JP2017199725A5 - - Google Patents

Description

また、本実施形態にかかる照明光学系の瞳面における光強度分布、及び、検出光学系の検出ＮＡを決める位置は、必ずしもプリズム２４の位置でなくてもよい。例えば、図３に示すように、検出光学系２１と照明光学系２２はそれぞれ個別の開口絞り２７および２８を有してもよい。この構成では、開口絞り２８の開口形状により検出光学系の検出ＮＡが決まり、開口絞り２７の開口形状により照明光学系の瞳面における光強度分布が決まる。また、プリズム２４にはその貼り合せ面に半透膜を有するハーフプリズム等が用いられる。

図５は、計測装置３の照明光学系２２の瞳面における光強度分布（ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＩＬ４）と、検出光学系２１の瞳面における検出開口ＮＡｏとの関係を示す図である。図５では、照明光学系２２の瞳面（開口絞り２７）と、検出光学系２１の瞳面の開口（開口絞り２８）とを重ね合わせて表示している。本実施形態では、照明光学系２２の瞳面における光強度分布は、円形状の光強度分布である第１極ＩＬ１と、第２極ＩＬ２と、第３極ＩＬ３と、第４極ＩＬ４とを含む。各極は、各極内において光強度のピークを有する。照明光学系２２は、これらの極で、マーク１０やマーク１１の回折格子の周期方向（第１方向）に対して垂直な方向から斜入射する光と、かかる周期方向に平行な方向から斜入射する光とによって、マーク１０やマーク１１を照明する。上述したように、開口絞り２７を照明光学系２２の瞳面に配置することで、１つの光源２３から複数の極、即ち、第１極ＩＬ１乃至第４極ＩＬ４を形成することができる。このように、１つの光源の光から複数の極（ピーク）を有する光強度分布を形成する場合には、計測装置３を簡略化又は小型化することができる。

図６を参照して、回折格子マークからの回折光によるモアレの発生の原理、及び、かかるモアレを用いたマーク間（モールド７と基板８）の相対位置の計測、について説明する。図６（ａ）に、マーク１０に相当する、モールド７に設けられる回折格子４１を示す。図６（ｂ）に、マーク１１に相当する、基板８に設けられる回折格子４２を示す。回折格子４１と回折格子４２とは、周期パターン（格子）の周期が僅かに異なっている。格子の周期が互いに異なる２つの回折格子を近づけて重ねると、２つの回折格子からの回折光同士の干渉によって、回折格子間の周期差を反映した周期を有するパターン、所謂、モアレが現れる。この際、回折格子同士の相対位置によってモアレの位相が変化するため、モアレを検出することで回折格子４１と回折格子４２との相対位置、即ち、モールド７と基板８との相対位置を求めることができる。

なお、図１０に示すように、マークの種類によってマークからの光量の波長特性が異なる。したがって、各マークに適した波長の光で照明又検出を行うとよいことが分かる。モアレ縞に関しては、波長７２０ｎｍや７８０ｎｍで光量が大きい。そのため、モアレ縞を生成する回折格子５１ａ―２及び５２ａ―２については、光量が大きい波長７２０〜７８０ｎｍ付近の光を検出するとよい。波長７２０〜７８０ｎｍ付近のみ光を回折格子５１ａ―２及び５２ａ―２を照明してもよいし、より広い帯域の波長で照明して回折格子５１ａ―２及び５２ａ―２からの波長７２０〜７８０ｎｍ付近のみ光を検出してもよい。また、モールド側マーク５１ａ―１に着目すると、波長５４０ｎｍから波長７８０ｎｍになるにしたがって光量が小さくなっている。基板側マーク５２ａ―１は、波長５４０ｎｍ付近で光量が小さく、波長７２０ｎｍ付近で光量が最大になっている。そのため、モールド側マーク５１ａ―１と基板側マーク５２ａ―１に関しては、両者を同等の光量で検出するために、７２０〜７８０ｎｍより小さい、６００〜６６０ｎｍの波長の光を検出するとよい。波長６００〜６６０ｎｍのみ光をモールド側マーク５１ａ―１及び基板側マーク５２ａ―１を照明してもよいし、より広い帯域の波長で照明してモールド側マーク５１ａ―１及び基板側マーク５２ａ―１からの波長６００〜６６０ｎｍのみ光を検出してもよい。

例えば、複数の光源３０ａ〜３０ｄのうち、波長７２０ｎｍの光を射出する光源又は波長７８０ｎｍの光を射出する光源のみの出力をＯＮにして、回折格子５１ａ―２及び５２ａ―２を照明し、回折格子５１ａ―２及び５２ａ―２からのモアレ縞を撮像素子２５で検出する。そして、回折格子５１ａ―２と回折格子５２ａ―２（基板と型）の相対位置を求める。複数の光源３０ａ〜３０ｄのうち、波長６００〜６６０ｎｍの光を射出する光源のみの出力をＯＮにして、モールド側マーク５１ａ―１と基板側マーク５２ａ―１を照明して、モールド側マーク５１ａ―１と基板側マーク５２ａ―１からの光を撮像素子２５で検出する。そして、モールド側マーク５１ａ―１と基板側マーク５２ａ―１の相対位置を求める。なお、各マークの照明は同時でもよいし、時間を変えて交互に照明してもよい。また、同時に照明する場合は、各マークからの光を同時に検出してもよいし、時間を変えて交互に検出してもよい。また、照明部側の光量調整に限らず、より広い帯域の波長の照明光を用いて各マークを照明し、検出部側のＮＤフィルタを用いて撮像素子２５によって検出される波長の光量を調整してもよい。

図１４（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１４（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を透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１４（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。

Claims (15)

1. 第１部材に設けられたアライメントマークと第２部材に設けられたアライメントマークとの相対位置を計測する計測装置であって、
   第１波長の照明光と前記第１波長とは異なる第２波長の照明光とを含む光を射出することが可能であって、前記第１部材に設けられた第１アライメントマークと前記第２部材に設けられた第２アライメントマークとを照明し、前記第１部材に設けられ、前記第１アライメントマークとは異なる第３アライメントマークと、前記第２部材に設けられ、前記第２アライメントマークとは異なる第４アライメントマークとを照明する照明部と、
   前記照明部によって照明された、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光、を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光に基づいて前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとの相対位置を求め、前記検出部によって検出された前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光に基づいて前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークとの相対位置を求める処理部と、
   前記検出部によって検出される前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光の検出光量と、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光の検出光量と、の相対値が所定の範囲内に収まるように、前記第１波長の光量と前記第２波長の光量の相対量を調整する調整部と、を有することを特徴とする計測装置。
2. 前記調整部は、前記第１波長の照明光を出す第１光源と、前記第２波長の照明光を出す第２光源と、の出力エネルギーを変更する変更部を有し、
   前記調整部は、前記第１光源から射出される前記第１波長の光量と、前記第２光源から射出される前記第２波長の光量と、の相対量を調整するように前記変更部を制御することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記調整部は、前記検出部によって検出される前記第３アライメントマークからの光の検出光量と前記第４アライメントマークからの光の検出光量との相対値が所定の範囲内に収まるように、前記第１波長の光量と前記第２波長の光量の相対量を調整する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
4. 前記検出部は、アライメントマークの画像を取得する１つの撮像素子を有し、
   前記１つ撮像素子の撮像面で、前記第１アライメントマーク、前記第２アライメントマーク、前記第３アライメントマーク及び前記第４アライメントマークによる画像を取得する、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の計測装置。
5. 前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光を前記検出部によって検出することにより得られる前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとの相対位置の計測精度は、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光を前記検出部によって検出することにより得られる前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークとの相対位置の計測精度より高い、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の計測装置。
6. 前記第１アライメントマークは、第１方向と、前記第１方向と異なる第２方向にそれぞれ周期をもつ第１回折格子であり、前記第２アライメントマークは、前記第１回折格子の前記第２方向の周期と異なる周期を前記第２方向にもつ第２回折格子である、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の計測装置。
7. 前記検出部は、アライメントマークの画像を取得する撮像素子を有し、
   前記撮像素子は、前記第１回折格子と前記第２回折格子によるモアレ縞の画像と、前記第３アライメントマークの画像と、前記第４アライメントマークの画像とを取得する、ことを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
8. 前記調整部は、前記検出部により検出される前記第１回折格子及び前記第２回折格子の端からの光の検出光量が、前記第１回折格子及び前記第２回折格子の中央部からの光の検出光量の倍より小さくなるように、前記第１波長の光量と前記第２波長の光量の相対量を調整する、ことを特徴とする請求項７に記載の計測装置。
9. 前記検出部によって検出される前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光の検出光量と、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光の検出光量と、の相対値が所定の範囲内に収まるように、前記第１波長の照明光の目標光量と前記第２波長の照明光の目標光量を決定する制御部を有し、
   前記調整部は、該決定された目標光量となるように前記第１波長の照明光の光量と前記第２波長の照明光の光量を調整することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の計測装置。
10. 前記調整部は、前記検出部によって検出される前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光の検出光量と、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光の検出光量と、が、前記検出部が検出できる最大光量の４０％以上となるように、前記第１波長の光量と前記第２波長の光量の相対量を調整する、ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の計測装置。
11. 第１部材に設けられたアライメントマークと第２部材に設けられたアライメントマークとの相対位置を計測する計測装置であって、
    第１波長の照明光と前記第１波長より短い第２波長の照明光とを射出することが可能であって、前記第１部材に設けられた、第１方向と、前記第１方向と異なる第２方向にそれぞれ周期をもつ第１回折格子と前記第２部材に設けられた、前記第１回折格子の前記第２方向の周期と異なる周期を前記第２方向にもつ第２回折格子とを照明し、前記第１部材に設けられ、前記第１回折格子とは異なる第３アライメントマークと、前記第２部材に設けられ、前記第２回折格子とは異なる第４アライメントマークとを照明する照明部と、
    前記照明部によって照明された、前記第１回折格子と前記第２回折格子からの前記第１波長の光、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの前記第２波長の光、を検出する検出部と、
    前記検出部によって検出された前記第１回折格子と前記第２回折格子からの前記第１波長の光に基づいて前記第１回折格子と前記第２回折格子との相対位置を求め、前記検出部によって検出された前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの前記第２波長の光に基づいて前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークとの相対位置を求める処理部と、を有することを特徴とする計測装置。
12. 基板上のインプリント材に型を用いてパターンを形成するインプリント装置において、前記基板に設けられたアライメントマークと前記型に設けられたアライメントマークとの相対位置を計測する、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の計測装置と、
    前記計測装置によって計測された前記相対位置に基づいて前記基板と前記型との位置合わせを行う位置合わせ部と、
    前記位置合わせ部により前記基板と前記型との位置合わせを行って、前記基板上のインプリント材に前記型を用いてパターンを形成することを特徴とするインプリント装置。
13. 請求項１２に記載のインプリント装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された基板を処理する工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。
14. 第１波長の照明光と前記第１波長とは異なる第２波長の照明光とを含む照明光を用いて第１部材に設けられたアライメントマークと第２部材に設けられたアライメントマークとの相対位置を計測する計測工程における、前記第１波長の照明光の光量と前記第２波長の照明光の光量を決定する決定方法であって、
    前記計測工程は、
    前記第１波長の照明光と前記第２波長の照明光とを含む照明光を用いて、前記第１部材に設けられた第１アライメントマークと前記第２部材に設けられた第２アライメントマークとを照明し、前記第１部材に設けられ、前記第１アライメントマークとは異なる第３アライメントマークと、前記第２部材に設けられ、前記第２アライメントマークとは異なる第４アライメントマークとを照明する照明工程と、
    前記照明光で照明された、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光、をセンサで検出する検出工程と、
    前記検出工程で検出された前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光に基づいて前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとの相対位置を求め、前記検出工程で検出された前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光に基づいて前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークとの相対位置を求める工程と、を有し、
    前記決定方法は、
    前記センサで検出される、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの光の検出光量、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの光の検出光量との相対値が所定の範囲内に収まるように、前記第１波長の光量と前記第２波長の光量を決定する決定工程と、
    を含むことを特徴とする決定方法。
15. 第１波長の照明光と前記第１波長とは異なる第２波長の照明光とを含む照明光を用いて第１部材に設けられたアライメントマークと第２部材に設けられたアライメントマークとの相対位置を計測する計測工程における、前記第１波長の照明光の光量と前記第２波長の照明光の光量を調整する調整方法であって、
    前記第１波長の照明光を用いて、前記第１部材に設けられた第１アライメントマークと前記第２部材に設けられた第２アライメントマークとを照明し、前記第１部材に設けられ、前記第１アライメントマークとは異なる第３アライメントマークと、前記第２部材に設けられ、前記第２アライメントマークとは異なる第４アライメントマークとを照明する第１照明工程と、
    前記第１波長の照明光で照明された、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの前記第１波長の光、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの前記第１波長の光、をセンサで検出する第１検出工程と、
    前記第２波長の照明光を用いて、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとを照明し、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークとを照明する第２照明工程と、
    前記第２波長の照明光で照明された、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの前記第２波長の光、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの前記第２波長の光、をセンサで検出する第２検出工程と、
    前記第１検出工程で検出された、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの前記第１波長の光の検出光量、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの前記第１波長の光の検出光量と、
    前記第２検出工程で検出された、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの前記第２波長の光の検出光量、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの前記第２波長の光の検出光量と、に基づいて、
    前記センサで検出される、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークからの前記第１波長及び前記第２波長の光の検出光量、及び、前記第３アライメントマークと前記第４アライメントマークからの前記第１波長及び前記第２波長の光の検出光量との相対値が所定の範囲内に収まるように、前記第１波長の光量と前記第２波長の光量を調整する調整工程と、
    を含むことを特徴とする調整方法。