JP7038562B2 - 検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法 - Google Patents

検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、基板上に設けられた複数のマークを検出する検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。
凹凸のパターンが形成されたモールドを用いて、基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の１つとして注目されている。インプリント装置では、モールドのパターンを基板上のインプリント材に精度よく転写するため、モールドと基板との位置合わせを高精度に行うことが求められている。
インプリント装置では、一般に、モールドと基板とのアライメント（位置合わせ）方式として、ダイバイダイアライメント方式が採用されている。ダイバイダイアライメント方式とは、基板のショット領域ごとに、モールド側マークと基板側マークとの相対位置を光学的に検出して、モールドと基板との位置関係のずれを補正するアライメント方式である（特許文献１および２参照）。
特許第４１８５９４１号公報 特開２０１４－２０３９３５号公報
インプリント装置では、基板のショット領域の全体をモールドを介して撮像し、当該ショット領域に設けられた複数の基板側マークの各々について、基板側マークとモールド側マークとの相対位置を検出する方法がある。このような検出方法において、基板側マークとモールド側マークとの相対位置を精度よく検出するためには、ショット領域の全面を照明するのではなく、各基板側マーク（各モールド側マーク）を選択的に照明して照度を増加させることが好ましい。
そこで、本発明は、基板上の複数のマークの各々を単純な構成で選択的に照明するために有利な技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての検出装置は、基板に設けられた複数のマークを検出する検出装置であって、光学系と、前記複数のマークの各々が少なくとも１つの光束で照明されるように、前記光学系を介して複数の光束で前記複数のマークを選択的に照明する照明部と、前記光学系を介して前記複数のマークを収めることができる視野を有し、前記視野内に収められた前記複数のマークを撮像する撮像部と、を含み、前記照明部は、前記基板上の前記複数のマークの位置に応じて、前記複数の光束の各々が前記光学系の瞳面に入射する入射角を個別に変更することにより、前記視野内における前記複数の光束の各々の照射位置を個別に変更する変更部を含む、ことを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、基板上の複数のマークの各々を単純な構成で選択的に照明するために有利な技術を提供することができる。
インプリント装置の構成例を示す概略図である。 モールド補正部の構成例を示す図である。 基板側マークおよびモールド側マークの構成例を示す図である。 干渉縞を示す図である。 検出部の構成例を示す概略図である。 照射部の構成例を示す概略図である。 照射部の構成例を示す概略図である。 照射部の構成例を示す概略図である。 複数の基板側マークを選択的に照明する例を示す図である。 本発明の効果を説明するための図である。 第２実施形態の撮像部の構成例を示す概略図である。 物品の製造方法を説明するための図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
以下の実施形態では、本発明に係る検出装置を、モールド（原版）を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置に適用する例を説明するが、それに限られるものではない。例えば、基板を露光してマスク（原版）のパターンを基板上に転写する露光装置や、荷電粒子線を基板に照射して基板上にパターンを形成する描画装置などのリソグラフィ装置において、本発明に係る検出装置を適用することができる。
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態のインプリント装置１０について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。例えば、本実施形態のインプリント装置１０は、基板上にインプリント材Ｒを供給し、凹凸のパターンが形成されたモールドＭ（型、原版）を基板上のインプリント材Ｒに接触させた状態で当該インプリント材Ｒを硬化させる。そして、モールドＭと基板Ｗとの間隔を広げて、硬化させたインプリント材ＲからモールドＭを剥離（離型）することにより、インプリント材Ｒのパターンを基板上に形成する。このようにインプリント装置１０で行われる一連の処理は、一般に「インプリント処理」と呼ばれることがある。
インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。
硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。
インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。
［インプリント装置の構成］
図１は、インプリント装置１０の構成例を示す概略図である。インプリント装置１０は、例えば、硬化部２０と、モールド保持部３０と、モールド補正部４０と、基板保持部５０と、供給部６０と、検出部１００と、制御部ＣＮＴとを含みうる。制御部ＣＮＴは、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータによって構成され、インプリント処理を制御する（インプリント装置１０の各部を制御する）。また、インプリント装置１０は、モールド保持部３０を支持するためのブリッジ定盤７０、基板保持部５０を移動可能に支持するためのベース定盤（不図示）なども有する。ここで、図１では、基板Ｗの表面に平行な面内において互いに異なる２つの軸（例えば、互いに直交する２つの軸）をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な軸をＺ軸としている。
モールドＭは、例えば、デバイスの回路パターン等の凹凸パターンが３次元状に形成された型であり、紫外光を透過させることが可能な石英などの材質を用いて作製される。また、基板Ｗとしては、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板Ｗとしては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の供給前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。
硬化部２０は、モールドＭを介して基板上のインプリント材Ｒ（樹脂、レジスト）に光（例えば紫外光）を照射することにより、当該インプリント材Ｒを硬化させる。本実施形態において、インプリント材Ｒは、紫外光の照射によって硬化する性質を有する紫外光硬化樹脂である。硬化部２０は、例えば、光源部２１と、光学系２２とを含む。光源部２１は、例えば、インプリント材Ｒを硬化させるための硬化光（例えば、ｉ線、ｇ線）を発する水銀ランプなどの光源と、該光源から発せられた硬化光を集光する楕円鏡とを含みうる。光学系２２は、光源部２１から射出された硬化光がショット領域上のインプリント材Ｒに照射されるように、該硬化光を整形するためのレンズ、アパーチャなどを含みうる。アパーチャは、インプリント処理の対象となるショット領域（対象ショット領域Ｓ）のみに硬化光を照射するための画角制御や、硬化光が基板Ｗのショット領域の外側に照射されることを制限するための外周遮光制御などに使用されうる。光学系２２は、モールドＭを均一に照明するためのオプティカルインテグレータを含んでもよい。光学系２２から射出された光は、ミラーＭＲで反射され、ハーフミラーＨＭおよびモールドＭを介して基板上のインプリント材Ｒに入射する。
モールド保持部３０は、インプリントヘッドとも呼ばれ、例えば、モールドＭを保持するモールドチャック３１と、モールドチャック３１を駆動することによってモールドＭを駆動するモールド駆動部３２とを含みうる。モールド保持部３０は、モールドＭの位置を６軸に関して制御する位置決め機構、および、モールドＭを基板Ｗ或いはその上のインプリント材Ｒに押し付けたり、硬化したインプリント材ＲからモールドＭを分離したりする機構を含む。ここで、６軸は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に加えて、それらの各軸周りの回転を含みうる。
モールド補正部４０は、例えば、モールド保持部３０に設けられ、空気や油等の流体で作用するシリンダなどのアクチュエータを用いてモールドＭを外周方向から加圧することにより、モールドＭの形状を補正することができる。また、モールド補正部４０は、例えば、モールドＭの温度を制御する温度制御機構を含み、モールドＭの温度を制御することにより、モールドＭの形状を補正する構成であってもよい。基板Ｗは、熱処理などのプロセスを経ることによって変形（典型的には、膨張又は収縮）しうる。モールド補正部４０は、このような基板Ｗの変形に応じて、モールドＭのパターンと基板上の既パターンとのオーバーレイ誤差が許容範囲に収まるように、モールドＭの形状を補正することができる。図２は、モールド補正部４０の構成例を示す図であり、－Ｚ方向から見た図である。図２に示すモールド補正部４０は、モールドＭの各辺に対してアクチュエータ４１が５個ずつ設けられており、これらの各アクチュエータ４１でモールドＭの側面に力を加えることによってモールドＭを所望の形状に補正することができる。
基板保持部５０は、基板ステージとも呼ばれ、基板Ｗを保持して移動可能に構成されうる。基板保持部５０は、例えば、基板Ｗをチャックする基板チャック５１と、基板チャック５１を駆動することによって基板Ｗを駆動する基板駆動部５２とを含みうる。基板駆動部５２は、基板Ｗの位置を前述の６軸に関して制御することによって基板Ｗの位置を制御する位置決め機構を含みうる。
供給部６０は、基板上にインプリント材Ｒを供給（塗布）する。供給部６０は、例えば、インプリント材Ｒを収容するタンクと、該タンクから供給路を通して供給されるインプリント材Ｒを基板Ｗに対して吐出する複数の吐出口と、各吐出口に連通する供給路に設けられた圧電素子と、供給量制御部とを有しうる。供給量制御部は、例えば、圧電素子に供給する信号値を調整することにより、１つの吐出口から液滴として吐出されるインプリント材Ｒの量を制御することができる。
検出部１００（スコープ）は、例えば、基板Ｗの対象ショット領域Ｓの全体を収めることができる視野を有し、当該対象ショット領域Ｓの全体をモールドＭを介して撮像する。そして、撮像によって得られた画像に基づいて、対象ショット領域Ｓに設けられた複数の基板側マーク２の各々について、基板側マーク２とモールド側マーク３との相対位置を検出する。検出部１００は、例えば、基板Ｗの面とフーリエ変換の関係（共役関係）にある瞳面１１１を有する光学系１１０と、光学系１１０を介して基板Ｗを照明する照明部１２０と、光学系１１０を介して対象ショット領域Ｓを撮像する撮像部１３０とを含みうる。
本実施形態の検出部１００では、複数の照明部１２０が設けられ、各照明部１２０からの照明光は、焦点距離Ｆを有する光学系１１０のフーリエ変換レンズ１１２（対物レンズ）によってフーリエ変換されて基板Ｗを照明する。光学系１１０は、フーリエ変換レンズ１１２に加えて、他のレンズ、アパーチャ、ミラーなどを含みうる。また、撮像部１３０は、例えば、撮像光学系１３１と撮像素子１３２とを含む。撮像素子１３２は、基板Ｗにおける少なくとも１つのショット領域Ｓの全体を当該撮像光学系１３１を介して撮像することができるように配置された複数の画素を含む。撮像素子１３２としては、例えばＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ、ラインセンサなどが用いられうる。
［検出部の構成］
このように構成されたインプリント装置１０では、基板Ｗの対象ショット領域上の互いに異なる位置に設けられた複数の基板側マーク２の各々について、基板側マーク２とモールド側マーク３との相対位置が検出部１００によって検出される。そして、複数の基板側マーク２の各々についての当該相対位置の検出結果（撮像部１３０で得られた画像）に基づいて、モールドＭと基板Ｗ（対象ショット領域Ｓ）との位置合わせが行われる。このような位置合わせにおいて、複数の基板側マーク２の各々について当該相対位置を精度よく検出するためには、照明部１２０からの照明光を効率よく使用して、各基板側マーク２の照度を向上させることが好ましい。つまり、対象ショット領域Ｓの全体を照明するのではなく、各基板側マーク２（各モールド側マーク３）のみを選択的に照明して各基板側マーク２の照度を向上させることが好ましい。そのため、本実施形態の検出部１００では、対象ショット領域上の複数の基板側マーク２の各々を選択的に照明することができるように照明部１２０が構成されている。以下に、本実施形態における検出部１００の具体的な構成について説明する。
まず、基板側マーク２およびモールド側マーク３の構成例について説明する。図３は、検出部１００の撮像部１３０での撮像により得られた対象ショット領域Ｓの画像の一部４を示す図であり、当該画像の一部４には、互いに重ね合わされた基板側マーク２とモールド側マーク３とが示されている。各基板側マーク２は、図３に示すように、第１方向（例えばＸ方向）の位置を検出するための第１マーク（Ｘ検出マーク２ｘ）と、第１方向とは異なる第２方向（例えばＹ方向）の位置を検出するための第２マーク（Ｙ検出マーク２ｙ）とを含みうる。図３に示す例では、基板側マーク２におけるＸ検出マーク２ｘおよびＹ検出マーク２ｙはそれぞれ、Ｘ方向の格子ピッチＰ１とＹ方向の格子ピッチＰ２とを有するチェッカボード上の格子パターンを含む。
一方、各モールド側マーク３も、各基板側マーク２に対応するように、Ｘ検出マーク３ｘとＹ検出マーク３ｙと含みうる。図３に示す例では、モールド側マーク３のＸ検出マーク３ｘは、Ｘ方向において、基板側マーク２の格子ピッチＰ１とは異なる格子ピッチＰ３を有する格子パターンを含む。また、モールド側マーク３のＹ検出マーク３ｙは、Ｙ方向において、基板側マーク２の格子ピッチＰ２とは異なる格子ピッチＰ４を有する格子パターンを含む。このように構成された基板側マーク２とモールド側マーク３とが重なり合うと、それらのマーク（格子パターン）からの回折光が干渉し、図４に示すような干渉縞（モアレ縞）が生成される。
次に、本実施形態の検出部１００の構成について説明する。検出部１００は、基板上のＸ検出マーク２ｘとモールド上のＸ検出マーク３ｘとが重なり合うことで生成された干渉縞を撮像部１３０で撮像し、その撮像画像から、基板側マーク２とモールド側マーク３とのＸ方向の相対位置を検出する。同様に、検出部１００は、基板上のＹ検出マーク２ｙとモールド上のＹ検出マーク３ｙとが重なり合うことで生成された干渉縞を撮像部１３０で撮像し、その撮像画像から、基板側マーク２とモールド側マーク３とのＹ方向の相対位置を検出する。
図５は、本実施形態の検出部１００の構成例を示す概略図である。撮像部１３０は、光学系１１０の瞳面１１１における検出開口Ｄ１を通して、基板Ｗの対象ショット領域Ｓの全体、即ち対象ショット領域Ｓに設けられた複数の基板側マーク２を、モールドＭ（複数のモールド側マーク３）を介して一括して撮像する。つまり、撮像部１３０は、複数の照明部１２０に対して共通に設けられ、複数の照明部１２０により選択的に照明された複数の基板側マーク２と複数のモールド側マーク３との像（干渉縞）を、一回の撮像で取得することができるように構成されている。検出開口Ｄ１は、光学系１１０の瞳面１１１のうち、後述するように照明部１２０により極ＩＬが形成された領域とは異なる領域でありうる。なお、図５では、図を分かり易くするために、モールドＭ等の図示を省略している。
複数の照明部１２０の各々は、対象ショット領域Ｓに設けられた複数の基板側マーク２を選択的に照明する。例えば、複数の照明部１２０は、対象ショット領域Ｓにおける複数の基板側マーク２を複数の第１光束で選択的に照明する第１照明部と、対象ショット領域Ｓにおける複数の基板側マーク２を複数の第２光束で選択的に照明する第２照明部を含みうる。第１照明部および第２照明部は、互いに同じ基板側マーク２を選択的に照明するように構成されうる。この場合、例えば、第２照明部は、第１照明部により選択的に照明された複数の基板側マーク２（複数のＸ検出マーク２ｘ、または複数のＹ検出マーク２ｙ）を照明するように構成されうる。また、第１照明部および第２照明部は、互いに異なる基板側マーク２を選択的に照明するように構成されてもよい。この場合、例えば、第１照明部は、複数のＸ検出マーク２ｘおよび複数のＹ検出マーク２ｙの一方を選択的に照明し、第２照明部は、それらの他方を選択的に照明するように構成されうる。図５に示す例では、４個の照明部１２０ａ～１２０ｄが設けられており、それらの照明部１２０ａ～１２０ｄのうちのいずれかが第１照明部に、他のいずれかが第２照明部に該当しうる。
以下に、図５に示す４個の照明部１２０ａ～１２０ｄの各構成について説明する。照明部１２０ａおよび１２０ｂは、対象ショット領域Ｓにおける複数のＸ検出マーク２ｘを選択的に照明するように構成され、照明部１２０ｃおよび１２０ｄは、対象ショット領域Ｓにおける複数のＹ検出マーク２ｙを選択的に照明するように構成される。ここで、図５に示す例では、４個の照明部１２０が設けられているが、照明部１２０の数は４個に限られるものではなく、１個でもよいし、２個以上であってもよい。
照明部１２０ａは、対象ショット領域Ｓにおける複数のＸ検出マーク２ｘの各々が少なくとも１つの光束で照明されるように、複数のＸ検出マーク２ｘを複数の光束で選択的に照明する。照明部１２０ａは、複数のＸ検出マーク２ｘを照明するための当該複数の光束により、光学系１１０の瞳面１１１に第１の極ＩＬ１を形成しうる。また、照明部１２０ｂは、対象ショット領域Ｓにおける複数のＸ検出マーク２ｘの各々が少なくとも１つの光束で照明されるように、照明部１２０ａでの照明に重畳させて、複数のＸ検出マーク２ｘを複数の光束で選択的に照明する。照明部１２０ｂは、複数のＸ検出マーク２ｘを照明するための当該複数の光束により、光学系１１０の瞳面１１１に第２の極ＩＬ２を形成しうる。ここで、Ｘ検出マーク２ｘが、複数のパターン要素をＸ方向に複数配列した格子パターンで構成される場合、照明部１２０ａおよび１２０ｂは、Ｘ方向と垂直な方向（方位）からＸ検出マーク２ｘに光束（照明光）が照射されるように構成（配置）されるとよい。
照明部１２０ｃは、対象ショット領域Ｓにおける複数のＹ検出マーク２ｙの各々が少なくとも１つの光束で照明されるように、複数のＹ検出マーク２ｙを複数の光束で選択的に照明する。照明部１２０ｃは、複数のＹ検出マーク２ｙを照明するための当該複数の光束により、光学系１１０の瞳面１１１に第３の極ＩＬ３を形成しうる。また、照明部１２０ｄは、対象ショット領域Ｓにおける複数のＹ検出マーク２ｙの各々が少なくとも１つの光束で照明されるように、照明部１２０ｃでの照明に重畳させて、複数のＹ検出マーク２ｙを複数の光束で選択的に照明する。照明部１２０ｄは、複数のＹ検出マーク２ｙを照明するための当該複数の光束により、光学系１１０の瞳面１１１に第４の極ＩＬ４を形成しうる。ここで、Ｙ検出マーク２ｙが、複数のパターン要素をＹ方向に複数配列した格子パターンで構成される場合、照明部１２０ｃおよび１２０ｄは、Ｙ方向と垂直な方向（方位）からＹ検出マーク２ｙに光束（照明光）が照射されるように構成（配置）されるとよい。
［各照明部の構成］
次に、複数の基板側マーク２を選択的に照明可能な各照明部１２０の構成について説明する。各照明部１２０は、複数の光束の各々について、光学系１１０の瞳面１１１（極ＩＬ）への入射角θを個別に変更するための変更部１２１を含み、変更部１２１により各光束の瞳面への入射角θを変更することで、基板上における各光束の照射位置を変更する。例えば、照射部１２０ｃにおいて、入射角θで瞳面１１１（極ＩＬ３）に光束を入射させた場合、Ｆ×ｓｉｎθで表わされる座標を有する基板上の位置に当該光束を照射することができる（「Ｆ」はフーリエ変換レンズ１１２の焦点距離）。したがって、制御部ＣＮＴは、対象ショット領域Ｓにおける各基板側マーク２の設計位置（目標照射位置）に基づいて、瞳面１１１（極ＩＬ３）への各光束の入射角θを決定し、決定した入射角θで各光束が瞳面１１１に入射するように変更部１２１を制御する。これにより、対象ショット領域上における複数の基板側マーク２の各々が、照射部１２０ｃからの少なくとも１つの光束で照明されるように、照射部１２０ｃによって複数の基板側マーク２を選択的に照明することができる。ここで、制御部ＣＮＴは、瞳面１１１への光束の入射角θと当該光束が照射される基板上の位置（座標）との対応関係を示す情報を予め求めておき、当該情報に基づいて、変更部１２１を制御してもよい。
図６は、照射部１２０の構成例を示す概略図である。図６に示す照射部１２０は、複数の光束６を射出する光源部１２２と、レンズ等を有する光学系１２３と、光学系１２３から射出された複数の光束６を瞳面（極ＩＬ）に向けて反射するミラー１２４とを含みうる。図６に示す照射部１２０では、光源部１２２から射出された複数の光束６をそれぞれ反射して光学系に導くための複数のミラー７を有するミラーアレイ１２１ａが変更部１２１として設けられている。ミラーアレイ１２１ａは、例えば２軸駆動可能なＭＥＭＳミラーアレイ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）であり、光源部１２２から射出された複数の光束６の反射方向を調整可能に構成されうる。変更部１２１は、光源部１２２から射出された複数の光束６の反射方向を複数のミラー７によって個別に調整することにより、光学系１２３から射出されて瞳面１１１（極ＩＬ）に入射する各光束６の入射角θを個別に変更することができる。なお、図６では、３本の光束が図示されているが、光束の数は３本に限られるものではない。
図７は、照射部１２０の他の構成例を示す概略図である。図７に示す照射部１２０は、光束６を射出する光源部１２２と、光源部１２２から射出された光束６を回折して複数の光束６を生成する回折素子１２５と、該回折素子１２５で生成された複数の光束６を集光するレンズ等を有する光学系１２３とを含みうる。また、照射部１２０は、光学系１２３から射出された複数の光束６を瞳面１１１（極ＩＬ）に向けて反射するミラー１２４を含みうる。図７に示す照射部１２０では、回折素子１２５と光学系１２３（レンズ）との相対位置を変更するように、それらを相対的に駆動する駆動部１２１ｂが変更部１２１として設けられている。駆動部１２１ｂは、回折素子１２５と光学系１２３（レンズ）とを相対的に駆動して、回折格子１２５で生成された各光束６が光学系１２３に入射する位置を調整することにより、瞳面１１１（極ＩＬ）への各光束６の入射角θを個別に変更することができる。
ここで、基板上における複数の基板側マーク２の位置（間隔など）が変わる場合には、当該複数の基板側マーク２の位置に対応するように回折素子１２５を交換してもよい。また、回折素子１２５としては、回折格子を有する回折光学素子、音響光学素子、および空間光位相変調器のうち少なくとも１つが用いられうる。空間光位相変調器とは、電気信号により空間的に光の位相を変調させ、回折分布を自由に変更することができる素子である。
図８は、照射部１２０の他の構成例を示す概略図である。図８に示す照射部１２０は、光束６をそれぞれ射出する複数の光源部１２２ａ～１２２ｃと、レンズ等を有する光学系１２３と、光学系１２３から射出された複数の光束６を瞳面（極ＩＬ）に向けて反射するミラー１２４とを含みうる。図８に示す照射部１２０では、複数の光源部１２２ａ～１２２ｃの各々を駆動する駆動部１２１ｃが変更部１２１として設けられている。駆動部１２１ｃは、複数の光源部１２２ａ～１２２ｃの各々を駆動して、各光源部から射出された光束６が光学系１２３に入射する位置を個別に調整することにより、瞳面１１１（極ＩＬ）への各光束６の入射角θを個別に変更することができる。
次に、上述したように構成された複数の照明部１２０により、対象ショット領域における複数の基板側マーク２（Ｙ検出マーク２ｙ）を選択的に照明する例について説明する。図９は、照明部１２０ｃおよび１２０ｄにより、対象ショット領域Ｓにおける複数の基板側マーク２（Ｙ検出マーク２ｙ）を選択的に照明する例を示す図である。図９では、対象ショット領域Ｓにおける複数のＹ検出マーク２ｙａ～２ｙｆのうち、Ｙ検出マーク２ｙａ～２ｙｃを、照明部１２０ｃおよび１２０ｄの各々によって選択的に照明する例を示している。Ｙ検出マーク２ｙｄ～２ｙｆは、予備のマークである。また、図９では、図を分かり易くするため、Ｘ検出マーク２ｘを照明するための照明部１２０ａおよび１２０ｂの図示を省略しているが、照明部１２０ａおよび１２０ｂにおいても、以下に説明する照明部１２０ｃおよび１２０ｄの制御と同様の制御が行われうる。
照明部１２０ｃでは、各光束６ｃの瞳面１１１（極ＩＬ３）への入射角θを調整して、各光束６ｃが各Ｙ検出マーク２ｙａ～２ｙｃにそれぞれ入射するように、変更部１２１が制御部ＣＮＴによって制御される。具体的には、極ＩＬ３への光束６ｃの入射角θをＸＺ平面上で変更すると、該光束６ｃが照射される基板上の位置をＸ方向に変更することができる。また、極ＩＬ３への光束６ｃの入射角θをＹＺ平面上で変更すると、該光束６ｃが照射される基板上の位置をＹ方向に変更することができる。同様にして、照明部１２０ｄでは、各光束６ｄの瞳面１１１（極ＩＬ４）への入射角θを調整して、各光束６ｄが各Ｙ検出マーク２ｙａ～２ｙｃにそれぞれ入射するように、変更部１２１が制御部ＣＮＴによって制御される。
このように、照明部１２０ｃと照明部１２０ｄとで同じ基板上のＹ検出マーク２ｙａ～２ｙｃを選択的に照明することにより、各Ｙ検出マーク２ｙａ～２ｙｃでは照度を増加させることができる。そのため、検出部１００では、撮像部１３０で得られた画像から、各Ｙ検出マーク２ｙａ～２ｙｃを精度よく検出することができる。
また、光学系１１０の瞳面１１１は基板Ｗの面（モールドＭの面）のフーリエ変換面であるため、瞳面１１１への光束の入射角θを変更することによって基板上への当該光束の照射位置を変更しても、当該光束の基板上への照射角度αを一定にすることができる。例えば、図１０に示すように、光束６ｃ１と６ｃ２とを、互いに異なる入射角θで瞳面１１１の極ＩＬ３に入射させると、同じ照射角度α（入射角）で、互いに異なる基板上の位置に照射させることができる。また、光束６ｄ１と６ｄ２とを、互いに異なる入射角θで瞳面１１１の極ＩＬ４に入射させると、同じ照射角度α（入射角）で、互いに異なる基板上の位置に照射させることができる。つまり、基板上の互いに異なる位置に配置された複数の基板側マーク２の各々に対し、複数の照明部１２０の各々から同じ照射角度αで光束を照射して、均一な照明を行うことができる。
ここで、複数のＸ検出マーク２ｘと複数のＹ検出マーク２ｙとを照明部１２０ａ～１２０ｄで同時に照明して撮像すると、不要光が発生じ、基板側マーク２とモールド側マーク３との相対位置を精度よく検出することが困難になりうる。そのため、制御部ＣＮＴは、複数のＸ検出マーク２ｘと複数のＹ検出マーク２ｙとを互いに異なるタイミングで撮像するように撮像部１３０を制御してもよい。例えば、制御部ＣＮＴは、複数のＸ検出マーク２ｘを撮像部１３０に撮像させる際には、複数のＸ検出マーク２ｘを選択的に照明するように照明部１２０ａおよび１２０ｂを制御する。このとき、照明部１２０ｃおよび１２０ｄによる複数のＹ検出マーク２ｙの照明は行わない。一方、制御部ＣＮＴは、複数のＹ検出マーク２ｙを撮像部１３０に撮像させる際には、複数のＹ検出マーク２ｙを選択的に照明するように照明部１２０ｃおよび１２０ｄを制御する。このとき、照明部１２０ａおよび１２０ｂによる複数のＸ検出マーク２ｘの照明は行わない。このような制御により、不要光の発生を低減させ、基板側マーク２とモールド側マーク３との相対位置を精度よく検出することができる。
＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態のインプリント装置について説明する。第２実施形態のインプリント装置は、第１実施形態のインプリント装置１０を基本的に引き継ぐものであるが、検出部１００の構成、特に撮像部１３０の構成が第１実施形態と異なりうる。
図１１は、本実施形態の撮像部１３０の構成例を示す概略図である。本実施形態では、撮像光学系１３１および撮像素子１３２をそれぞれ含む複数の撮像部１３０と、分割部１３３と含み、光学系１１０の瞳面１１１における検出開口Ｄ１を介して、対象ショット領域Ｓを分割して撮像する。分割部１３３としては、例えば、ミラー、ハーフミラープリズム、デジタルミラーアレイなどが用いられうる。図１１に示す例では、撮像光学系１３１および撮像素子１３２をそれぞれ含む複数（２つ）の撮像部１３０ａ、１３０ｂが設けられており、分割部１３３にはミラー１３３ａ、１３３ｂが設けられている。このような構成により、撮像部１３０ａは、撮像光学系１３１ａとミラー１３３ａとを介して撮像素子１３２ａで対象ショット領域Ｓの一部（例えば、図９における基板側マーク２ｙｅ、２ｙａ、２ｙｆ）を撮像することができる。また、撮像部１３０ｂは、撮像光学系１３１ｂとミラー１３３ｂとを介して撮像素子１３２ｂで対象ショット領域Ｓの他の一部（例えば、図９における基板側マーク２ｙｂ、２ｙｃ、２ｙｄ）を撮像することができる。
このように、対象ショット領域Ｓを分割して撮像することにより、対象ショット領域Ｓにおける複数の基板側マーク２をより精度よく検出することができる。ここで、対象ショット領域Ｓを分割して撮像するための撮像部１３０の構成（配置）は、対象ショット領域Ｓにおける複数の基板側マーク２の位置に応じて変更可能である。
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
インプリント装置を用いて成形した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図１２（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウェハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。
図１２（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１２（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを通して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。
図１２（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。
図１２（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１２（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
１０：インプリント装置、２０：硬化部、３０：モールド保持部、４０：モールド補正部、５０：基板保持部、１００：検出部、１１０：光学系、１２０：照明部、１３０：撮像部

Claims (24)

  1. 基板に設けられた複数のマークを検出する検出装置であって、
    光学系と、
    前記複数のマークの各々が少なくとも１つの光束で照明されるように、前記光学系を介して複数の光束で前記複数のマークを選択的に照明する照明部と、
    前記光学系を介して前記複数のマークを収めることができる視野を有し、前記視野内に収められた前記複数のマークを撮像する撮像部と、
    を含み、
    前記照明部は、前記基板上の前記複数のマークの位置に応じて、前記複数の光束の各々が前記光学系の瞳面に入射する入射角を個別に変更することにより、前記視野内における前記複数の光束の各々の照射位置を個別に変更する変更部を含む、ことを特徴とする検出装置。
  2. 前記変更部は、複数のミラーを含み、前記複数のミラーにより前記複数の光束の各々の反射方向を個別に調整することにより、前記複数の光束の各々の前記瞳面への入射角を個別に変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
  3. 前記照明部は、前記複数の光束をそれぞれ射出する複数の光源を更に含み、
    前記変更部は、前記複数の光源の各々を個別に駆動することにより、前記複数の光束の各々の前記瞳面への入射角を個別に変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
  4. 前記照明部は、光源から射出された光束を回折して前記複数の光束を生成する回折素子と、前記回折素子で生成された複数の光束を集光するレンズとを含み、
    前記変更部は、前記回折素子と前記レンズとの相対位置を変更することにより、前記複数の光束の各々の前記瞳面への入射角を個別に変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
  5. 前記回折素子は、回折格子を有する回折光学素子、音響光学素子、空間光位相変調器のうち少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
  6. 前記撮像部は、前記光学系を介して前記複数のマークを一括して撮像する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検出装置。
  7. 前記照明部は、前記複数のマークを含むショット領域の全体が前記視野内に収まるように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検出装置。
  8. 前記照明部は、前記視野内において前記複数のマークのみが照明されるように、前記変更部による前記複数の光束の各々の前記入射角を個別に制御する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の検出装置。
  9. 前記照明部は、前記複数の光束で前記瞳面に極を形成し、
    前記撮像部は、前記瞳面のうち、前記極が形成された領域とは異なる領域を介して、前記複数のマークを撮像する、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検出装置。
  10. 前記照明部は、複数の第１光束で前記複数のマークを選択的に照明する第１照明部と、複数の第２光束で前記複数のマークを選択的に照明する第２照明部とを含む、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の検出装置。
  11. 前記第２照明部は、前記第１照明部により前記複数の第１光束で選択的に照明された前記複数のマークを前記複数の第２光束で選択的に照明する、ことを特徴とする請求項１０に記載の検出装置。
  12. 前記複数のマークは、第１方向の位置を検出するための複数の第１マークと、前記第１方向とは異なる第２方向の位置を検出するための複数の第２マークとを含み、
    前記第１照明部は、前記複数の第１光束で前記複数の第１マークを選択的に照明し、前記第２照明部は、前記複数の第２光束で前記複数の第２マークを選択的に照明する、ことを特徴とする請求項１０に記載の検出装置。
  13. 前記第１照明部は、前記第１方向と垂直な方向から前記複数の第１光束で前記複数の第１マークを選択的に照明し、前記第２照明部は、前記第２方向と垂直な方向から前記複数の第２光束で前記複数の第２マークを選択的に照明する、ことを特徴とする請求項１２に記載の検出装置。
  14. 前記複数の第１マークと前記複数の第２マークとを互いに異なるタイミングで撮像させるように前記撮像部を制御する制御部を更に含み、
    前記制御部は、前記撮像部に前記複数の第１マークを撮像させる際には、前記複数の第１マークを選択的に照明するように前記第１照明部を制御し、前記撮像部に前記複数の第２マークを撮像させる際には、前記複数の第２マークを選択的に照明するように前記第２照明部を制御する、ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の検出装置。
  15. 前記第１照明部は、前記複数の第１光束で前記瞳面に第１の極を形成し、前記第２照明部は、前記複数の第２光束で前記瞳面に第２の極を形成する、ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の検出装置。
  16. 前記撮像部は、前記基板に設けられた前記複数のマークを、原版に設けられた複数のマークを介して撮像する、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の検出装置。
  17. 前記複数の光束は、前記瞳面上に１つの極を形成する少なくとも２つの光束を含み、
    前記変更部は、前記複数のマークのうち互いに異なる少なくとも２つのマークを前記少なくとも２つの光束でそれぞれ照射するように、前記少なくとも２つの光束の各々の前記入射角を変更する、ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の検出装置。
  18. 前記複数の光束は、第１の極を前記瞳面に形成する複数の第１光束と、前記瞳面に前記第１の極とは異なる第２の極を前記瞳面に形成する複数の第２光束とを含み、
    前記変更部は、前記複数のマークのうち互いに異なる少なくとも２つのマークを前記複数の第１光束でそれぞれ照射するように、前記複数の第１光束の各々の前記入射角を個別に変更し、前記複数の第１光束でそれぞれ照射された前記少なくとも２つのマークを前記複数の第２光束でそれぞれ照射するように、前記複数の第２光束の各々の前記入射角を個別に変更する、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の検出装置。
  19. 前記照明部は、前記基板上における前記複数のマークの位置を示す情報に基づいて、前記複数のマークの各々が少なくとも１つの光束で照明されるように、前記変更部による前記複数の光束の各々の前記入射角を個別に制御する、ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の検出装置。
  20. 前記照明部は、前記入射角と前記複数の光束の各々の前記照射位置との関係を示す第２情報に基づいて、前記複数の光束の各々の前記入射角を決定し、決定した前記入射角に基づいて前記変更部を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の検出装置。
  21. 前記変更部は、前記入射角として、前記複数の光束の各々が前記光学系に入射する角度を個別に変更する、ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の検出装置。
  22. 基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    複数のマークが設けられた基板を保持するステージと、
    前記複数のマークを検出する請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の検出装置と、
    を含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
  23. 前記リソグラフィ装置は、前記基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置である、ことを特徴とする請求項２２に記載のリソグラフィ装置。
  24. 請求項２２又は２３に記載のリソグラフィ装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、を含み、
    加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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