(57)【要約】【課題】光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られる場合であっても、期待された性能が得られるマイクロフライアイの製造方法を提供する。【解決手段】（ａ）のように、ハッチングを施した光の照明領域２におけるマイクロシリンドリカルレンズ群の形状誤差を測定し、その平均値（法線方向ごとに計算する）を求める。そして、この形状誤差を補正するための補助マスクを設計する。そして、製品としてのマイクロフライアイを製造する場合には、メインマスクによるレジストの露光の他に、対象となる照明領域２を包含する露光領域３を補助マスクを用いて露光する。【選択図】  図１
2008191469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法。
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を露光、現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）形状誤差の平均値が所定範囲に収まっていない場合、その場合の光が入射する部分を修正露光するための修正マスクを製造する工程
（５）新規な基板上にレジストを塗布する工程
（６）前記メインマスクを通して前記レジストの全面を露光する工程
（７）前記修正マスクを通して、少なくとも、（４）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（８）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【請求項２】
基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法。
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を分割して露光し、その後現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）新規な基板上にレジストを塗布する工程
（５）前記メインマスクを通して、少なくとも、（３）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（６）前記メインマスクを通して前記レジストの全面を分割して露光する工程
（７）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【請求項３】
基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法。
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を露光、現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）形状誤差の平均値が所定範囲に収まっていない場合、その場合の光が入射する部分を修正露光するための修正マスクを製造する工程
（５）前記表面に前記マイクロレンズ群が形成された基板上にレジストを塗布する工程
（６）前記修正マスクを通して、少なくとも、（４）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（７）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【請求項４】
基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法。
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を分割して露光し、その後現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）前記表面に前記マイクロレンズ群が形成された基板上にレジストを塗布する工程
（５）前記メインマスクを通して、少なくとも、（３）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（６）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の方法により、前記基板の表面とは反対側の面にもマイクロレンズアレイが形成されたマイクロフライアイ。
【請求項６】
請求項５に記載のマイクロフライアイを照明光学系中に有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光リソグラフィを用いたマイクロフライアイの製造方法、この製造方法によって製造されマイクロフライアイ、これらのマイクロフライアイを用いた露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフライアレイは、基板の両面に、主として均一照明光を得るために使用されている。このようなマイクロフライアレイは、通常、光リソグラフィを使用したマイクロレンズアレイの製造方法と同様な方法で製造されている。
【０００３】
このようなマイクロレンズアレイの製造方法が、特開２００３−１０７２０９号公報（特許文献１）、特開２００５−１５６８１７号公報（特許文献２）に開示されている。これは、グレースケールマスク（アナログ的とみなせる光透過率の変化を有するマスク）を使用して光学基材の表面に形成されたレジストを感光させ、レジストを現像することによって、グレースケールに応じた形状の、立体的なレジストパターンを形成し、さらにレンズ形状となったレジストを光学基材と共にエッチングすることにより、レンズ形状のレジストのパターンを光学基材に転写し、光学基材からなるマイクロレンズを形成するものである。
【特許文献１】特開２００３−１０７２０９号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにして形成されたマイクロフライアイは、露光装置においては、通常２枚をペアとして均一照明光を形成するために使用される。そして、これらのマイクロフライアイに光を入射させる方法として、マイクロフライアイの全面に光を入射させる方法の他に、マイクロフライアイの一部に光を入射させる方法が用いられている。
【０００５】
図７にこれらの例を示す。図７において、ハッチングを施した部分が光が入射する照明領域２である。図７（ａ）は、マイクロフライアイ１の全面に光を入射させるケースであり、大σ照明を得るために使用されている。このような照明方法を、以下、「L-Conv」と称する。図７（ｂ）は、マイクロフライアイの中心部にのみ光を入射させるケースであり、小σ照明を得るために使用されている。このような照明方法を、以下、「S-Conv」と称する。図７（ｃ）は、マイクロフライアイの周縁部のみに光を入射させるケースであり、輪帯照明を得るための照明方法である。このような照明方法を、以下、「Annular」と称する。
【０００６】
従来は、マイクロフライアイの製作精度、性能は、マイクロフライアイの全面に光を入射させた場合についてのみ考慮されており、このような、一部分に光を入射させた場合の製作精度、性能は考慮されていなかった。そのため、一部分に光を入射させた場合に、期待された性能が得られない場合があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られる場合であっても、期待された性能が得られるマイクロフライアイの製造方法、この方法によって製造されたマイクロフライアイ、及びこのマイクロフライアイを使用した露光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための第１の手段は、基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法。
【０００９】
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を露光、現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）形状誤差の平均値が所定範囲に収まっていない場合、その場合の光が入射する部分を修正露光するための修正マスクを製造する工程
（５）新規な基板上にレジストを塗布する工程
（６）前記メインマスクを通して前記レジストの全面を露光する工程
（７）前記修正マスクを通して、少なくとも、（４）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（８）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【００１０】
前記課題を解決するための第２の手段は、基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法である。
【００１１】
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を分割して露光し、その後現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）新規な基板上にレジストを塗布する工程
（５）前記メインマスクを通して、少なくとも、（３）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（６）前記メインマスクを通して前記レジストの全面を分割して露光する工程
（７）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【００１２】
前記課題を解決するための第３の手段は、基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法である。
【００１３】
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を露光、現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）形状誤差の平均値が所定範囲に収まっていない場合、その場合の光が入射する部分を修正露光するための修正マスクを製造する工程
（５）前記表面に前記マイクロレンズ群が形成された基板上にレジストを塗布する工程
（６）前記修正マスクを通して、少なくとも、（４）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（７）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【００１４】
前記課題を解決するための第４の手段は、基板の表面に、マイクロレンズ群が形成されたマイクロフライアイであり、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られることがあるマイクロフライアイの製造方法であって、以下の工程を有することを特徴とするマイクロフライアイの製造方法である。
【００１５】
（１）基板上にレジストを塗布する工程
（２）設計値に基づいてメインマスクを形成し、前記メインマスクを通して前記レジストの全面を分割して露光し、その後現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
（３）前記光が入射する部分に形成された前記マイクロレンズ群の形状を測定し、形状誤差の平均値が所定範囲に収まっているかどうかを、各光が入射する部分毎に調べる工程
（４）前記表面に前記マイクロレンズ群が形成された基板上にレジストを塗布する工程
（５）前記メインマスクを通して、少なくとも、（３）における光が入射する部分を包含する部分のレジストを露光する工程
（６）前記レジストを現像し、レジストからなるマイクロレンズ群を形成した後、前記レジストと前記基板をドライエッチングすることにより、前記レジストの形状を前記基板に転写して、基板の表面に前記マイクロレンズ群を形成する工程
【００１６】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかにより、前記基板の表面とは反対側の面にもマイクロレンズアレイが形成されたマイクロフライアイである。
【００１７】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第５の手段のマイクロフライアイを照明光学系中に有することを特徴とする露光装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光が入射する部分が当該マイクロフライアイの一部分に限られる場合であっても、期待された性能が得られるマイクロフライアイの製造方法、この方法によって製造されたマイクロフライアイ、及びこのマイクロフライアイを使用した露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態であるマイクロフライアイの製造方法の要点を示す図である。まず、特許文献１、特許文献２に示される方法を用いて、マイクロフライアイを製造する。このとき使用するマスクは、所定の性能を有するマイクロフライアイが形成されるような開口分布を有するマスクとする。このマスクをメインマスクと称する。本実施の形態においては、一つのマイクロフライアイレンズを複数の領域に分割し、分割された一つの領域を１度に露光し、これをつなぎ合わせることにより、全領域を露光している。すなわち、メインマスクは、分割された一つの領域を露光するだけの大きさを有するものである。
【００２０】
そして、実際に出来上がったマイクロフライアイについて、各照明領域２毎に、それぞれの照明領域２に対応するマイクロシリンドリカルレンズ群の形状誤差を測定し、その平均値が基準値に入っているかどうかを調べる。基準値に入るかどうかは、予め基準値を設定しておいてもよいし、測定された形状誤差の平均値を使用してシミュレーションを行い、得られる光学性能が基準値に入るかどうかを判断するようにしてもよい。
【００２１】
図１は、S-Convの場合の例を示すもので、図１（ａ）のように、ハッチングを施した光の照明領域２におけるマイクロシリンドリカルレンズ群の形状誤差を測定し、その平均値（法線方向ごとに計算する）を求める。そして、この形状誤差を補正するための修正マスクを設計する。
【００２２】
そして、製品としてのマイクロフライアイを製造する場合には、メインマスクによるレジストの露光の他に、対象となる照明領域（この場合S-Convの照明領域）を包含する領域を修正マスクを用いて露光する。その他の製造方法は、前述した方法と同じである。この露光領域３を図１（ｂ）に示す（ハッチングを施した部分）。通常、マイクロフライアイを製造する場合、矩形の単位露光領域を設定し、シフト露光を行って全体をつなぎ合わせることにより全面の露光を行う。よって、S-Convの照明領域２と露光領域３は、一致せず、露光領域３がS-Convの照明領域２を包含したものとなる（図１における小さな矩形の領域が単位露光領域を示す）。すなわち、修正のための露光領域３が本来修正すべきS-Convの照明領域２をはみ出すことになるが、この部分はS-Conv照明のときは問題にならず、又、L-Conv照明のときも面積が小さいので、それによる特性の変化はほとんど問題にならない。もちろん、修正のための露光領域３の広さは、必要最小限に留めることが好ましい。
【００２３】
以上の説明においては、テスト的にマイクロフライアイを形成し、その形状を測定して、形状不良となる部分を、新しい基板からマイクロフライアイを形成する場合に、修正マスク又はメインマスクにより修正露光（追加露光）することにより、新しいマイクロフライアイの形状が所望のものとなるようにしていた。
【００２４】
しかしながら、以上説明した方法は、形状不良となったマイクロフライアイの形状を修正するためにも用いることができる。この場合には、マイクロフライアイが形成された基板にレジストを再塗布し、形状不良となった部分についてのみ、修正のため、修正マスク又はメインマスクにより修正露光（追加露光）する。すると、修正露光がされた部分だけレジストを現像した場合に、露光された量に応じて、非露光領域よりもレジストが薄くなり、レジスト形状を、露光領域のレジストがマイクロフライアイが形成された基板に転写されるまでドライエッチングすることにより、この部分のみマイクロフライアイの形状を修正することができる。
【００２５】
すなわち、特許文献１、特許文献２に示される方法を用いて、マイクロフライアイを製造する際には、レジスト現像後のマイクロフライアイの形状（レジストによって形成されるマイクロフライアイの形状）は全て同じであるが、レジストで形成されたマイクロフライアイの形状をガラス基板にエッチングにより転写する際に、場所に応じて、マイクロフライアイの形状が異なってしまう。これは、エッチングレートが、基板上の場所によって異なるためである。
【００２６】
そこで、エッチングレートが小さい領域については、既にマイクロフライアイが形成された基板上の面に、修正に必要な形状が露光・現像により形成されたレジストを設け、それを再エッチングにより既に形成されたマイクロフライアイに転写する。なお、基板に形成されたマィクロフライアイで修正の必要が無い部分は、ドライエッチング後もレジストが残るように、予め十分な厚さのレジストで覆つた状態で、修正部分のエッチングを行う。
【００２７】
ところで、エッチングレートの相違により生ずるレンズの形状誤差は、曲率半径の誤差として現れる。そのため、あえて形状誤差を補正するための修正マスクを製造しなくとも、最初に用いたメインマスク、又はメインマスクに含まれる光量分布誤差を追加露光して補正するための修正用メインマスクを使用して、修正部分にだけ、レジストを曲率半径の誤差に応じた露光量で露光し、次に、メインマスク、及び修正用メインマスクを使用して、通常の露光量で露光する。このようにして、修正形状を有したレジストを１回の現像で形成し、新たな基板に転写するようにしてもよい。
【００２８】
なお、以上の説明においては、マイクロフライアイを、マイクロシリンドリカルレンズ群を使用して形成する場合を例として説明したが、マイクロフライアイを形成するマイクロレンズは、マイクロシリンドリカルレンズに限られず、例えば、軸対称球面レンズ、軸対称非球面レンズでもよい。これらのレンズの場合でも、実施の形態の方法は同様に適用できる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態であるマイクロフライアイを使用した露光装置の概要について図２を用いて説明する。図２に示す露光装置は、露光光（照明光）を供給するための光源１１として、たとえば248nmの波長の光を供給するKrＦエキシマレーザー光源または193nmの波長の光を供給するArＦエキシマレーザー光源を備えている。光源１１からＺ方向に沿って射出されたほぼ平行な光束は、光源１１からＺ方向に沿って射出されたほぼ平行光束は、Ｘ方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ１２ａおよび１２ｂからなるビームエキスパンダー１２に入射し、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。
【００３０】
整形光学系としてのビームエキスパンダー１２を介したほぼ平行な光束は、折り曲げミラー１３でＹ方向に偏向された後、回折光学素子１４を介して、アフォーカルズームレンズ１５に入射する。一般に、回折光学素子は、ガラス基板に露光光（照明光）の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、回折光学素子１４は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド（またはフラウンホーファー回折領域）に円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子１４を介した光束は、アフォーカルズームレンズ１５の瞳位置に円形状の光強度分布、すなわち円形状の断面を有する光束を形成する。
【００３１】
アフォーカルズームレンズ１５は、アフォーカル系（無焦点光学系）を維持しながら所定の範囲で倍率を連続的に変化させることができるように構成されている。アフォーカルズームレンズ１５を介した光束は、輪帯照明用の回折光学素子１６に入射する。アフォーカルズームレンズ１５は、回折光学素子１４の発散原点と回折光学素子１６の回折面とを光学的にほぼ共役に結んでいる。そして、回折光学素子１６の回折面またはその近傍の面の一点に集光する光束の開口数は、アフォーカルズームレンズ１５の倍率に依存して変化する。
【００３２】
輪帯照明用の回折光学素子１６は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。
【００３３】
回折光学素子１６を介した光束は、ズームレンズ１７に入射する。ズームレンズ１７の後側焦点面の近傍には、光源側から順に第１マイクロフライアイ１８ａと第２マイクロフライアイ１８ｂとからなるマイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）１８の入射面（すなわち第１マイクロフライアイ１８ａの入射面）が位置決めされている。なお、マイクロフライアイレンズ１８は入射光束に基づいて多数光源を形成するオプティカルインテグレータとして機能する。
【００３４】
上述したように、回折光学素子１４を介してアフォーカルズームレンズ１５の瞳位置に形成される円形状の光強度分布からの光束は、アフォーカルズームレンズ１５から射出された後、様々な角度成分を有する光束となって回折光学素子１６に入射する。すなわち、回折光学素子１４は、角度光束形成作用を有するオプティカルインテグレータを構成している。一方、回折光学素子１６は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子１６を介した光束は、ズームレンズ１７の後側焦点面に（ひいてはマイクロフライアイレンズ１８の入射面に）、たとえば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野を形成する。
【００３５】
マイクロフライアイレンズ１８の入射面に形成される輪帯状の照野の外径は、ズームレンズ１７の焦点距離に依存して変化する。このように、ズームレンズ１７は、回折光学素子１６とマイクロフライアイレンズ１８の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に結んでいる。マイクロフライアイレンズ１８に入射した光束は二次元的に分割され、マイクロフライアイレンズ１８の後側焦点面にはマイクロフライアイレンズ１８への入射光束によって形成される照野と同じ輪帯状の多数光源（以下、「二次光源」という）が形成される。
【００３６】
マイクロフライアイレンズ１８の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、コンデンサー光学系１９の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。マスクＭのパターンを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内においてウェハＷ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Ｗの各露光領域にはマスクＭのパターンが逐次露光される。
【００３７】
このように本実施の形態にかかる露光装置においては、照明光の均一性を向上させるために、マイクロフライアイレンズ１８を使用している。そして、このマイクロフライアイレンズ１８を構成する第１マイクロフライアイ１８ａ、第２マイクロフライアイ１８ｂは、前述のような本発明に係る光学素子の製造方法によって製造されたマイクロフライアイである。それ故、従来よりも均一な照明光を形成が形成される。
【００３８】
なお、第１マイクロフライアイ１８ａ、第２マイクロフライアイ１８ｂのマイクロシリンドリカルレンズアレイの母線方向は互いに直交するようにされている。このようにして、軸対称の面形状を有するレンズアレイと同等の光学的作用を発揮させているが、勿論、レンズの一つ一つが軸対称の面形状を有するマイクロフライアイレンズとして、本発明の実施の形態である単体のマイクロフライアイを使用するようにしてもよい。また、この場合、基板の一方の面のみにしかマイクロフライアイレンズが形成されていなくてもよい。
【実施例】
【００３９】
有効径１３８mmのマイクロフライアイを実施の形態に示すような方法で製造した。このマイクロフライアイのS-Conv領域の直径は４６mm、Annular領域の内径は110.4mmである。L-Conv領域、S-Conv領域、Annular領域のそれぞれについて、その領域内のマイクロシリンドリカルレンズ群の形状を測定し、その各々について形状誤差を算出した。その結果を図３に示す。図３において、横軸はマイクロシリンドリカルレンズの法線方向（有効径400μｍを１として正規化したもの）、縦軸は形状誤差の平均値を示す。S-Conv領域の形状誤差が、他の領域に比して大きいことが分かる。
【００４０】
図４は、この測定結果に基づいて照明むらをシミュレーションにより求めたものである。図４において、横軸は規格化された視野位置、縦軸は規格化された照明強度である。この結果、照明むらのＰＶ（Peak-Valley）値は、L-Conv領域で2.7％、Annular領域で2.1％、S-Conv領域で5.7％であり、S-Conv領域の照明においてのみ、目標値である４％以下に入らないことが分かった。この原因は、ＩＣＰエッチングでのエッチングレートの面内分布に起因しているものである。
【００４１】
そこで、S-Conv領域のマイクロシリンドリカルレンズ群の形状を補正するための修正用メインマスクを用いて形状修正することを試みた。単位露光領域の大きさは、マイクロシリンドリカルレンズ群の法線方向が6.4mm、母線方向が5.808mmであるので、シフト露光によりS-Conv領域をカバーするようにした。
【００４２】
レジストの露光においては、まず、S-Conv領域をカバーする最小限の領域に、修正用メインマスクを用いて５０msの露光を行い、続いて、同じ修正用メインマスクを用いてマイクロフライアイ全体に対して５０msの露光を行った。その後、メインマスクを用いて、マイクロフライアイ全体に対して8000msの露光を行った。すなわち、S-Conv領域をカバーする最小限の領域のみが、その他の部分に比して修正用メインマスク５０ms分だけ余分に露光されていることになる。
【００４３】
このようにして得られたマイクロシリンドリカルレンズ群の形状誤差を図５に示す。図５における各軸等の意味は図３と同じである。図３に示された修正前のデータに対して、形状誤差が大幅に改善されていることが分かる。
【００４４】
図６は、この結果を用いて、照明むらをシミュレーションにより求めた結果を示すものである。図６の各軸等の意味は、図４と同じである。この結果、照明むらのＰＶ（Peak-Valley）値は、L-Conv領域で2.5％、Annular領域で2.7％、S-Conv領域で1.9％であり、いずれにおいても、目標値である４％以下に入っていることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】照明領域と露光領域の例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態であるマイクロフライアイを使用した露光装置の概要を示す図である。
【図３】修正前のマイクロシリンドリカルレンズの形状誤差を示す図である。
【図４】図３に示すデータを基にシミュレーションによって求めた照明むらを示す図である。
【図５】修正後のマイクロシリンドリカルレンズの形状誤差を示す図である。
【図６】図５に示すデータを基にシミュレーションによって求めた照明むらを示す図である。
【図７】マイクロフライアイの一部に光を入射させる方法を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…マイクロフライアイ、２…照明領域、３…露光領域、１１…光源、１２…ビームエキスパンダー、１３…折り曲げミラー、１４…回折光学素子、１５…アフォーカルズームレンズ、１６…回折光学素子、１７…ズームレンズ、１８ａ，１８ｂ…マイクロフライアイ、１８…マイクロフライアイレンズ、１９…コンデンサー光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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