专利名称：投影机曝光装置、曝光方法以及元件制造方法
技术领域：
本发明是有关于制造例如半导体集成电路(LSI等)、摄影元件、或液晶 显示器等的各种元件的光刻(L: thography)工艺所使用的一种曝光技术， 更详细是关于以所定的偏光状态的光照明掩膜图案(niask pa Uern)的曝光 技术。又，本发明是有关于使用此曝光技术的元件制造技术。
背景技术：
在形成半导体集成电路或液晶显示器等的电子元件的微细图案之际， 使用将要形成的图案以4-5倍程度比例放大所描绘的掩膜(mask)的光栅 (reticle)(或光罩(photomask)等)的图案以通过投影光学系统缩小在被 曝光基板(感光体)的晶圆(wafer)(或玻璃板等)上的曝光转印方法。 在其曝光转印之际，使用步进机(st印per)等的静止曝光型及扫描步进机 (scanning stepper)等的扫描曝光型的投影曝光装置。投影光学系统的解 像度，是比例于将曝光波长除以投影光学系统的开口数(NA)所得到的值。 投影光学系统的开口数(NA),是将曝光用的照明光向晶圓的最大入射角的 正弦(Sin)乘上其光束通过的媒质的折射率者。—
因此，为对应于半导体集成电路等的微细化，投影曝光装置的曝光波 长，是更短波长化。现在曝光波长虽是以KrF准分子激光(excimer laser) 的248nm为主流，更短波长的ArF准分子激光的193nm也正要进入实用化 的阶#更，然而，也进行使用更再短波长的波长的157nm的F2激光和波长126nm 的波长的Ar2激光等的所谓真空紫外域的曝光光源的投影曝光装置的提案。 又不仅在短波长化，由投影光学系统的大开口数化(大NA化)也可以进行 高解像度化的关系，正在进行使投影光学系统更再大NA化的开发，现在的 最先端的投影光学系统的NA是为0. 8程度。
一方面，虽然使用同一曝光波长，同一NA的投影光学系统，对于提升 所转印的图案的解像度，使用所谓相位移位光栅(Shift reticle)的方法 或使照明光的向光栅的入射角度分布控制于所定分布的环带照明、二极照 明、及四极照明等所谓超解像技术也正在实用化。
此等之中，环带照明是将照明光的向光栅的入射角度范围限制于所定 角度，亦即藉由将照明光学系统的瞳面的照明光分布限定于以照明光学系 统的光轴为中心的环带领域内，而可以发挥使解像度及焦点深度提升的效
果(参照例如日本专利特开昭61-91662号公报)。 一方面，二极照明、四极 照明，是并非仅在入射角度范围，在光栅上的图案具有特定方向性的图案 的场合，对于照明光的入射方向也藉由限定于其图案的方向性所对应的方 向，以大幅度提升解像度及焦点深度(参照例如日本专利特开平4-101148 号公报或对应其的美国专利第6233041号说明书、曰本专利特开平4-225357 号公报或对应其的美国专利第6211944号说明书)。
尚且，对于光栅上的图案方向使照明光的偏光状态为最佳化，以提升解 像度及焦点深度的尝试也已被提案。此种方法是藉由使照明光在直交于图 案的周期方向的方向，即在平行于图案长度方向的方向具有偏光方向(电 场方向)的直线偏光光，以提升转印像的对比(Contrast)等。例如，参照 专利文献l、非专利文献l)。
又，在环带照明中，在照明光学系统的瞳面于照明光被分布的环带领 域中，使照明光的偏光方向与其圆周方向一致，以提升投影像的解像度和 对比等的尝试也已被提案。
专利文献1日本专利特开平5-109601公报。
非专利文献1Thimothy A. Brunner， etal,: "High NA Li thographic imaging at Brewster' s Angel，， ， SPIE (美国Vol. 4691， pp. 1~ 24 (2002)。
如在上述的习知技术，在进行环带照明的场合，于照明光学系统的瞳 面，如使照明光的偏光状态以实质上成为一致于环带领域的圓周方向的直 线偏光时，照明光量的损失变多，有照明效率低降的问题。
关于此的详述时，从近年来主流的狹带化KrF准分子激光光源所射出 的照明光是为一样的直线偏光。如将此以保持原样的偏光状态导向光^fr时， 由于光栅是以一样的直线偏光光照明的关系，不消说，不能实现一致于如 上述的照明光学系统的瞳面的环带领域的圓周方向的直线偏光光。
因此，为实现上述的偏光状态，使从光源所射出的直线偏光光以一次 转换于任意(random)偏光的光后，在其环带领域的各部分，使用偏光滤光 器(fi Iter)或偏光射束分裂器(beam spl i tter)等的偏光选择元件，有必要 采用从任意偏光所构成的照明光选择所期望的偏向成分的方法等。在此方 法，任意偏光的照明光的能量(energy)中仅以所定直线偏光成分所含的 能量，即大略仅一半的能量可作为向光栅的照明光使用的关系，照明光量 的损失大，进而向晶圆的曝光能力(power)的损失大，有曝光装置的处理能 力(throughtput)低降的问题。
以同样，在使用二极照明或四极照明等的多极照明的场合，在照明光 学系统的瞳面，于二极或四极的领域的照明光的偏光状态如要设定于所定 状态时，也有照明效率低降的问题。
发明内容
本发明是鉴于此等课题所进行者，本发明的第一目的是提供一种曝光 技术可减少将光栅等的掩膜以所定偏光状态的照明光照明之际的光量损失。
更且本发明的第二目的是提供一种曝光技术将照明光学系统的瞳面上 的环带、二极、或四极等的领域的照明光的偏光状态设定于所定状态之际，
可减少照明光量的低降，其结果几乎不使处理能力低降能提升解像度等。
又，本发明的目的也可提供一种元件制造技术是使用上述曝光技术以
高处理能力制造高性能元件。
在以下的本发明的各构件后的带有刮号的符号，为对应本发明之实施
例的构成。因此，各符号只不过是该构件的例示，各构件并不是限定于各 实施例的构成。
依照本发明的第 一投影曝光装置是包括照明光学系统(ILS)与投影光 学系统(25)的投影曝光装置，其中，照明光学系统(ILS)将来自光源(l) 的照明光照射于第一物体(R),投影光学系统(25)将在第一物体上的图案像 投影于第二物体(W)上，其光源在实质上以单一的偏光状态产生照明光，其 照明光学系统具有沿其照明光的进行方向配置的多个双折射构件(12,13), 并且其多个双折射构件之中的至少一个双折射构件的进相轴的方向是与其 他双射构件的进相轴的方向不同，其照明光中，使以特定的入射角度范围照 射于第一物体的特定照明光成为以S偏光为主成份的偏光状态的光。
依照本发明的第 一照明光学装置是将来自光源(1)的照明光照射于第 一物体(R)的照明光学装置，其具有沿其照明光的进行方向配置的多个双折 射构件(12, 13)，并且其多个双折射构件之中的至少一个双折射构件的进相 轴的方向是与其他双射构件的进相轴的方向不同，在从其光源供给的实质 上为单一的偏光状态的照明光装，使以特定的入射角度范围照射于第一物 体的特定照明光成为以S偏光为主成份的偏光状态的光。
依照如此的本发明时，例如藉由将其多个双折射构件的分布各设于所 定分布，可使从其光源所射出的照明光通过其多个双折射构件后的偏光状 态，例如在以光轴为中心的环带状领域可使偏光于以其光轴为中心的圆周 方向的状态成为主成分。于是，将其多个双折射构件的射出面藉由例如配 置于接近照明光学系统的瞳面的位置时，通过其环带状领域的照明光(特 定照明光)以几乎无光量损失的状态，可于S偏光为主成份的所定偏光状 态照明第一物体。200810211496.1
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此种场合，也可具有光束限制构件(9a、 9b)将照射于第一物体的照明 光限制在其特定照明光。藉此，其第一物体是以大概为环带照明的条件下 被照明。在此环带照明，藉由使第一物体上的照明光大概成为S偏光时， 在其第 一 物体上的任意方向以微细间距所排列的线 和 空间
(Line. and. space)图案的投影像是以主要偏光方向由平行于线图案的长 度方向的照明光来结像的关系，可改善对比、解像度、焦点深度的结像特性。
又，其光束限制构件，更再将照射于第一物体的照明光的入射方向也 可限制于特定的实质上的离散的多个方向。藉此，以二极照明或四极照明 等进行照明的关系，可改善在所定方向以微细间距所排列的线.和.空间 图案的结像特性。
其次，依照本发明的第二投影曝光装置是包括照明光学系统(ILS)与投 影光学系统(25)的投影曝光装置，其中，照明光学系统(ILS)是使来自光源 (l)的照明光照射于第一物体(R),投影光学系统(25)是将在第一物体上的 图案像投影于第二物体(W)上，其光源是在实质上以单一的偏光状态产生照 明光，其照明光学系统是具有沿其照明光的进行方向所配置的多个双折射 构件(12， 13)，并且其多个双折射构件之中的至少一个双折射构件的进相轴 的方向是与其他双折射构件的进相轴的方向不同，在其照明光学系统中的 瞳面或在其附近的面内，通过以其照明光学系统的光轴为中心的所定环带 领域的特定环带领域(36)内的至少一部分领域的照明光，成为以其特定环
"4照:二的i明时:例;藉"将其多'个双折射构件的分布各设于所定
分布，从其光源所射出的照明光中通过其特定环带领域的照明光的至少一 部分的偏光状态，是以几乎无光量损失的状态，成为以其特定环带领域的
员。此;场合二也;具有光束限制构件(9a、 9b)将照射于第一物体的照明 光在实质上限制于在特定环带领域内所分布的光束。又，其光束限制构件
此等场合，以几乎不使照明光量低怿，可实现环带照明、二极照明或四极 照明等。
又，其光束限制构件的一例，是包含在光源(1)与多个双折射构件 (12,13)之间所配置的衍射光学元件。藉由使用衍射光学元件，可更减少 光量损失。
又，作为一例，其多个双折射构件中至少一构件，是在透射光中平行 于进相轴的直线偏光成分与平行于迟相轴的直线偏光成分间所给与的相位 差的偏光间相位差，对于其构件的位置以非线形变化的不均一波长板
(l2, 13)。藉此，可将通过其多个双折射构件后的照明光的偏光状态以高精 度控制于所定状态。
此种场合，其不均一波长板，对于其特定照明光或分布于其特定环带 领域的照明光，也可包含以其照明光学系统的光轴为中心给与具有二次旋
转对称性的偏光间相位差的第一不均一波长板(12)。
又，其不均一波长板，对于其特定照明光或分布于其特定环带领域的 照明光，也可更包含以其照明光学系统的光轴为中心给与具有 一 次旋转对
称性的偏光间相位差的第二不均一波长板(13)。
又，作为一例，其第一及第二不均一波长板，是其进相轴的方向，以 其照明光学系统的光轴为旋转中心，互相离开45°者。藉此，可容易控制 通过两个不均 一 波长板后的照明光的偏光状态。
又，也可更包含配置于其多个双折射构件与其第一物体间的光学积分 器(optical intergrator) (14)。藉此，可提升第一物体上的照度分布的均 一性。
又，可更包含配置于其多个双折射构件与其光学积分器间的变焦距 (zoom)光学系统，间隔可变的圓锥棱镜群(41,42),或多面体棱镜群。按照 其第 一物体上的图案间距等使用其变焦距光学系统等可控制其特环带领域 (或环带状领域或者其中的实质上的离散的部分领域)大小和位置，藉此， 可提升曝光种种间距图案时的结像特性。
又，其光学积分器，是以蝇眼透镜(Hy-eye lens)为其一例。
又，也可具有配置于其光源与其多个双折射构件间以变换从其光源的 照明光的偏光状态的偏光控制构件(4)。藉此，可将从其光源的照明光的偏 光状态以无光量损失的状态，变换为适合于多个双折射构件的偏光状态。
又，也可具有以其照明光学系统的光轴为中心，使其多个双折射构件
的一部分或全部可旋转的旋转机构，藉此，可将从其光源的照明光，以适 合于其双折射构件的偏光状态供给于其双折射构件。
又，也可具有双折射交换机构，双折射交换机构是具有多组的多个双 折射构件，将其多组的多个双折射构件以可交换方式配置于其照明光学系 统内。以此可对应于转印对象的种种图案。
依照本发明的第三投影曝光装置是包括照明光学系统(ILS)与投影光 学系统(25)的投影曝光装置，其中，照明光学系统ULS)将来自光源(l) 的照明光照射于第一物体(R),投影光学系统(25)将在第一物体上的图案像 投影于第二物体(W)上，其光源在实质上以单一的偏光状态产生照明光，其 照明光学系统具有沿其照明光的进行方向配置的衍射光学元件(9a、 9b)与 双折射构件(12，13)。
依照本发明的第二照明光学装置是将来自光源(1)的照明光照射于第
一物体(R)的照明光学装置，其具有沿其照明光的进行方向配置的衍射光学 元件与双折射构件。
依照如此的本发明时，藉由使用双折射构件，可于例如S偏光为主成 份的所定偏光状态有效率的照明第一物体。而且，藉由将使用其衍射光学 元件而入射于双折射构件的照明光的光亮分布限制成环带状，可以使光量 损失极小。
在本发明中，作为一例，其衍射光学元件将照射于前述第一物体的照 明光，以特定的入射角度范围实质上限制在照射于前述第一物体的特定照 明光，而且双折射构件使前述特定照明光成为以S偏光为主成分的偏光状 态的光。
又，其衍射光学元件更将照射于前述第一物体的前述照明光的入射方 向限制于特^实质上"离散"多个方向。、 ，、.，、、、、，，、…，
中的瞳面内的，分布于以前述照明光学系统的光轴为中心的所定环带领域 的特定环带领域内的光束，而且双折射构件使前述光束成为以圆周方向为 偏光方向的直线偏光为主成分的偏光状态。
又，其衍射光学元件也可以使前述光束限制在前述特定环带领域内实 质上的离散的多个领域内。
其次，依照本发明的曝光方法，是使用本发明的投影曝光装置，以其
第一物体的光罩(R)的图案像使作为第二物体的感光体(W)曝光。由本发明， 可使其第一物体以环带照明、二极照明、或四极照明等照明的同时，可使 入射于其第一物体的照明光的偏光状态大略以S偏光为主成分。因此，可
几乎以无光量损失的状态，以良好的结像特性转印光罩上在所定方向以微 细间距所形成的图案。
又，依照本发明的元件制造方法，是包含光刻(lithography)工艺的元 件制造方法，在其光刻工艺以使用本发明的曝光方法将图案转印于感光体。 依照本发明时，可以高处理能力，并且以高结像特性能将图案转印。
依照本发明时，使用多个双折射构件控制照明光的偏光状态的关系， 可减少将第 一物体(光罩)以所定偏光状态的照明光照明之际的光量损失。
又，藉由更再使用光束限制构件，在将第一物体以环带照明、二极照 明、或四极照明等照明之际，以几乎不使照明光量低降，可将通过特定环 带领域的至少 一部分领域的照明光的偏光状态设定于以平行于其特定环带 领域的圆周方向的直线偏光为主成分的状态。
此种场合，在沿其第 一物体上的直线偏光的方向具有长度方向的线图 案以微细间隔所配置的图案曝光之际的结像特性可提升。因此，可提供能 实现结像特性的提升，处理能力无降低的照明光学装置、投影曝光装置及
曝光方法。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举 较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是将表示本发明的实施形态的一例的投影曝光装置的概略结构切 开的剖面图。
图2A是向+Y方向所见图1中的双折射构件12的图，图2B是沿图2A 的AA'线的断面图。
图3A是向+Y方向所见图1中的双折射构件13的图，图3B是沿图3A 的BB'线的断面图。
图4A是表示在第一双折射构件12的偏光间相位差AP1与位置X的关 系的一例的图，图4B是表示在第二双折射构件13的偏光间相位差AP2与 位置XZ的关系的一例的图，图4C是表示从第二双折射构件13所射出的照 明光的偏光状态的 一例的图。
图5是表示从第 一双折射构件12所射出的照明光的偏光状态的 一例的图。
图6A是表示在第一双折射构件12的偏光间相位差AP1与位置X的关 系的其他例的图，图6B是在第二双折射构件13的偏光间相位差AP2与位 置XZ的关系的其他例的图，图6C是表示从双折射构件13所射出的照明光
的偏光状态的其他例的图。
图7A是表示在图1光栅R上所形成的微细周期图案PX的一例的平面 图，图7B是表示将图7A的图案以所定条件照明的场合在投影光学系统的 瞳面26内所形成的衍射光分布图，图7C是表示照明图7A的图案PX的环 带照明的条件的图。
图8A是将图1的照明光学系统工LS的瞳面15与光栅R的关系以简单 表示的斜视图，图8B是图8A的一部分向+Y方向所见的图，图8C是将图 8A的一部分向-X方向所见的图。
图9是在本发明的实施形态的一例，为使特定环带领域的半径成为可 变，表示可在图1的双折射构件12、 13与蝇眼透4竟14间所配置的多个圆 锥棱镜的图。
图IO表示可配置于图1的偏光控制构件4的位置的偏光控制光学系统 的一例的图。
图11是表示使用本发明的实施形态的投影曝光装置制造半导体元件的 光刻工艺的一例的图。 R:光栅 W:晶圆
ILS:照明光学系统
AX2:照明系统光轴
nf:
ns:迟相轴
1:曝光光源
4:偏光控制构件
9a、9b:衍射光学元件
12:第一双折射构件
13:第二双折射构件
14:錄眼透镜
25:投影光学系统
36:特定环带领域
41、42:圆锥棱镜
具体实施方式
实施方式
以下，参照图面对于本发明的较佳实施形态的一例进行说明。本例是
由步进扫描(step and scan)方式所构成的扫描曝光型的投影曝光装置 (scanning st印per)进行曝光的场合适用本发明者。
图1是表示将本例的投影曝光装置的概略构成的一部分切开的剖面图， 在此图1,本例的投影曝光装置包括照明光学系统ILS与投影光学系统25。 前者的照明光学系统ILS包括沿从曝光光源1 (光源)至聚焦透镜(condenser lens)20的光轴(照明系统光轴)AX1、 AX2、 AX3所配置的多个光学构件(详 细后述)，用来自曝光光源1的曝光光束(beam)作为曝光用的照明光(曝光 光)IL以均一照度分布照明对于掩膜的光栅R的图案面(光栅面)的照射视 野。后者的投影光学系统25,是在其照明光之下，将光栅R的照明视野内 的图案以投影倍率M (M是例如为1/4、 1/5等的缩小倍率)缩少的像，投 影于被曝光基板(基板)或作为感光体的涂布光刻胶(photoresist)的晶圆 W上的一摄影(shoot)领域上的曝光领域。光栅R及晶圆W是各可视为第一 物体及第二物体。晶圆W例如为半导体(硅等)或绝缘体上硅晶片SOI (silicon on insulator)等的直径200 ~ 300mm程度的圆板状基板。本例 的投影光学系统25虽是例如为折射光学系统，也可使用反射折射系统。
以下，在图1,关于投影光学系统25、光栅R、及晶圆W，是在平行于 投影光学系统25的光轴AX4取为Z轴，垂直于Z轴的平面(XY平面)内以 沿扫描曝光时的光栅R及晶圓W的扫描方向(平行于图1的纸面的方向)
取为Y轴，以沿非扫描方向(垂直于图1的纸面的方向)取为X轴来进行说 明。此种场合，光栅R的照明视野是在非扫描方向的X方向的细长领域， 晶圓W上的曝光领域是与其照明视野为共轭的细长领域。又，投影光学系 统25的光轴AX4是与光4册R上的照明系统光轴AX3为一致。
首先，要曝光转印的形成图案的光栅R吸附保持于光栅机台(reticle stage) 21上，光栅机台21是在光栅基部(reticle base) 22上以一定速度 移动于Y方向的同时，以补正同步误差的方式在X轴方向、Y轴方向、Z轴 的周围的旋转方向微动，进行光栅R的扫描。光栅机台21的X方向、Y方 向的位置，及旋转角是由设在此上面的移动镜23及激光千涉仪(Laser interferometer) 24来计测。依据此计测值及,人主控制系统34的控制资讯， 光栅机台驱动系统32通过线性马达等的驱动机构(未图示)控制光栅机21 的位置及速度。在光栅R的周边部的上方配置有光栅定位(reticle a 1 i gnment)用的光栅定位显微镜(未图示)。
一方面，晶圓是通过晶圆保持器(未图示)吸附保持于晶圓机台27上， 晶圓机台27是在晶圆基部(wafer base) 30上以一定速度可移动于Y方向的 同时，能在X方向、Y方向以步进(step)移动的方式载置。又，晶圓机台 27也组装有Z水准(leveling)机构，以依据未图示的光聚焦感应器 (photofocus sensor)的计测值，使晶圓W的表面与4殳影光学系统25的像 面一致。晶圆机台27的X方向、Y方向位置及旋转角是由设在其上面的移 动镜28及激光干涉仪29来计测。依据此计测值及从主控制系统34的控制 资讯、晶圆机台驱动系统33通过线性马达等的驱动机构(未图示)控制晶圆 机台27的位置及速度。又，在投影光学系统25的附近，为了晶圓定位， 配置有以离轴(off-axis)方式例如场影像定位(Field Image Alignment)方 式的定位感应器(alignment sensor) 31，以检测在晶圆W上的位置对准用 的标识的位置。
在依据本例的投影曝光装置，在曝光之前，由上述光栅定位显微镜进 行光栅R的定位，藉由定位感应器31检测在晶圆W上由以前的曝光工艺与 电路图案一起所形成的位置对准用标识的位置，以进行晶圆W的定位。其 后，在光栅R上的照明视野以照明光IL照射的状态，驱动光栅机台21及 晶圓机台27,将光栅R与晶圆W上的一个摄影领域在Y方向以同步扫瞄的 动作，与使照明光1L的发光停止，驱动晶圆机台27将晶圆W以步进移动 于X方向、Y方向的动作，重复上述两项动作。其同步扫描时的光栅机台 21与晶圓机台27的扫描速度比，为了保持通过投影光学系统25的光栅R 与晶圆W的结像关系，而等于投影光学系统25的投影倍率M。由此等动作， 以步进扫瞄方式在晶圆W上的全部摄影领域曝光转印光栅R的图案像。
其次，对本发明的照明光学系统ILS的构成进行详细说明。在图1，对
于本例的曝光光源1是使用ArF (氩氟)准分子激光(波长193nm)。尚且， 对于曝光光源1是也可使用其他的KrF (氪氟)准分子激光(波长248nm)、 F2 (氟分子)激光(波长157nm)、或kr2 (氪分子)激光(波长146nm)等的激 光光源等。此等激光光源(包含曝光光源l)是为狭带化的激光或选择波长的 激光，从曝光光源1所射出的照明光IL由于上述狭带化或波长选择，是成 为以直线偏光为主成分的偏光状态。以下，在图l,刚从曝光光源l所射出 的照明光IL，是以偏光方向(电场方向)与图1中的X方向一致的以直线偏 光光为主成分者来说明。
从曝光光源1所发出的照明光IL沿照明系统光轴AX1通过中继透镜 (relay lens) 2、 3入射于偏光控制机构的偏光控制构件4 (详细后述)。从 偏光控制机构4所发出的照明光IL经过组合凹透镜5与凸透镜6所构成的 变焦距(zoom)光学系统(5、 6),在光路弯曲用的镜面7被反射，沿照明系 统光轴AX2入射于衍射光学元件(DOE: Diffractive Optical Element) 9a， 衍射光学元件9a是由相位型的衍射格子所构成，入射的照明光IL是书f射 于所定方向前进。
如在后述，从光束限制构件的衍射光学元件9a的各衍射光的衍射角及 方向是对应于照明光学系统ILS的瞳面15上的照明光IL的位置和照明光 IL的向光栅R的入射角及方向。又，衍射光学元件9a及具有与其不同的衍 射作用的别的衍射光学元件9b等多个排列在小塔(turret)状的构件8上。 然而，例如以在主控制系统34的控制下由交换机构IO驱动构件8,将构件 8上的任意位置的衍射光学系统藉由填装于照明光学系统光轴AX2上的位 置，按照光栅R的图案，使向光栅R的照明光的入射角度范围及方向(或至 瞳面15的照明光的位置)可以设定于所期望的范围的方式而构成。又，其 入射角度范围是将构成上述变焦距光学系统(5、 6)的凹透镜5及凸透镜6 藉由各移动于照明光学系统光轴AX1的方向，可进行补助上的微调。
射出衍射光学系统9a的照明光(绕射光)IL沿照明系统光轴AX2经过中 继透镜11,以顺次入射于本发明的多个双折射构件的第一双折射构件12及 第二双折射构件13。对于此等双折射构件的详细情形将于后述。在本实施 形态，在双折射构件13之后配置光学积分器(optical integrator)(照度 均一化构件)的蝇眼透镜(fly-eye lens) 14。射出蜆眼透镜14的照明光IL 经过视野光圈17及聚焦透镜18至光程(optical pass)弯曲用的镜面19, 在此反射的照明光IL沿照明系统光轴AX3经过中继透镜20而照明光栅R。 以如此照明的光栅R上的图案，由如上所述的投影光学系统25投影、转印 于晶圆W上。
尚且，按照需要使视野光圈17为扫描型，也可以同步于光栅机台21 及晶圆机台27的扫描而进行扫描。此种场合，也可将其^L野光圈分为固定
视野光圈与可动视野光圈而构成。
在此种构成，蝇眼透镜14的射出侧面是位置于照明光学系统ILS的瞳 面15的附近。瞳面15是通过从瞳面15至光栅R的照明光学系统ILS中的 光学构件(中继透镜16、视野光圈17、聚焦透镜18、 20及镜面19),对于 光栅R的图案面(光栅面)作为光学傅里叶(Fourier)变换面的作用。即，射 出瞳面15的一点的照明光是大概成为平行光束以所定入射角及入射方向照 射光栅R。其入射角度及入射方向是按照其光束的在瞳面15上的位置有所 决定。
尚且，光程弯曲用的镜面7、 19在光学性能上虽是并非必需，如将照 明光学系统配置于一直线上时，曝光装置的全高(z方向的高度)会增大的关 系，以省空间化为目的而配置于照明光学系统ILS内的适当处者。照明系统 光轴AX1是由镜面7的反射与照明系统光轴AX2 —致，更且照明系统光轴 AX2是由镜面19的反射与照明系统光轴AX3—致。
以下，参照图2~图5,对于图1中的第一及第二双折射构件12、 l3 的第一实施例进行说明。
第一双折射构件12是由一轴结晶等的双折射材料所构成的圆板状构 件，其光学轴是在其面内方向(与垂直于照明光学系统光轴AX2的平面平 行)，然而，其第一双折射构件12的在其面内的大小(直径)是比配置该双 折射构件12的位置的照明光IL的光束径较大。
图2A是将图1的双折射构件12沿照明系统光轴AX2向+Y方向所见的 图，如图2A所示，在双折射构件12中，对于具有与此平行的偏光方向的 直线偏光光使折射率为最低的轴方向的进相轴nf,是在与图l相同座标轴 的xz座标向从各座标(x轴及z轴)旋转45。的方向。又，对于具有与此平 行的偏光方向的直线偏光光使折射率为最高的轴方向的迟相轴ns,是当然 与上述进相轴nf直交，也向从x轴及z轴的双方旋转45。的方向。
第一双折射构件12的在平行于图2A的纸面的面内是非同样，按照X座 标(X方向的位置)而变化。图2B是沿图2A的AA'线的双折射构件12的 断面图，如图2B所示，双折射构件12是在X方向以中心(照明系统光轴) 较薄在周边为较厚。 一方面，第一双折射构件l2的在图2A的z方向是为 一样，双折射构件12是以全体成为如负的圆柱透镜(cylinder lens)的形 状。
以透射如此的双折射构件的光束， 一般是在其偏光方向(即"光的电场 的振动方向"，以下也相同。)一致于进相轴nf的方向的直线偏光成分与一 致于迟相轴ns的方向的直线偏光成分之间产生光程差(偏光间相位差)。对 平行于进相轴nf的直线偏光光其双折射构件的折射率为低，因此同偏光光 的进行速度是为较快， 一方面，对于平行于迟相轴ns的直线偏光光的双折射构件的折射率为高，因此同偏光光的进行速度为较迟的关系，在两偏光光间产生光程差(偏光间相位差)。因此，第一双折射构件12发挥作为以按照场所给与透射光有不同偏光间相位差的第一不均一波长板的作用。
可是，藉由将第一双折射构件12的最佳化，将由双折射构件12所产生的上述光程差成为波长的整数倍时，两光束的相位在实质上是不能区别，以形成无光程差的状态。在本列，将双折射构件12的中心部T1设定为此种。在以下，如图2B所示，以X轴的原点(x=0)为双折射构件12的中心(照射系统光轴)。
一方面，对于第一双折射构件12的中心向X方向离开＋—1的位置(1是基准长度，在第一双折射构件12的外径的内侧)，仅以产生偏光间相位差0.5(单位是照明光的波长)的方式设定其双折射构件12的形状。以此种形状，在本例是将双折射构件12的TA，对于X方向的位置X，为以下函数所表示的。
<formula>formula see original document page 15</formula> 在此a是比例系数，a值的与中心部分的T1同样，由所使用的双折射材料的上述进相轴与迟相轴的折射率差等而不同。
对于构成第一双折射构件12的复折射材料以使用一轴结晶的水晶时，水晶的折射率，在波长193nm的ArF准分子激光光的常光线折射率为1.6638，异常光线的折射率为1.6774.藉此进相轴是为常光线的偏向方向，迟相轴是为异常光线的偏光方向。
在水晶中的常光线，异常光线的波长是将真空中中的波长(193nm)以各折射率所相除者的关系，各为116.001nm,115.056nm,在水晶中每进行一波长分时，在两光束间形成0.945nm的光程差。因此，当进行122.7(＝166.001/0.945)波长分时，在两光束间形成一波长分的光程差。确实光程差刚号为一波长分或整数波长分时，两光束是在实质上与无光程差为同价。122.7波长分的水晶是相当于由122.7×193/1.6638的计算的14239nm,即14.239um。以同样，如在常光线与异常光线形成半波长的光程差时，水晶的以上述的一半的7.12UM即可。
籍此，以水晶形成第一不均一波长板的第一双折射构件12时，将上述(1)式的中心部的T1设定于14.239um的整数倍，在周边附近的基准位置(x=1)的，各加厚7.12um即可，即使上述比例系数设定为7.12um即可。即使上述比例系数设定为7.12um即可。
此时，由第一双折射构件12所形成的偏光间相位差p1是以x方向的位置X的函数如下表示。
<formula>formula see original document page 15</formula> 尚且，对于第一折射构件12的为其入射面12a与射出面12b的间隔，如满足形成上述相位差的上述与X方向的位置关系时，入射面12a与射出
面12b的各形状也可为任意。 <旦，面形成的加工上，是以任何一面为平面 时加工成为容易的关系，实际上是如图2B所示，期望使出射面12b为平面。 此种场合以射出面12b的TA值为0之际的入射面12a的TA值是成为如以 (l)式所求的的TA。当然，也可使入射面12a为平面。
图4A是表示以(2)式所表示的偏光间相位差AP1 (单位是照明光的波 长)与位置X的关系图。又图5是表示从本例的第一双折射构件12所射出 的照明光的偏光状态图，在图5,分布于XZ座标上的各位置的照明光的偏 光状态是以各位置为中心的线段、圆和椭圓表示。又，图5的X轴及Z轴 的原点(X-O、 Z-O)是设定于双折射构件12的中心，X方向Z方向的比例尺 是以X-土、 Z-± 1的位置(共由从原点X-0、 Z-0离开基准长度的位置)以位 置于图5中的四个角落的方式设定。
在图5的以各XZ座标所识别的位置，以线段所表示的位置其照明光是 以直线偏光为主成分的偏光状态，线段的方向表示其偏光方向。又，在以椭 圓所表示的位置其照明光是成为以椭圆偏光为主成分的偏光状态，椭圆的 长边方向是表示其椭圆偏光所含的直线偏光成分成为最大的方向。又，在以 圓所表示的位置其照明光是成为以圓偏光为主成分的偏光状态。
如图4A所示，在从中心向X方向离开土1的位置，第一双折射构件l2 作为所谓1/2波长板发挥机能。在此，从图1的曝光光源所发出的照明光 IL是如前所述以偏光于X方向的直线偏光光为主成分，此l/2波长板，是 以其进相轴nf及迟相轴ns对于入射光的(照明光的)偏光方向的X方向旋 转45°者。因此，如图5所示，在第一双折射构件12中从由中心向X方向 离开±1(基准长度)位置附近所透射的照明光的偏向状态，是由此1/2波长 板的作用，变换于以Z方向的直线偏光为主成分的偏光状态。
又，由图4A，对于在第一双折射构件12之中从中心向X方向离开土O. 6 位置附近所透射的照明光，偏光间相位差AP1是为0. 25，第一双折射构件 12作为所谓1/4波长板发挥机能。因此，透射此部分的照明光成为变换于 以圆偏光为主成分的偏光状态。
一方面，对于X方向透射中心的光束，在进相轴nf方向及迟相轴ns 方向的各直线偏光间不产生光程差的关系，透射光的偏光状态无变换的情 形。因此，在对X方向的中心入射于双折射构件12的光束，以如原样保持 X方向的直线偏光状态为主成分从双折射构件12射出。然而，在上述X^、 ±0.6、 ± 1的各位置以外的位置所透射的光束，是按照位置成为形状不同 的椭圆偏光为主成分的偏光状态，透射第一双折射构件12。此偏向状态是 如图5所示。
在图1，按照透射第一双折射构件12的场所其偏光状态不同的照明光 IL，是入射于第二双折射构件13。第二双折射构件13也由双折射材料所构
成的圆板状构件。
图3A是沿照明系统光轴AX2向+Y方向所见的图1的第二双折射构件 13的图，当上述的第一双折射构件12不同，如图3A所示，第二双折射构 件13的进相轴nf是设定于与图1同座标轴的XZ座标的Z轴平行，迟相轴 ns是设定于与X轴平行。对于第二双折射构件13，其面内方向的大小(直 径)也比在该第二双折射构件13所配置的照明光IL的光束径较大。
又，第二双折射构件13其也非一样，其是按照图3A中的XZ座标是的 函数Z:X的方向，即图3A中的BB，线方向(以下，称此为"XZ方向"。)的 位置变化。图3B，是沿图3A的BB'线的第二双折射构件13的断面图。如 图3B所示，双折射构件13是在左端部(B的附近)为较薄右端部(B，的附近) 为较厚的形状。 一方面，第二双折射构件13的在直交于XZ方向的方向， 是为一样。因此，第二双折射构件13也作为按照场所给与不同偏光间相位 差的第二不均 一 波长板发挥机能。
在本例将第二双折射构件13的TB，对于XZ方向的位置XZ,用以下函 数表示，尚且，如图3B所示，以XZ方向的原点(XZ-0)为双折射构件13的 中心(照明系统光轴)，以其中心的为T2。
TB= T2+ P x (2. 5 x XZ5-1. 5 x XZ3)..... (3)
在此，P是比例常数，与中心部的T2同样，P值是由所使用的双折射 材料的上述进相轴与迟相轴的折射率差等而异，在此，中心部的T2，是使 第二双折射构件13的偏光间相位差AP2为0."(单位是照明光的波长) 的方式，即设定于中心部以1/4波长板发挥机能。
又，在双折射构件13，在向XZ方向离开+1 (基准长度)及_1的位置， 是以偏光间相位差AP2各为+0. 75及-0. 25的方式设定。此是与中心之间， 以形成各为+0. 5及-0. 5的偏光间相位差的差的意思。
即，在本例的第二双折射构件13，以下式表示偏光间相位差AP2的方
式设定其。
△ P2 = 0. 25+0. 5 x (2. 5 x XZ5-1. 5 x XZ3),…(4 )
又，对于第二双折射构件13也以与上述的例同样由水晶形成的场合， 以中心部的T2是为14.239lam的(整数+l/4)倍，比例常数P为7, 12拜即 可。图4B,是表示(4)式的偏光间相位差AP2与位置XZ的关系的图。
在图1中，按照透射第一双折射构件12的场所其偏光状态不同的照明 光，是由第二双折射构件13，再度，以其偏光状态按照场所变换。在图化 表示从第二双折射构件13所射出的照明光IL的偏光状态。
图4C的表示方法与前述的图5的表示方法为同样，在图4C中，在XZ 座标上的各位置所分布的照明光的偏光状态，以各位置为中心的线段(直线 偏光)，或以椭圆(椭圓偏光)表示。又，图4C的X轴及Z轴的原点(X^、
Z-O)也设定于双折射构件13的中心。
尚且，如图1所示，在本实施形态，第一双折射构件12与第二双折射 构件13是配置于蝇眼透镜14的刚前方，并且蝇眼透镜14的射出侧面是配 置于照明光学系统ILS中的瞳面15的附近。因此，第一双折射构件12与 第二双折射构件13，是在实质上配置于大概与照明光学系统ILS中的瞳面 15为等价的场所。
因此，透射第一双折射构件12与第二双折射构件13的照明光IL以按 照其位置所决定的入射角度及入射方向，入射于光栅R。即，图4C中在原 点(X-O、 Y=0的位置)上所分布的光束是以垂直入射于光栅R，从原点离开 所定距离位置所分布的光束，是以与此距离大概成比例的入射角以倾斜入 射于光栅R。又，其入射方向，是等于其点的从原点的方位角的方向。
在图4C及图5所示外圓Cl及内圆C2，是对于光栅R为构成所定环带 照明的照明光分布的境界。各圆C1、 C2的半径，是以决定上述第一双折射 构件12与第二双折射构件13的形状(分布)所使用的基准长度为单位，以 外圆Cl的半径为1. 15、内圓C2的半径为0. 85。即，对于环带照明的环带 比(内圆的半径/外圆的半径)是设想为0. 74 。此是虽设想为 一般所使用的所 谓"3/4环带照明(内半径外半径=3: 4)"者，当然适用于本发明的环带 照明的条件，是非限定于此。
从图4C可明瞭，从第二双折射构件13所射出的照明光，在外圆C1及 内圓C2所围绕的环带领域的特定环带领域36内，变成将其特定领域36的
5 。从^ 4C及图、5。比较时，X轴上及Y轴上的照明光的偏光状态是大概相 等。但是，以原点为中心从各轴离开45°程度的位置(在图4C及图5中， 右上、左上、左下、右下的位置)的偏光状态，对于图5大概为圓偏光，在 图4C是变换于特定环带领域的圆周方向的直线偏光。此是由于第二双折射 构件13的作用所引起者，第二双折射构件13藉由在图化中的左上及右下 的领域作为1/4波长板发挥机能，在左下及右上的领域各作为-1/4波长板 及其等价的3/4波长板发挥机能。
尚且，在实际上的曝光装置，其特定环带领域36的外圓Cl的实际半 径，是由图1的投影光学系统25的光栅R侧的开口数(NA)、照明光学系统 ILS中的中继透镜16及集焦透镜18、 19所构成的光学系统的焦点距离，并 且由设定的相干系数(coherence factor)(照明a)的值决定，内圓C2的 半径是由更再设定的环带比所决定的值。然而，对于此环带照明的条件， 不消说，在其特定环带领域36所分布的照明光的偏光方向，以与在各位置 的环带领域的圓周方向一致的方式决定第一双折射构件12与第二双折射构 件13的形状。
在此，对于决定第一双折射构件12与第二双折射构件13的形状，是
使其形状在XZ面内以比例扩大或比例缩小，对于Y方向(光的进行方向)不 变化其凹凸量的意思。
以上，对于第一与第二双折射构件12、 13的第一实施例，是由不使光 束减光的第一及不二不均一波长板，以无照明光束的光量损失的状态，可使 特定环带领域所分布的照明光的偏光方向，与在各位置的环带领域的圆周 方向成为一致。在此种场合，其照明光中，通过其特定环带领域36照射于 光栅R的照明光，即以特定入射角度范围照射于光栅R的特定照明光，是 变成为其偏光方向对于入射面以垂直方向的S偏光为主成分的偏光状态的 光。藉此，由转印对象的图案的周期性等，有提升转印像的对比(contrast)、 解像度，及焦点深度等的场合(详细后述)。
其次，参照图6A 6C对于图1的照明光学系统ILS中的第一及第二双 折射构件12、 13的第二实施例进行说明。
在本例，第一双折射构件12与第二双折射构件13的构成结构，是基 本上也与上述第一实施例所示者同样。即，第一双折射构件12,是如图M 及图2B所示具有进相轴方向及形状，第二双折射构件13,是如图M及图 3B所示具有进相轴方向及形状。但，在本例是变更关于两双折射构件l2、 13的函数的形式。
图6A是对应于图4A,在此第二实施例表示对于第一双折射构件l2所 形成的偏光间相位差API的X方向位置的特性。图6A的偏光间相位差AP1， 是如下以包含关于Y位置X的三角函数的函数。
△ P1 = 0. 265 U-cos U x x2 )},… (5)
此种偏光间相位差AP1，是将第一双折射构件12的TA，对于X方向的
位置藉由以下函数的表示而可实现。
TA = T1+ y x {I-cos ( tt x X2 )}.... (6)
在此，y是比例系数。与第一实施例同样，以水晶形成第一双折射构 件12的场合，使中心的Tl设定于14. 239)im的整数倍，将比例系数Y设 定为3. 77jum即可。3. 77jam，是给予1波长分的偏光间相位差的水晶的 14. 239|am，以上述(5)式的系数倍的0. 265倍的值。
图6B,是表示在本第二实施例的第二双折射构件l3所形成的偏光间相 位差AP2的对于XZ方向的位置的特性。图6B的偏光间相位差AP2，是可 如以下以包含关于位置XZ的三角函数的函数表示。
△ P2 = 0. 25+0. 5 x sin(O. 5 x丌x XZ3)____ (7)
此种偏光间相位差厶P2，是以第二双折射构件13的TB,对于XZ方向 的位置XZ藉由以下函凄t表示而可实现。
TB x sin(O, 5 x tt x XZ3)____ (8)
在此，5是比例系数。以水晶为第二双折射构件13时，将中心的T2 设定为14. 239jum的(整数+l/4)倍，使比例系数设定为7. 12 M m即可。
在本例，第一双折射构件12与第二双折射构件13作为给予透射光的 偏光间相位差也按照各场所而异的以第 一及第二不均 一 波长板而发挥机 能。然而，将入射于第一双折射构件12的偏光于X方向的直线偏光光，变 换成如图6C所示的偏光分布，再从第二双折射构件13射出。
将图6C与图4C比较时可明瞭，以本第二实施例的第一双折射构件12 及第二双折射构件13的一方，比上述在第一实施例所示者，可将外圆Cl 及内圓C2所围绕的特定环带领域36内所分布的照明光的偏光状态，较接
近于成为平行于其圓周方向的直线偏光。此是，本第二实施例的第一双折 射构件12与第二双折射构件13采用以三角函数的高次函数所定的形状(即 面形状)的关系，可进行较高精度的偏光控制。
但，在第一实施例所示的第一双折射构件12及第二双折射构件13，是 以至五次的高次函数构成的关系，在偏光控制特性上虽稍差，因加工容易 可使制造成本控制为低廉的优点。
尚且，为更再抑制第一、第二双折射构件12、 13的制造成本，例如也 可将第一双折射构件12的表面形状成为圓筒状的(cylindrical)面(对于X 方向的断面成为圓形的面)，使第二双折射构件13的表面形状成为锥形 (taper)面(倾斜面)。此种场合的偏光控制特性，是虽比第一实施形态者稍 差，对于投影曝光装置的用途可得充分效果， 一面可图谋上述的低廉制造 成本， 一面可实现高性能的曝光装置。
以如此使第二双折射构件13的表面形状成为锥形面，是透射第二双折 射构件13的光束的偏光间相位差可按照第二双折射构件13的面内位置以 线形(一次函数)决定的意思。
可是，图1的第一双折射构件12与第二双折射构件13的形状是并非 限定于上述的第一及第二实施例所示的形状，只要其透射光的上述特定环 带领域内的偏光状态，在其各部分，可一致于其圆周方向的形状时，任何 形状均可。
例如，第一双折射构件12及第二双折射构件13的形状，是并非以上 述的连续并且微分连续的函数所表示的形状，也可在所定位置以阶段性的 形状变化的阶段状的形状。又，在此种阶段状的形状的形成，以替代机械 或机械化学的研磨方法，适合于由蚀刻加以形成。
尚且，为实现此种偏光状态，如入射于第一双折射构件12的光束的偏 光状态以直线偏光为主成分的单一偏光状态所构成的照明光的场合，第一 双折射构件12，是以照明系统光轴AX2为中心可给予具有二次旋转对称 (symmetry of revolut ion)性的偏光间相位差者为宜。此是，不消说，如在
上述第一及第二实施例所示，包含对X方向具有偶函数，对于Y方向具有 一定的不均一波长板。
又，第二双折射构件13,是以照明系统光轴AX2为中心可给予具有一 次旋转对称性的偏光间相位差的不均一波长板为宜。 一次旋转对称性，是 偏光间相位差的分布，对于直交于照明系统光轴AX2的两条轴中的一方轴 大概为对称，对于他方轴大概为反对称。反对称， 一般是对于座标轴的反 转其绝对值虽为相等其符号则为反转的函数，在此，是包含在一般性的反 对称函数，加上常数补偿(offset)的函数。此是，不消说，如在上述的第
对于:此i交的方向具有一定的不均二波长板。又，在本实施形态，特别，使上述的特定环带领域所分布的照明光设 定于所定的偏光状态较为重要的关系，对于第一双折射构件12及第二双折 射构件13的形状，在不对应于上述特定环带领域的场所，不消说，虽然其 形状不满足上述条件时也并无有特别的问题。
尚且，对于第一双折射构件12及第二双折射构件13的块数或进相轴 方向，也并非限定于上述第一、第二实施例所示者。即，也可使三块以上 的双折射构件沿照明光的进行方向(沿照明系统光轴AX2)以串联排列，以其 进相轴方向的光轴AX2为中心的旋转关系也并非限于45° 。又，在将三块 以上的多个双折射构件沿照明光的进行方向串联配置的场合，在上述特定 环带领域的至少一部分领域，最好大致在其全周的领域，为使照明光的偏 光状态成为大略平行于圆周方向的直线偏光起见其多个双折射构件中的至少一个双折射构件的进相轴方向与其他双折射构件的进相轴方向不同即可。
以同样，双折射构件12、 13的材质也不限于上述的水晶，也可使用其 他双折射材料，也可利用萤石的真性双折射(Intrinsic Biref ringence)形 成。又，也可将本来无双折射的合成石英等的材料加上应力等使具有双折 射性者，作为双折射构件12、 13等使用。
更且，对于双折射构件12、 13,也可使用在无双折射性的透射性基板 上贴合具有双折射性材料者。此种场合，上迷的是不消说指具有双折射性 的材料的。在此贴合，是不仅以粘着、压接等的机械方式的接合，也可使 用在透射性基板上的蒸镀的手段使具有双折射性的薄膜成膜形成的方法。 如上所述，上述第一、第二实施例所示的第一双折射构件12及第二双折射 构件13的形状等，虽是由所使用材料的双折射的大小而有所变化，不消说， 虽然在使用水晶以外的材料的场合，也可适用上述的形状决定方法，以决 定其形状。
在此，在上述的环带照明，对于分布于环带领域内的照明光的偏光状
态，以一致于其环带领域的圆周方向的照明光的优点，以参照图7A、 7B、 冗及图8A、 8B、 8C进行简单说明。
图7A是表示在图1的光栅R上所形成的微细周期图案PX的一例。周 期图案PX,是在与图1同一XYZ座标是的X方向具有周期性的图案，其间 距PT，是考虑到图1的投影光学系统25的投影倍率换算于晶圆W上的比例 尺值为140nm。图7B是将此图案，使用波长193nm的照明光，以相干系数(照 明o)为0.9，环带比为0. 74的环带照明来照明的场合，表示在晶圓侧的开 口数(NA)为0. 90的冲殳影光学系统25的瞳面26 (参照图1 )内所形成的衍 射光(diffracted light)的分布。
图7C是表示照明其图案PX的环带照明的条件的图，在图1的照明光 学系统ILS的瞳面15中，从满足上述环带照明的条件的环带领域ILO的照 明光照明其图案PX。从周期图案PX的图7B的0次衍射光DO,是其全部分 布于瞳面26内，透射投影光学系统25到达晶圓W， 一次衍射光D1R及D1L， 是仅以一部分，可能透射瞳面26及投影光学系统25。光栅R的图案PI的 像，是虽以0次衍射光D0与一次衍射光D1R、 D1L的干涉条紋(moir6 fringe)形成于晶圆W上，形成干涉条紋者，是限于在照明光学系统ILS的 瞳面15从同一位置所发的照明光所产生的O次衍射光的对偶(pair)。
在图7B中位置于瞳面26的左端部的一次衍射光D1L，是与0次衍射光 D0中位置于右端部的部分成为对偶者，此等衍射光，是从图7C中的环带领 域IL0中的右端部分领域ILR所照明的照明光。 一方面，位置于图？B中的 瞳面26的右端部的一次衍射光D1R，是与0次衍射光DO中的位置于左端部 的部分成为对偶者，此等衍射光，是从图7C中的环带领域ILO中的左端部 分领域ILL所照射的照明光。
即，在进行如此种在X方向具有微细间距的图案PX的曝光时，从照明 光学系统ILS的瞳面15上的环带领域ILO所发的照明光中，有贡献于图案 PX的结像的光束，是限于部分领域ILR及部分领域ILL,从环带领ILO内 的其他领域所发的照明光，是为不贡献于图案PX的结像的照明光。
可是，在进行如图案PX在X方向具有周期性，在Y方向具有长度方向 的图案的曝光之际，如在光栅R上以具有Y方向的偏光方向的直线偏光照 明时，可提升投影像的对比乙节，已在上述的非专利文献1 (Thimothy A. Brunner, el al. : "High NA Lithographic imaging at Brewsten， s angel"， SPIE Vol. 4691， ppl- 24 (2001)等被报告。
因此，将图7C的部分领域及部分领域ILL内所分布的照明光，使成为 各偏光于图7C中的平行于Z方向的PR方向及PL方向(考虑图1中的镜面 19的作用时在光栅R上是对应于Y方向)的直线偏光光时，有效于图案PX 的投影像的对比提升，进而解像度及焦点深度的提升。
其次，光栅图案与图7A的图案PX旋转90° ，在Y方向具有微细间距 的周期图案的场合，在图7B所示的衍射光分布也成为旋转90。。此结果， 有贡献于周期图案的像形成的照明光所通过部分领域也配置于将在图7C所 示的部分领域ILR及部分领域ILL旋转90。的位置(即，图7C中的上端及 下端)，并且好偏光状态，是成为偏光方向一致于X方向的直线偏光。由以 上，如使共同包含在X方向具有微细周期性的图案PX，与在Y轴方向具有 微细的图案PY的光栅R曝光之际，是以使用具有如图8A ~ 8C所示的偏光 状态的照明光为较有效。
图8A是将图1的照明光学系统ILS的瞳面15与光栅R的关系以简单 表示的斜视图，图1中的中继透镜16、聚焦透镜18、 20等，是以从略。 如上所述，分布于图8A中的环带领ILO内的照明光，为提升在X方向具有 周期性图案PX的结像性能，是在其X方向的端部ILL、 ILR以Y方向(图 8A的穿过纸面的方向)的直线偏光为宜，为提升在Y方向具有周期性图案 PY的结像性能，是在Y方向的端部ILU、 ILD以X方向的直线偏光为宜。即， 以使用其偏光方向大概一致于环带领域ILO的圓周方向的直线偏光为宜。
更且，在光栅R，不仅为X方向及Y方向在包含其中间方向(45。及135 。方向)的图案的场合，也考虑到此等图案的方向性，是以使用其偏光方向 与环带领域的圓周方向完全一致的直线偏光为宜。
可是，上述的偏光状态，对于与适合于环带领域ILO内各部分的偏光 状态的方向性图案直交的图案，并不一定实现有效的偏光状态。例如，从 部分领域ILU向X方向偏光的照明光，对在X方向具有周期性在Y方向具 有长度方向的图案PX的结像，是为不好的偏光方向。但，从图7C可明瞭 图7C是表示有贡献于在X方向具有微细间距的图案的结像的光源，在图7C 相当于环带领域ILO的上端的部分领域ILU，是为究竟对在X方向具有^:细 间距的图案的结像无任何贡献的光源的关系，不管部分领域ILU的偏光状 态为任何者，完全不会使其结像特性恶化。
尚且，如图8A所示，在照明光学系统ILS的瞳面15大略与环带领域 ILO的圆周方向一致的直线偏光，是对于光栅R以所谓S偏光入射，S偏光，
直线偏光的意思。即，从与环带领域ILO的圆周方向一致的方向的直线偏 光所构成的部分领域ILL的照明光ILL1,是如图8B所示，偏光方向EF1对 于入射面(图8B的纸面)以垂直的S偏光入射于光栅R。又，对于同样的部 分领域ILD上的照明光ILD1，如图8C所示，偏光方向EF2也对于入射面(图 8C的纸面)以垂直的S偏光入射于光栅R。
理所当然，从上述部分领域ILL、 ILD与对于照明光学系统的光轴AX41 成为对称位置的部分领域ILR、 ILU的照明光，也在部分领域ILR、 ILU上
各照明光具有一致于环带领域IL0的圓周方向的偏光方向的关系，从对称 性也同样成为S偏光入射于光4册R。对于环带照明的一般性质，在环带领域 ILO上所分布的照明光的向光栅R的入射角度，是成为从照明光学系统的光 轴AX41(即对于光栅R的垂线)以角度(J)为中心的所定角度范围。将以此入 射角度照射于光栅R的光束，在以下称为"特定照明光"。此角度c))及角度 范围以依据照明光的波长和光栅R的应转印的图案的间距等决定为宜。
可是，上述的第一、第二双折射构件12、 13，虽是将从其构件固有的 形状所决定的所定外半径(外圓Cl)与内半径(内圓C2)间的特定环带领域内 所分布的照明光的偏光状态，变换于平行于该特定环带领域的圓周方向的 直线偏光为主成分的偏光状态，其半径(C2、 Cl)是不容易变更。
于是，如上所述，在有必要将所期望的环带领域依据应转印于光栅R 上的图案的间距等变更的场合，在图1的第一、第二双折射构件12、 13与 蝇眼透镜14等的光学积分器之间，如图9所示，加设变焦距型的多个圓锥 棱镜41、 42，以使上述的特定环带领域的半径成为可变为宜。在图9，变 焦距型的多个圆锥棱镜者，是将具有凹型圆锥面41b的凹圓锥棱镜41与具 有凸型圆锥面42a的凸圆锥棱镜42，以其间隔DO为可变沿照明系统光轴 AX2配置者。
在此种场合，透射第一、第二双折射构件l2、 13分布于以平均半径RI 为中心的特定环带领域的照明光，是由变焦距型的圆锥棱镜41、 42,在蝇 眼透镜14的入射面及其射出面的照明光学系统的瞳面l5，扩大为半径RO。 此半径R0是藉由扩大两圆锥棱镜41、 42间隔DD而可扩大，藉由缩小其间 隔DD而可缩小。
藉此，在照明光学系统的瞳面15，可将由平行于其圆周方向的直线偏 光所构成的照明光所分布的特定环带领域，能以任何半径形成，可将环带 照明的照明条件，按照应转印的光栅R的图案来变更。
尚且，以替代上述变焦距型棱镜41、 42，当然也可使用变焦距光学系统。
虽然，在以上的实施形态以形成于图1的照明光学系统ILS的瞳面l5 的照明光量分布为环带领域，即以适用于环带照明的前提来说明，由图1 的^t殳影曝光装置可实现的照明条件，并非必定限定于环带照明。即，图1 的双折射构件12、 13和图9的变焦距型圆锥棱镜41、 42,是使分布于照明 光学系统的瞳面15内的特定环带领域内的照明光的偏光状态，设定于上述 的所期望的偏光状态的关系，虽然将照明光的分布限定于其特定环带领域 内的更再特定的部分领域内的场合，即，例如虽限定于图7C中的部分领域 ILL、 ILR的场合，不消说，可将分布于其部分领域的圓周方向的偏光方向 的直线偏光为主成分的照明光。
以如此，如要使照明光仅聚光于特定环带领域内的更再特定领域内时，
交换图1中的衍射光学元件9a,将从其他衍射光学元件所产生的衍射光(照 明光)集中于第一双折射构件12、第二双折射构件13上的特定环带领域中 的更再特定离散的领域即可。使照明光集中的场所，虽然例如在图7C中为 部分领域ILL、 ILR的两场所，不限于此，也可集中于特定环带领域中的任 意场所，其个数也可为四个。其选定是按照光栅R上的曝光对象的图案形 状来决定即可。
尚且，以如此使照明光集中于特定领域内的更再特定领域的场合，以 替代上述的变焦距型的圓锥棱镜41、 42，也可使用将金字塔型等的凸型多 面体棱镜与凹型的多面体棱镜，以可变更间隔的同一方式所组合的光学构件群。
尚且，分布于此等特定领域以外的照明光，是不适于上述曝光对象的 图案曝光的关系，在实质上也有使其光量分布成为Q时为较好的场合。一 方面，由于衍射光学元件9a等的制造误差等，从衍射光学元件9a等向所 期望方向的外也产生衍射光(以下称为"误差光"。)，在上述的部分领域以 外也有照明光分布的可能性。于是，例如在图1的蝇眼透镜14的入射面侧 或在射出面侧加设光圈，以构成为使此误差光遮光的结构。由此上述的多 个特定领域的照明光量分布是完全成为离散者。但是，在光栅R上也有上 述曝光对象的图案以外的图案存在，上述误差光，也具有有效于此等对象 外的图案结像的场合的关系，也有并不一定必要使特定领域以外的照明光 量分布为0的场合。
可是，着眼于照明光的向光栅R的入射，将瞳面15上的照明光量分布， 限定于特定环带领域内的更再特定领域内者，加上由环带照明的入射角度 范围的限制，对于其入射方向也成为仅从上述的实质上离散的多个方向来 限制。当然，将本发明适用于环带照明的场合，也可构成为将分布于特定 环带领域以外的误差光，以在蝇光透镜14的入射面侧或射出面侧设光圈以 遮光的结构。
尚且，在以上的实施形态，虽然以使用蝇眼透镜14为光学积分器，对 于光学积分器也可使用内面反射型积分器(例如玻璃棒(glass rod))。此 种场合，玻璃棒的射出面是并非在照明光学系统的瞳面15，配置于与光栅 R的共4厄面。
又，在以上的实施形态，对于曝光光源1的激光光源，虽是为偏光于X 方，的直线偏光，所射出者，"依据激光光源的形态，也有偏光于图、1中的,Z
源1，以直线偏光于Y方向的光，即，在双折射构件12、 13的位置以直线 偏光于Z方向的光射出的场合，是将上述的第一及第二实施例所示的双折
射构件12、 13,以照明系统光轴AX2为旋转中心藉由90°旋转，可得与图 4C及图6C所示的偏光状态大略同样偏光状态的照明光(正确是将两图所示 状态以9 0°旋转状态的照明光)。
或者，也可藉由图1中的偏光控制构件4 (偏光控制机构)，将从曝光 光1所射出的Y方向的直线偏光变换于X方向的直线偏光。此种偏光控制 元件4由所谓1/2波长板可容易的实现。尚且，曝光光源1在射出圆偏光 或椭圓偏光的场合，也以同样藉由使用1/2波长板或1/4波长板为偏光控 制构件4，可变换于所期望的Z方向的直线偏光。
但是，偏光控制构件4，是并非可将从曝光光源1所照射的任意偏光状 态的光束，以无光量损失变换于Z方向的偏光。因此，曝光光源l，是有必 要产生直线偏光、圓偏光、椭圆偏光等，具有单一偏光状态的光束(由波长 板等可以无光量损失变换为直线偏光的光束)。但是，对于照明光的全体强 度，在上述单一偏光状态以外的光束强度在并非大如某种程度的场合，单 一偏光状态以外的光束的对结像特性的恶影响变为轻微的关系，只要到某 程度(例如为全光量的20%以下程度)，从曝光光源1所照射的光束，是可 包含上述单一偏光状态以外的光束。
尚且，考虑上述实施形态的投影曝光装置的使用状态时，使照明光的 偏光状态以经常将分布于上述特定环带领域的照明光成为大概平行于其环 带领域的圓周方向的直线偏光，或设定上述特定照明光对于光斥册R以S偏 光入射，并非以限于此为最佳。即，依照应曝光的光栅R的图案.并非以 环带照明也有以采用通常照明(在照明光学系统的瞳面l5,具有圆形照明 光量分布的照明)为较佳的场合，此种场合，是也有以不使用具有上述实 施形态的偏光状态的照明光为较佳的场合的关系。
于是，为对应于此种使用状态，对于图l的偏光控制构件4，采用可将 从激光等的光源所射出的光束的偏光状态，能按照需要可变换于任意偏光 等的元件或光学系统即可。此可由例如图10所示的两个偏光射束分裂器 (beam splitter) 4b、 4c等来实现。
图IO是表示在图1的偏光控制构件4的位置所设置的偏光控制光学系 统，在此图10，例如由直线偏光所构成的照明光束IL0 (对应于图1的照 明光IL )入射于由1/2波长板或1/4波长板所构成的旋转波长板4a。藉此 变换于图10的纸面倾斜45。方向的直线偏光或圓偏光的照明光IL1是由最 初的偏光射束分裂器4b对于分裂面分裂为由P偏光成分所构成的光束IL2 及由S偏光成分所构成的IL3, —方的光束IL2是以经棱镜4b直进于图10 中的上方，他方的光束IL3是反射于图10中的右方。
直进的光束IL2虽然入射于其次的偏光射束分裂器4C，从其偏光特性， 其光束IL2是在偏光射束分裂器4C内直进，成为光束IL4前进于图10中
的上方。 一方面，反射的光束IL3由镜面4d、 4e经反射后入射于偏光射束 分裂器4C，在此经再反射的光束IL3与上述的直进光束IL4再度合流。此 时，偏光射束分裂器4b及4c与镜面4d及4e的间隔各为DL时，在合流的 两光束IL3、 IL4之间形成2XDL的光程长差。然而，使此光程长差2xDL 设定比照明光束的相干(coherent)长较长时，两光束间的可干涉性消失的 关系，可使合流的光束在实质上成为任意偏光。
尚且，将此种偏光控制光学系统装填于图1的照明光学系统ILS中时， 透射此的照明光IL是经常成为任意偏光，为实现上述实施形态不能说不成 为障害。但是，在图10所示的光学系统藉由旋转波长板4a的旋转，使透 射旋转波长板4a的照明光IL1的偏光状态，可将其全部变换于透射最初的 射束分裂器4b的直线偏光的关系，在原理上是不产生上述的障害。但是， 由于在偏光射束分裂器4b、 4c的吸收，和在镜面4d、 4e的反射损失等产 生某种光量损失为不能回避的关系，在不需要将照明光任意偏光化的场合， 也可设将射束分裂器4b、 4c及旋转波长板4a避让于照明光学系统的光程 外的机构。
可是，即使不使用此种偏光射束分裂器，由以下的简便方法也可得大 概与任意偏光照明同样的效果。此是，将入射于图1的第一双折射构件12 的照明光IL的偏光状态，成为从图1中的X方向及Y方向离开45。的方向， 藉由使分布于上述特定环带领域的照明光变换于大概圆偏光而可实现。因 此，将本实施形态的投影曝光装置，在可将圓偏光视为近似于任意偏光的 用途使用的场合，即所要求的结像性能，以比较不严用途所使用的场合， 使图1中的偏光控制构件4例如以1/2波长板构成，藉由将入射于第一双 折射构件12的照明光的偏光状态，成为如上所述从X轴及Y轴倾斜45°的 方向时，也可得与任意偏光照明大概同样的效果。又，以同样使遍光控制 构件4例如以1/4波长板构成，藉由将入射于第一双折射构件12的照明光 的偏光状态，成为圆偏光时，也可得与任意偏光照明同样的效果。
或者，将图1中的第一双折射构件12及第二双折射构件l3，以照明光 学系统ILS的光轴的照明系统光轴AX2为中心由作为总括可旋转的机构， 使两双折射构件12、 13与照明光的直线偏光的方向的关系，例如藉由旋转 45° ，也可得与任意偏光照明同样的效果。
可是，在上述的通常照明中，也有将其偏光状态以设定于向所定的一 方向的直线偏光为较好的场合。在上述的实施形态的投影曝光装置，如要 对应于此种照明条件时，将图1中的第一双折射构件12及第二双折射构件 13等的各双折射构件，各为独立以照明系统光轴AX2为中心设以总括可旋 ，的机构」以各双折射构件的进"轴(或^迟相、轴口)与，明光的直线偏'光的方虽然进行于各双折射构件也完全不受偏光状态的变换作用，以一如保持入 射时的直线光的原样出射。
尚且，在向所定的一方向的直线偏光状态的设定之际，藉由将第一双 折射构件12及第二双折射构件13等以总括避让于照明光学系统的光程外， 也可对应。即，设置交换机构，也可藉由总括交换双折射构件等以对应于 向所定的一方向的直线偏光状态。又，如要设交换机构时，也可构成为可 设定交换机构中的多组的双折射构件群，将此等以可交换的方式可配置于
照明是光轴AX2上的位置上的结构。此种场合，不消说，各双折射构件群 是在各具有不同的外半径、内半径的特定环带领域，以具有使照明光变换 以沿其圆周方向的直线偏光的特性为宜。
可是，以使用如上述的向所定的一方向的直线偏光的照明光为宜者， 例如是将图案的方向齐全的空间频率调制型的相位移位光栅曝光的场合。 然而，在此种场合，为更提升被曝光转印的图案的解像度及焦点深度起见， 照明光的相干系数(cr值)，是以0. 4程度以下者为宜。
在此，对于依照本发明的双折射构件(第一双折射构件12及第二双折 射构件13)的作用，以参照图4C及图6C再考究时，如各在两图所示，共同 于第一双折射构件12及第二双折射构件13的第一实施例(图4C)与第二实 施例(图6C)，可知，以照明光学系统的光轴(X钊、Y-O)为中心，在特定环 带领域的外半径C1的半径的一半程度为半径的圆(未图示)内侧所分布的照 明光的偏光状态，几乎不受影响。
外半径Cl的半径，以照明a ( a值)例如为相当于0. 9时，在照明a =0. 45的照明光束的范围内，第一双折射构件12及第二双折射构件13将入 射的X方向的直线偏光，大概以保持原样的偏光状态射出。又，在第一双 折射构件12入射Z方向的直线偏光(Z偏光)时，从第二双折射构件13所射 出的光束中，可使上述照明a-O. 45程度的照明光束的偏光状态为Z偏光。
因此，如要使用如上述第一及第二实施例的双折射构件(第一双折射构 件12及第二双折射构件13)时，不需将此避让于照明光学系统的光程外， 将向双折射构件的入射光的偏光方向，藉由切换上述的偏光控制构件4等 而可实现适合于向上述的空间频率调制型相位移位光栅的照明，且照明o 为0. 4程度以下的照明光束，并且在X方向或Z方向的偏光(在图1的光棚-R上各为X方向或Y方向的偏光)的照明光。
当然，在此种场合，也要使照明cr限制于0. 4程度时，不消说，以使
9a为宜。藉此，不需要设上述总括交换机构也可形成各种实用上的偏光状 态的照明光束乙节，也为本发明的优点。
其次，对于使用上述的实施形态的投影曝光装置的半导体元件的制造
工艺的 一例以参照图11进行说明。
图ll是表示半导体元件的制造工艺的一例，在此图11,首先从硅半导
体等制造晶圓W。其后，在晶圓W涂布光刻胶(photoresist)(步骤S10)， 在其次的步骤S12，在上述实施形态(图l)的投影曝光装置的光栅机台上装 设光栅(假定为R1)，在晶圓机台上装设晶圓W，以扫描曝光方式将光栅R1 的图案(以符号A表示)转印(曝光)于晶圆W上的全部摄影领域SE。此时按 照需要进行双重曝光。尚且，晶圆W是例如为直径300mm的晶圆(12英吋晶 圓)，摄影领域SE的大小的一例非扫描方向的宽度为25隱扫描方向的宽度 为33mm的矩形领域。其次，在步骤S14,藉由进行显像及蚀刻和离子注入 等，在晶圆W的各摄影领域SE形成所定的图案。
其次，在步骤S16,在晶圓W上涂布光刻胶，其后在步骤S18，在上述 实施形态(图l)的投影曝光装置的光栅机台上装设光栅(假定为R2)，在晶 圓机台上装设晶圓W，以扫描曝光方式将光栅R2的图案(以符号B表示)转 印(曝光)于晶圓W上的各:^聂影领域SE。然而，在步骤S20，藉由进行晶 圆W的显像及蚀刻和离子注入等，在晶圆W的各摄影领域形成所定的图案。
以上的曝光工艺~图案形成工艺(步骤S16 ~步骤S20),是以重复制造 所期望的半导体元件所需要的次数。然而，藉由经过将晶圓W上的各晶片 CP以一个一个切离的切割(dicing)工艺(步骤S22)和结合(bonding)工艺及 组装(packaging)工艺等(步骤S24),以制造成为制品的半导体元件SP。
依照本例的元件制造方法时，用上述的实施形态的投影曝光装置进行 曝光的关系，在曝光工艺，在提升照明光(曝光光束)的利用效率的状态以 所定的偏光状态可照明光栅。因此，微细间距的周期性图案等的解像度等 有提升的关系，可以更高集积度将高性能的半导体集成电路，能以高处理 能力(throughput)廉价的制造。
又，上述实施形态的投影曝光装置可藉由将由多个透镜所构成的照明 光学系统、投影光学系统组装于曝光装置机体经光学调整，将由多数机械 构件所构成的光栅机台和晶圓机台组装于曝光装置机体并接连配线和配 管，更藉由综合调整(电调整、动作确认等)来制造。尚且，其投影曝光装 置的制造，是以在温度及清洁度等经管理的清洁室(clean room)进行为宜。
又，本发明，是不仅在扫描曝光型的投影曝光装置，也可适用于曝光 装置等的总括曝光型的投影曝光装置。又，所使用的投影光学系统的倍率， 是不仅为缩小倍率，也可为等倍或扩大倍率者。更且，本发明，是也可适
用于例如国际公报(wo)第99〃9504号等所提示的液浸型曝光装置。
又，对于本发明的投影曝光装置的用途，并非限定于半导体元件制造 用的曝光装置，也可广加适用于例如在角型玻璃基板所形成的液晶显示元 件，或者电浆显示器等的显示装置用的曝光装置和摄影元件(CCD等)、微机
械(micro machine)、薄膜磁头、及DNA晶片等的制造各种元件的掩膜图案 的光罩(包含X线掩膜的光罩、光栅等)以使用光刻工艺制造时的曝光工艺 (曝光装置)。
又，不消说，上述的实施形态所示的投影曝光装置所含的照明光学系 统2 ~ 20,是也可适用为照明光栅R等的第 一物体的照明光学装置。
尚且，本发明，是并非限定于上述的实施形态，在不脱离本发明的要 旨的范围当然可取得种种构成结构。在2003年10月28日提出的日本专利 申请特愿2003-367-963号案中所含有的说明书、权利要求的范围、图式及 摘要的所有揭露内容全部都直接引用而并入本案中。
依照本发明的元件制造方法时，可提高曝光光束(照明光)的利用效率 的同时，能以高精度形成所定图案。因此，可将半导体集成电路等的各种 元件能以高精度，并且以高处理能力制造。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任 何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与 润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。
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权利要求
1. 一种照明光学装置，将来自光源的照明光照射于物体，其特征在于，包括:偏光控制机构，将从前述光源所照射出的预定偏光状态的照明光变换为所期望的偏光状态的光线；以及双折射构件，在照明光从前述偏光控制机构所射出时，以特定入射角度范围照射于前述物体的特定照明光成为以S偏光为主成分的偏光状态的光。
2. 根据权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于，前述偏光控制 机构为使入射的直线偏光的照明光的偏光方向改变的偏光方向变换机构。
3. 根据权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于，前述偏光控制 机构包括1/2波长板与1/4波长板。
4. 根据权利要求3所述的照明光学装置，其特征在于，前述偏光控制机 构维持旋转的可能性，以改变通过的照明光的偏光状态。
5. 根据权利要求1至4任一项中所述的照明光学装置，其特征在于， 前述偏光控制机构具有维持机构，以维持退出到前述照明光的光路外的可 能性。
6. 根据权利要求1所述的照明光学系统装置，其特征在于，包括衍射光 学组件，位于前述偏光控制机构与前述双折射构件之间，以将照射在前述 物体的前述照明光实质地限制为前述的特定照明光。
7. 根据权利要求6所述的照明光学装置，其特征在于，前述衍射光学 组件，更将照射在前述物体的前述照明光的入射方向限制在实质上为特定 的多个离散的方向上。
8. 根据权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于，前述双折射构 件在相对于前述照明光的行进方向上的厚度不相同。
9. 根据权利要求8所述的照明光学装置，其特征在于，前述双折射构 件在相对于前述照明光的行进方向上的厚度为连续地变化。
10. 根据权利要求8所述的照明光学装置，其特征在于，前述双折射构 件在相对于前述照明光的行进方向上的厚度为阶段地变化。
11. 根据权利要求8所述的照明光学装置，其特征在于，前述双折射构 件沿着前述照明光的行进方向上配置有多个。
12. 根据权利要求1至11任一项所述的照明光学装置，其特征在于， 包括光学积分器，配置于前述双折射构件与前述物体之间。
13. —种投影曝光装置，其特征在于，其包括照明光学系统，其为权利要求1至11中任一权利要求所述的光学照明装置，且将从来自光源的照明光照射至第一物体；以及投影光学系统，将前述第 一物体上的图案像投影于第二物体上。
14. 一种投影曝光装置，其特征在于，其包括照明光学系统，其为权利要求12所述的光学照明装置，且将从来自光 源的照明光照射至第一物体；以及投影光学系统，将前述第 一物体上的图案像投影于第二物体上。
15. —种曝光方法，其特征在于，使用权利要求13所述的投影曝光装 置，以作为前述第一物体的掩膜图案，使作为前述第二物体的感光体曝光。
16. —种曝光方法，其特征在于，使用权利要求14所述的投影曝光装 置，以作为前述第一物体的掩膜图案，使作为前述第二物体的感光体曝光。
17. —种元件制造方法，包括光刻工艺，其特征在于 在前述光刻工艺中，使用权利要求l5所述的曝光方法，将图案转印于感光体。
18. —种元件制造方法，包括光刻工艺，其特征在于 在前述光刻工艺中，使用权利要求16所述的曝光方法，将图案转印于感光体。
全文摘要
提供一种照明光学装置及投影曝光装置，在以所定偏光(optical polarization)状态的照明光照明掩膜(mask)之际，可使光量损失减少。具有照明光学系统ILS与投影光学系统PL。照明光学系统ILS以照明光IL照射光栅(reticle)R，投影光学系统PL将光栅R的图案像投影于晶圆(wafer)W上。在照明光学系统ILS，来自曝光光源1以直线偏光状态所射出的照明光IL通过进相轴的方向不同的第一及第二双折射构件12、13，大略在特定环带状的领域，在以光轴为中心的圆周方向转换成实质上直线偏光的偏光状态后，经蝇眼透镜14等以环带照明条件照明光栅R。
文档编号H01L21/027GK101387754SQ20081021149
公开日2009年3月18日 申请日期2004年10月26日 优先权日2003年10月28日
发明者白石直正 申请人:株式会社尼康