【手続補正書】
【提出日】平成26年8月7日(2014.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一方向と、第一方向と異なる第二方向にそれぞれ周期をもつ第一回折格子と、該第一回折格子の第二方向の周期と異なる周期を第二方向にもつ第二回折格子と、を照明する照明光学系と、
前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光を検出する検出光学系と、を備える検出装置であって、
前記照明光学系はその瞳面において、第一極と、光軸に対して第一極とは反対側の第二極を形成し、
前記照明光学系により前記第一極と前記第二極からの光を前記第一方向から斜入射させて前記第一回折格子及び前記第二回折格子を照明することによって前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光を前記検出光学系が検出することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記第一回折格子の第一方向の周期をＰ１、前記検出光学系の開口数の大きさをＮＡｏ、前記瞳面における前記照明光学系の前記極の、光軸からの距離をＮＡｉｌ１、前記極の大きさをＮＡｐ１、前記照明光学系から出射される光の波長をλとしたとき、
｜ＮＡｉｌ１−λ／Ｐ１｜＜ＮＡｏ＋ＮＡｐ１／２を満足することを特徴とする、
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第一方向と第二方向は互いに直交することを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記検出装置は、該検出された回折光に基づいて前記第一回折格子と前記第二回折格子の第二方向の相対的な位置を求めることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記第一極と前記第二極は前記光軸に対して対称であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記第一極と前記第二極は前記第一方向における光強度分布のピークであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記照明光学系はその瞳面において輪帯状の光強度分布を形成し、前記輪帯状の光強度分布は前記第一方向において前記第一極と前記第二極を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項８】
前記検出光学系は、前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光により生じるモアレ縞を検出することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項９】
前記照明光学系は、
第一物体に形成された前記第一回折格子と、第二物体に形成された前記第二回折格子と、を照明し、
前記第一物体に形成された、第一方向と第二方向にそれぞれ周期構造をもつ第三回折格子と、前記第二物体に形成された、前記第三回折格子の第一方向への周期と異なる周期の周期構造を第一方向にもつ第四回折格子とを照明し、
前記照明光学系はその瞳面において、前記第二方向に、複数の極を有する光を照明し、
前記照明光学系により前記複数の極からの光を前記第二方向から斜入射させて前記第三回折格子及び前記第四回折格子を照明することによって前記第三回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光を前記検出光学系が検出することを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記第三回折格子の第二方向の周期をＰ２、前記瞳面における前記検出光学系の開口数の大きさをＮＡｏ、前記瞳面における前記照明光学系の前記極の、光軸からの距離をＮＡｉｌ２、前記極の大きさをＮＡｐ２、前記照明光学系から出射される光の波長をλとしたとき、
｜ＮＡｉｌ２−λ／Ｐ２｜＜ＮＡｏ＋ＮＡｐ２／２を満足することを特徴とする、
請求項９に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記第一回折格子と前記第三回折格子は、第一方向への周期と第二方向への周期のうち少なくともいずれか一方は、互いに等しいことを特徴とする、請求項９または１０に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記第一回折格子と前記第三回折格子は互いに等しい周期構造を有することを特徴とする、請求項１１に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記検出装置は、該検出された回折光に基づいて前記第一物体と前記第二物体の第一方向及び第二方向の相対的な位置を求めることを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項１４】
第二方向と、第二方向と第二方向に垂直な第一方向とは異なる第三方向にそれぞれ周期をもつ第五回折格子と、該第五回折格子の第二方向の周期と異なる周期を第二方向にもつ第二回折格子と、を照明し、
第三方向と、第一方向にそれぞれ周期をもつ第六回折格子と、該第六回折格子の第一方向の周期と異なる周期を第一方向にもつ第四回折格子と、を照明する照明光学系と、
前記第五回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光と、前記第六回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光を検出する検出光学系と、
を備える検出装置であって、
前記照明光学系はその瞳面において、第一極と、光軸に対して前記第一極とは反対側の第二極を形成し、
前記検出光学系は、
前記照明光学系により前記第一極と前記第二極からの光を前記第三方向から斜入射させて前記第五回折格子及び前記第二回折格子を照明することによって前記第五回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光を検出し、
前記照明光学系により前記第一極と前記第二極からの光を前記第三方向から斜入射させて前記第六回折格子及び前記第四回折格子を照明することによって前記第六回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光を検出することを特徴とする検出装置。
【請求項１５】
前記検出装置は、該検出された前記第五回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光に基づいて前記第五回折格子と前記第二回折格子の第二方向の相対的な位置を求め、
該検出された前記第六回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光に基づいて前記第六回折格子と前記第四回折格子の第一方向の相対的な位置を求めることを特徴とする請求項１４に記載の検出装置。
【請求項１６】
第一方向と、第一方向と異なる第二方向にそれぞれ周期をもつ第一回折格子と、前記第一回折格子の第二方向の周期と異なる周期を第二方向にもつ第二回折格子と、を照明し、
前記第一方向と前記第二方向にそれぞれ周期構造をもつ第三回折格子と、前記第三回折格子の第一方向の周期と異なる周期を第一方向にもつ第四回折格子と、を照明する照明光学系と、
前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光、及び、前記第三回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光を検出する検出光学系と、を備える検出装置であって、
前記照明光学系はその瞳面において、第一極と第三極を形成し、
前記検出光学系は、
前記照明光学系により前記第一極からの光を前記第一方向から斜入射させて前記第一回折格子及び前記第二回折格子を照明することによって前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光を検出し、
前記照明光学系により前記第三極からの光を前記第二方向から斜入射させて前記第三回折格子及び前記第四回折格子を照明することによって前記第三回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光を検出する、ことを特徴とする検出装置。
【請求項１７】
前記照明光学系は、その瞳面において、前記第一極と、光軸に対して前記第一極とは反対側の第二極を形成することを特徴とする請求項１６に記載の検出装置。
【請求項１８】
前記照明光学系は、その瞳面において、前記第三極と、光軸に対して前記第三極とは反対側の第四極を形成することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の検出装置。
【請求項１９】
前記検出装置は、該検出された前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光に基づいて前記第一回折格子と前記第二回折格子の第二方向の相対的な位置を求め、
該検出された前記第三回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光に基づいて前記第三回折格子と前記第四回折格子の第一方向の相対的な位置を求めることを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項２０】
前記照明光学系と前記検出光学系の光軸は一部が共通であることを特徴とする、請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項２１】
前記検出光学系の開口数と前記照明光学系の瞳面光強度分布と前記照明光の波長のうち、少なくともいずれか一つが可変であることを特徴とする、
請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項２２】
前記第一物体に形成されている回折格子は、チェッカーボード状の回折格子であることを特徴とする、
請求項９に記載の検出装置。
【請求項２３】
型に形成されたパターンを用いて、基板に供給されたインプリント材に前記パターンを転写するインプリント装置であって、
型と基板上に形成された回折格子で回折された回折光を検出する請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の検出装置を有することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２４】
前記検出装置は、前記型と基板の一方に形成された前記第一回折格子と、前記型と基板の他方に形成された前記第二回折格子と、で回折された回折光を検出し、
検出された回折光に基づいて前記第二方向における前記型と基板の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項を引用する請求項２３に記載のインプリント装置。
【請求項２５】
前記検出装置は、前記型と基板の一方に形成された前記第五回折格子と、前記型と基板の他方に形成された前記第二回折格子と、で回折された回折光を検出し、
前記型と基板の一方に形成された前記第六回折格子と、前記型と基板の他方に形成された前記第四回折格子と、で回折された回折光を検出し、
検出された前記第五回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光に基づいて前記第二方向における前記型と基板の位置合わせを行い、
検出された前記第六回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光に基づいて前記第一方向における前記型と基板の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１４又は１５を引用する請求項２３に記載のインプリント装置。
【請求項２６】
前記検出装置は、前記型と基板の一方に形成された前記第一回折格子と、前記型と基板の他方に形成された前記第二回折格子と、で回折された回折光を検出し、
前記型と基板の一方に形成された前記第三回折格子と、前記型と基板の他方に形成された前記第四回折格子と、で回折された回折光を検出し、
検出された前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光に基づいて前記第二方向における前記型と基板の位置合わせを行い、
検出された前記第三回折格子と前記第四回折格子で回折された回折光に基づいて前記第一方向における前記型と基板の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１６乃至１９の何れか１項を引用する請求項２３に記載のインプリント装置。
【請求項２７】
請求項２３乃至２６のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の検出装置は、第一方向と、第一方向と異なる第二方向にそれぞれ周期をもつ第一回折格子と、第１回折格子の第二方向の周期と異なる周期を第二方向にもつ第二回折格子と、を照明する照明光学系と、前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光を検出する検出光学系と、を備える検出装置であって、前記照明光学系はその瞳面において、第一極と、光軸に対して第一極とは反対側の第二極を形成し、前記照明光学系により前記第一極と前記第二極からの光を前記第一方向から斜入射させて前記第一回折格子及び前記第二回折格子を照明することによって前記第一回折格子と前記第二回折格子で回折された回折光を前記検出光学系が検出することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
次に、モールド側の回折格子１０ａもしくは基板側の回折格子１１ａのいずれか一方で１回回折した光は、角度φｍあるいはφｗで射出する（図７（ｂ）のＤ３）。Ｄ３はモアレ縞を発生させずにノイズとなるので、検出光学系２１によって検出されないことが望ましい。そのため、本実施形態では下記の式１０および式１１を満足するように回折格子の周期と検出部３が調整されている。
ＮＡｏ＋ＮＡｐ／２＜｜ｓｉｎφｍ｜＝λ／Ｐｍ      ・・・式１０
ＮＡｏ＋ＮＡｐ／２＜｜ｓｉｎφｗ｜＝λ／Ｐｗ      ・・・式１１
また、モールド側の回折格子１０ａと基板側の回折格子のいずれでもＸ軸方向に回折しなかった光（ゼロ次回折光、図７（ｂ）Ｄ５）はモールドで回折し、基板で正反射して検出光学系２１に入射する。また、基板側の回折格子で回折せずに基板での反射の前後でモールド側の回折格子でそれぞれＸ軸方向に＋／−ｎ次回折と−／＋ｎ次回折した（トータルでゼロ次の）回折光も検出光学系２１に入射する。これらの光はモアレ縞を生成せずにモアレ縞のコントラストを低下する要因となるが、本実施形態においてはモールド側の回折格子１０ａがチェッカーボード状であるため、隣り合う格子からの回折光の位相がπずれ、互いに打ち消し合う。したがってＤ５の強度は抑制され、コントラストよくモアレ縞を計測することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
その一方で、アライメントマーク１０とアライメントマーク１１の周期を調整すれば、図４に示した照明瞳面においてＸ軸に沿った方向に並んだ極ＩＬ３とＩＬ４によって、Ｘ方向に関する相対位置計測のためのモアレ縞を発生させることも可能である。すなわち、照明瞳面において計測方向に沿って並んだ強度分布でモアレ縞を発生させることも可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
これに対して、照明瞳面において非計測方向に沿った方向に並んだ極でモアレ縞を発生させる場合には、比較的小さな検出ＮＡを維持したまま、回折格子１０ａによって計測方向に回折された照明光の＋１次光と−１次光のどちらも検出することができる。すなわち、２倍の回折光を検出することができるため、２倍の光量でモアレ縞を検出できるという利点がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
モールド側のアライメントマーク１０（第六マーク）はＸ方向とＹ方向にそれぞれ周期Ｐｍの周期構造を有するチェッカーボード状の回折格子１０ｄ（第六回折格子）である。基板側のアライメントマーク１１（第四マーク）はＹ方向に周期Ｐｍと異なる周期Ｐｗの周期構造をもつ回折格子１１ｄ（第四回折格子）である。これらの回折格子を重ねて、極ＩＬ１１とＩＬ１２で照明することで、Ｙ方向に関する相対位置計測のためのモアレ縞が発生する。