TWI379344B - Polarization changing device, optical illumination apparatus, light-exposure apparatus and light-exposure method - Google Patents

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TWI379344B
TWI379344B TW097117881A TW97117881A TWI379344B TW I379344 B TWI379344 B TW I379344B TW 097117881 A TW097117881 A TW 097117881A TW 97117881 A TW97117881 A TW 97117881A TW I379344 B TWI379344 B TW I379344B
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Osamu Tanitsu
Koji Shigematsu
Hiroyuki Hirota
Tomoyuki Matsuyama
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Nikon Corp
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Description

1379344 九、發明說明： 本申請是原申請案號94100817,申請日2〇〇5 月 12曰，發明名稱為‘‘偏光變換元件、光學料裝置、曝光 裝置以及曝光方法”的分案申請。 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於偏光變換元件、光學照明裝置、曝光 裝置、、以及曝光方法，且特別是有關於一種曝^裝置，用 於製成半導體元件、影像攝取元件、液晶顯示 ® 磁性頭等微元件的微影製程中。 '、 【先前技術】 ,、關於一些典型的曝光裝置，從光源射出的光束穿過做 為光學積分器（optical integrator)的複眼(fly eye)透鏡，以形 成由多個光源所構成的實質面光源的二次光源。由二次光 源（一般是光學照明裝置的照明瞳或是被形成於其附近的 照明瞳分佈)射出的光束，穿過被配置於複眼透鏡的後側焦 點面附近的光圈而被限制後，入射於集光透鏡。 • 利用集光透鏡而被集光的光束，與被形成有所定圖案 的罩幕重疊地照明。穿過罩幕的圖案的光，穿過投影光學 系統成像於晶圓上。接著，在晶圓上，罩幕圖案被投影曝 光(轉印）。又，被形成於罩幕的圖案，在被高積集化時， 對於此微細圖案要正確地被轉印到晶圓上，在晶圓上要得 到均一照度分佈是不可缺少的。 例如在發明人的日本專利第3246615號公開資料，揭 不為了實現將任意方向的微細圖案以忠實地轉印的照明條 6 15926-〇2-pif 1379344 件’在複眼逸鏡的後側焦點面形成輪帶狀的二次先源， 設定使穿過此輪帶狀二次光源的光束，在周方向的偏光^ 向為直線偏光狀態（以下簡稱為「周方向偏光狀態」）。 但是，上述公開資料的技術，利用穿過複眼透鏡所形 成的圓形光東，限制穿過具有輪帶狀開口的光圈，以带成 輪帶狀一次光源。此結果，對於傳統技術，會使光圈產生 大量光損失，進而使曝光裴置的產能低下，因此不人。 【發明内容】 σ °
令則您的問題，本發明提出一種偏光變換元 可以f有約為單一方向的偏光方向的直線偏光狀態的入射 ^，變換成㈣為周方向的偏光方向的周方向 光，且可以防止光量損失。 狀心的 又’本發明的目的是提供光學照 方向的偏光方向的=
光狀態的光，可以良好光方向的周方向偏 態的輪帶狀照明瞳分佈&損失，形成财向偏光狀 裝置可以純光方法，使用光學照明 狀照明瞳分佈，用適當的:明=周方向偏光狀態的輪帶 地且高產能轉印。…、*件，可以將微細圖案忠實 為了解決前述問題，太放α 光變換元件，變換人射月的第—實施例提供一種偏 態，利用有旋光性的光學光狀態成為所定的偏光狀 疋千材枓，以形成在周方向有厚度變 】5926-D2-pif 化分佈 於第 — 乂佳貫施例，該厚度分佈，被設定使將有約單 2向的偏光方向的直線偏綠態的光，變換成有約為周 。的偏光方向的周方向偏光狀態的光。X，周方向被分 有多個區域’且這些區域中的任意2相鄰區域的厚度 二佳為不同。於此情形，這些區域中的任意2相對區域， 較佳有大約相等的旋光角度。 又，於此情形，前述任意2相對區域，較佳相互約有 目等厚度。又，該些多倾域之每―個’較佳都#約扇形 、。又，周方向較佳有連續的厚度變化。又，於第一實施 例，較佳更有不具實質旋光性的中央區域。 、 根據本發明第二實施例，提供一光學照明裝置，包括 提供照明光的光源，以及該光源與被照射面之間的光路被 配置第一實施例的偏光變換元件。 根據第二較佳實施例，前述偏光變換元件，被配置於 f述光學照明裝置的瞳或其附近。又，較佳更包括一相位 邛件，被配置於該光源與該偏光變換元件之間的光路中， 使對應入射约直線偏光狀態的光的偏光方向而變化。於此 情形，前述相位部件，較佳有1/2波長板，可以在做為前 述光學照明裝置的光軸中心的結晶光學軸上，自由旋轉。 又，根據第二較佳實施例，較佳更包括第2相位部件， 被配置於該光源與該相位部件之間的光路中，使入射的橢 圓偏光狀態的光，變換成約直線偏光狀態的光。於此情形， 月述第2相位部件，較佳有1/4波長板，可以在做為前述 15926-D2»pif 8 1379344 光學照明裝置的光軸中心的結晶光學軸上，自由旋轉。又， 於第二較佳實施例，前述中央區域的徑向方向的大小，較 佳為前述偏光變換元件的有效區域的徑方向大小的大於或 等於1/3。 ' — 於本發明第三實施例，提供光學照明裝置，對於根據 由光源供給的照明光’照明於被照射面的光學照明裝置。 丽述光學照明裝置的照明瞳面或與該照明瞳面共輛 的面内被形成的光強度分佈，關於在其所定的有效光源區 域的第1方向偏光的平均特定偏光率以RSPh(Ave)表示， 關於第2方向偏光的平均特定偏光率以RSPv(Ave)表示， 滿足 RSPh(Ave) > 70%，RSPv(Ave) > 70%。 又， RSPh(Ave) = lx (Ave)/(Ix+Iy) Ave ； RSPv(Ave) = Iy (Ave)/(Ix+Iy) Ave。 於此，lx (Ave)為通過所定的有效光源區域到達像面 的一點的光束，在第1方向偏光成分的強度平均。Iy (Ave) 為通過所定的有效光源區域到達像面的一點的光束，在第 2方向偏光成分的強度平均。（Ix+Iy) Ave為通過所定的有 效光源區域的全部光束強度的強度平均。又，前述光學照 明裝置的照明瞳面，定義成對應前述被照射面之光學傅立 葉轉換關係的面，在前述光學照明裝置與投影光學系統組 合的情形，可以定義出與投影光學系統的光圈光學共軛的 光學照明裝置内的面。又，與前述光學照明裝置的照明瞳 ]5926-D2-pif 9 1379344 面共軛的面，不限定於前述光學照明裝置内的面，例如前 迷光學照明裝置與投影光學系統組合時，也可以投影光學 . 系统内的面。更也可以是用以檢出光學照明裝置（或投影曝 光裝置）的偏光狀態的偏光測定器内的面。 '本發明第四實施例，提供曝光裝置，包括第二實施例 或第第三實施例的光學照明裝置，穿過該光學照明裝置將 罩幕上的圖案曝光於感光性基板上。本發明第五實施例， φ 提供曝光方法，使用第二實施例或第三實施例的光學照明 裝置，將罩幕上的圖案曝光於感光性基板上。 、，本發明的偏光變換元件，例如利用有如水晶旋光性的 光學材料被形成，在周方向有變化厚度分佈。於此，厚度 分佈，如，被設定使約為單—方向的偏光方向的直線偏 '、μ果，於本發明，可以實現防止光量損失 方向的偏光方向的直線偏光狀態的入射光， 光狀悲的光，變換成有約為周方向的偏光方向的周方向偏 光狀態的光。其結果，於太鉻日日，.
-70里損夭，而形成周方向偏光狀態 又，本發明的曝光裝置與曝光方法， 15926-D2-pif ^/9344 使用光學照明裝置，可以良好防止光量損失，而形成周方 * 向偏光狀態的輪帶狀照明瞳分佈’於適當的照明條件，可 • 以忠貫且南產能地轉印微細圖案’進而元件製造也有良好 的產能。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易It，下文待舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 ^ 【實施方式】 圖1繪示根據本發明實施例的曝光裝置示意圖。於圖 1，分別設定沿著感光性基板即晶圓w的法線方向為z 軸，晶圓W的面内與圖1的紙面平行的方向為γ軸，晶 圓W的面内與圖1的紙面垂直的方向為X軸。請參照圖^， 本實施例的曝光裝置，包含用以供給曝光的光(照明光)的 光源1。 做為光源1 ’例如可以使用供給248 nm波長光的KrF 準：子雷射光源或是供給193 nm波長光的ArF準分子雷 _ 射光源。從光源1沿著z方向射出的約平行光束，沿著X 方向有細長延伸的矩形狀斷面，且入射於由一對透鏡2a 與2b所構成的光束擴展器。各別的透鏡％與 2b’在圖1的紙面内（γΖ平面内）分別具有負屈折力與正屈 折力。ϋ此，入射於光束擴展器2的光束，在圖i的紙面 内被放大，並被整形為有所定的矩形斷面的光束。 牙過做為整形光學系統的光束擴展器2之大約平行的 光束，其由反射鏡3折曲偏向到Y方向後，穿過1/4波長 15926-D2-pif 11 板如、1/2波長板a、消偏振鏡Ob 照明用的繞射光學元株而入鉍从— 以及輪▼ 於此，無焦點她叫透鏡6。 ί ί 波長板扑以及消偏振鏡知，如 ί:隹=部4。無焦點光學系統設定為: 其前側焦點位置與繞射光學元件5的位 f: 後側焦點位置與如圖中虛線所示的所定面 7的位置大約一致。 /尸叮疋㈤ 弁的光t明學70件，基板形成有高度差其間隔為曝 =且I，程度，使入射光束在所要的角度有繞 射作用。具體地，輪帶照_的繞射絲元件5，在且有 斷面為矩雜的平料束人料，具有在遠場伽_臟)、(或 是FraUnh〇fer繞射區域)形成輪帶狀光強度分佈的功能。 、，口 入射於做為光束變換元件的繞射光學元件5的 、、、勺平行光束纟無；|、點透鏡6的瞳面形成輪帶狀的光強度 刀佈後 '力平行光束從無焦點透鏡6被射出。又，益隹點 透鏡6的前透鏡群6a與後透鏡群处之間的光路中:面 或其附近，被配置圓雜狀鏡(axic〇n)系統8，其詳細結構 與作用描述於後。以下’為簡單制，忽略圓錐柱狀鏡系 統8，說明基本的結構與作用。 牙過無焦點透鏡6的光束，穿過可變σ值用的伸縮透 鏡9 (^oomlens)與偏光變換元件1〇，而入射於做為光學 積分器（optical integrator)的微複眼透鏡（或是複眼透 鏡)11。偏光變換元件1〇的結構與作用說明於後。微複眼 透鏡11是由縱橫且密集配列的多個具有正屈折力的微小 15926-D2-pif 12 1379344 透鏡所構成的光學元件。一般而言，微複眼透鏡，例如是 利用平行平面板施加蝕刻處理以形成微小透鏡群所製成。 接著’構成微複眼透鏡的各微小透鏡，比構成複眼透 鏡的各透鏡單元（lens element)微小。又，微複眼透鏡， :、由相互被隔絕的透鏡單元所構成的複眼透鏡不同，多個 微小透鏡(微小屈折面），不相互被隔絕而一體成形。然而， 在具，正屈折力的透鏡單元被縱橫配置的觀點上，微複眼 透鏡是與複眼透鏡相同之波面分割型的光學積分器。 所定面7的位置被配置於伸縮透鏡9的前侧焦點位置 的附近，而微複眼透鏡u的入射面被配置於伸縮透鏡9 的後側焦齡置的附近。換言之，伸縮透鏡9配置成所定 面7與微複眼透鏡11的人射面實質上為傅立葉轉換關係， 進而配置成無:t點透鏡6的瞳面與微複眼透鏡η入射面為 大致光學共軛。 ^ 接者’微複眼透鏡u的入射面上，與無焦點透鏡6 的瞳面相同，例如被形成以光軸AX做為中心的輪帶狀照 射範圍。此輪帶狀照射範圍的全體形狀是與伸縮透鏡9的 焦點距離财而相㈣變化。構成微複眼透鏡u的各微小 透鏡具有矩形狀的斷面，其與在罩幕M上要形成照射範圍 的形狀(進❿在晶® W上要形成曝光區域的形狀)相似。 入射微複眼透鏡n的光束是多贿小透鏡而被 一維刀吾J ’其後側焦點面或是其附近(進而照明瞳），藉由 入射光束’有與被形成的照射範圍大約相同光強度分佈的 〆人光源~疋以光軸Αχ做為中心的輪帶狀的實質面光 15926-D2-pif 13 1379344 p 源所構成的二次光源被形成。從微複眼透鏡丨丨的後側焦點 面或是其附近被形成的一次光源的光束，穿過分光器12a (beam splitter)及集光系統13後，與罩幕遮板(mask bUnd) 重疊地照明。 接者，作為知、明視野光圈的罩幕遮板14，形成了矩形 狀的照射範圍’其對應構成微複眼透鏡11之各個微小透鏡 的形狀與焦點距離。再者，内部設置有分光器12a的偏光
In·視益12 ’其内部結構與作用如後所述。穿過罩幕遮板μ 的矩形狀開口部（透光部）的光束，在受到成 學系 15的集光作用後，重疊地照射在形成有所定圖案的罩幕M 上0 即是，成像光學系統15，使罩幕遮板14的矩形狀開 口部的像被形成於罩幕M_L。穿過罩幕μ #圖案的光束， 又穿過投影光學系統P L，將罩幕圖案的像形成於感光性基 板即晶圓w上。接著’在與投影光學系統pL的光轴Αχ 垂直的平面(χγ面）内’利用二維地驅動控制晶圓W進行 曝光’罩幕Μ的圖案依序被曝光於晶㈣的 以自偏光狀態切換部4中，1/4波長板如被構成可 : 的楔形狀水晶稜鏡與楔形狀石英稜鏡而被 15926-D2-pif 14 稜鏡與石英稜鏡做為-體的稜鏡組合體，被構 成對照明光路可以自由插脫。 ，使用ΚιΡΙ分子雷射光源或是Μ準分子雷射光源做 為光源1的情形下，從這些光源被射出的光，-般有95% 以上的偏光度，且約直線偏光的光人射於1/4波長板如。 但是’光源1與偏光狀態切換部4之間的光路中，有做為 月面反射鏡的直角稜鏡的情形時，人射的直線偏光的偏光 面不與卩絲面或s偏光面—致，湘直紐鏡的全反射 使直線偏光變為橢圓偏光。 、偏光狀態切換部4，雖然例如是由於直角棱鏡的全反 射造成的橢81偏光光束人射，利用1/4波長板如的作用被 被，交換成直線偏光光束，入射於1/2波長板仆。1/2波長 板4b的結晶光學軸，對應入射的成直線偏光的偏光面設定 成〇度或90度時，入射於1/2波長板4b的直線偏光的光 束，其偏光面不會變化而通過。 一又，1/2波長板牝的結晶光學軸，對應入射的直線偏 光的偏光面，以45度設定的情形，入射於1/2波長板仆 的直線偏光光束的偏光面，僅以9〇度變化被變換成直線偏 光的光。再者，消偏振鏡4c的水晶稜鏡的結晶光學軸，對 應入射的直線偏光的偏光面被設定成45度的情形，入射水 晶稜鏡的直線偏光的光被變換成非偏光狀態的光(非偏光 化）。 於偏光狀態切換部4，當消偏振鏡4c在照明光路中定 位’使水晶稜鏡的結晶光學軸相對入射的直線偏光的偏光 15926-D2-pif 15 1379344 面為45度。另外，水晶稜鏡的結晶光學軸相對入射的直線 偏光的偏光面，設定為〇度或90度的角度時，入射水晶稜 鏡的直線偏光的偏光面不會變化而通過。又，1/2波長板 4b的結晶光學軸相對入射的直線偏光的偏光面，設定為 22.5度的角度時，入射1/2波長板4b的直線偏光的光，被 變換成含有偏光面不會變化而通過直線偏光成分和偏光面 僅90度變化的直線偏光成分的非偏光狀態的光。 $ 對於偏光狀態切換部4，如上述，直線偏光的光入射 於丨/2波長板4b，是為了以下的簡單說明，在圖1的z方 向具有偏光方向（電場方向）的直線偏光(以下稱Z方向偏光) 的光，其入射於1/2波長板4b。消偏振鏡4c在照明光路中 定位時，入射於1/2波長板4b的結晶光學軸相對z方向偏 光的偏光面(偏光方向)設定為0度或90度，且入射於ι/2 波長板4b的Z方向偏光，其偏光面不會變化的z方向偏 光通過，而入射於消偏振鏡4C的水晶稜鏡。水晶稜鏡的結 晶光學軸，相對入射的Z方向偏光的偏光面，因為設定為 • 45度的角度’入射水晶稜鏡Z方向偏光的光被變換成非偏 光狀態的光。 牙過水晶稜鏡被非偏光化的光，穿過為了補償光行進 方向而作為補償器（compensat〇r)的石英稜鏡，以非偏光 狀態入射於繞射光學元件5。一方面，入射於1/2波長板 =的結晶光學軸相對Z方向偏光的偏光面設定為45度 牯，入射於1/2波長板4b的Z方向偏光的光，其偏光面僅 90度變化，如在圖！的乂方向具有偏光方向（電場方向）的 15926-D2-pif 16 ^79344 直線偏光（以下稱X方向偏光）的光，入射於消偏振鏡4c的 水晶稜鏡。相對入射於水晶稜鏡的結晶光學軸的x方向偏 光的偏光面’因為設定為45度，入射水晶稜鏡的χ方向 偏光的光’被變換成非偏光狀態，且穿過石英稜鏡，並以 非偏光狀態入射於繞射光學元件5。 反之，在消偏振鏡4c從照明光路退開時，入射於1/2 波長板4b的結晶光學軸相對於z方向偏光的偏光面設定 為〇度或90度時，入射於1/2波長板4b的z方向偏光的 光不會變化而通過，以Z方向偏光狀態入射於繞射光學元 件5。另一方面，入射於1/2波長板扑的結晶光學軸相對 於z方向偏光的偏光面設定為45度時，入射於1/2波長板 4b的Z方向偏光的光，偏光面會僅變化9〇度而變成χ方 向偏光的光，而以X方向偏光狀態入射於繞射光學元件5。 如上述，對於偏光狀態切換部4，利用決定消偏振鏡 4c插^照明光路的定位，可以使非偏紐態的光入射於繞 射，，元件5。又，使消偏振鏡4c從照明光路退開，且利 用设定使1/2波長板仆的結晶光學軸相對於入射的z方向 偏光的偏光面為〇度或9〇度，可以使z方向偏光狀態的 光入射於繞射光學元件5。再者，消偏振鏡如從照明光路 退開，且利用設定使1/2波長板4b的結晶光學軸相對於入 ^的z方向偏光的偏光面為45度，可以使χ方向偏光狀 悲的光入射於繞射光學元件5。 換S之，對於偏光狀態切換部4 ,利用由1/4波長板 a 1/2波長板4b與消偏振鏡^所組成的偏光狀態切換部 15926-D2-pif 17 1379344 的作用，往繞射光學元件5的入射光的偏光狀態（進而照明 f幕Μ與晶圓w的光的偏光狀態），可以在直線偏光狀態 非偏光狀態之間切換，於直線偏光狀態的情形，可以在 相，垂直的偏光狀態之間(2方向偏光狀態與X方向偏光 狀態之間）切換。 再者，對於偏光狀態切換部4，使1/2波長板朴盘消 起從照明光路退開，且利用1/4波長板如的 ^曰^軸相對於人射的_偏光設定所要⑽度，圓偏 ΐϊίIT人射於繞射光學轉5。又—般上，利用Μ ΐ;二t繞射光學元件5的入射光的偏光狀 〜成在任⑤方向有偏光方向的直線偏光狀態。 滅二’圓錐柱狀鏡系統8 ’順著光源側，由對向光源 側為+面且對向罩幕側為凹圓錐狀 二;::4ί側為平面且對向心 冓成。第1稜鏡部8a的凹圓錐狀尸: =狀==凸圓錐狀屈折面，是可接合而互補 = ί部8a與第2稜鏡部8b之至少1一 被構成可/σ著光軸Αχ移動。第 /、 :面與第2稜鏡㈣的凸圓錐狀 稜二==:r圓錐狀屈折面與第2 鏡系織騎行㈣，圓純狀 輪帶狀二次光源。缺而吏/不會影響到被形成的 』的凹圓錐狀屈折 15926-D2-pif 18 面與第2稜鏡部处的凸圓錐 系統8做為所謂光束出折面間斜，圓錐柱狀鏡 鏡系統8的間隔因此，隨著圓錐柱狀 圖2,緣示相對輪帶狀射光角度。 作用說明。參照圖2，在設:圓 統的 零且伸縮魏9的；|、點賴，⑽狀鏡Μ 8的間隔為 態），被形成最小輪帶的狀細下稱標準狀 大，而變化成輪帶狀與内經了起擴 狀鏡系統8的作用，輪帶狀Γ 、13之利用圓錐柱 认册，， , ▼狀—次光源的寬度不會變化，盆 輪帶比（内徑/外徑)與大小（外徑)-起變化。 /、 明。歧’伸麟鏡的作用說 利用二；隹大態破形成的輪帶狀二次光源30a ’ 」用伸細透鏡9的焦點距離從最小值到所定值擴大，豆全 體形狀相似地擴大而變化成輪帶狀二次錢％ 二利用：、=9的作用，輪帶狀二次光源的輪帶比不 會.交化’其I度與大小（外徑)—起變化。 △圖4繪TFffi 1的偏光監視器的内部結構示意斜視圖。
=圖4 ’偏光監視11 12包含：被配置於微複眼透鏡U ”市先糸統13之間的光路的第1分光II 12a。第1分光器 仏例如是利f石英翻形叙沒錢佈的平行面板(即是 素玻璃}的如二且，騎將與人射料偏綠態相異的偏 光狀態的反射光從光路取出的機能。 15926-D2-pif 、利用第1分光器12a而從光路被取出的光，入射於第 2 ^光器12^。第2分光器Ub與第1分光器12a相同，例 如疋和用;δ英破續形成的沒有塗佈的平行面板型態，且其 具有使與人射光的偏紐態相異的偏光狀態的反射光發生 的機能。接著，進行設定使相對第1分光器12a的Ρ偏光 成為相對第2分光|| 12{)的8偏光，且相對第丨分光器l2a 的S偏光成為相對第2分光器12b的p偏光。 又，透過第2分光器12b的光是利用第1光度檢測器 12c而被檢測，在第2分光器12b被反射的光是利用第2 光度檢測器12d而被檢測。第1光度檢測器12c與第2光 度楦測裔12d的輸出，分別被輸給控制部（未示於圖）。控 制部依需要驅動構成偏光狀態切換部4的ι/4波長板4a、 1/2波長板與消偏振鏡4c。 如上述’關於第1分光器12a與第2分光器12b ’對 於P偏光的反射率與S偏光的反射率，實質上是不同。因 此，對於偏光監視器12，從第丨分光器12a的反射光，含 有例如往第1分光器12a的入射光的約10%的S偏光成分 (對第1分光器12a的S偏光成分是對第2分光器12b的P 偏光成分）’與例如往第1分光器12a的入射光的約1%的 卩偏光成分(對第1分光器12a的P偏光成分是對第2分光 器12b的S偏光成分）。 又’從第2分光器12b的反射光，含有例如往第1分 光裔12&的入射光的約10% xl%=0.1%的P偏光成分(對第 1分光器12a的P偏光成分是對第2分光器12b的s偏光 15926-D2-pif 20 1379344 成分），與例如往第1分光器12a的入射光的約 ΐ%χΐ〇%=〇·ι%的的S偏光成分(對第1分光器12a的s偏 光成分是對第2分光器12b的P偏光成分）。 如此’對於偏光監視器12，第1分光器12a回應其反 射特性而具有將與入射光偏光狀態相異的偏光狀態的反射 光從光路取出的機能。其結果，很少受到第2分光器12b 造成的偏光變動的影響，根據第1光度檢測器12c的輸出 (關於第2分光器12b的透過光強度資料，即是從第1分光 益12a的反射光約相同偏光狀態的光的強度資料），可以檢 知往第1分光器12a的入射光的偏光狀態(偏光度），進而 往罩幕Μ的照明光的偏光狀態。 又，對於偏光監視器12，被設定為相對第1分光器 12a的Ρ偏光為對第2分光器12b的S偏光，且對第1分 光器12a的S偏光為對第2分光器12b的P偏光。其結果， 根據第2光度檢測器12(1的輸出（關於第！分光器12a與第 2分光器12b被順次反射光的強度資料），實質上不受往第 1分光器12a的入射光的偏光狀態的變化的影響，可以檢 知往第1分光器12a的入射光的光量（強度），進而往罩i Μ的照明光的光量。 接著，使用偏光監視器12,檢知往第丨分光器12a的 入射光的偏光狀態，進而可以判定是否往罩幕M的照明光 是所要的非偏光狀態、直線偏光狀態、或圓偏光狀態。控 制部根據由偏光監視器12的檢知結果，確認往罩幕M(進 而晶圓W)的朗光是否為所要的雜光狀態、直線偏光狀 15926-D2-pif 21 1379344 ，、或圓偏光狀‘_情形，驅_整構成偏光狀態切換部 π i /波長板4 a、1 /2波長板4 b與消偏振鏡4 c，而可以 照明光的狀態為所要的非偏光狀態、直線 偈九狀態、或圓偏光狀態。 再者取代輪▼照明用的繞射光學元件5的4極昭明 ，的繞射光學元件(未示於圖），藉由狀於照明光路;:月 可以進行4極照明。4極照明㈣繞縣學元件，在入射 斷面的平行光束的情形，有在其遠場形成4極 風度分佈的機能。因此’穿過4極照明用的繞射光 束’在微複眼透鏡11的人射面，形成例如以光 射FΑ做ί中心的4個圓形狀照射區域所組成的4極狀照 金:或。〆、結果，微複眼透鏡11的後側焦點面或其附近， 2形成於入射面的照射區域相同，被形成4極狀的二次 尤綠。 的二Ϊ代輪帶照明用的繞射光學元件5的圓形照明用 的痛光學元件(未示於圖）’藉由設定於照明光路中，可 以進行-般的圓形照明。圓形照明用的繞射光學元件，在 ===的斷面的平行S束的情形’有在其遠場形成 ί度分佈的機能°因此’穿過圓形照明用的繞 以光束’在微複眼透鏡11的入射面，形成例如 射#做為中心的圓形狀照射區域所組成的4極狀照 盥:成。/、結果，微複眼透鏡11的後側焦點面或其附近， =形成於入射面的照射區域相同’被形成圓形狀的二次 15926.D2.pif 22 再者’取代輪帶照明用的繞射光件 ^明用的繞射光學元件(未示關），藉由奴於照明= ’可以進盯各種多極照明（2極照明、8極照明等）。同栌 射光帶=，繞射光學元件5的有適當特性的繞 的變換酬。日由於照明光路中，可以進行各種形態 圖5繪不圖i的偏光變換元件的内部結構示意圖。圖 二不水晶旋光性說明圖。目7綠示利用偏光變換元件的 用定成周方向偏光狀態的輪帶狀二次光源示意 。3本發明實施例的偏細奐元件ig，被配置在微複 ^透鏡11的正前面，即是照明光學裝置(1〜pL)的瞳或其附 。因此’在輪帶照明的情形，對偏域換^件ig入射有 斷面約輪帶狀且以光軸AX做為中心的光束。 麥照圖5 ’偏光變換元件1〇，有全體光轴Αχ做為中 =輪帶狀的有效區域，其輪帶狀㈣㈣取光軸ΑΧ做 二中〜’利用在關方向等分成8個扇形形狀的的基本元 :破構成。在這些8個基本元件，夾著光車由Αχ相對的一 、子f本兀件相互有相同特性。即是，8個基本元件，延著 光牙過方向(Υ方向）的厚度(光轴方向的長度)相互不同的4 種基本元件〗0Α〜10D各含2個。 具體而言，設定成第1基本元件1〇Α的厚度最大，第 4基本元件10D的厚度最小，第2基本元件ι〇β的厚度比 第3基本元件H)C的厚度大。其結果，偏光變換元件1〇 的一方的面（例如入射面）為平面狀，而另—面（例如出射 15926-D2-pif 23 1379344 面）’利用各基本元件·〜的厚度抑，成為凹凸狀。 • X，可以偏光變換元件i㈣雙面（入射面與出射面）一起形 成凹凸狀。 又’本貫施例，各基本元件1〇A〜1〇D是利用有旋光 性的光學材料亦即是做為結晶材料的水晶所構成，各基本 元件10A〜10D的結晶光學軸與光軸Αχ約一致，即是設定 成與入射光的行進方向約一致。以下，參照圖6，對水晶 的旋光性進行簡單5兒明。參照圖6，由厚度為d的水晶所 構成的平行面板光學部材100，其結晶光學軸與光軸AX 被配置成一致。如此情形，利用光學部材1〇〇的旋光性’ 入射的直線偏光的偏光方向對光軸AX僅旋轉一角度θ的 狀態被射出。 此時，光學部材100的旋光性造成偏光方向的旋轉角 (旋光角度）Θ，利用光學部材1〇〇的厚度d與旋光能p，以 下式(a)表示。 0=d · p (a) # 一般’水晶的旋光能p為波長依存性(依存使用光的波 長其不同旋光能值：旋光分散），具體地，使用光的波長短， 會有愈大的傾向。根據在「應用光學II」的第167頁的記 載，相對於具有250.3nm的波長的光，水晶的旋光能p為 153.9 度/mm。 在本實施例，第1基本元件10A，被設定成厚度， 在Z方向偏光的直線偏光的光入射的情形，Z方向繞著γ 軸使+180度旋轉的方向，即是在Z方向有偏光方向的直線 24 15926-D2-pif 偏光的光使射出。因此’在此情形’如圖7所示的輪帶狀 二次光源31之中，受到一對第1基本元件10A的旋光作 用的光束，通過形成的一對圓弧狀區域31A的光束的偏光 方向是在Z方向。 第2基本元件10B ’被設定成厚度dB，在Z方向偏 光的直線偏光的光入射時，Z方向繞著γ軸使+135度旋轉 的方向，即是在Z方向繞著Y軸使-45度旋轉的方向，有 偏光方向的直線偏光的光射出。因此，在此情形，如圖7 所示的輪帶狀二次光源31之中’受到一對第2基本元件 10B的旋光作用的光束，通過形成的—對圓弧狀區域31b 的光束的偏光方向，是Z方向繞著Y轴使旋轉_45度的方 向。 第3基本元件10C，被設定成厚度dC，在Z方向偏 光的直線偏光的光入射時’ Z方向繞著γ軸使+90度旋轉 的方向，即是有X方向偏光方向的直線偏光的光射出。因 此’在此情形，如圖7所示的輪帶狀二次光源31之中，受 到一對第3基本元件10C的旋光作用的光束，通過形成的 一對圓弧狀區域31C的光束的偏光方向是在X方向。 第4基本元件10D，被設定成厚度dD，在z方向偏 光的直線偏光的光入射時，Z方向繞著γ軸使+45度旋轉 的方向有偏光方向的直線偏光的光射出。因此，在此情形， 如圖7所示的輪帶狀二次光源31之中，受到一對第4基本 元件10D的旋光作用的光束，通過形成的一對圓弧狀區域 31D的光束的偏光方向，是z方向繞著γ軸使旋轉+45度 15926-D2-pif 25 1379344 的方向。 •騎，對分職職的8個基本元件精組合可以得 ‘顺絲換元件H)，也可以_將平行平面板的水晶基板 形成所要的凹凸形狀(段差）而得到偏光變換元件1〇。又， 不將偏光變換元件10從光路退開時，可以進行通常的圓形 照明，且設定圓形狀的中央區域1〇E，其大小為偏光變換 凡件10的有效區域的徑方向大小的大於等於謂，較佳 為大於等於1/3 ’且沒有旋光性。於此，中央區域10E，可 以利用沒有旋光性的光學材料例如石英而形成，也可以是 簡單的圓形狀開口。但是’中央區域腿不是偏光變換元 件10的必要元件。再者，中央區域應的大小是由周方 向偏光狀態區域與非此區域的邊界所決定。 於本實施例，周方向偏光輪帶照明時(通過輪帶狀的二 次光源的光束被設定成周方向偏光狀態的變形照明），有z 方向偏光的直線偏光的光被入射於偏光變換元件1〇。其於 果，微複眼透鏡11的後側焦點面或其附近，如圖7所/示: • 輪帶狀的二次光源(輪帶狀的瞳分佈)31被形成，通過此輪 帶狀的二次光源31的光束被設定成周方向偏光狀態。對^ 周方向偏光狀態，分別通過構成輪帶狀的二次光源31的圓 狐狀區域3ΊΑ〜31D的光束，沿著各圓弧狀區域'3lA〜3m 的圓周方向，而在中心位置的直線偏光狀態的偏光方向是 大約與以光軸AX做為中心的圓的切線方向—致。°疋 接著，於本實施例，與因光圈大而發生光量損失的傳 統技術不同，利用偏光變換元件10的旋光作用，'合 15926-D2-pif 26 質的光量損失私吐、 二次光源31^1°以形成周方向偏光狀態的輪帶狀的 好地抑制光量損麥對於本實施例的照明光學裳置，良 照明分佈。再者，、^喊周方向偏絲態的輪帶狀的 光作用，偏:ί換對:本:施例，因為使用光學_ 件的厚产公;i-τ件’對於典翻各基本元 件的尽度A差可崎緩設定，達到優良效果。 向偏二=3向偏光狀態的輪帶狀照明瞳分佈的周方 的光是以s =做為最終的被照明面的晶81 w被照射 光為主要成份的偏光狀態。於此，s偏朵 :有相對入射面垂直方向的偏光方向 = :面的方向電性向量震動的偏光)，是，入射面= 虽光到達媒介質的界面(被照射面：晶圓w表面），包含在 其點上的界面法線與入射光的面。 其結果，對於周方向偏光輪帶狀照明，可以提升投影 光學系統的一光學性能(焦點深度等}，可以得到在晶圓 性基板)上高對比的罩幕圖案像。即是，對於本發明實施 例，因為使用可以良好地抑制光量損失，且形成周方向偏 光狀態的輪帶狀照明瞳分佈的照明光學裝置，用適當的照 明條件可以忠實且高產能地將微細圖案轉寫。 接著，於本實施例，利用有X方向偏光方向的直線偏 光的光使其入射偏光變換元件10，如圖8所示通過輪帶狀 一-人光源32的光束設定為徑方向偏光狀態，且進行徑方向 偏光輪帶照明（通過輪帶狀二次光源32的光束被設定成徑 方向偏光狀態的變形照明）。於徑方向偏光狀態，分別通過 15926-D2-pif 27 1379344 構成輪I狀二次光源32的圓弧狀區域32a〜32D的光束， ^ 沿著各圓弧狀區域32A〜32D的圓周方向，而在中心位置的 • 直線偏光狀態是大約與以光軸AX做為中心的圓的半秤方 式一致。 玉 根據徑方向偏光狀態的輪帶狀照明瞳分佈的徑方向 偏光輪帶照明’被照射到做為最終的被照明面的晶圓％的 光，是以P偏光為主要成份的偏光狀態。於此，p偏光， • 是相對上述定義的入射面的平行方向的偏光方向的直線偏 光(平行入射面方向電性向量震動的偏光）。其結果，徑方 向偏光輪帶狀照明，被塗佈於晶圓上的光阻的光反射率減 小，在晶圓（感光性基板)上，可以得到良好的罩幕圖案像。 又，於上述貫施例，入射偏光變換元件1 〇的光束， 利用在Z方向有偏光方向的直線偏光狀態與在又方向有偏 光方向的直線偏光狀態之間的切換，而實現周方向偏光輪 ▼照明與徑方向偏光輪帶照明❶但是，不限定於此，例如 _ 對於在Z方向或X方向有偏光方向的直線偏光狀態的入射 光束，利用偏光變換元件10在如圖5所示的第1狀態與繞 著光軸AX使僅90度回轉的第2狀態之間切換，可以實現 周方向偏光輪帶照明與徑方向偏光輪帶照明。 又’於上述實施例，微複眼透鏡11的正前方配置偏 光變換元件丨〇。但是，不限定於此，一般照明裝置（1〜PL) 的瞳或其附近’例如投影光學系統PL的瞳或其附近，成 像光學系統15的瞳或其附近，圓錐柱狀鏡系統8的正前方 (無焦點透鏡6的瞳或其附近）等可以配置偏光變換元件 15926-D2-pif 28 10 10^/9344 因此’如果投影光學系統PL中與成像光學系統15中 偏光變換元件10，因為偏光變換元件10所要的有效 考慮到有困難得到高品質的大水晶基板的= :又，如果圓錐柱狀鏡系統8的正前方配置偏光變 ，可以使糾變換元件丨。所要的有效徑減小， 塗終被騎_晶圓w的輯長，防錢鏡反射的 並子岐射麟纽變偏光狀態的时Μ介入在 射佳。即是，透鏡的防止反射塗佈與鏡子的反 二二^於偏光狀態(ρ偏光與s丨_〜㈣的反 耵旱而受差，進而容易變化偏光狀態。 繞i’於上述實施例’偏缝換科1G的至少其一面 方出面)被形成凹凸狀’進而偏光變換元件10在周 連續）變化厚度分佈。但是，不限定於此， 佈，偽Γ換7^1Q在周方向具有約科續變化的厚度分 光魏元件㈣至少其1(例如射出面)可以形成 分室ill於上述實闕’彻對應輪帶狀的有效區域的8 個扇形狀的基本场’構成偏光變換元件1〇。但 可以例如利用對應圓形狀有效區域的8 ==個扇形㈣基本元件，或是利 =2效區_4個”的4個扇形狀的基本元件，或 15926-D2.pif 29 1379344 有效區域分割數(基本元件的 變形例。 換元件10的有效區域形狀， 數量）等，可以有多種不同的 二Γ上述實施例，用水晶形成各種基本元件 U)A〜偏光變換元件1G)。 =旋二生的其他適當光學材料可形成各基=與此 ==使用對應使用波長的光有1〇〇度以上的 二十材科。即是’如果使用旋光能小的光學材料，
要付，偏光方向所㈣旋㈣之所需的厚度會過厚，且由 於光量損失的原因而不佳。 又，於上述實施例，偏光變換元件1〇對應照明光路 固定，，也可以使絲變換元件2。職酬光路可以插 脫f1定。又，於上述實施例，雖然相對晶圓W的S偏光與 輪帶照明組合為例，也可以相對晶圓s偏光與2極或 4極等的多極照明與圓形照明組合。又，於上述實施例， 往罩幕Μ的照明條件與往晶圓w的成像條件(數值孔徑與 像差）’例如罩幕Μ的圖案的種類等因此可以自動設定。 圖9繪示多個偏光變換元件可以交換的變化示意圖。 又，圖9的變形有例如圖1所示的實施例類似的結構，其 差異點在於多個偏光變換元件可以交換的轉台1〇τ (turret)。 圖10繪示做為圖9的交換機構的轉台10T被载置多 種偏光變換元件10a〜10e示意圖。如圖9與圖10所示，對 於變形例’與光軸AX平行方向做為軸可以旋轉的轉台〗〇 τ 上’設置多種種類的偏光變換元件l〇a〜10e，利用轉台1〇τ 15926-D2-pif 30 1379344 的旋轉作用可以交換多種種類的偏光變換元件1〇a〜1〇e。 又，於圖9，多種種類的偏光變換元件1〇a〜1〇e之中，僅 偏光變換元件l〇a，10b示於圖。又，對於做為偏光變換元 件的交換機構，不限定於轉台10T，例如滑動件也可以。 圖11A〜11E纟會示多種偏光變換元件i〇a〜i〇e分別的結 構示意圖。於圖11A，第1偏光變換元件i〇a具有與圖5 所示的貫施例的偏光變換元件1〇相同的結構。於圖， 第2偏光變換元件1 〇b，雖然具有與圖11 a所示偏光變換 元件10a類似的結構’但不同點是於中央區域1〇E設置有 偏光消解部材l〇4c。此偏光消解部材l〇4c具有與圖1所 不的消偏振鏡4c相同結構，且有將入射的直線偏光的光變 換成非偏光狀態的光的功能。 於圖11C，第3偏光變換元件10c具有與圖11A所示 偏光變換元件10a類似結構，不同點在於中央區域1〇]E的 大小較大(第1〜第4基本元件i〇A〜10D的寬度較窄）。又， 於圖11D ’第4偏光變換元件i〇d具有與圖11C所示偏光 •5C換元件i〇c類似結構，差異點在於中央區域1〇E設置偏 光消解部材l〇4c。 於圖11E ’第5偏光變換元件l〇e不是由8個基本元 件所構成，而是由6個基本元件i〇c、10F、10G組合所構 成。第5偏光變換元件i〇e，以做為全體的光軸Αχ做為 中心有輪帶狀的有效區域，且此輪帶狀的有效區域以光轴 ΑΧ做為中心，利用在圓周方向等分割成6個扇形狀基本 几件l〇C、l〇F、10G被構成。在這些6個扇形狀基本元件 】5926-D2-pif 33 1379344 -IOC、10F、10G，夾著光轴AX相對的一對基本元件相互 有相同特性。即是，6個基本元件1〇c、服、l〇G，沿著 光的透過方向(Y方向）的厚度(光軸方向的長度)相互為異 的3種類基本元件i〇c、l〇F、1〇G各含2個。 接著’基本兀件10C’與圖7所示的第3基本元件1〇c 有相同機能部材，而省略其機能說明。基本元件1〇F，被 設定有厚度dF，在有Z額糾的錄偏光人射情形，z 方向繞著Y軸使旋轉+150度的方向，即是z方向繞著γ 軸使旋轉-30度的方向的偏光方向的直線偏光的光射出。 基本元件10G，被設定有厚度dG，在有ζ方向偏光的直 線偏光入射情形，Ζ方向繞著γ軸使旋轉+3〇度方向的偏 光方向的直線偏光的光射出。又，取代中央區域1 ，也 可以設置偏光消解部材104c。 又’回到圖10,於轉台10T上設置未載置偏光變換元 件的開口部40，對於進行不是周方向偏光照明的偏光照明 的情形，進行大的σ值(σ值=照明光學裝置的罩幕側數值 孔控/投影光學糸統的罩幕側數值孔徑）的非偏光照明的情 形，此開口部40位於照明光路中。 又’如上述’被載置於轉台10Τ的偏光變換元件 l〇a〜10e的中央部’雖然以由圓形狀的開口或沒有旋光性 的材料構成中央區域10E或是設置偏光消解部材i〇4c為 例示之，也可以配置沒有設置中央區域10E或偏光消解部 材104c的偏光變換元件（由扇形狀的基本元件所組成的偏 光變換元件）。 15926-D2-pif 32 1379344 圖12A〜12C繪不利用偏光變換元件的作用被設定成 周方向偏光狀態的一次光源的一例示意圖。又，於圖 12A〜12C，為容易理解的偏光變換元件，重繪於圖示。' 圖12A，取代繞射光學元件5,在遠場(或是Fraunh〇fer 、’：/〇射區域)开>成8極狀的光強度分佈的繞射光學元件(光束 變換元件)被設置於光路中，且偏光變換元件1〇a或1%被 设置於照明光路的情形，以8極狀的二次光源33示之。因 此，通過8極狀的二次光源33的光束被設定成周方向偏 光狀恶。對於周方向偏光狀態，分別通過構成8極狀的二 次光源33的8個圓形區域33A〜33D的光束，由8個圓形 區域33A〜33D結合成圓的圓周方向，即是與這些8個圓形 區域33A〜33D結合的圓的切線方向約一致的偏光方向的 直線偏光狀態。又，於圖12a，雖然8極狀的二次光源33 以8個圓形區域33A〜33D所構成為例示之，但不限定於有 8個區域形狀為圓形。 圖12B，取代繞射光學元件5,在遠場(或是Fraunhofer 繞射區域)形成4極狀的光強度分佈的繞射光學元件(光束 k換元件)被設置於光路中，且偏光變換元件i〇c或1〇d被 设置於照明光路的情形，以4極狀的二次光源34示之。因 此’通過4極狀的二次光源34的光束被設定成周方向偏 光狀恕。對於周方向偏光狀態，分別通過構成4極狀的二 次光源34的4個區域34A、34C的光束，由4個區域34A、 34C結合成圓的圓周方向，即是與這些4個區域34A、34C 、结合的圓的切線方向約一致的偏光方向的直線偏光狀態。 15926**D2-pif 33 1379344 又’於圖12B，雖然4極狀的二次光源34以4個橢圓形區 域34A、34C所構成為例示之，但不限定於4個區域形狀 為橢圓形。 圖12C，取代繞射光學元件5,在遠場(或是Fraunhofer 繞射區域)形成6極狀的光強度分佈的繞射光學元件(光束 變換元件)被設置於光路中，且偏光變換元件1〇£被設置於 照明光路的情形，以6極狀的二次光源35示之。因此，通 過6極狀的二次光源35的光束被設定成周方向偏光狀 態。對於周方向偏光狀態，分別通過構成6極狀的二次光 源35的6個區域35C、35F、35G的光束，由6個區域35C、 35F、35G結合成圓的圓周方向’即是與這些6個區域35C、 35F、35G結合的圓的切線方向約一致的偏光方向的直線偏 光狀態。又，於圖12C，雖然6極狀的二次光源35以6 個約梯形狀區域35C、35F、35G所構成為例示之，但不限 定於6個區域形狀為約梯形狀。 又，於上述實施例與變形例，雖然偏光變換元件繞著 光軸被固定，偏光變換元件也可以繞著光軸使旋轉。圖 為設置成繞著光轴可以旋轉的偏光變換元件的結構概 略圖。 於圖13 ’偏光變換元件i〇f，由4個基本元件i〇A、 10C所組合構成。偏光變換元件1〇f，有做為全體的光軸 AX為中心的輪帶狀有效區域，且這輪帶狀有效區域以光 軸AX為中心在圓周方向被等分割成4個扇形形狀的基本 元件10A' 10C。在這4個基本元件l〇A、10C中，夾著光 15926-D2-pif 34 1379344 軸AX相對的一對基本元件相互有相同特性。即是，4個 基本兀件10A、H)C’在沿著光穿過方向(γ方向)的厚度(光 軸方向的長度)相互為異的2種基本元件說、㈣分別含 2個。 於此，因為基本元件·是與圖7所示的第i基本元 件10A有相同機能的部材，基本元件1〇c是與圖7所示的 第3基本元件i〇c有相同機能的部材，而省略其機能說 明。又，取代中央區域1〇Ε的，也可以設置偏光消解部材 104c。 此偏光變換元件l〇f，以光軸Αχ做為中心設定成可 以旋轉’例如以光軸ΑΧ為中心使+45度或._45度可以旋 轉。圖14Α〜14C繪示利用偏光變換元件i〇f的作用，被設 定成周方向偏光狀態的二次光源的一例示意圖。又’於圖 14，為容易理解，偏光變換元件i〇f重複繪示。 圖14A，取代繞射光學元件5,在遠場(或是Fraunh〇fer 繞射區域)形成2極狀的光強度分佈的繞射光學元件(光束 變換元件)被設置於光路中，且偏光變換元件l〇f在旋轉角 度為〇度的狀態(基準狀態），在被設置於照明光路中的情 形下以2極狀的二次光源36(36A)示之。於此，通過二次 光源36(36A)的光束被設定為縱方向偏光方向。 圖14B，取代繞射光學元件5,在遠場(或是Fraunhofer 繞射區域)形成4極狀的光強度分佈的繞射光學元件(光束 變換元件)被設置於光路中，且偏光變換元件10f在旋轉角 度為〇度的狀態(基準狀態），在被設置於照明光路中的情 15926-D2-pif 35 1379344 形下以4極狀的二次光源37示之。於此，通過二次光源 • 37的光束被設定為周方向偏光方向。又，於圖14B，4極 .狀的光強度分佈侷限在紙面内上下(2方向）以及左右方向 CX方向）。 於周方向偏光狀態’分別通過構成4極狀的二次光源 37的4個圓形區域37A、37C的光束，由這4個圓形區域 37A、37C結合成的圓的圓周方向，即是有與這4個圓形 φ 區域37A、37C結合成的圓的切線方向約一致的偏光方向 的直線偏光狀態。又，於圖14B，雖然是以4極狀的二次 光源37由4個圓形區域37A、37C所構成而示之，4個區 域的形狀不限定為圓形。 圖14C，取代圖14B的繞射光學元件，在遠場(或是 Fraunhofer繞射區域)侷限紙面内+45度(_i35度)方向及紙 面内-45度(+135度）方向，形成4極狀的光強度分佈的繞 射光學元件(光束變換元件)被設置於光路中，且偏光變換 10f在旋轉角度為+45度的狀態(相對基準狀態，順時 _ 鐘旋轉45度的狀態）使旋轉而設置於照明光路中的情形 下，以4極狀的二次光源38示之。 一於圖14C ’偏光狀態切換部4中的1/2波長板4b繞著 光軸使旋轉，相對偏光變換元件l〇f，使有+45度(-135度 方向）偏光方向的直線偏光入射。於此，因為基本元件10Λ 有使入射的直線偏光的偏光方向僅旋轉 180 度土 ηχΐ8〇 度 (η為整數)_能，且基本元件1GC有使人射直線偏光的 偏光方向僅旋轉9〇度± ηχ18〇度⑴為整數)的機能，通過4 15926-D2-pif 36 1379344 極狀的一次光源38的光束被設定為周方向偏光狀態。 於圖14C所示的周方向偏光狀態，分別通過構成4極 狀的二次光源38的4個圓形區域38B、38D的光束，由這 4個圓形區域38B、38D結合成的圓的圓周方向，即是有 與這4個圓形區域38B、38D結合成的圓的切線方向約一 致的偏先方向的直線偏光狀態。又，於圖14C，雖然是以 4極狀的二次光源38由4個圓形區域38B、38D所構成的 例子示之，4個區域的形狀不限定為圓形。 如此，利用偏光狀態切換部4的偏光方向的變更動 作，與利用偏光切換元件10f的旋轉作用，雖然4極狀二 次光源侷限在+45度(-135度)方向與_45度(+135度)方向， 雖然4極狀一次光源侷限在0度(+180度)方向以及9〇度 (270度）即是縱橫方向，雖然2極狀二次光源侷限在〇度 (+180度）方向或90度(270度）即是縱橫方向，也可以實= 周方向偏光狀態。
又，以光軸AX做為中心在圓周方向被等分割而由8 個扇形狀的基本元件構成的偏光變換元件，也可以繞著光 軸AX旋轉。如圖15A所示，例如由8分割的基本元件所 構成的偏光變換元件(例如偏光變換元件1〇a)，如果繞著光 軸AX使僅旋轉+45度’分別通過構成8極狀二次光源％ 的8個圓形區域39A〜39D的光束，具有相對此8個圓形區 域39A〜39D結成的圓的圓周方向（8個圓形區域39八〜39D 結成的圓的切線方向)使僅旋轉-45度的偏光方向的直線偏 光狀態。 15926-D2-pif 1379344 又，如_ 15B所示，分別通過構成8極狀二次光源的 8個圓形d域的絲，在有相對此8侧雜域結合成的 =的圓周方向(8個圓形區域結合成的圓的切線方向），長神 =向被僅旋轉+45度的偏光方向的橢圓偏光的情形，如圖 1—5A所示的偏光變換元件(例如偏光變換元* _，利用繞 者光軸AX使僅旋轉+45度，如圖15匸所示，可以得到約 周方向偏光狀態。
圖繪示偏光變換元件被配置在照明光學系統的曈 附近位置内、圓錐柱狀鏡系統8的正前面位置(入射侧附近 位置)為例的示意圖。於圖16之例，利用伸縮透鏡系統9 的倍數變化作用，被投影到微複眼透鏡丨i的入射面中央區 域10E的像的大小，與被投影到微複眼透鏡n的入射面 的各基本凡件10A〜〗0D的像的大小會被變更，藉由圓錐柱 狀鏡系統8的動作，被投影到微複眼透鏡丨丨的入射面的各 基本疋件10A〜10D的像，以光軸Ax為中心的半徑方向的 幅度被變更。 因此，有如圖10所示變形例的中央區域10E(或是偏 光消解部材l〇4c)的偏光變換元件，比起有變換倍率作用 的光學系統(伸縮透鏡9)而設置在光源側的情形，考慮中 央區域10E佔據區域利用伸縮透鏡9的變換倍率而被變 更’也可以決定中央區域10E的大小。 又 又，如圖16所示的變形例，在有中央區域1〇E(或是 偏光消解部材l〇4c)的偏光變換元件，比起有變更輪帶比 作用的光學系統(圓錐柱狀鏡系統8)而設置在光源側的情 15926-D2-pif 38 形，如圖17所示，較佳滿足以 其一。 下條件U)與條件(2)的至少 (1) (10in + AA)/10〇ut<0.75 (2) 〇.4<(10in+AA)/l〇out 其中， 10m.偏光變換树1G的中央區域·的有效半徑， lOout :偏光變換元件1〇的外侧有效半徑， △A:通過有變更輪帶比作用料學线的光束的内側 半徑的增加部份。 於此，不滿足條件(1)的情形，藉由偏光變換元件10 使周方向偏光狀態被變換的輪帶狀的區域狹窄，因為不能 達成小輪帶比的輪帶狀或多極狀二次光源造成的周方向偏 光照明而不好。又，不滿足條件(2)的情形，可以通過偏光 變換元件10的中央區域的光束的直徑明顯變小，例如當該 偏光變換元件10不會從照明光路外移，偏光狀態不變，因 為不能有小σ照明而不好。 又，如圖18所示，偏光變換元件被配置在照明光學 系統的瞳附近位置中，比起微複眼透鏡11是在罩幕側的位 置，具體地，也可以設置在將罩幕遮板14的像投影到罩幕 上的成像光學系統15的瞳附近位置。在圖16與圖18所示 的實施例，與圖9到圖11的實施例相同，也可以有多個能 交換的偏光變換元件。
又，在上述實施例，比起偏光變換元件10，晶圓W 15926-D2-pif 39 ^/9344 側的光學系統(照明光學系統與投影光學系統）有偏光像差 . (延遲）的情形時，由於偏光像差，偏光方向會變化。於此 • 情形’在考慮此光學系統的偏光像差的影響上，利用偏光 '又換元件10，較佳可以設定被旋轉的偏光面的方向。又， ^用偏光變換元件10，在晶圓W側的光路中被配置反射 部材的情形，被此反射部材反射在每個偏光方向產生相位 差。此時，考慮由反射面的偏光特性引起的光束相位差， 鲁 利用偏光變換元件10也可以設定被旋轉的偏光面的方向。 接者’說明偏光狀態的評量方法的實施例。於本實施 例’保持做為感光性基板的晶圓w的晶圓平台（基板平台） 的側方，使用可以進出的晶圓面偏光監視器9〇，檢測出到 達做為感光性基板的晶圓W的光束的偏光狀態。又，晶圓 面偏光監視器90，也可以被設置在晶圓平台内，且也可以 將該晶圓平台設置在別的計測平台上。 “圖19繪示為了檢出照明晶圓W的光的偏光狀態以及 光強度的晶圓面偏光監視器9〇的結構示意圖。如圖19所 示’晶圓面偏光監視器90，包括可以定位於晶圓w的位 置或其附近的針孔部材91。通過針孔部材91的針孔91a 的光’穿過被配置在投影光學系統PL的像面位置或其附 近’如如側焦點位置的對準透鏡92 (collimated lens )而成 為約平行的光束’並在被反射鏡93反射後，入射於中繼透 鏡系統94(relay lens)。穿過中繼透鏡系統94的約平行光 束’穿過做為相位移動元件的1/4波長板95與做為偏光元 件的偏光分光杰96後，到達二維CCD 97 ( Charge Coupled 15926-D2-pif 40 1379344
Device,電兩祸合元件）的檢測面97a。於，二 的檢測面97a與投影光學祕PL的射㈣—大致光學共 軛，進而與照明光學裝置的照明瞳面大致光學共軛。 1/4波長板95，被構成能以光軸做為中心旋轉，對於 此1/4波長板95，被連接到為了被設定成以光軸做為中心 方疋轉的叹疋部98。如此，對晶圓w的照明光的偏光度不 是0的情形’藉由設定部98使1/4波長板95繞著光軸旋 轉，而麦化在二維CCD 97的檢測面97a光強度分佈。因 此’對於晶圓面偏光監視器90, 一面使用設定部98而使 波長板95繞著光轴使旋轉，而一面檢測出在檢測面 光強度分佈的變化，且從此檢測結果到利用旋轉相位移動 元件的方法，可以測定照明光的偏光狀態。 又$疋轉相位移動元件的方法，例如鹤田所描述的「光 錯筆'給光猶者的制光學」，如株式會社新技術通訊 (commimications)的詳細記載。實際上，針孔部材％(進 而針孔91a)沿著晶圓面使二維移動，在晶圓面的多個位 置測定照明光的偏光狀態"此時，對於晶圓面偏光監視器 90 ’因為檢測出在二維檢測面97a的光強度分佈的變化， 根據此檢測A的分佈資料，在照明光的_可以測定偏 狀態的分佈。 、又，對於晶圓面偏光監視器90，做為相位移動元件的 "4波長板95可以取代使肖1/2波長板。使用相位移動元 件，偏光狀態即是用於測定4個Stokes參數，變化沿著相 位動元件與偏光元件(偏光分絲96)的光軸的相對角口度， 15926-D2-pif 41 1379344 同k使相轉.件或偏歧件從光料開，依需要在至小 個相異狀態姻出錢測面97a的找度分佈變化 :=:，雖然做為相位移動元件的1/4波長板％繞著 a疋 可以使做為偏光元件的偏光分光器96繞著井 軸旋轉，也可以使她㈣元件與料元件二者繞著光 旋轉。又，取代這鶴作歧增加這麵作的，也可
做為t目位移就件的1/4波長板95與做為糾元件的 分光器96之其一或二者從光路中插脫。 又，對於晶圓面偏光監視器90，利用反射鏡93的偏 光特性’是變化光的偏絲態。於此情形，因為預先知道 的反射鏡93的偏光特性，根據所f要的計算所得到對 反射鏡93的偏光特性的偏光狀態的影響，補正晶圓面偏光 ，視器90的測定結果’可且正確地測定照明光的偏光狀 態。又，不限於反射鏡，藉由變化由透鏡等的其他光學部 件引起偏光狀態的情形以相同地補正測定結果，可以正確 地測定照明光的偏光狀態。 以下，具體說明關於在照明光的瞳内的偏光狀態分佈 的評量。首先，通過在瞳上的一點（或是微小區域），而到 達像面上的一點(微小區域）的光線，一個一個算出對應的 知·疋偏光度DSP。又’在以下說明，使用圖1、圖μ、圖 18的XYZ座標系統。上述瞳上的一點(微小區域)對應二維 CCD97的一晝素，且像面上的一點(微小區域)對應針孔9la 的XY座標糸統。 此特定偏光度DSP，當在通過在瞳上的一點（或是微 15926-D2-pif 42 1379344 j區域)而到達像面上的一點(微小區域）的特定光線的X 方向偏光成刀（在曈上X方向的振動方向的偏光）的強度為 IX，該特定光線的γ方向偏光成分(在瞳上Y方向的振動 方向的偏光)的強度為Iy時， (3) DSP = (lx _ iy) / (Ix+Iy)。
又此特定偏光度DSP，對應全部強度s〇的水平直線偏光 強度減去垂直直線偏光強度S!，與(s]/Sq)相同。
又由通過在瞳上的一點（或是微小區域），而到達像 面上的一點(微小區域)的特定光線的χ方向偏光成分(在瞳 ^ X方向的振動方向的偏光）的強度為lx，以及該特定光 強2 γ方向偏光成分(在瞳上丫方向的振動方向的偏光)的 Iy，通過下式(4)、（5)，可以定義於水平偏光(對應 的面内水平方向延伸的罩幕圖案的繞射光成為S偏光 垂光)的特定偏光率RSPh、與垂直偏光(對應在圖案面内 方向延伸的罩幕圖案的繞射光成為S偏光的偏光）的 符疋偏光率RSPV。 ^ RSPh = lx /(lx+iy),
Rspv = Iy /(Ix+Iy), ^王中相當理想的非偏光照明時RSPh，RSPV二者為50%， 里μ的水平偏光時RSPh為100%，當理想的垂直偏光時 l5926-D2-pif 43 RSPV 為 loo%。 又，對應通過在瞳上的—點（或是微小區域)而到達 面上的-點(微小區域）的光線的_個一個，t用以 ⑹〜(9)定義偏光度V時，對應通過所要的有效光源^ 到達像面上的-點(微小區域)的光束，可以用下 定 平均偏光度V(Ave)。 ^ (6) V = :(s]2 + s22+s32)1/2/s( = ^ (Sr2 + S2,2+S3,2)1/2 ⑺ S】， =S]/S〇 ⑻ S2, =S2/S0 (9) S3, =S3/S0 其中SG為全部強度，S!為水平直線偏光強度減去垂直直線 偏光強度，S2為45度直線偏光強度減去135度直線偏光 強度’ S；j為右旋圓偏光強度減去左旋圓偏光強度。 (10) V(Ave) = Σ [S〇(Xi ^ y〇 · V(Xj , yi)] /Σδ〇(χ. , y.} 0 又’於式（10) ’ S〇(Xi ’ yi)疋對應通過所要的有效光源 區域(Xi，yi)上的一點（或是微小區域）而到達像面上的一點 (微小區域）的光線的全部強度SQ，V(Xj ’ yd是對應通過所 要的有效光源區域(Xi，yO上的一點（或是微小區域）而到達 像面上的一點(微小區域)的光線的偏光度。 15926-D2-pif 44 1379344 又’對應通過所要的有效光源區域而到達像面上的一 點(微小區域)的光線，用下式（11)可以定義關於水平偏光的 平均特定偏光率RSPh(Ave)，用下式(12)可以定義關於垂直 _ 偏光的平均特定偏光率RSPv(Ave)。 (11) RSPh(Ave) = lx (Ave) / (Ix+Iy) Ave =Σ [S〇(Xi ’ yD . RSPh (Xi ’ yO] /ES0(Xi，yi) ’ 鲁 （12) RSPv(Ave) = Iy (Ave) / (Ix+Iy) Ave =Σ [S〇(Xi ’ yD · RSPV (Xi ’ yO] /ZS0(Xi，yi)， 其中lx (Ave)是通過所定的有效光源區域(Xi ’ yj)而到達像 面上的一點(微小區域)的光線在X方向偏光成分(在瞳上X 方向的振動方向的偏光)的強度平均，Iy (Ave)是通過所定 的有效光源區域(Xi，yi)而到達像面上的一點(微小區域)的 光線在Y方向偏光成分(在瞳上γ方向的振動方向的偏光） 的強度平均’ RSPhfe ’ yi)是通過所定的有效光源區域， • yi)而到達像面上的一點(微小區域）的光線的在水平偏光的 特定偏光率，RSPv(Xi，yi)是通過所定的有效光源區域⑵， yi)而到達像面上的一點(微小區域）的光線的在垂直偏光的 特定偏光率。又，（Ix+Iy)AVe是通過所定的有效光源區域 的全部光束的強度平均。 於此，當理想的非偏光照明時RSPh(Xi，y;)，RSPv(Xi， yi)二者為50%，當理想的水平偏光時RSPh(Xi，yi)為1〇〇%， 當理想的垂直偏光時RSPv(Xi，⑹為100%。 15926-D2-pif 45 1379344 接著’對應通過所定的有效光源區域(Xi，yi)而到遠像 面上的一點(微小區域)的光束，可以用下式(13)定義平均特 定偏光度DSP(Ave)。 (13) DSP(Ave)= (lx - Iy) Ave / (Ix+Iy)Ave ={Σ[ΙΧ(Χί ’ yi) - Mxi，yi)] /Σ[Ιχ(χι，yi) + Iy(Xi，yi)]} =Si^Ave) ={SS^ISq} 於此’（lx -Iy) Ave是通過所定的有效光源區域(&，yi)而 到達像面上的一點(微小區域)的光束在χ方向偏光成分的 強度與平均通過所定的有效光源區域(Xi，而到達像面上 的=點(微小區域)的光束在Y方向偏光成分的強度的相差 的平均’ IX(Xi，y技㈣蚊的有效规區域(Xi，yi)而到 達像面上的-f (微小區域)的光束在χ方向偏光成分的強 度，iy(\，yi)是通過所定的有效光源區域(Xi，yi)而到達像 面上的一點(微小區域)的光束在γ方向偏光成分的強度， • Sl (Ave)疋在所定的有效光源區域(Xi，yi) $ S!，成分的平 均。 於式（13) ^理想的非偏光照明時DSP(Ave)為〇，當 理想的水平偏光時DSP(Ave)為丨，#理想㈣直偏光二 DSP(Ave)為-1。 —現在，本實施例的照明光學裝置，進而曝光裝置，在 所定的有效光源、區域(Xi，yi)的平均特定偏光率Rs (Ave)，RSPv(Ave)滿足 15926-D2-pif 46 1379344 RSPh (Ave) > 70%，RSPV (Ave) > 70%， 可看到在所定的有效光源區域内是直線偏光 。於此，當平 均特定偏光率RSPh (Ave)，RSPV (Ave)不滿足上式條件的 情形，在周方向偏光輪帶照明，或是周方向偏光四極照明、 周方向偏光二極照明等，在所定方向有偏光面因為不是所 希望的直線偏光狀態，對於有特定指向（pitch)方向的線 寬度的細圖案不能向上提升成像能力。 又’如圖13所示’使用4分割偏光變換元件10進行 4分割周方向偏光輪帶照明的情形，如圖2〇所示，輪帶形 狀的二次光源31為4分割，也可以對每一個分割區域 31A1、31A2、31C卜31C2的平均特定偏光率RSPh(Ave)， RSPv(Ave)進行評量。 對於上述實施例的曝光裝置，藉由照明光學裝置以照 明罩幕(十字標記）（照明步驟），藉由使用投影光學系統將 被形成於罩幕轉印用的圖案在感光性基板曝光（曝光步 驟），可以製造微元件（半導體元件、拍攝元件、液晶顯示 元件、薄膜電磁頭等）。以下，使用上述實施例的曝光裝置， 以在做為感光性基板的晶圓等形成電路圖案，而得到做為 微元件的半導體元件的實際方法為例，參照圖21的流程圖 做說明。 首先，於圖21的步驟301 ’在一批次的晶圓上蒸鑛金 屬膜。於下一步驟302 ’在這些一批次的晶圓上的金屬膜 上塗佈光阻。之後，於步驟303，使用上述實施例的曝光 裝置，罩幕上的圖案的像穿過投影光學系統，在這一批次 15926-D2-pif 47 1379344 的晶圓上的每個拍攝區域’順次被暖 驟3〇4,進行這-批次的晶圓上的 305,藉由在這-批次的晶圓上的光^於步驟 蝕刻’因此’對應罩幕上圖案的電路":^秦’進灯 曰问认―加仏棍「X , 电塔圖案’被形成於每個 日日0的母個桕攝區域。之後，藉由進行更上層的電路圖案 的形成等，使半導體元件等的元件被製造。根據上述半導 體7C件等的製造方法，有極微細電路 二
以有良好的產能。 』千㈣兀仵T 又，對於上述實施例的曝光裳置， 板)上’形成所定的圖案(電路圖案、_圖案板(= 到做為微元件的液晶顯示元件。y '' 貫施例的曝光裝置，在感光性基板 板等）轉印曝光罩幕的圖宰，；光阻的玻璃基 a 斤明的微衫製程被進行。利 用此Ud紅步驟，在感光性基板上，含 定的圖案被形成。之後，被曝光的基板 旦 ，幸==驟接歸光阻步驟等的各步驟，基板 圖案被形成’接者進行彩色濾光器形成步驟術。 濾光器形成步驟402，對應紅、綠、藍3 個^-組’被形成矩陣狀的多條配列， 成彩色濾光器二著平掃描線方向，而形 單元組合步驟403被進色遽光器形成步驟402之後， 由圖案形成轉_ ^單元組合步驟4〇3，組裝有 所件到的所定圖案的基板，以及使用 15926-D2-pif 48 1379344 由彩色渡光器形成步驟402户斤得到的彩色遽光器等，而得 到液晶面板(液晶單元）。 單元組合步驟403 ’例如，在由圖案形成步驟所 1 到的所定圖案的基板，以及使用由彩色遽光器形成步驟 :02所二到的彩色慮光器之間，注人液日日日，而製造液晶面 板(液晶早7L)。之後’於模組的組合步驟4〇4，進行被组合 的液晶面板(液晶單元）的顯示動作的電路，背光模組等的 各部，使完成做為液晶顯示元件。根據上述液晶顯 不兀件的造方法，可以得到有極微 示件，並使其有良好產能。 π 又，對於上述實施例，做為曝光的光 準分子雷射光(波長⑽㈣或是ArF準分子雷:光用= 193 rnn) ’但不限定於此，其他適合的光源 ^ =謂的雷射糾F2雷射光源等，也可以適用;=長 再者，對於上述貫施例’包括照明光學裝置 例做說明，但是為了照明罩幕或晶圓以外的被照 般照明光學裝置，可知地，也可以使用本發明。、、 的光路中，也可贿用填滿有折射率大於样丨 ， 物(典型的液體)的方法，即所謂的液浸法。於此:的媒" 為投影光學系統與感光性基板之間的光路中填滿 法，可以採用已在國際公開號w〇99/495〇 —令方 部填滿液體，日本專利特開平6_124873也揭示保==局 象的基板的平、台在液槽中使移動的方法，日本專 15926-D2-pif 49 1379344 10-303114也揭示在平台上形成所定深度的液槽，且在其 中保持基板等的方法。 又’做為液體，較佳使用可以對曝光的光有穿透性且 高折射率’而相對投影光學系統與基板表面被塗佈的光阻 是安定的液體，例如以KrF準分子雷射光或是ArF準分子 雷射光做為曝光的光的情形，做為液體的可以使用純水、 去離子水。又’使用做為曝光的光的f2雷射的情形，作為 液體的有可以使用可以透過F 2雷射光，例如氟素系油或氟 化聚醚(PFPE)等的氟素系液體。 【圖式簡單說明】 圖1繪示根據本發明實施例的曝光裝置結構示意圖。 圖2繪示相對輪帶狀二次光源，圓錐柱狀鏡系統的作 用說明。 圖3繪示相對輪帶狀二次光源，伸縮透鏡的作用說明。 圖4繪示圖1的偏光監視器的内部結構示意斜視圖。 圖5繪示圖1的偏光變換元件的内部結構示意圖。 圖6繪示水晶旋光性說明圖。 圖7繪示利用偏光變換元件的作用，被設定成周方向 偏光狀態的輪帶狀二次光源示意圖。 圖8繪示利用偏光變換元件的作用，被設定成徑方向 偏光狀態的輪帶狀二次光源示意圖。 圖9繪示多個偏光變換元件可以交換的變化示意圖。 圖10繪示做為圖9的交換機構的轉台1〇τ被g置多 種偏光變換元件l〇a〜10e示意圖。 15926-D2-pif 50 1379344 圖11A〜11E繪示多種偏光變換元件l〇a〜10e分別的結 構示意圖。 圖12A〜12C繪示利用偏光變換元件的作用被設定成 周方向偏光狀態的二次光源的一例示意圖。 圖13繪示設置成迴繞光軸AX可以旋轉的偏光變換 元件10f的結構示意圖。 圖14A〜14C繪示利用偏光變換元件10f的作用，被設 定成周方向偏光狀態的二次光源的一例示意圖。 ® 圖15A〜15C繪示由8個扇形基本構件所構成的偏光 變換元#，得到迴繞光軸AX可以旋轉的二次光源的一例 示意圖。 圖16繪示偏光變換元件，被配置在照明光學系統的 瞳附近位置内、圓錐柱狀鏡系統8的正前面位置(入射側附 近位置）一例示意圖。 圖17繪示如圖16所示的變化例，為滿足條件式 與(2)的說明示意圖。 • 圖18繪示偏光變換元件，配置在照明光學系統的瞳 附近位置内、成像光學系統15的瞳附近位置一例示意圖。 圖19繪示為了檢出照明晶圓w的光的偏光狀態以及 光強度的晶圓面偏光監視器90的結構示意圖。〜 圖20繪示使用4分割的偏光變換元件10f，進行4八 割周方向偏光輪帶照明，以得到輪帶狀二次光源3 : 圖。 不思 圖_得到做為微元件的半導體元件的實際製程。 15926-D2-pif 1379344 圖22繪示得到做為微元件的液晶顯示元件的實際製 程。 【主要元件符號說明】 I :光源 4:偏光狀態變換部 4a : 1/4波長板 4b : 1/2波長板 4c . >肖偏振鏡 5:繞射光學元件 6:無焦點透鏡 8:圓錐柱狀鏡系統 9 :伸縮透鏡 10 :偏光變換元件 10A〜10D :各基本元件 10E :中央區域 II :微複眼透鏡 12 :偏光監視器 12a :分光器 13 :集光系統 14 :罩幕遮板 15 :成像光學系統 104c :偏光消解部材 Μ :罩幕 PL :投影光學系統 15926-D2-pif 52 1379344 ·晶圓
15926-D2-pif 53

Claims (1)

  1. I3793/W 十、申請專利範圍： 1· -種偏光變換^件’將沿著所^的光路而行進的入 射光的偏絲態變換成—所定的偏光狀態，包括： 在周方向上被分割的多個區域； 其中該厚度分佈設定為’使將有約單—方向的偏光方 向的直線偏光狀態的光變換成有約為周方向的偏光方向的 周方向偏光狀態的光，或是有約在徑向方向的偏光方向的 徑方向偏光狀態的光； 該偏光變換元件设置成可以從上述所定的光路自由插 脫。 - 2. 如申請專利範圍第1項所述的偏光變換元件，其中 該些區域中相鄰的任意2區域的厚度不同。 3. 如申請專利範圍第2項所述的偏光變換元件，其中該 些區域中相對的任意2區域，有約相等的旋光角度。 4. 如申請專利範圍第3項所述的偏光變換元件，其中該 相對的任意2區域，有約相等的厚度。 5. 如申請專利範圍第1項所述的偏光變換元件，其中每 一該些區域，為大約扇形形狀。 6. 如申請專利範圍第1項所述的偏光變換元件，還包括 中央區域，使入射光通過。 7. 如申請專利範圍第6項所述的偏光變換元件，其中 該中央區域使入射光的偏光狀態不會變化。 8. 如申請專利範圍第6項所述的偏光變換元件，其中該 中央區域的徑向方向的大小’為該偏光變換元件的有效區 15926-D2-pif 54 1379344 域的徑向方向大小的大於等於3/10。 9.如申請專利範圍第i項所述的偏光變換元件，其中形 成該偏光變換元件的光學材料，是由結晶光學轴被設定成 入射-光、的行進方向的結晶材料所形成。 一種偏光變換元件，將沿著所定的光路而行進的入 射光白(偏光狀態變換成—所定的偏光狀態，包括： 在周方向上被分割的多個區域； 是有_4向方向的偏先方二 該偏光變換元件包括使入射光通過的中央區域。 中該^如申晴專利範圍第10項所述的偏光變換元件，農 ^肀央區域使入射光的偏光狀態不會變化。 、 12.如申請專利範圍第1〇項所述的偏光變換 能二中央區域具有使人射光變換成非偏光狀態的光的ς =13.如申請專利範圍第ίο項所述的偏光變換元 1 St】換元件的中央區域是利用不具有旋光性的光學 二14.如申請專利範圍第10項所述的偏光變換元件，苴 中該偏光變換元件的中央區域是利用開口而形成。 /、 二15.如申請專利範圍第1〇項所述的偏光變換元件，其 中該中央區域的徑向方向的大小，為該偏光變換元件的有 15926-D2 卞 if 55 1379344 效區域的徑向方向大小的大於等於3/1〇。 16. —種光學照明裝置，包括： 變換元件，:二:二1 換項T 15項的任-項所述的偏光 件配置於照明光的光路中。 ㈣偏翻第16項崎的光學照Μ置，其 2偏先讀元件配置於該縣朗裝㈣瞳或是瞳附
    包括1二如申請專利範圍g 17項所述的光學照明裝置’更 中，#2位°卩件’配置於該偏光變換元件的人射側的光路 19應入射約直線偏光狀態的光的偏光方向而變化。 中1 +.如申晴專利範圍第18項所述的光學照明裝置，苴 置件有—1/2波長板，可在作為前述光學照明裝 尤轴中心的結晶光學軸上自由旋轉。 2〇
    包括.如申晴專利範圍第18項所述的光學照明裝置，更 中 第2相位部件，配置於該相位部件的入射侧的光路 ，使入射的橢圓偏光狀態的光變換成約直線偏光狀熊的 7L· ° 〜 Ο Ί j如申請專利範圍第20項所述的光學照明裝置，其 曰^第2相位部件有一 I/#波長板，可在作為前述光學照 明裝置的光軸中心的結晶光學軸上自由旋轉。 勹22.如申請專利範圍第16項所述的光學照明裝置，更 匕括—輪帶比變更光學系統，變更形成於該光學照明裝置 的曈的—:欠光源的輪帶tb。 23·如申請專利範圍第22項所述的光學照明裝置，其 15926-D2-pjf 56 1379344 中該偏光變換元件，配置於該輪帶比變更光學系統的入射 側的光路中，滿足： (10in +ΔΑ)/ 10〇ut<0.75 0.4<(10ίη +ΔΑ) /lOout 。 24 ·如申明專利範圍第16項所述的光學照明裝置，其 中形成該偏光變換元件的該光學材料是由結晶光學軸被設 定成入射光的行進方向的結晶材料所形成。 25. 如申請專利範圍第16項所述的光學照明裝置，其 中包括光束I:換元件’設置在該偏光變換元件的入射側的 光路中，將入射光變換為所定斷面形狀的光。 26. 如申味專利範圍第25項所述的光學照明裝置，其 中該光束變換元件形成輪帶狀或是乡極_光強度分佈。 27. 如申吻專利範圍第16項所述的光學照明裝置，其 中》玄光束㈣tl件形成圓形狀的光強度分佈，而可與別的 光束變1奐元件進行交換。 照明 置種勺^照明裝置’為對被照射面進行照明的光學 換^件’將沿著照明光的光路而行進的入射 先偏光狀:態變換成一所定的偏光狀態； 佶將換凡件在周方向上具有被分割的多個區域， 有約為周的直線偏光狀態的光變換成 約在徑向方向的向偏光狀態的光’或是有 該偏光變換方向偏光狀態的光；且 、凡件设置成可從上述照明光的光路自由插 15926-D2-pif 57 1379344 脫。 29.如申請專利範圍第28項所述的光學照明裝置，其 該被照明面為與周方向偏光狀態不同的偏光狀態， 〇 且在照科該偏光變換元件從該㈣光的光路^ 30. —種曝光裝置，包括： 夕 如申請專利範圍第16項所述的光學照明裝置，
    光學照明裝置將所定_轉光_紐基板上。-31. —種曝光方法，包括： 使用如申請專利翻第16項所述的光學照縣置 所定的圖案曝光到感光性基板上。 32. —種元件製造方法，包括： 使用如申明專利範圍第項所述的光學照明裳置，將 所定的圖案曝光到感光性基板上的步驟；以及 將已曝光的所錢紐基板進行崎的步驟。 33. —種曝光裝置，包括：
    如申請專職㈣28 1¾第29 躺光學照明裝 置’通過該光學照㈣置將所定的圖案曝光到感光性基板 上0 34. —種曝光方法，包括： 使用如中π專利feu第28項或第29項所述的光學照 明裝置，將所定的圖案曝光到感光性基板上。 35. —種元件製造方法，包括： 使用如申請專利範圍篦％ TS Ο·、& 阁弟28項或第29項所述的光學照 15926-D2-pif 58 1379344 明裝置，將所定的圖案曝光到感光性基板上的步驟；以及 將已曝光的所述感光性基板進行顯像的步驟。
    15926-D2-pif 59
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