WO2013027405A1 - 空間光変調素子および露光装置 - Google Patents

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WO2013027405A1
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substrate
modulation element
light modulation
light modulator
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鈴木 美彦
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株式会社ニコン
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Definitions

  • the present invention relates to a spatial light modulator and an exposure apparatus.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-101467
  • the members forming the spatial light modulator have individual temperature characteristics. For this reason, until the entire temperature is stabilized, the characteristics change in a complicated manner, the control accuracy is lowered, and the effective throughput of the device using the spatial light modulator is lowered.
  • a substrate a reflecting mirror that moves from the initial position with respect to the substrate, an elastic member that applies an elastic force that directs the reflecting mirror toward the initial position, and a support that supports the elastic member,
  • a spatial light modulation element including an elastic support portion that elastically supports a support with respect to a substrate.
  • a spatial light modulator including a plurality of the spatial light modulation elements is provided.
  • an exposure apparatus including the spatial light modulation element is provided.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 3 is a plan view of a support unit 220.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an external appearance of a spatial light modulator 100.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an exposure apparatus 400.
  • FIG. It is a schematic diagram of the illumination light generation part 500.
  • FIG. 4 is a plan view of a support portion 241.
  • FIG. 4 is a plan view of a support portion 242.
  • FIG. 4 is a plan view of a support portion 243.
  • FIG. 4 is a plan view of a support portion 244.
  • FIG. 6 is a graph showing temperature characteristics of the spatial light modulators 200, 201, 202, and 203.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 15 for the spatial light modulator 200.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 16 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 17 for the spatial light modulator 200.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 18 for the spatial light modulator 200.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 19 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 20 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 21 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 22 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 23 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 24 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 25 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 26 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 27 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 28 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 29 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 30 for the spatial light modulation element 200.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 31 for the spatial light modulation element 200.
  • 3 is a cross-sectional view of a spatial light modulation element 205.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a reflecting portion 231.
  • 3 is a schematic perspective view of a spatial light modulation element 201.
  • FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the spatial light modulator 201.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 36 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 37 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the spatial light modulation element 201 subsequent to FIG. 38.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 39 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 40 for the spatial light modulation element 201.
  • 42 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 41 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 42 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 43 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 44 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 46 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 45 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 46 for the spatial light modulation element 201.
  • 48 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 47 for the spatial light modulation element 201.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a spatial light modulation element 203.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process for manufacturing the spatial light modulator 203.
  • FIG. 51 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 50 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 52 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 51 for the spatial light modulator 203;
  • FIG. 53 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 52 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 54 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 53 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 55 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 54 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 51 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 50 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 52 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 51 for the spatial light modulator 203;
  • FIG. 56 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 55 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 56 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 55 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 58 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 57 for the spatial light modulator 203;
  • FIG. 59 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 58 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 60 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 59 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 61 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 60 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 61 is a cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 60 for the spatial light modulation element 203;
  • FIG. 61 is a cross-sectional view showing a manufacturing process
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of the spatial light modulator 200.
  • the spatial light modulator 200 includes a circuit unit 210, a support unit 220, and a reflection unit 230 that are sequentially stacked.
  • the circuit unit 210 includes a substrate 211 and electrodes 212, 213, 214, 215, and 216.
  • the substrate 211 includes a CMOS circuit and applies a driving voltage to any one of the electrodes 212, 213, 214, 215, and 216.
  • the two pairs of electrodes 212, 213, 214, and 215 are formed flat on the surface of the substrate 211 and are disposed at positions facing each other.
  • a drive voltage is supplied to the two pairs of electrodes 212, 213, 214, and 215 from the CMOS circuit of the substrate 211.
  • the remaining electrode 216 covers the entire periphery of the substrate 211 and is coupled to a reference voltage, such as a ground voltage.
  • the shape of the upper support portion 220 is indicated by a dotted line on the surface of the substrate 211. Thereby, the positional relationship between each part of the support part 220 and the electrodes 212, 213, 214, 215, and 216 is known.
  • the support unit 220 includes a lower post 222, a support frame 224, a swing frame 226, and a swing plate 228.
  • the four lower posts 222 are respectively arranged at the four corners of the substrate 211 and fixed upright on the surface of the substrate 211.
  • the support frame 224 (support) is connected at the four corners to the upper end of the lower post 222 by a flexure 223 which is a connecting member (elastic support portion) formed integrally with the lower post 222 and the support frame 224.
  • the height of the lower post 222 is larger than the thickness of the support frame 224.
  • the swing frame 226 is supported inside the support frame 224 by a pair of torsion shafts 225 (elastic members) supported from the support frame 224.
  • the pair of torsion shafts 225 have the same bending rigidity.
  • the swing plate 228 is supported inside the swing frame 226 by a pair of torsion shafts 227 arranged in a direction intersecting with the torsion shaft 225 described above.
  • the pair of torsion shafts 227 have the same bending rigidity.
  • the swing frame 226 faces the electrodes 213 and 215 as indicated by a dotted line on the surface of the substrate 211 in the drawing. Therefore, when a driving voltage is applied to one of the electrodes 213 and 215, an electrostatic force acts between the swing frame 226 and the electrode 213 and 215. Thereby, the swing frame 226 swings with respect to the substrate 211 with the torsion shaft 225 as the swing axis.
  • the swing plate 228 faces the electrodes 212 and 214. Therefore, when a drive voltage is applied to either of the electrodes 212 and 214, it acts on the electrostatic force between the swing plate 228 and the electrodes 212 and 214. Thereby, the swing plate 228 swings with respect to the substrate 211 with the torsion shaft 227 as the swing shaft.
  • the reflector 230 includes a reflector 234 and an upper post 232.
  • the reflecting mirror 234 forms a smooth plane facing upward in the drawing.
  • the upper post 232 projects downward from the lower surface of the reflecting mirror 234 in the figure, and is coupled to the approximate center of the swing plate 228 indicated by a dotted line in the figure.
  • the reflecting mirror 234 is integrated with the swing plate 228 while being separated upward from the support portion 220. Therefore, when the swing plate 228 swings with respect to the substrate 211, the reflecting mirror 234 also swings together with the swing plate 228.
  • FIG. 2 is a plan view of the support portion 220. Elements that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • the rectangular support frame 224 is coupled to the lower post 222 at four corners by a flexure 223. Therefore, the support frame 224 is positioned inside the lower post 222.
  • the torsion shaft 225 that couples the swing frame 226 to the support frame 224 is thinner and thinner than the support frame 224 and the swing frame 226. Therefore, when an electrostatic force acts between the swing frame 226 and the electrodes 213 and 215, the torsion shaft 225 is twisted and deformed so that the swing frame 226 can swing relative to the support frame 224.
  • the torsion shaft 227 that couples the swing plate 228 to the swing frame 226 is thinner and thinner than the swing frame 226 and the swing plate 228. Therefore, when an electrostatic force acts between the swing plate 228 and the electrodes 212 and 214, the torsion shaft 227 is twisted and deformed so that the swing plate 228 can swing with respect to the swing frame 226. .
  • the torsion shaft 225 serving as the swing axis of the swing frame 226 and the torsion shaft 227 serving as the swing shaft of the swing plate 228 are arranged in directions orthogonal to each other. Therefore, by combining the swing of the swing frame 226 and the swing of the swing plate 228, the swing direction of the swing plate 228 can be freely selected.
  • the torsion shaft 225 and the torsion shaft 227 are arranged in an orthogonal direction.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the spatial light modulator 200, which represents a cross-section indicated by an arrow B in FIGS. Elements common to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the lower end of the lower post 222 is fixed to the electrode 216 on the substrate 211. Further, the upper end of the lower post 222 is coupled to the support frame 224 by a flexure 223.
  • the support portion 220 is fixed on the substrate 211, and the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228 are all positioned away from the surface of the substrate 211. Further, the electrodes 212 and 214 are in a state of facing the lower surface of the swing plate 228.
  • Ribs 229 and 239 projecting downward are provided at the peripheral edges of the swing frame 226, the swing plate 228, and the reflecting mirror 234. Thereby, each of the swing frame 226, the swing plate 228, and the reflecting mirror 234 has high bending rigidity.
  • the support frame 224 is thicker than both the swing frame 226 and the swing plate 228. Therefore, the support frame 224 has relatively high rigidity with respect to the swing frame 226 and the swing plate 228 and is difficult to be deformed. Therefore, even when the flexure 223 is deformed, the support frame 224 is hardly deformed.
  • the flexure 223 is thin and thin with respect to both the lower post 222 and the support frame 224, and has relatively low rigidity. Therefore, when the relative position of the lower post 222 and the support frame 224 changes in the surface direction of the substrate 211, the flexure 223 easily deforms to allow displacement of the support frame 224 relative to the substrate 211.
  • the support frame 224 when the support frame 224 is displaced, the flexure 223 is deformed as long as it can be elastically deformed. Therefore, when the force acting on the support frame 224 is eliminated, the support frame 224 returns to the center initial position of the lower post 222 by the elastic force of the flexure 223.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the spatial light modulator 200, and represents a cross-section indicated by an arrow C in FIGS. Elements common to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228 are in a state of being separated from the substrate 211.
  • the electrodes 212 and 214 are disposed at positions facing both side ends of the swing plate 228 in the drawing. Since the torsion shaft 227 that pivotally supports the swing plate 228 is disposed perpendicular to the paper surface of the figure, the electrostatic force generated by the drive voltage applied to the electrodes 212 and 214 acts on the swing plate 228 efficiently. To do.
  • the support frame 224 is thick with respect to both the torsion shaft 225 and the swing frame 226, and has a relatively high bending rigidity. Therefore, when an electrostatic force acts on the swing frame 226, the support frame 224 and the swing frame 226 are not deformed, and the torsion shaft 225 is twisted and deformed to allow the swing frame 226 to swing.
  • the torsion shaft 225 is deformed within a range in which it can be elastically deformed. Therefore, when the electrostatic force acting on the swing frame 226 is eliminated, the swing frame 226 returns to the initial position parallel to the substrate 211 by the elastic force of the torsion shaft 225.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the spatial light modulator 200, which represents a cross-section indicated by an arrow D in FIGS. Elements common to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228 are in a state of being separated from the substrate 211.
  • the electrodes 213 and 215 are arranged at positions facing both side ends of the swing frame 226 in the drawing. Since the torsion shaft 225 that pivotally supports the swing frame 226 is arranged perpendicular to the drawing sheet, the electrostatic force generated by the drive voltage applied to the electrodes 213 and 215 acts on the swing frame 226 efficiently. To do.
  • the swing frame 226 and the swing plate 228 are coupled by the torsion shaft 227.
  • the rocking frame 226 and the rocking plate 228 have the ribs 229, so that the bending rigidity is higher than that of the torsion shaft 227. Therefore, when an electrostatic force acts on the swing plate 228, the swing frame 226 and the swing plate 228 are not deformed, and the torsion shaft 227 is twisted and deformed to allow the swing plate 228 to swing.
  • the oscillating plate 228 is oscillated, the torsion shaft 227 is deformed within an elastically deformable range. Therefore, when the electrostatic force acting on the swing plate 228 is eliminated, the swing plate 228 returns to the initial position parallel to the substrate 211 by the elastic force of the torsion shaft 227.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the spatial light modulator 200, showing the same cross section as FIG. Elements that are the same as those in FIG. 5 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • an electrostatic force acts between one of the electrodes 213 and 215 and the swing frame 226 so that the swing frame 226 is inclined with respect to the substrate 211.
  • the swing plate 228 is also tilted together with the swing frame 226.
  • the reflecting mirror 234 coupled to the swing plate 228 by the upper post 232 is also tilted with respect to the substrate 211 together with the swing plate 228.
  • the tilt of the reflecting mirror 234 can be changed by controlling the drive voltage applied to the electrodes 212, 213, 214, and 215.
  • the elasticity of the torsion shaft 225 acting toward the initial position parallel to the substrate 211 acts on the tilted swing frame 226. Therefore, when the action of the electrostatic force on the swing frame 226 is released, the swing frame 226 returns to the initial position parallel to the substrate 211. Further, along with the operation of the swing frame 226, the reflecting unit 230 also returns to the initial position.
  • the torsion shafts 225 and 227 also function as elastic members.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the appearance of the spatial light modulator 100 including the spatial light modulation element 200. Elements common to FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the spatial light modulator 100 includes a single substrate 211 and a plurality of reflecting mirrors 234 disposed on the substrate 211.
  • electrodes 212, 213, 214, 215, and 216 formed on the substrate 211 and a support portion 220 are provided, and a large number of spatial light modulation elements 200 are provided on the substrate 211. Arranged in a matrix.
  • an arbitrary irradiation pattern can be formed by reflecting light source light having a flat distribution with the spatial light modulator 100.
  • uniform illumination light can be formed by reflecting light source light having a non-uniform distribution with the spatial light modulator 100. Therefore, a variable light source, an exposure device, an image display device, an optical switch, and the like can be formed using the spatial light modulator 100.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of an exposure apparatus 400 including the spatial light modulator 100.
  • the exposure apparatus 400 includes the spatial light modulator 100 and can make illumination light having an arbitrary illuminance distribution incident on the illumination optical system 600 when executing the light source mask optimization method. That is, the exposure apparatus 400 includes an illumination light generator 500, an illumination optical system 600, and a projection optical system 700.
  • the illumination light generation unit 500 includes a control unit 510, a light source 520, a spatial light modulator 100, a prism 530, an imaging optical system 540, a beam splitter 550, and a measurement unit 560.
  • the light source 520 generates illumination light L.
  • the illumination light L generated by the light source 520 has an illuminance distribution according to the characteristics of the light emitting mechanism of the light source 520. For this reason, the illumination light L has the original image I 1 in a cross section orthogonal to the optical path of the illumination light L.
  • the illumination light L emitted from the light source 520 enters the prism 530.
  • the prism 530 guides the illumination light L to the spatial light modulator 100 and then emits the light again to the outside.
  • the spatial light modulator 100 modulates the illumination light L incident under the control of the control unit 510.
  • the structure and operation of the spatial light modulator 100 are as described above.
  • the illumination light L emitted from the prism 530 via the spatial light modulator 100 is incident on the illumination optical system 600 at the subsequent stage via the imaging optical system 540.
  • the imaging optical system 540 forms an illumination light image I 3 on the incident surface 612 of the illumination optical system 600.
  • the beam splitter 550 is disposed on the optical path of the illumination light L between the imaging optical system 540 and the illumination optical system.
  • the beam splitter 550 separates a part of the illumination light L before entering the illumination optical system 600 and guides it to the measurement unit 560.
  • the measurement unit 560 measures an image of the illumination light L at a position optically conjugate with the incident surface 612 of the illumination optical system 600. Thereby, the measurement unit 560 measures the same image as the illumination light image I 3 incident on the illumination optical system 600. Therefore, the control unit 510 refers to the illumination light image I 3 which is measured by the measuring unit 560 can be feedback controlled spatial light modulator 100.
  • the illumination optical system 600 includes a fly-eye lens 610, a condenser optical system 620, a field stop 630, and an imaging optical system 640.
  • a mask stage 720 holding a mask 710 is disposed at the exit end of the illumination optical system 600.
  • the fly-eye lens 610 includes a large number of lens elements arranged densely in parallel, and forms a secondary light source including illumination light images I 3 as many as the number of lens elements on the rear focal plane.
  • the condenser optical system 620 collects the illumination light L emitted from the fly-eye lens 610 and illuminates the field stop 630 in a superimposed manner.
  • the illumination light L that has passed through the field stop 630 forms an irradiation light image I 4 that is an image of the opening of the field stop 630 on the pattern surface of the mask 710 by the imaging optical system 640.
  • the illuminance distribution formed at the entrance end of the fly-eye lens 610 which is also the entrance surface 612 of the illumination optical system 600, is as high as the overall illuminance distribution of the entire secondary light source formed at the exit end of the fly-eye lens 610. Show correlation. Therefore, the illumination light image I 3 that the illumination light generation unit 500 enters the illumination optical system 600 is also reflected in the illumination light image I 4 that is the illuminance distribution of the illumination light L that the illumination optical system 600 irradiates the mask 710. .
  • Projection optical system 700 is disposed immediately after mask stage 720 and includes an aperture stop 730.
  • the aperture stop 730 is disposed at a position optically conjugate with the exit end of the fly-eye lens 610 of the illumination optical system 600.
  • a substrate stage 820 that holds a substrate 810 coated with a photosensitive material is disposed at the exit end of the projection optical system 700.
  • the mask 710 held on the mask stage 720 has a mask pattern composed of a region that reflects or transmits the illumination light L irradiated by the illumination optical system 600 and a region that absorbs it. Therefore, by irradiating the illumination light image I 4 to the mask 710, the projection light image I 5 is generated by the interaction between the mask pattern of the mask 710 and the illuminance distribution of the illumination light image I 4 itself.
  • the projected light image I 5 is projected onto the photosensitive material of the substrate 810 to form a sacrificial layer having the required pattern on the surface of the substrate 810.
  • the optical path of the illumination light L is drawn in a straight line, but the exposure apparatus 400 can be downsized by bending the optical path of the illumination light L.
  • 8 depicts the illumination light L so as to pass through the mask 710, a reflective mask 710 may be used.
  • FIG. 9 is a partially enlarged view of the illumination light generation unit 500 and shows the role of the spatial light modulator 100 in the exposure apparatus 400.
  • the prism 530 has a pair of reflecting surfaces 532 and 534.
  • the illumination light L incident on the prism 530 is irradiated toward the spatial light modulator 100 by the one reflecting surface 532.
  • the spatial light modulator 100 has a plurality of reflecting portions 230 that can be individually swung. Therefore, the control unit 510 controls the spatial light modulator 100 can be formed of any light source image I 2 corresponding to the request.
  • the light source image I 2 emitted from the spatial light modulator 100 is reflected by the other reflecting surface 534 of the prism 530 and emitted from the right end surface of the prism 530 in the drawing.
  • the light source image I 2 emitted from the prism 530 forms an illumination light image I 3 on the incident surface 612 of the illumination optical system 600 by the imaging optical system 540.
  • FIG. 10 is a plan view of the support portion 241 having another shape. Elements that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • the support portion 241 is different from the support portion 220 in the shape of the flexure 253 that connects the lower post 222 and the support frame 224. That is, while the flexure 223 is linear in the support portion 220, the flexure 253 of the support portion 241 has a shape that repeatedly bends.
  • the elastic modulus of the flexure 253 is reduced, and the flexure 253 is easily deformed when the same load is applied. Therefore, the displacement of the lower post 222 integrated with the substrate 211 and the displacement or deformation of the support frame 224 can be blocked more effectively.
  • the rigidity of the flexure 253 may be higher than the rigidity of the torsion shafts 225 and 227. Thereby, the influence which the elastic deformation of the flexure 253 exerts on the swinging of the reflecting portion 230 can be suppressed.
  • FIG. 11 is a plan view of a support portion 242 having another shape. Elements that are the same as those in FIG. 10 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • the support part 242 is different from the support parts 220 and 241 in that the support part 242 has a smaller swinging plate 258. Further, the swing frame 226 is removed, and the center of each side of the support frame 224 and the swing plate 258 are coupled by a long flexure 255.
  • the support frame 224 is equal to the support portion 241 in that it is coupled to the lower post 222 by a flexure 253 having a bent shape.
  • the swing plate 258 is more likely to swing with respect to the support frame 224 in the support portion 242.
  • the support portion 242 does not have a surface that causes an electrostatic force to act on the electrodes 212, 213, 214, and 215 on the substrate 211. Therefore, in the spatial light modulator 200 provided with the support portion 242, an electrostatic force acts between the back surface of the reflecting mirror 234 mounted on the swing plate 258 and the electrodes 212, 213, 214, and 215 to reflect the reflecting mirror. 234 is swung.
  • FIG. 12 is a plan view of the support portion 243. Elements that are the same as those in FIG. 11 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • the support portion 243 is such that long flexures 257 that couple the swing plate 258 and the support frame 224 inside the support frame 224 are arranged in a diagonal direction of the support frame 224. , Different from the support portion 242. Thereby, since the long flexure 257 is lengthened, the elastic modulus is further lowered, and the swing plate 228 is easily swung.
  • the support portion 243 does not have a surface that causes an electrostatic force to act on the electrodes 212, 213, 214, and 215 on the substrate 211. Therefore, in the spatial light modulation element 200 including the support portion 243, an electrostatic force is applied between the back surface of the reflecting mirror 234 mounted on the swing plate 258 and the electrodes 212, 213, 214, and 215 to reflect the reflecting mirror. 234 is swung.
  • FIG. 13 is a plan view of a support portion 244 produced for comparison. Elements that are the same as those in FIG. 11 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • the support portion 244 has a structure in which the support frame 224 is removed and the lower post 222 and the swing plate 258 are directly connected by the long flexure 257. Therefore, also in the spatial light modulation element 200 provided with the support portion 244, reflection is performed by applying an electrostatic force between the back surface of the reflecting mirror 234 mounted on the swing plate 258 and the electrodes 212, 213, 214, and 215. The mirror 234 is swung.
  • FIG. 14 shows the relationship between the temperature and the compliance ratio in the spatial light modulators 200, 201, 202, and 203 including the support portions 220, 241, 242, and 243 shown in FIGS. 2, 10, 11, and 12, respectively. It is a graph to show.
  • FIG. 14 also shows the characteristics of the spatial light modulator 204 including the support portion 244 shown in FIG. 13 as a comparison target.
  • the spatial light modulation elements 200, 201, 202, and 203 when the support portions 220, 241, 242, 243, and 244 are selectively heated, the spatial light modulation elements 200, 201,
  • the case where the whole 202, 203, 204 was heated is shown as a continuous line, respectively.
  • the spatial light modulators 200, 201, 202, and 203 including the support portions 220, 241, 242, and 243 including the support frame 224 supported by the flexures 223 and 253 are partially heated (dotted line). There is little difference in temperature characteristics from the case where the whole is heated (solid line).
  • the spatial light modulators 200, 201, 202, and 203 including the support portions 220, 241, and 243 including the flexures 223 and 253 and the support frame 224 are partially formed at 20 ° C. as illustrated in the drawing, for example.
  • the difference between the compliance ratio when heated to the total and the compliance ratio when heated as a whole is significantly below the allowable range of ⁇ 0.15%.
  • the spatial light modulation element 204 including the support portion 244 that does not have the support frame 224 although the solid line and the dotted line on the graph are close to the horizontal direction, the slope of the straight line representing the characteristics is steep, so that The difference between the compliance ratio when heated to the total and the compliance ratio when heated as a whole is remarkably large.
  • the device including the spatial light modulation elements 200, 201, 202, and 203 can use the spatial light modulation element 200 without degrading controllability immediately after starting, when the temperature of each part is not stable. Thereby, it is possible to improve the throughput of the spatial light modulator 100 using the spatial light modulators 200, 201, 202, and 203 and a device including such a spatial light modulator 100.
  • the spatial light modulation elements 200, 201, and 203 including the support portions 220, 241, and 243 have a gentle temperature characteristic of the compliance ratio, and a decrease in controllability due to a change in temperature is suppressed. Therefore, the apparatus provided with the spatial light modulation element 200 can be stably operated over a long period of time.
  • FIGS. 15 to 31 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the spatial light modulator 200 shown in FIGS. 15 and 16 show the process of manufacturing the circuit part 210
  • FIGS. 17 to 23 show the process of manufacturing the support part 220
  • FIGS. 24 to 32 show the process of manufacturing the reflection part 230. It is shown in the same cross section as the cross section.
  • FIGS. 15 to 31 since what is shown in FIGS. 15 to 31 is a manufacturing process, corresponding elements in the spatial light modulator 200 may be included in different shapes or states. Therefore, in these drawings, each element is described with a unique reference number, and a correspondence relationship with each element of the spatial light modulation element 200 is described when the element or the whole is completed.
  • a substrate 211 on which the spatial light modulation element 200 is formed is prepared, and a conductor layer 310 to be electrodes 212, 213, 214, 215, and 216 is formed on the entire surface.
  • a member having a flat surface such as a compound semiconductor substrate and a ceramic substrate can be widely used in addition to a silicon single crystal substrate. It is assumed that wiring for supplying driving power, a CMOS circuit, and the like are formed on the substrate 211 in advance.
  • the conductor layer 310 can be formed of, for example, a TiAl alloy. Moreover, you may use other metals, such as aluminum and copper.
  • a method for forming the conductor layer 310 can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods, and the like depending on the material of the conductor layer 310.
  • the conductor layer 310 is patterned. Thereby, the electrodes 212, 214, and 216 in the spatial light modulator 200 are formed. Note that the surface of the conductor layer 310 patterned as the electrodes 212, 214, and 216 may be further covered with an insulating layer. Thereby, the short circuit with respect to the electrodes 212, 213, 214, 215 can be prevented.
  • the material of the insulating layer for example, an oxide or nitride of the material of the substrate 211 can be used.
  • the insulating layer may be a porous body having a high dielectric constant.
  • a method for forming the insulating material layer can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods and chemical vapor deposition methods depending on the material.
  • the surface of the substrate 211 and the surface of the conductor layer 310 are planarized with a sacrificial layer 322, and then a metal layer 332 is laminated.
  • the sacrificial layer 322 is made of, for example, silicon oxide.
  • the metal layer 332 can be formed by various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods, etc., for example with a TiAl alloy.
  • the metal layer 332 is patterned by dry etching or the like. Thereby, the metal pattern 334 which becomes a part of the support frame 224 in the spatial light modulator 200 is formed.
  • a sacrificial layer serving as a film formation base is formed.
  • patterning by photolithography is limited to a planar one. Therefore, when forming a three-dimensional structure, a plurality of sacrificial layers are formed in stages to form a three-dimensional film formation base.
  • a sacrificial layer 324 is further deposited around the metal pattern 334 to adjust the height.
  • the material and deposition method of the sacrificial layer 324 may be the same as those of the first sacrificial layer 322.
  • another sacrificial layer 326 used for patterning is stacked on the existing sacrificial layer 324 and deposited to the same height as the metal pattern 334.
  • the sacrificial layer 324 formed of silicon oxide can be patterned by the HF vapor method.
  • the two sacrificial layers 324 and 326 are patterned to form a contact hole 321.
  • the contact hole 321 is formed by dry etching, for example, and reaches the conductor layer 310 immediately above the substrate 211.
  • a film formation base having a three-dimensional shape is formed on the substrate 211.
  • a metal layer 336 is formed on the entire surface of the sacrificial layers 324 and 326 and the conductor layer 310.
  • the metal layer 336 can be formed of, for example, a TiAl alloy, and the film formation method can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods, and the like.
  • the metal layer 336 is patterned to form the support portion 220.
  • the metal layer 336 can be patterned by dry etching, for example.
  • the lower post 222, the flexure 223, the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228 are sequentially formed on the metal layer 336 from the outside.
  • the metal layer 336 is formed after forming the three-dimensional film formation base, ribs 229 protruding downward are formed at the edges of the swing frame 226 and the swing plate 228.
  • the swing frame 226 and the swing plate 228 have a high moment of inertia in section.
  • the surface of the metal layer 336 and the surface of the sacrificial layer 326 exposed therebetween are planarized with a new sacrificial layer 342. Furthermore, as shown in FIG. 25, the surface of the sacrificial layer 342 is trimmed, and the sacrificial layer 342 and the upper surface of the metal layer 336 become flat.
  • the existing structure below the support part 220 is protected, and a film formation base for forming the reflection part 230 is formed.
  • the plurality of sacrificial layers 322, 324, and 326 may be collectively referred to as a sacrificial layer 320 in the following description.
  • a film formation base is formed again by the sacrificial layers 344 and 346 having a two-layer structure.
  • the lower sacrificial layer 344 of the two-layer structure is formed on the surfaces of the sacrificial layer 342 and the metal layer 336. Further, as shown in FIG. 27, the sacrificial layer 344 is patterned, and a hole pattern 343 reaching the metal layer 336 is formed substantially at the center.
  • a second sacrificial layer 346 is stacked, and further includes a hole pattern continuous with the hole pattern of the sacrificial layer 344 and a unique trim pattern with the side edges cut away.
  • a film formation base of the reflective portion 230 is formed. Note that the same material, film formation method, and patterning method for the sacrificial layers 344 and 346 can be used for the other sacrificial layers 320.
  • a metal layer 350 is formed on the surface of the sacrificial layers 344 and 346.
  • the metal layer 350 can be formed of, for example, a TiAl alloy.
  • the film forming method can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods and the like.
  • a reflective layer 360 is deposited on the metal layer 350.
  • the reflective layer 360 is formed of a material having high reflectivity, such as an aluminum thin film.
  • the reflective layer 360 is a surface that reflects incident light in the spatial light modulator 200. Therefore, prior to the formation of the reflective layer 360, the surface of the metal layer 350 serving as the base may be mirror-polished by chemical mechanical polishing. Further, the surface of the reflective layer 360 itself may be mirror-polished by chemical mechanical polishing. Furthermore, both the metal layer 350 and the reflective layer 360 may be chemically mechanically polished.
  • a protective film may be further laminated on the surface of the reflective layer 360 for the purpose of preventing changes in surface properties due to oxidation or the like.
  • An example of the protective film is a dense thin film of an inorganic material such as alumina. Needless to say, the protective layer should be transparent to the light reflected by the reflective layer 360.
  • the side edges in the figure of the metal layer 350 and the reflective layer 360 are trimmed. Thereby, the reflection part 230 which has the rib-shaped part which protrudes below in the figure is formed. Finally, as shown in FIG. 32, the sacrificial layers 320, 342, 344, and 346 are removed.
  • the surface of the sacrificial layer 344 is exposed at both ends of the reflective layer 360. Since the sacrificial layer 326 remaining inside the metal layer 336 is laminated on the sacrificial layer 324, both are continuous. Since the sacrificial layer 324 is laminated on the sacrificial layer 322, both are continuous. Thus, since the sacrificial layer 324 is formed continuously, it can be removed at once by the HF vapor method or the like.
  • the spatial light modulator 200 is completed. That is, the electrodes 212, 214, and 216 formed of the conductor layer 310 are disposed on the surface of the substrate 211 to form the circuit unit 210.
  • the metal layers 332 and 336 form the support part 220.
  • the flexure 223 and the torsion shafts 225 and 227 are thin, and the support frame 224 is thick.
  • the swing frame 226 and the swing plate 228 each have a rib 229.
  • the reflection unit 230 is coupled to the swing plate 228 by the upper post 232.
  • the reflection unit 230 includes a reflection mirror 234 having a high reflectance formed by the reflection layer 360.
  • a flange-like portion extending horizontally may occur at the lower end of the rib 229. This is a burr remaining when the metal layer 336 is patterned, and is not intentionally formed. However, the rigidity of the swing frame 226 or the swing plate 228 is not lowered, but rather may be improved and may be left.
  • the spatial light modulator 100 can also be manufactured by forming a plurality of spatial light modulation elements 200 collectively on a single substrate 211.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of a spatial light modulation element 205 having another structure.
  • the reference numerals in the hundreds are assigned the same reference numerals as the common elements in the spatial light modulator 200 of FIG.
  • the 300th reference number in the figure corresponds to the element in the manufacturing process shown in FIGS. 15 to 32, and the same reference number as the common element is attached.
  • the spatial light modulation element 205 includes a circuit part 210, a support part 220, and a reflection part, like the spatial light modulation element 200.
  • each element of the spatial light modulation element 205 has a laminated structure of the conductor layer 310 and the metal layers 336 and 350 and the insulating layer 370 or the compound layer 380.
  • the conductor layer 310 and the metal layers 336 and 350 can be formed of a lightweight and easy-to-handle material such as aluminum or copper.
  • the durability is also high. Furthermore, since the support part 220 and the reflective part 230 coat
  • the materials for the insulating layer 370 and the compound layer 380 can be selected widely from oxides, nitrides, carbides, and the like of the substrate material.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view independently showing a reflection portion 231 having another structure.
  • the reflection part 231 includes a three-dimensional structure part 236 and a flat part 238.
  • the upper part of the three-dimensional structure 236 has a cubic box shape.
  • the upper post 232 has a bent portion 237 that forms a step in the middle. Thereby, the three-dimensional structure 236 has high bending rigidity.
  • the flat part 238 formed on the three-dimensional structure part 236 has a flat shape as a whole without any undulations such as steps and depressions. Therefore, by forming the reflective layer 360 on the upper surface of the flat portion 238, the entire upper surface of the reflective portion 231 can be used as the flat reflecting mirror 234. Therefore, the reflection efficiency of the spatial light modulator 200 can be improved.
  • the flat part 238 is supported by the three-dimensional structure part 236 having high bending rigidity, the deformation is small. Further, since the three-dimensional structure portion 236 is hollow, the mass of the entire reflection portion 231 does not increase. In addition, by providing the drain 235 at the bottom in the process of forming the three-dimensional structure 236, the sacrificial layer that is the base when the flat portion 238 is formed can be removed.
  • FIG. 35 is a schematic exploded perspective view of the spatial light modulation element 201 including the support portion 241 shown in FIG.
  • the spatial light modulator 201 has the same structure as that of the spatial light modulator 200 shown in FIG. Therefore, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
  • the spatial light modulation element 201 is different from the spatial light modulation element 200 in that the support frame 224 of the support portion 241 is supported from the lower post 222 by the bent flexure 253. Thereby, as already described, the mechanical influence between the substrate 211 side including the lower post 222 and the support frame 224 is more effectively blocked, and the temperature characteristics of the spatial light modulator 201 are stabilized.
  • the support frame 224, the swing frame 226, the swing plate 228, and the ribs 229 and 239 in the reflecting portion 230 are eliminated, and rigidity is obtained by the respective film thicknesses.
  • the film thicknesses of the support frame 224, the swing frame 226, the swing plate 228, and the reflecting portion 230 become constant, and the manufacturing procedure can be simplified as will be described later.
  • FIG. 36 to 47 are sectional views showing the manufacturing process of the spatial light modulator 201 shown in FIG. 35 for each procedure. These figures are drawn by a cross section indicated by an arrow E in FIG. 37 to 42 show the process of forming the support part 241 and FIGS. 43 to 47 show the process of forming the reflection part 230, respectively.
  • the corresponding elements in the spatial light modulator 201 may be included in different shapes or states. Therefore, after describing these elements with reference numbers unique to each element, the corresponding relationship with each element of the spatial light modulator 201 will be described separately.
  • FIG. 36 shows a stage in which electrodes 214 and 216 are formed on the surface of the substrate 211, planarized by the sacrificial layer 322, and a metal layer 332 is formed on the entire surface of the sacrificial layer 322.
  • TiAl alloy was used as the metal layer 332, and silicon oxide was used as the sacrificial layer 322.
  • the metal layer 332 is patterned by dry etching or the like. As a result, a metal pattern 334 that forms part of the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228 in the spatial light modulator 201 is formed.
  • a new sacrificial layer 324 is deposited on the existing sacrificial layer 322 and the metal pattern 334, and the whole is flattened.
  • the surface of the sacrificial layer 324 is partially removed in the thickness direction by the HF vapor method to expose the metal pattern 334.
  • a flat surface is formed on the substrate 211 by either the metal pattern 334 or the sacrificial layer 324.
  • the two sacrificial layers 324 and 326 are patterned to form a contact hole 321.
  • the contact hole 321 is formed by dry etching, for example, and reaches the conductor layer 310 immediately above the substrate 211.
  • a film formation base having a three-dimensional shape is formed on the substrate 211.
  • a metal layer 336 is deposited on the entire surface of the sacrificial layer 324 and the metal pattern 334. A part of the deposited metal layer 336 is integrated with the metal pattern 334 to become a part having a different thickness.
  • the metal layer 336 can be formed of, for example, a TiAl alloy, and the film formation method can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods, and the like.
  • the metal layer 336 is patterned by dry etching or the like to form each element of the support portion 241. As indicated by reference numerals in the hundreds in the figure, the metal layer 336 forms the lower post 222, the flexure 253, the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228, respectively. Although not shown in the illustrated cross section, torsion shafts 225 and 227 are also formed between the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228.
  • the metal layer 336 is integrated with the metal pattern 334, among the elements of the support portion 241, the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228 include the flexure 253 and the torsion shaft 225.
  • the film thickness is larger than 227. Therefore, the support frame 224, the swing frame 226, and the swing plate 228 have high rigidity. Thus, a portion corresponding to the support portion 241 is formed.
  • a new sacrificial layer 326 is deposited on the entire surface of the substrate 211 and planarized. Furthermore, as shown in FIG. 44, a part of the sacrificial layer 326 is removed, and a hole pattern 343 reaching the metal layer 336 is formed.
  • a metal layer 350 is deposited on the entire surface of the sacrificial layer 326 and the metal layer 336.
  • the metal layer 350 can be formed of, for example, a TiAl alloy.
  • the film forming method can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods and the like.
  • a reflective layer 360 is deposited on the metal layer 350.
  • the reflective layer 360 is formed of a material having high reflectivity such as an aluminum thin film.
  • the side edges in the figure of the metal layer 350 and the reflective layer 360 are trimmed. Thereby, the continuous metal layer 350 and the reflective layer 360 are cut
  • the sacrificial layers 322, 324, and 326 are collectively removed. Since the sacrificial layer 324 is continuously formed, the sacrificial layer 324 can be removed at a time by the HF vapor method or the like. Thus, the spatial light modulation element 201 is completed.
  • the electrodes 212, 214, and 216 formed by the conductor layer 310 are arranged to form the circuit unit 210. Further, the metal pattern 334 and the metal layer 336 form a support portion 241. In the support portion 241, the flexure 253 and the torsion shafts 225 and 227 are thin, and the support frame 224 is thick.
  • the reflection unit 230 is coupled to the swing plate 228 by the upper post 232.
  • the reflection unit 230 includes a reflection mirror 234 having a high reflectance formed by the reflection layer 360.
  • the manufacturing process has been described focusing on the single spatial light modulator 200. However, by forming a plurality of spatial light modulators 200 on the single substrate 211, the spatial light modulator 100 is collectively formed. Can also be manufactured.
  • the spatial light modulator 201 can be manufactured using other structures, procedures, and materials. That is, the rigidity may be compensated by providing a part such as a folded shape or a box shape in any or all of the support frame 224, the swing frame 226, the swing plate 228, and the reflecting mirror 234.
  • the spatial light modulation element 201 may be formed of a composite material in which oxide and nitride carbide layers and metal layers are alternately stacked.
  • FIG. 49 is a schematic exploded perspective view of the spatial light modulation element 203 including the support portion 243 shown in FIG.
  • the spatial light modulation element 203 has the same structure as that of the spatial light modulation element 200 shown in FIG. Therefore, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
  • the spatial light modulator 203 is different from the spatial light modulator 200 in that the support frame 224 of the support portion 243 is supported from the lower post 222 by the bent flexure 253. Thereby, as already described, the mechanical influence between the substrate 211 side including the lower post 222 and the support frame 224 is more effectively blocked, and the temperature characteristics of the spatial light modulator 201 are stabilized.
  • the swing frame 226 is eliminated, and the swing plate 258 is directly supported from the support frame 224 by a plurality of long flexures 257.
  • the support frame 224 has a larger thickness than other portions of the support portion 243 and has relatively high rigidity.
  • the swinging plate 258 has the same thickness as the long flexure 257 and has substantially the same shape as the lower end of the upper post 232 of the reflecting portion 230. Thereby, compared with the swing plate 228, the swing plate 258 is significantly reduced in size and weight.
  • the long flexure 257 has a shape that repeatedly bends similarly to the flexure 253 that supports the support frame 224 from the outside, and is arranged from the inner corner of the support frame 224 toward the swing plate 258 in a diagonal direction. As already described, since the area of the long flexure 257 is small, the swing plate 258 cannot be driven even if an electrostatic force is applied to the long flexure 257.
  • the reflecting mirror 234 is swung by applying an electrostatic force between the electrodes 213, 215, 217, and 219 on the substrate 211 and the reflecting mirror 234 of the reflecting unit 230. .
  • the electrodes 213, 215, 217, and 219 are disposed at positions avoiding the long flexure 257.
  • FIGS. 57 to 62 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the spatial light modulator 203 shown in FIG. 49 for each procedure. These figures are drawn by a cross section indicated by an arrow F in FIG. 50 to 56 show the process of forming the support part 243, and FIGS. 57 to 62 show the process of forming the reflection part 230, respectively.
  • the corresponding elements in the spatial light modulator 203 may be included in different shapes or states. Therefore, after describing these elements with reference numbers unique to each element, the correspondence with each element of the spatial light modulation element 203 will be described separately.
  • FIG. 50 shows a stage in which the electrode 216 is formed on the surface of the substrate 211, planarized by the sacrificial layer 322, and the metal layer 332 is formed on the entire surface of the sacrificial layer 322. These steps are performed in the same manner as the procedure shown in FIGS.
  • the electrodes 213, 215, 217, and 219 are also formed on the substrate 211 at the same time as the electrode 216, but do not appear in the illustrated cross section.
  • TiAl alloy was used as the metal layer 332, and silicon oxide was used as the sacrificial layer 322.
  • the metal layer 332 is patterned by dry etching or the like. Thereby, the metal pattern 334 which becomes a part of the support frame 224 in the spatial light modulator 203 is formed.
  • a new sacrificial layer 324 is deposited on the existing sacrificial layer 322 and the metal pattern 334 to embed the metal pattern 334.
  • the surface of the sacrificial layer 324 is partially removed in the thickness direction by the HF vapor method to expose the metal pattern 334.
  • a flat surface is formed on the substrate 211 by either the metal pattern 334 or the sacrificial layer 324.
  • the two sacrificial layers 324 and 326 are patterned to form a contact hole 321.
  • the contact hole 321 is formed by dry etching, for example, and reaches the conductor layer 310 immediately above the substrate 211.
  • a film formation base having a three-dimensional shape is formed on the substrate 211.
  • a metal layer 336 is deposited on the entire surface of the sacrificial layer 324 and the metal pattern 334. A part of the metal layer 336 is integrated with the metal pattern 334 to become a part having a different thickness.
  • the metal layer 336 can be formed of, for example, a TiAl alloy, and the film formation method can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods, and the like.
  • the metal layer 336 is patterned by dry etching or the like to form each element of the support portion 243. That is, as indicated by reference numerals in the hundreds in the figure, the lower post 222, the flexure 253, the support frame 224, the long flexure 257, and the swing plate 258 are formed by the metal layer 336, respectively.
  • the support frame 224 since the metal layer 336 is integrated with the metal pattern 334, the support frame 224 has a larger film thickness than the flexure 253, the long flexure 257, and the swing plate 258. Therefore, the support frame 224 has high rigidity. Thus, a portion corresponding to the support portion 243 is formed on the substrate 211.
  • a new sacrificial layer 326 is deposited over the entire surface of the substrate 211 and planarized. Further, as shown in FIG. 58, a part of the sacrificial layer 326 is removed, and a hole pattern 343 reaching the surface of the metal layer 336 is formed.
  • a metal layer 350 is deposited on the entire surface of the sacrificial layer 326 and the metal layer 336.
  • the metal layer 350 can be formed of, for example, a TiAl alloy.
  • the film forming method can be appropriately selected from various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods, plating methods and the like.
  • a reflective layer 360 is deposited on the metal layer 350.
  • the reflective layer 360 is formed of a material having high reflectivity such as an aluminum thin film.
  • a part of the metal layer 350 and the reflective layer 360 in the vicinity of the end portion in the drawing is trimmed.
  • the continuous metal layer 350 and the reflection layer 360 are cut
  • the sacrificial layers 322, 324, and 326 are removed together. Since the sacrificial layer 324 is continuously formed, the sacrificial layer 324 can be removed at a time by the HF vapor method or the like. Thus, the spatial light modulation element 203 is completed.
  • the electrode 216 formed of the conductor layer 310 is disposed on the surface of the substrate 211 to form the circuit unit 210. Further, the metal pattern 334 and the metal layer 336 form a support portion 243. In the support portion 243, the flexure 253 and the long flexure 257 are thin, and the support frame 224 is thick.
  • the reflection unit 230 is coupled to the swing plate 258 by the upper post 232.
  • the reflection unit 230 includes a reflection mirror 234 having a high reflectance formed by the reflection layer 360.
  • the manufacturing process has been described focusing on the single spatial light modulator 200. However, by forming a plurality of spatial light modulators 200 on the single substrate 211, the spatial light modulator 100 is collectively formed. Can also be manufactured.
  • the spatial light modulator 203 can be manufactured using other structures, procedures, and materials. That is, the support frame 224 and the reflecting mirror 234 may be provided with a folded shape, a box shape, or the like to supplement the rigidity. Alternatively, the spatial light modulator 203 may be formed of a composite material in which layers of oxides, nitride carbides, and the like and metal layers are alternately stacked.
  • spatial light modulator 200, 201, 202, 203, 204, 205 spatial light modulation element, 210 circuit unit, 211 substrate, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 219 electrode, 220, 241, 242, 243, 244 support part, 222 lower post, 223, 253 flexure, 224 support frame, 225, 227 torsion shaft, 226 swing frame, 228, 258 swing plate, 229, 239 rib, 230, 231 reflector, 232 upper post, 234 reflector, 235 drain, 236 three-dimensional structure part, 237 curved part, 238 flat part, 255, 257 long flexure, 310 conductor layer, 320, 322, 324, 326, 342, 344, 346 sacrifice layer 321 Contact hole, 332, 336, 35 Metal layer, 334 metal pattern, 343 hole pattern, 360 reflective layer, 370 insulating layer, 380 compound layer, 400 exposure device, 500 illumination light generation unit, 510 control unit, 520 light

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Abstract

 空間光変調素子であって、基板と、基板に対して初期位置から移動する反射鏡と、反射鏡を初期位置に向かわせる弾性力を作用させる弾性部材と、弾性部材を支持する支持体と、支持体を基板に対して弾性的に支持する弾性支持部とを備える。上記空間光変調素子において、支持体は、基板の表面から離間した状態で支持されてもよい。また、空間光変調素子において、支持体を、基板の面方向に沿って移動可能に、基板に対して連結する連結部を更に備えてもよい。

Description

空間光変調素子および露光装置
 本発明は、空間光変調素子および露光装置に関する。
 入射光を反射して照射光束にパターンを形成する空間光変調器がある(特許文献1参照)。
 [特許文献1] 特開平09-101467号公報
 空間光変調器を形成する部材は個別に温度特性を有する。このため、全体の温度が安定するまでの間は特性が複雑に変化して制御精度が低下し、空間光変調器を用いた機器の実効的スループットを低下させる。
 本発明の第一態様として、基板と、基板に対して初期位置から移動する反射鏡と、反射鏡を初期位置に向かわせる弾性力を作用させる弾性部材と、弾性部材を支持する支持体と、支持体を基板に対して弾性的に支持する弾性支持部とを備える空間光変調素子が提供される。
 また、本発明の第二態様として、上記空間光変調素子を複数備える空間光変調器が提供される。
 また、本発明の第三態様として、上記空間光変調素子を備える露光装置が提供される。
 上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
空間光変調素子200の分解斜視図である。 支持部220の平面図である。 空間光変調素子200の断面図である。 空間光変調素子200の断面図である。 空間光変調素子200の断面図である。 空間光変調素子200の断面図である。 空間光変調器100の外観を示す模式的斜視図である。 露光装置400の模式図である。 照明光発生部500の模式図である。 支持部241の平面図である。 支持部242の平面図である。 支持部243の平面図である。 支持部244の平面図である。 空間光変調素子200、201、202、203の温度特性を示すグラフである。 空間光変調素子200の製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図15に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図16に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図17に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図18に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図19に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図20に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図21に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図22に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図23に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図24に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図25に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図26に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図27に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図28に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図29に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図30に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子200の図31に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子205の断面図である。 反射部231の断面図である。 空間光変調素子201の模式的な斜視図である。 空間光変調素子201の製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図36に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図37に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図38に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図39に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図40に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図41に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図42に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図43に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図44に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図45に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図46に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子201の図47に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の模式的な斜視図である。 空間光変調素子203の製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図50に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図51に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図52に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図53に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図54に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図55に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図55に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図57に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図58に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図59に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図60に続く製造過程を示す断面図である。 空間光変調素子203の図60に続く製造過程を示す断面図である。
 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
 図1は、空間光変調素子200の模式的な分解斜視図である。空間光変調素子200は、順次積層された回路部210、支持部220および反射部230を備える。
 回路部210は、基板211および電極212、213、214、215、216を有する。基板211は、CMOS回路を含み、電極212、213、214、215、216のいずれかに駆動電圧を印加する。
 2対の電極212、213、214、215は、基板211の表面に平坦に形成され、互いに対向した位置に配される。これら2対の電極212、213、214、215には、基板211のCMOS回路から駆動電圧が供給される。残る電極216は、基板211の周辺部を全体に覆い、規準電圧、例えば接地電圧に結合される。
 なお、図中において基板211の表面に、上層の支持部220の形状を点線で示す。これにより、支持部220の各部と電極212、213、214、215、216との位置関係が判る。
 支持部220は、下部ポスト222、支持枠224、揺動枠226および揺動板228を有する。4本の下部ポスト222は、基板211の四隅にそれぞれ配され、基板211の表面に直立して固定される。
 支持枠224(支持体)は、下部ポスト222および支持枠224と一体的に形成された連結部材(弾性支持部)であるフレクシャ223により、下部ポスト222の上端に四隅を連結される。下部ポスト222の高さは、支持枠224の厚さよりも大きい。
 揺動枠226は、支持枠224から支持された一対の捩じり軸225(弾性部材)により、支持枠224の内側に支持される。一対の捩じり軸225は、互いに等しい曲げ剛性を有する。また、揺動板228は、上記の捩じり軸225と交差する方向に配された一対の捩じり軸227により揺動枠226の内側に支持される。一対の捩じり軸227は、互いに等しい曲げ剛性を有する。
 上記のような支持部220が回路部210の上面に固定された場合、図中で基板211の表面に点線で示すように、揺動枠226が電極213、215に対向する。よって、電極213、215のいずれかに駆動電圧が印加された場合に、揺動枠226と当該電極213、215との間で静電力が作用する。これにより、揺動枠226は、捩じり軸225を揺動軸として、基板211に対して揺動する。
 同様に、揺動板228は電極212、214と対向する。よって、電極212、214のいずれかに駆動電圧が印加された場合に、揺動板228と当該電極212、214との間で静電力に作用する。これにより、揺動板228は、捩じり軸227を揺動軸として、基板211に対して揺動する。
 反射部230は、反射鏡234と上部ポスト232とを含む。反射鏡234は、図中上方に向いた平滑な平面をなす。上部ポスト232は、反射鏡234の下面から図中下方に向かって突出して、図中に点線で示す揺動板228の略中央に結合される。
 これにより、反射鏡234は、支持部220から上方に離間した状態で、揺動板228と一体化される。よって、揺動板228が基板211に対して揺動した場合は、反射鏡234も揺動板228と共に揺動する。
 図2は、支持部220の平面図である。図1と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 矩形の支持枠224は、フレクシャ223により四隅を下部ポスト222に結合される。よって、支持枠224は、下部ポスト222の内側に位置決めされる。
 揺動枠226を支持枠224に結合する捩じり軸225は、支持枠224および揺動枠226に比較すると細くて薄い。よって、揺動枠226と電極213、215との間に静電力が作用した場合、捩じり軸225が捩じれ変形して、揺動枠226を支持枠224に対して揺動可能にする。
 揺動板228を揺動枠226に結合する捩じり軸227は、揺動枠226および揺動板228に比較すると細くて薄い。よって、揺動板228と電極212、214との間に静電力が作用した場合、捩じり軸227が捩じれ変形して、揺動板228を揺動枠226に対して揺動可能にする。
 ここで、揺動枠226の揺動軸となる捩じり軸225と、揺動板228の揺動軸となる捩じり軸227とは、互いに直交する方向に配される。よって、揺動枠226の揺動と揺動板228の揺動とを組み合わせることにより、揺動板228の揺動方向を自由に選択できる。なお、図示の例では捩じり軸225と捩じり軸227を直交する向きに配したが、互いに交差する方向でさえあればよい。
 図3は、空間光変調素子200の模式的断面図であり、図1および図2に矢印Bで示す断面を表す。図1および図2と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 図示の断面において、下部ポスト222の下端は、基板211上の電極216に固定される。また、下部ポスト222の上端は、フレクシャ223により支持枠224に結合される。
 これにより、支持部220は基板211上に固定され、支持枠224、揺動枠226および揺動板228は、いずれも基板211の表面から離間した状態で位置決めされる。また、電極212、214は、揺動板228の下面に対向した状態となる。
 揺動枠226、揺動板228および反射鏡234の各々の周縁部には、下方に向かって突出するリブ229、239が設けられる。これにより、揺動枠226、揺動板228および反射鏡234の各々は、高い曲げ剛性を有する。
 また、支持枠224は、揺動枠226および揺動板228のいずれに対しても厚い。よって、支持枠224は、揺動枠226および揺動板228に対して相対的に剛性が高く、変形し難い。よって、フレクシャ223が変形した場合も、支持枠224は殆ど変形しない。
 これに対して、フレクシャ223は、下部ポスト222および支持枠224のいずれに対しても細く薄く、相対的に剛性が低い。よって、下部ポスト222と支持枠224の相対位置が基板211の面方向に変化した場合、フレクシャ223は容易に変形して、支持枠224の基板211に対しする変位を許容する。
 ただし、支持枠224が変位した場合、フレクシャ223は弾性変形可能な範囲で変形する。よって、支持枠224に作用した力が解消された場合、フレクシャ223の弾性力により、支持枠224は下部ポスト222の中央の初期位置に復帰する。
 図4は、空間光変調素子200模式的断面図であり、図1および図2に矢印Cで示す断面を表す。図1および図2と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 支持枠224、揺動枠226および揺動板228は、基板211から離間した状態にある。電極212、214は、揺動板228の図中両側端に対向する位置に配される。揺動板228を軸支する捩じり軸227は、図の紙面に垂直に配されるので、電極212、214に印加した駆動電圧より生じた静電力は、揺動板228に効率よく作用する。
 また、この断面においては、支持枠224と揺動枠226とが捩じり軸225により結合された状態が判る。既に説明した通り、揺動枠226はリブ229を有するので、捩じり軸225よりも曲げ剛性が高い。
 支持枠224は、捩じり軸225および揺動枠226のいずれに対しても厚く、相対的に高い曲げ剛性を有する。よって、揺動枠226に静電力が作用した場合、支持枠224および揺動枠226は変形することなく、捩じり軸225が捩じれ変形して揺動枠226の揺動を許容する。
 ただし、揺動枠226が揺動した場合、捩じり軸225は弾性変形可能な範囲で変形する。よって、揺動枠226に作用する静電力が解消された場合は、捩じり軸225の弾性力により、揺動枠226は、基板211と平行な初期位置に復帰する。
 図5は、空間光変調素子200模式的断面図であり、図1および図2に矢印Dで示す断面を表す。図1および図2と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 支持枠224、揺動枠226および揺動板228は、基板211から離間した状態にある。電極213、215は、揺動枠226の図中両側端に対向する位置に配される。揺動枠226を軸支する捩じり軸225は、図の紙面に垂直に配されるので、電極213、215に印加した駆動電圧より生じた静電力は、揺動枠226に効率よく作用する。
 また、この断面においては、揺動枠226と揺動板228とが捩じり軸227により結合された状態が判る。既に説明した通り、揺動枠226および揺動板228はリブ229を有するので、捩じり軸227よりも曲げ剛性が高い。よって、揺動板228に静電力が作用した場合、揺動枠226および揺動板228は変形することなく、捩じり軸227が捩じれ変形して揺動板228の揺動を許容する。
 ただし、揺動板228が揺動した場合、捩じり軸227は弾性変形可能な範囲で変形する。よって、揺動板228に作用する静電力が解消された場合は、捩じり軸227の弾性力により、揺動板228は、基板211と平行な初期位置に復帰する。
 図6は、空間光変調素子200の断面図であり、図5と同じ断面を示す。図5と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 図示の断面においては、電極213、215のいずれかと揺動枠226との間に静電力が作用して、揺動枠226が基板211に対して傾斜している。これにより、揺動板228も、揺動枠226と共に傾斜する。更に、上部ポスト232により揺動板228に結合された反射鏡234も、揺動板228と共に、基板211に対して傾く。このように、空間光変調素子200においては、電極212、213、214、215に印加する駆動電圧を制御することにより、反射鏡234の傾きを変化させることができる。
 なお、傾斜した揺動枠226には、基板211と平行な初期位置に向かって付勢する、捩じり軸225の弾力性が作用する。よって、揺動枠226に対する静電力の作用が解除された場合、揺動枠226は基板211と平行な初期位置に戻る。また、このような揺動枠226の動作に伴って、反射部230も初期位置に復帰する。このように、捩じり軸225、227は、弾性部材としても作用する。
 図7は、空間光変調素子200を備えた空間光変調器100の外観を示す模式的な斜視図である。図1から図6までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 空間光変調器100は、単一の基板211と、当該基板211上に配された複数の反射鏡234とを備える。複数の反射鏡234の各々に対して、基板211上に形成された電極212、213、214、215、216と支持部220とが設けられ、基板211上には多数の空間光変調素子200がマトリスク状に配列される。
 これにより、空間光変調素子200の各々において駆動電力を個別に制御して、個々の反射鏡234の傾きを個別に変化させることができる。従って、例えば、平坦な分布を有する光源光を空間光変調器100で反射することにより、任意の照射パターンを形成できる。また、不均一な分布を有する光源光を空間光変調器100で反射することにより、均一な照射光を形成できる。よって、空間光変調器100を用いて、可変光源、露光装置、画像表示装置、光スイッチ等を形成できる。
 図8は、空間光変調器100を含む露光装置400の模式図である。この露光装置400は、空間光変調器100を備え、光源マスク最適化法を実行する場合に、照明光学系600に任意の照度分布を有する照明光を入射できる。即ち、露光装置400は、照明光発生部500、照明光学系600および投影光学系700を備える。
 照明光発生部500は、制御部510、光源520、空間光変調器100、プリズム530、結像光学系540、ビームスプリッタ550および計測部560を含む。光源520は、照明光Lを発生する。光源520が発生した照明光Lは、光源520の発光機構の特性に応じた照度分布を有する。このため、照明光Lは、照明光Lの光路と直交する断面において原画像Iを有する。
 光源520から出射された照明光Lは、プリズム530に入射する。プリズム530は、照明光Lを空間光変調器100に導いた後、再び外部に出射させる。空間光変調器100は、制御部510の制御の下に入射した照明光Lを変調する。空間光変調器100の構造と動作については、既に説明した通りである。
 空間光変調器100を経てプリズム530から出射された照明光Lは、結像光学系540を経て、後段の照明光学系600に入射される。結像光学系540は、照明光学系600の入射面612に照明光画像Iを形成する。
 ビームスプリッタ550は、結像光学系540および照明光学系の間において、照明光Lの光路上に配される。ビームスプリッタ550は、照明光学系600に入射する前の照明光Lの一部を分離して計測部560に導く。
 計測部560は、照明光学系600の入射面612と光学的に共役な位置で照明光Lの画像を計測する。これにより、計測部560は、照明光学系600に入射する照明光画像Iと同じ画像を計測する。よって、制御部510は、計測部560により計測される照明光画像Iを参照して、空間光変調器100を帰還制御できる。
 照明光学系600は、フライアイレンズ610、コンデンサ光学系620、視野絞り630および結像光学系640を含む。照明光学系600の出射端には、マスク710を保持したマスクステージ720が配される。
 フライアイレンズ610は、並列的に緻密に配された多数のレンズ素子を備え、後側焦点面にレンズ素子の数と同数の照明光画像Iを含む2次光源を形成する。コンデンサ光学系620は、フライアイレンズ610から出射された照明光Lを集光して視野絞り630を重畳的に照明する。
 視野絞り630を経た照明光Lは、結像光学系640により、マスク710のパターン面に、視野絞り630の開口部の像である照射光画像Iを形成する。こうして、照明光学系600は、その出射端に配されたマスク710のパターン面を、照射光画像Iによりケーラー照明する。
 なお、照明光学系600の入射面612でもあるフライアイレンズ610の入射端に形成される照度分布は、フライアイレンズ610の出射端に形成される2次光源全体の大局的な照度分布と高い相関を示す。よって、照明光発生部500が照明光学系600に入射させる照明光画像Iは、照明光学系600がマスク710に照射する照明光Lの照度分布である照射光画像Iにも反映される。
 投影光学系700はマスクステージ720の直後に配され、開口絞り730を備える。開口絞り730は、照明光学系600のフライアイレンズ610の出射端と光学的に共役な位置に配される。投影光学系700の出射端には、感光性材料を塗布された基板810を保持する基板ステージ820が配される。
 マスクステージ720に保持されたマスク710は、照明光学系600により照射された照明光Lを反射または透過する領域と吸収する領域とからなるマスクパターンを有する。よって、マスク710に照明光画像Iを照射することにより、マスク710のマスクパターンと照明光画像I自体の照度分布との相互作用により投影光画像Iが生成される。投影光画像Iは、基板810の感光性材料に投影されて、要求されたパターンを有する犠牲層を基板810の表面に形成する。
 なお、図8では照明光Lの光路を直線状に描いているが、照明光Lの光路を屈曲させることにより露光装置400を小型化できる。また、図8は、照明光Lがマスク710を透過するように描いているが、反射型のマスク710が用いられる場合もある。
 図9は、照明光発生部500の部分拡大図であり、露光装置400における空間光変調器100の役割を示す図である。プリズム530は、一対の反射面532、534を有する。プリズム530に入射した照明光Lは、一方の反射面532により、空間光変調器100に向かって照射される。
 既に説明した通り、空間光変調器100は、個別に揺動させることができる複数の反射部230を有する。よって、制御部510が空間光変調器100を制御することにより、要求に応じた任意の光源画像Iを形成できる。
 空間光変調器100から出射された光源画像Iは、プリズム530の他方の反射面534により反射され、図中のプリズム530右端面から出射される。プリズム530から出射された光源画像Iは、結像光学系540により、照明光学系600の入射面612に照明光画像Iを形成する。
 図10は、他の形状を有する支持部241の平面図である。図2と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 支持部241は、下部ポスト222と支持枠224とを結合するフレクシャ253の形状が、支持部220と異なる。即ち、支持部220においてはフレクシャ223が直線状であったのに対して、支持部241のフレクシャ253は屈曲を繰り返す形状を有する。
 これにより、フレクシャ253の弾性率が小さくなり、同じ負荷が加わった場合にフレクシャ253が変形しやすくなる。よって、基板211と一体になる下部ポスト222の変位と、支持枠224の変位または変形とをより効果的に遮断できる。
 なお、フレクシャ253の剛性は、捩じり軸225、227の剛性よりも高くしてもよい。これにより、反射部230の揺動に対して、フレクシャ253の弾性変形が及ぼす影響を抑制できる。
 図11は、また他の形状を有する支持部242の平面図である。図10と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 支持部242は、支持部220、241と比較すると、より小さな揺動板258を有する点で異なる。また、揺動枠226を排し、支持枠224の各辺の中央と揺動板258とを、ロングフレクシャ255により結合している。なお、支持枠224が、屈曲形状を有するフレクシャ253により下部ポスト222に結合されている点は、支持部241と等しい。
 上記のような構造により、支持部242においては、揺動板258が、支持枠224に対してより揺動しやすい。なお、支持部242は、基板211上の電極212、213、214、215と静電力を作用させあう面を有していない。よって、支持部242を備えた空間光変調素子200においては、揺動板258に搭載された反射鏡234の裏面と電極212、213、214、215との間で静電力を作用させて反射鏡234を揺動させる。
 図12は、支持部243の平面図である。図11と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 支持部243は、支持部242と比較すると、支持枠224の内側で揺動板258と支持枠224とを結合するロングフレクシャ257が、支持枠224の対角方向に配されている点で、支持部242と異なる。これにより、ロングフレクシャ257が長くなるので、弾性率は一層低くなり、揺動板228が揺動しやすくなる。
 この支持部243を備えた空間光変調素子200においても、支持部243は、基板211上の電極212、213、214、215と静電力を作用させあう面を有していない。よって、支持部243を備えた空間光変調素子200においては、揺動板258に搭載された反射鏡234の裏面と電極212、213、214、215との間で静電力を作用させて反射鏡234を揺動させる。
 図13は、比較のために作製した支持部244の平面図である。図11と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
 支持部244は、支持枠224を排して、下部ポスト222と揺動板258とをロングフレクシャ257により直結した構造を有する。よって、この支持部244を備えた空間光変調素子200においても、揺動板258に搭載された反射鏡234の裏面と電極212、213、214、215との間で静電力を作用させて反射鏡234を揺動させる。
 図14は、図2、図10、図11、図12にそれぞれ示した支持部220、241、242、243を備えた空間光変調素子200、201、202、203における温度とコンプライアンス比の関係を示すグラフである。図14には、比較の対象として、図13に示した支持部244を備えた空間光変調素子204の特性も併せて示す。
 図14においては、空間光変調素子200、201、202、203の各々について、支持部220、241、242、243、244を選択的に加熱した場合を点線で、空間光変調素子200、201、202、203、204全体を加熱した場合を実線で、それぞれ示す。図示のように、フレクシャ223、253で支持した支持枠224を備える支持部220、241、242、243を含む空間光変調素子200、201、202、203は、部分的に加熱した場合(点線)と全体を加熱した場合(実線)との温度特性の乖離が少ない。
 即ち、フレクシャ223、253および支持枠224を備えた支持部220、241、243を含む空間光変調素子200、201、202、203は、例えば20℃において、図中に記載するように、部分的に加熱された場合のコンプライアンス比と、全体に加熱された場合のコンプライアンス比との相違が、許容範囲である±0.15%を大幅に下回る。しかしながら、支持枠224を有していない支持部244を備える空間光変調素子204では、グラフ上の実線および点線は水平方向に接近しているものの、特性を表す直線の傾斜が急峻なので、部分的に加熱された場合のコンプライアンス比と、全体に加熱された場合のコンプライアンス比との相違が著しく大きい。
 よって、空間光変調素子200、201、202、203を備えた機器は、始動した直後で、各部の温度が安定していない時期に制御性を低下させることなく空間光変調素子200を使用できる。これにより、空間光変調素子200、201、202、203を用いた空間光変調器100と、そのような空間光変調器100を備えた機器のスループットを向上させることができる。
 更に、支持部220、241、243を含む空間光変調素子200、201、203は、コンプライアンス比の温度特性が穏やかで、温度の変化による制御性の低下が抑制される。よって、空間光変調素子200を備えた機器を、長期間にわたって安定的に動作させることができる。
 図15から図31までは、図1から図6までに示した空間光変調素子200の製造過程を示す断面図である。図15および図16は回路部210を作製する過程を、図17から図23は支持部220を作製する過程を、図24から図32は反射部230を作製する過程を、図3に示した断面と同じ断面においてそれぞれ示す。
 なお、図15から図31までに示すのは作製過程なので、空間光変調素子200において対応する要素が異なる形状または状態で含まれている場合がある。そこで、これらの図については、各要素に固有の参照番号を付して説明した上で、要素あるいは全体が完成した段階で、空間光変調素子200の各要素との対応関係を説明する。
 まず、図15に示すように、空間光変調素子200を形成する基板211を用意し、電極212、213、214、215、216となる導体層310を全面に形成する。基板211の材料としては、シリコン単結晶基板の他、化合物半導体基板、セラミックス基板等、平坦な表面を有する部材を広く使用できる。基板211には、予め、駆動電力を供給する配線、CMOS回路等が形成されているものとする。
 また、導体層310は、例えばTiAl合金により形成できる。また、アルミニウム、銅等の他の金属を用いてもよい。導体層310の成膜方法としては、導体層310の材料に応じて、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。
 次に、図16に示すように、導体層310をパターニングする。これにより、空間光変調素子200における電極212、214、216が形成される。なお、電極212、214、216としてパターニングされた導体層310の表面を、更に、絶縁層で被覆してもよい。これにより、電極212、213、214、215に対する短絡を防止できる。
 絶縁層の材料としては、例えば、基板211の材料の酸化物、窒化物等を使用できる。また、絶縁層は、誘電率の高い多孔質体であってもよい。絶縁材料層の成膜方法としては、材料に応じて、各種の物理気相析出法、化学気相析出法から適宜選択できる。
 次に、図17に示すように、基板211の表面と導体層310の表面を犠牲層322により平坦化した後、金属層332を積層する。犠牲層322は、例えば酸化珪素により形成される。また、金属層332は、例えばTiAl合金により、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等で形成できる。
 続いて、図18に示すように、金属層332をドライエッチング等によりパターニングする。これにより、空間光変調素子200において支持枠224の一部となる金属パターン334が形成される。
 次に、空間光変調素子200における支持部220を形成する目的で、成膜下地となる犠牲層を形成する。ただし、フォトリソグラフィによるパターニングは平面的なものに限られる。そこで、立体的構造を形成する場合は複数の犠牲層を段階的に形成して立体的な成膜下地を形成する。
 まず、図19に示すように、金属パターン334の周囲に犠牲層324が更に堆積され、高さが調整される。犠牲層324の材料および成膜法は、最初の犠牲層322と同じでもよい。
 次に、図20に示すように、パターニングに供する他の犠牲層326が、既存の犠牲層324に積層して、金属パターン334と同じ高さまで堆積される。例えば酸化珪素により形成される犠牲層324は、HF蒸気法によりパターニングできる。
 続いて、図21に示すように、2層の犠牲層324、326を共にパターニングして、コンタクトホール321が形成される。コンタクトホール321は、例えば、ドライエッチングにより形成され、基板211直上の導体層310に達する。こうして、基板211上には、立体的な形状を有する成膜下地が形成される。
 次に、図22に示すように、犠牲層324、326および導体層310の表面全体に、金属層336を形成する。金属層336は、例えばTiAl合金により形成でき、成膜方法としては、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。
 更に、図23に示すように、金属層336をパターニングして、支持部220が形成される。金属層336は、例えばドライエッチングによりパターニングできる。
 図3を参照すると判るように、金属層336には、外側から順に、下部ポスト222、フレクシャ223、支持枠224、揺動枠226および揺動板228が順次形成される。また、立体的な成膜下地を形成した上で金属層336を形成したことにより、揺動枠226および揺動板228の縁部には、下方に突出したリブ229が形成される。これにより、揺動枠226および揺動板228は、高い断面二次モーメントを有する。
 次に、図24に示すように、金属層336の表面と、その間に露出した犠牲層326の表面とを、新たな犠牲層342により平坦化する。更に、図25に示すように、犠牲層342の表面がトリミングされ、犠牲層342と金属層336の上面とが平坦になる。
 こうして、支持部220よりも下方の既存の構造を保護すると共に、反射部230を形成する成膜下地が形成される。なお、図面を簡潔にする目的で、以降の記載において複数の犠牲層322、324、326をまとめて犠牲層320と記載する場合がある。
 次に、再び2層構造の犠牲層344、346により成膜下地を形成する。まず、図26に示すように、犠牲層342および金属層336の表面に、2層構造のうち下側の犠牲層344が形成される。更に、図27に示すように、犠牲層344がパターニングされ、金属層336に達するホールパターン343が略中央に形成される。
 続いて、図28に示すように、2層目の犠牲層346が積層され、更に、犠牲層344のホールパターンと連続したホールパターンと、側端部を削った固有のトリムパターンとを含む、こうして、反射部230の成膜下地が形成される。なお、犠牲層344、346の材料、成膜法、パターニング方法は、他の犠牲層320と同じものを使用することができる。
 次に、図29に示すように、犠牲層344、346の表面に、金属層350が形成される。金属層350は、例えばTiAl合金により形成できる。成膜方法としては、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。
 続いて、図30に示すように、金属層350の上に、反射層360が堆積される。反射層360は、例えばアルミニウム薄膜のように、反射率の高い材料により形成される。
 なお、反射層360は、空間光変調素子200において入射光を反射する面となる。よって、反射層360の形成に先立って、その下地となる金属層350の表面を化学機械研磨して鏡面化してもよい。また、反射層360そのものの表面を化学機械研磨して鏡面化してもよい。更に、金属層350および反射層360の両方を化学機械研磨してもよい。
 また、反射層360の材料としてアルミニウム等を用いた場合、酸化等による表面性状の変化を防止する目的で、反射層360の表面に保護膜を更に積層してもよい。保護膜としては、アルミナ等の無機材料の緻密な薄膜を例示できる。なお、保護層は、反射層360において反射される光に対して透明であるべきことはいうまでもない。
 次に、図31に示すように、金属層350および反射層360の、図中側端部がトリミングされる。これにより、図中下方に突出するリブ状部分を有する反射部230が形成される。最後に、図32に示すように、犠牲層320、342、344、346を除去する。
 ここで、反射層360の両側端において犠牲層344の表面が露出している。金属層336の内側に残る犠牲層326は犠牲層324の上に積層されているので、両者は連続する。犠牲層324は、犠牲層322の上に積層されているので両者は連続する。このように、犠牲層324は連続して形成されているので、HF蒸気法等により一括して除去できる。
 犠牲層324を除去すると、空間光変調素子200が完成する。即ち、基板211の表面には、導体層310により形成された電極212、214、216が配され、回路部210を形成する。
 また、金属層332、336は、支持部220を形成する。支持部220において、フレクシャ223および捩じり軸225、227は薄く、支持枠224は厚い。また、揺動枠226および揺動板228は、それぞれリブ229を有する。
 更に、反射部230は、上部ポスト232により揺動板228に結合される。また、反射部230は、反射層360により形成された反射率の高い反射鏡234を有する。
 なお、リブ229の下端には、水平に延在するフランジ様の部分が生じる場合がある。これは、金属層336をパターニングする場合に残ったバリであり、意図的に形成したものではない。しかしながら、揺動枠226または揺動板228の剛性を低下させるものではなく、むしろ向上させる場合もあるので残してもよい。
 また、上記の例では、単一の空間光変調素子200を作製する場合について説明した。しかしながら、単一の基板211に複数の空間光変調素子200を一括して形成することにより、空間光変調器100を製造することもできる。
 図33は、他の構造を有する空間光変調素子205の断面図である。図中、二百番台の参照番号は、図1の空間光変調素子200において共通の要素と同じ参照番号を付した。また、図中三百番第の参照番号は、図15から図32までに示した製造プロセスにおける要素に対応して、共通の要素と同じ参照番号を付した。
 図示のように、空間光変調素子205は、空間光変調素子200と同じく、回路部210、支持部220および反射部を備える。ただし、空間光変調素子205の各要素は、導体層310および金属層336、350と、絶縁層370または化合物層380との積層構造を有する。これにより、導体層310および金属層336、350を、アルミニウム、銅等の、軽量で取り扱いが容易な材料により形成できる。
 また、導体層310および金属層336、350の表面を、化学的に安定な絶縁層370または化合物層380により被覆するので、耐久性も高い。更に、支持部220および反射部230は、金属層336、350の表裏を化合物層380で被覆するので、金属および化合物のバイメタル効果による変形を防止できる。絶縁層370および化合物層380の材料としては、基板材料の酸化物、窒化物、炭化物等から広く選択できる。
 図34は、他の構造を有する反射部231を単独で示す断面図である。反射部231は、立体構造部236および平坦部238を備える。立体構造部236の上部は、立方体の箱状の形状をなす。また、上部ポスト232は、中程に段を形成する褶曲部237を有する。これにより、立体構造部236は高い曲げ剛性を有する。
 立体構造部236の上に形成された平坦部238は、段差、陥没部などの起伏が全く無い、全体に平坦な形状を有する。よって、平坦部238の上面に反射層360を形成することにより、反射部231の上面全体を平坦な反射鏡234として利用できる。よって、空間光変調素子200の反射効率を向上させることができる。
 なお、平坦部238は、曲げ剛性の高い立体構造部236により支持されているので、変形が少ない。また、立体構造部236は中空なので、反射部231全体の質量が増すことはない。また、立体構造部236を形成する過程で底部にドレン235を設けることにより、平坦部238を形成する場合の下地となった犠牲層を除去することができる。
 図35は、図10に示した支持部241を備える空間光変調素子201の模式的な分解斜視図である。空間光変調素子201は、以降に説明する部分を除くと、図1に示した空間光変調素子200と同じ構造を有する。よって、同じ要素には共通の参照番号を付して重複する説明を省く。
 空間光変調素子201においては、支持部241の支持枠224が、屈曲したフレクシャ253により下部ポスト222から支持される点で、空間光変調素子200と異なる。これにより、既に説明した通り、下部ポスト222を含む基板211側と、支持枠224との間の機械的な影響がより効果的に遮断され、空間光変調素子201の温度特性が安定する。
 また、空間光変調素子201においては、支持枠224、揺動枠226、揺動板228および反射部230におけるリブ229、239が廃され、それぞれの膜厚により剛性を得ている。これにより、支持枠224、揺動枠226、揺動板228および反射部230の膜厚は一定になり、後述するように製造手順を簡略化できる。
 図36から図47までは、図35に示した空間光変調素子201の製造過程を手順毎に示す断面図である。これらの図は、図35に矢印Eで示す断面により描かれる。図37から図42には支持部241を形成する過程が、図43から図47には反射部230を形成する過程が、それぞれ示される。
 なお、図35から図47までにおいても、空間光変調素子201において対応する要素が異なる形状または状態で含まれている場合がある。そこで、これらの図に関しては各要素に固有の参照番号を付して説明した後に、空間光変調素子201の各要素との対応関係を別途説明する。
 図36は、基板211の表面に電極214、216を形成した上で犠牲層322により平坦化し、更に、犠牲層322の表面全体に金属層332を成膜した段階を示す。ここまでの手順は、図15から図17までに示した空間光変調素子200の製造過程と同じ手順となる。金属層332としてはTiAl合金を、犠牲層322としては酸化珪素をそれぞれ用いた。
 次いで、図37に示すように、金属層332をドライエッチング等によりパターニングする。これにより、空間光変調素子201において支持枠224、揺動枠226および揺動板228の一部となる金属パターン334が形成される。
 次に、図38に示すように、既存の犠牲層322および金属パターン334の上に新たな犠牲層324を堆積させて、全体を平坦化する。続いて、図39に示すように、犠牲層324の表面をHF蒸気法により厚さ方向に一部除去して、金属パターン334を露出させる。これにより、基板211上には、金属パターン334または犠牲層324のいずれかによる平坦な表面が形成される。
 次に、図40に示すように、2層の犠牲層324、326を共にパターニングして、コンタクトホール321が形成される。コンタクトホール321は、例えば、ドライエッチングにより形成され、基板211直上の導体層310に達する。こうして、基板211上には、立体的な形状を有する成膜下地が形成される。
 次に、図41に示すように、犠牲層324および金属パターン334の表面全体に、金属層336が堆積される。堆積された金属層336の一部は、金属パターン334と一体化して厚さの異なる部分となる。金属層336は、例えばTiAl合金により形成でき、成膜方法としては、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。
 次に、図42に示すように、金属層336をドライエッチング等によりパターニングして、支持部241の各要素を形成する。図中に二百番台の参照番号により示すように、金属層336により、下部ポスト222、フレクシャ253、支持枠224、揺動枠226および揺動板228がそれぞれ形成される。また、図示の断面には現れないが、支持枠224、揺動枠226および揺動板228の間には捩じり軸225、227も形成される。
 ここで、金属層336は、金属パターン334と一体化しているので、上記支持部241の要素のうち、支持枠224、揺動枠226および揺動板228は、フレクシャ253、捩じり軸225、227よりも膜厚が大きい。よって、支持枠224、揺動枠226および揺動板228は高い剛性を有する。こうして、支持部241に相当する部分が形成される。
 次に、図43に示すように、基板211の表面全体に新たな犠牲層326が堆積され、平坦化される。更に、図44に示すように、犠牲層326の一部が除去され、金属層336に達するホールパターン343が形成される。
 続いて、図45に示すように、犠牲層326および金属層336の表面全体に金属層350が堆積される。金属層350は、例えばTiAl合金により形成できる。成膜方法としては、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。
 続いて、図46に示すように、金属層350の上に、反射層360が堆積される。反射層360は、例えばアルミニウム薄膜のように反射率の高い材料により形成される。
 次に、図47に示すように、金属層350および反射層360の、図中側端部がトリミングされる。これにより、連続した金属層350および反射層360が空間光変調素子201毎に切断され、素子毎に独立した反射部230が形成される。
 最後に、図48に示すように、犠牲層322、324、326が一括して除去される。犠牲層324は連続して形成されているので、HF蒸気法等により一括して除去できる。こうして、空間光変調素子201が完成する。
 即ち、基板211の表面には、導体層310により形成された電極212、214、216が配され、回路部210を形成する。また、金属パターン334および金属層336は、支持部241を形成する。支持部241において、フレクシャ253および捩じり軸225、227は薄く、支持枠224は厚い。
 更に、反射部230は、上部ポスト232により揺動板228に結合される。また、反射部230は、反射層360により形成された反射率の高い反射鏡234を有する。上記の例では単一の空間光変調素子200に着目して作製過程を説明したが、単一の基板211に複数の空間光変調素子200を一括して形成することにより、空間光変調器100を製造することもできる。
 また、上記の構造および作製過程は一例に過ぎず、他の構造、手順、材料によっても、空間光変調素子201を作製することができる。即ち、支持枠224、揺動枠226、揺動板228および反射鏡234のいずれかまたは全部に折り返し形状、箱型形状等の部分を設けて剛性を補ってもよい。また、酸化物、窒化物炭化物等の層と金属層とを交互に積層した複合材料により空間光変調素子201を形成してもよい。
 図49は、図12に示した支持部243を備えた空間光変調素子203の模式的な分解斜視図である。空間光変調素子203は、以降に説明する部分を除くと、図1に示した空間光変調素子200と同じ構造を有する。よって、同じ要素には共通の参照番号を付して重複する説明を省く。
 空間光変調素子203においては、支持部243の支持枠224が、屈曲したフレクシャ253により下部ポスト222から支持される点で、空間光変調素子200と異なる。これにより、既に説明した通り、下部ポスト222を含む基板211側と、支持枠224との間の機械的な影響がより効果的に遮断され、空間光変調素子201の温度特性が安定する。
 また、空間光変調素子203においては揺動枠226が廃され、揺動板258は、複数のロングフレクシャ257により支持枠224から直接に支持される。支持枠224は、支持部243の他の部分よりも大きな厚さを有し、相対的に高い剛性を有する。
 揺動板258は、ロングフレクシャ257と同じ厚さを有し、反射部230の上部ポスト232下端と略同じ形状を有する。これにより、揺動板228に比較すると、揺動板258は、大幅に小型軽量化されている。
 ロングフレクシャ257は、支持枠224を外側から支持するフレクシャ253と同様に屈曲を繰り返す形状を有し、支持枠224の内側隅部から対角線方向に揺動板258に向かって配される。既に説明したように、ロングフレクシャ257の面積は小さいので、ロングフレクシャ257に対して静電力を作用させても揺動板258を駆動できない。
 そこで、空間光変調素子203においては、基板211上の電極213、215、217、219と、反射部230の反射鏡234との間で静電力を作用させることにより、反射鏡234を揺動させる。このため、電極213、215、217、219は、ロングフレクシャ257を避けた位置に配される。
 図50から図62までは、図49に示した空間光変調素子203の製造過程を手順毎に示す断面図である。これらの図は、図49に矢印Fで示す断面により描かれる。図50から図56には支持部243を形成する過程が、図57から図62には反射部230を形成する過程が、それぞれ示される。
 なお、図50から図62までにおいても、空間光変調素子203において対応する要素が異なる形状または状態で含まれている場合がある。そこで、これらの図に関しては各要素に固有の参照番号を付して説明した後に、空間光変調素子203の各要素との対応関係を別途説明する。
 図50は、基板211の表面に電極216を形成した上で犠牲層322により平坦化し、更に、犠牲層322の表面全体に金属層332を成膜した段階を示す。これらの段階は、図10から図17に示した手順と同様に実効される。
 なお、基板211上には、電極213、215、217、219も電極216と同時に形成されているが、図示の断面には現れない。金属層332としてはTiAl合金を、犠牲層322としては酸化珪素をそれぞれ用いた。
 次いで、図51に示すように、ドライエッチング等により金属層332をパターニングする。これにより、空間光変調素子203において支持枠224の一部となる金属パターン334が形成される。
 次に、図52に示すように、既存の犠牲層322および金属パターン334の上に新たな犠牲層324を堆積させて、金属パターン334を埋め込む。続いて、図53に示すように、犠牲層324の表面をHF蒸気法により厚さ方向に一部除去して、金属パターン334を露出させる。これにより、基板211上には、金属パターン334または犠牲層324のいずれかによる平坦な表面が形成される。
 次に、図54に示すように、2層の犠牲層324、326を共にパターニングして、コンタクトホール321が形成される。コンタクトホール321は、例えば、ドライエッチングにより形成され、基板211直上の導体層310に達する。こうして、基板211上には、立体的な形状を有する成膜下地が形成される。
 次に、図55に示すように、犠牲層324および金属パターン334の表面全体に、金属層336が堆積される。金属層336の一部は、金属パターン334と一体化して厚さの異なる部分となる。金属層336は、例えばTiAl合金により形成でき、成膜方法としては、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。
 次に、図56に示すように、ドライエッチング等により金属層336をパターニングして、支持部243の各要素を形成する。即ち、図中に二百番台の参照番号により示すように、金属層336により、下部ポスト222、フレクシャ253、支持枠224、ロングフレクシャ257および揺動板258がそれぞれ形成される。
 ここで、金属層336は、金属パターン334と一体化しているので、支持枠224は、フレクシャ253、ロングフレクシャ257および揺動板258よりも膜厚が大きい。よって、支持枠224は高い剛性を有する。こうして、基板211上には、支持部243に相当する部分が形成される。
 次に、図57に示すように、基板211の表面全体に新たな犠牲層326が堆積され、平坦化される。更に、図58に示すように、犠牲層326の一部が除去され、金属層336の表面に達するホールパターン343が形成される。
 続いて、図59に示すように、犠牲層326および金属層336の表面全体に金属層350が堆積される。金属層350は、例えばTiAl合金により形成できる。成膜方法としては、各種の物理気相析出法、化学気相析出法、鍍金法等から適宜選択できる。
 続いて、図60に示すように、金属層350の上に、反射層360が堆積される。反射層360は、例えばアルミニウム薄膜のように反射率の高い材料により形成される。
 次に、図61に示すように、金属層350および反射層360の、図中側端部近傍の一部がトリミングされる。これにより、連続した金属層350および反射層360が空間光変調素子203毎に切断され、素子毎に独立した反射部230が形成される。
 最後に、図62に示すように、犠牲層322、324、326が一括して除去される。犠牲層324は連続して形成されているので、HF蒸気法等により一括して除去できる。こうして、空間光変調素子203が完成する。
 即ち、基板211の表面には、導体層310により形成された電極216が配され、回路部210を形成する。また、金属パターン334および金属層336は、支持部243を形成する。支持部243において、フレクシャ253およびロングフレクシャ257は薄く、支持枠224は厚い。
 更に、反射部230は、上部ポスト232により揺動板258に結合される。また、反射部230は、反射層360により形成された反射率の高い反射鏡234を有する。上記の例では単一の空間光変調素子200に着目して作製過程を説明したが、単一の基板211に複数の空間光変調素子200を一括して形成することにより、空間光変調器100を製造することもできる。
 また、上記の構造および作製過程は一例に過ぎず、他の構造、手順、材料によっても、空間光変調素子203を作製することができる。即ち、支持枠224および反射鏡234に折り返し形状、箱型形状等の部分を設けて剛性を補ってもよい。また、酸化物、窒化物炭化物等の層と金属層とを交互に積層した複合材料により空間光変調素子203を形成してもよい。
 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
 請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置およびシステムの動作、手順、ステップおよび段階等の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現し得る。請求の範囲、明細書および図面において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するわけではない。
100 空間光変調器、200、201、202、203、204、205 空間光変調素子、210 回路部、211 基板、212、213、214、215、216、217、219 電極、220、241、242、243、244 支持部、222 下部ポスト、223、253 フレクシャ、224 支持枠、225、227 捩じり軸、226 揺動枠、228、258 揺動板、229、239 リブ、230、231 反射部、232 上部ポスト、234 反射鏡、235 ドレン、236 立体構造部、237 褶曲部、238 平坦部、255、257 ロングフレクシャ、310 導体層、320、322、324、326、342、344、346 犠牲層、321 コンタクトホール、332、336、350 金属層、334 金属パターン、343 ホールパターン、360 反射層、370 絶縁層、380 化合物層、400 露光装置、500 照明光発生部、510 制御部、520 光源、530 プリズム、532、534 反射面、540、640 結像光学系、550 ビームスプリッタ、560 計測部、600 照明光学系、612 入射面、610 フライアイレンズ、620 コンデンサ光学系、630 視野絞り、700 投影光学系、710 マスク、720 マスクステージ、730 開口絞り、810 基板、820 基板ステージ

Claims (9)

  1.  基板と、
     前記基板に対して初期位置から移動する反射鏡と、
     前記反射鏡を初期位置に向かわせる弾性力を作用させる弾性部材と、
     前記弾性部材を支持する支持体と、
     前記支持体を前記基板に対して弾性的に支持する弾性支持部と
    を備える空間光変調素子。
  2.  前記支持体は、前記基板の表面から離間した状態で支持される請求項1に記載の空間光変調素子。
  3.  前記支持体を、前記基板の面方向に沿って移動可能に、前記基板に対して連結する連結部を更に備える請求項1または請求項2に記載の空間光変調素子。
  4.  前記支持体は、前記弾性部材と同じ材料により形成され、且つ、前記弾性部材よりも高い曲げ剛性を有する請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の空間光変調素子。
  5.  前記弾性部材は、曲げ剛性が等しい一対の弾性体を有する請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の空間光変調素子。
  6.  前記弾性部材は、互いに交差する方向に配される二対の弾性体を有する請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の空間光変調素子。
  7.  前記弾性支持部は、前記弾性部材の剛性よりも高い剛性を有する請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の空間光変調素子。
  8.  請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の空間光変調素子を複数備える空間光変調器。
  9.  請求項8に記載の空間光変調器を備える露光装置。
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