KR20130098210A - 검출기, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

검출기, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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다카후미 미야하루
가즈히코 미시마
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

제1 방향으로의 제1 물체와 제2 물체의 상대 위치를 검출하는 검출기로서, 제1 물체에 배치된 제1 마크와 제2 물체에 배치된 제2 마크를 비스듬히 조명하도록 구성된 조명 광학계와, 조명 광학계에 의해 각각 조명된 제1 마크 및 제2 마크에 의해 회절된 광 빔들에 의해 생성된 간섭 광을 검출하도록 구성된 검출 광학계를 포함한다. 상기 조명 광학계는, 조명 광학계의 동공면에, 하나 이상의 극을 포함하는 광 강도 분포를 형성한다. 상기 검출 광학계는, 검출 광학계의 동공면에, 개구가 형성된 조리개를 포함한다. 상기 개구의 형상은, 제1 방향에 평행한 한 변을 포함한다.

Description

검출기, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법{DETECTOR, IMPRINT APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은, 서로 다른 2개의 물체 간의 상대 위치를 검출하는 검출기, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
임프린트 기술에서는, 미세한 패턴이 형성된 몰드(mold)를 이용하여, 기판 위에 미세한 패턴을 형성한다. 임프린트 기술의 일례로서 광 경화법이 있다. 광 경화법을 이용한 임프린트 기술에서는, 우선 기판 위의 임프린트 영역인 샷(shot)에 임프린트 재료로서의 수지(임프린트 수지 또는 광 경화성 수지)를 공급한다. 몰드 위에 형성된 패턴과 수지를 접촉시킨(수지에 대해 몰드를 가압) 상태에서 수지에 광을 조사함으로써 수지를 경화시킨다. 경화된 수지로부터 몰드를 분리(이형)시킴으로써, 수지의 패턴이 기판 위에 형성된다.
기판 위의 수지와 몰드를 접촉시킬 경우, 기판과 몰드의 정확한 위치 정렬이 요구된다. 임프린트 장치에서의 기판과 몰드의 위치 정렬에는, 샷마다 몰드 위에 형성된 마크와 기판 위에 형성된 마크를 검출함으로써 위치 정렬을 행하는, 소위 다이-바이-다이(die-by-die) 위치 정렬 방식이 알려져 있다.
미국 특허 제7292326호 공보에는 위치 정렬 마크를 검출하는 검출기를 포함하는 임프린트 장치가 개시되어 있다. 위치 정렬 마크로서 격자 패턴이 몰드와 기판 위에 각각 배치된다. 몰드 위의 마크는 계측 방향으로 격자 피치를 갖는 격자 패턴을 포함한다. 기판 위의 마크는, 계측 방향과, 상기 계측 방향과 직교하는 방향(비계측 방향)으로 격자 피치들을 갖는 체커 보드(checkerboard) 형상의 격자 패턴을 포함한다. 마크를 조명하는 조명 광학계와, 마크에 의해 회절된 광을 검출하는 검출 광학계 모두는, 몰드와 기판에 수직한 방향으로부터 비계측 방향으로 기울어져 배치되어 있다. 즉, 조명 광학계는 마크를 비계측 방향으로 경사져 조명하도록 구성되어 있다. 마크 위에 경사져 입사된 광은 기판 위에 배치된 체커 보드 형상의 격자 패턴에 의해 회절되며, 검출 광학계는 비계측 방향으로 제로(0) 이외의 특정 차수의 회절 광만을 검출하도록 배치되어 있다.
임프린트 장치에서는, 몰드 위에 배치된 마크를 통해서 기판 위의 마크를 관찰하는 TTM(Through The Mold) 위치 정렬이 채용된다. 몰드 위의 마크와 기판 위의 마크에 의해 회절된 광 빔을 검출하는 암시야 조명을 이용한 경우, 광량을 증가시키기는 어렵다. 또한, 파장 대역에 따라서는, +1차 오더의 회절을 갖는 회절된 광 빔과 -1차 오더의 회절을 갖는 회절된 광 빔이 검출 조리개에 의해 서로 다른 영역에서 가려진다. 따라서, ±1차 오더의 회절들 중 하나가 ±1차 오더의 회절들 중 다른 하나와 간섭하지 않는 영역이 발생되고, 그래서 간섭에 관여하지 않는 회절된 광 빔이 검출된다. 결과적으로, 간섭에 관여하지 않는 회절된 광 빔으로 인하여 콘트라스트가 저하된다.
본 발명은, 2개의 물체 간의 상대 위치를 고정밀도로 검출하는 검출기를 제공한다.
일 양태의 본 발명은 제1 방향으로의 제1 물체와 제2 물체의 상대 위치를 검출하는 검출기를 제공하며, 상기 검출기는, 제1 물체에 배치된 제1 마크와 제2 물체에 배치된 제2 마크를 비스듬히 조명하도록 구성된 조명 광학계와, 조명 광학계에 의해 각각 조명된 제1 마크 및 제2 마크에 의해 회절된 광 빔들에 의해 생성된 간섭 광을 검출하도록 구성된 검출 광학계를 포함하고, 상기 조명 광학계는, 조명 광학계의 동공면에, 하나 이상의 극을 포함하는 광 강도 분포를 형성하고, 상기 검출 광학계는, 검출 광학계의 동공면에, 개구가 형성된 조리개를 포함하고, 상기 개구의 형상은, 제1 방향에 평행한 한 변을 포함한다.
본 발명의 다른 특징들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이하의 예시적 실시 형태들의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면들.
도 2는 임프린트 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 검출기의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 검출기의 다른 예를 도시하는 도면.
도 5는 검출기의 동공 분포를 나타내는 도면.
도 6의 (a) 내지 (d)는 무아레 무늬를 생성하는 마크를 나타내는 도면.
도 7은 X 방향으로의 위치 정렬용의 마크를 나타내는 도면.
도 8의 (a) 내지 (d)는 회절된 광 빔들의 상태를 나타내는 도면.
도 9는 Y 방향으로의 위치 정렬용의 마크를 나타낸는 도면.
도 10은 X 방향과 Y 방향으로의 위치 정렬을 위한 무아레 무늬를 나타내는 도면.
도 11은 동공 형상의 제약 조건을 설명하는 도면.
도 12의 (a) 및 (b)는 검출기의 동공 분포의 일례를 도시하는 도면.
도 13의 (a) 및 (b)는 검출기의 동공 분포의 다른 예를 도시하는 도면.
이하에서는, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
[검출기 및 임프린트 장치]
도 2를 참조하여 임프린트 장치의 구성에 대해 설명한다. 임프린트 장치(1)는 반도체 디바이스 등의 디바이스 제조에 채용되며, 피처리체인 기판(웨이퍼)(8) 위의 미경화 수지(임프린트 재료)(9)를 몰드(7)를 이용하여 성형하여, 수지(9)의 패턴을 기판(8) 위에 형성(전사)한다. 또한, 본 실시 형태에서의 임프린트 장치는, 광 경화법을 채용한다는 것에 주목해야 한다. 또한, 이하의 도면들에서는, 기판(8)의 표면에 평행한 면내에서 서로 수직한 X축과 Y축을 취하고, X축 및 Y축에 수직한 방향에 Z축을 취하고 있다. 임프린트 장치(1)는, 자외선 조사 유닛(2), 검출기(3), 몰드 유지 유닛(4), 기판 스테이지(5) 및 도포 유닛(디스펜서)(6)을 포함한다.
자외선 조사 유닛(2)은, 몰드(7)를 기판(8) 위의 수지(9)와 접촉시키는 가압 처리 후에, 수지(9)를 경화시키기 위해서 몰드(7)에 대해 자외선을 조사한다. 자외선 조사 유닛(2)은, 광원(도시되지 않음)과, 상기 광원에 의해 방출되는 자외선을 몰드(7)의 패턴면(7a)에 미리 정해진 형상으로 균일하게 조사하기 위한 복수의 광학 소자(도시되지 않음)를 포함한다. 특히, 자외선 조사 유닛(2)에 의해 자외선으로 조사되는 영역은, 패턴면(7a)의 표면적과 대략 동일하거나 또는 패턴면(7a)의 표면적보다 조금 큰 것이 바람직하다. 이는, 자외선으로 조사되는 영역을 필요 최소한으로 설정함으로써, 조사에 수반하는 열로 인하여 몰드(7) 또는 기판(8)이 팽창함에 따라 수지(9)에 전사되는 패턴에 위치 어긋남이나 왜곡이 발생하는 것을 억제하기 위함이다. 또한, 이는, 예를 들어 기판(8)에 의해 반사된 자외선이 도포 유닛(6)에 도달하여, 도포 유닛(6)의 토출부에 잔류하는 수지(9)를 경화시켜버림에 따라, 도포 유닛(6)의 동작(나중에 설명됨)에 이상이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
광원으로서는, 예를 들어, 고압 수은 램프 또는 각종 엑시머 램프, 엑시머 레이저 또는 발광 다이오드가 채용가능하다. 광원은 수지(9)의 특성에 따라 적절히 선택되지만, 본 발명은, 예컨대 광원의 종류, 수, 또는 파장에 의해 한정되지 않는다.
미리 정해진 패턴(예를 들어, 회로 패턴 등의 3차원 패턴)이 기판(8)과 대면하는 몰드(7)의 표면 위에 3차원으로 형성되어 있다. 몰드(7)의 재질은, 예컨대 자외선을 투과시킬 수 있는 석영이다.
몰드 유지 유닛(4)은, 진공 흡착력이나 정전력에 의해 몰드(7)를 잡아 당겨 유지한다. 몰드 유지 유닛(4)은, 몰드 척과, 수지(9)에 몰드(7)를 가압하기 위해 몰드 척을 Z 방향으로 구동하는 구동 기구와, 몰드(7)를 X 및 Y 방향으로 변형시켜 수지(9)에 전사되는 패턴의 왜곡을 보정하는 보정 기구를 포함한다.
몰드(7)와 기판(8)은, 각각 XYZ 좌표계에서 Z 방향으로 서로 간격을 두어 배치되는 제1 물체와 제2 물체로서 역할한다. 임프린트 장치(1)의 가압 및 이형 동작은, 몰드(7)를 Z 방향으로 이동시킴으로써 구현되어도 좋지만, 기판 스테이지(5)를 Z 방향으로 이동시켜 구현되어도 좋고 또는 그 양쪽을 이동시킴으로써 구현되어도 좋다. 기판 스테이지(5)는, 기판(8)을 예를 들어 진공 흡착에 의해 유지하고, XY 평면 내에서 이동 가능하다. 기판(8)은, 예를 들어 단결정 실리콘으로 이루어지고, 기판(8)의 피처리면에는 몰드(7)에 의해 성형되는 자외선 경화성 수지(9)가 도포된다.
임프린트 장치(1)는, 몰드(7)와 기판(8)의 상대적인 위치 관계를 검출하는 검출기(3)를 포함한다. 검출기(3)는, 몰드(7)와 기판(8) 위에 각각 배치된 마크(10)와 마크(11)를 광학적으로 검출하여 이들의 상대 위치를 검출한다. 검출기(3)의 광축은 기판(8)의 표면에 수직하다. 검출기(3)는, 몰드(7) 및 기판(8) 위에 각각 배치된 마크(10, 11)의 위치에 따라, X 및 Y 방향으로 구동될 수 있다. 또한, 검출기(3)는, 마크(10, 11)의 위치에 광학계의 초점을 맞추기 위해서 Z 방향으로도 구동될 수 있다. 검출기(3)에 의해 계측된 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치를 기초로 하여 기판 스테이지(5) 및 몰드(7)의 보정 기구의 구동이 제어된다. 검출기(3)와 위치 정렬용 마크(10, 11)에 대해서는 나중에 상세하게 설명된다.
도포 유닛(6)은, 기판(8) 위로 미경화 상태의 수지(9)를 도포한다. 수지(9)는, 자외선을 수광함으로써 경화하는 성질을 갖는 광 경화성 수지이며, 예컨대 반도체 디바이스의 종류에 따라 적절 선택된다. 도포 유닛(6)은, 도 2에 도시된 바와 같이 임프린트 장치(1) 내에 설치되는 대신, 별도로 임프린트 장치(1)의 외부에 도포 디바이스가 제공되어도 좋고, 도포 디바이스에 의해 미리 수지(9)를 도포한 기판(8)을 임프린트 장치(1)의 내에 도입해도 좋다. 이렇게 하면, 임프린트 장치(1) 내에서의 도포 공정이 없어지기 때문에, 임프린트 장치(1)에서의 처리의 신속화가 가능하다. 또한, 도포 유닛(6)이 불필요해지기 때문에, 임프린트 장치(1) 전체적인 제조 비용을 낮게 유지할 수 있다.
임프린트 장치(1)에 의한 임프린트 처리에 대해 설명한다. 우선, 제어부(C)는, 기판 반송 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 기판(8)을 기판 스테이지(5)로 반송하고, 이 기판(8)을 기판 스테이지(5) 위로 고정시킨다. 제어부(C)는, 기판 스테이지(5)를 도포 유닛(6)의 도포 위치로 이동시키고, 그 후, 도포 유닛(6)은, 도포 공정으로서 기판(8) 위의 미리 정해진 샷(임프린트 영역)에 수지(9)를 도포한다. 제어부(C)는, 기판(8) 위의 도포면이 몰드(7)의 바로 아래에 위치하도록 기판 스테이지(5)를 이동시킨다.
제어부(C)는, 몰드(7)의 구동 기구를 구동시켜, 기판(8) 위의 수지(9)에 몰드(7)를 가압한다(가압 공정). 이때, 수지(9)는, 몰드(7)의 가압에 의해 몰드(7) 위에 형성된 패턴면(7a)을 따라 유동한다. 또한, 이러한 상태에서, 검출기(3)는 기판(8) 및 몰드(7)에 배치된 마크(10, 11)를 각각 검출하고, 제어부(C)는, 기판 스테이지(5)의 구동에 의한 몰드(7)와 기판(8)의 위치 정렬 및 몰드(7)의 보정 기구를 이용한 보정을 실시한다. 수지(9)의 패턴면(7a)으로의 유동과, 몰드(7)와 기판(8)의 위치 정렬, 및 몰드(7)의 보정 등이 충분히 이루어질 때, 자외선 조사 유닛(2)은, 몰드(7)의 배면(상면)으로부터 몰드(7)에 자외선을 조사하고, 몰드(7)를 투과한 자외선에 의해 수지(9)가 경화된다(경화 공정). 이때, 검출기(3)는, 자외선의 광로를 가로막지 않도록 퇴피된다. 몰드(7)의 구동 기구를 재구동시켜, 몰드(7)를 기판(8)으로부터 분리시킴(분리 공정)으로써, 기판(8) 위로 몰드(7)의 3차원 패턴이 전사된다.
검출기(3)와, 몰드(7) 및 기판(8)에 각각 배치된 마크(10, 11)를 상세히 설명한다. 도 3은 본 실시 형태의 검출기(3)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 검출기(3)는, 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)를 포함한다. 조명 광학계(22)는, 예컨대 프리즘(24)을 통해 광원(23)으로부터의 광을 검출 광학계(21)의 광축으로 유도하고, 마크(10, 11)를 동시에 비스듬하게 조명한다.
광원(23)은, 예를 들어 할로겐 램프나 LED가 이용되고, 수지(9)를 경화시키는 자외선 이외의 가시광선이나 적외선이 수지(9)에 조사되도록 구성되어 있다. 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)는 이들을 형성하는 광학 부재의 일부를 공유하도록 구성되고, 프리즘(24)은 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)의 동공면(pupil planes) 또는 그 근방에 배치된다. 마크(10, 11)는 각각 격자 패턴으로부터 형성되고, 검출 광학계(21)는 조명 광학계(22)에 의해 조명된 마크(10, 11)에 의해 회절된 광 빔끼리의 간섭에 의해 발생된 간섭 광(간섭 무늬, 모아레 무늬)을 촬상 소자(25) 위로 결상한다. 촬상 소자(25)로서는 예컨대 CCD나 CMOS가 이용된다.
프리즘(24)은, 그 접합면에서 조명 광학계(22)의 동공면 주변 부분의 광을 반사하기 위한 반사막(24a)을 갖는다. 반사막(24a)은, 검출 광학계(21)의 동공 크기(또는 검출 NA: NA。)를 규정하는 개구가 설치된 조리개로서도 기능한다. 반사막(24a)은, 조명 광학계(22)의 동공면 위에 광 강도 분포(유효 광원) IL1 내지 IL4를 형성하는 조리개로서도 기능한다. 대안으로서, 프리즘(24)은, 접합면에 반투막을 갖는 하프(half) 프리즘이나, 혹은 프리즘 대신, 표면에 반사막이 성막된 판 형상의 광학 소자 등으로서 기능하여도 좋다. 본 실시 형태에 따른 프리즘(24)이 배치되는 위치는, 반드시 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)의 동공면 혹은 그 근방일 필요는 없다. 이러한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 개구를 갖는 조리개(26, 27)는, 각각 검출 광학계(21)와 조명 광학계(22)의 각각의 동공면에 배치된다. 조리개(27)는, 조명 광학계(22)의 동공면에 광 강도 분포(유효 광원) IL1 내지 IL4를 형성한다. 프리즘(24)으로서는 그 접합면에 반투막을 갖는 하프 프리즘 등이 이용된다.
도 5는 조명 광학계(22)의 동공면에 형성된 광 강도 분포(유효 광원) IL1 내지 IL4와 검출 광학계(21)의 개구(검출 개구) DET와의 관계를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 조명 광학계(22)의 유효 광원 IL1 내지 IL4와 검출 광학계(21)의 검출 개구 DET의 크기를 개구수 NA로 나타내고 있다. 조명 광학계(22)는, 그 동공면에서 제1 극 IL1, 제2 극 IL3, 제3 극 IL2, 제4 극 IL4를 포함하는 유효 광원을 형성한다. 각각의 4개의 극 IL1 내지 IL4은 NApm x NApa의 직사각형 형상이다. 제1 극 IL1과 제3 극 IL2의 중심은, 좌표(0, 0)으로부터 각각 ±Y 방향으로 NAil만큼 떨어져 있다. 제2 극 IL3과 제4 극 IL4의 중심은, 좌표(0, 0)으로부터 각각 ±X 방향으로 NAil 만큼 떨어져 있다. 즉, 조명 광학계(22)는, 마크(10, 11)에 대하여 비스듬히 조명을 행하도록 구성되어 있고, 마크(10, 11)로의 입사 각도 θ는
θ = sin-1(NAil) ... (1)
에 의해 구해진다.
검출 광학계(21)의 검출 개구 DET는, 좌표(0, 0)을 중심으로 하고 한 변이 2 x NAo인 정방형이다. 조명 광학계(22) 및 검출 광학계(21)는, NAo, NApa, NAil이
NAo < NAil - NApa/2 ...(2)
를 만족하도록 구성된다.
즉, 검출기(3)는, 마크(10, 11)로부터의 정반사 광(0차 회절광)을 검출하지 않는 암시야(dark-field) 구성을 갖는다.
무아레 무늬의 발생 원리와 무와레 무늬를 이용한 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치의 검출에 대하여 설명한다. 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 격자 피치가 약간 상이한 격자 패턴(31)과 격자 패턴(32)을 서로 겹치면, 2개의 격자 패턴(31, 32)에 의해 회절된 광 빔들이 서로 간섭하여, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 격자 피치의 차를 반영한 주기를 갖는 간섭 무늬(무아레 무늬)가 발생한다. 무아레 무늬의 명암의 위치(무늬 위상)는, 2개의 격자 패턴(31, 32)의 상대 위치 관계에 의해 변화된다. 예를 들어, 격자 패턴(31, 32)의 한쪽을 조금만 X 방향으로 어긋나게 하면, 도 6의 (c)에 도시된 무아레 무늬는 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 변화된다. 무아레 무늬는, 격자 패턴들(31, 32) 간의 실제의 상대 위치 어긋남량을 확대하고, 긴 주기를 갖는 무늬로서 발생하기 때문에, 검출 광학계(21)의 해상력이 낮더라도 높은 정밀도로 2 물체 간의 상대 위치 관계를 계측할 수 있다.
무아레 무늬(간섭 광)를 검출하기 위해서 격자 패턴(31, 32)을 명시야(light field)에서 검출(수직 방향으로부터 조명하고, 수직 방향으로부터 회절광을 검출)할 때, 검출기(3)는 격자 패턴(31, 32)으로부터의 0차 회절광 빔도 검출한다. 격자 패턴(31, 32)으로부터의 0차 회절광 빔은 무아레 무늬의 콘트라스트를 감소시키는 요인이 된다. 그래서, 본 실시형태에서의 검출기(3)는, 전술한 바와 같이, 0차 회절광을 검출하지 않는 암시야(dark field)의 구성을 취하고 있다. 비스듬히 조명하는 암시야의 구성에서도 무아레 무늬를 검출할 수 있게 하기 위해서, 몰드측과 기판측의 마크들(10, 11) 중 하나를 도 7에 도시된 바와 같은 체커보드 형상의 격자 패턴으로 하고 다른 하나를 도 6의 (a) 또는 도 6의 (b)에 도시된 격자 패턴으로 한다. 몰드와 기판측의 마크(10)와 마크(11) 중 어느 것을 체커보드 형상의 격자 패턴으로 해도 기본적으로 동일하나, 이하에서는 몰드측의 마크(10)를 체커보드 형상의 격자 패턴으로 했을 경우를 예로서 설명한다.
도 7은, 각각 몰드(제1 물체)(7)와 기판(제2 물체)(8)의 X 방향(제1 방향)으로의 상대 위치를 검출하는데 이용되는 몰드측의 마크(제1 마크)(10)와 기판측의 마크(제2 마크)(11)을 도시한다. 몰드측의 마크(10)는 X 방향으로의 격자 피치 Pmm와 Y 방향으로의 격자 피치 Pmn를 갖는 체커보드 형상의 격자 패턴(10a)을 포함한다. 기판측의 마크(11)는, X 방향으로만 격자 피치 Pmm과 상이한 격자 피치 Pw를 갖는 격자 패턴(11a)을 포함한다. 2개의 격자 패턴(10a, 11a)을 서로 겹친 상태에서 검출기(3)에 의해 무아레 무늬를 검출하는 원리에 대해, 도 8의 (a) 내지 (d)를 참조하여 설명한다.
도 8의 (a)와 (b)는 격자 패턴(10a, 11a)을 각각 X 방향과 Y 방향으로부터 본 도면들이다. X 방향으로의 상대 위치를 검출하기 위한 무아레 무늬는, 동공면에서 Y축 위에 나란히 놓인 제1 및 제3 극의 광 강도 분포 IL1과 IL2에 의해 발생된다. 격자 패턴(10a, 11a)에 의해 발생된 회절각 φ은, 격자 피치를 d, 조명 광학계(22)에 의해 방출되는 광의 파장을 λ, 회절 차수를 n으로 하여,
sinφ= nλ/d ...(3)
로 표현된다.
다음으로, 격자 패턴(10a)에 의해 발생된 X 방향과 Y 방향의 회절각을 각각 φmm 및 φmn이라 하고, 격자 패턴(11a)에 의해 발생된 회절각을 φw라 하면,
sinφmm = nλ/Pmm ...(4)
sinφmn = nλ/Pmn ...(5)
sinφw = nλ/Pw ...(6)
이 성립된다.
도 8의 (a)를 참조하면, 격자 패턴(10a, 11a)은, 동공면에서 비계측 방향인 Y축 위에 나란히 놓인 제1 및 제3 극의 광 강도 분포 IL1, IL2에 의해, Y 방향(비계측 방향)을 따라 비스듬히 조명된다. 격자 패턴(10a, 11a)에 의해 정반사된 광 빔(0차 회절광 빔) D1 및 D1' 는, 검출기(3)가 식 (2)을 만족하기 때문에, 검출 광학계(21)에는 입사하지 않는다.
참조 부호 D2, D2'는 몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해서만 ±1차 회절된 회절광 빔을 나타내고, D3은 몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해 +/-1차 회절되고 기판측의 격자 패턴(11a)에 의해 -/+1차 회절된 회절광 빔을 나타낸다. 회절광 빔 D3은 검출기(3)에 의해 이용되어 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치를 검출한다. Y 방향으로의 격자 피치 Pmn을 갖는 몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해 각도 φmn 만큼 회절된 광 빔 D2, D2' 및 D3은, Y축에 대하여 검출 광학계(21)에 의해 검출되는 각도에서 사출한다.
본 실시 형태에서, 0차 회절광 빔 이외의 회절광 빔 중에서 회절 강도가 상대적으로 높고, 격자 패턴(10a)을 거치고, 격자 패턴(11a)에 의해 -/+1차 회절된 회절광 빔 D3을 검출하기 위해서 검출기(3)는, Pmn, NA。, NAil, NApa가 규정된 이하의 조건을 만족시킨다.
│NAil - │sinφmn││ = │NAil - λ/Pmn│ < NA。+ NApa/2 ... (7)
즉, 검출기(3)는, 식 (7)에 의해 규정된 범위 내의 파장 λ에서 Y 방향으로의 회절광을 검출할 수 있다.
회절광 빔 D3이 Y 방향으로 수직할 경우에 가장 효율적으로 회절광 빔 D3을 검출할 수 있다. 그래서, 광원으로부터 출력되는 조명광의 중심 파장을 λc이라 하면, 조명 광학계(22)의 조명 조건과 몰드측의 격자 패턴(10a)의 격자 피치 Pmn를,
NAil - λc/Pmn = 0 ... (8)
이 만족되도록 조정하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, Y 방향(비계측 방향)에 관해서는 몰드측의 격자 패턴(10a)이 비스듬히 조명되고, 격자 패턴(10a)에 의해 비계측 방향으로 회절된 광 빔이 검출된다.
계측 방향인 X 방향(제1 방향)으로 회절된 광 빔을, 도 8의 (b)를 참조하여 설명한다. 동공면에서 Y축 위에 나란히 놓인 제1 및 제3 극의 광 강도 분포IL1, IL2를 갖는 광 빔이, X축에 수직한 방향으로부터 격자 패턴(10a, 11a)에 입사한다. Y 방향의 경우와 마찬가지로 +/-1차 회절광을 고려하면, 몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해 +/-1차 회절되고, 기판측의 격자 패턴(11a)에 의해 -/+1차 회절된 회절광 빔 D3은, Pmm과 Pw가 서로 가깝기 때문에 X축에 대하여 작은 각도로 검출 광학계(21)에 입사한다.
도 8의 (c)에는 회절광 빔 D3가 어떻게 회절되는지가 도시된다. 실선의 화살표는, 몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해 +/-1차 회절되고 기판측의 격자 패턴(11a)에 의해 -/+1차 회절되며, 몰드(7)을 투과한 회절광 빔을 나타낸다. 또한, 점선의 화살표는, 몰드측의 격자 패턴(10a)을 투과하고, 기판측의 격자 패턴(11a)에 의해 -/+1차 회절되고 몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해 +/-1차 회절된 회절광 빔을 나타낸다. 이때의 회절각 φ△은,
sinφ△ = λ x │Pw - Pmm│/ (PmmPw) … (9)
으로 표현된다.
식 (9)에서 │Pw - Pmm│/ (PmmPw) = 1/P△ 라면,
sinφ△ = λ/P△ ... (10)
으로 표현된다.
식 (10)은, 회절광 빔 D3에 의해 주기가 P△인 간섭 무늬가 발생한 것을 의미한다. 이러한 간섭 무늬는 주기를 가진 무아레 무늬로서 기능하며, 그 주기는 몰드측의 격자 패턴(10a)과 기판측의 격자 패턴(11a)의 격자 피치의 차에 의존한다. 단, 본 실시 형태에서는 몰드측의 격자 패턴(10a)이 체커보드 형상의 패턴이므로, 발생하는 무아레 무늬의 주기는 P△/2가 된다. 이때, 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치 어긋남은 무아레 무늬의 명부와 암부의 위치 어긋남을 확대하므로, 해상력이 낮은 검출 광학계(21)를 이용하더라도, 높은 정밀도로 몰드(7)와 기판(8)은 위치 정렬을 행할 수 있다.
몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해서만 1차 회절된 광 빔 D2, D2' 또는 기판측의 격자 패턴(11a)에 의해서만 1차 회절된 광 빔 D4, D4'은, 각도 φmm 또는 φw에서 사출한다(도 8의 (b)). D2, D2', D4, 및 D4'는 무아레 무늬를 발생시키지 않는 노이즈가 되므로, 검출 광학계(21)에 의해 검출되지 않는 것이 바람직하다. 그래서, 본 실시 형태에서는
NAo + NApm/2 < │sinφmm│ = λ/Pmm … (11)
NAo + NApm/2 < │sinφw│ = λ/Pw … (12)
을 만족하도록 격자 패턴(10a, 11a)의 격자 피치 Pmm, Pw와, 검출기(3)의 검출 개구DET의 개구수 NAo를 조정한다.
몰드측의 격자 패턴(10a) 또는 기판측의 격자 패턴(11a)의 어느 것에 의해서도 X 방향으로 회절되지 않는 광 빔(도 8의 (b)에 도시된 0차 회절광 빔 D1 및 D1')은, X축에 대하여 검출 광학계(21)에 의해 검출되는 각도에서 사출한다. 기판측의 격자 패턴(11a)에 의해 회절됨 없이 기판(8)에 의한 반사의 전후에 몰드측의 격자 패턴(10a)에 의해 X 방향으로의 +/-n차 회절과 -/+n차 회절(합계 0차 회절)이 수행된 회절광 빔 D5, D5'는 X축에 대하여 검출 광학계(21)에 의해 검출되는 각도에서 사출한다. 회절광 빔 D5, D5'는 무아레 무늬를 생성하지 않고 무아레 무늬의 콘트라스트를 저하되는 요인으로 된다. 그러나, 본 실시 형태에서는 몰드측의 격자 패턴(10a)이 체커보드 형상의 패턴이므로, 인접하는 격자에 의해 회절되는 광 빔 D5, D5' 의 위상이 서로 π 어긋나고, 즉 서로 상쇄한다. 따라서 회절광 빔 D5, D5'의 강도는 낮게 유지되면서, 높은 콘트라스트로 무아레 무늬를 계측할 수 있다. 도 8의 (d)는 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 구성들의 3차원 구성을 도시하는 도면이다. 회절광 빔 D5, D5'는, 낮게 유지된 강도를 가지며 도 8의 (d)에 도시되지 않는다는 것에 주목해야 한다.
이상, 몰드(7)와 기판(8)의 X 방향으로의 상대 위치 계측을 위한 무아레 무늬의 검출에 대해 설명하였다. 그러나, 몰드(7)와 기판(8)의 Y 방향으로의 상대 위치 계측을 위한 무아레 무늬의 검출 또한 마크와 조명의 방향을 X 와 Y 방향으로 교체할 뿐으로, 기본적으로 동일하다. 즉, 몰드측의 Y 방향으로의 위치 정렬용 마크(10)에는 X 방향으로의 격자 피치 Pmn과 Y 방향으로의 격자 피치 Pmm을 갖는 체커보드 형상의 격자 패턴(10b)을 이용한다. 또한, 기판측의 Y 방향으로의 위치 정렬용 마크(11)에는 Y 방향으로만의 격자 피치 Pmm과 상이한 격자 피치 Pw를 갖는 격자 패턴(11b)을 이용한다(도 9). 몰드(7)와 기판(8)의 Y 방향으로의 상대 위치 계측을 위한 무아레 무늬는, 동공면에서 Y축 위에 나란히 놓인 제2 극 IL3과 제4 극 IL4의 광 강도 분포를 이용하여 2개의 격자 패턴(10b, 11b)을 조명함으로써 발생한다.
이상, 격자 패턴(10a, 10b)의 주기가 동일하며 격자 패턴(11a, 11b)의 격자 피치가 동일한 경우에 대해 설명했으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 격자 패턴들(10a 및 10b)의 격자 피치는 상이해도 되고, 격자 패턴들(11a 및 11b)의 격자 피치 또한 상이해도 된다. 또한, 검출 광학계(21)의 광축으로부터 제1 및 제3 극 IL1 및 IL2의 중심까지의 거리는 검출 광학계(21)의 광축으로부터 제2 및 제4 극 IL3 및 IL4의 중심까지의 거리와 상이하여도 좋다.
본 실시 형태의 검출기(3)는, 1 세트의 무아레 무늬를 검출하기 위해서 위치 정렬용의 마크를 2 방향을 따라 비스듬히 조명하여 수직 방향으로부터 검출하므로, 1 방향만을 따라 마크를 비스듬히 조명하여 검출하는 종래의 검출기에 비하여 2배의 광량을 확보할 수 있다. 이에 의해, 검출기(3)는, 2 물체의 상대 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다. 상술된 바와 같이, 본 실시 형태에서의 검출기(3)는, 식 (7)에 의해 규정된 범위 내의 파장 λ에서 회절광을 검출할 수 있지만, 이 파장의 범위는 가능한 한 넓은 것이 바람직하다.
기판(8)에 형성된 마크(11)는, 기판(8)의 표면에 노출되어 있는 것이 적고, 몇개 내지 몇십층이 적재된 층을 포함하는 프로세스에 의해 형성되는 적층 구조 내에 형성되는 경우가 많다. 마크(11)의 상부에 투명한 물질로 이루어지는 층이 형성되어 있을 경우, 소위 박막 간섭으로 인해, 조명광의 파장에 따라 마크(11)로부터 되돌아오는 광의 강도가 매우 약해질 수 있다. 이때, 조명광의 파장을 변경함으로써, 박막 간섭이 발생하는 조건으로부터 벗어나, 마크(11)가 보이게 된다. 이에 기초하여, 마크(11)가 검출기(3)에 의해 관찰될 경우, 조명광의 파장 λ을 넓은 범위에서 가변할 수 있게 함으로써 기판(8)을 제작하는 프로세스에 따라 가장 잘 검출할 수 있는 조건을 설정할 수 있는 것이 바람직하다. 결정 대상의 조건은, 예를 들면 마크의 격자 피치, 개구수 NAo, 제1 및 제2 극의 중심 위치, 조명광의 파장 범위 및 중심 파장 등이다. 조명광의 파장 λ은, 광원(23)으로서 할로겐 램프와 같은 광대역의 파장을 갖는 광원을 이용하여 대역 통과 필터 등에 의해 원하는 파장 대역을 잘라내서 선택해도 좋고, LED와 같은 단색 광 광원에서 중심 파장의 상이한 것을 복수 구비해서 전환함으로써 선택해도 좋다.
도 10에 도시된 바와 같이 격자 패턴들(10a, 11a)을 서로 겹치고 격자 패턴들(10b, 11b)을 서로 겹쳐 형성된 마크를, 도 5에 도시된 바와 같이 유효 광원IL1 내지 IL4와, 검출 개구 DET를 갖는 검출기(3)의 시야 내에 동시에 넣도록 설정한다. 이렇게 함으로써, X 방향과 Y 방향으로의 위치 정렬을 위한 무아레 무늬를 하나의 검출기(3)를 이용해서 동시에 관찰할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 1개의 검출기(3)(검출 광학계(21)와 조명 광학계(22))에 의해 2 방향의 상대 위치 정보를 비교적 저렴하고 간이한 장치 구성으로 동시에 취득할 수 있다.
도 1의 (a) 내지 (d)를 참조하여, 본 실시 형태의 효과를 설명한다. 도 1의 (a)는, 원형 유효 광원을 구비한 조명 광학계와, 원형 검출 개구를 구비한 검출 광학계를 포함하는 종래 기술의 검출기의 개략도이다. 한편, 도 1의 (b)는, 직사각형의 유효 광원을 구비한 조명 광학계와, 직사각형의 검출 개구를 구비한 검출 광학계를 포함하는 본 실시 형태에 따른 검출기의 개략도이다. 유효 광원과 검출 개구의 사이즈는, 도 1의 (a)에 도시된 원의 직경을 도 1의 (b)에 도시된 직사각형의 한 변과 동일하게 설정함으로써 규정된다. 설명을 간단히 하기 위해서, 도 1의 (a) 및 (b)에는 검출 개구 DET와 1개의 유효 광원 IL2만을 도시한다. 몰드(7)와 기판(8)의 상대 위치를 검출하는데 사용되는 유효 광원 IL2로부터의 회절광 빔이 참조부호 D3(+1)과 D3(-1)로 표기된다. 도 1의 (a) 및 (b)는, 유효 광원 IL2의 길이 파장 대역측의 광이, 검출 개구 DET에 의해 일부 가려지는 경우를 도시한다. 이러한 조건 하에서, 원형과 직사각형의 형상으로 간섭에 기여하는 광과 기여하지 않는 광의 비율을, 조명광을 기준으로 하여 도 1의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이 변환한다.
도 1의 (c)는, 유효 광원 IL2 및 검출 개구 DET가 원형 형상인 경우를 도시한다. 회절광 빔 D3(±1)에 대하여, 검출 개구 DET의 위치를 서로 어긋나게 해서 겹치면, 중첩 영역은 ±1차 회절광 빔의 양쪽에 의해 계측가능한 사선 영역 IB과, ±1차 회절광 빔의 한쪽에 의해 계측가능한 영역 AIB로 분리될 수 있다. 간섭을 얻기 위해서는 ±1차 회절광 빔이 필요하기 때문에, 사선 영역 IB는 간섭에 기여하는 광으로 조사되며, 영역 AIB는 간섭에 기여하지 않는 바이어스 광으로 조사된다는 것에 주목해야 한다.
한편, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 검출 개구 DET가 직사각형일 경우에는, 회절광 빔 D3(±1)에 대하여, 간섭에 기여하는 광으로 조사되는 사선 영역 IB만이 존재하고, 간섭에 기여하지 않는 광으로 조사되는 영역 AIB가 존재하지 않는다. 따라서, 검출 개구 DET가 도 1의 (c)에 도시된 원형일 때, 최대 콘트라스트, 즉, 간섭 광과 바이어스 광의 비율은 IB/ (IB + AIB)이며, 검출 개구 DET가 도 1의 (d)에 도시된 직사각형일 때, 최대 콘트라스트 IB/IB = 1을 얻을 수 있다. 검출 개구 DET의 형상을 직사각형으로 형성함으로써, 유효 광원 IL2이 검출 개구 DET에 의해 가려지는 파장 대역에서 콘트라스트가 감소되는 것이 방지될 수 있다.
도 11은, 유효 광원 IL2과 검출 개구 DET의 형상을 식을 이용하여 설명하는 도면이다. 도 11은 동공 영역에서의 유효 광원 IL2, 검출 개구 DET, 및 +1차 회절광 빔 D3(+1)이 도시되어 있다. 유효 광원 IL2과 검출 개구 DET의 사이즈는, 도 5에 도시된 사이즈와 동일하다. 회절광 빔 D3(+1)의 회절 NA는, 식 (9)에서와 마찬가지로 SIN(φ△)이다. 회절광 빔 D3(+1)이 검출 개구 DET에 의해 가려지면, 간섭에 기여하지 않는 원치않는 광이 되어버린다. 회절광 빔 D3(+1)이 X 방향으로의 검출 개구 DET에 의해 가려지지 않는 조건은,
sinφ△ + NApm/2 ≤NA。 ...(13)
에 의해 주어진다.
NApm은, 1개의 극 IL2의 계측 방향인 제1 방향으로의 길이 Lpm과 동일하며, NA。는 검출 개구 DET의 제1 방향으로의 길이 Lpm의 반이다. 따라서, 회절광 빔 D3(+1)이 X 방향으로의 검출 개구 DET에 의해 가려지지 않는 조건은,
sinφ△ + Lpm/2 ≤ L。/2 ...(13')
로 변경된다.
광원의 파장 대역에서, 회절광 D3(+1)은 검출 개구 DET의 가로의 한 변 DET(E2)에 의해 가려진다. 회절광 빔 D3(+1)의 회절 방향 D3(DIR)이 검출 개구 DET의 한 변 DET(E2)의 방향과 상이하면, 1차 회절광 빔에서 가려진 상태 또는 조건이 변경되어 간섭에 기여하지 못하는 광이 검출된다. 따라서, 조건
D3(DIR)//DET(E2) … (14)
이 만족되는 것이 바람직하다.
식 (13)의 등호와 식 (14)를 만족하는 경우, 조건
D3(E1)//DET(E1) … (15)
을 만족시키도록 NApm과 유효 광원 IL2의 형상을 결정함으로써, 간섭에 기여하는 광량을 최대한 증가시킬 수 있다.
따라서, 유효 광원 IL2와 검출 개구 DET가 모두 직사각형이며 식 (13), 식(14) 및 식(15)를 만족한다면, 간섭에 기여하는 광의 광량과 콘트라스트가 최대로 된다.
도 12의 (a) 및 (b) 또는 도 13의 (a) 및 (b)에 도시된 유효 광원 IL1 내지 IL4와 검출 개구 DET는, 식 (13) 내지 식(15)를 거의 만족한다. 그러나, 수차등의 다른 제약 조건에 의해 유효 광원과 검출 개구의 형상이 제약을 받을 경우, 도 12의 (a) 및 (b) 또는 도 13의 (a) 및 (b)에서와 같이, 본 발명의 목적 및 효과를 일탈하지 않는 범위에서 변경이 가능하다.
도 12의 (a) 및 (b)를 참조하면, 검출 개구 DET는, X 방향에 평행한 한 쌍의 선분과 Y 방향에 평행한 한 쌍의 선분을 포함하는 경계를 갖는다. 도 12의 (a)를 참조하면, X 방향에 평행한 선분과 Y 방향에 평행한 선분은, 직선으로 서로 접속되어 있다. 파선 RL은, 검출기(3)의 최대 동공 직경을 나타낸다. 도 12의 (a)를 다시 참조하면, 검출 개구 DET의 형상은 직사각형의 4 코너의 모서리를 잘라내어 형성된 8각형이다. 도 12의 (a)에 도시된 형상에서도, 직사각형의 모서리를 잘라낸 양이 크지 않을 경우, 콘트라스트와 광량이 거의 저하되지 않도록 할 수 있다. 도 12의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 검출 개구 DET의 형상을, 8각형이나 또는 8각형 이외의 다각형으로 할 수 있다. 도 12의 (b)를 참조하면, X 방향에 평행한 선분과 Y 방향에 평행한 선분이 원호 형상의 곡선에 의해 서로 접속되고, 검출 개구 DET의 경계는, 곡선과 직선으로 형성된 형상을 갖는다. 도 12의 (b)에 도시된 형상에서도, 정사각형의 모서리를 잘라낸 양에 따라, 콘트라스트와 광량이 거의 저하되지 않도록 할 수 있다. 직선으로만 형성된 다각형 이외에도, 곡선과 직선으로 형성된 형상에서도, 식 (13) 내지 식 (15)가 거의 만족될 수 있다.
도 13의 (a) 및 (b)는, 유효 광원 IL1 내지 IL4가 직사각형으로부터 변형 된 경우의 설명도이다. 도 13의 (a)를 참조하면, 각각의 유효 광원 IL1 내지 IL4는, X 방향에 평행한 선분과 Y 방향에 평행한 선분과 조명 광학계(22)의 동공면의 외주의 일부를 포함하는 경계를 갖는, 직선과 곡선으로 형성된 형상이다. 곡선 IL2(E1)는, 검출기(3)의 최대 동공 직경 RL에 따라 유효 광원 IL2을 직사각형으로부터 잘라냄으로써 얻어진 면을 나타낸다. 도 13의 (a)에 도시된 형상에서도, 식 (13) 내지 식 (15)를 만족하므로, 검출 광학계(21)의 최대 동공 직경 아래의 광을 유효하게 이용할 수 있어, 광량을 최대한 증가시킬 수 있다. 도 13의 (b)는, 직사각형의 검출 개구 DET와 원형의 유효 광원 IL1 내지 IL4를 사용할 경우의 설명도이다. 도 13의 (b)를 참조하면, 식 (13)과 식 (14)를 만족할 때, 콘트라스트는 최대값을 갖는다. 도 12의 (a) 및 (b)에 도시된 검출 개구 DET와 도 13의 (a) 및 (b)에 도시된 유효 광원 IL1 내지 IL4를 조합해도, 본 발명의 목적을 달성할 수 있다는 것은 명백하다.
본 실시 형태에서는, 콘트라스트와 광량을 최대한 증가시킬 수 있는 검출 개구와 유효 광원의 형상을 설명하였다. 본 실시 형태에서는 X 및 Y 방향으로 동시에 계측하는 방식으로 설명을 행하였지만, X 방향과 Y 방향을 개별로 계측하는 방식을 이용하여도 마찬가지의 형태를 선택할 수 있다. 또한, 기판측의 마크(11)의 구조에 따라 프로세스 대응하도록 파장 대역을 넓히는 것이 바람직하지만, 본 발명에서는 파장 대역을 넓혀도 콘트라스트가 저하되지 않는다. 상술된 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 간섭에 기여하는 광만을 검출할 수 있으므로, 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또한, 검출기(3)의 동공 영역을 유효하게 이용하는 것으로 광량을 최대한 증가시킬 수 있다.
[물품의 제조 방법]
물품의 제조 방법에 대해서 설명한다. 물품으로서의 디바이스(예를 들면, 반도체 집적 회로 디바이스 또는 액정 표시 디바이스)의 제조 방법은, 상술한 임프린트 장치를 이용하여 기판(웨이퍼, 유리판 또는 필름 형상 기판) 위에 패턴을 형성하는 공정을 포함한다. 이러한 제조 방법은, 또한 패턴이 형성된 기판을 에칭하는 공정을 포함할 수 있다. 패터닝된 매체(기록 매체) 및 광학 소자 등의 기타의 물품을 제조할 경우, 이러한 제조 방법은, 에칭 대신에 패턴이 형성된 기판을 가공하는 것 이외의 처리를 포함할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 가격의 적어도 하나에 있어서 유리하다.
예시적 실시 형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이러한 개시된 예시적 실시 형태들에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 청구범위는, 모든 이러한 변형과 등가의 구조 및 기능이 포함되도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 제1 방향으로의 제1 물체와 제2 물체의 상대 위치를 검출하는 검출기로서,
    상기 제1 물체에 배치된 제1 마크와, 상기 제2 물체에 배치된 제2 마크를 비스듬히 조명하도록 구성된 조명 광학계와,
    상기 조명 광학계에 의해 각각 조명된 상기 제1 마크 및 상기 제2 마크에 의해 회절된 광 빔들에 의해 생성된 간섭 광을 검출하도록 구성된 검출 광학계를 포함하고,
    상기 조명 광학계는, 조명 광학계의 동공면에, 하나 이상의 극을 포함하는 광 강도 분포를 형성하고,
    상기 검출 광학계는, 검출 광학계의 동공면에, 개구가 형성된 조리개를 포함하고,
    상기 개구의 형상은, 상기 제1 방향에 평행한 한 변(a side)을 포함하는, 검출기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구의 형상은, 상기 제1 방향에 평행한 한 쌍의 변과, 상기 제1 방향에 수직한 한 쌍의 변을 포함하는, 검출기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개구는 직사각형 형상을 갖는, 검출기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향에 평행한 한 쌍의 변의 각각과 상기 제1 방향에 수직한 한 쌍의 변의 각각은, 직선 및 곡선 중 하나에 의해 서로 접속되는, 검출기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 극은, 상기 제1 방향에 평행한 한 쌍의 변과, 상기 제1 방향에 수직한 한 쌍의 변을 갖는, 검출기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 극은, 상기 제1 방향에 평행한 변과, 상기 제1 방향에 수직한 변과, 상기 조명 광학계의 동공면의 외주의 일부를 갖는, 검출기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 광을 생성하는 회절광의 회절각을 φ△이라 하고, 상기 개구의 상기 제1 방향으로의 길이를 Lo라 하고, 상기 하나 이상의 극의 상기 제1 방향으로의 길이를 Lpm이라 했을 때, sinφ△ + Lpm/2 ≤ Lo/2를 만족하는, 검출기.
  8. 몰드에 형성된 패턴을, 기판 위에 제공된 임프린트 재료와 접촉시키고, 상기 임프린트 재료를 경화시켜 기판에 패턴을 형성하는 임프린트 장치로서,
    상기 몰드에 배치된 제1 마크와, 상기 기판에 배치된 제2 마크를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하며,
    상기 검출기는,
    상기 몰드에 배치된 제1 마크와, 상기 기판에 배치된 제2 마크를 비스듬히 조명하도록 구성된 조명 광학계와,
    상기 조명 광학계에 의해 각각 조명된 상기 제1 마크 및 상기 제2 마크에 의해 회절된 광 빔들에 의해 생성된 간섭 광을 검출하도록 구성된 검출 광학계를 포함하며,
    상기 조명 광학계는, 조명 광학계의 동공면에, 하나 이상의 극을 포함하는 광 강도 분포를 형성하고,
    상기 검출 광학계는, 검출 광학계의 동공면에, 개구가 형성된 조리개를 포함하고,
    상기 개구는, 상기 제1 마크와 상기 제2 마크의 상대 위치를 검출하는 방향에 평행한 선분을 포함하는 경계를 갖는, 임프린트 장치.
  9. 물품을 제조하는 방법으로서,
    기판 위의 임프린트 재료에 대하여 몰드의 패턴을 가압하고, 상기 임프린트 재료를 경화시켜 기판 위에 경화된 임프린트 재료의 패턴을 형성하는 임프린트 장치를 이용하여 기판에 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 패턴이 형성된 기판을 가공하여 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 임프린트 장치는,
    상기 몰드에 배치된 제1 마크와, 상기 기판에 배치된 제2 마크를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하고,
    상기 검출기는,
    상기 몰드에 배치된 제1 마크와, 상기 기판에 배치된 제2 마크를 비스듬히 조명하도록 구성된 조명 광학계와,
    상기 조명 광학계에 의해 각각 조명된 상기 제1 마크 및 상기 제2 마크에 의해 회절된 광 빔들에 의해 생성된 간섭 광을 검출하도록 구성된 검출 광학계를 포함하며,
    상기 조명 광학계는, 조명 광학계의 동공면에, 하나 이상의 극을 포함하는 광 강도 분포를 형성하고,
    상기 검출 광학계는, 검출 광학계의 동공면에, 개구가 형성된 조리개를 포함하고,
    상기 개구의 형상은, 상기 제1 마크와 상기 제2 마크의 상대 위치를 검출하는 방향에 평행한 한 변을 포함하는, 물품 제조 방법.
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