WO2008004664A1 - Micro-actionneur, unité optique, dispositif d'exposition et procédé de fabrication - Google Patents

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Soichi Owa
Junji Suzuki
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Definitions

  • the present invention relates to a microactuator, an optical unit, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a microactuator that drives a driven body, an optical unit that includes the microactuator, and the device. The present invention relates to an exposure apparatus including an optical unit, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
  • a pattern formed on a mask (reticle, photomask, etc.) is transferred to a sensitive agent such as a resist via a projection optical system.
  • a projection exposure apparatus is used to transfer onto the substrate (glass plate, wafer, etc.) coated with.
  • variable mask also called an active mask
  • Various maskless scanning exposure systems have been proposed! As a type of maskless scanning exposure equipment, scanning exposure using a DMD (Digital Micro-mirror Device), which is a type of reflective spatial light modulator, as a variable shaping mask.
  • An apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the scanning type exposure apparatus that uses this DMD as a variable shaping mask, the pattern generated in the variable shaping mask is changed in synchronization with the scanning of the substrate stage to expose the substrate held on the substrate stage. The desired pattern can be easily formed on the substrate, and the cost and size of the apparatus can be reduced.
  • the illumination light IL When the illumination light IL is incident on this on-state micromirror, it is reflected by the reflection surface of the micromirror and is incident on the projection optical system PL (that is, using the illumination light IL through the on-state micromirror). Exposure is performed). On the other hand, when it is in the state indicated by the symbol M ′, it is a so-called off state, and the illumination light IL incident on the micromirror in the off state is not incident on the projection optical system PL after being reflected by the micromirror.
  • the micromirrors in the on state are arranged along the base BS while being inclined with respect to the base BS, the reflecting surfaces of the micromirrors M adjacent to each other are arranged. They are shifted by a distance D with respect to the normal direction of the reflecting surface of the micromirror M.
  • the illumination light IL passing through the respective micromirrors M has a phase difference with each other, and this phase difference may affect the exposure accuracy.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004_327660
  • the present invention is a microactuator for driving a driven body, which supports the driven body, and A plurality of support members each having an elastic portion; and a plurality of drive mechanisms provided corresponding to each of the plurality of support members, wherein each of the plurality of drive mechanisms has elasticity of a corresponding support member.
  • the first microactuator is configured to change the distance between the support point at which the corresponding support member supports the driven body and a predetermined reference plane by deforming the portion.
  • a microactuator for driving a driven body comprising a pair of elastic portions, a connecting portion connecting the elastic portions, the connecting portion, And a pair of drive mechanisms provided corresponding to the pair of elastic portions, respectively, and each of the pair of drive mechanisms includes a pair of drive members.
  • the second micro-actuator changes the posture of the driven body by deforming a corresponding elastic part.
  • the driven bodies can be driven in parallel by making the driving amounts of the pair of driving mechanisms that respectively deform the corresponding elastic portions of the support member the same.
  • the connecting portion is inclined by making the driving amounts of the pair of driving mechanisms different, the driven body can be inclined by an amount corresponding to the inclination angle.
  • the present invention provides a microactuator for driving a driven body, which supports the driven body, a part of which is perpendicular to a predetermined plane, and the predetermined
  • a support member having an elastic force in a torsional direction with respect to the surface; provided on both sides of the support member, and capable of causing the driven body to apply a force in a direction perpendicular to the predetermined surface.
  • a third microactuator comprising: a pair of drive mechanisms;
  • the support member has an elastic force in a direction orthogonal to the predetermined surface and a twist direction with respect to the predetermined surface
  • the pair of drive mechanisms act on the driven body with the same force.
  • the driven body can be translated in a direction orthogonal to the predetermined surface, and each driving mechanism applies different forces to the driven body, so that the driven body is moved to the predetermined surface. Can be inclined with respect to.
  • an optical device comprising: an optical element; and any one of the first to third microactuators of the present invention that drives the optical element as the driven body. It is.
  • an exposure apparatus that exposes an object using illumination light, and includes a control device that drives and controls a drive mechanism that is disposed on the optical path of the illumination light.
  • a control device that drives and controls a drive mechanism that is disposed on the optical path of the illumination light.
  • 1 is a first exposure apparatus that includes the optical device of the present invention and exposes the object using the illumination light that has passed through the optical device.
  • the optical device of the present invention is arranged on the optical path of the illumination light, and the object is exposed using the illumination light via the optical device, so that the posture of the optical element included in the optical device is changed. By changing, the state of the illumination light reaching the object can be controlled
  • an exposure apparatus for exposing an object wherein the optical element is a mirror element that generates a predetermined pattern by irradiation with illumination light, the first on state, the second Comprising an optical device of the present invention that is switched between an on state and an off state of the illumination light phase through the first on-state optical element and the second on-state optical element.
  • the phase of the illumination light is a second exposure apparatus that is shifted by a half wavelength from each other.
  • the optical device functions as a phase shift mask by switching each of the plurality of optical elements between the first on state, the second on state, and the off state. It is possible to generate a highly accurate pattern.
  • the present invention is a device manufacturing method using either the first exposure apparatus or the second exposure apparatus of the present invention from another viewpoint.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an exposure apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a variable shaping mask.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a micromirror mechanism constituting a variable shaping mask.
  • FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B) are diagrams for explaining the operation of the drive mechanism.
  • FIG. 5 (A) to FIG. 5 (C) are diagrams for explaining the operation of the micromirror mechanism.
  • FIG. 6 is a diagram (part 1) showing a modification of the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram (No. 2) showing a modification of the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram (part 3) showing a modification of the embodiment.
  • FIG. 9 is a view showing a conventional variable molding mask.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment.
  • the exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a pattern generation apparatus 12, a projection optical system PL, a stage apparatus 16, a reflection mirror 26, a control system, and the like.
  • the exposure apparatus 100 forms a pattern image (pattern image) generated by the pattern generation apparatus 12 on the wafer W placed on the stage ST constituting a part of the stage apparatus 16 using the projection optical system PL.
  • the control system includes a microcomputer, and is configured around a main control device 20 that performs overall control of the entire device.
  • the illumination system 10 includes a light source system including a light source unit and a light source control system, a collimator lens, an optical integrator (such as a fly-eye lens, a rod-type integrator, or a diffraction element), a condensing lens, a field stop, a relay lens, and the like. Including the illumination optical system etc. (both not shown). Illumination light IL is emitted from the illumination system 10.
  • a solid-state laser light source such as a DFB semiconductor laser or a fiber laser is used.
  • a harmonic generation device that outputs a 193 nm wavelength light including an optical amplification unit having a fiber amplifier and the like, a wavelength conversion unit, and the like is used.
  • the light source unit may be a laser diode that generates continuous light or pulsed light having a wavelength of 440 nm, for example.
  • the reflection mirror 26 reflects the illumination light IL emitted from the illumination system 10 toward a variable shaping mask VM described later on the pattern generation device 12. Note that the reflection mirror 26 actually constitutes a part of the illumination optical system inside the illumination system 10, but here, for convenience of explanation, it is taken out of the illumination system 10 and shown. ing.
  • the pattern generation device 12 includes a variable shaping mask VM, a mirror drive system 30 and the like.
  • variable shaping mask VM is disposed on the + Z side of the projection optical system PL and on the optical path of the illumination light IL reflected by the reflection mirror 26.
  • this variable shaping mask VM as shown in FIG. 2, a plurality of micromirror mechanisms of m rows and n columns arranged two-dimensionally (arranged in an array) in the XY plane.
  • Micromirror arrays also called digital micromirror devices (DMD), etc.
  • This micromirror array is an integrated circuit made by CMOS process, with MEMS technology, and a movable micromirror mechanism is formed.
  • Each mirror mirror mechanism M has a mirror surface (reflection surface) and a Z-axis direction. Or can be tilted with respect to the XY plane.
  • micromirror mechanism M constituting the variable shaping mask VM will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the micromirror mechanism M as viewed from below.
  • the micromirror mechanism M includes a mirror element 52, a pair of support mechanisms 54A and 54B, and a pair of driving mechanisms provided corresponding to the pair of support mechanisms 54A and 54B.
  • Mechanisms 66 A and 66B are shown in FIG. 3.
  • the mirror element 52 includes a plate-like member having a substantially square shape in plan view (viewed from below) made of single crystal silicon or the like.
  • the mirror surface is formed by plating using a material such as
  • a pair of contact holes 52a and 52b are formed on the other side (+ Z side) of the plate-like member.
  • One support member 54A of the pair of support members 54A and 54B is made of a member in which single crystal silicon or silicon nitride is laminated, and has a crank-like bent portion in the vicinity of both ends in the X-axis direction.
  • a support member main body 58 and a pin portion 56 provided so as to protrude downward (one Z direction) at a substantially central portion in the X-axis direction of the support member main body 58 are included.
  • the support member main body 58 is fixed to the base BS (here, the integrated circuit made by the above-described CMOS process) at the bent portions (the uppermost surface of the support member main body 58) at both ends.
  • the center in the X-axis direction sandwiched between the bent parts at both ends is It has a function as a squeeze panel having elasticity.
  • the portion! /, Na! /, which is in contact with the base BS in the central portion in the X-axis direction will be referred to as a “spring portion”.
  • the drive mechanism 66A on the side corresponding to one of the support members 54A is movable and fixed to the upper surface (the surface on the + Z side) of the spring portion of the support member main body 58.
  • An electrode 62 and a fixed electrode 64 fixed to a position of the base BS facing the movable electrode 62 are included.
  • an electrostatic force is generated between the electrodes 62 and 64.
  • the fixed electrode 64 and the movable electrode 62 are driven by the driving force (electrostatic force) corresponding to the driving signal from the main controller 20 (in this embodiment, the voltage between both electrodes). ) And the mirror element 52 is driven by squeezing and deforming the panel portion of the support member main body 58.
  • the support member 54A, the drive mechanism 66A, and the wiring (not shown) for the electrodes constituting the drive mechanism 66A include silicon film formation for the base BS, aluminum film formation, pattern ungulation by photolithography etching,
  • the manufacturing force S can be obtained by repeating operations such as formation of a sacrificial layer such as a photoresist, and performing operations such as removal of the sacrificial layer.
  • the other support member 54B and the drive mechanism 66B corresponding to the support member 54B have the same configuration as the support member 54A and the drive mechanism 66A.
  • Drive mechanism The 66A and the drive mechanism 66B are not limited to a mechanism using electrostatic force (electrostatic actuator), and for example, a drive mechanism using electromagnetic force (Lorentz force) or a drive mechanism using a piezoelectric element can also be adopted. is there.
  • FIG. 5A shows a state in which no voltage is applied to the drive mechanisms 66A and 66B.
  • both support members 54A and 54B are maintained in the state shown in FIG. Accordingly, the mirror element 52 is held in parallel with the base BS at a position separated from the base BS by the distance La.
  • FIG. 5B shows a state in which a voltage is applied to both drive mechanisms 66A and 66B.
  • both support members 54A and 54B are maintained in the state shown in FIG. Therefore, the mirror element 52 is held parallel to the base BS at a position separated from the base BS by the distance Lb. That is, by applying a voltage to both drive mechanisms 66A and 66B from the state shown in FIG. 5A, the mirror element 52 is translated in the Z-axis direction by a distance (La-Lb).
  • FIG. 5C shows a state in which a voltage is applied only to one drive mechanism 66B of the drive mechanisms 66A and 66B.
  • one support member 54A is in the state shown in FIG. 4 (A)
  • the other support member 54B is in the state shown in FIG. 4 (B). Therefore, the mirror element 52 is held in an inclined state in the XY plane.
  • the illumination light IL is irradiated in the state shown in FIG. 1 to the mirror element 52 in the state (or posture) shown in FIG. 5 (A), it is reflected by the reflection surface of the mirror element 52. Incident on the projection optical system PL. Therefore, the state of the mirror element 52 in FIG. 5A is also referred to as a “first on state” below.
  • the state of the mirror element 52 in FIG. 5B is also referred to as a “second on state” below.
  • the moving distance (La ⁇ Lb) in this case depends on the phase of the illumination light IL (hereinafter also referred to as reflected light IL2) via the first on-state mirror element 52 and the second on-state.
  • the phase of the reflected light IL2 through the mirror element 52 is shifted by half a wavelength from each other. Has been determined.
  • the illumination light IL is applied to the mirror element 52 in the state (or posture) shown in FIG. 5C, it is reflected by the reflection surface of the mirror element 52, and the reflected light is projected into the projection optics. Does not enter system PL. Therefore, the state shown in FIG. 5C will be referred to as an “off state” in the following.
  • the mirror drive system 30 under the instruction of the main controller 20, the mirror drive system 30 causes the state of each mirror element 52 to be the first on state, the second on state, and the off state. It can be switched independently between the two states.
  • the mirror drive system 30 acquires pattern design data (for example, CAD data) out of data necessary for forming a pattern image from a host device (not shown) via an interface (not shown). To do. Then, based on the acquired design data, the mirror drive system 30 irradiates the light from the variable shaping mask VM onto the section area to be exposed on the wafer W via the projection optical system PL, and exposes on the wafer W. A signal for driving the mirror element 52 of each micromirror mechanism M is generated so that light from the variable shaping mask VM is not irradiated on the portion other than the target partition region portion, and the electric power constituting the drive mechanisms 66A and 66B is generated. Supply to poles 62 and 64.
  • pattern design data for example, CAD data
  • One of the drive signals for making the output is output to the electrodes of the drive mechanisms 66A and 66B of each micromirror mechanism.
  • the pattern generator 12 generates a pattern according to the design data. Note that the pattern generated by the pattern generation device 12 changes as the wafer W moves in the scanning direction (here, the Y-axis direction).
  • Projection optical system PL has a plurality of optical elements arranged in a predetermined positional relationship inside the lens barrel.
  • the projection optical system PL projects the pattern generated by the pattern generation device 12 onto the wafer W placed on the exposure surface, with a projection magnification of / 3 (/ 3 is 1/4, 1/8, 1/100, for example, 1/200, 1/400, etc.)
  • the stage device 16 includes a stage ST that holds and moves the wafer W (object), and a main control device.
  • stage drive system 40 that controls the operation state (movement, etc.) of the stage ST in accordance with the command from 20.
  • the stage ST can move in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and can rotate in the X-axis, Y-axis, and Z-axis rotation directions ( ⁇ ⁇ , ⁇ y, ⁇ z).
  • the wafer W can be aligned with 6 degrees of freedom to the pattern image of the variable forming mask VM generated via the optical system PL.
  • the stage ST is moved in a predetermined scanning direction in the XY plane (for example, in the horizontal direction in the drawing in FIG. 1). It is moved at a desired speed in a certain Y-axis direction), and the change in the pattern (display image) generated by the variable shaping mask VM is synchronized with the movement of the wafer W.
  • the position information (including rotation information) of the stage ST is measured by a position measurement system (not shown) (for example, including a laser interferometer and / or an encoder and, if necessary, a focus sensor). Supplied to main controller 20. Based on this position information, main controller 20 drives the motor of stage drive system 40 to move and position wafer W.
  • a position measurement system for example, including a laser interferometer and / or an encoder and, if necessary, a focus sensor.
  • the main controller 20 controls the operations of the illumination system 10, the pattern generator 12, the stage device 16, and the like, and the patterns sequentially generated by the variable molding mask VM on the wafer W via the projection optical system PL. Form an image.
  • the main controller 20 moves the wafer W at an appropriate speed and, in synchronization with this, scrolls the pattern generated by the variable molding mask VM via the drive system 30, thereby scanning-type exposure. I do.
  • the mirror element 52 has two types of on-states, that is, a first on-state and a second on-state, and the first on-state and the second on-state. Then, since the phases of the reflected light IL2 reflected by the mirror element 52 are shifted from each other by a half wavelength, the first on-state mirror element and the second on-state mirror element are arranged close to each other. As a result, it functions as a phase shift mask.
  • a pair of support members 54A and 54B having spring portions support the mirror element 52, and a pair of drive mechanisms 66A and 66B provided corresponding to the pair of support members 54A and 54B, corresponding support members 54A. , 54B, the distance between the support point where the support members 54A and 54B support the mirror element 52 and the base BS changes. Therefore, the mirror element 52 is translated by driving all the drive mechanisms 66A and 66B. In addition, it is possible to tilt the mirror element 52 with respect to the base BS by driving a part of the drive mechanism!
  • the panel portions of the support members 54A and 54B constituting each micromirror mechanism M are stagnation-type. Therefore, it is possible to increase the panel constant compared to when using a torsional panel, etc., and when the electrostatic forces of the drive mechanisms 66A and 66B are released, the response is high. It is possible to return to the state of Fig. 4 (A) from the state of B), and it is possible to shorten the time until the vibration is attenuated.
  • the on-state in which the illumination light IL incident and reflected on the mirror element 52 of each micromirror mechanism M enters the projection optical system PL, Switching to the OFF state where the light does not enter the projection optical system PL can be performed at high speed. Further, in the support members 54A and 54B having the panel portion of the sag type, the response speed can be increased (high response can be achieved) by applying tension.
  • variable shaping mask VM of the present embodiment the mirror element 52 of each micromirror mechanism M can be translated as described above, so that the first on state and the second on state are By devising the arrangement of the mirror element 52, it can be used as a phase shift mask. Thereby, it is possible to expose a fine pattern with high accuracy.
  • one micromirror mechanism M force pair of support members 54A, 54B and a pair of drive mechanisms 66A, 66B provided corresponding to the pair of support members 54A, 54B.
  • the force which demonstrated the structure provided Not only this but 3 or more support members and 3 or more drive mechanisms provided corresponding to this may be provided.
  • the pair of support member force axial directions is the longitudinal direction.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, the pair of support members has the Y axis direction as the longitudinal direction. It is also possible to use a micromirror mechanism having a support member whose longitudinal direction is the Y-axis direction and a micromirror mechanism having a support member whose longitudinal direction is the X-axis direction. It is also good to do.
  • micromirror mechanisms having different types of support members are used in combination, for example, as shown in FIG. 6 (A), adjacent micromirror mechanisms have the same type of micromirror mechanisms having different types of support members. It can be. Thus, for example, as shown in FIG.
  • FIG. 6 (B) a micromirror mechanism in which support members having a longitudinal direction in the Y-axis direction are arranged at predetermined intervals in the X-axis direction, and a support member having a longitudinal direction in the Y-axis direction are provided. You may make it arrange
  • the support members of the adjacent micromirror mechanisms do not mechanically interfere with each other, so that the mirror elements can be arranged in an array.
  • the longitudinal direction may be the direction in which the support member intersects the X axis and the Y axis.
  • the force described in the case where a plurality of support members and a plurality of drive mechanisms corresponding to the support members are provided is not limited thereto, and a configuration as shown in Fig. 7 may be employed. It is.
  • the micromirror mechanism M ′ shown in FIG. 7 is provided between the mirror element 52, one support member 54 ′ that supports the mirror element 52, and the support member 54 ′ and the base BS.
  • the support member 54 ' includes a substantially H-shaped support member main body 58' in a plan view, and a pin provided at the center of the lower surface of the support member main body 58 'in the XY plane. Part 56 '.
  • the support member main body 58 ' is manufactured by the same manufacturing method using the same member as the support member main body 58 described in the above embodiment, extends in the X-axis direction, and has a predetermined interval in the Y-axis direction.
  • the X-axis direction both ends of the driven parts 59A and 59B are sequentially bent in the ⁇ Z direction and + X direction (one X direction) and fixed to the base BS at the bent part (the part having the XY plane).
  • the central part of the driven parts 59A and 59B (the part that is not in contact with the base BS) is the panel part as in the above embodiment. Yes
  • Each of the pair of drive mechanisms 66A and 66B is provided at a position facing the movable electrode 62 provided on the + Z side surface of the driven parts 59A and 59B and the movable electrode 62 of the base BS.
  • a fixed electrode 64 Since the pair of drive mechanisms 66A and 66B is the same as that of the above embodiment, the description thereof is omitted.
  • the micromirror mechanism M in FIG. 7 configured as described above can be driven in the same manner as in the above embodiment. That is, a state in which no voltage is applied to either drive mechanism 66A, 66B (first on state), a state in which voltage is applied to both drive mechanisms 66A, 66B (second on state), and By applying a voltage to the drive mechanism, one of the states in which the mirror element 52 is inclined with respect to the XY plane (off state) can be selectively switched.
  • the mirror element 52 can be driven in the same manner as in the above embodiment, and the mirror element 52 can be supported at one location. Compared to a case where the mirror element 52 is supported at a plurality of points, there is a low possibility that a force that deforms the mirror element 52 is applied.
  • the micromirror mechanism M “shown in FIG. 8 includes a mirror element 52, a single support member 54" that supports the mirror element 52, and a drive mechanism that is arranged at a predetermined distance on the Y side of the support member 54 ".
  • 66A 'and a drive mechanism 66B' disposed at a predetermined distance on the + Y side of the support member 54 ".
  • the support member 54 "has substantially the same configuration as the support members 54A and 54B of the above-described embodiment. Force S, a pair of hinge portions 71 are formed on a part of the support member main body 58 constituting the support member 54". The differences are different.
  • the drive mechanisms 66A 'and 66B' have the same configuration as the drive mechanisms 66A and 66B of the above embodiment (a configuration including the fixed electrode 64 and the movable electrode 62), but the movable electrode 62 is the mirror element 52. It is fixed directly to the point that is different.
  • the mirror element 58 is In a state in which a voltage is applied to both of the pair of drive mechanisms 66A ′ and 66B ′, the mirror element 58 is supported in parallel to the base BS at a position higher than the predetermined height, and is further supported.
  • the mirror element 58 can be rotated (tilted) around the X axis. In this case, the inclination is easily performed by the pair of hinge portions 71 formed on the support member main body 58.
  • the mirror element is used as the optical element.
  • the present invention is not limited to this, and other optical elements such as a lens element may be used.
  • a plurality of pairs of force variable molding mask VM and projection optical system PL may be provided, in which a pair of variable molding mask (micromirror array) VM and projection optical system PL are provided.
  • the number of the variable shaping mask VM and the projection optical system PL may be different. In the former, for example, the position of each projection region (corresponding to the irradiation region of the illumination light IL) of the plurality of projection optical systems PL is different with respect to a direction (for example, the X-axis direction) intersecting the scanning direction (Y-axis direction).
  • a plurality of projection regions may be arranged in a line along the X-axis direction, or the projection regions may be arranged in a nested manner, that is, zigzag along each of a plurality of columns separated in the Y-axis direction.
  • M ( ⁇ N + 1) projection optical systems PL are provided for N (integer greater than or equal to 1) variable shaped masks VM, or for M variable shaped masks VM.
  • N projection optical systems PL may be provided.
  • the force S described for the case where the optical device of the present invention is applied to the variable shaping mask VM not limited to this, for example, the present invention is included in an illumination system (illumination optical system).
  • This optical device may be provided, and the optical device may be used to suppress the occurrence of uneven illumination.
  • the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, and for example, for a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a display apparatus such as a plasma display. It can also be widely applied to exposure apparatuses for manufacturing various devices such as exposure apparatuses, image sensors (CCD, etc.), micromachines, thin film magnetic heads, and DNA chips. Furthermore, the present invention is also applicable to an exposure apparatus that manufactures a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a lithographic process. Ability to do S. As described above, in the above embodiments, the object to be exposed to which the energy beam is irradiated is not limited to the wafer, and other objects such as a glass plate, a ceramic substrate, or a mask blank can be used.
  • a semiconductor device includes a step of designing a function and performance of a device, a step of forming a wafer from a silicon material, a step of exposing a wafer through a variable molding mask by the exposure apparatus of the above-described embodiment, etching, etc. It is manufactured through a circuit pattern forming step, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process) and an inspection step.
  • the present invention is not limited to this, and can also be used in a projection image display apparatus such as a projector. However, it can also be used for various applications such as optical information processing devices, electrostatic photographic printing devices, optical switches used for optical communication, Switched Blazed Grating Devices, or platesetters used in the printing field. . In this case, it is not limited to the case where a plurality of micromirrors (optical elements) are included as in the above embodiment, and only one micromirror mechanism may be included.
  • the microactuator of the present invention is suitable for driving a driven body.
  • the optical unit of the present invention is suitable for driving an optical element.
  • the exposure apparatus of the present invention is suitable for exposing an object using illumination light.
  • the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.

Description

明 細 書
マイクロアクチユエータ、光学ユニット及び露光装置、並びにデバイス製 造方法
技術分野
[0001] 本発明は、マイクロアクチユエータ、光学ユニット及び露光装置、並びにデバイス製 造方法に係り、更に詳しくは、被駆動体を駆動するマイクロアクチユエータ、該マイク ロアクチユエータを備える光学ユニット及び該光学ユニットを備える露光装置、並びに 該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、半導体素子又は液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフイエ 程では、マスク（レチクル、フォトマスク等）に形成されたパターンを、投影光学系を介 してレジスト等の感応剤が塗布された基板 (ガラスプレート、ウェハ等）上に転写する 投影露光装置が用いられてレ、る。
[0003] ところで、近年になって、デバイスパターンの大小にかかわらず、高価なマスク（固 定のパターン原版であるマスク）に代えて、可変成形マスク（アクティブマスクとも呼ば れる）を用いたレ、わゆるマスクレスタイプの走査型露光装置が種々提案されて!/、る。 このマスクレスタイプの走査型露光装置の一種として、反射型の空間光変調器の一 種である DMD (デジタノレ 'マイクロミラー'デバイス（Digital Micro-mirror Device) )を 可変成形マスクとして用いる走査型露光装置が提案されている（例えば特許文献 1 参照）。この DMDを可変成形マスクとして用いる走査型露光装置によれば、基板ス テージの走査に同期して可変成形マスクにおいて生成されるパターンを変化させて 基板ステージ上に保持された基板を露光することで、その基板上に所望のパターン を容易に形成することができるとともに、装置のコストダウン及び小型化が可能である
[0004] しかしながら、従来の DMDを駆動する際には、駆動に要する時間とその数倍の振 動減衰時間 (整定時間）が必要とされた。このため、露光する際に要求される駆動速 度を満たすことができず、結果的に DMDを用いた露光ができなくなるおそれがある [0005] また、従来の DMDでは、例えば、図 9に示されるように、マイクロミラーが符号 Mで 示される状態（ベース BSに対して傾!/、た状態）と、符号 M'で示される状態（ベース B Sに対して、符号 Mの状態とは逆の方向に傾いた状態）との間で切り替えられ、マイク 口ミラー力 S、符号 Mで示される状態にあるときが、いわゆるオン状態とされていた。こ のオン状態のマイクロミラーに照明光 ILが入射すると、マイクロミラーの反射面にて反 射され、投影光学系 PLに入射する (すなわち、当該オン状態のマイクロミラーを介し た照明光 ILを用いて露光が行われる）。一方、符号 M'で示される状態にあるときは、 いわゆるオフ状態であり、このオフ状態のマイクロミラーに入射する照明光 ILは、マイ クロミラーで反射した後、投影光学系 PLには入射しない。
[0006] しかるに、図 9に示されるように、オン状態のマイクロミラーは、ベース BSに対して傾 斜した状態でベース BSに沿って配列されることから、互いに隣接するマイクロミラー Mの反射面同士がマイクロミラー Mの反射面の法線方向に関して距離 Dだけずれた 状態となる。これにより、それぞれのマイクロミラー Mを介した照明光 ILは、相互に位 相差を有することとなるため、この位相差が露光精度に影響を与えるおそれがある。
[0007] 更に、将来的には、位相シフトマスクと同様の機能を有する DMDを用いたァクティ ブマスクの出現も期待される。
[0008] 特許文献 1：特開 2004 _ 327660号公報
発明の開示
課題を解決するための手段
[0009] 本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第 1の観点からすると、被駆動 体を駆動するマイクロアクチユエータであって、前記被駆動体を支持し、その一部に 弾性部を有する複数の支持部材と；前記複数の支持部材それぞれに対応して設けら れた複数の駆動機構と；を備え、前記複数の駆動機構それぞれは、対応する支持部 材の弾性部を変形させることにより、該対応する支持部材が前記被駆動体を支持す る支持点と、所定の基準面との間の距離を変化させる第 1のマイクロアクチユエータ である。
[0010] これによれば、任意の駆動機構を駆動することにより、対応する支持部材が被駆動 体を支持する支持点と所定の基準面との間の距離が変化する。従って、全ての駆動 機構を駆動することで被駆動体を平行移動させたり、一部の駆動機構を駆動すること で被駆動体を基準面に対して傾斜させたりすることが可能である。
[0011] 本発明は、第 2の観点からすると、被駆動体を駆動するマイクロアクチユエータであ つて、一対の弾性部と、該弾性部間を連結する連結部と、前記連結部と前記被駆動 体との間を接続する接続部とを有する支持部材と；前記一対の弾性部それぞれに対 応して設けられた一対の駆動機構と；を備え、前記一対の駆動機構それぞれは、対 応する弾性部を変形させることにより、前記被駆動体の姿勢を変化させる第 2のマイ クロアクチユエータである。
[0012] これによれば、支持部材の対応する弾性部をそれぞれ変形させる一対の駆動機構 による駆動量を同一にすることで、被駆動体を平行駆動することが可能である。また、 一対の駆動機構の駆動量を異ならせることにより、接続部が傾斜するので、当該傾 斜角に応じた量だけ被駆動体を傾斜させることが可能となる。
[0013] 本発明は、第 3の観点からすると、被駆動体を駆動するマイクロアクチユエータであ つて、前記被駆動体を支持し、その一部が所定面に直交する方向、及び前記所定面 に対するねじれ方向の弾性力を有する支持部材と；前記支持部材を挟んで両側に 設けられ、前記被駆動体に対して、前記所定面に直交する方向の力をそれぞれ作 用させることが可能な一対の駆動機構と；を備える第 3のマイクロアクチユエータであ
[0014] これによれば、支持部材が、所定面に直交する方向及び前記所定面に対するねじ れ方向の弾性力を有することから、一対の駆動機構が被駆動体に対して同一の力を 作用させることで、被駆動体を所定面に直交する方向に平行移動することが可能で あり、また、各駆動機構が被駆動体に対して異なる力を作用させることで、被駆動体 を所定面に対して傾斜させることが可能である。
[0015] 本発明は、第 4の観点からすると、光学素子と；前記被駆動体として前記光学素子 を駆動する本発明の第 1〜第 3のマイクロアクチユエータのいずれかと；を備える光学 デバイスである。
[0016] これによれば、光学素子を平行移動させたり、傾斜させたりすることが可能であるの で、光学素子の姿勢を比較的自由に変更することが可能で、種々の用途として用い ること力 S可倉 となる。
[0017] 本発明は第 5の観点からすると、照明光を用いて、物体を露光する露光装置であつ て、前記照明光の光路上に配置される、駆動機構を駆動制御する制御装置を備える 本発明の光学デバイスを備え、該光学デバイスを介した前記照明光を用いて前記物 体を露光する第 1の露光装置である。
[0018] これによれば、照明光の光路上に本発明の光学デバイスが配置され、該光学デバ イスを介した照明光を用いて物体を露光するので、光学デバイスが備える光学素子 の姿勢を変更することにより、物体に到達する照明光の状態を制御することができる
[0019] 本発明は第 6の観点からすると、物体を露光する露光装置であって、照明光の照射 により所定のパターンを生成する、光学素子がミラー素子で、第 1のオン状態、第 2の オン状態及びオフ状態の間で切り替えられる本発明の光学デバイスを備え、前記第 1のオン状態の光学素子を介した前記照明光の位相と、前記第 2のオン状態の光学 素子を介した前記照明光の位相とは、相互に半波長分ずれている第 2の露光装置で ある。
[0020] これによれば、複数の光学素子のそれぞれを第 1のオン状態、第 2のオン状態、及 びオフ状態の間で切り変えることにより、光学デバイスが位相シフトマスクとして機能 するため、高精度なパターンの生成を行うことが可能となる。
[0021] また、リソグラフイエ程において、本発明の第 1、第 2の露光装置を用いるので、高 集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することが可能である。従って、本発明は 、更に別の観点からすると、本発明の第 1、第 2の露光装置のいずれかを用いるデバ イス製造方法であるとも言える。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
[図 2]可変成形マスクを示す平面図である。
[図 3]可変成形マスクを構成するマイクロミラー機構の分解斜視図である。
[図 4]図 4 (A) ,図 4 (B)は、駆動機構の作用を説明するための図である。 [図 5]図 5 (A)〜図 5 (C)は、マイクロミラー機構の動作を説明するための図である。
[図 6]—実施形態の変形例を示す図（その 1)である。
[図 7]—実施形態の変形例を示す図（その 2)である。
[図 8]—実施形態の変形例を示す図（その 3)である。
[図 9]従来の可変成形マスクを示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明の一実施形態を図 1〜図 7 (B)に基づいて説明する。図 1には、一実 施形態に係る露光装置 100の構成が概略的に示されている。
[0024] 露光装置 100は、照明系 10、パターン生成装置 12、投影光学系 PL、ステージ装 置 16、反射ミラー 26及び制御系等を含んでいる。露光装置 100は、パターン生成装 置 12で生成されたパターンの像 (パターン像）をステージ装置 16の一部を構成する ステージ STに載置されたウェハ W上に投影光学系 PLを用いて形成するものである 。前記制御系は、マイクロコンピュータを含み、装置全体を統括的に制御する主制御 装置 20を中心として構成されている。
[0025] 照明系 10は、光源ユニット及び光源制御系を含む光源系、並びにコリメートレンズ 、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ロッド型インテグレータあるいは回折 素子など）、集光レンズ、視野絞り、リレーレンズ等を含む照明光学系等（いずれも不 図示）を含んでいる。照明系 10からは、照明光 ILが射出される。
[0026] 光源ュュットとしては、例えば国際公開第 1999/46835号パンフレット（対応米国 特許第 7, 023, 610号明細書）に開示されているように、 DFB半導体レーザ又はフ アイバレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び 波長変換部などを含み、波長 193nmのノ ルス光を出力する高調波発生装置が用い られている。なお、光源ユニットは、例えば波長 440nmの連続光又はパルス光を発 生するレーザダイォードなどでも良レ、。
[0027] 反射ミラー 26は、照明系 10から射出される照明光 ILをパターン生成装置 12の後 述する可変成形マスク VMに向けて反射する。なお、この反射ミラー 26は、実際には 、照明系 10内部の照明光学系の一部を構成するものであるが、ここでは、説明の便 宜上から照明系 10の外部に取り出して示されている。 [0028] パターン生成装置 12は、可変成形マスク VM及びミラー駆動系 30等を含んでいる
〇
[0029] 可変成形マスク VMは、投影光学系 PLの + Z側で、かつ反射ミラー 26で反射され た照明光 ILの光路上に配置されている。この可変成形マスク VMとしては、一例とし て、図 2に示されるように、 XY平面内に二次元的に配置された（アレイ状に配置され た）、 m行 n列の複数のマイクロミラー機構 M (i= l〜m、 j = l〜！)を含む光学デバィ
ij
スとしてのマイクロミラーアレイ（デジタル.マイクロミラ一.デバイス（DMD)などとも呼 ばれる）が用いられている。このマイクロミラーアレイは、 CMOSプロセスで作られた 集積回路上に MEMS技術で、可動式のマイクロミラー機構を形成したもので、各マ イク口ミラー機構 Mは鏡面（反射面）を、 Z軸方向に駆動したり、 XY平面に対して傾 斜させたりすることができるものである。
[0030] 以下、図 3を用いて、可変成形マスク VMを構成するマイクロミラー機構 Mについて 詳細に説明する。
[0031] 図 3は、マイクロミラー機構 Mを下方から見た状態を示す分解斜視図である。この 図 3からわ力、るように、マイクロミラー機構 Mは、ミラー素子 52と、一対の支持機構 54 A, 54Bと、該一対の支持機構 54A, 54Bに対応して設けられた一対の駆動機構 66 A、 66Bと、を含んでいる。
[0032] ミラー素子 52は、単結晶シリコンなどから成る平面視（下方から見て）略正方形状の 板状部材を含み、該板状部材のー側（一 Z側）の面には、アルミニウムなどを用いた めっき加工により鏡面が形成されている。また該板状部材の他側（+ Z側）の面には、 一対のコンタクトホール 52a, 52bが形成されて!/、る。
[0033] 一対の支持部材 54A, 54Bのうちの一方の支持部材 54Aは、単結晶シリコン又は 窒化シリコンを積層した部材から成り、 X軸方向の両端部近傍にクランク状の折り曲 げ部分を有する支持部材本体 58と、該支持部材本体 58の X軸方向のほぼ中央部 において、下方（一 Z方向）に突出した状態で設けられたピン部 56とを含んでいる。
[0034] 支持部材本体 58は、両端部の折り曲げ部分 (支持部材本体 58の最上面）にて、ベ ース BS (ここでは、前述した CMOSプロセスで作られた集積回路）に固定される。ま た、両端部の折り曲げ部分に挟まれた X軸方向中央部は、 Z軸方向に関して所定の 弾性力を有する橈みパネとしての機能を有している。なお、以下においては、当該 X 軸方向中央部のベース BSとは接触して!/、な!/、部分を「バネ部」と呼ぶものとする。
[0035] 一対の駆動機構 66A, 66Bのうちの、一方の支持部材 54Aに対応する側の駆動 機構 66Aは、支持部材本体 58のバネ部の上面（+ Z側の面）に固定された可動電極 62と、ベース BSの該可動電極 62に対向する位置に固定された固定電極 64と、を含 んでいる。これら可動電極 62と固定電極 64との間に電圧が印加されることにより両電 極 62, 64の間に静電力が生じる。
[0036] これについて具体的に説明すると、固定電極 64と可動電極 62との間に電圧が印 カロされていない場合には、図 4 (A)に示されるように、電極 62, 64間の静電力は零で あるから、支持部材本体 58のパネ部に力が作用しないので、パネ部が橈むことなく 所定の初期状態に維持される。なお、初期状態とは、支持部材 54Aの最下端 (ピン 部 56の一 Z側端部）とベース BSとの距離が Laである場合をいうものとする。
[0037] この一方、電極 62, 64間に電圧が印加されると、図 4 (B)に示されるように、電極間 に静電力（吸引力）が発生し、支持部材本体 58のパネ部が上方（+ Z方向）に橈む。 この場合における支持部材 54Aの最下端（ピン部 56の— Z側端部）とベース BSとの 間の距離が、 Lb (< La)であるものとする。なお、支持部材 54Aの最下端とベース B Sとの間の距離が Lbとなるときには、電極 62と 64とが接触してもよぐこの場合は、電 極 62、 64の表面を厚!/、絶縁膜でコートしておくことが好まし!/、。
[0038] このように、本実施形態では、固定電極 64及び可動電極 62が、主制御装置 20か らの駆動信号 (本実施形態では、両電極間の電圧）に応じた駆動力（静電力）を発生 し、支持部材本体 58のパネ部を橈み変形させることでミラー素子 52を駆動する。
[0039] ここで、支持部材 54A及び駆動機構 66A、並びに駆動機構 66Aを構成する電極 に対する不図示の配線等は、ベース BSに対するシリコン膜の生成、アルミニウム膜 の生成、フォトリソエッチング法によるパターンユング、及びフォトレジスト等の犠牲層 の形成などの作業の繰り返し、及び犠牲層の除去などの作業を行うことにより、製造 すること力 Sでさる。
[0040] 図 3に戻り、他方の支持部材 54B及び該支持部材 54Bに対応する駆動機構 66Bも 、上記支持部材 54A及び駆動機構 66Aと同一の構成となっている。なお、駆動機構 66A及び駆動機構 66Bとしては、静電力を用いる機構（静電ァクチユエータ）に限ら ず、例えば、電磁力（ローレンツ力）を用いる駆動機構、又は圧電素子を用いる駆動 機構などを採用することも可能である。
[0041] ここで、駆動機構 66A、 66Bによる作用について、図 5 (A)〜図 5 (C)に基づいて 説明する。
[0042] 図 5 (A)には、駆動機構 66A、 66Bに電圧が印加されていない状態が示されてい る。この場合、両支持部材 54A、 54Bは、前述した図 4 (A)の状態に維持されている 。従って、ミラー素子 52は、ベース BSから距離 Laだけ離れた位置でベース BSに平 行に保持されることになる。一方、図 5 (B)には、駆動機構 66A, 66Bのいずれにも 電圧が印加された状態が示されている。この場合、両支持部材 54A, 54Bは、前述 した図 4 (B)の状態に維持されている。従って、ミラー素子 52は、ベース BSから距離 Lbだけ離れた位置でベース BSに平行に保持されることになる。すなわち、図 5 (A) の状態から、両駆動機構 66A, 66Bに電圧を印加することにより、ミラー素子 52が距 離 (La— Lb)だけ、 Z軸方向に平行移動したことになる。
[0043] 更に、図 5 (C)には、駆動機構 66A, 66Bのうち、一方の駆動機構 66Bにのみ電圧 が印加された状態が示されている。この場合、一方の支持部材 54Aが前述した図 4 ( A)の状態となり、他方の支持部材 54Bが前述した図 4 (B)の状態となっている。従つ て、ミラー素子 52は、 XY平面に傾斜した状態で保持されることになる。
[0044] ここで、図 5 (A)に示される状態（又は姿勢）にあるミラー素子 52に、図 1の状態で 照明光 ILが照射されると、ミラー素子 52の反射面にて反射され、投影光学系 PLに 入射する。そこで、図 5 (A)のミラー素子 52の状態を、以下においては、「第 1のオン 状態」とも呼ぶものとする。
[0045] また、図 5 (B)に示される状態（又は姿勢）にあるミラー素子 52に、図 1の状態で照 明光 ILが照射されると、ミラー素子 52の反射面にて反射され、投影光学系 PLに入 射する。そこで、図 5 (B)のミラー素子 52の状態を、以下においては、「第 2のオン状 態」とも呼ぶものとする。なお、この場合の移動距離 (La— Lb)は、第 1のオン状態の ミラー素子 52を介した照明光 IL (以下では、反射光 IL2とも呼ぶ）の位相と、第 2のォ ン状態のミラー素子 52を介した反射光 IL2の位相とが、相互に半波長分ずれるよう に決定されている。
[0046] 更に、図 5 (C)に示される状態（又は姿勢）にあるミラー素子 52に照明光 ILが照射 されると、ミラー素子 52の反射面で反射するが、その反射光が投影光学系 PLには入 射しない。従って、図 5 (C)の状態を、以下においては、「オフ状態」とも呼ぶものとす
[0047] 本実施形態では、主制御装置 20の指示の下、ミラー駆動系 30により、各ミラー素 子 52の状態が、上記第 1のオン状態、第 2のオン状態、及びオフ状態の 3つの状態 の間で独立して切り替えられる。
[0048] 図 1に戻り、ミラー駆動系 30は、不図示のインターフェースを介して不図示の上位 装置からパターン像の形成に必要なデータのうちパターンの設計データ（例えば、 C ADデータ）を取得する。そして、ミラー駆動系 30は、取得した設計データに基づい て、ウェハ W上における露光対象の区画領域部分に可変成形マスク VMからの光が 投影光学系 PLを介して照射され、ウェハ W上における露光対象の区画領域部分以 外の部分に可変成形マスク VMからの光が照射されないように、各マイクロミラー機 構 Mのミラー素子 52を駆動する信号を生成し、駆動機構 66A, 66Bを構成する電 極 62, 64に供給する。ここでは、ミラー素子 52を「第 1のオン状態」にするための駆 動信号、ミラー素子 52を「第 2のオン状態」にするための駆動信号、及びミラー素子 5 2を「オフ状態」にするための駆動信号のいずれかが各マイクロミラー機構の駆動機 構 66A, 66Bの電極にそれぞれ出力される。これにより、パターン生成装置 12で、設 計データに応じたパターンが生成される。なお、パターン生成装置 12で生成される パターンは、ウェハ Wの走査方向（ここでは、 Y軸方向）への移動に伴って変化する。
[0049] 投影光学系 PLは、鏡筒の内部に所定の位置関係で配置された複数の光学素子を 有する。投影光学系 PLは、パターン生成装置 12で生成されたパターンを、被露光 面上に配置されたウェハ W上に投影倍率 /3 ( /3は例えば 1/4、 1/8、 1/100、 1 /200、 1/400等）で縮小投影する。
[0050] ステージ装置 16は、ウェハ W (物体）を保持して可動なステージ STと、主制御装置
20からの指令に従ってステージ STの動作状態 (移動など）を制御するステージ駆動 系 40とを備えている。 [0051] ステージ STは、 X軸、 Y軸及び Z軸方向に移動可能、かつ X軸、 Y軸及び Z軸回り の回転（ θ χ、 Θ y、 Θ z)方向に回転可能であり、投影光学系 PLを介して生成される 可変成形マスク VMのパターン像に対してウェハ Wを 6自由度でァライメント可能であ る。さらに、可変成形マスク VM及び投影光学系 PLを介して照明光 ILでウェハ Wを 走査露光するために、ステージ STは XY平面内の所定の走査方向（例えば、図 1に おける紙面内水平方向である Y軸方向）に所望の速度で移動され、可変成形マスク VMで生成したパターン (表示画像）の変化とウェハ Wの移動とを同期させる。
[0052] ステージ STの位置情報（回転情報も含む）は、不図示の位置計測系（例えばレー ザ干渉計、及び/又はエンコーダを含み、必要ならフォーカスセンサ等も含む）によ つて計測され、主制御装置 20に供給される。主制御装置 20は、この位置情報に基 づレ、てステージ駆動系 40のモータ等を駆動してウェハ Wの移動、及び位置決めを 行う。
[0053] 主制御装置 20は、照明系 10、パターン生成装置 12、ステージ装置 16等の動作を 制御し、投影光学系 PLを介してウェハ W上に可変成形マスク VMで逐次生成された パターンの像を形成する。この際、主制御装置 20は、ウェハ Wを適当な速度で移動 させつつ、これに同期して駆動系 30を介して可変成形マスク VMで生成したパター ンをスクロールさせることによって、走査型の露光を行う。
[0054] ここで、本実施形態においては、ミラー素子 52が第 1のオン状態と第 2のオン状態と いう 2種類のオン状態を有し、第 1のオン状態と第 2のオン状態とでは、ミラー素子 52 で反射された反射光 IL2の位相が相互に半波長分だけずれているので、第 1のオン 状態のミラー素子と第 2のオン状態のミラー素子とを近接して配置することにより、位 相シフトマスクとしての機能を果たすこととなる。
[0055] 以上説明したように、本実施形態に係るマイクロミラー機構 Mによると、その一部に
ij
バネ部を有する一対の支持部材 54A, 54Bがミラー素子 52を支持し、この一対の支 持部材 54A, 54Bそれぞれに対応して設けられた一対の駆動機構 66A、 66B力 対 応する支持部材 54A, 54Bのバネ部を変形させることにより、当該支持部材 54A, 5 4Bがミラー素子 52を支持する支持点とベース BSとの間の距離がそれぞれ変化する 。従って、全ての駆動機構 66A, 66Bを駆動することでミラー素子 52を平行移動させ たり、一部の駆動機構を駆動することでミラー素子 52をベース BSに対して傾斜させ たりすることが可能となって!/、る。
[0056] また、上記のマイクロミラー機構 Mを多数用いて構成された本実施形態に係る可 変成形マスク VMでは、各マイクロミラー機構 Mを構成する支持部材 54A, 54Bの パネ部が橈み型のパネであることから、ねじりパネなどを用いた場合と比較して、パネ 定数を大きくすること力できるとともに、駆動機構 66A, 66Bの静電力が解除された 際に、高応答で図 4 (B)の状態から図 4 (A)の状態に戻すことができ、また、振動が 減衰するまでの時間も短縮することが可能である。従って、本実施形態では、各マイ クロミラー機構 Mのミラー素子 52に入射して反射した照明光 ILが投影光学系 PLに 入射するオン状態（第 1のオン状態又は第 2のオン状態）と、投影光学系 PLに入射し ないオフ状態との切り替えを高速で行うことができる。また、パネ部が橈み型の支持 部材 54A, 54Bでは、張力をかけることでも、応答速度を速くすることができる（高応 答化することが可能となる)。
[0057] 更に、本実施形態の可変成形マスク VMでは、上記のように各マイクロミラー機構 Mのミラー素子 52を平行移動することが可能であるので第 1のオン状態と第 2のオン 状態のミラー素子 52の配置を工夫することにより、位相シフトマスクとして用いること が可能である。これにより、微細なパターンを高精度で露光することが可能である。
[0058] また、本実施形態では、従来のように、ミラー素子がベースに対して傾斜している状 態がオン状態とされていないので、隣接するミラー素子で反射された反射光間に位 相差が生じることなぐこの点からも高精度な露光が可能である。
[0059] なお、上記実施形態では、 1つのマイクロミラー機構 M力 一対の支持部材 54A, 54Bと、該一対の支持部材 54A, 54Bに対応して設けられた一対の駆動機構 66A, 66Bとを備える構成について説明した力 これに限らず、 3つ以上の支持部材と、こ れに対応して設けられた 3つ以上の駆動機構とを備えていても良い。
[0060] なお、上記実施形態では、一対の支持部材力 軸方向を長手方向とする場合につ いて説明したが、これに限らず、例えば一対の支持部材が Y軸方向を長手方向とす ることとしても良いし、また、 Y軸方向を長手方向とする支持部材を有するマイクロミラ 一機構と、 X軸方向を長手方向とする支持部材を有するマイクロミラー機構とを併用 することとしても良い。このように種類の異なる支持部材を有するマイクロミラー機構を 併用する場合には、例えば、図 6 (A)に示されるように隣接するマイクロミラー機構同 士を種類の異なる支持部材を有するマイクロミラー機構とすることができる。これにより 、例えば、図 6 (A)に示されるように、ミラー素子の一辺の長さよりも支持部材の全長 の方が大きい場合であっても、支持部材同士が機械的に干渉することなぐミラー素 子をアレイ状に配置することが可能である。また、図 6 (B)に示されるように、 Y軸方向 を長手方向とする支持部材を X軸方向に所定間隔あけて配置したマイクロミラー機構 と、 Y軸方向を長手方向とする支持部材を Y軸方向に所定間隔あけて配置したマイク 口ミラー機構とを、 Y軸方向に関して交互に配置するようにしても良い。このようにする ことにより、隣接するマイクロミラー機構の支持部材同士が機械的に干渉することがな いので、ミラー素子をアレイ状に配置することが可能である。勿論、支持部材が X軸 及び Y軸と交差する方向を長手方向とするものであっても良い。
[0061] なお、上記実施形態では、複数の支持部材とこれに対応する複数の駆動機構を備 える場合について説明した力 これに限らず、図 7に示されるような構成を採用するこ とも可能である。
[0062] この図 7に示されるマイクロミラー機構 M 'は、ミラー素子 52と、ミラー素子 52を支持 する 1つの支持部材 54'と、該支持部材 54'とベース BSとの間に設けられた一対の 駆動機構 66A, 66Bと、を含んでいる。
[0063] 支持部材 54'は、図 7に示されるように、平面視略 H字状の支持部材本体 58 'と、 該支持部材本体 58 '下面の XY平面内の中央部に設けられたピン部 56 'と、を含ん でいる。
[0064] 支持部材本体 58 'は、上記実施形態で説明した支持部材本体 58と同様の部材を 用いて同様の製造方法により製造され、 X軸方向に延び、 Y軸方向に所定間隔をあ けて配置された一対の被駆動部 59A, 59Bと、各被駆動部 59A, 59Bの X軸方向中 央部を連結する連結部 69とを有している。被駆動部 59A, 59Bの X軸方向両端部は 、—Z方向及び + X方向（一 X方向）に順次折り曲げられ、その折り曲げ部分 (XY平 面を有する部分）にてベース BSに固定されている。また、被駆動部 59A, 59Bの中 央部分 (ベース BSとは非接触な部分）が、上記実施形態と同様、パネ部とされている 〇
[0065] 一対の駆動機構 66A, 66Bのそれぞれは、被駆動部 59A, 59Bの + Z側の面に設 けられた可動電極 62と、ベース BSの可動電極 62に対向する位置に設けられた固定 電極 64とを含んでいる。なお、この一対の駆動機構 66A, 66Bについては、上記実 施形態と同一のものを用いてレ、るのでその説明は省略する。
[0066] 以上のように構成される図 7のマイクロミラー機構 Mでは、上記実施形態と同様の 駆動を行うことができる。すなわち、駆動機構 66A、 66Bのいずれにも電圧を印加し ない状態（第 1のオン状態）と、両駆動機構 66A, 66Bの両方に電圧を印加する状態 (第 2のオン状態）及び一方の駆動機構に電圧を印加することにより、ミラー素子 52を XY平面に対して傾斜させる状態 (オフ状態）のいずれかを選択的に切り替えることが できる。
[0067] このような構成を採用することにより、ミラー素子 52を上記実施形態と同様にして駆 動すること力 Sできるとともに、ミラー素子 52を一箇所にて支持することができるので、ミ ラーを複数点で支持する場合に比べて、ミラー素子 52を変形させるような力が付与さ れる可能性が低い。
[0068] 更に、図 8に示されるようなマイクロミラー機構を用いることも可能である。図 8に示さ れるマイクロミラー機構 M "は、ミラー素子 52と、該ミラー素子 52を支持する 1つの支 持部材 54"と、支持部材 54"の Y側に所定距離離れて配置された駆動機構 66A' と、支持部材 54"の + Y側に所定距離離れて配置された駆動機構 66B'とを含んで いる。
[0069] 支持部材 54"は、上記実施形態の支持部材 54A, 54Bとほぼ同様の構成ではある 力 S、支持部材 54"を構成する支持部材本体 58の一部に一対のヒンジ部 71が形成さ れている点が異なっている。
[0070] 駆動機構 66A'、 66B'は、上記実施形態の駆動機構 66A, 66Bと同一の構成（固 定電極 64と可動電極 62とを含む構成）ではあるが、可動電極 62がミラー素子 52に 直接固定されてレ、る点が異なってレ、る。
[0071] このように構成されるマイクロミラー機構 M "では、一対の駆動機構 66A，、 66B'の ij
V、ずれにも電圧を印加しな!/、状態では、ミラー素子 58を所定の高さ位置でベース B Sに平行に支持し、一対の駆動機構 66A'、 66B'の両方に電圧を印加した状態で は、ミラー素子 58を前記所定の高さよりも高い位置でベース BSに平行に支持し、更 に、一対の駆動機構 66A'、 66B'いずれか一方に電圧を印加し、他方には電圧を 印加しない状態では、ミラー素子 58を X軸周りに回転 (傾斜）させることが可能である 。この場合、支持部材本体 58に形成された一対のヒンジ部 71により、傾斜が容易に 行われる。
[0072] なお、上記実施形態では、光学素子としてミラー素子を採用することとしたが、これ に限らず、レンズ素子などの他の光学素子を用いることも可能である。また、上記実 施形態では、一対の可変成形マスク（マイクロミラーアレイ) VM及び投影光学系 PL を設けるものとした力 可変成形マスク VMと投影光学系 PLとを複数対設けても良い し、あるいは可変成形マスク VMと投影光学系 PLとでその数を異ならせても良い。前 者では、例えば、走査方向（Y軸方向）と交差する方向（例えば X軸方向）に関して複 数の投影光学系 PLの各投影領域 (照明光 ILの照射領域に対応）の位置を異ならせ る、例えば X軸方向に沿って一列に複数の投影領域を配置する、あるいは Y軸方向 に関して離れた複数列にそれぞれ沿って投影領域を入れ子状、すなわちジグザグ状 に配置することとしても良い。また、後者では、例えば N (l以上の整数)個の可変成 形マスク VMに対して M (≥N+ 1)個の投影光学系 PLを設ける、あるいは M個の可 変成形マスク VMに対して N個の投影光学系 PLを設けることとしても良い。
[0073] なお、上記実施形態では、本発明の光学デバイスが可変成形マスク VMに適用さ れた場合について説明した力 S、これに限らず、例えば、照明系（照明光学系）内に本 発明の光学デバイスを設け、該光学デバイスを用いて、照明ムラの発生を抑制するよ うにしても良い。
[0074] また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく 、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマデイス プレイ等のディスプレイ装置用の露光装置、撮像素子（CCD等）、マイクロマシーン、 薄膜磁気ヘッド、及び DNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも 広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク (フォトマスク、レチクル等）をリソグラフイエ程を用いて製造する露光装置にも適用す ること力 Sできる。以上のように、上記各実施形態でエネルギビームが照射される露光 対象の物体はウェハに限られるものではなぐガラスプレート、セラミック基板、あるい はマスクブランクスなど他の物体でも良レ、。
[0075] 半導体デバイスは、デバイスの機能 ·性能設計を行うステップ、シリコン材料からゥ ェハを形成するステップ、上記の実施形態の露光装置により可変成形マスクを介して ウェハを露光するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、デバイ ス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、 及び検査ステップ等を経て製造される。
[0076] なお、上記実施形態では、露光装置に本発明の光学デバイスが用いられた場合に ついて説明したが、これに限らず、例えば、プロジェクタなどの投影画像表示装置に 用いることも可能であるし、例えば、光学的情報処理装置、静電写真印刷装置、光通 信に用いられる光スィッチ、 Switched Blazed Grating Device,又は印刷分野で用いら れるプレートセッターなど様々な用途に用いることも可能である。この場合、上記実施 形態のように、複数のマイクロミラー（光学素子）を含む場合に限らず、マイクロミラー 機構を 1つのみ含むこととしても良い。
産業上の利用可能性
[0077] 以上説明したように、本発明のマイクロアクチユエータは、被駆動体を駆動するのに 適している。また、本発明の光学ユニットは、光学素子を駆動するのに適している。ま た、本発明の露光装置は、照明光を用いて物体を露光するのに適している。また、本 発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

Claims

請求の範囲
[1] 被駆動体を駆動するマイクロアクチユエータであって、
前記被駆動体を支持し、その一部に弾性部を有する複数の支持部材と； 前記複数の支持部材それぞれに対応して設けられた複数の駆動機構と；を備え、 前記複数の駆動機構それぞれは、対応する支持部材の弾性部を変形させることに より、該対応する支持部材が前記被駆動体を支持する支持点と、所定の基準面との 間の距離を変化させるマイクロアクチユエータ。
[2] 請求項 1に記載のマイクロアクチユエータにお!/、て、
前記複数の支持部材それぞれの弾性部は、橈み型のパネを含むマイクロアクチュ エータ。
[3] 請求項 2に記載のマイクロアクチユエータにおいて、
前記弾性部は、前記橈み型のパネに張力をかけることにより、応答速度が高速化さ れるマイクロアクチユエータ。
[4] 請求項;!〜 3のいずれか一項に記載のマイクロアクチユエータにおいて、
前記複数の駆動機構それぞれは、対応する支持部材が前記被駆動体を支持する 支持点と前記基準面とが第 1の距離だけ離れた第 1状態と、前記支持点と前記基準 面とが前記第 1の距離とは異なる第 2の距離だけ離れた第 2状態と、を切り替えるマイ クロアクチユエータ。
[5] 請求項 4に記載のマイクロアクチユエータにおいて、
前記支持部材及び前記駆動機構を 2つずつ備え、
前記 2つの駆動機構は、前記 2つの支持部材がともに前記第 1状態にある状態、前 記 2つの支持部材がともに前記第 2状態にある状態、及び前記 2つの支持部材のー 方が前記第 1状態で他方が前記第 2状態にある状態、のいずれかの状態になるよう に前記 2つの支持部材を個別に駆動するマイクロアクチユエータ。
[6] 請求項;!〜 5のいずれか一項に記載のマイクロアクチユエータにおいて、
前記複数の駆動機構それぞれは、静電ァクチユエータであるマイクロアクチユエ一 タ。
[7] 被駆動体を駆動するマイクロアクチユエータであって、 一対の弾性部と、該弾性部間を連結する連結部と、前記連結部と前記被駆動体と の間を接続する接続部とを有する支持部材と；
前記一対の弾性部それぞれに対応して設けられた一対の駆動機構と；を備え、 前記一対の駆動機構それぞれは、対応する弾性部を変形させることにより、前記被 駆動体の姿勢を変化させるマイクロアクチユエータ。
[8] 被駆動体を駆動するマイクロアクチユエータであって、
前記被駆動体を支持し、その一部が所定面に直交する方向、及び前記所定面に 対するねじれ方向の弾性力を有する支持部材と；
前記支持部材を挟んで両側に設けられ、前記被駆動体に対して、前記所定面に直 交する方向の力をそれぞれ作用させることが可能な一対の駆動機構と；を備えるマイ クロアクチユエータ。
[9] 光学素子と；
前記被駆動体として前記光学素子を駆動する請求項;!〜 8のいずれか一項に記載 のマイクロアクチユエータと；を備える光学デバイス。
[10] 請求項 9に記載の光学デバイスにおいて、
前記光学素子及び前記マイクロアクチユエータを複数備える光学デバイス。
[11] 請求項 10に記載の光学デバイスにおいて、
前記複数の光学素子はアレイ状に配置されている光学デバイス。
[12] 請求項 9〜 11の!/、ずれか一項に記載の光学デバイスにお!/、て、
前記光学素子は、反射面を有するミラー素子である光学デバイス。
[13] 請求項 9〜； 12のいずれか一項に記載の光学デバイスにおいて、
1又は 2以上の前記駆動機構を駆動制御する制御装置を更に備える光学デバイス
〇
[14] 請求項 13に記載の光学デバイスにおいて、
前記光学素子は、反射面を有するミラー素子であり、
前記制御装置は、前記反射面それぞれの状態を、所定の基準面に平行で該基準 面から第 1の所定距離だけ離れた第 1面上に位置する第 1のオン状態と、前記基準 面に平行で該基準面から前記第 1の所定距離とは異なる第 2の所定距離だけ離れた 第 2面上に位置する第 2のオン状態と、前記基準面に対して傾斜したオフ状態と、の 間で切り替える光学デバイス。
[15] 照明光を用いて、物体を露光する露光装置であって、
前記照明光の光路上に配置される請求項 13に記載の光学デバイスを備え、 該光学デバイスを介した前記照明光を用いて前記物体を露光する露光装置。
[16] 請求項 15に記載の露光装置において、
前記光学デバイスは、前記照明光の照射により所定のパターンを生成する露光装 置。
[17] 物体を露光する露光装置であって、
照明光の照射により所定のパターンを生成する請求項 14に記載の光学デバイスを 備え、
前記第 1のオン状態の光学素子を介した前記照明光の位相と、前記第 2のオン状 態の光学素子を介した前記照明光の位相とは、相互に半波長分ずれている露光装 置。
[18] 請求項 15〜； 17のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記物体を保持して移動する移動体を更に備え、
前記制御装置は、前記各駆動機構を前記移動体の所定方向への移動に同期して 制御する露光装置。
[19] リソグラフイエ程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフイエ程では、請求項 15〜； 18のいずれか一項に記載の露光装置を用 V、て露光を行うデバイス製造方法。
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