JP2005156592A5 - - Google Patents

Claims (42)

1. 被照射面を照明する照明光学装置において、
   前記照明光学装置の瞳面またはその近傍に、光軸を含む中心領域に位置する光強度分布と前記光軸から間隔を隔てた複数の周辺領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布を形成するための照明瞳形成手段と、
   前記複数の周辺領域に位置する光強度分布の位置および大きさを前記中心領域に位置する光強度分布とは独立して変更するための領域変更手段とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
2. 前記照明瞳形成手段は、入射する光束を前記中心領域に対応する中心光束と前記複数の周辺領域にそれぞれ対応する複数の周辺光束とに変換して前記領域変更手段に入射させるための光束変換素子を有することを特徴とする請求項１に記載の照明光学装置。
3. 前記光束変換素子と前記領域変更手段との間に配置されたレンズ群を備えていることを特徴とする請求項２に記載の照明光学装置。
4. 前記瞳面と光学的に共役な面を形成する光学系と、
   前記光学系によって形成される前記瞳面と光学的に共役な前記面に配置された波面分割型のオプティカルインテグレータとを備えていることを特徴とする請求項３に記載の照明光学装置。
5. 前記領域変更手段は、凹状断面の屈折面を有する第１プリズムと、該第１プリズムの前記凹状断面の屈折面とほぼ相補的に形成された凸状断面の屈折面を有する第２プリズムとを有し、
   前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間隔は可変に構成され、
   前記屈折面は、前記光軸とほぼ直交する平面状の中央部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明光学装置。
6. 前記屈折面は、前記中央部と、前記光軸を中心とする円錐体の側面に対応する周辺円錐部とを有することを特徴とする請求項５に記載の照明光学装置。
7. 前記周辺円錐部は、前記光軸を中心とする１つの円錐体の側面に対応する１つの周辺円錐部を有することを特徴とする請求項６に記載の照明光学装置。
8. 前記周辺円錐部は、前記光軸を中心とする第１円錐体の側面に対応する内側周辺円錐部と、前記光軸を中心とし且つ前記第１円錐体よりも小さな頂角を有する第２円錐体の側面に対応する外側周辺円錐部とを有することを特徴とする請求項６に記載の照明光学装置。
9. 前記領域変更手段は、交換可能な前記第１プリズムと前記第２プリズムとの組を複数個有し、各組毎に前記中央部の面積が異なることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の照明光学装置。
10. 被照射面を照明する照明光学装置において、
    前記照明光学装置の瞳面またはその近傍に、第１領域に位置する光強度分布と第２領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布を形成するための照明瞳形成手段と、
    前記第１領域を通過する光束を非偏光状態に設定すると共に、前記第２領域を通過する光束を偏光状態に設定するための偏光設定手段とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
11. 前記第１領域は、光軸を含む中心領域を有し、
    前記第２領域は、前記光軸から間隔を隔てた周辺領域を有することを特徴とする請求項１０に記載の照明光学装置。
12. 前記第２領域は、第１方向に沿って前記光軸に関してほぼ対称に配置された２つの周辺領域を有し、
    前記偏光設定手段は、前記２つの周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１方向とほぼ直交する方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定することを特徴とする請求項１１に記載の照明光学装置。
13. 前記第２領域は、第１方向に沿った辺と該第１方向とほぼ直交する第２方向に沿った辺とを有する矩形状の四角形の各々の頂点の位置に配置された４つの周辺領域を有し、
    前記偏光設定手段は、前記４つの周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１方向または前記第２方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定することを特徴とする請求項１１に記載の照明光学装置。
14. 前記第２領域は、第１方向に沿った辺と該第１方向とほぼ直交する第２方向に沿った辺とを有する矩形状の四角形の各々の頂点の位置に配置された４つの周辺領域を有し、
    前記偏光設定手段は、前記４つの周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１方向または前記第２方向とほぼ４５度の角度をなす方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定することを特徴とする請求項１１に記載の照明光学装置。
15. 前記偏光設定手段は、前記４つの周辺領域のうち、前記光軸を挟んで対向する一方の対の周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１方向とほぼ４５度の角度をなす第３方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定すると共に、前記光軸を挟んで対向する他方の対の周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１方向とほぼ４５度の角度をなし且つ前記第３方向とほぼ直交する第４方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定することを特徴とする請求項１４に記載の照明光学装置。
16. 前記第２領域は、第１方向に沿った辺と該第１方向とほぼ直交する第２方向に沿った辺とを有する矩形状の第１四角形の各々の頂点の位置に配置された４つの内側周辺領域と、前記第１方向に沿った辺と前記第２方向に沿った辺とを有し且つ前記第１四角形を包囲する矩形状の第２四角形の各々の頂点の位置に配置された４つの外側周辺領域とを有し、
    前記偏光設定手段は、前記４つの内側周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１方向または前記第２方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定すると共に、前記４つの外側周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第２方向または前記第１方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定することを特徴とする請求項１１に記載の照明光学装置。
17. 前記第２領域は、第１方向に沿った辺と該第１方向とほぼ直交する第２方向に沿った辺とを有する矩形状の第１四角形の各々の頂点の位置に配置された４つの内側周辺領域と、前記第１方向に沿った辺と前記第２方向に沿った辺とを有し且つ前記第１四角形を包囲する矩形状の第２四角形の各々の頂点の位置に配置された４つの外側周辺領域とを有し、
    前記偏光設定手段は、前記４つの内側周辺領域および前記４つの外側周辺領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１方向とほぼ４５度の角度をなす方向に偏光面を有する直線偏光状態に設定することを特徴とする請求項１１に記載の照明光学装置。
18. 前記偏光設定手段は、前記第１領域ヘ向かう直線偏光の光束を必要に応じて非偏光化するための偏光解消素子を有することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の照明光学装置。
19. 前記偏光設定手段は、前記第２領域ヘ向かう直線偏光の光束の偏光面を必要に応じて変化させるための位相部材を有することを特徴とする請求項１０乃至１８のいずれか１項に記載の照明光学装置。
20. 前記偏光設定手段は、入射する楕円偏光の光を、所定の方向に偏光面を有する直線偏光の光に変化させるための第２位相部材をさらに有することを特徴とする請求項１８または１９に記載の照明光学装置。
21. 複数の前記周辺領域の位置および大きさを前記中心領域とは独立して変更するための領域変更手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１１乃至２０のいずれか１項に記載の照明光学装置。
22. 前記照明瞳形成手段は、入射する光束を前記中心領域ヘ向かう中心光束と前記複数の周辺領域ヘそれぞれ向かう複数の周辺光束とに変換して前記領域変更手段へ入射させるための光束変換素子を有することを特徴とする請求項２１に記載の照明光学装置。
23. 前記光束変換素子と前記領域変更手段との間に配置されたレンズ群を備えていることを特徴とする請求項２２に記載の照明光学装置。
24. 前記瞳面と光学的に共役な面を形成する光学系と、
    前記光学系によって形成される前記瞳面と光学的に共役な前記面に配置された波面分割型のオプティカルインテグレータとを備えていることを特徴とする請求項２３に記載の照明光学装置。
25. 被照射面を照明する照明光学装置において、
    前記照明光学装置の瞳面またはその近傍に、第１領域に位置する光強度分布と第２領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布を形成するための照明瞳形成手段と、
    前記第２領域を通過する光束の偏光状態を、前記第１領域を通過する光束の偏光状態とは独立に変更するための偏光状態変更手段とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
26. 前記第１領域は、光軸を含む中心領域を有し、
    前記第２領域は、前記光軸から間隔を隔てた周辺領域を有することを特徴とする請求項２５に記載の照明光学装置。
27. 前記偏光状態変更手段は、前記第１領域を通過する光束の状態を非偏光状態と直線偏光状態との間で変更することを特徴とする請求項２５または２６に記載の照明光学装置。
28. 前記偏光状態変更手段は、前記第２領域を通過する光束の状態を互いに異なる方向に偏光面を有する２つの直線偏光状態の間で変更することを特徴とする請求項２５乃至２７のいずれか１項に記載の照明光学装置。
29. 前記偏光状態変更手段は、前記第１領域ヘ向かう直線偏光の光束を必要に応じて非偏光化するための偏光解消素子を有することを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれか１項に記載の照明光学装置。
30. 前記偏光解消素子は、光路に対して挿脱可能に構成されていることを特徴とする請求項２９に記載の照明光学装置。
31. 前記偏光状態変更手段は、前記第２領域ヘ向かう直線偏光の光束の偏光面を必要に応じて変化させるための位相部材を有することを特徴とする請求項２５乃至３０のいずれか１項に記載の照明光学装置。
32. 前記偏光状態変更手段は、入射する楕円偏光の光を、所定の方向に偏光面を有する直線偏光の光に変化させるための第２位相部材をさらに有することを特徴とする請求項２９乃至３１のいずれか１項に記載の照明光学装置。
33. 複数の前記周辺領域の位置および大きさを前記中心領域とは独立して変更するための領域変更手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項２６乃至３２のいずれか１項に記載の照明光学装置。
34. 前記照明瞳形成手段は、入射する光束を前記中心領域ヘ向かう中心光束と前記複数の周辺領域へそれぞれ向かう複数の周辺光束とに変換して前記領域変更手段に入射させるための光束変換素子を有することを特徴とする請求項３３に記載の照明光学装置。
35. 前記光束変換素子と前記領域変更手段との間に配置されたレンズ群を備えていることを特徴とする請求項３４に記載の照明光学装置。
36. 前記瞳面と光学的に共役な面を形成する光学系と、
    前記光学系によって形成される前記瞳面と光学的に共役な前記面に配置された波面分割型のオプティカルインテグレータとを備えていることを特徴とする請求項３５に記載の照明光学装置。
37. 被照射面を照明する照明光学装置において、
    前記照明光学装置の瞳面またはその近傍に、光軸をほぼ中心とする輪帯状の領域に位置する光強度分布を形成するための照明瞳形成手段を備え、
    前記輪帯状の領域は、前記光軸をほぼ中心とする円の周方向に沿って複数の領域を有し、
    前記輪帯状の領域の前記複数の領域をそれぞれ通過する複数の光束の偏光状態を、前記複数の領域の各々のほぼ中心において前記円にほぼ接する方向に沿った偏光面を有する直線偏光状態に設定する偏光設定手段をさらに備えていることを特徴とする照明光学装置。
38. 前記偏光設定手段は、前記複数の領域に対応するように配置された複数の位相部材を有し、各位相部材は入射する直線偏光の光の偏光面を必要に応じて変化させることを特徴とする請求項３７に記載の照明光学装置。
39. 所定のパターンを照明するための請求項１乃至３８のいずれか１項に記載の照明光学装置を備え、前記所定のパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光装置。
40. 前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系をさらに備え、
    前記照明光学装置の瞳面は、前記投影光学系の瞳位置とほぼ共役に位置決めされていることを特徴とする請求項３９に記載の露光装置。
41. 請求項１乃至３８のいずれか１項に記載の照明光学装置を用いて所定のパターンを照明する照明工程と、
    前記所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
42. 前記露光工程は、投影光学系を用いて前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影工程を含み、
    前記照明光学装置の瞳面は、前記投影光学系の瞳位置とほぼ共役に位置決めされることを特徴とする請求項４１に記載の露光方法。