JP7057094B2 - 位置検出装置、インプリント装置および、物品製造方法 - Google Patents

Description

位置検出装置、インプリント装置および、物品製造方法に関する。

半導体デバイス、液晶表示素子等を製造する装置として、露光装置やインプリント装置などのリソグラフィ装置がある。リソグラフィ装置により微細なパターンを基板に形成するためには、パターンを有する型（モールド）あるいはマスクとパターンが形成される基板との位置合わせの精度が重要となる。

例えば、インプリント装置の場合、型に形成された型側マークとパターンが形成されるショット領域ごとに基板に形成された基板側マークとをショット領域ごとに検出し、相対位置を補正するダイバイダイアライメント方式の位置合わせが用いられる。

この方式を用いる特許文献１の位置検出装置は、モールドおよび基板に設けられた互いに周期が異なる回折格子からの回折光が重なって発生するモアレ縞の計測結果に基づいてモールドと基板との相対位置を検出する。この位置検出装置は、複数の極を有する照明光学系によって各回折格子を照明して、各回折格子からの回折光の光量を多くしている。

特開２０１３－０３０７５７号公報

上記特許文献１の位置検出装置は、ある方向についての相対位置を計測するために用いる回折格子に対して、不要な光を照明しうる。不要な光が照明されることでモアレ縞の計測精度が低下して、位置検出精度が低下しうる。

本発明は、例えば、型と基板との相対位置の検出精度の点で有利な位置検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、互いに周期の異なる複数の回折格子で回折された回折光により生じるモアレ縞が結像される撮像面を備えた撮像素子を有する位置検出装置であって、複数の回折格子を照明する照明光学系と、回折光を撮像面に結像する結像光学系と、結像光学系の瞳面において、第１方向に第１周期をもつ第１回折格子および第１方向に第１周期と異なる周期をもち、かつ第１方向と交差する第２方向に周期をもつ第２回折格子により回折され第１方向に周期をもつ第１モアレ縞を生じさせる第１回折光と、第２方向に第２周期をもつ第３回折格子および第２方向に第２周期と異なる周期をもち、かつ第１方向に周期をもつ第４回折格子により回折され第２方向に周期をもつ第２モアレ縞を生じさせる第２回折光と、を分割する分割部とを有し、照明光学系は、瞳面の中心を通り第１方向に沿う第１軸上における中心から離れた領域、および、瞳面の中心を通り第２方向に沿う第２軸上における中心から離れた領域のそれぞれに光強度分布を有する照明瞳を有し、分割部は、照明光学系の瞳面と光学的に共役な位置に配置され、分割部は、第２軸上の照明瞳で照明された第１回折格子及び第２回折格子によって第２軸上の照明瞳に対応する領域に戻る第１回折光と、第１軸上の照明瞳で照明された第３回折格子及び第４回折格子によって第１軸上の照明瞳に対応する領域に戻る第２回折光と、を分割することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、型と基板との相対位置の検出精度の点で有利な位置検出装置を提供することができる。

第１実施形態に係る位置検出装置を備えたインプリント装置の構成を示す概略図である。 型および基板に設けられるマークの例を示す図である。 第１実施形態に係る位置検出装置の構成を示す概略図である。 第１実施形態に係る第１光学系の瞳面を示す図である。 図５の（Ａ）および（Ｂ）は、回折光を計測方向ごとに分割することによる相対位置の検出精度に対する効果を示す図である。 第２実施形態に係る位置検出装置の構成を示す概略図である。 第２実施形態に係る第１光学系の瞳面を示す図である。 第３実施形態に係る位置検出装置の構成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、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
（第１実施形態）

＜インプリント装置＞
図１は、本実施形態に係る位置検出装置１００を備えたインプリント装置１の構成を示す概略図である。なお、位置検出装置１００は、露光装置など他のリソグラフィ装置にも適用可能である。ここでは、光硬化法を用いたインプリント装置として、紫外線ＵＶの照射によって基板Ｗ上の未硬化のインプリント材を硬化させる紫外線硬化型のインプリント装置を使用した。ただし、インプリント材の硬化方法として、他の波長域の光の照射による方法や、他のエネルギー（例えば、熱）による方法を用いてもよい。また、以下の図においては、基板Ｗ上のインプリント材に対して照射される紫外線の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。

インプリント装置１は、型Ｍを保持する型保持部１０および基板Ｗを保持する基板保持部２０を有する。インプリント装置１は、型Ｍを用いて基板Ｗの上にインプリント材のパターンを形成する。型Ｍは、例えば、外周部が矩形であり、基板Ｗに対向する面において、所定の凹凸パターンＰが３次元状に形成されており、紫外線を透過する材料（石英など）で構成される。基板Ｗは、凹凸パターンが転写される基板であって、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板などを含む。

インプリント材のパターンは、基板Ｗへのインプリント材の供給、型Ｍとインプリント材との接触および型ＭのパターンＰへのインプリント材の充填、位置合わせ、硬化、型Ｍの剥離を含む、一連のサイクルにより形成される。

位置検出装置１００は、例えば、型保持部１０内に配置される。位置検出装置１００は、型Ｍに形成されたマークＭ_１および基板Ｗに形成されたマークＭ_２を光学的に観察することで型Ｍと基板ＷとのＸ方向およびＹ方向の相対位置のずれ量を求める。求められたずれ量に基づいて、型Ｍと基板Ｗとの位置合わせが行われる。なお、位置検出装置１００が用いる光の光源としては、ハロゲンランプやＬＥＤ、ＬＤを用いうる。また、位置検出装置１００が用いる光の波長は、インプリント材を硬化させるための光の波長と異なることが望ましい。

図２は、型および基板に設けられるマークの例を示す図である。本実施形態では、型Ｍおよび基板Ｗのいずれか一方に第１回折格子Ｄ_１を設け、いずれか他方に第２回折格子Ｄ_２を設ける。第１回折格子Ｄ_１は、Ｘ方向に周期Ｔ_１を有する。第２回折格子Ｄ_２は、Ｘ方向に第１周期Ｔ_１と異なる周期Ｔ_１´を有し、かつ、Ｙ方向に第３周期Ｔ_３を有する。位置検出装置１００は、第１回折格子Ｄ_１および第２回折格子Ｄ_２により回折された回折光により生じたＸ方向に周期をもつ第１モアレ縞Ｆ_１によって、Ｘ方向の相対位置ずれ量を求める。

同様に、型Ｍおよび基板Ｗのいずれか一方に第３回折格子Ｄ_３を設け、いずれか他方に第４回折格子Ｄ_４を設ける。第３回折格子Ｄ_３は、Ｙ方向に第２周期Ｔ_２を有する。第４回折格子Ｄ_４は、Ｙ方向に第２周期Ｔ_２と異なる周期Ｔ_２´を有し、かつ、Ｘ方向に第４周期Ｔ_４を有する。位置検出装置１００は、第３回折格子Ｄ_３および第４回折格子Ｄ_４により回折された回折光により生じたＹ方向に周期をもつ第２モアレ縞Ｆ_２によって、Ｙ方向の相対位置ずれ量を求める。

なお、Ｘ方向およびＹ方向が直交していなくとも交差していれば本実施形態の位置検出装置１００は、２方向について相対位置ずれ量を求めることができる。また、相対位置ずれ量の検出精度を考慮すると、第２回折格子Ｄ_２のＹ方向の第３周期Ｔ_３は、第３回折格子Ｄ_３のＹ方向の第２周期Ｔ_２と異なり、第４回折格子Ｄ_４のＸ方向の第４周期Ｔ_４は、第１回折格子Ｄ_１のＸ方向の第１周期Ｔ_１と異なることが望ましい。

本実施形態の位置検出装置１００は、型Ｍおよび基板Ｗのいずれか一方に設けるマークをチェッカーボード状の回折格子（第２回折格子Ｄ_２、第４回折格子Ｄ_４）として、ゼロ次反射光を検出しない暗視野の構成でモアレ縞を検出している。これにより、ゼロ次反射光によるモアレ縞のコントラストの低下を抑制できる。

＜位置検出装置＞
図３は、本実施形態に係る位置検出装置１００の構成を示す概略図である。位置検出装置１００は、第１光学系（照明光学系）１１０と、第２光学系（結像光学系）１２０と、第１撮像素子１３０と、第２撮像素子１４０とを有する。第１撮像素子１３０および第２撮像素子１４０としては、ＣＣＤやＣＭＯＳが用いられうる。型Ｍが備えるマークＭ_１は、第１回折格子Ｄ_１および第３回折格子Ｄ_３を含む。基板Ｗが備えるマークＭ_２は、第２回折格子Ｄ_２および第４回折格子Ｄ_４を含む。

第１光学系１１０は、複数の回折格子を照明する光を透過させ、かつ、複数の回折格子により回折された回折光を反射させる。なお、第１光学系１１０は、回折光を透過させ、照明光を反射させてもよい。第２光学系１２０は、第１光学系１１０で反射された回折光を撮像素子１３０の撮像面１３１へ導く。第１撮像素子１３０は、第１モアレ縞Ｆ_１が結像される第１撮像面１３１を備える。第２撮像素子１４０は、第２モアレ縞Ｆ_２が結像される第２撮像面１４１を備える。

図４は、第１光学系１１０の瞳面Ｓ１を示す図である。第１光学系１１０は、第１モアレ縞Ｆ_１を生じさせる第１回折光を反射させる第１反射部（第１検出瞳）ＮＡ_１および、第２モアレ縞を生じさせる第２回折光を反射させる第２反射部（第２検出瞳）ＮＡ_２を備える。

第１反射部ＮＡ_１は、瞳面Ｓ１において、瞳面Ｓ１の中心Ｏを通るＹ軸上に配置され、第２反射部ＮＡ_２は、瞳面Ｓ１の中心Ｏを通るＸ軸上に配置されることが、信号の効率的な取得の観点から望ましい。配置との兼ね合いによりずれた位置でも計測は可能である。

第１光学系１１０は、瞳面Ｓ１において、第１反射部ＮＡ_１に回折格子を照明する光の光強度分布を有する照明瞳ＩＬ_１および第２反射部ＮＡ_２に光強度分布を有する照明瞳ＩＬ_２を有する。照明瞳ＩＬ_１により、第１回折格子Ｄ_１および第２回折格子Ｄ_２を照明して生じた回折光による第１モアレ縞Ｆ_１により、Ｘ方向の相対位置ずれが検出される。照明瞳ＩＬ_２により、第３回折格子Ｄ_３および第４回折格子Ｄ_４を照明して生じた回折光による第２モアレ縞Ｆ_２により、Ｙ方向の相対位置ずれが検出される。

照明瞳ＩＬ_１から第１回折格子Ｄ_１に入射する光の入射角および第２回折格子Ｄ_２のＹ方向の周期は、第１回折格子Ｄ_１および第２回折格子Ｄ_２を照明することで生じた回折光が第１反射部ＮＡ_１に戻るように調整される。同様に、照明瞳ＩＬ_２から第３回折格子Ｄ_３に入射する光の入射角および第４回折格子Ｄ_４のＹ方向の周期は、第３回折格子Ｄ_３および第４回折格子Ｄ_４を照明することで生じた回折光が第２反射部ＮＡ_２に戻るように調整される。

各回折格子の周期および照明瞳の入射角を上記のようにすることで、第１モアレ縞Ｆ_１を生じさせる第１回折光および第２モアレ縞Ｆ_２を生じさせる第２回折光をそれぞれ異なる検出瞳へ導くことができる。

照明光の波長によっては、照明瞳から各回折格子に照射された光が回折して各反射部に戻る位置がずれることがあるため、回折光を収めるため第１反射部ＮＡ_１および第２反射部ＮＡ_２の方が照明瞳ＩＬ_１および照明瞳ＩＬ_２の方よりも大きくしてある。照明光として、単色波長や狭帯域波長のみ使用する場合は、同じ位置に戻ってくるため照明瞳と反射部（検出瞳）を同じ大きさにしても良い。また、照明瞳のほうを検出瞳より大きくすると、使用しない光が多くなるため効率（入射した光に対するマークの信号の割合）が低下するが、実施は可能である。

第１光学系１１０は、ハーフミラー１１１を含む。ハーフミラー１１１の位置に絞りを構成する。絞りを構成する位置は、ハーフミラー１１１の反射面に限らない。また、ハーフミラー１１１の代わりに偏光ビームスプリッタを用いてもよい。この場合、照明光と回折光の偏光を９０度変える必要があるため、偏光ビームスプリッタと型Ｍおよび基板Ｗの間に１／４λ板を構成する必要がある。この構成であれば偏光ビームスプリッタを透過した照明光は、一方向の偏光のみを持った光となる。１／４λ板を透過することで円偏光となり、被検物体に照明される。被検物体から戻ってきた光は１／４λ板を透過することで、照明光とは、９０度回転した偏光となる。この光は、偏光ビームスプリッタで反射され、第２光学系へ導光される。ハーフミラーを使用すると照明光で光が１／２、検出光で１／２の合計１／４となるが、偏光ビームスプリッタだと照明時に１／２になるだけなので、光量は有利である。

第２光学系１２０は、第１モアレ縞Ｆ_１を発生させる第１回折光および第２モアレ縞Ｆ_２を発生させる第２回折光のうちいずれか一方を反射させる反射部１２１および、いずれか他方を透過する透過部１２２を備える。反射部１２１および透過部１２２は、第１光学系１１０の第１反射部ＮＡ_１および第２反射部ＮＡ_２と光学的に共役な位置に配置される。

第２光学系１２０は、複数のレンズ１２３および反射部１２１および透過部１２２を備えた第１分離部（第１分割部）１２４および複数のレンズ１２５を有する。第１光学系１１０、レンズ１５０を通過した照明光が各回折格子に照射され、回折光はレンズ１５０、第１光学系１１０を経て、第２光学系１２０に入射する。反射部１２１および透過部１２２は、回折格子が形成された面を物体面とする第２光学系１２０のフーリエ変換面（瞳面）に構成されている。フーリエ変換面であれば、各照明光により発生した回折光が重ならないため分離しやすい。また配置の問題で、フーリエ変換面からずれた位置に構成すると、回折光がぼけて大きくなる。しかし、回折光が重ならなければ、分離は可能である。

透過部１２２は、第１反射部ＮＡ_１と共役な第１領域ＮＡ_１´を有し、反射部１２１は、第２反射部ＮＡ_２と共役な第２領域ＮＡ_２´を有する。第１領域ＮＡ_１´には、第１モアレ縞Ｆ_１を発生させる第１回折光が入射し、第２領域ＮＡ_２´には、第２モアレ縞Ｆ_２を発生させる第２回折光が入射する。その後、第１回折光は、第１撮像素子１３０の第１撮像面１３１に第１モアレ縞Ｆ_１を結像し、第２回折光は、第２撮像素子１４０の第２撮像面１４１に第２モアレ縞Ｆ_２を結像する。

以上のように、本実施形態の位置検出装置１００は、相対位置ずれを計測する方向ごとに、回折光を分割することができる。図５の（Ａ）および（Ｂ）は、回折光を計測方向ごとに分割することによる相対位置の検出精度に対する効果を示す図である。

図５の（Ａ）は、光学シミュレーションで求めた回折光を分割しない場合に得られるモアレ縞の光強度分布を示す。横軸は計測方向、縦軸は光強度である。回折光を分割しない場合、回折格子に対し、計測に不要な光が入射しうる。例えば、Ｘ方向の相対位置ずれの検出のために用いる光は、Ｘ方向と直交する軸に配置された照明瞳ＩＬ_１からの光である。照明瞳ＩＬ_２からの光は、第１回折格子Ｄ_１および第２回折格子Ｄ_２の端部で散乱などを起こす。

図５の（Ａ）において、丸で囲った部分のピーク値は、端部における散乱の影響を示す。これは、連続的な格子条件が端部で途切れることによって発生すると考えられる。このピーク値が計測に用いるモアレ信号に混入することで、計測値に誤差を発生させる要因となる。

一方、図５の（Ｂ）は、光学シミュレーションで求めた回折光を分割する場合に得られるモアレ縞の光強度分布を示す。図５の（Ｂ）に示す通り、端部からの光を示す丸で囲ったピーク値が図５の（Ａ）と比べて低くなっていることがわかる。また、モアレ信号に近しい部分に見られるサブピークも低減している様子が見られる。したがって、本実施形態の位置検出装置１００により、モアレ信号に対するノイズが減り、Ｓ／Ｎ比がよくなるため、誤差が減り、従来に比べて相対位置の検出精度が向上しているといえる。
〔第２実施形態〕

本実施形態は、照明瞳を一つとした場合である。図６は、本実施形態に係る位置検出装置２００の構成を示す概略図である。第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して説明は省略する。位置検出装置２００は、第１光学系２１０および第２光学系２２０を有する。

図７は、第１光学系２１０の瞳面Ｓ２を示す図である。第１光学系２１０は、第１モアレ縞Ｆ_１を生じさせる第１回折光を反射させる第１反射部ＮＡ_１およびＮＡ_３、第２モアレ縞を生じさせる第２回折光を反射させる第２反射部ＮＡ_２およびＮＡ_４を備える。

瞳面Ｓ２の中心に対して、第１反射部ＮＡ_３は、第１反射部ＮＡ_１と対称の位置に配置され、第４反射部ＮＡ_４は、第２反射部ＮＡ_２と対称の位置に配置される。第１実施形態と比べ、各計測方向に対応する検出瞳が増えているため、より多くの回折光を取り込むことができる。また、照明瞳ＩＬは、瞳面Ｓ２の中心に一つ配置され、第１実施形態よりも構成をシンプルにしうる。

第２光学系２２０は、第１モアレ縞Ｆ_１を発生させる第１回折光および第２モアレ縞Ｆ_２を発生させる第２回折光のうちいずれか一方を反射させる反射部２２１および、いずれか他方を透過する透過部２２２を備えた第２分離部（第２分割部）２２４を有する。反射部２２１および透過部２２２は、第１光学系２１０の第１反射部ＮＡ_１～ＮＡ_４と光学的に共役な位置に配置される。

透過部２２２は、第１反射部ＮＡ_１と共役な第１領域ＮＡ_１´および第３反射部ＮＡ_３と共役な第３領域ＮＡ_３´を有し、反射部１２１は、第２反射部ＮＡ_２と共役な第２領域ＮＡ_２´および第４反射部ＮＡ_４と共役な第４領域ＮＡ_４´を有する。第１領域ＮＡ_１´および第３領域ＮＡ_３´には、第１モアレ縞Ｆ_１を発生させる第１回折光が入射し、第２領域ＮＡ_２´および第４領域ＮＡ_３´には、第２モアレ縞Ｆ_２を発生させる第２回折光が入射する。

その後、第１回折光は、第１撮像素子１３０の第１撮像面１３１に入射し、第１モアレ縞Ｆ_１が結像され、第２回折光は、第２撮像素子１４０の第２撮像面１４１に入射し、第２モアレ縞Ｆ_２が結像される。本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得られる。
〔第３実施形態〕

本実施形態は、第２実施形態において、撮像素子を１つとした場合である。図８は、本実施形態に係る位置検出装置３００の構成を示す概略図である。第１実施形態または第２実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して説明は省略する。位置検出装置３００は、第２光学系３２０および撮像素子３３０を有する。

第２光学系３２０は、第１反射面Ｒ_１を備えた第１光学素子３２１、第２反射面Ｒ_２を備えた第２光学素子３２２、第３分離部（第３分割部）３２３および複数のレンズ３２４を有する。第１光学素子３２１および第２光学素子３２２は、第２光学系３２０における基板Ｗの面を物体面とした際の像面に相当する場所に配置されている。これにより、モアレ縞が各反射面に結像される。

第３分離部３２３は、反射部３２５および透過部３２６を備える。反射部３２５および透過部３２６は、回折格子が形成された面を物体面とする第２光学系３２０のフーリエ変換面（瞳面）に構成されている。すなわち、反射部３２５および透過部３２６は、第１光学系１１０および第２分離部２２４と光学的に共役である。

透過部３２６は、第１反射部ＮＡ_１および第１領域ＮＡ_１´と共役な第１領域ＮＡ_１´´および第３反射部ＮＡ_３および第３領域ＮＡ_３´と共役な第３領域ＮＡ_３´´を有する。反射部３２５は、第２反射部ＮＡ_２および第２領域ＮＡ_２´と共役な第２領域ＮＡ_２´´および第４反射部ＮＡ_４および第４領域ＮＡ_４´と共役な第４領域ＮＡ_４´´を有する。第１モアレ縞Ｆ_１を発生させる第１回折光は、第１反射面Ｒ_１で反射され、透過部３２６を透過し、撮像素子３３０の第１撮像領域３３１に入射する。第２モアレ縞Ｆ_２を発生させる第２回折光は、第２反射面Ｒ_２で反射され、反射部３２５で反射され、撮像素子３３０の第２撮像領域３３２に入射する。本実施形態では、ひとつの撮像素子に第１モアレ縞Ｆ_１および第２モアレ縞Ｆ_２が結像される。本実施形態によっても、第１実施形態および第２実施形態と同様の効果を得られる。

（物品の製造方法）
インプリント装置を用いて形成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９（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エハ等の基板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９（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９（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を透過させて照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図９（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、型の凹部が硬化物の凸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９（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９（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。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。

１００ 位置検出装置
１１０ 第１光学系
１２０ 第２光学系
１３０ 第１撮像素子
１４０ 第２撮像素子

Claims (9)

1. 互いに周期の異なる複数の回折格子で回折された回折光により生じるモアレ縞が結像される撮像面を備えた撮像素子を有する位置検出装置であって、
   前記複数の回折格子を照明する照明光学系と、
   前記回折光を前記撮像面に結像する結像光学系と、
   前記結像光学系の瞳面において、第１方向に第１周期をもつ第１回折格子および前記第１方向に前記第１周期と異なる周期をもち、かつ前記第１方向と交差する第２方向に周期をもつ第２回折格子により回折され前記第１方向に周期をもつ第１モアレ縞を生じさせる第１回折光と、前記第２方向に第２周期をもつ第３回折格子および前記第２方向に前記第２周期と異なる周期をもち、かつ前記第１方向に周期をもつ第４回折格子により回折され前記第２方向に周期をもつ第２モアレ縞を生じさせる第２回折光と、を分割する分割部と、を有し、
   前記照明光学系は、瞳面の中心を通り前記第１方向に沿う第１軸上における前記中心から離れた領域、および、前記瞳面の中心を通り前記第２方向に沿う第２軸上における前記中心から離れた領域のそれぞれに光強度分布を有する照明瞳を有し、
   前記分割部は、前記照明光学系の瞳面と光学的に共役な位置に配置され、
   前記分割部は、前記第２軸上の照明瞳で照明された前記第１回折格子及び前記第２回折格子によって前記第２軸上の照明瞳に対応する領域に戻る前記第１回折光と、前記第１軸上の照明瞳で照明された前記第３回折格子及び前記第４回折格子によって前記第１軸上の照明瞳に対応する領域に戻る前記第２回折光と、を分割することを特徴とする位置検出装置。
2. 互いに周期の異なる複数の回折格子で回折された回折光により生じるモアレ縞が結像される撮像面を備えた撮像素子を有する位置検出装置であって、
   前記複数の回折格子を照明する照明光学系と、
   前記回折光を前記撮像面に結像する結像光学系と、
   前記結像光学系の瞳面において、第１方向に第１周期をもつ第１回折格子および前記第１方向に前記第１周期と異なる周期をもち、かつ前記第１方向と交差する第２方向に周期をもつ第２回折格子により回折され前記第１方向に周期をもつ第１モアレ縞を生じさせる第１回折光と、前記第２方向に第２周期をもつ第３回折格子および前記第２方向に前記第２周期と異なる周期をもち、かつ前記第１方向に周期をもつ第４回折格子により回折され前記第２方向に周期をもつ第２モアレ縞を生じさせる第２回折光と、を分割する分割部と、
   前記結像光学系の像面において、前記分割部からの前記第１回折光による前記第１モアレ縞を反射する第１反射部と、前記分割部からの前記第２回折光による前記第２モアレ縞を反射する第２反射部と、
   前記分割部と光学的に共役な位置において、前記第１反射部からの前記第１回折光と、
   前記第２反射部からの前記第２回折光と、を合成して前記撮像面に導く合成部と、を有し、
   前記照明光学系は、瞳面の中心に光強度分布を有する照明瞳を有し、
   前記分割部は、前記照明光学系の瞳面と光学的に共役な位置に配置され、
   前記分割部は、前記照明瞳で照明された前記第１回折格子及び前記第２回折格子によって前記第２方向に回折されて、前記瞳面の中心を通り前記第２方向に沿う第２軸上において前記瞳面の中心から離れた領域を通過する前記第１回折光と、前記照明瞳で照明された前記第３回折格子及び前記第４回折格子によって前記第１方向に回折されて、前記瞳面の中心を通り前記第１方向に沿う第１軸上において前記瞳面の中心から離れた領域を通過する前記第２回折光と、を分割することを特徴とする位置検出装置。
3. 前記分割部は、前記第１回折光および前記第２回折光のうちいずれか一方を反射させる反射部および、いずれか他方を透過する透過部を備える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
4. 前記撮像面は、前記第１モアレ縞が結像される第１撮像領域および、前記第２モアレ縞が結像される第２撮像領域を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置検出装置。
5. 前記第１モアレ縞が結像される前記撮像面を有する第１撮像素子および、前記第２モアレ縞が結像される前記撮像面を有する第２撮像素子を有することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
6. 前記第１方向と前記第２方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置検出装置。
7. 前記第２回折格子の前記第２方向の前記周期は、前記第３回折格子の前記第２周期と異なり、前記第４回折格子の前記第１方向の前記周期は、前記第１回折格子の前記第１周期と異なる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
8. 型を用いて基板の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って、
   型および基板のいずれか一方に設けられた前記第１回折格子および前記第３回折格子と、いずれか他方に設けられた前記第２回折格子および前記第４回折格子で回折された前記第１モアレ縞および前記第２モアレ縞に基づいて前記型と前記基板との前記第１方向および前記第２方向の相対位置のずれ量を求める請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置検出装置を備える、
   ことを特徴とするインプリント装置。
9. 請求項８に記載のインプリント装置を用いてパターン形成を基板上に行う工程と、
   前記工程で前記パターン形成を行われた前記基板を加工する工程と、を含み、
   前記加工された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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