(57)【要約】【課題】  １を超える開口数の光を高精度かつ安定に検出する受光素子及び液浸露光装置を提供する。【解決手段】  光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光素子を備え、当該受光素子は、前記光を拡散する拡散部と、前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記液体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを持つ受光素子とを有することを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】    図１
2006339448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、
前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光素子を備え、
当該受光素子は、
前記光を拡散する拡散部と、
前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、
前記液体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを持つ受光素子とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、
前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光素子を備え、
前記受光素子は、
前記光の光量に応じた蛍光を発生する蛍光体又は前記光を拡散する拡散部と、
前記蛍光、又は前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、
前記液体が前記蛍光体又は前記検出部の少なくとも一つに接触することを防止すると共に前記光を前記蛍光体又は拡散部に導入する基板と、
前記蛍光体又は前記拡散部と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
前記被露光体を支持及び駆動するステージを更に備え、前記受光素子は前記ステージに配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記拡散部は前記基板の一面に形成された拡散面であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項５】
前記基板は、前記光を透過する材料から構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板は、前記バンプに電気的に接続される配線がパターンニングされていることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項７】
前記検出部は前記拡散部から空隙を介して離間していることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記検出部は前記蛍光体又は前記拡散部から空隙を介して離間していることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項９】
前記蛍光体は前記検出部よりも小さい長さを有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項１０】
前記受光素子は、前記検出部を搭載したセンサデバイスを更に有し、
前記バンプは、前記基板を前記センサデバイスに対して保持していることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項１１】
前記受光素子は、複数の、パッケージに収納されていない受光部を並列に配置していることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、
前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光素子を備え、
当該受光素子は、
前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、
前記光を透過する材料から構成され、前記液体が前記検出部に接触することを防止する第１の基板とを有し、
前記第１の基板は、前記光を遮断する遮光部と前記光を透過する光透過部を持ち、前記投影光学系を通過した前記光の干渉縞を形成するパターンを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
前記第１の基板にオプティカルコンタクトされ、前記第１の基板と共に前記干渉縞を形成するのに必要な厚さを維持する第２の基板を更に有することを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記受光素子は、前記第１の基板と前記検出部との間に設けられたスペーサを更に有することを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１５】
前記受光素子は、
前記検出部を収納するパッケージと、
前記第１の基板と前記パッケージとの間に設けられたスペーサを更に有することを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１６】
前記受光素子は、前記検出部を搭載したセンサデバイスを更に有し、
前記スペーサは、前記第１の基板を前記センサデバイスに対して保持することを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
前記露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１８】
媒体を進行して開口数が１以上の光を受光可能な受光素子であって、
前記光を拡散する拡散部と、
前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、
前記媒体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを持つ受光素子とを有することを特徴とする受光素子。
【請求項１９】
媒体を進行して開口数が１以上の光を受光可能な受光素子であって、
前記光の光量に応じた蛍光を発生する蛍光体又は前記光を拡散する拡散部と、
前記蛍光、又は前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、
前記媒体が前記蛍光体又は前記検出部の少なくとも一つに接触することを防止すると共に前記光を前記蛍光体又は拡散部に導入する基板と、
前記蛍光体又は前記拡散部と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを持つことを特徴とする受光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には受光素子に係り、特に、投影光学系の最終面と被露光体の表面とを液体に浸漬し、投影光学系及び液体を介して光源からの光で被露光体を露光するいわゆる液浸露光装置において前記光を検出する受光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウエハ等に露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度で高品位な露光を行う露光装置が益々要求されている。
【０００３】
高解像度の要請に応えるための一手段として液浸露光が注目されている。液浸露光は、投影光学系のウエハ側の媒質を液体にすることによって投影光学系の開口数（ＮＡ）の増加を更に進めるものである。投影光学系のＮＡは媒質の屈折率をｎとすると、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθであるので、空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質を満たすことでＮＡをｎまで大きくすることができる。この結果、プロセス定数ｋ１と光源の波長λによって表される露光装置の解像度Ｒ（Ｒ＝ｋ１（λ／ＮＡ））を小さくしようとするものである。
【０００４】
一方、高品位な露光を提供するためには露光量や光量分布、投影光学系の光学性能（波面収差など）の物理量を計測し、それに基づいて必要な調整を行う必要がある。また、液浸露光装置では液浸材を介在させた状態で計測することが求められる。この場合、典型的に半導体素子からなる受光素子は湿気に弱いため液浸材から隔離される必要がある。隔離方法としては光透過性材料からなる窓材によって受光素子を液浸材から保護することが考えられる。しかし、受光素子は表面が凹凸であったり、ワイヤなどの配線を搭載したりして受光面を窓材に接触することができないため、窓材と受光面との間には空隙が必要となる。液浸露光装置に使用される受光素子はＮＡが１を超える光を受光する必要があるが、空隙があると、かかる光が受光素子に到達できない。
【０００５】
従来技術としては、特許文献１が、フォトダイオード（光電池）と蛍光体（ルミネセンス層）を含むセンサを提案されている。特許文献１は透過性充填シートを挿入して損失なく光を蛍光体に導入することは開示している。その他の従来の受光素子の例は特許文献２及び３に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−７９５８７号公報、図１６
【特許文献２】特開２００３−０３１４６７号公報
【特許文献３】特開２００４−２５１７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１は、１を超えるＮＡの光に対しては減衰波のトンネル効果に期待しているだけで具体的な解決方法を提供していない。この結果、全光量を測定できずに高精度な測定を行うことができない。また、特許文献２及び３は液浸露光装置を想定しておらず、そのまま液浸露光装置に適用すれば液浸材と接触して特性が劣化する。
【０００７】
そこで、本発明は、１を超えるＮＡの光を高精度かつ安定に検出する受光素子及び液浸露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光素子を備え、当該受光素子は、前記光を拡散する拡散部と、前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記液体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを持つ受光素子とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光素子を備え、前記受光素子は、前記光の光量に応じた蛍光を発生する蛍光体又は前記光を拡散する拡散部と、前記蛍光、又は前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記液体が前記蛍光体又は前記検出部の少なくとも一つに接触することを防止すると共に前記光を前記蛍光体又は拡散部に導入する基板と、前記蛍光体又は前記拡散部と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光素子を備え、当該受光素子は、前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記光を透過する材料から構成され、前記液体が前記検出部に接触することを防止する第１の基板とを有し、前記第１の基板は、前記光を遮断する遮光部と前記光を透過する光透過部を持ち、前記投影光学系を通過した前記光の干渉縞を形成するパターンを有することを特徴とする。
【００１１】
上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有するデバイス製造方法も本発明の別の側面を構成する。デバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサ、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【００１２】
本発明の別の側面としての受光素子は、媒体を進行して開口数が１以上の光を受光可能な受光素子であって、前記光を拡散する拡散部と、前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記媒体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを有する受光素子とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更に別の側面としての受光素子は、媒体を進行して開口数が１以上の光を受光可能な受光素子であって、前記光の光量に応じた蛍光を発生する蛍光体又は前記光を拡散する拡散部と、前記蛍光、又は前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記媒体が前記蛍光体又は前記検出部の少なくとも一つに接触することを防止すると共に前記光を前記蛍光体又は拡散部に導入する基板と、前記蛍光体又は前記拡散部と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、１を超えるＮＡの光を高精度かつ安定に検出する受光素子及び液浸露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての受光素子１０及びそれを有する露光装置１００について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
以下、図６を参照して、ラインセンサとして機能する受光素子１０を搭載する露光装置１００の実施例を説明する。図６は、露光装置１００の概略ブロック図である。露光装置１００は、照明装置と、レチクルＲを搭載して駆動するレチクルステージ１２０と、投影光学系１３０と、ウエハＷを搭載して駆動するウエハステージ１４０と制御系（１９０、１９２）とを有する。露光装置１００は、投影光学系１３０のウエハＷ側にある最終面が部分的に又は全体的に液体（液浸材）１５０に浸漬し、液体１５０を介してレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷに露光する液浸露光装置である。本実施形態の露光装置１００は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置（所謂スキャナー）であるが、本発明はステップアンドリピート方式その他の露光方式を適用することができる。
【００１８】
照明装置は、転写用の回路パターンが形成されたレチクルＲを照明し、光源部１０２と照明光学系とを有する。光源部１０２は、例えば、パルスレーザーを使用する。パルスレーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーなどのパルスレーザーからの光を使用することができる。レーザーの種類、個数は限定されず、光源部の種類も限定されない。照明光学系は光源部１０２からの光をレチクルＲに導光する光学系であり、本実施例では構成要素１０２乃至１１９を有する。
【００１９】
１０４は、パルス光源１０２から発振されたパルス光のビーム形状を整えるための、シリンドリカルレンズ、ビームエキスパンダ等で構成されたビーム整形光学系である。１０６は、パルス光源１０２からのパルス光の光量を調節するためのＮＤフィルタ等の減光手段である。１０８はパルス光源１０２からのパルス光の可干渉性を低減させて、レチクルＲを均一に照明するためのインコヒーレント均一化光学系である。
【００２０】
１１０はパルス光の一部を光検出器１１１に入射させ、大部分を透過させるビームスプリッタである。１１２は視野絞り１１４を均一に照明するための第１リレーレンズであり、光検出器１１１の受光面と視野絞り１１４は共役の関係にある。１１４は矩形に光束を絞る視野絞りであり、１１６は第２リレーレンズ、１１８は光路を曲げるためのミラー、１１９はコンデンサーレンズである。光学部材１１６乃至１１９によって、レチクルＲを均一に照明し、視野絞り１１４はレチクルＲと共役の関係である。レチクルＲは実際の露光時には転写されるべきパターンが描かれているが、本実施例では照明領域の光強度分布、および露光領域の露光量分布を測定するため、パターンが描かれていないレチクルがレチクルステージ１２０に搭載されている。もしくはレチクルＲを取り外しておく。１３０は、実際のレチクルＲのパターンをウエハＷに縮小投影する投影光学系である。
【００２１】
１４０はウエハＷが搭載されるウエハステージである。液体１５０には、投影光学系１３０の最終面が浸漬され、露光波長の透過率がよく、投影光学系１３０に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングが良い物質が選択される。液体１５０は、投影光学系１３０のＮＡを大きくするために、屈折率が１よりも大きいものが選択される。なお、液体１５０と投影光学系１３０の最終面を有する屈折部材（レンズ）間の屈折率の違いは、コーティングでカバーすることが好ましい。
【００２２】
１０は照明領域内の光強度分布、および露光領域内の露光量分布を測定する照度計である。照度計１０の受光部には走査方向に一次元に配列された受光素子が採用されている。この受光部は、ウエハ面と高さが一致するようにウエハステージ１４０上に照度計１０を設置している。１９０は、光検出器１１１と照度計１０からの出力を取り込み、演算を行い、レチクルステージ１２０とウエハステージ１４０を制御し、パルス光源１０２の発光タイミングを制御するコントローラ、１９２はコントローラ１９０のデータを記憶するメモリである。
【００２３】
以上の構成により、照明領域における光強度分布を測定する場合には、照度計１０の受光素子が照明領域の走査方向の長さをカバーする位置にくるように、コントローラ１９０によりウエハステージ１４０の位置を制御し、パルス光源１０２を発光させる。そして、メモリ１９２に格納してあった各受光素子１０の感度ばらつきの補正係数（補正係数の求め方は後述する）を読み出して、それぞれ対応する受光素子の測定値を除算することによって、各受光素子間の感度ばらつきが測定値に与えた影響を除去する。このようにして、走査方向に一列に配列された受光素子毎の前記測定値が照明領域の走査方向における光強度分布として得られる。更に、受光素子を走査方向と直角方向に移動させた位置で前述の測定を繰り返すことによって、照明領域全域の光強度分布が得られる。
【００２４】
また、露光領域の走査方向における露光量分布の測定を行う場合にも、照度計１０の受光素子が露光領域の走査方向の長さをカバーできる位置に来るようにコントローラ１９０がウエハステージ１４０を走査開始位置に停止させる。コントローラ１９０がウエハステージ１４０を走査させ、パルス光源１０２を発光させて照度計１０に対して露光を行う。露光中、パルス毎に照度計１０の各受光素子の出力値を積算していき、露光終了後、メモリ１９２に格納してあった各受光素子の感度ばらつきの補正係数を読み出して、それぞれ対応する受光素子の測定値を除算し、各受光素子間の感度ばらつきが測定値に与えた影響を除去する。このようにして、走査方向に一列に配列された受光素子毎の前記測定値が露光領域の走査方向における露光量分布として得られる。
【００２５】
受光素子１０は、ＣＣＤラインセンサやフォトダイオード・アレイであってもよい。本実施例では、走査方向の長さが３０ｍｍ以上のものを使用する。また、露光量分布を十分に分解できるように、素子間隔２０μｍ、走査方向と直角方向の幅２０μｍ程度のものが考えられる。受光素子は、走査方向に一次元に配置された素子であっても走査方向に直角な方向に二次元に配列された素子であってもよい。
【００２６】
以下、受光素子１０についてより詳細に説明する。図１（ａ）は受光素子１０の分解斜視図であり、図１（ｂ）は受光素子１０の概略断面図である。図１（ｃ）は、基板１２に形成される配線パターン１５の平面図である。なお、図１（ａ）においては、説明の便宜上、図１（ｂ）に示す配線パターン１５や電極１６は省略されている。また、図１（ｃ）は、配線パターン１５の電極１６との接続部１５ｂを丸印で示している。これらの図に示すように、受光素子１０は、蛍光体１１と、基板１２と、複数のバンプ１３と、反射又は吸収膜１４と、配線パターン１５と、電極１６と、センサデバイス２０とを有する。
【００２７】
蛍光体１１は、センサデバイス２０の受光画素２２の直上に配置され、受光画素２２の範囲と同じ長方形形状を有する。蛍光体１１が図１（ａ）において一方向に延びるのは一方向（例えば、走査方向）の入射光を一括して波長変換するためである。蛍光体１１は、入射光量に応じた蛍光を発生する（擬似的な）二次光源として機能する。蛍光体１１は、例えば、ルモゲン（浜フォト）、ルミラス（住田光学ガラス）等を使用することができる。蛍光はその入射光のＮＡに関係なく、蛍光体１１に吸収された位置が再度発光点となるため、１を超えるＮＡの光が蛍光体１１に入射しても蛍光体１１での蛍光の発光によって入射時とは異なる光線方向へ光を発することになる。
【００２８】
センサデバイス２０の出力が大きすぎる場合には蛍光体１１を小さくして調節する。また、蛍光体１１以外の部分を遮光したり、基板１２の光入射面のパターンで蛍光体１１以外に光が当たらないようにして、センサデバイス２０への入射光量を調整することができる。なお、蛍光体１１の形成面積の設定についてより詳細に後述する。
【００２９】
基板１２は、入射光を透過する光透過性材料から構成される平板で、入射光を蛍光体１１に導入する。基板１２は、液浸材１５０を汚染せずに入射光の吸収が殆どない材料、例えば、石英から構成される。基板１２は液浸材１５０が蛍光体１１に接触して蛍光体１１の特性を劣化させることを防止する。
【００３０】
バンプ１３はハンダボールなどの金属材料から構成され、受光画素２２を蛍光体１１から離間させるためのスペーサとしての第１の機能を有すると共に、センサデバイス２０が検出した情報を図示しない外部端子に伝達する第２の機能を有する。ここではバンプを用いて本発明の構成を実現しているが、バンプの代わりに電気伝導性の接着剤を用いることもできる。電気伝導性の特性から電気的な接続は確保され、さらに、はんだのように組み立て工程中に加熱が必要ではないので蛍光体やセンサデバイスへの影響も少ない。
【００３１】
後述するセンサデバイス２０の受光画素１５や図５（ａ）乃至図５（ｃ）を参照して後述されるセンサデバイス２０ＡのＣＣＤ２６は基板１２や１２Ａ（以下、参照番号「１２」で総括する。）に密着させることができない。これは、受光素子１５の表面が凹凸を有し、また、センサデバイス２０Ａには配線（ボンディングワイヤ２６）が存在するためである。このため、基板１２とセンサデバイス２０や２０Ａ（以下、参照番号「２０」で総括する。）との間には空隙が存在する。しかし、液浸露光装置１００においては１を超えるＮＡの部分の光はかかる空隙によってセンサデバイス２０に到達しないことになり、検出されないことになる。そこで、本実施例では、入射光を蛍光体１１によって波長変換し、蛍光をセンサデバイス２０に導入している。しかし、蛍光体１１とセンサデバイス２０との距離が大きいと空間情報が失われてしまうのでバンプ１３によって近接させている。このように、バンプ１３の第１の機能は、センサデバイス２０の凹凸や配線に必要な空隙を確保すると共に、かかる空隙を必要最低限にして検出精度を確保している。
【００３２】
第１の機能のために、ハンダ１３は、図１（ａ）に示すように、蛍光体１１の長手方向Ｌに沿って蛍光体１１の両側に所定の間隔で配置される。第２の機能のために、図１（ｂ）に示すように、バンプ１３は配線パターン１５に一端が接続され、他端が電極パッド２４に接続されている。バンプ１３の一部は配線パターン１５の外側の基板１２上に配置されてもよい。バンプ１３と電極パッド２４は対向して配置される。本実施例はバンプ１３を基板１２側に形成しているが、電極パット１６に形成してもよい。このように、バンプ１３は、電気的接続、機械的固定、空間分解能の低下を抑えた近接配置を同時に成立させている。
【００３３】
反射又は吸収膜１４は、蛍光体１１が配置された面の蛍光体１１の周りであってバンプ１３を除く位置に配置されている。但し、反射又は吸収に着目すれば幕１４は基板１２のどちらの面に形成してもよい。受光素子１０は吸収膜を膜１４に使用している。膜１４は不要な光（例えば、露光光）が受光画素２２に到達することを防止する。この場合、センサデバイス２０が蛍光体１１に入射する光の波長に感度を持たず蛍光体１１によって変換された蛍光にのみ感度を有すれば露光光などの影響は回避できる。但し、膜１４を設ければ、センサデバイス２０の表面で蛍光が反射して、再度基板１２で反射して隣接する受光画素２２に到達することを防止して検出の正確性をより高めることができる。なお、基板１２を透過して戻ることだけを防止するか、透過性材料１２を透過して戻ることと共に吸収した際の温度変化を防止するのであれば反射膜が効果的である。
【００３４】
配線パターン１５は、図１（ｃ）に示すように、基板１２のバンプ１３と同じ面にパターンニングされている。図１（ｃ）では、配線パターン１５は凹型形状を有するが、かかる形状は例示的である。配線パターン１５は、バンプ１３と接続部１５ａで接続し、電極１６と接続部１５ｂで接続する。電極１６は一端が配線パターン１５の接続部１５ｂに接続され、他端が測定装置の制御部や演算部やコントローラ１９０に接続されている。この結果、受光素子１０のセンサデバイス２０が検出した情報はバンプ１３、配線パターン１５及び電極１６を介して制御部１９０に伝達される。なお、配線パターン１５の代わりにバンプ１３を電極１６とワイヤなど他の手段で接続してもよい。
【００３５】
センサデバイス２０は、
複数の受光画素２２と複数の電極パッド２４を有し、必要があれば、受光画素２２が受光した光から所定の演算（蛍光の光量や蛍光体１１に入射する光の光量）を演算する演算回路を有してもよい。
【００３６】
受光画素２２は、蛍光体１１からの蛍光を受光し、複数の受光画素２２が設けられている面はセンサ受光面２１を構成する。受光画素２２は蛍光体１１の長手方向Ｌに平行に蛍光体１１の真下に配置される。受光画素２２が受光した結果は電極パッド２４に直接に又はセンサデバイス２０内の図示しない回路を介して伝達する。センサデバイス２０は、受光画素２２の検出結果から蛍光の光量や光量分布を検出する。必要があれば、センサデバイス２０は受光画素２２の検出結果を蛍光体１１に入射した入射光の光量又は光量分布に変換してもよい。センサデバイス２０の検出結果は電極パッド２４を介してコントローラ１９０に伝達される。センサデバイス２０は光電変換素子を有して照度計として実現されてもよいし、光量分布を撮像するＣＣＤなどの撮像素子として実現されてもよい。
【００３７】
電極パッド２４は、受光画素２２の検出結果をバンプ１３に伝達する。電極パッド２４は、図１（ａ）に示すように、各受光画素２２の一方の側部に長手方向Ｌに関して受光画素２２毎に互い違いに形成される。電極パッド２４が、長手方向Ｌに関して各受光画素２２の同一側に形成されると形成されない側でバンプ１３が配置されなくなり、バンプ１３は第１の機能（スペーサ機能）を発揮できなくなるからである。
【００３８】
組み立てにおいては、基板１２上に蛍光体１１とバンプ１３が設けられ、センサデバイス２０上に受光画素２２と電極パッド２４が設けられる。バンプ１３を電極パッド２４に溶着することで受光素子１０は組み立てられる。受光素子１０はＬ方向に受光画素２２が整列する１次元受光素子であり、光強度分布を測定したり（例えば、光強度プロファイルを一括して測定したり）、パターンを使用して受光素子１０上に影を作り、影の位置を瞬時に測定したりすることができる。この測定をセンサ受光面２１の並び方向Ｌとは直行する方向に繰り返すと二次元測定を短時間に行うことができる。二次元測定は同一の受光素子１０で実施してもよいし、センサのダイナミックレンジを生かすために複数の受光素子１０を搭載してもよい。
【００３９】
本実施例の受光素子によれば、１を超えるＮＡの光が入射する液浸露光装置においても１次元方向の光強度の測定を効率的に実施することができる。
【００４０】
以下、図２を参照して、受光素子１０の代わりに適用可能な受光素子１０Ａについて説明する。受光素子１０Ａは、図１に示す蛍光体１１よりも細い蛍光体１１Ａを有する点で受光素子１０と相違する。ここで、図２は、受光素子１０Ａを上から見た部分透過平面図であり、膜１４などは図示を省略している。また、図２では、説明の便宜上、基板１２と蛍光体１１が形成する２次光源を途中で切断してセンサ受光面２１を図示し、相対的な位置関係が把握できるようにしている。
【００４１】
センサデバイス２０で光を受光して電気信号に変換する際の効率、更に本来の光量によっては電気信号が飽和してしまい、分布を正確に測定できない場合がある。この場合、測定時に光量自体を減光するように装置を制御するか、センサの受光面２１に到達する光を減らすために減光手段としてのフィルターを受光素子１０に組み込むことが考えられる。本実施例は、２次光源形成部としての蛍光体１１Ａの幅方向Ｓの幅をセンサ受光面２１の幅よりも小さくすることで、受光画素２２からの電気信号強度の平均値を調整している。
【００４２】
信号レベルはＳ／Ｎ比が最適となるように予想される最大信号強度が、飽和信号強度以下となるように蛍光体１１Ａの面積を設定する。本実施例は、蛍光体１１以外の基板１２には膜１４を形成して正確に信号強度を調整することができる。
【００４３】
本実施例は、面積で入射光の強度を調整できるので、ＮＤフィルターなどの減光手段よりも正確に所望の減光率を簡易に達成することができ、高性能な受光素子１０を安価に提供することができる。
【００４４】
図３は、受光素子１０の代わりに適用可能な受光素子１０Ｂの概略断面図である。受光素子１０Ｂは、蛍光体１１を設ける代わりに基板１２の裏面の一部に拡散面１７を形成している点で受光素子１０と異なる。図３は部分的に拡散面１７を形成しているが、配線パターン１５やバンプ１３を形成するという制約がなければ基板１２の裏面全面を拡散面としてもよい。拡散面１７の高さはバンプ形成面よりも高くても低くてもよい。但し、凸状態で拡散面１７を形成しながらその突出量がバンプ１３によって配置されるセンサ受光面２１との間隔を超える場合には、センサデバイス２０を破損を防止するために拡散面１７の高さを下げる必要がある。
【００４５】
以下、図４を参照して、受光素子１０の代わりに適用可能な受光素子１０Ｃについて説明する。ここで、図４は、受光素子１０Ｃの概略透過平面図であり、センサデバイス２０とバンプ１３の説明の便宜上、蛍光体１１や膜１４は不図示とした。受光素子１０Ｂは、比較的小型のフォトダイオードをセンサデバイス２０としてバンプ１３によって固定している。
【００４６】
受光素子１０Ｃは、バンプ１３の形状を変化させると共に大きさを拡大して基板１２とセンサデバイス２０との間の接着強度を増加させている。受光素子１０Ｃは、センサデバイス２０の電極配置は維持している。受光素子１０Ｃは、パッケージとして実現される場合が多い（後述する図５（ｃ）のパッケージ２５を参照のこと。）しかし、例えば、複数の受光素子を並列して配置して投影光学系の波面収差を複数箇所で検出するなどはパッケージの厚さの分だけ受光素子を近接して配置できなくなる。そこで、図４ではバンプ１３にパッケージの機能を持たせてパッケージ２５を省略し、複数のセンサデバイス２０の近接配置を実現している。受光素子１０Ｃは２チャネル、即ち、２箇所で所定の測定を行うことができる。左側のセンサデバイス２０には例示的に周囲にバンプ１３が設けられ、右側のセンサデバイス２０には例示的に上下にバンプ１３が設けられている。右側のバンプ１３の配置のように必ずしも周囲にバンプ１３を設けなくてもパッケージの機能をもたせることができる。なお、本発明は４チャネルなど、チャネル数を限定するものではない。
【００４７】
受光素子１０Ｃは不図示の遮光膜パターンを使って種々の計測を行う。例えば、遮光パターンに対応する光分布を投影して、光強度のピークを探すことで三軸の光の強度ピークを探す。これにより、面内の位置測定だけなら、ユニットの現在位置の検出に使用する。また、目標とする測定分解能が小さく、遮光膜によるパターンも小さいため、複数のパターンを通常は搭載する。選択的に目的のパターン上に光を投影することで異なる測定が可能となる。
【００４８】
同様な測定は受光素子１０Ｃの二つのセンサデバイス２０それぞれに実施可能である。二つのセンサデバイス２０が隣接して配置されると、任意の距離だけ離れた二点で測定することで回転成分や傾きなどの成分を受光素子の測定結果から最終的な測定結果と取得することができる。
【００４９】
以下、図７を参照して、別の液浸露光装置１００Ａについて説明する。図７は、露光装置１００Ａの構成を示す概略ブロック図である。露光装置１００Ａは、図７に示すように、照明装置１０１と、レチクルステージ１２０と、投影光学系１３０と、ウエハステージ１４０と、液体１５０と、オフアクシス光学系１６０と、受光素子１０とを有する。
【００５０】
露光装置１００Ａは、ウエハステージ１４０にウエハ側基準板１４２を設け、表面にレチクルＲとウエハＷとの位置合わせの基準となる基準マーク（レチクル側パターン）１２４を形成し、ウエハ側基準板１４２と投影光学系１３０との間も液体１５０で満たされている（液浸）。このような構成により、レチクルＲ又はレチクル側基準板１２２上の基準マーク（レチクル側パターン）１２４とウエハ側パターン１４４とを、投影光学系１３０により結像関係とすることが可能となる。従って、露光光を利用して、投影光学系１３０を介して、レチクル側パターン１２４とウエハ側パターン１４４との位置関係を検出することが可能となり、ベースライン計測などのキャリブレーションを実施することができる。
【００５１】
照明装置１０１は、光源部と照明光学系とを有する。照明光学系は、図６の構成に限定されず、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。照明光学系は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。
【００５２】
レチクルＲは、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、レチクルステージ１２０に支持及び駆動される。レチクルＲから発せられた回折光は、投影光学系１３０を介して、ウエハＷ上に投影される。レチクルＲとウエハＷとは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１００Ａは、スキャナーであるため、レチクルＲとウエハＷを走査することにより、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に転写する。なお、ステップアンドスキャン方式の露光装置（即ち、ステッパー）であれば、レチクルＲとウエハＷとを静止させた状態で露光を行う。
【００５３】
レチクルステージ１２０は、レチクルＲを支持して図示しない駆動機構に接続され、レチクルＲを駆動制御する。レチクルステージ１２０及び投影光学系１３０は、例えば、床等に載置されたベースフレームにダンパ等を介して支持される鏡筒定盤上に設けられる。図示しない駆動機構は、リニアモータなどで構成され、ＸＹ方向にレチクルステージ１２０を駆動することでレチクルＲを移動することができる。
【００５４】
レチクルステージ１２０上のレチクルＲ近傍の所定の範囲には、レチクル側基準板（以下、「Ｒ側基準板」とする。）１２２が、Ｒ側基準板１２２のパターン面とレチクルＲのパターン面との高さを略一致されるように固設される。Ｒ側基準板１２２のパターン面には、複数の位置合わせ用のレチクル側パターン１２４が形成されている。なお、レチクル側パターン１２４は、後述するウエハ側パターン１４４と同様である。
【００５５】
投影光学系１３０は、レチクルＲに形成されたパターンを経た回折光をウエハＷ上に結像する機能を有する。投影光学系１３０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００５６】
ウエハＷは、被処理体であり、フォトレジストが基板上に塗布されている。ウエハＷは、別の実施形態では、液晶基板やその他の被処理体に置換される。ウエハＷは、ウエハステージ１４０に支持される。
【００５７】
ウエハステージ１４０は、ウエハＷを支持して、ウエハＷを駆動制御する。ウエハステージ１４０は、リニアモータを利用してＸＹＺ方向にウエハＷを移動する。レチクルＲとウエハＷは、例えば、同期して走査され、レチクルステージ１２０とウエハステージ１４０の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウエハステージ１４０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。
【００５８】
ウエハステージ１４０上のウエハＷ近傍の所定の範囲には、ウエハ側基準板（以下、「Ｗ側基準板」とする。）１４２が、Ｗ側基準板１４２のパターン面とウエハＷの上面（即ち、投影光学系１３０の結像面）との高さを略一致させるように固設される。
【００５９】
Ｗ側基準板１４２のパターン面には、複数の位置合わせ用のウエハ側パターン１４４が形成されている。ウエハ側パターン１４４は、遮光部と透過部の繰り返しパターンで構成され、本実施形態では、遮光部及び透過部の線幅、ピッチなどを投影光学系１３０の倍率分だけレチクル側パターン１２４と異ならせている。
【００６０】
液体１５０は、投影光学系１３０の最終面とＷ側基準板１４２上のウエハ側パターン１４４との間も満たしており、レチクル側パターン１２４とウエハ側パターン１４４とを、投影光学系１３０を介して、結像関係にする機能を有する。
【００６１】
露光装置１００は、レチクルＲ上のパターンをウエハＷ上に投影露光する際に、レチクルＲとウエハＷとを位置合わせ（アライメント）する必要がり、アライメント機構が設けられている。アライメント機構は、ウエハＷ上のアライメントマーク（又はＷ側基準板１２２上のウエハ側パターン１４４）を投影光学系１３０とは別のオフアクシスアライメント光学系１６０を用いて検出するウエハアライメント光学系と、レチクルＲ（又はレチクルステージ１２０上のＲ側基準板１２２）上のレチクル側パターン１２４に対するウエハＷ（又はウエハステージ１４０上のＷ側基準板１４２）上のウエハ側パターン１４４の位置を、投影光学系１３０を介して検出するキャリブレーション系から構成される。
【００６２】
オフアクシスアライメント光学系１６０は、ウエハＷの位置を検出する機能を有し、図示しないアライメント光源と、ファイバ１６１と、照明部１６２と、対物レンズ１６３と、リレーレンズ１６４と、撮像素子１６５とを有する。
【００６３】
オフアクシスアライメント光学系１６０は、アライメント光源が射出する非露光波長の光をファイバ１６１を用いて照明部１６２に導光し、ウエハＷ上のアライメントマークを照明する。照明されたアライメントマークを対物レンズ１６３及びリレーレンズ１６４により拡大して、ＣＣＤなどの撮像素子１６５に結像させる。オフアクシスアライメント光学系１６０は、アライメントマークの位置の変化に伴い撮像素子１６５上の像の位置も変化することを利用して、ウエハＷの位置を検出することができる。但し、オフアクシスアライメント光学系１６０では、露光位置と異なる位置でウエハＷのアライメントを行うため、露光位置とアライメント位置の関係（ベースライン）が環境変化等により変化すると、正確にアライメントを行うことができない。
【００６４】
キャリブレーション系は、ベースラインの安定性よりも高い精度で位置合わせを行うために、ベースラインを測定する機能を有する。まず、レチクルステージ１２０に設けられたレチクルＲとの相対位置関係が保証されているＲ側基準板１２２（又はレチクルＲ）上のレチクル側パターン１２４を照明装置１１０により露光光で照明し、投影光学系１３０を介して、ウエハステージ１４０に設けたＷ側基準板１４２上のウエハ側パターン１４４に投影する。本実施形態では、投影光学系１３０とウエハ側パターン１４４（Ｗ側基準板１４２）との間も、ウエハＷと同様に、液体１５０により液浸しているので、レチクル側パターン１４４をウエハ側基準板１４２上のウエハ側パターン１４４に良好に結像させることが可能である。
【００６５】
Ｗ側基準板１４２のウエハ側パターン１４４が形成されている面の裏面１４２ｂ側には、ウエハ側パターン１４４を透過した光を受光する受光素子１０が配置されている。
【００６６】
レチクル側パターン１２４を、投影光学系１３０を介して、ウエハ側パターン１４４に投影し、ウエハステージ１４０をＸ方向に移動させながウエハ側パターン１４４を透過した光を受光素子１０で検出する。レチクル側パターン１２４の像とウエハ側パターン１４４の位置が一致したところで光量が最大となるため、レチクル側パターン１２４の投影光学系１３０による露光位置を正確に測定することができる。
【００６７】
次に、ウエハステージ１４０を駆動し、オフアクシスアライメント光学系１６０を用いて、Ｗ側基準板１４２上のウエハ側パターン１４４の位置を検出することで、露光位置（レチクル側パターン１２４）とオフアクシスアライメント光学系１６０の位置（ベースライン）を算出することができる。なお、オフアクシスアライメント光学系１６０で検出するＷ側基準板１４２上のパターンは、ウエハ側パターン１４４でもよいし、ウエハ側パターン１４４との位置関係の保証されている別のパターンであってもよい。
【００６８】
このように、露光位置との位置関係が算出されたオフアクシスアライメント光学系１６０でウエハＷ上のアライメントマークを検出することで、レチクルＲとウエハＷとの位置合わせをすることが可能となる。
【００６９】
また、キャリブレーション系でレチクル側パターン１２４の像とウエハ側パターン１４４とをＸＹ方向に合わせた状態で、投影光学系１３０の光軸方向（Ｚ方向）にウエハステージ１４０を駆動した場合にも、受光素子１０によって、ウエハ側パターン１４４を透過した光の光量変化を得ることができる。かかる光量変化は、レチクル側パターン１２４がウエハ側パターン１４４（Ｗ側基準板１４２）上にピントを結ぶ（ベストフォーカス）位置で光量が最大となるため、投影光学系１３０の焦点位置を検出することができる。
【００７０】
次に、図８を参照して、更に別の液浸露光装置１００Ｂについて説明する。ここで、図８は、露光装置１００Ｂの概略ブロック図である。露光装置１００は、照明装置と、アライメント光学系１０３ｃと、レチクルＲと、投影光学系１３０と、ウエハＷと、測定装置（１７０ａ、１７０ｂ）を有する。
【００７１】
照明装置は、光源部１０２と照明光学系とを有する。照明光学系は引き回し光学系１０３ａと第１の照明光学系１０３ｂを含む。引き回し光学系１０３ａは、光源部１０２からの光束を偏向して第１及び第２の照明光学系１０３ｂと１０３ｃに導光する。第１の照明光学系１０３ｂは、レチクルＲを照明する光学系であり、例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で光学素子を整列する。
【００７２】
アライメント光学系１０３ｃは、測定装置（１７０ａ、１７０ｂ）に使用されるマスク（後述する第１及び第２のマスク１２６及び１４６）を照明する第２の照明光学系としての機能を有する。アライメント光学系１０３ｃは、アライメントスコープを構成すると共に、測定装置（１７０ａ、１７０ｂ）の一部を構成する。第２の照明光学系１０３ｃは、通常の露光時は光路外に配置されており、図１は、アライメント光学系１０３ｃを駆動する駆動機構は省略している。アライメントスコープは、マスクステージ上の図示しないアライメントマークと、ウエハステージ１４０上のアライメントマークを投影光学系１３０を介して結像することによってウエハステージ１４０の位置合わせも行う。
【００７３】
測定装置（１７０ａ、１７０ｂ）は、回折格子（光線分割手段）を含むアライメント光学系（第２の照明光学系）１０３ｃと、第１のマスク１２６と、第２のマスク１４６と、撮像手段１０Ｄ又は１０Ｅと、通信用ケーブル１７２と、コントローラ１９０と、メモリ１９２とを有する。第１及び第２のマスク１２６及び１４６は０°及び９０°に配列されたスリットと窓のペアから構成され、本実施形態では、測定装置（１７０ａ、１７０ｂ）は、被検光学系としての投影光学系１３０の光学性能を干渉縞を検出することによって測定する干渉計を含み、干渉計としてＬＤＩを使用する。但し、測定装置（１７０ａ、１７０ｂ）はＬＳＩを使用してもよい。
【００７４】
撮像手段１０Ｄ又は１０ＥはＣＣＤ等の光電変換素子からなり、２つの光束の干渉縞を検出する。ケーブル１７２は、撮像手段１０Ｄ又は１０Ｅとコントローラ１９０とを通信可能に接続する。コントローラ１９０は、撮像手段１０Ｄ又は１０Ｅの出力から位相情報を取得する。
【００７５】
以下、図５（ａ）乃至図５（ｃ）を参照して、受光素子１０Ｄ及び１０Ｅについて説明する。ここで、図５（ａ）は受光素子１０Ｄの原理を説明するための概略斜視図である。図５（ｂ）は受光素子１０Ｄの概略断面図である。図５（ｃ）は受光素子１０Ｅの概略断面図である。
【００７６】
受光素子１０Ｄ又は１０Ｅは、基板１２Ａ及び１２Ｂとセンサデバイス２０Ａを有し、バンプ１３の代わりにスペーサ１８Ａ又は１８Ｂを有する。基板１２Ａ及び１２Ｂは一体的に構成されてもよい。
【００７７】
基板１２Ａは、入射面に開口部１２ａ及び１２ｂ並びに遮光部１２ｃを有し、図８では第２のマスク１４６に相当する（従って、図８では第２のマスク１４６を説明するために受光素子１０Ｄとは離しているが、図５（ａ）乃至図５（ｃ）では一体である。開口部１２ａ及び１２ｂ並びに遮光部１２ｃのパターンは本実施例では第２のマスク１４６のパターンに相当する。センサデバイス２０ＡはＣＣＤ２６を有する。ＣＣＤ２６は、開口部１２ａ及び１２ｂを経た光が形成する干渉縞の画像を観察するセンサである。
【００７８】
干渉縞を観察するためにはＣＣＤ２６の空間分解能に適した大きさの干渉縞を形成する必要がある。そのため、マークパターンから干渉縞を観察する位置まで数ｍｍ（例えば、２ｍｍ）の距離を空ける場合がある。そこで、図５（ｂ）に示すように、本実施例では基板１２Ａの下に更に光透過性材料から構成された基板１２Ｂを設け、基板１２Ａと基板１２Ｂの厚さの合計を２ｍｍに設定して干渉縞を形成可能にしている。基板１２Ａと基板１２Ｂとの接続はオプティカルコンタクトなど接着剤を使用しない手法を使うことが望ましい。露光装置が使用する露光光は波長が短いので、透過率と耐久性を兼ね備えた接着剤を実現するのは非常に困難だからである。基板１２Ｂの下面は干渉縞が形成される二次光源の形成部である。なお、基板１２Ａと基板１２Ｂからなる光学素子は一体の一の基板又は複数の基板であってもよい。
【００７９】
ＣＣＤ２６を用いる場合は信号線の数が多く、経済性等を考慮した場合にはバンプによって接続するのが困難である場合があり、信号線の取り出しはボンディングワイヤ２７を使用する従来のパッケージを使用することになる。基板１２ＢとＣＣＤ２６との間に粒径が揃えられた標準粒径のスペーサ１８を入れて基板１２ＢとＣＣＤ２６との距離を調整してもよい。スペーサ１８は、基板１２Ｂの下面とＣＣＤ２６との接触や短絡を防止している。空間情報を効率よく捕えるためにはスペーサ１８は小さいことが好ましい。この状態でＣＣＤ２６の図示しないパッケージと基板１２Ａとを接着剤等で接着すれば、基板１２Ｂの下面とＣＣＤ２６のセンサ受光面との間のギャップはスペーサ１８Ａの大きさで決定される。接着剤の硬化時の収縮などが発生してもギャップは一定に保たれる。
【００８０】
図１０（ｃ）は、受光素子１０Ｅを示す概略断面図である。受光素子１０Ｅは基板１２Ａとパッケージ２５との間にシート状のスペーサ１８Ｂを介在させて基板１２Ｂの下面とＣＣＤ２６のセンサ受光面との間のギャップを確保している。
スペーサ１８ＢはＣＣＤ２５に接触しないので機械的にセンサ特性を劣化させることがない。
【００８１】
なお、受光素子１０Ｄ及び１０Ｅは、図４に示す受光素子１０Ｃのように、スペーサ又はバンプ１３をセンサデバイス２０Ａと基板１２Ａの間に設けてパッケージ２５を省略してもよい。
【００８２】
測定装置（１０１ａ、１０１ｂ）は、まず、投影光学系１３０のｘ方向の波面収差を測定する。撮像手段１０Ｄ又は１０Ｅで観察される干渉縞から、位相情報を求めると、投影光学系１３０のｘ方向の波面収差情報を得ることができる。干渉縞から位相情報の算出には、回折格子を駆動してフリンジスキャン法で求めても良いし、電子モアレを用いてもよい。次に、投影光学系１３０のｙ方向の波面収差測定を行う。次に、コントローラ１９０は、投影光学系１３０のｘ方向及びｙ方向の波面収差を合成することによって、二次元方向の相対関係が正しい投影光学系１３０の波面収差を得る。
【００８３】
受光素子１０乃至１０Ｅ（以下、「受光素子１０」で総括する。）によって所定の物理量を測定し、コントローラ１９０はそれに基づいて所定の光学情報（投影光学系の波面収差、露光量、照度分布など）を取得し、必要な調整を光源部１０２や光学系に施す。必要な調整後に露光装置１００乃至１００Ｂ（以下、「露光装置１００」で総括する。）はウエハＷの露光を行う。
【００８４】
露光において、光源部１０２から発せられた光束は照明光学系に入射し、照明光学系はレチクルＲを均一に照明する。レチクルＲを通過した光束は投影光学系１３０によって、ウエハＷ上に所定倍率で縮小投影される。露光装置１００はスキャナーであるので投影光学系１３０は固定してレチクルＲとウエハＷを同期走査してショット全体を露光する。更に、ウエハステージ１４０をステップして、次のショットに移り、新しいスキャンオペレーションがなされる。このスキャンとステップを繰り返し、ウエハＷ上に多数のショットを露光転写する。
【００８５】
投影光学系１３０のウエハＷへの最終面は空気よりも屈折率の高い液体１５０に浸漬されているので、投影光学系１３０のＮＡは高くなり、ウエハＷに形成される解像度も微細になる。また、露光装置１００は、受光素子１０の検出結果に基づいて必要な調整を行っているので、収差を抑えて改善された重ね合わせ精度と解像度とスループットでウエハＷを露光することができる。これにより、露光装置１００はレジストへのパターン転写を高精度に行って高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００８６】
次に、図９及び図１０を参照して、露光装置１００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図９は、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ステップ１（回路設計）では、半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）では、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００８７】
図１０は、図９のステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着等によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクパターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高解像度のデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を経済性及び生産性よく製造することができる。また、このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物（中間、最終生成物）としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００８８】
このように、本実施例によれば、１を超える開口数の光を高精度かつ安定に検出する受光素子及び液浸露光装置を提供することができる。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１（ａ）は本発明の受光素子の概略斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）に示す受光素子の概略断面図である。図１（ｃ）は図１（ａ）に示す基板の平面図である。
【図２】図１に示す受光素子の変形例の概略部分透過平面図である。
【図３】図１に示す受光素子の別の変形例の概略断面図である。
【図４】図１に示す受光素子の更に別の変形例の概略平面図である。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、図１に示す受光素子の更に別の変形例の概略断面図である。
【図６】図１に示す受光素子が適用可能な露光装置の概略ブロック図である。
【図７】図１に示す受光素子が適用可能な別の露光装置の概略ブロック図である。
【図８】図１に示す受光素子が適用可能な更に別の露光装置の概略ブロック図である。
【図９】本発明の露光装置を使用するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１０−１０Ｅ                  受光素子
１１、１１Ａ                  蛍光体
１２、１２Ａ                  光透過性基板
１３                          バンプ
１７                          拡散面
２０                          センサデバイス
１００−１００Ｂ              露光装置  
１３０                        投影光学系
１５０                        液体
【図８】
2006339448.tif 000003
【図９】
2006339448.tif 000004
【図１】
2006339448.tif 000005
【図２】
2006339448.tif 000006
【図３】
2006339448.tif 000007
【図４】
2006339448.tif 000008
【図５】
2006339448.tif 000009
【図６】
2006339448.tif 000010
【図７】
2006339448.tif 000011
【図１０】
2006339448.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月9日(2006.8.9)
【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】
光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、
前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光ユニットを備え、
当該受光ユニットは、
前記光を拡散する拡散部と、
前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、
前記液体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、
前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光ユニットを備え、
前記受光ユニットは、
前記光の光量に応じた蛍光を発生する蛍光体又は前記光を拡散する拡散部と、
前記蛍光、又は前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、
前記液体が前記蛍光体又は前記検出部の少なくとも一つに接触することを防止すると共に前記光を前記蛍光体又は拡散部に導入する基板と、
前記蛍光体又は前記拡散部と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
前記被露光体を支持及び駆動するステージを更に備え、前記受光ユニットは前記ステージに配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記拡散部は前記基板の一面に形成された拡散面であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項５】
前記基板は、前記光を透過する材料から構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板は、前記バンプに電気的に接続される配線がパターンニングされていることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項７】
前記検出部は前記拡散部から空隙を介して離間していることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記検出部は前記蛍光体又は前記拡散部から空隙を介して離間していることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項９】
前記蛍光体は前記検出部よりも小さい長さを有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項１０】
前記受光ユニットは、前記検出部を搭載したセンサデバイスを更に有し、
前記バンプは、前記基板を前記センサデバイスに対して保持していることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項１１】
光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、
前記投影光学系を介して前記光を検出する受光ユニットを備え、
前記受光ユニットは、
前記光を透過する材料から構成された基板と、
前記基板を透過した前記光を検出する検出部と、
前記基板と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記基板は、前記光を遮断する遮光部と前記光を透過する光透過部を持ち、前記投影光学系を通過した前記光の干渉縞を形成するパターンを有することを特徴とする請求項１，２，１１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１３】
前記基板にオプティカルコンタクトされ、前記基板と共に前記干渉縞を形成するのに必要な厚さを維持する基板を更に有することを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記受光ユニットは、前記基板と前記検出部との間に設けられたスペーサを更に有することを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１５】
前記受光ユニットは、前記検出部を搭載したセンサデバイスを更に有し、
前記スペーサは、前記基板を前記センサデバイスに対して保持することを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
前記露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、一般には受光ユニットを有する露光装置に係り、特に、投影光学系の最終面と被露光体の表面とを液体に浸漬し、投影光学系及び液体を介して光源からの光で被露光体を露光する受光ユニットを有する液浸露光装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
従来技術としては、特許文献１が、フォトダイオード（光電池）と蛍光体（ルミネセンス層）を含むセンサを提案されている。特許文献１は透過性充填シートを挿入して損失なく光を蛍光体に導入することを開示している。その他の従来の受光素子の例は特許文献２及び３に開示されている。
【手続補正５】
【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】
そこで、本発明は、１を超えるＮＡの光を高精度かつ安定に検出する受光ユニットを有する液浸露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光ユニットを備え、当該受光ユニットは、前記光を拡散する拡散部と、前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記液体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光ユニットを備え、前記受光ユニットは、前記光の光量に応じた蛍光を発生する蛍光体又は前記光を拡散する拡散部と、前記蛍光、又は前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記液体が前記蛍光体又は前記検出部の少なくとも一つに接触することを防止すると共に前記光を前記蛍光体又は拡散部に導入する基板と、前記蛍光体又は前記拡散部と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを有することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、光源からの光を利用してレチクルのパターンを被露光体に投影する投影光学系を備え、当該投影光学系と前記被露光体との間を液体で満たして前記投影光学系及び前記液体を介して前記被露光体を露光する露光装置であって、前記投影光学系及び前記液体を介して前記光を検出する受光ユニットを備え、当該受光ユニットは、前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記光を透過する材料から構成され、前記液体が前記検出部に接触することを防止する基板とを有し、前記第１の基板は、前記光を遮断する遮光部と前記光を透過する光透過部を持ち、前記投影光学系を通過した前記光の干渉縞を形成するパターンを有することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の別の側面としての受光ユニットは、媒体を進行して開口数が１以上の光を受光可能な受光ユニットであって、前記光を拡散する拡散部と、前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記媒体が前記検出部に接触することを防止すると共に前記光を前記拡散部に導入する基板とを有する受光ユニットとを有することを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の更に別の側面としての受光ユニットは、媒体を進行して開口数が１以上の光を受光可能な受光ユニットであって、前記光の光量に応じた蛍光を発生する蛍光体又は前記光を拡散する拡散部と、前記蛍光、又は前記拡散部によって拡散された前記光を検出する検出部と、前記媒体が前記蛍光体又は前記検出部の少なくとも一つに接触することを防止すると共に前記光を前記蛍光体又は拡散部に導入する基板と、前記蛍光体又は前記拡散部と前記検出部とを離間すると共に前記検出部に電気的に接続されたバンプとを有することを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明によれば、１を超えるＮＡの光を高精度かつ安定に検出する受光ユニット及び液浸露光装置を提供することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての受光ユニット１０及びそれを有する露光装置１００について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以下、図６を参照して、ラインセンサとして機能する受光ユニット１０を搭載する露光装置１００の実施例を説明する。図６は、露光装置１００の概略ブロック図である。露光装置１００は、照明装置と、レチクルＲを搭載して駆動するレチクルステージ１２０と、投影光学系１３０と、ウエハＷを搭載して駆動するウエハステージ１４０と制御系（１９０、１９２）とを有する。露光装置１００は、投影光学系１３０のウエハＷ側にある最終面が部分的に又は全体的に液体（液浸材）１５０に浸漬し、液体１５０を介してレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷに露光する液浸露光装置である。本実施形態の露光装置１００は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置（所謂スキャナー）であるが、本発明はステップアンドリピート方式その他の露光方式を適用することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
以上の構成により、照明領域における光強度分布を測定する場合には、照度計としての受光ユニット１０の受光素子が照明領域の走査方向の長さをカバーする位置にくるように、コントローラ１９０によりウエハステージ１４０の位置を制御し、パルス光源１０２を発光させる。そして、メモリ１９２に格納してあった各受光素子の感度ばらつきの補正係数（補正係数の求め方は後述する）を読み出して、それぞれ対応する受光素子の測定値を除算することによって、各受光素子間の感度ばらつきが測定値に与えた影響を除去する。このようにして、走査方向に一列に配列された受光素子毎の前記測定値が照明領域の走査方向における光強度分布として得られる。更に、受光素子を走査方向と直角方向に移動させた位置で前述の測定を繰り返すことによって、照明領域全域の光強度分布が得られる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、露光領域の走査方向における露光量分布の測定を行う場合にも、受光ユニット１０の受光素子が露光領域の走査方向の長さをカバーできる位置に来るようにコントローラ１９０がウエハステージ１４０を走査開始位置に停止させる。コントローラ１９０がウエハステージ１４０を走査させ、パルス光源１０２を発光させて受光ユニット１０に対して露光を行う。露光中、パルス毎に受光ユニット１０の各受光素子の出力値を積算していき、露光終了後、メモリ１９２に格納してあった各受光素子の感度ばらつきの補正係数を読み出して、それぞれ対応する受光素子の測定値を除算し、各受光素子間の感度ばらつきが測定値に与えた影響を除去する。このようにして、走査方向に一列に配列された受光素子毎の前記測定値が露光領域の走査方向における露光量分布として得られる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
受光ユニット１０は、ＣＣＤラインセンサやフォトダイオード・アレイであってもよい。本実施例では、走査方向の長さが３０ｍｍ以上のものを使用する。また、露光量分布を十分に分解できるように、素子間隔２０μｍ、走査方向と直角方向の幅２０μｍ程度のものが考えられる。受光素子は、走査方向に一次元に配置された素子であっても走査方向に直角な方向に二次元に配列された素子であってもよい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
以下、受光ユニット１０についてより詳細に説明する。図１（ａ）は受光ユニット１０の分解斜視図であり、図１（ｂ）は受光ユニット１０の概略断面図である。図１（ｃ）は、基板１２に形成される配線パターン１５の平面図である。なお、図１（ａ）においては、説明の便宜上、図１（ｂ）に示す配線パターン１５や電極１６は省略されている。また、図１（ｃ）は、配線パターン１５の電極１６との接続部１５ｂを丸印で示している。これらの図に示すように、受光ユニット１０は、蛍光体１１と、基板１２と、複数のバンプ１３と、反射又は吸収膜１４と、配線パターン１５と、電極１６と、センサデバイス２０とを有する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
反射又は吸収膜１４は、蛍光体１１が配置された面の蛍光体１１の周りであってバンプ１３を除く位置に配置されている。但し、反射又は吸収に着目すれば膜１４は基板１２のどちらの面に形成してもよい。受光ユニット１０は吸収膜を膜１４に使用している。膜１４は不要な光（例えば、露光光）が受光画素２２に到達することを防止する。この場合、センサデバイス２０が蛍光体１１に入射する光の波長に感度を持たず蛍光体１１によって変換された蛍光にのみ感度を有すれば露光光などの影響は回避できる。但し、膜１４を設ければ、センサデバイス２０の表面で蛍光が反射して、再度基板１２で反射して隣接する受光画素２２に到達することを防止して検出の正確性をより高めることができる。なお、基板１２を透過して戻ることだけを防止するか、透過性材料１２を透過して戻ることと共に吸収した際の温度変化を防止するのであれば反射膜が効果的である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
配線パターン１５は、図１（ｃ）に示すように、基板１２のバンプ１３と同じ面にパターンニングされている。図１（ｃ）では、配線パターン１５は凹型形状を有するが、かかる形状は例示的である。配線パターン１５は、バンプ１３と接続部１５ａで接続し、電極１６と接続部１５ｂで接続する。電極１６は一端が配線パターン１５の接続部１５ｂに接続され、他端が測定装置の制御部や演算部やコントローラ１９０に接続されている。この結果、受光ユニット１０のセンサデバイス２０が検出した情報はバンプ１３、配線パターン１５及び電極１６を介して制御部１９０に伝達される。なお、配線パターン１５の代わりにバンプ１３を電極１６とワイヤなど他の手段で接続してもよい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
電極パッド２４は、受光画素２２の検出結果をバンプ１３に伝達する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
組み立てにおいては、基板１２上に蛍光体１１とバンプ１３が設けられ、センサデバイス２０上に受光画素２２と電極パッド２４が設けられる。バンプ１３を電極パッド２４に溶着することで受光ユニット１０は組み立てられる。センサデバイス２０はＬ方向に受光画素２２が整列する１次元受光素子を有する。受光ユニット１０は、光強度分布を測定したり（例えば、光強度プロファイルを一括して測定したり）、パターンを使用して受光素子１０上に影を作り、影の位置を瞬時に測定したりすることができる。この測定をセンサ受光面２１の並び方向Ｌとは直行する方向に繰り返すと二次元測定を短時間に行うことができる。二次元測定は同一の受光ユニット１０で実施してもよいし、センサのダイナミックレンジを生かすために複数の受光ユニット１０を搭載してもよい。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
本実施例の受光ユニットによれば、１を超えるＮＡの光が入射する液浸露光装置においても１次元方向の光強度の測定を効率的に実施することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
以下、図２を参照して、受光ユニット１０の代わりに適用可能な受光ユニット１０Ａについて説明する。受光ユニット１０Ａは、図１に示す蛍光体１１よりも細い蛍光体１１Ａを有する点で受光ユニット１０と相違する。ここで、図２は、受光ユニット１０Ａを上から見た部分透過平面図であり、膜１４などは図示を省略している。また、図２では、説明の便宜上、基板１２と蛍光体１１が形成する２次光源を途中で切断してセンサ受光面２１を図示し、相対的な位置関係が把握できるようにしている。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
センサデバイス２０で光を受光して電気信号に変換する際の効率、更に本来の光量によっては電気信号が飽和してしまい、分布を正確に測定できない場合がある。この場合、測定時に光量自体を減光するように装置を制御するか、センサの受光面２１に到達する光を減らすために減光手段としてのフィルターを受光ユニット１０に組み込むことが考えられる。本実施例は、２次光源形成部としての蛍光体１１Ａの幅方向Ｓの幅をセンサ受光面２１の幅よりも小さくすることで、受光画素２２からの電気信号強度の平均値を調整している。 
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
本実施例は、面積で入射光の強度を調整できるので、ＮＤフィルターなどの減光手段よりも正確に所望の減光率を簡易に達成することができ、高性能な受光ユニット１０を安価に提供することができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図３は、受光ユニット１０の代わりに適用可能な受光ユニット１０Ｂの概略断面図である。受光ユニット１０Ｂは、蛍光体１１を設ける代わりに基板１２の裏面の一部に拡散面１７を形成している点で受光ユニット１０と異なる。図３は部分的に拡散面１７を形成しているが、配線パターン１５やバンプ１３を形成するという制約がなければ基板１２の裏面全面を拡散面としてもよい。拡散面１７の高さはバンプ形成面よりも高くても低くてもよい。但し、凸状態で拡散面１７を形成しながらその突出量がバンプ１３によって配置されるセンサ受光面２１との間隔を超える場合には、センサデバイス２０を破損を防止するために拡散面１７の高さを下げる必要がある。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
以下、図４を参照して、受光ユニット１０の代わりに適用可能な受光ユニット１０Ｃについて説明する。ここで、図４は、受光ユニット１０Ｃの概略透過平面図であり、センサデバイス２０とバンプ１３の説明の便宜上、蛍光体１１や膜１４は不図示とした。受光ユニット１０Ｃは、比較的小型のフォトダイオードをセンサデバイス２０としてバンプ１３によって固定している。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
受光ユニット１０Ｃは、バンプ１３の形状を変化させると共に大きさを拡大して基板１２とセンサデバイス２０との間の接着強度を増加させている。受光ユニット１０Ｃは、センサデバイス２０の電極配置は維持している。受光ユニット１０Ｃは、パッケージとして実現される場合が多い（後述する図５（ｃ）のパッケージ２５を参照のこと。）しかし、例えば、複数の受光ユニットを並列して配置して投影光学系の波面収差を複数箇所で検出するなどはパッケージの厚さの分だけ受光ユニットを近接して配置できなくなる。そこで、図４ではバンプ１３にパッケージの機能を持たせてパッケージ２５を省略し、複数のセンサデバイス２０の近接配置を実現している。受光ユニット１０Ｃは２チャネル、即ち、２箇所で所定の測定を行うことができる。左側のセンサデバイス２０には例示的に周囲にバンプ１３が設けられ、右側のセンサデバイス２０には例示的に上下にバンプ１３が設けられている。右側のバンプ１３の配置のように必ずしも周囲にバンプ１３を設けなくてもパッケージの機能をもたせることができる。なお、本発明は４チャネルなど、チャネル数を限定するものではない。 
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
受光ユニット１０Ｃは不図示の遮光膜パターンを使って種々の計測を行う。例えば、遮光パターンに対応する光分布を投影して、光強度のピークを探すことで三軸の光の強度ピークを探す。これにより、面内の位置測定だけなら、ユニットの現在位置の検出に使用する。また、目標とする測定分解能が小さく、遮光膜によるパターンも小さいため、複数のパターンを通常は搭載する。選択的に目的のパターン上に光を投影することで異なる測定が可能となる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
同様な測定は受光ユニット１０Ｃの二つのセンサデバイス２０それぞれに実施可能である。二つのセンサデバイス２０が隣接して配置されると、任意の距離だけ離れた二点で測定することで回転成分や傾きなどの成分を受光ユニットの測定結果から最終的な測定結果と取得することができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
以下、図７を参照して、別の液浸露光装置１００Ａについて説明する。図７は、露光装置１００Ａの構成を示す概略ブロック図である。露光装置１００Ａは、図７に示すように、照明装置１０１と、レチクルステージ１２０と、投影光学系１３０と、ウエハステージ１４０と、液体１５０と、オフアクシス光学系１６０と、受光ユニット１０とを有する。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
Ｗ側基準板１４２のウエハ側パターン１４４が形成されている面の裏面１４２ｂ側には、ウエハ側パターン１４４を透過した光を受光する受光ユニット１０が配置されている。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
レチクル側パターン１２４を、投影光学系１３０を介して、ウエハ側パターン１４４に投影し、ウエハステージ１４０をＸ方向に移動させながウエハ側パターン１４４を透過した光を受光ユニット１０で検出する。レチクル側パターン１２４の像とウエハ側パターン１４４の位置が一致したところで光量が最大となるため、レチクル側パターン１２４の投影光学系１３０による露光位置を正確に測定することができる。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
また、キャリブレーション系でレチクル側パターン１２４の像とウエハ側パターン１４４とをＸＹ方向に合わせた状態で、投影光学系１３０の光軸方向（Ｚ方向）にウエハステージ１４０を駆動した場合にも、受光ユニット１０によって、ウエハ側パターン１４４を透過した光の光量変化を得ることができる。かかる光量変化は、レチクル側パターン１２４がウエハ側パターン１４４（Ｗ側基準板１４２）上にピントを結ぶ（ベストフォーカス）位置で光量が最大となるため、投影光学系１３０の焦点位置を検出することができる。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
以下、図５（ａ）乃至図５（ｃ）を参照して、受光ユニット１０Ｄ及び１０Ｅについて説明する。ここで、図５（ａ）は受光ユニット１０Ｄの原理を説明するための概略斜視図である。図５（ｂ）は受光ユニット１０Ｄの概略断面図である。図５（ｃ）は受光ユニット１０Ｅの概略断面図である。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
受光ユニット１０Ｄ又は１０Ｅは、基板１２Ａ及び１２Ｂとセンサデバイス２０Ａを有し、バンプ１３の代わりにスペーサ１８Ａ又は１８Ｂを有する。基板１２Ａ及び１２Ｂは一体的に構成されてもよい。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
基板１２Ａは、入射面に開口部１２ａ及び１２ｂ並びに遮光部１２ｃを有し、図８では第２のマスク１４６に相当する（従って、図８では第２のマスク１４６を説明するために受光ユニット１０Ｄとは離しているが、図５（ａ）乃至図５（ｃ）では一体である。開口部１２ａ及び１２ｂ並びに遮光部１２ｃのパターンは本実施例では第２のマスク１４６のパターンに相当する。センサデバイス２０ＡはＣＣＤ２６を有する。ＣＣＤ２６は、開口部１２ａ及び１２ｂを経た光が形成する干渉縞の画像を観察するセンサである。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
図５（ｃ）は、受光ユニット１０Ｅを示す概略断面図である。受光ユニット１０Ｅは基板１２Ａとパッケージ２５との間にシート状のスペーサ１８Ｂを介在させて基板１２Ｂの下面とＣＣＤ２６のセンサ受光面との間のギャップを確保している。
スペーサ１８ＢはＣＣＤ２５に接触しないので機械的にセンサ特性を劣化させることがない。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
なお、受光ユニット１０Ｄ及び１０Ｅは、図４に示す受光ユニット１０Ｃのように、スペーサ又はバンプ１３をセンサデバイス２０Ａと基板１２Ａの間に設けてパッケージ２５を省略してもよい。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
受光ユニット１０乃至１０Ｅ（以下、「受光ユニット１０」で総括する。）によって所定の物理量を測定し、コントローラ１９０はそれに基づいて所定の光学情報（投影光学系の波面収差、露光量、照度分布など）を取得し、必要な調整を光源部１０２や光学系に施す。必要な調整後に露光装置１００乃至１００Ｂ（以下、「露光装置１００」で総括する。）はウエハＷの露光を行う。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
投影光学系１３０のウエハＷへの最終面は空気よりも屈折率の高い液体１５０に浸漬されているので、投影光学系１３０のＮＡは高くなり、ウエハＷに形成される解像度も微細になる。また、露光装置１００は、受光ユニット１０の検出結果に基づいて必要な調整を行っているので、収差を抑えて改善された重ね合わせ精度と解像度とスループットでウエハＷを露光することができる。これにより、露光装置１００はレジストへのパターン転写を高精度に行って高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
このように、本実施例によれば、１を超える開口数の光を高精度かつ安定に検出する受光ユニット及び液浸露光装置を提供することができる。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
【図１】図１（ａ）は受光ユニットの概略斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）に示す受光ユニットの概略断面図である。図１（ｃ）は図１（ａ）に示す基板の平面図である。
【図２】図１に示す受光ユニットの変形例の概略部分透過平面図である。
【図３】図１に示す受光ユニットの別の変形例の概略断面図である。
【図４】図１に示す受光ユニットの更に別の変形例の概略平面図である。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、図１に示す受光ユニットの更に別の変形例の概略断面図である。
【図６】図１に示す受光ユニットが適用可能な露光装置の概略ブロック図である。
【図７】図１に示す受光ユニットが適用可能な別の露光装置の概略ブロック図である。
【図８】図１に示す受光ユニットが適用可能な更に別の露光装置の概略ブロック図である。
【図９】本発明を適用できる露光装置を使用するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
１０−１０Ｅ                  受光ユニット
１１、１１Ａ                  蛍光体
１２、１２Ａ                  光透過性基板
１３                          バンプ
１７                          拡散面
２０                          センサデバイス
１００−１００Ｂ              露光装置  
１３０                        投影光学系
１５０                        液体