空間光変調器、光学装置、及び露光装置
【課題】エレクトロウェッティングを用いて、高い解像度が得られるとともに、必要に応じて各画素を通過する光の位相を制御可能な空間光変調器を提供する。
【解決手段】配列面ＤＰに入射する光を変調する空間光変調器２８は、配列面ＤＰを横切るＺ方向に沿った隔壁部３３ａを有するセル部３４と、セル部３４に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる液体Ｌｑａ，Ｌｑｂと、セル部３４の窓部に設けられる透明電極３６と、セル部３４の底面に設けられる底面電極３７と、を備え、透明電極３６及び底面電極３７に印加する電圧によって、セル部３４内における液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御する。
【解決手段】配列面ＤＰに入射する光を変調する空間光変調器２８は、配列面ＤＰを横切るＺ方向に沿った隔壁部３３ａを有するセル部３４と、セル部３４に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる液体Ｌｑａ，Ｌｑｂと、セル部３４の窓部に設けられる透明電極３６と、セル部３４の底面に設けられる底面電極３７と、を備え、透明電極３６及び底面電極３７に印加する電圧によって、セル部３４内における液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御する。
【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製造方法、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に形成するために一括露光型又は走査露光型の露光装置等が使用されている。これらの露光装置としては、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によって傾斜角又は高さ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反射型の可変の明暗パターン又は位相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知られている。このようにヒンジ機構を用いて微小ミラーの傾斜角を調整する方式では、微小ミラーの駆動機構が複雑であり、さらに透過型の変調器の実現が困難である。
【０００３】
そこで、マスクレス露光用に使用可能な空間光変調器として、いわゆるエレクトロウェッティング（Electrowetting）を利用して、各画素（各光学要素）の光路上に透明な液体又は不透明な液体を移動することによって、各画素を明状態又は暗状態に設定可能な変調器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。エレクトロウェッティングとは、液体が接する面の電位の変化に伴うその液体の接触角若しくは表面エネルギー及び／又はその液体に対する静電力の変化に応じて、その液体が移動する現象である（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５１５８０２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Frieder Mugele and Jean-Christophe Baret, “Electrowetting: from basics to applications,” Journal of Physics: Condensed Matter, 17(2005)R705-R774(英国)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエレクトロウェッティングを利用した空間光変調器は、各画素が電極のみで区分されているため、例えば一列の複数の画素を交互に明状態及び暗状態に正確に設定するのが困難であり、解像度を高めるのが困難であった。さらに、従来のエレクトロウェッティングを利用した空間光変調器は、各画素を通過する光の位相を制御することが困難であった。
【０００７】
本発明の態様は、このような事情に鑑み、エレクトロウェッティングを用いて、高い解像度が得られるとともに、必要に応じて各画素を通過する光の位相を制御可能な空間光変調器及びこの空間光変調器を使用する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】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、配列面に入射する光を変調する第１の空間光変調器が提供される。この第１の空間光変調器は、その配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、そのセル部に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、そのセル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、そのセル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、そのセル部のその第１及び第２電極に印加される電圧によって、そのセル部内におけるその第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、そのセル部を通過する光の光路長を制御するものである。
【０００９】
また、第２の態様によれば、配列面に入射する光を変調する第２の空間光変調器が提供される。この第２の空間光変調器は、その配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、そのセル部に収容される互いに透過率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、そのセル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、そのセル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、そのセル部のその第１及び第２電極に印加される電圧によって、そのセル部内におけるその第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、そのセル部を通過する光の透過率を制御するものである。
【００１０】
また、第３の態様によれば、本発明の空間光変調器と、その空間光変調器のセル部に照明光を照射する第１光学系と、そのセル部からの光を対象物に導く第２光学系と、を備える光学装置が提供される。
また、第４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、本発明による複数のセル部を有する空間光変調器と、その空間光変調器の複数のセル部のアレイにその露光光を照射する照明光学系と、その複数のセル部からの光をその基板上に導いてその基板上にパターンを投影する投影光学系と、その基板に露光されるパターンを制御するために、その空間光変調器の複数のセル部を通過する光の位相を制御する制御装置と、を備えるものである。
【００１１】
また、第５の態様によれば、露光光でマスク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、本発明による複数のセル部を有する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を照明する照明光学系と、そのマスクを照明するその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複数のセル部を通過する光の位相を制御する制御装置と、を備えるものである。
【００１２】
また、第６の態様によれば、本発明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】
【００１３】
第１及び第２の態様の空間光変調器によれば、セル部に設けられる第１電極及び第２電極に印加される電圧によって、誘電率の相違に基づいて、その第２電極と第１及び第２の液体との間の静電力のバランスが変化し、エレクトロウェッティングの作用によって、当該セル部内における第１及び第２の液体の厚さの比を制御することができる。従って、その第１及び第２の液体の屈折率が異なるときには、２つの液体の厚さ及び屈折率の相違に基づいて、そのセル部を含む画素（光学要素）を通過する光の光路長、ひいては位相を制御することができる。一方、その第１及び第２の液体の入射する光に対する透過率が異なるときには、２つの液体の厚さ及び透過率の相違に基づいて、そのセル部を含む画素（光学要素）を通過する光の透過率を制御することができる。
【００１４】
さらに、各画素は隔壁部で仕切られているため、画素間の静電力の影響及び画素間の液体の流れが抑制されて、高い解像度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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（Ｂ）の空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図及び制御系を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は図１（Ａ）の空間光変調器の２つの画素を示す拡大断面図、（Ｂ）は製造中の空間光変調器の本体部を示す拡大断面図である。
【図４】第１変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図及び制御系を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）は第１変形例に係る第１の状態の画素を示す拡大断面図、（Ｂ）は中間的な状態の画素を示す拡大断面図、（Ｃ）は第２の状態の画素を示す拡大断面図である。
【図６】第２変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図７】第３変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図８】（Ａ）は第３変形例に係る第１の状態の画素を示す拡大断面図、（Ｂ）は中間的な状態の画素を示す拡大断面図、（Ｃ）は第２の状態の画素を示す拡大断面図である。
【図９】（Ａ）は第４変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図、（Ｂ）は図９（Ａ）中の底面電極の凸部を示す斜視図である。
【図１０】第５変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図１１】第６変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図１２】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１３】第２の実施形態の変形例の概略構成を示す図である。
【図１４】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】
【００１６】
［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光学要素としての複数の画素３２を有する本体部３０と、その複数の画素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、を有し、エレクトロウェッティング（Electrowetting:電気毛管現象）を用いて各画素３２に入射する光を変調する。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、複数の画素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。
【００１７】
図１（Ａ）において、空間光変調器２８の本体部３０は、上面が開いた矩形の箱状の絶縁体からなるベース部材３１と、Ｘ方向及びＹ方向に２次元の格子状に配列されるように複数の正方形の開口が形成された絶縁体よりなる隔壁部材３３と、ベース部材３１内に隔壁部材３３を支持する複数の連結部３３Ｓと、ベース部材３１の上面を覆うとともに照明光ＩＬが通過する（入射及び射出する）平板状のカバーガラス３５（図１（Ｂ）参照）と、を有する。なお、隔壁部材３３は、ベース部材３１の底面側から支持してもよい。カバーガラス３５は、例えば石英又は蛍石（ＣａＦ2）のような照明光ＩＬを透過する材料から形成されている。
【００１８】
本実施形態では、カバーガラス３５のＸＹ面に平行な底面（以下、配列面ＤＰと呼ぶ。）に沿って複数の画素３２が配列され、カバーガラス３５の底面（配列面ＤＰ）の全面に、照明光ＩＬを透過する程度の厚さの透明電極３６（図２参照）が形成されている。透明電極３６は接地されている。透明電極としては、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide:インジウムすず酸化物)、酸化すず（Ｓｎ０2）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、ガリウム添加酸化すず（ＧＺＯ）、アルミニウム添加酸化すず（ＡＺＯ）、又は他の材料が使用可能である。
【００１９】
隔壁部材３３は、Ｘ方向、Ｙ方向に密着して等しいピッチ（周期）ｐｘ，ｐｙ（ｐｘ＝ｐｙ）で配列された正方形の筒状の隔壁部３３ａの集合である。隔壁部３３ａは、配列面ＤＰに垂直なＺ方向に沿った内面、すなわちＸＺ面に平行な２つの面及びＹＺ面に平行な２つの面で囲まれた断面形状が正方形の内面を有する。隔壁部３３ａからセル部３４が構成されている。画素３２の配列のピッチｐｘは、例えば１０〜１μｍ程度であり、一例として、画素３２のＸ方向の配列数は数１０００〜数万、Ｙ方向の配列数はＸ方向の配列数の１／１０程度である。図１（Ａ）では、各画素３２は、拡大して表されている。なお、画素３２のＸ方向、Ｙ方向の配列数は任意であり、隔壁部３３ａの断面形状（画素３２の形状）は長方形でもよく、画素３２のＸ方向、Ｙ方向の配列のピッチｐｘ，ｐｙは互いに異なってもよい。
【００２０】
ベース部材３１は、例えばフルオロポリマー（フッ素重合体）よりなる絶縁体、シリコン基板の表面に酸化ケイ素（ＳｉＯ2）若しくは窒化ケイ素（例えばＳｉ3Ｎ4）等の絶縁層を形成した材料、又はセラミックス等から形成可能である。隔壁部材３３は、例えば酸化ケイ素若しくは窒化ケイ素、又はセラミックス等から形成可能である。
本実施形態では、各画素３２は入射する照明光ＩＬを反射するＸＹ面に平行な反射面３７ａを有する。そして、後述のようにエレクトロウェッティングを用いることによって、各画素３２は、位置Ａ１の画素３２のように、垂直に（Ｚ方向に）入射する照明光ＩＬ１の位相を第１の所定の位相δだけ変化させて反射する第１の状態と、位置Ａ２の画素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の状態の画素３２を画素３２（０）とも呼び、その第２の状態の画素３２を画素３２（π）とも呼ぶ。
【００２１】
次に、図２は、図１（Ａ）の空間光変調器２８の本体部３０中の一つの画素３２のみを代表的に示す拡大斜視図である。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。また、図３（Ａ）は、図１（Ａ）の本体部３０中の位置Ａ１，Ａ２にある２つの画素３２のみを代表的に示す拡大断面図である。図３（Ａ）において、各画素３２は、セル部３４と、セル部３４の上方（−Ｚ方向）の窓部３４ａの全面を覆うようにカバーガラス３５の底面（配列面ＤＰ）に形成された透明電極３６と、セル部３４の底面部３４ｂに形成されたＹ方向に細長い導電体の薄膜からなる底面電極３７と、底面電極３７を覆うように形成された絶縁体の薄膜（以下、絶縁膜という。）５０Ａと、セル部３４内に混合しない状態で収容されて互いに屈折率及び誘電率（比誘電率）が異なる第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂと、を有する。
【００２２】
本実施形態では、一例として、第１液体Ｌｑａの屈折率ｎａは第２液体Ｌｑｂの屈折率ｎｂよりも大きく、第１液体Ｌｑａの比誘電率εａは第２液体Ｌｑｂの比誘電率εｂよりも例えば１０倍〜４０倍程度大きい。液体Ｌｑａ，Ｌｑｂは照明光ＩＬを透過する液体である。また、隔壁部材３３を収容するベース部材３１の底面には、一例として製造時に液体を排出するための開閉される開口を有する排出部５１が設けられている。
【００２３】
底面電極３７を形成する導電体としては金属又はポリシリコン等が使用できる。絶縁膜５０Ａは照明光を透過する程度の厚さであり、絶縁膜５０Ａは液体Ｌｑａ，Ｌｑｂと底面電極３７との直接的な接触を防止している。また、底面電極３７の表面が照明光を反射する反射面３７ａである。底面電極３７がポリシリコンである場合、反射面３７ａには照明光を反射する誘電体多層膜を形成してもよい。絶縁膜５０Ａ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。
【００２４】
図２において、セル部３４の内面のＸ方向及びＹ方向の幅を等しくａ１として、セル部３４の深さ（透明電極３６の底面から絶縁膜５０Ａの表面までのＺ方向の間隔）をａｈとする。このとき、底面電極３７（反射面３７ａ）のＹ方向の長さはほぼａ１、Ｘ方向の幅ａ４は、ほぼａ１／２である。
一例として、セル部３４の深さａｈはほぼ１０００ｎｍである。また、セル部３４内の幅ａ１をほぼ１μｍ（１０００ｎｍ）とすると、絶縁膜５０Ａの厚さａ３はほぼ１００ｎｍ、底面電極３７のＸ方向の幅ａ４はほぼ５００ｎｍ、セル部３４内の底面で底面電極３７をＸ方向に挟む２つの長方形の領域のＸ方向の幅ａ５はほぼ２５０ｎｍである。また、セル部３４内で底面電極３７（絶縁膜５０Ａ）の表面に第２液体Ｌｑｂが分布し、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面がＸＹ面に平行な状態で、第１液体ＬｑａのＺ方向の深さ（厚さ）をａ２、第２液体ＬｑｂのＺ方向の深さ（厚さ）をｄとすると、以下のように、深さａ２と深さｄとの和はセル部３４の深さａｈになる。
【００２５】
ａｈ＝ａ２＋ｄ …（１）
また、深さｄは照明光ＩＬの波長に応じて設定され（詳細後述）、深さａ２は式（１）及び深さｄに基づいて設定される。一例として、深さａ２は７４５ｎｍ程度に設定される。
本実施形態の複数の画素３２用の底面電極３７及びこれらの電極用の配線（不図示）等が形成された隔壁部材３３は、例えばＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム）技術を用いて製造可能である。なお、ベース部材３１及び隔壁部材３３を含む本体部３０を一体的にＭＥＭＳ技術（及び半導体素子の製造技術）を用いて製造することも可能である。
【００２６】
本実施形態では、図３（Ａ）において、複数の画素３２の透明電極３６は共通に接地（接地レベルを０Ｖとする）されている。一例として、＋Ｚ方向が鉛直方向であり、第２液体Ｌｑｂの比重は第１液体Ｌｑａの比重よりも軽いとする。また、位置Ａ１の照明光ＩＬ１が照射されている第１の状態の画素３２においては、底面電極３７には電圧０が印加されており、透明電極３６と底面電極３７との電位は同じであるとする。このとき、セル部３４内の底面電極３７側には第２液体Ｌｑｂが深さｄで分布しており、位置Ａ１の画素３２に入射する照明光ＩＬ１は第１液体Ｌｑａ及び深さｄの第２液体Ｌｑｂを通過して底面電極３７の表面（反射面３７ａ）で反射されて、窓部３４ａ側に戻される。
【００２７】
これに対して、位置Ａ２の照明光ＩＬ２が照射されている第２の状態の画素３２においては、底面電極３７には接地レベルよりも高い所定の正の電圧Ｖ１が印加されており、透明電極３６と底面電極３７との電位差はＶ１である。第１液体Ｌｑａが純水（比誘電率がほぼ８０）で、セル部３４の内面の幅がほぼ１μｍである場合、電圧Ｖ１は例えば１８０Ｖである。このとき、第１液体Ｌｑａの比誘電率εａは第２液体Ｌｑｂの比誘電率εｂに対してほぼ１０倍以上であるため、第１液体Ｌｑａと底面電極３７との間に作用する静電力の引力（静電引力）は、第２液体Ｌｑｂと底面電極３７との間に作用する静電引力よりも大きくなる。そのため、エレクトロウェッティングの作用に基づいて、位置Ａ２の画素３２のセル部３４内で透明電極３６と底面電極３７の表面３７ａの、表面３７ａとほぼ同じＸ方向の幅を持つ有効領域３７ｂとの間の領域は第１液体Ｌｑａで満たされる。そして、位置Ａ２の画素３２に入射する照明光ＩＬ２はほぼ第１液体Ｌｑａのみを通過して底面電極３７の表面（反射面３７ａ）で反射されて、窓部３４ａ側に戻される。
【００２８】
本実施形態では、第１の状態の画素３２（０）の底面電極３７の反射面で反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量に対して、第２の状態の画素３２（π）の反射面で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量は１８０°（π）異なっている。このためには、第１の状態の画素３２（０）において、深さｄの第２液体Ｌｑｂ（屈折率ｎｂ）の部分をＺ方向に往復する照明光ＩＬ１の位相の変化量が、第２の状態の画素３２（π）において、深さｄの第１液体Ｌｑａ（屈折率ｎａ）の部分をＺ方向に往復する照明光ＩＬ２の位相の変化量に対して１８０°（π）（光路長で１／２波長）異なっていればよい。照明光ＩＬ１，ＩＬ２の波長をλとすると、上記のように第１の状態及び第２の状態の画素３２を設定するための条件は次のようになる。
２ｄ（ｎａ−ｎｂ）＝λ／２ …（２）、 ｄ＝λ／｛４（ｎａ−ｎｂ）｝ …（３）
式（２）又は式（３）の条件を満たすことができる第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂの例を次の表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
比誘電率は例えば１００Ｈｚ以上の交流信号に対する値である。フロリナート（登録商標）、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）はフッ素系オイルであり、いずれも屈折率が純水よりも小さく、比誘電率が純水の１／１０〜１／４０程度である。また、これらのフッ素系オイル（フッ素系不活性液体）は水とは混じり合わない（水と非混合性である）。従って、本実施形態において、純水を第１液体Ｌｑａとして使用し、フロリナート、ＨＦＥ、又はＰＦＰＥを第２液体Ｌｑｂとして使用可能である。表１には、各フッ素系オイルの純水との屈折率差Δｎ、及び式（２）を満たすための深さｄ（厚さ）の値（ｎｍ）が示されている。表１から、式（２）を満たすための深さｄは２５５〜３４５ｎｍであるため、各画素３２の大きさ（配列のピッチ）を１μｍ程度にすることも可能である。なお、フロリナートは比誘電率が最も小さく、かつ屈折率が最も小さく、必要な深さｄ（＝２５５ｎｍ）が最も小さいため、第２液体Ｌｑｂとしてはフロリナートが最も好ましい。
【００３１】
また、表１には、高屈折率液体であるデカリン(decalin）の屈折率及び比誘電率も掲載している。デカリンは屈折率が純水より大きく、かつ比誘電率が純水より小さいとともに、水とは非混合性である。従って、例えば第１液体Ｌｑａとして純水を使用し、第２液体Ｌｑｂとしてデカリンを使用することも可能である。また、第１液体Ｌｑａとしてデカリンを使用し、第２液体Ｌｑｂとしてフロリナートを使用することも可能である。さらに、第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂとしては、要は屈折率及び比誘電率が互いに異なり、かつ互いに非混合性の任意の液体を使用可能である。なお、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂは照明光ＩＬに対して純水程度の透過率を持つことが好ましい。
【００３２】
次に、図２において、変調制御部４８は、図１（Ａ）の複数の画素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、複数の画素３２の状態（底面電極３７に印加される電圧）の分布に対応するデータが格納されたメモリーであるＳＲＡＭ５４と、ＳＲＡＭ５４の出力を増幅する画素３２と同じ個数の増幅器５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，…と、全部の画素３２の透明電極３６を一括して接地する接地ラインと、を有する。増幅器５５Ａ，５５Ｂ等の出力はそれぞれ信号ライン及びセル部３４に設けた配線（不図示）を介して対応する画素３２の底面電極３７に供給されている。本実施形態では、各底面電極３７には、電圧０（ここでは接地レベル）（第１の状態）又は上記の電圧Ｖ１（第２の状態）が印加される。なお、ＳＲＡＭ５４の代わりに、シフトレジスターを使用することも可能である。
【００３３】
本実施形態において、ＳＲＡＭ５４には予め全部の画素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画素３２が、第１の状態の画素３２（０）又は斜線が施された第２の状態の画素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画素３２の第１の状態又は第２の状態の配列を、一つの画素３２を単位として任意の配列に設定可能である。
【００３４】
次に、本実施形態の空間光変調器２８の本体部３０の製造方法の一例につき図３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。まず、ＭＥＭＳ技術等を用いて、図３（Ａ）の本体部３０のうち、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂを除いた複数のセル部３４及び底面電極３７等が形成された隔壁部材３３を製造し、一面に透明電極３６が形成されたカバーガラス３５、及び排出部５１が設けられたベース部材３１を製造する。
【００３５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、カバーガラス３５の透明電極３６の上面に順次、深さａ２の第１液体Ｌｑａ及び深さｄの第２液体Ｌｑｂを供給する。透明電極３６の上面の周辺部には、液体が外部に漏れ出ないように枠状部材（不図示）が載置され、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂ中に差し込んだロッド状の電極（不図示）を接地し、透明電極３６に所定の正の電位を与えることで、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂは透明電極３６の上面に安定に保持される。液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さは、一例として、その枠状部材内に供給する各液体の体積とその枠状部材内の面積とから決定される。
【００３６】
そして、例えば真空環境下で、隔壁部材３３のセル部３４の窓部３４ａをカバーガラス３５上の第２液体Ｌｑｂに向けて、隔壁部材３３をカバーガラス３５上の透明電極３６に接触させて、透明電極３６の電位を０にする。さらに、例えば接着により隔壁部材３３とカバーガラス３５とを固定する。その後、例えば大気圧環境下で、隔壁部材３３を覆うようにベース部材３１の開放端をカバーガラス３５に接触させ、接着等で隔壁部材３３の支持部材３３Ｓとベース部材３１とを固定し、ベース部材３１とカバーガラス３５とを固定し、排出部５１を介してベース部材３１の内部の液体を排出することで、本体部３０が完成する。
【００３７】
本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の配列面ＤＰに入射する照明光ＩＬを変調する空間光変調器２８は、配列面ＤＰを横切るＺ方向に沿った隔壁部３３ａを有するセル部３４と、セル部３４に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂと、セル部３４の照明光ＩＬが入射する窓部３４ａの全面に設けられる透明電極３６（第１電極）と、セル部３４の底面３４ｂの一部に設けられる照明光ＩＬに対する反射部を兼用する底面電極３７（第２電極）と、セル部３４の透明電極３６及び底面電極３７に印加する電圧を制御する変調制御部４８と、を備えている。そして、変調制御部４８は、電極３６，３７に印加する電圧（電極３６，３７間の電位差）によって、セル部３４内における液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御して、セル部３４の底面電極３７（反射部）で反射される照明光ＩＬの光路長、ひいては反射光の位相を制御する。
【００３８】
本実施形態の空間光変調器２８によれば、セル部３４に設けられる電極３６，３７に印加される電圧（電極３６，３７間の電位差）によって、誘電率が高い液体Ｌｑａが電極３７に引き寄せられる方向に力が働くことによって、当該セル部３４内における液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御することができる。また、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの屈折率が異なるため、２つの液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さ及び屈折率の相違に基づいて、セル部３４を含む画素３２（光学要素）で反射される照明光ＩＬの光路長、ひいては位相を制御することができる。
【００３９】
さらに、各画素３２は隔壁部３３ａで仕切られているため、画素３２間の静電力の影響及び画素３２間の液体の流れが抑制されて、高い解像度が得られる。
なお、透明電極３６は、セル部３４の窓部３４ａの一部に設けてもよく、底面電極３７はセル部３４の底面３４ｂの全面に設けてもよい。
（２）本実施形態では、第２の状態の画素３２では底面電極３７に正の電圧Ｖ１を印加している。しかしながら、第２の状態の画素３２では底面電極３７に負の電圧を印加してもよい。
【００４０】
（３）また、底面電極３７が反射部を兼用しているため、画素３２の構成が簡素である。
なお、底面電極３７を設ける代わりに、セル部３４の側面に電極を設け、底面電極３７の代わりに反射部材を配置してもよい。このとき、その側面の電極と透明電極３６との電位差によってセル部３４内の反射部材の上方の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御することで、反射光の位相を制御できる。
【００４１】
（４）また、本実施形態では、各画素３２を第１又は第２の状態に設定しているが、各画素３２を、反射される照明光ＩＬの位相をその第１の状態に対して１８０°以外の値（例えば４５°、９０°、１３５°等）で異なる他の状態に設定してもよい。さらに、各画素３２で反射される照明光ＩＬの位相をその第１の状態の位相と任意の位相だけ異なるように設定してもよい。
【００４２】
（５）また、本実施形態の空間光変調器２８は反射型であるが、例えば図２において、底面電極３７を設ける代わりに、セル部３４の側面に電極を設け、絶縁膜５０Ａを透過性のガラス基板とすることで、各画素３２を透過型の画素とすることも可能である。この場合には、照明光ＩＬは、各セル部３４内を一度透過するのみであるため、各画素３２を上記の第１の状態又は第２の状態に設定するための第２液体Ｌｑｂの深さｄは、以下の式で示すように、上記の式（２）又は式（３）で定まる値の２倍になる。
【００４３】
ｄ（ｎａ−ｎｂ）＝λ／２ …（４）、 ｄ＝λ／｛２（ｎａ−ｎｂ）｝ …（５）
（６）また、本実施形態の空間光変調器２８は位相変調型であるが、図２において、セル部３４内に、第１液体Ｌｑａとともに、透過率及び誘電率が第１液体Ｌｑａと異なる別の液体Ｌｑｃ（第２液体）を収容することで、空間光変調器２８を振幅変調型（又は強度変調型）とすることもできる。その液体Ｌｑｃとしては、例えば上記のフッ素系オイルに照明光ＩＬを吸収する染料を加えた、照明光ＩＬに対する透過率がほぼ０の液体を使用できる。この構成では、２つの液体Ｌｑａ，Ｌｑｃの厚さ及び透過率の相違に基づいて、セル部３４を含む画素３２（光学要素）で反射される照明光ＩＬの透過率を制御することができる。具体的に、上記の第１の状態では、画素３２からの反射光の光量がほぼ０になり、第２の状態では、画素３２からの反射光の光量が大きくなる。また、このような振幅又は強度変調型の空間光変調器において、底面電極３７の代わりにセル部３４の側面に電極を設け、絶縁膜５０Ａをガラス基板とすることで、各画素を透過型とすることもできる。
（７）また、空間光変調器２８の画素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、画素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。
【００４４】
なお、上記の実施形態では以下のような変形が可能である。
まず、上記の実施形態では、画素３２のセル部３４の底面又は側面に電極（底面電極３７等）を設けているが、図４の第１変形例の空間光変調器２８Ａで示すように、本体部３０Ａの各画素３２Ａにおいて、セル部３４の底面部３４ｂに底面電極３７（第２電極）を設けるとともに、セル部３４内の窓部３４ａ（透明電極３６）に近い部分の側面に、Ｘ方向（底面電極３７の長手方向に直交する方向）に対向するように１対の導電体の薄膜よりなる側壁電極３９Ａ，３９Ｂ（第３電極）を設けてもよい。その導電体は例えば金属又はポリシリコン等であり、側壁電極３９Ａ，３９Ｂは横方向（Ｙ方向）に細長い矩形の薄膜である。側壁電極３９Ａ，３９Ｂはセル部３４に設けた配線によって導通している。なお、図４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。
【００４５】
図４において、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの表面には、底面電極３７の表面を覆う絶縁膜５０Ａと同様の絶縁膜５０Ｂが設けられている。そして、セル部３４内には第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂが収容されている。液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面がＸＹ面に平行な状態で、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの深さはそれぞれａ２及びｄである。本実施形態では、側壁電極３９Ａ，３９ＢのＹ方向の幅はａ１（セル部３４内面の幅）であり、側壁電極３９Ａ，３９ＢのＺ方向の幅ａ６は、第１液体Ｌｑａの深さａ２よりも大きく設定されている。また、セル部３４内面のＸ方向の幅ａ１’は、電極３９Ａ，３９Ｂ及び絶縁膜５０Ａの厚さ分だけ幅ａ１よりも小さく設定されている。
【００４６】
一例として、セル部３４内のＹ方向の幅ａ１がほぼ１０００ｎｍであるとき、電極３９Ａ，３９Ｂ及び絶縁膜５０Ａの厚さはそれぞれほぼ５０ｎｍで、セル部３４のＸ方向の幅ａ１’はほぼ８００ｎｍである。また、一例として、第１液体Ｌｑａの深さａ２が７４５ｎｍ、第２液体Ｌｑｂの深さｄが２５５ｎｍであるとき、側壁電極３９Ａ，３９ＢのＺ方向の幅ａ６はほぼ８００ｎｍ、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの下端と絶縁膜５０Ａの表面とのＺ方向の間隔ａ７はほぼ２００ｎｍである。さらに、底面電極３７のＸ方向の幅ａ４はほぼ５００ｎｍ、セル部３４内の底面で底面電極３７をＸ方向に挟む２つの領域のＸ方向の幅ａ５’はほぼ１５０ｎｍである。
【００４７】
また、空間光変調器２８Ａの変調制御部４８Ａは、各画素３２Ａに対応して、出力部が側壁電極３９Ａ，３９Ｂに接続され入力部が増幅器５５Ａ等に接続された電圧変換部５６を有する。電圧変換部５６は、増幅器５５Ａ等の出力が０（接地レベル）であるときに電圧Ｖ２を出力し、増幅器５５Ａ等の出力がＶ１であるときに０を出力する。この他の構成は上記の実施形態と同様であり、透明電極３６は接地（接地レベルを０とする）されている。
【００４８】
この第１変形例において、図５（Ｂ）に示すように、仮想的に底面電極３７及び側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧を０としたときに、絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ２は９０°よりも大きくなり、底面電極３７（反射面）の上方では他の領域に比べて第１液体Ｌｑａの厚さが厚くなっている。このとき、図５（Ａ）に示すように、照明光ＩＬ１が照射されている第１の状態の画素３２Ａ（画素３２Ａ（０））においては、底面電極３７には電圧０が印加され、側壁電極３９Ａ，３９Ｂには正の電圧Ｖ２が印加される。この状態で、第１液体Ｌｑａは、側壁電極３９Ａ，３９Ｂからの静電引力によって、セル部３４内で側壁電極３９Ａ，３９Ｂに近い領域に保持される。また、絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ１はほぼ９０°である。
【００４９】
言い替えると、第１の状態の画素３２Ａにおいて、側壁電極３９Ａ，３９Ｂには絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ１がほぼ９０°となるような電圧Ｖ２が印加される。電圧Ｖ２は第２の状態で底面電極３７に印加される正の電圧Ｖ１よりも小さい電圧でよい。電圧Ｖ２は例えば２５Ｖである。このとき、セル部３４内の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面はＸＹ面にほぼ平行で、かつセル部３４内の底面電極３７側には第２液体Ｌｑｂが深さｄで分布している。そして、画素３２Ａに入射する照明光ＩＬ１は第１液体Ｌｑａ及び深さｄの第２液体Ｌｑｂを通過して底面電極３７の表面（反射面）で反射されて、カバーガラス３５側に戻される。
【００５０】
これに対して、図５（Ｃ）に示すように、照明光ＩＬ２が照射されている第２の状態の画素３２Ａ（画素３２Ａ（π））においては、底面電極３７には接地レベルよりも高い正の電圧Ｖ１が印加され、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧は０にされる。このとき、第１液体Ｌｑａの比誘電率εａは第２液体Ｌｑｂの比誘電率εｂに対してほぼ１０倍以上であり、第１液体Ｌｑａには底面電極３７の方向に引き寄せられる方向に力が働く。さらに、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧が０にされることで、絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ３は９０°よりも大きくなる。これによって、第１液体Ｌｑａと第２液体Ｌｑｂの境界面は凹面になり、底面電極３７と第１液体Ｌｑａの間の距離が短くなる。底面電極３７と第１液体Ｌｑａの間の距離が短いほど電場が強くなるため、第１液体Ｌｑａが底面電極３７の方向に引き寄せられる力は大きくなる。第１液体Ｌｑａが底面電極３７の方向に引き寄せられていき、最終的に画素３２Ａのセル部３４内で透明電極３６と底面電極３７の表面との間の領域はほぼ第１液体Ｌｑａで満たされる。この状態で、画素３２Ａに入射する照明光ＩＬ２はほぼ第１液体Ｌｑａのみを通過して底面電極３７の表面（反射面）で反射されて、カバーガラス３５側に戻される。
【００５１】
この変形例でも、第２液体Ｌｑｂの深さｄは式（２）を満たすため、第１の状態の画素３２Ａ（０）の底面電極３７の反射面で反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量に対して、第２の状態の画素３２Ａ（π）の底面電極３７の反射面で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量は１８０°（π）異なっている。そして、底面電極３７及び側壁電極３９Ａ，３９Ｂに印加する電圧の組を第１の状態の（０，Ｖ２）と第２の状態の（Ｖ１，０）との間で高速に切り替えることによって、画素３２Ａを第１の状態と第２の状態との間で高速に切り替えることができる。
【００５２】
この変形例において、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧が０であるときには、図５（Ｂ）に示すように、第１液体Ｌｑａの接触角θｃ２は９０°よりも大きくなっている。このため、画素３２Ａを第２の状態にするために底面電極３７に印加する電圧Ｖ１は、上記の実施形態（図２）の底面電極３７に印加される電圧よりも小さくできる。例えば、第１液体Ｌｑａが純水で、セル部３４の内面の幅ａ１がほぼ１μｍである場合、図５（Ｃ）の底面電極３７に印加する電圧Ｖ１はほぼ９０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／２）に低減できる。従って、変調制御部４８Ａの回路の高集積化が容易であり、発熱量も低減できる。
【００５３】
次に、図４の変形例ではセル部３４Ａ内の側面に１対の側壁電極３９Ａ，３９Ｂを設けている。さらに、図６の第２変形例の空間光変調器２８Ｂの本体部３０Ｂの画素３２Ｂで示すように、セル部３４内の側面に、Ｘ方向の１対の側壁電極３９Ａ，３９Ｂに加えて、Ｙ方向に対向するように配置された導電体の薄膜よりなる１対の側壁電極３９Ｃ，３９Ｄを設け、側壁電極３９Ｃ，３９Ｄを覆うように絶縁膜５０Ｂを設けてもよい。この変形例において、側壁電極３９Ｃ，３９Ｄの形状は側壁電極３９Ａ，３９Ｂと同じであり、セル部３４内のＹ方向の幅はＸ方向の幅（図４の幅ａ１’）と同じである。また、側壁電極３９Ａ〜３９Ｄはセル部３４に設けられた配線によって導通しており、側壁電極３９Ｃ，３９Ｄには側壁電極３９Ａ，３９Ｂと同じ電圧が印加される。その他の構成は図４の変形例と同じである。
【００５４】
図６の変形例において、底面電極３７及び側壁電極３９Ａ〜３９Ｄに印加する電圧の組を第１の状態の（０，Ｖ２）と第２の状態の（Ｖ１，０）との間で高速に切り替えることによって、画素３２Ｂを互いに反射光の位相が１８０°異なる第１の状態と第２の状態との間で高速に切り替えることができる。
さらに、この変形例の画素３２Ｂによれば、側壁電極３９Ａ〜３９Ｄがセル部３４内を囲んでいるため、第２の状態で底面電極３７に印加する電圧Ｖ１をより小さくできる。具体的に、第１液体Ｌｑａが純水で、セル部３４内の幅がほぼ８００ｎｍである場合、第２の状態で底面電極３７に印加する電圧Ｖ１はほぼ６０Ｖ（図４の変形例における９０Ｖのほぼ２／３）に低減できる。従って、変調制御部の回路の高集積化がより容易であり、発熱量も低減できる。
【００５５】
次に、上記の実施形態及びその変形例では、画素３２のセル部３４の底面電極３７等は平坦である。これに対して、図７の第３変形例の空間光変調器で示すように、本体部の各画素３２Ｃにおいて、セル部３４の底面部に設けた導電体よりなる底面電極３７Ａの表面に、ＸＺ面に平行な面内の断面形状が三角形のＹ方向に細長い屋根型の突き出し電極部３８を設けてもよい。この場合、底面電極３７Ａの表面は照明光ＩＬを反射する反射面である。また、底面電極３７Ａの表面に設けられる絶縁膜５０Ｃ（図２の絶縁膜５０Ａと同じ材料からなる）の突き出し電極部３８を覆う部分にも屋根型の凸部５０Ｃａが形成される。なお、図７及び図８（Ａ）〜（Ｃ）において、図２及び図３（Ａ）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。
【００５６】
図７において、セル部３４内には第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂが収容されている。この他の構成は図２の実施形態と同様である。画素３２Ｃ内の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面がＸＹ面に平行な状態で、絶縁膜５０Ｃの凸部５０Ｃａの高さａ１０は第２液体Ｌｑｂの深さよりも低く設定されている。一例として、セル部３４内の幅がほぼ１０００ｎｍであるとき、突き出し電極部３８の底面のＸ方向の幅ａ８はほぼ２００ｎｍ、底面電極３７Ａの突き出し電極部３８をＸ方向に挟む２つの部分のＸ方向の幅ａ９はほぼ１５０ｎｍ、凸部５０Ｃａの高さａ１０（突き出し電極部３８の高さ）はほぼ２００ｎｍである。
【００５７】
この第３変形例において、図８（Ｂ）に示すように、照明光ＩＬ１が照射されている第１の状態の画素３２Ｃ（画素３２Ｃ（０））においては、底面電極３７には電圧０が印加され、セル部３４内で底面電極３７Ａ側に第２液体Ｌｑｂが分布し、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面はＸＹ面に平行である。そして、画素３２Ｃに入射する照明光ＩＬ１は第１液体Ｌｑａ及び式（２）を満たす深さｄの第２液体Ｌｑｂを通過して底面電極３７Ａの表面（反射面）で反射されて、カバーガラス３５側に戻される。この際に、底面電極３７Ａの表面のうち、突き出し電極部３８の表面３８ａで反射される照明光ＩＬ１はセル部３４の内部で吸収又は散乱されてカバーガラス３５側には殆ど戻されない。このため、図７の幅ａ８，ａ９を用いて、照明光ＩＬ１の使用効率は図２の実施形態と比べて次のようにほぼ６０％になる。
【００５８】
２・ａ９／（ａ８＋２・ａ９）＝０．６＝６０（％） …（６）
また、図８（Ｃ）に示すように、照明光ＩＬ２が照射されている第２の状態の画素３２Ｃ（画素３２Ｃ（π））においては、底面電極３７Ａには接地レベルよりも高い正の電圧Ｖ１が印加される。このため、画素３２Ｃのセル部３４内で透明電極３６と底面電極３７Ａの表面との間の領域はほぼ第１液体Ｌｑａで満たされる。この状態で、画素３２Ｃに入射する照明光ＩＬ２のうちで、突き出し電極部３８の表面３８ａを除く底面電極３７Ａの表面（反射面）で反射された照明光は、ほぼ第１液体Ｌｑａのみを通過してカバーガラス３５側に戻される。そして、第１の状態の画素３２Ｃ（０）の底面電極３７Ａの反射面で反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量に対して、第２の状態の画素３２Ｃ（π）の底面電極３７Ａの反射面で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量は１８０°（π）異なっている。
【００５９】
この変形例において、底面電極３７Ａに電圧Ｖ１を印加すると、突き出し電極部３８近傍で電場が強いため、液体Ｌｑａに働く力は突き出し電極部３８近傍で大きくなる。そのため電圧Ｖ１を印加すると、まずは図８（Ｂ）に示すように、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面は突き出し電極部３８の表面３８ａ（凸部５０Ｃａ）と交差するようになる。言い替えると、突き出し電極部３８が設けられているときには、電圧Ｖ１が小さくとも底面電極３７Ａから第１液体Ｌｑａに対する静電引力（電場）が大きくなり、小さい電圧Ｖ１で画素３２Ｃを第２の状態に設定できる。例えば、第１液体Ｌｑａが純水で、セル部３４の内面の幅がほぼ１μｍである場合、図８（Ｃ）の底面電極３７Ａに印加する電圧Ｖ１はほぼ６０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／３）に低減できる。従って、変調制御部の回路の高集積化が容易であり、発熱量も低減できる。
【００６０】
このように、図７の変形例では、底面電極３７Ａの表面に屋根型の突き出し電極部３８を設けているが、図９（Ａ）の第４変形例の画素３２Ｄで示すように、セル部３４の底面部の底面電極３７Ｂの表面３７Ｂａの中央にＸ方向及びＹ方向に平行な４つの辺で囲まれた正方形の底面を持つ四角錐型（ピラミッド型）の突き出し電極部３８Ａを設けてもよい。このとき、底面電極３７Ｂの表面に設けられた絶縁膜５０Ｄの突き出し電極部３８Ａを覆う部分にも凸部５０Ｄａが形成される。図９（Ｂ）に示すように、突き出し電極部３８Ａ（凸部５０Ｄａ）の底面のＸ方向、Ｙ方向の幅ａ８は図７の突き出し電極部３８のＸ方向の幅ａ８と同じであり、突き出し電極部３８Ａ（凸部５０Ｄａ）の高さａ１０は突き出し電極部３８の高さａ１０と同じである。この変形例においても、図７の変形例と同様に、画素３２Ｄを第２の状態に設定するために図９の底面電極３７Ｂに印加する電圧Ｖ１を低減できる。
【００６１】
なお、底面電極３７Ｂの表面に四角錐型の突き出し電極部３８Ａの代わりに、例えば円錐型の突き出し電極部のように、セル部３４の窓部（透明電極３６）側に向かうほど断面形状が小さくなる凸状の電極部を設けてもよい。これによって、画素３２Ｄを第２の状態に設定するために底面電極３７Ｂに印加する電圧Ｖ１を小さくできる。
次に、図１０に示す第５変形例の画素３２Ｅは、図６の４つの側壁電極３９Ａ〜３９Ｄを持つ画素３２Ｂにおいて、底面電極として図７の屋根型の突き出し電極部３８を持つ底面電極３７Ａを備えたものである。この場合、底面電極３７Ａを覆う絶縁膜としても凸部５０Ｃａを持つ絶縁膜５０Ｃが形成されている。この変形例によれば、画素３２Ｅを第２の状態に設定するために底面電極３７Ａに印加する電圧Ｖ１をほぼ３０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／６）に低減できる。
【００６２】
また、図１１に示す第６変形例の画素３２Ｆは、図６の４つの側壁電極３９Ａ〜３９Ｄを持つ画素３２Ｂにおいて、底面電極として図９の角錐型の突き出し電極部３８Ａを持つ底面電極３７Ｂを備えたものである。この場合、底面電極３７Ｂを覆う絶縁膜としても凸部５０Ｄａを持つ絶縁膜５０Ｄが形成されている。この変形例によれば、画素３２Ｆを第２の状態に設定するために底面電極３７Ｂに印加する電圧Ｖ１をほぼ３０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／６）に低減できる。
【００６３】
［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態につき図１２を参照して説明する。図１２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１２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１２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画素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の複数の画素３２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。
【００６４】
以下、図１２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に平行である）内において図１２の紙面に平行な方向にＹ軸を、図１２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。
【００６５】
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。
【００６６】
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の複数の微小な画素１２（図２にセル部３４に対応する部材を有する光学要素）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。
【００６７】
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の画素１２（セル部）は、ＸＹ平面に対してθｘ方向に傾斜した平面（配列面）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。
【００６８】
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画素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の各画素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。なお、各画素１２は、反射光の位相を第１又は第２の状態以外の位相で変化させる状態に設定してもよい。
【００６９】
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。
【００７０】
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画素３２（図２のセル部３４を有する光学要素）の反射面３７ａ（図２参照）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。
【００７１】
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の多数の画素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、画素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の各画素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。
【００７２】
空間光変調器２８の照明領域２６Ａ内の多数のミラー要素３０のアレイで反射された照明光ＩＬは、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の画素３２の像の幅程度である。例えば、画素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。
【００７３】
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。
【００７４】
図１２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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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の複数のセル部３４（画素３２）のアレイに照明光ＩＬを照射する照明光学系ＩＬＳと、複数のセル部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の複数のセル部３４を通過する照明光の位相を制御する露光パターン制御部４３と、を備えている。
【００７８】
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。
【００７９】
（２）また、空間光変調器２８のセル部３４（画素３２）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、複数の画素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。
【００８０】
なお、空間光変調器２８の代わりに、第１の実施形態の変形例の空間光変調器２８Ａ，２８Ｂ等を使用することができる。
（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、記空間光変調器９の複数のセル部（画素１２）を通過する照明光ＩＬの位相を制御する照明系制御部４１と、を備えている。
【００８１】
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。
【００８２】
なお、空間光変調器９の代わりに、第１の実施形態の変形例の空間光変調器２８Ａ，２８Ｂ等を使用することができる。
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の画素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。
【００８３】
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１３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１３において、露光装置ＥＸＡの照明光学系ＩＬＳＡは、図１２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の画素３２（セル部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、画素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。この入射角βに応じて、第１の状態の画素３２で反射される照明光と第２の状態の画素３２で反射される照明光との位相差が１８０°になるように、式（２）又は式（３）のセル部３４内の第２液体Ｌｑｂの深さ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。
【００８４】
また、図１２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１２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。
【００８５】
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１４に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスクのパターンデータを実施形態の露光装置ＥＸ，ＥＸＡの主制御系に記憶するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した露光装置ＥＸ，ＥＸＡ（又は露光方法）により空間光変調器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。
【００８６】
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。
【００８７】
また、上記の実施形態及びその変形例の空間光変調器２８，２８Ａ，２８Ｂ等は、露光装置以外の表示装置又はプロジェクタ等の光学装置にも使用できる。この光学装置は、その空間光変調器２８（又は２８Ａ，２８Ｂ等）と、空間光変調器２８の複数のセル部３４（画素３２）に照明光を照射する照明系（第１光学系）と、それらのセル部３４（画素３２）で変調された光を像面（対象物の表面）に導く結像光学系（第２光学系）と、を備えている。この光学装置によれば、例えば高い解像度が得られる。
【００８８】
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】
【００８９】
ＥＸ，ＥＸＡ…露光装置、ＩＬＳ，ＩＬＳＡ…照明光学系、ＰＬ，ＰＬＡ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、Ｌｑａ…第１液体、Ｌｑｂ…第２液体、２８…空間光変調器、３０…本体部、３２…画素、３４…セル部、３６…透明電極、３７…底面電極、３８…突き出し電極部、３９Ａ〜３９Ｄ…側壁電極、４８…変調制御部、５４…ＳＲＡＭ
【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製造方法、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に形成するために一括露光型又は走査露光型の露光装置等が使用されている。これらの露光装置としては、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によって傾斜角又は高さ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反射型の可変の明暗パターン又は位相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知られている。このようにヒンジ機構を用いて微小ミラーの傾斜角を調整する方式では、微小ミラーの駆動機構が複雑であり、さらに透過型の変調器の実現が困難である。
【０００３】
そこで、マスクレス露光用に使用可能な空間光変調器として、いわゆるエレクトロウェッティング（Electrowetting）を利用して、各画素（各光学要素）の光路上に透明な液体又は不透明な液体を移動することによって、各画素を明状態又は暗状態に設定可能な変調器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。エレクトロウェッティングとは、液体が接する面の電位の変化に伴うその液体の接触角若しくは表面エネルギー及び／又はその液体に対する静電力の変化に応じて、その液体が移動する現象である（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５１５８０２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Frieder Mugele and Jean-Christophe Baret, “Electrowetting: from basics to applications,” Journal of Physics: Condensed Matter, 17(2005)R705-R774(英国)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエレクトロウェッティングを利用した空間光変調器は、各画素が電極のみで区分されているため、例えば一列の複数の画素を交互に明状態及び暗状態に正確に設定するのが困難であり、解像度を高めるのが困難であった。さらに、従来のエレクトロウェッティングを利用した空間光変調器は、各画素を通過する光の位相を制御することが困難であった。
【０００７】
本発明の態様は、このような事情に鑑み、エレクトロウェッティングを用いて、高い解像度が得られるとともに、必要に応じて各画素を通過する光の位相を制御可能な空間光変調器及びこの空間光変調器を使用する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】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、配列面に入射する光を変調する第１の空間光変調器が提供される。この第１の空間光変調器は、その配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、そのセル部に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、そのセル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、そのセル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、そのセル部のその第１及び第２電極に印加される電圧によって、そのセル部内におけるその第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、そのセル部を通過する光の光路長を制御するものである。
【０００９】
また、第２の態様によれば、配列面に入射する光を変調する第２の空間光変調器が提供される。この第２の空間光変調器は、その配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、そのセル部に収容される互いに透過率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、そのセル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、そのセル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、そのセル部のその第１及び第２電極に印加される電圧によって、そのセル部内におけるその第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、そのセル部を通過する光の透過率を制御するものである。
【００１０】
また、第３の態様によれば、本発明の空間光変調器と、その空間光変調器のセル部に照明光を照射する第１光学系と、そのセル部からの光を対象物に導く第２光学系と、を備える光学装置が提供される。
また、第４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、本発明による複数のセル部を有する空間光変調器と、その空間光変調器の複数のセル部のアレイにその露光光を照射する照明光学系と、その複数のセル部からの光をその基板上に導いてその基板上にパターンを投影する投影光学系と、その基板に露光されるパターンを制御するために、その空間光変調器の複数のセル部を通過する光の位相を制御する制御装置と、を備えるものである。
【００１１】
また、第５の態様によれば、露光光でマスク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、本発明による複数のセル部を有する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を照明する照明光学系と、そのマスクを照明するその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複数のセル部を通過する光の位相を制御する制御装置と、を備えるものである。
【００１２】
また、第６の態様によれば、本発明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】
【００１３】
第１及び第２の態様の空間光変調器によれば、セル部に設けられる第１電極及び第２電極に印加される電圧によって、誘電率の相違に基づいて、その第２電極と第１及び第２の液体との間の静電力のバランスが変化し、エレクトロウェッティングの作用によって、当該セル部内における第１及び第２の液体の厚さの比を制御することができる。従って、その第１及び第２の液体の屈折率が異なるときには、２つの液体の厚さ及び屈折率の相違に基づいて、そのセル部を含む画素（光学要素）を通過する光の光路長、ひいては位相を制御することができる。一方、その第１及び第２の液体の入射する光に対する透過率が異なるときには、２つの液体の厚さ及び透過率の相違に基づいて、そのセル部を含む画素（光学要素）を通過する光の透過率を制御することができる。
【００１４】
さらに、各画素は隔壁部で仕切られているため、画素間の静電力の影響及び画素間の液体の流れが抑制されて、高い解像度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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（Ｂ）の空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図及び制御系を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は図１（Ａ）の空間光変調器の２つの画素を示す拡大断面図、（Ｂ）は製造中の空間光変調器の本体部を示す拡大断面図である。
【図４】第１変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図及び制御系を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）は第１変形例に係る第１の状態の画素を示す拡大断面図、（Ｂ）は中間的な状態の画素を示す拡大断面図、（Ｃ）は第２の状態の画素を示す拡大断面図である。
【図６】第２変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図７】第３変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図８】（Ａ）は第３変形例に係る第１の状態の画素を示す拡大断面図、（Ｂ）は中間的な状態の画素を示す拡大断面図、（Ｃ）は第２の状態の画素を示す拡大断面図である。
【図９】（Ａ）は第４変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図、（Ｂ）は図９（Ａ）中の底面電極の凸部を示す斜視図である。
【図１０】第５変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図１１】第６変形例に係る空間光変調器の一つの画素を示す拡大斜視図である。
【図１２】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１３】第２の実施形態の変形例の概略構成を示す図である。
【図１４】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】
【００１６】
［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光学要素としての複数の画素３２を有する本体部３０と、その複数の画素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、を有し、エレクトロウェッティング（Electrowetting:電気毛管現象）を用いて各画素３２に入射する光を変調する。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、複数の画素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。
【００１７】
図１（Ａ）において、空間光変調器２８の本体部３０は、上面が開いた矩形の箱状の絶縁体からなるベース部材３１と、Ｘ方向及びＹ方向に２次元の格子状に配列されるように複数の正方形の開口が形成された絶縁体よりなる隔壁部材３３と、ベース部材３１内に隔壁部材３３を支持する複数の連結部３３Ｓと、ベース部材３１の上面を覆うとともに照明光ＩＬが通過する（入射及び射出する）平板状のカバーガラス３５（図１（Ｂ）参照）と、を有する。なお、隔壁部材３３は、ベース部材３１の底面側から支持してもよい。カバーガラス３５は、例えば石英又は蛍石（ＣａＦ2）のような照明光ＩＬを透過する材料から形成されている。
【００１８】
本実施形態では、カバーガラス３５のＸＹ面に平行な底面（以下、配列面ＤＰと呼ぶ。）に沿って複数の画素３２が配列され、カバーガラス３５の底面（配列面ＤＰ）の全面に、照明光ＩＬを透過する程度の厚さの透明電極３６（図２参照）が形成されている。透明電極３６は接地されている。透明電極としては、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide:インジウムすず酸化物)、酸化すず（Ｓｎ０2）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、ガリウム添加酸化すず（ＧＺＯ）、アルミニウム添加酸化すず（ＡＺＯ）、又は他の材料が使用可能である。
【００１９】
隔壁部材３３は、Ｘ方向、Ｙ方向に密着して等しいピッチ（周期）ｐｘ，ｐｙ（ｐｘ＝ｐｙ）で配列された正方形の筒状の隔壁部３３ａの集合である。隔壁部３３ａは、配列面ＤＰに垂直なＺ方向に沿った内面、すなわちＸＺ面に平行な２つの面及びＹＺ面に平行な２つの面で囲まれた断面形状が正方形の内面を有する。隔壁部３３ａからセル部３４が構成されている。画素３２の配列のピッチｐｘは、例えば１０〜１μｍ程度であり、一例として、画素３２のＸ方向の配列数は数１０００〜数万、Ｙ方向の配列数はＸ方向の配列数の１／１０程度である。図１（Ａ）では、各画素３２は、拡大して表されている。なお、画素３２のＸ方向、Ｙ方向の配列数は任意であり、隔壁部３３ａの断面形状（画素３２の形状）は長方形でもよく、画素３２のＸ方向、Ｙ方向の配列のピッチｐｘ，ｐｙは互いに異なってもよい。
【００２０】
ベース部材３１は、例えばフルオロポリマー（フッ素重合体）よりなる絶縁体、シリコン基板の表面に酸化ケイ素（ＳｉＯ2）若しくは窒化ケイ素（例えばＳｉ3Ｎ4）等の絶縁層を形成した材料、又はセラミックス等から形成可能である。隔壁部材３３は、例えば酸化ケイ素若しくは窒化ケイ素、又はセラミックス等から形成可能である。
本実施形態では、各画素３２は入射する照明光ＩＬを反射するＸＹ面に平行な反射面３７ａを有する。そして、後述のようにエレクトロウェッティングを用いることによって、各画素３２は、位置Ａ１の画素３２のように、垂直に（Ｚ方向に）入射する照明光ＩＬ１の位相を第１の所定の位相δだけ変化させて反射する第１の状態と、位置Ａ２の画素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の状態の画素３２を画素３２（０）とも呼び、その第２の状態の画素３２を画素３２（π）とも呼ぶ。
【００２１】
次に、図２は、図１（Ａ）の空間光変調器２８の本体部３０中の一つの画素３２のみを代表的に示す拡大斜視図である。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。また、図３（Ａ）は、図１（Ａ）の本体部３０中の位置Ａ１，Ａ２にある２つの画素３２のみを代表的に示す拡大断面図である。図３（Ａ）において、各画素３２は、セル部３４と、セル部３４の上方（−Ｚ方向）の窓部３４ａの全面を覆うようにカバーガラス３５の底面（配列面ＤＰ）に形成された透明電極３６と、セル部３４の底面部３４ｂに形成されたＹ方向に細長い導電体の薄膜からなる底面電極３７と、底面電極３７を覆うように形成された絶縁体の薄膜（以下、絶縁膜という。）５０Ａと、セル部３４内に混合しない状態で収容されて互いに屈折率及び誘電率（比誘電率）が異なる第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂと、を有する。
【００２２】
本実施形態では、一例として、第１液体Ｌｑａの屈折率ｎａは第２液体Ｌｑｂの屈折率ｎｂよりも大きく、第１液体Ｌｑａの比誘電率εａは第２液体Ｌｑｂの比誘電率εｂよりも例えば１０倍〜４０倍程度大きい。液体Ｌｑａ，Ｌｑｂは照明光ＩＬを透過する液体である。また、隔壁部材３３を収容するベース部材３１の底面には、一例として製造時に液体を排出するための開閉される開口を有する排出部５１が設けられている。
【００２３】
底面電極３７を形成する導電体としては金属又はポリシリコン等が使用できる。絶縁膜５０Ａは照明光を透過する程度の厚さであり、絶縁膜５０Ａは液体Ｌｑａ，Ｌｑｂと底面電極３７との直接的な接触を防止している。また、底面電極３７の表面が照明光を反射する反射面３７ａである。底面電極３７がポリシリコンである場合、反射面３７ａには照明光を反射する誘電体多層膜を形成してもよい。絶縁膜５０Ａ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。
【００２４】
図２において、セル部３４の内面のＸ方向及びＹ方向の幅を等しくａ１として、セル部３４の深さ（透明電極３６の底面から絶縁膜５０Ａの表面までのＺ方向の間隔）をａｈとする。このとき、底面電極３７（反射面３７ａ）のＹ方向の長さはほぼａ１、Ｘ方向の幅ａ４は、ほぼａ１／２である。
一例として、セル部３４の深さａｈはほぼ１０００ｎｍである。また、セル部３４内の幅ａ１をほぼ１μｍ（１０００ｎｍ）とすると、絶縁膜５０Ａの厚さａ３はほぼ１００ｎｍ、底面電極３７のＸ方向の幅ａ４はほぼ５００ｎｍ、セル部３４内の底面で底面電極３７をＸ方向に挟む２つの長方形の領域のＸ方向の幅ａ５はほぼ２５０ｎｍである。また、セル部３４内で底面電極３７（絶縁膜５０Ａ）の表面に第２液体Ｌｑｂが分布し、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面がＸＹ面に平行な状態で、第１液体ＬｑａのＺ方向の深さ（厚さ）をａ２、第２液体ＬｑｂのＺ方向の深さ（厚さ）をｄとすると、以下のように、深さａ２と深さｄとの和はセル部３４の深さａｈになる。
【００２５】
ａｈ＝ａ２＋ｄ …（１）
また、深さｄは照明光ＩＬの波長に応じて設定され（詳細後述）、深さａ２は式（１）及び深さｄに基づいて設定される。一例として、深さａ２は７４５ｎｍ程度に設定される。
本実施形態の複数の画素３２用の底面電極３７及びこれらの電極用の配線（不図示）等が形成された隔壁部材３３は、例えばＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム）技術を用いて製造可能である。なお、ベース部材３１及び隔壁部材３３を含む本体部３０を一体的にＭＥＭＳ技術（及び半導体素子の製造技術）を用いて製造することも可能である。
【００２６】
本実施形態では、図３（Ａ）において、複数の画素３２の透明電極３６は共通に接地（接地レベルを０Ｖとする）されている。一例として、＋Ｚ方向が鉛直方向であり、第２液体Ｌｑｂの比重は第１液体Ｌｑａの比重よりも軽いとする。また、位置Ａ１の照明光ＩＬ１が照射されている第１の状態の画素３２においては、底面電極３７には電圧０が印加されており、透明電極３６と底面電極３７との電位は同じであるとする。このとき、セル部３４内の底面電極３７側には第２液体Ｌｑｂが深さｄで分布しており、位置Ａ１の画素３２に入射する照明光ＩＬ１は第１液体Ｌｑａ及び深さｄの第２液体Ｌｑｂを通過して底面電極３７の表面（反射面３７ａ）で反射されて、窓部３４ａ側に戻される。
【００２７】
これに対して、位置Ａ２の照明光ＩＬ２が照射されている第２の状態の画素３２においては、底面電極３７には接地レベルよりも高い所定の正の電圧Ｖ１が印加されており、透明電極３６と底面電極３７との電位差はＶ１である。第１液体Ｌｑａが純水（比誘電率がほぼ８０）で、セル部３４の内面の幅がほぼ１μｍである場合、電圧Ｖ１は例えば１８０Ｖである。このとき、第１液体Ｌｑａの比誘電率εａは第２液体Ｌｑｂの比誘電率εｂに対してほぼ１０倍以上であるため、第１液体Ｌｑａと底面電極３７との間に作用する静電力の引力（静電引力）は、第２液体Ｌｑｂと底面電極３７との間に作用する静電引力よりも大きくなる。そのため、エレクトロウェッティングの作用に基づいて、位置Ａ２の画素３２のセル部３４内で透明電極３６と底面電極３７の表面３７ａの、表面３７ａとほぼ同じＸ方向の幅を持つ有効領域３７ｂとの間の領域は第１液体Ｌｑａで満たされる。そして、位置Ａ２の画素３２に入射する照明光ＩＬ２はほぼ第１液体Ｌｑａのみを通過して底面電極３７の表面（反射面３７ａ）で反射されて、窓部３４ａ側に戻される。
【００２８】
本実施形態では、第１の状態の画素３２（０）の底面電極３７の反射面で反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量に対して、第２の状態の画素３２（π）の反射面で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量は１８０°（π）異なっている。このためには、第１の状態の画素３２（０）において、深さｄの第２液体Ｌｑｂ（屈折率ｎｂ）の部分をＺ方向に往復する照明光ＩＬ１の位相の変化量が、第２の状態の画素３２（π）において、深さｄの第１液体Ｌｑａ（屈折率ｎａ）の部分をＺ方向に往復する照明光ＩＬ２の位相の変化量に対して１８０°（π）（光路長で１／２波長）異なっていればよい。照明光ＩＬ１，ＩＬ２の波長をλとすると、上記のように第１の状態及び第２の状態の画素３２を設定するための条件は次のようになる。
２ｄ（ｎａ−ｎｂ）＝λ／２ …（２）、 ｄ＝λ／｛４（ｎａ−ｎｂ）｝ …（３）
式（２）又は式（３）の条件を満たすことができる第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂの例を次の表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
比誘電率は例えば１００Ｈｚ以上の交流信号に対する値である。フロリナート（登録商標）、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）はフッ素系オイルであり、いずれも屈折率が純水よりも小さく、比誘電率が純水の１／１０〜１／４０程度である。また、これらのフッ素系オイル（フッ素系不活性液体）は水とは混じり合わない（水と非混合性である）。従って、本実施形態において、純水を第１液体Ｌｑａとして使用し、フロリナート、ＨＦＥ、又はＰＦＰＥを第２液体Ｌｑｂとして使用可能である。表１には、各フッ素系オイルの純水との屈折率差Δｎ、及び式（２）を満たすための深さｄ（厚さ）の値（ｎｍ）が示されている。表１から、式（２）を満たすための深さｄは２５５〜３４５ｎｍであるため、各画素３２の大きさ（配列のピッチ）を１μｍ程度にすることも可能である。なお、フロリナートは比誘電率が最も小さく、かつ屈折率が最も小さく、必要な深さｄ（＝２５５ｎｍ）が最も小さいため、第２液体Ｌｑｂとしてはフロリナートが最も好ましい。
【００３１】
また、表１には、高屈折率液体であるデカリン(decalin）の屈折率及び比誘電率も掲載している。デカリンは屈折率が純水より大きく、かつ比誘電率が純水より小さいとともに、水とは非混合性である。従って、例えば第１液体Ｌｑａとして純水を使用し、第２液体Ｌｑｂとしてデカリンを使用することも可能である。また、第１液体Ｌｑａとしてデカリンを使用し、第２液体Ｌｑｂとしてフロリナートを使用することも可能である。さらに、第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂとしては、要は屈折率及び比誘電率が互いに異なり、かつ互いに非混合性の任意の液体を使用可能である。なお、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂは照明光ＩＬに対して純水程度の透過率を持つことが好ましい。
【００３２】
次に、図２において、変調制御部４８は、図１（Ａ）の複数の画素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、複数の画素３２の状態（底面電極３７に印加される電圧）の分布に対応するデータが格納されたメモリーであるＳＲＡＭ５４と、ＳＲＡＭ５４の出力を増幅する画素３２と同じ個数の増幅器５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，…と、全部の画素３２の透明電極３６を一括して接地する接地ラインと、を有する。増幅器５５Ａ，５５Ｂ等の出力はそれぞれ信号ライン及びセル部３４に設けた配線（不図示）を介して対応する画素３２の底面電極３７に供給されている。本実施形態では、各底面電極３７には、電圧０（ここでは接地レベル）（第１の状態）又は上記の電圧Ｖ１（第２の状態）が印加される。なお、ＳＲＡＭ５４の代わりに、シフトレジスターを使用することも可能である。
【００３３】
本実施形態において、ＳＲＡＭ５４には予め全部の画素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画素３２が、第１の状態の画素３２（０）又は斜線が施された第２の状態の画素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画素３２の第１の状態又は第２の状態の配列を、一つの画素３２を単位として任意の配列に設定可能である。
【００３４】
次に、本実施形態の空間光変調器２８の本体部３０の製造方法の一例につき図３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。まず、ＭＥＭＳ技術等を用いて、図３（Ａ）の本体部３０のうち、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂを除いた複数のセル部３４及び底面電極３７等が形成された隔壁部材３３を製造し、一面に透明電極３６が形成されたカバーガラス３５、及び排出部５１が設けられたベース部材３１を製造する。
【００３５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、カバーガラス３５の透明電極３６の上面に順次、深さａ２の第１液体Ｌｑａ及び深さｄの第２液体Ｌｑｂを供給する。透明電極３６の上面の周辺部には、液体が外部に漏れ出ないように枠状部材（不図示）が載置され、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂ中に差し込んだロッド状の電極（不図示）を接地し、透明電極３６に所定の正の電位を与えることで、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂは透明電極３６の上面に安定に保持される。液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さは、一例として、その枠状部材内に供給する各液体の体積とその枠状部材内の面積とから決定される。
【００３６】
そして、例えば真空環境下で、隔壁部材３３のセル部３４の窓部３４ａをカバーガラス３５上の第２液体Ｌｑｂに向けて、隔壁部材３３をカバーガラス３５上の透明電極３６に接触させて、透明電極３６の電位を０にする。さらに、例えば接着により隔壁部材３３とカバーガラス３５とを固定する。その後、例えば大気圧環境下で、隔壁部材３３を覆うようにベース部材３１の開放端をカバーガラス３５に接触させ、接着等で隔壁部材３３の支持部材３３Ｓとベース部材３１とを固定し、ベース部材３１とカバーガラス３５とを固定し、排出部５１を介してベース部材３１の内部の液体を排出することで、本体部３０が完成する。
【００３７】
本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の配列面ＤＰに入射する照明光ＩＬを変調する空間光変調器２８は、配列面ＤＰを横切るＺ方向に沿った隔壁部３３ａを有するセル部３４と、セル部３４に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂと、セル部３４の照明光ＩＬが入射する窓部３４ａの全面に設けられる透明電極３６（第１電極）と、セル部３４の底面３４ｂの一部に設けられる照明光ＩＬに対する反射部を兼用する底面電極３７（第２電極）と、セル部３４の透明電極３６及び底面電極３７に印加する電圧を制御する変調制御部４８と、を備えている。そして、変調制御部４８は、電極３６，３７に印加する電圧（電極３６，３７間の電位差）によって、セル部３４内における液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御して、セル部３４の底面電極３７（反射部）で反射される照明光ＩＬの光路長、ひいては反射光の位相を制御する。
【００３８】
本実施形態の空間光変調器２８によれば、セル部３４に設けられる電極３６，３７に印加される電圧（電極３６，３７間の電位差）によって、誘電率が高い液体Ｌｑａが電極３７に引き寄せられる方向に力が働くことによって、当該セル部３４内における液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御することができる。また、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの屈折率が異なるため、２つの液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さ及び屈折率の相違に基づいて、セル部３４を含む画素３２（光学要素）で反射される照明光ＩＬの光路長、ひいては位相を制御することができる。
【００３９】
さらに、各画素３２は隔壁部３３ａで仕切られているため、画素３２間の静電力の影響及び画素３２間の液体の流れが抑制されて、高い解像度が得られる。
なお、透明電極３６は、セル部３４の窓部３４ａの一部に設けてもよく、底面電極３７はセル部３４の底面３４ｂの全面に設けてもよい。
（２）本実施形態では、第２の状態の画素３２では底面電極３７に正の電圧Ｖ１を印加している。しかしながら、第２の状態の画素３２では底面電極３７に負の電圧を印加してもよい。
【００４０】
（３）また、底面電極３７が反射部を兼用しているため、画素３２の構成が簡素である。
なお、底面電極３７を設ける代わりに、セル部３４の側面に電極を設け、底面電極３７の代わりに反射部材を配置してもよい。このとき、その側面の電極と透明電極３６との電位差によってセル部３４内の反射部材の上方の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの厚さの比を制御することで、反射光の位相を制御できる。
【００４１】
（４）また、本実施形態では、各画素３２を第１又は第２の状態に設定しているが、各画素３２を、反射される照明光ＩＬの位相をその第１の状態に対して１８０°以外の値（例えば４５°、９０°、１３５°等）で異なる他の状態に設定してもよい。さらに、各画素３２で反射される照明光ＩＬの位相をその第１の状態の位相と任意の位相だけ異なるように設定してもよい。
【００４２】
（５）また、本実施形態の空間光変調器２８は反射型であるが、例えば図２において、底面電極３７を設ける代わりに、セル部３４の側面に電極を設け、絶縁膜５０Ａを透過性のガラス基板とすることで、各画素３２を透過型の画素とすることも可能である。この場合には、照明光ＩＬは、各セル部３４内を一度透過するのみであるため、各画素３２を上記の第１の状態又は第２の状態に設定するための第２液体Ｌｑｂの深さｄは、以下の式で示すように、上記の式（２）又は式（３）で定まる値の２倍になる。
【００４３】
ｄ（ｎａ−ｎｂ）＝λ／２ …（４）、 ｄ＝λ／｛２（ｎａ−ｎｂ）｝ …（５）
（６）また、本実施形態の空間光変調器２８は位相変調型であるが、図２において、セル部３４内に、第１液体Ｌｑａとともに、透過率及び誘電率が第１液体Ｌｑａと異なる別の液体Ｌｑｃ（第２液体）を収容することで、空間光変調器２８を振幅変調型（又は強度変調型）とすることもできる。その液体Ｌｑｃとしては、例えば上記のフッ素系オイルに照明光ＩＬを吸収する染料を加えた、照明光ＩＬに対する透過率がほぼ０の液体を使用できる。この構成では、２つの液体Ｌｑａ，Ｌｑｃの厚さ及び透過率の相違に基づいて、セル部３４を含む画素３２（光学要素）で反射される照明光ＩＬの透過率を制御することができる。具体的に、上記の第１の状態では、画素３２からの反射光の光量がほぼ０になり、第２の状態では、画素３２からの反射光の光量が大きくなる。また、このような振幅又は強度変調型の空間光変調器において、底面電極３７の代わりにセル部３４の側面に電極を設け、絶縁膜５０Ａをガラス基板とすることで、各画素を透過型とすることもできる。
（７）また、空間光変調器２８の画素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、画素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。
【００４４】
なお、上記の実施形態では以下のような変形が可能である。
まず、上記の実施形態では、画素３２のセル部３４の底面又は側面に電極（底面電極３７等）を設けているが、図４の第１変形例の空間光変調器２８Ａで示すように、本体部３０Ａの各画素３２Ａにおいて、セル部３４の底面部３４ｂに底面電極３７（第２電極）を設けるとともに、セル部３４内の窓部３４ａ（透明電極３６）に近い部分の側面に、Ｘ方向（底面電極３７の長手方向に直交する方向）に対向するように１対の導電体の薄膜よりなる側壁電極３９Ａ，３９Ｂ（第３電極）を設けてもよい。その導電体は例えば金属又はポリシリコン等であり、側壁電極３９Ａ，３９Ｂは横方向（Ｙ方向）に細長い矩形の薄膜である。側壁電極３９Ａ，３９Ｂはセル部３４に設けた配線によって導通している。なお、図４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。
【００４５】
図４において、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの表面には、底面電極３７の表面を覆う絶縁膜５０Ａと同様の絶縁膜５０Ｂが設けられている。そして、セル部３４内には第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂが収容されている。液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面がＸＹ面に平行な状態で、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの深さはそれぞれａ２及びｄである。本実施形態では、側壁電極３９Ａ，３９ＢのＹ方向の幅はａ１（セル部３４内面の幅）であり、側壁電極３９Ａ，３９ＢのＺ方向の幅ａ６は、第１液体Ｌｑａの深さａ２よりも大きく設定されている。また、セル部３４内面のＸ方向の幅ａ１’は、電極３９Ａ，３９Ｂ及び絶縁膜５０Ａの厚さ分だけ幅ａ１よりも小さく設定されている。
【００４６】
一例として、セル部３４内のＹ方向の幅ａ１がほぼ１０００ｎｍであるとき、電極３９Ａ，３９Ｂ及び絶縁膜５０Ａの厚さはそれぞれほぼ５０ｎｍで、セル部３４のＸ方向の幅ａ１’はほぼ８００ｎｍである。また、一例として、第１液体Ｌｑａの深さａ２が７４５ｎｍ、第２液体Ｌｑｂの深さｄが２５５ｎｍであるとき、側壁電極３９Ａ，３９ＢのＺ方向の幅ａ６はほぼ８００ｎｍ、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの下端と絶縁膜５０Ａの表面とのＺ方向の間隔ａ７はほぼ２００ｎｍである。さらに、底面電極３７のＸ方向の幅ａ４はほぼ５００ｎｍ、セル部３４内の底面で底面電極３７をＸ方向に挟む２つの領域のＸ方向の幅ａ５’はほぼ１５０ｎｍである。
【００４７】
また、空間光変調器２８Ａの変調制御部４８Ａは、各画素３２Ａに対応して、出力部が側壁電極３９Ａ，３９Ｂに接続され入力部が増幅器５５Ａ等に接続された電圧変換部５６を有する。電圧変換部５６は、増幅器５５Ａ等の出力が０（接地レベル）であるときに電圧Ｖ２を出力し、増幅器５５Ａ等の出力がＶ１であるときに０を出力する。この他の構成は上記の実施形態と同様であり、透明電極３６は接地（接地レベルを０とする）されている。
【００４８】
この第１変形例において、図５（Ｂ）に示すように、仮想的に底面電極３７及び側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧を０としたときに、絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ２は９０°よりも大きくなり、底面電極３７（反射面）の上方では他の領域に比べて第１液体Ｌｑａの厚さが厚くなっている。このとき、図５（Ａ）に示すように、照明光ＩＬ１が照射されている第１の状態の画素３２Ａ（画素３２Ａ（０））においては、底面電極３７には電圧０が印加され、側壁電極３９Ａ，３９Ｂには正の電圧Ｖ２が印加される。この状態で、第１液体Ｌｑａは、側壁電極３９Ａ，３９Ｂからの静電引力によって、セル部３４内で側壁電極３９Ａ，３９Ｂに近い領域に保持される。また、絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ１はほぼ９０°である。
【００４９】
言い替えると、第１の状態の画素３２Ａにおいて、側壁電極３９Ａ，３９Ｂには絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ１がほぼ９０°となるような電圧Ｖ２が印加される。電圧Ｖ２は第２の状態で底面電極３７に印加される正の電圧Ｖ１よりも小さい電圧でよい。電圧Ｖ２は例えば２５Ｖである。このとき、セル部３４内の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面はＸＹ面にほぼ平行で、かつセル部３４内の底面電極３７側には第２液体Ｌｑｂが深さｄで分布している。そして、画素３２Ａに入射する照明光ＩＬ１は第１液体Ｌｑａ及び深さｄの第２液体Ｌｑｂを通過して底面電極３７の表面（反射面）で反射されて、カバーガラス３５側に戻される。
【００５０】
これに対して、図５（Ｃ）に示すように、照明光ＩＬ２が照射されている第２の状態の画素３２Ａ（画素３２Ａ（π））においては、底面電極３７には接地レベルよりも高い正の電圧Ｖ１が印加され、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧は０にされる。このとき、第１液体Ｌｑａの比誘電率εａは第２液体Ｌｑｂの比誘電率εｂに対してほぼ１０倍以上であり、第１液体Ｌｑａには底面電極３７の方向に引き寄せられる方向に力が働く。さらに、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧が０にされることで、絶縁膜５０Ｂに対する第１液体Ｌｑａの接触角θｃ３は９０°よりも大きくなる。これによって、第１液体Ｌｑａと第２液体Ｌｑｂの境界面は凹面になり、底面電極３７と第１液体Ｌｑａの間の距離が短くなる。底面電極３７と第１液体Ｌｑａの間の距離が短いほど電場が強くなるため、第１液体Ｌｑａが底面電極３７の方向に引き寄せられる力は大きくなる。第１液体Ｌｑａが底面電極３７の方向に引き寄せられていき、最終的に画素３２Ａのセル部３４内で透明電極３６と底面電極３７の表面との間の領域はほぼ第１液体Ｌｑａで満たされる。この状態で、画素３２Ａに入射する照明光ＩＬ２はほぼ第１液体Ｌｑａのみを通過して底面電極３７の表面（反射面）で反射されて、カバーガラス３５側に戻される。
【００５１】
この変形例でも、第２液体Ｌｑｂの深さｄは式（２）を満たすため、第１の状態の画素３２Ａ（０）の底面電極３７の反射面で反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量に対して、第２の状態の画素３２Ａ（π）の底面電極３７の反射面で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量は１８０°（π）異なっている。そして、底面電極３７及び側壁電極３９Ａ，３９Ｂに印加する電圧の組を第１の状態の（０，Ｖ２）と第２の状態の（Ｖ１，０）との間で高速に切り替えることによって、画素３２Ａを第１の状態と第２の状態との間で高速に切り替えることができる。
【００５２】
この変形例において、側壁電極３９Ａ，３９Ｂの電圧が０であるときには、図５（Ｂ）に示すように、第１液体Ｌｑａの接触角θｃ２は９０°よりも大きくなっている。このため、画素３２Ａを第２の状態にするために底面電極３７に印加する電圧Ｖ１は、上記の実施形態（図２）の底面電極３７に印加される電圧よりも小さくできる。例えば、第１液体Ｌｑａが純水で、セル部３４の内面の幅ａ１がほぼ１μｍである場合、図５（Ｃ）の底面電極３７に印加する電圧Ｖ１はほぼ９０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／２）に低減できる。従って、変調制御部４８Ａの回路の高集積化が容易であり、発熱量も低減できる。
【００５３】
次に、図４の変形例ではセル部３４Ａ内の側面に１対の側壁電極３９Ａ，３９Ｂを設けている。さらに、図６の第２変形例の空間光変調器２８Ｂの本体部３０Ｂの画素３２Ｂで示すように、セル部３４内の側面に、Ｘ方向の１対の側壁電極３９Ａ，３９Ｂに加えて、Ｙ方向に対向するように配置された導電体の薄膜よりなる１対の側壁電極３９Ｃ，３９Ｄを設け、側壁電極３９Ｃ，３９Ｄを覆うように絶縁膜５０Ｂを設けてもよい。この変形例において、側壁電極３９Ｃ，３９Ｄの形状は側壁電極３９Ａ，３９Ｂと同じであり、セル部３４内のＹ方向の幅はＸ方向の幅（図４の幅ａ１’）と同じである。また、側壁電極３９Ａ〜３９Ｄはセル部３４に設けられた配線によって導通しており、側壁電極３９Ｃ，３９Ｄには側壁電極３９Ａ，３９Ｂと同じ電圧が印加される。その他の構成は図４の変形例と同じである。
【００５４】
図６の変形例において、底面電極３７及び側壁電極３９Ａ〜３９Ｄに印加する電圧の組を第１の状態の（０，Ｖ２）と第２の状態の（Ｖ１，０）との間で高速に切り替えることによって、画素３２Ｂを互いに反射光の位相が１８０°異なる第１の状態と第２の状態との間で高速に切り替えることができる。
さらに、この変形例の画素３２Ｂによれば、側壁電極３９Ａ〜３９Ｄがセル部３４内を囲んでいるため、第２の状態で底面電極３７に印加する電圧Ｖ１をより小さくできる。具体的に、第１液体Ｌｑａが純水で、セル部３４内の幅がほぼ８００ｎｍである場合、第２の状態で底面電極３７に印加する電圧Ｖ１はほぼ６０Ｖ（図４の変形例における９０Ｖのほぼ２／３）に低減できる。従って、変調制御部の回路の高集積化がより容易であり、発熱量も低減できる。
【００５５】
次に、上記の実施形態及びその変形例では、画素３２のセル部３４の底面電極３７等は平坦である。これに対して、図７の第３変形例の空間光変調器で示すように、本体部の各画素３２Ｃにおいて、セル部３４の底面部に設けた導電体よりなる底面電極３７Ａの表面に、ＸＺ面に平行な面内の断面形状が三角形のＹ方向に細長い屋根型の突き出し電極部３８を設けてもよい。この場合、底面電極３７Ａの表面は照明光ＩＬを反射する反射面である。また、底面電極３７Ａの表面に設けられる絶縁膜５０Ｃ（図２の絶縁膜５０Ａと同じ材料からなる）の突き出し電極部３８を覆う部分にも屋根型の凸部５０Ｃａが形成される。なお、図７及び図８（Ａ）〜（Ｃ）において、図２及び図３（Ａ）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。
【００５６】
図７において、セル部３４内には第１液体Ｌｑａ及び第２液体Ｌｑｂが収容されている。この他の構成は図２の実施形態と同様である。画素３２Ｃ内の液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面がＸＹ面に平行な状態で、絶縁膜５０Ｃの凸部５０Ｃａの高さａ１０は第２液体Ｌｑｂの深さよりも低く設定されている。一例として、セル部３４内の幅がほぼ１０００ｎｍであるとき、突き出し電極部３８の底面のＸ方向の幅ａ８はほぼ２００ｎｍ、底面電極３７Ａの突き出し電極部３８をＸ方向に挟む２つの部分のＸ方向の幅ａ９はほぼ１５０ｎｍ、凸部５０Ｃａの高さａ１０（突き出し電極部３８の高さ）はほぼ２００ｎｍである。
【００５７】
この第３変形例において、図８（Ｂ）に示すように、照明光ＩＬ１が照射されている第１の状態の画素３２Ｃ（画素３２Ｃ（０））においては、底面電極３７には電圧０が印加され、セル部３４内で底面電極３７Ａ側に第２液体Ｌｑｂが分布し、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面はＸＹ面に平行である。そして、画素３２Ｃに入射する照明光ＩＬ１は第１液体Ｌｑａ及び式（２）を満たす深さｄの第２液体Ｌｑｂを通過して底面電極３７Ａの表面（反射面）で反射されて、カバーガラス３５側に戻される。この際に、底面電極３７Ａの表面のうち、突き出し電極部３８の表面３８ａで反射される照明光ＩＬ１はセル部３４の内部で吸収又は散乱されてカバーガラス３５側には殆ど戻されない。このため、図７の幅ａ８，ａ９を用いて、照明光ＩＬ１の使用効率は図２の実施形態と比べて次のようにほぼ６０％になる。
【００５８】
２・ａ９／（ａ８＋２・ａ９）＝０．６＝６０（％） …（６）
また、図８（Ｃ）に示すように、照明光ＩＬ２が照射されている第２の状態の画素３２Ｃ（画素３２Ｃ（π））においては、底面電極３７Ａには接地レベルよりも高い正の電圧Ｖ１が印加される。このため、画素３２Ｃのセル部３４内で透明電極３６と底面電極３７Ａの表面との間の領域はほぼ第１液体Ｌｑａで満たされる。この状態で、画素３２Ｃに入射する照明光ＩＬ２のうちで、突き出し電極部３８の表面３８ａを除く底面電極３７Ａの表面（反射面）で反射された照明光は、ほぼ第１液体Ｌｑａのみを通過してカバーガラス３５側に戻される。そして、第１の状態の画素３２Ｃ（０）の底面電極３７Ａの反射面で反射される照明光ＩＬ１の位相の変化量に対して、第２の状態の画素３２Ｃ（π）の底面電極３７Ａの反射面で反射される照明光ＩＬ２の位相の変化量は１８０°（π）異なっている。
【００５９】
この変形例において、底面電極３７Ａに電圧Ｖ１を印加すると、突き出し電極部３８近傍で電場が強いため、液体Ｌｑａに働く力は突き出し電極部３８近傍で大きくなる。そのため電圧Ｖ１を印加すると、まずは図８（Ｂ）に示すように、液体Ｌｑａ，Ｌｑｂの境界面は突き出し電極部３８の表面３８ａ（凸部５０Ｃａ）と交差するようになる。言い替えると、突き出し電極部３８が設けられているときには、電圧Ｖ１が小さくとも底面電極３７Ａから第１液体Ｌｑａに対する静電引力（電場）が大きくなり、小さい電圧Ｖ１で画素３２Ｃを第２の状態に設定できる。例えば、第１液体Ｌｑａが純水で、セル部３４の内面の幅がほぼ１μｍである場合、図８（Ｃ）の底面電極３７Ａに印加する電圧Ｖ１はほぼ６０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／３）に低減できる。従って、変調制御部の回路の高集積化が容易であり、発熱量も低減できる。
【００６０】
このように、図７の変形例では、底面電極３７Ａの表面に屋根型の突き出し電極部３８を設けているが、図９（Ａ）の第４変形例の画素３２Ｄで示すように、セル部３４の底面部の底面電極３７Ｂの表面３７Ｂａの中央にＸ方向及びＹ方向に平行な４つの辺で囲まれた正方形の底面を持つ四角錐型（ピラミッド型）の突き出し電極部３８Ａを設けてもよい。このとき、底面電極３７Ｂの表面に設けられた絶縁膜５０Ｄの突き出し電極部３８Ａを覆う部分にも凸部５０Ｄａが形成される。図９（Ｂ）に示すように、突き出し電極部３８Ａ（凸部５０Ｄａ）の底面のＸ方向、Ｙ方向の幅ａ８は図７の突き出し電極部３８のＸ方向の幅ａ８と同じであり、突き出し電極部３８Ａ（凸部５０Ｄａ）の高さａ１０は突き出し電極部３８の高さａ１０と同じである。この変形例においても、図７の変形例と同様に、画素３２Ｄを第２の状態に設定するために図９の底面電極３７Ｂに印加する電圧Ｖ１を低減できる。
【００６１】
なお、底面電極３７Ｂの表面に四角錐型の突き出し電極部３８Ａの代わりに、例えば円錐型の突き出し電極部のように、セル部３４の窓部（透明電極３６）側に向かうほど断面形状が小さくなる凸状の電極部を設けてもよい。これによって、画素３２Ｄを第２の状態に設定するために底面電極３７Ｂに印加する電圧Ｖ１を小さくできる。
次に、図１０に示す第５変形例の画素３２Ｅは、図６の４つの側壁電極３９Ａ〜３９Ｄを持つ画素３２Ｂにおいて、底面電極として図７の屋根型の突き出し電極部３８を持つ底面電極３７Ａを備えたものである。この場合、底面電極３７Ａを覆う絶縁膜としても凸部５０Ｃａを持つ絶縁膜５０Ｃが形成されている。この変形例によれば、画素３２Ｅを第２の状態に設定するために底面電極３７Ａに印加する電圧Ｖ１をほぼ３０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／６）に低減できる。
【００６２】
また、図１１に示す第６変形例の画素３２Ｆは、図６の４つの側壁電極３９Ａ〜３９Ｄを持つ画素３２Ｂにおいて、底面電極として図９の角錐型の突き出し電極部３８Ａを持つ底面電極３７Ｂを備えたものである。この場合、底面電極３７Ｂを覆う絶縁膜としても凸部５０Ｄａを持つ絶縁膜５０Ｄが形成されている。この変形例によれば、画素３２Ｆを第２の状態に設定するために底面電極３７Ｂに印加する電圧Ｖ１をほぼ３０Ｖ（図２の実施形態における１８０Ｖのほぼ１／６）に低減できる。
【００６３】
［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態につき図１２を参照して説明する。図１２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１２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１２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画素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の複数の画素３２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。
【００６４】
以下、図１２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に平行である）内において図１２の紙面に平行な方向にＹ軸を、図１２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。
【００６５】
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。
【００６６】
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の複数の微小な画素１２（図２にセル部３４に対応する部材を有する光学要素）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。
【００６７】
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の画素１２（セル部）は、ＸＹ平面に対してθｘ方向に傾斜した平面（配列面）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。
【００６８】
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画素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の各画素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。なお、各画素１２は、反射光の位相を第１又は第２の状態以外の位相で変化させる状態に設定してもよい。
【００６９】
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。
【００７０】
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画素３２（図２のセル部３４を有する光学要素）の反射面３７ａ（図２参照）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。
【００７１】
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の多数の画素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、画素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の各画素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。
【００７２】
空間光変調器２８の照明領域２６Ａ内の多数のミラー要素３０のアレイで反射された照明光ＩＬは、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の画素３２の像の幅程度である。例えば、画素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。
【００７３】
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。
【００７４】
図１２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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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の複数のセル部３４（画素３２）のアレイに照明光ＩＬを照射する照明光学系ＩＬＳと、複数のセル部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の複数のセル部３４を通過する照明光の位相を制御する露光パターン制御部４３と、を備えている。
【００７８】
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。
【００７９】
（２）また、空間光変調器２８のセル部３４（画素３２）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、複数の画素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。
【００８０】
なお、空間光変調器２８の代わりに、第１の実施形態の変形例の空間光変調器２８Ａ，２８Ｂ等を使用することができる。
（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、記空間光変調器９の複数のセル部（画素１２）を通過する照明光ＩＬの位相を制御する照明系制御部４１と、を備えている。
【００８１】
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。
【００８２】
なお、空間光変調器９の代わりに、第１の実施形態の変形例の空間光変調器２８Ａ，２８Ｂ等を使用することができる。
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の画素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。
【００８３】
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１３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１３において、露光装置ＥＸＡの照明光学系ＩＬＳＡは、図１２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の画素３２（セル部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、画素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。この入射角βに応じて、第１の状態の画素３２で反射される照明光と第２の状態の画素３２で反射される照明光との位相差が１８０°になるように、式（２）又は式（３）のセル部３４内の第２液体Ｌｑｂの深さ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。
【００８４】
また、図１２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１２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。
【００８５】
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１４に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスクのパターンデータを実施形態の露光装置ＥＸ，ＥＸＡの主制御系に記憶するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した露光装置ＥＸ，ＥＸＡ（又は露光方法）により空間光変調器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。
【００８６】
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。
【００８７】
また、上記の実施形態及びその変形例の空間光変調器２８，２８Ａ，２８Ｂ等は、露光装置以外の表示装置又はプロジェクタ等の光学装置にも使用できる。この光学装置は、その空間光変調器２８（又は２８Ａ，２８Ｂ等）と、空間光変調器２８の複数のセル部３４（画素３２）に照明光を照射する照明系（第１光学系）と、それらのセル部３４（画素３２）で変調された光を像面（対象物の表面）に導く結像光学系（第２光学系）と、を備えている。この光学装置によれば、例えば高い解像度が得られる。
【００８８】
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】
【００８９】
ＥＸ，ＥＸＡ…露光装置、ＩＬＳ，ＩＬＳＡ…照明光学系、ＰＬ，ＰＬＡ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、Ｌｑａ…第１液体、Ｌｑｂ…第２液体、２８…空間光変調器、３０…本体部、３２…画素、３４…セル部、３６…透明電極、３７…底面電極、３８…突き出し電極部、３９Ａ〜３９Ｄ…側壁電極、４８…変調制御部、５４…ＳＲＡＭ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列面に入射する光を変調する空間光変調器であって、
前記配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、
前記セル部に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、
前記セル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、
前記セル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、
前記セル部の前記第１及び第２電極に印加される電圧によって、前記セル部内における前記第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、前記セル部を通過する光の光路長を制御することを特徴とする空間光変調器。
【請求項２】
前記第１電極は、前記セル部の前記窓部の全面に設けられる透明電極であ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２電極は、前記セル部の底面の一部に設けられ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】
前記第２電極は、前記セル部に入射する光を反射する反射部を兼用することを特徴とする請求項３に記載の空間光変調器。
【請求項５】
前記第２電極は、前記セル部の側面の少なくとも一部に設けられ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６】
前記セル部の側面の少なくとも一部に設けられる第３電極を備え、
前記第３電極に、前記セル部の側面に対する前記第１及び第２液体の接触角を制御する電圧を印加することを特徴とする請求項３又は４に記載の空間光変調器。
【請求項７】
前記セル部は４つの側面を持ち、
前記第３電極は、前記４つの側面に設けられる４つの電極を含む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】
前記第２電極は、前記セル部の前記窓部に向かって次第に断面積が小さくなる凸部を有することを特徴とする請求項３、４、６又は７に記載の空間光変調器。
【請求項９】
前記第２電極の前記凸部は角錐型又は屋根型であることを特徴とする請求項８に記載の空間光変調器。
【請求項１０】
前記第１及び第２電極には、前記セル部を通過る光の位相を第１の位相だけ変化させる第１組の電圧、又は前記セル部を通過す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組の電圧を含む複数組の電圧のいずれかが与えられ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】
前記配列面に沿って２次元又は１次元のアレイ状に配列された複数の前記セル部と、
前記複数のセル部にそれぞれ対応して設けられた前記第１及び第２電極、並びに前記第１及び第２液体と、
前記複数のセル部について、互いに独立に対応する前記第１及び第２電極の電圧を制御して、前記セル部を通過する光の位相を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項１２】
配列面に入射する光を変調する空間光変調器であって、
前記配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、
前記セル部に収容される互いに透過率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、
前記セル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、
前記セル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、
前記セル部の前記第１及び第２電極に印加される電圧によって、前記セル部内における前記第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、前記セル部を通過する光の透過率を制御することを特徴とする空間光変調器。
【請求項１３】
前記隔壁部は枠状に形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の空間光変調器と、
前記空間光変調器の前記セル部に照明光を照射する第１光学系と、
前記セル部からの光を対象物に導く第２光学系と、を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項１５】
露光光で基板を露光する露光装置において、
請求項１１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セル部のアレイに前記露光光を照射する照明光学系と、
前記複数のセル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複数のセル部からの光の位相パターンを制御する露光制御装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
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１１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複数のセル部からの光の位相パターンを制御する照明制御装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６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。
【請求項１】
配列面に入射する光を変調する空間光変調器であって、
前記配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、
前記セル部に収容される互いに屈折率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、
前記セル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、
前記セル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、
前記セル部の前記第１及び第２電極に印加される電圧によって、前記セル部内における前記第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、前記セル部を通過する光の光路長を制御することを特徴とする空間光変調器。
【請求項２】
前記第１電極は、前記セル部の前記窓部の全面に設けられる透明電極であ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２電極は、前記セル部の底面の一部に設けられ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】
前記第２電極は、前記セル部に入射する光を反射する反射部を兼用することを特徴とする請求項３に記載の空間光変調器。
【請求項５】
前記第２電極は、前記セル部の側面の少なくとも一部に設けられ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６】
前記セル部の側面の少なくとも一部に設けられる第３電極を備え、
前記第３電極に、前記セル部の側面に対する前記第１及び第２液体の接触角を制御する電圧を印加することを特徴とする請求項３又は４に記載の空間光変調器。
【請求項７】
前記セル部は４つの側面を持ち、
前記第３電極は、前記４つの側面に設けられる４つの電極を含む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】
前記第２電極は、前記セル部の前記窓部に向かって次第に断面積が小さくなる凸部を有することを特徴とする請求項３、４、６又は７に記載の空間光変調器。
【請求項９】
前記第２電極の前記凸部は角錐型又は屋根型であることを特徴とする請求項８に記載の空間光変調器。
【請求項１０】
前記第１及び第２電極には、前記セル部を通過る光の位相を第１の位相だけ変化させる第１組の電圧、又は前記セル部を通過す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組の電圧を含む複数組の電圧のいずれかが与えられ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】
前記配列面に沿って２次元又は１次元のアレイ状に配列された複数の前記セル部と、
前記複数のセル部にそれぞれ対応して設けられた前記第１及び第２電極、並びに前記第１及び第２液体と、
前記複数のセル部について、互いに独立に対応する前記第１及び第２電極の電圧を制御して、前記セル部を通過する光の位相を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項１２】
配列面に入射する光を変調する空間光変調器であって、
前記配列面を横切る第１方向に沿った隔壁部を有するセル部と、
前記セル部に収容される互いに透過率及び誘電率が異なる第１及び第２の液体と、
前記セル部の光が入射する窓部の少なくとも一部に設けられる第１電極と、
前記セル部の底面及び側面の少なくとも一部に設けられる第２電極と、を備え、
前記セル部の前記第１及び第２電極に印加される電圧によって、前記セル部内における前記第１及び第２の液体の厚さの比を制御して、前記セル部を通過する光の透過率を制御することを特徴とする空間光変調器。
【請求項１３】
前記隔壁部は枠状に形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の空間光変調器。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の空間光変調器と、
前記空間光変調器の前記セル部に照明光を照射する第１光学系と、
前記セル部からの光を対象物に導く第２光学系と、を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項１５】
露光光で基板を露光する露光装置において、
請求項１１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セル部のアレイに前記露光光を照射する照明光学系と、
前記複数のセル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複数のセル部からの光の位相パターンを制御する露光制御装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
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１１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複数のセル部からの光の位相パターンを制御する照明制御装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７３９７７（Ｐ２０１３−７３９７７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９９６３（Ｐ２０１１−２０９９６３）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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