(57)【要約】【課題】開口数の大きな被検光学系の光学特性計測に用いることが可能な光検出装置、同装置を用いた光学特性計測装置、光学特性測定方法、露光装置、露光方法、及びデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】基板と、前記基板の一表面上に配置された開口パターンと、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とし、前記蛍光ユニットの前記蛍光膜側の表面を、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する。【選択図】図１
2011166013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＰＣＴ国際出願公開公報ＷＯ２００９/１１３５４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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（ＹＦ３）、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（Ｎａ3ＡｌＦ６）、及びチオライト（Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14）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。
【００４０】
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（ＣａｘＬａ１−ｘＦ３−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（ＣａｘＹ１−ｘＦ３−ｘ）などが挙げられる。
【００４１】
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（ＹＦ３）、ＣＬＦ、及びフッ化ガドリニウム（ＧｄＦ３）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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
＜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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
＜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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
＜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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【実施例】
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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