JP5509912B2 - Spatial light modulator, illumination device, exposure device, and manufacturing method thereof - Google Patents

Spatial light modulator, illumination device, exposure device, and manufacturing method thereof Download PDF

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Description

本発明は、空間光変調器、照明装置、露光装置およびそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a spatial light modulator, an illuminating device, an exposure device, and a manufacturing method thereof.

リソグラフィ技術により製造され、捩じりヒンジで支持されたミラーを静電力により駆動する電気機械変換器を備えた空間光変調器がある（特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開平０９−１０１４６７号公報 There is a spatial light modulator including an electromechanical transducer that drives a mirror manufactured by lithography technology and supported by a torsion hinge by electrostatic force (see Patent Document 1).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-101467

空間光変調器の構造物を支持する基板には、ＣＭＯＳ回路等の素子が実装される場合がある。この種の素子は、空間光変調器に照射される強い光を浴びると劣化が促進される。   An element such as a CMOS circuit may be mounted on the substrate that supports the structure of the spatial light modulator. Deterioration of this type of element is promoted when exposed to strong light applied to the spatial light modulator.

上記課題を解決すべく、本発明の第一態様として、電極、静電力により電極に引き付けられて揺動する可動部、および、可動部に支持されて可動部と共に揺動する反射鏡をそれぞれが有する単位素子を複数実装された基板と、反射鏡の間から基板に向かって差し込む光を遮断する遮光層とを備える空間光変調器が提供される。   In order to solve the above problems, as a first aspect of the present invention, each of an electrode, a movable part that is attracted to the electrode by an electrostatic force and swings, and a reflector that is supported by the movable part and swings with the movable part are provided. A spatial light modulator is provided that includes a substrate on which a plurality of unit elements are mounted, and a light shielding layer that blocks light that enters between the reflecting mirrors toward the substrate.

また、本発明の第二態様として、上記空間光変調器を備えた照明装置が提供される。更に、本発明の第三態様として、上記照明装置を備えた露光装置が提供される。   Moreover, the illuminating device provided with the said spatial light modulator is provided as 2nd aspect of this invention. Furthermore, as a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus provided with the illumination device.

また更に、本発明の第四態様として、電極、静電力により電極に引き付けられて揺動する可動部、および、可動部に支持されて可動部と共に揺動する反射鏡をそれぞれが有する単位素子を複数実装された基板と、反射鏡の間から基板に向かって差し込む光を遮断する遮光層とを備える空間光変調器を製造する製造方法であって、電極および可動部を形成された基板の表面に、犠牲材料により第一下地層を形成する段階と、第一下地層の上に遮光層を形成する段階と、遮光層の上に、犠牲材料により第二下地層を形成する段階と、第二下地層の上に反射膜材料を堆積して反射鏡を形成する段階と犠牲材料の層を除去する段階とを備える製造方法が提供される。   Furthermore, as a fourth aspect of the present invention, there are provided unit elements each having an electrode, a movable part that is attracted to the electrode by an electrostatic force and swings, and a reflecting mirror that is supported by the movable part and swings with the movable part. A manufacturing method for manufacturing a spatial light modulator comprising a plurality of mounted substrates and a light shielding layer that blocks light inserted between the reflecting mirrors toward the substrate, and the surface of the substrate on which the electrode and the movable part are formed Forming a first underlayer with a sacrificial material; forming a light shielding layer on the first underlayer; forming a second underlayer with a sacrificial material on the light shielding layer; A manufacturing method is provided comprising depositing a reflective film material on the two underlayers to form a reflector and removing the sacrificial material layer.

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。   The above summary of the present invention does not enumerate all necessary features of the present invention. Further, a sub-combination of these feature groups can be an invention.

空間光変調器１００の外観を示す模式的な斜視図である。1 is a schematic perspective view showing an appearance of a spatial light modulator 100. FIG. 単位素子２００の分解斜視図である。3 is an exploded perspective view of a unit element 200. FIG. 空間光変調器１００の部分的な分解斜視図である。3 is a partial exploded perspective view of the spatial light modulator 100. FIG. 駆動部２２０の平面図である。3 is a plan view of a drive unit 220. FIG. 単位素子２００の断面図である。3 is a cross-sectional view of a unit element 200. FIG. 単位素子２００の断面図である。3 is a cross-sectional view of a unit element 200. FIG. 空間光変調器１００の部分的な断面図である。2 is a partial cross-sectional view of the spatial light modulator 100. FIG. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 空間光変調器１００の製造過程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the spatial light modulator 100. 単位素子２００の分解斜視図である。3 is an exploded perspective view of a unit element 200. FIG. 単位素子２００の断面図である。3 is a cross-sectional view of a unit element 200. FIG. 単位素子２００の断面図である。3 is a cross-sectional view of a unit element 200. FIG. 空間光変調器１００の斜視図である。1 is a perspective view of a spatial light modulator 100. FIG. 露光装置４００の模式図である。2 is a schematic diagram of an exposure apparatus 400. FIG. 露光装置４００における空間光変調器１００の動作を示す図である。FIG. 5 is a view showing the operation of the spatial light modulator 100 in the exposure apparatus 400.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図１は、空間光変調器１００の外観を示す模式的斜視図である。空間光変調器１００は、基板２１０と、基板２１０上に二次元的に配列された複数の単位素子２００を有する。単位素子２００の各々は反射鏡２３０を備える。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing the appearance of the spatial light modulator 100. The spatial light modulator 100 includes a substrate 210 and a plurality of unit elements 200 arranged two-dimensionally on the substrate 210. Each unit element 200 includes a reflecting mirror 230.

基板２１０上でマトリクスを形成する複数の反射鏡２３０は、それぞれ数μｍから百数十μｍ程度の寸法を有し、基板２１０に対して個別に揺動させることができる。図示のように一部の反射鏡２３０が揺動して傾斜した状態で光を反射させると、反射光の照度分布が変化する。よって、反射鏡２３０の揺動を制御することにより任意の照度分布を形成できる。   Each of the plurality of reflecting mirrors 230 forming a matrix on the substrate 210 has a size of several μm to several hundreds of μm, and can be individually swung with respect to the substrate 210. As shown in the drawing, when some of the reflecting mirrors 230 swing and tilt and reflect light, the illuminance distribution of the reflected light changes. Therefore, an arbitrary illuminance distribution can be formed by controlling the swing of the reflecting mirror 230.

図２は、単一の単位素子２００の模式的な分解斜視図である。単位素子２００は、空間光変調器１００において、１枚の反射鏡２３０毎に形成される構造物であり、空間光変調器１００においては複数の単位素子２００が互いに同様の構造を有する。また、空間光変調器１００においては、隣接する単位素子２００の要素の一部が互いに連続している場合もある。   FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of a single unit element 200. The unit element 200 is a structure formed for each reflecting mirror 230 in the spatial light modulator 100. In the spatial light modulator 100, the plurality of unit elements 200 have the same structure. Further, in the spatial light modulator 100, some of the elements of the adjacent unit elements 200 may be continuous with each other.

単位素子２００は、基板２１０の上に搭載される駆動部２２０および遮光部２４０と、駆動部２２０に搭載される反射鏡２３０とを有する。基板２１０の表面には、複数の電極２１２、２１４、２１６が配される。   The unit element 200 includes a driving unit 220 and a light shielding unit 240 mounted on the substrate 210, and a reflecting mirror 230 mounted on the driving unit 220. A plurality of electrodes 212, 214, and 216 are disposed on the surface of the substrate 210.

駆動部２２０は、脚部２２１、固定枠２２２および可動部２２６を有する。脚部２２１は、基板２１０に向かって図中下方に延在して、固定枠２２２を基板２１０の表面から持ち上げた状態で支持する。脚部２２１の下端は、基板２１０上で、電極２１６の上に固定される。空間光変調器１００では、多数の単位素子２００が設けられるが、電極２１６は空間光変調器１００全体で共通な基準電位、例えば接地電位に接続される。   The drive unit 220 includes a leg 221, a fixed frame 222, and a movable unit 226. The leg portion 221 extends downward in the drawing toward the substrate 210 and supports the fixed frame 222 in a state where it is lifted from the surface of the substrate 210. The lower end of the leg 221 is fixed on the electrode 216 on the substrate 210. In the spatial light modulator 100, a large number of unit elements 200 are provided, but the electrode 216 is connected to a reference potential common to the spatial light modulator 100, for example, a ground potential.

固定枠２２２は、単位素子２００の外周に沿って方形の中空の枠をなす。固定枠２２２の内周縁部には、下方に向かって延在するリブ２２５が形成され、固定枠２２２の曲げ剛性を向上させる。   The fixed frame 222 forms a rectangular hollow frame along the outer periphery of the unit element 200. A rib 225 extending downward is formed on the inner peripheral edge of the fixed frame 222 to improve the bending rigidity of the fixed frame 222.

可動部２２６は、下方に向かって延在するリブ２２５を周縁部に備え、高い曲げ剛性を有する。また、可動部２２６は、固定枠２２２の内側の面から捩じり軸部２２４を介して支持される。即ち、捩じり軸部２２４の一端は、固定枠２２２の内面に対して固定される。捩じり軸部２２４の他端は、可動部２２６の周縁部に結合される。   The movable portion 226 includes a rib 225 extending downward and has a high bending rigidity. The movable part 226 is supported from the inner surface of the fixed frame 222 via the torsion shaft part 224. That is, one end of the torsion shaft portion 224 is fixed to the inner surface of the fixed frame 222. The other end of the torsion shaft portion 224 is coupled to the peripheral portion of the movable portion 226.

捩じり軸部２２４は、弾性的に捩じり変形するので、可動部２２６は、捩じり軸部２２４を揺動軸として基板２１０に対して揺動する。しかしながら、可動部２２６は、リブ２２５により高い曲げ剛性を有するので、それ自体は変形し難い。   Since the torsion shaft portion 224 is elastically torsionally deformed, the movable portion 226 swings with respect to the substrate 210 using the torsion shaft portion 224 as the swing shaft. However, since the movable part 226 has a high bending rigidity due to the ribs 225, the movable part 226 itself is not easily deformed.

なお、リブ２２５は、可動部２２６の外方に向かって広がったフランジ様の部分を有する。これは、後述するように、薄膜により形成されたリブ２２５を含む層をパターニングする場合に残る領域で、無くてもよい。しかしながら、可動部２２６の剛性を低下させるものではなく、むしろ向上させる場合もあるので残してもよい。これにより、パターニングの精度を著しく高くすることが避けられるので生産性向上にも寄与する。   The rib 225 has a flange-like portion that spreads outward from the movable portion 226. As will be described later, this is a region that remains when patterning a layer including the rib 225 formed of a thin film, and may be omitted. However, the rigidity of the movable part 226 is not lowered, but may be improved, so it may be left. As a result, it is possible to avoid remarkably increasing the patterning accuracy, which contributes to an improvement in productivity.

固定枠２２２が基板２１０に対して固定された場合、基板２１０上の一対の電極２１２、２１４は、図中に点線で示すように、可動部２２６の縁部近傍に位置する。よって、可動部２２６の下面と、電極２１２、２１４とは、互いに対向する。   When the fixed frame 222 is fixed to the substrate 210, the pair of electrodes 212 and 214 on the substrate 210 are positioned in the vicinity of the edge of the movable portion 226, as indicated by a dotted line in the drawing. Therefore, the lower surface of the movable part 226 and the electrodes 212 and 214 face each other.

反射鏡２３０は、上面に反射率の高い反射面２３４を有する。反射面２３４は、薄膜として堆積された金属、例えばアルミニウム薄膜により形成される。反射鏡２３０の下面中央には、下方に向かって突出したポスト２３２が配される。   The reflecting mirror 230 has a reflecting surface 234 having a high reflectance on the upper surface. The reflective surface 234 is formed of a metal deposited as a thin film, such as an aluminum thin film. A post 232 protruding downward is disposed at the center of the lower surface of the reflecting mirror 230.

ポスト２３２は、図中に点線で示すように、可動部２２６の略中央に固定される。これにより、可動部２２６が基板２１０に対して揺動した場合、反射鏡２３０も可動部２２６と共に揺動する。   The post 232 is fixed substantially at the center of the movable portion 226 as indicated by a dotted line in the drawing. Thereby, when the movable part 226 swings with respect to the substrate 210, the reflecting mirror 230 swings together with the movable part 226.

このように、駆動部２２０と反射鏡２３０とを個別に形成できる構造を有するので、それぞれの機能に適した構造と材料を選択できる。また、駆動部２２０の面積よりも大きい面積の反射面２３４を形成できるので、反射効率の高い単位素子２００を形成できる。   Thus, since it has the structure which can form the drive part 220 and the reflective mirror 230 separately, the structure and material suitable for each function can be selected. In addition, since the reflection surface 234 having an area larger than the area of the drive unit 220 can be formed, the unit element 200 having high reflection efficiency can be formed.

遮光部２４０は、水平な遮光面２４４と、遮光面２４４の四隅から下方に延在する脚部２４２とを有する。脚部２４２の下端は、駆動部２２０の脚部２２１の内側に配され、遮光面２４４を、反射鏡２３０の裏面と駆動部２２０との間に支持する。遮光部２４０は、空間光変調器１００が稼働する場合に照射される光を透過しない材料により形成される。   The light shielding unit 240 includes a horizontal light shielding surface 244 and leg portions 242 extending downward from the four corners of the light shielding surface 244. The lower end of the leg portion 242 is disposed inside the leg portion 221 of the driving unit 220, and supports the light shielding surface 244 between the back surface of the reflecting mirror 230 and the driving unit 220. The light shielding unit 240 is formed of a material that does not transmit light emitted when the spatial light modulator 100 is operated.

図３は、空間光変調器１００の部分的な分解斜視図である。図示のように、空間光変調器１００においては、共通の基板２１０の上で、個々の単位素子２００の周囲に、他の単位素子２００が配される。   FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the spatial light modulator 100. As shown in the figure, in the spatial light modulator 100, another unit element 200 is arranged around each unit element 200 on a common substrate 210.

このため、単位素子２００の各々における駆動部２２０および遮光部２４０は、それぞれの脚部２２１、２４２を、隣接する単位素子２００と兼用する。また、駆動部２２０における固定枠２２２と、遮光部２４０における遮光面２４４も、隣接する単位素子とつながる。   For this reason, the drive part 220 and the light-shielding part 240 in each of the unit elements 200 share the respective leg parts 221 and 242 with the adjacent unit elements 200. Further, the fixed frame 222 in the driving unit 220 and the light shielding surface 244 in the light shielding unit 240 are also connected to the adjacent unit elements.

よって、空間光変調器１００においては、複数の駆動部２２０が、連続したひとつの膜により形成され得る。また、複数の遮光部２４０が、連続したひとつの膜により形成され得る。   Therefore, in the spatial light modulator 100, the plurality of driving units 220 can be formed by one continuous film. Moreover, the some light-shielding part 240 may be formed with one continuous film | membrane.

図４は、図３に示した駆動部２２０の平面図である。後述する図５および図６に示す断面図は、図２に示すＡ−Ａ方向またはＢ−Ｂ方向の断面を示す断面図ではあるが、単位素子２００を単純な平面で切った断面を示す図ではない。なお、図４において、一点鎖線は単位素子２００の区切りを示す。   FIG. 4 is a plan view of the driving unit 220 shown in FIG. The cross-sectional views shown in FIGS. 5 and 6 to be described later are cross-sectional views showing the cross-section in the AA direction or the BB direction shown in FIG. 2, but a cross-sectional view of the unit element 200 taken along a simple plane. is not. Note that, in FIG. 4, the alternate long and short dash line indicates a break of the unit element 200.

即ち、図５に示す断面は、図４に点線Ａで示すように、駆動部２２０における脚部２２１、捩じり軸部２２４および可動部２２６をすべて通過する面で単位素子２００を切った様子を、Ａ−Ａ方向と直交する方向から見た様子を示す図である。また、図６に示す断面は、図４に点線Ｂで示すように、駆動部２２０における脚部２２１および可動部２２６を両方通過する面で単位素子２００を切った様子を、Ｂ−Ｂ方向と直交する方向から見た様子を示す図である。   That is, in the cross section shown in FIG. 5, as shown by the dotted line A in FIG. 4, the unit element 200 is cut along a plane that passes through the leg part 221, the torsion shaft part 224, and the movable part 226 in the drive part 220. It is a figure which shows a mode that this was seen from the direction orthogonal to an AA direction. Further, as shown by a dotted line B in FIG. 4, the cross section shown in FIG. 6 shows a state in which the unit element 200 is cut along a plane passing through both the leg portion 221 and the movable portion 226 in the driving unit 220 as BB direction. It is a figure which shows a mode that it saw from the orthogonal direction.

図５は、単位素子２００の模式的断面図である。単位素子２００は、固定枠２２２および遮光部２４０を基板２１０に固定し、反射鏡２３０を可動部２２６に固定した状態で、図２および図４に示したＡ−Ａ方向の断面を示す。ただし、図５では、説明の便宜を図り、既に説明した通りに、脚部２２１と可動部２２６とが両方現れる仮想の断面を示す。図２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the unit element 200. The unit element 200 shows a cross section in the AA direction shown in FIG. 2 and FIG. 4 in a state where the fixed frame 222 and the light shielding portion 240 are fixed to the substrate 210 and the reflecting mirror 230 is fixed to the movable portion 226. However, for convenience of explanation, FIG. 5 shows a virtual cross section in which both the leg portion 221 and the movable portion 226 appear as already explained. Elements that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図示のように、可動部２２６は、下面に電極２２８を有する。電極２２８は、基板２１０上の電極２１２と対向する。   As shown in the figure, the movable portion 226 has an electrode 228 on the lower surface. The electrode 228 faces the electrode 212 on the substrate 210.

また、可動部２２６は、縁部から下方に延びたリブ２２５を有する。これにより、可動部２２６は、高い曲げ剛性を有する。一方、捩じり軸部２２４は、リブ２２５に相当する要素を有していない。よって、可動部２２６に駆動力が作用した場合、捩じり軸部２２４が弾性変形して、可動部２２６は変形することなく揺動する。   The movable part 226 has a rib 225 extending downward from the edge. Thereby, the movable part 226 has high bending rigidity. On the other hand, the torsion shaft portion 224 does not have an element corresponding to the rib 225. Therefore, when a driving force is applied to the movable portion 226, the torsion shaft portion 224 is elastically deformed, and the movable portion 226 swings without being deformed.

図６は、単位素子２００模式的の断面図であり、図２および図４に示したＢ−Ｂ方向の断面を示す。ただし、図６では、説明の便宜を図り、既に説明した通り、脚部２２１と可動部２２６とが両方現れる仮想の断面を示す。図２および図５と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the unit element 200, and shows a cross section in the BB direction shown in FIGS. 2 and 4. However, for convenience of explanation, FIG. 6 shows a virtual cross section in which both the leg portion 221 and the movable portion 226 appear as already described. Elements common to FIGS. 2 and 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図示のように、Ｂ−Ｂ方向の断面において、固定枠２２２および可動部２２６の間には、捩じり軸部２２４の長さに相当する間隙が形成される。この間隙の下方には、基板２１０の表面が露出する。   As illustrated, a gap corresponding to the length of the torsion shaft portion 224 is formed between the fixed frame 222 and the movable portion 226 in the cross section in the BB direction. Under the gap, the surface of the substrate 210 is exposed.

また、基板２１０上の一対の電極２１２、２１４のそれぞれは、可動部２２６の端部近傍に対向する。よって、電極２１２、２１４のいずれかに駆動電圧を印加した場合、電極２２８のいずれかの端部に静電力が作用する。   In addition, each of the pair of electrodes 212 and 214 on the substrate 210 is opposed to the vicinity of the end of the movable portion 226. Therefore, when a driving voltage is applied to either of the electrodes 212 and 214, an electrostatic force acts on either end of the electrode 228.

既に説明した通り、可動部２２６は、捩じり軸部２２４により固定枠２２２に結合されている。よって、電極２１２、２１４のいずれかから電極２２８に静電力が作用した場合、可動部２２６は、捩じり軸部２２４を揺動軸として揺動する。従って、可動部２２６に対して固定された反射鏡２３０も揺動する。   As already described, the movable portion 226 is coupled to the fixed frame 222 by the torsion shaft portion 224. Therefore, when an electrostatic force acts on the electrode 228 from either of the electrodes 212 and 214, the movable portion 226 swings with the torsion shaft portion 224 as the swing shaft. Accordingly, the reflecting mirror 230 fixed to the movable portion 226 also swings.

なお、図示の例では、電極２１４に駆動電圧が印加され、電極２２８の図中右側が、基板２１０の方に引き付けられる。これにより、反射鏡２３０の反射面２３４は右方に傾く。   In the illustrated example, a driving voltage is applied to the electrode 214, and the right side of the electrode 228 in the drawing is attracted toward the substrate 210. Thereby, the reflecting surface 234 of the reflecting mirror 230 is inclined rightward.

再び図１を参照すると、反射鏡２３０のそれぞれに設けた上記のような構造に対して駆動電力を個別に供給または遮断することにより、複数の反射鏡２３０のそれぞれを個別に制御できる。よって、空間光変調器１００にいったん反射させることにより任意の照射パターンを形成でき、可変光源、露光装置、画像表示装置、光スイッチ等として使用できる。   Referring to FIG. 1 again, each of the plurality of reflecting mirrors 230 can be individually controlled by individually supplying or blocking driving power to the above-described structure provided in each of the reflecting mirrors 230. Therefore, an arbitrary irradiation pattern can be formed by once reflecting the light to the spatial light modulator 100, and can be used as a variable light source, an exposure device, an image display device, an optical switch, or the like.

図７は、複数の単位素子２００を含む空間光変調器１００の断面図である。図７も、図５および図６と同様に、脚部２２１と可動部２２６とが両方現れる仮想の断面を示す。図５および図６と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the spatial light modulator 100 including a plurality of unit elements 200. FIG. 7 also shows a virtual cross section in which both the leg portion 221 and the movable portion 226 appear, as in FIGS. 5 and 6. Elements common to FIGS. 5 and 6 are given the same reference numerals, and redundant description is omitted.

空間光変調器１００において、遮光部２４０の遮光面２４４は、固定枠２２２よりも、各単位素子２００の内側まで延在する。これにより、遮光面２４４は、固定枠２２２および可動部２２６の間で、捩じり軸部２２４が無い領域に形成された間隙の上方を覆う。これにより、遮光面２４４は、反射鏡２３０の間を通過して基板２１０に向かって差し込む光を遮断する。   In the spatial light modulator 100, the light shielding surface 244 of the light shielding unit 240 extends to the inside of each unit element 200 from the fixed frame 222. Thereby, the light shielding surface 244 covers the upper part of the gap formed in the region where the torsion shaft portion 224 is absent between the fixed frame 222 and the movable portion 226. As a result, the light shielding surface 244 blocks light that passes between the reflecting mirrors 230 and enters the substrate 210.

なお、基板２１０上で遮光部２４０が遮光していない領域は、反射鏡２３０または駆動部２２０により覆われている。よって、空間光変調器１００に向かって照射された光が基板２１０に照射されることはない。これにより、基板２１０に形成されたＣＭＯＳ回路等が光に暴露されることが防止され、空間光変調器１００を長寿命化すると共に、特性を長期にわたって安定させる。   A region on the substrate 210 that is not shielded by the light shielding unit 240 is covered with the reflecting mirror 230 or the driving unit 220. Therefore, the light irradiated toward the spatial light modulator 100 is not irradiated onto the substrate 210. This prevents the CMOS circuit or the like formed on the substrate 210 from being exposed to light, thereby extending the lifetime of the spatial light modulator 100 and stabilizing the characteristics over a long period of time.

図８から図３５までは、図１から図６までに示した空間光変調器１００の製造過程を、ひとつの単位素子について示す断面図である。なお、図８から図３５も、図５および図６と同様に、脚部２２１と可動部２２６とが両方現れる仮想の断面で描かれる。   8 to 35 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the spatial light modulator 100 shown in FIGS. 1 to 6 for one unit element. 8 to 35 are also drawn in a virtual cross section in which both the leg portion 221 and the movable portion 226 appear, as in FIGS. 5 and 6.

また、図８から図３５までに示すのは作製過程なので、単位素子２００の対応する要素が異なる形状または状態で含まれている場合がある。そこで、これらの図について固有の参照番号を付与して各図の内容を説明した上で、図３５において、図１から図７までに示した空間光変調器１００との対応関係を示す。   8 to 35 show the manufacturing process, the corresponding elements of the unit element 200 may be included in different shapes or states. Therefore, after assigning unique reference numbers to these drawings to explain the contents of each drawing, FIG. 35 shows the correspondence with the spatial light modulator 100 shown in FIGS.

図８に示すように、空間光変調器１００が形成される基板２１０の表面直上に、下側の絶縁層３１２を堆積する。これにより、基板２１０の表面は絶縁層３１２により覆われる。   As shown in FIG. 8, a lower insulating layer 312 is deposited directly on the surface of the substrate 210 on which the spatial light modulator 100 is formed. As a result, the surface of the substrate 210 is covered with the insulating layer 312.

基板２１０の材料としては、シリコン単結晶基板の他、化合物半導体基板、セラミックス基板等、平坦な表面を有する部材を広く使用できる。絶縁層３１２の材料としては、例えば、基板２１０の材料の酸化物、窒化物等を使用できる。また、絶縁層３１２は、誘電率の高い多孔質体であってもよい。絶縁層３１２の成膜方法としては、絶縁層３１２の材料に応じて、各種の物理気相析出法、化学気相析出法から適宜選択できる。   As a material of the substrate 210, a member having a flat surface such as a compound semiconductor substrate and a ceramic substrate can be widely used in addition to a silicon single crystal substrate. As a material of the insulating layer 312, for example, an oxide or a nitride of the material of the substrate 210 can be used. The insulating layer 312 may be a porous body having a high dielectric constant. A method for forming the insulating layer 312 can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods and chemical vapor deposition methods depending on the material of the insulating layer 312.

次に、図９に示すように、絶縁層３１２の上に、パターニングした導体層３２０を形成する。導体層３２０は、空間光変調器１００において、電極２１１、２１２、２１３、２１６となる。導体層３２０の材料としては、アルミニウム、銅等の金属を例示できる。導体層３２０の成膜方法としては、導体層３２０の材料に応じて、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。   Next, as shown in FIG. 9, a patterned conductor layer 320 is formed on the insulating layer 312. The conductor layer 320 becomes the electrodes 211, 212, 213, and 216 in the spatial light modulator 100. Examples of the material of the conductor layer 320 include metals such as aluminum and copper. A method for forming the conductor layer 320 can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods, and the like depending on the material of the conductor layer 320.

次に、図１０に示すように、導体層３２０の表面および導体層３２０のパターンの間隙に露出する下側の絶縁層３１２の表面全体を、上側の絶縁層３１４により被覆する。このとき、上側の絶縁層３１４の下に導体層３２０が存在するか否かに応じて、上側の絶縁層３１４の表面には起伏が生じる。   Next, as shown in FIG. 10, the entire surface of the conductor layer 320 and the entire surface of the lower insulating layer 312 exposed in the gap between the patterns of the conductor layer 320 are covered with the upper insulating layer 314. At this time, the surface of the upper insulating layer 314 is undulated depending on whether or not the conductor layer 320 is present under the upper insulating layer 314.

次に、図１１に示すように、上側の絶縁層３１４の表面に形成された起伏をレジスト層３３２により平坦化する。これにより、平坦な下地の上で、以下に説明する工程を実行できる。なお、レジスト層３３２の塗布は、スピンコート法、スプレイコート法等を適宜選択できる。   Next, as shown in FIG. 11, the undulations formed on the surface of the upper insulating layer 314 are planarized by a resist layer 332. Thereby, the process demonstrated below can be performed on a flat base | substrate. The resist layer 332 can be applied by a spin coating method, a spray coating method, or the like as appropriate.

次に、図１２に示すように、後述する非反射膜の成膜下地が形成される。成膜下地は２層からなり、図１２に示す段階では、平坦化された絶縁層３１４上に、下側のレジスト層３３４が形成される。レジスト層３３４は、レジスト材料の塗布、プリベイク、露光、現像、ポストベイク等を順次実行することによりパターニングされて、側壁３３５を形成される。   Next, as shown in FIG. 12, a film formation base of a non-reflective film to be described later is formed. The film formation base consists of two layers, and in the stage shown in FIG. 12, a lower resist layer 334 is formed on the planarized insulating layer 314. The resist layer 334 is patterned by sequentially performing application of a resist material, pre-baking, exposure, development, post-baking, and the like to form the side wall 335.

次に、図１３に示すように、下側のレジスト層３３４の上に、上側のレジスト層３３６が形成される。レジスト層３３６もパターニングされ、下側のレジスト層３３４の側壁３３５の上方にそれぞれ側壁３３７を、それとは別に更に２対の側壁３３９が形成される。これにより、上側のレジスト層３３６の表面から見ると、浅い側壁３３９と、深い側壁３３７、３３５とが形成される。   Next, as shown in FIG. 13, the upper resist layer 336 is formed on the lower resist layer 334. The resist layer 336 is also patterned, and a side wall 337 is formed above the side wall 335 of the lower resist layer 334, and two pairs of side walls 339 are formed separately from the side wall 337. Thus, when viewed from the surface of the upper resist layer 336, shallow side walls 339 and deep side walls 337 and 335 are formed.

これら下側および上側のレジスト層３３４、３３６は、フォトリソグラフィによりパターニングできる。即ち、レジスト層３３４、３３６を感光性材料により形成して、設計仕様に従ったパターンで露光することにより、レジスト層３３４、３３６を要求に応じた形状に成形できる。また、プラズマエッチング等のドライエッチングの手法により、レジスト層３３４、３３６を加工してパターニングしてもよい。   These lower and upper resist layers 334 and 336 can be patterned by photolithography. That is, the resist layers 334 and 336 are formed of a photosensitive material and exposed in a pattern according to the design specifications, so that the resist layers 334 and 336 can be formed into a shape as required. Further, the resist layers 334 and 336 may be processed and patterned by a dry etching method such as plasma etching.

次に、図１４に示すように、絶縁層３１４およびレジスト層３３４、３３６により形成された成膜下地全体の上に、非導体層３４２が堆積される。形成された非導体層３４２は、レジスト層３３４、３３６の形状に倣って立体的な形状を有する。これにより、形成された非導体層３４２を含む薄膜の構造物は、高い断面二次モーメントを有する。なお、非導体層３４２およびレジスト層３３４、３３６の間には、離型剤等の他の層が挟まる場合がある。   Next, as shown in FIG. 14, a non-conductive layer 342 is deposited on the entire film formation base formed by the insulating layer 314 and the resist layers 334 and 336. The formed non-conductive layer 342 has a three-dimensional shape following the shape of the resist layers 334 and 336. Thus, the thin film structure including the formed non-conductive layer 342 has a high moment of inertia in cross section. Note that another layer such as a release agent may be sandwiched between the non-conductor layer 342 and the resist layers 334 and 336.

非導体層３４２の材料としては、各種酸化物、窒化物を使用できる。また、非導体層３４２を形成する方法としては、非導体層３４２の材料に応じて、各種の物理気相析出法、化学気相析出法から適宜選択できる。   As a material for the non-conductive layer 342, various oxides and nitrides can be used. Further, the method for forming the non-conductor layer 342 can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods and chemical vapor deposition methods depending on the material of the non-conductor layer 342.

次に、図１５に示すように、側壁３３５、３３７の内側底部において非導体層３４２を除去して、導体層３２０に到達するコンタクトホール３１５を形成する。コンタクトホール３１５は、例えば、ドライエッチングにより形成できる。   Next, as shown in FIG. 15, the non-conductive layer 342 is removed at the inner bottom portions of the side walls 335 and 337 to form a contact hole 315 reaching the conductive layer 320. The contact hole 315 can be formed by dry etching, for example.

次に、図１６に示すように、非導体層３４２の上に導体層３４４が形成した上でこの導体層３４４をパターニングすることにより、２つの領域を含む導体層３４４が形成される。２つの領域のひとつは、コンタクトホール３１５の内側から側壁３３５、３３７の上端に到達する一対の柱状の構造物であり、基板２１０表面の導体層３２０に導通する。２つの領域の他方は、側壁３３９に挟まれたレジスト層３３６のランド上に形成された平坦な導体層となる。   Next, as shown in FIG. 16, a conductor layer 344 is formed on the non-conductor layer 342, and then the conductor layer 344 is patterned to form a conductor layer 344 including two regions. One of the two regions is a pair of columnar structures that reach the upper ends of the side walls 335 and 337 from the inside of the contact hole 315, and is electrically connected to the conductor layer 320 on the surface of the substrate 210. The other of the two regions is a flat conductor layer formed on the land of the resist layer 336 sandwiched between the side walls 339.

次に、図１７に示すように、非導体層３４２および導体層３４４の表面全体を覆う導体層３４６が形成される。これにより、パターニングされた導体層３４４は、導体層３４６により電気的に結合される。導体層３４６の材料は、導体層３４４の材料と同じであっても、異なっていてもよい。   Next, as shown in FIG. 17, a conductor layer 346 covering the entire surface of the non-conductor layer 342 and the conductor layer 344 is formed. As a result, the patterned conductor layer 344 is electrically coupled by the conductor layer 346. The material of the conductor layer 346 may be the same as or different from the material of the conductor layer 344.

次に、図１８に示すように、導体層３４６の表面全体を覆う上側の非導体層３４８が形成される。上側の非導体層３４８は、導体層３４４、３４６の下側に位置する非導体層３４２と、少なくとも熱膨張率が同じ材料により形成することが好ましい。成膜方法も、下側の非導体層３４２と同じ方法で成膜できる。   Next, as shown in FIG. 18, an upper non-conductor layer 348 covering the entire surface of the conductor layer 346 is formed. The upper non-conductive layer 348 is preferably formed of a material having at least the same thermal expansion coefficient as the non-conductive layer 342 positioned below the conductive layers 344 and 346. The film formation method can also be performed by the same method as that for the lower non-conductor layer 342.

これにより、互いに同じパターンと形状を有する、下側の非導体層３４２、導体層３４４、３４６および上側の非導体層３４８により３層構造の非反射膜３４０が形成される。なお、非反射膜３４０の表面は、反射膜の材料には向かない非導体層３４２、３４８が現れているので、３層構造全体を非反射膜３４０と呼んでいる。しかしながら、後述する反射膜と区別する目的で非反射膜３４０と記載しているに過ぎず、非反射膜３４０の光学的な特性を限定しているわけではない。   As a result, a non-reflective film 340 having a three-layer structure is formed by the lower non-conductor layer 342, the conductor layers 344 and 346, and the upper non-conductor layer 348 having the same pattern and shape. In addition, since non-conductive layers 342 and 348 that are not suitable for the material of the reflective film appear on the surface of the non-reflective film 340, the entire three-layer structure is called the non-reflective film 340. However, it is merely described as a non-reflective film 340 for the purpose of distinguishing it from a reflective film described later, and does not limit the optical characteristics of the non-reflective film 340.

ここで、非反射膜３４０は、表裏に同じ材料で形成された非導体層３４２、３４８を有するので、温度変化により導体層３４４、３４６および非導体層３４２、３４８の間で生じるバイメタル効果が打ち消される。これにより、非反射膜３４０の形状が安定する。また、非反射膜３４０全体としては、後述する反射膜と同じ材料を用いて形成されているので、反射膜との熱膨張率差も生じない。   Here, since the non-reflective film 340 has the non-conductor layers 342 and 348 formed of the same material on the front and back, the bimetal effect generated between the conductor layers 344 and 346 and the non-conductor layers 342 and 348 is canceled by the temperature change. It is. Thereby, the shape of the non-reflective film 340 is stabilized. Further, since the non-reflective film 340 as a whole is formed using the same material as that of the reflective film described later, there is no difference in thermal expansion coefficient from the reflective film.

次に、図１９に示すように、非反射膜３４０の一部が除去される。ただし、図中に現れていない捩じり軸部２２４に相当する領域では、非反射膜３４０は除去されるない。これにより、駆動部２２０の形状が形成される。これにより、非反射膜３４０の両端において、非反射膜３４０の下層に位置するレジスト層３３４が露出される。非反射膜３４０は、ドライエッチングによりパターニングできる。   Next, as shown in FIG. 19, a part of the non-reflective film 340 is removed. However, the non-reflective film 340 is not removed in a region corresponding to the torsion shaft portion 224 that does not appear in the drawing. Thereby, the shape of the drive part 220 is formed. Thereby, the resist layer 334 located under the non-reflective film 340 is exposed at both ends of the non-reflective film 340. The non-reflective film 340 can be patterned by dry etching.

なお、図１２、図１３に示したように、複数のレジスト層３３４、３３６を用いて形成した立体的な成膜下地の上に形成された非反射膜３４０は、薄膜により形成された質量の小さな構造物でありながら、立体的な形状により高い断面二次モーメントを有する。よって、剛性が高く、機械的な特性が安定する。   As shown in FIGS. 12 and 13, the non-reflective film 340 formed on the three-dimensional film formation base formed by using the plurality of resist layers 334 and 336 has the mass formed by the thin film. Although it is a small structure, it has a high moment of inertia in section due to its three-dimensional shape. Therefore, the rigidity is high and the mechanical characteristics are stabilized.

次に、図２０に示すように、非反射膜３４０の上面、即ち、非導体層３４８の表面全体を、レジスト層３５２により平坦化する。これにより、再び平坦な下地の上で、以下に説明する工程を実行できる。なお、レジスト層３３２の塗布は、スピンコート法、スプレイコート法等を適宜選択できる。   Next, as shown in FIG. 20, the upper surface of the non-reflective film 340, that is, the entire surface of the non-conductive layer 348 is planarized with a resist layer 352. Thereby, the process described below can be executed again on the flat base. The resist layer 332 can be applied by a spin coating method, a spray coating method, or the like as appropriate.

次に、図２１に示すように、レジスト層３５２、３３４をパターニングして縁部近傍の領域を除去する。これにより、レジスト層３５２、３３４が除去された領域では、上側の絶縁層３１４の表面が露出する。   Next, as shown in FIG. 21, the resist layers 352 and 334 are patterned to remove regions near the edges. Thereby, the surface of the upper insulating layer 314 is exposed in the region where the resist layers 352 and 334 are removed.

次に、図２２に示すように、レジスト層３５２、３３４および絶縁層３１４の表面全体に、反射膜材料層３７２を堆積させる。なお、反射膜材料層３７２およびレジスト層３５２、３３４の間には、離型剤等の他の層が挟まる場合がある。更に、図２３に示すように、反射膜材料層３７２の層の表面に非反射膜材料層３７４を堆積させ、次いで、図２４に示すように、非反射膜材料層３７４の表面に反射膜材料層３７６を堆積させる。   Next, as shown in FIG. 22, a reflective film material layer 372 is deposited on the entire surfaces of the resist layers 352 and 334 and the insulating layer 314. Note that another layer such as a release agent may be sandwiched between the reflective film material layer 372 and the resist layers 352 and 334. Further, as shown in FIG. 23, a non-reflective film material layer 374 is deposited on the surface of the reflective film material layer 372, and then, as shown in FIG. 24, a reflective film material is formed on the surface of the non-reflective film material layer 374. Layer 376 is deposited.

こうして、レジスト層３５２、３３４および絶縁層３１４の表面全体に遮光膜３７０が形成される。なお、反射膜材料層３７２、３７６および非反射膜材料層３７４の形成方法としては、材料に応じて、各種の物理気相析出法、化学気相析出法から適宜選択できる。   Thus, the light shielding film 370 is formed on the entire surfaces of the resist layers 352 and 334 and the insulating layer 314. The formation method of the reflective film material layers 372 and 376 and the non-reflective film material layer 374 can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods and chemical vapor deposition methods depending on the materials.

また、反射膜材料層３７２、３７６の材料としては、アルミニウム、銅等の金属材料を使用できる。また、非反射膜材料層３７４の材料としては、多くの窒化物、酸化物を使用できる。よって、非反射膜３４０と同じ材料を用いてもよい。   Further, as the material of the reflective film material layers 372 and 376, a metal material such as aluminum or copper can be used. As the material of the non-reflective film material layer 374, many nitrides and oxides can be used. Therefore, the same material as the non-reflective film 340 may be used.

次に、図２５に示すように、遮光膜３７０をパターニングして、遮光膜３７０の一部を除去する。こうして、基板２１０の直上から、非反射膜３４０の上方に迫り出した遮光膜３７０の形状が形成される。   Next, as shown in FIG. 25, the light shielding film 370 is patterned, and a part of the light shielding film 370 is removed. In this way, the shape of the light shielding film 370 protruding from directly above the substrate 210 to above the non-reflective film 340 is formed.

なお、遮光膜３７０も、非反射膜材料層３７４を挟む反射膜材料層３７２、３７６を有するので、非反射膜材料および反射膜材料の熱膨張率差に起因するバイメタル効果が打ち消される。よって、遮光膜３７０の形状は、熱履歴に対して安定する。   Since the light shielding film 370 also includes the reflective film material layers 372 and 376 that sandwich the non-reflective film material layer 374, the bimetallic effect due to the difference in thermal expansion coefficient between the non-reflective film material and the reflective film material is counteracted. Therefore, the shape of the light shielding film 370 is stable against the thermal history.

また、遮光膜３７０は光を遮断する機能を求められるに過ぎず、その表面の光学的特性は限定されない。従って、上記の例とは逆に、反射膜材料を一対の非反射膜材料により挟む構造としてもよい。   Further, the light shielding film 370 is only required to have a function of blocking light, and the optical characteristics of the surface are not limited. Therefore, contrary to the above example, the reflective film material may be sandwiched between a pair of non-reflective film materials.

次に、図２６に示すように、形成された遮光膜３７０および露出したレジスト層３５２の表面に犠牲材料が堆積される。これにより、平坦な成膜下地となるレジスト層３５４が形成される。   Next, as shown in FIG. 26, a sacrificial material is deposited on the surface of the formed light shielding film 370 and the exposed resist layer 352. As a result, a resist layer 354 serving as a flat film formation base is formed.

次に、図２７に示すように、レジスト層３５２、３５４が合わせてパターニングされる。これにより、レジスト層３５２、３５４の略中央には、非反射膜３４０まで到達する側壁３５３を有するホールパターンが形成される。   Next, as shown in FIG. 27, the resist layers 352 and 354 are patterned together. As a result, a hole pattern having a side wall 353 reaching the non-reflective film 340 is formed at substantially the center of the resist layers 352 and 354.

次に、図２８に示すように、下側のレジスト層３５４の上に、２層構造のうち上側のレジスト層３５６が形成される。上側のレジスト層３５６もパターニングされており、下側のレジスト層３５４の側壁３５３の上方に形成された側壁３５５と、側方両端近傍に形成された側壁３５７とを有する。こうして、レジスト層３５４、３５６により、立体的な成膜下地が形成される。   Next, as shown in FIG. 28, the upper resist layer 356 of the two-layer structure is formed on the lower resist layer 354. The upper resist layer 356 is also patterned, and has a side wall 355 formed above the side wall 353 of the lower resist layer 354 and side walls 357 formed near both side ends. Thus, a three-dimensional film formation base is formed by the resist layers 354 and 356.

次に、図２９に示すように、レジスト層３５４、３５６の表面全体に、反射膜材料層３６２が形成される。このとき、側壁３５３の内側では、反射膜材料層３６２が、非反射膜３４０の表面に結合される。なお、反射膜材料層３６２およびレジスト層３５４、３５６の間には、離型剤等の他の層が挟まる場合がある。   Next, as shown in FIG. 29, a reflective film material layer 362 is formed on the entire surface of the resist layers 354 and 356. At this time, the reflective film material layer 362 is bonded to the surface of the non-reflective film 340 inside the side wall 353. Note that another layer such as a release agent may be sandwiched between the reflective film material layer 362 and the resist layers 354 and 356.

反射膜材料層３６２の形成に用いる反射膜材料としては、例えばアルミニウム等の金属材料を例示できる。また、反射膜材料として、非反射膜３４０の導体層３４４、３４６と同じ材料を用いてもよい。反射膜材料層３６２の形成方法としては、反射膜材料層３６２の材料に応じて、各種の物理気相析出法、化学気相析出法から適宜選択できる。   Examples of the reflective film material used for forming the reflective film material layer 362 include metal materials such as aluminum. Further, as the reflective film material, the same material as the conductor layers 344 and 346 of the non-reflective film 340 may be used. The method for forming the reflective film material layer 362 can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods and chemical vapor deposition methods depending on the material of the reflective film material layer 362.

次に、図３０に示すように、反射膜材料層３６２の表面全体に、非反射膜材料層３６４を堆積させる。非反射膜材料層３６４を形成する非反射膜材料としては、非反射膜３４０の非導体層３４２、３４８と同じ材料を用いてもよい。非反射膜材料層３６４の形成方法としては、非反射膜材料層３６４の材料に応じて各種の物理気相析出法、化学気相析出法から適宜選択できる。   Next, as shown in FIG. 30, a non-reflective film material layer 364 is deposited on the entire surface of the reflective film material layer 362. As the non-reflective film material for forming the non-reflective film material layer 364, the same material as the non-conductive layers 342 and 348 of the non-reflective film 340 may be used. The formation method of the non-reflective film material layer 364 can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods and chemical vapor deposition methods depending on the material of the non-reflective film material layer 364.

次に、図３１に示すように、反射膜材料層３６２および非反射膜材料層３６４の一部が除去され、反射鏡２３０の外形状に形成される。これにより、反射膜材料層３６２および非反射膜材料層３６４の両側端において、反射膜材料層３６２の下層に位置するレジスト層３５４が露出される。反射膜材料層３６２および非反射膜材料層３６４は、ドライエッチングによりパターニングできる。   Next, as shown in FIG. 31, a part of the reflective film material layer 362 and the non-reflective film material layer 364 is removed to form an outer shape of the reflective mirror 230. As a result, the resist layer 354 located under the reflective film material layer 362 is exposed at both ends of the reflective film material layer 362 and the non-reflective film material layer 364. The reflective film material layer 362 and the non-reflective film material layer 364 can be patterned by dry etching.

次に、図３２に示すように、非反射膜材料層３６４の表面と、露出したレジスト層３５４の表面との上に、反射膜材料層３６６が堆積される。こうして形成された、下側の反射膜材料層３６２、非反射膜材料層３６４および上側の反射膜材料層３６６により形成された３層構造では、非反射膜３４０の場合と同様に、反射膜材料層３６２、３６６および非反射膜材料層３６４の間で生じるバイメタル効果が打ち消される。よって、温度変化に起因する内部応力の作用に対して形状が安定する。   Next, as shown in FIG. 32, a reflective film material layer 366 is deposited on the surface of the non-reflective film material layer 364 and the exposed surface of the resist layer 354. In the three-layer structure formed by the lower reflective film material layer 362, the non-reflective film material layer 364, and the upper reflective film material layer 366 thus formed, as in the case of the non-reflective film 340, the reflective film material The bimetallic effect that occurs between the layers 362, 366 and the non-reflective film material layer 364 is counteracted. Therefore, the shape is stabilized against the action of internal stress caused by temperature change.

反射膜材料層３６６は、最終的に空間光変調器１００において入射光を反射する面となる。従って、反射膜材料層３６６の形成に先立って、その下地となる非反射膜材料層３６４の表面を化学機械研磨して鏡面化してもよい。また、反射膜材料層３６６そのものの表面を化学機械研磨して鏡面化してもよい。更に、非反射膜材料層３６４および反射膜材料層３６６の両方を化学機械研磨してもよい。   The reflective film material layer 366 finally becomes a surface that reflects incident light in the spatial light modulator 100. Therefore, prior to the formation of the reflective film material layer 366, the surface of the non-reflective film material layer 364 serving as the base may be mirror-polished by chemical mechanical polishing. Further, the surface of the reflective film material layer 366 itself may be mirror-polished by chemical mechanical polishing. Further, both the non-reflective film material layer 364 and the reflective film material layer 366 may be subjected to chemical mechanical polishing.

次に、図３３に示すように、反射膜材料層３６６の表面に保護層３６８が形成される。即ち、反射膜材料層３６６としてアルミニウム等の金属層を形成した場合、その表面は大気中の酸素等と反応して径年変化する。これにより空間光変調器１００の特性も変化する。しかしながら、反射膜材料層３６６の表面を緻密な保護膜で被覆することにより、反射膜材料層３６６と雰囲気との反応を阻止または抑制できる。   Next, as shown in FIG. 33, a protective layer 368 is formed on the surface of the reflective film material layer 366. In other words, when a metal layer such as aluminum is formed as the reflective film material layer 366, the surface thereof reacts with oxygen in the atmosphere and changes in diameter. As a result, the characteristics of the spatial light modulator 100 also change. However, the reaction between the reflective film material layer 366 and the atmosphere can be prevented or suppressed by covering the surface of the reflective film material layer 366 with a dense protective film.

保護層３６８の材料としては、アルミナ等の無機材料の薄膜を例示できる。なお、保護層３６８は、反射膜材料層３６６において反射される光に対して透明であるべきことはいうまでもなく、当該光を透過させる厚さで形成される。こうして、反射膜材料層３６２、３６６、非反射膜材料層３６４および保護層３６８が積層された反射膜３６０が形成される。   An example of the material of the protective layer 368 is a thin film of an inorganic material such as alumina. Needless to say, the protective layer 368 should be transparent to the light reflected by the reflective film material layer 366, and is formed to a thickness that allows the light to pass therethrough. Thus, the reflective film 360 in which the reflective film material layers 362 and 366, the non-reflective film material layer 364, and the protective layer 368 are stacked is formed.

次に、図３４に示すように、反射膜３６０の一部が除去され、反射鏡２３０の外形状に形成される。これにより、反射膜３６０の両側端において、反射膜材料層３６２の下層に位置するレジスト層３５４が露出される。反射膜材料層３６２および非反射膜材料層３６４は、ドライエッチングによりパターニングできる。   Next, as shown in FIG. 34, a part of the reflective film 360 is removed and formed into the outer shape of the reflective mirror 230. As a result, the resist layer 354 located under the reflective film material layer 362 is exposed at both ends of the reflective film 360. The reflective film material layer 362 and the non-reflective film material layer 364 can be patterned by dry etching.

次に、図３５に示すように、非反射膜３４０の成膜下地となったレジスト層３３２、３３４、３３６と、反射膜３６０の成膜下地となったレジスト層３５２、３５４、３５６とを除去する。ここで、反射膜３６０の両側端においてレジスト層３５４の表面が露出している。反射膜３６０の内側にあるレジスト層３５６は、レジスト層３５４の上に積層されているので、両者は連続する。   Next, as shown in FIG. 35, the resist layers 332, 334, and 336, which are the foundations for forming the non-reflective film 340, and the resist layers 352, 354, and 356, which are the foundations for forming the reflective film 360, are removed. To do. Here, the surface of the resist layer 354 is exposed at both ends of the reflective film 360. Since the resist layer 356 inside the reflective film 360 is laminated on the resist layer 354, both are continuous.

また、レジスト層３５４は、レジスト層３５２の上に積層されているので、両者は連続する。非反射膜３４０の両側端においてレジスト層３５２とレジスト層３３４、３３２とは連続する。更に、非反射膜３４０の内側に位置するレジスト層３３６は、レジスト層３３４の上に積層されているので、両者は連続する。なお、図中では非反射膜３４０が連続して描かれているが、可動部２２６に相当する部分と固定枠２２２に相当する部分との間は、捩じり軸部２２４に相当する部分を除いて非反射膜３４０は切れている。   Further, since the resist layer 354 is laminated on the resist layer 352, both are continuous. The resist layer 352 and the resist layers 334 and 332 are continuous at both ends of the non-reflective film 340. Furthermore, since the resist layer 336 located inside the non-reflective film 340 is laminated on the resist layer 334, both are continuous. Although the non-reflective film 340 is continuously depicted in the drawing, a portion corresponding to the torsion shaft portion 224 is provided between a portion corresponding to the movable portion 226 and a portion corresponding to the fixed frame 222. Except for this, the non-reflective film 340 is cut.

このように、全てのレジスト層３３２、３３４、３３６、３５２、３５４、３５６が連続しているので、図３４に示した状態から一括して除去することができる。よって、反射面２３４を形成する反射膜３６０に、レジスト除去のためのエッチングホールを設けなくてもよい。これにより、反射面２３４の反射効率を向上させることができる。   Thus, since all the resist layers 332, 334, 336, 352, 354, and 356 are continuous, they can be removed from the state shown in FIG. Therefore, it is not necessary to provide an etching hole for removing the resist in the reflective film 360 that forms the reflective surface 234. Thereby, the reflective efficiency of the reflective surface 234 can be improved.

レジスト層３３２、３３４、３３６、３５２、３５４、３５６の除去は、溶解材を用いたウェットプロセスであってもよい。また、プラズマを用いた灰化によるドライプロセスであってもよい。更に、レジスト層３３２、３３４、３３６、３５２、３５４、３５６は、犠牲材料の層の一例に過ぎず、他の犠牲材料を用いても同様のプロセスを実施できる。   The removal of the resist layers 332, 334, 336, 352, 354, and 356 may be a wet process using a dissolving material. Further, it may be a dry process by ashing using plasma. Further, the resist layers 332, 334, 336, 352, 354, and 356 are merely examples of layers of sacrificial materials, and a similar process can be performed using other sacrificial materials.

こうして、図１から図６までに示した空間光変調器１００と同じ構造を有する空間光変調器１００を、リソグラフィ技術により製造できる。リソグラフィ技術で製造することにより微細な単位素子２００を形成できるので、解像度の高い空間光変調器１００を製造できる。   In this way, the spatial light modulator 100 having the same structure as the spatial light modulator 100 shown in FIGS. 1 to 6 can be manufactured by the lithography technique. Since the fine unit element 200 can be formed by the lithography technique, the spatial light modulator 100 with high resolution can be manufactured.

なお、各層の材料の組み合わせとしては、例えば、導体層３２０、３４４、３４６および反射膜材料層３６２、３６６をアルミニウムにより、非導体層３４２、３４８および非反射膜材料層３６４を窒化珪素により、保護層３６８をアルミナとすることができる。ただし、各部の材料が上記のものに限られるわけではなく、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ，Ａｌ，Ｃｒ，Ａｌ合金、などから適宜選択できる。また、上記の各段階において積層して形成される各層の間には、バッファ層、バリア層、パッシベイション層等の他の材料が挟まる場合がある。   As a combination of materials of each layer, for example, the conductor layers 320, 344, and 346 and the reflective film material layers 362 and 366 are protected by aluminum, and the non-conductive layers 342 and 348 and the non-reflective film material layer 364 are protected by silicon nitride. Layer 368 can be alumina. However, the material of each part is not limited to the above, and can be appropriately selected from, for example, SiOx, SiNx, Al, Cr, Al alloy. In addition, another material such as a buffer layer, a barrier layer, or a passivation layer may be sandwiched between the layers formed by being stacked in each of the above steps.

図３５に示した単位素子２００において、基板２１０上の導体層３２０は、電極２１２、２１４、２１６のいずれかに相当する。非反射膜３４０の中央部分は、可動部２２６に相当する。また、可動部２２６相当部分の下面に位置する導体層３４４は、電極２２８に相当する。非反射膜３４０の外縁近傍は、固定枠２２２に相当する。また、可動部２２６および固定枠２２２の間は、捩じり軸部２２４の長さに相当する間隙となる。   In the unit element 200 shown in FIG. 35, the conductor layer 320 on the substrate 210 corresponds to one of the electrodes 212, 214, and 216. The central part of the non-reflective film 340 corresponds to the movable part 226. Further, the conductor layer 344 located on the lower surface of the portion corresponding to the movable portion 226 corresponds to the electrode 228. The vicinity of the outer edge of the non-reflective film 340 corresponds to the fixed frame 222. Further, a gap corresponding to the length of the torsion shaft portion 224 is provided between the movable portion 226 and the fixed frame 222.

また、図３５に示した単位素子２００において、反射膜３６０は、空間光変調器１００における反射鏡２３０に相当する。ここで、反射膜３６０の中央部に形成された陥没部３６１の下面は、反射鏡２３０のポスト２３２に相当する。また、反射膜３６０の上面は、反射面２３４に相当する。   In the unit element 200 shown in FIG. 35, the reflective film 360 corresponds to the reflective mirror 230 in the spatial light modulator 100. Here, the lower surface of the depressed portion 361 formed in the central portion of the reflective film 360 corresponds to the post 232 of the reflective mirror 230. Further, the upper surface of the reflective film 360 corresponds to the reflective surface 234.

更に、単位素子２００において、遮光膜３７０の水平部分は遮光面２４４に相当し、可動部２２６および固定枠２２２の間の間隙を上方で覆い隠す。よって、反射鏡２３０相互の間隙から基板２１０の表面を直接に見通すことはできない。また、遮光膜３７０は、空間光変調器１００に照射される光を透過しない。   Further, in the unit element 200, the horizontal portion of the light shielding film 370 corresponds to the light shielding surface 244 and covers the gap between the movable portion 226 and the fixed frame 222 upward. Therefore, the surface of the substrate 210 cannot be directly seen from the gap between the reflecting mirrors 230. Further, the light shielding film 370 does not transmit the light applied to the spatial light modulator 100.

よって、空間光変調器１００において反射鏡２３０相互の間隙から基板２１０に向かって差し込んだ光は、遮光膜３７０により遮断されて基板２１０の表面に到達することはない。これにより、空間光変調器１００に対する入射光により、基板２１０上のＣＭＯＳ素子等が劣化することが防止される。   Therefore, the light that is inserted toward the substrate 210 from the gap between the reflecting mirrors 230 in the spatial light modulator 100 is not blocked by the light shielding film 370 and reaches the surface of the substrate 210. This prevents the CMOS element and the like on the substrate 210 from being deteriorated by the incident light on the spatial light modulator 100.

なお、遮光膜３７０は、反射膜３６０と同じ材料により形成されてもよい。これにより、入射光を遮断すると共に反射できる。また、製造プロセスにおいて、反射膜３６０と同じ成膜条件で成膜できるので、生産性向上にも寄与する。   Note that the light shielding film 370 may be formed of the same material as the reflective film 360. Thereby, incident light can be blocked and reflected. In addition, since the film can be formed under the same film formation conditions as the reflective film 360 in the manufacturing process, it contributes to productivity improvement.

図３６は、他の構造を有する単位素子２００の模式的分解斜視図である。この単位素子２００は、以下に説明する部分を除くと、図２に示した単位素子２００と同じ構造を有する。そこで、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 36 is a schematic exploded perspective view of a unit element 200 having another structure. The unit element 200 has the same structure as that of the unit element 200 shown in FIG. 2 except for the parts described below. Therefore, the same elements as those in FIG.

単位素子２００は、基板２１０の上に重ねて配される駆動部２２０、遮光部２４０および反射鏡２３０を有する。反射鏡２３０および遮光部２４０は、図１に示した単位素子２００と同じ形状を有する。一方、基板２１０の表面には、電極２１２、２１４、２１６に加えて、もう一対の電極２１３、２１５が配される。   The unit element 200 includes a driving unit 220, a light shielding unit 240, and a reflecting mirror 230 that are arranged on the substrate 210. The reflecting mirror 230 and the light shielding portion 240 have the same shape as the unit element 200 shown in FIG. On the other hand, in addition to the electrodes 212, 214, and 216, another pair of electrodes 213 and 215 is disposed on the surface of the substrate 210.

駆動部２２０は、固定枠２２２および可動部２２６の間に、いわば同芯状に配された可動枠２２７を更に有する。可動枠２２７は、一対の捩じり軸部２２３を介して固定枠２２２から支持される。これにより、可動枠２２７は、固定枠２２２に対して、捩じり軸部２２３を揺動軸として揺動する。捩じり軸部２２３は、捩じり軸部２２４に対して直交する。   The drive unit 220 further includes a movable frame 227 arranged so as to be concentric between the fixed frame 222 and the movable unit 226. The movable frame 227 is supported from the fixed frame 222 via a pair of torsion shaft portions 223. Accordingly, the movable frame 227 swings with respect to the fixed frame 222 using the torsion shaft portion 223 as the swing shaft. The torsion shaft part 223 is orthogonal to the torsion shaft part 224.

可動部２２６を支持する捩じり軸部２２４の一端は、可動枠２２７の内側に結合される。これにより、可動部２２６は、可動枠２２７に対して、捩じり軸部２２４を揺動軸として揺動する。よって、可動部２２６は、固定枠２２２に関して、互いに直交する二つの捩じり軸部２２３、２２４について揺動する。   One end of the torsion shaft portion 224 that supports the movable portion 226 is coupled to the inside of the movable frame 227. Accordingly, the movable portion 226 swings with respect to the movable frame 227 using the torsion shaft portion 224 as the swing shaft. Therefore, the movable portion 226 swings about two torsion shaft portions 223 and 224 that are orthogonal to each other with respect to the fixed frame 222.

なお、可動枠２２７は、外側および内側の縁部から下方に向かって延在するリブ２２９を有する。これにより、可動枠２２７を高い曲げ剛性および捩じり剛性を有する。よって、可動枠２２７および可動部２２６が個別に揺動して捩じり軸部２２３、２２４が弾性変形した場合も、可動枠２２７および可動部２２６は殆ど変形しない。また、残留応力の緩和等により内部応力が作用した場合も、可動枠２２７および可動部２２６は変形し難い。   The movable frame 227 has ribs 229 that extend downward from the outer and inner edges. Thereby, the movable frame 227 has high bending rigidity and torsional rigidity. Therefore, even when the movable frame 227 and the movable portion 226 are individually swung and the torsion shaft portions 223 and 224 are elastically deformed, the movable frame 227 and the movable portion 226 are hardly deformed. Even when internal stress is applied due to relaxation of residual stress or the like, the movable frame 227 and the movable portion 226 are not easily deformed.

図３７は、単位素子２００の模式的断面図である。単位素子２００は、固定枠２２２を基板２１０に固定し、反射鏡２３０を可動部２２６に固定した状態で、図３６に示したＣ−Ｃ方向の断面を示す。図３６と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。なお、図３７は、図５、図６と同様に説明の便宜を図り、駆動部２２０における脚部２２１、可動枠２２７、捩じり軸部２２３および可動部２２６を両方通過する面で単位素子２００を切った様子を、Ｃ−Ｃ方向と直交する方向から見た様子を示す仮想的な断面図である。   FIG. 37 is a schematic cross-sectional view of the unit element 200. The unit element 200 shows a cross-section in the CC direction shown in FIG. 36 in a state where the fixed frame 222 is fixed to the substrate 210 and the reflecting mirror 230 is fixed to the movable portion 226. Elements that are the same as those in FIG. 36 are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. 37, for the sake of convenience of explanation, as in FIGS. 5 and 6, the unit element is a surface that passes through both the leg portion 221, the movable frame 227, the torsion shaft portion 223, and the movable portion 226 in the driving portion 220. It is virtual sectional drawing which shows a mode that the mode which cut | disconnected 200 was seen from the direction orthogonal to CC direction.

固定枠２２２および可動枠２２７を結合する捩じり軸部２２３は、リブ２２９に相当する要素を有していない。よって、電極２１３、２１５のいずれかに駆動電圧を印加した場合、可動枠２２７は、捩じり軸部２２３を揺動軸として、基板２１０に対して揺動する。   The torsion shaft portion 223 that couples the fixed frame 222 and the movable frame 227 does not have an element corresponding to the rib 229. Therefore, when a drive voltage is applied to either of the electrodes 213 and 215, the movable frame 227 swings with respect to the substrate 210 using the torsion shaft portion 223 as the swing axis.

また、可動枠２２７は、縁部から下方に延びたリブ２２９を有する。これにより、可動枠２２７は高い曲げ剛性を有する。一方、捩じり軸部２２４は、リブ２２５に相当する要素を有していない。よって、電極２１２、２１４に印加された電圧により可動部２２６に駆動力が作用した場合、捩じり軸部２２４が弾性変形して、可動部２２６は、可動枠２２７に対して揺動する。   The movable frame 227 has a rib 229 extending downward from the edge. Thereby, the movable frame 227 has high bending rigidity. On the other hand, the torsion shaft portion 224 does not have an element corresponding to the rib 225. Therefore, when a driving force is applied to the movable portion 226 by the voltage applied to the electrodes 212 and 214, the torsion shaft portion 224 is elastically deformed, and the movable portion 226 swings with respect to the movable frame 227.

なお、リブ２２９の下端には、可動枠２２７の外方および内方に向かって広がったフランジ様の部分がある。これは、リブ２２９を含む層をパターニングする場合に残った領域で、無くてもよい。しかしながら、可動枠２２７の剛性を低下させるものではなく、むしろ向上させる場合もあるので残してもよい。これにより、パターニングの精度を著しく高くすることが避けられるので生産性向上にも寄与する。   Note that a flange-like portion that extends outward and inward of the movable frame 227 is provided at the lower end of the rib 229. This is a remaining region when the layer including the rib 229 is patterned, and may be omitted. However, the rigidity of the movable frame 227 is not lowered, but may be improved, so it may be left. As a result, it is possible to avoid remarkably increasing the patterning accuracy, which contributes to an improvement in productivity.

図３８は、単位素子２００の模式的断面図であり、図３６に示したＤ−Ｄ方向の断面を示す。図３６および図３７と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。なお、図３８は、図５、図６と同様に説明の便宜を図り、駆動部２２０における脚部２２１、可動枠２２７、捩じり軸部２２４および可動部２２６をすべて通過する面で単位素子２００を切った様子を、Ｄ−Ｄ方向と直交する方向から見た様子を示す仮想的な断面図である。   FIG. 38 is a schematic cross-sectional view of the unit element 200, showing a cross section in the DD direction shown in FIG. Elements common to FIGS. 36 and 37 are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. 38, for convenience of explanation, as in FIGS. 5 and 6, the unit element is a surface that passes through all of the leg portion 221, the movable frame 227, the torsion shaft portion 224, and the movable portion 226 in the drive portion 220. It is virtual sectional drawing which shows a mode that the mode which cut | disconnected 200 was seen from the direction orthogonal to DD direction.

可動枠２２７は電極２２８を下面に有する。電極２２８は、基板２１０上の電極２１３、２１５と対向する。よって、電極２１３、２１５のいずれかに駆動電圧が印加された場合、可動枠２２７の図中左側または右側が基板２１０に向かって引き付けられる。   The movable frame 227 has an electrode 228 on the lower surface. The electrode 228 faces the electrodes 213 and 215 on the substrate 210. Therefore, when a driving voltage is applied to either of the electrodes 213 and 215, the left or right side of the movable frame 227 in the drawing is attracted toward the substrate 210.

図３９は、上記のような単位素子２００を含む空間光変調器１００の外観を示す模式的斜視図である。反射鏡２３０のそれぞれに設けた上記のような構造に対して駆動電力を個別に供給または遮断することにより、複数の反射鏡２３０のそれぞれを個別に制御できる。各反射鏡２３０は、駆動部２２０の可動枠２２７と捩じり軸部２２３、２２４とにより形成されたジンバル構造によって、反射光の伝播方向をより広い範囲に変化させる。   FIG. 39 is a schematic perspective view showing the appearance of the spatial light modulator 100 including the unit element 200 as described above. Each of the plurality of reflecting mirrors 230 can be individually controlled by individually supplying or blocking driving power to the above-described structure provided in each of the reflecting mirrors 230. Each reflecting mirror 230 changes the propagation direction of reflected light to a wider range by a gimbal structure formed by the movable frame 227 and the torsion shaft portions 223 and 224 of the driving unit 220.

図４０は、露光装置４００の模式図である。この露光装置４００は、空間光変調器１００を備え、光源マスク最適化法を実行する場合に、照明光学系６００に任意の照度分布を有する照明光を入射できる。即ち、露光装置４００は、照明光発生部５００、照明光学系６００および投影光学系７００を備える。   FIG. 40 is a schematic diagram of the exposure apparatus 400. The exposure apparatus 400 includes the spatial light modulator 100 and can make illumination light having an arbitrary illuminance distribution incident on the illumination optical system 600 when executing the light source mask optimization method. That is, the exposure apparatus 400 includes an illumination light generator 500, an illumination optical system 600, and a projection optical system 700.

照明光発生部５００は、光源５２０、制御部５１０、空間光変調器１００、プリズム５３０、結像光学系５４０、ビームスプリッタ５５０および計測部５６０を含む。光源５２０は、照明光Ｌを発生する。光源５２０が発生した照明光Ｌは、光源５２０の発光機構の特性に応じた照度分布を有する。このため、照明光Ｌは、照明光Ｌの光路と直交する断面において原画像Ｉ１を有する。 The illumination light generator 500 includes a light source 520, a controller 510, a spatial light modulator 100, a prism 530, an imaging optical system 540, a beam splitter 550, and a measuring unit 560. The light source 520 generates illumination light L. The illumination light L generated by the light source 520 has an illuminance distribution according to the characteristics of the light emitting mechanism of the light source 520. For this reason, the illumination light L has the original image I 1 in a cross section orthogonal to the optical path of the illumination light L.

光源５２０から出射された照明光Ｌは、プリズム５３０に入射する。プリズム５３０は、照明光Ｌを空間光変調器１００に導いた後、再び外部に出射させる。空間光変調器１００は、制御部５１０の制御の下に入射した照明光Ｌを変調する。空間光変調器１００の構造と動作については、既に説明した通りである。   The illumination light L emitted from the light source 520 enters the prism 530. The prism 530 guides the illumination light L to the spatial light modulator 100 and then emits the light again to the outside. The spatial light modulator 100 modulates the illumination light L incident under the control of the control unit 510. The structure and operation of the spatial light modulator 100 are as described above.

空間光変調器１００を経てプリズム５３０から出射された照明光Ｌは、結像光学系５４０を経て、後段の照明光学系６００に入射される。結像光学系５４０は、照明光学系６００の入射面６１２に照明光画像Ｉ３を形成する。 The illumination light L emitted from the prism 530 via the spatial light modulator 100 is incident on the illumination optical system 600 at the subsequent stage via the imaging optical system 540. The imaging optical system 540 forms an illumination light image I 3 on the incident surface 612 of the illumination optical system 600.

ビームスプリッタ５５０は、結像光学系５４０および照明光学系の間において、照明光Ｌの光路上に配される。ビームスプリッタ５５０は、照明光学系６００に入射する前の照明光Ｌの一部を分離して計測部５６０に導く。   The beam splitter 550 is disposed on the optical path of the illumination light L between the imaging optical system 540 and the illumination optical system. The beam splitter 550 separates a part of the illumination light L before entering the illumination optical system 600 and guides it to the measurement unit 560.

計測部５６０は、照明光学系６００の入射面６１２と光学的に共役な位置で照明光Ｌの画像を計測する。これにより、計測部５６０は、照明光学系６００に入射する照明光画像Ｉ３と同じ画像を計測する。よって、制御部５１０は、計測部５６０により計測される照明光画像Ｉ３を参照して、空間光変調器１００を帰還制御できる。 The measurement unit 560 measures an image of the illumination light L at a position optically conjugate with the incident surface 612 of the illumination optical system 600. Thereby, the measurement unit 560 measures the same image as the illumination light image I 3 incident on the illumination optical system 600. Therefore, the control unit 510 refers to the illumination light image I 3 which is measured by the measuring unit 560 can be feedback controlled spatial light modulator 100.

照明光学系６００は、フライアイレンズ６１０、コンデンサ光学系６２０、視野絞り６３０および結像光学系６４０を含む。照明光学系６００の出射端には、マスク７１０を保持したマスクステージ７２０が配される。   The illumination optical system 600 includes a fly-eye lens 610, a condenser optical system 620, a field stop 630, and an imaging optical system 640. A mask stage 720 holding a mask 710 is disposed at the exit end of the illumination optical system 600.

フライアイレンズ６１０は、並列的に緻密に配された多数のレンズ素子を備え、後側焦点面にレンズ素子の数と同数の照明光画像Ｉ３を含む２次光源を形成する。コンデンサ光学系６２０は、フライアイレンズ６１０から出射された照明光Ｌを集光して視野絞り６３０を重畳的に照明する。 The fly-eye lens 610 includes a large number of lens elements arranged densely in parallel, and forms a secondary light source including illumination light images I 3 as many as the number of lens elements on the rear focal plane. The condenser optical system 620 collects the illumination light L emitted from the fly-eye lens 610 and illuminates the field stop 630 in a superimposed manner.

視野絞り６３０を経た照明光Ｌは、結像光学系６４０により、マスク７１０のパターン面に、視野絞り６３０の開口部の像である照射光画像Ｉ４を形成する。こうして、照明光学系６００は、その出射端に配されたマスク７１０のパターン面を、照射光画像Ｉ４によりケーラー照明する。 The illumination light L that has passed through the field stop 630 forms an irradiation light image I 4 that is an image of the opening of the field stop 630 on the pattern surface of the mask 710 by the imaging optical system 640. Thus, the illumination optical system 600, the pattern surface of the mask 710 disposed at its exit end, Koehler illuminated by illumination light image I 4.

なお、照明光学系６００の入射面６１２でもあるフライアイレンズ６１０の入射端に形成される照度分布は、フライアイレンズ６１０の出射端に形成される２次光源全体の大局的な照度分布と高い相関を示す。よって、照明光発生部５００が照明光学系６００に入射させる照明光画像Ｉ３は、照明光学系６００がマスク７１０に照射する照明光Ｌの照度分布である照射光画像Ｉ４にも反映される。 Note that the illuminance distribution formed at the entrance end of the fly-eye lens 610, which is also the entrance surface 612 of the illumination optical system 600, is as high as the overall illuminance distribution of the entire secondary light source formed at the exit end of the fly-eye lens 610. Show correlation. Therefore, the illumination light image I 3 that the illumination light generation unit 500 enters the illumination optical system 600 is also reflected in the illumination light image I 4 that is the illuminance distribution of the illumination light L that the illumination optical system 600 irradiates the mask 710. .

投影光学系７００はマスクステージ７２０の直後に配され、開口絞り７３０を備える。開口絞り７３０は、照明光学系６００のフライアイレンズ６１０の出射端と光学的に共役な位置に配される。投影光学系７００の出射端には、感光性材料を塗布された基板８１０を保持する基板ステージ８２０が配される。   The projection optical system 700 is disposed immediately after the mask stage 720 and includes an aperture stop 730. The aperture stop 730 is disposed at a position optically conjugate with the exit end of the fly-eye lens 610 of the illumination optical system 600. A substrate stage 820 that holds a substrate 810 coated with a photosensitive material is disposed at the exit end of the projection optical system 700.

マスクステージ７２０に保持されたマスク７１０は、照明光学系６００により照射された照明光Ｌを反射または透過する領域と吸収する領域とからなるマスクパターンを有する。よって、マスク７１０に照明光画像Ｉ４を照射することにより、マスク７１０のマスクパターンと照明光画像Ｉ４自体の照度分布との相互作用により投影光画像Ｉ５が生成される。投影光画像Ｉ５は、基板８１０の感光性材料に投影されて、要求されたパターンを有するレジスト層を基板８１０の表面に形成する。 The mask 710 held on the mask stage 720 has a mask pattern composed of a region that reflects or transmits the illumination light L irradiated by the illumination optical system 600 and a region that absorbs it. Therefore, by irradiating the illumination light image I 4 to the mask 710, the projection light image I 5 is generated by the interaction between the mask pattern of the mask 710 and the illuminance distribution of the illumination light image I 4 itself. The projected light image I 5 is projected onto the photosensitive material of the substrate 810 to form a resist layer having the required pattern on the surface of the substrate 810.

なお、図４０では照明光Ｌの光路を直線状に描いているが、照明光Ｌの光路を屈曲させることにより露光装置４００を小型化できる。また、図４０は、照明光Ｌがマスク７１０を透過するように描いているが、反射型のマスク７１０が用いられる場合もある。   In FIG. 40, the optical path of the illumination light L is drawn in a straight line, but the exposure apparatus 400 can be downsized by bending the optical path of the illumination light L. In FIG. 40, the illumination light L is drawn so as to pass through the mask 710, but a reflective mask 710 may be used.

図４１は、照明光発生部５００の部分拡大図であり、露光装置４００における空間光変調器１００の役割を示す図である。プリズム５３０は、一対の反射面５３２、５３４を有する。プリズム５３０に入射した照明光Ｌは、一方の反射面５３２により、空間光変調器１００に向かって照射される。   FIG. 41 is a partially enlarged view of the illumination light generation unit 500 and shows the role of the spatial light modulator 100 in the exposure apparatus 400. The prism 530 has a pair of reflecting surfaces 532 and 534. The illumination light L incident on the prism 530 is irradiated toward the spatial light modulator 100 by the one reflecting surface 532.

既に説明した通り、空間光変調器１００は、個別に揺動させることができる複数の反射鏡２３０を有する。よって、制御部５１０が空間光変調器１００を制御することにより、要求に応じた任意の光源画像Ｉ２を形成できる。 As already described, the spatial light modulator 100 has a plurality of reflecting mirrors 230 that can be individually swung. Therefore, the control unit 510 controls the spatial light modulator 100 can be formed of any light source image I 2 corresponding to the request.

空間光変調器１００から出射された光源画像Ｉ２は、プリズム５３０の他方の反射面５３４により反射され、図中のプリズム５３０右端面から出射される。プリズム５３０から出射された光源画像Ｉ２は、結像光学系５４０により、照明光学系６００の入射面６１２に照明光画像Ｉ３を形成する。 The light source image I 2 emitted from the spatial light modulator 100 is reflected by the other reflecting surface 534 of the prism 530 and emitted from the right end surface of the prism 530 in the drawing. The light source image I 2 emitted from the prism 530 forms an illumination light image I 3 on the incident surface 612 of the illumination optical system 600 by the imaging optical system 540.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置およびシステムの動作、手順、ステップおよび段階等の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現し得る。特許請求の範囲、明細書および図面において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するわけではない。   The order of execution of the operations, procedures, steps and steps of the apparatus and system shown in the claims, the description, and the drawings is not clearly indicated as “before”, “prior”, etc. Unless the output of the previous process is used in the subsequent process, it can be realized in any order. In the claims, the description, and the drawings, even if “first”, “next”, and the like are used for convenience, it does not mean that it is essential to implement in this order.

１００ 空間光変調器、２００ 単位素子、２１０ 基板、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２２８ 電極、２２０ 駆動部、２２１、２４２ 脚部、２２２ 固定枠、２２３、２２４ 捩じり軸部、２２５、２２９ リブ、２２６ 可動部、２２７ 可動枠、２３０ 反射鏡、２３２ ポスト、２３４、５３２、５３４ 反射面、２４０ 遮光部、２４４ 遮光面、３１２、３１４ 絶縁層、３１５ コンタクトホール、３２０、３４４、３４６ 導体層、３３２、３３４、３３６、３５２、３５４、３５６ レジスト層、３３５、３３７、３３９、３５３、３５５、３５７ 側壁、３４０ 非反射膜、３４２、３４８ 非導体層、３６０ 反射膜、３６１ 陥没部、３６２、３６６、３７２、３７６ 反射膜材料層、３６４、３７４ 非反射膜材料層、３６８ 保護層、３７０ 遮光膜、４００ 露光装置、５００ 照明光発生部、５１０ 制御部、５２０ 光源、５３０ プリズム、５４０、６４０ 結像光学系、５５０ ビームスプリッタ、５６０ 計測部、６００ 照明光学系、６１２ 入射面、６１０ フライアイレンズ、６２０ コンデンサ光学系、６３０ 視野絞り、７００ 投影光学系、７１０ マスク、７２０ マスクステージ、７３０ 開口絞り、８１０ 基板、８２０ 基板ステージ 100 Spatial Light Modulator, 200 Unit Element, 210 Substrate, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 228 Electrode, 220 Drive Unit, 221, 242 Leg, 222 Fixed Frame, 223, 224 Torsion Shaft 225, 229 Rib, 226 Movable part, 227 Movable frame, 230 Reflective mirror, 232 Post, 234, 532, 534 Reflecting surface, 240 Light shielding part, 244 Light shielding surface, 312, 314 Insulating layer, 315 Contact hole, 320, 344 346 Conductor layer, 332, 334, 336, 352, 354, 356 Resist layer, 335, 337, 339, 353, 355, 357 Side wall, 340 Non-reflective film, 342, 348 Non-conductive layer, 360 Reflective film, 361 Sink Part, 362, 366, 372, 376 Reflective film material layer, 364, 374 Projection material layer, 368 protective layer, 370 light shielding film, 400 exposure device, 500 illumination light generation unit, 510 control unit, 520 light source, 530 prism, 540, 640 imaging optical system, 550 beam splitter, 560 measurement unit, 600 Illumination optical system, 612 entrance surface, 610 fly-eye lens, 620 condenser optical system, 630 field stop, 700 projection optical system, 710 mask, 720 mask stage, 730 aperture stop, 810 substrate, 820 substrate stage

Claims (8)

電極、静電力により前記電極に引き付けられて揺動する可動部、および、前記可動部に支持されて前記可動部と共に揺動する反射鏡をそれぞれが有する単位素子を複数実装された基板と、
前記反射鏡の間から前記基板に向かって差し込む光を遮断する遮光層と
を備え、
前記遮光層は、前記反射鏡および前記可動部の間に配される空間光変調器。 A substrate mounted with a plurality of unit elements each having an electrode, a movable part that is attracted to and swings by the electrostatic force, and a reflecting mirror that is supported by the movable part and swings together with the movable part;
A light-shielding layer that blocks light inserted from between the reflecting mirrors toward the substrate ,
The light shielding layer is a spatial light modulator disposed between the reflecting mirror and the movable part . 前記遮光層は、前記可動部または前記反射鏡と同じ材料により形成される請求項１に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to claim 1, wherein the light shielding layer is formed of the same material as the movable portion or the reflecting mirror. 前記可動部は、一端を前記基板に対して固定され、他端を前記可動部に対して固定された捩じり軸部により支持される請求項１または２記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to claim 1 , wherein the movable portion is supported by a torsion shaft portion having one end fixed to the substrate and the other end fixed to the movable portion. 前記単位素子は、前記捩じり軸部の前記一端を前記基板との間で支持する固定枠を更に有し、The unit element further includes a fixing frame that supports the one end of the torsion shaft portion between the unit element and the substrate.
前記遮光層は、前記固定枠と前記可動部との間で、前記捩じり軸部が無い領域に形成された間隙の前記遮光層側を覆う請求項３に記載の空間光変調器。The spatial light modulator according to claim 3, wherein the light shielding layer covers the light shielding layer side of a gap formed in an area where the torsion shaft portion is not provided between the fixed frame and the movable portion. 前記遮光層は遮光面と前記遮光面から前記基板側に延在する脚部とを有し、The light shielding layer has a light shielding surface and legs extending from the light shielding surface to the substrate side,
前記単位素子は、前記捩じり軸部の前記一端が固定される固定枠と、前記固定枠から前記基板に向かって延在する脚部とを有し、The unit element has a fixed frame to which the one end of the torsion shaft portion is fixed, and a leg portion extending from the fixed frame toward the substrate,
前記固定枠、前記遮光面、並びに、前記固定枠および前記遮光層の前記脚部のそれぞれが、隣接する前記単位素子で連続的につながっている請求項３に記載の空間光変調器。The spatial light modulator according to claim 3, wherein each of the fixed frame, the light shielding surface, and the leg portions of the fixed frame and the light shielding layer are continuously connected by the adjacent unit elements. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の空間光変調器を備えた照明装置。 Illumination apparatus having a spatial light modulator according to any one of claims 1 to 5. 請求項６に記載の照明装置を備えた露光装置。   An exposure apparatus comprising the illumination device according to claim 6. 電極、静電力により前記電極に引き付けられて揺動する可動部、および、前記可動部に支持されて前記可動部と共に揺動する反射鏡をそれぞれが有する単位素子を複数実装された基板と、前記反射鏡の間から前記基板に向かって差し込む光を遮断する遮光層とを備える空間光変調器を製造する製造方法であって、
前記電極および前記可動部を形成された前記基板の表面に、犠牲材料により第一下地層を形成する段階と、
前記第一下地層の上に前記遮光層を形成する段階と、
前記遮光層の上に、犠牲材料により第二下地層を形成する段階と、
前記第二下地層の上に反射膜材料を堆積して前記反射鏡を形成する段階と
前記第一下地層および前記第二下地層を除去する段階と
を備える製造方法。 A substrate mounted with a plurality of unit elements each having an electrode, a movable part that is attracted to and swings by the electrostatic force, and a reflecting mirror that is supported by the movable part and swings together with the movable part; A manufacturing method for manufacturing a spatial light modulator comprising a light shielding layer that blocks light inserted between the reflecting mirrors toward the substrate,
Forming a first underlayer with a sacrificial material on the surface of the substrate on which the electrode and the movable part are formed;
Forming the light shielding layer on the first underlayer;
Forming a second underlayer with a sacrificial material on the light shielding layer;
A manufacturing method comprising: depositing a reflective film material on the second underlayer to form the reflecting mirror; and removing the first underlayer and the second underlayer.
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