(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶材料からなるワークを、当該ワークに対して十分小さな工具を利用して等速及び等圧で均等に研磨した場合の単位時間当たりの研磨除去量である単位除去量は等しいという前提の下で前記単位除去量に応じて前記工具の前記ワーク上の滞留時間を制御する方式を利用して前記ワークを所望の面形状に研磨する方法であって、
等速及び等圧で前記工具を走査移動させて前記ワークを均等に研磨するステップと、
前記ワーク上の各加工点において、前記均等に研磨するステップで研磨されるべき除去量と前記均等に研磨するステップで実際に研磨された研磨量との差分を算出し、当該差分値を基に前記ワークの各加工点における、前記均等に研磨するステップで研磨されるべき前記単位除去量の補正値を算出するステップと、
前記補正値に基づいて前記滞在時間を修正するステップと、
前記修正された滞在時間に基づいて前記ワークを研磨するステップとを有する研磨方法。
【請求項２】
結晶材料からなるワークを、当該ワークに対して十分小さな工具を利用して等速及び等圧で均等に研磨した場合の単位時間当たりの研磨除去量である単位除去量は等しいという前提の下で前記単位除去量に応じて前記工具による前記ワーク上の圧力を制御する方式を利用して前記ワークを所望の面形状に研磨する方法であって、
等速及び等圧で前記工具を走査移動させて前記ワークを均等に研磨するステップと、
前記ワーク上の各加工点において、前記均等に研磨するステップで研磨されるべき除去量と前記均等に研磨するステップで実際に研磨された研磨量との差分を算出し、当該差分値を基に前記ワークの各加工点における、前記均等に研磨するステップで研磨されるべき前記単位除去量の補正値を算出するステップと、
前記補正値に基づいて前記圧力を修正するステップと、
前記修正された圧力に基づいて前記ワークを研磨するステップとを有する研磨方法。
【請求項３】
前記均等研磨ステップ及び前記算出ステップを、前記ワークを交換するたびに行う請求項１又は２記載の研磨方法。
【請求項４】
前記均等研磨ステップに使用される前記ワークは試験用のダミーワークである請求項１又は２記載の研磨方法。
【請求項５】
前記補正値をメモリに格納するステップを更に有し、
前記修正研磨ステップは、前記ワークを交換するたびに前記格納された補正値を参照する請求項４記載の研磨方法。
【請求項６】
結晶材料からなるワークを所望の面形状に研磨する研磨装置であって、
前記ワークを研磨するための、当該ワークに対して十分小さな工具と、
前記工具を駆動する駆動部と、
前記工具を利用して等速及び等圧で前記ワークを均等に研磨した場合の単位時間当たりの研磨除去量である単位除去量は等しいという前提の下で前記単位除去量に応じて前記工具の前記ワーク上の滞留時間を制御する制御部を有し、
当該制御部は、等速及び等圧で前記工具を走査移動させて前記ワークを均等に研磨するように前記駆動部を制御し、
前記ワーク上の各加工点において前記均等に研磨されるべき除去量と実際に研磨された研磨量との差分を算出し、当該差分値を基に前記各加工点における、前記均等に研磨されるべき前記単位除去量の補正値を算出するように前記駆動部を制御し、
前記補正値に基づいて前記滞留時間を修正して前記ワークを研磨するように前記駆動部を制御する研磨装置。
【請求項７】
結晶材料からなるワークを所望の面形状に研磨する研磨装置であって、
前記ワークを研磨するための、当該ワークに対して十分小さな工具と、
前記工具を駆動する駆動部と、
前記工具を利用して等速及び等圧で前記ワークを均等に研磨した場合の単位時間当たりの研磨除去量である単位除去量は等しいという前提の下で前記単位除去量に応じて前記工具による前記ワーク上の圧力を制御する制御部を有し、
当該制御部は、等速及び等圧で前記工具を走査移動させて前記ワークを均等に研磨するように前記駆動部を制御し、
前記ワーク上の各加工点において前記均等に研磨されるべき除去量と実際に研磨された研磨量との差分を算出し、当該差分値を基に前記ワークの前記各加工点における、前記均等に研磨されるべき前記単位除去量の補正値を算出するように前記駆動部を制御し、
前記補正値に基づいて前記滞留圧力を修正して前記ワークを研磨するように前記駆動部を制御する研磨装置。
【請求項８】
前記補正値をデータベースとして格納するメモリを更に有する請求項６又は７記載の研磨装置。
【請求項９】
請求項１乃至５記載のうちいずれか一項記載の研磨方法を用いて研磨された光学素子。
【請求項１０】
レンズ、回折格子、光学膜体及びそれらの複合体の一である請求項９記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、結晶材料を研磨加工する研磨方法に関し、特に、結晶材料からなる高精度な光学素子を研磨するのに使用される研磨方法に関する。本発明は、例えば、真空紫外域から遠赤外域までの広い波長範囲において用いられる各種光学素子、レンズ、窓材、プリズム等に好適であるフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等のフッ化物系結晶材料からなる高精度な光学素子の研磨加工に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
蛍石結晶は白色光に対する分散性が少なく、また紫外線域から短波長領域の光透過率が良い等、他の光学材料には無い優れた特長があり、以前から高解像低収差の望遠鏡レンズに用いられている。最近では波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザや波長１５７ｎｍのＦ２レーザ等の短波長光を光源とした露光装置の照明光学系や投影光学系のレンズへの適用が検討されている。レンズの多くは球面形状であるものの、最近では放物面など非球面形状を組み込んだ光学系の設計が多くなってきており、レンズ直径は２００ｍｍを超えてきている。
【０００３】
非球面レンズの形状を作り込む研磨工程は、直径比がレンズの１／５〜１／１０程度の小径の研磨工具を用い、レンズの形状測定データを基準に設計形状から厚み側に高くずれている箇所を部分的に研磨除去することにより形状精度を向上する方法を採用する。研磨工具は、例えば、円形のピッチ又は発泡ポリウレタン樹脂を台金に貼りつけたものから構成される。研磨工程では、かかる研磨工具をダイヤモンド微粉の入った研磨液をかけながら加工面に回転しながら押しつけてレンズ表面の端から端まで連続して移動走査する。その際、多くの除去量を必要とする箇所では走査移動速度を遅くしたり圧力を高くしたりすることによって除去量を増加する、いわゆる工具滞留時間制御又は圧力制御を採用している。この方式は、元の誤差形状の波長に見合った直径の工具を選択することにより、任意の形状の除去が可能となり、通常の非球面レンズの研磨に幅広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
工具滞留時間制御方式又は圧力制御方式は、研磨工具による除去量が、一定の圧力及び速度ならレンズ上のどの場所においても一定であることを前提にしている。ところが大型の蛍石結晶を研磨する場合、同一の研磨工具を同一速度及び圧力で研磨しても場所により除去量が異なる。これは、蛍石結晶では、結晶面方位によって単位除去量が異なり、研磨工具がレンズ曲面上を走査移動するにつれて研磨対象とする結晶面方位が連続的に変化するためである。蛍石の場合、結晶方位（１  １  １）面の単位除去量が最も高く、（１  １  １）面からずれるに従って単位除去量は小さくなる。以上の理由から従来の工具滞留時間制御方式又は圧力制御方式によって蛍石を研磨すると、計算上予定していた除去量にならず、形状が設計値から大きくずれるという問題が起こる。
【０００５】
そこで、本発明は、位置によって単位研磨除去量が異なる結晶材料からなるワークを所望の形状に研磨することができる研磨方法及び装置、露光装置、デバイス製造方法及びデバイスを提供することを例示的目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面としての研磨方法は、結晶材料からなるワークを、当該ワークに対して十分小さな工具を利用して等速及び等圧で均等に研磨した場合の単位時間当たりの研磨除去量である単位除去量は等しいという前提の下で前記単位除去量に応じて前記工具の前記ワーク上の滞留時間を制御する方式を利用して前記ワークを所望の面形状に研磨する方法であって、等速及び等圧で前記工具を走査移動させて前記ワークを均等に研磨するステップと、前記ワーク上の各加工点において、前記均等に研磨するステップで研磨されるべき除去量と前記均等に研磨するステップで実際に研磨された研磨量との差分を算出し、当該差分値を基に前記ワークの各加工点における、前記均等に研磨するステップで研磨されるべき前記単位除去量の補正値を算出するステップと、前記補正値に基づいて前記滞在時間を修正するステップと、前記修正された滞在時間に基づいて前記ワークを研磨するステップとを有する。
【００１４】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の例示的一様態である研磨装置１について説明する。ここで、図７は、研磨装置１の概略ブロック図である。研磨装置１は、図７で示すように、工具１０と、駆動部１２と、制御部１４と、検出器１６と、メモリ１８を有し、ワーク５０を研磨して所望の表面形状に加工する。本発明の研磨装置１は、フッ化カルシウム等のフッ化物結晶からなる非球面レンズ等の光学素子の研磨に使用される場合に、特に効果的である。但し、研磨装置１は、レンズ等の光学素子の表面を極限まで滑らかにする研磨技術だけでなく、ガラス等の光学素材をレンズ形状に加工する研削技術に適用されることを妨げるものではない。
【００１６】
工具１０は、駆動部１２に接続されワーク５０を研磨する。工具１０は、円柱状の形状であり、ワーク５０の加工面に対して十分小さい外径、好ましくは直径比がワーク５０の加工面の直径の１／５乃至１／１０である。工具１０のワーク５０の加工面と対向する面は、アスファルトピッチ等の粘弾性体層が形成されており、その下面が研磨面である。
【００１７】
駆動部１２は、工具１０と、制御部１４に接続され工具１０を駆動する。駆動部１２は、制御部１４からの信号に基づいてワーク５０の各位置における工具１０の滞留時間及び／又は工具１０を押しつける圧力が所望の値となるように工具１０を駆動させる。
【００１８】
制御部１４は、等速及び等圧で工具１０を走査移動させてワーク５０を均等研磨するように駆動部１２を制御する。また、制御部１４は、均等研磨で研磨されるべき研磨量と実際に研磨された研磨量との差分を算出し、かかる差分値をワーク５０の各位置における均等研磨で研磨されるべき研磨量の補正値として算出するように駆動部１２を制御する。さらに、制御部１４は後述するメモリ１８に算出した補正値をデータベースとして格納する。
【００１９】
検出器１６は、制御部１４に接続されワーク５０の均等研磨で研磨されるべき研磨量と実際に研磨された研磨量との差分を検出する。検出器１６は、検出した結果を制御部１４に送信する。
【００２０】
メモリ１８は、制御部１４に接続され、制御部１４が駆動部１２を制御するのに必要なデータを格納している。メモリ１８がＲＡＭ等の読み書き可能な場合は、制御部１４が算出したワーク５０の各位置における均等研磨で研磨されるべき研磨量の補正値をデータベースとして格納して、ワーク５０を交換するたびに格納された補正値のデータベースを制御部１４は参照することができる。メモリ１８がＲＯＭ等の読み出し専用の場合は、制御部１４が算出したワーク５０の各位置における均等研磨で研磨されるべき研磨量の補正値を格納することができないので、ワーク５０を交換するたびに制御部１４は、補正値を算出する。
【００２１】
例えば、非球面形状の加工面を有するワーク５０を研磨する場合、まず、ワーク５０の加工面を工具１０の下方に位置するところに置く。次に、駆動部１２が駆動されて工具１０が下降し、工具１０の研磨面が、研磨液又は研磨剤中に浸されたワーク５０の加工面に接触する。更に、メモリ１８に格納されているデータに基づいて制御部１４が駆動部１２を制御し、任意の滞留時間及び圧力で、研磨工具１０の研磨面とワーク５０の加工面とが摺擦して研磨が行われる。
【００２２】
以下、図１乃至図６を参照して、上述の研磨装置１を利用した本発明の研磨方法の実施例を説明する。図６は、本発明の研磨方法を説明するためのフローチャートである。ステップ１００（研削加工）では、設計形状に近似した非球面形状に被加工物としてのワーク５０を切り出す。ステップ１０２（均等研磨）では、切り出した被加工物５０を均等研磨する。ステップ１０４（形状測定）では、均等研磨を行った被加工物５０の形状を測定する。ステップ１０６（補正値算出）は、ステップ１０２で研磨されるべき研磨量と実際に研磨された研磨量の差分値を基に補正値を算出する。ステップ１０８（補正データベース作成）では、ステップ１０６で算出された補正値を基に被加工物５０を設計形状に研磨するための補正データベースを作成する。ステップ１１０（修正研磨）では、ステップ１０８で作成された補正データベースに従って研磨を行う。ステップ１１２（形状測定）では、修正研磨を行った被加工物５０の形状を測定する。ここで、被加工物５０が設計形状でないときはステップ１０６以下を被加工物５０が設計形状になるまで繰り返し行う。
【００２３】
以下、上述の本発明の研磨方法の詳細を説明する。ここでは、フッ化カルシウム結晶をワーク５０とする非球面レンズを研磨する方法を例に説明する。図１は、本発明の研磨方法の一例を示す概略図である。ワーク５０の加工面は、光軸が結晶方位（１  １  １）面となるように予め所望の非球面形状に研削加工されており、研削加工の形状精度は１μｍ以下である。
【００２４】
まず、図１に示したように、ワーク５０より十分小さい研磨工具１０を走査ライン１０ａに従って連続走査させ、ワーク５０の加工面全面に均等研磨を行う。均等研磨は、ワーク５０の各位置における研磨量の補正値を求めると共に研削加工によってワーク５０の加工面に生じた研削痕及び高周波うねりを除去するために行う。ワーク５０が通常のガラス材料であれば、均等研磨を行うことによって均一の研磨量が得られるが、本実施例ではワーク５０にフッ化カルシウム結晶を用いているため、ワーク５０の加工面の傾斜に沿って結晶方位が連続的に変化し均一の研磨量を得ることができない。
【００２５】
図２は、均等研磨を行った後のワーク５０の加工面を示す図である。図２（ａ）は、ワーク５０の加工面を上面から見た平面図、図２（ｂ）は、ワーク５０の加工面の断面図を示している。図２（ｂ）中、点線５０ａは均等研磨により均一な研磨量が得られたと想定した場合のワーク５０の加工面（即ち、想定加工面）、実線５０ｂは均等研磨により実際に研磨されたワーク５０の加工面（即ち、実加工面）、５２は想定加工面５０ａと実加工面５０ｂとの差分値を表し、差分値５２を図２（ａ）中、等高線５２ａで示している。
【００２６】
図２を参照するに、ワーク５０の中心から周辺にかけて研磨量が徐々に減少しているのがわかる。これは、ワーク５０であるフッ化カルシウム結晶の結晶方位（１  １  １）面の単位除去量（単位時間当たりの研磨除去量）が最も高く、（１  １  １）面からずれるに従って単位除去量は小さくなるためである。つまり、図２において、加工点ａは結晶方位（１  １  １）面であるため単位除去量が最も高く、加工点ｂ乃至ｄに行くに従って結晶方位（１  １  １）面からのずれ角度（傾斜角度）φがφ１乃至φ３としだいに大きくなり、加工点ｄで最も単位除去量が低くなる。従って、均等研磨により実際に研磨されたワーク５０の実加工面５０ｂは、図２（ｂ）に示すように、加工面の傾斜が小さい、即ち、結晶方位（１  １  １）面からのずれの大きい外周部ほど想定加工面５０ａより肉厚となる。
【００２７】
一方、結晶方位（１  １  １）面は、同一結晶中、他の面と交差する面が３面あるため、円周方向の位置の違いによっても単位除去量が変化する。従って、ワーク５０の加工面を上方から見た場合、想定加工面５０ａと実加工面５０ｂとの差分値５２は、図２（ａ）に示すように、ワーク５０の円周方向に３周期、且つ３方向回転対称の等高線５２ａを形成する。
【００２８】
図３は、ワーク５０のＡ−Ａ´に沿った断面の想定加工面５０ａと実加工面５０ｂとの差分値５２を示している。同図において、縦軸は差分値５２、横軸はワーク５０の位置である。図３を参照するに、Ａ−Ａ´に沿った断面形状が左右対称でないことがわかる。また、上述したように中心（加工点ａ近傍）に比べて周辺（加工点ｄ近傍）で均等研磨による研磨が進んでおらず、中心に比べて周辺の研磨量を多くしなければ、ワーク５０は均一に研磨されないことが分かる。
【００２９】
均等研磨の次の工程である修正研磨を行う際に、ワーク５０の加工面の結晶方位θと傾斜角度φ（図２（ａ）参照）の違いによる単位除去量の違いを表示したデータベースを作成する。予めワーク５０と同一材料のダミーワークに均等研磨を行い、結晶方位θと傾斜角度φに対応する補正値を求め、各位置の単位除去量をデータベースとして作成してもよい。但し、データベースの作成には必ずしもワーク５０と同一材料のダミーワークを必要とするわけではなく、ワーク５０を均等研磨した結果からデータベースを作成してもよい。修正研磨とは、均等研磨を行った後のワーク５０の加工面の形状計測を基に、ワーク５０の加工面各位置における設計形状からの誤差量を求め、誤差量に応じて研磨を行いワーク５０を設計形状にする研磨である。なお、上述のデータベースを最初に１度作成し、次回からはそのデータベースに基づいて、新しいワークの研磨を行うこととしても良い。その際、修正研磨のみをそのデータベースに基づいて行っても、均等研磨と修正研磨をそのデータベースに基づいて（均等研磨と修正研磨の区別無く）一度に行うこととしてもよい。そうすることで、誤差量を求める必要がなくなり、作業を効率的に行うことが可能となる。また、後者の場合には、均等研磨と修正研磨を別工程で行う必要がなくなり、作業がさらに効率的になる。
【００３０】
図４は、上述のデータベースの一例で、光軸が結晶方位（１  １  １）面であるワーク５０の加工面を曲座標で表した各位置における単位除去量の一覧表である。同表において、θはある結晶方位、例えば、結晶方位（１  １  −２）面をθ基準方位５４としたとき（図２（ａ）参照）の、θ基準方位５４からの円周方向の位置を表している。単位除去量は結晶方位（１  １  １）面、即ち、ワーク５０の頂点（θ、φ）＝（０、０）における単位除去量を１とし、θは５°、φは２°刻みで計測した。傾斜角度φの単位除去量は、レンズ設計上の上限である３０°までとした。ここでも、結晶方位（１  １  １）面の単位除去量が最も高く、傾斜角度φが大きくなり、結晶方位（１  １  １）面からのずれが大きくなるに従って単位除去量が小さくなっているのが分かる。
【００３１】
上述したように、フッ化カルシウムの特徴で、光軸が結晶方位（１  １  １）面となるようにすると、傾斜角度φの大きいところほど設計形状より、肉厚となる。従って、傾斜角度φが小さいところでは少ない研磨量、傾斜角度φが大きいところでは多い研磨量が必要となる。また、結晶方位とは関係なく、不規則な形状誤差も含まれている。これらの形状誤差を修正するために、ワーク５０と同一材料のダミーワークを研磨することで得たワーク５０の加工面の結晶方位と傾斜角度φにおける単位除去量のデータベースを基に、単位除去量の違いを考慮した工具滞留時間制御の加工プログラムを作成する。つまり、ワーク５０の中心付近は工具１０の滞留時間を少なくして研磨量を少なくし、ワーク５０の周辺は工具１０の滞留時間を長くして中心付近に比べて研磨量を多くする。但し、データベースを作成せずに、研磨毎にその都度、均等研磨の結果から差分値及び単位除去量を求めてもよい。
【００３２】
図５を参照して加工プラグラムの作成を説明する。図５は、ワーク５０の断面形状を表す概念図である。同図において、６０はワーク５０の設計形状を直線で表した設計面、６２はワーク５０に均等研磨を行った前加工面、６４は、設計面６０から前加工面６２を差し引いた補正値を示す。通常のガラスを研磨する場合は、設計面６０から前加工面６２を差し引いた補正値６４を目標に研磨を行う。しかし、本実施例のワーク５０はフッ化カルシウムであり、均等研磨を行っても均一に除去できないことが分かっているので、設計面６０から前加工面６２を差し引いた補正値６４に、更に、上述した差分値５２を加算した加算値６６を目標に工具１０の滞留時間を算出、加工プログラムを作成し研磨を行う。
【００３３】
加工プログラムで作成される工具１０の位置分解能は、ワーク５０の加工面の結晶方位と傾斜角度φにおける単位除去量のデータベースにある位置分解能より細かい。従って、データベースに存在しないワーク５０の加工面の結晶方位と傾斜角度φにおける単位除去量は、データベースに存在するワーク５０の加工面の結晶方位と傾斜角度φにおける単位除去量から近似又は類推する。例えば、データベースに存在するワーク５０の加工面の結晶方位と傾斜角度φにおける単位除去量を４点（例えば、加工点ａ乃至ｄ）選び出し、かかる４点の単位除去量の比例関係から所望の結晶方位と傾斜角度φにおける単位除去量を求める。
【００３４】
この結果、ワーク５０の加工面の結晶方位θと傾斜角度φにおける単位除去量の違いに影響を受けない修正研磨が可能となる。従って、フッ化カルシウムからなる非球面レンズを高精度に研磨加工することができ、例えば、洗浄工程、成膜工程を経て投影光学系などの鏡筒に組み込まれ、優れた光学特性を有する光学素子を提供することができる。また、本発明の研磨方法は、フッ化カルシウムからなる非球面レンズに限らず、球面又は非球面の光学素子全てに適用可能である。
【００３５】
他の実施例として、工具滞留時間制御の代わりに圧力制御によりワーク５０の研磨量の制御を行った。圧力制御は、研磨量が研磨圧力に比例することから、研磨量を多くしたい部分は他の部分に比べて研磨圧力を高くすることにより研磨量を制御する。この場合も、ワーク５０と同一材料のダミーワークを均等研磨することで得られたワーク５０の結晶方位と傾斜角度φにおける単位除去量のデータベースを基にワーク５０の各位置における研磨工具１０の押付け圧を計算により求め、圧力制御による加工プログラムを作成する。この結果、ワーク５０の加工面の結晶方位θと傾斜角度φにおける単位除去量の違いに影響を受けない修正研磨が可能となる。従って、圧力制御による方法でもフッ化カルシウムからなる非球面レンズを高精度に研磨加工することができ、例えば、洗浄工程、成膜工程を経て投影光学系などの鏡筒に組み込まれ、優れた光学特性を有する光学素子を提供することができる。
【００３６】
以下、図８を参照して、本発明の例示的な露光装置１０００について説明する。ここで、図８は、露光装置１０００の概略ブロック図である。露光装置１０００は、図８で示すように、回路パターンが形成されたマスク又はレチクル（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）１２００を照明する照明装置１１００と、プレートを支持するステージ１４５０と、照明された回路パターンをプレート１４００に投影する投影光学系１３００とを有する。
【００３７】
露光装置１０００は、例えば、ステップアンドリピート方式やステップアンドスキャン方式でマスク１２００に形成された回路パターンをプレート１４００に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィ工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップアンドスキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる）を例に説明する。ここで、「ステップアンドスキャン方式」は、マスクに対してウェハを連続的にスキャンしてマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショットの露光領域に移動する露光方法である。「ステップアンドリピート方式」は、ウェハのショットの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットを露光領域に移動する露光方法である。
【００３８】
照明装置１１００は、転写用の回路パターンが形成されたマスク１２００を照明し、光源部１１２０と照明光学系１１４０とを有する。
【００３９】
光源部１１２０は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーなどを使用することができるが、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー相互間のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。また、光源部１１２０にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部１１２０に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００４０】
照明光学系１１４０は、マスク１２００を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系１１４０は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。かかる照明光学系１１４０のレンズなどの光学素子に本発明の研磨方法により研磨された光学素子を使用することができる。
【００４１】
マスク１２００は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、図示しないマスクステージに支持及び駆動される。マスク１２００から発せられた回折光は投影光学系１３００を通りプレート１４００上に投影される。プレート１４００は、ウェハや液晶基板などの被処理体でありレジストが塗布されている。マスク１２００とプレート１４００とは共役の関係にある。スキャナーの場合は、マスク１２００とプレート１４００を走査することによりマスク１２００のパターンをプレート１４００上に転写する。ステッパーの場合は、マスク１２００とプレート１４００を静止させた状態で露光が行われる。
【００４２】
投影光学系１３００は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。かかる投影光学系１３００のレンズなどの光学素子に本発明の研磨方法により研磨された光学素子を使用することができる。
【００４３】
プレート１４００にはフォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００４４】
ステージ１４５０は、プレート１４００を支持する。ステージ１４５０は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ステージ１４５０は、リニアモーターを利用してＸＹ方向にプレート１４００を移動することができる。マスク１２００とプレート１４００は、例えば、同期走査され、ステージ１４５０と図示しないマスクステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ステージ１４５０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ及び投影光学系１３００は、例えば、鏡筒定盤は床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００４５】
露光において、光源部１１２０から発せられた光束は、照明光学系１１４０によりマスク１２００を、例えば、ケーラー照明する。マスク１２００を通過してマスクパターンを反映する光は投影光学系１３００によりプレート１４００に結像される。露光装置１０００が使用する照明光学系１１４０及び投影光学系１３００は、本発明による研磨方法から研磨される光学素子を含んで紫外光、遠赤外光及び真空紫外光を高い透過率で透過するので、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００４６】
次に、図９及び図１０を参照して、上述の露光装置１０００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図９は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００４７】
図１０は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１０００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の研磨方法によれば、位置によって異なる単位除去量を有する結晶性物質を高精度な形状の球面又は非球面に研磨することができる。また、かかる研磨方法で研磨された光学素子は光学特性に優れ解像度やスループットの高い露光を行って高品位なデバイスを提供する露光装置の光学系に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の研磨方法の一例を示す概略図である。
【図２】  均等研磨後のワークの加工面を示す図であって、図２（ａ）は、ワークの加工面を上面から見た平面図、図２（ｂ）は、ワークの加工面の断面図である。
【図３】  図２に示すワークのＡ−Ａ´に沿った加工面の形状を示す断面図である。
【図４】  データベースを示す図であって、極座標で表したワークの各位置における除去レートの一覧表である。
【図５】  ワークの加工面の断面形状を表す概念図である。
【図６】  本発明の研磨方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】  本発明の一側面としての研磨装置の概略ブロック図である。
【図８】  本発明の一側面としての露光装置の概略ブロック図である。
【図９】  本発明の露光装置を有するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】  図８に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
１                    研磨装置
１０                  工具
１２                  駆動部
１４                  制御部
１６                  検出器
１８                  メモリ
５０                  ワーク
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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