JP5754656B2 - 光学デバイス及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学デバイス及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、光学素子と該光学素子を駆動するマイクロアクチュエータとを備える光学デバイス及び該光学デバイスを備える露光装置、並びに該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

従来、半導体素子又は液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク（レチクル、フォトマスク等）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等の感応剤が塗布された基板（ガラスプレート、ウエハ等）上に転写する投影露光装置が用いられている。

ところで、近年になって、デバイスパターンの大小にかかわらず、高価なマスク（固定のパターン原版であるマスク）に代えて、可変成形マスク（アクティブマスクとも呼ばれる）を用いたいわゆるマスクレスタイプの走査型露光装置が種々提案されている。このマスクレスタイプの走査型露光装置の一種として、反射型の空間光変調器の一種であるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス（Digital Micro-mirror Device））を可変成形マスクとして用いる走査型露光装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。このＤＭＤを可変成形マスクとして用いる走査型露光装置によれば、基板ステージの走査に同期して可変成形マスクにおいて生成されるパターンを変化させて基板ステージ上に保持された基板を露光することで、その基板上に所望のパターンを容易に形成することができるとともに、装置のコストダウン及び小型化が可能である。

しかしながら、従来のＤＭＤを駆動する際には、駆動に要する時間とその数倍の振動減衰時間（整定時間）が必要とされた。このため、露光する際に要求される駆動速度を満たすことができず、結果的にＤＭＤを用いた露光ができなくなるおそれがある。

また、従来のＤＭＤでは、例えば、図９に示されるように、マイクロミラーが符号Ｍで示される状態（ベースＢＳに対して傾いた状態）と、符号Ｍ’で示される状態（ベースＢＳに対して、符号Ｍの状態とは逆の方向に傾いた状態）との間で切り替えられ、マイクロミラーが、符号Ｍで示される状態にあるときが、いわゆるオン状態とされていた。このオン状態のマイクロミラーに照明光ＩＬが入射すると、マイクロミラーの反射面にて反射され、投影光学系ＰＬに入射する（すなわち、当該オン状態のマイクロミラーを介した照明光ＩＬを用いて露光が行われる）。一方、符号Ｍ’で示される状態にあるときは、いわゆるオフ状態であり、このオフ状態のマイクロミラーに入射する照明光ＩＬは、マイクロミラーで反射した後、投影光学系ＰＬには入射しない。

しかるに、図９に示されるように、オン状態のマイクロミラーは、ベースＢＳに対して傾斜した状態でベースＢＳに沿って配列されることから、互いに隣接するマイクロミラーＭの反射面同士がマイクロミラーＭの反射面の法線方向に関して距離Ｄだけずれた状態となる。これにより、それぞれのマイクロミラーＭを介した照明光ＩＬは、相互に位相差を有することとなるため、この位相差が露光精度に影響を与えるおそれがある。

更に、将来的には、位相シフトマスクと同様の機能を有するＤＭＤを用いたアクティブマスクの出現も期待される。

特開２００４−３２７６６０号公報

本発明は、第１の観点からすると、光学素子と、該光学素子を駆動するマイクロアクチュエータと、を備える光学デバイスであって、前記マイクロアクチュエータは、一対の弾性部と、該弾性部間を連結する連結部と、前記連結部と前記光学素子との間を接続する接続部とを有する支持部材と、前記一対の弾性部それぞれに対応して設けられた駆動機構と、前記駆動機構を駆動制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、所定の基準面から第１の所定距離だけ離れて位置する第１状態と、前記基準面から前記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離だけ離れて位置する第２状態と、前記基準面に対して傾斜した第３状態と、の間で前記光学素子を変化させる第１の光学デバイスである。

これによれば、支持部材の対応する弾性部をそれぞれ変形させる一対の駆動機構による駆動量を同一にすることで、光学素子を平行駆動することが可能である。また、一対の駆動機構の駆動量を異ならせることにより、接続部が傾斜するので、当該傾斜角に応じた量だけ光学素子を傾斜させることが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、光学素子と、該光学素子を駆動するマイクロアクチュエータと、を備える光学デバイスであって、前記マイクロアクチュエータは、前記光学素子を一点で支持し、その一部が所定面に直交する方向、及び前記所定面に対するねじれ方向の弾性力を有する支持部材と、前記支持部材を挟んで設けられ、前記光学素子に対して、前記所定面に直交する方向の力をそれぞれ作用させることが可能な一対の駆動機構と、前記一対の駆動機構を駆動制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、所定の基準面から第１の所定距離だけ離れて位置する第１状態と、前記基準面から前記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離だけ離れて位置する第２状態と、前記基準面に対して傾斜した第３状態と、の間で前記光学素子を変化させる第２の光学デバイスである。

これによれば、支持部材が、所定面に直交する方向及び前記所定面に対するねじれ方向の弾性力を有することから、一対の駆動機構が光学素子に対して同一の力を作用させることで、光学素子を所定面に直交する方向に平行移動することが可能であり、また、各駆動機構が光学素子に対して異なる力を作用させることで、光学素子を所定面に対して傾斜させることが可能である。

本発明は第３の観点からすると、照明光を用いて、物体を露光する露光装置であって、前記照明光の光路上に配置されるとともに、光学素子及びマイクロアクチュエータを複数備え、複数の光学素子はアレイ状に配置されている、本発明の第１及び第２の光学デバイスのいずれかを備え、該光学デバイスを介した前記照明光を用いて前記物体を露光する第１の露光装置である。

これによれば、光学素子及びマイクロアクチュエータを複数備え、複数の光学素子はアレイ状に配置されている本発明の光学デバイスが、照明光の光路上に配置され、該光学デバイスを介した照明光を用いて物体を露光するので、光学デバイスが備える複数の光学素子の姿勢を変更することにより、物体に到達する照明光の状態を制御することができる。

本発明は第４の観点からすると、物体を露光する露光装置であって、照明光の照射により所定のパターンを生成する、光学素子及びマイクロアクチュエータを複数備え、複数の光学素子はアレイ状に配置されている、本発明の第１及び第２の光学デバイスのいずれかを備え、前記第１状態の光学素子を介した前記照明光の位相と、前記第２状態の光学素子を介した前記照明光の位相とは、相互に半波長分ずれている第２の露光装置である。

これによれば、複数の光学素子のそれぞれを第１のオン状態、第２のオン状態、及びオフ状態の間で切り変えることにより、光学デバイスが位相シフトマスクとして機能するため、高精度なパターンの生成を行うことが可能となる。

また、リソグラフィ工程において、本発明の第１、第２の露光装置のいずれかを用いるので、高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することが可能である。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の第１、第２の露光装置のいずれかを用いるデバイス製造方法であるとも言える。

一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。 可変成形マスクを示す平面図である。 可変成形マスクを構成するマイクロミラー機構の分解斜視図である。 図４（Ａ），図４（Ｂ）は、駆動機構の作用を説明するための図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、マイクロミラー機構の動作を説明するための図である。 一実施形態の変形例を示す図（その１）である。 一実施形態の変形例を示す図（その２）である。 一実施形態の変形例を示す図（その３）である。 従来の可変成形マスクを示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。

露光装置１００は、照明系１０、パターン生成装置１２、投影光学系ＰＬ、ステージ装置１６、反射ミラー２６及び制御系等を含んでいる。露光装置１００は、パターン生成装置１２で生成されたパターンの像（パターン像）をステージ装置１６の一部を構成するステージＳＴに載置されたウエハＷ上に投影光学系ＰＬを用いて形成するものである。前記制御系は、マイクロコンピュータを含み、装置全体を統括的に制御する主制御装置２０を中心として構成されている。

照明系１０は、光源ユニット及び光源制御系を含む光源系、並びにコリメートレンズ、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ロッド型インテグレータあるいは回折素子など）、集光レンズ、視野絞り、リレーレンズ等を含む照明光学系等（いずれも不図示）を含んでいる。照明系１０からは、照明光ＩＬが射出される。

光源ユニットとしては、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号（対応米国特許第７，０２３，６１０号明細書）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置が用いられている。なお、光源ユニットは、例えば波長４４０ｎｍの連続光又はパルス光を発生するレーザダイオードなどでも良い。

反射ミラー２６は、照明系１０から射出される照明光ＩＬをパターン生成装置１２の後述する可変成形マスクＶＭに向けて反射する。なお、この反射ミラー２６は、実際には、照明系１０内部の照明光学系の一部を構成するものであるが、ここでは、説明の便宜上から照明系１０の外部に取り出して示されている。

パターン生成装置１２は、可変成形マスクＶＭ及びミラー駆動系３０等を含んでいる。

可変成形マスクＶＭは、投影光学系ＰＬの＋Ｚ側で、かつ反射ミラー２６で反射された照明光ＩＬの光路上に配置されている。この可変成形マスクＶＭとしては、一例として、図２に示されるように、ＸＹ平面内に二次元的に配置された（アレイ状に配置された）、ｍ行ｎ列の複数のマイクロミラー機構Ｍ_ij（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）を含む光学デバイスとしてのマイクロミラーアレイ（デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）などとも呼ばれる）が用いられている。このマイクロミラーアレイは、ＣＭＯＳプロセスで作られた集積回路上にＭＥＭＳ技術で、可動式のマイクロミラー機構を形成したもので、各マイクロミラー機構Ｍ_ijは鏡面（反射面）を、Ｚ軸方向に駆動したり、ＸＹ平面に対して傾斜させたりすることができるものである。

以下、図３を用いて、可変成形マスクＶＭを構成するマイクロミラー機構Ｍ_ijについて詳細に説明する。

図３は、マイクロミラー機構Ｍ_ijを下方から見た状態を示す分解斜視図である。この図３からわかるように、マイクロミラー機構Ｍ_ijは、ミラー素子５２と、一対の支持機構５４Ａ，５４Ｂと、該一対の支持機構５４Ａ，５４Ｂに対応して設けられた一対の駆動機構６６Ａ、６６Ｂと、を含んでいる。

ミラー素子５２は、単結晶シリコンなどから成る平面視（下方から見て）略正方形状の板状部材を含み、該板状部材の一側（−Ｚ側）の面には、アルミニウムなどを用いためっき加工により鏡面が形成されている。また該板状部材の他側（＋Ｚ側）の面には、一対のコンタクトホール５２ａ，５２ｂが形成されている。

一対の支持部材５４Ａ，５４Ｂのうちの一方の支持部材５４Ａは、単結晶シリコン又は窒化シリコンを積層した部材から成り、Ｘ軸方向の両端部近傍にクランク状の折り曲げ部分を有する支持部材本体５８と、該支持部材本体５８のＸ軸方向のほぼ中央部において、下方（−Ｚ方向）に突出した状態で設けられたピン部５６とを含んでいる。

支持部材本体５８は、両端部の折り曲げ部分（支持部材本体５８の最上面）にて、ベースＢＳ（ここでは、前述したＣＭＯＳプロセスで作られた集積回路）に固定される。また、両端部の折り曲げ部分に挟まれたＸ軸方向中央部は、Ｚ軸方向に関して所定の弾性力を有する撓みバネとしての機能を有している。なお、以下においては、当該Ｘ軸方向中央部のベースＢＳとは接触していない部分を「バネ部」と呼ぶものとする。

一対の駆動機構６６Ａ，６６Ｂのうちの、一方の支持部材５４Ａに対応する側の駆動機構６６Ａは、支持部材本体５８のバネ部の上面（＋Ｚ側の面）に固定された可動電極６２と、ベースＢＳの該可動電極６２に対向する位置に固定された固定電極６４と、を含んでいる。これら可動電極６２と固定電極６４との間に電圧が印加されることにより両電極６２，６４の間に静電力が生じる。

これについて具体的に説明すると、固定電極６４と可動電極６２との間に電圧が印加されていない場合には、図４（Ａ）に示されるように、電極６２，６４間の静電力は零であるから、支持部材本体５８のバネ部に力が作用しないので、バネ部が撓むことなく所定の初期状態に維持される。なお、初期状態とは、支持部材５４Ａの最下端（ピン部５６の−Ｚ側端部）とベースＢＳとの距離がＬａである場合をいうものとする。

この一方、電極６２，６４間に電圧が印加されると、図４（Ｂ）に示されるように、電極間に静電力（吸引力）が発生し、支持部材本体５８のバネ部が上方（＋Ｚ方向）に撓む。この場合における支持部材５４Ａの最下端（ピン部５６の−Ｚ側端部）とベースＢＳとの間の距離が、Ｌｂ（＜Ｌａ）であるものとする。なお、支持部材５４Ａの最下端とベースＢＳとの間の距離がＬｂとなるときには、電極６２と６４とが接触してもよく、この場合は、電極６２、６４の表面を厚い絶縁膜でコートしておくことが好ましい。

このように、本実施形態では、固定電極６４及び可動電極６２が、主制御装置２０からの駆動信号（本実施形態では、両電極間の電圧）に応じた駆動力（静電力）を発生し、支持部材本体５８のバネ部を撓み変形させることでミラー素子５２を駆動する。

ここで、支持部材５４Ａ及び駆動機構６６Ａ、並びに駆動機構６６Ａを構成する電極に対する不図示の配線等は、ベースＢＳに対するシリコン膜の生成、アルミニウム膜の生成、フォトリソエッチング法によるパターンニング、及びフォトレジスト等の犠牲層の形成などの作業の繰り返し、及び犠牲層の除去などの作業を行うことにより、製造することができる。

図３に戻り、他方の支持部材５４Ｂ及び該支持部材５４Ｂに対応する駆動機構６６Ｂも、上記支持部材５４Ａ及び駆動機構６６Ａと同一の構成となっている。なお、駆動機構６６Ａ及び駆動機構６６Ｂとしては、静電力を用いる機構（静電アクチュエータ）に限らず、例えば、電磁力（ローレンツ力）を用いる駆動機構、又は圧電素子を用いる駆動機構などを採用することも可能である。

ここで、駆動機構６６Ａ、６６Ｂによる作用について、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に基づいて説明する。

図５（Ａ）には、駆動機構６６Ａ、６６Ｂに電圧が印加されていない状態が示されている。この場合、両支持部材５４Ａ、５４Ｂは、前述した図４（Ａ）の状態に維持されている。従って、ミラー素子５２は、ベースＢＳから距離Ｌａだけ離れた位置でベースＢＳに平行に保持されることになる。一方、図５（Ｂ）には、駆動機構６６Ａ，６６Ｂのいずれにも電圧が印加された状態が示されている。この場合、両支持部材５４Ａ，５４Ｂは、前述した図４（Ｂ）の状態に維持されている。従って、ミラー素子５２は、ベースＢＳから距離Ｌｂだけ離れた位置でベースＢＳに平行に保持されることになる。すなわち、図５（Ａ）の状態から、両駆動機構６６Ａ，６６Ｂに電圧を印加することにより、ミラー素子５２が距離（Ｌａ−Ｌｂ）だけ、Ｚ軸方向に平行移動したことになる。

更に、図５（Ｃ）には、駆動機構６６Ａ，６６Ｂのうち、一方の駆動機構６６Ｂにのみ電圧が印加された状態が示されている。この場合、一方の支持部材５４Ａが前述した図４（Ａ）の状態となり、他方の支持部材５４Ｂが前述した図４（Ｂ）の状態となっている。従って、ミラー素子５２は、ＸＹ平面に傾斜した状態で保持されることになる。

ここで、図５（Ａ）に示される状態（又は姿勢）にあるミラー素子５２に、図１の状態で照明光ＩＬが照射されると、ミラー素子５２の反射面にて反射され、投影光学系ＰＬに入射する。そこで、図５（Ａ）のミラー素子５２の状態を、以下においては、「第１のオン状態」とも呼ぶものとする。

また、図５（Ｂ）に示される状態（又は姿勢）にあるミラー素子５２に、図１の状態で照明光ＩＬが照射されると、ミラー素子５２の反射面にて反射され、投影光学系ＰＬに入射する。そこで、図５（Ｂ）のミラー素子５２の状態を、以下においては、「第２のオン状態」とも呼ぶものとする。なお、この場合の移動距離（Ｌａ−Ｌｂ）は、第１のオン状態のミラー素子５２を介した照明光ＩＬ（以下では、反射光ＩＬ２とも呼ぶ）の位相と、第２のオン状態のミラー素子５２を介した反射光ＩＬ２の位相とが、相互に半波長分ずれるように決定されている。

更に、図５（Ｃ）に示される状態（又は姿勢）にあるミラー素子５２に照明光ＩＬが照射されると、ミラー素子５２の反射面で反射するが、その反射光が投影光学系ＰＬには入射しない。従って、図５（Ｃ）の状態を、以下においては、「オフ状態」とも呼ぶものとする。

本実施形態では、主制御装置２０の指示の下、ミラー駆動系３０により、各ミラー素子５２の状態が、上記第１のオン状態、第２のオン状態、及びオフ状態の３つの状態の間で独立して切り替えられる。

図１に戻り、ミラー駆動系３０は、不図示のインターフェースを介して不図示の上位装置からパターン像の形成に必要なデータのうちパターンの設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）を取得する。そして、ミラー駆動系３０は、取得した設計データに基づいて、ウエハＷ上における露光対象の区画領域部分に可変成形マスクＶＭからの光が投影光学系ＰＬを介して照射され、ウエハＷ上における露光対象の区画領域部分以外の部分に可変成形マスクＶＭからの光が照射されないように、各マイクロミラー機構Ｍ_ijのミラー素子５２を駆動する信号を生成し、駆動機構６６Ａ，６６Ｂを構成する電極６２，６４に供給する。ここでは、ミラー素子５２を「第１のオン状態」にするための駆動信号、ミラー素子５２を「第２のオン状態」にするための駆動信号、及びミラー素子５２を「オフ状態」にするための駆動信号のいずれかが各マイクロミラー機構の駆動機構６６Ａ，６６Ｂの電極にそれぞれ出力される。これにより、パターン生成装置１２で、設計データに応じたパターンが生成される。なお、パターン生成装置１２で生成されるパターンは、ウエハＷの走査方向（ここでは、Ｙ軸方向）への移動に伴って変化する。

投影光学系ＰＬは、鏡筒の内部に所定の位置関係で配置された複数の光学素子を有する。投影光学系ＰＬは、パターン生成装置１２で生成されたパターンを、被露光面上に配置されたウエハＷ上に投影倍率β（βは例えば１／４、１／８、１／１００、１／２００、１／４００等）で縮小投影する。

ステージ装置１６は、ウエハＷ（物体）を保持して可動なステージＳＴと、主制御装置２０からの指令に従ってステージＳＴの動作状態（移動など）を制御するステージ駆動系４０とを備えている。

ステージＳＴは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動可能、かつＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転（θｘ、θｙ、θｚ）方向に回転可能であり、投影光学系ＰＬを介して生成される可変成形マスクＶＭのパターン像に対してウエハＷを６自由度でアライメント可能である。さらに、可変成形マスクＶＭ及び投影光学系ＰＬを介して照明光ＩＬでウエハＷを走査露光するために、ステージＳＴはＸＹ平面内の所定の走査方向（例えば、図１における紙面内水平方向であるＹ軸方向）に所望の速度で移動され、可変成形マスクＶＭで生成したパターン（表示画像）の変化とウエハＷの移動とを同期させる。

ステージＳＴの位置情報（回転情報も含む）は、不図示の位置計測系（例えばレーザ干渉計、及び／又はエンコーダを含み、必要ならフォーカスセンサ等も含む）によって計測され、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、この位置情報に基づいてステージ駆動系４０のモータ等を駆動してウエハＷの移動、及び位置決めを行う。

主制御装置２０は、照明系１０、パターン生成装置１２、ステージ装置１６等の動作を制御し、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に可変成形マスクＶＭで逐次生成されたパターンの像を形成する。この際、主制御装置２０は、ウエハＷを適当な速度で移動させつつ、これに同期して駆動系３０を介して可変成形マスクＶＭで生成したパターンをスクロールさせることによって、走査型の露光を行う。

ここで、本実施形態においては、ミラー素子５２が第１のオン状態と第２のオン状態という２種類のオン状態を有し、第１のオン状態と第２のオン状態とでは、ミラー素子５２で反射された反射光ＩＬ２の位相が相互に半波長分だけずれているので、第１のオン状態のミラー素子と第２のオン状態のミラー素子とを近接して配置することにより、位相シフトマスクとしての機能を果たすこととなる。

以上説明したように、本実施形態に係るマイクロミラー機構Ｍ_ijによると、その一部にバネ部を有する一対の支持部材５４Ａ，５４Ｂがミラー素子５２を支持し、この一対の支持部材５４Ａ，５４Ｂそれぞれに対応して設けられた一対の駆動機構６６Ａ、６６Ｂが、対応する支持部材５４Ａ，５４Ｂのバネ部を変形させることにより、当該支持部材５４Ａ，５４Ｂがミラー素子５２を支持する支持点とベースＢＳとの間の距離がそれぞれ変化する。従って、全ての駆動機構６６Ａ，６６Ｂを駆動することでミラー素子５２を平行移動させたり、一部の駆動機構を駆動することでミラー素子５２をベースＢＳに対して傾斜させたりすることが可能となっている。

また、上記のマイクロミラー機構Ｍ_ijを多数用いて構成された本実施形態に係る可変成形マスクＶＭでは、各マイクロミラー機構Ｍ_ijを構成する支持部材５４Ａ，５４Ｂのバネ部が撓み型のバネであることから、ねじりバネなどを用いた場合と比較して、バネ定数を大きくすることができるとともに、駆動機構６６Ａ，６６Ｂの静電力が解除された際に、高応答で図４（Ｂ）の状態から図４（Ａ）の状態に戻すことができ、また、振動が減衰するまでの時間も短縮することが可能である。従って、本実施形態では、各マイクロミラー機構Ｍ_ijのミラー素子５２に入射して反射した照明光ＩＬが投影光学系ＰＬに入射するオン状態（第１のオン状態又は第２のオン状態）と、投影光学系ＰＬに入射しないオフ状態との切り替えを高速で行うことができる。また、バネ部が撓み型の支持部材５４Ａ，５４Ｂでは、張力をかけることでも、応答速度を速くすることができる（高応答化することが可能となる）。

更に、本実施形態の可変成形マスクＶＭでは、上記のように各マイクロミラー機構Ｍ_ijのミラー素子５２を平行移動することが可能であるので第１のオン状態と第２のオン状態のミラー素子５２の配置を工夫することにより、位相シフトマスクとして用いることが可能である。これにより、微細なパターンを高精度で露光することが可能である。

また、本実施形態では、従来のように、ミラー素子がベースに対して傾斜している状態がオン状態とされていないので、隣接するミラー素子で反射された反射光間に位相差が生じることなく、この点からも高精度な露光が可能である。

なお、上記実施形態では、１つのマイクロミラー機構Ｍ_ijが、一対の支持部材５４Ａ，５４Ｂと、該一対の支持部材５４Ａ，５４Ｂに対応して設けられた一対の駆動機構６６Ａ，６６Ｂとを備える構成について説明したが、これに限らず、３つ以上の支持部材と、これに対応して設けられた３つ以上の駆動機構とを備えていても良い。

なお、上記実施形態では、一対の支持部材がＸ軸方向を長手方向とする場合について説明したが、これに限らず、例えば一対の支持部材がＹ軸方向を長手方向とすることとしても良いし、また、Ｙ軸方向を長手方向とする支持部材を有するマイクロミラー機構と、Ｘ軸方向を長手方向とする支持部材を有するマイクロミラー機構とを併用することとしても良い。このように種類の異なる支持部材を有するマイクロミラー機構を併用する場合には、例えば、図６（Ａ）に示されるように隣接するマイクロミラー機構同士を種類の異なる支持部材を有するマイクロミラー機構とすることができる。これにより、例えば、図６（Ａ）に示されるように、ミラー素子の一辺の長さよりも支持部材の全長の方が大きい場合であっても、支持部材同士が機械的に干渉することなく、ミラー素子をアレイ状に配置することが可能である。また、図６（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする支持部材をＸ軸方向に所定間隔あけて配置したマイクロミラー機構と、Ｙ軸方向を長手方向とする支持部材をＹ軸方向に所定間隔あけて配置したマイクロミラー機構とを、Ｙ軸方向に関して交互に配置するようにしても良い。このようにすることにより、隣接するマイクロミラー機構の支持部材同士が機械的に干渉することがないので、ミラー素子をアレイ状に配置することが可能である。勿論、支持部材がＸ軸及びＹ軸と交差する方向を長手方向とするものであっても良い。

なお、上記実施形態では、複数の支持部材とこれに対応する複数の駆動機構を備える場合について説明したが、これに限らず、図７に示されるような構成を採用することも可能である。

この図７に示されるマイクロミラー機構Ｍ_ij’は、ミラー素子５２と、ミラー素子５２を支持する１つの支持部材５４’と、該支持部材５４’とベースＢＳとの間に設けられた一対の駆動機構６６Ａ，６６Ｂと、を含んでいる。

支持部材５４’は、図７に示されるように、平面視略Ｈ字状の支持部材本体５８’と、該支持部材本体５８’下面のＸＹ平面内の中央部に設けられたピン部５６’と、を含んでいる。

支持部材本体５８’は、上記実施形態で説明した支持部材本体５８と同様の部材を用いて同様の製造方法により製造され、Ｘ軸方向に延び、Ｙ軸方向に所定間隔をあけて配置された一対の被駆動部５９Ａ，５９Ｂと、各被駆動部５９Ａ，５９ＢのＸ軸方向中央部を連結する連結部６９とを有している。被駆動部５９Ａ，５９ＢのＸ軸方向両端部は、−Ｚ方向及び＋Ｘ方向（−Ｘ方向）に順次折り曲げられ、その折り曲げ部分（ＸＹ平面を有する部分）にてベースＢＳに固定されている。また、被駆動部５９Ａ，５９Ｂの中央部分（ベースＢＳとは非接触な部分）が、上記実施形態と同様、バネ部とされている。

一対の駆動機構６６Ａ，６６Ｂのそれぞれは、被駆動部５９Ａ，５９Ｂの＋Ｚ側の面に設けられた可動電極６２と、ベースＢＳの可動電極６２に対向する位置に設けられた固定電極６４とを含んでいる。なお、この一対の駆動機構６６Ａ，６６Ｂについては、上記実施形態と同一のものを用いているのでその説明は省略する。

以上のように構成される図７のマイクロミラー機構Ｍ_ijでは、上記実施形態と同様の駆動を行うことができる。すなわち、駆動機構６６Ａ、６６Ｂのいずれにも電圧を印加しない状態（第１のオン状態）と、両駆動機構６６Ａ，６６Ｂの両方に電圧を印加する状態（第２のオン状態）及び一方の駆動機構に電圧を印加することにより、ミラー素子５２をＸＹ平面に対して傾斜させる状態（オフ状態）のいずれかを選択的に切り替えることができる。

このような構成を採用することにより、ミラー素子５２を上記実施形態と同様にして駆動することができるとともに、ミラー素子５２を一箇所にて支持することができるので、ミラーを複数点で支持する場合に比べて、ミラー素子５２を変形させるような力が付与される可能性が低い。

更に、図８に示されるようなマイクロミラー機構を用いることも可能である。図８に示されるマイクロミラー機構Ｍ_ij”は、ミラー素子５２と、該ミラー素子５２を支持する１つの支持部材５４”と、支持部材５４”の−Ｙ側に所定距離離れて配置された駆動機構６６Ａ’と、支持部材５４”の＋Ｙ側に所定距離離れて配置された駆動機構６６Ｂ’とを含んでいる。

支持部材５４”は、上記実施形態の支持部材５４Ａ，５４Ｂとほぼ同様の構成ではあるが、支持部材５４”を構成する支持部材本体５８の一部に一対のヒンジ部７１が形成されている点が異なっている。

駆動機構６６Ａ’、６６Ｂ’は、上記実施形態の駆動機構６６Ａ，６６Ｂと同一の構成（固定電極６４と可動電極６２とを含む構成）ではあるが、可動電極６２がミラー素子５２に直接固定されている点が異なっている。

このように構成されるマイクロミラー機構Ｍ_ij”では、一対の駆動機構６６Ａ’、６６Ｂ’のいずれにも電圧を印加しない状態では、ミラー素子５２を所定の高さ位置でベースＢＳに平行に支持し、一対の駆動機構６６Ａ’、６６Ｂ’の両方に電圧を印加した状態では、ミラー素子５２を前記所定の高さよりも高い位置でベースＢＳに平行に支持し、更に、一対の駆動機構６６Ａ’、６６Ｂ’いずれか一方に電圧を印加し、他方には電圧を印加しない状態では、ミラー素子５２をＸ軸周りに回転（傾斜）させることが可能である。この場合、支持部材本体５８に形成された一対のヒンジ部７１により、傾斜が容易に行われる。

なお、上記実施形態では、光学素子としてミラー素子を採用することとしたが、これに限らず、レンズ素子などの他の光学素子を用いることも可能である。また、上記実施形態では、一対の可変成形マスク（マイクロミラーアレイ）ＶＭ及び投影光学系ＰＬを設けるものとしたが、可変成形マスクＶＭと投影光学系ＰＬとを複数対設けても良いし、あるいは可変成形マスクＶＭと投影光学系ＰＬとでその数を異ならせても良い。前者では、例えば、走査方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（例えばＸ軸方向）に関して複数の投影光学系ＰＬの各投影領域（照明光ＩＬの照射領域に対応）の位置を異ならせる、例えばＸ軸方向に沿って一列に複数の投影領域を配置する、あるいはＹ軸方向に関して離れた複数列にそれぞれ沿って投影領域を入れ子状、すなわちジグザグ状に配置することとしても良い。また、後者では、例えばＮ（１以上の整数）個の可変成形マスクＶＭに対してＭ（≧Ｎ＋１）個の投影光学系ＰＬを設ける、あるいはＭ個の可変成形マスクＶＭに対してＮ個の投影光学系ＰＬを設けることとしても良い。

なお、上記実施形態では、本発明の光学デバイスが可変成形マスクＶＭに適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、照明系（照明光学系）内に本発明の光学デバイスを設け、該光学デバイスを用いて、照明ムラの発生を抑制するようにしても良い。

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をリソグラフィ工程を用いて製造する露光装置にも適用することができる。以上のように、上記各実施形態でエネルギビームが照射される露光対象の物体はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。

半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の露光装置により可変成形マスクを介してウエハを露光するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検査ステップ等を経て製造される。

なお、上記実施形態では、露光装置に本発明の光学デバイスが用いられた場合について説明したが、これに限らず、例えば、プロジェクタなどの投影画像表示装置に用いることも可能であるし、例えば、光学的情報処理装置、静電写真印刷装置、光通信に用いられる光スイッチ、Switched Blazed Grating Device、又は印刷分野で用いられるプレートセッターなど様々な用途に用いることも可能である。この場合、上記実施形態のように、複数のマイクロミラー（光学素子）を含む場合に限らず、マイクロミラー機構を１つのみ含むこととしても良い。

以上説明したように、本発明の光学デバイスは、光学素子を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、照明光を用いて物体を露光するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

２０…主制御装置（制御装置）、５２…ミラー素子（被駆動体、光学素子）、５４Ａ，５４Ｂ…支持部材（マイクロアクチュエータの一部）、５４’…支持部材、５９Ａ，５９Ｂ…被駆動部（弾性部）、６６Ａ，６６Ｂ…駆動機構（マイクロアクチュエータの一部）、６９…連結部、１００…露光装置、ＩＬ…照明光、Ｍ_ij，Ｍ_ij’…マイクロミラー機構（光学デバイス）、ＳＴ…ステージ（移動体）、Ｗ…ウエハ（物体）。

Claims (13)

1. 光学素子と、
   該光学素子を駆動するマイクロアクチュエータと、を備える光学デバイスであって、
   前記マイクロアクチュエータは、
   一対の弾性部と、該弾性部間を連結する連結部と、前記連結部と前記光学素子との間を接続する接続部とを有する支持部材と、
   前記一対の弾性部それぞれに対応して設けられた駆動機構と、
   前記駆動機構を駆動制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、所定の基準面から第１の所定距離だけ離れて位置する第１状態と、前記基準面から前記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離だけ離れて位置する第２状態と、前記基準面に対して傾斜した第３状態と、の間で前記光学素子を変化させる光学デバイス。
2. 請求項１に記載の光学デバイスにおいて、
   前記支持部材は、前記光学素子を一点で支持する光学デバイス。
3. 光学素子と、
   該光学素子を駆動するマイクロアクチュエータと、を備える光学デバイスであって、
   前記マイクロアクチュエータは、前記光学素子を一点で支持し、その一部が所定面に直交する方向、及び前記所定面に対するねじれ方向の弾性力を有する支持部材と、
   前記支持部材を挟んで設けられ、前記光学素子に対して、前記所定面に直交する方向の力をそれぞれ作用させることが可能な一対の駆動機構と、
   前記一対の駆動機構を駆動制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、所定の基準面から第１の所定距離だけ離れて位置する第１状態と、前記基準面から前記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離だけ離れて位置する第２状態と、前記基準面に対して傾斜した第３状態と、の間で前記光学素子を変化させる光学デバイス。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学デバイスにおいて、
   前記光学素子及び前記マイクロアクチュエータを複数備える光学デバイス。
5. 請求項４に記載の光学デバイスにおいて、
   前記複数の光学素子はアレイ状に配置されている光学デバイス。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学デバイスにおいて、
   前記光学素子は、反射面を有するミラー素子である光学デバイス。
7. 請求項６に記載の光学デバイスにおいて、
   前記第１状態は、前記反射面が前記基準面に平行で該基準面から第１の所定距離だけ離れた第１面上に位置する状態であり、前記第２状態は、前記基準面に平行で該基準面から前記第１の所定距離とは異なる第２の所定距離だけ離れた第２面上に位置する状態である光学デバイス。
8. 照明光を用いて、物体を露光する露光装置であって、
   前記照明光の光路上に配置される請求項５に記載の光学デバイスを備え、
   該光学デバイスを介した前記照明光を用いて前記物体を露光する露光装置。
9. 請求項８に記載の露光装置において、
   前記光学デバイスは、前記照明光の照射により所定のパターンを生成する露光装置。
10. 物体を露光する露光装置であって、
    照明光の照射により所定のパターンを生成する請求項５に記載の光学デバイスを備え、
    前記第１状態の光学素子を介した前記照明光の位相と、前記第２状態の光学素子を介した前記照明光の位相とは、相互に半波長分ずれている露光装置。
11. 請求項９又は１０に記載の露光装置において、
    前記光学デバイスを介した前記照明光で前記所定のパターンを前記物体に露光する、露光装置。
12. 請求項８乃至１１の何れか一項に記載の露光装置において、
    前記物体を保持して移動する移動体を更に備え、
    前記制御装置は、前記各駆動機構を前記移動体の所定方向への移動に同期して制御する露光装置。
13. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項８乃至１２の何れか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うデバイス製造方法。
    

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