[发明专利]偏光变换元件、光学照明装置、曝光装置以及曝光方法

权利要求书

1.一种光学照明装置，是基于来自光源的照明光而对被照射面进行照明的光学照明装置，其中，所述光源供给在断面方向中光强度分布为矩形状的光束，所述光学照明装置的特征在于包括： 

光束变换元件，配置在所述照明光的光路中，将入射光的断面方向中的光强度分布，变换成轮带状、或者多极状的光强度分布； 

偏光变换元件，配置在经过该光束变换元件的照明光的光路上，将入射光的偏光状态变换成所定的偏光状态，其中，该偏光变换元件利用有旋光性的光学材料所形成，且有在周方向变化的一厚度分布；以及 

光学积分器，配置在变换成该所定的偏光状态的照明光的光路上； 

其中，该偏光变换元件在周方向上具有被分割的多个区域，使将有单一方向的偏光方向的直线偏光状态的光，变换成有为周方向的偏光方向的周方向偏光状态的光、或是有在径向方向的偏光方向的径方向偏光状态的光。 

2.根据权利要求1所述的光学照明装置，其特征在于其中还包括： 

偏光状态切换部，配置在一反射镜与该光束变换元件之间的光路中，其中，所述反射镜将所述照明光进行反射、而入射于该偏光状态切换部，且 

该偏光状态切换部变化往该光束变换元件的该入射光的偏光状态； 

其中，该偏光状态切换部使该入射光的偏光状态在直线偏光状态与非偏光状态之间进行切换；或者，于直线偏光的情形，在相互垂直的偏光状态之间进行切换。 

3.根据权利要求2所述的光学照明装置，其特征在于其中该偏光状态切换部包括一相位部件，使对应入射为直线偏光状态的光的偏光方向而变化。 

4.根据权利要求3所述的光学照明装置，其特征在于其中该相位部件有一1/2波长板，可以在做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。 

5.根据权利要求3所述的光学照明装置，其特征在于其中该偏光状态切换部包括一第2相位部件，被配置于该相位部件的光入射侧的光路中，使入射的椭圆偏光状态的光，变换成直线偏光状态的光。 

6.根据权利要求5所述的光学照明装置，其特征在于其中该第2相位部件有一1/4波长板，可以在做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。 

7.根据权利要求1所述的光学照明装置，其特征在于其中更包括： 

一轮带比变更光学系统与一无焦点透镜，其中该无焦点透镜具有前透 镜群与后透镜群，而该轮带比变更光学系统配置在该无焦点透镜的该前透镜群与该后透镜群之间的光路中的瞳面或其附近。 

8.根据权利要求7所述的光学照明装置，其特征在于其中该偏光变换元件配置在该光学照明装置的瞳附近位置内、且位于该轮带比变更光学系统的正前面位置。 

9.根据权利要求8所述的光学照明装置，其特征在于其中该轮带比变更光学系统包括圆锥柱状镜系统。 

10.根据权利要求9所述的光学照明装置，其特征在于其中该偏光变换元件配置成邻接在该圆锥柱状镜系统的入射侧。 

11.根据权利要求1所述的光学照明装置，其特征在于在该偏光变换元件的该些区域中，相邻的任意2区域的厚度不同。 

12.根据权利要求11所述的光学照明装置，其特征在于在该偏光变换元件的该些区域中，相对的任意2区域有相等的旋光角度。 

13.根据权利要求12所述的光学照明装置，其特征在于在该偏光变换元件的该些区域中，该相对的任意2区域有相等的厚度。 

14.根据权利要求11所述的光学照明装置，其特征在于其中该偏光变换元件的每一该些区域具有扇形形状。 

15.根据权利要求11所述的光学照明装置，其特征在于所述偏光变换元件更包括不具实质旋光性的中央区域。 

16.根据权利要求15所述的光学照明装置，其特征在于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。 

17.根据权利要求11所述的光学照明装置，其特征在于该偏光变换元件设置成对于照明光的光路为自由插脱。