▶ カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-04
(45)【発行日】2023-09-12
(54)【発明の名称】光学素子の製造時に加工物を加工する方法
(51)【国際特許分類】
B24B 37/26 20120101AFI20230905BHJP
B24B 37/12 20120101ALI20230905BHJP
C03C 19/00 20060101ALI20230905BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20230905BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20230905BHJP
【ＦＩ】
B24B37/26
B24B37/12 D
C03C19/00 Z
G03F7/20 521
G03F7/20 502
G03F7/20 503
H01L21/304 621C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020514729
(86)(22)【出願日】2018-08-06
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-11-19
(86)【国際出願番号】 EP2018071240
(87)【国際公開番号】W WO2019052743
(87)【国際公開日】2019-03-21
【審査請求日】2021-03-11
(31)【優先権主張番号】102017216033.0
(32)【優先日】2017-09-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】503263355
【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100202326
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 大佑
(72)【発明者】
【氏名】マンフレッド マテナ
(72)【発明者】
【氏名】フランツ－ヨーゼフ スティッケル
(72)【発明者】
【氏名】マーク セイトナー
(72)【発明者】
【氏名】ロバート フィシャル
(72)【発明者】
【氏名】ハンス－ペーター ブルスト
【審査官】山本 忠博
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－１５６８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１７２０２６４９（ＤＥ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１９９６１２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００３－０５３６５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０３８５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６０２５８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ １／００－３／６０，９／００－３９／０６；
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４，２１／４６３；
Ｃ０３Ｃ １９／００；
Ｇ０３Ｆ ７／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
加工物（１４０）のゾーン研磨の方法であって、研磨工具（１００、２００）が、非構造化研磨パッドと比べて構造化研磨パッド下の研磨剤の均一な分布を得るための、第１パターンを有する第１溝としての一次構造化及び前記第１パターンと異なる第２パターンを有する第２溝としての二次構造化を含む前記構造化が施された前記構造化研磨パッド（３２２、３３２、４１２、５１２）を前記加工物（１４０）の被研磨面（１１４、２１４）にわたって材料を除去するように案内し、
前記第２溝が非対称配置となる方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法において、回転工具（１００）が研磨工具として、前記構造化研磨パッド（３２２、３３２、４１２）を前記加工物（１４０）の前記被研磨面（１１４）にわたって回転運動で案内する方法。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の方法において、偏心工具（２００）が研磨工具として、前記構造化研磨パッド（５１２）を前記加工物（１４０）の前記被研磨面（２１４）にわたって偏心運動で案内する方法。
【請求項4】
以下の連続した方法ステップ（６２０、６４０、６５０）を含む、特にマイクロリソグラフィ用の光学素子（１５０）を製造する方法であって、・６２０：加工物（１４０）の表面（１１４、２１４）を研削するステップと、
・６４０：請求項１～３のいずれか１項に記載の方法に従って前記表面（１１４、２１４）をゾーン研磨するステップと、
・６５０：前記表面（１１４、２１４）を補正及び平滑化するステップと
を含む方法。
【請求項5】
請求項４に記載の方法において、方法ステップ６３０である前記表面（１１４、２１４）のゾーンラッピングを、前記方法ステップ６２０の後且つ前記方法ステップ６４０の前に実行する方法。
【請求項6】
請求項５に記載の方法において、前記ゾーンラッピング中及び／又は前記ゾーン研磨中に用いられる前記研磨工具（１００、２００）の各有効面積（１１２、２１２）は、前記加工物（１４０）の前記被研磨面（１１４、２１４）の２０％未満、好ましくは１０％未満である方法。
【請求項7】
加工物（１４０）の表面（１１４、２１４）のゾーン研磨用の研磨パッドであって、該研磨パッド（３２２、３３２、４１２、５１２）に、非構造化研磨パッドと比べて前記研磨パッド下の研磨剤の均一な分布を得るための、第１パターンを有する第１溝としての一次構造化及び前記第１パターンと異なる第２パターンを有する第２溝としての二次構造化を含む複数の構造化が施され、
前記第２溝が非対称配置となる研磨パッド。
【請求項8】
請求項７に記載の研磨パッドにおいて、回転工具（１００）が研磨工具として用いられる場合、該研磨パッド（３２２、３３２、４１２）の前記一次構造化（３２０、４２０）が、複数の渦巻アームを有する、特に該渦巻アームの相互にずれた開き角度（３１７、３１９）を有する渦巻形を呈する研磨パッド。
【請求項9】
請求項１～３のいずれか１項に記載の研磨法であって、前記構造化研磨パッドでの研磨レートの経時的な変化は、前記非構造化研磨パッドと比較して小さい研磨法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特にマイクロリソグラフィ用の光学素子の製造時に加工物を加工する方法に関する。本発明はさらに、加工物を研磨する構造化研磨パッドに関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロリソグラフィは、例えば集積回路又はＬＣＤ等の微細構造コンポーネントの製造に用いられる。マイクロリソグラフィプロセスは、照明デバイス及び投影レンズを備えたいわゆる投影露光装置で実行される。この場合、照明デバイスにより照明されたマスク（レチクル）の像を、投影レンズにより、感光層（フォトレジスト）で被覆されて投影レンズの像平面に配置された基板（例えばシリコンウェーハ）に投影することで、マスク構造を基板の感光コーティングに転写するようにする。
【0003】
ＤＵＶ領域、すなわち例えば１９３ｎｍ又は２４８ｎｍの波長用に設計した投影レンズでは、レンズ素子が結像プロセス用の光学素子として用いられることが好ましい。
【0004】
ＥＵＶ領域、すなわち例えば約１３ｎｍ又は７ｎｍの波長用に設計した投影レンズでは、適当な光透過屈折材料が利用可能でないことにより、ミラーを結像プロセス用の光学コンポーネントとして用いる。
【0005】
かかるシステムにおいて個々のミラー表面の反射率が制限されることにより起こる透過損失に鑑みて、原理上は、各光学系でのミラーの使用数を最小化することが望ましい。これは実際には、開口数を増加させるための取り組みを伴うミラー表面の拡大だけでなく、回転対称ではない自由曲面の作製も含めて、生産工学に関する厳しい課題をもたらす。
【0006】
レンズ素子又はミラー等の光学素子の製造では、研削プロセスによる整形後の光学素子の表面の幾何学的形状はその後の加工法に関する決定的要因となる。
【0007】
加工物の表面の幾何学的形状が、例えば平面、球面、又はこれらの表面からの偏差が小さな任意の他の表面に関する場合、研磨に広域加工法（areal machining methods）（例えば、シンクロスピード（synchro-SPEED）又はレバーポリッシング（lever polishing））を用いることが可能である。これに関して、広域加工法とは、工具のサイズが加工物のサイズに略対応するか又は工具が加工物よりも大幅に大きい方法を指す。対照的に、関与する表面が上述した表面から大幅に逸脱する表面、すなわち上述した「自由曲面」である場合、いわゆる「ゾーン（zonal）法」を研削に続く方法ステップで用いなければならない。ゾーン法の場合、工具は加工物よりも大幅に小さい。
【0008】
ゾーン加工では、工具の周期運動により材料除去が実現される。この場合、工具はその中心周りに回転することができる（回転工具）。代替として、加工物の表面に対する向き又は位置合わせを固定して、工具をその中心より外側で作用する回転軸周りに回転させることができる(偏心工具)。研磨レート（removal rate）は、例えば加工物の表面に対する工具の圧力を変えること及び工具の回転速度を変えることにより変えることができる。
【0009】
研削プロセスによる整形後に、フル研磨面を作製するために上記方法が利用される。この場合、研削プロセスにより残ったいわゆる「表面下損傷（depth damage）」が解消される結果として、加工物のフル研磨面がｐ３以上の研磨レベル（ＤＩＮ－ＩＳＯ １０１１０）を有し、こうして光学素子の表面に光沢が出る。さらに、フル研磨面の「微細構造」の最小化により、後続の加工プロセスでの支出が減る。
【0010】
この場合、「表面下損傷」は、研削プロセス後に見られる割れであり、加工済みの加工物の表面に粗面感を与え且つ材料に２０μｍ～１００μｍの深さまで通常は延びるものと理解される。このような表面下損傷の幅は、例えば１０μｍのオーダであり得る。表面下損傷の解消は、材料除去加工により実行され、研磨プロセスで行われる。
【0011】
これに対して、「微細構造」は、本明細書では、横方向の大きさが例えば１ｍｍ～５ｍｍで深さが例えば１０ｎｍ～３０ｎｍのもので、直接視認不可能つまり肉眼では知覚不可能であり、加工物の表面の鏡面反射感に悪影響を及ぼさないが干渉法により検出可能である構造を意味すると理解される。
【0012】
微細構造を減らす場合に重要な役割を果たすのは、研磨パッドの構成及び剛性のほかに例えば工具のサイズである。微細構造の横方向の大きさに比べて工具の大きさが大きいほど、効率的に微細構造を減らすことができる。しかしながら、工具のサイズを大きくすると、工具表面と加工物表面との間への研磨剤の安定した均一な供給、ひいては「良好な潤滑」が妨げられ得る。さらに、工具自体が、その運動及び研磨パッドの構造に起因して微細構造を発生させ得る。
【0013】
ゾーン加工法により自由曲面の微細構造をなくすためには、高い支出が必要である。
【0014】
次世代のＥＵＶＬ用リソグラフィレンズでさらにより小さな構造を結像できるようにするために、強加工（high deformations）した光学素子（ベストフィット球面の偏差のＰＶ＞１００μｍ）が必要である。同時に、次世代のＥＵＶＬ用リソグラフィレンズの光学面は著しく大きい。
【0015】
次世代のＥＵＶＬ用リソグラフィレンズでは、研削プロセス及び場合によってはそれに続くゾーンラッピングプロセスの後に、いわゆるフル研磨面の作製にゾーン研磨が必要である。この場合は広域法を用いることができない。
【0016】
フル研磨中に、研削又はラッピングされた表面の初期状態に応じて、表面下損傷を解消するために約１０μｍ～約３０μｍの除去が必要である。光学面が大きくなるにつれて加工時間を制限するには、工具の大きさが約２０ｍｍ～約４０ｍｍの範囲の場合には１ｍｍ３／分を超える研磨レートでのゾーン研磨プロセスが必要である。同時に、このプロセスは一定の研磨レートを確保しなければならない。これは特に、工具表面と加工物表面との間への研磨剤の安定した供給とそれに関連した「良好な潤滑」とにより達成することができる。
【0017】
必要とされる高い研磨レートは、これまでは工具の圧力及び回転速度の増加により達成されてきた。しかしながら、用いる研磨パッドに応じて、圧力及び回転速度を増加させると加工期間中に研磨レートが大きく変化する。これにより、工具の使用時間が制限され、したがって加工期間中の工具交換回数が増加する。
【0018】
これにより、加工中にさらなる制限が生じる。部分加工中、すなわち加工物の光学面全体を工具が１回なぞる１パス中に、工具交換を実行したくない場合、使用時間を減らしつつ経路距離及び／又は送り速度等のパラメータを増加させる必要がある。経路距離の増加は、経路軌跡（path traces）間の距離も増加させる。送り速度の増加は、工具の周期運動により生じる「送り軌跡（feed traces）」間の距離を増加させるが、それは送り速度が増加すると１回転後に工具がカバーした距離も増加するからである。両方の場合に、パラメータの変化は望ましくない微細構造の横方向の大きさの増加を招く。これにより、後続の加工プロセスでの上記微細構造の低減が妨げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
加工物の光学面の加工時の上記問題を鑑みて、所期の目的は、できる限り長い期間にわたりできる限り一定の研磨レートを可能にする方法を提供することである。さらに別の目的は、一定の研磨レートを可能にすると同時に加工物の光学面に刻まれて後続の加工プロセスで再度除去しなければならなくなる「自ら引き起こす微細構造」を極力少なくすることができる工具用の研磨パッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明によれば、この目的は、加工物のゾーン研磨の方法であって、研磨工具が、研磨工具の運動に適合された構造化を施された構造化研磨パッドを加工物の被研磨面にわたって材料を除去するように案内する方法により達成される。工具の運動に適合された研磨パッドの構造は、工具表面と加工物表面との間への研磨剤の安定した供給とそれに関連した「良好な潤滑」とを可能にするためのものである。
【0021】
一実施形態では、「回転工具」が研磨工具として構造化研磨パッドを加工物の被研磨面にわたって回転運動で案内する。工具と加工物との間の相対速度の絶対値は、工具の中心からの距離に比例して増加する。本発明による一次及び二次構造化が、工具の使用時間中に非構造化研磨パッドに比べて一定の研磨レートを達成することを可能にする。研磨パッドの種々の変形形態及び関連する構造化の利点を後述する。
【0022】
一実施形態では、「偏心工具」が研磨工具として構造化研磨パッドを加工物の被研磨面にわたって偏心運動で案内する。研磨パッドは、この場合は自転しない。結果として、工具と加工物との間の相対速度の絶対値は工具の下の全点で同一である。工具が加工物上を案内されていないときの有効工具面積、すなわち材料が除去される面積は、エキセントリックのサイズ及び研磨パッドのサイズから構成される。エキセントリックのサイズ及び回転速度から、相対速度が得られる。偏心工具の場合、研磨パッド上に単純な碁盤目パターンがあれば、非構造化研磨パッドに比べて工具の使用時間中に一定の研磨レートを確保するのに十分である。この単純構造でさえも、工具と加工物との間の潤滑を改善する。同時に、均一な碁盤目パターンは、偏心運動により不鮮明になり、研磨パッド自体による微細構造の形成がこうして最小化される。
【0023】
偏心工具の場合、有効工具面積は研磨パッドの面積よりも大きいが、回転工具の場合は両方の面積が等しいサイズである。結果として、研磨パッドの面積が同じであれば、偏心工具は回転工具よりも大きな研磨余剰部（excursion：はみ出し部）を必要とする。ここで、研磨余剰部とは、実際に加工される光学面積を事実上リング形に囲む追加面積を指す。実際に加工される光学面積の完全なカバーを確実にするために、（ゾーン）工具は、実際に加工される光学面積に加えてこの追加面積を「なぞる」必要がある。
【0024】
本発明によれば、導入部分で述べた目的は、以下の連続する方法ステップを含む、特にマイクロリソグラフィ用の光学素子を製造する方法によっても達成される。加工物を用意した後に、加工物の表面を研削する。これに続いて、場合によっては上記表面のゾーンラッピングを行う。これに続いて、上述した回転及び／又は偏心法に従って表面のゾーン研磨を行う。その後、表面の補正及び平滑化を行う。
【0025】
一実施形態では、加工物の表面のゾーンラッピング及び／又はゾーン研磨は、加工物の被加工面の２０％未満、好ましくは１０％未満の有効面積を有する工具で実行される。
【0026】
本発明は、自由曲面の加工中に、いわゆるゾーンラッピング加工をゾーン研磨加工と２段階プロセスで組み合わせることにより表面下損傷及び微細構造の効率的な解消を達成するという概念にも基づく。ラッピング加工は純粋な研磨プロセスに比べて大幅に高い研磨レート（例えば１オーダ分）を有するので、加工物の研削加工後の２段階プロセスにおいて研磨加工前にラッピング加工が最初に付加的に実行されるという状況により、大きな速度利点を得ることができる。
【0027】
この場合、本発明は、研削プロセス後に存在する表面下損傷の部分的にすぎないがその代わりに比較的迅速である低減中に、ラッピングプロセス中にも表面下損傷が再導入されることを意図的に容認する。
【0028】
しかしながら、ラッピングプロセス後に全体的に存在する表面下損傷（すなわち、上述のように、ラッピングプロセス中に部分的にのみ解消された表面下損傷及び新たに加わった表面下損傷）は、続いて次の第２プロセス状態（すなわち、ゾーン研磨加工）で除去される。結果として、上述した望ましくない構造のないフル研磨面を、こうしてかなり少ない時間消費で作製することができる。
【0029】
本発明は自由曲面の加工に特に有利に使用可能だが、本開示はそれに制限されない。この点で、さらに他の実施形態では、本発明による方法は、任意の加工物形状の加工に適用することができる。
【0030】
さらに、本発明は、例えば加工物としてミラー基板の加工に制限されず、任意の光学素子（レンズ素子等の透過素子を含む）の製造にも使用可能である。
【0031】
本発明によれば、導入部分で述べた目的は、加工物の表面のゾーン研磨用の研磨パッドであって、工具の運動に適合された少なくとも１つの構造を有する研磨パッドによっても達成される。研磨パッドの構造化は、構造を有しない研磨パッドに比べて研磨パッド下の研磨剤の均一な分布を目標としている。こうして、比較的一定の研磨レートを達成することができる。
【0032】
一実施形態は、研磨パッドであって、回転工具が研磨工具として用いられる場合、研磨パッドの一次構造化が複数の渦巻アームを有する渦巻形を呈する研磨パッドについて主張する。上記渦巻形は、回転運動中に、縁から中心への研磨剤の移送、ひいては非構造化研磨パッドに比べて研磨パッド下の研磨剤の均一な分布を可能にするためのものである。工具自体が引き起こす望ましくない微細構造の回避に関して有利であり得る構造化のある程度の非対称を達成するために、渦巻アームは相互にずれた開き角度（opening angles）を有し得る。
【0033】
一実施形態は、上述の一次構造化に加えて二次構造化が施された研磨パッドについて主張する。二次構造化は、対称、特に回転対称の溝（channels）を有する。当該溝は、例えば、回転中心周りに同心状に配置され、一次構造間のより均一な研磨剤分布を特に目標としている。したがって、非構造化パッド及び一次構造を有するパッドに比べて一定の研磨レートが可能である。しかしながら、対称の二次構造を工具の回転運動と組み合わせた結果として、望ましくない微細構造が光学面に導入され得る。
【0034】
一実施形態は、二次構造化が非対称配置溝を有する研磨パッドについて主張する。この不規則さにより、回転工具自体により導入される構造が最小化される。「無秩序な」溝は、研磨パッドから加工物の被研磨面に転写される構造ができる限り少ないことを確実にするためのものである。
【0035】
一実施形態は、工具としての偏心工具と共に用いる研磨パッドであって、研磨パッドの構造化が規則的且つ／又は対称である研磨パッドについて主張する。研磨パッドの偏心運動と研磨パッドの対称構造化との協調は、目立った微細構造が構造自体により加工物の表面に導入されることなく均一な研磨レートがゾーン研磨中に達成されるので特に有利である。
【0036】
偏心工具と共に用いるために、一実施形態では、研磨パッドの規則的且つ／又は対称な構造化が碁盤目パターンとして実現される。碁盤目パターンは、特に単純に作製することができ、上述の利点を有する。
【0037】
一実施形態では、規則的且つ／又は対称の構造化は溝及び畝（ridges）を有する。パッドが圧縮されてパッドの摩耗の結果として溝の深さが減る研磨プロセス中でも研磨剤の安定した供給を可能にできるように、溝は浅すぎてはならない。したがって、溝の深さは約１００μｍ以上、好ましくは約５００μｍであることが有利である。
【0038】
例えばポリウレタン及びバインダ結合された合成繊維織布又は不織布、例えばポリエステル繊維等の多数の物質が、研磨パッドの材料として適している。研磨パッドには単純な構造を打ち抜く又は切削することができる。例えば回転工具に有利／必要な研磨パッドの複雑な構造は、構造化工具、例えばレーザ等により作製され得る。
【0039】
本発明によれば、導入部分で述べた目的は、加工物表面が研削、任意のゾーンラッピング、及びゾーン研磨により加工された加工物を含む光学素子によっても達成される。光学素子は、光透過レンズ素子として具現され得る。光学素子は、上述の方法により加工された加工物と当該加工物の表面に配置されＥＵＶ放射線を反射するよう構成された反射層系とからなる光反射ミラーとしても具現され得る。光学素子は、ＥＵＶ光、特に約１９３ｎｍ又は約２４８ｎｍの波長を有する光を反射するよう構成された光反射ミラーとしても具現され得る。
【0040】
本発明によれば、導入部分で述べた目的は、照明デバイス及び投影レンズを備えたマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、上述の特性を有する少なくとも１つの光学素子を備えたマイクロリソグラフィ投影露光装置によっても達成される。
【0041】
本発明によれば、導入部分で述べた目的は、経時的な研磨レートが略一定であるゾーン研磨法によっても達成される。研磨パッドがこのとき比較的長時間にわたって使用可能となるので、これは有利である。
【0042】
図を参照して、種々の例示的な実施形態を以下でより詳細に説明する。図と、図示の要素の相互に対する相対サイズとは、一定の縮尺とみなすべきではない。逆に、図示をより分かりやすくため及び理解を深めるために、個々の要素がサイズを誇張又は縮小して図示される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1a】回転工具の概略図を示す。
【図1b】回転工具を用いた本発明によるゾーン加工の概略図を示す。
【図1c】動作中の回転工具の概略図を示す。
【図2a】偏心工具の概略図を示す。
【図2b】偏心工具を用いた本発明によるゾーン加工の概略図を示す。
【図3a】従来技術からの構造化されていない研磨パッドを示す。
【図3b】本発明による構造化が施された研磨パッドを示す。
【図3c】本発明による一次及び二次構造化が施された研磨パッドを示す。
【図4】本発明による一次及び二次構造化が施された研磨パッドを示す。
【図5a】本発明による構造化が施された研磨パッドを示す。
【図6】本発明による方法の可能な一実施形態を説明するフロー図を示す。
【図7】光学素子の概略図を示す。
【図8】ＥＵＶでの動作用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の構成の概略図を示す。
【図9】ＤＵＶでの動作用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の構成の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0044】
図１は、回転工具１００の概略図を示す。研磨パッド（図１ａには図示せず）を担持する工具キャリア１０６が、回転軸１０４を中心に回転する。研磨剤が、工具の外部に固定された管からなる研磨剤供給源１０２を介して被研磨面に案内される。
【0045】
図１ｂは、回転工具を用いた本発明によるゾーン加工の概略図１２０を示す。本発明による研磨加工は、「ゾーン」加工物加工として実行される。ここではいずれの場合も、工具のサイズは加工物のサイズよりも大幅に小さく、工具の面積は、通常は加工物１４０の被加工面１１４の１０％未満を占め得る。加工物１４０のゾーン加工される表面１１４を完全にカバーするために、余剰部１１０が必要であり、これは回転工具１００が付加的に必要とする部分であり、回転工具１００はその面積を実際に研磨される表面１１４に加えてなぞらなければならない。工具が加工物上を案内されていないときの回転工具１００の有効面積１１２、すなわち材料が除去される面積を、図１ｂに概略的に示す。研磨パッドの形状は、この場合は円形として図示されているが、他の形状、例えば矩形、正方形、又は不規則な形状等を有することもできる。
【0046】
図１ｃは、動作中の回転工具１００の概略図を示す。加工物１４０の被研磨面１１４は、自由曲面として具現される。工具キャリア１３６が研磨パッド１３０を担持する。研磨剤１３２が被研磨面１１４と研磨パッド１３０との間に位置する。図１ｃの表示は、本特許出願で図示する全てのゾーン工具に適用可能である。
【0047】
図２ａは、偏心工具２００の概略図を示す。偏心運動の場合、工具の加工物表面に対する向き又は位置合わせが維持される。工具キャリア２０６は、回転軸２０４を中心に移動する。研磨剤は、工具の外部に固定された管からなる研磨剤供給源２０２を介して被研磨面に案内される。
【0048】
図２ｂは、偏心工具２００を用いた本発明によるゾーン加工の概略図２２０を示す。ここではいずれの場合も、工具のサイズは加工物のサイズよりも大幅に小さく、工具の面積は、通常は加工物１４０の被加工面２１４の１０％未満を占め得る。加工物１４０のゾーン加工面２１４を完全にカバーするために、余剰部２１０が必要であり、これは回転工具２００が付加的に必要とする部分であり、回転工具２００はその面積を実際に研磨される表面２１４に加えてなぞらなければならない。偏心運動であるため、研磨パッドの面積が同じであれば、回転工具１００の場合よりも偏心工具２００の場合の方が大きな余剰部２１０を必要とする。工具が加工物上を案内されていないときの偏心工具２００の有効面積２１２、すなわち材料が除去される面積を、図２ｂに概略的に示す。動作中の偏心工具の図解は、図１ｃに示す動作中の回転工具の図に対応する。したがって、別個の図示は省く。
【0049】
図３ａは、従来技術からの構造化されていない研磨パッド３１２を示す。研磨パッド３１２が構造化されていない回転工具１００は、加工中に大きく変化する研磨レートと、加工後に研磨パッド３１２上に見られる乾燥付着した（dried-on）研磨剤残留物３１６とを有する。回転軸３１８周りの回転工具１００の急速回転により起こる工具の中心への研磨剤の不十分な供給に起因するこれらの作用は、研磨パッドの適当な構造化により低減することができる。
【0050】
図３ｂは、渦巻形３２０の本発明による構造化が施された研磨パッド３２２を示す。ここでの渦巻は、回転工具１００の回転方向３１４（反時計方向）の回転運動中に研磨剤１３２が研磨パッド３２２の中心３１８へ「押しやられる」ように設計される。結果として、研磨剤１３２の乾燥付着を減らすことができる。渦巻アームの開き角度（opening angles）３１７、３１９は、ある程度の非対称性をもたらすために相互にずれている。上記非対称性は、加工物１４０の研磨面１１４、２１４に対して研磨パッド３２２自体により導入された微細構造を減らすためのものである。
【0051】
図３ｃは、渦巻形３２０の一次構造化及び（回転軸３１８を中心とした）回転対称溝３３４の形態の二次構造化が施された研磨パッド３３２を示す。上記溝３３４は、渦巻アーム３２０間の研磨剤の供給改善を得るためのものである。
【0052】
図３ｄは、図３ａ、図３ｂ、及び図３ｃに示す研磨パッドを有する回転工具１００の研磨レートを示す。構造化３１２が施されていない研磨パッドを有する回転工具１００を用いた研磨レート３１１は、大きく変化する。渦巻形３２０の構造化が施された研磨パッドを有する回転工具１００を用いた研磨レート３２１は、依然として大きく変化する。渦巻形３２０の一次構造化及び回転対称溝３３４の形態の二次構造化が施された研磨パッド３３２を有する回転工具１００を用いた経時的な研磨レート３３１は、実質的に一定である。しかしながら、望ましくない微細構造が回転対称溝３３４により導入される可能性があり、これを後続のステップで再度除去しなければならない。この「迂回」を回避するために、本発明は、図４に概略的に示すように、渦巻形４２０の一次構造化及び非対称配置溝４２２の形態の二次構造化が施された研磨パッド４１２を用いることを提案する。研磨パッド４１２の構造化での周期性及び対称性の回避は、回転工具１００自体が引き起こす微細構造を最小化するのに役立つ。さらに別の言い方をすれば、「無秩序に」配置された溝は、研磨パッド４１２から加工物１４０の表面１１４、２１４へ転写される微細構造の形成を最小化するためのものである。
【0053】
図５ａは、偏心工具２００の本発明による規則的且つ対称な構造化５２１が施された研磨パッド５１２を示す。構造化５１２は、溝５２２及び畝５２４を有する。本例では碁盤目パターンが図示されている。研磨パッド５１２の形状は、この場合は円形として図示されているが、他の形状、例えば矩形、正方形、又は不規則な形状等を有することもできる。
【0054】
図５ｂは、図５ａからの研磨パッド５１２の詳細な構造５２１を示す。畝５２４は、約１ｍｍ～約５ｍｍの幅ｄ１を有し、溝５２２は、約０．３ｍｍ～約１ｍｍの幅ｄ２及び約１００μｍ～約５００μｍの深さｄ３を有する。これは、研磨プロセス中に研磨剤１３２を研磨パッド５１２の下に確実に均一に分布させておくためのものである。
【0055】
図５ｃは、構造化３１２が施された研磨パッドを有する偏心工具２００の研磨レート５１０と比べた図５ａからの研磨パッド５１２を有する偏心工具２００の研磨レート５１１を示す。規則的且つ対称な構造化（碁盤目パターン）５１２が施された研磨パッドを有する偏心工具を用いた研磨レート５１１の変化は、大きく低減される。本発明による研磨パッド５１２を有する偏心工具２００は、構造化３１２が施されていない研磨パッドに比べて長く動作し得る。
【0056】
さらに、光学素子１５０の製造時に加工物１４０又は（ミラー）基板１４０を加工する方法を、図６に示すフロー図を参照して説明する。
【0057】
図６によれば、第１ステップ６１０は、最初に原料又は（ミラー）基板材料から構成された加工物ブランク１４０の用意を含む。次のステップ６２０において、上記加工物ブランク１４０が光学素子１５０の輪郭削りのために例えば研削により加工され、ミラー基板１４０又は光学素子１５０の所望の輪郭が作製される。
【0058】
その後、本発明に従って加工物１４０のフル研磨面１１４、２１４を作製するために、任意のゾーンラッピング加工（ステップ６３０）をゾーン研磨加工（ステップ６４０）と組み合わせた２段階プロセスが実行される。この場合、最初に回転対称性も他の対称軸もない自由曲面であり得る加工物１４０の表面１１４、２１４が、ラッピング工具を用いてゾーン加工される。ラッピング除去は、例えば１５μｍとすることができ、研磨レートは、次の研磨ステップ４６０よりも１０倍高く選択することができる。これにより、フル研磨面の作製中に大きな速度利点が得られる。ゾーンラッピングプロセスの結果として、付加的な表面下損傷の一時的な発生が意図的に容認される。例えば１５μｍのラッピング除去の上記例で、加工物において先立つ研削プロセスの結果として深さ約３０μｍの表面下損傷が元々あるとすると、ゾーンラッピングプロセス後の中間結果として、最初にこの既にある表面下損傷が例えば約１５μｍまで部分的に低減され、さらに追加で同様に深さ約１５μｍの表面下損傷が生じる。しかしながら、両方のタイプの表面下損傷（すなわち、研削プロセス６２０の結果として既に元々あるもの及びラッピングプロセス６３０により追加されたものの両方）を、次のゾーン研磨プロセス６４０において効率的に解消することができる。
【0059】
ゾーン研磨６２０において、研磨工具１００、２００が、研磨工具１００、２００の運動に適合された構造化が施された構造化研磨パッド３２２、３３２、４１２、５１２を加工物１４０の被研磨面１１４、２１４にわたって材料を除去するように案内する。
【0060】
回転工具１００が研磨工具である場合、構造化研磨パッド３２２、３３２、４１２は、加工物１４０の被研磨面１１４にわたって回転運動で案内される。
【0061】
偏心工具２００が研磨工具である場合、構造化研磨パッド５１２は、加工物１４０の被研磨面１１４にわたって偏心運動で案内される。
【0062】
任意のラッピング加工（ステップ６３０）及び次の研磨加工（ステップ６４０）の両方が、「ゾーン」加工物加工として実行される。この場合、工具のサイズは加工物のサイズよりも大幅に小さく、工具の面積は、通常は加工物表面の１０％未満を占め得る。さらに、図１ｂ及び図２ｂに示すように、加工物のゾーン加工面積を完全にカバーするために、余剰部１１０、２１０が必要であり、これは工具１００、２００が付加的に必要とする部分であり、工具１００、２００がその面積を実際に研磨される表面１１４、２１４に加えてなぞらなければならない。
【0063】
最後のステップ６５０は、加工物１４０又は光学素子１５０の表面１１４、２１４の補正及び平滑化を含む。光学素子１５０の必要とされる最終仕様がこうして製造される。研磨プロセスに加えて、上記ステップ６５０は、例えばイオンビームフィギュアリングプロセス（ＩＢＦ）も含み得る。
【0064】
図７は、光学素子１５０の概略図を示す。光学素子１５０は、本例ではミラーである。層又は層系１１５（例えばミラーの場合、例えばモリブデン及びシリコン層から構成される反射層系を含み得る）が、基板とも称する加工物１４０のフル研磨面１１４に施される。基板１４０は、本文では略して「工具」とも称する適当な材料除去用の（任意に材料追加用の）工具を用いて加工される。基板１４０だけでなく層１１５自体もこのようにして加工され得る。加工物１４０は、例えばシリコン又は二酸化チタン（ＴｉＯ２）でドープした石英ガラスから製造することができ、使用可能な材料の例は、商品名ＵＬＥ（Corning Inc.）又はＺｅｒｏｄｕｒ（Schott AG）で販売されているものである。
【0065】
図８は、ＥＵＶでの動作用に設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の構成の概略図を示し、投影露光装置の任意の光学素子の製造で本発明を用いることができる。しかしながら、本発明は、ＥＵＶでの動作用の光学素子の製造での実現に制限されず、他の動作波長（例えば、ＤＵＶ領域又は２５０ｎｍ未満の波長）用の光学素子（例えばレンズ素子等の透過素子を含む）の製造で実現可能でもある。
【0066】
図８によれば、ＥＵＶ用に設計された投影露光装置７００の照明デバイスは、視野ファセットミラー７０３及び瞳ファセットミラー７０３を含む。プラズマ光源７０１及びコレクタミラー７０２を含む光源ユニットからの光が、視野ファセットミラー７０３へ指向される。第１望遠鏡ミラー７０５及び第２望遠鏡ミラー７０６が、瞳ファセットミラー７０４の下流の光路に配置される。偏向ミラー７０７が光路内下流に配置され、上記偏向ミラーは、入射した放射線を６つのミラー７５１～７５６を含む投影レンズの物体平面の物体視野へ指向させる。物体視野の場所には、マスクステージ７２０上に反射構造担持マスク７２１が配置され、当該マスクは、投影レンズを用いて像平面に結像され、像平面では、感光層（フォトレジスト）で被覆された基板７６１がウェハステージ７６０上に位置する。
【0067】
図９は、ビーム整形照明系８０２及び投影系８０４を備えたＤＵＶリソグラフィ装置８００の概略図を示す。この場合、ＤＵＶは「深紫外」を意味し、３０ｎｍ～２５０ｎｍの使用光の波長を指す。
【0068】
ＤＵＶリソグラフィ装置８００は、ＤＵＶ光源８０６を備える。例として、ＤＵＶ領域で例えば１９３ｎｍの放射線８０８を発するＡｒＦエキシマレーザが、ＤＵＶ光源８０６として設けられ得る。
【0069】
図９に示すビーム整形照明系８０２は、ＤＵＶ放射線８０８をフォトマスク８２０へ案内する。フォトマスク８２０は、透過光学素子として具現され、系８０２、８０４の外部に配置され得る。フォトマスク８２０は、投影系８０４により縮小してウェハ８２４等に結像される構造を有する。
【0070】
投影系８０４は、フォトマスク８２０をウェハ８２４に結像するための複数のレンズ素子８２８及び／又はミラー８３０を有する。この場合、投影系８０４の個々のレンズ素子８２８及び／又はミラー８３０は、投影系８０４の光軸８２６に関して対称配置され得る。ＤＵＶリソグラフィ装置８００のレンズ素子及びミラーの数が図示の数に制限されないことに留意されたい。設けられるレンズ素子及び／又はミラーの数を増減することもできる。さらに、ミラーは、ビーム整形のために前面が概して湾曲している。
【0071】
最終レンズ素子８２８とウェハ８２４との間の空隙は、屈折率が１よりも大きな液体媒体８３２で置き換えることができる。液体媒体８３２は、例えば高純度水であり得る。このような構成は、液浸リソグラフィとも称され、高いフォトリソグラフィ分解能を有する。
【0072】
本発明を特定の実施形態に基づいて記載したが、例えば個々の実施形態の特徴の組み合わせ及び／又は交換により、多くの変形形態及び代替的な実施形態が当業者には明らかであろう。したがって、当業者には言うまでもなく、こうした変形形態及び代替的な実施形態も本発明に包含され、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の意味の範囲内にのみ制限される。
【符号の説明】
【0073】
１００ 回転工具
１０２ 研磨剤供給源
１０４ 回転軸
１０６ 回転工具の場合の研磨パッドを有する工具キャリア
１１０ 回転工具を用いた場合の余剰部
１１２ 工具が加工物上で案内されていないときの回転工具の有効面積すなわち材料が除去される面積
１１４ 加工物の被研磨面（例えば自由曲面）
１１５ 反射層系（例えばＭｏＳｉ層）
１２０ 回転工具によるゾーン加工での研磨法の図
１３０ 研磨パッド
１３２ 研磨剤
１３６ 工具キャリア
１４０ 加工物＝（ミラー）基板
１５０ 反射層系１１５を有する光学素子（＝ミラー）基板１４０又はレンズ素子
２００ 偏心工具
２０２ 研磨剤供給源
２０４ 回転軸
２０６ 偏心工具の場合の研磨パッドを有する工具キャリア
２１０ 偏心工具を用いた場合の余剰部
２１２ 工具が加工物上で案内されていないときの偏心工具の有効面積すなわち材料が除去される面積
２１４ 加工物の被研磨面（例えば自由曲面）
２２０ 偏心工具によるゾーン加工での研磨法の図
３１１ 構造化されていない研磨パッドを有する回転工具を用いた経時的な研磨レート
３１２ 構造化されていない研磨パッド
３１４ 回転方向
３１６ 研磨パッド上の乾燥付着研磨剤残留物
３１７ 渦巻アームの第１開き角度
３１８ 研磨パッドの回転軸＝中心
３１９ 渦巻アームの第２開き角度
３２０ 渦巻形の一次構造化
３２１ 渦巻形の構造化が施された研磨パッドを有する回転工具を用いた研磨レート
３２２ 渦巻形の構造化が施された研磨パッド
３３１ 渦巻形の一次構造化及び回転対称溝の形態の二次構造化が施された回転工具を用いた研磨レート
３３２ 渦巻形の一次構造化及び回転対称溝の形態の二次構造化が施された研磨パッド
３３４ 回転対称溝
４１２ 渦巻形の一次構造化及び非対称配置溝の形態の二次構造化が施された研磨パッド
４１４ 回転方向
４１８ 回転軸
４２０ 渦巻形の一次構造化
４２２ 非対称配置溝の形態の二次構造化
５１０ 構造化されていない研磨パッドを有する偏心工具を用いた研磨レート
５１１ 規則的且つ対称な構造化（碁盤目パターン）が施された研磨パッドを有する偏心工具を用いた研磨レート
５１２ 規則的且つ対称な構造化（碁盤目パターン）が施された研磨パッド
５２１ 構造化
５２２ 溝
５２４ 畝
ｄ１ 畝の幅
ｄ２ 溝の幅
ｄ３ 溝の深さ
６１０、６２０、６３０、６４０、６５０ 光学素子の製造時に加工物を加工する方法の部分ステップ
７００ ＥＵＶ投影露光装置
７０１～７６０ ＥＵＶ投影露光装置の部品
８００ ＤＵＶ投影露光装置
８０２～８３２ ＤＵＶ投影露光装置の部品
１０２ 研磨剤供給源
１０４ 回転軸
１０６ 回転工具の場合の研磨パッドを有する工具キャリア
１１０ 回転工具を用いた場合の余剰部
１１２ 工具が加工物上で案内されていないときの回転工具の有効面積すなわち材料が除去される面積
１１４ 加工物の被研磨面（例えば自由曲面）
１１５ 反射層系（例えばＭｏＳｉ層）
１２０ 回転工具によるゾーン加工での研磨法の図
１３０ 研磨パッド
１３２ 研磨剤
１３６ 工具キャリア
１４０ 加工物＝（ミラー）基板
１５０ 反射層系１１５を有する光学素子（＝ミラー）基板１４０又はレンズ素子
２００ 偏心工具
２０２ 研磨剤供給源
２０４ 回転軸
２０６ 偏心工具の場合の研磨パッドを有する工具キャリア
２１０ 偏心工具を用いた場合の余剰部
２１２ 工具が加工物上で案内されていないときの偏心工具の有効面積すなわち材料が除去される面積
２１４ 加工物の被研磨面（例えば自由曲面）
２２０ 偏心工具によるゾーン加工での研磨法の図
３１１ 構造化されていない研磨パッドを有する回転工具を用いた経時的な研磨レート
３１２ 構造化されていない研磨パッド
３１４ 回転方向
３１６ 研磨パッド上の乾燥付着研磨剤残留物
３１７ 渦巻アームの第１開き角度
３１８ 研磨パッドの回転軸＝中心
３１９ 渦巻アームの第２開き角度
３２０ 渦巻形の一次構造化
３２１ 渦巻形の構造化が施された研磨パッドを有する回転工具を用いた研磨レート
３２２ 渦巻形の構造化が施された研磨パッド
３３１ 渦巻形の一次構造化及び回転対称溝の形態の二次構造化が施された回転工具を用いた研磨レート
３３２ 渦巻形の一次構造化及び回転対称溝の形態の二次構造化が施された研磨パッド
３３４ 回転対称溝
４１２ 渦巻形の一次構造化及び非対称配置溝の形態の二次構造化が施された研磨パッド
４１４ 回転方向
４１８ 回転軸
４２０ 渦巻形の一次構造化
４２２ 非対称配置溝の形態の二次構造化
５１０ 構造化されていない研磨パッドを有する偏心工具を用いた研磨レート
５１１ 規則的且つ対称な構造化（碁盤目パターン）が施された研磨パッドを有する偏心工具を用いた研磨レート
５１２ 規則的且つ対称な構造化（碁盤目パターン）が施された研磨パッド
５２１ 構造化
５２２ 溝
５２４ 畝
ｄ１ 畝の幅
ｄ２ 溝の幅
ｄ３ 溝の深さ
６１０、６２０、６３０、６４０、６５０ 光学素子の製造時に加工物を加工する方法の部分ステップ
７００ ＥＵＶ投影露光装置
７０１～７６０ ＥＵＶ投影露光装置の部品
８００ ＤＵＶ投影露光装置
８０２～８３２ ＤＵＶ投影露光装置の部品
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図3d】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】