JP2001147539A - 光反応加工方法ならびに光反応加工装置 - Google Patents
光反応加工方法ならびに光反応加工装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】可及的に簡易な形態で被加工物に対する一層の
微細加工を可能として、加工自由度を拡大できるように
した光反応加工方法ならびに装置の提供。 【解決手段】非金属材からなる被加工物Ｗに対して非熱
的な反応を誘起する波長の放射光を照射することによ
り、照射位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチングす
る光反応加工方法であって、被加工物Ｗの加工対象面に
おける所望位置に対して、所望方位から照射時間または
照射強度と光束径とを任意に調整した放射光を照射する
ことにより、エッチングの進展方位と深さとを制御す
る。このように被加工物Ｗに対して放射光を直接照射す
る形態とすれば、従来例のマスクが不要となる。しか
も、被加工物Ｗに対する放射光の照射方位を自在に可変
設定定できるようにしているから、エッチングの進展方
位が制限されずに済む。
微細加工を可能として、加工自由度を拡大できるように
した光反応加工方法ならびに装置の提供。 【解決手段】非金属材からなる被加工物Ｗに対して非熱
的な反応を誘起する波長の放射光を照射することによ
り、照射位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチングす
る光反応加工方法であって、被加工物Ｗの加工対象面に
おける所望位置に対して、所望方位から照射時間または
照射強度と光束径とを任意に調整した放射光を照射する
ことにより、エッチングの進展方位と深さとを制御す
る。このように被加工物Ｗに対して放射光を直接照射す
る形態とすれば、従来例のマスクが不要となる。しか
も、被加工物Ｗに対する放射光の照射方位を自在に可変
設定定できるようにしているから、エッチングの進展方
位が制限されずに済む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ふっ素系樹脂材や
光学結晶材などといった非金属材からなる被加工物に対
して非熱的な反応を誘起する波長の放射光を照射するこ
とにより、照射位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチ
ングする光反応加工方法ならびに光反応加工装置に関す
る。
光学結晶材などといった非金属材からなる被加工物に対
して非熱的な反応を誘起する波長の放射光を照射するこ
とにより、照射位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチ
ングする光反応加工方法ならびに光反応加工装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、シンクロトロン放射光（ＳＲ光）
を用いる光反応加工技術として、例えば特開平８−１８
３１０６号公報が提案されている。
を用いる光反応加工技術として、例えば特開平８−１８
３１０６号公報が提案されている。
【０００３】この光反応加工技術では、ふっ素系樹脂材
や光学結晶材などといった非金属材からなる被加工物の
加工面に、片面に所要パターンの光遮蔽膜を形成したマ
スクを配置し、ＳＲ光をマスク全域に照射することによ
り、マスクを部分的に通過するＳＲ光で被加工物を部分
的にエッチングするようにしている。
や光学結晶材などといった非金属材からなる被加工物の
加工面に、片面に所要パターンの光遮蔽膜を形成したマ
スクを配置し、ＳＲ光をマスク全域に照射することによ
り、マスクを部分的に通過するＳＲ光で被加工物を部分
的にエッチングするようにしている。
【０００４】なお、従来では、被加工物とマスクとの相
対位置を可変調整するために、被加工物を光軸方向と光
軸に対して直交する平面における２次元方向とに変位さ
せるようにしている。
対位置を可変調整するために、被加工物を光軸方向と光
軸に対して直交する平面における２次元方向とに変位さ
せるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、マス
クを用いているために、エッチング領域の幅寸法がマス
クにおいて光遮蔽膜のない領域の開口寸法に依存してお
り、より一層の微細加工を施すには、前記マスクにおけ
る開口寸法を縮小化する必要があり、マスク製作コスト
が高くつくことが指摘される。
クを用いているために、エッチング領域の幅寸法がマス
クにおいて光遮蔽膜のない領域の開口寸法に依存してお
り、より一層の微細加工を施すには、前記マスクにおけ
る開口寸法を縮小化する必要があり、マスク製作コスト
が高くつくことが指摘される。
【０００６】また、上記従来例では、被加工物をＳＲ光
の光軸方向に沿ってのみエッチングする加工形態である
ために、被加工物に造形する構造体における平面形状の
自由度は高いけれども、構造体における側面形状は光軸
方向と平行にしかできず、光軸方向に対して傾斜する傾
斜面や曲面といった複雑な形状に加工することができな
い。
の光軸方向に沿ってのみエッチングする加工形態である
ために、被加工物に造形する構造体における平面形状の
自由度は高いけれども、構造体における側面形状は光軸
方向と平行にしかできず、光軸方向に対して傾斜する傾
斜面や曲面といった複雑な形状に加工することができな
い。
【０００７】このような事情に鑑み、本発明は、可及的
に簡易な形態で被加工物に対する一層の微細加工を可能
として、加工自由度を拡大できるようにした光反応加工
方法ならびに装置の提供を目的としている。
に簡易な形態で被加工物に対する一層の微細加工を可能
として、加工自由度を拡大できるようにした光反応加工
方法ならびに装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明第１の光反応加工
方法は、非金属材からなる被加工物に対して非熱的な反
応を誘起する波長の放射光を照射することにより、照射
位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチングする方法で
あって、被加工物の加工対象面における所望位置に対し
て、所望方位から照射時間または照射強度と光束径とを
任意に調整した放射光を照射することにより、エッチン
グの進展方位と深さとを制御する、ことを特徴としてい
る。
方法は、非金属材からなる被加工物に対して非熱的な反
応を誘起する波長の放射光を照射することにより、照射
位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチングする方法で
あって、被加工物の加工対象面における所望位置に対し
て、所望方位から照射時間または照射強度と光束径とを
任意に調整した放射光を照射することにより、エッチン
グの進展方位と深さとを制御する、ことを特徴としてい
る。
【０００９】本発明第２の光反応加工方法は、非金属材
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより、照射位置を放射光の光
軸方向に沿ってエッチングする方法であって、被加工物
をエッチングして所望形状の３次元構造体を浮き彫り形
成するにあたって、当該目標とする３次元構造体の形状
に基づいて、前記被加工物の表面におけるエッチング必
要位置と各エッチング必要位置でのエッチング必要深さ
とを特定し、特定したすべてのエッチング必要位置の個
々に対して、ほぼ垂直方位から照射時間または照射強度
と光束径とを任意に調整した放射光を順次個別に照射す
ることにより、各照射位置におけるエッチングの深さを
可変制御する、ことを特徴としている。
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより、照射位置を放射光の光
軸方向に沿ってエッチングする方法であって、被加工物
をエッチングして所望形状の３次元構造体を浮き彫り形
成するにあたって、当該目標とする３次元構造体の形状
に基づいて、前記被加工物の表面におけるエッチング必
要位置と各エッチング必要位置でのエッチング必要深さ
とを特定し、特定したすべてのエッチング必要位置の個
々に対して、ほぼ垂直方位から照射時間または照射強度
と光束径とを任意に調整した放射光を順次個別に照射す
ることにより、各照射位置におけるエッチングの深さを
可変制御する、ことを特徴としている。
【００１０】本発明第３の光反応加工方法は、非金属材
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより放射光の光軸方向に沿っ
たエッチングを行う方法であって、被加工物をエッチン
グして所望形状の３次元構造体を浮き彫り形成するにあ
たって、当該目標とする３次元構造体の形状に基づい
て、前記被加工物の表面から一定深さごとに段階的に加
工することを前提として各深さごとの加工対象面におけ
るエッチング必要位置をそれぞれ特定し、前記被加工物
の最上面の加工対象面において特定したすべてのエッチ
ング必要位置の個々に対して、ほぼ垂直方位から照射時
間または照射強度を一定にして光束径を任意に調整した
放射光を順次個別に照射することによりエッチング深さ
を一定にしたパターニングを行い、以後、各深さごとの
加工対象面に対して前記同様のパターニングを繰り返
す、ことを特徴としている。
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより放射光の光軸方向に沿っ
たエッチングを行う方法であって、被加工物をエッチン
グして所望形状の３次元構造体を浮き彫り形成するにあ
たって、当該目標とする３次元構造体の形状に基づい
て、前記被加工物の表面から一定深さごとに段階的に加
工することを前提として各深さごとの加工対象面におけ
るエッチング必要位置をそれぞれ特定し、前記被加工物
の最上面の加工対象面において特定したすべてのエッチ
ング必要位置の個々に対して、ほぼ垂直方位から照射時
間または照射強度を一定にして光束径を任意に調整した
放射光を順次個別に照射することによりエッチング深さ
を一定にしたパターニングを行い、以後、各深さごとの
加工対象面に対して前記同様のパターニングを繰り返
す、ことを特徴としている。
【００１１】本発明第４の光反応加工方法は、非金属材
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより放射光の光軸方向に沿っ
たエッチングを行う方法であって、被加工物をエッチン
グして所望形状の３次元構造体を浮き彫り形成するにあ
たって、当該目標とする３次元構造体の形状に基づい
て、前記被加工物の表面におけるエッチング必要位置と
放射光の受光方位と各エッチング必要位置でのエッチン
グ深さとを特定し、特定したエッチング必要位置の個々
に対して、照射時間または照射強度と光束径とを任意に
調整した放射光を所望方位から順次個別に照射すること
により、エッチングの進展方位と深さとを制御する、こ
とを特徴としている。
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより放射光の光軸方向に沿っ
たエッチングを行う方法であって、被加工物をエッチン
グして所望形状の３次元構造体を浮き彫り形成するにあ
たって、当該目標とする３次元構造体の形状に基づい
て、前記被加工物の表面におけるエッチング必要位置と
放射光の受光方位と各エッチング必要位置でのエッチン
グ深さとを特定し、特定したエッチング必要位置の個々
に対して、照射時間または照射強度と光束径とを任意に
調整した放射光を所望方位から順次個別に照射すること
により、エッチングの進展方位と深さとを制御する、こ
とを特徴としている。
【００１２】本発明第５の光反応加工方法は、上記第１
ないし第４のいずれかの方法において、前記被加工物に
おける受光部位が、密封容器内に配置され、エッチング
処理時において前記密封空間内の雰囲気が真空状態に設
定される、ことを特徴としている。
ないし第４のいずれかの方法において、前記被加工物に
おける受光部位が、密封容器内に配置され、エッチング
処理時において前記密封空間内の雰囲気が真空状態に設
定される、ことを特徴としている。
【００１３】本発明第６の光反応加工方法は、上記第１
ないし第５のいずれかの方法において、前記被加工物に
おける受光部位が、密封容器内に配置され、エッチング
処理時において前記密封容器内が排気される、ことを特
徴としている。
ないし第５のいずれかの方法において、前記被加工物に
おける受光部位が、密封容器内に配置され、エッチング
処理時において前記密封容器内が排気される、ことを特
徴としている。
【００１４】本発明第７の光反応加工方法は、上記第１
ないし第４のいずれかの方法において、前記被加工物に
おいて少なくともエッチング処理部位が、所要温度に加
熱される、ことを特徴としている。
ないし第４のいずれかの方法において、前記被加工物に
おいて少なくともエッチング処理部位が、所要温度に加
熱される、ことを特徴としている。
【００１５】本発明第１の光反応加工装置は、非金属材
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより、照射位置を放射光の光
軸方向に沿ってエッチングするもので、光発生要素によ
り発生される放射光を導入するととも導入した放射光の
光束径を所要寸法に絞って直線的に放出させる光導入要
素と、被加工物がその加工対象面に対して光導入要素か
ら放出される放射光をほぼ垂直方位から受光する姿勢で
搭載されるステージと、前記ステージ上の被加工物の加
工対象面における放射光の受光位置や受光方位を可変調
整する可動要素と、被加工物の加工目標の入力に応じて
エッチング必要位置とエッチングの深さと進展方位とを
認識して前記可動要素の動作を制御する制御要素とを含
む、ことを特徴としている。
からなる被加工物に対して非熱的な反応を誘起する波長
の放射光を照射することにより、照射位置を放射光の光
軸方向に沿ってエッチングするもので、光発生要素によ
り発生される放射光を導入するととも導入した放射光の
光束径を所要寸法に絞って直線的に放出させる光導入要
素と、被加工物がその加工対象面に対して光導入要素か
ら放出される放射光をほぼ垂直方位から受光する姿勢で
搭載されるステージと、前記ステージ上の被加工物の加
工対象面における放射光の受光位置や受光方位を可変調
整する可動要素と、被加工物の加工目標の入力に応じて
エッチング必要位置とエッチングの深さと進展方位とを
認識して前記可動要素の動作を制御する制御要素とを含
む、ことを特徴としている。
【００１６】本発明第２の光反応加工装置は、第１の装
置において、ステージを放射光の光軸方向に変位させて
ステージ上の被加工物と前記光導入要素の光放出端との
間隔を可変調整する間隔調整要素を含む、ことを特徴と
している。
置において、ステージを放射光の光軸方向に変位させて
ステージ上の被加工物と前記光導入要素の光放出端との
間隔を可変調整する間隔調整要素を含む、ことを特徴と
している。
【００１７】本発明第３の光反応加工装置は、上記第１
または第２の装置において、前記可動要素が、前記ステ
ージを放射光の光軸方向と直交する平面において２次元
方向に変位させてステージ上の被加工物の加工対象面に
おける放射光の受光位置を可変調整する位置調整要素
と、前記ステージの姿勢を相対的に変化させることによ
り、前記被加工物の加工対象面の所要位置における放射
光の受光方位を調整する方位調整要素とからなる、こと
を特徴としている。
または第２の装置において、前記可動要素が、前記ステ
ージを放射光の光軸方向と直交する平面において２次元
方向に変位させてステージ上の被加工物の加工対象面に
おける放射光の受光位置を可変調整する位置調整要素
と、前記ステージの姿勢を相対的に変化させることによ
り、前記被加工物の加工対象面の所要位置における放射
光の受光方位を調整する方位調整要素とからなる、こと
を特徴としている。
【００１８】本発明第４の光反応加工装置は、上記第３
の装置において、前記位置調整要素が、放射光の光軸方
向と直交する平面における２次元方向に沿って直線往復
変位可能なＸ−Ｙ軸テーブルとされ、その一方軸テーブ
ルの案内面に前記ステージが取り付けられるものであ
る、ことを特徴としている。
の装置において、前記位置調整要素が、放射光の光軸方
向と直交する平面における２次元方向に沿って直線往復
変位可能なＸ−Ｙ軸テーブルとされ、その一方軸テーブ
ルの案内面に前記ステージが取り付けられるものであ
る、ことを特徴としている。
【００１９】本発明第５の光反応加工装置は、上記第３
の装置において、前記位置調整要素が、前記ステージを
放射光の光軸周りに回動駆動するモータと、前記ステー
ジを回動自在な状態で搭載されかつ前記ステージを放射
光の光軸方向と直交する平面における１次元方向に変位
させる１軸変位テーブルとを含む、ことを特徴としてい
る。
の装置において、前記位置調整要素が、前記ステージを
放射光の光軸周りに回動駆動するモータと、前記ステー
ジを回動自在な状態で搭載されかつ前記ステージを放射
光の光軸方向と直交する平面における１次元方向に変位
させる１軸変位テーブルとを含む、ことを特徴としてい
る。
【００２０】本発明第６の光反応加工装置は、上記第３
の装置において、前記方位調整要素が、ステージを放射
光の光軸に対して傾かせる傾動装置からなる、ことを特
徴としている。
の装置において、前記方位調整要素が、ステージを放射
光の光軸に対して傾かせる傾動装置からなる、ことを特
徴としている。
【００２１】要するに、本発明では、被加工物と放射光
とを相対的に変位させることによって、被加工物におけ
る放射光の受光位置と受光方位とを任意に設定できるよ
うにしている。これにより、被加工物の加工自由度が拡
大できるようになって、被加工物に対して側面形状が複
雑な３次元構造体を浮き彫り形成することが可能にな
る。
とを相対的に変位させることによって、被加工物におけ
る放射光の受光位置と受光方位とを任意に設定できるよ
うにしている。これにより、被加工物の加工自由度が拡
大できるようになって、被加工物に対して側面形状が複
雑な３次元構造体を浮き彫り形成することが可能にな
る。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。
態に基づいて説明する。
【００２３】図１および図２に本発明の一実施形態の光
反応加工システムを示している。図１は、光反応加工シ
ステムの全体を示す構成図、図２は、光反応加工装置を
示す構成図である。
反応加工システムを示している。図１は、光反応加工シ
ステムの全体を示す構成図、図２は、光反応加工装置を
示す構成図である。
【００２４】図中、１は光発生装置、２は光反応加工装
置、Ｗは被加工物である。これら光発生装置１と光反応
加工装置２とにより光反応加工システムを構成してい
る。
置、Ｗは被加工物である。これら光発生装置１と光反応
加工装置２とにより光反応加工システムを構成してい
る。
【００２５】ここでの光反応加工システムでは、下記す
る非金属材からなる被加工物Ｗを非熱的な反応を誘起す
る波長の放射光の直接照射により選択的にエッチングす
るものであり、例えば任意形状の３次元構造体を浮き彫
り形成することができる。
る非金属材からなる被加工物Ｗを非熱的な反応を誘起す
る波長の放射光の直接照射により選択的にエッチングす
るものであり、例えば任意形状の３次元構造体を浮き彫
り形成することができる。
【００２６】ここでの被加工物Ｗとしては、例えばふっ
素系樹脂や光学結晶などの非金属材料とされる。前者の
ふっ素系樹脂は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロ
エチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体）などが挙げられる。後者の光学結晶は、ＮａＣｌ
（塩化ナトリウム）、ＫＢｒ（臭化バリウム）、ＬｉＦ
（ふっ化リチウム）などが挙げられる。
素系樹脂や光学結晶などの非金属材料とされる。前者の
ふっ素系樹脂は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロ
エチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体）などが挙げられる。後者の光学結晶は、ＮａＣｌ
（塩化ナトリウム）、ＫＢｒ（臭化バリウム）、ＬｉＦ
（ふっ化リチウム）などが挙げられる。
【００２７】光発生装置１は、例えば住友重機械工業株
式会社製の超伝導電子蓄積リングを用いたもので、電子
を光速レベルで周回させることにより、電子の円軌道の
接線方向にシンクロトロン放射光（ＳＲ光）を発生する
ものである。この例では、ＳＲ光がほぼ水平方向に放出
される。
式会社製の超伝導電子蓄積リングを用いたもので、電子
を光速レベルで周回させることにより、電子の円軌道の
接線方向にシンクロトロン放射光（ＳＲ光）を発生する
ものである。この例では、ＳＲ光がほぼ水平方向に放出
される。
【００２８】光反応加工装置２は、ＳＲ光の照射により
非金属材料からなる被加工物Ｗに対して非熱的な反応を
誘起させてエッチングするものであり、下記する光導入
管３と、チャンバ４と、円板状のステージ５と、ステー
ジ可動ユニット６と、ステージ加熱装置７と、コントロ
ーラ８とを備えている。
非金属材料からなる被加工物Ｗに対して非熱的な反応を
誘起させてエッチングするものであり、下記する光導入
管３と、チャンバ４と、円板状のステージ５と、ステー
ジ可動ユニット６と、ステージ加熱装置７と、コントロ
ーラ８とを備えている。
【００２９】光導入管３は、光発生装置１から放出され
るＳＲ光をチャンバ４内に導くものである。この光導入
管３の光放出端には、ＳＲ光の光束径を所要寸法に絞る
ためのピンホールを有する絞り板９が設けられており、
さらにこの絞り板９の外側には、ＳＲ光を放出させる状
態と放出させない状態とに切り替えるためのシャッタ１
０が設けられている。ピンホールの開口径は、加工形態
に応じて適宜設定される。
るＳＲ光をチャンバ４内に導くものである。この光導入
管３の光放出端には、ＳＲ光の光束径を所要寸法に絞る
ためのピンホールを有する絞り板９が設けられており、
さらにこの絞り板９の外側には、ＳＲ光を放出させる状
態と放出させない状態とに切り替えるためのシャッタ１
０が設けられている。ピンホールの開口径は、加工形態
に応じて適宜設定される。
【００３０】チャンバ４は、必要に応じて内部雰囲気が
調整される密封容器である。ステージ５は、チャンバ４
内に設置されて、その片面に被加工物Ｗが搭載される。
調整される密封容器である。ステージ５は、チャンバ４
内に設置されて、その片面に被加工物Ｗが搭載される。
【００３１】ステージ可動ユニット６は、光導入管３の
絞り板９のピンホールに対するステージ５の相対的な位
置を自在に調整するとともに、被加工物Ｗの加工対象面
におけるＳＲ光の受光方位を自在に調整するものであ
り、下記するＸ−Ｙ軸送り装置２０と、Ｚ軸送り装置３
０と、位相調整装置４０と、傾き調整装置５０とを備え
ている。
絞り板９のピンホールに対するステージ５の相対的な位
置を自在に調整するとともに、被加工物Ｗの加工対象面
におけるＳＲ光の受光方位を自在に調整するものであ
り、下記するＸ−Ｙ軸送り装置２０と、Ｚ軸送り装置３
０と、位相調整装置４０と、傾き調整装置５０とを備え
ている。
【００３２】ステージ加熱装置７は、ステージ５を介し
て被加工物Ｗを所要温度に加熱するものであり、ステー
ジ５の内部に埋め込まれるヒータ１１と、ヒータ１１を
駆動するドライバ１２とを含む。
て被加工物Ｗを所要温度に加熱するものであり、ステー
ジ５の内部に埋め込まれるヒータ１１と、ヒータ１１を
駆動するドライバ１２とを含む。
【００３３】コントローラ８は、少なくとも被加工物Ｗ
に対して所望形状の３次元構造体を造形するためのシー
ケンスプログラムに従い、ステージ可動ユニット６、ス
テージ加熱装置８、シャッタ１０などの動作を制御する
ものである。
に対して所望形状の３次元構造体を造形するためのシー
ケンスプログラムに従い、ステージ可動ユニット６、ス
テージ加熱装置８、シャッタ１０などの動作を制御する
ものである。
【００３４】Ｘ−Ｙ軸送り装置２０は、ステージ５をそ
の搭載面における直交２軸方向（Ｘ−Ｙ軸方向）に変位
させるものであり、ステージ５が回転可能に支持される
Ｘテーブル２１と、Ｘテーブル２１がスライド可能に搭
載されるＹテーブル２２と、ステッピングモータなどの
モータ２３，２４と、モータ２３，２４を駆動するドラ
イバ２５，２６と、モータ２３，２４の回転動力を直線
動力に変換する動力変換機構２７，２８とを含む。
の搭載面における直交２軸方向（Ｘ−Ｙ軸方向）に変位
させるものであり、ステージ５が回転可能に支持される
Ｘテーブル２１と、Ｘテーブル２１がスライド可能に搭
載されるＹテーブル２２と、ステッピングモータなどの
モータ２３，２４と、モータ２３，２４を駆動するドラ
イバ２５，２６と、モータ２３，２４の回転動力を直線
動力に変換する動力変換機構２７，２８とを含む。
【００３５】Ｚ軸送り装置３０は、Ｙテーブル２２を光
導入管３から導出されるＳＲ光の光軸方向（Ｚ軸方向）
に進退変位させてステージ５に搭載される被加工物Ｗと
光導入管３の絞り板９との間隔を調整するものであり、
ステッピングモータなどのモータ３１と、モータ３１を
駆動するドライバ３２と、モータ３１の回転動力を直線
動力に変換する動力変換機構３３とを含む。
導入管３から導出されるＳＲ光の光軸方向（Ｚ軸方向）
に進退変位させてステージ５に搭載される被加工物Ｗと
光導入管３の絞り板９との間隔を調整するものであり、
ステッピングモータなどのモータ３１と、モータ３１を
駆動するドライバ３２と、モータ３１の回転動力を直線
動力に変換する動力変換機構３３とを含む。
【００３６】位相調整装置４０は、ステージ５をＺ軸送
り装置３０による送り方向（Ｚ軸方向）周りに正逆両方
向に回転させてステージ５の位相角度θを調整するもの
であり、ステッピングモータなどのモータ４１と、モー
タ４１を駆動するドライバ４２とを含む。
り装置３０による送り方向（Ｚ軸方向）周りに正逆両方
向に回転させてステージ５の位相角度θを調整するもの
であり、ステッピングモータなどのモータ４１と、モー
タ４１を駆動するドライバ４２とを含む。
【００３７】傾き調整装置５０は、ステージ５をＳＲ光
の光軸方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜させてステージ５
の傾斜角度φを調整するものであり、ステッピングモー
タなどのモータ５１と、モータ５１を駆動するドライバ
５２とを含む。
の光軸方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜させてステージ５
の傾斜角度φを調整するものであり、ステッピングモー
タなどのモータ５１と、モータ５１を駆動するドライバ
５２とを含む。
【００３８】なお、Ｘ−Ｙ軸送り装置２０の動力変換機
構２７，２８およびＺ軸送り装置３０の動力変換機構３
３は、例えば送りねじなどが用いられる。
構２７，２８およびＺ軸送り装置３０の動力変換機構３
３は、例えば送りねじなどが用いられる。
【００３９】このような構成の光反応加工システムを用
いた被加工物Ｗの加工方法について、図３ないし図７を
用いて説明する。
いた被加工物Ｗの加工方法について、図３ないし図７を
用いて説明する。
【００４０】ここで、被加工物Ｗに対して例えば図３
（ａ）〜（ｃ）に示すような形状の３次元構造体１０
０，２００，３００を形成する場合を例に挙げる。図３
（ａ）には、円錐凸形状の３次元構造体１００が、図３
（ｂ）には、すり鉢状凹部２０１を設けた円錐凸形状の
３次元構造体２００が、さらに、図３（ｃ）には、オー
バーハング形状の３次元構造体３００が示されている。
（ａ）〜（ｃ）に示すような形状の３次元構造体１０
０，２００，３００を形成する場合を例に挙げる。図３
（ａ）には、円錐凸形状の３次元構造体１００が、図３
（ｂ）には、すり鉢状凹部２０１を設けた円錐凸形状の
３次元構造体２００が、さらに、図３（ｃ）には、オー
バーハング形状の３次元構造体３００が示されている。
【００４１】このうち、まず、図３（ａ）および（ｂ）
に示す３次元構造体１００，２００の加工形態について
説明する。
に示す３次元構造体１００，２００の加工形態について
説明する。
【００４２】この場合、被加工物Ｗの加工対象面に対し
てＳＲ光を垂直方向から照射させるのであるが、被加工
物Ｗの加工対象面において表面側から深さ方向へ向け
て、一定深さずつ、複数回に分けて段階的なエッチング
を施す第１加工形態や、被加工物Ｗの加工対象面を細分
化し、各領域のエッチングレートを個別に可変制御する
第２加工形態が可能である。
てＳＲ光を垂直方向から照射させるのであるが、被加工
物Ｗの加工対象面において表面側から深さ方向へ向け
て、一定深さずつ、複数回に分けて段階的なエッチング
を施す第１加工形態や、被加工物Ｗの加工対象面を細分
化し、各領域のエッチングレートを個別に可変制御する
第２加工形態が可能である。
【００４３】前者の第１加工形態では、各段階における
エッチングパターンについて、図４および図５に示すよ
うに、目標とする３次元構造体１００，２００を高さ方
向でエッチング回数に応じて断面にし、各高さ位置での
断面形状をそれぞれエッチングパターンとする。図４お
よび図５には、説明を簡略化するために、エッチング回
数を７回とするようにしており、各高さ位置でのエッチ
ングパターンそれぞれにおいて、斜線を付している部分
がエッチング必要な領域であり、斜線を付していない部
分がエッチング不要な領域である。この各高さ位置での
エッチングパターンに基づいて被加工物ＷをＸ−Ｙ軸送
り装置２０や位相調整装置４０により平面２次元方向に
変位させることにより、被加工物ＷにおけるＳＲ光の受
光位置（２次元座標）を可変するとともに、シャッタ１
０によりＳＲ光を照射させる状態と照射させない状態と
に切り替えるようにすればよい。この場合において、被
加工物ＷのＳＲ光の受光位置を可変するには、例えば図
６（ａ）や（ｂ）に示すような形態で被加工物Ｗを動か
すことが考えられる。
エッチングパターンについて、図４および図５に示すよ
うに、目標とする３次元構造体１００，２００を高さ方
向でエッチング回数に応じて断面にし、各高さ位置での
断面形状をそれぞれエッチングパターンとする。図４お
よび図５には、説明を簡略化するために、エッチング回
数を７回とするようにしており、各高さ位置でのエッチ
ングパターンそれぞれにおいて、斜線を付している部分
がエッチング必要な領域であり、斜線を付していない部
分がエッチング不要な領域である。この各高さ位置での
エッチングパターンに基づいて被加工物ＷをＸ−Ｙ軸送
り装置２０や位相調整装置４０により平面２次元方向に
変位させることにより、被加工物ＷにおけるＳＲ光の受
光位置（２次元座標）を可変するとともに、シャッタ１
０によりＳＲ光を照射させる状態と照射させない状態と
に切り替えるようにすればよい。この場合において、被
加工物ＷのＳＲ光の受光位置を可変するには、例えば図
６（ａ）や（ｂ）に示すような形態で被加工物Ｗを動か
すことが考えられる。
【００４４】後者の第２加工形態では、図示しないが、
目標とする３次元構造体１００，２００の形状に基づい
て、被加工物Ｗの加工対象面を細分化し、各領域のエッ
チング深さを個別に可変制御する。この場合、被加工物
ＷをＸ−Ｙ軸送り装置２０や位相調整装置４０により平
面２次元方向に変位させることにより、被加工物Ｗにお
けるＳＲ光の受光位置（２次元座標）を可変すればよ
い。そして、エッチング深さは、ＳＲ光の照射時間また
は照射強度を必要に応じて調整することにより制御す
る。なお、ＳＲ光の照射強度は、光発生装置１の超伝導
電子蓄積リングに対する蓄積電流を可変することにより
制御できる。
目標とする３次元構造体１００，２００の形状に基づい
て、被加工物Ｗの加工対象面を細分化し、各領域のエッ
チング深さを個別に可変制御する。この場合、被加工物
ＷをＸ−Ｙ軸送り装置２０や位相調整装置４０により平
面２次元方向に変位させることにより、被加工物Ｗにお
けるＳＲ光の受光位置（２次元座標）を可変すればよ
い。そして、エッチング深さは、ＳＲ光の照射時間また
は照射強度を必要に応じて調整することにより制御す
る。なお、ＳＲ光の照射強度は、光発生装置１の超伝導
電子蓄積リングに対する蓄積電流を可変することにより
制御できる。
【００４５】次に、図３（ｃ）に示す３次元構造体３０
０の加工形態について説明する。
０の加工形態について説明する。
【００４６】まず、目標とする３次元構造体３００のす
り鉢状凹部３０１を造形する。このすり鉢状凹部３０１
の造形については、図７（ａ）に示すように、被加工物
ＷをＸ−Ｙ軸送り装置２０や位相調整装置４０により平
面２次元方向に変位させることにより、被加工物Ｗにお
けるＳＲ光の受光位置（２次元座標）を可変するととも
に、位相調整装置４０により被加工物Ｗの傾動方向を決
めてから傾き調整装置５０によりＳＲ光の光軸に対して
被加工物Ｗを所要角度φ傾かせることにより被加工物Ｗ
におけるＳＲ光の受光方位を可変した状態において、各
受光位置でのエッチングレートを可変制御すればよい。
この後、目標とする３次元構造体３００の外形形状を造
形するために、すり鉢状凹部３０１の周囲について、図
７（ｂ）に示すように、前記同様に、被加工物Ｗにおけ
るＳＲ光の受光位置（２次元座標）と被加工物Ｗにおけ
るＳＲ光の受光方位とを順次可変しつつ各受光位置（２
次元座標）について個別にエッチングレートを可変制御
する。
り鉢状凹部３０１を造形する。このすり鉢状凹部３０１
の造形については、図７（ａ）に示すように、被加工物
ＷをＸ−Ｙ軸送り装置２０や位相調整装置４０により平
面２次元方向に変位させることにより、被加工物Ｗにお
けるＳＲ光の受光位置（２次元座標）を可変するととも
に、位相調整装置４０により被加工物Ｗの傾動方向を決
めてから傾き調整装置５０によりＳＲ光の光軸に対して
被加工物Ｗを所要角度φ傾かせることにより被加工物Ｗ
におけるＳＲ光の受光方位を可変した状態において、各
受光位置でのエッチングレートを可変制御すればよい。
この後、目標とする３次元構造体３００の外形形状を造
形するために、すり鉢状凹部３０１の周囲について、図
７（ｂ）に示すように、前記同様に、被加工物Ｗにおけ
るＳＲ光の受光位置（２次元座標）と被加工物Ｗにおけ
るＳＲ光の受光方位とを順次可変しつつ各受光位置（２
次元座標）について個別にエッチングレートを可変制御
する。
【００４７】なお、上記すり鉢状凹部３０１の造形につ
いては、上述した図３（ａ）や（ｂ）に示す３次元構造
体１００，２００を造形するときのようにＳＲ光を被加
工物Ｗに対して垂直方向から照射させてエッチングを段
階的に行う形態やエッチングレートを可変する形態でも
行うことができる。
いては、上述した図３（ａ）や（ｂ）に示す３次元構造
体１００，２００を造形するときのようにＳＲ光を被加
工物Ｗに対して垂直方向から照射させてエッチングを段
階的に行う形態やエッチングレートを可変する形態でも
行うことができる。
【００４８】これらいずれの加工形態においても、ＳＲ
光を照射すると、被加工物Ｗにおける照射位置のみで局
部的に非熱的な光反応が誘起され、互いに結合している
原子鎖が切断されることになり、照射方向のみにエッチ
ングが進展する完全な異方性エッチングの形態となるの
で、アスペクト比の高い微細加工が可能となる。ここで
のアスペクト比とは、開口ａに対する深さｂの比、ｂ／
ａである。つまり、レーザ光による加工を行う場合のよ
うに、加工端部における「なまり」が生じることがな
い。ちなみに、光発生装置１の超伝導電子蓄積リングに
対する蓄積電流値を約２００ｍＡとすれば、ＰＴＦＥの
エッチングレートは、４０〔μｍ／分〕以上となる。そ
して、光導入管３のピンホールの開口を１×１μｍ角に
限定して、ＰＴＦＥに対するエッチング深さを５０ｎｍ
に設定すると、このエッチング深さで１００μｍ×１０
０μｍの領域をエッチングするのに要する時間は約１６
分となる。
光を照射すると、被加工物Ｗにおける照射位置のみで局
部的に非熱的な光反応が誘起され、互いに結合している
原子鎖が切断されることになり、照射方向のみにエッチ
ングが進展する完全な異方性エッチングの形態となるの
で、アスペクト比の高い微細加工が可能となる。ここで
のアスペクト比とは、開口ａに対する深さｂの比、ｂ／
ａである。つまり、レーザ光による加工を行う場合のよ
うに、加工端部における「なまり」が生じることがな
い。ちなみに、光発生装置１の超伝導電子蓄積リングに
対する蓄積電流値を約２００ｍＡとすれば、ＰＴＦＥの
エッチングレートは、４０〔μｍ／分〕以上となる。そ
して、光導入管３のピンホールの開口を１×１μｍ角に
限定して、ＰＴＦＥに対するエッチング深さを５０ｎｍ
に設定すると、このエッチング深さで１００μｍ×１０
０μｍの領域をエッチングするのに要する時間は約１６
分となる。
【００４９】参考までに、ＰＴＦＥからなる被加工物Ｗ
に対してＳＲ光を照射すると、照射位置が非熱的な蒸発
を起こすことになり、図８に示すように、飽和フロロカ
ーボンとなる。これに対して、ＰＴＦＥからなる被加工
物Ｗに対して従来一般的なレーザ光を照射すると、照射
位置が熱的な蒸発を起こすことになり、図９に示すよう
に、モノマーとなる。
に対してＳＲ光を照射すると、照射位置が非熱的な蒸発
を起こすことになり、図８に示すように、飽和フロロカ
ーボンとなる。これに対して、ＰＴＦＥからなる被加工
物Ｗに対して従来一般的なレーザ光を照射すると、照射
位置が熱的な蒸発を起こすことになり、図９に示すよう
に、モノマーとなる。
【００５０】ところで、上述した加工方法において、チ
ャンバ４内の雰囲気は大気圧、真空のいずれでもよい。
また、チャンバ４内を排気させておいてもよい。さら
に、被加工物Ｗをステージ加熱装置７により加熱しても
よいし、また、加熱しなくてもよい。但し、チャンバ４
内を所要の真空度を保つように排気させていると、大気
圧で行う場合に比べて、エッチングレートが速くなる
他、ＳＲ光の照射に伴い被加工物Ｗの受光位置が光反応
してガス状に蒸発されるときに、この蒸発ガスが受光位
置に残留せずに早期に排出されるので、加工効率がよく
なると言える。また、被加工物Ｗを所要温度以上に加熱
していると、温度調節しない場合に比べてエッチングレ
ートが速くなるので、加工効率がよくなる。
ャンバ４内の雰囲気は大気圧、真空のいずれでもよい。
また、チャンバ４内を排気させておいてもよい。さら
に、被加工物Ｗをステージ加熱装置７により加熱しても
よいし、また、加熱しなくてもよい。但し、チャンバ４
内を所要の真空度を保つように排気させていると、大気
圧で行う場合に比べて、エッチングレートが速くなる
他、ＳＲ光の照射に伴い被加工物Ｗの受光位置が光反応
してガス状に蒸発されるときに、この蒸発ガスが受光位
置に残留せずに早期に排出されるので、加工効率がよく
なると言える。また、被加工物Ｗを所要温度以上に加熱
していると、温度調節しない場合に比べてエッチングレ
ートが速くなるので、加工効率がよくなる。
【００５１】以上説明したような加工方法においては、
被加工物Ｗの種類に応じて、加工に用いるＳＲ光につい
て好適な波長に設定するのが好ましい。
被加工物Ｗの種類に応じて、加工に用いるＳＲ光につい
て好適な波長に設定するのが好ましい。
【００５２】具体的に、被加工物ＷをＰＴＦＥ、ＰＦＡ
ならびにＦＥＰなどのふっ素系樹脂とする場合には、例
えば図１０の図表に示すような波長のＳＲ光を用いるの
が好ましい。このＳＲ光は、その光子エネルギーを０．
４〜５．５〔ｋｅＶ〕の範囲、つまり３０〜２Åの波長
に設定するのが好ましい。但し、ＳＲ光の光子エネルギ
ーの許容範囲としては、２８４．２〔ｅＶ〕〜１２〔ｋ
ｅＶ〕、つまり４５〜１Åの波長に設定することができ
る。この上限値よりも高く設定すると、エッチングが進
展しにくくなり、また、下限値よりも低く設定すると、
照射面のダメージが強くなる。
ならびにＦＥＰなどのふっ素系樹脂とする場合には、例
えば図１０の図表に示すような波長のＳＲ光を用いるの
が好ましい。このＳＲ光は、その光子エネルギーを０．
４〜５．５〔ｋｅＶ〕の範囲、つまり３０〜２Åの波長
に設定するのが好ましい。但し、ＳＲ光の光子エネルギ
ーの許容範囲としては、２８４．２〔ｅＶ〕〜１２〔ｋ
ｅＶ〕、つまり４５〜１Åの波長に設定することができ
る。この上限値よりも高く設定すると、エッチングが進
展しにくくなり、また、下限値よりも低く設定すると、
照射面のダメージが強くなる。
【００５３】一方、ＮａＣｌ、ＫＢｒならびにＬｉＦな
どの光学結晶の場合も同様である。
どの光学結晶の場合も同様である。
【００５４】ちなみに、被加工物ＷをＰＴＦＥとした場
合について、ＳＲ光の照射強度とエッチングレートとの
関係は、図１１に示すように、ＳＲ光の照射強度の増加
に伴いエッチングレートが大きくなることが判る。この
ときの条件については、被加工物Ｗをステージ加熱装置
７により２００℃に設定しており、また、ＳＲ光の光子
エネルギーについては０．４〜５．５〔ｋｅＶ〕の範囲
に設定している。さらに、チャンバ４内の雰囲気につい
ては、１×１０-5〔Ｔｏｒｒ〕程度の真空度に保つよう
に真空排気している。
合について、ＳＲ光の照射強度とエッチングレートとの
関係は、図１１に示すように、ＳＲ光の照射強度の増加
に伴いエッチングレートが大きくなることが判る。この
ときの条件については、被加工物Ｗをステージ加熱装置
７により２００℃に設定しており、また、ＳＲ光の光子
エネルギーについては０．４〜５．５〔ｋｅＶ〕の範囲
に設定している。さらに、チャンバ４内の雰囲気につい
ては、１×１０-5〔Ｔｏｒｒ〕程度の真空度に保つよう
に真空排気している。
【００５５】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。 （１） 上記実施形態で示したステージ可動ユニット６
については、その必要な動作を実現できるものであれ
ば、どのような構成のものでもかまわない。 （２） 上記実施形態では、被加工物Ｗに造形する３次
元構造体の形状として３例を挙げたが、それ以外の形状
についても任意である。例えば図１２に示すように、外
壁面や内壁面を曲面形状にした多様な垂直立方体を浮き
彫り形成することが可能である。この場合の加工方法に
ついても、上記実施形態で説明したプロセスと同様でよ
い。 （３） 上記実施形態に示した絞り板９のピンホールの
開口径寸法については、加工形態に応じて任意に設定で
きる。この絞り板９についても、そのピンホールの径を
可変調節しうる構成とすることができる。
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。 （１） 上記実施形態で示したステージ可動ユニット６
については、その必要な動作を実現できるものであれ
ば、どのような構成のものでもかまわない。 （２） 上記実施形態では、被加工物Ｗに造形する３次
元構造体の形状として３例を挙げたが、それ以外の形状
についても任意である。例えば図１２に示すように、外
壁面や内壁面を曲面形状にした多様な垂直立方体を浮き
彫り形成することが可能である。この場合の加工方法に
ついても、上記実施形態で説明したプロセスと同様でよ
い。 （３） 上記実施形態に示した絞り板９のピンホールの
開口径寸法については、加工形態に応じて任意に設定で
きる。この絞り板９についても、そのピンホールの径を
可変調節しうる構成とすることができる。
【００５６】
【発明の効果】請求項１ないし１３の発明にかかる光反
応加工方法ならびに装置では、従来のようにマスクを用
いずに放射光を被加工物に対して直接照射する形態にし
ているから、加工コストを低減できて被加工物に対する
一層の微細加工を実現できるようになる。しかも、被加
工物における放射光の受光位置と受光方位とを可変調整
することにより被加工物の微小領域に対するエッチング
方位やエッチング深さを任意に設定できるようにしてい
るから、被加工物の加工自由度を拡大できるようになっ
て、被加工物に対して側面形状が複雑な３次元構造体を
浮き彫り形成することが可能になる。
応加工方法ならびに装置では、従来のようにマスクを用
いずに放射光を被加工物に対して直接照射する形態にし
ているから、加工コストを低減できて被加工物に対する
一層の微細加工を実現できるようになる。しかも、被加
工物における放射光の受光位置と受光方位とを可変調整
することにより被加工物の微小領域に対するエッチング
方位やエッチング深さを任意に設定できるようにしてい
るから、被加工物の加工自由度を拡大できるようになっ
て、被加工物に対して側面形状が複雑な３次元構造体を
浮き彫り形成することが可能になる。
【００５７】特に、請求項２ないし４の発明では、被加
工物に対して側面形状が複雑な３次元構造体を浮き彫り
形成する場合において、加工手順や工程簡略化が可能と
なり、無駄なく簡単に自由な形状の３次元構造体を形成
することが可能になる。
工物に対して側面形状が複雑な３次元構造体を浮き彫り
形成する場合において、加工手順や工程簡略化が可能と
なり、無駄なく簡単に自由な形状の３次元構造体を形成
することが可能になる。
【００５８】また、請求項５の発明のように、加工対象
位置を真空雰囲気にしたり、あるいは請求項６の発明の
ように、加工対象位置の雰囲気気体を排気させるように
したりすれば、そのようにしない場合に比べてエッチン
グレートを速くできるようになって、加工効率の向上に
貢献できるようになる。しかも、請求項６の発明の場合
にあっては、放射光の照射に伴い被加工物の受光位置が
光反応してガス状に蒸発されるときに、この蒸発ガスが
受光位置に残留せずに早期に排出されるので、加工効率
のさらなる向上に貢献できるようになる。
位置を真空雰囲気にしたり、あるいは請求項６の発明の
ように、加工対象位置の雰囲気気体を排気させるように
したりすれば、そのようにしない場合に比べてエッチン
グレートを速くできるようになって、加工効率の向上に
貢献できるようになる。しかも、請求項６の発明の場合
にあっては、放射光の照射に伴い被加工物の受光位置が
光反応してガス状に蒸発されるときに、この蒸発ガスが
受光位置に残留せずに早期に排出されるので、加工効率
のさらなる向上に貢献できるようになる。
【００５９】また、請求項７の発明のように、被加工物
の受光部位を所要温度以上に加熱していれば、温度調節
しない場合に比べてエッチングレートが速くなるので、
加工効率の向上に貢献できるようになる。
の受光部位を所要温度以上に加熱していれば、温度調節
しない場合に比べてエッチングレートが速くなるので、
加工効率の向上に貢献できるようになる。
【図１】本発明の一実施形態の光反応加工システムの全
体を示す構成図
体を示す構成図
【図２】図１の光反応加工装置を示す構成図
【図３】被加工物に造形する３次元構造体の一例を示す
斜視図
斜視図
【図４】図３（ａ）の３次元構造体の加工手順を示す模
式図
式図
【図５】図３（ｂ）の３次元構造体の加工手順を示す模
式図
式図
【図６】図４や図５に示す各深さ位置での加工対象面の
加工形態を示す模式図
加工形態を示す模式図
【図７】図３（ｃ）の３次元構造体の加工手順を示す模
式図
式図
【図８】ＰＴＦＥに対するＳＲ光の照射による非熱的な
反応の様子を示す概念図
反応の様子を示す概念図
【図９】ＰＴＦＥに対するレーザ光の照射による熱的な
反応の様子を示す概念図
反応の様子を示す概念図
【図１０】被加工物をＰＴＦＥとする場合に好適なＳＲ
光のスペクトラムを示す図表
光のスペクトラムを示す図表
【図１１】被加工物をＰＴＦＥとする場合について、Ｓ
Ｒ光の照射強度とエッチングレートとの関係を示す図表
Ｒ光の照射強度とエッチングレートとの関係を示す図表
【図１２】本発明において被加工物に形成可能な３次元
構造体の形状を示す斜視図
構造体の形状を示す斜視図
Ｗ 被加工物 １ 光発生装置 ２ 光反応加工装置 ３ 光導入管 ４ チャンバ ５ ステージ ６ ステージ可動ユニット ７ ステージ加熱装置 ８ コントローラ ９ 絞り板 １０ シャッタ ２０ Ｘ−Ｙ軸送り装置 ３０ Ｚ軸送り装置 ４０ 位相調整装置 ５０ 傾き調整装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 聡 滋賀県草津市野路東１−１−１ 立命館大 学内 (72)発明者 加藤 隆典 東京都田無市谷戸町２丁目１番１号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 Ｆターム(参考） 2H097 BA02 BB01 CA05 CA11 FA01 KA28 LA15 4F073 AA06 BA15 BA16 CA53 HA03 HA05 HA09 HA11 HA12 4K057 DA12 DB20 DD08 DD10 DM35 DM39 DN03
Claims (13)
- 【請求項１】非金属材からなる被加工物に対して非熱的
な反応を誘起する波長の放射光を照射することにより、
照射位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチングする光
反応加工方法であって、 被加工物の加工対象面における所望位置に対して、所望
方位から照射時間または照射強度と光束径とを任意に調
整した放射光を照射することにより、エッチングの進展
方位と深さとを制御する、ことを特徴とする光反応加工
方法。 - 【請求項２】非金属材からなる被加工物に対して非熱的
な反応を誘起する波長の放射光を照射することにより、
照射位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチングする光
反応加工方法であって、 被加工物をエッチングして所望形状の３次元構造体を浮
き彫り形成するにあたって、当該目標とする３次元構造
体の形状に基づいて、前記被加工物の表面におけるエッ
チング必要位置と各エッチング必要位置でのエッチング
必要深さとを特定し、 特定したすべてのエッチング必要位置の個々に対して、
ほぼ垂直方位から照射時間または照射強度と光束径とを
任意に調整した放射光を順次個別に照射することによ
り、各照射位置におけるエッチングの深さを可変制御す
る、ことを特徴とする光反応加工方法。 - 【請求項３】非金属材からなる被加工物に対して非熱的
な反応を誘起する波長の放射光を照射することにより放
射光の光軸方向に沿ったエッチングを行う光反応加工方
法であって、 被加工物をエッチングして所望形状の３次元構造体を浮
き彫り形成するにあたって、当該目標とする３次元構造
体の形状に基づいて、前記被加工物の表面から一定深さ
ごとに段階的に加工することを前提として各深さごとの
加工対象面におけるエッチング必要位置をそれぞれ特定
し、 前記被加工物の最上面の加工対象面において特定したす
べてのエッチング必要位置の個々に対して、ほぼ垂直方
位から照射時間または照射強度を一定にして光束径を任
意に調整した放射光を順次個別に照射することによりエ
ッチング深さを一定にしたパターニングを行い、以後、
各深さごとの加工対象面に対して前記同様のパターニン
グを繰り返す、ことを特徴とする光反応加工方法。 - 【請求項４】非金属材からなる被加工物に対して非熱的
な反応を誘起する波長の放射光を照射することにより放
射光の光軸方向に沿ったエッチングを行う光反応加工方
法であって、 被加工物をエッチングして所望形状の３次元構造体を浮
き彫り形成するにあたって、当該目標とする３次元構造
体の形状に基づいて、前記被加工物の表面におけるエッ
チング必要位置と放射光の受光方位と各エッチング必要
位置でのエッチング深さとを特定し、 特定したエッチング必要位置の個々に対して、照射時間
または照射強度と光束径とを任意に調整した放射光を所
望方位から順次個別に照射することにより、エッチング
の進展方位と深さとを制御する、ことを特徴とする光反
応加工方法。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかの光反応加工
方法において、 前記被加工物における受光部位が、密封容器内に配置さ
れ、エッチング処理時において前記密封空間内の雰囲気
が真空状態に設定される、ことを特徴とする光反応加工
方法。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかの光反応加工
方法において、 前記被加工物における受光部位が、密封容器内に配置さ
れ、エッチング処理時において前記密封容器内が排気さ
れる、ことを特徴とする光反応加工方法。 - 【請求項７】請求項１ないし４のいずれかの光反応加工
方法において、 前記被加工物において少なくともエッチング処理部位
が、所要温度に加熱される、ことを特徴とする光反応加
工方法。 - 【請求項８】非金属材からなる被加工物に対して非熱的
な反応を誘起する波長の放射光を照射することにより、
照射位置を放射光の光軸方向に沿ってエッチングする光
反応加工装置であって、 光発生要素により発生される放射光を導入するととも導
入した放射光の光束径を所要寸法に絞って直線的に放出
させる光導入要素と、 被加工物がその加工対象面に対して光導入要素から放出
される放射光をほぼ垂直方位から受光する姿勢で搭載さ
れるステージと、 前記ステージ上の被加工物の加工対象面における放射光
の受光位置や受光方位を可変調整する可動要素と、 被加工物の加工目標の入力に応じてエッチング必要位置
とエッチングの深さと進展方位とを認識して前記可動要
素の動作を制御する制御要素とを含む、ことを特徴とす
る光反応加工装置。 - 【請求項９】請求項８の光反応加工装置において、 ステージを放射光の光軸方向に変位させてステージ上の
被加工物と前記光導入要素の光放出端との間隔を可変調
整する間隔調整要素を含む、ことを特徴とする光反応加
工装置。 - 【請求項１０】請求項８または９の光反応加工装置にお
いて、 前記可動要素が、前記ステージを放射光の光軸方向と直
交する平面において２次元方向に変位させてステージ上
の被加工物の加工対象面における放射光の受光位置を可
変調整する位置調整要素と、 前記ステージの姿勢を相対的に変化させることにより、
前記被加工物の加工対象面の所要位置における放射光の
受光方位を調整する方位調整要素とからなる、ことを特
徴とする光反応加工装置。 - 【請求項１１】請求項１０の光反応加工装置において、 前記位置調整要素が、放射光の光軸方向と直交する平面
における２次元方向に沿って直線往復変位可能なＸ−Ｙ
軸テーブルとされ、その一方軸テーブルの案内面に前記
ステージが取り付けられるものである、ことを特徴とす
る光反応加工装置。 - 【請求項１２】請求項１０の光反応加工装置において、 前記位置調整要素が、前記ステージを放射光の光軸周り
に回動駆動するモータと、前記ステージを回動自在な状
態で搭載されかつ前記ステージを放射光の光軸方向と直
交する平面における１次元方向に変位させる１軸変位テ
ーブルとを含む、ことを特徴とする光反応加工装置。 - 【請求項１３】請求項１０の光反応加工装置において、 前記方位調整要素が、ステージを放射光の光軸に対して
傾かせる傾動装置からなる、ことを特徴とする光反応加
工装置。
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|---|---|---|---|
| JP33087599A JP3427350B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 光反応加工方法ならびに光反応加工装置 |
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| JP33087599A JP3427350B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 光反応加工方法ならびに光反応加工装置 |
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|---|---|
| JP2001147539A true JP2001147539A (ja) | 2001-05-29 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005022020A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 微細構造体の製造方法 |
| KR100680092B1 (ko) | 2004-07-23 | 2007-02-09 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광반응 장치 |
| JP2009051907A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Yuichi Uchiumi | Ｐｔｆｅ材料のエッチング方法、及び、高周波導波管 |
| CN102922753A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-02-13 | 广东新志密封技术有限公司 | 一种导轨软带处理方法及实施该方法的处理机 |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33087599A patent/JP3427350B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4567302B2 (ja) * | 2003-07-01 | 2010-10-20 | 住友重機械工業株式会社 | 微細構造体の製造方法 |
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| JP2009051907A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Yuichi Uchiumi | Ｐｔｆｅ材料のエッチング方法、及び、高周波導波管 |
| CN102922753A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-02-13 | 广东新志密封技术有限公司 | 一种导轨软带处理方法及实施该方法的处理机 |
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