(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体に支持された板状部材と、駆動力付与手段とを備え、
前記板状部材は、前記板状部材の周辺部における全周又はその一部に渡る所定箇所で前記基体に対して固定されて、前記板状部材における前記所定箇所以外の領域で撓み変形可能であり、
前記所定箇所は、前記板状部材の前記周辺部において互いに対向する２箇所を含み、
被駆動体が、前記板状部材の撓み変形可能な領域のうちの所定部位に局所的に機械的に接続され、
前記駆動力付与手段は、信号に応じて、前記板状部材の前記撓み変形可能な領域が撓み変形をして前記板状部材の前記所定部位の傾きが変化するように、前記板状部材の少なくとも一部に駆動力を付与し得るものであり、
前記基体における前記板状部材との対向領域が平坦化され、
前記駆動力付与手段は、前記基体に設けられた１つ以上の第１の電極部と、前記板状部材に設けられ前記１つ以上の第１の電極部との間の電圧により前記１つ以上の第１の電極部との間に静電力を生じ得る１つ以上の第２の電極部とを、含む、
ことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項２】
前記１つ以上の第１の電極部は、前記板状部材の一部と対向するとともに前記板状部材の残りの部分とは対向しないことを特徴とする請求項１記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項３】
前記基体は、前記対向領域にＣＭＰにより平坦化された平坦化膜を有することを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項４】
前記駆動力が付与されない状態において、前記板状部材と前記基体における前記対向領域との間の空隙が０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項５】
前記被駆動体が主平面を有し、前記板状部材の主平面と前記被駆動体の主平面とが略平行であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項６】
前記板状部材の前記所定部位は、前記板状部材の重心から偏心した部位であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項７】
基体と、該基体に支持された板状部材と、駆動力付与手段とを備え、
前記板状部材は、前記板状部材の周辺部における全周又はその一部に渡る所定箇所で前記基体に対して固定されて、前記板状部材における前記所定箇所以外の領域で撓み変形可能であり、
前記所定箇所は、前記板状部材の前記周辺部において互いに対向する２箇所を含み、
被駆動体が、前記板状部材の撓み変形可能な領域のうちの所定部位に局所的に機械的に接続され、
前記駆動力付与手段は、信号に応じて、前記板状部材の前記撓み変形可能な領域が撓み変形をして前記板状部材の前記所定部位の傾きが変化するように、前記板状部材の少なくとも一部に駆動力を付与し得るものであり、
前記基体における前記板状部材との対向領域が平坦化され、
前記板状部材の前記所定部位は、前記板状部材の重心から偏心した部位である、
ことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項８】
複数のマイクロアクチュエータと、複数の端子からなる第１の端子群と、複数の端子からなる第２の端子群と、を備えたマイクロアクチュエータアレーであって、
前記各マイクロアクチュエータは、請求項１乃至６のいずれかに記載のマイクロアクチュエータであり、
前記各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの前記第１の電極部が、前記第１及び第２の端子群のうちの一方の端子群のいずれか１つの端子に電気的に接続されるとともに前記第１及び第２の端子群の他の端子に電気的に接続されず、
前記各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの前記第２の電極部が、前記第１及び第２の端子群のうちの他方の端子群のいずれか１つの端子に電気的に接続されるとともに前記第１及び第２の端子群の他の端子に電気的に接続されず、
前記各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの前記第１の電極部に電気的に接続された第１又は第２の端子群の１つの端子と当該マイクロアクチュエータの前記第２の電極部に電気的に接続された前記第１又は第２の端子群の１つの端子との組み合わせは、当該マイクロアクチュエータに固有のものとなり、
前記第１の端子群の少なくとも１つの端子が、前記複数のマイクロアクチュエータのうちの２つ以上のマイクロアクチュエータの前記第１又は第２の電極部に、共通して電気的に接続され、
前記第２の端子群の少なくとも１つの端子が、前記複数のマイクロアクチュエータのうちの２つ以上のマイクロアクチュエータの前記第１又は第２の電極部に、共通して電気的に接続された、
ことを特徴とするマイクロアクチュエータアレー。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載のマイクロアクチュエータと、前記被駆動体とを備え、前記被駆動体が光学素子であることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１０】
前記光学素子がミラーであることを特徴とする請求項９記載の光学デバイス。
【請求項１１】
前記マイクロアクチュエータ及び前記光学素子の組を複数備えたことを特徴とする請求項９又は１０記載の光学デバイス。
【請求項１２】
空間光変調器を備えた表示装置であって、前記空間光変調器が請求項１１記載の光学デバイスであることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
照明光を用いて、物体を露光する露光装置であって、
前記照明光の光路上に配置される請求項１１記載の光学デバイスを備え、
該光学デバイスを介した前記照明光を用いて前記物体を露光することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
前記光学デバイスは、前記照明光の照射により所定のパターンを生成することを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記物体を保持して移動する移動体を更に備え、
前記光学デバイスの前記各マイクロアクチュエータの前記駆動力付与手段は、前記移動体の所定方向への移動に同期して制御されることを特徴とする請求項１３又は１４記載の露光装置。
【請求項１６】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項１３乃至１５のいずれかに記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１７】
基板と絶縁膜と固定電極と配線パターンとを含んで構成される基体と、
前記基体に支持され、前記固定電極により撓み変形が可能な板状部材とを有するマイクロアクチュエータの製造方法であって、
前記基板上に前記絶縁膜を成膜することと、
前記固定電極が前記板状部材の一部と対向するとともに前記板状部材の残りの部分とは対向しないように、前記絶縁膜上に前記固定電極及び配線パターンを形成することと、
前記絶縁膜上と、前記固定電極及び配線パターン上における、前記板状部材との対向領域に平坦化膜となるべき膜を成膜することと、
前記平坦化膜となるべき膜を平坦化して平坦化膜とすることと、
前記平坦化膜上に犠牲層を形成することと、
前記犠牲層上に前記板状部材を形成することと、
を含み、
前記マイクロアクチュエータは請求項１乃至７のいずれかに記載のマイクロアクチュエータである、
ことを特徴とするマイクロアクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、マイクロアクチュエータ装置、光学デバイス、表示装置、露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical System）技術の進展に伴い、この技術を応用したマイクロアクチュエータや、これを利用したＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等の光学デバイスや、このような光学デバイスを利用した投影表示装置やこのような光学デバイスを可変整形マスク（プログラマブルマスクやアクティブマスクとも呼ばれる。）として用いた露光装置などが、種々提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、代表的なＤＭＤが開示されている。このＤＭＤでは、ミラーをトーションヒンジで保持し、静電力によりヒンジをねじれ変形させてミラーを回転させてその向きを変え、入射光の反射方向を変える。この基本単位を複数１次元状や２次元状に並べて空間光変調器とし、光学的情報処理装置、投影表示装置や静電写真印刷装置などに応用されている。
【０００４】
また、ミラーを設けた片持ち梁を静電力で撓ませて、入射光の反射方向を変える光学デバイスも、知られている。
【０００５】
ところが、トーションヒンジを用いたマイクロアクチュエータでは、ミラーの保持がトーションヒンジによるために、トーションヒンジの結合部に加わるねじりストレスによって破損し易く、その寿命を長くすることが困難であった。また、片持ち梁を用いたマイクロアクチュエータでは、片持ち梁の固有振動数が低いために応答速度を速くすることができなかった。
【０００６】
そこで、下記特許文献２には、Ｖ字形の凹部を有する基板上に両端を固定して前記凹部を掛け渡すように設けた両持ち梁を用いたマイクロミラーデバイスが、提案されている。このデバイスでは、両持ち梁に光反射膜が形成されて、ミラーが両持ち梁と全体的に一体化されている。静電力を加えない状態では、両持ち梁（すなわち、ミラー）は平板状をなす一方、静電力を加えると、両持ち梁（すなわち、ミラー）が静電力によってＶ字形の凹部に沿ってＶ字形に変形し、入射光の反射方向を変える。
【０００７】
このデバイスでは、両持ち梁が用いられているため、トーションヒンジを用いる場合に比べて破損が生じ難くなり長寿命化を図ることができるとともに、固有振動数を高くすることができ、応答速度を速くすることができる。
【特許文献１】特許第３４９２４００号公報
【特許文献２】特開２００５−２４９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示されているデバイスでは、ミラーが両持ち梁と一体化されているため、両持ち梁が静電力によってＶ字形に変形するときには、ミラーもＶ字形に変形してしまい、ミラーの反射面は向きの異なる２つの面（Ｖ字形の一方の面と他方の面）になってしまう。その結果、反射光の方向が入射光が入射する位置に応じて大きく異なってしまい、迷光等を引き起こし易く、迷光に対する吸光処理等が困難になる。
【０００９】
このように、特許文献２に開示されているデバイスでは、長寿命化及び応答速度の高速化の点で大変優れているものの、被駆動体であるミラーが両持ち梁と一体化されているので、被駆動体であるミラーも変形してしまい、これに起因して不都合が生ずるのである。
【００１０】
また、特許文献２に開示されているようなミラーデバイスで用いられるマイクロアクチュエータに限らず、他の種々の用途において用いられるマイクロアクチュエータにおいても、被駆動体自体を変形させずに被駆動体の向きのみを変更することが要請される場合がある。
【００１１】
さらに、このようなマイクロアクチュエータでは、より駆動の高速化を図るためには、駆動する際の振動が減衰して静定するまでの時間（静定時間）が短いことが好ましい。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、長寿命化及び応答速度の高速化を図ることができ、しかも被駆動体自体を変形させずに被駆動体の向きのみを変更することができ、更には静定時間を短縮して駆動をより高速化することができるマイクロアクチュエータを提供することを目的とする。また、本発明は、このようなマイクロアクチュエータを用いたマイクロアクチュエータアレー、マイクロアクチュエータ装置、光学デバイス、表示装置、露光装置、並びに、このような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様によるマイクロアクチュエータは、基体と、該基体に支持された板状部材と、駆動力付与手段とを備え、前記板状部材は、前記板状部材の周辺部における全周又はその一部に渡る所定箇所で前記基体に対して固定されて、前記板状部材における前記所定箇所以外の領域で撓み変形可能であり、前記所定箇所は、前記板状部材の前記周辺部において互いに対向する２箇所を含み、被駆動体が、前記板状部材の撓み変形可能な領域のうちの所定部位に局所的に機械的に接続され、前記駆動力付与手段は、信号に応じて、前記板状部材の前記撓み変形可能な領域が撓み変形をして前記板状部材の前記所定部位の傾きが変化するように、前記板状部材の少なくとも一部に駆動力を付与し得るものであり、前記基体における前記板状部材との対向領域が平坦化され、前記駆動力付与手段は、前記基体に設けられた１つ以上の第１の電極部と、前記板状部材に設けられ前記１つ以上の第１の電極部との間の電圧により前記１つ以上の第１の電極部との間に静電力を生じ得る１つ以上の第２の電極部とを、含むものである。
本発明の第２の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１の態様において、前記１つ以上の第１の電極部は、前記板状部材の一部と対向するとともに前記板状部材の残りの部分とは対向しないものである。
【００１４】
本発明の第３の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１又は第２の態様において、前記基体は、前記対向領域にＣＭＰにより平坦化された平坦化膜を有するものである。
【００１５】
本発明の第４の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記駆動力が付与されない状態において、前記板状部材と前記板状部材と前記基体における前記対向領域との間の空隙が０．３μｍ以下であるものである。
【００１６】
本発明の第５の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記被駆動体が主平面を有し、前記板状部材の主平面と前記被駆動体の主平面とが略平行であるものである。
【００１７】
本発明の第６の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記板状部材の前記所定部位は、前記板状部材の重心から偏心した部位であるものである。
【００１８】
本発明の第７の態様によるマイクロアクチュエータは、基体と、該基体に支持された板状部材と、駆動力付与手段とを備え、前記板状部材は、前記板状部材の周辺部における全周又はその一部に渡る所定箇所で前記基体に対して固定されて、前記板状部材における前記所定箇所以外の領域で撓み変形可能であり、前記所定箇所は、前記板状部材の前記周辺部において互いに対向する２箇所を含み、被駆動体が、前記板状部材の撓み変形可能な領域のうちの所定部位に局所的に機械的に接続され、前記駆動力付与手段は、信号に応じて、前記板状部材の前記撓み変形可能な領域が撓み変形をして前記板状部材の前記所定部位の傾きが変化するように、前記板状部材の少なくとも一部に駆動力を付与し得るものであり、前記基体における前記板状部材との対向領域が平坦化され、前記板状部材の前記所定部位は、前記板状部材の重心から偏心した部位であるものである。
【００２０】
本発明の第８の態様によるマイクロアクチュエータアレーは、複数のマイクロアクチュエータと、複数の端子からなる第１の端子群と、複数の端子からなる第２の端子群と、を備えたマイクロアクチュエータアレーであって、（i）前記各マイクロアクチュエータは、前記第１乃至第６のいずれかの態様によるマイクロアクチュエータであり、（ii）前記各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの前記第１の電極部が、前記第１及び第２の端子群のうちの一方の端子群のいずれか１つの端子に電気的に接続されるとともに前記第１及び第２の端子群の他の端子に電気的に接続されず、（iii）前記各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの前記第２の電極部が、前記第１及び第２の端子群のうちの他方の端子群のいずれか１つの端子に電気的に接続されるとともに前記第１及び第２の端子群の他の端子に電気的に接続されず、（iv）前記各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの前記第１の電極部に電気的に接続された第１又は第２の端子群の１つの端子と当該マイクロアクチュエータの前記第２の電極部に電気的に接続された前記第１又は第２の端子群の１つの端子との組み合わせは、当該マイクロアクチュエータに固有のものとなり、（v）前記第１の端子群の少なくとも１つの端子が、前記複数のマイクロアクチュエータのうちの２つ以上のマイクロアクチュエータの前記第１又は第２の電極部に、共通して電気的に接続され、（vi）前記第２の端子群の少なくとも１つの端子が、前記複数のマイクロアクチュエータのうちの２つ以上のマイクロアクチュエータの前記第１又は第２の電極部に、共通して電気的に接続されたものである。
【００２１】
前記（iv）の「固有」とは、第１の端子群から任意の１つの端子を選択するとともに第２の端子群から任意の１つの端子を選択したとき、この２つの端子に対応する（すなわち、この２つの端子が両電極にそれぞれ電気的に接続されている）マイクロアクチュエータが１つだけ特定される意味である。
【００２３】
本発明の第９の態様による光学デバイスは、前記第１乃至第７のいずれかの態様によるマイクロアクチュエータと、前記被駆動体とを備え、前記被駆動体が光学素子であるものである。
【００２４】
本発明の第１０の態様による光学デバイスは、前記第９の態様において、前記光学素子がミラーであるものである。
【００２５】
本発明の第１１の態様による光学デバイスは、前記第９又は第１０の態様において、前記マイクロアクチュエータ及び前記光学素子の組を複数備えたものである。
【００２６】
本発明の第１２の態様による表示装置は、  空間光変調器を備えた表示装置であって、前記空間光変調器が前記第１１の態様による光学デバイスであるものである。
【００２７】
本発明の第１３の態様による露光装置は、照明光を用いて、物体を露光する露光装置であって、前記照明光の光路上に配置される前記第１１の態様による光学デバイスを備え、該光学デバイスを介した前記照明光を用いて前記物体を露光するものである。
【００２８】
本発明の第１４の態様による露光装置は、前記第１３の態様において、前記光学デバイスは、前記照明光の照射により所定のパターンを生成するものである。
【００２９】
本発明の第１５の態様による露光装置は、前記第１３又は第１４の態様において、前記物体を保持して移動する移動体を更に備え、前記光学デバイスの前記各マイクロアクチュエータの前記駆動力付与手段は、前記移動体の所定方向への移動に同期して制御されるものである。
【００３０】
本発明の第１６の態様によるデバイス製造方法は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、前記第１３乃至第１５のいずれかの態様による露光装置を用いて露光を行うものである。
本発明の第１７の態様によるデバイス製造方法は、基板と絶縁膜と固定電極と配線パターンとを含んで構成される基体と、前記基体に支持され、前記固定電極により撓み変形が可能な板状部材とを有するマイクロアクチュエータの製造方法であって、前記基板上に前記絶縁膜を成膜することと、前記固定電極が前記板状部材の一部と対向するとともに前記板状部材の残りの部分とは対向しないように、前記絶縁膜上に前記固定電極及び配線パターンを形成することと、前記絶縁膜上と、前記固定電極及び配線パターン上における、前記板状部材との対向領域に平坦化膜となるべき膜を成膜することと、前記平坦化膜となるべき膜を平坦化して平坦化膜とすることと、前記平坦化膜上に犠牲層を形成することと、前記犠牲層上に前記板状部材を形成することと、を含み、前記マイクロアクチュエータは前記第１乃至第７のいずれかの態様によるマイクロアクチュエータであるものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、長寿命化及び応答速度の高速化を図ることができ、しかも被駆動体自体を変形させずに被駆動体の向きのみを変更することができ、更には静定時間を短縮して駆動をより高速化することができるマイクロアクチュエータを提供することができる。また、本発明によれば、このようなマイクロアクチュエータを用いたマイクロアクチュエータアレー、マイクロアクチュエータ装置、光学デバイス、表示装置、露光装置、並びに、このような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明によるマイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、マイクロアクチュエータ装置、光学デバイス、表示装置、露光装置、及びデバイス製造方法について、図面を参照して説明する。
【００３３】
［第１の実施の形態］
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施の形態による光学デバイスの単位素子を模式的に示す概略斜視図である。図２は、図１に示す単位素子を模式的に示す概略平面図である。図１及び図２において、平坦化膜２０は省略して示している。図３は、図１に示す単位素子の板状部材２を模式的に示す概略平面図である。図３には、後述する接続部１１も併せて示している。図４は、図２中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。
【００３５】
説明の便宜上、図１乃至図４に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する（後述する図についても同様である。）。基板１の面がＸＹ平面と平行となっている。Ｚ軸方向の＋側を上側、Ｚ軸方向の−側を下側という場合がある。なお、以下に説明する材料等は例示であり、これに限定されるものではない。
【００３６】
本実施の形態による光学デバイスは、基体を構成するシリコン基板１と、シリコン基板１に脚部３を介して支持された板状部材２と、被駆動体である光学素子としてのミラー４と、固定電極（第１の電極部）５とを有している。基体は、シリコン基板１のみならず、シリコン基板１上に形成された絶縁膜６、固定電極５及び平坦化膜２０も含んでいる。なお、本発明によるマイクロアクチュエータが駆動する被駆動体は、ミラー４に限定されるものではなく、例えば、回折光学素子、光学フィルタやフォトニック結晶などの他の光学素子でもよいし、光学素子以外の任意の部材であってもよい。
【００３７】
本実施の形態では、板状部材２は、Ｚ軸方向から見た平面視で四角形状をなしている。駆動力としての後述する静電力が付与されていない場合は、板状部材２の主平面は、図１乃至図４に示すように、ＸＹ平面と平行になっている。
【００３８】
板状部材２は、板状部材２の周辺部において互いに対向する２箇所である＋Ｘ側の一辺付近及び−Ｘ側の一辺付近で、基板１上の酸化シリコン膜等の絶縁膜６上に形成されたアルミニウム膜からなる配線パターン７（図４参照。図１及び図２では省略。）及び酸化シリコン膜等の平坦化膜２０（図４参照。図１及び図２では省略。）を介して基板１から立ち上がる脚部３を介して、基板１に対して固定されている。したがって、本実施の形態では、板状部材２は両持ち梁となっている。板状部材２における＋Ｘ側の脚部３と−Ｘ側の脚部３との間の領域が、撓み変形可能な領域となっている。
【００３９】
板状部材２は、薄膜で構成され、下側の絶縁膜としての窒化シリコン膜８、中間のアルミニウム膜９及び上側の窒化シリコン膜１０を積層した３層膜で構成されている。
【００４０】
本実施の形態では、脚部３は、板状部材２を構成する窒化シリコン膜８，１０及びアルミニウム膜９がそのまま延びることによって構成されている。アルミニウム膜９は、脚部３において窒化シリコン膜８及び平坦化膜２０にそれぞれ形成された開口を介して配線パターン７に接続されている。
【００４１】
本実施の形態では、ミラー４は、薄膜で構成され、アルミニウム膜で構成される。Ｚ軸方向から見た平面視で四角形状をなしている。駆動力としての後述する静電力が付与されていない場合は、ミラー４の主平面は、図１乃至図４に示すように、ＸＹ平面と平行になっており、板状部材２の主平面と平行になっている。なお、図面には示していないが、ミラー４の剛性を高めるため、必要に応じて、その周囲には段差（立ち上がり部又は立ち下がり部）を形成して補強することが好ましい。
【００４２】
ミラー４は、接続部１１を介して、板状部材２の撓み変形可能な領域のうちの、板状部材２の中心（重心）から−Ｘ方向へ偏心した部位に、局所的に機械的に接続されている。接続部１１は、ミラー４を構成するアルミニウム膜がそのまま延びることによって構成されている。
【００４３】
本実施の形態では、固定電極５は、板状部材２のＸ軸方向の中央付近において板状部材２のＹ軸方向の全体に渡って板状部材２と重なるように、アルミニウム膜によって形成されている。板状部材２を構成するアルミニウム膜９の、固定電極５と対向する領域が、固定電極５との間の電圧により固定電極５との間に静電力を生じ得る可動電極（第２の電極部）となっている。アルミニウム膜９の残りの領域は、可動電極を配線パターン７へ接続するための配線パターンとなっている。
【００４４】
本実施の形態では、前述したように、ミラー４の板状部材２に対する固定部位が−Ｘ方向へ偏心しているとともに、固定電極５及び前記可動電極が板状部材２のＸ軸方向の中央に配置されている。本実施の形態では、これにより、固定電極５及び前記可動電極が、信号（本実施の形態では、固定電極５と可動電極との間の電圧）に応じて、板状部材２の前記撓み変形可能な領域が撓み変形して、ミラー４の板状部材２に対する固定部位の傾きが変化するように、板状部材２に駆動力（本実施の形態では、静電力）を付与し得る駆動力付与手段を、構成している。もっとも、本発明では、駆動力付与手段は、静電力以外の任意の駆動力を付与し得るように構成してもよい。例えば、駆動力付与手段として、磁界内に配置されて通電によりローレンツ力を生ずる電流路を板状部材２に設けたり、圧電素子を設けて圧電素子による駆動力を利用したりしてもよい。
【００４５】
本実施の形態では、図４に示すように、板状部材２との対向領域を含む基板１上の領域において、配線パターン７、固定電極５及び絶縁膜６を覆うように、酸化シリコン膜等からなる平坦化膜２０が形成されることで、基体における板状部材２との対向領域が平坦化されている。平坦化膜２０は、例えばＣＭＰにより平坦化された膜であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。基体における板状部材２との対向領域と板状部材２との間には、空隙ｄが形成されている。
【００４６】
ここで、本実施の形態による光学デバイスの動作（特に、単位素子の動作）について、図５を参照して説明する。図５は、本実施の形態による光学デバイスの各動作状態を模式的に示す図であり、図４を大幅に簡略化した断面図に相当している。
【００４７】
図５（ａ）は、図４と同じく、固定電極５と前記可動電極（アルミニウム膜９の、固定電極５と対向する領域）との間に電圧を印加せず（すなわち、両者を同電位とし）、両者の間に静電力を発生させない状態を示している。この状態では、板状部材２は変形しておらず、平坦形状になっている。このため、ミラー４は、基板１に対して平行を維持している。
【００４８】
図５（ｂ）は、固定電極５と前記可動電極との間にさほど高くない電圧を印加し、両者の間に静電力を発生させた状態を示している。この静電力により、板状部材２のＸ軸方向の中央付近が基板方向（−Ｚ方向）に引っ張られる。これにより、板状部材２は、図５（ｂ）に示すように、基板１側に撓む。ミラー４の板状部材２に対する固定部位（すなわち、接続部１１が接続されている部位）が板状部材２の中心から−Ｘ方向に偏心しているため、板状部材２は接続部１１の位置で傾斜面をなす。この作用により、ミラー４は基板１に対して傾く。その傾き角度は、固定電極５と前記可動電極との間に印加する電圧を調整することで、調整可能である。なお、本実施の形態では、両電極間に直流電圧を印加する直流駆動を採用してもよいし、両電極に交流パルスを印加する交流駆動を採用してもよい。チャージアップ等の影響を避けるためには、交流駆動を採用することが好ましい。
【００４９】
図５（ｃ）は、固定電極５と前記可動電極との間に比較的高い電圧を印加して、両者の間に比較的大きい静電力を発生させた状態を示している。この状態では、板状部材２は基板１側に当接するまで変形して、当接したところで静止している。この場合も、図５（ｂ）の場合と同様にミラー４が基板１に対して傾くが、その傾き角度は図５（ｂ）の場合より大きくなっている。
【００５０】
以上、本実施の形態による光学デバイスの単位素子について説明したが、前述した単位素子の構造のうちミラー４以外の構成要素によって、ミラー４を駆動するマイクロアクチュエータが構成されている。
【００５１】
本実施の形態による光学デバイスでは、図６に示すように、前述した図１乃至図４に示す単位素子が基板１上に２次元状に配置されている。これにより、本実施の形態による光学デバイスは、空間光変調器を構成している。なお、図６では、簡単のため、４×４個の単位素子をアレイ化したものとしたが、その数は幾つでも構わない。図６において、１つのミラー４は、１つの単位素子に対応しているが、簡単のため、各単位素子のミラー４以外の構成要素の図示は省略している。なお、単位素子の並べ方は、図６に示す例に限定されるものではなく、例えば、列毎または行毎に半ピッチづつずらすなどの並べ方を採用してもよい。また、単位素子を１次元状に並べてもよい。なお、図６では、２行目２列目のミラー４が図５（ｃ）に示す状態になっているとともに、他のミラー４は図５（ａ）に示す状態になっている。本実施の形態では、図５（ｂ）に示す状態は用いずに図５（ｃ）の状態を利用するようになっているが、逆に図５（ｂ）に示す状態の方を用いるようにしてもよい。
【００５２】
本実施の形態による光学デバイスでは、図面には示していないが、各単位素子のミラー４の状態が制御信号に応じた状態となるように、各単位素子の電極間の電圧状態を決定する駆動回路が採用される。このような駆動回路としては、例えばＤＭＤ等と同様の駆動回路を採用することができるが、本実施の形態によるアレイ化した光学デバイス（この光学デバイスの各単位素子からミラー４を除いたものがマイクロアクチュエータアレーをなす。）は、チップ上において、図１１に示す回路構成を有している。この回路構成については、後述する。
【００５３】
ここで、本実施の形態による光学デバイスの製造方法の一例について、特に前記単位素子に着目して、図７乃至図９を参照して説明する。図７乃至図９は、各製造工程を示す断面図であり、図４に対応している。
【００５４】
まず、シリコン基板上１に、酸化シリコン膜６を成膜する。次いで、アルミニウム膜を成膜し、フォトリソエッチング法により、そのアルミニウム膜を、固定電極５及び配線パターン７の形状にパターニングする（図７（ａ））。
【００５５】
次に、平坦化膜となるべき酸化シリコン膜２０を成膜する（図７（ｂ））。引き続いて、酸化シリコン膜２０をＣＭＰにより平坦化して平坦化膜とし、この平坦化膜２０において、脚部３を形成すべき位置にコンタクトホール２０ａを、フォトリソグラフィにより形成する（図７（ｃ））。なお、コンタクトホール２０ａは、後述の犠牲層２１と窒化シリコン膜８を形成した後にも形成でき、この場合は犠牲層２１をより平坦度良く形成できる。
【００５６】
引き続いて、スピン塗布によりフォトレジスト等の犠牲層２１を形成し、犠牲層２１において脚部３を形成すべき位置に開口２１ａをフォトリソグラフィにより形成する（図８（ａ））。
【００５７】
その後、窒化シリコン膜８、アルミニウム膜９及び窒化シリコン膜１０を順に成膜し、これらの膜８〜１０を、フォトリソエッチング法により板状部材２の形状にパターニングする（図８（ｂ））。このとき、エッチングを行なう工程は、成膜毎でもよいし、全ての膜を成膜し終わってから、その後上層膜から順にエッチングを加えても良いし、それらを組み合わせることもできる。なお、脚部３においてアルミニウム膜９が配線パターン７と電気的に接続されるように、窒化シリコン膜８には脚部３において開口を形成しておく。
【００５８】
次に、窒化シリコン膜１０において接続部１１を形成すべき位置に、開口１０ａをフォトリソグラフィにより形成する。また、フォトレジスト等の犠牲層２２を形成し、犠牲層２２において接続部１１を形成すべき位置に開口２２ａをフォトリソグラフィにより形成する（図９（ａ））。なお、ミラー４は必ずしもアルミニウム膜９と電気的に接続する必要はないので、開口１０ａは必ずしも形成する必要はない。
【００５９】
次いで、アルミニウム膜を成膜し、フォトリソエッチング法により、このアルミニウム膜をミラー４の形状にパターニングする（図９（ｂ））。最後に、プラズマアッシング等により、犠牲層２１，２２を除去する。これにより、本実施の形態による光学デバイスが完成する。
【００６０】
本実施の形態では、前述したように、図４に示すように、平坦化膜２０が形成されることで基体における板状部材２との対向領域が平坦化され、基体における板状部材２との対向領域と板状部材２との間には、空隙ｄが形成されている。この空隙ｄは、後述する静定時間を短縮するためには、０．３μｍ以下であることが好ましく、例えば、０．２５μｍ程度とされる。
【００６１】
図４に示すように、板状部材２の下方の領域には、部分的に固定電極５及び配線パターン７が形成されているが、これによる凹凸形状が板状部材２に転写されてしまわないようにする必要がある。板状部材２にその凹凸形状が転写されてしまうと、前述した板状部材２の撓み動作に支障を来すためである。本実施の形態では、前記凹凸形状が板状部材２に転写されないようにするため、前述したようにＣＭＰにより平坦化された平坦化膜２０が形成され、基体における板状部材２との対向領域が平坦化されている。
【００６２】
これに対し、前記凹凸形状が板状部材２に転写されないようにするには、平坦化膜２０を形成せずに、基体における板状部材２との対向領域を平坦化しないまま、図７（ａ）に示す状態の基板上に直接に、フォトレジストによる犠牲層２１をスピン塗布することとし、犠牲層２１を十分に厚くしてもよい。犠牲層２１を十分に厚くすれば、犠牲層２１の上面を平坦化することが可能であり、板状部材２への前記凹凸形状の転写を防ぐことができる。しかしながら、この場合、犠牲層２１の上面を十分に平坦化するには、犠牲層２１を十分に厚くする必要があるため、基体における板状部材２との対向領域と板状部材２との間の空隙が、かなり広くなってしまい、０．３μｍ以下にすることはできない。
【００６３】
基体における板状部材２との対向領域と板状部材２との間の空隙が広いと、駆動の高速化に悪影響を及ぼす。その理由を以下に述べる。本実施の形態で用いられているようなマイクロアクチュエータでは、微細化すると、一般的に大きなＱ値を有するため、一旦板状部材２等が振動すると、なかなか静定しない傾向がある。そして、基体における板状部材２との対向領域と板状部材２との間の空隙が十分に狭ければ、スクイーズドフィルムダンピング効果が顕著に現れ、駆動する際の振動が減衰して静定するまでの時間（静定時間）が短くなるが、前記空隙が広いと、スクイーズドフィルムダンピング効果が低下してしまい、静定時間が長くなり、駆動の高速化に悪影響を及ぼすのである。
【００６４】
したがって、前記凹凸形状が板状部材２に転写されないようにするために平坦化膜２０を形成せずに犠牲層２１を厚くすることは、駆動の高速化に悪影響を及ぼすのである。
【００６５】
これに対し、本実施の形態では、平坦化膜２０が形成されて基体における板状部材２との対向領域が平坦化されているので、犠牲層２１を薄くしても、凹凸形状が板状部材２に転写されない。したがって、犠牲層２１の厚さを０．３μｍ以下などのように薄くすることができ、これにより、スクイーズドフィルムダンピング効果が顕著に現れ、静定時間が短縮され、駆動の高速化を図ることができる。この場合のスクイーズドフィルムダンピング効果は、板状部材２が駆動の際にその周囲の空気（ガス）から空気抵抗を受けることで生じ、空隙ｄを狭くすることによって、この空気抵抗が効果的に大きくなる。
【００６６】
本発明者は、空隙ｄを０．２５μｍとして、本実施の形態と同様の光学デバイスを作製した。その光学デバイスの駆動特性の実験結果を図１０に示す。その実験では、図１０に示すように固定電極５と可動電極との間に一周期毎に正負を反転させた方形波の駆動電圧を印加し、ミラー４にレーザー光を当て、その反射光の強度をフォトダイオードで計測した。反射光の強度の計測は、ミラー４の角度（基板１と平行である角度を基準とした角度）が０ｄｅｇと１．８ｄｅｇで出力が最大になる位置の２カ所で行った。図１０から、この実験では、ミラー４の両角度間の切り換えを、静定時間を含めて３μｓｅｃ以下と非常に短い時間で行うことができることがわかる。
【００６７】
図１１は、本実施の形態による光学デバイスのチップ上の回路構成を示す電気回路図である。図１乃至図４に示す単一の単位素子（ひいては、単一のマイクロアクチュエータ）は、電気回路的には、１個のコンデンサ（固定電極５と前記可動電極（アルミニウム膜９の、固定電極５と対向する領域）とがなすコンデンサに相当）と見なせる。図１１では、ｍ行目ｎ列目の単位素子のコンデンサをそれぞれＣｍｎと表記している。例えば、図１１中の左上の（１行目１列目の）単位素子のコンデンサをＣ１１と表記している。本実施の形態では、各コンデンサの図１１中の左側電極が固定電極５、図１１中の右側電極が可動電極となっている。
【００６８】
図１１では、説明を簡単にするため、９個の単位素子を３行３列に配置している。もっとも、単位素子の数は何ら限定されるものではなく、他の数の場合も原理は同一である。また、単位素子の数が同じであっても、行数と列数を同数にする必要はないし、マトリクス配置にする必要もない。
【００６９】
本実施の形態でによる光学デバイスには、図１１に示すように、複数の端子ＣＤ１〜ＣＤ３からなる第１の複数の端子群、及び、複数の端子ＣＵ１〜ＣＵ３からなる第２の端子群が設けられている。これらの端子ＣＤ１〜ＣＤ３，ＣＵ１〜ＣＵ３は、外部接続用の端子である。本実施の形態では、前述した脚部３の下の配線パターン７及び固定電極５の配線パターンによって、図１１に示す電気的な接続が実現されている。端子ＣＤ１〜ＣＤ３，ＣＵ１〜ＣＵ３は、例えば、これらの配線パターンの一部を電極パッドとすることにより構成することができる。
【００７０】
また、図１１では、第１の端子群の端子ＣＤ１〜ＣＤ３の数が単位素子の行数と同じく３個とされ、第２の端子群の端子ＣＵ１〜ＣＵ３の数が単位素子の列数と同じく３個とされている。もっとも、第１及び第２の端子群の数は、単位素子の行数や列数と必ずしも同一にする必要はなく、例えば、下記の条件（ａ）〜（ｅ）を満たせばよい。すなわち、（ａ）各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの固定電極５が、前記第１及び第２の端子群のうちの一方の端子群のいずれか１つの端子に電気的に接続されるとともに前記第１及び第２の端子群の他の端子に電気的に接続されないこと、（ｂ）各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの可動電極が、前記第１及び第２の端子群のうちの他方の端子群のいずれか１つの端子に電気的に接続されるとともに前記第１及び第２の端子群の他の端子に電気的に接続されないこと、（ｃ）各マイクロアクチュエータに関して、当該マイクロアクチュエータの前記固定電極５に電気的に接続された第１又は第２の端子群の１つの端子と当該マイクロアクチュエータの可動電極に電気的に接続された前記第１又は第２の端子群の１つの端子との組み合わせは、当該マイクロアクチュエータに固有のものとなること、（ｄ）前記第１の端子群の少なくとも１つの端子が、当該光学デバイスに搭載されている複数のマイクロアクチュエータのうちの２つ以上のマイクロアクチュエータの固定電極５又は可動電極に、共通して電気的に接続されること、（ｅ）前記第２の端子群の少なくとも１つの端子が、当該光学デバイスに搭載されている複数のマイクロアクチュエータのうちの２つ以上のマイクロアクチュエータの固定電極５又は可動電極に、共通して電気的に接続されること、の各条件を満たせばよい。
【００７１】
前記条件（ａ）〜（ｅ）を満たす一例として、図１１に示す例では、１行目のコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の固定電極５は、第１の端子群の端子ＣＤ１に共通して電気的に接続され、その他の端子には電気的に接続されていない。２行目のコンデンサＣ２１，Ｃ２２，Ｃ２３の固定電極５は、第１の端子群の端子ＣＤ２に共通して電気的に接続され、その他の端子には電気的に接続されていない。３行目のコンデンサＣ３１，Ｃ３２，Ｃ３３の固定電極５は、第１の端子群の端子ＣＤ３に共通して電気的に接続され、その他の端子には電気的に接続されていない。また、１列目のコンデンサＣ１１，Ｃ２１，Ｃ３１の可動電極は、第２の端子群の端子ＣＵ１に共通して電気的に接続され、その他の端子には電気的に接続されていない。２列目のコンデンサＣ１２，Ｃ２２，Ｃ３２の可動電極は、第２の端子群の端子ＣＵ２に共通して電気的に接続され、その他の端子には電気的に接続されていない。３列目のコンデンサＣ１３，Ｃ２３，Ｃ３３の可動電極は、第２の端子群の端子ＣＵ３に共通して電気的に接続され、その他の端子には電気的に接続されていない。
【００７２】
本実施の形態では、図示しない外部制御回路が、前記端子ＣＤ１〜ＣＤ３，ＣＵ１〜ＣＵ３に接続され、これらの端子の電位をそれぞれ独立して制御することで、各単位素子の状態の切り換え（例えば、図５（ａ）に示す状態と図５（ｃ）に示す状態との間の切り換え）を制御する。前記外部制御回路は、指令信号に応答して当該指令信号が示す切換状態を実現するための制御信号を、各端子ＣＤ１〜ＣＤ３，ＣＵ１〜ＣＵ３に与える電位として供給する。
【００７３】
図１２は、外部制御回路が各端子ＣＤ１〜ＣＤ３，ＣＵ１〜ＣＵ３に与える電位のタイミングチャートの一例を示すものである。図１２に示す例では、外部制御回路は、各端子ＣＤ１〜ＣＤ３，ＣＵ１〜ＣＵ３には、電位±Ｖｈ，±Ｖｍ，０のいずれかの電位を与える。図１２に示す例では、交流駆動が採用されている。ここで、Ｖｈ，Ｖｍは０を基準とした正の値とし、Ｖｈ＞Ｖｍとする。もっとも、各電位の絶対値は、それらの相対的な関係を変えなければ、任意の電位レベルを基準として定めてもよいことは、言うまでもない。
【００７４】
図１２に示す例では、時刻ｔ１以前は、全てのアクチュエータは解放状態（図５（ａ）に示す状態）となっている。時刻ｔ１において、９個の全てのアクチュエータはクランプ状態（図５（ｃ）に示す状態）となる。Ｖｈは２×Ｖｈがアクチュエータのクランプ電圧Ｖｃ（解放状態からクランプ状態になる最小の電圧）より高い電圧でより高くなるように設定しておく。Ｖｍは、Ｖｍが図１１の解放電圧Ｖｒ（クランプ状態から解放状態になる最大の電圧。Ｖｒ＜Ｖｃ）より高くなりかつ２×Ｖｍがクランプ電圧Ｖｃより低くなるように、設定しておく。その後、時刻ｔ１から時刻ｔ８までで、全アクチュエータを一旦クランプ状態にし、そこから任意のアクチュエータを解放状態にする方法が示されている。一部のアクチュエータが解放状態の時点から、特定の解放状態とされたアクチュエータをクランプ状態にし、別のアクチュエータを解放状態にする場合が、時刻ｔ９以降に示されている。図１２に示す動作例は、特開２００４−１８４５６４号公報の図１６（したがって、当該公報の図１３）に開示されている動作例と同様である。
【００７５】
本実施の形態による光学デバイスでは、チップ上の回路構成として前述した図１１に示す回路構成が採用されているので、特開２００４−１８４５６４号公報に開示されている技術と同様に、チップ上にアドレス回路等を搭載することなく外部接続用の端子数（すなわち、外部に引き出す配線の本数）を減らすことができる。
【００７６】
本実施の形態によれば、板状部材２が両持ち梁となっているので、前述した特許文献２に開示されたデバイスと同様に、トーションヒンジを用いる場合に比べて破損が生じ難くなり長寿命化を図ることができるとともに、固有振動数を高くすることができ、応答速度を速くすることができる。
【００７７】
そして、本実施の形態によれば、前述した特許文献２に開示されたデバイスと異なり、ミラー４は、板状部材２と全体的に一体化されるのではなく、接続部１１を介して、板状部材２の撓み変形可能な領域のうちの一部の部位に、局所的に機械的に接続されている。したがって、前述した図５に示すように、ミラー４自体を変形させずに、ミラー４の向きのみを変更することができる。
【００７８】
さらに、本実施の形態によれば、前述したように、平坦化膜２０が形成されることで基体における板状部材２との対向領域が平坦化されているので、基体における板状部材２との対向領域と板状部材２との間の空隙ｄを狭めることができる。したがって、本実施の形態によれば、前述したスクイーズドフィルムダンピング効果を高めることができるので、静定時間を短縮して駆動をより高速化することができる
【００７９】
なお、本発明では、必ずしも前述した単位素子を基板１上に複数配置する必要はなく、前述した単位素子を基板１上に１つだけ配置してもよい。
【００８０】
［第２の実施の形態］
【００８１】
図１３は、本発明の第２の実施の形態による投影表示装置（投射型表示装置）を示す概略構成図である。
【００８２】
本発明による投影表示装置は、光源３１と、照明光学系３２と、空間光変調器３３と、吸光板３４と、投影光学系３５と、スクリーン３６と、制御部３７とを備えている。本実施の形態では、空間光変調器３３として、前述した第１の実施の形態による光学デバイスが用いられている。
【００８３】
光源３１から発せられた照明光は、照明光学系３２を通過した後、空間光変調器３３に照射される。空間光変調器３３の各単位素子はそれぞれそのミラー４が第１の角度（図５（ａ）に示す状態）あるいは第２の角度（図５（ｂ）又は図５（ｃ）に示す状態）を有しているとする。第１の角度では、入射光は第１の方向へ反射され、吸光板３４に到達し、その光は消滅する。第２の角度では、入射光は第２の方向へ反射され、投影光学系３５を通過した後、スクリーン３６上に投影される。制御部３７は、画像信号に従って空間光変調器３３に制御信号を送って空間光変調器３３を制御し、各単位素子のミラー４の角度を画像信号に応じて変更させる。この制御により、入力された画像信号が示す静止画像や動画像がスクリーン３６上に形成できる。
【００８４】
本実施の形態は、いわゆる白黒の表示装置の例であったが、カラー化も従来技術を流用することにより達成可能である。図示していないが、例えば、照明光学系３２の中に、あるいは照明光学系３２と空間光変調器３３との間に、カラーホイールを設置する、あるいは、光源３１を赤・青・緑の三色が時間分割制御できるようなものであるとし、空間光変調器３３と同期させることによりカラー化が達成可能である。
【００８５】
なお、本発明による光学デバイスを用いた投影表示装置は、本実施の形態のようなタイプの表示装置に限定されるものではなく、種々のタイプの投影表示装置に用いることができる。投影画像表示装置の構成例としては、空間光変調器として、液晶パネルやＤＭＤなどを用いたものが種々提案されている。ＤＭＤを用いた投影画像表示装置で使われる光学系については、本発明の光学デバイスによる空間光変調器がＤＭＤと同様のミラー角度を変更するミラーデバイスであるため、基本的に全く同等のものが使用できる。液晶パネルを用いた投影画像表示装置は、原理的に偏光した光線を用い、また、反射型だけでなく、透過型のものもある。このため、本発明による光学デバイスによる空間光変調器にこれらの光学系を適応させる場合は、それらの点に関して変更を伴えばよい。
【００８６】
なお、空間光変調器を用いた応用用途としては、投影画像表示装置などの映像用途や、後述する露光装置のみならず、前述した光学的情報処理装置や静電写真印刷装置、さらに、光通信に使われる光スイッチやSwitched Blazed Grating Device、印刷分野で使われるプレートセッターなど様々な用途があるが、本発明もこれらに適応できる。
【００８７】
［第３の実施の形態］
【００８８】
図１４は、本発明の第３の実施の形態による露光装置１００を示す概略構成図である。
【００８９】
本実施の形態による露光装置１００は、照明系４１、パターン生成装置４２、投影光学系ＰＬ、ステージ装置４３、反射ミラー４４及び制御系等を含んでいる。この露光装置１００は、パターン生成装置４２で生成されたパターンの像（パターン像）をステージ装置４３の一部を構成するステージＳＴに載置されたウエハＷ上に投影光学系ＰＬを用いて形成するものである。前記制御系は、マイクロコンピュータを含み、装置全体を統括的に制御する主制御装置４５を中心として構成されている。
【００９０】
照明系４１は、光源ユニット及び光源制御系を含む光源系、並びにコリメートレンズ、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ロッド型インテグレータあるいは回折素子など）、集光レンズ、視野絞り、リレーレンズ等を含む照明光学系等（いずれも不図示）を含んでいる。この照明系４１からは、照明光ＩＬが射出される。
【００９１】
光源ユニットとしては、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許第７，０２３，６１０号明細書）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置が用いられている。なお、光源ユニットは、例えば波長４４０ｎｍの連続光又はパルス光を発生するレーザダイオードなどでも良い。
【００９２】
反射ミラー４４は、照明系４１から射出される照明光ＩＬをパターン生成装置４２の後述する可変成形マスクＶＭに向けて反射する。なお、この反射ミラー４４は、実際には、照明系４１内部の照明光学系の一部を構成するものであるが、ここでは、説明の便宜上から照明系４１の外部に取り出して示されている。
【００９３】
パターン生成装置４２は、可変成形マスクＶＭ及びミラー駆動系５１等を含んでいる。可変成形マスクＶＭは、前記投影光学系ＰＬの−Ｚ側で、かつ反射ミラー４４で反射された照明光ＩＬの光路上に配置されている。本実施の形態では、可変成形マスクＶＭとして、前述した第１の実施の形態による光学デバイスが用いられている。本実施の形態では、図５（ａ）に示す状態の場合に、当該単位素子のミラー４に照明光ＩＬが照射されると、照明光ＩＬはミラー４で反射して、投影光学系ＰＬに入射するとともに、図５（ｃ）に示す状態（あるいは図５（ｂ）に示す状態）の場合に、当該単位素子のミラー４に照明光ＩＬが照射されると、当該単位素子のミラー４で反射された照明光は、投影光学系ＰＬには入射しないようになっている。ミラー駆動系５１は、主制御装置４５の指示の下で可変成形マスクＶＭを駆動するものであり、前述した第１の実施の形態で説明した外部制御回路に相当する回路を含んでいる。
【００９４】
ミラー駆動系５１は、不図示のインターフェースを介して不図示の上位装置からパターン像の形成に必要なデータのうちパターンの設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）を取得する。そして、ミラー駆動系５１は、取得した設計データに基づいて、ウエハＷ上における露光対象の区画領域部分に可変成形マスクＶＭからの光が投影光学系ＰＬを介して照射され、ウエハＷ上における露光対象の区画領域部分以外の部分に可変成形マスクＶＭからの光が照射されないように、各単位素子を駆動する信号を生成し、可変成形マスクＶＭに供給する。これにより、パターン生成装置４２で、設計データに応じたパターンが生成される。なお、パターン生成装置４２で生成されるパターンは、ウエハＷの走査方向（ここでは、Ｘ軸方向）への移動に伴って変化する。
【００９５】
投影光学系ＰＬは、鏡筒の内部に所定の位置関係で配置された複数の光学素子を有する。投影光学系ＰＬは、パターン生成装置４２で生成されたパターンを、被露光面上に配置されたウエハＷ上に投影倍率βで縮小投影する。
【００９６】
ステージ装置４３は、露光対象のウエハＷを投影光学系ＰＬに対してアライメントした状態でＸＹ面内で移動させるためのものであり、ステージＳＴと、該ステージＳＴの駆動を制御するステージ駆動系５２とを備えている。
【００９７】
ステージＳＴは、ステージ駆動系５２により駆動されてＸＹ面内及びＺ軸方向に３次元的に移動し、あるいは投影光学系ＰＬの像面に対して適宜傾斜することによって投影光学系ＰＬを介したパターン像に対してウエハＷをアライメント可能である。さらに、ステージＳＴは、ステージ駆動系５２により駆動されて走査方向に所望の速度で移動させることができる。
【００９８】
主制御装置４５は、照明系４１、パターン生成装置４２、ステージ装置４３等を適当なタイミングで動作させて、ウエハＷ上の適所にパターン生成装置４２で生成されたパターンの像を投影光学系ＰＬを介して投影する。このとき、主制御装置４５は、ステージ装置４３によるウエハＷの移動に同期して、ミラー駆動系５１に可変成形マスクＶＭを制御させる。
【００９９】
本発明の一実施の形態によるデバイス製造方法では、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行う工程、シリコン材料からウエハを形成する工程、上記の実施の形態の露光装置１００により可変成形マスクＶＭを介してウエハＷを露光する工程を含むリソグラフィ工程、エッチング等の回路パターンを形成する工程、デバイス組み立て工程（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検査工程等を経て製造される。なお、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置のみならず、他の種々のデバイスを製造するための露光装置にも適用することができる。
【０１００】
［第４の実施の形態］
【０１０１】
図１５は、本発明の第４の実施の形態による光学デバイスの単位素子の板状部材２を模式的に示す概略平面図であり、図３に対応している。図１５において、図３中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１０２】
本実施の形態による光学デバイスが前記第１の実施の形態による光学デバイスと異なる所は、前記第１の実施の形態では、板状部材２がその２辺付近のみで脚部３を介して基板１に対して固定されていたのに対し、本実施の形態では、板状部材２がその４辺付近で脚部３を介して基板１に対して固定されている点のみである。本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。
【０１０３】
［第５の実施の形態］
【０１０４】
図１６は、本発明の第５の実施の形態による光学デバイスの単位素子を模式的に示す概略断面図であり、図４に対応している。図１６において、図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１０５】
本実施の形態による光学デバイスが前記第１の実施の形態による光学デバイスと異なる所は、接続部１１がミラー４の中心に配置されている点と、接続部１１が板状部材２の中心に固定されている点と、板状部材２のＸ軸方向の中央付近において基板１上に形成されていた１つの固定電極５に代えて、板状部材２の−Ｘ側と＋Ｘ側にＸ軸方向に関して対称的な位置に２つの固定電極５ａ，５ｂが基板１上に形成されている点と、全体として連続した１つのアルミニウム膜９が、−Ｘ側と＋Ｘ側の２つのアルミニウム膜９ａ，９ｂに分離されている点のみである。
【０１０６】
なお、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様に、板状部材２との対向領域を含む基板１上の領域において、配線パターン７、固定電極５ａ，５ｂ及び絶縁膜６を覆うように、酸化シリコン膜等からなる平坦化膜２０が形成されることで、基体における板状部材２との対向領域が平坦化されている。
【０１０７】
本実施の形態では、アルミニウム膜９ａの、固定電極５ａと対向する領域９ａ’が、固定電極５ａとの間の電圧により固定電極５ａとの間に静電力を生じ得る可動電極となっている。また、アルミニウム膜９ｂの、固定電極５ｂと対向する領域９ｂ’が、固定電極５ｂとの間の電圧により固定電極５ｂとの間に静電力を生じ得る可動電極となっている。
【０１０８】
図１７及び図１８は、本実施の形態による光学デバイスの各動作状態を模式的に示す図であり、図１６を大幅に簡略化した断面図に相当している。
【０１０９】
図１７（ａ）は、図１６と同じく、電極５ａ，電極９ａ’間及び電極５ｂ，電極９ｂ’間にそれぞれ電圧を印加せず、それらの間に静電力を発生させない状態を示している。この状態では、板状部材２は変形しておらず、平坦形状になっている。このため、ミラー４は、基板１に対して平行を維持している。
【０１１０】
図１７（ｂ）は、電極５ａ，９ａ’間に比較的高い電圧を印加して両者の間に比較的大きい静電力を発生させる一方、電極５ｂ，電極９ｂ’間に電圧を印加せずそれらの間に静電力を発生させない状態を示している。この状態では、板状部材２は、電極９ａ’付近で電極５ａ付近に当接するが、電極５ｂ，９ｂ’の間隔は比較的大きくなっている。この状態では、ミラー４が比較的大きく図中の左側へ傾いている。
【０１１１】
図１７（ｃ）は、電極５ｂ，９ｂ’間に比較的高い電圧を印加して両者の間に比較的大きい静電力を発生させる一方、電極５ａ，電極９ａ’間に電圧を印加せずそれらの間に静電力を発生させない状態を示している。この状態では、板状部材２は、電極９ｂ’付近で電極５ｂ付近に当接するが、電極５ａ，９ａ’の間隔は比較的大きくなっている。この状態では、ミラー４が比較的大きく図中の右側へ傾いている。
【０１１２】
図１８（ａ）は、電極５ｂ，９ｂ’間にさほど高くない電圧を印加して両者の間に静電力を発生させる一方、電極５ａ，電極９ａ’間に電圧を印加せずそれらの間に静電力を発生させない状態を示している。この状態では、板状部材２は、電極９ｂ’付近で電極５ｂ付近に近づくが、電極５ａ，９ａ’の間隔は比較的大きくなっている。この状態では、ミラー４がさほど大きくなく図中の右側へ傾いている。その傾き角度は、電極５ｂ，９ｂ’間に印加する電圧を調整することで、調整可能である。
【０１１３】
図面には示していないが、図１８（ａ）の場合と逆に、電極５ａ，９ａ’間にさほど高くない電圧を印加して両者の間に静電力を発生させる一方、電極５ｂ，電極９ｂ’間に電圧を印加せずそれらの間に静電力を発生させない状態にすると、板状部材２は、電極９ａ’付近で電極５ａ付近に近づくが、電極５ｂ，９ｂ’の間隔は比較的大きくなる。この状態では、ミラー４がさほど大きくなく図中の左側へ傾く。その傾き角度は、電極５ａ，９ａ’間に印加する電圧を調整することで、調整可能である。
【０１１４】
図１８（ｂ）は、電極５ａ，９ａ’間及び電極５ｂ，電極９ｂ’間にそれぞれ比較的高い電圧を印加してそれら間に比較的大きい静電力を発生させた状態を示している。この状態では、板状部材２は、電極９ａ’付近で電極５ａ付近に当接するとともに、電極９ｂ’付近で電極５ｂ付近に当接している。この状態では、ミラー４は、基板１に対して平行を維持したまま、最も低い位置に位置している。
【０１１５】
図１８（ｃ）は、電極５ａ，９ａ’間及び電極５ｂ，電極９ｂ’間にそれぞれさほど高くない電圧を印加してそれら間にさほど大きくない静電力を発生させた状態を示している。この状態では、板状部材２は、電極９ａ’付近で電極５ａ付近に近づくとともに、電極９ｂ’付近で電極５ｂ付近に同程度近づいている。この状態では、ミラー４は、基板１に対して平行を維持したまま、中間の高さ位置に位置している。その高さは、電極５ａ，９ａ’間及び電極５ｂ，９ｂ’間に印加する電圧を調整することで、調整可能である。
【０１１６】
このように、本実施の形態によれば、図１７（ａ）〜（ｃ）及び図１８（ａ）に示すように、ミラー４の傾きを変化させることができるだけではなく、図１７（ａ）、図１８（ｂ）（ｃ）に示すように、ミラー４を基板１に対して平行に維持したまま、高さを変えることができる。
【０１１７】
よって、本実施の形態によれば、反射光の方向を変えることができるのみならず、ミラー４を傾けることなく高さ位置を変えることで反射光の光学距離を変えて反射光の位相をシフトさせることが可能となり、位相変調器としても用いることができる。したがって、本実施の形態による光学デバイスを、前記第３の実施の形態のような露光装置において可変成形マスクＶＭとして用いれば、位相シフトマスクとして機能させることもできる。
【０１１８】
これ以外については、本実施の形態によっても前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。
【０１１９】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光学デバイスの単位素子を模式的に示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す単位素子を模式的に示す概略平面図である。
【図３】図１に示す単位素子の板状部材を模式的に示す概略平面図である。
【図４】図２中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による光学デバイスの各動作状態を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による光学デバイスにおける単位画素の配置例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による光学デバイスの製造方法を示す工程図である。
【図８】図７に引き続く工程を示す工程図である。
【図９】図８に引き続く工程を示す工程図である。
【図１０】作製した光学デバイスの駆動特性の実験結果を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態による光学デバイスのチップ上の回路構成を示す電気回路図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態による光学デバイスの各端子に与える電位のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態による投影表示装置（投射型表示装置）を示す概略構成図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態による露光装置を示す概略構成図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態による光学デバイスの単位素子の板状部材２を模式的に示す概略平面図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態による光学デバイスの単位素子を模式的に示す概略断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態による光学デバイスの各動作状態を模式的に示す図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態による光学デバイスの他の各動作状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  基板
２  板状部材
４  ミラー
５  固定電極
２０  平坦化膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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