JP4929529B2 - 光学系の製造方法、および該製造方法で製造された光学系を備えた露光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系の製造方法、および該製造方法で製造された光学系を備えた露光装置に関する。特に、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に用いられる投影光学系の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの製造において、回路パターンを形成するリソグラフィー工程では紫外線を光源とする半導体露光装置が用いられている。この種の半導体露光装置にはマスク上のパターンをウェハ上のレジストに転写する投影光学系が組み込まれ、投影光学系には収差を極限まで低減することが求められている。ＬＳＩの集積度は３年で２倍の速度で増大しているが、露光装置（ひいては投影光学系）やレジストの解像力の向上により、ＬＳＩの高集積化の要請に合ったスピードで加工の微細化を実現している。
【０００３】
ところが、近年、露光装置やレジストの解像性能の向上速度がＬＳＩの微細化の速度よりも低いため、解像力の余裕がなくなりつつある。その結果、解像性能の限界に近い条件で、ＬＳＩのパターン形成がなされるようになっている。例えば、ｋ１ファクターと呼ばれるパラメータは１０年前には約０．８であったが、現在では約０．６であり、今後は約０．４を前提とした開発が進んでいる。このような状況においては、投影光学系の収差により回路パターンの線幅や形状がばらつき易い。したがって、回路の特性のばらつきを良好に抑え、ひいてはＬＳＩの品質を良好に保つには、投影光学系の収差を一定範囲に抑えることが必須となっている。
【０００４】
一般に、露光装置に搭載される投影光学系は２０枚以上のレンズ（レンズ要素）から構成され、投影光学系の収差は光学設計の段階では所定の値以下に抑えられている。しかしながら、実際に作られる個々のレンズは、製造誤差により設計値からずれた特性を有する。例えば、個々のレンズを形成する光学材料（レンズ材料）として屈折率が均一な合成石英を入手しようとしても、実際に入手可能な光学材料には屈折率の均一性について限界があり、光学材料の屈折率ムラ（屈折率分布）が最終的に投影光学系の収差を劣化させる要因の１つとなる。また、レンズ表面の研磨工程では干渉計で面形状を随時計測しながら研磨を繰り返すが、投影光学系の工業生産を経済的に行うには、その収差にある程度影響を与えるような加工誤差を残さざるを得ない。すなわち、レンズの面形状の誤差も、投影光学系における収差発生の要因の１つとなる。
【０００５】
さらに、多数のレンズを用いて組み立てられた投影光学系の収差を小さく抑えるように光学調整する調整工程では、レンズを光軸に沿って移動させてレンズ間の間隔を変化させる間隔調整や、レンズを光軸に対して垂直にシフト（移動）させたりチルト（傾斜）させたりする偏芯調整により、投影光学系を最小の収差状態にする。また、投影光学系の収差をさらに低減するために、レンズを光軸廻りに回転させる回転調整によりレンズの回転非対称な誤差の影響を低減することも合わせて行われる。しかしながら、間隔調整や偏芯調整や回転調整においても、その設定（レンズの移動量、シフト量、チルト量、回転角度など）に誤差が残り、この設定誤差も投影光学系における収差発生の要因の１つとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、多数のレンズから構成される投影光学系では、光線の透過部分が各レンズによって異なり、且つ多数のレンズを通過する時に受ける波面の位相の進みと遅れとがランダムに重なり合うので、必ずしも各レンズの波面誤差の影響がそのまま累積されるわけではない。したがって、例えば２５枚のレンズを用いて波面収差が１０ｍλ（λ：露光光の波長）程度の投影光学系を製造する場合、１枚のレンズに許容される波面誤差（波面のずれ）は２ｍλ程度である。この場合、レンズには屈折率分布が存在するので、レンズの片面において許容される面形状の誤差（波面誤差）は０．５〜１ｍλ程度となる。
【０００７】
露光光の波長λを２４８ｎｍとし、且つレンズを形成する光学材料の屈折率を１．６とすると、０．５〜１ｍλ程度の波面誤差は、光線の進行方向に沿って０．２５〜０．５ｎｍの形状誤差に相当する。現状の最も進んだ研磨技術をもってしても、直径２００ｍｍ以上のレンズをこのような誤差で加工するのは不可能であり、加工誤差の最もよいレンズ部品でもその形状誤差は数ｎｍ程度である。以上のように、従来の投影光学系の製造方法では、レンズの屈折率分布やレンズの面形状誤差などの影響により、波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することはできなかった。
【０００８】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することのできる光学系の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えて、高解像のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。さらに、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えた露光装置を用いて、高解像で良好な露光条件のもとで良好なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、少なくとも１つのレンズを有する光学系の製造方法において、
前記少なくとも１つのレンズを形成する光学材料における屈折率分布を計測する屈折率分布計測工程と、
前記少なくとも１つのレンズにおける表面形状を計測する面形状計測工程と、
前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果とに基づいて前記少なくとも１つのレンズの光学的誤差を求める算出工程と、
前記算出工程の算出結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成する補正膜形成工程とを含むことを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
【００１０】
第１発明の好ましい態様によれば、前記算出工程は、少なくとも前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果とに基づいて前記少なくとも１つのレンズを介して発生する波面誤差を算出する波面誤差算出工程と、前記波面誤差算出工程の算出結果に基づいて前記波面誤差を補正するために前記少なくとも１つのレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出する厚さ分布算出工程とを含み、前記補正膜形成工程は、前記厚さ分布算出工程の算出結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成する。また、前記補正膜形成工程は、前記少なくとも１つのレンズの表面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、前記薄膜形成工程で形成された薄膜の厚さ分布を補正する薄膜補正工程とを含むことが好ましい。
【００１１】
また、第１発明の好ましい態様によれば、前記算出工程に先立って、前記少なくとも１つのレンズの表面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、前記少なくとも１つのレンズを介して発生する波面誤差を計測する波面誤差計測工程とをさらに含み、前記算出工程は、前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果と前記波面誤差計測工程の計測結果とに基づいて、前記波面誤差を補正するために前記少なくとも１つのレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出する。
【００１２】
さらに、第１発明の好ましい態様によれば、前記補正膜形成工程の後に前記少なくとも１つのレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する収差測定工程と、前記収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する第２膜厚補正工程とを含む。あるいは、前記補正膜形成工程の後に前記少なくとも１つのレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する第１収差測定工程と、前記第１収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズを調整するレンズ調整工程と、前記レンズ調整工程で調整された前記光学系の収差を測定する第２収差測定工程と、前記第２収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する第２膜厚補正工程とを含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の第２発明では、複数のレンズを有する光学系の製造方法において、
前記複数のレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、
前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する収差測定工程と、
前記収差測定工程の測定結果に基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する膜厚補正工程とを含むことを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
【００１４】
第２発明の好ましい態様によれば、前記複数のレンズをそれぞれ形成する各光学材料の屈折率分布および前記複数のレンズそれぞれの表面形状のうち少なくとも一方を計測する部材計測工程をさらに含み、前記膜厚補正工程は、前記収差測定工程の測定結果と前記部材計測工程の計測結果とに基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する。
【００１５】
本発明の第３発明では、複数のレンズを有する光学系の製造方法において、
前記複数のレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、
前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する第１収差測定工程と、
前記第１収差測定工程の測定結果に基づいて前記光学系中の少なくとも１つのレンズを調整するレンズ調整工程と、
前記レンズ調整工程で調整された前記光学系の収差を測定する第２収差測定工程と、
前記第２収差測定工程の測定結果に基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する膜厚補正工程とを含むことを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
【００１６】
第３発明の好ましい態様によれば、前記複数のレンズをそれぞれ形成する各光学材料の屈折率分布および前記複数のレンズそれぞれの表面形状のうち少なくとも一方を計測する部材計測工程をさらに含み、前記膜厚補正工程は、前記第２収差測定工程の測定結果と前記部材計測工程の計測結果とに基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する。また、前記レンズ調整工程は、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光学系の光軸に沿って移動させる移動調整工程と、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光軸と交差する方向に沿ってシフトさせるシフト調整工程と、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光軸に対して傾けるチルト調整工程と、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光軸廻りに回転させる回転調整工程との少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１７】
第２発明および第３発明の好ましい態様によれば、前記組立工程に先立って、前記光学系を構成すべき複数のレンズを製造するレンズ製造工程と、前記レンズ製造工程で製造された複数のレンズの形状に関する情報を計測するレンズ形状計測工程と、前記レンズ形状計測工程で計測された複数のレンズから前記光学系を構成すべき複数のレンズを選択する選択工程と、前記選択工程で選択された複数のレンズの形状に関する計測情報に基づいて前記光学系の光学性能を予測評価する予測評価工程と、前記予測評価工程で予測される前記光学系の光学性能が許容できる複数のレンズの最適な組み合わせが決定されるまで前記選択工程と前記予測評価工程とを繰り返す繰り返し工程とをさらに含む。
【００１８】
第１発明〜第３発明の好ましい態様によれば、前記薄膜は多層膜を含み、前記補正膜形成工程は、前記多層膜の最も外側の層の膜厚の１５％以下の補正量を付加する。
【００１９】
本発明の第４発明では、所定のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、
前記マスクのパターン像を感光性基板に投影するための第１発明〜第３発明の製造方法によって製造された光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
【００２０】
本発明の第５発明では、第４発明の露光装置を用いて前記マスクのパターンを感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の基本的な原理を説明する図である。まず、図１（ａ）に示すように、実際に製造されたレンズ１の表面２が設計上の理想面（ベストフィット面）３から光束１１の進行方向に沿ってｄだけずれている場合を考える。この場合、レンズ１の面形状の誤差に起因して、すなわち設計上の理想面３と実際の表面２との光束進行方向に沿ったずれｄに起因して、レンズ１を介した透過光には波面の誤差（理想のレンズを介して得られる波面と実際のレンズを介して得られる波面との光束進行方向に沿ったずれ）が発生する。
【００２２】
本発明では、レンズ１の面形状誤差に起因して発生する波面誤差（波面のずれ）を補正するために、所定の厚さ分布を有する薄膜（たとえば反射防止膜）を形成する。具体的には、図１（ｂ）に示すように、レンズ１の表面２に下層４および上層５からなる薄膜を形成する場合、たとえば下層４には設計にしたがって光軸に関して回転対称な厚さ分布を付与するが、最も外側の上層５には本発明にしたがって面形状誤差を考慮した所定の厚さ分布を付与する。なお、図１（ｂ）において、実線５ａは本発明にしたがって形成される上層５の表面を示し、破線５ｂは上層５の設計上の表面（すなわち設計表面）を示している。
【００２３】
本発明では、レンズ１の面形状誤差に起因して発生する波面誤差を補正するために、薄膜の上層５の表面５ａを設計表面５ｂから光束１１の進行方向に沿ってｅだけずらして形成している。ここで、レンズ１を形成する光学材料の光束１１に対する屈折率をｎ１とし、上層５を形成する物質の光束１１に対する屈折率をｎ２とすると、補正量ｅはｅ＝（ｎ１/ｎ２）ｄで表される。こうして、実際に製造されたレンズ１において面形状誤差が存在していても、レンズ１の表面２に所定の厚さ分布を有する薄膜（４，５）を形成することにより、レンズ１の面形状誤差に起因して発生する波面誤差（例えばランダムまたは回転非対称な波面収差）を補正することができる。
【００２４】
図２は、薄膜の厚さ分布と波面誤差の補正との関係を模式的に説明する図である。図２では、レンズ７の表面に膜厚の一様な下層８を形成し、その上に膜厚の異なる上層９および１０を形成している。一般に、薄膜としての反射防止膜を形成する層の数は、１層から５層程度の場合が多い。単層で反射防止膜を形成する場合には、図２に示す下層８は存在しないことになる。ここで、薄膜の上層９の領域へ入射する光束１２および薄膜の上層１０の領域へ入射する光束１３は、レンズ７を介して光束１４および１５に変換される。
【００２５】
図２では、薄膜の上層９と１０とがｆだけ異なる膜厚を有するため、すなわち薄膜に所定の厚さ分布が付与されているため、薄膜の上層９を介した光束と上層１０を介した光束との間に波面のずれ（位相差）を付与することができる。一方、レンズ７の表面において薄膜の上層９に対応する領域と上層１０に対応する領域との間で面形状の誤差の差がある場合、この２つの領域を介した光束の間に波面のずれすなわち位相差が発生する。したがって、２つの領域の面形状誤差の差がｄである場合、上層９と１０との膜厚の差ｆをｆ＝ｅに設定することにより、２つの領域間の面形状誤差に起因する波面誤差を２つの領域間の薄膜の膜厚差によって補正することができる。
【００２６】
換言すると、レンズの表面に形成される薄膜に所定の厚さ分布を付与することにより、レンズの面形状誤差に起因する波面誤差を補正することができる。なお、レンズの面形状誤差に起因する波面誤差を補正するには、レンズの入射側の表面に形成される薄膜に所定の厚さ分布を付与してもよいし、レンズの射出側の表面に形成される薄膜に所定の厚さ分布を付与してもよい。さらに、必要に応じて、レンズの入射側の表面に形成される薄膜およびレンズの射出側の表面に形成される薄膜の双方に所定の厚さ分布を付与することもできる。なお、薄膜が多層膜を含む場合、多層膜の最も外側の層の膜厚の１５％以下の補正量を付加することが好ましい。
【００２７】
また、レンズの面形状に誤差が全くない場合にも、レンズを形成する光学材料の屈折率分布（屈折率ムラ、例えば回転非対称またはランダムな屈折率分布）に起因して、レンズを介した透過光には波面誤差が発生する。この場合、面形状誤差に起因して発生する波面誤差の補正の場合と同様に、薄膜に所定の厚さ分布を付与することにより、屈折率分布に起因する波面誤差（例えばランダムまたは回転非対称な波面収差）も補正することができる。ただし、光学材料の屈折率分布がレンズの内部で生じているのに対し、薄膜の厚さ分布による位相補正はレンズ表面で行われるので、厳密には屈折率分布に起因する波面誤差を完全には補正し切れずにある程度の補正誤差が残る場合もある。
【００２８】
本発明の典型的な光学系の製造方法では、レンズを形成する光学材料の屈折率分布を計測するとともに、レンズの面形状を計測する。そして、屈折率分布の計測結果と面形状の計測結果とに基づいて、レンズの光学的誤差として、たとえばレンズを介して発生する波面誤差を算出する。さらに、波面誤差の算出結果に基づいて、波面誤差を補正するためにレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出する。こうして、厚さ分布の算出結果に基づいて、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成する。
【００２９】
あるいは、本発明の別の典型的な光学系の製造方法では、複数のレンズを用いて光学系を組み立てた後、組み立てた光学系の収差を測定する。そして、その測定結果に基づいて、光学系中のレンズを調整する。さらに、レンズ調整した光学系の収差を測定する。なお、光学系の組立に先立って、複数のレンズをそれぞれ形成する各光学材料の屈折率分布および複数のレンズそれぞれの面形状を計測している。こうして、レンズ調整した光学系の収差に関する測定結果とレンズの屈折率分布および面形状に関する計測結果とに基づいて、レンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する。
【００３０】
以上のように、本発明による光学系の製造方法では、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成することにより、あるいはレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正することにより、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、後述するように、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を製造することができる。したがって、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を投影光学系として備えた本発明の露光装置では、高解像のもとで良好な露光を行うことができる。さらに、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えた露光装置を用いる本発明のマイクロデバイス製造方法では、高解像で良好な露光条件のもとで良好なマイクロデバイスを製造することができる。
【００３１】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の各実施形態にかかる製造方法で製造された投影光学系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。なお、図３において、投影光学系の光軸ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図３の紙面に平行にＹ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図３の紙面に垂直にＸ軸をそれぞれ設定している。
【００３２】
図３に示す露光装置は、照明光（露光光）を供給するための光源２１として、たとえばＫｒＦエキシマレーザー光源（波長２４８ｎｍ）を備えている。光源２１から射出された光は、照明光学系２２を介して、所定のパターンが形成されたマスク（レチクル）２３を照明する。マスク２３は、マスクホルダ２４を介して、マスクステージ２５上においてＸＹ平面に平行に保持されている。また、マスクステージ２５は、図示を省略した駆動系の作用により、マスク面（すなわちＸＹ平面）に沿って移動可能であり、その位置座標はマスク干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００３３】
マスク２３に形成されたパターンからの光は、投影光学系２６を介して、感光性基板であるウェハ２７上にマスクパターン像を形成する。ウェハ２７は、ウェハテーブル（ウェハホルダ）２８を介して、ウェハステージ２９上においてＸＹ平面に平行に保持されている。また、ウェハステージ２９は、図示を省略した駆動系の作用によりウェハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って移動可能であり、その位置座標はウェハ干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。こうして、投影光学系２６の光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてウェハ２７を二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハ２７の各露光領域にはマスク２３のパターンが逐次露光される。
【００３４】
図４は、本発明の第１実施形態にかかる製造方法の製造フローを示すフローチャートである。第１実施形態の製造方法では、各レンズを形成すべきブロック硝材（ブランクス）を製造した後、製造されたブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を、たとえば図５に示す干渉計装置を用いて計測する（Ｓ１１）。図５では、オイル１０１が充填された試料ケース１０２の中の所定位置に被検物体であるブロック硝材１０３を設置する。そして、制御系１０４に制御された干渉計ユニット１０５からの射出光が、フィゾーステージ１０６ａ上に支持されたフィゾーフラット（フィゾー平面）１０６に入射する。
【００３５】
ここで、フィゾーフラット１０６で反射された光は参照光となり、干渉計ユニット１０５へ戻る。一方、フィゾーフラット１０６を透過した光は測定光となり、試料ケース１０２内の被検物体１０３に入射する。被検物体１０３を透過した光は、反射平面１０７によって反射され、被検物体１０３およびフィゾーフラット１０６を介して干渉計ユニット１０５へ戻る。こうして、干渉計ユニット１０５へ戻った参照光と測定光との位相ずれに基づいて、光学材料としての各ブロック硝材１０３の屈折率分布による波面収差が計測される。なお、屈折率均質性の干渉計による計測に関する詳細については、たとえば特開平８−５５０５号公報などを参照することができる。
【００３６】
次いで、第１実施形態の製造方法では、屈折率分布が計測されたブロック硝材から必要に応じて研削されたブロック硝材を用いて、投影光学系２６を構成すべき各レンズを製造する。すなわち、周知の研磨工程にしたがって、設計値を目標として各レンズの表面を研磨加工する（Ｓ１２）。研磨工程では、各レンズの面形状の誤差を干渉計で計測しながら研磨を繰り返し、各レンズの面形状を目標面形状（ベストフィット球面形状）に近づける。こうして、各レンズの面形状誤差が所定の範囲に入ると、各レンズの面形状の誤差を、たとえば図６に示すさらに精密な干渉計装置を用いて計測する（Ｓ１３）。
【００３７】
図６では、制御系１１１に制御された干渉計ユニット１１２からの射出光が、フィゾーステージ１１３ａ上に支持されたフィゾーレンズ１１３に入射する。ここで、フィゾーレンズ１１３の参照面（フィゾー面）で反射された光は参照光となり、干渉計ユニット１１２へ戻る。なお、図６では、フィゾーレンズ１１３を単レンズで示しているが、実際のフィゾーレンズは複数のレンズ（レンズ群）で構成されている。一方、フィゾーレンズ１１３を透過した光は測定光となり、被検レンズ１１４の被検光学面に入射する。
【００３８】
被検レンズ１１４の被検光学面で反射された測定光は、フィゾーレンズ１１３を介して干渉計ユニット１１２へ戻る。こうして、干渉計ユニット１１２へ戻った参照光と測定光との位相ずれに基づいて、被検レンズ１１４の被検光学面の基準面に対する波面収差が、ひいては被検レンズ１１４の面形状の誤差（設計上のベストフィット球面からのずれ）が計測される。なお、レンズの面形状誤差の干渉計による計測に関する詳細については、たとえば特開平７−１２５３５号、特開平７−１１３６０９号、特開平１０−１５４６５７号公報などを参照することができる。
【００３９】
次いで、第１実施形態の製造方法では、面形状誤差が計測された各レンズに所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する（Ｓ１４）。図７は、第１実施形態における反射防止膜形成工程のフローチャートである。反射防止膜形成工程では、図７に示すように、屈折率分布の計測工程Ｓ１１で得られた光学材料の屈折率分布情報と、面形状誤差の計測工程Ｓ１３で得られた各レンズの面形状誤差情報とに基づいて、各レンズで発生する波面誤差を算出する（Ｓ１１１）。そして、波面誤差工程Ｓ１１１で得られた波面誤差発生量に基づいて、この波面誤差の発生を補正するのに必要な反射防止膜の厚さ分布を算出する（Ｓ１１２）。
【００４０】
こうして、厚さ分布算出工程Ｓ１１２で得られた反射防止膜の厚さ分布に基づいて、各レンズの表面に所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する（Ｓ１１３）。このように、従来技術では屈折率分布情報や面形状誤差情報とは無関係に設計された光軸に関して回転対称な厚さ分布を有する反射防止膜を形成するが、第１実施形態では屈折率分布および面形状誤差情報に基づいて計算された所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する。
【００４１】
以下、各レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する方法について説明する。反射防止膜に所定の厚さ分布を付与する方法として、２つの方法が考えられる。第１の方法では、屈折率分布情報および面形状誤差情報を考慮して、反射防止膜の形成時に最初から所定の厚さ分布を付与する。一方、第２の方法では、屈折率分布情報および面形状誤差情報を考慮することなく設計上の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する。そして、形成された反射防止膜の厚さ分布を、屈折率分布情報および面形状誤差情報を考慮して所定の厚さ分布に補正する。第２の方法は、たとえばイオンビーム加工により実現可能である。
【００４２】
図８は、反射防止膜の形成時に所定の厚さ分布を付与する第１の方法を説明する図である。図８では、参照符号５１で示す外形を有するレンズの表面に、等高線５２および５３で表されるような厚さ分布を有する反射防止膜を形成する場合を考える。ここで、等高線５３で示す領域における反射防止膜の厚さが最も大きく、等高線５２で示す領域（等高線５３で示す領域を除く）における反射防止膜の厚さよりも厚さ補正最小単位量Δだけ大きい。また、等高線５２で示す領域（等高線５３で示す領域を除く）における反射防止膜の厚さは、他の領域（等高線５３および５２で示す領域を除く）における反射防止膜の厚さよりも厚さ補正最小単位量Δだけ大きい。
【００４３】
この場合、反射防止膜の最も外側の層（例えば４０ｎｍの膜厚を有する上層）を形成する工程において、最後の２Δ分の膜厚の形成に際して、等高線５２で示す形状と同じ形状の開口部を有するマスクをレンズ表面の直前に位置決めし、このマスクを介して蒸着法やスパッタリング法にしたがって膜厚Δ分を形成する。次いで、等高線５３で示す形状と同じ形状の開口部を有するマスクをレンズ表面の直前に位置決めし、このマスクを介して膜厚Δ分を形成する。ここで、厚さ補正最小単位量Δを例えば１ｎｍと仮定すると、波長２４８ｎｍの光に対して補正可能な波面誤差の最小単位は約２ｍλとなる。
【００４４】
図９は、一旦形成された反射防止膜の厚さ分布を所定の厚さ分布に補正する第２の方法に用いられるイオンビーム加工装置の構成を概略的に示す図である。図９に示すイオンビーム加工装置は、加工用レンズ４１を保持して二次元的に移動可能なステージ４２と、加工レンズ４１の表面（厳密には反射防止膜の表面）に膜厚加工用のイオンビーム４３を照射するイオンビーム加工装置本体４４と、ステージ４２を二次元的に移動させる駆動系４５と、ステージ４２の移動およびイオンビーム加工装置本体４４から照射されるイオンビーム４３のエネルギーを制御する制御系４６と、加工レンズ４１の膜厚加工に関する情報を入力する入力系４７とを備えている。
【００４５】
そして、制御系４６は、入力系４７からの加工レンズ４１の膜厚加工に関する情報に基づいて、イオンビーム加工装置本体４４から照射されるイオンビーム４３のエネルギーおよびステージ４２の移動を制御して、いわゆるイオンビーム加工により加工レンズ４１の表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を所定の厚さ分布に補正する。以上のように、イオンビーム加工の場合は、マスクを用いることなく膜厚の局所的な補正が可能である。なお、イオンビームとして希ガスのイオン化したものを反射防止膜に低エネルギーで照射すると、微小量の膜厚加工を精度良く行うことができる。
【００４６】
図１０は、波長２４８ｎｍの光に対して用いられる反射防止膜の膜厚補正量と波面のずれ（波面の変化）と反射率との関係を示す図である。なお、図１０において、横軸はレンズの片側の面に形成される反射防止膜の膜厚補正量（ｎｍ）を、左側の縦軸は波面のずれ（ｍλ）を、右側の縦軸は反射率（％）をそれぞれ示している。また、図１０において、四角の点を結ぶ線は膜厚補正量と波面のずれとの関係を示し、三角の点を結ぶ線は膜厚補正量と反射率との関係を示している。図１０を参照すると、膜厚補正による反射率の増加を０．１％まで許容すれば、１０ｍλの波面誤差まで補正可能であることがわかる。また、レンズの両側の面に形成される反射防止膜においてそれぞれ膜厚補正すれば、更に大きな波面誤差の補正も可能である。
【００４７】
再び図４を参照すると、第１実施形態の製造方法では、必要に応じて所定の厚さ分布を有する反射膜防止膜が形成された複数のレンズを用いて投影光学系２６を組み立てる（Ｓ１５）。具体的には、設計にしたがって複数のレンズを所定の保持枠で保持することにより、各光学ユニットを順次組み上げる。そして、組み上げた複数の光学ユニットを、鏡筒の上部開口を介して、鏡筒内に順次落とし込む。このとき、各光学ユニットの間には、所定のワッシャを介在させる。こうして、鏡筒内に最初に落とし込まれた光学ユニットが鏡筒の一端に形成された突出部においてワッシャを介して支持され、すべての光学ユニットが鏡筒内に収容されることにより、投影光学系の組立が終了する。なお、投影光学系の組立に関する詳細については、たとえば特開平１０−１５４６５７号公報などを参照することができる。
【００４８】
次いで、第１実施形態の製造方法では、実際に組み立てられた投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ１６）。具体的には、たとえば特開平１０−３８７５７号公報に開示されたフィゾー干渉計方式の波面収差測定機を用いて、ＫｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を測定することができる。この場合、図１１に示すように、露光光とほぼ同じ波長を有するレーザ光（たとえばＡｒレーザ光の第２高調波）を、ハーフプリズム６０およびフィゾーレンズ６１のフィゾー面６１ａを介して、被検光学系としての投影光学系２６に入射させる。このとき、フィゾー面６１ａで反射された光は、いわゆる参照光となり、フィゾーレンズ６１およびハーフプリズム６０を介して、ＣＣＤのような撮像素子６２に達する。
【００４９】
一方、フィゾー面６１ａを透過した光は、いわゆる測定光となり、投影光学系２６を介して、反射球面６３に入射する。反射球面６３で反射された測定光は、投影光学系２６、フィゾーレンズ６１およびハーフプリズム６０を介して、ＣＣＤ６２に達する。こうして、参照光と測定光との干渉に基づいて、投影光学系２６に残存する波面収差が測定される。同様に、たとえば特開平１０−３８７５８号公報に開示されたフィゾー干渉計方式の波面収差測定機を用いて、超高圧水銀ランプ（たとえばｉ線）を使用する投影光学系の波面収差を測定することもできる。
【００５０】
また、たとえば特開２０００−９７６１６号公報に開示された、いわゆるＰＤＩ（Phase Diffraction Interferometer：位相回折干渉計）方式の波面収差測定機を用いて、ＡｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を測定することもできる。この場合、図１２に示すように、光源２１（図１２では不図示）から射出されて照明光学系２２を介した露光用照明光が、マスク設定位置に位置決めされた第１のピンホール７１に入射する。第１のピンホール７１を介して形成された球面波は、被検光学系としての投影光学系２６を透過して、グレーティング（一次元回折格子）７２に入射する。
【００５１】
グレーティング７２をそのまま透過した０次回折光は、マスク７３に形成された第２のピンホール（不図示）に入射する。一方、グレーティング７２で回折作用を受けて発生した１次回折光は、マスク７３に形成された開口部（不図示）のほぼ中央に入射する。第２のピンホールを介した０次回折光および開口部を通過した１次回折光は、コリメータレンズ７４を介して、ＣＣＤのような撮像素子７５に達する。こうして、第２のピンホールを介して形成された球面波を参照波面とし、開口部を通過した１次回折光の波面を測定波面とし、参照波面と測定波面との干渉に基づいて投影光学系２６に残存する波面収差が測定される。
【００５２】
次いで、第１実施形態の製造方法では、収差測定工程Ｓ１６で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっているか否かを判定する（Ｓ１７）。判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていると判定した場合（図４中ＹＥＳの場合）、第１実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。一方、判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていないと判定した場合（図４中ＮＯの場合）、レンズを光軸ＡＸに沿って移動させてレンズ間の間隔を変化させる間隔調整や、レンズを光軸ＡＸに対して垂直にシフトさせたりチルトさせたりする偏芯調整を行う（Ｓ１８）。
【００５３】
図１３は、間隔調整や偏芯調整が可能に構成された投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。また、図１４は、図１３の投影光学系における複数の部分鏡筒のうちの１つの部分鏡筒の構成を示す上面図である。なお、図１３および図１４においては、図３に対応する共通のＸＹＺ座標系を採用している。図１３に示すように、鏡筒３０は複数の分割鏡筒３０ａ〜３０ｌを備えており、フランジ３１を介して、図示なき露光装置のフレームに支持されている。これら複数の分割鏡筒３０ａ〜３０ｌは、光軸ＡＸ方向に積層されている。そして、複数の分割鏡筒３０ａ〜３０ｌのうち、分割鏡筒３０ｂ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇにより支持されているレンズ２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇは、光軸方向（Ｚ方向）に移動可能で且つＸＹ方向を軸としてチルト可能な可動レンズとなっている。
【００５４】
可動レンズ２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇを保持している分割鏡筒３０ｂ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇの構成について、分割鏡筒３０ｂの構成を代表させて説明する。なお、他の分割鏡筒３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇの構成については、分割鏡筒３０ｂの構成とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。分割鏡筒３０ｂは、当該分割鏡筒３０ｂの上下（Ｚ方向）に位置する分割鏡筒３０ａ，３０ｃと接続される外側環３７ｂと、可動レンズ２ｂを保持するレンズ室３８ｂとを備えている。このレンズ室３８ｂは、外側環３７ｂに対して光軸方向（Ｚ方向）に移動可能で且つＸＹ方向を軸としてチルト可能となるように、外側環３７ｂに連結されている。また、分割鏡筒３０ｂは、外側環３７ｂに取り付けられたアクチュエータ３２ｂを備えている。このアクチュエータ３２ｂとしては、例えば圧電素子を適用することができる。アクチュエータ３２ｂは、例えば弾性ヒンジから構成される変位拡大機構としてのリンク機構を介してレンズ室３８ｂを駆動する。このアクチュエータ３２ｂは、分割鏡筒３０ｂの３箇所に取り付けられており、これにより、レンズ室３８ｂの３箇所が独立に光軸方向（Ｚ方向）へ移動する。
【００５５】
図１４を参照してさらに詳述する。図１４において、レンズ２の周縁には、３つの鍔部２０１〜２０３がＸＹ平面内における方位角１２０°ごとに設けられている。そして、レンズ室３８は、クランプ部３８１〜３８３を備えており、これらがレンズ２の３つの鍔部２０１〜２０３を保持している。そして、レンズ室３８は、ＸＹ平面内における方位角１２０°ごとの駆動点ＤＰ１〜ＤＰ３の位置で、リンク機構を介して３つのアクチュエータ（不図示）によりＺ方向に沿って独立に駆動される。ここで、３つのアクチュエータによるＺ方向の駆動量が同じ量である場合は、レンズ室３８は外側環３７に対しＺ方向（光軸方向）へ移動することとなり、３つのアクチュエータによるＺ方向の駆動量が異なる量である場合は、レンズ室３８は外側環３７に対しＸＹ方向を軸として傾くこととなる。なお、３つのアクチュエータによるＺ方向の駆動量が異なる量である場合には、レンズ室３８が外側環３７に対しＺ方向（光軸方向）へ移動することもあり得る。
【００５６】
さて、図１３に戻って、分割鏡筒３０ｂは、外側環３７ｂに取り付けられて、例えば光学式エンコーダからなる駆動量計測部３９ｂを備えている。この駆動量計測部３９ｂは、図１４に示した方位角１２０°ごとの３つの計測点ＭＰ１〜ＭＰ３の位置における外側環３７ｂに対するレンズ室３８のＺ方向（光軸方向）の移動量を計測する。従って、アクチュエータ３２ｂ及び駆動量計測部３９ｂにより、レンズ室３８の移動、ひいてはレンズ２ｂの移動をクローズドループで制御することができる。
【００５７】
さて、分割鏡筒３０ａ〜３０ｌのうち、分割鏡筒３０ａ，３０ｃ，３０ｈ，３０ｉ，３０ｊ，３０ｋ，３０ｌにより支持されているレンズ２ａ，２ｃ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌは、固定レンズとなっている。これらの固定レンズ２ａ，２ｃ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌを保持している分割鏡筒３０ａ，３０ｃ，３０ｈ，３０ｉ，３０ｊ，３０ｋ，３０ｌの構成について、分割鏡筒３０ｃの構成を代表させて説明する。なお、他の分割鏡筒３０ａ，３０ｈ，３０ｉ，３０ｊ，３０ｋ，３０ｌの構成については、分割鏡筒３０ｃの構成とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。分割鏡筒３０ｃは、当該分割鏡筒３０ｃの上下（Ｚ方向）に位置する分割鏡筒３０ｂ，３０ｄと接続される外側環３７ｃと、当該外側環３７ｃに取り付けられてレンズ２ｃを保持するレンズ室３８ｃとを備えている。
【００５８】
なお、アクチュエータ３２として、高精度、低発熱、高剛性及び高クリーン度の圧電素子を使用して、この圧電素子の駆動力を弾性ヒンジからなるリンク機構により拡大させる構成としているため、圧電素子自体のコンパクト化を図れる利点がある。なお、アクチュエータ３２を圧電素子で構成する代わりに、磁歪アクチュエータや流体圧アクチュエータで構成しても良い。上述の説明では、レンズを光軸ＡＸに沿って移動させる移動調整（間隔調整）およびレンズを光軸ＡＸに対して傾斜させるチルト調整に限定したが、同様に周知の構成にしたがって、光軸ＡＸに対して垂直な方向に沿ってレンズをシフトさせるシフト調整を行うこともできる。
【００５９】
第１実施形態の製造方法では、間隔調整や偏芯調整によりレンズ調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ１６）。そして、収差測定工程Ｓ１６で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ１７）。判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていると判定した場合には、投影光学系の製造が終了する。しかしながら、判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ１７においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ１８および収差測定工程Ｓ１６をさらに繰り返す。
【００６０】
なお、第１実施形態の製造方法では、投影光学系２６を構成すべき各レンズをそれぞれ多数個製造し、製造された多数のレンズから選択したレンズを組み合わせて投影光学系を組み立てることもできる。この場合、組立工程Ｓ１５に先立って、投影光学系２６を構成すべき複数のレンズを製造する（レンズ製造工程）。次いで、製造された複数のレンズの形状に関する情報、たとえば各レンズの加工面の曲率半径や各レンズの中心厚などを計測する（レンズ形状計測工程）。そして、レンズ形状の計測された複数のレンズから投影光学系２６を構成すべき複数のレンズを、たとえばランダムに選択する（選択工程）。
【００６１】
こうして、選択された複数のレンズの形状に関する計測情報に基づいて、仮想的に組み立てた投影光学系の光学性能を予測評価する（予測評価工程）。そして、予測される投影光学系の光学性能が許容できる複数のレンズの最適な組み合わせが決定されるまで、選択工程と予測評価工程とを繰り返す（繰り返し工程）。以上のように、レンズの屈折率分布情報および面形状誤差情報に加えて、各レンズの加工面の曲率半径や各レンズの中心厚などの実測データに基づいて、レンズを仮想的に組み合わせて得られる投影光学系で発生する収差を予測評価し、仮想的な投影光学系で発生する収差が比較的小さくなるように、予測評価結果に基づいて選択されたレンズを組み合わせて投影光学系を構成することが好ましい。この仮想的な組み合わせにより多数のレンズから投影光学系を構成すべき複数のレンズを最終的に選択する方法の詳細については、たとえば特開２０００−２４９９１７号公報などを参照することができる。
【００６２】
以下、研削・研磨された後のレンズ加工面の曲率半径を計測する手法について簡単に説明する。レンズ加工面の曲率半径は、特開平５−２７２９４４号、特開平６−１２９８３６号、および特開平６−１７４４５１号公報などに開示されているように、ニュートンゲージを用いて計測することができる。この場合、被検レンズの被検面をニュートンゲージのゲージ面（曲率半径が既知）に重ね合わせ、一定波長の光源下で観測されるニュートン干渉縞の本数から所定の演算式に基づいて被検面の曲率半径を求める。
【００６３】
また、レンズ加工面の曲率半径は、特開平５−３４０７３４号、特開平５−３４０７３５号、および特開平５−３４６３１５号公報などに開示されているように、レーザ干渉計方式で計測することができる。この場合、被検レンズの被検面とほぼ同一で且つ既知の曲率半径を有するマスターレンズの基準ゲージ面と干渉計の基準参照面との間の干渉に基づいて装置のアライメントを行う。そして、このアライメント状態においてマスターレンズに代えて被検レンズを設置し、干渉計測により基準ゲージ面に対する被検面の曲率半径差を、ひいては被検レンズの被検面の曲率半径の絶対値を求める。
【００６４】
次に、研削・研磨された後のレンズの中心厚の計測手法について簡単に説明する。図１５は、マイケルソン型干渉計を利用したレンズ中心厚測定機の構成を概略的に示す図である。図１５において、レンズ中心厚測定機としての間隔測定装置は、所定波長の測定光を出射する光源１２１と、光学系１２２と、ハーフミラー１２３とを備えている。光学系１２２は、図示しないピンホール及びコリメートレンズ等からなり、光源１２１から出射された測定光を平行光束にしてハーフミラー１２３に入射させる。ハーフミラー１２３は、入射光束の一部を反射し、残りを透過させる機能を有する。これにより、光源１２１側から入射した光束の一部が、間隔測定の対象であるレンズ素子１２４側へ反射され、残りの光束が反射ミラー１２５側へ透過する。
【００６５】
レンズ素子１２４側に反射された光束に対して、レンズ素子１２４のハーフミラー１２３側の表面及び該レンズ素子１２４の裏面は、それぞれ反射面１２４ａおよび１２４ｂとなっている。反射ミラー１２５は、図示しない移動ステージに取り付けられ、該移動ステージとともに図１５中の矢印の方向に移動可能になっている。反射ミラー１２５は、ハーフミラー１２３を透過した光束を反射してハーフミラー１２３に戻す。
【００６６】
レンズ素子１２４で反射した光束は、計測光としてハーフミラー１２３を透過して受光素子１２６に入射する。一方、反射ミラー１２５で反射した光束は、参照光としてハーフミラー１２３で反射されて、該受光素子１２６に到る。これらの計測光と参照光とは、受光素子１２６上で干渉する。そして、受光素子１２６により、干渉光が光電変換され、干渉信号として外部に出力される。
【００６７】
図１６は、測定する間隔（レンズ中心厚）よりも可干渉距離が十分に小さい光を供給する光源１２１を使用したときの受光素子１２６に入射する干渉光の強度と反射ミラー１２５の位置との関係を示す図である。ここで、計測光がハーフミラー１２３で分離され、レンズ素子１２４の反射面１２４ａで反射され、再びハーフミラー１２３に到る光路の光路長をＡ１とする。また、計測光がハーフミラー１２３で分離され、レンズ素子１２４の反射面１２４ｂで反射され、再びハーフミラー１２３に到る光路の光路長をＡ２とする。そして、参照光がハーフミラー１２３で分離され、反射ミラー１２５で反射され、再びハーフミラー１２３に到る光路の光路長をＢとする。
【００６８】
ハーフミラー１２３により、反射面１２４ａ，１２４ｂで反射した計測光は、反射ミラー１２５で反射した参照光と光路長差に応じて干渉する。つまり、各計測光と参照光とは、光路長Ａ１，Ａ２と光路長Ｂとがほぼ等しくなった時に干渉し、このときに強度変化する干渉光が得られる。よって、反射ミラー１２５の位置を変化させることにより、光路長Ｂが光路長Ａ１とほぼ等しくなると、受光素子１２６に入射する干渉光（反射面１２４ａに関する干渉光）の強度は、図１６における左側の波形のように変化する。一方、光路長Ｂが光路長Ａ２とほぼ等しくなると、受光素子１２６に入射する干渉光（反射面１２４ｂに関する干渉光）の強度は、図１６における右側の波形のように変化する。
【００６９】
なお、計測光と参照光とが分離されてハーフミラー１２３で再び合成されるまでの間で、計測光及び参照光が例えば屈折率が低い媒質から入射して屈折率の高い媒質との境界面で反射するような場合、例えば反射面１２４ａで反射する場合では、位相の１８０度反転、いわゆる位相の飛びを生じる。この場合、干渉光の強度分布は、図１６の反射面１２４ｂに関する干渉光の強度変化に対する反射面１２４ａに関する干渉光の強度変化のように、その振幅のほぼ中心に対して反転した状態となる。そして、受光素子１２６が干渉光の強度分布に対応して出力する干渉信号と移動ステージで設定される反射ミラー１２５の位置とに基づいて、レンズ素子１２４の中心厚が求められる。なお、上述の説明では、非接触型の光学式測定機を用いてレンズ中心厚を計測しているが、たとえば測定針を用いる接触式測定機を用いてレンズ中心厚を計測することもできる。
【００７０】
以上のように、第１実施形態の製造方法では、レンズを形成する光学材料の屈折率分布およびレンズの面形状を計測し、その計測結果に基づいてレンズを介して発生する波面誤差を算出している。そして、算出された波面誤差を補正するためにレンズの表面に形成すべき反射防止膜の厚さ分布を算出している。その結果、この厚さ分布の算出結果に基づいてレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成することにより、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、極低収差の投影光学系を製造することができる。具体的には、上述したように、波長２４８ｎｍの光に対して補正可能な波面誤差の最小単位を２ｍλ以下に設定することにより、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することができる。
【００７１】
なお、第１実施形態の製造方法では、屈折率分布および面形状誤差の計測結果に基づいて、波面誤差を算出している。しかしながら、レンズの表面に反射防止膜を予め形成し、反射防止膜の形成されたレンズを介して発生する波面誤差を実際に計測することもできる。この場合、屈折率分布および面形状誤差の計測結果と波面誤差の計測結果とに基づいて、波面誤差を補正するために形成すべき反射防止膜の厚さ分布を算出する。
【００７２】
また、第１実施形態の製造方法では、収差測定工程Ｓ１６の後に、判定工程Ｓ１７およびレンズ調整工程Ｓ１８を設けているが、これらの工程Ｓ１６〜Ｓ１８を省略することができる。すなわち、投影光学系の組立工程Ｓ１５の後に、第１実施形態の製造方法を終了することもできる。
【００７３】
図１７は、本発明の第２実施形態にかかる投影光学系の製造方法の製造フローを示すフローチャートである。第１実施形態の製造方法では、各レンズを介して発生する波面誤差をレンズ毎に補正することにより、すなわち各レンズに所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成することにより、極低収差の投影光学系を製造している。これに対し、第２実施形態の製造方法では、レンズ毎に波面誤差を補正することなく、光学系中の一部のレンズに形成された反射防止膜の膜厚を補正することにより、極低収差の投影光学系を製造している。以下、第１実施形態の製造方法との相違点に着目して、第２実施形態の製造方法を説明する。
【００７４】
第２実施形態の製造方法では、第１実施形態と同様に、各レンズを形成すべきブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を計測する（Ｓ２１）。次いで、第１実施形態と同様に、屈折率分布が計測されたブロック硝材から必要に応じて研削されたブロック硝材を用いて、投影光学系２６を構成すべき各レンズを製造するために、各レンズの表面を研磨加工する（Ｓ２２）。さらに、第１実施形態と同様に、各レンズの面形状の誤差を計測する（Ｓ２３）。
【００７５】
次いで、面形状誤差が計測された各レンズに、設計に基づく一様な（光軸ＡＸに関して回転対称な）反射防止膜を形成する（Ｓ２４）。しかしながら、反射防止膜の形成工程Ｓ２４では、各レンズを介して発生する波面誤差を補正するために所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する第１実施形態とは異なり、屈折率分布情報や面形状誤差情報とは無関係に設計された光軸に関して回転対称な厚さ分布を有する反射防止膜を各レンズの表面に形成する。そして、反射膜防止膜が形成された複数のレンズを用いて投影光学系２６を組み立てる（Ｓ２５）。このとき、第１実施形態と同様に、投影光学系を構成すべき各レンズをそれぞれ多数個製造し、製造された多数のレンズから選択した最適な組み合わせに基づいて投影光学系を組み立てることもできる。
【００７６】
こうして、第１実施形態と同様に、実際に組み立てられた投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ２６）。そして、収差測定工程Ｓ２６で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ２７）。判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合（図１７中ＹＥＳの場合）、後述する工程Ｓ２９へ移行する。一方、判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合（図１７中ＮＯの場合）、レンズ調整を行う（Ｓ２８）。ただし、第２実施形態のレンズ調整工程Ｓ２８では、第１実施形態で行う間隔調整や偏芯調整に加えて、レンズを光軸ＡＸ廻りに回転させる回転調整を必要に応じて行う。
【００７７】
第２実施形態の製造方法では、間隔調整や偏芯調整や回転調整によりレンズ調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ２６）。そして、収差測定工程Ｓ２６で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ２７）。判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合には、後述する工程Ｓ２９へ移行する。しかしながら、判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ２７においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ２８および収差測定工程Ｓ２６をさらに繰り返す。
【００７８】
次に、第２実施形態の製造方法では、投影光学系に残存している波面収差を補正するのに適した一部のレンズ（１つまたは複数のレンズ）を鏡筒から取り出す（Ｓ２９）。そして、鏡筒から取り出したレンズに形成されている反射防止膜の厚さ分布を補正する（Ｓ３０）。すなわち、膜厚補正工程Ｓ３０では、投影光学系に残存している波面収差を補正するために、屈折率分布計測工程Ｓ２１の計測結果と面形状計測工程Ｓ２３の計測結果と収差測定工程Ｓ２６の最終測定結果とに基づいて、たとえば上述したイオンビーム加工を用いて反射防止膜の厚さ分布を補正する。なお、屈折率分布が十分に均一な光学材料を用いる場合には、厚さ分布の補正に際して屈折率分布の影響を無視することもできる。
【００７９】
こうして、反射防止膜の厚さ分布が補正されたレンズを鏡筒へ組み込む（Ｓ３１）。すなわち、鏡筒から取り出したレンズを鏡筒内の元の所定位置に戻す。そして、反射防止膜の厚さ分布が補正されたレンズを組み込んだ投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ３２）。そして、収差測定工程Ｓ３２で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ３３）。ここで、判定工程Ｓ３３における許容範囲Ｂは、投影光学系の波面収差に関する最終的な目標値としての許容範囲である。これに対して、上述の判定工程Ｓ２７における許容範囲Ａは、上述の工程Ｓ２９へ移行するのに設定した中間的な許容範囲であって、たとえば最終的な許容範囲Ｂの２倍の値に設定されている。
【００８０】
判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合（図１７中ＹＥＳの場合）、第２実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。一方、判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合（図１７中ＮＯの場合）、レンズ調整を行う（Ｓ３４）。ここで、レンズ調整工程Ｓ３４は、上述のレンズ調整工程Ｓ２８と異なり、レンズの回転調整を含まない。これは、膜厚補正工程Ｓ３０において反射防止膜の厚さ分布が光軸ＡＸに関して回転非対称に補正されるのが一般的であるからである。すなわち、レンズ調整工程Ｓ３４では、第１実施形態のレンズ調整工程Ｓ１８と同様に、レンズの間隔調整やレンズの偏芯調整を行う。
【００８１】
第２実施形態の製造方法では、レンズ調整工程Ｓ３４を介して間隔調整や偏芯調整により調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ３２）。そして、収差測定工程Ｓ３２で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ３３）。判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合には、第２実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。しかしながら、判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ３３においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ３４および収差測定工程Ｓ３２をさらに繰り返す。
【００８２】
以上のように、第２実施形態の製造方法では、複数のレンズを用いて投影光学系を組み立てた後、組み立てた投影光学系の波面収差を測定している。そして、その測定結果に基づいて投影光学系中のレンズを調整し、レンズ調整した投影光学系の波面収差を測定している。なお、投影光学系の組立に先立って、屈折率分布および面形状誤差を計測している。こうして、第２実施形態の製造方法では、レンズ調整した投影光学系の波面収差に関する測定結果と屈折率分布および面形状誤差に関する計測結果とに基づいて、一部のレンズの表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を補正するので、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することができる。
【００８３】
なお、第２実施形態の製造方法では、イオンビーム加工を用いて反射防止膜の厚さ分布を補正しているが、たとえば研磨などの他の適当な方法で膜厚補正を行うことができる。ただし、イオンビーム加工ではレンズを鏡筒内で保持するホルダーから取り外すことなく膜厚補正することができるので、レンズをホルダーから取り外さなければならない研磨による膜厚補正方法よりも生産性が高い。
【００８４】
また、第２実施形態の製造方法では、組み立てた投影光学系の波面収差を測定し、この測定結果に基づいて一部のレンズに形成された反射防止膜の膜厚を補正する。すなわち、第２実施形態では、個々のレンズの屈折率分布や面形状誤差に関する測定データを用いる第１実施形態よりも基礎なるデータの測定精度が高いので、第１実施形態に比べて補正の精度が高く、投影光学系の最終的な残存収差をより小さく調整するには有効である。しかしながら、第２実施形態では、一部のレンズを鏡筒から取り出して膜厚補正を行った後に、そのレンズを鏡筒に再び組み込む必要があるので、第１実施形態よりも工数が多くかかる。
【００８５】
さらに、第２実施形態の製造方法では、収差測定工程Ｓ２６の後に、判定工程Ｓ２７およびレンズ調整工程Ｓ２８を設けているが、これらの工程Ｓ２７およびＳ２８を省略することができる。すなわち、収差測定工程Ｓ２６の後に、レンズの取出工程Ｓ２９へ直接移行することもできる。また、収差測定工程Ｓ３２の後に、判定工程Ｓ３３およびレンズ調整工程Ｓ３４を設けているが、これらの工程Ｓ３２〜Ｓ３４を省略することができる。すなわち、レンズの組込工程Ｓ３１の後に、第２実施形態の製造方法を終了することもできる。
【００８６】
図１８は、本発明の第３実施形態にかかる投影光学系の製造方法の製造フローを示すフローチャートである。第３実施形態の製造方法は、第１実施形態と第２実施形態とを部分的に組み合わせた形態を有する。以下、第１実施形態の製造方法および第２実施形態の製造方法との相違点に着目して、第３実施形態の製造方法を簡単に説明する。
【００８７】
第３実施形態の製造方法では、第１実施形態および第２実施形態と同様に、ブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を計測（Ｓ４１）し、投影光学系２６を構成すべき各レンズを製造するために各レンズの表面を研磨加工（Ｓ４２）した後に、各レンズの面形状の誤差を計測する（Ｓ４３）。次いで、第１実施形態と同様に、面形状誤差が計測された各レンズに反射防止膜を形成する（Ｓ４４）。すなわち、反射防止膜の形成工程Ｓ４４では、各レンズを介して発生する波面誤差を補正するために、図７に示す製造フローにしたがって各レンズに所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する。なお、屈折率分布が十分に均一な光学材料を用いる場合には、所定の厚さ分布の付与に際して屈折率分布の影響を無視することもできる。
【００８８】
そして、所定の厚さ分布を有する反射膜防止膜が形成された複数のレンズを用いて投影光学系２６を組み立てる（Ｓ４５）。このとき、第１実施形態および第２実施形態と同様に、投影光学系を構成すべき各レンズをそれぞれ多数個製造し、製造された多数のレンズから選択した最適な組み合わせに基づいて投影光学系を組み立てることもできる。こうして、第１実施形態および第２実施形態と同様に、実際に組み立てられた投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ４６）。そして、収差測定工程Ｓ４６で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ４７）。
【００８９】
判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合（図１８中ＹＥＳの場合）、レンズの取出工程Ｓ４９へ移行する。一方、判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合（図１８中ＮＯの場合）、レンズ調整を行う（Ｓ４８）。ただし、第３実施形態のレンズ調整工程Ｓ４８では、第１実施形態と同様に、回転調整を行うことなく間隔調整や偏芯調整だけを行う。これは、反射防止膜の形成工程Ｓ４４において付与される厚さ分布が光軸ＡＸに関して回転非対称になるのが一般的であるからである。
【００９０】
第３実施形態の製造方法では、間隔調整や偏芯調整によりレンズ調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ４６）。そして、収差測定工程Ｓ４６で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ４７）。判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合には、レンズの取出工程工程Ｓ４９へ移行する。しかしながら、判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ４７においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ４８および収差測定工程Ｓ４６をさらに繰り返す。
【００９１】
次に、第３実施形態の製造方法では、投影光学系に残存している波面収差を補正するのに適した一部のレンズを鏡筒から取り出す（Ｓ４９）。そして、鏡筒から取り出したレンズに形成されている反射防止膜の厚さ分布を補正する（Ｓ５０）。すなわち、膜厚補正工程Ｓ５０では、投影光学系に残存している波面収差を補正するために、屈折率分布計測工程Ｓ４１の計測結果と面形状計測工程Ｓ４３の計測結果と収差測定工程Ｓ４６の最終測定結果とに基づいて、たとえばイオンビーム加工を用いて反射防止膜の厚さ分布を補正する。なお、屈折率分布が十分に均一な光学材料を用いる場合には、厚さ分布の補正に際して屈折率分布の影響を無視することもできる。
【００９２】
こうして、反射防止膜の厚さ分布が補正されたレンズを鏡筒へ組み込み（Ｓ５１）、その後、投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ５２）。そして、収差測定工程Ｓ５２で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ５３）。判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合（図１８中ＹＥＳの場合）、第３実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。一方、判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合（図１８中ＮＯの場合）、レンズの間隔調整やレンズの偏芯調整を行う（Ｓ５４）。
【００９３】
第３実施形態の製造方法では、レンズ調整工程Ｓ５４を介して間隔調整や偏芯調整により調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ５２）。そして、収差測定工程Ｓ５２で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ５３）。判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合には、第３実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。しかしながら、判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ５３においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ５４および収差測定工程Ｓ５２をさらに繰り返す。
【００９４】
以上のように、第３実施形態の製造方法では、第１実施形態と同様に各レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成するとともに、第２実施形態と同様に一部のレンズの表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を補正する。したがって、第３実施形態の製造方法においても、第１実施形態および第２実施形態と同様に、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することができる。
【００９５】
上述の各実施形態にかかる製造方法で製造された投影光学系を備えた露光装置では、照明系によってマスク（レチクル）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、各実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１９のフローチャートを参照して説明する。
【００９６】
先ず、図１９のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、各実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００９７】
また、各実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２０のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図２０において、パターン形成工程４０１では、各実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【００９８】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００９９】
その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０１００】
なお、上述の各実施形態では、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成することにより、あるいはレンズの表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を補正することにより、極低収差の光学系を製造している。しかしながら、本発明では、反射防止膜に限定されることなく、レンズの表面に形成される一般的な薄膜の厚さ分布を制御することにより、極低収差の光学系を製造することができる。
【０１０１】
また、上述の各実施形態では、露光装置に搭載される投影光学系の製造方法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、他の一般的な光学系の製造方法に本発明を適用することもできる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による光学系の製造方法では、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成することにより、あるいはレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正することにより、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を製造することができる。
【０１０３】
したがって、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を投影光学系として備えた本発明の露光装置では、高解像のもとで良好な露光を行うことができる。さらに、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えた露光装置を用いる本発明のマイクロデバイス製造方法では、高解像で良好な露光条件のもとで良好なマイクロデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な原理を説明する図である。
【図２】薄膜の厚さ分布と波面誤差の補正との関係を模式的に説明する図である。
【図３】本発明の各実施形態にかかる製造方法で製造された投影光学系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる製造方法の製造フローを示すフローチャートである。
【図５】各レンズを形成すべきブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を測定する干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】各レンズの面形状誤差を測定する干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図７】第１実施形態における反射防止膜形成工程のフローチャートである。
【図８】反射防止膜の形成時に所定の厚さ分布を付与する第１の方法を説明する図である。
【図９】一旦形成された反射防止膜の厚さ分布を所定の厚さ分布に補正する第２の方法に用いられるイオンビーム加工装置の構成を概略的に示す図である。
【図１０】波長２４８ｎｍの光に対して用いられる反射防止膜の膜厚補正量と波面のずれ（波面の変化）と反射率との関係を示す図である。
【図１１】ＫｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を計測するフィゾー干渉計方式の波面収差測定機の構成を概略的に示す図である。
【図１２】ＡｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を計測するＰＤＩ方式の波面収差測定機の構成を概略的に示す図である。
【図１３】間隔調整や偏芯調整が可能に構成された投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。
【図１４】図１３の投影光学系における複数の部分鏡筒のうちの１つの部分鏡筒の構成を示す上面図である。
【図１５】マイケルソン型干渉計を利用したレンズ中心厚測定機の構成を概略的に示す図である。
【図１６】測定する間隔（レンズ中心厚）よりも可干渉距離が十分に小さい光を供給する光源を使用したときの受光素子に入射する干渉光の強度と反射ミラーの位置との関係を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態にかかる製造方法の製造フローを示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３実施形態にかかる投影光学系の製造方法の製造フローを示すフローチャートである。
【図１９】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。
【図２０】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【符号の説明】
１，７ レンズ
４，８ 薄膜の下層
５，９，１０ 薄膜の上層
１１〜１５ 光束
２１ 光源
２２ 照明光学系
２３ マスク（レチクル）
２５ マスクステージ
２６ 投影光学系
２７ ウェハ（感光性基板）
２９ ウェハステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系の製造方法、および該製造方法で製造された光学系を備えた露光装置に関する。特に、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に用いられる投影光学系の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの製造において、回路パターンを形成するリソグラフィー工程では紫外線を光源とする半導体露光装置が用いられている。この種の半導体露光装置にはマスク上のパターンをウェハ上のレジストに転写する投影光学系が組み込まれ、投影光学系には収差を極限まで低減することが求められている。ＬＳＩの集積度は３年で２倍の速度で増大しているが、露光装置（ひいては投影光学系）やレジストの解像力の向上により、ＬＳＩの高集積化の要請に合ったスピードで加工の微細化を実現している。
【０００３】
ところが、近年、露光装置やレジストの解像性能の向上速度がＬＳＩの微細化の速度よりも低いため、解像力の余裕がなくなりつつある。その結果、解像性能の限界に近い条件で、ＬＳＩのパターン形成がなされるようになっている。例えば、ｋ１ファクターと呼ばれるパラメータは１０年前には約０．８であったが、現在では約０．６であり、今後は約０．４を前提とした開発が進んでいる。このような状況においては、投影光学系の収差により回路パターンの線幅や形状がばらつき易い。したがって、回路の特性のばらつきを良好に抑え、ひいてはＬＳＩの品質を良好に保つには、投影光学系の収差を一定範囲に抑えることが必須となっている。
【０００４】
一般に、露光装置に搭載される投影光学系は２０枚以上のレンズ（レンズ要素）から構成され、投影光学系の収差は光学設計の段階では所定の値以下に抑えられている。しかしながら、実際に作られる個々のレンズは、製造誤差により設計値からずれた特性を有する。例えば、個々のレンズを形成する光学材料（レンズ材料）として屈折率が均一な合成石英を入手しようとしても、実際に入手可能な光学材料には屈折率の均一性について限界があり、光学材料の屈折率ムラ（屈折率分布）が最終的に投影光学系の収差を劣化させる要因の１つとなる。また、レンズ表面の研磨工程では干渉計で面形状を随時計測しながら研磨を繰り返すが、投影光学系の工業生産を経済的に行うには、その収差にある程度影響を与えるような加工誤差を残さざるを得ない。すなわち、レンズの面形状の誤差も、投影光学系における収差発生の要因の１つとなる。
【０００５】
さらに、多数のレンズを用いて組み立てられた投影光学系の収差を小さく抑えるように光学調整する調整工程では、レンズを光軸に沿って移動させてレンズ間の間隔を変化させる間隔調整や、レンズを光軸に対して垂直にシフト（移動）させたりチルト（傾斜）させたりする偏芯調整により、投影光学系を最小の収差状態にする。また、投影光学系の収差をさらに低減するために、レンズを光軸廻りに回転させる回転調整によりレンズの回転非対称な誤差の影響を低減することも合わせて行われる。しかしながら、間隔調整や偏芯調整や回転調整においても、その設定（レンズの移動量、シフト量、チルト量、回転角度など）に誤差が残り、この設定誤差も投影光学系における収差発生の要因の１つとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、多数のレンズから構成される投影光学系では、光線の透過部分が各レンズによって異なり、且つ多数のレンズを通過する時に受ける波面の位相の進みと遅れとがランダムに重なり合うので、必ずしも各レンズの波面誤差の影響がそのまま累積されるわけではない。したがって、例えば２５枚のレンズを用いて波面収差が１０ｍλ（λ：露光光の波長）程度の投影光学系を製造する場合、１枚のレンズに許容される波面誤差（波面のずれ）は２ｍλ程度である。この場合、レンズには屈折率分布が存在するので、レンズの片面において許容される面形状の誤差（波面誤差）は０．５〜１ｍλ程度となる。
【０００７】
露光光の波長λを２４８ｎｍとし、且つレンズを形成する光学材料の屈折率を１．６とすると、０．５〜１ｍλ程度の波面誤差は、光線の進行方向に沿って０．２５〜０．５ｎｍの形状誤差に相当する。現状の最も進んだ研磨技術をもってしても、直径２００ｍｍ以上のレンズをこのような誤差で加工するのは不可能であり、加工誤差の最もよいレンズ部品でもその形状誤差は数ｎｍ程度である。以上のように、従来の投影光学系の製造方法では、レンズの屈折率分布やレンズの面形状誤差などの影響により、波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することはできなかった。
【０００８】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することのできる光学系の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えて、高解像のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。さらに、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えた露光装置を用いて、高解像で良好な露光条件のもとで良好なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、少なくとも１つのレンズを有する光学系の製造方法において、
前記少なくとも１つのレンズを形成する光学材料における屈折率分布を計測する屈折率分布計測工程と、
前記少なくとも１つのレンズにおける表面形状を計測する面形状計測工程と、
前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果とに基づいて前記少なくとも１つのレンズの光学的誤差を求める算出工程と、
前記算出工程の算出結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成する補正膜形成工程とを含むことを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
【００１０】
第１発明の好ましい態様によれば、前記算出工程は、少なくとも前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果とに基づいて前記少なくとも１つのレンズを介して発生する波面誤差を算出する波面誤差算出工程と、前記波面誤差算出工程の算出結果に基づいて前記波面誤差を補正するために前記少なくとも１つのレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出する厚さ分布算出工程とを含み、前記補正膜形成工程は、前記厚さ分布算出工程の算出結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成する。また、前記補正膜形成工程は、前記少なくとも１つのレンズの表面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、前記薄膜形成工程で形成された薄膜の厚さ分布を補正する薄膜補正工程とを含むことが好ましい。
【００１１】
また、第１発明の好ましい態様によれば、前記算出工程に先立って、前記少なくとも１つのレンズの表面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、前記少なくとも１つのレンズを介して発生する波面誤差を計測する波面誤差計測工程とをさらに含み、前記算出工程は、前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果と前記波面誤差計測工程の計測結果とに基づいて、前記波面誤差を補正するために前記少なくとも１つのレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出する。
【００１２】
さらに、第１発明の好ましい態様によれば、前記補正膜形成工程の後に前記少なくとも１つのレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する収差測定工程と、前記収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する第２膜厚補正工程とを含む。あるいは、前記補正膜形成工程の後に前記少なくとも１つのレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する第１収差測定工程と、前記第１収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズを調整するレンズ調整工程と、前記レンズ調整工程で調整された前記光学系の収差を測定する第２収差測定工程と、前記第２収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する第２膜厚補正工程とを含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の第２発明では、複数のレンズを有する光学系の製造方法において、
前記複数のレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、
前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する収差測定工程と、
前記収差測定工程の測定結果に基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する膜厚補正工程とを含むことを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
【００１４】
第２発明の好ましい態様によれば、前記複数のレンズをそれぞれ形成する各光学材料の屈折率分布および前記複数のレンズそれぞれの表面形状のうち少なくとも一方を計測する部材計測工程をさらに含み、前記膜厚補正工程は、前記収差測定工程の測定結果と前記部材計測工程の計測結果とに基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する。
【００１５】
本発明の第３発明では、複数のレンズを有する光学系の製造方法において、
前記複数のレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、
前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する第１収差測定工程と、
前記第１収差測定工程の測定結果に基づいて前記光学系中の少なくとも１つのレンズを調整するレンズ調整工程と、
前記レンズ調整工程で調整された前記光学系の収差を測定する第２収差測定工程と、
前記第２収差測定工程の測定結果に基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する膜厚補正工程とを含むことを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
【００１６】
第３発明の好ましい態様によれば、前記複数のレンズをそれぞれ形成する各光学材料の屈折率分布および前記複数のレンズそれぞれの表面形状のうち少なくとも一方を計測する部材計測工程をさらに含み、前記膜厚補正工程は、前記第２収差測定工程の測定結果と前記部材計測工程の計測結果とに基づいて前記複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する。また、前記レンズ調整工程は、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光学系の光軸に沿って移動させる移動調整工程と、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光軸と交差する方向に沿ってシフトさせるシフト調整工程と、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光軸に対して傾けるチルト調整工程と、前記光学系中の少なくとも１つのレンズを前記光軸廻りに回転させる回転調整工程との少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１７】
第２発明および第３発明の好ましい態様によれば、前記組立工程に先立って、前記光学系を構成すべき複数のレンズを製造するレンズ製造工程と、前記レンズ製造工程で製造された複数のレンズの形状に関する情報を計測するレンズ形状計測工程と、前記レンズ形状計測工程で計測された複数のレンズから前記光学系を構成すべき複数のレンズを選択する選択工程と、前記選択工程で選択された複数のレンズの形状に関する計測情報に基づいて前記光学系の光学性能を予測評価する予測評価工程と、前記予測評価工程で予測される前記光学系の光学性能が許容できる複数のレンズの最適な組み合わせが決定されるまで前記選択工程と前記予測評価工程とを繰り返す繰り返し工程とをさらに含む。
【００１８】
第１発明〜第３発明の好ましい態様によれば、前記薄膜は多層膜を含み、前記補正膜形成工程は、前記多層膜の最も外側の層の膜厚の１５％以下の補正量を付加する。
【００１９】
本発明の第４発明では、所定のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、
前記マスクのパターン像を感光性基板に投影するための第１発明〜第３発明の製造方法によって製造された光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
【００２０】
本発明の第５発明では、第４発明の露光装置を用いて前記マスクのパターンを感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の基本的な原理を説明する図である。まず、図１（ａ）に示すように、実際に製造されたレンズ１の表面２が設計上の理想面（ベストフィット面）３から光束１１の進行方向に沿ってｄだけずれている場合を考える。この場合、レンズ１の面形状の誤差に起因して、すなわち設計上の理想面３と実際の表面２との光束進行方向に沿ったずれｄに起因して、レンズ１を介した透過光には波面の誤差（理想のレンズを介して得られる波面と実際のレンズを介して得られる波面との光束進行方向に沿ったずれ）が発生する。
【００２２】
本発明では、レンズ１の面形状誤差に起因して発生する波面誤差（波面のずれ）を補正するために、所定の厚さ分布を有する薄膜（たとえば反射防止膜）を形成する。具体的には、図１（ｂ）に示すように、レンズ１の表面２に下層４および上層５からなる薄膜を形成する場合、たとえば下層４には設計にしたがって光軸に関して回転対称な厚さ分布を付与するが、最も外側の上層５には本発明にしたがって面形状誤差を考慮した所定の厚さ分布を付与する。なお、図１（ｂ）において、実線５ａは本発明にしたがって形成される上層５の表面を示し、破線５ｂは上層５の設計上の表面（すなわち設計表面）を示している。
【００２３】
本発明では、レンズ１の面形状誤差に起因して発生する波面誤差を補正するために、薄膜の上層５の表面５ａを設計表面５ｂから光束１１の進行方向に沿ってｅだけずらして形成している。ここで、レンズ１を形成する光学材料の光束１１に対する屈折率をｎ１とし、上層５を形成する物質の光束１１に対する屈折率をｎ２とすると、補正量ｅはｅ＝（ｎ１/ｎ２）ｄで表される。こうして、実際に製造されたレンズ１において面形状誤差が存在していても、レンズ１の表面２に所定の厚さ分布を有する薄膜（４，５）を形成することにより、レンズ１の面形状誤差に起因して発生する波面誤差（例えばランダムまたは回転非対称な波面収差）を補正することができる。
【００２４】
図２は、薄膜の厚さ分布と波面誤差の補正との関係を模式的に説明する図である。図２では、レンズ７の表面に膜厚の一様な下層８を形成し、その上に膜厚の異なる上層９および１０を形成している。一般に、薄膜としての反射防止膜を形成する層の数は、１層から５層程度の場合が多い。単層で反射防止膜を形成する場合には、図２に示す下層８は存在しないことになる。ここで、薄膜の上層９の領域へ入射する光束１２および薄膜の上層１０の領域へ入射する光束１３は、レンズ７を介して光束１４および１５に変換される。
【００２５】
図２では、薄膜の上層９と１０とがｆだけ異なる膜厚を有するため、すなわち薄膜に所定の厚さ分布が付与されているため、薄膜の上層９を介した光束と上層１０を介した光束との間に波面のずれ（位相差）を付与することができる。一方、レンズ７の表面において薄膜の上層９に対応する領域と上層１０に対応する領域との間で面形状の誤差の差がある場合、この２つの領域を介した光束の間に波面のずれすなわち位相差が発生する。したがって、２つの領域の面形状誤差の差がｄである場合、上層９と１０との膜厚の差ｆをｆ＝ｅに設定することにより、２つの領域間の面形状誤差に起因する波面誤差を２つの領域間の薄膜の膜厚差によって補正することができる。
【００２６】
換言すると、レンズの表面に形成される薄膜に所定の厚さ分布を付与することにより、レンズの面形状誤差に起因する波面誤差を補正することができる。なお、レンズの面形状誤差に起因する波面誤差を補正するには、レンズの入射側の表面に形成される薄膜に所定の厚さ分布を付与してもよいし、レンズの射出側の表面に形成される薄膜に所定の厚さ分布を付与してもよい。さらに、必要に応じて、レンズの入射側の表面に形成される薄膜およびレンズの射出側の表面に形成される薄膜の双方に所定の厚さ分布を付与することもできる。なお、薄膜が多層膜を含む場合、多層膜の最も外側の層の膜厚の１５％以下の補正量を付加することが好ましい。
【００２７】
また、レンズの面形状に誤差が全くない場合にも、レンズを形成する光学材料の屈折率分布（屈折率ムラ、例えば回転非対称またはランダムな屈折率分布）に起因して、レンズを介した透過光には波面誤差が発生する。この場合、面形状誤差に起因して発生する波面誤差の補正の場合と同様に、薄膜に所定の厚さ分布を付与することにより、屈折率分布に起因する波面誤差（例えばランダムまたは回転非対称な波面収差）も補正することができる。ただし、光学材料の屈折率分布がレンズの内部で生じているのに対し、薄膜の厚さ分布による位相補正はレンズ表面で行われるので、厳密には屈折率分布に起因する波面誤差を完全には補正し切れずにある程度の補正誤差が残る場合もある。
【００２８】
本発明の典型的な光学系の製造方法では、レンズを形成する光学材料の屈折率分布を計測するとともに、レンズの面形状を計測する。そして、屈折率分布の計測結果と面形状の計測結果とに基づいて、レンズの光学的誤差として、たとえばレンズを介して発生する波面誤差を算出する。さらに、波面誤差の算出結果に基づいて、波面誤差を補正するためにレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出する。こうして、厚さ分布の算出結果に基づいて、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成する。
【００２９】
あるいは、本発明の別の典型的な光学系の製造方法では、複数のレンズを用いて光学系を組み立てた後、組み立てた光学系の収差を測定する。そして、その測定結果に基づいて、光学系中のレンズを調整する。さらに、レンズ調整した光学系の収差を測定する。なお、光学系の組立に先立って、複数のレンズをそれぞれ形成する各光学材料の屈折率分布および複数のレンズそれぞれの面形状を計測している。こうして、レンズ調整した光学系の収差に関する測定結果とレンズの屈折率分布および面形状に関する計測結果とに基づいて、レンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する。
【００３０】
以上のように、本発明による光学系の製造方法では、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成することにより、あるいはレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正することにより、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、後述するように、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を製造することができる。したがって、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を投影光学系として備えた本発明の露光装置では、高解像のもとで良好な露光を行うことができる。さらに、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えた露光装置を用いる本発明のマイクロデバイス製造方法では、高解像で良好な露光条件のもとで良好なマイクロデバイスを製造することができる。
【００３１】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の各実施形態にかかる製造方法で製造された投影光学系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。なお、図３において、投影光学系の光軸ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図３の紙面に平行にＹ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図３の紙面に垂直にＸ軸をそれぞれ設定している。
【００３２】
図３に示す露光装置は、照明光（露光光）を供給するための光源２１として、たとえばＫｒＦエキシマレーザー光源（波長２４８ｎｍ）を備えている。光源２１から射出された光は、照明光学系２２を介して、所定のパターンが形成されたマスク（レチクル）２３を照明する。マスク２３は、マスクホルダ２４を介して、マスクステージ２５上においてＸＹ平面に平行に保持されている。また、マスクステージ２５は、図示を省略した駆動系の作用により、マスク面（すなわちＸＹ平面）に沿って移動可能であり、その位置座標はマスク干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００３３】
マスク２３に形成されたパターンからの光は、投影光学系２６を介して、感光性基板であるウェハ２７上にマスクパターン像を形成する。ウェハ２７は、ウェハテーブル（ウェハホルダ）２８を介して、ウェハステージ２９上においてＸＹ平面に平行に保持されている。また、ウェハステージ２９は、図示を省略した駆動系の作用によりウェハ面（すなわちＸＹ平面）に沿って移動可能であり、その位置座標はウェハ干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。こうして、投影光学系２６の光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてウェハ２７を二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハ２７の各露光領域にはマスク２３のパターンが逐次露光される。
【００３４】
図４は、本発明の第１実施形態にかかる製造方法の製造フローを示すフローチャートである。第１実施形態の製造方法では、各レンズを形成すべきブロック硝材（ブランクス）を製造した後、製造されたブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を、たとえば図５に示す干渉計装置を用いて計測する（Ｓ１１）。図５では、オイル１０１が充填された試料ケース１０２の中の所定位置に被検物体であるブロック硝材１０３を設置する。そして、制御系１０４に制御された干渉計ユニット１０５からの射出光が、フィゾーステージ１０６ａ上に支持されたフィゾーフラット（フィゾー平面）１０６に入射する。
【００３５】
ここで、フィゾーフラット１０６で反射された光は参照光となり、干渉計ユニット１０５へ戻る。一方、フィゾーフラット１０６を透過した光は測定光となり、試料ケース１０２内の被検物体１０３に入射する。被検物体１０３を透過した光は、反射平面１０７によって反射され、被検物体１０３およびフィゾーフラット１０６を介して干渉計ユニット１０５へ戻る。こうして、干渉計ユニット１０５へ戻った参照光と測定光との位相ずれに基づいて、光学材料としての各ブロック硝材１０３の屈折率分布による波面収差が計測される。なお、屈折率均質性の干渉計による計測に関する詳細については、たとえば特開平８−５５０５号公報などを参照することができる。
【００３６】
次いで、第１実施形態の製造方法では、屈折率分布が計測されたブロック硝材から必要に応じて研削されたブロック硝材を用いて、投影光学系２６を構成すべき各レンズを製造する。すなわち、周知の研磨工程にしたがって、設計値を目標として各レンズの表面を研磨加工する（Ｓ１２）。研磨工程では、各レンズの面形状の誤差を干渉計で計測しながら研磨を繰り返し、各レンズの面形状を目標面形状（ベストフィット球面形状）に近づける。こうして、各レンズの面形状誤差が所定の範囲に入ると、各レンズの面形状の誤差を、たとえば図６に示すさらに精密な干渉計装置を用いて計測する（Ｓ１３）。
【００３７】
図６では、制御系１１１に制御された干渉計ユニット１１２からの射出光が、フィゾーステージ１１３ａ上に支持されたフィゾーレンズ１１３に入射する。ここで、フィゾーレンズ１１３の参照面（フィゾー面）で反射された光は参照光となり、干渉計ユニット１１２へ戻る。なお、図６では、フィゾーレンズ１１３を単レンズで示しているが、実際のフィゾーレンズは複数のレンズ（レンズ群）で構成されている。一方、フィゾーレンズ１１３を透過した光は測定光となり、被検レンズ１１４の被検光学面に入射する。
【００３８】
被検レンズ１１４の被検光学面で反射された測定光は、フィゾーレンズ１１３を介して干渉計ユニット１１２へ戻る。こうして、干渉計ユニット１１２へ戻った参照光と測定光との位相ずれに基づいて、被検レンズ１１４の被検光学面の基準面に対する波面収差が、ひいては被検レンズ１１４の面形状の誤差（設計上のベストフィット球面からのずれ）が計測される。なお、レンズの面形状誤差の干渉計による計測に関する詳細については、たとえば特開平７−１２５３５号、特開平７−１１３６０９号、特開平１０−１５４６５７号公報などを参照することができる。
【００３９】
次いで、第１実施形態の製造方法では、面形状誤差が計測された各レンズに所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する（Ｓ１４）。図７は、第１実施形態における反射防止膜形成工程のフローチャートである。反射防止膜形成工程では、図７に示すように、屈折率分布の計測工程Ｓ１１で得られた光学材料の屈折率分布情報と、面形状誤差の計測工程Ｓ１３で得られた各レンズの面形状誤差情報とに基づいて、各レンズで発生する波面誤差を算出する（Ｓ１１１）。そして、波面誤差工程Ｓ１１１で得られた波面誤差発生量に基づいて、この波面誤差の発生を補正するのに必要な反射防止膜の厚さ分布を算出する（Ｓ１１２）。
【００４０】
こうして、厚さ分布算出工程Ｓ１１２で得られた反射防止膜の厚さ分布に基づいて、各レンズの表面に所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する（Ｓ１１３）。このように、従来技術では屈折率分布情報や面形状誤差情報とは無関係に設計された光軸に関して回転対称な厚さ分布を有する反射防止膜を形成するが、第１実施形態では屈折率分布および面形状誤差情報に基づいて計算された所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する。
【００４１】
以下、各レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する方法について説明する。反射防止膜に所定の厚さ分布を付与する方法として、２つの方法が考えられる。第１の方法では、屈折率分布情報および面形状誤差情報を考慮して、反射防止膜の形成時に最初から所定の厚さ分布を付与する。一方、第２の方法では、屈折率分布情報および面形状誤差情報を考慮することなく設計上の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する。そして、形成された反射防止膜の厚さ分布を、屈折率分布情報および面形状誤差情報を考慮して所定の厚さ分布に補正する。第２の方法は、たとえばイオンビーム加工により実現可能である。
【００４２】
図８は、反射防止膜の形成時に所定の厚さ分布を付与する第１の方法を説明する図である。図８では、参照符号５１で示す外形を有するレンズの表面に、等高線５２および５３で表されるような厚さ分布を有する反射防止膜を形成する場合を考える。ここで、等高線５３で示す領域における反射防止膜の厚さが最も大きく、等高線５２で示す領域（等高線５３で示す領域を除く）における反射防止膜の厚さよりも厚さ補正最小単位量Δだけ大きい。また、等高線５２で示す領域（等高線５３で示す領域を除く）における反射防止膜の厚さは、他の領域（等高線５３および５２で示す領域を除く）における反射防止膜の厚さよりも厚さ補正最小単位量Δだけ大きい。
【００４３】
この場合、反射防止膜の最も外側の層（例えば４０ｎｍの膜厚を有する上層）を形成する工程において、最後の２Δ分の膜厚の形成に際して、等高線５２で示す形状と同じ形状の開口部を有するマスクをレンズ表面の直前に位置決めし、このマスクを介して蒸着法やスパッタリング法にしたがって膜厚Δ分を形成する。次いで、等高線５３で示す形状と同じ形状の開口部を有するマスクをレンズ表面の直前に位置決めし、このマスクを介して膜厚Δ分を形成する。ここで、厚さ補正最小単位量Δを例えば１ｎｍと仮定すると、波長２４８ｎｍの光に対して補正可能な波面誤差の最小単位は約２ｍλとなる。
【００４４】
図９は、一旦形成された反射防止膜の厚さ分布を所定の厚さ分布に補正する第２の方法に用いられるイオンビーム加工装置の構成を概略的に示す図である。図９に示すイオンビーム加工装置は、加工用レンズ４１を保持して二次元的に移動可能なステージ４２と、加工レンズ４１の表面（厳密には反射防止膜の表面）に膜厚加工用のイオンビーム４３を照射するイオンビーム加工装置本体４４と、ステージ４２を二次元的に移動させる駆動系４５と、ステージ４２の移動およびイオンビーム加工装置本体４４から照射されるイオンビーム４３のエネルギーを制御する制御系４６と、加工レンズ４１の膜厚加工に関する情報を入力する入力系４７とを備えている。
【００４５】
そして、制御系４６は、入力系４７からの加工レンズ４１の膜厚加工に関する情報に基づいて、イオンビーム加工装置本体４４から照射されるイオンビーム４３のエネルギーおよびステージ４２の移動を制御して、いわゆるイオンビーム加工により加工レンズ４１の表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を所定の厚さ分布に補正する。以上のように、イオンビーム加工の場合は、マスクを用いることなく膜厚の局所的な補正が可能である。なお、イオンビームとして希ガスのイオン化したものを反射防止膜に低エネルギーで照射すると、微小量の膜厚加工を精度良く行うことができる。
【００４６】
図１０は、波長２４８ｎｍの光に対して用いられる反射防止膜の膜厚補正量と波面のずれ（波面の変化）と反射率との関係を示す図である。なお、図１０において、横軸はレンズの片側の面に形成される反射防止膜の膜厚補正量（ｎｍ）を、左側の縦軸は波面のずれ（ｍλ）を、右側の縦軸は反射率（％）をそれぞれ示している。また、図１０において、四角の点を結ぶ線は膜厚補正量と波面のずれとの関係を示し、三角の点を結ぶ線は膜厚補正量と反射率との関係を示している。図１０を参照すると、膜厚補正による反射率の増加を０．１％まで許容すれば、１０ｍλの波面誤差まで補正可能であることがわかる。また、レンズの両側の面に形成される反射防止膜においてそれぞれ膜厚補正すれば、更に大きな波面誤差の補正も可能である。
【００４７】
再び図４を参照すると、第１実施形態の製造方法では、必要に応じて所定の厚さ分布を有する反射膜防止膜が形成された複数のレンズを用いて投影光学系２６を組み立てる（Ｓ１５）。具体的には、設計にしたがって複数のレンズを所定の保持枠で保持することにより、各光学ユニットを順次組み上げる。そして、組み上げた複数の光学ユニットを、鏡筒の上部開口を介して、鏡筒内に順次落とし込む。このとき、各光学ユニットの間には、所定のワッシャを介在させる。こうして、鏡筒内に最初に落とし込まれた光学ユニットが鏡筒の一端に形成された突出部においてワッシャを介して支持され、すべての光学ユニットが鏡筒内に収容されることにより、投影光学系の組立が終了する。なお、投影光学系の組立に関する詳細については、たとえば特開平１０−１５４６５７号公報などを参照することができる。
【００４８】
次いで、第１実施形態の製造方法では、実際に組み立てられた投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ１６）。具体的には、たとえば特開平１０−３８７５７号公報に開示されたフィゾー干渉計方式の波面収差測定機を用いて、ＫｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を測定することができる。この場合、図１１に示すように、露光光とほぼ同じ波長を有するレーザ光（たとえばＡｒレーザ光の第２高調波）を、ハーフプリズム６０およびフィゾーレンズ６１のフィゾー面６１ａを介して、被検光学系としての投影光学系２６に入射させる。このとき、フィゾー面６１ａで反射された光は、いわゆる参照光となり、フィゾーレンズ６１およびハーフプリズム６０を介して、ＣＣＤのような撮像素子６２に達する。
【００４９】
一方、フィゾー面６１ａを透過した光は、いわゆる測定光となり、投影光学系２６を介して、反射球面６３に入射する。反射球面６３で反射された測定光は、投影光学系２６、フィゾーレンズ６１およびハーフプリズム６０を介して、ＣＣＤ６２に達する。こうして、参照光と測定光との干渉に基づいて、投影光学系２６に残存する波面収差が測定される。同様に、たとえば特開平１０−３８７５８号公報に開示されたフィゾー干渉計方式の波面収差測定機を用いて、超高圧水銀ランプ（たとえばｉ線）を使用する投影光学系の波面収差を測定することもできる。
【００５０】
また、たとえば特開２０００−９７６１６号公報に開示された、いわゆるＰＤＩ（Phase Diffraction Interferometer：位相回折干渉計）方式の波面収差測定機を用いて、ＡｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を測定することもできる。この場合、図１２に示すように、光源２１（図１２では不図示）から射出されて照明光学系２２を介した露光用照明光が、マスク設定位置に位置決めされた第１のピンホール７１に入射する。第１のピンホール７１を介して形成された球面波は、被検光学系としての投影光学系２６を透過して、グレーティング（一次元回折格子）７２に入射する。
【００５１】
グレーティング７２をそのまま透過した０次回折光は、マスク７３に形成された第２のピンホール（不図示）に入射する。一方、グレーティング７２で回折作用を受けて発生した１次回折光は、マスク７３に形成された開口部（不図示）のほぼ中央に入射する。第２のピンホールを介した０次回折光および開口部を通過した１次回折光は、コリメータレンズ７４を介して、ＣＣＤのような撮像素子７５に達する。こうして、第２のピンホールを介して形成された球面波を参照波面とし、開口部を通過した１次回折光の波面を測定波面とし、参照波面と測定波面との干渉に基づいて投影光学系２６に残存する波面収差が測定される。
【００５２】
次いで、第１実施形態の製造方法では、収差測定工程Ｓ１６で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっているか否かを判定する（Ｓ１７）。判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていると判定した場合（図４中ＹＥＳの場合）、第１実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。一方、判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていないと判定した場合（図４中ＮＯの場合）、レンズを光軸ＡＸに沿って移動させてレンズ間の間隔を変化させる間隔調整や、レンズを光軸ＡＸに対して垂直にシフトさせたりチルトさせたりする偏芯調整を行う（Ｓ１８）。
【００５３】
図１３は、間隔調整や偏芯調整が可能に構成された投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。また、図１４は、図１３の投影光学系における複数の部分鏡筒のうちの１つの部分鏡筒の構成を示す上面図である。なお、図１３および図１４においては、図３に対応する共通のＸＹＺ座標系を採用している。図１３に示すように、鏡筒３０は複数の分割鏡筒３０ａ〜３０ｌを備えており、フランジ３１を介して、図示なき露光装置のフレームに支持されている。これら複数の分割鏡筒３０ａ〜３０ｌは、光軸ＡＸ方向に積層されている。そして、複数の分割鏡筒３０ａ〜３０ｌのうち、分割鏡筒３０ｂ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇにより支持されているレンズ２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇは、光軸方向（Ｚ方向）に移動可能で且つＸＹ方向を軸としてチルト可能な可動レンズとなっている。
【００５４】
可動レンズ２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇを保持している分割鏡筒３０ｂ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇの構成について、分割鏡筒３０ｂの構成を代表させて説明する。なお、他の分割鏡筒３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇの構成については、分割鏡筒３０ｂの構成とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。分割鏡筒３０ｂは、当該分割鏡筒３０ｂの上下（Ｚ方向）に位置する分割鏡筒３０ａ，３０ｃと接続される外側環３７ｂと、可動レンズ２ｂを保持するレンズ室３８ｂとを備えている。このレンズ室３８ｂは、外側環３７ｂに対して光軸方向（Ｚ方向）に移動可能で且つＸＹ方向を軸としてチルト可能となるように、外側環３７ｂに連結されている。また、分割鏡筒３０ｂは、外側環３７ｂに取り付けられたアクチュエータ３２ｂを備えている。このアクチュエータ３２ｂとしては、例えば圧電素子を適用することができる。アクチュエータ３２ｂは、例えば弾性ヒンジから構成される変位拡大機構としてのリンク機構を介してレンズ室３８ｂを駆動する。このアクチュエータ３２ｂは、分割鏡筒３０ｂの３箇所に取り付けられており、これにより、レンズ室３８ｂの３箇所が独立に光軸方向（Ｚ方向）へ移動する。
【００５５】
図１４を参照してさらに詳述する。図１４において、レンズ２の周縁には、３つの鍔部２０１〜２０３がＸＹ平面内における方位角１２０°ごとに設けられている。そして、レンズ室３８は、クランプ部３８１〜３８３を備えており、これらがレンズ２の３つの鍔部２０１〜２０３を保持している。そして、レンズ室３８は、ＸＹ平面内における方位角１２０°ごとの駆動点ＤＰ１〜ＤＰ３の位置で、リンク機構を介して３つのアクチュエータ（不図示）によりＺ方向に沿って独立に駆動される。ここで、３つのアクチュエータによるＺ方向の駆動量が同じ量である場合は、レンズ室３８は外側環３７に対しＺ方向（光軸方向）へ移動することとなり、３つのアクチュエータによるＺ方向の駆動量が異なる量である場合は、レンズ室３８は外側環３７に対しＸＹ方向を軸として傾くこととなる。なお、３つのアクチュエータによるＺ方向の駆動量が異なる量である場合には、レンズ室３８が外側環３７に対しＺ方向（光軸方向）へ移動することもあり得る。
【００５６】
さて、図１３に戻って、分割鏡筒３０ｂは、外側環３７ｂに取り付けられて、例えば光学式エンコーダからなる駆動量計測部３９ｂを備えている。この駆動量計測部３９ｂは、図１４に示した方位角１２０°ごとの３つの計測点ＭＰ１〜ＭＰ３の位置における外側環３７ｂに対するレンズ室３８のＺ方向（光軸方向）の移動量を計測する。従って、アクチュエータ３２ｂ及び駆動量計測部３９ｂにより、レンズ室３８の移動、ひいてはレンズ２ｂの移動をクローズドループで制御することができる。
【００５７】
さて、分割鏡筒３０ａ〜３０ｌのうち、分割鏡筒３０ａ，３０ｃ，３０ｈ，３０ｉ，３０ｊ，３０ｋ，３０ｌにより支持されているレンズ２ａ，２ｃ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌは、固定レンズとなっている。これらの固定レンズ２ａ，２ｃ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌを保持している分割鏡筒３０ａ，３０ｃ，３０ｈ，３０ｉ，３０ｊ，３０ｋ，３０ｌの構成について、分割鏡筒３０ｃの構成を代表させて説明する。なお、他の分割鏡筒３０ａ，３０ｈ，３０ｉ，３０ｊ，３０ｋ，３０ｌの構成については、分割鏡筒３０ｃの構成とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。分割鏡筒３０ｃは、当該分割鏡筒３０ｃの上下（Ｚ方向）に位置する分割鏡筒３０ｂ，３０ｄと接続される外側環３７ｃと、当該外側環３７ｃに取り付けられてレンズ２ｃを保持するレンズ室３８ｃとを備えている。
【００５８】
なお、アクチュエータ３２として、高精度、低発熱、高剛性及び高クリーン度の圧電素子を使用して、この圧電素子の駆動力を弾性ヒンジからなるリンク機構により拡大させる構成としているため、圧電素子自体のコンパクト化を図れる利点がある。なお、アクチュエータ３２を圧電素子で構成する代わりに、磁歪アクチュエータや流体圧アクチュエータで構成しても良い。上述の説明では、レンズを光軸ＡＸに沿って移動させる移動調整（間隔調整）およびレンズを光軸ＡＸに対して傾斜させるチルト調整に限定したが、同様に周知の構成にしたがって、光軸ＡＸに対して垂直な方向に沿ってレンズをシフトさせるシフト調整を行うこともできる。
【００５９】
第１実施形態の製造方法では、間隔調整や偏芯調整によりレンズ調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ１６）。そして、収差測定工程Ｓ１６で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ１７）。判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていると判定した場合には、投影光学系の製造が終了する。しかしながら、判定工程Ｓ１７において投影光学系の波面収差が許容範囲内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ１７においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ１８および収差測定工程Ｓ１６をさらに繰り返す。
【００６０】
なお、第１実施形態の製造方法では、投影光学系２６を構成すべき各レンズをそれぞれ多数個製造し、製造された多数のレンズから選択したレンズを組み合わせて投影光学系を組み立てることもできる。この場合、組立工程Ｓ１５に先立って、投影光学系２６を構成すべき複数のレンズを製造する（レンズ製造工程）。次いで、製造された複数のレンズの形状に関する情報、たとえば各レンズの加工面の曲率半径や各レンズの中心厚などを計測する（レンズ形状計測工程）。そして、レンズ形状の計測された複数のレンズから投影光学系２６を構成すべき複数のレンズを、たとえばランダムに選択する（選択工程）。
【００６１】
こうして、選択された複数のレンズの形状に関する計測情報に基づいて、仮想的に組み立てた投影光学系の光学性能を予測評価する（予測評価工程）。そして、予測される投影光学系の光学性能が許容できる複数のレンズの最適な組み合わせが決定されるまで、選択工程と予測評価工程とを繰り返す（繰り返し工程）。以上のように、レンズの屈折率分布情報および面形状誤差情報に加えて、各レンズの加工面の曲率半径や各レンズの中心厚などの実測データに基づいて、レンズを仮想的に組み合わせて得られる投影光学系で発生する収差を予測評価し、仮想的な投影光学系で発生する収差が比較的小さくなるように、予測評価結果に基づいて選択されたレンズを組み合わせて投影光学系を構成することが好ましい。この仮想的な組み合わせにより多数のレンズから投影光学系を構成すべき複数のレンズを最終的に選択する方法の詳細については、たとえば特開２０００−２４９９１７号公報などを参照することができる。
【００６２】
以下、研削・研磨された後のレンズ加工面の曲率半径を計測する手法について簡単に説明する。レンズ加工面の曲率半径は、特開平５−２７２９４４号、特開平６−１２９８３６号、および特開平６−１７４４５１号公報などに開示されているように、ニュートンゲージを用いて計測することができる。この場合、被検レンズの被検面をニュートンゲージのゲージ面（曲率半径が既知）に重ね合わせ、一定波長の光源下で観測されるニュートン干渉縞の本数から所定の演算式に基づいて被検面の曲率半径を求める。
【００６３】
また、レンズ加工面の曲率半径は、特開平５−３４０７３４号、特開平５−３４０７３５号、および特開平５−３４６３１５号公報などに開示されているように、レーザ干渉計方式で計測することができる。この場合、被検レンズの被検面とほぼ同一で且つ既知の曲率半径を有するマスターレンズの基準ゲージ面と干渉計の基準参照面との間の干渉に基づいて装置のアライメントを行う。そして、このアライメント状態においてマスターレンズに代えて被検レンズを設置し、干渉計測により基準ゲージ面に対する被検面の曲率半径差を、ひいては被検レンズの被検面の曲率半径の絶対値を求める。
【００６４】
次に、研削・研磨された後のレンズの中心厚の計測手法について簡単に説明する。図１５は、マイケルソン型干渉計を利用したレンズ中心厚測定機の構成を概略的に示す図である。図１５において、レンズ中心厚測定機としての間隔測定装置は、所定波長の測定光を出射する光源１２１と、光学系１２２と、ハーフミラー１２３とを備えている。光学系１２２は、図示しないピンホール及びコリメートレンズ等からなり、光源１２１から出射された測定光を平行光束にしてハーフミラー１２３に入射させる。ハーフミラー１２３は、入射光束の一部を反射し、残りを透過させる機能を有する。これにより、光源１２１側から入射した光束の一部が、間隔測定の対象であるレンズ素子１２４側へ反射され、残りの光束が反射ミラー１２５側へ透過する。
【００６５】
レンズ素子１２４側に反射された光束に対して、レンズ素子１２４のハーフミラー１２３側の表面及び該レンズ素子１２４の裏面は、それぞれ反射面１２４ａおよび１２４ｂとなっている。反射ミラー１２５は、図示しない移動ステージに取り付けられ、該移動ステージとともに図１５中の矢印の方向に移動可能になっている。反射ミラー１２５は、ハーフミラー１２３を透過した光束を反射してハーフミラー１２３に戻す。
【００６６】
レンズ素子１２４で反射した光束は、計測光としてハーフミラー１２３を透過して受光素子１２６に入射する。一方、反射ミラー１２５で反射した光束は、参照光としてハーフミラー１２３で反射されて、該受光素子１２６に到る。これらの計測光と参照光とは、受光素子１２６上で干渉する。そして、受光素子１２６により、干渉光が光電変換され、干渉信号として外部に出力される。
【００６７】
図１６は、測定する間隔（レンズ中心厚）よりも可干渉距離が十分に小さい光を供給する光源１２１を使用したときの受光素子１２６に入射する干渉光の強度と反射ミラー１２５の位置との関係を示す図である。ここで、計測光がハーフミラー１２３で分離され、レンズ素子１２４の反射面１２４ａで反射され、再びハーフミラー１２３に到る光路の光路長をＡ１とする。また、計測光がハーフミラー１２３で分離され、レンズ素子１２４の反射面１２４ｂで反射され、再びハーフミラー１２３に到る光路の光路長をＡ２とする。そして、参照光がハーフミラー１２３で分離され、反射ミラー１２５で反射され、再びハーフミラー１２３に到る光路の光路長をＢとする。
【００６８】
ハーフミラー１２３により、反射面１２４ａ，１２４ｂで反射した計測光は、反射ミラー１２５で反射した参照光と光路長差に応じて干渉する。つまり、各計測光と参照光とは、光路長Ａ１，Ａ２と光路長Ｂとがほぼ等しくなった時に干渉し、このときに強度変化する干渉光が得られる。よって、反射ミラー１２５の位置を変化させることにより、光路長Ｂが光路長Ａ１とほぼ等しくなると、受光素子１２６に入射する干渉光（反射面１２４ａに関する干渉光）の強度は、図１６における左側の波形のように変化する。一方、光路長Ｂが光路長Ａ２とほぼ等しくなると、受光素子１２６に入射する干渉光（反射面１２４ｂに関する干渉光）の強度は、図１６における右側の波形のように変化する。
【００６９】
なお、計測光と参照光とが分離されてハーフミラー１２３で再び合成されるまでの間で、計測光及び参照光が例えば屈折率が低い媒質から入射して屈折率の高い媒質との境界面で反射するような場合、例えば反射面１２４ａで反射する場合では、位相の１８０度反転、いわゆる位相の飛びを生じる。この場合、干渉光の強度分布は、図１６の反射面１２４ｂに関する干渉光の強度変化に対する反射面１２４ａに関する干渉光の強度変化のように、その振幅のほぼ中心に対して反転した状態となる。そして、受光素子１２６が干渉光の強度分布に対応して出力する干渉信号と移動ステージで設定される反射ミラー１２５の位置とに基づいて、レンズ素子１２４の中心厚が求められる。なお、上述の説明では、非接触型の光学式測定機を用いてレンズ中心厚を計測しているが、たとえば測定針を用いる接触式測定機を用いてレンズ中心厚を計測することもできる。
【００７０】
以上のように、第１実施形態の製造方法では、レンズを形成する光学材料の屈折率分布およびレンズの面形状を計測し、その計測結果に基づいてレンズを介して発生する波面誤差を算出している。そして、算出された波面誤差を補正するためにレンズの表面に形成すべき反射防止膜の厚さ分布を算出している。その結果、この厚さ分布の算出結果に基づいてレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成することにより、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、極低収差の投影光学系を製造することができる。具体的には、上述したように、波長２４８ｎｍの光に対して補正可能な波面誤差の最小単位を２ｍλ以下に設定することにより、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することができる。
【００７１】
なお、第１実施形態の製造方法では、屈折率分布および面形状誤差の計測結果に基づいて、波面誤差を算出している。しかしながら、レンズの表面に反射防止膜を予め形成し、反射防止膜の形成されたレンズを介して発生する波面誤差を実際に計測することもできる。この場合、屈折率分布および面形状誤差の計測結果と波面誤差の計測結果とに基づいて、波面誤差を補正するために形成すべき反射防止膜の厚さ分布を算出する。
【００７２】
また、第１実施形態の製造方法では、収差測定工程Ｓ１６の後に、判定工程Ｓ１７およびレンズ調整工程Ｓ１８を設けているが、これらの工程Ｓ１６〜Ｓ１８を省略することができる。すなわち、投影光学系の組立工程Ｓ１５の後に、第１実施形態の製造方法を終了することもできる。
【００７３】
図１７は、本発明の第２実施形態にかかる投影光学系の製造方法の製造フローを示すフローチャートである。第１実施形態の製造方法では、各レンズを介して発生する波面誤差をレンズ毎に補正することにより、すなわち各レンズに所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成することにより、極低収差の投影光学系を製造している。これに対し、第２実施形態の製造方法では、レンズ毎に波面誤差を補正することなく、光学系中の一部のレンズに形成された反射防止膜の膜厚を補正することにより、極低収差の投影光学系を製造している。以下、第１実施形態の製造方法との相違点に着目して、第２実施形態の製造方法を説明する。
【００７４】
第２実施形態の製造方法では、第１実施形態と同様に、各レンズを形成すべきブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を計測する（Ｓ２１）。次いで、第１実施形態と同様に、屈折率分布が計測されたブロック硝材から必要に応じて研削されたブロック硝材を用いて、投影光学系２６を構成すべき各レンズを製造するために、各レンズの表面を研磨加工する（Ｓ２２）。さらに、第１実施形態と同様に、各レンズの面形状の誤差を計測する（Ｓ２３）。
【００７５】
次いで、面形状誤差が計測された各レンズに、設計に基づく一様な（光軸ＡＸに関して回転対称な）反射防止膜を形成する（Ｓ２４）。しかしながら、反射防止膜の形成工程Ｓ２４では、各レンズを介して発生する波面誤差を補正するために所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する第１実施形態とは異なり、屈折率分布情報や面形状誤差情報とは無関係に設計された光軸に関して回転対称な厚さ分布を有する反射防止膜を各レンズの表面に形成する。そして、反射膜防止膜が形成された複数のレンズを用いて投影光学系２６を組み立てる（Ｓ２５）。このとき、第１実施形態と同様に、投影光学系を構成すべき各レンズをそれぞれ多数個製造し、製造された多数のレンズから選択した最適な組み合わせに基づいて投影光学系を組み立てることもできる。
【００７６】
こうして、第１実施形態と同様に、実際に組み立てられた投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ２６）。そして、収差測定工程Ｓ２６で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ２７）。判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合（図１７中ＹＥＳの場合）、後述する工程Ｓ２９へ移行する。一方、判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合（図１７中ＮＯの場合）、レンズ調整を行う（Ｓ２８）。ただし、第２実施形態のレンズ調整工程Ｓ２８では、第１実施形態で行う間隔調整や偏芯調整に加えて、レンズを光軸ＡＸ廻りに回転させる回転調整を必要に応じて行う。
【００７７】
第２実施形態の製造方法では、間隔調整や偏芯調整や回転調整によりレンズ調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ２６）。そして、収差測定工程Ｓ２６で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ２７）。判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合には、後述する工程Ｓ２９へ移行する。しかしながら、判定工程Ｓ２７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ２７においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ２８および収差測定工程Ｓ２６をさらに繰り返す。
【００７８】
次に、第２実施形態の製造方法では、投影光学系に残存している波面収差を補正するのに適した一部のレンズ（１つまたは複数のレンズ）を鏡筒から取り出す（Ｓ２９）。そして、鏡筒から取り出したレンズに形成されている反射防止膜の厚さ分布を補正する（Ｓ３０）。すなわち、膜厚補正工程Ｓ３０では、投影光学系に残存している波面収差を補正するために、屈折率分布計測工程Ｓ２１の計測結果と面形状計測工程Ｓ２３の計測結果と収差測定工程Ｓ２６の最終測定結果とに基づいて、たとえば上述したイオンビーム加工を用いて反射防止膜の厚さ分布を補正する。なお、屈折率分布が十分に均一な光学材料を用いる場合には、厚さ分布の補正に際して屈折率分布の影響を無視することもできる。
【００７９】
こうして、反射防止膜の厚さ分布が補正されたレンズを鏡筒へ組み込む（Ｓ３１）。すなわち、鏡筒から取り出したレンズを鏡筒内の元の所定位置に戻す。そして、反射防止膜の厚さ分布が補正されたレンズを組み込んだ投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ３２）。そして、収差測定工程Ｓ３２で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ３３）。ここで、判定工程Ｓ３３における許容範囲Ｂは、投影光学系の波面収差に関する最終的な目標値としての許容範囲である。これに対して、上述の判定工程Ｓ２７における許容範囲Ａは、上述の工程Ｓ２９へ移行するのに設定した中間的な許容範囲であって、たとえば最終的な許容範囲Ｂの２倍の値に設定されている。
【００８０】
判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合（図１７中ＹＥＳの場合）、第２実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。一方、判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合（図１７中ＮＯの場合）、レンズ調整を行う（Ｓ３４）。ここで、レンズ調整工程Ｓ３４は、上述のレンズ調整工程Ｓ２８と異なり、レンズの回転調整を含まない。これは、膜厚補正工程Ｓ３０において反射防止膜の厚さ分布が光軸ＡＸに関して回転非対称に補正されるのが一般的であるからである。すなわち、レンズ調整工程Ｓ３４では、第１実施形態のレンズ調整工程Ｓ１８と同様に、レンズの間隔調整やレンズの偏芯調整を行う。
【００８１】
第２実施形態の製造方法では、レンズ調整工程Ｓ３４を介して間隔調整や偏芯調整により調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ３２）。そして、収差測定工程Ｓ３２で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ３３）。判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合には、第２実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。しかしながら、判定工程Ｓ３３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ３３においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ３４および収差測定工程Ｓ３２をさらに繰り返す。
【００８２】
以上のように、第２実施形態の製造方法では、複数のレンズを用いて投影光学系を組み立てた後、組み立てた投影光学系の波面収差を測定している。そして、その測定結果に基づいて投影光学系中のレンズを調整し、レンズ調整した投影光学系の波面収差を測定している。なお、投影光学系の組立に先立って、屈折率分布および面形状誤差を計測している。こうして、第２実施形態の製造方法では、レンズ調整した投影光学系の波面収差に関する測定結果と屈折率分布および面形状誤差に関する計測結果とに基づいて、一部のレンズの表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を補正するので、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することができる。
【００８３】
なお、第２実施形態の製造方法では、イオンビーム加工を用いて反射防止膜の厚さ分布を補正しているが、たとえば研磨などの他の適当な方法で膜厚補正を行うことができる。ただし、イオンビーム加工ではレンズを鏡筒内で保持するホルダーから取り外すことなく膜厚補正することができるので、レンズをホルダーから取り外さなければならない研磨による膜厚補正方法よりも生産性が高い。
【００８４】
また、第２実施形態の製造方法では、組み立てた投影光学系の波面収差を測定し、この測定結果に基づいて一部のレンズに形成された反射防止膜の膜厚を補正する。すなわち、第２実施形態では、個々のレンズの屈折率分布や面形状誤差に関する測定データを用いる第１実施形態よりも基礎なるデータの測定精度が高いので、第１実施形態に比べて補正の精度が高く、投影光学系の最終的な残存収差をより小さく調整するには有効である。しかしながら、第２実施形態では、一部のレンズを鏡筒から取り出して膜厚補正を行った後に、そのレンズを鏡筒に再び組み込む必要があるので、第１実施形態よりも工数が多くかかる。
【００８５】
さらに、第２実施形態の製造方法では、収差測定工程Ｓ２６の後に、判定工程Ｓ２７およびレンズ調整工程Ｓ２８を設けているが、これらの工程Ｓ２７およびＳ２８を省略することができる。すなわち、収差測定工程Ｓ２６の後に、レンズの取出工程Ｓ２９へ直接移行することもできる。また、収差測定工程Ｓ３２の後に、判定工程Ｓ３３およびレンズ調整工程Ｓ３４を設けているが、これらの工程Ｓ３２〜Ｓ３４を省略することができる。すなわち、レンズの組込工程Ｓ３１の後に、第２実施形態の製造方法を終了することもできる。
【００８６】
図１８は、本発明の第３実施形態にかかる投影光学系の製造方法の製造フローを示すフローチャートである。第３実施形態の製造方法は、第１実施形態と第２実施形態とを部分的に組み合わせた形態を有する。以下、第１実施形態の製造方法および第２実施形態の製造方法との相違点に着目して、第３実施形態の製造方法を簡単に説明する。
【００８７】
第３実施形態の製造方法では、第１実施形態および第２実施形態と同様に、ブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を計測（Ｓ４１）し、投影光学系２６を構成すべき各レンズを製造するために各レンズの表面を研磨加工（Ｓ４２）した後に、各レンズの面形状の誤差を計測する（Ｓ４３）。次いで、第１実施形態と同様に、面形状誤差が計測された各レンズに反射防止膜を形成する（Ｓ４４）。すなわち、反射防止膜の形成工程Ｓ４４では、各レンズを介して発生する波面誤差を補正するために、図７に示す製造フローにしたがって各レンズに所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成する。なお、屈折率分布が十分に均一な光学材料を用いる場合には、所定の厚さ分布の付与に際して屈折率分布の影響を無視することもできる。
【００８８】
そして、所定の厚さ分布を有する反射膜防止膜が形成された複数のレンズを用いて投影光学系２６を組み立てる（Ｓ４５）。このとき、第１実施形態および第２実施形態と同様に、投影光学系を構成すべき各レンズをそれぞれ多数個製造し、製造された多数のレンズから選択した最適な組み合わせに基づいて投影光学系を組み立てることもできる。こうして、第１実施形態および第２実施形態と同様に、実際に組み立てられた投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ４６）。そして、収差測定工程Ｓ４６で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ４７）。
【００８９】
判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合（図１８中ＹＥＳの場合）、レンズの取出工程Ｓ４９へ移行する。一方、判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合（図１８中ＮＯの場合）、レンズ調整を行う（Ｓ４８）。ただし、第３実施形態のレンズ調整工程Ｓ４８では、第１実施形態と同様に、回転調整を行うことなく間隔調整や偏芯調整だけを行う。これは、反射防止膜の形成工程Ｓ４４において付与される厚さ分布が光軸ＡＸに関して回転非対称になるのが一般的であるからである。
【００９０】
第３実施形態の製造方法では、間隔調整や偏芯調整によりレンズ調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ４６）。そして、収差測定工程Ｓ４６で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ４７）。判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていると判定した場合には、レンズの取出工程工程Ｓ４９へ移行する。しかしながら、判定工程Ｓ４７において投影光学系の波面収差が許容範囲Ａ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ４７においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ４８および収差測定工程Ｓ４６をさらに繰り返す。
【００９１】
次に、第３実施形態の製造方法では、投影光学系に残存している波面収差を補正するのに適した一部のレンズを鏡筒から取り出す（Ｓ４９）。そして、鏡筒から取り出したレンズに形成されている反射防止膜の厚さ分布を補正する（Ｓ５０）。すなわち、膜厚補正工程Ｓ５０では、投影光学系に残存している波面収差を補正するために、屈折率分布計測工程Ｓ４１の計測結果と面形状計測工程Ｓ４３の計測結果と収差測定工程Ｓ４６の最終測定結果とに基づいて、たとえばイオンビーム加工を用いて反射防止膜の厚さ分布を補正する。なお、屈折率分布が十分に均一な光学材料を用いる場合には、厚さ分布の補正に際して屈折率分布の影響を無視することもできる。
【００９２】
こうして、反射防止膜の厚さ分布が補正されたレンズを鏡筒へ組み込み（Ｓ５１）、その後、投影光学系の波面収差を測定する（Ｓ５２）。そして、収差測定工程Ｓ５２で測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを判定する（Ｓ５３）。判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合（図１８中ＹＥＳの場合）、第３実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。一方、判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合（図１８中ＮＯの場合）、レンズの間隔調整やレンズの偏芯調整を行う（Ｓ５４）。
【００９３】
第３実施形態の製造方法では、レンズ調整工程Ｓ５４を介して間隔調整や偏芯調整により調整された投影光学系の波面収差を再び測定する（Ｓ５２）。そして、収差測定工程Ｓ５２で再び測定した投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっているか否かを再度判定する（Ｓ５３）。判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていると判定した場合には、第３実施形態にしたがう投影光学系の製造が終了する。しかしながら、判定工程Ｓ５３において投影光学系の波面収差が許容範囲Ｂ内に収まっていないと判定した場合には、判定工程Ｓ５３においてＹＥＳの判定が得られるまで、レンズ調整工程Ｓ５４および収差測定工程Ｓ５２をさらに繰り返す。
【００９４】
以上のように、第３実施形態の製造方法では、第１実施形態と同様に各レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成するとともに、第２実施形態と同様に一部のレンズの表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を補正する。したがって、第３実施形態の製造方法においても、第１実施形態および第２実施形態と同様に、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を製造することができる。
【００９５】
上述の各実施形態にかかる製造方法で製造された投影光学系を備えた露光装置では、照明系によってマスク（レチクル）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、各実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１９のフローチャートを参照して説明する。
【００９６】
先ず、図１９のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、各実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００９７】
また、各実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２０のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図２０において、パターン形成工程４０１では、各実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【００９８】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００９９】
その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０１００】
なお、上述の各実施形態では、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する反射防止膜を形成することにより、あるいはレンズの表面に形成された反射防止膜の厚さ分布を補正することにより、極低収差の光学系を製造している。しかしながら、本発明では、反射防止膜に限定されることなく、レンズの表面に形成される一般的な薄膜の厚さ分布を制御することにより、極低収差の光学系を製造することができる。
【０１０１】
また、上述の各実施形態では、露光装置に搭載される投影光学系の製造方法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、他の一般的な光学系の製造方法に本発明を適用することもできる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による光学系の製造方法では、レンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成することにより、あるいはレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正することにより、個々のレンズに屈折率分布や面形状誤差がある程度存在しても、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を製造することができる。
【０１０３】
したがって、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の光学系を投影光学系として備えた本発明の露光装置では、高解像のもとで良好な露光を行うことができる。さらに、たとえば波面収差で１０ｍλ以下の極低収差の投影光学系を備えた露光装置を用いる本発明のマイクロデバイス製造方法では、高解像で良好な露光条件のもとで良好なマイクロデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な原理を説明する図である。
【図２】薄膜の厚さ分布と波面誤差の補正との関係を模式的に説明する図である。
【図３】本発明の各実施形態にかかる製造方法で製造された投影光学系を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる製造方法の製造フローを示すフローチャートである。
【図５】各レンズを形成すべきブロック硝材の屈折率の絶対値および屈折率分布を測定する干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】各レンズの面形状誤差を測定する干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図７】第１実施形態における反射防止膜形成工程のフローチャートである。
【図８】反射防止膜の形成時に所定の厚さ分布を付与する第１の方法を説明する図である。
【図９】一旦形成された反射防止膜の厚さ分布を所定の厚さ分布に補正する第２の方法に用いられるイオンビーム加工装置の構成を概略的に示す図である。
【図１０】波長２４８ｎｍの光に対して用いられる反射防止膜の膜厚補正量と波面のずれ（波面の変化）と反射率との関係を示す図である。
【図１１】ＫｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を計測するフィゾー干渉計方式の波面収差測定機の構成を概略的に示す図である。
【図１２】ＡｒＦエキシマレーザ光源を使用する投影光学系の波面収差を計測するＰＤＩ方式の波面収差測定機の構成を概略的に示す図である。
【図１３】間隔調整や偏芯調整が可能に構成された投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。
【図１４】図１３の投影光学系における複数の部分鏡筒のうちの１つの部分鏡筒の構成を示す上面図である。
【図１５】マイケルソン型干渉計を利用したレンズ中心厚測定機の構成を概略的に示す図である。
【図１６】測定する間隔（レンズ中心厚）よりも可干渉距離が十分に小さい光を供給する光源を使用したときの受光素子に入射する干渉光の強度と反射ミラーの位置との関係を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態にかかる製造方法の製造フローを示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第３実施形態にかかる投影光学系の製造方法の製造フローを示すフローチャートである。
【図１９】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。
【図２０】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【符号の説明】
１，７ レンズ
４，８ 薄膜の下層
５，９，１０ 薄膜の上層
１１〜１５ 光束
２１ 光源
２２ 照明光学系
２３ マスク（レチクル）
２５ マスクステージ
２６ 投影光学系
２７ ウェハ（感光性基板）
２９ ウェハステージ
Claims (10)
- 少なくとも１つのレンズを有する光学系の製造方法において、
前記少なくとも１つのレンズを形成する光学材料における屈折率分布を計測する屈折率分布計測工程と、
前記少なくとも１つのレンズにおける表面形状を計測する面形状計測工程と、
前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果とに基づいて前記少なくとも１つのレンズの光学的誤差を求める算出工程と、
前記算出工程の算出結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成する補正膜形成工程とを含むことを特徴とする光学系の製造方法。 - 前記算出工程は、少なくとも前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果とに基づいて前記少なくとも１つのレンズを介して発生する波面誤差を算出する波面誤差算出工程と、
前記波面誤差算出工程の算出結果に基づいて前記波面誤差を補正するために前記少なくとも１つのレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出する厚さ分布算出工程とを含み、
前記補正膜形成工程は、前記厚さ分布算出工程の算出結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に対して所定の厚さ分布を有する薄膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の光学系の製造方法。 - 前記補正膜形成工程は、前記少なくとも１つのレンズの表面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、
前記薄膜形成工程で形成された薄膜の厚さ分布を補正する薄膜補正工程とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光学系の製造方法。 - 前記算出工程に先立って、前記少なくとも１つのレンズの表面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、前記少なくとも１つのレンズを介して発生する波面誤差を計測する波面誤差計測工程とをさらに含み、
前記算出工程は、前記屈折率分布計測工程の計測結果と前記面形状計測工程の計測結果と前記波面誤差計測工程の計測結果とに基づいて、前記波面誤差を補正するために前記少なくとも１つのレンズの表面に形成すべき薄膜の厚さ分布を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系の製造方法。 - 前記補正膜形成工程の後に前記少なくとも１つのレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、
前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する収差測定工程と、
前記収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する第２膜厚補正工程とを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系の製造方法。 - 前記補正膜形成工程の後に前記少なくとも１つのレンズを用いて光学系を組み立てる組立工程と、
前記組立工程で組み立てられた前記光学系の収差を測定する第１収差測定工程と、
前記第１収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズを調整するレンズ調整工程と、
前記レンズ調整工程で調整された前記光学系の収差を測定する第２収差測定工程と、
前記第２収差測定工程の測定結果に基づいて前記少なくとも１つのレンズの表面に形成された薄膜の厚さ分布を補正する第２膜厚補正工程とを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系の製造方法。 - 前記少なくとも１つのレンズを有する光学系は複数のレンズを備え、
前記組立工程に先立って、前記光学系を構成すべき複数のレンズを製造するレンズ製造工程と、
前記レンズ製造工程で製造された複数のレンズの形状に関する情報を計測するレンズ形状計測工程と、
前記レンズ形状計測工程で計測された複数のレンズから前記光学系を構成すべき複数のレンズを選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された複数のレンズの形状に関する計測情報に基づいて前記光学系の光学性能を予測評価する予測評価工程と、
前記予測評価工程で予測される前記光学系の光学性能が許容できる複数のレンズの最適な組み合わせが決定されるまで前記選択工程と前記予測評価工程とを繰り返す繰り返し工程とをさらに含むことを特徴とする請求項５または６に記載の光学系の製造方法。 - 前記薄膜は多層膜を含み、
前記補正膜形成工程は、前記多層膜の最も外側の層の膜厚の１５％以下の補正量を付加することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系の製造方法。 - 所定のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、
前記マスクのパターン像を感光性基板に投影するための、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。 - 請求項９に記載の露光装置を用いて前記マスクのパターンを感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
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