CN1690861B - 照明光学系、曝光装置、及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明光学系、曝光装置、及器件制造方法。该照明光学系使用来自光源的光照明被照明面，其中：在从光源到被照明面的光路中具有用于调整光的偏振光比的偏振光元件，而且，配置在从偏振光元件到被照明面的光路中的光学元件满足以下的式子：m+2σ＜1.0nm/cm，其中，m：光学元件的玻璃材料的面内双折射量的平均值，σ：光学元件的玻璃材料的面内双折射量的标准偏差。

Description

照明光学系、曝光装置、及器件制造方法

技术领域

本发明涉及一种使用来自光源的光对被照明面进行照明的照明光学系、曝光装置、及器件制造方法，特别是涉及使用短波长的光来照明绘有图案的标线片(掩模)的照明光学系。本发明适用于在用于制造半导体元件、液晶显示元件、摄像元件(CCD等)或薄膜磁头等的光刻工序的投影曝光装置。

背景技术

在半导体元件制造工序的光刻工序中，使用曝光装置。光刻工序为将半导体元件的电路图案投影转印到成为半导体元件的基板(硅基板等)上的工序。

近年来，对半导体元件的微细化的要求不断提高，线和空间的最小线宽希望突破0.15μm达到0.10μm。为了实现微细化，用于光刻工序的投影曝光装置的析像能力的提高成为近年的大课题。

一般在光刻工序中可析像的线宽R使用曝光光源的波长λ、曝光装置的数值孔径NA、比例常数k1用下式表示。

$R=k1\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{NA}}$

因此，如减小波长λ，则可析像的线宽R与波长成比例地减小，如提高数值孔值，则成为反比例，可析像的线宽R减小。为此，近年来，曝光光源的短波长化和高NA化得到进展，现在主流的投影曝光装置的曝光光源为波长248nm的KrF受激准分子激光器，但使用曝光波长短的ArF受激准分子激光器(波长193nm)、及F₂激光器(157nm)作为曝光光源的投影曝光装置也在开发之中。另外，NA的现在的主流为NA0.80左右，但NA0.90的投影曝光装置的开发也在进行之中。

然而，随着光源的短波长化，透射率高的玻璃材料被限定，作为在157nm的波长下经得住使用的玻璃材料考虑的材料现在仅为萤石(CaF₂)。为此，为了良好地由单一玻璃材料校正色差，作为投影光学系，考虑使用组合了折射光学系和反射光学系的反射折射光学系。

作为反射折射光学系的例子，提出有如图5所示那样使用45度反射镜的光学系(例如，参照日本特公平7-111512号公报)。45度反射镜的反射率对于S偏振光(电场向量的方向垂直于反射面的法线和光线的行进方向的垂直光线)与P偏振光(与S偏振光直交的光线)不同。因此，在折射反射光学系中，存在标线片和晶片间的透射率在相对反射镜成为P偏振光的光线和成为S偏振光的光线下不同的问题。

另一方面，在投影曝光装置中，标线片的线和空间形成于晶片上的感光剂的干涉条纹的对比度已知在相对线和空间的折射光为S偏振光时比为P偏振光时高。

因此，在使用具有图5所示那样的45度反射镜的反射折射光学系的投影光学系的投影曝光装置中，当用S偏振光和P偏振光的光通量比相等的光照明标线片面时，发生因为图案方向而使对比度变化的问题。

图6示出将形成有沿y方向延伸的反复图案的标线片适用于图5所示光学系的状态，在图7(a)、(b)示出将形成有沿x方向延伸的反复图案的标线片适用于图5所示光学系的状态。图6所示沿y方向延伸的反复图案的衍射光朝x方向弯曲，衍射光的S偏振光成分相对反射镜成为S偏振光成分。另一方面，图7所示沿x方向延伸的反复图案的衍射光朝y方向弯曲，衍射光的S偏振光成分相对反射镜成为P偏振光成分。

如前面说明的那样，反射镜的反射率对S偏振光成分和P偏振光成分不同，所以，图6所示的反复图案和图7所示反复图案分别发生的衍射光的S偏振光成分分别成为S偏振光和P偏振光，所以，透过投影光学系的透射率不同。合计S偏振光成分与P偏振光成分获得的透射率与图案无关地保持一定，所以，到达晶片面的衍射光的S偏振光成分与P偏振光成分的光通量比例随图案的方向而不同。如前面说明的那样，对比度对S偏振光成分和P偏振光成分不同，所以，在使用反射折射光学系的投影光学系的投影曝光装置中，当用S偏振光与P偏振光的光通量比相等的光照明标线片面时，发生对比度随图案的方向而不同的现象。

因此，当由S偏振光与P偏振光的光通量比相等的光照明标线片面时，发生对比度随图案的方向而不同、析像能力随图案方向而不同的被称为“HV差”的错误。因此，发生使用投影曝光装置制作的半导体元件的效率下降的这样的问题。

为此，还提出有由部分偏振光光照明标线片面使得在晶片面的S偏振光与P偏振光的光通量比相等的方法(例如，参照日本特开2000-3852号公报专利)。

如在照明光学系内设为预定的偏振光比，则由于到标线片面之前的照明光学系内的玻璃材料所具有的双折射和由在固定透镜时加到透镜的应力发生的双折射，使偏振光状态变化。

图8示出在照明光学系内的光瞳位置成为S偏振光的光在标线片面分别成为S偏振光、P偏振光的什么样的光强度分布的结果。该照明光学系在光瞳位置具有偏振光比调整用的光学系，以波长157nm的光为光源，将双折射量按m+2σ(m：平均值，σ：方差)表示时为2nm/cm的萤石作为照明光学系的透镜。

从照明光学系内的光瞳位置到标线片的玻璃厚为约为500μm，透镜的片数为15片。右侧的图为在标线片面的预定点的P偏振光的光的光瞳分布。即使在入射S偏振光的场合，透镜内的双折射也使其变化为P偏振光，当萤石的双折射为2nm/cm时，在标线片面，发生最大25％的P偏振光。

图9示出用于照明光学系透镜的玻璃材料的双折射量与在照明系内的光瞳位置为S偏振光的光在标线片面的光瞳内最大的P偏振光强度之间的关系。同一双折射量的多个点示出改变透镜在镜筒的装入角度的场合，通过进相轴方向的组合使在标线片面的光瞳内的最大的P偏振光强度变化。如从图可以看出的那样，随着双折射量增大，从S偏振光向P偏振光变化的比例增大，当容许5nm/cm的双折射时，有时在照明光学系的光瞳位置为S偏振光的光中的90％的光变成P偏振光。

发明内容

为此，本发明的例示的目的在于提供一种可在标线片面上实现所期望的偏振光照明的照明光学系。

作为本发明的例示的方面的照明光学系使用来自光源的光照明被照明面，其特征在于：在从光源到被照明面的光路中具有用于调整光的偏振光比的偏振光元件，而且，配置在从偏振光元件到被照明面的光路中的光学元件满足以下的式子。

m+2σ＜1.0nm/cm

其中，m：光学元件的玻璃材料(硝材)的面内双折射量的平均值，

σ：光学元件的玻璃材料的面内双折射量的标准偏差。

作为本发明的其它例示的方面的照明光学系使用来自光源的光照明被照明面；其特征在于：在从光源到被照明面的光路中具有用于调整光的偏振光比的偏振光元件，而且，在从偏振光元件到被照明面的光路中配置具有能力的光学元件。

也可在该照明光学系的从偏振光元件到被照明面的光路中不配置光学元件。另外，也可在从偏振光元件到被照明面的光路中配置用于使光的偏振光状态为随机状态的光学元件。也可在从偏振光元件到被照明面的光路中可交换地插拔相位板和平行平板。刚通过偏振光元件后的光的偏振光比与在被照明面上的光的偏振光比也可不同。偏振光元件也可配置到照明光学系的光瞳位置近旁。

偏振光元件也可为偏振光分离板，该偏振光分离板具有在表面形成电介质多层膜的至少1个面，而且面相对光的光轴倾斜大于等于15°小于等于65°地配置。偏振光元件也可为λ/4相位板或λ/2相位板。另外，配置在从光源到偏振光元件的光路中的光学元件也可满足以下式子地构成。

m+2σ＜1.0nm/cm

其中，m：光学元件的玻璃材料的面内双折射量的平均值，

σ：光学元件的玻璃材料的面内双折射量的标准偏差。

也可在偏振光元件的光源侧配置偏振光分离板，该偏振光分离板具有在表面形成电介质多层膜的至少1个面，而且面相对光的光轴倾斜大于等于15°小于等于65°地配置。配置在从光源到偏振光元件的光路中的光学元件也可满足以下式子地构成。

m+2σ＜5.0nm/cm

其中，m：光学元件的玻璃材料的面内双折射量的平均值，

σ：光学元件的玻璃材料的面内双折射量的标准偏差。

入射到偏振光元件的光的光线群的光通量重心也可与光的光轴实质地平行。偏振光元件也可在光路中插拔。也可使光的偏振光比的调整量相互不同的多个偏振光元件可交换地插拔。

作为本发明的再另一例示的方面曝光装置的特征在于：具有上述照明光学系和用于将通过被照明面的光引导至基板的投影光学系。曝光装置为扫描式曝光装置，而且形成电介质多层膜的偏振光元件的至少1个面沿扫描方向倾斜地配置。

作为本发明的再另一例示的方面的器件制造方法的特征在于：具有由上述的曝光装置在基板进行图案的投影曝光的工序和在投影曝光后的基板进行预定的处理的工序。

本发明的其它目的和进一步的特征可根据以下参照附图说明的实施形式变得明确。

附图说明

图1为包含本发明实施形式1的照明光学系的曝光装置的示意构成图。

图2为包含本发明实施形式2的照明光学系的曝光装置的示意构成图。

图3为包含本发明实施形式3的照明光学系的曝光装置的示意构成图。

图4为包含本发明实施形式4的照明光学系的曝光装置的示意构成图。

图5为示出过去的反射折射光学系的构成例的框图。

图6为将形成沿y方向延伸的反复图案的标线片适用于图5所示光学系的状态的框图。

图7为将形成沿x方向延伸的反复图案的标线片适用于图5所示光学系的状态的框图，(a)为沿y方向观看到的正面图，(b)为沿x方向看到的侧面图。

图8为示出双折射量为2nm/cm的照明光学系的偏振光变化的计算结果的偏振光光通量分布图。

图9为示出用于照明光学系透镜的玻璃材料的双折射量与在照明系内的光瞳位置为S偏振光的光在标线片面的光瞳内最大的偏振光强度的关系的图。

图10为包含本发明实施形式5的照明光学系的曝光装置的示意构成图。

图11为包含本发明实施形式6的照明光学系的曝光装置的示意构成图。

图12为用于说明图1所示曝光装置的器件制造方法的流程图。

图13为图12所示步骤104的详细的流程图。

具体实施方式

(实施形式1)

下面根据图1说明本发明实施形式1的照明光学系。图1为包含本发明实施形式的照明光学系的曝光装置S的示意构成图。在光源1使用KrF受激准分子激光器、ArF受激准分子激光器、及F₂激光器等。光束成形光学系2对来自光源的光进行引导，在哈耳罗麦(ハェノメ)透镜4上形成所期望的光强度分布。偏振光元件3在标线片10面(被照明面)成为预定的偏振光比地调整偏振光比。哈耳罗麦透镜4对来自光源的光进行波面分割，形成多个2次光源。聚光透镜5将来自由哈耳罗麦透镜4形成的2次光源的光重叠地重合到遮蔽片6。这样，可获得均匀的光强度分布。作为光学元件的透镜7和透镜9为中继光学系，由作为光学元件的折曲反射镜8使通过遮蔽片6的光偏转，从而使遮蔽片6与标线片10成为共轭关系。当由折曲反射镜偏转时，如入射角度从45度产生大的偏离，则由形成于反射镜的电介质反射膜相对反射镜在P偏振光的光和S偏振光的光产生相位差，偏振光状态破坏。为此，入射到折曲反射镜的光束最好处于45度±30度或其以内。另外，即使是电介质透射膜，当相对与反射膜相比较小的面产生大的倾斜时，偏振光导致相位差。为此，最好入射到透镜的光束与从透镜出射的光束在0度±50度或其以内。具有从该光束成形光学系2到标线片10前面附近的透镜9地构成照明光学系，该照明光学系包含光源1地构成照明光学装置。投影光学系11将绘于标线片10上的图案投影到涂覆了感光剂的晶片(基板)12上。本发明为了维持由偏振光元件3形成的偏振光比地照明标线片10，使从偏振光元件3到标线片10的光路上的光学构件的双折射用m+2σ表示时小于等于1nm/cm。这样，如图9所示那样，可使偏振光比的变化小于等于10％，可获得足够的成像性能。

当保持透镜时，如加应力，则在透镜加双折射，所以，在保持从偏振光元件3到标线片10的光路上的光学构件时需要不加极力应力地保持。作为偏振光元件3，最好在相对光路倾斜的大于等于1个的面形成电介质多层膜。当面相对光路(即光轴)垂直时，难以区别S偏振光与P偏振光，所以，需要使面倾斜。作为面的倾斜角度，从膜的设计考虑最好在15度到65度之间。在将电介质多层膜(以下称电介质膜)形成于2个面的场合，为了相对光轴使朝上光线与朝下光线的偏振光特性相同，使2个面朝相反方向倾斜，从与光轴垂直的方向观看时成为八字形(参照图1)。另外，当光线入射到偏振光元件3的角度变化时，S偏振光和P偏振光的透射率反射率变化，所以，最好入射到偏振光元件3的各点的光线群的光通量重心与光轴平行。

在图1中，作为由电介质膜调整偏振光比的偏振光元件3以透射型的元件为例进行了说明，但当然也可使用反射型的偏振光元件。在由电介质膜调整偏振光比的场合，为了实现所期望的偏振光比，通过反射或透射使不需要的光漫射到光路外地进行光通量调节。为此，在晶片12面的照度下降，处理量下降。因此，当转印偏振光产生的HV差为不太产生影响的程度的图案时，最好不插入偏振光元件地按高照度进行曝光。

(实施形式2)

下面，根据图1和图2说明本发明实施形式2的照明光学系。包含本实施形式2的照明光学系的曝光装置的示意构成与图1所示实施形式1大体相同。在光源1使用KrF受激准分子激光器、ArF受激准分子激光器、及F₂激光器等。光束成形光学系2对来自光源的光进行引导，在哈耳罗麦透镜4上形成所期望的光强度分布。偏振光元件3在标线片面成为预定的偏振光比地调整偏振光比。哈耳罗麦透镜4对来自光源的光进行波面分割，形成多个2次光源。聚光透镜5将来自由哈耳罗麦透镜4形成的2次光源的光重叠地重合到遮蔽片6。这样，可获得均匀的光强度分布。透镜7和透镜9为中继光学系，由折曲反射镜8使通过遮蔽片6的光偏转，从而使遮蔽片6与标线片10成为共轭关系。具有从该光源1到标线片10前面附近的透镜9地构成照明光学系。投影光学系11将绘于标线片10上的图案投影到涂覆了感光剂的晶片12上。

偏振光元件3应调整的偏振光比依存于在从偏振光元件3到标线片10之间变化的双折射量。例如，从偏振光元件3到标线片10的光学构件的双折射量为2nm/cm，S偏振光的25％被变换成P偏振光，P偏振光的25％被变换成S偏振光。在由标线片10面进行S偏振光∶P偏振光＝2∶1的部分偏振光照明的场合，将偏振光元件3调整的S偏振光∶P偏振光的偏振光比(＝X∶Y)根据X×0.75+Y×0.25∶X×0.25+Y×0.75＝3∶1而设为X∶Y＝5∶1。

实际上由在标线片10面的光瞳内的各点变换的偏振光比不同，所以，最好使光瞳内的平均值成为所期望的值地决定偏振光元件3调整的偏振光比。另外，不改变照明系的NA时和改变照明区域时，通过连续地照射光，从而在光学构件的双折射量变化的场合，偏振光在从偏振光元件3到标线片10面之间变化的比例产生变化。

为此，在本实施形式中，如图2所示那样，可交换具有不同特性的2个偏振光元件31和偏振光元件32，当在从偏振光元件到标线片面之间偏振光变化的比例变化时，最好交换这些偏振光元件。可交换的偏振光元件不限于2个，当然也可为大于等于3个。另外，也可为这样的方法，即，不进行更换，通过改变偏振光元件的面的倾斜角，从而连续地使偏振光变化。当设定偏振光元件3调整的偏振光比时，在晶片台(图中未示出)上设置测量S偏振光和P偏振光的光通量比的偏振光监视器，插入到晶片12面从而检测偏振光状态，使S偏振光与P偏振光的光通量比成为所期望的比地进行调整。

(实施形式3)

下面，根据图3说明本发明实施形式3的照明光学系。图3为包含本发明实施形式3的照明光学系的曝光装置S的示意构成图。光源1使用KrF受激准分子激光器、ArF受激准分子激光器、及F₂激光器等。随机偏振光板15使来自光源1的光朝2个直交的方向偏振光，使该2个成为1∶1的光通量比的随机的偏振光。作为随机偏振光板15，使用重合由具有双折射的玻璃材料形成的楔状构件和由没有双折射的玻璃形成的楔状构件作为平行平板的偏振光板。光束成形光学系2引导来自光源的光，在哈耳罗麦透镜4上形成所期望的光强度分布。哈耳罗麦透镜4对来自光源的光进行波面分割，形成多个2次光源。聚光透镜5将来自由哈耳罗麦透镜4形成的2次光源的光重叠地重合到遮蔽片6。这样，可获得均匀的光强度分布。透镜7和透镜9为中继光学系，由折曲反射镜8使通过遮蔽片6的光偏转，从而使遮蔽片6与标线片10成为共轭关系。偏振光元件3使得在标线片面成为预定的偏振光比地调整偏振光比。具有从该光源1到标线片10前面附近的透镜偏振光元件3地构成照明光学系。投影光学系11将绘于标线片10上的图案投影到涂覆了感光剂的晶片12上。在该实施形式中，不受到照明系内的光学构件的双折射的影响地在标线片10面的正上方由偏振光元件3调整偏振光比。

最好为入射到偏振光元件3的光的S偏振光与P偏振光的光通量比为1∶1的随机偏振光。这是因为，即使在S偏振光与P偏振光的光通量比为1∶1的随机偏振光由于照明系内的光学构件具有双折射而使偏振光状态改变的场合，从S偏振光变化到P偏振光的光与从P偏振光变化到S偏振光的量也相等，与光学构件的双折射量无关，作为S偏振光与P偏振光的光通量比维持在1∶1的随机偏振光入射到偏振光元件3。

因此，由随机偏振光板15将来自光源1的光变换到S偏振光与P偏振光的光通量比为1∶1的随机偏振光的偏振光状态。通过具有随机偏振光板，不需要考虑从光源到偏振光元件之间的光学构件的双折射量，所以，在其它实施形式中也最好将随机偏振光板配置到光源与偏振光元件之间。另外，在来自激光器的光为直线偏振光的场合，也可使用λ/4板代替随机偏振光板。

在扫描式的投影曝光装置中，作为被照明面的标线片10面一般由具有短方向和长方向的长方形、椭圆形、弓形等的照明区域照明。然后，沿其短方向扫描。在该实施形式3中，可形成为使偏振光元件的电介质膜形成面朝投影曝光装置的扫描方向即照明区域的短方向倾斜的构成。这样，可减少用于将偏振光元件插入到光路中的光轴方向的空间。

(实施形式4)

下面，根据图4说明本发明实施形式4的照明光学系。图4为包含该实施形式的照明光学系的曝光装置S的示意构成图。该实施形式4的构成在图3所示实施形式3的构成的基础上，将相位板(λ/2板)14与平行平板13可交换地插拔于透镜9与标线片10之间地构成。

在使用电介质膜使其偏振光的偏振光元件的场合，相对偏振光的透射率将膜面的S偏振光的透射率容易构成得较高，但难以相对S偏振光的透射率使P偏振光的透射率较高。因此，例如在由S偏振光∶P偏振光＝1∶3的光通量比的偏振光进行照明的场合，由偏振光元件3预先调整为S偏振光∶P偏振光＝1∶3。此后，使用λ/2板14使相位回转180°，从而使偏振光方向回转90°，在标线片10面实现S偏振光∶P偏振光＝1∶3的光通量比的偏振光。

(实施形式5)

下面，根据图10说明本发明实施形式5的照明光学系。图10为包含该实施形式的照明光学系的曝光装置S的示意构成图。该实施形式5的构成在图1所示实施形式1的构成中，偏振光元件为由电介质多层膜构成的偏振光元件3，将所期望的偏振光以外舍去，发生光的损失，为此改良这一问题，在光源的偏振光状态为预定的状态(例如直线偏振光)的场合，由相位板16变换光源的偏振光状态，减少损失，形成为预定的偏振光状态。在实施形式5的照明光学系的场合，由于需要将光源的偏振光状态保存到作为偏振光元件的相位板16，所以，从光源到偏振光元件的光路上的光学构件的双折射用m+2σ表示时小于等于1nm/cm。这样，如图9所示那样，可使偏振光比的变化小于等于10％，可获得足够的成像性能，而且，由于光通量的损失少，所以，可按高照度进行照明。

(实施形式6)

下面，根据图11说明本发明实施形式6的照明光学系。图11为包含该实施形式的照明光学系的曝光装置S的示意构成图。该实施形式6的构成在图10所示实施形式5的构成中，还增加了偏振光元件3。在实施形式5的照明光学系的场合，直到作为偏振光元件的相位板16需要严密地保存光源的偏振光状态，为此，从光源到偏振光元件的光路上的光学构件的双折射用m+2σ表示时小于等于1nm/cm。在实施形式6中，大体保存光源的偏振光状态，使破坏了的偏振光状态成为由偏振光元件3获取必要的偏振光光的状态。这样，即使将从光源到偏振光元件的光路上的光学构件的双折射容许到用m+2σ表示时小于等于5nm/cm，入射到相位板16的光的偏振光状态也成为所期望的状态。另外，与实施形式1相比，大体保存入射到偏振光分离板的光的偏振光状态，反射后不到达被照明面的光通量减少，为此，光通量损失减少。这样，如图9所示那样，可使偏振光比的变化小于等于10％，获得足够的成像性能，而且，由于光通量的损失少，所以，可按高照度进行照明。

另外，虽然主要对用于校正由投影光学系的偏振光导致的透射率差的部分偏振光照明进行说明，但为了提高预定的图案的对比度，当然在进行衍射光仅为S偏振光的偏振光照明时本发明也可适用。

(实施形式7)

下面，根据图12和图13说明利用上述曝光装置S的器件的制造方法的实施例。图12为用于说明器件(IC和LSI等半导体芯片、LCD、CCD等)的制造的流程图。其中，以半导体芯片的制造为例进行说明。在步骤101(电路设计)进行器件的电路设计。在步骤102(标线片制造)中，制作形成有设计的电路图案的标线片。在步骤103(晶片制造)中，使用硅等材料制造晶片(基板)。步骤104(晶片处理)被称为前工序，使用标线片和晶片由光刻技术在晶片上形成实际的电路。步骤105(组装)被称为后工序，为使用由步骤104制作的晶片实现半导体芯片化的工序，包含装配工序(切割、粘接)、封装工序(芯片封入)等工序。在步骤106(检查)中，进行由步骤105制作的半导体器件的动作确认试验、耐久性试验等检查。经过这样的工序，半导体器件完成，将其出厂(步骤107)。

图13为步骤104的晶片处理的详细流程图。在步骤111(氧化)中使晶片的表面氧化。在步骤112(CVD)中，在晶片的表面形成绝缘膜。在步骤113(电极形成)中，通过蒸镀等在晶片上形成电极。在步骤114(离子注入)中将离子注入到晶片。在步骤115(光刻胶处理)中，将感光剂涂覆到晶片。在步骤116(曝光)中，由曝光装置S将标线片的电路图案曝光到晶片。在步骤117(显影)中，对曝光后的晶片进行显影。在步骤118(腐蚀)中，除去显影后的光刻胶像以外的部分。在步骤119(光刻胶剥离)中，除去腐蚀结束后不需要的光刻胶。通过反复进行这些步骤，在晶片上多重地形成电路图像。按照该控制方法，可制造出比过去高的质量的器件。

按照本发明，可由使用具有双折射的玻璃材料的照明光学系进行偏振光照明，可提高投影曝光装置的析像能力。照明光学系在标线片面上可实现所期望的偏振光照明。

以上说明了本发明的优选实施形式，但本发明不限于此，在其要旨的范围内可进行各种变形和变更。

Claims (10)

1.一种照明光学系，使用来自光源的光来照明被照明面，其特征在于上述照明光学系包括：

调整上述光的偏振光比的偏振光元件；

相位板，透射过所述偏振光元件的偏振光进入所述相位板；

配置在该偏振光元件之后并且在上述被照明面之前的光路中的第一光学系统；和

配置在上述光源之后并且在上述偏振光元件之前的光路中的第二光学系统，

其中该第一光学系统满足以下的式子：

m1+2σ1＜1.0nm/cm

其中，m1是该第一光学系统的双折射量的平均值，而σ1是该第一光学系统的双折射量的标准偏差，

其中该第二光学系统满足以下的式子：

m2+2σ2＜5.0nm/cm

其中，m2是该第二光学系统的双折射量的平均值，而σ2是该第二光学系统的双折射量的标准偏差。

2.根据权利要求1所述的照明光学系，其特征在于：还包括在上述偏振光元件和上述光源之间的光路中配置的用于使上述光的偏振光状态成为随机状态的光学元件。

3.根据权利要求1所述的照明光学系，其特征在于：还包括相位板和平行平板，其中该相位板和平行平板可交换，而且在上述偏振光元件和上述被照明面之间的光路中可插拔，使得上述偏振光元件和上述被照明面之间的光路中插有所述相位板或者插有所述平行平板。

4.根据权利要求1所述的照明光学系，其特征在于：所述第一光学系统具有双折射，而且通过上述偏振光元件后的上述光的偏振光比与在上述被照明面上的上述光的偏振光比不同。

5.根据权利要求1所述的照明光学系，其特征在于：上述偏振光元件配置到上述照明光学系的光瞳位置近旁。

6.根据权利要求1所述的照明光学系，其特征在于：上述偏振光元件具有由电介质多层膜形成的至少1个面，而且为偏振光分离板，在该偏振光分离板上，该面相对上述光的光轴倾斜15°到65°。

7.根据权利要求1所述的照明光学系，其特征在于：入射到上述偏振光元件的上述光的光线群的光通量重心与上述光的光轴实质上平行。

8.根据权利要求1所述的照明光学系，其特征在于：具有不同偏振光比调整量的多个偏振光元件可替换地插拔于上述光路中。

9.一种曝光装置，具有：

照明光学系，使用来自光源的光来照明被照明面，和

用于将通过上述被照明面的上述光引导至基板的投影光学系，

其特征在于，上述照明光学系包括：

调整上述光的偏振光比的偏振光元件；

相位板，透射过所述偏振光元件的偏振光进入所述相位板；

配置在该偏振光元件之后并且在上述被照明面之前的光路中的第一光学系统；和

配置在上述光源之后并且在上述偏振光元件之前的光路中的第二光学系统，

其中该第一光学系统满足以下的式子：

m1+2σ1＜1.0nm/cm

其中，m1是该第一光学系统的双折射量的平均值，而σ1是该第一光学系统的双折射量的标准偏差，

其中该第二光学系统满足以下的式子：

m2+2σ2＜5.0nm/cm

其中，m2是该第二光学系统的双折射量的平均值，而σ2是该第二光学系统的双折射量的标准偏差。

10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于：上述曝光装置为扫描式曝光装置，而且形成有电介质多层膜的上述偏振光元件的至少1个面沿扫描方向倾斜。

Images