JP3591975B2 - Processing method using energy beam - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物表面に、エネルギービームを用いて加工を行うための加工方法及び加工装置に関し、特に、作製された被加工物が、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加工に好適な加工方法、加工装置に関する。
【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する場合、図47に示すように、加工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する。加工深さは加工時間を制御することにより制御される。
【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)。
【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201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。
【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を行うことはできるが、曲面や斜面を加工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は困難であった。
【0006】
また、上述したように、被加工物へレジスト塗布・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加工物にエネルギー粒子を作用させて加工を行い、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。
【0007】
さらに、フォトリソグラフィ技術では、加工プロセスの後、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表面のコンタミネーションや加工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。
【0008】
また、プラズマプロセスを用いた加工においては、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特性が顕著となる。これらの理由により、加工底面の平坦加工や加工側壁の垂直性が悪い加工となる。特に、1μm以下の超微細加工では、精度の良い加工が困難となる。
【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を自由にかつ精度良く加工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。
【0010】
【課題を解決するための手段】
発明の好ましい一態様は、エネルギービーム源より放射されたエネルギービームを所定のパターンを持つ遮蔽物を介して被加工物に照射し、該被加工物を加工するエネルギービームによる加工方法であって、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対して相対移動させながらエネルギービームを照射して、上記遮蔽物の相対移動速度を制御することで所要の凹凸を形成することを特徴とするものである。
【0011】
エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対して相対移動させながらエネルギービームを照射して、被加工物表面の被加工部のビーム照射時間を制御するので、遮蔽物のパターンにとらわれない加工パターンが得られ、場所により凹凸の深さや出っ張り高さの異なった加工などが可能となる。また、遮蔽物を別体としているので、パターン自体の加工が容易であり、微細で複雑なパターン形成ができるとともに、被加工物の表面に付着させないので表面の性状や形状に拘束されることなく容易にパターン形状を転写する処理を行なうことができる。
【0012】
また、本発明の好ましい一態様は、エネルギービーム源より放射されたエネルギービームを所定のパターンを持つ遮蔽物を介して被加工物に照射し、該被加工物を加工するエネルギービームによる加工方法であって、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対して相対移動させながらエネルギービームを照射して、被加工物表面の被加工部のビーム照射時間を制御することにより該表面に凹凸を形成し、上記エネルギービームの照射面積が上記凹凸を形成する遮蔽物の面積よりも大きく、上記遮蔽物のエッジの移動により上記凹凸を形成することを特徴とするものである。相対移動を連続的に行うことで、単純な凹凸面でなく、傾斜面や曲面を持つ複雑な凹凸の加工が簡単な工程と装置を用いて行われる。
【0013】
また、本発明の好ましい一態様は、エネルギービーム源より放射されたエネルギービームを所定のパターンを持つ遮蔽物を介して被加工物に照射し、該被加工物を加工するエネルギービームによる加工方法であって、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対して相対移動させながらエネルギービームを照射して、被加工物表面の被加工部のビーム照射時間を制御することにより該表面に凹凸を形成し、上記遮蔽物は複数の別体のマスクからなり、該複数のマスクの組み合せにより上記凹凸を形成することを特徴とするものである。
ここで、前記複数の遮蔽物の一方が移動マスクであり、他方が固定マスクとしてもよい
【0014】
例えば、ビームを照射しつつ遮蔽物を被加工物に対してある方向に移動させると、この移動方向に沿って移動速度の変化に対応する傾斜を持つ凹凸が形成される。従って、単純な形状の遮蔽物によって複雑な3次元的な凹凸を形成することができる。このような移動速度のパターンは、従来の数値制御機械と同様にコンピュータに記憶させておくことにより、正確かつ自動化された加工作業がなされる。
【0015】
また、前記複数の遮蔽物の双方が移動マスクであるようにしてもよい
また、本発明の好ましい一態様は、エネルギービーム源より放射されたエネルギービームを所定のパターンを持つ遮蔽物を介して被加工物に照射し、該被加工物を加工するエネルギービームによる加工方法であって、前記遮蔽物には穴状の開口部を備え、前記遮蔽物と被加工物とを相対的に移動した後に前記エネルギービームを照射し、前記被加工物の表面に複数の凹凸を形成することを特徴とするものである。
ここで、上記エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つの相対移動を連続的に行って、上記凹凸を滑らかな曲面又は斜面とすることもできる
【0016】
また、遮蔽物が移動する特定方向に沿って、上記凹凸が形成されるようにしてもよい
また、上記移動は、ビームに交差する方向に対する並進移動であるようにしてもよい
【0017】
また、上記移動は、ビームに交差する方向に対する回転運動としてもよい。また、上記移動に加え、被加工物を自転させてもよい。
また、上記相対移動は、被加工物に対するエネルギービームの角度を変化させるようにしてもよい
また、上記相対移動は、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つの回転運動によってなされるようにしてもよい
【0018】
また、遮蔽物に形成されたパターンの開口面積分布を利用して、ビーム照射量を制御するようにしてもよい
また、遮蔽物のパターンの開口部面積が移動方向幅方向に分布するようにしてもよい。遮蔽物のパターンを、その開口面積が移動方向に交差する方向に異なるようにしておくと、移動の幅方向に照射量の分布ができ、凹凸が形成される。このパターンによる幅方向の照射量分布と、速度変化による移動方向の照射量分布を組合わせて用いることにより、さらに複雑な凹凸パターンが形成される。
【0019】
また、上記遮蔽物の材料として、被加工物と反応性が異なるものを選択するようにしてもよい。これにより、被加工物のみが選択的に反応して遮蔽物は形状が維持されるように加工が行われ、遮蔽物の寿命が延びるとともに遮蔽物に起因する汚染が防止される。遮蔽物の表面のみをそのような材質で覆ってもよい。
【0020】
また、上記遮蔽物の最小部形状の寸法を、0.1nm〜10nmもしくは10nm〜100nmもしくは100nm〜10μmとしてもよい。
また、遮蔽物が複数の同一形状の繰り返しパターンを有するようにしてもよい。これにより複数のパターンが同時に形成され、加工されるパターンの設計の柔軟性及び作製の自由度を高め、より効率的な超微細加工パターンが実現される。
【0021】
また、本発明の好ましい一態様は、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加工物支持台と、所定の開口パターンを有する遮蔽物と、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対して、相対移動させて被加工物の表面に凹凸を形成する相対移動機構とを有し、上記相対移動機構は上記凹凸を形成するための移動速度の制御が可能であることを特徴とするものである。
ここで、上記相対移動機構が、上記エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対して連続的に相対移動させて、上記凹凸を滑らかな曲面又は斜面に形成することが可能となっていることを特徴とするものである。
【0022】
また、上記相対移動機構は、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対してビームの流れに直交する方向へ相対移動させる移動機構を含むようにしてもよい
また、上記相対移動機構は、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを他者に対してビームの流れに沿う方向へ相対移動させる移動機構を含むようにしてもよい。粗動及び微動機構部により、被加工物とエネルギービームの位置関係が任意に制御される。
【0023】
また、上記相対移動機構は、上記エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを並進運動させる移動機構を含むようにしてもよい
また、上記相対移動機構は、上記エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つを回転運動させる移動機構を含むようにしてもよい
また、上記遮蔽物には、エネルギービームに対する反応性を低くするためのコーテイングがなされているようにしてもよい
【0024】
また、上記遮蔽物には、複数の同一パターンが繰り返して形成されているようにしてもよい
また、上記移動機構を、粗動及び微動機構部を有するようにしてもよい。
また、微動機構部には、圧電素子(ピエゾ素子)駆動機構、磁歪素子駆動機構、熱変形素子駆動機構もしくはそれらとテコ機構との組み合わせによる機構使用するようにしてもよい。圧電素子(ピエゾ素子)駆動機構、磁歪素子駆動機構、熱変形素子駆動機構もしくはそれらのテコ機構との組み合わせによる機構が使用され、それぞれの目的や条件に適合したものが選択されてその性能を発揮する。
【0025】
また、上記遮蔽物には、炭素ファイバー・ガラス・石英ファイバー・ポリエチレンなどの非金属材質、タングステン・SUS・白金等の金属を用いることが好ましい。これにより、遮蔽物に製造に用いられる素材が、使用するエネルギービームや、必要なパターンの寸法などに応じて選択される。素材としては、ガラス・石英・炭素ファイバー、タングステン・SUS・白金・銀・アルミ等の金属ワイヤー・針、電鋳によるNiパターン、ウエットエッチングによる金属パターン、ビーム加工による金属やSi・SiO ・GaAs等の半導体材料やセラミック・樹脂・プラスチック等の絶縁材料やそれらの複合・傾斜材料のパターン、ポリエチレン・ビニール等の熱収縮パターン、超微粒子の分散・付着を用いた遮蔽物などがある。
【0026】
また、上記遮蔽物は、細線又は微細粒子を用いてもよい。これらの遮蔽物は簡単な製法で作製でき、所要の性能を発揮する。これらの遮蔽物は、通常の大きさは、超微粒子を除いて1μm径程度であるので、さらに、微小形状パターンにするために、電界研磨・溶液による表面溶解・熱収縮効果等を用いた処理を施し、任意の超微小寸法パターンの遮蔽物として用いる。
また、上記遮蔽物は、電鋳によって製造されたパターンマスクを用いてもよい
【0027】
また、エネルギービーム源として、高速原子線・イオンビーム・電子線・レーザー・放射線・X線・原子ビーム・分子ビームのいずれか又はこれらのうちのいくつかの組み合わせを用いることができる
【0028】
前処理により、良好な直進性・指向性を持たせたエネルギービームを用いることにより、選択的に加工が進行し、遮蔽物の位置と移動速度の制御のパターン通りの超微細加工が可能となる。このように指向性のよいエネルギービームを利用することで、狭い加工場所にもビームが到達し、プラズマプロセスでは困難であった超微細でアスペクト比の高い加工が可能となる。
【0029】
高速原子線は中性のエネルギー粒子ビームであり、指向性が非常に優れたビームであるため、あらゆる材料に対して適用でき、超微細パターンの作製の時、超微小の穴や隙間にもビームが難なく到達できるため、非常に精度の良い、かつ、平坦度の良い加工底面や垂直な加工壁の作製が実現できる。
【0030】
また、イオンビームは、金属など導電性の材料の加工時に有効となる。電子線を用いた加工では、電子線自体が、シャワー状に放射されるビームの場合と一本の微小ビーム径のビームの場合があり、双方とも、反応性ガスを導入し、被加工物に電子線が照射され反応性ガスが励起し、表面の加工が進行する機構を有しており、電子線照射制御性が優れている。
レーザー及び放射線及びX線は、エネルギーや波長が異なり、表面との相互作用効果が異なるが、超微細加工を行うときには、レーザー・放射線・X線の照射のみによる表面脱離加工が行われる場合と、反応性ガスを用いて、表面吸着しているガス粒子にレーザーや放射線やXを照射し、それによって励起された表面吸着ガス粒子による表面脱離加工が行われる。
【0031】
レーザー・放射線・X線の使い分けは、加工パターンの寸法や加工表面や反応性ガス粒子との吸収励起作用効果の違いがあるので、効率の良い物を使用する。寸法が超微細パターンになると、例えば、レーザーの波長より小さなパターン形状の加工は困難となるため、より波長の短いX線や放射線を利用する。また、原子や分子線は低エネルギーの粒子ビームであり、加工表面における低ダメージで、ソフトな加工が達成される。この様に、加工目的に応じ、適するエネルギービーム源を選択して用いる。
また、エネルギービーム収束性ビームとしてもよい。遮蔽物もしくは遮蔽物のパターンが被加工物表面に照射されるビームパターンが縮小投影されるため、遮蔽物もしくは遮蔽物のパターン自体の寸法よりも小さな寸法の加工が可能となる。その縮小率を制御するため、ビームの収束角度や被加工物と遮蔽物との距離を制御する。この様な方法により縮小率が数分の1〜数万分の1の縮小パターンの加工が可能となる。
【0032】
この方法は、特に、遮蔽物もしくは遮蔽物のパターン寸法が、加工に要求されるパターン寸法を実現するには困難な場合、例えば、0.1nmの加工線幅を実現したいが、10nmの棒状遮蔽物しか存在しないときに、現存する遮蔽物より微小なパターン加工を行うために利用される。
【0033】
また、上記本発明により、光学及び/又は量子効果レンズを作製できる。これにより、被加工物の形状や被加工物の局所における曲面を作製した微小な光学レンズ等の作製が可能となる。レンズの大きさで波長の選択性やエネルギーの選択性を持たせたレンズでは、レンズサイズより長波長でレンズ効果を失って、波長の短い光・レーザーでのみレンズ効果が発生するような従来にない効果をもたらす光学レンズの作製が可能となる。
【0034】
また、材料が量子効果を示すような物であると、超微細な導波路やレンズ形状素子に光やレーザーを入射し、導波路の超微細形状変化を行う事やレンズ形状に変化や素子に磁界をかけることにより、量子効果を伴ったレンズ効果や波長シフト効果を伴った現象を発生する。レンズ形状としては、例えば、レンズ先端に超微細突起が作製されており、光が超微細突起部に達したとき波長シフトなどの量子効果が発生する。従来、例えば、この様な曲面において、その先端に超微細な突起構造の作製を行う事は不可能であったが、本発明によりそれが可能となり、上述したような効果素子の実現が可能となる。
【0035】
【実施例】
図1は、この発明の加工装置の一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加工物2を支持する支持装置3と、このエネルギービーム源1と被加工物2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、被加工物2を微動あるいは粗動させる被加工物移動装置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。
【0036】
被加工物移動装置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11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、被加工物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。
【0037】
遮蔽物の設置部には、図2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3及び図4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3では1軸の場合を、図4では、2軸の場合の例を示す。
【0038】
図5は、図1と同様の装置であるが、被加工物2を支持する支持装置6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加工物2の回転が可能となっている。遮蔽物4の把持装置7は、図1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。
【0039】
上記のような装置によって、遮蔽物4もしくは被加工物2、もしくはそれらの双方を粗動・微動移動機構に設置し、遮蔽物の並進移動や被加工物の回転運動を制御することにより、以下に具体的に示すような超微小の構造物を作製することができる。
【0040】
ここでは、エネルギービーム源1として平行平板型の高速原子線源を用い、遮蔽物4としてNi製の電鋳マスク19の角穴パターンの中心部にファイバーもしくはタングステン等の細線20を接着した物を用いている。接着には、局所的なラジカルビーム成膜やスパッタ成膜を用いる。図では、電鋳マスク19の下面に超微小線が接着されているが、上面にして用いても良い。また、この細線20は断面円形に形成しているが、その製造の便宜に応じて任意の断面形状としてよい。
【0041】
この例では、高速原子線を用いているので、被加工物2の材料は金属・半導体・絶縁体・傾斜材等任意の材料を使用できる。原子線を形成する原子の種類は、被加工物2に対して反応性が高く、遮蔽物4に対しては反応性が低いものを選ぶのが好ましい。またそのような反応性に差異が出るように、被加工物2に対して遮蔽物4の材料を選ぶのが好ましい。エネルギービーム源1においては、そのようなガスを導入して高速原子線を発生させる。遮蔽物4のガス反応性を低くするために、遮蔽物4に金や銀の薄膜コーテイングを行うのも有効である。
【0042】
ここで、高速原子線源1からビームを照射しつつ、遮蔽物移動装置7のXステージ12を駆動して遮蔽物4又は被加工物2をx方向に微動させると、被加工表面の各部分でのビーム照射時間は、遮蔽物4の移動の軌跡と移動速度によって制御される。照射を受けた部分は照射時間に応じてエッチング加工がされ、遮蔽物に覆われた部分はその時間だけ照射を受けずに凸部として残る。
【0043】
図6は、被加工物Wに断面が任意の関数y=f(x)で表される曲面を持つような幅wの溝を形成する場合である。これは、平行なエネルギービームと、幅wのスリット41aを持つ固定マスク41と、スリットに平行なエッジ42aを持つ移動マスク42を用いて行なう。すなわち、エネルギービームを照射した状態で、移動マスク42をエッジに直交する方向(x方向)に移動させ、エネルギービームを順次遮蔽する。
【0044】
この場合、ビームによる加工量は照射時間に比例するから、y=atである。つまり、時間atの時に移動マスク先端はf(x)の位置にあればよい。従って、at=f(x)となり、f(x)の逆関数をf とすれば、x=f(at)となるように移動マスク42を動かせば良い。また、1回の工程で大きな加工量を得ようとすると表面が滑らかでなくなる場合には、同じ工程を複数回繰り返せばよい。この場合、同じx=f(at)の曲線に乗るように移動するならば、逆方向から移動してもよく、つまり往復移動させてもよい。
【0045】
図7は、断面が直線である場合、すなわち、f(x)=bxとして表される場合である。この場合x=(a/b)tであり、移動マスク42を一定速度で移動又は往復させることにより斜面21aを有する溝21が形成される。また、この操作を、移動マスク42のエッジ42aを逆向きとし、位置をずらせて行えば、図8に示すようなV字状の溝22や、図9に示すような逆V字状の突条23を形成することができる。なお、V字状の溝をより短い工程で作成するには、図10に示すように、2つの移動マスク42を左右から同期させて移動又は往復させてもよい。
【0046】
なお、上記の実施例においては、移動マスク42を一枚又は一組設けた構成としたが、図11に示すように、これを2又はそれ以上多段に設けてもよい。図示例は、互いに直交する方向に移動させる構造であるが、各段の移動マスク42の移動の方向は任意である。
【0047】
V字状溝22をさらに簡便に形成する方法として、図12に示すような方法がある。これは、溝の幅の半分の幅のスリット43aを持つ移動マスク43を、そのスリット43aの幅だけ幅方向に往復運動させる。この場合は固定マスクが不要なので、図7の場合に比べて装置や工程が大幅に簡略化される。移動マスク43が反転するところでは速度が変わるが、通常は加工速度が遅いので形状に影響を与える程ではない。
【0048】
また、この方法で、図11に対応するような2方向の凹凸を形成するには、図13に示すように、マスクと被加工物をそれぞれ2方向に移動する。これにより、2つの溝が交差する形状の凹所が形成される。この場合、遮蔽物44と被加工物Wのいずれか一方に、両者の相対運動のベクトル和として楕円又は円に沿った回転(スクロール)運動を与えるだけでも同様の加工を行なうことができる。
【0049】
また、底部や頂部に平坦な面を持つ溝24や突条25を形成するには、図14に示すように、スリット幅w’を移動ピッチwより大きくすればよい。ここでは斜面を形成する場合を示したが、図15に示すように、速度を制御することにより湾曲面26aを持つ溝26を形成することができることは容易に理解できる。
【0050】
他の部分より突出した突条を形成するときは、図9の突条23の両側の平面を削る加工を行なうことになるが、図16に示すように細線状の移動マスク46をその幅だけ移動又は往復させることにより、一つの工程で平面から突出した突条27を形成することができる。また、図15の場合と同様に、移動マスク46の速度を制御することにより、図17に示すように、湾曲面28aを持つ突条28を形成することができる。
【0051】
図18は、特定のパターン形状を有する遮蔽物47を用いた例を示すものである。同図(a)に示すように、この例のパターン形状は幅が3段階に異なるものである。この遮蔽物は電気鋳造によって作製されたものである。つまり、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を剥離することにより作製している。
【0052】
これによって、1〜10μmの厚さのニッケル材質の箔状遮蔽物47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。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。
【0053】
パターンの幅をa:1μm,b:10μm,c:20μmの3段階に幅が異なるパターン形状遮蔽物を用いる。同図(b)に示すように、このパターン形状遮蔽物を移動幅10μmとして、パターンの幅bと同じにする。これにより、パターン形状の幅の異なるa,b,cのそれぞれの場所において、ビーム照射分布が変化するため、同図(b)に示すように、高さの異なる断面形状の突条28a,28b,28cを同時に作製することが可能となる。
【0054】
この様に、パターン形状遮蔽物と被加工物の相対運動制御を行う本発明の加工方法によると、マイクロな3次元構造の作製が可能となり、パターン形状に応じて加工量の異なる構造の作製が一度にできる。また、この様な加工は、マイクロ電気回路やマイクロ光回路などで用いられる。
【0055】
図19以下は、この発明のさらに別の実施例を示すもので、遮蔽物と被加工物Wを2つの方向に相対移動させるものである。2つの方向は、典型的には直交する方向である。第1の方向への移動は上記と同じ移動方向に沿った凹凸を形成するものであり、第2の方向への移動は、そのような凹凸断面形状をより広い範囲に形成するためである。基本的には、第1の方向の特定位置において第2の方向へ走査し、この過程を順次第1の方向へずらして繰り返すものである。
【0056】
図19は、円柱状の被加工物Wの端部を尖らせる加工を行なうもので、被加工物Wの軸をビームに直交して配置し、板状の遮蔽物48と被加工物Wの軸方向への相対移動を行なうとともに、被加工物Wを軸線回りに回転する。この場合、軸線方向への移動に対して回転を高速で行えばほぼ回転対称の円錐面29が作成される。
【0057】
図20ないし図22は、円板などの表面に所定の断面形状を持つ周方向溝30を形成する工程を示すもので、図12の方法を応用している。すなわち、円板状の被加工物Wを軸線回りに回転自在に支持し、かつ、穴状開口部49aを持つ遮蔽物49を被加工物の1つの径の方向に開口部49aの幅だけ往復移動させる。往復移動の速度パターン及び開口部49aの形状を変えることにより、湾曲面溝30(図20)、V字状溝31(図21)などの形状を得ることができる。また、回転速度などを調整することにより、溝30、31の深さを変えることができる(図21、図22)。
【0058】
図23以下は、遮蔽物49と被加工物Wとの間でさらに複雑な相対運動を行わせる実施例である。図23の例は、図13の手法を応用したもので、すなわち、円柱状の被加工物Wの先端に形成した球面の上に、さらに小さい凸部30を複数形成するものである。この場合は、穴状の開口部49aを持つ遮蔽物49を軸線方向に往復移動させるとともに、被加工物Wを軸線回りに同じ幅程度揺動させることにより、凸部30の間の凹部を形成する。この過程を順次繰り返すことにより、図示するような多数の凸部30を形成する。
【0059】
図24は、細線50aと枠50bからなる遮蔽物50を回転運動させるもので、これにより、図25に示すような平坦な頂部となだらかな斜面を持つ突起31が形成される。スリット付きのマスクでは、逆に凹所が形成されるのは、図13において説明した。
【0060】
図26ないし図32は、遮蔽物を介して被加工物に入射するエネルギービームの方向を変化させ、それとともに相対運動をも適宜加えて種々のパターンの凹凸を形成する実施例である。
図26は、図24と同じ装置構成で、基板Wを角度θ傾斜させた状態で回転運動を行うもので、これにより、3次元の超微細レンズ状構造のような楕円や円形の突起32や、逆の形状の凹所が作製される。
【0061】
図27は、円形穴51aを有する遮蔽物と被加工物Wを設置し、ビーム源を揺動させることによりビームの入射方向を変化させる。すると、(a)又は(b)に示すような側面32aが傾斜した中広がりの凹所32を形成することができる。このとき、揺動の際の回転速度を適当に制御することによって、(a)のように底面を平坦面32bとしたり、凹面32cとすることができる。図28は、スリット穴52aのパターンを持つ遮蔽物52を用いたもので、これにより側面32が傾斜した蟻溝33が形成される。この被加工物Wを用いて微細なレール・スライダー構造を作成することができる。
【0062】
図29では、ビームBが遮蔽物51の円形の穴51aの軸線回りにスリコギ状の円運動を行う例である。このような加工を行なうと、(b)に示すように、内側と外側が同じ傾斜の側壁を有する環状の溝34が形成される。
図30は、角穴53aが開けられた遮蔽物53を用いた例であり、ビームBを2方向に振り、その移動速度の制御を行うと、加工底面が平らな十字溝35が形成される。
【0063】
図31と図32は、複数の微細な穴を有する遮蔽物53,54を用い、ビームを多方向に振ったり、あるいは、スリコギ状の円運動を行った場合である。形成された穴が被加工物Wを貫通するまで、あるいは途中まで行って、多方向の3次元的な、微細な穴36や溝37を加工する。
【0064】
図32のような周期的な微細構造をGaAsなどの試料に作製すると、単一波長の光のみを通過させることができるフォトニック・バンドギャップ構造を有する素子の作製が可能となり、これは波長フィルターやエネルギーフィルター素子として用いることができる。また、この様な構造を半導体レーザーに用いると、単一波長・単モード・量子効率100%のレーザー素子を作製することができる。
【0065】
これらの例のように、被加工物Wと遮蔽物4・・・の相対位置移動が可能であるので、超微細加工における設計・制作の自由度・柔軟性・制御性が著しく向上し、従来では不可能であった超微細加工領域での3次元加工や曲面形状の加工が可能となる。この制御は、一般的には、被加工物Wに形成することが必要な形状に対して、遮蔽物4・・・のパターンを設定し、移動及び速度のパターンを決めることによりなされる。1つの遮蔽パターンでは得られる形状に制約がある場合は、別のパターンを用いて繰り返し加工を行ってもよく、別の加工方法を組み合わせて用いても良い。また、ビームの照射方向自体を変えて加工を行なうようにしてもよい。
【0066】
これまでは、エネルギービームが平行ビームであることを前提とした実施例を説明してきたが、図33ないし図35では、収束性を有するエネルギービームBを用いて超微細加工を行う場合の実施例を示す。図33は、細線50aをビームBに沿った方向、すなわちZ方向に移動させることにより滑らかな曲面を持つ突起38を形成するものである。通常のエネルギービームは完全に平行度が保たれてはおらず、ある程度の散乱角度を有するので、遮蔽物50aと被加工物Wとの距離を大きくすると連続的なエネルギービーム照射量分布が出来ることを利用している。
【0067】
図34及び図35は、意図的に収束するエネルギービームを用いるもので、これは、遮蔽物もしくは遮蔽物のパターンが必要とされる微小寸法を満足しない場合に大変有効となる。収束ビームを用いることで、遮蔽物のパターンが縮小されて、被加工物Wの表面上に投影される。従って、遮蔽物の形状が縮小されて転写されて超微細加工が実行できる。被加工物Wの表面と遮蔽物との距離を制御することにより、遮蔽物パターンの投影縮小率が制御できる。
【0068】
図34は、収束性エネルギービームを用いて、遮蔽物50aと被加工物Wの相対位置関係の制御を行って超微細加工を行う例である。この例では、1本の細線状遮蔽物50aと被加工物Wの相対位置移動を制御し、例えば、x方向への並進移動の時に2カ所で静止時間を作り、被加工物Wの表面を照射するビーム量を制御する。これにより、なめらかな曲面と平坦な上面を持つ2つの微細な突条39が縮小投影されて形成される。このとき、遮蔽物50aと被加工物Wとの距離の制御をz方向に同時に行うと、縮小率の制御も同時にでき、2カ所で同一寸法の加工や異なった寸法の加工が可能となる。
【0069】
図35では、球状物体54aに針部54bが4方向に延びて設けられた構造の遮蔽物54を用いている。このとき、ビーム飛翔方向の中心軸上に球状物体54aの中心と被加工物Wの回転中心がある。この様な条件でエネルギービーム加工を行うと、球状物54aの縮小投影が行われて突起40が形成される。針部54bは回転しているために、被加工物表面上で均一なエネルギービーム照射量となり、最終的に、球状物形状のみの縮小投影加工が行われることになる。このとき、被加工物Wの回転運動の制御を行って周期的に静止時間状態を形成すれば、針部54bの縮小加工部が形成される。
【0070】
次に、微小な遮蔽物の構造と作製方法についていくつかの例を説明する。これまで説明したように、この発明の方法は超微細なパターン加工を行なうものであり、遮蔽物にも超微細で精度の高い構造が必要となる。
【0071】
図36は、パターンを微細化する工程の一例であり、同図(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121を密閉室122に収容し、この中を排気して真空とした後、該構造物121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。
【0072】
このとき、化学反応性を制御するため、ランプ123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121の温度制御を行い、反応性を制御する。構造物121の温度制御を行うときは、ランプ123の他にヒータ124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0.1nm〜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。
【0073】
図36(b)では、基部125を有する棒状のパターン部126を持つ遮蔽物154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126)とハンドリングを行うための適度な大きさの部分(基部125)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125は1mm程度の角材でよい。
【0074】
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150aが、上述の方法により、(c)に示すように、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。
【0075】
図37は、Ni等を素材として電鋳により作製したものを図36の方法で処理して、最微小寸法部をさらに超微小化したものである。Ni製の遮蔽物157a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124やランプ123などの加熱により、500゜Kから1000゜Kに遮蔽物157aの温度を制御して行う。全体として均一に、約1μm〜10μmほど微小化を行う。
【0076】
図38及び図39は、棒状のパターンを持つ遮蔽物の作製の別の方法を示すもので、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131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132a、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132aを接着し、A部とC部を分離して、図39に示すような遮蔽物原型158aとする。
【0077】
次に、このようにして作製された遮蔽物原型158aを、図36(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122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って、1μm径の線材132aを0.1nm〜100nm径のパターン部132へと微小化を行う。
【0078】
図40は、平板状の遮蔽物83の一部に薄肉部84を形成し、この薄肉部84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。
【0079】
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、微細パターン穴85として、複数のスリット幅が5μmで5μmピッチの微小スリットアレイを形成した。
【0080】
このように一部を薄肉部とすることで、一定の剛性をもって取扱いが簡単でありながら、しかも、パターンのエッジ部でビームの散乱を防ぐことが可能な遮蔽物を作製することができる。
【0081】
図41は、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。
【0082】
図42は、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。薄膜としては、上記の他に、Si・GaAsなどの薄厚の半導体材料も用いられる。
【0083】
このような超薄型の遮蔽物であれば、数10μm以下のパターン形状を作るような場合でも、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のを防止することができる。
【0084】
上記のような箔状遮蔽物は、図43に示すように用いることができる。すなわち、(a)に示すようにSiO材質の板の表面に、断面が曲線である突条90が形成された被加工物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に、(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、遮蔽物下表面と被加工物表面との距離が100μm以下の一定になるように設定し、ビームを照射する。
【0085】
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、被加工物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。
【0086】
これまで、超微細加工物の作製方法を示してきたが、この方法を用いて、被加工物の材料としてGaAs・AlGaAs・InGaAs等の3−5属系の半導体やSi系半導体を用い、量子効果を発生する量子効果素子を作製することができる。
【0087】
さらに、本発明の方法によると、滑らかな曲面の加工が出来るため、微小な光学レンズの作製が可能となる。図44では、微小な光学レンズ構造を作製し、光の波長オーダーの光学レンズ70を作製した例である。このレンズ70を用いると、従来の光学レンズ作用と同時にレンズ径よりも長波長の光は、従来のレンズ作用が行われないために、散乱が起こるので、光の波長選択性を持つ光学レンズを実現できる。例えば、レンズ径が、500nm程度であると、長波長である赤色光等は、散乱され、短波長の青色光等がレンズ効果を受けて、集光される。また、この様な効果を利用して、レーザー光の回折素子として、波長選別機器やエネルギーフィルターとして、使用できる。
【0088】
図45は、光学レンズ71の表面上に、超微細構造の突起72が形成されており、その突起72において量子効果が生じるとき、レンズ71に入射する光Lの波長と量子効果によって発生する光の波長を共鳴状態にしておき、入射光がレンズ71の表面の突起72に到達したときに誘導放射を行い、光が集光されると同時に光強度の増強が起こるようになっている。
【0089】
図46は、平板73上に多数の超微小レンズ形状74を形成し、入射光・レーザーを均一に分散させ、その後レンズ75によって再び平行光・レーザーにするホモジナイザー76として用いている例である。従来よりも、微小なレンズを多数配列できるため、ビーム強度の均一化性能が著しく向上する。
【0090】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パターン作製の自由度が高く、任意のパターンの曲面や斜面を自由にかつ精度良く加工することができ、これまで製造が困難であった量子効果を用いたレーザーや発光素子・光学レンズ素子の作製を可能となる。そして、装置や工程が簡単な構成であるので、装置コストや製造コストも大いに軽減できる。また、被加工物の表面形状にとらわれることなく、加工ができ、加工の後に表面に悪影響を与える処理も必要がないので、実用性が高い加工手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例のエネルギービームによる加工装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】超微動機構を示す図である。
【図3】超微動機構をさらに詳細に示す斜視図である。
【図4】他の超微動機構の例を示す斜視図である。
【図5】この発明の他の実施例のエネルギービームによる加工装置の全体構成を示す模式図である。
【図6】この発明の加工方法の実施例を示す模式図である。
【図7】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図8】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図9】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図10】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図11】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図12】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図13】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図14】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図15】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図16】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図17】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図18】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図19】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図20】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図21】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図22】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図23】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図24】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図25】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図26】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図27】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図28】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図29】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図30】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図31】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図32】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図33】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図34】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図35】この発明の加工方法の他の実施例を示す模式図である。
【図36】この発明の加工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。
【図37】この発明の加工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。
【図38】この発明の加工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。
【図39】図38の後の工程を示す図である。
【図40】この発明の加工方法に用いる他の遮蔽物の構成を示す図である。
【図41】この発明の加工方法に用いる他の遮蔽物の構成を示す図である。
【図42】この発明の加工方法に用いる他の遮蔽物の構成を示す図である。
【図43】この発明の加工方法に用いる他の遮蔽物の構成と用い方を示す図である。
【図44】この発明の加工方法により形成されるレンズの例を示す図である。
【図45】この発明の加工方法により形成されるレンズの他の例を示す図である。
【図46】この発明の加工方法により形成されるレンズのさらに他の例を示す図である。
【図47】従来のビームによる加工方法を示す図である。
【符号の説明】
1 エネルギービーム源
2 被加工物
3 支持装置
4,41〜54,83,86,89,155,157,158 遮蔽物
5 把持装置
6 被加工物移動装置
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
21,22,24,26,37 溝
23,25,27,28,39 突条
26a 湾曲
29 円錐面
30 凸部
31,38,40,73 突起
32 凹所
32a 側面
33 蟻溝
34 環状溝
35 十字溝
36 穴
71,72 レンズ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for processing an object surface using an energy beam, and in particular, the manufactured object includes a quantum effect element, an optical lens, a friction reducing mechanism, and a fluid seal. The present invention relates to a processing method and processing apparatus suitable for ultra-fine processing that can be applied to a mechanism or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when processing using a photolithography technique in a semiconductor process, as shown in FIG. 47, a non-processed portion is covered with a photoresist mask, and an uncovered portion is covered with an ultraviolet beam or a plasma process. Is processed by irradiation with energetic ions. The processing depth is controlled by controlling the processing time.
[0003]
The photoresist production and processing steps using photolithography used in this step will be further described. First, the substrate 201 is coated with a 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, the portion of the resist material 202 irradiated with the ultraviolet ray 204 through the pattern hole 203a is removed, and the surface of the substrate 1 to be processed is exposed (step 3).
[0004]
Next, anisotropic etching is performed by causing ions or radical species in the plasma to act on the exposed surface of the substrate 201 to be processed (step 4), and finally the resist material 202 is removed (step 5). Through the above steps, a fine processing process is performed in which a hole 201c having the same shape as the pattern hole 203a of the photomask is formed on the surface of the substrate 201 to be processed. This process is repeated in the manufacturing process of the semiconductor device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a method based on a conventional photoresist pattern manufacturing process using photolithography technology, it is possible to perform processing that forms simple irregularities, but when processing curved surfaces and inclined surfaces, a plurality of patterns are used. It must be prepared and exchanged sequentially, and irradiation must be performed to form a curved surface step by step. This takes time and is difficult to perform with precision processing that can be used to fabricate fine quantum effect elements. there were.
[0006]
In addition, as described above, a resist pattern is prepared on the workpiece by the steps of resist coating, washing, exposure, baking and development, and energy particles are applied to the workpiece through this pattern to perform processing, and then the resist is removed. There is also a problem that a very complicated and time-consuming process is required and the manufacturing cost is high. In addition, it may be difficult to produce a uniform resist film due to surface roughness and flatness.
[0007]
Furthermore, in the photolithography technology, when removing the residual photoresist after the processing process, for example, ashing is used, the processing surface is damaged, and contamination by the processing surface or processing shape is also caused by removal with a solution. There is a drawback that the surface is affected, such as causing deterioration of the surface.
[0008]
Also, in the processing using the plasma process, the incident direction of ions varies, and since charges accumulate in the ultrafine region, the variation in the incident direction of charged particles is increased, especially in the ultrafine region. Legal processing characteristics become prominent. For these reasons, the processing bottom is flat and the processing side wall is not vertical. In particular, in ultra-fine processing of 1 μm or less, accurate processing becomes difficult.
[0009]
The present invention provides a method and an apparatus capable of processing a curved surface and a slope of an arbitrary pattern freely and accurately with a simple configuration with a high degree of freedom in pattern production. An object is to provide an excellent device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
BookinventionPreferred embodiment ofIs a processing method using an energy beam that irradiates a workpiece with an energy beam emitted from an energy beam source through a shield having a predetermined pattern, and processes the workpiece. Irradiating an energy beam while moving at least one of a workpiece and a workpiece relative to others to control the relative movement speed of the shielding object, thereby forming the required unevenness.thingIt is.
[0011]
Since the energy beam is irradiated while moving at least one of the energy beam source, the shield, and the workpiece relative to the other to control the beam irradiation time of the workpiece on the workpiece surface, the shield A processing pattern that is not confined to the above pattern can be obtained, and processing with different depths of protrusions and protrusions depending on the location can be performed. In addition, since the shielding object is a separate body, the pattern itself can be easily processed, a fine and complicated pattern can be formed, and it is not attached to the surface of the workpiece, so it is not restricted by the surface properties or shape. The pattern shape can be easily transferred.
[0012]
Also bookinventionPreferred embodiment ofIs a processing method using an energy beam that irradiates a workpiece with an energy beam emitted from an energy beam source through a shield having a predetermined pattern, and processes the workpiece. Irradiation with an energy beam while moving at least one of the workpiece and the workpiece relative to the other to control the beam irradiation time of the workpiece on the workpiece surface, thereby forming irregularities on the surface. The irradiation area of the energy beam is larger than the area of the shielding object forming the unevenness, and the unevenness is formed by movement of the edge of the shielding object.thingIt is. By continuously performing the relative movement, not only a simple uneven surface but also a complicated uneven surface having an inclined surface or a curved surface is processed using a simple process and apparatus.
[0013]
Also bookinventionPreferred embodiment ofIs a processing method using an energy beam that irradiates a workpiece with an energy beam emitted from an energy beam source through a shield having a predetermined pattern, and processes the workpiece. Irradiation with an energy beam while moving at least one of the workpiece and the workpiece relative to the other to control the beam irradiation time of the workpiece on the workpiece surface, thereby forming irregularities on the surface. The shielding object comprises a plurality of separate masks, and the unevenness is formed by combining the plurality of masks.thingIt is.
hereOne of the plurality of shielding objects is a moving mask, and the other is a fixed mask.May be.
[0014]
For example, when the shielding object is moved in a certain direction with respect to the workpiece while irradiating the beam, unevenness having an inclination corresponding to a change in the moving speed is formed along the moving direction. Therefore, complicated three-dimensional unevenness can be formed by a simple-shaped shield. Such a movement speed pattern is stored in a computer in the same manner as a conventional numerical control machine, so that an accurate and automated processing operation is performed.
[0015]
AlsoBoth of the plurality of shielding objects are moving masksYou may do.
Also bookinventionPreferred embodiment ofIs a processing method using an energy beam that irradiates a workpiece with an energy beam emitted from an energy beam source through a shield having a predetermined pattern, and processes the workpiece. A hole-shaped opening is provided, and the energy beam is irradiated after the shield and the workpiece are relatively moved to form a plurality of irregularities on the surface of the workpiece.thingIt is.
here, Continuously performing at least one relative movement of the energy beam source, the shield, and the workpiece to make the unevenness a smooth curved surface or a slope.Can also.
[0016]
AlsoThe irregularities are formed along a specific direction in which the shield moves.You may do.
AlsoThe above movement is a translational movement with respect to the direction crossing the beam.You may do.
[0017]
Also, The above movement is rotational movement with respect to the direction intersecting the beamMay be. In addition to the above movement, the workpiece may be rotated.
AlsoThe relative movement changes the angle of the energy beam relative to the workpiece.You may do.
AlsoThe relative movement is effected by a rotational movement of at least one of an energy beam source, a shield and a workpiece.You may do.
[0018]
Also, Control the beam dose by using the opening area distribution of the pattern formed on the shieldYou may do.
Moreover, you may make it the opening part area of the pattern of a shield distribute in the moving direction width direction. If the pattern of the shielding object is made different in the direction in which the opening area intersects the moving direction, the dose distribution is made in the width direction of movement, and irregularities are formed. By using a combination of the irradiation dose distribution in the width direction by this pattern and the irradiation dose distribution in the moving direction due to the speed change, a more complicated uneven pattern is formed.
[0019]
AlsoSelect a material for the shield that has a different reactivity from the workpieceYou may do it.Thereby, only the workpiece is reacted selectively so that the shape of the shielding object is maintained, the life of the shielding object is extended, and contamination due to the shielding object is prevented. Only the surface of the shield may be covered with such a material.
[0020]
Moreover, the dimension of the minimum part shape of the shield may be 0.1 nm to 10 nm, 10 nm to 100 nm, or 100 nm to 10 μm.
AlsoThe shield has a plurality of repeating patterns of the same shapeYou may do. As a result, a plurality of patterns are formed at the same time, the flexibility of design of the pattern to be processed and the degree of freedom of production are increased, and a more efficient ultrafine processing pattern is realized.
[0021]
Also bookinventionPreferred embodiment ofIncludes an energy beam source, a workpiece support placed at an irradiation position of the energy beam emitted from the energy beam source, a shield having a predetermined opening pattern, and the energy beam source, the shield and the workpiece. And a relative movement mechanism for forming irregularities on the surface of the workpiece by moving at least one of the objects relative to the other, and the relative movement mechanism controls the movement speed for forming the irregularities. It is possible tothingIt is.
hereThe relative movement mechanism can continuously move at least one of the energy beam source, the shielding object, and the workpiece relative to others to form the unevenness on a smooth curved surface or slope. It is characterized by becomingthingIt is.
[0022]
AlsoThe relative movement mechanism includes a movement mechanism that relatively moves at least one of the energy beam source, the shielding object, and the workpiece in a direction perpendicular to the beam flow with respect to the other person.You may do.
AlsoThe relative movement mechanism includes a movement mechanism that relatively moves at least one of the energy beam source, the shielding object, and the workpiece in a direction along the beam flow with respect to the other person.You may do. The positional relationship between the workpiece and the energy beam is arbitrarily controlled by the coarse movement and fine movement mechanisms.
[0023]
AlsoThe relative movement mechanism includes a movement mechanism that translates at least one of the energy beam source, the shield, and the workpiece.You may do.
AlsoThe relative movement mechanism includes a movement mechanism for rotating at least one of the energy beam source, the shielding object, and the workpiece.You may do.
AlsoThe shield is coated to reduce the reactivity to the energy beam.You may do.
[0024]
AlsoA plurality of identical patterns are repeatedly formed on the shield.You may do.
In addition, the moving mechanism may have a coarse movement and a fine movement mechanism.
AlsoThe fine movement mechanism includes a piezoelectric element driving mechanism, a magnetostrictive element driving mechanism, a thermal deformation element driving mechanism, or a combination of these and a lever mechanism.TheuseMay do. A piezoelectric element drive mechanism, a magnetostrictive element drive mechanism, a thermal deformation element drive mechanism, or a combination of these lever mechanisms is used, and a mechanism suitable for each purpose and condition is selected and exhibits its performance. To do.
[0025]
Also, Non-metallic materials such as carbon fiber, glass, quartz fiber, and polyethylene, and metals such as tungsten, SUS, and platinum should be used for the shield.Is preferred. Thereby, the material used for manufacture for a shield is selected according to the energy beam to be used, the size of a required pattern, and the like. Materials include glass, quartz, carbon fiber, tungsten, SUS, platinum, silver, aluminum and other metal wires and needles, Ni pattern by electroforming, metal pattern by wet etching, metal by beam processing, and Si / SiO 2 There are semiconductor materials such as GaAs, insulating materials such as ceramics, resins, and plastics, patterns of composites and gradient materials, heat shrink patterns such as polyethylene and vinyl, and shields that use dispersion and adhesion of ultrafine particles.
[0026]
AlsoThe shield is a fine wire or fine particleMay be used. These shields can be manufactured by a simple manufacturing method and exhibit the required performance. These shields usually have a size of about 1 μm except for ultrafine particles, and in order to form a fine pattern, treatment using electropolishing, surface dissolution with a solution, heat shrinkage effect, etc. And used as a shield of an arbitrary ultra-fine dimension pattern.
AlsoThe mask is a pattern mask manufactured by electroforming.May be used.
[0027]
Also, Use one of high-speed atomic beam, ion beam, electron beam, laser, radiation, X-ray, atomic beam, molecular beam, or some combination of these as the energy beam sourceCan.
[0028]
By using an energy beam with good straightness and directivity by pre-processing, processing proceeds selectively and ultrafine processing according to the pattern of control of the position and moving speed of the shielding object becomes possible. . By using an energy beam with good directivity in this way, the beam reaches a narrow processing place, and processing that is extremely fine and has a high aspect ratio, which is difficult in the plasma process, can be performed.
[0029]
Fast atomic beam is a neutral energetic particle beam, and it is a beam with excellent directivity, so it can be applied to any material, and when creating ultrafine patterns, it can be applied to ultrafine holes and gaps. Since the beam can reach without difficulty, it is possible to produce a machined bottom surface or a vertical machined wall with very high precision and good flatness.
[0030]
The ion beam is effective when processing a conductive material such as metal. In processing using an electron beam, the electron beam itself may be a beam emitted in a shower form or a single beam with a small beam diameter. In both cases, a reactive gas is introduced to the workpiece. It has a mechanism that the reactive gas is excited when irradiated with an electron beam and the surface processing proceeds, and the electron beam irradiation controllability is excellent.
Lasers, radiation, and X-rays differ in energy and wavelength and have different interaction effects with the surface. However, when performing ultrafine processing, surface desorption processing is performed only by laser, radiation, and X-ray irradiation. Using reactive gas, the gas particles adsorbed on the surface are irradiated with laser, radiation or Xline, And surface desorption processing is performed by the surface adsorbed gas particles excited thereby.
[0031]
The use of laser, radiation, and X-rays is efficient because there are differences in the dimensions of the processing pattern, the processing surface, and the absorption excitation effect of the reactive gas particles. When the dimension becomes an ultrafine pattern, for example, since it becomes difficult to process a pattern shape smaller than the wavelength of the laser, X-rays or radiation having a shorter wavelength are used. Also, atoms and molecular beams are low energy particle beams, and soft processing is achieved with low damage on the processing surface. Thus, a suitable energy beam source is selected and used according to the processing purpose.
Also, Energy beamTheConvergent beamIt is good.Since the beam pattern in which the shielding object or the pattern of the shielding object is irradiated onto the surface of the workpiece is reduced and projected, processing with a dimension smaller than the dimension of the shielding object or the pattern of the shielding object itself becomes possible. In order to control the reduction ratio, the beam convergence angle and the distance between the workpiece and the shield are controlled. By such a method, it becomes possible to process a reduced pattern having a reduction ratio of a fraction of 1 to tens of thousands.
[0032]
This method is particularly suitable when it is difficult to realize a pattern size required for processing, for example, when the pattern size of the shielding object or the shielding object is difficult to realize, for example, a processing line width of 0.1 nm, but a bar-shaped shielding of 10 nm. When there is only an object, it is used to perform a finer pattern processing than the existing shielding object.
[0033]
Also, the above bookinventionBy the lightAnd / or quantum effect lensesCan be madeThe Thereby, it becomes possible to manufacture a minute optical lens or the like in which the shape of the workpiece and the curved surface in the local area of the workpiece are manufactured. With lenses that have wavelength selectivity and energy selectivity depending on the size of the lens, the lens effect is lost at wavelengths longer than the lens size, and the lens effect occurs only with light and lasers with short wavelengths. It is possible to produce an optical lens that brings about no effect.
[0034]
Also, if the material exhibits a quantum effect, light or laser is incident on the ultrafine waveguide or lens-shaped element to change the ultrafine shape of the waveguide, change the lens shape, or By applying a magnetic field, a lens effect accompanied by a quantum effect and a phenomenon accompanied by a wavelength shift effect are generated. As the lens shape, for example, an ultrafine protrusion is formed at the tip of the lens, and a quantum effect such as a wavelength shift occurs when light reaches the ultrafine protrusion. Conventionally, for example, in such a curved surface, it was impossible to produce an ultra-fine projection structure at the tip, but the present invention makes it possible to realize the effect element as described above. Become.
[0035]
【Example】
FIG. 1 shows an embodiment of a processing apparatus according to the present invention, which includes an energy beam source 1 for generating a parallel energy beam B and a support for supporting a workpiece 2 at a position facing the energy beam source 1. A device 3 and a gripping device 5 for gripping the shield 4 at a position between the energy beam source 1 and the workpiece 2 are provided. The support device 3 is provided with a workpiece moving device 6 for finely or coarsely moving the workpiece 2, and the gripping device 5 is provided with a shield moving device 7 for finely or coarsely moving the shield 4. .
[0036]
The workpiece moving device 6 is a rotational / translational moving stage, which includes a three-axis translational movement mechanism 8, 9, 10 in the X, Y, and Z directions and a rotational movement mechanism 11 around the Z axis. It is used by being stacked one after another. The shielding object moving device 7 includes a translational triaxial movement mechanism 12, 13, 14 in the X, Y, and Z directions, and a biaxial axis used to adjust the parallelism between the surface of the workpiece 2 and the shielding object 4. A parallelism adjusting mechanism 15 is provided.
[0037]
As shown in FIG. 2, an ultra-precise movement mechanism 17 using a piezoelectric element 16 is installed in the shield installation portion. Here, the piezoelectric element 16 and a reduction or enlargement movement mechanism are used to translate it. The movement speed of the fine movement in can be controlled on the order of 0.1 nm to 50 nm. An example of an ultra-precision fine movement moving mechanism 17 using this piezoelectric element 16 is shown in FIGS. As the direction of fine movement using the piezoelectric element, one having 1 to 3 axes is used, but FIG. 3 shows an example in the case of 1 axis and FIG. 4 shows an example in the case of 2 axes.
[0038]
FIG. 5 is an apparatus similar to FIG. 1 except for a support device 6 that supports the workpiece 2. That is, it includes a three-axis translation mechanism 8, 9, 10 and a horizontal rotation mechanism 18 around one axis, and rotation of the workpiece 2 around an axis perpendicular to or oblique to the axis of the beam B. Is possible. The gripping device 7 for the shielding object 4 is the same as that shown in FIG. 1, and the fine movement mechanism using the piezoelectric element is the same in that it may be one to three axes. In addition to driving the piezoelectric element, a fine movement mechanism using a magnetostriction effect or a fluctuation effect is also used, and a movement distance control mechanism using a lever action is used according to the required movement distance.
[0039]
By installing the shielding object 4 or the workpiece 2 or both of them in the coarse movement / fine movement moving mechanism and controlling the translation movement of the shielding object or the rotational movement of the workpiece by the apparatus as described above, An ultra-fine structure as specifically shown in FIG.
[0040]
Here, a parallel plate type high-speed atomic beam source is used as the energy beam source 1, and an object in which a fine wire 20 such as a fiber or tungsten is bonded to the central portion of the square hole pattern of the Ni electroformed mask 19 as the shielding object 4. Used. For bonding, local radical beam film formation or sputter film formation is used. In the figure, an ultra fine wire is bonded to the lower surface of the electroformed mask 19, but it may be used on the upper surface. Moreover, although this thin wire | line 20 is formed in the cross-sectional circle shape, it is good also as arbitrary cross-sectional shapes according to the convenience of the manufacture.
[0041]
In this example, since a high-speed atomic beam is used, the material of the workpiece 2 can be any material such as metal, semiconductor, insulator, and inclined material. It is preferable to select an atom that forms an atomic beam that is highly reactive to the workpiece 2 and low in reactivity to the shield 4. Moreover, it is preferable to select the material of the shielding object 4 with respect to the workpiece 2 so that the reactivity is different. In the energy beam source 1, such a gas is introduced to generate a fast atomic beam. In order to reduce the gas reactivity of the shield 4, it is also effective to perform a thin film coating of gold or silver on the shield 4.
[0042]
Here, when the X stage 12 of the shielding object moving device 7 is driven while irradiating a beam from the high-speed atomic beam source 1 to finely move the shielding object 4 or the workpiece 2 in the x direction, each part of the surface to be processed The beam irradiation time at is controlled by the movement trajectory and movement speed of the shield 4. The irradiated portion is etched according to the irradiation time, and the portion covered with the shielding object remains as a convex portion without being irradiated for that time.
[0043]
FIG. 6 shows a case where a groove having a width w is formed on the workpiece W so that the cross section has a curved surface represented by an arbitrary function y = f (x). This is performed using a parallel energy beam, a fixed mask 41 having a slit 41a having a width w, and a moving mask 42 having an edge 42a parallel to the slit. That is, in a state where the energy beam is irradiated, the moving mask 42 is moved in a direction (x direction) orthogonal to the edge, and the energy beam is sequentially shielded.
[0044]
In this case, since the amount of processing by the beam is proportional to the irradiation time, y = at. That is, at the time at, the tip of the moving mask only needs to be at the position f (x). Therefore, at = f (x), and the inverse function of f (x) is expressed as fi  Then x = fiThe movement mask 42 may be moved so as to be (at). Further, if the surface is not smooth when trying to obtain a large processing amount in one process, the same process may be repeated a plurality of times. In this case, the same x = fiIf it moves so as to ride the curve of (at), it may move from the opposite direction, that is, it may move back and forth.
[0045]
FIG. 7 shows a case where the cross section is a straight line, that is, expressed as f (x) = bx. In this case, x = (a / b) t, and the groove 21 having the inclined surface 21a is formed by moving or reciprocating the moving mask 42 at a constant speed. Further, if this operation is performed with the edge 42a of the moving mask 42 turned in the opposite direction and shifted in position, the V-shaped groove 22 as shown in FIG. 8 or the inverted V-shaped protrusion as shown in FIG. Articles 23 can be formed. In order to create a V-shaped groove in a shorter process, the two moving masks 42 may be moved or reciprocated in synchronization from the left and right as shown in FIG.
[0046]
In the above embodiment, one or a set of moving masks 42 is provided. However, as shown in FIG. 11, two or more moving masks 42 may be provided. The illustrated example is a structure that moves in directions orthogonal to each other, but the direction of movement of the moving mask 42 at each stage is arbitrary.
[0047]
As a method for forming the V-shaped groove 22 more simply, there is a method as shown in FIG. This reciprocates the moving mask 43 having the slit 43a having a half width of the groove in the width direction by the width of the slit 43a. In this case, since no fixed mask is required, the apparatus and the process are greatly simplified as compared with the case of FIG. The speed changes when the moving mask 43 is reversed, but since the processing speed is usually slow, it does not affect the shape.
[0048]
Further, in this method, in order to form unevenness in two directions corresponding to FIG. 11, the mask and the workpiece are moved in two directions, respectively, as shown in FIG. Thereby, a recess having a shape in which two grooves intersect is formed. In this case, the same processing can be performed only by giving a rotational (scrolling) motion along an ellipse or a circle to one of the shield 44 and the workpiece W as a vector sum of their relative motion.
[0049]
Further, in order to form the grooves 24 and the protrusions 25 having flat surfaces at the bottom and the top, the slit width w 'may be made larger than the movement pitch w as shown in FIG. Although the case where the slope is formed is shown here, it can be easily understood that the groove 26 having the curved surface 26a can be formed by controlling the speed as shown in FIG.
[0050]
When forming the protrusions protruding from the other portions, the planes on both sides of the protrusions 23 in FIG. 9 are cut. However, as shown in FIG. By moving or reciprocating, the protrusion 27 protruding from the plane can be formed in one step. Similarly to the case of FIG. 15, by controlling the speed of the moving mask 46, the ridge 28 having the curved surface 28 a can be formed as shown in FIG. 17.
[0051]
FIG. 18 shows an example using a shield 47 having a specific pattern shape. As shown in FIG. 5A, the pattern shape in this example is different in three stages in width. This shield is produced by electroforming. In other words, it is produced by forming a photoresist pattern on a flat glass surface by photolithography technology, electroforming nickel on the surface, then dissolving the photoresist with a solution and peeling off the nickel pattern film. ing.
[0052]
Thereby, a foil-like shield 47 made of nickel material having a thickness of 1 to 10 μm was formed, and a pattern having a minimum width dimension of 1 to 5 μm was formed thereon. As another example of the foil-like shield, a semiconductor thin film such as Si / GaAs using a sacrificial layer can be used. For the production of the photoresist film pattern, an electron beam drawing method or a photomask by electron beam drawing is used, and since both can control the electron beam drawing shape, an arbitrary pattern shape can be realized.
[0053]
Pattern-shaped shields having different widths are used in three stages of pattern widths of a: 1 μm, b: 10 μm, and c: 20 μm. As shown in FIG. 5B, the pattern-shaped shielding object has a movement width of 10 μm and is made the same as the pattern width b. As a result, the beam irradiation distribution changes at each of the positions a, b, and c having different widths of the pattern shape. Therefore, as shown in FIG. , 28c can be manufactured at the same time.
[0054]
As described above, according to the processing method of the present invention that controls the relative motion between the pattern shape shield and the workpiece, a micro three-dimensional structure can be manufactured, and a structure with a different processing amount according to the pattern shape can be manufactured. You can do it at once. Such processing is used in a micro electric circuit or a micro optical circuit.
[0055]
FIG. 19 and subsequent figures show still another embodiment of the present invention, in which the shield and the workpiece W are relatively moved in two directions. The two directions are typically orthogonal directions. The movement in the first direction forms unevenness along the same movement direction as described above, and the movement in the second direction is for forming such uneven cross-sectional shape in a wider range. Basically, scanning is performed in the second direction at a specific position in the first direction, and this process is sequentially shifted in the first direction and repeated.
[0056]
FIG. 19 shows a process of sharpening the end of the cylindrical workpiece W. The axis of the workpiece W is arranged perpendicular to the beam, and the plate-shaped shielding object 48 and the workpiece W are arranged. While performing relative movement in the axial direction, the workpiece W is rotated around the axis. In this case, if rotation is performed at high speed with respect to movement in the axial direction, a substantially rotationally symmetric conical surface 29 is created.
[0057]
20 to 22 show a process of forming a circumferential groove 30 having a predetermined cross-sectional shape on the surface of a disk or the like, and applies the method of FIG. That is, the disk-shaped workpiece W is supported so as to be rotatable about the axis, and the shield 49 having the hole-shaped opening 49a is reciprocated in the direction of one diameter of the workpiece by the width of the opening 49a. Move. By changing the speed pattern of the reciprocating movement and the shape of the opening 49a, the curved surface groove 30 (FIG. 20), the V-shaped groove 31 (FIG. 21), and the like can be obtained. Further, the depth of the grooves 30 and 31 can be changed by adjusting the rotation speed and the like (FIGS. 21 and 22).
[0058]
23 and the following are examples in which a more complicated relative movement is performed between the shield 49 and the workpiece W. FIG. The example of FIG. 23 is an application of the method of FIG. 13, that is, a plurality of smaller convex portions 30 are formed on a spherical surface formed at the tip of a cylindrical workpiece W. In this case, the shield 49 having the hole-shaped opening 49a is reciprocated in the axial direction, and the workpiece W is swung around the axis by the same width to form the recess between the projections 30. To do. By repeating this process sequentially, a large number of convex portions 30 as shown in the figure are formed.
[0059]
FIG. 24 shows a rotating motion of the shielding object 50 composed of the thin line 50a and the frame 50b, whereby a projection 31 having a flat top and a gentle slope as shown in FIG. 25 is formed. In contrast, in the mask with slits, the recesses are formed as described in FIG.
[0060]
FIG. 26 to FIG. 32 show an embodiment in which the unevenness of various patterns is formed by changing the direction of the energy beam incident on the workpiece through the shield and adding a relative motion as appropriate.
FIG. 26 shows the same apparatus configuration as that of FIG. 24, and performs the rotational movement with the substrate W inclined at an angle θ. As a result, an ellipse or a circular protrusion 32 such as a three-dimensional ultrafine lens-like structure can be obtained. A recess with the opposite shape is created.
[0061]
In FIG. 27, a shielding object having a circular hole 51a and a workpiece W are installed, and the beam incident direction is changed by swinging the beam source. Then, as shown in (a) or (b), it is possible to form an indented recess 32 having an inclined side surface 32a. At this time, by appropriately controlling the rotation speed at the time of swinging, the bottom surface can be made the flat surface 32b or the concave surface 32c as shown in FIG. FIG. 28 uses a shielding object 52 having a pattern of slit holes 52a, whereby a dovetail groove 33 whose side surface 32 is inclined is formed. Using this workpiece W, a fine rail-slider structure can be created.
[0062]
FIG. 29 shows an example in which the beam B performs a sawtooth circular motion around the axis of the circular hole 51 a of the shield 51. When such processing is performed, an annular groove 34 having side walls having the same inclination on the inner side and the outer side is formed as shown in FIG.
FIG. 30 shows an example in which a shield 53 having a square hole 53a is used. When the beam B is swung in two directions and the movement speed is controlled, a cross groove 35 having a flat processing bottom surface is formed. .
[0063]
FIG. 31 and FIG. 32 show a case where the shielding objects 53 and 54 having a plurality of fine holes are used, the beam is shaken in multiple directions, or a sawtooth circular motion is performed. A multi-directional three-dimensional fine hole 36 or groove 37 is processed until the formed hole penetrates the workpiece W or partway.
[0064]
When a periodic fine structure as shown in FIG. 32 is formed on a sample such as GaAs, an element having a photonic bandgap structure capable of passing only light of a single wavelength can be manufactured. Or as an energy filter element. When such a structure is used for a semiconductor laser, a laser element having a single wavelength, a single mode, and a quantum efficiency of 100% can be manufactured.
[0065]
As in these examples, the relative position of the work piece W and the shielding object 4 can be moved, so that the degree of freedom, flexibility, and controllability of design / production in ultra-fine machining are significantly improved. Thus, it becomes possible to perform three-dimensional processing and curved surface processing in an ultra-fine processing region that was impossible. This control is generally performed by setting a pattern of the shielding objects 4... For the shape that needs to be formed on the workpiece W and determining a movement and speed pattern. When there is a restriction on the shape obtained with one shielding pattern, another pattern may be used for repeated processing, or another processing method may be used in combination. Further, the processing may be performed by changing the beam irradiation direction itself.
[0066]
So far, the embodiment has been described on the premise that the energy beam is a parallel beam. However, in FIGS. 33 to 35, the embodiment in the case of performing ultrafine processing using the energy beam B having convergence is described. Indicates. In FIG. 33, the projection 38 having a smooth curved surface is formed by moving the thin wire 50a in the direction along the beam B, that is, in the Z direction. A normal energy beam is not completely maintained in parallelism and has a certain scattering angle. Therefore, if the distance between the shield 50a and the workpiece W is increased, a continuous energy beam dose distribution can be obtained. We are using.
[0067]
FIGS. 34 and 35 use an intentionally focused energy beam, which is very effective when the shield or the pattern of the shield does not satisfy the required micro dimensions. By using the convergent beam, the pattern of the shielding object is reduced and projected onto the surface of the workpiece W. Therefore, the shape of the shield is reduced and transferred, and ultrafine processing can be executed. By controlling the distance between the surface of the workpiece W and the shielding object, the projection reduction rate of the shielding object pattern can be controlled.
[0068]
FIG. 34 shows an example in which ultrafine processing is performed by controlling the relative positional relationship between the shield 50a and the workpiece W using a convergent energy beam. In this example, the relative position movement of one thin line shield 50a and the workpiece W is controlled. For example, when the translational movement in the x direction is performed, a stationary time is created at two locations, and the surface of the workpiece W is moved. Control the amount of beam to irradiate. As a result, two fine protrusions 39 each having a smooth curved surface and a flat upper surface are reduced and formed. At this time, if the distance between the shield 50a and the workpiece W is controlled in the z direction at the same time, the reduction rate can be controlled at the same time, and processing of the same dimension or processing of different dimensions can be performed at two locations.
[0069]
In FIG. 35, a shield 54 having a structure in which needle portions 54b extend in four directions on a spherical object 54a is used. At this time, the center of the spherical object 54a and the center of rotation of the workpiece W are on the central axis in the beam flight direction. When energy beam processing is performed under such conditions, the projection of the spherical object 54a is performed and the projection 40 is formed. Since the needle portion 54b is rotated, the irradiation amount of the energy beam is uniform on the surface of the workpiece, and finally, reduction projection processing of only the spherical object shape is performed. At this time, if the stationary time state is periodically formed by controlling the rotational motion of the workpiece W, the reduced portion of the needle portion 54b is formed.
[0070]
Next, some examples of the structure and manufacturing method of the minute shield will be described. As described above, the method of the present invention performs ultrafine pattern processing, and the shielding object also requires an ultrafine and highly accurate structure.
[0071]
FIG. 36 shows an example of a process for refining a pattern. As shown in FIG. 36A, a somewhat small pattern structure 121 prepared in advance by electrolytic polishing or electroforming is accommodated in a sealed chamber 122. After the inside is evacuated to a vacuum, a gas G having reactivity with respect to the structure 121 is introduced. As a result, the atoms and molecules near the surface are desorbed by the reaction between the surface of the structure and the gas particles, and isotropically processed, and the size of the structure gradually decreases.
[0072]
At this time, in order to control the chemical reactivity, the reactive state is controlled by irradiating light from the lamp 123 or the temperature of the structure 121 is controlled to control the reactivity. When controlling the temperature of the structure 121, a heater 124 may be used in addition to the lamp 123. As described above, the method of supplying the reactive gas to the surface and gradually performing the isotropic processing can reduce the order of 0.1 nm to 10 nm by controlling the processing amount with time. . This is difficult due to the high processing speed of other methods, for example, a method of immersing the shield in the reaction solution.
[0073]
FIG. 36B shows an example of manufacturing the shielding object 154 having the rod-shaped pattern portion 126 having the base portion 125. This is produced by combining a portion (pattern portion 126) used as a shielding object pattern and a moderately sized portion (base portion 125) for handling, and can be handled easily during and after the production. . The base 125 may be a square member of about 1 mm.
[0074]
The fine rod-shaped shield prototype 150a miniaturized to a diameter of 50 nm to 100 nm by electrolytic polishing or the like becomes an ultrafine rod-shaped pattern having a diameter of 0.1 nm to 10 nm as shown in FIG. For example, when the material of the minute pattern is GaAs or Si, chlorine or fluorine-based reactive gas is used, and when tungsten is used, fluorine-based reactive gas is used. Further, instead of introducing the reactive gas, it is also possible to introduce reactive radical particles. When reactive radical particles are used, isotropic processing is performed faster than when reactive gas particles are used, which is effective when there is a large amount of processing when the shield is miniaturized.
[0075]
FIG. 37 shows an example in which a material produced by electroforming using Ni or the like as a material is processed by the method of FIG. In the case of the Ni shield 157a, chlorine-based gas is used as the reactive gas or reactive radical. Further, the temperature of the shielding object 157a is controlled from 500 ° K to 1000 ° K by heating the heater 124 and the lamp 123. As a whole, miniaturization is performed about 1 μm to 10 μm.
[0076]
FIG. 38 and FIG. 39 show another method for manufacturing a shield having a rod-like pattern, which includes a frame part A, a central part B, and an axis C so that the axis C can be attached to the rotating body with high accuracy. The jig 131 is used. A hole is opened in the frame portion A, and a wire rod 132a having a line width of about 1 μm, such as a carbon wire or quartz fiber, is wound around the portion at an equal interval of, for example, 5 μm. In order to wind at an equal interval pitch, a rotating body is attached to an NC lathe or the like, and translated at the same time as the rotation to control the pitch. Thereafter, the wire 132a is bonded to the periphery of the A part, and the A part and the C part are separated to obtain a shield prototype 158a as shown in FIG.
[0077]
Next, the shield prototype 158a produced in this manner is subjected to the temperature or reactivity of the shield in the vacuum vessel 122 into which reactive gas or reactive radical particles have been introduced, using the apparatus of FIG. By controlling the degree of excitation and activity of the gas or reactive radical particles, the surface desorption reaction of the shield is performed, and the wire 132a having a diameter of 1 μm is miniaturized into a pattern portion 132 having a diameter of 0.1 nm to 100 nm. .
[0078]
FIG. 40 shows an example in which a thin portion 84 is formed in a part of the flat shield 83 and a pattern opening 85 is formed in the thin portion 84. In the case of such a thin portion 84, in the case of aluminum or stainless steel, a protective film such as a photoresist film is formed in a pattern in addition to the portion to be thinned, immersed in a chemical reaction solution, wet etched, and the thin portion 84 The thickness is 10 μm. In the case of Si, the wet etching can be performed, but the thin portion 84 can be processed by irradiation with energetic particles such as high-speed atomic beam processing or plasma process.
[0079]
A photoresist film pattern by lithography is further formed on the thin portion 84 produced in this way, and a pattern or pattern hole of 10 μm or less is produced using wet etching, a plasma process, or high-speed atomic beam processing. In this example, a 500 μm × 500 μm region was processed into a thin portion 84 on a 10 mm × 10 mm plate-like structure 83, and then a micro slit array having a plurality of slit widths of 5 μm and a pitch of 5 μm was formed as the fine pattern holes 85.
[0080]
Thus, by making a part a thin part, it is possible to produce a shield that can be easily handled with a certain rigidity and that can prevent beam scattering at the edge of the pattern.
[0081]
In FIG. 41, the pattern 87 of the shield 86 is formed so as to become thinner toward the edge 88 thereof. Thereby, since the edge 88 of the pattern is sharp, scattering at this portion is suppressed, and a clear transfer process can be performed.
[0082]
FIG. 42 is an example of a foil-like shield. Here, electroforming is used. That is, a photoresist pattern is formed on a flat glass surface by photolithography, and nickel is electroformed thereon. Then, the photoresist is dissolved with a solution, and the nickel pattern film 89 is peeled off. Thereby, a foil-like shield made of nickel having a thickness of 1 to 10 μm was formed, and a pattern having a minimum width dimension of 1 to 5 μm was formed thereon. In addition to the above, a thin semiconductor material such as Si / GaAs is also used as the thin film.
[0083]
With such an ultra-thin shield, even when a pattern shape of several tens of μm or less is formed, it is possible to prevent the beam directivity from being deteriorated due to scattering by the side wall of the beam.
[0084]
The above foil-like shield can be used as shown in FIG. That is, as shown in FIG.2When the workpiece W having the ridge 90 having a curved cross section formed on the surface of the material plate is processed to form a hole or groove 91 in the surface of the ridge 90, (b) As shown in Fig. 2, a foil-like shielding object is bonded to a fixture (not shown) shaped along the ridge 90, and the distance between the lower surface of the shielding object and the surface of the workpiece is set to be constant at 100 µm or less. And irradiate the beam.
[0085]
In this example, a plurality of circular holes 92 having different sizes are formed as the pattern of the shielding object. If the beam is irradiated in a stationary state, holes having different diameters can be formed on the curved surface. In this case, the diameter of the circular hole 92 is 5 μm, 10 μm, and 15 μm. Further, by moving the workpiece W in a certain direction, a micro-groove structure can be produced in the moving region.
[0086]
Up to now, a method for producing an ultra-fine workpiece has been shown. By using this method, a material of the workpiece is a group 3-5 semiconductor such as GaAs / AlGaAs / InGaAs or a Si-based semiconductor. A quantum effect element that produces an effect can be manufactured.
[0087]
Furthermore, according to the method of the present invention, since a smooth curved surface can be processed, a minute optical lens can be manufactured. FIG. 44 shows an example in which a minute optical lens structure is produced and an optical lens 70 in the order of the wavelength of light is produced. When this lens 70 is used, light having a wavelength longer than the lens diameter at the same time as the conventional optical lens action is scattered because the conventional lens action is not performed. realizable. For example, when the lens diameter is about 500 nm, red light having a long wavelength is scattered, and blue light having a short wavelength is subjected to the lens effect and collected. Further, by utilizing such an effect, it can be used as a diffraction element for laser light, as a wavelength selecting device or an energy filter.
[0088]
In FIG. 45, when a projection 72 having an ultrafine structure is formed on the surface of the optical lens 71 and a quantum effect occurs in the projection 72, the light generated by the wavelength of the light L incident on the lens 71 and the quantum effect. In this state, when the incident light reaches the protrusions 72 on the surface of the lens 71, the induced radiation is emitted, and the light intensity is increased at the same time as the light is condensed.
[0089]
FIG. 46 shows an example in which a large number of ultra-small lens shapes 74 are formed on a flat plate 73, and the incident light / laser is uniformly dispersed, and then is used as a homogenizer 76 that is converted again into parallel light / laser by the lens 75. . Since a larger number of minute lenses can be arranged than in the prior art, the beam intensity uniformity performance is significantly improved.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the degree of freedom in pattern production is high, and the curved surface and slope of an arbitrary pattern can be processed freely and with high accuracy, so that the quantum effect that has been difficult to manufacture so far can be obtained. The laser, light emitting element, and optical lens element used can be manufactured. And since an apparatus and a process are simple structures, an apparatus cost and manufacturing cost can be reduced significantly. Further, since processing can be performed without being constrained by the surface shape of the workpiece, and processing that adversely affects the surface after processing is not necessary, a highly practical processing means can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a processing apparatus using an energy beam according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an ultrafine movement mechanism.
FIG. 3 is a perspective view showing the ultrafine movement mechanism in more detail.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of another ultrafine movement mechanism.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an overall configuration of a processing apparatus using an energy beam according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing an embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 13 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 14 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 15 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 16 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 17 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 18 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 19 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 20 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 21 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 22 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 23 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 24 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 25 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 26 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 27 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 28 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 29 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 30 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 31 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 32 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 33 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 34 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 35 is a schematic view showing another embodiment of the processing method of the present invention.
FIG. 36 is a diagram showing a configuration and a manufacturing method of a shielding object used in the processing method of the present invention.
FIG. 37 is a view showing a structure and a manufacturing method of a shield according to another embodiment used in the processing method of the present invention.
FIG. 38 is a diagram showing a structure and a manufacturing method of another shielding object used in the processing method of the present invention.
FIG. 39 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 38.
FIG. 40 is a diagram showing a configuration of another shielding object used in the processing method of the present invention.
FIG. 41 is a diagram showing a configuration of another shielding object used in the processing method of the present invention.
FIG. 42 is a diagram showing a configuration of another shielding object used in the processing method of the present invention.
FIG. 43 is a diagram showing the configuration and usage of another shield used in the processing method of the present invention.
FIG. 44 is a diagram showing an example of a lens formed by the processing method of the present invention.
FIG. 45 is a diagram showing another example of a lens formed by the processing method of the present invention.
FIG. 46 is a diagram showing still another example of a lens formed by the processing method of the present invention.
FIG. 47 is a diagram showing a conventional processing method using a beam.
[Explanation of symbols]
1 Energy beam source
2 Workpiece
3 Support device
4,41-54,83,86,89,155,157,158 Shield
5 Gripping device
6 Workpiece moving device
7 Shield moving device
8,9 Translation stage
11 Rotating stage
12, 13, 14 Translation stage
17 Fine movement mechanism
18 Rotating support device
21, 22, 24, 26, 37 grooves
23, 25, 27, 28, 39
26a curve
29 Conical surface
30 Convex
31, 38, 40, 73 protrusion
32 recess
32a side
33 Ant groove
34 Annular groove
35 Cross groove
36 holes
71,72 lens

Claims (10)

エネルギービーム源より放射された高速原子線を所定のパターンを持つ遮蔽物を介して曲面を有する被加工物に照射し、該被加工物の曲面の表面を加工するエネルギービームによる加工方法であって、
前記遮蔽物には穴状の開口部を備え、該開口部の寸法が、0.1nmから10μmであり、前記遮蔽物と被加工物の曲面の表面とを相対的に移動した後に前記高速原子線を照射し、前記被加工物の曲面の表面に複数の微細な凹凸を形成することを特徴とするエネルギービームによる加工方法。
A processing method using an energy beam for irradiating a workpiece having a curved surface with a fast atomic beam emitted from an energy beam source through a shield having a predetermined pattern and processing the curved surface of the workpiece. ,
The shield is provided with a hole-shaped opening, and the size of the opening is 0.1 nm to 10 μm, and the fast atom is moved after relatively moving between the shield and the curved surface of the workpiece. A processing method using an energy beam, wherein a plurality of fine irregularities are formed on a curved surface of the workpiece by irradiating a line .
上記エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つの相対移動を連続的に行って、上記凹凸を滑らかな曲面又は斜面と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ムによる加工方法。2. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein at least one relative movement of the energy beam source, the shielding object, and the workpiece is continuously performed to make the unevenness a smooth curved surface or a slope. . 遮蔽物が移動する特定方向に沿って、上記凹凸が形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のエネルギービームによる加工方法。The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein the unevenness is formed along a specific direction in which the shield moves. 上記移動は、ビームに交差する方向に対する並進移動であ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加工方法。4. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein the movement is a translational movement in a direction intersecting the beam. 上記移動は、ビームに交差する方向に対する回転運動であ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加工方法。4. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein the movement is a rotational motion in a direction intersecting the beam. 上記移動は、被加工物に対するエネルギービームの角度を変化させるものであ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加工方法。4. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein the movement is to change an angle of the energy beam with respect to the workpiece. 上記移動は、エネルギービーム源、遮蔽物及び被加工物の少なくとも1つの回転運動によってなされ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加工方法。4. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein the movement is performed by rotational movement of at least one of an energy beam source, a shield, and a workpiece. 上記遮蔽物に形成されたパターンの開口面積分布を利用して、ビーム照射量を制御することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のエネルギービームによる加工方法。8. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein a beam irradiation amount is controlled using an opening area distribution of a pattern formed on the shielding object. 上記遮蔽物の材料として、被加工物と反応性が異なるものを選択することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のエネルギービームによる加工方法。9. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein a material having a reactivity different from that of the workpiece is selected as the material of the shielding object. 上記遮蔽物が複数の同一形状の繰り返しパターンを有することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のエネルギービームによる加工方法。10. The processing method using an energy beam according to claim 1, wherein the shield has a plurality of repeated patterns having the same shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3480227B2 (en) * 1997-03-07 2003-12-15 富士ゼロックス株式会社 Laser processing method and laser processing apparatus
JP3526224B2 (en) 1998-10-20 2004-05-10 シャープ株式会社 Processing method and optical component
US6525296B2 (en) 1998-10-20 2003-02-25 Sharp Kabushiki Kaisha Method of processing and optical components
JP4774146B2 (en) * 1999-12-23 2011-09-14 パナソニック株式会社 Method and apparatus for drilling holes with a pitch smaller than the wavelength using a laser
US20040082138A1 (en) * 2002-10-23 2004-04-29 Lin Wen-Chin Method and preparing a mask for high energy particle bombardment
JP4751190B2 (en) * 2005-12-05 2011-08-17 セイコーインスツル株式会社 Probe for temperature measurement
US7817344B2 (en) * 2008-08-28 2010-10-19 Honeywell International Inc. Systems and methods for micromachined cylindrical lenses
US7816239B2 (en) * 2008-11-20 2010-10-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for manufacturing a solar cell
JP2010264501A (en) * 2009-05-18 2010-11-25 Shibaura Mechatronics Corp Laser shutter unit and laser beam machining device
JP5748215B2 (en) * 2011-07-20 2015-07-15 Tbカワシマ株式会社 Method for producing pattern drawing fabric
JP6493947B2 (en) * 2013-09-30 2019-04-03 日本電気株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method
JP2017140667A (en) * 2016-02-09 2017-08-17 ローランドディー.ジー.株式会社 Manufacturing method of micro channel device and micro channel device
JP6955684B2 (en) * 2017-03-09 2021-10-27 株式会社リコー Optical processing equipment and production method of optical processed products
CN113307224A (en) * 2021-05-24 2021-08-27 上海芯物科技有限公司 Preparation method of rotating structure

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