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特許7343508イメージセンサ、位置センサ装置、リソグラフィシステム、及びイメージセンサの動作方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-04
(45)【発行日】2023-09-12
(54)【発明の名称】イメージセンサ、位置センサ装置、リソグラフィシステム、及びイメージセンサの動作方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20230905BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20230905BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
G03F7/20 521
G01B11/00 H
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020542732
(86)(22)【出願日】2019-02-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-05-27
(86)【国際出願番号】 EP2019053298
(87)【国際公開番号】W WO2019155053
(87)【国際公開日】2019-08-15
【審査請求日】2022-02-10
(31)【優先権主張番号】102018202096.5
(32)【優先日】2018-02-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】503263355
【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100186716
【弁理士】
【氏名又は名称】真能 清志
(72)【発明者】
【氏名】ヤン ホルン
(72)【発明者】
【氏名】ウルリッチ ビアー
(72)【発明者】
【氏名】アンディ ゾット
(72)【発明者】
【氏名】マルクス デギュンター
【審査官】植木 隆和
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－３１８９１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３１１２００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｇ０３Ｆ ７／２０
Ｇ０１Ｎ ２１／１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
リソグラフィ装置（１００、１００Ａ）の少なくとも１つのミラー（Ｍ１～Ｍ６）の位置を確認する位置センサ装置（１４０）のイメージセンサ（２００）であって、前記リソグラフィ装置（１００、１００Ａ）の投影系（１０４）の真空引きされたハウジング内に配置される、前記位置センサ装置（１４０）の内部群（１５０）に含まれる、
複数のＮ１本の集積光導波路（２２０）と、
Ｎ２≧Ｎ１である複数のＮ２個の入力結合領域（２１０）であり、該Ｎ２個の入力結合領域（２１０）のそれぞれが前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）の１つに割り当てられ、且つ該割り当てられた集積光導波路（２２０）で光信号が生成されるように入射光を前記割り当てられた集積光導波路（２２０）に結合するよう構成された複数のＮ２個の入力結合領域（２１０）と、
前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）に結合された、該Ｎ１本の集積光導波路（２２０）で生成された前記光信号をＮ１≧Ｎ３であるＮ３本の２次光導波路（２４０）に合波するマルチプレクサ装置（２３０）と、
前記ハウジングの外部に配置される、前記位置センサ装置（１４０）の外部群（１７０）に含まれる、
前記Ｎ３本の２次光導波路（２４０）に結合された、該Ｎ３本の２次光導波路（２４０）の前記光信号に基づき画像を再構成する画像再構成装置（２５０）と
を備えたイメージセンサ。
【請求項2】
請求項１に記載のイメージセンサにおいて、前記Ｎ２個の入力結合領域（２１０）、前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）、及び前記マルチプレクサ装置（２３０）は、基板（２０２）に集積されることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のイメージセンサにおいて、前記マルチプレクサ装置（２３０）は、時分割多重方式、周波数分割多重方式、及び／又は符号分割多重方式により前記光信号を合波するよう構成されることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて、前記画像再構成装置（２５０）は、前記Ｎ３本の２次光導波路前記（２４０）の前記光信号を取得する取得デバイス（２５２）と同期デバイス（２５４）とを備え、該同期デバイス（２５４）は、前記取得デバイス（２５２）により取得された各光信号がイメージセンサ（２００）の前記Ｎ２個の入力結合領域（２１０）のうちの１つの入力結合領域（２１０）に一意に割当て可能であるように同期信号（２６０）により前記マルチプレクサ装置（２３０）を駆動するよう構成されることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて、前記Ｎ２個の入力結合領域（２１０）の各入力結合領域（２１０）の表面が、前記入射光に対して所定の角度を有することを特徴とするイメージセンサ。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて、イメージセンサ（２００）により取得されるパターン提供デバイス（１４２）のパターン（１４４）をイメージセンサ（２００）の前記Ｎ２個の入力結合領域（２１０）に結像する結像ユニット（２０４）を特徴とするイメージセンサ。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて、Ｎ４本の２次集積光導波路（２８２）と、Ｎ５≧Ｎ４であるＮ５個の出力結合領域（２８４）であり、該Ｎ５個の出力結合領域（２８４）のそれぞれが、前記Ｎ４本の２次集積光導波路（２８２）の１つに割り当てられ、且つイメージセンサ（２００）により取得されるパターン提供デバイス（１４２）のパターン（１４４）を照明するために前記割り当てられた２次集積光導波路（２８２）で生成された光信号を、該割り当てられた２次集積光導波路（２８２）から取り出すよう構成されたＮ５個の出力結合領域（２８４）とを特徴とするイメージセンサ。
【請求項8】
請求項７に記載のイメージセンサにおいて、照明光導波路（２９２）で光信号を生成する照明デバイス（２９０）と、前記照明光導波路（２９２）に結合された、該照明光導波路（２９２）で生成された前記光信号を前記Ｎ４本の２次集積光導波路（２８２）間に分配する分配装置（２８０）とを特徴とするイメージセンサ。
【請求項9】
請求項７又は８に記載のイメージセンサにおいて、前記Ｎ４本の２次集積光導波路（２８２）及び前記Ｎ５個の出力結合領域（２８４）及び／又は前記分配装置（２８０）は、前記基板（２０２）に集積されることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて、１６≦Ｎ２≦１６３８４、又は２５６≦Ｎ２≦４０９６が当てはまることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて、前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）及び／又は前記Ｎ４本の２次集積光導波路（２８２）の構造寸法は、１００μｍ未満、又は１０μｍ未満、又は１μｍ未満であることを特徴にするイメージセンサ。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載のイメージセンサにおいて、イメージセンサ（２００）の画素のエッジ長さが、５μｍ～１ｍｍ、又は４０μｍ～１６０μｍの範囲にあることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項13】
リソグラフィ装置（１００、１００Ａ）の少なくとも１つのミラー（Ｍ１～Ｍ６）の位置を確認する位置センサ装置（１４０）であって、前記ミラー（Ｍ１～Ｍ６）に結合された、１／（５００μｍ）以上の空間周波数の情報量を有するパターン（１４４）を提供するパターン提供デバイス（１４２）と、
提供された前記パターン（１４４）を取得し且つ取得された前記パターン（１４４）の再構成画像を提供する請求項１～１２のいずれか１項に記載のイメージセンサ（２００）と、
前記再構成画像に基づき前記ミラー（Ｍ１～Ｍ６）の位置を確認する画像評価デバイス（１４６）と
を備えた位置センサ装置。
【請求項14】
リソグラフィ装置（１００、１００Ａ）であって、請求項１３に記載の位置センサ装置（１４０）を備えた少なくとも１つのミラー（Ｍ１～Ｍ６）を有する投影系（１０４）を有するリソグラフィ装置。
【請求項15】
リソグラフィ装置（１００、１００Ａ）の少なくとも１つのミラー（Ｍ１～Ｍ６）の位置を確認する位置センサ装置（１４０）のイメージセンサ（２００）の動作方法であって、ここで、前記イメージセンサ（２００）は、前記リソグラフィ装置（１００、１００Ａ）の投影系（１０４）の真空引きされたハウジング内に配置される、前記位置センサ装置（１４０）の内部群（１５０）に含まれる、複数のＮ１本の集積光導波路（２２０）、複数のＮ２個の入力結合領域（２１０）及びマルチプレクサ装置（２３０）と、前記ハウジングの外部に配置される、前記位置センサ装置（１４０）の外部群（１７０）に含まれる画像再構成装置（２５０）とを備え、
前記Ｎ２個の入力結合領域（２１０）のうち１つの入力結合領域（２１０）に入射した光を前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）のうち割り当てられた集積光導波路（２２０）に結合するステップ（Ｓ１）と、
前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）のうち前記割り当てられた集積光導波路（２２０）で光信号を生成するステップ（Ｓ２）と、
前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）を前記マルチプレクサ装置（２３０）と結合するステップ（Ｓ３）と、
前記Ｎ１本の集積光導波路（２２０）で生成された前記光信号を前記マルチプレクサ装置（２３０）によりＮ３本の２次光導波路（２４０）に合波するステップ（Ｓ４）と、
前記Ｎ３本の２次光導波路（２４０）を前記画像再構成装置（２５０）と結合ステップ（Ｓ５）と、
前記Ｎ３本の２次光導波路（２４０）の前記光信号に基づき前記画像再構成装置（２５０）により画像を再構成するステップ（Ｓ６）と
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位置センサ装置のイメージセンサ、当該イメージセンサを備えた位置センサ装置、当該位置センサ装置を備えたリソグラフィ装置、及びイメージセンサの動作方法に関する。
【0002】
優先権出願ＤＥ１０ ２０１８ ２０２ ０９６．５号の内容の全体を参照により援用する。
【背景技術】
【0003】
例として、リソグラフィ装置は集積回路又はＩＣの製造において、例えばシリコンウェハ等の基板上にマスクのマスクパターンを結像するために使用される。その際に、光学系によって生成される光ビームを、マスクを通して基板上に指向させる。
【0004】
この場合、表現可能な構造寸法は、使用される光波長に大きく左右される。特に小さな構造を得るためには、特に短い波長の放射線の使用が望ましい。ＥＵＶリソグラフィ装置は、５ｎｍ～３０ｎｍの範囲、特に１３．５ｎｍの波長を有する光を使用する。「ＥＵＶ」は「極紫外」を指す。このようなリソグラフィ装置の場合、大半の材料はこの波長の光の吸収性が高いので、反射光学ユニット、すなわちミラーを屈折光学ユニット、すなわちレンズ素子の代わりに使用しなければならない。さらに、ガスの存在さえもが放射線の吸収を高め得るので、結像光学ユニットが入れられるハウジングを真空引きしなければならない。
【0005】
各ミラーの最大６自由度の運動及びその結果としてミラーの相互に関する特にｐｍ範囲の高精度位置決めを可能にするために、ミラーは、例えばフォースフレームに固定されて少なくとも部分的に操作可能又は傾斜可能に構成され得る。これにより、例えば熱的影響の結果としてリソグラフィ装置の動作中に例えば起こる光学特性の変化を補正することができる。
【0006】
特に６自由度でのミラーの位置合わせの目的で、制御ループにより駆動されるアクチュエータが上記ミラーに割り当てられる。例えば各ミラーの傾斜角を監視する装置が、制御ループの一部として設けられる。
【0007】
特許文献１は、イメージセンサがミラーに結合されたパターンを撮像し、イメージセンサ上のパターンの像と静止位置からのミラーの変位との間に既知の関係がある位置センサ装置を記載している。したがって、イメージセンサにより記録された像から静止位置に対するミラーの位置を推定することができる。
【0008】
特に真空引きされた露光システムの場合、システムの冷却が技術的問題となるが、それは個々のコンポーネント間の空間に伝熱媒体がないからである。したがって、動作中に発生させる熱ができる限り少ないように使用コンポーネントを設計することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】独国特許出願公開第１０ ２０１５ ２０９ ２５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
こうした背景から、本発明の目的は、イメージセンサの改良を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
第１態様によれば、リソグラフィ装置の少なくとも１つのミラーの位置を確認する位置センサ装置のイメージセンサが提案される。イメージセンサは、複数Ｎ１本の集積光導波路と、Ｎ２≧Ｎ１である複数Ｎ２個の入力結合領域であり、Ｎ２個の入力結合領域のそれぞれがＮ１本の集積光導波路の１つに割り当てられ、且つ割り当てられた集積光導波路で光信号が生成されるように入射光を割り当てられた集積光導波路に結合するよう構成された複数Ｎ２個の入力結合領域とを備える。さらに、イメージセンサは、Ｎ１本の集積光導波路に結合された、Ｎ１本の集積光導波路で生成された光信号をＮ１≧Ｎ３であるＮ３本の２次光導波路に合波するマルチプレクサ装置と、Ｎ３本の２次光導波路に結合された、Ｎ３本の２次光導波路の光信号に基づき画像を再構成する画像再構成装置とを備える。
【0012】
特に、イメージセンサは、センサ前端とも称する内部群、信号接続部、及び外部群という３つのモジュールに分割されると考えることができる。内部群は、撮像すべき場所に、例えばＥＵＶリソグラフィ装置の投影光学ユニットの真空引きされたハウジング内に配置される。外部群は、別の場所に、例えば投影光学ユニットのハウジングの外部に柔軟に配置され得る。信号接続部は、内部群と外部群との間で信号、特に光及び／又は電気信号を伝達する。
【0013】
特に、このイメージセンサには、イメージセンサのセンサ表面の場所での撮像のために使用する電子コンポーネントの数を減らすことができるという利点がある。特に、画像再構成装置を、センサ前端から遠隔の場所に、例えばリソグラフィ装置の真空引きされた投影光学ユニットの外部に配置することができる。したがって、光信号が特にデジタル画像として電子的に処理可能な信号に変換されるのは、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサの場合のようにセンサ表面上では又は直接センサ表面では行われておらず、他の場所に配置された画像再構成装置でのみ行われる。結果として、センサ前端で生じる熱エネルギーが純電子的なイメージセンサに比べて少ない。
【0014】
センサ前端は、特に基板を含み、基板は、集積光学イメージセンサとして具現され、Ｎ１本の集積光導波路及びＮ２個の入力結合領域を少なくとも有する。これは、チップ又はマイクロチップとも称することができる。集積光学イメージセンサは、フォトニックイメージセンサとも称することができる。特に、撮像用のイメージセンサは、一体的に製造されたチップを含み、当該チップは、複数Ｎ１本の集積光導波路及び複数Ｎ２個の入力結合領域が集積された層構造を例えば有する。チップに考えられる基板材料として、特に、ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、例えばリン化インジウム等のＩＩＩ－Ｖ族半導体材料、及び溶融石英等の異なるガラスが挙げられる。集積光学構造、特に光導波路を作製するために、マイクロチップ製造から既知の方法、特に種々のコーティング及び／又はパターニング法が利用される。例として、こうして製造された集積光チップは、１０μｍ未満の構造寸法を有し、例えば実質的に損失なく入力結合光を伝送するよう構成される。
【0015】
Ｎ１本の集積光導波路に光を結合するために、Ｎ２個の入力結合領域が設けられる。１つの入力結合領域が各集積光導波路に割り当てられる。ここで、複数の入力結合領域が同じ集積光導波路に割り当てられてもよい。特に、入力結合領域は、それが割り当てられる集積光導波路の始まりに配置される。始まりとは、集積光学イメージセンサの表面に配置された集積光導波路の端を特に意味すると理解される。例として、入力結合領域は、集積光導波路の始まりであると考えられ得る。特に、入力結合領域は、カラーフィルタ、ブラッグフィルタ、反射防止コーティング等のコーティングを有し且つ／又はパターン化され得る。例として、各入力結合領域は、光学的な観点から少なくとも部分的に透明な領域である。入力結合領域のうち集積光導波路を向いた側は、例えば入力結合側又は裏側と称する。集積光学イメージセンサの前の空間を向いた側は、例えば入力結合領域の表面と称する。
【0016】
光ビームを入力結合領域の表面に放射又は入射させた場合、光ビームの少なくとも一部が集積光導波路に結合され、したがって光信号が集積光導波路で生成される。特に、生成された光信号は、光源により新たに生成された光信号ではなく入射光ビームの入力結合部分を意味すると理解されたい。特に、生成された光信号は、光ビームの特性及び入力結合領域の特性に応じて変わる。特に、入射光ビームが搬送する情報は、光信号にも伝達される。さらに、例えば入力結合領域の適当な実施形態により、特に光ビームにより最初に搬送された情報が失われることなく、カラーフィルタ処理された光信号及び／又は偏光信号が生成され得る。
【0017】
マルチプレクサ装置がＮ１本の集積光導波路の他端に結合される。特に、マルチプレクサ装置は、能動集積光学コンポーネントとして具現される。マルチプレクサ装置は、Ｎ２個の入力結合領域及びＮ１本の集積光導波路と同じチップに集積され得る。代替として、マルチプレクサ装置は、１つ又は複数のさらに他のチップに集積され得る。マルチプレクサ装置は、Ｎ１本の集積光導波路により供給された光信号をＮ３本の２次光導波路に合波するよう構成される。この目的で、マルチプレクサ装置は、例えば複数の切換え可能な集積光学構造を含む。切換え可能な集積光学構造は、例えば音響光学及び／又は電気光学コンポーネントとして具現される。ここで、切換え可能な集積光学構造は、特に集積電子回路により駆動可能且つ／又は切換え可能である。各切換え可能な集積光学構造の切換え位置に応じて、光信号は、Ｎ１本の集積光導波路の１つからＮ３本の２次光導波路の１つに切換えられるか又は合波される。この過程で、光信号は各２次光導波路に結合され、その結果として対応する光信号が２次光導波路で生成される。
【0018】
特に、Ｎ３本の２次光導波路は、集積光導波路ではなく、例えば光ファイバとして具現される。したがって、Ｎ３本の２次光導波路は、ほぼ全ての経路に沿って光信号を伝達するよう構成される。Ｎ３本の２次光導波路における入力結合光信号の減衰は小さいので、Ｎ３本の２次光導波路は、数メートルの範囲の、例えば最大１０ｍ又は最大５０ｍの長さを有し得るが、光信号を依然として取得することができる。
【0019】
Ｎ３本の２次光導波路は、入力結合光信号を画像再構成装置へ誘導するよう構成される。画像再構成信号は、特に、Ｎ３本の２次光導波路から光信号を取得して取得光信号に基づき画像を再構成するよう構成される。特に、画像再構成装置は、光信号を取得して電気信号に変換する１つ又は複数のフォトダイオード、アナログ－デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）、及び／又はイメージプロセッサ等の複数の電子コンポーネントを備える。光信号を取得するために、画像再構成装置を向いたＮ３本の２次光導波路の端は、光信号がＮ３本の２次光導波路から出てフォトダイオードに入射できるように配置される。フォトダイオードに加えて、又はフォトダイオードの代替として、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ、及び／又は光電子増倍管を設けることもできる。例として、光信号に基づきフォトダイオードが生成した電気信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換され、当該デジタル信号は、イメージプロセッサ又はＣＰＵ等のデジタル電子回路により処理可能である。イメージプロセッサは、ハードウェア的に且つ／又はソフトウェア的に実装され得る。ハードウェア的な実装の場合、イメージプロセッサは、例えばコンピュータとして又はマイクロプロセッサとして具現され得る。ソフトウェア的な実装の場合、イメージプロセッサは、コンピュータプログラム製品として、関数として、ルーチンとして、プログラムコードの一部として、又は実行可能オブジェクトとして具現され得る。
【0020】
画像再構成装置によりこのように再構成された画像は、特にＮ２個の画素を有し、再構成画像の各画素がＮ２個の入力結合領域のそれぞれに入射した光に相関する情報項目を有する。
【0021】
特に、光信号は、Ｎ２個の入力結合領域の１つへの各取得光信号の一意の割り当てが確保されるように取得される。この目的で、例えばイメージプロセッサの一部であり得る同期デバイスが、同期信号又はトリガ信号を提供する。例として、この同期信号を用いて、マルチプレクサ装置及びＡ／Ｄ変換器が駆動される。したがって、特定の時に取得されデジタル化された光信号をＮ１本の集積光導波路のうちのどれに割り当てるべきかは、例えば信号伝播時間を考慮して確認され得る。異なる入力結合領域の光信号が周波数符号化される場合、これは、例えばカラーフィルタホイールにより、光信号の取得時に適宜考慮される。
【0022】
以下において、一例によりイメージセンサの動作原理を説明する。例として、集積光学イメージセンサは、４列４行の行列状に配置された複数Ｎ２＝１６個の入力結合領域を有する。これは、４×４アレイとも称することができる。例として、集積光学イメージセンサは、Ｎ１＝１６本の集積光導波路を有する。１６個の入力結合領域が１個ずつ、１６本の集積光導波路のそれぞれに割り当てられる。例として、マルチプレクサ装置は、それぞれが４個の入力を１つの出力に合波する４個の切換え可能な集積光学構造を有し、集積光学構造の１つが集積光学イメージセンサの行にそれぞれ割り当てられる。これは、１６×４マルチプレクサとも称することができる。１行の４本の集積光導波路は、この行に割り当てられた切換え可能な集積光学構造の４個の入力につながり、上記切換え可能な集積光学構造の出力には２次光導波路が結合される。したがって、この例では合計４本の２次光導波路が設けられ、それぞれがマルチプレクサ装置の切換え可能な集積光学構造の１つに結合される。４本の２次光導波路はそこに結合された光信号を画像再構成装置の各フォトダイオードへ誘導するので、画像再構成装置は４個の個別のフォトダイオードを有する。同期デバイスは、例えばマルチプレクサ装置の４個の切換え可能な集積光学構造のタイミングを取って、一定の時間間隔にわたって例えば第１列を形成する入力結合領域の光信号が２次光導波路に結合されて各フォトダイオードにより取得されるようにする。次の時間間隔には、例えば、第２列の光信号が取得されるようにする等の切換えがある。概して、これにより、画像情報項目、例えばＮ２個の入力結合領域を有する集積光学イメージセンサのセンサ表面上にあるパターンを取得することができる。一般性を失うことなく、Ｎ１＝１６、Ｎ２＝１６、Ｎ３＝４、及び４個のフォトダイオードを上記例では選択した。
【0023】
イメージセンサの一実施形態によれば、複数Ｎ２個の入力結合領域、複数Ｎ１本の集積光導波路、及びマルチプレクサ装置は、基板に、特に一体基板に集積される。
【0024】
したがって、集積光学イメージセンサは、既知の製造方法を用いて単一のマイクロチップに形成され得る。特に、マイクロチップは、集積光学構造及び集積電子構造の両方を有する。例として、集積光学イメージセンサは、マルチプレクサ装置を駆動するための接点を有し、これらの接点は、マイクロチップの表側及び／又はマイクロチップの裏側に取り付けることができる。特に、同期信号及び／又はマルチプレクサ装置のさらなる制御信号が、これらの接点を介してマイクロチップへ伝達され得る。
【0025】
一体基板は、集積光学イメージセンサの全体が同じ元のウェハから作製されたものであり、繋ぎ合わせたものではないことを特に意味すると理解される。これは、モノリシック集積回路とも称することができる。
【0026】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、マルチプレクサ装置は、時分割多重方式、周波数分割多重方式、及び／又は符号分割多重方式により光信号を合波するよう構成される。
【0027】
時分割多重方式では、異なる信号が時間的に相互に分離される。周波数分割多重方式では、異なる信号が異なる周波数で同時に伝達される。例として、このような信号は、カラーフィルタを用いて生成することができ、再度カラーフィルタを用いて分離することもできる。符号分割多重化方式では、複数の異なる信号が同時に且つ異なる符号系列、例えば拡散符号系列で符号化されて伝達される。特に、異なる信号は、Ｎ１本の集積光導波路においてＮ２個の入力結合領域により生成された異なる光信号に対応する。
【0028】
例として、時分割多重方式は、Ｎ１＝Ｎ２の場合に用いることができる。Ｎ１＜Ｎ２であれば、例えば周波数分割多重方式が、異なる入力結合領域により各集積光導波路で生成された光信号を識別するのに適している。例として、Ｎ２個の入力結合領域の表面は、この目的で異なるカラーフィルタを有する。
【0029】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、画像再構成装置は、Ｎ３個の２次光導波路の光信号を取得する取得デバイスと同期デバイスとを備える。同期デバイスは、取得デバイスにより取得された各光信号がイメージセンサの複数Ｎ２個の入力結合領域のうちの１つの入力結合領域に一意に割当て可能であるように同期信号によりマルチプレクサ装置を駆動するよう構成される。
【0030】
特に、取得デバイスは、１つ又は複数のフォトダイオード、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ、及び／又は光電子増倍管を含む。特に、同期デバイスは、既知の一定の周波数でクロック信号を提供するクロックを含む。
【0031】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、複数Ｎ２個の入力結合領域の各入力結合領域の表面が、入射光に対して所定の角度を有する。
【0032】
これは、入力結合角又は入射角とも称することができる。効率的な入力結合を得るために、表面を入射光と直交するように位置合わせすることが有利であり得るが、それは集積光導波路が特定のモード、例えば材料依存モード及び構造サイズ依存モードしか搬送できないからである。これらのモードは、特定の波数ベクトルの光により励起されることが好ましい。ここで、入射光の波長又は周波数も考慮することができる。
【0033】
特に、２つの入力結合領域の表面の角度は、例えば各入力結合領域が異なるフィルタを有するので異なる場合もある。
【0034】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、イメージセンサは、イメージセンサによる取得対象であるパターン提供デバイスのパターンをイメージセンサの複数Ｎ２個の入力結合領域に結像する結像ユニットを含む。
【0035】
例として、結像ユニットは１つ又は複数のレンズ素子を含む。特に、結像ユニットは、１つ又は複数のレンズ素子が集積光学イメージセンサのＮ２個の入力結合領域それぞれに対して設けられる微小光学ユニットも含むことができる。
【0036】
特に、結像ユニットは、集積光学イメージセンサのセンサ表面の場所で取得されるパターンの像を生成するよう構成される。さらに、結像ユニットの利点は、特に、各入力結合領域に入射する光量を増加させることができることである。これにより、第１に信号対雑音比を改善することができ、第２に所要照明光量を減らすことができ、これは例えばリソグラフィ装置の真空引きされた投影系へのエネルギー流入の低減を可能にする。
【0037】
結像ユニットは、平面内になく湾曲したパターンの結像にも適し得る。さらに、結像ユニットは、パターンの結像がセンサ表面からパターン提供デバイスへの視線に対して傾斜面で実施されるように具現することができる。
【0038】
例として、パターン提供デバイスは、１／（５００μｍ）以上の空間周波数の情報量を有するパターンを有する。
【0039】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、Ｎ４本の２次集積光導波路と、Ｎ５≧Ｎ４であるＮ５個の出力結合領域とが設けられる。Ｎ５個の出力結合領域のそれぞれが、Ｎ４本の２次集積光導波路の１つに割り当てられ、且つイメージセンサにより取得されるパターンを照明するために割り当てられた２次集積光導波路で生成された光信号を、割り当てられた２次集積光導波路から取り出すよう構成される。
【0040】
Ｎ４本の２次集積光導波路及びＮ５個の出力結合領域は、例えば専用の基板に、又はその代替として同じ基板に、特に集積光学イメージセンサ又はチップに集積される。Ｎ４本の２次集積光導波路及びＮ５個の出力結合領域は、例えば照明機構を共に形成する。Ｎ４本の２次集積光導波路で生成された光信号は、Ｎ５個の出力結合領域へ誘導され、そこで各２次集積光導波路から少なくとも部分的に取り出される又は放出される。有利な放出挙動を得るために、入力結合領域のように、異なる出力結合領域は異なる特性を有し得る。特に、方向に依存した放出を達成するために、光学格子が各出力結合領域に設けられ得る。
【0041】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、イメージセンサは、照明光導波路で光信号を生成する照明デバイスを含む。照明光導波路には、照明光導波路で生成された光信号をＮ４本の２次集積光導波路間に分配するよう構成された分配装置が結合される。
【0042】
照明デバイスは、１つ又は複数の発光体又は光源、例えばレーザ、ガス放電ランプ、白熱電球、発光ダイオード、及び／又はアークランプを含む。照明デバイスは、所定の光スペクトルをもたらすよう構成することができる。特に、広帯域又は単色光が提供され得る。光の波長は、１００ｎｍ～１０μｍの範囲にあることが有利である。
【0043】
例として、照明光導波路はガラスファイバとして具現される。そのため、照明光導波路は、そこで生成された光信号を例えば１０ｍ又は５０ｍ等の比較的大きな距離にわたって搬送するよう構成される。したがって、照明デバイスは、照明デバイスにより生成された光が照明目的で用いられるべき場所から離れて配置することができる。特に、照明デバイスは、その結果として単純な技術手段を用いて効率的に冷却することもできる。
【0044】
１つ又は複数の照明光導波路は、分配デバイスに結合される。例として、分配デバイスは、Ｎ４本の２次集積光導波路が集積されたチップに配置される受動集積光学回路である。分配デバイスは、スプリッタとも称することができる。分配デバイスは、１つ又は複数の照明光導波路により供給された光信号をＮ４本の２次集積光導波路間に分配し、Ｎ４本の２次集積光導波路は、光信号をＮ５個の出力結合領域へ誘導する。
【0045】
この構成により、照明が用いられる領域で光源の廃熱が生じることなく取得されるパターンを有利に照明することができる。
【0046】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、Ｎ４本の２次集積光導波路及びＮ５個の出力結合領域及び／又は分配装置は、基板に集積される。
【0047】
したがって、画像取得及び照明の両方が単一の集積光学基板上で行われ得ることが特に有利である。
【0048】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、１６≦Ｎ２≦１６３８４、特に２５６≦Ｎ２≦４０９６が当てはまる。
【0049】
複数Ｎ２個の入力結合領域は、再構成画像の画素数を設定する。特に、再構成画像の各画素が入力結合領域１個ずつに対応する。
【0050】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、Ｎ１本の集積光導波路及び／又はＮ４本の２次集積光導波路の構造寸法は、１μｍ未満、好ましくは５００ｎｍ未満、特に１５０ｎｍ未満である。
【0051】
集積光導波路の構造寸法が小さいほど、高集積化が可能である。集積度が高いほど、基板面積をより効率的に用いることができ、生産コストを下げることができる。さらに、高分解能化がイメージセンサによる撮像の品質を改善し得る。
【0052】
イメージセンサのさらに別の実施形態によれば、イメージセンサの画素のエッジ長さが、５μｍ～５００μｍ、特に４０μｍ～１６０μｍの範囲にある。
【0053】
イメージセンサのセンサ表面に関して、画素は、各入力結合領域が収まる正方形領域に特に対応する。例として、入力結合領域は、画素領域の一部を形成する。
【0054】
画素エッジ長さが１００μｍでＮ２＝４０９６個の入力結合領域の場合、イメージセンサは、例えば正方行列状に配置され得る６４×６４画素を有し、その結果として、イメージセンサは、６．４×６．４ｍｍ２＝４０．９６ｍｍ２のセンサ表面を有する。
【0055】
第２態様によれば、リソグラフィ装置の少なくとも１つのミラーの位置を確認する位置センサ装置が提案される。位置センサ装置は、ミラーに結合された１／（５００μｍ）以上の空間周波数の情報量を有するパターンを提供するパターン提供デバイスと、提供されたパターンを取得し且つ取得されたパターンの再構成画像を提供するイメージセンサと、再構成画像に基づきミラーの位置を確認する画像評価デバイスとを備える。イメージセンサは、第１態様又は実施形態の１つのイメージセンサに対応する。
【0056】
本位置センサ装置は、提供されたパターンを撮像するので、画像ベース位置センサ装置又は画像ベース位置センサとも称することができる。
【0057】
１／（５００μｍ）以上の空間周波数の情報量を有するパターンを用いることにより、本位置センサ装置は、高い測定精度をもたらすことができる。ここで、１／（５００μｍ）以上の空間周波数により、本位置センサ装置により確保される位置判定の最小精度が決まる。パターンが１／（５００μｍ）未満の空間周波数しか含まない場合でも、１μｍよりもはるかに精密な測定精度が可能である。
【0058】
画像ベース位置センサ装置により、イメージセンサに対するパターン提供デバイスのスケーリング又は傾斜等の寄生効果を捕え且つそれらを補償することも可能である。イメージセンサは、再構成画像を特に提供パターンのデジタル画像として提供する。特に、デジタル画像は、電気信号として、又はミラーの位置に関する情報を含むか若しくはミラーの位置を表す電気信号列として具現される。
【0059】
特に、パターンを表す光信号は、最初にイメージセンサにより純光学的に画像再構成装置に内部供給され、上記光信号は、画像再構成装置によってのみデジタル化される。光信号の信号取り込み及びデジタル化の空間的な分離の結果として、画像再構成装置の配置及び演算能力に関して高い柔軟性が得られる。
【0060】
特に、パターンは、１／（５００μｍ）以上の空間周波数の情報量を有する加工表面を意味すると理解されたい。例として、加工表面は、金属加工表面又は印刷表面である。例として、金属加工表面は、フライス削り又は研削により作製され得る。例として、パターンの材料は、金属、ケイ素、又はガラスであり得る。例として、パターンは、ミラーのキャリア構造の金属加工表面としても具現され得る。キャリア構造の表面、したがってパターンの情報量の構造化は、例えばキャリア構造のフライス削り又は研削により形成される。例として、パターンはリソグラフィにより作製されたパターンでもあり得る。
【0061】
特に、画像評価デバイスは、デジタル回路又はデジタルコンポーネントに組み込まれる。例として、画像評価デバイスは、画像再構成装置の一部であり得る。
【0062】
集積コンポーネントは、複数の集積回路を有する構成体及び／又は１つのキャリアプリント回路板又は複数のキャリアプリント回路板に配置された部品を意味すると理解されたい。集積コンポーネントは、集積センサエレクトロニクスとも称することができる。
【0063】
この場合、「集積回路」は、単一の半導体基板（ウェハ）に配置された電子回路（モノリシック回路とも称する）を意味すると理解されたい。
【0064】
例として、デジタル回路は、プログラマブルデジタル回路（フィールドプログラマブルゲートアレイ、ＦＰＧＡ）又は特定用途向けデジタル回路（特定用途向け集積回路、ＡＳＩＣ）である。
【0065】
第３態様によれば、第２態様による位置センサ装置を備えた少なくとも１つのミラーを有する投影系を有するリソグラフィ装置が提案される。
【0066】
特に、リソグラフィ装置は、ＥＵＶ又はＤＵＶリソグラフィ装置である。ＥＵＶは、「極紫外」を表し、０．１ｎｍ～３０ｎｍの使用光の波長を指す。ＤＵＶは、「深紫外」を表し、３０ｎｍ～２５０ｎｍの使用光の波長を指す。
【0067】
第４態様によれば、イメージセンサ、特に第１態様によるイメージセンサの動作方法が提案される。第１ステップにおいて、複数Ｎ２個の入力結合領域のうち１つの入力結合領域に入射した光を複数Ｎ１本の集積光導波路のうち割り当てられた集積光導波路に結合する。第２ステップにおいて、複数Ｎ１本の集積光導波路のうち割り当てられた集積光導波路で光信号を生成する。第３ステップにおいて、複数Ｎ１本の集積光導波路をマルチプレクサ装置と結合する。第４ステップにおいて、Ｎ１本の集積光導波路で生成された光信号をマルチプレクサ装置によりＮ３本の２次光導波路に合波する。第５ステップにおいて、Ｎ３本の２次光導波路を画像再構成装置と結合し、第６ステップにおいて、Ｎ３本の２次光導波路の光信号に基づき画像再構成装置により画像を再構成する。
【0068】
この方法は、光信号の形態の画像取得と取得された光信号の電気信号への変換とが相互に空間的に離れて行われるイメージセンサの有利な動作を可能にする。
【0069】
さらに、上述の方法をプログラム制御デバイスで実行させるコンピュータプログラム製品が提案される。
【0070】
例えばコンピュータプログラム手段等のコンピュータプログラム製品を、例えばメモリカード、ＵＳＢスティック、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記憶媒体として、又はネットワーク上のサーバからダウンロード可能なファイルの形態で、例えば提供又は供給することができる。例として、無線通信ネットワークにおいて、適当なファイルをコンピュータプログラム製品又はコンピュータプログラム手段で転送することによりこれを行うことができる。
【0071】
提案するイメージセンサについて記載した実施形態及び特徴は、提案する方法に対応して適用可能である。
【0072】
本発明のさらに他の可能な実施態様は、例示的な実施形態に関する上述又は後述の特徴又は実施形態の明示的に言及されない組み合わせも含む。この場合、当業者であれば、個々の態様を改良又は補足として本発明の各基本形態に加えることもあろう。
【0073】
本発明のさらに他の有利な構成及び態様は、従属請求項及び後述の本発明の例示的実施形態の主題である。下記の文章において、好ましい実施形態に基づき添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0074】
【図1】ＥＵＶリソグラフィ装置の概略図を示す。
【図2】イメージセンサの第１例示的実施形態の断面の概略図を示す。
【図3】イメージセンサの第２例示的実施形態の断面の概略図を示す。
【図4】イメージセンサの第３例示的実施形態の断面の概略図を示す。
【図5】イメージセンサの第４例示的実施形態の断面の概略図を示す。
【図6】イメージセンサの第５例示的実施形態の断面の概略詳細図を示す。
【図7】イメージセンサの第６例示的実施形態の断面の概略図を示す。
【図8】イメージセンサの第７例示的実施形態の断面の概略図を示す。
【図9】位置センサ装置の例示的実施形態の概略図を示す。
【図10】集積光学イメージセンサの例示的実施形態の平面図を示す。
【図11】イメージセンサの動作方法の例示的実施形態のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0075】
同一の要素又は同一の機能を有する要素には、別段の指示のない限り図中では同じ参照符号を付した。さらに、図中の記載は必ずしも一定の縮尺ではない。
【0076】
図１は、ビーム整形・照明系１０２及び投影系１０４を備えたＥＵＶリソグラフィ装置１００Ａの概略図を示す。ＥＵＶは、「極紫外」を表し、０．１ｎｍ～３０ｎｍの使用光の波長を指す。ビーム整形・照明系１０２及び投影系１０４は、それぞれ真空ハウジング内に設けられ、各真空ハウジングは、より詳細には図示しない真空引き装置を用いて真空引きされる。真空ハウジングは、これ以上詳細には説明しない機械室に囲まれ、機械室には例えば電気コントローラ等が設けられる。
【0077】
ＥＵＶリソグラフィ装置１００Ａは、ＥＵＶ光源１０６Ａを備える。ＥＵＶ領域（極紫外域）の、すなわち例えば５ｎｍ～３０ｎｍの波長の放射線１０８Ａを発するプラズマ源が、例えばＥＵＶ光源１０６Ａとして設けられ得る。ビーム整形・照明系１０２において、ＥＵＶ放射線１０８Ａを集束させ、所望の作動波長をＥＵＶ放射線１０８Ａからフィルタリングする。ＥＵＶ光源１０６Ａが発生させたＥＵＶ放射線１０８Ａは、空気中の透過率が比較的低いという理由から、ビーム整形・照明系１０２及び投影系１０４におけるビームガイド空間が真空引きされる。
【0078】
図１に示すビーム整形・照明系１０２は、５個のミラー１１０、１１２、１１４、１１６、１１８を有する。ビーム整形・照明系１０２を通過した後に、ＥＵＶ放射線１０８Ａはフォトマスク（レチクル）１２０へ誘導される。フォトマスク１０２は、同様に反射光学素子として具現され、系１０２、１０４の外部に配置され得る。さらに、ＥＵＶ放射線１０８Ａは、ミラー１２２によりフォトマスクへ向けられ得る。フォトマスク１２０は、投影系１０４により縮小してウェハ１２４等に結像される構造を有する。
【0079】
投影系１０４は、フォトマスク１２０をウェハ１２４に結像する６個のミラーＭ１～Ｍ６を有する。この場合、投影系１０４の個々のミラーＭ１～Ｍ６が、投影系１０４の光軸１２６に対して対称に配置され得る。ＥＵＶリソグラフィ装置１００Ａのミラーの数は図示の数に制限されないことに留意されたい。設けられるミラーの数を増減することもできる。さらに、ミラーＭ１～Ｍ６は、ビーム整形用に前側が概して湾曲している。
【0080】
投影系１０４は、ミラーＭ１～Ｍ６の１つの位置を求める複数の位置センサ装置１４０もさらに有する。一般性を失うことなく、便宜上、図１は１つの位置センサ装置１４０を示す。図示の位置センサ装置１４０は、投影系１４０の真空引きされたハウジング内に配置される内部群１５０、ハウジングの外部に配置される外部群１７０、及び内部群１５０と外部群１７０との間で信号、特に光信号及び電気信号を伝達する信号接続部１６０を備える。
【0081】
【0082】
信号接続部１６０は、特に、複数Ｎ３本の２次光導波路２４０（図２～図１０参照）と、Ｎ４本の照明光導波路２９２（図７、図９、又は図１０参照）と、同期信号伝達用の少なくとも１つの電気信号ケーブル２６０（図６、図７、図９、又は図１０参照）とを含む。
【0083】
【0084】
複数の位置センサ装置１４０が設けられる場合、複数の内部群１５０が各信号接続部１６０を介してそれよりも少ない複数の外部群１７０に結合されるようにすることが有利であり得る。特に、１つのミラーＭ１～Ｍ６毎に６軸で位置を求めることが望まれ、例えば内部群１５０が６個必要な場合、これら６個の内部群１５０の画像信号の取得及び評価を採用する外部群１７０を１つのみとすることができる。したがって、この外部群１７０が、監視されたミラーＭ１～Ｍ６について６軸での完全な位置情報を供給する。
【0085】
図２は、例えば図１の位置センサ装置１４０で用いられ得るイメージセンサ２００の第１例示的実施形態の断面の概略図を示す。イメージセンサ２００は、複数の集積光学素子２１０、２２０、２３０を有する基板２０２を有するセンサ前端２７０と、２次光導波路２４０と、画像再構成装置２５０とを含む。
【0086】
この例では、基板２０２はＮ２＝４個の入力結合領域２１０を有し、入力結合領域２１０は、そこに入射した光をＮ１＝４本の集積光導波路２２０に結合するよう構成されて、光信号が集積光導波路２２０で生成されるようにする。４本の集積光導波路２２０は、同じ基板２０２に配置された集積光マルチプレクサ装置２３０へ光信号を誘導する。この図では、４本の集積光導波路２２０は、基板２０２の異なる深さの層に配置されている。しかしながら、これは説明を明確にするためだけのものである。実際の基板２０２では、Ｎ１本の集積光導波路は、同じ層に相互に並んで且つ／又は異なる層に上下に配置され得る。
【0087】
マルチプレクサ装置２３０は、供給された光信号をマルチプレクサ装置２３０に結合された２次光導波路２４０に合波するよう構成される。この例示的実施形態では、これは４×１マルチプレクサ装置２３０である。例として、２次光導波路２４０は、長さ１０ｍのガラスファイバとして具現される。ガラスファイバ２４０は、マルチプレクサ装置２３０により入力結合された光信号を画像再構成装置２５０へ伝送する。
【0088】
画像再構成装置２５０は、供給された光信号を取得して光信号に基づき画像を再構成する。特に、再構成画像は、基板２０２の表面上にある像に対応する。例として、画像再構成装置２５０の詳細を図６に示す。
【0089】
図３は、例えば図１の位置センサ装置１４０で用いられ得るイメージセンサ２００の第２例示的実施形態の断面の概略図を示す。第１例示的実施形態（図２参照）とは異なり、第２例示的実施形態は、２つの段２３２、２３４を有する集積光マルチプレクサ装置２３０を有し、それ以外の点では同一である。複数のマルチプレクサ段２３２、２３４の使用により、例えば、マルチプレクサ装置２３０の構造の複雑さを低減することが可能である。
【0090】
図４は、例えば図１の位置センサ装置１４０で用いられ得るイメージセンサ２００の第３例示的実施形態の断面の概略図を示す。第３例示的実施形態は、複数Ｎ１＝２本の集積光導波路２２０の数が減っている点が第１例示的実施形態（図２参照）とは異なる。この場合、２本の集積光導波路２２０のそれぞれに２個の入力結合領域２１０が割り当てられ（Ｎ２＝４）、各入力結合領域２１０により集積光導波路２２０で生成された光信号が集積光導波路２２０の接合部２２２でマージされる。したがって、この例での集積光導波路２２０のそれぞれが、２つの光信号を伝送する。例として、光信号は、偏波又は周波数が異なり得る結果として、適当なフィルタにより識別され得る。イメージセンサ２００のさらに他の特性は、第１例示的実施形態と同一である。
【0091】
図５は、例えば図１の位置センサ装置１４０で用いられ得るイメージセンサ２００の第４例示的実施形態の断面の概略図を示す。第１例示的実施形態（図２参照）とは対照的に、この場合は２本の２次光導波路２４０が設けられる。したがって、図示のマルチプレクサ装置２３０は、４×２マルチプレクサとして具現される。画像再構成装置２５０は、それに応じて、２本の２次光導波路２４０から光信号を取得して取得光信号に基づき画像を再構成するよう構成される。その他詳細は、第１例示的実施形態のものに対応する。
【0092】
図６は、例えば図１の位置センサ装置１４０で用いられ得るイメージセンサ２００の第５例示的実施形態の断面の概略図を示す。この第６例示的実施形態では、画像再構成装置２５０を特に詳細に示す。明確化のために、センサ前端２７０の詳細は図示しなかった（この点においては、例えば図２、図５、図７、図８、又は図１０参照）。
【0093】
したがって、画像再構成装置２５０は取得デバイス２５２を有し、これは、ここではフォトダイオードとして具現され、２次光導波路２４０により供給された光信号を取得してそれらを電気信号に変換するよう構成される。フォトダイオード２５２が生成した電気信号は、特に各光信号の輝度又は強度に相関する。フォトダイオード２５２が生成した電気信号は、アナログ－デジタル変換器２５６（Ａ／Ｄ変換器）に供給される。さらに、フォトダイオード２５２の電気信号が増幅器（図示せず）に供給されるようにすることができ、増幅器は、電気信号を増幅して増幅信号をＡ／Ｄ変換器２５６に出力する。Ａ／Ｄ変換器２５６は、電気信号をデジタルデータ信号に変換する。デジタルデータ信号は、例えば、輝度情報を含む１２ビットのビット列である。結果として、このデジタルデータ信号を用いて４０９６個の輝度レベルを識別可能である。したがって、単一のデジタルデータ信号が、対応する入力結合領域２１０に入射した光に応じた情報項目を含む。デジタルデータ信号は、イメージプロセッサ２５８に出力される。複数Ｎ２個の受信デジタルデータ信号から、イメージプロセッサ２５８は、センサ前端２７０のセンサ表面上の像に情報量が対応するＮ２画素の画像を再構成する。
【0094】
さらに、画像再構成装置２５０は同期デバイス２５４を備える。同期デバイス２５４は、クロックとして具現されて同期信号２６０を提供する。この同期信号２６０又はそこから得られた同期信号は、第１に電気信号線を介してマルチプレクサ装置２３０へ伝達され、第２にＡ／Ｄ変換器２５６及びイメージプロセッサ２５８へも伝達される。同期信号２６０は、マルチプレクサ装置２３０、Ａ／Ｄ変換器２５６、及びイメージプロセッサ２５８を同期させる働きをする。同期デバイス２５４は、マルチプレクサ装置２３０、Ａ／Ｄ変換器２５６、及びイメージプロセッサ２５８と相互作用して、Ｎ２個の入力結合領域２１０の１つへの取得デバイス２５２が取得した光信号の一意の割り当てが確保されるようにする。これにより、全てのデジタルデータ信号が再構成画像の正しい画素に割り当てられる。
【0095】
図７は、例えば図１の位置センサ装置１４０で用いられ得るイメージセンサ２００の第６例示的実施形態の断面の概略図を示す。特に、この第６例示的実施形態は、第１例示的実施形態（図２参照）及び第５例示的実施形態（図６参照）の特徴を有し、画像再構成装置２５０の詳細は明確化のために図示していない。さらに、入力結合領域２１０及び集積光導波路２２０の参照符号を明確化のために省いてある（例えば図２参照）。
【0096】
イメージセンサ２００の第６例示的時実施形態はさらに、照明用の、例えばパターン１４４（例えば、図８又は図９参照）の照明用の光を提供するよう構成される。この目的で、センサ前端２７０は、付加的な集積光学構造を含む。特に、基板２０２は、基板２０２の表面に配置されたＮ５＝３個の出力結合領域２８４へ光信号を誘導するよう構成されたＮ４＝３本の２次集積光導波路２８２を有する。光信号は、３個の出力結合領域２８４を介して３本の２次集積光導波路２８２から出ることができる。さらに、外部から供給された光信号を３本の２次集積光導波路２８２間に分配する集積光分配装置２８０が設けられる。
【0097】
例えばレーザダイオードとして具現された照明デバイス２９０が、光信号を生成するために設けられる。最初に、レーザダイオード２９０は、例えばガラスファイバとして具現された照明光導波路２９２で光信号を生成する。例として、ガラスファイバ２９２は、１０ｍを超える長さを有し得る。したがって、レーザダイオード２９０は、特に効率的な冷却が容易に実現可能な場所に柔軟に配置可能である。レーザダイオードの代替として、又はレーザダイオードに加えて、さらに別の照明デバイス２９０、例えばアークランプ又は任意の他の光源（図示せず）を設けることができる。さらに、ガラスファイバの代わりにガラスファイバ束を設けることができる（図示せず）。
【0098】
ガラスファイバ２９２は、分配装置２８０に結合される。この例では、分配装置２８０は、受動集積光学構造として、イメージセンサ２００のセンサ前端２７０のさらに他の集積光学構造と同じ基板２０２に配置される。分配装置２８０は、ガラスファイバ２８２により入力結合された光信号を３本の２次集積光導波路２８２間に分配し、２次集積光導波路２８２は、光信号を３個の出力結合領域２８４へ誘導し、出力結合領域２８４は、光信号を２次集積光導波路２８２から出す。
【0099】
図７のこの第６例示的実施形態は、３本の２次集積光導波路２８２及び３個の出力結合領域２８４を示す。そこから逸脱して、設けられる２次集積光導波路２８２及び／又は出力結合領域２８４の数を増減することもできる。さらに、特に出力結合領域２８４の異なる配置を例えば基板２０２の縁部のみに設けることができる。分配装置２８０、２次集積光導波路２８２、及び出力結合領域２８４を専用の基板２０２に、すなわち入力結合領域２１０、集積光導波路２２０、及び／又はマルチプレクサ装置２３０とは別個に配置するようにすることもできる。この場合、センサ前端２７０は２つの基板２０２を含む（図示せず）。
【0100】
図８は、例えば図１の位置センサ装置１４０で用いられ得るイメージセンサ２００の第７例示的実施形態の断面の概略図を示す。第７例示的実施形態のイメージセンサ２００は、４個の入力結合領域２１０及び４本の集積光導波路２２０を含む基板２０２を備える。この例示的実施形態では、マルチプレクサ装置２３０は、集積光導波路２２０からの光信号を２次光導波路２４０に合波できるように基板２０２の隣に配置された別個の集積光学コンポーネントに配置される。マルチプレクサ装置２３０は、４×１マルチプレクサとして具現される。画像再構成装置２５０は、２次光導波路２４０により供給された光信号に基づき画像を再構成するよう構成される。
【0101】
特に、この例示的実施形態のイメージセンサ２００は、入力結合領域２１０の側で基板２０２の空間的に上流に配置された結像装置２０４を備える。結像装置２０４は、この場合はパターン１４４の結像される物点を入力結合領域２１０に結像するよう構成された微小光学ユニットとして具現される。これを、破線を用いて描かれた光ビーム１４８で示す。したがって、微小光学ユニット２０４は、パターン１４４の画像表現を入力結合領域２１０が配置されるセンサ表面上に生成する。
【0102】
したがって、この例示的実施形態のセンサ前端２７０は、微小光学ユニット２０４と、入力結合領域２１０及び集積光導波路２２０を有する基板２０２と、マルチプレクサ装置２３０とを含む。
【0103】
イメージセンサ２００に加えて、図８は、パターン１４４を提供するパターン提供デバイス１４２も示す。特に、パターン１４４は、基準位置からのパターン１４４の相対変位の判定を可能にする所定の空間周波数の情報量、例えば１／（５００μｍ）の情報量を有する。パターン１４４の所要情報量及びイメージセンサ２００の所要分解能の両方が、かかる相対変位の判定の所望の精度に特に応じて変わる。特に、イメージセンサ２００の分解能は、複数Ｎ２個の入力結合領域２１０に対応する。
【0104】
図９は、図１に示すＥＵＶリソグラフィ装置１００ＡのミラーＭ１～Ｍ６の位置の確認に例えば用いられ得る位置センサ装置１４０の例示的実施形態の概略図を示す。位置センサ装置１４０は、図１にも示す内部群１５０と、外部群１７０と、信号接続部１６０とを含む。
【0105】
第１に、内部群１５０は、パターン１４４を有するパターン提供デバイス１４２を含み、これは、例えばＥＵＶリソグラフィ装置１００Ａの投影系１０４の一部であるミラーＭ１（図１参照）に配置され、この場合はその位置を監視又は判定するものとする。さらに、内部群１５０はセンサ前端２７０を含む。明確化のために、センサ前端２７０の詳細はここには示していない。特に、センサ前端２７０は、図２～図８に示す例示的実施形態の１つのように具現され得る。
【0106】
【0107】
この例示的実施形態は、基板２０２の表面に配置されたコンポーネント／機能単位を示すにすぎず、基板２０２の下層に埋設された機能単位は図示されていない。後者は特に、集積光導波路２２０（図２～図８参照）、２次集積光導波路２８２（図７参照）、及び電気信号接続部である。
【0108】
図示の例示的実施形態では、矩形の４×４行列配置で配置されたＮ２＝１６個の入力結合領域２１０が表面に配置される。図示を明確に保つために、入力結合領域２１０の１つのみに参照符号を記してある。さらに、Ｎ５＝４個の出力結合領域２８４が入力結合領域２１０間に配置あされる。この場合も、出力結合領域２８４の１つのみに参照符号を記す。図中の基板２０２の右側にマルチプレクサ装置２３０が配置され、２次光導波路２４０に結合される。入力結合領域２１０のそれぞれが、割り当てられた集積光導波路２２０（図示せず）で光信号を生成するよう構成される。集積光導波路２２０は、光信号をマルチプレクサ装置２３０へ誘導し、マルチプレクサ装置２３０は、それを指定の合波方法に従って２次光導波路２４０へ伝送する。図中のマルチプレクサ装置２３０の下に、同じく基板２０２の右側に分配装置２８０が配置される。当該分配装置は、照明光導波路２９２に結合される。例として、照明光導波路２９２は、ここには図示しない照明装置２９０（例えば図７又は図９参照）、例えばレーザ源により生成された単色光信号を分配装置２８０へ誘導する。分配装置２８０は、光信号をＮ４本の２次集積光導波路２８２（図示せず）間に分配し、２次集積光導波路２８２は光信号を４個の出力結合領域２８４に供給し、それにより光信号は２次集積光導波路２８２から取り出され得る。
【0109】
図中の基板２０２の左側には、信号線により例えば同期信号２６０を供給される合計５個の接点２６２が配置される。接点２６２は、マルチプレクサ装置２３０を駆動する目的で、基板２０２に集積されたここには図示しない電気信号線を介してマルチプレクサ装置２３０に接続される。個別の制御信号が、同期信号２６０により接点２６２のそれぞれに供給され得る。この図説の代替として、接点２６２を基板２０２の裏側に配置するようにすることができる。
【0110】
【0111】
第１方法ステップＳ１において、光を入力結合領域２１０から集積光導波路２２０に結合する。第２方法ステップＳ２において、光信号を割り当てられた集積光導波路２２０で生成する。第３方法ステップにおいて、複数Ｎ１本の集積光導波路２２０をマルチプレクサ装置２３０と結合する。マルチプレクサ装置２３０は、第４方法ステップＳ４において光信号をＮ３本の２次光導波路２４０に合波するよう構成される。第５方法ステップＳ５において、Ｎ３本の２次光導波路２４０を画像再構成装置２５０と結合する。画像再構成装置２５０は、第６方法ステップＳ６において、光信号を取得して取得光信号に基づき画像を再構成する。
【0112】
本発明を例示的実施形態に基づいて説明したが、本発明は多様な方法で変更可能である。
【符号の説明】
【0113】
１００ リソグラフィ装置
１００Ａ ＥＵリソグラフィ装置
１０２ ビーム整形・照明系
１０４ 投影系
１０６Ａ ＥＵＶ光源
１０８Ａ ＥＵＶ放射線
１１０ ミラー
１１２ ミラー
１１４ ミラー
１１６ ミラー
１１８ ミラー
１２０ フォトマスク
１２２ ミラー
１２４ ウェハ
１２６ 投影系の光軸
１３６ ミラー
１３７ 真空ハウジング
１４０ 位置センサ装置
１４２ パターン提供デバイス
１４４ パターン
１４６ 画像評価デバイス
１４８ 光ビーム
１５０ 内部群
１６０ 信号接続部
１７０ 外部群
２００ イメージセンサ
２０２ 基板
２０４ 結像ユニット
２１０ 入力結合領域
２２０ 集積光導波路
２３０ マルチプレクサ装置
２３２ マルチプレクサ段
２３４ マルチプレクサ段
２４０ ２次光導波路
２５０ 画像再構成装置
２５２ 取得デバイス
２５４ 同期デバイス
２５６ アナログ－デジタル変換器
２５８ イメージプロセッサ
２６０ 同期信号
２６２ 接点
２７０ センサ前端
２８０ 分配装置
２８２ ２次集積光導波路
２８４ 出力結合領域
２９０ 照明デバイス
２９２ 照明光導波路
Ｍ１ ミラー
Ｍ２ ミラー
Ｍ３ ミラー
Ｍ４ ミラー
Ｍ５ ミラー
Ｍ６ ミラー
Ｓ１ 方法ステップ
Ｓ２ 方法ステップ
Ｓ３ 方法ステップ
Ｓ４ 方法ステップ
Ｓ５ 方法ステップ
Ｓ６ 方法ステップ
１００Ａ ＥＵリソグラフィ装置
１０２ ビーム整形・照明系
１０４ 投影系
１０６Ａ ＥＵＶ光源
１０８Ａ ＥＵＶ放射線
１１０ ミラー
１１２ ミラー
１１４ ミラー
１１６ ミラー
１１８ ミラー
１２０ フォトマスク
１２２ ミラー
１２４ ウェハ
１２６ 投影系の光軸
１３６ ミラー
１３７ 真空ハウジング
１４０ 位置センサ装置
１４２ パターン提供デバイス
１４４ パターン
１４６ 画像評価デバイス
１４８ 光ビーム
１５０ 内部群
１６０ 信号接続部
１７０ 外部群
２００ イメージセンサ
２０２ 基板
２０４ 結像ユニット
２１０ 入力結合領域
２２０ 集積光導波路
２３０ マルチプレクサ装置
２３２ マルチプレクサ段
２３４ マルチプレクサ段
２４０ ２次光導波路
２５０ 画像再構成装置
２５２ 取得デバイス
２５４ 同期デバイス
２５６ アナログ－デジタル変換器
２５８ イメージプロセッサ
２６０ 同期信号
２６２ 接点
２７０ センサ前端
２８０ 分配装置
２８２ ２次集積光導波路
２８４ 出力結合領域
２９０ 照明デバイス
２９２ 照明光導波路
Ｍ１ ミラー
Ｍ２ ミラー
Ｍ３ ミラー
Ｍ４ ミラー
Ｍ５ ミラー
Ｍ６ ミラー
Ｓ１ 方法ステップ
Ｓ２ 方法ステップ
Ｓ３ 方法ステップ
Ｓ４ 方法ステップ
Ｓ５ 方法ステップ
Ｓ６ 方法ステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】