｙ方向粗動機構１００３を駆動し、微ｙ
信号の同期検出信号の相対移動位置近傍のゼロ・クロス
点位置で駆動を停止する。この後、ｙ方向の相対振動は
停止する。以上で、ｘ，ｙ方向の所定の間隔ごとの相対
移動が完了する。

【００２９】以上、説明してきたような位置合わせ装置
において、ｘ，ｙ，θ方向位置微調制御用下部電極の形
状として単純なくし形のものを例にあげ説明を行なって
きたが、実際は、図８に示すように、くしの歯一本にあ
たる一つの電極のｘ（ｙ）方向幅と、隣接する２つの電
極間の間隔との比を１：１の割合でなく、１：２〜３に
設定し、このようなくし形電極を二つ入れ子に配置した
ものとする。また図８は、２つの下部電極８０２，８０
３に対して、上部電極８０１の重なりが、対称になった
ような状態である。上部電極８０１と下部電極８０２の
間、上部電極８０１と下部電極８０３の間の静電容量信
号を同時に独立に検出し、両信号の差をとることにより
差動式の高精度位置合わせが可能になる。また、両信号
の位相を比較することにより、記録媒体チップとマルチ
プローブチップの相対位置ずれ方向の検知が可能とな
る。これらについて図９に示す実際の信号波形を用いて
説明する。上部電極８０１−下部電極８０２間の静電容
量信号Ｃ₄ や上部電極８０１−下部電極８０３間の静電
容量信号Ｃ₅ は、図９に示すように大きさが周期的に変
動する成分（＝本来の信号成分）に、相対移動に無関係
な一定のオフセット成分が加わった波形を示す。オフセ
ット成分の要因としては、上部電極−下部電極間の静電
容量信号のうち相対移動に無関係な成分、チップ上の配
線間の静電容量による成分、静電容量検出回路の誤差に
よる成分などがある。このような静電容量信号を用いて
位置合わせを行なう場合、前述のように同期検出法を用
いて最大値を検出してもよいが、信号の傾きの大きい最
大値と最小値の中間の値を検出した方が、より簡単にあ
る程度精度良く位置合わせが可能となる。しかしながら
静電容量信号は、先に説明したようなオフセット成分を
有し、しかも、上下電極間のｚ方向の間隔によって大き
さが可変するので、中間の値を検出するのでは、精度が
得られにくい。そこで、静電容量信号Ｃ₄ と静電容量信
号Ｃ₅ の差信号（Ｃ ₄ −Ｃ₅ ）を用いて位置合わせを行
なうことにより、図９に示すゼロ・クロスの点（例え
ば、図９におけるＰ点）のように信号の傾きが大きいの
で精度が得られ、オフセット成分は差によって打ち消し
合い、ｚ方向間隔変動の影響を受けない点での位置合わ
せが可能となった。また、相対位置ずれ方向の検出に関
しては、例えば、図９の静電容量信号Ｃ₄ の最大値ａ点
で位置合わせを行なおうとしたときに、相対位置ずれに
よってｂ点の位置にあるとすると、静電容量信号Ｃ₄ の
大きさからだけではｂ点にあるのか、あるいは、ａ点に
対して逆方向のｃ点にあるのか判断がつかない。このと
き、静電容量信号Ｃ₅ のように（１８０°の整数倍でな
い）位相ずれを有する信号の値すなわちｂ′点あるいは
ｃ′点の信号の大きさを検出することにより、位置合わ
せ位置に対する相対位置ずれ方向を検出することができ
る。

【００３０】図１１に本発明の位置合わせ装置を搭載し
た記録再生装置の実施例のブロック構成図を示す。１１
０１は位置合わせに用いる静電容量を検出するためのす
べての上下平板電極を表わす。１１０２は記録媒体、１
１０３は下地電極、１１０４は記録媒体用基板、１１０
５はマルチプローブチップ１１０６と記録媒体チップ１
１０７間の距離及び傾きを調整するためのｚ方向及び傾
き駆動機構、１１０８はｘｙθ方向微動駆動機構、１１
０９はｚ方向駆動回路、１１１０はｘｙ方向駆動回路、
１１１１はｘｙθ方向粗動駆動機構、１１１２は回転機
構駆動回路、１１１３はプローブ電極１１１５と記録媒
体１１０２に設けた上下平板電極１１０１からの静電容
量を検出する静電容量検出回路、１１１４はプローブ電
極１１１５や記録媒体１１０２の位置をサーボするサー
ボ回路、１１１６はプローブ電極１１１５や記録媒体１
１０２の位置を決定する位置決め回路、１１１７は位置
検出回路、１１１８は装置内の各ブロック間の相互作用
の集中制御及び信号の演算処理を行う制御回路、１１１
９はトンネル電流検出回路、１１２０は書き込み読み出
し情報を制御回路１１１８の指示により書き込んだり読
み出したりする書き込み読み出し回路、１１２１はプロ
ーブ電極１１１５と下地電極１１０３との間に書込み用
のパルス状電圧を印加してデータを書込んだり、読み出
し用の電圧を印加する電圧印加回路、１１２２は書き込
み読出し情報の入出力や制御信号の入力、アドレス信号
の出力などを行うためのインターフェースである。

【００３１】次に、動作について説明する。

【００３２】バイアス電圧が印加されている、プローブ
電極１１１５と記録媒体１１０２との間を流れる電流は
トンネル電流検出回路１１１９によって検出され、その
電流を一定に保つように位置決め回路１１１６、サーボ
回路１１１４、ｚ方向駆動回路１１０９およびｚ方向駆
動機構１１０５を介してプローブ電極１１１５と記録媒
体１１０２表面との間隔を帰還制御する。また、プロー
ブ電極１１１５を記録媒体１１０２表面上でｘｙ方向駆
動回路１１１０及び回転機構駆動回路１１１２の出力に
よってｘｙθ方向粗動駆動機構１１１１又はｘｙθ方向
微動駆動機構１１０８で駆動する。記録媒体１１０２に
対するプローブ電極１１１５のｘ，ｙ，ｚ，θの各方向
の位置は位置検出回路１１１７で検出され、その検出出
力は、制御回路１１１７の出力と共に位置決め回路１１
１６で処理され、位置決め信号としてサーボ回路１１１
４に出力され、サーボ回路１１１４の出力はｘｙ方向駆
動回路１１１０、ｚ方向駆動回路１１０９、及び回転機
構駆動回路１１１２に出力される。一方、マルチプロー
ブチップ１１０６および記録媒体チップ１１０７にそれ
ぞれ設けたｘ，ｙ，ｚ，θの各方向の位置制御用電極間
の静電容量は、各方向の移動に応じて静電容量検出回路
１１１３で検出され、制御回路１１１８に出力される。
制御回路１１１８は、装置内の各ブロック間の相互作用
の集中制御を行う外に、前述の規格化のための除算、回
転位置ずれを求める際の減算、除算などの演算処理を行
うものである。

【００３３】マルチプローブチップ１１０６上のプロー
ブ（図１における１０３に示す）はマイクロマシン或は
マイクロメカニクスと呼ばれる加工技術（例えば、Ｋ．
Ｅ，Ｐｅｔｅｒｓｏｎ．“Ｓｉｌｉｃｏｎ ａｓ ａ
Ｍｅｃｈａｎｉｃｈａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ”，Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ．７０巻４
２０頁、１９８２年）により形成したものである。図１
２はプローブの構成例の一部断面図である。１２０１は
トンネル電流あるいは記録信号を記録層に対して電圧を
印加するトンネル探針である。１２０２はトンネル探針
をｚ方向に移動させるためのカンチレバーであり、マイ
クロメカニクス技術により形成される。そして１２０３
及び１２０４の電極に任意の電圧を印加することによ
り、その静電力によってカンチレバーを変位させること
ができる。１２０５はトンネル探針をカンチレバー上に
有するプローブ電極であり、１２０６はプローブ電極が
形成されている基板である。

【００３４】また、記録媒体チップ上の静電容量検出回
路やマルチプローブチップ上の発振回路等の回路素子は
従来公知のシリコン半導体製造技術によって容易に作成
される。

【００３５】記録媒体としては、例えば電圧電流のスイ
ッチング特性に対しメモリ効果を持つ材料を支持基板上
に形成したものを用いている。ここではシリコン基板上
に金をエピタキシャル成長させた基板を下地電極とし
て、ＬＢ法によりスクアリリウム−ビス−６−オクチル
アズレン分子の単分子膜を電極基板上に２層累積したも
のを記録媒体として用いている。

【００３６】以上の構成で、本発明の位置合わせ装置を
用いて記録媒体チップとマルチプローブチップの相対位
置合わせ、すなわち、記録媒体に対する複数のプローブ
の相対位置合わせを行ない、情報の記録再生を行なった
ところ、記録位置や再生位置の誤りがない信頼性の高い
動作が実現できた。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、平行に相対移動す
るマルチプローブチップ及び記録媒体チップ上それぞれ
に、ｘ方向、ｙ方向、θ方向の相対位置ずれ量を検出す
るための３種類の上部下部電極対を設け、上部下部電極
の重なり状態変化により変化を生じるそれらの間の静電
容量を検出し、これらの静電容量が所望の値になるよう
にマルチプローブチップ及び記録媒体チップのｘ方向、
ｙ方向、θ方向の相対駆動を行なうことにより、精度の
低下を生じさせることなく、マルチプローブチップ及び
記録媒体チップの相対位置合わせが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置合わせ装置における位置制御用電
極に関する実施例を表わした図

【図２】ｘｙ方向に位置ずれが生じる際の上下電極の重
なりの様子を表わした図

【図３】ｘ（ｙ）方向位置制御用静電容量信号の波形図

【図４】位置微調制御用静電容量信号及び同期検出信号
の波形図

【図５】記録媒体チップとマルチプローブチップとの間
に傾きがある場合の位置制御用静電容量信号及び規格化
信号の波形図

【図６】θ方向に回転位置ずれがある場合の位置粗調制
御用静電容量信号の波形図

【図７】θ方向に回転位置ずれがある場合の位置微調制
御用静電容量信号の波形図

【図８】位置微調制御用下部電極が２分割された実施例
を表わした図

【図９】２分割された位置微調制御用下部電極を用いた
場合の静電容量信号の波形図

【図１０】本発明の位置合わせ装置におけるｘ，ｙ，
ｚ，θ方向駆動機構の構成を表わす概念図

【図１１】本発明の位置合わせ装置を搭載した記録再生
装置の実施例のプローブ構成図

【図１２】プローブの構成例の一部断面図

【符号の説明】

１０１ 記録媒体チップ １０２ 記録媒体 １０３ プローブ １０４ マルチプローブチップ １０５ ｚ方向位置制御用上部電極 １０６ ｚ方向位置制御用上部電極 １０７ ｚ方向位置制御用上部電極 １０８ ｚ方向位置制御用上部電極 １０９ ｘ方向位置粗調制御用上部電極 １１０ ｘ方向位置微調制御用上部電極 １１１ ｙ方向位置粗調制御用上部電極 １１２ ｙ方向位置微調制御用上部電極 １１３ θ方向位置粗調制御用上部電極 １１４ θ方向位置微調制御用上部電極 １１５ ｚ方向位置制御用下部電極 １１６ ｚ方向位置制御用下部電極 １１７ ｚ方向位置制御用下部電極 １１８ ｚ方向位置制御用下部電極 １１９ ｘ方向位置粗調制御用下部電極 １２０ ｘ方向位置微調制御用下部電極 １２１ ｙ方向位置粗調制御用下部電極 １２２ ｙ方向位置微調制御用下部電極 １２３ θ方向位置粗調制御用下部電極 １２４ θ方向位置微調制御用下部電極 １２５ 発振回路 １２６ 静電容量検出回路 ８０１ ｘ（ｙ）方向位置微調制御用上部電極 ８０２ ｘ（ｙ）方向位置微調制御用下部電極 ８０３ ｘ（ｙ）方向位置微調制御用下部電極 １０００ 框体 １００１ ｘ方向粗動機構 １００２ θ方向粗動機構 １００３ ｙ方向粗動機構 １００４ ｘ方向微動機構 １００５ θ方向微動機構 １００６ ｙ方向微動機構 １００７ ｚ方向及び傾き駆動機構 １００８ モーター １００９ ピエゾ素子 １１０１ 上下電極 １１０２ 記録媒体 １１０３ 下地電極 １１０４ 記録媒体用基板 １１０５ ｚ方向及び傾き駆動機構 １１０６ マルチプローブチップ １１０７ 記録媒体チップ １１０８ ｘｙθ方向微動駆動機構 １１０９ ｚ方向駆動回路 １１１０ ｘｙ方向駆動回路 １１１１ ｘｙθ方向粗動駆動機構 １１１２ 回転機構駆動回路 １１１３ 静電容量検出回路 １１１４ サーボ回路 １１１５ プローブ電極 １１１６ 位置決め回路 １１１７ 位置検出回路 １１１８ 制御回路 １１１９ トンネル電流検出回路 １１２０ 書き込み読み出し回路 １１２１ 電圧印加回路 １１２２ インターフェース １２０１ トンネル探針 １２０２ カンチレバー １２０３ 電極 １２０４ 電極 １２０５ プローブ電極 １２０６ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多川 昌宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 笠貫 有二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 畑中 勝則 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの記録再生用プローブを
   有する第１の基板と記録媒体を有する第２の基板とを平
   行にして基板面内で相対移動させて成る情報記録再生装
   置における相対位置合わせ装置において、 前記第１の基板に設けられた第１、第２、第３の上部平
   板電極と、 前記第１、第２、第３の上部平板電極にそれぞれ対向し
   て前記第２の基板に設けられた第１、第２、第３の下部
   平板電極と、 前記第１、第２、第３の上部及び下部平板電極の間のそ
   れぞれの静電容量を検出する第１、第２、第３の検出手
   段と、 前記基板面内の第１の方向に前記第１及び第２の基板を
   相対移動させる第１の駆動手段と、 前記基板面内で前記第１の方向と直交する第２の方向に
   前記第１及び第２の基板を相対移動させる第２の駆動手
   段と、 前記第１、第２の各方向に直交する第３の方向の軸回り
   に前記第１及び第２の基板を相対回転させる第３の駆動
   手段と、 前記第１の駆動手段の駆動を行い、前記第１の静電容量
   が所定値となる第１の位置と前記第３の静電容量が所定
   値となる第２の位置との駆動量差を検出し、 前記駆動量差と、前記第１の上部及び下部平板電極と前
   記第３の上部及び下部平板電極との中心距離との比か
   ら、前記第３の方向の軸回りに関する前記第１及び第２
   の基板の相対回転位置ずれ量を算出し、 前記相対回転位置ずれを補正するように前記第３の駆動
   手段の駆動を行い、前記第１及び第２の静電容量をそれ
   ぞれ所定値とするように前記第１及び第２の駆動手段を
   駆動する制御手段とを備えることを特徴とする相対位置
   合わせ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の相対位置合わせ装置にお
   いて、 前記第１の基板に設けられた第４の上部平板電極と、 前記第４の上部平板電極に対向して前記第２の基板に設
   けられた第４の下部平板電極と、 前記第４の上部及び下部平板電極の間の静電容量を検出
   する第４の検出手段と、 前記第４の検出手段の検出結果と前記第１、第２、第３
   の各検出手段の検出結果との比をそれぞれ算出し、各算
   出結果をもとに、前記第１、第２、第３の各駆動手段の
   駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とする相対位
   置合わせ装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の相対位置合わせ装
   置において、 前記第１、第２、第３の上部及び下部平板電極がそれぞ
   れ、粗調用と微調用の２つの平板電極からなり、 前記第１、第２、第３の検出手段がそれぞれ、粗調用上
   部及び下部平板電極の間の静電容量を検出する粗調用検
   出手段と、微調用上部及び下部平板電極の間の静電容量
   を検出する微調用検出手段とからなり前記第１、第２、
   第３の駆動手段がそれぞれ、粗調用検出手段の検出結果
   をもとに、前記第１および第２の基板を粗動の相対移
   動、粗動の相対回転させる粗動駆動手段と、微調用検出
   手段の検出結果をもとに、前記第１および第２の基板を
   微動の相対移動、微動の相対回転させる微動駆動手段と
   からなることを特徴とする相対位置合わせ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の相対位置合わせ装置にお
   いて、 前記第１、第３の粗調用上部及び下部平板電極のそれぞ
   れの形状が、いずれか一方の平板電極の前記第２の方向
   の長さが他方の平板電極の前記第２の方向の長さよりも
   第１の所定量だけ大きくしたものであり、前記第１およ
   び第２の基板が前記第２の方向に前記第１の所定量より
   も小さい量の相対位置ずれを生じたとき、前記第１、第
   ３の上部及び下部平板電極の間の静電容量の値が減少し
   ないようにし、 前記第２の粗調用上部及び下部平板電極のそれぞれの形
   状が、いずれか一方の平板電極の前記第１の方向の長さ
   が他方の平板電極の前記第１の方向の長さよりも第２の
   所定量だけ大きくしたものであり、前記第１および第２
   の基板が前記第１の方向に前記第２の所定量よりも小さ
   い量の相対位置ずれを生じたとき、前記第２の上部及び
   下部平板電極の間の静電容量の値が減少しないようにし
   たことを特徴とする相対位置合わせ装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の相対位置合わせ装置にお
   いて、 前記第１、第３の微調用上部及び下部平板電極のそれぞ
   れの形状が、前記第１の方向の長さが前記第２の方向の
   長さよりも短い平板電極を複数個、第１の間隔で並べ、
   その端をつないだ櫛形であり、 前記第２の微調用上部及び下部平板電極のそれぞれの形
   状が、前記第２の方向の長さが前記第１の方向の長さよ
   りも短い平板電極を複数個、第２の間隔で並べ、その端
   をつないだ櫛形であることを特徴とする相対位置合わせ
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２又は３記載の相対位置合わ
   せ装置において、前記第１および第２の基板をそれぞれ
   前記第１、第２の方向に相対的に第１、第２の微小振動
   させる第１、第２の微小振動手段と、 前記第１、第２の検出手段からのそれぞれ出力のうち、
   前記第１、第２の微小振動に同期した成分を検出する第
   １、第２の同期検出手段と、 前記第３の検出手段からの出力のうち、前記第１の微小
   振動に同期した成分を検出する第３の同期検出手段と、 前記第１、第２の同期検出手段からの検出結果をもと
   に、それぞれ前記第１、第２の駆動手段の駆動を行い、
   前記第１および第３の同期検出手段からの検出結果をも
   とに、前記第３の駆動手段の駆動を行う制御手段とを備
   えることを特徴とする相対位置合わせ装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２又は３記載の相対位置合わ
   せ装置において、 前記第１、第３の上部及び下部平板電極のそれぞれにつ
   いて、いずれか一方の平板電極が前記第１の方向に分割
   された第１、第３の２分割平板電極からなり、 前記第１、第３の検出手段が、第１、第３の２分割平板
   電極と他方の平板電極との間の２つの静電容量をそれぞ
   れ独立に検出する第１、第３の独立検出手段からなり、 前記第２の上部及び下部平板電極のいずれか一方の平板
   電極が前記第２の方向に分割された第２の２分割平板電
   極からなり、 前記第２の検出手段が第２の２分割平板電極と他方の平
   板電極との間の２つの静電容量をそれぞれ独立に検出す
   る第２の独立検出手段からなり、 前記第１、第２、第３の各独立検出手段によって検出さ
   れた２つの静電容量の差をそれぞれ算出し、算出結果を
   もとに前記第１、第２、第３の各駆動手段の駆動を行う
   制御手段とを備えることを特徴とする相対位置合わせ装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の相対位置合わせ装置にお
   いて、 前記第１の独立検出手段によって検出された２つの静電
   容量の値から前記第１、第２の基板の前記第１の方向に
   関する相対位置ずれの向きを検出する第１の位置ずれ向
   き検出手段と、 前記第２の独立検出手段によって検出された２つの静電
   容量の値から前記第１、第２の基板の前記第２の方向に
   関する相対位置ずれの向きを検出する第２の位置ずれ向
   き検出手段と、 前記第１、第３の各独立検出手段によって検出された２
   つの静電容量の値から前記第１、第２の各方向に直交す
   る第３の方向の軸まわりに関する前記第１、第２の基板
   の相対回転位置ずれの向きを検出する第３の位置ずれ向
   き検出手段と、 前記第１、第２、第３の各位置ずれ向き検出手段からの
   検出結果をもとに前記第１、第２、第３の各駆動手段の
   駆動を行う制御手段とを備えることを特徴とする相対位
   置合わせ装置。
9. 【請求項９】 少なくとも１つの記録再生用プローブを
   有する第１の基板と記録媒体を有する第２の基板とを平
   行にして基板面内で相対移動させて成る情報記録再生装
   置における相対位置合わせ方法において、 前記第１の基板に設けられた第１、第２、第３の上部平
   板電極と、 前記第１、第２、第３の上部平板電極にそれぞれ対向し
   て前記第２の基板に設けられた第１、第２、第３の下部
   平板電極と、 前記第１、第２、第３の上部及び下部平板電極の間のそ
   れぞれの静電容量を検出する第１、第２、第３の検出手
   段と、 前記基板面内の第１の方向に前記第１及び第２の基板を
   相対移動させる第１の駆動手段と、 前記基板面内で前記第１の方向と直交する第２の方向に
   前記第１及び第２の基板を相対移動させる第２の駆動手
   段と、 前記第１、第２の各方向に直交する第３の方向の軸回り
   に前記第１及び第２の基板を相対回転させる第３の駆動
   手段とを有し、 第１の駆動手段の駆動を行い、前記第１の静電容量が所
   定値となる第１の位置と前記第３の静電容量が所定値と
   なる第２の位置との駆動量差を検出し、 該駆動量差と、前記第１の上部及び下部平板電極と前記
   第３の上部及び下部平板電極との中心間距離との比から
   前記第１の方向と前記第２の方向に直交する軸のまわり
   に関する前記第１の基板と前記第２の基板の相対回転位
   置ずれの量を算出し、 相対回転位置ずれを補正するように前記第１及び第３の
   両検出手段の検出結果をもとに前記第３の駆動手段の駆
   動を行い、 第１の静電容量を所定値とするように前記第１の検出手
   段の検出結果をもとに前記第１の駆動手段の駆動をし、 第２の静電容量を所定値とするように前記第２の検出手
   段の検出結果をもとに前記第２の駆動手段を駆動するこ
   とを特徴とする相対位置合わせ方法。