WO2005050718A1 - 光束変換素子、照明光学装置、露光装置、および露光方法 - Google Patents

Abstract

　光量損失を良好に抑えつつ、周方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布を形成することのできる照明光学装置。本発明の照明光学装置は、入射光束に基づいて所定面に輪帯状の光強度分布を形成するための光束変換素子（５０）を備えている。光束変換素子は、旋光性を有する光学材料により形成されて、入射光束に基づいて輪帯状の光強度分布のうちの第１円弧状領域分布を形成するための第１基本素子（５０Ａ）と、第２円弧状領域分布を形成するための第２基本素子（５０Ｂ）と、第３円弧状領域分布を形成するための第３基本素子（５０Ｃ）と、第４円弧状領域分布を形成するための第４基本素子（５０Ｄ）とにより構成されている。各基本素子は光の透過方向に沿った厚さが互いに異なる。

Description

明 細 書

光束変換素子、照明光学装置、露光装置、および露光方法

技術分野

[0001] 本発明は、光束変換素子、照明光学装置、露光装置、および露光方法に関し、特 に半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリ ソグラフィー工程で製造する際に使用される露光装置に好適な照明光学装置に関す るものである。

背景技術

[0002] この種の典型的な露光装置においては、光源力 射出された光束力 オプティカル インテグレータとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源カゝらなる実質的な面光 源としての二次光源を形成する。二次光源 (一般には、照明光学装置の照明瞳また はその近傍に形成される照明瞳分布)からの光束は、フライアイレンズの後側焦点面 の近傍に配置された開口絞りを介して制限された後、コンデンサーレンズに入射する

[0003] コンデンサーレンズにより集光された光束は、所定のパターンが形成されたマスクを 重畳的に照明する。マスクのパターンを透過した光は、投影光学系を介してウェハ上 に結像する。こうして、ウェハ上には、マスクパターンが投影露光 (転写）される。なお 、マスクに形成されたパターンは高集積ィ匕されており、この微細パターンをウェハ上 に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である

[0004] たとえば本出願人の出願に力かる特許第 3246615号公報には、任意方向の微細 ノターンを忠実に転写するのに適した照明条件を実現するために、フライアイレンズ の後側焦点面に輪帯状の二次光源を形成し、この輪帯状の二次光源を通過する光 束がその周方向を偏光方向とする直線偏光状態 (以下、略して「周方向偏光状態」と V、う）になるように設定する技術が開示されて!、る。

[0005] 特許文献 1 :特許第 3246615号公報

発明の開示 発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、上述の公報に開示された従来技術では、フライアイレンズを介して形 成された円形状の光束を輪帯状の開口部を有する開口絞りを介して制限することに より輪帯状の二次光源を形成している。その結果、従来技術では、開口絞りにおいて 大きな光量損失が発生し、ひいては露光装置のスループットが低下するという不都合 があった。

[0007] 本発明は、光量損失を良好に抑えつつ、周方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布 を形成することを目的とする。また、本発明は、光量損失を良好に抑えつつ周方向偏 光状態の輪帯状の照明瞳分布を形成することによって、適切な照明条件のもとで任 意方向の微細パターンを忠実に且つ高スループットで転写することを目的とする。 課題を解決するための手段

[0008] 前記目的を達成するために、本発明の第 1形態では、入射光束に基づいて所定面 に所定の光強度分布を形成するための光束変換素子において、

旋光性を有する光学材料により形成されて、前記入射光束に基づ ヽて前記所定の 光強度分布のうちの第 1領域分布を形成するための第 1基本素子と、

旋光性を有する光学材料により形成されて、前記入射光束に基づ ヽて前記所定の 光強度分布のうちの第 2領域分布を形成するための第 2基本素子とを備え、 前記第 1基本素子と前記第 2基本素子とは、光の透過方向に沿った厚さが互いに 異なることを特徴とする光束変換素子を提供する。

[0009] 本発明の第 2形態では、入射光束に基づいて、該入射光束の断面形状とは異なる 形状の所定の光強度分布を所定面上に形成するための光束変換素子において、 前記所定面上に前記所定の光強度分布を形成するための、回折面または屈折面 を備え、

前記所定の光強度分布は、前記所定面における所定点を中心とする所定の輪帯 領域である所定輪帯領域の少なくとも一部に分布し、

前記所定輪帯領域を通過する前記光束変換素子からの光束は、前記所定輪帯領 域の円周方向を偏光方向とする直線偏光を主成分とする偏光状態を有することを特 徴とする光束変換素子を提供する。 [0010] 本発明の第 3形態では、光源力 の光束に基づいて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照明瞳またはその近傍に照明瞳分布を形成するために前記 光源からの光束を変換するための第 1形態または第 2形態の光束変換素子を備えて いることを特徴とする照明光学装置を提供する。

[0011] 本発明の第 4形態では、マスクを照明するための第 3形態の照明光学装置を備え、 前記マスク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を提供 する。

[0012] 本発明の第 5形態では、第 3形態の照明光学装置を用いてマスクを照明する照明 工程と、前記マスク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 徴とする露光方法を提供する。

発明の効果

[0013] 本発明の照明光学装置では、開口絞りにおいて大きな光量損失が発生する従来 技術とは異なり、光束変換素子としての回折光学素子の回折作用と旋光作用とにより 、光量損失を実質的に発生させることなぐ周方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布 を形成することができる。すなわち、本発明の照明光学装置では、光量損失を良好 に抑えつつ、周方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布を形成することができる。

[0014] また、本発明の照明光学装置を用いる露光装置および露光方法では、光量損失を 良好に抑えつつ周方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布を形成することのできる照 明光学装置を用いているので、適切な照明条件のもとで任意方向の微細パターンを 忠実に且つ高スループットで転写することができ、ひ 、ては高 、スループットで良好 なデバイスを製造することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の実施形態にかかる照明光学装置を備えた露光装置の構成を概略的 に示す図である。

[図 2]輪帯照明において形成される輪帯状の二次光源を示す図である。

[図 3]図 1においてァフォーカルレンズの前側レンズ群と後側レンズ群との間の光路 中に配置された円錐アキシコン系の構成を概略的に示す図である。 [図 4]輪帯状の二次光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明する図である。

[図 5]輪帯状の二次光源に対するズームレンズの作用を説明する図である。

[図 6]図 1においてァフォーカルレンズの前側レンズ群と後側レンズ群との間の光路 中に配置された第 1シリンドリカルレンズ対および第 2シリンドリカルレンズ対の構成を 概略的に示す図である。

[図 7]輪帯状の二次光源に対する第 1シリンドリカルレンズ対および第 2シリンドリカル レンズ対の作用を説明する第 1の図である。

[図 8]輪帯状の二次光源に対する第 1シリンドリカルレンズ対および第 2シリンドリカル レンズ対の作用を説明する第 2の図である。

[図 9]輪帯状の二次光源に対する第 1シリンドリカルレンズ対および第 2シリンドリカル レンズ対の作用を説明する第 3の図である。

[図 10]図 1の偏光モニターの内部構成を概略的に示す斜視図である。

[図 11]本実施形態にかかる周方向偏光輪帯照明用の回折光学素子の構成を概略 的に示す図である。

[図 12]周方向偏光状態に設定された輪帯状の二次光源を概略的に示す図である。

[図 13]第 1基本素子の作用を説明する図である。

[図 14]第 2基本素子の作用を説明する図である。

[図 15]第 3基本素子の作用を説明する図である。

[図 16]第 4基本素子の作用を説明する図である。

[図 17]水晶の旋光性について説明する図である。

[図 18]周方向に沿って互いに離間した 8つの円弧状領域力 なる周方向偏光状態の 8極状の二次光源および周方向に沿って互いに離間した 4つの円弧状領域力 なる 周方向偏光状態の 4極状の二次光源を示す図である。

[図 19]周方向に沿って互いに重複した 8つの円弧状領域力 なる周方向偏光状態の 輪帯状の二次光源を示す図である。

[図 20]周方向に沿って互いに離間した 6つの円弧状領域力 なる周方向偏光状態の 6極状の二次光源および周方向に沿って互いに離間した複数領域と光軸上の領域 とを持つ周方向偏光状態の二次光源を示す図である。 [図 21]周方向偏光輪帯照明用の回折光学素子の入射側の面を平面状にした例を示 す図である。

[図 22]マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートであ る。

[図 23]マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである 発明を実施するための最良の形態

[0016] 本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。

図 1は、本発明の実施形態にかかる照明光学装置を備えた露光装置の構成を概略 的に示す図である。図 1において、感光性基板であるウエノ、 Wの法線方向に沿って Z 軸を、ウェハ Wの面内において図 1の紙面に平行な方向に Y軸を、ウェハ Wの面内に お 、て図 1の紙面に垂直な方向に X軸をそれぞれ設定して 、る。本実施形態の露光 装置は、露光光 (照明光)を供給するための光源 1を備えている。

[0017] 光源 1として、たとえば 248nmの波長の光を供給する KrFエキシマレーザ光源や 1 93nmの波長の光を供給する ArFエキシマレーザ光源などを用いることができる。光 源 1から Z方向に沿って射出されたほぼ平行な光束は、 X方向に沿って細長く延びた 矩形状の断面を有し、一対のレンズ 2aおよび 2bからなるビームエキスパンダー 2に 入射する。各レンズ 2aおよび 2bは、図 1の紙面内（YZ平面内）において負の屈折力 および正の屈折力をそれぞれ有する。したがって、ビームエキスパンダー 2に入射し た光束は、図 1の紙面内において拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整 形される。

[0018] 整形光学系としてのビームエキスパンダー 2を介したほぼ平行な光束は、折り曲げミ ラー 3で Y方向に偏向された後、 1Z4波長板 4a、 1Z2波長板 4b、デボラライザ (非 偏光化素子) 4c、および輪帯照明用の回折光学素子 5を介して、ァフォーカルレンズ 6に入射する。ここで、 1Z4波長板 4a、 1Z2波長板 4b、およびデボラライザ 4cは、 後述するように、偏光状態切換手段 4を構成している。ァフォーカルレンズ 6は、その 前側焦点位置と回折光学素子 5の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図 中破線で示す所定面 7の位置とがほぼ一致するように設定されたァフォーカル系（無 焦点光学系）である。

[0019] 一般に、回折光学素子は、基板に露光光 (照明光)の波長程度のピッチを有する段 差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有 する。具体的には、輪帯照明用の回折光学素子 5は、矩形状の断面を有する平行光 束が入射した場合に、そのファーフィールド (またはフラウンホーファー回折領域）に 輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、光束変換素子としての 回折光学素子 5に入射したほぼ平行光束は、ァフォーカルレンズ 6の瞳面に輪帯状 の光強度分布を形成した後、ほぼ平行光束となってァフォーカルレンズ 6から射出さ れる。

[0020] なお、ァフォーカルレンズ 6の前側レンズ群 6aと後側レンズ群 6bとの間の光路中に おいてその瞳面またはその近傍には、光源側から順に、円錐アキシコン系 8、第 1シリ ンドリカルレンズ対 9、および第 2シリンドリカルレンズ対 10が配置されている力 その 詳細な構成および作用については後述する。以下、説明を簡単にするために、円錐 アキシコン系 8、第 1シリンドリカルレンズ対 9、および第 2シリンドリカルレンズ対 10の 作用を無視して、基本的な構成および作用を説明する。

[0021] ァフォーカルレンズ 6を介した光束は、 σ値可変用のズームレンズ 11を介して、ォ

2に入射する。マイクロフライアイレンズ 12は、縦横に且つ稠密に配列された多数の 正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子である。一般に、マイクロフライアイレ ンズは、たとえば平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成すること によって構成される。

[0022] ここで、マイクロフライアイレンズを構成する各微小レンズは、フライアイレンズを構 成する各レンズエレメントよりも微小である。また、マイクロフライアイレンズは、互いに 隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（ 微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。し力しながら、正 屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズは フライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。

[0023] 所定面 7の位置はズームレンズ 11の前側焦点位置の近傍に配置され、マイクロフラ ィアイレンズ 12の入射面はズームレンズ 11の後側焦点位置の近傍に配置されて ヽ る。換言すると、ズームレンズ 11は、所定面 7とマイクロフライアイレンズ 12の入射面と を実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひ ヽてはァフォーカルレンズ 6の瞳面とマ イク口フライアイレンズ 12の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。

[0024] したがって、マイクロフライアイレンズ 12の入射面上には、ァフォーカルレンズ 6の瞳 面と同様に、たとえば光軸 AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状 の照野の全体形状は、ズームレンズ 11の焦点距離に依存して相似的に変化する。 マイクロフライアイレンズ 12を構成する各微小レンズは、マスク M上において形成す べき照野の形状 (ひ 、てはウェハ W上にぉ 、て形成すべき露光領域の形状）と相似 な矩形状の断面を有する。

[0025] マイクロフライアイレンズ 12に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に 分割され、その後側焦点面 (ひいては照明瞳）には、図 2に示すように、入射光束に よって形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち光軸 AXを 中心とした輪帯状の実質的な面光源カゝらなる二次光源が形成される。マイクロフライ アイレンズ 12の後側焦点面に形成された二次光源 (一般的には照明光学装置の瞳 面またはその近傍に形成された照明瞳分布)からの光束は、ビームスプリツター 13a およびコンデンサー光学系 14を介した後、マスクブラインド 15を重畳的に照明する。

[0026] こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド 15には、マイクロフライアイレンズ 12 を構成する各微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。 なお、ビームスプリツター 13aを内蔵する偏光モニター 13の内部構成および作用に ついては後述する。マスクブラインド 15の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束 は、結像光学系 16の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスク Mを 重畳的に照明する。

[0027] すなわち、結像光学系 16は、マスクブラインド 15の矩形状開口部の像をマスク M 上に形成することになる。マスク Mのパターンを透過した光束は、投影光学系 PLを介 して、感光性基板であるゥヱハ W上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影 光学系 PLの光軸 AXと直交する平面 (XY平面）内においてゥ ハ Wを二次元的に 駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハ Wの各露光領 域にはマスク Mのパターンが逐次露光される。

[0028] なお、偏光状態切換手段 4において、 1Z4波長板 4aは、光軸 AXを中心として結 晶光学軸が回転自在に構成されて、入射する楕円偏光の光を直線偏光の光に変換 する。また、 1Z2波長板 4bは、光軸 AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成 されて、入射する直線偏光の偏光面を変化させる。また、デボラライザ 4cは、相補的 な形状を有する楔形状の水晶プリズム (不図示)と楔形状の石英プリズム (不図示)と により構成されている。水晶プリズムと石英プリズムとは、一体的なプリズム組立体とし て、照明光路に対して挿脱自在に構成されている。

[0029] 光源 1として KrFエキシマレーザ光源や ArFエキシマレーザ光源を用いる場合、こ れらの光源力も射出される光は典型的には 95%以上の偏光度を有し、 1Z4波長板 4aにはほぼ直線偏光の光が入射する。しかしながら、光源 1と偏光状態切換手段 4と の間の光路中に裏面反射鏡としての直角プリズムが介在する場合、入射する直線偏 光の偏光面が P偏光面または S偏光面に一致していないと、直角プリズムでの全反 射により直線偏光が楕円偏光に変わる。

[0030] 偏光状態切換手段 4では、たとえば直角プリズムでの全反射に起因して楕円偏光 の光が入射しても、 1Z4波長板 4aの作用により変換された直線偏光の光が 1Z2波 長板 4bに入射する。 1Z2波長板 4bの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に 対して 0度または 90度の角度をなすように設定された場合、 1Z2波長板 4bに入射し た直線偏光の光は偏光面が変化することなくそのまま通過する。

[0031] また、 1Z2波長板 4bの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して 45度の 角度をなすように設定された場合、 1Z2波長板 4bに入射した直線偏光の光は偏光 面が 90度だけ変化した直線偏光の光に変換される。さらに、デボラライザ 4cの水晶 プリズムの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して 45度の角度をなすよう に設定された場合、水晶プリズムに入射した直線偏光の光は非偏光状態の光に変 換 (非偏光化)される。

[0032] 偏光状態切換手段 4では、デボラライザ 4cが照明光路中に位置決めされたときに 水晶プリズムの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して 45度の角度をな すように構成されている。ちなみに、水晶プリズムの結晶光学軸が入射する直線偏光 の偏光面に対して 0度または 90度の角度をなすように設定された場合、水晶プリズム に入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなくそのまま通過する。また、 1Z2 波長板 4bの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して 22. 5度の角度をな すように設定された場合、 1Z2波長板 4bに入射した直線偏光の光は、偏光面が変 化することなくそのまま通過する直線偏光成分と偏光面が 90度だけ変化した直線偏 光成分とを含む非偏光状態の光に変換される。

[0033] 偏光状態切換手段 4では、上述したように、直線偏光の光が 1Z2波長板 4bに入射 するが、以下の説明を簡単にするために、図 1において Z方向に偏光方向（電場の方 向）を有する直線偏光 (以下、「Z方向偏光」と称する）の光が 1Z2波長板 4bに入射 するものとする。デボラライザ 4cを照明光路中に位置決めした場合、 1Z2波長板 4b の結晶光学軸を入射する Z方向偏光の偏光面 (偏光方向）に対して 0度または 90度 の角度をなすように設定すると、 1Z2波長板 4bに入射した Z方向偏光の光は偏光面 が変化することなく Z方向偏光のまま通過してデボラライザ 4cの水晶プリズムに入射 する。水晶プリズムの結晶光学軸は入射する Z方向偏光の偏光面に対して 45度の角 度をなすように設定されているので、水晶プリズムに入射した Z方向偏光の光は非偏 光状態の光に変換される。

[0034] 水晶プリズムを介して非偏光化された光は、光の進行方向を補償するためのコンペ ンセータとしての石英プリズムを介して、非偏光状態で回折光学素子 5に入射する。 一方、 1Z2波長板 4bの結晶光学軸を入射する Z方向偏光の偏光面に対して 45度 の角度をなすように設定すると、 1Z2波長板 4bに入射した Z方向偏光の光は偏光面 力^ 0度だけ変化し、図 1において X方向に偏光方向（電場の方向）を有する直線偏 光（以下、「X方向偏光」と称する）の光になってデボラライザ 4cの水晶プリズムに入 射する。水晶プリズムの結晶光学軸は入射する X方向偏光の偏光面に対しても 45度 の角度をなすように設定されているので、水晶プリズムに入射した X方向偏光の光は 非偏光状態の光に変換され、石英プリズムを介して、非偏光状態で回折光学素子 5 に入射する。

[0035] これに対し、デボラライザ 4cを照明光路力 退避させた場合、 1Z2波長板 4bの結 晶光学軸を入射する Z方向偏光の偏光面に対して 0度または 90度の角度をなすよう に設定すると、 1Z2波長板 4bに入射した Z方向偏光の光は偏光面が変化することな く Z方向偏光のまま通過し、 Z方向偏光状態で回折光学素子 5に入射する。一方、 1 Z2波長板 4bの結晶光学軸を入射する Z方向偏光の偏光面に対して 45度の角度を なすように設定すると、 1Z2波長板 4bに入射した Z方向偏光の光は偏光面が 90度 だけ変化して X方向偏光の光になり、 X方向偏光状態で回折光学素子 5に入射する

[0036] 以上のように、偏光状態切換手段 4では、デボラライザ 4cを照明光路中に挿入して 位置決めすることにより、非偏光状態の光を回折光学素子 5に入射させることができ る。また、デボラライザ 4cを照明光路力も退避させ且つ 1Z2波長板 4bの結晶光学軸 を入射する Z方向偏光の偏光面に対して 0度または 90度の角度をなすように設定す ることにより、 Z方向偏光状態の光を回折光学素子 5に入射させることができる。さらに 、デボラライザ 4cを照明光路から退避させ且つ 1Z2波長板 4bの結晶光学軸を入射 する Z方向偏光の偏光面に対して 45度をなすように設定することにより、 X方向偏光 状態の光を回折光学素子 5に入射させることができる。

[0037] 換言すれば、偏光状態切換手段 4では、 1Z4波長板 4aと 1Z2波長板 4bとデボラ ライザ 4cとからなる偏光状態切換手段の作用により、回折光学素子 5への入射光の 偏光状態 (後述する本発明にかかる周方向偏光輪帯照明用の回折光学素子以外の 通常の回折光学素子を用いている場合にはマスク Mおよびウェハ Wを照明する光の 偏光状態)を直線偏光状態と非偏光状態との間で切り換えることができ、直線偏光状 態の場合には互いに直交する偏光状態間 (Z方向偏光と X方向偏光との間)で切り換 えることができる。

[0038] 図 3は、図 1においてァフォーカルレンズの前側レンズ群と後側レンズ群との間の光 路中に配置された円錐アキシコン系の構成を概略的に示す図である。円錐アキシコ ン系 8は、光源側から順に、光源側に平面を向け且つマスク側に凹円錐状の屈折面 を向けた第 1プリズム部材 8aと、マスク側に平面を向け且つ光源側に凸円錐状の屈 折面を向けた第 2プリズム部材 8bとから構成されている。

[0039] そして、第 1プリズム部材 8aの凹円錐状の屈折面と第 2プリズム部材 8bの凸円錐状 の屈折面とは、互いに当接可能なように相補的に形成されている。また、第 1プリズム 部材 8aおよび第 2プリズム部材 8bのうち少なくとも一方の部材が光軸 AXに沿って移 動可能に構成され、第 1プリズム部材 8aの凹円錐状の屈折面と第 2プリズム部材 8b の凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。

[0040] ここで、第 1プリズム部材 8aの凹円錐状屈折面と第 2プリズム部材 8bの凸円錐状屈 折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系 8は平行平面板として機能 し、形成される輪帯状の二次光源に及ぼす影響はない。しかしながら、第 1プリズム 部材 8aの凹円錐状屈折面と第 2プリズム部材 8bの凸円錐状屈折面とを離間させると 、円錐アキシコン系 8は、いわゆるビームエキスパンダーとして機能する。したがって、 円錐アキシコン系 8の間隔の変化に伴って、所定面 7への入射光束の角度は変化す る。

[0041] 図 4は、輪帯状の二次光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明する図である。

図 4を参照すると、円錐アキシコン系 8の間隔が零で且つズームレンズ 11の焦点距 離が最小値に設定された状態 (以下、「標準状態」 t ヽぅ)で形成された最も小さ!ヽ輪 帯状の二次光源 30aが、円錐アキシコン系 8の間隔を零力も所定の値まで拡大させ ることにより、その幅 (外径と内径との差の 1Z2:図中矢印で示す）が変化することなく 、その外径および内径がともに拡大された輪帯状の二次光源 30bに変化する。換言 すると、円錐アキシコン系 8の作用により、輪帯状の二次光源の幅が変化することなく 、その輪帯比（内径 Z外径)および大きさ (外径)がともに変化する。

[0042] 図 5は、輪帯状の二次光源に対するズームレンズの作用を説明する図である。図 5 を参照すると、標準状態で形成された輪帯状の二次光源 30aが、ズームレンズ 11の 焦点距離を最小値力 所定の値へ拡大させることにより、その全体形状が相似的に 拡大された輪帯状の二次光源 30cに変化する。換言すると、ズームレンズ 11の作用 により、輪帯状の二次光源の輪帯比が変化することなぐその幅および大きさ（外径） がともに変化する。

[0043] 図 6は、図 1においてァフォーカルレンズの前側レンズ群と後側レンズ群との間の光 路中に配置された第 1シリンドリカルレンズ対および第 2シリンドリカルレンズ対の構成 を概略的に示す図である。図 6において、光源側から順に、第 1シリンドリカルレンズ 対 9および第 2シリンドリカルレンズ対 10が配置されている。第 1シリンドリカルレンズ 対 9は、光源側から順に、たとえば YZ平面内に負屈折力を有し且つ XY平面内に無 屈折力の第 1シリンドリカル負レンズ 9aと、同じく YZ平面内に正屈折力を有し且つ X Y平面内に無屈折力の第 1シリンドリカル正レンズ 9bとにより構成されている。

[0044] 一方、第 2シリンドリカルレンズ対 10は、光源側から順に、たとえば XY平面内に負 屈折力を有し且つ YZ平面内に無屈折力の第 2シリンドリカル負レンズ 10aと、同じく XY平面内に正屈折力を有し且つ YZ平面内に無屈折力の第 2シリンドリカル正レン ズ 10bとにより構成されている。第 1シリンドリカル負レンズ 9aと第 1シリンドリカル正レ ンズ 9bとは、光軸 AXを中心として一体的に回転するように構成されている。同様に、 第 2シリンドリカル負レンズ 10aと第 2シリンドリカル正レンズ 10bとは、光軸 AXを中心 として一体的に回転するように構成されて 、る。

[0045] こうして、図 6に示す状態において、第 1シリンドリカルレンズ対 9は Z方向にパワー を有するビームエキスパンダーとして機能し、第 2シリンドリカルレンズ対 10は X方向 にパワーを有するビームエキスパンダーとして機能する。なお、第 1シリンドリカルレン ズ対 9のパワーと第 2シリンドリカルレンズ対 10のパワーとは、互いに同じに設定され ている。

[0046] 図 7—図 9は、輪帯状の二次光源に対する第 1シリンドリカルレンズ対および第 2シリ ンドリカルレンズ対の作用を説明する図である。図 7では、第 1シリンドリカルレンズ対 9のパワー方向が Z軸に対して光軸 AX廻りに +45度の角度をなし、第 2シリンドリカ ルレンズ対 10のパワー方向力 ¾軸に対して光軸 AX廻りに 45度の角度をなすように 設定されている。

[0047] したがって、第 1シリンドリカルレンズ対 9のパワー方向と第 2シリンドリカルレンズ対 1 0のパワー方向とが互いに直交し、第 1シリンドリカルレンズ対 9と第 2シリンドリカルレ ンズ対 10との合成系にお!/、て Z方向のパワーと X方向のパワーとが互いに同じにな る。その結果、図 7に示す真円状態では、第 1シリンドリカルレンズ対 9と第 2シリンドリ カルレンズ対 10との合成系を通過する光束は、 Z方向および X方向に同じパワーで 拡大作用を受けることになり、照明瞳には真円輪帯状の二次光源が形成されることに なる。

[0048] これに対し、図 8では、第 1シリンドリカルレンズ対 9のパワー方向が Z軸に対して光 軸 AX廻りに例えば +80度の角度をなし、第 2シリンドリカルレンズ対 10のパワー方 向が Z軸に対して光軸 AX廻りに例えば 80度の角度をなすように設定されて!、る。 したがって、第 1シリンドリカルレンズ対 9と第 2シリンドリカルレンズ対 10との合成系に おいて、 Z方向のパワーよりも X方向のパワーの方が大きくなる。その結果、図 8に示 す横楕円状態では、第 1シリンドリカルレンズ対 9と第 2シリンドリカルレンズ対 10との 合成系を通過する光束は、 Z方向よりも X方向の方が大きなパワーで拡大作用を受け ることになり、照明瞳には X方向に細長い横長の輪帯状の二次光源が形成されること になる。

[0049] 一方、図 9では、第 1シリンドリカルレンズ対 9のパワー方向が Z軸に対して光軸 AX 廻りに例えば + 10度の角度をなし、第 2シリンドリカルレンズ対 10のパワー方向が Z 軸に対して光軸 AX廻りに例えば 10度の角度をなすように設定されて!、る。したが つて、第 1シリンドリカルレンズ対 9と第 2シリンドリカルレンズ対 10との合成系におい て、 X方向のパワーよりも Z方向のパワーの方が大きくなる。その結果、図 9に示す縦 楕円状態では、第 1シリンドリカルレンズ対 9と第 2シリンドリカルレンズ対 10との合成 系を通過する光束は、 X方向よりも Z方向の方が大きなパワーで拡大作用を受けるこ とになり、照明瞳には Z方向に細長い縦長の輪帯状の二次光源が形成されることに なる。

[0050] さらに、第 1シリンドリカルレンズ対 9および第 2シリンドリカルレンズ対 10を図 7に示 す真円状態と図 8に示す横楕円状態との間の任意の状態に設定することにより、様 々な縦横比にしたがう横長の輪帯状の二次光源を形成することができる。また、第 1 シリンドリカルレンズ対 9および第 2シリンドリカルレンズ対 10を図 7に示す真円状態と 図 9に示す縦楕円状態との間の任意の状態に設定することにより、様々な縦横比に したがう縦長の輪帯状の二次光源を形成することができる。

[0051] 図 10は、図 1の偏光モニターの内部構成を概略的に示す斜視図である。図 10を参 照すると、偏光モニター 13は、マイクロフライアイレンズ 12とコンデンサー光学系 14と の間の光路中に配置された第 1ビームスプリツター 13aを備えている。第 1ビームスプ リツター 13aは、たとえば石英ガラスにより形成されたノンコートの平行平面板 (すなわ ち素ガラス)の形態を有し、入射光の偏光状態とは異なる偏光状態の反射光を光路 力 取り出す機能を有する。

[0052] 第 1ビームスプリツター 13aにより光路力 取り出された光は、第 2ビームスプリツター 13bに入射する。第 2ビームスプリツター 13bは、第 1ビームスプリツター 13aと同様に 、例えば石英ガラスにより形成されたノンコートの平行平面板の形態を有し、入射光 の偏光状態とは異なる偏光状態の反射光を発生させる機能を有する。そして、第 1ビ 一ムスプリッター 13aに対する P偏光が第 2ビームスプリツター 13bに対する S偏光に なり、且つ第 1ビームスプリツター 13aに対する S偏光が第 2ビームスプリツター 13bに 対する P偏光になるように設定されている。

[0053] また、第 2ビームスプリツター 13bを透過した光は第 1光強度検出器 13cにより検出 され、第 2ビームスプリツター 13bで反射された光は第 2光強度検出器 13dにより検出 される。第 1光強度検出器 13cおよび第 2光強度検出器 13dの出力は、それぞれ制 御部 (不図示）に供給される。制御部は、偏光状態切換手段 4を構成する 1Z4波長 板 4a、 1Z2波長板 4bおよびデボラライザ 4cを必要に応じて駆動する。

[0054] 上述のように、第 1ビームスプリツター 13aおよび第 2ビームスプリツター 13bにおい て、 P偏光に対する反射率と S偏光に対する反射率とが実質的に異なっている。した がって、偏光モニター 13では、第 1ビームスプリツター 13aからの反射光力 例えば 第 1ビームスプリツター 13aへの入射光の 10%程度の S偏光成分 (第 1ビームスプリツ ター 13aに対する S偏光成分であって第 2ビームスプリツター 13bに対する P偏光成 分）と、例えば第 1ビームスプリツター 13aへの入射光の 1%程度の P偏光成分 (第 1ビ 一ムスプリッター 13aに対する P偏光成分であって第 2ビームスプリツター 13bに対す る S偏光成分）とを含むことになる。

[0055] また、第 2ビームスプリツター 13bからの反射光は、例えば第 1ビームスプリツター 13 aへの入射光の 10% X 1% = 0. 1%程度の P偏光成分 (第 1ビームスプリツター 13a に対する P偏光成分であって第 2ビームスプリツター 13bに対する S偏光成分）と、例 えば第 1ビームスプリツター 13aへの入射光の 1% X 10% = 0. 1%程度の S偏光成 分 (第 1ビームスプリツター 13aに対する S偏光成分であって第 2ビームスプリツター 1 3bに対する P偏光成分）とを含むことになる。

[0056] こうして、偏光モニター 13では、第 1ビームスプリツター 13aが、その反射特性に応 じて、入射光の偏光状態とは異なる偏光状態の反射光を光路力 取り出す機能を有 する。その結果、第 2ビームスプリツター 13bの偏光特性による偏光変動の影響を僅 かに受けるものの、第 1光強度検出器 13cの出力（第 2ビームスプリツター 13bの透過 光の強度に関する情報、すなわち第 1ビームスプリツター 13aからの反射光とほぼ同 じ偏光状態の光の強度に関する情報）に基づいて、第 1ビームスプリツター 13aへの 入射光の偏光状態 (偏光度)を、ひいてはマスク Mへの照明光の偏光状態を検知す ることがでさる。

[0057] また、偏光モニター 13では、第 1ビームスプリツター 13aに対する P偏光が第 2ビー ムスプリッター 13bに対する S偏光になり且つ第 1ビームスプリツター 13aに対する S偏 光が第 2ビームスプリツター 13bに対する P偏光になるように設定されている。その結 果、第 2光強度検出器 13dの出力（第 1ビームスプリツター 13aおよび第 2ビームスプ リツター 13bで順次反射された光の強度に関する情報）に基づいて、第 1ビームスプリ ッター 13aへの入射光の偏光状態の変化の影響を実質的に受けることなぐ第 1ビー ムスプリッター 13aへの入射光の光量（強度）を、ひいてはマスク Mへの照明光の光 量を検知することができる。

[0058] こうして、偏光モニター 13を用いて、第 1ビームスプリツター 13aへの入射光の偏光 状態を検知し、ひいてはマスク Mへの照明光が所望の非偏光状態または直線偏光 状態になっている力否かを判定することができる。そして、制御部が偏光モニター 13 の検知結果に基づ 、てマスク M (ひ 、てはウェハ W)への照明光が所望の非偏光状 態または直線偏光状態になって ヽな ヽことを確認した場合、偏光状態切換手段 4を 構成する 1Z4波長板 4a、 1Z2波長板 4bおよびデボラライザ 4cを駆動調整し、マス ク Mへの照明光の状態を所望の非偏光状態または直線偏光状態に調整することが できる。

[0059] なお、輪帯照明用の回折光学素子 5に代えて、 4極照明用の回折光学素子 (不図 示)を照明光路中に設定することによって、 4極照明を行うことができる。 4極照明用 の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファー フィールドに 4極状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、 4極照明用 の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ 12の入射面に、たとえば 光軸 AXを中心とした 4つの円形状の照野力もなる 4極状の照野を形成する。その結 果、マイクロフライアイレンズ 12の後側焦点面にも、その入射面に形成された照野と 同じ 4極状の二次光源が形成される。

[0060] また、輪帯照明用の回折光学素子 5に代えて、円形照明用の回折光学素子 (不図 示)を照明光路中に設定することによって、通常の円形照明を行うことができる。円形 照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、フ ァーフィールドに円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、円形照 明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ 12の入射面に、たと えば光軸 AXを中心とした円形状の照野力もなる 4極状の照野を形成する。その結果 、マイクロフライアイレンズ 12の後側焦点面にも、その入射面に形成された照野と同 じ円形状の二次光源が形成される。

[0061] さらに、輪帯照明用の回折光学素子 5に代えて、他の複数極照明用の回折光学素 子 (不図示)を照明光路中に設定することによって、様々な複数極照明（2極照明、 8 極照明など)を行うことができる。同様に、輪帯照明用の回折光学素子 5に代えて、適 当な特性を有する回折光学素子 (不図示)を照明光路中に設定することによって、様 々な形態の変形照明を行うことができる。

[0062] 本実施形態では、輪帯照明用の回折光学素子 5に代えて、いわゆる周方向偏光輪 帯照明用の回折光学素子 50を照明光路中に設定することによって、輪帯状の二次 光源を通過する光束が周方向偏光状態に設定された変形照明、すなわち周方向偏 光輪帯照明を行うことができる。図 11は、本実施形態にかかる周方向偏光輪帯照明 用の回折光学素子の構成を概略的に示す図である。また、図 12は、周方向偏光状 態に設定された輪帯状の二次光源を概略的に示す図である。

[0063] 図 11および図 12を参照すると、本実施形態に力かる周方向偏光輪帯照明用の回 折光学素子 50は、互いに同じ矩形状の断面を有し且つ光の透過方向（Y方向）に沿 つた厚さ（光軸方向の長さ）が互いに異なる 4種類の基本素子 50A— 50Dを縦横に 且つ稠密に配置することにより構成されている。ここで、第 1基本素子 50Aの厚さが 最も大きぐ第 4基本素子 50Dの厚さが最も小さぐ第 2基本素子 50Bの厚さは第 3基 本素子 50Cの厚さよりも大きく設定されて 、る。 [0064] また、回折光学素子 50は、第 1基本素子 50Aと第 2基本素子 50Bと第 3基本素子 5 OCと第 4基本素子 50Dとをほぼ同数含み、 4種類の基本素子 50A— 50Dはほぼラ ンダム配置されている。さらに、各基本素子 50A— 50Dのマスク側には回折面（図中 斜線部で示す）が形成され、各基本素子 50A— 50Dの回折面が光軸 AX (図 11で は不図示）と直交する 1つの平面に沿うように整列されている。その結果、回折光学 素子 50のマスク側の面は平面状であるが、回折光学素子 50の光源側の面は各基本 素子 50A— 50Dの厚さの違いにより凹凸状になって!/、る。

[0065] そして、第 1基本素子 50Aの回折面は、図 12に示す輪帯状の二次光源 31のうち、 光軸 AXを通る Z方向の軸線に関して対称的な一対の円弧状領域 31Aを形成するよ うに構成されている。すなわち、図 13に示すように、第 1基本素子 50Aは、回折光学 素子 50のファーフィールド（ひ!/、ては各基本素子 50A— 50Dのファーフィールド） 50 Eに光軸 AXを通る Z方向の軸線に関して対称的な一対の円弧状の光強度分布 32A (一対の円弧状領域 31Aに対応)を形成する機能を有する。

[0066] 第 2基本素子 50Bの回折面は、光軸 AXを通る Z方向の軸線を Y軸廻りに 45度回 転させた（図 12中反時計回りに 45度回転させた)軸線に関して対称的な一対の円弧 状領域 31 Bを形成するように構成されている。すなわち、図 14に示すように、第 2基 本素子 50Bは、ファーフィールド 50Eに、光軸 AXを通る Z方向の軸線を Y軸廻りに 45度回転させた軸線に関して対称的な一対の円弧状の光強度分布 32B (—対の円 弧状領域 31Bに対応)を形成する機能を有する。

[0067] 第 3基本素子 50Cの回折面は、光軸 AXを通る X方向の軸線に関して対称的な一 対の円弧状領域 31Cを形成するように構成されている。すなわち、図 15に示すよう に、第 3基本素子 50Cは、ファーフィールド 50Eに、光軸 AXを通る X方向の軸線に 関して対称的な一対の円弧状の光強度分布 32C (—対の円弧状領域 31Cに対応） を形成する機能を有する。

[0068] 第 4基本素子 50Dの回折面は、光軸 AXを通る Z方向の軸線を Y軸廻りに +45度 回転させた（図 12中時計回りに 45度回転させた)軸線に関して対称的な一対の円弧 状領域 31 Dを形成するように構成されている。すなわち、図 16に示すように、第 4基 本素子 50Dは、ファーフィールド 50Eに、光軸 AXを通る Z方向の軸線を Y軸廻りに +45度回転させた軸線に関して対称的な一対の円弧状の光強度分布 32D (—対の 円弧状領域 31Dに対応)を形成する機能を有する。なお、各円弧状領域 31A— 31 Dの大きさは互 ヽにほぼ等しく、 8つの円弧状領域 31 A— 31Dが互 ヽに重複すること なく且つ互いに離間することなぐ光軸 AXを中心とした輪帯状の二次光源 31を構成 している。

[0069] また、本実施形態では、各基本素子 50A— 50Dが旋光性を有する光学材料である 水晶により構成され、各基本素子 50A— 50Dの結晶光学軸が光軸 AXとほぼ一致す るように設定されている。以下、図 17を参照して、水晶の旋光性について簡単に説 明する。図 17を参照すると、厚さ dの水晶力もなる平行平面板状の光学部材 35が、 その結晶光学軸と光軸 AXとが一致するように配置されている。この場合、光学部材 3 5の旋光性により、入射した直線偏光の偏光方向が光軸 AX廻り〖こ Θだけ回転した状 態で射出される。

[0070] このとき、光学部材 35の旋光性による偏光方向の回転角 Θは、光学部材 35の厚さ dと水晶の旋光能 pとにより、次の式（1)で表わされる。

Θ =d- p (1)

一般に、水晶の旋光能 pは使用光の波長が短くなると大きくなる傾向がある力 「 応用光学 II」の第 167頁の記述によれば、 250. 3nmの波長を有する光に対する水 晶の旋光能 /0は 153. 9度 Zmmである。

[0071] 本実施形態において、第 1基本素子 50Aは、図 13に示すように、 Z方向に偏光方 向を有する直線偏光の光が入射した場合、 Z方向を Y軸廻りに + 180度回転させた 方向すなわち Z方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さ dAが 設定されている。その結果、ファーフィールド 50Eに形成される一対の円弧状の光強 度分布 32Aを通過する光束の偏光方向も Z方向になり、図 12に示す一対の円弧状 領域 31Aを通過する光束の偏光方向も Z方向になる。

[0072] 第 2基本素子 50Bは、図 14に示すように、 Z方向に偏光方向を有する直線偏光の 光が入射した場合、 Z方向を Y軸廻りに + 135度回転させた方向すなわち Z方向を Y 軸廻りに 45度回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように 厚さ dBが設定されている。その結果、ファーフィールド 50Eに形成される一対の円弧 状の光強度分布 32Bを通過する光束の偏光方向も Z方向を Y軸廻りに 45度回転さ せた方向になり、図 12に示す一対の円弧状領域 31 Αを通過する光束の偏光方向も Z方向を Y軸廻りに- 45度回転させた方向になる。

[0073] 第 3基本素子 50Cは、図 15に示すように、 Z方向に偏光方向を有する直線偏光の 光が入射した場合、 Z方向を Y軸廻りに + 90度回転させた方向すなわち X方向に偏 光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さ dCが設定されて 、る。その結果 、ファーフィールド 50Eに形成される一対の円弧状の光強度分布 32Cを通過する光 束の偏光方向も X方向になり、図 12に示す一対の円弧状領域 31Cを通過する光束 の偏光方向も X方向になる。

[0074] 第 4基本素子 50Dは、図 16に示すように、 Z方向に偏光方向を有する直線偏光の 光が入射した場合、 Z方向を Y軸廻りに + 45度回転させた方向に偏光方向を有する 直線偏光の光を射出するように厚さ dDが設定されている。その結果、ファーフィール ド 50Eに形成される一対の円弧状の光強度分布 32Dを通過する光束の偏光方向も Z方向を Y軸廻りに +45度回転させた方向になり、図 12に示す一対の円弧状領域 3 1Dを通過する光束の偏光方向も Z方向を Y軸廻りに +45度回転させた方向になる。

[0075] 本実施形態では、周方向偏光輪帯照明に際して、周方向偏光輪帯照明用の回折 光学素子 50を照明光路中に設定し、 Z方向に偏光方向を有する直線偏光の光を回 折光学素子 50に入射させる。その結果、マイクロフライアイレンズ 12の後側焦点面（ すなわち照明瞳またはその近傍）には、図 12に示すように、輪帯状の二次光源 (輪 帯状の照明瞳分布） 31が形成され、この輪帯状の二次光源 31を通過する光束が周 方向偏光状態に設定される。

[0076] 周方向偏光状態では、輪帯状の二次光源 31を構成する円弧状領域 31A— 31D をそれぞれ通過する光束は、各円弧状領域 31 A— 31 Dの円周方向に沿った中心位 置における光軸 AXを中心とする円の接線とほぼ一致する偏光方向を有する直線偏 光状態になる。

[0077] このように本実施形態では、入射光束に基づ!/、て所定面に所定の光強度分布を形 成するための光束変換素子 50が、旋光性を有する光学材料により形成されて、前記 入射光束に基づいて前記所定の光強度分布のうちの第 1領域分布 32Aを形成する ための第 1基本素子 50Aと;旋光性を有する光学材料により形成されて、前記入射 光束に基づいて前記所定の光強度分布のうちの第 2領域分布 32Bを形成するため の第 2基本素子 50Bとを備えており、第 1基本素子 50Aと第 2基本素子 50Bとの光の 透過方向に沿った厚さが互 ヽに異なって!/、る。

[0078] このような構成により、本実施形態では、開口絞りにおいて大きな光量損失が発生 する従来技術とは異なり、光束変換素子としての回折光学素子 50の回折作用と旋光 作用とにより、光量損失を実質的に発生させることなぐ周方向偏光状態の輪帯状の 二次光源 31を形成することができる。

[0079] ここで、本実施形態の好ま 、態様によれば、第 1基本素子 50Aの厚さおよび第 2 基本素子 50Bの厚さは、直線偏光が入射したときに第 1領域分布 32Aを形成する直 線偏光の偏光方向と第 2領域分布 32Bを形成する直線偏光の偏光方向とが異なるよ うに設定されている。また、第 1領域分布 32Aおよび第 2領域分布 32Bは、所定面に おける所定点を中心とする所定の輪帯領域である所定輪帯領域の少なくとも一部に 位置決めされ、第 1領域分布 32Aおよび第 2領域分布 32Bを通過する光束は、所定 輪帯領域の円周方向を偏光方向とする直線偏光を主成分とする偏光状態を有する ことが好ましい。

[0080] この場合、所定の光強度分布は、所定輪帯領域とほぼ同一形状の外形を有し、第 1領域分布 32Aを通過する光束の偏光状態は、第 1領域分布 32Aの円周方向に沿 つた中心位置における所定点を中心とする円の接線方向とほぼ一致した直線偏光 成分を有し、第 2領域分布 32Bを通過する光束の偏光状態は、第 2領域分布 32Bの 円周方向に沿った中心位置における所定点を中心とする円の接線方向とほぼ一致 した直線偏光成分を有することが好ましい。あるいは、所定の光強度分布は、所定輪 帯領域内に分布する多極状であり、第 1領域分布を通過する光束の偏光状態は、第 1領域分布の円周方向に沿った中心位置における所定点を中心とする円の接線方 向とほぼ一致した直線偏光成分を有し、第 2領域分布を通過する光束の偏光状態は 、第 2領域分布の円周方向に沿った中心位置における所定点を中心とする円の接線 方向とほぼ一致した直線偏光成分を有することが好ましい。

[0081] また、本実施形態の好ましい態様によれば、第 1基本素子および第 2基本素子は、 使用波長の光に対して 100度 Zmm以上の旋光能を有する光学材料により形成され ている。また、第 1基本素子および第 2基本素子は、水晶により形成されていることが 好ましい。また、光束変換素子は、第 1基本素子と第 2基本素子とをほぼ同数含むこ とが好ましい。また、第 1基本素子および第 2基本素子は、回折作用または屈折作用 を有することが好ましい。

[0082] また、本実施形態の好ましい態様によれば、第 1基本素子は、入射光束に基づい て少なくとも 2つの第 1領域分布を所定面上に形成し、第 2基本素子は、入射光束に 基づいて少なくとも 2つの第 2領域分布を所定面上に形成することが好ましい。また、 旋光性を有する光学材料により形成されて、入射光束に基づいて所定の光強度分 布のうちの第 3領域分布 32Cを形成するための第 3基本素子 50Cと、旋光性を有す る光学材料により形成されて、入射光束に基づいて所定の光強度分布のうちの第 4 領域分布 32Dを形成するための第 4基本素子 50Dとをさらに備えていることが好まし い。

[0083] また、本実施形態では、入射光束に基づ!/、て、該入射光束の断面形状とは異なる 形状の所定の光強度分布を所定面上に形成するための光束変換素子 50が、所定 面上に所定の光強度分布を形成するための、回折面または屈折面を備え、所定の 光強度分布は、所定面における所定点を中心とする所定の輪帯領域である所定輪 帯領域の少なくとも一部に分布し、所定輪帯領域を通過する光束変換素子からの光 束は、所定輪帯領域の円周方向を偏光方向とする直線偏光を主成分とする偏光状 態を有している。

[0084] このような構成により、本実施形態では、開口絞りにおいて大きな光量損失が発生 する従来技術とは異なり、光束変換素子としての回折光学素子 50の回折作用と旋光 作用とにより、光量損失を実質的に発生させることなぐ周方向偏光状態の輪帯状の 二次光源 31を形成することができる。

[0085] 本実施形態の好ま 、態様によれば、所定の光強度分布は、多極形状または輪帯 状の外形を有する。また、光束変換素子は、旋光性を有する光学材料により形成さ れることが好ましい。

[0086] また、本実施形態の照明光学装置は、光源力もの光束に基づいて被照射面を照明 する照明光学装置であって、照明光学装置の照明瞳またはその近傍に照明瞳分布 を形成するために光源からの光束を変換するために上述の光束変換素子を備えて いる。このような構成により、本実施形態の照明光学装置では、光量損失を良好に抑 えつつ、周方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布を形成することができる。

[0087] ここで、光束変換素子は、特性の異なる他の光束変換素子と交換可能に構成され ていることが好ましい。また、光束変換素子と被照射面との間の光路中に配置された 波面分割型のオプティカルインテグレータをさらに備え、光束変換素子は、入射光束 に基づいてオプティカルインテグレータの入射面に所定の光強度分布を形成するこ とが好ましい。

[0088] また、本実施形態の照明光学装置の好ましい態様によれば、所定面上の光強度分 布と、所定輪帯領域を通過する光束変換素子力 の光束の偏光状態との少なくとも 何れか一方は、光源と被照射面との間の光路中に配置される光学部材による影響を 考慮して設定される。また、光束変換素子からの光束の偏光状態を、被照射面に照 射される光が S偏光を主成分とする偏光状態となるように設定することが好ま ヽ。

[0089] また、本実施形態の露光装置は、マスクを照明するための上述の照明光学装置を 備え、マスクのパターンを感光性基板上に露光する。ここで、所定面上の光強度分布 と、所定輪帯領域を通過する光束変換素子力 の光束の偏光状態との少なくとも何 れか一方は、光源と感光性基板との間の光路中に配置される光学部材による影響を 考慮して設定されることが好ましい。また、光束変換素子からの光束の偏光状態を、 感光性基板に照射される光が S偏光を主成分とする偏光状態となるように設定するこ とが好ましい。

[0090] また、本実施形態の露光方法では、上述の照明光学装置を用いてマスクを照明す る照明工程と、マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程とを含んでい る。ここで、所定面上の光強度分布と、所定輪帯領域を通過する光束変換素子から の光束の偏光状態との少なくとも何れか一方は、光源と感光性基板との間の光路中 に配置される光学部材による影響を考慮して設定されることが好ましい。また、光束 変換素子からの光束の偏光状態を、感光性基板に照射される光が S偏光を主成分と する偏光状態となるように設定することが好まし 、。 [0091] 換言すれば、本実施形態の照明光学装置では、光量損失を良好に抑えつつ、周 方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布を形成することができる。その結果、本実施形 態の露光装置では、光量損失を良好に抑えつつ周方向偏光状態の輪帯状の照明 瞳分布を形成することのできる照明光学装置を用いているので、適切な照明条件の もとで任意方向の微細パターンを忠実に且つ高スループットで転写することができる

[0092] なお、周方向偏光状態の輪帯状の照明瞳分布に基づく周方向偏光輪帯照明では 、被照射面としてのウェハ Wに照射される光が S偏光を主成分とする偏光状態になる 。ここで、 S偏光とは、入射面に対して垂直な方向に偏光方向を持つ直線偏光 (入射 面に垂直な方向に電気ベクトルが振動している偏光）のことである。ただし、入射面と は、光が媒質の境界面 (被照射面：ウェハ Wの表面）に達したときに、その点での境 界面の法線と光の入射方向とを含む面として定義される。

[0093] なお、上述の実施形態では、互いに同じ矩形状の断面を有する 4種類の基本素子 50A— 50Dをほぼ同数だけ縦横に且つ稠密にランダム配置することにより、周方向 偏光輪帯照明用の回折光学素子 50を構成している。し力しながら、これに限定され ることなぐ各基本素子の数、断面形状、種類数、配置などについて様々な変形例が 可能である。

[0094] また、上述の実施形態では、 4種類の基本素子 50A— 50D力もなる回折光学素子 50を用いて、互 ヽに重複することなく且つ互 ヽに離間することなく配列された 8つの 円弧状領域 31 A— 31 Dにより、光軸 AXを中心とした輪帯状の二次光源 31を構成し ている。し力しながら、これに限定されることなぐ輪帯状の二次光源を構成する領域 の数、形状、配置などについて様々な変形例が可能である。

[0095] 具体的には、図 18 (a)に示すように、たとえば 4種類の基本素子力もなる回折光学 素子を用いて、周方向に沿って互いに離間した 8つの円弧状領域力もなる周方向偏 光状態の 8極状の二次光源 33aを形成することもできる。また、図 18 (b)に示すように 、たとえば 4種類の基本素子力もなる回折光学素子を用いて、周方向に沿って互い に離間した 4つの円弧状領域力もなる周方向偏光状態の 4極状の二次光源 33bを形 成することもできる。なお、これらの 8極状の二次光源または 4極状の二次光源におい て、各領域の形状は円弧状に限定されることなぐたとえば円形状や楕円状や扇形 状であってもよい。また、図 19に示すように、たとえば 4種類の基本素子力もなる回折 光学素子を用いて、周方向に沿って互いに重複した 8つの円弧状領域力もなる周方 向偏光状態の輪帯状の二次光源 33cを形成することもできる。

[0096] また、周方向に沿って互いに離間した 4つまたは 8つの領域力 なる周方向偏光状 態の 4極状または 8極状の二次光源の他に、図 20(a)に示すように、周方向に沿って 互いに離間した 6つの領域からなる周方向偏光状態の 6極状の二次光源を形成して も良い。また、図 20(b)に示すように、周方向に沿って互いに離間した複数の領域か らなる周方向偏光状態の多極状の二次光源と、光軸上の領域からなる非偏光状態ま たは直線偏光状態の中心極上の二次光源とを持つ二次光源を形成しても良い。ま た、周方向に沿って互いに離間した 2つの領域力 なる周方向偏光状態の 2極状の 二次光源を形成しても良 、。

[0097] また、上述の実施形態では、図 11に示すように、 4種類の基本素子 50A— 50Dを 個別に形成し、これらの素子を組み合わせることにより回折光学素子 50を構成して いる。し力しながら、これに限定されることなぐ 1つの水晶基板に対して例えばエッチ ングカ卩ェを施すことにより各基本素子 50A— 50Dの射出側の回折面および入射側 の凹凸面を形成し、回折光学素子 50を一体的に構成することもできる。

[0098] また、上述の実施形態では、水晶を用いて各基本素子 50A— 50Dを (ひいては回 折光学素子 50を)形成している。し力しながら、これに限定されることなぐ旋光性を 有する他の適当な光学材料を用いて各基本素子を形成することもできる。この場合、 使用波長の光に対して 100度 Zmm以上の旋光能を有する光学材料を用いることが 好ましい。すなわち、旋光能の小さい光学材料を用いると、偏光方向の所要回転角 を得るために必要な厚さが大きくなり過ぎて、光量損失の原因になるので好ましくな い。

[0099] また、上述の実施形態では、輪帯状の照明瞳分布（二次光源)を形成しているが、 これに限定されることなぐ照明瞳またはその近傍に円形状の照明瞳分布を形成す ることもできる。また、輪帯形状の照明瞳分布や多極形状の照明瞳分布に加えて、た とえば光軸を含む中心領域分布を形成することにより、いわゆる中心極を伴う輪帯照 明や中心極を伴う複数極照明を行うこともできる。

[0100] また、上述の実施形態では、照明瞳またはその近傍において周方向偏光状態の照 明瞳分布を形成している。し力しながら、光束変換素子としての回折光学素子よりも ウェハ側の光学系（照明光学系や投影光学系）の偏光収差 (リタ一デーシヨン)に起 因して偏光方向が変わることがある。この場合には、これらの光学系の偏光収差の影 響を考慮した上で、照明瞳またはその近傍に形成される照明瞳分布を通過する光束 の偏光状態を適宜設定する必要がある。

[0101] また、上記の偏光収差に関連して、光束変換素子よりもウェハ側の光学系（照明光 学系や投影光学系）中に配置された反射部材の偏光特性に起因して、反射光が偏 光方向ごとに位相差を有することがある。この場合においても、反射部材の偏光特性 に起因する位相差の影響を考慮した上で、照明瞳またはその近傍に形成される照明 瞳分布を通過する光束の偏光状態を適宜設定する必要がある。

[0102] また、光束変換素子よりもウェハ側の光学系（照明光学系や投影光学系）中に配置 された反射部材の偏光特性に起因して、反射部材における反射率が偏光方向により 変化することがある。この場合、偏光方向ごとの反射率を考慮して、照明瞳またはそ の近傍に形成される光強度分布にオフセットをのせること、すなわち各基本素子の数 に分布を設けることが好ましい。また、光束変換素子よりもウェハ側の光学系における 透過率が偏光方向により変化する場合にも、上記手法を同様に適用することができ る。

[0103] また、上述の実施形態では、回折光学素子 50の光源側の面は各基本素子 50A— 50Dの厚さの違いにより段差を有する凹凸状になっている。そこで、図 21に示すよう に、厚さの最も大きい第 1基本素子 50A以外の基本素子、すなわち第 2基本素子 50 B、第 3基本素子 50Cおよび第 4基本素子 50Dの入射側に補正部材 36を付設して、 回折光学素子 50の光源側 (入射側)の面も平面状に構成することができる。この場合 、旋光性を有しな 、光学材料を用いて補正部材 36を形成することになる。

[0104] また、上述の実施形態では、照明瞳またはその近傍に形成される照明瞳分布を通 過する光束が円周方向に沿った直線偏光成分のみを有する例を示して 、る。しかし ながら、これに限定されることなぐ照明瞳分布を通過する光束の偏光状態が円周方 向を偏光方向とする直線偏光を主成分とする状態であれば、本発明の所要の効果を 得ることができる。

[0105] また、上述の実施形態では、入射光束に基づいて、その断面形状とは異なる形状 の光強度分布を所定面上に形成するための光束変換素子として、回折作用を有す る複数種類の基本素子力もなる回折光学素子を用いている。し力しながら、これに限 定されることなぐたとえば各基本素子の回折面と光学的にほぼ等価な屈折面を有 する複数種類の基本素子、すなわち屈折作用を有する複数種類の基本素子からな る屈折光学素子を光束変換素子として用いて 、ることもできる。

[0106] 上述の実施形態に力かる露光装置では、照明光学装置によってマスク（レチクル） を照明し (照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを 感光性基板に露光する（露光工程)ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像 素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実 施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形 成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例 にっき図 22のフローチャートを参照して説明する。

[0107] 先ず、図 22のステップ 301において、 1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次 のステップ 302において、その 1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布さ れる。その後、ステップ 303において、上述の実施形態の露光装置を用いて、マスク 上のパターンの像がその投影光学系を介して、その 1ロットのウェハ上の各ショット領 域に順次露光転写される。その後、ステップ 304において、その 1ロットのウェハ上の フォトレジストの現像が行われた後、ステップ 305において、その 1ロットのウェハ上で レジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに 対応する回路パターン力 各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に 上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが 製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターン を有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。

[0108] また、上述の実施形態の露光装置では、プレート (ガラス基板)上に所定のパターン

(回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての 液晶表示素子を得ることもできる。以下、図 23のフローチャートを参照して、このとき の手法の一例につき説明する。図 23において、パターン形成工程 401では、上述の 実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板 (レジストが塗布された ガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソ グラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形 成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程 等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフ ィルター形成工程 402へ移行する。

[0109] 次に、カラーフィルター形成工程 402では、 R (Red)、 G (Green)、 B (Blue)に対応し た 3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、または R、 G、 Bの 3本のストラ イブのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する 。そして、カラーフィルター形成工程 402の後に、セル組み立て工程 403が実行され る。セル組み立て工程 403では、パターン形成工程 401にて得られた所定パターン を有する基板、およびカラーフィルター形成工程 402にて得られたカラーフィルター 等を用いて液晶パネル (液晶セル)を組み立てる。

[0110] セル組み立て工程 403では、例えば、パターン形成工程 401にて得られた所定パ ターンを有する基板とカラーフィルター形成工程 402にて得られたカラーフィルターと の間に液晶を注入して、液晶パネル (液晶セル)を製造する。その後、モジュール組 み立て工程 404にて、組み立てられた液晶パネル (液晶セル）の表示動作を行わせ る電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上 述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶 表示素子をスループット良く得ることができる。

[0111] なお、上述の実施形態では、露光光として KrFエキシマレーザ光 (波長： 248nm) や ArFエキシマレーザ光（波長： 193nm)を用いている力 これに限定されることなく 、他の適当なレーザ光源、たとえば波長 157nmのレーザ光を供給する Fレーザ光

2 源などに対して本発明を適用することもできる。さらに、上述の実施形態では、照明 光学装置を備えた露光装置を例にとって本発明を説明したが、マスクやウェハ以外 の被照射面を照明するための一般的な照明光学装置に本発明を適用することがで きることは明らかである。

[0112] また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を 1. 1 よりも大きな屈折率を有する媒体 (典型的には液体)で満たす手法、所謂液浸法を適 用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす 手法としては、国際公開番号 WO99Z49504号公報に開示されているような局所的 に液体を満たす手法や、特開平 6 - 124873号公報に開示されているような露光対 象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平 10— 303114 号公報に開示されて ヽるようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に 基板を保持する手法などを採用することができる。ここでは、国際公開番号 W099Z 49504号公報、特開平 6— 124873号公報および特開平 10-303114号公報を参 照として援用する。

[0113] なお、液体としては、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高ぐ投 影光学系や基板表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なものを用いるこ とが好ましぐたとえば KrFエキシマレーザ光や ArFエキシマレーザ光を露光光とす る場合には、液体として純水、脱イオン水を用いることができる。また、露光光として F

2 レーザ光を用いる場合は、液体としては Fレーザ光を透過可能な例えばフッ素系ォ

2

ィルゃ過フッ化ポリエーテル（PFPE)等のフッ素系の液体を用いればよ！、。

符号の説明

[0114] 1 光源

4 偏光状態切換手段

4a 1Z4波長板

4b 1Z2波長板

4c デポラライザ

5, 50 回折光学素子 (光束変換素子）

6 ァフォー力ノレレンズ

8 円錐アキシコン系

9, 10 シリンドリカルレンズ対

11 ズームレンズ 12 マイクロフライアイレンズ

13 偏光モニター

13a ビームスプリツター

14 コンデンサー光学系

15 マスクブラインド

16 結像光学系

M マスク

PL 投影光学系

W ウェハ

Claims

請求の範囲

[1] 入射光束に基づいて所定面に所定の光強度分布を形成するための光束変換素子 において、

旋光性を有する光学材料により形成されて、前記入射光束に基づ ヽて前記所定の 光強度分布のうちの第 1領域分布を形成するための第 1基本素子と、

旋光性を有する光学材料により形成されて、前記入射光束に基づ ヽて前記所定の 光強度分布のうちの第 2領域分布を形成するための第 2基本素子とを備え、

前記第 1基本素子と前記第 2基本素子とは、光の透過方向に沿った厚さが互いに 異なることを特徴とする光束変換素子。

[2] 前記第 1基本素子の厚さおよび前記第 2基本素子の厚さは、直線偏光が入射したと きに前記第 1領域分布を形成する直線偏光の偏光方向と前記第 2領域分布を形成 する直線偏光の偏光方向とが異なるように設定されていることを特徴とする請求項 1 に記載の光束変換素子。

[3] 前記第 1領域分布および前記第 2領域分布は、前記所定面における所定点を中心と する所定の輪帯領域である所定輪帯領域の少なくとも一部に位置決めされ、 前記第 1領域分布および前記第 2領域分布を通過する光束は、前記所定輪帯領 域の円周方向を偏光方向とする直線偏光を主成分とする偏光状態を有することを特 徴とする請求項 1または 2に記載の光束変換素子。

[4] 前記所定の光強度分布は、前記所定輪帯領域とほぼ同一形状の外形を有し、 前記第 1領域分布を通過する光束の偏光状態は、前記第 1領域分布の円周方向 に沿った中心位置における前記所定点を中心とする円の接線方向とほぼ一致した 直線偏光成分を有し、

前記第 2領域分布を通過する光束の偏光状態は、前記第 2領域分布の円周方向 に沿った中心位置における前記所定点を中心とする円の接線方向とほぼ一致した 直線偏光成分を有することを特徴とする請求項 3に記載の光束変換素子。

[5] 前記所定の光強度分布は、前記所定輪帯領域内に分布する多極状であり、

前記第 1領域分布を通過する光束の偏光状態は、前記第 1領域分布の円周方向 に沿った中心位置における前記所定点を中心とする円の接線方向とほぼ一致した 直線偏光成分を有し、

前記第 2領域分布を通過する光束の偏光状態は、前記第 2領域分布の円周方向 に沿った中心位置における前記所定点を中心とする円の接線方向とほぼ一致した 直線偏光成分を有することを特徴とする請求項 3に記載の光束変換素子。

[6] 前記第 1基本素子および前記第 2基本素子は、使用波長の光に対して 100度 Zmm 以上の旋光能を有する光学材料により形成されていることを特徴とする請求項 1乃至

5の 、ずれか 1項に記載の光束変換素子。

[7] 前記第 1基本素子および前記第 2基本素子は、水晶により形成されていることを特徴 とする請求項 1乃至 6のいずれ力 1項に記載の光束変換素子。

[8] 前記光束変換素子は、前記第 1基本素子と前記第 2基本素子とをほぼ同数含むこと を特徴とする請求項 1乃至 7のいずれか 1項に記載の光束変換素子。

[9] 前記第 1基本素子および前記第 2基本素子は、回折作用または屈折作用を有するこ とを特徴とする請求項 1乃至 8のいずれ力 1項に記載の光束変換素子。

[10] 前記第 1基本素子は、前記入射光束に基づいて少なくとも 2つの前記第 1領域分布 を前記所定面上に形成し、

前記第 2基本素子は、前記入射光束に基づいて少なくとも 2つの前記第 2領域分布 を前記所定面上に形成することを特徴とする請求項 1乃至 9のいずれか 1項に記載 の光束変換素子。

[11] 旋光性を有する光学材料により形成されて、前記入射光束に基づいて前記所定の 光強度分布のうちの第 3領域分布を形成するための第 3基本素子と、

旋光性を有する光学材料により形成されて、前記入射光束に基づ ヽて前記所定の 光強度分布のうちの第 4領域分布を形成するための第 4基本素子とをさらに備えてい ることを特徴とする請求項 1乃至 10のいずれか 1項に記載の光束変換素子。

[12] 前記第 1基本素子および前記第 2基本素子は一体的に形成されていることを特徴と する請求項 1乃至 11のいずれ力 1項に記載の光束変換素子。

[13] 入射光束に基づ!/、て、該入射光束の断面形状とは異なる形状の所定の光強度分布 を所定面上に形成するための光束変換素子において、

前記所定面上に前記所定の光強度分布を形成するための、回折面または屈折面 を備え、

前記所定の光強度分布は、前記所定面における所定点を中心とする所定の輪帯 領域である所定輪帯領域の少なくとも一部に分布し、

前記所定輪帯領域を通過する前記光束変換素子からの光束は、前記所定輪帯領 域の円周方向を偏光方向とする直線偏光を主成分とする偏光状態を有することを特 徴とする光束変換素子。

[14] 前記所定の光強度分布は、多極形状または輪帯状の外形を有することを特徴とする 請求項 13に記載の光束変換素子。

[15] 前記光束変換素子は、旋光性を有する光学材料により形成されることを特徴とする 請求項 13または 14に記載の光束変換素子。

[16] 光源力もの光束に基づいて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照明瞳またはその近傍に照明瞳分布を形成するために前記 光源からの光束を変換するための請求項 1乃至 15のいずれか 1項に記載の光束変 換素子を備えていることを特徴とする照明光学装置。

[17] 前記光束変換素子は、特性の異なる他の光束変換素子と交換可能に構成されてい ることを特徴とする請求項 16に記載の照明光学装置。

[18] 前記光束変換素子と前記被照射面との間の光路中に配置された波面分割型のォプ ティカルインテグレータをさらに備え、

前記光束変換素子は、入射光束に基づ ヽて前記オプティカルインテグレータの入 射面に前記所定の光強度分布を形成することを特徴とする請求項 16または 17に記 載の照明光学装置。

[19] 前記所定面上の光強度分布と、前記所定輪帯領域を通過する前記光束変換素子か らの光束の偏光状態との少なくとも何れか一方は、前記光源と前記被照射面との間 の光路中に配置される光学部材による影響を考慮して設定されることを特徴とする請 求項 16乃至 18のいずれか 1項に記載の照明光学装置。

[20] 前記光束変換素子からの光束の偏光状態を、前記被照射面に照射される光が S偏 光を主成分とする偏光状態となるように設定することを特徴とする請求項 16乃至 19 のいずれか 1項に記載の照明光学装置。

[21] マスクを照明するための請求項 16乃至 20のいずれ力 1項に記載の照明光学装置を 備え、前記マスク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。

[22] 前記所定面上の光強度分布と、前記所定輪帯領域を通過する前記光束変換素子か らの光束の偏光状態との少なくとも何れか一方は、前記光源と前記感光性基板との 間の光路中に配置される光学部材による影響を考慮して設定されることを特徴とする 請求項 21に記載の露光装置。

[23] 前記光束変換素子からの光束の偏光状態を、前記感光性基板に照射される光が S 偏光を主成分とする偏光状態となるように設定することを特徴とする請求項 22に記載

[24] 請求項 16乃至 20のいずれか 1項に記載の照明光学装置を用いてマスクを照明する 照明工程と、前記マスク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。

[25] 前記所定面上の光強度分布と、前記所定輪帯領域を通過する前記光束変換素子か らの光束の偏光状態との少なくとも何れか一方は、前記光源と前記感光性基板との 間の光路中に配置される光学部材による影響を考慮して設定されることを特徴とする 請求項 24に記載の露光方法。

[26] 前記光束変換素子からの光束の偏光状態を、前記感光性基板に照射される光が S 偏光を主成分とする偏光状態となるように設定することを特徴とする請求項 24または 25に記載の露光方法。