(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化カルシウム単結晶の透過波面を測定して、波面収差の２次元分布を求める工程と、該２次元分布をフーリエ変換して透過波面のゆらぎの２次元パワースペクトルを算出する工程と、該２次元パワースペクトルの各空間周波数についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を算出する工程と、該ＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を所定の空間周波数範囲で積分してＲＭＳ値を算出する工程と、該ＲＭＳ値が所定の上限値以下であるフッ化カルシウム単結晶を選択する工程と、前記選択されたフッ化カルシウム単結晶を加工して光学部材を製造する工程と、前記フッ化カルシウム単結晶からなる前記光学部材を少なくとも１枚有する投影光学系を製造する工程とを含み、且つ、
前記ＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が前記所定の空間周波数範囲において０．０１ｎｍ２／周期２以下であるフッ化カルシウム単結晶を選択する工程を更に有する、投影光学系の製造方法。
【請求項２】
前記空間周波数範囲が、パーシャル径内周期数ｆＰＤで１０周期以上かつ５０周期以下であり、かつ前記ＲＭＳ値の上限値が０．３５ｎｍ／ｃｍである、請求項１に記載の投影光学系の製造方法。
【請求項３】
前記空間周波数範囲が、パーシャル径内周期数ｆＰＤで１０周期以上かつ１００周期以下であり、かつ前記ＲＭＳ値の上限値が０．４５ｎｍ／ｃｍである、請求項１に記載の投影光学系の製造方法。
【請求項４】
前記空間周波数範囲が、パーシャル径内周期数ｆＰＤで１０周期以上かつ１５０周期以下であり、かつ前記ＲＭＳ値の上限値が０．５０ｎｍ／ｃｍである、請求項１に記載の投影光学系の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系、投影光学系の製造方法、露光装置及び露光方法に関し、より詳しくは紫外線リソグラフィー技術において、２５０ｎｍ以下の特定波長域で用いられる光学部材を有する投影光学系、投影光学系の製造方法、露光装置及び露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、または薄膜磁気ヘッド等を製造するための光リソグラフィー用露光装置では、光源からの光を照明光学系を介して、マスク、レチクルなどの投影原版上のパターンを照射し、そのパターンを投影光学系を介して、予めフォトレジストを塗布したウェハー、ガラスプレートなどの感光性基板上に投影することで露光を行なっている。このような投影光学系の形式としては、露光波長の光を透過・屈折するレンズで構成された屈折型の投影光学系、露光波長の光を反射するミラーで構成された反射型の投影光学系、レンズとミラーとを組み合わせた反射屈折型の投影光学系がある。【０００３】
近年、半導体素子などの集積度はますます高まり、基板上に転写されるパターンは微細化の一途をたどっている。そのため、光リソグラフィー用露光装置は、その光源をｉ線（３６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）、更に、Ｆ２レーザー（１５７ｎｍ）へと変化させることで短波長化が進められている。これに伴って、光リソグラフィー用露光装置の光学系に対しては、より高い光学性能が要求されてきている。特に、微細なマスクパターンをウェハーの感光面上に転写するための投影光学系は、高解像力で無収差に近い極めて高い光学性能が要求されている。このような要求を満たすために、光リソグラフィー用露光装置の光学系として用いられるレンズ、プリズム、ミラー、フォトマスク等の光学部材（以下、光リソグラフィー用光学部材）の屈折率均質性に対しては非常に高いレベルが要求されてきている。【０００４】
従来、光リソグラフィー用光学材料の屈折率均質性の評価は、光学材料に光が通過する際に生じる波面収差を測定し、その波面収差の最大値と最小値の差（以下、ＰＶ値という）や、自乗平均平方根（以下、ＲＭＳ値という）などを評価指標として行なわれてきた。具体的には、ＰＶ値やＲＭＳ値が小さいほど優秀な光学材料であると考えられてきた。即ち、高品質とされる光学材料はこれらの値を小さくすることを目的に製造されてきた。【０００５】
たとえば特開平８−５５０５号公報には、次のような屈折率均質性の評価方法が記載されている。この方法の具体的手順を以下に説明する。
（手順１）円柱あるいは角柱状に研磨加工された光リソグラフィー用光学材料を干渉計にセットし、研磨加工面に対して直角に参照波面を発射し波面収差を測定する。測定された波面収差には、光学材料の屈折率分布に起因した情報が現れる。このうち、曲率成分に起因する誤差収差をパワー成分もしくはフォーカス成分と呼び、傾き成分に起因する誤差収差をチルト成分と呼ぶ。
（手順２）測定された波面収差からパワー成分とチルト成分を除去する。
（手順３）更に、アス成分に起因する波面収差を除去する。
（手順４)残った波面収差を、回転対称成分と非回転対称成分（ランダム成分）に分離する。
（手順５）非回転対称成分（ランダム成分）のＰＶ値及びＲＭＳ値を求め、これらの値により評価を行なう。
（手順６）回転対称成分を最小自乗法により非球面公式にフィッティングし、２次及び４次成分を除去し、残った６次以上の偶数次の波面収差成分（以下、２次４次残差という）のＰＶ値及びＲＭＳ値を求め、これらの値により評価を行なう。【０００６】
以上の手順からわかる通り、非回転対称成分（ランダム成分）及び２次４次残差が小さい光学材料が屈折率均質性の良好な光学材料とされ、このような光学材料を製造するよう努力が払われてきた。【０００７】
光学系を構成するには、上記のように評価を経た光学材料から製造した光学部材を複数個組み合わせる。このようにして構成された光学系の結像性能の評価に関しては、特開２０００−１２１４９１号公報に、ツェルニケ円筒関数系を用いてフィッティングする方法が提案されている。この方法では、光学系に光を通過させて波面収差を測定し、そのデータをツェルニケ円筒関数系にフィッティング（展開）し、それを回転対称成分、奇数回転成分、及び偶数回転成分の各成分に分類することで評価を行なう。回転対称成分、奇数回転成分、及び偶数回転成分の各成分は、各々球面収差、コマ収差、及び非点収差と強い相関があるので、光学系の評価をより直接的に結像性能に結びつけて行なえるというものである。【０００８】
また国際公開第０３／００４９８７号パンフレットには、光学系を構成する個々の光学部材について、その屈折率の不均質性を波面収差のツェルニケ展開を利用して評価する方法が記載されている。
【発明の開示】
【０００９】
しかしながら、このような従来の光学部材の評価方法を採用した場合であっても、露光装置の投影光学系においては光学部材のフレア光が大きな問題となっている。そこで、本発明においては、光リソグラフィー用光学部材について、近距離フレアに対する影響を反映した新たな評価指標を提案し、近距離フレア量が低減された投影光学系、その製造方法、露光装置及びこれを用いた露光方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明者らは、前述のフレア光は投影光学系を構成する光学部材の波面収差から生じる点に着目し、波面収差（透過波面のゆらぎ）の空間周波数成分によって露光面への影響の仕方が異なり、パーシャル径内周期数に換算して１０ないし数１００周期の空間周波数成分が近距離フレア（または局所フレア（ｌｏｃａｌ  ｆｌａｒｅ））を生じるということを見出した。
【００１１】
ここで、パーシャル径内周期数ｆＰＤとは、空間周波数ｆ（ｍｍ−１）の周期関数がパーシャル径ＰＤ（ｍｍ）によって切り取られる周期数、即ちｆ×ＰＤを意味する。また、パーシャル径ＰＤとは、所定の開口数を持って第１面Ｒ上の一点から射出した光束ＥＬが光学部材ＰＬを照射する際の、被照射領域の直径または短径をいう（図１）。
【００１２】
そこで、本発明者らは、光学系を構成する光学部材のうちフッ化カルシウムからなる光学部材について、屈折率不均質性を主要因として生じる透過波面のゆらぎの空間周波数成分に着目し、その光学部材の所定のパーシャル径内周期数に対応する成分のＲＭＳ値を所定値以下とした以下に記載の投影光学系、投影光学系の製造方法、露光装置及び露光方法を提供する。
【００１３】
＜１＞  フッ化カルシウム単結晶からなる光学部材を少なくとも１枚有する投影光学系であって、前記光学部材のそれぞれが、下記条件（ｉ）〜（iii）：
（ｉ）波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であること。
【００１４】
（ｉｉ）波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１００周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．４５ｎｍ／ｃｍ以下であること。
【００１５】
（ｉｉｉ）波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．５０ｎｍ／ｃｍ以下であること。
のうちの少なくとも１つを満たすものである投影光学系。
【００１６】
＜２＞  ＜１＞に記載の投影光学系であって、前記光学部材のそれぞれが、波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．３５ｎｍ／ｃｍ以下である投影光学系。
【００１７】
＜３＞  ＜１＞に記載の投影光学系であって、前記光学部材のそれぞれが、波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１００周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．４５ｎｍ／ｃｍ以下である投影光学系。
【００１８】
＜４＞  ＜１＞に記載の投影光学系であって、前記光学部材のそれぞれが、波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．５０ｎｍ／ｃｍ以下である投影光学系。
【００１９】
＜５＞  ＜１＞ないし＜４＞のいずれかに記載の投影光学系であって、前記光学部材のそれぞれが、波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、前記範囲にある空間周波数成分のＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下である投影光学系。
【００２０】
＜６＞  フッ化カルシウム単結晶の透過波面を測定して、波面収差の２次元分布を求める工程と、該２次元分布をフーリエ変換して透過波面のゆらぎの２次元パワースペクトルを算出する工程と、該２次元パワースペクトルの各空間周波数についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を算出する工程と、該ＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を所定の空間周波数範囲で積分してＲＭＳ値を算出する工程と、該ＲＭＳ値が所定の上限値以下であるフッ化カルシウム単結晶を選択する工程と、前記選択されたフッ化カルシウム単結晶を加工して光学部材を製造する工程と、前記フッ化カルシウム単結晶からなる前記光学部材を有する投影光学系を製造する工程とを含み、且つ、
前記ＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が前記所定の空間周波数範囲において０．０１ｎｍ２／周期２以下であるフッ化カルシウム単結晶を選択する工程を更に有する、投影光学系の製造方法。
【００２１】
＜７＞  ＜６＞に記載の投影光学系の製造方法であって、前記空間周波数範囲が、パーシャル径内周期数ｆＰＤで１０周期以上かつ５０周期以下であり、かつ前記ＲＭＳ値の上限値が０．３５ｎｍ／ｃｍである、投影光学系の製造方法。
【００２２】
＜８＞  ＜６＞に記載の投影光学系の製造方法であって、前記空間周波数範囲が、パーシャル径内周期数ｆＰＤで１０周期以上かつ１００周期以下であり、かつ前記ＲＭＳ値の上限値が０．４５ｎｍ／ｃｍである、投影光学系の製造方法。
【００２３】
＜９＞  ＜６＞に記載の投影光学系の製造方法であって、前記空間周波数範囲が、パーシャル径内周期数ｆＰＤで１０周期以上かつ１５０周期以下であり、かつ前記ＲＭＳ値の上限値が０．５０ｎｍ／ｃｍである、投影光学系の製造方法。
【００２６】
＜１２＞  ＜１＞ないし＜５＞のいずれかに記載の投影光学系を有することを特徴とする露光装置。
【００２７】
＜１３＞  ＜１２＞に記載の露光装置を用いる露光方法。
【００２８】
このような本発明の投影光学系によって、フッ化カルシウム単結晶からなる光学部材における透過波面ゆらぎの近距離フレアに影響する特定の空間周波数成分が、所定値以下であるように構成されているので、露光面における近距離フレアが低減され、高い解像度を得ることができる投影光学系を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１はパーシャル径の概念を説明する図である。
【図２Ａ】図２Ａはフィゾー型干渉計の構成例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂはフィゾー型干渉計の構成例を示す図である。
【図３】図３は波面収差データの測定領域を示す図である。
【図４】図４は本発明の投影光学系の好適な一実施形態を表す図である。
【図５】図５は本発明の露光装置の好適な一実施形態を表す図である。
【図６】図６は本発明の露光方法の好適な一例を表すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の露光方法の好適な一例を表すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。【００３１】
［投影光学系及びその製造方法（第１の実施形態）］
先ず、近距離フレアを低減した本発明の投影光学系及びその製造方法について説明する。【００３２】
始めに、本発明においてフッ化カルシウム単結晶の透過波面ゆらぎを評価する方法及び本発明の投影光学系について説明する。透過波面のゆらぎは波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とする平面光学部材測定用のフィゾー型干渉計で測定する。この干渉計は、被測定物を２枚の平行平板部材の間に挟んで固定することが可能な構造となっている。なお、このような干渉計の光源としてはＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザーを用いる方がより直接的ではあるが、干渉計の製造・維持コストやフットプリント、安定性等の理由によりＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とすることが多い。【００３３】
透過波面の測定はオイルオンプレート法により行うことができる。図２Ａ及び図２Ｂは、このような測定に好適に用いられる干渉計の状態を示す概略図である。このような測定に好適に用いられる干渉計は、本体部分４１、参照面物体４２、２枚の平行平板部材４３、および反射面４５から成り立っている。【００３４】
このような透過波面の測定においては、先ず、この干渉計に試料であるフッ化カルシウム単結晶４４をセットする前に、前記２枚の平行平板部材４３の間の隙間に被測定物と同じ屈折率を有する透明なオイル４６を充填し、この状態でレーザービームによる参照波面を照射し、透過した光を撮像することで２．５次元の波面データを得る。この状態を図２Ａに示す。【００３５】
次に、フッ化カルシウム単結晶４４を前記２枚の平行平板部材４３の間にセットした状態で、前記透明なオイル４６を平行平板部材４３とフッ化カルシウム単結晶４４の隙間に充填し、この状態で透過した光を撮像して２．５次元の波面データを得る。このような状態を図２Ｂに示す。【００３６】
次に、試料であるフッ化カルシウム単結晶４４をセットした状態で測定された波面データから、フッ化カルシウム単結晶をセットしない状態で測定された波面データを除算する。これにより、フッ化カルシウム単結晶４４の表面形状による波面収差に起因する測定誤差を除くと同時に、干渉計自身に起因する波面収差による誤差も除いて、フッ化カルシウム単結晶４４内部の屈折率不均質性に起因する透過波面収差の２次元分布のみを測定することができる。波面収差データは、図３に示すようにメッシュ状に分割された領域についての２次元配列として取得される。【００３７】
次に、上記の測定で得られた波面収差の２次元分布データを２次元離散フーリエ変換して透過波面のゆらぎの２次元パワースペクトルを得る。２次元離散フーリエ変換はＦＦＴ（高速フーリエ変換）アルゴリズムにより行うが、波面収差の測定が円形の領域（図３において白地の部分）について行われた場合は、円形領域を内接円とする矩形領域全体をＦＦＴ対象に設定し、波面収差データが存在しない部分つまり矩形領域の内側で円形領域の外側になる部分（図３において黒地の部分）については波面収差をゼロとしてＦＦＴを行うことが適当である。【００３８】
２次元パワースペクトルは次式により求められる。【００３９】
【数１】
0004780412.tif 000002
【００４０】
【数２】
0004780412.tif 000003
【００４１】
このようにして求めた２次元パワースペクトルから、２次元パワースペクトル密度（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ，  ＰＳＤ）を次式により算出する。【００４２】
【数３】
0004780412.tif 000004
【００４３】
次に、上記の２次元ＰＳＤデータから、空間周波数ｆの成分についてのＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を算出する。実際には上記の２次元ＰＳＤデータは離散値となっており、周波数平面におけるデータ間隔Δｆｘ（＝Δｆｙ）は、ピクセル間隔をｈ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）としたときに（Ｎ×ｈ）−１（ｍｍ−１）である。したがってＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値も離散値として求めることになる。【００４４】
【数４】
0004780412.tif 000005
【００４５】
以上の手順により、Δｆ＝（Ｎ×ｈ）−１（ｍｍ−１）間隔でのＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ（ｆ）が求められる。【００４６】
上記ＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値から所定の空間周波数成分（ｆ１≦ｆ＜ｆ２）のＲＭＳ値を算出するには次式を用いる。【００４７】
【数５】
0004780412.tif 000006
【００４８】
なお測定領域が矩形でなく、波面収差データが存在しない部分をゼロとしてＦＦＴを行った場合には、計算結果のＲＭＳ値を以下のように補正する必要がある。【００４９】
【数６】
0004780412.tif 000007
【００５０】
ここで実際の投影光学系について考察すると、物体側の１点から所定の開口数を持って発した光線は、各光学部材を異なる光束径すなわちパーシャル径で透過する。したがって各光学部材における波面収差の影響は、波面のゆらぎの空間周波数そのものではなく、パーシャル径と空間周波数との相対的な比率によって決定されることになる。このため近距離フレアに対する屈折率均質性の影響を評価するには、パーシャル径で規格化した空間周波数、つまりパーシャル径内周期数を用いることが適当である。【００５１】
パーシャル径をＰＤ（ｍｍ）、空間周波数をｆ（ｍｍ−１）とすれば、パーシャル径内周期数ｆＰＤはｆＰＤ＝ＰＤ×ｆで定義される。したがってパーシャル径内周期数がｆＰＤ１〜ｆＰＤ２の範囲にある周波数成分のＲＭＳ値は、上記の各式においてｆ１＝ｆＰＤ１／ＰＤ、ｆ２＝ｆＰＤ２／ＰＤとして計算すればよい。【００５２】
本発明者らの研究によれば、パーシャル径内周期数が少なくとも１０〜１５０周期の波面のゆらぎが近距離フレアに対して大きな影響を与えることが判っている。投影光学系の近距離フレアを低減するためには、各光学部材を構成する光学材料のうち、特にフッ化カルシウム単結晶について、パーシャル径内周期数が１０〜１５０周期に相当する周波数成分の波面のゆらぎを低減することが有効である。【００５３】
干渉計により測定した波面収差データに基づいて光学部材を評価する場合、波面ゆらぎの空間周波数成分の測定上限は、干渉計の空間分解能に依存する。波面収差は図４に示したようにメッシュ状に分割した各要素点について測定するが、このとき単位長さあたりの測定点の数が２次元パワースペクトルの上限周波数を決定する。また光学部材を組み合わせて光学系を構成した場合の最終的なフレア量に対する影響は、各光学部材における波面ゆらぎのパーシャル径内周波数成分に依存する。したがって各光学部材の波面収差を測定するに際しては、パーシャル径に相当する領域内の測定点密度を十分に大きくすることが望ましい。パーシャル径が大きい光学部材では単位面積あたりの測定点密度は低くても良いが、パーシャル径が小さい光学部材では高い密度で波面収差を測定する必要がある。【００５４】
干渉計の空間分解能が低い場合は空間周波数の測定上限も低くなり、パーシャル径との組み合わせによっては所定の範囲の空間周波数成分を測定することが困難となる。そこで本発明者らは、近距離フレアを低減した投影光学系を実現するために、透過波面のゆらぎのＲＭＳ値の上限を制限するに際し、空間周波数の測定上限も考慮することとした。【００５５】
このような空間周波数の測定上限を考慮したフッ化カルシウム単結晶からなる光学部材を少なくとも１枚有する投影光学系は、前記光学部材のそれぞれが、下記条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）：
（ｉ）波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であること。
（ｉｉ）波長６３３ｎの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１００周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．４５ｎｍ／ｃｍ以下であること。
（ｉｉｉ）波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．５０ｎｍ／ｃｍ以下であること。
のうちの少なくとも１つの条件を満たすものである。このような投影光学系によって、近距離フレアが低減された投影光学系を実現することができる。【００５６】
また、このような投影光学系としては、前記光学部材のそれぞれが、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．３５ｎｍ／ｃｍ以下である投影光学系、若しくは前記光学部材のそれぞれが、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１００周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．４５ｃｍ／ｎｍ以下である投影光学系、若しくは前記光学部材のそれぞれが、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．５０ｎｍ／ｃｍ以下である投影光学系が好ましい。【００５７】
また、このような投影光学系としては、近距離フレアがより低減された投影光学系を実現するという観点から、前記光学部材のそれぞれが、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１００周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であることがより好ましい。さらに、このような投影光学系としては、前記光学部材のそれぞれが、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．４５ｎｍ／ｃｍ以下のものであることがより好ましく、０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であることが特に好ましい。【００５８】
また、このような投影光学系においては、光学部材のそれぞれが、上記条件（ｉ)〜（ｉｉｉ）のうちの少なくとも２つの条件を満たすものであることがより好ましく、上記条件（ｉ)〜（ｉｉｉ）のうちの全ての条件を満たすものであることが特に好ましい。【００５９】
また、このような投影光学系においては、上記のパーシャル径内周期数範囲において、ＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２を超えないことが更に好ましい。上述したＲＭＳ値は所定の周波数帯域における平均値を意味し、仮に平均値が上限以下であったとしても、帯域内のある空間周波数成分が極めて大きな値を持つ場合には、近距離フレアへの影響が無視できなくなるためである。【００６０】
図４に、本発明の投影光学系として好適な投影光学系のレンズ構成の一実施形態の概略図を示す。図４に示す投影光学系は、レンズ１及びレンズ２はフッ化カルシウム単結晶からなり、その他のレンズは合成石英ガラスからなるものである。図４においては、Ｒはマスクを示し、Ｗはウェハーを示す。【００６１】
図４に示す投影光学系においては、レンズ１のパーシャル径は１２５ｍｍに設計されており、レンズ２のパーシャル径は５０ｍｍに設計されている。そして、レンズ１及びレンズ２としては、それぞれパーシャル径内周期数が１０周期以上かつ５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下であるレンズを用いている。なお、図４に示す投影光学系におけるレンズ１及びレンズ２の表面には、それぞれ反射防止膜を形成させている。このような反射防止膜は、公知の蒸着法やスパッタリング法にしたがって形成することができる。【００６２】
また、このようなレンズ１及びレンズ２は、公知の方法（例えばブリッジマン法）を採用して製造されたフッ化カルシウム単結晶の中から、ＲＭＳ値が０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下であるフッ化カルシウム単結晶を選択した後、これを加工して得られたものである。【００６３】
このように、図４に示す投影光学系においては、フッ化カルシウム単結晶からなる光学部材のそれぞれが、透過波面ゆらぎの近距離フレアに影響する上記特定の空間周波数成分が上記所定値以下となるように構成されているので、露光面における近距離フレアが低減されて高い解像度を得ることが可能となっている。なお、図４に示す投影光学系におけるレンズ１及びレンズ２以外の前記合成石英ガラスとしては特に制限されず、適宜公知の方法を用いて得られた石英ガラスが用いられている。【００６４】
なお、以上説明したように、本発明の投影光学系においては、投影光学系に配置されたフッ化カルシウム単結晶からなる光学部材のそれぞれが、下記条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）：
（ｉ）波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であること、
（ｉｉ）波長６３３ｎの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１００周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．４５ｎｍ／ｃｍ以下であること、
（ｉｉｉ）波長６３３ｎｍの光に対する透過波面のゆらぎのうち、パーシャル径内周期数ｆＰＤが１０周期以上かつ１５０周期以下の範囲にある空間周波数成分のＲＭＳ値が、０．５０ｎｍ／ｃｍ以下であること、
のうちの少なくとも一つの条件を満たすものであればよく、それ以外の光学部材の構成は特に制限されない。【００６５】
例えば、上記実施形態においては、レンズ１及びレンズ２としてそれぞれパーシャル径内周期数が１０周期以上かつ５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下であるレンズを用いているが、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１００周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．４５ｃｍ／ｎｍ以下のレンズや、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．５０ｎｍ／ｃｍ以下であるレンズをレンズ１及びレンズ２として用いることも可能である。【００６６】
また、上記実施形態においては、フッ化カルシウム単結晶からなる光学部材を２枚用いているが、本発明の投影光学系に用いられるフッ化カルシウム単結晶からなる光学部材は上記条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）のうちの少なくとも１つを満たすフッ化カルシウム単結晶からなる光学部材であればその数は特に制限されない。【００６７】
また、上記実施形態においては、そのレンズ構成を図４に示す構成としているが、本発明の投影光学系におけるレンズ構成も特に制限されず、目的に合わせて適宜レンズ構成を変更させて用いることもできる。【００６８】
次に、本発明の投影光学系の製造方法について説明する。本発明の投影光学系の製造方法は、フッ化カルシウム単結晶の透過波面を測定して、波面収差の２次元分布を求める工程（Ａ）と、該２次元分布をフーリエ変換して透過波面のゆらぎの２次元パワースペクトルを算出する工程（Ｂ）と、該２次元パワースペクトルの各空間周波数についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を算出する工程（Ｃ）と、該ＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を所定の空間周波数範囲で積分してＲＭＳ値を算出する工程（Ｄ）と、該ＲＭＳ値が所定の上限値以下であるフッ化カルシウム単結晶を選択する工程（Ｅ）と、前記選択されたフッ化カルシウム単結晶を加工して光学部材を製造する工程（Ｆ）と、前記フッ化カルシウム単結晶からなる前記光学部材を少なくとも１枚有する投影光学系を製造する工程（Ｇ）とを含む方法である。【００６９】
本発明の投影光学系の製造方法に用いられる前記フッ化カルシウム単結晶としては特に制限されず、適宜公知の方法（例えばブリッジマン法）を採用することで製造されたフッ化カルシウム単結晶を用いることもできる。【００７０】
このような工程（Ａ）〜（Ｄ）としては、前述のフッ化カルシウム単結晶の透過波面ゆらぎを評価する方法を好適に採用することができる。そして、工程（Ｅ）において、このようにして評価されたＲＭＳ値が所定の上限値以下であるフッ化カルシウム単結晶を選択する。【００７１】
このようなＲＭＳ値の条件としては、パーシャル径内周期数が１０周期以上かつ５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．３５ｎｍ／ｃｍ以下、若しくはパーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１００周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．４５ｃｍ／ｎｍ以下、若しくはパーシャル径内周期数が１０周期以上かつ１５０周期以下の空間周波数成分のＲＭＳが０．５０ｎｍ／ｃｍ以下であることが好ましい。上記のいずれかの条件を満たせば、近距離フレアがより低減された投影光学系を製造することが可能となる傾向にある。【００７２】
次に、工程（Ｆ）においては、前述のようにして選択されたフッ化カルシウム単結晶を加工して光学部材（レンズ等）を製造する。このようなフッ化カルシウムの加工方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。そして、このようにして光学部材を加工することにより、投影光学系において配置する位置等に応じた形状（例えば、凹レンズ、凸レンズ等）の光学部材を製造することができる。【００７３】
また、工程（Ｇ）においては、このようにして製造された光学部材を用いて投影光学系を製造する。このような投影光学系を得る方法としては特に制限されないが、例えば、組立装置を用い、設計にしたがって１つまたは複数のレンズを各分割鏡筒に組み込み、１つまたは複数のレンズをそれぞれ収納した複数の分割鏡筒を組み立てることにより投影光学系を得る方法を挙げることができる。なお、各分割鏡筒へのレンズの組込み及び複数の分割鏡筒の組立てに用いられる組立装置に関する詳細については、例えば特開２００２−２５８１３１号公報等を参照することができる。【００７４】
［露光装置（第２の実施形態）］
次に、近距離フレアを低減した本発明の投影光学系を備えた露光装置について説明する。【００７５】
図５は本発明の露光装置として好適な露光装置の一実施形態を示す概略図である。図５に示す露光装置は、表面３３ａに置かれた感光剤３７を塗布した基板３８（これら全体を単に「基板Ｗ」と呼ぶ。）を置くことのできるウェハーステージ３３、露光光として用意された波長の真空紫外光を照射し、基板Ｗ上に用意されたマスクのパターン（レチクルＲ）を転写するための照明光学系３１、照明光学系３１に露光光を供給するための真空紫外光源１００、及び、基板Ｗ上にマスクＲのパターンのイメージを投影するためのマスクＲが配された最初の表面Ｐ１（物体面）と基板Ｗの表面と一致させた二番目の表面（像面）との間に置かれた投影光学系３５、を含む。【００７６】
照明光学系３１は、マスクＲとウェハーＷとの間の相対位置を調節するための、アライメント光学系１１０を含んでおり、マスクＲは、ウェハーステージ３３の表面に対して平行に動くことのできるレチクルステージ３２に配置される。レチクル交換系２００は、レチクルステージ３２にセットされたレチクル（マスクＲ）を交換し運搬する。レチクル交換系２００は、ウェハーステージ３３の表面３３ａに対してレチクルステージ３２を平行に動かすためのステージドライバーを含んでいる。投影光学系３５は、スキャンタイプの露光装置に応用されるアライメント光学系を持っている。【００７７】
そして、図５に示す露光装置は、前記＜１＞〜＜５＞のうちのいずれかに記載の投影光学系を備えたものである。具体的には、図５に示す露光装置は、投影光学系３５に含まれる光学部材３０のうちフッ化カルシウム単結晶からなる光学部材について、透過波面のゆらぎのうちパーシャル径から導かれる所定の空間周波数成分のＲＭＳ値を所定の上限値以下とし、かつＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を所定の上限値以下とした露光装置である。【００７８】
なお、図５中、３００はウェハーステージ３を制御するステージ制御系、４００は装置全体を制御する主制御部である。この露光装置は本発明に係る投影光学系を備えているので、ウェハー面における近距離フレアが低減されており、高い解像度を実現することができる。【００７９】
なお、本発明は、レチクルとウェハーとを同期移動してレチクルのパターンを露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（米国特許５，４７３，４１０号）、いわゆるスキャニング・ステッパーのみならず、レチクルとウェハーとを静止した状態でレチクルのパターンを露光し、ウェハーを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の露光装置（ステッパー）にも適用することができる。【００８０】
また、本発明はツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号及び特開平１０−２１４７８３号（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０,６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）あるいは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。【００８１】
さらに、本発明は、投影光学系と被露光物との間に局所的に液体を満たす液浸露光装置や、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成しその中に基板を保持する液浸露光装置にも適用可能である。露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作については、例えば特開平６−１２４８７３号に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその中に基板を保持する液浸露光装置については、例えば特開平１０−３０３１１４号や米国特許５，８２５，０４３号にそれぞれ開示されている。【００８２】
以上説明したように、本発明の露光装置は、前記＜１＞〜＜５＞のうちのいずれかに記載の投影光学系を備えていればよく、それ以外の構成は特に制限されない。本発明の露光装置に適用可能な構成が記載されている上記の米国特許５，４７３，４１０号、米国特許６，３４１，００７号、米国特許６，４００，４４１号、米国特許６，５４９，２６９号、米国特許６，５９０,６３４号、米国特許５，９６９，４４１号、米国特許６，２０８，４０７号及び米国特許５，８２５，０４３号、並びに、特開平１０−１６３０９９号、特開平１０−２１４７８３号、特開平６−１２４８７３号、特開平１０−３０３１１４号及び特表２０００−５０５９５８号は、参考文献としてこの明細書中に組み込まれる。【００８３】
［露光方法（第３の実施形態）］
次に、前記本発明の露光装置を用いる露光方法について説明する。【００８４】
以下、図６のフローチャートを参照して説明する。先ず、図６のステップ３０１において、１ロットのウェハー上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウェハー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、図５に示す露光装置を用いて、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ロットのウェハー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ロットのウェハー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ロットのウェハー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、各ウェハー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。【００８５】
また、図５に示す露光装置では、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７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７において、パターン形成工程４０１では、上述の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、レジスト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。【００８６】
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。【００８７】
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。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。【００８８】
以上に説明した本実施形態の露光方法によれば、本発明に係る近距離フレアが低減された露光装置を用いるので、微細な回路パターンを高い解像度で形成することが可能である。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００９０】
（実施例１）
実施例１ではフッ化カルシウム単結晶からなる光学部材（レンズ）を２枚有する、前述の図４に示す構成の投影光学系を製造した。以下、投影光学系の製造方法を説明する。【００９１】
始めにフッ化カルシウム単結晶をブリッジマン法により製造した。その製造工程は以下の通りである。粒径０．１μｍないし５ｍｍの高純度フッ化カルシウム粉末を原料とし、フッ素化剤としてフッ化鉛（ＰｂＦ２）を添加してから加熱炉内で加熱融解して、酸素不純物が除去されかつ嵩密度の向上した前処理品を製造した。【００９２】
この前処理品をブリッジマン法による単結晶製造装置のルツボに充填し、製造装置内を１０−２〜１０−４Ｐａまで真空排気した。製造装置内が前記真空度に達したら製造装置の上部側ヒーターによりルツボを加熱し、フッ化カルシウムの融点以上（１３７０〜１４５０℃）まで上げてルツボ内の前処理品を融解した。次に、予め上部側ヒーターよりも低温に設定された下部側ヒーターの領域に向けて、０．１〜５ｍｍ／時程度の速度でルツボを引き下げることにより、ルツボの下部から徐々に結晶を成長させ、融液の最上部まで結晶化して単結晶（インゴット）を製造した。【００９３】
製造した単結晶（インゴット）は割れないように室温近傍まで徐冷し、その後、製造装置内を大気開放して取り出した。ルツボから取り出したインゴットには大きな残留応力が存在するため、インゴット形状のままで熱処理を行い、残留応力を低減させた。以上の工程により複数のインゴットを製造した。【００９４】
次に、このようにして得られたインゴットのそれぞれから円筒状のフッ化カルシウム単結晶を切り出し、上下面を平行に鏡面研磨したものを試料として、以下の方法により波面収差を測定した。【００９５】
このような波面収差の測定にはフィゾー型干渉計を用いた。測定に用いた干渉計の構造は図２Ａ及図２Ｂに示したとおりである。始めに２枚の平行平板部材４３の隙間にフッ化カルシウム単結晶と同一の屈折率を有する透明なオイル４６を充填し、この状態でＨｅ−Ｎｅレーザー光により参照波を照射して、ＣＣＤカメラにより透過光の波面データを得た。次に試料４４をセットし、同様にオイル４６を充填して透過光を撮像して波面データを得た。これらの波面データを除算することにより、試料４４の波面収差の２次元分布を得た。【００９６】
このようにして得られた波面収差の２次元分布データから、前述した計算手法により２次元ＰＳＤ及びＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を算出した。図４に示す構成の投影光学系においてレンズ１のパーシャル径は１２５ｍｍに設計されている。したがってパーシャル径内周期数１０周期に相当する空間周波数は、０．０８ｍｍ−１となる。同様にパーシャル径内周期数５０周期に相当する空間周波数は０．４０ｍｍ−１である。そこで前記各試料につき、２次元ＰＳＤデータを基に空間周波数０．０８ｍｍ−１から０．４０ｍｍ−１の成分についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を積分して、ＲＭＳ値を算出し、さらに測定領域の形状に応じて前述の補正を行うことにより、前記空間周波数成分を有する透過波面のゆらぎのＲＭＳ値を算出した。【００９７】
このＲＭＳ値が０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下である試料を選別し、試料の波面収差測定方向を光軸方向として所定の形状に切断・研磨した後、表面に反射防止膜を形成してレンズ１（ａ）を製造した。【００９８】
一方、図４に示す構成の投影光学系においてレンズ２のパーシャル径は５０ｍｍに設計されている。したがってパーシャル径内周期数１０周期に相当する空間周波数は、０．２０ｍｍ−１となる。同様にパーシャル径内周期数５０周期に相当する空間周波数は１．００ｍｍ−１である。そこで前記各試料につき、２次元ＰＳＤデータを基に空間周波数０．２０ｍｍ−１から１．００ｍｍ−１の成分についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を積分してＲＭＳ値を算出し、さらに測定領域の形状に応じて前述の補正を行うことにより、前記空間周波数成分を有する透過波面ゆらぎのＲＭＳ値を試料毎に算出した。【００９９】
このＲＭＳ値が０．３５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下である試料を選別し、試料の波面収差測定方向を光軸方向として所定の形状に切断・研磨した後、表面に反射防止膜を形成してレンズ２（ａ）を製造した。【０１００】
以上の方法により製造したレンズ１（ａ）およびレンズ２（ａ）と、通常の方法により製造した合成石英ガラス製レンズとを組み合わせて図４に示す投影光学系を製造した。【０１０１】
本実施例で製造した投影光学系の近距離フレア量は約１％であり、十分な性能を備えるものであった。【０１０２】
（実施例２）
実施例１で製造したレンズ１（ａ）およびレンズ２（ａ）の代わりに、以下のようにして製造したレンズ１（ｂ）およびレンズ２（ｂ）を用いた以外は実施例１と同様にして図４に示す構成の投影光学系を製造した。【０１０３】
先ず、実施例１と同様にして得られた円筒状のフッ化カルシウム単結晶から複数の試料を製造して波面収差を測定した。そして、得られた波面収差の２次元分布データから、前述の計算手法により２次元ＰＳＤ及びＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を算出した。図４に示す構成の投影光学系においてレンズ１のパーシャル径は１２５ｍｍに設計されている。したがってパーシャル径内周期数１０周期に相当する空間周波数は、０．０８ｍｍ−１となる。同様にパーシャル径内周期数１００周期に相当する空間周波数は０．８０ｍｍ−１である。そこで前記各試料につき、２次元ＰＳＤデータを基に空間周波数０．０８ｍｍ−１から０．８０ｍｍ−１の成分についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を積分して、ＲＭＳ値を算出し、さらに測定領域の形状に応じて前述の補正を行うことにより、前記空間周波数成分を有する透過波面のゆらぎのＲＭＳ値を算出した。【０１０４】
次に、このＲＭＳ値が０．４５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下である試料を選別し、試料の波面収差測定方向を光軸方向として所定の形状に切断・研磨した後、表面に反射防止膜を形成してレンズ１（ｂ）を製造した。【０１０５】
一方、図４に示す構成の投影光学系においてレンズ２のパーシャル径は５０ｍｍに設計されている。したがってパーシャル径内周期数１０周期に相当する空間周波数は、０．２０ｍｍ−１となる。同様にパーシャル径内周期数１００周期に相当する空間周波数は２．００ｍｍ−１である。そこで前記各試料につき、２次元ＰＳＤデータを基に空間周波数０．２０ｍｍ−１から２．００ｍｍ−１の成分についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を積分してＲＭＳ値を算出し、さらに測定領域の形状に応じて前述の補正を行うことにより、前記空間周波数成分を有する透過波面ゆらぎのＲＭＳ値を試料毎に算出した。【０１０６】
このＲＭＳ値が０．４５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下である試料を選別し、試料の波面収差測定方向を光軸方向として所定の形状に切断・研磨した後、表面に反射防止膜を形成してレンズ２（ｂ）を製造した
このようにして製造したレンズ１（ｂ）およびレンズ２（ｂ）を備えた本実施例で製造した投影光学系の近距離フレア量は約１％であり、十分な性能を備えるものであった。【０１０７】
（実施例３）
実施例１で製造したレンズ１（ａ）およびレンズ２（ａ）の代わりに、以下のようにして製造したレンズ１（ｃ）およびレンズ２（ｃ）を用いた以外は実施例１と同様にして図４に示す構成の投影光学系を製造した。【０１０８】
先ず、実施例１と同様にして得られた円筒状のフッ化カルシウム単結晶から複数の試料を製造して波面収差を測定した。そして、得られた波面収差の２次元分布データから、前述の計算手法により２次元ＰＳＤ及びＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を算出した。図４に示す構成の投影光学系においてレンズ１のパーシャル径は１２５ｍｍに設計されている。したがってパーシャル径内周期数１０周期に相当する空間周波数は、０．０８ｍｍ−１となる。同様にパーシャル径内周期数１５０周期に相当する空間周波数は１．２０ｍｍ−１である。そこで前記各試料につき、２次元ＰＳＤデータを基に空間周波数０．０８ｍｍ−１から１．２０ｍｍ−１の成分についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を積分して、ＲＭＳ値を算出し、さらに測定領域の形状に応じて前述の補正を行うことにより、前記空間周波数成分を有する透過波面のゆらぎのＲＭＳ値を算出した。【０１０９】
次に、このＲＭＳ値が０．５０ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下である試料を選別し、試料の波面収差測定方向を光軸方向として所定の形状に切断・研磨した後、表面に反射防止膜を形成してレンズ１（ｃ）を製造した。【０１１０】
一方、図４に示す構成の投影光学系においてレンズ２のパーシャル径は５０ｍｍに設計されている。したがってパーシャル径内周期数１０周期に相当する空間周波数は、０．２０ｍｍ−１となる。同様にパーシャル径内周期数１５０周期に相当する空間周波数は３．００ｍｍ−１である。そこで前記各試料につき、２次元ＰＳＤデータを基に空間周波数０．２０ｍｍ−１から３．００ｍｍ−１の成分についてＡｖｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値を積分してＲＭＳ値を算出し、さらに測定領域の形状に応じて前述の補正を行うことにより、前記空間周波数成分を有する透過波面ゆらぎのＲＭＳ値を試料毎に算出した。【０１１１】
このＲＭＳ値が０．５０ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ前記空間周波数帯域内においてＡｂｅｒａｇｅＲａｄｉａｌＰＳＤ値が０．０１ｎｍ２／周期２以下である試料を選別し、試料の波面収差測定方向を光軸方向として所定の形状に切断・研磨した後、表面に反射防止膜を形成してレンズ２（ｃ）を製造した。【０１１２】
このようにして製造したレンズ１（ｃ）およびレンズ２（ｃ）を備えた本実施例で製造した投影光学系の近距離フレア量は約１％であり、十分な性能を備えるものであった。【０１１３】
（比較例１）
比較例１では実施例１と同一の構成を有する投影光学系を製造したが、フッ化カルシウム単結晶について波面収差測定による選別は行わず、任意に選択した単結晶を用いて実施例１で製造したレンズ１（ａ）及びレンズ２（ａ）と同一形状のレンズ１（ｄ）及びレンズ２（ｄ）を製造した。このようにして製造したレンズ１（ｄ）及びレンズ２（ｄ）を用いて図４に示す投影光学系を組み立てた結果、投影光学系全体の近距離フレア量は約５％であり、実施例１〜３で製造した投影レンズと比較して大きなフレア量を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
以上説明したように、本発明によれば、露光面における近距離フレアが低減された高い解像度を得ることが可能な投影光学系、その製造方法、それを備える露光装置、並びにその露光装置を用いた露光方法を提供することが可能となる。
従って、本発明の投影光学系は、ＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等を製造するための露光装置に用いる投影光学系として特に有用である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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