JP2007321185A - Superprecision polishing method and superprecision polishing device by gas cluster ion beam - Google Patents
Superprecision polishing method and superprecision polishing device by gas cluster ion beam Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007321185A JP2007321185A JP2006151261A JP2006151261A JP2007321185A JP 2007321185 A JP2007321185 A JP 2007321185A JP 2006151261 A JP2006151261 A JP 2006151261A JP 2006151261 A JP2006151261 A JP 2006151261A JP 2007321185 A JP2007321185 A JP 2007321185A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- workpiece
- ion beam
- gas cluster
- cluster ion
- shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims abstract description 95
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 51
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 43
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 41
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 35
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 105
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 34
- 230000006870 function Effects 0.000 description 27
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910018194 SF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- -1 compound carbon dioxide Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、被加工物表面を平滑化する技術に関し、特に、形状精度が要求されるレンズ等の光学素子又はこの光学素子を成形するための型等の表面を研磨する超精密研磨方法、及び超精密研磨装置に関する。 The present invention relates to a technique for smoothing the surface of a workpiece, and in particular, an ultraprecision polishing method for polishing a surface of an optical element such as a lens or a mold for molding the optical element, which requires shape accuracy, and The present invention relates to an ultra-precision polishing apparatus.
回転軸対称の球面レンズや非球面レンズ等の光学素子の加工方法として、光学素子を直接、研削や研磨して加工する方法や成形用の型を使用してプレス加工する大量生産型の加工方法などがある。 As processing methods for optical elements such as rotationally symmetric spherical lenses and aspherical lenses, methods for processing optical elements directly by grinding or polishing, and processing methods for mass production molds that use press molds and so on.
一般に、光学素子はその形状精度が悪いと、その光学素子が使用されるカメラ・顕微鏡・内視鏡等の光学機器において収差の原因となり、また光学素子の面粗さが粗面であると、光学機器上でフレアーが発生し、何れにおいてもその光学機器製品の機能を低下させてしまう。 In general, when the optical element has poor shape accuracy, it causes aberrations in optical devices such as cameras, microscopes, and endoscopes in which the optical element is used, and the surface roughness of the optical element is rough. Flare is generated on the optical device, and in any case, the function of the optical device product is deteriorated.
この内の表面粗さを滑らかにする手段としては、加工された光学素子や成形用の型(これらを纏めて被加工物と呼ぶ)の表面にガスクラスターイオンビームを照射して表面粗さを滑らかにする超精密研磨技術が用いられている。 As a means for smoothing the surface roughness, the surface roughness of the processed optical element or molding die (collectively referred to as a workpiece) is irradiated with a gas cluster ion beam. Super-precision polishing technology is used to make it smooth.
ガスクラスターイオンビームが被加工物表面に照射されると、被加工物との衝突によりガスクラスターイオンが壊れ、クラスター構成原子又は分子と被加工物構成原子又は分子とが多体衝突して被加工物表面上の水平方向の原子又は分子の運動を活発にする。そして、この運動の活発化により被加工物表面上の突起部分が主に削られることになる。超精密研磨技術が利用されると、このような原理が作用し、被加工物表面を原子サイズのレベルで平坦化する(特許文献1)。 When the surface of the workpiece is irradiated with the gas cluster ion beam, the gas cluster ions are broken due to collision with the workpiece, and the cluster constituent atoms or molecules and the workpiece constituent atoms or molecules collide with each other. Activates the movement of horizontal atoms or molecules on the surface of objects. And the protrusion part on the surface of a workpiece will be mainly shaved by activation of this movement. When the ultra-precision polishing technique is used, such a principle acts to flatten the surface of the workpiece at the atomic size level (Patent Document 1).
そして、上記ガスクラスターイオンビームを用いた技術を超精密研磨処理に使用した例としては、アパーチャにて径を細く絞ったガスクラスターイオンビームを被加工物表面に照射し、そのガスクラスターイオンビームの照射時間を被加工物表面上の突起位置に応じて制御し、その被加工物表面を研磨する方法がある(特許文献2)。
上述したように、ガスクラスターイオンビームを被加工物表面に照射することにより、その被加工物の表面粗さを平滑化する技術が知られている。
しかし、従来の超精密研磨処理では、その被加工物の表面形状が平面であろうと曲面であろうと関係なく、その表面に常に同一制御条件のガスクラスターイオンビームを照射してその突起を除去している。
As described above, a technique for smoothing the surface roughness of a workpiece by irradiating the surface of the workpiece with a gas cluster ion beam is known.
However, in the conventional ultra-precision polishing process, regardless of whether the surface shape of the workpiece is flat or curved, the projection is removed by always irradiating the surface with a gas cluster ion beam under the same control conditions. ing.
つまり、表面が曲面で構成されている被加工物を研磨処理する場合に、その表面が平面である場合に最適な設定のガスクラスターイオンビームが同一の制御条件のまま使用されることとなるため、加工後の被加工物は、その表面が平滑化されたとしても全体の形状は大きく崩れ、形状精度は悪いものとなる。この形状精度の悪化は、その光学素子が使用される光学機器製品の機能を低下させることになるため、問題である。 In other words, when a workpiece having a curved surface is polished, the optimal gas cluster ion beam is used under the same control conditions when the surface is flat. Even if the surface of the workpiece after processing is smoothed, the overall shape is greatly collapsed and the shape accuracy is poor. This deterioration of the shape accuracy is a problem because it deteriorates the function of the optical device product in which the optical element is used.
そこで、本発明は、被加工物表面が平面であることは勿論のこと、その表面が曲面の場合やその表面が各位置で曲率が異なる面である場合にも適合しうるガスクラスターイオンビームを用いた超精密研磨方法、及びガスクラスターイオンビームを用いた超精密研磨装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a gas cluster ion beam that can be adapted not only when the surface of the workpiece is a flat surface but also when the surface is a curved surface or when the surface is a surface with a different curvature at each position. It is an object of the present invention to provide an ultraprecision polishing method and an ultraprecision polishing apparatus using a gas cluster ion beam.
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の超精密研磨方法の態様の一つは、ガスクラスターイオンビームを被加工物表面に照射して該被加工物表面を研磨することを前提に、被加工物の表面形状の目標表面形状からの誤差を計測する第一計測工程と、第二の加工物の表面に上記ガスクラスターイオンビームを照射して上記第二加工物の表面に形成された加工痕(溝)を計測する第二計測工程と、上記第二加工物を対象に計測して得た加工痕データを基に上記被加工物の目標表面形状における各表面位置の曲率に順ずる加工痕データを生成する第一計算工程と、上記生成した加工痕データを基礎データにして、ガスクラスターイオンビームが上記誤差分の固体物質(被加工物を構成している固体物質)を除去するための、上記被加工物表面上の各位置の照射ドーズ量を求める第二計算工程と、上記照射ドーズ量に従って上記ガスクラスターイオンビームを上記被加工物表面に照射して該被加工物表面の研磨を行う研磨工程と、を行うようにする。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
One of the aspects of the ultraprecision polishing method of the present invention is that the target surface shape of the surface shape of the workpiece is polished on the premise that the surface of the workpiece is polished by irradiating the surface of the workpiece with a gas cluster ion beam. A first measuring step for measuring an error from the second, and measuring a processing mark (groove) formed on the surface of the second workpiece by irradiating the surface of the second workpiece with the gas cluster ion beam. Measurement step and first calculation step for generating machining trace data conforming to the curvature of each surface position in the target surface shape of the workpiece based on the machining trace data obtained by measuring the second workpiece On the surface of the workpiece, the gas cluster ion beam removes the solid material corresponding to the error (solid material constituting the workpiece) using the generated machining trace data as basic data. Find the irradiation dose at each position A calculation step, to perform a polishing step for polishing the workpiece surface the gas cluster ion beam is irradiated to the workpiece surface in accordance with the irradiation dose.
本発明の超精密研磨方法の態様のその他の一つは、ガスクラスターイオンビームを被加工物表面に照射して該被加工物表面を研磨することを前提に、上記被加工物の表面形状を計測し、上記計測で得た被加工物の表面形状データの、予め設定されている目標表面形状データからの誤差を、上記被加工物の表面上の各位置ごとに算出し、第二加工物の表面に上記ガスクラスターイオンビームが照射された場合の該ガスクラスターイオンビームによる上記被加工物表面における照射範囲と固体物質除去深さ(スパッタリングにより表面固体物質が除去される深さ)との関係を示す基準プロファイルを導入し、上記被加工物表面上の各位置ごとに、上記目標表面形状における該位置の曲率に順ずるように上記基準プロファイルを補正して補正プロファイルを生成し、上記各位置ごとの補正プロファイルを対象に上記各位置ごとに上記各照射範囲内の固体物質除去深さを変化させ且つ、複数の補正プロファイルが重複する位置では該位置の各補正プロファイルの固体物質除去深さを加算し、上記固体物質除去深さと照射ドーズ量との所定の関係を基に、上記被加工物表面の研磨対象範囲において上記誤差が共に減少するような上記被加工物表面上の各位置での照射ドーズ量を決定し、上記各位置での照射ドーズ量を上記ガスクラスターイオンビームの走査速度に変換し、上記ガスクラスターイオンビームを上記被加工物表面に上記走査速度で照射させて該被加工物表面の研磨を行う、ようにする。 Another aspect of the ultra-precision polishing method of the present invention is that the surface shape of the workpiece is polished on the premise that the workpiece surface is polished by irradiating the surface of the workpiece with a gas cluster ion beam. Measure and calculate an error from the preset target surface shape data of the surface shape data of the work piece obtained by the above measurement for each position on the surface of the work piece. Between the irradiation range of the workpiece surface by the gas cluster ion beam and the solid material removal depth (depth at which the surface solid material is removed by sputtering) when the surface of the gas cluster is irradiated with the gas cluster ion beam A reference profile is introduced to correct the reference profile for each position on the workpiece surface so that it follows the curvature of the position on the target surface shape. And a solid material removal depth within each irradiation range is changed for each position, and each position is corrected at a position where a plurality of correction profiles overlap. The workpiece is processed such that the errors are reduced in the polishing target range of the workpiece surface based on a predetermined relationship between the solid material removal depth and the irradiation dose amount by adding the solid material removal depth of the profile. The irradiation dose at each position on the surface of the object is determined, the irradiation dose at each position is converted into the scanning speed of the gas cluster ion beam, and the gas cluster ion beam is scanned onto the workpiece surface. The surface of the workpiece is polished by irradiation at a speed.
なお、上記各方法では、上記被加工物表面の全範囲を対象とする上記誤差データに所定のオフセット量(最小除去量)を加算し、上記被加工物表面の全範囲を対象にガスクラスターイオンビームを走査させて上記被加工物を表面研磨する、ようにしてもよい。 In each of the above methods, a predetermined offset amount (minimum removal amount) is added to the error data for the entire range of the workpiece surface, and gas cluster ions are targeted for the entire range of the workpiece surface. A surface of the workpiece may be polished by scanning a beam.
また、上記被加工物に照射するガスクラスターイオンビームと上記第二加工物に照射するガスクラスターイオンビームとの種類が異なる場合には、各ガスクラスターイオンビームによるスパッタリング深さと照射ドーズ量との関係に基づいて上記基準プロファイルを補正する、ようにすれば良い。 When the gas cluster ion beam irradiated to the workpiece and the gas cluster ion beam irradiated to the second workpiece are different, the relationship between the sputtering depth and the irradiation dose by each gas cluster ion beam. The reference profile may be corrected based on the above.
本発明の超精密研磨装置の態様の一つは、ガスクラスターイオンビームを所定方向に所定パワーで照射する照射手段と、上記ガスクラスターイオンビームが被加工物表面上の任意の位置で垂直に入射するように該被加工物の姿勢を制御し且つ該被加工物の表面上の各位置に所定の照射ドーズ量で上記ガスクラスターイオンビームが照射されるように上記被加工物の表面の各位置における上記ガスクラスターイオンビームの走査速度を制御する制御手段と、を備えるように構成される。 One aspect of the ultra-precision polishing apparatus of the present invention is an irradiation means for irradiating a gas cluster ion beam at a predetermined power in a predetermined direction, and the gas cluster ion beam is incident vertically at an arbitrary position on the surface of the workpiece Each position on the surface of the workpiece is controlled so that the posture of the workpiece is controlled and the gas cluster ion beam is irradiated to each position on the surface of the workpiece with a predetermined irradiation dose. And a control means for controlling the scanning speed of the gas cluster ion beam.
上記制御手段は、第一加工痕データを上記被加工物の目標表面形状上の各位置の曲率に順ずる第二加工痕データに補正して上記照射ドーズ量を算出する算出手段と、上記ガスクラスターイオンビームが任意の位置で垂直に入射するように被加工物の姿勢を制御し且つ上記被加工物の表面上の各位置に上記照射ドーズ量でガスクラスターイオンビームが照射されるように上記被加工物の表面の各位置における上記ガスクラスターイオンビームの走査速度を制御する移動制御手段と、を備えるように構成されることが好ましい。 The control means corrects the first machining trace data to second machining trace data conforming to the curvature of each position on the target surface shape of the workpiece, and calculates the irradiation dose. The posture of the workpiece is controlled so that the cluster ion beam is vertically incident at an arbitrary position, and the gas cluster ion beam is irradiated at each position on the surface of the workpiece with the irradiation dose. It is preferable to comprise a movement control means for controlling the scanning speed of the gas cluster ion beam at each position on the surface of the workpiece.
なお、上記被加工物の目標表面形状は曲面でも良い。
本発明では、被加工物表面の各位置で目標表面形状となるようにガスクラスターイオンビームで上記被加工物表面の固体物質が除去される。このため、その固体物質が除去された後の被加工物は、表面が滑らかで且つ目標表面形状に仕上がる。特に、その目標表面形状が平面以外の曲面である被加工物を対象とした場合でも、照射ドーズ量の計算に上記被加工物の目標表面形状における各表面位置の曲率に順ずる加工痕データ(又は補正プロファイル)を使用するため、その被加工物の表面形状は該曲面形状に追従した形状に仕上がり、その研磨処理後にその形状精度を向上できる。
The target surface shape of the workpiece may be a curved surface.
In the present invention, the solid material on the surface of the workpiece is removed by the gas cluster ion beam so that the target surface shape is obtained at each position on the surface of the workpiece. For this reason, the workpiece after the solid substance is removed has a smooth surface and a target surface shape. In particular, even when a workpiece whose target surface shape is a curved surface other than a plane is processed, machining trace data (in accordance with the curvature of each surface position in the target surface shape of the workpiece is calculated for the irradiation dose) ( (Or correction profile), the surface shape of the workpiece is finished to follow the curved surface shape, and the shape accuracy can be improved after the polishing process.
本発明により、被加工物を、表面を滑らかにすることは勿論のこと、その表面を目標表面形状に加工できるようになる。
このため、光学素子などのように、表面粗さや形状精度のわずかな劣化がその光学機器製品の機能を低下させる部品では、本研磨処理により、その部品の目標表面形状に追従させることができ、表面が滑らか且つ形状精度が良好な部品を得ることができる。
According to the present invention, the surface of a workpiece can be processed into a target surface shape as well as a smooth surface.
For this reason, in parts such as optical elements where slight deterioration in surface roughness and shape accuracy reduces the function of the optical device product, this polishing process can follow the target surface shape of the part, A component having a smooth surface and good shape accuracy can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本形態は、金属、合金、ガラス、又はセラミックなどの固体材料でできた被加工物表面を研磨する精密研磨工程において、例えば、アルゴンガス、酸素ガス、又は窒素ガスなどの不活性ガスや、化合物の炭酸ガスなどから構成されるガスクラスターイオンを加速したガスクラスターイオンビームを上記被加工物表面に照射して表面研磨する手法を取り入れたものである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present embodiment, in a precision polishing process for polishing a workpiece surface made of a solid material such as metal, alloy, glass, or ceramic, for example, an inert gas such as argon gas, oxygen gas, or nitrogen gas, or a compound In this method, the surface of the workpiece is polished by irradiating the surface of the workpiece with a gas cluster ion beam obtained by accelerating gas cluster ions composed of carbon dioxide gas.
従来より、ガスクラスターイオンビームが被加工物表面に照射されると、被加工物との衝突によりガスクラスターイオンが壊れ、クラスター構成原子又は分子と被加工物構成原子又は分子とが多体衝突して被加工物表面上の水平方向の原子又は分子の運動を活発にすることが知られている。この活発化した運動の下では被加工物表面上の突起部分が主に削られる。ガスクラスターイオンビームを照射して被加工物表面の精密研磨を行う上記手法は、このような原理で実施されるものであり、このような手法を用いることで、原子サイズレベルで被加工物表面の超精密研磨を行うことができる。なお、上記手法の更に詳しい説明は、例えば特許第3451140号などに開示されているので詳しくは公知文献を参照されたい。 Conventionally, when the surface of a workpiece is irradiated with a gas cluster ion beam, the gas cluster ions are broken due to the collision with the workpiece, and the cluster constituent atoms or molecules collide with the workpiece constituent atoms or molecules. It is known to activate the movement of horizontal atoms or molecules on the workpiece surface. Under this activated movement, the protrusions on the workpiece surface are mainly scraped. The above-mentioned method of performing precise polishing of the workpiece surface by irradiating the gas cluster ion beam is performed based on such a principle, and by using such a method, the workpiece surface is obtained at the atomic size level. Ultra-precision polishing can be performed. A more detailed explanation of the above method is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 3451140. For details, refer to the known literature.
本発明の特徴は、上記超精密研磨を実施する際の、上記被加工物表面に対して照射するガスクラスターイオンビームの照射制御方法にある。当該方法では、研磨対象である被加工物表面上の各位置で、その研磨後にその被加工物の目標表面形状となるように、被加工物表面へのガスクラスターイオンビームの照射を制御し、この制御の下、上記被加工物表面の固体物質(被加工物を構成する物質)を除去するようにする。ガスクラスターイオンビームによる被加工物表面上の走査は、目標表面形状に一致しない領域のみとしても良いのであるが、ガスクラスターイオンビームのビーム断面が領域をもつなどの理由により、通常は、被加工物表面の全範囲(その形状によって被加工物の性能が左右される全ての部位)に渡って行われる。つまり、この場合、上記目標表面形状と一致する被加工物表面上の位置に対してもガスクラスターイオンビームが照射されることとなる。このため、当該方法では、被加工物表面上の各位置でその目標表面形状となるように固体物質を除去し、更に加えて、目標表面形状と元々一致している位置においてはその形状を維持しながら必要最低限の固体物質のみを除去するように、その被加工物表面に対するガスクラスターイオンビームの照射を制御する。 A feature of the present invention resides in a gas cluster ion beam irradiation control method for irradiating the workpiece surface when performing the ultra-precision polishing. In this method, the irradiation of the gas cluster ion beam to the workpiece surface is controlled at each position on the workpiece surface to be polished so that the workpiece has a target surface shape after polishing, Under this control, the solid material (material constituting the workpiece) on the surface of the workpiece is removed. Scanning on the workpiece surface with the gas cluster ion beam may be performed only on the region that does not match the target surface shape. However, because the beam cross section of the gas cluster ion beam has a region, it is usually processed. It is performed over the entire range of the object surface (all parts whose performance depends on the shape). That is, in this case, the gas cluster ion beam is also irradiated to the position on the workpiece surface that matches the target surface shape. For this reason, in this method, the solid material is removed so that the target surface shape becomes the target surface shape at each position on the workpiece surface, and in addition, the shape is maintained at the position that originally matches the target surface shape. However, the irradiation of the gas cluster ion beam on the surface of the workpiece is controlled so as to remove only the minimum necessary solid material.
なお、上述したガスクラスターイオンビームの照射制御方法は、被加工物表面上の照射位置及びその位置への照射量を調節することにより実施する。この照射位置や照射量の調節は、ガスクラスターイオンビームの照射向きやパワーを制御する構成、被加工物の向きや移動速度を制御する構成、またはこれらを組み合わせた構成により実現できる。 In addition, the irradiation control method of the gas cluster ion beam mentioned above is implemented by adjusting the irradiation position on the surface of a workpiece, and the irradiation amount to the position. The adjustment of the irradiation position and the irradiation amount can be realized by a configuration for controlling the irradiation direction and power of the gas cluster ion beam, a configuration for controlling the direction and moving speed of the workpiece, or a combination of these.
このような方法を被加工物の研磨処理に適用することにより、任意の表面形状をもつ被加工物において、その被加工物全体の表面形状精度を悪化することなく(特に、目標表面形状における各位置の曲率にその形状を追従させて)その表面を原子サイズレベルで平滑化できる。また、被加工物表面の形状が目標表面形状からズレていたとしても、被加工物表面上の各位置で目標表面形状となるように固体物質を除去するため、上記ズレによる誤差分の固体物質は更に除去され、被加工物形状を目標表面形状にすることができる。 By applying such a method to the polishing of a workpiece, the workpiece having an arbitrary surface shape can be obtained without deteriorating the surface shape accuracy of the entire workpiece (particularly, in each target surface shape). The surface can be smoothed at the atomic size level (following its shape to the curvature of the position). In addition, even if the shape of the workpiece surface is shifted from the target surface shape, the solid material is removed so that the target surface shape is obtained at each position on the workpiece surface. Can be further removed to make the workpiece shape the target surface shape.
図1は、ガスクラスターイオンビームを被加工物に照射制御して表面研磨するための一連の工程を示したフロー図である。
本例の表面研磨フローでは、先ず、被加工物の表面形状の目標表面形状からの誤差の計測を行う(S1)。この工程では、被加工物の表面形状を実測し、この実測データと目標とする加工後の形状(上記目標表面形状)のデータから、該目標表面形状に対する被加工物形状の誤差を求める。
FIG. 1 is a flow chart showing a series of steps for performing surface polishing by controlling irradiation of a workpiece with a gas cluster ion beam.
In the surface polishing flow of this example, first, an error of the surface shape of the workpiece from the target surface shape is measured (S1). In this step, the surface shape of the workpiece is measured, and the error of the workpiece shape with respect to the target surface shape is obtained from the measured data and the target processed shape data (the target surface shape).
次に、被加工物とは異なる第二の加工物(被加工物の材質と同一材質からなる加工物)の表面にガスクラスターイオンビームを照射して、その加工痕を計測する(S2)。この工程では、予め表面形状の分かっている第二加工物表面上にガスクラスターイオンビームを各位置ごとに所定経路に沿って連続ビーム走査して加工溝(本明細書では、加工痕と呼んでいる)を形成するなどして、この加工痕を計測する。なお、これらの加工痕データは、既製のものがある場合はそれを導入しても良い。 Next, the surface of a second workpiece (a workpiece made of the same material as the workpiece) different from the workpiece is irradiated with a gas cluster ion beam to measure the machining trace (S2). In this step, a gas cluster ion beam is continuously scanned along a predetermined path at each position on a second workpiece surface whose surface shape is known in advance, and a machining groove (referred to as a machining trace in this specification) is obtained. This processing mark is measured by forming a). In addition, you may introduce these processing trace data, when there exists ready-made data.
続いて、ステップS2で得た加工痕データを基に上記被加工物の目標表面形状の曲率に順じた加工痕データを生成する(S3)。上記被加工物の目標表面形状と上記第二加工物の表面形状(具体的には加工痕データを採取した領域の表面形状)が異なる場合、同じ条件に設定されたガスクラスターイオンビームを照射して形成される各加工痕の形状は異なる。このため、この工程では、第二加工物から得た加工痕データを基にして被加工物の目標表面形状の曲率に順ずる加工痕データを生成し被加工物の各表面位置ごとに最適な加工痕データを得る。なお、このとき、被加工物表面の各位置で目標表面形状の曲率が異なる場合は、それぞれの曲率に順ずる加工痕データを生成するようにする。 Subsequently, machining trace data in accordance with the curvature of the target surface shape of the workpiece is generated based on the machining trace data obtained in step S2 (S3). When the target surface shape of the workpiece is different from the surface shape of the second workpiece (specifically, the surface shape of the region from which the machining mark data is collected), the gas cluster ion beam set under the same conditions is irradiated. The shape of each processing mark formed is different. For this reason, in this process, machining trace data that conforms to the curvature of the target surface shape of the workpiece is generated based on the machining trace data obtained from the second workpiece, and is optimal for each surface position of the workpiece. Get machining mark data. At this time, if the curvature of the target surface shape is different at each position on the surface of the workpiece, machining trace data conforming to the respective curvature is generated.
その後、ステップS3 で生成した加工痕データを基礎データにして、上記誤差分の固体物質を除去するためのガスクラスターイオンビームの各位置での照射ドーズ量を求める(S4)。ステップ3で生成した加工痕データには、ガスクラスターイオンビームの光軸上の位置を中心とするビーム径範囲とこの範囲内の固体物質除去深さ(具体的には、そのビーム径で照射されたビームによって被加工物表面の固体物質が除去される該被加工物表面からの深さ、いわゆるスパッタリング深さ)の関係が得られる。また、この固体物質除去深さは、その範囲へ照射されるガスクラスターイオンビームの照射ドーズ量との間に所定の関係を持つ。これらの関係から、上記誤差分に相当する深さまでの固体物質を除去するために必要な、被加工物表面上の各位置の照射ドーズ量が求まる。
Then, the irradiation dose amount at each position of the gas cluster ion beam for removing the solid material corresponding to the error is obtained using the processing trace data generated in step S3 as basic data (S4). The processing mark data generated in
そして、ステップS4で得た各位置の照射ドーズ量に従ってガスクラスターイオンビームを被加工物表面に照射して該被加工物表面の研磨を行う(S5)。この工程では、被加工物表面にステップS4で得た照射ドーズ量で該被加工物表面の各位置にガスクラスターイオンビームが照射されるように、ガスクラスターイオンビームの照射位置へ被加工物表面の各位置を移動制御して、被加工物表面に対するガスクラスターイオンビームの照射位置やその位置への照射量を調節する。この一連の照射制御処理により、上記誤差分が除去され、被加工物形状を目標表面形状にすることができる。 Then, the surface of the workpiece is polished by irradiating the surface of the workpiece with a gas cluster ion beam according to the irradiation dose at each position obtained in step S4 (S5). In this process, the workpiece surface is moved to the irradiation position of the gas cluster ion beam so that the gas cluster ion beam is irradiated to each position on the workpiece surface with the irradiation dose obtained in step S4. These positions are moved and controlled to adjust the irradiation position of the gas cluster ion beam on the surface of the workpiece and the irradiation amount to the position. By this series of irradiation control processes, the error is removed and the workpiece shape can be made the target surface shape.
なお、以上は、目標表面形状との誤差を生じている領域を対象にビームで表面研磨する場合の説明であるが、ステップS5の研磨工程においてガスクラスターイオンビームを被加工物の全面(その形状によって被加工物の性能が左右される全ての部位)に照射する場合には、目標表面形状からの上記誤差に所定のオフセット量(最小除去量)を含めれば良い。被加工物全体に照射する場合は、目標表面形状に一致する(つまり誤差が0である)領域へもガスクラスターイオンビームが照射されるため、この領域でも最小限の固体物質が除去されることとなる。そのため、ガスクラスターイオンビームを照射する全領域(誤差がある領域及び無い領域の全て)を対象に固体物質の最小限の除去量(最小除去量)を加算したものを上記誤差のデータの替わりに使用し、この誤差データを基に求めた照射ドーズ量(被加工物表面上の各位置の照射ドーズ量)に従って、ガスクラスターイオンビームを照射制御して表面研磨する。この場合、誤差分は完全に除去され、各除去位置の形状は目標表面形状と一致し、被加工物形状をより精度良く目標表面形状にすることができる。 Note that the above is a description of the case where surface polishing is performed with a beam for a region that has an error from the target surface shape. In this case, a predetermined offset amount (minimum removal amount) may be included in the error from the target surface shape. When irradiating the entire workpiece, the gas cluster ion beam is also applied to the region that matches the target surface shape (that is, the error is zero), so that a minimum amount of solid material is removed even in this region. It becomes. Therefore, instead of the above error data, the minimum solid removal amount (minimum removal amount) is added to all regions (all regions with and without errors) irradiated with the gas cluster ion beam. In accordance with the irradiation dose amount (irradiation dose amount at each position on the workpiece surface) obtained based on this error data, the surface polishing is performed by controlling the irradiation of the gas cluster ion beam. In this case, the error is completely removed, the shape of each removal position matches the target surface shape, and the workpiece shape can be made the target surface shape with higher accuracy.
なお、言うまでもなく、ガスクラスターイオンビームが照射された被加工物表面の原子サイズレベルの突起は、平滑化される。
このように、本形態による超精密研磨方法を用いれば、任意の表面形状をもつ被加工物において、その表面を原子サイズレベルで平滑化すると共に、被加工物全体の表面形状を崩すことなく目標表面形状に限りなく近づけることが可能になる。
Needless to say, projections at the atomic size level on the surface of the workpiece irradiated with the gas cluster ion beam are smoothed.
As described above, by using the ultra-precision polishing method according to the present embodiment, in a workpiece having an arbitrary surface shape, the surface is smoothed at the atomic size level, and the surface shape of the entire workpiece is not destroyed. It becomes possible to approach the surface shape as much as possible.
以下に、本形態による超精密研磨方法を適用した実施例を示す。
(実施例1)
図2は、被加工物をガスクラスターイオンビームで超精密研磨処理するための全システムの装置構成図である。
Examples in which the ultraprecision polishing method according to the present embodiment is applied are shown below.
Example 1
FIG. 2 is an apparatus configuration diagram of the entire system for subjecting a workpiece to ultra-precision polishing with a gas cluster ion beam.
同図には、照射手段としてのガスクラスターイオンビーム照射装置1、加工物(被加工物や第二加工物など)の位置や姿勢を変えるための移動機構2、各種計算処理を行う算出手段としてのコンピュータ(PC)3、移動機構2を制御する移動制御手段としての移動制御装置4、及び被加工物の形状等を計測する計測装置5、が示されている。
The figure shows a gas cluster ion
なお、移動機構2とPC3と移動制御装置4で制御手段を構成している。
ガスクラスターイオンビーム照射装置1は、ソース部10、差動排気部11、イオン化部12の3つのチャンバー(10-1、11-1、12-1)によってガスクラスターイオンビーム(Beam)を生成し、ガスクラスターイオンビーム(Beam)を本例では所定向きに所定パワーで照射する。
The moving
The gas cluster ion
上記差動排気部11のチャンバー11-1内は、ビーム照射前に、不図示のポンプにて所望の真空度まで減圧され、チャンバー11-1内の不純物ガス、水、酸素及び窒素などが可能な限り排除される。
The chamber 11-1 of the
不図示のガスボンベから0.6〜1.0MPa程度の高圧ガス(例えば、アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガス、SF6ガス、或いはヘリウムガス、又は、化合物の炭酸ガス或いは2種以上のガスを混合した混合ガスなど)をノズル100へ供給し、このノズル100からそのガスを超音速で噴出する。そして、このガスの噴出する瞬間に断熱膨張によりガスクラスターが生成され、スキマー101の通過時にそのガスクラスターのビーム径が整えられる。
A high pressure gas of about 0.6 to 1.0 MPa (for example, argon gas, nitrogen gas, oxygen gas, SF 6 gas, helium gas, mixed gas of compound carbon dioxide or two or more gases) from a gas cylinder (not shown) Etc.) to the
上記スキマー101を通過したビーム(このときはまだ中性ビームである)は、その照射方向にあるシャッター110が開けられることにより、所望の真空度まで減圧された差動排気部11のチャンバー11-1内を通過してイオン化部12に入り、ここで、タングステンフィラメント120の熱電子との衝突によりイオン化される。このイオン化されたガスクラスターイオン化ビームは、イオン化部12の加速電極12-2で加速される。なお、このときのビーム径は数ミリから数十ミリ程度であるため、グランド電極121の形状や第三電極122とグランド電極121との距離を最適な条件に設定することで、ビーム径を細く絞った安定したビームを得る。なお、所望とするビーム径は、その先に配設されたアパーチャ123を通して得る。このアパーチャ123は例えば板材に穴を開けるなどして得た貫通孔であり、数十マイクロメートルから数十ミリの範囲の精度に設定できる。
The beam passed through the skimmer 101 (which is still a neutral beam at this time) is decompressed to a desired vacuum degree by opening the shutter 110 in the irradiation direction, and the chamber 11- of the
移動機構2は、被加工物6-1や第二加工物6-2などの加工物6の表面に照射されるビームの入射角をその表面上の任意の領域で常に90°にするための、その加工物6の位置移動及び姿勢変形の機構を備える。本例では、上記加工物6の表面形状を回転軸対称形状とし、その回転軸を中心に回転させながら上記加工物6を加工及び研磨処理をするものとし、当該移動機構2を、回転機構、X軸移動機構、Y軸移動機構、及び揺動機構により構成している。特に詳述しないが、これらはイオン化部12のチャンバー12-1内に配置され、それらの制御線は、このチャンバー12-1の内部から外部へ引き出されている。
The moving
上記回転機構は、軸回転可能な回転ステージ20及びこの回転ステージ20を軸回転させる不図示の回転ステージ駆動機構を備えている。その回転ステージ20は、その載置面が側方(同図の状態では左方向)を向くように配置されており、不図示の回転ステージ駆動機構によりその載置面の中心軸すなわち水平な中心軸を軸に回転できるように構成されている。上記回転ステージ駆動機構は、例えば、ステッピングモータやサーボモータなどのモータを駆動源にし、そのモータの回転動力を回転ステージ20の回転動力として伝達できるように複数の歯車を組み合わせるなどして構成できる。なお、上記加工物6はこの載置面上に互いの中心軸を揃えて装着され、上記回転ステージの回転運動と一体に加工物の中心軸を中心に軸回転する。
The rotating mechanism includes a
上記X軸移動機構は、X軸ステージ21、及びこのX軸ステージ21を同図の手前から奥の方向(またはその逆方向)すなわち上記中心軸に対して垂直で且つ水平な方向へ移動させる不図示のX軸ステージ駆動機構により構成されている。このX軸ステージ駆動機構もまたステッピングモータやサーボモータなどのモータを駆動源とすることができ、例えば、このモータの回転動力をボールネジなどを使用して直線運動の動力に変え、この動力をX軸ステージ21に伝達し、同図の手前から奥の方向(またはその反対方向)へX軸ステージ21を移動させるように構成できる。 The X-axis moving mechanism is configured to move the X-axis stage 21 and the X-axis stage 21 from the front side to the back side (or the opposite direction), that is, in a direction perpendicular to the central axis and in a horizontal direction. The illustrated X axis stage drive mechanism is used. This X-axis stage drive mechanism can also be driven by a motor such as a stepping motor or servo motor. For example, the rotational power of this motor is converted into linear motion power using a ball screw or the like, and this power is converted into X power. It can be configured to transmit to the axis stage 21 and move the X-axis stage 21 from the front of the figure to the back (or the opposite direction).
上記Y軸移動機構は、Y軸ステージ22及びこのY軸ステージ22を同図の上下方向(鉛直方向)へ移動させる不図示のY軸ステージ駆動機構により構成されている。このY軸移動機構は、ビーム照射位置に対する被加工物6の位置の高さ調節をするためのものである。上に述べたように本例では回転軸対称形状の加工物を回転させながらビーム照射する。その研磨処理時の被加工物に対する照射方法は、詳しくは後述するが、本例では軸回転させながらその半径方向へ水平にビームを走査させる。これにより、被加工物表面全体を加工及び研磨処理する。このため本例の場合、その加工物6(特に被加工物)の高さは、その加工及び研磨処理の前にビームが当たる位置と被加工物の回転軸の高さとを一致させておけば良く、その加工及び研磨処理時にその高さを変更する必要がない。つまり、その処理前に高さを微調整できる構成のものが有ればよいことになる。本例では、このY軸ステージ移動機構を例えばネジを手動で回転して高さ調節する程度の簡易な構成とし、上記加工及び研磨処理前にそのネジで高さ調節してビーム照射位置の高さと被加工物の回転軸の高さとを一致させておく。
The Y-axis movement mechanism includes a Y-
なお、勿論、このY軸ステージ駆動機構もまたステッピングモータやサーボモータなどのモータを駆動源とすることができ、この回転動力を例えばボールネジなどを使用して直線運動の動力に変え、この動力をY軸ステージ22に伝達し、同図の上下方向へY軸ステージ22を移動させるように構成しても良い。
Of course, this Y-axis stage drive mechanism can also be driven by a motor such as a stepping motor or servo motor, and this rotational power is converted into linear motion power using, for example, a ball screw, and this power is converted. It may be configured to transmit to the Y-
上記揺動機構は、加工物6の表面に照射される上記ビームの入射角がその表面形状(特に曲面形状)に応じて任意の領域で常に90°になるように被加工物を揺動動作させる機構である。本例では、被加工物表面上をビームが上下方向に変位することなく常に一定の高さで水平に走査されること及びその被加工物6-1が回転軸対称形状であることから、X軸ステージの移動先の位置に応じて回転ステージの載置面の向きを水平面内で変化させる(つまり、これにより被加工物表面の向きが変化する)構成をとれば良い。本例では、同図の上下方向の軸を回転軸にもつ第二の回転ステージ23、この第二の回転ステージ23を軸回転させる駆動機構24、第二の回転ステージ23上に立設され且つ第二回ステージと共に回転するブラケット25で上記揺動機構を構成し、そのブラケット25に上記各ステージ20、21、22を搭載する。上記駆動機構24はモータなどの駆動源を備え、この駆動源を基に第二の回転ステージ23及びブラケット25を一体に同図における上下方向の軸中心に軸回転させて、被加工物6の回転軸を同図の水平面内の任意の方向に傾ける。
The swing mechanism swings the work piece so that the incident angle of the beam applied to the surface of the work piece 6 is always 90 ° in any region according to the surface shape (particularly the curved surface shape). It is a mechanism to make. In this example, since the beam is always scanned horizontally at a constant height without being displaced in the vertical direction on the surface of the workpiece, and the workpiece 6-1 has a rotationally symmetric shape, X A configuration in which the orientation of the mounting surface of the rotary stage is changed in a horizontal plane according to the position of the movement destination of the axis stage (that is, the orientation of the workpiece surface is changed by this) may be adopted. In this example, a second
本例では、上記回転ステージ20、X軸ステージ21、及びY軸ステージ22がこの順番に同図の左から右に配列され、各ステージ20、21、22は、その右側に位置する全てのステージの移動と一体に移動できるように構成されている。そしてこれらの各ステージ20、21、22が、第二の回転ステージ23上に構成したブラケット25に搭載されている。
In this example, the
以上より、被加工物6-1が上記回転ステージ20の載置面に装着され、更に、ビームの高さと被加工物6-1の回転軸とが一致するように高さ調節されると、後は、上記X軸移動機構及び上記揺動機構をモータ制御することにより被加工物の回転軸からその半径方向へ水平に上記ビームを設定速度で照射制御することができ、そのビームによる被加工物表面への入射角は走査中常に90°に保てる。この際に、更に上記回転機構をモータ制御することにより回転ステージ20を所定角速度で軸回転させれば、上記被加工物上を円状に又はスパイラルにビーム走査しながらそのビームは表面に垂直照射されるようになる。
As described above, when the workpiece 6-1 is mounted on the mounting surface of the
図3は、上記被加工物6-1が例えば凸レンズのように回転軸対称の曲面形状である場合における、所定方向から照射されるビームと、このビームによる被加工物表面上の照射位置における入射角度の関係を図2の装置の上方から示したものである。 FIG. 3 shows a case in which the workpiece 6-1 has a curved surface shape that is rotationally symmetric, such as a convex lens, and a beam irradiated from a predetermined direction and an incident position on the workpiece surface by the beam. The angle relationship is shown from above the apparatus of FIG.
同図(a)は、ビーム(Beam)を被加工物表面60の中心(回転軸上)60-1に照射させる場合の配置であり、この場合、被加工物6-1は、その中心60-1に上記ビームが照射されるように位置が制御され且つそのビームの照射方向にその回転軸Oが一致するように姿勢が制御される。この制御により、回転軸対称形状である被加工物表面の中心に上記ビームが垂直(90°)入射する。
FIG. 6A shows an arrangement in the case where a beam (Beam) is irradiated to the center (on the rotation axis) 60-1 of the
同図(b)は、被加工物表面60の中心(回転軸上)60-1から水平面内の半径方向(図2においては手前側)に所定距離移動した位置にビームを照射させる場合の配置であり、この場合、被加工物6-1は、その位置に上記ビームが照射されるように位置が制御され且つそのビームの照射方向に上記位置の法線が一致するように姿勢が制御される。この制御により、ビームの照射範囲に被加工物表面の上記位置を配置でき且つその面を上記ビームが垂直(90°)入射できるように配置できる。この状態で被加工物を回転軸O中心に回転させれば、同図に太い実線61-1で示したような加工痕(被加工物の加工面の正面側から見ると同心円上の加工痕)が形成される。
FIG. 5B shows an arrangement in which a beam is irradiated to a position moved a predetermined distance from the center (on the rotation axis) 60-1 of the
そして、例えば、被加工物を回転させながら回転軸中心からその半径方向へ順次そのビーム照射範囲を水平に移動していくことにより、被加工物表面全体(一方の加工面全体)が加工及び研磨処理の対象となる。 Then, for example, by moving the beam irradiation range horizontally in the radial direction from the center of the rotation axis while rotating the workpiece, the entire workpiece surface (one entire machining surface) is processed and polished. It becomes the object of processing.
図2には更に、PC3及び移動制御装置4が示されている。
PC3は、中央処理装置(CPU)、RAMやROMなどのメモリ、及び入出力部などがバス接続されてなるコンピュータである。当該PC3では、被加工物の表面研磨を行う際の、その被加工物の形状に順じて位置や姿勢を制御するための制御情報(本明細書では移動制御情報と呼び、ビームを主体にして言い換えるならば、ビームを照射制御するための照射制御情報とも呼べる)を導き出し、そしてその移動制御情報を組み入れた研磨プログラムを入出力部から移動制御装置4に登録する。この移動制御装置4は、上記研磨プログラムに指定された手順及び移動制御情報に従って、各部(特に上記移動機構2の各モータ)を制御する。
FIG. 2 further shows the
The
同図には更に、加工物6の形状等を計測する計測装置5が示されている。
この計測装置5は、最終的に製品になる被加工物6-1の表面形状やサンプルデータの採取のためにビーム照射を行った第二加工物6-2の加工痕などを計測するための装置である。
The figure further shows a
This measuring
この計測装置5は、例えば触針式表面形状測定器などが利用され、この場合、その検出針で被加工物(第二加工物も含む)表面上を直接なぞり、表面形状の僅かな起伏の変化をできるだけ細かく検出し、その表面上の各位置ごとに基準面からの高さの変化量のデータを採取する。ここで得られる各種データは、被加工物6-1の加工及び研磨処理の前に採取され、上記PC3に通信ポートや可搬型記録媒体などを介して転送されるなどして上記移動制御情報の導出に利用される。
For example, a stylus type surface shape measuring instrument is used as the measuring
図4は、超精密研磨処理のフロー図である。
そして図5から図14は、上記移動制御情報の好適な導出方法の説明図である。
本例では、加工および研磨処理対象の被加工物6-1を10mm径の凸レンズとして説明する。そして、その凸レンズにおける目標表面形状(凸レンズの理想形状)からの形状誤差が回転軸対称に生じているものとする。
FIG. 4 is a flowchart of the ultraprecision polishing process.
5 to 14 are explanatory diagrams of a preferable method for deriving the movement control information.
In this example, the workpiece 6-1 to be processed and polished will be described as a 10 mm diameter convex lens. Then, it is assumed that a shape error from the target surface shape (the ideal shape of the convex lens) in the convex lens occurs symmetrically with the rotational axis.
先ず、加工及び研磨処理前の凸レンズにおいて目標表面形状からの表面形状誤差を計測する(S1-1)。この工程では、加工及び研磨処理前の凸レンズの表面形状を計測装置5で実際に計測する。次に、その実測により得た表面形状データと上記目標表面形状のデータとを上記凸レンズ表面上の各位置ごとに比較することにより、その目標表面形状に対するその凸レンズの表面形状の誤差を上記凸レンズ表面上の各位置ごとに算出する(S1-2)。そのときの基準点(つまり誤差=0の位置)は、測定範囲全体において誤差が負の値をとらないようにした場合(つまり実測の形状が目標形状を下回らないようにした場合)のその誤差の最小値をとる位置にする。このようにして得られた誤差データ(位置と誤差の関係を示すデータ)は、PC3のメモリに送られ、そこで保持される。
First, the surface shape error from the target surface shape is measured in the convex lens before processing and polishing processing (S1-1). In this step, the surface shape of the convex lens before processing and polishing is actually measured by the measuring
図5は、ステップS1-2で得られた誤差データをグラフ表示させたものである。
本例では目標表面形状が回転軸対称形状であり且つ表面形状の誤差が回転軸対称に現れている凸レンズが対象であるため、その中心(回転軸)から任意の半径方向に向けて変化する目標表面形状からの誤差は同じグラフで示される。同図は、横軸に凸レンズ表面上の位置(mm)をとり且つ縦軸に誤差量(μm)をとり、一つの直径上の誤差の変化をグラフ表示させたものである。なお、以下において、上記誤差量をPV(Peak to Valley)値と称する。
FIG. 5 is a graph showing the error data obtained in step S1-2.
In this example, since the target surface shape is a rotationally symmetrical shape and the convex lens in which the surface shape error appears symmetrically about the rotational axis, the target changes from the center (rotating axis) to an arbitrary radial direction. The error from the surface shape is shown in the same graph. In the figure, the horizontal axis indicates the position (mm) on the convex lens surface and the vertical axis indicates the error amount (μm), and the change in error on one diameter is displayed in a graph. Hereinafter, the error amount is referred to as a PV (Peak to Valley) value.
同図には、その直径上の各位置の目標表面形状を一点鎖線500で示し、この目標表面形状からの誤差を実線510で示している。目標表面形状は基準となる形状であるため、本グラフでは傾き0の直線500で示される。
In the figure, a target surface shape at each position on the diameter is indicated by a one-
同図に示されているように本例の凸レンズは回転軸上(Top部)で最大の誤差量(0.15μm)を有し、回転軸からその半径方向へ5mm弱離れた位置(Bottom部)で誤差量(0μm)を有するものである。このBottom部は目標表面形状50と一致している箇所であり、後の加工及び研磨処理では少なくともこの領域を除く領域の加工及び研磨が必要となる。またその回転軸(0mm)を中心とする各半径方向の誤差の変化が同一であるということを裏付けるように、上記誤差の変化510はその回転軸を中心に軸対称に表されている。本例では、上記誤差データは回転軸中心からの半径位置と誤差の関係を示すデータで構成される。
As shown in the figure, the convex lens of this example has the maximum error amount (0.15μm) on the rotation axis (Top part), and the position away from the rotation axis by less than 5mm in the radial direction (Bottom part) And having an error amount (0 μm). This Bottom portion is a location that coincides with the target surface shape 50, and in the subsequent processing and polishing processing, processing and polishing of at least the region excluding this region is required. Further, the
図4のステップS1-2に続く処理では、上記被加工物とは異なる第二の加工物(本例では、凸レンズの材質と同一材質からなる表面が平面形状の加工物)のその表面にガスクラスターイオンビームが照射された場合の、第二加工物表面上のガスクラスターイオンビームの照射範囲とこれによる固体物質除去深さ(スパッタリングにより表面の固体物質を除去してガスクラスターイオンが内部到達する深さであり、本明細書ではスパッタリング深さとも呼んでいる)との関係を示す基準プロファイルを導入する(S2-1)。 In the process following step S1-2 in FIG. 4, gas is applied to the surface of a second workpiece different from the workpiece (in this example, a workpiece having a planar shape made of the same material as the convex lens). The irradiation range of the gas cluster ion beam on the surface of the second workpiece when the cluster ion beam is irradiated, and the resulting solid material removal depth (the gas cluster ions reach the interior by removing the solid material on the surface by sputtering) A reference profile indicating a relationship with the depth (which is also referred to as a sputtering depth in this specification) is introduced (S2-1).
この基準プロファイルは、予め用意されたものであっても良いし、又は、例えば図2の回転ステージ20の載置面に同図左向きに表面を向けて上記第二加工物(図2の第二加工物6-2)を配置し、その表面(本例では平面形状の表面)にガスクラスターイオンビームを照射するなどして、その第二加工物の表面に直接形成したビーム加工痕を計測して得ても良い。
The reference profile may be prepared in advance, or, for example, the second workpiece (the second workpiece in FIG. 2) with the surface facing the left side of the mounting surface of the
本例では、図2の構成を用いて当該凸レンズを加工及び研磨する際は、予め決められた設定条件(単位照射ドーズ量、ガス種、ガス圧、ガス流量、加速電圧、加工物の回転速度)でガスクラスターイオンビームを凸レンズに照射させる。この場合、その凸レンズがある一定時間回転する間、そのビームは回転軸から一定距離の位置又はその位置から半径方向への所定距離間を照射し続けるため、その凸レンズ表面上には、その回転軸を中心とし且つ上記距離を半径とする同心円またはスパイラル軌跡(連続する経路)上に上記加工痕として加工溝が形成されることになる。よって、第二加工物を使用して上記基準プロファイルを得る場合には、第二加工物表面(平面形状の表面)を上記と同様の設定条件及び軌跡(この軌跡は、凸レンズの加工及び研磨の際にビームが同心円状に照射される場合であってもスパイラル状に照射される場合であっても、回転軸を中心とする円とする)でビーム走査して、それにより得られた加工痕から基準プロファイルを生成する。この場合、第二加工物は平面形状であるため、その表面に常に垂直にビームが照射されるように揺動動作は行わない。 In this example, when processing and polishing the convex lens using the configuration of FIG. 2, predetermined setting conditions (unit irradiation dose, gas type, gas pressure, gas flow rate, acceleration voltage, rotation speed of the workpiece) ) To irradiate the convex lens with the gas cluster ion beam. In this case, while the convex lens rotates for a certain time, the beam continues to irradiate a position at a certain distance from the rotation axis or a predetermined distance from the position in the radial direction. A machining groove is formed as the machining trace on a concentric circle or a spiral trajectory (continuous path) having a radius at the center and the distance. Therefore, when using the second workpiece to obtain the reference profile, the second workpiece surface (planar surface) is set to the same setting conditions and locus as described above (this locus is used for processing and polishing the convex lens). In this case, the beam is scanned with a circle centered on the rotation axis regardless of whether the beam is irradiated concentrically or spirally. Generate a reference profile from In this case, since the second workpiece has a planar shape, the swinging operation is not performed so that the beam is always irradiated perpendicularly to the surface of the second workpiece.
なお、本例では、基準プロファイルを生成するために、平面形状に照射したビームの加工痕からデータを採取しているが、平面形状に替えて球面や非球面に照射したビームの加工痕からデータを採取しても良い。 In this example, in order to generate the reference profile, data is collected from the processing traces of the beam irradiated to the planar shape. However, the data is acquired from the processing traces of the beam irradiated to the spherical surface or aspherical surface instead of the planar shape. May be collected.
図6は、上記設定条件の下に軸回転する第二加工物の表面(平面形状の表面)にビームを照射して形成された加工痕の概観イメージ図である。
本例では、表面が平面形状をしている第二加工物6-2を三個用意し、そのそれぞれに対し、ビーム走査する位置(中心からの半径位置)を互いにずらして複数の位置でビームを走査させる。各図(a)、(b)、及び(c)は、上記設定条件に基づき第二加工物が一回転またはそれ以上(二回転、三回転、・・・)回転した間に連続ビーム照射されて形成された各第二加工物上の加工痕の概観イメージを、それぞれ別々に示したものである。
FIG. 6 is an overview image diagram of a processing mark formed by irradiating a beam onto the surface (surface of a planar shape) of the second workpiece that rotates on the axis under the above-described setting conditions.
In this example, three second workpieces 6-2 having a planar surface are prepared, and the beam scanning positions (radial positions from the center) are shifted from each other, and beams are formed at a plurality of positions. To scan. Each figure (a), (b), and (c) is irradiated with a continuous beam while the second workpiece is rotated once or more (two rotations, three rotations,...) Based on the above setting conditions. The outline image of the processing trace on each second workpiece formed in this way is shown separately.
各図を見ても明らかであるが、各第二加工物表面60-2上には、位置r0を通る回転軸を中心とする円状の溝61-2が複数個(本例では、それぞれに3つ)形成されている。具体的には、図(a)に示した一つ目の第二加工物においては半径位置=r0、r3、及びr6に円状の溝61-2が形成され、図(b)に示した二つ目の第二加工物においては半径位置=r1、r4、及びr7に円状の溝61-2が形成され、図(c)に示した三つ目の第二加工物においては半径位置=r2、r5、及びr8に円状の溝61-2が形成されている。ビームはある一定の広がりをもっているため、その光軸から所定半径の範囲の固体物質が除去されることになる。このため、その加工痕は、光軸が走査する軌道を中心線とする所定の幅の溝によって構成される。この幅の影響により一つの第二加工物だけでは加工痕のサンプルを採取できる数が限られてしまうため、本例では三つの第二加工物を使用し、その半径方向の各位置の加工痕データを採取する。 As is apparent from each figure, on each second workpiece surface 60-2, a plurality of circular grooves 61-2 centering on the rotation axis passing through the position r0 (in this example, 3). Specifically, in the first second workpiece shown in FIG. (A), circular grooves 61-2 are formed at radial positions = r0, r3, and r6, as shown in FIG. (B). A circular groove 61-2 is formed in the radial position = r1, r4, and r7 in the second second workpiece, and the radial position in the third second workpiece shown in FIG. = Circular grooves 61-2 are formed at r2, r5, and r8. Since the beam has a certain spread, the solid substance having a predetermined radius from the optical axis is removed. For this reason, the processing mark is constituted by a groove having a predetermined width with the trajectory scanned by the optical axis as the center line. Due to the influence of this width, the number of workpiece trace samples that can be collected with only one second workpiece is limited. Therefore, in this example, three second workpieces are used, and the machining traces at each radial position are used. Collect data.
各加工痕は、計測装置5で計測され、以下に示す基準プロファイルとしてPCのメモリに保存される。
図7は、上記加工痕のプロファイルをグラフ表示させたものである。
Each processing mark is measured by the measuring
FIG. 7 is a graph display of the profile of the machining trace.
同図には、第二加工物のある半径方向を対象に横軸をその表面上の半径位置(mm)、縦軸を固体物質除去深さ(μm)として、上記三つの第二加工物に形成された全ての加工痕のデータ(本例では回転方向に対して垂直な面の断面形状データとなる)700を重ねて示している。なお、図6に示した加工痕との対応関係を明確にするために、同グラフには図6と同様の半径位置を示す符号を付している。 In the figure, for the radial direction of the second workpiece, the horizontal axis is the radial position (mm) on the surface, and the vertical axis is the solid material removal depth (μm). Data of all formed traces (in this example, cross-sectional shape data of a plane perpendicular to the rotation direction) 700 is shown in an overlapping manner. In order to clarify the correspondence relationship with the machining marks shown in FIG. 6, the same reference numerals indicating the radial positions as in FIG. 6 are attached to the graph.
ガスクラスターイオンビームは、その照射位置で所定面積の広がりをもつため、回転軸付近に照射されるとその軸を含む対称位置の範囲までビームの照射範囲が及び、一回転する間に固体物質が重複して除去されることになる。このため、同図にグラフ表示させることにより明確に示せたが、その中心付近(半径位置r0=0付近)では他の半径位置に比べて除去深さが深くなる。 Since the gas cluster ion beam has a predetermined area spread at the irradiation position, when irradiated near the rotation axis, the irradiation range of the beam extends to the range of the symmetrical position including the axis, and the solid substance is formed during one rotation. It will be removed redundantly. For this reason, although it is clearly shown by displaying the graph in the same figure, the removal depth is deeper in the vicinity of the center (near the radial position r0 = 0) than in the other radial positions.
なお、本例ではグラフの読み取りが容易になるように基準プロファイルの点数を少なく設定しており、以降でもその少ない点数で説明するが、この基準プロファイルの点数は多い方がより高精度な加工が行えるため望ましく、具体的には基準プロファイルの径の1/5より小さい間隔で生成するのが良い。 In this example, the number of points of the reference profile is set to be small so that the graph can be read easily, and will be described below with a small number of points. However, the higher the number of points of this reference profile, the higher the accuracy of machining. This is desirable because it can be performed. Specifically, it is preferable to generate at intervals smaller than 1/5 of the diameter of the reference profile.
この場合、全ての基準プロファイルを、加工を行って生成するのは時間がかかるため、実際に加工を行って得た隣り合う2つの基準プロファイルから、その2つの基準プロファイルの間に位置する基準プロファイルを計算によって求めても良い。 In this case, since it takes time to generate all the reference profiles by processing, a reference profile positioned between the two reference profiles from two adjacent reference profiles obtained by actually processing. May be obtained by calculation.
具体的には、図8に示すように、回転軸中心から半径方向への距離xが、i<jであるx=i、x=jの位置にある隣り合う2つの基準プロファイルを関数P x=i(x)、P x=j(x)としたときに、i<k<jであるx=kでの基準プロファイルP x=k(x)は下式より求められる。 Specifically, as shown in FIG. 8, two adjacent reference profiles having a distance x in the radial direction from the center of the rotation axis at positions i = j and x = i, x = j are expressed as a function P x. When i = x ( j ) and P x = j (x), the reference profile P x = k (x) at x = k where i <k <j is obtained from the following equation.
P x=k(x)={(j−k)・P x=i(x+k−i)+(k−i)・P x=j(x+k−j)}/(j−i)
このようにして得られた基準プロファイル700はPC3のメモリに格納される。
P x = k (x) = {(j−k) · P x = i (x + k−i) + (k−i) · P x = j (x + k−j)} / (j−i)
The reference profile 700 obtained in this way is stored in the memory of the PC3.
そして、図4のステップS2-1に続く処理として、PC3で、以下に示す手順で基準プロファイル700から各位置の曲率に準じたプロファイルに補正処理され(S3-1)、更に、ステップS1-1で得た誤差データ510を用いてその補正プロファイルをベースに各位置での照射ドーズ量の算出処理が行われる(S4-1〜S4-3)。
Then, as a process following step S2-1 in FIG. 4, the PC3 performs a correction process from the reference profile 700 to a profile according to the curvature of each position in the following procedure (S3-1), and further, step S1-1. Using the
この手順では、先ず、ステップS2-1で得た基準プロファイル700の各プロファイル(以下、部分基準プロファイルと呼ぶ)ごとに、その照射範囲内の各位置とそれらの位置における除去深さの対応関係を求める。 In this procedure, first, for each profile (hereinafter referred to as a partial reference profile) of the reference profile 700 obtained in step S2-1, the correspondence between each position within the irradiation range and the removal depth at those positions is determined. Ask.
図9は、図7の基準プロファイル700の各プロファイルのうちの一つ(部分基準プロファイルM)を抜き出して示した図である。
同図には、上記部分基準プロファイルM(本例では1mm幅をもつ)を、固体物質の除去深さが最も深い位置(つまり、ビームの光軸に一致する位置)Aを中心にその外側に所定幅単位で細分化し、この細分化された位置とこの各位置の除去深さとの関係が示されている。
FIG. 9 is a diagram showing one of the profiles (partial reference profile M) extracted from the reference profile 700 of FIG.
In the figure, the partial reference profile M (having a width of 1 mm in this example) is placed outside the position where the solid material removal depth is the deepest (that is, the position corresponding to the optical axis of the beam) A. The relationship between the subdivided position and the removal depth at each position is shown.
本例では、位置Aを中心に線分(この線分は照射範囲を示している)を位置F2〜位置F1のように等分し、各位置(F2〜A〜F1)から垂直に直線を下ろし、部分基準プロファイルMに該当する部分プロファイル曲線700-1によって分断されたその直線線分(E2-E2´〜E1-E1´)をその位置の除去量とする。 In this example, a line segment centered on position A (this line segment indicates the irradiation range) is equally divided as position F2 to position F1, and a straight line is vertically formed from each position (F2 to A1 to F1). The straight line segment (E2-E2 ′ to E1-E1 ′) divided by the partial profile curve 700-1 corresponding to the partial reference profile M is set as the removal amount at that position.
つまり、細分化された各位置での除去量は、F2位置で除去量0、E2位置で除去量E2-E2´、・・・A位置で最大除去量A-A´、・・・E1位置で除去量E1-E1´、F1位置で除去量0と示すことができる。 In other words, the removal amount at each subdivided position is removal amount 0 at the F2 position, removal amount E2-E2 'at the E2 position, ... maximum removal amount AA' at the A position, ... removal at the E1 position. The removal amount 0 can be indicated at the positions E1-E1 ′ and F1.
このように、他の部分基準プロファイルも同様の手続を行うことにより、各部分基準プロファイルごとにその照射範囲内の各位置とそれらの位置における除去深さの対応データを得ることができる。 In this way, by performing the same procedure for the other partial reference profiles, it is possible to obtain correspondence data of each position within the irradiation range and the removal depth at those positions for each partial reference profile.
以上は表面形状が平面形状である場合の部分基準プロファイルであるため、次に、実際の加工及び研磨処理対象である表面形状が曲面形状である場合の部分基準プロファイルを計算により求める。 Since the above is the partial reference profile when the surface shape is a planar shape, the partial reference profile when the surface shape to be actually processed and polished is a curved surface shape is obtained by calculation.
図10は、表面形状が平面形状である場合の部分基準プロファイルMを、本例の凸レンズに適合させる方法を説明するための図である。なお、同図では図9に示した部分基準プロファイルMを破線にて示す。 FIG. 10 is a diagram for explaining a method of adapting the partial reference profile M when the surface shape is a planar shape to the convex lens of this example. In the figure, the partial reference profile M shown in FIG. 9 is indicated by a broken line.
同図の実線900-1は、本例で研磨対象とする凸レンズの表面形状(つまり凸形状)を関数曲線で示したものである。この関数曲線900-1は、同図の範囲(F2〜A〜F1)内において一つの曲率を示すように例えば円の関数で表わすことができる。 A solid line 900-1 in the figure represents the surface shape (that is, the convex shape) of the convex lens to be polished in this example as a function curve. The function curve 900-1 can be represented by a function of a circle, for example, so as to show one curvature within the range (F2 to A1 to F1) in FIG.
この関数曲線900-1を、光軸の通過位置であるA点で基準線(除去深さの値=0)に接するように図9の部分基準プロファイル上に重ねて配置する。
同図の上方側からビームが照射された場合、凸レンズ表面の凸形状を表わした関数曲線900-1上の各位置には同図上方から下方にそのビームが入射することになる。そして、その入射したビームにより、同図の水平線ではなく、その重ね合わせた関数曲線900-1上の位置を開始位置として、その深さ方向(同図の下方向)に固体物質が除去されることになる。
This function curve 900-1 is placed on the partial reference profile of FIG. 9 so as to be in contact with the reference line (removal depth value = 0) at point A which is the passing position of the optical axis.
When a beam is irradiated from the upper side of the figure, the beam is incident on each position on the function curve 900-1 representing the convex shape of the convex lens surface from the upper side to the lower side. Then, the incident beam removes the solid substance in the depth direction (downward in the figure) starting from the position on the superimposed function curve 900-1 instead of the horizontal line in the figure. It will be.
そこで、その関数曲線900-1上の点(f2、・・・、a、・・・f1)を始点にして、図9の説明で求めた平面形状における各除去量をそれらが対応する位置で負の方向(同図の下方向)へ加算し、その各位置(F2〜A〜F1)の加算後の点(f2´、・・・、a´、・・・f1´)を繋ぎ合わせた新たな曲線を凸レンズの表面形状に対応するプロファイル(補正プロファイル)910とする。本例では、f2位置で除去量0、e2位置で除去量E2-E2´、・・・a位置で最大除去量A-A´、・・・e1位置で除去量E1-E1´、f1位置で除去量0として計算する。 Therefore, starting from the point (f2,..., A1, f1) on the function curve 900-1, each removal amount in the planar shape obtained in the explanation of FIG. Added in the negative direction (downward in the figure), and connected points (f2 ', ..., a', ... f1 ') at each position (F2-A-F1) A new curve is defined as a profile (correction profile) 910 corresponding to the surface shape of the convex lens. In this example, the removal amount is 0 at the f2 position, the removal amount E2-E2 ′ at the e2 position, the maximum removal amount AA ′ at the a position, the removal amount E1-E1 ′ at the e1 position, and the removal at the f1 position. Calculate as quantity 0.
こうして得られた補正プロファイル910は、平面形状の加工痕から得た部分基準プロファイルよりも凸形状において得られる加工痕のプロファイルに実質的に近くなる。
以上のような方法で凸レンズ表面の各位置における各補正プロファイルを取得し、図7に示した基準プロファイルをそれらの補正プロファイルに従って補正する。この場合、部分基準プロファイルと新たに生成した補正プロファイルとの幅は同じであるため、f2がF2に一致する(及びf1がF1に一致する)ように上記補正プロファイル910を平行移動させ、基の部分基準プロファイルを新たに生成した補正プロファイルに差し替える。
The
Each correction profile at each position on the surface of the convex lens is acquired by the method as described above, and the reference profile shown in FIG. 7 is corrected according to those correction profiles. In this case, since the width of the partial reference profile and the newly generated correction profile are the same, the
図11は上記処理を行って得た凸形状対応のプロファイルである。
同図から明らかなように、本プロファイル1000に構成される各補正プロファイルは部分基準プロファイルに比べて緩やかなカーブの曲線で示され、このプロファイルをベースに各位置でのドーズ量を求める。
FIG. 11 is a profile corresponding to a convex shape obtained by performing the above processing.
As can be seen from the figure, each correction profile configured in this
さて、上述したように、加工及び研磨対象である凸レンズは図5に示されるような誤差を有している。後の加工及び研磨処理においてはその誤差量の固体物質を除去しなければならない。 Now, as described above, the convex lens to be processed and polished has an error as shown in FIG. In subsequent processing and polishing processes, the error amount of solid material must be removed.
図12は図5の誤差のグラフをその図の横軸を中心に上下に反転して示した図である。同図において除去が必要な領域は、横軸と曲線1100で囲まれている斜線領域である。理想的には、この斜線領域に当たる固体物質を除去すればよいのであるが、本例の場合、凸レンズの半径方向上の全ての位置がビームの照射範囲に含まれる、つまり、ビームが全く照射されない箇所はなく、図12の二つのBottom点(この位置では固体物質の除去量は0とされている)においても必要最小限の固体物質が除去されることになる。
FIG. 12 is a diagram in which the error graph of FIG. 5 is inverted up and down around the horizontal axis of the figure. The area that needs to be removed in the figure is a hatched area surrounded by the horizontal axis and the
そこで、上記理想の除去曲線1100を基に、実際の除去曲線を生成する。
図13は、その必要最小限の固体物質の除去量(最小除去量)を含めて生成した固体物質除去量の分布(実際の除去曲線)である。
Therefore, an actual removal curve is generated based on the
FIG. 13 is a distribution (actual removal curve) of the generated solid substance removal amount including the minimum necessary solid substance removal amount (minimum removal amount).
この分布は、図12に示される曲線1100の全体を上記最小除去量(オフセット量)Lだけ下方にスライド(オフセット)することで生成している。このとき、固体物質の除去が必要な領域はその横軸とその除去曲線1200とで囲まれている斜線領域となり、二つのBottom点においても最小除去量Lの固体物質が除去の対象となる。
This distribution is generated by sliding (offset) the
なお、上記最小除去量Lは、装置構成上可能な最高回転速度と半径方向に走査されるビームの最高走査速度によって必ず除去されてしまう固体物質の除去量(上記深さ)とすることができる。 The minimum removal amount L can be a solid material removal amount (the depth) that is surely removed by the maximum rotation speed possible in the apparatus configuration and the maximum scanning speed of the beam scanned in the radial direction. .
ここで、上に求めたプロファイル1000(図11)を除去分布(加工量分布)1200(図13)に合わせこむ処理を行う。
この処理では、プロファイル1000に構成されている各補正プロファイルの関数曲線全体に個別の係数を乗じてその関数曲線を変形し、それぞれの補正プロファイルの変形後の関数曲線をその半径上の各位置で足し合わせてなる曲線が上記除去分布1200の曲線に一致または略一致するように上記係数を決定する。
Here, processing is performed to match the profile 1000 (FIG. 11) obtained above with the removal distribution (processing amount distribution) 1200 (FIG. 13).
In this process, the function curve is deformed by multiplying the entire function curve of each correction profile configured in the
図14及び図15は、上記合わせこみの処理を説明するための図である。
図14は、プロファイル1000に構成されている一つの補正プロファイルの関数曲線の変形処理を説明するための図で、図15は、各補正プロファイルの関数曲線と除去分布曲線1200との比較図である。
FIGS. 14 and 15 are diagrams for explaining the process of fitting.
FIG. 14 is a diagram for explaining the deformation process of the function curve of one correction profile configured in the
図14に示される補正プロファイルの関数曲線1300は、図15のプロファイルのうちの半径位置r=i(0≦i≦5)における補正プロファイルを抜き出して示したものである。
今、半径方向位置r=iに中心をもつ補正プロファイル1300の関数曲線をFi(r)で示すと、各補正プロファイルを重ね合わせて得られるその半径上(0mmから5mmの範囲)のプロファイルG(r)は、G(r)=ΣFi(r)と表すことができる。
The
Now, when the function curve of the
そして、除去分布曲線1200をE(r)として、E(i)−G(i)の値を検証する。この値が正(つまり補正プロファイルの関数曲線が除去分布よりも上方に位置する場合)であれば、Fi(r)に1+e(eは正の値)の値を乗算して新しいFi(r)とする。逆に、E(i)−G(i)の値が負(つまり補正プロファイルの関数曲線が除去分布よりも下方に位置する場合)であればFi(r)に1+e(eはその絶対値が1を超えない負の値)の値を乗算して新しいFi(r)とする。ここでeは、E(i)−G(i)の絶対値の大きさに応じて決まる値であり、予め、E(i)−G(i)の絶対値が大きくなるに従って大きな値をとるように設定しておく。図14の関数曲線1301は、関数曲線1300を対象とするE(i)−G(i)の値が正であった場合に1+e(eは正の値)を乗算して得られる新しい関数曲線の例である。同図の例では、e=0.3であり、関数曲線1300で示される除去深さが各点で1.3倍され、関数曲線1300よりも1.3倍深い除去深さの関数曲線1301が新たに得られている。
Then, with the
このように1+eを乗じることによる新たなFi(r)の決定を加工開始位置(本例では半径位置=0)から始め、更に隣の補正プロファイルの中心位置が存在する方向(本例では半径方向)に一つずつずらしながら行っていき、加工終了位置まで到達したら加工開始位置に再び戻って同様に決定処理を行っていく。このような一連の決定処理を、Σ(E(i)−G(i))、(0≦i≦5)の値が予め決められた値以下になるまで繰り返す。なお、この値は小さい値(例えば略0)に設定しておくことが望ましい。こうして、最終的に得られた各係数(1+e)iを各補正プロファイルFi(r)に与える係数とする。 Thus, the determination of a new Fi (r) by multiplying by 1 + e starts from the machining start position (radial position = 0 in this example), and the direction in which the center position of the adjacent correction profile exists (radial direction in this example). ) Are shifted one by one, and when reaching the machining end position, the process returns to the machining start position and the determination process is performed in the same manner. Such a series of determination processes is repeated until the values of Σ (E (i) −G (i)) and (0 ≦ i ≦ 5) are equal to or less than a predetermined value. Note that this value is desirably set to a small value (for example, approximately 0). Thus, each coefficient (1 + e) i finally obtained is set as a coefficient to be given to each correction profile Fi (r).
以上の処理により、図15の各補正プロファイルを足し合わせた曲線の形状が同図の除去分布曲線120で示される形状に近似する(合わせ込まれる)ことになる。
ところで、ビームの照射条件とそのビームによる固体物質の除去量との間には所定の関係が示せることが知られている。具体的に述べると、ビームが照射された位置の照射ドーズ量とその位置におけるスパッタリング深さ(照射範囲の中心における固体物質除去深さ)とは、その照射ドーズ量を増やしていくとスパッタリング深さが深くなるという関係をもっており、例えば特開2005−120393号公報に示されているような関係を得る事ができる。本例では特開2005−120393号公報に習い、上記照射ドーズ量とスパッタリング深さとの関係は比例関係にあるものとする。これにより、基準の照射ドーズ量(本例の場合、基準プロファイルの生成のために第二加工物に照射されたビームの照射位置における照射ドーズ量)に上記算出された係数(1+e)iを乗算することで、図15の除去分布曲線120に対応する固体物質を除去するために必要な照射ドーズ量をその各半径位置ごとに得ることができる。
Through the above processing, the shape of the curve obtained by adding the correction profiles in FIG. 15 approximates (fits) to the shape indicated by the removal distribution curve 120 in FIG.
By the way, it is known that a predetermined relationship can be shown between the irradiation condition of the beam and the removal amount of the solid substance by the beam. More specifically, the irradiation dose at the position irradiated with the beam and the sputtering depth at that position (the solid material removal depth at the center of the irradiation range) are the sputtering depth as the irradiation dose is increased. For example, a relationship as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-120393 can be obtained. In this example, it is assumed that the relationship between the irradiation dose and the sputtering depth is proportional to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-120393. As a result, the reference irradiation dose (in this example, the irradiation dose at the irradiation position of the beam irradiated to the second workpiece for generating the reference profile) is multiplied by the calculated coefficient (1 + e) i. Thus, the irradiation dose necessary for removing the solid substance corresponding to the removal distribution curve 120 in FIG. 15 can be obtained for each radial position.
以上のように照射ドーズ量が得られると、図4のステップS4-3に続いて、上記照射ドーズ量に従ってガスクラスターイオンビームを凸レンズ表面に照射し、該被加工物表面の研磨を行う(S5-1〜S5-4)。具体的には、凸レンズ表面の半径上にステップS4-1で得た各位置の照射ドーズ量に従ってガスクラスターイオンビームが照射されるように例えばその照射ドーズ量を被加工物表面上へのビームの走査速度に変換するなどして図2の移動機構2を移動制御装置4で制御する。
When the irradiation dose is obtained as described above, following step S4-3 in FIG. 4, the surface of the workpiece is polished by irradiating the surface of the convex lens with the gas cluster ion beam according to the irradiation dose (S5). -1 to S5-4). Specifically, for example, the irradiation dose is set to the radius on the surface of the convex lens according to the irradiation dose at each position obtained in step S4-1. The
移動機構2の制御に必要な移動制御情報は、例えば加工(または研磨)時に凸レンズ表面をその回転軸中心から半径方向に向けてスパイラル状にビーム走査させる場合、上記照射ドーズ量から次のように求めることができる。
The movement control information necessary for the control of the
先ず、ガスクラスターイオンビームの照射時間と照射ドーズ量との間には次の関係が成立している。
照射時間=(照射ドーズ量×照射面積×電気素量)/検出イオン電流量 ・・・(1)
上記照射面積は加工痕面積であり、電気素量は定数であり、また検出イオン電流量は加工条件によって決まる一定の値である。つまり、照射ドーズ量が決まっていれば、式(1)により対応の照射時間を一義的に決定できる。本例の場合、回転しながらスパイラル状に加工を行うため、上記照射面積は補正プロファイルの各点(各補正プロファイルの中心の半径位置)を始点に一回転またはそれ以上の整数回転した後に隣の点(隣の補正プロファイルの中心の半径位置)に到達するスパイラル軌跡上の加工溝の面積となる。よって、上記照射時間は、凸レンズが上記整数回転する間に補正プロファイルのある点(補正プロファイルの中心の半径位置)から隣の点(隣の補正プロファイルの中心の半径位置)にビームの中心が移動すまでの時間となる。
First, the following relationship is established between the irradiation time of the gas cluster ion beam and the irradiation dose.
Irradiation time = (irradiation dose amount × irradiation area × elementary electric amount) / detection ion current amount (1)
The irradiation area is a processing mark area, the amount of electric element is a constant, and the detected ion current amount is a constant value determined by processing conditions. That is, if the irradiation dose is determined, the corresponding irradiation time can be uniquely determined by the equation (1). In the case of this example, since processing is performed in a spiral shape while rotating, the irradiation area is rotated by one or more integer rotations starting from each point of the correction profile (the radial position of the center of each correction profile) and then adjacent to the adjacent area. This is the area of the machining groove on the spiral trajectory that reaches the point (the radial position of the center of the adjacent correction profile). Therefore, during the irradiation time, the center of the beam moves from a point with a correction profile (radius position at the center of the correction profile) to an adjacent point (radius position at the center of the next correction profile) while the convex lens rotates the integer number of times. It will be time to complete.
また、照射時間と半径方向へのビームの走査速度との間の関係を示す式として次の関係式を適用できる。
走査速度=隣り合う補正プロファイルの中心間距離/照射時間 ・・・(2)
図16は、ある補正プロファイルの点と半径方向上の隣り合う補正プロファイルの点の二点における加工痕の関係を示している。
Further, the following relational expression can be applied as an expression showing the relation between the irradiation time and the beam scanning speed in the radial direction.
Scanning speed = distance between centers of adjacent correction profiles / irradiation time (2)
FIG. 16 shows the relationship between machining marks at two points, that is, a point of a certain correction profile and a point of a correction profile adjacent in the radial direction.
同図は、ある半径方向上の上記2点の加工断面図を示したもので、この図から、2点間の距離が近くなるにつれて、その2点の位置の加工形状だけでなくその2点間の加工形状も所望の形状に近づけることができるようになる事がわかる。 The figure shows a cross-sectional view of the above two points on a certain radial direction. From this figure, as the distance between the two points becomes shorter, not only the machining shape at the position of the two points but also the two points. It can be seen that the machining shape in between can be brought close to the desired shape.
よって、本例のようにスパイラル状に加工(又は研磨)を行う場合は、補正プロファイルの点数を多くとることにより、各位置において、上記求めた照射ドーズ量に対応する加工がより正確に施せるようになり、そして、繋ぎ目のないきれいな加工が施せる。 Therefore, when processing (or polishing) in a spiral shape as in this example, it is possible to more accurately perform processing corresponding to the obtained irradiation dose amount at each position by increasing the number of correction profiles. And can be processed seamlessly.
なお、上記点数は、既に説明をしているが、基準プロファイルの径の1/5より小さい間隔で生成することが好ましく、その中でも、できる限り小さい間隔で生成するとなお良い。点数を多くすることにより、ビームの軌跡が真円により近くなり、中心軸から半径方向に等距離に位置する同心円状における加工を軸対象に均等にできるためである。 Although the above points have already been described, it is preferable to generate them at intervals smaller than 1/5 of the diameter of the reference profile, and it is even better to generate them at intervals as small as possible. This is because by increasing the number of points, the locus of the beam becomes closer to a perfect circle, and machining in a concentric circle located at an equal distance in the radial direction from the central axis can be made uniform on the axis.
このような関係の下で式(2)を適用することにより、上記点数の各位置ごとの照射ドーズ量により正確に対応させた、それぞれの位置から隣の位置までの走査速度へと変換することができる。本構成例の場合 、所定方向に所定パワーで照射されたビームの凸レンズ表面上の照射位置をその表面上の各半径位置から次の半径位置へ上記各走査速度で移動させるためのX軸ステージ21(及び回転ステージ20)の移動制御情報の情報セット(本例では回転ステージ20の移動制御情報は予め決められた一定の回転速度情報である)として得る。この情報セットは、加工及び研磨処理時のプログラムの、X軸ステージ21(及び回転ステージ20)を駆動するモータ制御パラメータに与えられる。
By applying equation (2) under such a relationship, conversion to the scanning speed from each position to the next position, which is more accurately associated with the irradiation dose amount for each position of the above-mentioned points, is performed. Can do. In the case of this configuration example, the X-axis stage 21 for moving the irradiation position on the surface of the convex lens of the beam irradiated with the predetermined power in the predetermined direction from each radial position on the surface to the next radial position at each scanning speed. (And rotation stage 20) movement control information information set (in this example, the movement control information of
上記凸レンズの加工及び研磨処理時は、凸レンズが図2の回転ステージ20にその加工対象面をビーム照射方向に向けて装着され、上記プログラムが移動制御装置で実行され、X軸ステージ及び回転ステージの適切な制御の下に凸レンズ表面の加工及び研磨処理が行われる。本例の場合、凸レンズがビームの各位置において適切な回転速度で軸回転し、更に適切な速度(上記走査速度またはこれに対応した速度)でX軸方向に移動することにより、その表面の中心から半径方向に向けて固体物質が連続除去される。なお、この処理時は、その表面上のビーム照射位置に応じて、ビームが表面に垂直入射するように適宜揺動動作が行われる。
At the time of processing and polishing of the convex lens, the convex lens is mounted on the
この一連の照射制御処理により、上記誤差分は除去され、除去位置(誤差は生じていないが最小除去量の固体物質が除去される位置も含む)の曲率は目標表面形状の曲率をとり、凸レンズを目標表面形状にすることができる。 By this series of irradiation control processes, the above error is removed, and the curvature of the removal position (including the position where the solid material with the minimum removal amount is removed although no error occurs) takes the curvature of the target surface shape, and is a convex lens. Can be a target surface shape.
以上の説明では、ガスクラスターイオンビームとして、ある一つのガス種を基準ガスとして用いた場合の例を説明した。
しかし、その基準ガスとは異なる他のガス種を使用して加工及び研磨処理を行う場合も、基準プロファイルを補正するだけで上述の方法がそのまま適用できる。
In the above description, an example in which a certain gas type is used as the reference gas as the gas cluster ion beam has been described.
However, even when processing and polishing are performed using another gas species different from the reference gas, the above-described method can be applied as it is simply by correcting the reference profile.
図17は、基準ガス及び他のガス種の照射ドーズ量とスパッタリング深さとの関係を示した図である。
上述したように、基準ガスは照射ドーズ量とスパッタリング深さと間に比例関係を適用できることを述べた。
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the irradiation doses of the reference gas and other gas species and the sputtering depth.
As described above, it has been described that the reference gas can apply a proportional relationship between the irradiation dose and the sputtering depth.
これは、他のガス種においても同様に言えることで、同図に示されるガス種A及びガス種Bもまた比例関係で示せる。
よって、第二加工物から得た基準プロファイルを同図の比例係数に応じて変形する、つまり、基準ガスの比例係数を1とするときの他のガスの比例係数の比率を図9の基準プロファイルの曲線700-1に各位置で乗算することにより(この場合、図9の下方向を正とする)、新たな基準プロファイルを得る。
The same can be said for other gas types, and the gas type A and gas type B shown in the figure can also be shown in a proportional relationship.
Therefore, the reference profile obtained from the second workpiece is deformed according to the proportional coefficient shown in the figure, that is, the ratio of the proportional coefficient of the other gas when the proportional coefficient of the reference gas is set to 1 is the reference profile shown in FIG. Is multiplied at each position (in this case, the downward direction in FIG. 9 is positive) to obtain a new reference profile.
そして、この新たな基準プロファイルをベースに上述した各手順を同様に行う。
以上示したように、本例による超精密研磨方法を用いれば、曲面形状をもつ凸レンズにおいて、その表面を原子サイズレベルで平滑化すると共に、凸レンズ全体の表面形状を崩すことなく目標表面形状に限りなく近づけることが可能になる。
Then, the above-described procedures are similarly performed based on this new reference profile.
As described above, when the ultra-precision polishing method according to this example is used, in a convex lens having a curved surface shape, the surface is smoothed at the atomic size level, and the target surface shape is limited without breaking the surface shape of the entire convex lens. It becomes possible to get closer.
1 ガスクラスターイオンビーム照射装置
2 移動機構
3 コンピュータ(PC)
4 移動制御装置
5 計測装置
1 Gas cluster ion
4
Claims (7)
被加工物の表面形状の目標表面形状からの誤差を計測する第一計測工程と、
第二の加工物の表面に前記ガスクラスターイオンビームを照射して前記第二加工物の表面に形成された加工痕を計測する第二計測工程と、
前記第二加工物を対象に計測して得た加工痕データを基に前記被加工物の目標表面形状における各表面位置の曲率に順ずる加工痕データを生成する第一計算工程と、
前記生成した加工痕データを基礎データにして、前記ガスクラスターイオンビームが前記誤差分の固体物質を除去するための、前記被加工物表面上の各位置の照射ドーズ量を求める第二計算工程と、
前記照射ドーズ量に従って前記ガスクラスターイオンビームを前記被加工物表面に照射して該被加工物表面の研磨を行う研磨工程と、
を有することを特徴とする超精密研磨方法。 An ultra-precise polishing method for irradiating a workpiece surface with a gas cluster ion beam to polish the workpiece surface,
A first measurement step for measuring an error of the surface shape of the workpiece from the target surface shape;
A second measurement step of measuring a processing mark formed on the surface of the second workpiece by irradiating the surface of the second workpiece with the gas cluster ion beam;
A first calculation step for generating machining trace data in accordance with the curvature of each surface position in the target surface shape of the workpiece based on the machining trace data obtained by measuring the second workpiece;
A second calculation step of obtaining an irradiation dose amount at each position on the workpiece surface for removing the solid material corresponding to the error by the gas cluster ion beam based on the generated machining trace data; ,
A polishing step of polishing the surface of the workpiece by irradiating the surface of the workpiece with the gas cluster ion beam according to the irradiation dose;
An ultraprecision polishing method comprising:
前記被加工物の表面形状を計測し、
前記計測で得た被加工物の表面形状データの、予め設定されている目標表面形状データからの誤差を、前記被加工物の表面上の各位置ごとに算出し、
第二加工物の表面に前記ガスクラスターイオンビームが照射された場合の該ガスクラスターイオンビームによる前記被加工物表面における照射範囲と固体物質除去深さとの関係を示す基準プロファイルを導入し、
前記被加工物表面上の各位置ごとに、前記目標表面形状における該位置の曲率に順ずるように前記基準プロファイルを補正して補正プロファイルを生成し、
前記各位置ごとの補正プロファイルを対象に前記各位置ごとに前記各照射範囲内の固体物質除去深さを変化させ且つ、複数の補正プロファイルが重複する位置では該位置の各補正プロファイルの固体物質除去深さを加算し、
前記固体物質除去深さと照射ドーズ量との所定の関係を基に、前記被加工物表面の研磨対象範囲において前記誤差が共に減少するような前記被加工物表面上の各位置での照射ドーズ量を決定し、
前記各位置での照射ドーズ量を前記ガスクラスターイオンビームの走査速度に変換し、
前記ガスクラスターイオンビームを前記被加工物表面に前記走査速度で照射させて該被加工物表面の研磨を行う、
ことを特徴とする超精密研磨方法。 An ultra-precise polishing method for irradiating a workpiece surface with a gas cluster ion beam to polish the workpiece surface,
Measure the surface shape of the workpiece,
An error from the preset target surface shape data of the surface shape data of the workpiece obtained by the measurement is calculated for each position on the surface of the workpiece,
Introducing a reference profile indicating the relationship between the irradiation range on the workpiece surface by the gas cluster ion beam and the solid material removal depth when the gas cluster ion beam is irradiated on the surface of the second workpiece,
For each position on the workpiece surface, generate a correction profile by correcting the reference profile so as to follow the curvature of the position in the target surface shape,
With the correction profile for each position as an object, the solid substance removal depth within each irradiation range is changed for each position, and the solid material removal of each correction profile at the position is performed at a position where a plurality of correction profiles overlap. Add depth,
Based on a predetermined relationship between the solid material removal depth and the irradiation dose amount, the irradiation dose amount at each position on the workpiece surface such that the error is reduced in the polishing target range of the workpiece surface. Decide
The irradiation dose at each position is converted into a scanning speed of the gas cluster ion beam,
Polishing the surface of the workpiece by irradiating the surface of the workpiece with the gas cluster ion beam at the scanning speed;
An ultra-precision polishing method characterized by that.
前記被加工物表面の全範囲を対象にガスクラスターイオンビームを走査させて前記被加工物を表面研磨する、
ことを特徴とする請求項1及び2に記載の超精密研磨方法。 Adding a predetermined offset to the error data for the entire range of the workpiece surface;
The surface of the workpiece is polished by scanning a gas cluster ion beam over the entire range of the workpiece surface.
The ultra-precision polishing method according to claim 1 or 2, wherein
各ガスクラスターイオンビームによるスパッタリング深さと照射ドーズ量との関係に基づいて前記基準プロファイルを補正する、
ことを特徴とする請求項2に記載の超精密研磨方法。 When the gas cluster ion beam irradiated to the workpiece and the gas cluster ion beam irradiated to the second workpiece are different,
Correcting the reference profile based on the relationship between the sputtering depth and irradiation dose by each gas cluster ion beam,
The ultra-precision polishing method according to claim 2.
前記ガスクラスターイオンビームが被加工物表面上の任意の位置で垂直に入射するように該被加工物の姿勢を制御し且つ該被加工物の表面上の各位置に所定の照射ドーズ量で前記ガスクラスターイオンビームが照射されるように前記被加工物の表面の各位置における前記ガスクラスターイオンビームの走査速度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする超精密研磨装置。 Irradiating means for irradiating a gas cluster ion beam at a predetermined power in a predetermined direction;
The posture of the workpiece is controlled so that the gas cluster ion beam is perpendicularly incident at an arbitrary position on the surface of the workpiece, and the position on the surface of the workpiece is set at a predetermined irradiation dose. Control means for controlling the scanning speed of the gas cluster ion beam at each position on the surface of the workpiece so that the gas cluster ion beam is irradiated;
An ultra-precision polishing apparatus characterized by comprising:
第一加工痕データを前記被加工物の目標表面形状上の各位置の曲率に順ずる第二加工痕データに補正して前記照射ドーズ量を算出する算出手段と、
前記ガスクラスターイオンビームが任意の位置で垂直に入射するように被加工物の姿勢を制御し且つ前記被加工物の表面上の各位置に前記照射ドーズ量でガスクラスターイオンビームが照射されるように前記被加工物の表面の各位置における前記ガスクラスターイオンビームの走査速度を制御する移動制御手段と、
を有することを特徴とする請求項5に記載の超精密研磨装置。 The control means includes
Calculating means for correcting the first processing trace data to second processing trace data following the curvature of each position on the target surface shape of the workpiece and calculating the irradiation dose;
The posture of the workpiece is controlled so that the gas cluster ion beam is vertically incident at an arbitrary position, and each position on the surface of the workpiece is irradiated with the gas cluster ion beam at the irradiation dose. Movement control means for controlling the scanning speed of the gas cluster ion beam at each position on the surface of the workpiece;
The ultra-precision polishing apparatus according to claim 5, wherein
ことを特徴とする請求項6に記載の超精密研磨装置。 The target surface shape of the workpiece is a curved surface,
The ultra-precision polishing apparatus according to claim 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006151261A JP4939840B2 (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Ultra-precision polishing method using gas cluster ion beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006151261A JP4939840B2 (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Ultra-precision polishing method using gas cluster ion beam |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007321185A true JP2007321185A (en) | 2007-12-13 |
JP4939840B2 JP4939840B2 (en) | 2012-05-30 |
Family
ID=38854259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006151261A Active JP4939840B2 (en) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | Ultra-precision polishing method using gas cluster ion beam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4939840B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009274085A (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Olympus Corp | Gas cluster ion beam machining method, gas cluster ion beam machining device, and machining program |
JP2010115688A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Olympus Corp | Irradiation action acquiring method, and charged particle beam machining method and apparatus |
JP2010194546A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Canon Inc | Charged-particle beam processing method |
US8461051B2 (en) | 2008-08-18 | 2013-06-11 | Iwatani Corporation | Cluster jet processing method, semiconductor element, microelectromechanical element, and optical component |
WO2017213078A1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | コニカミノルタ株式会社 | Gas cluster ion beam machining method and machining apparatus |
CN108044408A (en) * | 2017-11-24 | 2018-05-18 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Suitable for the Workpiece's Tack Error calibration and compensation method of ion beam polishing |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5339593A (en) * | 1976-09-22 | 1978-04-11 | Perkin Elmer Corp | Device for polishing or grinding optical surface |
JPH08319105A (en) * | 1995-05-19 | 1996-12-03 | Res Dev Corp Of Japan | Gas cluster and formation of gas cluster ion |
JPH09101137A (en) * | 1995-10-03 | 1997-04-15 | Nikon Corp | Shape measuring device |
JP2005120393A (en) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Olympus Corp | Superprecision polishing method and superprecision polishing device |
JP2006089844A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Olympus Corp | Superprecision polishing method and superprecision polishing device |
-
2006
- 2006-05-31 JP JP2006151261A patent/JP4939840B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5339593A (en) * | 1976-09-22 | 1978-04-11 | Perkin Elmer Corp | Device for polishing or grinding optical surface |
JPH08319105A (en) * | 1995-05-19 | 1996-12-03 | Res Dev Corp Of Japan | Gas cluster and formation of gas cluster ion |
JPH09101137A (en) * | 1995-10-03 | 1997-04-15 | Nikon Corp | Shape measuring device |
JP2005120393A (en) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Olympus Corp | Superprecision polishing method and superprecision polishing device |
JP2006089844A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Olympus Corp | Superprecision polishing method and superprecision polishing device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009274085A (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Olympus Corp | Gas cluster ion beam machining method, gas cluster ion beam machining device, and machining program |
US8461051B2 (en) | 2008-08-18 | 2013-06-11 | Iwatani Corporation | Cluster jet processing method, semiconductor element, microelectromechanical element, and optical component |
TWI406329B (en) * | 2008-08-18 | 2013-08-21 | Iwatani Corp | Cluster spray processing method, semiconductor device, micro electro mechanical device and optical device |
JP2010115688A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Olympus Corp | Irradiation action acquiring method, and charged particle beam machining method and apparatus |
JP2010194546A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Canon Inc | Charged-particle beam processing method |
WO2017213078A1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | コニカミノルタ株式会社 | Gas cluster ion beam machining method and machining apparatus |
CN108044408A (en) * | 2017-11-24 | 2018-05-18 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Suitable for the Workpiece's Tack Error calibration and compensation method of ion beam polishing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4939840B2 (en) | 2012-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4939840B2 (en) | Ultra-precision polishing method using gas cluster ion beam | |
JP5247013B2 (en) | Ion beam processing method and apparatus | |
CN105108347B (en) | A kind of method of PRK rotation etching quick Fabrication lucite curvature-adjustable lenticule | |
US7420189B2 (en) | Ultra precise polishing method and ultra precise polishing apparatus | |
US3699334A (en) | Apparatus using a beam of positive ions for controlled erosion of surfaces | |
JP2007041090A (en) | Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus | |
CN111408861B (en) | Five-axis laser equipment RTCP calibration equipment and method | |
US20050211922A1 (en) | Minute three dimensional structure producing apparatus and method | |
WO2012169505A1 (en) | Stage device and control method for stage device | |
JPH04135079A (en) | Working method by ion beams and its device | |
JP2011031388A (en) | Processing method for workpiece | |
KR20150110392A (en) | Focused ion beam apparatus | |
JP2009274085A (en) | Gas cluster ion beam machining method, gas cluster ion beam machining device, and machining program | |
JP2005005125A (en) | Charged particle beam device | |
JP2003039282A (en) | Free-form surface working device and free-form surface working method | |
JPH08132259A (en) | Laser machining method and device therefor | |
JP4274893B2 (en) | Ultraprecision polishing method and ultraprecision polishing apparatus | |
JPWO2015060047A1 (en) | Precision polishing apparatus and method | |
KR20070121858A (en) | Apparatus and method for grinding and polishing without tilting axis | |
JP2010115688A (en) | Irradiation action acquiring method, and charged particle beam machining method and apparatus | |
CN106629587A (en) | One-step molding method based on FIB (Focused Ion Beam) for large-angle normal-triple-prism-shaped pressure head | |
JP4772344B2 (en) | Charged particle beam processing method and ultraprecision polishing method | |
JP2003331775A (en) | Focused ion beam device | |
JP4855598B2 (en) | Sample preparation apparatus and sample preparation method | |
WO2024034052A1 (en) | Ion milling device and processing method using same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090319 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120207 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120227 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4939840 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |