JPH048153B2 - - Google Patents
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- JPH048153B2 JPH048153B2 JP60033785A JP3378585A JPH048153B2 JP H048153 B2 JPH048153 B2 JP H048153B2 JP 60033785 A JP60033785 A JP 60033785A JP 3378585 A JP3378585 A JP 3378585A JP H048153 B2 JPH048153 B2 JP H048153B2
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- electron beam
- workpiece
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- processing
- focus detection
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 57
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、電子ビーム加工機において、電子
ビームを常にワーク上に焦束させて加工をおこな
わせる装置に関するものである。
ビームを常にワーク上に焦束させて加工をおこな
わせる装置に関するものである。
［従来の技術］
第７図は特開昭56−71589号で公報に示された、
荷電粒子ビーム加工機の主要部を示すブロツク構
成図であり、図において１は荷電粒子ビーム（電
子ビーム）発生器で電子統である。１ａは荷電粒
子ビーム（電子ビーム）、２はワーク、３はワー
ク２位置を移動させる台車、４は電子ビームの焦
点を調節する焦束コイル、４０は距離検出器、４
１は距離検出器４０の出力に所定の係数を乗ずる
演算回路、４２は演算回路４１の出力を焦束コイ
ル４への電流に変換するための変換器である。
荷電粒子ビーム加工機の主要部を示すブロツク構
成図であり、図において１は荷電粒子ビーム（電
子ビーム）発生器で電子統である。１ａは荷電粒
子ビーム（電子ビーム）、２はワーク、３はワー
ク２位置を移動させる台車、４は電子ビームの焦
点を調節する焦束コイル、４０は距離検出器、４
１は距離検出器４０の出力に所定の係数を乗ずる
演算回路、４２は演算回路４１の出力を焦束コイ
ル４への電流に変換するための変換器である。
上記装置により、ワークデイスタンスが均一と
ならないワーク２上に電子ビーム１ａを常に焦束
させて加工をほどこすには、演算回路４１により
乗ずる係数を１とし距離検出器４０の出力を変換
器４２へ入力する。変換器４２より、ワークデイ
スタンスに対応して電子ビーム１ａをワーク上に
集束させる信号が、焦束コイル４に送られつつ、
加工がおこなわれる。
ならないワーク２上に電子ビーム１ａを常に焦束
させて加工をほどこすには、演算回路４１により
乗ずる係数を１とし距離検出器４０の出力を変換
器４２へ入力する。変換器４２より、ワークデイ
スタンスに対応して電子ビーム１ａをワーク上に
集束させる信号が、焦束コイル４に送られつつ、
加工がおこなわれる。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のような装置では、距離検出器４０を加工
室内に新たに設置する必要があるが、電子ビーム
加工においては加工室内での、蒸着やスパツタの
影響が大きく、距離検出器４０の性能の劣下や寿
命の短縮が生じるという問題点があつた。また変
換器４２により、ワークデイスタンスのデータと
焦束コイル４への電流の値を対応させているが、
荷電粒子ビーム発生器１の状態が変われば、焦束
コイル４への電流の値が一定でも、電子ビームの
焦束距離は変わつてしまうという問題点があつ
た。
室内に新たに設置する必要があるが、電子ビーム
加工においては加工室内での、蒸着やスパツタの
影響が大きく、距離検出器４０の性能の劣下や寿
命の短縮が生じるという問題点があつた。また変
換器４２により、ワークデイスタンスのデータと
焦束コイル４への電流の値を対応させているが、
荷電粒子ビーム発生器１の状態が変われば、焦束
コイル４への電流の値が一定でも、電子ビームの
焦束距離は変わつてしまうという問題点があつ
た。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、ビーム発生器の状態に関係なく、
ワークデイスタンスが不均一なワークに対して
も、常に焦点の合つた状態で加工がおこなわれ、
蒸着やスパツタの影響を受けない焦点制御装置を
得ることを目的とする。
されたもので、ビーム発生器の状態に関係なく、
ワークデイスタンスが不均一なワークに対して
も、常に焦点の合つた状態で加工がおこなわれ、
蒸着やスパツタの影響を受けない焦点制御装置を
得ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
この発明に係る電子ビーム加工機の焦点制御装
置は加工前に電子ビームをワークに照射しつつ焦
束コイルの電流を変化させて、ワーク上の各点で
焦束コイルの電流値として電子ビームの焦点検出
データを得、加工時に電子ビーム照射位置に対応
して、上記焦点検出データの補間データを算出
し、この補間データにより電子ビームの焦点を制
御するように構成したものである。
置は加工前に電子ビームをワークに照射しつつ焦
束コイルの電流を変化させて、ワーク上の各点で
焦束コイルの電流値として電子ビームの焦点検出
データを得、加工時に電子ビーム照射位置に対応
して、上記焦点検出データの補間データを算出
し、この補間データにより電子ビームの焦点を制
御するように構成したものである。
［作用］
この発明による電子ビーム加工機の焦点制御装
置は加工前にあらかじめ電子ビーム自体を用いて
ワーク上の各点で焦点検出を行い、加工時に、こ
の検出データをもとに補間データを算出して焦点
制御を行う。
置は加工前にあらかじめ電子ビーム自体を用いて
ワーク上の各点で焦点検出を行い、加工時に、こ
の検出データをもとに補間データを算出して焦点
制御を行う。
［発明の実施例］
以下、この発明の一実施例を図において説明す
る。第１図はこの発明の一実施例による電子ビー
ム加工機の焦点制御装置を示すブロツク構成図で
あり、１ｂは電子ビーム１ａの照射位置において
ワークから発生する電子線である。５はこの電子
線１ｂを検出するための電子線検知手段であり電
子コレクタである。６はワーク上の電子ビームの
位置を変化させる加工室デーブル、７は電子コレ
クタ５に電位を与えるためのコレクタ電源であ
る。８は電子コレクタ５で検出された信号の特定
周波数成分を通過させるバンド・パス・フイル
タ、９は信号のピークを検出するピーク検出器、
１０はピーク検出器９によりピークが検出された
ときに、関数発生装置１３の出力値をホールドす
るためのサンプル・ホールド回路、１１はこのサ
ンプル・ホールド回路１０の値を計算処理装置１
２に入力するためのＡ／Ｄ変換器である。上記計
算処理装置１２はワーク各点で焦点検出をおこな
つた時のデータ（焦点検出データ）、すなわちピ
ークが検出されたときの関数発生装置１３の出力
値と加工室テーブル６の位置を記憶する記憶手段
を備え、この焦点検出データをもとに加工時のワ
ーク上の電子ビーム照射位置に対応して上記焦点
検出データの補間データを算出する。１４は関数
発生装置１３の出力値を増幅して焦束コイル４に
入力するための電流アンプ、１５は加工物テーブ
ル６の位置について、計算処理装置１２とデータ
のやりとりをおこなうNC装置である。
る。第１図はこの発明の一実施例による電子ビー
ム加工機の焦点制御装置を示すブロツク構成図で
あり、１ｂは電子ビーム１ａの照射位置において
ワークから発生する電子線である。５はこの電子
線１ｂを検出するための電子線検知手段であり電
子コレクタである。６はワーク上の電子ビームの
位置を変化させる加工室デーブル、７は電子コレ
クタ５に電位を与えるためのコレクタ電源であ
る。８は電子コレクタ５で検出された信号の特定
周波数成分を通過させるバンド・パス・フイル
タ、９は信号のピークを検出するピーク検出器、
１０はピーク検出器９によりピークが検出された
ときに、関数発生装置１３の出力値をホールドす
るためのサンプル・ホールド回路、１１はこのサ
ンプル・ホールド回路１０の値を計算処理装置１
２に入力するためのＡ／Ｄ変換器である。上記計
算処理装置１２はワーク各点で焦点検出をおこな
つた時のデータ（焦点検出データ）、すなわちピ
ークが検出されたときの関数発生装置１３の出力
値と加工室テーブル６の位置を記憶する記憶手段
を備え、この焦点検出データをもとに加工時のワ
ーク上の電子ビーム照射位置に対応して上記焦点
検出データの補間データを算出する。１４は関数
発生装置１３の出力値を増幅して焦束コイル４に
入力するための電流アンプ、１５は加工物テーブ
ル６の位置について、計算処理装置１２とデータ
のやりとりをおこなうNC装置である。
この発明の電子ビーム加工機の焦点制御装置は
上記のように構成されており、計算処理装置１
２、関数発生装置１３、及び電流アンプ１４によ
り加工前に焦束コイルの電流値を所定のパターン
で変化させる第１の手段をバンド・パス・フイル
タ８、ピーク検出器９、サンプル・ホールド回路
１０、Ａ／Ｄ変換器１１及び計算処理装置１２に
より加工前に焦点検出データを得る第２の手段
を、加工室テーブル６、NC装置１５、及び計算
処理装置１２によりワーク上の各点での焦点検出
データを得る第３の手段を、計算処理装置１２に
より加工時に、ワーク上の電子ビーム照射位置に
対応して焦点検出データの補間データを算出する
演算手段を、並びに計算所処理回路１２、関数発
生装置１３、及び電流アンプ１４により加工時の
電子ビームの焦点を制御する第４の手段を構成す
る。第２図は、この発明の一実施例による電子ビ
ーム加工機の焦点制御装置の動作を示めすフロー
チヤートである。まずステツプ１６で電子ビーム
１ａの照射位置が、ワーク２上の加工の開始点
P1に位置するように加工室テーブル６を移動す
る。次にステツプ１７で焦点検出のためにまず焦
点のぼけた電子ビーム（図示せず）を照射する。
ステツプ１８で関数発生装置１３よりパターンを
与え焦束コイルの電流値ILを第３図のごとく変化
させると、ワーク上で電子ビームの焦点が合つた
時にワークからの電子線１ｂの量が変化し、ILの
変化に対応した電子コレクタ５の出力ICは第４図
のごとくなる。ICはバンド・パス・フイルタ８を
通して、ピーク検出器９によりその信号がピーク
を検出され、その時の関数発生装置１３の出力値
（ビームがワーク上で焦点が合う焦束コイルの電
流値ILiに対応）がサンプル・ホールド回路１０に
よりホールドされ、Ａ／Ｄ変換器１１を介して、
計算処理装置１２に焦点検出データとして入力さ
れる。この値をステツプ１９でILiとして位置デー
タ（電子ビーム照射位置）Piとともに記憶する。
以上で１点のテイーチングが終了し、ビーム照射
を止める（ステツプ２０）。次のテイーチングを
おこなう場合（ステツプ２１）は、ステツプ２２
で再び加工室テーブル６によりワーク２を移動さ
せた後に、同様の動作を繰り返す。テイーチング
が終了すると、開始点P1へ移動して（ステツプ
２３）、加工用の電子ビームを照射して加工をお
こなう（ステツプ２４）。加工時のワーク位置Ｐ
（ｘ、ｙ）に対応させて、焦束コイル４の電流IL
が次のごとき値となるように関数発生装置１３の
出力を制御する。
上記のように構成されており、計算処理装置１
２、関数発生装置１３、及び電流アンプ１４によ
り加工前に焦束コイルの電流値を所定のパターン
で変化させる第１の手段をバンド・パス・フイル
タ８、ピーク検出器９、サンプル・ホールド回路
１０、Ａ／Ｄ変換器１１及び計算処理装置１２に
より加工前に焦点検出データを得る第２の手段
を、加工室テーブル６、NC装置１５、及び計算
処理装置１２によりワーク上の各点での焦点検出
データを得る第３の手段を、計算処理装置１２に
より加工時に、ワーク上の電子ビーム照射位置に
対応して焦点検出データの補間データを算出する
演算手段を、並びに計算所処理回路１２、関数発
生装置１３、及び電流アンプ１４により加工時の
電子ビームの焦点を制御する第４の手段を構成す
る。第２図は、この発明の一実施例による電子ビ
ーム加工機の焦点制御装置の動作を示めすフロー
チヤートである。まずステツプ１６で電子ビーム
１ａの照射位置が、ワーク２上の加工の開始点
P1に位置するように加工室テーブル６を移動す
る。次にステツプ１７で焦点検出のためにまず焦
点のぼけた電子ビーム（図示せず）を照射する。
ステツプ１８で関数発生装置１３よりパターンを
与え焦束コイルの電流値ILを第３図のごとく変化
させると、ワーク上で電子ビームの焦点が合つた
時にワークからの電子線１ｂの量が変化し、ILの
変化に対応した電子コレクタ５の出力ICは第４図
のごとくなる。ICはバンド・パス・フイルタ８を
通して、ピーク検出器９によりその信号がピーク
を検出され、その時の関数発生装置１３の出力値
（ビームがワーク上で焦点が合う焦束コイルの電
流値ILiに対応）がサンプル・ホールド回路１０に
よりホールドされ、Ａ／Ｄ変換器１１を介して、
計算処理装置１２に焦点検出データとして入力さ
れる。この値をステツプ１９でILiとして位置デー
タ（電子ビーム照射位置）Piとともに記憶する。
以上で１点のテイーチングが終了し、ビーム照射
を止める（ステツプ２０）。次のテイーチングを
おこなう場合（ステツプ２１）は、ステツプ２２
で再び加工室テーブル６によりワーク２を移動さ
せた後に、同様の動作を繰り返す。テイーチング
が終了すると、開始点P1へ移動して（ステツプ
２３）、加工用の電子ビームを照射して加工をお
こなう（ステツプ２４）。加工時のワーク位置Ｐ
（ｘ、ｙ）に対応させて、焦束コイル４の電流IL
が次のごとき値となるように関数発生装置１３の
出力を制御する。
Pi（xi、yi）：ワーク上の各テイーチング点
すなわち第５図に示すように、テイーチングし
た各ワーク位置間で焦点検出データすなわち焦束
コイルの電流値に対応する関数発生装置１３の出
力値を直線的に補関してゆくものである（ステツ
プ２５）。終了点まで移動すると電子ビームを
OFFして加工を終了する（ステツプ２６）。
た各ワーク位置間で焦点検出データすなわち焦束
コイルの電流値に対応する関数発生装置１３の出
力値を直線的に補関してゆくものである（ステツ
プ２５）。終了点まで移動すると電子ビームを
OFFして加工を終了する（ステツプ２６）。
なお、上述した一実施例においては、加工時に
焦点検出データを直線的に補間してゆく場合につ
いて説明したが、最小自乗法等により曲線で補間
してもよい。また、テイーチング時に、焦束コイ
ル４の電流を第３図のごとく変化させるとした
が、第６図に示すように逆に変化させるようにし
てもよい。
焦点検出データを直線的に補間してゆく場合につ
いて説明したが、最小自乗法等により曲線で補間
してもよい。また、テイーチング時に、焦束コイ
ル４の電流を第３図のごとく変化させるとした
が、第６図に示すように逆に変化させるようにし
てもよい。
さらに、この発明は、テイーチング時の電子コ
レクタ出力ICのピーク値を観測することにより、
電子ビーム発生器の陰極状態をモニタすることが
できる。
レクタ出力ICのピーク値を観測することにより、
電子ビーム発生器の陰極状態をモニタすることが
できる。
［発明の効果］
以上述べたように、この発明によれば、加工前
に電子ビーム自体を用いて焦点検出をおこなつた
データをもとに、加工時の焦点制御をおこなうよ
うにしたので、ビーム発生器の状態に関係なく、
ワークデイスタンスが不均一なワークに対して
も、常に焦点の合つた状態で良好な加工をおこな
える効果を有する。
に電子ビーム自体を用いて焦点検出をおこなつた
データをもとに、加工時の焦点制御をおこなうよ
うにしたので、ビーム発生器の状態に関係なく、
ワークデイスタンスが不均一なワークに対して
も、常に焦点の合つた状態で良好な加工をおこな
える効果を有する。
第１図はこの発明の一実施例による電子ビーム
加工機の焦点制御装置を示すブロツク構成図、第
２図はこの発明の一実施例による電子ビーム加工
機の焦点制御装置の動作を示すフローチヤート、
第３図はこの発明の一実施例に係る焦束コイルの
電流変化を示す波形図、第４図はこの発明の一実
施例に係る電子コレクタの出力信号を示す波形
図、第５図はこの発明の一実施例に係る計算処理
装置の補間データの算出法を説明する曲線図、第
６図はこの発明の他の実施例に係る焦束コイルの
電流変化を示す波形図、及び第７図は従来の電子
ビーム加工機の主要部を示すブロツク構成図であ
る。 図中、１は電子ビーム発生器、１ａは電子ビー
ム、１ｂは電子線、２はワーク、４は焦束コイ
ル、５は電子コレクタ、６は加工室テーブル、７
はコレクタ電源、８はバンド・パス・フイルタ、
９はピーク検出器、１０はサンプル・ホールド回
路、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は計算処理装置、
１３は関数発生装置、及び１４は電流アンプ、１
５はNC装置である。なお、図中、同一符号は同
一又は相当部分を示す。
加工機の焦点制御装置を示すブロツク構成図、第
２図はこの発明の一実施例による電子ビーム加工
機の焦点制御装置の動作を示すフローチヤート、
第３図はこの発明の一実施例に係る焦束コイルの
電流変化を示す波形図、第４図はこの発明の一実
施例に係る電子コレクタの出力信号を示す波形
図、第５図はこの発明の一実施例に係る計算処理
装置の補間データの算出法を説明する曲線図、第
６図はこの発明の他の実施例に係る焦束コイルの
電流変化を示す波形図、及び第７図は従来の電子
ビーム加工機の主要部を示すブロツク構成図であ
る。 図中、１は電子ビーム発生器、１ａは電子ビー
ム、１ｂは電子線、２はワーク、４は焦束コイ
ル、５は電子コレクタ、６は加工室テーブル、７
はコレクタ電源、８はバンド・パス・フイルタ、
９はピーク検出器、１０はサンプル・ホールド回
路、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は計算処理装置、
１３は関数発生装置、及び１４は電流アンプ、１
５はNC装置である。なお、図中、同一符号は同
一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加工前に電子ビームをワークの一点に照射
し、集束コイルの電流値を変化させる第１の手
段、上記電子ビームの照射により上記ワークより
生ずる電子線を検知する電子線検知手段、この検
知結果より上記集束コイルの電流値に対応する上
記電子ビームの焦点検出データを得る第２の手
段、上記ワーク上の上記電子ビームの位置を変化
させ、上記ワーク上の各点で上記焦点検出データ
を得る第３の手段、電子ビーム照射位置とその点
における上記焦点検出データを記憶する記憶手
段、加工時の上記ワーク上の電子ビーム照射位置
に対応して上記焦点検出データの補間データを算
出する演算手段、及び上記補間データにより上記
電子ビームの焦点を制御する第４の手段を備えた
電子ビーム加工機の焦点制御装置。 ２ 電子線検知手段はワークから生ずる電子線を
検出する電子コレクターであり、第２の手段は、
上記電子線がピークになる時の焦束コイルの電流
値に対応する値を電子ビームの焦点検出データと
して測定するようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の電子ビーム加工機の焦点制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3378585A JPS61193787A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 電子ビ−ム加工機の焦点制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3378585A JPS61193787A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 電子ビ−ム加工機の焦点制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61193787A JPS61193787A (ja) | 1986-08-28 |
| JPH048153B2 true JPH048153B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=12396120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3378585A Granted JPS61193787A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 電子ビ−ム加工機の焦点制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61193787A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1027563A (ja) * | 1996-07-10 | 1998-01-27 | Jeol Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| JP3684943B2 (ja) * | 1999-10-19 | 2005-08-17 | 株式会社日立製作所 | ビーム走査形検査装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5617194A (en) * | 1979-07-17 | 1981-02-18 | Daihen Corp | Method and apparatus for charged particle beam working |
-
1985
- 1985-02-21 JP JP3378585A patent/JPS61193787A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5617194A (en) * | 1979-07-17 | 1981-02-18 | Daihen Corp | Method and apparatus for charged particle beam working |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61193787A (ja) | 1986-08-28 |
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