JPS61193787A - 電子ビ−ム加工機の焦点制御装置 - Google Patents
電子ビ−ム加工機の焦点制御装置Info
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- JPS61193787A JPS61193787A JP3378585A JP3378585A JPS61193787A JP S61193787 A JPS61193787 A JP S61193787A JP 3378585 A JP3378585 A JP 3378585A JP 3378585 A JP3378585 A JP 3378585A JP S61193787 A JPS61193787 A JP S61193787A
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- electron beam
- workpiece
- focus
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- focusing coil
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分寿〕
この発明は、電子ビーム加工機において、電子ビームを
常にワーク上に集束させて加工をおこなわせる装置に関
するものである。
常にワーク上に集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ック燻成図であ
り、図において（１）は荷電粒子ビーム°（電子ビーム
）発生器で電子銃である。（１ａ）は荷電粒子ビーム（
電子ビーム） 、（２）はワーク、（３）ｌｄ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）ｌｄ距離検出器、（４
１）ｌ’を距離検出器（４０）の出力に所定の係数を乗
ずる＠算回路、（４２）は演算回路（４１）の出力を集
束コイ／ｌ／（４）への電流に変換するための変換器で
ある。
電粒子ビーム加工機の主要部を示すブロック燻成図であ
り、図において（１）は荷電粒子ビーム°（電子ビーム
）発生器で電子銃である。（１ａ）は荷電粒子ビーム（
電子ビーム） 、（２）はワーク、（３）ｌｄ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）ｌｄ距離検出器、（４
１）ｌ’を距離検出器（４０）の出力に所定の係数を乗
ずる＠算回路、（４２）は演算回路（４１）の出力を集
束コイ／ｌ／（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、ワークディスタンスが均一とならない
ワーク（２〕上に電子ビーム（１ａ）を常に集束させて
加工をほどこすには、演算回路（４１〕により乗する係
数を１とし、距離検出器（４ｏ）の出力を変換器（４２
）へ入力する。変換器（４２）より、ワークディスタン
スに対応して電子ビーム（ｌａ）ｔワーク上に集束させ
る信号が、集束コイル（４）に送らバつつ、加工がおこ
なわれる。
ワーク（２〕上に電子ビーム（１ａ）を常に集束させて
加工をほどこすには、演算回路（４１〕により乗する係
数を１とし、距離検出器（４ｏ）の出力を変換器（４２
）へ入力する。変換器（４２）より、ワークディスタン
スに対応して電子ビーム（ｌａ）ｔワーク上に集束させ
る信号が、集束コイル（４）に送らバつつ、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（４ｏ）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、蒸着やスパックの影響が大きく、距
離検出器（４０）の性能の劣下や寿命の短縮が生じると
いう問題点があった。また変換器（４２）により、ワー
クディスタンスのデータと集束コイル（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、集束コイル（４）への電流の値が一定
でも、電子ビームの集束距離は変わってしまうという問
題点があった。
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、蒸着やスパックの影響が大きく、距
離検出器（４０）の性能の劣下や寿命の短縮が生じると
いう問題点があった。また変換器（４２）により、ワー
クディスタンスのデータと集束コイル（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、集束コイル（４）への電流の値が一定
でも、電子ビームの集束距離は変わってしまうという問
題点があった。
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、ワークディスタ
ンスが不均一なワークに対しても、常に黒点の合った状
態で加工がおこなわれ、蒸着やスパッタの影響を受けな
い焦点制御装置を得ることを目的とする。
ので、ビーム発生器の状態に関係なく、ワークディスタ
ンスが不均一なワークに対しても、常に黒点の合った状
態で加工がおこなわれ、蒸着やスパッタの影響を受けな
い焦点制御装置を得ることを目的とする。
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集束コイルの電流
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。
前に電子ビームをワークに照射しつつ集束コイルの電流
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。
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
で焦点検出分行い、加工時に、この検出データｔもとに
補間データを算出して焦点制御を行う。
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
で焦点検出分行い、加工時に、この検出データｔ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ついて説明する。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ック偉成図であり、（ｌｂ）は電子
ビーム（ｌａ）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） ＃−ｔ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）ｌｄフーク上の電子ビームの位置を変化させる
加工室テーブル、（力は電子コレクタ（５）に電位を与
えるためのコレクタ電源でめる。
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ック偉成図であり、（ｌｂ）は電子
ビーム（ｌａ）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） ＃−ｔ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）ｌｄフーク上の電子ビームの位置を変化させる
加工室テーブル、（力は電子コレクタ（５）に電位を与
えるためのコレクタ電源でめる。
（８）は電子コレクタ（５）で検出さバた信号の特定向
波故成分を通過させるバンド・バス・フィルタ、（９）
は信号のピークを検出するピーク検出器、（ｌＯ）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（１２）に入力する
之めのＡ ／ ｐ変換器である。上記計算処理装置（１
２）はワーク各点で焦点検出とおこなった時のデータ（
焦点検出データ）、すなわちピークが検出さ八たときの
関数発生装置ｍ、 （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
集束コイル（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４について、計算処理装
置（１２）とデータのやりとりとおこなうＮＣ装置であ
る。
波故成分を通過させるバンド・バス・フィルタ、（９）
は信号のピークを検出するピーク検出器、（ｌＯ）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（１２）に入力する
之めのＡ ／ ｐ変換器である。上記計算処理装置（１
２）はワーク各点で焦点検出とおこなった時のデータ（
焦点検出データ）、すなわちピークが検出さ八たときの
関数発生装置ｍ、 （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
集束コイル（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４について、計算処理装
置（１２）とデータのやりとりとおこなう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
うに構成さルており、計算処理装置（１２）、関数発生
装置（１３）、及び電流アンプ（１４）により加工前に
集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・フィルタ（８）、ピーク検出
Ｗ（９）、サンプル・ホールド回路（１（υ、Ａ／Ｄ変
換器（ｌｌ）及び計算処理装置（１２）により加工前に
焦、Ｒ検出データを得る第２の手段を、加工室テーブル
（６）、ＮＣ装！Ｉｆ （１５）、及び計算匙理装置（
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、計算処理袋＠ （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。
うに構成さルており、計算処理装置（１２）、関数発生
装置（１３）、及び電流アンプ（１４）により加工前に
集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・フィルタ（８）、ピーク検出
Ｗ（９）、サンプル・ホールド回路（１（υ、Ａ／Ｄ変
換器（ｌｌ）及び計算処理装置（１２）により加工前に
焦、Ｒ検出データを得る第２の手段を、加工室テーブル
（６）、ＮＣ装！Ｉｆ （１５）、及び計算匙理装置（
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、計算処理袋＠ （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と示す７０−チャートである。
の焦点制御装置の動作と示す７０−チャートである。
まずステップ（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ｐｌに位置するよう
に加工室テーブル（６）を移動する。次にステップ（１
７）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。ステップ（１８）で関故発生装
ｆｌｉｔ、 （１３）よりパターンを与え集束コイルの
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った時にワークからの電子線（１
ｂ）の量が変化し、ＩＬの変化に対応した電子コレクタ
（５）の出カニ。は第４図のごとくなる。工。はバンド
・パス・フィルタ（８）を刑して、ピーク検出器（９）
によりその信号ピークを検出され、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集
束コイルの電流１０工Ｌｉに対Ｆ３）がサンプル・ホー
ルド回路（１０）によりホールドさ八、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。この値乞ステップ（１９）で１．
ｉ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点のティーチングが終ｒし、ビ
ーム照射を止める（ステップ（２０） ）。次のティー
チングをおこなう場合（ステップ（２１） ）は、ステ
ップ（２２）で再び加工室テーブル（ｂ廠てよりワーク
（２）を移動させた後に、同様の動作を繰り返す。ティ
ーチングが終了すると、開始点Ｐ１へ移動して（ステッ
プ（２３） ）、加工用の電子ビームを照射して加工を
おこなう（ステップ（２４））。加工時のワークの位１
１Ｐｌｘ、ｙ）に対応させて、集束コイル（４）の電流
工りが次のごとき値となるようにｙＭ敗発生装置（１３
）の出力を制御する。
が、ワーク（２）上の加工の開始点ｐｌに位置するよう
に加工室テーブル（６）を移動する。次にステップ（１
７）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。ステップ（１８）で関故発生装
ｆｌｉｔ、 （１３）よりパターンを与え集束コイルの
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った時にワークからの電子線（１
ｂ）の量が変化し、ＩＬの変化に対応した電子コレクタ
（５）の出カニ。は第４図のごとくなる。工。はバンド
・パス・フィルタ（８）を刑して、ピーク検出器（９）
によりその信号ピークを検出され、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集
束コイルの電流１０工Ｌｉに対Ｆ３）がサンプル・ホー
ルド回路（１０）によりホールドさ八、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。この値乞ステップ（１９）で１．
ｉ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点のティーチングが終ｒし、ビ
ーム照射を止める（ステップ（２０） ）。次のティー
チングをおこなう場合（ステップ（２１） ）は、ステ
ップ（２２）で再び加工室テーブル（ｂ廠てよりワーク
（２）を移動させた後に、同様の動作を繰り返す。ティ
ーチングが終了すると、開始点Ｐ１へ移動して（ステッ
プ（２３） ）、加工用の電子ビームを照射して加工を
おこなう（ステップ（２４））。加工時のワークの位１
１Ｐｌｘ、ｙ）に対応させて、集束コイル（４）の電流
工りが次のごとき値となるようにｙＭ敗発生装置（１３
）の出力を制御する。
Ｐｉ（ｘｉ、ｙｉ）：ワーク上の各ティーチング点すな
わち第５図に示すように、ティ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集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間し
てゆくものである（ステップ（２５） ） ９終了点ま
で移動すると電子ビームをＯＢ”Ｆして加工を終了する
（ステップ（２６） ）。
わち第５図に示すように、ティ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集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間し
てゆくものである（ステップ（２５） ） ９終了点ま
で移動すると電子ビームをＯＢ”Ｆして加工を終了する
（ステップ（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
ィーチング時に、集束コイル（４）の電流を￥Ｊ３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。
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
ィーチング時に、集束コイル（４）の電流を￥Ｊ３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、ティーチング時の電子コレクタ出
カニ。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。
カニ。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。
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ったデータをもとて
、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、ワークディスクンスが不均一
なワークに対しても、常に焦点の合った状態で良好な加
工をおこなえる効果を有する。
ーム自体を用いて焦点検出をおこなったデータをもとて
、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、ワークディスクンスが不均一
なワークに対しても、常に焦点の合った状態で良好な加
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ック構成図、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
作を示すフローチャート、第３図はこの発明の一実施例
に係る集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集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
を示すブロック構成図である。 図中、（１）は電子ビーム発生器、（１ａ）は電子ピー
ム、（］ｂ）は電子線、（２）はワーク、（４）は集束
コイル、（５）は電子コレクタ、（６）は加工室テーブ
ル、（力はコＬ／ フタＮ＆、 （８）１４バンド・パ
ス・フィルタ、（９）はビー・夕検出器、（１０）はサ
ンプル・ホールド回路、 （１１）はＡ ／ Ｄ ｆ
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、（１５）はＮＣ装置で
あるっ゛ なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
焦点制御装置を示すブロック構成図、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
作を示すフローチャート、第３図はこの発明の一実施例
に係る集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集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
を示すブロック構成図である。 図中、（１）は電子ビーム発生器、（１ａ）は電子ピー
ム、（］ｂ）は電子線、（２）はワーク、（４）は集束
コイル、（５）は電子コレクタ、（６）は加工室テーブ
ル、（力はコＬ／ フタＮ＆、 （８）１４バンド・パ
ス・フィルタ、（９）はビー・夕検出器、（１０）はサ
ンプル・ホールド回路、 （１１）はＡ ／ Ｄ ｆ
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、（１５）はＮＣ装置で
あるっ゛ なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （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 true JPS61193787A (ja) | 1986-08-28 |
| JPH048153B2 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) |
Cited By (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 |
| JP2001118537A (ja) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Hitachi Ltd | 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 |
Cited By (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 |
| JP2001118537A (ja) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Hitachi Ltd | ビーム走査形検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048153B2 (ja) | 1992-02-14 |
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