JP2022114354A - 検出装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度の安定性の向上の点で有利な検出装置を提供する。【解決手段】原版と基板との位置ずれを検出する検出装置は、前記原版に配置された第１回折格子と前記基板に配置された第２回折格子とを照明する照明光学系と、前記第１回折格子および前記第２回折格子で回折された回折光同士の干渉光を検出する検出光学系とを有し、前記照明光学系は、その瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行い、前記２つの極のそれぞれからの光であって前記基板に入射する光の偏光方向が直交性を有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、検出装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。

インプリント技術は、基板上に供給されたインプリント材を、型を用いて成形し、インプリント材を硬化させることにより、基板上にパターンを形成する技術である。インプリント技術において、インプリント材を硬化させる方法の１つとして光硬化法がある。光硬化法を用いたインプリント技術では、まず、基板の上のインプリント領域であるショット領域に、光硬化性のインプリント材が供給される。次に、ショット領域上のインプリント材に型のパターン部が接触し、パターン部の凹部にインプリント材が充填する。この状態でインプリント材に光が照射され、これによりインプリント材が硬化する。そして、硬化したインプリント材から型を引き離すことにより、インプリント材のパターンが基板上に形成される。

インプリント技術により回路パターン等の微細なパターンを基板上に形成する際には、基板と型との正確な位置合わせが必要とされる。基板と型との位置合わせは、型に形成されたマークと基板のショット領域ごとに形成されたマークとを検出することによって位置合わせを行う、いわゆるダイバイダイ方式により行われうる。

特許文献１には、型と基板にそれぞれ形成された位置合わせ用のマークを検出し、基板面におけるＸ方向およびＹ方向の位置を求める検出器を有するインプリント装置が開示されている。特許文献１では、照明光学系に含まれる回折光学素子を用いて、照明光をテンプレート側マークとウエハ側マークに照射し、アライメント計測用のモアレ縞を発生させている。

特開２０２０－１５４０６３号公報

特許文献１では、被検物の照射角度を限定した照明（二重極照明）が用いられている。この照明光により像面で起きている状況を簡単に説明する。図１は、２光束干渉の状況を簡易的に示したものである。光源００１からの光を２分岐させ、レンズ群００２を経て像面００３に結像する際、一般的に像面００３で２光束干渉が起きる。特許文献１の技術でもこの現象が起きる。具体的には、同一の光源から２分岐してできた二重極照明の極間の光の作用により、２光束干渉が像面であるウエハ面で起きる。２光束干渉により、ウエハ面で干渉縞（強度ムラ）が生じ、これが、本来計測したいモアレ縞に加わる。この干渉縞の影響で、アライメント計測の精度が低下しうる。

本発明は、例えば、検出精度の安定性の向上の点で有利な検出装置を提供する。

本発明の一側面によれば、原版と基板との位置ずれを検出する検出装置であって、前記原版に配置された第１回折格子と前記基板に配置された第２回折格子とを照明する照明光学系と、前記第１回折格子および前記第２回折格子で回折された回折光同士の干渉光を検出する検出光学系と、を有し、前記照明光学系は、その瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行い、前記２つの極のそれぞれからの光であって前記基板に入射する光の偏光方向が直交性を有する、ことを特徴とする検出装置が提供される。

本発明によれば、例えば、検出精度の安定性の向上の点で有利な検出装置を提供することができる。

２光束干渉を説明する図。 インプリント装置の構成を示す図。 第１実施形態における位置検出装置の構成を示す図。 二重極照明の偏光方向を例示する図。 第２実施形態における位置検出装置の構成を示す図。 極の重心が互いにずれている二重極照明の例を示す図。 第３実施形態における位置検出装置の構成を示す図。 第５実施形態における位置検出装置の構成を示す図。 光源部の構成例を示す図。 ２つの極の偏光方向の直交度のずれが性能低下に与える敏感度を示す特性例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

本発明の一側面は、原版と基板との位置ずれを検出する検出装置に関する。本発明に係る検出装置は、露光装置やインプリント装置等のリソグラフィ装置における原版と基板との位置合わせに適用されうるが、加工装置、検査装置、顕微鏡などの他の装置にも適用可能である。以下では、本発明に係る位置合わせ装置がリソグラフィ装置の一つであるインプリント装置に適用された例を説明する。

まず、実施形態に係るインプリント装置の概要について説明する。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を型と接触させ、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。

インプリント材としては、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、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。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りうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー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、インプリント材供給装置（不図示）により、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。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以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。

＜第１実施形態＞
図２は、実施形態における、原版と基板との位置ずれを検出する位置検出装置を含むインプリント装置１００の概略構成を示す図である。本明細書および図面においては、水平面をｘｙ平面とするｘｙｚ座標系において方向が示される。一般には、被露光基板である基板Ｗはその表面が水平面（ｘｙ平面）と平行になるように基板ステージ１６２の上に置かれる。よって以下では、基板Ｗの表面に沿う平面内で互いに直交する方向をｘ軸およびｙ軸とし、ｘ軸およびｙ軸に垂直な方向をｚ軸とする。また、以下では、ｘｙｚ座標系におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にそれぞれ平行な方向をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向といい、ｘ軸周りの回転方向、ｙ軸周りの回転方向、ｚ軸周りの回転方向をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向という。

一例において、インプリント装置１００は、ＵＶ光（紫外光）の照射によってインプリント材を硬化させるＵＶ光硬化型インプリント装置である。ただし、インプリント装置１００は、他の波長域の光の照射によってインプリント材を硬化させるインプリント装置であってもよいし、他のエネルギー（例えば、熱）によってインプリント材を硬化させるインプリント装置であってもよい。

インプリント装置１００は、インプリント処理を繰り返すことによって基板Ｗ（ウエハ）上の複数のショット領域にパターンを形成するように構成されている。ここでインプリント処理は、型Ｍのパターン部をインプリント材Ｒに接触させた状態でインプリント材Ｒを硬化させることによって、基板Ｗ上の１つのショット領域にパターンを形成する処理である。

インプリント装置１００は、硬化ユニット１２０（１２１～１２３の部品で構成されている。）と、型操作機構１３０（１３１～１３３の部品で構成されている。）と、型形状補正機構１４０と、基板駆動部１６０（１６１～１６２の部品で構成されている。）と、位置検出装置１７０（１７９も含む）と、供給部１９０と、観察スコープ１９１と、制御部１８０とを含みうる。また、図示は省略されているが、インプリント装置１００は、型操作機構１３０を支持するブリッジ定盤、基板駆動部１６０を支持するベース定盤なども有する。

硬化ユニット１２０は、型Ｍを介して、基板Ｗ上のインプリント材Ｒに紫外光を照射してインプリント材Ｒを硬化させる。インプリント材Ｒは、紫外光硬化性樹脂でありうる。硬化ユニット１２０は、例えば、光源部１２１と、光学系１２２と、ハーフミラー１２３とを含みうる。光源部１２１は、例えば、紫外光（例えば、ｉ線、ｇ線）を発生する水銀ランプなどの光源と、該光源が発生した光を集光する楕円鏡とを含みうる。光学系１２２は、インプリント材Ｒを硬化させるための光をショット領域内のインプリント材に照射するためのレンズ、アパーチャなどから構成されており、これらの光学系を経た光は、ハーフミラー１２３により、インプリント材Ｒに照射される。アパーチャは、画角制御や外周遮光制御に使用される。画角制御によって、目標とするショット領域のみを照明することができ、外周遮光制御によって、紫外光が基板のショット領域を超えて照射されることを制限することができる。光学系１２２は、型Ｍを均一に照明するためにオプティカルインテグレータを含んでもよい。アパーチャによって範囲が規定された光は、光学系１２２と型Ｍを介して基板上のインプリント材Ｒに入射する。型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る。型Ｍの材質は、紫外線を透過させることが可能な石英などである。

型操作機構１３０は、例えば、型Ｍを保持する型チャック１３１と、型チャック１３１を駆動することによって型Ｍを駆動する型駆動機構１３２と、型駆動機構１３２を支持する型ベース１３３とを含みうる。型駆動機構１３２は、型Ｍの位置を６軸に関して制御する位置決め機構と、型Ｍを基板Ｗの上のインプリント材Ｒに接触させ、硬化したインプリント材Ｒから型Ｍを分離する機構とを含む。ここで、６軸は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向である。

型形状補正機構１４０は、型チャック１３１に搭載されうる。型形状補正機構１４０は、例えば、空気や油等の流体で作動するシリンダを用いて型を外周方向から加圧することによって型Ｍの形状を補正することができる。あるいは、型形状補正機構１４０は、型Ｍの温度を制御する温度制御部を含み、型Ｍの温度を制御することによって型Ｍの形状を補正することができる。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。型形状補正機構１４０は、このような基板Ｗの変形に応じて、型Ｍのパターンと基板Ｗ上の既存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型Ｍの形状を補正する。

基板駆動部１６０は、基板チャック１６１と、基板ステージ１６２と、基準マーク台１９１と、不図示のステージ駆動機構を含みうる。基板チャック１６１は、基板Ｗを吸着保持する。基板ステージ１６２は、基板チャック１６１を支持し、基板チャック１６１を駆動することによって基板Ｗを移動させる。基準マーク台１９１の上には、基準マーク１９２が配置されている。ステージ駆動機構は、基板ステージ１６２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。

位置検出装置１７０（検出装置）は、型Ｍと基板Ｗ上のショット領域との相対位置（位置ずれ）を検出する。その手法は、型Ｍに形成されているアライメントマーク１８２と、基板Ｗ上に形成されているアライメントマーク１８３を照明し、２つのマークで回折した光により形成される干渉縞（モアレ縞ともいう。）の像を検出し、制御部１８０は、その検出された像に基づいて、相対位置を計測する。

供給部１９０は、基板Ｗの上にインプリント材を供給する。供給部１９０は、インプリント材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を基板に対して吐出するノズルと、該供給路に設けられたバルブと、供給量制御部とを有しうる。

観察スコープ１９１は、ショット領域を観察するためのスコープであり、ショット領域を撮像する撮像素子を有する。観察スコープ１９１は、型Ｍとインプリント材Ｒとの接触の状態や、型Ｍのパターンの凹凸部へのインプリント材Ｒの充填の進み具合の確認のために使用される。

インプリント装置１００によるインプリント処理について説明する。制御部１８０は、不図示の基板搬送装置によって基板Ｗを基板チャック１６１上に搬送させ、この基板Ｗを基板チャック１６１上に固定させる。続いて、制御部１８０は、基板ステージ１６２を供給部１９０によるインプリント材の供給位置へ移動させる。供給部１９０は、基板Ｗの所定のショット領域（インプリント領域）にインプリント材Ｒを供給する（供給工程）。次に、制御部１８０は、ショット領域が型Ｍの直下に位置するように、基板ステージ１６２を移動させる。

次に、制御部１８０は、型駆動機構１３２を駆動させ、基板Ｗ上のインプリント材Ｒに型Ｍを接触させる（接触工程）。インプリント材Ｒは、型Ｍが接触するより、型Ｍのパターン面に沿って流動（充填）する。また、型Ｍとインプリント材Ｒとが接触した状態で、位置検出装置１７０は、型Ｍに配置されたアライメントマーク１８２及び基板Ｗ上に配置されたアライメントマーク１８３からの回折光を検出する。制御部１８０は、その検出結果に基づいて基板ステージ１６２の駆動による型Ｍと基板Ｗとの位置合わせ、及び型Ｍの補正機構による補正などを実施する。こうして、インプリント材Ｒの型Ｍのパターン面への流動（充填）と、型Ｍと基板Ｗとの位置合わせ及び型Ｍの補正等が十分になされる。その後、硬化ユニット１２０は型Ｍの背面（上面）から紫外線を照射し、型Ｍを透過した紫外線によりインプリント材Ｒを硬化させる（硬化工程）。続いて、制御部１８０は、型駆動機構１３２を再駆動させ、硬化したインプリント材から型Ｍを引き離す（離型工程）。これにより、基板Ｗ上のインプリント材Ｒに型Ｍの凹凸パターンが転写される。

図３（ａ）は、第１実施形態における位置検出装置１７０の構成を示す要部斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の位置検出装置１７０のｙｚ断面図である。光学系の説明を容易にするため、図３（ａ）には単一方向（例えばｘ方向）の計測を行う光学系のみが示されている。また、図２では、位置検出装置１７０を出た光はミラー１７９で方向を変えた後、アライメントマーク１８２、１８３を照明しているが、図３（ａ）および図３（ｂ）では、図示方法を容易にするためミラー１７９が省略されている。

位置検出装置１７０は、型Ｍに配置されたアライメントマーク１８２（第１マーク）と基板Ｗに配置されたアライメントマーク１８３（第２マーク）とを照明する照明光学系ＩＬを有する。また、位置検出装置１７０は、照明光学系ＩＬによって照明された第１マークおよび第２マークで回折された回折光同士の干渉光を検出する検出光学系ＤＬを有する。照明光学系ＩＬは、その瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行うように構成される。例えば、照明光学系ＩＬは、回折光学素子１７１と、レンズ１７３と、二重極照明を実現するための絞り１７４と、２つの偏光素子１８５と、ビームスプリッター１７５とを含みうる。検出光学系ＤＬは、レンズ１７６と、ビームスプリッター１７５と、レンズ１７７と、光電変換素子１７８とを含みうる。

光源部２００からの光は、回折光学素子１７１を照明する。回折光学素子１７１で発生した回折光は、レンズ１７３、絞り１７４、２つの偏光素子１８５、ビームスプリッター１７５、レンズ１７６を経て、型Ｍ上のアライメントマーク１８２と基板Ｗ上のアライメントマーク１８３とを二重極照明する。２つの偏光素子１８５は、基板に入射する２つの極のそれぞれからの光の偏光方向が直交性を有するように配置される。絞り１７４は、照明光学系ＩＬの瞳面またはその近傍に配置され、２つの偏光素子１８５は、瞳面に対して光源側に配置することが好ましい。

アライメントマーク１８２（第１回折格子）およびアライメントマーク１８３（第２回折格子）は、互いに計測方向のピッチが異なる回折格子により構成されている。また、基板Ｗ上のアライメントマーク１８３は、ｙ方向の格子ピッチとｘ方向の格子ピッチとを有するチェッカーボード状の格子パターンによって構成されている。２つのマークを回折した光により、計測方向であるｘ方向に干渉縞（モアレ縞）が発生する。ここで、型Ｍと基板Ｗの相対位置がｘ方向に変動すると、その変動に応じて干渉縞の位相が変化する。干渉縞は、レンズ１７６、ビームスプリッター１７５、およびレンズ１７７で構成される結像光学系により、光電変換素子１７８の受光面に結像され、その画像情報は制御部１８０に送られる。制御部１８０は、干渉縞の画像情報に基づいて、型Ｍと基板Ｗの相対位置（ずれ量）を算出し、その算出結果に基づいて型駆動機構１３２と基板ステージ１６２を駆動することにより、型Ｍと基板Ｗのアライメント調整を行う。

以上のように、本実施形態では、位置検出装置１７０における照明光学系ＩＬは、その瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行うように構成され、２つの極のそれぞれからの光であって基板に入射する光の偏光方向が直交性を有する。２つの偏光素子１８５により、２光束の偏光方向は基板面１８４で直交し、２光束干渉による干渉縞が低減する。そのため、アライメント計測精度の安定性を向上させることができる。本実施形態では、２つの偏光素子１８５は、瞳面に対して光源側に配置されているが、２つの偏光素子１８５の配置位置は、基板面で偏光方向が直交するのであれば、これに限定されない。例えば、二重極照明を実現するための絞り１７４に対して像面側に２つの偏光素子１８５が配置されてもよい。また、本実施形態では、回折光学素子を照明する光学系となっているが、２光束干渉が起きる光学系であれば、必ずしも回折光学素子を使用する必要はない。

図１０には、基板に入射する２つの極のそれぞれからの光の偏光方向の直交度のずれが性能低下に与える敏感度を示す特性の例が示されている。図１０のグラフにおいて、横軸は直交度のずれを示し、縦軸は性能指標である信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を示す。この特性図に示された直交度のずれ範囲においては、直交度のずれとＳＮＲはほぼ比例の関係にある。図示の特性例によれば、ＳＮＲの低下を例えば２％以下にするためには、直交度を約１度以下にする必要があることがわかる。直交度の許容範囲は、このような特性に基づき、所望されるアライメント要求精度に応じて決定されうる。

なお、単に２光束干渉を低減することだけが目的であれば、二重極照明でなく、単極照明を使用する方法も考えられる。ただしこの場合は、気圧の変化等の装置環境の変化で、デフォーカスが変わる。デフォーカスが変わると照明の非対称性によって、像がシフトしてしまうことで性能が低下する場合がある。

（第１実施例）
第１実施例において、二重極照明によって基板に入射する２つの極のそれぞれからの光の偏光方向は、Ｐ偏光とＳ偏光の組み合わせでありうる。例えば、２つの偏光素子１８５のうちの一方は、Ｐ偏光になるように配置された直線偏光の偏光板であり、他方は、Ｓ偏光になるように配置された直線偏光の偏光板でありうる。この場合の二重極照明をｚ方向に見たときの偏光方向の例を、図４（ａ）に示す。図示のように、Ｐ偏光およびＳ偏光の偏光方向は、アライメントマークを構成する格子の並び方向であるｘ方向、ｙ方向に合わせることが好ましい。

（第２実施例）
第２実施例において、二重極照明によって基板に入射する２つの極のそれぞれからの光の偏光方向は、＋４５度偏光と－４５度偏光の組み合わせでありうる。例えば、２つの偏光素子１８５のうちの一方は、＋４５度偏光になるように配置された直線偏光の偏光板であり、他方は、－４５度偏光になるように配置された直線偏光の偏光板でありうる。この場合の二重極照明をｚ方向に見たときの偏光方向の例を、図４（ｂ）に示す。

（第３実施例）
第３実施例において、二重極照明によって基板に入射する２つの極のそれぞれからの光の偏光方向は、左回り円偏光と右回り円偏光の組み合わせでありうる。例えば、２つの偏光素子１８５のうちの一方は、左回り円偏光になるように配置された円偏光の偏光素子であり、他方は、右回り円偏光になるように配置された円偏光の偏光素子でありうる。一例において、２つの偏光素子１８５は、偏光板と、λ／４波長板との組み合わせでありうる。この場合の二重極照明をｚ方向に見たときの偏光方向の例を、図４（ｃ）に示す。

＜第２実施形態＞
図５（ａ）は、第２実施形態における位置検出装置１７０の構成を示す要部斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の位置検出装置１７０のｙｚ断面図である。光学系の説明を容易にするため、図５（ａ）には単一方向（例えばｘ方向）の計測を行う光学系のみが示されている。また、図２では、位置検出装置１７０を出た光はミラー１７９で方向を変えた後、アライメントマーク１８２、１８３を照明しているが、図５（ａ）および図５（ｂ）では、図示方法を容易にするためミラー１７９が省略されている。

第１実施形態に係る図３（ａ）および図３（ｂ）との違いは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した位置検出装置１７０は、２つの偏光素子１８５を有していない点と、絞り１７４の代わりに絞り１８６を有している点である。絞り１８６は、照明形状を変更するための絞りであり、照明光学系ＩＬの瞳面またはその近傍に配置される。図３（ａ）および図３（ｂ）に示した構成により、照明光学系ＩＬは、その瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行う。

図９には、光源部２００の構成例が示されている。図９において、レーザ光源２１０からの光は、ファイバ２２０により導光される。ファイバ２２０の出射端２２１から出た光は、レンズ２３０を介して回折光学素子１７１を照明する。

図６（ａ）には、本実施形態における二重極照明をｚ方向に見たときの２つの極の一例が示されている。図６（ａ）において、瞳面にある絞り１８６は、黒丸で示される２つの光透過部１８９を有する。また、図６（ａ）には、ファイバ２２０の出射端２２１がケーラー照明され、出射端２２１の像１８８が瞳面に形成されているようすが示されている。ファイバ２２０は、複数の素線を束ねたバンドルとして構成されており、白丸は、ファイバ２２０の素線の像を示している。ここで、二重極照明を構成する２つの極の重心が互いにずれている。また、それぞれの極を透過する光は、ファイバ２２０を構成する複数の素線のうちの同じ素線を透過していない。この構成により、２光束干渉による干渉縞が低減しうる。そのため、アライメント計測精度の安定性を向上させることができる。なお、図６（ａ）では、２つの極の重心がｘ軸上において互いにずれているが、図６（ｂ）に示すように、２つの極の重心はｘ軸上において互いにずれている必要はない。

＜第３実施形態＞
図７（ａ）は、第３実施形態における位置検出装置１７０の構成を示す要部斜視図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の位置検出装置１７０のｙｚ断面図である。光学系の説明を容易にするため、図７（ａ）には単一方向（例えばｘ方向）の計測を行う光学系のみが示されている。また、図２では、位置検出装置１７０を出た光はミラー１７９で方向を変えた後、アライメントマーク１８２、１８３を照明しているが、図７（ａ）および図７（ｂ）では、図示方法を容易にするためミラー１７９が省略されている。

第１実施形態に係る図３（ａ）および図３（ｂ）との違いは、図７（ａ）および図７（ｂ）に示した位置検出装置１７０は、２つの偏光素子１８５を有していない点である。

本実施形態では、像面である基板面１８４の位置を、設計値であるベストフォーカス位置に対してｚ方向にあえてデフォーカスさせる。位置検出装置１７０は、基板の面位置をデフォーカスさせた状態で照明光学系ＩＬによる照明および検出光学系ＤＬによる検出を行う。これにより、ベストフォーカスのときよりも２光束干渉による干渉縞が低減する。そのため、アライメント計測精度の安定性を向上させることができる。

＜第４実施形態＞
上述の第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態の構成を適宜組み合わせた構成とすることも可能である。これにより、アライメント計測の精度の低下を抑えることが可能である。

＜第５実施形態＞
上述の第１実施形態から第４実施形態では、説明のため、単一方向の計測を行う光学系のみを示したが、位置検出装置は、Ｘ方向とＹ方向の位置の計測を同時に行う構成を備えることが可能である。

図８（ａ）には、第１実施形態における第１実施例の偏光素子を、Ｘ方向とＹ方向の同時計測に適用した場合の構成例が示されている。図中の瞳面１８７は、図３（ａ）のレンズ１７３、絞り１７４、レンズ１７６、偏光素子１８５を簡略化して示したものである。

回折光学素子１７１は、基板面１８４の第１部分Ａを照明する照明光を形成する第１領域Ａ’と、基板面１８４の第１部分Ａとは異なる第２部分Ｂを照明する照明光を形成する第２領域Ｂ’とを含む。回折光学素子１７１の第１領域Ａ’は、回折光学素子１７１の面でＸ方向に光を回折する。Ｘ方向に回折された光は、瞳面１８７にある偏光素子１８５を通る。Ｘ方向に並んだ２つの極には、Ｘ方向の偏光方向の光が通り、基板面１８４の第１部分Ａが照明される。基板面１８４の第１部分Ａの干渉縞を評価することで、Ｙ方向の型Ｍと基板Ｗの相対位置ずれ量を算出することができる。

同様に、回折光学素子１７１の第２領域Ｂ’は、回折光学素子１７１の面でＹ方向に光を回折する。Ｙ方向に回折された光は、瞳面１８７にある偏光素子１８５を通る。Ｙ方向に並んだ２つの極には、Ｙ方向の偏光方向の光が通り、基板面１８４の第２部分Ｂが照明される。基板面１８４の第２部分Ｂの干渉縞を評価することで、Ｘ方向の型Ｍと基板Ｗの相対位置ずれ量を算出することができる。

以上のようにして、Ｘ方向（第１方向）の位置ずれの計測と、Ｙ方向（第１方向と交差する第２方向）の位置ずれの計測とを同時に行うことが可能である。他の実施形態についても、同様にしてＸ方向の位置ずれとＹ方向の位置ずれの計測を同時に行うことができる。

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態における物品製造方法は、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。本実施形態の物品製造方法は、上記のリソグラフィ装置（露光装置やインプリント装置、描画装置など）を用いて基板に原版のパターンを転写する工程と、かかる工程でパターンが転写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。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００：インプリント装置、１２０：硬化ユニット、１３０：型操作機構、１６０：基板駆動部、１７０：位置検出装置、１８０：制御部、Ｗ：基板、Ｒ：インプリント材、Ｍ：型

Claims (11)

1. 原版と基板との位置ずれを検出する検出装置であって、
   前記原版に配置された第１回折格子と前記基板に配置された第２回折格子とを照明する照明光学系と、
   前記第１回折格子および前記第２回折格子で回折された回折光同士の干渉光を検出する検出光学系と、
   を有し、
   前記照明光学系は、その瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行い、前記２つの極のそれぞれからの光であって前記基板に入射する光の偏光方向が直交性を有する、ことを特徴とする検出装置。
2. 前記２つの極のそれぞれからの光の偏光方向は、Ｐ偏光とＳ偏光の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
3. 前記２つの極のそれぞれの光の偏光方向は、＋４５度偏光と－４５度偏光の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
4. 前記２つの極のそれぞれの光の偏光方向は、左回り円偏光と右回り円偏光の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
5. 原版と基板との位置ずれを検出する検出装置であって、
   前記原版に配置された第１回折格子と前記基板に配置された第２回折格子とを照明する照明光学系と、
   前記第１回折格子および前記第２回折格子で回折された回折光同士の干渉光を検出する検出光学系と、
   を有し、
   前記照明光学系は、それぞれが光源からの光を導光する複数の素線を含むファイバを有し、前記ファイバの出射端の像が前記照明光学系の瞳面に形成されるように構成されており、かつ、
   前記照明光学系は、前記瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行い、前記２つの極の重心が互いにずれており、前記２つの極のそれぞれを透過する光は、前記複数の素線のうちの同じ素線を透過しない、
   ことを特徴とする検出装置。
6. 原版と基板との位置ずれを検出する検出装置であって、
   前記原版に配置された第１回折格子と前記基板に配置された第２回折格子とを照明する照明光学系と、
   前記第１回折格子および前記第２回折格子で回折された回折光同士の干渉光を検出する検出光学系と、
   を有し、
   前記照明光学系は、その瞳面において２つの極を有する光による二重極照明を行い、
   前記基板の面位置をデフォーカスさせた状態で前記照明光学系による照明および前記検出光学系による検出を行う、ことを特徴とする検出装置。
7. 第１方向の位置ずれの計測と前記第１方向と交差する第２方向の位置ずれの計測とを同時に行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の検出装置。
8. 前記照明光学系は、前記基板の第１部分を照明する照明光を形成する第１領域と、前記基板の前記第１部分とは異なる第２部分を照明する照明光を形成する第２領域とを含む光学素子を有する、ことを特徴とする請求項７に記載の検出装置。
9. 前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする請求項８に記載の検出装置。
10. 原版を用いて基板の上にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    前記原版と前記基板との位置ずれを検出する請求項１から９のいずれか１項に記載の検出装置と、
    前記検出装置による検出結果に基づいて、前記基板の位置を制御する制御部と、
    を含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
11. 請求項１０に記載のリソグラフィ装置を用いて基板の上にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程でパターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、を含み、
    前記加工工程で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製造方法。

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