JP2810137B2 - Ion beam processing method - Google Patents
Ion beam processing methodInfo
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Description
【産業上の利用分野】 本発明は、マイクロエレクトロニクスデバイスやマイ
クロメカニクスデバイス等の製造に用いられる微細部品
の製造方法に関し、とくに細く絞られた集束ビームを用
いて微細部品を切り抜き加工する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a fine component used for manufacturing a microelectronic device, a micromechanical device, or the like, and particularly to a method of cutting out a fine component using a focused beam narrowed down.
この分野の従来技術として例えば第4回ソリッドステ
ート・センサー・アンド・アクチュエーター国際会議
(The 4th InternationalConferenceon Solid−State S
ensors and Actuators(1987)pp.853−856)において
報告されているものがある。この報告において、直径30
0μmの歯車がフォトリソグラフィーとリアクティブ・
イオン・エッチングにより形成されている。 また、電子技術総合研究所ニュース380号第1頁から
第6頁(1981年)において、集束イオンビーム照射によ
るスパッタリング加工によりニッケルメッシュに文字の
打ち抜き加工を行なった例が示されている。As prior art in this field, for example, the 4th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators (The 4th International Conference on Solid-State S)
ensors and Actuators (1987) pp. 853-856). In this report, the diameter 30
0μm gear is photolithography and reactive
It is formed by ion etching. In addition, in the Electrotechnical Research Institute News No. 380, pages 1 to 6 (1981), an example is shown in which characters are punched out from a nickel mesh by sputtering using focused ion beam irradiation.
前者従来技術は、安価に大量に微細部品を製作できる
利点を有する。しかし、部品の完成までに(1)フォト
マスクの作成、(2)レジストの塗布、(3)露光、
(4)現像、(5)エッチングと多くの工程を必要と
し、部品形状の設計後実際に部品ができるまでに多くの
時間を費やしてしまう。電子線描画装置によるレジスト
への直接描画技術を利用すると、(1)のフォトマスク
作成工程時間が大幅に短縮されるが、それ以下の工程は
同様に必要である。従って、部品形状の手直し等が発生
する部品の試作時や少ロット製品生産時には、この従来
技術は不向きである。 また、後者従来技術は、集束ビームを利用して直接的
な微細加工ができることを示した点で評価できる。しか
し、文字のパターン部分を加工するに留まっており、必
要とする部品形状の輪郭部を加工し、所望の部品形状を
得るまでには及んでいない。 本発明の目的は、静電吸着力や表面張力の影響が無視
できない微細部品の加工を単一装置内で行い、細部微細
部品を高速かつ高精度に加工する方法を提供することに
ある。The former prior art has an advantage that a large number of fine parts can be manufactured at low cost. However, by the time the parts are completed, (1) preparation of a photomask, (2) application of resist, (3) exposure,
(4) Development and (5) etching and many steps are required, and a lot of time is spent after designing the component shape until the component is actually formed. The use of the technique of direct writing on a resist by an electron beam lithography apparatus greatly reduces the photomask preparation process time of (1), but the following steps are also required. Therefore, this technique is not suitable for trial production of parts or small-lot production of parts in which the shape of the parts is modified. In addition, the latter conventional technique can be evaluated in that it shows that direct fine processing can be performed using a focused beam. However, it is only necessary to process the character pattern portion, and it is not enough to process the contour of the required component shape and obtain the desired component shape. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for processing a fine component in which the effects of electrostatic attraction force and surface tension are not negligible in a single apparatus, and for processing a detailed fine component at high speed and with high accuracy.
上記目的は、搬送用マニュピュレータに支持されてい
る薄膜母材に、集束したイオンビームを照射して、前記
薄膜母材の部品となる部分を前記薄膜母材に支持させた
状態で前記部品となる部分の周囲部を除去する工程と、
次いで前記薄膜母材の前記部品となる部分が、その結合
関係にある部品上に位置づけられるように前記搬送用マ
ニュピュレータを用いて前記薄膜母材を移送する工程
と、当該工程後、前記部品となる部分と前記母材間に前
記イオンビームを照射することにより両者を切り離す工
程を含むことを特徴とするイオンビーム加工方法の提供
により達成される。The above object is achieved by irradiating a focused ion beam to a thin-film base material supported by a transport manipulator, and forming a part to be a part of the thin-film base material with the component in a state where the thin-film base material supports the part. Removing a peripheral portion of the portion to be formed,
Next, the step of transferring the thin film base material using the transport manipulator so that the part to be the part of the thin film base material is positioned on the part in the bonding relationship, and after the step, the part This is achieved by providing an ion beam processing method, comprising a step of irradiating the ion beam between a portion to be formed and the base material to separate them.
【作用】 対象部品が微細なものになると、質量も小さくなるの
で重量よりも静電吸着力や表面張力の方が支配的にな
る。このような部品を例えばピンセットなどで摘んで移
動、取り付けする場合、静電吸着力等の影響により部品
の移動や施工が困難になる。 本発明では、極めて微細な加工を可能とするイオンビ
ームによって、部品を母材に支持させた状態で形成し、
施行個所への搬送、配置に至るまで、薄膜母材に支持し
た状態で行うため、薄膜母材から形成される微細部品の
移動や施工の際に生ずる静電吸着力等の影響を抑制する
ことができ、更に微細かつ薄い部品が、イオンビームに
よる加工及び搬送の際、変形したり歪んだりするような
ことがない。[Function] When the target component becomes finer, the mass becomes smaller, so that the electrostatic attraction force and the surface tension become more dominant than the weight. When such a component is moved and attached by picking it with, for example, tweezers, it is difficult to move or construct the component due to the influence of electrostatic attraction. In the present invention, the part is formed in a state where the part is supported by the base material by an ion beam that enables extremely fine processing,
Since it is supported by the thin-film base material until it is transported and placed to the enforcement location, it is necessary to suppress the influence of the movement of fine parts formed from the thin-film base material and the effect of electrostatic attraction during construction. In addition, fine and thin parts are not deformed or distorted during processing and transport by the ion beam.
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。第2図
は実施例で用いた集束イオンビーム(以下、FIBと云
う)装置の基本構成図である。 液体金属イオン源100から放出したイオンは、コンデ
ンサーレンズ101と対物レンズ102により集束され、FIB1
となって被加工物2上に照射される。両レンズ間には、
アパーチャー104,アライナー・スティグマ105,ブランカ
ー106,デフレクタ107が配されている。被加工物2は2
軸(X,Y)方向に移動可能なステージ103上に固定されて
いる。FIB1の照射により試料から発生した二次電子e
は、二次電子検出器108により検出され、FIB1の偏向制
御と同期させることによりコンピュータのCRT上にSIM
(Scanning Ion Microscope)像として表示される。ま
た、被加工物もしくはステージに流入する電流は、電流
検出器109により測定される。ビーム偏向,信号検出,
ステージ等の制御はシステム・バスを介しコンピュータ
ーにより制御される。 第1図は本発明を最もよく表した実施例である。薄膜
母材2に加速電圧25kV,ビーム電流5nAのサブミクロンFI
Bを偏向照射し、スパッタリング現象を利用して母材に
切り抜き加工を施し、微細部品3a及び3bを製作した。薄
膜母材の材料としては、2μm厚のステンレス及びシリ
コンを用い、どちらの場合も良好な加工形状が得られ
た。ステンレス薄膜は10μm厚の板材をエッチングによ
り薄くしたものであり、シリコン薄膜は半導体用のシリ
コン基板をバックエッチして薄膜化したものである。 本実施例では、FIBによるスパッタエッチングを利用
したが、その他、微細形状を加工できる手法として 1)エッチング・ガス雰囲気中でのFIB照射によるFIBア
シストエッチング 2)エッチング・ガス雰囲気中での集束電子ビーム(以
下、FEBと云う)照射によるFEBアシストエッチング 3)エッチング・ガス雰囲気中での集束レーザービーム
(以下、FLBと云う)照射によるFLBアシストエッチング がある。FLBは加工速度に優れ、FEBは集束性に優れる。
FIBは加工速度と集束性をバランス良く持ち合わせてい
る。また、加工部の位置合わせや加工後の形状を観察す
る手段としては、 1)FEBの偏向走査に同期して薄膜等から発生する二次
電子信号により像観察を行なう。FEBは試料に与えるダ
メージが小さく集束特性が良好なため、像観察には好適
である。 2)FIBの偏向走査に同期して薄膜等から発生する二次
荷電粒子により像観察を行なう。FIB照射により観察す
る試料がスパッタリングされるため、観察時はビーム電
流量を少なくし高速に掃引して、試料のダメージを小さ
くする必要がある。 3)光学顕微鏡により像観察を行なう。装置構成が簡単
で、安価にできる。 が、考えられる。例えば、像観察をFEBで行ない加工をF
IBで行なうといったハイブリッドシステムにより、ダメ
ージレスで微細な加工ができるシステムを構築すること
ができる。また、本実施例のように、観察と加工を同一
のFIBで行なうと、ハードウエア構成が簡略化できる利
点がある。 本実施例では、微細部品3a及び3bと薄膜母材2の間に
細いアーム4が残る様に切り抜き加工を施した。これ
は、微細部品3a,3bの運搬を薄膜母材2に保持したまま
行うことを意図したものである。運搬後、アーム4は集
束ビーム1の局所照射もしくは機械的な破断により除去
される。 歯車等の機械部品では特に、機械強度の確保が重要で
あり、均質の薄膜から切り出された均質の部品では機能
的に問題を起す場合がある。この問題の解決には、 1)高加速のFIB照射によりイオン注入を行ない、微細
部品の一部分もしくは全体を改質する。 2)FLBもしくはFEBを微細部品の一部分もしくは全体に
照射し、アニーリング効果により材料を改質する。 の手法を用いることができる。 また、W(CO)6等のCVD(Chemical Vapor Depositi
on)用ガスを導入しながら集束ビームを局所照射する
と、 1)誤って削りすぎた部分の補修 2)切り抜き加工だけでは実現できない部品形状の実現
が行なえる。 第3図から第5図は、切り抜き加工の加工終点検出方
法を示すものである。第3図はFIB照射により二次的に
発生した粒子9を二次粒子検出器20で検出し、検出器の
出力信号によりビーム照射部の加工の進行状態をモニタ
ーするものである。本実施例では、薄膜材料を接地電位
とし、検出器20先端の格子に正の電圧を印加して、二次
電子を導き、シンチレーターとフォトマルチプライアに
より信号増幅してモニター信号を作成した。二次イオン
を検出したい場合は、格子に負の電圧を印加し、後段に
増幅器を配することになる。第4図は腹膜2に流入する
電流により加工の進行をモニターするもので、電流検出
のため、薄膜と接地電位との間に電流計21を挿入した。
電流計で検出される電流値は、薄膜に入射するFIBのビ
ーム電流と薄膜から放出される二次荷電粒子によって発
生する電流の和となる。切り抜き加工の終点は電流値が
極端に小さくなった時点となる。第5図は薄膜2を貫通
したビームの強度を測定して、加工の進行をモニターす
るもので、ビームの偏向領域より大きい電流検出板22を
薄膜の下方に配し、流入するビーム電流を電流計21によ
り検出する。二次電子イールドの低い材料で電流検出板
22を構成すると電流計21の表示は電流検出板に照射され
るFIB1のビーム電流とほぼ等しくなる。従って、FIBの
ビーム電流を予め測定しておき、電流計21の表示がFIB
のビーム電流とほぼ等しくなった時、FIBはその全部が
薄膜を貫通していることになり、加工終点検出ができ
る。また、電流検出板22を薄膜に対し正電位(10V程度
で良い)とすることで、二次電子電流の発生がより押え
られ、加工終点検出精度が向上する。 第6図は他の実施例で用いたFIB装置の構成図であ
る。この装置は、第2図の装置に3軸マニピュレーター
200とガス導入機構201を付加したものである。このマニ
ピュレーター・アーム先端に薄膜2を固定することで、
加工後、微細部品を所望場所に運搬することが可能とな
る。また、ガス源からW(CO)6等のガスをFIB照射部
に導入することにより、体積膜の形成が可能となる。第
7図は、基体上に形成された微細シャフト5に歯車3aを
はめ(同図(a)〜(b))、さらにキャップ3bをシャ
フト5にはめ(同図(c)〜(d))、さいごにキャッ
プ3bとシャフト5とを接着(同図(e))してシャフト
を軸として回転する歯車機構(同図(f))を実現した
実施例の工程図である。以下工程を順に説明する。 (a)ステージ103を移動し、シャフト5をFIB1の光軸
付近に移動する。また、歯車3aをシャフト5にはめるた
め運搬する。歯車3aはアーム4を介し薄膜2に保持され
ており、3軸マニピュレーター200により任意方向への
移動が可能である。〔第7図(a)〕(b)歯車3aをシ
ャフト5にはめ、FIB1をアーム4に照射して切断する。
歯車3aは薄膜2からフリーとなる。〔第7図(b)〕
(c)マニピュレーターを駆動し、キャップ3bをシャフ
ト5にはめる。〔第7図(c),(d)〕 (d)FIB1をアーム4に照射して切断する。キャップ3b
は薄膜2からフリーとなる。〔第7図(d)〕 (e)ガス供給ノズル6からのガス雰囲気7中でキャッ
プ3bおよびシャフト5の最上部にFIB1を照射し堆積膜8
を形成し、シャフト5とキャップ3bを機械的に接続す
る。〔同図(e)〕 (f)以上の工程によりシャフト5を軸として回転する
微細な歯車機構が実現できる。〔同図(f)〕 薄膜2をマニピュレーター200に搭載する場合、特に
薄膜2が脆性材料であると、チャッキング時に不用意に
破壊してしまう場合がある。そこで、薄膜2のチャッキ
ング部のみを膜厚を厚くして作成し、チャッキング部の
機械的強度を向上させる工夫を施した。 本実施例では、FIBはアーム4の切断と堆積膜8の形
成にのみ使用したが、FIBは原理的に微小領域にイオン
注入層を形成することも可能であり、例えば、歯車の摩
擦部分の機械的性質(硬さ,摩擦係数等)を改善するこ
とが可能である。また、薄膜を多層膜にして、製造され
る部品に潤滑や絶縁等、機械的,電気的に多くの機能を
持たせることも可能である。この他、薄膜層を含む積層
基板を材料とし、少なくとも薄膜層を貫通加工すること
により、基板上に微細部品を製造することも可能であ
る。エッチング加工時に発生する二次イオンを質量分析
したり光を分光分析することにより、加工している物質
を判定することができる。従って、積層基板のどの層ま
で加工が進行しているかを正確にモニターすることがで
きる。この手法により製造された微細部品は、周囲の層
をエッチング等で除去することにより単体部品として機
能する。 第8図は他の実施例であり、切り抜きの手順について
工夫したものである。前述の実施例において採用したよ
うに、微細部品をアームを残して加工し、微細部品の周
囲を窓開け加工すると、加工後の運搬と組み立てに都合
が良い。このような切り抜き加工を行なうには、部品3
とアーム4と窓枠34の輪郭部35を貫通加工すれば窓部33
は薄膜から分離する。従って、少ない加工体積で切り抜
き加工が完了し、高速加工が実現できる。窓部33(部品
輪郭部を含めた全ての加工部)を全てビーム照射により
加工する手法を用いると、加工時間を長くなる欠点があ
るが、ビーム偏向をラスター走査して部品部及びアーム
部のみブランキングする手法が利用できるため、ハード
ウエアが簡略化できる利点がある。 薄膜2がシリコン等の脆性材料の場合、前記輪郭部を
どの様な手順で加工しても特に問題は生じない。しか
し、薄膜2がステンレス等の延性材料の場合、加工が完
了する直前にある限定された部分で薄膜母材2と窓部33
とが微かにつながった状態となった時、窓部33が、つな
がった部分を蝶番にして不用意に折れ曲がる現象が観測
された。この蝶番部が部品3もしくはアーム4の輪郭で
発生した場合、部品3から窓部33が除去できない状態に
なることがあり、対策が必要となった。そこで、本実施
例では図中に示すように、少なくとも部品3とアーム4
の輪郭部分は先に貫通加工して、この部分に蝶番部が発
生しないようにした。これにより、たとえ窓部33が折れ
曲がっても部品3には影響を与えず、歩留まりの良い加
工が可能となった。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a basic configuration diagram of a focused ion beam (hereinafter, referred to as FIB) device used in the embodiment. The ions emitted from the liquid metal ion source 100 are focused by the condenser lens 101 and the objective lens 102, and
Thus, the light is irradiated onto the workpiece 2. Between both lenses,
An aperture 104, an aligner / stigma 105, a blanker 106, and a deflector 107 are provided. Workpiece 2 is 2
It is fixed on a stage 103 that can move in the axis (X, Y) direction. Secondary electrons e generated from the sample by FIB1 irradiation
Is detected by the secondary electron detector 108 and synchronized with the deflection control of the FIB1 to display the SIM on the computer CRT.
(Scanning Ion Microscope) image is displayed. The current flowing into the workpiece or the stage is measured by the current detector 109. Beam deflection, signal detection,
The control of the stage and the like is controlled by a computer via a system bus. FIG. 1 is an embodiment that best illustrates the present invention. Submicron FI with an acceleration voltage of 25 kV and a beam current of 5 nA for the thin film base material 2
B was deflected, and the base material was cut out using the sputtering phenomenon to produce fine parts 3a and 3b. As the material of the thin film base material, stainless steel and silicon having a thickness of 2 μm were used, and a favorable processed shape was obtained in both cases. The stainless thin film is obtained by thinning a plate material having a thickness of 10 μm by etching, and the silicon thin film is formed by thinning a silicon substrate for semiconductor by back etching. In the present embodiment, sputter etching using FIB was used. However, other techniques that can process fine shapes are as follows: 1) FIB assisted etching by FIB irradiation in an etching gas atmosphere 2) Focused electron beam in an etching gas atmosphere FEB assisted etching by irradiation (hereinafter, referred to as FEB) 3) There is FLB assisted etching by irradiation of a focused laser beam (hereinafter, referred to as FLB) in an etching gas atmosphere. FLB has excellent processing speed, and FEB has excellent convergence.
FIB has a good balance between processing speed and convergence. Means for aligning the processed part and observing the shape after processing include: 1) Observing an image using a secondary electron signal generated from a thin film or the like in synchronization with FEB deflection scanning. FEB is suitable for image observation because FEB causes less damage to the sample and has good focusing characteristics. 2) Image observation is performed using secondary charged particles generated from a thin film or the like in synchronization with the deflection scanning of the FIB. Since the sample to be observed is sputtered by FIB irradiation, it is necessary to reduce the beam current amount and sweep at a high speed during observation to reduce damage to the sample. 3) Observe the image with an optical microscope. The device configuration is simple and inexpensive. However, it is possible. For example, observe the image with FEB and process with F
By using a hybrid system such as IB, it is possible to construct a system that can perform fine processing without damage. Further, when the observation and the processing are performed in the same FIB as in the present embodiment, there is an advantage that the hardware configuration can be simplified. In this embodiment, the cutout is performed so that the thin arm 4 remains between the fine parts 3a and 3b and the thin film base material 2. This is intended to carry the fine parts 3a and 3b while holding the thin film base material 2. After transport, the arm 4 is removed by local irradiation of the focused beam 1 or by mechanical breakage. In mechanical parts such as gears, it is particularly important to secure mechanical strength, and in a homogeneous part cut out from a uniform thin film, a functional problem may occur. To solve this problem: 1) Ion implantation is performed by high-acceleration FIB irradiation to modify a part or the whole of a fine component. 2) Irradiate FLB or FEB to a part or the whole of the micro component, and modify the material by the annealing effect. Can be used. In addition, CVD (Chemical Vapor Depositi) such as W (CO) 6
When the focused beam is locally irradiated while the gas for on) is introduced, 1) repair of a part that has been cut too much by mistake 2) It is possible to realize a part shape that cannot be achieved only by cutting out. FIG. 3 to FIG. 5 show a method of detecting the end point of the cutting process. FIG. 3 is a diagram in which particles 9 secondary generated by FIB irradiation are detected by a secondary particle detector 20, and the progress of processing of the beam irradiation unit is monitored by an output signal of the detector. In this embodiment, the thin film material was set to the ground potential, a positive voltage was applied to the lattice at the tip of the detector 20, secondary electrons were induced, and the signal was amplified by a scintillator and a photomultiplier to create a monitor signal. When it is desired to detect secondary ions, a negative voltage is applied to the lattice, and an amplifier is arranged at the subsequent stage. FIG. 4 monitors the progress of the processing by the current flowing into the peritoneum 2. In order to detect the current, an ammeter 21 was inserted between the thin film and the ground potential.
The current value detected by the ammeter is the sum of the beam current of the FIB incident on the thin film and the current generated by the secondary charged particles emitted from the thin film. The end point of the cutting process is the time when the current value becomes extremely small. FIG. 5 is a diagram for monitoring the progress of processing by measuring the intensity of a beam penetrating the thin film 2 and arranging a current detecting plate 22 below the thin film, which is larger than the beam deflection area, to detect the flowing beam current. Detected by a total of 21. Current detection plate with material with low secondary electron yield
With the configuration of 22, the display of the ammeter 21 becomes almost equal to the beam current of the FIB1 irradiated on the current detection plate. Therefore, the beam current of the FIB is measured in advance, and the display of the ammeter 21 is displayed on the FIB.
When the beam current becomes almost equal to the FIB, the entire FIB has penetrated the thin film, and the processing end point can be detected. In addition, by setting the current detection plate 22 to a positive potential (about 10 V may be sufficient) with respect to the thin film, generation of a secondary electron current is further suppressed, and the processing end point detection accuracy is improved. FIG. 6 is a configuration diagram of an FIB device used in another embodiment. This device is a three-axis manipulator,
200 and a gas introduction mechanism 201 are added. By fixing the thin film 2 to the tip of this manipulator arm,
After processing, it becomes possible to transport the fine parts to a desired place. Further, by introducing a gas such as W (CO) 6 from a gas source into the FIB irradiation unit, a volume film can be formed. FIG. 7 shows a case where the gear 3a is fitted to the fine shaft 5 formed on the base (FIGS. 7A and 7B), and further, the cap 3b is fitted to the shaft 5 (FIGS. 7C and 7D). FIG. 10 is a process diagram of an embodiment in which the cap 3b and the shaft 5 are bonded to a ladder (FIG. 10E) to realize a gear mechanism (FIG. 10F) that rotates about the shaft. The steps will be described below in order. (A) The stage 103 is moved, and the shaft 5 is moved near the optical axis of FIB1. In addition, the gear 3a is transported to fit on the shaft 5. The gear 3a is held on the thin film 2 via the arm 4, and can be moved in an arbitrary direction by the triaxial manipulator 200. [FIG. 7 (a)] (b) The gear 3a is fitted to the shaft 5, and the FIB 1 is irradiated to the arm 4 to cut it.
The gear 3a is free from the thin film 2. [Fig. 7 (b)]
(C) The manipulator is driven, and the cap 3b is fitted on the shaft 5. [FIGS. 7 (c) and (d)] (d) The FIB1 is irradiated to the arm 4 and cut. Cap 3b
Is free from the thin film 2. [FIG. 7 (d)] (e) Irradiate FIB1 on the top of the cap 3b and the shaft 5 in the gas atmosphere 7 from the gas supply nozzle 6 to deposit the film 8
Is formed, and the shaft 5 and the cap 3b are mechanically connected. [FIG. (E)] (f) Through the steps described above, a fine gear mechanism rotating around the shaft 5 can be realized. [FIG. 6F] When the thin film 2 is mounted on the manipulator 200, the thin film 2 may be inadvertently broken during chucking, particularly if the thin film 2 is a brittle material. Therefore, only the chucking portion of the thin film 2 was formed with a large film thickness, and a measure was taken to improve the mechanical strength of the chucking portion. In this embodiment, the FIB is used only for cutting the arm 4 and forming the deposited film 8. However, the FIB can form an ion implantation layer in a small area in principle. It is possible to improve mechanical properties (hardness, coefficient of friction, etc.). Further, it is also possible to make a manufactured part to have many functions mechanically and electrically, such as lubrication and insulation, by using a thin film as a multilayer film. In addition, it is also possible to manufacture a fine component on a substrate by using a laminated substrate including a thin film layer as a material and subjecting at least the thin film layer to penetrating processing. The substance to be processed can be determined by mass spectrometric analysis of secondary ions generated at the time of etching processing or spectral analysis of light. Therefore, it is possible to accurately monitor to which layer of the laminated substrate the processing is progressing. A fine component manufactured by this method functions as a single component by removing a surrounding layer by etching or the like. FIG. 8 shows another embodiment, in which the procedure for cutting out is devised. As employed in the above-described embodiment, if the fine part is processed while leaving the arm, and a window is formed around the fine part, it is convenient for transportation and assembly after the processing. In order to perform such a cutting process, the parts 3
And through the outline 4 of the arm 4 and the window frame 34, the window 33
Separates from the thin film. Therefore, the cutout processing is completed with a small processing volume, and high-speed processing can be realized. If the method of processing all the windows 33 (all processing parts including the part contour parts) by beam irradiation is used, the processing time will be long. Since a blanking method can be used, there is an advantage that hardware can be simplified. When the thin film 2 is made of a brittle material such as silicon, there is no particular problem if the contour is processed in any procedure. However, when the thin film 2 is made of a ductile material such as stainless steel, the thin film base material 2 and the window 33 are formed at a limited portion immediately before the completion of the processing.
When the connection was slightly connected, a phenomenon was observed in which the window 33 was carelessly bent with the connected portion as a hinge. When the hinge portion is generated in the contour of the component 3 or the arm 4, the window 33 may not be removed from the component 3, and a countermeasure is required. Therefore, in this embodiment, as shown in the figure, at least the part 3 and the arm 4
The contour portion of was first pierced to prevent a hinge portion from being generated at this portion. Thus, even if the window 33 is bent, the components 3 are not affected, and processing with a high yield can be performed.
本発明によれば、微細部品の加工を静電吸着力や表面
張力の影響を受けることなく、高精度に行うことが可能
になる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to process a micro component with high precision, without being affected by electrostatic attraction force or surface tension.
第1図は本発明の一実施例の斜視図、第2図は本発明を
実施した集束イオンビーム・システムの概略構成図、第
3図,第4図,第5図は加工終点検出方法を示す説明
図、第6図は他の実施例に用いた集束イオンビーム・シ
ステムの概略構成図、第7図は回転歯車機構の組み立て
手順を示す工程説明図、第8図は他の実施例の斜視図で
ある。 1……集束イオンビーム、2……薄膜材料 3……微細部品、4……アーム 5……シャフト、6……ノズル 7……ガス、8……体積膜 9……二次粒子、10……配線パターン 200……3軸マニピュレーター 201……ガス導入機構FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a focused ion beam system embodying the present invention, and FIGS. 3, 4, and 5 show a method of detecting a processing end point. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a focused ion beam system used in another embodiment, FIG. 7 is a process explanatory diagram showing an assembling procedure of a rotary gear mechanism, and FIG. 8 is another embodiment. It is a perspective view. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Focused ion beam, 2 ... Thin film material 3 ... Fine parts, 4 ... Arm 5 ... Shaft, 6 ... Nozzle 7 ... Gas, 8 ... Volume film 9 ... Secondary particles, 10 ... … Wiring pattern 200 …… Triaxial manipulator 201 …… Gas introduction mechanism
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−260692(JP,A) 特開 昭53−51160(JP,A) 特開 昭62−197284(JP,A) 特開 平1−180791(JP,A) 特開 昭63−280209(JP,A) 特開 昭63−55957(JP,A) 実開 昭58−160680(JP,U) 実開 昭52−125192(JP,U) 特公 昭38−5746(JP,B1) 日本学術振興会第132委員会編 「電 子・イオンビームハンドブック」 (昭 和50−7−25) 日刊工業新聞社 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 15/00,15/08Continuation of front page (56) References JP-A-63-260692 (JP, A) JP-A-53-51160 (JP, A) JP-A-62-197284 (JP, A) JP-A-1-180791 (JP) JP-A-63-280209 (JP, A) JP-A-63-55957 (JP, A) JP-A-58-160680 (JP, U) JP-A-52-125192 (JP, U) 38-5746 (JP, B1) Japan Society for the Promotion of Science, 132nd Committee, “Electron / Ion Beam Handbook” (Showa 50-7-25) Nikkan Kogyo Shimbun (58) Field surveyed (Int. Cl. 6) , DB name) B23K 15 / 00,15 / 08
Claims (5)
薄膜母材に、集束したイオンビームを照射して、前記薄
膜母材の部品となる部分を前記薄膜母材に支持させた状
態で前記部品となる部分の周囲部を除去する工程と、次
いで前記薄膜部材の前記部品となる部分が、その結合関
係にある部品上に位置づけられるように前記搬送用マニ
ュピュレータを用いて前記薄膜母材を移送する工程と、
当該工程後、前記部品となる部分と前記母材間に前記イ
オンビームを照射することにより両者を切り離す工程を
含むことを特徴とするイオンビーム加工方法The thin-film base material supported by a transport manipulator is irradiated with a focused ion beam, and the thin-film base material is supported by a part of the thin-film base material. Removing the peripheral portion of the thin film member, and then transferring the thin film base material using the transfer manipulator so that the part of the thin film member which is to be the component is positioned on the component in the connection relationship. The process of
Irradiating the ion beam between the part serving as the part and the base material after the step to separate the part and the base material, thereby separating the two.
前記部品となる部分の外周を切断する工程と、前記部品
となる部分を含む開口の縁を形成する工程とを含むこと
を特徴とするイオンビーム加工方法2. The method according to claim 1, wherein the removing step comprises:
An ion beam processing method, comprising: a step of cutting an outer periphery of a part to be a part; and a step of forming an edge of an opening including the part to be a part.
前記外周を切断する工程、前記開口の縁を形成する工程
の順に行われることを特徴とするイオンビーム加工方法3. The method according to claim 2, wherein the removing step comprises:
A step of cutting the outer periphery and a step of forming an edge of the opening in this order.
の荷電粒子線の照射に基づく電流の変化を検出する電流
検出器が備えられ、該電流検出器の検出電流の変化をも
って前記切り離す工程の終了を判定することを特徴とす
るイオンビーム加工方法4. The method according to claim 1, wherein the base material is provided with a current detector for detecting a change in current based on the irradiation of the base material with the charged particle beam. Determining the end of the separating step.
電粒子線の照射に基づく電流を検出する電流検出器が備
えられ、該電流検出器の検出電流の変化をもって前記切
り離す工程の終了を判定することを特徴とするイオンビ
ーム加工方法5. The apparatus according to claim 1, further comprising a current detector below the base material for detecting a current based on the irradiation of the charged particle beam, and ending the disconnecting step by a change in the detection current of the current detector. Beam processing method characterized by determining
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1212909A JP2810137B2 (en) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ion beam processing method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1212909A JP2810137B2 (en) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ion beam processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377255A JPH0377255A (en) | 1991-04-02 |
| JP2810137B2 true JP2810137B2 (en) | 1998-10-15 |
Family
ID=16630290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1212909A Expired - Lifetime JP2810137B2 (en) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ion beam processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2810137B2 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610474Y2 (en) * | 1976-03-19 | 1981-03-09 | ||
| JPS5351160A (en) * | 1976-10-20 | 1978-05-10 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Working machine tool |
| JPS58160680U (en) * | 1982-04-19 | 1983-10-26 | 株式会社ダイヘン | electron beam welding machine |
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| JPS63260692A (en) * | 1987-04-20 | 1988-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Micro joint separating device |
| JPS63280209A (en) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | Mitsutoyo Corp | Optical microscope |
| JP2631290B2 (en) * | 1987-12-29 | 1997-07-16 | セイコー電子工業株式会社 | Ion beam processing equipment |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP1212909A patent/JP2810137B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本学術振興会第132委員会編 「電子・イオンビームハンドブック」 (昭和50−7−25) 日刊工業新聞社 |
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|---|---|
| JPH0377255A (en) | 1991-04-02 |
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