WO2014077404A1

WO2014077404A1 - 照明光学系及び照明方法、並びに露光方法及び装置

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Publication number: WO2014077404A1
Application number: PCT/JP2013/081124
Authority: WO
Inventors: 重松　幸二
Original assignee: 株式会社ニコン
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2014-05-22
Also published as: TW201426200A

Abstract

　光源からの光によりレチクル面を照明する照明光学系であって、所定の配列面内に配列される複数のミラー要素を有する空間光変調器と、その配列面の上流に配置されて、ミラー要素に入射する光の偏光状態の分布を、縦偏光（その配列面に入射するときにＰ偏光）及び横偏光の比が可変となるように制御する第１偏光制御系と、その配列面の下流に配置されて、複数のミラー要素を介してレチクル面に向かう光の偏光状態の分布を、斜め偏光成分を含む分布に設定可能な第２偏光制御系と、を備える。偏光状態の変更に関して高い自由度を持つことができる。

Description

照明光学系及び照明方法、並びに露光方法及び装置

　本発明は、被照射面を照明する照明技術、光束の偏光状態の分布を制御する偏光ユニット、照明技術を用いる露光技術、及び露光技術を用いるデバイス製造方法に関する。

　この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光が、オプティカルインテグレータとしての例えばフライアイレンズを介して、多数の小さい光源からなる実質的な面光源としての二次光源（照明瞳における光強度分布）を形成する。また、照明瞳が形成される面（照明瞳面）は、照明瞳面と被照射面（露光装置の場合にはレチクル（マスク）のパターン面）との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳面のフーリエ変換面となるような位置として定義することもできる。その照明瞳からの光は、その光学系、レチクル、及び投影光学系を介してウェハ等の感光性基板の表面にレチクルパターンの像を形成する。以下、照明瞳面又はこれと共役な面における光強度分布を瞳強度分布ともいう。

　従来、レチクルのパターンに応じて照明条件の一つである照明瞳内での偏光状態の分布を制御するために、輪帯状又は複数極状の照明瞳を形成し、波長板付きの開口絞りを用いて、その照明瞳を通過する光束の偏光状態を、光軸に対してほぼ周方向を偏光方向とする直線偏光状態（以下、周方向偏光状態ともいう）に設定する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

米国特許出願公開第２０１１／２０５５１９号明細書

　最近は、様々な形態の微細パターンを忠実に転写するのに適した照明条件を実現するために、瞳強度分布の形状（大きさを含む広い概念）及び偏光状態の変更に関する自由度の向上が望まれている。しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、偏光変換ユニットを交換しない限り、瞳強度分布の形状や偏光状態を変化させることができなかった。

　本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、偏光状態の変更に関して高い自由度を有する照明技術を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような照明技術を用いて、適切な照明条件のもとで微細パターンを感光性基板に正確に転写することのできる露光技術及び高精度にデバイスを製造できるデバイス製造技術を提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様によれば、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、その光源からの光の一部を第１の偏光状態にして射出する第１偏光部と、個別に制御される複数の光学要素を有し、その第１偏光部からの光を射出する空間光変調器と、その空間光変調器を介したその第１偏光部からの光の一部を、その第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にする第２偏光部とを備える照明光学系が提供される。

　また、第２の態様によれば、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器と、その照明光学系の光軸に垂直な面において互いに直交する第１方向及び第２方向の偏光方向の直線偏光光をその空間光変調器へ導く第１偏光部と、を備え、前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であり、その第１偏光部は、その所定面においてその第１方向及び第２方向のうちの一方に平行な方向に沿って配置された第１、第２、及び第３領域のそれぞれの偏光方向がその第１方向、その第２方向、及びその第１方向となるように制御する第１の偏光制御部を備える照明光学系が提供される。

　また、第３の態様によれば、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器と、この空間光変調器を介したその第１偏光部からの光の少なくとも一部を、その第１方向又はその第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光にする第１偏光部と、を備え、前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向である照明光学系が提供される。

　また、第４の態様によれば、所定のパターンを照明するための本発明の態様の照明光学系を備え、その所定のパターンを感光性基板に露光する露光装置が提供される。
　また、第５の態様によれば、光源からの光により被照射面を照明する照明方法であって、前記光源からの光の一部を第１の偏光状態にして、個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器に導くことと、前記複数の光学要素からの光の一部を、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にすることと、を含む照明方法が提供される。

　また、第６の態様によれば、光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、照明光学系の照明瞳に光強度分布を可変的に形成する空間光変調器のその所定面とその光源との間に配置された第１の偏光制御部を用いて、その複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、その照明光学系の光軸に垂直な面内の互いに直交する第１方向及び第２方向の直線偏光成分の通過領域の面積比が可変となるように制御することと、その所定面とその被照射面との間に配置された第２の偏光制御部を用いて、その複数の光学要素を介してその被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、その第１方向又はその第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定することと、を含み、その第１方向又はその第２方向は、その光源からの光がその所定面に入射するときの入射面に平行な方向である照明方法が提供される。

　また、第７の態様によれば、光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、前記光の進行方向を横切る所定面内において互いに直交する第１方向及び第２方向の偏光方向の直線偏光光を、前記所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素へ導くことを含み、その第１方向又はその第２方向は、その光源からの光がその所定面に入射するときの入射面に平行な方向であり、前記複数の光学要素に導くことは、前記所定面において前記第１方向又は前記第２方向に平行な方向に沿って配置された第１、第２、及び第３領域のそれぞれの偏光方向が前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向とする照明方法が提供される。

　また、第８の態様によれば、光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、前記光の進行方向を横切る所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素へ前記光を導くことと、その複数の光学要素からの光のの少なくとも一部を、その所定面内において互いに直交する第１方向及び第２方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光にすることを含み、その第１方向又はその第２方向は、その光源からの光がその所定面に入射するときの入射面に平行な方向に対応する方向である照明方法が提供される。

　また、第９の態様によれば、本発明の態様の照明方法を用いて所定のパターンを照明し、その所定のパターンを感光性基板に露光する露光方法が提供される。
　また、第１０の態様によれば、本発明の態様の露光装置又は露光方法を用いて、その所定のパターンをその感光性基板に露光することと、その所定のパターンが転写されたその感光性基板を現像し、その所定のパターンに対応する形状のマスク層をその感光性基板の表面に形成することと、そのマスク層を介してその感光性基板の表面を加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

　本発明の態様によれば、少なくとも１つの偏光制御部を用いて複数の光学要素に入射する光及び／又は複数の光学要素からの光の偏光状態を制御し、複数の光学要素に入射するときの光の偏光方向を所定の方向に設定しているため、光学部材の交換を行うことなく、その偏光制御部と空間光変調器との協働作用によって偏光状態の変更に関して高い自由度が得られる。

（Ａ）は第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図、（Ｂ）は空間光変調器の一部のミラー要素を示す拡大斜視図、（Ｃ）は第１偏光制御系に入射する光束の偏光状態を示す図、（Ｄ）は照明瞳面における偏光状態の分布の一例を示す図である。（Ａ）は第１偏光制御系を示す図、（Ｂ）は空間光変調器（ＳＬＭ）のミラー要素のアレイを示す図、（Ｃ）は第２偏光制御系を示す図、（Ｄ）は他の状態の第２偏光制御系を示す図、（Ｅ）は偏光状態の分布の他の例を示す図である。（Ａ）は照明光学系の要部を示す斜視図、（Ｂ）は図３（Ａ）中の他のミラー要素からの光の光路を示す斜視図である。照明方法及び露光方法の一例を示すフローチャートである。変形例の照明光学系の要部を示す斜視図である。（Ａ）は図５中の第１偏光制御系を示す図、（Ｂ）は図５中の第２偏光制御系を示す図である。他の変形例の照明光学系の要部を示す斜視図である。（Ａ）は図７中の第１偏光制御系を示す図、（Ｂ）は図７中の第２偏光制御系を示す図である。第２の実施形態の照明光学系の要部を示す斜視図である。（Ａ）は図９中の第１偏光制御系を示す図、（Ｂ）は図９中の第２偏光制御系を示す図である。半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。

　以下、第１の実施形態につき図１（Ａ）～図４を参照して説明する。図１（Ａ）は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略構成を示す。露光装置ＥＸは投影光学系ＰＬを備えており、以下では投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面で図１（Ａ）の紙面に垂直な方向にＸ軸を、その紙面に平行な方向にＹ軸を取って説明する。
　図１（Ａ）において、露光装置ＥＸは、露光用の照明光（露光光）ＩＬを発生する光源１０と、光源１０からの照明光ＩＬを用いてレチクルＲのパターン面（ここでは下面）Ｒａを照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージＲＳＴと、を備えている。さらに、露光装置ＥＸは、レチクルＲのパターンの像を感光性基板としての半導体ウェハ（以下、単にウェハという。）Ｗの表面に形成する投影光学系ＰＬと、ウェハＷを保持して移動するウェハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置３８と、主制御装置３８の制御のもとで照明光学系ＩＬＳの照明条件を制御する照明制御部３６とを備えている。本実施形態の照明光学系ＩＬＳは、照明光の瞳強度分布を制御するための空間光変調器(spatial light modulator: ＳＬＭ)２２、及び空間光変調器２２と協働して照明光の照明瞳における偏光状態の分布を制御する偏光ユニット８を備えている。

　光源１０としては波長１９３ｎｍのパルス光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源が使用されている。ただし、光源１０としては、波長２４８ｎｍの光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源、固体レーザ光源（ＹＡＧレーザ、半導体レーザ等）、又はレーザ光源の高調波発生装置等も用いることができる。光源１０から射出される照明光ＩＬは、光源１０の構成に応じたある方向に沿った直線偏光を主成分とする偏光状態となっている。ここで、ある方向に沿った直線偏光を主成分とする偏光状態とは、その方向の直線偏光の強度（偏光度）が照明光（露光光）の全体の強度に対して８０％以上である状態とすることができる。本明細書では、ある方向に直線偏光の光は、その方向に沿った直線偏光を主成分とする偏光状態の光を含むものとする。

　光源１０から＋Ｚ方向に射出された直線偏光の照明光ＩＬは、ビーム送光系１２を介して照明光学系ＩＬＳに入射する。照明光学系ＩＬＳに入射した光は、まず偏光設定系１４に入射して全体としての偏光状態が所望の状態に設定される。偏光設定系１４は、一例として１／２波長板１５Ａ、１／４波長板１５Ｂ、及び非平行な状態で配置されたそれぞれ旋光性を有する１対の楔形の光学素子よりなり、入射する光を非偏光（ランダム偏光）にして射出する非偏光化素子１５Ｃ、及び駆動部ＤＲ１を有する。一例として、波長板１５Ａ，１５Ｂは照明光ＩＬの光路（照明光路）に常時設置され、それらの回転角が駆動部ＤＲ１によって制御される。一方、非偏光化素子１５Ｃは、照明光ＩＬを非偏光にする場合にのみ駆動部ＤＲ１によって照明光路に設置される。本実施形態において、偏光ユニット８を用いて照明光ＩＬの偏光状態を制御する場合には、非偏光化素子１５Ｃは照明光路外に待避しており、波長板１５Ａ，１５Ｂの回転角は、波長板１５Ａ，１５Ｂを通過した後の光がＸ方向又はＹ方向の直線偏光となるように設定される。一例として、偏光設定系１４を通過した照明光ＩＬはＹ方向の直線偏光になっているものとする。

　なお、ビーム送光系１２としては、光源から射出された光の強度分布を平滑化して空間光変調器に導くことが可能である米国特許公開第２０１２／００２８１９７号公報に開示される伝送光学系を使用することができる。また、偏光設定系１４としては、光束の偏光方向及び／又は偏光度を制御することが可能である米国特許第７，４２３，７３１号公報に開示される偏光状態切換部を使用することができる。
　偏光設定系１４を通過した平行光束よりなる照明光ＩＬは、ミラーＭＲ１で＋Ｙ方向に反射されＺ方向の直線偏光として第１偏光制御系１６を通過し、さらに前側レンズ群２０ａ及び前側レンズ群２０ｂよりなる第１のリレー光学系２０を通過した後、ミラーＭＲ２で斜め上方に反射されて空間光変調器（以下、ＳＬＭという）２２の複数のミラー要素２４に入射する。複数のミラー要素２４で＋Ｙ方向を中心とする方向に反射された照明光ＩＬは、前側レンズ群２６ａ及び後側レンズ群２６ｂよりなる第２のリレー光学系２６を介して第２偏光制御系２８に入射する。本実施形態では、照明光学系ＩＬＳの光軸ＡＸＩの方向は、ミラーＭＲ１，ＭＲ２間及びＳＬＭ２２と第２偏光制御系２８との間でそれぞれＹ軸に平行（Ｙ方向）である。また、第１偏光制御系１６及び第２偏光制御系２８を含んで偏光ユニット８が構成されている。

　ビーム送光系１２は、光源１０からの入射光束を適切な大きさ及び形状の断面を有する光束に変換しつつ第１偏光制御系１６へ導くとともに、第１偏光制御系１６に入射する光束の位置変動及び角度変動をアクティブに補正する機能を有する。なお、ビーム送光系１２は、光源１０からの入射光束を適切な大きさ及び形状の断面を有する光束に変換しない構成であってもよい。第１偏光制御系１６に入射するときの照明光ＩＬは、図１（Ｃ）に示すようにＸ方向を長手方向とする長方形状の断面５０Ａを有し、断面５０Ａ内での偏光方向は一例としてＺ軸に平行な方向（Ｚ方向）ＤＶである。なお、以下では説明の便宜上、ほぼＹ方向に進行する光の偏光方向がＺ方向であるとき、その偏光状態を縦偏光ＤＶとも呼び、その光の偏光方向がＸ方向であるとき、その偏光状態を横偏光ＤＨとも呼ぶこととする。

　第１偏光制御系１６は、一例として、旋光性を有する光学材料より形成された断面５０Ａよりも大きい長方形の平行平面板状の旋光部材１８、及び旋光部材１８を照明光路を横切るようにＸ方向に移動可能な駆動部ＤＲ２を有する。旋光部材１８の光学材料としては、旋光性を有する結晶材料、例えば一軸性結晶である水晶が使用できる。水晶としては、左旋光性の左水晶又は右旋光性の右水晶のいずれでも使用できる。旋光部材１８の入射面（ひいては射出面）は光軸ＡＸＩとほぼ直交し、その結晶光学軸は光軸ＡＸＩの方向とほぼ一致（すなわち入射光の進行方向であるＹ方向とほぼ一致）している。旋光部材１８の入射面（又は入射面から射出面までの間の面、若しくはこれらの面の近傍の面でもよい）を旋光部材１８の設置面Ｐ２とすると、設置面Ｐ２は光軸ＡＸＩにほぼ垂直である。また、駆動部ＤＲ２は、旋光部材１８を移動させるためのアクチュエータと、旋光部材１８の移動量を検知するためのエンコーダとを備えており、照明制御部３６からの制御信号に基づいて旋光部材１８を移動させる。

　図２（Ａ）に示すように、照明光ＩＬの断面５０Ａ内での旋光部材１８のＸ方向（移動方向）のエッジ部は、断面５０Ａの輪郭のＸ方向のエッジ部（Ｚ軸にほぼ平行な直線状）にほぼ平行であり、旋光部材１８はこの状態で断面５０Ａに対してＸ方向に平行移動する。また、旋光部材１８の厚さは、＋Ｙ方向に入射する直線偏光の光の偏光方向を例えば進行方向に対して左回り（反時計回り）に９０度回転するように、すなわち旋光角（旋光度）(angle of rotation)が左回りに９０度になるように設定されている。以下では、旋光角を数値のみで表す場合、符号が＋（正）の旋光角は光の進行方向に対して左回りの角度を表し、符号が－（負）の旋光角は光の進行方向に対して右回り（時計回り）の角度を表すものとする。

　なお、ある旋光部材における旋光角を例えば左回りにθａとしても、左回りに「θａ＋ｎ・１８０度」（ｎは０以上の任意の整数）としても、その旋光部材を通過した後の光の偏光方向は、入射時に対して左回りにθａ変化している点で同じである。そこで、旋光部材１８における旋光角を＋９０度の代わりに、「＋９０度＋ｎ１・１８０度」（ｎ１は０以上の整数）としてもよい。また、偏光方向を左回りに９０度回転する代わりに、偏光方向を右回りに９０度回転しても射出される光の偏光方向は同じである。このため、旋光部材１８として、旋光角を右回りに「９０度＋ｎ１・１８０度」とする部材を使用してもよい。

　旋光部材１８は、旋光性を有する結晶材料を旋光角に応じた厚さに加工することで製造可能である。この際に、旋光角を規定する整数ｎ１が大きくなると、旋光部材１８を厚くできるため、旋光部材１８の製造及び支持が容易になることもある。
　照明光ＩＬの断面５０Ａに対して旋光部材１８をＸ方向に移動することによって、断面５０Ａ内で照明光ＩＬが入射時と同じ縦偏光ＤＶの状態で通過する第１領域５０Ａａと、照明光ＩＬが旋光部材１８を通過して偏光方向が入射時と直交するＸ軸に平行な横偏光ＤＨとなって射出される第２領域５０Ａｂとの面積比（ひいては、領域５０Ａａ，５０Ａｂを通過する光の断面積の比）を任意の値に設定できる。領域５０Ａａ又は５０Ａｂの面積を０にすることも可能である。

　図１（Ａ）において、ＳＬＭ２２は、Ｙ軸に垂直な面に対してＸ軸に平行な軸を中心として右回りに、所定の小さい角度だけ回転した平面である配列面Ｐ１に平行な支持面を有する本体部２３と、本体部２３のその支持面に支持されて配列面Ｐ１にＸ方向及びＸ方向に直交する方向（ほぼＺ方向）に所定間隔で配列されて個別に制御される複数のミラー要素２４とを有する。さらに、ＳＬＭ２２は、照明制御部３６からの制御信号に基づいて、複数のミラー要素２４の姿勢としての配列面Ｐ１内の直交する（斜めに交差していてもよい）２つの軸の回りの傾斜角θｘ，θｚ（図１（Ｂ）参照）を個別に制御する駆動部２５を有する。ミラー要素２４のＸ方向、及びＸ方向に直交する方向の配列数はそれぞれ例えば数１０～数１００であり、ミラー要素２４は例えば正方形状（又は矩形状）でできるだけ隙間が少なくなるように密に配列されている。なお、ミラー要素２４は必ずしも正方形状（又は矩形状）でなくともよい。各ミラー要素２４の角度は変化するため、配列面Ｐ１とは、一例として複数のミラー要素２４の中心が配列される面であるとする。配列面Ｐ１の法線方向は、ＳＬＭ２２に入射する光の光軸ＡＸＩ及びＳＬＭ２２で反射して射出される光の光軸ＡＸＩ（この部分ではＹ軸に平行）に互いに同じ角度で交差する。

　また、旋光部材１８の設置面Ｐ２の中心は、リレー光学系２０の前側レンズ群２０ａの前側焦点位置又はこの近傍の位置にあり、前側レンズ群２０ａの後側焦点位置と後側レンズ群２０ｂの前側焦点位置とはほぼ一致しており、後側レンズ群２０ｂの後側焦点位置がほぼＳＬＭ２２の配列面Ｐ１の中心に位置している。従って、第１偏光制御系１６の設置面Ｐ２を通過した平行光束よりなる照明光ＩＬは、リレー光学系２０及びミラーＭＲ２を介して平行光束としてＳＬＭ２２の配列面Ｐ１の断面５０Ａとほぼ共役な照射領域５０Ｃ（図２（Ｂ）参照）に入射する。なお、照射領域５０Ｃは、実際にはミラー要素２４のアレイ上に設定されている。また、設置面Ｐ２と配列面Ｐ１とはリレー光学系２０に関してほぼ共役であるとも言うことができる。

　なお、本実施形態では後述のように配列面Ｐ１は光軸に垂直な面に対して僅かに傾斜しているため、配列面Ｐ１に対して共役な面も光軸に垂直な面に対して僅かに傾斜している場合がある。このような場合には、設置面Ｐ２をその配列面Ｐ１に対して共役な面に沿って傾斜させて設定し、旋光部材１８をその傾斜した面に沿って移動するようにしてもよい。

　本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、断面５０Ａに入射した照明光ＩＬのうち、第１領域５０Ａａを通過した縦偏光ＤＶの光は、リレー光学系２０及びミラーＭＲ２を介して、ＳＬＭ２２の配列面Ｐ１内の第１領域Ｐ１ａ（第１領域５０Ａａとほぼ共役な領域）に配列面Ｐ１に対してＰ偏光ＰＰの状態で入射する。この場合のＰ偏光とは、配列面Ｐ１に斜めに入射する光束とこの光束の入射点を通る配列面Ｐ１の法線とを含む面を入射面と定義すると、その光束がその入射面に対して平行な方向に偏光方向を有する直線偏光（入射面に平行な方向に電気ベクトルが振動している偏光）となっていることを意味する。

　一方、断面５０Ａの第２領域５０Ａｂを通過した後の横偏光ＤＨの光は、配列面Ｐ１内の第２領域Ｐ１ｂ（第２領域５０Ａｂとほぼ共役な領域）に配列面Ｐ１に対してＳ偏光ＳＰの状態で入射する。この場合のＳ偏光とは、配列面Ｐ１に斜めに入射する光束がその入射面に対して垂直な方向に偏光方向を有する直線偏光となっていることを意味する。従って、第１領域Ｐ１ａ内の各ミラー要素２４で反射される光は縦偏光ＤＶ（配列面Ｐ１に関してＰ偏光）でリレー光学系２６に入射し、第２領域Ｐ１ｂ内の各ミラー要素２４で反射される光は横偏光ＤＨ（配列面Ｐ１に関してＳ偏光）でリレー光学系２６に入射する。

　なお、各ミラー要素２４の角度は配列面Ｐ１に平行な方向に対して変化するが、その変化量は配列面Ｐ１に対する照明光ＩＬの入射角に比べてほぼ小さいため、配列面Ｐ１にＰ偏光又はＳ偏光で入射する光は、各ミラー要素２４に対してもほぼＰ偏光又はＳ偏光で入射するとみなすことができる。
　一般にミラー要素２４のような反射部材では、斜めに入射する光束に対してＰ偏光とＳ偏光とで反射率及び位相が僅かに異なるとともに、その反射率等の相違は入射角に応じて変化する。このため、その反射部材に斜めにＰ偏光及びＳ偏光以外の直線偏光の光が入射すると、反射光の偏光方向が変化するか、又は偏光状態が楕円偏光に変化する恐れがある。これに対して、本実施形態では、ＳＬＭ２２の配列面Ｐ１に入射する光はＰ偏光又はＳ偏光であり、反射光の偏光状態は入射時とほぼ同じであるため、照明瞳における偏光状態の分布を目標とする分布に高精度に制御できる。ここで、第１偏光制御系１６を、光源からの光の一部を第１の偏光状態にして射出する第１偏光部、或いはＳＬＭ２２の配列面Ｐ１にＰ偏光及びＳ偏光の少なくとも一方の直線偏光を導く第１偏光部と見なしても良い。また、ミラーＭＲ１，ＭＲ２の少なくとも一方は、ＳＬＭ２２の配列面Ｐ１に入射する光の入射面（ＹＺ平面）において光を偏向する偏向部材と見なしても良い。

　なお、ＳＬＭ２２の各ミラー要素２４の角度は連続的に変化させてもよいが、離散的に例えば複数の角度（直交する２軸の回りのそれぞれにおいて、例えば０．５度単位で変化する角度等）で切り換え制御してもよい。
　本実施形態のＳＬＭ２２（空間光変調器）としては、例えば欧州特許公開第７７９５３０号公報、米国特許第５,８６７,３０２号公報、米国特許第６,６００,５９１号公報、米国特許第６,９００,９１５号公報、米国特許第７,２９５,７２６号公報、米国特許第７,５６７,３７５号公報、米国特許公開第２００５／０４６９２１号公報、米国特許公開第２００８／３０９９０１号公報、米国特許公開第２０１２／００８１２１号公報、国際特許公開第２０１０／０３７４７６号パンフレット、国際特許公開第２０１３／０２７４００号パンフレット、又は国際特許公開第２０１３／０２７４０５号パンフレット等に開示される空間光変調器を用いることができる。また、このような空間光変調器は、例えばいわゆるＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム）技術を用いて製造することもできる。

　図１（Ａ）において、ＳＬＭ２２の複数のミラー要素２４で反射された光は、リレー光学系２６の前側レンズ群２６ａを介して、リレー光学系２６の瞳面Ｐ３に入射する。前側レンズ群２６ａは、その前側焦点位置がＳＬＭ２２の配列面Ｐ１の中心とほぼ一致し且つその後側焦点位置が瞳面Ｐ３の中心とほぼ一致するように設定されている。各ミラー要素２４で反射された光は、各ミラー要素２４の直交する２軸の回りの傾斜角（姿勢）に応じて定まる瞳面Ｐ３上のＸ方向及びＺ方向の位置に入射する。このため、瞳面Ｐ３には、ＳＬＭ２２の複数のミラー要素２４の個別の傾斜角の分布に応じた光強度分布が可変的に形成される。

　瞳面Ｐ３に光強度分布を形成した照明光ＩＬは、リレー光学系２６の後側レンズ群２６ｂを介して、第２偏光制御系２８にＸ方向を長手方向とする長方形状の断面５０Ｂ（図２（Ｃ）参照）で入射する。第２偏光制御系２８は、一例として、それぞれ旋光性を有する光学材料より形成された断面５０Ｂよりも大きい長方形の平行平面板状の第１、第２、及び第３の旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、及び旋光部材３０Ａ～３０Ｃを個別に照明光路を横切るように移動させる駆動部ＤＲ３を有する。旋光部材３０Ａ～３０Ｃは、一例として旋光部材３０Ｃ，３０Ｂ，３０Ａの順に＋Ｙ方向に配置されているが、この配置の順序は任意である。旋光部材３０Ａ～３０Ｃの光学材料としては、旋光部材１８と同様に旋光性を有する結晶材料、例えば水晶（左水晶又は右水晶）が使用できる。旋光部材３０Ａ～３０Ｃも旋光部材１８と同様に製造できる。

　旋光部材３０Ａ～３０Ｃの入射面（ひいては射出面）はそれぞれ光軸ＡＸＩとほぼ直交し、その結晶光学軸はそれぞれ光軸ＡＸＩの方向とほぼ一致（すなわち入射光の進行方向であるＹ方向とほぼ一致）している。一例として、中央の旋光部材３０Ｂの入射面と射出面と間の中央の面（又は旋光部材３０Ｃの入射面から旋光部材３０Ａの射出面までの間の面、若しくはこれらの面の近傍の面でもよい）を旋光部材３０Ａ～３０Ｃの設置面Ｐ４とすると、設置面Ｐ４は光軸ＡＸＩにほぼ垂直である。なお、旋光部材３０Ａ～３０Ｃの厚さは実際には後側レンズ群２６ｂ等の焦点距離に比べてかなり小さいため、旋光部材３０Ａ～３０Ｃは全部がほぼ設置面Ｐ４の位置にあるとみなすことができる。

　また、リレー光学系２６の前側レンズ群２６ａの後側焦点位置と後側レンズ群２６ｂの前側焦点位置とはほぼ一致しており、後側レンズ群２６ｂの後側焦点位置がほぼ旋光部材３０Ａ～３０Ｃの設置面Ｐ４の中心に位置している。従って、設置面Ｐ４とＳＬＭ２２の配列面Ｐ１とはリレー光学系２６に関してほぼ共役であり、図２（Ｃ）の照明光ＩＬの断面５０Ｂは、配列面Ｐ１内の照明光ＩＬの長方形状の照射領域５０Ｃ、ひいては第１偏光制御系１６の設置面Ｐ２における照明光ＩＬの断面５０Ａとほぼ共役である。

　第２偏光制御系２８の駆動部ＤＲ３は、図２（Ｃ）に示すように照明光ＩＬの断面５０Ｂに対して、一例として旋光部材３０ＡをＺ方向（短辺方向）に平行移動し、他の２枚の旋光部材３０Ｂ，３０ＣをＸ方向（長辺方向）に互いに独立に平行移動する。また、旋光部材３０Ａの断面５０Ｂ内のＺ方向（移動方向）のエッジ部は、断面５０Ｂの輪郭のＺ方向のエッジ部（Ｘ軸にほぼ平行な直線状）にほぼ平行であり、旋光部材３０Ｂ，３０Ｃの断面５０Ｂ内のＸ方向（移動方向）のエッジ部は、断面５０Ｂの輪郭のＸ方向のエッジ部（Ｚ軸にほぼ平行な直線状）にほぼ平行である。駆動部ＤＲ３は、旋光部材３０Ａ～３０Ｃを個別に移動させるための３つのアクチュエータと、旋光部材３０Ａ～３０Ｃの移動量を個別に検知するための３つのエンコーダとを備えており、照明制御部３６からの制御信号に基づいて旋光部材３０Ａ～３０Ｃを移動させる。本実施形態では、旋光部材３０Ａ～３０Ｃはそれぞれ１次元方向に移動する構成であるため、旋光部材３０Ａ～３０Ｃの支持及び駆動機構を簡素化できる。

　なお、本実施形態ではＳＬＭ２２の配列面Ｐ１は光軸に垂直な面に対して僅かに傾斜しているため、配列面Ｐ１に対して共役な面も光軸に垂直な面に対して僅かに傾斜している場合がある。このような場合には、第２偏光制御系２８の設置面Ｐ４をその配列面Ｐ１に対して共役な面に沿って傾斜させて設定し、旋光部材３０Ａ～３０Ｃをその傾斜した面に沿って移動するようにしてもよい。

　また、リレー光学系２０，２６に関して、断面５０Ｂ内で第１偏光制御系１６の旋光部材１８と共役な領域（Ｘ方向のエッジ部がほぼＺ軸に平行な領域）を旋光部材１８の像１８Ｐとする。このとき、断面５０Ｂに入射する照明光ＩＬの偏光状態は、像１８Ｐの部分では横偏光ＤＨであり、それ以外の部分では縦偏光ＤＶである。また、駆動部ＤＲ２によって、像１８ＰのＸ方向の位置は可変である。一例として、断面５０Ｂ内で、旋光部材３０Ａ～３０Ｃ及び像１８Ｐとは重ならない部分（素通しの部分）を第１部分領域Ｃ１、旋光部材３０Ａだけがある部分を第２部分領域Ｃ２、旋光部材３０Ｂ，３０Ｃ及び像１８Ｐだけが重なる部分を第３部分領域Ｃ３、旋光部材３０Ａ～３０Ｃ及び像１８Ｐの全部が重なる部分を第４部分領域Ｃ４、像１８Ｐだけがある部分を第５部分領域Ｃ５、旋光部材３０Ａ及び像１８Ｐだけが重なる部分を第６部分領域Ｃ２、旋光部材３０Ｂ及び像１８Ｐだけが重なる部分を第７部分領域Ｃ７、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ及び像１８Ｐだけが重なる部分を第８部分領域Ｃ８と呼ぶ。

　このとき、部分領域Ｃ１～Ｃ８に入射する光は、その部分領域に配置されている旋光部材３０Ａ～３０Ｃによって連続して旋光作用を受けることになる。例えば第２部分領域Ｃ２は、縦偏光ＤＶの入射光が旋光部材３０Ａによって１回だけ旋光作用を受ける領域であり、第４部分領域は、像１８Ｐ内で横偏光ＤＨの状態で入射する光が旋光部材３０Ａ～３０Ｃによって３回の旋光作用を連続して受ける領域である。なお、断面５０Ｂの全面に縦偏光ＤＶの光が入射するものと仮定したとき、像１８Ｐは、入射光に対して偏光方向を９０度変化させる旋光部材とみなすこともできる。

　また、第２偏光制御系２８における照明光ＩＬの断面５０Ｂと図２（Ｂ）のＳＬＭ２２に対する照明光ＩＬの照射領域５０Ｃとは共役である。そこで、断面５０Ｂ内の８個の部分領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８と共役な照射領域５０Ｃ内の領域をそれぞれミラー要素２４の部分アレイ領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８と呼ぶ。第１偏光制御系１６（旋光部材１８）及び第２偏光制御系２８（旋光部材３０Ａ～３０Ｃ）の駆動によって、図２（Ｄ）に示すように、８個の部分領域Ｃ１～Ｃ８の面積比（ひいては部分領域Ｃ１～Ｃ８を通過する光の断面積の比）は広い範囲で変更可能である。部分領域Ｃ１～Ｃ８の面積比が変更されるのに応じてＳＬＭ２２における部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８の面積比（ひいてはこれらのアレイ領域内のミラー要素２４の数の比）も同じ割合で変更される。

　また、本実施形態の照明光学系ＩＬＳは、一例として、照明瞳における偏光状態の分布を、光の偏光方向に関して例えば縦偏光ＤＶ（又は横偏光ＤＨでもよい）を基準として１８０度（π（ｒａｄ））の１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）の角度φ１を単位として設定可能とするものとする。この場合、照明瞳の任意の光強度分布内で同時に設定可能な複数の偏光方向はＮ個であり、その偏光方向は、ある基準となる方向に関して以下のＮ個の角度のうちいずれかの角度だけずれている。

　偏光方向＝ｉ・φ１，（ｉ＝０，１，２，…，Ｎ－１）　　…（１）
　φ１＝１８０度／Ｎ　　…（２）
　一例として、Ｎ＝４とすると、偏光方向の設定単位の角度φ１は４５度（＝１８０度／４）となる。また、Ｎ＝８とすると、角度φ１は２２．５度（＝１８０度／８）となる。
　以下では、Ｎ＝８の場合について説明する。このとき、照明瞳が形成される面である照明瞳面ＩＰＰ（詳細後述）において、偏光方向が縦偏光ＤＶに対して左回りにｉ・２２．５度（ｉ＝０～７）、すなわち０度、２２．５度、４５度、６７．５度、９０度、１１２．５度、１３５度、及び１５７．５度回転した方向をそれぞれ図１（Ｄ）の方向Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８とする。このとき、偏光方向が縦偏光ＤＶに対して右回りにｉ・２２．５度（ｉ＝０～７）回転した方向は方向Ａ８～Ａ１となる。照明瞳内で局所的な複数の領域の偏光方向を方向Ａ１～Ａ８の任意の組み合わせとすることで、極めて自由度の高い偏光状態を設定できる。

　Ｎ＝８（角度φ１＝２２．５度）の場合、図２（Ｃ）に示すように、一例として、旋光部材３０Ａ、旋光部材３０Ｂ、及び旋光部材３０Ｃの厚さは、それぞれ＋Ｙ方向に入射する直線偏光の光に対する旋光角を左回りに「２２．５度＋ｎ２・１８０度」、「４５度＋ｎ３・１８０度」、及び「９０度＋ｎ４・１８０度」とするように設定されている。なお、ｎ２，ｎ３，ｎ４はそれぞれ０以上の整数であり、ｎ２，ｎ３，ｎ４は互いに異なっていてもよい。仮にｎ２＝ｎ３＝ｎ４＝０とすると、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，及び３０Ｃにおける旋光角は左回りにそれぞれ２２．５度、４５度、及び９０度となり、ｎ２＝ｎ３＝ｎ４＝１であるとすると、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，及び３０Ｃにおける旋光角は左回りにそれぞれ２０２．５度、２２５度、及び２７０度となる。

　また、偏光方向を左回りにある角度φａだけ回転しても、偏光方向を右回りに（１８０度－φａ）だけ回転しても、射出される光の偏光方向は同じであるため、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの厚さを、それぞれ入射光に対する旋光角を右回りに「－２２．５度＋（ｎ２＋１）１８０度」、「－４５度＋（ｎ３＋１）１８０度」、及び「－９０度＋（ｎ４＋１）１８０度」とするように設定してもよい（以下、同様）。さらに、例えば旋光部材３０Ａでは旋光角を左回りに設定し、旋光部材３０Ｂ，３０Ｃでは旋光角を右回りに設定するように、旋光部材３０Ａ～３０Ｃ間で偏光方向の回転方向（左回り又は右回り）を異ならせてもよい。旋光角を規定する整数ｎ２，ｎ３，ｎ４が大きくなると、旋光部材３０Ａ～３０Ｃを厚くできるため、旋光部材３０Ａ～３０Ｃの製造及び支持が容易になることもある。

　なお、以下では、説明の便宜上、旋光部材における旋光角が左回り又は右回りにφａであるときには、その角度は「φａ＋ｎ・１８０度」（ｎは０以上の整数）の場合を含むものとする。
　本実施形態において、部分領域Ｃ１～Ｃ８に入射する光の偏光方向は、当該部分領域内にある旋光部材３０Ａ～３０Ｃによる旋光角の和の角度だけ変化する。旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃにおける旋光角をφＡ、φＢ、φＣとすると、例えば３枚の旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを順次透過して射出される光の偏光方向は、入射時の方向に対して以下の角度φｔだけ回転することになる。また、像１８Ｐでは、縦偏光ＤＶに対して偏光方向が９０度変化した光が入射している。

　φｔ＝φＡ＋φＢ＋φＣ　　…（３）
　また、ある角度φａで回転した後の偏光方向と、角度「φａ＋ｎａ・１８０度」（ｎａは整数）で回転した後の偏光方向とは同じである。このため、図２（Ｃ）において、断面５０Ｂ内の部分領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，及びＣ８を通過した後の照明光ＩＬの偏光方向は、基準となる縦偏光ＤＶに対してそれぞれ左回りに０度、２２．５度（＝φ１）、４５度（＝２・φ１）、６７．５度（＝３・φ１）、９０度（＝４・φ１）、１１２．５度（＝５・φ１）、１３５度（＝６・φ１）、及び１５７．５度（＝７・φ１）だけ回転している。従って、第２偏光制御系２８を通過した後の照明光ＩＬは、８個の互いに偏光方向が異なる直線偏光の成分を有する。

　ここで、縦偏光ＤＶに対して±４５度変化した偏光方向を持つ偏光状態を４５度偏光ＤＳＡ及びＤＳＢ、縦偏光ＤＶに対して±２２．５度変化した偏光方向を持つ偏光状態を２２．５度の偏光ＤＶ１及びＤＶ２、横偏光ＤＨに対して±２２．５度変化した偏光方向を持つ偏光状態を２２．５度の偏光ＤＨ１及びＤＨ２と呼ぶこととする。このとき、断面５０Ｂ内の部分領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，及びＣ８を通過した後の照明光の偏光状態はそれぞれＤＶ，ＤＶ１，ＤＳＡ，ＤＨ２，ＤＨ，ＤＨ１，ＤＳＢ，及びＤＶ２となる。これらの偏光状態ＤＶ～ＤＶ２の偏光方向が図１（Ｄ）の偏光方向Ａ１～Ａ８に平行となって対応している。

　また、断面５０Ｂ内の部分領域Ｃ１～Ｃ８はＳＬＭ２２の照射領域５０Ｃ内の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８と共役であるため、部分領域Ｃ１～Ｃ８を通過した後の光の偏光方向が互いに異なることは、実質的にＳＬＭ２２の照射領域５０Ｃ内の８個の面積比が可変の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８で反射された光が互いに偏光方向の異なる直線偏光になっているのと等価である。このため、部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８内の一つ又は複数のミラー要素２４の角度を個別に制御することによって、照明瞳内の光強度分布を任意の配置で８個の偏光方向を持つ分布に設定できる。

　なお、要は断面５０Ｂ内の８個の部分領域を通過した後の光の偏光方向がφ１単位で異なる８個の方向になればよいため、この条件を満たす範囲で旋光部材３０Ａ～３０Ｃにおける旋光角は任意の組み合わせが可能である。例えば、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃにおける旋光角をそれぞれ左回りに４５度、２２．５度、及び９０度としても、これらを通過した後の光の偏光方向を８個の方向に設定できる。さらに、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃにおける旋光角をそれぞれ右回りに２２．５度、４５度、及び９０度としてもよい。
　ここで、第２偏光制御系２８を、ＳＬＭ２２を介した第１偏光部からの光の一部を、第１偏光状態（縦偏光ＤＶ及び横偏光ＤＨ）とは異なる第２偏光状態にする第２偏光部、或いは縦偏光ＤＶ及び横偏光ＤＨの偏光方向に対して斜めに交差する方向の直線偏光にする第２偏光部と見なしても良い。

　図１（Ａ）において、第２偏光制御系２８を経た照明光ＩＬは、集光光学系３２を介してマイクロレンズアレイ（又はフライアイレンズでもよい）３４に入射する。後側レンズ群２６ｂ及び集光光学系３２は、瞳面Ｐ３とマイクロレンズアレイ３４の入射面Ｐ５とを光学的に共役に設定している。従って、ＳＬＭ２２のミラー要素２４のアレイを経た照明光ＩＬは、マイクロレンズアレイ３４の入射面Ｐ５に、瞳面Ｐ３に形成された光強度分布と相似の光強度分布を有し、かつ偏光ユニット８によって制御された偏光状態の分布を有する光強度分布を形成する。

　マイクロレンズアレイ３４は、例えば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する断面が矩形状の微小レンズからなる光学素子であり、例えば平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって形成可能である。レンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロレンズアレイはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。マイクロレンズアレイ３４の後側焦点面又はその近傍の面が照明瞳面ＩＰＰとなり、この面に照明瞳が形成される。なお、照明瞳面ＩＰＰ又はその近傍に、後述の二次光源に対応した形状の開口部（光透過部）を有する照明開口絞りを配置してもよい。

　マイクロレンズアレイ３４における単位波面分割面としての矩形状の微小屈折面は、レチクルＲ上において形成すべき照野（照明領域）の形状（ひいてはウェハＷ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状である。なお、マイクロレンズアレイ３４として、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成及び作用は、例えば米国特許第６９１３３７３号明細書に開示されている。

　マイクロレンズアレイ３４による波面分割数は比較的大きいため、マイクロレンズアレイ３４の入射面Ｐ５に形成される大局的な光強度分布と、照明瞳面ＩＰＰにおける二次光源全体の大局的な光強度分布（瞳強度分布）とが高い相関を示す。このため、マイクロレンズアレイ３４の入射面Ｐ５及び当該入射面Ｐ５と光学的に共役な面における光強度分布についても実質的に瞳強度分布と称することができる。リレー光学系２６、集光光学系３２、及びマイクロレンズアレイ３４は、ＳＬＭ２２を経た光束に基づいてマイクロレンズアレイ３４の直後の照明瞳ＩＰＰに瞳強度分布を形成する分布形成系を構成している。なお、集光光学系３２及びマイクロレンズアレイ３４、或いは集光光学系３２、マイクロレンズアレイ３４、コンデンサー光学系４２、結像光学系４６の第１レンズ群４６ａを、第２偏光制御系を介したＳＬＭ２２からの光を照明光学系の照明瞳に分布させる分布形成光学系と見なしても良い。

　マイクロレンズアレイ３４に入射した照明光ＩＬは多数の微小レンズにより二次元的に分割されて照明瞳面ＩＰＰに入射し、照明瞳面ＩＰＰには入射面Ｐ５に形成される光強度分布とほぼ同じ光強度分布でほぼ同じ偏光状態の分布を有する二次光源（多数の小さい光源からなる実質的な面光源としての瞳強度分布）が形成される。照明瞳面ＩＰＰに形成された二次光源からの光束は、コンデンサー光学系４２を介して、照明視野絞りとしてのレチクルブラインド４４を重畳的に照明する。

　レチクルブラインド４４の矩形状の開口部（光透過部）を介した光束は、第１レンズ群４６ａを経てミラーＭＲ３によりほぼ－Ｚ方向へ反射された後、第２レンズ群４６ｂによって集光されて、転写用のパターンが形成されたレチクルＲのパターン面Ｒａ（ここでは下面）の照明領域を重畳的に照明する。このとき、レンズ群４６ａ及び４６ｂよりなる結像光学系４６は、レチクルブラインド４４の矩形状開口部の像をレチクルＲのパターン面Ｒａに形成する。上述のように、偏光設定系１４、ミラーＭＲ１～ＭＲ３、リレー光学系２０，２６、ＳＬＭ２２、偏光ユニット８、集光光学系３２、マイクロレンズアレイ３４、コンデンサー光学系４２、レチクルブラインド４４、及び結像光学系４６を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。また、レチクルＲのパターン面Ｒａ（被照射面）は、照明光学系ＩＬＳのコンデンサー光学系４２及び結像光学系４６によって照明瞳面ＩＰＰに対して光学的なフーリエ変換面となっている。なお、瞳強度分布とは、照明瞳面ＩＰＰ又は照明瞳面ＩＰＰと光学的に共役な面における光強度分布（輝度分布）である。

　レチクルステージＲＳＴに保持されたレチクルＲの照明領域を透過した照明光ＩＬは、投影光学系ＰＬを介して、ウェハステージＷＳＴに保持されたウェハＷの表面の露光領域（照明領域と共役な領域）にレチクルパターンの像を形成する。投影光学系ＰＬの瞳面（入射瞳と共役な面）は照明瞳面ＩＰＰと共役であり、投影光学系ＰＬの瞳面又はその近傍の位置に開口絞りＡＳが設置されている。ウェハＷは、例えばシリコン等の半導体の円板状の基材の表面にフォトレジスト（感光剤）を数１０～２００ｎｍ程度の厚さで塗布した基板を含む。

　本実施形態の露光装置ＥＸが液浸型である場合には、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書等に開示されるように液体の供給及び回収を行う装置（不図示）によって、露光中に投影光学系ＰＬの先端のレンズとウェハＷとの間の局所的な領域に照明光ＩＬを透過する液体が供給される。
　また、レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベースの上面に、少なくともＸＹ平面内で移動可能に載置されている。レチクルステージＲＳＴの少なくとも２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測情報に基づいて、主制御装置３８がリニアモータ等を含む駆動系ＤＲＲを介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。また、ウェハステージＷＳＴは、不図示のベース部材の上面に少なくともＸＹ平面内で移動可能に載置されている。ウェハステージＷＳＴの少なくとも２次元的な位置は不図示のレーザ干渉計又はエンコーダによって計測され、この計測情報に基づいて、主制御装置３８がリニアモータ等を含む駆動系ＤＲＷを介してウェハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。

　また、本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＬを介した照明光ＩＬに基づいて、照明瞳面ＩＰＰ又は投影光学系ＰＬの瞳面における瞳強度分布及び偏光状態の分布を計測する計測装置４０を備えている。なお、計測装置４０は、瞳強度分布を計測する第１計測部と、偏光状態（例えばストークスパラメータ又はジョーンズ行列等で表される偏光状態）の分布を計測する第２計測部とを有する。計測装置４０の計測結果は主制御装置３８に供給される。なお、計測装置４０と同様の計測装置をレチクルステージＲＳＴに設け、照明光学系ＩＬＳのみの瞳強度分布及び偏光状態の分布を計測可能としてもよい。瞳強度分布の計測部として使用できる計測装置が、例えば米国特許公開第２０１０／００２０３０２号明細書に開示されている。

　ウェハＷの露光時には、主制御装置３８の制御のもとで、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬでレチクルＲを照明した状態で、投影光学系ＰＬを介してウェハＷを一括露光又は走査露光する動作と、ウェハステージＷＳＴを介してＸ方向、Ｙ方向にウェハＷを移動する動作とを繰り返すことで、ウェハＷの全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される。走査露光を行う場合には、図１（Ａ）におけるＹ方向をレチクルＲ及びウェハＷの走査方向に設定することができる。

　次に、本実施形態の露光装置ＥＸにおいて照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布及び偏光状態の分布を制御してレチクルＲを照明する照明方法、及びこの照明方法を用いる露光方法の一例につき図４のフローチャートを参照して説明する。この方法の動作は主制御装置３８によって制御される。まず、図４のステップ１０２で図１（Ａ）のレチクルステージＲＳＴにレチクルＲがロードされる。主制御装置３８は内部の記憶装置の露光データファイルからレチクルＲの照明条件（瞳強度分布及び偏光状態の分布を含む）を読み出し、その照明条件の情報を照明制御部３６に出力する。説明を簡単化するため、照明瞳面ＩＰＰ（照明瞳）には図３（Ａ）の４つの瞳領域５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ及び図３（Ｂ）の４つの瞳領域５３ｅ，５３ｆ，５３ｇ，５３ｈで光強度が大きくなり、これらの光軸ＡＸＩを囲むように周方向にほぼ等角度間隔で配置された８個の瞳領域５３ａ～５３ｈにおける光の偏光方向がそれぞれ互いに異なる方向Ａ１～Ａ８（図１（Ｄ）参照）となる瞳強度分布５３を設定するものとする。また照明瞳面ＩＰＰにおける光強度分布とリレー光学系２６の瞳面Ｐ３における光強度分布とは実質的に共役（ここでは反転した相似）であるとみなすことができるため、瞳領域５３ａ～５３ｈに対応する瞳面Ｐ３上の領域を図３（Ａ）及び（Ｂ）の瞳領域５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ及び５３ｅ，５３ｆ，５３ｇ，５３ｈとする。

　このとき、照明瞳面ＩＰＰにおける８個の偏光方向Ａ１～Ａ８別の瞳領域５３ａ～５３ｈ（照射領域）の面積及び光強度はほぼ同じであるとする。そこで、照明制御部３６は、偏光方向Ａ１～Ａ８別の瞳領域５３ａ～５３ｈの目標とする面積比に応じて、ここでは瞳領域５３ａ～５３ｈが互いに同じになるように、第１偏光制御系１６及び第２偏光制御系２８を駆動する（ステップ１０４）。この場合には、図２（Ｃ）に示すように、第２偏光制御系２８の設置面Ｐ４を通る照明光ＩＬの断面５０Ｂ内での８個の部分領域Ｃ１～Ｃ８の面積が互いに同じになるように、第１偏光制御系１６の旋光部材１８（像１９Ｐ）のＸ方向の位置、並びに第２偏光制御系２８の旋光部材３０ＡのＺ方向の位置、及び旋光部材３０Ｂ，３０ＣのＸ方向の位置が制御される。その部分領域Ｃ１～Ｃ８と共役なＳＬＭ２２のミラー要素２４のアレイの領域は図２（Ｂ）の８個の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８である。

　そして、照明制御部３６は、ＳＬＭ２２の駆動部２５を介して、８個の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８毎に、それらに属する複数のミラー要素２４の角度（直交する２軸の回りの傾斜角）を個別に設定する（ステップ１０６）。この場合、第２偏光制御系２８の部分領域Ｃ１～Ｃ８を通過した後の照明光ＩＬの偏光状態ＤＶ～ＤＶ２の照明瞳面ＩＰＰにおける偏光方向は方向Ａ１～Ａ８に対応しているため、部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８内の複数のミラー要素２４で反射される光がそれぞれ図３（Ａ）及び（Ｂ）の例えば小さい円形の瞳領域５５ａ～５５ｈ（ひいては瞳領域５３ａ～５３ｈ）内にほぼ均一に入射するように、各ミラー要素２４の角度が設定される。

　なお、より複雑な瞳強度分布を設定する場合には、例えば照明瞳面ＩＰＰ（又は瞳面Ｐ３）を格子状に複数の区画に分割し、瞳強度分布をそれぞれの区画の光強度及び偏光状態を用いて数値として表現した形式（広義のビットマップ形式）で表現することができる。ここで、空間光変調器３のミラー要素数をＭ１個とし、瞳強度分布の分割された区画数をＭ２個とすると、個々のミラー要素２４により反射されるＭ１本の光線を適当に組み合わせてＭ２個の区画に導くことで、換言すれば、Ｍ２個の区画により構成されるＭ２個の輝点上でＭ１本の光線を適当に重ね合わせることで、瞳強度分布（二次光源）が形成（設定）される。

　その後、ウェハステージＷＳＴにウェハＷがロードされ（ステップ１０８）、光源１０から照明光ＩＬの照射が開始される（ステップ１１０）。照明光ＩＬは、まず第１偏光制御系１６を通過して縦偏光ＤＶと横偏光ＤＨとの面積比が所定の値（ここでは１：３）になるように偏光状態が変換されてリレー光学系２０を介してＳＬＭ２２に入射する（ステップ１１２）。そして、ＳＬＭ２２に入射した照明光ＩＬは各ミラー要素２４によってステップ１０６で設定された角度に応じた方向に反射される（ステップ１１４）。反射された照明光ＩＬはリレー光学系２６を介して第２偏光制御系２８に入射し、部分領域Ｃ１～Ｃ８毎に設定される８個の偏光方向の成分を持つ光に変換される（ステップ１１６）。そして、第２偏光制御系２８を通過した照明光ＩＬは集光光学系３２を介してマイクロレンズアレイ３４の入射面Ｐ５、ひいては照明瞳面ＩＰＰの８個の瞳領域５３ａ～５３ｈにそれぞれ偏光方向Ａ１～Ａ８の直線偏光で入射する（ステップ１１８）。

　具体的に、図２（Ｂ）の部分アレイ領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４内の一つのミラー要素２４を代表的に図３（Ａ）の拡大したミラー要素２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｇ，２４Ｈで表し、部分アレイ領域Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８内の一つのミラー要素２４を代表的に図３（Ｂ）の拡大したミラー要素２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ，２４Ｆで表するものとする。このとき、図３（Ａ）において、ミラー要素２４Ａ，２４Ｂの反射光は縦偏光ＤＶとして瞳面Ｐ３の瞳領域５５ａ，５５ｂを通過して第２偏光制御系２８の部分領域Ｃ１，Ｃ２に入射して偏光方向が方向Ａ１，Ａ２となって、照明瞳面ＩＰＰの瞳領域５３ａ，５３ｂに入射する。また、ミラー要素２４Ｇ，２４Ｈの反射光は横偏光ＤＨとして瞳面Ｐ３の瞳領域５５ｃ，５５ｄを通過して第２偏光制御系２８の部分領域Ｃ３，Ｃ４に入射して偏光方向が方向Ａ３，Ａ４となって、照明瞳面ＩＰＰの瞳領域５３ｃ，５３ｄに入射する。

　一方、図３（Ｂ）において、ミラー要素２４Ｃ～２４Ｆの反射光は横偏光ＤＨとして瞳面Ｐ３の瞳領域５５ｅ～５５ｈを通過して第２偏光制御系２８の部分領域Ｃ５～Ｃ８に入射して、偏光方向が方向Ａ５～Ａ８となって照明瞳面ＩＰＰの瞳領域５３ｅ～５３ｈに入射する。同様に、図２（Ｂ）のＳＬＭ２２の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８内の他のミラー要素２４からの反射光もそれぞれ瞳領域５３ａ～５３ｈ内に均一な分布で入射する。これによって、所望の光強度分布及び偏光状態の分布を有する瞳強度分布５３（照明瞳）が照明瞳面ＩＰＰに形成される。その照明瞳からの照明光ＩＬで照明光学系ＩＬＳによってレチクルＲのレチクル面Ｒａが照明される。そして、その照明光ＩＬによってウェハＷが露光される（ステップ１２０）。そして、照明光ＩＬの照射が停止され、露光済みのウェハＷがアンロードされる。その後、次のウェハに露光する場合には（ステップ１２２）、動作はステップ１０８に移行して、照明瞳の形成及び露光が繰り返される。

　このように、本実施形態の照明方法及び露光方法によれば、ＳＬＭ２２及び偏光ユニット８の協働作用によりレチクルＲのパターンに対して高精度に最適化された偏光状態の分布を含む照明条件でレチクルＲを照明できるため、レチクルＲのパターンをウェハＷに高精度に露光できる。
　なお、例えば照明瞳面ＩＰＰに図１（Ｄ）のように光軸ＡＸＩを囲むように周方向に１６個の瞳領域Ｂｊ（ｊ＝１～８）を持つ瞳強度分布５２を設定し、瞳領域Ｂ１～Ｂ８内の偏光方向がＡ１～Ａ８、瞳領域Ｂ９～Ｂ１６内の偏光方向がＡ１～Ａ８となるように周方向偏光状態を設定する場合には、図２（Ｂ）のＳＬＭ２２の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８からの反射光をそれぞれ瞳領域Ｂ１，Ｂ９～Ｂ８，Ｂ１６に振り分ければよい。

　さらに、瞳領域Ｂ１～Ｂ１６内の偏光方向を、図２（Ｅ）の瞳強度分布５２Ａで示すように、光軸ＡＸＩに対して半径方向（径方向偏光状態）に設定するためには、ＳＬＭ２２の部分アレイ領域Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４からの反射光をそれぞれ瞳領域Ｂ１，Ｂ９～Ｂ８，Ｂ１６に振り分ければよい。図２（Ｅ）の分布ではさらに、光軸上の瞳領域Ｂ１７で偏光方向が方向Ａ１（縦偏光）となり、その周囲の４個の瞳領域Ｂ１８で偏光方向が方向Ａ５等の周方向偏光となっているが、これらの瞳領域Ｂ１７，Ｂ１８にはそれぞれＳＬＭ２２の対応する部分アレイ領域Ｄ１，Ｄ５内のミラー要素２４からの反射光を振り分ければよい。

　そして、図２（Ｃ）の部分領域Ｃ１～Ｃ８（ひいてはＳＬＭ２２の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８）の面積比を変化させて、部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８からの反射光をそれぞれ偏光方向がＡ１～Ａ８となる瞳領域に導くことによって、照明瞳面ＩＰＰに任意の光強度分布で任意の８個の偏光方向の分布の組み合わせを持つ照明瞳を容易に形成できる。
　上述のように本実施形態の露光装置ＥＸは、光源１０からの照明光ＩＬによりレチクル面Ｒａ（被照射面）を照明する照明光学系ＩＬＳを備えている。そして、照明光学系ＩＬＳは、配列面Ｐ１（所定面）内に配列されて個別に制御される複数のミラー要素２４を有し、照明光学系ＩＬＳの照明瞳に光強度分布を可変的に形成するＳＬＭ２２（空間光変調器）と、配列面Ｐ１と光源１０との間（ＳＬＭ２２の上流）に配置されて、複数のミラー要素２４に入射する光の偏光状態の分布を、照明光学系ＩＬＳの光軸ＡＸＩに垂直な面内の互いに直交する第１方向（Ｚ方向）及び第２方向（Ｘ方向）の直線偏光成分の通過領域５０Ａａ，５０Ａｂの面積比が可変となるように制御する第１偏光制御系１６と、配列面Ｐ１とレチクル面Ｒａとの間（ＳＬＭ２２の下流）に配置されて、複数のミラー要素２４を介してレチクル面Ｒａに向かう光の偏光状態の分布を、その第１方向又はその第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分（４５度偏光ＤＳＡ，ＤＳＢ等）を含む分布に設定可能な第２偏光制御系２８と、を備えている。また、その第１方向（Ｚ方向）の直線偏光（縦偏光ＤＶ）の光は、配列面Ｐ１に入射するときに入射面に対して偏光方向が平行（Ｐ偏光）である。

　また、照明光学系ＩＬＳを用いる照明方法は、ＳＬＭ２２の配列面Ｐ１の上流に配置された第１偏光制御系１６を用いて、複数のミラー要素２４に入射する光の偏光状態の分布を、照明光学系ＩＬＳの光軸ＡＸＩに垂直な面内の互いに直交するＺ方向及びＸ方向の直線偏光成分の通過領域の面積比が可変となるように制御するステップ１１２と、配列面Ｐ１の下流に配置された第２偏光制御系２８を用いて、複数のミラー要素２４を介してレチクル面Ｒａに向かう光の偏光状態の分布を、Ｚ方向又はＸ方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定するステップ１１６と、を含み、そのＺ方向の直線偏光（縦偏光ＤＶ）の光は、配列面Ｐ１に入射するときに入射面に対してＰ偏光である。

　このように照明光学系ＩＬＳ又は照明方法は姿勢が個別に制御される多数のミラー要素２４を有するＳＬＭ２２を用いるため、まず、瞳強度分布の形状（大きさを含む広い概念）をほぼ任意の形状に容易に設定することができ、その瞳強度分布の形状の変更に関する自由度が高い。
　さらに、照明光学系ＩＬＳは、偏光ユニット８を備えており、偏光ユニット８は、ＳＬＭ２２を介して射出される光束の偏光状態の分布を制御している。そして、偏光ユニット８は、第１偏光制御系１６及び第２偏光制御系２８を備えている。また、照明方法は偏光ユニット８を用いている。

　本実施形態の照明光学系ＩＬＳ、偏光ユニット８、又は照明方法によれば、ＳＬＭ２２の上流の第１偏光制御系１６によってＳＬＭ２２に入射する光の偏光状態を断面積の比が可変の縦偏光ＤＶと横偏光ＤＨとの分布に設定し、ＳＬＭ２２の下流の第２偏光制御系２８によってＳＬＭ２２で反射された光の偏光状態をさらに断面積の比（対応するＳＬＭ２２の部分アレイ領域Ｄ１～Ｄ８のミラー要素２４の数の比）が可変の８個の偏光方向の分布に設定している。従って、ＳＬＭ２２と２つの偏光制御系１６，２８（偏光ユニット８）との協働作用によって、光学部材の交換を伴うことなく、照明瞳の光強度分布（瞳強度分布）をほぼ任意の分布に設定できるとともに、その照明瞳内の照明光ＩＬの偏光状態を８個の偏光方向のほぼ任意の組み合わせの分布に容易に設定できる。従って、光強度分布及び偏光状態の分布の変更に関して極めて高い自由度が得られる。

　さらに、ＳＬＭ２２の配列面Ｐ１に入射する光はＰ偏光又はＳ偏光であるため、ＳＬＭ２２で反射された光が楕円偏光等になることが抑制され、より高精度に偏光状態の分布を制御できる。
　また、偏光方向の分布を設定する機構が第１偏光制御系１６及び第２偏光制御系２８に分かれており、個々の偏光制御系１６，２８内の旋光部材１８及び旋光部材３０Ａ～３０ＣをそれぞれＳＬＭ２２の配列面Ｐ１と共役な位置に高精度に設置できるため、例えば８個の偏光方向の組み合わせよりなる偏光状態の分布を高精度に設定できる。

　また、本実施形態では、ＳＬＭ２２のミラー要素２４の下流に、偏光方向を９０度回転させる旋光部材とは別の旋光部材３０Ａ～３０Ｃを配置しているため、ミラー要素２４に照射される照明光をミラー要素２４に対するＰ偏光又はＳ偏光のみとすることができる。従って、ミラー要素２４にＰ偏光でもＳ偏光でもない光が入射した際に生じる偏光状態の変動（楕円偏光化）を防止できる。

　また、本実施形態では、ＳＬＭ２２のミラー要素２４の上流に偏光方向を９０度回転する旋光部材１８を配置し、ＳＬＭ２２のミラー要素２４の下流に、偏光方向を９０度と異なる角度だけ回転する旋光部材３０Ａ～３０Ｃを配置している。このため、ＳＬＭ２２のミラー要素２４での反射で起こるＰ偏光成分とＳ偏光成分との間の位相差の変動（例えば楕円偏光化）を防止しつつ、照明瞳面で多くの偏光方向を設定できるとともに、旋光部材３０Ａ～３０Ｃが一軸結晶（例えば水晶）である場合に、その一軸結晶にミラー要素２４からの光が斜めに入射するときに生じる楕円偏光化を防止できる。

　また、本実施形態の露光装置ＥＸによれば、瞳強度分布の形状及び偏光状態の変更に関して高い自由度を有する照明光学系ＩＬＳを備え、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬでレチクルＲ及び投影光学系ＰＬを介してウェハＷを露光している。また、露光装置ＥＸによる露光方法は上記の照明方法を用いている。このため、転写すべきレチクルＲのパターンの特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで、微細パターンをウェハＷに高精度に転写することができる。

　また、本実施形態では、第１偏光制御系１６の入射光の偏光方向を制御する部材として旋光部材１８が使用されているため、ＳＬＭ２２に入射する光の偏光状態の分布を高精度に設定できる。なお、旋光部材１８の作用は入射する縦偏光ＤＶ（又は横偏光ＤＨ）の光の偏光方向を９０度変化させて射出することであるため、旋光部材１８の代わりに、例えば進相軸（又は遅相軸）の方向がＸ方向又はＺ方向に４５度で交差する方向に設定された１／２波長板を使用することもできる。さらに、光量が低下してもよい場合には、第１偏光制御系１６にＺ軸に対して例えば４５度で交差する方向に偏光した直線偏光の光を入射させて、第１領域５０ＡａにはＺ方向の直線偏光を通過させる第１偏光板を設置し、第２領域５０ＡｂにはＸ方向の直線偏光を通過させる第２偏光板を設置し、それらの第１、第２偏光板をＸ方向に一体的に移動可能としてもよい。

　また、本実施形態では第２偏光制御系２８の入射光の偏光方向を制御する部材として旋光部材３０Ａ～３０Ｃが使用されており、断面５０Ｂ内の部分領域Ｃ１～Ｃ８を通過した光の偏光方向の回転角は単に通過する光路上の旋光部材３０Ａ～３０Ｃの旋光角の和でよいため、射出される光の例えば８個の偏光方向の組み合わせを容易に設定できる。なお、旋光部材３０Ａ～３０Ｃとしても、それぞれ１／２波長板等の波長板を使用することができる。

　なお、本実施形態では、８個の偏光方向を得るために、１枚の旋光部材１８を持つ第１偏光制御系１６と３枚の旋光部材３０Ａ～３０Ｃを持つ第２偏光制御系２８とを組み合わせている。しかしながら、例えば照明瞳で４つの偏光方向（例えば縦偏光ＤＶ、横偏光ＤＨ、及び４５度偏光ＤＳＡ，ＤＳＢ）を得るのみでよい場合には、第２偏光制御系２８から例えば旋光角が２２．５度の旋光部材３０Ａを省略し、１次元方向（Ｘ方向）に移動する２枚の旋光部材３０Ｂ，３０Ｃのみを持つ第２偏光制御系と、第１偏光制御系１６とから偏光ユニットを構成してもよい。

　また、本実施形態では、第１偏光制御系１６の旋光部材１８の設置面Ｐ２はＳＬＭ２２の配列面Ｐ１とリレー光学系２０に関してほぼ共役であるが、その他の一例として、リレー光学系２０を省略して、ＳＬＭ２２に入射する平行光よりなる照明光ＩＬの光路中に第１偏光制御系１６の旋光部材１８を移動可能に設置してもよい。
　なお、上記の実施形態では次のような変形が可能である。

　まず、上記の実施形態では、偏光ユニット８は第１偏光制御系１６及び第２偏光制御系２８を備えているが、第１偏光制御系１６を省略して、第２偏光制御系２８に対応するＳＬＭ２２の下流に設置された偏光制御系のみを用いてもよい。この場合には、一例として、図２（Ｃ）の像１８Ｐの代わりに、旋光角が９０度のＸ方向の位置が可変の旋光部材を配置してもよい。このとき、ＳＬＭ２２で反射された縦偏光ＤＶの光の偏光方向の分布を、その偏光制御系を用いて、４５度偏光ＤＳＡ及びＤＳＢ又は４５度偏光ＤＳＡ，ＤＳＢ及び２２．５度の偏光ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＨ１，ＤＨ２のようなＺ方向又はＸ方向に対して斜めの方向に偏光した偏光成分を持つ偏光状態に偏光可能である。

　また、上記の実施形態では第１偏光制御系１６は１枚の可動の旋光部材１８を有し、第２偏光制御系２８は３枚の可動の旋光部材３０Ａ～３０Ｃを有する。これに対して、実質的に例えば第２偏光制御系２８の旋光部材３０Ａを第１偏光制御系１６に移すことによって、図５の変形例の照明光学系の要部に示すように、偏光ユニット８Ａを構成してもよい。図５において、偏光ユニット８Ａは、２枚の可動の矩形の平行平面板状の旋光部材１８Ａ，１８Ｂを有する第１偏光制御系１６Ａ（ＳＬＭ２２の上流側の偏光制御系）と、２枚のＸ方向に可動の旋光部材３０Ｂ，３０Ｃを有する第２偏光制御系２８Ａ（ＳＬＭ２２の下流側の偏光制御系）とを有する。２枚の旋光部材１８Ａ，１８Ｂはこの順序で＋Ｙ方向に近接して重なるように配置されているが、この順序は逆でもよい。なお、図５及び以下で参照する図６（Ａ），（Ｂ）において図３（Ａ）及び図２（Ａ）～（Ｃ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

　図６（Ａ）に示すように、第１偏光制御系１６Ａは、図１（Ａ）の偏光設定系１４から入射する縦偏光ＤＶの照明光ＩＬの断面５０ＡをＺ方向に横切るように移動する旋光部材１８Ａと、断面５０ＡをＸ方向に横切るように移動する旋光部材１８Ｂと、旋光部材１８Ａ，１８Ｂを移動させる駆動部（不図示）とを有する。一例として、第１の旋光部材１８Ａの旋光角（入射する光に対する偏光方向の回転角）は左回りに２２．５度（＝１８０度／８）で、旋光部材１８Ｂの旋光角は左回り（又は右回りに）に９０度である。なお、旋光部材１８Ａの旋光角は右回りに１５７．５度（＝１８０度－２２．５度）でもよい。

　この場合、断面５０Ａ内で素通しの領域を第１領域５０Ａａ、旋光部材１８Ｂのみを通過する領域を第２領域５０Ａｂ、旋光部材１８Ａのみを通過する領域を第３領域５０Ａｃ、旋光部材１８Ａ及び１８Ｂを通過する領域を第４領域５０Ａｄとする。旋光部材１８ＡのＺ方向の位置及び旋光部材１８ＢのＸ方向の位置を制御することによって、これら４つの領域５０Ａａ～５０Ａｄの面積比は制御可能である。また、断面５０Ａ内の領域５０Ａａ，５０Ａｂ，５０Ａｃ，及び５０Ａｂｄを通過した照明光ＩＬは、それぞれ偏光方向が縦偏光ＤＶ、横偏光ＤＨ、縦偏光ＤＶに対して左回りに２２．５度回転した偏光ＤＶ１、及び横偏光ＤＨに対して左回りに２２．５度回転した偏光ＤＨ１となって図５のＳＬＭ２２に入射する。

　この際に、縦偏光ＤＶ及び横偏光ＤＨの照明光はそれぞれＳＬＭ２２の配列面にＰ偏光及びＳ偏光として入射するため、ＳＬＭ２２の代表的に拡大して示すミラー要素２４Ａ，２４Ｇで反射された後も縦偏光ＤＶ及び横偏光ＤＨを維持している。これに対して、２２．５度の偏光ＤＶ１，ＤＨ１の照明光は、それぞれＳＬＭ２２の配列面にＰ偏光及びＳ偏光の両方の成分を持つ状態で入射する。また、上述のように、一般にミラー要素２４Ａのような反射部材では、斜めにＰ偏光又はＳ偏光以外の直線偏光の光が入射すると、偏光状態が楕円偏光等に変化する恐れがある。

　しかしながら、第１偏光制御系１６Ａを通過した後の偏光ＤＶ１，ＤＨ１の照明光は、それぞれＰ偏光又はＳ偏光からのずれが２２．５度程度の小さい状態でＳＬＭ２２の配列面に入射するため、ＳＬＭ２２で反射されるときの偏光状態の変化は比較的小さくなっている。このため、偏光ＤＶ１及びＤＨ１の状態で図５のＳＬＭ２２のミラー要素２４Ｂ，２４Ｈ（拡大して示されている）に入射した照明光は、ほぼ入射時の偏光ＤＶ１，ＤＨ１の状態を維持してリレー光学系２６に向けて反射される。

　また、図６（Ｂ）に示すように、第２偏光制御系２８Ａは、図５のＳＬＭ２２からリレー光学系２６を介して入射する照明光ＩＬの断面５０ＢをＸ方向に横切るように移動する旋光部材３０Ａ，３０Ｂと、旋光部材３０Ａ，３０Ｂを移動させる駆動部（不図示）とを有する。第１偏光制御系１６Ａの旋光部材１８Ａの旋光角が左回りに２２．５度である場合、一例として旋光部材３０Ａ及び３０Ｂの旋光角はそれぞれ左回りに４５度（又は右回りに１３５度）及び９０度（又は右回りに９０度）である。

　また、図６（Ｂ）の照明光ＩＬの断面５０Ｂは、図５のリレー光学系２０，２６を介して第１偏光制御系１６Ａにおける断面５０Ａとほぼ共役であるため、図６（Ｂ）の断面５０Ｂ内で第１偏光制御系１６Ａの旋光部材１８Ａ，１８Ｂの共役像をそれぞれ像１８ＡＰ，１８ＢＰとする。このとき、像１８ＡＰ（像１８ＢＰと重なっていない領域の像）に入射する光の偏光方向は縦偏光ＤＶに対して左回りに２２．５度であり、像１８ＢＰ（像１８ＡＰと重なっていない領域の像）に入射する光の偏光方向は横偏光ＤＨであり、像１８ＡＰのＺ方向の位置及び像１８ＢＰのＸ方向の位置は可変である。

　言い換えると、像１８ＡＰは、実質的に上記の実施形態の図２（Ｃ）の旋光角が２２．５度の場合の旋光部材３０Ａと同じ機能を持ち、像１８ＢＰは図２（Ｃ）の像１８Ｐと同じ機能を持つことになる。従って、図５の変形例の偏光ユニット８Ａを用いた場合でも、図３（Ａ）の偏光ユニット８を用いた場合と同様に、照明光ＩＬの断面５０Ｂ内の領域は入射する縦偏光ＤＶ（又は横偏光ＤＨでもよい）の照明光から２２．５度単位で変化する８個の偏光方向の光束を射出する部分領域Ｃ１～Ｃ８に分かれる。このため、この変形例においても上記の実施形態と同様に８個の偏光方向を持つ偏光状態の分布を容易に形成できる。

　また、上記の実施形態では図３（Ａ）に示すように、第２偏光制御系２８は、Ｚ方向に移動する旋光部材３０Ａと、互いに重なるように配置されてＸ方向に移動する２枚の旋光部材３０Ｂ，３０Ｃとを有する。これに対して、図７の別の変形例の照明光学系の要部で示すように、偏光ユニット８Ｂの第２偏光制御系２８Ｂを、旋光部材３０Ａと、照明光ＩＬの断面５０Ｂを横切るように同じ移動面に沿って可動の矩形の平行平面板状の２枚の旋光部材３０Ｂ，３０Ｄと、これらの旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄの駆動部（不図示）とから構成してもよい。偏光ユニット８Ｂの第１偏光制御系１６の構成は、図８（Ａ）に示すように図３（Ａ）の構成と同じである。なお、図７及び以下で参照する図８（Ａ），（Ｂ）において図３（Ａ）及び図２（Ａ）～（Ｃ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

　図８（Ｂ）に示すように、第２偏光制御系２８Ｂの駆動部（不図示）は、図７のＳＬＭ２２からリレー光学系２６を介して供給される照明光ＩＬの断面５０Ｂに対して、第１の旋光部材３０ＡをＺ方向（短辺方向）に平行移動し、第２の旋光部材３０ＢをＸ方向（長辺方向）に平行移動し、旋光部材３０Ｂの移動面に旋光部材３０Ｂに対してＸ方向に対向するように配置された第３の旋光部材３０Ｄを、その移動面に沿ってＸ方向に移動する。そして、一例として、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄの旋光角をそれぞれ左回りに２２．５度（＝１８０度／８）、４５度、及び４５度に設定する。

　また、図８（Ｂ）において、第１偏光制御系１６の旋光部材１８の像を像１８Ｐとする。このとき、第１偏光制御系１６の断面５０Ａに入射する照明光ＩＬを縦偏光ＤＶとすると、旋光部材１８の旋光角は９０度であるため、断面５０Ｂの像１８Ｐの部分に入射する照明光ＩＬは横偏光ＤＨ（縦偏光ＤＶから偏光方向が９０度回転した偏光）となっている。また、断面５０Ｂ内で、素通しの部分を第１部分領域Ｃ１、旋光部材３０Ａだけがある部分を第２部分領域Ｃ２、旋光部材３０Ｄだけがある部分を第３部分領域Ｃ２、旋光部材３０Ａ，３０Ｄだけが重なる部分を第４部分領域Ｃ２、像１８Ｐだけがある部分を第５部分領域Ｃ５、旋光部材３０Ａ及び像１８Ｐだけが重なる部分を第６部分領域Ｃ４、旋光部材３０Ｂ及び像１８Ｐだけが重なる部分を第７部分領域Ｃ２、旋光部材３０Ａ，３０Ｂ及び像１８Ｐが重なる部分を第８部分領域Ｃ８と呼ぶ。なお、この変形例では、旋光部材３０Ｂ及び３０ＤのＺ方向に平行なエッジ部が接触することはあっても、旋光部材３０Ｂ及び３０Ｄの一部が重なることはない。

　このとき、断面５０Ｂ内の８個の部分領域Ｃ１～Ｃ８の面積比は可変である。そして、図８（Ｂ）において、断面５０Ｂ内の部分領域Ｃ１に入射する照明光ＩＬが縦偏光ＤＶであるとすると、部分領域Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，及びＣ８を通過した後の照明光ＩＬの偏光方向は、縦偏光ＤＶに対してそれぞれ左回りに２２．５度、４５度、６７．５度、９０度、１１２．５度、１３５度、及び１５７．５度だけ回転している。従って、この変形例においても、第１偏光制御系１６と第２偏光制御系２８Ｂとを組み合わせた偏光ユニット８Ｂを用いることによって、照明瞳において８個の互いに異なる偏光方向の分布を容易に形成できる。

　次に、第２の実施形態につき図９～図１０（Ｂ）を参照して説明する。上記の実施形態及びその変形例において、第１偏光制御系１６～１６Ｂでは、照明光ＩＬの断面５０Ａ内の複数の部分領域を通過した光の偏光状態は互いに異なっている。これに対して、本実施形態では、断面５０Ａ内の複数の部分領域を通過した光の中に同じ偏光状態の光がある点が異なっている。

　図９は、本実施形態の照明光学系の要部を示す。なお、図９及び以下で参照する図１０（Ａ），（Ｂ）において図３（Ａ）及び図２（Ａ）～（Ｃ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図９において、本実施形態の偏光ユニット８Ｃは、２枚の重なった状態で可動の矩形の平行平面板状の旋光部材１８Ｂ，１８Ｃを有する第１偏光制御系１６Ｃ（ＳＬＭ２２の上流側の偏光制御系）と、Ｚ方向に可動の旋光部材３０Ａ及びＸ方向に可動の旋光部材３０Ｂを有する第２偏光制御系２８Ｃ（ＳＬＭ２２の下流側の偏光制御系）とを有する。２枚の旋光部材１８Ｂ，１８Ｃはこの順序で＋Ｙ方向に近接して重なるように配置されているが、この順序は逆でもよい。

　図１０（Ａ）に示すように、第１偏光制御系１６Ｃは、図１（Ａ）の偏光設定系１４から入射する縦偏光ＤＶの照明光ＩＬの断面５０ＡをＸ方向に横切るように移動する第１の旋光部材１８Ｂと、旋光部材１８Ｂに近接して断面５０ＡをＸ方向に横切るように移動する第２の旋光部材１８Ｃと、旋光部材１８Ｂ，１８Ｃを移動させる駆動部（不図示）とを有する。一例として、旋光部材１８Ｂ及び１８Ｃの旋光角（入射する光に対する偏光方向の回転角）は、それぞれ左回りに（又は右回りに）９０度である。

　この場合、断面５０ＡをＸ方向（長手方向）に、素通しの矩形の第１領域５０Ａａ、旋光部材１８Ｂだけを通過する矩形の第２領域５０Ａｂ、及び旋光部材１８Ｂ及び１８Ｃを通過する矩形の第３領域５０Ａｃに区画できる。旋光部材１８Ｂ，１８ＣのＸ方向の位置を制御することで、３つの領域５０Ａａ，５０Ａｂ，５０Ａｃの面積比は任意の比に設定できる。また、断面５０Ａに入射する照明光ＩＬが縦偏光ＤＶ（Ｚ方向に偏光した光）であるとすると、断面５０Ａ内の領域５０Ａａ，５０Ａｂ，及び５０Ａｃを通過した光は、それぞれ偏光方向が縦偏光ＤＶ、横偏光ＤＨ、及び縦偏光ＤＶとなって図９のリレー光学系２０を介してＳＬＭ２２の第１領域Ｐ１ｂ、第２領域Ｐ１ｂ、及び第３領域Ｐ１ｃに入射する。

　Ｐ偏光又はＳ偏光の光は反射部材で反射されるときに偏光状態がほとんど変化しないため、領域Ｐ１ｂ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ内の複数のミラー要素２４Ａ等（拡大して表されている）で反射された照明光ＩＬは、それぞれ縦偏光ＤＶ、横偏光ＤＨ、及び縦偏光ＤＶの状態を維持してリレー光学系２６を介して第２偏光制御系２８Ｃに入射する。
　また、図１０（Ｂ）に示すように、第２偏光制御系２８Ｂは、リレー光学系２６を介して入射する照明光ＩＬの断面５０ＢをそれぞれＺ方向及びＸ方向に横切るように移動する旋光部材３０Ａ及び３０Ｂと、旋光部材３０Ａ，３０Ｂを移動させる駆動部（不図示）とを有する。一例として旋光部材３０Ａ及び３０Ｂの旋光角はそれぞれ左回りに２２．５度及び４５度である。さらに、図１０（Ｂ）の照明光ＩＬの断面５０Ｂは、図９のリレー光学系２０，２６を介して第１偏光制御系１６Ｃにおける断面５０Ａとほぼ共役であるため、図１０（Ｂ）の断面５０Ｂ内で第１偏光制御系１６Ｃの旋光部材１８Ｂ，１８Ｃの共役像をそれぞれ像１８ＢＰ，１８ＣＰとする。このとき、像１８ＢＰ（像１８ＣＰと重なっていない領域の像）に入射する光の偏光方向は横偏光ＤＨであり、像１８ＣＰ（必ず像１８ＢＰと重なっている領域）に入射する光の偏光方向は縦偏光ＤＶ（ここでは横偏光ＤＨを９０度回転した偏光）である。

　言い換えると、本実施形態において、第２偏光制御系２８Ｃの断面５０Ｂ内の像１８ＢＰは、実質的に上記の実施形態の図２（Ｃ）の像１８Ｐと同じ機能を持ち、像１８ＣＰは図２（Ｃ）の旋光角が９０度の場合の旋光部材３０Ｃと同じ機能を持つことになる。従って、偏光ユニット８Ｃを用いた場合でも、図３（Ａ）の偏光ユニット８を用いた場合と同様に、照明光ＩＬの断面５０Ｂ内の領域は入射する縦偏光ＤＶ（又は横偏光ＤＨでもよい）の照明光から２２．５度単位で変化する８個の偏光方向の光束を射出する部分領域Ｃ１～Ｃ８（図１０（Ｂ）参照）に分かれる。このため、本実施形態においても上記の実施形態と同様に８個の偏光方向を持つ偏光状態の分布を容易に形成できる。

　このように本実施形態の照明光学系は、ＳＬＭ２２と、ＳＬＭ２２の複数のミラー要素の配列面Ｐ１と光源１０との間に配置されて、ミラー要素２４に入射する光の偏光状態の分布を、その照明光学系の光軸ＡＸＩに垂直な面内の互いに直交するＺ方向（第１方向）及びＸ方向（第２方向）のうちのＸ方向に平行な配置方向に沿って順に面積比が可変となるように配置された第１、第２、及び第３領域５０Ａａ，５０Ａｂ，５０Ａｃを通過した後の光の偏光方向がそれぞれＺ方向、Ｘ方向、及びＺ方向となるように制御する第１偏光制御系１６Ｃを備えている。この第１偏光制御系１６Ｃを用いることによって、領域５０Ａａ，５０Ａｂ，５０Ａｃを通過した光の偏光状態はＳＬＭ２２で反射された後もほとんど変化しないため、ＳＬＭ２２の面積が可変の３つの領域Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃで反射された偏光方向がＺ方向、Ｘ方向、及びＺ方向の光を用いて照明瞳面ＩＰＰに様々な偏光状態の分布を高精度に容易に形成できる。

　ところで、上述の各実施形態においては、偏光ユニット８～８ＣのＳＬＭ２２の下流側の第２偏光制御系２８～２８Ｃの旋光部材３０Ａ～３０Ｄには、光軸ＡＸＩに対して斜めに入射する（旋光部材３０Ａ～３０Ｄに対して垂直入射しない）光が存在する。この場合、水晶により形成された旋光部材３０Ａ等に垂直入射した直線偏光の光は直線偏光状態を維持しつつ偏光方向だけが変化するが、旋光部材３０Ａ等に斜め入射した直線偏光の光は入射角に応じて楕円偏光化して射出される。これは、旋光部材３０Ａ等に斜め入射した光は水晶の結晶光学軸に対して斜めに進行するため、結晶光学軸に垂直な面内の直交する２つの偏光成分に位相差が付与されるからである。

　そこで、そのように光軸ＡＸＩに対して斜めに旋光部材３０Ａ等に入射することによる楕円偏光化を抑制するために、旋光部材３０Ａに代えて、例えば右回り旋光性材料（右水晶）で形成された第１旋光部材と、第１旋光部材の射出側に隣接して配置された左回り旋光性材料（左水晶）から形成された第２旋光部材とを備えた旋光部材を用いるようにしてもよい。この場合、第１旋光部材に斜め入射した例えば縦偏光の光は楕円偏光に変換された後、第２旋光部材により直線偏光に戻されて射出されるため、斜め入射の影響を軽減できる。

　なお、ＳＬＭ２２の上流側の第１偏光制御系１６～１６Ｃの旋光部材１８等には照明光ＩＬがほぼ垂直入射するため、旋光部材１８等を通過した光の偏光方向は所望の方向に正確に設定される。
　また、そのように右回り旋光性材料と左回り旋光性材料（左水晶）とを組み合わせる他に、ＳＬＭ２２の配列面Ｐ１の光学的なフーリエ変換面であるリレー光学系２６の瞳面Ｐ３の位置又はその近傍に、入射位置に応じて異なる位相差を入射光に与える位相差付与部材を配置する構成も可能である。

　また、上述の実施形態では、偏光ユニット８～８Ｃの第１偏光制御系１６Ｃの旋光部材１８Ｂ，１８Ｃ等及び第２偏光制御系２８の旋光部材３０Ａ～３０Ｃ等を互いに隣接するように配置している。しかしながら、これに限定されることなく、例えば旋光部材１８Ｂと１８Ｃとの間、及び／又は旋光部材３０と３０Ｂ，３０Ｃとの間等にリレー光学系を配置して、旋光部材１８Ｂ，１８Ｃ、及び／又は旋光部材３０Ａ～３０Ｃを互いに光学的に共役にする構成も可能である。

　上述の実施形態では、旋光部材１８，旋光部材３０Ａ～３０Ｃ等が水晶により形成されている。しかしながら、これに限定されることなく、旋光性を有する他の適当な光学材料を用いて旋光部材を形成することもできる。
　上述の実施形態では、偏光ユニット８～８Ｃの第１偏光制御系１６～１６Ｃ及び第２偏光制御系２８～２８Ｃを構成する光学素子（旋光部材等）の外形形状、数、配置、光学的特性などについては様々な形態が可能である。例えば、入射光を所定の偏光状態の光に変化させる波長板を用いて偏光制御系１６，２８等を構成したり、入射光から所定の偏光状態の光を選択して射出する偏光子を用いて偏光制御系１６，２８等を構成したりすることが可能である。また、偏光制御系１６，２８が有する光学素子（旋光部材等）を交換する構成と組み合わせても良い。

　また、上述の実施形態では、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー要素２４を有するＳＬＭ２２として、二次元的に配列された複数の反射面の角度を個別に制御可能な空間光変調器を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば二次元的に配列された複数の反射面の高さ（位置）を個別に制御可能な空間光変調器を用いることもできる。このような空間光変調器としては、たとえば米国特許第５，３１２，５１３号公報、並びに米国特許第６，８８５，４９３号公報の図１ｄに開示される空間光変調器を用いることができる。

　上述の実施形態では、ＳＬＭ２２が所定面内で二次元的に配列された複数のミラー要素２４を備えているが、これに限定されることなく、所定面内に配列されて個別に制御される複数の透過光学要素を備えた透過型の空間光変調器を用いることもできる。
　上述の実施形態において、旋光部材３０Ａ～３０Ｃ等は入射する直線偏光の偏光方向を２２．５度単位又は４５度単位で回転させるものであったが、偏光方向の回転角は２２．５度又は４５度単位ではなく、さらに微細な角度単位で設定してもよい。

　また、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図１１に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたレチクル（マスク）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウェハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置（露光方法）によりレチクルのパターンを基板（感光基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。

　言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置ＥＸ（露光方法）を用いてレチクルのパターンの像を基板（ウェハ）に転写することと、そのパターンの像が転写されたその基板をそのパターンの像に基づいて加工すること（ステップ２２４の現像、エッチング等）とを含んでいる。この際に、上記の実施形態によれば、偏光状態を含むレチクルの照明条件を高精度に最適化でき、レチクルのパターンを高精度に基板に露光できるため、電子デバイスを高精度に製造できる。

　また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。

　また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク（ウェハ）を照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク（ウェハ）以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。
　また、上記の実施形態の露光装置は、偏光ユニット及び複数のレンズ等から構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより製造することができる。なお、その露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

　また、本願では、以下に示す特許請求の範囲としても良い。
請求項１
　光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、前記照明光学系の照明瞳に光強度分布を可変的に形成する空間光変調器と、
　前記所定面と前記光源との間に配置されて、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記照明光学系の光軸に垂直な面内の互いに直交する第１方向及び第２方向の直線偏光成分の通過領域の面積比が可変となるように制御する第１の偏光制御部と、
　前記所定面と前記被照射面との間に配置されて、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定可能な第２の偏光制御部と、を備え、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であることを特徴とする照明光学系。
請求項２
　前記第２の偏光制御部は、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
請求項３
　前記第２の偏光制御部は、前記照明光学系の光路中において前記所定面と光学的に共役な位置に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明光学系。
請求項４
　前記第１の偏光制御部は、前記光源から前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に平行な配置方向に沿って順に面積比が可変となるように配置された第１、第２、及び第３領域を通過した後の光の偏光方向がそれぞれ前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向となるように制御することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項５
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項４に記載の照明光学系。
請求項６
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、それぞれ前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２及び第３の角度だけ回転させる第２及び第３の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項７
　光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、前記照明光学系の照明瞳に光強度分布を可変的に形成する空間光変調器と、
　前記所定面と前記光源との間に配置されて、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記照明光学系の光軸に垂直な面内の互いに直交する第１方向及び第２方向のうちの一方に平行な配置方向に沿って順に面積比が可変となるように配置された第１、第２、及び第３領域を通過した後の光の偏光方向がそれぞれ前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向となるように制御する第１の偏光制御部と、を備え、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であることを特徴とする照明光学系。
請求項８
　前記第１の偏光制御部は、前記配置方向に移動可能に配置されて、入射する光の偏光方向を９０度変化させるための、旋光性を有する旋光部材又は波長板よりなる第１部材と、
　前記第１部材に近接して前記配置方向に移動可能に配置されて、入射する光の偏光方向を９０度変化させるための、旋光性を有する旋光部材又は波長板よりなる第２部材と、を有することを特徴とする請求項７に記載の照明光学系。
請求項９
　前記所定面と前記被照射面との間に配置されて、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定可能な第２の偏光制御部を備え、
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の照明光学系。

請求項１０
　光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、前記照明光学系の照明瞳に光強度分布を可変的に形成する空間光変調器と、
　前記所定面と前記被照射面との間に配置されて、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記照明光学系の光軸に垂直な面内の互いに直交する第１方向及び第２方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定可能な第１の偏光制御部と、を備え、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向に対応する方向であることを特徴とする照明光学系。
請求項１１
　前記第１の偏光制御部は、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項１０に記載の照明光学系。
請求項１２
　前記所定面と前記光源との間に配置されて、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記第１方向及び第２方向に対応する２つの方向の直線偏光成分の通過領域の面積比が可変となるように制御する第２の偏光制御部を備えることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の照明光学系。
請求項１３
　前記第１の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に平行な第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項１０～１２のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項１４
　前記所定面と前記所定面と光学的に共役な位置との間に配置されたリレー光学系をさらに備えたことを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項１５
　オプティカルインテグレータを備え、
　前記所定面と前記被照射面との間に配置された偏光制御部は、前記空間光変調器と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項１６
　前記照明瞳において、互いに異なる少なくとも８個の方向に直線偏光した光を組み合わせて光強度分布を設定可能であることを特徴とする請求項１～１５のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項１７
　照明光路に対して挿脱自在な非偏光化素子を備えたことを特徴とする請求項１～１６のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項１８
　前記空間光変調器は、前記所定面内で二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項１～１７のいずれか一項に記載の照明光学系。
請求項１９
　前記複数のミラー要素のうちの前記所定面上の第１領域に位置するミラー要素の群を第１ミラー要素群とし、前記複数のミラー要素のうちの前記第１領域とは異なる前記所定面上の第２領域に位置するミラー要素の群を第２ミラー要素群とするとき、前記駆動部は、前記第１ミラー要素群を経た光が前記所定面の光学的なフーリエ変換面上の第１瞳領域へ導かれるように前記第１ミラー要素群を制御駆動し、且つ前記第２ミラー要素群を経た光が前記所定面の光学的なフーリエ変換面上の第２瞳領域へ導かれるように前記第２ミラー要素群を制御駆動することを特徴とする請求項１８に記載の照明光学系。

請求項２０
　前記所定面と前記被照射面との間に配置された偏光制御部は、前記第１ミラー要素群を経た第１部分光束に作用を及ぼすことなく、前記第２ミラー要素群を経た第２部分光束の偏光状態を変化させるために、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項１９に記載の照明光学系。
請求項２１
　所定のパターンを照明するための請求項１～２０のいずれか一項に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
請求項２２
　請求項２１に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むデバイス製造方法。
請求項２３
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器を介して射出される光束の偏光状態の分布を制御する偏光ユニットであって、
　前記複数の光学要素に入射する光束の光路に配置されて、前記光束の偏光状態の分布を、前記光束の断面内の互いに直交する第１方向及び第２方向の直線偏光成分の通過領域の面積比が可変となるように制御する第１の偏光制御部と、
　前記複数の光学要素からの光束の光路に配置されて、前記光束の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定可能な第２の偏光制御部と、を備え、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光束が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であることを特徴とする偏光ユニット。
請求項２４
　前記第２の偏光制御部は、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項２３に記載の偏光ユニット。
請求項２５
　前記第１の偏光制御部は、前記光束の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に平行な配置方向に沿って順に面積比が可変となるように配置された第１、第２、及び第３領域を通過した後の光の偏光方向がそれぞれ前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向となるように制御することを特徴とする請求項２３又は２４に記載の偏光ユニット。
請求項２６
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項２５に記載の偏光ユニット。
請求項２７
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、それぞれ前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２及び第３の角度だけ回転させる第２及び第３の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項２３～２５のいずれか一項に記載の偏光ユニット。
請求項２８
　光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、照明光学系の照明瞳に光強度分布を可変的に形成する空間光変調器の前記所定面と前記光源との間に配置された第１の偏光制御部を用いて、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記照明光学系の光軸に垂直な面内の互いに直交する第１方向及び第２方向の直線偏光成分の通過領域の面積比が可変となるように制御することと、
　前記所定面と前記被照射面との間に配置された第２の偏光制御部を用いて、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定することと、を含み、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であることを特徴とする照明方法。
請求項２９
　前記第２の偏光制御部は、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項２８に記載の照明方法。

請求項３０
　前記第２の偏光制御部は、前記照明光学系の光路中において前記所定面と光学的に共役な位置に配置されることを特徴とする請求項２８又は２９に記載の照明方法。
請求項３１
　前記第１の偏光制御部は、前記光源から前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に平行な配置方向に沿って順に面積比が可変となるように配置された第１、第２、及び第３領域を通過した後の光の偏光方向がそれぞれ前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向となるように制御することを特徴とする請求項２８～３０のいずれか一項に記載の照明方法。
請求項３２
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項３１に記載の照明方法。
請求項３３
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、それぞれ前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２及び第３の角度だけ回転させる第２及び第３の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項２８～３１のいずれか一項に記載の照明方法。
請求項３４
　光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、照明光学系の照明瞳に光強度分布を可変的に形成する空間光変調器の前記所定面と前記光源との間に配置された第１の偏光制御部を用いて、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記照明光学系の光軸に垂直な面内の互いに直交する第１方向及び第２方向のうちの一方に平行な配置方向に沿って順に面積比が可変となるように配置された第１、第２、及び第３領域を通過した後の光の偏光方向がそれぞれ前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向となるように制御することを含み、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であることを特徴とする照明方法。
請求項３５
　前記第１の偏光制御部は、前記配置方向に移動可能に配置されて、入射する光の偏光方向を９０度変化させるための、旋光性を有する旋光部材又は波長板よりなる第１部材と、
　前記第１部材に近接して前記配置方向に移動可能に配置されて、入射する光の偏光方向を９０度変化させるための、旋光性を有する旋光部材又は波長板よりなる第２部材と、を有することを特徴とする請求項３４に記載の照明方法。
請求項３６
　前記所定面と前記被照射面との間に配置された第２の偏光制御部を用いて、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定することを含み、
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項３４又は３５に記載の照明方法。
請求項３７
　光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、照明光学系の照明瞳に光強度分布を可変的に形成する空間光変調器の前記所定面と前記被照射面との間に配置された第１の偏光制御部を用いて、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記照明光学系の光軸に垂直な面内の互いに直交する第１方向及び第２方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定することを含み、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向に対応する方向であることを特徴とする照明方法。
請求項３８
　前記第１の偏光制御部は、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項３７に記載の照明方法。
請求項３９
　請求項２８～３８のいずれか一項に記載の照明方法を用いて所定のパターンを照明し、
　前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光方法。

請求項４０
　請求項３９に記載の露光方法を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むデバイス製造方法。
　また、本願に記載した上記公報、各国際公開パンフレット、米国特許、又は米国特許出願公開明細書における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
　なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

　ＥＸ…露光装置、ＩＬＳ…照明光学系、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、８…偏光ユニット、１０…光源、１６…第１偏光制御系、１８…旋光部材、２０，２６…リレー光学系、２２…空間光変調器（ＳＬＭ）、２８…第２偏光制御系、３０Ａ～３０Ｃ…旋光部材、３４…マイクロレンズアレイ、３６…照明制御部

Claims

　光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　前記光源からの光の一部を第１の偏光状態にして射出する第１偏光部と、
　個別に制御される複数の光学要素を有し、前記第１偏光部からの光を射出する空間光変調器と、
　前記空間光変調器を介した前記第１偏光部からの光の一部を、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にする第２偏光部とを備えることを特徴とする照明光学系。
　前記第１の偏光状態は、前記空間光変調器に入射する光の入射面に平行な方向および該入射面に垂直な方向のうち少なくとも一方向の偏光方向の直線偏光であることを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
　前記第２の偏光状態は、前記平行な方向又は前記垂直な方向に対応する方向に対して斜めに交差する方向の直線偏光であることを特徴とする請求項２に記載の照明光学系。
　前記第１偏光部は、前記第１方向の偏光方向の直線偏光光及び前記第２方向の偏光方向の直線偏光光とを前記所定面に導くことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の照明光学系。
　前記入射面または前記入射面と平行な面において光束を偏向する偏向部材を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の照明光学系。
　前記偏向部材で偏向された光が前記空間光変調器に導かれることを特徴とする請求項５に記載の照明光学系。
　前記第１偏光部は、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記第１方向の直線偏光成分の通過領域の面積と前記第２方向の直線偏光成分の通過領域の面積との比が可変となるように制御する第１の偏光制御部を備えることを特徴とする請求項４に記載の照明光学系。
　前記第２偏光部は、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記第３方向の直線偏光成分の通過領域の面積と、前記第３方向とは異なる偏光成分の通過領域との面積との比が可変となるように制御する第２の偏光制御部を備えることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の照明光学系。
　前記第２の偏光制御部は、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項８に記載の照明光学系。
　前記第２の偏光制御部は、前記照明光学系の光路中において前記所定面と光学的に共役な位置に配置されることを特徴とする請求項８又は９に記載の照明光学系。
　前記第１の偏光制御部は、前記所定面において前記第１方向又は前記第２方向に平行な方向に沿って配置された第１、第２、及び第３領域のそれぞれの偏光方向が前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向となるように制御することを特徴とする請求項６に記載の照明光学系。
　前記第２偏光部は、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記第３方向の直線偏光成分の通過領域の面積と、前記第３方向とは異なる偏光成分の通過領域との面積との比が可変となるように制御する第２の偏光制御部を備え、
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項１１に記載の照明光学系。
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、それぞれ前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２及び第３の角度だけ回転させる第２及び第３の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項７～１０のいずれか一項に記載の照明光学系。
　光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
　前記照明光学系の光軸に垂直な面において互いに直交する第１方向及び第２方向の偏光方向の直線偏光光を前記空間光変調器へ導く第１偏光部と、
を備え、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であり、
　前記第１偏光部は、前記所定面において前記第１方向及び第２方向のうちの一方に平行な方向に沿って配置された第１、第２、及び第３領域のそれぞれの偏光方向が前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向となるように制御する第１の偏光制御部を備えることを特徴とする照明光学系。
　前記第１の偏光制御部は、前記配置方向に移動可能に配置されて、入射する光の偏光方向を９０度変化させるための、旋光性を有する旋光部材又は波長板よりなる第１部材と、
　前記第１部材に近接して前記配置方向に移動可能に配置されて、入射する光の偏光方向を９０度変化させるための、旋光性を有する旋光部材又は波長板よりなる第２部材と、を有することを特徴とする請求項１４に記載の照明光学系。
　前記所定面と前記被照射面との間に配置されて、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光成分を含む分布に設定可能な第２の偏光制御部を備え、
　前記第２の偏光制御部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の照明光学系。
　光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
　所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器と、
　前記空間光変調器を介した前記第１偏光部からの光の少なくとも一部を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光にする第１偏光部と、
を備え、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向に対応する方向であることを特徴とする照明光学系。
　前記第１偏光部は、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項１７に記載の照明光学系。
　前記所定面と前記光源との間に配置されて、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記第１方向及び第２方向に対応する２つの方向の直線偏光成分の通過領域の面積比が可変となるように制御する第２偏光部を備えることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の照明光学系。
　前記第１偏光部は、
　その設置面において、前記第１方向又は前記第２方向に平行な第１移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材と、
　前記設置面の近傍の面において、前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動可能に配置されて、前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材と、を有することを特徴とする請求項１７～１９のいずれか一項に記載の照明光学系。
　前記入射面または前記入射面と平行な面において光束を偏向して前記空間光変調器へ導く偏向部材を備えることを特徴とする請求項１４乃至２０の何れか一項に記載の照明光学系。
　前記所定面と前記所定面と光学的に共役な位置との間に配置されたリレー光学系をさらに備えたことを特徴とする請求項１～２１のいずれか一項に記載の照明光学系。
　オプティカルインテグレータを備え、前記第２偏光部を介した前記複数の光学要素からの光を前記照明光学系の照明瞳に分布させる分布形成光学系を有し、
　前記所定面と前記被照射面との間に配置された偏光制御部は、前記空間光変調器と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項１～２２のいずれか一項に記載の照明光学系。
　前記第２偏光部を介した前記複数の光学要素からの光を前記照明光学系の照明瞳に分布させる分布形成光学系を有し、
　前記照明瞳において、互いに異なる少なくとも８個の方向に直線偏光した光を組み合わせて光強度分布を設定可能であることを特徴とする請求項１～２３のいずれか一項に記載の照明光学系。
　照明光路に対して挿脱自在な非偏光化素子を備えたことを特徴とする請求項１～２４のいずれか一項に記載の照明光学系。
　前記空間光変調器は、前記所定面内で二次元的に配列された複数のミラー要素と、該複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項１～２５のいずれか一項に記載の照明光学系。
　前記複数のミラー要素のうちの前記所定面上の第１領域に位置するミラー要素の群を第１ミラー要素群とし、前記複数のミラー要素のうちの前記第１領域とは異なる前記所定面上の第２領域に位置するミラー要素の群を第２ミラー要素群とするとき、前記駆動部は、前記第１ミラー要素群を経た光が前記所定面の光学的なフーリエ変換面上の第１瞳領域へ導かれるように前記第１ミラー要素群を制御駆動し、且つ前記第２ミラー要素群を経た光が前記所定面の光学的なフーリエ変換面上の第２瞳領域へ導かれるように前記第２ミラー要素群を制御駆動することを特徴とする請求項２６に記載の照明光学系。
　前記所定面と前記被照射面との間に配置された偏光制御部は、前記第１ミラー要素群を経た第１部分光束に作用を及ぼすことなく、前記第２ミラー要素群を経た第２部分光束の偏光状態を変化させるために、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材を有することを特徴とする請求項２６に記載の照明光学系。
　所定のパターンを照明するための請求項１～２８のいずれか一項に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
　請求項２９に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むデバイス製造方法。
　光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、
　前記光源からの光の一部を第１の偏光状態にして、個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器に導くことと、
　前記複数の光学要素からの光の一部を、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にすることと、
を含む照明方法。
　前記第１の偏光状態は、前記空間光変調器に入射する光の入射面に平行な方向および該入射面に垂直な方向のうち少なくとも一方向の偏光方向の直線偏光であることを特徴とする請求項３１に記載の照明方法。
　前記複数の光学要素に導くことは、前記平行な方向の偏光方向の直線偏光光及び前記垂直な方向の偏光方向の直線偏光光とを前記所定面に導くことを特徴とする請求項３２に記載の照明方法。
　前記複数の光学要素に導くことは、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記平行な方向の直線偏光成分の通過領域の面積と前記垂直な方向の直線偏光成分の通過領域の面積との比が可変となるように制御することを備えることを特徴とする請求項３３に記載の照明方法。
　前記平行な方向及び前記垂直な方向のうち一方の方向第１方向とし、他方を第２の方向とするとき、前記複数の光学要素に導くことは、前記所定面において前記第１方向又は前記第２方向に平行な方向に沿って配置された第１、第２、及び第３領域のそれぞれの偏光方向が前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向とすることを特徴とする請求項３２～３４のいずれか一項に記載の照明方法。
　前記第２の偏光状態は、前記平行な方向又は前記垂直な方向に対応する方向に対して斜めに交差する方向の直線偏光であることを特徴とする請求項３２～３５のいずれか一項に記載の照明方法。
　前記交差する方向の直線偏光にすることは、
　偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材に前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光を通過させることと、
　光の偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材に前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光を通過させることと、を有し、
　前記第１の旋光部材の設置面と前記第２の旋光部材の設置面とは互いに隣接することを特徴とする請求項３６に記載の照明方法。
　前記第１の旋光部材を前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動させることと、
　前記第２の旋光部材を前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動させることと、を有することを特徴とする請求項３７に記載の照明方法。
　前記交差する方向の直線偏光にすることは、前記複数の光学要素を介して前記被照射面に向かう光の偏光状態の分布を、前記交差する方向の直線偏光成分の通過領域の面積と、前記交差する方向とは異なる偏光成分の通過領域との面積との比が可変となるように制御することを備えることを特徴とする請求項３６～３８のいずれか一項に記載の照明方法。
　前記交差する方向の直線偏光にすることは、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材に前記被照射面に向かう光を通過させることを有することを特徴とする請求項３６～３９のいずれか一項に記載の照明方法。
　前記交差する方向の直線偏光にすることは、前記照明光学系の光路中における前記所定面と光学的に共役な位置で前記交差する方向の直線偏光にすることを特徴とする請求項３６～４０のいずれか一項に記載の照明方法。
　前記交差する方向の直線偏光にすることは、
　偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材に前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光を通過させることと、
　偏光方向を第２及び第３の角度だけ回転させる第２及び第３の旋光部材に前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光を通過させることと、
　前記第１の旋光部材を前記平行な方向又は前記垂直な方向に対応する第１移動方向に移動させることと、
　前記第２の旋光部材を前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動させることと、を有することを特徴とする請求項３６～４１のいずれか一項に記載の照明方法。
　前記入射面または前記入射面と平行な面において光束を偏向することを備えることを特徴とする請求項３１～４２のいずれか一項に記載の照明方法。
　前記偏向された光を前記空間光変調器に導くことを含むこと特徴とする請求項４３に記載の照明方法。
　光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、
　前記光の進行方向を横切る所定面内において互いに直交する第１方向及び第２方向の偏光方向の直線偏光光を、前記所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素へ導くことを含み、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向であり、
　前記複数の光学要素に導くことは、前記所定面において前記第１方向又は前記第２方向に平行な方向に沿って配置された第１、第２、及び第３領域のそれぞれの偏光方向が前記第１方向、前記第２方向、及び前記第１方向とすることを特徴とする照明方法。
　前記複数の光学要素に導くことは、前記複数の光学要素に入射する光の偏光状態の分布を、前記第１方向の直線偏光成分の通過領域の面積と前記第２方向の直線偏光成分の通過領域の面積との比が可変となるように制御することを備えることを特徴とする請求項４５に記載の照明方法。
　前記複数の光学要素に導くことは、旋光性を有する旋光部材又は波長板を有する第１部材を用いて該第１部材に入射する光の偏光方向を９０度変化させることと、
　旋光性を有する旋光部材又は波長板を有する第２部材を用いて該第２部材に入射する光の偏光方向を９０度変化させることと、を有し、
　前記第１部材の設置面と前記第２部材の設置面とは互いに隣接することを特徴とする請求項４５又は４６に記載の照明方法。
　前記複数の光学要素に導くことは、前記第１部材と前記第２部材との少なくとも一方を、前記第１方向又は前記第２方向に平行な方向に沿って移動させることを備えることを特徴とする請求項４７に記載の照明方法。
　前記複数の光学要素からの光の少なくとも一部を、前記第１方向又は前記第２方向に対応する方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光にすることを含み、
　前記３方向の直線偏光にすることは、
　偏光方向を第１の角度だけ回転させる第１の旋光部材に前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光を通過させることと、
　偏光方向を第２の角度だけ回転させる第２の旋光部材に前記複数の光学要素からの少なくとも一部の光を通過させることと、
　前記第１の旋光部材を前記第１方向又は前記第２方向に対応する第１移動方向に移動させることと、
　前記第２の旋光部材を前記第１移動方向に直交する第２移動方向に移動させることと、を有することを特徴とする請求項４１～４４のいずれか一項に記載の照明方法。
　光源からの光により被照射面を照明する照明方法において、
　前記光の進行方向を横切る所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素へ前記光を導くことと、
　前記複数の光学要素からの光の少なくとも一部を、前記所定面内において互いに直交する第１方向及び第２方向に対して斜めに交差する第３方向の直線偏光にすることと、
を含み、
　前記第１方向又は前記第２方向は、前記光源からの光が前記所定面に入射するときの入射面に平行な方向に対応する方向であることを特徴とする照明方法。
　前記第３方向の直線偏光にすることは、旋光性を有する光学材料により形成された旋光部材に前記被照射面に向かう光を通過させることを有することを特徴とする請求項５０に記載の照明方法。
　前記複数の光学要素からの光を照明光学系の照明瞳に分布させることを含むことを特徴とする請求項３１～５１のいずれか一項に記載の照明方法。
　請求項３１～５３のいずれか一項に記載の照明方法を用いて所定のパターンを照明し、
　前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光方法。
　請求項５３に記載の露光方法を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光することと、
　前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成することと、
　前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工することと、を含むデバイス製造方法。