(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体の像を第２物体上へ投影するための投影光学系の製造方法において、
前記投影光学系を構成すべき複数の光学部材を製造する第１工程と、
該第１工程によって製造された複数の光学部材の光学面の面形状をそれぞれ計測する第２工程と、
前記第１工程にて製造された前記複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立てる第３工程と、
該第３工程後にて前記投影光学系に残存する収差を計測するための第４工程と、
該第４工程によって計測された収差を補正するために前記投影光学系を調整すると共に
、  該調整中又は調整完了時での前記投影光学系を構成する前記複数の光学部材間の光学面の間隔を求める第５工程と、
前記第５工程後にて前記投影光学系に残存する高次の収差を計測する第６工程と、
前記第２工程にて得られた各光学部材の面形状の情報と、前記第５工程にて得られた前記複数の光学部材間の光学面の間隔の情報と、前記投影光学系の光学設計情報とに基づいて、前記第６工程にて得られた残存する高次収差量を補正する非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成する第７工程とを有することを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項２】
前記第７工程にて形成される前記非球面は、前記投影光学系の光軸方向における前記非球面の最大変化量をＳとし、露光波長をλ、前記非球面が形成されている前記光学部材の屈折率をｎとするとき、
０．０２＜Ｓ（ｎ−１）／λ＜０．４８３
を満足することを特徴とする請求項１記載の投影光学系の製造方法。
【請求項３】
前記非球面を前記光学部材の屈折面に形成し、該屈折面の曲率をＣとするとき、
｜Ｃ｜＜０．０２
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影光学系の製造方法。
【請求項４】
前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記投影光学系の最も第２物体側の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき、
０≦ｄ／Ｄ＜０．３７
の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項５】
前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記投影光学系の最も第２物体側の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき、
０．０５＜ｄ／Ｄ＜０．３７
の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項６】
前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記投影光学系の最も第２物体側の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき、
０≦ｄ／Ｄ＜０．１４
の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項７】
前記非球面は、光軸に対して回転対称な形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項８】
前記非球面は、光軸からの高さをｈとし、光軸からの高さｈにおける非球面上の点からレンズ頂点での接平面までの光軸に沿った距離をＸ（ｈ）、近軸の曲率半径をｒ、円錐定数をｋ、少なくとも１から１２までの自然数をｎ、ｎ次の非球面係数をＣn とするとき、以下の式を満足することを特徴とする請求項７に記載の投影光学系の製造方法。
Ｘ（ｈ）＝Ａ／〔１＋（１−ｋＡ／ｒ）０．５〕
＋Ｃ１ｈ１＋Ｃ２ｈ２＋Ｃ３ｈ３＋Ｃ４ｈ４＋・・・・・＋Ｃｎｈｎ
但し、Ａ＝ｈ２／ｒである。
【請求項９】
前記非球面は、光軸に対して回転非対称な形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１０】
前記第５工程は、前記複数の光学部材間の光学面の間隔を調整する工程と、前記複数の光学部材を傾斜調整する工程と、前記複数の光学部材を偏心調整する工程とを含んでいることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１１】
複数の光学部材を用いて所定の順序で組み立てることにより、第１物体の像を第２物体上へ投影するための投影光学系を製造する方法において、
複数の光学部材を用いて前記投影光学系を組み立てるに先立って複数の光学部材の光学面の形状を計測する第１工程と、
前記複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立て中又は組み立て後に前記複数の光学部材の配置に関する情報を得る第２工程と、
前記投影光学系の組み立て後に前記投影光学系に残存する収差を計測する第３工程と、
前記第１工程にて得られた前記複数の光学部材の光学面の形状に関する情報と、前記第２工程にて得られた前記複数の光学部材の配置に関する情報を得る工程とに基づいて、前記第３工程にて得られた前記投影光学系に残存する収差を除去する非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成する第４工程を有することを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項１２】
前記第４工程にて形成される前記非球面は、前記投影光学系の光軸方向における前記非球面の最大変化量をＳとし、露光波長をλ、前記非球面が形成されている前記光学部材の屈折率をｎとするとき、
０．０２＜Ｓ（ｎ−１）／λ＜０．４８３
を満足することを特徴とする請求項１１記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１３】
前記非球面を前記光学部材の屈折面に形成し、該屈折面の曲率をＣとするとき、
｜Ｃ｜＜０．０２
を満足することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１４】
前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記投影光学系の最も第２物体側の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき、
０≦ｄ／Ｄ＜０．３７
の条件を満足することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１５】
前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記投影光学系の最も第２物体側の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき、
０．０５＜ｄ／Ｄ＜０．３７
の条件を満足することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１６】
前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記投影光学系の最も第２物体側の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、前記投影光学系の最も第１物体側の光学部材の屈折面から前記非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき、
０≦ｄ／Ｄ＜０．１４
の条件を満足することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１７】
前記非球面は、光軸に対して回転対称な形状を有していることを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項１８】
前記非球面は、光軸からの高さをｈとし、光軸からの高さｈにおける非球面上の点からレンズ頂点での接平面までの光軸に沿った距離をＸ（ｈ）、近軸の曲率半径をｒ、円錐定数をｋ、少なくとも１から１２までの自然数をｎ、ｎ次の非球面係数をＣn とするとき、以下の式を満足することを特徴とする請求項１７に記載の投影光学系の製造方法。
Ｘ（ｈ）＝Ａ／〔１＋（１−ｋＡ／ｒ）０．５〕
＋Ｃ１ｈ１ ＋Ｃ２ｈ２＋Ｃ３ｈ３＋Ｃ４ｈ４ ＋・・・・・＋Ｃｎｈｎ
但し、Ａ＝ｈ２／ｒである。
【請求項１９】
前記非球面は、光軸に対して回転非対称な形状を有していることを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項２０】
前記複数の光学部材の配置に関する情報は、前記複数の光学部材の間隔に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項１１から１９のいずれかに記載の投影光学系の製造方法。
【請求項２１】
請求項１から請求項１０、請求項１１から請求項２０のいずれかに記載の投影光学系の製造方法に従って製造された投影光学系。
【請求項２２】
照明光学系からの露光光をマスク上に形成されたパターンに照明し、該パターンを投影光学系を介して感光性基板に露光する投影露光装置において、
請求項２１に記載の投影光学系を備えていることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の投影露光装置を用いてマスク上に形成されたパターンを感光性基板に露光する露光方法であって、
前記照明光学系からの露光光を前記マスク上の前記パターンに照明する工程と、前記パターンを投影光学系を介して前記感光性基板に露光する工程とを備えていることを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のパターンが形成されたマスクを感光性基板上に投影露光する投影露光装置、それの投影光学系の製造等に関するものであり、特に、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フォトリソグラフィ工程で用いられる投影露光装置等に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
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に用いられる露光装置として、所定のパターンが形成された投影原版としてのマスクを投影光学系を介して感光性基板上に投影露光するものが知られている。この様な投影光学系としては、露光波長の光に対して透過性の光学特性を持つ屈折性の光学素子等のレンズで構成される屈折型の投影光学系、屈折性の光学素子としてのレンズと反射性の光学素子としてのミラーとを組み合わせた反射屈折型の投影光学系、さらには全て反射性の光学素子としてのミラーで構成される反射型の投影光学系が知られている。
【０００３】
以上の各投影光学系を用いてマスクパターンを感光性基板に投影する際の投影倍率としては、製造する素子に応じて、縮小、等倍あるいは拡大するものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の各種の素子を製造する際に用いられる露光装置の投影光学系は、微細なマスクパターンを感光性基板上に投影するために、一般に、高解像力で無収差に近い状態なる非常に高い光学性能が要求される。
従って、近年にて要求される仕様を満たす投影光学系を実現するには、投影光学系を製造するための技術が１つの大きな要因となる。このため、投影光学系を構成する例えばレンズ等の光学部材自身の製造誤差、または投影光学系を製造する際に、複数の光学部材を組み込んだ段階で生ずる組立て製造誤差等による誤差をレンズ等の光学部材を保持する鏡筒内部のワッシヤの厚み等を変更することにより、各光学部材の間隔を調整して、製造時に発生あるいは残存する低次の収差を補正することができる。
【０００５】
しかしながら、以上の従来の投影光学系の調整手法では、製造時に発生あるいは残存する高次の収差を補正することが不可能であった。すなわち、レンズ等の光学部材自身に残存する微小な製造誤差や、光学部材の間隔を調整しても残存する微小な収差成分（例えば、高次の像面弯曲、高次のディストーション等）等を取り除くことが困難であった。
【０００６】
従って、光学素子、組立調整した投影光学系が不良となる事態が頻繁に生じ、高い光学性能を有する投影光学系が設計できたとしても、投影光学系を製造することが極めて困難である。このため、ますます微細となるマスクパターンを投影光学系によって感光性基板上に投影露光して、より高い集積度を持つ半導体素子等の各種の素子を製造することは困難となる。
【０００７】
従って、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、投影光学系を構成する光学部品の不良や、投影光学系自身の不良を招くことなく、高次の収差成分が除去された高い光学性能を持つ投影光学系の製造を可能とし得る。このため、本発明では、高次の収差成分が除去し得る投影光学系の製造方法、マスクパターンを感光性基板に良好に投影露光し得る投影露光装置、さらにはより高い集積度を持つ半導体素子を始めとした各種の素子の製造方法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】
以上の目的を実現するために、本発明の第１の態様によれば、マスク上に形成された所定のパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系の製造方法において、
前記投影光学系を構成すべき複数の光学部材を製造する第１工程と、
該第１工程によって製造された複数の光学部材の光学面の面形状をそれぞれ計測する第２工程と、
前記第１工程にて製造された前記複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立てる第３工程と、
該第３工程後にて前記投影光学系に残存する収差を計測するための第４工程と、
該第４工程によって計測された収差を補正するために前記投影光学系を調整すると共に、該調整中又は調整完了時での前記投影光学系を構成する前記複数の光学部材間の光学面の間隔を求める第５工程と、
前記第５工程後にて前記投影光学系に残存する高次の収差を計測する第６工程と、
前記第２工程にて得られた各光学部材の面形状の情報と、前記第５工程にて得られた前記複数の光学部材間の光学面の間隔の情報と、前記投影光学系の光学設計情報とに基づいて、前記第６工程にて得られた残存する高次収差量を補正する非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成する第７工程とを有することをである。
【０００９】
このとき、前記第７工程にて形成される前記非球面は、前記投影光学系の光軸方向における前記非球面の最大変化量をＳとし、露光波長をλ、前記非球面が形成されている前記光学部材の屈折率をｎとするとき、
０．０２＜Ｓ（ｎ−１）／λ＜０．４８３
を満足することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第２の態様によれば、露光光をマスク上に形成されたパターンに照明し、該パターンを投影光学系を介して感光性基板に露光する投影露光装置において、
前記投影光学系は、前記パターンの像を前記感光性基板に形成するための複数の光学部材を有し、
前記投影光学系に残存する収差成分を補正するための非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成し、
前記投影光学系の光軸方向における前記非球面の最大変化量をＳとし、露光波長をλ、前記非球面が形成されている前記光学部材の屈折率をｎとするとき、
０．０２＜Ｓ（ｎ−１）／λ＜０．４８３
を満足するものである。
【００１１】
また、本発明の第３の態様によれば、半導体装置の製造する方法において、
露光光をマスク上に形成された所定のパターンに照明する工程と、
前記パターンを投影光学系を介して感光性基板に投影露光する工程とを有し、
前記投影光学系は、前記パターンの像を前記感光性基板に形成するための複数の光学部材を有し、
前記投影光学系に残存する収差成分を補正するための非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成し、
前記投影光学系の光軸方向における前記非球面の最大変化量をＳとし、露光波長をλ、前記非球面が形成されている前記光学部材の屈折率をｎとするとき、
０．０２＜Ｓ（ｎ−１）／λ＜０．４８３
を満足することである。
【００１２】
また、本発明の第４の態様によれば、複数の光学部材を用いて所定の順序で組み立てることにより、第１物体の像を第２物体上へ投影するための投影光学系を製造する方法において、
複数の光学部材を用いて前記投影光学系を組み立てるに先立って複数の光学部材の光学面の形状を計測する第１工程と、前記複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立て中又は組み立て後に前記複数の光学部材の配置に関する情報を得る第２工程と、前記第１工程にて得られた前記複数の光学部材の光学面の形状に関する情報と、前記第２工程にて得られた前記複数の光学部材の配置に関する情報を得る工程とに基づいて、前記投影光学系に残存する収差を除去する非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成する第３工程を有するものである。
【００１３】
そして、以上の第１〜第４の態様とも、前記非球面を前記光学部材の屈折面に形成し、該屈折面の曲率をＣとするとき、
｜Ｃ｜＜０．０２  （１／ｍｍ）
を満足することが望ましい。
また、以上の第１〜第４の態様とも、前記投影光学系の最も第１物体側（マスク側）の光学部材の屈折面から前記投影光学系の最も第２物体側（感光性基板側）の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、前記投影光学系の最も第１物体側（マスク側）の光学部材の屈折面から前記非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき、
０＜ｄ／Ｄ＜０．３７
の条件を満足する構成としても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
複数の光学部材を所定の順序で配置して投影光学系を組み立て、投影光学系を構成する複数の光学部材の少なくとも１つの位置を移動（光学部材間の間隔を変化、光学部材を光軸方向または光軸と直交する方向へ移動、さらには光学部材を傾斜等）させて組立て調整の完了後、あるいは複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立て完了後（例えば、投影光学系の調整を含めた投影光学系を組み立て工程等の完了後）において、本発明では、投影光学系に残存する高次数の収差成分を、投影光学系内のある光学部材の光学面（屈折面等）を非球面（微小非球面）化することにより補正している。ここで言う非球面（微小非球面）とは、ある所望の仕様を持つ投影光学系を実現するために、設計時に積極的に収差を補正するために導入された非球面とは異なり、複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立てて製造する、例えば組立て調整した際に、光学部品自体の製造誤差並びに投影光学系の調整誤差等により除去困難な残存する高次の収差を補正するものである。
【００１５】
この時の非球面は、複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立た後に調整する、あるいは複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立てる（例えば、投影光学系の調整を含めた投影光学系を組み立て工程等）に先立って複数の光学部材の光学面の形状を計測して得られた第１の情報と、複数の光学部材を用いて投影光学系を組み立て中または組み立て完了段階にて得られた複数の光学部材の配置に関する第２情報とに基づいて決定される。この場合、複数の光学部材を用いた投影光学系の組み立てが完了した段階での投影光学系の残存収差を計測し、その計測された収差量は、上記第１及び第２情報を用いて非球面の形状、位置、数を決定する際の目標値とされることが好ましい。
【００１６】
ここで、本発明による非球面としては、投影光学系の光軸方向における前記非球面の最大変化量をＳとし、前記非球面が形成されている前記光学部材の屈折率をｎとするとき、以下の（１）式を満足することが好ましい。
（１）          ０．０２＜Ｓ（ｎ−１）／λ＜０．４８３
上記（１）式の下限を越えると、非球面としての効果が薄れるため好ましくない。上記（１）式の上限を越えると、非球面の屈折力が大きくなり過ぎるため、高次数の収差をコントロールすることが困難となる。しかも、この場合、加工されるべき非球面の研磨上での要求される精度を出すことが困難となるため、非球面加工ができなくなる。
【００１７】
また、本発明による非球面を投影光学系を構成するある光学部材（レンズ）の少なくとも一方の屈折面（レンズ面、屈折性平面等）に形成し、その屈折面の近軸での曲率をＣとするとき、以下の（２）式を満足することが望ましい。
（２）              ｜Ｃ｜＜０．０２    （１／ｍｍ）
上記（２）式の上限を越えると、非球面が形成されるべき屈折面での屈折力が大きくなるため、非球面の研磨上での要求される精度を出すことが困難となり、非球面加工が難しくなる。
【００１８】
また、投影光学系の最もマスク側の光学部材の屈折面から投影光学系の最も感光性基板側の光学部材の屈折面までの光軸に沿った長さをＤとし、投影光学系の最もマスク側の光学部材の屈折面から非球面が形成される光学部材の屈折面までの光軸に沿った距離をｄとするとき以下の条件（３）を満足することがより好ましい。
（３）                    ０≦ｄ／Ｄ＜０．３７
上記（３）式は、高次の収差としてのディストーションや像面弯曲を良好に補正することができる投影光学系に対する非球面の最適な位置を規定するものである。
【００１９】
上記（３）式の上限及び下限を越えると、高次の収差としてのディストーションや像面弯曲を良好に補正することが困難となるため好ましくない。
特に、高次の像面弯曲をより良好に補正するためには、投影光学系内の屈折面に形成される非球面は以下の（４）式を満足する位置に設けられることがより好ましい。
（４）                ０．０５＜ｄ／Ｄ＜０．３７
また、高次のディストーションをよりバランス良く補正するためには、投影光学系内の屈折面に形成される非球面は以下の（５）式を満足する位置に設けられることがより好ましい。
（５）                    ０≦ｄ／Ｄ＜０．１４
以上にて述べた本発明による非球面が光軸に対して回転対称な形状である場合には、その非球面は、例えば、光軸からの高さをｈとし、光軸からの高さｈにおける非球面上の点からレンズ頂点での接平面までの光軸に沿った距離をＸ（ｈ）、近軸の曲率半径をｒ、円錐定数をｋ、自然数をｎ、ｎ次の非球面係数をＣn とするとき、次式（６）で表現することができる。
【００２０】
0004192279.tif 000002
また、本発明による非球面は、上記（６）式の奇数次の非球面係数を零として、以下の（６）の如く表現することもできる。
【００２１】
0004192279.tif 000003
但し、ｈは光軸からの高さ、Ｘ（ｈ）は光軸からの高さｈにおける非球面上の点からレンズ頂点での接平面までの光軸に沿った距離、ｒは近軸の曲率半径、ｋは円錐定数、ｉは自然数、Ｃ2iは２ｉ次の非球面係数である。
【００２２】
ここで、光軸に対して回転対称な非球面形状を構成する場合、本発明による非球面は、少なくとも１２次までの高次の項（上記（６）式ではｎを少なくとも１から１２までの自然数とした時での高次の項、上記（７）式ではｉを少なくとも１から６までの自然数とした時での高次の項）を加味した形状とすることが好ましい。これにより、投影光学系に残存する高次の収差を補正することが可能となる。
【００２３】
また、本発明による非球面は、上記（６）式及び（７）式にて示した光軸に対して回転対称のみならず光軸に対して回転非対称の形状で構成されても良い事は言うまでもない。
さて、次に本発明による実施例について添付図面を参照しながら説明する。
図１には、投影光学系ＰＬを備えた露光装置の様子を示す図である。
【００２４】
図１に示す如く、投影光学系ＰＬの物体面には所定の回路パターンが形成された投影原版としてのマスク（レチクル）Ｒが配置されており、マスクＲはマスクステージＲＳに保持されている。一方、投影光学系ＰＬの像面には、感光性基板として、レジストが塗布されたウエハＷが配置されており、このウエハＷは投影光学系の光軸Ａｘと直交する面内で２次元的に移動するウエハステージＷＳに保持されている。このウエハステージＷＳは、投影光学系の光軸Ａｘと直交する面内で２次元的に移動するのみならず、さらに、投影光学系ＰＬの像面（露光面）とウエハＷの表面とを合致（合焦）させるために、投影光学系の光軸方Ａｘに移動可能に設けられており、投影光学系ＰＬの像面（露光面）とウエハＷの表面との合焦は、ウエハステージＷＳの斜め上方に配置された斜入射オートフォーカス系（ＡＦ１、ＡＦ２）によって光学系的に検出される。
【００２５】
斜入射オートフォーカス系は、投射部ＡＦ１からの投射光がウエハＷの表面にて反射される際に、検出部ＡＦ２にて受光される光の位置を検出することにより、投影光学系ＰＬの像面（露光面）とウエハＷの表面との合焦状態を光電的に検出する。
なお、マスクステージＲＳは、マスクステージＲＳの位置を計測する干渉計と駆動モータをを含む駆動系ＭＲによって２次元的に移動し、ウエハステージＷＳは、ウエハステージＷＳの位置を計測する干渉計と駆動モータを含む駆動系ＭＷによって２次元移動並びに光軸Ａｘの方向へ移動する。そして、制御系ＭＣは、マスクステージＲＳの位置を計測する駆動系ＭＲの内部の干渉計からのウエハステージＷＳの位置情報に基づいて駆動系ＭＲの駆動量を制御すると共に、ウエハステージＷＳの位置を計測する駆動系ＭＷの内部の干渉計からのウエハステージＷＳの位置情報に基づいて駆動系ＭＷの駆動量を制御する。さらに、制御系ＭＣは、斜入射オートフォーカス系（ＡＦ１、ＡＦ２）からの出力に基づいてウエハステージＷＳの光軸Ａｘに沿った方向での位置の制御を駆動系ＭＷを介して行っている。
【００２６】
また、マスクＲの上方には、マスクＲを均一に照明するための照明光学系ＩＳが設けられており、この照明光学系の内部には、248.4nm の露光波長の光を発振するエキシマレーザー光源が設けられている。そして、そのエキシマレーザー光源から供給されるレーザー光は、マスク上に所定の矩形状の照明領域を形成し、この時、投影光学系ＰＬの瞳位置に設けられた開口絞りＡＳの位置には、エキシマレーザーの光源像が形成され、所謂ケーラー照明がなされる。このように、ケーラー照明によって均一照明されたマスクＲの像が投影光学系ＰＬを通してウエハＷ上に露光（転写）される。
【００２７】
そして、ウエハＷ上におけるあるショット領域でのマスクＲ上のパターンの露光が完了すると、そのウエハＷ上の隣のショット領域へウエハステージを移動させて、隣のショット領域での露光を行い、さらに隣へのショット領域への露光のためにウエハステージＷＳを順次移動させて露光を行う所謂ステップ・アンド・リピート方式で露光が行われる。
【００２８】
なお、本発明では、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置に限ることなく、例えば、図１９に示す如く、マスクＲ上のパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハ上に露光する際に、マスクステージＲＳとウエハステージＷＳとを相対的に移動、即ちマスクＲとウエハＷとを移動させて走査露光する走査型露光装置にも適用することができる。この場合の走査型露光装置は、照明光学系ＩＳからの露光光によってスリット状（長方形状）または円弧状となる照明領域ＩＦでマスクＲ上を照明し、これによって、ウエハＷ上にスリット状（長方形状）または円弧状となる露光領域ＥＦを形成する構成とされることが望ましい。
【００２９】
以上の露光装置による露光の工程を経たウエハは、現像する工程を経てから現像したレジスト以外の部分を除去するエッチングの工程、エッチングの工程後の不要なレジストを除去するレジスト除去の工程等を経てウエハプロセスが終了すする。そして、ウエハプロセスが終了すると、実際の組立工程にて、焼き付けられた回路毎にウエハを切断してチップ化するダイシング、各チップに配線等を付与するボンディイング、各チップ毎にパッテージングするパッケージング等の各工程を経て、最終的に半導体装置（ＬＳＩ等）が製造される。なお、以上には、投影露光装置を用いたウエハプロセスでのフォトリソグラフィ工程により半導体素子を製造する例を示したが、投影露光装置を用いたフォトリソグラフィ工程によって、半導体装置として、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）を製造することができる。
【００３０】
以上の図１に示した如き構成を持つ投影露光装置によるフォトリソグラフィ工程によって半導体装置等を製造することができるが、マスクＲのパターンをウエハ上に投影する投影露光装置の投影光学系が高い光学性能を持つことがフォトリソグラフィ工程にて重要となる。
そこで、投影露光装置用の投影光学系を製造する際での本発明における投影光学系の調整方法に関して図２を参照しながら説明する。
【００３１】
図２は本発明による投影露光装置用の投影光学系の製造する際の調整方法に関する手順を示す図である。
〔ステップ１〕
ステップ１では、まず、図４に示す如く、所定の設計レンズデータによる設計値に従って投影光学系ＰＬを構成する各光学部材としての各レンズ素子（Ｌ１〜Ｌ５）、並びに各レンズを保持する保持枠、レンズ素子と保持枠とからなる保持ユニットを収納する鏡筒を製造する。すなわち、各レンズ素子（Ｌ１〜Ｌ５）は、周知のレンズ加工機を用いて所定の光学材料からそれぞれ所定の設計値に従う曲率半径、軸上厚を持つように加工され、また各レンズを保持する保持枠、レンズ素子と保持枠とからなる保持ユニットを収納する鏡筒は、周知の金属加工機等を用いて所定の保持材料（ステンレス、真鍮、セラミック等）からそれぞれ所定の寸法を持つ形状に加工される。
〔ステップ２〕
ステップ２では、ステップ１にて製造された投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子（Ｌ１〜Ｌ５）のレンズ面の面形状を例えばフィゾー型の干渉計を用いて計測する。図６には、光学素子の表面の形状を計測するフィゾー型の干渉計の１例が示してある。図６に示す如く、633nm の波長λの光を発するＨｅ−Ｎｅ気体レーザや363nm の波長λの光を発するＡｒレーザ、248nm の波長λに高調波化されたＡｒレーザ等のレーザ光源１１からの光は、レンズ１２を介してビームスプリッタ１３を反射し、コリメーターレンズ１４によって平行光束に変換される。その平行光束は、集光レンズ１５を介して被検物としてのレンズ１８の被検面（レンズ面）Ｓを照射する。ここで、集光レンズ１５には参照面が形成されており、光の１部は集光レンズ１５の参照面で反射し、残りの光は集光レンズ１５を通過して被検面Ｓで反射される。これらの反射光の波面は、それぞれ参照面と被検面Ｓの形状に応じた形状にとなる。これらの反射光は同一光路を辿って戻ることにより互いに重ね合わせられ、コリメーターレンズ１４、ビームスプリッタ１３、結像レンズ１６を介してＣＣＤ等の撮像装置１７の撮像面にて結像される。この時、撮像装置１７の撮像面には、両反射光の干渉による干渉縞が形成され、その干渉縞を計測することにより被検面Ｓの形状を正確に求めることができる。なお、フィゾー型の干渉計を用いてレンズ等の光学素子の表面（レンズ面）の形状を求めることは公知であり、この事は、例えば、特開平６２−１２６３０５号、特開平６−１８５９９７号等にて開示されている。
【００３２】
以上の如く、フィゾー型の干渉計を用いた光学素子の面形状の計測は、投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子（Ｌ１〜Ｌ５）の全てのレンズ面に関して行われる。そして、図３に示す如く、各計測した結果をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ３〕
ステップ２での投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子（Ｌ１〜Ｌ５）の全てのレンズ面の面形状の計測が完了した後、例えば、図４に示される如く、設計値に従って加工製造された光学ユニット、すなわち、レンズ等の光学素子（Ｌ１〜Ｌ５）とその光学素子（Ｌ１〜Ｌ５）を保持する保持枠（２Ａ〜２Ｅ）とで５つの光学ユニットそれぞれ組み上げる。そして、組み上げられた５つの光学ユニットを、鏡筒１の上部開口１ａを介して順次、ワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ）を介在させながら鏡筒１内に落とし込むように組み上げていく。そして、最初に鏡筒１内に落としこまれた光学ユニット（Ｌ５、２Ｅ）は、鏡筒１の先端（ウエハ側）に形成された突出部１ｂにてワッシヤ３Ｅを介して支持され、全ての光学ユニットが鏡筒１内に収容されることにより組み込む工程が完了する。この組み立て工程と平行して、保持ユニットと共に鏡筒内に収納されるワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ）の厚さを加味しながら工具（マイクロメータ等）を用いて、各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔に関する情報を計測する。そして、投影光学系の組み上げ作業との計測作業とを交互に行いながら、ステップ３の組み上げ工程完了した段階での投影光学系ＰＬの最終的な各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔を求める。
【００３３】
このように、図３に示す如く、組み立て工程中または組み立て完了時での投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）間の間隔に関する計測結果をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
なお、以上の組み込む工程に際して、必要に応じて光学ユニットを調整しても良い。このとき、例えば、ワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ）の交換により光学素子間の光軸方向での相対間隔を変化、あるいは光軸に対して光学素子を傾斜させる。また、鏡筒１の側面を貫通する雌螺子部を通して螺合するビスの先端が保持枠に当接するように鏡筒１を構成し、そのビスをドライバー等の工具を介して移動させることにより、保持部材間を光軸と直交する方向へずらし、偏心等の調整をしても良い。この事は、例えば特開平７−３５９６３号公報に開示されている。
【００３４】
また、保持枠（２Ａ〜２Ｅ）は、１つの光学素子を保持するものに限らず、複数の光学素子を同時保持する、即ちレンズ群を保持する構造であっても良い。また、図５に示す如く、各光学素子毎、または各レンズ群毎に光学素子を直接鏡筒（４Ａ〜４Ｅ）で保持し、その各鏡筒（４Ａ〜４Ｅ）をワッシヤ（５Ａ〜５Ｄ）等を介在させながら積み上げて光学系を組み立てる、所謂分割鏡筒方式で投影光学系ＰＬを組み上げても良い。
〔ステップ４〕
次に、ステップ４では、図４又は図５に示す如く、ステップ３にて組み上がった投影光学系ＰＬに残存する低次の収差を計測する。
【００３５】
具体的には、一旦、投影光学系を図１に示す如き投影露光装置本体（又は投影露光装置本体と同じ構成を持つ検査機）に取りつけ、図７及び図８に示す如きテストマスク（ＴＲ１、ＴＲ２）を用いて、各種の収差（球面収差、コマ収差、非点収差、像面弯曲、歪曲収差等）を測定する。収差測定の一例として、像面弯曲の測定の場合には、図１に示す如き装置（または図１に示す構成を持つ検査機）に検査対象の投影光学系ＰＬを取りつけると共に、図７に示すテストマスクＴＲ１をマスクステージＲＳに保持する。この時のテストマスクＴＲ１は、ＸＹ平面内にて複数のマークが形成されたテストパターン領域ＰＡ１とそれの周辺に形成された遮光帯ＬＳＴとを有しており、そのテストパターン領域ＰＡ１には、例えば、Ｙ方向に所定のピッチを持つＹ方向マークＭ1 と、Ｘ方向に所定のピッチを持つＸ方向マークＭ2 と、ＸＹ方向に対して斜め４５度の方向に沿って所定のピッチを持つ斜め方向マーク（Ｍ3 、Ｍ4 ）との４つのマークを持つマーク群が１７か所に形成されている。
【００３６】
図７に示す如きテストマスクＴＲ１を用いて、そのテストマスクＴＲ１を検査対象の投影光学系ＰＬを介して感光性基板としてのウエハ上所定のショット領域に焼き付ける。そして、ウエハステージＷＳを２次元的に移動させて投影光学系の露光領域を、上記所定のショット領域とは異なるショット領域に位置させ、斜入射オートフォーカス系（ＡＦ１、ＡＦ２）を用いてウエハステージＷＳを光軸Ａｘの方向に沿って所定量だけ移動させて当該異なるショット領域にテストマスクＴＲ１の像を焼き付ける。この様に、ウエハステージＷＳの２次元的な移動、光軸方向でのウエハステージＷＳの移動、露光の動作を繰り返して、投影光学系ＰＬの光軸方向に沿った複数の位置でのテストマスクＴＲ１の焼き付けを行う。なお、ショット領域の数が１つのウエハに収まらない場合には、別のウエハをウエハステージＷＳ上に載置する動作を挟んでも良い。
【００３７】
次に、実際にウエハＷ上に焼き付けられたパターンの各マーク像に基づいて、各マークの最良像の位置（露光領域内での位置および光軸方向での位置）を、電子顕微鏡等を用いて、焼き付けた全てのウエハに関して求めることにより、図９に示す如く、検査対象の投影光学系ＰＬの像面弯曲量を検出することができる。ここで、図９は、横軸に像高、縦軸にディフォーカス量を取った時の像面弯曲を示しており、図９の曲線ａは、ステップ３にて組み上がった投影光学系ＰＬに残存する像面弯曲を示している。この曲線ａは、図７に示すテストマスクＴＲ１を用いて実際にウエハＷを試し焼きして得られた結果、すなわち最良マーク像の位置をプロットしたものである。
【００３８】
また、歪曲収差の測定の場合には、図１に示す如き装置（または図１に示す構成を持つ検査機）に検査対象の投影光学系ＰＬを取りつけると共に、図８に示すテストパターンをマスクステージＲＳに保持する。この時のテストマスクＴＲ２は、ＸＹ平面内にて複数のマークが形成されたテストパターン領域ＰＡ２とそれの周辺に形成された遮光帯ＬＳＴとを有しており、そのテストパターン領域ＰＡ２には、例えば、十字上の直交型のマーク（Ｍ0,0 〜Ｍ8,8 ）がＸ方向並びにＹ方向におてい等間隔となるように８１か所に形成されている。その後、実際のテストパターンを検査対象の投影光学系ＰＬを介して感光性基板としてのウエハ上に焼き付ける。このとき、ウエハ表面は投影光学系ＰＬの最良像面に位置するように斜入射オートフォーカス系（ＡＦ１、ＡＦ２）を用いてウエハステージＷＳの位置を設定する。そして、実際に焼き付けられたパターンの各マーク位置と焼き付けられるべき各マークの理想的な位置（設計値による各マーク位置）とのずれ量を電子顕微鏡等を用いて求めることにより、検査対象の投影光学系ＰＬの歪曲収差量を検出することができる。
【００３９】
ここで、図１０は、横軸に像高、縦軸にディフォーカス量を取った時の歪曲収差を示しており、図１０の曲線ａは、ステップ３にて組み上がった投影光学系ＰＬに残存する像面弯曲を示している。この曲線ｂは、図７に示すテストマスクＴＲ１を用いて実際にウエハＷを試し焼きして得られた結果、即ち設計値に対する各マーク位置のずれ量を各像高についてプロットしたものである。
【００４０】
なお、以上では、諸収差を計測するために実際に露光を行った例を述べたが、投影面上のＣＣＤ等の撮像素子を配置して、その撮像素子と電気的に接続されたＣＲＴモニター等の表示装置を介して、テストマスク（ＴＲ１、ＴＲ２）の各マーク像の様子から諸収差量を求めても良い。
この収差計測工程において、図３に示す如く、計測された投影光学系ＰＬに残存する諸収差に関する収差量に関する情報をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ５〕
ステップ５は、以下に説明するサブステップ５ａとサブステップ５ｂをと含むものであり、これらのサブステップ５ａ，５ｂは、ステップ５の中で平行して行われる。
〔サブステップ５ａ〕
サブステップ５ａでは、ステップ４にて計測された投影光学系ＰＬに残存する低次の収差を除去するために、投影光学系ＰＬを調整する。
【００４１】
まず、投影光学系ＰＬの調整に先立って、コンピュータ、計算機等の演算系７は、図３に示す如く、メモリー部内に記憶された各情報、即ちステップ２にて得られた各光学素子の面形状に関する情報およびステップ３の組み立て工程にて得られた各光学素子の光学面の間隔に関する情報等に基づいて、メモリー部内に予め記憶された光学基本データを修正して、実際に組上がった投影光学系ＰＬの製造過程での光学データを再現する。その後、演算系７は、メモリー部内に記憶された情報としてステップ４にて得られた投影光学系ＰＬに残存する諸収差に関する収差量に関する情報と、実際に組上がった投影光学系ＰＬの製造過程での光学データとに基づいて、収差が補正し得る各光学素子の光学面の間隔（以下、光学面の間隔補正量と呼ぶ）を算出し、不図示のＣＲＴモニター等の表示系８にて、各光学素子の光学面の間隔補正量等の情報を表示する。
【００４２】
次に、コンピュータ等の演算系７にて算出された各光学素子の光学面の間隔補正量に基づいて、図４または図５に示した検査対象となる投影光学系ＰＬ内部のワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ、５Ａ〜５Ｄ）の交換により光学素子間の光軸方向での相対間隔を変化、あるいは光軸に対して光学素子を傾斜させる。また、鏡筒１の側面を貫通する雌螺子部を通して螺合するビスの先端が保持枠に当接するように構成し、そのビスをドライバー等の工具を介して移動させることにより、保持部材間を光軸と直交する方向へずらす。これらの調整手法を行うことにより投影光学系ＰＬを調整がなされ、例えば、図９、図１０の各曲線ａに示す如き像面弯曲、歪曲収差等の低次の収差が除去される。
【００４３】
なお、投影光学系ＰＬの調整に際しては、必要に応じて投影光学系ＰＬの１部または全部を分解し、ワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ、５Ａ〜５Ｄ）、あるいは光学ユニットの交換を行って、再度、投影光学系ＰＬを組み上げる。
〔サブステップ５ｂ〕
このサブステップ５ｂでは、以上の如きサブステップ５ａの調整工程と平行して、投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔に関する情報を求める。すなわち、投影光学系ＰＬの調整工程時において、保持ユニットと共に鏡筒内に収納されるワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ、５Ａ〜５Ｄ）の厚さを加味しながら工具（マイクロメータ等）を用いて各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔を計測する。そして、サブステップ５ａの調整作業とサブステップ５ｂの計測作業とを交互に行いながら、サブステップ５ａの調整工程が完了した時の投影光学系ＰＬの最終的な各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔を求める。
【００４４】
このように、図３に示す如く、調整工程中または調整完了時での投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）間の間隔に関する計測した結果（各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔に関する情報）をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ６〕
ステップ５において投影光学系ＰＬにて残存する低次の収差が投影光学系ＰＬの調整によって除去された後に、ステップ６においては、光学素子の製造誤差（例えば、所定の曲率半径を持つ球面レンズで構成されるレンズ素子が製造誤差により微小な凹凸を持つ微小非球面レンズで構成されること等）、またはステップ３の調整にて除去できない投影光学系の製造段階で生ずる組立て製造誤差等が起因して投影光学系ＰＬに残存する高次の収差を測定する。
【００４５】
収差の測定は、ステップ４にて述べたのと同様であるため詳細な説明は省略するが、例えば、テストマスク（ＴＲ１、ＴＲ２）を用いて、検査対象の投影光学系ＰＬを介して感光性基板としてのウエハ上に焼き付ける。実際にウエハＷ上に焼き付けられたパターンの各マーク像を、電子顕微鏡等を用いて、焼き付けた全てのウエハに関して検査することにより、検査対象の投影光学系ＰＬの高次の各収差を検出する。例えば、図９、図１０の各曲線ｂに示す如き像面弯曲、歪曲収差等の高次の収差が計測される。
【００４６】
このステップ６の高次の収差計測工程において、図３に示す如く、計測された投影光学系ＰＬに残存する高次の収差量に関する情報をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ７〕
ステップ６にて得られた残存する高次収差量を補正する微小非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成するためには、投影光学系ＰＬの各光学部材の面形状の情報と、調整完了段階での投影光学系ＰＬの複数の光学部材間の最終的な光学面の間隔の情報と、投影光学系の光学基本設計データ等の光学設計に関する情報とに基づいて、ステップ５での調整完了時の投影光学系ＰＬの製造光学データを再現することが必要である。
【００４７】
このため、ステップ７は、前述のステップ２にて得られた各光学部材の面形状の情報と、前述のステップ５にて得られた複数の光学部材間の光学面の間隔の情報と、投影光学系の光学設計情報に基づいて、ステップ６にて得られた残存する高次収差量を補正する微小非球面を前記複数の光学部材の少なくとも１つに形成するものである。
【００４８】
この時の本ステップ７は、ステップ６にて計測された検査対象の投影光学系ＰＬの高次の各収差を補正し得る非球面の位置、非球面の形状、非球面の数を決定する第１のサブステップ、その第１のサブステップの後、非球面加工すべき光学素子を取り出し、レンズ研磨加工機を用いて非球面加工を行う第２のサブステップ、第２のサブステップの後に、非球面加工された光学素子を投影光学系ＰＬに組み込み調整する第３のサブステップを有している。
〔第１のサブステップ〕
まず、ステップ２にて計測された各レンズ素子のレンズ面の面形状の情報、ステップ６にて求められた調整完了した時の投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔に関する情報、並びに投影光学系ＰＬの光学設計情報に基づいて、ステップ７にて計測された検査対象の投影光学系ＰＬの高次の各収差を補正し得る非球面を決定する。
【００４９】
例えば、コンピュータ等の演算系７は、ステップ６にて計測された検査対象の投影光学系ＰＬの高次の各収差に関する情報を用いて、ステップ５の調整工程に先立って得られた投影光学系ＰＬの製造光学データに関する情報（ステップ２にて得られた各光学素子の面形状に関する情報およびステップ３の組み立て工程にて得られた各光学素子の光学面の間隔に関する情報等に基づいて、修正された投影光学系ＰＬの組上げ時での光学データの情報）を再修正して、ステップ５の調整工程完了後での投影光学系ＰＬの製造過程での光学データを再現する。
【００５０】
なお、ステップ５の調整工程に先立って得られた投影光学系ＰＬの製造光学データに関する情報を用いることなく、ステップ２にて計測された各レンズ素子のレンズ面の面形状の情報、ステップ３の組み立て工程にて得られた各光学素子の光学面の間隔に関する情報、ステップ５にて求められた調整完了した時の投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔に関する情報とを新たに用いて、ステップ５の調整工程完了後での投影光学系ＰＬの製造過程での光学データを再現しても良い。また、組み立て工程及び調整工程を経た時の投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔又は間隔変化量に関する履歴をコンソール等の入力系を介してコンピュータ計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させ、その履歴から調整完了した時の投影光学系ＰＬの各レンズ素子の光学面（レンズ面）の間隔を求め、それを各レンズ素子のレンズ面の面形状の情報として用いても良い。
【００５１】
次に、以上の如き再現された調整完了時の製造光学データと、メモリー部内に記憶された情報としてステップ６にて得られた投影光学系ＰＬに残存する高次の諸収差に関する収差量に関する情報とに基づき、コンピュータ等の演算系７は光線追跡を行って、投影光学系ＰＬに残存する高次の各収差を補正できるような微小非球面の位置、形状、非球面の数を決定する。
〔第２のサブステップ〕
さて、コンピュータ等の演算系７を用いた光線追跡により求められた微小非球面を投影光学系ＰＬに形成するために、必要に応じて投影光学系ＰＬの１部または全部を分解し、非球面加工を施すべき光学ユニットを取り出す。その後、光学ユニット内の光学素子の取り出した後に、光学素子の加工面に対して非球面加工をレンズ研磨加工機により行う。
【００５２】
図１１は、レンズ研磨加工機の構成を示すものであり、コンピュータ等の演算系７を用いて算出された非球面加工データをレンズ研磨加工機の入力系３１を介して制御部２０へ入力する。
図１１に示す如く、被加工対象としてのレンズ素子（光学素子）１０は、ＸＹ方向に移動可能な移動ステージ２１上に載置されており、それの端部が例えばピン２１ａに当接している。なお、図１１では、レンズ面等の光学面の屈折力が非常に弱い屈折性のレンズを被加工対象とした例を示しているが、レンズ面等の光学面の屈折力が零の光透過性の平行平面板を被加工対象とすることもできる。さらには、レンズ面等の光学面の屈折力が強い屈折性のレンズを被加工対象としても良いが、製造上を考慮すると、できるだけレンズ面等の光学面の屈折力が弱い光学部材を加工対象とすることが望ましい。
【００５３】
また、ステージ２１をＸＹ方向へ２次元的に移動させるために駆動部２２は、制御部２０によって制御されている。駆動部２２を介してステージ２１を移動させる際に、ステージ２１のＸＹ方向の位置を検出するために、エンコーダ、干渉計等からなる位置検出部３０がステージ２１の左端側に設けられており、この位置検出部３０からの検出信号は制御部２０へ伝達される。
【００５４】
また、研磨皿２３は、保持部２４を介して回転軸２５の一端に取り付けられており、図中のＺ方向を軸として回転可能である。この回転軸２５の他端には、制御部２０によって制御されるモータ２６が取り付けられている。回転軸２５を回転自在に支持する軸受２７は、不図示の本体に固設されている支持部２８に対してＺ方向へ移動可能に設けられている。この支持部２８には、制御部２０により制御されるモータ２９が取り付けられており、このモータ２９の作用により軸受け２７がＺ方向に沿って移動し、ひいては研磨皿２３がＺ方向へ移動する。なお、研磨皿２３を保持する保持部２４には、研磨皿２３と被加工物としてのレンズ素子１０との接触圧を検出するためのセンサ（不図示）が設けられており、このセンサからの接触圧に関する出力は制御部２９へ伝達される。
【００５５】
ステップ５におけるレンズ研磨加工機の動作について説明すると、まず、上述した如く、投影光学系ＰＬの高次の各収差を補正し得る光学素子に関する微小非球面の加工量、即ちコンピュータ等の計算系７を用いて算出された非球面加工データをレンズ研磨加工機の入力系３１を介して制御部２０へ入力すると共に、被加工物としての光学素子１０を図１１中のレンズ研磨加工機のステージ２１上に保持する。
【００５６】
次に、制御部２０は、モータ２６を介して研磨皿２３を回転させつつ駆動部２２を介してステージ２１のＸＹ方向に沿って移動させる。すなわち、研磨皿２３は、被加工物としての光学素子１０の加工面１０ａに沿ってなぞるように移動する。このとき、加工面１０ａにおける研磨量は、加工面１０ａと研磨皿２３との接触圧、及び研磨皿２３の滞留時間で決定される。
〔第３のサブステップ〕
以上のレンズ研磨加工機による加工が完了すると、被加工物としての光学素子１０は、蒸着工程等により反射防止膜が施された後、保持枠が取り付けられる。そして、最終的に、レンズ研磨加工機により非球面加工された光学素子を保持する光学ユニットを投影光学系ＰＬに組み込む。このとき、必要に応じて図４または図５に示した検査対象となる投影光学系ＰＬ内部のワッシヤ（４Ａ〜４Ｅ、５Ａ〜５Ｄ）の交換により光学素子間の光軸方向での相対間隔を微調整、あるいは光軸に対して光学素子を傾斜させたり、また保持部材間を光軸と直交する方向へずらす。これらの調整手法を行うことにより投影光学系ＰＬを調整がなされ、例えば、図９、図１０に示す如き像面弯曲、歪曲収差等の高次の収差が除去され、所望の結像性能を持つ投影光学系ＰＬの製造が達成される。
【００５７】
【実施例】
次に、以上の各ステップにより製造される投影光学系ＰＬに関して具体的に説明する。
図１２には、照明光学装置ＩＳ内部に配置される光源として、248.4nm の露光波長λを持つ光を供給するエキシマレーザとしたときの投影光学系のレンズ構成の例を示している。
【００５８】
図１２に示す如く、本例での投影光学系は、第１物体としてのレチクルＲ側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第３レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第４レンズ群G4と、正の屈折力を持つ第５レンズ群G5と、正の屈折力を第６レンズ群G6とを有している。
【００５９】
まず、正の屈折力を持つ第１レンズ群はテレセントリック性を維持しながら主にディストーションの補正に寄与しており、具体的には、第１レンズ群にて正のディストーションを発生させて、この第１レンズ群よりも第２物体側に位置する複数のレンズ群にて発生する負のディストーションをバランス良く補正している。負の屈折力を持つ第２レンズ群及び負の屈折力を持つ第４レンズ群は、主にペッツバール和の補正に寄与し、像面の平坦化を図っている。負の屈折力を持つ第２レンズ群及び正の屈折力を持つ第３レンズ群では、この２つのレンズ群において逆望遠系を形成しており、投影光学系のバックフォーカス（投影光学系の最も第２物体側のレンズ面等の光学面から第２物体までの距離）の確保に寄与している。正の屈折力を持つ第５レンズ群及び同じく正の屈折力を第６レンズ群は、ディストーションの発生を抑えることと、第２物体側での高ＮＡ化に十分対応するために特に球面収差の発生を極力抑えることとに主に寄与している。
【００６０】
このとき、第１レンズ群の焦点距離をｆ1 とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ2 、第３レンズ群の焦点距離をｆ3 、第４レンズ群の焦点距離をｆ4 、第５レンズ群の焦点距離をｆ5 、第６レンズ群の焦点距離をｆ6 、第１物体面から第２物体面までの距離をＬとするとき、以下の条件（８）〜（１１）を満足することがより望ましい。
（８）            ０．１＜ｆ1 ／ｆ3 ＜１７
（９）            ０．１＜ｆ2 ／ｆ4 ＜１４
（１０）        ０．０１＜ｆ5 ／Ｌ＜０．９
（１１）        ０．０２＜ｆ6 ／Ｌ＜１．６
条件（８）では、正の屈折力の第１レンズ群の焦点距離ｆ1 と正の屈折力の第３レンズ群の焦点距離ｆ3 との最適な比率、即ち、第１レンズ群と第３レンズ群との最適な屈折力（パワー）配分を規定している。この条件（８）は、主にディストーションをバランス良く補正するためのものであり、この条件（８）の下限を越えると、第３レンズ群の屈折力が第１レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなるため、負のディストーションが大きく発生する。また、条件（８）の上限を越えると、第１レンズ群の屈折力が第３レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなるため、負のディストーションが大きく発生する。
【００６１】
条件（９）では、負の屈折力の第２レンズ群の焦点距離ｆ2 と負の屈折力の第４レンズ群の焦点距離ｆ4 との最適な比率、即ち、第２レンズ群と第４レンズ群との最適な屈折力（パワー）配分を規定している。この条件（９）は、主にペッツバール和を小さくして、広い露光フィールドを確保しながら、像面湾曲を良好に補正するためのものであり、この条件（９）の下限を越えると、第４レンズ群の屈折力が第２レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなるため、正のペッツバール和が大きく発生する。また、条件（９）の上限を越えると、第２レンズ群の屈折力が第４レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなるため、正のペッツバール和が大きく発生する。なお、第４レンズ群の屈折力を第２レンズ群の屈折力に対して相対的に強くして、広い露光フィールドのもとでペッツバール和をよりバランス良く補正するためには、上記条件（９）の下限値を０．８として、０．８＜ｆ2 ／ｆ4 とすることが好ましい。
【００６２】
条件（１０）では、正の屈折力の第５レンズ群の焦点距離ｆ5 と第１物体（レチクル等）と第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。この条件（１０）は、大きな開口数を保ちながら球面収差、ディストーション及びペッツバール和をバランス良く補正するためのものである。この条件（１０）の下限を越えると、第５レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎ、この第５レンズ群にて負のディストーションのみならず負の球面収差が甚大に発生する。この条件（１０）の上限を越えると、第５レンズ群の屈折力が弱くなり過ぎ、これに伴って負の屈折力の第４レンズ群の屈折力も必然的に弱くなり、この結果、ペッツバール和を良好に補正することができない。
【００６３】
条件（１１）では、正の屈折力の第６レンズ群の焦点距離ｆ6 と、第１物体（レチクル等）から第２物体（ウェハ等）までの距離（物像間距離）Ｌとの最適な比率を規定している。この条件（１１）は、大きな開口数を保ちながら高次の球面収差及び負のディストーションの発生を抑えるためのものである。この条件（１１）の下限を越えると、第６レンズ群自身にて負のディストーションが大きく発生し、この条件（１１）の上限を越えると、高次の球面収差が発生する。
【００６４】
さて、図１１に示した本例の投影光学系ＰＬに関する諸元の値を以下の表１に掲げ、また表１に示す投影光学系ＰＬに関する上記条件（８）〜（１１）の条件対応値を表２に掲げる。
但し、左端の数字は物体側（レチクル側）からの順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、ｎは露光波長λが248.4nm における合成石英ＳｉＯ2 の屈折率、ｄ0 は第１物体（レチクル）から第１レンズ群G1の最も物体側（レチクル側）のレンズ面（第１レンズ面）までの距離、Ｂｆは第６レンズ群G6の最も像側（ウェハ側）のレンズ面から像面（ウェハ面）までの距離、Ｂは投影光学系の投影倍率、ＮＡは投影光学系の像側での開口数、Ｌは物体面（レチクル面）から像面（ウェハ面）までの物像間距離、ｆ1 は第１レンズ群G1の焦点距離、ｆ2 は第２レンズ群G2の焦点距離、ｆ3 は第３レンズ群G3の焦点距離、ｆ4 は第４レンズ群G4の焦点距離、ｆ5 は第５レンズ群G5の焦点距離、ｆ6 は  第６レンズ群G6の焦点距離を表している。
【００６５】
【表１】
0004192279.tif 000004
0004192279.tif 000005
0004192279.tif 000006
【００６６】
【表２】
0004192279.tif 000007
図１２に示す如く、表１の投影光学系は、第１物体としてのレチクルＲ側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第３レンズ群G3と、負の屈折力を持つ第４レンズ群G4と、正の屈折力を持つ第５レンズ群G5と、正の屈折力を第６レンズ群G6とを有し、物体側（レチクルＲ側）及び像側（ウェハＷ側）においてほぼテレセントリックとなっており、縮小倍率を有するものである。なお、図１２に示す各実施例の投影光学系は、それぞれ物像間距離（物体面から像面までの距離、またはレチクルＲからウェハＷまでの距離）Ｌが1200、像側の開口数ＮＡが0.55、投影倍率Ｂが１／５、ウェハＷ上での露光領域の直径が31.2である。
【００６７】
図１２に示した投影光学系の具体的なレンズ構成を説明すると、まず、第１レンズ群G1は、物体側から順に、像側に凸面を向けた形状の正レンズ（両凸形状のレンズ）Ｌ11と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ12と、両凸形状の２枚の正レンズ（Ｌ13、Ｌ14）とを有している。
そして、第２レンズ群G2は、最も物体側に配置されてその像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（前方レンズ）Ｌ2Fと、最も像側に配置されて物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（後方レンズ）Ｌ2Rと、第２レンズ群G2内の最も物体側に位置する負メニスカスレンズＬ2Fと第２レンズ群内の最も像側に位置する負メニスカスレンズＬ2Rとの間に配置されて負の屈折力を持つ中間レンズ群G2M とから構成されている。
【００６８】
その中間レンズ群G2M は、物体側から順に、両凸形状の正レンズ（第１レンズ）ＬM1と、像側により強い曲率の面を向けた負レンズ（第２レンズ）ＬM2と、両凹形状の負レンズ（第３レンズ）ＬM3、物体側により強い曲率の面を向けた負レンズ（第４レンズ）ＬM4、像側により強い曲率の面を向けた正レンズ（第５レンズ）ＬM5から構成されている。
【００６９】
また、第３レンズ群G3は、像側により強い曲率の面を向けた正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ31と、両凸形状の正レンズＬ32と、物体側に凸面を向けた正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ33と、物体側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ34とから構成されており、第４レンズ群G4は、像側に凹面を向けた負レンズＬ41と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ42と、両凹形状の負レンズＬ43と、物体側に凹面を向けた負レンズＬ44とから構成されている。
【００７０】
ここで、第４レンズ群G4中の負レンズＬ41の像側の凹面と、負メニスカスレンズＬ44の物体側の凹面との間の光路中には、開口絞りＡＳが配置される。
第５レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ51と、像側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ52と、両凸形状の正レンズＬ53と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ54と、物体側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ55と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ56と、物体側により強い曲率の面を向けた正レンズ（正メニスカスレンズ）Ｌ57と、像側に凹面を向けた負レンズ（負メニスカスレンズ）Ｌ58とから構成され、第６レンズ群G6は、物体側に凸面を向けた厚肉の正レンズＬ61のみから構成される。
【００７１】
ここで、第１レンズ群G1においては、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ12の像側のレンズ面と、両凸形状の正レンズＬ13の物体側のレンズ面とが同程度の曲率を有しかつ比較的近接しているため、これらの２つのレンズ面が高次のディストーションを補正している。
また、第２レンズ群G2の最も物体側に配置される負の屈折力を持つ前方レンズＬ2Fが像側に凹面を向けたメニスカス形状で構成されているため、コマ収差の発生を軽減することができ、中間レンズ群G2M の正の屈折力を持つ第１レンズＬM1が像側に凸面を向けた形状のみならず物体側にも凸面を向けた両凸形状で構成されているため、瞳の球面収差の発生を抑えることができる。また、中間レンズ群G2M の正の屈折力を持つ第５レンズＬM5が、その像側に配置される負の屈折力を持つ後方レンズＬ2Rの凹面と対向する凸面を有するため、非点収差を補正することができる。
【００７２】
また、第４レンズ群G4では、負レンズ（両凹形状の負レンズ）Ｌ43の物体側に凹面を像側に向けた負レンズＬ41を配置し、負レンズ（両凹形状の負レンズ）Ｌ43の像側に凹面を物体側に向けた負レンズＬ44を配置する構成であるため、コマ収差の発生を抑えつつペッツバール和を補正することができる。
また、第４レンズ群G4中の負レンズＬ41の像側の凹面と負レンズＬ44の物体側の凹面との間に開口絞りＡＳを配置することによって、第３レンズ群G3から第６レンズ群G6までのレンズ群を開口絞りＡＳを中心にして、多少縮小倍率を掛けつつ対称性をあまり崩さずに構成できるため、非対称収差、特にコマ収差やディストーションの発生を抑制することができる。
【００７３】
また、第５レンズ群G5中の正レンズＬ53が、負メニスカスレンズＬ54に対向する凸面を有し、かつ負メニスカスレンズＬ54と反対側のレンズ面も凸面である両凸形状であるため、高ＮＡ化に伴う高次の球面収差の発生を良好に抑えることがてきる。
さて、次に、表１に示す基本設計データに基づく投影光学系ＰＬを製造する工程についての実施例を説明する。
〔ステップ１〕
図２に示した如く、前述のステップ１にて、表１に示すレンズデータを満たす投影光学系ＰＬを構成する各レンズ並びに各レンズを保持する保持枠、レンズと保持枠とからなる保持ユニットを収納する鏡筒を製造する。すなわち、各レンズは、周知のレンズ加工機を用いて所定の光学材料（石英）からそれぞれ所定の曲率半径、所定の軸上厚を持つように加工され、また各レンズを保持する保持枠、レンズと保持枠とからなる保持ユニットを収納する鏡筒は、周知の金属加工機等を用いて所定の保持材料（ステンレス、真鍮、セラミック等）からそれぞれ所定の寸法を持つ形状に加工される。
〔ステップ２〕
次に、ステップ２では、球面に加工されるべきレンズ面がレンズ面の加工誤差等により微小非球面化しているか否かについて正確なレンズ面の加工情報を得るために、ステップ１にて加工された全てのレンズのレンズ面に関して、図６に示す如きフィゾー型の干渉計を用いて各レンズのレンズ面の形状が計測される。その計測結果は、図３に示した如く、コンピュータ、計算機等の演算系７内のメモリー部にコンソール等の入力系６を介して記憶される。なお、フィゾー型の干渉計の内部に設けられた面形状算出部と演算系７とを電気的に接続し、面形状算出部からの出力結果を演算系７のメモリー部に入力する構成としても良い。
【００７４】
ここで、計測されたレンズ面の形状のデータに関する一例を表３に示す。表３に示す如く、ｒ1 〜ｒ3 、ｒ5 、ｒ6 、ｒ9 〜ｒ15、ｒ17、ｒ19、ｒ21〜ｒ23、ｒ31、ｒ34、ｒ35、ｒ37、ｒ45〜ｒ47、ｒ49〜ｒ52およびｒ54の２９面のレンズ面は、球面レンズ面とはなっておらず、加工誤差によって非球面となっている。なお、表３に示していないｒ4 、ｒ7 、ｒ8 、ｒ16、ｒ18、ｒ20、ｒ24、ｒ25、ｒ26〜ｒ30、ｒ32、ｒ33、ｒ36、ｒ38〜ｒ44、ｒ53〜ｒ56の２７面のレンズ面は表１に示す設計値どおり球面でレンズ面が加工されている。
【００７５】
なお、表３において、計測されたレンズ面の非球面形状は、光軸からの高さをｈとし、光軸からの高さｈにおける非球面上の点からレンズ頂点での接平面までの光軸に沿った距離をＸ（ｈ）、近軸の曲率半径をｒ、円錐定数をｋ、自然数をｉ、２ｉ次の非球面係数をＣ2iとするとき、前述の（７）式のように表現している。
Ｘ（ｈ）＝Ａ／〔１＋（１−ｋＡ／ｒ）0.5 〕＋Ｃ2 ｈ2 ＋Ｃ4 ｈ4 ＋・・・・・＋Ｃ2iｈ2i
但し、Ａ＝ｈ2 ／ｒである。
【００７６】
なお、この非球面式（または（７）式）を上述の（８）式で表現した場合には、奇数次の非球面係数（Ｃ1 、Ｃ3 、Ｃ5 、Ｃ7 、Ｃ9 、Ｃ9 、Ｃ11、Ｃ13、Ｃ15）を全て零とした場合となる。
【００７７】
【表３】
ｒ１（レンズＬ11の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−５．４７１×１０-9  、Ｃ4 ＝  ７．２１１×１０-12 
Ｃ6 ＝−６．９８７×１０-15 、Ｃ8 ＝  ３．５８１×１０-18 
Ｃ10＝−９．９４０×１０-22 、Ｃ12＝  １．５１５×１０-25 
Ｃ14＝−１．１８９×１０-29 、Ｃ16＝  ３．７４６×１０-34 
ｒ２（レンズＬ11の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ９．６４０×１０-9  、Ｃ4 ＝−１．５５９×１０-11 
Ｃ6 ＝  ７．９８９×１０-15 、Ｃ8 ＝−１．９９４×１０-18 
Ｃ10＝  ２．６７６×１０-22 、Ｃ12＝−１．９７０×１０-26 
Ｃ14＝  ７．８４２×１０-31 、Ｃ16＝−１．４８６×１０-35 
ｒ３（レンズＬ12の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ２．５０４×１０-9  、Ｃ4 ＝  １．８００×１０-12 
Ｃ6 ＝−１．９４５×１０-15 、Ｃ8 ＝  ７．６８４×１０-19 
Ｃ10＝−１．６１７×１０-22 、Ｃ12＝  １．８８３×１０-26 
Ｃ14＝−１．１４０×１０-30 、Ｃ16＝  ２．７９６×１０-35 
ｒ５（レンズＬ13の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−９．７７６×１０-9  、Ｃ4 ＝  １．５８４×１０-11 
Ｃ6 ＝−７．８３６×１０-15 、Ｃ8 ＝  １．９７１×１０-18 
Ｃ10＝−２．７０６×１０-22 、Ｃ12＝  １．９４５×１０-26 
Ｃ14＝−６．１７６×１０-31 、Ｃ16＝  ３．９３９×１０-36 
ｒ６（レンズＬ13の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−１．２８１×１０-8  、Ｃ4 ＝  ６．９６７×１０-12 
Ｃ6 ＝−１．６１９×１０-15 、Ｃ8 ＝  ２．５３９×１０-19 
Ｃ10＝−４．１８０×１０-23 、Ｃ12＝  ５．７３３×１０-27 
Ｃ14＝−４．３６５×１０-31 、Ｃ16＝  １．３１５×１０-35 
ｒ９（レンズＬ2Fの物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−８．０９１×１０-9  、Ｃ4 ＝  １．０５１×１０-11 
Ｃ6 ＝−１．０７３×１０-14 、Ｃ8 ＝  ５．０７２×１０-18 
Ｃ10＝−１．２３２×１０-21 、Ｃ12＝  １．６１９×１０-25 
Ｃ14＝−１．０９７×１０-29 、Ｃ16＝  ３．００５×１０-34 
ｒ１０（レンズＬ2Fの像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  １．２０８×１０-8  、Ｃ4 ＝−３．７１３×１０-12 
Ｃ6 ＝  １．２３１×１０-15 、Ｃ8 ＝−３．０６８×１０-18 
Ｃ10＝  ２．３４７×１０-21 、Ｃ12＝−７．６９４×１０-25 
Ｃ14＝  １．１６９×１０-28 、Ｃ16＝−６．７６０×１０-33 
ｒ１１（レンズＬM1の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−３．２９６×１０-8  、Ｃ4 ＝  ６．２７９×１０-11 
Ｃ6 ＝−５．５７２×１０-14 、Ｃ8 ＝  ３．５６３×１０-17 
Ｃ10＝−１．４９２×１０-20 、Ｃ12＝  ３．６４３×１０-24 
Ｃ14＝−４．６５９×１０-28 、Ｃ16＝  ２．３９７×１０-32 
ｒ１２（レンズＬM1の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ２．００２×１０-8  、Ｃ4 ＝−３．２５２×１０-11 
Ｃ6 ＝  ２．３００×１０-14 、Ｃ8 ＝−２．５４５×１０-18 
Ｃ10＝−６．５０６×１０-21 、Ｃ12＝  ３．９２６×１０-24 
Ｃ14＝−８．７６２×１０-28 、Ｃ16＝  ６．９６８×１０-32 
ｒ１３（レンズＬM2の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ５．７６６×１０-9  、Ｃ4 ＝−４．６３６×１０-11 
Ｃ6 ＝  ６．５４９×１０-14 、Ｃ8 ＝−４．６２９×１０-17 
Ｃ10＝  １．８７１×１０-20 、Ｃ12＝−４．３４７×１０-24 
Ｃ14＝  ５．３９６×１０-28 、Ｃ16＝−２．７７７×１０-32 
ｒ１４（レンズＬM2の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ４．５３９×１０-8  、Ｃ4 ＝−７．９７９×１０-11 
Ｃ6 ＝  ７．８８７×１０-14 、Ｃ8 ＝−５．９８９×１０-17 
Ｃ10＝  ４．５９６×１０-20 、Ｃ12＝−２．５８３×１０-23 
Ｃ14＝  ７．５３３×１０-27 、Ｃ16＝−８．４０７×１０-31 
ｒ１５（レンズＬM3の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−３．８５３×１０-8  、Ｃ4 ＝  ６．８８０×１０-11 
Ｃ6 ＝−９．４０９×１０-14 、Ｃ8 ＝  ８．６２９×１０-17 
Ｃ10＝−５．００２×１０-20 、Ｃ12＝  １．７１６×１０-23 
Ｃ14＝−３．０６８×１０-27 、Ｃ16＝  ２．１３９×１０-31 
ｒ１７（レンズＬM4の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−３．４８４×１０-8  、Ｃ4 ＝  ４．８９１×１０-11 
Ｃ6 ＝−６．５４７×１０-14 、Ｃ8 ＝  ５．８６４×１０-17 
Ｃ10＝−３．０７２×１０-20 、Ｃ12＝  ８．９６９×１０-24 
Ｃ14＝−１．３０８×１０-27 、Ｃ16＝  ７．０３９×１０-32 
ｒ１９（レンズＬM5の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ９．２９１×１０-9  、Ｃ4 ＝  １．７６２×１０-12 
Ｃ6 ＝−５．６４１×１０-15 、Ｃ8 ＝  ３．６１０×１０-18 
Ｃ10＝−１．１４７×１０-21 、Ｃ12＝  １．９５８×１０-25 
Ｃ14＝−１．７１６×１０-29 、Ｃ16＝  ６．０７０×１０-34 
ｒ２１（レンズＬ2Rの物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−１．７９３×１０-9  、Ｃ4 ＝  ８．８０６×１０-12 
Ｃ6 ＝−１．１３４×１０-14 、Ｃ8 ＝  ６．３６６×１０-18 
Ｃ10＝−１．９３６×１０-21 、Ｃ12＝  ３．２８４×１０-25 
Ｃ14＝−２．８９０×１０-29 、Ｃ16＝  １．０２２×１０-33 
ｒ２２（レンズＬ2Rの像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ２．０９５×１０-8  、Ｃ4 ＝−２．３３９×１０-11 
Ｃ6 ＝  １．４０６×１０-14 、Ｃ8 ＝−４．５５２×１０-18 
Ｃ10＝  ８．２８３×１０-22 、Ｃ12＝−８．４９９×１０-26 
Ｃ14＝  ４．５９３×１０-30 、Ｃ16＝−１．０１７×１０-34 
ｒ２３（レンズＬ31の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−３．７００×１０-9  、Ｃ4 ＝  １．８７０×１０-12 
Ｃ6 ＝−５．３７６×１０-16 、Ｃ8 ＝  ３．５５９×１０-20 
Ｃ10＝  １．０００×１０-23 、Ｃ12＝−２．１２９×１０-27 
Ｃ14＝  １．５６６×１０-31 、Ｃ16＝−４．１１２×１０-36 
ｒ３１（レンズＬ41の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−１．６５２×１０-8  、Ｃ4 ＝  ２．７７４×１０-12 
Ｃ6 ＝  ４．８１８×１０-15 、Ｃ8 ＝−３．２５２×１０-18 
Ｃ10＝  ９．３７２×１０-22 、Ｃ12＝−１．４３０×１０-25 
Ｃ14＝  １．１２４×１０-29 、Ｃ16＝−３．５８５×１０-34 
ｒ３４（レンズＬ42の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−１．７５６×１０-8  、Ｃ4 ＝  １．６３１×１０-11 
Ｃ6 ＝−７．０９１×１０-15 、Ｃ8 ＝  １．１７９×１０-19 
Ｃ10＝  １．０６８×１０-21 、Ｃ12＝−３．８７５×１０-25 
Ｃ14＝  ５．６３２×１０-29 、Ｃ16＝−３．０４８×１０-33 
ｒ３５（レンズＬ43の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−３．４２７×１０-8  、Ｃ4 ＝  ５．３３６×１０-11 
Ｃ6 ＝−３．９３２×１０-14 、Ｃ8 ＝  １．３０８×１０-17 
Ｃ10＝−１．１４６×１０-21 、Ｃ12＝−４．０７０×１０-25 
Ｃ14＝  １．１１７×１０-28 、Ｃ16＝−８．２９１×１０-33 
ｒ３７（レンズＬ44の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ４．７５０×１０-8  、Ｃ4 ＝−２．６９２×１０-12 
Ｃ6 ＝−１．５８３×１０-14 、Ｃ8 ＝  ２．２５６×１０-17 
Ｃ10＝−１．２９８×１０-20 、Ｃ12＝  ３．７５８×１０-24 
Ｃ14＝−５．３７９×１０-28 、Ｃ16＝  ３．０２０×１０-32 
ｒ４５（レンズＬ54の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−１．５８１×１０-9  、Ｃ4 ＝−７．３００×１０-12 
Ｃ6 ＝  ３．４３８×１０-15 、Ｃ8 ＝−６．４０７×１０-19 
Ｃ10＝  ４．０４５×１０-23 、Ｃ12＝  ２．５５７×１０-27 
Ｃ14＝−４．３９１×１０-31 、Ｃ16＝  １．５０１×１０-35 
ｒ４６（レンズＬ54の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−２．３１９×１０-8  、Ｃ4 ＝  ２．１４２×１０-11 
Ｃ6 ＝−９．７４３×１０-15 、Ｃ8 ＝  ２．３５５×１０-18 
Ｃ10＝−３．２３４×１０-22 、Ｃ12＝  ２．５４６×１０-27 
Ｃ14＝−１．０７３×１０-30 、Ｃ16＝  １．８７７×１０-35 
ｒ４７（レンズＬ55の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ７．５３４×１０-9  、Ｃ4 ＝−１．３２４×１０-12 
Ｃ6 ＝  １．７３８×１０-16 、Ｃ8 ＝  １．０５１×１０-19 
Ｃ10＝−４．３７７×１０-23 、Ｃ12＝  ６．２１７×１０-27 
Ｃ14＝−３．９３２×１０-31 、Ｃ16＝  ９．３８４×１０-36 
ｒ４９（レンズＬ56の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−８．４９９×１０-9  、Ｃ4 ＝  ４．４７１×１０-12 
Ｃ6 ＝−２．４１２×１０-15 、Ｃ8 ＝  １．０８０×１０-18 
Ｃ10＝−２．７４７×１０-22 、Ｃ12＝  ３．７０９×１０-26 
Ｃ14＝−２．５０３×１０-30 、Ｃ16＝  ６．６５４×１０-35 
ｒ５０（レンズＬ56の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−８．９９２×１０-11 、Ｃ4 ＝  ４．３８０×１０-12 
Ｃ6 ＝−３．５３６×１０-15 、Ｃ8 ＝  １．４５９×１０-18 
Ｃ10＝−３．３８８×１０-22 、Ｃ12＝  ４．４６６×１０-26 
Ｃ14＝−３．１２０×１０-30 、Ｃ16＝  ８．９１２×１０-35 
ｒ５１（レンズＬ57の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝−２．８９３×１０-8  、Ｃ4 ＝−１．２９１×１０-14 
Ｃ6 ＝  １．２７１×１０-14 、Ｃ8 ＝−７．０７５×１０-18 
Ｃ10＝  １．８６３×１０-21 、Ｃ12＝−２．６７３×１０-25 
Ｃ14＝  ２．００８×１０-29 、Ｃ16＝−６．１９０×１０-34 
ｒ５２（レンズＬ57の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  １．２２７×１０-8  、Ｃ4 ＝−１．２８８×１０-11 
Ｃ6 ＝  １．１７８×１０-14 、Ｃ8 ＝−５．９２２×１０-18 
Ｃ10＝  １．６２３×１０-21 、Ｃ12＝−２．４４９×１０-25 
Ｃ14＝  １．９１５×１０-29 、Ｃ16＝−６．０６５×１０-34 
ｒ５４（レンズＬ58の像側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ４．１９４×１０-8  、Ｃ4 ＝−１．０６０×１０-10 
Ｃ6 ＝  ２．１８３×１０-13 、Ｃ8 ＝−２．４８２×１０-16 
Ｃ10＝  １．５５８×１０-19 、Ｃ12＝−５．４０６×１０-23 
Ｃ14＝  ９．６７８×１０-27 、Ｃ16＝−６．９６０×１０-31 
〔ステップ３〕
次に、ステップ３では、ステップ２にてレンズ面が計測された各レンズが保持枠にそれぞれ保持されるように保持ユニットを組み立て、図４または図５に示す如く、組み立て上がった各保持ユニットを所定の順序で鏡筒に落とし込みながら投影光学系ＰＬが組み立てられる。この組み立て工程時において、各レンズの光学面（レンズ面）の間隔に関する情報を、保持ユニットと共に鏡筒内に収納されるワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ、５Ａ〜５Ｄ）の厚さを加味しながら工具（マイクロメータ等）を用いて計測し、計測した結果をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ４〕
ステップ４において、ステップ３にて組み立てられた直後の投影光学系ＰＬの収差は、図７および図８に示すテストマスク等を用いて計測され、その時に像面弯曲が図９の曲線ａに示すように発生している。
〔ステップ５〕
このため、ステップ５では、投影光学系ＰＬの調整に先立って、コンピュータ、計算機等の演算系７により、メモリー部内に記憶された２つの情報（各レンズの面形状に関する情報（表３に示す光学データ）および組み立て工程にて得られた各レンズのレンズ面の間隔に関する情報）に基づいて、メモリー部内に予め記憶された光学基本データを修正する。そして、演算系７は、その修正された光学基本データの情報と、投影光学系ＰＬに残存する諸収差に関する収差量に関する情報とに基づいて、収差が補正し得る各レンズのレンズ面の間隔補正量を算出し、不図示のＣＲＴモニター等の表示系８にて、各レンズのレンズ面の間隔補正量等の情報を表示する。
【００７８】
この表示された各レンズのレンズ面の間隔補正量に基づいて、図４または図５に示した検査対象となる投影光学系ＰＬ内部のワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ、５Ａ〜５Ｄ）の交換によりレンズ間の光軸方向での相対間隔を変化、あるいは光軸に対してレンズを傾斜させる等の調整手法が行われる。これにより投影光学系ＰＬの調整がなされ、図９の各曲線ａに示す如き低次の像面弯曲が除去される。この調整工程と平行して、求められた投影光学系ＰＬの各レンズのレンズ面（光学面）の間隔の情報をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ６〕
ステップ６では、投影光学系ＰＬの調整によって低次の像面弯曲が除去された後に、投影光学系ＰＬに残存する高次の収差を測定する。
【００７９】
このときの測定は、ステップ２と同様にテストマスクＴＲ１を用いて検査対象の投影光学系ＰＬの高次の像面弯曲を検出する。本例の場合では、図９の曲線ｂに示す如く、高次の像面弯曲が図１３に示される如く発生している。
なお、本例の場合は、説明を簡単にするために、調整工程が完了した段階での投影光学系ＰＬの各レンズの光学面（レンズ面）の間隔は表１のレンズデータに示す如く設計値どおりになっているものとする。
【００８０】
このステップ６の高次の収差計測工程において、図３に示す如く、計測された投影光学系ＰＬに残存する高次の収差量に関する情報をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ７〕
〔第１のサブステップ〕
高次の像面弯曲を補正すべき非球面をもとめるに先立って、まず、コンピュータ等の演算系７は、ステップ５の調整工程完了後での投影光学系ＰＬの各レンズの光学面（レンズ面）の間隔に関する情報を用いて、ステップ５の調整工程に先立って得られた投影光学系ＰＬの製造光学データに関する情報（ステップ２にて得られた各レンズのレンズ面の面形状に関する情報およびステップ３の組み立て工程にて得られた各レンズのレンズ面の間隔に関する情報等に基づいて、修正された投影光学系ＰＬの組上げ時での光学データの情報）を再修正して、ステップ５の調整工程完了後における投影光学系ＰＬの製造過程での光学データを再現する。
【００８１】
ここで、本例の場合は、説明を簡単にするために、調整工程が完了した段階での投影光学系ＰＬの各レンズの光学面（レンズ面）の間隔は、表１のレンズデータに示す如く設計値どおりになっているものとする。このため、コンピュータ等の演算系７は、表１に示す投影光学系ＰＬのデータに表３に示す非球面のデータを加味してレンズデータを更新（修正）する。
【００８２】
図１３には、表１に示す投影光学系ＰＬのデータに表３に示す非球面のデータを加味してレンズデータを更新（修正）した時の像面弯曲の様子を示している。図１３に示す像面弯曲の曲線は、ステップ６にて実際に計測された図９の像面弯曲の曲線ｂと比較して、各像高にてほぼ同じ収差値を示しており、ステップ５の調整工程完了後での投影光学系ＰＬの製造過程での光学データが再現されていることが理解できる。
【００８３】
次に、以上の如き再現された調整完了時の製造光学データとメモリー部内に記憶された情報としてステップ６にて得られた投影光学系ＰＬに残存する高次の諸収差に関する収差量に関する情報とに基づき（本例では表１及び表３に示すデータに基づき）、コンピュータ等の演算系７は光線追跡を行って、投影光学系ＰＬに残存する高次の像面弯曲を補正できるような微小非球面を決定する。この時、本例では、第２レンズ群Ｇ2 の中間群ＧM1内の負レンズＭ2 の物体側の凹形状のレンズ面（第１３レンズ面）に、投影光学系ＰＬに残存する高次の像面弯曲を補正できるような微小非球面を設計した例を示している。
【００８４】
ここで、第２レンズ群Ｇ2 の中間群ＧM1内の負レンズＭ2 の物体側面（第１３レンズ面）に設けるべき非球面のデータを表４に掲げる。なお、表４には、前述の（１）式〜（５）式の対応値を併せて示してある。
【００８５】
【表４】
ｒ１３（負レンズＭ2 の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ０．５０２×１０-7
Ｃ4 ＝−０．６８７×１０-10 
Ｃ6 ＝  ０．７１７×１０-13 
Ｃ8 ＝−０．６０５×１０-16 
Ｃ10＝  ０．３０８×１０-19 
Ｃ12＝−０．８７０×１０-23 
Ｃ14＝  ０．１２８×１０-26 
Ｃ16＝−０．７６７×１０-31 
Ｓ＝０．０２１μｍ
Ｓ（ｎ−１）／λ＝０．０４３０
Ｃ＝０．０００９９（１／ｍｍ）
ｄ／Ｄ＝０．１８０２
第２レンズ群Ｇ2 の中間群ＧM1内の負レンズＭ2 の物体側の凹面（第１３レンズ面）に設けるべき非球面は、図１４に示す如く、光軸から最大像高（最大有効径）までの間に２つの変曲点を持つ非球面形状を有しており、レンズ面全面としては、４つの変曲点を有している。このように、非球面全面において、変曲点を４つ以上持つ構成とすることが好ましく、これにより、高次の収差をバランス良く補正することが可能となる。なお、図１４は縦軸に非球面形状の変位量を示し、横軸にレンズ面の光軸からの高さを示している。
〔第２のサブステップ〕
さて、コンピュータ等の演算系７を用いた光線追跡により求められた表４に示す如き微小非球面を投影光学系ＰＬ中の負レンズＭ2 の物体側の凹面（第１３レンズ面）に形成するために、必要に応じて投影光学系ＰＬの１部または全部を分解し、非球面加工を施すべき光学ユニットを取り出す。その後、光学ユニット内のレンズの取り出した後に、負レンズＭ2 の物体側での凹面（第１３レンズ面）に対して非球面加工を図１１に示した如きレンズ研磨加工機により行う。
〔第３のサブステップ〕
以上の図１１のレンズ研磨加工機による加工が完了すると、加工が施された負レンズＭ2 、蒸着工程等により反射防止膜が施された後、保持枠が取り付けられる。そして、最終的に、レンズ研磨加工機により非球面加工されたレンズを保持する光学ユニットを投影光学系ＰＬに組み込む。
【００８６】
そして、組み込み完了した段階での像面弯曲を図１５に示す。図１５に示すように、図９の曲線ｂ及び図１３に示す如き高次の像面弯曲が除去され、優れた結像性能を持つ投影光学系ＰＬの製造が達成されていることが理解できる。
以上においては、高次の像面弯曲を補正する非球面を第２レンズ群Ｇ2 の中間群ＧM1内の負レンズＭ2 の物体側面に設けた例を示したが、次に、高次の歪曲収差（ディストーション）を補正する非球面を設けた第２実施例を説明する。なお、説明を簡単にするために、第２実施例においても、前述の表１に示す基本レンズデータ及び表３に示す投影光学系を構成する各レンズの誤差非球面は、同一であるものとする。従って、表１に示すレンズデータを満たす投影光学系ＰＬを構成する各レンズ並びに各レンズを保持する保持枠、レンズと保持枠とからなる保持ユニットを収納する鏡筒を製造する工程としてのステップ１、ステップ１にて製造されたレンズのレンズ面を形状を計測する工程としてのステップ２、および投影光学系ＰＬを組み立てる工程としてのステップ３は同一であるため説明を省略する。
〔ステップ４〕
以上のステップ１〜ステップ３の工程を経た後、ステップ４において、ステップ３にて組み立てられた直後の投影光学系ＰＬの収差は、図７および図８に示すテストマスク等を用いて計測され、その時に歪曲収差（ディストーション）が図１０の曲線ａに示すように発生している。
〔ステップ５〕
このため、ステップ５では、投影光学系ＰＬの調整に先立って、コンピュータ、計算機等の演算系７により、メモリー部内に記憶された２つの情報（各レンズでのレンズ面の面形状に関する情報（表３に示す光学データ）および組み立て工程にて得られた各レンズのレンズ面の間隔に関する情報）に基づいて、メモリー部内に予め記憶された光学基本データを修正する。そして、演算系７は、その修正された光学基本データの情報と、投影光学系ＰＬに残存する諸収差に関する収差量に関する情報とに基づいて、収差を補正し得る各レンズのレンズ面（光学面）の間隔補正量を算出し、不図示のＣＲＴモニター等の表示系８にて、各レンズのレンズ面（光学面）の間隔補正量等の情報を表示する。
【００８７】
この表示された各レンズのレンズ面の間隔補正量に基づいて、図４または図５に示した検査対象となる投影光学系ＰＬ内部のワッシヤ（３Ａ〜３Ｅ、５Ａ〜５Ｄ）の交換によりレンズ間の光軸方向での相対間隔を変化、あるいは光軸に対してレンズを傾斜させる等の調整手法が行われる。これにより投影光学系ＰＬを調整がなされ、図１０の各曲線ａに示す如き低次の歪曲収差が除去される。この調整工程と平行して、求められた投影光学系ＰＬの各レンズの光学面（レンズ面）の間隔の情報をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ６〕
ステップ６では、投影光学系ＰＬの調整によって低次の歪曲収差が除去された後に、投影光学系ＰＬに残存する高次の歪曲収差を測定する。
【００８８】
このときの測定は、ステップ２と同様にテストマスクＴＲ２を用いて検査対象の投影光学系ＰＬの高次の歪曲収差を検出する。本例の場合では、図１０の曲線ｂに示す如く、高次の像面弯曲が図１６に示される如く発生している。
なお、本例の場合は、説明を簡単にするために、調整工程が完了した段階での投影光学系ＰＬの各レンズの光学面（レンズ面）の間隔は表１のレンズデータに示す如く設計値どおりになっているものとする。
【００８９】
このステップ６の高次の収差計測工程において、図３に示す如く、計測された投影光学系ＰＬに残存する高次の収差量に関する情報をコンソール等の入力系６を介してコンピュータ、計算機等の演算系７のメモリー部に記憶させる。
〔ステップ７〕
〔第１のサブステップ〕
高次の歪曲収差を補正すべき非球面をもとめるに先立って、まず、コンピュータ等の演算系７は、ステップ５の調整工程完了後での投影光学系ＰＬの各レンズの光学面（レンズ面）の間隔に関する情報を用いて、ステップ５の調整工程に先立って得られた投影光学系ＰＬの製造光学データに関する情報（ステップ２にて得られた各レンズの面形状に関する情報およびステップ３の組み立て工程にて得られた各レンズの光学面の間隔に関する情報等に基づいて、修正された投影光学系ＰＬの組上げ時での光学データの情報）を再修正して、ステップ５の調整工程完了後における投影光学系ＰＬの製造過程での光学データを再現する。
【００９０】
ここで、第２実施例の場合も、前述の第１実施例と同様に、説明を簡単にするために、調整工程が完了した段階での投影光学系ＰＬの各レンズの光学面（レンズ面）の間隔は、表１のレンズデータに示す如く設計値どおりになっているものとする。このため、コンピュータ等の演算系７は、表１に示す投影光学系ＰＬのデータに表３に示す非球面のデータを加味してレンズデータを更新（修正）する。
【００９１】
図１６には、表１に示す投影光学系ＰＬのデータに表３に示す非球面のデータを加味してレンズデータを更新（修正）した時の歪曲収差の様子を示している。図１６に示す歪曲収差の曲線は、ステップ６にて実際に計測された図９の歪曲収差の曲線ｂと比較して、各像高にてほぼ同じ収差値を示しており、ステップ５の調整工程完了後での投影光学系ＰＬの製造過程での光学データが再現されている理解できる。
【００９２】
次に、以上の如き再現された調整完了時の製造光学データとメモリー部内に記憶された情報としてステップ６にて得られた投影光学系ＰＬに残存する高次の諸収差に関する収差量に関する情報とに基づき（本例では表１及び表３に示すデータに基づき）、コンピュータ等の演算系７は光線追跡を行って、投影光学系ＰＬに残存する高次の歪曲収差を補正できるような微小非球面を決定する。この時、本例では、第１レンズ群Ｇ1 の正レンズＬ11の物体側の凸形状のレンズ面（第１レンズ面）に、投影光学系ＰＬに残存する高次の歪曲収差を補正できるような微小非球面を設計した例を示している。
【００９３】
ここで、第１レンズ群Ｇ1 の正レンズＬ11の物体側のレンズ面（第１レンズ面）に設けるべき非球面のデータを表５に掲げる。なお、表５には、前述の（１）式〜（５）式の対応値を併せて示してある。
【００９４】
【表５】
ｒ１（正レンズＬ11の物体側面）
ｋ＝１
Ｃ2 ＝  ０．５０２×１０-7
Ｃ4 ＝−０．３９２×１０-10 
Ｃ6 ＝  ０．１６２×１０-13 
Ｃ8 ＝−０．４７１×１０-17 
Ｃ10＝  ０．９２１×１０-21 
Ｃ12＝−０．１０９×１０-24 
Ｃ14＝  ０．６９６×１０-29 
Ｃ16＝−０．１８３×１０-33 
Ｓ＝０．０２４μｍ
Ｓ（ｎ−１）／λ＝０．０４９
Ｃ＝０．００１３８（１／ｍｍ）
ｄ／Ｄ＝０
第１レンズ群Ｇ1 の正レンズＬ11の物体側の凸形状のレンズ面（第１レンズ面）に設けるべき非球面は、図１７に示す如く、光軸から最大像高（最大有効径）までの間に２つの変曲点を持つ非球面形状を有しており、レンズ面全面としては、４つの変曲点を有している。このように、非球面全面において、変曲点を４つ以上持つ構成とすることが好ましく、これにより、高次の収差をバランス良く補正することが可能となる。なお、図１７は縦軸に非球面形状の変位量を示し、横軸にレンズ面の光軸からの高さを示している。
〔第２のサブステップ〕
さて、コンピュータ等の演算系７を用いた光線追跡により求められた表４に示す如き微小非球面を投影光学系ＰＬ中の第１レンズ群Ｇ1 の正レンズＬ11の物体側面に形成するために、必要に応じて投影光学系ＰＬの１部または全部を分解し、非球面加工を施すべき光学ユニットを取り出す。その後、光学ユニット内のレンズの取り出した後に、正レンズＬ11の物体側でのレンズ面（第１レンズ面）に対して非球面加工を図１１に示した如きレンズ研磨加工機により行う。
〔第３のサブステップ〕
以上の図１１のレンズ研磨加工機による加工が完了すると、加工が施された正レンズＬ11は蒸着工程等により反射防止膜が施された後、保持枠が取り付けられる。そして、最終的に、レンズ研磨加工機により非球面加工されたレンズを保持する光学ユニットを投影光学系ＰＬに組み込む。
【００９５】
そして、組み込み完了した段階での歪曲収差を図１８に示す。図１８に示すように、図１０の曲線ｂ及び図１６に示す如き高次の歪曲収差が除去され、優れた結像性能を持つ投影光学系ＰＬの製造が達成されていることが理解できる。
以上の各実施例では、像面弯曲と歪曲収差をそれぞれ独立に補正する非球面を示したが、投影光学系に残存する各収差を同時に補正する非球面を少なくとも１面以上形成しても良い。また、本発明による非球面は、像面湾曲、歪曲収差のみならずコマ収差、球面収差、非点収差等の収差やテレセントリック性などの結像特性などを補正することも可能である。さらには、これらの複数の収差等を同時に補正することも可能である。
【００９６】
さらに、以上の各実施例では、屈折力を持つレンズのレンズ面に非球面を形成した例を示したが、本発明では、平凸レンズの平面側（屈折力が零となる面）または平凹レンズの平面側（屈折力が零となる面）において、投影光学系中に残存する高次の収差を補正する非球面を形成しても良い。さらには、本発明では、投影光学系を反射屈折型の光学系で構成した場合、あるいは投影光学系を反射光学系で構成した場合における少なくとも１つの反射面に、投影光学系中に残存する高次の収差を補正する非球面を形成しても良い。
【００９７】
また、投影光学系とマスクとの間又は投影光学系と感光性基板（ウエハ）との間において、屈折力が零となる光透過性の平行平面板を挿脱可能に構成し、その平行平面板の表面において、投影光学系中に残存する高次の収差を補正する非球面を形成しても良い。この場合、以上に述べたステップ１からステップ８まで同じ工程を経ることになるが、投影光学系からの平行平面板の取り出し並びに投影光学系への平行平面板の取りつけが非常に簡単である。その結果、平行平面板を非球面加工する場合には、第２のサブステップにて非球面加工を施すための光学素子を取り出すために必要に応じて投影光学系ＰＬの１部または全部を分解する作業および第３のサブステップにおいて非球面加工、反射防止膜のコートが施された光学素子を取りつけるために投影光学系ＰＬを再度組み立て、調整する作業を不要とすることができ作業効率を向上させることができる。
【００９８】
なお、投影光学系に残存する収差を補正する本発明による非球面は、収差の回転対称な成分のみならず回転非対称な収差成分を除去できることは言うまでもない。このため、本発明による非球面は、光軸に対して回転非対称な形状としても良いことは明らかである。
また、以上の各実施例では、マスクパターンを感光性基板に縮小投影する投影光学系に残存する高次の収差を補正する非球面を設けた例を示したが、これに限らず、マスクパターンを感光性基板に等倍、または拡大で投影する投影光学系に残存する高次の収差を補正する非球面を設けても良い。
【００９９】
以上に示した各実施例では、投影光学系を構成する光学部品の加工精度が緩くても、組み上げた結果物としての投影光学系では高次の収差成分が除去されて高い光学性能を有することになるため、光学部品自体の不良率を低下させ、効率よく投影光学系を製造できる利点がある。また、光学部品の加工精度が今までと同程度であれば、今まで以上に高い光学性能を達成できる利点がある。
【０１００】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、投影光学系を構成する光学部品の不良や、投影光学系自身の不良を招くことなく、高次の収差成分が除去された高い光学性能を持つ投影光学系の効率の良い製造を可能とし得る。このため、本発明では、高次の収差成分が除去し得る投影光学系の製造方法、より微細なマスクパターンを感光性基板に良好に投影露光し得る投影露光装置、さらにはより高い集積度を持つ半導体素子を始めとした各種の素子の製造方法が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による投影露光装置の概略構成する説明するための図である。
【図２】図２は本発明による投影光学系の製造過程を説明するための図である。
【図３】図３は本発明による投影光学系の製造過程の光学データを再現するための過程を示す図である。
【図４】図１に示した投影光学系の保持構造の様子を示す図である。
【図５】図４に示した投影光学系の保持構造とは別の構造を示す図である。
【図６】投影光学系を構成する光学素子の光学面の形状を計測するフィゾー型干渉計の構成を示す図である。
【図７】投影光学系に残存する像面弯曲を計測するためのテストマスクの様子を示す図である。
【図８】投影光学系に残存する歪曲収差を計測するためのテストマスクの様子を示す図である。
【図９】投影光学系に残存する像面弯曲の様子を示す図である。
【図１０】投影光学系に残存する歪曲収差の様子を示す図である。
【図１１】投影光学系に残存する高次の諸収差を補正する非球面を光学面に形成する非球面加工機の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例にかかる投影光学系のレンズ構成図である。
【図１３】図１２に示した投影光学系に高次の像面弯曲が残存している様子を示す図である。
【図１４】図１３に示した高次の像面弯曲を補正するための非球面形状の様子を示す図である。
【図１５】図１４に示した非球面形状によって高次の像面弯曲が補正されている様子を示す図である。
【図１６】図１２に示した投影光学系に高次の歪曲収差が残存している様子を示す図である。
【図１７】図１６に示した高次の歪曲収差を補正するための非球面形状の様子を示す図である。
【図１８】図１７に示した非球面形状によって高次の歪曲収差が補正されている様子を示す図である。
【図１９】走査型投影露光装置の概略的な構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｒ・・・・・ マスク
Ｗ・・・・・ ウエハ
ＰＬ・・・・・ 投影光学系
１、４Ａ〜４Ｅ、・・・・・ 鏡筒
２Ａ〜２Ｅ・・・・・ 保持枠
３Ａ〜３Ｅ、５Ａ〜５Ｄ・・・・・ ワッシャ
Ｌ1 〜Ｌ5 ・・・・・ レンズ
Ｇ1 ・・・・・ 第１レンズ
Ｇ2 ・・・・・ 第２レンズ
Ｇ3 ・・・・・ 第３レンズ
Ｇ4 ・・・・・ 第４レンズ
Ｇ5 ・・・・・ 第５レンズ
Ｇ6 ・・・・・ 第６レンズ
【図１】
0004192279.tif 000008
【図２】
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【図３】
0004192279.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004192279.tif 000013
【図７】
0004192279.tif 000014
【図８】
0004192279.tif 000015
【図９】
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【図１０】
0004192279.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
0004192279.tif 000019
【図１３】
0004192279.tif 000020
【図１４】
0004192279.tif 000021
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0004192279.tif 000024
【図１８】
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【図１９】
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