本发明提供一种位移测量装置和一种光刻设备。所述位移测量装置的读头模块内设置有至少一个光束合光元件以及若干反向回射元件，第一入射光束和第二入射光束相对于衍射元件的法线方向分别以第一角度和第二角度照射到所述衍射元件的不同位置，所产生的衍射光经读头模块引导，进入至少一个所述光束合光元件，获得相应的输出光束，所述输出光束被用于获得衍射元件的位移信息。由于第一入射光束和第二入射光射可以非平行入射到所述衍射元件来获得初始的衍射光束以及相应的输出光束，提高了入射光束的角度容差，具有宽角度适应的优点，有助于减小位移测量装置的安装和姿态控制难度。所述光刻设备包括所述位移测量装置。