[0023]图8是示出在衍射光栅的端部的莫尔信号的变化的图形。
[0024]图9是示出模具或基板配设的衍射光栅的示例的图。
[0025]图10是示出在衍射光栅的端部的莫尔信号的变化的图形。
[0026]图11是示出模具或基板配设的衍射光栅的示例的图。
[0027]图12A至图12D是示出模具或基板配设的衍射光栅的示例的图。
[0028]图13A至图13D是示出模具或基板配设的衍射光栅的示例的图。
[0029]图14A至图14B是示出模具或基板配设的衍射光栅的示例的图。
[0030]图15A至图15C是示出莫尔信号与衍射光栅之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0031]下面，将参照附图描述本发明的优选实施例。注意，在整个附图中相同附图标记表示相同的构件，将不给出其重复的描述。
[0032]<第一实施例>
[0033]图1A和图1B是示出作为本发明的一方面的压印装置100的布置的示意图。压印装置100进行使基板上的压印材料成型并且在基板上形成图案的压印处理。该实施例使用树脂作为压印材料，并且使用通过利用紫外光照射树脂而使树脂固化的光固化方法作为树脂固化方法。
[0034]压印装置100包括压印头3、位置检测装置6、基板台13以及控制单元30。压印装置100也包括具有用于向基板上供给(涂布)树脂的分配器的树脂供给单元、用于保持压印头3的桥平板、以及用于保持基板台13的基座平板。
[0035]压印装置100将树脂涂布在基板台13上保持的基板I上，并且使形成有预定图案的模具2 (其图案表面)与树脂接触。然后，压印装置100在模具2与树脂接触的状态下，通过利用紫外光7照射树脂而使基板上的树脂固化，并且使模具2从固化的树脂分离(脱模)，从而在基板的树脂上形成图案。
[0036]作为支持构件的压印头3保持模具2。如图1A中所示，在压印头3中布置各个位置检测装置6。位置检测装置6通过光学观察标志，来检测模具2配设的标志4与基板I配设的标志5的相对位置。然而，如果难以在压印头3 (空间)中布置各个位置检测装置6，则如图1B中所示，可以使用成像光学系统8，将来自标志4和标志5的光成像在上方，并且观察这些图像。
[0037]在本实施例中，当进行压印处理时，从上方发射用于使基板上的树脂固化的紫外光7。因此，当使用成像光学系统8时，如图1B中所示，可以在成像光学系统8中布置合成棱镜8a，以将来自各个位置检测装置6的光的光路和紫外光7的光路合成。在这种情况下，合成棱镜8a具有反射紫外光7并且透射来自位置检测装置6的光的性能。注意，可以反转位置检测装置6与紫外光7之间的关系，合成棱镜8a可以具有透射紫外光7并且反射来自位置检测装置6的光的性能。
[0038]控制单元30包括CPU和存储器，并且控制整个压印装置100 (压印装置100的各个单元)。控制单元30控制压印处理以及与压印处理相关联的处理。例如，当进行压印处理时，控制单元30通过基于位置检测装置6获得的检测结果，在X和I方向上移动压印头3和基板台13，来将模具2与基板I对准。
[0039]下面将详细描述模具2和基板I分别配设的标志4和标志5以及各个位置检测装置6。图2是示出各个位置检测装置6的布置的示例的示意图。位置检测装置6包括检测光学系统21和照明光学系统22。图2示出了检测光学系统21 (其光轴)和照明光学系统22 (其光轴)共享一部分。
[0040]照明光学系统22通过使用诸如棱镜24等的光学构件，将来自光源23的光导向与检测光学系统21的光轴相同的光轴，以照明标志4和5。例如，使用卤素灯或LED作为光源23。光源23发射具有与紫外光7的波长不同的波长的光。在本实施例中，因为使用紫外光7作为用于使树脂固化的光，所以光源23发射可见光或红外光。
[0041]如上所述，检测光学系统21和照明光学系统22被构造为共享构成它们的光学构件的一部分。在检测光学系统21和照明光学系统22的光瞳面上或附近布置棱镜24。由包括第一方向(X或Y方向)上排列的图案的衍射光栅形成标志4和5。检测光学系统21将通过照明光学系统22照明的标志4和5衍射的光成像在图像传感器25上。将来自标志4和5的光作为莫尔条纹(moire fringes)成像在图像传感器25上。使用CXD传感器、CMOS传感器等作为图像传感器25。如上所述，检测光学系统用作对由标志4和标志5之间的交叠而产生的莫尔条纹进行检测的检测单元。处理单元26基于图像传感器25检测到的莫尔条纹，获得标志4和标志5的相对位置。然而，注意控制单元30可以具有处理单元26的功能(即，可以集成处理单元26和控制单元30)。
[0042]棱镜24在其粘合面上具有用于反射在照明光学系统22的光瞳面的周边部分的光的反射膜24a。反射膜24a用作限定照明光学系统22的光瞳强度分布的形状的孔径光阑。反射膜24a也用作限定检测光学系统21的光瞳的大小(检测光学系统21的数值孔径NA。)的孔径光阑。
[0043]棱镜24可以是在粘合面上具有半透膜的半棱镜，或者可以被在表面上具有反射膜的板状光学元件代替。作为另一选择，为了改变照明光学系统22和检测光学系统21的光瞳形状，棱镜24可以被构造为通过使用诸如转台或滑动机构等的切换机构而被其他棱镜代替。此外，棱镜24不必位于检测光学系统21和照明光学系统22上或其附近。
[0044]在本实施例中，通过棱镜24的反射膜24a限定照明光学系统22的光瞳形状。然而，不限于此。例如，通过在照明光学系统22的光瞳位置布置机械光阑、通过在玻璃表面上绘制图形而获得的光阑等，能够获得相同的效果。
[0045]图3是示出各个位置检测装置6的照明光学系统22的光瞳强度分布(ILl至IL4)与检测光学系统21的数值孔径NA。之间的关系的图。图3示出了照明光学系统22的光瞳面上的光瞳的大小作为检测光学系统21的数值孔径NA。。在本实施例中，照明光学系统22的光瞳强度分布包括第一极ILl、第二极IL2、第三极IL3以及第四极IL4。照明光学系统22利用在标志4或标志5的图案排列的方向上垂直入射的光、以及在该方向上平行入射的光，来照明标志4和标志5。如上所述，在照明光学系统22的光瞳面上布置用作孔径光阑的反射膜24a，能够由单个光源23形成多个极，即，第一极ILl至第四极IL4。在以这种方式形成具有多个极(峰值)的光瞳强度分布的情况下，不必使用多个光源，因此能够简化位置检测装置6或缩小位置检测装置6的尺寸。
[0046]将参照图4A至图4D描述使用从标志4和标志5衍射的光生成莫尔条纹的原理、以及通过使用该莫尔条纹进行标志4(模具2)和标志5(基板I)的相对位置的检测。如图4A和图4B中所示，模具2配设的作为标志4的衍射光栅(第一衍射光栅)31与基板I配设的作为标志5的衍射光栅(第二衍射光栅)32，在测量方向上图案(光栅)的周期略有不同。当在光栅周期不同的两个衍射光栅彼此交叠时，由于来自两个衍射光栅的衍射光束之间的干涉，出现具有反映衍射光栅之间的周期差的周期的图案，即，所谓的莫尔条纹。在这种情况下，因为莫尔条纹的相位依据衍射光栅的相对位置而变化，所以能够通过检测莫尔条纹获得标志4和标志5的相对位置，即，模具2和基板I的相对位置。
[0047]具体而言，当具有略有不同的周期的衍射光栅31和衍射光栅32彼此交叠时，从衍射光栅31和32衍射的光束彼此交叠，从而如图4C所示生成具有反映周期差的周期的莫尔条纹。如上所述，莫尔条纹依据衍射光栅31和衍射光栅32的相对位置而在明暗部分的位置(条纹的相位)变化。例如，随着衍射光栅31和衍射光栅32的相对位置在X方向上变化，图4C中所示的莫尔条纹改变为图4D中所示的莫尔条纹。莫尔条纹作为增大衍射光栅31和衍射光栅32之间的实际位置偏移量(改变量)的、具有大周期的条纹而出现。因此，即使检测光学系统21的分辨率低，也能够精确地检测衍射光栅31和衍射光栅32的相对位置。
[0048]考虑到为了检测这种莫尔条纹利用明视场检测衍射光栅31和32 (从垂直方向照明衍射光栅31和32，检测衍射光栅31和32在垂直方向上衍射的光)的情况。在这种情况下，检测光学系统21也检测来自衍射光栅31和32的O阶光。因为O阶光变为降低莫尔条纹的对比度的因素，所以各个位置检测装置6具有未检测到O阶光(即，利用斜入射光照明衍射光栅31和32)的暗视场布置。在本实施例中，为了即使利用暗视场布置也检测到莫尔条纹，衍射光栅31和32中的一个是具有5A中所示的棋盘状图案的衍射光栅，另一个是如图5B中所示的衍射光栅。图5A中所示的衍射光栅包括在测量方向(第一方向)上周期排列的图案，以及在与测量方向垂直的方向(第二方向)上周期排列的图案。
[0049]参照图3、图5A和图5B，来自第一极ILl和第二极IL2的光照射各个衍射光栅，并且被具有棋盘状图案的衍射光栅衍射。在这种情况下，在衍射光栅衍射的光中，检测在Z方向上衍射