KR102507709B1 - 검출 장치, 임프린트 장치, 평탄화 장치, 검출 방법 및 물품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

검출 장치는 조명 광학계 및 검출 광학계를 포함한다. 조명 광학계는 제1 방향에서 제1 주기를 갖는 제1 회절 격자와 제1 주기와 상이한 제2 주기를 갖는 제2 회절 격자를 조명하도록 구성된다. 검출 광학계는 제1 및 제2 회절 격자에 의해 회절된 광을 검출하도록 구성된다. 조명 광학계는 퓨필면에 제1 극 및 제1 극과 반대 측의 제2 극을 형성하도록 구성되는 광학 부재를 포함한다. 조명 광학계는 제1 및 제2 극으로부터의 광이 제1 방향으로부터 제1 및 제2 회절 격자에 사입사하게 하여 제1 및 제2 회절 격자를 조명하게 한다. 검출 광학계는 제1 및 제2 회절 격자 중 하나 및 다른 회절 격자에 의해 회절된 회절광을 검출한다.

Description

검출 장치, 임프린트 장치, 평탄화 장치, 검출 방법 및 물품 제조 방법{DETECTION DEVICE, IMPRINT APPARATUS, PLANARIZATION DEVICE, DETECTION METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
실시형태의 일 개시 양태는 검출 장치, 임프린트 장치, 평탄화 장치, 검출 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
광학 임프린트 반도체 제조 기술이 알려져 있다. 이 기술에서는, 먼저, 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼) 상에 광경화 수지를 함유하는 수지층이 형성된다. 이어서, 원하는 오목-볼록 구조를 포함하는 몰드를 수지층에 접촉시키고 가압한다. 그후, 자외선을 조사함으로써 광경화 수지를 경화시킨다. 이런 방식으로, 오목-볼록 구조가 수지층에 전사된다. 또한, 수지층을 마스크로서 사용하여 에칭 및 다른 처리를 행하여 기판에 원하는 구조를 형성한다. 반도체의 제조 시에는, 몰드와 기판의 얼라인먼트가 필요하다. 예를 들어, 반도체의 프로세스 룰이 100 nm 이하인 현재의 상황에서는, 장치에 기인하는 정렬 오차의 허용 범위가 수 나노미터 내지 수십 나노미터로 엄격하게 제한된다.
몰드와 기판을 정렬시키는 방법으로서, 몰드의 정렬 마크와 기판의 정렬 마크에 의해 생성되는 무아레 패턴을 검출하고, 검출 결과에 기초하여 정렬 마크 사이의 상대 위치를 결정하는 방법이 있다. Shaolin Zhou, Song Hu, Ynogqi Fu, Xiangmin Xu, 및 Jun Yang: "Moire interferometry with high alignment resolution in proximity lithography process", APPLIED OPTICS, 2014년 2월 10일, Vol. 53, No. 5, pp. 951-959에는, 정렬 마크로서의 역할을 하는, 1 방향에서 주기를 가지는 1차원 회절 격자를 1방향으로부터만 사입사하는 광으로 조명함으로써 암시야에서 무아레 패턴을 검출하는 방법이 개시되어 있다.
Shaolin Zhou, Song Hu, Ynogqi Fu, Xiangmin Xu, 및 Jun Yang: "Moire interferometry with high alignment resolution in proximity lithography process", APPLIED OPTICS, 2014년 2월 10일, Vol. 53, No. 5, pp. 951-959에 개시된 방법에서는, 1차원 회절 격자의 주기 방향에서의 몰드와 기판의 상대 위치가 변화하지 않아도, 몰드와 기판 사이의 거리가 변하면, 검출된 무아레 패턴의 위치 편차가 발생하여, 계측 오차가 커진다.
실시형태의 일 개시 양태는 복수의 회절 격자에 의해 발생되는 무아레 패턴을 고정밀도로 검출할 수 있는 기술에 관한 것이다.
실시형태의 양태에 따르면, 검출 장치는 조명 광학계 및 검출 광학계를 포함한다. 조명 광학계는 제1 방향으로 주기 또는 제1 주기를 갖는 1차원의 제1 회절 격자와 제1 방향으로 제1 회절 격자의 제1 주기와 상이한 주기 또는 제2 주기를 갖는 1차원의 제2 회절 격자를 조명하도록 구성된다. 검출 광학계는 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자에 의해 회절된 회절광을 검출하도록 구성된다. 조명 광학계는 퓨필면에 제1 극 및 광축에 대해 제1 극과 반대 측에 위치되는 제2 극을 형성하도록 구성되는 광학 부재를 포함한다. 조명 광학계는 제1 극으로부터의 광 및 제2 극으로부터의 광이 제1 방향으로부터 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자에 사입사하게 하여 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자를 조명하게 하며, 검출 광학계는 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자 중 하나에 의해 회절되고 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자 중 다른 하나에 의해 더 회절된 회절광을 검출한다.
본 개시내용의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 제1 예시적인 실시형태에 따른 회절광을 각각 도시하는 도면이다.
도 2는 임프린트 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 예시적인 실시형태에 따른 검출 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 검출 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (f)는 무아레 패턴을 발생시키는 정렬 마크 및 무아레 패턴을 도시하는 도면이다.
도 6은 광학계의 퓨필면에서의 조명광 및 검출 개구를 도시하는 도면이다.
도 7은 광학계의 퓨필면에서의 조명광 및 검출 개구의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 8은 전자기장 해석을 통해 얻어진 무아레 패턴의 파형을 도시하는 도면이다.
도 9의 (a) 및 도 9의 (b)는 제2 예시적인 실시형태에 따른 회절광을 각각 도시하는 도면이다.
도 10의 (a) 및 도 10의 (b)는 제3 예시적인 실시형태에 따른 회절광을 각각 도시하는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 세그먼트화된 회절 격자를 각각 도시하는 확대 단면도이다.
도 2는 제1 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 임프린트 장치는 반도체 디바이스 등의 디바이스를 제조하는데 사용된다. 더 구체적으로는, 임프린트 장치는 몰드를 사용하여 기판(웨이퍼 또는 유리) 상의 미경화 수지(임프린트재 또는 조성물)를 성형하여 기판 상에 수지 패턴을 형성한다. 본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치는 광경화법을 채용한다. 또한, 이하의 도면에서는, X 축 및 Y 축이 기판 및 몰드에 평행한 면 내에서 서로 직교하며, Z 축이 X 축 및 Y 축에 수직이다. 임프린트 장치(1)는, 자외선 조사 유닛(2)과, 계측 광학계(3)와, 몰드 보유지지 유닛(4)과, 웨이퍼 스테이지(5)와, 도포 유닛(6)을 포함한다. 임프린트 장치(1)는 임프린트 장치(1)의 유닛을 제어하는 제어 유닛(C)을 더 포함한다.
자외선 조사 유닛(2)은, 몰드(7)를 웨이퍼(8) 상의 수지에 접촉시키는 몰드 가압 처리 후에 수지를 경화시키기 위해서 몰드(7)에 자외선을 조사한다. 자외선 조사 유닛(2)은 광원 및 복수의 광학 디바이스(도시되지 않음)를 포함한다. 복수의 광학 디바이스는 광원으로부터 사출되는 자외선으로 후술하는 오목-볼록 패턴(7a)(피조사면)을 미리결정된 형상으로 균일하게 조사하기 위해 사용된다. 특히, 자외선 조사 유닛(2)으로부터 사출되는 광의 조사 영역(조사 범위)은 오목-볼록 패턴(7a)의 표면적과 동일하거나 그보다 약간 큰 것이 바람직하다. 이는 조사 영역을 최소화함으로써 조사에 의한 열로 인해 몰드(7) 또는 웨이퍼(8)가 팽창하는 것을 방지하고 수지에 전사된 패턴의 위치 편차 및 왜곡의 발생을 방지하기 위해서이다. 또한, 이는 웨이퍼(8)에 의해 반사된 자외선이 후술하는 도포 유닛(6)에 도달하여 도포 유닛(6)의 토출부에 잔류하는 수지를 경화시킨다는 사실에 의해 도포 유닛(6)의 동작에 이상이 발생하는 것을 방지하기 위해서이다. 광원으로서는, 예를 들어 고압 수은 램프, 각종 엑시머 램프, 엑시머 레이저 또는 발광 다이오드(LED)가 사용될 수 있다. 광원은 수광재로서의 수지의 특성에 따라서 적절히 선택되지만, 광원의 타입, 수 및 파장은 한정되는 것은 아니다.
몰드(7)는, 웨이퍼(8)에 대면하는 면에 3차원의 미리결정된 패턴(예를 들어, 회로 패턴 등의 오목-볼록 패턴(7a))을 갖는 몰드이다. 몰드(7)의 재료의 예는 자외선을 투과되도록 허용하는 석영을 포함한다.
몰드 보유지지 유닛(4)은 진공 흡착력 또는 정전기력에 의해 몰드(7)를 끌어 당겨서 보유지지한다. 몰드 보유지지 유닛(4)은, 도시되지 않지만, 몰드 척과, 웨이퍼(8) 상에 도포된 자외선 경화 수지에 대해 몰드(7)를 가압하기 위해서 몰드 척을 Z 축 방향으로 구동하는 몰드 구동 기구를 포함한다. 몰드 보유지지 유닛(4)은, 몰드를 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 변형시켜서 수지에 전사되는 패턴의 왜곡을 보정하는 몰드 배율 보정 기구를 더 포함할 수 있다. 임프린트 장치(1)에서 몰드를 가압하고 몰드를 분리하는 동작은 위에서 설명되는 바와 같이 몰드(7)를 Z 축 방향으로 이동시킴으로써 달성될 수 있지만, 상기 동작은 예를 들어 웨이퍼 스테이지(5)(웨이퍼(8))를 Z 축 방향으로 이동시키거나 또는 몰드(7) 및 웨이퍼 스테이지(5)의 양자 모두를 이동시킴으로써 달성될 수 있다.
웨이퍼 스테이지(5)는 웨이퍼(8)를 예를 들어 진공 흡착에 의해 보유지지하여 XY 평면 내에서 이동가능하게 하는 기판 보유지지 유닛이다. 예를 들어, 웨이퍼(8)는 단결정 실리콘으로 이루어지는 피처리체이며, 피처리면에는 몰드(7)에 의해 성형되는 자외선 경화 수지(이하, 간단히 "수지"라 칭함)가 도포된다.
임프린트 장치(1)는, 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 상대 정렬을 위한 계측을 행하는 계측 광학계(3)(또는 검출 장치)(3)를 더 포함한다. 계측 광학계(3)는 몰드(7)와 웨이퍼(8)에 각각 제공된 정렬 마크(10 및 11)를 광학적으로 검출해서 그 상대 위치를 계측하는 광학계이다. 계측 광학계(3)는 그 광축이 몰드(7) 또는 웨이퍼(8)에 수직이 되도록 배치된다. 또한, 계측 광학계(3)는 몰드(7) 또는 웨이퍼(8)에 제공된 마크의 위치에 기초하여 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 구동되도록 구성된다. 또한, 계측 광학계(3)는 마크의 위치에 광학계의 초점을 맞추기 위해서 Z 축 방향으로 구동되도록 구성된다. 제어 유닛(C)은, 계측 광학계(3)에 의해 계측된 몰드와 웨이퍼의 상대 위치의 정보(검출 장치의 검출 결과)에 기초하여 웨이퍼 스테이지(5) 및 배율 보정 기구의 구동을 제어한다. 계측 광학계(3) 및 정렬 마크(10 및 11)에 대해서는 상세히 후술한다.
도포 유닛(6)은 웨이퍼(8)를 수지(미경화 수지)(9)로 도포한다. 수지(9)는, 자외선의 조사에 의해 경화되는 성질을 갖는 광경화성 수지이며, 반도체 디바이스의 타입 또는 다른 특성에 따라 적절히 선택된다. 도포 유닛(6)은 도 2에 도시한 바와 같이 임프린트 장치(1)의 내측에 제공되지 않고, 도포 장치가 임프린트 장치(1)의 외측에 별도로 제공될 수 있으며, 도포 장치에 의해 수지가 미리 도포된 웨이퍼(8)가 임프린트 장치(1) 내로 도입될 수 있다. 이 구성은 임프린트 장치(1)의 내측에서의 도포 단계를 제거시키며, 이는 임프린트 장치(1)에 의한 처리를 가속시킬 수 있다. 또한, 도포 유닛(6)이 불필요해지기 때문에, 임프린트 장치(1) 전체로서의 제조 비용을 억제할 수 있다.
이어서, 임프린트 장치(1)에 의해 행해지는 임프린트 처리에 대해서 설명한다. 먼저, 웨이퍼(8)는 기판 반송 유닛(도시되지 않음)에 의해 웨이퍼 스테이지(5)로 반송되며, 웨이퍼(8)는 웨이퍼 스테이지(5)에 적재 및 고정된다. 후속하여, 웨이퍼 스테이지(5)는 도포 유닛(6)의 도포 위치로 이동되고, 그후 도포 유닛(6)은 도포 단계에서 웨이퍼(8)의 미리결정된 샷(임프린트 영역)을 수지(미경화 수지)(9)로 도포한다. 이어서, 웨이퍼 스테이지(5)는 웨이퍼(8)의 도포면이 몰드(7) 바로 아래에 위치하도록 이동된다. 그후, 몰드 구동 기구는 웨이퍼(8) 상의 수지(9)에 몰드(7)를 가압하도록 구동된다(몰드 가압 단계). 이때, 수지(9)는 몰드(7)의 가압에 의해 몰드(7)에 형성된 오목-볼록 패턴(7a)을 따라 유동한다. 또한, 이 상태에서, 웨이퍼(8) 및 몰드(7)에 각각 제공된 정렬 마크(10 및 11)를 계측 광학계(3)가 검출한다. 제어 유닛(C)은, 검출 결과에 기초하여, 웨이퍼 스테이지(5)를 구동하여 몰드(7)의 가압면과 웨이퍼(8)의 도포면을 정렬하고, 정렬 보정 기구에 의해 몰드(7)의 배율 보정을 행한다. 수지(9)가 오목-볼록 패턴(7a) 안으로 충분히 유동하고, 몰드(7)와 웨이퍼(8)가 충분히 정렬되며, 몰드(7)의 배율 보정이 충분히 행해지면, 자외선 조사 유닛(2)이 경화 단계에서 몰드(7)의 배면(상면)에 자외선을 조사한다. 몰드(7)를 통과한 자외선에 의해 수지(9)가 경화된다. 이때, 계측 광학계(3)는 자외선의 광로를 가로막지 않도록 퇴피된다. 후속하여, 몰드 구동 기구가 다시 구동되어 몰드(7)를 웨이퍼(8)로부터 분리한다(몰드 분리 단계). 결과적으로, 몰드(7)의 오목-볼록 패턴(7a)이 웨이퍼(8)에 전사된다.
이어서, 계측 광학계(3)와 몰드(7) 및 웨이퍼(8)에 각각 제공된 정렬 마크(10 및 11)의 상세를 설명한다. 도 3은 본 예시적인 실시형태에 따른 계측 광학계(3)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 계측 광학계(3)는 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)를 포함한다. 조명 광학계(22)는 얼라인먼트 광원(23)으로부터의 광을 프리즘(24) 및 다른 광학 요소를 사용하여 검출 광학계(21)의 광축과 동일한 광축으로 유도하고, 정렬 마크(10 및 11)를 조명한다. 예를 들어, 정렬 광원(23)에는 할로겐 램프, LED, 반도체 레이저(LD), 고압 수은 램프, 또는 메탈 할라이드 램프가 사용된다. 정렬 광원(23)은 레지스트를 경화시키는 자외선을 포함하지 않는 가시광선 또는 적외선을 조사한다. 검출 광학계(21) 및 조명 광학계(22)는 그 광학 구성요소의 일부를 공유하며, 프리즘(24)은 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22) 각각의 퓨필면 또는 그 근방에 배치된다. 정렬 마크(10 및 11) 각각은 회절 격자로 형성된다. 검출 광학계(21)는, 조명 광학계(22)에 의해 조명된 정렬 마크(10 및 11)로부터의 회절광의 간섭에 의해 발생하는 간섭 패턴(무아레 패턴)의 상을 촬상 디바이스(25) 위에 결상한다. 촬상 디바이스(25)로서, 전하-결합 디바이스(CCD) 센서 또는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 센서가 사용된다. 몰드(7) 및 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(회절 격자)에 의해 회절된 회절광에 의해 간섭 패턴(무아레 패턴)이 발생하기 때문에, 얻어지는 무아레 패턴의 광량이 몰드(7) 및 웨이퍼(8)의 회절 격자의 회절 효율에 따라 변화한다. 특히, 회절 효율은 파장에 기초하여 변화하기 때문에, 무아레 패턴이 효율적으로 검출될 수 있는 파장과 무아레 패턴이 효율적으로 검출될 수 없는 파장이 존재한다. 무아레 패턴이 검출되기 어려운 파장의 광은 노이즈가 될 수 있다.
프리즘(24)은, 그 접합면에서, 조명 광학계(22)의 퓨필면 부근의 광을 반사해서 회절 격자에 유도하는 반사막(24a)(광 유도부, 또한 주변 부분(24a)라고도 칭함)을 포함한다. 도 3에 도시하는 구성에서는, 프리즘(24)의 반사막(24a)에 의해 회절 격자를 조명하는 광이 형성된다.
또한, 반사막(24a)은, 검출 광학계(21)의 퓨필의 크기(NAo)(검출 개구수(NA))를 규정하는 개구 조리개로서도 작용하고, 반사막(24a) 내측의 광축에 가까운 중심 부분을 통과한 회절광을 촬상 디바이스(25)에 유도한다. 프리즘(24)은, 접합면에 반투명막을 포함하는 하프 프리즘일 수 있거나, 또는 프리즘에 한하지 않고 표면에 반사막을 포함하는 판상의 광학 디바이스일 수 있다. 또한, 도 3의 프리즘(24)의 주변 부분(24a)(즉, 반사막(24a)에 대응하는 부분)은 투과부(광 유도부)로서의 역할을 할 수 있고, 중심 부분은 반사부로서의 역할을 할 수 있으며, 얼라인먼트 광원(23)과 촬상 디바이스(25)의 위치는 반대가 될 수 있다. 이 구성에서는, 프리즘(24)의 주변 부분(24a)의 투과부를 통과한 광이 회절 격자에 유도되고, 회절 격자로부터의 회절광은 반사부에 의해 반사되며, 반사된 광은 촬상 디바이스(25)에 의해 수광된다. 이들 구성에 의하면, 정렬 광원(23)으로부터의 조명광(100) 및 조명광(101)은, XZ 면에서 정렬 마크(10 및 11)를 경사 방향으로부터 조명하고, 그로부터 발생하는 회절광(102)을 신호 검출용의 검출 영역(NAo) 내로 도입한다. 조명광(100) 및 조명광(101)은 XZ 면에서 조명 광학계(22)의 광축(103)에 관해서 서로 반대측에, 바람직하게는 대칭으로 배치된다.
본 예시적인 실시형태에 따른 개구 조리개는 반드시 프리즘(24)에 배치될 필요는 없을 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 검출 광학계(21) 및 조명 광학계(22)는 각각의 퓨필면에 개구 조리개(26 및 27)를 각각 포함할 수 있다. 이 구성에서는, 예를 들어 접합면에 반투명막을 포함하는 하프 프리즘이 프리즘(24)에 사용된다. 또한, 개구 조리개는, 개구 조리개가 각각의 퓨필면의 광 강도 분포를 형성할 수 있는 한, 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)의 각각의 퓨필면 혹은 그 근방에 배치되지 않을 수 있다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (f)를 참조하여, 정렬 마크(10 및 11)로부터의 회절광에 의한 무아레 패턴의 발생 원리 및 무아레 패턴을 사용한 정렬 마크(10)(몰드(7))와 정렬 마크(11)(웨이퍼(8))의 상대 위치의 검출 방법에 대해서 설명한다. 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 정렬 마크(10)로서 몰드(7)에 제공된 회절 격자(제1 회절 격자)(41)와 정렬 마크(11)로서 웨이퍼(8)에 제공된 회절 격자(제2 회절 격자)(42) 각각은 X 방향에서 주기를 갖는 1차원의 회절 격자이다. 1차원의 회절 격자는 다수의 직선(요철 또는 반사 막)이 일 방향(제1 방향)에서 주기적으로 평행하게 배치되는 1차원의 패턴을 포함한다. 제1 회절 격자(41)와 제2 회절 격자(42)는 주기 방향(패턴 반복 방향)에서 패턴(격자)의 주기가 약간 상이하다. 격자의 주기가 상이한 2개의 회절 격자를 서로 겹치면, 2개의 회절 격자로부터의 회절광의 간섭에 의해, 회절 격자 사이의 주기 차를 반영한 주기를 갖는 패턴인 소위 무아레 패턴이 발생한다. 이때, 회절 격자(41 및 42)의 상대 위치에 기초하여 무아레 패턴의 위상이 변화한다. 그러므로, 무아레 패턴을 검출함으로써 정렬 마크(10)와 정렬 마크(11)의 상대 위치, 즉 몰드(7)와 웨이퍼(8)의 상대 위치를 결정할 수 있다. 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 주기 방향에서의 상대 위치가 변화하면, 무아레 패턴은 X 방향으로 이동한다.
더 구체적으로는, 주기가 약간 상이한 회절 격자(41)와 회절 격자(42)를 서로 겹치면, 회절 격자(41)로부터의 회절광 및 회절 격자(42)로부터의 회절광이 서로 중첩되고, 그에 따라 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 주기 차를 반영하는 주기를 갖는 무아레 패턴이 발생한다. 상술한 바와 같이, 무아레 패턴의 암 위치 및 명 위치(패턴의 위상)가 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치에 기초하여 변화한다. 예를 들어, 회절 격자(41 및 42) 중 하나가 X 방향으로 시프트되면, 도 5의 (c)에 도시된 무아레 패턴은 도 5의 (d)에 도시된 무아레 패턴으로 변화한다. 도 5의 (c) 및 도 5의 (d)는 촬상 디바이스(25)에 의해 취득되는 무아레 패턴의 화상을 각각 나타내며, 도 5의 (e) 및 도 5의 (f)는 각각의 화상에 대응하는 무아레 패턴의 신호를 나타낸다. 도 5의 (e) 및 도 5의 (f)에서, 수평축은 X 좌표를 나타내고, 수직축은 신호 강도를 나타낸다. 무아레 패턴은, 회절 격자(41)와 회절 격자(42) 사이의 실제 위치 편차량을 확대함으로써 회절 격자의 주기보다 큰 주기를 갖는 패턴으로서 발생된다. 그러므로, 검출 광학계(21)의 해상력이 낮아도, 회절 격자(41)와 회절 격자(42)의 상대 위치를 고정밀도로 계측할 수 있다.
이러한 무아레 패턴을 검출하기 위해서 회절 격자(41 및 42)를 2개의 경사 방향으로부터 조명하고 회절광만을 암 시야에서 검출하는 경우를 생각한다. 도 6은 계측 광학계(3)의 조명 광학계(22)에 의해 형성되는 조명광의 퓨필 강도 분포(제1 및 제2 극(IL1 및 IL2))와 검출 광학계(21)의 개구수(NAo) 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 제1 극(IL1)은 조명광(100)(도 3 및 도 4 참조)를 형성하고, 제2 극(IL2)은 조명광(101)(도 3 및 4 참조)를 형성한다. 이 경우, 조명 광학계(22)의 퓨필면에서의 광 강도 분포에서 주위의 광 강도보다 강한 광 강도를 갖는 영역을 극이라 칭한다. 제1 극(IL1)으로부터의 조명광(100)은, X 방향에서 주기성을 각각 갖는 회절 격자(41 및 42)에 조사되어, XZ 면 내에서 미리결정된 방향으로 회절광을 발생시킨다. 이때, 회절 격자(41 및 42)에 의해 회절되지 않는 반사광의 성분(소위 제0 차 회절광)은 검출 영역(NAo)으로 복귀되지 않아, 암 시야 검출이 실현된다. 또한, 주기가 약간 상이한 회절 격자(41 및 42)에 의해 XZ 면 내에서 회절된 광은, 2개의 회절 격자의 X 방향의 상대 위치의 정보를 포함하는 상태에서 검출 광학계(21)의 퓨필상의 검출 영역(NAo)에 입사하고, 촬상 디바이스(25)에 의해 검출된다. 제2 극(IL2)으로부터의 조명광은 마찬가지로 암 시야 검출을 실현한다. 주기가 약간 상이한 회절 격자(41 및 42)에 의해 XZ 면 내에서 회절된 광은 검출 광학계(21)의 퓨필 상의 검출 영역(NAo)에 입사하고, 촬상 디바이스(25)에 의해 검출된다. 조명광(100) 및 조명광(101)은 XZ 면에서 광축(103)(도 3 및 도 4 참조)에 관해서 서로 반대측에, 바람직하게는 대칭으로 배치된다. 2개의 조명 광선에 의해 형성되는 무아레 패턴이 합성되고, 합성 무아레 패턴이 계측된다. 이에 의해 회절 격자(41 및 42)의 상대 위치를 고정밀도로 결정할 수 있다.
Z 방향의 정렬 마크(10 및 11)의 위치 및 정렬 마크(10 및 11) 사이의 거리는 변화되지 않고 유지되는 것이 이상적이지만, 상기 위치 및 거리는 실제로는 약간 변화한다. 이때, 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2) 중 하나로부터의 조명에 의해 무아레 패턴을 계측하면, 계측 결과가 Z 방향에서의 정렬 마크(10 및 11) 사이의 거리 및 정렬 마크(10 및 11)의 위치에 따라 변화한다. Z 방향에서의 정렬 마크(10 및 11) 사이의 거리 및 정렬 마크(10 및 11)의 위치가 변화하면, 조명광이 정렬 마크 각각에 의해 반사 또는 회절되는 위치는 주기 방향에서 시프트되어, 무아레 패턴을 주기 방향으로 시프트시킨다. 그러나, Z 방향의 정렬 마크(10 및 11) 사이의 거리 및 정렬 마크(10 및 11)의 위치의 변화에 대하여, 제1 극(IL1)으로부터의 조명광에 의한 무아레 패턴과 제2 극(IL2)으로부터의 조명광에 의한 무아레 패턴은 반대 방향으로 시프트된다. 따라서, 본 예시적인 실시형태에서는, 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2)이 광축에 대하여 서로 반대측에, 바람직하게는 대칭으로 배치된다. 이는 Z 방향의 정렬 마크 사이의 거리의 변화에 대하여 무아레 패턴의 시프트를 감소시키고 정렬 마크의 상대 위치의 계측 오차를 감소시킨다. 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2)이 광축에 대하여 대칭으로 배치되는 경우에는, 무아레 패턴은 반대 방향으로 동일한 시프트량으로 시프트된다. 그러므로, 시프트량이 상쇄되고 계측 오차가 발생하지 않는다. 도 6에서 제1 극(IL1) 및 제2 극(IL2)의 중심 위치가 X 축 위에 위치되지만, X 축 방향으로부터 조명하는 조명광의 성분이 포함되는 한, 중심 위치는 X 축 상에서 Y 방향으로 시프트될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 회절 격자에 의해 회절되는 제1 극(IL1)으로부터의 광 및 제2 극(IL2)으로부터의 광의 경로의 예를 각각 도시한다. 회절 격자(41)에 의한 회절의 회절 차수를 변수 m에 의해 나타내고, 정렬 마크(회절 격자)(10)에 의한 회절의 회절 차수를 변수 n에 의해 나타내면, 정렬 마크(회절 격자)(10 및 11)에 의한 연속적인 회절을 통해 발생하는 합성 회절광은 회절 차수(m, n)의 조합에 의해 표현된다. 변수 m 및 n은 정수이다.
제1 극(IL1)으로부터의 조명광(100)은 몰드(7) 상의 정렬 마크(10)(회절 격자(41))를 통과하고, 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(11)(회절 격자(42))를 조명한다. 회절 격자(42)는 반사형이며, 각각의 회절 차수(m1 및 m2)에 의해 규정되는 방향에서 회절 격자(42)에 의해 회절광이 발생한다. 각각의 회절광은 회절 격자(41)의 하면을 조사하고, 따라서 각각의 회절 차수(n1, n2)에 의해 규정되는 방향에서 회절 격자(41)에 의해 회절광이 발생한다. 2개의 정렬 마크에 의해 회절된 광은, 차수((m, n) = (m1, n1))의 조합에 의해 규정되는 합성 회절광(110) 및 차수((m, n) = (m2, n2))의 조합에 의해 규정되는 합성 회절광(111)으로서 검출 광학계(21)를 향해 진행한다. 합성 회절광(110) 및 합성 회절광(111)이 검출 광학계(21)의 퓨필, 즉 개구수(NAo) 내에 유도되고 서로 간섭하여 무아레 패턴을 형성한다. 무아레 패턴을 촬상 디바이스(25)에 의해 적절하게 관찰하기 위해서는, 회절 격자(40 및 41) 각각의 피치와 조명광(100)의 조명 각도를 적절하게 설정하고, 회절 차수(제m1 차, 제m2 차, 제n1 차, 및 제n2 차(정수))를 적절하게 선택할 필요가 있다. 설정 및 선택의 구체적인 예를 이하에서 설명한다.
제2 극(IL2)으로부터의 조명광(101)은, 조명 광학계(22)의 광축(103)에 대하여 조명광(100)과 반대측(반대 방향)으로부터 정렬 마크(10 및 11)를 조명한다. 2개의 정렬 마크(10 및 11)에 의한 회절에 의해 발생되는 합성 회절광(112) 및 합성 회절광(113) 사이의 간섭에 의해 무아레 패턴이 형성된다. 조명광(100) 및 조명광(101)이 광축에 대하여 대칭으로 배치될 경우, 합성 회절광(112)은 차수((m, n) = (-m1, -n1))의 조합에 의해 규정되며, 합성 회절광(113)은 차수((m, n) = (-m2, -n2))의 조합에 의해 규정된다. 이때, 조명광(100) 및 조명광(101)에 대해 공통되게, 도면을 표면을 향해서 볼 때 지면 상의 제n 차의 광에 대해, 좌측(일 측)의 회절 차수의 부호가 정이며, 우측(다른 측)의 부호가 부이다. 부호는 도 1a 및 도 1b와 이하의 도면에서 마찬가지로 도시된다.
조명광(100)과 조명광(101)은 서로 인코히런트(incoherent)(간섭성이 낮음)하기 때문에, 2개의 무아레 패턴은 촬상 디바이스(25) 위에서 서로에 대해 강도에 있어서 더해지고, 하나의 무아레 패턴으로서 검출된다.
몰드(7) 상의 정렬 마크(10)(회절 격자(41))의 피치를 P1로 나타내고, 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(11)(회절 격자(42))의 피치를 P2로 나타내면, 무아레 패턴의 주기는 P1 × P2/|P1 - P2|로 표현된다. 즉, 정렬 마크(10)의 시프트량에 대하여 계측되는 무아레 패턴은 확대되고 P2/|P1 - P2|만큼 시프트된다. 이에 의해 단일 정렬 마크(10)에 의한 계측에 비해 고정밀도로 계측을 할 수 있다.
몰드 상의 회절 격자와 웨이퍼 상의 회절 격자(42)가 Z 방향(포커스 방향)에서 물리적인 위치 차(이하, 갭이라 칭함)를 갖는 경우를 생각한다. 예를 들어, 제1 극(IL1)만에 의한 조명에 의해 무아레 패턴을 형성하는 2개의 합성 회절광(110) 및 합성 회절광(111)의 진폭이 상이한 경우에는, 계측되는 무아레 패턴의 위치는 몰드 상의 회절 격자(41)와 웨이퍼 상의 회절 격자(42) 사이의 갭량에 따라 상이하다. 예를 들어, 광의 입사 각도가 8도이고, 몰드 상의 회절 격자(41)와 웨이퍼 상의 회절 격자(42) 사이의 갭량이 100 nm인 경우, 14 nm의 위치 오차가 발생하게 된다. 특히, 몰드 상의 회절 격자(41)와 웨이퍼 상의 회절 격자(42) 사이의 갭량이 큰 장치를 제조하는 경우 또는 몰드와 웨이퍼 사이에 굴절률이 큰 재료를 사용하는 경우, 갭량에 의해 발생하는 계측 오차는 무시할 수 없게 된다.
따라서, 몰드 상의 회절 격자(41)와 웨이퍼 상의 회절 격자(42) 사이의 갭에 의해 발생되는 계측 오차를 감소시키기 위해서, 본 예시적인 실시형태에서는 제1 극 및 제2 극의 2개의 방향으로부터의 조명광으로 회절 격자(41 및 42)를 조명한다. 제1 극 및 제2 극으로부터의 조명에 의해 형성되는 무아레 패턴은 반대 방향으로 시프트되는 상태에서 형성된다. 극에 의해 형성되는 무아레 패턴이 합성되어 검출되기 때문에, 콘트라스트는 저하되지만 시프트는 검출되지 않는다. 그 때문에, 몰드 상의 회절 격자(41)와 웨이퍼 상의 회절 격자(42) 사이의 갭에 의해 발생하는 오차를 감소시킬 수 있다. 즉, 제1 극으로부터만의 광에 의한 조명과 제1 극 및 제2 극으로부터의 광에 의한 조명을 비교하면, 2개의 극으로부터의 광에 의한 조명이 형성된 무아레 패턴의 시프트량의 점에서 더 유리하다.
위에서는 X 방향에서 주기성을 갖는 회절 격자를 설명하였지만, Y 방향에서 주기성을 갖는 회절 격자가 추가되고 사용될 수 있다. 조명광으로서, 도 7에 도시하는 바와 같은 조명광을 사용한다. 도 7은, 조명 광학계(22)의 퓨필면에서의 광 강도 분포(극(IL1 내지 IL4))와 검출 광학계(21)의 검출 영역(NAo) 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 도 7의 조명광에는, 극(IL1 및 IL2) 이외에, Y 방향으로 배치된 극(IL3 및 IL4)이 추가된다. 극(IL1 및 IL2)은 X 방향을 따라서 경사 방향으로부터 회절 격자(41 및 42)를 조명하고, 극(IL3 및 IL4)은 Y 방향을 따라서 경사 방향으로부터 회절 격자(41 및 42)를 조명한다. 즉, 회절 격자(41 및 42)는 X 방향 및 Y 방향의 양쪽으로부터 사입사하는 조명광으로 조명될 수 있다. 결과적으로, Y 방향으로부터의 조명(극(IL3 및 IL4))에 의해, 몰드 상의 Y 방향의 정렬 마크(10)와 웨이퍼 상의 Y 방향의 정렬 마크(11)의 상대 위치를 계측할 수 있다. 이때, X 방향에서 주기를 갖는 1차원 회절 격자와 Y 방향에서 주기를 갖는 1차원 회절 격자는 촬상 디바이스(25)에 의해 검출될 수 있는 범위 내에 배치된다. 또한, 도 7의 조명광에 의해 조명된 회절 격자(41 및 42)에 의해 형성되는 무아레 패턴이 촬상되며, 이는 X 방향 및 Y 방향의 상대 위치를 한번 행해지는 촬상에 의해 계측하는 것을 가능하게 한다. 이에 의해, X 및 Y 방향의 양쪽의 계측에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 이때, 비계측 방향으로부터의 광(X 방향의 회절 격자의 경우에는 극(IL3 및 IL4)과 Y 방향의 회절 격자 경우에는 극(IL1 및 IL2))은 검출 광학계(21)의 개구수(NAo)에서 검출되지 않는다. 그러므로, 광은 미광으로서 검출되지 않고, 계측 정밀도에는 영향을 미치지 않는다.
조명 광학계(22)의 퓨필면에서의 광 강도 분포에서, 주위의 광 강도보다 높은 광 강도를 갖는 영역을 극으로서 간주하지만, 극 사이에 광이 존재할 수 있다. 또한, 광 강도 분포는 환상 형상(환상 조명)을 가질 수 있다. 이 경우, X 방향과 Y 방향 각각에서 2개의 광 강도의 피크(극)가 형성된다. 따라서, 조명 광학계는 환상 조명을 사용해서 비계측 방향에서 복수의 극을 갖는 광을 조사할 수 있다. 또한, 조명 광학계(22)의 퓨필면에서의 광 강도 분포를 형성하는 유닛으로서는, 상술한 개구 조리개 이외에도, 회절 광학 소자, 홀로그램, 파이버 및 프리즘 등의 광속을 변형시키는 광학 부재를 사용할 수 있다.
임프린트 장치(1)의 제어 유닛은, 상술한 바와 같이 검출된 무아레 패턴의 데이터를 취득하고, 취득된 무아레 패턴의 데이터에 기초하여 몰드 상의 정렬 마크(10)와 웨이퍼 상의 정렬 마크(11)의 상대 위치를 결정한다. 또한, 제어 유닛은 결정된 상대 위치에 기초하여 X 및 Y 방향에서의 몰드와 웨이퍼의 상대 위치, 몰드의 형상 및 웨이퍼의 샷 형상을 제어한다. 몰드와 웨이퍼의 상대 위치는 웨이퍼 스테이지 및 몰드 스테이지를 구동시킴으로써 제어된다. 몰드를 변형시키기 위해서, 몰드의 측면에 압력을 가하는 기구를 사용할 수 있다. 웨이퍼의 샷 형상은 웨이퍼에 광을 조사하여 가열함으로써 변형될 수 있다.
몰드와 웨이퍼의 상대 위치, 몰드 형상 및 웨이퍼의 샷 형상을 제어한 후에, 상대 위치를 계측하는 처리를 반복한다. 이에 의해 고정밀도로 몰드와 웨이퍼의 위치 및 형상을 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 예시적인 실시형태에 따르면, 광축에 대하여 서로 반대 측의 2개의 방향으로부터의 조명광으로 1차원 회절 격자를 조명해서 무아레 패턴을 검출함으로써, 무아레 패턴의 측방향 시프트를 저감하고 계측 정밀도를 향상시킬 수 있다.
회절 격자(41 및 42)의 구체적인 예를 설명한다. 몰드(7) 상의 회절 격자(41)의 피치(P1)를 5.2 μm로 설정하며, 웨이퍼(8) 상의 회절 격자(42)의 피치(P2)를 4.2 μm로 설정한다. 조명광(100)의 경우에는, (m, n) = (0, 1)과 (m, n) = (1, 0)에 의해 규정되는 합성 회절광의 2개의 광선의 간섭에 의해 형성되는 무아레 패턴의 주기는 P1 × P2/(P1-P2) = 21.84 μm이 된다. 마찬가지로, 조명광(101)의 경우에는, (m, n) = (0, -1)과 (m, n) = (-1, 0)에 의해 규정되는 합성 회절광의 2개의 광선의 간섭에 의해 형성되는 무아레 패턴의 주기도 P1 × P2/(P1-P2) = 21.84 μm가 된다. 이때, 웨이퍼 상의 회절 격자(42)가 1 μm만큼 시프트되는 경우, 무아레 패턴은 5.2 μm만큼 시프트된다. 그러므로, 웨이퍼 상의 회절 격자(42)의 위치 편차의 양은 5.2배의 정밀도로 계측될 수 있다.
검출 광학계(21)의 개구수(NA)는 0.07로 설정되고, 조명 광학계(22)의 퓨필 강도 분포(극(IL1 내지 IL4))의 조명광 입사 각도는 8.6도(0.15의 NA에 대응)로 설정되며, 조명광의 파장(λ)은 0.7 μm로 설정된다. 이러한 조건 하에서는, (m, n) = (0, 0)에 의해 규정되는 제0 차 회절광은 검출 광학계(21)의 검출 개구의 외측으로 조사되기 때문에 검출되지 않는다. 웨이퍼에 의해 제0 차로 반사되고, 몰드 측에서 제±1 차로 회절된 광, 즉 (m, n) = (0, ±1)에 의해 규정되는 합성 회절광은, 개구수(NA) = 0.07의 범위 들어오고 검출 광학계(21)로 지향된다. 또한, 웨이퍼 상의 회절 격자(42)에 의해 제±1 차로 회절되고 몰드의 회절 격자(41)를 통과한 광, 즉 (m, n) = (±1, 0)에 의해 규정된 합성 회절광 또한 개구수(NA)=0.07 내에 들어오고 검출 광학계(21)로 지향된다. 즉, 상술한 파라미터를 사용하면, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 합성 회절광(110), 합성 회절광(111), 합성 회절광(112), 및 합성 회절광(113)은 모두 검출 광학계(21)로 유도되고 무아레 패턴의 형성에 기여한다.
본 예에서, 조명광의 파장(λ)은 0.7 μm로 설정되지만, 파장은 검출 광학계(21)의 검출 영역(NAo)에 의해 검출가능한 범위 내에서 변화될 수 있거나, 넓은 파장이 사용될 수 있다. 또한, 상술한 예시적인 실시형태에서, 회절광의 회절 차수는 -1 ≤ m 및 n ≤ 1의 범위로 한정된다. 그러나, 회절 차수(m, n)의 조합에 의해 규정되는 합성 회절광이 검출 광학계(21)의 검출 영역(NAo) 내에 도입될 수 있는 한, 차수(m 및 n)가 제±2 차 및 제±3 차, 또는 더 고차인 경우에도 무아레 패턴을 발생시킬 수 있다. 그러나, 회절광의 진폭은 회절 차수가 높아짐에 따라 점진적으로 감소되기 때문에, 무아레 패턴의 신호는 촬상 디바이스(25)에 의해 검출될 수 없다.
도 8은 전자기장 해석을 통해 획득되는 무아레 패턴의 파형을 도시한다. 횡축은 패턴의 위치를 나타내며, 종축은 촬상 디바이스(25)에서 얻어지는 광의 밝기를 나타낸다. 이 경우, 무아레 패턴의 2 주기와 동일한 길이를 갖는 회절 격자를 사용하여 계산을 행한다. 도 8로부터, 정현파 형상의 무아레 패턴이 발생한다는 것을 안다. 또한, 무아레 패턴에 대해 일정 값의 바이어스가 발생한다. 이는, (m, n) = (0, 1)에 의해 규정되는 합성 회절광과 (m, n) = (1, 0)에 의해 규정되는 합성 회절광의 광 강도(검출된 신호의 진폭)가 서로 상이하기 때문이다. 몰드 상의 회절 격자(41)로부터의 회절 효율(차수 m에 의존)과 웨이퍼 상의 회절 격자(42)로부터의 회절 효율(차수 n에 의존)이 서로 상이하기 때문에, 양자의 효율의 합성으로부터 제공되는 합성 회절 효율은 불균형되고, 이는 바이어스를 유발한다. 회절 효율은, 회절 패턴의 형상 및 재료의 차이에 의해 발생하고, 또한 파장에 따라서도 상이하다. 이는 재료의 반사율이 파장에 의존하기 때문이다. 바이어스는 없는 것이 바람직하지만, 충분한 콘트라스트가 얻어지는 한 고정밀도의 계측을 행하는 것이 가능하다.
바이어스 성분을 저감시키기 위해서는, 정렬 광원(23)으로부터의 광의 파장은, 무아레 패턴을 형성하는 합성 회절광의 광 강도(검출 신호의 진폭)가 서로 동등해지도록 선택된다. 정렬 광원(23)으로서 레이저를 사용하는 경우에 파장을 선택하는 방법으로서, 서로 상이한 파장을 갖는 복수의 레이저를 빔 스플리터에 의해 합성하고, 필요한 파장을 갖는 레이저를 점등시키거나, 또는 각 레이저의 출력 강도를 조정할 수 있다. 또한, 정렬 광원(23)이 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프, 및 LED 같은 넓은 광원인 경우, 파장 커트 필터에 의해 특정 파장을 갖는 광만을 투과 또는 반사시켜서 회절 격자를 조명한다.
무아레 패턴을 형성하는 합성 회절광의 진폭을 서로 동등하게 하는 방법은 회절 격자의 패턴의 세그먼트화를 포함한다. 세그먼트화는, 1개의 통상적인 볼록부에 대응하는 수 마이크로미터의 폭을 갖는 회절 격자 패턴의 일부에 약 10 nm 내지 약 500 nm의 주기의 복수의 오목-볼록 패턴(이하, 세그먼트화된 부분을 지칭함)의 형성을 나타낸다. 도 11a에 도시하는 바와 같이, 통상 회절 격자에는 주기적인 오목-볼록 패턴이 제공되고, 서로 인접하는 볼록부(51 및 52) 사이의 거리가 회절 격자의 주기(피치)(P)로서 표현된다. 도 11b는 세그먼트화된 회절 격자의 확대 단면도이다. 도 11b에 도시하는 바와 같이, 볼록부(51 및 52)에 대응하는 부분에 미세한 오목-볼록 패턴이 더 제공되며, 이 부분을 세그먼트화된 부분(53, 54)이라 칭한다. 세그먼트화된 부분(53 및 54) 사이의 거리는 회절 격자의 주기(P)에 대응하며, 각 세그먼트화된 부분에는 주기(P)보다 작은 주기(피치)(P1)를 갖는 미세한 오목-볼록 패턴이 제공된다. 통상의 회절 격자 패턴의 세그먼트화는 높은 차원의 회절광이 발생되게 하며, 이는 회절 효율을 저하시킨다. 그러므로, 높은 회절 효율을 갖는 회절 격자 패턴을 세그먼트화하여 미리결정된 차수의 회절광의 회절 효율을 저하시키며, 이는 합성 회절광의 각각의 광선의 광 강도를 조정할 수 있게 한다.
또한, 회절 격자의 오목-볼록 패턴의 듀티(오목부의 폭에 대한 볼록부의 폭의 비)를 변화시킴으로써, 합성 회절광의 각각의 광선의 광 강도를 조정할 수 있다.
이어서, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)를 참조하여 제2 예시적인 실시형태에 대해서 설명한다. 본 예시적인 실시형태에 따른 장치는, 제1 예시적인 실시형태와 동일한 구성을 포함하는 장치(도 2 내지 도 4)에 사용될 수 있다. 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)는 제2 예시적인 실시형태에 따른 조명광 및 합성 회절광의 거동을 각각 나타낸다. 조명광(100) 및 조명광(101)은 몰드(7) 상의 정렬 마크(10)(회절 격자(41))를 통과하고, 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(11)(회절 격자(42))에 의해 회절 차수(m)에서 반사되고 회절된다. 상술한 방식으로 반사된 회절광은, 몰드(7) 상의 회절 격자(41)에 의해 제n 차에서 회절되고 검출 광학계(21)의 개구수(NAo) 내에 들어간다. 회절 차수(m 및 n) 및 부호의 정의는 상술한 예시적인 실시형태 및 예에서 설명된 정의와 마찬가지이다. 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에는, 제1 극(IL1)으로부터의 조명광(100)과 제2 극(IL2)으로부터의 조명광(101)에 의해 발생되는 합성 회절광의 광선 중, 검출 광학계(21)에 입사하여 무아레 패턴의 형성에 기여하는 광의 성분만을 나타낸다. 합성 회절광(120)은 (m, n) = (0, 1)에 의해 규정되고, 합성 회절광(121)은 (m, n) = (2, -1)에 의해 규정되며, 합성 회절광(120) 및 합성 회절광(121)은 간섭을 통해 제1 무아레 패턴을 형성한다. 합성 회절광(122)은 (m, n) = (0, -1)에 의해 규정되고, 합성 회절광(123)은 (m, n) = (-2, 1)에 의해 규정되며, 합성 회절광(122) 및 합성 회절광(123)은 간섭을 통해 제2 무아레 패턴을 형성한다. 제1 및 제2 무아레 패턴은 동일한 주기를 각각 포함하고, 무아레 패턴 신호는 제1 및 제2 무아레 패턴의 덧셈을 통해 획득되며, 이에 따라 몰드(7) 상의 정렬 마크(10)와 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(11)의 상대 위치가 계측될 수 있다.
웨이퍼(8) 상의 회절 격자(42)의 패턴으로서, m = 제0 차의 회절광과 함께 m = 제±2 차의 회절광이 사용되기 때문에, m = 제±1 차의 회절 효율을 억제하고 m = 제±2 차의 회절 효율을 향상시키는 패턴을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 웨이퍼(8) 상의 회절 격자(42)에 의한 제±1 차의 회절광이 m = 제±2 차에 대응하는 회절 각도로 회절되게 하는 피치를 갖는 패턴에 의해 간단하게 달성될 수 있다. 이에 의해, 도 8에서 나타내는 바와 같은 바이어스 성분을 억제할 수 있다.
조명 조건으로서, 제1 예시적인 실시형태에서와 같이, 도 6 및 도 7에 나타내는 계측 광학계(3)의 조명 광학계(22)의 퓨필 강도 분포를 사용할 수 있다. 제2 예시적인 실시형태는, 제1 예시적인 실시형태에서는 웨이퍼 측에서 m = 제0 차 및 m = 제±1 차의 회절광이 사용되는 대신에 제2 예시적인 실시형태에서는 웨이퍼 측에서 m = 제0 차 및 m = 제±2 차의 회절광이 사용되는 점에서 제1 예시적인 실시형태와 상이하다. 따라서, 몰드(7) 상의 정렬 마크(10)(회절 격자(41))의 피치를 P1으로 나타내고, 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(11)(회절 격자(42))의 피치를 P2로 나타내면, 무아레 패턴의 주기는 P1 × P2/(2 × |P1 - P2|)로 표현된다. 그러므로, 정렬 마크(10)의 시프트량에 대하여 무아레 패턴은 P2/(2 × |P1 - P2|) 만큼 확대되어 시프트된다. 제1 예시적인 실시형태와 비교하여, 확대 배율은 1/2가 되지만, 짧은 주기를 갖는 무아레 패턴이 형성된다.
웨이퍼 상의 회절 격자 패턴의 형상이 오차(예를 들어, 패턴 붕괴, 패턴 에지의 칩핑)를 포함하면, 형성되는 무아레 패턴에 왜곡이 발생한다. 따라서, 무아레 패턴의 주기의 수가 적으면, 무아레 패턴은 회절 격자 패턴의 형상의 오차에 의해 크게 영향을 받는다. 짧은 주기를 갖는 무아레 패턴을 형성할 수 있으면, 동일한 패턴 영역에 주기의 수가 많은 무아레 패턴을 형성할 수 있다. 이는 웨이퍼 상의 회절 격자 패턴의 형성의 오차를 저감하는데 유리하다.
m = 제±2 차의 회절광의 강도를 강화하는 방법은 회절 격자 패턴의 세그먼트화를 포함한다. 제m 차 회절광의 강도를 향상시키기 위해서, 회절 격자 패턴의 주기는 1/m(m은 정수)로 설정된다. 즉, 회절 격자 패턴에 P2' = P2/m 패턴이 형성된다. 예를 들어, 회절 격자 패턴에 P2' = P2/2 패턴을 형성함으로써, m = 제±2 차의 회절광의 강도(진폭)를 향상시킬 수 있다.
제2 예시적인 실시형태에 따른 구체적인 구성에 대해서 설명한다. 몰드(7) 상의 회절 격자(41)의 피치(P1)는 5.2 μm로 설정되며, 웨이퍼(8) 상의 회절 격자(42)의 피치(P2)는 4.6 μm로 설정된다. (m, n) = (2, -1)에 의해 규정되는 회절광과 (m, n) = (0, 1)에 의해 규정되는 회절광에 의해 형성되는 무아레 패턴의 주기는 P1 × P2/(2 × |P1 - P2|) = 19.93 μm가 된다. 이 경우, 웨이퍼의 회절 격자가 1 μm만큼 시프트되는 경우, 무아레 패턴은 8.7 μm만큼 시프트된다. 그러므로, 웨이퍼의 회절 격자의 위치 편차의 양은 8.7배의 정밀도로 계측될 수 있다.
회절 격자(42)의 피치(P2)는 4.6 μm로 설정되지만, 본 예시적인 실시형태에서는 m = 제±2 차 회절광의 회절 효율을 향상시키기 위해서, 실제로는 P2' = P2/2 = 2.3 μm의 피치를 갖는 회절 격자 패턴을 사용한다.
검출 광학계(21)의 개구수(NA)는 0.07로 설정되고, 조명 광학계(22)의 퓨필 강도 분포(극(IL1 내지 IL4))의 조명광 입사 각도는 8.6도로 설정되며, 조명광의 파장(λ)은 0.7 μm로 설정된다. 이 조건하에서는, (m, n) = (0, 0)에 의해 규정되는 제0 차 회절광은 검출 광학계(21)의 검출 영역의 외측에 조사되며 검출되지 않는다. 한편, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 나타내는 합성 회절광(120), 합성 회절광(121), 합성 회절광(122), 및 합성 회절광(123)은 모두 검출 광학계(21)에 유도되어 무아레 패턴의 형성에 기여한다.
이어서, 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)를 참조하여 제3 예시적인 실시형태에 대해서 설명한다. 본 예시적인 실시형태에 따른 장치는 제1 예시적인 실시형태와 동일한 구성을 포함하는 장치(도 2 내지 도 4)에 적용가능하다. 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)는 제3 예시적인 실시형태에 따른 조명광 및 합성 회절광의 거동을 각각 나타낸다. 조명광(100 및 101)의 광선은 몰드(7) 상의 회절 격자(41)를 통과하고, 웨이퍼(8) 상의 회절 격자(42)에 의해 회절 차수(m)에서 반사된 광이 몰드(7) 상의 회절 격자(41)에 의해 제n 차에서 회절되며, 회절광은 검출 광학계(21)의 검출 영역(NAo)에 입사한다. 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에서, 제1 극(IL1)으로부터의 조명광(100)과 제2 극(IL2)으로부터의 조명광(101)에 의해 발생되는 합성 회절광의 광선 중, 검출 광학계(21)에 입사하여 무아레 패턴의 형성에 기여하는 광의 성분만을 나타낸다. 합성 회절광(130)은 (m, n) = (1, 0)에 의해 규정되고, 합성 회절광(131)은 (m, n) = (2, -1)에 의해 규정되며, 합성 회절광(130) 및 합성 회절광(131)은 간섭을 통해 제1 무아레 패턴을 형성한다. 합성 회절광(132)은 (m, n) = (-1, 0)에 의해 규정되고, 합성 회절광(133)은 (m, n) = (-2, 1)에 의해 규정되며, 합성 회절광(132) 및 합성 회절광(133)은 간섭을 통해 제2 무아레 패턴을 형성한다. 제1 및 제2 무아레 패턴은 각각 동일한 주기를 갖고, 제1 및 제2 무아레 패턴의 덧셈을 통해 무아레 패턴 신호가 획득되며, 따라서 몰드(7) 상의 정렬 마크(10)와 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(11)의 상대 위치를 계측할 수 있다.
상술한 합성 회절광이 사용되는 경우, 웨이퍼 상의 회절 격자로부터의 m = 제0 차의 회절광(직접 반사광)을 사용하지 않기 때문에, 노이즈가 되는 여분의 광이 유효하게 제거될 수 있다. 이에 의해, 검출 광학계(21)에 의해 검출되는 무아레 패턴의 바이어스 성분을 억제하는 것이 가능하다.
웨이퍼 상의 회절 격자에 대해서, m = 제1 차의 회절광과 m = 제2 차의 회절광, 또는 m = 제-1 차의 회절광과 m = 제-2 차의 회절광을 사용한다. 따라서, 회절광의 진폭이 서로 상이하다. 회절광의 진폭은 일반적으로 회절 차수가 높아짐에 따라 감소한다. 그러므로, 높은 차수의 회절광의 회절 효율을 향상시키는 패턴이 요망된다. 높은 차원의 회절광의 진폭을 증가시키는 방법은 상술한 패턴의 세그먼트화를 포함한다.
조명 조건으로서, 제1 예시적인 실시형태에서와 같이, 도 6 및 도 7에 나타내는 계측 광학계(3)의 조명 광학계(22)의 퓨필 강도 분포를 사용할 수 있다.
몰드(7) 상의 정렬 마크(10)의 피치를 P1로 나타내고, 웨이퍼(8) 상의 정렬 마크(11)의 피치를 P2로 나타내면, 무아레 패턴의 주기는 P1 × P2/|P1 - P2|로 표현된다. 그러므로, 정렬 마크(10)의 시프트량에 대하여 P2/|P1 - P2|에 의해 무아레 패턴을 확대해서 시프트한다.
제3 예시적인 실시형태에 따른 구체적인 구성에 대해서 설명한다. 몰드(7) 상의 회절 격자(41)의 피치(P1)를 2.8 μm로 설정하며, 웨이퍼(8) 상의 회절 격자(42)의 피치(P2)를 3.8 μm로 설정한다. (m, n) = (1, 0) 및 (m, n) = (2, -1)에 의해 규정되는 합성 회절광의 간섭에 의해 형성되는 무아레 패턴의 주기는 P1 × P2/|P1 - P2| = 10.64 μm가 된다. 이 경우, 웨이퍼의 회절 격자가 1μm만큼 시프트되는 경우, 무아레 패턴은 2.8 μm만큼 시프트된다. 그러므로, 웨이퍼의 회절 격자의 위치 편차의 양은 2.8배의 정밀도로 계측될 수 있다.
검출 광학계(21)의 개구수(NA)가 0.07로 설정되고, 조명 광학계(22)의 퓨필 강도 분포(극(IL1 내지 IL4))의 조명광 입사 각도가 8.6도(0.15의 NA에 대응)로 설정되며, 조명광의 파장(λ)은 0.7 μm로 설정된다. 이 조건하에서는, (m, n) = (0, 0)에 의해 규정되는 제0 차 회절광은 광이 검출 광학계(21)의 검출 영역의 외측에 조사되기 때문에 검출되지 않는다. 한편, 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 나타내는 합성 회절광(130), 합성 회절광(131), 합성 회절광(132), 및 합성 회절광(133)은 모두 검출 광학계(21)에 유도되며 무아레 패턴의 형성에 기여한다.
회절 차수를 선택하는 방법으로서, 상술한 3개의 예시적인 실시형태에서 설명한 것 이외에 다양한 조합이 존재한다. 본 개시내용은 다양한 조합에 널리 적용가능하다.
<물품 제조 방법>
이어서, 상술한 임프린트 장치를 이용한 물품(예를 들어, 반도체 집적 회로(IC) 디바이스, 액정 표시 디바이스, 컬러 필터, 및 미세전자기계 시스템(MEMS))의 제조 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 전술한 임프린트 장치에 의해 기판(예를 들어, 웨이퍼 또는 유리 기판) 상의 임프린트재에 몰드를 접촉시키고, 기판과 몰드를 정렬하며, 임프린트재를 경화시킨다. 또한, 경화된 임프린트재의 패턴을 마스크로서 사용하여 에칭을 행하며 다른 주지의 가공을 행하여 물품을 제조한다. 다른 주지의 가공은 임프린트재의 박리, 다이싱, 본딩, 및 패키징을 포함한다. 본 제조 방법에 따르면, 기존의 제조 방법에 의한 물품보다 고품질의 물품을 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이, 예시적인 실시형태에 따르면, 복수의 회절 격자에 의해 형성되는 무아레 패턴을 고정밀도로 검출할 수 있다. 오목-볼록 패턴을 갖는 몰드를 설명하였지만, 오목-볼록 패턴이 제공되지 않은 얇은 플레이트 유사 몰드도 사용할 수 있다. 얇은 플레이트 유사 몰드는 몰드에 의해 기판 상의 조성물을 가압하여 조성물을 평탄화하는 성형 장치(평탄화 장치)에 사용된다. 평탄화 장치를 사용하는 경우에는, 플레이트 유사 몰드를 조성물에 접촉시키고, 조성물을 경화시키며, 조성물로부터 몰드를 분리하여 조성물을 평탄화한다. 또한, 평탄화된 조성물을 포함하는 기판 상에 패턴을 형성하여 패턴이 제공된 기판으로부터 물품을 제조한다.
예시적인 실시형태를 참고하여 개시내용을 설명하였지만, 개시내용은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (23)

  1. 검출 장치이며,
    제1 방향으로 주기를 갖는 1차원의 제1 회절 격자와 상기 제1 방향으로 상기 제1 회절 격자의 주기와는 상이한 주기를 갖는 1차원의 제2 회절 격자를 조명하도록 구성되는 조명 광학계와;
    상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자에 의해 회절된 광을 검출하도록 구성되는 검출 광학계를 포함하고,
    상기 조명 광학계는, 퓨필면에 제1 극과 광축에 대하여 상기 제1 극의 반대 측에 위치되는 제2 극을 형성하도록 구성되는 광학 부재를 포함하며,
    상기 조명 광학계는, 상기 제1 극으로부터의 광 및 상기 제2 극으로부터의 광이 상기 제1 방향으로부터 상기 제1 회절 격자 및 상기 제2 회절 격자에 사입사하게 하여 상기 제1 회절 격자 및 상기 제2 회절 격자를 조명하고, 상기 검출 광학계는 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자 중 하나에 의해 회절되고 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자 중 다른 하나에 의해 더 회절된 회절광을 검출하는, 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출 장치는, 검출된 상기 회절광에 기초하여 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자의 상기 제1 방향에서의 상대 위치를 결정하는, 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 극과 상기 제2 극은 상기 광축에 대하여 대칭인, 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 극과 상기 제2 극의 각각은 상기 제1 방향에서의 광 강도 분포의 피크를 포함하는, 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 검출 광학계는, 상기 제1 회절 격자 및 상기 제2 회절 격자에 의해 회절된 상기 회절광에 의해 발생하는 무아레 패턴을 검출하는, 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광학 부재는 개구 조리개인, 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 검출 광학계는, 상기 제1 회절 격자에 의해 제m1 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제n1 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제m2 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제n2 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제1 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴과, 상기 제1 회절 격자에 의해 제-m1 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제-n1 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제-m2 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제-n2 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제2 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴을 합성함으로써 획득되는 광 강도 분포를 검출하며, 여기서 m1, n1, m2, 및 n2는 정수이고, 제0 차 광에 대하여 일 측에서의 회절 차수의 부호는 정이며 다른 측에서의 부호는 부인, 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 검출 광학계는, 상기 제1 회절 격자에 의해 제1 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제0 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제0 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제1 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제1 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴과, 상기 제1 회절 격자에 의해 제-1 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제0 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제0 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제-1 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제2 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴을 합성함으로써 획득되는 광 강도 분포를 검출하는, 검출 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 검출 광학계는, 상기 제1 회절 격자에 의해 제2 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제-1 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제0 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제1 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제1 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴과, 상기 제1 회절 격자에 의해 제-2 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제1 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제0 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제-1 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제2 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴을 합성함으로써 획득되는 광 강도 분포를 검출하는, 검출 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 검출 광학계는, 상기 제1 회절 격자에 의해 제2 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제-1 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제1 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제0 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제1 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴과, 상기 제1 회절 격자에 의해 제-2 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제1 차로 회절된 회절광과 상기 제1 회절 격자에 의해 제-1 차로 회절되고 상기 제2 회절 격자에 의해 제0 차로 회절된 회절광 사이의 간섭에 기인하는 간섭 패턴으로서, 양측 회절광은 상기 제2 극으로부터의 조명에 의해 발생되는, 간섭 패턴을 합성함으로써 획득되는 광 강도 분포를 검출하는, 검출 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 회절 격자 또는 상기 제2 회절 격자는 세그먼트화된 부분을 포함하는, 검출 장치.
  12. 제1항에 있어서, 광학계의 퓨필면에 대하여, 상기 검출 광학계는, 상기 조명 광학계의 퓨필면 상에 형성된 상기 제1 극과 상기 제2 극의 각 위치보다 상기 광축에 더 가까운 위치에 있는 검출 개구를 포함하고,
    상기 검출 광학계는, 상기 검출 개구를 통해, 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자 중 하나에 의해 회절되고 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자 중 다른 하나에 의해 추가로 회절된 회절광을 검출하는, 검출 장치.
  13. 몰드를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 검출 장치와;
    상기 검출 장치에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 몰드와 상기 기판의 정렬을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 검출 장치의 검출 광학계는, 상기 몰드에 제공된 상기 제1 회절 격자에 의해 회절되고 상기 기판에 제공된 상기 제2 회절 격자에 의해 회절된 회절광을 검출하는, 임프린트 장치.
  14. 몰드를 기판 상의 조성물에 접촉시키고 상기 조성물을 경화시켜 상기 조성물을 평탄화하는 평탄화 장치이며,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 검출 장치와;
    상기 검출 장치에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 몰드와 상기 기판의 정렬을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 검출 장치의 검출 광학계는, 상기 몰드에 제공된 상기 제1 회절 격자에 의해 회절되고 상기 기판에 제공된 상기 제2 회절 격자에 의해 회절된 회절광을 검출하는, 평탄화 장치.
  15. 검출 방법이며,
    제1 방향으로 주기를 갖는 1차원의 제1 회절 격자와 상기 제1 방향으로 상기 제1 회절 격자의 주기와는 상이한 주기를 갖는 1차원의 제2 회절 격자를 조명 광학계를 사용하여 조명하는 단계와;
    상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자에 의해 회절된 회절광을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 회절 격자 및 상기 제2 회절 격자는, 상기 조명 광학계의 퓨필면에 형성된 제1 극으로부터의 광과 광축에 대해 상기 제1 극의 반대측인 제2 극으로부터의 광이 상기 제1 회절 격자 및 상기 제2 회절 격자에 사입사하게 함으로써 조명되며,
    상기 제1 극으로부터의 광과 상기 제2 극으로부터의 광에 의해 조명된 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자 중 하나의 회절 격자에 의해 회절되고 나머지 회절 격자에 의해 더 회절된 회절광이 검출되는, 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 극으로부터의 광의 파장과 상기 제2 극으로부터의 광의 파장은, 상기 제1 회절 격자로부터의 회절광의 강도와 상기 제2 회절 격자로부터의 회절광의 강도를 서로 동일하게 하도록 선택되는, 검출 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 회절 격자 또는 상기 제2 회절 격자는, 상기 제1 회절 격자로부터의 회절광의 강도와 상기 제2 회절 격자로부터의 회절광의 강도를 서로 동일하게 하도록 세그먼트화되는, 검출 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제1 회절 격자 또는 상기 제2 회절 격자의 듀티는, 상기 제1 회절 격자로부터의 회절광의 강도와 상기 제2 회절 격자로부터의 회절광의 강도를 서로 동일하게 하도록 조정되는, 검출 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 제1 회절 격자 또는 상기 제2 회절 격자의 주기는 상기 제1 회절 격자 또는 상기 제2 회절 격자로부터의 제m 차 회절광을 검출하도록 1/m으로 설정되며, m은 정수인, 검출 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 검출하는 단계에서, 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자 중 하나에 의해 회절되고 상기 제1 회절 격자와 상기 제2 회절 격자 중 다른 하나에 의해 더 회절된 회절광은, 검출 광학계의 검출 개구를 통해 검출되고,
    광학계의 퓨필면에 대하여, 상기 검출 광학계의 검출 개구는, 상기 조명 광학계의 퓨필면 상에 형성된 상기 제1 극과 상기 제2 극의 각 위치보다 상기 광축에 더 가까운 위치에 있는, 검출 방법.
  21. 물품 제조 방법이며,
    제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 검출 방법에 의해 검출된 회절광에 기초하여 몰드에 제공된 제1 회절 격자와 기판에 제공된 제2 회절 격자의 제1 방향에서의 상대 위치를 결정하는 단계와;
    결정된 상기 상대 위치에 기초하여 상기 몰드와 상기 기판을 정렬시키는 단계와;
    정렬된 상기 몰드를 정렬된 상기 기판 상의 조성물에 접촉시켜 상기 조성물을 경화시키는 단계와;
    경화된 상기 조성물을 포함하는 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
  22. 몰드를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    제1 방향으로 주기를 갖는 제1 1차원 회절 격자를 포함하도록 구성된 몰드와,
    상기 제1 방향으로 상기 제1 1차원 회절 격자의 주기와는 다른 주기를 갖는 제2 1차원 회절 격자를 포함하도록 구성된 기판과,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 검출 장치를 포함하고,
    상기 검출 장치의 검출 광학계는, 상기 몰드에 제공된 상기 제1 회절 격자에 의해 회절되고 상기 기판에 제공된 상기 제2 회절 격자에 의해 회절된 회절광을 검출하는, 임프린트 장치.
  23. 몰드를 기판 상의 조성물에 접촉시키고 상기 조성물을 경화시켜 상기 조성물을 평탄화하는 평탄화 장치이며,
    제1 방향으로 주기를 갖는 제1 1차원 회절 격자를 포함하도록 구성된 몰드와,
    상기 제1 방향으로 상기 제1 1차원 회절 격자의 주기와는 다른 주기를 갖는 제2 1차원 회절 격자를 포함하도록 구성된 기판과,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 검출 장치를 포함하고,
    상기 검출 장치의 검출 광학계는, 상기 몰드에 제공된 상기 제1 회절 격자에 의해 회절되고 상기 기판에 제공된 상기 제2 회절 격자에 의해 회절된 회절광을 검출하는, 평탄화 장치.
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