JP2012069654A - Spatial light modulator, luminaire and exposure device, and manufacturing method of device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To configure a spatial light modulator having large area mirror elements arranged densely.SOLUTION: The spatial light modulator comprises multiple mirror elements SEk each having a reflection surface SEA, a base member SVb on which the multiple mirror elements SEk are arranged tiltably around a center, i.e. the vertex SEp in each reflection surface SEA, and multiple voice coil motors SVk which drive the multiple mirror elements SEk, respectively, in the direction perpendicular to the reflection surface SEA on the rear surface of the reflection surface SEA, at multiple positions including the vertex SEp but not on the same straight line.

Description

本発明は、空間光変調器、照明装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、特に、複数のミラー素子を用いて照明光を変調する空間光変調器、該空間光変調器を含む照明装置、及び該照明装置を備える露光装置、並びに該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to a spatial light modulator, an illumination apparatus and an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and more particularly to a spatial light modulator that modulates illumination light using a plurality of mirror elements, and an illumination apparatus including the spatial light modulator. And an exposure apparatus including the illumination apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.

いわゆるデバイスルール(実用最小線幅)微細化に伴い、半導体素子等の製造に用いられる投影露光装置(いわゆるステッパ、スキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる)等)には、高い解像度が要求されるようになってきた。   With so-called device rule (practical minimum line width) miniaturization, high resolution is required for projection exposure apparatuses (so-called steppers, scanning steppers (also called scanners), etc.) used for manufacturing semiconductor elements and the like. It has become.

従来、露光波長の短波長化、投影光学系の開口数の増大化(高NA化)等により、投影露光装置の解像度の向上が図られてきた。しかし、照明光の短波長化には、例えば、光源及び硝材の開発の困難が伴う。また、高NA化は投影光学系の焦点深度(DOF)の低下を招き、結像性能(結像特性)の低下をもたらすため、高NA化には限界がある。そのため、kファクタを低くすること(いわゆるLowk化)が必須となってきた。 Conventionally, the resolution of a projection exposure apparatus has been improved by shortening the exposure wavelength, increasing the numerical aperture of the projection optical system (higher NA), and the like. However, shortening the wavelength of illumination light is accompanied by difficulty in developing light sources and glass materials, for example. Further, increasing the NA increases the depth of focus (DOF) of the projection optical system and decreases the imaging performance (imaging characteristics), so there is a limit to increasing the NA. Therefore, it has become essential to reduce the k 1 factor (so-called Low 1 ).

かかる背景の下、最近では、Lowk化を実現するため、例えば特許文献1に開示されるように、光源からの光をその複雑な形状(強度分布)を有する照明光に変調する空間光変調器(SLM: Spatial Light Modulator)、例えばマルチミラーアレイを用いる、輪帯照明、多重極照明などの変形照明に比べてより複雑な形状(照度分布)の照明光源が採用されている。 Under such circumstances, recently, in order to realize Lowk 1 , spatial light modulation for modulating light from a light source into illumination light having a complicated shape (intensity distribution) as disclosed in, for example, Patent Document 1 An illumination light source having a more complicated shape (illuminance distribution) is employed as compared with modified illumination such as annular illumination and multipole illumination using a multi-mirror array (SLM: Spatial Light Modulator).

しかしながら、従来の空間光変調器は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)により製作されていたため、1つ1つのミラー素子が小さ過ぎて、反射光が回折、干渉等によりぼけ、光学的に問題があることが最近判明した。この他、MEMSに比べて大きなミラー素子を有し、圧電素子で駆動する空間光変調器(マルチミラーアレイ)も開発されている。しかしながら、圧電素子は、ヒステリシス及び/又はドリフトを伴うので、頻繁に印加電圧とミラー素子の駆動量との関係を検出するキャリブレーションが不可欠であり、フィードバックループによる複雑な制御を行うことを余儀なくされていた。   However, since the conventional spatial light modulator is manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), each mirror element is too small, the reflected light is blurred by diffraction, interference, etc., and there is an optical problem. It has recently been found. In addition, a spatial light modulator (multi-mirror array) that has a larger mirror element than a MEMS and is driven by a piezoelectric element has been developed. However, since the piezoelectric element is accompanied by hysteresis and / or drift, calibration that frequently detects the relationship between the applied voltage and the driving amount of the mirror element is indispensable, and complicated control by a feedback loop is unavoidable. It was.

米国特許出願公開第2009/0097094号明細書US Patent Application Publication No. 2009/0097094

本発明の第1の態様によれば、反射面を有し2次元配列された複数のミラー素子と;前記複数のミラー素子のそれぞれを、前記反射面と同一の面内の1点で支持するベース板と;前記複数のミラー素子のそれぞれを、前記反射面の裏面上で前記1点と同一直線上にない複数点のそれぞれで前記ベース板に対して接近及び離間する方向に駆動する複数の駆動装置と;を備える空間光変調器が、提供される。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of mirror elements having a reflecting surface and two-dimensionally arranged; and each of the plurality of mirror elements is supported at one point in the same plane as the reflecting surface. A plurality of mirror elements that drive each of the plurality of mirror elements in directions toward and away from the base plate at a plurality of points that are not collinear with the one point on the back surface of the reflecting surface; A spatial light modulator comprising: a drive device;

これによれば、反射面を有し2次元配列された複数のミラー素子を、高応答で高速で駆動することが可能になる。   According to this, it becomes possible to drive a plurality of mirror elements having a reflecting surface and two-dimensionally arranged at high speed with high response.

本発明の第2の態様によれば、ビーム源からのエネルギビームの光路上に配置された本発明の空間光変調器と;前記エネルギビームの光路上で前記空間光変調器の光路前方及び後方の少なくとも一方に配置された光学系と;を備える照明装置が、提供される。   According to a second aspect of the present invention, the spatial light modulator of the present invention disposed on the optical path of an energy beam from a beam source; on the optical path of the energy beam, forward and backward of the optical path of the spatial light modulator And an optical system disposed on at least one of the lighting systems.

これによれば、空間光変調器によりビーム源からのエネルギビームを変調して複雑な形状(強度分布)を有する照明光源を形成することができ、しかも空間光変調器は、MEMSによらず作成が可能なので、個々のミラー素子による反射光のぼけを防止することが可能になる。   According to this, it is possible to form an illumination light source having a complicated shape (intensity distribution) by modulating the energy beam from the beam source by the spatial light modulator, and the spatial light modulator is created regardless of the MEMS. Therefore, it is possible to prevent the reflected light from being blurred by the individual mirror elements.

本発明の第3の態様によれば、エネルギビームにより物体を露光して前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、パターンを前記空間光変調器及び前記光学系を介した前記エネルギビームで照明する本発明の照明装置と;前記パターンを介した前記エネルギビームを前記物体上に投射する投影系と;を備える露光装置が、提供される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes an object with an energy beam to form a pattern on the object, the pattern being applied to the energy beam via the spatial light modulator and the optical system. There is provided an exposure apparatus comprising: an illuminating device of the present invention that illuminates with; and a projection system that projects the energy beam through the pattern onto the object.

これによれば、物体上にパターンを高解像度でかつ精度良く形成することが可能になる。   According to this, it becomes possible to form a pattern on an object with high resolution and high accuracy.

本発明の第4の態様によれば、本発明の露光装置を用いて物体を露光することと;露光された前記物体を現像することと;を含むデバイス製造方法が、提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing an object using the exposure apparatus of the present invention; and developing the exposed object.

一実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment. 図1の照明系を構成する空間光変調ユニットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the spatial light modulation unit which comprises the illumination system of FIG. 図3(A)は図2の空間光変調器が有するミラー素子の配列を示す図、図3(B)はミラー素子の構成を示す図、及び図3(C)はミラー素子の傾動装置の構成を示す図である。3A is a diagram showing an arrangement of mirror elements included in the spatial light modulator of FIG. 2, FIG. 3B is a diagram showing a configuration of the mirror elements, and FIG. 3C is a diagram of a mirror element tilting device. It is a figure which shows a structure. 図4(A)は図3(A)のミラー素子の二次元配列の具体的設計例を示す図、図4(B)は図4(A)の構成のミラー素子の傾動メカニズムを説明するための図である。4A is a diagram showing a specific design example of the two-dimensional arrangement of the mirror elements of FIG. 3A, and FIG. 4B is a diagram for explaining the tilting mechanism of the mirror elements having the configuration of FIG. FIG. ミラー素子の傾動装置を構成するマイクロコイル(アレイ)の具体的構成例を示す図である。It is a figure which shows the specific structural example of the microcoil (array) which comprises the tilting apparatus of a mirror element. 図6(A)は変形例に係るミラー素子の二次元配列(マルチミラーアレイ)を示す図、図6(B)は図6(A)のミラー素子の構成を説明するための図である。FIG. 6A is a diagram showing a two-dimensional array (multi-mirror array) of mirror elements according to a modification, and FIG. 6B is a diagram for explaining the configuration of the mirror elements of FIG.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1には、一実施形態に係る露光装置100の概略的な構成が示されている。露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系PLが設けられており、以下においては、投影光学系PLの光軸AXと平行な方向をZ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される走査方向をY軸方向、Z軸及びY軸に直交する方向をX軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転(傾斜)方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan projection exposure apparatus, a so-called scanner. As will be described later, in the present embodiment, a projection optical system PL is provided. In the following description, a reticle and wafer are arranged in a direction perpendicular to the Z-axis direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL and in a plane perpendicular to the Z-axis direction. And the direction perpendicular to the Z and Y axes is the X axis direction, and the rotation (tilt) directions around the X, Y, and Z axes are θx, θy, And the θz direction will be described.

露光装置100は、照明系IOP、レチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRに形成されたパターンの像を感応剤(レジスト)が塗布されたウエハW上に投影する投影ユニットPU、ウエハWを保持するウエハステージWST、及びこれらの制御系等を備えている。   The exposure apparatus 100 includes an illumination system IOP, a reticle stage RST that holds a reticle R, a projection unit PU that projects a pattern image formed on the reticle R onto a wafer W coated with a sensitive agent (resist), and a wafer W. A wafer stage WST to be held and a control system for these are provided.

照明系IOPは、光源1、光源1から射出される光ビームLBの光路上に順次配置されたビームエキスパンダ2、ビームスプリッタBS1、空間光変調ユニット3、リレー光学系4、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ5、ビームスプリッタBS2、コンデンサ光学系6、照明視野絞り(レチクルブラインド)7、結像光学系8、及び折曲ミラー9等を含む照明光学系と、を含む。   The illumination system IOP includes a light source 1, a beam expander 2, a beam splitter BS 1, a spatial light modulation unit 3, a relay optical system 4, and a fly as an optical integrator, which are sequentially arranged on the optical path of the light beam LB emitted from the light source 1. And an illumination optical system including an eye lens 5, a beam splitter BS2, a condenser optical system 6, an illumination field stop (reticle blind) 7, an imaging optical system 8, a bending mirror 9, and the like.

光源1としては、一例として、ArFエキシマレーザ(出力波長193nm)が用いられているものとする。光源1から射出される光ビームLBは、一例としてX軸に長い矩形の断面形状を有する。   As an example of the light source 1, an ArF excimer laser (output wavelength 193 nm) is used. The light beam LB emitted from the light source 1 has, for example, a rectangular cross-sectional shape that is long on the X axis.

ビームエキスパンダ2は、凹レンズ2aと凸レンズ2bとから構成されている。凹レンズ2aは負の屈折力を、凸レンズ2bは正の屈折力を、それぞれ有する。   The beam expander 2 includes a concave lens 2a and a convex lens 2b. The concave lens 2a has a negative refractive power, and the convex lens 2b has a positive refractive power.

ビームエキスパンダ2を介した光ビームLBは、ビームスプリッタBS1に入射する。ビームスプリッタBS1により反射された光ビームLBの一部は、CCD等の撮像素子を含む検出部D1によって受光される。これにより、ビームスプリッタBS1を介して空間光変調ユニット3へ向かう光ビームLBの強度分布(光ビームLBの位置ずれを含む)が検出される。その検出結果は、主制御装置20に送られる。   The light beam LB that has passed through the beam expander 2 enters the beam splitter BS1. A part of the light beam LB reflected by the beam splitter BS1 is received by a detection unit D1 including an imaging element such as a CCD. Thereby, the intensity distribution (including the positional deviation of the light beam LB) of the light beam LB directed to the spatial light modulation unit 3 through the beam splitter BS1 is detected. The detection result is sent to the main controller 20.

空間光変調ユニット3は、いわゆるKプリズム(以下、単にプリズムと呼ぶ)3Pと、プリズム3Pの下面(−Z側の面)の上に配置された反射型の空間光変調器(SLM: Spatial Light Modulator)3Sとを備えている。プリズム3Pは、蛍石、石英ガラス等の光学ガラスから構成されている。   The spatial light modulation unit 3 includes a so-called K prism (hereinafter simply referred to as a prism) 3P, and a reflective spatial light modulator (SLM: Spatial Light) disposed on the lower surface (surface on the −Z side) of the prism 3P. Modulator) 3S. The prism 3P is made of optical glass such as fluorite or quartz glass.

図2に拡大して示されるように、プリズム3Pの上面、すなわち空間光変調器3Sと反対側には、図2におけるX-Z平面と平行な入射面(−Y側面)及び射出面(+Y側面)に対して、それぞれ60度で交差し、かつ互いに120度で交差する面PS1,PS2から成るV字状の面(楔形に凹んだ面)が形成されている。面PS1,PS2の裏面(プリズム3Pの内面)は、それぞれ、反射面R1,R2として機能する。   As shown in an enlarged view in FIG. 2, on the upper surface of the prism 3P, that is, on the side opposite to the spatial light modulator 3S, an incident surface (−Y side surface) and an exit surface (+ Y) parallel to the XZ plane in FIG. V-shaped surfaces (surfaces recessed in a wedge shape) made of surfaces PS1 and PS2 that intersect each other at 60 degrees and intersect each other at 120 degrees are formed. The back surfaces of the surfaces PS1 and PS2 (inner surfaces of the prism 3P) function as reflecting surfaces R1 and R2, respectively.

反射面R1は、ビームエキスパンダ2からビームスプリッタBS1を介してプリズム3Pの入射面に垂直に入射したY軸に平行な光を空間光変調器3Sの方向へ反射する。反射された光ビームLBは、プリズム3Pの上面を介して空間光変調器3Sに至り、後述するように空間光変調器3Sによって反射面R2に向けて反射される。プリズム3Pの反射面R2は、空間光変調器3Sからプリズム3Pの上面を介して到達した光を反射してリレー光学系4側に射出する。   The reflecting surface R1 reflects light parallel to the Y axis, which is incident perpendicularly to the incident surface of the prism 3P from the beam expander 2 via the beam splitter BS1, in the direction of the spatial light modulator 3S. The reflected light beam LB reaches the spatial light modulator 3S via the upper surface of the prism 3P, and is reflected toward the reflection surface R2 by the spatial light modulator 3S as will be described later. The reflecting surface R2 of the prism 3P reflects the light that has arrived from the spatial light modulator 3S via the upper surface of the prism 3P and emits it to the relay optical system 4 side.

空間光変調器3Sは、反射型の空間光変調器である。空間光変調器とは、入射光の振幅、位相又は進行方向などを二次元的に制御して、画像、あるいはパターン化されたデータなどの空間情報を処理、表示、消去する素子を意味する。本実施形態の空間光変調器3Sとしては、二次元(XY)平面上に配列された多数の微小なミラー素子(ミラー要素)SEを有する可動マルチミラーアレイが用いられている。空間光変調器3Sは、多数のミラー素子を有するが、図2では、そのうちミラー素子SEa、SEb、SEc、SEdのみが示されている。空間光変調器3Sの構成の詳細は後述する。   The spatial light modulator 3S is a reflective spatial light modulator. The spatial light modulator means an element that processes, displays, and erases spatial information such as an image or patterned data by two-dimensionally controlling the amplitude, phase, or traveling direction of incident light. As the spatial light modulator 3S of the present embodiment, a movable multi-mirror array having a large number of minute mirror elements (mirror elements) SE arranged on a two-dimensional (XY) plane is used. The spatial light modulator 3S includes a large number of mirror elements. In FIG. 2, only the mirror elements SEa, SEb, SEc, and SEd are shown. Details of the configuration of the spatial light modulator 3S will be described later.

図1に戻り、フライアイレンズ5は、光ビームLBに対して垂直方向に稠密に配列された正の屈折力を有する多数の微小レンズ素子の集合である。なお、フライアイレンズ5として、例えば米国特許第6,913,373号明細書に開示されているシリンドリカルマイクロフライアイレンズを採用することができる。   Returning to FIG. 1, the fly-eye lens 5 is a set of a large number of microlens elements having positive refractive power arranged densely in the direction perpendicular to the light beam LB. As the fly-eye lens 5, for example, a cylindrical micro fly-eye lens disclosed in US Pat. No. 6,913,373 can be employed.

本実施形態の照明系IOPによると、光源1から射出された光ビームLBは、ビームエキスパンダ2に入射し、ビームエキスパンダ2を通過することによりその断面が拡大されて、所定の矩形断面を有する光ビームに整形される。ビームエキスパンダ2により整形された光ビームLBは、ビームスプリッタBS1を介して、空間光変調ユニット3に入射する。   According to the illumination system IOP of the present embodiment, the light beam LB emitted from the light source 1 is incident on the beam expander 2 and passes through the beam expander 2 so that its cross section is enlarged, and a predetermined rectangular cross section is formed. It is shaped into a light beam. The light beam LB shaped by the beam expander 2 enters the spatial light modulation unit 3 via the beam splitter BS1.

例えば、図2に示されるように、光ビームLB中のZ軸方向に並ぶ互いに平行な4本の光線L1〜L4は、プリズム3Pの入射面からその内部に入り、反射面R1により空間光変調器3Sに向けて互いに平行に反射される。そして、光線L1〜L4は、それぞれ、複数のミラー素子SEのうちのY軸方向に並ぶ互いに異なるミラー素子SEa、SEb、SEc、SEdの反射面に入射する。ここで、ミラー素子SEa、SEb、SEc、SEdは、それぞれの駆動部(不図示)により独立に傾けられている。このため、光線L1〜L4は、反射面R2に向けて、ただしそれぞれ異なる方向に反射される。そして、光線L1〜L4(光ビームLB)は、反射面R2により反射され、プリズム3Pの外部に射出される。ここで、プリズム3Pの−Y側面(入射面)から+Y側面(出射面)までの光線L1〜L4のそれぞれの空気換算光路長は、プリズム3Pが設けられていない場合に対応する空気換算光路長に等しく定められている。ここで、空気換算光路長とは、媒質中(屈折率n)における光の光路長(L)を空気中(屈折率1)における光路長に換算した光路長L/nである。   For example, as shown in FIG. 2, four parallel light beams L1 to L4 aligned in the Z-axis direction in the light beam LB enter the inside from the incident surface of the prism 3P and are spatially modulated by the reflecting surface R1. Reflected parallel to each other toward the container 3S. The light beams L1 to L4 are incident on the reflecting surfaces of different mirror elements SEa, SEb, SEc, and SEd that are arranged in the Y-axis direction among the plurality of mirror elements SE. Here, the mirror elements SEa, SEb, SEc, SEd are tilted independently by their respective drive units (not shown). For this reason, the light rays L1 to L4 are reflected toward the reflecting surface R2 in different directions. Then, the light beams L1 to L4 (light beam LB) are reflected by the reflecting surface R2 and emitted to the outside of the prism 3P. Here, the air-converted optical path lengths of the light beams L1 to L4 from the −Y side surface (incident surface) to the + Y side surface (outgoing surface) of the prism 3P correspond to the air-converted optical path length when the prism 3P is not provided. Is set equal to Here, the air-converted optical path length is an optical path length L / n obtained by converting an optical path length (L) of light in the medium (refractive index n) into an optical path length in the air (refractive index 1).

プリズム3Pの外部に射出された光線L1〜L4(光ビームLB)は、リレー光学系4を介してY軸に平行に揃えられ、リレー光学系4の後方に配置されるフライアイレンズ5に入射する。そして、光線L1〜L4のそれぞれがフライアイレンズ5の多数のレンズ素子のいずれかに入射することにより、光ビームLBが分割(波面分割)される。これにより、複数の光源像からなる二次光源(面光源、すなわち照明光源)が、照明光学系の瞳面(照明瞳面)に一致するフライアイレンズ5の後側焦点面LPPに形成される。   Light rays L1 to L4 (light beam LB) emitted to the outside of the prism 3P are aligned in parallel to the Y axis via the relay optical system 4 and are incident on the fly-eye lens 5 disposed behind the relay optical system 4. To do. Then, each of the light beams L1 to L4 is incident on one of a large number of lens elements of the fly-eye lens 5, whereby the light beam LB is divided (wavefront division). Thereby, a secondary light source (surface light source, that is, an illumination light source) composed of a plurality of light source images is formed on the rear focal plane LPP of the fly-eye lens 5 that coincides with the pupil plane (illumination pupil plane) of the illumination optical system. .

図2には、フライアイレンズ5の後側焦点面LPPにおける、光線L1〜L4に対応する光強度分布SP1〜SP4が、模式的に示されている。このように、本実施形態では、二次光源(照明光源)の光強度分布(輝度分布又は照明光源形状とも呼ぶ)は、空間光変調器3Sにより自在に設定される。なお、空間光変調器としては、上述の反射型の能動的空間光変調器、あるいは非能動的な空間光変調器としての透過型又は反射型の回折光学素子を用いることができる。このような非能動的な空間光変調器を用いる場合には、リレー光学系4を構成する少なくとも一部の光学部材(レンズ、プリズム部材等)の位置や姿勢を制御することによって、二次光源(照明光源)の光強度分布を可変に設定することができる。また、回折光学素子として、例えば米国特許第6,671,035号明細書及び米国特許第7,265,816号明細書などに開示される複数区画を備えた回折光学素子の位置を制御することによって二次光源(照明光源)の光強度分布を可変に設定しても良い。また、上述の能動的又は非能動的な空間光変調器に加えて、例えば米国特許第6,452,662号明細書に開示される可動照明開口絞りを用いて二次光源(照明光源)の光強度分布を可変に設定しても良い。   FIG. 2 schematically shows light intensity distributions SP1 to SP4 corresponding to the light beams L1 to L4 on the rear focal plane LPP of the fly-eye lens 5. Thus, in this embodiment, the light intensity distribution (also referred to as luminance distribution or illumination light source shape) of the secondary light source (illumination light source) is freely set by the spatial light modulator 3S. As the spatial light modulator, the above-described reflective active spatial light modulator, or a transmissive or reflective diffractive optical element as an inactive spatial light modulator can be used. When such an inactive spatial light modulator is used, the secondary light source is controlled by controlling the position and orientation of at least some of the optical members (lens, prism member, etc.) constituting the relay optical system 4. The light intensity distribution of (illumination light source) can be variably set. Further, as the diffractive optical element, for example, controlling the position of the diffractive optical element having a plurality of sections disclosed in US Pat. No. 6,671,035 and US Pat. No. 7,265,816. Thus, the light intensity distribution of the secondary light source (illumination light source) may be variably set. In addition to the above-mentioned active or inactive spatial light modulator, a secondary light source (illumination light source) can be used by using a movable illumination aperture stop disclosed in, for example, US Pat. No. 6,452,662. The light intensity distribution may be set variably.

なお、本実施形態では、フライアイレンズ5が形成する二次光源を照明光源として、後述するレチクルステージRSTに保持するレチクルRをケーラー照明する。このため、二次光源が形成される面は、投影光学系PLの開口絞り41の面(開口絞り面)に対する共役面であり、照明光学系の瞳面(照明瞳面)と呼ばれる。また、照明瞳面に対して被照射面(レチクルRが配置される面又はウエハWが配置される面)が光学的なフーリエ変換面となる。なお、フライアイレンズ5による波面分割数が比較的大きい場合、フライアイレンズ5の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布(瞳強度分布)とが高い相関を示す。このため、フライアイレンズ5の入射面および当該入射面と光学的に共役な面における光強度分布についても二次光源(照明光源)の光強度分布(輝度分布又は照明光源形状)と称することができる。   In the present embodiment, the secondary light source formed by the fly-eye lens 5 is used as the illumination light source, and the reticle R held on the reticle stage RST described later is Koehler illuminated. For this reason, the surface on which the secondary light source is formed is a conjugate surface with respect to the surface of the aperture stop 41 (aperture stop surface) of the projection optical system PL, and is called a pupil plane (illumination pupil plane) of the illumination optical system. Further, the irradiated surface (the surface on which the reticle R is disposed or the surface on which the wafer W is disposed) is an optical Fourier transform surface with respect to the illumination pupil plane. When the number of wavefront divisions by the fly-eye lens 5 is relatively large, the overall light intensity distribution formed on the entrance surface of the fly-eye lens 5 and the overall light intensity distribution (pupil intensity distribution) of the entire secondary light source. ) And a high correlation. For this reason, the light intensity distribution on the incident surface of the fly-eye lens 5 and the surface optically conjugate with the incident surface is also referred to as the light intensity distribution (luminance distribution or illumination light source shape) of the secondary light source (illumination light source). it can.

図1に戻り、フライアイレンズ5から射出される光ビームLBは、ビームスプリッタBS2に入射する。ビームスプリッタBS2により反射された光ビームLBの一部は、CCD等の撮像素子を含む検出部D2によって受光される。これにより、光ビームLBの光強度分布、すなわち二次光源(照明光源)の光強度分布(輝度分布又は照明光源形状)が検出される。その検出結果は、主制御装置20に送られる。   Returning to FIG. 1, the light beam LB emitted from the fly-eye lens 5 enters the beam splitter BS2. A part of the light beam LB reflected by the beam splitter BS2 is received by a detection unit D2 including an image sensor such as a CCD. Thereby, the light intensity distribution of the light beam LB, that is, the light intensity distribution (luminance distribution or illumination light source shape) of the secondary light source (illumination light source) is detected. The detection result is sent to the main controller 20.

ビームスプリッタBS2を介した光ビームLBは、コンデンサ光学系6により集光され、さらに照明視野絞り7、結像光学系8、折曲ミラー9等(以下、コンデンサ光学系6から折曲ミラー9までをまとめて送光光学系10と称する)を介して照明系IOPから射出される。射出された光ビームLBは、図1に示されるように、照明光ILとしてレチクルRに照射される。ここで、照明視野絞り7により光ビームLB(照明光IL)を制限(遮光)することにより、レチクルRのパターン面の一部(照明領域)が照明される。   The light beam LB via the beam splitter BS2 is condensed by the condenser optical system 6, and further, the illumination field stop 7, the imaging optical system 8, the folding mirror 9, etc. (hereinafter, from the condenser optical system 6 to the folding mirror 9). Are collectively referred to as a light transmission optical system 10) and emitted from the illumination system IOP. As shown in FIG. 1, the emitted light beam LB is irradiated onto the reticle R as illumination light IL. Here, by restricting (shielding) the light beam LB (illumination light IL) by the illumination field stop 7, a part of the pattern surface (illumination region) of the reticle R is illuminated.

レチクルステージRSTは、照明系IOPの下方(−Z側)に配置されている。レチクルステージRST上には、レチクルRが例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系(不図示)によって、水平面(XY平面)内で微小駆動可能であるとともに、走査方向(Y軸方向)に所定ストローク範囲で駆動可能となっている。   Reticle stage RST is arranged below (−Z side) illumination system IOP. On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. The reticle stage RST can be finely driven in a horizontal plane (XY plane) by a reticle stage drive system (not shown) including a linear motor, for example, and can be driven within a predetermined stroke range in the scanning direction (Y-axis direction). It has become.

レチクルステージRSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」と呼ぶ)14によって、移動鏡12(又はレチクルステージRSTの端面に形成された反射面)を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計14の計測情報は、主制御装置20に供給される。   Position information of the reticle stage RST in the XY plane (including rotation information in the θz direction) is transferred to a movable mirror 12 (or an end surface of the reticle stage RST) by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 14. For example, it is always detected with a resolution of about 0.25 nm through the formed reflection surface. Measurement information of reticle interferometer 14 is supplied to main controller 20.

投影光学系PLは、レチクルステージRSTの下方(−Z側)に配置されている。投影光学系PLとしては、例えば、光軸AXに沿って配列された複数の光学素子(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率(例えば1/4倍、1/5倍又は1/8倍など)を有する。このため、前述の通り照明系IOPからの照明光ILによってレチクルRが照明されると、投影光学系PLを介して、レチクルRのパターン面(投影光学系の第1面、物体面)上の照明領域内のパターンの縮小像(パターンの一部の縮小像)が、レジスト(感応剤)が塗布されたウエハW(投影光学系の第2面、像面)上の前記照明領域に共役な照明光ILの照射領域(露光領域)IAに投影される。   Projection optical system PL is arranged below reticle stage RST (−Z side). As the projection optical system PL, for example, a refractive optical system including a plurality of optical elements (lens elements) arranged along the optical axis AX is used. The projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 times, 1/5 times, or 1/8 times). Therefore, as described above, when the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system IOP, the pattern surface of the reticle R (the first surface of the projection optical system, the object surface) is projected via the projection optical system PL. A reduced image of the pattern in the illumination area (a reduced image of a part of the pattern) is conjugated to the illumination area on the wafer W (second surface of the projection optical system, image plane) coated with a resist (sensitive agent). Projected onto the irradiation area (exposure area) IA of the illumination light IL.

投影光学系PLを構成する複数枚のレンズエレメントのうち、物体面側(レチクルR側)の複数枚のレンズエレメント(不図示)は、主制御装置20の配下にある結像性能補正コントローラ48によって例えば投影光学系PLの光軸方向であるZ軸方向、及びXY平面に対する傾斜方向(すなわちθx及びθy方向)に駆動可能な可動レンズとなっている。また、投影光学系PLの瞳面の近傍には、開口数(NA)を所定範囲内で連続的に変える開口絞り41が設けられている。開口絞り41としては、例えばいわゆる虹彩絞りが用いられている。開口絞り41は、主制御装置20によって結像性能補正コントローラ48を介して制御される。   Among a plurality of lens elements constituting the projection optical system PL, a plurality of lens elements (not shown) on the object plane side (reticle R side) are controlled by an imaging performance correction controller 48 under the main controller 20. For example, it is a movable lens that can be driven in the Z-axis direction, which is the optical axis direction of the projection optical system PL, and in the tilt direction with respect to the XY plane (that is, the θx and θy directions). An aperture stop 41 that continuously changes the numerical aperture (NA) within a predetermined range is provided in the vicinity of the pupil plane of the projection optical system PL. As the aperture stop 41, for example, a so-called iris stop is used. The aperture stop 41 is controlled by the main controller 20 via the imaging performance correction controller 48.

ウエハステージWSTは、リニアモータ等を含むステージ駆動系24によって、ステージベース22上をX軸方向、Y軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Z軸方向、θx方向、θy方向、及びθz方向に微小駆動される。ウエハステージWST上には、ウエハWが、ウエハホルダ(不図示)を介して真空吸着等によって保持されている。   Wafer stage WST is driven on stage base 22 with a predetermined stroke in the X-axis direction and Y-axis direction by stage drive system 24 including a linear motor and the like, and in Z-axis direction, θx direction, θy direction, and θz direction. It is driven minutely. On wafer stage WST, wafer W is held by vacuum suction or the like via a wafer holder (not shown).

ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報(回転情報(ヨーイング量(θz方向の回転量)、ピッチング量(θx方向の回転量)及びローリング量(θy方向の回転量))を含む)は、レーザ干渉計システム(以下、「干渉計システム」と略記する)18によって、移動鏡16(又はウエハステージWSTの端面に形成された反射面)を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。干渉計システム18の計測情報は、主制御装置20に供給される。   Position information (including rotation information (yaw amount (rotation amount in θz direction), pitching amount (rotation amount in θx direction) and rolling amount (rotation amount in θy direction)) of wafer stage WST in the XY plane) is a laser. An interferometer system (hereinafter abbreviated as “interferometer system”) 18 always detects with a resolution of about 0.25 nm, for example, via a movable mirror 16 (or a reflecting surface formed on the end surface of wafer stage WST). The Measurement information of the interferometer system 18 is supplied to the main controller 20.

また、ウエハWの表面のZ軸方向の位置及び傾斜は、投影光学系PLの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を光軸AXに対して斜め方向より照射する照射系60aと、それらの結像光束のウエハW表面での反射光束を受光する受光系60bとを有する焦点位置検出系によって計測される。焦点位置検出系(60a,60b)としては、例えば米国特許第5,448,332号明細書等に開示される斜入射方式の多点焦点位置検出系と同様の構成のものが用いられる。   Further, the position and the inclination of the surface of the wafer W in the Z-axis direction are such that an imaging light beam for forming images of many pinholes or slits toward the imaging surface of the projection optical system PL with respect to the optical axis AX. It is measured by a focal position detection system having an irradiation system 60a that irradiates from an oblique direction and a light receiving system 60b that receives a reflected light beam of the imaging light beam on the surface of the wafer W. As the focal position detection system (60a, 60b), one having the same configuration as the oblique incidence type multipoint focal position detection system disclosed in, for example, US Pat. No. 5,448,332 is used.

また、ウエハステージWST上には、その表面がウエハWの表面と同じ高さにある基準板FPが固定されている。基準板FPの表面には、アライメント系ASのベースライン計測等に用いられる基準マーク、後述するレチクルアライメント系で検出される一対の基準マーク等が形成されている。その他、ウエハステージWST上には、瞳輝度分布をオン・ボディで測定する輝度分布測定器80等が設けられている。   On the wafer stage WST, a reference plate FP whose surface is flush with the surface of the wafer W is fixed. On the surface of the reference plate FP, a reference mark used for baseline measurement of the alignment system AS, a pair of reference marks detected by a reticle alignment system described later, and the like are formed. In addition, on the wafer stage WST, a luminance distribution measuring device 80 for measuring the pupil luminance distribution on-body is provided.

投影ユニットPUの鏡筒40の側面には、ウエハWに形成されたアライメントマーク及び基準マークを検出するアライメント系ASが設けられている。アライメント系ASとしては、例えばハロゲンランプ等のブロードバンド(広帯域)光によりマークを照明して検出し、検出されたマークの像(画像)を画像処理することによってマークの位置を計測する画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるFIA(Field Image Alignment)系が用いられている。   An alignment system AS that detects alignment marks and reference marks formed on the wafer W is provided on the side surface of the lens barrel 40 of the projection unit PU. As the alignment system AS, for example, an image processing method in which a mark is illuminated and detected by broadband light such as a halogen lamp and the position of the mark is measured by performing image processing on the detected mark image (image). An FIA (Field Image Alignment) system, which is a kind of imaging type alignment sensor, is used.

露光装置100では、不図示であるが、レチクルステージRSTの上方に、例えば米国特許第5,646,413号明細書等に開示される、露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から成る一対のレチクルアライメント系が設けられている。レチクルアライメント系の検出信号は、主制御装置20に供給される。   Although not shown in the exposure apparatus 100, TTR (Through The Reticle) alignment using light having an exposure wavelength disclosed in, for example, US Pat. No. 5,646,413 is provided above the reticle stage RST. A pair of reticle alignment systems comprising the system is provided. A detection signal of the reticle alignment system is supplied to main controller 20.

前記制御系は、図1中、主制御装置20によって主に構成される。主制御装置20は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等からなるいわゆるワークステーション(又はマイクロコンピュータ)等から構成され、装置全体を統括して制御する。また、主制御装置20には、例えばハードディスクから成る記憶装置42、キーボード,マウス等のポインティングデバイス等を含む入力装置45,CRTディスプレイ(又は液晶ディスプレイ)等の表示装置44、及びCD(compact disc),DVD(digital versatile disc),MO(magneto-optical disc)あるいはFD(flexible disc)等の情報記録媒体のドライブ装置46が、外付けで接続されている。   The control system is mainly configured by a main controller 20 in FIG. The main controller 20 is composed of a so-called workstation (or microcomputer) composed of a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc. Control all over. The main controller 20 includes, for example, a storage device 42 including a hard disk, an input device 45 including a pointing device such as a keyboard and a mouse, a display device 44 such as a CRT display (or liquid crystal display), and a CD (compact disc). , DVD (digital versatile disc), MO (magneto-optical disc) or FD (flexible disc) drive device 46 is connected externally.

記憶装置42には、投影光学系PLによってウエハW上に投影される投影像の結像状態が最適(例えば収差又は線幅が許容範囲内)となる照明光源形状(瞳輝度分布)に関する情報、それに対応する照明系IOP、特に空間光変調器3Sのミラー素子SEの制御情報、及び投影光学系PLの収差に関する情報等が格納されている。   In the storage device 42, information on the illumination light source shape (pupil luminance distribution) in which the imaging state of the projection image projected onto the wafer W by the projection optical system PL is optimum (for example, aberration or line width is within an allowable range), Stored therein is information corresponding to the illumination system IOP, in particular, control information of the mirror element SE of the spatial light modulator 3S, information on the aberration of the projection optical system PL, and the like.

ドライブ装置46には、照明光源形状を調整するための処理プログラム等が書き込まれた情報記録媒体(以下の説明では便宜上CD−ROMとする)がセットされている。なお、これらのプログラムは記憶装置42にインストールされていても良い。主制御装置20は、適宜、これらのプログラムをメモリ上に読み出す。   The drive device 46 is set with an information recording medium (a CD-ROM for convenience in the following description) in which a processing program for adjusting the illumination light source shape is written. Note that these programs may be installed in the storage device 42. Main controller 20 reads these programs onto the memory as appropriate.

次に、空間光変調器3Sの構成について説明する。
図3(A)には、空間光変調器3Sが有するマルチミラーアレイSEの一部である27個のミラー素子SEkの配列が示されている。また、図3(B)には、ミラー素子SEkを代表的に取りあげて、個々のミラー素子の構成が、示されている。また、図3(C)には図3(A)中のミラー素子SEk,SEk’を、θx方向及びθy方向に駆動する(チルトさせる)駆動装置(マイクロボイスコイルモータ(以下、適宜ボイスコイルモータ又はマイクロVCMと称する))SVk,SVk’の構成が、示されている。
Next, the configuration of the spatial light modulator 3S will be described.
FIG. 3A shows an arrangement of 27 mirror elements SEk that are a part of the multi-mirror array SE included in the spatial light modulator 3S. FIG. 3B shows the configuration of each mirror element, taking the mirror element SEk as a representative. 3C shows a driving device (micro voice coil motor (hereinafter referred to as a voice coil motor as appropriate) that drives (tilts) the mirror elements SEk and SEk ′ in FIG. 3A in the θx direction and the θy direction. Or referred to as micro-VCM)) The configuration of SVk, SVk ′ is shown.

図3(A)〜図3(C)からわかるように、空間光変調器3Sは、ベース部材(ベース板)SVb上に2次元配列された複数のミラー素子SEk(k=1〜K)の集合(マルチミラーアレイ)SE(図3(A)参照)と、各ミラー素子SEkに対して各2つ設けられ、ベース部材SVb上に2次元配列されたボイスコイルモータSVk(k=1〜K)の集合(マイクロVCMアレイMVA(図3(C)参照))と、を有している。ミラー素子SEkの数Kは、例えば、4000〜10000である。   As can be seen from FIGS. 3A to 3C, the spatial light modulator 3S includes a plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K) two-dimensionally arranged on a base member (base plate) SVb. A set (multi-mirror array) SE (see FIG. 3A) and two for each mirror element SEk and two-dimensionally arranged voice coil motors SVk (k = 1 to K) on the base member SVb ) (Micro VCM array MVA (see FIG. 3C)). The number K of mirror elements SEk is, for example, 4000 to 10,000.

各ミラー素子SEkは、図3(B)に示されるように、三角形状(本実施形態では正三角形状)を有し、その上面(+Z側の面)に鏡面加工等が施されて反射面SEAが形成されている。なお、三角形状の支持部材上に薄板状の平面ミラーを貼り付けて、ミラー素子SEkを構成することも可能である。なお、ミラー素子SEkの大きさは、例えば一辺が1mm程度である。   As shown in FIG. 3B, each mirror element SEk has a triangular shape (regular triangular shape in the present embodiment), and its upper surface (+ Z side surface) is subjected to mirror surface processing or the like to be a reflective surface. SEA is formed. Note that the mirror element SEk can be configured by attaching a thin plate-like plane mirror on a triangular support member. The size of the mirror element SEk is, for example, about 1 mm on one side.

ミラー素子SEkは、図3(B)及び図3(C)から分かるように、ベース部材SVbにほぼ平行に配置され、その三角形の1頂点SEpが、ベース部材SVb上に固定された支柱SEsに固定支持されている。すなわち、ミラー素子SEkは、ベース部材SVb上に支柱SEsを介して片持ち支持されている。1頂点SEpは、固定支点(端)となっている。このため、ミラー素子SEkは、頂点SEpを中心に、θx方向に回転(揺動)可能であるとともに、頂点SEpを通るY軸に平行な軸を中心にθy方向に回転可能になっており、結果的にミラー素子SEkは、θx方向及びθy方向に傾斜可能に構成されている。   As can be seen from FIGS. 3B and 3C, the mirror element SEk is arranged substantially parallel to the base member SVb, and one apex SEp of the triangle is attached to the column SEs fixed on the base member SVb. Fixedly supported. That is, the mirror element SEk is cantilevered on the base member SVb via the support column SEs. One vertex SEp is a fixed fulcrum (end). For this reason, the mirror element SEk can rotate (swing) in the θx direction around the vertex SEp, and can rotate in the θy direction around an axis parallel to the Y axis passing through the vertex SEp. As a result, the mirror element SEk is configured to be tiltable in the θx direction and the θy direction.

ミラー素子SEkの下面(反射面SEAの裏面)には、図3(B)に示されるように、一対の可動子SEmが固定されている。各可動子SEmは、永久磁石を含む。一対の可動子SEmは、ミラー素子SEkの下面に、頂点SEpを含み全体として同一直線上にない複数点(箇所)のそれぞれに配置されている。本実施形態では、2つの可動子SEmは、頂点SEp以外の三角形の2頂点の近傍にそれぞれ配置されている。   As shown in FIG. 3B, a pair of movers SEm is fixed to the lower surface of the mirror element SEk (the back surface of the reflection surface SEA). Each mover SEm includes a permanent magnet. The pair of movable elements SEm is disposed on the lower surface of the mirror element SEk at each of a plurality of points (locations) including the vertex SEp and not on the same straight line as a whole. In the present embodiment, the two movers SEm are arranged in the vicinity of two vertices of a triangle other than the vertex SEp.

各可動子SEmに対向して、図3(C)に示されるように、固定子SVkがベース部材SVb上に配置されている。固定子SVkは、対向する可動子SEmとともに、ボイスコイルモータSVkを構成するもので、個々のミラー素子SEkに対して各2つ設けられている。固定子SVkは、鉄心SVaと鉄心SVaの外周に巻回されたコイルSVcとを含む。ボイスコイルモータ(固定子と同じ符号SVkを用いて示される)は、ミラー素子SEkの可動子SEmが固定された部分を、固定子SVkに接近及び離間する方向(±Z方向)に駆動する。その他のミラー素子SEk及び駆動装置(マイクロVCM)SVkも、上記ミラー素子SEk及び駆動装置(マイクロVCM)SVkと同様に構成されている。   Opposite each mover SEm, as shown in FIG. 3C, a stator SVk is disposed on the base member SVb. The stator SVk constitutes a voice coil motor SVk together with the opposing movable element SEm, and two stators SVk are provided for each mirror element SEk. Stator SVk includes an iron core SVa and a coil SVc wound around the outer periphery of iron core SVa. A voice coil motor (shown using the same symbol SVk as the stator) drives a portion of the mirror element SEk where the movable element SEm is fixed in a direction (± Z direction) approaching and separating from the stator SVk. The other mirror elements SEk and the driving device (micro VCM) SVk are configured in the same manner as the mirror element SEk and the driving device (micro VCM) SVk.

ここで、個々の固定子SVkに含まれるコイルSVcに供給される電流の方向を制御することにより、固定子SVkと対応する可動子SEmとの間に引力又は斥力を自在に発生させることができ、電流の大きさを制御することにより、その引力又は斥力の大きさを制御することができる。本実施形態では、空間光変調器3Sが有するボイスコイルモータSVk(k=1〜K)の集合(マイクロVCMアレイMVA)の個々のコイルに供給される電流の方向及び大きさが、主制御装置20によって制御される。   Here, by controlling the direction of the current supplied to the coil SVc included in each stator SVk, an attractive force or a repulsive force can be freely generated between the stator SVk and the corresponding movable element SEm. By controlling the magnitude of the current, the magnitude of the attractive force or repulsive force can be controlled. In the present embodiment, the direction and magnitude of the current supplied to the individual coils of the set of voice coil motors SVk (k = 1 to K) (micro VCM array MVA) included in the spatial light modulator 3S are determined by the main controller. 20.

上述の構成の複数のミラー素子SEk(k=1〜K)は、図3(A)に示されるように、ベース部材SVb上に2次元配列されてマルチミラーアレイSEを構成する。ここで、複数のミラー素子SEk(k=1〜K)のうち、X軸方向に沿って配列された複数のミラー素子は、三角形状の反射面の1頂点SEpを、Y軸方向の一側と他側に(+Y側と−Y側)に交互に位置させている。また、複数のミラー素子SEk(k=1〜K)のうち、Y軸方向に隣接して配置された一対のミラー素子は、互いに、三角形状の反射面の1頂点SEp同士、又は1頂点SEpに対応する底辺SEo同士をY軸方向に近接して配置されている。このような配置によって、複数のミラー素子SEk(k=1〜K)は、稠密に配置されている。   The plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K) having the above-described configuration are two-dimensionally arranged on the base member SVb to form a multi-mirror array SE, as shown in FIG. Here, among the plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K), the plurality of mirror elements arranged along the X-axis direction has one vertex SEp of the triangular reflecting surface on one side in the Y-axis direction. And the other side (+ Y side and -Y side). In addition, among a plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K), a pair of mirror elements arranged adjacent to each other in the Y-axis direction are mutually adjacent to one vertex SEp on a triangular reflecting surface or one vertex SEp. Are arranged adjacent to each other in the Y-axis direction. With such an arrangement, the plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K) are arranged densely.

上述のマルチミラーアレイSEの2次元配列に対応して、可動子SEm及び固定子SVk、すなわちボイスコイルモータSVk(k=1〜K)は、ベース部材SVb上に格子状に配列されてマイクロVCMアレイMVAを構成している。   Corresponding to the two-dimensional arrangement of the multi-mirror array SE described above, the mover SEm and the stator SVk, that is, the voice coil motor SVk (k = 1 to K), are arranged in a grid pattern on the base member SVb and are micro VCM. An array MVA is configured.

図4(A)には、マルチミラーアレイSE(ミラー素子SEk(k=1〜K)の二次元配列)の具体的設計例が示されている。この図4(A)に示される例は、例えば、表面が鏡面加工されたプレート部材から成るミラー部材(又は厚さの薄い平面ミラーが張り付けられたプレート部材)を露光処理して、図4(A)において白抜き部で示される切込みパターンを形成し、この白抜き部をエッチング加工することにより、作成される。図4(A)において、符号SEnは、ベース部材SVbと固定されるアンカーポイントを示す。   FIG. 4A shows a specific design example of the multi-mirror array SE (two-dimensional array of mirror elements SEk (k = 1 to K)). In the example shown in FIG. 4A, for example, a mirror member made of a plate member whose surface is mirror-finished (or a plate member to which a thin flat mirror is attached) is subjected to an exposure process, and FIG. In A), a cut pattern indicated by a white portion is formed, and this white portion is formed by etching. In FIG. 4A, reference sign SEn indicates an anchor point fixed to the base member SVb.

図4(B)には、図4(A)の楕円内の部分が拡大して模式的に示されている。この図4(B)に示されるように、ミラー素子SEkは、支持部材SELとの接点(頂点)SEpにて頂点SEpを通る底辺SEoの垂線(基準軸LV)を中心としてθy方向に回動(実際には捻じれる)し、かつミラー素子SEkが接続された支持部材SELが、接点(頂点)SEpを間に挟む2つのアンカーポイント(固定支点)SEkとの間でそれらの接続線(基準軸LH)を中心としてθx方向に回動する(実際には捻じれる)。これにより、個々のミラー素子SEk(k=1〜K)は、頂点SEpを中心として傾動可能になっている。   FIG. 4B schematically shows an enlarged portion within the ellipse of FIG. As shown in FIG. 4B, the mirror element SEk rotates in the θy direction around the perpendicular (reference axis LV) of the base SEo passing through the vertex SEp at the contact (vertex) SEp with the support member SEL. (Actually twisted) and the support member SEL to which the mirror element SEk is connected is connected to the two anchor points (fixed fulcrum) SEk sandwiching the contact (vertex) SEp therebetween (reference line) It rotates in the θx direction about the axis LH) (actually twisted). Thereby, each mirror element SEk (k = 1 to K) can be tilted around the vertex SEp.

各ミラー素子SEk(k=1〜K)は、対応する2つのボイスコイルモータSVkが発生する駆動力(Z軸方向の引力又は斥力)を制御することにより、頂点SEpを中心に傾動する。各ミラー素子SEkは、2つのボイスコイルモータSVkが発生する駆動力を等しく制御することにより基準軸LHに対して傾き、2つのボイスコイルモータSVkの駆動力を異ならせることにより基準軸LVに対して傾く。このようにして、各ミラー素子SEk(k=1〜K)は頂点SEpを中心に傾動する。   Each mirror element SEk (k = 1 to K) tilts around the vertex SEp by controlling the driving force (attractive force or repulsive force in the Z-axis direction) generated by the corresponding two voice coil motors SVk. Each mirror element SEk is inclined with respect to the reference axis LH by equally controlling the driving force generated by the two voice coil motors SVk, and different from the reference axis LV by making the driving forces of the two voice coil motors SVk different. Lean. In this way, each mirror element SEk (k = 1 to K) tilts around the vertex SEp.

また、マイクロVCMアレイMVAを構成する固定子SVk(k=1〜K)は、ベース部材SVbに対して露光及びエッチング加工を施すことにより、ベース部材SVb上に、図5に示される鉄心SVaとコイルSVcとにそれぞれ対応するパターンを、コイルSVcの接点SVc0を除いて絶縁層を介して複数層重ねあわせて形成することによって、作製される。ここで、コイルSVcのみを、露光及びエッチング加工などのリソグラフィ技術を用いて作製し、その作成したコイルSVcの中央の空間に鉄心SVaを配置しても良い。   Further, the stator SVk (k = 1 to K) constituting the micro VCM array MVA is exposed to and etched from the base member SVb, whereby the iron core SVa shown in FIG. 5 is formed on the base member SVb. A pattern corresponding to each of the coils SVc is formed by overlapping a plurality of layers through an insulating layer except for the contact SVc0 of the coil SVc. Here, only the coil SVc may be produced using lithography techniques such as exposure and etching, and the iron core SVa may be arranged in the central space of the produced coil SVc.

露光装置100では、通常のスキャナと同様に、ウエハ交換、レチクル交換、レチクルアライメント、アライメント系ASのベースライン計測並びにウエハアライメント(EGA等)等の準備作業の後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。主制御装置20は、露光動作に先立って、空間光変調ユニット3(空間光変調器3S)を用いて照明光源形状(瞳輝度分布)を設定する。ここで、主制御装置20は、空間光変調器3Sが備える複数のミラー素子SEk(k=1〜K)のそれぞれの傾斜量及び傾斜方向とボイスコイルモータSVkの固定子であるコイルSVcに供給される電流値との既知の関係に基づいて、電流の大きさ及び方向を制御することで、複数のミラー素子SEkのそれぞれの傾斜を、オープンループにて制御する。なお、空間光変調器3Sが備える複数のミラー素子SEk(k=1〜K)のそれぞれの傾斜量及び傾斜方向とボイスコイルモータSVkの固定子であるコイルSVcに供給される電流値との関係は、例えば定期的に計測して、更新しておくことが望ましい。   In the exposure apparatus 100, as in a normal scanner, after performing preparatory work such as wafer exchange, reticle exchange, reticle alignment, baseline measurement of the alignment system AS, and wafer alignment (such as EGA), exposure in a step-and-scan manner is performed. Operation is performed. Prior to the exposure operation, main controller 20 sets the illumination light source shape (pupil luminance distribution) using spatial light modulation unit 3 (spatial light modulator 3S). Here, main controller 20 supplies each of the plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K) included in spatial light modulator 3S with the amount and direction of inclination and coil SVc which is a stator of voice coil motor SVk. By controlling the magnitude and direction of the current based on the known relationship with the current value, the inclination of each of the mirror elements SEk is controlled in an open loop. In addition, the relationship between each inclination amount and inclination direction of the plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K) included in the spatial light modulator 3S and the current value supplied to the coil SVc that is a stator of the voice coil motor SVk. For example, it is desirable to measure and update periodically.

以上説明したように、本実施形態の露光装置100の照明光源(二次光源)を形成するため、照明系IOPの内部に設けられる空間光変調器3Sによると、マルチミラーアレイSEを構成する、各ミラー素子SEk(k=1〜K)を、θx方向、θy方向に駆動(チルト駆動)するのに、各2つのマイクロVCMを用いているので、各可動子を+Z方向及び−Z方向に駆動することができ、これにより2次元配列された複数のミラー素子SEkを、高応答で高速で駆動することが可能になる。また、各ミラー素子SEkは、MEMSによらず作製が可能であるので、各ミラー素子の反射面を、MEMSによって作製されるミラー素子に比べて格段に大きくすることができ、反射光のボケ等の発生を効果的に低減させることができる。これに加え、ボイスコイルモータSVkは、ピエゾ素子などと異なり、ヒステリシス性がなく、加えた電流量に対して駆動量が一意に定まるため、高速かつ高精度なミラー素子SEk(k=1〜K)のチルト駆動のオープンループ制御が可能となる。   As described above, in order to form the illumination light source (secondary light source) of the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the spatial light modulator 3S provided in the illumination system IOP constitutes the multi-mirror array SE. Since each two micro VCMs are used to drive (tilt drive) each mirror element SEk (k = 1 to K) in the θx direction and θy direction, each mover is moved in the + Z direction and the −Z direction. The plurality of mirror elements SEk arranged two-dimensionally can be driven at high speed with high response. Further, since each mirror element SEk can be manufactured regardless of the MEMS, the reflection surface of each mirror element can be significantly larger than that of a mirror element manufactured by MEMS, and the reflected light is blurred. Can be effectively reduced. In addition, the voice coil motor SVk does not have a hysteresis characteristic unlike a piezo element and the driving amount is uniquely determined with respect to the applied current amount. Therefore, the mirror element SEk (k = 1 to K) with high speed and high accuracy is provided. ) Tilt drive open loop control.

また、本実施形態に係る照明系IOPによると、空間光変調器3Sにより光源1からの光ビームLBを変調して複雑な形状(強度分布)を有する照明光源を形成することができる。   Further, according to the illumination system IOP according to the present embodiment, the illumination light source having a complicated shape (intensity distribution) can be formed by modulating the light beam LB from the light source 1 by the spatial light modulator 3S.

また、本実施形態の露光装置100によると、上記の照明光源からの照明光ILをパターンが形成されたレチクルRに照射し、レチクルRを介した照明光ILを投影光学系PLを介してウエハW上に投射してウエハW上にパターンの像を形成する。これにより、Lowk化が可能となり、また走査露光と並行して照明条件を変えることも可能となり、ひいてはウエハ上にパターンを高解像度でかつ精度良く形成することが可能になる。 Further, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the illumination light IL from the illumination light source is irradiated onto the reticle R on which the pattern is formed, and the illumination light IL via the reticle R is irradiated to the wafer via the projection optical system PL. A pattern image is formed on the wafer W by projecting onto the wafer W. As a result, it becomes possible to change to Lowk 1 , and it is also possible to change the illumination conditions in parallel with the scanning exposure, so that the pattern can be formed on the wafer with high resolution and high accuracy.

なお、上記実施形態では、ミラー素子SEkの反射面SEAが三角形状である場合について説明したが、これに限らず、反射面は、四角形等他の多角形状としても良い。図6(A)には、一例として、矩形状のミラー素子SEk(k=1〜K)の二次元配列から成るマルチミラーアレイSEが示されている。   In the above embodiment, the case where the reflection surface SEA of the mirror element SEk has a triangular shape has been described. However, the present invention is not limited to this, and the reflection surface may have another polygonal shape such as a quadrangle. FIG. 6A shows, as an example, a multi-mirror array SE composed of a two-dimensional array of rectangular mirror elements SEk (k = 1 to K).

図6(A)に示される例は、例えば、表面が鏡面加工されたプレート部材から成るミラー部材(又は厚さの薄い平面ミラーが張り付けられたプレート部材)を露光処理して、図6(A)において白抜き部で示される切込みパターンを形成し、この白抜き部をエッチング加工することにより、作成される。図6(A)において、符号SEnは、ベース部材SVbと固定されるアンカーポイントを示す。   In the example shown in FIG. 6A, for example, a mirror member made of a plate member whose surface is mirror-finished (or a plate member on which a thin flat mirror is attached) is exposed to light, and FIG. ) Is formed by forming a cut pattern indicated by a white portion and etching the white portion. In FIG. 6A, reference sign SEn indicates an anchor point fixed to the base member SVb.

また、図6(B)には、図6(A)のマルチミラーアレイSEを構成する1つのミラー素子SEkの拡大図が模式的に示されている。複数のミラー素子SEkのそれぞれの一辺の中心が、頂点SEpとして、直線状の支持部材SELに接続されている。この図6(B)に示されるように、ミラー素子SEkは、支持部材SELとの接点SEpにて接点SEpを通る底辺SEoの垂線(基準軸LV)を中心としてθy方向に回動(実際には捻じれる)し、かつ接点SEpを通る基準軸LHを中心としてθx方向に回動する(実際には捻じれる)。これにより、個々のミラー素子SEk(k=1〜K)は、接点SEpを中心として傾動可能になっている。ミラー素子SEkの傾動メカニズムは、前述の三角形状のミラー素子の場合と同じである。   FIG. 6B schematically shows an enlarged view of one mirror element SEk constituting the multi-mirror array SE of FIG. The center of each side of the plurality of mirror elements SEk is connected to the linear support member SEL as a vertex SEp. As shown in FIG. 6B, the mirror element SEk rotates in the θy direction about the perpendicular (reference axis LV) of the bottom SEo passing through the contact SEp at the contact SEp with the support member SEL (actually And twisted in the θx direction around the reference axis LH passing through the contact SEp (actually twisted). Thereby, each mirror element SEk (k = 1 to K) can be tilted about the contact SEp. The tilting mechanism of the mirror element SEk is the same as that of the above-described triangular mirror element.

なお、上記実施形態では、空間光変調器3Sの複数のミラー素子SEk(k=1〜K)を、例えばその反射面SEA内の頂点SEpをベース部材SVb上の支柱SEsに固定することにより、頂点SEpを中心に傾動可能に構成したが、これに代えて、板ばね等の複数の弾性部材を用いてミラー素子SEkを支持することにより傾動可能に構成することもできる。係る場合、複数のミラー素子SEk(k=1〜K)のそれぞれに対して少なくとも各3つのボイスコイルモータSVk(k=1〜K)を、同一直線上にない3点でベース部材SVb上に配置する。3つのボイスコイルモータSVkを独立に制御することにより、ミラー素子SEkの反射面の傾斜(θx及びθy)と面位置(Z)を制御することができる。   In the above embodiment, the plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K) of the spatial light modulator 3S are fixed to the column SEs on the base member SVb, for example, by fixing the vertex SEp in the reflection surface SEA. Although it is configured to be tiltable about the vertex SEp, it can be configured to be tiltable by supporting the mirror element SEk using a plurality of elastic members such as leaf springs instead. In this case, at least three voice coil motors SVk (k = 1 to K) for each of the plurality of mirror elements SEk (k = 1 to K) are placed on the base member SVb at three points that are not on the same straight line. Deploy. By independently controlling the three voice coil motors SVk, the inclination (θx and θy) and the surface position (Z) of the reflection surface of the mirror element SEk can be controlled.

なお、上記実施形態では、1つの空間光変調ユニット(空間光変調器)を用いたが、複数の空間光変調ユニット(空間光変調器)を用いることも可能である。複数の空間光変調ユニットを用いた露光装置向けの照明光学系として、例えば米国特許出願公開第2009/0109417号明細書および米国特許出願公開第2009/0128886号明細書に開示される照明光学系を採用することができる。   In the above embodiment, one spatial light modulation unit (spatial light modulator) is used, but a plurality of spatial light modulation units (spatial light modulators) can also be used. As an illumination optical system for an exposure apparatus using a plurality of spatial light modulation units, for example, an illumination optical system disclosed in US Patent Application Publication No. 2009/0109417 and US Patent Application Publication No. 2009/0128886 is used. Can be adopted.

また、上記実施形態では、露光装置がスキャニング・ステッパである場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置であっても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも上記実施形態は適用することができる。   In the above embodiment, the case where the exposure apparatus is a scanning stepper has been described. However, the present invention is not limited to this, and a stationary exposure apparatus such as a stepper may be used. The above-described embodiment can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus that synthesizes a shot area and a shot area.

また、例えば米国特許第6,590,634号明細書、米国特許第5,969,441号明細書、米国特許第6,208,407号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば米国特許第7,589,822号明細書などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材(例えば、基準マーク、及び/又はセンサなど)を含む計測ステージを備える露光装置にも上記実施形態は適用が可能である。   In addition, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,590,634, US Pat. No. 5,969,441, US Pat. No. 6,208,407, a plurality of wafers. The above-described embodiment can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus including a stage. Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 7,589,822, an exposure including a measurement stage including a measurement member (for example, a reference mark and / or a sensor) separately from the wafer stage. The above embodiment can also be applied to an apparatus.

また、上記実施形態では、露光装置100が、液体(水)を介さずにウエハWの露光を行うドライタイプの露光装置である場合について説明したが、これに限らず、例えば欧州特許出願公開第1420298号明細書、国際公開第2004/055803号、米国特許第6,952,253号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。   In the above embodiment, the case where the exposure apparatus 100 is a dry-type exposure apparatus that exposes the wafer W without using liquid (water) has been described. As disclosed in US Pat. No. 1,420,298, WO 2004/055803, US Pat. No. 6,952,253, and the like, an immersion optical path including illumination light path between the projection optical system and the wafer. The above embodiment can also be applied to an exposure apparatus that forms a space and exposes the wafer with illumination light through the liquid in the projection optical system and the immersion space.

また、上記実施形態の投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。   In addition, the projection optical system of the above embodiment may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system, and the projection optical system may be not only a refraction system but also a reflection system or a catadioptric system. The image may be an inverted image or an erect image.

また、上記実施形において、米国特許出願公開第2006/0170901号明細書、あるいは米国特許出願公開第2007/0146676号明細書に開示される、いわゆる偏光照明方法を適用することも可能である。   In the above embodiment, a so-called polarized illumination method disclosed in US Patent Application Publication No. 2006/0170901 or US Patent Application Publication No. 2007/0146676 can also be applied.

また、露光装置の光源は、ArFエキシマレーザに限らず、KrFエキシマレーザ(出力波長248nm)、F2レーザ(出力波長157nm)、Ar2レーザ(出力波長126nm)、Kr2レーザ(出力波長146nm)などのパルスレーザ光源、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、YAGレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第7,023,610号明細書に開示されているように、真空紫外光としてDFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 The light source of the exposure apparatus is not limited to the ArF excimer laser, but is a KrF excimer laser (output wavelength 248 nm), F 2 laser (output wavelength 157 nm), Ar 2 laser (output wavelength 126 nm), Kr 2 laser (output wavelength 146 nm). It is also possible to use a pulse laser light source such as a super high pressure mercury lamp that emits bright lines such as g-line (wavelength 436 nm) and i-line (wavelength 365 nm). A harmonic generator of a YAG laser or the like can also be used. In addition, as disclosed in, for example, US Pat. No. 7,023,610, a single wavelength laser beam in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is used as vacuum ultraviolet light. For example, a harmonic that is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.

また、例えば国際公開第2001/035168号に開示されているように、干渉縞をウエハW上に形成することによって、ウエハW上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置(リソグラフィシステム)に上記実施形態を適用しても良い。   Further, as disclosed in, for example, International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that forms a line-and-space pattern on a wafer W by forming interference fringes on the wafer W. You may apply the said embodiment.

さらに、例えば米国特許第6,611,316号明細書に開示されているように、2つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、1回のスキャン露光によってウエハ上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置に上記実施形態を、適用しても良い。   Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and 1 on the wafer by one scan exposure. The above embodiment may be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of two shot areas almost simultaneously.

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体(エネルギビームが照射される露光対象の物体)はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。   In the above embodiment, the object on which the pattern is to be formed (the object to be exposed to which the energy beam is irradiated) is not limited to the wafer, but may be another object such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. good.

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態を適用できる。   The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The above embodiment can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態のリソグラフィシステムの一部を構成する露光装置(パターン形成装置)及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、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)、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態のリソグラフィシステムの一部を構成する露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。   An electronic device such as a semiconductor element includes a step of designing a function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and a part of the lithography system of the above-described embodiment. A lithography step for transferring a mask (reticle) pattern onto a wafer by the exposure apparatus (pattern forming apparatus) and its exposure method, a development step for developing the exposed wafer, and exposure of portions other than the portion where the resist remains It is manufactured through an etching step for removing a member by etching, a resist removing step for removing a resist that has become unnecessary after etching, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the exposure method described above is executed using the exposure apparatus that constitutes a part of the lithography system of the above embodiment, and a device pattern is formed on the wafer, so that a highly integrated device is produced. It can be manufactured with good performance.

以上説明したように、本発明の空間光変調器は、照明光源(二次光源)を形成するのに適している。また、本発明の照明装置は、露光装置の照明系として適している。また、本発明の露光装置は、照明光源からの照明光を照射してパターンを物体上に転写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。   As described above, the spatial light modulator of the present invention is suitable for forming an illumination light source (secondary light source). The illumination device of the present invention is suitable as an illumination system for an exposure apparatus. The exposure apparatus of the present invention is suitable for transferring illumination light from an illumination light source and transferring a pattern onto an object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.

1…光源、2…ビームエキスパンダ、3S…空間光変調器、4…リレー光学系、5…フライアイレンズ、6…コンデンサ光学系、7…照明視野絞り、8…結像光学系、9…折曲ミラー、20…主制御装置、100…露光装置、IOP…照明系、MVA…マイクロVCMアレイ、PL…投影光学系、PU…投影ユニット、R…レチクル、RST…レチクルステージ、SE…ミラーアレイ、SEk…ミラー素子、SVk…ボイスコイルモータ、W…ウエハ、WST…ウエハステージ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Beam expander, 3S ... Spatial light modulator, 4 ... Relay optical system, 5 ... Fly eye lens, 6 ... Condenser optical system, 7 ... Illumination field stop, 8 ... Imaging optical system, 9 ... Bending mirror, 20 ... main control device, 100 ... exposure device, IOP ... illumination system, MVA ... micro VCM array, PL ... projection optical system, PU ... projection unit, R ... reticle, RST ... reticle stage, SE ... mirror array , SEk: mirror element, SVk: voice coil motor, W: wafer, WST: wafer stage.

Claims (18)

反射面を有し2次元配列された複数のミラー素子と;
前記複数のミラー素子のそれぞれを、前記反射面と同一の面内の1点で支持するベース板と;
前記複数のミラー素子のそれぞれを、前記反射面の裏面上で前記1点と同一直線上にない複数点のそれぞれで前記ベース板に対して接近及び離間する方向に駆動する複数の駆動装置と;
を備える空間光変調器。
A plurality of mirror elements having a reflecting surface and two-dimensionally arranged;
A base plate for supporting each of the plurality of mirror elements at one point in the same plane as the reflecting surface;
A plurality of driving devices for driving each of the plurality of mirror elements in a direction approaching and separating from the base plate at each of a plurality of points that are not collinear with the one point on the back surface of the reflecting surface;
A spatial light modulator.
前記複数の駆動装置のぞれぞれは、前記ミラー素子の前記反射面の裏面上の前記複数点にそれぞれ設けられた可動子と、該可動子に対向して前記ベース板上に配置された固定子と、を含む請求項1に記載の空間光変調器。   Each of the plurality of driving devices is disposed on the base plate so as to oppose the mover provided at each of the plurality of points on the back surface of the reflection surface of the mirror element. The spatial light modulator according to claim 1, comprising a stator. 前記複数の固定子は、前記ベース板上に格子状に配列される請求項2に記載の空間光変調器。   The spatial light modulator according to claim 2, wherein the plurality of stators are arranged in a lattice pattern on the base plate. 前記複数の可動子のそれぞれは、永久磁石を含み、
前記複数の固定子のそれぞれは、コイルを含む請求項2又は3に記載の空間光変調器。
Each of the plurality of movers includes a permanent magnet,
The spatial light modulator according to claim 2, wherein each of the plurality of stators includes a coil.
前記複数の固定子のそれぞれは、前記コイルがその外周部に巻回された鉄心をさらに含む請求項4に記載の空間光変調器。   5. The spatial light modulator according to claim 4, wherein each of the plurality of stators further includes an iron core around which the coil is wound. 前記コイルは、前記ベース板上に、コイルパターンを、接点を除いて絶縁層を介して複数層積層することで作製されている請求項4又は5に記載の空間光変調器。   The spatial light modulator according to claim 4 or 5, wherein the coil is manufactured by laminating a plurality of coil patterns on the base plate via an insulating layer except for a contact point. 前記複数のミラー素子は、第1方向及びこれに直交する第2方向に2次元配列されている請求項1〜6のいずれか一項に記載の空間光変調器。   The spatial light modulator according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of mirror elements are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction. 前記ミラー素子の反射面は多角形状を有する請求項7に記載の空間光変調器。   The spatial light modulator according to claim 7, wherein the reflection surface of the mirror element has a polygonal shape. 前記ミラー素子の反射面は三角形状であり、
前記ミラー素子の前記1点は、前記三角形状の反射面の1頂点に一致する請求項8に記載の空間光変調器。
The reflection surface of the mirror element is triangular,
The spatial light modulator according to claim 8, wherein the one point of the mirror element coincides with one vertex of the triangular reflecting surface.
前記ミラー素子の前記反射面の裏面上で前記1点と同一直線上にない複数点は、前記三角形状の反射面の前記1頂点と異なる頂点近傍に設定される請求項9に記載の空間光変調器。   The spatial light according to claim 9, wherein a plurality of points that are not collinear with the one point on the back surface of the reflecting surface of the mirror element are set in the vicinity of a vertex different from the one vertex of the triangular reflecting surface. Modulator. 前記複数のミラー素子のうち、前記第1方向に沿って配列された複数のミラー素子は、前記三角形状の反射面の前記1頂点を、前記第2方向の一側と他側に交互に位置させている請求項9又は10に記載の空間光変調器。   Among the plurality of mirror elements, the plurality of mirror elements arranged along the first direction alternately position the one vertex of the triangular reflecting surface on one side and the other side of the second direction. The spatial light modulator according to claim 9 or 10. 前記複数のミラー素子のうち、前記第2方向に隣接して配置された一対のミラー素子は、互いに、前記三角形状の反射面の前記1頂点同士、又は前記1頂点に対応する底辺同士を前記第2方向に近接して配置されている請求項9〜11のいずれか一項に記載の空間光変調器。   Among the plurality of mirror elements, the pair of mirror elements arranged adjacent to each other in the second direction has the one vertex of the triangular reflecting surface, or the bottoms corresponding to the one vertex, The spatial light modulator as described in any one of Claims 9-11 arrange | positioned adjacent to the 2nd direction. 前記第1方向に配列された複数のミラー素子は、前記1点にて前記第1方向に延びる支持部材に接続され、
前記支持部材は、前記1点と異なる点にて前記ベース板上に支持される請求項7〜12のいずれか一項に記載の空間光変調器。
The plurality of mirror elements arranged in the first direction are connected to a support member extending in the first direction at the one point,
The spatial light modulator according to claim 7, wherein the support member is supported on the base plate at a point different from the one point.
前記複数のミラー素子は、前記支持部材を並列することにより、前記ベース板上に配列される請求項13に記載の空間光変調器。   The spatial light modulator according to claim 13, wherein the plurality of mirror elements are arranged on the base plate by arranging the support members in parallel. 前記複数のミラー素子の配列は、少なくとも1つのミラー部材をエッチング加工することにより形成される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の空間光変調器。   The spatial light modulator according to any one of claims 1 to 14, wherein the array of the plurality of mirror elements is formed by etching at least one mirror member. ビーム源からのエネルギビームの光路上に配置された請求項1〜15のいずれか一項に記載の空間光変調器と;
前記エネルギビームの光路上で前記空間光変調器の光路前方及び後方の少なくとも一方に配置された光学系と;を備える照明装置。
A spatial light modulator according to any one of the preceding claims, disposed on the optical path of an energy beam from a beam source;
And an optical system disposed on at least one of the front and rear of the optical path of the spatial light modulator on the optical path of the energy beam.
エネルギビームにより物体を露光して前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、
パターンを前記空間光変調器及び前記光学系を介した前記エネルギビームで照明する請求項16に記載の照明装置と;
前記パターンを介した前記エネルギビームを前記物体上に投射する投影系と;
を備える露光装置。
An exposure apparatus that exposes an object with an energy beam to form a pattern on the object,
The illumination device according to claim 16, wherein a pattern is illuminated with the energy beam through the spatial light modulator and the optical system;
A projection system for projecting the energy beam through the pattern onto the object;
An exposure apparatus comprising:
請求項17に記載の露光装置を用いて物体を露光することと;
露光された前記物体を現像することと;を含むデバイス製造方法。
Exposing an object using the exposure apparatus of claim 17;
Developing the exposed object. A device manufacturing method comprising:
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