JP2005123586A - Apparatus and method for projection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高い解像度で像を形成することができる投影装置および方法に関し、特に、半導体集積回路技術の分野におけるリソグラフィに必要となる回路パターンの形成に好適に用いられる投影装置および方法に関している。 The present invention relates to a projection apparatus and method capable of forming an image with high resolution, and more particularly to a projection apparatus and method suitably used for forming a circuit pattern necessary for lithography in the field of semiconductor integrated circuit technology.
マイクロミラーアレイなどの空間光変調器を用いて描画を行う投影装置が提案されている。このような投影装置としては、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：商品名）を用いたシステムがよく知られている。このシステムは、ディスプレイの用途以外にも、半導体リソグラフィや写真プリントなどの種々の分野に応用することが期待されている。 Projectors that perform drawing using a spatial light modulator such as a micromirror array have been proposed. As such a projection apparatus, a system using a DMD (Digital Micromirror Device) is well known. This system is expected to be applied to various fields such as semiconductor lithography and photographic prints in addition to display applications.
特許文献１は、ＤＭＤを半導体リソグラフィに応用した技術を開示している。この技術によれば、露光用のフォトマスクを使用せず、回路パターンを示す像をＤＭＤに表示し、そのＤＭＤによって反射された光をフォトレジストに投影して露光を行う。 Patent Document 1 discloses a technique in which DMD is applied to semiconductor lithography. According to this technique, an exposure photomask is not used, an image showing a circuit pattern is displayed on the DMD, and light reflected by the DMD is projected onto the photoresist for exposure.
通常のＤＭＤでは、各微小ミラーの傾きが二段階で変化するが、非特許文献１が開示している空間光変調器では、微小のミラーの傾きを多値信号によって多段階で変化させる。非特許文献１は、多値制御によって駆動するマイクロミラーアレイを用いてリソグラフィを行なうことを記載している。この文献によれば、投影面上の暗部に相当する微小ミラーに最大の傾きを与え、明部に相当する微小ミラーには最小の傾きを与える。これらの暗部と明部との境界部に相当する微小ミラーには中間的な傾きが与えられる。中間的な傾きの角度を変化させると、暗部と明部との境界位置が変化することが記載されている。
しかしながら、上記したような従来の構成では、位相シフト法などの高解像マスク技術の適用が難しく、受光面における描画パターンの微細化に限界があった。 However, in the conventional configuration as described above, it is difficult to apply a high resolution mask technique such as a phase shift method, and there is a limit to miniaturization of a drawing pattern on the light receiving surface.
例えば、特許文献１に記載されたようなＤＭＤを微小ミラーとして用いたものは、各ミラーがＯＮとＯＦＦの２値の光量変調を与え、これは開口部を有する通常のマスクと等価な働きをする。隣り合った明部からの回折光は互いに位相が揃っているために干渉し、２つの明部の像は受光面上で互いに分離しにくくなる。 For example, when a DMD as described in Patent Document 1 is used as a micromirror, each mirror gives a binary light amount modulation of ON and OFF, which is equivalent to a normal mask having an opening. To do. Diffracted lights from adjacent bright portions interfere with each other because their phases are aligned, and the images of the two bright portions are difficult to separate from each other on the light receiving surface.
非特許文献１に記載されたようなミラーの傾きをアナログ制御するものも、本質的には特許文献１の構成と同じである。すなわち、各ミラーは傾き角度の制御しかできないため、ミラー面の片側は上がるが、反対側は下がり、ミラー面全体の平均的な変位は常に０である。これはミラーに変調された反射光の平均的な位相変化が０であることを意味する。従って、隣り合った明部からの回折光は互いに位相が揃っているために干渉し、２つの明部の像は受光面上で互いに分離しにくくなる。 An apparatus that performs analog control of the tilt of the mirror as described in Non-Patent Document 1 is essentially the same as the configuration of Patent Document 1. That is, since each mirror can only control the tilt angle, one side of the mirror surface is raised but the other side is lowered, and the average displacement of the entire mirror surface is always zero. This means that the average phase change of the reflected light modulated by the mirror is zero. Therefore, the diffracted lights from the adjacent bright portions interfere with each other because their phases are aligned, and the images of the two bright portions are difficult to separate from each other on the light receiving surface.
従って、上記した従来技術のいずれについても、位相シフトマスクを用いた場合に比べて解像度が低下していた。 Therefore, in any of the conventional techniques described above, the resolution is lower than when the phase shift mask is used.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パターンデータに応じて描画を行う際に変調光の位相をシフトすることにより、解像度を高めることができる投影装置および投影方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a projection apparatus capable of increasing the resolution by shifting the phase of modulated light when performing drawing in accordance with pattern data. And providing a projection method.
本発明の投影装置は、投影面に形成すべきパターンを表現するパターンデータの入力を受けとり、前記パターンデータに応じて入射光を空間的に変調する空間光変調器と、前記空間光変調器で反射された光を前記投影面上に縮小投影する投影光学系とを備えた投影装置であって、前記空間光変調器は、前記パターンデータに応じて駆動される複数の微小ミラーのアレイと、前記複数の微小ミラーのアレイを支持する基板とを有しており、前記複数の微小ミラーの各々の前記基板に対する傾斜および前記基板に対する垂直な方向への変位を個々の微小ミラーごとに変化させることができる駆動部とを有している。 The projection apparatus according to the present invention includes a spatial light modulator that receives input of pattern data representing a pattern to be formed on a projection surface and spatially modulates incident light according to the pattern data, and the spatial light modulator. A projection optical system that reduces and projects the reflected light onto the projection surface, wherein the spatial light modulator includes an array of a plurality of micromirrors driven according to the pattern data; A substrate that supports the array of the plurality of micromirrors, and the tilt of each of the plurality of micromirrors and the displacement in the direction perpendicular to the substrate are changed for each micromirror. And a drive unit capable of
好ましい実施形態において、前記駆動部は、前記パターンデータに応じて、各微小ミラーの前記基板に対する垂直な方向への変位および前記基板に対する傾斜によって規定される前記微小ミラーの状態を変化させる。 In a preferred embodiment, the driving unit changes the state of the micromirror defined by the displacement of each micromirror in a direction perpendicular to the substrate and the tilt with respect to the substrate according to the pattern data.
好ましい実施形態において、前記駆動部は、前記パターンデータに応じて、各微小ミラーの前記基板に対する垂直な方向への変位を多段階で変化させることができる。 In a preferred embodiment, the drive unit can change the displacement of each micromirror in a direction perpendicular to the substrate in multiple steps according to the pattern data.
好ましい実施形態において、前記駆動部は、前記パターンデータに応じて、各微小ミラーの前記基板に対する２軸の傾斜をそれぞれ多段階に変化させる。 In a preferred embodiment, the drive unit changes the biaxial inclination of each micromirror with respect to the substrate in multiple stages according to the pattern data.
好ましい実施形態において、前記駆動部は、前記パターンデータに応じて、相互に異なる少なくとも第１から第３の状態を各微小ミラーにとらせることができ、前記第１の状態にある前記微小ミラーは、前記基板に対して傾斜し、前記反射光を実質的に前記投影光学系の開口瞳外に偏向させ、前記第２の状態にある前記微小ミラーおよび前記第３の状態にある前記微小ミラーは、前記基板の垂直方向に関して相対的に異なる変位を示し、かつ、いずれもが前記反射光を前記投影光学系の開口瞳内に偏向させる。 In a preferred embodiment, the driving unit can cause each micromirror to take at least a first to a third state different from each other according to the pattern data, and the micromirror in the first state The micromirror in the second state and the micromirror in the third state are inclined with respect to the substrate and deflect the reflected light substantially outside the aperture pupil of the projection optical system. , Both exhibit relatively different displacements with respect to the vertical direction of the substrate, and both deflect the reflected light into the aperture pupil of the projection optical system.
好ましい実施形態において、前記第２の状態にある微小ミラーで反射された光と、前記第３の状態にある微小ミラーで反射された光とは、互いに逆相になる相対的な位相差が与えられる。 In a preferred embodiment, the light reflected by the micromirror in the second state and the light reflected by the micromirror in the third state give a relative phase difference that is opposite to each other. It is done.
好ましい実施形態において、前記第１の状態にある前記微小ミラーを挟んで、前記第２の状態にある微小ミラーと前記第３の状態にある前記微小ミラーとが隣接している。 In a preferred embodiment, the micromirror in the second state and the micromirror in the third state are adjacent to each other with the micromirror in the first state interposed therebetween.
好ましい実施形態において、前記位相差は実質的に１８０度である。 In a preferred embodiment, the phase difference is substantially 180 degrees.
好ましい実施形態において、前記パターンデータは、パターンデータ発生器により生成され、前記パターンデータ発生器は、各微小ミラーの状態を個々に基板に対する垂直な方向への変位および２軸の傾斜を与える前記パターンデータの多段階の設定値を、前記微小ミラー毎に可変とする。 In a preferred embodiment, the pattern data is generated by a pattern data generator, and the pattern data generator individually gives the state of each micromirror to a displacement in a direction perpendicular to the substrate and a tilt of two axes. A multi-stage setting value of data is variable for each micromirror.
好ましい実施形態において、前記パターンデータは、前記微小ミラーの前記基板に対する２軸の傾斜をそれぞれ多段階に設定する。 In a preferred embodiment, the pattern data sets two-axis inclinations of the micromirror with respect to the substrate in multiple stages.
好ましい実施形態において、前記投影面に形成するパターンは、回路素子を形成するためのパターンであり、前記投影面は、感光性レジスト上に形成される。 In a preferred embodiment, the pattern formed on the projection surface is a pattern for forming a circuit element, and the projection surface is formed on a photosensitive resist.
好ましい実施形態において、前記パターンデータ発生器が、前記投影光学系の収差を補正するためのパターンデータを発生する。 In a preferred embodiment, the pattern data generator generates pattern data for correcting aberrations of the projection optical system.
本発明の投影装置は、投影面に形成すべきパターンを表現するパターンデータの入力を受けとり、前記パターンデータに応じて入射光を空間的に変調する空間光変調器と、前記空間光変調器で変調された光を前記投影面上に投影する投影光学系とを備えた投影装置であって、前記空間光変調器は、前記パターンデータに応じて、前記入射光の振幅および／または位相を変調することができる複数の変調素子のアレイを有しており、前記複数の変調素子の各々は、相互に異なる少なくとも第１から第３の状態をとることができ、前記第１の状態にある前記変調素子は、前記投影面上における前記変調光の振幅を所定値以下に変調し、前記第２の状態にある前記変調素子は、前記投影面上における前記変調光の振幅を前記所定値以上に保ち、前記第３の状態にある前記変調素子は、前記投影面上における前記変調光の振幅を前記所定値以上に保つとともに、前記第２の状態にある前記変調素子からの変調光との間で相対的な位相差を形成する。 The projection apparatus according to the present invention includes a spatial light modulator that receives input of pattern data representing a pattern to be formed on a projection surface and spatially modulates incident light according to the pattern data, and the spatial light modulator. A projection optical system that projects modulated light onto the projection plane, wherein the spatial light modulator modulates the amplitude and / or phase of the incident light in accordance with the pattern data And each of the plurality of modulation elements can take at least a first to a third state different from each other, and is in the first state. The modulation element modulates the amplitude of the modulated light on the projection plane to a predetermined value or less, and the modulation element in the second state sets the amplitude of the modulated light on the projection plane to the predetermined value or more. Keep said The modulation element in the state 3 maintains the amplitude of the modulation light on the projection plane at the predetermined value or more, and is relative to the modulation light from the modulation element in the second state. Form a phase difference.
本発明の像形成方法は、複数の微小ミラーが行および列状に配列されたマイクロミラーアレイを駆動することにより、前記複数の微小ミラーの各々の傾斜および／または光軸方向への変位を個別に行なうステップと、前記マイクロミラーアレイに光を投射し、各微小ミラーからの反射光を投影面上に投影することにより、前記投影面上に像を作成するステップとを含む。 According to the image forming method of the present invention, by driving a micromirror array in which a plurality of micromirrors are arranged in rows and columns, each of the micromirrors is individually tilted and / or displaced in the optical axis direction. And a step of projecting light onto the micromirror array and projecting reflected light from each micromirror onto the projection surface, thereby creating an image on the projection surface.
本発明の投影方法は、各々が光の振幅および／または位相を変調する複数の変調素子を備えた空間光変調器を用意する工程と、前記空間光変調器に光を入射させ、前記複数の変調素子の各々によって変調された変調光を投影面に投影して像を形成する工程とを含む投影方法であって、前記投影面上における前記変調光の振幅を所定値以下に変調する第１のパターンデータと、前記投影面上における前記変調光の振幅を前記所定値以上に保つ第２のパターンデータと、前記投影面上における前記変調光の振幅を前記所定値以上に保つとともに、前記第２のパターンデータを与えられた変調素子からの変調光との間で相対的な位相差を与える第３のパターンデータとを、前記空間光変調器に入力するステップを含む。 The projection method of the present invention includes a step of preparing a spatial light modulator provided with a plurality of modulation elements each for modulating the amplitude and / or phase of light, causing light to enter the spatial light modulator, and Projecting the modulated light modulated by each of the modulation elements onto a projection surface to form an image, wherein the first modulation method modulates the amplitude of the modulated light on the projection surface to a predetermined value or less. Pattern data, second pattern data for keeping the amplitude of the modulated light on the projection plane at or above the predetermined value, and keeping the amplitude of the modulated light on the projection plane at or above the predetermined value, A step of inputting, to the spatial light modulator, third pattern data that gives a relative phase difference between the modulated light from the modulation element to which the second pattern data is given.
本発明によれば、パターンデータに応じて駆動される複数の微小ミラーのアレイと、複数の微小ミラーのアレイを支持する基板とを有する空間光変調器を用い、複数の微小ミラーの各々の基板に対する傾斜および／または基板に対する垂直な方向への変位を行うことにより、入射光に位相のシフトを与え、投影面上に形成する描画パターンの解像度を高める。 According to the present invention, a spatial light modulator having an array of a plurality of micromirrors driven according to pattern data and a substrate that supports the array of micromirrors is used, and each substrate of the plurality of micromirrors is used. By tilting with respect to and / or displacing in the direction perpendicular to the substrate, the incident light is shifted in phase, and the resolution of the drawing pattern formed on the projection plane is increased.
以下、図面を参照しながら、本発明による投影装置の第１の実施形態を説明する。 Hereinafter, a first embodiment of a projection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図１を参照する。 First, refer to FIG.
図１に示される本実施形態の投影装置は、光源１と、光源から放射された光を空間的に変調するマイクロミラーアレイ３と、光源１から放射された光の一部を反射してマイクロミラーアレイ３に導くとともに、マイクミラーアレイ３で反射した光を透過するビームスプリッタ２と、ビームスプリッタ２を透過してきた光を縮小投影する縮小投影光学系５とを備えている。 The projection apparatus of the present embodiment shown in FIG. 1 reflects a light source 1, a micromirror array 3 that spatially modulates light emitted from the light source, and a part of the light emitted from the light source 1 to reflect the light. A beam splitter 2 that guides to the mirror array 3 and transmits the light reflected by the microphone mirror array 3 and a reduction projection optical system 5 that reduces and projects the light that has passed through the beam splitter 2 are provided.
縮小投影光学系５の下方には、ウェハ６を搭載したウェハステージ８が存在している。ウェハ６の上には、例えば感光性を有するフォトレジスト層が形成されている。 Below the reduction projection optical system 5 is a wafer stage 8 on which a wafer 6 is mounted. On the wafer 6, for example, a photoresist layer having photosensitivity is formed.
マイクロミラーアレイ３には、パターンデータ発生器４が接続されており、ウェハ６に転写すべきパターンを規定する電気信号（パターンデータ）がマイクロミラーアレイ３に送られる。 A pattern data generator 4 is connected to the micromirror array 3, and an electrical signal (pattern data) that defines a pattern to be transferred to the wafer 6 is sent to the micromirror array 3.
光源１は、コヒーレント光源または部分コヒーレント光源であり、例えば、エキシマレーザ、放電プラズマ、レーザ生成プラズマなどの放射線源と、必要な波長の光のみを透過させる波長フィルタとを備えた構成を有している。好ましい実施形態における光源１は、紫外線（UV）の波長よりも短い特定波長の光ビームを均一な照度分布で供給する。 The light source 1 is a coherent light source or a partial coherent light source, and has, for example, a configuration including a radiation source such as an excimer laser, a discharge plasma, a laser generated plasma, and a wavelength filter that transmits only light having a necessary wavelength. Yes. The light source 1 in a preferred embodiment supplies a light beam having a specific wavelength shorter than the wavelength of ultraviolet rays (UV) with a uniform illuminance distribution.
本実施形態で用いているマイクロミラーアレイ３は、基板３ａと、基板３ａ上に行列状に配列された多数の微小ミラー３ｂを備えている。各微小ミラー３ｂは、アクチュエータ３ｃによって独立に駆動される。本実施形態における各微小ミラー３ｂは、１辺が１〜５μｍ程度の正方形形状を有しており、２次元アレイ状に配列された多数の微小ミラー３ｂの全体によって反射面が形成される。各微小ミラー３ｂは、その裏面に接続されたアクチュエータ３ｃによって、基板３ａに対して傾斜するだけではなく、基板３ａの主面に垂直な方向に変位することができる。微小ミラー３ｂの垂直方向変位および傾斜変位は、いずれも、多値信号で制御される。１つの微小ミラー３ｂと、この微小ミラー３ｂに対応する１つのアクチュエータ３ｃの対が１つの光変調素子を構成している。マイクロミラーアレイ３の構造の詳細は、後述する。 The micromirror array 3 used in the present embodiment includes a substrate 3a and a large number of micromirrors 3b arranged in a matrix on the substrate 3a. Each micromirror 3b is independently driven by an actuator 3c. Each of the micromirrors 3b in the present embodiment has a square shape with one side of about 1 to 5 μm, and a reflection surface is formed by the entirety of a large number of micromirrors 3b arranged in a two-dimensional array. Each micromirror 3b is not only inclined with respect to the substrate 3a but also displaced in a direction perpendicular to the main surface of the substrate 3a by an actuator 3c connected to the back surface thereof. Both the vertical displacement and the tilt displacement of the micromirror 3b are controlled by a multi-value signal. A pair of one micromirror 3b and one actuator 3c corresponding to this micromirror 3b constitutes one light modulation element. Details of the structure of the micromirror array 3 will be described later.
パターンデータ発生器４は、描画パターンに対応したパターンデータを発生し、これを電気信号としてマイクロミラーアレイ３に供給する。本実施形態のパターンデータは、マイクロミラーアレイ３の各アクチュエータ３ｃに与える駆動電圧を１６ｂｉｔで表現する。 The pattern data generator 4 generates pattern data corresponding to the drawing pattern and supplies it to the micromirror array 3 as an electrical signal. The pattern data of this embodiment expresses the drive voltage applied to each actuator 3c of the micromirror array 3 in 16 bits.
マイクロミラーアレイ３により変調された反射光の一部はビームスプリッタ２を透過し、１／１０〜１／５０倍の高倍率の縮小投影光学系５により、ウェハ６上のレジスト７に結像する。本実施形態におけるレジスト７は、紫外領域の短波長光に感光感度を持つ化学増幅フォトレジストである。ウェハ６はウェハステージ８に真空吸着されて保持され、図示しない精密送り機構によって移送され、露光される。 Part of the reflected light modulated by the micromirror array 3 passes through the beam splitter 2 and forms an image on the resist 7 on the wafer 6 by the reduction projection optical system 5 having a high magnification of 1/10 to 1/50. . The resist 7 in this embodiment is a chemically amplified photoresist that has photosensitivity to short wavelength light in the ultraviolet region. The wafer 6 is vacuum-sucked and held on the wafer stage 8 and is transferred and exposed by a precision feed mechanism (not shown).
次に、図２を参照して、マイクロミラーアレイ３の詳細を説明する。図２は本発明の実施形態１におけるマイクロミラーアレイ３の分解斜視図である。このマイクロミラーアレイ３は、本出願人による国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ０２／１２３４４に開示されている可変形ミラーの構成と同様の構成を有している。 Next, the details of the micromirror array 3 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of the micromirror array 3 according to the first embodiment of the present invention. The micromirror array 3 has the same configuration as that of the deformable mirror disclosed in International Application No. PCT / JP02 / 12344 by the present applicant.
なお、図２は、１つの変調素子（微小ミラー３ｂおよびアクチュエータ３ｃとの対）を拡大して示しているが、実際のマイクロミラーアレイ３は、多数の変調素子が２次アレイ状に配列された構成を有している。 FIG. 2 shows an enlarged view of one modulation element (a pair of the micromirror 3b and the actuator 3c), but the actual micromirror array 3 has a large number of modulation elements arranged in a secondary array. It has a configuration.
図２に示されるように、アクチュエータ３ｃの固定部側には、基板３ａ上に設けられた絶縁層２１と、その絶縁層２１上に設けられたベース２２および固定電極２３〜２５が形成されている。ベース２２および固定電極２３〜２５は、アルミニウム（Ａｌ）または多結晶シリコンなどの導電膜をパターニングすることによって形成されている。固定電極２３〜２５はそれぞれ２つの固定電極片２３ａ、２３ｂ〜２５ａ、２５ｂに分割されている。固定電極片２３ａ、２３ｂ〜２５ａ、２５ｂは、絶縁層２１に形成されたビア（不図示）によって基板３ａに形成された駆動回路に接続されている。駆動回路は、０〜５Ｖの範囲内で各々独立した電圧を固定電極片２３ａ、２３ｂ〜２５ａ、２５ｂに与えることができる。この６つの固定電極片２３ａ、２３ｂ〜２３ａ、２３ｂに印加する電圧は１６ｂｉｔの多段階の値として設定され得る。一方、ベース２２は、接地電位に設定されており、ベース２２の一部は、可動電極を支持する支持ポスト２２ａとして機能する。 As shown in FIG. 2, an insulating layer 21 provided on the substrate 3a, a base 22 provided on the insulating layer 21, and fixed electrodes 23 to 25 are formed on the fixed portion side of the actuator 3c. Yes. The base 22 and the fixed electrodes 23 to 25 are formed by patterning a conductive film such as aluminum (Al) or polycrystalline silicon. The fixed electrodes 23 to 25 are each divided into two fixed electrode pieces 23a, 23b to 25a, and 25b. The fixed electrode pieces 23 a, 23 b to 25 a, 25 b are connected to a drive circuit formed on the substrate 3 a by vias (not shown) formed in the insulating layer 21. The drive circuit can apply independent voltages to the fixed electrode pieces 23a, 23b to 25a, 25b within a range of 0 to 5V. The voltages applied to the six fixed electrode pieces 23a, 23b to 23a, 23b can be set as 16-bit multi-stage values. On the other hand, the base 22 is set to the ground potential, and a part of the base 22 functions as a support post 22a that supports the movable electrode.
アクチュエータ３ｃの可動部側では、支持ポスト２２ａにヒンジ２６を介してヨーク２７〜２９が取り付けられ、さらにこれらのヨーク２７〜２９を微小ミラー３ｂに連結するための中間連結部材３０が設けられている。 On the movable part side of the actuator 3c, yokes 27 to 29 are attached to the support post 22a via hinges 26, and an intermediate connecting member 30 for connecting these yokes 27 to 29 to the micromirror 3b is provided. .
ヨーク２７〜２９は、対応する固定電極２３〜２５に対向し、それぞれが可動電極として機能する。ヨーク２７〜２９は、アルミニウム（Ａｌ）または多結晶シリコンなどの導電性部材をパターニングすることによって形成され、ベース２２と導通して接地電位に設定されている。ヨーク２７〜２９は、それぞれ固定電極片２３ａ、２３ｂ〜２５ａ、２５ｂに対向する位置に第１の部分２７a〜２９ａおよび第２の部分２７ｂ〜２９ｂを有している。例えばヨーク２７について、固定電極片２３ａに駆動電圧を与えた場合、第１の部分２７ａが固定電極片２３ａ側に吸引される。これに対し、固定電極片２３ｂに駆動電圧を与えた場合は、第２の部分２７ｂが固定電極片２３ｂ側に吸引される。このようにして、回動軸Ａを中心にしてCW（時計回り）方向、CCW（反時計回り）方向の何れに対しても、選択的に回動力を付与できる。他のヨーク２８，２９についても同様である。 The yokes 27 to 29 face the corresponding fixed electrodes 23 to 25, and each function as a movable electrode. The yokes 27 to 29 are formed by patterning a conductive member such as aluminum (Al) or polycrystalline silicon, and are connected to the base 22 and set to the ground potential. The yokes 27 to 29 have first portions 27a to 29a and second portions 27b to 29b at positions facing the fixed electrode pieces 23a, 23b to 25a, and 25b, respectively. For example, when a drive voltage is applied to the fixed electrode piece 23a for the yoke 27, the first portion 27a is attracted to the fixed electrode piece 23a side. On the other hand, when a driving voltage is applied to the fixed electrode piece 23b, the second portion 27b is attracted to the fixed electrode piece 23b side. In this way, the rotational force can be selectively applied to both the CW (clockwise) direction and the CCW (counterclockwise) direction around the rotation axis A. The same applies to the other yokes 28 and 29.
中間連結部材３０は、３点の突起３０ａ〜３０ｃを備え、突起３０ａはヨーク２７の第２の部分２７ｂと連結し、突起３０ｂはヨーク２８の第１の部分２８ａと連結し、突起３０ｃはヨーク２９の第２の部分２９ｂと連結している。このため、ヨーク２７〜２９を個別に回動駆動させると、突起３０ａ〜３０ｃの変位を独立に制御できることになり、これによって中間連結部材３０の状態が定まる。微小ミラー３ｂは、中間連結部材３０の概中心部である斜線部３０ｄにおいて中間連結部材３０と一体に連結されている。このため、中間連結部材３０の状態が、微小ミラー３ｂの状態を決定する。突起３０ａ〜３０ｃは中間連結部材３０とは別プロセスで形成しても良く、例えば突起３０ａ〜３０ｃをポリイミドなどの柔軟な材料で形成しても良い。上記の構成から明らかなように、固定電極片２３ａ、２３ｂ〜２５ａ、２５ｂを適宜選択して駆動電圧を独立に設定することにより、微小ミラー３ｂを、ｚ方向の変位、ｘ軸周りの傾き、ｙ軸周りの傾きについて正負双方向に駆動することが可能である。 The intermediate connecting member 30 includes three protrusions 30a to 30c, the protrusion 30a is connected to the second portion 27b of the yoke 27, the protrusion 30b is connected to the first portion 28a of the yoke 28, and the protrusion 30c is the yoke. 29 is connected to the second portion 29b. For this reason, when the yokes 27 to 29 are individually driven to rotate, the displacements of the protrusions 30a to 30c can be controlled independently, thereby determining the state of the intermediate connecting member 30. The minute mirror 3 b is integrally connected to the intermediate connecting member 30 at a hatched portion 30 d that is a substantially central portion of the intermediate connecting member 30. For this reason, the state of the intermediate connecting member 30 determines the state of the micromirror 3b. The protrusions 30a to 30c may be formed by a process different from that of the intermediate connecting member 30, and for example, the protrusions 30a to 30c may be formed of a flexible material such as polyimide. As is clear from the above configuration, by appropriately selecting the fixed electrode pieces 23a, 23b to 25a, 25b and independently setting the drive voltage, the micromirror 3b is displaced in the z direction, tilted around the x axis, The tilt around the y axis can be driven in both positive and negative directions.
上記のような構成のマイクロミラーアレイ３は、近年進歩の著しいＭＥＭＳ（微小電子機械システム）技術によって好適に作製され得る。 The micromirror array 3 configured as described above can be suitably manufactured by a MEMS (microelectromechanical system) technology that has made remarkable progress in recent years.
次に、図３および図４を参照しながら、マイクロミラーアレイ３による位相シフトを説明する。まず、図３を参照する。図３は、位相シフト動作を行う場合のマイクロミラーアレイ３の状態と受光面での光量分布を示す図である。 Next, the phase shift by the micromirror array 3 will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the state of the micromirror array 3 and the light quantity distribution on the light receiving surface when the phase shift operation is performed.
図３（ａ）は、マイクロミラーアレイ３の拡大断面図である。図３（ａ）は、５つの変調素子Ａ〜Ｅを示しているが、マイクロミラーアレイ３に含まれる変調素子の数はこれに限定されない。以下において、変調素子Ａ〜Ｅを構成する部材の後には、添字Ａ〜Ｅを付けてその帰属を示す。 FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of the micromirror array 3. FIG. 3A shows five modulation elements A to E, but the number of modulation elements included in the micromirror array 3 is not limited to this. In the following, suffixes A to E are attached to members constituting the modulation elements A to E to indicate their attribution.
図３（ａ）に示されている変調素子Ａの固定電極片２３ａＡ〜２５ａＡには、それぞれ、最大電圧を印加されている。このため、ヨーク２７Ａ〜２９Ａは、いずれも反時計方向に回転し、微小ミラー３ｂＡは、最大角度で傾斜する第１の状態にある。 A maximum voltage is applied to each of the fixed electrode pieces 23aA to 25aA of the modulation element A shown in FIG. For this reason, all of the yokes 27A to 29A rotate counterclockwise, and the micromirror 3bA is in the first state inclined at the maximum angle.
変調素子ＣおよびＥ、変調素子Ａと同様の状態にある。すなわち、変調素子ＣおよびＥの微小ミラー３ｂＣおよび３ｂＥも、最大角度で傾斜する第１の状態にある。 The modulation elements C and E and the modulation element A are in the same state. That is, the minute mirrors 3bC and 3bE of the modulation elements C and E are also in the first state inclined at the maximum angle.
微小ミラー３ｂＡ、３ｂＣ、３ｂＥによって入射光Ｌinは反射され、図１に示す縮小投影光学系５の開口瞳外に偏向される。このため、図１に示すレジスト７において変調素子Ａ、ＣおよびＥに対応する位置には暗部が形成されることになる。 Incident light Lin is reflected by the micromirrors 3bA, 3bC, and 3bE and deflected outside the aperture pupil of the reduction projection optical system 5 shown in FIG. Therefore, dark portions are formed at positions corresponding to the modulation elements A, C, and E in the resist 7 shown in FIG.
変調素子Ｂには、どの固定電極片にも電圧が印加されず、ミラー３ｂＢは第２の状態をとる。第２の状態は、無変形状態に相当して、傾き角度およびｚ方向（光軸方向）の変位は、いずれも０である。微小ミラー３ｂＢのミラー面は、入射光Ｌinの伝搬方向に対して垂直であるため、反射光は縮小投影光学系５の開口瞳内に偏向され、レジスト７上に明部を形成する。 In the modulation element B, no voltage is applied to any fixed electrode piece, and the mirror 3bB takes the second state. The second state corresponds to an undeformed state, and the tilt angle and the displacement in the z direction (optical axis direction) are both zero. Since the mirror surface of the minute mirror 3bB is perpendicular to the propagation direction of the incident light Lin, the reflected light is deflected into the aperture pupil of the reduction projection optical system 5 to form a bright portion on the resist 7.
変調素子Ｄについては、固定電極片２４ｂＤおよび２つの固定電極片２３ａＤ、２５ａＤに、それぞれ、所定の電圧が印加される。このため、ヨーク２７Ｄと２９Ｄとは反時計方向に回転し、ヨーク２８Ｄは時計方向に回転する。従って、微小ミラー３ｂＤは、基板３ａに対して垂直なｚ方向に所定量変位した第３の状態をとる。このときの微小ミラー３ｂＤの傾き角度は０であり、ｚ方向への変位量はλ／４であるλは（入射光Ｌinの波長）。すなわち、微小ミラー３ｂＢと微小ミラー３ｂＤとの間にはλ／４の相対的な変位が与えられ、往復の光路にしてλ／２の光路長差が発生する。従って、微小ミラー３ｂＢからの反射光と微小ミラー３ｂＤからの反射光との間には１８０度の位相差が与えられる。微小ミラー３ｂＤのミラー面は入射光Ｌinに垂直であり、この反射光は縮小投影光学系５の開口瞳内に偏向され、受光面であるレジスト７上に明部を形成する。 For the modulation element D, a predetermined voltage is applied to the fixed electrode piece 24bD and the two fixed electrode pieces 23aD and 25aD, respectively. For this reason, the yokes 27D and 29D rotate counterclockwise, and the yoke 28D rotates clockwise. Therefore, the micromirror 3bD takes a third state in which it is displaced by a predetermined amount in the z direction perpendicular to the substrate 3a. At this time, the tilt angle of the micromirror 3bD is 0, and the displacement amount in the z direction is λ / 4 (λ is the wavelength of the incident light Lin). That is, a relative displacement of λ / 4 is given between the micromirror 3bB and the micromirror 3bD, and an optical path length difference of λ / 2 is generated as a reciprocating optical path. Therefore, a phase difference of 180 degrees is given between the reflected light from the minute mirror 3bB and the reflected light from the minute mirror 3bD. The mirror surface of the minute mirror 3bD is perpendicular to the incident light Lin, and this reflected light is deflected into the aperture pupil of the reduction projection optical system 5 to form a bright portion on the resist 7 as the light receiving surface.
図３（ａ）のマイクロミラーアレイから反射してきた光がレジスト７の表面に形成するの電界の強度分布を図３（ｂ）に示す。破線ＥBおよびＥDは、それぞれ、微小ミラー３ｂＢおよび３ｂＤからの反射光による電界強度分布を示している。微小ミラー３ｂＢからの反射光の電界ＥBと微小ミラー３ｂＤからの反射光の電界ＥDとは位相が１８０度ずれているために、レジスト７上の電界分布ＥB＋ＥDはその裾野部の重なる部分が互いに相殺し合って値が小さくなる。 FIG. 3B shows the intensity distribution of the electric field formed on the surface of the resist 7 by the light reflected from the micromirror array shown in FIG. Dashed E B and E D respectively show the electric field intensity distribution by the light reflected from the micromirror 3bB and 3bD. For the electric field E D of the reflected light from the electric field E B and micromirror 3bD of the reflected light from the micromirror 3bB that 180 degrees out of phase, the electric field distribution E B + E D on the resist 7 that foot portion Overlapping parts cancel each other and the value decreases.
光量は電界強度の自乗に比例するため、レジスト７上での光量分布は、図３（ｃ）に示す曲線で示される。２つの明部の間の暗部が高いコントラスト比で再現され、２つの明部の像は受光面上で明確に分離されている。 Since the light quantity is proportional to the square of the electric field intensity, the light quantity distribution on the resist 7 is shown by a curve shown in FIG. The dark part between the two bright parts is reproduced with a high contrast ratio, and the images of the two bright parts are clearly separated on the light receiving surface.
このように、二つの隣り合った明部を形成する微小ミラー３ｂＢと微小ミラー３ｂＤとの間にλ／４の相対的な変位を与えることにより、両者からの反射光は１８０度の相対的な位相差を持った状態で干渉し、レベンソン型位相シフトマスクと等価な効果を発揮して、明暗パターンの解像度を高めることができる。 In this way, by giving a relative displacement of λ / 4 between the micromirror 3bB and the micromirror 3bD that form two adjacent bright portions, the reflected light from both becomes 180 ° relative to each other. Interference is performed with a phase difference, and an effect equivalent to that of a Levenson-type phase shift mask can be exhibited to increase the resolution of the light and dark pattern.
なお、ここでは説明を簡単にするために、明部および暗部をそれぞれ１つの微小ミラーで形成した場合についてのみ説明したが、明部および暗部をそれぞれ複数の微小ミラーを用いて形成しても良いことはもちろんである。 Here, in order to simplify the description, only the case where each of the bright part and the dark part is formed by one minute mirror has been described. However, each of the bright part and the dark part may be formed by using a plurality of minute mirrors. Of course.
次に、比較のために、図４を参照しながら位相シフトを行わない場合を示す。 Next, for comparison, a case where phase shift is not performed will be described with reference to FIG.
図４（ａ）に示される状態において、微小ミラー３ｂＡ、３ｂＣ、３ｂＥは第１の状態にあり、レジスト７上に暗部を形成する。微小ミラー３ｂＢ、３ｂＤは、第２の状態にあり、傾き角度およびｚ方向の変位は、いずれも０である。従って、両者からの反射光は同位相で干渉し、レジスト７上に明部を形成する。 In the state shown in FIG. 4A, the micromirrors 3bA, 3bC, and 3bE are in the first state, and a dark portion is formed on the resist 7. The micromirrors 3bB and 3bD are in the second state, and the tilt angle and the displacement in the z direction are both zero. Therefore, the reflected light from both interferes with the same phase, and a bright portion is formed on the resist 7.
図４（ｂ）は、レジスト７上の電界強度分布を示している。微小ミラー３ｂＢからの反射光の電界ＥBと微小ミラー３ｂＤからの反射光の電界ＥDとは、位相が同じであるために、レジスト７上の電界分布ＥB＋ＥDはその裾野部が同相で重なり合い、値が大きくなる。 FIG. 4B shows the electric field intensity distribution on the resist 7. The electric field E D of the reflected light from the electric field E B and micromirror 3bD of the reflected light from the micromirror 3bB, since the phase is the same, the electric field distribution E B + E D on the resist 7 phase with its foot portion Overlapping and increasing the value.
図４（ｃ）は、レジスト７上での光量分布を示している。２つの明部の間の暗部とのコントラスト比が低く、２つの明部の像は分離しにくいことがわかる。このように、微小ミラー３ｂが基板３ａに対する傾斜のみを行う場合、明暗パターンの解像度が低い。これに対して、微小ミラー３ｂが基板３ａに対する傾斜および／または基板に対する垂直な方向への変位を行う場合（図３）は、明暗パターンの解像度を高めることができる。 FIG. 4C shows the light amount distribution on the resist 7. It can be seen that the contrast ratio of the dark portion between the two bright portions is low, and the images of the two bright portions are difficult to separate. Thus, when the minute mirror 3b only tilts with respect to the substrate 3a, the resolution of the light / dark pattern is low. On the other hand, when the minute mirror 3b is tilted with respect to the substrate 3a and / or displaced in a direction perpendicular to the substrate (FIG. 3), the resolution of the light / dark pattern can be increased.
次に、図５を参照しながら、本発明の投影方法を説明する。図５は本発明の実施形態１における投影方法の工程手順を示すフローチャートである。 Next, the projection method of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the projection method according to Embodiment 1 of the present invention.
まず、マイクロミラーアレイ３を駆動するパターンデータを作成する（工程４０）。 First, pattern data for driving the micromirror array 3 is created (step 40).
パターンデータはＣＡＤを用いて作成する。レジスト７上に十分な解像度の回路パターンが投影されるように、各微小ミラーに与えるべき３つのパラメータ値が決定される。この３つのパラメータ値とは、ｘ軸周りの傾き角度、ｙ軸周りの傾き角度、ｚ方向の変位であり、それぞれの最適値が例えば２５６段階程度の多値データとして求められる。 The pattern data is created using CAD. Three parameter values to be given to each micromirror are determined so that a circuit pattern with sufficient resolution is projected onto the resist 7. These three parameter values are the inclination angle around the x axis, the inclination angle around the y axis, and the displacement in the z direction, and the optimum values are obtained as multi-value data of about 256 levels, for example.
これらのパラメータ値の最適化には、露光・現像の物理モデルに基づいたシミュレーションを用いる。光近接効果（Optical Proximity Effect）の補正も、この工程で行われる。 For optimization of these parameter values, a simulation based on a physical model of exposure / development is used. The optical proximity effect is also corrected in this step.
レベンソン型位相シフトマスクでは、隣り合った明部どうしの位相差が基本的に１８０度（逆位相）となるが、回路パターンがランダムパターンである場合、場所によっては同位相にならざるを得ないような「矛盾箇所」が発生する。パターンデータ発生器４は、こうした矛盾箇所において、隣り合った明部同士の位相差を１８０度以下の値、例えば１２０度などの値に設定する。これにより、３つの明部に互いに同じ程度の位相差を与えつつ、その矛盾を解決することができる。あるいは明部または暗部に対応した微小ミラー３ｂの傾き角度を調整し、レジスト７上の光量分布を調整する。このような多段階のパターンデータによって、回路パターン配置の柔軟性を高め、回路パターンの高密度化を図ることができる。 In the Levenson type phase shift mask, the phase difference between adjacent bright portions is basically 180 degrees (opposite phase), but if the circuit pattern is a random pattern, it must be in the same phase depending on the location. Such a “contradiction” occurs. The pattern data generator 4 sets the phase difference between adjacent bright portions to a value of 180 degrees or less, for example, a value of 120 degrees or the like at such a contradiction. Thereby, the contradiction can be solved while giving the same phase difference to the three bright portions. Alternatively, the light quantity distribution on the resist 7 is adjusted by adjusting the tilt angle of the micro mirror 3b corresponding to the bright part or the dark part. Such multi-stage pattern data can increase the flexibility of circuit pattern arrangement and increase the density of circuit patterns.
上記のように作成したパターンデータは、パターンデータ発生器のメモリに格納される（工程４１）。 The pattern data created as described above is stored in the memory of the pattern data generator (step 41).
投影動作の際には、パターンデータ発生器は所定のタイミングでメモリからパターンデータを読み出し（工程４２）、マイクロミラーアレイ３に入力する（工程４３）。 During the projection operation, the pattern data generator reads the pattern data from the memory at a predetermined timing (step 42) and inputs it to the micromirror array 3 (step 43).
このパターンデータに応じて、微小ミラー３ｂに基板３ａに対する傾斜および／または前記基板に対する垂直な方向への変位を行わせる（工程４４）。 According to the pattern data, the micro mirror 3b is tilted with respect to the substrate 3a and / or displaced in a direction perpendicular to the substrate (step 44).
パターンデータは、多値の３つのパラメータの組み合わせであるため、多様の値をとるが、少なくとも、以下の第１〜第３のパターンデータを含んでいる。第１のパターンデータは、微小ミラー３ｂを基板３ａに対して所定角度θｔｈ以上傾斜させる第１の状態に設定し、反射光を実質的に投影光学系５の開口瞳外に偏向させることにより、変調光の振幅を所定値Ｉｔｈ以下に変調する。第２のパターンデータは、微小ミラー３ｂを基板３ａに対する傾斜角度が所定角度θｔｈ以下になる第２の状態に設定し、微小ミラー３ｂからの反射光を投影光学系５の開口瞳内に偏向させ、変調光の振幅を所定値Ｉｔｈ以上とする。第３のパターンデータは、微小ミラー３ｂを基板３ａに対する傾斜角度が所定角度θｔｈ以下になる第３の状態に設定し、微小ミラー３ｂからの反射光を投影光学系５の開口瞳内に偏向させ、変調光の振幅を所定値Ｉｔｈ以上とする。同時に、第３のパターンデータは、基板３ａに対する垂直な方向に関して、第３の状態にある微小ミラー３ｂと第２の状態にある微小ミラー３ｂとの間で相対変位を与えて、両者からの反射光が相対的に位相差を持つようにしている。 Since the pattern data is a combination of three multivalued parameters, it takes various values, but includes at least the following first to third pattern data. The first pattern data is set in a first state in which the micromirror 3b is inclined with respect to the substrate 3a by a predetermined angle θth or more, and the reflected light is substantially deflected outside the aperture pupil of the projection optical system 5, The amplitude of the modulated light is modulated below a predetermined value Ith. In the second pattern data, the minute mirror 3b is set to the second state in which the inclination angle with respect to the substrate 3a is equal to or smaller than the predetermined angle θth, and the reflected light from the minute mirror 3b is deflected into the aperture pupil of the projection optical system 5. The amplitude of the modulated light is set to a predetermined value Ith or more. In the third pattern data, the minute mirror 3b is set to a third state in which the inclination angle with respect to the substrate 3a is equal to or smaller than the predetermined angle θth, and the reflected light from the minute mirror 3b is deflected into the aperture pupil of the projection optical system 5. The amplitude of the modulated light is set to a predetermined value Ith or more. At the same time, the third pattern data gives a relative displacement between the micromirror 3b in the third state and the micromirror 3b in the second state with respect to the direction perpendicular to the substrate 3a, and is reflected from both. The light has a relative phase difference.
一方、光源１は、コヒーレント光または部分コヒーレント光を発生して、マイクロミラーアレイ３に投射する（工程４５）。マイクロミラーアレイ３からの反射光は投影光学系５によりレジスト７上に縮小投影する（工程４６）。レジスト７への所定時間の投影露光が完了すると、ウェハステージ８を移送し（工程４７）、これを繰り返せば、次々とレジスト７を露光できる。 On the other hand, the light source 1 generates coherent light or partial coherent light and projects it onto the micromirror array 3 (step 45). The reflected light from the micromirror array 3 is reduced and projected onto the resist 7 by the projection optical system 5 (step 46). When the projection exposure for a predetermined time on the resist 7 is completed, the wafer stage 8 is transferred (step 47), and if this is repeated, the resist 7 can be exposed one after another.
以上のように、本実施形態では、パターンデータ発生器が発生するパターンデータに応じて駆動されるマイクロミラーアレイの微小ミラーを、基板に対する傾斜および／または基板に対する垂直な方向への変位を可能に設けている。これにより、入射光を変調する際に実質的な振幅変調だけでなく位相変調をも行うことができる。このような位相変調を行なうことにより、マスクを用いないで直接描画を行う投影装置および投影方法においても、位相シフト法による高解像度化を可能とし、微細な描画パターンを投影面上に形成することができる。このように本実施形態の投影装置によれば、マスクが不要であり、かつ、マイクロミラーアレイの反射面をパターンデータに応じて適応的に変化させることができるため、何種類もの描画パターンから必要なパターンを選択して迅速に形成することができる。 As described above, in this embodiment, the micromirrors of the micromirror array driven according to the pattern data generated by the pattern data generator can be tilted with respect to the substrate and / or displaced in the direction perpendicular to the substrate. Provided. Thereby, when modulating incident light, not only substantial amplitude modulation but also phase modulation can be performed. By performing such phase modulation, even in a projection apparatus and a projection method that perform direct drawing without using a mask, high resolution can be achieved by the phase shift method, and a fine drawing pattern can be formed on the projection surface. Can do. As described above, according to the projection apparatus of the present embodiment, a mask is not required, and the reflection surface of the micromirror array can be adaptively changed according to pattern data. A simple pattern can be selected and formed quickly.
本実施形態では、微小ミラー３ｂの垂直方向への変位を多段階に制御しているため、パターンデータのみによって簡単に任意の位相シフト量を実現することができ、従来のマスクによる位相シフト法では実現が困難であった位相シフトパターンを形成することができる。すなわち、従来の位相シフトマスクでは、位相シフト量は位相シフターと呼ばれる透明媒質の厚さで決定するため、基本的にシフト量の多値化や場所毎のシフト量の最適化はマスク製造プロセスの複雑化を招いていた。しかし、本実施形態によれば、パターンデータのみを変更すれば任意の変調素子に任意の位相シフト量を発生させることができ、極めて簡易に柔軟な位相シフトパターンを発生させることができる。 In this embodiment, since the vertical displacement of the micromirror 3b is controlled in multiple stages, an arbitrary phase shift amount can be easily realized only by pattern data. In the phase shift method using the conventional mask, A phase shift pattern that is difficult to realize can be formed. In other words, in the conventional phase shift mask, the phase shift amount is determined by the thickness of the transparent medium called a phase shifter. Therefore, the multi-level shift amount and the optimization of the shift amount for each place are basically part of the mask manufacturing process. It has become complicated. However, according to this embodiment, if only the pattern data is changed, an arbitrary phase shift amount can be generated in an arbitrary modulation element, and a flexible phase shift pattern can be generated very easily.
また、微小ミラー３ｂの２軸の傾き角度をパターンデータ発生器４がそれぞれ多段階に制御しているため、投影面上での描画パターンの制御余裕度をより高めることができる。これにより、例えば従来のレベンソン型位相マスクでは開口部の同位相化に伴う解像度低下を回避しにくかったようなランダムな回路パターンについても、パターン間距離をそれほど広げずに位相の矛盾箇所の対応を図ることができる。 In addition, since the pattern data generator 4 controls the tilt angles of the two axes of the micromirror 3b in multiple stages, the control margin of the drawing pattern on the projection surface can be further increased. As a result, for example, even in the case of a random circuit pattern in which it was difficult to avoid the resolution degradation due to the same phase of the opening in the conventional Levenson-type phase mask, it is possible to cope with the inconsistent portion of the phase without greatly increasing the distance between the patterns. Can be planned.
また、パターンデータ発生器４が発生するパターンデータが単に描画パターンに対応するだけでなく、マイクロミラーアレイ３に投影光学系５の収差を補正させる機能を兼備するものであってもよい。こうした機能は例えばレジスト７からの反射光の一部を別途波面センサに導き、波面を検出することにより実現できる。こうした構成により、１つのマイクロミラーアレイ３に、描画パターンの形成と光学系の収差補正との２つの機能を果たさせることができる。 The pattern data generated by the pattern data generator 4 may not only simply correspond to the drawing pattern, but may also have a function of causing the micromirror array 3 to correct the aberration of the projection optical system 5. Such a function can be realized, for example, by separately guiding a part of the reflected light from the resist 7 to a wavefront sensor and detecting the wavefront. With such a configuration, one micromirror array 3 can perform two functions of forming a drawing pattern and correcting an aberration of the optical system.
なお、本実施形態では、マイクロミラーアレイ３を空間光変調器として用い、このマイクロミラーアレイ３に入射光の実質的な振幅および／または位相を変調させることにより、位相シフトによる高解像度化を行っているが、マイクロミラーアレイ以外の空間光変調器を用いても、これに準ずる効果を奏することができる。例えば、振幅変調用と位相変調用の２つの液晶パネルを設けて、これらを空間光変調器として用いてもよい。 In the present embodiment, the micromirror array 3 is used as a spatial light modulator, and the substantial amplitude and / or phase of incident light is modulated on the micromirror array 3 to achieve high resolution by phase shift. However, even if a spatial light modulator other than the micromirror array is used, an effect equivalent to this can be achieved. For example, two liquid crystal panels for amplitude modulation and phase modulation may be provided and used as a spatial light modulator.
また、本実施形態では、光源１の出力光を紫外線帯域以下の短波長光としたが、これを可視光帯などの他の波長帯域光としてもよい。さらに、本発明はリソグラフィ用途の投影装置に限定されず、ディスプレイ用途や写真プリント用途などの他用途に適用することもできる。 In the present embodiment, the output light of the light source 1 is short-wavelength light below the ultraviolet band, but it may be other wavelength band light such as a visible light band. Furthermore, the present invention is not limited to a projection apparatus for lithography, but can be applied to other uses such as a display use and a photographic print use.
なお、パターンデータ発生器は投影装置の構成要素であってもよいし、なくても良い。本発明の動作に必要なパターンデータは、投影装置に内蔵された記憶媒体に格納されていても良いし、またはリムーバルの記憶媒体に格納されていてもよい。パターンデータは外部で作成され、通信線を介して本発明の投影装置に供給されても良い。 The pattern data generator may or may not be a component of the projection apparatus. The pattern data necessary for the operation of the present invention may be stored in a storage medium built in the projection apparatus, or may be stored in a removable storage medium. The pattern data may be created externally and supplied to the projection apparatus of the present invention via a communication line.
本発明の投影装置および方法は、高解像度のリソグラフィだけではなく、ディスプレイや写真プリントなどの種々の用途に適用される。 The projection apparatus and method of the present invention are applied not only to high-resolution lithography but also to various uses such as displays and photographic prints.
１ 光源
２ ビームスプリッタ
３ マイクロミラーアレイ
３ａ 基板
３ｂ 微小ミラー
３ｃ アクチュエータ
４ パターンデータ発生器
５ 投影光学系
６ ウェハ
７ レジスト
８ ウェハステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Beam splitter 3 Micro mirror array 3a Substrate 3b Micro mirror 3c Actuator 4 Pattern data generator 5 Projection optical system 6 Wafer 7 Resist 8 Wafer stage
Claims (15)
前記空間光変調器で反射された光を前記投影面上に縮小投影する投影光学系と、
を備えた投影装置であって、
前記空間光変調器は、
前記パターンデータに応じて駆動される複数の微小ミラーのアレイと、
前記複数の微小ミラーのアレイを支持する基板とを有しており、
前記複数の微小ミラーの各々の前記基板に対する傾斜および前記基板に対する垂直な 方向への変位を個々の微小ミラーごとに変化させることができる駆動部と、
を有している、投影装置。 A spatial light modulator that receives input of pattern data representing a pattern to be formed on the projection surface, and spatially modulates incident light according to the pattern data;
A projection optical system for reducing and projecting the light reflected by the spatial light modulator onto the projection surface;
A projection apparatus comprising:
The spatial light modulator is
An array of a plurality of micromirrors driven according to the pattern data;
A substrate supporting the array of the plurality of micromirrors,
A drive unit capable of changing the inclination of each of the plurality of micromirrors with respect to the substrate and the displacement in the direction perpendicular to the substrate for each micromirror;
A projection apparatus.
前記第１の状態にある前記微小ミラーは、前記基板に対して傾斜し、前記反射光を実質的に前記投影光学系の開口瞳外に偏向させ、
前記第２の状態にある前記微小ミラーおよび前記第３の状態にある前記微小ミラーは、前記基板の垂直方向に関して相対的に異なる変位を示し、かつ、いずれもが前記反射光を前記投影光学系の開口瞳内に偏向させる、請求項２から４のいずれかに記載の投影装置。 The drive unit can cause each micromirror to take at least first to third states different from each other according to the pattern data,
The micromirror in the first state is tilted with respect to the substrate and deflects the reflected light substantially outside the aperture pupil of the projection optical system;
The micromirror in the second state and the micromirror in the third state exhibit relatively different displacements with respect to the vertical direction of the substrate, and both reflect the reflected light in the projection optical system. The projection device according to claim 2, wherein the projection device is deflected into an aperture pupil of the projector.
前記パターンデータ発生器は、各微小ミラーの状態を個々に基板に対する垂直な方向への変位および２軸の傾斜を与える前記パターンデータの多段階の設定値を、前記微小ミラー毎に可変とする請求項１に記載の投影装置。 The pattern data is generated by a pattern data generator,
The pattern data generator is configured to change a multi-stage setting value of the pattern data for giving a displacement in a direction perpendicular to the substrate and a biaxial inclination for each micromirror individually for each micromirror. Item 4. The projection device according to Item 1.
前記投影面は、感光性レジスト上に形成される請求項１に記載の投影装置。 The pattern formed on the projection surface is a pattern for forming a circuit element,
The projection apparatus according to claim 1, wherein the projection surface is formed on a photosensitive resist.
前記空間光変調器で変調された光を前記投影面上に投影する投影光学系と、
を備えた投影装置であって、
前記空間光変調器は、
前記パターンデータに応じて、前記入射光の振幅および／または位相を変調すること ができる複数の変調素子のアレイを有しており、前記複数の変調素子の各々は、相互に 異なる少なくとも第１から第３の状態をとることができ、
前記第１の状態にある前記変調素子は、前記投影面上における前記変調光の振幅を所 定値以下に変調し、
前記第２の状態にある前記変調素子は、前記投影面上における前記変調光の振幅を前 記所定値以上に保ち、
前記第３の状態にある前記変調素子は、前記投影面上における前記変調光の振幅を前 記所定値以上に保つとともに、前記第２の状態にある前記変調素子からの変調光との間 で相対的な位相差を形成する、投影装置。 A spatial light modulator that receives input of pattern data representing a pattern to be formed on the projection surface and spatially modulates incident light according to the pattern data;
A projection optical system that projects the light modulated by the spatial light modulator onto the projection surface;
A projection apparatus comprising:
The spatial light modulator is
It has an array of a plurality of modulation elements that can modulate the amplitude and / or phase of the incident light according to the pattern data, and each of the plurality of modulation elements is different from at least a first one. Can take a third state,
The modulation element in the first state modulates the amplitude of the modulated light on the projection plane to a predetermined value or less,
The modulation element in the second state maintains the amplitude of the modulated light on the projection plane at a predetermined value or more,
The modulation element in the third state keeps the amplitude of the modulated light on the projection plane at or above the predetermined value and between the modulation light from the modulation element in the second state. A projection device that forms a relative phase difference.
前記マイクロミラーアレイに光を投射し、各微小ミラーからの反射光を投影面上に投影することにより、前記投影面上に像を作成するステップと、
を含む像形成方法。 Individually driving the micromirror array in which a plurality of micromirrors are arranged in rows and columns, thereby individually tilting and / or displacing the micromirrors in the optical axis direction;
Projecting light onto the micromirror array and projecting reflected light from each micromirror onto the projection surface, thereby creating an image on the projection surface;
An image forming method comprising:
前記空間光変調器に光を入射させ、前記複数の変調素子の各々によって変調された変調光を投影面に投影して像を形成する工程と、
を含む投影方法であって、
前記投影面上における前記変調光の振幅を所定値以下に変調する第１のパターンデータと、前記投影面上における前記変調光の振幅を前記所定値以上に保つ第２のパターンデータと、前記投影面上における前記変調光の振幅を前記所定値以上に保つとともに、前記第２のパターンデータを与えられた変調素子からの変調光との間で相対的な位相差を与える第３のパターンデータとを、前記空間光変調器に入力するステップ
を含む、投影方法。
Providing a spatial light modulator comprising a plurality of modulation elements each modulating the amplitude and / or phase of light;
Forming light by making light incident on the spatial light modulator and projecting the modulated light modulated by each of the plurality of modulation elements onto a projection surface;
A projection method comprising:
First pattern data for modulating the amplitude of the modulated light on the projection plane to a predetermined value or less, second pattern data for maintaining the amplitude of the modulated light on the projection plane to be equal to or higher than the predetermined value, and the projection Third pattern data that keeps the amplitude of the modulated light on the surface at or above the predetermined value and that gives a relative phase difference with the modulated light from the modulation element to which the second pattern data is given; Is input to the spatial light modulator.
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