JP3504426B2 - Processing method and processing apparatus using energy beam - Google Patents

Processing method and processing apparatus using energy beam

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JP3504426B2
JP3504426B2 JP08207896A JP8207896A JP3504426B2 JP 3504426 B2 JP3504426 B2 JP 3504426B2 JP 08207896 A JP08207896 A JP 08207896A JP 8207896 A JP8207896 A JP 8207896A JP 3504426 B2 JP3504426 B2 JP 3504426B2
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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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、被処理物表面にエ
ネルギービームを用いて処理を行うための処理方法及び
処理装置に関し、特に、作製された被処理物が、量子効
果素子・光学レンズ・摩擦軽減機構・流体シール機構等
に応用できるような超微細処理に好適な処理方法、処理
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for processing a surface of an object to be processed by using an energy beam. In particular, the manufactured object is a quantum effect element, an optical lens, The present invention relates to a processing method and a processing apparatus suitable for ultrafine processing that can be applied to a friction reducing mechanism, a fluid sealing mechanism, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体プロセスにおいてフォトリ
ソグラフィ技術を利用して加工処理する場合、図41に
示すように、加工処理を行わない部分をフォトレジスト
マスクで覆い、覆われていない部分に紫外線ビームや、
プラズマプロセスの場合はエネルギーイオンを照射して
加工処理する。加工処理深さは処理時間を制御すること
により制御される。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of processing using a photolithography technique in a semiconductor process, as shown in FIG. 41, a portion not to be processed is covered with a photoresist mask, and an uncovered portion is irradiated with an ultraviolet beam. Or
In the case of a plasma process, energetic ions are irradiated for processing. The processing depth is controlled by controlling the processing time.

【0003】この工程に用いるフォトリソグラフィを用
いたフォトレジスト作製及び加工処理工程についてさら
に説明する。まず、始めに被処理基板201にレジスト
材202をコーティングする(工程1)。次に、フォト
マスク203を介在させて紫外線204を照射し、フォ
トマスク203に形成したパターン穴203aをレジス
ト材202に転写する(工程2)。次に、これを現像す
る事により、パターン穴203aを通して紫外線204
が照射された部分のレジスト材202を除去して、被処
理基板1の表面を露出させる(工程3)。
Photoresist manufacturing and processing steps using photolithography used in this step will be further described. First, the substrate 202 to be processed is coated with the resist material 202 (step 1). Next, ultraviolet rays 204 are irradiated through the photomask 203, and the pattern holes 203a formed in the photomask 203 are transferred to the resist material 202 (step 2). Next, by developing this, ultraviolet rays 204 are passed through the pattern holes 203a.
The resist material 202 in the portion irradiated with is removed to expose the surface of the substrate 1 to be processed (step 3).

【0004】次に、プラズマ中のイオンやラジカル種を
この被処理基板201の露出面に作用させて異方性エッ
チングを行い(工程4)、最後にレジスト材202を除
去する(工程5)。以上の工程を経て、被処理基板20
1の表面にフォトマスクのパターン穴203aと同形の
穴201cを形成するという微細加工処理が行われる。
半導体デバイスの作製過程ではこの工程が繰り返し行わ
れる。
Next, ions or radicals in the plasma are applied to the exposed surface of the substrate 201 to be processed for anisotropic etching (step 4), and finally the resist material 202 is removed (step 5). Through the above steps, the substrate 20 to be processed
A microfabrication process of forming a hole 201c having the same shape as the pattern hole 203a of the photomask on the surface of No. 1 is performed.
This step is repeated in the process of manufacturing the semiconductor device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のフォ
トリソグラフィ技術を用いたフォトレジストパターン作
製プロセスによる方法においては、単純な凹凸を形成す
るような加工処理を行うことはできるが、曲面や斜面を
加工処理する場合には複数のパターンを用意して順次こ
れを交換して照射を行い、段階的に曲面を形成するなど
しなければならず、手間が掛かるとともに、微細な量子
効果素子の作製などに利用できる精度のよい加工処理は
困難であった。
In the method of the photoresist pattern forming process using such a conventional photolithography technique, it is possible to perform processing for forming simple unevenness, but curved surface or sloped surface. In the case of processing, it is necessary to prepare a plurality of patterns, exchange them sequentially and perform irradiation to form a curved surface stepwise, which is time-consuming and requires the production of fine quantum effect devices. It was difficult to process with high precision that could be used for such purposes.

【0006】また、上述したように、被処理物へレジス
ト塗布・洗浄・露光・ベーキング及び現像という工程に
よりレジストパターン作製し、このパターンを通して被
処理物にエネルギー粒子を作用させて加工処理を行い、
さらにレジストを除去するという大変煩雑で手間のかか
る工程が必要で、製造コストが高いという不具合もあ
る。しかも、表面の粗さや平坦度により、均一なレジス
ト膜の作製が困難な場合もあった。
Further, as described above, a resist pattern is formed on the object to be processed by the steps of resist coating, cleaning, exposure, baking and development, and energy particles are caused to act on the object to be processed through this pattern to perform processing.
Furthermore, there is also a problem that the manufacturing cost is high because a very complicated and laborious process of removing the resist is required. Moreover, it may be difficult to form a uniform resist film due to the roughness and flatness of the surface.

【0007】さらに、フォトリソグラフィ技術では、加
工処理プロセスの後、残留フォトレジストを除去する際
に、たとえばアッシングを用いると、加工処理表面にダ
メージを与えてしまい、また、溶液による除去でも加工
処理表面のコンタミネーションや加工処理形状の悪化を
招くなど、表面に影響を与えてしまう欠点があった。
Further, in the photolithography technique, when the residual photoresist is removed after the processing process, if the ashing is used, for example, the processed surface is damaged, and the removal by the solution also causes the processed surface to be damaged. However, there was a drawback that the surface was affected, such as the contamination of the above and the deterioration of the processed shape.

【0008】また、プラズマプロセスを用いた加工処理
においては、イオンの入射方向がばらついており、また
超微小領域に電荷がたまるために荷電粒子の入射方向の
ばらつきを増大させ、特に、超微細領域では等法的加工
処理特性が顕著となる。これらの理由により、加工処理
底面の平坦加工処理や加工処理側壁の垂直性が悪い加工
処理となる。特に、1μm以下の超微細加工処理では、
精度の良い加工処理が困難となる。
Further, in the processing using the plasma process, the incident directions of the ions are varied, and since the charges are accumulated in the ultra-fine region, the variation in the incident directions of the charged particles is increased. In the area, the property of legal processing is remarkable. For these reasons, the flattening processing of the bottom surface of the processing and the vertical processing of the side wall of the processing are poor. In particular, in ultrafine processing of 1 μm or less,
Precision processing becomes difficult.

【0009】本発明は、パターン作製の自由度が高く、
簡単な構成で任意のパターンの曲面や斜面に超微細なパ
ターンを自由にかつ精度良く加工処理することができる
方法と装置を提供し、さらに、これにより作製された性
能の優れた素子を提供することを目的とする。
The present invention has a high degree of freedom in pattern formation,
(EN) Provided are a method and an apparatus capable of freely and accurately processing an ultrafine pattern on a curved surface or a slope of an arbitrary pattern with a simple configuration, and further, to provide an element with excellent performance produced by the method. The purpose is to

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、エネルギービーム源より発生したエネルギービーム
を遮蔽物を介して被処理物に照射してこれを処理する方
法であって、上記遮蔽物は弾性体であり、これを該被処
理物の表面上に位置決めし、該遮蔽物の持つパターンを
当該被処理物表面上に転写するように処理を行うことを
特徴とするエネルギービームによる処理方法である
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for irradiating an object to be processed with an energy beam generated from an energy beam source through a shield to process the object, and the shield is provided. object is an elastic body, the energy beam and performing processing which position-decided tanning on the surface of the該被treated, a pattern with the said shield so as to transfer to the object to be processed on the surface Is the processing method .

【0011】た、上記遮蔽物を可撓性を有し、被処理
物の表面に沿って変形させて取り付け可能としてもよ
い。これにより、凹凸のある被処理物に対しても密着性
を良くし、また遮蔽物と被処理物の距離を均一にするこ
とができる。
[0011] Also, the shield has flexibility, it may be attachable to deform along the surface of the workpiece. As a result, it is possible to improve the adhesion even to an uneven object to be processed and to make the distance between the shield and the object to be processed uniform.

【0012】また、被処理物の多面にわたって遮蔽物を
取り付け、これらの多面に同時に又は順次ビームを照射
して処理を行なうことが好ましい。これにより、通常は
所定の雰囲気にある処理室から被処理物を出し入れする
ことなく、多面の処理が行われる。また、被処理物が曲
面を有し、該曲面に沿って遮蔽物を取り付けることが好
ましいまた、上記処理を被処理物と遮蔽物を一体とし
てビーム源に対して移動させて被処理物の向きの異なる
面にパターン処理を行なうことが好ましい
Further, the shield mounting over polygon of the workpiece, it is preferable to perform the treatment by irradiating these multifaceted simultaneously or sequentially beam. As a result, multi-sided processing can be performed without taking in and out the object to be processed from the processing chamber that is normally in a predetermined atmosphere. Further , it is preferable that the object to be processed has a curved surface and the shield is attached along the curved surface.
Good In addition , it is preferable that the above-mentioned processing is performed by moving the object to be processed and the shield integrally with respect to the beam source to perform pattern processing on the surface of the object to be processed having different orientations.

【0013】また、上記処理を、遮蔽物を被処理物に対
して相対移動させてから繰り返し行ない、遮蔽物のパタ
ーンを重畳して転写させた処理を行なうことが好まし
。この繰り返し処理を同一箇所に行えばパターンを重
ねた転写が行われ、異なる箇所に行えば、複数のパター
ンが形成される。また、上記相対移動を回転移動として
もよい。また、上記相対移動を並進移動としてもよい。
更に、被処理物を自転させながらエネルギービームを照
射するようにしてもよい。これにより、パターン状のビ
ームが被処理物の面を走査して円弧状溝や環状溝が形成
される。
Further, the above-described processing, the shield repeatedly performed from relatively moving with respect to the object to be treated, preferably be performed a process is transferred by superimposing a pattern of shield
Yes . If this repetitive process is performed at the same location, the patterns are superimposed and transferred, and if performed at different locations, a plurality of patterns are formed. Further, the relative movement may be rotational movement. Further, the relative movement may be translational movement.
Further, the energy beam may be irradiated while rotating the object to be processed. As a result, the patterned beam scans the surface of the object to be processed to form arcuate grooves or annular grooves.

【0014】また、上記エネルギービームが、高速原子
線、イオンビーム、電子線、レーザ、放射線、X線、原
子線及び分子線のいずれかであることが好ましい。ま
た、当該遮蔽物の最小部形状の寸法を、0.1nm〜1
0nmもしくは10nm〜100nmもしくは100n
m〜10μmとしてもよい。また、本発明の一態様は、
エネルギービーム源と、このエネルギービーム源より放
射されたエネルギービームの照射位置に配置された被処
理物支持台と、複数の遮蔽物と、上記複数の遮蔽物の少
なくとも1つを他者に対して相対移動可能に支持する支
持装置とを有することを特徴とするエネルギービームに
よる処理装置である。
Further, the energy beam is a fast atom beam, ion beam, electron beam, laser, radiation, X-rays, is preferably any one of an atomic beam and molecular beam. In addition, the dimension of the minimum shape of the shield is 0.1 nm to 1
0 nm or 10 nm to 100 nm or 100 n
It may be m to 10 μm. Further, one embodiment of the present invention is
The energy beam source and the energy beam source
A treatment located at the irradiation position of the emitted energy beam
Physical support, multiple shields, and
At least one support that supports one relative to the other.
An energy beam characterized by having a holding device
It is a processing device .

【0015】また、遮蔽物を被処理物に対して回転移動
させる機構を有するようにしてもよいまた、遮蔽物を
被処理物に対して並進移動させる機構を有するようにし
てもよいまた、被処理物を遮蔽物に対して回転移動さ
せる機構を有するようにしてもよい。
[0015] may also be a shield to have a mechanism for rotational movement relative to the object to be processed. Further, the shield to have a mechanism for translational movement relative to the article to be treated
May be . Further , a mechanism for rotating and moving the object to be processed with respect to the shield may be provided.

【0016】また、遮蔽部材の一部に薄肉部を形成し、
この薄肉部にパターン状開口部を形成してもよい。ま
た、遮蔽部材をエネルギー粒子に曝して薄肉部を形成し
てもよい。また、箔状片をパターン加工してもよい。ま
た、薄肉部又は箔状片の厚さを10μm以下としてもよ
い。
[0016] In addition, the thin-walled portion formed on a part of the shielding member,
A patterned opening may be formed in this thin portion. Further, the thin member may be formed by exposing the shielding member to energetic particles. Moreover, you may pattern-process a foil-shaped piece. Further, the thickness of the thin portion or the foil piece may be 10 μm or less.

【0017】また、遮蔽物のパターンをそのエッジに向
かうに従い薄くなるように形成してもよい。また、パタ
ーンの加工をエネルギービームを用いて行っ微細寸法
遮蔽物を形成してもよい。ここで、細線を枠体に張り渡
して固着し、微細パターンを構成してもよい。また、表
面にエネルギービームに対して反応性が低い物質をコー
ティングしてもよい。
Further, the pattern of the shield may be formed so as to become thinner toward the edge thereof. Further , the pattern may be processed by using an energy beam to form a fine dimension shield. Here, fine lines may be stretched and fixed to the frame body to form a fine pattern. Further, the surface may be coated with a substance having low reactivity with the energy beam.

【0018】また、電解研磨や微小電鋳パターン等によ
り作製された遮蔽物を、化学反応性ガスもしくは反応性
ラジカル粒子の導入された容器中に設置し、表面化学反
応によりさらに微小化してもよいまた、最小部の寸法
を制御するため、ヒータ・レーザ・赤外線ランプ・可視
光ランプ・紫外線ランプ・放射線・X線ランプ等を用い
て、当該遮蔽物もしくは反応性ガス粒子・反応性ラジカ
ル粒子の温度もしくは活性度を制御し、遮蔽物表面と上
記化学反応性ガスもしくは反応性ラジカル粒子との表面
反応性を制御するようにしてもよい
Further, the shield formed by electrolytic polishing or fine electroforming pattern or the like, was placed in the container provided that the chemically reactive gas or reactive radical particles, be further miniaturized by the surface chemical reaction Good . Also , in order to control the size of the minimum part, the temperature of the shield or reactive gas particles / reactive radical particles is controlled by using a heater, laser, infrared lamp, visible light lamp, ultraviolet lamp, radiation, X-ray lamp, etc. Alternatively, the activity may be controlled to control the surface reactivity between the shield surface and the chemically reactive gas or reactive radical particles.

【0019】また、上記本発明のいずれかを用いて、量
子効果素子を作製することが好ましいまた、上記本発
のいずれかを用いて、摩擦力及び/又はコンダクタン
ス軽減効果を有する部材を作製することが好ましい
Also, using any of the above inventions ,
It is preferable to manufacture a child effect element . In addition, the above
Using either a bright, frictional forces and / or conductance
It is preferable to fabricate a member having a soot reducing effect .

【0020】[0020]

【実施例】図1に、この発明の方法の最も基本的な実施
例を示す。ここでは、図1(a)に示すような基板状の
被処理物Wの上に微小な棒(細線)状遮蔽物(例えば、
幅が0.1nm〜10nmもしくは10nm〜100n
mもしくは100nm〜10μmである)50を置き、
その上からエネルギービームを照射して加工処理を行
う。エネルギービームBの種類を適当に選んで照射する
と、図1(b)に示すように被処理物Wのエッチングが
なされ、突条71が形成される。
1 shows the most basic embodiment of the method according to the invention. Here, a minute bar (thin line) shield (for example, as shown in FIG.
Width 0.1 nm to 10 nm or 10 nm to 100 n
m or 100 nm to 10 μm) 50,
The processing is performed by irradiating an energy beam from above. When the kind of the energy beam B is appropriately selected and irradiated, the object W to be processed is etched and the ridges 71 are formed as shown in FIG. 1B.

【0021】エネルギービームBとしては、エネルギー
粒子が電荷を持たない指向性のよい高速原子線を用いて
いる。高速原子線は、塩素やフッ素含有ガスを用いて、
例えば、出願人が先に提案した特願平3−261231
に記載の高速原子線源を作動させる。これにより、高指
向性の高速原子線を生成し、遮蔽物を通過したビームが
被処理物表面に到達する。被処理物Wとしては、Si・
GaAsを用いているが、その他の半導体材料やガラス
・石英などの絶縁物、また、金属を対象とすることがで
きる。遮蔽物50としては、電解研磨により、径が約5
0μm程度まで微小化され、細線化されたタングステン
や金・銀・白金・ニッケル等の遮蔽物を用いる。この遮
蔽物50は、適当な方法で基板表面上に位置決めした状
態で保持されている。
As the energy beam B, a high-speed atom beam having good directivity in which energetic particles have no electric charge is used. The fast atom beam uses chlorine or fluorine-containing gas,
For example, Japanese Patent Application No. 3-261231 previously proposed by the applicant
1. Operate the fast atom beam source described in. As a result, a high-directivity high-speed atom beam is generated, and the beam that has passed through the shield reaches the surface of the object to be processed. As the workpiece W, Si.
Although GaAs is used, other semiconductor materials, insulators such as glass and quartz, and metals can be used. The shield 50 has a diameter of about 5 by electrolytic polishing.
A shielding material such as tungsten, gold, silver, platinum, nickel, etc., which has been miniaturized to about 0 μm and made fine, is used. The shield 50 is held in a state of being positioned on the substrate surface by an appropriate method.

【0022】また、エッチングのような除去処理ではな
く、ガス種やエネルギーを変化させると、図1(c)に
示すように被膜72などを形成する付加処理を行うこと
ができる。ビームエネルギーを数eV〜数百eVにし、
ガス種として、例えば、炭素系のメタンやアルミやチタ
ン含有のガスを用いると、特性に応じて、絶縁膜・導電
膜の形成がビーム照射部分で行われ、遮蔽物50のパタ
ーンを転写した成膜が行われる。
Further, instead of the removal treatment such as etching, an additional treatment for forming the coating film 72 and the like as shown in FIG. 1C can be performed by changing the gas species and energy. The beam energy is set to several eV to several hundred eV,
If, for example, a gas containing carbon-based methane, aluminum, or titanium is used as the gas species, the insulating film / conductive film is formed in the beam irradiation portion according to the characteristics, and the pattern of the shield 50 is transferred. The film is made.

【0023】図2は、被処理物に遮蔽物を直接置いて処
理する他の実施例であり、細線51を円筒状の被処理物
Wの外周に螺旋状に巻き付け、エネルギービーム中に置
いて軸回りに回転させることにより、細線の下側部分に
螺旋状の突条74を形成することができる。このよう
に、細い遮蔽物を直接被処理物に巻くことで、3次元的
な被処理物の面上に比較的簡単に複雑な形状を形成する
ことができる。
FIG. 2 shows another embodiment in which a shield is placed directly on the object to be processed, and a thin wire 51 is spirally wound around the outer periphery of the cylindrical object W and placed in the energy beam. By rotating around the axis, the spiral protrusion 74 can be formed in the lower portion of the thin wire. Thus, by winding the thin shield directly on the object to be processed, it is possible to relatively easily form a complicated shape on the surface of the object to be processed three-dimensionally.

【0024】図3は、細線の替わりにテープ状の遮蔽物
52を巻き付けたもので、これによって、図2の場合よ
り広幅の突条が形成される。このような方法は、対象の
被処理物の形状にとらわれず、例えば、角筒、直方体、
円錐体、球体などの立体に採用することができる。ま
た、部分的な処理を繰り返して複雑な形状を処理するよ
うにしてもよい。また、この遮蔽物に所定パターンの開
口部を形成して、より複雑な凹凸を形成することもでき
る。これらの例のように、細線や薄膜状の遮蔽物を用い
ることにより、多面をそれぞれ処理する手間が省けて作
業能率が向上する。
In FIG. 3, a tape-shaped shield 52 is wound in place of the thin wire, whereby a wider ridge than in the case of FIG. 2 is formed. Such a method is not limited to the shape of the object to be processed, and is, for example, a rectangular tube, a rectangular parallelepiped,
It can be applied to three-dimensional bodies such as cones and spheres. Further, the partial processing may be repeated to process a complicated shape. Further, it is possible to form more complicated unevenness by forming openings of a predetermined pattern on this shield. By using a thin wire or a thin film-like shield as in these examples, it is possible to save the labor of processing each of the multiple surfaces and improve the work efficiency.

【0025】図4の実施例では、被処理物Wを台上に置
き、その上に薄膜状遮蔽物53を置いて台に固定してい
る。これにより、図5に示すような平板状遮蔽物54を
用いる場合に比べ、被処理物Wに遮蔽物を密着させるこ
とができるので、遮蔽物と被処理物の距離が短くかつ一
定になり、パターンの転写が鮮明になる。鮮明な転写を
行なうための距離は100μm程度と言われており、こ
のように密着させるために、薄膜状遮蔽物53に適当な
弾性を持たせてもよい。この場合、密着性が向上すると
ともに巻き付けなどの作業性も向上する。弾性を持つ膜
状遮蔽物53は、樹脂やゴムに適当な金属などを混ぜた
複合材料により製造可能である。なお、複数の遮蔽物を
重ねて表面に置いても良い。
In the embodiment shown in FIG. 4, the object W to be processed is placed on the table, and the thin film-like shield 53 is placed on the object W and fixed to the table. As a result, as compared with the case where the flat shield 54 as shown in FIG. 5 is used, the shield can be brought into close contact with the workpiece W, so that the distance between the shield and the workpiece becomes short and constant, The pattern transfer becomes clear. The distance for performing clear transfer is said to be about 100 μm, and the thin film shield 53 may be provided with appropriate elasticity in order to achieve such close contact. In this case, adhesion is improved and workability such as winding is also improved. The elastic film-shaped shield 53 can be manufactured from a composite material in which a suitable metal or the like is mixed with resin or rubber. Note that a plurality of shields may be stacked and placed on the surface.

【0026】図6に示すのは、図4の方法を用いて微小
の加工を行なう例であり、被処理物Wは、φ0.5mm
のポリイミド棒である。これに、(a)に示すように直
径200μmの丸い穴の開いたニッケル箔53を巻き付
ける。このニッケル箔53は、10μmと厚みが薄いの
で、巻き付けることができる。この状態で、マスク53
の上から酸素の高速原子線を照射すると、(b)のよう
に軸と垂直な方向にφ200μmの丸い穴75を開ける
ことができる。このようなものをつくると、(c)に示
すように、マイクロ素子を作るときの基本構造材として
役に立つ。
FIG. 6 shows an example in which minute processing is performed using the method of FIG. 4, and the workpiece W has a diameter of 0.5 mm.
This is a polyimide rod. A nickel foil 53 having a round hole with a diameter of 200 μm is wound around this, as shown in FIG. Since the nickel foil 53 has a small thickness of 10 μm, it can be wound. In this state, the mask 53
When a fast atom beam of oxygen is irradiated from above, a round hole 75 with a diameter of 200 μm can be formed in the direction perpendicular to the axis as shown in (b). When such a material is manufactured, it is useful as a basic structural material when manufacturing a micro device, as shown in (c).

【0027】図7以下は、この発明の処理方法の他の実
施例を説明するためのものであり、遮蔽物を被処理物か
ら離した位置に配置し、必要に応じて、ビーム源、遮蔽
物、被処理物の相対位置を変えるものである。図7は、
この方法に用いる処理装置の実施例を示すもので、これ
には、平行なエネルギービームBを発生させるエネルギ
ービーム源1と、これに対向する位置に被処理物Wを支
持する支持装置3と、このエネルギービーム源1と被処
理物Wの間の位置に遮蔽物4を把持する把持装置5とを
備えている。支持装置3には、被処理物2を微動あるい
は粗動させる被処理物移動装置6が設けられ、把持装置
5には遮蔽物4を微動あるいは粗動させる遮蔽物移動装
置7が設けられている。
FIG. 7 and subsequent figures are for explaining another embodiment of the processing method of the present invention, in which the shield is arranged at a position distant from the object to be processed, and a beam source and a shield are provided as necessary. This is to change the relative position of the object and the object to be processed. Figure 7
1 shows an embodiment of a processing apparatus used in this method, which includes an energy beam source 1 for generating a parallel energy beam B, a support device 3 for supporting an object to be processed W at a position facing the energy beam source 1. A gripping device 5 that grips the shield 4 is provided between the energy beam source 1 and the object W to be processed. The support device 3 is provided with an object moving device 6 that moves the object 2 slightly or roughly, and the gripping device 5 is provided with a shield moving device 7 that moves the object 4 slightly or roughly. .

【0028】被処理物移動装置6は回転・並進移動ステ
ージであり、これにはX,Y,Z方向の3軸の並進移動
機構8,9,10と、Z軸を中心とする回転移動機構1
1とが順次積み重ねられて用いられている。遮蔽物移動
装置7には、X,Y,Z方向の並進3軸移動機構12,
13,14と、被処理物2表面と遮蔽物4との平行度を
調整するために用いられる2軸の平行度調整機構15が
備えられている。
The object moving device 6 is a rotary / translational moving stage, and includes three-axis translational moving mechanisms 8, 9, 10 in the X, Y and Z directions, and a rotary moving mechanism about the Z axis. 1
1 and 1 are sequentially stacked and used. The shield moving device 7 includes a translational three-axis moving mechanism 12 in X, Y, and Z directions,
13 and 14, and a biaxial parallelism adjusting mechanism 15 used for adjusting the parallelism between the surface of the object to be processed 2 and the shield 4.

【0029】遮蔽物の設置部には、図8に示すように、
圧電素子16を用いた超精密移動機構17が設置されて
おり、ここでは圧電素子16と、縮小もしくは拡大移動
機構を用いて、並進方向における微動の移動速度の制御
が0.1nm〜50nmのオーダーで可能となってい
る。この圧電素子16を用いた超精密微動移動機構17
の例を図9及び図10に示す。圧電素子を用いた微動移
動方向は、1ないし3軸を持つものが用いられるが、図
9では1軸の場合を、図10では2軸の場合の例を示
す。
As shown in FIG.
An ultra-precision moving mechanism 17 using the piezoelectric element 16 is installed. Here, the piezoelectric element 16 and the reducing or enlarging moving mechanism are used to control the moving speed of the fine movement in the translation direction on the order of 0.1 nm to 50 nm. It is possible in. Ultra-precision fine movement mechanism 17 using this piezoelectric element 16
An example of is shown in FIG. 9 and FIG. Although the fine movement direction using the piezoelectric element has one to three axes, FIG. 9 shows a case of one axis, and FIG. 10 shows an example of a case of two axes.

【0030】図11は、図7と同様の装置であるが、被
処理物Wを支持する支持装置3が異なっている。すなわ
ち、3軸の並進移動機構8,9,10と水平な1軸回り
の回転機構18を備えており、ビームBの軸に対して垂
直な軸もしくは斜めの軸回りの被処理物Wの回転が可能
となっている。遮蔽物4の把持装置5は、図7と同様で
あり、圧電素子を用いた微動移動機構も、1ないし3軸
の場合がある点も同様である。圧電素子駆動のほかに、
磁歪効果や変動効果を用いた微動移動機構も使用され、
必要とされる移動距離の大小に応じて、テコ作用を用い
た移動距離制御機構を用いる。
FIG. 11 shows a device similar to that shown in FIG. 7, but the supporting device 3 for supporting the workpiece W is different. That is, the three-axis translational moving mechanisms 8, 9 and 10 and the horizontal rotating mechanism 18 around one axis are provided to rotate the workpiece W about an axis perpendicular to the axis of the beam B or an oblique axis. Is possible. The holding device 5 for the shield 4 is the same as that in FIG. 7, and the fine movement mechanism using the piezoelectric element is also the same in that it may have one to three axes. In addition to piezoelectric element drive,
A fine movement mechanism using the magnetostriction effect and the fluctuation effect is also used,
A moving distance control mechanism using a lever action is used according to the magnitude of the required moving distance.

【0031】次に、微小な遮蔽物50の構造と作製方法
について説明する。図12(a)に示すように、予め電
解研磨や電鋳により作製したある程度微小なパターン構
造物21を密閉室22に収容し、この中を排気して真空
とした後、該構造物21に対して反応性を持つガスGを
導入する。これにより、構造物表面とガス粒子との反応
により、表面付近の原子・分子が脱離して、等方的に加
工処理され、徐々に、構造物の寸法が減少する。
Next, the structure and manufacturing method of the minute shield 50 will be described. As shown in FIG. 12 (a), a somewhat fine pattern structure 21 prepared in advance by electropolishing or electroforming is housed in a closed chamber 22, and the inside is evacuated to form a vacuum. On the other hand, a reactive gas G is introduced. As a result, due to the reaction between the surface of the structure and the gas particles, the atoms and molecules near the surface are desorbed and processed isotropically, and the size of the structure is gradually reduced.

【0032】このとき、化学反応性を制御するため、ラ
ンプ23による光の照射によって反応性ガスの励起状態
を制御したり、構造物21の温度制御を行い、反応性を
制御する。構造物21の温度制御を行うときは、ランプ
23の他にヒータ24を用いても良い。この様に、表面
に反応性ガスを供給して、徐々に、等方的加工処理を行
う方法は、処理量を時間によって制御することで0.1
nm〜10nmオーダーの微小化を行うことができる。
これは、他の方法、例えば反応溶液中に遮蔽物を浸す方
法では、加工処理速度が速いために困難である。
At this time, in order to control the chemical reactivity, the excited state of the reactive gas is controlled by irradiation of light from the lamp 23 and the temperature of the structure 21 is controlled to control the reactivity. When controlling the temperature of the structure 21, a heater 24 may be used in addition to the lamp 23. In this way, the method in which the reactive gas is supplied to the surface to gradually perform the isotropic processing treatment is controlled by controlling the treatment amount with time.
It is possible to miniaturize on the order of nm to 10 nm.
This is difficult with other methods, such as immersing the shield in the reaction solution, due to the high processing speed.

【0033】図12(b)では、図1の実施例に用いた
微小棒状の遮蔽物50の作製例が示してある。予め、電
解研磨等により、50nm〜100nm径に微小化され
た微小棒状遮蔽物原型50aが、上述の方法により、
0.1nm〜10nm径の超微小棒状パターンとなる。
例えば、微小パターンの材料が、GaAsやSiの場合
であると、塩素やフッ素系の反応性ガスを用い、また、
タングステンの場合ではフッ素系の反応性ガスを用い
る。また、反応性ガスの導入の代わりに、反応性ラジカ
ル粒子の導入を行うこともできる。反応性ラジカル粒子
を用いた場合では、反応性ガス粒子を用いた場合より
も、速い等方的処理が行われるので、遮蔽物の微小化の
際の処理量が多い時に有効となる。
FIG. 12 (b) shows an example of manufacturing the minute rod-shaped shield 50 used in the embodiment of FIG. The minute rod-shaped shield prototype 50a, which has been previously miniaturized to a diameter of 50 nm to 100 nm by electrolytic polishing or the like, is formed by the above-mentioned method.
It becomes an ultrafine rod-shaped pattern with a diameter of 0.1 nm to 10 nm.
For example, when the material of the fine pattern is GaAs or Si, chlorine or fluorine-based reactive gas is used,
In the case of tungsten, a fluorine-based reactive gas is used. Further, instead of introducing the reactive gas, reactive radical particles can be introduced. When the reactive radical particles are used, the isotropic treatment is performed faster than when the reactive gas particles are used. Therefore, it is effective when the amount of treatment for miniaturizing the shield is large.

【0034】図12(c)は、基部25を有する棒状の
パターン部26を持つ遮蔽物54の作製例を示す。これ
は、遮蔽物パターンとして使用する部分(パターン部2
6)とハンドリングを行うための適度な大きさの部分
(基部25)を兼ね備えて作製され、作製時及びその後
もハンドリングを容易に行うことができる。基部25は
1mm程度の角材でよい。図12(b)の場合と同様
に、従来の方法で棒状部26aを持つ遮蔽物原型54a
を形成し、さらに図12(a)の方法で微小の遮蔽物5
4とする。
FIG. 12C shows an example of manufacturing the shield 54 having the rod-shaped pattern portion 26 having the base portion 25. This is a portion used as a shield pattern (pattern portion 2
6) and a portion (base portion 25) having an appropriate size for carrying out the handling are combined, and the handling can be easily performed during and after the manufacturing. The base 25 may be a square member having a size of about 1 mm. Similar to the case of FIG. 12B, the shield prototype 54a having the rod-shaped portion 26a by the conventional method.
And the minute shield 5 is formed by the method shown in FIG.
Set to 4.

【0035】ビーム処理時は、上述したようにこの基部
25が超微小位置移動機構のついたマニュピレーターも
しくは回転・並進ステージに取り付けられ、必要に応じ
て移動させられる。従って、この例では、先の例と異な
り、被処理物表面と遮蔽物が離れて支持されている。こ
の距離は、0〜100μm程度で充分であり、これ以上
離すとビームの散乱の影響等を受ける可能性がある。な
お、図13は、さらに別の実施例の微小遮蔽物55であ
り、この例では、複数の棒状部26aを基部25と一体
に形成している。
At the time of beam processing, as described above, the base portion 25 is attached to a manipulator or a rotation / translation stage equipped with an ultrafine position moving mechanism, and moved as necessary. Therefore, in this example, unlike the previous example, the surface of the object to be processed and the shield are supported separately. This distance is sufficient if it is about 0 to 100 μm, and if it is further separated, it may be influenced by beam scattering. Note that FIG. 13 shows a minute shield 55 of still another embodiment, and in this example, a plurality of rod-shaped portions 26 a are formed integrally with the base portion 25.

【0036】図14は、Ni等を素材として電鋳により
作製したものであり、基部27とパターン部28とが一
体に形成された遮蔽物56である。これも、図12
(c)や図13の例のように、マニュピレーターもしく
は回転・並進ステージに取り付けられ、必要に応じて移
動させられて使用される。図1の例にも述べたように、
ビームエネルギーやガス種を変化させると、エッチング
処理を行なうことも(図14(a))、成膜処理を行う
ことも(図14(b))できる。
FIG. 14 shows a shield 56, which is made by electroforming using Ni or the like as a material and in which the base portion 27 and the pattern portion 28 are integrally formed. This is also shown in FIG.
As in (c) and the example of FIG. 13, it is attached to a manipulator or a rotation / translation stage, and moved and used as necessary. As mentioned in the example of FIG. 1,
By changing the beam energy or the gas species, it is possible to carry out an etching process (FIG. 14A) or a film forming process (FIG. 14B).

【0037】図15は、図14の実施例の遮蔽物をさら
に微小化する遮蔽物作製方法の一例を示すもので、Ni
等を素材として電鋳により作製した遮蔽物57aのパタ
ーン部30aの最微小寸法部を、さらに超微小化して遮
蔽物57とする例である。作製のための装置や工程は、
図12(a)に示すものと同様である。Ni製の遮蔽物
57aの場合では、反応性ガスもしくは反応性ラジカル
として、塩素系のガスを用いる。また、ヒータ24やラ
ンプ23などの加熱により、500゜Kから1000゜
Kに遮蔽物57aの温度を制御して行う。全体として均
一に、約1μm〜19μmほど微小化を行う。
FIG. 15 shows an example of a shield manufacturing method for further miniaturizing the shield of the embodiment of FIG.
This is an example in which the smallest dimension portion of the pattern portion 30a of the shield 57a produced by electroforming using the above as a material is further miniaturized to form the shield 57. The equipment and process for production is
It is similar to that shown in FIG. In the case of the Ni shield 57a, a chlorine-based gas is used as the reactive gas or the reactive radical. Further, the temperature of the shield 57a is controlled from 500 ° K to 1000 ° K by heating the heater 24 and the lamp 23. As a whole, the size is reduced to about 1 μm to 19 μm.

【0038】図16及び図17は、図14で用いた遮蔽
物56と同様のパターンを形成する遮蔽物(パターン部
の数は異なる)の作製の別の方法を示すものである。図
16に示すように、枠部A、中央部B、軸Cからなり、
軸Cが回転体に精度よく取り付けられるようになってい
る治具31を用いる。枠部Aには穴が開いており、この
部分に、線幅約1μm径の線材32a、例えば炭素線や
石英ファイバーを、例えば、5μmピッチの等間隔で巻
き付ける。等間隔ピッチで巻くために、回転体をNC旋
盤等に取り付け、回転と同時に並進移動させてそのピッ
チを制御する。その後、A部の周辺部に線材32aを接
着し、A部とC部を分離して遮蔽物原型58aとする
(図17参照)。
16 and 17 show another method for producing a shield (having a different number of pattern portions) which forms the same pattern as the shield 56 used in FIG. As shown in FIG. 16, it comprises a frame portion A, a central portion B, and an axis C,
A jig 31 is used in which the shaft C is accurately attached to the rotating body. Holes are formed in the frame portion A, and a wire rod 32a having a wire width of about 1 μm, for example, a carbon wire or quartz fiber is wound around this portion at equal intervals of, for example, 5 μm. In order to wind at an equal pitch, the rotating body is attached to an NC lathe or the like, and the pitch is controlled by translational movement simultaneously with rotation. After that, the wire 32a is adhered to the peripheral portion of the A portion, and the A portion and the C portion are separated to form the shield prototype 58a (see FIG. 17).

【0039】次に、このようにして作製された遮蔽物原
型58aを、図12(a)の装置により、反応性ガスも
しくは反応性ラジカル粒子を導入した真空容器22中に
て、遮蔽物の温度もしくは反応性ガスもしくは反応性ラ
ジカル粒子の励起度・活性度を制御して、遮蔽物の表面
脱離反応を行い、図17に示すように、1μm径の線材
32aを0.1nm〜100nm径のパターン部32へ
と微小化を行う。
Next, the shielding prototype 58a thus produced is subjected to the temperature of the shielding in a vacuum container 22 into which reactive gas or reactive radical particles are introduced by the apparatus shown in FIG. 12 (a). Alternatively, by controlling the degree of excitation / activity of the reactive gas or the reactive radical particles, the surface desorption reaction of the shield is performed, and as shown in FIG. 17, the wire 32a having a diameter of 1 μm has a diameter of 0.1 nm to 100 nm. The pattern portion 32 is miniaturized.

【0040】このようにして作製された遮蔽物58を用
いて加工処理を行うと、図1(a)、図12又は図13
の遮蔽物を用いたと同じように、図1(b),(c)の
ような構造が作製される。
When the shield 58 produced in this way is used for processing, it is possible to perform the processing shown in FIG. 1 (a), FIG. 12 or FIG.
The structures shown in FIGS. 1B and 1C are produced in the same manner as the case of using the shield of FIG.

【0041】さらに、図14、図15又は図17の遮蔽
物を用いて、被処理物Wとの位置を変えて繰り返し処理
することにより、例えば、図18のような2つのパター
ンの重なった構造、つまり、突条33と突条33の交点
に突起34が形成される構造の作製が可能となる。これ
は、まず、エネルギービームと遮蔽物43〜45を用い
てビーム照射を行い、その後、遮蔽物50〜58を被処
理物Wに対して90゜回転して再度処理を行う。この回
転移動は、図7の装置の回転テーブル11を用いて行え
ばよい。このようにして作製された微小構造は、摺動面
・滑り面・すりあわせ面等において、摩擦力低減を行う
ことが可能となる。そのため、この様な、微小構造を光
・磁気ディスク、回転軸受け等に処理を行うことによ
り、摩擦力の低減が実現された高性能な機器の作製が可
能となる。
Further, by using the shield of FIG. 14, FIG. 15 or FIG. 17 and changing the position with respect to the object W to be repeatedly processed, for example, a structure in which two patterns are overlapped as shown in FIG. That is, it is possible to manufacture a structure in which the protrusions 33 and the protrusions 34 are formed at the intersections of the protrusions 33. First, beam irradiation is performed using the energy beam and the shields 43 to 45, and then the shields 50 to 58 are rotated 90 ° with respect to the object W to be processed again. This rotary movement may be performed using the rotary table 11 of the apparatus shown in FIG. The microstructure thus manufactured can reduce the frictional force on the sliding surface, the sliding surface, the lapping surface, and the like. Therefore, by processing such a microstructure on an optical / magnetic disk, a rotary bearing, or the like, it is possible to manufacture a high-performance device in which the frictional force is reduced.

【0042】図19は、さらに別の実施例の遮蔽物59
を示すもので、基板35の両方の面に図16の方法で線
材32aを接着し、図12の装置、方法で微小化してパ
ターン部32としたものである。これにより、被処理物
Wの表面に交差する突条36が形成される。さらに、バ
ルク状の被処理物Wの複数の面に対してそれぞれ図19
に示す処理を行い、図20のような複数の面に同様の突
条36を有する構造体が構成される。
FIG. 19 shows another embodiment of the shield 59.
The wire material 32a is adhered to both surfaces of the substrate 35 by the method of FIG. 16, and the pattern portion 32 is miniaturized by the device and method of FIG. As a result, the ridges 36 that intersect the surface of the object W to be processed are formed. Furthermore, FIG.
20 is performed to form a structure having similar ridges 36 on a plurality of surfaces as shown in FIG.

【0043】図21は、図17と同等の遮蔽物60の他
の作製方法を示すもので、この線材37の材質は、金で
あり、その太さは、20μmφである。半導体のチップに
配線を施すワイヤーボンダーを用いて、アルミ板38の
上に接着されたシリコン基板39の上に金線を張ってい
く。アルミ板38上のパッド40からシリコン基板に形
成したV溝41を通して対向するパッド40へワイヤー
37を張っていく。
FIG. 21 shows another method of manufacturing the shield 60 equivalent to that of FIG. 17, in which the material of the wire 37 is gold and the thickness thereof is 20 μmφ. A gold wire is stretched on the silicon substrate 39 bonded on the aluminum plate 38 using a wire bonder for wiring the semiconductor chip. The wire 37 is stretched from the pad 40 on the aluminum plate 38 to the opposing pad 40 through the V groove 41 formed in the silicon substrate.

【0044】通常のワイヤーボンダーでは、20μmの
ピッチで配線することは容易ではないが、図のように、
V溝に沿って金線を張れば自己整合的に、20μm間隔
でアライメントできる。また、金線37が撓まないよう
にするために、アルミ板38をナイフエッジ42をもつ
アルミ板43にボルト5を締め上げる。これにより、ア
ルミ板2は図(b)のように弓状に撓んで金線を引っ張
り、金線の撓みを取り除く。
In a normal wire bonder, it is not easy to wire at a pitch of 20 μm, but as shown in the figure,
If a gold wire is stretched along the V groove, self-alignment can be performed at intervals of 20 μm. Further, in order to prevent the gold wire 37 from bending, the aluminum plate 38 is tightened on the aluminum plate 43 having the knife edge 42 with the bolt 5. As a result, the aluminum plate 2 bends in an arcuate shape as shown in FIG. 2B, pulls the gold wire, and removes the bending of the gold wire.

【0045】このように、遮蔽物の材料として、細い線
材37を用いることにより比較的容易に遮蔽物を作製す
ることができる。線材は表面が滑らかで線幅が一定して
いるので、寸法精度が高く、引張強度も高いため、あら
かじめ引っ張った状態で使用すれば、使用中に温度が上
がって遮蔽物の枠が熱膨張で膨らんでも、スリットが撓
むことはない。なお、金線に替えて適当な素材の線、例
えば、アルミ線でもよく、このときは、線を張った後、
電解研磨やエッチング処理により、さらに細い線にする
ことができる。
As described above, by using the thin wire 37 as the material of the shield, the shield can be manufactured relatively easily. Since the surface of the wire is smooth and the wire width is constant, the dimensional accuracy is high and the tensile strength is also high.Therefore, if it is used in a pre-pulled state, the temperature will rise during use and the frame of the shield will be thermally expanded. Even if it expands, the slit does not bend. It should be noted that a wire of an appropriate material, for example, an aluminum wire, may be used instead of the gold wire.
Finer lines can be formed by electrolytic polishing or etching.

【0046】なお、他の遮蔽物作製方法として、ステン
レスの箔にレジストパターンを塗布後、ウエットエッチ
ングしてパターンを貫通させたのち、レジストを除去す
る方法、ポリイミドの薄板にレーザーで穴開けをする方
法、電鋳技術のように、ガラス板にレジストパターンの
型を作り、その上に、ニッケルを無電解メッキをほどこ
し、そのニッケルをはがすなどの方法がある。
As another method for producing a shield, a method of applying a resist pattern to a stainless steel foil and then wet-etching to penetrate the pattern and then removing the resist, or making a hole in a polyimide thin plate with a laser. As in the method and electroforming technique, there is a method in which a resist pattern mold is formed on a glass plate, nickel is electrolessly plated on the mold, and the nickel is peeled off.

【0047】図22は、平板状遮蔽物の実施例を示す。
この板状遮蔽物80は、通常、剛体として使用できる厚
さのもので、ステンレス板材で、100μmより厚いも
のを用いる。この例では、厚さ100μmのステンレス
板に微細なパターン穴があけられているものである。微
細なパターン作製には、レーザー光による穴あけ加工に
よって作製された。CO2ガスレーザーやYAGレーザ
ーなどの赤外線レーザーを発信するレーザー発信器と該
レーザーを微小スポットに絞るレンズ系が用いられ、加
工ステージの位置制御とレーザー光照射量を制御して、
図のような幅100μmで長さ500μmのスリット穴
81が作製された遮蔽物である。
FIG. 22 shows an embodiment of a flat shield.
The plate-shaped shield 80 is usually of a thickness that can be used as a rigid body, and is a stainless plate material having a thickness of more than 100 μm. In this example, a 100 μm thick stainless plate is provided with fine pattern holes. The fine pattern was produced by drilling with a laser beam. A laser oscillator that emits an infrared laser such as a CO 2 gas laser or a YAG laser and a lens system that narrows the laser to a minute spot are used to control the position of the processing stage and the laser light irradiation amount.
It is a shield having a slit hole 81 having a width of 100 μm and a length of 500 μm as shown in the figure.

【0048】エネルギービームを用いた加工において、
遮蔽物のパターンを転写した形状の加工を行う場合、遮
蔽物の厚みとパターン形状の寸法は加工精度に大きく影
響する。通常の板状構造物の厚さでは、微細なパターン
穴を精度よく加工することが難しい上に、パターンの側
壁でビーム散乱の影響が生じ、精度の良い微細なパター
ン形状の転写加工が困難となる。また、パターンサイズ
が小さいときに、厚い遮蔽物を用いても、穴の側壁によ
るビームの散乱効果やスパッター粒子の加工表面への付
着等の問題が生じる。このような問題は、10μm以下
のパターンサイズで顕著となる。
In the processing using the energy beam,
When processing the shape in which the pattern of the shield is transferred, the thickness of the shield and the dimension of the pattern shape greatly affect the processing accuracy. With the thickness of a normal plate-shaped structure, it is difficult to process fine pattern holes with high accuracy, and the effect of beam scattering occurs on the side walls of the pattern, making it difficult to transfer a fine pattern shape with high accuracy. Become. Further, when the pattern size is small, even if a thick shield is used, problems such as a beam scattering effect by the side wall of the hole and adhesion of sputtered particles to the processed surface occur. Such a problem becomes remarkable when the pattern size is 10 μm or less.

【0049】図23の例はこの問題に対処するもので、
遮蔽物83の一部に薄肉部84を形成し、この薄肉部8
4にパターン状開口部85を形成した例である。このよ
うな薄肉部84は、アルミニウムやステンレスの場合
は、薄くしたい部分以外にフォトレジスト膜などの保護
膜をパターン状に形成し、化学反応溶液に浸して、ウエ
ットエッチングを行い、該薄肉部の厚みを10μmにす
る。また、Siの場合では、前記ウエットエッチングで
も可能であるが、高速原子線加工やプラズマプロセスな
どのエネルギー粒子の照射によっても薄肉部84の加工
ができる。
The example of FIG. 23 deals with this problem.
A thin portion 84 is formed on a part of the shield 83.
4 is an example in which a patterned opening portion 85 is formed in No. 4. In the case of aluminum or stainless steel, such a thin portion 84 is formed by patterning a protective film such as a photoresist film other than the portion to be thinned, immersing it in a chemical reaction solution, and performing wet etching to remove the thin portion. The thickness is 10 μm. Further, in the case of Si, although the wet etching is possible, the thin portion 84 can be processed also by irradiation of energetic particles such as high speed atom beam processing or plasma process.

【0050】この様に作製した薄肉部84に、さらにリ
ソグラフィ技術によるフォトレジスト膜パターンを形成
し、また、ウエットエッチングやプラズマプロセスや高
速原子線加工を用いて、10μm以下のパターンやパタ
ーン穴の作製を行う。この例では、10mmx10mm
の板状構造物83に500μmx500μmの領域を薄
肉部84に加工した後、複数の微細パターン穴85を形
成し、スリット幅が5μmで5μmピッチの微小スリッ
トアレイを形成した。
A photoresist film pattern is further formed on the thin portion 84 thus manufactured by a lithographic technique, and a pattern and a pattern hole of 10 μm or less are formed by wet etching, plasma process or high speed atom beam processing. I do. In this example, 10 mm x 10 mm
After the area of 500 μm × 500 μm was processed into the thin portion 84 in the plate-like structure 83, a plurality of fine pattern holes 85 were formed, and a fine slit array having a slit width of 5 μm and a pitch of 5 μm was formed.

【0051】図24は、上記のような問題を解決する他
の実施例を示すもので、遮蔽物86のパターン87をそ
のエッジ88に向かうに従い薄くなるように形成したも
のである。これにより、パターンのエッジ88が尖って
いるので、この部分での散乱が抑えられ、鮮明な転写処
理を行なうことができる。
FIG. 24 shows another embodiment for solving the above problem, in which the pattern 87 of the shield 86 is formed so as to become thinner toward the edge 88 thereof. As a result, since the edge 88 of the pattern is sharp, scattering at this portion is suppressed, and clear transfer processing can be performed.

【0052】さらに、通常、100μm以上の厚さの遮
蔽物で数10μm以下のパターン形状を作るような場
合、パターン穴側壁が、パターンやパターン穴サイズよ
りも大きくなる。このため、ビームの側壁による散乱に
よって、ビームの指向性が悪化する。
Furthermore, when a shield having a thickness of 100 μm or more is used to form a pattern shape of several tens of μm or less, the side wall of the pattern hole is larger than the pattern and the size of the pattern hole. For this reason, the directivity of the beam deteriorates due to the scattering by the side wall of the beam.

【0053】図25は、上記の問題を解決するための箔
状遮蔽物の実施例である。ここでは、電気鋳造(エレク
トロ・フォーミング)を用いている。すなわち、フォト
リソグラフィ技術により、平坦なガラス表面上にフォト
レジストパターンを形成し、その上にニッケルの電気鋳
造を行った後、フォトレジストを溶解液で溶かして、ニ
ッケルのパターン膜89を剥離する。これによって、1
〜10μmの厚さのニッケル材質の箔状遮蔽物を形成
し、これに、最小幅寸法が1μm〜5μmのパターンを
形成した。箔状遮蔽物の別の例として、犠牲層を利用し
たSi・GaAsなどの半導体薄膜なども使用できる。
FIG. 25 shows an embodiment of a foil-like shield for solving the above problems. Here, electroforming is used. That is, a photoresist pattern is formed on a flat glass surface by a photolithography technique, nickel is electroformed on the photoresist pattern, and then the photoresist is dissolved with a solution to remove the nickel pattern film 89. By this, 1
A foil shield made of nickel having a thickness of 10 μm was formed, and a pattern having a minimum width dimension of 1 μm to 5 μm was formed on the foil shield. As another example of the foil-like shield, a semiconductor thin film such as Si / GaAs using a sacrificial layer can be used.

【0054】上記のような箔状遮蔽物は、図3又は図4
のように被処理物に直接取り付けて用いることができる
が、図26に示すように相対移動可能に配置して用いる
こともできる。この例は、(a)に示すようなSiO2
材質の板の表面に、断面が曲線である突条90が形成さ
れた被処理物Wに対して、この突条90の表面に穴や溝
91を形成する加工を行なう場合である。(b)に示す
ように、突条90に沿った形状の固定具(図示略)に箔
状遮蔽物を接着し、遮蔽物下表面と被処理物表面との距
離が100μm以下の一定になるように設定し、ビーム
を照射する。
The foil-like shield as described above is shown in FIG.
As shown in FIG. 26, it can be directly attached to the object to be processed, but as shown in FIG. 26, it can also be arranged so as to be relatively movable. In this example, SiO 2 as shown in (a) is used.
This is a case where a workpiece W having a ridge 90 having a curved cross section formed on the surface of a plate made of a material is subjected to a process of forming a hole or groove 91 on the surface of the ridge 90. As shown in (b), a foil-like shield is adhered to a fixture (not shown) having a shape along the ridge 90, and the distance between the lower surface of the shield and the surface of the object to be treated becomes constant at 100 μm or less. So that the beam is emitted.

【0055】この例は、遮蔽物のパターンとして大きさ
の異なる複数の円形穴92を形成したもので、静止状態
でビームを照射すれば、異なる径の穴を曲面上に作製で
きる。この場合、円形穴92の径が、5μm、10μm
及び15μmである。また、被処理物Wを、一定方向に
運動させることにより、移動領域において、マイクロ溝
構造を作製できる。
In this example, a plurality of circular holes 92 having different sizes are formed as a pattern of a shield, and holes having different diameters can be formed on a curved surface by irradiating a beam in a stationary state. In this case, the diameter of the circular hole 92 is 5 μm, 10 μm
And 15 μm. Further, by moving the object W to be processed in a fixed direction, a micro groove structure can be produced in the moving region.

【0056】このような加工では、遮蔽物89と被処理
物Wの距離が100μmより長くなるところがあると、
ビームの散乱やビーム軸との垂直性のズレによる悪影響
が生じるが、この遮蔽物89は箔状であって自由に変形
できるのでこの悪影響を受けることがない、従って、平
坦でない表面での加工も高精度に行うことができる。
In such processing, if the distance between the shield 89 and the workpiece W becomes longer than 100 μm,
There is an adverse effect due to the scattering of the beam and the deviation of the perpendicularity to the beam axis, but since this shield 89 is foil-shaped and can be freely deformed, it does not suffer this adverse effect. Therefore, processing on an uneven surface is also possible. It can be performed with high precision.

【0057】図27は、幅が3段階に異なるようなパタ
ーン形状を持つ遮蔽物93である。このパターンは、リ
ソグラフィ技術によりフォトレジスト膜パターンの作製
が行われ、電気鋳造によって、ニッケルのパターンが作
製される。フォトレジスト膜パターンの作製には、電子
線描画方式や電子線描画によるフォトマスクが用いら
れ、双方とも、電子線描画形状制御ができるために、任
意のパターン形状を実現できる。
FIG. 27 shows a shield 93 having a pattern shape having different widths in three steps. With respect to this pattern, a photoresist film pattern is produced by a lithographic technique, and a nickel pattern is produced by electroforming. An electron beam drawing method or a photomask by electron beam drawing is used for the production of the photoresist film pattern. Since both can control the electron beam drawing shape, any pattern shape can be realized.

【0058】なお、上記の各実施例において、例えば、
ビームとして高速原子線を用い、遮蔽物がSiである時
は、遮蔽物に金蒸着を施して、高速原子線による化学反
応が起こらないようにしてもよい。
In each of the above embodiments, for example,
If a fast atom beam is used as the beam and the shield is Si, gold may be vapor-deposited on the shield to prevent chemical reaction due to the fast atom beam.

【0059】図28は、この発明の他の実施例を示すも
ので、1つの遮蔽物を移動させて繰り返しビームを照射
して、複数のパターンの加工処理を行なうものである。
すなわち、1本の超微細径の遮蔽物50を用い、これを
並進移動させる際に一連の運動の中で複数回静止させる
と、その静止位置においてエネルギービーム照射量が減
少し、それぞれの箇所で突条73が形成される。並進移
動は、図7又は図11の装置の並進移動機構(並進ステ
ージ)8,9,12,13を用いればよい。この方法で
は、1つのパターンの遮蔽物50を用いて多数のパター
ンを持つ加工処理ができ、しかもそのピッチは並進移動
機構により任意に調整ができる。
FIG. 28 shows another embodiment of the present invention, in which one shield is moved to repeatedly irradiate a beam to process a plurality of patterns.
That is, if one shield 50 having an ultrafine diameter is used and is made to stand still a plurality of times in a series of movements when it is translated, the energy beam irradiation dose decreases at that rest position, and at each position. The ridge 73 is formed. For the translational movement, the translational movement mechanism (translation stage) 8, 9, 12, 13 of the apparatus of FIG. 7 or 11 may be used. In this method, a processing having a large number of patterns can be performed using the shield 50 having one pattern, and the pitch thereof can be arbitrarily adjusted by the translational movement mechanism.

【0060】図29は、遮蔽物61が要求される超微細
寸法を充たさない場合に用いられる実施例である。例え
ば、基板Wに10nmの超微細な突条を形成したいが、
幅1μmの遮蔽物61しか無いときに、図29に示すよ
うに、遮蔽物61の両端面のエッジを利用して加工処理
を行う。遮蔽物61と被処理物Wのいずれかを微動させ
(図は実寸には対応していない)、幅10nmの領域の
み完全に遮蔽されるように制御して、エネルギービーム
処理を行うことにより、複数の段差74の頂部に幅10
nmの突条75が形成される。
FIG. 29 shows an embodiment used when the shield 61 does not satisfy the required ultrafine dimensions. For example, although it is desired to form a 10 nm ultra-fine ridge on the substrate W,
When only the shield 61 with a width of 1 μm is present, as shown in FIG. 29, the processing is performed using the edges of both end faces of the shield 61. By finely moving either the shield 61 or the object W to be processed (the figure does not correspond to the actual size), the energy beam processing is performed by controlling so that only the region having a width of 10 nm is completely shielded. Width 10 at the top of the steps 74
nm ridges 75 are formed.

【0061】図30ないし図32は、複数の遮蔽物を重
ね合わせて、これらのパターンを重畳させるようにした
実施例を示すものである。図30においては、円孔パタ
ーンを持つ遮蔽物62と、円孔より小径の円板状パター
ンを持つ遮蔽物63を重ねることにより三日月状のパタ
ーンを形成する。これにより、比較的単純な形状のパタ
ーンを用いて複雑な形状のパターンを形成することがで
きる。特に微細で複雑な形状のパターンの作製は容易で
ないので、その場合に有用である。
30 to 32 show an embodiment in which a plurality of shields are superposed and these patterns are superposed. In FIG. 30, a crescent-shaped pattern is formed by stacking a shield 62 having a circular hole pattern and a shield 63 having a disc-shaped pattern having a diameter smaller than that of the circular hole. This makes it possible to form a complicated pattern using a relatively simple pattern. Since it is not easy to produce a fine and complicated pattern, it is useful in that case.

【0062】図31は、複数の遮蔽物を重ねる他の実施
例を示すもので、この場合は2つの遮蔽物の位置を相対
移動させることにより、間にできる空間の大きさや形状
を変えることができるという利点がある。この例では、
2つのL字型の遮蔽物64を組み合わせて間に長方形の
空間を形成する。これは、例えば、図32に示すよう
に、ICの一部の回路のみを修正する場合に用いる。各
遮蔽物64は、例えば、図8ないし図10に示すような
ピエゾ素子を用いた微動機構に取り付けて移動する。こ
のような部分的な処理は、例えばFIB(Focused Ion
Beam)を走査することによっても行えるが、この場合は
本発明の方法に比べて長時間を要する。
FIG. 31 shows another embodiment in which a plurality of shields are piled up. In this case, the size and shape of the space formed between them can be changed by moving the positions of the two shields relatively. There is an advantage that you can. In this example,
The two L-shaped shields 64 are combined to form a rectangular space between them. This is used, for example, when only a part of the circuit of the IC is modified as shown in FIG. Each shield 64 moves by being attached to a fine movement mechanism using a piezo element as shown in FIGS. 8 to 10, for example. Such partial processing is performed by, for example, FIB (Focused Ion).
Beam) can also be used for scanning, but this requires a longer time than the method of the present invention.

【0063】被処理物が、GaAs・AlGaAs・I
nGaAs等の3−5属系の半導体やSi系半導体であ
る場合には、量子効果を発生する量子効果素子として用
いることができる。図33(a)は量子線構造と呼ばれ
る構造の一例を示す。これによると、量子効果によって
エネルギー準位状態が変化し、バルク状態より波長の短
い発光やレーザ発振を行うことができる。この場合は、
量子線構造であるが、これまで例で示したように、遮蔽
物と被処理物の相対位置移動制御や多面処理を行うこと
により、量子箱・量子棒等の構造も作製可能となる。
The object to be processed is GaAs.AlGaAs.I.
When it is a 3-5 group semiconductor such as nGaAs or a Si semiconductor, it can be used as a quantum effect element that generates a quantum effect. FIG. 33A shows an example of a structure called a quantum wire structure. According to this, the energy level state is changed by the quantum effect, and light emission or laser oscillation having a shorter wavelength than the bulk state can be performed. in this case,
Although it is a quantum wire structure, as shown in the examples so far, it is possible to fabricate a structure such as a quantum box / quantum rod by performing relative position movement control of the shield and the object to be processed and multifaceted processing.

【0064】図33(a)は、2種類の量子構造物によ
り、同じ励起状態、例えば強磁場による励起や光励起等
を行い、波長の異なる(λ1,λ2)2種類のレーザを発
振する量子効果素子の例である。基板Wの上に超微細な
突起100が2列並んでおり、励起された電子状態から
発光された光が増幅され、両端の一方からレーザが放射
される。そのとき、各列の寸法効果が異なるために量子
効果が異なり、異なった波長のレーザが放射される。
In FIG. 33A, two types of quantum structures perform the same excitation state, for example, excitation by a strong magnetic field or optical excitation, and oscillate two types of lasers having different wavelengths (λ 1 , λ 2 ). It is an example of a quantum effect element. Two rows of ultrafine protrusions 100 are arranged on the substrate W, the light emitted from the excited electronic state is amplified, and a laser is emitted from one of both ends. At that time, the quantum effect is different because the size effect of each row is different, and lasers of different wavelengths are emitted.

【0065】この発明により上記量子効果レーザ素子を
作製する実施例を同図(b)に示す。ここでは、2つの
波長λ1,λ2を放射する2列の突起50の大きさに対応
した2つの穴101の列を配置したマスク65を用い
る。このマスク65を、基板2の表面上もしくは一定距
離を離して設置し、高速原子線などのエネルギービーム
Bを照射する。これにより、基板Wの上にマスク65の
パターン穴列形状を転写した加工処理が行われ、同図
(a)に示すような突起100の列を持つ形状の量子効
果を有するレーザ発振素子が作製される。
An example of manufacturing the above-mentioned quantum effect laser device according to the present invention is shown in FIG. Here, a mask 65 in which two rows of holes 101 corresponding to the sizes of the two rows of protrusions 50 that emit two wavelengths λ 1 and λ 2 are arranged is used. The mask 65 is placed on the surface of the substrate 2 or separated by a certain distance, and an energy beam B such as a fast atom beam is irradiated. As a result, a processing in which the pattern hole pattern shape of the mask 65 is transferred onto the substrate W is performed, and a laser oscillation element having a quantum effect shape having a row of the protrusions 100 as shown in FIG. To be done.

【0066】図34は、この発明をラビリンスシール構
造を持つ軸受の作製に適用した実施例を示すもので、軸
体Wを受ける軸受102の内面に周方向に走る溝104
を形成したものである。この軸受102は、図35に示
す方法で作製される。すなわち、1つの軸受は2つ割れ
の軸受部103から構成されており、各々分割された軸
受部の内面に、マスク66を介してエネルギービームB
を照射して、微小幅の溝の加工処理を行う。このマスク
66には、微小幅のスリット67が複数開口して設けら
れており、これを軸受部103の内面の加工処理表面の
上部に設置して、高速原子線等のエネルギービームBを
照射する。このようにして作製された2つの部品を1つ
に組み立てることにより、ラビリンスシール構造を有す
る軸受102の作製が行われる。
FIG. 34 shows an embodiment in which the present invention is applied to the production of a bearing having a labyrinth seal structure. A groove 104 running in the circumferential direction is formed on the inner surface of the bearing 102 for receiving the shaft W.
Is formed. The bearing 102 is manufactured by the method shown in FIG. That is, one bearing is composed of two split bearing portions 103, and the energy beam B is passed through the mask 66 to the inner surface of each divided bearing portion.
Is irradiated to perform the processing of a groove having a minute width. The mask 66 is provided with a plurality of slits 67 having a minute width, and the slits 67 are provided above the processed surface of the inner surface of the bearing 103 to irradiate the energy beam B such as a high-speed atomic beam. . The bearing 102 having the labyrinth seal structure is manufactured by assembling the two parts thus manufactured into one.

【0067】図36は、この発明を軸受構造に適用した
他の実施例を示すもので、軸体Wの表面に微小な凹所1
05を形成し、軸体105と軸受106との間の摩擦を
軽減するものである。この軸体Wは、図37に示す方法
で加工処理される。すなわち、加工処理すべき凹所10
5の大きさと配置に対応した孔69が配置がされている
マスク68を、軸体Wから一定距離を離して設置し、高
速原子線等のエネルギービームBを照射する。この実施
例では、マスク68として軸体の一部を覆う大きさのも
のを使い、一定時間の照射を行った後に軸体Wを回転さ
せ、順次別の面を加工処理してゆく方法を採用した。さ
らに、均一な凹所69を形成するには、マスクとして円
弧板状のものを用い、軸体の軸線に収束するような収束
性のビームを用いればよい。
FIG. 36 shows another embodiment in which the present invention is applied to a bearing structure, in which a minute recess 1 is formed on the surface of the shaft W.
05 is formed to reduce friction between the shaft body 105 and the bearing 106. This shaft W is processed by the method shown in FIG. That is, the recess 10 to be processed
A mask 68, in which holes 69 corresponding to the size and arrangement of No. 5 are arranged, is installed at a certain distance from the shaft W, and an energy beam B such as a fast atom beam is irradiated. In this embodiment, a mask 68 having a size that covers a part of the shaft is used, and the shaft W is rotated after irradiation for a certain time, and another surface is sequentially processed. did. Further, in order to form the uniform recesses 69, an arc plate-shaped mask may be used, and a converging beam that converges on the axis of the shaft body may be used.

【0068】図38は、この発明を軸受構造の製造に適
用した他の実施例を示すもので、軸受フランジ107の
内部にシールリング108を複数重ね、互いに接着して
ラビリンスシール構造を持つ軸受109を作製する。こ
のシールリング108(図39参照)では、中心部の最
小クリアランス部の厚さaを小さくして、ラビリンスシ
ールの機能を維持しつつ摩擦抵抗を低減することを目的
としている。
FIG. 38 shows another embodiment in which the present invention is applied to manufacture of a bearing structure. A plurality of seal rings 108 are stacked inside a bearing flange 107 and bonded to each other to form a bearing 109 having a labyrinth seal structure. To make. This seal ring 108 (see FIG. 39) is intended to reduce the frictional resistance while maintaining the function of the labyrinth seal by reducing the thickness a of the minimum clearance portion in the central portion.

【0069】この作製においては、図40に示すよう
に、最小クリアランス部となる孔110を事前に設けて
おき、その部分の厚さbを薄くするために、最小クリア
ランス部の孔の径よりやや大きい径の穴パターン70a
を持つ遮蔽物70を用いて、シールリング108の加工
処理を行う。エネルギービームBを用いる加工処理で
は、加工処理量はエネルギービーム強度に対応するの
で、ビーム照射量を減らせば加工処理速度が低下し、そ
こで加工処理時間を調整すれば、残すべき厚さaをかな
りの精度で制御できる。従って、摩擦を減少させつつラ
ビリンスシール機能を維持する構造が得られる。
In this fabrication, as shown in FIG. 40, a hole 110 to be the minimum clearance portion is provided in advance, and in order to reduce the thickness b of that portion, it is slightly larger than the diameter of the hole of the minimum clearance portion. Large diameter hole pattern 70a
The seal ring 108 is processed using the shield 70 having In the processing using the energy beam B, the processing amount corresponds to the energy beam intensity. Therefore, if the beam irradiation amount is reduced, the processing speed decreases, and if the processing time is adjusted, the thickness a to be left is considerably increased. It can be controlled with the accuracy of. Therefore, it is possible to obtain a structure that maintains the labyrinth seal function while reducing friction.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の処理方
法又は処理装置によれば、簡単な作業工程や装置構成に
より、パターン作製の自由度の高い処理が精度良く行え
るので、広い範囲の工業分野において有効に活用されて
処理能率の向上と高精度の信頼性の高い製品の製造に寄
与する。特に、精密機械や半導体・メカトロニクスな
ど、広い分野で益々必要とされる超微細領域の処理にお
いて有用であり、新たな機能を持つ新製品の工程的生産
に道を開く可能性も大きい。
As described above, according to the processing method or the processing apparatus of the present invention, the processing with a high degree of freedom in pattern formation can be performed with high accuracy by a simple working process and apparatus configuration, and therefore, a wide range of processing is possible. It is effectively used in the industrial field and contributes to improvement of processing efficiency and production of highly accurate and reliable products. In particular, it is useful in the processing of ultra-fine areas that are increasingly needed in a wide range of fields such as precision machinery, semiconductors, and mechatronics, and has the potential to open the way to the in-process production of new products with new functions.

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

【図1】この発明の処理方法の一実施例を示す斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a processing method of the present invention.

【図2】この発明の処理方法の他の実施例を示す斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図3】この発明の処理方法の他の実施例を示す斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図4】この発明の処理方法の他の実施例を示す斜視図
である。
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図5】この発明の処理方法の他の実施例を示す斜視図
である。
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図6】この発明の処理方法の他の実施例を示す斜視図
である。
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図7】この発明の一実施例のエネルギービームによる
処理装置の全体構成を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the overall configuration of an energy beam processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図8】超微動機構を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an ultrafine movement mechanism.

【図9】超微動機構をさらに詳細に示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing the ultrafine movement mechanism in more detail.

【図10】他の超微動機構の例を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing an example of another ultrafine movement mechanism.

【図11】この発明の第二の実施例のエネルギービーム
による処理装置の全体構成を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the overall configuration of an energy beam processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図12】この発明の処理方法に用いる遮蔽物の構成及
び作製方法を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration and manufacturing method of a shield used in the processing method of the present invention.

【図13】この発明の処理方法に用いる他の実施例の遮
蔽物の構成及び作製方法を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a structure and a manufacturing method of a shield of another embodiment used in the processing method of the present invention.

【図14】この発明の処理方法のさらに他の実施例を示
す模式図である。
FIG. 14 is a schematic view showing still another embodiment of the processing method of the present invention.

【図15】この発明の処理方法に用いる他の遮蔽物の構
成及び作製方法を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the configuration and manufacturing method of another shield used in the processing method of the present invention.

【図16】この発明の処理方法に用いるさらに他の遮蔽
物の作製方法を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing still another method of manufacturing a shield used in the processing method of the present invention.

【図17】図16の遮蔽物の作製方法のさらに後工程を
示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a further post-process of the method for manufacturing the shield of FIG.

【図18】図16の遮蔽物を用いた処理方法の例を示す
図である。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a processing method using the shield of FIG. 16.

【図19】さらに他の遮蔽物の構造とそれによる処理方
法を示す図である。
FIG. 19 is a view showing the structure of still another shield and a processing method using the same.

【図20】この発明の処理方法により形成される構造の
他の例を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing another example of a structure formed by the processing method of the present invention.

【図21】この発明の処理方法に用いる他の遮蔽物の構
成及び作製方法を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing the configuration and manufacturing method of another shield used in the processing method of the present invention.

【図22】この発明の処理方法に用いる他の遮蔽物の構
成を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a configuration of another shield used in the processing method of the present invention.

【図23】この発明の処理方法に用いる他の遮蔽物の構
成を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a configuration of another shield used in the processing method of the present invention.

【図24】この発明の処理方法に用いる他の遮蔽物の構
成を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of another shield used in the processing method of the present invention.

【図25】この発明の処理方法に用いる他の遮蔽物の構
成を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of another shield used in the processing method of the present invention.

【図26】図25の遮蔽物を用いたこの発明の処理方法
を示す図である。
26 is a diagram showing a processing method of the present invention using the shield of FIG. 25.

【図27】この発明の処理方法に用いる他の遮蔽物の構
成を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing a configuration of another shield used in the processing method of the present invention.

【図28】この発明の処理方法の他の実施例を示す図で
ある。
FIG. 28 is a diagram showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図29】この発明の処理方法の他の実施例を示す図で
ある。
FIG. 29 is a diagram showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図30】この発明の処理方法の他の実施例を示す図で
ある。
FIG. 30 is a diagram showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図31】この発明の処理方法の他の実施例を示す図で
ある。
FIG. 31 is a diagram showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図32】この発明の処理方法の他の実施例を示す図で
ある。
FIG. 32 is a diagram showing another embodiment of the processing method of the present invention.

【図33】(a)は、この発明の方法で作製した量子効
果素子の一実施例を示す図であり、(b)は、その作製
方法を示す図である。
FIG. 33 (a) is a diagram showing an example of a quantum effect device produced by the method of the present invention, and FIG. 33 (b) is a diagram showing the production method thereof.

【図34】この発明の方法により作製されたラビリンス
シールを持つ軸受の例を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing an example of a bearing having a labyrinth seal produced by the method of the present invention.

【図35】図34の軸受を作製する方法を示す図であ
る。
FIG. 35 is a diagram showing a method of manufacturing the bearing of FIG. 34.

【図36】この発明の方法により作製されたラビリンス
シールを持つ軸受の他の例を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing another example of a bearing having a labyrinth seal produced by the method of the present invention.

【図37】図36の軸受を作製する方法を示す図であ
る。
37 is a diagram showing a method of manufacturing the bearing of FIG. 36. FIG.

【図38】この発明の方法により作製されたラビリンス
シールを持つ軸受のさらに他の例を示す図である。
FIG. 38 is a view showing still another example of a bearing having a labyrinth seal produced by the method of the present invention.

【図39】図38の軸受の要部を示す図である。FIG. 39 is a view showing a main part of the bearing shown in FIG. 38.

【図40】図39の軸受の作製方法を示す図である。FIG. 40 is a diagram showing a method of manufacturing the bearing of FIG. 39.

【図41】従来のビームによる処理方法を示す図であ
る。
FIG. 41 is a diagram showing a conventional beam processing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エネルギービーム源 W 被処理物 3 支持装置 4,50〜66,68,70,80,83,86,8
9,93 遮蔽物 5 把持装置 6 被処理物移動装置 7 遮蔽物移動装置 8,9 並進ステージ 11 回転ステージ 12,13,14 並進ステージ 17 微動機構 18 回転支持装置 19,33,36,37,39 突条 20 成膜 22 真空容器
1 Energy Beam Source W Object to be Processed 3 Support Device 4, 50 to 66, 68, 70, 80, 83, 86, 8
9, 93 Shield 5 Grasping device 6 Workpiece moving device 7 Shield moving device 8, 9 Translation stage 11 Rotation stage 12, 13, 14 Translation stage 17 Fine movement mechanism 18 Rotation support device 19, 33, 36, 37, 39 Ridge 20 Film formation 22 Vacuum container

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05H 3/02 H05H 3/02 (72)発明者 加藤 隆男 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社 荏原総合研究所内 (72)発明者 畑村 洋太郎 東京都文京区小日向2−12−11 (72)発明者 中尾 政之 千葉県松戸市新松戸4−272 D−805 (56)参考文献 特開 平6−264272(JP,A) 特開 平7−68389(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/42 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H05H 3/02 H05H 3/02 (72) Inventor Takao Kato 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Ebara Research Institute, Inc. (72 ) Inventor Yotaro Hatamura 2-12-11 Kohinata, Bunkyo-ku, Tokyo (72) Inventor Masayuki Nakao 4-272 Shin-Matsudo, Matsudo-shi, Chiba D-805 (56) Reference JP-A-6-264272 (JP, A) Kaihei 7-68389 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 26/00-26/42

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エネルギービーム源より発生したエネル
ギービームを遮蔽物を介して被処理物に照射してこれを
処理する方法であって、 上記遮蔽物は弾性体であり、これを該被処理物の表面上
に位置決めし、該遮蔽物の持つパターンを当該被処理物
表面上に転写するように処理を行うことを特徴とするエ
ネルギービームによる処理方法。
1. A method of irradiating an object to be processed with an energy beam generated from an energy beam source through a shield to process the object, wherein the shield is an elastic body, and the object is the object to be processed. On the surface of
Second place-decided tanning, processing method by the energy beam, characterized in that a pattern with the said shield performs processing so as to transfer to the object to be processed on the surface.
【請求項2】 上記遮蔽物が弾性を持つ膜状遮蔽物であ2. The shield is a film-like shield having elasticity.
ることを特徴とする請求項1に記載のエネルギービームThe energy beam according to claim 1, wherein
による処理方法。Processing method.
【請求項3】 上記処理により、棒状体に貫通孔を形成3. A through hole is formed in the rod by the above treatment.
することを特徴とする請求項1に記載のエネルギービーThe energy bee according to claim 1, wherein
ムによる処理方法。Processing method.
【請求項4】 被処理物が曲面を有し、該曲面に沿って
遮蔽物を取り付けることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれかに記載のエネルギービームによる処理方法。
4. The object to be processed has a curved surface, and a shield is attached along the curved surface.
The method for treating with an energy beam according to any one of 1.
【請求項5】 エネルギービーム源より発生したエネル5. Energy produced by an energy beam source
ギービームを遮蔽物を介して被処理物に照射してこれをIrradiate the object to be processed through the shield with the gee beam and
処理する方法であって、A method of processing, 上記遮蔽物が遮蔽物パターンとして使用するパターン部Pattern part used by the above-mentioned shield as a shield pattern
と基部とを備え、上記パターン部を微小化する処理を施And a base portion, and is subjected to a treatment for miniaturizing the pattern portion.
した後に、該遮蔽物の持つパターンを当該被処理物表面After that, the pattern of the shield is applied to the surface of the object to be processed.
上に転写するように処理を行うことを特徴とするエネルEnergy that is processed so that it is transferred onto
ギービームによる処理方法。Gee beam treatment method.
【請求項6】 上記微小化する処理が、上記パターンの6. The miniaturizing process is carried out in the pattern.
表面に反応性ガスを供給して等方的加工処理を行うことPerforming isotropic processing by supplying reactive gas to the surface
を特徴とする請求項5に記載のエネルギービームによるWith the energy beam according to claim 5,
処理方法。Processing method.
【請求項7】 上記パターン部の厚さが、上記基部の厚7. The thickness of the pattern portion is the thickness of the base portion.
さに対して薄いものであることを特徴とする請求項5にIt is thin with respect to the height.
記載のエネルギービームによる処理方法。The method of treatment with the described energy beam.
【請求項8】 エネルギービーム源より発生したエネル8. Energy produced by an energy beam source
ギービームを遮蔽物を介して被処理物に照射してこれをIrradiate the object to be processed through the shield with the gee beam and
処理する方法であって、A method of processing, 上記遮蔽物の両端面のエッジを利用して、該遮蔽物の持Use the edges of both ends of the shield to hold the shield.
つパターンを当該被処理物表面上に転写するように処理Pattern is transferred onto the surface of the object to be processed.
を行うことを特徴とするエネルギービームによる処理方Energy beam treatment method characterized by performing
法。Law.
【請求項9】 上記遮蔽物を並進移動させる運動の中9. In the motion of translating the shield
で、複数回静止させることにより、その静止位置においThen, by resting it multiple times,
て処理を行うことを特徴とする請求項8に記載のエネル9. The energy according to claim 8, wherein the energy treatment is performed.
ギービームによる処理方法。Gee beam treatment method.
【請求項10】 上記処理が、エッチング、または成膜
であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか
記載のエネルギービームによる処理方法。
10. The process, et etching or deposition,
The method for treating with an energy beam according to any one of claims 1 to 9, wherein
【請求項11】 被処理物の多面にわたって遮蔽物を取
り付け、これらの多面に同時に又は順次ビームを照射し
て処理を行なうことを特徴とする請求項1ないし10の
いずれかに記載のエネルギービームによる処理方法。
11. The method according to claim 1, wherein a shield is attached over the multiple surfaces of the object to be processed, and the multiple surfaces are irradiated with a beam simultaneously or sequentially to perform the processing .
The method for processing with an energy beam according to any one of claims.
【請求項12】 上記処理を被処理物と遮蔽物を一体と
してビーム源に対して移動させて被処理物の向きの異な
る面にパターン処理を行なうことを特徴とする請求項1
ないし11のいずれかに記載のエネルギービームによる
処理方法。
12. Motomeko 1 you and performing pattern processing in the direction of different planes of the process is moved relative to the beam source as integrally shield with an object to be processed object to be processed
12. The method for treating with an energy beam according to any one of 1 to 11 .
【請求項13】 上記処理を、遮蔽物を被処理物に対し
て相対移動させてから繰り返し行ない、遮蔽物のパター
ンを重畳して転写させた処理を行なうことを特徴とする
請求項1ないし12のいずれかに記載のエネルギービー
ムによる処理方法。
The method according to claim 13 wherein said treatment, the shield repeatedly performed from relatively moving with respect to the object to be processed, claims 1 and performs a process was transferred by superimposing a pattern of shield 12 The method for treating with an energy beam according to any one of 1.
【請求項14】 上記エネルギービームが、高速原子
線、イオンビーム、電子線、レーザ、放射線、X線、原
子線及び分子線のいずれかであることを特徴とする請求
項1ないし13のいずれかに記載のエネルギービームに
よる処理方法。
14. The energy beam is any one of a high-speed atomic beam, an ion beam, an electron beam, a laser, a radiation, an X-ray, an atomic beam and a molecular beam, according to any one of claims 1 to 13 . The method of treatment with an energy beam according to.
【請求項15】 エネルギービーム源と、 このエネルギービーム源より放射されたエネルギービー
ムの照射位置に配置された被処理物支持台と、複数の 遮蔽物と、上記複数の 遮蔽物の少なくとも1つを他者に対して相対
移動可能に支持する支持装置とを有することを特徴とす
るエネルギービームによる処理装置。
15. An energy beam source, a workpiece support placed at an irradiation position of an energy beam emitted from the energy beam source, a plurality of shields, and at least one of the plurality of shields . And a support device that supports the other person so as to be movable relative to another person.
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