(57)【要約】【課題】柱面レンズ又は柱面レンズアレイを高い面精度で製造する。【解決手段】柱面レンズアレイ又は柱面レンズの単位柱面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスク（２０）を露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材（１０”）上を前記グレースケールマスクの像（Ｉ）で前記柱面の母線方向に逐次移動露光する露光工程と、露光後の前記レンズ基材の前記レジストを現像する現像工程と、現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとして前記レンズ基材をエッチングするエッチング工程とを実行する。この逐次移動露光の移動ステップを前記像の幅（Ｌｘ）よりも小さく設定すれば、ショット境界における露光量の段差を少なくすることができる。したがって、完成した柱面レンズの面精度は高くなる。【選択図】      図２
2004317678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱面レンズアレイ又は柱面レンズの単位柱面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をそのグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する露光工程と、
露光後の前記レンズ基材の前記レジストを現像する現像工程と、
現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとして前記レンズ基材をエッチングするエッチング工程とを含み、
前記露光工程における前記像の移動距離のピッチは、その像の前記方向の幅より短く設定される
ことを特徴とする柱面レンズの製造方法。
【請求項２】
柱面レンズアレイ又は柱面レンズの単位柱面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をそのグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する露光工程と、
露光後の前記レンズ基材の前記レジストを現像する現像工程と、
現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとして前記レンズ基材をエッチングするエッチング工程とを含み、
前記グレースケールマスクは、
前記露光工程における前記像の前記方向に対する前端部及び後端部の透過率が他の部分の透過率より低く抑えられている
ことを特徴とする柱面レンズ製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の柱面レンズの製造方法において、
前記グレースケールマスクのマスクパターンは、
線幅比の変調された複数の線状マスクパターン、又は配列のピッチの変調された複数の線状マスクパターンからなるストライプパターンである
ことを特徴とする柱面レンズの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の柱面レンズの製造方法において、
前記グレースケールマスクにおける各マスクパターンの配列のピッチは、
前記逐次移動露光の解像限界未満である
ことを特徴とする柱面レンズの製造方法。
【請求項５】
柱面レンズアレイ又は柱面レンズの単位柱面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクであって、
前記柱面形状の母線方向に対する前端部及び後端部の透過率が他の部分の透過率より低く抑えられている
ことを特徴とするグレースケールマスク。
【請求項６】
第１の柱面レンズアレイと第２の柱面レンズアレイとを互いの母線が９０°回転した状態で裏表面又は同一面に設けてなるインテグレータの製造方法において、
前記第１の柱面レンズアレイの単位柱面形状に応じて透過率変調された第１のグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をその第１のグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する第１の露光工程と、
前記第２の柱面レンズアレイの単位柱面形状に応じて透過率変調された第２のグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をその第２のグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する第２の露光工程と、
露光後の前記レンズ基材の前記レジストを現像する現像工程と、
現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとして前記レンズ基材をエッチングするエッチング工程とを含み、
前記第１の露光工程における前記像の前記方向の幅、及びその像の移動距離のピッチは、前記第２の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍にそれぞれ設定され、
前記第２の露光工程における前記像の前記方向の幅、及びその像の移動距離のピッチは、前記第１の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍にそれぞれ設定される
ことを特徴とするインテグレータの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のインテグレータの製造方法により製造されたことを特徴とするインテグレータ。
【請求項８】
第１の柱面レンズアレイと第２の柱面レンズアレイとが互いの母線が９０°回転した状態で裏表面又は同一面に設けてなるインテグレータにおいて、
前記第１の柱面レンズアレイの母線方向に周期的に生起するレンズ面形状欠陥の生起のピッチは、前記第２の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍であり、
前記第２の柱面レンズアレイの母線方向に周期的に生起するレンズ面形状欠陥の生起のピッチは、前記第１の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍である
ことを特徴とするインテグレータ。
【請求項９】
光源、コリメータ、請求項７又は請求項８に記載のインテグレータ、及びコンデンサをこの順で配置したことを特徴とする照明光学系。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明光学系、投影光学系をこの順で配置したことを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレースケールマスクを用いたフォトリソグラフィーにより柱面レンズ又は柱面レンズアレイを製造する柱面レンズの製造方法、及びそのグレースケールマスクに関する。
本発明は、柱面レンズアレイにより構成されるインテグレータの製造方法、及びそのインテグレータに関する。
本発明は、そのインテグレータを用いた照明光学系、及びその照明光学系を搭載した投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロレンズの製造方法の１つに、グレースケールマスク（透過率変調型マスク）を用いたフォトリソグラフィーによるものが提案されている。
この製造方法は、レンズ面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をそのグレースケールマスクの像で露光する露光工程と、露光後のレンズ基材のレジストを現像する現像工程と、現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとしてレンズ基材をエッチングするエッチング工程とを含む（特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
この製造方法によれば、微小かつ高性能なマイクロレンズを低コストで量産することが可能である。
【特許文献１】
特開平７−２３０１５９号公報
【特許文献２】
特開平５−２２４３９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロレンズの１つに、フライアイレンズがある。フライアイレンズは、投影露光装置の照明光学系などに搭載されるインテグレータの１種である。
【０００５】
このフライアイレンズは、例えば、２枚の柱面レンズアレイを互いの母線を９０度回転させた状態で裏表に貼り合わせた構造をしている。
この２枚の柱面レンズアレイの製造や、その柱面レンズアレイの１単位である柱面レンズの製造にも、上述したマイクロレンズの製造方法を適用できる。
但し、柱面レンズは他のレンズとは異なり、その母線方向に一様な形状をしているので、その一様な形状を高精度に加工することが望まれる。
【０００６】
そこで本発明は、柱面レンズ又は柱面レンズアレイを面精度高く製造することのできる柱面レンズの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、柱面レンズ又は柱面レンズアレイを面精度高く製造するのに好適なグレースケールマスクを提供することを目的とする。
また、本発明は、高性能なインテグレータを製造することのできるインテグレータの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、高性能なインテグレータ、高性能な照明光学系、高性能な投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の柱面レンズの製造方法は、柱面レンズアレイ又は柱面レンズの単位柱面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をそのグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する露光工程と、露光後の前記レンズ基材の前記レジストを現像する現像工程と、現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとして前記レンズ基材をエッチングするエッチング工程とを含み、前記露光工程における前記像の移動距離のピッチは、その像の前記方向の幅より短く設定されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の柱面レンズの製造方法は、柱面レンズアレイ又は柱面レンズの単位柱面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をそのグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する露光工程と、露光後の前記レンズ基材の前記レジストを現像する現像工程と、現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとして前記レンズ基材をエッチングするエッチング工程とを含み、前記グレースケールマスクは、前記露光工程における前記像の前記方向に対する前端部及び後端部の透過率が他の部分の透過率より低く抑えられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の柱面レンズの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の柱面レンズの製造方法において、前記グレースケールマスクのマスクパターンは、線幅比の変調された複数の線状マスクパターン、又は配列のピッチの変調された複数の線状マスクパターンからなるストライプパターンであることを特徴とする。
請求項４に記載の柱面レンズの製造方法は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の柱面レンズの製造方法において、前記グレースケールマスクにおける各マスクパターンの配列のピッチは、前記逐次移動露光の解像限界未満であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載のグレースケールマスクは、柱面レンズアレイ又は柱面レンズの単位柱面形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクであって、前記柱面形状の母線方向に対する前端部及び後端部の透過率が他の部分の透過率より低く抑えられていることを特徴とする。
請求項６に記載のインテグレータの製造方法は、第１の柱面レンズアレイと第２の柱面レンズアレイとを互いの母線が９０°回転した状態で裏表面又は同一面に設けてなるインテグレータの製造方法において、前記第１の柱面レンズアレイの単位柱面形状に応じて透過率変調された第１のグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をその第１のグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する第１の露光工程と、前記第２の柱面レンズアレイの単位柱面形状に応じて透過率変調された第２のグレースケールマスクを露光マスクとし、レジストの塗布されたレンズ基材上をその第２のグレースケールマスクの像で前記柱面形状の母線に相当する方向に逐次移動露光する第２の露光工程と、露光後の前記レンズ基材の前記レジストを現像する現像工程と、現像後に残存した前記レジストをエッチングマスクとして前記レンズ基材をエッチングするエッチング工程とを含み、前記第１の露光工程における前記像の前記方向の幅、及びその像の移動距離のピッチは、前記第２の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍にそれぞれ設定され、前記第２の露光工程における前記像の前記方向の幅、及びその像の移動距離のピッチは、前記第１の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍にそれぞれ設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載のインテグレータは、請求項６に記載のインテグレータの製造方法により製造されたことを特徴とする。
請求項８に記載のインテグレータは、第１の柱面レンズアレイと第２の柱面レンズアレイとが互いの母線が９０°回転した状態で裏表面又は同一面に設けてなるインテグレータにおいて、前記第１の柱面レンズアレイの母線方向に周期的に生起するレンズ面形状欠陥の生起のピッチは、前記第２の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍であり、前記第２の柱面レンズアレイの母線方向に周期的に生起するレンズ面形状欠陥の生起のピッチは、前記第１の柱面レンズアレイにおける各単位柱面レンズの配列のピッチの非整数倍であることを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の照明光学系は、光源、コリメータ、請求項７又は請求項８に記載のインテグレータ、及びコンデンサをこの順で配置したことを特徴とする。
請求項１０に記載の投影露光装置は、請求項９に記載の照明光学系、投影光学系をこの順で配置したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、グレースケールマスクを用いたフォトリソグラフィーにより柱面レンズアレイを製造する実施形態である。
【００１６】
ここで、柱面レンズとは、シリンドリカルレンズや、三角柱面のプリズムレンズなどをいう。
図１は、本実施形態で製造する柱面レンズアレイ１０の外観図である。
【００１７】
この柱面レンズアレイ１０の製造に当たり、柱面レンズアレイ１０の単位柱面（ここでは、単位ブロック１０ｅの表面とする。）の形状に応じて透過率変調されたグレースケールマスクが用意される。
図２は、フォトリソグラフィーの露光工程を説明する図である。
露光工程には、ステッパーなどの投影露光装置が用いられる。
【００１８】
投影露光装置には投影レンズＰＬが搭載される。図２に示すように、その投影レンズＰＬの物体側にグレースケールマスク２０が配置され、投影レンズＰＬの像側にレンズ基材１０”が配置される。
この配置で投影レンズＰＬは、グレースケールマスク２０の像Ｉをレジスト層Ｒが形成されたレンズ基材１０”上に縮小投影する。レンズ基材１０”上で像Ｉの投影される領域が、図１の単位ブロック１０ｅに対応する。
【００１９】
ここで、レンズ基材１０”上の座標として、レンズ基材１０”上の主面内にｘｙ平面を有したｘｙｚ座標を採用する。また、グレースケールマスク２０上の座標として、図２に示す配置状態でそのｘ軸，ｙ軸，ｚ軸のそれぞれと同方向にＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸を配したＸＹＺ座標を採用する。
グレースケールマスク２０のＸ方向の幅ＬＸ，Ｙ方向の幅ＬＹ、グレースケールマスク２０の像Ｉのｘ方向の幅Ｌｘ，ｙ方向の幅Ｌｙの関係は、ＬＸ＝Ｌｘ・１／Ｍ，ＬＹ＝Ｌｙ・１／Ｍである（但し、Ｍは、投影レンズＰＬの縮小倍率（例えば１／５））。
【００２０】
次に、グレースケールマスク２０について説明する。
グレースケールマスク２０のマスクパターンは、Ｘ方向に延びる線状マスクパターンをＹ方向に複数個並べたストライプパターンである。
これら線状マスクパターンのＹ方向の配列のピッチ（以下、「形成ピッチ」という。）Ｐは一定である。
【００２１】
また、形成ピッチＰは、投影レンズＰＬの解像限界未満に設定される。すなわち、Ｐ＜λ／（１＋σ）ＮＡ／Ｍが成立する（但し、λ：投影露光装置の露光波長，ＮＡ：投影レンズＰＬの縮小側開口数，σ：投影露光装置の照明のσ値，Ｍ：投影レンズＰＬの縮小倍率）。
仮に、λ＝４３６ｎｍ，ＮＡ＝０．４５，σ＝０．５，Ｍ＝１／５であるならば、形成ピッチＰは３．２３μｍ未満の値、例えば、２．０μｍに設定される。
【００２２】
また、マスクパターンは、形成ピッチＰが一定であるが、その線幅がＹ方向に変調されている。
マスクパターンの線幅は、Ｙ方向の中心ほど広く周辺ほど狭くなっている（後述する図４（ａ）参照）。これにより、グレースケールマスク２０の透過率は、マスクパターンによって遮光されるため、例えばＹ方向の中心部で２５％、周辺部で５６％のように、変調される（後述する図４（ｂ）参照）。
【００２３】
一方、マスクパターンのＸ方向の線幅は一定であり、したがって、グレースケールマスク２０のＸ方向の透過率は一定である。
次に、レンズ基材１０”について説明する。
レンズ基材１０”上には、ポジ型フォトレジストのレジスト層Ｒが形成される。
レジスト層Ｒは、レンズ基材１０”に形成すべき柱面の凸部の厚さよりも十分に厚く（十数μｍ程度に）形成される。
【００２４】
露光工程では、以上のグレースケールマスク２０、レンズ基材１０”を図２に示すとおり投影露光装置にセットし、レンズ基材１０”上のレジスト層Ｒを所定波長λ（レジスト層Ｒが感光可能な所定波長）の照明光を、グレースケールマスク２０の側から照射する。
なお、照明光の強度、照明光の照射時間は、レジスト層Ｒが必要露光量Ｌｍａｘで露光されるようそれぞれ設定される。
【００２５】
図３は、フォトリソグラフィーの露光工程、現像工程、エッチング工程の流れを説明する図（単位ブロック１０ｅに着目した図）である。
上記したとおり、露光工程（図２，図３（ａ））では、レジスト層Ｒを露光する。
続く現像工程（図３（ｂ））では、このように露光したレンズ基材１０”のレジスト層Ｒを現像する。
【００２６】
続くエッチング工程（図３（ｃ））では、残存したレジスト層Ｒをエッチングマスクとしてレンズ基材１０”をエッチングする。
このうち、露光工程では、グレースケールマスク２０のマスクパターンの線幅は、図４（ａ）に示すように中心ほど広く周辺ほど狭くなっているので、グレースケールマスク２０の透過率は、図４（ｂ）に示すように、Ｙ方向の中心ほど低く周辺ほど高くなる。
【００２７】
よって、グレースケールマスク２０の像Ｉの強度分布は、ｙ方向の中心ほど低く周辺ほど高くなる。
このとき、レジスト層Ｒの露光量分布は、図４（ｃ）に示すとおりｙ方向の中央ほど低く周辺ほど高くなる。
ここで、グレースケールマスク２０のマスクパターンの形成ピッチＰが解像限界未満なので、像Ｉの強度分布は滑らかとなり、したがってレジスト層Ｒの露光量分布も滑らかとなる。
【００２８】
そして、現像工程で得られるレジスト層Ｒの残量は、レジスト層Ｒがポジ型フォトレジストであることから、図４（ｄ）に示すとおりｙ方向の中央ほど厚く、周辺ほど薄くなる。よって、レジスト層Ｒは凸柱面となる。
さらに、エッチング工程で得られるレンズ基材１０”の形状は、レジスト層Ｒの薄いところほど多くエッチングされることから、図４（ｅ）に示すとおりレジスト層Ｒと同じ凸柱面となる。
【００２９】
したがって、以上の工程（図３（ａ），（ｂ），（ｃ））によれば、レンズ基材１０”上が凸柱面に加工される。
ここで、本実施形態では、上述した露光工程に、逐次移動露光方式（ステップ・アンド・リピート方式）が適用される。以下、逐次移動露光方式について説明する。
【００３０】
逐次移動露光方式では、図２中矩形矢印で示すようにｘ方向、及びｙ方向にレンズ基材１０”を移動させる。
具体的に、レンズ基材１０”上を上述したようにマスクパターンの像Ｉで露光した後、レンズ基材１０”をｘ方向に１ステップだけ移動させる。さらにこの露光及び移動を、レンズ基材１０”上のｘ方向の前端部から後端部に至る全てが露光されるまで繰り返し行う。
【００３１】
このようにしてレンズ基材１０”上のｘ方向の１ライン分の露光が終了すると、レンズ基材１０”をｙ方向に１ステップだけ移動させ、隣接ラインについても同様に露光、及びｘ方向のステップ移動を繰り返し、その隣接ラインの露光を行う。その隣接ラインの露光が終了すると、レンズ基材１０”をｙ方向に１ステップだけ移動させ、またその隣接ラインの露光を行う。
【００３２】
このような露光を繰り返すことにより、レンズ基材１０”上の全域の露光が終了する。
以上の逐次移動露光方式による露光工程の後、上述した現像工程、及びエッチング工程が実行されれば、レンズ基材１０”上が多数の凸柱面に加工され、図１に示した柱面レンズアレイ１０が完成する。
【００３３】
ここで、上述した逐次移動露光方式における像Ｉの移動距離のピッチ（以下、「移動ピッチ」という。）であるが、本実施形態では、ｙ方向の移動ピッチについては、像Ｉのｙ方向の幅Ｌｙに一致させる一方で、ｘ方向の移動ピッチについては、像Ｉのｘ方向の幅Ｌｘよりも短く設定する。
【００３４】
図５は、本実施形態の移動ピッチと柱面レンズアレイ１０の面精度との関係を説明する図である。
図５（ａ）において、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，・・・は、各ステップにおける像Ｉの位置（各ショット）を示す。
本実施形態では、図５（ａ）に示すようにｘ方向の移動ピッチが、Ｌｘ／１０に設定される。
【００３５】
このように移動ピッチをＬｘ／１０とすると、移動ピッチがＬｘであるときよりもレンズ基材１０”上の略全域の露光回数が１０倍に増える。つまり、１０回の多重露光となる。
そこで、各ショットの露光量Ｌについては、図５（ｂ）に示すとおり必要露光量Ｌｍａｘの１／１０倍（＝Ｌｍａｘ／１０）とされる。露光量Ｌについては、照明強度及び／又は照明光の照射時間により調整可能である。
【００３６】
以上の本実施形態によれば、完成した柱面レンズアレイ１０の表面形状は、図５（ｃ）に示すとおりｘ方向に略平坦な形状となる。
なお、図５（ｃ）は、柱面レンズアレイ１０をｘｚ平面で切断した概略断面図である。
このような本実施形態との比較のため、移動ピッチが像Ｉのｘ方向の幅Ｌｘに等しい場合の例（比較例）を図６に示した。なお、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ対応する。
【００３７】
この比較例を参照して本実施形態の効果を詳しく説明する。
先ず、比較例では、図６（ｂ）に示すように各ショットの露光量Ｌは、それぞれ像Ｉの縁部で若干低下し、ショット間で「谷間」が生じている。
因みにこの原因は、露光時、照明光がグレースケールマスク２０のエッジで回折し、十分な光量の光がガラス基材１０”上に到達できないことにある。
【００３８】
このように露光量Ｌにショット間で「谷間」が生じると、現像後のレジスト層Ｒの残量には、各ショット間で「尖り」が生じる。したがって、エッチング後のレンズ基材１０”上に各ショット間で「尖り」が生じる。
このとき、完成した柱面レンズアレイ１０の表面には、図６（ｃ）に示すとおり、ｘ方向にピッチＬｘで「バリ」が周期的に生起する。
【００３９】
一方、本実施形態でも、図５（ｂ）に示すように各ショットの露光量Ｌは、それぞれ像Ｉの縁部で若干低下し、各ショット間で「谷間」が生じている。
しかし、本実施形態では、図５（ａ）に示すとおりｘ方向の移動ピッチがＬｘより小さいＬｘ／１０に設定され、かつ、図５（ｂ）に示すとおり１ショットの露光量Ｌが必要露光量Ｌｍａｘより小さいＬｍａｘ／１０に設定されるので、その「谷間」の深さは、比較例における「谷間」の深さの略１／１０倍よりも浅くなる。
【００４０】
よって、完成した柱面レンズアレイ１０の表面には、図５（ｃ）に示すとおりｘ方向にピッチＬｘ／１０で「バリ」が周期的に生起するものの、その「バリ」高さは極めて低く抑えられている。
したがって、本実施形態によれば、柱面レンズアレイ１０を面精度高く製造することができる。
【００４１】
（その他）
なお、本実施形態では、逐次移動露光方式の移動ピッチをＬｘの１／１０倍とし、露光量を必要露光量Ｌｍａｘの１／１０倍としたが、その倍率は１／１０以外の別の倍率でもよい。
なお、その倍率が小さいほど柱面レンズアレイ１０の表面精度が高くなり、その倍率が小さいほど露光工程に要す時間が長期化する。よって、表面精度と加工時間とのバランスを考慮してその倍率は決定されることが望ましい。
【００４２】
また、本実施形態では、凸の柱面レンズアレイを製造する場合について説明したが、凹の柱面レンズアレイについても同様に製造できる。
因みに、このときのグレースケールマスク２０のマスクパターンの分布は、図４（ａ）に示した分布を反転したものとなる。
【００４３】
また、本実施形態では、レンズ基材１０”に塗布するレジストにポジ型フォトレジストを使用したが、ネガ型フォトレジストを使用することもできる。
因みに、このときのグレースケールマスク２０のマスクパターンは、図７（ａ）に示すとおり、図４（ａ）に示した分布を反転したものとなる。
また、このときのグレースケールマスク２０の透過率分布、ネガ型フォトレジストの露光量分布、ネガ型フォトレジストの残量分布、完成後の柱面形状は、それぞれ図７（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）のとおりである。
【００４４】
また、このとき、柱面レンズアレイ１０上には、上述した「バリ」の位置に「溝」が生起するが、前述したものと同様にｘ方向の移動ピッチを短く設定すれば、その溝を浅く抑えることができる。
また、本実施形態では、１ショットの転写領域が母線方向に短い柱面の１つ分であるグレースケールマスク２０を使用したが、複数個（例えば４個）分であるグレースケールマスク（グレースケールマスク２０をアレイ状に配置したもの）を使用することもできる。この場合、逐次移動露光方式の移動回数を抑えることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、グレースケールマスク２０の透過率変調のために線幅変調されたストライプパターンを採用したが、形成ピッチの変調されたストライプパターンを採用してもよい。但し、前者の方が、パターン設計が容易である。
また、本実施形態では、ストライプパターンのグレースケールマスク２０について説明したが、ドットパターンのグレースケールマスクを用いてもよい。但し、前者の方がパターン形状の制御が容易である。
【００４６】
また、本実施形態では、グレースケールマスクのマスクパターンの形成ピッチが解像限界未満に設定されているが、形成ピッチを解像限界以上にしても、露光工程における投影レンズＰＬにデフォーカスを与えることにより同様の効果を得ることができる。但し、前者の方が、グレースケールマスクの像Ｉの縁をボケ無く転写することができるので好ましい。
【００４７】
以下、参考までに、図８を参照して以上の本実施形態で説明したグレースケールマスク２０の製造方法の一例を説明する。なお、他の実施形態で用いるグレースケールマスクについても、以下に説明するものと同様に製造できる。
図８は、本実施形態のグレースケールマスクの製造方法を説明する図である。
本実施形態では、グレースケールマスク２０の製造に、２回のフォトリソグラフィーを適用する。
【００４８】
第１回目のフォトリソグラフィーの縮小倍率が１／５、
第２回目のフォトリソグラフィーの縮小倍率が１／５、
第１実施形態のフォトリソグラフィーの縮小倍率Ｍが１／５であるとき、
最初に用意されるマスク２２のスケールは、グレースケールマスク２０により加工される単位ブロック１０ｅ（図１参照）の１２５倍のスケールとされる。
【００４９】
先ず、マスク２２は次のとおり作製される。
ガラス基材２２”上にクロムなどからなる遮光層Ｃを形成する。
この遮光層Ｃの上にポジ型フォトレジストのレジスト層Ｒを形成する（図８（ａ））。
そのレジスト層のうち開口を設けるべき領域に対し、そのレジスト層が感光する波長のレーザ光をレーザープロッタ等により照射する。
【００５０】
その後、ガラス基材２２”のレジスト層Ｒを現像する。
その現像後に残存したレジスト層をエッチングマスクとして、遮光層Ｃをエッチングする。
以上の工程により、マスクパターンを有した遮光層Ｃがガラス基材２２”上に形成されてなるマスク２２が完成する（図８（ｂ））。
【００５１】
次に、マスク２１は次のとおり作製される。
マスク２１は、マスク２２を使用したフォトリソグラフィーにより作製される。
すなわち、ガラス基材２１”の上にクロムなどからなる遮光層Ｃを形成する。
この遮光層Ｃの上にレジスト層Ｒを形成する（図８（ｃ））。
このガラス基材２１”とマスク２２とをステッパーなどの投影露光装置にセットし、レジスト層Ｒが感光する波長の照明光をマスク２２の側から照射し、マスク２２の像でそのレジスト層Ｒを露光する。
【００５２】
その露光後のガラス基材２１”のレジスト層Ｒを現像する。
その現像後に残存したレジスト層Ｒをエッチングマスクとして、遮光層Ｃをエッチングする。
以上の工程により、マスクパターンを有した遮光層Ｃがガラス基材２１”に上形成されてなるマスク２１が完成する（図８（ｄ））。
【００５３】
次に、グレースケールマスク２０は次のとおり作製される。
グレースケールマスク２０は、マスク２１を使用したフォトリソグラフィーにより作製される。
すなわち、ガラス基材２０”の上にクロムなどからなる遮光層Ｃを形成する。
この遮光層Ｃの上にレジスト層Ｒを形成する（図８（ｅ））。
【００５４】
このガラス基材２０”とマスク２１とをステッパーなどの投影露光装置にセットし、レジスト層Ｒが感光する波長の照明光をマスク２１の側から照射し、マスク２１の像でそのレジスト層Ｒを露光する。
その露光後のガラス基材２０”のレジスト層Ｒを現像する。
その現像後に残存したレジスト層Ｒをエッチングマスクとして、遮光層Ｃをエッチングする。
【００５５】
以上の工程により、マスクパターンを有した遮光層Ｃがガラス基材２０”上に形成されてなるグレースケールマスク２０が完成する（図８（ｆ））。
なお、グレースケールマスク２０のマスクパターンの設計は、本実施形態のフォトリソグラフィーにより加工すべき柱面の設計形状、そのフォトリソグラフィーに用いられるレジストの特性、そのフォトリソグラフィーにおける露光量などに応じて行われ、マスク２２の製造時においてレーザ光を照射する領域の形状は、このマスクパターン２０の設計形状などに応じて決定される。
【００５６】
なお、グレースケールマスク２０は、３回以上の複数回、或いは１回のフォトリソグラフィーでも製造することができる。
また、各回のフォトリソグラフィーの縮小倍率を１／５以外の別の倍率としてもよい。
［第２実施形態］
図９、図１０、図１１を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
【００５７】
本実施形態は、グレースケールマスクを用いたフォトリソグラフィーにより柱面レンズアレイを製造する実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
相違点は、第１にグレースケールマスクにあり、第２に逐次移動露光方式の移動ピッチにある。
【００５８】
先ず、グレースケールマスクについて説明する。
図９は、本実施形態のグレースケールマスク４０を説明する図である。
グレースケールマスク４０のマスクパターンは、第１実施形態のグレースケールマスク２０のマスクパターンと同様のストライプパターンである。
但し、図９中円枠で拡大して示すように、複数の線状マスクパターンのうち一部は、Ｘ方向の前端部における幅Δの部分が先太り状になっている。また、複数のマスクパターンの他の一部は、Ｘ方向の後端部における幅Δの部分が先太り状になっている。また、前者のマスクパターンと後者のマスクパターンとは互い違いに配置されている。
【００５９】
これにより、グレースケールマスク４０のＸ方向の両端部における幅Δの部分は、透過率が他の部分より低く抑えられる。
このグレースケールマスク４０の像Ｉの強度分布は、ｘ方向の両端部で緩やかに低下する。したがって、レジスト層Ｒの露光量Ｌの分布は、図９の下部に示すとおりｘ方向の両端部で緩やかに低下する。
【００６０】
次に、逐次移動露光方式の移動ピッチについて説明する。
図１０は、本実施形態の移動ピッチと柱面レンズアレイ１０の面精度との関係を説明する図である。
図１０（ａ）において、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，・・・は、各ステップにおける像Ｉの位置（各ショット）を示す。
【００６１】
本実施形態では、図１０（ａ）に示すようにｘ方向の移動ピッチが、（Ｌｘ−Δ）とされる。
各ショットの露光量Ｌについては、図１０（ｂ）に示すとおり必要露光量Ｌｍａｘとされる。
このような本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように各ショットの露光量Ｌはそれぞれ像Ｉの縁部で低下しているが、移動ピッチが（Ｌｘ−Δ）であるため、隣接するショット同士がΔだけ重複し、その重複する部分の露光量Ｌの和は必要露光量Ｌｍａｘに略等しくなる。
【００６２】
よって、完成した柱面レンズアレイ１０の柱面は、図１０（ｃ）に示すとおりｘ方向に平坦な形状となる。
なお、図１０（ｃ）は、柱面レンズアレイ１０をｘｚ平面で切断した概略断面図である。
したがって、本実施形態によれば、柱面レンズアレイ１０を面精度高く製造することができる。
【００６３】
また、本実施形態のグレースケールマスク４０は、柱面レンズアレイ１０を面精度高く製造するのに好適である。
（その他）
なお、本実施形態では、グレースケールマスク４０に代えて図１１に示すグレースケールマスク６０を用いてもよい。
【００６４】
グレースケールマスク６０においては、複数の線状マスクパターンのうち一部は、Ｘ方向の前端部における幅Δの部分が太くなっている。また、複数のマスクパターンの他の一部は、Ｘ方向の後端部における幅Δの部分が太くなっている。また、前者のマスクパターンと後者のマスクパターンとは互い違いに配置されている。
【００６５】
このようなグレースケールマスク６０によるレジスト層Ｒの露光量Ｌの分布は、図９の下部に示した分布と略同じになる。
よって、このグレースケールマスク６０を用い、かつ上述したものと同じ移動ピッチ（図９参照）を採用すれば上述した効果と同様の効果を得ることができる。
［第３実施形態］
図１２、図１３、図１４、図１５を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
【００６６】
本実施形態は、グレースケールマスクを用いたフォトリソグラフィーによりフライアイレンズを製造する実施形態である。
図１２は、フライアイレンズの使用形態を示す図である。
フライアイレンズ１００は、投影露光装置内の図１２に示すような照明光学系のインテグレータとして用いられる。
【００６７】
なお、照明光学系には、光源１０１、コリメータ１０２、コンデンサ１０３が順に配置される。フライアイレンズ１００が配置されるのは、コリメータ１０２とコンデンサ１０３の間である。
【００６８】
光源１０１から射出した光束はコリメータ１０２により平行光束化され、平行光束の各部分光束は、フライアイレンズ１００の各単位レンズを個別に通過し、それぞれ集光する。
集光した後に発散する各部分光束は、それぞれコンデンサ１０３を介して投影露光装置のマスク面１０４上の同じ領域に重畳される。
【００６９】
図１３は、フライアイレンズ１００の構成を示す図である。
フライアイレンズ１００は、図１３（ａ）に示す柱面レンズアレイ１０Ａと柱面レンズアレイ１０Ｂとを、図１３（ｂ）のとおり互いの母線が９０°回転した状態で裏表に貼り合わせてなる。
柱面レンズアレイ１０Ａと柱面レンズアレイ１０Ｂとは、それぞれ第１実施形態と同様、グレースケールマスク２０Ａ、グレースケールマスク２０Ｂを用いたフォトリソグラフィーによりそれぞれ製造される。
【００７０】
各フォトリソグラフィーの露光工程では、それぞれ逐次移動露光方式が採用される。
次に、グレースケールマスク２０Ａ、グレースケールマスク２０Ｂについて説明する。
図１４は、グレースケールマスク２０Ａ、グレースケールマスク２０Ｂを説明する図である。図１４（ａ）には、グレースケールマスク２０Ａと柱面レンズアレイ１０Ａを創成するレンズ基材１０Ａ”とを投影露光装置にセットした様子、図１４（ｂ）には、グレースケールマスク２０Ｂと柱面レンズアレイ１０Ｂを創成するレンズ基材１０Ｂ”とを投影露光装置にセットした様子を示した。
【００７１】
ここでは、レンズ基材１０Ａ”上の座標として、柱面レンズアレイ１０Ａの母線方向をｘ方向とし、母線に垂直な方向（母線垂直方向）をｙとしたｘｙｚ座標を採用する。また、グレースケールマスク２０Ａ上の座標として、そのｘｙｚ座標に対応したＸＹＺ座標を採用する。
【００７２】
また、レンズ基材１０Ｂ”上の座標、グレースケールマスク２０Ｂ上の座標として、上記レンズ基材１０Ａ”及びグレースケールマスク２０Ａ上の座標と同じｘｙｚ座標、ＸＹＺ座標をそれぞれ採用する。
したがって、図１３（ｂ）に示したフライアイレンズ１００において柱面レンズアレイ１０Ａと柱面レンズアレイ１０Ｂとは９０°回転しているので、柱面レンズアレイ１０Ａの母線方向がｘ方向であるのに対し、柱面レンズアレイ１０Ｂの母線方向はｙ方向である。同様に、グレースケールマスク２０Ａの母線方向がＸ方向であるのに対し、グレースケールマスク２０Ｂの母線方向はＹ方向である。
【００７３】
なお、グレースケールマスク２０ＡのＸ方向の幅ＬＡＸ，Ｙ方向の幅ＬＡＹ、グレースケールマスク２０Ａの像ＩＡのｘ方向の幅ＬＡｘ，ｙ方向の幅ＬＡｙの関係は、ＬＡＸ＝ＬＡｘ・１／Ｍ，ＬＡＹ＝ＬＡｙ・１／Ｍである（但し、Ｍは、投影レンズＰＬの縮小倍率（例えば１／５））。
また、グレースケールマスク２０ＢのＸ方向の幅ＬＢＸ，Ｙ方向の幅ＬＢＹ、グレースケールマスク２０Ｂの像ＩＢのｘ方向の幅ＬＢｘ，ｙ方向の幅ＬＢｙの関係は、ＬＢＸ＝ＬＢｘ・１／Ｍ，ＬＢＹ＝ＬＢｙ・１／Ｍである（但し、Ｍは、投影レンズＰＬの縮小倍率（例えば１／５））。
【００７４】
本実施形態では、グレースケールマスク２０ＡのＸ方向の幅ＬＡＸは、グレースケールマスク２０ＢのＸ方向の幅ＬＢＸの非整数倍に設定される。
また、グレースケールマスク２０ＢのＹ方向の幅ＬＢＹは、グレースケールマスク２０ＡのＹ方向の幅ＬＡＹの非整数倍に設定される。
したがって、像ＩＡのｘ方向の幅ＬＡｘは、像ＩＢのｘ方向の幅ＬＢｘの非整数倍となり、像ＩＢのｙ方向の幅ＬＢｙは、像ＩＡのｙ方向の幅ＬＡｙの非整数倍となる。
【００７５】
次に、逐次移動露光の移動ピッチについて説明する。
柱面レンズアレイ１０Ａの製造における逐次移動露光方式では、ｘ方向の移動ピッチ、ｙ方向の移動ピッチを、グレースケールマスク２０Ａの像ＩＡのｘ方向の幅ＬＡｘ、グレースケールマスク２０Ａの像ＩＡのｙ方向の幅ＬＡｙにそれぞれ一致させる。
【００７６】
また、柱面レンズアレイ１０Ｂの製造における逐次移動露光方式では、ｙ方向の移動ピッチ、ｘ方向の移動ピッチを、グレースケールマスク２０Ｂの像ＩＢのｙ方向の幅ＬＢｙ、グレースケールマスク２０Ｂの像ＩＢのｘ方向の幅ＬＢｘにそれぞれ一致させる。
図１５は、本実施形態の柱面レンズアレイ１０Ａ、柱面レンズアレイ１０Ｂ、フライアイレンズ１００の関係を説明する図である。
【００７７】
上記移動ピッチによると、柱面レンズアレイ１０Ａ上には、図１５（ａ）に実線で示すように、ｙ方向にピッチＬＡｙで単位柱面レンズが形成されると共に、図１５（ａ）に点線で示すように、ｘ方向にピッチＬＡｘで「バリ」が周期的に生起する。
また、柱面レンズアレイ１０Ｂ上には、図１５（ｂ）に点線で示すように、ｙ方向にピッチＬＢｙで「バリ」が周期的に生起すると共に、図１５（ｂ）に実線で示すように、ｘ方向にピッチＬＢｘで単位柱面レンズが形成される。
【００７８】
これらの柱面レンズアレイ１０Ａと柱面レンズアレイ１０Ｂとを貼り合わせてできるフライアイレンズ１００においては、図１５（ｃ）に示すように、ｘ方向にピッチＬＢｘ、ｙ方向にピッチＬＡｙで単位レンズが形成されると共に、ｘ方向にピッチＬＡｘ、ｙ方向にピッチＬＢｙで「バリ」が周期的に生起する。
ここで、上述したように、本実施形態では、像ＩＡのｘ方向の幅ＬＡｘは、像ＩＢのｘ方向の幅ＬＢｘの非整数倍となり、像ＩＢのｙ方向の幅ＬＢｙは、像ＩＡのｙ方向の幅ＬＡｙの非整数倍となる。
【００７９】
よって、このフライアイレンズ１００においては、ｘ方向の単位レンズの形成ピッチＬＢｘとｘ方向の「バリ」の生起のピッチ（以下、「生起ピッチ」という。）ＬＡｘとは、互いにずれ、また、ｙ方向の単位レンズの形成ピッチＬＡｙとｙ方向の「バリ」の生起ピッチＬＢｙとは、互いにずれる。
【００８０】
つまり、フライアイレンズ１００上の各単位レンズ間では、それぞれの表面に生起している「バリ」の分布が、互いに少しずつ異なる。
このフライアイレンズ１００を図１２に示した照明光学系に用いると、そのフライアイレンズ１００の各単位レンズを通過する各部分光束に与えられる「バリ」の影響は、マスク面１０４上で平均化される。
【００８１】
したがって、マスク面１０４上の照明の均一性は高まり、照明光学系は高性能化される。
すなわち、本実施形態によれば、インテグレータとして高性能なフライアイレンズ１００を製造することができる。
（その他）
なお、本実施形態では、２つの柱面レンズアレイを裏表に貼り合わせたフライアイレンズ１００を説明したが、グレースケールマスク２０Ａ，２０Ｂを用いた同様の逐次移動露光を、同一のレンズ基材の裏面と表面とに対しそれぞれ行い（但し、両者の母線は直交させる。）、それにより単一基板からなるフライアイレンズを形成してもよい。
【００８２】
また、グレースケールマスク２０Ａ，２０Ｂを用いた同様の逐次移動露光を、同一のレンズ基材の同一面に対しそれぞれ行い（但し、両者の母線は直交させる。）、それにより単一基板からなるフライアイレンズを形成してもよい。
何れの場合にも、高性能なフライアイレンズを製造することができる。
なお、本実施形態では、レンズ基材１０Ａ”，１０Ｂ”に塗布するレジストがポジ型フォトレジストであるとの前提で説明したが、ネガ型フォトレジストを使用した場合は、「バリ」に代えて「溝」が生起する。その場合も、高性能なフライアイレンズ１００を同様に製造できる。
【００８３】
また、本実施形態では、１ショットの転写領域が母線方向に短い柱面の１つ分であるグレースケールマスク２０Ａ（又は２０Ｂ）を使用したが、複数個（例えば４個）分であるグレースケールマスク（グレースケールマスク２０Ａ（又は２０Ｂ）をアレイ状に配置したもの）を使用することもできる。この場合、逐次移動露光方式の移動回数を抑えることができる。
【００８４】
また、本実施形態では、グレースケールマスク２０Ａ（又は２０Ｂ）のパターンとして、線幅変調されたストライプパターン、形成ピッチの変調されたストライプパターンの何れを採用してもよい。但し、前者の方が、パターン設計が容易である。
また、本実施形態のグレースケールマスク２０Ａ（又は２０Ｂ）のパターンとしては、ストライプパターン、ドットパターンの何れを適用してもよい。但し、前者の方がパターン形状の制御が容易である。
【００８５】
また、本実施形態では、グレースケールマスクのマスクパターンの形成ピッチを解像限界未満に設定しても、形成ピッチを解像限界以上した上で露光工程における投影レンズＰＬにデフォーカスを与えてもよい。但し、前者の方が、グレースケールマスク２０Ａ，２０Ｂの像ＩＡ，ＩＢの縁をボケ無く転写することができるので好ましい。
【００８６】
［第４実施形態］
図１６を参照して本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態は、投影露光装置の実施形態である。
図１６は、本実施形態の投影露光装置の概略構成図である。
本実施形態の投影露光装置の照明光学系２００内には、第３実施形態で説明した照明光学系と同様、光源、コリメータ、フライアイレンズ１００、コンデンサが用いられる（図１２，図１３，図１４，図１５参照）。このうち、フライアイレンズ１００は、第３実施形態で製造されたものである。
【００８７】
投影露光装置において、マスク２０１は、マスクホルダ２０２を介して、マスクステージ２０３上において後述するウェハ２０７と平行に保持されている。
マスクステージ２０３は、図示を省略した駆動系の作用により、マスク面に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はマスク移動鏡２０４を用いた干渉計２０５によって計測され、かつ位置制御されるように構成されている。
照明光学系２００からマスク２０１を介して照射された光は、投影レンズ２０６を介して、ウェハ２０７上にマスクパターンの像を形成する。
【００８８】
ウェハ２０７は、ウェハホルダ２０８を介して、ウェハステージ２０９上に前記マスク２０１と平行に保持されている。
ウェハステージ２０９は、図示を省略した駆動系の作用によりウェハ面に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウェハ移動鏡２１０を用いた干渉計２１１によって計測され、かつ位置制御されるように構成されている。
以上の本実施形態においては、照明光学系２００内のフライアイレンズ１００が第３実施形態で製造されたものであるので、マスク面の照明は均一化される。
【００８９】
このようにマスク２０１が均一に照明されれば、ウェハ２０７に対するパターン転写精度は高まる。
すなわち、本実施形態の投影露光装置は、高性能化される。
［その他］
なお、上記第１実施形態、第２実施形態では、柱面レンズアレイの製造を説明した、或いは柱面レンズアレイを製造することを前提に説明したが、逐次移動露光の母線垂直方向の移動を省略すれば、母線方向に長い柱面レンズを高精度に作製できる。
【００９０】
また、第４実施形態では、ウェハにマスクのパターン転写するタイプの投影露光装置について説明したが、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の何れかで用いられる投影露光装置についても同様に、その照明光学系内のインテグレータとして、フライアイレンズ１００を用いることができる。
【００９１】
また、上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態では、逐次移動露光方式の移動対象をレンズ基材の側のみとしたが、レンズ基材とグレースケールマスクとが相対移動するのであれば、移動対象は、レンズ基材、グレースケールの双方であっても、グレースケールマスクのみであってもよい。
なお、何れの場合も、グレースケールマスクの像の移動ピッチが上述した第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の各々で説明したものと同じになるよう、各移動対象の移動ピッチが設定される。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、柱面レンズ又は柱面レンズアレイを面精度高く製造することのできる柱面レンズの製造方法が実現する。
また、本発明によれば、柱面レンズ又は柱面レンズアレイを面精度高く製造するのに好適なグレースケールマスクが実現する。
【００９３】
また、本発明によれば、高性能なインテグレータを製造することのできるインテグレータの製造方法が実現する。
また、本発明によれば、高性能なインテグレータ、高性能な照明光学系、高性能な投影露光装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態で製造する柱面レンズアレイ１０の外観図である。
【図２】フォトリソグラフィーの露光工程を説明する図である。
【図３】フォトリソグラフィーの露光工程、現像工程、エッチング工程の流れを説明する図（単位ブロック１０ｅに着目した図）である。
【図４】グレースケールマスク２０のマスクパターン、グレースケールマスク２０の透過率分布、ポジ型フォトレジストの露光量分布、ポジ型フォトレジストの残量分布、完成後の柱面形状をそれぞれ示す図である。
【図５】第１実施形態の移動ピッチと柱面レンズアレイ１０の面精度との関係を説明する図である。
【図６】比較例の移動ピッチと柱面レンズアレイ１０の面精度との関係を説明する図である。
【図７】グレースケールマスク２０のマスクパターン、グレースケールマスク２０の透過率分布、ネガ型フォトレジストの露光量分布、ネガ型フォトレジストの残量分布、完成後の柱面形状をそれぞれ示す図である。
【図８】グレースケールマスクの製造方法の一例を説明する図である。
【図９】第２実施形態のグレースケールマスク４０を説明する図である。
【図１０】第２実施形態の移動ピッチと柱面レンズアレイ１０の面精度との関係を説明する図である。
【図１１】第２実施形態の他のグレースケールマスク６０を説明する図である。
【図１２】フライアイレンズの使用形態を示す図である。
【図１３】フライアイレンズ１００の構成を示す図である。
【図１４】グレースケールマスク２０Ａ、グレースケールマスク２０Ｂを説明する図である。（ａ）は、グレースケールマスク２０Ａと柱面レンズアレイ１０Ａの基板であるレンズ基材１０Ａ”とを投影露光装置にセットした様子、（ｂ）は、グレースケールマスク２０Ｂと柱面レンズアレイ１０Ｂの基板であるレンズ基材１０Ｂ”とを投影露光装置にセットした様子である。
【図１５】第３実施形態の柱面レンズアレイ１０Ａ、柱面レンズアレイ１０Ｂ、フライアイレンズ１００の関係を説明する図である。
【図１６】第４実施形態の投影露光装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  柱面レンズアレイ
１０ｅ  単位ブロック
２０，４０，６０  グレースケールマスク
１０”，１０Ａ”，１０Ｂ”  レンズ基材
Ｒ  レジスト層
ＰＬ  投影レンズ
Ｉ，ＩＡ，ＩＢ  マスクパターンの像
１００  フライアイレンズ
２２，２１  マスク
ガラス基材  ２２”，２１”，２０”
Ｃ  遮光層
２００  照明光学系
２０１  マスク
２０２  マスクホルダ
２０３  マスクステージ
２０４  マスク移動鏡
２０５，２１１  干渉計
２０６  投影レンズ
２０７  ウェハ
２０８  ウェハホルダ
２０９  ウェハステージ
２１０  ウェハ移動鏡
【図１】
2004317678.tif 000003
【図２】
2004317678.tif 000004
【図３】
2004317678.tif 000005
【図４】
2004317678.tif 000006
【図５】
2004317678.tif 000007
【図６】
2004317678.tif 000008
【図７】
2004317678.tif 000009
【図８】
2004317678.tif 000010
【図９】
2004317678.tif 000011
【図１０】
2004317678.tif 000012
【図１１】
2004317678.tif 000013
【図１２】
2004317678.tif 000014
【図１３】
2004317678.tif 000015
【図１４】
2004317678.tif 000016
【図１５】
2004317678.tif 000017
【図１６】
2004317678.tif 000018