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JP2011166013A - Optical detection device, optical characteristic measurement device, optical characteristic measurement method, exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing device - Google Patents

Optical detection device, optical characteristic measurement device, optical characteristic measurement method, exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing device Download PDF

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JP2011166013A
JP2011166013A JP2010028891A JP2010028891A JP2011166013A JP 2011166013 A JP2011166013 A JP 2011166013A JP 2010028891 A JP2010028891 A JP 2010028891A JP 2010028891 A JP2010028891 A JP 2010028891A JP 2011166013 A JP2011166013 A JP 2011166013A
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JP
Japan
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light
film
substrate
fluorescent
optical system
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Pending
Application number
JP2010028891A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Ezura
嘉信 江面
Hitoshi Ishizawa
均 石沢
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical detection device usable for optical characteristics measurement of an inspection object optical system having a large numerical aperture, to provide an optical characteristics measurement device using the same, to provide an optical characteristics measurement method, to provide an exposure apparatus, to provide an exposure method, and to provide a method of manufacturing a device. <P>SOLUTION: The optical detection device includes an imaging unit including: a substrate; an aperture pattern arranged on one surface of the substrate; a fluorescent unit having a fluorescent film formed on a surface of the substrate facing the one surface; a light guide member composed by bundling a plurality of optical fibers; and an imaging element arranged in contact with one surface of the light guide member. Here, a surface of the fluorescent unit on the fluorescent film side is arranged oppositely to a surface of the imaging unit on the light guide member side. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、紫外線により蛍光を発する蛍光膜を利用した撮像ユニット、光学特性計測装置、光学特性測定方法、露光装置、および露光方法に関する。   The present invention relates to an imaging unit, an optical characteristic measuring apparatus, an optical characteristic measuring method, an exposure apparatus, and an exposure method that use a fluorescent film that emits fluorescence by ultraviolet rays.

ステッパーなどの露光装置は、従来から、半導体素子や液晶表示素子をはじめとするマイクロデバイスの製造装置として使用されている。このような露光装置では、投影光学系に高い解像度が要求される。投影光学系の高い解像度を確保するためには、投影光学系の光学特性(例えば、ディストーション、像面湾曲などの結像特性、波面収差など)を高い精度で計測して、設計上の光学特性と実際の光学特性との誤差を補償することが必要となる。   An exposure apparatus such as a stepper has been conventionally used as a manufacturing apparatus for micro devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements. In such an exposure apparatus, a high resolution is required for the projection optical system. In order to ensure a high resolution of the projection optical system, the optical characteristics of the projection optical system (for example, imaging characteristics such as distortion, curvature of field, wavefront aberration, etc.) are measured with high accuracy, and designed optical characteristics. It is necessary to compensate for an error between the actual optical characteristics.

光学特性計測装置の一例として、従来よりシアリング干渉計が知られている。シアリング干渉計では、光学系を透過した光を回折格子で回折させ、回折光の干渉縞を計測して光学系の波面収差を計測する。この場合、光学特性を精密に計測するためには、可視光よりも波長の短い紫外線を用いることが望ましいが、干渉縞を計測するためには、紫外線の回折光を可視化する必要がある。   As an example of an optical characteristic measuring apparatus, a shearing interferometer has been conventionally known. In a shearing interferometer, light transmitted through an optical system is diffracted by a diffraction grating, and interference fringes of diffracted light are measured to measure the wavefront aberration of the optical system. In this case, in order to accurately measure the optical characteristics, it is desirable to use ultraviolet rays having a wavelength shorter than that of visible light. However, in order to measure interference fringes, it is necessary to visualize the diffracted light of ultraviolet rays.

特許文献1には、紫外線を可視化する蛍光薄膜を有する各種の光学特性計測装置が提案されている。その一例として、特許文献1は、被検光学系の像面またはその近傍に配置された回折格子を透過した紫外光を、撮像ユニットの表面に成膜された蛍光膜によって可視光に変換し、ファイバーオプティックプレートを介して撮像素子に導光することにより、回折光による干渉縞を可視化し、被検光学系の光学特性を計測するシアリング干渉計を記載している。特許文献1では、このような光学特性計測装置を用いることにより、例えば、露光装置に投影される投影光学系の波面収差を計測できると提案されている。特許文献1に記載されているシアリング干渉計では、干渉縞を形成するために、回折格子と蛍光膜を成膜した撮像ユニットは離間して配置されている。   Patent Document 1 proposes various optical characteristic measuring devices having a fluorescent thin film that visualizes ultraviolet rays. As an example, Patent Document 1 converts ultraviolet light transmitted through a diffraction grating disposed on the image plane of the optical system to be tested or in the vicinity thereof into visible light by a fluorescent film formed on the surface of the imaging unit, A shearing interferometer is described in which interference fringes due to diffracted light are visualized by guiding light to an image pickup device via a fiber optic plate, and optical characteristics of a test optical system are measured. In Patent Document 1, it is proposed that, for example, the wavefront aberration of a projection optical system projected onto an exposure apparatus can be measured by using such an optical characteristic measurement apparatus. In the shearing interferometer described in Patent Document 1, in order to form interference fringes, the imaging units on which the diffraction grating and the fluorescent film are formed are arranged apart from each other.

PCT国際出願公開公報WO2009/113544PCT International Application Publication WO2009 / 113544

他方、近年、半導体集積回路の実装密度の高密度化に伴い、露光装置の投影レンズには、開口数(NA)の大きなものが用いられるようになってきており、開口数1以上の装置も実現されている。   On the other hand, in recent years, as the mounting density of semiconductor integrated circuits has been increased, a projection lens of an exposure apparatus has been used with a large numerical aperture (NA). It has been realized.

本発明は、開口数の大きな被検光学系の光学特性測定に用いることが可能な光検出装置を提供することを目的とする。また本発明は、上記の光検出装置を用いた光学特性計測装置、露光装置、露光方法、及びデバイスの製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a photodetector that can be used for measuring optical characteristics of a test optical system having a large numerical aperture. Another object of the present invention is to provide an optical property measuring apparatus, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method using the above-described photodetection apparatus.

本発明の態様に係る光検出装置は、基板と、前記基板の一表面上に形成された所定の開口パターンと、前記基板の前記一表面に対向する表面上に形成された蛍光膜とを有する蛍光ユニットと、複数の光ファイバーを束ねて構成された導光部材と、前記導光部材の一表面に接して配置された撮像素子とを有する撮像ユニットを備えた光検出装置であって、前記蛍光ユニットの前記蛍光膜側の表面が、前記撮像ユニットの前記導光部材側の表面に対面して配置されていることを特徴とする光検出装置である。
前記基板は紫外線を透過し、前記蛍光膜は、前記紫外線で励起されて可視光をを発し、前記導光部材が前記可視光を導光することが好ましい。
A photodetecting device according to an aspect of the present invention includes a substrate, a predetermined opening pattern formed on one surface of the substrate, and a fluorescent film formed on a surface facing the one surface of the substrate. A photodetecting device comprising an imaging unit having a fluorescence unit, a light guide member configured by bundling a plurality of optical fibers, and an image sensor disposed in contact with one surface of the light guide member, wherein the fluorescence unit The surface of the unit on the fluorescent film side is disposed so as to face the surface of the imaging unit on the light guide member side.
Preferably, the substrate transmits ultraviolet light, the fluorescent film emits visible light when excited by the ultraviolet light, and the light guide member guides the visible light.

前記光検出装置は、前記蛍光ユニットの前記開口パターンの外面側、または前記開口パターンと前記基板との間に形成された保護膜をさらに有することができる。
前記光検出装置は、前記蛍光ユニットの前記蛍光膜の外面側に形成され、紫外線を反射し、蛍光を透過する反射型波長選択膜をさらに有することができる。
前記光検出装置は、前記蛍光ユニットの前記蛍光膜の外面側に形成され、紫外線を吸収し、蛍光を透過する吸収型波長選択膜をさらに有することができる。
The photodetection device may further include a protective film formed on an outer surface side of the opening pattern of the fluorescent unit or between the opening pattern and the substrate.
The photodetector may further include a reflective wavelength selection film that is formed on the outer surface side of the fluorescent film of the fluorescent unit, reflects ultraviolet light, and transmits fluorescence.
The photodetection device may further include an absorption wavelength selection film that is formed on the outer surface side of the fluorescent film of the fluorescent unit and absorbs ultraviolet rays and transmits fluorescence.

上記光検出装置において、前記蛍光ユニットと、前記撮像ユニットを、厚さ5μm以下の中間層を介して配置することができる。
前記中間層は、二酸化ケイ素膜により形成することができる。
上記光検出装置において、前記蛍光膜は、紫外線を透過可能なフッ化物からなる母材と、前記母材中にドープされた賦活剤とを含み、前記賦活剤が遷移元素又は希土類元素を含む蛍光膜とすることができる。
In the light detection device, the fluorescence unit and the imaging unit can be arranged via an intermediate layer having a thickness of 5 μm or less.
The intermediate layer can be formed of a silicon dioxide film.
In the photodetector, the fluorescent film includes a base material made of a fluoride capable of transmitting ultraviolet rays, and an activator doped in the base material, and the activator includes a transition element or a rare earth element. It can be a membrane.

前記蛍光膜は、真空紫外線を含む紫外線によって蛍光を発する蛍光膜とすることができる。
上記光検出装置は、ArFエキシマレーザから発振する波長193nmの紫外光、または、KrFエキシマレーザから発振する波長248nmの紫外光に対して機能する光検出装置とすることができる。
前記蛍光ユニットは、前記開口パターンが回折格子である回折ユニットとすることができる。
The fluorescent film may be a fluorescent film that emits fluorescence by ultraviolet rays including vacuum ultraviolet rays.
The photodetector may be a photodetector that functions with respect to ultraviolet light with a wavelength of 193 nm oscillated from an ArF excimer laser or ultraviolet light with a wavelength of 248 nm oscillated from a KrF excimer laser.
The fluorescent unit may be a diffraction unit whose opening pattern is a diffraction grating.

本発明の態様に係る光学特性計測装置は、被検光学系の光学特性を計測する光学特性計測装置であって、本発明の態様に係る光検出装置を備えた光学特性計測装置である。
上記態様の光学特性計測装置は、ピンホールの形成された部材と、光検出装置とを備え、前記ピンホールは、前記被検光学系の物体面に配置され、前記回折格子は、被検光学系の像面に配置され、前記撮像ユニットは、前記被検光学系を通過した計測光が前記回折格子で回折することにより形成される干渉縞を検出することを特徴とする光学特性計測装置とすることができる。
An optical characteristic measuring apparatus according to an aspect of the present invention is an optical characteristic measuring apparatus that measures an optical characteristic of a test optical system, and includes an optical detection apparatus according to an aspect of the present invention.
The optical characteristic measuring apparatus according to the above aspect includes a member in which a pinhole is formed and a light detection device, the pinhole is disposed on an object plane of the test optical system, and the diffraction grating is a test optical. An optical characteristic measuring apparatus, wherein the imaging unit is arranged on an image plane of a system, and the imaging unit detects an interference fringe formed by diffracting measurement light that has passed through the optical system to be detected by the diffraction grating; can do.

本発明の態様に係る露光装置は、第1面に配置されているパターンを第2面に配置される感光性基板上に形成する露光装置であって、本発明の態様に係る光検出装置を備えることを特徴とする露光装置である。この露光装置の一つの態様として、上記態様の光学特性計測装置を備えるものとしてもよい。
本発明の態様に係る露光方法は、第1面に配置されているパターンを第2面に配置される感光性基板上に形成する露光方法であって、前記パターンを照明する照明工程と、
前記照明工程により照明された前記パターンの像を、上記光学特性計測装置によって計測された光学系を用いて前記感光性基板上に形成する形成工程と、を含むことを特徴とする露光方法である。
An exposure apparatus according to an aspect of the present invention is an exposure apparatus that forms a pattern disposed on a first surface on a photosensitive substrate disposed on a second surface, the photodetecting device according to an aspect of the present invention. An exposure apparatus is provided. As one aspect of this exposure apparatus, the optical characteristic measuring apparatus according to the above aspect may be provided.
An exposure method according to an aspect of the present invention is an exposure method for forming a pattern disposed on a first surface on a photosensitive substrate disposed on a second surface, and an illumination step of illuminating the pattern;
Forming an image of the pattern illuminated by the illumination step on the photosensitive substrate using an optical system measured by the optical characteristic measuring device. .

本発明の態様に係るデバイスの製造方法は、上記態様の露光方法を用いてパターンの像を感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法である。   A device manufacturing method according to an aspect of the present invention includes an exposure step of exposing a pattern image onto a photosensitive substrate using the exposure method of the above aspect, and development for developing the photosensitive substrate exposed in the exposure step. A device manufacturing method comprising the steps of:

本発明の態様に係る光検出装置によれば、回折格子等の開口パターンを通過した光が基板を透過して、開口パターンと対向する表面上に形成された蛍光膜に入射する。そのため、開口数の大きな光学系から出射された光など、入射角の大きな光であっても蛍光膜を励起することができ、撮像素子によって検出することができる。
上記光検出装置において、基板を紫外線を透過可能な基板とし、蛍光膜を紫外線で励起されて可視光を発光するものとすれば、基板を透過した紫外線を蛍光膜で可視光に変換し、導光部材で撮像素子まで導光して確実に検出することができる。
According to the photodetector according to the aspect of the present invention, the light that has passed through the opening pattern such as a diffraction grating is transmitted through the substrate and is incident on the fluorescent film formed on the surface facing the opening pattern. Therefore, even with light having a large incident angle such as light emitted from an optical system having a large numerical aperture, the fluorescent film can be excited and detected by the image sensor.
In the above photodetector, if the substrate is a substrate that can transmit ultraviolet light and the fluorescent film is excited by ultraviolet light to emit visible light, the ultraviolet light transmitted through the substrate is converted into visible light by the fluorescent film and guided. Light can be reliably detected by guiding light to the image sensor with the optical member.

上記光検出装置において、開口パターンに保護膜をもうけることにより、液浸レンズ等の光学系の検査に用いる場合にも、光検出装置を損傷から保護することができる。
上記光検出装置において、反射性または吸収性の波長選択膜を設けることにより、導光部材を紫外線損傷から保護し、蛍光を検出することができる。
In the above-mentioned photodetection device, by providing a protective film on the opening pattern, the photodetection device can be protected from damage even when used for inspection of an optical system such as an immersion lens.
In the light detection device, by providing a reflective or absorptive wavelength selection film, the light guide member can be protected from ultraviolet damage, and fluorescence can be detected.

上記光検出装置を備えた光学特性計測装置においては、被検光学系からの光の入射角が大きい場合であっても、被検光学系の光学特性を測定することが可能である。したがって、露光装置にこの光学特性計測装置を備えることによって、精密な露光が可能となり、デバイス設計の精密化が可能となる。   In the optical property measuring apparatus provided with the light detection device, it is possible to measure the optical property of the test optical system even when the incident angle of light from the test optical system is large. Therefore, by providing the exposure apparatus with this optical characteristic measuring apparatus, it is possible to perform precise exposure and to refine device design.

図1は、この発明の実施の一実施形態における、光検出装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light detection device according to an embodiment of the present invention. 図2は、この発明の他の実施形態における、光検出装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a photodetection device according to another embodiment of the present invention. 図3は、この発明の他の実施形態における、光検出装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a photodetection device according to another embodiment of the present invention. 図4は、この発明の他の実施形態における、光検出装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a photodetection device according to another embodiment of the present invention. 図5は、この発明の他の実施形態における、光検出装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a photodetection device according to another embodiment of the present invention. 図6は、この発明の他の実施形態形における、光検出装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a photodetection device according to another embodiment of the present invention. 図7は、この発明の実施形態における光学特性計測装置の一例(シアリング干渉計)の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an example (shearing interferometer) of the optical property measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. 図8は、この発明の一実施形態における露光装置の構成例を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example of an exposure apparatus in one embodiment of the present invention. 図9は、この発明の一実施形態における半導体デバイスの製造方法の一例を示す流れ図である。FIG. 9 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図10は、この発明の一実施形態における液晶表示装置の製造方法の一例を示す流れ図である。FIG. 10 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

<光検出装置>
以下本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。本実施形態において、使用する光は、300nm以下の波長を持つ紫外線であることが好ましい。、例えばArFエキシマレーザ(波長約193 ナノメートル)、KrFエキシマレーザ(波長約248ナノメートル)の紫外線レーザ光を検出することができる。
<Photodetection device>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the light used is preferably ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less. For example, an ultraviolet laser beam of an ArF excimer laser (wavelength: about 193 nm) or a KrF excimer laser (wavelength: about 248 nm) can be detected.

(実施形態1)
図1は、本発明の態様に係る光検出装置100の実施形態の1つを模式的に表す断面図である。
本実施形態における蛍光ユニットである回折ユニット10は、基板1と基板1の上面(光入射面)に形成された回折格子6と、基板の下面(光出射面)に形成された蛍光膜4を有する。基板1は紫外線を透過する部材で形成され、例えば、シリカガラスで形成することができる。回折格子6は、回折パターンの形成された金属膜、または金属酸化膜として基板上に成膜することができる。蛍光膜4は、紫外線の一部を吸収し、賦活イオンから可視光の蛍光を発光する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating one embodiment of a light detection device 100 according to an aspect of the present invention.
A diffraction unit 10 which is a fluorescent unit in the present embodiment includes a substrate 1, a diffraction grating 6 formed on the upper surface (light incident surface) of the substrate 1, and a fluorescent film 4 formed on the lower surface (light emitting surface) of the substrate. Have. The substrate 1 is formed of a member that transmits ultraviolet rays, and can be formed of, for example, silica glass. The diffraction grating 6 can be formed on the substrate as a metal film having a diffraction pattern or a metal oxide film. The fluorescent film 4 absorbs part of the ultraviolet rays and emits visible light fluorescence from the activated ions.

本実施形態では、回折格子6の上面にさらに耐水性または撥水性を持つ保護膜7が成膜されており、蛍光膜の外面(基板1との接面の反対側の面、図では下部表面)上には、紫外線を反射し、蛍光を透過する誘電体多層膜5が成膜されている。保護膜7は、回折格子6と基板1の間に形成してもよい。   In the present embodiment, a protective film 7 having water resistance or water repellency is further formed on the upper surface of the diffraction grating 6, and the outer surface of the fluorescent film (the surface opposite to the contact surface with the substrate 1, the lower surface in the figure) On top of this, a dielectric multilayer film 5 that reflects ultraviolet rays and transmits fluorescence is formed. The protective film 7 may be formed between the diffraction grating 6 and the substrate 1.

撮像ユニット20は、FOP2と撮像素子3から構成され、導光部材の出射面は、撮像素子3の入射面に接触している。FOP(ファイバーオプティックプレート)2は、複数の光ファイバを束ねて融着して構成された導光部材である。撮像素子3には、例えば、CCDを用いることができる。撮像素子3は、導線(図示せず)を用いて画像解析装置(図示せず)に接続することができる。   The imaging unit 20 is composed of the FOP 2 and the imaging element 3, and the exit surface of the light guide member is in contact with the incident surface of the imaging element 3. The FOP (fiber optic plate) 2 is a light guide member configured by bundling and fusing a plurality of optical fibers. For example, a CCD can be used for the image sensor 3. The image sensor 3 can be connected to an image analysis device (not shown) using a conducting wire (not shown).

紫外線は保護膜7側から光検出装置100に入射する。入射した紫外線は、保護膜7を透過し、回折格子6によって回折される。回折された紫外線が、基板1を透過する際に、回折次数の異なる波面同士の干渉が発生し、干渉縞が形成される。続いて、蛍光膜4によって、回折光同士の干渉縞は可視光像に変換される。
続いて、誘電体多層膜5によって、紫外線はほぼ(95%以上)反射され、蛍光膜4で発光した蛍光はほぼ(95%以上)透過して、FOP2へ入射する。すなわち、誘電体多層膜5は、反射性の波長選択膜として機能する。
導光部材2は、可視変換された像(干渉縞)を出射端面へ導く。この可視画像を撮像素子3にて受光し、撮像する。
Ultraviolet rays enter the light detection device 100 from the protective film 7 side. The incident ultraviolet light passes through the protective film 7 and is diffracted by the diffraction grating 6. When the diffracted ultraviolet light passes through the substrate 1, interference between wavefronts having different diffraction orders occurs, and interference fringes are formed. Subsequently, the interference fringes between the diffracted lights are converted into a visible light image by the fluorescent film 4.
Subsequently, the dielectric multilayer film 5 reflects the ultraviolet rays (approximately 95% or more), and the fluorescence emitted from the fluorescent film 4 is transmitted (approximately 95% or more) and enters the FOP2. That is, the dielectric multilayer film 5 functions as a reflective wavelength selection film.
The light guide member 2 guides the visually converted image (interference fringes) to the emission end face. This visible image is received by the image sensor 3 and imaged.

追加的及び/又は代替的に、光検出装置は、入射角の大きい紫外光も検出することができる。半導体露光装置の開口数(NA)は、半導体集積回路の実装密度の高密度化の要請により上昇の一途をたどっており、最近では、液浸投影レンズを用いて、NA≧1が達成されている。本態様の光検出装置では、たとえば、基板1内での回折光の光線角度が基板面法線に対し最大70°程度となっても、蛍光膜4が基板1に直接成膜されているため、回折光を可視光に変化することが可能である。その理由は次のとおりである。   Additionally and / or alternatively, the light detection device can also detect ultraviolet light with a large incident angle. The numerical aperture (NA) of a semiconductor exposure apparatus has been increasing due to the demand for higher mounting density of semiconductor integrated circuits. Recently, NA ≧ 1 has been achieved using an immersion projection lens. Yes. In the photodetector of this embodiment, for example, the fluorescent film 4 is directly formed on the substrate 1 even when the ray angle of the diffracted light in the substrate 1 is about 70 ° at the maximum with respect to the normal to the substrate surface. It is possible to change the diffracted light to visible light. The reason is as follows.

蛍光膜がFOP側に形成されている光検出装置では、基板と蛍光膜とを機械的接触によって接続するが、蛍光膜の膜表面には微小な凹凸が存在するため、蛍光膜の凹部と基板面の間に空気層が残留することが避けられない。このような光検出装置においては、基板内部から基板裏面に向かって大きな角度で入射する紫外線は、空気層の存在する領域の基板裏面で全反射され、蛍光膜に到達することができず、可視光に変換されない。
これに対して本実施形態の光検出装置は基板上に直接蛍光膜が形成されているので、界面に空気層が存在せず、基板裏面に入射する全ての紫外線が全反射することなく蛍光膜に到達し、可視光に変換される。蛍光発光は全立体角に向かって発光するため、その後に空気層があってもFOPへ到達可能である。したがって、NA≧1を越えるような光学系に対してもシアリング干渉縞の可視像を得ることができる。
かかる効果は蛍光膜の屈折率が空気層の屈折率よりも大きいことによる全反射臨界角の増大によって説明される。なお、本実施形態の光検出装置は蛍光膜が基板上に直接形成されているので、紫外線が非常に大きな角度で入射する場合でも、蛍光膜をエバネッセント光によって励起することができ、可視光に変換することが可能である。
In the photodetection device in which the fluorescent film is formed on the FOP side, the substrate and the fluorescent film are connected by mechanical contact. However, since there are minute irregularities on the surface of the fluorescent film, the concave portion of the fluorescent film and the substrate It is inevitable that an air layer remains between the surfaces. In such a light detection device, ultraviolet rays incident at a large angle from the inside of the substrate toward the back surface of the substrate are totally reflected on the back surface of the substrate in the region where the air layer exists, and cannot reach the fluorescent film, and are visible. Not converted to light.
On the other hand, in the photodetecting device of this embodiment, since the fluorescent film is formed directly on the substrate, there is no air layer at the interface, and all the ultraviolet rays incident on the back surface of the substrate are not totally reflected. And is converted to visible light. Since fluorescence emission is emitted toward all solid angles, it can reach the FOP even if there is an air layer after that. Therefore, a visible image of shearing interference fringes can be obtained even for an optical system that exceeds NA ≧ 1.
Such an effect is explained by an increase in the total reflection critical angle due to the fact that the refractive index of the fluorescent film is larger than the refractive index of the air layer. In the light detection device of this embodiment, since the fluorescent film is directly formed on the substrate, the fluorescent film can be excited by evanescent light even when ultraviolet rays are incident at a very large angle, and the visible light is converted into visible light. It is possible to convert.

上記実施形態において、回折ユニット10と撮像素子20は、接着されている必要はなく、光学的接触が機械的に保持されていればよい。回折ユニットの光出射面(本実施形態では誘電体多層膜5の表面)と撮像ユニットの光入射面(導光部材2の表面)の間に所定厚さの間隙(例えば空気層、図示せず)があってもよい。その場合、間隙の厚さは5μm以下とすることが好ましい。   In the above-described embodiment, the diffraction unit 10 and the imaging element 20 do not need to be bonded, and the optical contact may be mechanically held. A gap (for example, an air layer, not shown) between the light exit surface of the diffraction unit (in this embodiment, the surface of the dielectric multilayer film 5) and the light incident surface of the image pickup unit (the surface of the light guide member 2). ) May be present. In that case, the thickness of the gap is preferably 5 μm or less.

なお蛍光膜4と反射膜5と上記間隙を合わせた合計厚みは、導光部材2のFOPを構成する光ファイバーの直径以下とすることが好ましい。例えば、FOPを構成する光ファイバーの直径が3μmであれば、蛍光膜4と誘電体多層膜(反射膜)5と上記間隙を合わせた合計厚みは3μm以下とすることが好ましい。   The total thickness of the fluorescent film 4 and the reflective film 5 combined with the gap is preferably equal to or less than the diameter of the optical fiber constituting the FOP of the light guide member 2. For example, if the diameter of the optical fiber constituting the FOP is 3 μm, the total thickness of the fluorescent film 4, the dielectric multilayer film (reflection film) 5 and the gap is preferably 3 μm or less.

(実施形態2)
図2は、本発明に係る光検出装置の他の実施形態を示す概略図である。実施形態1と同じ構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of the photodetecting device according to the present invention. About the same structure as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、回折ユニット10と撮像ユニット20は接合層8を介して接合されている。接合層8には、回折ユニット10と撮像ユニット20の光学的接触を保つ役割があり、蛍光に対して透明な物質で構成される。例えばアモルファスの二酸化ケイ素(SiO2)や低融点ガラスなどを用い、接合層8を形成することができる。接合層8の厚さは5μm以下とすることが望ましい。接合8を介し、回折ユニット10の光出射面(本実施形態では誘電体多層膜5の表面)と、撮像ユニットの光入射面(本実施形態では導光部材2の表面)の光学的接触が保持される。
蛍光膜4と反射膜5と接合層8を合わせた合計厚みは、FOP2を構成する光ファイバーの直径以下とすることが好ましい。
In the present embodiment, the diffraction unit 10 and the imaging unit 20 are bonded via the bonding layer 8. The bonding layer 8 has a role of maintaining optical contact between the diffraction unit 10 and the imaging unit 20 and is made of a material that is transparent to fluorescence. For example, the bonding layer 8 can be formed using amorphous silicon dioxide (SiO 2 ), low melting point glass, or the like. The thickness of the bonding layer 8 is desirably 5 μm or less. An optical contact between the light emitting surface of the diffraction unit 10 (the surface of the dielectric multilayer film 5 in the present embodiment) and the light incident surface of the imaging unit (the surface of the light guide member 2 in the present embodiment) is made through the junction 8. Retained.
The total thickness of the fluorescent film 4, the reflective film 5 and the bonding layer 8 is preferably less than or equal to the diameter of the optical fiber constituting the FOP2.

(実施形態3)
図3は、本発明に係る光検出装置の他の実施形態を示す概略図である。実施形態1と同じ構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態では、回折ユニットは、基板の(下部)表面上に形成された蛍光膜の外面(光出射面)に、紫外線を吸収し、蛍光を透過する誘電体膜(吸収膜)9が成膜されている。回折ユニットの光出射面(吸収膜9の表面)と、撮像ユニットの光入射面(導光部材2の表面)の光学的接触を保持するため、両者の間の間隙(図示せず)は、所定厚み以下に保持されている。この間隙(空気層)の厚さは、5μm以下とすることが好ましい。なお蛍光膜4、吸収膜9と上記間隙を合わせた合計厚みは、導光部材2のFOPを構成する光ファイバーの直径以下とすることが好ましい。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the photodetecting device according to the present invention. About the same structure as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In this embodiment, in the diffraction unit, a dielectric film (absorbing film) 9 that absorbs ultraviolet rays and transmits fluorescence is formed on the outer surface (light emitting surface) of the fluorescent film formed on the (lower) surface of the substrate. It is filmed. In order to maintain the optical contact between the light emitting surface of the diffraction unit (the surface of the absorption film 9) and the light incident surface of the imaging unit (the surface of the light guide member 2), a gap (not shown) between the two is It is kept below a predetermined thickness. The thickness of the gap (air layer) is preferably 5 μm or less. The total thickness of the fluorescent film 4 and the absorption film 9 combined with the gap is preferably equal to or smaller than the diameter of the optical fiber constituting the FOP of the light guide member 2.

紫外線は保護膜7側から光検出装置100に入射する。入射した紫外線は、保護膜7を透過し、回折格子6によって回折される。回折された紫外線が、基板1を透過する際に、回折次数の異なる波面同士の干渉が発生する。続いて、蛍光膜4によって、回折光同士の干渉縞は可視光像に変換される。
続いて、吸収膜9と蛍光膜4の界面によって、紫外線の一部が反射されるが、膜中に進入した部分はほぼ吸収される。すなわち、吸収膜9は、吸収性の波長選択膜として機能する。一方、蛍光膜4で発光した蛍光は吸収膜9を透過して、FOP2へ入射する。FOP2は、可視変換された像を出射端面へ導く。この可視画像を撮像素子3にて受光し、撮像する。
Ultraviolet rays enter the light detection device 100 from the protective film 7 side. The incident ultraviolet light passes through the protective film 7 and is diffracted by the diffraction grating 6. When the diffracted ultraviolet light passes through the substrate 1, interference between wavefronts having different diffraction orders occurs. Subsequently, the interference fringes between the diffracted lights are converted into a visible light image by the fluorescent film 4.
Subsequently, a part of the ultraviolet light is reflected by the interface between the absorption film 9 and the fluorescent film 4, but the part that has entered the film is almost absorbed. That is, the absorption film 9 functions as an absorptive wavelength selection film. On the other hand, the fluorescence emitted from the fluorescent film 4 passes through the absorption film 9 and enters the FOP2. FOP2 guides the visually converted image to the exit end face. This visible image is received by the image sensor 3 and imaged.

(実施形態4)
図4は、本発明に係る光検出装置の他の実施形態を示す概略図である。実施形態3と同じ構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態では、実施形態3と同様、回折ユニット10と撮像ユニット20は接合層8を介して接合されている。接合層8の役割および構成は、実施形態3記載したものと同様である。蛍光膜4、吸収膜9、と接合層8を合わせた合計厚みは、FOP2を構成する光ファイバーの直径以下とすることが好ましい。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the photodetecting device according to the present invention. About the same structure as Embodiment 3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In the present embodiment, as in the third embodiment, the diffraction unit 10 and the imaging unit 20 are bonded via the bonding layer 8. The role and configuration of the bonding layer 8 are the same as those described in the third embodiment. The total thickness of the fluorescent film 4, the absorption film 9, and the bonding layer 8 is preferably less than or equal to the diameter of the optical fiber constituting the FOP2.

(実施形態5)
図5は、本発明に係る光検出装置の他の実施形態を示す概略図である。実施形態1と同じ構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態では、回折ユニットの基板1の一表面上に形成された蛍光膜の外面(光出射面)に、紫外線を反射し、蛍光を透過する誘電体多層膜5が形成され、さらにその外面(図では下面)に、紫外線を吸収し、蛍光を透過する誘電体膜(吸収膜)9が成膜されている。
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the photodetecting device according to the present invention. About the same structure as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In this embodiment, a dielectric multilayer film 5 that reflects ultraviolet rays and transmits fluorescence is formed on the outer surface (light emitting surface) of the fluorescent film formed on one surface of the substrate 1 of the diffraction unit, and further, the outer surface thereof. A dielectric film (absorption film) 9 that absorbs ultraviolet rays and transmits fluorescence is formed on the lower surface (in the drawing).

誘電体多層膜5は、膜面に垂直に入射する紫外線の95%以上を反射するが、斜めより入射する紫外線に対しては、反射率が不十分となる場合がある。その場合、導光部材2に使用されるファイバーオプティックプレートは、長期の紫外線照射により、光学性能が劣化する可能性がある。そのため、本実施形態では、反射膜5にさらに吸収膜9を形成している。   The dielectric multilayer film 5 reflects 95% or more of ultraviolet rays incident perpendicularly to the film surface, but the reflectance may be insufficient for obliquely incident ultraviolet rays. In that case, the optical performance of the fiber optic plate used for the light guide member 2 may be deteriorated by long-term ultraviolet irradiation. Therefore, in the present embodiment, an absorption film 9 is further formed on the reflective film 5.

回折ユニットの光出射面(吸収膜9の表面)と、撮像ユニットの光入射面(導光部材2の表面)の光学的接触を保持するため、両者の間の間隙(図示せず)は、所定厚み以下に保持されている。この間隙(空気層)の厚さは、5μm以下とすることが好ましい。なお蛍光膜4、反射膜5、吸収膜9と上記間隙を合わせた合計厚みは、FOP2を構成する光ファイバーの直径以下とすることが好ましい。   In order to maintain the optical contact between the light emitting surface of the diffraction unit (the surface of the absorption film 9) and the light incident surface of the imaging unit (the surface of the light guide member 2), a gap (not shown) between the two is It is kept below a predetermined thickness. The thickness of the gap (air layer) is preferably 5 μm or less. The total thickness of the fluorescent film 4, the reflective film 5, the absorbing film 9 and the gap is preferably less than or equal to the diameter of the optical fiber constituting the FOP2.

(実施形態6)
図6は、本発明に係る光検出装置の他の実施形態を示す概略図である。実施形態5と同じ構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態では、実施形態2、4と同様、回折ユニット10と撮像ユニット20は接合層8を介して接合されている。接合層8の役割および構成は、実施形態2、4に記載したものと同様である。蛍光膜4、反射膜5、吸収膜9、と接合層8を合わせた合計厚みは、FOP2を構成する光ファイバーの直径以下とすることが好ましい。
(Embodiment 6)
FIG. 6 is a schematic view showing another embodiment of the photodetecting device according to the present invention. About the same structure as Embodiment 5, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In the present embodiment, as in the second and fourth embodiments, the diffraction unit 10 and the imaging unit 20 are bonded via the bonding layer 8. The role and configuration of the bonding layer 8 are the same as those described in the second and fourth embodiments. The total thickness of the fluorescent film 4, the reflective film 5, the absorbing film 9, and the bonding layer 8 is preferably set to be equal to or smaller than the diameter of the optical fiber constituting the FOP2.

(蛍光膜)
次に、上記光検出装置において、基板上に形成される蛍光膜4の構成について説明する。なお、この蛍光膜4が形成される光検出装置100は、上記の4つの実施形態に限定されない。
蛍光膜4は、光が照射されることで蛍光を発する膜であり、母材と、母材にドープされた賦活材とを含む材料から形成されている。照射される光は、可視光等に紫外線が含まれた光でもよい。また紫外線のみからなる光であってもよく、深紫外域或いは真空紫外域の波長の光であってよい。例えば、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)等の紫外線レーザ光であってもよい。
(Phosphor film)
Next, the configuration of the fluorescent film 4 formed on the substrate in the above-described photodetector will be described. Note that the light detection device 100 on which the fluorescent film 4 is formed is not limited to the above-described four embodiments.
The fluorescent film 4 is a film that emits fluorescence when irradiated with light, and is formed of a material including a base material and an activation material doped in the base material. The irradiated light may be light in which ultraviolet rays are included in visible light or the like. Moreover, the light which consists only of an ultraviolet-ray may be sufficient, and the light of the wavelength of a deep ultraviolet region or a vacuum ultraviolet region may be sufficient. For example, an ultraviolet laser beam such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) may be used.

蛍光膜4の母材は、紫外線を透過可能な材料からなる。この材料は、照射される紫外線に応じて適宜選択可能である。この材料としては、フッ化物を好適に使用できる。フッ化物は、可視域の光を透過可能であり、酸化物材料が不透明となる波長領域の光に対しても、多くのフッ化物材料は透明であるため、発光した蛍光を有効に利用することが可能である。また、フッ化物はフォノンエネルギーが小さく、無輻射遷移の確率が低いため、蛍光体が吸収した光エネルギーが熱として失われることを抑制することができ、、蛍光薄膜の光耐性を向上することができる。   The base material of the fluorescent film 4 is made of a material that can transmit ultraviolet rays. This material can be appropriately selected depending on the ultraviolet rays to be irradiated. As this material, fluoride can be preferably used. Fluoride can transmit light in the visible range, and many fluoride materials are transparent even for light in the wavelength range where the oxide material becomes opaque. Is possible. In addition, fluoride has a low phonon energy and a low probability of non-radiative transition, so that the light energy absorbed by the phosphor can be prevented from being lost as heat, and the light resistance of the fluorescent thin film can be improved. it can.

このようなフッ化物としては、例えば、フッ化ネオジム(NdF3)、フッ化ランタン(LaF3)、フッ化ガドリニウム(GdF3)、フッ化ディスプロシウム(DyF3)、フッ化鉛(PbF2)、フッ化ハフニウム(HfF2)、フッ化マグネシウム(MgF2)、フッ化イットリウム(YF)、フッ化アルミニウム(AlF3)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化カルシウム(CaF2)、フッ化バリウム(BaF2)、フッ化ストロンチウム(SrF2)、クリオライト(Na3AlF)、及びチオライト(Na5Al314)からなる群から選ばれる1種、または、これらからなる群から選ばれる2種以上の混合物若しくは化合物が挙げられる。 Examples of such fluorides include neodymium fluoride (NdF 3 ), lanthanum fluoride (LaF 3 ), gadolinium fluoride (GdF 3 ), dysprosium fluoride (DyF 3 ), and lead fluoride (PbF 2 ). ), Hafnium fluoride (HfF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), yttrium fluoride (YF 3 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), sodium fluoride (NaF), lithium fluoride (LiF), fluoride One selected from the group consisting of calcium (CaF 2 ), barium fluoride (BaF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), cryolite (Na 3 AlF 6 ), and thiolite (Na 5 Al 3 F 14 ); Or the mixture or compound of 2 or more types chosen from the group which consists of these is mentioned.

フッ化物の混合物若しくは化合物としては、フッ化ランタンとフッ化カルシウムの固溶体混晶(CaLa1−x3−x、但し、0<x<1である。以下CLFと称す。)、フッ化カルシウムとフッ化イットリウムの固溶体混晶(Ca1−x3−x)などが挙げられる。 The mixture or compound of a fluoride, a solid solution mixed crystals of lanthanum fluoride and calcium fluoride (referred Ca x La 1-x F 3 -x, where 0 is a <x <1. Less CLF.), Hydrofluoric Examples thereof include a solid solution mixed crystal (Ca x Y 1-x F 3-x ) of calcium fluoride and yttrium fluoride.

フッ化物では、特に、フッ化ランタン(LaF3)、フッ化イットリウム(YF)、CLF、及びフッ化ガドリニウム(GdF)からなる群から選ばれる1種であることが好適である。これらのフッ化物であれば、後述する実施例から明らかように、短波長の紫外線が照射された際の蛍光を強くし易い。 In particular, the fluoride is preferably one selected from the group consisting of lanthanum fluoride (LaF 3 ), yttrium fluoride (YF 3 ), CLF, and gadolinium fluoride (GdF 3 ). If these fluorides are used, as will be apparent from Examples described later, it is easy to increase the fluorescence when irradiated with ultraviolet rays having a short wavelength.

蛍光膜4の賦活材は、母材中にドープされた状態で光が照射されることで蛍光を発する材料である。この賦活材としては、照射される紫外線に応じて適宜選択可能である。賦活材としては、例えば遷移元素又は希土類元素などが挙げられる。   The activator of the fluorescent film 4 is a material that emits fluorescence when irradiated with light in a doped state in the base material. As this activation material, it can select suitably according to the ultraviolet-ray irradiated. Examples of the activator include transition elements and rare earth elements.

遷移元素又は希土類元素としては、ユーロピウム(Eu)、テルビウム(Tb)、プラセオジム(Pr)、サマリウム(Sm)、ジスプロシウム(Dy)、セリウム(Ce)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、またはイッテルビウム(Yb)などが挙げられる。賦活材がユーロピウム(Eu)、テルビウム(Tb)、及びプラセオジウム(Pr)からなる群から選ばれる1種又は2種以上からなるのが特に好適である。この場合、短波長の紫外線が照射された際の蛍光を強くし易い。   Transition elements or rare earth elements include europium (Eu), terbium (Tb), praseodymium (Pr), samarium (Sm), dysprosium (Dy), cerium (Ce), holmium (Ho), erbium (Er), or ytterbium. (Yb). It is particularly preferred that the activator comprises one or more selected from the group consisting of europium (Eu), terbium (Tb), and praseodymium (Pr). In this case, it is easy to increase fluorescence when irradiated with ultraviolet rays having a short wavelength.

母材中の賦活材の濃度は、母材のカチオン成分に対する原子%濃度で1%以上10%以下とするのが好ましい。母材がフッ化ランタン(LaF3)からなり、賦活材がテルビウム(Tb)からなる場合、テルビウム(Tb)のランタン(La)に対する濃度は、原子%濃度で、1%以上8%以下とすることが特に好適である。 The concentration of the activation material in the base material is preferably 1% or more and 10% or less in terms of atomic% concentration with respect to the cation component of the base material. When the base material is made of lanthanum fluoride (LaF 3 ) and the activator is made of terbium (Tb), the concentration of terbium (Tb) with respect to lanthanum (La) is 1% to 8% in terms of atomic% concentration. It is particularly preferred.

蛍光膜の膜厚は、照射される紫外線の波長や、光検出装置の用途などに応じて設定することが可能である。膜厚が厚い程、多くの紫外線を可視光化できて蛍光を強くし易いが、光路を変化させないためには、薄くすることが好ましい。過剰に薄くて十分な蛍光を得難い場合には、蛍光の強い材料を選択したり、複数の蛍光膜を積層することで、蛍光を強くすることができる。特に好ましくは、各層の膜厚を照射される紫外線の波長或いは設計中心波長の略半波長以下とするのが好適である。例えば、短波長紫外線を用いる光学系では、蛍光膜の膜厚は180nm以下であってもよく、125nm以下であってもよい。特に、真空紫外線を用いる光学系においては、蛍光膜の膜厚は100nm以下であってもよく、80nm以下であってもよい。例えば、ArFエキシマレーザ(波長193nm)を用いたレーザ光学系であれば100nm以下としてもよい。十分な蛍光強度が得られる場合には、上記層厚の蛍光膜を単層で用いてもよい。あるいは、上記層厚の蛍光膜を積層して、たとえば、合計膜厚3μm以下、または1μm以下の蛍光膜としてもよい。     The film thickness of the fluorescent film can be set according to the wavelength of the irradiated ultraviolet light, the use of the light detection device, and the like. The thicker the film, the more ultraviolet light can be made visible and the fluorescence becomes stronger. However, in order not to change the optical path, it is preferable to make it thinner. When it is difficult to obtain sufficient fluorescence due to being excessively thin, it is possible to increase fluorescence by selecting a material with strong fluorescence or laminating a plurality of fluorescent films. It is particularly preferable that the thickness of each layer is set to be equal to or shorter than the wavelength of ultraviolet rays to be irradiated or the design center wavelength. For example, in an optical system using short wavelength ultraviolet rays, the thickness of the fluorescent film may be 180 nm or less, or 125 nm or less. In particular, in an optical system using vacuum ultraviolet rays, the thickness of the fluorescent film may be 100 nm or less, or 80 nm or less. For example, a laser optical system using an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) may be 100 nm or less. When sufficient fluorescence intensity can be obtained, the fluorescent film having the above thickness may be used as a single layer. Or it is good also as a fluorescent film which laminates | stacks the fluorescent film of the said layer thickness, for example, is 3 micrometers or less in total film thickness, or 1 micrometer or less.

蛍光膜の材料は、上記の母材及び賦活材から構成されるものであってもよい。例えば、上記のフッ化物及び賦活材のみから構成されてもよい。さらに母材を構成するフッ化物が、不可避的不純物を含んでいてもよい。また、蛍光膜の材料には、これらの母材及び賦活材の他、入射された紫外線により蛍光を発することが可能な範囲において、他の成分が含有されていてもよい。   The material of the fluorescent film may be composed of the above-described base material and activation material. For example, you may be comprised only from said fluoride and an activation material. Furthermore, the fluoride constituting the base material may contain inevitable impurities. In addition to these base material and activator, the fluorescent film material may contain other components as long as fluorescence can be emitted by incident ultraviolet rays.

上記蛍光膜4は、特許文献1に記載された方法を用いて製造することができる。
例えば、予め母材に賦活材をドープさせたターゲットを用意し、気相成膜法、好ましくは抵抗加熱による真空蒸着法を用いて基板に蒸着膜を形成することにより、賦活材を母材にドープさせた蛍光膜を成膜できる。あるいは、母材と、賦活材とをそれぞれ別々に準備し、母材と賦活材とを同時に気相成膜法、好ましくは真空蒸着法により蒸着させることで蛍光膜を形成してもよい。
The phosphor film 4 can be manufactured using the method described in Patent Document 1.
For example, by preparing a target in which a base material is doped with an activator in advance, and forming a deposited film on the substrate using a vapor deposition method, preferably a vacuum deposition method using resistance heating, the activator is used as the base material. A doped fluorescent film can be formed. Alternatively, the phosphor film may be formed by separately preparing a base material and an activation material, and simultaneously vapor-depositing the base material and the activation material by a vapor deposition method, preferably a vacuum deposition method.

上記ターゲットは、例えば、水熱合成法を用い、フッ化物セラミックスとして作製することができる。水熱合成法では、フッ化物のカチオン成分の酢酸塩等の化合物とフッ酸等のフッ素化合物とを水溶液中で反応させてフッ化物微粒子を作製する。この、フッ化物微粒子を乾燥体又はプレス成形体とした後、800〜1000℃で焼結し、フッ化物セラミックスとすることができる。   The target can be produced as a fluoride ceramic using, for example, a hydrothermal synthesis method. In the hydrothermal synthesis method, fluoride fine particles are prepared by reacting a compound such as acetate as a cation component of fluoride with a fluorine compound such as hydrofluoric acid in an aqueous solution. After making this fluoride fine particle into a dry body or a press-molded body, it can be sintered at 800 to 1000 ° C. to obtain a fluoride ceramic.

固溶体混晶からなるフッ化物を作製する場合には、各カチオン成分毎に別々にフッ化物微粒子を合成し、各フッ化物微粒子の懸濁液を作製し、両者を湿式で混合して微粒子混合物とし、この微粒子混合物を用いて、乾燥体又はプレス成形体とした後、800〜1000℃で焼結してフッ化物セラミックスとすることができる。   When preparing a fluoride consisting of a solid solution mixed crystal, the fine fluoride particles are synthesized separately for each cation component, a suspension of each fine fluoride particle is prepared, and both are wet mixed to form a fine particle mixture. The fine particle mixture is used to form a dry body or a press-molded body, and then sintered at 800 to 1000 ° C. to obtain fluoride ceramics.

予め賦活材を母材にドープさせたターゲット材を作製する場合、例えば、フッ化物微粒子やフッ化物微粒子混合物の懸濁液に賦活材の酢酸塩水溶液を混合して原料粉末を作製し、この原料粉末の乾燥体又はプレス成形体を焼結してフッ化物セラミックスとすることで、賦活材を母材にドープさせた材料を作製することができる。なお、上記水熱合成の過程において、賦活材は酢酸塩水溶液以外の形態で加えてもよい。酢酸塩以外に使用可能な塩類としては、乳酸塩、シュウ酸塩、アスコルビン酸塩、アルギン酸塩、安息香酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、グルコン酸塩、パントテン酸塩、サリチル酸塩、ステアリン酸塩、酒石酸塩、グリセリン酸塩、トリフルオロ酢酸塩等の有機酸塩や、塩化物、水酸化物、硝酸塩、硫酸塩等の無機塩を挙げることができる。   When preparing a target material in which an activator is previously doped into a base material, for example, a raw material powder is prepared by mixing an aqueous acetate solution of an activator with a suspension of fluoride fine particles or fluoride fine particle mixture. By sintering a dry powder body or a press-molded body into a fluoride ceramic, a material in which an activator is doped into a base material can be produced. In the hydrothermal synthesis process, the activator may be added in a form other than the acetate aqueous solution. Salts other than acetate include lactate, oxalate, ascorbate, alginate, benzoate, carbonate, citrate, gluconate, pantothenate, salicylate, stearate , Organic acid salts such as tartrate, glycerate and trifluoroacetate, and inorganic salts such as chloride, hydroxide, nitrate and sulfate.

光検出装置100では、上記のように蛍光体が光学薄膜と同様の厚さで基板上に形成されているため、従来の焼結粉末よりなる蛍光体層とは異なり、紫外線や蛍光が蛍光膜を透過する間に散乱等で不鮮明になることを防止でき、紫外線の観察や測定を精度良く行うことが可能である。例えば、基板内で形成された紫外線回折光の干渉縞を形態を変化させることなく可視化し、撮像ユニットで画像化することができる。また、従来の蛍光粉末や蛍光ガラスとは異なり、真空紫外域の光に対しても経時劣化に耐性が高いので、真空紫外域の光紫外線の観察や測定などを行うことができる。   In the light detecting device 100, since the phosphor is formed on the substrate with the same thickness as the optical thin film as described above, unlike the conventional phosphor layer made of sintered powder, ultraviolet rays and fluorescence are fluorescent films. Therefore, it is possible to prevent blurring due to scattering or the like during transmission, and to accurately observe and measure ultraviolet rays. For example, the interference fringes of the ultraviolet diffracted light formed in the substrate can be visualized without changing the form and imaged by the imaging unit. In addition, unlike conventional fluorescent powders and fluorescent glasses, they are highly resistant to deterioration with time against light in the vacuum ultraviolet region, so that observation and measurement of light ultraviolet rays in the vacuum ultraviolet region can be performed.

<光学特性計測装置>
本発明の実施形態において、光学特性計測装置は、上記に説明した光検出装置100を備えることができる。
<Optical characteristic measuring device>
In the embodiment of the present invention, the optical characteristic measurement device can include the photodetection device 100 described above.

以下、光学特性計測装置の一例として、光検出装置を備えたシアリング干渉計について説明する。
図7は、光検出装置を備えたシアリング干渉計の概略構成図である。図7に示すシアリング干渉計は、例えば露光装置に搭載される投影光学系等の被検光学系25の波面収差(光学特性)を計測するための装置である。なお図7に示す光学特性計測装置には、例えば図1に例示する構成の光検出装置100が組み込まれている。そのため、図7の装置構成の説明では、上述の実施形態と同一の構成には同一符号を付して重複説明を省略する。
Hereinafter, a shearing interferometer provided with a photodetecting device will be described as an example of an optical characteristic measuring device.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a shearing interferometer provided with a photodetection device. The shearing interferometer shown in FIG. 7 is an apparatus for measuring the wavefront aberration (optical characteristics) of the optical system 25 to be measured such as a projection optical system mounted on an exposure apparatus, for example. Note that the optical characteristic measuring apparatus shown in FIG. 7 incorporates, for example, a photodetection apparatus 100 having the configuration illustrated in FIG. Therefore, in the description of the apparatus configuration in FIG. 7, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment, and a duplicate description is omitted.

図7に示すシアリング干渉計は、複数のピンホールからなるピンホールパターン11aの形成された部材(基板)11と、光検出装置100を備える。部材11は、ピンホールパターン11aが被検光学系25の物体面におかれるように配置される。光検出装置は、回折格子6が被検光学系25の像面またはその近傍におかれるように配置される。照明光学系21からの紫外域の計測光は、ピンホールパターン11aを透過することによってに回折し、被検光学系25を介して、光検出装置100の回折格子6に入射する。回折格子6を透過した紫外域の計測光は、基板内で干渉縞を形成し、この干渉縞が蛍光膜4で可視域の計測光に変換される。蛍光膜4により変換された可視域の計測光(蛍光)は、波長選択膜5を通過するとともに、導光部材(FOP)2を介して撮像素子3に導光される。撮像素子3は、回折格子6を通過することにより発生した回折光同士による干渉により発生した干渉縞を検出する。そして、検出された干渉縞から被検光学系25の波面収差を計測する。   The shearing interferometer shown in FIG. 7 includes a member (substrate) 11 on which a pinhole pattern 11a composed of a plurality of pinholes is formed, and a light detection device 100. The member 11 is arranged so that the pinhole pattern 11a is placed on the object plane of the optical system 25 to be tested. The light detection device is arranged so that the diffraction grating 6 is placed on the image plane of the optical system 25 to be tested or in the vicinity thereof. The ultraviolet measurement light from the illumination optical system 21 is diffracted by passing through the pinhole pattern 11 a and enters the diffraction grating 6 of the light detection device 100 via the optical system 25 to be measured. The ultraviolet measurement light transmitted through the diffraction grating 6 forms interference fringes in the substrate, and the interference fringes are converted into measurement light in the visible region by the fluorescent film 4. Visible range measurement light (fluorescence) converted by the fluorescent film 4 passes through the wavelength selection film 5 and is guided to the imaging device 3 through the light guide member (FOP) 2. The imaging device 3 detects interference fringes generated by interference between diffracted lights generated by passing through the diffraction grating 6. Then, the wavefront aberration of the test optical system 25 is measured from the detected interference fringes.

この図7に示すシアリング干渉計によれば、導光部材2としてFOPを備えているため、巨大なリレー光学系等を設ける必要がなく、装置自体を小型化できる。したがって、小型の装置であっても、被検光学系25の像面内の広い領域における干渉縞を一度に且つ高精度に計測することができる。また、FOP2の入射面にFOP2を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜4が形成されているため、FOP2の横分解能の低下を抑制しつつ、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換することができ、可視域の計測光を確実に撮像素子3に導光することができる。更に、蛍光膜4によって、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換しているため、コヒーレントノイズの発生を低減することができる。したがって、コヒーレントノイズの発生防止のための回転拡散板等を設ける必要がないため、更なる装置のコンパクト化を図ることができる。   According to the shearing interferometer shown in FIG. 7, since the FOP is provided as the light guide member 2, it is not necessary to provide a huge relay optical system or the like, and the apparatus itself can be downsized. Therefore, even a small apparatus can measure interference fringes in a wide region in the image plane of the optical system 25 to be measured at a time with high accuracy. In addition, since the fluorescent film 4 having a thickness equal to or smaller than the diameter of the individual optical fibers constituting the FOP2 is formed on the incident surface of the FOP2, the measurement light in the ultraviolet region can be transmitted in the visible region while suppressing a decrease in the lateral resolution of the FOP2. The measurement light in the visible range can be reliably guided to the image sensor 3. Furthermore, since the measurement light in the ultraviolet region is converted into the measurement light in the visible region by the fluorescent film 4, the generation of coherent noise can be reduced. Therefore, there is no need to provide a rotating diffusion plate or the like for preventing the occurrence of coherent noise, and the device can be further downsized.

<露光装置の構成の説明>
図8は、光学特性計測装置を組み込んだ露光装置の構成例を示す概略図である。なお、図8では、ウエハW(感光性基板)に露光を行う露光装置の例を説明する。
<Description of exposure apparatus configuration>
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an exposure apparatus incorporating an optical characteristic measurement device. In FIG. 8, an example of an exposure apparatus that performs exposure on the wafer W (photosensitive substrate) will be described.

また、以下の説明では、図8に示すXYZ直交座標系を設定するとともに、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。XYZ直交座標系は、X軸およびY軸がウエハWに対して平行となり、Z軸がウエハWに対して直交する方向に設定されている。また、X軸は図8の紙面に平行な方向とし、Y軸は図8の紙面に垂直な方向とする。   In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 8 is set, and the positional relationship of each member is described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set such that the X axis and the Y axis are parallel to the wafer W and the Z axis is orthogonal to the wafer W. The X axis is a direction parallel to the paper surface of FIG. 8, and the Y axis is a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

図8に示す露光装置は、照明光学系41と、マスクステージ42と、投影光学系PLと、ウエハステージ43とを備えている。
照明光学系41は、露光光を供給するための光源を含み、照明光学系41から射出した光はマスクMを重畳的に均一な照度で照明する。この図8の例では、i線用のランプ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、F2レーザなどが上記の光源に用いられる。なお、上記の光源としては、DUV(深紫外)やVUV(真空紫外)の光を発生する光源を用いることも可能である。
The exposure apparatus shown in FIG. 8 includes an illumination optical system 41, a mask stage 42, a projection optical system PL, and a wafer stage 43.
The illumination optical system 41 includes a light source for supplying exposure light, and the light emitted from the illumination optical system 41 illuminates the mask M with uniform illuminance. In the example of FIG. 8, an i-line lamp, a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, an F 2 laser, or the like is used as the light source. As the light source, a light source that generates DUV (deep ultraviolet) or VUV (vacuum ultraviolet) light can be used.

マスクステージ42は、投影光学系PLの物体面(またはその近傍)に配置される。このマスクステージ42には、マスクM(またはピンホール11aが形成された光学特性計測用の基板11)が載置される。   The mask stage 42 is disposed on the object plane (or the vicinity thereof) of the projection optical system PL. On the mask stage 42, the mask M (or the substrate 11 for measuring optical characteristics on which the pinhole 11a is formed) is placed.

投影光学系PLは、マスクMに形成されているパターンをウエハW上に投影する。投影光学系PLは複数の光学部材により構成されており、マスクMに形成されているパターンを所定の倍率(縮小倍率、等倍率または拡大倍率)でウエハW上に投影する。   The projection optical system PL projects the pattern formed on the mask M onto the wafer W. The projection optical system PL is composed of a plurality of optical members, and projects the pattern formed on the mask M onto the wafer W at a predetermined magnification (reduction magnification, equal magnification or enlargement magnification).

ウエハステージ43は、X軸およびY軸に移動可能なXYステージと、Z軸方向に移動可能でかつZ軸に対して傾斜可能なZステージとを有している。また、ウエハステージ43には、ウエハWを吸引により保持するウエハホルダ45が設けられている。そして、ウエハステージ43には、投影光学系PLの像面内においてウエハWが載置される。これにより、ウエハステージ43をXY平面内で二次元的に駆動させることで、ウエハWの各露光領域にマスクMの転写パターンを逐次露光することができる。   The wafer stage 43 includes an XY stage that can move in the X axis and the Y axis, and a Z stage that can move in the Z axis direction and can be tilted with respect to the Z axis. The wafer stage 43 is provided with a wafer holder 45 that holds the wafer W by suction. Then, the wafer W is placed on the wafer stage 43 in the image plane of the projection optical system PL. Accordingly, the transfer pattern of the mask M can be sequentially exposed to each exposure region of the wafer W by driving the wafer stage 43 two-dimensionally in the XY plane.

また、図8に示す露光装置は、投影光学系PLの波面収差を計測するために、ウエハステージ上に、図1と同一構成の光検出装置を備えている。投影光学系PLの波面収差を計測するときには、まず、ピンホールパターン11aが形成されている基板11をマスクステージ42に載置する。また、ウエハステージ43をX方向に移動させて、投影光学系PLを介した光が光検出装置100の入射面に形成されている回折格子6を照射できる状態とする。   Further, the exposure apparatus shown in FIG. 8 includes a photodetection device having the same configuration as that of FIG. 1 on the wafer stage in order to measure the wavefront aberration of the projection optical system PL. When measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL, first, the substrate 11 on which the pinhole pattern 11a is formed is placed on the mask stage. Further, the wafer stage 43 is moved in the X direction so that light through the projection optical system PL can irradiate the diffraction grating 6 formed on the incident surface of the photodetector 100.

そして、照明光学系41からの光はピンホールパターン11aを透過し、被検光学系(PL)を介して光検出装置100に入射する。光検出装置100では、回折格子6を透過した紫外線が蛍光膜4で蛍光に変換されるとともに、上記の蛍光は波長選択膜5を透過してFOP2により撮像素子3に導かれる。撮像素子3は、計測光がピンホールパターン11aおよび回折格子6を通過することで形成される干渉縞を検出する。そして、検出された干渉縞から投影光学系PLの波面収差が計測される。   Then, the light from the illumination optical system 41 passes through the pinhole pattern 11a and enters the light detection device 100 through the test optical system (PL). In the light detection device 100, the ultraviolet light that has passed through the diffraction grating 6 is converted into fluorescence by the fluorescent film 4, and the above-described fluorescence passes through the wavelength selection film 5 and is guided to the image sensor 3 by the FOP 2. The image sensor 3 detects interference fringes formed by the measurement light passing through the pinhole pattern 11a and the diffraction grating 6. Then, the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured from the detected interference fringes.

図8に示した露光装置によれば、投影光学系PLの波面収差を計測するための光学特性計測装置(シアリング干渉計)を備えているので、投影光学系PLの波面収差を高精度に計測できる。したがって、計測結果に基づいて波面収差が補正された投影光学系PLによって、マスクMに形成されているパターンをウエハW上に高精度に露光できる。なお、図8に示す露光装置は、投影光学系PLとウエハWとの間に屈折率1以上の液体を介在させた液浸型の露光装置であってもよい。     The exposure apparatus shown in FIG. 8 is equipped with an optical characteristic measuring device (shearing interferometer) for measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL, so that the wavefront aberration of the projection optical system PL can be measured with high accuracy. it can. Therefore, the pattern formed on the mask M can be exposed on the wafer W with high accuracy by the projection optical system PL in which the wavefront aberration is corrected based on the measurement result. The exposure apparatus shown in FIG. 8 may be an immersion type exposure apparatus in which a liquid having a refractive index of 1 or more is interposed between the projection optical system PL and the wafer W.

液浸露光装置の場合は、投影光学系PLの波面収差を計測する際に、投影光学系PLと光検出装置100との間に液体を介在させて計測を行えば良い。液浸露光装置に用いる液体としては純水を用いることが好ましい。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板(ウエハ)上のフォトレジストや光学素子(レンズ)等に悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板の表面、及び投影光学系の先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。液体としては純水以外にも、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なものを用いることも可能である。   In the case of the immersion exposure apparatus, when measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL, the measurement may be performed with a liquid interposed between the projection optical system PL and the light detection apparatus 100. It is preferable to use pure water as the liquid used in the immersion exposure apparatus. Pure water has an advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like, and has no adverse effect on the photoresist, optical element (lens), etc. on the substrate (wafer). In addition, pure water has no adverse effects on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the substrate and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system. In addition to pure water, it is possible to use a liquid that is transparent to exposure light, has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to the projection optical system and the photoresist applied to the substrate surface.

液浸型の露光装置としては、投影光学系と基板(ウェハ)との間に局所的に液体を満たす露光装置の他、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成しその中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たす液浸露光装置の構造及び露光動作については、例えば国際公開第99/49504号パンフレットに、基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置については、例えば特開平6−124873号公報に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその中に基板を保持する液浸露光装置については、例えば特開平10−303114号公報や米国特許第5,825,043号に、それぞれ開示されている。
なお、上述の実施形態においては、光検出装置を波面収差測定器(シアリング干渉計)に適用した場合を説明したが、例えば瞳輝度分布計測器や空間像計測センサ、照射量センサ、照度ムラセンサなどに適用してもよい。
瞳輝度分布計測器は、例えば米国特許第5,925,887号公報や米国特許第6,333,777号公報に開示されている。瞳輝度分布計測器に適用する場合には、開口パターンをピンホールとし、開口パターンから蛍光層までの光路長、すなわち基板の厚みを蛍光層の位置が被検光学系25中の開口絞りと共役な位置となるように設定すれば良い。また、光検出装置を空間像計測センサに適用する場合には、開口パターンをスリット状の開口を有するものとすれば良く、照射量センサに適用する場合には開口パターンを露光光の照射領域とほぼ同じ大きさ、形状の矩形開口とすれば良い。空間像計測センサ及び照射量センサに関しては例えば国際公開第2005/010611号パンフレットに、また空間像計測センサ及び照度ムラセンサに関しては例えば国際公開第2005/055296号パンフレット及び米国特許出願公開第2007/0242242号明細書に記載されている。
これらの光検出装置は液浸型露光装置のウェハテーブル上に搭載しても良く、その場合には、例えば上記国際公開第2005/010611号パンフレットの図6aないし図6cに記載されているように、光検出装置の表面がウェハテーブルの上面及びウェハの上面と同一の平面上に位置するように配置することが好ましい。この場合、光検出装置の発熱によってウェハテーブル及びウェハの温度が変化しないよう、光検出装置は断熱部材を介してウェハテーブルに固定することが好ましい。
As an immersion type exposure apparatus, in addition to an exposure apparatus that locally fills a liquid between the projection optical system and the substrate (wafer), an immersion apparatus that moves a stage holding a substrate to be exposed in a liquid tank. The present invention can also be applied to an exposure apparatus or an immersion exposure apparatus in which a liquid tank having a predetermined depth is formed on a stage and a substrate is held therein. Regarding the structure and exposure operation of the immersion exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system and the substrate, for example, in WO 99/49504, the stage holding the substrate is moved in the liquid tank. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-124873 discloses an immersion exposure apparatus to be formed. For an immersion exposure apparatus for forming a liquid tank having a predetermined depth on a stage and holding a substrate therein, for example, No. 303114 and US Pat. No. 5,825,043, respectively.
In the above-described embodiment, the case where the light detection device is applied to a wavefront aberration measuring device (shearing interferometer) has been described. For example, a pupil luminance distribution measuring device, an aerial image measurement sensor, a dose sensor, an illuminance unevenness sensor, and the like You may apply to.
The pupil luminance distribution measuring instrument is disclosed in, for example, US Pat. No. 5,925,887 and US Pat. No. 6,333,777. When applied to a pupil luminance distribution measuring instrument, the aperture pattern is a pinhole, and the optical path length from the aperture pattern to the fluorescent layer, that is, the thickness of the substrate is conjugated with the aperture stop in the optical system 25 to be tested. What is necessary is just to set so that it may become a position. In addition, when the photodetection device is applied to the aerial image measurement sensor, the aperture pattern may be a slit-shaped aperture. When the photodetection device is applied to the dose sensor, the aperture pattern is used as the exposure light irradiation region. A rectangular opening having almost the same size and shape may be used. Regarding the aerial image measurement sensor and the irradiation amount sensor, for example, WO 2005/010611 pamphlet, and for the aerial image measurement sensor and the illuminance unevenness sensor, for example, WO 2005/055296 pamphlet and US Patent Application Publication No. 2007/0242224. It is described in the specification.
These photodetectors may be mounted on the wafer table of an immersion type exposure apparatus, in which case, for example, as described in FIGS. 6a to 6c of the above-mentioned WO 2005/010611 pamphlet. It is preferable that the surface of the photodetecting device is arranged so as to be positioned on the same plane as the upper surface of the wafer table and the upper surface of the wafer. In this case, it is preferable that the photodetector is fixed to the wafer table via a heat insulating member so that the temperature of the wafer table and the wafer does not change due to heat generated by the photodetector.

<露光方法およびデバイスの製造方法の説明>
図8に示す露光装置では、投影光学系PLを用いてマスクMにより形成された転写用のパターンを感光性基板(ウエハ)に露光することにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッドなど)を製造できる。なお、感光性基板は、感光性組成物(フォトレジスト)を塗布した基板(例えば、半導体基板、ガラス基板、セラミック基板、金属基板)であってもよい。
<Explanation of exposure method and device manufacturing method>
In the exposure apparatus shown in FIG. 8, a micro pattern (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element) is formed by exposing a transfer pattern formed by a mask M using a projection optical system PL onto a photosensitive substrate (wafer). , Thin film magnetic heads, etc.). The photosensitive substrate may be a substrate coated with a photosensitive composition (photoresist) (for example, a semiconductor substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate).

以下、上記の実施形態に係る走査型露光装置を用いて、感光性基板としてのウエハ等に回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき、図9の流れ図を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the scanning exposure apparatus according to the above embodiment will be described with reference to FIG. This will be described with reference to a flowchart.

ステップS201:1ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。
ステップS202:1ロットのプレートの金属膜上(ウエハ上の金属膜上)にフォトレジストが塗布される。
Step S201: A metal film is deposited on one lot of wafers.
Step S202: A photoresist is applied on the metal film of the one lot of plates (on the metal film on the wafer).

ステップS203:上述の実施形態に係る露光装置を用いて、照明光学系によりマスクに形成されたパターンを照明し(照明工程)、照明されたパターンの像を投影光学系によりウエハ上に形成し(形成工程)、パターンを1ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写する。なお、投影光学系の光学特性は、上記の実施形態における光学特性計測装置により計測され、その計測結果に基づいて補正されている。   Step S203: Using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the pattern formed on the mask is illuminated by the illumination optical system (illumination process), and an image of the illuminated pattern is formed on the wafer by the projection optical system ( Forming step), the pattern is sequentially exposed and transferred to each shot area on one lot of wafers. Note that the optical characteristics of the projection optical system are measured by the optical characteristic measuring apparatus in the above-described embodiment, and are corrected based on the measurement results.

ステップS204:その1ロットでのウエハ上のフォトレジストの現像が行われる。
ステップS205:その1ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスクにより形成されたパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。
Step S204: Development of the photoresist on the wafer in one lot is performed.
Step S205: Etching is performed on the wafer of one lot using the resist pattern as a mask, so that a circuit pattern corresponding to the pattern formed by the mask is formed in each shot area on each wafer.

その後、さらに上のレイヤについての回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイスの製造方法によれば、上述の実施形態に係る光学特性計測装置によって、投影光学系の光学特性が高い精度で計測され、この計測結果に基づく補正で高精度の露光が行われる。そのため、良好な半導体デバイスを得ることができる。   Thereafter, by forming a circuit pattern for the upper layer, a device such as a semiconductor element is manufactured. According to the semiconductor device manufacturing method described above, the optical characteristic measurement apparatus according to the above-described embodiment measures the optical characteristics of the projection optical system with high accuracy, and performs high-precision exposure with correction based on the measurement results. . Therefore, a good semiconductor device can be obtained.

なお、図9のS201からS205では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして、露光、現像、エッチングの各工程を行っている。これらの工程に先だって、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成した後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして、露光、現像、エッチングの各工程を行ってもよい。   In S201 to S205 in FIG. 9, a metal is vapor-deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these steps, a silicon oxide film may be formed on the wafer, a resist may be applied to the silicon oxide film, and the steps of exposure, development, and etching may be performed.

さらに、上述の実施形態に係る露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターンなど)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図10の流れ図を参照しつつ、このときの手法の一例につき説明する。   Furthermore, in the exposure apparatus according to the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG.

図10において、ステップS301のパターン形成工程では、上述の実施形態に係る露光装置を用いてマスクのパターンをプレートに露光転写する、いわゆる光リソグラフィ工程が実行される。なお、図9の場合と同様に、投影光学系の光学特性は、上記の実施形態における光学特性計測装置により計測され、その計測結果に基づいて補正されている。   In FIG. 10, in the pattern formation process in step S <b> 301, a so-called photolithography process is performed in which a mask pattern is exposed and transferred to a plate using the exposure apparatus according to the above-described embodiment. As in the case of FIG. 9, the optical characteristics of the projection optical system are measured by the optical characteristic measuring apparatus in the above-described embodiment, and are corrected based on the measurement results.

この光リソグラフィ工程によって、プレート上には多数の電極等を含むパターンが形成される。その後、露光されたプレートは、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、プレート上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程(S302)に移行する。   By this photolithography process, a pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the plate. Thereafter, the exposed plate is subjected to steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the plate, and the process proceeds to the next color filter forming step (S302).

ステップS302のカラーフィルタ形成工程では、R(Red),G(Green),B(Blue)に対応する3つのドット組をマトリクス状に多数配列したカラーフィルタ、またはR,G,Bに対応する3本のストライプのフィルタ組を水平走査線の方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程の後に、セル組立工程(S303)が実行される。   In the color filter forming step in step S302, a color filter in which a large number of three dot groups corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or 3 corresponding to R, G, and B is used. A color filter is formed by arranging a plurality of striped filter sets in the direction of the horizontal scanning line. Then, after the color filter forming step, a cell assembly step (S303) is performed.

ステップS303のセル組立工程では、例えば、パターン形成工程(S301)で得られたパターンを有するプレートと、カラーフィルタ形成工程(S302)で得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して液晶パネル(液晶セル)を製造する。   In the cell assembly process in step S303, for example, liquid crystal is injected between the plate having the pattern obtained in the pattern formation process (S301) and the color filter obtained in the color filter formation process (S302). (Liquid crystal cell) is manufactured.

その後、ステップS304のモジュール組立工程において、S303で組み立てた液晶パネル(液晶セル)に対して、液晶パネルの表示動作を行う電子回路やバックライト等の各部品を取り付ける。これにより、液晶表示素子が完成する。   Thereafter, in the module assembling process of step S304, each component such as an electronic circuit and a backlight for performing a display operation of the liquid crystal panel is attached to the liquid crystal panel (liquid crystal cell) assembled in S303. Thereby, a liquid crystal display element is completed.

上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施形態に係る光学特性計測装置によって、投影光学系の光学特性が高い精度で計測され、この計測結果に基づく補正で高精度の露光が行われる。そのため、良好な液晶表示素子を得ることができる。   According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, the optical characteristic measurement apparatus according to the above-described embodiment measures the optical characteristics of the projection optical system with high accuracy, and performs high-precision exposure by correction based on this measurement result. Is called. Therefore, a good liquid crystal display element can be obtained.

以下本発明の実施例として製造した光検出装置について説明する。以下の実施例において、使用する紫外線は、300nm以下の波長を持つ紫外線であり、代表的にはArFエキシマレーザ(波長約193 ナノメートル)、KrFエキシマレーザ(波長約248ナノメートル)である。   Hereinafter, a photodetection device manufactured as an embodiment of the present invention will be described. In the following examples, the ultraviolet rays to be used are ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less, and are typically an ArF excimer laser (wavelength of about 193 nanometers) and a KrF excimer laser (wavelength of about 248 nanometers).

実施例1
図1に示す構成(実施形態1)の光検出装置を作成した。
基板1は、合成石英ガラスを直径30mm、厚み1ミリメートルに加工し、両端面を光学研磨したものを用いた。導光部材2としては、Schott社製直径6マイクロメートルの光ファイバーを束ね、直径30mm、厚み3ミリメートルに加工し、両端面を光学研磨したファイバーオプティックプレートを用いた。蛍光膜4は、蛍光体を抵抗加熱式真空蒸着により成膜した。蒸着原料の蛍光体は、母材をフッ化ランタン(LaF3)とし、賦活剤をテルビウム(Tb)として合成した焼結体を使用した。本蛍光体の合成には、水熱合成法により生成したフッ化ランタンの微結晶粒子にテルビウムイオンを混合した原料粉末を使用した。本原料粉末をペレット状にプレス成形し、電気炉において800℃で高温焼結した。この焼結過程において、テルビウムイオンはフッ化ランタン微結晶中に拡散し均一に賦活されると考えられる。賦活剤濃度は、1〜8%であり、最も蛍光強度が強い濃度は約8%である。蛍光膜4の厚みは100nmとした。蛍光膜4は、波長193nmの紫外線を照射すると、最も強い発光ピークを543nm付近に持つ緑色の発光を示す。
Example 1
A photodetection device having the configuration shown in FIG. 1 (Embodiment 1) was produced.
As the substrate 1, a synthetic quartz glass having a diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm and optically polished at both end faces was used. As the light guide member 2, a fiber optic plate was used, in which optical fibers having a diameter of 6 micrometers manufactured by Schott were bundled, processed to a diameter of 30 mm and a thickness of 3 mm, and both end faces were optically polished. The phosphor film 4 was formed by phosphor heating by resistance heating vacuum deposition. The phosphor used as the deposition material was a sintered body synthesized with lanthanum fluoride (LaF 3 ) as a base material and terbium (Tb) as an activator. For the synthesis of this phosphor, a raw material powder in which terbium ions were mixed with microcrystalline particles of lanthanum fluoride produced by a hydrothermal synthesis method was used. This raw material powder was press-molded into pellets and sintered at a high temperature at 800 ° C. in an electric furnace. In this sintering process, terbium ions are considered to diffuse into the lanthanum fluoride microcrystals and be activated uniformly. The concentration of the activator is 1 to 8%, and the concentration having the strongest fluorescence intensity is about 8%. The thickness of the fluorescent film 4 was 100 nm. When the fluorescent film 4 is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 193 nm, the fluorescent film 4 emits green light having the strongest emission peak in the vicinity of 543 nm.

誘電体多層膜5は、LaF3とMgF2を交互に多層蒸着して成膜した193nm光用の反射膜である。この多層膜反射膜5は193nmの波長域で99%以上の高反射率を持ち、紫外線をほぼ全反射する。一方、蛍光膜4が発光する波長543nmの可視光は、95%以上透過する。
接合層8は特に設けず、回折ユニット10と撮像ユニット20を機械的に接触させた。
The dielectric multilayer film 5 is a reflection film for 193 nm light formed by alternately depositing LaF 3 and MgF 2 in multiple layers. This multilayer reflective film 5 has a high reflectivity of 99% or more in the wavelength region of 193 nm, and almost totally reflects ultraviolet rays. On the other hand, visible light having a wavelength of 543 nm emitted from the fluorescent film 4 is transmitted by 95% or more.
The bonding layer 8 was not particularly provided, and the diffraction unit 10 and the imaging unit 20 were mechanically contacted.

実施例2
図3に示す構成(実施形態1)の光検出装置を作成した。
基板1は、合成石英ガラスを直径30mm、厚み1ミリメートルに加工し、両端面を光学研磨したものを用いた。導光部材2としては、Schott社製直径6マイクロメートルの光ファイバーを束ね、直径30mm、厚み3ミリメートルに加工し、両端面を光学研磨したファイバーオプティックプレートを用いた。
Example 2
A photodetection device having the configuration shown in FIG. 3 (Embodiment 1) was produced.
As the substrate 1, a synthetic quartz glass having a diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm and optically polished at both end faces was used. As the light guide member 2, a fiber optic plate was used, in which optical fibers having a diameter of 6 micrometers manufactured by Schott were bundled, processed to a diameter of 30 mm and a thickness of 3 mm, and both end faces were optically polished.

蛍光膜4は、蛍光体を抵抗加熱式真空蒸着により成膜した。蒸着原料の蛍光体は、母材をフッ化ランタン(LaF3)とし、賦活剤をテルビウム(Tb)として合成した焼結体を使用した。本蛍光体の合成には、水熱合成法により生成したフッ化ランタンの微結晶粒子にテルビウムイオンを混合した原料粉末を使用した。本原料粉末をペレット状にプレス成形し、電気炉において800℃で高温焼結した。この焼結過程において、テルビウムイオンはフッ化ランタン微結晶中に拡散し均一に賦活されると考えられる。賦活剤濃度は、1〜8%であり、最も蛍光強度が強い濃度は約8%である。蛍光膜4の厚みは100nmとした。蛍光膜4は、波長193nmの紫外線を照射すると、最も強い発光ピークを543nm付近に持つ緑色の発光を示す。 The phosphor film 4 was formed by phosphor heating by resistance heating vacuum deposition. The phosphor used as the deposition material was a sintered body synthesized with lanthanum fluoride (LaF 3 ) as a base material and terbium (Tb) as an activator. For the synthesis of this phosphor, a raw material powder in which terbium ions were mixed with microcrystalline particles of lanthanum fluoride produced by a hydrothermal synthesis method was used. This raw material powder was press-molded into pellets and sintered at a high temperature at 800 ° C. in an electric furnace. In this sintering process, terbium ions are considered to diffuse into the lanthanum fluoride microcrystals and be activated uniformly. The concentration of the activator is 1 to 8%, and the concentration having the strongest fluorescence intensity is about 8%. The thickness of the fluorescent film 4 was 100 nm. When the fluorescent film 4 is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 193 nm, the fluorescent film 4 emits green light having the strongest emission peak in the vicinity of 543 nm.

吸収膜9は、二酸化チタン(TiO2)を真空蒸着したものを用いた。膜厚は、150nm以上成膜した。TiO2は、543nmの可視光の90%以上を透過し、300nm以下の紫外線を全入射角度に亘ってほぼ透過しない(透過率1%以下)。また、TiO2膜は、波長193nmの紫外線に対してほとんど蛍光発光せず、蛍光膜LaF3:Tb8%の蛍光発光に比べるとピーク強度で1万分1以下の強度であった。また、吸収膜の紫外線耐性は良好であり、投影レンズ系の検査で使用される場合に想定される劣化は、十分に実用に耐えることが判明した。
接合層8は特に設けず、回折ユニット10と撮像ユニット20を機械的に接触させた。
The absorption film 9 was a vacuum-deposited titanium dioxide (TiO 2 ). The film thickness was 150 nm or more. TiO 2 transmits 90% or more of visible light of 543 nm and hardly transmits ultraviolet light of 300 nm or less over all incident angles (transmittance of 1% or less). Further, the TiO 2 film hardly emitted fluorescence with respect to ultraviolet rays having a wavelength of 193 nm, and had a peak intensity of 1 / 10,000 or less in comparison with the fluorescence emission of the fluorescent film LaF 3 : Tb8%. Further, it has been found that the ultraviolet resistance of the absorption film is good, and the deterioration assumed when used in the inspection of the projection lens system can sufficiently withstand the practical use.
The bonding layer 8 was not particularly provided, and the diffraction unit 10 and the imaging unit 20 were mechanically contacted.

実施例3
図5に示す構成(実施形態1)の光検出装置を作成した。
基板1は、合成石英ガラスを直径30mm、厚み1ミリメートルに加工し、両端面を光学研磨したものを用いた。導光部材2としては、Schott社製直径6マイクロメートルの光ファイバーを束ね、直径30mm、厚み3ミリメートルに加工し、両端面を光学研磨したファイバーオプティックプレートを用いた。蛍光膜4は、蛍光体を抵抗加熱式真空蒸着により成膜した。蒸着原料の蛍光体は、母材をフッ化ランタン(LaF3)とし、賦活剤をテルビウム(Tb)として合成した焼結体を使用した。本蛍光体の合成には、水熱合成法により生成したフッ化ランタンの微結晶粒子にテルビウムイオンを混合した原料粉末を使用した。本原料粉末をペレット状にプレス成形し、電気炉において800℃で高温焼結した。この焼結過程において、テルビウムイオンはフッ化ランタン微結晶中に拡散し均一に賦活されると考えられる。賦活剤濃度は、1〜8%であり、最も蛍光強度が強い濃度は約8%である。蛍光膜4の厚みは100nmとした。蛍光膜4は、波長193nmの紫外線を照射すると、最も強い発光ピークを543nm付近に持つ緑色の発光を示す。
Example 3
A photodetection device having the configuration shown in FIG. 5 (Embodiment 1) was produced.
As the substrate 1, a synthetic quartz glass having a diameter of 30 mm and a thickness of 1 mm and optically polished at both end faces was used. As the light guide member 2, a fiber optic plate was used, in which optical fibers having a diameter of 6 micrometers manufactured by Schott were bundled, processed to a diameter of 30 mm and a thickness of 3 mm, and both end faces were optically polished. The phosphor film 4 was formed by phosphor heating by resistance heating vacuum deposition. The phosphor used as the deposition material was a sintered body synthesized with lanthanum fluoride (LaF 3 ) as a base material and terbium (Tb) as an activator. For the synthesis of this phosphor, a raw material powder in which terbium ions were mixed with microcrystalline particles of lanthanum fluoride produced by a hydrothermal synthesis method was used. This raw material powder was press-molded into pellets and sintered at a high temperature at 800 ° C. in an electric furnace. In this sintering process, terbium ions are considered to diffuse into the lanthanum fluoride microcrystals and be activated uniformly. The concentration of the activator is 1 to 8%, and the concentration having the strongest fluorescence intensity is about 8%. The thickness of the fluorescent film 4 was 100 nm. When the fluorescent film 4 is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 193 nm, the fluorescent film 4 emits green light having the strongest emission peak in the vicinity of 543 nm.

誘電体多層膜反5は、LaF3とMgF2を交互に多層蒸着して成膜した193nm光用の反射ミラーである。この多層膜反射ミラー5は193nmの波長域で99%以上の高反射率を持ち、紫外線をほぼ反射する。一方、蛍光膜4が発光する波長543nmの可視光は、95%以上透過する。 The dielectric multilayer film 5 is a reflection mirror for 193 nm light formed by alternately depositing LaF 3 and MgF 2 in multiple layers. This multilayer film reflection mirror 5 has a high reflectance of 99% or more in the wavelength region of 193 nm, and substantially reflects ultraviolet rays. On the other hand, visible light having a wavelength of 543 nm emitted from the fluorescent film 4 is transmitted by 95% or more.

吸収膜9は、二酸化チタン(TiO2)を真空蒸着したものを用いた。膜厚は、150nm以上成膜した。TiO2は、543nmの可視光の90%以上を透過し、300nm以下の紫外線を全入射角度に亘ってほぼ透過しない(透過率1%以下)。また、TiO2膜は、波長193nmの紫外線に対してほとんど蛍光発光せず、蛍光膜LaF3:Tb8%の蛍光発光に比べるとピーク強度で1万分1以下の強度であった。また、吸収膜の紫外線耐性は良好であり、投影レンズ系の検査で使用される場合に想定される劣化は、十分に実用に耐えることが判明した。 The absorption film 9 was a vacuum-deposited titanium dioxide (TiO 2 ). The film thickness was 150 nm or more. TiO 2 transmits 90% or more of visible light of 543 nm and hardly transmits ultraviolet light of 300 nm or less over all incident angles (transmittance of 1% or less). Further, the TiO 2 film hardly emitted fluorescence with respect to ultraviolet rays having a wavelength of 193 nm, and had a peak intensity of 1 / 10,000 or less in comparison with the fluorescence emission of the fluorescent film LaF 3 : Tb8%. Further, it has been found that the ultraviolet resistance of the absorption film is good, and the deterioration assumed when used in the inspection of the projection lens system can sufficiently withstand the practical use.

なお本発明は上記構成に限定されず、種々変更を加えることが可能である。例えば、光学特性計測装置として、シアリング干渉計を例として説明したが、本発明に係る光検出装置の用途はこれに限定されない。例えば、基板の厚みを所定値以下として、被検光学系のディストーションの一括測定に用いてもよい。
また光学特性計測装置が備える光検出装置として、実施形態1に記載したものを用いて説明したが、実施形態2−4に記載されたものを用いてもよい。また、光検出装置100の実施形態としては保護膜7を備えたものを記載したが、保護膜7を備えていないものとしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said structure, A various change can be added. For example, the shearing interferometer has been described as an example of the optical characteristic measuring device, but the use of the light detection device according to the present invention is not limited to this. For example, the thickness of the substrate may be set to a predetermined value or less and used for collective measurement of distortion of the test optical system.
Moreover, although demonstrated using what was described in Embodiment 1 as a photon detection apparatus with which an optical characteristic measuring apparatus is provided, you may use what was described in Embodiment 2-4. Moreover, although what provided the protective film 7 was described as embodiment of the photon detection apparatus 100, it is good also as a thing which is not provided with the protective film 7. FIG.

また、本発明の光検出装置及び光学特性計測装置は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−163099号及び特開平10−214783号(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)あるいは米国特許6,208,407号に開示されている。
また、本発明は、特開平11−135400号に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種の計測部材やセンサを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。
In addition, the light detection device and the optical property measurement device of the present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus. The structure and exposure operation of a twin stage type exposure apparatus are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441, 6,549,269). No. 6,590,634), JP 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,441) or US Pat. No. 6,208,407.
In addition, as disclosed in JP-A-11-135400, the present invention includes an exposure stage that can move while holding a substrate to be processed such as a wafer, and a measurement stage that includes various measurement members and sensors. The present invention can also be applied to a provided exposure apparatus.

1…基板、2…FOP、3…撮像素子、4…蛍光膜、5…誘電体多層膜(反射膜)、6…回折格子、7…保護膜、8…接合層、9…誘電体膜(吸収膜)、10…回折ユニット、11…部材(ピンホール基板)、11a…ピンホール、20…撮像ユニット、21…検査光源、25…被検光学系、41…照明光学系、42…マスクステージ、43…ウェハステージ、45…ウェハホルダ、100…光検出装置、M…マスク、PL…投影光学系、W…ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... FOP, 3 ... Image pick-up element, 4 ... Fluorescent film, 5 ... Dielectric multilayer film (reflection film), 6 ... Diffraction grating, 7 ... Protective film, 8 ... Joining layer, 9 ... Dielectric film ( Absorbing film), 10 ... Diffraction unit, 11 ... Member (pinhole substrate), 11a ... Pinhole, 20 ... Imaging unit, 21 ... Inspection light source, 25 ... Optical optical system, 41 ... Illumination optical system, 42 ... Mask stage , 43 ... Wafer stage, 45 ... Wafer holder, 100 ... Photodetector, M ... Mask, PL ... Projection optical system, W ... Wafer

Claims (16)

基板と、前記基板の一表面上に形成された所定の開口パターンと、前記基板の前記一表面に対向する表面上に形成された蛍光膜とを有する蛍光ユニットと、
複数の光ファイバーを束ねて構成された導光部材と、前記導光部材の一表面に接して配置された撮像素子とを有する撮像ユニットを備えた光検出装置であって、
前記蛍光ユニットの前記蛍光膜側の表面が、前記撮像ユニットの前記導光部材側の表面に対面して配置されている
ことを特徴とする光検出装置。
A fluorescent unit having a substrate, a predetermined opening pattern formed on one surface of the substrate, and a fluorescent film formed on a surface of the substrate facing the one surface;
A light detection device including an imaging unit having a light guide member configured by bundling a plurality of optical fibers and an image sensor arranged in contact with one surface of the light guide member,
The surface of the fluorescent unit on the fluorescent film side of the fluorescent unit is disposed so as to face the surface of the imaging unit on the light guide member side.
前記基板は紫外線を透過し、前記蛍光膜は、前記紫外線で励起されて可視光を発し、前記導光部材が前記可視光を導光する、請求項1記載の光検出装置     The light detection device according to claim 1, wherein the substrate transmits ultraviolet light, the phosphor film emits visible light when excited by the ultraviolet light, and the light guide member guides the visible light. 前記蛍光ユニットの前記開口パターンの外面側、または前記開口パターンと前記基板との間に形成された保護膜をさらに有することを特徴とする請求項1又は2記載の光検出装置。   The photodetection device according to claim 1, further comprising a protective film formed on an outer surface side of the opening pattern of the fluorescent unit or between the opening pattern and the substrate. 前記蛍光ユニットの前記蛍光膜の外面側に形成され、紫外線を反射し、蛍光を透過する吸収型波長選択膜をさらに有することを特徴とする、請求項1乃至3いずれかー項に記載の光検出装置。   4. The light detection according to claim 1, further comprising an absorption-type wavelength selection film that is formed on an outer surface side of the fluorescent film of the fluorescent unit and reflects ultraviolet light and transmits fluorescence. apparatus. 前記蛍光ユニットの前記蛍光膜の外面側に形成され、紫外線を吸収し、蛍光を透過する反射型波長選択膜をさらに有することを特徴とする、請求項1乃至4いずれかー項に記載の光検出装置。   5. The light detection according to claim 1, further comprising a reflective wavelength selection film that is formed on an outer surface side of the fluorescent film of the fluorescent unit and absorbs ultraviolet rays and transmits fluorescence. apparatus. 前記蛍光ユニットと、前記撮像ユニットが、厚さ5μm以下の中間層を介して配置されていることを特徴とする、請求項1乃至5いずれか一項に記載の光検出装置。   The photodetecting device according to claim 1, wherein the fluorescent unit and the imaging unit are arranged via an intermediate layer having a thickness of 5 μm or less. 前記中間層が、二酸化ケイ素膜により形成されていることを特徴とする、請求項6記載の光検出装置。   The photodetection device according to claim 6, wherein the intermediate layer is formed of a silicon dioxide film. 前記蛍光膜が、紫外線を透過可能なフッ化物からなる母材と、前記母材中にドープされた賦活剤とを含み、前記賦活剤が遷移元素又は希土類元素を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光検出装置。   The phosphor film includes a base material made of a fluoride capable of transmitting ultraviolet light, and an activator doped in the base material, and the activator includes a transition element or a rare earth element. The photodetection device according to any one of 1 to 7. 前記蛍光膜は、真空紫外線を含む紫外線によって蛍光を発することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光検出装置。   9. The photodetecting device according to claim 1, wherein the fluorescent film emits fluorescence by ultraviolet rays including vacuum ultraviolet rays. 前記紫外線がArFエキシマレーザから発振する波長193nmの光、または、KrFエキシマレーザから発振する波長248nmの光である請求項2乃至9いずれか一項に記載の光検出装置。   10. The light detection device according to claim 2, wherein the ultraviolet light is light having a wavelength of 193 nm oscillated from an ArF excimer laser or light having a wavelength of 248 nm oscillated from a KrF excimer laser. 前記蛍光ユニットが、前記開口パターンが回折格子である回折ユニットであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光検出装置。   The photodetection device according to claim 1, wherein the fluorescent unit is a diffraction unit in which the opening pattern is a diffraction grating. 被検光学系の光学特性を計測する光学特性計測装置であって、
ピンホールの形成された部材と、請求項11に記載の光検出装置とを備え、
前記ピンホールは、前記被検光学系の物体面に配置され、
前記回折格子は、被検光学系の像面に配置され、
前記撮像ユニットは、前記被検光学系を通過した計測光が前記回折格子で回折することにより形成される干渉縞を検出することを特徴とする光学特性計測装置。
An optical property measuring device for measuring optical properties of a test optical system,
A member in which a pinhole is formed, and the light detection device according to claim 11,
The pinhole is disposed on the object plane of the optical system to be tested,
The diffraction grating is disposed on the image plane of the test optical system,
The image pickup unit detects an interference fringe formed by diffracting measurement light that has passed through the optical system to be detected by the diffraction grating.
第1面に配置されているパターンを第2面に配置される感光性基板上に形成する露光装置であって、
請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光検出装置を備えることを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for forming a pattern disposed on a first surface on a photosensitive substrate disposed on a second surface,
An exposure apparatus comprising the light detection device according to claim 1.
第1面に配置されているパターンを第2面に配置される感光性基板上に形成する露光方法であって、
前記パターンを照明する照明工程と、
前記照明工程により照明された前記パターンの像を、請求項12記載の光学特性計測装置によって計測された光学系を用いて前記感光性基板上に形成する形成工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
An exposure method for forming a pattern disposed on a first surface on a photosensitive substrate disposed on a second surface,
An illumination process for illuminating the pattern;
Forming an image of the pattern illuminated by the illumination step on the photosensitive substrate using an optical system measured by the optical property measuring apparatus according to claim 12;
An exposure method comprising:
請求項14に記載の露光方法を用いてパターンの像を感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
An exposure step of exposing an image of a pattern on a photosensitive substrate using the exposure method according to claim 14;
A developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposing step;
A device manufacturing method comprising:
請求項13に記載の露光装置を用いてパターンの像を感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
An exposure step of exposing a pattern image on a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 13;
A developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposing step;
A device manufacturing method comprising:
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