JP3427350B2 - Photoreaction processing method and photoreaction processing device - Google Patents

Photoreaction processing method and photoreaction processing device

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JP3427350B2
JP3427350B2 JP33087599A JP33087599A JP3427350B2 JP 3427350 B2 JP3427350 B2 JP 3427350B2 JP 33087599 A JP33087599 A JP 33087599A JP 33087599 A JP33087599 A JP 33087599A JP 3427350 B2 JP3427350 B2 JP 3427350B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
TECHNICAL FIELD The present invention is directed to irradiating a work piece made of a non-metal material such as a fluorine-based resin material or an optical crystal material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction. The present invention relates to a photoreactive processing method and a photoreactive processing apparatus for etching an irradiation position along an optical axis direction of radiated light.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, synchrotron radiation (SR light)
As a photo-reactive processing technique using the method described in JP-A-8-18
Japanese Patent No. 3106 has been proposed.

【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。
In this photo-reactive processing technique, a mask having a light-shielding film of a required pattern formed on one surface is placed on the processed surface of a workpiece made of a non-metallic material such as a fluorine-based resin material or an optical crystal material, and SR is used. By irradiating the entire area of the mask with light, the work piece is partially etched by the SR light that partially passes through the mask.

【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。
Conventionally, in order to variably adjust the relative position between the workpiece and the mask, the workpiece is displaced in the optical axis direction and the two-dimensional direction in a plane orthogonal to the optical axis. ing.

【0005】[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。
In the above-mentioned conventional example, since the mask is used, the width dimension of the etching region depends on the opening dimension of the region without the light shielding film in the mask, and further fine processing is performed. It is necessary to reduce the size of the opening in the mask in order to perform the process, and it is pointed out that the mask manufacturing cost is high.

【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。
Further, in the above-mentioned conventional example, since the work piece is processed only along the optical axis direction of the SR light, the degree of freedom of the planar shape of the structure formed on the work piece is high. The side surface shape of the structure can only be parallel to the optical axis direction and cannot be processed into a complicated shape such as an inclined surface or a curved surface inclined with respect to the optical axis direction.

【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。
In view of the above circumstances, the present invention provides a photo-reactive processing method and apparatus capable of increasing the degree of processing freedom by enabling finer processing of a work piece in the simplest possible form. It is intended to be provided.

【0008】[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。
According to a first method of photoreaction processing of the present invention, irradiation is performed by irradiating a workpiece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction. A method of etching a position along an optical axis direction of radiated light, wherein a desired position on a surface to be processed of a work piece is radiated by arbitrarily adjusting an irradiation time or an irradiation intensity and a luminous flux diameter from a desired azimuth. By irradiating with light, the progress direction and depth of etching are controlled.

【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。
The second photo-reactive processing method of the present invention irradiates a workpiece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction, thereby irradiating the irradiated position with radiant light. A method of etching along a direction of an axis, wherein the object to be processed is etched based on the target shape of the three-dimensional structure when the three-dimensional structure having a desired shape is embossed by etching the object. The required etching position on the surface of the and the required etching depth at each etching required position are specified, and the irradiation time or irradiation intensity and the luminous flux diameter can be arbitrarily set from almost the vertical direction for each of the specified etching required positions. It is characterized in that the depth of etching at each irradiation position is variably controlled by sequentially irradiating the adjusted synchrotron radiation individually.

【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。
According to a third method of photoreaction processing of the present invention, a workpiece made of a non-metallic material is irradiated with radiation having a wavelength that induces a non-thermal reaction, so that the radiation is directed along the optical axis of the radiation. A method of performing the etching, wherein when a three-dimensional structure having a desired shape is embossed by etching the work, the surface of the work is removed from the surface of the work based on the shape of the target three-dimensional structure. All the etching required positions specified on the processing target surface of the top surface of the workpiece are specified by specifying the etching required positions on the processing target surface for each depth on the assumption that processing is performed stepwise for each constant depth. Patterns with a constant etching depth are obtained by sequentially irradiating individual synchrotron radiation with irradiating light whose beam diameter is arbitrarily adjusted with a constant irradiation time or irradiation intensity from almost vertical direction. Perform ring, thereafter, repeating the same pattern with respect to processed surface of each depth is characterized by.

【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。
According to a fourth method of photoreaction processing of the present invention, a workpiece made of a non-metal material is irradiated with radiation having a wavelength that induces a non-thermal reaction, so that the radiation is directed along the optical axis of the radiation. And a method for performing etching, wherein a three-dimensional structure having a desired shape is embossed by etching the work, the surface of the work being processed based on the target shape of the three-dimensional structure. A synchrotron radiation that specifies the required etching position, the receiving direction of the synchrotron radiation, and the etching depth at each required etching position, and arbitrarily adjusts the irradiation time or the irradiation intensity and the luminous flux diameter for each of the specified required etching positions. Is sequentially and individually irradiated from a desired azimuth to control the etching azimuth and depth.

【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。
The fifth photo-reactive processing method of the present invention is the same as the first method.
In any one of the fourth to fourth methods, the light receiving portion of the workpiece is arranged in a sealed container, and the atmosphere in the sealed space is set to a vacuum state during the etching process.

【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。
The sixth photo-reactive processing method of the present invention is the above first method.
In any one of the fifth to fifth methods, the light receiving portion of the workpiece is arranged in a sealed container, and the sealed container is evacuated during the etching process.

【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。
The seventh photo-reactive processing method of the present invention is the above-mentioned first method.
In any one of the fourth to fourth methods, at least an etching-processed portion of the workpiece is heated to a required temperature.

【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。
The first photo-reaction processing apparatus of the present invention irradiates a work piece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction, thereby irradiating the irradiating position with radiant light. Etching along the axial direction, the light introduction element that introduces the radiant light generated by the light generating element and also reduces the luminous flux diameter of the introduced radiant light to the required size and emits it linearly, and the workpiece A stage mounted in such a posture that it receives the radiation emitted from the light introducing element with respect to the surface to be processed from a substantially vertical azimuth, and the receiving position and reception of the radiation on the surface to be processed of the workpiece on the stage. A movable element for variably adjusting the azimuth, and a control element for recognizing the etching required position, the etching depth and the progressing azimuth according to the input of the processing target of the workpiece to control the operation of the movable element. Featuring To have.

【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。
A second photo-reactive processing apparatus according to the present invention is the same as the first apparatus, except that the stage is displaced in the optical axis direction of the emitted light so that the distance between the workpiece on the stage and the light emitting end of the light introducing element is increased. It is characterized in that it includes an interval adjusting element for variably adjusting.

【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。
A third photoreaction processing apparatus of the present invention is the above-mentioned first reaction apparatus.
Alternatively, in the second apparatus, the movable element displaces the stage in a two-dimensional direction on a plane orthogonal to the optical axis direction of the radiated light to move the light receiving position of the radiated light on the processing target surface of the workpiece on the stage. A position adjusting element for variably adjusting, and an azimuth adjusting element for adjusting the light receiving azimuth of the radiated light at a required position on the surface to be processed of the workpiece by relatively changing the attitude of the stage. It has a feature.

【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。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a photo-reactive processing apparatus which comprises the above third aspect.
In the above apparatus, the position adjusting element is an XY axis table that can be linearly reciprocally displaced along a two-dimensional direction in a plane orthogonal to the optical axis direction of the emitted light, and the stage is provided on a guide surface of the one axis table. It is characterized by being attached.

【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。
The fifth aspect of the present invention is a photo-reactive processing apparatus which is the same as the third aspect.
In the above apparatus, the position adjusting element is mounted with the motor for rotating the stage about the optical axis of the emitted light and the stage in a rotatable state, and the stage is orthogonal to the optical axis direction of the emitted light. And a uniaxial displacement table for displacing in a one-dimensional direction on the plane.

【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。
A sixth aspect of the present invention is a photo-reactive processing apparatus which is the same as the third aspect.
In the above device, the azimuth adjusting element comprises a tilting device for tilting the stage with respect to the optical axis of the emitted light.

【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。
In short, according to the present invention, the light receiving position and the light receiving direction of the radiated light on the work can be arbitrarily set by relatively displacing the work and the radiated light. As a result, the degree of processing freedom of the work piece can be increased, and a three-dimensional structure having a complicated side surface can be embossed on the work piece.

【0022】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The details of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

【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。
FIGS. 1 and 2 show a photoreactive processing system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the entire photoreactive processing system, and FIG. 2 is a block diagram showing a photoreactive processing apparatus.

【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。
In the figure, 1 is a light generating device, 2 is a photoreactive processing device, and W is a workpiece. The light generation device 1 and the light reaction processing device 2 constitute a light reaction processing system.

【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。
In the photo-reactive processing system here, a workpiece W made of a non-metallic material described below is selectively etched by direct irradiation with radiation light having a wavelength that induces a non-thermal reaction. A three-dimensional structure having an arbitrary shape can be embossed.

【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。
The workpiece W here is, for example, a non-metallic material such as a fluorine resin or an optical crystal. Examples of the former fluorine-based resin include PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer) and the like. The latter optical crystal is NaCl
(Sodium chloride), KBr (barium bromide), LiF
(Lithium fluoride) and the like.

【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。
The light generator 1 uses, for example, a superconducting electron storage ring manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., and circulates electrons at the speed of light to synchrotron radiation in the tangential direction of the circular orbit of the electrons. Light (SR light) is generated. In this example, SR light is emitted in a substantially horizontal direction.

【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。
The photo-reaction processing apparatus 2 is for irradiating SR light to induce a non-thermal reaction on a workpiece W made of a non-metallic material for etching, and includes a light-introducing tube 3 to be described below. A chamber 4, a disc-shaped stage 5, a stage movable unit 6, a stage heating device 7, and a controller 8 are provided.

【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。
The light introduction tube 3 guides the SR light emitted from the light generator 1 into the chamber 4. A diaphragm plate 9 having a pinhole for narrowing the luminous flux diameter of the SR light to a required size is provided at the light emitting end of the light introducing tube 3.
Further, on the outside of the diaphragm plate 9, a shutter 1 for switching between a state of emitting SR light and a state of not emitting SR light is provided.
0 is provided. The opening diameter of the pinhole is appropriately set according to the processing form.

【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。
The chamber 4 is a sealed container whose internal atmosphere is adjusted as needed. Stage 5 is chamber 4
It is installed inside and the workpiece W is mounted on one side thereof.

【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。
The stage movable unit 6 freely adjusts the relative position of the stage 5 with respect to the pinhole of the diaphragm plate 9 of the light introducing tube 3 and sets the SR light receiving direction on the surface to be processed of the workpiece W. It is freely adjusted, and the X-Y axis feeding device 20 and the Z axis feeding device 3 described below are used.
0, a phase adjusting device 40, and an inclination adjusting device 50.

【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。
The stage heating device 7 heats the workpiece W to a required temperature via the stage 5, and includes a heater 11 embedded in the stage 5 and a driver 12 for driving the heater 11.

【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。
The controller 8 has at least the workpiece W.
On the other hand, according to a sequence program for forming a three-dimensional structure having a desired shape, the operations of the movable stage unit 6, the stage heating device 8, the shutter 10, etc. are controlled.

【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。
The XY axis feeding device 20 is for displacing the stage 5 in two orthogonal axis directions (XY axis directions) on its mounting surface, and an X table 21 on which the stage 5 is rotatably supported. , A Y table 22 on which an X table 21 is slidably mounted, motors 23 and 24 such as stepping motors, drivers 25 and 26 for driving the motors 23 and 24, and rotational power of the motors 23 and 24 to linear power. The power conversion mechanisms 27 and 28 for converting are included.

【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。
The Z-axis feed device 30 has the Y table 22 in the optical axis direction (Z-axis direction) of the SR light guided from the light introducing tube 3.
The distance between the workpiece W mounted on the stage 5 and the aperture plate 9 of the light introducing tube 3 is adjusted by moving the workpiece 5 back and forth.
A motor 31 such as a stepping motor, a driver 32 that drives the motor 31, and a power conversion mechanism 33 that converts the rotational power of the motor 31 into linear power are included.

【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。
The phase adjusting device 40 is for adjusting the phase angle θ of the stage 5 by rotating the stage 5 in both forward and reverse directions around the feeding direction (Z-axis direction) by the Z-axis feeding device 30, and a stepping motor or the like. And a driver 42 for driving the motor 41.

【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。
The tilt adjusting device 50 tilts the stage 5 with respect to the optical axis direction (Z-axis direction) of the SR light and moves the stage 5.
Of the stepping motor and a driver 52 for driving the motor 51.

【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。
The power conversion mechanisms 27 and 28 of the X-Y axis feeding device 20 and the power conversion mechanism 3 of the Z axis feeding device 30.
For 3, a feed screw or the like is used.

【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。
A method of processing the workpiece W using the photoreactive processing system having such a configuration will be described with reference to FIGS. 3 to 7.

【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。
Here, for example, as shown in FIG.
Three-dimensional structure 10 having a shape as shown in (a) to (c)
The case of forming 0, 200, and 300 will be taken as an example. Figure 3
In FIG. 3A, the conical convex three-dimensional structure 100 is shown in FIG.
FIG. 3B shows a conical convex three-dimensional structure 200 provided with a mortar-shaped recess 201, and FIG. 3C shows an overhang-shaped three-dimensional structure 300.

【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。
Of these, first, FIGS. 3 (a) and 3 (b).
The processing mode of the three-dimensional structures 100 and 200 shown in FIG.

【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。
In this case, the SR light is irradiated onto the surface of the workpiece W to be processed from the vertical direction. However, the surface of the workpiece W to be processed has a constant depth from the surface side toward the depth direction. A first processing mode in which stepwise etching is divided into a plurality of times and a second processing mode in which the processing surface of the workpiece W is subdivided and the etching rate of each region is individually variably controlled are possible. is there.

【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。
In the former first processing mode, as for the etching pattern at each stage, as shown in FIGS. 4 and 5, the target three-dimensional structure 100, 200 is formed into a cross section in the height direction according to the number of etchings. The cross-sectional shape at each height position is used as an etching pattern. In FIGS. 4 and 5, the number of times of etching is set to 7 in order to simplify the description, and the hatched portion is required to be etched in each etching pattern at each height position. This is a region, and the unshaded part is a region that does not require etching. Based on the etching pattern at each height position, the workpiece W is displaced in the plane two-dimensional direction by the XY axis feeding device 20 and the phase adjusting device 40, so that the SR light receiving position of the workpiece W is obtained. (2D coordinate) is variable and the shutter 1
The state may be switched to a state in which SR light is irradiated and a state in which SR light is not irradiated by 0. In this case, in order to change the SR light receiving position of the work piece W, it is conceivable to move the work piece W in a form as shown in FIGS. 6A and 6B, for example.

【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。
In the latter second processing mode, although not shown,
Based on the target shape of the three-dimensional structure 100, 200, the surface to be processed of the workpiece W is subdivided, and the etching depth of each region is individually variably controlled. In this case, if the workpiece W is displaced in the two-dimensional plane by the XY axis feeding device 20 and the phase adjusting device 40, the light receiving position (two-dimensional coordinate) of the SR light on the workpiece W can be changed. Good. Then, the etching depth is controlled by adjusting the irradiation time or irradiation intensity of SR light as necessary. The irradiation intensity of SR light can be controlled by changing the accumulated current to the superconducting electron accumulation ring of the light generator 1.

【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。
Next, the three-dimensional structure 30 shown in FIG.
The processing mode of 0 will be described.

【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。
First, the mortar-shaped recess 301 of the target three-dimensional structure 300 is formed. This mortar-shaped recess 301
7A, by displacing the workpiece W in the two-dimensional plane by the XY axis feeding device 20 and the phase adjusting device 40 as shown in FIG. The light receiving position (two-dimensional coordinate) of the workpiece W is changed, and the tilting direction of the workpiece W is determined by the phase adjusting device 40, and then the tilting device 50 tilts the workpiece W with respect to the optical axis of the SR light by a required angle φ. Workpiece W by tilting
In the state in which the SR light receiving direction is changed, the etching rate at each light receiving position may be variably controlled.
Thereafter, in order to form the target outer shape of the three-dimensional structure 300, as shown in FIG. 7B, the SR light on the workpiece W is formed around the mortar-shaped recess 301 in the same manner as described above. While sequentially changing the light receiving position (two-dimensional coordinate) and the light receiving direction of the SR light on the workpiece W, each light receiving position (2
The etching rate of each of the dimensional coordinates is variably controlled.

【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。
Regarding the shaping of the mortar-shaped recess 301, SR light is applied to the workpiece W as in the case of shaping the three-dimensional structures 100 and 200 shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). On the other hand, it is possible to perform the etching stepwise by irradiating from the vertical direction or to change the etching rate.

【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。
In any of these processing modes, SR
When the light is irradiated, a non-thermal photoreaction is locally induced only at the irradiation position on the workpiece W, and the atomic chains that are bonded to each other are broken, and the etching progresses only in the irradiation direction. Since this is a form of complete anisotropic etching, fine processing with a high aspect ratio is possible. The aspect ratio here is the ratio of the depth b to the opening a, b /
a. In other words, there is no occurrence of "blunting" at the processing end, as in the case of processing with laser light. By the way, if the storage current value for the superconducting electron storage ring of the light generator 1 is set to about 200 mA, the etching rate of PTFE becomes 40 [μm / min] or more. Then, the pinhole opening of the light introducing tube 3 is limited to 1 × 1 μm square, and the etching depth for PTFE is 50 nm.
Setting to 100 μm × 10 at this etching depth
The time required to etch the 0 μm region is about 16
It will be a minute.

【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。
For reference, the workpiece W made of PTFE is used.
On the other hand, when SR light is radiated, non-thermal evaporation occurs at the radiated position, resulting in saturated fluorocarbon as shown in FIG. On the other hand, when the workpiece W made of PTFE is irradiated with conventional general laser light, the irradiation position causes thermal evaporation, and becomes a monomer, as shown in FIG.

【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。
In the processing method described above, the atmosphere in the chamber 4 may be atmospheric pressure or vacuum.
Further, the inside of the chamber 4 may be evacuated. Further, the workpiece W may be heated by the stage heating device 7 or may not be heated. However, chamber 4
If the interior is evacuated so as to maintain the required degree of vacuum, the etching rate will be faster than in the case of performing it at atmospheric pressure, and the light receiving position of the workpiece W will undergo photoreaction with SR light irradiation. It can be said that, when the gas is vaporized, the vaporized gas is discharged at an early stage without remaining at the light receiving position, so that the processing efficiency is improved. Further, when the workpiece W is heated to the required temperature or higher, the etching rate becomes faster than that in the case where the temperature is not adjusted, so that the processing efficiency is improved.

【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。
In the processing method described above,
It is preferable to set a suitable wavelength for the SR light used for processing depending on the type of the workpiece W.

【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。
Specifically, the workpiece W is treated with PTFE or PFA.
In addition, when using a fluorine-based resin such as FEP, it is preferable to use SR light having a wavelength as shown in the chart of FIG. 10, for example. This SR light has a photon energy of 0.
It is preferable to set the wavelength in the range of 4 to 5.5 [keV], that is, 30 to 2Å. However, the permissible range of the photon energy of SR light is 284.2 [eV] to 12 [k
eV], that is, a wavelength of 45 to 1 Å can be set. If it is set higher than this upper limit value, it becomes difficult for etching to progress, and if it is set lower than the lower limit value,
Damage to the irradiation surface becomes stronger.

【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。
On the other hand, the same applies to optical crystals such as NaCl, KBr and LiF.

【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。
Incidentally, in the case where the workpiece W is made of PTFE, the relationship between the SR light irradiation intensity and the etching rate is as shown in FIG. 11, where the etching rate increases as the SR light irradiation intensity increases. I understand. Regarding the conditions at this time, the workpiece W is set to 200 ° C. by the stage heating device 7, and the photon energy of SR light is set to a range of 0.4 to 5.5 [keV]. There is. Further, the atmosphere in the chamber 4 is evacuated so as to maintain a vacuum degree of about 1 × 10 −5 [Torr].

【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。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications can be considered. (1) Stage movable unit 6 shown in the above embodiment
As for the above, any configuration may be used as long as the required operation can be realized. (2) In the above embodiment, three examples are given as the shape of the three-dimensional structure to be formed on the workpiece W, but other shapes are also arbitrary. For example, as shown in FIG. 12, it is possible to emboss various vertical cubes in which the outer wall surface and the inner wall surface are curved. The processing method in this case may be the same as the process described in the above embodiment. (3) The aperture diameter size of the pinhole of the diaphragm plate 9 shown in the above embodiment can be arbitrarily set according to the processing form. The diaphragm plate 9 can also be configured to variably adjust the diameter of its pinhole.

【0056】[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。
The photoreactive processing method and apparatus according to the inventions of claims 1 to 13 are designed to directly irradiate a work piece with synchrotron radiation without using a mask as in the prior art. The cost can be reduced, and further fine processing of the work piece can be realized. Moreover, since the etching direction and the etching depth with respect to the minute area of the workpiece can be arbitrarily set by variably adjusting the light receiving position and the light receiving direction of the radiated light on the workpiece, the processing of the workpiece is performed. By increasing the degree of freedom, it becomes possible to emboss a three-dimensional structure having a complicated side surface shape on a workpiece.

【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。
In particular, according to the second to fourth aspects of the invention, when a three-dimensional structure having a complicated side surface shape is embossed and formed on a workpiece, the processing procedure and the process can be simplified, and it is possible to simply and efficiently. It becomes possible to form a three-dimensional structure having a free shape.

【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。
If the processing target position is set to a vacuum atmosphere as in the fifth aspect of the invention, or if the atmospheric gas at the processing target position is exhausted as in the sixth aspect of the invention, that is the case. The etching rate can be increased as compared with the case where it is not set, which contributes to the improvement of processing efficiency. Moreover, in the case of the invention of claim 6, when the light receiving position of the workpiece is photo-reacted with the irradiation of the radiant light to be vaporized into a gas, the vaporized gas does not remain at the light receiving position. Since it is discharged early, it can contribute to the further improvement of processing efficiency.

【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。
Further, as in the invention of claim 7, if the light receiving portion of the workpiece is heated to a temperature higher than the required temperature, the etching rate will be faster than in the case where the temperature is not adjusted.
It will be possible to contribute to the improvement of processing efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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
FIG. 1 is a configuration diagram showing an entire photoreactive processing system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の光反応加工装置を示す構成図FIG. 2 is a configuration diagram showing the photoreactive processing apparatus of FIG.

【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
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a three-dimensional structure to be formed on a workpiece.

【図4】図3(a)の3次元構造体の加工手順を示す模
式図
FIG. 4 is a schematic diagram showing a processing procedure of the three-dimensional structure of FIG.

【図5】図3(b)の3次元構造体の加工手順を示す模
式図
FIG. 5 is a schematic diagram showing a processing procedure of the three-dimensional structure of FIG. 3 (b).

【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
FIG. 6 is a schematic diagram showing a processing mode of a processing target surface at each depth position shown in FIGS. 4 and 5;

【図7】図3(c)の3次元構造体の加工手順を示す模
式図
FIG. 7 is a schematic diagram showing a processing procedure of the three-dimensional structure of FIG.

【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
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a non-thermal reaction state of PTFE irradiated with SR light.

【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
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a state of thermal reaction of PTFE with laser light irradiation.

【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
FIG. 10: Suitable SR when the work piece is PTFE
Chart showing the spectrum of light

【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
FIG. 11 shows a case where the work piece is PTFE, S
Chart showing the relationship between the irradiation intensity of R light and the etching rate

【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
FIG. 12 is a perspective view showing the shape of a three-dimensional structure that can be formed on a workpiece in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 W Workpiece 1 Light generator 2 Optical reaction processing equipment 3 Light introduction tube 4 chambers 5 stages 6 Stage movable unit 7 Stage heating device 8 controller 9 diaphragm 10 shutters 20 XY axis feeding device 30 Z-axis feeder 40 Phase adjuster 50 Tilt adjustment device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 平8−336894(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 71/04 C08J 7/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takanori Kato 2-1-1 Yado-cho, Tanashi-shi, Tokyo Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Inside the Tanashi Plant (56) Reference JP-A-8-336894 (JP, A) ) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B29C 71/04 C08J 7/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。
1. By irradiating a workpiece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction,
A photoreactive processing method of etching an irradiation position along an optical axis direction of radiated light, wherein an irradiation time or an irradiation intensity and a luminous flux diameter are arbitrarily set from a desired direction with respect to a desired position on a surface to be processed of a workpiece. A photo-reactive processing method, characterized in that the progress direction and depth of etching are controlled by irradiating synchrotron radiation adjusted to.
【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。
2. By irradiating a workpiece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction,
A photo-reactive processing method of etching an irradiation position along an optical axis direction of radiated light, which is a target three-dimensional structure when a three-dimensional structure having a desired shape is embossed by etching a workpiece. Based on the shape of, the etching required position on the surface of the workpiece and the etching required depth at each etching required position are specified, and for each of all the specified etching required positions,
Photoreactive processing characterized by variably controlling the etching depth at each irradiation position by sequentially and individually irradiating synchrotron radiation whose irradiation time or irradiation intensity and luminous flux diameter have been arbitrarily adjusted from almost the vertical direction. Method.
【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。
3. A photo-reactive processing method for performing etching along a direction of an optical axis of radiant light by irradiating a workpiece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction. When etching a work piece to form a three-dimensional structure having a desired shape in relief, a step is performed at a constant depth from the surface of the work piece based on the shape of the target three-dimensional structure. To specify the etching required position in the processing target surface for each depth on the premise that each depth is processed, for each of all the etching required position specified in the processing target surface of the uppermost surface of the workpiece, Patterning with a constant etching depth was performed by sequentially irradiating synchrotron radiation with the irradiation time or irradiation intensity kept constant from almost vertical azimuth and the beam diameter arbitrarily adjusted.
A photo-reactive processing method, wherein the same patterning as described above is repeated on the processing target surface for each depth.
【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。
4. A photo-reactive processing method for performing etching along a direction of an optical axis of radiated light by irradiating a workpiece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction. Therefore, in etching the workpiece to form a three-dimensional structure having a desired shape in relief, based on the target shape of the three-dimensional structure, the required etching position and the synchrotron radiation on the surface of the workpiece. The light receiving azimuth and the etching depth at each etching required position are specified. The photo-reactive processing method is characterized in that the azimuth and the depth of the etching are controlled by irradiating the surface.
【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。
5. The photoreactive processing method according to claim 1, wherein the light receiving portion of the workpiece is placed in a sealed container, and the atmosphere in the sealed space is kept in a vacuum state during etching processing. A photo-reactive processing method characterized by being set.
【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。
6. The photoreactive processing method according to claim 1, wherein the light receiving portion of the workpiece is placed in a sealed container, and the sealed container is evacuated during an etching process. A photo-reactive processing method characterized by.
【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。
7. The photo-reactive processing method according to claim 1, wherein at least an etching-processed portion of the workpiece is heated to a required temperature.
【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。
8. By irradiating a workpiece made of a non-metallic material with radiant light having a wavelength that induces a non-thermal reaction,
It is a photo-reactive processing device that etches the irradiation position along the optical axis direction of the emitted light, and introduces the emitted light generated by the light generating element and linearly reduces the luminous flux diameter of the introduced emitted light to the required size. A light-introducing element to be emitted to the workpiece, a stage mounted so that the workpiece receives radiation emitted from the light-introducing element in a substantially vertical direction with respect to the surface to be processed, and the workpiece on the stage Of the movable element for variably adjusting the light receiving position and the light receiving direction of the radiated light on the surface to be processed, and the movable element by recognizing the etching required position, the etching depth and the development direction according to the input of the processing target of the workpiece. And a control element for controlling the operation of the photo-reactive processing apparatus.
【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。
9. The photo-reactive processing apparatus according to claim 8, wherein the stage is displaced in the optical axis direction of the emitted light to variably adjust the gap between the workpiece on the stage and the light emitting end of the light introducing element. A photo-reactive processing apparatus comprising an adjusting element.
【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。
10. The photo-reactive processing apparatus according to claim 8 or 9, wherein the movable element displaces the stage in a two-dimensional direction on a plane orthogonal to the optical axis direction of the radiated light so as to move the workpiece on the stage. By adjusting the position of the stage relative to the position adjusting element for variably adjusting the light receiving position of the emitted light on the surface to be processed,
An azimuth adjusting element that adjusts a light receiving azimuth of radiated light at a required position on the surface to be processed of the workpiece, the photoreactive processing apparatus.
【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。
11. The photo-reactive processing apparatus according to claim 10, wherein the position adjusting element is capable of linear reciprocal displacement along a two-dimensional direction in a plane orthogonal to the optical axis direction of the radiated light.
An optical reaction processing device, wherein the optical table is a shaft table, and the stage is attached to a guide surface of the one shaft table.
【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。
12. The photo-reactive processing apparatus according to claim 10, wherein the position adjusting element is mounted with a motor for rotationally driving the stage around an optical axis of radiated light and the stage in a rotatable state. And a uniaxial displacement table for displacing the stage in a one-dimensional direction on a plane orthogonal to the optical axis direction of the emitted light.
【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。
13. The photo-reactive processing apparatus according to claim 10, wherein the azimuth adjusting element is a tilting device that tilts the stage with respect to the optical axis of the radiated light.
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