[发明专利]检测器、压印装置以及物品制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测两个不同物体的相对位置的检测器、压印装置、以及物品制造方法。

背景技术

随着对半导体器件的微构图(micropatterning)的需求演进，除了常规的光刻法技术，通过使用铸模在基板上模制未固化树脂来在基板上形成树脂图案的微构图技术正引起注意。微构图技术也被称为压印技术，并且能够在基板上形成几nm量级的微结构。压印技术的一个例子是光固化法。在使用这种光固化法的压印装置中，首先使用未固化的紫外线固化树脂(压印树脂或可光固化树脂)来涂覆基板上的作为压印区域的冲击区(shot)(树脂被分配在冲击区上)。然后，通过使用铸模来模制该树脂。在通过紫外线照射使树脂固化后，释放铸模，从而在基板上形成树脂图案。

符合这种光固化法的压印装置在例如日本专利公开No.2008-522412中进行了公开。该压印装置包括基板保持台、树脂涂覆机构、压印头、紫外线照射单元和对准标记检测器。在该压印装置中，通过使用所谓的逐级压模法(die-by-die method)来对准基板与铸模，通过该方法，当将基板与铸模彼此压在一起时，针对每个冲击区来同时观测在基板和铸模上形成的标记，并且校正标记之间的偏移。

在日本专利公开No.2008-522412中公开的压印装置中，在铸模和基板上形成对准标记。在铸模上的标记包括在测量方向上具有格栅间距的格栅图案。在基板上的标记包括在测量方向和垂直于该测量方向的方向(非测量方向)中的每一个上都具有格栅间距的棋盘格栅图案。用于对标记进行照明的照明光学系统和用于检测来自标记的衍射光的检测光学系统相对于垂直于铸模和基板的方向朝着非测量方向倾斜。也就是说，照明光学系统被设计为在非测量方向上倾斜地对标记进行照明。倾斜地入射到标记上的光被形成在基板上的棋盘格栅图案在非测量方向上进行衍射，并且检测光学系统仅检测在非测量方向上具有除了第0级之外的指定级的衍射光。

此外，在铸模上形成的格栅图案的格栅间距与在基板上形成的格栅图案的格栅间距在测量方向上仅有轻微地不同。当具有不同格栅间距的这些格栅图案交叠时，来自两种格栅图案的衍射光分量之间的干涉形成具有反映格栅图案的格栅间距之间的差的周期的干涉条纹(所谓的莫尔条纹)。由于该莫尔条纹的相位根据格栅图案之间的位置关系而改变，因此通过观测莫尔条纹的相位可以对准基板和铸模。通过使用上述的莫尔条纹来检测相对位置的方法具有这样的优点：即使在使用具有低分辨能力的检测光学系统时，也可以高精度地执行对准。

在日本专利公开No.2008-522412中公开的检测器通过形成于基板上的棋盘格栅图案来在不垂直于铸模或基板的方向上检测在非测量方向上衍射的光。因此，单个的检测器(照明光学系统和检测光学系统)不能在多个方向上获取关于铸模和基板的相对位置的信息。

发明内容

本发明通过使用单个检测器来精确地检测两个物体在两个方向上的相对位置。

本发明在其第一方面提供一种用于检测第一物体和第二物体在x方向和y方向上的相对位置的检测器，该检测器包括：照明光学系统，被配置为对布置在第一物体上的第一标记和布置在第二物体上的第二标记进行照明；以及检测光学系统，被配置为检测由被所述照明光学系统照明的第一标记和第二标记衍射的衍射光分量的干涉光，其中，第一标记和第二标记中的一个包括在y方向上具有格栅间距P₁并在x方向上具有格栅间距P₂的格栅图案，第一标记和第二标记中的另一个包括在x方向上具有格栅间距P₃的格栅图案，所述照明光学系统在其光瞳面中形成包括y方向上的第一极(pole)和x方向上的第二极的光强度分布，在从第一极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到所述检测光学系统在光瞳面中的孔径上，并且在从第二极照明的光被第一标记和第二标记衍射时生成的衍射光分量入射到与所述检测光学系统在光瞳面中的孔径不同的位置上。