【事件の表示】
　特許第２８０９４３９号　「位置合せ装置」の請求項１ないし２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８０９４３９号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許２８０９４３９号の請求項１ないし２に係る発明は、平成１年８月１０日に特許出願され、平成１０年７月３１日に設定登録がなされ、その後特許異議申立人株式会社ニコンより特許異議の申立てがなされ、平成１１年８月６日（発送日平成１１年９月３日）に取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年１０月２９日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の適否についての判断
ア．訂正事項
ａ．特許請求の範囲の請求項１の「この光源から出力された単色光を所定の光路差および周波数差をもつ２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、」との記載を、「この光源から出力された単色光を、この単色光光束と、この単色光と所定の光路差および周波数差をもつ光束の２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、」と訂正する。
ｂ．明細書第７頁第１６行〜第８頁第１３行（特許第２８０９４３９号公報第２頁右欄第４０行〜第４６行）の「本発明は上記課題を解決するために、単色光を発生する光源と、この光源から出力された単色光を所定の光路差および周波数差をもつ２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、このフリンジ光生成手段で生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光照射手段と、このフリンジ光照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光（散乱光，回析光等の位置情報成分を含む）をそれぞれ検出する第１および第２の光検出手段と、この第１の光検出手段により検出された反射光から生成される第１のビート信号と、第２の光検出手段により検出される反射光から生成される第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを備える構成とした。」との記載を、「本発明は上記課題を解決するために、単色光を発生する光源と、この光源から出力された単色光を、この単色光光束と、この単色光と所定の光路差および周波数差をもつ光束の２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、このフリンジ光生成手段で生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光照射手段と、このフリンジ光照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光（散乱光，回祈光等の位置情報成分を含む）をそれぞれ検出する第１および第２の光検出手段と、この第１の光検出手段により検出された反射光から生成される第１のビート信号と、第２の光検出手段により検出される反射光から生成される第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを備える構成とした。」と訂正する。
イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
（１）訂正事項ａは、訂正前の請求項１に記載された「フリンジ光生成手段」を減縮するものであって、その根拠となる記載は明細書１４頁第１５行〜第１５頁第１５行（特許第２８０９４３９号公報第４頁左欄第１１行〜第２８行）及び第３図に記載されている事項であるから、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
（２）訂正事項ｂは、訂正事項ａの請求項１の訂正に対応して発明の詳細な説明を減縮するものであって、上記と同様に、願書に添付した明細書及び図面の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
ウ．独立特許要件の判断
（１）訂正後の発明
　訂正後の請求項に係る発明は、全文訂正明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１ないし２に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】単色光を発生する光源と、この光源から出力された単色光を、この単色光光束と、この単色光と所定の光路差および周波数差をもつ光束の２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、このフリンジ光生成手段で生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光照射手段と、このフリンジ光照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光をそれぞれ検出する第１および第２の光検出手段と、この第１の光検出手段により検出された反射光から生成される第１のビート信号と、第２の光検出手段により検出される反射光から生成される第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを具備したことを特徴とする位置合せ装置。
【請求項２】前記フリンジ光生成手段は、音響光学素子を用いて単色光を所定の周波数差をもつ２光束に分離するものであることを特徴とする請求項１記載の位置合せ装置。」
（２）取消理由の概要
 取消理由の概要は以下のとおりである。
a.第２９条第２項違反について
　本件請求項１ないし２に係る発明は、特許異議申立書記載の理由により、下記刊行物１，２記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。
b.第２９条の２違反について
　本件請求項１ないし２に係る発明は、特許異議申立書記載の理由により、下記刊行物３として示した、本願出願の日前の他の出願であって、その出願後に出願公開されたものの願書に最初に添付した明細書及び図面に記載された発明（以下「先願発明」という）と同一であるので、特許法第２９条の２の規定に違反してされたものである。
記
刊行物１：特開昭６３−２８３１２９号公報
刊行物２：特開昭６２−５６８１８号公報
刊行物３：特願平１−４８２９４号（特開平２−２２７６０３号公報）
（３）刊行物に記載された発明
ａ．刊行物１
　当審が取消理由通知書で引用した刊行物１（特開昭６３−２８３１２９号公報）には次のことが図面とともに記載されている。
「一方の方向からの照射により発生する回折光と、他方の方向からの照射により発生する回折光とを同一の光路にして干渉させることができるため、所謂光ヘテロダイン法を容易に採用することができ、位置ずれ計測の分解能は十分に高精度になり、計測再現生、安定性とも十分に向上する。」（４頁左上欄１０〜１６行）、
「アライメント用の照明光はレーザ光源１０から射出され、透過型の基準回折格子を放射状に形成したラジアル・グレイティング１１を通り、フーリエ変換レンズ１３とビームスプリッタ１４を介してフーリエ面（アライメント光学系の瞳面）に配置された空間フィルター１５に達する。ラジアル・グレイティング１１はモータ１２によってほぼ一定の速度で回転可能に構成される。このラジアル・グレイティング１１に入射したレーザ光は０次光、±１次光、±２次光……のように、回折し、それぞれ異なった回折角で広がっていく。第１図では０次光ＬＢ０、＋１次光＋ＬＢ１及び−１次光−ＬＢ１のみを示す。これら０次光、±１次光は空間フィルター１５上で明確に分離して分布し、０次光ＬＢ０のみが遮断され、±１次光は透過する。空間フィルター１５を通った±１次光はビームスプリッター２０を透過して２焦点光学系２１に入射する。…このため２焦点光学系２１を射出した一方の偏光（例えばＰ偏光）はレチクル１の上方空間の焦点２６ａに結像し、他方の偏光（例えばＳ偏光）はレチクル１の下面のパターン面と一致した焦点２７ａに結像する。また２焦点光学系２１の他方の焦点、すなわちレーザ光源１０側で焦点２６ａ、２７ａの夫々と共役な面は、ラジアル・グレイティング１１と一致している。ここで２焦点光学系２１の２つの焦点２６ａ、２７ｂの光軸方向の間隔はアライメント用のレーザ光の波長における投影レンズ３のレチクル１側での色収差量に対応している。この焦点面２６ａは投影レンズ３によってウェハ４の表面と一致した結像面２６ｂと共役になり、焦点面２７ａ（レチクルパターン面）は投影レンズ３によってウェハ４の表面から空間的に下方に離れた結像面２７ｂと共役になる。結像面２６ｂと２７ｂの間隔は投影レンズ３のウェハ４側での色収差量に対応している。」（４頁右下欄１１行〜５頁右上欄１１行）、
「アライメント用のレーザ光の±１次光ＬＢ１（Ｓ偏光）は焦点面２７ａでレチクル１の回折格子マーク部分に、＋１次光＋ＬＢ１と−１次光−ＬＢ１との成す角度で２方向から入射し結像する。またレチクル１の透明部を透過した焦点面２６ａからの±１次光ＬＢ１（Ｐ偏光）は、投影レンズ３を介して焦点面２６ｂでウェハ４の回折格子マーク部分に、＋１次光と−１次光との成す角度で２方向から入射し結像する。そしてレチクル１の回折格子マークからの反射回折光はダイクロイックミラー２２、２焦点光学系２１を介してビームスプリッタ２０で反射され、空間フィルター２３でフィルタリングされた後、集光レンズ２４によって光電検出器２５に達する。またウェハ４の回折格子マークからの反射回折光は投影レンズ３を介して元の光路を戻り、レチクル１の透明部を透過してダイクロイックミラー２２、２焦点光学系２１、ビームスプリッタ２０、空間フィルター２３、及び集光レンズ２４を通って光電検出器２５に達する。空間フィルター２３はアライメント光学系の瞳面と共役な位置、すなわち投影レンズ３の瞳（射出瞳）と実質共役な位置に配置され、レチクル１、又はウェハ４からの正反射光を遮断し、レチクル１又はウェハ４の回折格子に垂直（面の法線方向）に回折される光のみを通すように定められている。そして光電検出器２５は２焦点光学系２１、レンズ２４を介してレチクル１、ウェハ４の夫々と共役に配置されている。さて光電検出器２５から得られる光電信号は２つの回折格子マークの各々からの回折光同志が干渉したものとなり、ラジアル・グレイティング１１の回転速度に応じた正弦波状の交流信号となる。ところでラジアル・グレイティング１１からの±１次光、０次光は、ビームスプリッタ１４を透過し、瞳（フーリエ面）に配置された空間フィルター１６で０次光のみが遮断され、レンズ系（逆フーリエ変換レンズ）１７によって参照用回折格子１８上に結像する。この参照用回折格子１８は装置上で固定されているものである。この回折格子１８にも＋１次光＋ＬＢ１と−１次光−ＬＢ１とが所定の角度で２方向から入射する。光電検出器１９は参照用回折格子１８を透過した回折光（又は干渉光）を受光して、正弦波状の光電信号を出力する。位相検出系４０は、光電検出器２５からの光電信号と光電検出器１９からの光電信号とを入力し、両信号の波形上の位相差を検出する。検出された位相差（±１８０゜）はレチクル１、ウェハ４の夫々に形成された回折格子マークの格子ピッチの１／２内の相対位置ずれ量に一義的に対応している。制御系４１は検出された位相差（位置ずれ量）の情報、サーボシステム４４を介して得られる干渉計４３、４５の各々からの位置情報等に基づいて駆動モータ４２、４６を制御し、レチクル１とウェハ４の相対位置合わせ（アライメント）を行なう。」（５頁左下欄１６行〜６頁右上欄１０行）
「このようにマークＲＭ上に異なる２方向から光束＋ＬＢ１Ｐ、−ＬＢ１Ｐが照射されると、マークＲＭには干渉縞が生じるが、ラジアル・グレイティング１１が回転している場合は、その干渉縞がマークＲＭの格子配列方向に移動する（流れる）ことになる。これはラジアル・グレイティング１１の１次光＋ＬＢ１、−ＬＢ１による暗視野像がレチクル１のマークＲＭ上に結像していることによる。このため、マークＲＭ上を干渉縞（ラジアル・グレイティング１１の２焦点光学系２１等によって投影された回折像）が走査することによって、回折光１０４は明暗の変化を周期的に繰り返すことになる。よって光電検出器２５からの信号は、その明暗変化の周期に応じた正弦波状の交流信号となる。以上のことは、ウェハ４上の回折格子マークＷＭとＳ偏光の光束＋ＬＢ１Ｓ、−ＬＢ１Ｓとの関係においても全く同様であり、マークＷＭからは回折光１０５が発生し、これは投影レンズ３の主光線に沿って進み、レチクル１の窓部Ｐ０を介して光電検出器２５に達する。」（７頁右下欄８行〜８頁左上欄８行）、
「さて、光電検出器２５は２焦点光学系２１を介してマークＲＭとマークＷＭの夫々と共役に配置されるとしたが、実際には第２図に示すように、マークＲＭ、ＷＭの夫々と共役な位置に、第３図（Ｃ）に示すようなマスク部材２５′を設け、このマスク部材２５’のアパーチャＡＰ、ＡＳを透過した回折光１０４、１０５を光電検出するように構成される。ここでアパーチャＡＰは、例えばレチクル１のマークＲＭからの回折光１０４による回折像を取り出すものであり、アパーチャＡＳはウェハ１のマークＷＭからの回折光１０５による回折像を取り出すものである。従って光電検出器２５を各アパーチャＡＰ、ＡＳの後に別個に設けることによって、マークＲＭによるレチクル１の位置検出とマークＷＭによるウェハ１の位置検出とが独立に可能となる。」（８頁左上欄１３行〜同頁右上欄８行）、
「また本実施例では、ラジアル・グレイティングを回転させて、回折格子マークを２方向から照明する２つの光束＋ＬＢ１Ｐ、−ＬＢ１Ｐ（又は＋ＬＢ１Ｓ、−ＬＢ１Ｓ）に位相差を与えることによって、光ヘテロダイン方式の位置ずれ検出を行なうようにしたが、レーザ光束ＬＢをゼーマンレーザにして固定の基準回折格子に入射させて２つの光束を得たり、又は超音波光変調器（ＡＯＭ）等を用いて互いに周波数がわずかに異なる２つのレーザ光束を得たりすることによっても、同様に光ヘテロダイン方式の計測ができる。特に超音波光変調器等を用いると、ラジアル・グレイティングのような機械的可動部がいらないこと、変調による周波数差がラジアル・グレイティングの場合よりも数段大きくとれることから、位相差検出の分解能が上げられることなどの利点がある。」（９頁右下欄６行〜１０頁左上欄２行）
ｂ．刊行物２
　同じく刊行物２（特開昭６２−５６８１８号公報）には次のことが図面とともに記載されている。
「本発明は、位置ずれ検出装置に関し、例えば半導体製造装置においてＩＣに焼付けられたパターンの重ね合わせ精度を測定する装置に適用して好適なものである。」（１頁右下欄１１行〜１４行）、
「基板２上に第１の回折格子ＭＡ１、ＭＡ２を形成した後、当該第１の回折格子ＭＡ１、ＭＡ２に対して位置合わせをして第２の回折格子ＭＢ１、ＭＢ２を形成し、第１及び第２の回折格子ＭＡ１、ＭＡ２及びＭＢ１、ＭＢ２間の位置ずれを検出する位置ずれ検出装置において、第１及び第２の回折格子ＭＡ１、ＭＡ２及びＭＢ１、ＭＢ２上に周波数差Δｆをもつ２つのコヒーレント光束ＬＬ１、ＬＬ２を互いに異なる方向から照射し、２つの光束ＬＬ１、ＬＬ２によつて周波数Δｆで第１及び第２の回折格子ＭＡ１、ＭＡ２及びＭＢ１、ＭＢ２上を走査する干渉縞ＩＦを発生させる照射手段１３、１４、１５、１６及び１３、１７、１８、１９、２０と、干渉縞ＩＦの走査によつて第１の回折格子ＭＡ１、ＭＡ２から生ずる回折光を受光し、周波数Δｆを有する第１の光電変換信号ＳＡ１、ＳＡ２を送出する第１の光電変換手段ＤＡ１、ＤＡ２と、干渉縞ＩＦの走査によつて第２の回折格子ＭＢ１、ＭＢ２から生ずる回折光を受光し、周波数Δｆを有する第２の光電変換信号ＳＢ１、ＳＢ２を送出する第２の光電変換手段ＤＢ１、ＤＢ２と、第１及び第２の光電変換信号ＳＡ１、ＳＡ２及びＳＢ１、ＳＢ２の位相差に基づいて第１及び第２の回折格子ＭＡ１、ＭＡ２及びＭＢ１、ＭＢ２間の位置ずれ量Δｙを算定する位置ずれ算定手段３３Ａ〜３３Ｄ、３５とを設ける。」（２頁右上欄４行〜同頁左下欄１０行）、
「ここで第１及び第２のコヒーレント光束ＬＬ１及びＬＬ２の周波数ｆ１及びｆ２は周波数差Δｆをもつような値に予め選定されており、これにより干渉縞ＩＦは、周波数差Δｆで回折格子ＭＰ上を走査するように周期的に変動する。」（４頁右上欄１４〜１８行）、
「すなわちレーザ１１において発生されたレーザ光は、コリメータレンズ系１２Ａ及び１２Ｂを通つて分路器（ビームスプリツタ）１３に入射される。分路器１３は、レーザ光を２つに分けて、第１のレーザ光を超音波変調器１４によって変調信号Ｓ１によってその周波数ｆ１だけ周波数をシフト変調させた後、ミラー１５、１６によつて折り曲げながらウエハ２の回折格子ＭＰ上に第１のコヒーレント光束ＬＬ１として照射させる。
　また分路器１３は、第２のレーザ光をミラー１７を介して超音波変調器１８に入射し、変調信号Ｓ２によつてその周波数ｆ２だけ周波数シフトさせた後ミラー１９、２０によつて折り曲げながらコヒーレント光束ＬＬ２としてウエハ２上に照射させる。」（４頁左下欄１５行〜同頁右下欄１０行）
ｃ．刊行物３
　同じく刊行物３として示した先願発明（特願平１−４８２９４号（特開平２−２２７６０３号公報））には次のことが図面とともに記載されている。
「次にこのステッパーのアライメント系について説明する。アライメント用の照射光（ビーム）ＬＢはレ一ザ光源１０から射出され、２つの音響光学変調器（ＡＯＭ）を含む２光束周波数シフター１２に入射し、互いに周波数が異なるとともに、共に直交した直線偏光を含む２本のビームＬＢ１、ＬＢ２に変換される。・・・周波数シフター１２からの２本の平行なビームＬＢ１、ＬＢ２はビームスプリッター１４で反射された後、瞳リレー系１７Ａを通り、ビームスプリッター２０を透過した後、・・・２焦点光学系２１に入射する。」（６頁左上欄４行〜１８行）、
「さて、アライメント用のレーザ光のうちＰ偏光の２つビームＬＢ１、ＬＢ２は焦点面２７ａでレチクル１の回折格子マーク部分に、そのビームＬＢ１、ＬＢ２との成す角度で２方向から入射し結像する。またレチクル１の透明部を透過した焦点面２６ａからのＳ偏光の２本ビームＬＢ１、ＬＢ２は、投影レンズ３を介して焦点面２６ｂでウェハ４の回折格子マーク部分に、そのビームＬＢ１とＬＢ２との成す角度で２方向から入射し結像する。そしてレチクル１の回折格子マークからの反射回折光（干渉光ＢＴＬ）は・・・ビームスプリック２０で反射された後、瞳リレー系１７Ｂを通って・・・さらに集光レンズ２４によって光電検出器２５に達する。またウェハ４の回折格子マークからの反射回折光（干渉光ＢＴＬ）は投影レンズ３を介して元の光路を戻り、レチクル１の透明部を透過して・・・集光レンズ２４を通って光電検出器（受光素子）２５に達する。・・・
　さて光電検出器２５から得られる光電信号ＤＳｒ、ＤＳｗは、レチクル１又はウェハ４を２方向から照射するビームＬＢ１、ＬＢ２によって作られた干渉縞が各回折格子マーク上でピッチ方向に流れるように照射されることになるので、高周波信号ＳＦ１、ＳＦの差Δｆに応じた周波数の正弦波状の交流信号（ビート周波数）となる。・・・・・・位相検出系４０は、光電検出器２５からのレチクル側の光電信号ＤＳｒ、ウェハ側の光電信号ＤＳｗと光電検出器１９からの光電信号ＤＲとを入力し、信号ＤＲを基準とした両信号ＤＳｒ、ＤＳｗの波形上の位相差を検出する。検出された位相差（±１８０°）はそれぞれレチクル１、ウェハ４の夫々に形成された回折格子マークの格子ピッチの１／２内の相対位置ずれ量に一義的に対応している。主制御系４１は検出された位相差（位置ずれ量）の情報、サーボシステム４４を介して得られる干渉系４３、４５の各々からの位置情報等に基づいて駆動モータ４２、４６を制御し、レチクル１とウェハ４の相対位置合わせ（アライメント）を行なう。」（７頁左上欄１行〜同頁右下欄９行）、
「瞳リレー系７Ａ内部の交差面ＩＰ’に対してレチクル１とウェハ４とはそれぞれ共役に配置されるため、交差面ＩＰ’を通るビームＬＢ１、ＬＢ２が平行光束であるとすると、レチクル、ウェハ上の夫々で各ビームＬＢ１Ｓ、ＬＢ２Ｓ、ＬＢ１Ｐ、ＬＢ２Ｐはともに平行光束となる。
　以上のようにマークＲＭ上に異なる２方向からビームＬＢ１Ｐ、ＬＢ２Ｐが照射されると、マークＲＭ上には干渉縞が生じるが、その干渉縞はマークＲＭの格子配列方向に２つのビームＬＢ１、ＬＢ２ の差周波数に対応して移動する（流れる）ことになる。・・・干渉縞の移動によって、回折光１０４は明暗の変化を周期的に繰り返すビート波面になる。よって光電検出器２５からの信号ＤＳｒは、その明暗変化の周期に応じた正弦波状の交流信号となる。
　以上のことは、ウェハ４上の回折格子マークＷＭとＳ偏光のビームＬＢ１Ｓ、ＬＢ２Ｓとの関係においても全く同様であり、マークＷＭからはビート波面をもつ回折光１０５が垂直に発生し、これは投影レンズ３の主光線に沿って進み、レチクル１の窓部Ｐ０を介して光電検出器２５に達する。」（９頁左上欄１４行〜同頁右上欄１６行）、
「第５図に示すように、レーザ光源１０からの平行なビームＬＢ（直交直線偏光）はミラー７０で反射され、偏光ビームスプリッタ７１でＰ偏光成分のビームＬＢＰとＳ偏光成分のビームＬＢＳとに分けられる。ビームＬＢＰはミラー７２で反射され、ＡＯＭ（音響光学変調器）７３に入射し、ビームＬＢＳは偏光ビームスプリッタ７１で反射され、ＡＯＭ７４に入射する。ＡＯＭ７３は周波数ｆ１の高周波信号ＳＦ１でドライブされ、その周波数ｆ１で決まる回折角だけ偏光された１次光をビームＬＢＰとして出力する。ＡＯＭ７４は周波数ｆ２（ｆ２＝ｆ１−Δｆ）の高周波信号ＳＦ２でドライブされ、その周波数ｆ２で決まる回折角だけ偏向された１次光をビームＬＢＳとして出力する。・・・
　さて、ＡＯＭ７４からのビームＬＢＳはミラー７５で反射され偏光ビームスプリッタ７６に入射し、ＡＯＭ７３からのビームＬＢＰはそれと直交する方向から偏光ビームスプリッタ７６に入射する。ここで偏光ビームスプリッタ７６は、２つのビームＬＢＰ、ＬＢＳを完全に同軸に合成するのではなく、ある量だけ間隔をあけるように互いに平行に合成する。」（１０頁左上欄１０行〜同頁右上欄１７行）
（４）対比・判断
a.第２９条第２項違反について
＜請求項１について＞
　請求項１に係る発明と上記刊行物１に記載の発明とを対比する。刊行物１のものは、フリンジ光生成とフリンジ光照射の両方の機能を持った手段を有するものであるが、フリンジ光は位置合せ対象物であるレチクルに直接形成されるものであるから、フリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が一体となった「フリンジ光生成・照射手段」を有するものといえる。また、請求項１に係る発明のものは、フリンジ光生成手段により一旦フリンジを形成し、そのフリンジをフリンジ光照射手段により位置合わせ対象物に照射しており、したがってフリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が別の手段として形成してはいるが、その両方の機能を有する手段としても把握され、その点では、刊行物１の「フリンジ光生成・照射手段」を有すると同様であるともいえる。したがって両者は、「光を発生する光源と、この光源から出力された光を、２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成し、この生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光生成・照射手段と、このフリンジ光生成・照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光を光検出手段と、この光検出手段により検出された反射光から生成される第１及び第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを具備した位置合せ装置」の点で一致し、次の点で相違する。
相違点１：
　本願発明のものは、光源が単色光を発生するのに対し、刊行物１のものは、投映レンズの色収差により２つの焦点を結ぶような波長域を持つ光源を使用するものであって、単色光とはいえない点。
相違点２：
　光源から出力された光を、本願発明のものは、この光束と、この光と所定の光路差および周波数差をもつ光束の２光束に分離しているのに対し、刊行物１のものは、この光束を、ラジアル・グレイティング１１により周波数差のない±１次光の２光束に分離している点。
相違点３：
　本願発明のものは、フリンジ光生成手段により一旦フリンジを形成し、そのフリンジをフリンジ光照射手段により位置合わせ対象物に照射しており、したがってフリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が別の手段として構成されているのに対し、刊行物１のものは、フリンジ光は直接位置合わせ対象物上に形成されており、したがってフリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が一体の「フリンジ光生成・照射手段」として構成されている点。
相違点４：
　本願発明のものは、二つの位置合せ対象物から反射される反射光をそれぞれ第１および第２の光検出手段により検出するのに対し、刊行物１のものは、二つの位置合せ対象物のマークの位置に対応する２つのアパーチャにより二つの位置合せ対象物の位置検出を独立に可能とするものではあるが、光検出手段自身は単一のもの（光電検出器２５）である点。
　そこで上記相違点について検討する。
　刊行物２のものは、音響光学素子を用いてレーザー光を変調し、変調された異なる周波数の２つの光束を用いてフリンジ光を生成し半導体製造装置の位置合わせを行うものであって、言い換えればもとのレーザー光を別の周波数に変調した２つの光束同士でフリンジ光を生成するものであるが、その際にもとの周波数のレーザー光は用いないものであるから、刊行物２は上記相違点２を示すものではない。また、フリンジ光は刊行物１と同様に直接基板上に形成されるものであって、本願発明のようにフリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が別の手段として形成されているものではないから、刊行物２は相違点３を示すものでもない。さらに、刊行物２には相違点１，４についても開示されていない。
　そして、請求項１に係る発明は、上記相違点の技術的事項により明細書記載の作用効果を奏するものである。
　よって、請求項１に係る発明が、刊行物１，２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることができない。
＜請求項２について＞
　請求項２のものは、請求項１の発明にさらに、「前記フリンジ光生成手段は、音響光学素子を用いて単色光を所定の周波数差をもつ２光束に分離するものである」との構成を加えるものであって、請求項１の技術的事項をさらに限定したものであるから、請求項１に係る発明と同様の理由により、刊行物１，２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
b.第２９条の２違反について
＜請求項１について＞
　請求項１に係る発明と上記刊行物３に記載の発明とを対比する。刊行物１のものは、フリンジ光生成とフリンジ光照射の両方の機能を持った手段を有するものであるが、フリンジ光は位置合せ対象物であるレチクルに直接形成されるものであるから、フリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が一体となった「フリンジ光生成・照射手段」を有するものといえる。また、請求項１に係る発明のものは、フリンジ光生成手段により一旦フリンジを形成し、そのフリンジをフリンジ光照射手段により位置合わせ対象物に照射しており、したがってフリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が別の手段として形成してはいるが、その両方の機能を有する手段としても把握され、その点では、刊行物３の「フリンジ光生成・照射手段」を有すると同様であるともいえる。したがって両者は、「光を発生する光源と、この光源から出力された光を、所定の光路差および周波数差をもつ２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成し、この生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光生成・照射手段と、このフリンジ光生成・照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光を光検出手段と、この光検出手段により検出された反射光から生成される第１及び第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを具備した位置合せ装置」の点で一致し、次の点で相違する。
相違点１：
　本願発明のものは、光源が単色光を発生するのに対し、刊行物３のものは、投映レンズの色収差により２つの焦点を結ぶような波長域を持つ光源を使用するものであって、単色光とはいえない点。
相違点２：
　光源から出力された光を、本願発明のものは、この光束と、この光と所定の光路差および周波数差をもつ光束の２光束に分離しているのに対し、刊行物３のものは、２光束に分離した光束を、音響光学素子によりそれぞれもとの光とは異なる周波数の光束とするものであって、もとの周波数の光束を使用するものではない点。
相違点３：
　本願発明のものは、フリンジ光生成手段により一旦フリンジを形成し、そのフリンジをフリンジ光照射手段により位置合わせ対象物に照射しており、したがってフリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が別の手段として構成されているのに対し、刊行物３のものは、フリンジ光は直接位置合わせ対象物上に形成されており、したがってフリンジ光生成手段とフリンジ光照射手段が一体の「フリンジ光生成・照射手段」として構成されている点。
相違点４：
　本願発明のものは、二つの位置合せ対象物から反射される反射光をそれぞれ第１および第２の光検出手段により検出するのに対し、刊行物３のものは、二つの位置合せ対象物のマークの位置に対応する２つのアパーチャにより二つの位置合せ対象物の位置検出を独立に可能とするものではあるが、光検出手段自身は単一のもの（光電検出器２５）である点。
　そこで上記相違点について検討すると、上記相違点１〜４は設計上の微差あるいは表現上の差異ということはできないから、請求項１に係る発明は、刊行物３の先願発明と同一ということはできない。
＜請求項２について＞
　請求項２のものは、請求項１の発明にさらに、「前記フリンジ光生成手段は、音響光学素子を用いて単色光を所定の周波数差をもつ２光束に分離するものである」との構成を加えるものであって、請求項１の技術的事項をさらに限定したものであるから、同様に請求項１に係る発明と同様の理由により、刊行物３の先願発明と同一ということはできない。
（５）まとめ
　したがって、訂正後の請求項１ないし２に係る発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
エ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で規定する訂正の要件については、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き各号、同条第２項及び同条第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議の申立てについての判断
ア．本件発明
　請求項に係る発明は、平成１１年１１月２２日付け訂正請求書に添付した訂正明細書及び図面の記載から、その請求項１ないし２に記載された事項により特定されるとおりのものである。
イ．申立ての理由の概要
　特許異議申立人株式会社ニコンは、訂正前の請求項１ないし２に係る発明は、甲第１号証（特開昭６３−２８３１２９号公報）及び甲第２号証（特開昭６２−５６８１８号公報）から容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができず、また甲第３号証（特願平１−４８２９４号（特開平２−２２７６０３号公報））の先願発明と同一であるので、特許法第２９条の２の規定に違反してされたものであるから、特許を受けることができない旨主張している。
ウ．判断
　請求項１ないし２に係る発明は、上記２．ウで示したように、甲第１，２号証（上記刊行物１，２にそれぞれ対応する）に記載された発明から容易に発明をすることができたものとすることはできない。
また、上記２．ウで示したように、甲第３号証（上記刊行物３に対応する）に記載された発明と同一ということもできない。
４．むすび
　したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、請求項１ないし２に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に請求項１ないし２に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年２月１６日（２０００．２．１６）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）特許請求の範囲を以下のように訂正する。
　特許請求の範囲の請求項１の「この光源から出力された単色光を所定の光路差および周波数差をもつ２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、」との記載を、「この光源から出力された単色光を、この単色光光束と、この単色光と所定の光路差および周波数差をもつ光束の２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、」と訂正する。
（２）発明の詳細な記載を以下のように訂正する。
　明細書第７頁第１６行〜第８頁第１３行（特許第２８０９４３９号公報第２頁右欄第４０行〜第４６行）の「本発明は上記課題を解決するために、単色光を発生する光源と、この光源から出力された単色光を所定の光路差および周波数差をもつ２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波数で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、このフリンジ光生成手段で生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光照射手段と、このフリンジ光照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光（散乱光，回析光等の位置情報成分を含む）をそれぞれ検出する第１および第２の光検出手段と、この第１の光検出手段により検出された反射光から生成される第１のビート信号と、第２の光検出手段により検出される反射光から生成される第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを備える構成とした。」との記載を、「本発明は上記課題を解決するために、単色光を発生する光源と、この光源から出力された単色光を、この単色光光束と、この単色光と所定の光路差および周波数差をもつ光束の２光束に分離した後に、この２光束を合成してビート周波愛で流れるフリンジ光を生成するフリンジ光生成手段と、このフリンジ光生成手段で生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光照射手段と、このフリンジ光照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光（散乱光，回祈光等の位置情報成分を含む）をそれぞれ検出する第１および第２の光検出手段と、この第１の光検出手段により検出された反射光から生成される第１のビート信号と、第２の光検出手段により検出される反射光から生成される第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを備える構成とした。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
　位置合せ装置
（５７）【特許請求の範囲】
（１）　単色光を発生する光源と、
　この光源から出力された単色光を
、この単色光光束と、この単色光と
光束の
　このフリンジ光生成手段で生成されたフリンジ光を二つの位置合せ対象物上にそれぞれ形成した位置合せ用マークに照射するフリンジ光照射手段と、
　このフリンジ光照射手段によって前記各位置合せ用マークに前記フリンジ光を各々照射することにより各位置合せ用マークから反射される反射光をそれぞれ検出する第１および第２の光検出手段と、
　この第１の光検出手段により検出された反射光から生成される第１のビート信号と、第２の光検出手段により検出される反射光から生成される第２のビート信号との位相差から前記二つの位置合せ対象物の相対的な変位量を求める信号処理手段とを具備したことを特徴とする位置合せ装置。
（２）　前記フリンジ光生成手段は、音響光学素子を用いて単色光を所定の周波数差をもつ２光束に分離するものであることを特徴とする請求項１記載の位置合せ装置。
【発明の詳細な説明】
　〔産業上の利用分野〕
　本発明は、半導体ＩＣやＬＳＩを製造するための露光装置等において、例えばウエハとレチクルといった二つの位置合せ対象物の位置合せに好適な位置合せ装置に関する。
〔従来の技術〕
　半導体ＩＣやＬＳＩの微細化に伴い、マスクパターンをウエハに対し一括方式で、又はステップアンドリピート方式で露光転写する装置では、マスクとウエハとの相対的な位置を高精度に位置合せする必要がある。
　回析光を利用して精密な位置合せを行なう方法としては、特開昭６０−２５６００２号公報に開示されているように、多数のグレーティングからの回析光を用いる方法がある。
　第７図は上記位置合せ方法を適用した位置合せ装置を示す図である。この装置は、レーザ光源１から出力されたレーザ光をビーム拡大器２で所定のビーム径に拡大し、シリンドリカルレンズ３で断面形状を細長くした楕円ビームに整形した後、ミラー４で反射させてレンズ５，ビームスプリッタ６，レンズ７を介してミラー８に導く。さらにミラー８に導かれたレーザ光は一旦スリット状に集束した後レチクル９の下方に設置されレチクル９と平行な反射面を有するミラー１０にて反射される。ミラー１０にて反射されたレーザ光はさらに反射されて縮小投影レンズ１１の入射瞳１２に導かれ、ウエハステージ１３上に保持されているウエハ１４上に、シリンドリカルレンズ３により調節された細長い帯状のスポット光ＬＡが結像される。
　ここで、ウエハ１４上には第８図に示すように、複数個のマーク単体を同一直線上に所定の間隔で配置してなるマーク列Ｍ１〜Ｍ３を、前記マーク単体の配置方向に対し直交する方向に等間隔で複数列配置した位置合せ用マークが回析格子状に形成されている。
　このように、位置合せ用マークは回析格子状となっているので、位置合せ用マークにスポット光ＬＡが照射されると、ウエハ上面からは散乱光，回折光等の反射光が生じる。この位置合せ用マークの情報（ウエハ１４の位置情報）を含む反射光は、縮小投影レンズ１１に逆入射し、入射瞳１２を通ってミラー１０，ミラー８で反射され、レンズ７を介してビームスプリッター６に至り、さらにこのビームスブリッター６で反射されて空間フィルター１５に導かれる。ウエハ１４表面からの反射光のうち散乱光（１次以上の回折光）は正反射光　（０次回析光）よりも空間周波数の高い分だけ正反射光の光路に対し変位している。そのため、入射瞳１２と共役である空間フィルター１５に達した反射光のうち正反射光は遮断され、散乱光（１次以上の回析光）のみが通過する。空間フィルター１５を通過した散乱光，回折光は集光レンズ１６により光検出器１７上に集光される。光検出器１７上に集光した散乱光，回析光は光電変換されその強度に応じた光電信号ＳＡとして出力される。光検出器１７から出力された光電信号ＳＡはアライメント処理回路１８に入力される。また、このとき光電信号ＳＡに対応したウエハ１４上の位置合せ用マークの位置情報が測長器１９で測定されて、例えば時系列的なアッブダウンパルスとして、アライメント処理回路１８に入力される。
　このような装置において、図示していない駆動系によりウエハステージ１３を移動させて、第８図に示すスポット光ＬＡで矢印方向に位置合せ用マークを走査すると、位置合せ用マークの各位置における回析光強度に応じた光電信号ＳＡおよびウエハ１０の位置情報ＰＤがアライメント処理回路１８に入力される。
　第９図は位置合せ用マークを走査して得られた光電信号ＳＡと位置情報ＰＤとから作成したグラフを示す図である。ウエハ１４上の位置合せマークを、ウエハ１４のチッフ毎に設けておけば、ピーク位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の平均値を検出することにより、チップ中心とスポット光ＬＡの光軸中心とを位置合せすることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
　上記した従来の位置合せ装置は、レーザ光の中心とウエハ１４との位置合せには好適であるが、ウエハ１４とレチクル９とを直接的に位置合せすることができなかった。したがって、レチクル９とレーザ光の中心とを予め位置合せしなければならず、そのための光学系が別に必要となり、装置が大型化，複雑化すると共に、別光学系の精度が直接位置合せ精度に影響を及ぼすといった問題があった。
　また、ウエハ１４レチクル９との位置関係を常時測定していないので、不測の事態によりレチクル９の位置が当初に設定した位置からずれてしまったにも拘らず、作業者が気付かずに位置合せを続けてしまう可能性もある。このような場合には当然のことながら正確な位置合せを行ない得ないといった問題がある。
　さらに、回析光強度のピーク値で位置合せを行なっていることから、回析光の強度変化や雑音に弱いという問題がある。
　さらにまた、ウエハステージ１３を移動させてウエハ１４の位置情報を得ていることから、直接位置合せには関係のない時間を費やしてしまい、したがって作業能率が悪く、しかもウエハステージ１３の測長分解能以上の精度では位置合せを行なうことができないという問題がある。
　そこで本発明の目的は、二つの位置合せ対象物を高精度に位置合せすることができると共に、位置合せ時間の高速化およびアライメント光学系の簡素化を図り得る位置合せ装置を提供することにある。
　〔課題を解決するための手段〕
　本発明は上記課題を解決するために、単色光を発生する光源と、この光源から出力された単色光を
、この単色光光束と、この単色光と
光束の
　〔作用〕
　本発明は以上のような手段を講じたことにより、光源から出力された単色光がフリンジ生成手段で所定の光路差および周波数差をもって合成され、所定間隔のフリンジがビート周波数で流れるフリンジ光が生成される。このフリンジ光がフリンジ光照射手段により二つの位置合せ対象物の表面にそれぞれ形成されている位置合せ用マークにそれぞれ照射される。そうすると、各位置合せ用マークからの位置情報を含む散乱光，回析光等の光が反射され、この反射光が第１および第２の光検出手段でそれぞれ光電変換されてビート信号として出力される。そして信号処理手段で二つのビート信号の位相差が求められ、この位相差から二つの位置合せ対象物の相対的な変位量が求められ、この変異量に基づいて両位置合せ対象物の位置合せが行なわれる。
〔実施例〕
　以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
　本実施例に係る位置合せ装置は、フリンジ光照射手段としてのビーム照射系、信号検出系、フリンジビーム生成系から構成されており、ウエハとレチクルとを位置合せ対象としている。
　第１図はビーム照射系と信号検出系とを示す図である。同図に示すビーム照射系は、ウエハ２０にフリンジビームを照射してその位置情報を読取るウエハのビーム照射系と、レチクル２１にフリンジビームを照射してその位置情報を読取るレチクルのビーム照射系とからなる。ウエハのビーム照射系は、対向配置されたウエハ２０とレチクル２１との問に配置され入射瞳３０を有する縮小投影レンズ３１と、後述するフリンジビーム生成系から送られてくるフリンジビームの偏光面を４５度回転させる４５度ローチータ３２と、フリンジビームのＳ偏光成分を反射しＰ偏光成分を透過させる偏光ビームスプリッター（以下、ＰＢＳと称する）３３と、このＰＢＳ３３のＰ偏光成分透過側の同一光軸上に配置したλ／４板３４，レンズ３５，ミラー３６と、ウエハ２０側からビームスプリッター３３に入射した反射光の反射側の同一光軸上に配置したレンズ３７，空間フィルター３８，レンズ３９とから構成されている。また、レチクルのビーム照射系は、上記ビーム照射系と共有する４５度目ーチータ３２，ＰＢＳ３３と、このＰＢＳ３３で分割されたＳ偏光成分をレチクル２１側に反射させるＰＢＳ４０と、このＰＢＳ４０のＳ偏光成分の反射側に配置されたλ／４板４１，ミラー４２と、ＰＢＳ４０のレチクル２１からの反射光が透過する側の同一光軸上に配置されたレンズ４３，空間フィルター４４，レンズ４５とから構成されている。
　信号検出系は、レンズ３９で集光された反射光を光電変換してビート信号を出力する第１の光検出器５０と、レンズ４５で集光された反射光を光電変換しビート信号を出力する光検出器５１と、光検出器５０および５１から出力されたビート信号を取込み、位相差を求める信号処理回路５２とから構成されている。
　上記ビーム照射系と信号検出系とから一組みのアライメント光学系を構成している、実際には、このようなアライメント光学系を複数組み配列して位置合せを行なう。
　ここで、縮小投影レンズ３１はレチクル２１に形成されている回路パターン等の像をウエハ２０上に１／５または１／１０に縮小して露光する。なお、ＰＢＳ３３および４５度ローチータ３２に代えてビームスプリッター等の分光手段を用いることができる。また、ＰＢＳ４０，λ／４板４１も単なる分光手段であってもよく、この場合にはλ／４板４１は必要ない。レチクル２１は図示していないレチクルステージに搭載されており、このレチクルステージは図示していない駆動手段によりＸ，Ｙ方向およびθ（回転）方向に微駆動されるものとなっている。そして、レチクル２１は図示していない位置合せ機構を用いて、例えば縮小投影レンズ３１の光軸に対して所定の位置に位置決めされる。この位置合せ機構は、例えば２ｎｍ程度の微動が可能となっている。また、レチクル２１はウエハ２０上に塗布したレジストを感光させるのに有効な波長の光（例えば、ｇ線，ｉ線等を含む露光光）により照明されるものとなっている。すなわち、レチクル２１のパターン像を形成する光束は、露光の照明によりウエハ２０表面に結像される。一方、ウエハ２０は図示していないＸＹステージに載置されており、Ｘ方向，Ｙ方向の二次元方向に移動可能となっている。このＸＹステージは、Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向（光軸方向）およびθ方向（回転方向）の微駆動機構（モータ等）を備えている。そしてＸＹステージにおける位置座標はレーザ干渉計等の測長手段によりたとえば０．１μｍ程度の精度で常時検出される。なお、ウエハ２０およびレチクル２１には、第２図に示すような、マーク単体がマトリクス状に配列された位置合せ用マークが形成されている。この位置合せ用マークは、回折格子状のマーク列ＡＭ１〜ＡＭ５を｝定の間隔ＬＯで配列している。
　第３図はフリンジビーム生成系を示す図である。このフリンジビーム生成系は、直線偏光の単色光を出力するレーザ光源６１（以下、［光源」と呼称する）と、この光源６１から出力されたレーザ光の一部を所定の角度θに回折させ、かつ回折されない光に対して周波数差ｆＳ　を持たせる音響光学素子６２（以下、「ＡＯ素子」と呼称する）と、このビームの光源波面ａを異なる波面に変化させることなく伝達するアフォーカル系レンズ６３と、このビームの偏光面を４５度回転させる４５度ローチータ６４と、このローチータ６４からの出力光をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割するＰＢＳ６５と、Ｓ偏光成分反射側に配置されたビームスブリッター６６と、このビームスプリッター６６で反射された光を光電検出器６８，６９面上に結像させるアフォーカル系拡大レンズ６７と、このアフォーカル系拡大レンズ６７で拡大されたレーザビームが結像され、かつその結像を光電変換する光電検出器６８，６９と、この光電検出器６８，６９から出力される検出信号の互いの位相差を求める信号処理回路７０と、この信号処理回路７０で求められた位相差に基づいてＡＯ素子６２に印加する周波数を変化させる高周波電源７１とから構成されている。
　このように構成されたフリンジビーム生成系では、光源６１から発した直線偏光のレーザビームがＡＯ素子６２に入射し、入射したビームの一部は周波数ｆｓのドップラーシフトを受けると共に角度θで回折する。ここで、光源波面ａから光軸に平行な平面波ビームと光軸に対してある角度をもった平面波ビームを出射すると、両ビーム間には周波数差ｆｓがあるので、アフォーカル系で仮想光源波面の共役面をとれば、周波数ｆｓで流れる干渉光を生成できる。したがって、ＡＯ素子６２から出たビームは面ａと面ｂ，ｃとを共役面とするアフォーカル系レンズ６３を通り４５度ローチータ６４で偏光面を４５度回転させられＰＢＳ６５に入射し、ＰＢＳ６５からのＰ偏光反射光成分が、面ｂで一度フリンジビームとなる。そして、このフリンジビームが不図示のアフォーカル系でＸ方向位置合せ用のビーム照射系Ｌｘに導かれる。一方、ＰＢＳ６５からのＳ偏光反射光成分は面。で一度フリンジビームとなり、不図示のアフォーカル系でＹ方向位置合せ用のビーム照射系Ｌｙに導かれる。ビームスプリッター６６で反射されたビームは、アフォーカル拡大レンズ６７により面ｄに結像する。この結像面には光電検出器６８，６９が所定の距離離れて配置されており、各光電検出器６８，６９の検出面に入射したビームは、それぞれ電気信号Φα，Φβに光電変換される。この検出信号Φα，Φβは、信号処理回路７０に入力される。信号処理回路７０では、検出信号Φα，Φβとの位相差を検出し、その検出結果に基づいてその位相差が所定の位相差となるように設定された制御信号を高周波電源７１に出力する。高周波電源７１は入力した制御信号に基づいてＡＯ素子６２に印加する周波数を制御する。ＡＯ素子６２では、印加される周波数によって入射するレーザビームの回折角θを変化させる。
　そして、フリンジビーム生成系から送られてきたフリンジビームは、４５度ローチータ３２で偏光面を４５度回転させられたのち、ＰＢＳ３３に入射される。ＰＢＳ３３に入射されたフリンジビームはＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割される。この分割された偏光成分うちのＰ偏光成分のフリンジビームは、ＰＢＳ３３を透過してλ／４板３４で円偏光となり、レンズ３５を通りミラー３６に到る。ミラー３６で反射されたフリンジビームは一度集束したのちレチクル２１の下面で反射されて縮小投影レンズ３１の入射瞳３０に導かれる。入射瞳３０に入射して縮小投影レンズ３１を通ったフリンジビームは、レンズ３５と縮小投影レンズ３１とにより、第４図に示すような間隔ＰＯのフリンジを有するビームプロファイルをもってウエハ２０上に結像される。なお、ウエハ２０上に結像されるビームプロファイルはビート周波数で流れる一瞬の像であり、例えばビート周波数を数ＭＨｚとすれば、目視で確認することはできない。ウエハ２０上に結像されるフリンジはビート周波数で流れることから、ウエハ２０上に形成されている位置合せ用マークの各マーク列ＡＭ１〜ＡＭ５が走査される。フリンジビームで走査される位置合せ用マークは、第５図に示すように、回析格子状のパターンとなっているので、各マーク列からはフリンジビームの正反射光（０次回析光）と回折光（１次以上の回析光）とが反射光として反射される。これら位置合せ用マークからのウエハ２０の位置情報を含む反射光は、縮小投影レンズ３１に逆入射される。縮小投影レンズ３１に逆入射した反射光は、入射瞳３０を通り、レチクル２１の下面およびミラー３６で反射され、さらにレンズ３５，λ／４板３４を通ってＰＢＳ３３に入射する。ＰＢＳ３３に逆入射したウエハ２０からの反射光は、ＰＢＳ３３に反射されてレンズ３７を介して空間フィルター３８に到る。空間フィノレター３８は縮小投影レンズ３１，レンズ３５およびレンズ３７によってウエハ２０面に対してフーリエ面となっており、ウエハ２０の表面からの正反射光のみを遮断する。したがって、ウエハ２０の表面（位置合せ用マーク形成面）からの反射光のうちの回析光は空間周波数によって正反射光の光路に対して変位しているので、空間フィルター３８に到達した反射光は、回析光（散乱光を含む）のみが通過する。空間フィルター３８を通過したウエハ２０からの反射光は、集光レンズ３９で集光されたのち、光検出器５０に照射される。
　一方、４５度ローチータ３２で偏光面を４５度回転させられ、ＰＢＳ３３でＰ偏光成分およびＳ偏光成分に分割されたうちのＳ偏光成分のフリンジビームは、ＰＢＳ３３で反射されてＰＢＳ４０に入射される。ＰＢＳ４０に入射したフリンジビームは反射されて、λ／４板４１で円偏光とされたのち、ミラー４２に反射されてレチクル２１の位置合せ用マーク形成面に垂直入射する。そうすると、フリンジビームの照射されたレチクル２１には、第４図に示すような間隔ＰＯのフリンジのビームブロファイルが結像される。レチクル２１上に結像されたビームプロファイルも上記ウエハ２０に照射された場合同様に、そのフリンジが流れて、レチクル２１に形成した回析格子状をした位置合せ用マークが走査される。位置合せ用マークが走査されると、照射ビームに対し正反射光および回折光といった反射光が生じる。このレチクル２１の位置情報を含む反射光は、ミラー４２で反射され、λ／４板４１でその大部分がＰ偏光とされてＰＢＳ４０を透過する。ＰＢＳ４０を透過したレチクル２１からの反射光は、レンズ４３を通り空間フィルター４４に到る。この空間フィルター４４はレンズ４３によりレチクル２１面に対しフーリエ面となっている。したがって、レチクル２１からの反射光のうち正反射光のみが遮断され、回析光（散乱光を含む）のみが通過する。空間フィルター４４を通過したレチクル２１からの反射光は、集光レンズ４５で集光されたのち光検出器５１に照射される。
　そして、光検出器５０および５１に同一のフリンジビームに対する各ビーム照射系からの反射光が入射されると、反射光の強度に応じた光電信号φ１およびφ２が出力される。出力された光電信号φ１φ２は、共に信号処理回路５２に入力する。ここで、光検出器５０，５１で光電変換された光電信号φｎは、第６図に示すように、周波数がビート周波数に等しい交流信号となり、レチクル２１とウエハ２０との相対的な位置ずれ量は光電信号φ１と光電信号φ２との位相差θで表わすことができる。
　次に、ウエハ２０とレチクル２１との位置合せ手順について説明する。ウエハ２０を図示していないブリアライメント装置で粗く位置決めする。そしてプリアライメント装置による粗い位置決めが終了したら、次にウエハ２０をウエハステージ上に載置する。その後、露光すべきチップを計算上のレチクル２１の中心座標に移動させる。この状態では、ウエハのビーム照射系から得られる光電信号φ１とレチクルのビーム照射系より得られる光電信号φ２は、第６図に示すような位相差θを有する波形となる。そして、信号処理回路５２で、光電信号φ１と光電信号φ２との位相差を検出して、ウエハ２０とレチクル２１との相対的に位置ずれ量を、位置ずれ量＝ＬＯ×θ／３６０といった演算処理を行なって求める。例えば、ウエハ２０に形成した位置合せ用マークのマーク列の間隔ＬＯおよびフリンジビームのフリンジの間隔ＰＯを８μｍとし、位相検出精度を０．５度とすれば、ウエハ２０側の位置検出精度は０．０１μｍとなる。
　このようにして、ウエハ２０とレチクル２１との相対的な一軸方向の位置ずれ量が検出される。同様にして前記軸方向に直交する軸方向の位置ずれ量を求める。そして直交する二軸方向について求めた位置ずれ量に基づいてウエハ２０を精密に位置合せする。位置合せ終了後、レチクル２１上方に設置してある照明光学系中のシャッターを所定時間解放して、レチクル２１に形成されている回路パターン等の投影像をウエハ２０上の所定焼付け位置に転写する。
　このように本実施例によれば、同一のフリンジビームのＰ偏光成分およびＳ偏光成分をそれぞれウエハ２０およびレチクル２１の位置合せ用マークに照射して、その反射光の位相差からウエハ２０およびレチクル２１の位置情報の検出を行なうようにしているので、光学系の構成を簡素化することができ、しかもウエハ２０とレチクル２１との相対的な位置情報の精度を向上させることができる。また、ｎ本のマーク列とｎ本のフリンジ本数を設け平均化して求める位置ずれ量の偏差量は一般的な統計手法によりσｎ＝σ／√ｎ（ただし、σは１本のときの偏差量）で表わされ、本実施例のようにフリンジ本数と位置合せ用マークのマーク列を５本とした場合には、位置ずれ量の偏差量σ５をσ５＝σ／√５といった極めて小さな誤差に抑えた状態で位置ずれ量を検出することができるので位置検出の精度を向上させることができる。しかも、位置ずれ量の検出を交流信号の位相差で行なっていることから、時間的な平均をとることにより位置検出精度をさらに向上させることができる。なお、マーク列およびフリンジ本数を増やすことにより、さらに精度を向上させることができる。また、ビート周波数で流れるフリンジビームによりウエハ２０およびレチクル２１の位置情報を読取るようにしているので、例えばフリンジビームのビート周波数を１ＭＨｚとし、１ＭＨｚのサンプリング周波数で１０００個の位相差情報を取込めば、位置ずれの検出は１／１０００秒で行なうことができ、ウエハステージを移動させてウエハの位置情報を得るのに比して位置情報の検出に要する時間を飛躍的に短縮化することができる。また、ウエハ２０とレチクル２１との相対的な位置ずれ量を逐次測定しているので、ウエハステージ測長分解能以下の微動機構を用いれば、本手法による計測分解能または微動分解能のどちらか分解能の粗い方まで位置合せすることができる。
　なお、上記実施例では、位置合せ用マークとして５本の回析格子状のマーク列ＡＭ１〜ＡＭ５を配列したものを用いたが、アライメント光学系の構成によっては、単一の格子パターンを用いるようにしても良く、単純な線パターンとしてもよい。線パターンを用いる場合には、線パターンの段差エッジで生じる散乱光を検出するのが望ましい。また、ウエハ２０に形成した位置合せ用マークのマーク列数とレチクル２１に形成した位置合せ用マークのマーク列数とを同じ数にしているが違った数のマーク列数としてもよい。
　また、上記実施例では、ウエハ２０およびレチクル２１に形成した位置合せ用マークのマーク列の間隔とフリンジビームのフリンジ間隔とを正確に一致させているが、ウエハ２０側とレチクル２１側が相対的に間隔がずれているならば、特に一致させる必要はない。
　さらに、４５度ロテータ６４とＰＢＳ６５とを組合わせて直交する偏光のレーザビームを干渉させているが、偏光子を用いて干渉させたり、Ｐ偏光成分またはＳ偏光成分のどちらか一方の成分を９０度ローチータ等によってその偏光面を９０度回転させて干渉させるようにしてもよい。
　また、ビームスブリッター６６，アフォーカル系拡大レンズ６７，光検出器６８および６９，信号処理回路７０は、フリンジビームのフリンジ間隔を所定の間隔に保つためのものであるので、高周波電源７１の周波数を調節した後は、装置から取り外してもよい。
　また、上記実施例ではウエハ２０およびレチクル２１の位置情報の検出に空間フィルター３８，４４と、集光レンズ３９，４５と、光検出器５０，５１とを用いているが、空間フィルター３８，４４の位置に直接光検出器５０，５１を設置して散乱光や回析光（１次以上の回折光）の成分を検出するようにしてもよい。さらに、空間フイルター３８，４４の位置はウエハ面およびレチクル面に対し厳密なフーリエ面である必要はなく、例えば回析光の場合であれば０次光成分と１次以上の光成分とを分離して検出できれば良いので、その範囲内でフーリエ面からデフォーカスしていてもよい。
　〔発明の効果〕
　以上詳記したように本発明によれば、単色光を所定の光路差および周波数差を持たせて生成したフリンジ光を位置合せ対象物に照射して位置情報成分を含む反射光の位相差から二つの位置合せ対象物の位置ずれ量を求めるようにしたので、アライメント光学系の構成を簡素化することができる。また、光源の強度や位置合せ用マークの反射効率が変動しても検出精度に影響を受けずに測定でき、位置合せ対象物の位置ずれ量を正確に検出できるので、高精度な位置合せを行なうことができる。さらに、位置合せ時間を飛躍的に短縮することがでる。
【図面の簡単な説明】
　第１図〜第６図は本発明の一実施例を示す図で、第１図はビーム照射系および信号検出系の構成図、第２図は位置合せ用マークの平面図、第３図はフリンジビーム生成系の構成図、第４図はビームプロファイルを示す図、第５図は位置合せ用マークの表面形状を示す図、第６図は光電信号の波形図である。第７図〜第９図は従来例を示す図で、第７図は位置合せ装置の構成図、第８図は位置合せ用マークの平面図、第９図は光電信号の出力強度と走査位置との関係を示す図である。
　２０…ウエハ、２１…レチクル、３２，６４…４５度ローテータ、３３，４０，６５…偏光ビームスプリッター、３４，３７，３９，４３，４５…レンズ、３４，４１…λ／４板、３６，４２…ミラー、３８，４４…空間フィルター、５０，５１…光検出器、５２…アライメント信号処理回路、６１…光源、６２…音響光学素子、６３，６７…アフォーカルレンズ、６６…ビームスプリッター，６８，６９…第１，第２の光検出器、７０…信号処理回路、７１…高周波電源。