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ガスクラスターイオンビームを用いた超精密3次元形状加工技術の開発

开发利用气体团簇离子束的超精密3D形状加工技术

基本信息

批准号：
17760584
负责人：
豊田紀章
金额：
$ 2.18万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760584/
关键词：
精密部品加工精密研磨クラスターイオンクラスター

项目摘要

平成18年度は、ガスクラスターイオンビーム装置を用い、小径クラスターイオンビームの照射を行った。パルスモーターをX,Y,Z,回転の4軸に使用した機械駆動ステージを開発し、外部のコンピュータにからの信号を元に、機械駆動ステージを高精度に制御した。小径ビームによる加工を行うため、まず0.1mmのアパーチャーを機械駆動ステージに設け、それを通過してくるガスクラスターイオン電流をXY方向に位置を変更しながら測定することにより、小径ビームのビーム形状の測定を行った。加速電圧30kVにおけるArクラスターイオンビームのビーム形状はほぼガウス分布であった。次に、直径0.51mm金ターゲットを用意し、接触式段差計により現在の形状の測定を行い、設計形状との差から、ガスクラスターイオンビームによって除去すべき厚さを求めた。先に求めたガスクラスターイオンビームのビーム形状と、加速電圧30kVにおける金のスパッタ率から、各照射位置でのArクラスターイオン照射量の計算を行った。この照射イオン量とファラデーカップで測定したイオン電流値から、各照射位置でのビーム滞在時間を求めることができる。このようなプロセスフローにより0.5mm径のターゲット上に蒸着された金薄膜の任意形状加工を行い、照射前の設計値との誤差200nmが、照射後には26nmとなり、大幅に設計値に近い加工をすることができた。ガスクラスターイオンビームは強力な表面平坦化効果も有しているため、高精度かつ微小な金型を作成するための技術として期待される。

Heisei 18 years ago, the use of equipment, small diameter equipment, irradiation 4-axis mechanical motion control system for X,Y,Z, rotation, signal generation, and high-precision control Small diameter machining process: 0.1mm in diameter, mechanical motion, setting, passing, current, XY direction, position change, measurement, shape measurement Acceleration voltage 30kV Next, the diameter of 0.51mm gold plate, contact type step difference meter, current shape measurement, design shape difference, design shape difference, removal thickness calculation First of all, calculate the shape, acceleration voltage of 30kV, and the exposure amount of each irradiation position. The amount of irradiation is determined by the current value, and the time lag of each irradiation position is determined. For example, the design error of the gold film before irradiation is 200nm, the design error of the gold film after irradiation is 26nm, and the design error of the gold film after irradiation is 200nm. The technology of surface flattening is expected to be strong and precise.