(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面を有する透過部材と第２面を有する発光部材とを備え、且つ前記第１面と前記第２面との間に液体を備えるリソグラフィ装置で使用可能なセンサであって、前記第１面と前記第２面が、前記液体に毛管力を働かせるように配置されており、
前記センサは、第１面と第２面との間に、前記第１面に面する第３面と前記第２面に面する第４面とを備える中間部分を有しており、前記中間部分は、前記第１面と前記第３面との間及び前記第２面と前記第４面との間の前記液体に毛管力をもたらすように配置されており、
複数の中間体が、前記液体を取り囲むように前記第１面と前記第２面との間に配され、且つ隣接する中間体と中間体との間の液体に毛管力をもたらすように配置されており、
前記センサが、前記第１面と前記第３面との間又は前記第２面と前記第４面との間に１つ以上の追加中間体を備える、センサ。
【請求項２】
前記センサは、前記第１面の所定の第１領域を介して毛管力をもたらすように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１面は、第２面に向けて突出する突出部を前記第１領域内に有することを特徴とする、請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記突出部は、前記第２面に面する突出領域を有することを特徴とする、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記突出領域は、前記第１面の前記第１領域と同一であることを特徴とする、請求項４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記突出領域全体にわたって、前記第１面と前記第２面との距離が一定であることを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載のセンサ。
【請求項７】
前記突出領域は、ほぼ平坦であることを特徴とする、請求項４乃至６のいずれかに記載のセンサ。
【請求項８】
前記突出部は、境界を有することを特徴とする、請求項３乃至７のいずれかに記載のセンサ。
【請求項９】
前記突出領域は、前記境界から離れた第１位置を有しており、当該位置において、前記突出領域と前記第２面との間の距離は、前記突出部の境界での前記突出部と前記第２面との間の距離よりも小さいことを特徴とする、請求項８および請求項３乃至６のいずれかに記載のセンサ。
【請求項１０】
前記突出領域は、前記境界から離れた第２位置を有しており、当該位置において、前記突出領域と前記第２面との間の距離は、前記突出部の境界での前記突出部と前記第２面との間の距離よりも大きいことを特徴とする、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記液体は、前記第１面および前記第２面のうちの１つの屈折率に一致する屈折率を有することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載のセンサ。
【請求項１２】
前記センサは放射強度を測定するように配置されていることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれかに記載のセンサ。
【請求項１３】
前記中間部分が湾曲した第３面及び湾曲した第４面を有し、正レンズとして機能することを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれかに記載のセンサ。
【請求項１４】
前記中間部分は、円盤状の中板であり、
前記中間体の少なくとも１つが球形であり、
前記追加中間体の少なくとも１つが球形であることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載のセンサ。
【請求項１５】
前記追加中間体は、前記センサによって測定されるべき光学放射に対して非透過であることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれかに記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置の中で使用可能なセンサと、リソグラフィ装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）を製造する場合に用いられ得る。一般的に、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスが用いられ得る。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写され得る。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上にパターンを結像することによって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。
【０００３】
パターンを用いてターゲット部分を露光するために使用する放射は、投影システムによって投影される。高い解像度を得るためには、高い開口数（ＮＡ）がこのような投影システムに適用される。しかしながら、前記リソグラフィ装置では、このような高いＮＡ条件で異なるパラメータを測定するセンサがしばしば使用される。第１の例は、米国第２００２-０００１０８８ Ａ１号で記載されているような、投影システムの収差を測定するセンサである。第２の例は、ＥＰ第１ ５１０ ８７０ Ａ１号で記載されているような、基板に対して形成されたパターンの像位置を測定する透過型イメージセンサである。
【０００４】
米国第２００２-０００１０８８ Ａ１号およびＥＰ第１ ５１０ ８７０ Ａ１号に記載されている上記センサは、センサに入射する高いＮＡ放射を、効果的に測定できなければならない。センサが高いＮＡ放射に使用するために設計されたものでない場合、放射は損失され、正確さの劣る測定が行われるかもしれない。放射の損失は、センサ内の粗面における散乱によって生じるかもしれない。また、放射損失は、屈折率が不整合な光学的に滑らかなインタフェースでの反射、すなわち、両方とも滑らかな表面を有するが、屈折率に大きな差がある２つの材料の間のインタフェースでの反射によって、生じるかもしれない。放射損失の第３の原因は、高い屈折率の材料と低い屈折率の材料とのインタフェースでの全反射（total internal reflection）である。これによって、放射は、高い屈折率の層の前記インタフェースに垂直な側面に向かって反射した後、その層の側面から出る可能性がある。放射はインタフェースをわたる（cross）ことが意図されているが、屈折率の高い層の側面から出て、放射は損失する。放射損失の第４の原因は、センサ内のエアギャップへの吸収である。エアギャップは容易にパージできず、従って、空気と水を含むかもしれず、これは１５７ｎｍの波長の放射を吸収する。これは、パターンを用いてターゲット部分を照射するための典型的な波長である。
【０００５】
ＥＰ第１ ５１０ ８７０ Ａ１号は、センサ内の放射損失を避けるように配置されたリソグラフィ装置で使用するためのセンサを開示している。ＥＰ第１ ５１０ ８７０ Ａ１号は、これらの問題を避けるために、充填材層（filler layer）を使用することを提案している。ＥＰ第１ ５１０ ８７０ Ａ１号は、充填材層を形成するために、例えばフォンブリン（Fomblin）などの液体を使用することを提案している。しかしながら、ＥＰ第１ ５１０ ８７０ Ａ１号は、どのようにして液体をセンサ内に収容できるかを開示していない。センサは一般的に、高速で動く基板支持テーブルに取付けられるため、液体がその意図された位置に確実に維持されるようにすることが必要である。例えば、第１ターゲット部分の照射が行われた後、第２ターゲット部分を投影システムの下方に持っていくためにステッピングするされる間、基板支持テーブルは高速で移動する。よって、液体が適切に収容されていないと、上記のような動きの間に、液体がその所定の位置から流れ出てしまう。
【０００６】
当初、センサ内の液体をシールすることによって、上記の問題を解決することが検討された。センサを製造する間、常に許容誤差（tolerance）がある。充填材層の高さも同様に、交差を生じやすい。従って、センサ内の液体をシールするための部品を設計する場合には、この高さの許容誤差も明らかにされなければならない。従って、フレキシブルシールが検討された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＰ第１ ５１０ ８７０ Ａ１号で上述のとおり開示されているセンサ内でゴム製などのフレキシブルシールを使用した場合の問題は、当該フレキシブルシールが、ガス漏れ（gas out）分子を含んでいるということである。リソグラフィ装置において、常に高い歩留まりで非常に小さいパターンを得るためには、環境条件が高精度で制御される。投影レンズと基板との間の材料の違いは、放射ビームが経験する屈折率の違いとなる。これによって、放射感応性材料の層上に形成された回路パターンの像に違いをもたらす。フレキシブルシールからガス漏れ分子が、このような材料の違いを引き起こす。さらに、リソグラフィ装置は通常、干渉計、光学レベルセンサ、光学アライメントセンサなどの、多くの高感応性部品を備える。これらすべての感応性部品上に、ガス漏れ分子が堆積物を形成し、当該部品の性能に影響を及ぼすかもしれない。リソグラフィ装置は通常、他の高感応性装置も収容するファウンドリ内に置かれ、これら他の感応性装置の性能は、当該他の感応性装置に侵入するガスによって良くない影響を受け得るため、リソグラフィ装置は、材料を公表するなどして、環境への影響についての非常に厳しい仕様を満たさなければならない。従って、この種の分子がフレキシブルシールからガス漏れし、リソグラフィ装置に侵入することは、非常に望ましくない機械の汚染とみなされる。
【０００８】
この問題を解決することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、第１面を有する第１部材と、第２面を有する第２部材とを備え、かつ前記第１面と前記第２面との間に液体を備える、リソグラフィ装置で使用可能なセンサであって、前記第１面と前記第２面が、前記液体に毛管力（capillary force）をもたらすように配置されるセンサによって、達成される。
【００１０】
毛管力はもともとガス漏れを引き起こせない。従って、第１面と第２面によってもたらされた毛管力によって第１面と第２面との間に液体を収容することによって、可能性シールは一切ないし、ガス漏れも起こらない。
【００１１】
さらに、本発明の第２実施形態では、前記センサが、前記第１面の所定の第１領域を介して前記液体に毛管力をもたらすように配置される。第１面と第２面との間の空間全体が液体で満たされているわけではない場合、第１領域に対応する液体が収容され、実際には液体の好ましい位置を作る。
【００１２】
前記第１面が、第２面に向けて突出する、前記第１領域内の突出部を有する場合、この突出部は、第１領域と第２面との距離を短くするため、第１領域と第２面によってもたらされた毛管力を高める。
【００１３】
本発明の第３実施形態では、前記センサは、第１面と第２面との間の所定の位置にある光学ボリュームを介して、測定されるべき光学放射を伝達する（transmit）ように配置され、前記光学ボリュームは完全に液体で満たされる。この実施形態では、第１接続領域によって光学ボリュームに接続されているオーバーフローボリュームがあり、前記第１接続領域を介して液体は流れることができる。第１面と第２面は、オーバーフローボリュームから光学ボリュームへと毛管力によって液体を引き出すように配置されている。
【００１４】
この実施形態にかかるセンサには、比較的容易に液体を満たすことができる。このことは、光学ボリュームの所定位置（第１面と第２面の間）を満たす液体を介して測定されるべき光学放射を伝達するように配置されたセンサにとって有利である。なぜならば、光学ボリュームを満たすために必要な液体の量が、許容誤差（tolerances）により変動するからである。供給される液体の量も同様に、許容誤差によって変動し得る。製造中に液体が供給される場合、液体は完全には光学ボリュームを満たさないかもしれないし、あるいは光学ボリュームがいっぱいになって、望ましくない位置に流れ出てしまうかもしれない。この実施形態では、光学ボリュームを満たすために必要な量よりも多く液体が光学ボリュームに供給された場合、液体は第１接続領域を通ってオーバーフローボリュームへと流入する。従って、過剰な液体が望ましくない位置に流れ出ることなしに、当該液体を供給することができる。
【００１５】
毛管力は、光学ボリュームが完全に液体で満たされるまで、オーバーフローボリューム から光学ボリュームへと液体を引き出す。従って、過剰な液体の有害な影響なしに、少なくとも光学ボリュームが満たされるように、過剰な液体を供給することができる。
【００１６】
第４実施形態では、前記第１面の前記第１領域は、 前記センサによって測定されるべき光学放射を伝達するように最適化された光学領域を備え、前記第１領域は、前記光学領域の周囲のバリヤ領域を備え、前記光学領域を通してよりも、バリヤ領域を介したほうが、より高い毛管力がもたらされる。
【００１７】
液体がバリヤ領域を介してもたらされた毛管力によって光学領域から流出するのを防いでいるため、上記の実施形態は効果的である。バリヤ領域は光学要件を満たす必要はなく、毛管力をもたらすためにバリヤ領域を最適化できる。光学ボリュームは、毛管力によって液体が光学ボリュームから離れることを防ぐことができるようにする要件を満たす必要はなく、よって、光学性能のために光学ボリュームを最適化することができる。
【００１８】
本発明の第５実施形態では、前記第１面の前記第１領域内の第１処理領域は、前記第１面が前記液体にもたらす毛管力を高めるための第１処理を受けている。
【００１９】
第１処理領域における液体への毛管力が高いほど、液体を第１処理領域から流出させるためには、より強い力を液体にかけなければならない。従って、第１領域内の第１処理領域に処理を施すことは（これによって第１処理領域によってもたらされた毛管力が高まり、ひいては第１領域の毛管力が高まる）、液体が第１領域から流出するためにかけるべき必要な力を高めることとなる。
【００２０】
本発明の第６実施形態では、前記第１面の中の前記第１領域の外側の第２処理領域は、前記第１面が前記液体にもたらす毛管力を低くするための第２処理を受けている。
【００２１】
第１領域の外側の第１面によってもたらされる毛管力が低いほど、液体を第１領域から流出させるためには、より強い力を液体にかけなければならない。従って、第１面の第２処理領域が第１領域の外側の液体にもたらし得る毛管力を低めるために第２処理領域に第２処理を施すことは、液体が第１領域から第２処理領域へと流出するために必要な力を高めることとなる。
【００２２】
本発明の第７実施形態では、第１面と第２面との間に中間部分があり、当該中間部分は、第１面に面する第３面を含み、かつ前記第１面と前記第３面との間の前記液体に毛管力をもたらすように配置されている。
【００２３】
この実施形態では、第１部材と中間部分との間にもたらされた毛管力によって液体が収容される。従って、第２面自体は第１面の近くに配置される必要はなく、第１面と第２面との間の距離の製造許容誤差を許容する。
【００２４】
本発明の第８実施形態では、複数の中間体が、前記液体を取り囲むように前記第１面と第２面との間に配され、隣接する中間体と中間体との間の液体に毛管力をもたらすように配置される。
【００２５】
隣接する中間体が、それらの間の液体に毛管力をもたらすため、液体が中間体を通過するようにするためには、その毛管力よりも強い力が必要である。中間体は第１面と第２面の間にあって液体を取り囲んでおり、かつ液体は隣接する中間体を通過できないため、 液体は中間体によって収容される。
【００２６】
本発明の第９実施形態では、リソグラフィ装置で使用可能なセンサであって、第１面と第２面との間に毛管力によって液体を固定するための第１部材と第２部材とを有するセンサが予測される。
【００２７】
毛管力はもともとガス漏れを引き起こせない。従って、毛管力によって第１部材と第２部材との間に液体を収容することによって、ガス漏れは一切生じない。
【００２８】
本発明の第１０実施形態では、前記第１部材は第１面を有し、前記第２部材は第２面を有する。前記第１部材は、前記第２面に向かって突出する前記第１面の突出部を有し、かつ毛管力による液体の固定を強めるように配置されている。
【００２９】
突出部が第２面に向かって突出する場合、突出部と第２面との間の距離は比較的短い。この距離が比較的短いため、固定されるべき液体の量は少なくなる。より少量の液体を固定するためには、必要となる毛管力はより低くなる。
【００３０】
本発明の第１１実施形態では、前記第１面は、前記第１面と前記第２面との間の毛管力を高めるように少なくとも部分的に処理されている。このことは、毛管力が高くなると第１面と第２面との間の液体の汚染が改善されるので、効果的である。
【００３１】
本発明の第１２実施形態では、前記第１面は、前記第１面と前記第２面との間の毛管力を低くするように少なくとも部分的に処理されている。このことは、第１面が処理されている場合に、第１面と第２面との間に液体が入ることを避けるのに効果的である。液体は、毛管力がより高い領域である、未処理の領域へと流れる。
【００３２】
本発明の第１３実施形態では、前記センサが、前記第１面と前記第２面との間に第３面を有する中間部分を備え、前記第３面が前記第１面に面し、かつ前記第１面と前記第３面との間の液体に毛管力をもたらすように配置される。
【００３３】
この実施形態では、第１部材と中間部分との間にもたらされた毛管力によって液体は収容される。従って、第２面自体は第１面の近くに配される必要はなく、第１面と第２面との間の距離の製造許容誤差を許容する。
【００３４】
本発明の第１４実施形態では、複数の中間体が、前記液体を取り囲むように前記第１面と第２面との間にあり、隣接する中間体と中間体との間の液体に毛管力をもたらすように配置される。
【００３５】
隣接する中間体が、それらの間の液体に毛管力をもたらすため、液体が中間体を通過するようにするためには、その毛管力よりも強い力が必要である。中間体は第１面と第２面の間にあって液体を取り囲んでおり、かつ液体は隣接する中間体を通過できないため、 液体は中間体によって収容される。
【００３６】
本発明にかかるセンサを備えたリソグラフィ装置は、第１領域に液体を置くために製造中に停止される必要はない。つまり、リソグラフィ装置のスループットが高められるということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において、同じ参照符号は、対応する部分を示す。
【００３８】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、以下の要素を含む。
-  放射ビームＢ（例えば、紫外光（ＵＶ）またはＤＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬ
-  パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置付けることができるように構成された第１位置決めデバイスＰＭに連結されている、支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴ
-  基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けることができるように構成された第２位置決めデバイスＰＷに連結されている、基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ
-  パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成されている、投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＬ
【００３９】
照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他の型の光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまな型の光学コンポーネントを含むことができる。
【００４０】
支持構造体は、パターニングデバイスを支えるもの、すなわちその重量を支持するものである。支持構造体は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているかいないかなどといった他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。支持構造体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができる架台またはテーブルであってもよい。支持構造体は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
【００４１】
本明細書において使われる「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフト特徴すなわちいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の任意のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
【００４２】
パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
【００４３】
本明細書において使われる「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
【００４４】
本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上記に言及したプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
【００４５】
リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
【００４６】
また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすような比較的高屈折率を有する液体、例えば、水によって基板の少なくとも一部を覆うことができる型のものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の、例えば、マスクと投影システムとの間の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。本明細書において使われている「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、どちらかといえば、露光中、投影システムと基板との間に液体があるという意味でしかない。
【００４７】
図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射ソースＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射ソースがエキシマレーザである場合、放射ソースとリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射ソースＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射ソースが水銀灯である場合、放射ソースは、リソグラフィ装置の一体型部品とすることもできる。放射ソースＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
【００４８】
イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
【００４９】
放射ビームＢは、支持構造体（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、けがき線アライメントマーク（scribe-lane alignment）として公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
【００５０】
例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。
【００５１】
１．  ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光領域の最大サイズによって、単一静止露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００５２】
２．  スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めるとよい。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００５３】
３．  別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かし、すなわちスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射ソースが採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００５４】
上述の使用モードの組合せおよび／または変形物、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００５５】
結像性能を評価し最適化するために、基板レベルでいくつかのセンサが使用される。これらには、透過型イメージセンサ（ＴＩＳ、図示されていない）、露光放射ドーズを測定するスポットセンサ（spot sensors）（図示されていない）、および集積レンズ干渉計（integrated lens interferometer）ＩＬＩＡＳ、図示されていない）などが含まれ得る。
【００５６】
透過イメージセンサは、レチクル（ＭＡ）と基板（Ｗ）の互いに対する６自由度（並進３自由度と回転３自由度）の位置を決めるために使用される。レチクル（ＭＡ）はレチクルマーク（Ｍ１）を含む。投影システム（ＰＳ）によって、レチクルマーク（Ｍ１）の像が、基板テーブル（ＷＴ）の中に置かれた透過イメージセンサ上に形成され、この像は放射ビーム（Ｂ）を用いて形成される。
【００５７】
透過イメージセンサが図２に示されている。透過イメージセンサは、透過および反射（または吸収）エレメント（例えば、クロム層中の透過パターン）を有する格子構造（１８）を備える。レチクルマーク（図示されていない）の像（図示されていない）が格子構造（１８）に焦点を合わせており、かつ格子構造（１８）に位置合わせされる場合、透過エレメントはこの像に一致する。フォトダイオードなどのディテクタ（２４）は、格子構造（１８）の裏側に位置付けられ、当該ディテクタ（２４）は、格子構造（１８）の裏側の放射強度を測定するように構成される。
【００５８】
像が格子構造（１８）に焦点を合わせされており、かつ格子構造（１８）に位置合わせされている場合、すべての放射が格子構造（１８）を通過し、その結果、ディテクタ（２４）にて最高強度が測定される。像が格子構造（１８）に焦点を合わせておらず、また格子構造（１８）に位置合わせされていない場合、放射の一部は反射（または吸収）エレメントにこぼれ落ち、ディテクタ（２４）によって測定される格子構造（１８）の裏側の強度は低くなる。
【００５９】
レチクル（図示されていない）と基板テーブル（図示されていない）との間のいくつかの相対位置において、レチクルマーク（図示されていない）と格子構造（１８）を通過した放射の強度はディテクタ（２４）によって測定され、測定強度が最高である位置を見つける。この相対位置が、透過イメージセンサの格子構造（１８）に焦点を合わせ、かつ格子構造（１８）に位置合わせされているレチクルマークに一致する。
【００６０】
図１を用いて説明される別の実施形態も可能である。例えば、レチクル（ＭＡ）を定めるべく、基板テーブル（ＷＴ）に対してマスクテーブル（ＭＴ）を位置合わせするために、マスクテーブル（ＭＴ）上にマークを設けてもよく、またはマスクテーブル（ＭＴ）上の基準部分（図示されていない）にマークを設けてもよい。
【００６１】
基板テーブル（ＷＴ）に対するレチクル（ＭＡ）の回転を決めるためには、いくつかのマークがレチクル（ＭＡ）上またはマスクテーブル（ＭＴ）上にあってよく、またはいくつかの基準部分がマスクテーブル（ＭＴ）上にあってよく、そして基板テーブル（ＷＴ）上にいくつかの格子構造があってもよい。
【００６２】
他の実施形態によると、投影システム（ＰＳ）を認定する（qualify）ために、複数のマークがレチクル（ＭＡ）上にまたはマスクテーブル（ＭＴ）上にあってもよく、または複数の基準部分がマスクテーブル（ＭＴ）上にあってもよい。これは例えば、格子構造（図示されていない）とディテクタ（図示されていない）を用いてレチクル（ＭＡ）上のいくつかのレチクルマーク（Ｍ１、Ｍ２）の像の位置を一つ一つ測定し、かつ測定した位置同士の距離を、レチクル（ＭＡ）上のいくつかのマーク（Ｍ１、Ｍ２）の距離と比較することによって、投影システム（ＰＳ）の倍率を決めることによって行ってよい。あるいは、投影システム（ＰＳ）のスケーリングを測定することができる。瞳面、コマ収差、球面収差、非点収差および像面湾曲などの特性を測定するために異なる投影像と組み合わせて、異なる照明設定を使用する。
【００６３】
図２の各エレメントの詳細な構造は、検出されるべき放射の特性に依存する。
【００６４】
図２では、格子構造（１８）は、水晶センサ本体（２０）の上部に、すなわち投影システムとしての本体と同じ側に支持されている。好ましくは、透過イメージセンサが、すべての照明設定（シグマ、レンズＮＡ、すべてのマスク（バイナリ、ＰＳＭなど））の影響を測定可能であるので、格子構造（１８）の小さい線幅が好適である。
【００６５】
その一方、ディテクタ（２４）は、センサ本体（２０）内に、または投影システム（図示されていない）に面していない方のセンサ本体（２０）の側に形成された凹面域内に配置されてよい。
【００６６】
図２の透過イメージセンサの例は、ＤＵＶ放射で使用するためのものである。格子構造（１８）は、スパッタリングで基板上に堆積された薄いクロム層への電子ビーム（e-beam）リソグラフィおよびドライエッチング技術によって実現される。格子構造（１８）中の透過エレメントに向かって投影されたＤＵＶ光は、透過プレート（４）（水晶または溶融石英であってよい）によって透過され、その下にある発光材料（２２）もしくは「蛍光体」に当たる。発光材料（２２）は、例えばセリウムでドープされた（doped）イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）などの、希土類イオンでドープされた結晶材料のスラブ（slab）からなるものでよい。発光材料（２２）の主な目的は、ＤＵＶ放射をより簡単に検出可能な可視放射に変換し、その後例えばフォトダイオードなどのディテクタ（２４）によって検出されるようにすることである。蛍光体（２２）によって吸収されず、可視放射に変換されなかったＤＵＶ放射は、ディテクタ（２４）に達する前に、例えばＢＧ−３９またはＵＧフィルタ（２６）などによって濾過されてもよい。透過イメージセンサの中で屈折率整合流体を使用せずに、透過プレート（４）の裏面（２８）と発光材料（２２）との間のギャップに空気が存在してもよい。発光材料（２２）と、フィルタ（２６）と、ディテクタ（２４）とは、センサハウジング（２５）の中に取付けられる。センサハウジング（２５）の中に取付けられるコンポーネントの間のギャップには空気が存在してもよい。空気が存在することにより、放射の伝播を妨げるいくつかの空気／材料／空気のインタフェースが生じる。
【００６７】
異なる屈折率の媒体間の境界では、入射放射の一部がセンサから反射し、失われる可能性がある。光学的に滑らか（optically smooth）な表面の場合は、これが起こる程度は、放射の入射角と、その媒体の屈折率の差に依存する。「臨界角」（従来、直入射から計測される）でまたはそれ以上の角度で入射する放射の場合は、全反射が起こる可能性があり、センサの後のエレメントへの信号の深刻な損失につながる。これは、放射が高い平均入射角となり得る高ＮＡシステムで特に問題になるかもしれない。高い屈折率の媒体と空気とのインタフェースを避けるために、格子構造（１８）とディテクタ（２４）の間の領域から空気を排除する、いくつかの配置が可能である。
【００６８】
部分反射および全反射による損失に加えて、吸収によっても、光学的に滑らかでないインタフェースからの分散と同様に、フォトセルに達する放射の強度が大きく減ずるかもしれない。
【００６９】
先行技術の配置で感度の低下に大きく影響しているのは、放射が放射検出エレメントの最後のエレメントに達する前であっても、センサから放射が損失するということである。上記のように、放射は、粗面からの分散、またはディテクタ内のインタフェースでの全反射または部分反射によって損失するかもしれない。あるいは、酸素と水を含むエアギャップにより、通過する放射をかなり吸収する可能性もある。
【００７０】
ＤＵＶ放射と発光から生ずる放射の経路を考慮すると、上記の配置（図２を参照）で放射が失われる可能性が高い領域を特定することが可能である。
【００７１】
その第１領域は、ＤＵＶ放射がクロム層（２）の格子構造（１８）と透過プレート（４）を通過した後に達する、透過プレート（４）の裏面（２８）である。ここで表面は、ドリル加工ような機械的な手段によって形成されるため、放射の波長程度の粗さになることは避けられない。したがって放射は分散し、透過プレート（４）に戻るか、発光材料（２２）を通過して出るかして、損失するかもしれない。第二に、このインタフェースの後で、ＤＵＶ光は、光学的に滑らかな空気／ＹＡＧ：Ｃｅインタフェースに衝突し、特に高ＮＡシステムでは、屈折率不整合のために、そこでかなりの量の反射が起こるかもしれない。第三に、発光材料（２２）は、ランダムな方向に放射する。比較的高い屈折率のために、ＹＡＧ：Ｃｅ／空気の境界における全反射の臨界角は垂直面から約 ３３°であり（ＹＡＧ：Ｃｅとフィルタの間のギャップに空気が存在する）、これは、境界に入射する放射の大部分が、発光材料（２２）から発光材料（２２）の側壁を通過してセンサハウジング（２５）へと反射することを意味する。最後に、ディテクタ（２４）に向けられた発光の一部は、ディテクタの表面の空気／石英インタフェースを克服しなければならず、ここでまた、表面の粗さが、被検出信号の損失の原因となり得る。
【００７２】
図３は、上記の問題を解決する概略配置図と例示的な放射線の経路を示す。フィラーシート（filler sheet）３０（例えば光伝達プラスチックからできている）が、高い表面粗さまたは高い屈折率の不連続性を持つ空気／材料インタフェースにおける放射の散乱の効果を減らすために、部品と部品の間に挿入される。例えば、フィラーシート３０は、 ＤＵＶ放射、可視放射、または両方を透過するように配されてもよい。さらに、接している媒体間の最も効率的な屈折率整合をもたらすように、各フィラーシート３０の屈折率を調節してもよい。
【００７３】
フィラーシート（３０）は、透過プレート（４）の上に存在する液浸液（図示されていない）の屈折率と同じかそれより大きい屈折率を持つように配されてもよい。関連する複数のインタフェース（液浸液から透過プレート、そして透過プレートからフィラーシート）が互いに平行であり、かつ投影システムの軸に垂直である典型的な場合では、この状態は、内反射が透過プレート（４）からフィラーシート（３０）のインタフェースでは確実に起こらないようにする。仮にこれらのインタフェースを平行でなくする必要がある場合には、それに応じてフィラーシート３０の、より低い屈折率を高めることを選んでもよい。
【００７４】
フィラーシート３０の可能な実装においては、ＤＵＶセンサは、透過プレート４と、発光材料２２と、ディテクタ（この場合はフォトダイオード３８）とを含む（図３）。右手の図はフィラーシート３０を含み、比較のため、左手の図はフィラーシート３０を含んでいない。それぞれの場合において、矢印は、スタックを通過する光線経路の例を示しており、フィラーシートがない場合、内反射がＹＡＧ：Ｃｅ／ダイオードのインタフェースにて生じる。
【００７５】
基板レベルのセンサの光学コンポーネント（例えば、透過プレート、フィラーシート、 および／または発光層）の１つ以上が、外側面に内反射増強層を含んでもよい。この層は、外表面を粗面化するか、かつ／またはそれに金属層を塗布することによって形成することができる。この機能は、そうしなければ損失されたであろう放射を反射してセンサに戻す役割を果たす。
【００７６】
光伝達プラスチックは、プラスチックによって伝達される高エネルギー性のＤＵＶ放射のために、使用中に劣化するかもしれない。フィラーシート３０が光学的に粗い表面と接触している場合は、フィラーシート３０を変形させて、確実に表面の粗さに密に適合し（closely follow）、どんなに小さいエアポケットも残さないようにする必要があるかもしれない。これは、その表面にフィラーシート３０を機械的に圧縮することによって達成してもよい。フィラーシートを圧縮することは、 その表面を含む部分に損傷を与える可能性がある。あるいは、フィラーシート３０が表面の粗さに十分に適合するまで、フィラーシート３０を加熱してもよい。こうすることで、高温で起こる過剰な酸化または他の化学分解のために、センサにも損傷を与える可能性がある。最後に、製造許容誤差のために、同じ仕様を使って製造された２つのセンサのエアギャップの高さは、実際には同じではない。したがって、前もって特定の高さ（すなわち特定の厚さ）で製造されたフィラーシートは、エアギャップを満たさないため、放射はやはり損失するかもしれない。
【００７７】
できるだけ高い屈折率を持つように選択された流体、例えばフォンブリンを、充填材層として使用することも可能である。液体は、加熱や圧縮の必要なしに、粗面に自動的に適合する。フィラーシート（３０）の高さの違いは、適用する液体の量を変えることによって適応可能である。
【００７８】
液体が意図した位置に確実に維持されるようにすることは効果的である。なぜならば、透過イメージセンサは通常、第１ターゲット部分が照射された後で、第２ターゲット部分を投影システムの下に運ぶために、例えばステッピングしながら、高速で動く基板支持テーブルに取付けられるからである。液体を適切に収容しないと、液体は、そのような動きの間に望ましい場所から流れ出てしまうであろう。
【００７９】
製造許容誤差がフィラーシート（３０）の高さの差異の原因になるので、フィラーシートに液体を収容するように設計されたシールが、この差異を説明しなければならない。したがって、フレキシブルシールの使用が提案される。しかし、フレキシブルシールは、ガス漏れする分子で構成される。リソグラフィ装置でこの種の分子がガス漏れすることは、機械の望まない汚染を引き起こすため、実際には使用されない。また、シールは、透過プレート（４）から発光材料（２２）へ、または発光材料（２２）とフォトダイオード（３８）から、力を移動するかもしれない。このような力の移動は望ましくない場合がある。
【００８０】
図４で示される本発明の一実施形態によると、液体（３０）が透過プレート（４）の裏面と発光材料（２２）の間に適用される。透過プレート（４）の裏面が第１面（２８）を形成し、第１面（２８）に面する発光材料（２２）の面が、第２面（２９）を形成する。第１面（２８）と第２面（２９）は、対向する１対の面を形成する。第１面（２８）と第２面（２９）は密接に位置しているので、液体（３０）は、第１面（２８）と第２面（２９）によってもたらされる毛管力によって収容される。これは、第１面（２８）と第２面（２９）の距離が近ければ近いほど、両面の間に収容される液体の量が少ないからである。センサが第１面に平行に、すなわち横向きに加速する場合、液体を引っ張る力は、液体の質量と比例関係にある。このような加速は、リソグラフィ装置の基板テーブル（図示されていない）に含まれるセンサで頻繁に起こる。センサが上記のように加速されても、毛管力は、液体（３０）を収容するように働く。よって、第１面（２８）と第２面（２９）の距離が小さければ小さいほど、液体（３０）を収容するのに十分大きい毛管力となるのが早くなる。
【００８１】
類似の方法で、発光材料（２２）とフォトダイオード（３８）が、第１面（２８）と第２面（２９）を形成し、両面の間の液体（３０）に毛管力をもたらすように配することができることは明らかである。
【００８２】
本発明の一実施形態では、フォンブリンが液体として選択される。他の液体、例えばテトラフルオロエチレンのグループと水からなる液体も使用できる。液体が固定される領域の距離は、液体の選択と、第１面と第２面の表面の状態によって選択され、例えば、１〜０．００１ｍｍである。
【００８３】
通常の製造過程では、図５で示されるように、液体（３０）は、第１面（２８）と第２面（２９）の間の空間の一部だけを満たすだけしか供給されない。液体（３０）の優先位置は、透過プレート（４）の第１面（２８）が、第１面（２８）の所定の第１領域（２８１）を介して毛管力をもたらすように配されるときに決定する。図５の側面図では、液体（３０）は第１領域（２８１）に対応する位置にあり、第１領域（２８１）は円対称である。第１領域に対応する液体（３０）は、第１面（２８）と発光材料（２２）の第２面（２９）との毛管力によって第１面（２８）と発光材料（２２）の第２面（２９）との間に収容され、一方、第１領域（２８１）に対応しない位置にある液体は、毛管力によって収容されない。
【００８４】
図６は、本発明を適用しているセンサの一例の側面図を示す。この例では、透過プレート（４）の第１面（２８）は、第１領域（２８１）に突出部（５０００）を有している。突出部（５０００）は第２面（２９）に向かって突出しており、円対称である。発光材料（２２）の第２面（２９）に向かって突出することによって、第１面（２８）と第２面（２９）の距離は小さくなり、毛管力によって収容される液体の質量は減少する。これは、液体（３０）が突出部（５０００）の突出領域（２８２）と接触する場合に明らかである。突出領域（２８２）と第２面（２９）の距離（６０００）は、突出部の外側の第１面（２８）と第２面（２９）の距離（６００１）よりも小さい。
【００８５】
図７は、本発明によるセンサのもう一つの例の側面図を示す。この例では、突出領域（２８２）は第１領域（２８１）と一致するので、透過プレート（４）の第１面（２８）と発光材料（２２）の第２面（２９）の間の液体（３０）は、突出部（５０００）と第２面（２９）の間に存在する場合いつでも、毛管力の影響を受ける。言い換えると、第１面（２８）に沿った突出部（５０００）の位置が、液体（３０）のどこに毛管力がもたらされるかを決定する。やはり、第１領域（２８１）は円対称である。
【００８６】
図７では、第１面（２８）と第２面（２９）の距離は、突出領域全体にわたって一定である。したがって、突出領域（２８２）自体では、液体（３０）にとって好ましい位置は特にない。そのような一定の距離を得る方法の１つとしては、突出領域（２８２）が実質的に平らであってもよい。同様に実質的に平らな第２面（２９）を持つことによって、突出領域（２８２）と第２面（２９）が平行であれば、距離は、突出領域（２８２）全体にわたって一定である。実質的に平らな表面は、研磨によって比較的容易に得ることができる。平行な位置決めは、透過プレート（４）と発光材料（２２）の両方の穴を通過したガイドポール（図示されていない）によって比較的容易に手に入れることができる。
【００８７】
本発明によるセンサは、円形境界（Ｅ）のある突出部（５０００）を有してもよい。これは図８に示され、第１領域（２８１）を有する第１面（２８）を備えた透過プレート（４）と、第２面（２９）を備えた発光材料（２２）との側断面図である。第１領域（２８１）は、第２面（２９）に面する湾曲した表面を持つ突出部（５０００）を有する。この湾曲は、突出部（５０００）の中央部（２８２１）において、突出部（５０００）から第２面（２９）への距離が、境界（Ｅ）における距離よりも小さくなるようになっている。両面の間の距離が小さいほうが、毛管力によって水（３０）をより良く収容できるので、水（３０）は、縁部よりも、突出部（５０００）の中央部（２８２１）でよく収容される。よって、突出部（５０００）の突出部が、水（３０）にとって優先位置となる。他方、突出領域（２８２）は湾曲しているので、透過プレート（４）から第１面（２８）を介して水に通過する光学放射は屈折する。この屈折を、放射を調整するために使用することができる。
【００８８】
突出領域（２８２）は、境界（Ｅ）までは延びない。したがって、突出部（５０００）内部のどの位置も、境界（Ｅ）からある距離をおいている。言い換えると、境界（Ｅ）から離れている。湾曲のために、突出部（５０００）内部のどの位置でも、突出領域（２８２）と第２面（２９）の距離は、突出部の境界（Ｅ）における突出部（５０００）と第２面（２９）の距離よりも小さい。
【００８９】
境界は円形である必要はなく、正方形、矩形などでもよいことは明らかである。
【００９０】
突出部（５０００）は、突出部（５０００）の中央部（２８２２）において、突出部（５０００）から第２面（２９）の距離が境界（Ｅ）においてよりも大きくなるような、湾曲を持っていてもよい。これは図９で示され、センサは、第１領域（２８１）を備えた第１面（２８）を有する透過プレート（４）を備え、かつ第２面（２９）を備えた発光材料（２２）を備える。突出部（５０００）は第１領域（２８１）にあり、突出領域（２８２）を有する。突出部（５０００）の中央部（２８２２）は、突出領域（２８２）にある。突出部（５０００）の湾曲は、突出部（５０００）を通過する放射を屈折させるために使用してもよい。
【００９１】
当然のことながら、突出領域（２８２）が境界（Ｅ）まで延びない場合は、突出領域（２８２）のあらゆる位置で、第２面（２９）までの距離は、境界（Ｅ）における突出部（５０００）から第２面（２９）までの距離よりも小さい。突出領域（２８２）のあらゆる位置が境界（Ｅ）から離れており、また湾曲であるために、突出領域（２８２）のあらゆる位置において、突出領域（２８２）と第２面（２９）の距離は、突出部の境界（Ｅ）における突出部（５０００）と第２面（２９）の距離よりも大きい。これは、突出領域（２８２）のあらゆる位置の毛管力と比較して、境界（Ｅ）における毛管力が、水（３０）を収容するための改良された能力を有することを意味する。突出部（５０００）の中央部から離れれば離れるほど、水（３０）が突出部から流れ出るのを防ぐ毛管力の能力が大きくなる。
【００９２】
本発明によるセンサでは、センサは、透過プレート（４）の第１面（２８）と発光材料（２２）の第２面（２９）との間の空間を完全には満たさない程度の量の水などの液体（３０）を含む。これは、図１０に示されている。センサは、第１面（２８）と第２面（２９）の間の所定の位置にある光学ボリューム（３０１）を介して測定されるべき光学放射を伝達するように配される。第１面（２８）と第２面（２９）の間の空間全体が液体（３０）で満たされるわけではないが、最適な状況では、光学ボリューム（３０１）全体が、前述の理由で光損失を防ぐために液体（３０）によって満たされる。液体（３０）の残りは、オーバーフローボリューム（３０２）の中にある。オーバーフローボリューム（３０２）と光学ボリューム（３０１）は、光学ボリューム（３０１）の外周を形成する仮想第１接続領域（３０１１）を介して接触する。オーバーフローボリューム（３０２）は、第１面（２８）と第２面（２９）によって画定され、外周（３０２１）を有する。第１接続領域（３０１１）とオーバーフローボリュームの外周（３０２１）は、円筒形をしている。したがって、光学ボリューム（３０１）は円対称な円盤状であり、オーバーフローボリュームは輪状である。オーバーフローボリューム（３０２）では、毛管力は、光学ボリューム（３０１）よりも小さい。液体（３０）の量は、光学ボリューム（３０１）とオーバーフローボリューム（３０２）の両方を同時に満たすほど十分ではない。したがって、オーバーフローボリューム（３０２）の一部（３０２２）は、液体（３０）を含まない。液体（３０）は、オーバーフローボリューム（３０２）ではなく光学ボリューム（３０１）の中に優先的に存在するが、これは、毛管力がオーバーフローボリューム（３０２）よりも光学ボリューム（３０１）のほうが大きいからである。言い換えると、液体（３０）がオーバーフローボリューム（３０２）を完全に満たし、光学ボリューム（３０１）を部分的にしか満たさなかったとすると、液体（３０）は、光学ボリューム（３０１）が完全に満たされるまで、オーバーフローボリューム（３０２）から第１接続領域（３０１１）を通って光学ボリューム（３０１）まで流れるであろう。光学ボリューム（３０１）が再び完全に満たされると、オーバーフローボリューム（３０２）から光学ボリューム（３０１）に流れる液体（３０）はなくなり、安定した状態が得られる。
【００９３】
光学ボリューム（３０１）とオーバーフローボリュームの望ましい形状はどのようなものでもよいことは読者には明らかであろう。例えば、光学ボリュームは、第１面（２８）から見たときに矩形でも正方形でもよい。
【００９４】
さらなる利点を有する本発明の一実施形態が、図１１に示されている。図１１は、 第１面（２８）を有する透過プレート（４）と、第２面（２９）を有する発光材料（２２）とを示している。透過プレート（４）と発光材料（２２）は、リソグラフィ装置で使用できるセンサの第１部材と第２部材である。センサは、第１領域（２８）の第１領域（２８１）を介して液体（３０）に毛管力をもたらすように配される。センサは、第１面（２８）の光学領域（２８４）を介して光学放射を伝達するように位置付けられた格子構造（１８）を有するクロム層（２）を備える。光学領域（２８４）の外側では、光学放射は第１面（２８）に衝突しない。光学領域は、円対称である。毛管力の効果を高めるために、第１領域（２８１）は、光学領域（２８４）の周りに輪を形成するバリヤ領域（２８５）をさらに含む。バリヤ領域（２８５）は、光学領域（３０）よりも液体（３０）に大きな毛管力をもたらす。バリヤ領域（２８５）によってもたらされる毛管力は、センサが第１面（２８）に平行に、すなわち横方向に加速されるときでも、液体（３０）を収容するのに十分強い。これは、光学領域（２８４）によってもたらされる毛管力が、加速の間に液体（３０）を収容するために不要であることを意味する。光学領域（２８４）は、光学性能が最適化される。例えば、光学領域（２８５）は、非反射コーティング（図示されていない）で処理される。また、光学領域（２８４）と第２面の距離がバリヤ領域（２８５）（図示されていない）における距離と比較して大きいと、光学性能がより良いかもしれない。一方、バリヤ領域を介して放射は転送されないので、バリヤ領域は、光学的な要件に従う必要がない。バリヤ領域は、毛管力をもたらすように最適化することができる。例えば、第２面（２９）に非常に近い距離に位置付けられてもよい。また、バリヤ領域は、第１処理領域（２８６）では、親水性コーティングで処理されてもよい。バリヤ領域（２８５）の第１処理領域（２８６）における親水性コーティングは、液体（３０）としての水を収容する力を増やす。あるいは、親水性コーティングは、第２の対向する面、すなわち発光材料（２２）、または対向する両方の面に適用できることが理解される。
【００９５】
あるいは、第１領域（２８１）の外側の第２処理領域（２８７）には、疎水性コーティングが施される。疎水性コーティングは水をはじく。第１領域（２８１）には疎水性コーティングは施されない。したがって、液体（３０）として水を使用することによって、液体（３０）を収容する力は、第１領域（２８１）のほうが、第２処理領域（２８７）よりも強くなる。この例では、光学領域は、第２処理領域（２８７）ではなく第１領域（２８１）にあるので、光学放射は疎水性コーティングを通過しない。このコーティングは光学的な要件を満たす必要がないので、幅広い疎水性コーティングから選ぶことができるという利点がある。あるいは、疎水性コーティングと親水性コーティングの両方を組み合わせて、対向する両面のうちの少なくとも１つの面に施す。
【００９６】
液体（３０）をはじいたりまたは引きつけたりするための別の表面処理も可能である。例えば、表面粗さを変えることも可能である。
【００９７】
本発明のもう一つの実施形態が図１２に示されている。センサは、第１面（２８）（裏面）を有する透過プレート（４）と、第２面（２９）を含む発光材料（２２）とを備える。センサは、液体（３０）を含む。第１面（２８）と第２面（２９）は、第１面（２８）に平行な期待される加速によって、液体（３０）が流れ出るような距離にある。これを克服するために、中板（４２）が第１面と発光材料（２２）の間に挿入される。中板（４２）は、第１面（２８）に面する第３面（４３）を含む。第２面（２９）に面する中板（４２）の表面が、第４面（４４）を形成する。液体（３０）（例えば水）が第１面（２８）と第２面（２９）の間に毛管力によって収容される、すなわち水の位置が毛管力によって固定される。透過プレート（４）と中板（４２）の間の液体（３０）に対する毛管力は、第１面（２８）と第３面（４３）によってもたらされる。中板（４２）と発光材料（２２）の間の液体（３０）に対する毛管力は、第２面（２９）と第４面（４４）によってもたらされる。これは、第１面（２８）と第２面（２９）の間の材料に対する毛管力全体が、第３面（４３）と第４面（４４）によってもたらされる毛管力によって増強されることを意味する。したがって、毛管力は、中板（４２）が存在しない場合よりも、第１面（２８）と第２面（２９）の間により多くの材料を収容することができる。中板（４２）の材料の単位体積あたりの重量は、液体（３０）の単位体積あたりの質量よりも小さいので、毛管力によって収容される材料の質量全体が減少する。これにより、第１面（２８）に平行な加速力に対して、さらに毛管力の影響を与えることになる。
【００９８】
一実施形態では、中板（４２）は、正レンズとして機能するように、第１面（２８）に面する湾曲した第３面（４３）と第２面（２９）に面する湾曲した第４面（４４）を有する中間部分（図示されていない）によって置き換えられる。あるいは、中板（４２）は縁部に凹みを有する。
【００９９】
図１３で示される本発明の一実施形態では、第１面（２８、図示されていない）と第２面（２９）の距離が大きすぎて、第１面（２８）と第２面（２９）自体の間にもたらされた毛管力によって液体（３０）を収容することができない。複数の球形の中間体（４５）が第１面（図示されていない）と第２面（２９）の間に挿入される。図１３は、第１面（２８）から見た球形の中間体（４５）の上面図である。複数の球形の中間体（４５）は円を形成する。球形の中間体（４５）と中間体（４５）の間には小さな空間がある。あるいは、球形の中間体（４５）は互いに接している。透過プレート（４）の裏面（２８）と発光材料（２２）の間、そして円内の空間は水（３０）で満たされている。球形の中間体（４５）と中間体（４５）の間の空間は非常に小さいので、球形の中間体（４５）の間の空間に入る水（３０）は、毛管力によってその空間に収容される。球形の中間体（４５）と、第１面（２８）と第２面（２９）のそれぞれとの間に形成された空間は、同様に毛管力によって水（３０）を含む。あるいは、中間体（４５）は、円筒形など、球形以外の形状を有してもよい。あるいは、追加の中間体（４６）も、円によって形成された領域に存在してもよい。これは、水（３０）が円の縁部の中間体（４５）を通過して流れる前に、追加の力を水（３０）にかけなければならないという利点がある。円の中の球形の追加中間体（４６）は、円の縁部の中間体（４５）と同様に、中間体と第１面（２８）と第２面（２９）の間に、毛管力を引き起こす。あるいは、中間体（４５）は、円形ではなく、任意の形状をした閉じた輪郭に置かれる。センサは、光学領域（２８４）を介して測定されべき光学放射を伝達するように配される。完全な光学領域（２８４）を構成するように任意の形状が選ばれる。
【０１００】
さらに、中間体（４５）と追加中間体（４６）が中板（４２）と組み合わせて使用される。これは、図１４に示される。透過プレート（４）の第１面（２８）と発光材料（２２）の第２面の間、そして中板（４２）の脇に中間体（４５）を置くことによって、毛管力の働きが増強される。中板（４２）の縁部の水（３０）も、中間体（４５）の毛管力を受け、水（３０）の位置を固定する。例えば、中板（４２）は円盤状であり、中間体（４５）は球形であるため、複数の中間体（４５）は中板（４２）の周りに円を形成する。複数の中間体（４５）は互いに密接に位置しているため、中間体（４５）同士の間の空間内の液体（３０）は毛管力によって所定の位置に維持される。１つ以上の追加中間体（４６）（例えば球形）が、透過プレート（４）の裏面（２８）と中板（４２）の間にある。あるいは、１つ以上の追加中間体（４６）が、第２面（２９）に面する中間体（４２）の第４面（４４）と第２面（２９）の間にある。あるいは、１つ以上の追加中間体（４６）が、第１面（２８）と第３面の間にあり、１つ以上の追加中間体（４６）が第４面（４４）と第２面（２２）の間にある。
【０１０１】
図１４では、光学領域（２８４）は光学ボリューム（３０１）に対応し、バリヤ領域（２８５）はオーバーフローボリューム（３０２）に対応する。センサは、測定すべき光学放射が光学領域（２８４）と光学ボリューム（３０１）を介してのみ伝達されるように、クロム層（２）の格子構造（１８）を含む。追加中間体（４６）は、測定すべき光学放射に対して透過的でない。１つ以上の追加中間体（４６）がオーバーフローボリューム（３０２）の中にあるので、これは問題ではない。測定すべき光学放射は、光学ボリューム（３０１）のみを通過するので、追加中間体（４６）の影響は受けない。それでもなお、１つ以上の追加中間体（４６）は、水（３０）への毛管力を高める。
【０１０２】
さらに、図２の透過センサでは、非フレキシブル漏止シールを、センサハウジング（２５）と、透過プレート（４）に垂直な水晶センサ本体（２０）の壁との間に取付けてもよい。これらの壁の間には、発光材料（２２）と透過プレートの裏面（２８）の間よりも空間があるかもしれない。さらに、この方向の許容誤差は、かなり低いかもしれない。これは、透過プレートの裏面（２８）に面している発光材料（２２）の表面の位置が、センサハウジング（２５）の製造許容誤差と位置許容誤差、発光材料（２２）の製造許容誤差と位置許容誤差などのいくつかの許容誤差に依存するからである。センサハウジング（２５）と、透過プレート（４）に垂直な水晶センサ本体（２０）の壁の間の許容誤差は、センサハウジング（２５）のみの製造許容誤差と位置許容誤差に依存する。このため、非フレキシブル漏止シールを適用できる。液体が気化またはガス漏れするかもしれないので、シールがあることが望ましいかもしれない。これによって、センサにはフィラーシートがなくなるので、高いＮＡ放射に使用するのには適さないであろう。また、リソグラフィ装置では、ガスは非常に純粋でなければならない。センサ内の液体の蒸気によって、機械の何らかのプロセスまたはコンポーネントに劣化が起きるかもしれない。例えば、センサハウジング（２５）と水晶センサ本体（２０）の壁の間の開口部を完全には充填しない、非フレキシブル漏止シールを適用する可能性も考えられる。よって、開口部は非常に小さくなり、気化を許容レベルにすることができる。液体の気化のほうが、フレキシブルシールの分子のガス漏れよりも許容できることに注意しなければならない。
【０１０３】
上記の実施形態は、透過プレート（４、 図２）の裏面と発光材料（２２、図２）の間に固定された液体について説明したが、当然のことながら、本発明は、液体を他の位置に、例えば発光層（２２、図３）とディテクタ（３８、図３）の間などに固定しても具現化可能である。
【０１０４】
本発明の一実施形態は、フィールドポイント（field point）ごとにリソグラフィ装置の投影システムのレンズ収差を測定するために使用される、集積レンズ干渉計を備える。集積レンズ干渉計は、シアリング干渉分光法（shearing interferometry）の原則に基づく波面センサであり、ソースモジュールとセンサモジュールとを含む。ソースモジュールは、投影システムのオブジェクト面（object plane）に置かれたパターン付きクロム層を有し、クロム層の上に追加の光学コンポーネントが設けられている。ソースモジュールは、投影システムの瞳面全体に放射の波面を提供する。センサモジュールは図１５に示され、投影システム（図示されていない）の画面に置かれるパターン付きクロム層（１５２）を有する。パターン付きクロム層（１５２）は、透過プレート（１５４）（この場合はガラス）によって支持される。あるいは、透過プレート（１５４）は石英から作ることもできる。量子変換層（quantum conversion layer）（１５６）は、カメラチップ（１５８）のすぐ上に置かれ、カメラチップは放射検出エレメントである。カメラチップ（１５８）は、パターン付きクロム層（１５２）の裏側の少し離れた位置で、基板（１５１０）上に取付けられる。基板（１５１０）は、スペーサ（１５１２）を介して透過プレート（１５４）に接続される。結合線（１５１４）は、放射検出エレメントを外部の器具に接続する。あるいは、放射検出エレメントはバンプ（bump）を介して外部の器具に接続される。センサモジュールにおけるパターン付きクロム層が、互いに干渉してインターフェログラムをもたらすいくつかの回折次数に、放射を回折する。インターフェログラムは、カメラチップ（１５８）で測定される。投影レンズの収差は、測定されたインターフェログラムに基づいてソフトウェアによって決定できる。
【０１０５】
透過プレート（１５４）と同じ材料または類似の光学特性のフィラーシート（１５１６）が、透過プレート（１５４）と量子変換層（１５６）の間に挿入される。フィラーシート（１５１６）と量子変換層（１５６）の間には小さなギャップが残る。その小さなギャップはフォンブリン（１５３０）を含む。あるいは、水などの他の液体を使用してもよい。この実施形態の利点は、放射が全く吸収されないことである。同時に、フィラーシート（１５１６）と量子変換層（１５６）の間のギャップによって、フィラーシート（１５１６）が量子変換層（１５６）に圧力をかけすぎず、よって製造許容誤差によってカメラチップ（１５８）にも圧力をかけすぎない。量子変換層（１５６）に、ひいてはカメラチップ（１５８）に圧力をかけすぎると、測定が妨害される。この圧力は、フィラーシート（１５１６）が量子変換層（１５６）と直接接するように設計されている場合に生じることになり、製造許容誤差のために、スペーサ（１５１２）の高さは、フィラーシート（１５１６）と、量子変換層（１５６）と、カメラチップ（１５８）とを組み合わせた高さよりも小さくなってしまうだろう。同様にこの状況では、一方のスペーサ（１２）と基板（１５１０）の接続と、他方のスペーサ（１５１２）と透過プレート（１５４）の接続は、製造許容誤差のために、高い引張力にさらされない。
【０１０６】
液体のガス漏れと気化によるリソグラフィ装置の汚染を防ぐために、スペーサ（１５１２）は円筒である。この円筒は、非フレキシブル漏止シールによって透過プレート（１５４）と基板（１５１０）に接続される。漏止シールで液体のガス漏れと気化を防ぐことは、センサが液体のない状態になるのを防ぐのに効果的である。液体がなくなると、センサは、高ＮＡ放射への使用に適しなくなる。
【０１０７】
本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造といった他の用途を有することは、明らかである。当然のことながら、そのような別の用途においては、本明細書で使われている「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義とみなされ得る。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、積層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【０１０８】
光学リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されたパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストを硬化させることができる。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
【０１０９】
本明細書で使われている「放射」および「ビーム」という用語は、紫外光（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外光（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
【０１１０】
「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含むさまざまな種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは組合せを指すことができる。
【０１１１】
本発明を用いたセンサは、リソグラフィ投影装置などのリソグラフィ装置で使用するために設計することができることを、当業者は理解するであろう。当該センサの設計中に、例えばガス漏れについて透過プレート（４、１５４）の材料をチェックしてもよく、かつ当該材料は厳しい熱膨張要件を満たしてもよい。また、投影システムと基板テーブルとの間に使われる液浸液との適合性について、パターン付きクロム層（２、１５２）をチェックしてもよい。このようなセンサのデザインは、一般的にＭＴＢＩ（平均割込み間隔（mean time between interrupts））およびＭＴＢＦ（平均故障間隔（mean time between failure））の基準を満たし、かつ特定された時間内に修理または交換することができる。このような配慮すべては、リソグラフィ装置で使用可能なセンサにとっては普通のことである。
【０１１２】
本発明が、本発明の精神または本質的特性から逸することなく、他の特定の形態で具現化され得るということを、当業者は理解するであろう。従って、現在開示されている実施形態は、あらゆる点で制限的ではなく、例示的とみなされる。例えば、液体は、センサに含まれるその他の適切な液体のみならず、屈折率整合液（index matching liquid）であり得る。液体は例えば、水またはフォンブリンであり得る。本発明の範囲は、上述の説明よりもむしろ添付の請求項によって示され、当該請求項の同等物の意味および範囲内となるすべての変更は、当該請求項に受入れられることが意図されている。例えば、本発明からの利益を高めるために、上記の複数の例の組み合わせを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置の図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかるセンサの側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態にかるＤＵＶセンサのいくつかの部材の概略配置を示している。
【図４】図４は、本発明の一実施形態にかかる第１部材および第２部材の側面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態にかかる第１部材および第２部材の側面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態にかかる突出部を有する第１部材の側面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態にかかる突出部を有する第１部材の側面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態にかかる曲面突出部を有する第１部材の側面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態にかかる曲面突出部を有する第１部材の側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態にかかる光学ボリュームとオーバーフローボリュームの中の液体の側面図である。
【図１１】図１１は、光学領域を有する第１部材と第２部材の側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態にかかる中板を有するセンサの側面図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態にかかる中間体を有するセンサの断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態にかかる中板と中間体とを有するセンサの側面図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態にかかる波面センサのセンサモジュールの側面図である。
【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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【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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