(57)【要約】本発明は、光学被検体のモアレ測定の装置であって、被検体の上流の光ビーム経路に位置決め可能な第１回折格子（２５、２５’、３５、３５’）及び被検体の下流の光ビーム経路に位置決め可能な第２回折格子（１１、１１’、１１’’、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１、１２１、１３１、１４１）からなる回折格子機構と、少なくとも１つの検出器（１２、１２’、１２’’、２２、２２’、３２、３２’、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２）を有し、光学ビーム経路内で第２回折格子の下流に位置する検出平面における２つの回折格子の重畳により生成されたモアレ構造を評価する評価ユニットと、第２回折格子上の全視野点のうちの一部の光のみが検出平面に達するように、光が第２回折格子から出た後に生成された光分布を領域毎に遮蔽することができる少なくとも１つの開口絞り（１４、１４’、１４’’、２４、２４’、３４、３４’）とを備えた装置に関する。【選択図】図１ａ
2019511704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学被検体のモアレ測定の装置であって、
前記被検体の上流の光ビーム経路に位置決め可能な第１回折格子（２５、２５’、３５、３５’）及び前記被検体の下流の光ビーム経路に位置決め可能な第２回折格子（１１、１１’、１１’’、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１、１２１、１３１、１４１）からなる回折格子機構と、
少なくとも１つの検出器（１２、１２’、１２’’、２２、２２’、３２、３２’、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２）を有し、光学ビーム経路内で前記第２回折格子の下流に位置する検出平面における２つの前記回折格子の重畳により生成されたモアレ構造を評価する評価ユニットと、
前記第２回折格子上の全視野点のうちの一部の光のみが前記検出平面に達するように、光が前記第２回折格子から出た後に生成された光分布を領域毎に遮蔽することができる少なくとも１つの開口絞り（１４、１４’、１４’’、２４、２４’、３４、３４’）と
を備えた装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記開口絞り（１４、１４’、１４’’、２４、２４’、３４、３４’）は、前記検出平面に達する前記第２回折格子上の全視野点のうちの関連部分が可変に設定可能であるように具現されることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、前記開口絞り（１４、１４’、１４’’、２４、２４’、３４、３４’）は、光伝播方向に対して横方向の変位及び／又は光伝播方向に関して平行な軸周りの回転により調整可能であることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、前記開口絞り（１４、１４’、１４’’、２４、２４’、３４、３４’）は、それぞれ同じ位置で行われる遮蔽に関して相互に異なる複数の開口絞りから選択可能であることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置において、前記開口絞り（１４、１４’、１４’’、２４、２４’、３４、３４’）又は光ビーム経路内のその生成像は、前記第２回折格子から１００μｍ未満、特に６０μｍ未満、より詳細には１０μｍ未満の距離だけ離れて位置することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置において、前記開口絞り（１４、１４’）は、前記第２回折格子（１１、１１’）と前記検出器（１２、１２’）との間に配置されることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置において、前記検出平面は、前記第２回折格子から１００μｍ未満、特に８０μｍ未満、より詳細には６０μｍ未満、より詳細には４０μｍ未満、より詳細には１０μｍ未満、より詳細には５μｍ未満、より詳細には１μｍ未満、より詳細には２００ｎｍ未満の距離にあることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置において、前記光学被検体は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影レンズであることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置において、前記光学被検体は、３０ｎｍ未満、特に１５ｎｍ未満の作動波長での動作用に設計されることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置において、前記検出器（８２）は、光センサのアレイ（８５）を有することを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置において、前記検出器（９２、１０２）は、前記検出平面に光ファイバ結合されたセンサ機構を有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置において、該装置は、前記検出平面で得られた光分布を前記検出器（１１２）に結像する補助光学ユニット（１１８）を有することを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置において、該装置はさらに、一次光として前記検出平面に達する第１波長域の光を吸収して前記第１波長域とは異なる第２波長域の二次光を発する量子変換器層（１２９、１３９）を有することを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、前記量子変換器層（１２９、１３９）は、前記第１波長域で１０μｍ未満、特に５μｍ未満の浸透深さを有することを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の装置において、該装置はさらに、前記量子変換器層（１３９）により吸収されなかった光を少なくとも部分的に除去するカラーフィルタ層（１４０）を有することを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置を用いた光学被検体のモアレ測定の方法であって、第２回折格子上の全視野点のうちの一部の光のみがそれぞれ検出平面に達するように、少なくとも１つの開口絞り（１４、１４’、１４’’、２４、２４’、３４、３４’）により、光が前記第２回折格子から出た後に生成された光分布を複数の測定ステップで領域毎に遮蔽する方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、前記第２回折格子上の全視野点の捕捉が、連続した一連の測定で、前記開口絞りを異なる測定位置に移行させること及び／又は前記開口絞りを交換することにより実現されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学被検体のモアレ測定の装置及び方法に関する。
【０００２】
本願は、２０１６年２月１２日付けで出願された独国特許出願第１０  ２０１６  ２０２  １９８．２号の優先権を主張する。当該独国出願の内容を参照により本願の本文に援用する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィは、例えば集積回路又はＬＣＤ等の微細構造コンポーネントの製造に用いられる。マイクロリソグラフィプロセスは、照明デバイス及び投影レンズを有するいわゆる投影露光装置で実行される。この場合、照明デバイスにより照明されたマスク（レチクル）の像を、投影レンズにより、感光層（フォトレジスト）で被覆されて投影レンズの像平面に配置された基板（例えばシリコンウェーハ）に投影することで、マスク構造を基板の感光コーティングに転写するようにする。
【０００４】
実際には、結像収差、例えば投影レンズの歪み等をできる限り正確に求める必要がある。特に、モアレ測定技術がこの点で知られており、当該技術は、投影レンズの物体平面に配置された第１回折格子を投影レンズの像平面に配置された第２回折格子（「モアレマスク」とも称する）に投影すること、及びこの構成をそれぞれ透過した光強度を（例えばカメラベースの）検出器機構を用いて測定することを含む。
【０００５】
図１４及び図１５は、この原理を説明するための単なる概略図を示す。ここで、投影レンズ６の形態の被検体の物体平面に位置する第１回折格子を「５」で示し、第１回折格子５に含まれる試験構造の生成像を「７」で示し、第２回折格子すなわちモアレマスクを「８」で示す。概して、一方では試験構造像７の平面、他方では第２回折格子８すなわちモアレマスクの平面は、一致するものであり、説明しやすくするためだけに図１４では空間的に分離して図示されている。第２回折格子８すなわちモアレマスクの光伝播方向下流で得られる光分布１０（図１５によれば、通常は特有の縞パターンを有する）が、検出器機構９により求められる。ここで、第１回折格子及び第２回折格子からなる回折格子機構が適切に設計されている場合、透過光強度は、無収差結像の場合に最大である一方で、投影レンズ６の結像収差がある場合は低下する。これは、収差を伴う結像の場合に、第１回折格子５に含まれる試験構造の明領域から第２回折格子８すなわちモアレマスクの暗領域への光の入射が増すからである。
【０００６】
モアレ測定に基づく種々の測定法及び評価法が、被検体又は投影レンズの各関連結像収差の確認で知られている。これらの測定法及び評価法に共通するのは、個々の視野点で用いられる信号がいずれの場合も特定の範囲にわたる平均化に基づいて得られることである。ここでまた、結像収差、例えば歪み等の視野プロファイルを求めることができるように、複数の視野点における信号が望ましい。
【０００７】
しかしながら、ここで実際に生じる１つの問題は、図１６に示すように、被検体すなわち投影レンズ６又はモアレマスク８から出る光の角度分布に起因して、異なる視野点に割り当てられた各光円錐（図１６に「９ａ」及び「９ｂ」で示す）の重なりが起こり得る結果として、異なる視野点それぞれの評価に用いられる光が、各検出平面で部分的に一致することである。このような結果となる原因は、特に、被検体から出る光の角度分布に起因した光発散、モアレマスクでの回折に起因した光発散、及び生じ得る迷光に起因した発散である。
【０００８】
しかしながら、モアレ測定において最大限の視野分解能を得ることが望ましいのは、特に、例えばＥＵＶ動作用に設計された投影レンズにより生成されるような比較的狭い像視野において、さらに最大限の数の相互に独立した測定信号を、例えば歪みの視野プロファイルを確認するために求めようとする場合である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記背景に対して、本発明の目的は、光学被検体の結像収差の確認において高い視野分解能を可能にする、被検体のモアレ測定の装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立特許請求項１の特徴に従った構成及び独立請求項１６の特徴に従った方法により達成される。
【００１１】
光学被検体のモアレ測定の装置は、
被検体の上流の光ビーム経路に位置決め可能な第１回折格子及び被検体の下流の光ビーム経路に位置決め可能な第２回折格子からなる回折格子機構と、
少なくとも１つの検出器を有し、光学ビーム経路内で第２回折格子の下流に位置する検出平面における２つの回折格子の重畳により生成されたモアレ構造を評価する評価ユニットと、
第２回折格子上の全視野点のうちの一部の光のみが検出平面に達するように、光が第２回折格子から出た後に生成された光分布を領域毎に遮蔽する（shadowed）ことができる少なくとも１つの開口絞りと
を備える。
【００１２】
本発明は特に、光学被検体、例えばマイクロリソグラフィ投影露光装置の投影レンズ等のモアレ測定の装置において、全視野点のうちの一部の光のみがそれぞれ検出器に達するように開口絞りを用いて、光がモアレマスクすなわち第２回折格子から出た後に生成された光分布を領域毎に遮蔽するという概念に基づく。開口絞りの位置で測定可能な視野点の選択は、ここでは、異なる視野点からの光が重畳できないように行われ得る（例えば、ある設定では、１つ置き、２つ置き、又は３つ置きの視野点が捕捉される）。
【００１３】
開口絞りは、検出平面にそれぞれ達する第２回折格子上の全視野点のうちの関連部分が可変に設定可能であるように具現されることが好ましい。このように、（例えば、開口絞りをそれぞれ異なる測定位置に変位させて）複数の測定を連続的に行う間に、連続した一連の測定で全視野点の捕捉を実現することが可能である。
【００１４】
結果として、光ビーム経路内の第２回折格子すなわちモアレマスクの異なる視野点からの光円錐の望ましくない重畳、したがって上記視野点にそれぞれ割り当てられた情報の望ましくない混合をこれによって回避することができ、さらに、複数の連続測定ステップを行う間に、開口絞りの位置毎又はそれにより行われる遮蔽毎に最終的にそれぞれ望ましい数の総測定点を同様に得ることができ、第２回折格子上の全視野点が捕捉される。
【００１５】
同時に、上記光円錐の重なりとモアレマスクの異なる視野点に関連した情報の混合とが、それぞれ異なる遮蔽により複数の測定ステップで回避されることにより、検出平面を第２回折格子すなわちモアレマスクにできる限り近付ける必要が減る。換言すれば、本発明に従った開口絞りの使用により、モアレマスクと検出平面との間の距離が比較的大きい場合にも、異なる視野点に関連した光円錐の上記混合を防止することができる。
【００１６】
一実施形態によれば、開口絞りは、光伝播方向に対して横方向の変位及び／又は光伝播方向に関して平行な軸周りの回転により調整可能である。
【００１７】
一実施形態によれば、開口絞りは、それぞれ同じ位置で行われる遮蔽に関して相互に異なる複数の開口絞りから選択可能である。したがって、開口絞りは、適宜交換可能であるように光ビーム経路内に配置される。連続した測定ステップ間で単にその位置に関して変わる同一の開口絞りの使用と比べて、このように複数の測定ステップで異なる開口絞りを用いることには、特に２つの異なる開口絞りの一致する視野点をそれぞれ「較正場所」として使用できることにより、いかなるオフセットの較正及び補正も同時に単純に実現可能であるという利点がある。
【００１８】
一実施形態によれば、開口絞り又は光ビーム経路内のその生成像は、第２回折格子から１００μｍ未満、特に８０μｍ未満、より詳細には６０μｍ未満の距離だけ離れて位置する。
【００１９】
開口絞りは、特に第２回折格子と検出器との間に配置され得る。しかしながら、本発明はこれに限定されない。むしろ、さらに他の実施形態の開口絞りは、光伝播方向に関して、モアレマスクすなわち第２回折格子の直上流又は第１回折格子の直上流若しくは直下流に配置することもできる。光ビーム経路内で生成された開口絞りの像が第２回折格子から１００μｍ未満の距離に位置するものとする上記基準はさらに、開口絞りを被検体すなわち投影レンズの中間像平面の領域又はビーム経路内で被検体の上流に配置された照明デバイスの領域に配置することにより実現することもできる。ここで中間像平面の領域に開口絞りを配置することには、概して上記中間像平面にそれ以上光学素子が位置付けられないので前述の距離基準を比較的満たしやすいという利点がある。
【００２０】
一実施形態によれば、検出平面は、第２回折格子から１００μｍ未満、特に８０μｍ未満、より詳細には６０μｍ未満、より詳細には４０μｍ未満、より詳細には１０μｍ未満、より詳細には５μｍ未満、より詳細には１μｍ未満、より詳細には２００ｎｍ未満の距離にある。
【００２１】
したがって、この実施形態によれば、モアレマスク（すなわち、光ビーム経路内で被検体の下流に位置決めされた第２回折格子）と光ビーム経路内でそれに続く（またモアレマスクとビーム経路内で被検体の上流に位置付けられた第１回折格子との評価対象の重畳が起こる）検出平面との間の距離は、比較的十分に小さいように選択される。結果として、視野点からの光が検出平面に分布する各面積が小さいままとなる。
【００２２】
このように、同一のステップで視野点のいくつかをそこからの光に関して開口絞りにより覆うだけでよい可能性があり、換言すれば、第２回折格子上の特定数の視野点を同時にすなわち同一の測定ステップで測定することができ、したがって所要測定時間全体の短縮が達成される。
【００２３】
より詳細に後述するいくつかの対応する実施形態では、本発明は、モアレマスクと（例えばカメラベースの）検出器との間の距離の短縮のさまざまな実現も含み、いずれの場合も例えば製造技術上の課題が対処される。さらに他の実施形態では、本発明はさらに、実際の（例えばカメラベースの）検出器とモアレマスクとの間の距離を比較的大きくした実施態様も含み、同じくより詳細に後述するこれらの実施態様の場合、（この場合もモアレマスクから短距離に配置された）検出平面から検出器への適当な光信号伝送がいずれの場合も実現される。この光信号伝送の場合、異なる視野点に関連した信号間の「クロストーク」をいずれの場合も回避できるので、導入部分で述べた問題を回避しつつ高い視野分解能を実現することが、結果としてここでも可能である。
【００２４】
結果として、被検体のモアレ測定において十分な視野分解能を達成することが可能であり、（例えば、ＥＵＶ動作用に設計された投影露光装置の場合に）特に狭い像視野で関連結像収差、例えば歪みの等の視野プロファイルを確認することも可能である。
【００２５】
一実施形態によれば、光学被検体は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影レンズである。
【００２６】
一実施形態によれば、光学被検体は、３０ｎｍ未満、特に１５ｎｍ未満の作動波長での動作用に設計される。
【００２７】
一実施形態によれば、検出器は光センサのアレイを有する。
【００２８】
一実施形態によれば、検出器は、検出平面に光ファイバ結合されたセンサ機構を有する。
【００２９】
一実施形態によれば、本装置は、検出平面で得られた光分布を検出器に結像する補助光学ユニットを有する。
【００３０】
一実施形態によれば、本装置はさらに、一次光として検出平面に達する第１波長域の光を吸収して第１波長域とは異なる第２波長域の二次光を発する量子変換器層（quantum converter layer）を有する。
【００３１】
一実施形態によれば、量子変換器層は、第１波長域で１０μｍ未満、特に５μｍ未満の浸透深さを有する。
【００３２】
一実施形態によれば、本装置はさらに、量子変換器層により吸収されない光を少なくとも部分的に除去するカラーフィルタ層を有する。
【００３３】
本発明はさらに、上記特徴を有する装置を用いた光学被検体のモアレ測定の方法であって、第２回折格子上の全視野点の一部の光のみがそれぞれ検出平面に達するように、少なくとも１つの開口絞りにより、光が第２回折格子から出た後に生成された光分布を複数の測定ステップで領域毎に遮蔽する方法に関する。
【００３４】
一実施形態によれば、全視野点の捕捉は、連続した一連の測定で開口絞りを異なる測定位置に移行させること及び／又は開口絞りを交換することにより実現される。
【００３５】
本発明の利点及び有利な構成に関しては、本発明による装置に関連した上記説明を参照されたい。
【００３６】
本発明のさらに他の構成は、説明及び従属請求項から得ることができる。
【００３７】
添付図面に示す例示的な実施形態に基づき、本発明を以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図２ａ】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図２ｂ】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図３ａ】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図３ｂ】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図４】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図５】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図６】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図７】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図８】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図９】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図１０】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図１１】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図１２】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図１３】本発明の一実施形態を説明する概略図を示す。
【図１４】光学被検体のモアレ測定のための従来の装置の構造及び機能原理を説明する概略図を示す。
【図１５】光学被検体のモアレ測定のための従来の装置の構造及び機能原理を説明する概略図を示す。
【図１６】モアレ測定のための従来の装置で生じる問題を説明する概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１ａ〜ｃに示すように、本発明に従って、光伝播方向に対して横方向に種々の測定位置に変位可能な開口絞り１４（又は図１ｂ及びｃそれぞれの１４’又は１４’’）設けられる。
【００４０】
全視野点のうちの一部の光のみがそれぞれ検出器１２に達するように、開口絞り１４を介して、光がモアレマスクすなわち第２回折格子１２から出た後に生じた光分布を領域毎に遮蔽することが可能である。開口絞り１４の位置で測定可能な視野点の選択は、ここでは、異なる視野点からの光が重畳できないように行われ得る（例えば、ある設定では、１つ置き、２つ置き、又は３つ置きの視野点が捕捉される）。複数の測定を連続して行う間に、開口絞り１４を異なる測定位置に変位させることにより、連続した一連の測定でモアレマスクすなわち第２回折格子上の全視野点の捕捉を実現することが可能である。
【００４１】
上記開口絞りは、図１ａ、ｂに示すように、（基板１３上に形成された）モアレマスクすなわち第２回折格子１１と検出器１２との間に配置することができ、特に図１ｂに示すように、複数の開口を有することができる。図１ｃに示すように、開口絞り１４’’を、光伝播方向に関してモアレマスクすなわち第２回折格子１１’’の直上流に配置することもできる。
【００４２】
さらに、図２ａ、図２ｂに示すように、開口絞り２４又は２４’を、光伝播方向に関して第１回折格子の直下流（図２ａ）又は第１回折格子の直上流（図２ｂ）に配置することもできる。図２ａ、図２ｂにおいて、「２６」及び「２６’」は第１回折格子の基板を示し、「２０」及び「２０’」は被検体すなわち投影レンズを示し、「２２」及び「２２’」は検出器を示す。
【００４３】
概して、開口絞り又は光ビーム経路内で生成されたその像は、第２回折格子すなわちモアレマスクから好ましくは１００μｍ未満、特に８０μｍ未満、より詳細には６０μｍ未満の距離だけ離れて位置する。本発明の実施形態では、この距離基準は、図３ａ、図３ｂに概略的に示すように、開口絞りを中間像平面の領域に配置することによっても実現できる。図３ａは、本発明による開口絞り３４を、第１回折格子３５の上流に位置付けられた照明デバイス（そのうち１つのレンズ素子３７のみを図３ａに示す）内の中間像平面に配置することを示す。さらに、類似の又は実質的に同じ機能を有するコンポーネントは、図３ａでは図２ａのものに「１０」を足した参照符号で示す。図３ｂも同様に、開口絞り３４’を被検体すなわち投影レンズ３０’内の中間像平面に配置することを非常に簡略化して概略的に示し、ここでは第１回折格子を「３５’」で示し、検出器を「３２’」で示す。
【００４４】
さらに、それぞれ図１４〜図１６を参照して説明したモアレ測定用の基本構成から始めて、本発明のさまざまな実施形態を説明するが、いずれの場合も、導入部分に記載した問題（特に、図１６に示す光円錐の重なり）を回避しつつ高い視野分解能を実現するために検出平面とモアレマスクとの間で小さな距離が実現される。
【００４５】
図１〜図５に示す実施形態では、これは、各使用(例えばカメラベースの)検出器とモアレマスクとの間で対応して小さな距離を実現することにより行われるが、図６〜図１０に示す実施形態では、検出平面と（これらの例ではモアレマスクから離れた）検出器との間の適当な光信号伝送がいずれの場合も実現される。
【００４６】
最初に図４は、第２回折格子４１すなわちモアレマスクが検出器４２上に直接位置する基板シート４３に施されることで、モアレマスクすなわち第２回折格子４１と検出平面との間の距離がここで基板シート４３の厚さにより調整されるようにした実施形態を示す。
【００４７】
基板シート４３は、例えば例示的な厚さが２５μｍであるガラス膜であり得る。基板シート４３は、望ましくない干渉信号を減らす反射低減効果が得られるようにここでは実現され得る。
【００４８】
図５は、さらに別の実施形態を示し、類似の又は実質的に同じ機能を有するコンポーネントを「１０」を足した参照符号で示す。図１とは対照的に、図５に示すように、モアレマスクすなわち第２回折格子５１は、（この例示的な実施形態ではカメラチップと称する）検出器５２の表面に直接施される。モアレマスクすなわち第２回折格子５１の構造を施すことは、ここではすでに検出器５２すなわちカメラチップの製造プロセスの構成部分であり得る。
【００４９】
図６は、さらに別の実施形態を示し、図３とは対照的に、モアレマスクすなわち第２回折格子６１の構造が検出器６２すなわちカメラチップに直接施されるのではなく、検出器６２上に位置する保護層６４に施される。したがって、（エッチングステップ又は電子線描画を含むリソグラフィプロセスを含み得る）製造プロセス中の検出器６２の損傷を防止できる。保護層６４は、ここでは検出器６２の感光表面上に領域毎に又は検出器６２の感光表面全体に施すことができる。さらに、保護層６４は、検出器６２すなわちカメラチップ全体を封入することも場合によってはできる。保護層６４の厚さは、モアレマスクすなわち第２回折格子６１と検出器６２すなわち検出平面との間で所望の距離を調整するように、またさらに反射低減を達成して望ましくない干渉信号を排除するように、適当に選択することができる。例示的な実施形態では、保護層６４は、石英ガラス（ＳｉＯ２）から作製され２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の厚さを有し得る。
【００５０】
図７は、さらに別の実施形態を示し、前述の実施形態とは対照的に、モアレマスクすなわち第２回折格子７１が透明基板７３のうち検出器７２に面しない側に配置される。この配置の結果として、基板７３自体は、ここでも同様にモアレマスクすなわち第２回折格子７１と検出平面との間で小さな距離が実現されるにも関わらず、比較的大きな厚さ（例えば数百マイクロメートル（μｍ））を有することができ、その結果として配置の高い安定性を実現できる。
【００５１】
図８は、さらに別の実施形態を示し、検出器８５が光センサの、例えばフォトダイオード等のアレイを有し、それ以外ではこの場合も、薄い基板８３がモアレマスクすなわち第２回折格子８１と検出器８２を形成する光センサのアレイ８５との間に設けられる。これにより、各許容製造ステップに関してより高い柔軟性が達成されるので、検出器としての全域カメラチップ（full-area camera chip）に関して生産性を改善することができる。
【００５２】
図９及び図１０はそれぞれ、検出器又は当該検出器を形成するセンサ機構が検出平面に光ファイバ結合される実施形態を示す。図９及び図１０に示すように、光は、モアレマスクすなわち各第２回折格子９１又は１０１から出る光の直下流でそれぞれ受光され、各光信号が、続いて光ファイバ９６（図９に示す）又はモノリシックフェースプレート１０６（図１０に示す）を介して各検出器９２又は１０２へ導かれ、検出器９２又は１０２自体は、モアレマスクからより遠い距離に位置付けることができる。この場合もモアレマスクから短距離にしかない検出平面で記録された光は、各検出器９２又は１０２へ光ファイバで運ばれるので、各信号の混合又はクロストークが起こらない。
【００５３】
図１１、図１２、及び図１３は、さらに他の実施形態を示し、前述の例とは対照的に、いずれの場合も付加的な投影光学ユニットの形態の１つの補助光学ユニットを用いて、この場合もモアレマスクの直下流に位置付けられた検出平面で得られた光フィールドを遠く離れた検出器１１２、１２２、又は１３２に結像する。補助光学ユニット１１８、１２８、又は１３８は、ここではいずれの場合も、モアレマスクすなわち第２回折格子１１１、１２１、又は１３１の下流で得られた光の全角度スペクトル、又は各角度スペクトルのうち少なくとも代表部分を伝送することができるように具現される。
【００５４】
図１１とは対照的に、図１２に示すモアレマスクすなわち第２回折格子１２１は、量子変換器層１２９上に位置し、量子変換器層１２９は、一次光として検出平面に達する第１波長の光を吸収して第１波長域とは異なる第２波長域の二次光を発する。
【００５５】
例示的な実施形態では、量子変換器層１２９は、単なる例として、３５０ｎｍ未満の波長に関して５μｍ未満の浸透深さを有し３６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長域の二次光を発するリチウムガラス製であり得る。結果として、補助光学ユニット１２８により伝送される角度分布は、検出平面における実際の光強度を表すことができ、モアレマスク上に位置する構造の回折効果を考慮から除外することができる。一次光に関する量子変換器層１２９の材料の浸透深さが浅く、したがってこの材料のわずか数マイクロメートル（μｍ）の光路後に吸収が起こる結果として、この実施形態でも検出平面とモアレマスクとの間の距離が効果的に短く保たれるが、それは浅い浸透深さの結果として異なる隣接視野点の一次光が一致できないからである。
【００５６】
図１３は、さらに別の実施形態を示し、類似の又は実質的に同じ機能を有するコンポーネントは、図１２のものに「１０」を足した参照符号で示す。
【００５７】
図１２と比べて、量子変換器層１３９に吸収されなかった光を少なくとも部分的に除去する付加的なカラーフィルタ層１４０が、図１３の実施形態では設けられる。これにより、比較的薄い量子変換器層１３９を用いる場合に、使用（一次）光が量子変換器層１３９の厚さ（すなわち、検出平面とモアレマスクとの間の実効距離）を超える浸透深さを有し得ることを考慮に入れることができ、ここで未変換一次光をカラーフィルタ層１４０により除去することができる。
【００５８】
さらに他の実施形態では、望ましくない干渉信号の低減のため又は保護のための付加的な保護及び／又は反射防止層を、モアレマスクと量子変換器層との間、量子変換器層とカラーフィルタ層との間、及び／又はカラーフィルタ層の下流のビーム経路内で用いることができる。
【００５９】
本発明を特定の実施形態に基づいて説明してきたが、例えば個々の実施形態の特徴の組み合わせ及び／又は交換により多数の変形形態及び代替的な実施形態が当業者には明らかである。したがって、当業者には言うまでもなく、かかる変形形態及び代替的な実施形態は本発明により付随的に包含され、本発明の範囲は、添付の特許請求項及びその等価物の意味の範囲内でのみ制限される。
【図１ａ）】
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【図１ｂ）】
2019511704.tif 000004
【図１ｃ）】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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