JP6558528B2 - Spatial light modulator and method of using the same, modulation method, exposure method and apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Spatial light modulator and method of using the same, modulation method, exposure method and apparatus, and device manufacturing method Download PDF

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複数の可動な光学要素を有する空間光変調器及びその使用方法、空間光変調器を用いる光の変調方法、空間光変調器を用いて物体を露光する露光技術、並びに露光技術を用いるデバイス製造方法に関する。   Spatial light modulator having a plurality of movable optical elements and method of using the same, method of modulating light using the spatial light modulator, exposure technology for exposing an object using the spatial light modulator, and device manufacturing method using the exposure technology About.

例えば半導体素子等のデバイス（電子デバイス又はマイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程で、マスクのパターンを投影光学系を介して感光性の基板に露光するために露光装置が使用されている。最近では、複数種類のデバイス毎に、さらに基板の複数のレイヤ毎にそれぞれマスクを用意することによる製造コストの増大を抑制し、各デバイスを効率的に製造するために、マスクの代わりに、それぞれ傾斜角が可変の多数の微小ミラーのアレイ(配列）を有する空間光変調器(spatial light modulator)を用いて、投影光学系の物体面に可変のパターンを生成するいわゆるマスクレス方式の露光装置が提案されている。   For example, in a lithography process for manufacturing a device (electronic device or micro device) such as a semiconductor element, an exposure apparatus is used to expose a mask pattern onto a photosensitive substrate via a projection optical system. Recently, in order to suppress the increase in manufacturing cost by preparing a mask for each of a plurality of types of devices and each of a plurality of layers of a substrate, and to efficiently manufacture each device, A so-called maskless exposure apparatus that generates a variable pattern on the object plane of a projection optical system using a spatial light modulator having an array of micromirrors with variable tilt angles. Proposed.

従来の多数の微小ミラーのアレイを有する空間光変調器を使用する場合、隣接する微小ミラー間の隙間に入射した後に基盤等の構造物で反射されて隙間から射出する光が、微小ミラー自体からの反射光の状態を変えてしまう恐れがある。   When using a conventional spatial light modulator having a large array of micromirrors, light that is reflected by a structure such as a substrate after being incident on a gap between adjacent micromirrors is emitted from the micromirror itself. May change the state of the reflected light.

米国特許第５，３３０，８７８号明細書US Pat. No. 5,330,878

第１の態様によれば、所定面内に配列された複数の可動光学要素を備え、入射光を変調して射出する空間光変調器であって、その複数の可動光学要素のうち互いに隣接する２つのその可動光学要素の間隔がその入射光の波長以下である空間光変調器が提供される。
第２の態様によれば、露光光で基板を露光する露光装置において、第１の態様の空間光変調器と、その空間光変調器のその複数の可動光学要素の配列にその露光光を照射する照明光学系と、その複数の可動光学要素からの光をその基板に導いてその基板上にパターンを投影する投影光学系と、その基板に露光されるパターンを制御するために、その空間光変調器の複数の可動光学要素を個別に制御する制御装置と、を備える露光装置が提供される。 According to the first aspect, the spatial light modulator includes a plurality of movable optical elements arranged in a predetermined plane, and modulates and emits incident light, and is adjacent to each other among the plurality of movable optical elements. A spatial light modulator is provided in which the distance between the two movable optical elements is less than or equal to the wavelength of the incident light.
According to the second aspect, in the exposure apparatus that exposes the substrate with the exposure light, the exposure light is irradiated to the spatial light modulator of the first aspect and the array of the movable optical elements of the spatial light modulator. An illumination optical system, a projection optical system that guides light from the plurality of movable optical elements to the substrate and projects a pattern onto the substrate, and a spatial light for controlling the pattern exposed to the substrate An exposure apparatus is provided that includes a control device that individually controls a plurality of movable optical elements of a modulator.

第３の態様によれば、第１の態様の空間光変調器の複数の可動光学要素の配列に光を照射することと、その複数の可動光学要素を通過したその光を変調するように、その複数の可動光学要素を個別に制御することと、を含む空間光変調器の使用方法が提供される。
第４の態様によれば、露光光で基板を露光する露光方法において、第１の態様の空間光変調器のその複数の可動光学要素の配列にその露光光を照射することと、その複数の可動光学要素からの光で投影光学系を介してその基板を露光することと、その基板に露光されるパターンを制御するために、その空間光変調器のその複数の光学要素を個別に制御することと、を含む露光方法が提供される。 According to the third aspect, irradiating the array of the plurality of movable optical elements of the spatial light modulator of the first aspect with light, and modulating the light that has passed through the plurality of movable optical elements, Individually controlling the plurality of movable optical elements, and provides a method of using the spatial light modulator.
According to the fourth aspect, in the exposure method for exposing the substrate with the exposure light, irradiating the array of the plurality of movable optical elements of the spatial light modulator of the first aspect with the exposure light, Individually controlling the plurality of optical elements of the spatial light modulator to control exposure of the substrate with light from the movable optical element via the projection optics and the pattern exposed to the substrate And an exposure method including the above is provided.

第５の態様によれば、入射光を変調して射出する変調方法において、所定面内に配列された複数の可動光学要素に入射光を照射することと、該複数の可動光学要素を用いたその入射光を変調することとを含み、その複数の可動光学要素のうち、互いに隣接する２つのその可動光学要素の間隔がその入射光の波長以下である変調方法が提供される。
なお、第１及び第５の態様において、その可動光学要素の間隔はその入射光の波長の０．４倍以上であることが好ましい。
第６の態様によれば、露光光で基板を露光する露光方法において、第５の態様の変調方法を用いて、その露光光を変調することと、該変調された光で投影光学系を介してその基板を露光することと、その基板に露光されるパターンを制御するために、その複数の可動光学要素を個別に制御することと、を含む露光方法が提供される。 According to the fifth aspect, in the modulation method for modulating and emitting the incident light, the plurality of movable optical elements arranged in a predetermined plane are irradiated with the incident light, and the plurality of movable optical elements are used. Modulating the incident light, and providing a modulation method in which a distance between two movable optical elements adjacent to each other among the plurality of movable optical elements is equal to or less than a wavelength of the incident light.
In the first and fifth aspects, the distance between the movable optical elements is preferably 0.4 times or more the wavelength of the incident light.
According to the sixth aspect, in the exposure method for exposing the substrate with the exposure light, the exposure light is modulated using the modulation method of the fifth aspect, and the modulated light is passed through the projection optical system. And exposing the substrate and individually controlling the plurality of movable optical elements to control the pattern exposed to the substrate.

第７の態様によれば、第２の態様の露光装置或いは第４又は第６の態様の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。   According to the seventh aspect, the pattern of the photosensitive layer is formed on the substrate using the exposure apparatus of the second aspect or the exposure method of the fourth or sixth aspect, and the substrate on which the pattern is formed And a device manufacturing method is provided.

実施形態の一例の露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the exposure apparatus of an example of embodiment. （Ａ）は図１中のＳＬＭ２８の一部を示す拡大斜視図、（Ｂ）は図２（Ａ）の一つのミラー要素を示す拡大斜視図である。(A) is an enlarged perspective view showing a part of the SLM 28 in FIG. 1, and (B) is an enlarged perspective view showing one mirror element in FIG. 2 (A). （Ａ）は２つの隣接するミラー要素を示す拡大断面図、（Ｂ）はその２つのミラー要素を示す拡大平面図である。(A) is an enlarged sectional view showing two adjacent mirror elements, and (B) is an enlarged plan view showing the two mirror elements. （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれミラー要素の隙間領域の反射率と反射部の間隔とのとの関係の第１及び第２の例を示す図である。(A) And (B) is a figure which shows the 1st and 2nd example of the relationship between the reflectance of the clearance gap area | region of a mirror element, and the space | interval of a reflection part, respectively. （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれミラー要素の隙間領域の反射率と隙間領域の深さとの関係の第１及び第２の例を示す図である。(A) And (B) is a figure which shows the 1st and 2nd example of the relationship between the reflectance of the clearance gap area | region of a mirror element, and the depth of a clearance gap area | region, respectively. （Ａ）は空間光変調器で設定される反射光の位相分布の一例を示す部分拡大平面図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＹ軸に沿う直線上の反射光の振幅分布を示す図、（Ｃ）はその振幅分布の光によって形成される像の強度分布を示す図である。FIG. 6A is a partially enlarged plan view showing an example of a phase distribution of reflected light set by the spatial light modulator, and FIG. 6B shows an amplitude distribution of reflected light on a straight line along the Y axis in FIG. FIG. 4C is a diagram showing an intensity distribution of an image formed by light having the amplitude distribution. （Ａ）は比較例の空間光変調器によって設定される反射光の位相分布を示す平面図、（Ｂ）は図７（Ａ）のＹ軸に沿う直線上の反射光の振幅分布を示す図、（Ｃ）はその振幅分布の光によって形成される像の強度分布を示す図である。(A) is a plan view showing the phase distribution of the reflected light set by the spatial light modulator of the comparative example, (B) is a diagram showing the amplitude distribution of the reflected light on a straight line along the Y axis of FIG. (C) is a figure which shows intensity distribution of the image formed with the light of the amplitude distribution. 露光方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the exposure method. （Ａ）は走査露光時のウエハのショット領域を示す図、（Ｂ）はステップ・アンド・リピート方式で露光する際のウエハのショット領域を示す図である。(A) is a view showing a shot area of a wafer at the time of scanning exposure, and (B) is a view showing a shot area of the wafer at the time of exposure by the step-and-repeat method. 他の実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the exposure apparatus of other embodiment. 電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of an electronic device.

以下、実施形態の一例につき図１〜図１０（Ｂ）を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る空間光変調器(spatial light modulator: ＳＬＭ)を使用するマスクレス方式の露光装置ＥＸの概略構成を示す。図１において、露光装置ＥＸは、パルス発光を行う露光用の光源２と、光源２からの露光用の照明光（露光光）ＩＬで被照射面を照明する照明光学系ＩＬＳと、ほぼその被照射面又はその近傍の面上に二次元のアレイ(array: 配列)として配列されたそれぞれ高さが可変の微小ミラー（可動反射要素）である多数のミラー要素３０を備えた空間光変調器２８と、空間光変調器２８（以下、ＳＬＭ２８という）を駆動する変調制御部４８とを備えている。さらに、露光装置ＥＸは、多数のミラー要素３０によって生成された反射型の凹凸パターン（位相分布を持つ反射型マスクパターン）で反射された照明光ＩＬを受光して、その凹凸パターン（位相分布）に対応して形成される空間像（デバイスパターン像）を感光性の基板としての半導体ウエハ（以下、単にウエハという）Ｗの表面に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷの位置決め及び移動を行うウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系４０と、各種制御系等とを備えている。 Hereinafter, an exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10B.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a maskless exposure apparatus EX using a spatial light modulator (SLM) according to the present embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes an exposure light source 2 that emits pulsed light, an illumination optical system ILS that illuminates a surface to be irradiated with exposure illumination light (exposure light) IL from the light source 2, and substantially Spatial light modulator 28 including a number of mirror elements 30 which are micromirrors (movable reflective elements) each having a variable height arranged as a two-dimensional array on the irradiation surface or a surface in the vicinity thereof. And a modulation control unit 48 for driving the spatial light modulator 28 (hereinafter referred to as SLM 28). Further, the exposure apparatus EX receives the illumination light IL reflected by the reflective uneven pattern (reflective mask pattern having a phase distribution) generated by a large number of mirror elements 30, and the uneven pattern (phase distribution). A projection optical system PL for projecting a spatial image (device pattern image) formed corresponding to the above to the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) W as a photosensitive substrate, and positioning and movement of the wafer W It includes a wafer stage WST, a main control system 40 composed of a computer that controls the overall operation of the apparatus, and various control systems.

以下、図１において、ウエハステージＷＳＴの底面（不図示のガイド面に平行な面）に垂直にＺ軸を設定し、Ｚ軸に垂直な平面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＸ軸を設定して説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に平行な軸の回りの角度をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向の角度とも呼ぶ。本実施形態では、露光時にウエハＷはＹ方向（走査方向）に走査又は移動される。   Hereinafter, in FIG. 1, a Z-axis is set perpendicular to the bottom surface of wafer stage WST (a surface parallel to a guide surface not shown), and Y-axis is set in a direction parallel to the plane of FIG. 1 in a plane perpendicular to the Z-axis. Will be described with the X axis set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. In addition, angles around axes parallel to the X axis, Y axis, and Z axis are also referred to as angles in the θx direction, θy direction, and θz direction, respectively. In this embodiment, the wafer W is scanned or moved in the Y direction (scanning direction) during exposure.

光源２としては、波長１９３ｎｍでパルス幅５０ｎｓ程度のほぼ直線偏光のレーザ光を４〜６ｋＨｚ程度の周波数でパルス発光するＡｒＦエキシマレーザ光源が使用されている。なお、光源２として、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光源、パルス点灯される発光ダイオード、又はＹＡＧレーザ若しくは固体レーザ（半導体レーザ等）から出力されるレーザ光の高調波を生成する固体パルスレーザ光源等も使用できる。固体パルスレーザ光源は、例えば波長１９３ｎｍ（これ以外の種々の波長が可能）でパルス幅１ｎｓ程度のレーザ光を１〜２ＭＨｚ程度の周波数でパルス発光可能である。   As the light source 2, an ArF excimer laser light source is used that emits a pulse of substantially linearly polarized laser light having a wavelength of 193 nm and a pulse width of about 50 ns at a frequency of about 4 to 6 kHz. As the light source 2, a KrF excimer laser light source having a wavelength of 248 nm, a pulsed light emitting diode, or a solid pulse laser light source that generates harmonics of laser light output from a YAG laser or a solid state laser (semiconductor laser, etc.) Can be used. The solid-state pulse laser light source can emit laser light with a wavelength of 193 nm (various wavelengths other than this) and a pulse width of about 1 ns at a frequency of about 1 to 2 MHz.

本実施形態においては、光源２には電源部４２が連結されている。主制御系４０が、パルス発光のタイミング及び光量（パルスエネルギー）を指示する発光トリガパルスＴＰを電源部４２に供給する。その発光トリガパルスＴＰに同期して電源部４２は、指示されたタイミング及び光量で光源２にパルス発光を行わせる。
光源２から射出された断面形状が矩形でほぼ平行光束のパルスレーザ光よりなる照明光ＩＬは、照明光学系ＩＬＳに入射する。本実施形態の照明光学系ＩＬＳは、一例としてそれぞれ直交する２つの軸の回りの傾斜角が可変の多数の微小なミラー要素１０ａ（可動反射要素）のアレイを有する空間光変調器１０（以下、ＳＬＭ１０という）を備えている。照明光学系ＩＬＳにおいて、照明光ＩＬは、一対のレンズよりなるビームエキスパンダ４、照明光ＩＬの偏光状態を制御する１／２波長板等を有する偏光制御光学系６及びミラー８Ａを介して、ＳＬＭ１０の多数のミラー要素１０ａの反射面を照明する。ＳＬＭ１０で反射された照明光ＩＬは、レンズ１４ａ，１４ｂよりなるリレー光学系１４及びミラー８Ｂを介してマイクロレンズアレイ１６に入射する。マイクロレンズアレイ１６に入射した照明光ＩＬは、マイクロレンズアレイ１６を構成する多数の微小なレンズエレメントによって二次元的に分割され、各レンズエレメントの後側焦点面である照明光学系ＩＬＳの瞳面（以下、照明瞳面という）ＩＰＰには二次光源（面光源）が形成される。 In the present embodiment, a power source unit 42 is connected to the light source 2. The main control system 40 supplies a light emission trigger pulse TP instructing the pulse emission timing and the light amount (pulse energy) to the power supply unit 42. In synchronization with the light emission trigger pulse TP, the power supply unit 42 causes the light source 2 to emit pulses at the instructed timing and light quantity.
Illumination light IL made up of pulse laser light having a rectangular cross-section emitted from the light source 2 and a substantially parallel light beam is incident on the illumination optical system ILS. As an example, the illumination optical system ILS of the present embodiment includes a spatial light modulator 10 (hereinafter, referred to as an array of a plurality of minute mirror elements 10a (movable reflective elements) having variable inclination angles around two orthogonal axes. SLM10). In the illumination optical system ILS, the illumination light IL is transmitted through a beam expander 4 composed of a pair of lenses, a polarization control optical system 6 having a half-wave plate or the like that controls the polarization state of the illumination light IL, and a mirror 8A. Illuminates the reflective surfaces of a number of mirror elements 10a of the SLM 10. The illumination light IL reflected by the SLM 10 enters the microlens array 16 via the relay optical system 14 including the lenses 14a and 14b and the mirror 8B. The illumination light IL incident on the microlens array 16 is two-dimensionally divided by a large number of minute lens elements constituting the microlens array 16, and the pupil plane of the illumination optical system ILS that is the rear focal plane of each lens element. A secondary light source (surface light source) is formed in the IPP (hereinafter referred to as an illumination pupil plane).

なお、空間光変調器１０の代わりに、回折光学素子を使用してもよい。
また、偏光制御光学系６として、例えば米国特許第７，４２３，７３１号公報に開示される偏光制御光学系を適用してもよい。また、偏光制御系として、米国公開公報第２００６／０１７０９０１号公報、第２００７／０１４６６７６号公報、第２００７／０１９５３０５号公報、第２０１０／０１６５３１８号公報、第２０１４／０２１１１７４号公報及び第２０１４／０２３３００８号公報等に開示される偏光制御系を用いてもよい。 Note that a diffractive optical element may be used instead of the spatial light modulator 10.
As the polarization control optical system 6, for example, a polarization control optical system disclosed in US Pat. No. 7,423,731 may be applied. As polarization control systems, US Publication Nos. 2006/0170901, 2007/0146676, 2007/0195305, 2010/0165318, 2014/0211174, and 2014/0233008. You may use the polarization control system disclosed by the gazette.

ＳＬＭ１０の多数のミラー要素１０ａの２つの軸の回りの傾斜角の分布を制御することによって、照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布（瞳輝度分布）を通常照明、輪帯照明、複数極照明、又はレチクルのパターンに対して最適化した照明等のための任意の分布に設定できる。照明条件に応じたＳＬＭ１０の多数のミラー要素１０ａの傾斜角の分布は、変調制御部４９によって制御される。なお、傾斜角可変型のＳＬＭ１０の代わりに、それぞれ高さが可変の多数のミラー要素のアレイを有する空間光変調器、又は複数の回折光学素子を使用することも可能である。また、マイクロレンズアレイ１６の代わりにフライアイレンズ等を使用してもよい。   By controlling the distribution of the tilt angles around the two axes of the multiple mirror elements 10a of the SLM 10, the light intensity distribution (pupil luminance distribution) on the illumination pupil plane IPP is changed to normal illumination, annular illumination, multipolar illumination, or It can be set to an arbitrary distribution for illumination or the like optimized for the reticle pattern. The distribution of the tilt angles of the many mirror elements 10a of the SLM 10 according to the illumination conditions is controlled by the modulation control unit 49. Note that a spatial light modulator having an array of a large number of mirror elements each having a variable height, or a plurality of diffractive optical elements can be used instead of the SLM 10 having a variable tilt angle. Further, a fly-eye lens or the like may be used instead of the microlens array 16.

照明瞳面ＩＰＰに形成された二次光源からの照明光ＩＬは、第１リレーレンズ１８、視野絞り２０、光路を−Ｚ方向に折り曲げるミラー８Ｃ、第２リレーレンズ２２、コンデンサ光学系２４、及びミラー８Ｄを介して、ＸＹ平面に平行な被照射面（設計上の転写用のパターンが配置される面）にθｘ方向に平均的な入射角αで入射する。言い換えると、その被照射面に対して照明光学系ＩＬＳの光軸ＡＸＩはθｘ方向に入射角αで交差している。入射角αは例えば数度（ｄｅｇ）から数１０度である。その被照射面又はその近傍の面に、ＳＬＭ２８の２次元のアレイ状に配列された多数のミラー要素３０の電源オフ時の反射面が配置される。ビームエキスパンダ４からコンデンサ光学系２４及びミラー８Ｄまでの光学部材を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬは、ＳＬＭ２８の多数のミラー要素３０のアレイ上のＸ方向に細長い長方形状の照明領域２６Ａをほぼ均一な照度分布で照明する。多数のミラー要素３０は、照明領域２６Ａを含む長方形の領域にＸ方向及びＹ方向に所定ピッチで配列されている。照明光学系ＩＬＳ及びＳＬＭ２８は、不図示のフレームに支持されている。   Illumination light IL from the secondary light source formed on the illumination pupil plane IPP includes a first relay lens 18, a field stop 20, a mirror 8C that bends the optical path in the -Z direction, a second relay lens 22, a condenser optical system 24, and The light is incident on the irradiated surface (the surface on which the designed transfer pattern is arranged) parallel to the XY plane through the mirror 8D at an average incident angle α in the θx direction. In other words, the optical axis AXI of the illumination optical system ILS intersects the irradiated surface in the θx direction at an incident angle α. The incident angle α is, for example, several degrees (deg) to several tens of degrees. On the irradiated surface or a surface in the vicinity thereof, a reflection surface at the time of power-off of a large number of mirror elements 30 arranged in a two-dimensional array of SLMs 28 is arranged. An illumination optical system ILS is configured including optical members from the beam expander 4 to the condenser optical system 24 and the mirror 8D. Illumination light IL from the illumination optical system ILS illuminates a rectangular illumination area 26A elongated in the X direction on the array of a large number of mirror elements 30 of the SLM 28 with a substantially uniform illumination distribution. A large number of mirror elements 30 are arranged in a rectangular region including the illumination region 26A at a predetermined pitch in the X direction and the Y direction. The illumination optical systems ILS and SLM 28 are supported by a frame (not shown).

図２（Ａ）は、図１中のＳＬＭ２８の反射面の一部を示す拡大斜視図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中の一つのミラー要素３０を示す拡大斜視図である。図２（Ａ）において、ＳＬＭ２８は、平板状のベース部材３２と、ベース部材３２の上面にＸ方向及びＹ方向にそれぞれピッチ（周期）ｐｘ及びｐｙで配列された複数のミラー要素３０とを備えている。ミラー要素３０は、それぞれＸ方向の幅ａｘ（＜ｐｘ）及びＹ方向の幅ａｙ（＜ｐｙ）の矩形の反射部３１を有し、反射部３１の上面は入射する光を反射する平坦な反射面３１ａである。Ｘ方向及びＹ方向に隣接する２つの反射部３１の間の領域がそれぞれ隙間領域３４Ｘ及び３４Ｙである。隙間領域３４ＸのＸ方向の幅ｇｘ（以下、反射部３１のＸ方向の間隔という）、及び隙間領域３４ＹのＹ方向の幅ｇｙ（以下、反射部３１のＹ方向の間隔という）に関して次の関係が成立する。   2A is an enlarged perspective view showing a part of the reflecting surface of the SLM 28 in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged perspective view showing one mirror element 30 in FIG. 2A. 2A, the SLM 28 includes a flat base member 32 and a plurality of mirror elements 30 arranged on the upper surface of the base member 32 at pitches (periods) px and py in the X direction and the Y direction, respectively. ing. The mirror element 30 has a rectangular reflecting portion 31 having a width ax (<px) in the X direction and a width ay (<py) in the Y direction, and the upper surface of the reflecting portion 31 is a flat reflection that reflects incident light. It is the surface 31a. Regions between two reflecting portions 31 adjacent to each other in the X direction and the Y direction are gap regions 34X and 34Y, respectively. Regarding the width gx in the X direction of the gap region 34X (hereinafter referred to as the interval in the X direction of the reflecting portion 31) and the width gy in the Y direction of the gap region 34Y (hereinafter referred to as the interval in the Y direction of the reflecting portion 31) Is established.

ｐｘ＝ａｘ＋ｇｘ …（１Ａ）、 ｐｙ＝ｂｙ＋ｇｙ …（１Ｂ）
反射部３１の間隔ｇｘ及びｇｙは、それぞれ隣接する２つのミラー要素３０の配列方向の間隔と言うこともできる。また、隙間領域３４Ｘ，３４Ｙを隣接する２つのミラー要素３０（反射部３１）間のスリットとみなすとき、間隔ｇｘ，ｇｙをそれぞれスリット幅と言うこともできる。一例として反射部３１は正方形であり、幅ａｘ及びａｙは互いに等しく、ピッチｐｘ，ｐｙも互いに等しい。この場合、反射部３１の間隔ｇｘ，ｇｙも互いに等しくなる。なお、反射部３１は長方形や六角形等の多角形でもよく、ピッチｐｘ，ｐｙは互いに異なってもよい。さらに、間隔ｇｘ，ｇｙは互いに異なっていてもよい。なお、反射部３１の間隔ｇｘ及びｇｙは、それぞれ隣接する２つのミラー要素３０の反射面３１ａの配列方向の間隔と言うこともできる。また、隣接する２つのミラー要素３０（反射部３１）における互いに対向する辺同士（隙間領域を挟んで配置される２つのミラー要素の隙間領域側の辺同士）は、互いに平行であってもよい。 px = ax + gx (1A), py = by + gy (1B)
It can also be said that the intervals gx and gy of the reflecting portion 31 are intervals in the arrangement direction of two adjacent mirror elements 30. Further, when the gap regions 34X and 34Y are regarded as slits between two adjacent mirror elements 30 (reflecting portions 31), the intervals gx and gy can also be referred to as slit widths, respectively. As an example, the reflection part 31 is square, width ax and ay are mutually equal, and pitch px and py are also mutually equal. In this case, the distances gx and gy of the reflection part 31 are also equal to each other. The reflecting portion 31 may be a polygon such as a rectangle or a hexagon, and the pitches px and py may be different from each other. Further, the intervals gx and gy may be different from each other. Note that the intervals gx and gy of the reflecting portions 31 can also be said to be intervals in the arrangement direction of the reflecting surfaces 31a of the two adjacent mirror elements 30, respectively. In addition, adjacent sides of two adjacent mirror elements 30 (reflecting portions 31) (sides on the gap area side of two mirror elements arranged with the gap area interposed therebetween) may be parallel to each other. .

ＳＬＭ２８の反射面において、Ｘ方向にｉ番目（ｉ＝１，２，…，Ｉ）及びＹ方向にｊ番目（ｊ＝１，２，…，Ｊ）の位置Ｐ（ｉ，ｊ）にそれぞれミラー要素３０の反射部３１が配置されている（Ｉ及びＪはそれぞれ２以上の整数）。一例として、ミラー要素３０のＹ方向（ウエハＷの走査方向に対応する方向）の配列数Ｊは数１００〜数１０００であり、Ｘ方向の配列数Ｉは配列数Ｊの数倍〜数１０倍である。また、ミラー要素３０の配列のピッチｐｘ（＝ｐｙ）は例えば１０μｍ〜０．５μｍ程度としてもよい。   On the reflecting surface of the SLM 28, mirrors are provided at positions P (i, j) at the i-th (i = 1, 2,..., I) in the X direction and j-th (j = 1, 2,..., J) in the Y direction. The reflection part 31 of the element 30 is arrange | positioned (I and J are each an integer greater than or equal to 2). As an example, the number J of arrangements in the Y direction (direction corresponding to the scanning direction of the wafer W) of the mirror elements 30 is several hundred to several thousand, and the number I of arrangements in the X direction is several times to several tens of times the number J of arrangements. It is. Further, the pitch px (= py) of the arrangement of the mirror elements 30 may be, for example, about 10 μm to 0.5 μm.

また、ミラー要素３０は、反射部３１の底面に細い軸部３１ｂ（図３（Ａ）参照）を介して連結された反射部３１よりも小さい矩形の平板状の連結部３３と、ベース部材３２に対してＺ方向に変位可能に連結部３３を支持する複数のそれぞれ可撓性を持つヒンジ部３５Ａ，３５Ｂ（図２（Ｂ）参照）と、ベース部材３２の表面に形成された薄いほぼ正方形の電極３６Ａと、連結部３３の底面に電極３６Ａに対向するように形成された薄いほぼ正方形の電極３６Ｂ（図３（Ａ）参照）とを有する。なお、一例としてミラー要素３０は２つのヒンジ部３５Ａ，３５Ｂを有するが、例えばヒンジ部３５Ａ，３５Ｂを９０度回転したような配置でさらに２つのヒンジ部（不図示）を設けてもよい。   The mirror element 30 has a rectangular flat plate-like connecting portion 33 smaller than the reflecting portion 31 connected to the bottom surface of the reflecting portion 31 via a thin shaft portion 31b (see FIG. 3A), and a base member 32. A plurality of flexible hinge portions 35A and 35B (see FIG. 2B) for supporting the connecting portion 33 so as to be displaceable in the Z direction, and a thin, substantially square formed on the surface of the base member 32 Electrode 36A, and a thin, substantially square electrode 36B (see FIG. 3A) formed on the bottom surface of the connecting portion 33 so as to face the electrode 36A. As an example, the mirror element 30 includes two hinge portions 35A and 35B. However, for example, two hinge portions (not shown) may be provided in an arrangement in which the hinge portions 35A and 35B are rotated by 90 degrees.

図３（Ａ）は、図２（Ａ）の位置Ｐ（ｉ，ｊ−１）及びＰ（ｉ，ｊ）にあるミラー要素３０を示す拡大断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の平面図である。図３（Ａ）において、ベース部材３２は、一例として、例えばシリコン（Ｓｉ）よりなる平板状の基材３２Ａと、基材３２Ａの表面に形成された窒化ケイ素（例えばＳｉ3Ｎ4）等の絶縁層３２Ｂとから構成されている。また、一例として、反射部３１及び軸部３１ｂは、アルミニウム等の高反射率の材料から形成され、連結部３３はチタン及びアルミニウムの合金（ＴｉＡｌ）等の導電性の高い材料から形成され、ヒンジ部３５Ａ，３５Ｂは、チタン及びアルミニウムの合金、又はアルミニウム等の導電性の高い材料から形成されるとともに、可撓性を持たせるために断面積が小さく、かつ細長く形成されている。連結部３３のＹ方向の間隔ｇｃｙ及びＸ方向の間隔ｇｃｘは、それぞれ反射部３１の間隔ｇｘ，ｇｙよりも広く設定されている。一例として、間隔ｇｃｙと間隔ｇｃｘとは等しく設定されている。   3A is an enlarged cross-sectional view showing the mirror element 30 at positions P (i, j-1) and P (i, j) in FIG. 2A, and FIG. 3B is FIG. ). In FIG. 3A, the base member 32 includes, for example, a flat substrate 32A made of, for example, silicon (Si), and an insulating layer 32B such as silicon nitride (eg, Si3N4) formed on the surface of the substrate 32A. It consists of and. Further, as an example, the reflecting portion 31 and the shaft portion 31b are formed from a material having high reflectivity such as aluminum, and the connecting portion 33 is formed from a material having high conductivity such as an alloy of titanium and aluminum (TiAl). The portions 35A and 35B are made of a highly conductive material such as an alloy of titanium and aluminum, or aluminum, and have a small cross-sectional area and an elongated shape so as to have flexibility. The gap gcy in the Y direction and the gap gcx in the X direction of the coupling part 33 are set wider than the gaps gx and gy of the reflection part 31, respectively. As an example, the interval gcy and the interval gcx are set equal.

また、電極３６Ａ，３６Ｂはチタン及びアルミニウムの合金又は銅（Ｃｕ）等の導電性の高い材料から形成されている。なお、連結部３３は導電性が高いため、連結部３３の底面の電極３６Ｂは省略することが可能である。また、反射部３１は、例えばポリシリコンからなる平板状の部材の表面に高反射率の材料（例えばアルミニウム等）よりなる反射膜を形成したものを使用することも可能である。   The electrodes 36A and 36B are made of a highly conductive material such as an alloy of titanium and aluminum or copper (Cu). Since the connecting portion 33 has high conductivity, the electrode 36B on the bottom surface of the connecting portion 33 can be omitted. In addition, the reflecting portion 31 may be formed by forming a reflective film made of a highly reflective material (for example, aluminum) on the surface of a flat plate member made of, for example, polysilicon.

また、ベース部材３２の表面には、ミラー要素３０毎に対応する電極３６Ａ，３６Ｂ間に所定の電圧を印加するための信号ライン（不図示）がマトリクス状に設けられ、ヒンジ部３５Ａ，３５Ｂは、電極３６Ｂに対応する信号ライン（不図示）に接続されている。この構成によって、ミラー要素３０毎に、電極３６Ａと電極３６Ｂ（又は連結部３３）との間に所定の可変の電圧を印加して、連結部３３（及び反射部３１）をベース部材３２の法線方向（Ｚ方向）に駆動することができる。   A signal line (not shown) for applying a predetermined voltage between the electrodes 36A and 36B corresponding to each mirror element 30 is provided in a matrix on the surface of the base member 32, and the hinge portions 35A and 35B are Are connected to signal lines (not shown) corresponding to the electrodes 36B. With this configuration, for each mirror element 30, a predetermined variable voltage is applied between the electrode 36 </ b> A and the electrode 36 </ b> B (or the connection portion 33), and the connection portion 33 (and the reflection portion 31) is used as the base member 32 method. It can be driven in the linear direction (Z direction).

一例として、電源オフ状態又は電源オン状態で電極３６Ａ，３６Ｂ間に電圧が印加されていない状態（第１の状態）では、位置Ｐ（ｉ，ｊ−１）のミラー要素３０で示すように、ミラー要素３０の反射面は、ＸＹ平面に平行な平面である基準平面Ａ１に合致している。一方、電源オン時で電極３６Ａ，３６Ｂ間に所定の電圧が印加されている状態（第２の状態）では、位置Ｐ（ｉ，ｊ）のミラー要素３０で示すように、ミラー要素３０の反射面は、ＸＹ平面に平行で基準平面Ａ１からＺ方向に間隔δａだけ変位した平面Ａ２に合致している。このように、ミラー要素３０の反射面の位置は、ミラー要素３０に入射する光の進行方向に沿って変更可能である。言い換えると、ミラー要素３０の反射面の位置は、投影光学系の光軸ＡＸＷの方向に沿って変更可能である。図１の変調制御部４８が、主制御系４０から設定される照明光ＩＬの位相分布（凹凸パターン）の情報に応じて、位置Ｐ（ｉ，ｊ）のミラー要素３０毎の電極３６Ａ，３６Ｂ間の電圧を制御する。各ミラー要素３０の反射率は例えば８０％程度以上であり、各ミラー要素３０は、その第１の状態又はその第２の状態のいずれかに設定される。   As an example, in a state where the voltage is not applied between the electrodes 36A and 36B in the power-off state or the power-on state (first state), as shown by the mirror element 30 at the position P (i, j−1), The reflecting surface of the mirror element 30 coincides with a reference plane A1 that is a plane parallel to the XY plane. On the other hand, when a predetermined voltage is applied between the electrodes 36A and 36B when the power is turned on (second state), as shown by the mirror element 30 at the position P (i, j), the reflection of the mirror element 30 is performed. The plane coincides with a plane A2 that is parallel to the XY plane and displaced from the reference plane A1 by the interval δa in the Z direction. As described above, the position of the reflection surface of the mirror element 30 can be changed along the traveling direction of the light incident on the mirror element 30. In other words, the position of the reflecting surface of the mirror element 30 can be changed along the direction of the optical axis AXW of the projection optical system. The modulation control unit 48 in FIG. 1 performs electrodes 36A and 36B for each mirror element 30 at the position P (i, j) according to information on the phase distribution (uneven pattern) of the illumination light IL set from the main control system 40. Control the voltage between. The reflectivity of each mirror element 30 is, for example, about 80% or more, and each mirror element 30 is set to either the first state or the second state.

このような微小な立体構造のＳＬＭ２８は、例えばいわゆるＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム）技術を用いて製造することが可能である。ＳＬＭ２８の各ミラー要素３０は、平行移動によって第１の状態又は第２の状態に設定できればよいだけであるため、ミラー要素３０の小型化及びミラー要素３０の配列数の増大が容易である。   The SLM 28 having such a minute three-dimensional structure can be manufactured using, for example, a so-called MEMS (Microelectromechanical Systems) technique. Since each mirror element 30 of the SLM 28 only needs to be set to the first state or the second state by translation, it is easy to reduce the size of the mirror element 30 and increase the number of arrangement of the mirror elements 30.

以下ではＳＬＭ２８に入射する照明光ＩＬを、必要に応じて入射する領域に応じて照明光ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３として説明する。各ミラー要素３０の反射面が基準平面Ａ１に合致している状態（第１の状態）で、当該ミラー要素３０によって反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量を第１の位相δ１とすると、本実施形態では位相δ１は０度（０°）である。また、各ミラー要素３０の反射面が基準平面Ａ１から間隔δａだけ変位した平面Ａ２に合致している状態（第２の状態）で、当該ミラー要素３０で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量を第２の位相δ２とすると、位相δ２は位相δ１に対して１８０度（π（ｒａｄ））異なっている。この場合、以下の関係が成立する。ただし、ＳＬＭ２８の製造誤差及び変調制御部４８による駆動誤差等を考慮して、位相δ２は、式（２Ｂ）に対して数度（ｄｅｇ）程度の誤差は許容される。なお、以下では単位のない位相はｒａｄを意味する。   Hereinafter, the illumination light IL incident on the SLM 28 will be described as illumination light IL1, IL2, and IL3 depending on a region incident as necessary. When the reflection surface of each mirror element 30 matches the reference plane A1 (first state) and the amount of change in the phase of the illumination light IL1 reflected by the mirror element 30 is the first phase δ1, In the present embodiment, the phase δ1 is 0 degree (0 °). Further, the phase of the illumination light IL2 reflected by the mirror element 30 is changed in a state (second state) in which the reflecting surface of each mirror element 30 matches the plane A2 displaced from the reference plane A1 by the interval δa. If the amount is the second phase δ2, the phase δ2 is 180 degrees (π (rad)) different from the phase δ1. In this case, the following relationship is established. However, in consideration of a manufacturing error of the SLM 28, a driving error by the modulation control unit 48, and the like, the phase δ2 is allowed to have an error of several degrees (deg) with respect to the equation (2B). In the following, a phase without a unit means rad.

δ１＝０度 …（２Ａ）， δ２＝１８０度＝π …（２Ｂ）
また、ミラー要素３０間の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの下方の電極３６Ａ（又は電極３６Ａ）の表面の反射率は例えば数１０％程度である。
また、本実施形態において、以下の式で示すように、反射部３１の間隔ｇｘ，ｇｙはそれぞれ照明光ＩＬの波長λ以下に設定されている。 δ1 = 0 degrees (2A), δ2 = 180 degrees = π (2B)
Further, the reflectance of the surface of the electrode 36A (or electrode 36A) below the gap regions 34Y and 34X between the mirror elements 30 is, for example, about several tens of percent.
In the present embodiment, as indicated by the following equation, the intervals gx and gy of the reflecting portion 31 are set to be equal to or less than the wavelength λ of the illumination light IL.

０＜ｇｘ≦λ …（３Ａ）、 ０＜ｇｙ≦λ …（３Ａ）
この場合の照明光ＩＬの波長λは、一例として照明光ＩＬのスペクトル強度分布（分光強度分布）の幅の中心の波長（中心波長）である。他の例として、波長λを、照明光ＩＬのスペクトル強度分布の重心における波長（重心の波長）、又はスペクトル強度分布のピーク波長としても良い。照明光ＩＬがＡｒＦ（又はＫｒＦ）エキシマレーザ光であれば、照明光ＩＬの中心波長、重心の波長、又はピーク波長としては、１９３ｎｍ（又は２４８ｎｍ）を使用できる。 0 <gx ≦ λ (3A), 0 <gy ≦ λ (3A)
In this case, the wavelength λ of the illumination light IL is, for example, the center wavelength (center wavelength) of the width of the spectral intensity distribution (spectral intensity distribution) of the illumination light IL. As another example, the wavelength λ may be the wavelength at the center of the spectrum intensity distribution of the illumination light IL (the wavelength at the center of gravity) or the peak wavelength of the spectrum intensity distribution. If the illumination light IL is ArF (or KrF) excimer laser light, 193 nm (or 248 nm) can be used as the center wavelength, the center of gravity wavelength, or the peak wavelength of the illumination light IL.

また、別の例として、以下の式で示すように、反射部３１の間隔ｇｘ，ｇｙをそれぞれ照明光ＩＬの波長λ（中心波長、重心の波長、又はピーク波長）と、照明光ＩＬの９５％エネルギ純度幅Δλの１／２との和以下に設定してもよい。
０＜ｇｘ≦λ＋Δλ／２ …（４Ａ）、 ０＜ｇｙ≦λ＋Δλ／２ …（４Ａ）
ある光の９５％エネルギ純度幅とは、その光のスペクトル強度分布における２つの波長間の強度分布の積分値がそのスペクトル強度分布の全積分値に対して９５％になるときの、その２つの波長間の幅である。 As another example, as shown by the following formula, the intervals gx and gy of the reflecting portion 31 are set to the wavelength λ (center wavelength, center of gravity wavelength, or peak wavelength) of the illumination light IL and 95 of the illumination light IL, respectively. You may set below the sum with 1/2 of% energy purity width (DELTA) (lambda).
0 <gx ≦ λ + Δλ / 2 (4A), 0 <gy ≦ λ + Δλ / 2 (4A)
The 95% energy purity range of a certain light means that when the integral value of the intensity distribution between two wavelengths in the spectral intensity distribution of the light is 95% with respect to the total integral value of the spectral intensity distribution, The width between wavelengths.

上述のように反射部３１の間隔ｇｘ，ｇｙを設定すると、ミラー要素３０に照明光ＩＬ１．ＩＬ２，ＩＬ３が入射したときに、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘを通過して電極３６Ａ（又は絶縁層３２Ｂ）で反射されて、ミラー要素３０の上方に戻される照明光ＩＬ３の割合が小さくなる。以下では、一例として、所定領域の複数のミラー要素３０において、隣接する２つの反射部３１で反射される照明光ＩＬ１，ＩＬ３の位相を０度及び１８０度とした場合に、その所定領域の全部のミラー要素３０に入射する照明光ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３の光量に対するその所定領域の全部のミラー要素３０から反射される照明光ＩＬ３（大部分が隙間領域３４Ｙ，３４Ｘを通過して電極３６Ａ（又は絶縁層３２Ｂ）で反射される光とみなすことができる）の比率（％）を、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率Ｒｅｆ（％）とみなす。   When the intervals gx and gy of the reflecting portion 31 are set as described above, the illumination light IL1. When IL2 and IL3 enter, the ratio of the illumination light IL3 that passes through the gap regions 34Y and 34X, is reflected by the electrode 36A (or the insulating layer 32B), and returns to the upper side of the mirror element 30 is reduced. Hereinafter, as an example, when the phases of the illumination lights IL1 and IL3 reflected by the two adjacent reflectors 31 are set to 0 degrees and 180 degrees in the plurality of mirror elements 30 in the predetermined area, the entire predetermined area The illumination light IL3 reflected from all the mirror elements 30 in the predetermined region with respect to the amount of illumination light IL1, IL2, IL3 incident on the mirror element 30 (mostly passing through the gap regions 34Y, 34X and passing through the electrode 36A (or The ratio (%) that can be regarded as light reflected by the insulating layer 32B) is regarded as the reflectance Ref (%) of the gap regions 34Y and 34X.

図４（Ａ）及び（Ｂ）は、所定構造のミラー要素３０を想定して、コンピュータのシミュレーションによって、反射部３１の間隔ｇｙ（以下、ｇとする）を照明光ＩＬの波長λ（ここでは例えば中心波長）で割った値（ｇ／λ）に対して、ミラー要素３０の隙間領域３４Ｙの反射率Ｒｅｆを計算した結果を示す。なお、一例として隙間領域３４Ｙを通過する反射光としては０次光のみを使用した。シミュレーションの条件は、図３（Ａ）の複数のミラー要素３０がＹ方向に配列されており、各ミラー要素３０の反射部３１がＸ方向に細長い形状であるとして、照明光ＩＬの波長λ（ここでは例えば中心波長）を用いて、ミラー要素３０のＹ方向のピッチｐｙを４０λ、連結部３３のＹ方向の間隔ｇｃｙを２λとして、反射部３１の厚さｄ１、反射部３１と連結部３３とのＺ方向の間隔ｓ１、連結部３３の厚さｄ２、及び電極３６Ａの厚さｄ３をそれぞれλであるとした。また、連結部３３と電極３６ＡとのＺ方向の間隔ｓ２を可変として、電極３６Ａが隙間領域３４Ｙの底面の全面にあるものとして、照明光ＩＬは反射面３１ａに対してＹ方向に５度傾斜しているものとした。例えば波長λが１９３ｎｍであれば、隣接する２つの反射部３１の反射面のＺ方向の間隔δａはほぼ４８ｎｍである。また、次のように厚さｄ１，ｄ２及び間隔ｓ１，ｓ２の和を隙間領域３４Ｙの深さｓｄとした。   4A and 4B, assuming a mirror element 30 having a predetermined structure, the interval gy (hereinafter referred to as g) of the reflecting portion 31 is set to the wavelength λ of the illumination light IL (here, g) by computer simulation. For example, the result of calculating the reflectance Ref of the gap region 34Y of the mirror element 30 with respect to the value (g / λ) divided by the central wavelength) is shown. As an example, only the 0th-order light is used as the reflected light passing through the gap region 34Y. The simulation condition is that the plurality of mirror elements 30 in FIG. 3A are arranged in the Y direction, and the reflection portion 31 of each mirror element 30 has an elongated shape in the X direction. Here, for example, the center wavelength) is used, the pitch py in the Y direction of the mirror elements 30 is 40λ, and the interval gcy in the Y direction of the connecting portion 33 is 2λ. The thickness d1 of the reflecting portion 31, the reflecting portion 31 and the connecting portion 33 The distance s1 in the Z direction, the thickness d2 of the connecting portion 33, and the thickness d3 of the electrode 36A are each λ. Further, assuming that the gap s2 between the connecting portion 33 and the electrode 36A in the Z direction is variable and the electrode 36A is on the entire bottom surface of the gap region 34Y, the illumination light IL is inclined 5 degrees in the Y direction with respect to the reflecting surface 31a. It was supposed to be. For example, when the wavelength λ is 193 nm, the interval δa in the Z direction between the reflecting surfaces of two adjacent reflecting portions 31 is approximately 48 nm. In addition, the sum of the thicknesses d1 and d2 and the intervals s1 and s2 is defined as the depth sd of the gap region 34Y as follows.

ｓｄ＝ｄ１＋ｓ１＋ｄ２＋ｓ２ …（５）
図４（Ａ）及び（Ｂ）の横軸は、それぞれｇ／λであり、縦軸は反射率Ｒｅｆ（％）である。また、図４（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ隙間領域３４Ｙの深さｓｄを３．８λ及び４．０５λとした場合の計算結果であり、図４（Ａ）の曲線Ａ１Ｅ及び図４（Ｂ）の曲線Ａ２Ｅはそれぞれ照明光ＩＬがＴＥ波(Transverse Electric Wave)（電場ベクトルがＸ方向に平行な光）である場合の計算結果、図４（Ａ）の曲線Ａ１Ｍ及び図４（Ｂ）の曲線Ａ２Ｍはそれぞれ照明光ＩＬがＴＭ波(Transverse Magnetic Wave)（電場ベクトルがＹ方向に平行な光）である場合の計算結果である。 sd = d1 + s1 + d2 + s2 (5)
4A and 4B, the horizontal axis is g / λ, and the vertical axis is the reflectance Ref (%). 4A and 4B show calculation results when the depth sd of the gap region 34Y is set to 3.8λ and 4.05λ, respectively, and the curves A1E and 4B in FIG. ) Curve A2E is the calculation result when the illumination light IL is a TE wave (Transverse Electric Wave) (the electric field vector is parallel to the X direction), the curve A1M of FIG. 4A and the curve A1E of FIG. A curve A2M is a calculation result when the illumination light IL is a TM wave (Transverse Magnetic Wave) (light whose electric field vector is parallel to the Y direction).

同様に、反射部３１がＹ方向に細長いものとして、ミラー要素３０のＸ方向の隙間領域３４Ｘの反射率Ｒｅｆを計算することができる。そして、ミラー要素３０が２次元の配列である場合、照明光ＩＬがＴＥ波であるときには、反射部３１の隙間領域３４Ｙの反射率は曲線Ａ１Ｅ，Ａ２Ｅのようになり、反射部３１の隙間領域３４Ｘの反射率はほぼ曲線Ａ１Ｍ，Ａ２Ｍのようになり、照明光ＩＬがＴＭ波であるときには、隙間領域３４Ｙの反射率は曲線Ａ１Ｍ，Ａ２Ｍのようになり、隙間領域３４Ｘの反射率はほぼ曲線Ａ１Ｅ，Ａ２Ｅのようになる。このため、ミラー要素３０が２次元の配列である場合、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率Ｒｅｆは、ほぼ曲線Ａ１Ｅ，Ａ１Ｍの中間の特性、又はほぼ曲線Ａ２Ｅ，Ａ２Ｍの中間の特性になると予測される。   Similarly, it is possible to calculate the reflectance Ref of the gap region 34X in the X direction of the mirror element 30 assuming that the reflecting portion 31 is elongated in the Y direction. When the mirror elements 30 are in a two-dimensional array, when the illumination light IL is a TE wave, the reflectance of the gap region 34Y of the reflecting portion 31 is as indicated by curves A1E and A2E, and the gap region of the reflecting portion 31 is The reflectance of 34X is substantially like curves A1M and A2M. When the illumination light IL is a TM wave, the reflectance of gap region 34Y is like curves A1M and A2M, and the reflectance of gap region 34X is almost curved. It becomes like A1E and A2E. For this reason, when the mirror elements 30 are in a two-dimensional array, the reflectance Ref of the gap regions 34Y and 34X is predicted to be approximately in the middle of the curves A1E and A1M or approximately in the middle of the curves A2E and A2M. The

また、図５（Ａ）及び（Ｂ）の曲線は、それぞれコンピュータのシミュレーションによって、隙間領域３４Ｙの深さｓｄを照明光ＩＬの波長λ（例えば中心波長）で割った値（ｓｄ／λ）に対して、ミラー要素３０の隙間領域３４Ｙの反射率Ｒｅｆを計算した結果を示す。図５（Ａ）及び（Ｂ）の横軸はｓｄ／λ、縦軸は反射率Ｒｅｆである。また、図５（Ａ）は反射部３１の間隔ｇｙがλの場合、図５（Ｂ）は間隔ｇｙが１．１λの場合の計算結果である。   Further, the curves in FIGS. 5A and 5B are obtained by dividing the depth sd of the gap region 34Y by the wavelength λ (for example, the center wavelength) of the illumination light IL by computer simulation, respectively (sd / λ). On the other hand, the calculation result of the reflectance Ref of the gap region 34Y of the mirror element 30 is shown. 5A and 5B, the horizontal axis is sd / λ, and the vertical axis is the reflectance Ref. 5A shows the calculation result when the interval gy of the reflecting portion 31 is λ, and FIG. 5B shows the calculation result when the interval gy is 1.1λ.

図４（Ａ）の曲線Ａ１Ｅ，Ａ１Ｍ、及び図４（Ｂ）の曲線Ａ２Ｅ，Ａ２Ｍより、ｇ／λが１以下の範囲、すなわち上述の条件式（３Ａ）及び（３Ｂ）が成立する範囲では、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率Ｒｅｆは０．１（％）より小さくなり、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘを通る反射光の影響は無視できる程度になり、目標とするパターンを高精度に生成できることが分かる。さらに、図５（Ａ）及び（Ｂ）より、反射部３１の間隔ｇｙがλ以下であれば、隙間領域３４Ｙの深さｓｄ（ひいてはｓｄ／λ）が変化しても、隙間領域３４Ｙの反射率Ｒｅｆは０．１より小さいことが分かる。このため、ミラー要素３０からの反射光の位相を変調するために、反射部３１のＺ方向の位置を制御した場合でも、又はミラー要素３０の製造誤差によって隙間領域３４Ｙの深さｓｄがばらついている場合でも、上述の条件式（３Ａ）及び（３Ｂ）が成立する範囲では、隙間領域３４Ｙの反射率Ｒｅｆは０．１（％）より小さくなり、結像性能が変化しないことが分かる。これは隙間領域３４Ｘの反射率に関しても同様である。   From the curves A1E and A1M in FIG. 4A and the curves A2E and A2M in FIG. 4B, in the range where g / λ is 1 or less, that is, in the range where the above conditional expressions (3A) and (3B) are satisfied. The reflectance Ref of the gap regions 34Y and 34X becomes smaller than 0.1 (%), and the influence of the reflected light passing through the gap regions 34Y and 34X becomes negligible, so that a target pattern can be generated with high accuracy. I understand. Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, if the interval gy between the reflecting portions 31 is λ or less, even if the depth sd (and hence sd / λ) of the gap region 34Y changes, the reflection of the gap region 34Y. It can be seen that the rate Ref is less than 0.1. Therefore, even when the position of the reflecting portion 31 in the Z direction is controlled in order to modulate the phase of the reflected light from the mirror element 30, the depth sd of the gap region 34Y varies due to manufacturing errors of the mirror element 30. Even in such a case, in the range where the above conditional expressions (3A) and (3B) are satisfied, it can be seen that the reflectance Ref of the gap region 34Y is smaller than 0.1 (%) and the imaging performance does not change. The same applies to the reflectance of the gap region 34X.

また、照明光ＩＬの９５％エネルギ純度幅Δλは、通常は波長λ（例えば中心波長）の０．１倍程度以下であるため、上述の条件式（４Ａ）及び（４Ｂ）が成立する範囲でも、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率Ｒｅｆは０．１（％）より小さくなり、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘを通る反射光の影響は無視できる程度になることが分かる。
また、図４（Ａ）の曲線Ａ１Ｅ及び図４（Ｂ）の曲線Ａ２Ｅより、ｇ／λが１から０．４までは反射率Ｒｅｆはほぼ連続的に小さくなり、ｇ／λがほぼ０．４になると、反射率Ｒｅｆが上昇していることが分かる。このため、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率Ｒｅｆをより小さい値にするためには、反射部３１の間隔ｇ（ｇｘ，ｇｙ）を照明光ＩＬの波長λ（例えば中心波長、重心の波長等）の０．４倍以上にしてもよい。 Further, since the 95% energy purity range Δλ of the illumination light IL is usually about 0.1 times or less of the wavelength λ (for example, the center wavelength), even in the range where the above conditional expressions (4A) and (4B) are satisfied. It can be seen that the reflectance Ref of the gap regions 34Y and 34X becomes smaller than 0.1 (%), and the influence of the reflected light passing through the gap regions 34Y and 34X becomes negligible.
Further, from the curve A1E in FIG. 4A and the curve A2E in FIG. 4B, the reflectance Ref decreases substantially continuously when g / λ is 1 to 0.4, and g / λ is approximately 0. When 4, the reflectance Ref increases. For this reason, in order to set the reflectance Ref of the gap regions 34Y and 34X to a smaller value, the interval g (gx, gy) of the reflector 31 is set to the wavelength λ of the illumination light IL (for example, the center wavelength, the center of gravity wavelength, etc.). It may be 0.4 times or more.

また、各ミラー要素３０の反射部３１を互いに独立に円滑に駆動するためには、隣接するミラー要素３０（反射部３１）間に或る程度の幅の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘを確保する必要がある。さらに、空間光変調器の製造誤差等を考慮すると、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの幅にはある程度の余裕を持たせることが好ましい。この観点からも反射部３１の間隔ｇ（ｇｘ，ｇｙ）を照明光ＩＬの波長λ（例えば中心波長、重心の波長等）の０．４倍以上ににしてもよい。   In addition, in order to drive the reflecting portions 31 of the mirror elements 30 independently and smoothly, it is necessary to secure gap regions 34Y and 34X having a certain width between the adjacent mirror elements 30 (reflecting portions 31). is there. Furthermore, in consideration of a manufacturing error of the spatial light modulator, it is preferable to give a certain margin to the widths of the gap regions 34Y and 34X. From this point of view, the interval g (gx, gy) between the reflecting portions 31 may be set to 0.4 times or more the wavelength λ (for example, the center wavelength, the center of gravity wavelength, etc.) of the illumination light IL.

また、曲線Ａ１Ｍ及びＡ２Ｍより、ｇ／λがほぼ０．９以下になると、ＴＭ波に対しては、反射率Ｒｅｆは極めて小さい値（ほぼ０．００５％以下）となることが分かる。このため、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率Ｒｅｆをより小さい値にするためには、反射部３１の間隔ｇ（ｇｘ，ｇｙ）を照明光ＩＬの波長λ（例えば中心波長、重心の波長等）の０．９倍以下にしてもよい。   Further, it can be seen from the curves A1M and A2M that the reflectance Ref is extremely small (approximately 0.005% or less) for the TM wave when g / λ is approximately 0.9 or less. For this reason, in order to set the reflectance Ref of the gap regions 34Y and 34X to a smaller value, the interval g (gx, gy) of the reflector 31 is set to the wavelength λ of the illumination light IL (for example, the center wavelength, the center of gravity wavelength, etc.). May be 0.9 times or less.

図２（Ａ）において、ＳＬＭ２８の各ミラー要素３０はそれぞれ入射する照明光ＩＬの位相を０度変化させて反射する第１の状態、又は入射する照明光ＩＬの位相を１８０度（π）変化させて反射する第２の状態に制御される。以下では、その第１の状態に設定されたミラー要素３０を位相０のミラー要素、その第２の状態に設定されたミラー要素３０を位相πのミラー要素とも呼ぶ。   2A, each mirror element 30 of the SLM 28 changes the phase of the incident illumination light IL by changing the phase of the incident illumination light IL by 0 degrees, or changes the phase of the incident illumination light IL by 180 degrees (π). The second state of reflection is controlled. Hereinafter, the mirror element 30 set to the first state is also referred to as a phase 0 mirror element, and the mirror element 30 set to the second state is also referred to as a phase π mirror element.

一例として、所定パルス数の照明光ＩＬの発光毎に、図１の主制御系４０が変調制御部４８に、ＳＬＭ２８によって設定される照明光ＩＬの位相分布（凹凸パターン）の情報を供給する。これに応じて変調制御部４８がＳＬＭ２８の各ミラー要素３０を位相０又は位相πに制御する。ウエハＷの表面にはその位相分布に応じた空間像が形成される。
図１において、ＳＬＭ２８の照明領域２６Ａ内の多数のミラー要素３０のアレイで反射された照明光ＩＬは、平均的な入射角αで投影光学系ＰＬに入射する。不図示のコラムに支持された光軸ＡＸＷを持つ投影光学系ＰＬは、ＳＬＭ２８（物体面）側に非テレセントリックであり、ウエハＷ（像面）側にテレセントリックの縮小投影光学系である。投影光学系ＰＬは、ＳＬＭ２８によって設定される照明光ＩＬの位相分布に応じた空間像の縮小像を、ウエハＷの１つのショット領域内の露光領域２６Ｂ（照明領域２６Ａと光学的に共役な領域）に形成する。投影光学系ＰＬの投影倍率βは例えば１／１０〜１／１００程度であり、その解像度（ハーフピッチ又は線幅）は、例えばＳＬＭ２８の１対のミラー要素３０及び境界部３４の像の幅（β・ｐｙ）程度である。言い換えると、投影光学系ＰＬの物体面において、１つのミラー要素３０のピッチｐｙよりも小さい構造は解像されない。例えば、ミラー要素３０及び境界部３４の大きさが数μｍ角程度、投影光学系ＰＬの投影倍率βが１／１００程度であれば、投影光学系ＰＬの解像度は数１０ｎｍ程度である。 As an example, the main control system 40 of FIG. 1 supplies information on the phase distribution (uneven pattern) of the illumination light IL set by the SLM 28 to the modulation control unit 48 every time the illumination light IL has a predetermined number of pulses. In response to this, the modulation control unit 48 controls each mirror element 30 of the SLM 28 to phase 0 or phase π. An aerial image corresponding to the phase distribution is formed on the surface of the wafer W.
In FIG. 1, the illumination light IL reflected by the array of a large number of mirror elements 30 in the illumination area 26A of the SLM 28 enters the projection optical system PL at an average incident angle α. The projection optical system PL having an optical axis AXW supported by a column (not shown) is a non-telecentric reduction projection optical system on the SLM 28 (object plane) side and telecentric on the wafer W (image plane) side. The projection optical system PL converts a reduced image of the aerial image corresponding to the phase distribution of the illumination light IL set by the SLM 28 into an exposure area 26B (an area optically conjugate with the illumination area 26A) in one shot area of the wafer W. ) To form. The projection magnification β of the projection optical system PL is, for example, about 1/10 to 1/100, and the resolution (half pitch or line width) is, for example, the width of the image of the pair of mirror elements 30 and the boundary portion 34 of the SLM 28 ( β · py). In other words, a structure smaller than the pitch py of one mirror element 30 is not resolved on the object plane of the projection optical system PL. For example, when the size of the mirror element 30 and the boundary portion 34 is about several μm square and the projection magnification β of the projection optical system PL is about 1/100, the resolution of the projection optical system PL is about several tens of nm.

ウエハＷ（基板）は、例えばシリコン又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の円形の平板状の基材の表面に、フォトレジスト（感光材料）を数１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚さで塗布したものを含む。
本実施形態のように物体側に非テレセントリックの投影光学系ＰＬを用いることによって、ＳＬＭ２８の多数のミラー要素３０の反射面とウエハＷの露光面（フォトレジストの表面）とをほぼ平行に配置できる。従って、露光装置の設計・製造が容易である。 The wafer W (substrate) includes, for example, a surface of a circular flat base material such as silicon or SOI (silicon on insulator) applied with a photoresist (photosensitive material) with a thickness of about several tens to 200 nm. .
By using the non-telecentric projection optical system PL on the object side as in the present embodiment, the reflection surfaces of the many mirror elements 30 of the SLM 28 and the exposure surface (photoresist surface) of the wafer W can be arranged substantially in parallel. . Therefore, it is easy to design and manufacture the exposure apparatus.

また、露光装置ＥＸが液浸型である場合には、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書に開示されているように、投影光学系ＰＬの先端の光学部材とウエハＷとの間に照明光ＩＬを透過する液体（例えば純水）を供給して回収する局所液浸装置が設けられる。液浸型の場合には解像度をさらに高めることができる。
図１において、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してウエハステージＷＳＴの上面に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴは、不図示のガイド面上でＸ方向、Ｙ方向にステップ移動を行うとともに、Ｙ方向に一定速度で移動する。ウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角等はレーザ干渉計４５によって形成され、この計測情報がステージ制御系４４に供給されている。ステージ制御系４４は、主制御系４０からの制御情報及びレーザ干渉計４５からの計測情報に基づいて、リニアモータ等の駆動系４６を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。なお、ウエハＷのアライメントを行うために、ウエハＷのアライメントマークの位置を検出するアライメント系（不図示）等も備えられている。 Further, when the exposure apparatus EX is of an immersion type, for example, as disclosed in US Patent Application Publication No. 2007/242247, a space between the optical member at the tip of the projection optical system PL and the wafer W is disclosed. A local liquid immersion device for supplying and recovering a liquid (for example, pure water) that transmits the illumination light IL is provided. In the case of the immersion type, the resolution can be further increased.
In FIG. 1, a wafer W is sucked and held on the upper surface of a wafer stage WST via a wafer holder (not shown), and the wafer stage WST performs step movement in the X direction and the Y direction on a guide surface (not shown). Move at a constant speed in the direction. The position of wafer stage WST in the X and Y directions, the rotation angle in the θz direction, and the like are formed by laser interferometer 45, and this measurement information is supplied to stage control system 44. Stage control system 44 controls the position and speed of wafer stage WST via drive system 46 such as a linear motor based on control information from main control system 40 and measurement information from laser interferometer 45. In order to perform alignment of the wafer W, an alignment system (not shown) for detecting the position of the alignment mark on the wafer W is also provided.

ウエハＷの露光時には、照明光学系ＩＬＳの照明条件を設定する。そして、照明光学系ＩＬＳでＳＬＭ２８を照明し、変調制御部４８の制御によってＳＬＭ２８の反射面における照明光ＩＬの位相分布を変えながら、ウエハＷを例えばＹ方向に走査することによって、ウエハＷの表面にＳＬＭ２８で生成されるパターンの像が露光される。このとき、変調制御部４８は、ＳＬＭ２８の複数の反射面で形成される凹凸パターンを、ウエハＷの移動と同期して移動させるように、ＳＬＭ２８を制御している。なお、ＳＬＭ２８の複数の反射面で形成される凹凸パターンの移動に同期してウエハＷを移動させてもよい。   When the wafer W is exposed, the illumination conditions of the illumination optical system ILS are set. Then, by illuminating the SLM 28 with the illumination optical system ILS and changing the phase distribution of the illumination light IL on the reflection surface of the SLM 28 under the control of the modulation control unit 48, the wafer W is scanned in the Y direction, for example, thereby the surface of the wafer W The pattern image generated by the SLM 28 is exposed. At this time, the modulation control unit 48 controls the SLM 28 so that the concavo-convex pattern formed by the plurality of reflecting surfaces of the SLM 28 is moved in synchronization with the movement of the wafer W. Note that the wafer W may be moved in synchronization with the movement of the concavo-convex pattern formed by the plurality of reflecting surfaces of the SLM 28.

次に、図２（Ａ）のＳＬＭ２８の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘにおける照明光ＩＬの反射光の影響につき説明する。一例として、ウエハＷの表面に、図６（Ｃ）に示すように、Ｙ方向のピッチがミラー要素３０の像のピッチの３倍（β・３ｐｙ）（βは投影倍率）の光強度分布ＩＮＴを持つ空間像、即ちＹ方向のピッチがβ・３ｐｙのライン・アンド・スペースパターン（以下、Ｌ＆Ｓパターンという）の像を形成する場合を想定する。この場合、露光装置ＥＸの照明光学系ＩＬＳの照明条件は、例えばσ値が０．１〜０．０５程度の小σ照明で、照明光ＩＬの偏光方向がウエハＷ上でＸ方向になるように設定される。そして、ＳＬＭ２８のミラー要素３０のアレイの位相分布は、図６（Ａ）の拡大平面図で示すように、それぞれＸ方向に４個以上でＹ方向に３個のミラー要素３０を含む第１の領域Ｄ１内で各ミラー要素３０が第１の状態（位相０）となり、第１の領域Ｄ１にＹ方向に隣接し、それぞれＸ方向に４個以上でＹ方向に３個のミラー要素３０を含む第２の領域Ｄ２内で各ミラー要素３０が第２の状態（位相π）となる分布に設定される。なお、図６（Ａ）及び後述の図７（Ａ）は、透視図であるとともに、第２の状態のミラー要素３０にはハッチングを施している。領域Ｄ１及びＤ２のＹ方向の幅はそれぞれ３ｐｙである。   Next, the influence of the reflected light of the illumination light IL in the gap regions 34Y and 34X of the SLM 28 in FIG. As an example, on the surface of the wafer W, as shown in FIG. 6C, the light intensity distribution INT whose pitch in the Y direction is three times (β · 3py) (β is the projection magnification) of the image pitch of the mirror element 30. In other words, it is assumed that an aerial image having a line-and-space pattern (hereinafter referred to as an L & S pattern) having a pitch in the Y direction of β · 3py is formed. In this case, the illumination condition of the illumination optical system ILS of the exposure apparatus EX is, for example, a small σ illumination having a σ value of about 0.1 to 0.05, and the polarization direction of the illumination light IL is in the X direction on the wafer W. Set to The phase distribution of the array of mirror elements 30 of the SLM 28 includes a first distribution including four or more mirror elements 30 in the X direction and three mirror elements 30 in the Y direction, as shown in the enlarged plan view of FIG. Each mirror element 30 is in the first state (phase 0) in the region D1 and is adjacent to the first region D1 in the Y direction and includes four or more mirror elements 30 in the X direction and three mirror elements 30 in the Y direction. Each mirror element 30 is set to a distribution in the second state (phase π) in the second region D2. 6A and FIG. 7A described later are perspective views, and the mirror element 30 in the second state is hatched. The widths of the regions D1 and D2 in the Y direction are each 3 py.

本実施形態では、領域Ｄ１，Ｄ２内の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘを含む隙間領域３４に入射して反射される照明光ＩＬの光量はほぼ０である。そのため、図６（Ａ）のＳＬＭ２８の反射面のＹ軸に平行な直線（Ｘ方向の境界領域３４Ｘを通過しない直線）上における照明光ＩＬの反射光の振幅分布ＡＭ（振幅の相対値の分布）は、図６（Ｂ）に示すように変化する。また、投影光学系ＰＬは、物体面上でミラー要素３０のピッチｐｙ，ｐｘよりも小さい構造を解像しないため、領域Ｄ１，Ｄ２の内部のＹ方向の幅ｇｙで反射光がほぼない部分は、投影光学系ＰＬによっては解像されない部分となる。   In the present embodiment, the amount of illumination light IL that is incident and reflected on the gap region 34 including the gap regions 34Y and 34X in the regions D1 and D2 is substantially zero. Therefore, the amplitude distribution AM (distribution of relative value of amplitude) of the reflected light of the illumination light IL on a straight line parallel to the Y axis of the reflecting surface of the SLM 28 in FIG. 6A (a straight line that does not pass through the boundary region 34X in the X direction). ) Changes as shown in FIG. In addition, since the projection optical system PL does not resolve a structure smaller than the pitches py and px of the mirror element 30 on the object plane, a portion where there is almost no reflected light in the width gy in the Y direction inside the regions D1 and D2. The portion is not resolved by the projection optical system PL.

そのため、図６（Ｂ）の振幅分布ＡＭは、実質的にＹ方向の幅３ｐｙで位相が０の部分、及びＹ方向の幅３ｐｙで位相がπの部分の部分が繰り返される分布となる。従って、その振幅分布に対応する投影光学系ＰＬの像のＹ方向の光強度分布ＩＮＴは、図６（Ｃ）に示すように、ピッチがβ・３ｐｙの正弦波状になるため、フォトレジストの現像によってピッチがβ・３ｐｙのＬ＆Ｓパターンが得られる。   Therefore, the amplitude distribution AM in FIG. 6B is a distribution in which a portion having a phase of 0 with a width of 3 py in the Y direction and a portion of a portion with a width of 3 py in the Y direction and a phase of π are substantially repeated. Therefore, the light intensity distribution INT in the Y direction of the image of the projection optical system PL corresponding to the amplitude distribution has a sine wave shape with a pitch of β · 3 py as shown in FIG. To obtain an L & S pattern having a pitch of β · 3 py.

これに対して、図７（Ａ）の比較例のＳＬＭ２８Ｖにおいては、ミラー要素３０間の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘ（隙間領域３４）は、第１の状態（位相０）のミラー要素３０と同様に、入射する照明光の位相を０だけ変化させてある振幅ＡＭｒで反射するものとしている。この比較例においても、多数のミラー要素３０の状態を、図６（Ａ）と同様に、第１の領域Ｄ１内で各ミラー要素３０が第１の状態（位相０）となり、第１の領域Ｄ１にＹ方向に隣接する第２の領域Ｄ２内で各ミラー要素３０が第２の状態（位相π）となる分布に設定する。   On the other hand, in the SLM 28V of the comparative example in FIG. 7A, the gap regions 34Y and 34X (gap region 34) between the mirror elements 30 are the same as the mirror element 30 in the first state (phase 0). The incident illumination light is reflected with an amplitude AMr in which the phase of the illumination light is changed by 0. Also in this comparative example, the state of many mirror elements 30 is changed to the first state (phase 0) in each of the mirror elements 30 in the first region D1, as in FIG. 6A. The distribution is set such that each mirror element 30 is in the second state (phase π) in the second region D2 adjacent to D1 in the Y direction.

この比較例において、図７（Ａ）のＹ軸に平行な直線（Ｘ方向の境界領域３４Ｘを通過しない直線）上における照明光ＩＬの反射光の振幅分布ＡＭは、図７（Ｂ）に示すように変化する。この比較例では、境界領域３４Ｙの反射光の位相は０であるため、図７（Ｂ）において、領域Ｄ１及び１つの境界領域３４Ｙを含むＹ方向の幅が（３ｐｙ＋ｇｙ）の部分の位相はほぼ０であり、領域Ｄ２から１つの境界領域３４Ｙを除いたＹ方向の幅が（３ｐｙ−ｇｙ）の部分の位相はほぼπである。この場合にも、領域Ｄ２の内部のＹ方向の幅ｇｙで位相が０の部分（２つの境界領域３４Ｙ）は、投影光学系ＰＬに対しては実質的に位相が変化していない部分となる。   In this comparative example, the amplitude distribution AM of the reflected light of the illumination light IL on a straight line parallel to the Y axis in FIG. 7A (a straight line that does not pass through the boundary region 34X in the X direction) is shown in FIG. To change. In this comparative example, since the phase of the reflected light in the boundary region 34Y is 0, in FIG. 7B, the phase of the portion having the width in the Y direction (3py + gy) including the region D1 and one boundary region 34Y is almost the same. The phase of the portion with the width in the Y direction (3py-gy) excluding one boundary region 34Y from the region D2 is approximately π. Also in this case, the portion (two boundary regions 34Y) in which the phase is zero with the width gy in the Y direction inside the region D2 is a portion in which the phase is not substantially changed with respect to the projection optical system PL. .

そのため、図７（Ｂ）の振幅分布ＡＭは、実質的にＹ方向の幅（３ｐｙ＋ｇｙ）で位相が０の部分と、Ｙ方向の幅（３ｐｙ−ｇｙ）で位相がπの部分とが繰り返される分布となる。従って、その振幅分布ＡＭに対応する投影光学系ＰＬの像のＹ方向の光強度分布ＩＮＴは、図７（Ｃ）に示すように、Ｙ方向のピッチがβ（３ｐｙ＋ｇｙ）の正弦波とＹ方向のピッチがβ（３ｐｙ−ｇｙ）の正弦波とが１周期ずつ交互に連なる分布となる。そのため、最終的にＹ方向のピッチが均一にβ・３ｐｙとなるＬ＆Ｓパターンを高精度に得ることが困難である。同様に、第２の状態のミラー要素３０と同様に、境界領域３４に入射する照明光ＩＬの位相がπだけ変化する場合にも、最終的にＹ方向のピッチが均一にβ・３ｐｙとなるＬ＆Ｓパターンを得ることが困難である。   Therefore, in the amplitude distribution AM of FIG. 7B, a portion in which the phase is substantially zero with a width in the Y direction (3py + gy) and a portion in which the phase in the Y direction (3py-gy) and the phase is π are repeated. Distribution. Therefore, the light intensity distribution INT in the Y direction of the image of the projection optical system PL corresponding to the amplitude distribution AM is a sine wave whose pitch in the Y direction is β (3py + gy) and the Y direction as shown in FIG. And a sine wave having a pitch of β (3py-gy) are alternately distributed one cycle at a time. Therefore, it is difficult to obtain with high accuracy an L & S pattern in which the pitch in the Y direction finally becomes β · 3py uniformly. Similarly, similarly to the mirror element 30 in the second state, even when the phase of the illumination light IL incident on the boundary region 34 changes by π, the pitch in the Y direction is finally uniformly β · 3py. It is difficult to obtain an L & S pattern.

これに対して、本実施形態のＳＬＭ２８によれば、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率がきわめて小さいため、投影光学系ＰＬを介してウエハＷの表面に目標とする空間像（ひいてはデバイスパターン）を高精度に形成できる。
次に、ＳＬＭ２８を用いてウエハＷを露光する露光方法の一例につき図８のフローチャートを参照して説明する。まず、ウエハＷのアライメントを行った後、照明光学系ＩＬＳの照明条件を設定する。そして、例えば図９（Ａ）に示すウエハＷの表面でＹ方向に一列に配列されたショット領域ＳＡ２１，ＳＡ２２，…に露光を行うために、ウエハＷを走査開始位置に位置決めする。その後、ウエハＷの＋Ｙ方向への一定速度での走査を開始する。なお、図９（Ａ）のショット領域ＳＡ２１等の中の矢印は、ウエハＷに対する露光領域２６Ｂの相対的な移動方向を示している。 On the other hand, according to the SLM 28 of the present embodiment, since the reflectance of the gap regions 34Y and 34X is extremely small, a target aerial image (and thus a device pattern) is formed on the surface of the wafer W via the projection optical system PL. It can be formed with high accuracy.
Next, an example of an exposure method for exposing the wafer W using the SLM 28 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, after the alignment of the wafer W, the illumination conditions of the illumination optical system ILS are set. Then, for example, the wafer W is positioned at the scanning start position in order to perform exposure on the shot areas SA21, SA22,... Arranged in a line in the Y direction on the surface of the wafer W shown in FIG. Thereafter, scanning of the wafer W at a constant speed in the + Y direction is started. Note that arrows in the shot area SA21 and the like in FIG. 9A indicate the relative movement direction of the exposure area 26B with respect to the wafer W.

次に、主制御系４０は、ウエハＷの露光領域２６Ｂのショット領域ＳＡ２１に対する相対位置に応じて、変調制御部４８に露光領域２６Ｂに形成される空間像に対応するＳＬＭ２８の反射面における照明光ＩＬの位相分布の情報を供給するとともに（図８のステップ１０２）、電源部４２に発光トリガパルスＴＰを供給する（ステップ１０４）。これによって、露光領域２６Ｂには、Ｙ方向の位置に応じて目標とする空間像が逐次露光される（ステップ１０６）。この動作をショット領域ＳＡ２１が露光領域２６Ｂを横切るまで繰り返すことで、ショット領域ＳＡ２１に全体の空間像（回路パターンの像）が露光される。   Next, the main control system 40 illuminates light on the reflecting surface of the SLM 28 corresponding to the aerial image formed in the exposure area 26B in the modulation control unit 48 according to the relative position of the exposure area 26B of the wafer W to the shot area SA21. Information on the phase distribution of IL is supplied (step 102 in FIG. 8), and a light emission trigger pulse TP is supplied to the power supply unit 42 (step 104). As a result, the target aerial image is sequentially exposed in the exposure area 26B according to the position in the Y direction (step 106). By repeating this operation until the shot area SA21 crosses the exposure area 26B, the entire aerial image (circuit pattern image) is exposed in the shot area SA21.

その後、ウエハＷのショット領域ＳＡ２１に隣接するショット領域ＳＡ２２に露光するために、ウエハＷを同じ方向に走査したまま、主制御系４０は、変調制御部４８に照明光ＩＬの位相分布の情報を供給するとともに、電源部４２に発光トリガパルスＴＰを供給する。このようにして、ショット領域ＳＡ２１からＳＡ２２にかけて連続的に露光を行うことができる。そして、露光を継続する場合（ステップ１０８）、例えば図９（Ａ）のウエハＷのＸ方向に隣接するショット領域ＳＡ３１，ＳＡ３２を含む列の露光に移行する場合には、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをＸ方向（走査方向に直交する非走査方向）にステップ移動する（ステップ１１０）。そして、点線で示す露光領域２６Ｂに対するウエハＷの走査方向を逆の−Ｙ方向に設定し、主制御系４０から変調制御部４８に逆の順序で照明光ＩＬの位相分布の情報を供給し（ステップ１０２）、電源部４２に発光トリガパルスＴＰを供給することで（ステップ１０４）、ショット領域ＳＡ３２からＳＡ３１にかけて連続的に露光を行うことができる（ステップ１０６）。この露光に際して、ショット領域ＳＡ２１，ＳＡ２２等に互いに異なる空間像を露光することも可能である。その後、ウエハＷのフォトレジストの現像を行うことで、ウエハＷの各ショット領域にレジストパターンが形成される。   Thereafter, in order to expose the shot area SA22 adjacent to the shot area SA21 of the wafer W, the main control system 40 sends the phase distribution information of the illumination light IL to the modulation controller 48 while scanning the wafer W in the same direction. While supplying, the light emission trigger pulse TP is supplied to the power supply part 42. FIG. In this way, continuous exposure can be performed from the shot areas SA21 to SA22. When exposure is continued (step 108), for example, when shifting to exposure of a row including shot areas SA31 and SA32 adjacent in the X direction of wafer W in FIG. 9A, wafer stage WST is driven. The wafer W is step-moved in the X direction (non-scanning direction orthogonal to the scanning direction) (step 110). Then, the scanning direction of the wafer W with respect to the exposure region 26B indicated by the dotted line is set to the opposite −Y direction, and information on the phase distribution of the illumination light IL is supplied from the main control system 40 to the modulation control unit 48 in the reverse order ( In step 102), the light emission trigger pulse TP is supplied to the power supply unit 42 (step 104), so that the exposure can be continuously performed from the shot area SA32 to SA31 (step 106). In this exposure, it is possible to expose different aerial images to the shot areas SA21, SA22 and the like. Thereafter, the photoresist on the wafer W is developed, so that a resist pattern is formed in each shot area of the wafer W.

本実施形態の露光方法によれば、ＳＬＭ２８の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射率が低くされており、ＳＬＭ２８によって高精度に露光対象のパターンの位相分布を生成できるため、ウエハＷの各ショット領域に所望のパターンの像を高精度に露光できる。
上述のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、ＳＬＭ２８を備えている。また、ＳＬＭ２８は、基準平面Ａ１（所定面）に沿って配列された複数のミラー要素３０（可動光学要素又は反射要素）を備え、入射する照明光ＩＬの位相を変調して射出するとともに、その複数のミラー要素３０のうち、基準平面Ａ１のＹ方向（所定方向）において隣接する２つのミラー要素３０は、Ｙ方向における間隔ｇｙ（反射部３１の間隔ｇｙ）が照明光ＩＬの波長λ以下であるように配列されている。 According to the exposure method of the present embodiment, the reflectivity of the gap regions 34Y and 34X of the SLM 28 is low, and the phase distribution of the pattern to be exposed can be generated with high accuracy by the SLM 28. A desired pattern image can be exposed with high accuracy.
As described above, the exposure apparatus EX of the present embodiment includes the SLM 28. The SLM 28 includes a plurality of mirror elements 30 (movable optical elements or reflective elements) arranged along the reference plane A1 (predetermined plane), modulates the phase of the incident illumination light IL, and emits it. Of the plurality of mirror elements 30, two mirror elements 30 adjacent in the Y direction (predetermined direction) of the reference plane A1 have an interval gy in the Y direction (an interval gy between the reflecting portions 31) equal to or less than the wavelength λ of the illumination light IL. It is arranged so that there is.

また、ＳＬＭ２８を使用する方法は、ＳＬＭ２８の複数のミラー要素３０のアレイに照明光ＩＬを照射するステップ１０４と、その複数のミラー要素３０を通過した照明光ＩＬを変調（位相変調）するように、その複数のミラー要素３０を個別に制御するステップ１０２とを含んでいる。また、ＳＬＭ２８を使用して照明光ＩＬを変調して射出する変調方法は、基準平面Ａ１に沿って配列された複数のミラー要素３０に照明光ＩＬを照射するステップ１０４と、複数のミラー要素３０を用いて照明光ＩＬを変調するステップ１０６とを含み、基準平面Ａ１のＹ方向において隣接する２つのミラー要素３０は、Ｙ方向における間隔ｇｙ（反射部３１の間隔ｇｙ）が照明光ＩＬの波長λ以下に設定されている。   Further, in the method using the SLM 28, the step 104 of irradiating the array of the plurality of mirror elements 30 of the SLM 28 with the illumination light IL and the illumination light IL that has passed through the plurality of mirror elements 30 are modulated (phase modulation). And step 102 for individually controlling the plurality of mirror elements 30. The modulation method of modulating and emitting the illumination light IL using the SLM 28 includes a step 104 of irradiating the illumination light IL to the plurality of mirror elements 30 arranged along the reference plane A1, and the plurality of mirror elements 30. The two mirror elements 30 adjacent to each other in the Y direction of the reference plane A1 have an interval gy in the Y direction (an interval gy between the reflecting portions 31) of the illumination light IL. It is set to λ or less.

本実施形態によれば、ＳＬＭ２８の複数の可動のミラー要素３０の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの間隔（幅）を、ミラー要素３０（反射部３１）が駆動可能な範囲で、隙間領域３４Ｙ，３４Ｘからの反射光の影響が小さくなるように定めることができるか、又は最適化することができる。このため、ＳＬＭ２８の各ミラー要素３０を高精度に駆動できるとともに、複数のミラー要素３０のアレイによって目標とする位相分布を高精度に生成できる。   According to the present embodiment, the distance (width) between the gap areas 34Y and 34X of the plurality of movable mirror elements 30 of the SLM 28 is within the range in which the mirror element 30 (reflecting part 31) can be driven from the gap areas 34Y and 34X. Can be determined or optimized so that the influence of the reflected light is small. For this reason, each mirror element 30 of the SLM 28 can be driven with high accuracy, and a target phase distribution can be generated with high accuracy by the array of the plurality of mirror elements 30.

また、ＳＬＭ２８のミラー要素３０は、それぞれ入射する光の位相を第１の位相（δ１）だけ変化させて反射する第１の状態、及び入射する光の位相をその第１の位相と１８０°異なる第２の位相（δ２）だけ変化させて反射する第２の状態を含む複数の状態に制御可能である。この場合にはミラー要素３０の制御が容易である。
また、ＳＬＭ２８の各ミラー要素３０は、電源オフのときにそれぞれその第１の状態（位相０）になるため、制御が容易である。なお、各ミラー要素３０は、電源オフのときに第２の状態（位相π）等になってもよい。 Further, the mirror element 30 of the SLM 28 changes the phase of the incident light by changing the phase of the incident light by the first phase (δ1) and reflects the phase of the incident light by 180 ° from the first phase. It is possible to control to a plurality of states including a second state in which reflection is performed by changing only the second phase (δ2). In this case, control of the mirror element 30 is easy.
Further, since each mirror element 30 of the SLM 28 is in its first state (phase 0) when the power is turned off, the control is easy. Each mirror element 30 may be in the second state (phase π) or the like when the power is off.

また、ＳＬＭ２８のミラー要素３０は２次元のアレイであるため、一度の露光で大面積のパターンをウエハＷに露光できる。なお、ＳＬＭ２８において、ミラー要素３０を例えばＸ方向（ウエハＷの非走査方向に対応する方向）に一次元のアレイ状に配列してもよい。
また、露光装置ＥＸは、照明光ＩＬ（露光光）でウエハＷ（基板）を露光する露光装置において、ＳＬＭ２８と、ＳＬＭ２８の複数のミラー要素３０のアレイに照明光ＩＬを照射する照明光学系ＩＬＳと、複数のミラー要素３０からの反射光をウエハＷ上に導いてウエハＷ上にパターンを投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷに露光されるパターンを制御するために、ＳＬＭ２８の複数のミラー要素３０を個別にその第１の状態又は第２の状態に制御する変調制御部４８（制御装置）と、を備えている。 Further, since the mirror element 30 of the SLM 28 is a two-dimensional array, a large area pattern can be exposed on the wafer W by a single exposure. In the SLM 28, the mirror elements 30 may be arranged in a one-dimensional array, for example, in the X direction (direction corresponding to the non-scanning direction of the wafer W).
The exposure apparatus EX is an exposure apparatus that exposes the wafer W (substrate) with illumination light IL (exposure light). The illumination optical system ILS irradiates the illumination light IL to the SLM 28 and an array of the mirror elements 30 of the SLM 28. A projection optical system PL for guiding the reflected light from the plurality of mirror elements 30 onto the wafer W and projecting the pattern onto the wafer W, and a plurality of mirrors of the SLM 28 for controlling the pattern exposed on the wafer W. And a modulation control unit 48 (control device) that individually controls the elements 30 to the first state or the second state.

露光装置ＥＸによれば、ＳＬＭ２８の隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの反射の影響が抑制されているため、ウエハＷの表面に目標とするパターンを高精度に形成できる。
なお、ＳＬＭ２８の各ミラー要素３０は、その第１の状態及びその第２の状態以外の第３の状態等を含む複数の状態に設定可能としてもよい。
また、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬは、複数のミラー要素３０（反射要素）にほぼ入射角αで斜めに入射し、ミラー要素３０からの反射光が、投影光学系ＰＬに対して投影光学系ＰＬの光軸ＡＸＷに交差するように入射している。従って、投影光学系ＰＬは物体面側に非テレセントリックであるため、ＳＬＭ２８からの反射光の全部を投影光学系ＰＬを介してウエハＷに照射でき、照明光ＩＬの利用効率が高い。さらに、偏光制御光学系６で設定される照明光ＩＬの偏光状態をウエハＷの表面で正確に再現できる。 According to the exposure apparatus EX, since the influence of the reflection of the gap regions 34Y and 34X of the SLM 28 is suppressed, a target pattern can be formed on the surface of the wafer W with high accuracy.
Each mirror element 30 of the SLM 28 may be set to a plurality of states including a first state and a third state other than the second state.
Also, the illumination light IL from the illumination optical system ILS is incident on the plurality of mirror elements 30 (reflection elements) obliquely at an incident angle α, and the reflected light from the mirror elements 30 is projected onto the projection optical system PL. Incident light intersects the optical axis AXW of the optical system PL. Accordingly, since the projection optical system PL is non-telecentric on the object plane side, the entire reflected light from the SLM 28 can be irradiated onto the wafer W via the projection optical system PL, and the use efficiency of the illumination light IL is high. Furthermore, the polarization state of the illumination light IL set by the polarization control optical system 6 can be accurately reproduced on the surface of the wafer W.

また、ミラー要素３０は、Ｘ方向（第１方向）を長手方向とする長方形の領域に設けられ、ウエハＷを投影光学系ＰＬの像面でＸ方向と直交するＹ方向（第２方向）に対応する走査方向に移動するウエハステージＷＳＴ（基板ステージ）を備え、変調制御部４８は、ウエハステージＷＳＴによるウエハＷの移動に応じて、複数のミラー要素３０によって形成されるパターン（位相分布）をＹ方向に移動している。これによって、ウエハＷの全面を効率的に露光できる。   The mirror element 30 is provided in a rectangular region whose longitudinal direction is the X direction (first direction), and the wafer W is placed in the Y direction (second direction) orthogonal to the X direction on the image plane of the projection optical system PL. A wafer stage WST (substrate stage) that moves in the corresponding scanning direction is provided, and the modulation control unit 48 generates a pattern (phase distribution) formed by the plurality of mirror elements 30 in accordance with the movement of the wafer W by the wafer stage WST. It is moving in the Y direction. Thereby, the entire surface of the wafer W can be efficiently exposed.

なお、上記の実施形態では以下のような変形が可能である。
まず、上記の実施形態では、ウエハＷを連続的に移動してウエハＷを走査露光している。その他に、図９（Ｂ）に示すように、ウエハＷの各ショット領域（例えばＳＡ２１）をＹ方向に複数の部分領域ＳＢ１〜ＳＢ５等に分割し、投影光学系ＰＬの露光領域２６Ｂに部分領域ＳＢ１等が達したときに、照明光ＩＬを所定パルス数だけ発光させて、ＳＬＭ２８のミラー要素３０のアレイからの反射光で部分領域ＳＢ１等を露光してもよい。この後、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させて、次の部分領域ＳＢ２等が露光領域２６Ｂに達してから、同様に部分領域ＳＢ２等に露光が行われる。この方式は実質的にステップ・アンド・リピート方式であるが、部分領域ＳＢ１〜ＳＢ５等には互いに異なるパターンが露光される。 In the above embodiment, the following modifications are possible.
First, in the above-described embodiment, the wafer W is continuously moved to scan and expose the wafer W. In addition, as shown in FIG. 9B, each shot area (for example, SA21) of the wafer W is divided into a plurality of partial areas SB1 to SB5 in the Y direction, and the partial areas are formed in the exposure area 26B of the projection optical system PL. When SB1 or the like reaches, the illumination light IL may be emitted by a predetermined number of pulses, and the partial region SB1 or the like may be exposed with the reflected light from the array of mirror elements 30 of the SLM 28. Thereafter, the wafer W is stepped in the Y direction, and after the next partial area SB2 or the like reaches the exposure area 26B, the partial area SB2 or the like is similarly exposed. This method is substantially a step-and-repeat method, but different patterns are exposed on the partial areas SB1 to SB5 and the like.

上述の実施形態では、位相変調型のＳＬＭ２８において隙間領域３４Ｙ，３４Ｘの幅を所定の幅に設定しているが、図１の直交する２つの軸の回りの傾斜角が可変の多数の微小なミラー要素１０ａ（可動反射要素）のアレイを有する空間光変調器１０（ＳＬＭ１０）において、ミラー要素１０ａの隙間領域の幅を上述の実施形態のように設定して、隙間領域の反射率を小さくしてもよい。   In the above-described embodiment, the widths of the gap regions 34Y and 34X are set to a predetermined width in the phase modulation type SLM 28, but a large number of minute angles around the two orthogonal axes in FIG. 1 are variable. In the spatial light modulator 10 (SLM 10) having an array of mirror elements 10a (movable reflective elements), the width of the gap area of the mirror element 10a is set as in the above-described embodiment to reduce the reflectance of the gap area. May be.

このとき、複数のミラー要素１０ａ（可動反射要素）のそれぞれの反射面が同一平面、典型的には所定面に位置する状態において、複数のミラー要素１０ａのうちの隣接する２つのミラー要素１０ａの間隔が入射光の波長以下であればよい。言い換えると、複数のミラー要素１０ａのうちの隣接する２つのミラー要素１０ａの間隔がミラーの傾斜角の変更によって変化するが、その変化する間隔が最小値となる間隔が入射光の波長以下であればよい。   At this time, in a state where the respective reflecting surfaces of the plurality of mirror elements 10a (movable reflecting elements) are located on the same plane, typically a predetermined surface, two adjacent mirror elements 10a among the plurality of mirror elements 10a. The interval may be equal to or smaller than the wavelength of incident light. In other words, the interval between two adjacent mirror elements 10a among the plurality of mirror elements 10a changes by changing the tilt angle of the mirror, but the interval at which the change interval becomes the minimum value is less than the wavelength of the incident light. That's fine.

また、照明光学系ＩＬＳからの光を反射して反射光に位相分布を与えるＳＬＭ２８における複数のミラー要素３０を、直交する２つの軸の回りの傾斜角が可変になるように変形してもよい。この場合においても、複数のミラー要素３０の間隔の最小値が入射光の波長以下であればよい。
また、位相変調型のＳＬＭ２８を、照明光学系ＩＬＳ中のＳＬＭ１０の代わりに設けてもよい。 Further, the plurality of mirror elements 30 in the SLM 28 that reflects the light from the illumination optical system ILS and gives a phase distribution to the reflected light may be modified so that the inclination angles around two orthogonal axes are variable. . Even in this case, the minimum value of the interval between the plurality of mirror elements 30 may be equal to or less than the wavelength of the incident light.
Further, the phase modulation type SLM 28 may be provided instead of the SLM 10 in the illumination optical system ILS.

また、上記の実施形態では、物体側に非テレセントリックの投影光学系ＰＬを用いている。それ以外に、図１０の変形例の露光装置ＥＸＡで示すように、物体側及び像面側に両側テレセントリックの投影光学系ＰＬＡを用いることも可能である。図１０において、露光装置ＥＸＡは、Ｓ偏光の照明光ＩＬをほぼ＋Ｙ方向に発生する照明光学系ＩＬＳＡと、照明光ＩＬを＋Ｚ方向に反射する偏光ビームスプリッタ５１と、偏光ビームスプリッタ５１からの照明光ＩＬを円偏光に変換する１／４波長板５２と、円偏光の照明光ＩＬを−Ｚ方向に反射する多数のミラー要素３０の２次元のアレイを有するＳＬＭ（空間光変調器）２８と、ミラー要素３０で反射されてから、１／４波長板５２及び偏光ビームスプリッタ５１を透過した照明光ＩＬを受光してウエハＷの表面の露光領域２６Ｂに空間像（パターン）を投影する投影光学系ＰＬＡと、を備えている。照明光学系ＩＬＳＡは、図１の照明光学系ＩＬＳからミラー８Ｂ，８Ｃを除いた光学系である。ＳＬＭ２８の構成及び作用は図１の実施形態と同様である。ＳＬＭ２８で反射されたσ値の小さい照明光ＩＬは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸにほぼ平行に投影光学系ＰＬに入射する。   In the above embodiment, the non-telecentric projection optical system PL is used on the object side. In addition, as shown in the exposure apparatus EXA of the modified example of FIG. 10, it is also possible to use a bilateral telecentric projection optical system PLA on the object side and the image plane side. In FIG. 10, the exposure apparatus EXA includes an illumination optical system ILSA that generates S-polarized illumination light IL substantially in the + Y direction, a polarization beam splitter 51 that reflects the illumination light IL in the + Z direction, and illumination from the polarization beam splitter 51. A quarter-wave plate 52 for converting the light IL into circularly polarized light, and an SLM (spatial light modulator) 28 having a two-dimensional array of a number of mirror elements 30 that reflect the circularly polarized illumination light IL in the -Z direction; Projection optics that receives the illumination light IL that has been reflected by the mirror element 30 and then transmitted through the quarter-wave plate 52 and the polarizing beam splitter 51, and projects an aerial image (pattern) onto the exposure region 26B on the surface of the wafer W. System PLA. The illumination optical system ILSA is an optical system obtained by removing the mirrors 8B and 8C from the illumination optical system ILS in FIG. The configuration and operation of the SLM 28 are the same as in the embodiment of FIG. The illumination light IL having a small σ value reflected by the SLM 28 enters the projection optical system PL substantially parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL.

この変形例の露光装置ＥＸＡによれば、両側テレセントリックの投影光学系ＰＬＡを使用できるため、露光装置の構成が簡素化できる。
なお、照明光ＩＬの利用効率が１／２に低下してもよい場合には、偏光ビームスプリッタ５１の代わりに通常のビームスプリッタを使用し、１／４波長板５２を省略してもよい。この場合には、偏光照明が使用できる。 According to the exposure apparatus EXA of this modification, since the double-sided telecentric projection optical system PLA can be used, the configuration of the exposure apparatus can be simplified.
When the utilization efficiency of the illumination light IL may be reduced to ½, a normal beam splitter may be used instead of the polarization beam splitter 51, and the ¼ wavelength plate 52 may be omitted. In this case, polarized illumination can be used.

また、電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図１１に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスクのパターンデータを実施形態の露光装置ＥＸ，ＥＸＡの主制御系に記憶するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した露光装置ＥＸ，ＥＸＡ（又は露光方法）によりＳＬＭ２８，２８Ａで生成される位相分布の空間像を基板（感応基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。   In the case of manufacturing an electronic device (or micro device), as shown in FIG. 11, the electronic device performs step 221 for performing function / performance design of the electronic device, and forms mask pattern data based on this design step. In step 222, which is stored in the main control system of the exposure apparatuses EX, EXA, step 223, in which a substrate (wafer) which is the base material of the device is manufactured and resist is applied, and the exposure apparatuses EX, EXA (or exposure method) described above A substrate processing step 224 including a step of exposing a spatial image of the phase distribution generated by the SLMs 28 and 28A to a substrate (sensitive substrate), a step of developing the exposed substrate, heating (curing) and etching of the developed substrate, Device assembly step (processing process such as dicing process, bonding process, packaging process, etc.) The included) 225, and an inspection step 226, and the like.

このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いてウエハＷを露光する工程と、露光されたウエハＷを処理する工程（ステップ２２４）とを含んでいる。従って、電子デバイスを高精度に製造できる。
また、上述の実施形態は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイ等の製造プロセスや、撮像素子（ＣＭＯＳ型、ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイス（電子デバイス）の製造プロセスにも広く適用できる。 This device manufacturing method includes a step of exposing the wafer W using the exposure apparatus of the above-described embodiment, and a step of processing the exposed wafer W (step 224). Therefore, an electronic device can be manufactured with high accuracy.
In addition, the above-described embodiment is not limited to application to a semiconductor device manufacturing process. For example, a manufacturing process such as a liquid crystal display element and a plasma display, an imaging element (CMOS type, CCD, etc.), a micromachine, The present invention can be widely applied to manufacturing processes of various devices (electronic devices) such as MEMS (Microelectromechanical Systems), thin film magnetic heads, and DNA chips.

なお、上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。   In addition, it is not limited to the above-mentioned embodiment, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.

ＥＸ，ＥＸＡ…露光装置、ＩＬＳ，ＩＬＳＡ…照明光学系、ＰＬ，ＰＬＡ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、２８…ＳＬＭ（空間光変調器）、３０…ミラー要素、３２…ベース部材、３４Ｘ，３４Ｙ…境界領域、３５Ａ，３５Ｂ…ヒンジ部、４８…変調制御部   EX, EXA ... exposure apparatus, ILS, ILSA ... illumination optical system, PL, PLA ... projection optical system, W ... wafer, 28 ... SLM (spatial light modulator), 30 ... mirror element, 32 ... base member, 34X, 34Y ... Boundary region, 35A, 35B ... Hinge part, 48 ... Modulation control part

Claims (25)

所定面内に配列された複数の可動光学要素を備え、入射光を変調して射出する空間光変調器であって、
前記複数の可動光学要素のうち互いに隣接する２つの前記可動光学要素の間隔は、前記入射光の波長以下であり、前記入射光の波長の０．４倍以上である、空間光変調器。 A spatial light modulator comprising a plurality of movable optical elements arranged in a predetermined plane and modulating and emitting incident light,
The distance between two adjacent said movable optical element to each other among the plurality of movable optical elements state, and are less than the wavelength the incident light is not less than 0.4 times the wavelength of the incident light, the spatial light modulator. 隣接する２つの前記可動光学要素の前記間隔は、前記入射光の波長の０．９倍以下である、請求項１に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to claim 1 , wherein the interval between two adjacent movable optical elements is 0.9 times or less the wavelength of the incident light. 前記間隔は、前記複数の可動光学要素の配列方向の間隔である、請求項１又は２に記載の空間光変調器。 The interval is the interval in the arrangement direction of the plurality of movable optical element, the spatial light modulator according to claim 1 or 2. 前記複数の可動光学要素はそれぞれ入射する前記入射光を反射する反射面を有する反射要素であり、
前記隣接する２つの前記可動光学要素の前記間隔は、隣接する２つの前記反射要素の前記反射面の配列方向の間隔である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空間光変調器。 Each of the plurality of movable optical elements is a reflective element having a reflective surface that reflects the incident light incident thereon.
Wherein the distance between two adjacent said movable optical element is a distance in the arrangement direction of the reflective surfaces of adjacent two of said reflective element, the spatial light modulator according to any one of claims 1 to 3 . 前記複数の可動反射要素の前記反射面は、前記入射光の進行方向に沿った位置を変更するように移動する、請求項４に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to claim 4 , wherein the reflection surfaces of the plurality of movable reflection elements move so as to change positions along a traveling direction of the incident light. 前記反射要素は、それぞれ入射する前記光を反射する第１の状態と、入射する前記光の位相を前記第１の状態における位相と異なるように変化させて反射する第２の状態とを含む複数の状態のうちいずれかに設定される、請求項５に記載の空間光変調器。 The reflection element includes a plurality of first states that reflect the incident light and a second state that reflects the incident light by changing the phase of the incident light to be different from the phase in the first state. The spatial light modulator according to claim 5 , wherein the spatial light modulator is set to any of the following states. 前記第１の状態における前記反射面と、前記第２の状態における前記反射面とは互いに平行である、請求項６に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to claim 6 , wherein the reflective surface in the first state and the reflective surface in the second state are parallel to each other. 前記複数の反射要素はそれぞれ前記反射面を少なくとも一つの軸の回りに傾斜可能である、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to any one of claims 4 to 6 , wherein each of the plurality of reflection elements is capable of tilting the reflection surface about at least one axis. 前記隣接する２つの前記反射要素の前記反射面の間隔は、前記隣接する２つの前記反射要素の前記反射面が前記所定面に位置している状態での間隔である、請求項８に記載の空間光変調器。 The distance of the reflecting surface of the two adjacent reflective elements is the spacing in a state in which said reflecting surface of the two adjacent reflective element is positioned in the predetermined plane, according to claim 8 Spatial light modulator. 前記複数の可動光学要素は２次元に配列されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の空間光変調器。 Wherein the plurality of movable optical elements are arranged in a two-dimensional spatial light modulator according to any one of claims 1 to 9. 前記隣り合う２つの前記可動光学要素は、多角形状である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の空間光変調器。 It said two of said movable optical elements adjacent a polygonal modulator as claimed in any one of claims 1 to 10. 前記隣り合う２つの前記可動光学要素における、それぞれ他方の可動光学要素側の辺は、互いに平行な直線である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to any one of claims 1 to 11 , wherein sides of the two movable optical elements adjacent to each other on the other movable optical element side are straight lines parallel to each other. 前記入射光の波長は、前記入射光の中心波長である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の空間光変調器。 Wherein the wavelength of the incident light, the a center wavelength of the incident light, the spatial light modulator according to any one of claims 1 to 12. 前記入射光の波長は、前記入射光の分光強度分布における重心の波長またはピーク波長である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の空間光変調器。 The spatial light modulator according to any one of claims 1 to 12 , wherein the wavelength of the incident light is a center wavelength or a peak wavelength in a spectral intensity distribution of the incident light. 前記隣接する２つの前記可動光学要素の前記間隔は、前記入射光の波長と前記入射光の９５％エネルギ純度幅の１／２との和以下である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の空間光変調器。 Wherein the distance between two adjacent said movable optical element, wherein less than or equal the sum of the wavelength of the incident light and the half of the 95% energy purity range of the incident light, any one of claims 1 to 12 The spatial light modulator described in 1. 前記隣接する２つの前記可動光学要素の前記間隔は、前記入射光の波長と前記入射光の半値全幅の１／２との和以下である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の空間光変調器。 Wherein the distance between two adjacent said movable optical element, wherein less than or equal the sum of the wavelength of the incident light and the 1/2 of the full width at half maximum of the incident light, according to any one of claims 1 to 12 Spatial light modulator. 露光光で基板を露光する露光装置において、
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の空間光変調器と、
前記空間光変調器の前記複数の可動光学要素に前記露光光を照射する照明光学系と、
前記複数の可動光学要素からの光を前記基板に導いて前記基板上にパターンを投影する投影光学系と、
前記基板に露光されるパターンを制御するために、前記空間光変調器の前記複数の可動光学要素を個別に制御する制御装置と、
を備える、露光装置。 In an exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light,
A spatial light modulator according to any one of claims 1 to 16 ,
An illumination optical system for irradiating the plurality of movable optical elements of the spatial light modulator with the exposure light;
A projection optical system for guiding light from the plurality of movable optical elements to the substrate and projecting a pattern on the substrate;
A control device for individually controlling the plurality of movable optical elements of the spatial light modulator to control a pattern exposed on the substrate;
An exposure apparatus comprising: 前記複数の可動光学要素はそれぞれ入射する前記露光光を反射する互いに平行な反射面を有する反射要素であり、
前記制御装置は、
複数の前記反射要素の反射面の位置を、前記投影光学系の光軸方向において変更する、請求項１７に記載の露光装置。 The plurality of movable optical elements are reflective elements having reflective surfaces parallel to each other for reflecting the incident exposure light, respectively.
The control device includes:
The exposure apparatus according to claim 17 , wherein positions of the reflecting surfaces of the plurality of reflecting elements are changed in an optical axis direction of the projection optical system. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の空間光変調器の前記複数の可動光学要素に光を照射することと、
前記複数の可動光学要素を通過した前記光を変調するように、前記複数の可動光学要素を個別に制御することと、
を含む、空間光変調器の使用方法。 Irradiating the plurality of movable optical elements of the spatial light modulator according to any one of claims 1 to 16 with light;
Individually controlling the plurality of movable optical elements to modulate the light that has passed through the plurality of movable optical elements;
A method of using a spatial light modulator. 露光光で基板を露光する露光方法において、
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の空間光変調器の前記複数の可動光学要素に前記露光光を照射することと、
前記複数の可動光学要素からの光で投影光学系を介して前記基板を露光することと、
前記基板に露光されるパターンを制御するために、前記空間光変調器の前記複数の可動光学要素を個別に制御することと、
を含む、露光方法。 In an exposure method for exposing a substrate with exposure light,
Irradiating the plurality of movable optical elements of the spatial light modulator according to any one of claims 1 to 16 with the exposure light;
Exposing the substrate with light from the plurality of movable optical elements via a projection optical system;
Individually controlling the plurality of movable optical elements of the spatial light modulator to control a pattern exposed on the substrate;
Including an exposure method. 入射光を変調して射出する変調方法において、
所定面内に配列された複数の可動光学要素に入射光を照射することと、
該複数の可動光学要素を用いて前記入射光を変調することとを含み、
前記複数の可動光学要素のうち互いに隣接する２つの前記可動光学要素の間隔が前記入射光の波長以下であり、前記入射光の波長の０．４倍以上である、変調方法。 In a modulation method for modulating and emitting incident light,
Irradiating incident light to a plurality of movable optical elements arranged in a predetermined plane;
Using the plurality of movable optical elements to modulate the incident light,
Wherein the plurality of two of the Der wavelength intervals less than the movable optical element is the incident light to adjacent ones of the movable optical element is, Ru der 0.4 times or more the wavelength of the incident light, the modulation method. 露光光で基板を露光する露光方法において、
請求項２１に記載の変調方法を用いて、前記露光光を変調することと、
該変調された光で投影光学系を介して前記基板を露光することと、
前記基板に露光されるパターンを制御するために、前記複数の可動光学要素を個別に制御することと、
を含む、露光方法。 In an exposure method for exposing a substrate with exposure light,
Modulating the exposure light using the modulation method of claim 21 ;
Exposing the substrate with the modulated light through a projection optics;
Individually controlling the plurality of movable optical elements to control a pattern exposed on the substrate;
Including an exposure method. 前記複数の可動光学要素はそれぞれ入射する前記露光光を反射する互いに平行な反射面を有する反射要素であり、
複数の前記反射要素の反射面の位置を、前記投影光学系の光軸方向において変更する、請求項２０又は２２に記載の露光方法。 The plurality of movable optical elements are reflective elements having reflective surfaces parallel to each other for reflecting the incident exposure light, respectively.
The exposure method according to claim 20 or 22 , wherein the positions of the reflecting surfaces of the plurality of reflecting elements are changed in the optical axis direction of the projection optical system. 請求項１７又は１８に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure apparatus according to claim 17 or 18 ,
Processing the substrate on which the pattern is formed;
A device manufacturing method including: 請求項２０、２２又は２３に記載の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure method according to claim 20, 22 or 23 ;
Processing the substrate on which the pattern is formed;
A device manufacturing method including:
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