HK1117271B - 照明光学装置的调整方法、照明光学装置、曝光装置以及曝光方法 - Google Patents

Description

照明光学装置的调整方法、照明光学装置、曝光装置以及曝光方法

技术领域

本发明是关于一种照明光学装置的调整方法、照明光学装置、曝光装置以及曝光方法，特别是关于一种适用于为了将半导体元件、拍摄元件、液晶显示元件、薄膜磁头等微型元件利用刻蚀工艺进行制造而使用的曝光装置等的照明光学装置。

背景技术

在这种典型的曝光装置中，从光源所射出的光束通过作为光积分仪的复眼透镜(或微型透镜阵列)，形成由多个光源构成的作为实质的面光源的二次光源。来自二次光源的光束由聚光镜被聚光后，对形成有特定图案的掩模重叠地进行照明。

透过了掩模的图案的光，借由投影光学系统在晶圆上进行成像。这样，在晶圆上使掩模图案被投影曝光(转印)。另外，在掩模上所形成的图案被高度集成化，为了将该细微图案在晶圆上正确地进行转印，在晶圆上得到均匀的照度分布是必不可缺的。目前，作为曝光光源，使用供给波长248nm的光的KrF准分子激光光源，和供给波长193nm的光的ArF准分子激光光源等。

在现有的曝光装置中，依据掩模图案，将从这种光源所供给的光利用波长板转换为具有所需的偏光方向的直线偏光的光，并对掩模进行照明(例如参照专利文献1)。具体地说，在专利文献1所记述的现有的曝光装置中，在光源和绕射光学元件(光束转换元件)之间的光路中，配置有水晶所形成的1/4波长板及1/2波长板。

[专利文献1]国际公开第WO2004/051717号小册子

但是，难以将1/4波长板和1/2波长板这样的波长板由1片水晶板精度良好地进行制造。在因制造误差而使波长板不能正确地发挥机能的情况下，不能以所需的直线偏光的光对掩模(进而为晶圆)进行照明，结果不能以对应于掩模图案的所需的照明条件而进行良好的曝光。

发明内容

本发明的目的是提供一种鉴于前述问题而形成的，实质上不受作为波长板发挥机能的光学构件的制造误差的影响，可以所需的偏光状态的光对被照射面进行照明的照明光学装置。而且，本发明的目的是提供一种利用将被照射面上所设定的掩模以所需的偏光状态的光进行照明的照明光学装置，可在适当的照明条件的基础上进行良好的曝光的曝光装置及曝光方法。

为了解决前述问题，本发明的第1形态提供一种照明光学装置，为一种根据来自光源的光，在所需的偏光状态下对被照射面进行照明的照明光学装置，其特点是包括：

将对前述被照射面进行照明的光的偏光状态局部地进行变更的第1偏光变更装置；以及

将前述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的偏光状态局部地进行变更的第2偏光变更装置。

本发明的第2形态提供一种照明光学装置，为一种根据来自光源的光对被照射面进行照明的照明光学装置，其特点是：

具有配置在照明瞳面或其附近，用于将入射光的偏光状态转换为特定的偏光状态的偏光转换元件，

前述偏光转换元件将在前述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的光的偏光状态，局部地进行变更。

本发明的第3形态提供一种照明光学装置，为一种根据来自光源的光而对被照射面进行照明的照明光学装置，其特点是：

具有被配置在前述被照射面的附近、与前述被照射面光学共轭的位置上，或在该共轭的位置的附近，用于将入射光的偏光状态转换为特定的偏光状态的偏光转换元件，

前述偏光转换元件将在前述被照射面上的照明光的偏光状态局部地进行变更。

本发明的第3形态提供一种曝光装置，其特点是：包含第1形态至第3形态的照明光学装置，并将利用该照明光学装置所照明的掩模的图案在感光性基板上进行曝光。

本发明的第5形态提供一种曝光方法，其特点是：利用第1形态至第3形态的照明光学装置，将掩模的图案在感光性基板上进行曝光。

本发明的第6形态提供一种元件制造方法，其特点是，包含：

利用第1形态至第3形态的照明光学装置，将掩模的图案在感光性基板上进行曝光的曝光工序；以及

将利用前述曝光工序所曝光的前述感光性基板进行显像的显像工序。

本发明的第7形态提供一种调整方法，为一种根据来自光源的光对被照射面进行照明的照明光学装置的调整方法，其特点是，包括：

准备对入射光和射出光之间可变地赋予相位差的可变相位差构件的第1工序；

将前述可变相位差构件所赋予的前述相位差设定为特定的值的第2工序；以及

将前述可变相位差构件配置在前述光源和前述被照射面之间的光路中的第3工序。

本发明的第8形态提供一种调整方法，为一种根据来自光源的光对被照射面进行照明的照明光学装置的调整方法，其特点是，包括：

将在前述被照射面上的照明光的偏光状态局部地进行变更的工序；以及

将前述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的光的偏光状态局部地进行变更的工序。

本发明的第10形态提供一种照明光学装置，其特点是：依据第7形态或第8形态的调整方法进行调整。

本发明的第10形态提供一种调整方法，为一种利用照明光学装置对特定的图案进行照明，并将该特定的图案在感光性基板上进行曝光的曝光装置的调整方法，其特点是：

将前述照明光学装置依据第7形态或第8形态的调整方法进行调整。

本发明的第11形态提供一种调整方法，为一种包括第1曝光装置和第2曝光装置的曝光系统的调整方法，其中第1曝光装置具有对第1掩模上的第1图案进行照明的第1照明光学装置，且将前述第1掩模的前述第1图案在感光性基板上进行曝光，第2曝光装置具有对第2掩模上的第2图案进行照明的第2照明光学装置，且将前述第2掩模的前述第2图案在前述感光性基板上进行曝光，其特点是：

将前述第1及第2照明光学装置，依据第7形态或第8形态的调整方法进行调整。

本发明的第12形态提供一种曝光系统，其特点是：依据第11形态的调整方法进行调整。

本发明的第13形态提供一种微型元件制造工厂，其特点是，具有：包含第12形态的第1曝光装置及第2曝光装置的各种处理用的制造装置群、将该制造装置群进行连接的局域网络、可从该局域网络连接工厂外的外部网络的网关；可将关于前述制造装置群的至少1台的信息进行资料通信。

本发明的第14形态提供一种微型元件制造方法，其特点是，包括：将含有第12形态的第1曝光装置及第2曝光装置的各种处理用的制造装置群在微型元件制造工厂进行设置的工序；利用该制造装置群，由多个处理程序而制造微型元件的工序。

在本发明的一个形态中，可使在瞳面上的局部的偏光状态可变，所以在例如对被照射面上所配置的图案进行照明并在感光性基板上进行曝光的情况下，可形成最适当的照明条件。而且，在本发明的另一形态中，可使在被照射面上的局部的偏光状态可变，所以在例如对被照射面上所配置的图案进行照明并在感光性基板上进行曝光的情况下，可减轻图案转印状态的面内差异。

而且，在本发明的另一形态中，与将1/4波长板和1/2波长板这种波长板利用1片水晶板进行制造的现有技术不同，是利用例如索累补偿器(soleilcompensator)和巴俾涅补偿器(Babinet compensator)那样在入射光和射出光间可变地赋予相位差的可变相位差构件，作为起到波长板作用的光学构件，所以即使在构成可变相位差构件的光学元件上有某种程度的制造误差，也可作为使例如1/4波长板和1/2波长板正确地发挥机能而进行调整后使用。

因此，在本发明的照明光学装置中，可实质上不受构成作为波长板发挥机能的光学构件的各光学元件的制造误差的影响，而以所需的偏光状态的光对作为被照射面的掩模进行照射。结果，在本发明的曝光装置及曝光方法中，可利用对被照射面上所设定的图案以所需的偏光状态的光进行照明的照明光学装置，在适当的照明条件下进行良好的曝光，进而制造良好的微型元件。

附图说明

图1所示为关于本发明的实施形态的曝光装置的构成的概略图。

图2所示为图1的偏光状态测定部的内部构成的概略图。

图3(a)～图3(b)所示为关于本实施形态的各可变相位差构件的构成的概略图。

图4所示为关于第1变形例的曝光装置的构成的概略图。

图5所示为关于第1变形例的可变旋光单元的构成的概略图。

图6(a)～图6(b)所示为用于构成图5的可变旋光单元的各可变旋光构件的构成的概略图。

图7所示为关于水晶的旋光性的说明图。

图8所示为利用图5的可变旋光单元的作用被设定为周方向偏光状态的环带状的二次光源的概略图。

图9所示为利用图5的可变旋光单元的作用被设定为径方向偏光状态的环带状的二次光源的概略图。

图10所示为关于本实施形态的可变相位差单元的构成的概略图。

图11所示为图10的可变相位差单元的作用的模式说明图。

图12(a)～图12(b)所示为关于本实施形态的另一可变相位差单元的构成的概略图。

图13所示为图12(a)～图12(b)的可变相位差单元的作用的模式说明图。

图14(a)～图14(b)所示为关于第2变形例的可变旋光单元的构成的概略图。

图15所示为关于图14(a)～图14(b)的例子的变形例的可变旋光单元的构成的概略图。

图16(a)～图16(c)所示为关于第3变形例的可变旋光/移相单元的构成的概略图。

图17(a)所示为多极状的二次光源，图17(b)所示为用于形成图17(a)所示的多极状的二次光源的光束从可变移相单元的移相器被射出时的位置关系。

图18所示为关于第4变形例的一对非球面旋光器的构成的作用的模式图。

图19(a)～图19(d)所示为被赋予一对非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布的一个例子的模式图。

图20(a)～图20(d)所示为被赋予一对非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布的另一个例子的模式图。

图21所示为利用具有旋光量(移相量)依据入射位置而不同的旋光量(移相量)分布的3个非球面旋光器(移相器)的变形例的概略图。

图22(a)～图22(c)分别表示在图21的变形例中，通过非球面旋光器(移相器)的轴上光束及轴外光束的断面。

图23所示为关于本实施形态的照明光学装置的调整方法的各工序的概略流程图。

图24所示为关于本实施形态的变形例的调整方法的各工序的概略流程图。

图25是将本实施形态的全体系统从某个角度分离出来表现的图示。

图26是将本实施形态的全体系统，从与图25不同的角度分离出来表现的概略图。

图27所示为在图26的系统中，被提供到显示器上的用户介面的画面的一个例子。

图28(a)～图28(c)所示为为了只对旋光量(移相量)分布的一次成分(倾斜成分)进行修正所使用的非球面旋光器(移相器)的构成的概略图。

图29为得到作为微型元件的半导体元件时的方法的流程图。

图30所示为得到作为微型元件的液晶显示元件时的方法的流程图。

具体实施方式

将本发明的实施形态根据附图进行说明。图1所示为关于本发明的实施形态的曝光装置的构成的概略图。在图1中，分别沿感光性基板即晶圆W的法线方向设定Z轴，在晶圆W的面内沿与图1的纸面平行的方向设定Y轴，在晶圆W的面内沿与图1的纸面垂直的方向设定X轴。

参照图1，本实施形态的曝光装置具有用于供给曝光光(照明光)的光源1。作为光源1，可利用例如供给193nm的波长的光的ArF准分子激光光源和供给248nm的波长的光的KrF准分子激光光源等。从光源1所射出的光，由整形光学系统2被扩大为所需断面形状的光束，并通过作为1/4波长板而发挥机能的第1可变相位差构件3、作为1/2波长板而发挥机能的第2可变相位差构件4、消偏振镜(非偏光化元件)5、环带照明用的绕射光学元件6，入射无焦透镜(afocallens)7。

第1可变相位差构件3、第2可变相位差构件4及消偏振镜5如后面所说明的那样，构成偏光状态转换装置，对其构成及作用将在后面进行说明。无焦透镜7为以前侧透镜群7a的前侧焦点位置和绕射光学元件6的位置大致一致，且后侧透镜群7b的后侧焦点位置和图中虚线所示的特定面8的位置大致一致的形态进行设定的无焦点光学系统(afocal system)。通常，绕射光学元件借由在基板上形成具有曝光光(照明光)的波长程度的间距的层次差而构成，并具有将入射光束以所需的角度进行绕射的作用。

具体地说，环带照明用的绕射光学元件6在具有矩形状断面的平行光束入射的情况下，具有在其远场(或夫朗和裴绕射(Fraunhofer diffraction)区域)上形成环带状的光强度分布的机能。因此，入射作为光束转换元件的绕射光学元件6的大致平行的光束，在无焦透镜7的瞳面上形成环带状的光强度分布后，以环带状的角度分布从无焦透镜7射出。在无焦透镜7的前侧透镜群7a和后侧透镜群7b之间的光路中，于其瞳面或其附近配置有可变相位差单元9及圆锥旋转三棱镜系统10。关于可变相位差单元9及圆锥旋转三棱镜系统10的构成及作用，在后面进行说明。

通过了无焦透镜7的光束，通过σ值(σ值＝照明光学装置的掩模侧孔径/投影光学系统的掩模侧孔径)可变用的可变焦距透镜(zoom lens)11及可变旋光单元12，入射微型复眼透镜(或复眼透镜)13。对可变旋光单元12的构成及作用将在后面进行说明。微型复眼透镜13为纵横且稠密排列的多个具有正折射力的微小透镜构成的光学元件。通常，微型复眼透镜借由例如对平行平面板施以刻蚀处理以形成微小透镜群而构成。

在此，构成微型复眼透镜的各微小透镜，较构成复眼透镜的各透镜元件微小。而且，微型复眼透镜与由彼此隔绝的透镜元件所构成的复眼透镜不同，而使多个微小透镜(微小折射面)彼此不隔绝地一体形成。但是，在具有正折射力的透镜元件纵横配置这一点上，微型复眼透镜为与复眼透镜相同的波面分割型的光积分仪。

特定面8的位置被配置在可变焦距透镜11的前侧焦点位置的附近，微型复眼透镜13的入射面被配置在可变焦距透镜11的后侧焦点位置的附近。换言之，可变焦距透镜11使特定面8和微型复眼透镜13的入射面实质上以傅里叶转换的关系进行配置，进而使无焦透镜7的瞳面和微型复眼透镜13的入射面在光学上大致共轭地进行配置。可变旋光单元12被配置在微型复眼透镜13的稍前侧，进而与无焦透镜7的瞳面(pupil face)在光学上大致共轭地进行配置。

因此，在微型复眼透镜13的入射面上，与无焦透镜7的瞳面同样地，形成例如以光轴AX为中心的环带状的照明区。该环带状的照明区的整体形状，依据可变焦距透镜11的焦点距离相似地进行变化。构成微小复眼透镜13的各微小透镜，与在掩模M上应形成的照明区的形状(进而为在晶圆W上应形成的曝光区域的形状)具有相似的矩形状的断面。

入射微型复眼透镜13的光束由多个微小透镜被二维分割，并在其后侧焦点面或其附近(进而为照明瞳)，形成与入射光束所形成的照明区具有大致相同光强度分布的二次光源，即由以光轴AX为中心的环带状的实质上的面光源所形成的二次光源。在微型复眼透镜13的后侧焦点面或其附近所形成的二次光源发出的光束，通过分光器14a及聚光光学系统15后，对掩模遮帘16重叠照明。关于内置分光器14a的偏光监视器14的构成及作用，将在后面进行说明。

这样，在作为照明视野光阑的掩模遮帘16上，形成与构成微型复眼透镜13的各微小透镜的形状和焦点距离对应的矩形状的照明区。通过了掩模遮帘16的矩形状的孔径部(光透过部)的光束，在受到了成像光学系统17的集光作用后，对形成有特定图案的掩模M进行重叠地照明。即，成像光学系统17将掩模遮帘16的矩形状孔径部的像形成在掩模M上。

透过了在掩模载台MS上所保持的掩模M的图案的光束，通过投影光学系统PL，在晶圆载台WS上所保持的晶圆(感光性基板)W上形成掩模图案的像。这样，借由在与投影光学系统PL的光轴AX直交的平面(XY平面)内，对晶圆WS进行二维驱动控制，进而对晶圆W进行二维驱动控制，并进行一体曝光或扫描曝光，而在晶圆W的各曝光区域上使掩模M的图案被依次曝光。

另外，借由取代环带照明用的绕射光学元件6，而在照明光路中设定4极照明用的绕射光学元件(未图示)，而可进行4极照明。4极照明用的绕射光学元件在具有矩形状的断面的平行光束入射的情况下，具有在其远场上形成4极状的光强度分布的机能。因此，通过了4极照明用的绕射光学元件的光束，在微型复眼透镜13的入射面上，形成例如以光轴AX为中心的由4个圆形的照明区所构成的4极形照明区。结果，在微型复眼透镜13的后侧焦点面或其附近，也形成与在其入射面上所形成的照明区相同的4极形的二次光源。

而且，借由取代环带照明用的绕射光学元件6，而在照明光路中设定圆形照明用的绕射光学元件(未图示)，可进行通常的圆形照明。圆形照明用的绕射光学元件在具有矩形状的断面的平行光束入射的情况下，具有在其远场上形成圆形状的光强度分布的机能。因此，通过了圆形照明用的绕射光学元件的光束，在微型复眼透镜13的入射面上，形成例如以光轴AX为中心的圆形的照明区。结果，在微型复眼透镜13的后侧焦点面或其附近，也形成与在其入射面上所形成的照明区相同的圆形的二次光源。

另外，借由取代环带照明用的绕射光学元件6，而在照明光路中设定其他的多极照明用的绕射光学元件(未图示)，可进行各种各样的多极照明(2极照明、8极照明等)。同样，借由取代环带照明用的绕射光学元件6，而在照明光路中设定具有适当特性的绕射光学元件(未图示)，可进行各种形态的变形照明。

圆锥旋转三棱镜系统10从光源侧开始，依次由使平面朝向光源侧且使凹圆锥形的折射面朝向掩模侧的第1棱镜构件10a、使平面朝向掩模侧且使凸圆锥形的折射面朝向光源侧的第2棱镜构件10b构成。而且，第1棱镜构件10a的凹圆锥形的折射面和第2棱镜构件10b的凸圆锥形的折射面，彼此可抵接地互补形成。而且，第1棱镜构件10a及第2棱镜构件10b中的至少一个构件，沿光轴AX可移动地构成，且使第1棱镜构件10a的凹圆锥状的折射面和第2棱镜构件10b的凸圆锥状的折射面的间隔为可变地构成。下面，着眼于环带状或4极状的二次光源，对圆锥旋转三棱镜系统10的作用及可变焦距透镜11的作用进行说明。

在此，在第1棱镜构件10a的凹圆锥形折射面和第2棱镜构件10b的凸圆锥形折射面彼此抵接的状态下，圆锥旋转三棱镜系统10作为平行平面板发挥作用，不会对所形成的环带形或4极形的二次光源产生影响。但是，如使第1棱镜构件10a的凹圆锥形折射面和第2棱镜构件10b的凸圆锥形折射面分开，则将环带状或4极状的二次光源的宽度(环带状的二次光源的外径和内径的差的1/2；与4极状的二次光源外接的圆的直径(外径)和内接的圆的直径(内径)的差的1/2)保持一定，且使环带状或4极状的二次光源的外径(内径)变化。即，环带状或4极形的二次光源的环带比(内径/外径)及尺寸(外径)进行变化。

可变焦距透镜11具有使环带状或4极形的二次光源的全体形状相似地进行扩大或缩小的机能。例如，借由使可变焦距透镜11的焦点距离从最小值向特定的值扩大，而使环带状或4极形的二次光源的全体形状相似地扩大。换言之，利用可变焦距透镜11的作用，使环带状或4极形的二次光源的环带比不变化，而其宽度及尺寸(外径)都进行变化。这样，可利用圆锥旋转三棱镜系统10及可变焦距透镜11的作用，而对环带状或4极形的二次光源的环带比和尺寸(外径)进行控制。

偏光监视器14包含在微型复眼透镜13和聚光光学系统15之间的光路中所配置的分光器14a，并具有对向该分光器14a的入射光的偏光状态进行检测的机能。换言之，根据偏光监视器14的检测结果，可随时检测对掩模M(进而为晶圆W)的照明光是否达到所需的偏光状态(包含非偏光状态的概念)。

图2所示为图1的偏光状态测定部的内部构成的概略图。在本实施形态中，如图2所示，在用于保持晶圆W的晶圆载台WS上，设置有用于测定对晶圆W的照明光(曝光光)的偏光状态的偏光状态测定部18。偏光状态测定部18包含在晶圆W的曝光面的高度位置，可进行二维定位的针孔构件40。另外，在偏光状态测定部18的使用时，晶圆W从光路上退开。

通过了针孔构件40的针孔40a的光，通过准直仪透镜41形成大致平行的光束，并由反射镜42被反射后，入射中继透镜系统43。通过了中继透镜系统43的大致平行的光束，在通过了作为移相器的λ/4板44及作为偏光器的偏光分光器45后，到达二维CCD 46的检测面46a。二维CCD 46的输出被供给到控制部(未图示)。在此，λ/4板44以光轴为中心可旋转地构成，且在该λ/4板44上连接有用于设定以该光轴为中心的旋转角的设定部47。

这样，在对晶圆W的照明光的偏光度不为0的情况下，借由通过设定部47使λ/4板44围绕光轴进行旋转，而使二维CCD 46的检测面46a上的光强度分布变化。因此，在偏光状态测定部48，可利用设定部47使λ/4板44围绕光轴进行旋转，并对检测面46a上的光强度分布的变化进行检测，且由该检测结果而利用旋转移相器法测定照明光的偏光状态(偏光度；关于光的史托克士参数S1，S2，S3)。

另外，关于旋转移相器法，在例如鹤田着，《光的铅笔-用于光技术者的应用光学》，新技术通信株式会社等中详细地进行了说明。实际上是使针孔构件40(进而为针孔40a)沿晶圆面进行二维的移动，且对晶圆面内的多个位置上的照明光偏光状态进行测定。此时，在偏光状态测定部18中，由于对二维的检测面46a上的光强度分布的变化进行检测，所以可根据该检测分布信息而测定照明光在瞳内的偏光状态的分布。

然而，在偏光状态测定部18中，也可取代作为移相器的/4板44，而利用λ/2板。无论利用哪种移相器，为了对光的偏光状态即光的4个史托克士参数进行测定，需要使移相器和偏光器(偏光分光器45)的围绕光轴的相对角度变化，或者使移相器或偏光器从光路上退开，而以至少4种不同的状态对检测面46a上的光强度分布的变化进行检测。

另外，在本实施形态中是使作为移相器的λ/4板44围绕光轴进行旋转，但也可使作为偏光器的偏光分光器45围绕光轴进行旋转，或者使移相器及偏光器两者围绕光轴进行旋转。而且，也可取代该动作，或除了该动作以外，而使作为移相器的λ/4板44及作为偏光器的偏光分光器45中的一个或两者从光路进行插拔。

而且，在偏光状态测定部18中，有时会因反射镜42的偏光特性而使光的偏光状态发生变化。在这种情况下，由于反射镜42的偏光特性预先已知，所以可利用所需的计算，根据反射镜42的偏光特性对偏光状态的影响，对偏光状态测定部18的测定结果进行修正，而正确地测定照明光的偏光状态。而且，不限于反射镜，在因透镜等其他的光学构件而使偏光状态产生变化的情况下，也可同样地修正测定结果，并正确地测定照明光的偏光状态。

这样，利用偏光状态测定部18测定对晶圆W的照明光在瞳内的偏光状态(偏光度)，并判定照明光在瞳内是否达到适当的偏光状态。另外，在上述的实施形态中，所示为偏光状态测定部18可被安装在晶圆载台WS上的构成，但也可将该偏光状态测定部18组入晶圆载台WS中，或组入与晶圆载台WS不同的载台中。

图3(a)～图3(b)所示为关于本实施形态的各可变相位差构件的构成的概略图。在本实施形态下，第1可变相位差构件3及第2可变相位差构件4作为图3(a)所示的索累补偿器，或作为图3(b)所示的巴俾涅补偿器而分别构成。图3(a)所示的索累补偿器，从光的入射侧开始依次由平行平面板21a、一对偏角棱镜21b、21c所构成。

在此，平行平面板21a、第1偏角棱镜21b及第2偏角棱镜21c，由作为具有双折射性的结晶材料的水晶形成。而且，第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c，具有彼此补充的(互补的)楔形断面形状。另外，平行平面板21a的结晶光学轴和一对偏角棱镜21b及21c的结晶光学轴彼此直交地被设定。

而且，采用一种利用例如测微头(micrometer head)这种驱动装置(未图示)，使第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c沿Z方向相对地进行移动，或使第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c沿对向的斜面和YZ平面的相交线方向相对地进行移动的构成。在图3(a)所示的索累补偿器(21a～21c)中，不依存于光的入射位置，而依据第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c的相对位置，使入射光和射出光之间被可变地赋予一定的相位差。

另一方面，图3(b)所示的巴俾涅补偿器从光的入射侧依次由第1偏角棱镜22a、第2偏角棱镜22b构成。在此，第1偏角棱镜22a及第2偏角棱镜22b，由作为具有双折射性的结晶材料的水晶形成，并具有彼此补充的楔形的断面形状。另外，第1偏角棱镜22a的结晶光学轴和第2偏角棱镜22b的结晶光学轴，彼此直交地进行设定。

而且，采用一种利用例如测微头这种驱动装置(未图示)，使第1偏角棱镜22a和第2偏角棱镜22b沿Z方向相对地进行移动，或使第1偏角棱镜22a和第2偏角棱镜22b沿对向的斜面和YZ平面的相交线方向相对地进行移动的构成。在图3(b)所示的索累补偿器(22a、22b)中，虽然在某种程度上依存于沿Z方向的光的入射位置，但依据第1偏角棱镜22a和第2偏角棱镜22b的相对位置，使入射光和射出光之间被可变地赋予大致一定的相位差。

在本实施形态中，于向曝光装置的搭载之前，对由第1可变相位差构件3单体赋予入射光和射出光之间的相位差而进行测定，并使相位差为光的波长λ的1/4，即使第1可变相位差构件3作为1/4波长板正确地发挥机能而预先进行调整。同样，在向曝光装置的搭载之前，对由第2可变相位差构件4单体赋予入射光和射出光之间的相位差进行测定，并使相位差为光的波长λ的1/2，即使第2可变相位差构件4作为1/2波长板正确地发挥机能而预先进行调整。

接着，以将作为1/4波长板正确地发挥机能而进行调整的第1可变相位差构件3及作为1/2波长板正确地发挥机能而进行调整的第2可变相位差构件4，在整形光学系统2和消偏振镜5之间的光路中的特定位置分别进行定位，并将光轴AX作为中心可进行一体旋转的形态分别进行设定。这样，作为1/4波长板的第1可变相位差构件3，以光轴AX为中心旋转自如地构成，并将入射的椭圆偏光的光转换为直线偏光的光。而且，作为1/2波长板的第2可变相位差构件4，以光轴AX为中心旋转自如地构成，并使入射的直线偏光的偏光方向进行变化。

另一方面，消偏振镜5省略图示，由具有互补的形状的楔形的水晶偏角棱镜和楔形的萤石偏角棱镜(或石英偏角棱镜)而构成为一体的棱镜组装体，且对照明光路可自如插拔地进行设定。另外，对消偏振镜5的详细构成及作用，可参照例如国际专利的国际公开第WO2004/051717号公报。

在利用KrF准分子激光光源和ArF准分子激光光源作为光源1的情况下，从这些光源所射出的光典型地具有95％以上的偏光度，对第1可变相位差构件3入射大致直线偏光的光。但是，当在光源1和第1可变相位差构件3之间的光路中存在作为背面反射镜的直角棱镜时，如入射的直线偏光的偏光面与P偏光面或S偏光面不一致，则利用直角棱镜的全反射而使直线偏光转换为椭圆偏光。

在偏光状态转换装置(3～5)中，即使因例如直角棱镜的全反射而入射椭圆偏光的光，也可对入射的椭圆偏光，将作为1/4波长板的第1可变相位差构件3在围绕光轴AX的特定的角度位置上进行设定，使椭圆偏光的入射光被转换为直线偏光的光，并导向第2可变相位差构件4。而且，借由对入射的直线偏光，将作为1/2波长板的第2可变相位差构件4在围绕光轴AX的所需的角度位置上进行设定，而使直线偏光的入射光转换为在所需的方向上具有偏光方向的直线偏光的光，并被直接导向消偏振镜5或绕射光学元件6。

而且，借由将消偏振镜5插入照明光路中，并对入射的直线偏光，将消偏振镜5在围绕光轴AX的特定的角度位置上进行设定，而使直线偏光的入射光被转换为非偏光状态的光(非偏光化)，并入射绕射光学元件6。另一方面，当将消偏振镜5从照明光路中退开时，来自第2可变相位差构件4的直线偏光的光不变化偏光方向，而直接入射绕射光学元件6。

这样，在偏光状态转换装置(3～5)中，可使消偏振镜5从照明光路上退开，且将作为1/4波长板的第1可变相位差构件3及作为1/2波长板的第2可变相位差构件4在围绕光轴AX的特定的角度位置上分别进行设定，使在所需的方向上具有偏光方向的直线偏光的光入射绕射光学元件6。而且，可将作为1/4波长板的第1可变相位差构件3及作为1/2波长板的第2可变相位差构件4在围绕光轴AX的特定的角度位置上分别进行设定，且将消偏振镜5插入照明光路中，并在围绕光轴AX的特定的角度位置上分别进行设定，使非偏光状态的光入射绕射光学元件6。

换言之，在偏光状态转换装置(3～5)中，可使向绕射光学元件6的入射光的偏光状态(进而为对掩模M及晶圆W进行照明的光的偏光状态)在直线偏光状态和非偏光状态之间进行转换。而且，在直线偏光状态的情况下，可在例如彼此直交的偏光状态之间(Z方向偏光和X方向偏光之间)进行转换。

如上所述，在本实施形态中，与将1/4波长板和1/2波长板这样的波长板利用1片水晶板进行制造的现有技术不同，利用索累补偿器和巴俾涅补偿器这样对入射光和射出光之间可变地赋予相位差的可变相位差构件(3、4)，作为发挥像1/4波长板和1/2波长板这样的波长板的机能的光学构件。因此，即使在构成可变相位差构件(3、4)的光学元件(平行平面板和偏角棱镜)上存在某种程度的制造误差，也可分别进行调整以作为1/4波长板及1/2波长板正确地发挥机能后再加以应用。

因此，在本实施形态的照明光学装置(1～17)中，实质上不受到用于构成作为波长板发挥机能的光学构件(3、4)的各光学元件(21a～21c；22a，22b)的制造误差的影响，可以所需的偏光状态的光对作为被照射面的掩模M进行照明。结果，在本实施形态的曝光装置(1～WS)中，可利用对被照射面上所设定的掩模M以所需的偏光状态的光进行照明的照明光学装置(1～17)，在适当的照明条件的基础上进行良好的曝光。

另外，在以上的说明中，是将对可变相位差构件(3、4)单体所造成的相位差进行测定，并预先进行调整以使相位差达到特定的值(光的波长λ的1/4或1/2)，且将可变相位差构件(3、4)组入照明光路中。但是，并不限定于此，也可如图4的第1变形例所示，在将可变相位差构件(3、4)组入到照明光路中后，根据偏光状态测定部18的测定结果，使可变相位差构件(3、4)作为1/4波长板及1/2波长板正确地发挥机能而分别进行调整。而且，也可借由从作为1/4波长板及1/2波长板正确地发挥机能而进行调整的状态，将可变相位差构件(3、4)更加积极地进行微调整，从而由多种偏光状态的光，对作为被照射面的掩模M，进而为晶圆W进行照明。

在图4中，控制部CR接收来自偏光状态测定部18的测定结果，控制用于变更可变相位差构件(3、4)中的光学元件(21a～21c；22a，22b)间的相对位置的驱动部DR3，对可变相位差构件(3、4)所形成的相位差量进行调整，以使作为被照射面的掩模M或晶圆W上的偏光状态达到所需的状态。

而且，在上述的说明中，将构成可变相位差构件(3、4)的各光学元件利用水晶形成，但并不限定于此，也可利用例如氟化镁和方解石这样的双折射性的结晶材料，形成可变相位差构件(3，4)的各光学元件。

图5所示为关于本实施形态的可变旋光单元的构成的概略图。而且，图6(a)～图6(b)所示为用于构成图5的可变旋光单元的各可变旋光构件的构成的概略图。关于本实施形态的可变旋光单元12，被配置在微型复眼透镜13的稍前侧，即照明光学系统(2～17)的瞳或其附近。因此，在环带照明的情况下，可对可变旋光单元12入射具有以光轴AX为中心的大致环带形的断面的光束。

参照图5，可变旋光单元12由沿以光轴AX为中心的圆的圆周方向配置的8个可变旋光构件12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g及12h构成。各可变旋光构件12a～12h具有将以光轴AX为中心的环带状的区域沿圆周方向进行8等分所得到的扇形形状的外形，且具有彼此相同的基本构成。参照图6(a)～图6(b)，各可变旋光构件12a～12h由作为具有旋光性的光学材料的水晶所形成的一对偏角棱镜23a、23b所构成。

第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b具有彼此补充的楔形的断面形状，并使第1偏角棱镜23a的结晶光学轴及第2偏角棱镜23b的结晶光学轴都与光轴AX平行地(即与Y方向平行地)进行配置。而且，采用一种利用例如测微头这种驱动装置(未图示)，使第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b沿以光轴AX为中心的圆的直径方向相对地进行移动，或使第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b沿对向的斜面和含有光轴AX的平面的相交线方向相对地进行移动的构成。

这样，在图6(a)～图6(b)所示的各可变旋光构件12a～12h中，依据第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置，对入射的直线偏光可变地赋予旋光角度。以下，参照图7，对水晶的旋光性简单地进行说明。参照图7，由厚度d的水晶所构成的平行平面板状的光学构件100，以其结晶光学轴和光轴AX一致的形态进行配置。在这种情况下，利用光学构件100的旋光性，使入射的直线偏光在偏光方向围绕光轴AX只旋转θ的状态下被射出。

此时，因光学构件100的旋光性所形成的偏光方向的旋转角(旋光角度)θ，可由光学构件100的厚度d和水晶的旋光能ρ，以下式(a)表示。

θ＝d·ρ    (a)

通常，水晶的旋光能ρ具有波长依存性(依据使用光的波长而使旋光能的值不同的性质：旋光分散)，具体地说在使用光的波长变短时具有增大的倾向。根据《应用光学II》的第167页的记述，对具有250.3nm的波长的光的水晶的旋光能ρ，为153.9度/mm。

图8所示为利用图5的可变旋光单元的作用而被设定为周方向偏光状态的环带状的二次光源的概略图。在本实施形态中，将光轴AX夹在中间并对向的可变旋光构件12a及12e，在沿Z方向具有偏光方向的直线偏光的光入射的情况下，对第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置进行设定，以射出在使Z方向围绕Y轴旋转+90度的方向上即X方向上具有偏光方向的直线偏光的光。因此，在这种情况下，在图8所示的环带状的二次光源31中，通过受到了可变旋光构件12a及12e的旋光作用的光束所形成的一对扇形区域(或圆弧状区域)31a及31e的光束的偏光方向，形成X方向。

将光轴AX夹在中间并对向的可变旋光构件12b及12f，在沿Z方向具有偏光方向的直线偏光的光入射的情况下，对第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置进行设定，以射出在使Z方向围绕Y轴旋转+135度的方向上，即使Z方向围绕Y轴旋转-45度的方向上，具有偏光方向的直线偏光的光。因此，在这种情况下，在图8所示的环带状的二次光源31中，通过受到了可变旋光构件12b及12f的旋光作用的光束所形成的一对扇形区域31b及31f的光束的偏光方向，形成使Z方向围绕Y轴旋转-45度的方向。

将光轴AX夹在中间并对向的可变旋光构件12c及12g，在沿Z方向具有偏光方向的直线偏光的光入射的情况下，对第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置进行设定，以射出在使Z方向围绕Y轴旋转+180度的方向上，即X方向上，具有偏光方向的直线偏光的光。因此，在这种情况下，在图8所示的环带状的二次光源31中，通过受到了可变旋光构件12c及12g的旋光作用的光束所形成的一对扇形区域31c及31g的光束的偏光方向，形成Z方向。

将光轴AX夹在中间并对向的可变旋光构件12d及12h，在沿Z方向具有偏光方向的直线偏光的光入射的情况下，对第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置进行设定，以射出在使Z方向围绕Y轴旋转+45度的方向上具有偏光方向的直线偏光的光。因此，在这种情况下，在图8所示的环带状的二次光源31中，通过受到了可变旋光构件12d及12h的旋光作用的光束所形成的一对扇形区域31d及31h的光束的偏光方向，形成使Z方向围绕Y轴旋转+45度的方向。

这样，可变旋光单元12被配置在照明瞳面或其附近，构成用于将入射光的偏光状态转换为特定的偏光状态的偏光转换元件。另外，在本实施形态中，为了可不使可变旋光单元12从光路退开而进行通常的圆形照明，设置具有可变旋光单元12的有效区域的径方向尺寸的3/10以上，较佳为1/3以上，且不具有旋光性的圆形的中央区域12j。在此，中央区域12j可由例如石英和萤石这样不具有旋光性的光学材料形成，也可单纯地为圆形的孔径。但是，中央区域12j对可变旋光单元12并不是必需的元件。

在本实施形态实中的周方向偏光环带照明(使通过环带状的二次光源的光束被设定为周方向偏光状态的变形照明)时，利用偏光状态转换装置(3～5)的作用，使在Z方向具有偏光方向的直线偏光的光入射可变旋光单元12。结果，在微型复眼透镜13的后侧焦点面或其附近，如图8所示，形成环带状的二次光源(环带状的照明瞳分布)31，且通过该环带状的二次光源31的光束由可变旋光单元12的作用，被设定为周方向偏光状态。在周方向偏光状态下，分别通过用于构成环带状的二次光源31的扇形区域31a～31h的光束，形成具有与圆的切线方向大致一致的偏光方向的直线偏光状态，其中该圆以沿各扇形区域31a～31h的圆周方向的中心位置上的光轴AX作为中心。

这样，在本实施形态中，利用可变旋光单元12的旋光作用，可实质上不产生光量损失地，形成周方向偏光状态的环带状的二次光源(照明瞳分布)31。另外，在根据周方向偏光状态的环带状的照明瞳分布的周方向偏光环带照明中，在作为最终的被照射面的晶圆W上所照射的光形成以S偏光为主成分的偏光状态。在此，所说的S偏光是指在对入射面垂直的方向上具有偏光方向的直线偏光(使电向量在对入射面垂直的方向上进行振动的偏光)。但是，所说的入射面被定义为在光到达媒质的临界面(被照射面：晶圆W的表面)时，含有在该点上的临界面的法线和光的入射方向的面。

结果，在周方向偏光环带照明中，可谋求投影光学系统PL的光学性能(聚焦深度等)的提高，能够在晶圆(感光性基板)W上得到高对比度的掩模图案像。即，在本实施形态的曝光装置中，由于利用可良好地抑制光量损失且形成周方向偏光状态的环带状的照明瞳分布的照明光学装置，所以可在适当的照明条件的基础上，将细微图案忠实且高生产率地进行转印。

而且，在本实施形态中，可利用偏光状态转换装置(3～5)的作用使在X方向具有偏光方向的直线偏光的光入射可变旋光单元12，并如图9所示将通过环带状的二次光源32的光束设定为径方向偏光状态，进行径方向偏光环带照明(使通过环带状的二次光源32的光束被设定为径方向偏光状态的变形照明)。在径方向偏光状态下，分别通过用于构成环带状的二次光源32的扇形区域32a～32h的光束，形成具有与圆的半径方向大致一致的偏光方向的直线偏光状态，其中该圆以沿扇形区域32a～32h的圆周方向的中心位置上的光轴AX作为中心。

在基于径方向偏光状态的环带状的照明瞳分布的径方向偏光环带照明中，在作为最终的被照射面的晶圆W上所照射的光，形成以P偏光为主成分的偏光状态。在此，所说的P偏光，是指沿对上述那样被定义的入射面平行的方向具有偏光方向的直线偏光(使电向量沿与入射面平行的方向进行振动的偏光)。结果，在径方向偏光环带照明中，可将在晶圆W上所涂敷的光刻胶的光反射率抑制得较小，能够在晶圆(感光性基板)W上得到良好的掩模图案像。

然而，本申请人在例如国际专利的国际公开第WO2005/076045号小册子中，作为配置在照明瞳面或其附近用于将入射光的偏光状态转换为特定的偏光状态的偏光转换元件，提出一种将沿光的透过方向的厚度(光轴方向的长度)彼此不同的多种类的水晶板作为旋光构件在圆周方向上进行配置的构成。在上述申请所提出的偏光转换元件中，难以将用于对入射的直线偏光赋予所需的旋光角度的各旋光构件，由1片水晶板精度良好地进行制造。在因制造误差而使各旋光构件不正确地发挥机能的情况下，无法实现所需的周方向偏光状态和径方向偏光状态等。

对此，在本实施形态中，将作为偏光转换元件的可变旋光单元12由多个可变旋光构件12a～12h构成，这些可变旋光构件对依据第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置入射的直线偏光，可变地赋予旋光角度。因此，即使在构成各可变旋光构件12a～12h的光学元件(一对偏角棱镜)中存在某种程度的制造误差，也可分别对各可变旋光构件12a～12h进行调整以作为赋予所需的旋光角度的光学构件而正确地发挥机能，然后再利用可变旋光单元12。

具体地说，可在向曝光装置的搭载之前，对各可变旋光构件12a～12h所形成的旋光角度分别进行测定，并调整各可变旋光构件12a～12h(进而为第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置)以使旋光角度达到特定的值，然后将可变旋光单元12组入到照明光路中。或者，也可在将可变旋光单元12组入到照明光路中后，根据偏光状态测定部18的测定结果，对第1偏角棱镜23a和第2偏角棱镜23b的相对位置分别进行调整，以使各可变旋光构件12a～12h正确地发挥机能。而且，也可借由从为了作为可变旋光单元12正确地发挥机能而进行调整的状态，再更加积极地对各可变旋光构件12a～12h分别进行微调整，从而利用多种偏光状态(例如与完全的周方向偏光状态稍稍不同的变形周方向偏光状态等)的光，对作为被照射面的掩模M进而为晶圆W进行照明。

在这种情况下，如图1所示，控制部CR接收来自偏光状态测定部18的测定结果，并控制将可变旋光单元12中的光学元件(12a～12h)的相对位置进行变更的驱动部DR1，对可变旋光单元12所形成的旋光量的分布进行调整，以使朝向被照射面的掩模M或晶圆W上的光束的偏光状态达到所需的状态。

这样，在本实施形态的照明光学装置(1～17)中，可实质上不受构成可变旋光单元12的各光学元件(12a～12h；23a，23b)的制造误差的影响，而以所需的偏光状态的光对作为被照射面的掩模M进行照明。结果，在本实施形态的曝光装置(1～WS)中，可利用对被照射面上所设定的掩模M以所需的偏光状态的光进行照明的照明光学装置(1～17)，在适当的照明条件的基础上进行良好的曝光。

另外，在上述的说明中，可将入射可变旋光单元12的光束，在具有沿Z方向的偏光方向的直线偏光状态和具有沿X方向的偏光方向的直线偏光状态之间进行转换，而实现周方向偏光环带照明和径方向偏光环带照明。但是，并不限定于此，也可借由对在Z方向或X方向上具有偏光方向的直线偏光状态的入射光束，使可变旋光单元12在图5所示的第1状态和围绕光轴AX旋转90度的第2状态间进行转换，而实现周方向偏光环带照明和径方向偏光环带照明。

而且，在上述的说明中，将可变旋光单元12配置在微型复眼透镜13的稍前侧。但是，并不限定于此，通常也可在照明光学装置(1～PL)的瞳或其附近，例如投影光学系统PL的瞳或其附近、成像光学系统17的瞳或其附近、圆锥旋转三棱镜系统10的稍前侧(无焦透镜7的瞳或其附近)等，配置可变旋光单元12。

而且，在上述的说明中，利用与环带状的有效区域的8分割对应的8个扇形形状的可变旋光构件12a～12h，构成可变旋光单元12。但是，并不限定于此，也可利用例如与圆形状的有效区域的8分割对应的8个扇形形状的可变旋光构件，或者利用与圆形状或环带状的有效区域的4分割对应的4个扇形形状的可变旋光构件，或者利用圆形状或环带状的有效区域的16分割对应的16个扇形形状的可变旋光构件，构成可变旋光单元12。即，关于可变旋光单元12的有效区域的形状、有效区域的分割数(可变旋光构件的数目)等，可有各种各样的变形例。

而且，在上述的说明中，利用水晶可形成各可变旋光构件(进而为可变旋光单元12)。但是，并不限定于此，也可利用具有旋光性的其他的适当的光学材料，形成各可变旋光构件。在这种情况下，利用对所使用的波长的光，具有100度/mm以上的旋光能的光学材料较佳。即，如利用旋光能小的光学材料，则为了得到偏光方向的所需旋转角，其必需的厚度变得过大，而形成光量损失的原因，所以不佳。

而且，在上述的说明中，是将可变旋光单元12对照明光路固定地进行设置，但也可将该可变旋光单元12对照明光路可插拔地进行设置。而且，在上述的说明中，所示为使对晶圆W的S偏光和环带照明组合的例子，但也可使对晶圆W的S偏光和2极、4极、8极等多极照明及圆形照明进行组合。

图10所示为关于本实施形态的可变相位差单元的构成的概略图。关于本实施形态的可变相位差单元9，被配置在无焦透镜7的瞳面或其附近，即照明光学系统(2～17)的瞳或其附近。因此，在环带照明的情况下，对可变相位差单元9，可入射具有以光轴AX为中心的大致环带状的断面的光束。而且，在8极照明的情况下，对可变相位差单元9，可入射具有例如以光轴AX为中心的8个大致圆形的断面的光束。下面，为了使说明单纯化，而对8极照明的情况进行说明。

参照图10，可变相位差单元9由沿以光轴AX为中心的圆的圆周方向配置的8个圆形的可变相位差构件9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g及9h构成。各可变相位差构件9a～9h具有彼此相同的基本构成，具体地说，作为图3(a)所示的索累补偿器，或作为图3(b)所示的巴俾涅补偿器而分别构成。

而且，各可变相位差构件9a～9h通过例如圆形的外形的中心，而以与光轴AX平行(与Y方向平行)的轴线为中心旋转自如地构成。作为一个例子，在以上述的周方向偏光状态进行8极照明的情况下，如图11所示，利用偏光状态转换装置(3～5)的作用，用于构成入射可变相位差单元9的8极的光束33的8个圆形的光束33a～33h，应该都为沿Z方向具有偏光方向的直线偏光。

但是，因在第2可变相位差构件4和可变相位差单元9之间的光路中所配置的光学构件的偏光特性等的影响，有时到达可变相位差单元9的光束的偏光状态会由沿Z方向具有偏光方向的直线偏光状态产生变化。作为单纯的具体例子，如图11所示，例如入射可变相位差单元9的可变相位差构件9a的圆形的光束33a会形成椭圆偏光状态，或入射可变相位差构件9h的圆形的光束会形成在对Z方向倾斜的方向上具有偏光方向的直线偏光状态。

在这种情况下，在本实施形态的可变相位差单元9中，为了使可变相位差构件9a作为1/4波长板正确地发挥机能，而对第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c的相对位置(或第1偏角棱镜22a和第2偏角棱镜22b的相对位置)进行调整。而且，为了使可变相位差构件9h作为1/2波长板正确地发挥机能，而对第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c的相对位置(或第1偏角棱镜22a和第2偏角棱镜22b的相对位置)进行调整。

接着，借由将可变相位差构件9a在围绕中心轴线的特定角度位置上进行设定，而将椭圆偏光的入射光转换为在Z方向上具有偏光方向的直线偏光的光。而且，借由将可变相位差构件9h在围绕中心轴线的特定角度位置上进行设定，而将直线偏光的入射光转换为在Z方向上具有偏光方向的直线偏光的光。这样，利用在照明瞳面或其附近所配置的作为偏光转换元件的可变相位差单元9的作用，可使入射光的偏光状态转换为所需的偏光状态(在具体例子中为沿Z方向具有偏光方向的直线偏光状态)，进而可以所需的偏光状态(例如圆周方向偏光状态、直径方向偏光状态、在Z方向具有偏光方向的直线偏光状态等)对掩模M及晶圆W进行照明。即，借由利用关于本实施形态的可变相位差单元9，而局部地变更在照明瞳面或其附近位置上的偏光状态，不只可由在照明瞳面或其附近具有所需的偏光状态的分布的照明光，对掩模M及晶圆W进行照明，进而得到使所需的析像度和聚焦深度提高的效果，还可抑制在例如图案的左右方向和上下方向上的非对称误差的产生。

另外，在上述的说明中，是着眼于进行8极照明的情况，但并不限定于此，在例如进行2极、4极这种多极照明和环带照明的情况下，也可同样地利用作为偏光转换元件的可变相位差元件9的作用，使入射光的偏光状态转换为所需的偏光状态。而且，在上述的说明中，是将可变相位差单元9配置在无焦透镜7的瞳面或其附近，但并不限定于此，通常也可配置在照明光学系统(2～17)的瞳面或其附近。顺便说一下，也可将可变相位差单元9对照明光路插拔自如地进行设置，或在照明光路中固定地进行设置。

而且，在上述的说明中，是进行调整以使通过了可变相位差单元9之后的8极状的光束33a～33h都形成沿Z方向具有偏光方向的直线偏光状态，但并不限定于此，也可进行调整而使通过了可变相位差单元9之后的光束形成各种偏光状态。

而且，籍由根据偏光状态测定部18的测定结果，从某调整状态再对各可变相位差构件9a～9h更加积极地分别进行微调整，也可由更加多样的偏光状态的光，对作为被照射面的掩模M，进而为晶圆W进行照明。在这种情况下，控制部CR通过图1所示的驱动部DR2，对可变相位差单元9的各可变相位差构件9a～9h进行调整。

另外，也可将图5所示的可变旋光单元12和图10所示的可变相位差单元9组合使用。在这种情况下，利用可变相位差单元9控制照明光的椭圆偏光率，并利用可变旋光单元12控制偏光方向(在椭圆偏光的情况下为其长轴方向)为佳。此时，可在将可变相位差单元9和可变旋光单元邻接的状态下进行配置，也可在这些单元之间夹持中继光学系统(7b、11)，并使这些单元9、12彼此形成共轭而进行配置。

图12(a)～图12(b)所示为关于本实施形态的另一可变相位差单元的构成的概略图。图12(a)～图12(b)所示的可变相位差单元19，如图12(a)所示，被配置在掩模遮帘16的附近，即与照明光学装置(1～17)的被照射面形成光学共轭的位置或其附近。因此，对可变相位差单元19上，不依存于环带照明、多极照明和圆形照明等，而入射与掩模M上的照明区域和晶圆W上的曝光区域(在扫描曝光的情况下为静止曝光区域)大致相似的矩形状的光束。

参照图12(b)，可变相位差单元19由在以光轴AX为中心的矩形状的区域内大致稠密配置的多个圆形的可变相位差构件19a、19b、19c、19d、19e、…构成。各可变相位差构件(19a～19e，…)具有彼此相同的基本构成，具体地说，作为图3(a)所示的索累补偿器，或作为图3(b)所示的巴俾涅补偿器而分别构成。

而且，各可变相位差构件(19a～19e，…)通过例如圆形的外形的中心，而以与光轴AX平行(与Y方向平行)的轴线为中心旋转自如地构成。作为一个例子，当在具有沿Y方向的偏光方向的直线偏光状态下，对掩模M及晶圆W进行照明时，如图13所示，利用偏光状态转换装置(3～5)的作用，用于入射可变相位差单元19的各可变相位差构件(19a～19e，…)的光束，应该都为沿Z方向具有偏光方向的直线偏光。

但是，因在第2可变相位差构件4和可变相位差单元19之间的光路中所配置的光学构件的偏光特性等的影响，有时到达可变相位差单元19的光束的偏光状态会由沿Z方向具有偏光方向的直线偏光状态产生变化。作为单纯的具体例子，如图13所示，例如入射可变相位差单元19的可变相位差构件19a的光束会形成椭圆偏光状态，或入射可变相位差构件19e的光束会形成在对Z方向倾斜的方向上具有偏光方向的直线偏光状态。

在这种情况下，在图12(a)～图12(b)的可变相位差单元9中，为了使可变相位差构件19a作为1/4波长板正确地发挥机能，而对第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c的相对位置(或第1偏角棱镜22a和第2偏角棱镜22b的相对位置)进行调整。而且，为了使可变相位差构件19e作为1/2波长板正确地发挥机能，而对第1偏角棱镜21b和第2偏角棱镜21c的相对位置(或第1偏角棱镜22a和第2偏角棱镜22b的相对位置)进行调整。

接着，借由将可变相位差构件19a在围绕中心轴线的特定角度位置上进行设定，而将椭圆偏光的入射光转换为在Z方向上具有偏光方向的直线偏光的光。而且，借由将可变相位差构件19e在围绕中心轴线的特定角度位置上进行设定，而将直线偏光的入射光转换为在Z方向上具有偏光方向的直线偏光的光。这样，利用在与被照射面光学共轭的位置或其附近所配置的作为偏光转换元件的可变相位差单元19的作用，可使入射光的偏光状态转换为所需的偏光状态(在具体例子中为沿Z方向具有偏光方向的直线偏光状态)，进而可以所需的偏光状态(例如在Y方向上具有偏光方向的直线偏光状态)对掩模M及晶圆W进行照明。即，借由利用关于本实施形态的另一可变相位差单元19，而局部地变更对被照射面(掩模M，晶圆W)进行照明的光的偏光状态，可由在被照射面上具有所需的偏光状态的分布的照明光，对掩模M及晶圆W进行照明，进而可抑制在晶圆W上所形成的图案的线宽在曝光区域内的每位置上的参差不齐，并抑制所谓的磁场内线宽差的产生。

另外，可并用图5的可变旋光单元和图10的可变旋光单元，或图10的可变相位差单元和图12(a)～图12(b)的可变相位差单元。在这种情况下，借由使照明瞳面或其附近的偏光状态局部地连续变更，且使对被照射面(掩模M，晶圆W)进行照明的光的偏光状态局部地连续变更，可由在照明瞳面或其附近具有所需的偏光状态的分布且在被照射面上具有所需的偏光状态的分布的照明光，对掩模M及晶圆W进行照明，进而能够抑制图案的非对称误差的产生及磁场内线宽差的产生等。

另外，在上述的说明中，是将可变相位差单元19配置在掩模遮帘16的附近。但是并不限定于此，除了在掩模遮帘16的附近以外，也可在照明光学装置(1～17)的被照射面的附近(例如掩模M的附近)、与被照射面光学共轭的位置或该共轭的位置附近进行配置。顺便说一下，也可将可变相位差单元19对照明光路插拔自如地进行设置，或在照明光路中固定地进行设置。而且，在进行扫描曝光的情况下，将多个圆形的可变相位差构件沿非扫描方向配置为佳，且使沿非扫描方向的配置形成交错状(或Z字形)为佳。

而且，在上述的说明中，是进行调整以使通过了可变相位差单元19之后的光束都形成沿Z方向具有偏光方向的直线偏光状态，但并不限定于此，也可进行调整而使通过了可变相位差单元19之后的光束形成各种偏光状态。而且，籍由根据偏光状态测定部18的测定结果，从某调整状态再对各可变相位差构件(19a～19e，…)更加积极地分别进行微调整，也可由更加多样的偏光状态的光，对作为被照射面的掩模M，进而为晶圆W进行照明。

在这种情况下，如图12(a)～图12(b)所示，控制部CR接收来自偏光状态测定部18的测定结果，控制用于驱动可变相位差单元19中的可变相位差构件19a～19e的驱动部DR4，并对可变相位差单元19所形成的相位差量的分布进行调整，以使在作为被照射面的掩模M或晶圆W上的光束的偏光状态分布形成所需的分布。

而且，在上述的实施形态中，是在与照明光学装置(1～17)的被照射面形成光学共轭的位置或其附近配置可变相位差单元19，但也可取代该可变相位差单元而配置多个可变旋光单元。在这种情况下，各个可变旋光构件的形状不为图5所示的扇形，而为圆形较佳。利用这种构成，可由在被照射面上具有所需的偏光方向的分布的照明光进行直线偏光照明。进而可由在被照射面上具有所需的偏光状态的分布的照明光进行偏光照明。另外，也可将这种可变旋光单元和可变相位差单元组合使用。在这种情况下，利用可变相位差单元控制照明光的椭圆偏光率，并利用可变旋光单元控制偏光方向(在椭圆偏光的情况下为其长轴方向)为佳。

而且，如在图14(a)～图14(b)中作为第2变形例所示地，作为可变旋光单元80，可沿与非扫描方向(X方向)对应的方向，配置形成楔形状的由具有旋光性的光学材料(例如水晶)所形成的可变旋光构件81a～81f。这些可变旋光构件81a～81f在与扫描方向对应的方向(Z方向)上可动，且它们的移动量可利用由控制部CR被控制并借由与各可变旋光构件81a～81f连接的驱动单元82a～82f进行调整。

参照图14(b)，对各可变旋光构件81a～81f的作用进行说明。另外，在此将可变旋光构件81f作为代表进行说明。在图14(b)中，考虑沿可变旋光构件81f的移动方向(Z方向)的多个位置83f1～83f5。此时，将通过了遮帘16的孔径部16a内的多个位置83f1～83f5的各光束的偏光状态以84f1～84f5表示。对不通过可变旋光构件81f的光束的偏光状态84f1～84f3，通过了可变旋光构件81f的光束的偏光状态84f4、84f5，对应于可变旋光构件81f的光轴方向(Y方向)的厚度，使入射的直线偏光的偏光方向围绕光轴进行旋转。

在此，考虑到扫描曝光，到达晶圆W上的一点的光束的偏光状态可看作沿扫描方向的光束群的平均偏光状态。在第2实施例中，对应于可变旋光构件81f的Z方向位置，可将沿Z方向的光束的偏光状态84f1～84f5的平均偏光状态进行变更，所以可将到达晶圆W上的一点的光束的偏光状态进行变更。而且，借由将沿非扫描方向的各可变旋光构件81a～81f的Z方向位置分别进行变更，可变更在非扫描方向上的光束的偏光状态的分布。另外，如图15所示，可在可变旋光单元的各可变旋光构件81a～81f上，设置由光轴修正用的非晶质材料(例如石英)构成的楔形的光学构件85a～85f(在图15中只例示85f)，并作为整体而形成平行平面板状。

图16(a)～图16(c)所示为关于第3变形例的可变旋光/移相单元的构成的概略图。第3变形例是利用可变旋光器控制直线偏光的偏光方向(椭圆偏光的长轴方向的长度)，且利用可变移相器控制偏光的椭圆率。参照图16(a)所示的侧面图、图16(b)所示的上面图及图16(c)所示的下面图，旋光器51～55分别由结晶光学轴朝向光轴方向的水晶形成，而移相器61～66分别由结晶光学轴朝向光轴直交方向的水晶形成。

在此，旋光器51及移相器61形成四角锥形，旋光器52～55以及移相器62～65分别为(在包含光轴的面内的)断面呈楔形，且从光轴方向看形成四分圆形。而且，为了消除移相器61～65的旋光作用，而使移相器61～65的结晶光学轴方向和移相器66的结晶光学轴方向彼此直交。而且，使旋光器52～55对旋光器51在以光轴为基准的半径方向上可动地进行设置，使移相器62～65对移相器61在以光轴为基准的半径方向上可动地进行设置。此时，旋光器52～55沿四角锥形的旋光器51的斜面可动为佳，移相器62～65沿四角锥形的移相器61的斜面可动为佳。

对应于旋光器52～55的半径方向的位置，作为旋光器全体的光轴方向的厚度局部地进行变更。而且，对应于移相器62～65的半径方向位置，作为移相器全体的光轴方向的厚度局部地进行变更。因此，对通过旋光器51、52及移相器61、62、66的第1光束，通过旋光器51、53及移相器61、63、66的第2光束，通过旋光器51、54及移相器61、64、66的第3光束，以及通过旋光器51、55及移相器61、65、66的第4光束所分别赋予的旋光量及移相量可独立地进行调整，所以能够对第1～第4光束的各个偏光状态(偏光方向及椭圆率)独立地进行调整。

另外，为了对移相量有效地进行调整(修正)，最好如本变形例那样在可变移相单元(61～66)的入射侧配置可变旋光单元(51～55)。在此，如在可变移相单元(61～66)的射出侧配置可变旋光单元(51～55)，则可变移相单元(61～66)的移相器的结晶轴方位和入射可变移相器61～66的光的偏光方向有可能形成平行或垂直，此时对入射光无法赋予移相作用。在这种情况下，设置用于使可变相位单元(61～66)的移相器61～66的结晶轴在光轴直交面内沿任意的方向进行旋转的移相器旋转机构，或与具有不同方位的结晶轴的移相器可交换地进行设置为佳。像这样从光的入射侧开始，按照可变旋光单元及可变移相单元的顺序进行配置，不只是本实施例，在后述的变形例及实施形态中也是有效的。

该可变旋光/移相单元(51～55；61～66)可取代图5所示的可变旋光单元12、图10所示的可变相位单元9，配置在照明光学装置的瞳面或其附近。此时，作为在照明光学装置的瞳面上所形成的二次光源，可应用例如图17(a)所示的那种多极状的二次光源35a～35d。图17(b)所示为形成该多极状的二次光源35a～35d的光束从可变移相单元(61～65)的移相器62～65射出时的位置关系。在该图17(a)～图17(b)的例子中，二次光源35a～35d的圆周方向的断开处，以光轴为中心的方位角表示在10度以上。借此，可不需要耗费用于在被分割的移相器(旋光器)的边界处形成二次光源35a～35d的光。而且，可取代图12(a)～图12(b)所示的可变相位差单元19，而在照明光学装置的被照射面、该被照射面的附近或它们的共轭面上进行配置。

而且，在上述的例子中，是对通过4个区域的光束的旋光量及移相量独立地进行控制，但区域的数目并不限定于4个，6个或8个都可以。在此，在照明光(曝光光)的波长为193nm的情况下，水晶的旋光能为90度/228μm，移相量为180度/7μm。当使旋光器所形成的直线偏光方向的可变数为例如±20度，移相器所形成的相位调整量为±10度时，如使旋光器的楔形角为7.2度，则旋光器52～55所要求的半径方向的冲程为±1mm，如移相器的楔形角为0.35度，则移相器62～65所要求的半径方向的冲程为100μm。

图18所示为关于第4变形例的一对非球面旋光器的构成及作用的模式图。在本变形例中，如图18所示，在掩模遮帘16的前侧(光源侧)配置第1非球面旋光器对58，在掩模遮帘16的后侧(掩模侧)配置第2非球面旋光器对59。第1非球面旋光器对58包括YZ断面为凹状的旋光器58a和具有与该旋光器58a的凹面互补的凸面的光轴修正板58b的组合，第2非球面旋光器对59包括YZ断面为凸状的旋光器59a和具有与该旋光器59a的凸面互补的凹面的光轴修正板59b的组合。这些第1非球面旋光器对58及第2非球面旋光器对59，采用一种依据光束的入射位置而使旋光器的厚度不同的构成。

具体地说，第1非球面旋光器对58如图19(a)所示，具有例如沿Y方向，在有效区域的中心使旋光量最小，且按照从中心的距离的二次函数而使旋光量向周边无变化地(monotony)增大的这种二次凹形图案的旋光量分布。另一方面，第2非球面旋光器对59如图19(b)所示，具有例如沿Y方向，在有效区域的中心使旋光量最大，且按照从中心的距离的二次函数而使旋光量向周边无变化地减少的这种二次凸形图案的旋光量分布。

而且，在本变形例中，是以第1非球面旋光器对58的有效区域的周边的旋光量的最大值和中心的旋光量的最小值的差，与第2非球面旋光器对59的有效区域的中心的旋光量的最大值和周边的旋光量的最小值的差相等的形态进行设定。即，第1非球面旋光器对58具有二次的凹状图案的旋光量分布，第2非球面旋光器对59具有二次的凸状图案的旋光量分布。结果，可使第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59具有互补的旋光量分布。

而且，在本变形例中，是以第1非球面旋光器对58(严密地说为其凹面)和掩模遮帘16的距离，与第2非球面旋光器对59(严密地说为其凸面)和掩模遮帘16的距离彼此相等的形态进行设定。下面，着眼于在作为被照射面的掩模M(或作为最终的被照射面的晶圆W)上到达与光轴AX相交的中心点P1的光线，到达从中心点P1到沿+Y方向只离开特定距离的点P2的光线，及到达从中心点P1到沿-Y方向只离开特定距离的点P3的光线。

在此，考虑只介入有具有二次的凹状图案的旋光量分布的第1非球面旋光器对58的情况。在图18中，第1非球面旋光器对58和掩模遮帘16之间的3个标绘图(A)，表示在第1非球面旋光器对58和掩模遮帘16之间的光路中行进的，关于点P1、P2、P3的光束的各个孔径内旋光量的分布，掩模遮帘16和第2非球面旋光器对59之间的3个标绘图(B)，表示在掩模遮帘和第2非球面旋光器对59之间的光路中行进的，关于点P1、P2、P3的光束的各个孔径内旋光量的分布。

而且，第2非球面旋光器对59和成像光学系统17(或成像光学系统17和投影光学系统PL)之间的3个标绘图(C)，表示在第2非球面旋光器对59和成像光学系统17(或成像光学系统17和投影光学系统PL)之间的光路中行进的，关于点P1、P2、P3的光束的各个孔径内旋光量的分布，成像光学系统17(或成像光学系统17和投影光学系统PL)和被照射面(M，W)之间的3个标绘图(D)，表示在成像光学系统17(或成像光学系统17和投影光学系统PL)和被照射面(M，W)之间的光路中行进的，关于点P1、P2、P3的光束的各个孔径内旋光量的分布。在这些标绘图(A)～(D)中，于纵轴上取旋光量，横轴上取数值孔径NA。

在此，根据标绘图(A)，在第1非球面旋光器对58和掩模遮帘16之间，关于中心点P1的孔径内旋光量形成凹状图案，关于点P2的孔径内旋光量分布形成倾斜图案，关于点P3的孔径内旋光量分布形成与点P2的倾斜图案在倾斜方向上相反的倾斜图案。如标绘图(B)所示，在通过了掩模遮帘16(中间成像点)后，关于中心点P1的孔径内旋光量分布保持凹状图案，但关于点P2的孔径内旋光量分布和关于点P3的孔径内旋光量分布形成倾斜方向相反的倾斜图案。

另外，除了第1非球面旋光器对58以外，如还介入有具有二次的凸状图案的旋光量分布的第2非球面旋光器对59，则利用第2非球面旋光器对59的作用，如图18的标绘图(C)及(D)所示，使关于中心点P1的旋光量分布从凹状图案返回均匀的图案，而变化关于点P2及点P3的旋光量分布的倾斜图案的程度被更加加重的倾斜图案。

换言之，利用第1修正非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59的协动作用，使关于中心点P 1(及与P1具有相同的Y座标的点)的旋光量分布不进行变化，关于点P2(及与P2具有相同的Y座标的点)的旋光量分布变化为线形的倾斜图案，关于点P3(及与P3具有相同座标的点)的旋光量分布变化为与点P2的倾斜图案在倾斜方向上相反，且倾斜的程度相等的线形的倾斜图案。另外，关于点P2及点P3的旋光量分布的线形的倾斜调整的程度，依存于点P2及点P3与中心点P1相隔的沿Y方向的距离。

即，从中心点P1沿Y方向离开越远，关于该点的旋光量分布的线形倾斜调整的程度越大。而且，参照图18可明确知道，第1非球面旋光器对58及第2非球面旋光器对59从掩模遮帘16离开变得越大，到达被照射面上的各点的光线分别通过第1非球面旋光器对58及第2非球面旋光器对59的区域(以下称作“部分(partial)区域”)的尺寸，且关于各点的旋光量分布的线形的倾斜调整的程度也增大。当然，如将第1非球面旋光器对59及第2非球面旋光器对59的旋光量分布的变化程度设定得更大，则关于各点的旋光量分布的线形的倾斜调整的程度也增大。

而且，如上所述，在本变形例中，第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59具有互补的旋光量分布，且第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59将掩模遮帘16夹于中间并设定在相等的距离上，所以关于被照射面上的各点的部分区域的位置及尺寸，在第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59上大致一致。结果，因第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59的协动作用，关于被照射面上的各点的旋光量分布虽然在每一点上分别进行调整，但被照射面上的旋光量分布实质上没有变化。

如以上所说明的那样，在本实施例中，第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59，构成一种用于将关于被照射面(M，W)上的各点的旋光量分布分别独立地进行调整的调整装置，换言之，在本变形例中，第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59，构成用于对到达被照射面(M，W)上的各点的光束的孔径内的偏光状态独立地进行调整的调整装置。结果，在本变形例的曝光装置中，可大致均匀地维持被照射面(M，W)上的旋光量分布，且将被照射面上的各点的偏光状态分布分别调整成所需的分布，所以能够将掩模M的细微图案在曝光区域的全体范围内，以所需的线宽在晶圆W上忠实地进行转印。

另外，在以上的说明中，第1非球面旋光器对58和第2非球面旋光器对59将掩模遮帘16夹在中间并设定在相等的距离上，但将与作为最终的被照射面即晶圆W光学共轭的共轭面夹在中间并在等距离，具体地说将例如掩模M夹在中间并在等距离上进行设定，也可得到与上述的实施形态同样的效果。而且，在上述的说明中，第1非球面旋光器对58具有二次的凹状图案的旋光量分布，且第2非球面旋光器对59具有二次的凸状图案的旋光量分布，但在第1非球面旋光器对58具有二次的凸状图案的旋光量分布，且第2非球面旋光器对59具有二次的凹状图案的旋光量分布的情况下，也可得到与上述的变形例同样的效果。

而且，在上述的说明中，第1非球面旋光器对58及第2非球面旋光器对59为了赋予特定的图案的旋光量分布，而利用由结晶轴与光轴平行定位的水晶所构成的旋光器，但也可作为替代，将例如由结晶轴与光轴被垂直定位的水晶所构成的移相器和光轴修正板进行组合，而利用第1非球面移相器对及第2非球面移相器对。在这种情况下，例如第1非球面移相器对包括YZ断面为凹状的移相器和具有与该移相器的凹面互补的凸面的光轴修正板的组合，第2非球面移相器对包括YZ断面为凸状的移相器和具有与该移相器的凸面互补的凹面的光轴修正板的组合。在这些第1非球面移相器对及第2非球面移相器对中，采用依据光束的入射位置而使移相器的厚度不同的构成。

具体地说，第1非球面移相器对如图19(c)所示，具有例如沿Y方向在有效区域的中心使移相量最小，且按照从中心的距离的二次函数而使移相量向周边无变化地增大这种二次凹形图案的移相量分布。另一方面，第2非球面移相器对如图19(d)所示，具有例如沿Y方向，在有效区域的中心使移相量最大，且按照从中心的距离的二次函数而使移相量向周边无变化地减小这种二次凸形图案的移相量分布。利用这些第1非球面移相器对和第2非球面移相器对，可分别独立地调整关于被照射面上的各点的移相量分布。换言之，可利用第1非球面移相器对和第2非球面移相器对，将到达被照射面(M，W)上的各点的光束的孔径内的偏光状态独立地进行调整。另外，也可将该非球面移相器对和上述的非球面旋光器对这两者进行组合。

而且，在上述的说明中，第1非球面旋光器(移相器)对58及第2非球面旋光器(移相器)对59具有二次的图案的旋光量(移相量)分布，且并不限定于此，关于对第1非球面旋光器(移相器)对58及第2非球面旋光器(移相器)对59所赋予的旋光量(移相量)分布的图案，可有各种各样的变形例。具体地说，例如第1非球面旋光器(移相器)对58如图20(a)、图20(c)所示，也可为第5变形例，即具有按照例如从有效区域的中心开始的沿Y方向的距离的四次函数，而从中心向周边，使透过率一旦增大后进行减小这种四次的M字形图案的旋光量(移相量)分布。

在该第5变形例中，第2非球面旋光器(移相器)对59如图20(b)、(d)所示，具有按照从有效区域的中心开始的沿Y方向的距离的四次函数，而从中心向周边，使旋光量(移相量)一旦减小后进行增大这种四次的W字形图案的旋光量(移相量)分布。在这种情况下，如将第1非球面旋光器(移相器)对58的旋光量(移相量)分布和第2非球面旋光器(移相器)对59的旋光量(移相量)分布互补地进行设定，则可得到与上述变形例同样的效果。但是，因为第1非球面旋光器(移相器)对58的旋光量(移相量)分布和第2非球面旋光器(移相器)对59具有四次的图案的旋光量(移相量)，所以可得到不是线形的倾斜调整，而是三次函数的倾斜调整效果。另外，第1非球面旋光器(移相器)对58及第2非球面旋光器(移相器)对59的图案的旋光量(移相量)分布，也可在四次以上。

而且，在上述的说明中，对第1非球面旋光器(移相器)对58及第2非球面旋光器(移相器)对59，赋予沿Y方向的一维旋光量(移相量)，即旋光器(移相器)为圆柱透镜状，但关于一维旋光量(移相量)分布的变化方向，可有各种各样的变形例。而且，也可对第1非球面旋光器(移相器)对58及第2非球面旋光器(移相器)对59赋予二维的旋光量(移相量)分布。而且，也可将应赋予第1非球面旋光器(移相器)对58及第2非球面旋光器(移相器)对59的旋光量(移相量)分布，按照另外的适当函数进行规定。作为一个例子，借由利用例如后面将进行说明的任尼克多项式(Zernike polynomials)，将第1非球面旋光器(移相器)对58及第2非球面旋光器(移相器)对59的旋光量(移相量)分布进行规定，可随着使关于被照射面上的各点的孔径内偏光状态分布形成多种形态，而在每一点分别进行调整。

然而，在上述的变形例中，是利用由结晶轴与光轴被垂直定位的水晶所构成的移相器，构成第1非球面移相器对和第2非球面移相器对，但作为移相器并不限定于水晶，也可应用例如由氟化镁(MgF₂)等呈现双折射性的水晶材料所形成的移相器，由具有应力变形分布的光透过性材料所形成的移相器，由包含具有构造双折射性的图案的光透过性材料所形成的移相器等各种各样的移相器。

另外，在上述的变形例中，是将第1非球面旋光器(移相器)对58的透过率分布和第2非球面旋光器(移相器)对59的旋光量(移相量)分布互补地进行设定，但并不限定于此，也可为将与对第1非球面旋光器(移相器)对58的旋光量(移相量)分布互补的旋光量(移相量)分布实质上不同的旋光量(移相量)分布，赋予第2非球面旋光器(移相器)对59的变形例。在该变形例中，可依据对第1非球面旋光器(移相器)对59的旋光量分布互补的旋光量(移相量)分布，和第2非球面旋光器(移相器)对59的旋光量(移相量)分布的差，调整被照射面上的偏光状态的分布，能够将被照射面上的偏光状态的分布大致一定地进行维持，且将被照射面上的各点的孔径内的偏光状态的分布分别大致均匀地进行调整。

同样，作为对被照射面上的偏光状态的分布积极地进行调整的变形例，也可将掩模遮帘16夹在中间，而将第1非球面旋光器(移相器)对58和第2非球面旋光器(移相器)对59在彼此不同的距离上进行设定。在这种情况下，可依据掩模遮帘16和第1非球面旋光器(移相器)对58的距离，与掩模遮帘7和第2非球面旋光器(移相器)对59的距离的差，对被照射面上的偏光状态的分布进行调整，进而能够将被照射面上的偏光状态的分布大致一定地进行维持，且将被照射面上的各点的孔径内的偏光状态的分布分别大致均匀地进行调整。

而且，在上述的说明中，借由利用一对非球面旋光器(移相器)对(58，59)，而将被照射面上的偏光状态的分布大致均匀地进行维持或调整，且将被照射面上的各点的孔径内的偏光状态的分布分别大致均匀地进行调整。但是，并不限定于此，通常也可利用由具有特定的旋光量分布或移相量分布的多个非球面旋光器或非球面移相器所构成的调整装置，得到本发明的效果。即，对构成调整装置的非球面旋光器(移相器)的数目及配置，可有各种各样的变形例。

具体地说，也可为例如图21所示，利用具有依据入射位置而旋光量(移相量)不同的旋光量(移相量)分布的3个非球面旋光器(移相器)71a～71c的第6变形例。在图21的第6变形例中，于微型复眼透镜13和掩模遮帘16之间的聚光光学系统15的光路中，使第1非球面旋光器(移相器)及第2非球面旋光器(移相器)71b从光源侧开始依次配置，并在聚光光学系统15和掩模遮帘16之间的光路中，配置第3非球面旋光器(移相器)71c。

在这种情况下，如图22(a)～图22(c)所示，轴上光束(到达掩模遮帘16和光轴AX的交点的光束)分别通过非球面旋光器(移相器)71a～71c的区域，即轴上部分区域71aa、71ba、71ca，在每非球面旋光器(移相器)71a～71c各不相同。同样，轴外光束(到达从光轴A X离开的掩模遮帘16上的点的光束)分别通过非球面旋光器(移相器)71a～71c的区域即轴外部分区域71ab、71bb、71cb，也在每非球面旋光器(移相器)71a～71c各不相同。

在该第6变形例中，借由对各非球面旋光器(移相器)71a～71c的旋光量(移相量)分布、各非球面旋光器(移相器)71a～71c上的轴上部分区域及轴外部分区域的位置及尺寸等酌情进行设定，可将被照射面上的偏光状态的分布大致均匀地进行调整，且将被照射面上的各点的孔径内的偏光状态的分布分别大致均匀地进行调整。另外，通常利用具有依据入射位置而使旋光量(移相量)变化的特定的旋光量(移相量)分布的多个非球面旋光器(移相器)所构成的调整装置，对各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布、各非球面旋光器(移相器)上的轴上部分区域及轴外部分区域的位置及尺寸等酌情进行设定，可得到本发明的效果。

下面，考虑一种对将从光源1到投影光学系统PL作为被照射面的晶圆W进行照明的照明光学装置，并对该照明光学装置(1～PL)的调整方法进行说明。另外，在本实施形态中，为了使调整方法的说明简洁化，可利用具有特定的旋光量(移相量)分布的多个(2个或2个以上)非球面旋光器(移相器)，可将被照射面(设定有晶圆W的面)上的偏光状态的分布大致均匀地进行调整，且将被照射面上的各点的孔径内的偏光状态的分布分别大致均匀地进行调整。

图23所示为关于本实施形态的照明光学装置的调整方法的各工序的概略流程图。如图23所示，在关于本实施形态的照明光学装置(1～PL)的调整方法中，得到关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布(瞳偏光状态分布)及被照射面上的偏光状态的分布(S11)。具体地说，在分布获得工序S11中，根据照明光学装置(1～PL)的设计资料，计算出关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布及被照射面上的偏光状态的分布。

在此，作为照明光学装置(1～PL)的设计资料，利用例如从微型复眼透镜13的稍后处到晶圆W的稍前处的光学系统(15～PL)的资料，即各光学面的曲率半径、各光学面的轴上间隔、形成各光学构件的光学材料的折射率及种类、使用光的波长、各光学构件的旋光量(移相量)、防反射膜和反射膜的入射角度特性(旋光量和移相(延迟)量)等资料。另外，关于根据设计资料而计算出关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布，可参照例如美国专利第6,870,668号公报。

或者，也可在分布获得工序S11中，在实际上所制造的每个装置，测定关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布及被照射面上的偏光状态的分布。具体地说，关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布以及被照射面上的偏光状态的分布，可利用例如图2所示的偏光状态测定部18进行测定。

在本实施形态中，作为关于被照射面上的多个点的孔径内(关于被照射面上的多个点的各个的瞳内)的偏光状态分布，可利用由史托克士参数(S₀，S₁，S₂，S₃)所规定的特定偏光度(DSP₁，DSP₂，DSP₃)的分布。在此，特定偏光度DSP₁由关于通过瞳上的一点而到达像面上的一点的光线的史托克士参数S₁对史托克士参数S₀的比S₁/S₀所表示。同样，特定偏光度DSP₂由关于通过瞳上的一点而到达像面上的一点的光线的史托克士参数S₂对史托克士参数S₀的比S₂/S₀所表示，特定偏光度DSP₃由关于通过瞳上的一点而到达像面上的一点的光线的史托克士参数S₃对史托克士参数S₀的比S₃/S₀所表示。在此，S₀为全强度，S₁为水准直线偏光强度减去垂直直线偏光强度，S₂为45度直线偏光强度减去135度直线偏光强度，S₃为右旋转圆偏光强度减去右旋转圆偏光强度。

接着，在本实施形态的调整方法中，对借由根据设计资料的计算或利用偏光状态测定部18的测定而得到的关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布及被照射面的偏光状态的分布，是否分别在所需的程度大致均匀进行判定(S12)。在判定工序S12中，如判定为孔径内的偏光状态的分布及偏光状态的分布中的至少一个在所需的程度并不大致均匀(图中否的情况)，则进到非球面旋光器(移相器)的设计工序S13。另一方面，在判定工序S12中，如判定为孔径内的偏光状态的分布及偏光状态的分布这两者在所需的程度大致均匀(图中是的情况)，则进到非球面旋光器(移相器)的形状决定工序S15。

在设计二工序S13中，为了对关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布分别独立地进行调整，且依据需要对被照射面的偏光状态的分布进行调整，以使孔径内的偏光状态的分布及偏光状态的分布这两者在所需的程度变得大致均匀，而决定(计算出)应分别赋予多个非球面旋光器(移相器)的所需的旋光量(移相量)分布。具体地说，参照所计算或测定的孔径内的偏光状态的分布及偏光状态的分布的信息，预先设定使用的非球面旋光器(移相器)的数目及位置，并为了将被照射面上的偏光状态的分布大致均匀地维持或调整，且将被照射面上的各点的孔径内的偏光状态的分布大致均匀地进行调整，而求应对各非球面旋光器(移相器)所赋予的旋光量(移相量)分布。

接着，在将赋予了设计工序S13所决定的旋光量(移相量)分布的多个非球面旋光器(移相器)，分别在设定位置上进行配置的状态下，即非球面旋光器(移相器)的搭载状态下，计算关于被照射面上的多点的孔径内的偏光状态的分布(瞳偏光状态分布)及被照射面上的偏光状态的分布(S14)。具体地说，在分布计算工序S14中，除了上述的设计资料信息以外，还参照关于各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布及位置的信息，计算孔径内的偏光状态的分布及偏光状态的分布。

接着，对由分布计算工序S14所计算出的关于被照射面上的多个点的孔径内的偏光状态的分布及被照射面上的偏光状态的分布，是否在所需的程度大致均匀进行判定(S12)。在判定工序S12中，如判定为孔径内的偏光状态的分布及偏光状态的分布中的至少一个在所需的程度并不大致均匀(图中NO的情况)，则再次返回到非球面旋光器(移相器)的设计工序S13。另一方面，在判定工序S12中，如判定为孔径内的偏光状态的分布及偏光状态的分布这两者在所需的程度大致均匀(图中YES的情况)，则进到非球面旋光器(移相器)的形状决定工序S15。

在例如试行错误式地将设计工序S13和分布计算工序S14进行反复而进入到的形状决定工序S15中，决定为了实现由设计工序S13计算出的所需的旋光量(移相量)分布(应赋予各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布)所必需的非球面旋光器(移相器)的面形状。最后，制造具有形状决定工序S15所决定的面形状的多个非球面旋光器(移相器)及与该面形状具有互补的面形状的光轴修正板，并将所制造的各非球面旋光器(移相器)分别组入到光学系统中的特定的位置(S16)。如上所述，形状决定工序S15及制造搭载工序S16，构成分别形成具有所需的旋光量(移相量)分布的多个非球面旋光器(移相器)并进行配置的调整工序。这样，结束本实施形态的调整方法。

下面，作为本实施形态的变形例，对能够无试行错误地、简易且正确地求取应赋予各非球面旋光器(移相器)的所需的旋光量(移相量)分布的调整方法进行说明。图24所示为关于本实施形态的变形例的调整方法的各工序的概略流程图。在图24所示的变形例的调整方法中，与图23所示的调整方法同样地，得到关于被照射面上的多点的瞳内的偏光状态的分布(瞳内偏光状态分布或瞳偏光状态分布)及被照射面上的偏光状态的分布(S21)。具体地说，在分布获得工序S21中，根据照明光学装置(1～PL)的设计资料，计算关于被照射面上的多点的瞳内偏光状态分布及被照射面上的偏光状态的分布。或者，利用上述的偏光测定部18，在实际所制造的每装置内关于被照射面上的多个点的瞳内偏光状态分布及被照射面的偏光状态的分布进行测定。

接着，与图23所示的调整方法同样地，对借由根据设计资料的计算或利用偏光状态测定部18的测定而得到的关于被照射面上的多个点的瞳内偏光状态的分布及被照射面的偏光状态的分布，是否分别在所需的程度大致均匀进行判定(S22)。在判定工序S22中，如判定为瞳内偏光状态的分布及偏光状态的分布中的至少一个在所需的程度并不大致均匀的情况(图中否的情况)，则进到瞳内偏光状态分布的近似工序S23。另一方面，在判定工序S22中，如判定为瞳内偏光状态的分布及偏光状态的分布中这两者在所需的程度大致均匀(图中是的情况)，则进到非球面旋光器(移相器)的形状决定工序S27。

在瞳内偏光状态分布的近似工序S23中，将由分布获得工序S21所得到的关于被照射面上的各点的瞳内偏光状态分布，由作为照明瞳面的瞳座标的函数的特定的多项式进行近似。例如在本实施形态中，当进行例如2极照明和环带照明时，利用任尼克环状多项式(Zernike Annular polynomials)多项式，将照明光在瞳内的偏光状态的分布，利用特定偏光度DSP(DSP₁，DSP₂，DSP₃)的分布进行表现。这是因为，在环带照明中，瞳内的有效光源区域的形状为圆环形(环带形)，在2极照明中瞳内的2极状的有效光源区域占据圆环形的区域的一部分。在用于表示特定偏光度DSP的瞳内的分布的任尼克环状多项式的表现中，作为座标系统利用瞳极座标(ρ，θ)，作为直交函数系统利用任尼克环状的圆柱函数。

即，特定偏光度DSP(ρ，θ)利用任尼克环状的圆柱函数AZi(ρ，θ)，如下式(b)那样进行展开。

DSP(ρ，θ)＝∑Ci·AZi(ρ，θ)

           ＝C1·AZ1(ρ，θ)+C2·AZ2(ρ，θ)

           …+Cn·AZn(ρ，θ)    (b)

在此，Ci为任尼克环状多项式的各项的系数。下面，在任尼克环状多项式的各项的函数系统AZi(ρ，θ)中，只将关于第1项～第16项的函数AZ1～AZ16以下表(1)进行表示。另外，在函数AZ2～AZ16中含有的[ε]，为在瞳内有效光源区域占据部分或全体的圆环状的区域的环带比(圆环状的区域的内径/外径＝σinner/σouter)。

表1

表(1)

AZ11

AZ2

AZ3

AZ4

AZ5

AZ6

AZ7

AZ8

AZ9

AZ10

AZ11

AZ12

AZ13

AZ14

AZ15

AZ16

另一方面，在例如圆形照明的情况下，利用边缘任尼克多项式(FringeZernike polynomials)，将照明光在瞳内的偏光状态的分布，利用特定偏光度DSP(DSP₁、DSP₂、DSP₃)的分布进行表现。这是因为，在圆形照明中，瞳内的有效光源区域的形状为圆形。在用于表示特定偏光度DSP的瞳内的分布的边缘任尼克多项式的表现中，作为座标系统利用瞳极座标(ρ，θ)，作为直交函数系统利用边缘任尼克e的圆柱函数。

即，特定偏光度DSP(ρ，θ)利用边缘任尼克e的圆柱函数FZi(ρ，θ)，如下式(c)那样进行展开。

DSP(ρ，θ)＝∑Bi·FZi(ρ，θ)

           ＝B1·FZ1(ρ，θ)+B2·FZ2(ρ，θ)

            …+Bn·FZn(ρ，θ)    (c)

在此，Bi为边缘任尼克多项式的各项的系数。下面，在边缘任尼克多项式的各项的函数系统FZi(ρ，θ)中，只将关于第1项～第16项的函数FZ1～FZ16以下表(2)进行表示。

表(2)

FZ1：1

FZ2：ρcosθ

FZ3：ρsinθ

FZ4：2ρ²-1

FZ5：ρ²cos2θ

FZ6：ρ²sin2θ

FZ7：(3ρ²-2)ρcosθ

FZ8：(3ρ²-2)ρsinθ

FZ9：6ρ⁴-6ρ²+1

FZ10：ρ³cos3θ

FZ11：ρ³sin3θ

FZ12：(4ρ²-3)ρ²cos2θ

FZ 13：(4ρ²-3)ρ²sin2θ

FZ 14：(10ρ⁴-12ρ²+3)ρcosθ

FZ15：(10ρ⁴-12ρ²+3)ρsinθ

FZ16：20ρ³-30ρ⁴+12ρ²-1

接着，在本变形例的调整方法中，根据近似工序S23所得到的任尼克多项式中的各项的系数Ci，对关于各点的偏光状态的分布利用作为像面极座标(h，α)及瞳极座标(ρ，θ)的函数的偏光状态分布多项式进行评价(S24)。具体地说，在评价工序S24中，设定将关于各点的偏光状态的分布作为像面极座标(h，α)及瞳极座标(ρ，θ)的函数进行表示的偏光状态分布多项式。另外，关于偏光状态分布多项式的设定，可参照美国专利的第US2003/0206289号公报和日本专利早期公开的2005-12190号公报。

在上述的公报中，是设定将投影光学系统的波面像差作为像面极座标(h，α)及瞳极座标(ρ，θ)的函数进行表示的像差多项式(aberration polynomial)，但很明显可利用同样的方法设定偏光状态分布多项式。这样，在评价工序S24中，根据近似工序(S23)所得到的任尼克多项式中的各项任尼克系数Ci，决定偏光状态分布多项式中的各项的系数，进而将关于各点的偏光状态的分布利用偏光状态分布多项式进行表示并评价。

具体地说，如上述的公报所揭示的，着眼于例如特定项的任尼克函数Zi，根据对应的任尼克系数Ci的像面内分布(各点上的系数Ci的分布)，利用例如最小二乘方法决定偏光状态分布多项式中的特定项的系数。另外，着眼于其他的特定项的任尼克函数Zi，根据对应的任尼克系数Ci的像面内分布，利用例如最小二乘方法依次决定偏光状态分布多项式中的其他的项的系数。

这样，在评价工序S24中，最终得到用于同时表现偏光状态分布的瞳内分布及像面内分布的偏光状态分布多项式。这样，借由利用同时表现偏光状态分布的瞳内分布及像面内分布的偏光状态分布多项式，可将偏光状态分布解析性地进行分解，与利用电脑试行错误式地进行数值最适化的方法相比，能够迅速且正确地计算出光学调整解。即，由于利用偏光状态分布多项式容易把握偏光状态分布状况的特征，所以光学调整的预测容易提出。

接着，在非球面旋光器(移相器)的设计工序S25中，为了对关于被照射面上的多个点的偏光状态的分布分别独立地进行调整，且依据需要对被照射面的偏光状态的分布进行调整，以使瞳偏光状态及被照射面内的偏光状态的分布这两者在所需的程度变得大致均匀，而决定(计算出)应分别赋予多个非球面旋光器(移相器)的所需的旋光量(移相量)分布。具体地说，首先依据需要，将分布获得工序S21所得到的被照射面(像面)的偏光状态的分布，利用作为像面极座标(h，α)的函数的任尼克多项式预先进行近似。

而且，将应赋予各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布，由例如利用非球面旋光器(移相器)的光学面上的极座标的任尼克多项式进行表现。然后，准备表示用于表现各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布的任尼克多项式的各项的系数和关于被照射面上的各点的瞳偏光状态分布的变化的关系的第1表格T21，以及表示用于表现各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布的任尼克多项式的各项的系数和被照射面上的偏光状态的分布的关系的第2表格T22。

这样，在设计工序S25中，根据利用参照了在评价工序S24中所得到关于偏光状态分布的评价结果(具体地说为同时表现偏光状态分布的瞳内分布及像面内分布的偏光状态分布多项式)、依据需要利用任尼克多项式被近似的偏光状态分布信息、第1表格T21中的各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布和瞳偏光状态分布的变化的相关关系、以及第2表格T22中的各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布和偏光状态的分布变化的相关关系的线性结合的最佳化方法，求为了将被照射面的偏光状态分布大致均匀地进行维持或调整，且将被照射面上的各点的瞳偏光状态的分布分别大致均匀地进行调整而应赋予各非球面旋光器(移相器)的旋光量(移相量)分布。

接着，在将赋予了设计工序S25所决定的旋光量(移相量)分布的多个非球面旋光器(移相器)分别配置在设定位置上的状态下，即非球面旋光器(移相器)的搭载状态下，计算出关于被照射面上的多个点的瞳偏光状态分布及被照射面上的偏光状态分布(S26)。然后，判定由分布计算工序S26所计算出的关于被照射面上的多个点的瞳偏光状态分布及被照射面上的偏光状态分布是否分别在所需的程度大致均匀(S22)。由于利用根据线形结合的最佳化方法，可无试行错误地、简易且正确地求取所需的旋光量(移相量)分布，所以在判定工序S22中判定瞳偏光状态分布及偏光状态分布这两者在所需的程度大致均匀，进到非球面旋光器(移相器)的形状决定工序S27。

在形状决定工序S27中，决定用于实现设计工序S25计算出的所需的旋光量(移相量)分布所必需的非球面旋光器(移相器)的面形状。最后，制造具有形状决定工序S27所决定的面形状的多个非球面旋光器(移相器)以及与该面形状具有互补的面形状的光轴修正板，并将所制造的各非球面旋光器(移相器)对分别组入到光学系统中的特定的位置上(S28)。这样，结束变形例的调整方法。

关于上述的各实施形态或变形例的调整方法，也可在例如对半导体制造工厂所设置的多个曝光装置进行调整时使用。在这种情况下，最好进行调整而使多个曝光装置的偏光状态形成彼此相同的偏光状态。借此，可将曝光装置的用户所使用的掩模的OPC(光学邻接效果修正)，在多个曝光装置间共同化，能够谋求掩模成本的降低。

下面，对利用具有多个曝光装置的曝光系统的微型元件(IC和LSI等半导体芯片、液晶面板、CCD、薄膜磁头、微型机等)的生产系统的一个例子进行说明。其将半导体制造工厂所设置的制造装置的故障应对和定期维护或软件提供等保养服务，利用制造工厂外的电脑网络进行。

图25是将本实施形态的全体系统从某个角度分割出来表示。在图中，301为提供半导体元件的制造装置的卖主(装置供给厂家)的事业所。作为制造装置的实例，假设为在半导体制造工厂所使用的各种处理用的半导体制造装置，例如前工序用机器(曝光装置、光刻胶处理装置、刻蚀装置等光刻蚀装置、热处理装置、成膜装置、平坦化装置等)和后工序用机器(组装装置、检查装置等)。在事业所301内，包括用于提供制造装置的保养资料库的主管理系统308、多个操作终端电脑310、将它们进行连接并构筑内部网络的局域网络(LAN)309。主管理系统308具有对为了将LAN 309与事业所的外部网络即网际网络305进行连接的网关，和来自外部的连接进行限制的安全机能。

另一方面，302～304为作为制造装置的用户的半导体制造厂家的制造工厂。制造工厂302～304可为属于彼此不同的厂家的工厂，也可为属于同一厂家的工厂(例如前工序用的工厂、后工序用的工厂等)。在各工厂302～304内，分别设置有包含上述的曝光系统(多个曝光装置)的多个制造装置306、将它们进行连接并构筑内部网的局域网络(LAN)311、作为监视各制造装置306的工作状况的监视装置的主管理系统307。在各工厂302～304内所设置的主管理系统307，具有用于将各工厂内的LAN 311与作为工厂的外部网络，即网际网络305，进行连接的网关。借此，可从各工厂的LAN 311通过网际网络305对卖主301侧的主管理系统308进行连接，并只使因主管理系统308的安全机能而受限的用户，获得连接许可。

具体地说，通过网际网络305，除了将表示各制造装置306的工作状况的状态信息(例如产生故障的制造装置的症状)从工厂侧通知卖主侧以外，还可从卖主侧接收与该通知相对应的回应信息(例如用于指示对故障的处理方法的信息、处理用的软件和资料)、最新的软件、帮助信息等保养信息。在各工厂302～304和卖主301之间的资料通信以及各工厂内的LAN 311上的资料通信中，使用在网际网络中通常使用的通信协议(TCP/IP)。另外，作为工厂外的外部网络，也可取代利用网际网络，而利用不允许来自第三者的连接的安全性高的专用线网络(ISDN等)。而且，主管理系统也并不限定于由卖主进行提供，也可由用户构筑资料库并设置在外部网络上，且允许从用户的多个工厂对该资料库的连接。

另外，图26所示为将本实施形态的全体系统从与图25不同的角度分割出来表示的概念图。在图25的例子中，是将分别具有制造装置的多个用户工厂和该制造装置的卖主的管理系统利用外部网络进行连接，并通过该外部网络将各工厂的生产管理和至少1台的制造装置的信息进行资料通信。与此相对，本例是将具有多个卖主的制造装置的工厂和该多个制造装置的各个的卖主的管理系统，利用工厂外的外部网络进行连接，且将各制造装置的保养信息进行资料通信。在图示中，201为制造装置用户(半导体元件制造厂家)的制造工厂，在工厂的制造线上导入有进行各种处理的制造装置，在此作为例子有上述实施形态的第1及第2曝光装置202、光刻胶处理装置203、成膜处理装置204。另外，在图26中制造工厂201只标示了1个，但实际上多个工厂同样地被网络化。工厂内的各装置由LAN 206连接而构成内部网络，并由主管理系统205进行制造线的营运管理。

另一方面，在曝光装置厂家210、光刻胶处理厂家220、成膜装置厂家230等卖主(装置供给厂家)的各事业所，具有分别对所供给的机器进行远端保养的主管理系统211、221、231，且它们如上所述包括保养资料库和外部网络的网关(gateway)。用于管理用户的制造工厂内的各装置的主管理系统205和各装置的卖主的管理系统211、221、231，由作为外部网络200的网际网络或专用线网络进行连接。在该系统中，当制造线的一系列制造机器中的某一个产生故障时，会使制造线的工作停止，但借由从发生故障的机器的卖主，接受通过网际网络200的远端保养，可进行迅速的应对，能够将制造线的停止抑制在最小限度。

在半导体制造工厂所设置的各制造装置，分别包括显示器、网络接口、用于执行在存储装置中所存储的网络连接用软件以及装置动作用的软件的电脑。作为存储装置，为内置存储器和硬盘或网络档案服务器等。上述网络连接用套装软件含专用或通用的网页浏览器，向显示器上提供例如图27中作为一个例子显示的画面的用户介面。

在各工厂管理制造装置的操作人员一面参照画面，一面将制造装置的机种(401)、串列代码(402)、故障的事件名(403)、发生日(404)、紧急程度(405)、症状(406)、处理方法(407)、经过(408)等信息在画面上的输入专案中进行输入。所输入的信息通过网际网络被发送到保养资料库，并从保养资料库发回作为其结果的保养信息，且在显示器上进行提示。而且，网页浏览器提供的用户介面还如图示那样，实现超链接功能(410～412)，操作人员可连接各项目的更加详细的信息，或从卖主所提供的软件库中提出在制造装置中使用的最新版本的软件，或提出供给工厂的操作人员参考的操作手册(帮助信息)。

另外，上述实施形态中的偏光测定部18所测定的关于偏光状态的信息，也可包含在上述的状态信息中，且关于上述的可变相位差构件和可变旋光构件的调整量的信息，也可包含在上述的回应信息中。

而且，在上述的非球面旋光器中，如利用该非球面旋光器只对旋光量分布的一次成分(倾斜成分)进行修正即可，则如图28(a)所示，可利用楔形的旋光器。此时，在楔形的旋光器的楔形角极浅的情况下(例如在0.5’～10’的范围内的情况下)，也可不设置光轴修正板。

而且，在上述的非球面移相器，如利用该非球面移相器只对移相量分布的一次成分(倾斜成分)进行修正即可，则如图28(b)所示，可利用具有一次成分的应力变形分布(应力双折射分布)的光透过构件，而取代非球面移相器。如该图28(b)所示的光透过构件的移相量的分布图28(c)所示，形成一次成分(倾斜成分)的移相量分布。

而且，如利用关于上述各实施形态的调整方法，则即使在例如构成掩模的光透过构件具有双折射分布的情况下，也可以能够对该掩模内部的双折射分布进行补偿的偏光分布的照明光，对掩模进行照明，所以能够对掩模所引起的偏光状态的恶化进行修正，并能够减轻感光性基板上所形成的图案的线宽异常。而且，即使在投影光学系统具有特定的延迟分布那样的情况下，也可以能够对该延迟分布进行补偿的偏光分布的照明光，对掩模进行照明，所以能够对投影光学系统所引起的偏光状态的恶化进行修正，并能够减轻感光性基板上所形成的图案的线宽异常。

在关于上述的实施形态的曝光装置中，借由利用照明光学装置对掩模(中间掩模(reticle))进行照明(照明工序)，并利用投影光学系统将掩模上所形成的转印用的图案在感光性基板上进行曝光(曝光工序)，可制造微型元件(半导体元件、摄像元件、液晶显示元件、薄膜磁头等)。下面，借由利用上述实施形态的曝光装置，在作为感光性基板的晶圆等上形成特定的电路图案，而对得到作为微型元件的半导体元件时的方法的一个例子，参照图29的流程图进行说明。

首先，在图29的步骤301中，在1批晶圆上蒸镀金属膜。在下一步骤302中，在这1批晶圆上的金属膜上涂敷光刻胶。然后，在步骤304中，利用上述的实施形态的曝光装置，使掩模上的图案的像通过该投影光学系统，在这1批晶圆上的各拍摄区域上依次进行曝光转印。然后，在步骤304中，进行这1批晶圆上的光刻胶的显像后，在步骤305中，借由在这1批晶圆上将光刻胶图案作为掩模进行刻蚀，而使与掩模上的图案相对应的电路图案，形成在各晶圆上的各拍摄区域上。然后，借由进行更上一层的电路图案的形成等，而制造半导体元件等元件。如利用上述的半导体元件制造方法，可生产率良好地得到具有极细微的电路图案的半导体元件。

而且，在上述的实施形态的曝光装置中，借由在板材(玻璃基板)上形成特定的图案(电路图案、电极图案等)，也可得到作为微型元件的液晶显示元件。下面，参照图30的流程图，对此时的方法的一个例子进行说明。在图30中，于图案形成工序401中，实行利用上述的实施形态的曝光装置，将掩模的图案在感光性基板(涂敷有光刻胶的玻璃基板等)上进行转印曝光的所谓的光刻蚀工序。利用该光刻蚀工序，而在感光性基板上形成含有多个电极等的特定图案。然后，被曝光的基板借由经过显像工序、刻蚀工序、光刻胶剥离工序等各项工序，而在基板上形成特定的图案，并转向下一彩色滤光膜形成工序402。

接着，在彩色滤光膜形成工序402中，形成将多个对应于R(红)、G(绿)、B(蓝)的3个点的组呈矩阵状排列，或者将多个R、G、B的3根带式的彩色滤光膜的组沿水平扫描线方向进行排列的彩色滤光膜。然后，在彩色滤光膜形成工序402之后，实行元件组装工序403。在元件组装工序403中，利用具有由图案形成工序401所得到的特定图案的基板，以及由彩色滤光膜形成工序402所得到的彩色滤光膜等，组装液晶面板(液晶元件)。

在元件组装工序403中，在例如具有由图案形成工序401所得到的特定图案的基板，和由彩色滤光膜形成工序402所得到的彩色滤光膜之间注入液晶，制造液晶面板(液晶元件)。然后，在模组组装工序404中，安装用于进行所组装的液晶面板(液晶元件)的显示动作的电路、背光灯等各个构件，而作为液晶显示元件得以完成。如利用上述的液晶显示元件的制造方法，可生产率良好地得到具有极细微的电路图案的液晶显示元件。

另外，在上述的实施形态中，作为曝光光利用ArF准分子激光(波长：193nm)和KrF准分子激光(波长：248nm)，但并不限定于此，对其他的适当的光源，例如用于供给波长157nm的激光的F2激光光源等，也可应用本发明。

而且，在上述的实施形态中，是对在曝光装置中将掩模进行照明的照明光学装置应用本发明，并不限定于此，也可对将除了掩模以外的被照射面进行照明的一般的照明光学装置及其调整方法，应用本发明。

Claims (58)

1.一种照明光学装置，为一种根据来自光源的光，在所需的偏光状态的基础上对被照射面进行照明的照明光学装置，其特征在于，包括：

第1偏光变更装置，对所述被照射面进行照明的光的偏光状态局部地进行变更；

第2偏光变更装置，将所述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的偏光状态局部地进行变更。

2.如权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于：所述第1及第2偏光变更装置中的至少一个，具有使所通过的光的相位局部地进行变化的相位构件。

3.如权利要求2所述的照明光学装置，其特征在于：

所述相位构件具有由二轴性结晶材料形成，且沿光轴方向彼此接近配置的一对光学构件；

所述一对光学构件，使一光学构件的结晶光学轴与另一光学构件的结晶光学轴彼此大致直交地进行定位；

所述一对光学构件，以沿与光轴平行的多根直线的所述一光学构件的厚度和所述另一光学构件的厚度的差彼此不同的形态而形成。

4.如权利要求2所述的照明光学装置，其特征在于：所述相位构件具有与所述瞳面上的多个区域分别对应配置，可将通过的光束的相位变化进行调节的多个相位变化调节部。

5.如权利要求4所述的照明光学装置，其特征在于：所述相位变化调节部具有巴俾涅波长板或索累波长板。

6.如权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于：所述第1及第2偏光变更装置的至少一个，具有将入射的光的偏光状态可局部地进行调整的偏光可变构件。

7.如权利要求6所述的照明光学装置，其特征在于：所述偏光可变构件具有用于将入射的光的偏光状态在多个局部区域独立地进行调整的多个偏光可变元件。

8.如权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于：

还具有用于测定到达所述被照射面的光的偏光状态的偏光状态测定器；

所述第1及第2偏光变更装置中的至少一方，依据所述偏光状态测定器的测定结果而分别进行调整。

9.如权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于：

所述第1偏光变更装置被配置在所述被照射面、所述被照射面的附近的位置、与所述被照射面形成光学共轭的位置、以及与所述被照射面形成光学共轭的位置的附近的位置中的任一个上，

所述第2偏光变更装置被配置在所述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上。

10.一种照明光学装置，为一种根据来自光源的光对被照射面进行照明的照明光学装置，其特征在于：

具有配置在照明瞳面或其附近，用于将入射光的偏光状态转换为特定的偏光状态的偏光转换元件；

所述偏光转换元件将在所述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的光的偏光状态，局部地进行变更。

11.如权利要求10所述的照明光学装置，其特征在于：所述偏光转换元件具有用于对入射的直线偏光可变地赋予旋光角度的多个可变旋光构件。

12.如权利要求11所述的照明光学装置，其特征在于：所述多个可变旋光构件的每一个，由具有旋光性的光学材料形成，且具有可沿与所述照明光学装置的光轴交叉的方向相对地进行移动的2个偏角棱镜。

13.如权利要求12所述的照明光学装置，其特征在于：所述2个偏角棱镜以结晶光学轴与所述光轴大致平行的形态进行配置。

14.如权利要求13所述的照明光学装置，其特征在于：所述2个偏角棱镜具有彼此互补的楔形的断面形状。

15.如权利要求11所述的照明光学装置，其特征在于：所述多个可变旋光构件，沿以所述照明光学装置的光轴为中心的圆的圆周方向进行配置。

16.如权利要求15所述的照明光学装置，其特征在于：所述多个可变旋光构件的每一个，具有大致的扇形形状。

17.如权利要求11所述的照明光学装置，其特征在于：

还具有用于对到达所述被照射面的光的偏光状态进行测定的偏光状态测定器，

所述多个可变旋光构件，依据所述偏光状态测定器的测定结果，分别进行调整。

18.如权利要求10所述的照明光学装置，其特征在于：所述偏光转换元件具有用于对入射光和射出光之间可变地赋予相位差的多个可变相位差构件。

19.如权利要求18所述的照明光学装置，其特征在于：所述多个可变相位差构件的每一个，具有以与所述照明光学装置的光轴大致平行的轴线为中心而旋转自如地构成的巴俾涅补偿器或索累补偿器。

20.如权利要求18所述的照明光学装置，其特征在于：所述多个可变相位差构件，沿以所述照明光学装置的光轴为中心的圆的圆周方向进行配置。

21.如权利要求18所述的照明光学装置，其特征在于：

还具有用于测定到达所述被照射面的光的偏光状态的偏光状态测定器；

所述多个可变相位差构件依据所述偏光状态测定器的测定结果，分别进行调整。

22.如权利要求10所述的照明光学装置，其特征在于：

具有被配置在所述被照射面的附近、与所述被照射面光学共轭的位置上、或在该共轭的位置的附近，用于将入射光的偏光状态转换为特定的偏光状态的另外的偏光转换元件；

所述另外的偏光转换元件将在所述被照射面上的照明光的偏光状态局部地进行变更。

23.一种照明光学装置，为一种根据来自光源的光对被照射面进行照明的照明光学装置，其特征在于：

具有被配置在所述被照射面的附近、与所述被照射面光学共轭的位置上、或在该共轭的位置的附近，用于将入射光的偏光状态转换为特定的偏光状态的偏光转换元件；

所述偏光转换元件将在所述被照射面上的照明光的偏光状态局部地进行变更。

24.如权利要求23所述的照明光学装置，其特征在于：所述偏光转换元件具有用于对入射光和射出光之间可变地赋予相位差的多个可变相位差构件。

25.如权利要求24所述的照明光学装置，其特征在于：所述多个可变相位差构件的每一个，具有以与所述照明光学装置的光轴大致平行的轴线为中心而旋转自如地构成的巴俾涅补偿器或索累补偿器。

26.如权利要求24所述的照明光学装置，其特征在于：

还具有用于测定到达所述照射面的光的偏光状态的偏光状态测定器；

所述多个可变相位差构件依据所述偏光状态测定器的测定结果，分别进行调整。

27.如权利要求23所述的照明光学装置，其特征在于：所述偏光转换元件具有用于对入射的直线偏光可变地赋予旋光角度的多个可变旋光构件。

28.如权利要求27所述的照明光学装置，其特征在于：

还具有用于测定到达所述照射面的光的偏光状态的偏光状态测定器；

所述多个可变旋光元件依据所述偏光状态测定器的测定结果，分别进行调整。

29.如权利要求23所述的照明光学装置，其特征在于：所述偏光转换元件包括：

第1偏光转换元件；

第2偏光转换元件，配置在该第一偏光转换元件与所述被照射面共轭的位置所夹的位置上。

30.如权利要求29所述的照明光学装置，其特征在于：

所述第1偏光转换元件配置为自所述共轭的位置离开第1距离，所述第2偏光转换元件配置为自所述共轭的位置或是自所述共轭的位置与光学共轭的位置离开第2距离，其中所述第1距离与所述第2距离为等距离。

31.如权利要求29所述的照明光学装置，其特征在于：

所述第1偏光转换元件配置为自所述共轭位置离开第1距离，所述第2偏光转换元件配置为自所述共轭的位置或是自所述共轭的位置与光学共轭的位置离开第2距离，其中所述第1距离与所述第2距离为不同的距离。

32.如权利要求29所述的照明光学装置，其特征在于：

更具备掩模遮帘，配置于与所述被照射面光学共轭的位置，

所述第1偏光转换元件配置于所述光源与所述掩模遮帘之间的光路中，

所述第2偏光转换元件配置于所述掩模遮帘与所述被照射面之间的光路中。

33.如权利要求32所述的照明光学装置，其特征在于：

更具备光积分仪，所述第1偏光转换元件以及第2偏光转换元件配置在所述光积分仪与所述被照射面之间的光路中。

34.一种曝光装置，其特征在于：具有权利要求1～33的任一项所述的照明光学装置，并将利用该照明光学装置而被照明的特定图案，在感光性基板上进行曝光。

35.一种曝光方法，其特征在于：利用权利要求1～33的任一项所述的照明光学装置，将特定的图案在感光性基板上进行曝光。

36.一种元件制造方法，其特征在于，包括：

曝光工序，利用权利要求1～33的任一项所述的照明光学装置，将特定的图案在感光性基板上进行曝光；以及

显像工序，对利用所述曝光工序而被曝光的所述感光性基板进行显像。

37.一种调整方法，为一种根据来自光源的光对被照射面进行照明的照明光学装置的调整方法，其特征在于，包括：

第1工序，将在所述被照射面上的照明光的偏光状态局部地进行变更；以及

第2工序，将所述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的光的偏光状态局部地进行变更。

38.如权利要求37所述的调整方法，其特征在于：所述第1及第2工序中的至少一个工序，具有使通过的光的相位局部地进行变化的第3工序。

39.如权利要求38所述的调整方法，其特征在于：所述第1及第2工序中的至少一个工序，具有对入射的直线偏光可变地赋予旋光角度的第4工序。

40.如权利要求37所述的调整方法，其特征在于：

还包括用于测定到达所述被照射面的光的偏光状态的偏光状态测定工序；

在所述第1及第2工序中的至少一个工序中，依据所述偏光状态测定工序的测定结果，分别进行调整。

41.如权利要求37所述的调整方法，其特征在于：

在所述第1工序中，将所述被照射面、所述被照射面的附近的位置，与所述被照射面光学共轭的位置，以及在与所述被照射面光学共轭的位置附近的位置的任一处的偏光状态局部地进行变更；

在所述第2工序中，将所述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的偏光状态，局部地进行变更。

42.一种照明光学装置，其特征在于：依据权利要求37所述的调整方法进行调整。

43.一种调整方法，为一种利用照明光学装置对特定的图案进行照明，并将该特定的图案在感光性基板上进行曝光的曝光装置的调整方法，

其特征在于：

将所述照明光学装置依据权利要求37所述的调整方法进行调整。

44.如权利要求43所述的调整方法，其特征在于：

还包括用于对到达所述感光性基板的光的偏光状态进行测定的偏光状态测定工序；

在所述第1及第2工序中的至少一个工序中，依据利用所述偏光状态测定工序的测定结果分别进行调整。

45.一种曝光装置，其特征在于：依据权利要求44所述的调整方法进行调整。

46.一种调整方法，为一种包括第1曝光装置和第2曝光装置的曝光系统的调整方法，其中

第1曝光装置具有对第1掩模上的第1图案进行照明的第1照明光学装置，且将所述第1掩模的所述第1图案在感光性基板上进行曝光，

第2曝光装置具有对第2掩模上的第2图案进行照明的第2照明光学装置，且将所述第2掩模的所述第2图案在所述感光性基板上进行曝光；

其特征在于：

将所述第1及第2照明光学装置，依据权利要求37所述的调整方法进行调整。

47.如权利要求46所述的调整方法，其特征在于，还包括：

对向所述第1及第2曝光装置的所述感光性基板的光的偏光状态进行计测；以及

依据该被计测的偏光状态，对所述第1及第2曝光装置的可变相位差构件进行调整。

48.如权利要求47所述的调整方法，其特征在于：在对所述可变相位差构件进行调整的工序中，进行调整以使向所述第1曝光装置的所述感光性基板的光的偏光状态，和向所述第2曝光装置的所述感光性基板的光的偏光状态大致一致。

49.如权利要求48所述的调整方法，其特征在于：对所述可变相位差构件进行调整的工序，包括将所述被照射面的照明光的偏光状态局部地进行变更的工序、将所述照明光学装置的瞳面或其附近的位置上的光的偏光状态局部地进行变更的工序中的至少之一。

50.一种曝光系统，其特征在于：依据权利要求46所述的调整方法进行调整。

51.一种微型元件制造工厂，其特征在于，具有：

包含权利要求50所述的第1曝光装置及第2曝光装置的各种处理用的制造装置群、将该制造装置群进行连接的局域网络、可从该局域网络连接工厂外的外部网络的网关；以及

可将关于所述制造装置群的至少1台的信息进行资料通信。

52.一种微型元件制造方法，其特征在于，包括：

将含有权利要求50所述的第1曝光装置及第2曝光装置的各种处理用的制造装置群在微型元件制造工厂进行设置的工序；以及

利用该制造装置群，由多个处理程序以制造微型元件的工序。

53.如权利要求52所述的微型元件制造方法，其特征在于，还具有：

将所述制造装置群利用局域网络进行连接的工序；以及

在所述局域网络和所述微型元件制造工厂外的外部网络之间，将关于所述制造装置群的至少1台的信息进行资料通信的工序。

54.一种调整方法，为一种根据来自光源的光对被照射面进行照明的照明光学装置的调整方法，其特征在于，包括：

第1工序，准备对入射光和射出光之间可变地赋予相位差的可变相位差构件；

第2工序，将所述可变相位差构件所赋予的所述相位差设定为特定的值；以及

第3工序，将所述可变相位差构件配置在所述光源和所述被照射面之间的光路中。

55.如权利要求54所述的调整方法，其特征在于：所述第3工序将所述第2工序中所述相位差被设定为所述特定的值的所述可变相位差构件，设置在所述光源和所述被照射面之间的光路中。

56.如权利要求54所述的调整方法，其特征在于：所述第2工序包括对通过所述光源和所述被照射面之间的光路中所配置的所述可变相位差赋予构件的光进行测定的第4工序、根据利用该第4工序的测定结果而将所述可变相位差赋予构件的所述相位差设定为特定的值的第5工序。

57.如权利要求56所述的调整方法，其特征在于：在所述第4工序中，对到达所述被照射面的光的偏光状态进行测定。

58.如权利要求56所述的调整方法，其特征在于：包含使所述可变相位差构件围绕所述照明光学装置的光轴进行旋转的第6工序。