(57)【要約】【課題】  光学素子の実装時の表面形状の精度を向上させる。【解決手段】  光学素子１を治具２に固定する。治具２は、光学素子１を任意角度に保持したときに発生する自重変形及び保持の影響を相殺し補正するような形状に予め加工したものである。治具２に固定した光学素子１を、平面研磨加工機４を用いて加工する。平面研磨加工機を用いることによって、従来のパッド式非球面加工機を用いた加工の際に発生するリップルの影響を受けない、高精度の表面仕上げ精度で加工された光学素子を製造することが出来る。加工後、光学素子１を治具２から取り外す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の実装時の自重変形を前記光学素子の加工時に再現する治具に前記光学素子を固定する工程と、
前記治具に固定した前記光学素子を所定の形状に加工する工程と、
前記加工後に前記光学素子を前記治具から取り外す工程と、
を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記治具は、前記光学素子の自重変形を相殺し補正する形状に加工された治具であることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記光学素子を固定する工程は、接着剤を使用して前記光学素子を前記治具に取り付ける工程であることを特徴とする、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記治具の表面に前記接着剤の流れを良くする為の溝が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記光学素子を固定する工程は、吸着を利用して前記光学素子を前記治具に固定することを特徴とする、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項６】
前記治具が透過性材料で製作されており、前記治具の下面から干渉計を用いて光を透過させ干渉縞を観察し、前記光学素子の前記治具への固定具合を確認する工程を有することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記加工する工程は、平面研磨加工機または球面研磨加工機を用いて、前記光学素子を加工する工程であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
光学素子の実装時の自重変形を前記光学素子の加工時に再現する治具と、
前記治具に前記光学素子を固定する固定手段と、
前記治具に固定した前記光学素子を加工する加工手段と、
前記加工後に前記光学素子を前記治具から取り外す固定解除手段とを有することを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項９】
前記治具の光学素子に接する面が、前記光学素子の自重変形を相殺し補正する形状に加工されていることを特徴とする、請求項８に記載の製造装置。
【請求項１０】
前記治具の光学素子に接する面を変位させる可動手段を有することを特徴とする、請求項８または９に記載の製造装置。
【請求項１１】
前記加工手段が、平面研磨加工機または球面研磨加工機であることを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光装置、カメラ、望遠鏡、顕微鏡等の光学装置に使用する光学素子の製造方法及び装置に関するものである。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自重変形を解消しようとする光学素子の製造方法として、光学素子を実際の使用状態とほぼ同じ状態に保持し、面形状を計測して加工量を決定し、決定された加工量を基に被加工面を修正加工する方法が知られている（特許文献１）。また、光学単結晶平凸レンズの場合は、２枚の光学結晶板を貼り合わせ鏡面研磨後に取り外し、接着面平面部を鏡面研磨して製造する方法が知られている（特許文献２）。更に、レリーフ型回折光学素子の場合は、所定の曲率をもった受け部材に基板を保持し、湾曲状態で基板を直線的に切削加工し、その保持を開放して湾曲時の曲率半径を持つレリーフ型回折光学素子を製造する方法が知られている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２０００−８４７９５号公報
【特許文献２】特開２００５−２３８３７２号公報
【特許文献３】特開平８−１６０２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例では補正加工を行う際に非球面加工機を使用するため、光学素子にはリップル等の非球面加工機に起因する加工痕が残ってしまう。そのため、高精度の表面粗さが必要な光学素子においては、所望の光学性能を得られないという欠点があった。
そこで、本発明の課題は、第１に、自重変形を補正した光学素子を製造する方法及び装置を提供することにある。
第２に、非球面加工機を用いた加工で発生するリップル等の加工痕の影響を受けずに、自重変形を補正することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明の製造方法は、光学素子の実装時の自重変形を前記光学素子の加工時に再現する治具に前記光学素子を固定する工程と、前記治具に固定した前記光学素子を所定の形状に加工する工程と、前記加工後に前記光学素子を前記治具から取り外す工程と、を有することを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の製造装置は、光学素子の実装時の自重変形を前記光学素子の加工時に再現する治具と、前記治具に前記光学素子を固定する固定手段と、前記治具に固定した前記光学素子を加工する加工手段と、前記加工後に前記光学素子を前記治具から取り外す固定解除手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従来の非球面加工機を使用せず、通常の平面または球面研磨加工機による大非球面加工が可能となる。したがって、平面研磨加工機を用いる場合、非球面加工機特有の加工痕（リップル）の影響の無い高精度の光学素子を製造することが可能となる。また、球面研磨加工機を用いる場合にも、高精度の表面粗さに仕上げられた光学素子の加工面を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において、光学素子は治具に固定された状態で所定の形状に加工される。所定の形状とは、その光学素子が自重変形を受けなかったと仮定した場合の本来あるべき形状、例えば設計上の形状である。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態において、治具は、光学素子の自重変形を相殺し補正する形状に加工されている。
治具を用いて、自重変形量の大きな箇所を重点的に加工するように光学素子を変形させて光学素子を固定することにより、従来の非球面加工機を使用せず、通常の平面または球面研磨加工機による大非球面加工が可能となる。すなわち、自重変形を補正した形状に光学素子を加工することが可能となる。そのため、平面研磨加工機を用いて光学素子を平面研磨加工する場合、従来の非球面加工機で見られるリップルの無い高精度の表面粗さに仕上げられた光学素子の加工面を得ることが可能となる。また、球面研磨加工機を用いて光学素子を球面研磨加工する場合、高精度の表面粗さに仕上げられた光学素子の加工面を得ることが可能となる。
【０００９】
本実施形態において、光学素子は、接着剤を使用して、または吸着を利用して治具に取り付けられる。接着剤または吸着で光学素子を治具に固定することにより、機械的な固定手段で光学素子を固定し加工した際に発生しうる２次や３次の変形を回避することが可能となる。また、吸着を利用する場合は、加工後の光学素子の取り外しが容易である。
光学素子を、接着剤を使用して治具に取り付ける場合、治具の表面に溝を設けてもよい。治具表面に溝を設けることにより、接着剤の流れを良くすることが可能となる。
【００１０】
治具を透過性材料で製作することが好ましい。治具を透過性材料とすることにより、治具下面から干渉計を用いて光を透過させ干渉縞を観察し、光学素子の治具への固定具合を確認することが可能となる。治具への光学素子の密着状況を確認することができ、光学素子の治具への密着不足による加工不足、加工むらを防ぐことが出来る。
【００１１】
本発明の好ましい別の実施形態では、治具の光学素子に接する面を変位させるアクチュエータ（可動手段）を設けてある。光学素子を保持する治具内にアクチュエータを配置することにより、治具表面の傾斜、曲率を任意に変化させることができる。治具の面を任意の形状に変更することができ、異なる形状の光学素子を効果的に製造することが出来る。すなわち、自重変形を補正した任意の形状に光学素子を加工することが可能となる。
本発明の実施形態によれば、鏡筒内に保持したとき自重変形を保証された所望の面形状を持ち、高精度の表面粗さを持つ光学素子を加工することが可能となる。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例に係る光学素子の製造装置の構成を示す。同図において１は光学素子であるところの反射鏡、２は光学素子１を研磨加工する際に光学素子を固定する治具、３は光学素子１を治具２に固定する固定手段であるところの接着剤、４は治具２に固定した光学素子を加工（研磨）する平面研磨加工機である。
【００１３】
治具２は、解析や事前加工検討により、光学素子１を任意角度に保持したときに発生する自重変形及び保持の影響を相殺し補正するような形状に予め加工したものである。事前加工検討した光学素子の面形状を測定する際は、干渉計を用いたり、三次元測定機を用いたりして計測する。
図２は光学素子１の自重変形部５を示したものである。光学素子１を任意の角度に保持して実装したとき、自重により反射面の一部分が変形し自重変形部５となる。治具２の形状は、実装時（実際の使用状態）における自重変形後の反射面を図３（ｂ）に示すような所望の形状（図３では、平面）とする変形を加工時の光学素子１に与える形状である。加工後の光学素子は、水平に保持すると、図３（ａ）に示すように、図２に示す反射面の自重変形部５が除去加工されている。
【００１４】
図１において、前記実装時の光学素子１の形状を再現しうる、自重変形を相殺する形状に加工された治具２を準備し、被加工物である光学素子１を固定する。固定方法としては、接着剤３による固定がある。その他、空気圧及び真空機器を利用した吸着による固定でもよい。また、治具２を透過性材料で製作し、治具２下面から干渉計を用いて光を透過させ干渉縞を観察し、光学素子１の治具２への固定具合を確認する手段も取り得る。
【００１５】
前記の治具２に固定した光学素子１を、平面研磨加工機４を用いて加工する。平面研磨加工機を用いることにより、パッド式非球面加工機を用いた加工の際に発生するリップルの影響を受けない、高精度の表面仕上げ精度で加工された光学素子を製造することが出来る。加工中は被削材（光学素子１）、治具２とも加工熱による変形を低減するよう冷却する。加工後、光学素子１を治具２から取り外す。
図３（ｂ）は加工後の光学素子を所定の角度に保持したものである。加工前の自重変形部は補正され、光学素子全面に渡り平面度が保証される。
なお、図１の装置において、治具２に固定した光学素子１の加工後に光学素子１を治具２から取り外す固定解除手段を設けることが好ましい。
【００１６】
［第２の実施例］
図４は、本発明の第２の実施例に係る治具の構造を示す。図４に示すように、治具２の表面に溝を設けてもよい。接着剤３の流れを良くすることができる。上記の効果に加え、治具に光学素子をより密着することができ、治具の面形状通りに光学素子を所望の形状に加工することが出来る。
【００１７】
［第３の実施例］
図５は、光学素子１を保持する治具において、表面を変位させ任意の光学素子形状を得られるようにした治具２’を示している。治具２’内にアクチュエータ６を配置し、治具２’の表面の傾斜、曲率を任意に変化させる機構を設け、治具２’の表面を任意に変位させる。アクチュエータ６により表面を設定した治具２’に光学素子１を固定し図２に示す自重変形部５を除去加工することで、任意の面形状の光学素子を形成する。
【００１８】
［第４の実施例］
図６は、治具２に固定した光学素子１を、球面研磨加工機７を用いて加工するも例を示す。パッド式非球面加工機を用いずに済むので、リップルの影響を受けない、高精度の表面仕上げ精度で加工された球面状の光学素子を製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光学素子製造装置の構成を示す説明図である。
【図２】光学素子の自重変形の一例を示す図である。
【図３】（ａ）は第１に実施例による加工実施後の光学素子の一例を示す図であり、（ｂ）は、加工後の光学素子を所定の角度に保持した状態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る、溝を設けた治具を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る、内部にアクチュエータを設けた治具を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る、球面レンズ加工を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  光学素子
２  治具
２’  表面を任意に変位させる機構を内蔵した治具
３  接着剤
４  平面研磨加工機
５  光学素子の自重変形部
６  アクチュエータ
７  球面研磨加工機
【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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