(57)【要約】【課題】ヒンジ機構を用いることなく反射部を駆動可能な空間光変調器を提供する。【解決手段】空間光変調器２８は、入射する照明光ＩＬを反射する反射部３４と、反射部３４の反射面３４ａの裏面側に、反射部３４との間に空間を形成するように反射部３４と接続された誘電体よりなる可動部３６と、反射部３４と可動部３６との間の空間に先端部３８ｂが配置された上部電極３８と、可動部３６に対向するように配置された下部電極３７と、可動部３６を反射面３４ａの法線方向に駆動するために、上部電極３８及び下部電極３７に互いに異なる分布の電圧を与える変調制御部４８と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を変調する空間光変調器であって、
入射する光を反射する反射部と、
前記反射部の反射面の裏面側に、前記反射部との間に空間を形成するように前記反射部と接続された、誘電体よりなる可動部と、
前記反射部と前記可動部との間の前記空間に先端部が配置された第１電極と、
前記可動部に対向するように配置された第２電極と、
前記可動部を前記反射面の法線方向に駆動するために、前記第１電極及び前記第２電極に互いに異なる分布の電圧を与える制御部と、
を備えることを特徴とする空間光変調器。
【請求項２】
前記反射部は平板状で、前記可動部は前記反射部より面積の小さい平板状であり、
前記反射部と前記可動部とは前記可動部より断面積の小さい接続部を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項３】
前記第１電極及び前記第２電極の表面の少なくとも一部が絶縁膜で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
【請求項４】
前記反射部は誘電体よりなり、
前記反射部と前記可動部とは互いに異なる極性で静電的に分極可能であり、
前記制御部は、
前記第１及び第２電極に互いに異なる第１及び第２の電圧を印加して、前記可動部を前記法線方向の第１位置に駆動し、前記第１及び前記第２電極に互いに異なる第３及び第４の電圧を印加して、前記可動部を前記法線方向の前記第１位置と異なる第２位置に駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項５】
前記反射部は非誘電体よりなり、
前記可動部は、前記反射面の法線方向に静電的に分極可能であり、
前記制御部は、
前記第１及び第２電極に互いに異なる第１及び第２の電圧を印加して、前記可動部を前記法線方向の第１位置に駆動し、前記第１及び前記第２電極に互いに異なる第３及び第４の電圧を印加して、前記可動部を前記法線方向の前記第１位置と異なる第２位置に駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空間光変調器。  
【請求項６】
前記可動部は、前記反射面に平行な方向で静電的に分極可能であり、
前記第１電極及び前記第２電極はそれぞれ複数の電極よりなり、
前記制御部は、
前記第１及び第２電極を構成する複数の電極に、互いに異なる第１分布及び第２分布の電圧を印加して、前記可動部を前記法線方向の第１位置に駆動し、前記第１及び前記第２電極を構成する複数の電極に互いに異なる第３分布及び第４分布の電圧を印加して、前記可動部を前記法線方向の前記第１位置と異なる第２位置に駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空間光変調器。  
【請求項７】
前記可動部は、前記反射面に平行な方向で静電的に自発分極していることを特徴とする請求項６に記載の空間光変調器。
【請求項８】
前記可動部は、正方形の平板状であるとともに、前記正方形の対角線方向に分極可能であり、
前記第１及び第２電極はそれぞれ前記正方形の対角線方向に配置された４つの電極よりなることを特徴とする請求項６又は７に記載の空間光変調器。
【請求項９】
前記制御部は、
前記可動部を前記反射面の法線方向に駆動して、前記反射部で反射される光の位相を第１の位相だけ変化させる第１の状態、及び前記反射部で反射される光の位相を前記第１の位相と１８０°異なる第２の位相だけ変化させる第２の状態を含む複数の状態のいずれかに設定するように、前記第１電極及び前記第２電極に互いに異なる分布の電圧を与えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項１０】
２次元又は１次元のアレイ状に配列された複数の前記反射部と、
前記複数の反射部にそれぞれ対応して設けられた前記可動部、前記第１電極、及び前記第２電極と、を備え、
前記制御部は、前記複数の反射部について互いに独立に対応する前記可動部を駆動することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空間光変調器の制御方法であって、
前記可動部を含む部分を予め静電的に分極させておくことを特徴とする空間光変調器の制御方法。
【請求項１２】
露光光で基板を露光する露光装置において、
請求項１０に記載の空間光変調器と、
前記空間光変調器の前記複数の反射部に前記露光光を照射する照明光学系と、
前記複数の反射部からの光を前記基板上に導いて前記基板上にパターンを投影する投影光学系と、
前記基板に露光されるパターンを制御するために、前記空間光変調器の前記制御部に位相パターンの情報を供給する露光制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
露光光でマスクを介して基板を露光する露光装置において、
請求項１０に記載の空間光変調器を有し、前記露光光で前記空間光変調器を介して前記マスクを照明する照明光学系と、
前記マスクを照明する前記露光光の入射角の分布を制御するために、前記空間光変調器の前記制御部に位相パターンの情報を供給する照明制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射する光を変調する空間光変調器、この空間光変調器の制御方法、その空間光変調器を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体素子又は液晶表示素子等のデバイス（電子デバイス又はマイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程中で、所定のパターンを投影光学系を介してウエハ又はガラスプレート等の基板の各ショット領域に形成するために、ステッパー等の一括露光型の露光装置、又はスキャニングステッパー等の走査露光型の露光装置等が使用されている。
【０００３】
最近では、複数種類のデバイス毎に、さらに基板の複数のレイヤ毎にそれぞれマスクを用意することによる製造コストの増大を抑制し、各デバイスを効率的に製造するために、マスクの代わりに、それぞれヒンジ機構を用いて傾斜角が可変の多数の微小ミラーのアレイを有する空間光変調器(spatial light modulators)を用いて、投影光学系の物体面に可変のパターンを生成するいわゆるマスクレス方式の露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、空間光変調器としては、入射する光の位相分布を制御するために、それぞれヒンジ機構を用いて反射面の高さを制御可能な多数の微小ミラーのアレイを有するタイプも提案されている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４８１４０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Yijian Chen et al., “Design and fabrication of tilting and piston micromirrors for maskless lithography,” Proc. of SPIE (米国) Vol. 5751, pp.1023-1037 (2005)
【非特許文献２】D. Lopez et al., “Two-dimensional MEMS array for maskless lithography and wavefront modulation,” Proc. of SPIE (米国) Vol. 6589, 65890S (2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の多数の微小ミラーのアレイを有する空間光変調器においては、微小ミラーの傾斜角又は高さをそれぞれヒンジ機構を用いて制御しているため、ヒンジ機構が次第に劣化して微小ミラーの傾斜角又は高さの設定精度が低下する恐れがあった。
本発明の態様は、このような事情に鑑み、ヒンジ機構を用いることなく反射部を駆動可能な空間光変調器及びこの制御技術、並びにその空間光変調器を用いる露光技術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】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、入射する光を変調する空間光変調器が提供される。この空間光変調器は、入射する光を反射する反射部と、その反射部の反射面の裏面側に、その反射部との間に空間を形成するようにその反射部と接続された、誘電体よりなる可動部と、その反射部とその可動部との間のその空間に先端部が配置された第１電極と、その可動部に対向するように配置された第２電極と、その可動部をその反射面の法線方向に駆動するために、その第１電極及びその第２電極に互いに異なる分布の電圧を与える制御部と、を備えるものである。
【０００８】
また、第２の態様によれば、本発明の空間光変調器の制御方法であって、その可動部を含む部分を予め静電的に分極させておく制御方法が提供される。
また、第３の態様によれば、露光光で基板を露光する露光装置が提供される。この露光装置は、第１の態様の空間光変調器と、その空間光変調器の複数の反射部のアレイにその露光光を照射する照明光学系と、その複数の反射部からの光をその基板に導いてその基板にパターンを投影する投影光学系と、その基板に露光されるパターンを制御するために、その空間光変調器の制御部に位相パターンの情報を供給する露光制御部と、を備えるものである。
【０００９】
また、第４の態様によれば、露光光でマスクパターンを介して基板を露光する露光装置が提供される。この露光装置は、第１の態様の空間光変調器を有し、その露光光でその空間光変調器を介してそのマスクパターンを照明する照明光学系と、そのマスクパターンを照明する露光光の入射角の分布を制御するために、その空間光変調器の制御部に位相パターンの情報を供給する照明制御部と、を備えるものである。
【００１０】
また、第５の態様によれば、第３又は第４の態様の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様の空間光変調器によれば、第１電極及び第２電極に互いに異なる分布の電圧を与えることによって、ヒンジ機構を用いることなく、それらの間の可動部を介して反射部を駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は第１の実施形態に係る空間光変調器の概略構成を示す図、（Ｂ）はその空間光変調器の本体部の一部を示す拡大斜視図である。
【図２】図１（Ａ）の空間光変調器の一つの光学要素の拡大断面及び制御系を示す図である。
【図３】（Ａ）は第１の状態の光学要素を示す拡大断面図、（Ｂ）は第２の状態の光学要素を示す拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は第１変形例の第１の状態の光学要素を示す拡大断面図、（Ｂ）は第１変形例の第２の状態の光学要素を示す拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は第２変形例の第１状態の光学要素を示す拡大断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＢＢ線に沿う断面図である。
【図６】（Ａ）は第２変形例の第２状態の光学要素を示す拡大断面図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＢＢ線に沿う断面図である。
【図７】第２変形例における可動部の別の例を示す断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図９】第２の実施形態の変形例の概略構成を示す図である。
【図１０】電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態につき図１（Ａ）〜図３（Ｂ）を参照して説明する。図１（Ａ）は、本実施形態に係る空間光変調器（spatial light modulator: SLM )２８の概略構成を示し、図１（Ｂ）は空間光変調器２８の本体部３０の一部を拡大して示す。本実施形態の空間光変調器２８は、２次元のアレイ状に配列された複数の光学要素３２を備える本体部３０と、複数の光学要素３２に入射して反射される照明光ＩＬの位相を個別に制御する変調制御部４８と、を有する。照明光ＩＬは、例えば波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光、又は固体レーザ（半導体レーザ等）から出力されるレーザ光の高調波等である。照明光ＩＬは、一例として数ｋＨｚ又は１〜２ＭＨｚ程度の周波数でパルス発光される光である。以下では、複数の光学要素３２の直交する第１及び第２の配列方向に沿ってＸ軸及びＹ軸を取り、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向にＺ軸を取って説明する。
【００１４】
図１（Ａ）において、空間光変調器２８の本体部３０は、例えばシリコンよりなる平板状の基材と、この基材の表面に形成された窒化ケイ素（例えばＳｉ3Ｎ4）等の絶縁層とから構成された平板状のベース部材３１と、ベース部材３１の上面にＸ方向及びＹ方向にそれぞれピッチ（周期）ｐｘ及びｐｙで配列された光学要素３２とを備えている。光学要素３２はそれぞれ照明光ＩＬを反射する反射部３４を有し、反射部３４の配列のピッチはピッチｐｘ，ｐｙと等しい。一例として反射部３４は正方形であり、ピッチｐｘ，ｐｙは互いに等しい。一例として、反射部３４のＸ方向の配列数は数１０００〜数万であり、Ｙ方向の配列数はＸ方向の配列数の１／１０程度である。また、反射部３４の配列のピッチｐｘは例えば１０μｍ〜１μｍ程度である。なお、空間光変調器２８の用途によっては、反射部３４の配列のピッチｐｘを１ｍｍ〜１０μｍ程度として、反射部３４の配列数を少なくしてもよい。隣接する反射部３４の間隔は例えばピッチｐｘ，ｐｙの１／１０程度以下である。なお、反射部３４は長方形等でもよく、ピッチｐｘ，ｐｙは互いに異なってもよい。
【００１５】
各光学要素３２は、図１（Ｂ）の位置Ａ１の光学要素３２のように、垂直に（Ｚ方向に）入射する照明光ＩＬ１の位相を所定の位相δだけ変化させて反射する第１の状態と、位置Ａ２の光学要素３２のように、入射する照明光ＩＬ２の位相をその位相δと１８０°（π（ｒａｄ））だけ異なる位相だけ変化させて反射する第２の状態と、を含む複数の状態に設定可能である。その第１の状態の光学要素３２を光学要素３２（０）とも呼び、その第２の状態の光学要素３２を光学要素３２（π）とも呼ぶ。
【００１６】
図２は、図１（Ａ）の空間光変調器２８の本体部３０中の一つの光学要素３２を代表的に示す拡大断面図である。図２には、空間光変調器２８の変調制御部４８のブロック図も示されている。図２において、本体部３０のベース部材３１の上面に例えばほぼ正方形で段差のある金属の薄膜よりなる下部電極３７が形成され、下部電極３７を囲むように、ほぼ正方形の上部の中央にほぼ正方形の開口３８ａが設けられて下部が開いた金属の箱状の上部電極３８が形成されている（図１（Ｂ）参照）。下部電極３７及び上部電極３８の表面には、それぞれ誘電体の薄膜５０Ａ及び５０Ｂが形成されている。誘電体の薄膜５０Ａ，５０Ｂの材料としては、例えばフッ素添加の酸化ケイ素（ＳｉＯＦ）、炭素添加の酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）、又はセラミックス等が使用可能である。なお、電極３７，３８はポリシリコン等から形成することも可能である。
【００１７】
また、上部電極３８の上方（−Ｚ方向）に正方形の平板状の反射部３４が配置され、反射部３４の上面に例えば誘電体多層膜又は金属膜よりなり照明光を反射する平面よりなる反射面３４ａが形成されている。反射部３４の裏面３４ｂに、上部電極３８の開口３８ａ内を通過するように設けられた正方形の角柱状の接続部３５が設けられ、接続部３５の底面に、開口３８ａよりも大きく、反射部３４より小さい正方形の平板状の可動部３６が設けられている。接続部３５の断面形状は可動部３６よりも小さく、反射部３４と可動部３６との間に空間Ｂ２が確保されている。本実施形態では、反射部３４、接続部３５、及び可動部３６は、誘電体材料から一体的に形成されている。その誘電体材料としては、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、雲母（層状ケイ酸塩鉱物）、水晶、又はセラミックス等が使用可能である。なお、照明光ＩＬの利用効率が低下するが、反射部３４を円形にすることも可能である。
【００１８】
反射部３４、接続部３５、可動部３６、下部電極３７、及び上部電極３８を含んで光学要素３２が構成されている。本実施形態では、上部電極３８の先端部３８ｂは、反射部３４と可動部３６との間の空間Ｂ２（接続部３５と同じ高さの空間）に配置されている。ベース部材３１の表面には、光学要素３２毎に対応する電極３７，３８間に所定の電圧を印加するための信号ライン（不図示）がマトリックス状に設けられている。このようにベース部材３１の上面で上部電極３８の内側に可動部３６が入れ子状に配置される立体構造は、一例として、接続部３５と上部電極３８との間、及び可動部３６と下部電極３７との間に可溶性材料を配置し、最後にその可溶性材料を除去する工程等を含むＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム）技術を用いて製造することが可能である。
【００１９】
また、本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、可動部３６が下部電極３７の上面（正確には薄膜５０Ａの上面）に載置されている光学要素３２が上記の第１の状態である。この第１の状態の光学要素３２（０）の反射部３４で反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量がδである。これに対して、図３（Ｂ）に示すように、可動部３６が上昇して上部電極３８の先端部３８ｂの底面（正確には薄膜５０Ｂの表面）に接触している光学要素３２が上記の第２の状態である。この第２の状態の光学要素３２（π）の反射部３４で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量はそのδと１８０°（π）異なっている。このとき、図２において、下部電極３７の上面に載置されている可動部３６の上面と、上部電極３８の先端部３８ｂの底面との間隔をｄとすると、その第１の状態と第２の状態との間における反射部３４の高さの変化量はｄである。従って、照明光ＩＬ１，ＩＬ２の波長をλとすると、以下の式のように、その間隔ｄの光路を往復する間の照明光ＩＬの光路長の変化量がλ／２となるように、間隔ｄを設定すればよい。
【００２０】
２ｄ＝λ／２  …（１）、  ｄ＝λ／４  …（２）
また、本実施形態では、後述のように反射部３４及び可動部３６と、電極３７，３８との間の静電力で、反射部３４、接続部３５、及び可動部３６を一体的にＺ方向に駆動して、光学要素３２を第１の状態又は第２の状態に設定する。従って、反射部３４を駆動するためにヒンジ機構を設ける必要がないため、光学要素３２ひいては反射部３４の小型化及び配列数の増大が容易である。さらに、反射部３４をＺ方向に高速に駆動できる。
【００２１】
次に、図２において、変調制御部４８は、図１（Ａ）の複数の光学要素３２の状態（第１の状態又は第２の状態）の分布を制御するコンピュータの一部である制御部５２と、複数の光学要素３２の状態（電極３７，３８に印加される電圧）の分布に対応するデジタルデータが格納されたメモリーであるＳＲＡＭ５４と、ＳＲＡＭ５４の出力を増幅する光学要素３２と同じ個数の増幅器５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，…と、光学要素３２毎に増幅器５５Ａの出力に対応する電圧を出力する電圧変換部５６と、を有する。電圧変換部５６の出力は信号ライン及びベース部材３１に設けた配線（不図示）を介して対応する光学要素３２の下部電極３７に供給されている。増幅器５５Ａ等の出力はそれぞれ信号ライン及びベース部材３１に設けた配線（不図示）を介して対応する光学要素３２の上部電極３８に供給されている。
【００２２】
本実施形態では、第１の状態の光学要素３２に対しては、対応する増幅器５５Ａ等から上部電極３８に電圧Ｖ１を印加し、対応する電圧変換部５６から下部電極３７に電圧Ｖ２を印加する。また、第２の状態の光学要素３２に対しては、対応する増幅器５５Ａ等から電圧Ｖ２を印加し、対応する電圧変換部５６から下部電極３７に電圧Ｖ１を印加する。一例として、電圧Ｖ１は接地レベル（０Ｖ）であり、電圧Ｖ２は数Ｖ〜数１０Ｖである。このため、ＳＲＡＭ５４から増幅器５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，…には“０”又は“１”のデジタルデータを出力するのみでよい。また、電圧変換部５６は、電圧Ｖ１が入力されたときには電圧Ｖ２を出力し、電圧Ｖ２が入力されたときには電圧Ｖ１を出力するものである。なお、例えば上部電極３８を常時、接地レベルにしておき、第１の状態では下部電極３７に正の電圧Ｖ１を印加し、第２の状態では下部電極３７に負の電圧（−Ｖ１）を印加するようにしてもよい。
【００２３】
本実施形態では、一例として、光学要素３２が上記の第１の状態にあるときが空間光変調器２８の初期状態である。この第１の状態では、図３（Ａ）に示すように、上部電極３８に電圧Ｖ１が印加され、下部電極３７には電圧Ｖ２が印加される。このとき、反射部３４、接続部３５、及び可動部３６は全体として誘電体であり、上部電極３８に対して下部電極３７の電位が高いため、電場による誘電分極によって可動部３６が負に帯電（チャージアップ）し、反射部３４は正に帯電する。そして、静電場によって、上部電極３８と反射部３４との間に吸引力が作用し、上部電極３８と可動部３６との間に反発力が作用し、下部電極３７と可動部３６との間に吸引力が作用するため、反射部３４、接続部３５、及び可動部３６にはベース部材３１側（−Ｚ方向）への力が作用する。従って、可動部３６は下部電極３７の上面に安定に保持され、光学要素３２（反射部３４）は第１の状態に維持される。
【００２４】
次に、図３（Ａ）の状態に続いて、光学要素３２を第２の状態に切り替えるときには、図３（Ｂ）に示すように、上部電極３８に電圧Ｖ２を印加し、下部電極３７に電圧Ｖ１を印加する。この際に、反射部３４及び可動部３６の帯電の状態は変化していないため、静電場によって、上部電極３８と反射部３４との間に反発力が作用し、上部電極３８と可動部３６との間に吸引力が作用し、下部電極３７と可動部３６との間に反発力が作用する。この結果、反射部３４、接続部３５、及び可動部３６にはベース部材３１から離れる方向（＋Ｚ方向）への力が作用し、可動部３６は上部電極３８の先端部３８ｂの底面に接触した状態で安定に保持され、光学要素３２（反射部３４）は第２の状態に設定される。この状態では、可動部３６の負の帯電が維持されて、反射部３４及び可動部３６の帯電の状態は常に一定の状態に維持される。
【００２５】
従って、その後、光学要素３２を第１の状態に切り替えるときには、図３（Ａ）に示すように、上部電極３８に電圧Ｖ１を印加し、下部電極３７に電圧Ｖ２を印加する。これにより、静電場によって、上部電極３８と反射部３４との間に吸引力が作用し、上部電極３８と可動部３６との間に反発力が作用し、下部電極３７と可動部３６との間に吸引力が作用するため、ベース部材３１側への付勢力によって可動部３６は下部電極３７の上面に移動し、光学要素３２（反射部３４）は第１の状態に切り替えられる。このようにして、光学要素３２は下部電極３７，３８に印加する電圧（電極３７，３８間の電圧）を切り替えることによって、第１の状態又は第２の状態に高速に設定できる。
【００２６】
なお、初期状態で、反射部３４が負に帯電し、可動部３６が正に帯電するように分極させておいてもよい。この場合には、電極３７，３８に印加する電圧によって、光学要素３２の第１の状態と第２の状態とが上記の説明と逆になる。
本実施形態において、ＳＲＡＭ５４には予め全部の光学要素３２の状態に対応するデジタルデータの時系列的に変化するパターンが記憶されており、制御部５２は、所定の駆動周波数（例えば１〜２ＭＨｚ等）でＳＲＡＭ５４の該当する一連の番地のデータを増幅器５５Ａ等に出力させる。これに応じて、例えば図１（Ａ）に示すように、二次元のアレイ状に配列された複数の光学要素３２が、第１の状態の光学要素３２（０）又は斜線が施された第２の状態の光学要素３２（π）のいずれかに設定される。従って、所定の時間間隔で複数の光学要素３２の第１の状態又は第２の状態の配列を、一つの光学要素３２を単位として任意の配列に設定可能である。
【００２７】
本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の入射する照明光ＩＬを変調する空間光変調器２８は、入射する照明光ＩＬを反射する反射部３４と、反射部３４の反射面３４ａの裏面３４ｂ側に、反射部３４との間に空間Ｂ２を形成するように反射部３４と接続された、誘電体よりなる可動部３６と、反射部３４と可動部３６との間の空間Ｂ２に先端部３８ｂが配置された上部電極３８と、可動部３６に対向するように配置された下部電極３７と、可動部３６を反射面３４ａの法線方向（Ｚ方向）に駆動するために、上部電極３８及び下部電極３７に互いに異なる分布の電圧を与える変調制御部４８と、を備えている。
【００２８】
本実施形態の空間光変調器２８によれば、例えば予め反射部３４を正に可動部３６を負に帯電しておき、上部電極３８及び下部電極３７に第１の電圧（Ｖ１，Ｖ２）の組み合わせの電圧、又は第２の電圧（Ｖ２，Ｖ１）の組み合わせの電圧を与えることによって、静電力によって可動部３６及び反射部３４を反射面３４ａの法線方向（Ｚ方向）に往復移動できる。従って、ヒンジ機構を用いることなく、反射部３４を駆動して反射光の位相を制御できる。
【００２９】
（２）また、上部電極３８は開口３８ａが設けられた箱状であるため、可動部３６が外れることが確実に防止できる。なお、上部電極３８は、例えば接続部３５をＸ方向に対称に挟むように配列された１対の電極と、接続部３５をＹ方向に対称に挟むように配列された１対の電極とを配線（不図示）で接続した電極でもよい。
（３）また、空間光変調器２８の光学要素３２は２次元のアレイであるため、例えば露光装置に適用した場合に大面積のパターンを露光又は照明できる。なお、空間光変調器２８において、光学要素３２はＸ方向又はＹ方向に一列に（一次元）に配列されていてもよい。
【００３０】
（４）また、本実施形態の空間光変調器２８の制御方法は、可動部３６、接続部３５、及び反射部３４よりなる誘電体を、予め例えば初期状態として、例えば可動部３６が負に反射部３４が正に帯電されるように静電的に分極させている。これにより、この後は、下部電極３７及び上部電極３８の電圧を切り替えることによって、静電力で可動部３６及び反射部３４をＺ方向に高速に移動できる。
【００３１】
（５）また、反射部３４、接続部３５、及び可動部３６を、強誘電体のように自発分極を起こす材料から形成し、例えば反射部３４が正に帯電し、可動部３６が負に帯電するように自発分極させておいてもよい。そのような強誘電体としては、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）が使用できる。また、帯電の極性を逆にして、例えば反射部３４が負に帯電し、可動部３６が正に帯電するように自発分極させておいてもよい。
【００３２】
なお、本実施形態では、以下のような変形が可能である。以下の変形例を示す図において図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
まず、図４（Ａ）は第１変形例の空間光変調器の本体部の一つの光学要素３２Ａを示す拡大断面図である。図４（Ａ）において、光学要素３２Ａは、反射面３４Ａａを持つ反射部３４Ａと、反射部３４Ａの裏面に設けられた接続部３５Ａと、接続部３５Ａの底面に設けられた正方形の平板状の誘電体よりなる可動部３６Ａと、反射部３４Ａと可動部３６Ａとの間の空間に先端部３８ｂが配置された上部電極３８と、可動部３６Ａに対向してベース部材３１に設けられた下部電極３７と、を備えている。この変形例では、反射部３４Ａと接続部３５Ａとは、例えば金属又はポリシリコンのような非誘電体から一体的に形成されている。また、可動部３６Ａは、厚さ方向（Ｚ方向）に分極可能な誘電体より形成されている。この他の構成は図２の実施形態と同様である。
【００３３】
この変形例でも、一例として、図４（Ａ）に示すように、可動部３６Ａが下部電極３７の上面に載置されるときに、光学要素３２Ａが第１の状態の光学要素３２Ａ（０）になる。この状態が空間光変調器の初期状態でもある。この第１の状態では、上部電極３８に電圧Ｖ１が印加され、下部電極３７には電圧Ｖ２が印加される。このとき、可動部３６は誘電体であり、上部電極３８に対して下部電極３７の電位が高いため、電場による誘電分極によって可動部３６Ａの下面３６Ａａが負に帯電し、中央部３６Ａｃが正に帯電し、上面３６Ａｂが負に帯電する。そして、静電場によって、上部電極３８と可動部３６Ａの上面３６Ａｂとの間に反発力が作用し、下部電極３７と可動部３６Ａの下面３６Ａａとの間に吸引力が作用するため、可動部３６Ａにはベース部材３１側（−Ｚ方向）への力が作用する。従って、可動部３６Ａは下部電極３７の上面に安定に保持され、光学要素３２Ａ（反射部３４Ａ）は第１の状態に維持される。
【００３４】
次に、光学要素３２Ａを、反射される照明光ＩＬ２の位相が１８０°異なる第２の状態の光学素子３２Ａ（π）に切り替えるときには、図４（Ｂ）に示すように、上部電極３８に電圧Ｖ２を印加し、下部電極３７に電圧Ｖ１を印加する。この際に、可動部３６Ａの帯電の状態は変化していないため、静電場によって、上部電極３８と可動部３６Ａの上面３６Ａｂとの間に吸引力が作用し、下部電極３７と可動部３６Ａの下面３６Ａａとの間に反発力が作用する。この結果、可動部３６Ａにはベース部材３１から離れる方向（＋Ｚ方向）への力が作用し、可動部３６Ａは上部電極３８の先端部３８ｂの底面に接触した状態で安定に保持され、光学要素３２Ａ（反射部３４Ａ）は第２の状態に設定される。また、可動部３６Ａの帯電は一定の状態に維持される。
【００３５】
従って、その後、光学要素３２Ａを第１の状態に切り替えるときには、図４（Ａ）に示すように、上部電極３８に電圧Ｖ１を印加し、下部電極３７に電圧Ｖ２を印加する。これにより、静電場によって、上部電極３８と可動部３６の上面３６Ａｂとの間に反発力が作用し、下部電極３７と可動部３６Ａの下面３６Ａａとの間に吸引力が作用するため、ベース部材３１側への付勢力によって可動部３６Ａは下部電極３７の上面に移動し、光学要素３２Ａ（反射部３４Ａ）は第１の状態に切り替えられる。このようにして、この変形例においても、ヒンジ機構を用いることなく、下部電極３７，３８に印加する電圧（電位差）を切り替えることによって、光学要素３２Ａは第１の状態又は第２の状態に高速に設定できる。
【００３６】
次に、図５（Ａ）は第２変形例の空間光変調器の本体部の一つの光学要素３２Ｂを示す拡大断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢＢ線に沿う断面図である。図５（Ａ）において、光学要素３２Ｂは、非誘電体の反射部３４Ａ及び接続部３５Ａと、接続部３５Ａの底面に設けられた正方形の平板状の誘電体よりなる可動部３６Ｂと、４つの上部電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄと、４つの下部電極３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄと、を有する。ただし、可動部３６Ｂは、反射面３４Ａａに沿った方向（ＸＹ面内）に分極可能な誘電体より形成されている。
【００３７】
また、ベース部材３１の上面の可動部３６Ｂの底面に対向する領域において、図５（Ｂ）に示すように、Ｙ軸に対して反時計回りに４５°で交差する方向の対角線に沿って２つのほぼ正方形の薄膜よりなる下部電極３７Ａ，３７Ｄが形成され、Ｙ軸に対して時計回りに４５°で交差する方向の対角線に沿って２つのほぼ正方形の薄膜よりなる下部電極３７Ｂ，３７Ｃが形成されている。下部電極３７Ａ〜３７Ｄの表面も誘電体の薄膜５０Ａで覆われている。また、ベース部材３１の上面において、下部電極３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄの外側に上部電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄの底面部が固定されている。上部電極３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄの先端部３８Ａｂ，３８Ｂｂ，３８Ｃｂ，３８ｄｂはそれぞれ可動部３６Ｂと反射部３４Ａとの間の空間に配置されるとともに、先端部３８Ａｂ〜３８ｄｂはそれぞれ可動部３６Ｂを挟んで下部電極３７Ａ〜３７Ｄと対向している。上部電極３８Ａ〜３８Ｄの表面も誘電体の薄膜５０Ｂで覆われている。
【００３８】
本変形例では、一例として、下部電極３７Ａ，３７Ｄと上部電極３８Ｂ，３８Ｃとは配線（不図示）で連結されて同じ電圧Ｖ１又はＶ２が印加され、下部電極３７Ｂ，３７Ｃと上部電極３８Ａ，３８Ｄとは配線（不図示）で連結されて、下部電極３７Ａ，３７Ｄ等とは逆の分布の電圧Ｖ２又はＶ１が印加される。従って、変調制御部としては、図２の変調制御部４８を使用可能である。
【００３９】
この変形例では、一例として、図５（Ａ）に示すように、可動部３６Ｂが下部電極３７Ａ〜３７Ｄの上面に載置されるときに、光学要素３２Ｂが第１の状態の光学要素３２Ｂ（０）になる。この第１の状態では、図５（Ｂ）に示すように下部電極３７Ａ，３７Ｄ及び上部電極３８Ｂ，３８Ｃに電圧Ｖ１が印加され、下部電極３７Ｂ，３７Ｃ及び上部電極３８Ａ，３８Ｄに電圧Ｖ２が印加される。このとき、可動部３６ＢはＸＹ平面内で分極可能であり、下部電極３７Ａ，３７Ｄに対して下部電極３７Ｂ，３７Ｃの電位が高いため、電場による誘電分極によって可動部３６Ｂの下部電極３７Ａ，３７Ｄに対向する部分３６Ｂａ，３６Ｂｄが正に帯電し、下部電極３７Ｂ，３７Ｃに対向する部分３６Ｂｂ，３６Ｂｃが負に帯電する。そして、静電場によって、上部電極３８Ａ〜３８Ｄの先端部３８Ａｂ〜３８Ｄｂと可動部３６Ｂの部分３６Ｂａ〜３６Ｂｄとの間に反発力が作用し、下部電極３７Ａ〜３７Ｄと可動部３６Ｂの部分３６Ｂａ〜３６Ｂｄとの間に吸引力が作用するため、可動部３６Ｂにはベース部材３１側（−Ｚ方向）への力が作用する。従って、可動部３６Ｂは下部電極３７Ａ〜３７Ｄの上面に安定に保持され、光学要素３２Ｂ（反射部３４Ａ）は第１の状態に維持される。
【００４０】
次に、光学要素３２Ｂを、反射される照明光ＩＬ２の位相が１８０°異なる第２の状態の光学素子３２Ｂ（π）に切り替えるときには、図６（Ｂ）に示すように、下部電極３７Ａ，３７Ｄ及び上部電極３８Ｂ，３８Ｃに電圧Ｖ２を印加し、下部電極３７Ｂ，３７Ｃ及び上部電極３８Ａ，３８Ｄに電圧Ｖ１を印加する。この際に、可動部３６Ｂの帯電の状態は変化していないため、静電場によって、上部電極３８Ａ〜３８Ｄの先端部３８Ａｂ〜３８Ｄｂと可動部３６Ｂの部分３６Ｂａ〜３６Ｂｄとの間に吸引力が作用し、下部電極３７Ａ〜３７Ｄと可動部３６Ｂの部分３６Ｂａ〜３６Ｂｄとの間に反発力が作用する。この結果、可動部３６Ｂにはベース部材３１から離れる方向（＋Ｚ方向）への力が作用し、可動部３６Ｂは上部電極３８Ａ〜３８Ｄの先端部３８Ａｂ〜３８Ｄｂの底面に接触した状態で安定に保持され、光学要素３２Ｂ（反射部３４Ａ）は第２の状態に設定される。また、可動部３６Ｂの帯電は一定の状態に維持される。
【００４１】
その後、光学要素３２Ｂを第１の状態に切り替えるときには、図５（Ａ）に示すように、下部電極３７Ａ，３７Ｄ及び上部電極３８Ｂ，３８Ｃに電圧Ｖ１を印加し、下部電極３７Ｂ，３７Ｃ及び上部電極３８Ａ，３８Ｄに電圧Ｖ２を印加する。これにより、静電場によって、上部電極３８Ａ〜３８Ｄの先端部と可動部３６Ｂとの間に反発力が作用し、下部電極３７Ａ〜３７Ｄと可動部３６Ｂとの間に吸引力が作用するため、ベース部材３１側への付勢力によって可動部３６Ｂは下部電極３７Ａ〜３７Ｄの上面に移動し、光学要素３２Ｂ（反射部３４Ａ）は第１の状態に切り替えられる。このようにして、この変形例においても、ヒンジ機構を用いることなく、下部電極３７Ａ〜３７Ｄ及び上部電極３８Ａ〜３８Ｄに印加する電圧の分布（電位差の分布）を切り替えることによって、光学要素３２Ｂは第１の状態又は第２の状態に高速に設定できる。
【００４２】
なお、この第２変形例の可動部３６Ｂの代わりに、図７に示すように、図５（Ｂ）の下部電極３７Ａ，３７Ｄに対向する部分３６Ｃａ，３６Ｃｄが正に帯電し、図５（Ｂ）の下部電極３７Ｂ，３７Ｃに対向する部分３６Ｃｂ，３６Ｃｃが負に帯電するように自発分極した可動部３６Ｃを使用してもよい。このような可動部３６Ｃは、例えばチタン酸バリウムのような強誘電体から形成できる。なお、この変形例でも、部分３６Ｃａ，３６Ｃｄが負に帯電し、部分３６Ｃｂ，３６Ｃｃが正に帯電していてもよい。
【００４３】
また、この変形例では、可動部３６Ｂ，３６Ｃは４つの領域に分極しているが、可動部３６Ｂ，３６Ｃは例えば−Ｙ方向が正に＋Ｙ方向が負のように２つの領域に分極していてもよい。この場合には、下部電極を２箇所に設け、これに対向する先端部を持つ上部電極を２箇所に設けることで、それらの可動部をＺ方向に駆動可能である。
【００４４】
［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態につき図８を参照して説明する。図８において、図１（Ａ）〜図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。図８は、本実施形態に係るマスクレス方式の露光装置ＥＸの概略構成を示す。図８において、露光装置ＥＸは、パルス発光を行う露光用の光源２と、光源２からの露光用の照明光（露光光）ＩＬで被照射面を照明する照明光学系ＩＬＳと、ほぼその被照射面又はその近傍の面上に二次元のアレイ状に配列された複数の光学要素３２を有する本体部３０及び変調制御部４８を有するマスクパターン生成用の空間光変調器２８と、を備えている。さらに、露光装置ＥＸは、空間光変調器２８の複数の光学要素３２の反射部３４によって生成された可変の位相分布を持つ照明光ＩＬを受光して、その位相分布に対応して形成される空間像（デバイスパターン）をウエハＷ（基板）の表面に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷの位置決め及び移動を行うウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系４０と、各種制御系等とを備えている。
【００４５】
以下、図８において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を設定し、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面でる）内において図８の紙面に平行な方向にＹ軸を、図８の紙面に垂直な方向にＸ軸を設定して説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの角度をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向の角度とも呼ぶ。座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と空間光変調器２８の本体部３０との関係は図２と同じである。本実施形態では、露光時にウエハＷはＹ方向（走査方向）に走査される。
【００４６】
光源２としてはＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）が使用されている。光源２としては、ＫｒＦエキシマレーザ光源、又はＹＡＧレーザ若しくは固体レーザ（半導体レーザ等）から出力されるレーザ光の高調波を生成する固体パルスレーザ光源等も使用できる。固体パルスレーザ光源は、例えば波長１９３ｎｍ（これ以外の種々の波長が可能）でパルス幅１ｎｓ程度のレーザ光を１〜２ＭＨｚ程度の周波数でパルス発光可能である。
【００４７】
本実施形態においては、光源２には電源部４２が連結されている。主制御系４０が、パルス発光のタイミング及び光量（パルスエネルギー）を指示する発光トリガパルスＴＰを電源部４２に供給する。その発光トリガパルスＴＰに同期して電源部４２は、指示されたタイミング及び光量で光源２にパルス発光を行わせる。
光源２から射出された断面形状が矩形でほぼ平行光束のパルスレーザ光よりなる照明光ＩＬは、１対のレンズよりなるビームエキスパンダ４、照明光ＩＬの偏光状態を制御する偏光制御光学系６及びミラー８Ａを介して、照明系用の空間光変調器９のベース部材１１を有する本体部１０の複数の微小な光学要素１２（図２の光学要素３２に対応して、反射部１３を有する光学要素）のアレイに入射する。偏光制御光学系６は、例えば照明光ＩＬの偏光方向を回転する１／２波長板、照明光ＩＬを円偏光に変換するための１／４波長板、及び照明光ＩＬをランダム偏光（非偏光）に変換するための楔型の複屈折性プリズム等を交換可能に設置可能な光学系である。
【００４８】
空間光変調器９は、空間光変調器２８とほぼ同じ構成であり、空間光変調器９の本体部１０は本体部３０に対応し、変調制御部４９は変調制御部４８に対応している。空間光変調器９の光学要素１２（反射部１３）は、ＸＹ平面に対してθｘ方向に傾斜した平面上に二次元のアレイ状に配列され、それぞれ入力する照明光ＩＬの位相を制御して反射する。このように反射される照明光ＩＬの位相分布を制御することによって、例えば種々の特性の回折光学素子(Diffractive Optical Element:DOE) を切り替えて使用する場合のように、照明光学系ＩＬＳの瞳面における照明光ＩＬの光量分布を、通常照明用の円形、輪帯照明用の輪帯状、複数極照明用の２極又は４極状の形状等の任意の分布に制御できる。
【００４９】
例えば１ロットのウエハの露光開始前に、主制御系４０の制御のもとで照明系制御部４１が空間光変調器９の変調制御部４９に、各照明条件に対応して複数の光学要素１２のアレイによって設定される照明光ＩＬの位相分布の情報を供給する。これに応じて変調制御部４９が空間光変調器９の各光学要素１２を第１の状態（位相０）又は第２の状態（位相π）に制御する。
【００５０】
空間光変調器９で反射された照明光ＩＬは、レンズ１４ａ，１４ｂよりなるリレー光学系１４及びミラー８Ｂを介してＹ軸（光軸ＡＸＩ）に沿ってマイクロレンズアレイ１６の入射面に導かれる。マイクロレンズアレイ１６に入射した照明光ＩＬは、マイクロレンズアレイ１６を構成する多数の微小なレンズエレメントによって二次元的に分割（波面分割）され、各レンズエレメントの後側焦点面である照明光学系ＩＬＳの瞳面（以下、照明瞳面ＩＰＰという）には二次光源（面光源）が形成される。なお、マイクロレンズアレイ１６の代わりにフライアイレンズ等も使用可能である。
【００５１】
照明瞳面ＩＰＰに形成された二次光源からの照明光ＩＬは、第１リレーレンズ１８Ａ、視野絞り２０、第２リレーレンズ１８Ｂ、及びコンデンサ光学系２２を介してハーフミラー２４に入射し、ハーフミラー２４で＋Ｚ方向に反射された照明光ＩＬが、ＸＹ平面に平行な被照射面（設計上の転写用のパターンが配置される面）に入射する。その被照射面又はその近傍の面に、空間光変調器２８の２次元のアレイ状に配列された多数の光学要素３２（図２の反射部３４を有する光学要素）の反射面が配置される。ビームエキスパンダ４からコンデンサ光学系２２までの光学部材を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。なお、ハーフミラー２４を偏光ビームスプリッターとして、これに入力する照明光ＩＬの偏光状態をＳ偏光として、偏光ビームスプリッターと空間光変調器２８との間に１／４波長板を配置してもよい。これによって、空間光変調器２８で反射される照明光ＩＬはほぼ全部が偏光ビームスプリッターを透過して投影光学系ＰＬに向かうため、照明光ＩＬの利用効率を高めることができる。
【００５２】
一例として、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬは、空間光変調器２８の多数の光学要素３２のアレイ上のＸ方向に細長い長方形状の照明領域２６Ａをほぼ均一な照度分布で照明する。照明光学系ＩＬＳ、ハーフミラー２４、及び空間光変調器２８の本体部３０は、不図示のフレームに支持されている。一例として、所定パルス数の照明光ＩＬの発光毎に、主制御系４０の制御下の露光パターン制御部４３が空間光変調器２８の変調制御部４８に、光学要素３２のアレイによって設定される照明光ＩＬの位相分布の情報を供給する。これに応じて変調制御部４８が空間光変調器２８の各光学要素３２を第１の状態（位相０）又は第２の状態（位相π）に制御する。ウエハＷの表面にはその位相分布に応じた空間像が形成される。
【００５３】
空間光変調器２８の照明領域２６Ａ内の多数の光学要素３２のアレイで反射された照明光ＩＬは、ハーフミラー２４を介して投影光学系ＰＬに入射する。不図示のコラムに支持された光軸ＡＸを持つ投影光学系ＰＬは、両側テレセントリックの縮小投影光学系である。投影光学系ＰＬは、空間光変調器２８によって設定される照明光ＩＬの位相分布に応じた空間像の縮小像を、ウエハＷの１つのショット領域内の露光領域２６Ｂ（照明領域２６Ａと光学的に共役な領域）に形成する。投影光学系ＰＬの投影倍率βは例えば１／１０〜１／１００程度であり、その解像度（ハーフピッチ又は線幅）は、例えば空間光変調器２８の光学要素３２の像の幅程度である。例えば、光学要素３２の幅が数μｍ程度、投影光学系ＰＬの投影倍率βが１／１００程度であれば、投影光学系ＰＬの解像度は数１０ｎｍ程度である。
【００５４】
ウエハＷ（基板）は、例えばシリコン又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の円形の平板状の基材の表面に、フォトレジスト（感光材料）を数１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚さで塗布したものを含む。また、露光装置ＥＸが液浸型である場合には、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書に開示されているように、投影光学系ＰＬの先端の光学部材とウエハＷとの間に照明光ＩＬを透過する液体（例えば純水）を供給して回収する局所液浸装置が設けられる。液浸型の場合には解像度をさらに高めることができる。
【００５５】
図８において、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してウエハステージＷＳＴの上面に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴは、不図示のガイド面上でＸ方向、Ｙ方向にステップ移動を行うとともに、Ｙ方向に一定速度で移動する。ウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角等はレーザ干渉計４５によって形成され、この計測情報がステージ制御系４４に供給されている。ステージ制御系４４は、主制御系４０からの制御情報及びレーザ干渉計４５からの計測情報に基づいて、リニアモータ等の駆動系４６を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。なお、ウエハＷのアライメントを行うために、ウエハＷのアライメントマークの位置を検出するアライメント系（不図示）等も備えられている。
【００５６】
ウエハＷの露光時には、ウエハＷのアライメントを行った後、空間光変調器９を用いて照明光学系ＩＬＳの照明条件を設定する。そして、ウエハＷの表面でＹ方向に一列に配列されたショット領域に露光を行うために、ウエハＷを走査開始位置に位置決めする。その後、ウエハＷの＋Ｙ方向への一定速度での走査を開始する。
次に、主制御系４０は、ウエハＷの露光領域２６Ｂのショット領域に対する相対位置に応じて、露光パターン制御部４３を介して変調制御部４８に露光領域２６Ｂに形成される空間像に対応する空間光変調器２８の反射面における照明光ＩＬの位相分布の情報を供給するとともに、電源部４２に発光トリガパルスＴＰを供給する。これによって、露光領域２６Ｂには、Ｙ方向の位置に応じて目標とする空間像が逐次露光される。この動作をショット領域が露光領域２６Ｂを横切るまで繰り返すことで、ショット領域に全体の空間像（回路パターン）が露光される。
【００５７】
その後、ウエハＷのそのショット領域に隣接するショット領域に露光するために、ウエハＷを同じ方向に走査したまま、主制御系４０は露光パターン制御部４３を介して変調制御部４８に照明光ＩＬの位相分布の情報を供給するとともに、電源部４２に発光トリガパルスＴＰを供給する。このようにして、第１のショット領域から次のショット領域にかけて連続的に露光を行うことができる。そして、ウエハＷのＸ方向に隣接するショット領域を含む列の露光に移行する場合には、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをＸ方向（走査方向に直交する非走査方向）にステップ移動する。そして、露光領域２６Ｂに対するウエハＷの走査方向を逆の−Ｙ方向に設定し、主制御系４０から露光パターン制御部４３を介して変調制御部４８に逆の順序で照明光ＩＬの位相分布の情報を供給し、電源部４２に発光トリガパルスＴＰを供給することで、隣接する列の一連のショット領域に対して連続的に露光を行うことができる。この露光に際して、複数のショット領域に互いに異なる空間像を露光することも可能である。なお、各ショット領域を複数回の走査で露光してもよい。その後、ウエハＷのフォトレジストの現像を行うことで、ウエハＷの各ショット領域にレジストパターンが形成される。
【００５８】
本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態のウエハＷを照明光ＩＬで露光する露光装置ＥＸは、第１の観点では、空間光変調器２８と、空間光変調器２８の複数の反射部３４（光学要素３２）のアレイに照明光ＩＬを照射する照明光学系ＩＬＳと、複数の反射部３４からの照明光をウエハＷに導いてウエハＷにパターンを投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷに露光されるパターンを制御するために、空間光変調器２８の変調制御部４８に照明光の位相パターンの情報を供給する露光パターン制御部４３と、を備えている。
【００５９】
この第１の観点の露光装置ＥＸによれば、空間光変調器２８を備えているため、マスクレス方式でウエハＷに任意のパターンを露光できる。このようにマスクレス方式で露光を行う場合には、照明光学系ＩＬＳ中の空間光変調器９の代わりに、例えば米国特許第６，９００，９１５号明細書、米国特許第７，０９５，５４６号明細書、又は米国特許公開第２００５／００９５７４９号明細書等に開示されているように、それぞれ直交する２軸の回りの傾斜角が可変の多数の微小ミラーを有する空間光変調器を用いることもできる。さらに、空間光変調器９の代わりに、複数の回折光学素子(DOE)を切り替えて使用してもよい。
【００６０】
（２）また、空間光変調器２８の光学要素３２（反射部３４）は、Ｘ方向を長手方向とする長方形の領域に設けられ、ウエハＷを投影光学系ＰＬの像面でＸ方向と直交するＹ方向に対応する走査方向に移動するウエハステージＷＳＴ（基板ステージ）を備え、露光パターン制御部４３は、ウエハステージＷＳＴによるウエハＷの移動に応じて、複数の光学要素３２によって形成されるパターン（位相分布）をＹ方向に移動する。これによって、マスクレス方式でウエハＷの全面を効率的に露光できる。
【００６１】
（３）また、本実施形態のマスクパターンを介してウエハＷを照明光ＩＬで露光する露光装置ＥＸは、第２の観点では、空間光変調器９を有し、照明光ＩＬで空間光変調器９を介してそのマスクパターンを照明する照明光学系ＩＬＳと、そのマスクパターンを照明する照明光ＩＬの入射角の分布（照明瞳面ＩＰＰにおける光量分布）を制御するために、空間光変調器９の変調制御部４９に照明光ＩＬの位相パターンの情報を供給する照明系制御部４１と、を備えている。
【００６２】
この第２の観点の露光装置ＥＸによれば、照明光学系ＩＬＳで空間光変調器９を用いているため、空間光変調器９によって照明光ＩＬの位相分布を制御するのみで、そのマスクパターンを照明する照明光ＩＬの入射角の分布（照明瞳面ＩＰＰにおける光量分布）を任意の分布に制御できる。なお、この第２の観点の露光装置ＥＸにおいては、マスクパターン（位相パターン）を設定する空間光変調器２８の代わりに、少なくともＹ方向に往復移動可能なレチクルステージと、レチクルステージに載置されて転写用のパターンが形成されたレチクルとを使用してもよい。
【００６３】
なお、本実施形態において、空間光変調器２８，９としては、上記の実施形態の変形例の光学要素を持つ任意の空間光変調器を使用できる。
次に、本実施形態では、次のような変形が可能である。まず、本実施形態では、ウエハＷを連続的に移動してウエハＷを走査露光している。その他に、ウエハＷの各ショット領域をＹ方向に複数の部分領域に分割し、投影光学系ＰＬの露光領域２６Ｂにある部分領域が達したときに、照明光ＩＬを所定パルス数だけ発光させて、空間光変調器２８の光学要素３２のアレイからの反射光で部分領域を露光してもよい。この後、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させて、次の部分領域が露光領域２６Ｂに達してから、同様に部分領域に露光が行われる。この方式は実質的にステップ・アンド・リピート方式であるが、隣接する部分領域には互いに異なるパターンが露光される。
【００６４】
また、上記の実施形態では、物体側及び像面側にテレセントリックの投影光学系ＰＬを用いている。それ以外に、図９の変形例の露光装置ＥＸＡで示すように、物体側に非テレセントリックの投影光学系ＰＬＡを用いることも可能である。図９において、露光装置ＥＸＡの照明光学系ＩＬＳＡは、図８の光源２から第１リレーレンズ１８Ａまでの光学部材を含む本体部ＩＬＳＢと、本体部ＩＬＳＢからの照明光ＩＬが順次照射される視野絞り２０、ミラー８Ｃ、第２リレーレンズ１８Ｂ、コンデンサ光学系２２、及びミラー８Ｄを備えている。照明光学系ＩＬＳＡは、投影光学系ＰＬＡの物体面に配置された空間光変調器２８の光学要素３２（反射部３４）のアレイを、θｘ方向に入射角βで照明光ＩＬを照射する。投影光学系ＰＬＡは、光学要素３２のアレイから斜めに反射される照明光ＩＬによりウエハＷの表面に所定の空間像を形成する。入射角βは例えば数ｄｅｇ（°）から数１０ｄｅｇである。この入力角βに応じて、第１の状態の光学要素３２で反射される照明光と第２の状態の光学要素３２で反射される照明光との位相差が１８０°になるように、式（１）又は式（２）の可動部３６等が移動する間隔ｄの値を調整してもよい。この他の構成及び動作は、上記の実施形態と同様である。
【００６５】
また、図８の波面分割型のインテグレータであるマイクロレンズアレイ１６に代えて、内面反射型のオプティカル・インテグレータとしてのロッド型インテグレータを用いることもできる。この場合、図８において、リレー光学系１４よりも空間光変調器９側に集光光学系を追加して空間光変調器９の反射面の共役面を形成し、この共役面近傍に入射端が位置決めされるようにロッド型インテグレータを配置してもよい。
【００６６】
また、このロッド型インテグレータの射出端面又は射出端面近傍に配置される照明視野絞りの像を空間光変調器９の反射面上に形成するためのリレー光学系を配置する。この構成の場合、二次光源はリレー光学系１４及び集光光学系の瞳面に形成される（二次光源の虚像はロッド型インテグレータの入射端近傍に形成される）。
また、電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図１０に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスクのパターンデータを上記の実施形態の露光装置ＥＸ，ＥＸＡの主制御系に記憶するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した露光装置ＥＸ，ＥＸＡ（又は露光方法）により空間光変調器２８（又はマスクパターン）で生成される位相分布の空間像を基板（感応基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００６７】
このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いてウエハＷを露光する工程と、露光されたウエハＷを処理する工程（ステップ２２４）とを含んでいる。従って、電子デバイスを効率的に高精度に製造できる。
また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイ等の製造プロセスや、撮像素子（ＣＭＯＳ型、ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイス（電子デバイス）の製造プロセスにも広く適用できる。
【００６８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【符号の説明】
【００６９】
ＥＸ，ＥＸＡ…露光装置、ＩＬＳ，ＩＬＳＡ…照明光学系、ＰＬ，ＰＬＡ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、２８…空間光変調器、３０…本体部、３２，３２Ａ，３２Ｂ…光学要素、３４，３４Ａ…反射部、３５，３５Ａ…接続部、３６，３６Ａ，３６Ｂ…可動部、３７，３７Ａ〜３７Ｄ…下部電極、３８，３８Ａ〜３８Ｄ…上部電極、４８…変調制御部、５４…ＳＲＡＭ
【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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