JP4055432B2

JP4055432B2 - Method for manufacturing a polyhedral reflector

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Publication number: JP4055432B2
Application number: JP2002049498A
Authority: JP
Inventors: 日出雄瀧野; 芳美竹内; 義則橋本; 知彦河合; 潔沢田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP2003245815A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超精密加工機による多面反射鏡の製造方法に関し、特に、ミラー要素の繰り返し配列により構成される反射面を有する多面反射鏡の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＤＲＡＭ等の半導体デバイスの製造においては、配線パターンの線幅をより狭くする開発研究が盛んに行われており、デザインルール０．１３μｍ（４Ｇ・ＤＲＡＭ相当）、０．１μｍ（１６Ｇ・ＤＲＡＭ相当）、更には０．０７μｍ（３２Ｇ・ＤＲＡＭ相当）の実現に向けて種々の技術が開発されている。
【０００３】
このように配線パターンの線幅を狭くしようとすると、露光装置による露光時に光の回折現象が生じる。すなわち、線幅を狭くしようとした場合、回折現象に起因して像や集光点のボケなどが生じることが問題となる。この回折現象の影響を抑えるためには、露光光学系の開口数（NA: Numerical aperture)を大きくする必要があり、光学系の大口径化と波長の短波長化が開発のポイントになっている。
【０００４】
ところが、光の波長を短く、特に２００ｎｍ以下にすると、加工が容易でありながら、なおかつ光吸収の少ない光学材料が見当たらない。このため、反射光学系による投影光学系の開発がなされており、相当な成果を上げている。その中に、複数の反射鏡の組み合わせによって、軟Ｘ線に対して円弧状の光学視野（露光領域として使用できる領域）を実現し、マスクとウェハを投影縮小率比の相対速度で、互いに同期して移動させることによってチップ全体を露光しようとする方法がある(例えば、Koichiro Hoh and Hiroshi Tanino; "Feasibility Study on the Extreme UV/Soft X-ray Projection-type Lithography", Bulletin of the Electrontechnical Laboratory Vol. 49, No.12, P.983-990, 1985.を参照。なお、この文献を以後、参考文献１と記す）。
【０００５】
ところで、線幅と並ぶ重要な要素にいわゆるスループットがある。このスループットに関与する要因としては、光源の発光強度、照明系の効率、反射系に使用する反射鏡の反射率、ウェハ上の感光材料・レジストの感度等がある。現在、光源としては、ＡｒＦレーザー、Ｆ₂レーザー、更に短波長光の光源としてシンクロトロン放射光やレーザープラズマ光がある。また、これらの光を反射する反射鏡に関しても、高い反射率が得られるように多層膜反射鏡の開発も行われている（詳細は前述の参考文献１、及び、Andrew M. Hawryluk et al. ;"Soft x-ray beamsplitters and highly dispersive multilayer mirrors for use as soft x-ray laser cavity component", SPIE Vol. 688 Multilayer Structure and Laboratory X-ray Laser Research (1986) P.81-90 及び、特開昭６３−３１２６４０号公報を参照）。
【０００６】
さて、この種の露光装置用として、ムラ無く均一に原版を照明するために、光源の光量分布によらずに均一に原版に照明するための照明光学系が開発されている。この照明光学系に要求されるものは、一様照明性や開口性である。例えば特開昭６０−２３２５５２号公報には、矩形形状の照明領域を対象とした技術が提案されている。しかし、露光装置には、原版のパターンをウェハ上に形成する投影光学系が備えられており、この投影光学系の視野が円弧状である場合、照明視野が矩形形状では光の利用効率が悪く、どうしても露光時間を短縮できず、従って、スループットが上がらなかった。
【０００７】
また、近年、軟Ｘ線を発生させるシンクロトロン放射光装置等の光源装置を用いて、より一層微細な線幅のパターンを感光性基板に投影露光し得る次世代の露光装置が切望されているが、これまで軟Ｘ線等のＸ線によって効率良く均一にマスクを照明し得る照明装置、及びこれを用いた露光装置が提案されていなかった。
【０００８】
最近、この問題を解決する方法として、投影光学系の有する光学視野に合わせて照明視野を設定し、これによって照明効率を上げ、スループットの問題を解決する方法が特開平１１−３１２６３８号公報に提案されている。この方法を用いることにより、従来の装置よりも格段に照明効率が高く、より高いスループット化にも十分に対応でき、しかもケーラー照明等の均一照明を実現し得る照明装置、及びこれを備えた露光装置の実現が可能である。具体的に説明すると、光源の光路中に配置した反射鏡を１つ又は複数の微小なミラー要素の繰り返し配列とすることによって作製した多面反射鏡とする。この際、そのミラー要素の形状を投影光学装置の光学視野形状と相似形にする。これによって、二次光源面に多数の点光源像が全体としてほぼ円形状に形成され、これがコンデンサー光学素子によって必要な照明視野を形成する。上記のような技術を用いると、マスク上の照明すべき領域を無駄無く一様に照明でき、露光時間の短縮が可能になって、高いスループットを有する露光装置の実現が可能になる。
【０００９】
図３は、図１の多面反射鏡１０を組み込んだ投影露光装置の構成図である。この投影露光装置は、ＥＵＶ波長（１０ｎｍ前後）の露光光を射出する光源３０を備える。この光源３０は、ＹＡＧレーザ光源３１から射出したレーザ光を光学系３２によって集光し、ノズル３３より供給される高濃度のガスターゲットに当てることにより得られる点状のＥＵＶ（extreme ultra violet）光源である。なお、ＥＵＶ光源から射出されるＥＵＶ波長の光は大気を透過することが出来ないため、装置全体は真空チャンバ４０により覆われている。
【００１０】
光源３０を発した光束は、集光光学系５１、５２を介することで、平行な光束に変換され、反射型のオプティカルインティグレ一夕５３を構成する多面反射鏡１０に入射する。多面反射鏡１０で反射された光束は、絞り５３ｂを介して第２の多面反射鏡５３ｃに入射する。第２の多面反射鏡５３ｃで反射された光束は、絞り５３ｂを介して多数の光束に分割された状態でコンデンサミラー５５に入射する。コンデンサミラー５５で反射された光束は、ミラー５６を介してパターンマスク６０上で重ね合わされる。なお、絞り５３ｂは光束の露光ＮＡを決定するものであり、ミラー５６は光束の進行方向を変えるための平面鏡である。
【００１１】
露光範囲に光を受けたパターンマスク６０は、投影光学系６２を介して、受光樹脂の塗布された感光性基板６４にそのパターンを転写する。ここで、投影光学系６２は、ごく狭い像高でしか収差補正がなされていない。そこで、同一像高の円弧状の領域を露光に用いる必要があることから、多面反射鏡１０を構成するミラー要素１０ａの外形(輪郭)は円弧形状となる。したがって、ミラー要素１０ａの輪郭形状(円弧形状)は、被照射面としてのパターンマスク６０上に形成される円弧状の照明領域(露光範囲)の形状と相似形状となる。
【００１２】
上記のような多面反射鏡を製造するため、多軸超精密切削加工機に特殊なダイヤモンド工具を取り付けて加工を行う方法が提案されている（橋本義則ら、「フライアイミラーの超精密５軸加工」、２００１年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集、Ｐ．２９１）。
【００１３】
図１５（ａ）及び（ｂ）に、上記文献で開示された工具の正面図及び側面図を示す。工具の切れ刃部の材質はダイヤモンドであり、これを工具軸の周りに回転させることで一枚刃のエンドミルとして使用する。切れ刃部２の回転半径ｒはＷ／２であり、これは目標形状の円弧の幅と同じ値である。また、切れ刃部２のエッジ部２ａの曲率半径はＲであり、これも目標形状の球面の曲率半径と同じ値である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように加工した場合、切れ刃部２の工具軸をミラーに対して垂直にして切削するので、隣接するミラー要素の段差に影響されることなく加工することができ、しかも、エッジの部分に削り残しは生じない。また、切れ刃部２の回転直径がＷになっている工具によってミラー要素の幅を１回の送りで加工するため、短時間で加工が可能である。
【００１５】
しかし、上記のように加工した多面反射鏡（すなわち多光源形成反射鏡）を実際に用いてみると、所期の照明効率が得られたかった。その原因を調べるために、ミラー要素の反射面の形状を測定したところ、目標とする球面形状が加工されていないこと判明した。そこで、工具刃先の形状を測定したところ、工具刃先のシャンクへの取り付けに誤差が生じていることが明らかになった。また、エッジ部２ａの曲率半径も所定の値となっていないことがわかった。さらに、これらの誤差を修正するのは容易ではないことも明らかになった。したがって、従来の技術により、多面反射鏡を加工する場合、形状誤差が生じることは避けられないことがわかった。
【００１６】
本発明の課題は、工具刃先の形状や工具刃先の取り付け誤差に影響されずに精度の高い光学面が加工可能な多面反射鏡の製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る多面反射鏡の製造方法は、回転可能な切削工具を被加工物に対して相対的に移動させることにより、被加工物に多数のミラー要素を形成する多面反射鏡の製造方法であって、切削工具は、少なくとも一枚の翼を有し、この翼の端縁が直線的に延び、この端縁のうち少なくとも外周側の端点が切れ刃であって、切削工具の回転軸を目標とする被加工面の法線方向に保持しながら切削加工を行うことを特徴とする。
【００１８】
上記製造方法では、翼の端縁が直線的に延び、この端縁のうち少なくとも外周側の端点が切れ刃であり、切削工具の回転軸を目標とする被加工面の法線方向に保持するので、端点の軌跡すなわち円が移動する軌跡を利用した切削が可能になる。これにより、精密に光学面を加工することができ、高精度のミラー要素を備える多面反射鏡を得ることができる。
【００１９】
また、請求項２に係る多面反射鏡の製造方法では、切削工具の端縁の端点は、回転軸の先端方向に最も突出している。この場合、端点のみを確実に利用した切削が可能になるので、ミラー要素の加工精度を高めることができる。
【００２０】
また、請求項３に係る多面反射鏡の製造方法では、被加工物及び切削工具を、少なくとも、直進３方向および回転２方向に相対移動させる。この場合、多様な形状のミラー要素を備える多面反射鏡を簡易に作製することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多面反射鏡の製造方法の具体的な実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、多面反射鏡からなる光学部品であるマルチリフレクタ１０の構成を示す図である。このマルチリフレクタ１０は、多数の２次光源を形成するためのもので、輪郭(外形)が円弧状に形成された反射面を持つ多数のミラー要素１０ａを２次元的に稠密に配置することによって構成されている。マルチリフレクタ１０は、ｙ方向に間隔Ｗで多数配列されたミラー要素１０ａの列をｘ方向に間隔Ｌで６列有しており、これら６列のミラー要素１０ａは、全体としてほぼ円形となるように形成されている。ミラー要素１０ａの各列は、４種類の第１〜第４ミラー要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを、このＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…の順で繰り返し配列することにより形成されている。
【００２２】
図２（ａ）〜（ｄ）は、各ミラー要素１０ａの形状を示す。ここで、図２（ａ）は、ミラー要素１０ａのうち第１ミラー要素Ａの形状を示し、図２（ｂ）は、ミラー要素１０ａのうち第２ミラー要素Ｂの形状を示し、図２（ｃ）は、ミラー要素１０ａのうち第３ミラー要素Ｃの形状を示し、図２（ｄ）は、ミラー要素１０ａのうち第４ミラー要素Ｄの形状を示す。
【００２３】
各ミラー要素１０ａは、曲率半径Ｒの凹の球面４１に、ｘｙ面に平行な円弧状帯（平均半径がｙhの円弧状帯）を投影した形状になっている。この時投影する円弧の円の中心を球面の中心軸に合わせた場合の投影像形状を切り出してミラーとしたものが第１ミラー要素Ａであり、円弧の中心を球面の軸に垂直にｘhだけ移動した場合の投影像形状を切り出してミラーとしたものが第２〜第４ミラー要素Ｂ、Ｃ、Ｄである。いずれも、少なくともｘｙ面に垂直なｚ方向より見れば完全な円弧状である。
【００２４】
図４（ａ）は、図１のマルチリフレクタ１０を作製するための工具の構造を説明する正面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す工具の側面図である。この工具９０は、シャンク９１の端部に固定された翼９２を備える。この翼９２の先端に形成された切れ刃部９３の材質はダイヤモンドであり、これをシャンク９１が延びる工具軸ＡＸの周りに回転させることで一枚刃のエンドミルとして使用する。端縁に設けた切れ刃部９３の回転半径はｒであり、これは目標形状であるミラー要素１０ａの円弧の有する幅Ｗの１／２と同じ値である。また、切れ刃部９３の端縁は曲線ではなく直線に形成されており、切れ刃部９３の最も外側の端点であるエッジ部９４の角度θは９０°に設定されている。
【００２５】
図５〜図７は、図４に示す工具９０による切削加工を概念的に説明する図である。図５に示すように、工具９０を工具軸ＡＸの回りに回転させると、切れ刃部９３に対応する直径２ｒ（＝Ｗ）の環状の領域ＲＡが加工される。さらに、図６に示すように、工具９０を工具軸ＡＸの回りに回転させつつ、工具軸ＡＸを延長したある支点Ｏcを中心にして工具９０を揺動させた場合を考える。この場合、切れ刃部９３のエッジ部９４の軌跡に対応して曲率半径Ｒの球面ＳＳが形成される。つまり、目標とする被加工面である球面ＳＳの法線方向に工具軸ＡＸが傾斜するように工具９０を走査することになり、支点Ｏcの位置を中心とし曲率半径Ｒの球面ＳＳが加工可能となる。
【００２６】
図７は、図６に示す球面ＳＳの加工をより詳細に説明する図である。工具９０の支点Ｏcを通る工具軸ＡＸの延長線上に加工対象の原点Ｏを考え、原点Ｏを通り工具軸ＡＸに垂直なｘｙ平面を考える。まず、工具９０を工具軸ＡＸの周りに回転させると、翼９２は円筒状の輪郭１９２に対応する軌跡を描く。さらに、工具９０が支点Ｏcを軸にしてｘ方向に走査され切削加工が行われるものとする。このような走査を行った場合、加工対象のｙ軸上における任意の点Ａは、点Ａを通りｘ軸と平行な線分ＢＢ'上の切れ刃部９３によって加工される。ここで、支点Ｏcからこの線分ＢＢ'までの距離を考えた場合、距離ＯcＢまたはＯcＢ'が最大で、その長さはＲである。したがって、このような工具走査により、点Ａは、支点Ｏｃから深さＲだけ切り込まれることになる。点Ａは、ｙ軸上の任意の点であり、支点Ｏｃから翼９２によって形成される輪郭１９２の下端１９２ａまでの距離は常にＲであるので、ｙ軸上は曲率半径Ｒの球面ＳＳに加工可能といえる。さらに、ｙ軸は、ｘ軸と垂直な任意の位置にとりうるので、ｘ方向やｙ方向に広がる加工面全面を曲率半径Ｒの球面ＳＳに加工できる。■（この部分は、他の部分との整合をとるため、原稿のｘ、ｙを入れ替えて表現しています。）■
【００２７】
以下、図４に示す工具９０を用いたマルチリフレクタ１０の具体的作製について説明する。
【００２８】
図８は、工具９０を駆動する多軸超精密加工機８０の外観を説明する構成図である。この超精密加工機は、５軸マシニングセンタであり、ベース８１の上に、直進軸としてＸ、Ｙ、Ｚの３軸に関する３つの駆動部８２ａ、８２ｂ、８２ｃを備え、Ｚ軸駆動部８２ｃ上にＢ軸駆動部８３ａが搭載され、Ｙ軸駆動部８２ｂ上にＣ軸駆動部８３ｂが搭載された構成になっている。さらに、Ｃ軸駆動部８３ｂから延びる軸の先端には、ヘッド８５が取り付けられており、ヘッド８５は、これから下方に延びる工具９０を工具軸のまわりに回転させて、Ｂ軸駆動部８３ａのテーブル上にセットした被加工体ＷＡの表面を切削する。この多軸超精密加工機８０の動作は、駆動部８２ａ、８２ｂ、８２ｃ等に駆動信号を出力するＮＣ制御部８７によって制御される。これにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの直進軸の分解能として１ｎｍが得られ、Ｂ、Ｃの回転軸の分解能として０．００００１ｄｅｇが得られる。また、各駆動部のストロークはＸ軸に２００ｍｍ、Ｙ軸に１２０ｍｍ、Ｚ軸に２０ｍｍである。なお、ベース８１と床との間には、エア・オイル・ダンパ８６が設置されており、またベース８１もコンクリート内蔵の鋳鉄製のものにしてある。これにより、床面からの振動を遮断しつつ、多軸超精密加工機８０自身が発生する振動を吸収することができ、静的にはｎｍレベル以下の除振が実現される。
【００２９】
図９は、図８に示す多軸超精密加工機８０のＮＣ制御部８７を概念的に説明するブロック図である。このＮＣ制御部８７は、被加工体ＷＡの加工に必要なＮＣデータを記憶するデータ記憶部８８ａと、データ記憶部８８ａに記憶されたＮＣデータ等に基づいて演算処理等を行うコントローラ８８ｂとを備える。また、ＮＣ制御部８７は、コントローラ８８ｂからの指示に基づいてＸ軸駆動部８２ａ、Ｙ軸駆動部８２ｂ、及びＺ軸駆動部８２ｃをそれぞれ動作させるＸ駆動回路８９ａ、Ｙ駆動回路８９ｂ、及びＺ駆動回路８９ｃと、コントローラ８８ｂからの指示に基づいてＢ軸駆動部８３ａ、及びＣ軸駆動部８３ｂをそれぞれ動作させるＢ駆動回路８９ｄ、及びＺ駆動回路８９ｅとを備える。さらに、ＮＣ制御部８７は、ヘッド８５に設けたモータを介して工具９０を適当なタイミングで回転させるモータ駆動回路８９ｆを備える。
【００３０】
図８及び図９に示す多軸超精密加工機８０によって被加工体ＷＡの超精密加工を行う場合は、予めコントローラ８８ｂが、被加工体ＷＡに形成すべき目標の表面形状データに基づいて、被加工体ＷＡの加工に必要なＮＣデータを演算し、データ記憶部８８ａに出力する。具体的には、図１のマルチリフレクタ１０の表面形状をＣＡＤで作成し、この反射面形状を表す点群データを算出する。この点群データに基づき、コントローラ８８ｂは、加工中の工具９０の軌跡を表すデータを計算し、この工具軌跡データから、多軸超精密加工機８０を動作させるためのＮＣデータを作成する。
【００３１】
次に、被加工体ＷＡをＢ軸駆動部８３ａのテーブル上にセットする。具体的には、被加工体ＷＡとして、無酸素銅のブロックを準備し、ブロックの一面を平面度数μｍ程度に平面加工してブランクとする。この平面加工した面が多軸超精密加工機８０のＢ軸テーブル面に接するように、ブランクの被加工体ＷＡを取り付ける。コントローラ８８ｂは、モータ駆動回路８９ｆを介して工具９０を回転させつつ、データ記憶部８８ａに記憶されたＮＣデータを読み出して駆動回路８９ａ〜８９ｅを動作させる。これにより、工具９０を回転させつつ適宜走査することができ、被加工体ＷＡ上の任意の個所に所望の曲率半径の球面部分を加工することができる。
【００３２】
図１０〜１２は、多軸超精密加工機８０による工具９０の動作とマルチリフレクタ１０の作製とを説明する図である。
【００３３】
まず、図１０で示すように工具軸ＡＸの回りに工具９０を回転させつつ、例えばＣ軸駆動部８３ｂによって、工具９０をＣ軸の回りに回転させる。これにより、被加工体ＷＡの表面において、Ｃ軸（図６、７の支点Ｏｃに対応）から半径Ｒの位置に加工面が形成される。この加工面は、図７でも説明したように、曲率半径Ｒの球面ＳＳとなる。
【００３４】
図１１は、ミラー要素１０ａの形成を説明する図である。図１０に示すように工具９０をＣ軸すなわち支点Ｏｃの回りに回転させる際に、被加工体ＷＡをＢ軸の回りに回転させる等の５軸制御により、被加工体ＷＡのｘｙ面内の適当な位置で任意の曲率を有する円弧軌道状の光学面、すなわちミラー要素１０ａ（ミラー要素Ａ）が形成される。このミラー要素１０ａは、加工に際して基準とした支点点Ｏｃを中心とする曲率半径Ｒの球面ＳＳ上にある。また、ミラー要素１０ａは、切れ刃部９３の軌跡の直径に対応する幅Ｗを有する。
【００３５】
次に、工具９０に対し被加工体ＷＡをそのｙ方向に幅Ｗだけ送って、いま加工したミラー要素１０ａと隣接してもう１つのミラー要素１０ａ（ミラー要素Ｂ）を加工する。以上を繰り返すことにより、４つのミラー要素１０ａ、すなわち第１〜第４ミラー要素Ａ〜Ｄがｙ方向に並んで形成される(図１２参照)。
【００３６】
さらに、４つのミラー要素Ａ〜Ｄをこの順番で繰り返し加工することにより、被加工体ＷＡ上のｙ方向に１列に並んだミラー要素１０ａを次々に形成することができる。ｙ方向の１列の加工が完了したのち、さらに工具９０に対し被加工体ＷＡをそのｘ方向にミラー要素１０ａの長さＬだけ送って、再びｙ方向に１列に並んだミラー要素１０ａを加工する。こうして、全てのミラー要素１０ａを加工することにより、図１に示すマルチリフレクタ１０を得ることができる。
【００３７】
マルチリフレクタ１０を投影露光装置に組み込むことを考えた場合、円弧状帯であるミラー要素１０ａの好適な実用的な設計解としては、例えば凹球面の曲率半径Ｒを１５０〜２０００ｍｍとし、ｙhを２〜１０ｍｍとし、円弧の幅Ｗを０．１〜２０ｍｍとし、円弧の長さＬを２〜４０ｍｍとし、ｘhを約１〜１０ｍｍとし、表面粗さをＲｒｍｓ＜０．３ｎｍとし、反射面の形状精度を角度精度を１０〜３００ｓとする。具体的な実施例では、φ２００ｍｍ、厚さ５０ｍｍの被加工体ＷＡを用い、被加工体ＷＡの表面に形成するミラー要素１０ａの凹球面の曲率半径Ｒを２９５ｍｍとし、ｙhを５．０ｍｍとし、円弧の幅を１．０ｍｍとし、円弧の長さを１５．０ｍｍとし、ｘhを約２．５ｍｍとし、円弧凸面の曲率半径を１５ｍｍとし、円弧凹面の曲率半径を１５ｍｍとした。以上のような設計値に基づいて実施形態の方法によって加工を施すことにより、被加工体ＷＡに対し、形状精度として目標精度である角度精度±１２０ｓを満たす反射面を加工することができる。また、反射面の表面粗さとして、目標の表面粗さ０．３ｎｍＲＭＳが得られる。
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る多面反射鏡の製造方法について説明する。第２実施形態の製造方法は、第１実施形態の製造方法を加工用の工具に関して変更したものであり、共通部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
図１３は、図１に示すマルチリフレクタ１０と類似する構造のものを得るための工具２９０を説明する側面図であり、第１実施形態の図６に対応する。工具２９０を工具軸ＡＸの回りに回転させつつ、工具軸ＡＸを延長したある支点Ｏcを中心にして工具２９０を揺動させる。この場合、エッジ部２９４の角度θ1は鋭角としている。これにより、切れ刃部２９３のエッジ部２９４により凸球面ＳＳ1が形成される。つまり、凸の球面ＳＳ1が加工可能となるので、凸面をミラー要素とするマルチリフレクタを得ることができる。
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る多面反射鏡の製造方法について説明する。第３実施形態の製造方法も、第１実施形態の製造方法を加工用の工具に関して変更したものである。
【００３９】
図１４は、第３実施形態の製造方法で用いる工具３９０を説明する側面図である。この工具３９０を工具軸ＡＸの回りに回転させつつ、工具軸ＡＸを延長したある支点Ｏcを中心にして工具３９０を揺動させる。この場合、エッジ部３９４の角度θ2を鈍角としている。これにより、目標とする加工面である球面ＳＳ2の法線方向に工具軸ＡＸが傾斜するように工具３９０を走査することになり、支点Ｏcの位置を中心とし曲率半径Ｒの球面ＳＳ2が加工可能となる。
【００４０】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
例えば、上記実施形態では、球面の１部分であるミラー要素１０ａすなわち第１〜第４基本ミラーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから構成される多面反射鏡の加工方法を示した。しかし、本発明の方法によって加工できる光学素子はこれに限られない。たとえば、ミラー要素の種類は、４種類よりも多くても、少なくても良い。また、ミラー要素は非球面の１部分であってもよい。また、多面反射鏡の大きさおよびミラー要素の大きさも、上記実施形態に限られるものではない。また、ミラー要素の総数も、上記実施形態に限られるものではない。
【００４２】
また、上記実施形態では、被加工体ＷＡとして無酸素銅を用いたが、鋼材、アルミ合金、インバー、スーパーインバー等を用いることもできる。また、これらの素材に無電解ニッケルメッキを付与してもよい。また切削・研磨後に鏡面性が良好であれば、無電解ニッケルメッキ以外のメッキを付与しても良い。例えば、ニッケル合金を主成分とする非晶質薄膜で良い。また、金属の代わりに、ガラスやシリコンを用いることもできる。ガラスとしては、石英ガラスや、低膨張ガラス等を用いることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の多面反射鏡の製造方法によれば、この翼の端縁が直線的に延び、この端縁のうち少なくとも外周側の端点が切れ刃であり、切削工具の回転軸を目標とする被加工面の法線方向に保持するので、端点の軌跡を利用した切削が可能になる。これにより、工具刃先形状や工具刃先の取り付け誤差に影響されず、精密に光学面を加工することができ、高精度のミラー要素を備える多面反射鏡を得ることができる。さらに、加工対象ごとに、工具刃先の曲率を変更する必要がないので、任意の曲率半径を有する球面等の加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多面反射鏡からなる光学部品であるマルチリフレクタの構成を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、図１のマルチリフレクタを構成する各ミラー要素の形状を示す図である。
【図３】図１のマルチリフレクタを組み込んだ投影露光装置の構成図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、図１のマルチリフレクタを作製するための工具の構造を説明する正面図及び側面図である。
【図５】図４に示す工具による研削加工を概念的に説明する図である。
【図６】図４に示す工具による研削加工を概念的に説明する図である。
【図７】図４に示す工具による研削加工を概念的に説明する図である。
【図８】工具を駆動する多軸超精密加工機の外観を説明する図である。
【図９】図８に示す多軸超精密加工機のＮＣ制御部を概念的に説明するブロック図である。
【図１０】多軸超精密加工機による工具の走査を説明する概念図である。
【図１１】マルチリフレクタを構成するミラー要素の作製を説明する概念図である。
【図１２】マルチリフレクタを構成する複数のミラー要素の作製を説明する概念図である。
【図１３】第２実施形態に係る多面反射鏡の製造方法に用いる工具を説明する側面図である。
【図１４】第３実施形態に係る多面反射鏡の製造方法に用いる工具を説明する側面図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、従来の工具の正面図及び側面図である。
【符号の説明】
１０…多面反射鏡（マルチリフレクタ）、１０ａ…ミラー要素、３１…レーザ光源、３２…光学系、３３…ノズル、４０…真空チャンバ、４１…球面、５３…オプティカルインティグレ一夕、５３ｃ…第２マルチリフレクタ、５５…コンデンサミラー、６０…パターンマスク、６２…投影光学系、６４…感光性基板、８０…多軸超精密加工機、８７…制御部、９０…工具、９２…翼、９３…切れ刃部、９４…エッジ部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a multi-faced reflecting mirror using an ultra-precision machine, and more particularly to a method of manufacturing a multi-faced reflecting mirror having a reflecting surface constituted by a repetitive arrangement of mirror elements.
[0002]
[Prior art]
Currently, in the manufacture of semiconductor devices such as DRAMs, development research to narrow the line width of wiring patterns is actively conducted, and design rules of 0.13 μm (equivalent to 4 G DRAM), 0.1 μm (16 G DRAM) In addition, various technologies have been developed for realizing 0.07 μm (equivalent to 32G DRAM).
[0003]
If the line width of the wiring pattern is reduced in this way, a light diffraction phenomenon occurs during exposure by the exposure apparatus. That is, when trying to narrow the line width, there is a problem that an image or a focal point is blurred due to a diffraction phenomenon. In order to suppress the influence of this diffraction phenomenon, it is necessary to increase the numerical aperture (NA) of the exposure optical system, and the development of the optical system has a large aperture and a short wavelength. .
[0004]
However, when the wavelength of light is short, particularly 200 nm or less, there is no optical material that is easy to process but has little light absorption. For this reason, a projection optical system using a reflective optical system has been developed, and considerable results have been achieved. Among them, a combination of multiple reflecting mirrors realizes an arc-shaped optical field of view (area that can be used as an exposure area) for soft X-rays, and the mask and wafer are synchronized with each other at a relative speed of the projection reduction ratio. There is a method to expose the whole chip by moving (e.g. Koichiro Hoh and Hiroshi Tanino; "Feasibility Study on the Extreme UV / Soft X-ray Projection-type Lithography", Bulletin of the Electrontechnical Laboratory Vol. 49, No. 12, P.983-990, 1985. This document will be referred to as Reference 1 hereinafter).
[0005]
By the way, so-called throughput is an important element along with the line width. Factors related to this throughput include the light emission intensity of the light source, the efficiency of the illumination system, the reflectance of the reflecting mirror used in the reflection system, the sensitivity of the photosensitive material / resist on the wafer, and the like. Currently, ArF laser, F ₂ There are synchrotron radiation light and laser plasma light as a light source of laser and further short wavelength light. Also, with respect to the reflecting mirror that reflects these lights, a multilayer reflecting mirror has also been developed so as to obtain a high reflectance (for details, refer to Reference 1 described above and Andrew M. Hawryluk et al.). ; "Soft x-ray beamsplitters and highly dispersive multilayer mirrors for use as soft x-ray laser cavity component", SPIE Vol. 688 Multilayer Structure and Laboratory X-ray Laser Research (1986) P.81-90 63-312640).
[0006]
Now, for this type of exposure apparatus, in order to illuminate the original uniformly without unevenness, an illumination optical system for illuminating the original uniformly regardless of the light amount distribution of the light source has been developed. What is required for this illumination optical system is uniform illumination and aperture. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-232552 proposes a technique for a rectangular illumination area. However, the exposure apparatus is provided with a projection optical system that forms an original pattern on a wafer. When the field of view of this projection optical system is an arc, the light utilization efficiency is poor when the illumination field is rectangular. The exposure time could not be shortened, and thus the throughput did not increase.
[0007]
In recent years, there has been a strong demand for a next-generation exposure apparatus that can project and expose a pattern with a finer line width onto a photosensitive substrate using a light source device such as a synchrotron radiation device that generates soft X-rays. However, an illuminating apparatus that can efficiently and uniformly illuminate a mask with X-rays such as soft X-rays and an exposure apparatus using the same have not been proposed.
[0008]
Recently, as a method for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 11-312638 proposes a method for solving the problem of throughput by setting the illumination field of view in accordance with the optical field of the projection optical system, thereby increasing the illumination efficiency. Has been. By using this method, the illumination apparatus has significantly higher illumination efficiency than conventional apparatuses, can sufficiently cope with higher throughput, and can realize uniform illumination such as Koehler illumination, and exposure equipped with the same. Realization of the device is possible. More specifically, it is assumed that the reflecting mirror arranged in the optical path of the light source is a polyhedral reflecting mirror produced by repeating one or a plurality of minute mirror elements. At this time, the shape of the mirror element is made similar to the optical field shape of the projection optical apparatus. As a result, a large number of point light source images are formed in a substantially circular shape as a whole on the secondary light source surface, and this forms a necessary illumination field by the condenser optical element. When the above-described technique is used, the area to be illuminated on the mask can be illuminated uniformly without waste, the exposure time can be shortened, and an exposure apparatus having a high throughput can be realized.
[0009]
FIG. 3 is a block diagram of a projection exposure apparatus incorporating the multi-surface reflecting mirror 10 of FIG. The projection exposure apparatus includes a light source 30 that emits exposure light having an EUV wavelength (around 10 nm). The light source 30 condenses laser light emitted from a YAG laser light source 31 by an optical system 32 and is applied to a high-concentration gas target supplied from a nozzle 33 to obtain a pointed EUV (extreme ultra violet) light source. It is. Note that the EUV wavelength light emitted from the EUV light source cannot pass through the atmosphere, so the entire apparatus is covered with the vacuum chamber 40.
[0010]
The light beam emitted from the light source 30 is converted into a parallel light beam through the condensing optical systems 51 and 52, and is incident on the multi-surface reflecting mirror 10 that constitutes the reflective optical integral overnight 53. The light beam reflected by the multi-surface reflecting mirror 10 enters the second multi-surface reflecting mirror 53c via the stop 53b. The light beam reflected by the second multi-surface reflecting mirror 53c is incident on the condenser mirror 55 in a state of being divided into a large number of light beams through the diaphragm 53b. The light beam reflected by the condenser mirror 55 is superimposed on the pattern mask 60 via the mirror 56. The diaphragm 53b determines the exposure NA of the light beam, and the mirror 56 is a plane mirror for changing the traveling direction of the light beam.
[0011]
The pattern mask 60 that has received light in the exposure range transfers the pattern to the photosensitive substrate 64 coated with the light receiving resin via the projection optical system 62. Here, the projection optical system 62 is corrected for aberrations only at a very narrow image height. Therefore, since it is necessary to use an arc-shaped region having the same image height for exposure, the outer shape (contour) of the mirror element 10a constituting the polyhedral reflecting mirror 10 has an arc shape. Therefore, the contour shape (arc shape) of the mirror element 10a is similar to the shape of the arc-shaped illumination area (exposure range) formed on the pattern mask 60 as the irradiated surface.
[0012]
In order to manufacture the above-described multi-faced reflector, a method has been proposed in which a special diamond tool is attached to a multi-axis ultra-precision cutting machine (Yasunori Hashimoto et al., “Fly-eye mirror ultra-precision 5-axis Machining ”, 2001 Annual Meeting of the Japan Society for Precision Engineering, Annual Conference, P.291).
[0013]
FIGS. 15A and 15B are a front view and a side view of the tool disclosed in the above document. The material of the cutting edge portion of the tool is diamond, and it is used as a one-blade end mill by rotating it around the tool axis. The turning radius r of the cutting edge portion 2 is W / 2, which is the same value as the width of the arc of the target shape. Further, the radius of curvature of the edge portion 2a of the cutting edge portion 2 is R, which is also the same value as the radius of curvature of the spherical surface of the target shape.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
When machining is performed as described above, cutting is performed with the tool axis of the cutting edge portion 2 perpendicular to the mirror, so that machining can be performed without being affected by the step between adjacent mirror elements, and the edge portion There is no uncut residue. Moreover, since the width | variety of a mirror element is processed by one feed with the tool whose rotation diameter of the cutting edge part 2 is W, it can process in a short time.
[0015]
However, when actually using the multi-surface reflecting mirror (that is, the multi-light source forming reflecting mirror) processed as described above, it was desired to obtain the desired illumination efficiency. In order to investigate the cause, the shape of the reflecting surface of the mirror element was measured, and it was found that the target spherical shape was not processed. Therefore, when the shape of the tool edge was measured, it was found that an error occurred in the attachment of the tool edge to the shank. It was also found that the radius of curvature of the edge portion 2a was not a predetermined value. Furthermore, it became clear that it was not easy to correct these errors. Therefore, it has been found that, when a polyhedral reflecting mirror is processed by the conventional technique, a shape error is inevitable.
[0016]
The subject of this invention is providing the manufacturing method of the multi-surface reflective mirror which can process a highly accurate optical surface, without being influenced by the shape of a tool blade edge, or the attachment error of a tool blade edge.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A method for manufacturing a multi-faced reflecting mirror according to claim 1 is a method for manufacturing a multi-faced reflecting mirror in which a plurality of mirror elements are formed on a work piece by moving a rotatable cutting tool relative to the work piece. The cutting tool has at least one blade, the edge of the blade extends linearly, and at least the outer end of the edge is a cutting edge, and the rotation axis of the cutting tool The cutting is performed while maintaining the target in the normal direction of the target surface.
[0018]
In the manufacturing method described above, the edge of the blade extends linearly, and at least the outer peripheral end of the edge is a cutting edge, and the rotation axis of the cutting tool is held in the normal direction of the target surface to be processed. Therefore, it is possible to perform cutting using the locus of the end points, that is, the locus of movement of the circle. Thereby, an optical surface can be processed precisely and a polyhedral reflecting mirror provided with a highly accurate mirror element can be obtained.
[0019]
Moreover, in the manufacturing method of the multi-surface reflecting mirror which concerns on Claim 2, the end point of the edge of a cutting tool protrudes most in the front-end | tip direction of a rotating shaft. In this case, cutting using only the end points is possible, so that the processing accuracy of the mirror element can be increased.
[0020]
In the method of manufacturing a multi-faced reflecting mirror according to the third aspect, the workpiece and the cutting tool are relatively moved at least in the three straight directions and the two rotational directions. In this case, it is possible to easily produce a polyhedral reflecting mirror including variously shaped mirror elements.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the method for manufacturing a polyhedral reflecting mirror according to the present invention will be described.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-reflector 10 that is an optical component including a multi-surface reflecting mirror. The multi-reflector 10 is for forming a large number of secondary light sources, and by arranging a large number of two-dimensionally dense mirror elements 10a having a reflecting surface whose contour (outer shape) is formed in an arc shape. It is configured. The multi-reflector 10 has six rows of mirror elements 10a arranged at intervals W in the y direction at intervals L in the x direction, and these six rows of mirror elements 10a are substantially circular as a whole. Is formed. Each row of the mirror elements 10a is formed by repeatedly arranging four types of first to fourth mirror elements A, B, C, D in this order A, B, C, D,.
[0022]
Fig.2 (a)-(d) shows the shape of each mirror element 10a. 2A shows the shape of the first mirror element A in the mirror element 10a, and FIG. 2B shows the shape of the second mirror element B in the mirror element 10a. c) shows the shape of the third mirror element C in the mirror element 10a, and FIG. 2 (d) shows the shape of the fourth mirror element D in the mirror element 10a.
[0023]
Each mirror element 10a has a shape obtained by projecting an arc-shaped band parallel to the xy plane (an arc-shaped band having an average radius yh) onto a concave spherical surface 41 having a radius of curvature R. The first mirror element A is a mirror that is obtained by cutting out the projected image shape when the center of the circle of the arc to be projected is aligned with the center axis of the sphere, and the center of the arc is perpendicular to the axis of the sphere by xh. The second to fourth mirror elements B, C, and D are obtained by cutting out the projected image shape when moved and forming a mirror. Both are completely arcuate when viewed from the z direction perpendicular to the xy plane.
[0024]
4A is a front view for explaining the structure of a tool for producing the multi-reflector 10 of FIG. 1, and FIG. 4B is a side view of the tool shown in FIG. The tool 90 includes a wing 92 fixed to the end of the shank 91. The material of the cutting edge portion 93 formed at the tip of the blade 92 is diamond, and it is used as a single blade end mill by rotating it around a tool axis AX on which the shank 91 extends. The radius of rotation of the cutting edge portion 93 provided at the edge is r, which is the same value as ½ of the width W of the arc of the mirror element 10a which is the target shape. Further, the edge of the cutting edge portion 93 is formed in a straight line instead of a curve, and the angle θ of the edge portion 94 that is the outermost end point of the cutting edge portion 93 is set to 90 °.
[0025]
5 to 7 are diagrams for conceptually explaining the cutting by the tool 90 shown in FIG. As shown in FIG. 5, when the tool 90 is rotated around the tool axis AX, an annular region RA having a diameter 2r (= W) corresponding to the cutting edge portion 93 is processed. Further, as shown in FIG. 6, a case is considered where the tool 90 is swung around a certain fulcrum Oc extending the tool axis AX while the tool 90 is rotated around the tool axis AX. In this case, a spherical surface SS having a radius of curvature R is formed corresponding to the locus of the edge portion 94 of the cutting edge portion 93. That is, the tool 90 is scanned so that the tool axis AX is inclined in the normal direction of the spherical surface SS that is a target surface to be processed, and the spherical surface SS having the radius of curvature R about the position of the fulcrum Oc can be processed. It becomes.
[0026]
FIG. 7 is a diagram for explaining the processing of the spherical surface SS shown in FIG. 6 in more detail. An origin O to be machined is considered on an extension line of the tool axis AX passing through the fulcrum Oc of the tool 90, and an xy plane perpendicular to the tool axis AX passing through the origin O is considered. First, when the tool 90 is rotated around the tool axis AX, the blade 92 draws a locus corresponding to the cylindrical contour 192. Further, it is assumed that the tool 90 is scanned in the x direction with the fulcrum Oc as an axis to perform cutting. When such scanning is performed, an arbitrary point A on the y-axis to be processed is processed by the cutting edge portion 93 on the line segment BB ′ passing through the point A and parallel to the x-axis. Here, when considering the distance from the fulcrum Oc to the line segment BB ′, the distance OcB or OcB ′ is the maximum and the length is R. Therefore, the point A is cut by the depth R from the fulcrum Oc by such tool scanning. The point A is an arbitrary point on the y-axis, and the distance from the fulcrum Oc to the lower end 192a of the contour 192 formed by the wing 92 is always R, so that the spherical axis SS having the curvature radius R is processed on the y-axis. It is possible. Furthermore, since the y-axis can be taken at an arbitrary position perpendicular to the x-axis, the entire processing surface extending in the x-direction and the y-direction can be processed into a spherical surface SS having a curvature radius R. ■ (This part is expressed by replacing x and y of the document in order to align with other parts.) ■
[0027]
Hereinafter, specific production of the multi-reflector 10 using the tool 90 shown in FIG. 4 will be described.
[0028]
FIG. 8 is a configuration diagram for explaining the appearance of the multi-axis ultraprecision machine 80 that drives the tool 90. This ultra-precision machine is a 5-axis machining center, and is provided with three drive units 82a, 82b, and 82c for the three axes X, Y, and Z as linear axes on the base 81, and on the Z-axis drive unit 82c. The B-axis drive unit 83a is mounted, and the C-axis drive unit 83b is mounted on the Y-axis drive unit 82b. Further, a head 85 is attached to the tip of the shaft extending from the C-axis drive unit 83b. The head 85 rotates a tool 90 extending downward from the head 90 around the tool axis, and the table of the B-axis drive unit 83a. The surface of the workpiece WA set above is cut. The operation of the multi-axis ultraprecision machine 80 is controlled by an NC control unit 87 that outputs a drive signal to the drive units 82a, 82b, 82c and the like. As a result, 1 nm is obtained as the resolution of the rectilinear axes of X, Y, and Z, and 0.00001 deg is obtained as the resolution of the rotation axes of B and C. The stroke of each drive unit is 200 mm on the X axis, 120 mm on the Y axis, and 20 mm on the Z axis. An air / oil damper 86 is installed between the base 81 and the floor, and the base 81 is also made of cast iron with built-in concrete. As a result, vibration generated by the multi-axis ultraprecision machine 80 itself can be absorbed while vibration from the floor surface is cut off, and vibration isolation of the nm level or less is realized statically.
[0029]
FIG. 9 is a block diagram conceptually illustrating the NC control unit 87 of the multi-axis ultraprecision machine 80 shown in FIG. The NC control unit 87 includes a data storage unit 88a that stores NC data necessary for processing the workpiece WA, and a controller 88b that performs arithmetic processing based on the NC data stored in the data storage unit 88a. Prepare. Further, the NC control unit 87 operates the X-axis drive unit 82a, the Y-axis drive unit 82b, and the Z-axis drive unit 82c based on an instruction from the controller 88b, respectively. A drive circuit 89c, a B drive circuit 89d and a Z drive circuit 89e for operating the B axis drive unit 83a and the C axis drive unit 83b based on instructions from the controller 88b, respectively. Further, the NC control unit 87 includes a motor drive circuit 89f that rotates the tool 90 at an appropriate timing via a motor provided in the head 85.
[0030]
When performing ultra-precision machining of the workpiece WA by the multi-axis ultra-precision machining machine 80 shown in FIGS. 8 and 9, the controller 88b in advance, based on the target surface shape data to be formed on the workpiece WA, NC data necessary for processing the workpiece WA is calculated and output to the data storage unit 88a. Specifically, the surface shape of the multi-reflector 10 of FIG. 1 is created by CAD, and point cloud data representing this reflecting surface shape is calculated. Based on this point group data, the controller 88b calculates data representing the locus of the tool 90 being machined, and creates NC data for operating the multi-axis ultra-precision machine 80 from this tool locus data.
[0031]
Next, the workpiece WA is set on the table of the B-axis drive unit 83a. Specifically, an oxygen-free copper block is prepared as the workpiece WA, and one surface of the block is planarized to a flatness of about several μm to obtain a blank. The blank workpiece WA is attached so that the plane-processed surface is in contact with the B-axis table surface of the multi-axis ultraprecision processing machine 80. The controller 88b reads the NC data stored in the data storage unit 88a and operates the drive circuits 89a to 89e while rotating the tool 90 via the motor drive circuit 89f. Thereby, it can scan suitably, rotating the tool 90, and can process the spherical part of a desired curvature radius in the arbitrary places on the to-be-processed object WA.
[0032]
10 to 12 are diagrams for explaining the operation of the tool 90 and the production of the multi-reflector 10 by the multi-axis ultra-precision machine 80.
[0033]
First, as shown in FIG. 10, while rotating the tool 90 around the tool axis AX, the tool 90 is rotated around the C axis by, for example, the C-axis drive unit 83b. As a result, on the surface of the workpiece WA, a machining surface is formed at a radius R from the C axis (corresponding to the fulcrum Oc in FIGS. 6 and 7). This processed surface is a spherical surface SS having a radius of curvature R as described with reference to FIG.
[0034]
FIG. 11 is a diagram illustrating the formation of the mirror element 10a. As shown in FIG. 10, when the tool 90 is rotated around the C-axis, that is, the fulcrum Oc, the workpiece WA is rotated in the xy plane of the workpiece WA by 5-axis control such as rotating the workpiece WA around the B-axis. An arcuate optical surface having an arbitrary curvature at an appropriate position, that is, the mirror element 10a (mirror element A) is formed. This mirror element 10a is on a spherical surface SS having a radius of curvature R centered on a fulcrum point Oc used as a reference for processing. Further, the mirror element 10 a has a width W corresponding to the diameter of the locus of the cutting edge portion 93.
[0035]
Next, the workpiece WA is fed to the tool 90 in the y direction by a width W, and another mirror element 10a (mirror element B) is processed adjacent to the mirror element 10a that has just been processed. By repeating the above, four mirror elements 10a, that is, first to fourth mirror elements A to D are formed side by side in the y direction (see FIG. 12).
[0036]
Further, by repeatedly processing the four mirror elements A to D in this order, the mirror elements 10a arranged in a line in the y direction on the workpiece WA can be formed one after another. After the completion of machining in one row in the y direction, the workpiece WA is further fed to the tool 90 by the length L of the mirror element 10a in the x direction, and the mirror elements 10a arranged in one row in the y direction again. Process. Thus, the multi-reflector 10 shown in FIG. 1 can be obtained by processing all the mirror elements 10a.
[0037]
In consideration of incorporating the multi-reflector 10 into the projection exposure apparatus, as a suitable practical design solution of the mirror element 10a which is an arc-shaped band, for example, the radius of curvature R of the concave spherical surface is 150 to 2000 mm, and yh is 2 10 mm, the width W of the arc is 0.1 to 20 mm, the length L of the arc is 2 to 40 mm, xh is about 1 to 10 mm, the surface roughness is Rrms <0.3 nm, and the shape of the reflecting surface The accuracy is an angular accuracy of 10 to 300 s. In a specific example, a workpiece WA having a diameter of 200 mm and a thickness of 50 mm is used, the radius of curvature R of the concave spherical surface of the mirror element 10a formed on the surface of the workpiece WA is 295 mm, yh is 5.0 mm, The width of the arc was 1.0 mm, the length of the arc was 15.0 mm, xh was about 2.5 mm, the radius of curvature of the arc convex surface was 15 mm, and the radius of curvature of the arc concave surface was 15 mm. By performing the processing according to the method of the embodiment based on the design values as described above, it is possible to process the reflecting surface that satisfies the target accuracy of the angle accuracy ± 120 s as the shape accuracy of the workpiece WA. Further, the target surface roughness of 0.3 nm RMS is obtained as the surface roughness of the reflecting surface.
[Second Embodiment]
Hereinafter, a method for manufacturing the multi-faced reflecting mirror according to the second embodiment will be described. The manufacturing method of 2nd Embodiment changes the manufacturing method of 1st Embodiment regarding the tool for a process, description is abbreviate | omitted about a common part and only a different part is demonstrated.
[0038]
FIG. 13 is a side view for explaining a tool 290 for obtaining a structure similar to the multi-reflector 10 shown in FIG. 1, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. While rotating the tool 290 about the tool axis AX, the tool 290 is swung around a certain fulcrum Oc extending the tool axis AX. In this case, the angle θ1 of the edge portion 294 is an acute angle. Thereby, the convex spherical surface SS1 is formed by the edge portion 294 of the cutting edge portion 293. That is, since the convex spherical surface SS1 can be processed, a multi-reflector having the convex surface as a mirror element can be obtained.
[Third Embodiment]
Hereinafter, a method for manufacturing the multi-faced reflecting mirror according to the third embodiment will be described. The manufacturing method of the third embodiment is also a modification of the manufacturing method of the first embodiment with respect to a processing tool.
[0039]
FIG. 14 is a side view illustrating a tool 390 used in the manufacturing method of the third embodiment. While rotating the tool 390 around the tool axis AX, the tool 390 is swung around a certain fulcrum Oc extending the tool axis AX. In this case, the angle θ2 of the edge portion 394 is an obtuse angle. As a result, the tool 390 is scanned so that the tool axis AX is inclined in the normal direction of the spherical surface SS2 which is the target machining surface, and the spherical surface SS2 having the radius of curvature R around the fulcrum Oc can be machined. It becomes.
[0040]
As described above, the present invention has been described according to the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment.
[0041]
For example, in the above-described embodiment, the processing method of the multi-surface reflecting mirror constituted by the mirror element 10a that is one part of the spherical surface, that is, the first to fourth basic mirrors A, B, C, and D is shown. However, the optical element that can be processed by the method of the present invention is not limited to this. For example, the number of mirror elements may be more or less than four. Further, the mirror element may be a part of an aspherical surface. Further, the size of the multi-surface reflecting mirror and the size of the mirror element are not limited to the above embodiment. Further, the total number of mirror elements is not limited to the above embodiment.
[0042]
Moreover, in the said embodiment, although oxygen-free copper was used as the to-be-processed body WA, steel materials, an aluminum alloy, an invar, a super invar, etc. can also be used. Also, electroless nickel plating may be applied to these materials. If the mirror surface property is good after cutting and polishing, plating other than electroless nickel plating may be applied. For example, an amorphous thin film mainly composed of a nickel alloy may be used. Further, glass or silicon can be used instead of metal. As glass, quartz glass, low expansion glass, or the like can be used.
[0043]
【The invention's effect】
According to the method of manufacturing a multi-faced reflecting mirror of the present invention, the edge of the blade extends linearly, and at least the end point on the outer peripheral side of the edge is a cutting edge, and the target is the rotation axis of the cutting tool. Since it is held in the normal direction of the processed surface, cutting using the locus of the end point becomes possible. As a result, the optical surface can be precisely processed without being affected by the tool edge shape and the tool edge attachment error, and a multi-faced reflecting mirror having a highly accurate mirror element can be obtained. Furthermore, since it is not necessary to change the curvature of the tool edge for each object to be processed, it is possible to process a spherical surface having an arbitrary curvature radius.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-reflector that is an optical component including a multi-surface reflecting mirror.
FIGS. 2A to 2D are views showing the shape of each mirror element constituting the multi-reflector of FIG. 1;
3 is a block diagram of a projection exposure apparatus incorporating the multi-reflector of FIG.
4A and 4B are a front view and a side view for explaining the structure of a tool for manufacturing the multi-reflector shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram for conceptually explaining grinding by the tool shown in FIG. 4;
6 is a diagram for conceptually explaining grinding with the tool shown in FIG. 4;
7 is a diagram for conceptually explaining grinding by the tool shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining the appearance of a multi-axis ultra-precision machine that drives a tool.
FIG. 9 is a block diagram conceptually illustrating an NC control unit of the multi-axis ultraprecision machine shown in FIG.
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating scanning of a tool by a multi-axis ultra-precision machine.
FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining the production of mirror elements constituting a multi-reflector.
FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating the production of a plurality of mirror elements constituting a multi-reflector.
FIG. 13 is a side view for explaining a tool used in the method for manufacturing a multi-faced reflecting mirror according to the second embodiment.
FIG. 14 is a side view for explaining a tool used in the method for manufacturing a multi-faced reflecting mirror according to the third embodiment.
FIGS. 15A and 15B are a front view and a side view of a conventional tool, respectively.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Polyhedral reflecting mirror (multi-reflector), 10a ... Mirror element, 31 ... Laser light source, 32 ... Optical system, 33 ... Nozzle, 40 ... Vacuum chamber, 41 ... Spherical surface, 53 ... Optical intension overnight, 53c ... 2nd Multi-reflector, 55 ... Condenser mirror, 60 ... Pattern mask, 62 ... Projection optical system, 64 ... Photosensitive substrate, 80 ... Multi-axis ultra-precision processing machine, 87 ... Control unit, 90 ... Tool, 92 ... Wing, 93 ... Slice Blade part, 94 ... edge part.

Claims

回転可能な切削工具を被加工物に対して相対的に移動させることにより、被加工物に多数のミラー要素を形成する多面反射鏡の製造方法であって、
前記切削工具は、少なくとも一枚の翼を有し、当該翼の端縁が直線的に延び、当該端縁のうち少なくとも外周側の端点が切れ刃であって、
前記切削工具の回転軸を、目標とする被加工面の法線方向に保持しながら切削加工を行うこと
を特徴とする多面反射鏡の製造方法。A method of manufacturing a multi-faced reflector that forms a number of mirror elements on a workpiece by moving a rotatable cutting tool relative to the workpiece,
The cutting tool has at least one blade, an edge of the blade extends linearly, and an end point on the outer peripheral side of the edge is a cutting edge,
A method of manufacturing a multi-faced reflecting mirror, wherein cutting is performed while holding a rotation axis of the cutting tool in a normal direction of a target surface to be processed.

前記切削工具の端縁の前記端点は、前記回転軸の先端方向に最も突出していることを特徴とする請求項１記載の多面反射鏡の製造方法。2. The method for manufacturing a multi-faced reflecting mirror according to claim 1, wherein the end point of the edge of the cutting tool protrudes most in a tip direction of the rotating shaft.

被加工物及び前記切削工具を、少なくとも、直進３方向および回転２方向に相対移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の多面反射鏡の製造方法。The method of manufacturing a multi-faced reflecting mirror according to claim 1 or 2, wherein the workpiece and the cutting tool are relatively moved in at least three straight directions and two rotational directions.