JP2007258575A - 照明装置、当該照明装置を有する露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被照明面における偏光状態を所望の状態に維持することができる照明装置を提供する。
【解決手段】光源からの光束で被照明面を照明する照明装置であって、前記光束の偏光状態を変更する位相板を有し、前記光束の波長をλ［ｎｍ］、前記位相板に入射する光束の入射角度をθ［°］とすると、前記位相板の厚さｄ［ｍｍ］は、

を満足することを特徴とする照明装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般には、照明装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光する露光装置に使用される照明装置に関する。

フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体素子を製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。

近年では、半導体素子の微細化への要求に伴い、露光波長の半分以下の大きさのパターンを露光するような（即ち、高解像を達成する）露光装置も開発されている。このような高解像化は、一般に、露光光の短波長化及び投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることでなされる。投影光学系のＮＡを大きくすることは、像面からの垂線と入射光の進行方向との成す角が大きくなることを意味しており、高ＮＡ結像と呼ばれる。

高ＮＡ結像では、露光光の偏光が問題となってきる。例えば、ラインとスペースが繰り返されているような、所謂、ライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）パターンを露光する場合を考える。Ｌ＆Ｓパターンは、平面波２光束干渉によって形成される。２光束の入射方向ベクトルを含む面を入射平面とし、入射平面に垂直な偏光をＳ偏光、入射平面に平行な偏光をＰ偏光とする。２光束の入射方向ベクトルの互いに成す角が９０度の場合、Ｓ偏光は干渉するのでＬ＆Ｓパターンに応じた光強度分布が像面上に形成される。一方、Ｐ偏光は干渉しない（干渉の効果が打ち消される）ので光強度分布は一定となり、Ｌ＆Ｓパターンに応じた光強度分布が像面上に形成されることはない。Ｓ偏光とＰ偏光が混在していると、Ｓ偏光だけのときよりもコントラストが悪い光強度分布が像面上に形成され、Ｐ偏光の割合が大きくなると像面上の光強度分布のコントラストが低下し、最終的には、パターンが形成されなくなる。

このため、露光光の偏光を制御する必要があり、基礎実験なども行われている。なお、露光光の偏光制御は、一般には、照明光学系の瞳面又は投影光学系の瞳面で行われる。照明光学系の瞳面で偏光制御された露光光は、照明光学系の瞳面以降の光学系を介してレチクルを照明し、更に、投影光学系によって集光され、像面上に結像する。偏光制御された露光光は、十分なコントラストの光強度分布を像面上に形成することができ、より微細なパターンを露光することが可能となる。例えば、光源からの光の偏光状態を所望の偏光状態に制御する位相板を有し、所望の偏光状態の光でレチクルを照明することによって高解像を達成する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２００４／０５１７１７号公報

しかしながら、実際の露光光学系（照明光学系や投影光学系）には理想的な偏光状態を崩すエラー要因が多々存在する。かかるエラー要因は、光源からの光束の偏光状態の崩れ、露光光学系に用いられる硝材（石英や蛍石）の有する真性複屈折（ＩＢＲ）、メカ的抑えによって発生する応力複屈折率、反射防止膜や反射膜等の光学膜が有する位相特性などである。また、高ＮＡ化が進むに従って、ＮＡを有する光に対する位相板の位相誤差が、エラー要因の大きな比重を占めるようになってきている。このようなエラー要因によって、例えば、光源からの光束が理想に近い直線偏光であっても、ウェハ面に到達するときには各光線の偏光状態が崩れてしまう。

そこで、ウェハ面上において所望の偏光状態を得るためには、上述したエラー要因を徹底的に管理する必要がある。しかしながら、特許文献１には、エラー要因に対する具体的な対策、特に、位相板の位相誤差に対する対策が提案されていない。換言すれば、特許文献１では、偏光を制御する位相板の厚さが厚い場合、ＮＡを有する（特に、高ＮＡを有する）光を所望の偏光状態に制御することができない。

そこで、本発明では、被照明面における偏光状態を所望の状態に維持することができる（特に、ＮＡを有する光束に対しても高精度に偏光状態を制御することができる）照明装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての照明装置は、光源からの光束で被照明面を照明する照明装置であって、前記光束の偏光状態を変更する位相板を有し、前記光束の波長をλ［ｎｍ］、前記位相板に入射する光束の入射角度をθ［°］とすると、前記位相板の厚さｄ［ｍｍ］は、

を満足することを特徴とする。

本発明の別の側面としての照明装置は、光源からの光束で被照明面を照明する照明装置であって、前記レーザー光の偏光状態を変更する変更手段を有し、前記被照明面において、前記変更手段が変更した偏光状態を８０％以上保存することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての照明装置は、光源からの光束で被照明面を照明する照明装置であって、第１の平板と第２の平板から構成され、前記光束の偏光状態を変更する位相板を有し、前記光束の波長をλ［ｎｍ］、前記位相板に入射する光束の入射角度をθ［°］とすると、前記第１の平板の厚さと前記第２の平板の厚さとの差ｄ［ｍｍ］は、

を満足することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光装置は、レチクルを照明する照明装置と、前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを有し、前記照明装置は、上述の照明装置であることを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、被照明面における偏光状態を所望の状態に維持することができる（特に、ＮＡを有する光束に対しても高精度に偏光状態を制御することができる）照明装置を提供することができる。

まず、本出願では、偏光照明の性能の指標として、偏光度という量を定義する。図２２は、偏光度及び偏光崩れ量の定義を説明するための図である。図２２は、電場ベクトル振動面がＸ軸方向（所望の偏光方向）からずれた方向に振動する光を示している。図２２において、所望の偏光方向であるＸ軸方向に電場ベクトルが振動する光の成分（主偏光成分）の強度をＩｘ、所望の偏光方向であるＸ軸方向に直交する方向のＹ軸方向に電場ベクトルが振動する光の成分（漏れ光成分）の強度をＩｙとする。この場合、偏光度をＩｘ／（Ｉｘ＋Ｉｙ）と定義する。また、偏光度の崩れた量を示す量として、偏光崩れ量を（１−Ｉｘ／（Ｉｘ＋Ｉｙ））と定義する。偏光度が大きい場合（即ち、偏光崩れ量が小さい場合）には、コントラストが向上し、偏光照明の効果を十分に発揮することができる。一方、偏光度が小さい場合（即ち、偏光崩れ量が大きい場合）には、コントラストが低下し、偏光照明の効果が小さくなる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略断面図である。

露光装置１は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式を用いて、レチクル２０に形成された回路パターンを被処理体４０に露光する投影露光装置である。以下、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に説明する。

露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、レチクル２０を載置するレチクルステージと、投影光学系３０と、被処理体４０を載置するウェハステージ４５と、制御部６０と、検出器７０及び８０とを有する。

照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル（被照明面）２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１００とを有する。

光源部１２は、偏光照明において、９５％以上の偏光度を有するレーザー（光束）を射出することが好ましい。光源部１２は、例えば、光源として、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができる。但し、光源の種類は、エキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。

照明光学系１００は、レチクル２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレータ、絞り等を含む。
照明光学系１００は、本実施形態では、引き回し系１１０と、光束形状変換手段１３０と、光束変更手段１４０と、結像光学系１４５と、集光光学系１６０と、結像光学系１７０とを有する。また、照明光学系１００は、ハエの目レンズ１５１と、絞り１５２と、マスキングブレード１５３と、フィルター部材１５４と、σ形状補正機構１５５と、位相板１５９とを更に有する。

図２は、引き回し系１１０の構成の一例を示す概略断面図である。引き回し系１１０は、折り曲げミラー１１１と、シリンドリカルレンズ１１２と、位相板１１４と、偏光調整機構１２０とを有する。偏光調整機構１２０は、位相板１２２と、偏光解消板１２４と、図示しない開口板とを有し、光源部１２からの光束の光路上に、位相板１２２と、偏光解消板１２４と、開口板とを選択的に配置する。

引き回し系１１０において、光源部１２から射出された略偏光光は、折り曲げミラー１１１で偏向されると共に、シリンドリカルレンズ１１２によって略円形状又は正方形状等の所望の形状（大きさ）の光束に変更され、光束形状変換手段１３０に導光される。

引き回し系１１０は、光軸ずれを補正するために、折り曲げミラー１１１を傾けたり、シリンドリカルレンズ１１２を偏心させたりすることができる構成を有する。引き回し系１１０は、本実施形態では、入射光を４回折り曲げる構成であるが、光源部１２及び照明光学系１００の配置に応じて、様々な引き回し構成（即ち、折り曲げ回数や折り曲げ方など）を適用することができる。

折り曲げミラー１１１に入射する光束の偏光状態は、折り曲げ方によって、Ｓ偏光になったり、Ｐ偏光になったりする。ミラーは、一般的に、Ｐ偏光に対する反射率よりもＳ偏光に対する反射率が高い。従って、ミラーに入射する光束（即ち、ミラーで反射させる光束）をＳ偏光にすると照度が上がり、スループットが向上するという利点がある。

そこで、本実施形態は、引き回し系１１０がＰ偏光反射の多い構成である場合、図２に示すように、光源部１２からの光束が入射する入射口に位相板１１４を配置し、Ｓ偏光反射が多くなるように調整する。なお、各折り曲げミラーにＳ偏光の光束が入射するように、各折り曲げミラーの前段に位相板を配置してもよい。但し、位相板の透過率は１００％ではなく、全ての折り曲げミラーの前段に位相板を配置してもあまり効果がない。従って、Ｓ偏光反射となる折り曲げミラーが多くなるように、１箇所（入射口）に位相板１１４を配置すれば十分である。

光束形状変換手段１３０に入射する光束の偏光状態は、引き回し系１１０（位相板１１４）による偏光状態の調整によって異なる。また、光束形状変換手段１３０に入射する光束の偏光状態は、偏光照明の種類（タンジェンシャル偏光やラジアル偏光など）に応じて異なる。そこで、引き回し系１１０は、偏光調整機構１２０が有する位相板１２２の光路上への配置又は非配置を選択し、光束形状変換手段１３０に入射する光束の偏光状態を自由に調整できる構成を有する。

また、位相板１２２は、回転可能に構成され、偏光度を微調整することにも用いられる。後述するように、検出部７０が間接的に露光量を検出する際に、２つの偏光状態が必要となる。このとき、位相板１２２を回転させることによって、２つの偏光状態を形成することができる。なお、ランダム偏光照明の場合には、引き回し系１１０は、光源部１２からの光束の光路上に、偏光調整機構１２０が有する偏光解消板１２４を配置する（即ち、位相板１２２を偏光解消板１２４に切り換える）。

ここで、露光装置１（照明装置１０）が有する位相板１１４、１２２及び１５９（以下、「本実施形態の位相板」と称する。）の構成について説明する。図３は、本実施形態の位相板の構成を示す図であり、図３（ａ）は、本実施形態の位相板の概略断面図であり、図３（ｂ）は、本実施形態の位相板の概略上面図である。

本実施形態の位相板は、図３（ａ）に示すように、ＭｇＦ_２や水晶などの一軸結晶からなる２つの平板ＰＰ_ａ及びＰＰ_ｂで構成された０オーダー位相板であるが、１つの平板で構成されるｎオーダー位相板でもよい。平板ＰＰ_ａの厚さと平板ＰＰ_ｂの厚さとの間には、光束を垂直に入射したときの進相軸、遅相軸方向の相対位相差がλ／２になるような硝材厚差Δｄをつけている。本実施形態では、平板ＰＰ_ａの厚さをｄとして、平板ＰＰ_ｂがｄ＋Δｄの厚さを有する。平板ＰＰ_ａ及びＰＰ_ｂの厚さが数μｍずれると、位相差は大きく変化してしまうため、平板ＰＰ_ａの厚さとＰＰ_ｂの厚さとの差である硝材厚差Δｄを正確に制御しなければならない。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す位相板を光軸方向から見た図である。図３（ｂ）において、実線矢印は平板ＰＰ_ａの進相軸方向を、破線矢印は平板ＰＰ_ｂの進相軸方向を示しており、本実施形態の位相板は、平板ＰＰ_ａ及びＰＰ_ｂの進相軸のなす方向を９０°に保った状態で配置される。

図４は、Ｘ偏光の光束が本実施形態の位相板に入射した場合に、位相板の進相軸方向（位置）と射出される光束の偏光状態との関係を示した図である。図４（ａ）に示すように、入射する光束の偏光方向（Ｘ偏光）に対して平板ＰＰａの進相軸方向が０°となるように位相板を配置すれば、Ｘ偏光の光束が射出される。一方、図４（ｂ）に示すように、入射する光束の偏光方向に対して平板ＰＰａの進相軸方向が４５°となるように位相板を配置すれば、Ｙ偏光の光束が射出される。また、図４（ｃ）に示すように、入射する光束の偏光方向に対して平板ＰＰａの進相軸方向が２２．５°となるように位相板を配置すれば、４５°偏光の光束が射出される。

露光装置１では、所定のＮＡを有する光束が位相板に入射する。一軸結晶からなる２つの平板で構成された０オーダー位相板は、一般に、垂直に入射する光束（波長λ（ｍｍ））に対して、所定の位相差が付与されるように、２つの平板の厚さｄ（ｍｍ）及びΔｄ（ｍｍ）が設定されている。但し、角度θで光束が位相板に入射した場合、光束が位相板に垂直に入射した場合と比べて、位相板での光路長が長くなる。従って、２つの平板（即ち、位相板）を通過した後の光束は、以下の数式１で示す位相誤差を含んでしまう。換言すれば、位相板は、ＮＡを有する光束に対して所定の位相差を付与することができない。

ここで、図５に示すように、水晶からなる２つの平板ＰＰ_ａ及びＰＰ_ｂで構成された位相板（０オーダー１／２λ波長板）を想定する。なお、水晶は、複屈折硝材であり、０．０１３６４の複屈折量Δｎを有する。また、図５に垂直な方向に電場ベクトルが振動する光の強度をＩｘ、図５に平行な方向に電場ベクトルが振動する光の強度をＩｙとして、偏光度をＩｘ／（Ｉｘ＋Ｉｙ）と定義する。

図５に示す位相板の厚さ（即ち、２つの平板ＰＰ_ａ及びＰＰ_ｂの厚さｄ（ｍｍ）及びｄ＋Δｄ（ｍｍ））と偏光度との関係を図６に示す。図６では、横軸に入射光の位相板に対するＸ方向の入射角度を、横軸に入射光の位相板に対するＹ方向の入射角度を採用し、偏光度の変化を色の濃淡で示す。図６を参照するに、位相差Δは、入射角度θ及び位相板の厚さに依存し、入射角度が大きければ大きいほど、位相板の厚さが厚くなればなるほど、偏光度の変化が大きいことがわかる。

そこで、本実施形態の位相板は、入射光の入射角度θに対して、以下の数式２を満足するような厚さｄ（ｍｍ）を有する。なお、ここで説明する位相板の厚さｄとは、位相板が１つの平板で構成された場合の位相板の厚さを示している。従って、位相板が２つの平板で構成された場合には、位相板の厚さｄは、２つの平板の厚さの差を示すことに注意されたい。

図６に示す円の内側の領域αは、数式２を満たす領域であり、偏光度を９５％以上に維持することができる条件であることがわかる。

図７は、露光装置１に用いることができる（即ち、数式２を満足するような厚さを有する）位相板の厚さと入射角度との関係を示すグラフである。本実施形態では、露光装置１は、有効光源形成手段に入射する光束の偏光状態を制御する位相板１１４及び１２２と、後述するように、ハエの目レンズ１５１に入射する光束（即ち、有効光源）の偏光状態を制御する位相板１５９とを有する。本実施形態において、位相板１１４及び１２２に入射する光束の入射角度θは１°であるため、位相板１１４及び１２２の厚さは１１．６ｍｍ以下であればよい。また、位相板１５９に入射する光束の入射角度θは３．０°であるため、位相板１５９の厚さは１．２９ｍｍ以下であればよい。

また、本実施形態で示す位置以外の位置に位相板を配置する場合でも、入射する光束の入射角度によって決定される厚さ以下の厚さを有する位相板を構成すればよい。例えば、ユニフォーマー瞳部、投影光学系の瞳面に位相板を配置する場合でも、数式２を満足すれば、偏光崩れを大きく発生させずに、高純度の偏光照明が可能となる。

なお、数式１及び２からわかるように、位相板の硝材の複屈折量Δｎも位相板の厚さを決める重要なパラメータである。本実施形態では、位相板の硝材に水晶（複屈折量Δｎ＝０．０１３６７）を用いているが、その他の硝材を用いてもよい。例えば、入射角度が更に大きい位置に位相板を配置する場合、位相板の厚さが薄くなり、かかる位相板の製造が著しく困難になることが予想される。このような場合には、位相板を複屈折量の小さい硝材、例えば、サファイヤ（複屈折量Δｎ＝０．００８）で構成してもよい。これにより、位相板の厚さの許容範囲が広がり、位相板が製造しやすくなる。図８は、位相板の硝材としてサファイヤを使用した場合に、露光装置１に用いることができる位相板の厚さと入射角度との関係を示すグラフである。図７を参照するに、位相板の硝材として水晶を使用した場合、入射角度３°における位相板の厚さの許容範囲は１．２９（ｍｍ）である。一方、図８を参照するに、位相板の硝材としてサファイヤを使用した場合、入射角度３°における位相板の厚さの許容範囲は２．２（ｍｍ）である。

また、硝材の耐久性から位相板に使用する硝材を決定する必要もある。硝材の耐久性が悪いと複屈折量が変化してしまうため、正確な位相板を構成することができない。例えば、光強度の強い光束が入射する（即ち、光強度が強い位置に配置される）位相板には、耐久性に優れた蛍石やＭｇＦ_２を使用することが好ましい。

なお、位相板１５９は、ハエの目レンズ１５１の前段に配置され、有効光源の偏光状態を制御する。図１０及び図１１は、位相板１５９の構成の一例を示す概略平面図である。図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示す矢印は位相板１５９の進相軸方向であり、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示す矢印は偏光方向である。例えば、位相板１５９がタンジェンシャル偏光に制御する場合、入射偏光（Ｘ偏光）に対して、図１０（ａ）に示すように、８つの位相板を組み合わせることで、図１０（ｂ）に示すような８角タンジェンシャル偏光に制御することができる。また、クロスポール照明において４角タンジェンシャル偏光が必要な場合、入射偏光（Ｘ偏光）に対して、図１１（ａ）に示すように、４つの位相板を組み合わせることで、図１１（ｂ）に示すような４角タンジェンシャル偏光に制御することができる。このように、位相板１５９は、本実施例で示した以外の照明モードに対しても、位相板の組み合わせによって所望の偏光状態に制御することができる。

上述したように、位相板１５９に入射する光束の入射角度θは３．０°であるため、本実施形態では、位相板１５９の厚さを、数式２を満足するように、１．００（ｍｍ）としている。

これまでは、入射偏光をＸ偏光とし、位相板１５９がタンジェンシャル偏光に制御する場合を示してきたが、入射偏光をＹ偏光にすることにより、ラジアル偏光（偏光方向が放射状）に制御することもできる。

図１に戻って、光束形状変換手段１３０は、所定面（Ａ面）における光束の形状が、円形状、輪帯形状、多重極形状等の所望の形状となるように、光源部１２からの光束の形状を変換する。Ａ面は、有効光源の基本形状を形成する面である。Ａ面での分布を基本形状とし、光束変更手段１４０での形状変更、倍率を可変とする結像光学系１４５での大きさ変更、各位置に配置された絞り部材（例えば、絞り１５２）での制限等によって、所望の有効光源形状が被照明面上に形成される。

図９は、光束形状変換手段１３０の構成の一例を示す概略断面図である。光束形状変換手段１３０は、ハエの目レンズ、内面反射を用いた光学パイプ又は回折光学素子、若しくは、これらを組み合わせた複数のオプティカルインテグレータ、リレー光学系、集光光学系、ミラー等で構成される。光束形状変換手段１３０は、本実施形態では、オプティカルインテグレータ１３１及び１３３と、光学系１３２及び１３５と、回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂとを有する。

Ａ面に形成されるパターンは、回折光学素子１３４ａ又は１３４ｂのフーリエパターンと、回折光学素子１３４ａ又は１３４ｂに入射する光束の角度分布とをコンボリューションしたパターンとなる。なお、フーリエパターンとは、光束を垂直、且つ、ＮＡ＝０で入射したときにフーリエ変換面に形成されるパターンである。

なお、回折光学素子１３４ａと回折光学素子１３４ｂとは、交換可能に構成される。回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂを交換することによって、例えば、円形状、輪帯形状、多重極形状の分布などをＡ面上に形成することができる。また、回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂは、例えば、４重極等の多重極における各極の領域の強度を違った状態にすることも可能である。

光束形状変換手段１３０は、本実施形態では、有効光源形成手段として回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂを用いているが、プリズムなどの偏向光学部材を用いて有効光源を形成してもよい。

光束変更手段１４０は、Ａ面近傍に配置され、光束形状変換手段１３０によって基本形状に変換された光束を更に変更する。光束変更手段１４０は、本実施形態では、円錐型光学素子１４２と、間隔を変更することができる円錐型光学素子１４４とを有する。円錐型光学素子１４２は、入射面が凹型の円錐状、射出面が凸型の円錐状の光学素子であり、例えば、輪帯形状の光束をＡ面に形成する。なお、光束変更手段１４０は、図示しない平行平面板、適当な形状（例えば、輪帯開口、４重極開口、円形開口等）の絞り部材、４角錐型光学素子、屋根型光学素子、倍率を変更するための拡大／縮小ビームエキスパンダーなどを有してもよい。

光束変更手段１４０を構成する複数の光学部材（本実施形態では、円錐型光学素子１４２及び１４４）は、切り換え可能に光路上に配置することもできるし、複数の光学部材を同時に光軸上に配置することもできる。なお、光束変更手段１４０は、光路から待避することもできる。

ハエの目レンズ１５１は、射出面近傍に複数の光源像（２次光源）を形成し、レチクル２０を均一に照明する。複数の光源像が形成される面の近傍（Ｂ面）には、開口径を可変とする（切り換えも含む）絞り１５２が配置されている。但し、絞り１５２の配置される位置はＢ面近傍に限定されない。例えば、絞り１５２は、光束変更手段１４０と共に、ターレット等の切り替え手段によって選択的にＡ面における光路に挿入されてもよい。また、絞り１５２は、ハエの目レンズ１５１の直前に配置されてもよいし、これらの複数の位置に同時に配置されてもよい。例えば、放射方向（大きさを制限する方向）に制限を有さず、四重極等の開口角のみ変更可能な機構を有する絞りを光束変更手段１４０の配置される位置に選択的に配置する。更に、大きさを制限する虹彩絞りをハエの目レンズ１５１の直前に配置すると共に、選択的に固定絞りをＢ面に配置する。これにより、所望のσ分布を形成することができる。このように、機能を分担した絞りを複数の位置に配置し、変更又は切り替えを行うことにより、より多様なσ条件に対応することができる。

絞り１５２と投影光学系３０の開口絞り３２とは、光学的にほぼ共役な位置に配置される。ハエの目レンズ１５１及び絞り１５２によって形成される２次光源の開口絞り３２における像形状が、被処理体４０上の各点における照明光の形状（有効光源形状）となる。

複数の光源像からの光束のうち絞り１５１で制限されない光束は、集光光学系１６０を介して、マスキングブレード１５３が配置される面を効率よく照明する。マスキングブレード１５３は、結像光学系１７０を介して、レチクル２０が配置される面と光学的に共役な位置に配置され、レチクル２０面上における被照明領域を規定する。

集光光学系１６０は、本実施形態では、レンズ１６２及び１６４を有し、結像光学系１７０は、本実施形態では、レンズ１７２及び１７４を有するが、これらのレンズの数は限定されない。

集光光学系１６０において、レンズ１６２及び１６４の間には、ハーフミラー１６６が配置されている。ハーフミラー１６６は、入射する光束を反射光と透過光とに分割する。本実施形態では、透過光は、レチクル２０を照明する照明光として使用し、反射光は、検出器７０で露光量を間接的に検出するための検出光として使用する。なお、ハーフミラー１６６及び検出器７０は、図１に示す配置に限らず、光源部１２からマスキングブレード１５３の間の光路中に配置されていればよい。

レチクル２０の近傍には、レチクル２０と投影光学系３０との間に挿入及び取り出し可能な検出器８０が配置されている。検出器８０は、有効光源分布を検出する。

フィルター部材１５４は、透過率分布を均一にするように配置される。換言すれば、フィルター部材１５４は、透過膜や反射膜に起因する透過率分布の不均一性を打ち消す（キャンセルする）ような透過率分布を有する。

σ形状補正機構１５５は、被照明面におけるσ分布を理想に近づける。特に、偏光状態を制御した照明の場合は、ミラー、ハーフミラー及び反射防止膜に起因するσ分布の非対称性が発生しやすくなるため、偏光状態の変更に応じて、σ形状補正機構１５５によって適切な状態に調整する。

硝材の応力複屈折は、上述したように、偏光度を崩すエラー要因の１つであり、露光装置は、応力複屈折を低く抑えた硝材を用いる必要がある。しかしながら、応力複屈折を低く抑えるためには、特殊な製造過程を必要とし、製造に長時間がかかると共に、歩留まりも低下するため、硝材のコストが高くなってしまう。従って、露光装置のコストを抑え、且つ、所望の偏光状態を確保するために、全ての光学素子に応力複屈折を低く抑えた硝材を用いるのではなく、配置する位置に応じて硝材の複屈折規格を変えることが望ましい。

有効光源分布の形状を形成する回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂなどの有効光源形成手段よりも後段における偏光度の劣化は、有効光源内の偏光度分布、軸上光線と軸外光線の偏光度ばらつきを引き起こす。有効光源内の偏光度分布は、左右線幅差やＨＶ差を発生させ、像高間での偏光度の差は、線幅の軸上軸外差を発生させる。従って、回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂより後段の硝材は、回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂより前段の硝材よりも複屈折量を小さくする必要がある。

図１２（ａ）は、有効光源形成手段よりも後段の硝材の複屈折量を変化させたときのコントラストの変化を示すグラフである。図１２（ｂ）は、有効光源形成手段よりも後段の硝材の複屈折量を変化させたときの左右線幅差の変化を示すグラフである。図１２（ｃ）は、有効光源形成手段よりも後段の硝材の複屈折量を変化させたときの軸上軸外線幅差を示すグラフである。なお、図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）は、照明モードをダイポール照明としている。図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）を参照するに、複屈折量が大きくなるにつれて、各性能（コントラスト、左右線幅差、軸上軸外線幅差）とも劣化していることがわかる。これらの結果から、有効光源形成手段よりも後段の硝材の応力複屈折は、２（ｎｍ／ｃｍ）以下であることが好ましい。

一方、有効光源分布の形状を形成する回折光学素子１３４ａ及び１３４ｂなどの有効光源形成手段よりも前段の硝材の複屈折量は、瞳全面の偏光度を一律に低減させるが、有効光源内の偏光度分布、軸上光線と軸外光線の偏光度ばらつきに影響しない。従って、有効光源形成手段よりも前段の硝材は、コントラストの低下を引き起こすが、左右線幅差及び軸上軸外差の劣化には大きく影響しないため、応力複屈折を低く抑えた硝材を必要としない。例えば、有効光源形成手段よりも前段の硝材の複屈折量は、５（ｎｍ／ｃｍ）以下であれば十分である。

なお、５（ｍｍ）以下の厚さの薄い硝材は、偏光度の崩れが少なく、像性能への影響が少ないため、配置する位置にかかわらず１０（ｎｍ／ｃｍ）以下の複屈折量であればよい。

また、上述したように、光強度が強い位置に配置される硝材には、例えば、優れた耐久性を有する蛍石やＭｇＦ_２を使用する。しかしながら、蛍石などのフッ化物には真性複屈折（ＩＢＲ）が存在し、その影響で偏光度が崩れてしまう。

図１２は、蛍石の真性複屈折による光束の伝播方向依存性を示している。真性複屈折量は、＜１ １ １＞方向、＜１ ０ ０＞方向及びそれに等価な方向で０であり、＜１ １ ０＞方向及びそれと等価な方向で最大となる。従って、真性複屈折の影響を低減するためには、＜１ １ １＞方向又は＜１ ０ ０＞方向に等価な方向に光軸を一致させるように、（１ １ １）面又は（１ ０ ０）面及びそれと等価な面で切り出した蛍石を用いればよい。

但し、蛍石の結晶方位を＜１ １ １＞方向又は＜１ ０ ０＞方向に合わせていても、ＮＡを有する光束が蛍石に入射する。従って、光束は、＜１ １ １＞方向又は＜１ ０ ０＞方向からずれて入射し、真性複屈折の影響を受けてしまう。図１４（ａ）は、光軸と蛍石の結晶方位＜１ １ １＞とを一致させた蛍石を光束の入射方向から見た図である。図１４（ａ）に示す矢印は、＜１ ０ ０＞射影ベクトルであり、全ての蛍石の＜１ ０ ０＞射影ベクトルを同じ位置した場合を示している。図１４（ｂ）は、瞳内の偏光度を示す図である。図１４（ｂ）を参照するに、真性複屈折の影響によって、偏光度の悪化が局所的に悪化していることがわかる。これは、真性複屈折分布が同じ方向を向いているために、大きな真性複屈折を発生する位置が各硝材で一致し、硝材を通過するたびに真性複屈折の影響を大きく受ける光束が存在するためである。

そこで、真性複屈折が大きく発生する位置を一致させないように、蛍石を最適に回転させておくことで、この影響を回避することができる。図１５（ａ）は、光軸と蛍石の結晶方位＜１ １ １＞とを一致させた蛍石を光束の入射方向から見た図である。図１５（ｂ）は、瞳内の偏光度を示す図である。図１５（ｂ）を参照するに、瞳全面で偏光度が崩れていないことがわかる。このように、蛍石の回転方向の角度を最適に組み合わせることで、偏光度の崩れを低減させることができる。

蛍石の結晶面や回転角度を最適に配置しても、蛍石を配置する際の傾き角誤差、硝材を切り出す際の角度誤差が発生し、偏光度を悪化させることが考えられる。偏光照明においては、かかる誤差要因も厳しく管理する必要がある。

図１６（ａ）は、蛍石の結晶方位が、＜１ １ １＞面方向又は＜１ ０ ０＞面方向から傾いて配置された場合、即ち、傾き角誤差が発生した場合を示している。図１６（ａ）において、Θは、＜１ １ １＞面方向又は＜１ ０ ０＞面方向に対する傾き角である。図１６（ｂ）は、傾き角誤差に対する偏光度の崩れ量を示すグラフである。図１６（ｂ）を参照するに、傾き角Θが大きくなるに従って、偏光度も崩れていくことがわかる。図１６（ｂ）から、偏光照明の際には、硝材（蛍石）の傾き角誤差を±１０°以内にすることが好ましい。

また、図１７（ａ）は、所定の回転角度からずれて蛍石が配置された場合、即ち、回転角誤差が発生した場合を示している。図１７（ｂ）は、回転角誤差に対する偏光度の崩れ量を示している。図１７（ｂ）を参照するに、回転角誤差が大きくなるに従って、偏光度が悪化することがわかる。図１７（ｂ）から、偏光照明の際には、回転角誤差を±１０°以内にすることが好ましい。

以下、偏光照明に必要な反射膜や透過膜などの光学膜の特性について説明する。

ハエの目レンズやＣＧＨなどの有効光源形成手段よりも後段では、ミラーに入射する光束の入射角度が大きくなり、かかるミラーに施された反射膜に対するＳ偏光とＰ偏光との位相差が大きく発生し、偏光度を崩す要因となる。そこで、偏光照明では、ミラーに入射する光束の最大入射角度を４５°±１０°にすることが好ましい。図１８（ａ）は、無偏光照明の際に用いられる酸化膜で構成された狭帯域ミラー膜（ＮＢＨＲ膜）の位相差の角度特性を示すグラフである。図１８（ｂ）は、広帯域の入射角度で位相差を低く抑えることができるＡｌ層を含んだ広帯域ミラー膜（ＢＢＨＲ膜）の位相差の角度特性を示すグラフである。

図１８（ａ）及び図１８（ｂ）を参照するに、ＮＢＨＲ膜は、１８°の反射位相差が発生しているのに対して、ＢＢＨＲ膜は、４５°±１０°の入射角度において反射位相差を１０°に抑えている。

図１９（ａ）は、ＮＢＨＲ膜の各偏光方向（Ｘ偏光、Ｙ偏光、４５°偏光及び−４５°偏光）に対する瞳内の偏光度の崩れを、像高ウェハ面上（０、０）、（１３、０）及び（１３、４．５）で見積もった結果を示す図である。図１９（ｂ）は、ＢＢＨＲ膜の各偏光方向（Ｘ偏光、Ｙ偏光、４５°偏光及び−４５°偏光）に対する瞳内の偏光度の崩れを、像高ウェハ面上（０、０）、（１３、０）及び（１３、４．５）で見積もった結果を示す図である。

図１９（ａ）及び図１９（ｂ）を参照するに、ＮＢＨＲ膜では、４５°偏光と−４５°偏光で偏光度が大きく崩れているのに対して、ＢＢＨＲ膜では、各偏光状態で偏光度の崩れが小さいことがわかる。従って、有効光源形成手段より後段のミラーに施される反射膜は、位相差を±１０°に抑えることができるＡｌ層を含んだＢＢＨＲ膜を使用することが好ましい。

有効光源形成手段よりも前段では、光源部１２からのＸ直線偏光を維持したまま引き回す。但し、上述したように、偏光度が崩れ、Ｙ偏光成分が発生する場合がある。Ｘ偏光成分を維持したまま、Ｙ偏光成分を低減させ、崩れた偏光度を回復するためには、Ｓ偏光に対するミラー反射率を８０％以上、Ｐ偏光に対するミラー反射率を３０％以下に構成することが好ましい。例えば、９５％の偏光度のレーザー光を、Ｓ偏光に対する反射率が９０％、Ｐ偏光に対する反射率が３０％の反射特性を有する反射膜が施されたミラーによって４回反射させた場合、偏光度を９９．９４％まで回復させることができる。また、反射方向によっては、ミラーに入射する光束の偏光状態が、Ｙ偏光（Ｐ偏光）になる場合がある。この場合、Ｐ偏光に対するミラー反射率を８０％以上、Ｓ偏光に対するミラー反射率を３０％以下に構成することが好ましい。

有効光源形成手段よりも後段では、有効光源を形成するため、全ての偏光方向に対して高い反射率を有する反射膜を必要とする。従って、Ｓ偏光に対するミラー反射率を９０％以上、Ｐ偏光に対するミラー反射率を８０％以下に構成することが好ましい。

透過膜のＳ偏光及びＰ偏光に対する反射率は、５％以下に構成することが好ましい。また、透過膜は、位相差を３％以内に構成することが好ましい。

図２０は、透過膜の位相差の角度特性を示すグラフである。図２０を参照するに、本実施形態では、最大入射角度が４５°であるため、位相差は最大で３°となっている。

図２１は、透過膜の各偏光方向（Ｘ偏光、Ｙ偏光、４５°偏光及び−４５°偏光）に対する瞳内の偏光度の崩れを、像高ウェハ面上（０、０）、（１３、０）及び（１３、４．５）で見積もった結果を示す図である。図２１を参照するに、偏光崩れは、殆ど発生していないことがわかる。

再び、図１に戻って、レチクル２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、図示しないレチクルステージに支持及び駆動される。レチクル２０から発せられた回折光は、投影光学系３０を通り被処理体４０上に投影される。レチクル２０と被処理体４０とは、光学的に共役の関係にある。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル２０と被処理体４０を走査することにより、レチクル２０のパターンを被処理体４０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置の場合、レチクル２０と被処理体４０を静止させた状態で露光が行われる。

投影光学系３０は、レチクル２０のパターンを被処理体４０上に投影する光学系である。投影光学系３０は、開口絞り３２を有し、任意の開口数（ＮＡ）に設定することができる。開口絞り３２は、被処理体４０における結像光束のＮＡを規定する開口径を可変とし、必要に応じて開口径が変更される。本実施形態において、コヒーレンスファクターσは、ハエの目レンズ１５１が形成する複数の光源の開口絞り３２の位置での像の大きさと開口絞り３２の開口径との比率ともいえる。

Ｂ面（複数の多光源が形成される面）と開口絞り３２は、光学的にほぼ共役な位置に配置されており、実質的に、Ｂ面での分布が被処理体４０におけるσ分布又は有効光源となる。絞り１５２がＢ面に配置されている場合には、絞り１５２によって制限されない分布がσ分布となる。絞り１５２がＢ面に配置され、且つ、ハエの目レンズ１５１が十分に細かい（例えば、１方向に数十列以上）状態であれば、光束形状変換手段１３０、光束変更手段１４０などを介して形成されたハエの目レンズ１５１の入射面での分布が実質的なσ分布となる。

投影光学系３０は、本実施形態では、複数のレンズ素子３４及び３６を有する光学系であるが、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の反射鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、全ミラー型の光学系等を使用することができる。最近注目されている液浸露光では、投影光学系３０の最終光学素子と被処理体４０との間には（純水などの）液体が満たされる。このような、所謂、液浸型投影露光装置では、高ＮＡ化が進んでいるため、偏光制御の効果が特に大きい。

被処理体４０は、本実施形態では、ウェハであるが、ガラス基板やその他の被処理体を広く含む。被処理体４０には、フォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ４５は、図示しないウェハチャックを介して、被処理体４０を支持する。プレートステージ４５は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。

制御部６０は、ＣＰＵ、メモリを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部６０は、露光装置１を構成する各部材（例えば、照明装置１０、レチクルステージ、ウェハステージ４５、検出器７０及び８０、σ形状補正機構１５５など）と制御可能に接続する。

露光において、光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１００を介して、レチクル２０を照明する。レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系３０により被処理体４０に結像される。露光装置１は、複数の位相板（位相板１１４、１２２及び１５９）によって、所望の偏光状態を形成することができる。なお、かかる複数の位相板は、数式２を満足する構成であるため、被処理体４０面での偏光状態を所望の偏光状態の８０％以上に維持することができる。また、露光装置１において、偏光状態を崩す要因となる硝材の複屈折量及び光学膜の特性も、被処理体４０面での偏光状態を所望の偏光状態の８０％以上に維持する構成となっている。換言すれば、露光装置１は、被処理体４０面における偏光状態を所望の状態に維持することができる（特に、ＮＡを有する光束に対しても高精度に偏光状態を制御することができる）。これより、露光装置１は、高解像度、高コントラストを実現することができ、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

次に、図２３及び図２４を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図２３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する行程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図２４は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置３００によってレチクルの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。 図１に示す露光装置の引き回し系の構成の一例を示す概略断面図である。 図１に示す露光装置及び照明装置が有する位相板の構成を示す図であり、図３（ａ）は、位相板の概略断面図であり、図３（ｂ）は、位相板の概略上面図である。 Ｘ偏光の光束が入射した場合に、位相板の進相軸方向（位置）と射出される光束の偏光状態との関係を示した図である。 位相板の厚さと偏光度との関係を説明するための図である。 図５に示す位相板の厚さと偏光度との関係を示す図である。 図１に示す露光装置に用いることができる位相板の厚さと入射角度との関係を示すグラフである。 位相板の硝材としてサファイヤを使用した場合に、図１に示す露光装置に用いることができる位相板の厚さと入射角度との関係を示すグラフである。 図１に示す露光装置の光束形状変換手段の構成の一例を示す概略断面図である。 図１に示す露光装置の位相板の構成の一例を示す概略平面図である。 図１に示す露光装置の位相板の構成の一例を示す概略平面図である。 図１に示す露光装置において、有効光源形成手段よりも後段の硝材の複屈折量を変化させたときの各性能（コントラスト、左右線幅差、軸上軸外線幅差）の変化を示すグラフである。 蛍石の真性複屈折を説明するための図である。 蛍石の回転方向を最適化していない場合の真性複屈折による偏光度崩れを説明するための図である。 蛍石の回転方向を最適化している場合の真性複屈折による偏光度崩れを説明するための図である。 蛍石に傾き角誤差が発生した場合の傾き角誤差と偏光崩れ量との相関を説明するための図である。 蛍石に回転角誤差が発生した場合の回転角誤差と偏光崩れ量との相関を説明するための図である。 狭帯域ミラー膜（ＮＢＨＲ膜）又は広帯域ミラー膜（ＢＢＨＲ膜）の入射角度と位相差との関係を示すグラフである。 狭帯域ミラー膜（ＮＢＨＲ膜）又は広帯域ミラー膜（ＢＢＨＲ膜）の各偏光方向に対する偏光崩れを示す図である。 透過膜の入射角度と位相差との関係を示すグラフである。 透過膜の各偏光方向（Ｘ偏光、Ｙ偏光、４５°偏光及び−４５°偏光）に対する瞳内の偏光度の崩れを、像高ウェハ面上（０、０）、（１３、０）及び（１３、４．５）で見積もった結果を示す図である。 偏光度及び偏光崩れ量の定義を説明するための図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図２３に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１ 露光装置
１０ 照明装置
１２ 光源部
１００ 照明光学系
１１０ 引き回し系
１１１ 折り曲げミラー
１１２ シリンドリカルレンズ
１１４ 位相板
１２０ 偏光調整機構
１２２ 位相板
１２４ 偏光解消板
１３０ 光束形成変換手段
１４０ 光束変更手段
１６０ 集光光学系
１５９ 位相板
３０ 投影光学系
３２ 開口絞り
４０ 被処理体
４５ ウェハステージ
６０ 制御部
７０及び８０ 検出部
ＰＰ_ａ及びＰＰ_ｂ 位相板

Claims (11)

1. 光源からの光束で被照明面を照明する照明装置であって、
   前記光束の偏光状態を変更する位相板を有し、
   前記光束の波長をλ［ｎｍ］、前記位相板に入射する光束の入射角度をθ［°］とすると、前記位相板の厚さｄ［ｍｍ］は、
   
   を満足することを特徴とする照明装置。
2. 前記位相板は、前記照明装置の瞳に配置されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記位相板は、
   前記光束の偏光状態を第１の偏光状態に変更する第１の位相板と、
   前記光束の偏光状態を前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態に変更する第２の位相板とを有し、
   前記第１の位相板及び前記第２の位相板は、前記光束の光路内に挿脱可能であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
4. 前記光束の偏光状態を解消する偏光解消板を更に有し、
   前記位相板は、前記偏光解消板と切り替え可能であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
5. 複数の光学素子と、
   前記被照明面を照明するための有効光源を形成する有効光源形成手段とを更に有し、
   前記複数の光学素子のうち中心の厚さが５ｍｍ以下の光学素子に用いる硝材の複屈折量は１０［ｎｍ／ｃｍ］以下であり、
   前記複数の光学素子のうち前記有効光源形成手段よりも前記光源側の配置された光学素子に用いる硝材の複屈折量は５［ｎｍ／ｃｍ］以下であり、
   前記複数の光学素子のうち前記有効光源形成手段よりも前記被照明面側に配置された光学素子に用いられる硝材の複屈折量は２［ｎｍ／ｃｍ］以下であり、
   前記硝材は、（１ １ １）又は（１ ０ ０）の結晶軸が光軸方向に向くように配置されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
6. 反射膜を有するミラーと、
   透過膜を有するレンズとを更に有し、
   前記反射膜のＳ偏光とＰ偏光との間の反射位相差は、前記光束が前記ミラーに入射する角度内において、±１０°以下であり、
   前記透過膜のＳ偏光とＰ偏光との間の位相差は、前記光束が前記レンズに入射する角度内において、±５°以下であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
7. 光源からの光束で被照明面を照明する照明装置であって、
   前記レーザー光の偏光状態を変更する変更手段を有し、
   前記被照明面において、前記変更手段が変更した偏光状態を８０％以上保存することを特徴とする照明装置。
8. 前記光束において、第１の方向に電場ベクトルが振動する光の強度をＩｘ、前記第１の方向に直交する第２の方向に電場ベクトルが振動する光の強度をＩｙとすると、Ｉｘ／（Ｉｘ＋Ｉｙ）は９５％以上であることを特徴とする請求項７記載の照明装置。
9. 光源からの光束で被照明面を照明する照明装置であって、
   第１の平板と第２の平板から構成され、前記光束の偏光状態を変更する位相板を有し、
   前記光束の波長をλ［ｎｍ］、前記位相板に入射する光束の入射角度をθ［°］とすると、前記第１の平板の厚さと前記第２の平板の厚さとの差ｄ［ｍｍ］は、
   
   
   を満足することを特徴とする照明装置。
10. レチクルを照明する照明装置と、
    前記レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系とを有し、
    前記照明装置は、請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の照明装置であることを特徴とする露光装置。
11. 請求項１０記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
    露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。