JPS62296976A - 三次元物体の形状仕上げ方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［メタ１′シ゛を上の利用分野］ この発明は、集束イオンビームを用いた除去加：Ｉ−に
より、三次元物体を所望形状に仕上げる形状旧１げ方法
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、例えば切削などの機械加工により前加工した後の
三次元物体の形状仕上げには、砥粒を用いた機械的研削
、ωＩ磨方法が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、前記の形状仕上げ方法では、仕上げ対９！面
が平面おるいは球面の単純形状物にしか適用（゛さず、
非球面などの複雑形状物の形状仕上げ、Ｉ、一部的なあ
るいは微細な形状仕上げは極めて難しいなどの問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、前加工された微小かつ複雑形状の三次元物体
の形状仕上げを可能とした三次元物体の形状仕上げ方法
を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る三次元物体の形状仕上げ方法は、前加工
された三次元物体の異常部分を検出する異常部分検出工
程と、上記異常部分に集束イオンビームを照射して該異
常部分を除去加工する除去加工に程とを有したものであ
る。

［作用］ この発明における三次元物体は、異常部分が異常部分工
程で検出されることにより、その異常部分が異常部分除
去加工工程において集束イオンビームの照射で除去加工
され、微小かつ複雑な形状の三次元物体の高品質形状仕
上げを可能とする。

［実施例］ 以−Ｉ・、この発明の一実施例について説明する。

第１図は三次元物体の形状の計測から形状仕上げまでの
一連のプロセスを行うシステムのブロック図′Ｃ″おり
、図において、（１）は例えば精密切削などで前加工さ
れた三次元物体としての精密金型でこの精密金型（１）
は真空チャンバー（２）内の移動テーブル装置（３）上
に保持されている。

（／ｌ）は精密金型（１）の形状を計測するために」記
真空チャンバー（２）に設けられた計測用ビーム装置本
体で、この計測用ビーム装置本体（４）にイオンビーム
あるいは電子ビームなどのビーム発生部、ビームの加速
・集束及び偏向などを行う電子光学系から成りビーム照
射・掃引工程を実施りる。

（５）は計測用ビーム装置本体（４）から精密金型（１
）に照射される計測用集束ビーム、（６）はＬ″１測用
ビーム装置コントローラで、この計測用ビーム装置コン
トローラで計測用ビーム装置電源系（７）を制御するこ
とにより、前記精密金型（１）への損傷ができるだけ小
さく、かつ、高精度の計測が可能なような最適条件に制
御される。

（８）は精密金型（１）上を掃引している前記ｔ１°１
３１１川集束ビーム（５）の各照射点から放出される電
数粒子で、その粒子量は真空チャンバー（２）に（ＪＥ
されたセンサー（９）とセンサーコントローラ（１０）
で計測されて、粒子量に対応した情報に変換され粒子量
検出・計測工程を実施する。

従って、一方では前記計測用ビーム装置コント［１−ラ
（６）からの情報（掃引電圧）とセンサーコントローラ
（１０）からの情報（粒子量に対応したもの）を同期さ
せ、モンター装置（２１）で精密金型（１）の三次元形
状をリアルタイムでモニターして観察すると共に、他方
では計測用ビーム装置コントローラ（６）及びセンサー
コントローラ（１０）からの前記画情報をインターフェ
イス（１２ａ）を介して接続されたコンピュータ（１３
）に入力し、情報処理を行い、前記精密金型（１）の三
次元形状を高精度に止めて異常部分検出工程を実施する
。

（１１）はディスプレイ装置、（１４）は記憶）装置な
どの周辺機器を表し、必要に応じてインターフェイス（
１２ｂ）を介し、前記コンピュータ（１３）と前記三次
元形状に関する情報の授受を（５つ。

（１７）はイオンビーム装置コントローラ、（１８）は
イオンビーム装置電源系を表わし、イオンビーム装置本
体（１６）から精密金型（１〉の異常部分（２３）に照
射する集束イオンビーム（１５）を最適加工状態に制御
して異常部分除去加工工程を実施する。

なお、集束イオンビーム（１５）の偏向範囲が小さいこ
となどから、異常部分（２３＞（第２図参照）を集束イ
オンビーム（１５）の照射位首に移動させるため、テー
ブルコントローラ（１９）、ドライバ（２０）及び移動
テーブルＨ＠（３）から成る一連の移動システムが設け
られている。

また、精密金型（１）の形状計測から異常部分（２３）
の除去加工の一連のプロセスを平滑かつ効率的に行うた
め、前記計測用ビーム装置コント【１−ラ（６）、セン
サーコントローラ（１０）、イオンビーム装置コントロ
ーラ（１７）及びテーブル」ントローラ（１９）は、イ
ンターフェース（１２ａ＞を介したコンピュータ（１３
）により、集中制御するように構成されている。

上記コンピュータ（１３）は三次元形状計測系から得ら
れた精密金型（１）の三次元形状と予め入力されている
所望の三次元形状とを比較することにより、精密金型（
１）の前加工部（２２）内に生じた所望形状と異なる異
常部分（２３）を検出する。

この異常部分（２３）は不要部である。そこで、ビーム
のエネルギー聞、偏向量、集束度が電気的に制御し易く
、局部的あるいは微細な除去加工が可能で必る集束イオ
ンビーム（１５）を用いて、」記異常部分（２３）を除
去加工し、精密金型（１）の形状仕上げを行う。

第２図は、第１図中、精密金型（１）上での一連のプロ
セスの状態を拡大して示したものであり、ｔ１１密金型
（１）上の前加工部（２２）を計測用集束ビーム（５）
で掃引路（２４）のように（吊査し、その時放出される
粒子（８）の量を検出部（９）で測定する。

検出された粒子量に基づき（ｑられた情報より、前加工
部（２２）内の異常部分（２３）を検出し、最適加工条
件に制御された集束イオンビーム（１５）により、上記
異常部分（２３）の除去加工を（ｉい所望形状に仕上げ
る。

第３図（ａ）〜（Ｃ）は上記説明を更に解り易くするた
めに、第２図中で異常部分（２３）を含む平面Ｓ内に看
目し、一連のプロセスを簡単に表している。つまり、第
３図（ａ）に見られる異常部分（２３）を、第３図（ｂ
）で示すとおり最適加工条件に制御された集束イオンビ
ーム（１５）で局部的にかつ微細に除去加工することに
より、第３図（Ｃ）に示す所望の精密金型形状に仕上げ
るものである。

なお、以上は精密金型（１）の形状仕上げの場合につい
て説明したが、この発明はこれに限らず、光デバイスそ
の他あらゆる三次元形状物体の局部的かつｍ細な形状仕
上げに対して使用可能であることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、前加工された微小か
つ複雑形状の三次元物体の局部的かつ微細な異常部分を
検出し、この異常部分に最適加工条件に制御された集束
イオンビームを照射して除去加工するので、高品質の三
次元物体の提供を可能とする。また、集束イオンビーム
１こよる除去加工は低温プロセスであることから、加工
対象物に与える損傷が非常に少ないものが得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の形状仕上げ方法を実施するシステム
のブロック図、第２図は精密金型上での一連のプロセス
の状態を示した状態図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は精密金
型の異常部分を含む一連のプロセスの様子を示す横断面
図である。 （１５）は集束イオンビーム。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他　２名） 第１図 ０　　　　　　　　　　　　　．０　　　　　　　　　
０手続補正書３自′ゝ ２、発明の名称 三次元物体の形状仕上げ方法 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ４、代理人 ５、補正の対象 明ｍ書の発明の詳細な説明の欄及び図面。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械加工などの前加工を施した三次元物体にビー
   ム照射・掃引するビーム照射・掃引工程と、そのビーム
   照射・掃引工程で放出される粒子量を検出及び計測する
   粒子量検出・計測工程と、前記三次元物体の形状を計測
   し該計測形状と所望の三次元形状とを比較して異常部分
   を検出する異常部分検出工程と、その異常部分検出工程
   で検出された異常部分に集束イオンビームを照射して該
   異常部分を除去加工する異常部分除去加工工程とからな
   る三次元物体の形状仕上げ方法。
2. （２）三次元物体が精密金型であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の三次元物体の形状仕上げ方法
   。
3. （３）三次元物体が光デバイスであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の三次元物体の形状仕上げ方
   法。