光刻装置和器件制造方法.pdf

一种光刻装置，其包括：配置成可调节辐射光束的照射系统；构造成支撑构图部件的支撑结构，该构图部件能够在辐射光束横截面赋予图案以形成带图案的辐射光束；构造成保持基底的基底台；配置成将带图案的辐射光束投影到基底的目标部分的投影系统，以及在基底高度的传感器，其包括辐射接收元件、支撑所述辐射接收元件的透明板和辐射检测装置，其中在基底高度的所述传感器布置成避免在所述辐射接收元件和所述辐射检测装置的最终元件之间的辐射损失。

1.  一种光刻装置，其包括：用于调节辐射光束的照射系统；构造成支撑构图部件的支撑结构，该构图部件能够给辐射光束横截面赋予图案以形成带图案的辐射光束；构造成保持基底的基底台；配置成将带图案的辐射光束投影到基底的目标部分的投影系统，以及在基底高度的传感器，其包括辐射接收元件、支撑所述辐射接收元件的透明板和辐射检测装置，
其特征在于在基底高度的所述传感器布置成避免在所述辐射接收元件和所述辐射检测装置的最终元件之间的辐射损失。

2.  如权利要求1所述的光刻装置，其中在基底高度的所述传感器包括一个或多个透明填料片。

3.  如权利要求2所述的光刻装置，其中所述填料片布置成避免在所述辐射接收元件和所述辐射检测装置的最终元件之间的气隙。

4.  如权利要求2或3所述的光刻装置，其中每个所述填料片布置成对通过填料片的辐射的主波长是透射的。

5.  如权利要求2至4中任何一项所述的光刻装置，其中每个所述填料片布置成使匹配周围介质的折射率最大化。

6.  如权利要求2至5中任何一项所述的光刻装置，其中将所述填料片定位为与光学上不光滑的元件表面接触并进行处理，从而符合所述表面粗糙度的轮廓。

7.  如权利要求6所述的光刻装置，其中所述填料片的所述处理包括使用机械压缩或加热变形。

8.  如权利要求1所述的光刻装置，其中所述透明板布置成在所述辐射接收元件和所述辐射检测元件之间连续延伸。

9.  如前述权利要求中任何一项所述的光刻装置，其中在基底高度的所述传感器的一个或多个光学元件包括在其外部侧表面上的内部反射增强层。

10.  如权利要求9所述的光刻装置，其中所述内部反射增强层包括与金属涂层结合的所述外部侧表面的粗糙深度。

11.  如权利要求2至10中任何一项所述的光刻装置，其中所述填充层的折射率可以布置成等于或大于浸液的折射率，所述浸液至少部分填充所述投影系统的最终元件和所述基底之间的空间。

12.  如前述权利要求中任何一项所述的光刻装置，其中所述辐射检测元件包括一个光电元件或者与发光层结合的光电元件。

13.  如权利要求1至11中任何一项所述的光刻装置，其中所述辐射检测元件包括适用于直接检测DUV辐射的光电元件。

14.  如权利要求1或2所述的光刻装置，其中在所述辐射接收元件和所述辐射检测装置的最终元件之间的所述气隙的宽度小于期望通过每个所述气隙的辐射的主波长。

15.  如前述权利要求中任何一项所述的光刻装置，其中所述辐射接收元件是光栅或具有小孔的元件。

16.  如前述权利要求中任何一项所述的光刻装置，其中所述填料片包括两个不同折射率的层，且在所述两层之间的界面处形成微透镜阵列。

17.  如前述权利要求中任何一项所述的光刻装置，其中还包括布置在所述辐射接收元件和所述辐射检测元件之间的衍射透镜。

18.  如前述权利要求中任何一项所述的光刻装置，其中还包括布置在所述辐射接收元件和所述辐射检测元件之间的微透镜。

19.  一种器件制造方法，包括以下步骤：提供至少部分涂覆有一层辐射敏感材料层的基底；使用辐射系统提供辐射投影光束；使用构图部件将图案赋予投影光束的横截面；将辐射带图案的光束投影到辐射敏感材料层的目标部分；在基底高度提供一个传感器，该传感器通过辐射接收元件接收辐射，并通过辐射检测元件检测所述辐射，
其特征在于，具有提供用于避免在所述辐射接收元件和所述辐射检测装置的最终元件之间的辐射损失的装置的步骤。

光刻装置和器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种光刻装置和制造器件的方法。
背景技术
光刻装置是一种将期望图象投影到基底上，通常是投影到基底的目标部分上的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，还可以称作掩模或中间掩模版的构图部件可产生形成在IC的一个单独层中的电路图案。该图案可以传送到基底(例如硅晶片)的目标部分上(例如包括一个或者多个管芯)。典型地传送图案是成像在基底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。一般地，单一的晶片包含相邻目标部分的整个网格，该相邻目标部分被逐个相继构图。已知的光刻装置包括所谓的步进器，其中通过将全部图案一次曝光目标部分上而辐射每一目标部分，和所谓的扫描装置，其中通过在投射光束下沿给定的参考方向(“扫描”方向)扫描图案、并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底台来辐射每一目标部分。还可以通过将图案压印在基底上将图案从构图部件输送给基底。
已经有人建议将光刻投影装置中的基底浸润在具有相对高的折射率的液体中例如水，从而填充投影系统的最终元件和基底之间的空间。由于在液体中曝光辐射具有更短的波长，因此能够对更小的特征成像。(液体的作用还可以认为是增加了系统的有效NA(数值孔径)以及增大了焦深)。还提出了使用其它的浸液，包括具有固体微粒(例如石英)悬浮于其中的水。
然而，将基底或基底和基底台浸没在液体池中(参见例如US4,509,852，此处将其全文引入作为参考)意味着在扫描曝光过程必须加速大的液体主体。这就需要附加的或更大功率的电动机，并且在液体中的紊流可能导致不期望的和不可预见的影响。
对于液体供给系统提出的一种解决方案是仅仅将液体提供到基底的局部区域上以及投影系统的最终元件和使用了液体密封系统(基底通常具有比投影系统的最终元件更大的表面面积)的基底之间。对此在WO99/49504中公开了一种建议的布置方式，该文件在此以全文引入并作为参考。如图2和3所示，优选地相对于最终元件沿基底的移动方向，通过至少一个入口IN将液体提供给基底，并且在其已经穿过了投影系统之后通过至少一个出口OUT除去液体。也就是说，当沿a-X方向在元件的下面扫描基底时，液体被提供到元件的+X侧并被吸收到-X侧。图2示出了示意性的布置，其中通过入口IN提供液体并通过一个与低压力源连接的出口OUT吸收到元件的另一侧。在图2中相对于最终元件沿基底的移动方向提供液体，尽管这样不是必须的。围绕最终元件设置的入口和出口的各种定位和数量是可能的，一个实例是在图3中示出的，其中在围绕最终元件的矩形图案中在任何一侧设置了四组入口和一个出口。
提出的另一个方案是为液体供给系统提供一个密封元件，该密封元件沿投影系统的最终元件和基底台之间的空间的边界的至少一部分延伸。在图4中示出了这种方案。该密封元件在XY平面大体上相对于投影系统静止，虽然其可在Z方向(在光轴的方向)有些相对移动。在该密封元件和基底的表面之间形成密封。优选地该密封是非接触的密封例如气密封。在欧洲专利申请No.03252955.4中公开了这种具有气密封的系统，其在此以全文引入并作为参考。
在欧洲专利申请No.03257072.3中公开了一种双或二个台浸润光刻装置。这种装置具有两个台以支撑基底。在一个台中没有浸液的第一位置进行液面测定，在一级中存在浸液的第二位置进行曝光。或者，该装置只有一级。
在基底高度使用多个传感器以评价成像性能和使成像性能最优化。这些传感器可以包括传送图象传感器(TIS)，用于测量曝光辐射量的点传感器和在扫描仪上的积分透镜干涉仪(ILIAS)。下面描述TIS和ILIAS。
TIS是一种用于在掩模(中间掩模版)高度的标记图案的已投影空间象的在基底高度的测量位置的传感器。在基底高度投影的图象可以是线图案，其线宽度与曝光辐射的波长相应。TIS使用在其下方具有光电元件的传输图案测量这些掩模图案。该传感器数据可以用于测量掩模相对于基底台在六个自由度(三个平移和三个旋转)地位置。此外，可以测量投影的掩模的放大倍率和缩放比例。由于优选地传感器能够测量图案位置和所有照射配置(∑粒子、透镜NA、所有的掩模(二进制的、PSM等等))的影响，因此优选小的线宽度。TIS还可以用于测量工具的光学性能。可以使用不同的照射配置结合不同的投影图象来测量诸如光瞳形状、彗形象差、球面像差、象散现象、场曲率的特性。
ILIAS是一种可以进行有关等于高阶透镜相差的静态测量的干涉仪波前测量系统。该系统可以作为用于系统初始化和校准的积分测量系统来实现。或者，该系统可以用于“根据要求(on-demand)”监测和重新。
在具有高NA的系统中，特别是在浸润系统中，已经发现在基底高度的常规传感器具有较低的灵敏度。
发明内容
因此期望在基底高度提供一种具有高灵敏度的传感器，该传感器可适合于在高NA系统中使用。
根据本发明的一个方面，提供一种光刻装置，其包括：用于调节辐射光束的照射系统；构造成支撑构图部件的支撑结构，该构图部件能够在辐射光束横截面赋予图案以形成带图案的辐射光束；构造成保持基底的基底台；配置成将带图案的辐射光束投影到基底的目标部分的投影系统，以及在基底高度的传感器，其包括辐射接收元件、支撑所述辐射接收元件的透明板和辐射检测装置。
其中在基底高度的所述传感器布置成避免在所述辐射接收元件和所述辐射检测装置的最终元件之间的辐射损失。
根据本发明的另一方面，提供一种器件制造方法，包括：提供至少部分涂覆有一层辐射敏感材料层的基底；提供使用辐射系统的辐射投影光束；使用构图部件将图案赋予投影光束的横截面；将辐射带图案的光束投影到辐射敏感材料层的目标部分；在基底高度提供一个传感器，该传感器通过辐射接收元件接收辐射，并通过辐射检测元件检测所述辐射；提供一个装置以避免在所述辐射接收元件和所述辐射检测装置的最终元件之间的辐射损失。
现在参考随附的示意性视图仅仅作为实例描述本发明的实施方案，其中对应的参考标记表示对应的部件，其中：
图1表示根据本发明一个实施方案的光刻装置；
图2和3表示在现有技术的光刻投影装置中使用的液体供给系统；
图4表示在另一种现有技术的光刻投影装置中使用的液体供给系统；
图5表示根据现有技术的ILIAS传感器模块；
图6表示根据本发明一个实施方案具有细长的透明板的ILIAS传感器模块；
图7表示根据本发明一个实施方案具有填料片的ILIAS传感器模块；
图8a和8b表示根据现有技术基于DUV TIS的发光性；
图9示意性地表示根据本发明堆叠填料片的布置，其包括透明板、发光层和光电二极管，同时示出了示例性的光程；
图10示意性地表示根据本发明夹在发光层和光电二极管之间的填料片的两种布置，同时示出了示例性的光程；
图11a和11b表示根据本发明具有填料片的基于DUV TIS的非发光性。
图12表示堆叠使用的填料片，其包括透明板和光电二极管，同时示出了示例性的光程；
图13表示在基底高度的传感器，其包括与发光层结合的光电元件，且在发光层的上面设置填充层；
图14表示在基底高度的传感器，其包括直接设置在辐射接收元件下面的光电元件；
图15表示在基底高度的传感器，其包括与直接设置在辐射接收元件下面的发光层结合的光电元件；
图16表示在基底高度的传感器，其包括与直接设置在石英传感器下面的发光层结合的光电元件；
图17表示在基底高度的传感器，其包括与发光层和衍射层结合的光电元件；以及
图18表示在基底高度的传感器，其包括与发光层和微透镜结合的光电元件。
图中，对应的参考标记表示对应的部件。
图1示意性地表示根据本发明一个实施方案的光刻装置。该装置包括：
照射系统(照射器)IL，配置成可以调节辐射光束B(例如UV辐射或DUV辐射)。
支撑台(例如掩模台)MT，构造成保持构图部件(例如掩模)MA，并与配置成根据给定参数将构图部件精确定位的第一定位装置PM连接；
基底台(晶片台)WT，构造成保持基底W(例如涂敷抗蚀剂的晶片)，并与配置成根据给定参数将构图部件精确定位的第二定位装置PW连接；
投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，配置成通过将掩模MA构图在基底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上，从而将赋予的图案投影到辐射光束B。
照射系统可以包括各种类型的光学元件，例如折射型、反射型、磁力型、电磁型、静电型或者其它类型的光学元件，或者其组合，以用于引导、整形和控制辐射。
支撑结构支撑例如承受构图部件的重量。该支撑结构以一种方式保持构图部件，该方式取决于构图部件的定位、光刻装置的设计和其它情况例如构图部件是否保持在真空环境中。支撑结构可以使用机械的、真空的、静电的、或者其它夹紧技术来保持构图部件。支撑结构可以是框架或者工作台，例如所述结构根据需要可以是固定的或者是可移动的。支撑结构确保构图部件处于期望的位置，例如相对于投影系统。这里任何术语“中间掩模版”或“掩模”的使用可以认为与更普通的术语“构图部件”意思相同。
这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为能够用来给辐射光束的横截面赋予图案的装置，例如在基底的目标部分形成图案。应该注意赋予辐射光束的图案可以不精确地对应于基底的目标部分上的期望图案，例如如果该图案包括相移特征或者所谓的辅助特征。一般地，赋予辐射光束的图案与在目标部分中形成的器件如集成电路的特殊功能层相对应。
构图部件可以是透射型或者反射型。构图部件的实例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD板(panel)。掩模在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的实例使用小反射镜的矩阵布置，每个反射镜能够独立地倾斜，从而以不同的方向反射入射的辐射光束。倾斜的反射镜将图案赋予由反射镜矩阵反射的辐射光束。
这里使用的术语“投影系统”应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括例如折射光学系统、反射光学系统、反折射光学系统、磁性光学系统、电磁光学系统或者其任意组合，还可解释为适合于使用的曝光辐射，或者适合于其它诸如使用浸液或真空的因素。这里任何术语“投影镜头”的使用可以认为与更普通的术语“投影系统”意思相同。
如这里指出的，该装置属于透射型(例如使用了透射掩模)。或者，该装置还可以是反射型(例如使用了如上所述的可编程反射镜阵列型，或者使用了反射掩模)。
光刻装置可以具有两个或者多个基底台(和/或两个或者多个掩模台)。在这种“多级式”器件中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。
参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射光束。辐射源和光刻装置可以是单独的机构，例如当辐射源是受激准分子激光器时。在这种情况下，认为辐射源不构成光刻装置的一部分，通过包括例如适当的引导反射镜和/或扩束器的光束传输系统BD，辐射光束经过辐射源SO到达照射器IL。在其它的情况下，辐射源是光刻装置的一部分，例如当辐射源是汞灯时。如果需要，辐射源SO、照射器IL和光束传输系统BD可以称为辐射系统。
照射器IL可包括调节装置AD，其用于调节辐射光束的角强度分布。一般地，可以调节在照射器光瞳平面中强度分布的至少外和/或内径向量(通常分别称为σ-外和σ-内)。另外，照射器IL包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。可以使用照射器调节辐射光束，从而在辐射光束的横截面中得到期望的均匀度和强度分布。
辐射光束B入射到保持在支撑结构(例如掩模台MT)上的构图部件(例如掩模台MA)上，并由构图部件进行构图。横向穿过掩模MA后，辐射光束B通过投影系统PS，该投影系统将光束B聚焦在基底W的目标部分C上。在第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉测量装置、线性编码或电容传感器)的辅助下，可以精确地移动基底台WT，例如在辐射光束B的光路中定位不同的目标部分C。类似地，例如在从掩模库中机械取出掩模MA后或在扫描期间，可以使用第一定位装置PM和另一定位传感器(在图1中没有清楚示出)将掩模MA相对辐射光束B的光路精确定位。一般地，在长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)的辅助下，可以实现掩模台MT的移动，其中长冲程模块和短冲程模块构成第一定位装置PM的一部分。类似地，在长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)的辅助下，可以实现基底台WT的移动，其中长冲程模块和短冲程模块构成第二定位装置PW的一部分。在步进器中(与扫描装置相对)，掩模台MT可与短冲程致动装置连接，或者固定。可以使用掩模对准标记M1、M2和基底对准标记P1、P2将掩模MA和基底W对准。尽管示出的基底对准标记填满了专用的目标部分，但是可以将这些标记定位于目标部分(作为划线通道对准标记这是公知的)之间的空间。类似地，在掩模MA上提供超过一个管芯的情况下，可以将掩模对准标记定位于管芯之间。
所示的装置可以按照下列模式中的至少一种使用：
1.在步进模式中，掩模台MT和基底台WT基本保持不动，同时整个赋予给辐射光束的图案被一次投射到目标部分C上(即单次静态曝光)。然后基底台WT沿x和/或y方向移动，以使不同的目标部分C能够曝光。在步进模式中，曝光范围的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，同步扫描掩模台MT和基底台WT，同时将赋予给辐射光束的图案到目标部分C上(即单次动态曝光)。利用投影系统PS的(缩小)放大倍率和图象变换，确定基底台WT相对于掩模台MT的速度和方向。在这种方式中，可以曝光相当大的目标部分C，而没有牺牲分辨率。在扫描模式中，曝光范围的最大尺寸限制了在单次动态曝光中的目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描动作的长度确定了目标部分的高度(沿扫描方向)。
3.在其它模式中，掩模台MT基本保持静止地保持可编程构图部件，并且在将赋予给辐射光束的图案投影到目标部分C上的同时，移动或扫描基底台WT。在这种模式下，一般是使用脉冲辐射源，并且如果需要在基底台WT的每次移动之后或者在扫描期间连续的辐射脉冲之间校正可编程构图部件。这种操作模式能够容易地应用于使用了可编程构图部件的无掩模光刻装置，例如如上所述的可编程反射镜阵列型。
还可以使用对上述使用模式的组合和/或变化，或者使用完全不同的使用模式。
图5至18表示根据本发明的实施方案的改进的基底高度的传感器。这些传感器包括辐射接收元件(2，18)和辐射检测元件(8，24，40)。将曝光辐射从投影系统PL的最终元件引导通过浸液1，该浸液至少部分填充了投影系统PL的最终元件和基底W之间的空间。这些元件的每一个的详细结构取块于检测到的辐射特性。在基底高度的传感器可以仅包括一个光电元件，用于期望光电元件直接接收辐射的情况下。或者，在基底高度的传感器可以包括与光电元件结合的发光层。在这种布置中，由发光层吸收在第一波长的辐射，并以第二(更长的)波长再辐射一小段时间。这种布置是有用的，例如在光电元件被设计成在第二波长工作更有效的情况下。
辐射接收元件(2，18)可以是具有小孔的层、光栅或者其它可实现类似功能的衍射元件，并支撑在石英传感器主体20的顶部，即作为投影系统的主体的相同侧。相反，辐射检测元件(8，24，40)可以布置在传感器主体20中，或者布置在形成于面对远离投影系统的传感器主体20一侧上的凹入区域。
在不同折射率的介质之间的边界，入射辐射的一部分将被反射，并从传感器潜在地损失掉。对于光学上光滑的表面，发生以上情况的区域取决于辐射的入射角度和所讨论的介质的折射率的差值。对于等于或超过“临界角”(通常由法线入射测量)的辐射角度会发生全内反射，导致到达传感器的后面元件的信号严重损失。这在高NA系统中是一个特别的问题，在高NA系统中辐射具有更高的平均入射角。本发明提供多种布置，由此从辐射接收元件(2，18)和辐射检测元件(8，24，40)之间的区域排出空气，从而避免在高折射率的介质和空气之间的界面。
除了由于局部的和全内反射导致的损失由于会从光学上不光滑的界面散射，因此吸收作用还极大地减小了到达光电元件的辐射强度。
对于现有技术布置的低灵敏度的一个实质因素是甚至在辐射到达辐射检测元件的最终元件之前从传感器损失的辐射。如上所述，由于从粗糙表面的散射或者通过检测器中界面处的全或部分内反射，因此会损失辐射。或者，包含氧气和水的气隙会导致基本上吸收通过其中的辐射。
例如，图5表示根据现有技术的ILIAS传感器模块。该模块具有剪切光栅结构2作为辐射接收元件，并由使用玻璃或者石英制成的透明板4支撑。量子转化层6直接设置在摄像机芯片8(辐射检测元件)的上部，反过来该摄像机芯片安装在基底10上。基底10通过隔板12与透明板4连接，连接线14将辐射检测元件连接到外部装置。在量子转化层6和透明板4之间布置一个气隙、在配置中例如对于157mm辐射的设计，例如在传感器内部的气隙不能够容易地清除，使得气隙会包含可吸收辐射的相当比例的氧气和水。因此损失了信号，并且对于更大的角度由于通过空气的路径更长，从而效果变得更差。这样，对于传感器的动态范围要求就变得更加严格。
根据本发明的一个方面，在基底高度的传感器可以包括一个或多个透明填料片。这些填料片可以位于传感器中，从而去除辐射接收元件(2，18)和辐射检测装置(8，24，40)的最终元件之间的气隙。另外或者附加地，透明板可以布置成在辐射接收元件(2，18)和辐射检测装置(8，24，40)的最终元件之间连续延伸，因而避免在该区域的任何气隙。这种方法可以降低对附加填料片和相关界面的要求。
例如，图6和7表示根据本发明的实施方案的改进的ILIAS传感器模块。图6中，通过改变透明板4的形状去除了气隙，以直接配合到摄象机8。由于需要给连接线14提供通道，因此这种布置变得相当困难，并且必须是一种细长的形状。从工程学的角度来看，图7示出的另一种使用透明填料片的布置更容易实现。这里，在透明板4和量子转化层6之间插入与透明板4材料相同的填料片16或者具有类似光学特性的填料片。气隙的去除减少了传送损失并放宽了动态范围要求(或者，也可以说，提高了有效动态范围)。这两种布置提高了折射率匹配，并降低了在与透明板4的界面处的假内部反射的范围。
每个填料片的材料可以选择成对于通过填料片的辐射的主波长是高度透射的。紧接着沿辐射接收元件(2，18)的辐射波长可以相当地短(例如157nm)，但是在传感器中最后出现的发光层可发出更长波长的辐射，在这种情况下有利于对各自区域的填料片选择不同的材料。
每个填料片的材料还可以选择成提供具有和填料片相接触的介质的折射率匹配。空气的折射率与典型的传感器元件不同，从而导致强烈的局部反射和对于全内反射更小的临界角度。通过提供具有更接近所讨论元件的折射率的填料片而不是气隙，可以减少局部反射并增加全内反射的临界角度。这种特征具有的另一个效果是提高了传感器的有效动态范围。
可以将填料片定位为与光学上不光滑元件表面接触并进行处理，从而贴合表面粗糙度的轮廓。在传感器元件被机械加工过的地方，通常具有入射辐射长度量级的表面粗糙度。当在该表面存在较大的折射率失配时，由于在表面处的散射，将不可避免地损失相当比例的入射辐射。通过使用填料片并处理填料片，使得填料片贴合表面粗糙度的轮廓(并由此清除在该处存在的空气)，折射率中更小的不连续性可减少在界面处的辐射损失程度。
图8a表示根据现有技术的DUV传输图象传感器。为了清楚起见图8b表示处理元件的放大视图。在这种情况下构成辐射接收元件的传输槽18的图案可以通过电子束光刻和在基底上淀积的薄金属层中使用溅射的干蚀刻技术得以实现。利用透明板4透射任何向槽18投影的DUV光，并入射到下面的发光材料22或“荧光物质”上。发光材料22可以由掺杂有稀土离子的结晶材料层例如掺杂了铈的钇-铝-金刚砂(YAG：Ce)组成。发光材料22的主要作用是将DUV辐射转化成更容易检测到的可见辐射，然后使用光电二极管24检测。没有被吸收并由荧光物质22转换成可见辐射的DUV辐射可以在其到达光电二极管24之前滤除(例如使用BG-39或者UG滤光器26)。
在上述布置中，空气可能存在于安装在传感器壳体25中的多个元件之间的间隙中，从而产生许多会中断辐射传输的空气/材料/空气界面。通过考虑DUV辐射的光路和由发光产生的辐射，能够确定可能会损失辐射的区域。关心的第一区域是透明板4的后侧28，在其经过槽18和透明板4之后由DUV辐射作用。这里，已经使用机械装置例如通过钻孔形成表面，并不可避免地具有辐射波长成量级的粗糙度。因此辐射会由于散射、或者回到透明板4或者离开发光材料22而损失。第二，在该界面之后，DUV光入射到光学上光滑的空气/YAG：Ce界面，在该界面由于折射率失配，特别是在高NA系统中会产生相当数量的反射。第三，发光材料22以任意的方向发出辐射。由于其相对高的折射率，YAG：Ce/空气界面处全内反射的临界角度离法线大约是33°(在YAG：Ce和滤光器之间的间隙中存在空气)，这意味着相当比例的入射到界面上的辐射被反射离开系统并经过发光材料22而损失。最后，被引导向光电二极管的发光部分必须克服在二极管表面的空气/石英界面，在该界面表面粗糙度会再次导致检测到的信号损失。
图9和10表示提出上述现有技术中的问题的示意性布置，同时示出了示例性辐射光路。在各元件之间插入由光传输塑料制成的填料片30，以在具有大表面粗糙度或者大折射率不连续性的空气/材料界面处减少辐射散射的影响。例如，填料片30可以布置成或者对DUV辐射、可见辐射、或者这两种辐射是透射的。或者，每个填料片30的折射率调节成提供在和填料片相接触的介质之间的最有效的折射率匹配。在填料片30与光学上粗糙的表面相接触的地方，填料片30的一定变形是必须的，以确保填料片紧密地符合表面粗糙度，且不会留下任何微小的气穴。通过将填料片30机械地压制到讨论的表面上可以实现这点。或者，可以缓慢加热填料片30(避免过度氧化或者在高温时发生的其它化学淀积)直到它充分地流动来贴合表面粗糙度。还可以使用流体作为填充层，并将其选择成具有尽可能高的折射率，例如fomblin(真空油)。
填充层的折射率可以布置成等于或大于浸液的折射率。在典型的情况下，在那些相关的界面(浸液对透明板和透明板对填料片)彼此平行并与投影系统的轴线垂直的地方，这种条件确保在透明板与填料片的界面处不产生内部反射。如果需要使这些界面不平行，那么对于填料片30在较低的折射率边界可以选择相应的增加。
图9表示在DUV传感器中填料片30的一种可能实施方案，该传感器包括透明板4、发光层22和光电二极管38。右边的视图包括填料片30，而为了比较左边的视图没包括填料片。在每一种情况下，箭头表示示例性的经过填料片组的光路，当没有填料片时在YAG：Ce/二极管界面处发生内部反射。
填料片30可以或者由例如如图10中左边视图所示的单个薄片组成，或者使用由不同折射率的两层制成的复合片材组成，该复合片材具有在两层之间的边界处形成的微透镜阵列图案34。
根据该实施方案，填料片不仅用于改进折射率匹配和减少吸收而且用于将光线聚焦，从而减小它们相对于法线的角度，由此提高在随后的界面处的传输。
在基底高度的一个或多个光学元件(例如透明板、填料片和/或发光层)可以包括在其外部侧表面上的内部反射增强层。通过使外部表面粗糙和/或将金属层涂覆到外部表面上形成该内部反射增强层。这种特征用于将辐射反射回到传感器中，否则这些辐射会损失掉。
上述方法显著地改进了TIS型传感器的信噪比的性能，由于设计具有减小在辐射接收元件中槽18的线宽度的趋势，这个因素可能变得越来越重要。除了与内部传感器界面关联的损失之外，由于在发光层22中DUV辐射不能有效地转换为可见辐射，还可能损失相当比例的信号。根据本发明的另一个实施方案，从传感器去除发光层22，DUV辐射布置成直接入射到适当修改的光电元件40上。光电二极管提供从光子到电子(例如从辐射到信号)的更短的路径，可以得到具有任意形状和尺寸的对DUV灵敏的二极管。这种二极管40能够检测50nm波长以下的DUV辐射，且转换效率为0.20A/W的量级。通过在二极管的入射窗淀积氧氮化合物钝化层可以得到较长的二极管使用寿命。图11a中示意性地示出了这种布置。为了清楚起见图11b表示处理元件的放大视图。这里，将光电二极管40以这样一种方式布置在槽18的下方，使得为了到达光电二极管40入射辐射仅仅需要传播经过槽18、透明板4、和折射率匹配的填料片30(图11b示出了填料片的两种可能的变化，一个均匀层(顶部)和一个具有微透镜图案结构的双层(底部))。对于折射率匹配的填料片30可以在减缓温度处理之后根据其类石英的特性使用液体绝缘的抗蚀剂。从而提供一种最佳的折射率匹配。可以用电子仪器通过背面接线监测二极管，以利于维护和最终的替换。
图12示出了辐射光束通过上述布置的路径。右边的视图包括填料片30，而为了比较左边的视图没有包括填料片。
图13至18表示本发明的另一个实施方案，其中光(箭头)从投影系统PL的最终元件传播经过浸液1到达传感器。在图13至16中，元件被布置成从传感器去除了低折射率部件。
在根据图13的实施方案中，传感器包括与光电元件24结合的发光层22。在发光层22和辐射接收元件2之间布置填料片30，通过这种方式来避免和这些元件之间的空气的界面。填充层的作用是增加光通过检测器的数量。在发光层22和光电元件24之间布置气隙3，这将在下面描述。
在根据图14的实施方案中，传感器包括光电元件40，该光电元件布置成与在投影系统的另一侧的辐射接收元件相接触。这种布置避免了所有和空气的界面。由于辐射不会经过中间层，因此还可以减少吸收。
在根据图15的实施方案中示出了类似于图13中所示的传感器布置。然而，使用一个伸长的发光层22填充传感器主体20的前、后端之间的空间。由此可以避免界面和由界面导致的反射。在发光层22和光电元件24之间布置气隙3，这将在下面描述。
图16表示本发明的另一个实施方案，其中传感器布置包括与光电元件24结合的发光层22。在这种情况下，发光层具有扁平的形状，并布置在传感器主体20面对远离投影系统的一侧，而且还与传感器主体20相接触，从而避免和发光层之前的空气的界面。在发光层22和光电元件24之间布置气隙3，这将在下面描述。
图17表示包括布置在辐射接收元件2和辐射检测元件24之间的衍射透镜30的实施方案。该衍射透镜30用于通过向发光材料22衍射，将入射辐射聚焦，由此改善检测器的性能以接收以大角度(例如在具有高NA的系统中)入射的光线。使用这种基于衍射的机构允许透镜构造成小型的形式。图18中示出了另一种和/或附加的方法，其中在与衍射透镜30等效的位置设置一个微透镜40(原理上使用折射而不是衍射进行操作)。在该示出的特定布置中，微透镜40直接由传感器主体20的材料制成。这种布置避免了必须增加作为分立元件的透镜，这就增加了系统的复杂性，同时这种布置还避免了由于在具有透镜材料的界面处的反射而导致的附加信号损失的问题。然而，在不脱离本发明的范围的条件下，微透镜40还可以使用不同的材料。
在包括结合了光电元件24的发光层22的实施方案中，在发光层22和光电元件24之间布置一个小的(微米量级的)气隙。小尺寸的间隙意味着甚至是在界面处可折射更大角度的大角度光线也可以入射到光电元件上，并不会使光电元件过大。此外，到达空气界面超过临界角度的一定比例的辐射还可以通过跨过气隙的损耗波的隧道效应传播到光电元件。优选地间隙的尺寸小于入射辐射的波长。
根据传感器的功能，辐射接收元件可以包括光栅和/或具有小孔的元件。
可以在基底高度布置这些传感器，特别地使得辐射接收元件16距离投影系统的最终元件的距离与基底W大体上相同。
尽管在该申请中对光刻装置在IC的制造方面作了具体参考，但是应该理解这里描述的光刻装置可能具有其它应用。例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等等。本领域的技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，这里任何术语“晶片”或者“管芯”的使用使用可认为分别与更普通的术语“基底”或者“目标部分”同义。这里提到的基底可以在曝光前或后在例如轨迹(一种工具，通常对基底涂覆一层抗蚀剂，并显影已经曝光的抗蚀剂)或计量或检验工具中进行处理。在可适用的地方，这里的公开可以应用于这种或者其他基底处理工具。此外，例如为了形成多层IC，可以对基底进行多次处理，因此这里使用的术语基底也可以表示已经包含多个处理层的基底。
这里使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365，248，193，157或者126nm的波长)。
在说明书中使用的术语“透镜”可以包括各种类型的光学元件的任何一种或者其组合，该光学元件包括折射光学元件和反射光学元件。
尽管上面已经描述了本发明的具体实施方案，可以理解本发明可以不同于所描述的进行实施。例如本发明可以采用包含一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，该指令描述了上面公开的方法，或者采用具有存储于其中的计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
本发明可以应用于任何浸润光刻装置，特别地但不是唯一的是那些上面提到的类型。
上面的说明书是为了说明，而不是限制。因此，很明显对于本领域技术人员来说，在不脱离下面描述的权利要求书的范围的情况下，可以对本发明进行多种修改。