偏光变换元件、光学照明装置、曝光装置以及曝光方法

摘要

一种偏光变换元件，可以将有约为单一方向的偏光方向的直线偏光状态的入射光，变换成有约为周方向的偏光方向的周方向偏光状态的光，且可以防止光量损失。偏光变换元件10变换入射光的偏光状态成为所定的偏光状态。例如利用有如水晶旋光性的光学材料所形成，在周方向有厚度变化的分布。厚度分布，被设定使约为单一方向的偏光方向的直线偏光状态的光，变换成有约为周方向的偏光方向的周方向偏光状态的光。周方向被分割成有多个区域10A~10D，且这些区域中的任意2相邻区域的厚度不同。又，这些区域中的任意2相对区域有大约相等的旋光角度。

主权项

一种偏光变换元件，将沿着所定的光路而行进的入射光的偏光状态变换成一所定的偏光状态，包括：在周方向上被分割的多个区域；其中该厚度分布设定为，使将有约单一方向的偏光方向的直线偏光状态的光变换成有约为周方向的偏光方向的周方向偏光状态的光，或是有约在径向方向的偏光方向的径方向偏光状态的光；该偏光变换元件设置成可以从上述所定的光路自由插脱。如申请专利范围第1项所述的偏光变换元件，其中该些区域中相邻的任意2区域的厚度不同。如申请专利范围第2项所述的偏光变换元件，其中该些区域中相对的任意2区域，有约相等的旋光角度。如申请专利范围第3项所述的偏光变换元件，其中该相对的任意2区域，有约相等的厚度。如申请专利范围第1项所述的偏光变换元件，其中每一该些区域，为大约扇形形状。如申请专利范围第1项所述的偏光变换元件，还包括中央区域，使入射光通过。如申请专利范围第6项所述的偏光变换元件，其中该中央区域使入射光的偏光状态不会变化。如申请专利范围第6项所述的偏光变换元件，其中该中央区域的径向方向的大小，为该偏光变换元件的有效区域的径向方向大小的大于等于3/10。如申请专利范围第1项所述的偏光变换元件，其中形成该偏光变换元件的光学材料，是由结晶光学轴被设定成入射光的行进方向的结晶材料所形成。一种偏光变换元件，将沿着所定的光路而行进的入射光的偏光状态变换成一所定的偏光状态，包括：在周方向上被分割的多个区域；其中该厚度分布设定为，使将有约单一方向的偏光方向的直线偏光状态的光变换成有约为周方向的偏光方向的周方向偏光状态的光，或是有约在径向方向的偏光方向的径方向偏光状态的光；该偏光变换元件包括使入射光通过的中央区域。如申请专利范围第10项所述的偏光变换元件，其中该中央区域使入射光的偏光状态不会变化。如申请专利范围第10项所述的偏光变换元件，其中该中央区域具有使入射光变换成非偏光状态的光的功能。如申请专利范围第10项所述的偏光变换元件，其中该偏光变换元件的中央区域是利用不具有旋光性的光学材料而形成。如申请专利范围第10项所述的偏光变换元件，其中该偏光变换元件的中央区域是利用开口而形成。如申请专利范围第10项所述的偏光变换元件，其中该中央区域的径向方向的大小，为该偏光变换元件的有效区域的径向方向大小的大于等于3/10。一种光学照明装置，包括：如申请专利范围第1项至第15项的任一项所述的偏光变换元件，所述偏光变换元件配置于照明光的光路中。如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，其中该偏光变换元件配置于该光学照明装置的瞳或是瞳附近。如申请专利范围第17项所述的光学照明装置，更包括一相位部件，配置于该偏光变换元件的入射侧的光路中，使对应入射约直线偏光状态的光的偏光方向而变化。如申请专利范围第18项所述的光学照明装置，其中该相位部件有一1/2波长板，可在作为前述光学照明装置的光轴中心的结晶光学轴上自由旋转。如申请专利范围第18项所述的光学照明装置，更包括一第2相位部件，配置于该相位部件的入射侧的光路中，使入射的椭圆偏光状态的光变换成约直线偏光状态的光。如申请专利范围第20项所述的光学照明装置，其中该第2相位部件有一1/4波长板，可在作为前述光学照明装置的光轴中心的结晶光学轴上自由旋转。如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，更包括一轮带比变更光学系统，变更形成于该光学照明装置的瞳的二次光源的轮带比。如申请专利范围第22项所述的光学照明装置，其中该偏光变换元件，配置于该轮带比变更光学系统的入射侧的光路中，满足：(10in＋△A)/10out<0.75 0.4<(10in＋△A)/10out。如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，其中形成该偏光变换元件的该光学材料是由结晶光学轴被设定成入射光的行进方向的结晶材料所形成。如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，其中包括光束变换元件，设置在该偏光变换元件的入射侧的光路中，将入射光变换为所定断面形状的光。如申请专利范围第25项所述的光学照明装置，其中该光束变换元件形成轮带状或是多极状的光强度分布。如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，其中该光束变换元件形成圆形状的光强度分布，而可与别的光束变换元件进行交换。一种光学照明装置，为对被照射面进行照明的光学照明装置，包括：一偏光变换元件，将沿着照明光的光路而行进的入射光的偏光状态变换成一所定的偏光状态；该偏光变换元件在周方向上具有被分割的多个区域，使将有约单一方向的偏光方向的直线偏光状态的光变换成有约为周方向的偏光方向的周方向偏光状态的光，或是有约在径向方向的偏光方向的径方向偏光状态的光；且该偏光变换元件设置成可从上述照明光的光路自由插脱。如申请专利范围第28项所述的光学照明装置，其中，该被照明面为与周方向偏光状态不同的偏光状态，且在照明时该偏光变换元件从该照明光的光路外移。一种曝光装置，包括：如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，通过该光学照明装置将所定的图案曝光到感光性基板上。一种曝光方法，包括：使用如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，将所定的图案曝光到感光性基板上。一种元件制造方法，包括：使用如申请专利范围第16项所述的光学照明装置，将所定的图案曝光到感光性基板上的步骤；以及将已曝光的所述感光性基板进行显像的步骤。一种曝光装置，包括：如申请专利范围第28项或第29项所述的光学照明装置，通过该光学照明装置将所定的图案曝光到感光性基板上。一种曝光方法，包括：使用如申请专利范围第28项或第29项所述的光学照明装置，将所定的图案曝光到感光性基板上。一种元件制造方法，包括：使用如申请专利范围第28项或第29项所述的光学照明装置，将所定的图案曝光到感光性基板上的步骤；以及将已曝光的所述感光性基板进行显像的步骤。