位置检测装置、位置检测方法、压印装置及物品的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及位置检测装置、位置检测方法、压印装置及物品的制造方法。
【背景技术】
[0002]压印技术是能够形成纳米级精细图案的技术，并且被提出作为针对半导体设备和磁存储介质的量产纳米光刻技术中的一种。使用压印技术的压印装置，在形成有图案的模具与树脂接触的状态下，使基板上的树脂(压印材料)固化，然后使模具从固化的树脂剥离，从而在基板上形成图案。压印装置一般使用通过利用诸如紫外光等的光照射树脂而使基板上的树脂固化的光固化方法，作为树脂固化方法。
[0003]当使模具与基板上的树脂接触时，压印装置需要精确地将模具与基板对准。例如，作为针对模具和基板的对准方案，使用晶片间(die-by-die)对准方案。晶片间对准方案是通过检测在基板上的各个拍摄区域上形成的标志与模具上的相应标志来进行对准的方案。在美国特许第7，292，326号说明书以及日本特开2013-030757号公报中提出了这种与模具和基板之间的对准相关联的技术。
[0004]美国特许第7，292，326号说明书提出了一种压印装置，该压印装置包括检测用于模具与基板之间对准的标志的标志检测机构。根据美国特许第7，292，326号说明书，模具和基板分别配设有衍射光栅，作为用于模具与基板之间的对准的标志。在模具侧的衍射光栅是在测量方向上具有周期的衍射光栅。在基板侧的衍射光栅是在测量方向和与测量方向垂直的方向(非测量方向)均具有周期的、棋盘状图案的衍射光栅。标志检测机构对基板侧的衍射光栅与模具侧的衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测。标志检测机构包括照明衍射光栅的照明光学系统和检测来自衍射光栅的衍射光的检测光学系统。以从与模具和基板垂直的方向向非测量方向倾斜，来布置两个系统。也就是说，照明光学系统被构造为从非测量方向对衍射光栅进行斜入射照明。斜入射到衍射光栅的光被基板侧的衍射光栅在非测量方向上衍射，并且被检测光学系统检测。检测光学系统被布置为，在非测量方向上，仅检测除O阶光以外的单衍射光束。此外，日本特开2013-030757号公报提出了如下技术:在照明光学系统的光瞳面上形成多个极，并且针对多个方向测量模具与基板之间的相对位置。
[0005]然而，根据现有技术，由模具侧的衍射光栅和基板侧的衍射光栅的端部(各个衍射光栅的图案的两端)生成强的衍射光或散射光，他们的影响被反映在通过标志检测机构获得的检测信号中，从而导致发生“欺骗”(误差)。结果，模具与基板之间的对准精度(交叠精度)劣化，从而导致图案转印失败(产品瑕疵)。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种在对引起莫尔条纹的两个衍射光栅的相对位置进行检测方面有利的技术。
[0007]根据本发明的第一方面，提供一种位置检测装置，该位置检测装置包括:检测单元，其被构造为对由包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅与包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及处理单元，其被构造为基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅中的至少一个衍射光栅中包括的图案的端部图案在所述第一方向上的宽度，小于所述至少一个衍射光栅的剩余图案在所述第一方向上的宽度。
[0008]根据本发明的第二方面，提供一种位置检测装置，该位置检测装置包括:检测单元，其被构造为对由包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅与包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及处理单元，其被构造为基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅中的至少一个衍射光栅中包括的图案的端部图案与最接近所述端部图案的图案在所述第一方向上的间隔，比所述至少一个衍射光栅的图案的线宽的范围中、所述至少一个衍射光栅的剩余图案在所述第一方向上的间隔更宽。
[0009]根据本发明的第三方面，提供一种位置检测装置，该位置检测装置包括:检测单元，其被构造为对由包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅与包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及处理单元，其被构造为基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅的至少一个衍射光栅包括一种结构，该结构被构造为当具有相同相位的光入射时、使来自所述至少一个衍射光栅中包括的图案的端部图案的光的相位与来自所述至少一个衍射光栅的剩余图案的光的相位不同。
[0010]根据本发明的第四方面，提供一种位置检测装置，该位置检测装置包括检测单元，其被构造为对由包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅与包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及处理单元，其被构造为基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅的至少一个中包括的图案中的、当检测到所述莫尔条纹时生成不必要光的图案在所述第一方向上的宽度，小于在所述至少一个衍射光栅中包括的图案中的、当获得所述相对位置时使用的图案在所述第一方向上的宽度。
[0011]根据本发明的第五方面，提供一种位置检测装置，该位置检测装置包括检测单元，其被构造为对由包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅与包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及处理单元，其被构造为基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅的至少一个衍射光栅中包括的图案中的、当检测到所述莫尔条纹时生成不必要光的图案与最接近该图案的图案在所述第一方向上的间隔，比所述至少一个衍射光栅中包括的图案中的、当获得所述相对位置时使用的图案在所述第一方向上的间隔更宽。
[0012]根据本发明的第六方面，提供一种位置检测方法，该位置检测方法包括以下步骤:对由包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅与包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅中的至少一个衍射光栅中包括的图案的端部图案在所述第一方向上的宽度，小于所述至少一个衍射光栅的剩余图案在所述第一方向上的宽度。
[0013]根据本发明的第七方面，提供一种压印装置，其使基板上的压印材料成型并且在所述基板上形成图案，该压印装置包括:检测单元，其被构造为对由模具配设的并且包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅、和所述基板配设的并且包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及处理单元，其被构造为基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置；以及控制单元，其被构造为基于所述相对位置将所述模具和所述基板对准，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅中的至少一个衍射光栅的两端的图案在所述第一方向上的宽度，小于所述至少一个衍射光栅的剩余图案在所述第一方向上的宽度。
[0014]根据本发明的第八方面，提供一种物品的制造方法，所述制造方法包括:使用压印装置在基板上形成图案；以及对形成有图案的所述基板进行处理，其中，所述压印装置使所述基板上的压印材料成型并且在所述基板上形成图案，该压印装置包括:检测单元，其被构造为对由模具配设的并且包括在第一方向上排列的图案的第一衍射光栅、和所述基板配设的并且包括在所述第一方向上排列的图案的第二衍射光栅之间的交叠引起的莫尔条纹进行检测；以及处理单元，其被构造为基于所述莫尔条纹获得所述第一衍射光栅与所述第二衍射光栅的相对位置；以及控制单元，其被构造为基于所述相对位置将所述模具和所述基板对准，其中，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅的至少一个衍射光栅的两端的图案在所述第一方向上的宽度，小于所述至少一个衍射光栅的剩余图案在所述第一方向上的宽度。
[0015]根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他方面将变得清楚。
【附图说明】
[0016]图1A和图1B是示出根据本发明的一方面的压印装置的布置的示意图。
[0017]图2是示出针对图1A和图1B中所示的压印装置的各个位置检测装置的布置的示例的示意图。
[0018]图3是示出在各个位置检测装置的照明光学系统的光瞳强度分布与各个检测光学系统的数值孔径之间的关系的图。
[0019]图4A至图4D是用于说明莫尔条纹的发生的原理以及通过使用莫尔条纹进行标志的相对位置的检测的图。
[0020]图5A至图f5D是各自示出模具或基板配设的衍射光栅的示例的图。
[0021]图6A和图6B是各自示出莫尔信号的图形。
[0022]图7A和图7B是各自示出模具或基板配设的衍射光栅的示例的图。