TW201439589A - 空間光調變器及其驅動方法、以及曝光方法及裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種可動部之動作單純且可產生暗圖案或與此接近之圖案之空間光調變器。空間光調變器28具有複數個反射鏡要素34，反射鏡要素34分別具備：固定反射鏡部35，具備反射面35a；以及可動反射鏡部36，被支承成可往橫越固定反射鏡部35表面之Z方向位移，且具備反射面36a。

Description

空間光調變器及其驅動方法、以及曝光方法及裝置

本發明係關於一種具有複數個反射要素之空間光調變器、該空間光調變器之驅動技術、使用該空間光調變器使物體曝光之曝光技術、及使用該曝光技術之元件製造技術。

在例如用於製造半導體元件或液晶顯示元件等元件(電子元件或微元件)之步進器或掃描步進器(掃描器)等曝光裝置，已提出一種替代光罩(標線片)而使用具有傾斜角分別可變之多數個微小反射鏡之陣列之空間光調變器(spatial light modulator)在投影光學系之物體面產生可變圖案之所謂無光罩方式之曝光裝置(例如，參照專利文獻1)。若為無光罩方式，則無需就複數種類之元件、進一步而言就基板之複數層分別準備光罩，可抑制製造成本增加，有效率地製造各元件。

又，作為空間光調變器，亦提出一種為了控制入射光之相位分布，具有反射面之高度分別可控制之多數個微小反射鏡之陣列之類型(例如，參照非專利文獻1及非專利文獻2)。

專利文獻1：美國專利申請公開第2006/109576號說明書

非專利文獻1：Yijian Chen et al., “Design and fabrication of tilting and piston micromirrors for maskless lithography,” Proc. of SPIE(美國) Vol. 5751, pp.1023-1037(2005)

非專利文獻2：D. Lopez et al., “Two-dimensional MEMS array for maskless lithography and wavefront modulation,” Proc. of SPIE(美國) Vol. 6589, 65890S(2007)

在習知具有傾斜角可變之微小反射鏡之陣列之空間光調變器，藉由以來自某個微小反射鏡之反射光不會射入投影光學系之入射光瞳之方式控制其傾斜角，能以微小反射鏡為單位產生明暗之可變圖案。然而，例如為了將某個微小反射鏡在明亮圖案與暗圖案之間高速切換，必須預先使該微小反射鏡之傾斜角在短時間大幅地變化且一定時間設定在某個角度，會有圖案之切換速度不易變快之虞。

又，在習知具有高度可控制之微小反射鏡之陣列之空間光調變器，微小反射鏡之動作單純，微小反射鏡之驅動容易，可產生相位圖案，但無法產生明暗圖案。

本發明之形態，有鑑於上述問題，其目的在於提供一種可動部之動作單純且可產生暗圖案或與此接近之圖案之空間光調變器、及使用該空間光調變器之技術。

根據本發明第1形態，提供一種具有可分別反射光之複數個反射要素之空間光調變器。在該空間光調變器，該反射要素分別具備：固定部，具備第1反射面；以及可動部，被支承成可往橫越該固定部表面之第1方向位移，且具備第2反射面。

又，根據第2形態，提供一種以曝光用光照明圖案，且以該 曝光用光透過該圖案及投影光學系使基板曝光之曝光裝置。該曝光裝置，具備：本發明形態之空間光調變器；以及控制部，透過該驅動部個別地設定該空間光調變器之該複數個反射要素內之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置；以該曝光用光照明該空間光調變器之該複數個反射要素，透過該投影光學系將來自該反射要素之該曝光用光導至該基板。

又，根據第3形態，提供一種本發明形態之空間光調變器之驅動方法。該驅動方法，包含：將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第1反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第1反射要素之反射光量成為最大之位置之動作；以及將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第2反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第2反射要素之反射光量成為最小之位置之動作。

又，根據第4形態，提供一種以曝光用光照明圖案，且以該曝光用光透過該圖案及投影光學系使基板曝光之曝光方法。該曝光方法，包含：將本發明形態之空間光調變器之該複數個反射要素配置在該曝光用光之照射區域之動作；將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第1反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第1反射要素之反射光量成為最大之位置之動作；將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第2反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第2反射要素之反射光量成為最小之位置之動作；以及以該曝光用光照明包含該第1及第2反射要素之該複數個反射要素，且以來自該複數個反射要素之反射光透過該投影光學系使該 基板曝光之動作。

又，根據第5形態，提供一種元件製造方法，包含：使用本發明形態之曝光裝置或曝光方法將感光層之圖案形成在基板上之動作；以及對形成有該圖案之該基板進行處理之動作。

根據本發明各形態之空間光調變器，與反射要素之可動部(第2反射面)相對於固定部(第1反射面)之第1方向之相對位置對應地使來自該反射要素之反射光之光量變化。因此，可動部之動作單純且可以反射要素單位產生暗圖案或與此接近之圖案。

EX,EXA‧‧‧曝光裝置

ILS,ILSA‧‧‧照明光學系

PL,PLA‧‧‧投影光學系

W‧‧‧晶圓

28,28A‧‧‧空間光調變器

34,34A‧‧‧反射鏡要素

32‧‧‧底構件

35,35A‧‧‧固定反射鏡部

36,36A‧‧‧可動反射鏡部

38A,38B‧‧‧電極

48‧‧‧調變控制部

圖1(A)係顯示第1實施形態之空間光調變器之圖，圖1(B)係顯示圖1(A)中之反射鏡要素之排列之一部分之放大立體圖。

圖2(A)係沿著圖1(B)之BB線之剖面圖，圖2(B)係顯示圖2(A)中之可動反射鏡部及彈性鉸鏈部之放大立體圖。

圖3(A)係顯示圖1(B)中之複數個反射鏡要素之放大俯視圖，圖3(B)係顯示可動反射鏡部之反射面之比率與反射鏡要素之反射率之關係之一例之圖。

圖4係顯示空間光調變器之驅動方法之一例之流程圖。

圖5(A)係顯示變形例之空間光調變器之二個反射鏡要素之放大剖面圖，圖5(B)係顯示另一變形例之空間光調變器之複數個反射鏡要素之放大立體圖。

圖6係顯示第2實施形態之曝光裝置之概略構成之圖。

圖7(A)係顯示以空間光調變器設定之圖案之一例之圖，圖7(B)係顯示往Y方向偏移之圖案之一例之圖。

圖8(A)係顯示掃描曝光時之晶圓之照射區域之圖，圖8(B)係顯示以步進重複方式曝光時之晶圓之照射區域之圖。

圖9係顯示曝光方法之一例之流程圖。

圖10係顯示變形例之曝光裝置之概略構成之圖。

圖11係顯示變形例之曝光裝置之空間光調變器之放大立體圖。

圖12係顯示變形例之空間光調變器之放大立體圖。

圖13係顯示電子元件之製程之一例之流程圖。

(第1實施形態)

參照圖1~圖4說明本發明之較佳第1實施形態。

圖1(A)係顯示本實施形態之空間光調變器(spatial light modulator：SLM)28。圖1(A)中，空間光調變器28具備本體部30與調變控制部48，該本體部30具有作為排列有反射各入射光之複數個反射鏡要素34之二維陣列之反射面之陣列區域，該調變控制部48個別地控制複數個反射鏡要素34之反射率及/或相位特性等。以下，圖1(A)中，將複數個反射鏡要素34之排列方向即彼此正交之二個方向設為X軸及Y軸、將與包含X軸及Y軸之面垂直之方向(圖1(A)之與紙面垂直之方向)設為Z軸來進行說明。

在本體部30，作為一例，在具有與X方向平行之一對邊部及與Y方向平行之一對邊部之四角形框狀構件31之內側，在X方向及Y方向分別以間距(週期)px及py排列有複數個反射鏡要素34。複數個反射鏡 要素34支承在四角形之平板狀之底構件32(參照圖1(B))之表面。圖1(A)中，排列有複數個反射鏡要素34之區域(框狀構件31之內側區域)，作為一例，雖為X方向細長之長方形，但複數個反射鏡要素34亦可排列成大致正方形之區域。

又，反射鏡要素34之X方向及Y方向之寬度，分別與反射鏡要素34之X方向及Y方向之排列之間距px及py相同。作為一例，排列之間距px及py彼此相等。此情形，反射鏡要素34之外形為正方形。此外，間距px、py亦可彼此不同。此時，反射鏡要素34之外形成為長方形。

在本體部30之陣列區域，在X方向第i個(i=1、2、…、I)及Y方向第j個(j=1、2、…、J)之位置P(i,j)分別配置有反射鏡要素34。複數個反射鏡要素34排列成大致正方形區域之情形，反射鏡要素34之X方向及Y方向之排列數I,J，作為一例，為數百~數萬，例如數千。又，將本實施形態之空間光調變器28例如使用為無光罩方式之曝光裝置之可變圖案產生部之情形，複數個反射鏡要素34，作為一例，如圖1(A)所示，排列成X方向細長之長方形之區域，反射鏡要素34之短邊方向即Y方向(與曝光對象之基板之掃描方向對應之方向)之排列數J為數百~數千，X方向之排列數I為排列數J之數倍~數十倍。又，反射鏡要素34之排列之間距px、py分別為例如10μm~1μm程度。間距px、py彼此相等之情形，亦可將間距px(=py)設定成例如4μm程度。此時，反射鏡要素34之外形成為4μm見方程度。

又，複數個反射鏡要素34分別具有相對於底構件32(參照圖1(B))之Z方向位置不變化之固定反射鏡部35、相對於固定反射鏡部35可往Z方向相對位移之可動反射鏡部36、使可動反射鏡部36相對於固定反射鏡 部35往Z方向位移之驅動部(參照圖2(A))。

圖1(B)係顯示圖1(A)中之4行×4列之反射鏡要素34之陣列。圖1(B)中，反射鏡要素34之固定反射鏡部35，作為一例，外形為X方向之寬度px且Y方向之寬度py之四角形，在中央部設有四角形之開口部35b，在固定反射鏡部35之表面整面形成有由鋁等之金屬膜構成之反射面35a。又，在反射鏡要素34之可動反射鏡部36之表面整面形成有由鋁等之金屬膜構成之反射面36a。可動反射鏡部36之形成有反射面36a之平板狀部分(平板部)之外形，係稍微小於固定反射鏡部35之開口部35b之四角形。

可動反射鏡部36之形成有反射面36a之部分，在固定反射鏡部35之開口部35b內配置成可往固定反射鏡部35表面之法線方向(本實施形態中與反射面35a之法線方向平行)即Z方向位移。本實施形態中，反射鏡要素34係選擇性地設定在如位置P(i,j)之反射鏡要素34所示之固定反射鏡部35之反射面35a與可動反射鏡部36之反射面36a在Z方向成為相同位置(相同高度)之第1狀態、與如位置P(i,j+1)之反射鏡要素34所示之反射面36a相對於反射面35a往底構件32側下降(上升亦可)既定間隔之第2狀態之任一狀態。

又，本實施形態中，相鄰之複數個反射鏡要素34之固定反射鏡部35係連續，複數個固定反射鏡部35整體形成為格子狀構件33。又，相鄰之複數個反射鏡要素34之可動反射鏡部36係分離配置。

如圖1(B)內之一部分之斜線所示，反射鏡要素34之固定反射鏡部35之框狀之反射面35a之外形為X方向之寬度ex2(=px)且Y方向之寬度ey2(=py)之四角形，配置在固定反射鏡部35內之可動反射鏡部36之反射面36a為X 方向之寬度ex1(<ex2)且Y方向之寬度ey1(<ey2)之四角形。此外，反射鏡35a之開口部與反射面36a之外形之間隙部分之面積作為可忽視者，設反射面35a之面積為SZ、反射面36a之面積為SP、二個反射面35a,36a合計之反射面之全面積為ST，此等之面積可大致如下所示。

SZ=ex2‧ey2-ex1‧ey1…(1A)

SP=ex1‧ey1…(1B)

ST=SZ+SP=ex2‧ey2=px‧py…(1C)

接著，圖2(A)係顯示位於圖1(B)之相鄰二個位置P(i,j)及P(i,j+1)之反射鏡要素34之放大剖面圖(沿著圖1(B)之BB線之剖面圖)。圖2(A)中，反射鏡要素34具有固定在底構件32表面之框狀之固定反射鏡部35、在表面形成有反射面36a且在背面側形成有凸出之支承部36b之可動反射鏡部36、將固定反射鏡部35之內面與可動反射鏡部36之支承部36b連結於Y方向之具有可撓性(彈性)之彈性鉸鏈部37。作為一例，如圖2(B)所示，彈性鉸鏈部37係配置成將可動反射鏡部36之支承部36b夾於Y方向之二對平板狀之部分。藉由彈性鉸鏈部37，可動反射鏡部36可位移成相對於固定反射鏡部35往Z方向平行移動。此外，彈性鉸鏈部37之形狀係任意形狀，例如亦可不設置支承部36b，透過設在可動反射鏡部36背面之複數個(例如四個)柱狀之具有可撓性之構件(與彈性鉸鏈部37對應之構件)將可動反射鏡部36連結於固定反射鏡部35。

又，反射鏡要素34具有由以與彈性鉸鏈部37對向之方式形成在底構件32表面之薄膜狀之第1電極38A、及以與第1電極38A對向之 方式形成在例如彈性鉸鏈部37之薄膜狀之第2電極38B構成之驅動部。此外，替代彈性鉸鏈部37，使用上述複數個柱狀之具有可撓性之構件之情形，亦可將第2電極38B直接形成在可動反射鏡部36之背面。本實施形態中，複數個反射鏡要素34之第1電極38A共通地透過訊號線SLE在調變控制部48內接地，在相鄰之二個反射鏡要素34之第2電極38B，從調變控制部48分別透過訊號線SL1及SL2施加可變之驅動電壓。即使在其他反射鏡要素34，第1電極38A亦接地，在第2電極38B亦分別彼此獨立地施加可變之驅動電壓。此外，亦可使第2電極38B側共通地接地，在第1電極38A個別地施加驅動電壓。

圖2(A)中，底構件32由例如矽所構成之平板狀基材32A與形成在基材32A表面之氮化矽(例如Si₃N₄)等之絕緣層32B構成。又，設在底構件32表面之固定反射鏡部35、彈性鉸鏈部37、及可動反射鏡部36由例如聚矽一體地形成。在底構件32表面及固定反射鏡部35側面，用以對與反射鏡要素34(可動反射鏡部36)分別對應之電極38A,38B間施加既定電壓之訊號線SLE,SL1,SL2等係設成矩陣狀。

本實施形態中，在空間光調變器28之電源OFF狀態或電源ON狀態下對電極38A,38B間未施加電壓之狀態為上述第1狀態，此時，如位置P(i,j)之反射鏡要素34所示，可動反射鏡部36之反射面36a與固定反射鏡部35之反射面35a成為相同高度。設此第1狀態下之可動反射鏡部36相對於固定反射鏡部35之Z方向之相對位置為第1位置Z1。另一方面，在電源ON狀態時對電極38A,38B間施加既定電壓之狀態為上述第2狀態，此時，如位置P(i,j+1)之反射鏡要素34所示，反射面36a之Z方向位置相對 於反射面35a往Z方向位移(圖2(A)中為下降)間隔δ 1。設此第2狀態下之可動反射鏡部36相對於固定反射鏡部35之Z方向之相對位置為第2位置Z2。

又，本實施形態中，從未圖示之照明系射出之照明光，與反射面35a(進而反射面36a)大致垂直地、亦即與可動反射鏡部36之位移方向(Z方向)大致平行地射入空間光調變器28之反射鏡要素34。設此照明光之波長為λ，則使用任意之0以上之整數n，間隔δ 1設定如下。

δ 1=λ/4+n‧λ/2…(2)

此間隔δ 1，係波長λ之光在此間隔往返時此光之相位變化180度或π(rad)(或π(rad)+2‧π(rad)之整數倍)之間隔。此外，以下，省略相位之單位(rad)。在最簡單之例，將整數n設為0，間隔δ 1設定成λ/4。又，若考量反射鏡要素34之製造誤差、及可動反射鏡部36往Z方向之驅動誤差等，關於間隔δ 1，對式(2)容許數%程度之誤差。

空間光調變器28之上述微小立體構造之複數個反射鏡要素34，例如在先前技術引用之非專利文獻1及2所記載，可使用MEMS(Microelectromechanical Systems：微小電氣機械系統)技術製造。空間光調變器28之各反射鏡要素34，只要可藉由平行移動設定成第1狀態或第2狀態即可，因此反射鏡要素34之可動反射鏡部36之動作單純，可簡化反射鏡要素34之驅動部之構成。因此，反射鏡要素34之小型化及反射鏡要素34之排列數之增加容易。

又，圖2(A)中，射入位於位置P(i,j)之第1狀態之反射鏡要素34之照明光ILA，可分為射入固定反射鏡部35之反射面35a之第1光束 ILA1與射入可動反射鏡部36之反射面36a之第2光束ILA2。第1光束ILA1係射入包圍反射面36a之環狀之反射面35a整面之圓筒狀光束(參照圖1(B))。此情形，由於反射面35a,36a彼此之Z方向位置(Z位置)相同，因此第1光束ILA1在反射面35a之反射光與第2光束ILA2在反射面36a之反射光之相位相同，照明光ILA之來自反射鏡要素34之反射光之光量成為最大。以下，將處於此第1狀態之反射鏡要素34稱為反射光量最大之明像素(以下，簡稱為明像素)BP。

相對於此，射入位於位置P(i,j+1)之第2狀態之反射鏡要素34之照明光ILB，亦可分為射入反射面35a之第1光束ILB1(圓筒狀光束)與射入反射面36a之第2光束ILB2。然而，在第2狀態之反射鏡要素34，反射面35a,36a之Z位置僅相異上述式(2)之間隔δ 1。此情形，若設第1光束ILB1在反射面35a之反射光之相位為0，則第2光束ILB2在反射面36a之反射光之相位成為π，因此此二個反射光成為相反相位。因此，藉由第1光束ILB1之反射光與第2光束ILB2之反射光之干涉，反射光整體之光量減少，因此照明光ILB之來自反射鏡要素34之反射光之光量，相對於在第1狀態之光量(最大光量)減少。此反射光之減少比例依據反射面35a之面積與反射面36a之面積之比而變化。例如反射面35a之面積與反射面36a之面積相等之情形，第2狀態之來自反射鏡要素34之反射光之光量(最小光量)成為0。以下，將處於此第2狀態且反射光之相位為0且其反射光量較最大光量小之反射鏡要素34稱為暗像素(以下，簡稱為暗像素)DP。此外，反射光之光量為0之反射鏡要素34亦包含暗像素DP。

又，在此第2狀態之反射鏡要素34，若可動反射鏡部36之 反射面36a之面積較反射面35a之面積大，則相對於射入之照明光ILB，相位π之反射光之光量較相位0之反射光大，因此反射光之整體光量較最大光量低，但成為相位π之光(移相之光)。因此，以下，將處於此第2狀態且反射光之相位為π之反射鏡要素34稱為移相像素PP。

本實施形態之空間光調變器28，處於該第1狀態之反射鏡要素34雖作用為明像素BP，但處於該第2狀態之反射鏡要素34依據反射面35a,36a之面積比、或反射面36a之面積相對於反射面35a,36a合計之全面積之比率(以下，稱為反射鏡面積比率)rm成為暗像素DP或移相像素PP。

圖3(A)係顯示圖1(B)中之3行×3列之反射鏡要素24之排列之反射面。圖3(A)中，反射鏡要素34之固定反射鏡部35之反射面35a之面積SZ係以上述式(1A)表示，可動反射鏡部36之反射面36a之面積SP係以上述式(1B)表示。此時，反射鏡面積比率rm能如下表示。

rm=SP/(SZ+SP)…(3)

圖3(B)之曲線係顯示將反射鏡要素34設定成該第2狀態(來自固定反射鏡部35之反射面35a之反射光之相位為0且來自可動反射鏡部36之反射面36a之反射光之相位為π之狀態)時之該反射鏡要素34對入射光之反射率r(縱軸)與該反射鏡面積比率rm(橫軸)之關係。圖3(B)中，在反射鏡面積比率rm小於0.5(50%)之範圍，來自反射鏡要素34之反射光之相位成為0，在反射鏡面積比率rm大於0.5(50%)之範圍，來自反射鏡要素34之反射光之相位成為π。

又，從圖3(B)之曲線可知，為了使該第2狀態之來自反射鏡要素34之反射光之光量相對於最大光量減少至少50%(使反射率r成為0.5 以下)，反射鏡面積比率rm之範圍如下述設定成0.15~0.85(15~85%)之範圍即可。

0.15≦rm≦0.85…(4)

如上述，反射光之光量相對於最大光量減少50%以上之第2狀態之反射鏡要素34能與第1狀態之反射鏡要素34明確地識別，因此能以反射鏡要素34為單位容易地設定(產生)可藉由此等第1狀態及第2狀態之反射鏡要素34之組合實質上視為明暗圖案之任意圖案。

此外，為了更明確地識別該第1狀態之反射鏡要素34與第2狀態之反射鏡要素34，較佳為，使該第2狀態之來自反射鏡要素34之反射光之光量減少至少80%(使反射率r成為0.2以下)。為此，根據圖3(B)之曲線，將反射鏡面積比率rm之範圍如下述設定成0.3~0.7(30~70%)之範圍內即可。

0.3≦rm≦0.7…(5)

此時，藉由第1狀態及第2狀態之反射鏡要素34之組合，可實質上視為明暗圖案且以反射鏡要素34為單位容易地設定(產生)對比更高之任意圖案。上述空間光調變器28亦可使用為例如投影機之圖案產生部等。

又，若反射鏡面積比率rm為0.5(圖3(B)中之rm1)，則反射鏡要素34之反射率r成為0，反射光量成為0，反射鏡要素34成為完全之暗像素DP。此情形，藉由該第1狀態之反射鏡要素34與該第2狀態之反射鏡要素34之組合，能產生由任意之明像素及完全之暗像素之組合構成之圖案(二元圖案)。然而，將空間光調變器28使用為例如無光罩曝光裝置之二元圖案用之可變圖案產生部之情形，會有即使相對於最大光量±5%(反射率± 0.05)程度之相位0或π之反射光混入亦無影響之情形。因此，將該第2狀態之反射鏡要素34實質上使用為暗像素DP之情形，較佳為，反射鏡面積比率rm設定成下述範圍內(50±5%之範圍內)。

0.5-0.05≦rm≦0.5+0.05…(6A)

如上述，為了將反射鏡面積比率rm設定成0.5，圖1(B)中，若反射鏡要素34(固定反射鏡部35之反射面35a)之外形之寬度ex2、ey2(亦即，排列之間距px、py)彼此相等，可動反射鏡部36之反射面36a之外形之寬度ex1、ey1彼此相等，則下述關係成立即可。

rm=SP/(SZ+SP)=ex1²/px²=0.5…(6B)

根據式(6B)，反射面35a之寬度ex1，如下述設定成間距px之大致0.707倍即可。

ex1=(1/2)^1/2px=(2^1/2/2)px≒0.707‧px…(6C)

作為一例，若設間距px為4μm程度，則寬度ex1成為大致2.83μm。

又，從圖3(B)之曲線可知，若反射鏡面積比率rm為0.62(62%)(圖3(B)中之rm2)，則反射鏡要素34之反射率r成為0.06(6%)，且來自反射鏡要素34之反射光之相位成為π。此反射率6%且相位π之反射光，與通過在曝光裝置使用之所謂透射率6%之減光移相光罩之移相器之光之光量及相位相同。是以，反射鏡面積比率rm為0.62之情形，藉由該第1狀態之反射鏡要素34與該第2狀態之反射鏡要素34之組合，能以反射鏡要素34為單位設定與透射率6%之減光移相光罩相同之圖案。然而，將空間光調變器28使用為例如無光罩曝光裝置之減光移相光罩用之可變圖案產生 部之情形，即使相對於最大光量±5%(反射率±0.05)程度之比例之相位π之反射光混入亦無影響。因此，將該第2狀態之反射鏡要素34實質上使用為該透射率6%之減光移相光罩之移相器之情形，較佳為，反射鏡面積比率rm設定成下述範圍內(62±5%之範圍內)。

0.62-0.05≦rm≦0.62+0.05…(7A)

如上述，為了將反射鏡面積比率rm設定成0.62，圖1(B)中，若反射鏡要素34(反射面35a)之外形之寬度ex2、ey2(px、py)彼此相等，反射面36a之外形之寬度ex1、ey1彼此相等，則下述關係成立即可。

rm=SP/(SZ+SP)=ex1²/px²=0.62…(7B)

根據式(7B)，反射面35a之寬度ex1，如下述設定成間距px之大致0.787倍即可。

ex1=(0.62)^1/2px≒0.787‧px…(7C)

如上述，本實施形態之空間光調變器28中，藉由調變控制部48個別地控制對複數個反射鏡要素34之第2電極38B施加之電壓，藉此可將複數個反射鏡要素34分別選擇性地設定成在上述第1狀態(固定反射部35位於第1位置Z1之狀態)反射光量成為最大之明像素BP、或在上述第2狀態(固定反射部35位於第2位置Z2之狀態)反射光量較最大光量減少之暗像素DP(或其反射光之相位為π之移相像素PP)之任一者。

此處，參照圖4之流程圖說明空間光調變器28之驅動方法之一例。此外，圖4等之流程圖中，將空間光調變器28稱為SLM。首先，在圖4之步驟102，在圖1(A)之空間光調變器28之陣列區域(反射面)內，在 反射率最大之明亮圖案區域50A內，藉由調變控制部48將各反射鏡要素34設定成第1狀態，亦即將可動反射鏡部36之反射面36a設定在第1位置Z1(將來自反射面36a之反射光之相位設定成與來自反射面35a之反射光之相位相同之0)，將該反射鏡要素34設定成明像素BP。

接著，在步驟104，在空間光調變器28之陣列區域內，在反射率最小之暗圖案區域50B(施加斜線之區域)內，藉由調變控制部48將各反射鏡要素34設定成第2狀態，亦即將可動反射鏡部36之反射面36a設定在第2位置Z2(將來自反射面36a之反射光之相位設定成π)，將該反射鏡要素34設定成暗像素DP或移相像素PP。該反射鏡要素34成為暗像素DP或移相像素PP之何者係如上述依據可動反射鏡部36之反射面36a之反射鏡面積比率rm決定。之後，在步驟106，從光源及照明系(未圖示)將照明光例如大致與Z方向平行地照射至空間光調變器28之陣列區域。作為此照明光，作為一例雖使用脈衝光，但亦可使用連續光。

接著，透過例如分束器(未圖示)取出來自空間光調變器28之所有反射鏡要素34之反射光，將該反射光透過投影系(未圖示)投影至既定像面，藉此可將所有反射鏡要素34所形成之明暗圖案或減光移相圖案之像投影至該像面。之後，停止照明光之照射，使明亮圖案區域50A及暗圖案區域50B之配置變化，反覆步驟102、104、106，藉此可將與之前投影之圖案不同之圖案投影至該像面。

如上述，本實施形態之空間光調變器28具有分別可反射光之複數個反射鏡要素34(反射要素)。此外，反射鏡要素34具備分別具備反射面35a(第1反射面)之固定反射鏡部35(固定部)、被支承成可相對於固定 反射鏡部35往與其表面之法線方向平行之Z方向(第1方向)位移且具備反射面36a(第2反射面)之可動反射鏡部36(可動部)、使可動反射鏡部36相對於固定反射鏡部35往Z方向位移之由電極38A,38B構成之驅動部。此外，作為一例，關於射入反射鏡要素34之光，反射面36a之面積相對於反射面35a,36a合計之反射面之全面積之比率(反射鏡面積比率rm)係設定成與可動反射鏡部36相對於固定反射鏡部35之Z方向之相對位置對應地被反射鏡要素34反射之光之光量相對於最大光量可減少至少50%。

根據此空間光調變器28，與可動反射鏡部36(反射面36a)相對於固定反射鏡部35(反射面35a)之Z方向之相對位置對應地來自反射鏡要素34之反射光之光量相對於最大光量變化50%以上。因此，即使可動反射鏡部36之動作為沿著Z方向之單純平行移動，亦能以反射鏡要素34為單位產生暗圖案或與此接近之圖案。

又，本實施形態之空間光調變器28，作為另一例，反射面36a之面積相對於反射面35a,36a合計之反射面之全面積之比率(反射鏡面積比率rm)係設定在30~70%之範圍內(上述式(5)之範圍內)。

此時，作為一例，將複數個反射鏡要素34中之第1反射鏡要素34之可動反射鏡部36(反射面36a)相對於固定反射鏡部35(反射面35a)之Z方向之位置設定成反射光成為最大之第1位置(Z1)(第1狀態)。又，將第2反射鏡要素34之反射面36a相對於反射面35a之Z方向之位置設定成第2位置Z2(第2狀態)，藉此從圖3(B)之曲線可知，能使來自該第2反射鏡要素34之反射光之光量從最大光量減少至少80%(使反射率r為0.2以下)。因此，藉由該第1狀態及第2狀態之反射鏡要素34(具有動作單純之可動反射鏡部 36之反射鏡要素)之組合，可實質上視為明暗圖案且以反射鏡要素34為單位容易地設定(產生)對比更高之任意圖案。

又，本實施形態之空間光調變器28，作為再一例，如圖3(A)所示，在與可動反射鏡部36相對於固定反射鏡部35之移動方向即Z方向(第1方向)正交之X方向及Y方向(第2方向)相鄰配置之二個反射鏡要素34之固定反射鏡部35在X方向及Y方向連續，二個反射鏡要素34之可動反射鏡部36在X方向及Y方向分離配置。此外，一個可動反射鏡部36之反射面36a之面積相對於區域AS(第1區域)之全面積之比率(反射鏡面積比率rm)設定在30~70%之範圍內，該區域AS係以與在X方向及Y方向相鄰配置之二個反射鏡要素34之反射面36a(第2反射面)之各個之輪廓等距離且包圍二個反射鏡要素34中之一個固定反射鏡部35之線AL1,AL2,AL3,AL4決定。

此情形，區域AS與固定反射鏡部35之反射面35a和可動反射鏡部36之反射面36a合起來之反射面之形狀相等，因此上述式(5)實質上成立。是以，藉由上述第1狀態及第2狀態之反射鏡要素34(具有動作單純之可動反射鏡部36之反射鏡要素)之組合，可實質上視為明暗圖案且以反射鏡要素34為單位容易地設定(產生)對比更高之任意圖案。

又，根據圖4所示之空間光調變器28之驅動方法，由於具備步驟102及104，因此藉由將空間光調變器28之複數個反射鏡要素34分別設定成彼此獨立地反射光量為最大之第1狀態或反射光量為最小之第2狀態，可容易地設定可變之明暗圖案或可變之減光移相圖案。

此外，本實施形態中，可進行以下變形。

首先，如圖5(A)之第1變形例之空間光調變器28A所示， 在上述第1狀態(反射光之光量為最大之狀態)，反射鏡要素之固定反射鏡部之反射面和可動反射鏡部之反射面在Z方向位置(高度)亦可不同。此外，圖5(A)中，對與圖2(A)對應之部分賦予相同符號以省略其詳細說明。

圖5(A)係顯示空間光調變器28A之在Y方向相鄰之二個反射鏡要素34A之放大剖面圖。圖5(A)中，反射鏡要素34A具備具備反射面35Aa之固定反射鏡部35A、透過彈性鉸鏈部37被支承成可相對於固定反射鏡部35A往固定反射鏡部35A表面之法線方向(Z方向)位移且具備反射面36a之可動反射鏡部36、使可動反射鏡部36相對於固定反射鏡部35A往Z方向位移之由電極38A,38B構成之驅動部。

又，固定反射鏡部35A固定在底構件32之表面，固定反射鏡部35A之上部35Ab之一部分往可動反射鏡部36之反射面36a之背面側突出。此情形，射入反射鏡要素34之照明光ILA,ILB亦與Z軸大致平行。此外，在固定反射鏡部35A之表面雖形成有由鋁等金屬膜構成之反射膜35Ac，但此反射膜35Ac中之照明光ILA,ILB通過可動反射鏡部36之反射面36a側面實際照射之區域成為固定反射鏡部35A之反射面35Aa(第1反射面)。其結果，固定反射鏡部35A之反射面35Aa成為與圖2(A)之第1實施形態之固定反射鏡部35之反射面35a相同面積。

再者，圖5(A)中，位於位置P(i,j)之反射鏡要素34A之可動反射鏡部36A之Z位置，與電源OFF之狀態相同設定在第1位置Z1。此狀態下，固定反射鏡部35A之反射面35Aa與可動反射鏡部36之反射面36a之Z方向之間隔δ 2，使用照明光之波長λ、及任意之1以上之整數n2如下設定成半波長之1倍以上之整數倍。

δ 2=n2‧λ/2…(8)

此間隔δ 2係波長λ之光在此間隔往返時此光之相位變化2 π(或2‧π之整數倍)之間隔。因此，射入位置P(i,j)之反射鏡要素34A之照明光ILA中之被反射面35Aa反射之第1光束ILA1與被反射面36a反射之第2光束ILA2成為相同相位，得到最大光量之反射光。因此，此狀態之反射鏡要素34A成為第1狀態。

另一方面，圖5(A)中，位於位置P(i,j+1)之反射鏡要素34A之可動反射鏡部36A之Z位置係設定成較該第1位置Z1低之第2位置Z2。此狀態下，反射面35Aa與反射面36a之Z方向之間隔δ 3，使用照明光之波長λ、及任意之0以上之整數n2設定如下。

δ 3=λ/4+n2‧λ/2…(9)

又，根據式(8)及式(9)，二個位置Z1、Z2之Z方向之間隔δ 4，使用任意之0以上之整數n3設定如下。

δ 4=λ/4+n3‧λ/2…(10)

式(9)之間隔δ 3係波長λ之光在此間隔往返時此光之相位變化π(或π+2‧π之整數倍)之間隔。因此，射入位置P(i,j+1)之反射鏡要素34A之照明光ILB中之被反射面35Aa反射之第1光束ILB1與被反射面36a反射之第2光束ILB2成為相反相位。此外，藉由第1光束ILB1之反射光與第2光束ILB2之反射光，反射光整體之光量減少，反射光之光量成為最小。因此，此狀態之反射鏡要素34A成為第2狀態。其他構成與圖2(A)相同。是以，藉由使用圖5(A)之空間光調變器28A，與第1實施形態同樣地，即使可動反射鏡部36之動作為沿著Z方向之單純平行移動，亦能以反射鏡要素34A為 單位產生暗圖案或與此接近之圖案。

接著，上述實施形態之反射鏡要素34,34A之可動反射鏡部36(反射面36a)之外形為四角形。相對於此，如圖5(B)之第2變形例之空間光調變器之本體部30B之一部分所示，被支承成可相對於反射鏡要素34B之固定反射鏡部35B往Z方向位移之可動反射鏡部36之反射面36Ba之外形亦可為圓形。在此例，設固定反射鏡部35B為寬度ex之正方形，反射面36Ba之半徑為er，則反射面36Ba之面積相對於反射面35Ba,36Ba合計之全面積之比率(反射鏡面積比率)rm如下。

rm=π‧er²/ex²…(11)

是以，將某個反射鏡要素34B設定成反射光量最大之第1狀態(明像素BP)，將另一個反射鏡要素34B設定成反射光量最小之第2狀態之情形，與該反射鏡面積比率rm對應地，該第2狀態之反射鏡要素34成為暗像素DP或移相像素PP。例如，為了使來自反射鏡要素34B之反射光量可為0，使反射鏡面積比率rm為0.5即可。為此，根據式(11)，半徑er為(0.5/π)^1/2ex、亦即大致0.4ex即可。又，為了能將反射鏡要素34B使用為透射率6%(反射率6%)之減光移相光罩，使反射鏡面積比率rm為0.62即可。為此，根據式(11)，半徑er為(0.62/π)^1/2ex、亦即大致0.44ex即可。

此外，反射鏡要素之可動反射鏡部之反射面之形狀係任意形狀，其形狀亦可為例如八角形、六角形、三角形、或長方形等。

再者，相鄰之反射鏡要素之可動反射鏡部36等亦可一部分相接。

(第2實施形態)

參照圖6~圖9說明第2實施形態。圖6係顯示本實施形態之無光罩方 式之曝光裝置EX之概略構成。圖6中，曝光裝置EX具備進行脈衝發光之曝光用之光源2、以來自光源2之曝光用之照明光(曝光用光)IL照明被照射面之照明光學系ILS、具備二維陣列狀排列在大致該被照射面或其附近之面上之分別反射入射光之複數個反射鏡要素34之第1實施形態之空間光調變器28、及驅動空間光調變器28之圖案控制系43。此外，在圖6及以下說明之圖7中，對與圖1(A)對應之部分賦予相同符號以省略其詳細說明。

再者，曝光裝置EX具備接受被多數個反射鏡要素34產生之反射型之可變圖案反射之照明光IL並將與該圖案對應地形成之空間像(元件圖案)投影至晶圓W(基板)表面之投影光學系PL、進行晶圓W之定位及移動之晶圓載台WST、由統籌控制裝置整體之動作之電腦構成之主控制系40、及各種控制系等。

以下，圖6中，將與投影光學系PL之光軸AX平行設定為Z軸、在與Z軸垂直之平面內與圖6之紙面平行之方向設定為Y軸、與圖6之紙面垂直之方向設定為X軸來進行說明。此座標系(X,Y,Z)與圖1(A)之座標系相同。又，將繞X軸、Y軸、Z軸之角度分別稱為θ x、θ y、θ z方向之角度。本實施形態中，曝光時晶圓W在Y方向(掃描方向)被掃描。

作為光源2，使用以4~6kHz程度之頻率使波長193nm且脈衝寬度50ns程度之大致直線偏光之雷射光進行脈衝發光之ArF準分子雷射光源。此外，作為光源2，亦可使用波長248nm之KrF準分子雷射光源、脈衝點燈之發光二極體、或產生從YAG雷射或固體雷射(半導體雷射等)輸出之雷射光之諧波之固體脈衝雷射光源等。固體脈衝雷射光源可例如以波長193nm(除此以外之各種波長亦可)使脈衝寬度1ns程度之雷射光以1~2MHz 程度之頻率進行脈衝發光。

本實施形態中，在光源2連結有電源部42。主控制系40將指示脈衝發光之時序及光量(脈衝能量)之發光觸發脈衝TP供應至電源部42。與該發光觸發脈衝TP同步地，電源部42以指示之時序及光量使光源2進行脈衝發光。

由從光源2射出之剖面形狀為矩形且大致平行光束之脈衝雷射光構成之照明光IL，透過由一對透鏡構成之光束放大器4、控制照明光IL之偏光狀態之偏光控制光學系6及反射鏡8A，射入具備繞正交二軸之傾斜角可變之多數個微小反射鏡12之陣列之空間光調變器9之微小反射鏡12之陣列。空間光調變器9具有具備支承多數個微小反射鏡12之底構件11之本體部10、及控制多數個微小反射鏡12之傾斜角之角度控制部49。主控制系40透過照明控制系41控制空間光調變器9之多數個微小反射鏡12之傾斜角，藉此可在後述照明光瞳面IPP設定例如圓形、輪帶狀、或複數極狀等之任意形狀之光強度分布之照明光瞳。

被微小反射鏡12之陣列反射後之照明光IL，係透過由透鏡14a,14b構成之中繼光學系14及反射鏡8B與Y軸平行地被導向微透鏡陣列16之入射面。射入微透鏡陣列16之照明光IL，被構成微透鏡陣列16之多數個微小透鏡元件二維分割，在各透鏡元件之後側焦點面即照明光學系ILS之光瞳面(以下稱為照明光瞳面)IPP形成二次光源(面光源)。

此外，亦可替代空間光調變器9而使用複數個繞射光學元件(Diffractive Optical Element)，亦可替代微透鏡陣列16而使用複眼透鏡等。

來自形成在照明光瞳面IPP之二次光源(照明光瞳)之照明光IL，係透過 第1中繼透鏡18A、視野光闌20、第2中繼透鏡18B、及分束器24，平均上大致垂直地射入與XY平面平行之被照射面(配置設計上之轉印用圖案之面)。在該被照射面或其附近之面，在空間光調變器28之本體部30之底構件32上配置排列成二維陣列狀之多數個反射鏡要素34之反射面。包含光束放大器4至聚焦光學系22及分束器24之光學構件構成照明光學系ILS。來自照明光學系ILS之照明光IL，以大致均一之照度分布照明空間光調變器28之多數個反射鏡要素34之陣列上之X方向細長之長方形狀之照明區域26A。多數個反射鏡要素34，在包含照明區域26A之長方形區域於X方向及Y方向以既定間距px、py(參照圖7(A))排列。照明光學系ILS及空間光調變器28係支承在未圖示之框架。

此外，為了抑制在分束器24之光量損耗，亦可將分束器24作為偏光分束器，在此偏光分束器與反射鏡要素34之陣列之間配置1/4波長板。

圖7(A)係顯示在圖6中之空間光調變器28之陣列區域藉由複數個反射鏡要素34設定之可變圖案之一例。圖7(A)中，複數個反射鏡要素34分別具有固定反射鏡部35與可動反射鏡部36。此外，反射鏡要素34之X方向及Y方向之排列之間距px、py與各反射鏡要素34之固定反射鏡部35之X方向及Y方向之寬度ex2、ey2係設定成相等，各反射鏡要素34之可動反射鏡部36之X方向及Y方向之寬度ex1、ey1係設定成小於ex2,ey2。

作為一例，圖6之主控制系40對圖案控制系43預先供應轉印對象之整體圖案之資訊。此外，就既定脈衝數之照明光IL之發光，圖案控制系43分別對空間光調變器28之調變控制部48供應藉由複數個反射鏡 要素34設定之圖案之資訊。照明區域26A內之圖案與此對應地變化。來自該照明區域26A內之圖案之反射光係透過分束器24射入投影光學系PL。

支承在未圖示之框架之投影光學系PL，作為一例，有兩側遠心之縮小投影光學系。投影光學系PL，將與空間光調變器28所設定之照明光IL之圖案對應之空間像之縮小像形成在晶圓W之一個照射區域內之曝光區域26B(與照明區域26A光學共軛之區域)。投影光學系PL之投影倍率β係例如1/10~1/100程度。

再者，以下，設間距px、py(或寬度ex1、ey1)彼此相等。此時，本實施形態中，以與圖7(A)之相鄰二個反射鏡要素34之可動反射鏡部36之反射面36a(第2反射面)之各個之輪廓等距離且包圍二個反射鏡要素34中之一個反射鏡要素34之可動反射鏡部36之線作為固定反射鏡部35之反射面35a(第1反射面)之輪廓，在與可動反射鏡部36相對於固定反射鏡部35之移動方向即Z方向(第1方向)正交之面(XY面)之正方形之該輪廓之尺寸(寬度)為py(與反射鏡要素34之間距相同)。此時，設照明光IL之波長為λ、光導向投影光學系PL之像面時之投影光學系PL之像面側之數值孔徑為NA、投影光學系PL之倍率為β時，本實施形態中，較佳為，以下關係成立。

λ/(2‧NA)>β‧py…(14)

此意指可動反射鏡部36之反射面36a(第2反射面)之輪廓較投影光學系PL之解像度(半間距或線寬)細微，該輪廓不會被投影光學系PL解像。再者，投影光學系PL之解像度係設定成小於至少二個反射鏡要素34之寬度(2‧py)，二個反射鏡要素34所形成之圖案被投影光學系PL解像。藉由此等， 可防止晶圓W表面之各反射鏡要素34之可動反射鏡部36之輪廓(固定反射鏡部35與可動反射鏡部36之邊界部)被轉印。

此外，式(14)中，替代反射面35a之輪廓之寬度py，亦可使用可動反射鏡部36之反射面36a之寬度ey2(此處與ex2相等)。此情形，藉由投影光學系PL可防止各反射鏡要素34之可動反射鏡部36之像轉印至晶圓W表面。

此外，本實施形態中，在與Z方向(第1方向)正交之X方向或Y方向(第2方向)相鄰週期性配置之複數個反射鏡要素34之可動反射鏡部36之反射面36a(第2反射面)之各個之中心(重心)彼此之間隔(設為ey3)與間距py相同，此間隔ey3亦可滿足式(14)。亦即，亦可使反射面36a之各個之中心(重心)彼此之間隔ey3不被投影光學系PL解像。此情形，藉由投影光學系PL亦可防止反射鏡要素34之可動反射鏡部36之像轉印至晶圓W上。

此外，例如，若反射鏡要素34之大小為數μm見方程度，投影光學系PL之投影倍率β為1/100程度，則投影光學系PL之解像度為數10nm程度。

晶圓W(基板)包含在例如矽等圓形平板狀基材表面以數10nm~200nm程度之厚度塗布有光阻(感光材料)者。

又，曝光裝置EX為液浸型之情形，例如美國專利申請公開第2007/242247號說明書所揭示，設有對投影光學系PL前端之光學構件與晶圓W之間供應回收使照明光IL透射過之液體(例如純水)之局部液浸裝置。在液浸型之情形，可進一步提高解像度。

圖6中，晶圓W係透過晶圓保持具(未圖示)吸附保持在晶圓 載台WST之上面，晶圓載台WST在未圖示之底構件上往X方向、Y方向進行步進移動，且能以一定速度往Y方向移動。晶圓載台WST之X方向、Y方向之位置及θ z方向之旋轉角等係藉由雷射干涉儀45測量，此測量資訊被供應至載台控制系44。載台控制系44根據來自主控制系40之控制資訊及來自雷射干涉儀45之測量資訊，透過線性馬達等之驅動系46控制晶圓載台WST之位置及速度。此外，為了進行晶圓W之對準，亦具備檢測晶圓W之對準標記之位置之對準系(未圖示)等。

參照圖9之流程圖說明晶圓W曝光時之動作之一例。首先，設定照明光學系ILS之照明條件。接著，在圖9之步驟112，圖案控制系43對空間光調變器28之調變控制部48供應與形成在曝光區域26B之空間像對應之複數個反射鏡要素34所形成之明暗圖案或減光移相圖案之資訊。作為一例，如圖7(A)所示，在反射鏡要素34之陣列區域，為了將位於明亮圖案區域53之各反射鏡要素34設定成第1狀態(反射光之光量成為最大之狀態)，將對應之可動反射鏡部36之Z位置設定在第1位置Z1。藉此，位於明亮圖案區域53之各反射鏡要素34成為明像素BP。

接著，在步驟114，在反射鏡要素34之陣列區域，為了將位於暗圖案區域54A，54B等之各反射鏡要素34設定成第2狀態(反射光之光量成為最小之狀態)，將對應之可動反射鏡部36之Z位置設定在第2位置Z2。藉此，位於暗圖案區域54A，54B等之各反射鏡要素34成為暗像素DP。此外，亦可依據上述反射鏡面積比率rm將第2狀態之各反射鏡要素34設定成移相像素PP，此情形，暗圖案區域54A，54B等成為反射光之相位為π之移相區域。此外，步驟112、114亦可實質上同時(並行)執行。

接著，在步驟116，在晶圓載台WST裝載塗布有光阻之晶圓W。接續晶圓W之對準，為了對在例如圖8(A)所示之晶圓W表面在Y方向排列成一列之照射區域SA21,SA22,…進行曝光，將晶圓W定位在掃描開始位置。接著，藉由主控制系40對電源部42供應發光觸發脈衝TP，照明光IL脈衝地照射至反射鏡要素34之陣列，藉由反射鏡要素34之陣列所形成之圖案之投影光學系PL形成之像曝光於晶圓W表面(步驟118)。

之後，在對晶圓W之一列之照射區域之曝光未結束之情形(步驟12)，移至步驟122，使晶圓W往Y方向移動。此外，晶圓W實質上連續地往Y方向移動(掃描)，就每脈衝發光分別進行曝光。又，圖8(A)之照射區域SA21等之中之箭頭表示對晶圓W之曝光區域26B之相對移動方向。

接著，與晶圓W相對於曝光區域26B之照射區域SA21之相對位置對應地，圖案控制系43對空間光調變器28之調變控制部48供應與形成在曝光區域26B之空間像對應之複數個反射鏡要素34所形成之明暗圖案或減光移相圖案之資訊(步驟S124)。一般而言，如圖7(B)所示，此意指使前次曝光之圖7(A)所示之圖案52往與晶圓W之掃描方向對應之Y方向平行移動，刪除或追加Y方向端部之圖案。圖7(B)中，位於明亮圖案區域53S之各反射鏡要素34成為明像素BP，位於暗圖案區域54AS,54BS等之各反射鏡要素34成為暗像素DP或移相像素PP。之後，移至步驟118，藉由反覆脈衝發光，與Y方向之位置對應地作為目標之空間像逐次曝光於曝光區域26B。反覆此動作至照射區域SA21橫越曝光區域26B為止，藉此使整體之空間像(電路圖案)曝光於照射區域SA21。

之後，為了對晶圓W之與照射區域SA21相鄰之照射區域 SA22進行曝光，使晶圓W往相同方向掃描之狀態下，圖案控制系43對調變控制部48供應照明光IL之圖案之資訊，且主控制系40對電源部42供應發光觸發脈衝TP。以上述方式，可從照射區域SA21至SA22連續地進行曝光。接著，在圖8(A)之移至晶圓W之在X方向相鄰之包含照射區域SA31,SA32之列之曝光之情形，從步驟126移至步驟128，驅動晶圓載台WST使晶圓W往X方向(與掃描方向正交之非掃描方向)步進移動。接著，將以虛線所示之晶圓W相對於曝光區域26B之掃描方向設定成相反之-Y方向，從圖案控制系43對調變控制部48供應相反排列之圖案之資訊，主控制系40對電源部42供應發光觸發脈衝TP，藉此可從照射區域SA32至SA31連續地進行曝光。在此曝光時，亦可使彼此不同之空間像曝光於照射區域SA21,SA22等。之後，在晶圓W整面之曝光結束後(步驟126)，藉由進行晶圓W之光阻之顯影，在晶圓W之各照射區域形成光阻圖案。

根據本實施形態之曝光裝置EX或曝光方法，由於將第1實施形態之空間光調變器28使用為可變圖案產生部，因此能以無光罩方式使任意之明暗圖案或減光移相圖案之像曝光於晶圓W。

此外，替代使用於曝光裝置EX之空間光調變器28，亦可使用圖5(A)之空間光調變器28A、或圖5(B)之具有反射鏡要素之空間光調變器等。

又，上述實施形態中，使晶圓W實質上連續地移動以使晶圓W掃描曝光。此外，如圖8(B)所示，亦可將晶圓W之各照射區域(例如SA21)往Y方向分割成複數個部分區域SB1~SB5等，在部分區域SB1等到達投影光學系PL之曝光區域26B時，使照明光IL發光既定脈衝數，以來自空間光調變器28之反射鏡要素34之陣列之反射光使部分區域SB1等曝 光。在此曝光時，來自空間光調變器28之反射鏡要素34之陣列之反射光所形成之任意之明暗圖案或減光移相圖案之像與晶圓W亦可為靜止狀態。之後，使晶圓W往Y方向步進移動，在下一個部分區域SB2等到達曝光區域26B後，同樣地對部分區域SB2等進行曝光。此方式實質上雖為步進重複方式，但在部分區域SB1~SB5等曝光有彼此不同之圖案。

又，上述實施形態中，使用在物體側及像面側遠心之投影光學系PL。此外，如圖10之變形例之曝光裝置EXA所示，亦可使用在物體側非遠心之投影光學系PLA。圖10中，曝光裝置EXA之照明光學系ILSA具備包含從圖6之光源2至第1中繼透鏡18A之光學構件之本體部ILSB、來自本體部ILSB之照明光IL依序照射之視野光闌20、反射鏡8C、第2中繼透鏡18B、聚焦光學系22、及反射鏡8D。照明光學系ILSA在θ x方向以入射角v照射照明光IL至配置在投影光學系PLA之物體面之空間光調變器28之反射鏡要素34之陣列。投影光學系PLA藉由從反射鏡要素34之陣列斜向反射之照明光IL在晶圓W表面形成既定空間像。入射角v係例如數deg(°)至數10deg。亦可與此入射角v對應地以被第1狀態之反射鏡要素34反射之照明光與被第2狀態之反射鏡要素34反射之照明光之相位差成為π(或π+2 π之整數倍)之方式，調整式(2)之間隔δ 1或式(9)之間隔δ 3之值。其他之構成及動作與上述實施形態相同。

根據此變形例之曝光裝置EXA，能以無光罩方式曝光，且來自空間光調變器28之反射光之利用效率高，且不會使利用效率降低，可使用任意之偏光狀態之光作為照明光IL。

又，替代圖6之波面分割型之積分器即微透鏡陣列16，亦可使用作為 內面反射型之光學積分器之柱型積分器。此情形，圖6中，亦可在較中繼光學系14靠空間光調變器9側追加聚光光學系以形成空間光調變器9之反射面之共顎面，在此共顎面附近配置柱型積分器以定位入射端。

又，在上述實施形態之曝光裝置EX或變形例之曝光裝置EXA中，替代用以在照明光瞳面IPP設定任意形狀之光強度分布之照明光瞳之空間光調變器9，亦可使用圖1及圖2之空間光調變器28、圖5(A)之空間光調變器28A、或圖5(B)之具有反射鏡要素之空間光調變器等。

又，亦可將藉由作為可動部之反射鏡要素34之Z方向之位移形成明像素BP及暗像素DP之空間光調變器與作為可動部之反射鏡要素34成為移相像素PP之空間光調變器加以組合使用。

圖11係顯示將形成明像素BP及暗像素DP之空間光調變器之本體部30與具有移相像素PP之空間光調變器之本體部301沿著圖6之曝光裝置EX或圖10之曝光裝置EXA之掃描方向(Y方向)配置之例。圖11中，此等空間光調變器之本體部30,301係載置於可至少往掃描方向(Y方向)移動之空間光調變器載台303。曝光裝置係根據使用何種空間光調變器之控制訊號使空間光調變器載台303移動，將使用之空間光調變器設定在曝光裝置之光路。

此外，圖11之例中，為了控制入射光之相位分布，具有可分別控制反射面之高度之多數個微小反射鏡之陣列之空間光調變器302亦載置於空間光調變器載台303，視需要亦將空間光調變器302設定在曝光裝置之光路。此外，作為此種空間光調變器302，可使用例如美國專利申請公開第2005/0111119號、美國專利申請公開第2007/0064298號、美國專利申請公開 第2013/0278912號、或美國專利申請公開第2013/0314683號所揭示之空間光調變器。

又，如圖12所示，亦可將產生明像素BP及暗像素DP之空間光調變器與形成移相像素之空間光調變器設置成一體。

圖12中，可動反射鏡部36a相對於以包圍該可動反射鏡部之線AL1,AL2,AL3,AL4決定之區域AS(第1區域)之面積為50±5%之面積比。此外，設成包圍該可動反射鏡部36a且能往Z方向移動之第2可動反射鏡部36a1，該第2可動反射鏡部36a1之反射面之面積與可動反射鏡部36a之反射面之面積之和，相對於區域AS(第1區域)之面積為62±5%。

此處，在各可動反射鏡部36a,36a1之移動方向(Z方向)，將第2可動反射鏡部36a1設定在與固定反射鏡部35相同之位置，若僅使可動反射鏡部36a移動，則可產生明像素BP及暗像素DP。又，在Z方向，若使可動反射鏡部36a及第2可動反射鏡部36a1同步移動，則可形成移相像素。

又，製造電子元件(或微元件)之情形，電子元件，如圖13所示，係經由下述步驟製造，即進行電子元件之機能/性能設計之步驟221、將以該設計步驟為依據之光罩之圖案資料儲存在實施形態之曝光裝置EX,EXA之主控制系之步驟222、製造元件之基材即基板(晶圓)並塗布光阻之步驟223、包含藉由上述曝光裝置EX,EXA(或曝光方法)使空間光調變器28,28A產生之相位分布之空間像曝光於基板(感應基板)之步驟，使已曝光基板顯影之步驟，已顯影基板之加熱(硬化)及蝕刻步驟等之基板處理步驟224、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟等加工程序)225、以及檢查步驟226等。

此元件製造方法包含使用上述實施形態之無光罩方式之曝光裝置使晶圓W曝光之步驟、及處理已曝光之晶圓W之步驟(步驟224)。是以，可高效率且高精度地製造電子元件。

又，本發明並不限於適用半導體元件之製程，亦可廣泛地適用於例如液晶顯示元件、電漿顯示器等之製程或攝影元件(CMOS型、CCD等)、微機器、MEMS(Microelectromachanical Systems：微小電氣機械系統)、薄膜磁頭、及DNA晶片等之各種元件(電子元件)之製程。

又，上述實施形態之空間光調變器28,28A等亦可使用為曝光裝置之可變圖案產生部以外之用途，例如投影機之圖案產生部等。

此外，本發明並不限於上述實施形態，在不脫離本發明要旨之範圍內可採用各種構成。

BP‧‧‧明像素

DP‧‧‧暗像素

ILA,ILB‧‧‧照明光

ILA1,ILB1‧‧‧第1光束

ILA2,ILB2‧‧‧第2光束

PP‧‧‧移相像素

SLE,SL1,SL2‧‧‧訊號線

Z1‧‧‧第1位置

Z2‧‧‧第2位置

28‧‧‧空間光調變器

32‧‧‧底構件

32A‧‧‧基材

32B‧‧‧絕緣層

33‧‧‧格子狀構件

34‧‧‧反射鏡要素

35‧‧‧固定反射鏡部

35a‧‧‧反射面

35b‧‧‧開口部

36‧‧‧可動反射鏡部

36a‧‧‧反射面

36b‧‧‧支承部

37‧‧‧彈性鉸鏈部

38A‧‧‧第1電極

38B‧‧‧第2電極

48‧‧‧調變控制部

Claims (27)

1. 一種空間光調變器，具有可分別反射光之複數個反射要素，其特徵在於：該反射要素分別具備：固定部，具備第1反射面；以及可動部，被支承成可往橫越該固定部表面之第1方向位移，且具備第2反射面。
2. 如申請專利範圍第1項之空間光調變器，其具備使該可動部選擇性地在第1狀態與第2狀態之間位移之驅動部，該第1狀態，該第1反射面與該第2反射面在該第1方向之位置相同，該第2狀態，該第1反射面與該第2反射面在該第1方向之位置不同。
3. 如申請專利範圍第2項之空間光調變器，其中，該反射要素之該可動部可相對於對應之該固定部沿著該第1方向在第1位置與第2位置之間位移，該第1位置，來自該反射要素之反射光之光量成為最大，該第2位置，來自該反射要素之反射光之光量成為最小；該第1位置與該第2位置在該第1方向之間隔δ，使用射入該反射要素之光之波長λ及任意之0以上之整數n表示，係δ=λ/4+n‧λ/2。
4. 如申請專利範圍第3項之空間光調變器，其中，該驅動部使該反射要素之該可動部選擇性地往該第1位置與該第2位置位移。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之空間光調變器，其中，能以使來自該第1反射面之反射光與來自該第2反射面之反射光干涉以使來自該反射要素整體之反射光量減少之方式進行調變。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之空間光調變器，其中，關於射入該反射要素之光，該第2反射面之面積相對於該第1反射面及該第2反射面合計之反射面之全面積之比率，係設定成與該可動部相對於該固定部之該第1方向之相對位置對應地，被該反射要素整體反射之光之光量相對於最大光量可減少至少50%。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之空間光調變器，其中，該第2反射面之面積相對於該反射面之全面積之比率係設定成30~70%。
8. 如申請專利範圍第7項之空間光調變器，其中，該第2反射面之面積相對於該反射面之全面積之比率係設定在50±5%之範圍內；該複數個反射要素成為彼此獨立之反射率不同之明暗圖案。
9. 如申請專利範圍第7項之空間光調變器，其中，該第2反射面之面積相對於該反射面之全面積之比率係設定在62±5%之範圍內；該複數個反射要素成為彼此獨立之相位0度或180度之減光移相圖案。
10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之空間光調變器，其中，該第1反射面之輪廓為四角形，該第2反射面之形狀為四角形。
11. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之空間光調變器，其中，該第1反射面之輪廓為四角形，該第2反射面之形狀為圓形。
12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之空間光調變器，其中，在與該第1方向正交之第2方向相鄰配置之二個該反射要素之該固定部在該第2方向連續，該二個反射要素之該可動部在該第2方向分離配置。
13. 如申請專利範圍第12項之空間光調變器，其中，一個該可動部之該第2反射面之面積相對於第1區域之全面積之比率係設定成30~70%，該第 1區域之全面積，係以和在與該第1方向正交之第2方向相鄰配置之二個該反射要素之該第2反射面個別之輪廓相等距離且包圍該二個反射要素中之一個該可動部之線決定。
14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之空間光調變器，其中，該反射要素之該固定部表面係配置在對應之該可動部表面之背面側。
15. 如申請專利範圍第1至14項中任一項之空間光調變器，其具備被支承成可往該第1方向位移且具備第3反射面之另一可動部；該第3反射面位於該第1反射面與該第2反射面之間。
16. 如申請專利範圍第15項之空間光調變器，其中，該第2反射面之面積相對於該反射面之全面積之比率係設定在50±5%之範圍內；該複數個反射要素成為彼此獨立之反射率不同之明暗圖案。
17. 如申請專利範圍第15或16項之空間光調變器，其中，該第2及第3反射面之面積和相對於該反射面之全面積之比率係設定在62±5%之範圍內；該複數個反射要素成為彼此獨立之相位0度或180度之減光移相圖案。
18. 一種曝光裝置，係以曝光用光照明圖案，且以該曝光用光透過該圖案及投影光學系使基板曝光，其特徵在於，具備：申請專利範圍第1至17項中任一項之空間光調變器；以及控制部，透過該驅動部個別地設定該空間光調變器之該複數個反射要素內之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置；以該曝光用光照明該空間光調變器之該複數個反射要素，透過該投影光學系將來自該反射要素之該曝光用光導至該基板。
19. 如申請專利範圍第18項之曝光裝置，其中，設與二個相鄰之該反射 要素之該第2反射面個別之輪廓相等距離且包圍一個該反射要素之該可動部之線為該第1反射面之輪廓時，設該輪廓在與該第1方向正交之面之尺寸為ey、該曝光用光之波長為λ、該投影光學系之像面側之數值孔徑為NA、該投影光學系之倍率為β時，滿足λ/(2‧NA)>β‧ey。
20. 如申請專利範圍第18或19項之曝光裝置，其中，該複數個反射要素係配置在以第3方向為長邊方向之長方形區域；具備使該基板在該投影光學系之像面往和與該第3方向正交之第4方向對應之掃描方向移動之基板載台；該控制部，與該基板載台進行之該基板之移動對應，使該複數個反射要素所形成之圖案往該第4方向移動。
21. 一種空間光調變器之驅動方法，係驅動申請專利範圍第1至17項中任一項之空間光調變器，其特徵在於，包含：將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第1反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第1反射要素之反射光量成為最大之位置之動作；以及將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第2反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第2反射要素之反射光量成為最小之位置之動作。
22. 如申請專利範圍第21項之空間光調變器之驅動方法，其中，該第2反射面之面積相對於該反射要素之反射面之全面積之比率係設定在50±5%之範圍內；將該第1反射要素與該第2反射要素組合形成可變之明暗圖案。
23. 如申請專利範圍第21項之空間光調變器之驅動方法，其中，該第2反射面之面積相對於該反射要素之反射面之全面積之比率係設定在62±5%之範圍內；將該第1反射要素與該第2反射要素組合形成可變之減光移相圖案。
24. 一種曝光方法，係以曝光用光照明圖案，且以該曝光用光透過該圖案及投影光學系使基板曝光，其特徵在於，包含：將申請專利範圍第1至17項中任一項之空間光調變器之該複數個反射要素配置在該曝光用光之照射區域之動作；將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第1反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第1反射要素之反射光量成為最大之位置之動作；將該空間光調變器之該複數個反射要素中之至少一個第2反射要素之該可動部相對於該固定部之該第1方向之位置設定在來自該第2反射要素之反射光量成為最小之位置之動作；以及以該曝光用光照明包含該第1及第2反射要素之該複數個反射要素，且以來自該複數個反射要素之反射光透過該投影光學系使該基板曝光之動作。
25. 如申請專利範圍第24項之曝光方法，其中，該複數個反射要素係配置在以第3方向為長邊方向之長方形區域；包含：使該基板在該投影光學系之像面往和與該第3方向正交之第4方向對應之掃描方向移動之動作；以及 以與該基板之移動同步之方式使該第1及第2反射要素之配置往該第4方向移動之動作。
26. 一種元件製造方法，包含：使用申請專利範圍第18至20項中任一項之曝光裝置將感光層之圖案形成在基板上之動作；以及對形成有該圖案之該基板進行處理之動作。
27. 一種元件製造方法，包含：使用申請專利範圍第24或25項之曝光方法將感光層之圖案形成在基板上之動作；以及對形成有該圖案之該基板進行處理之動作。