(57)【要約】【課題】被加工物に照射される荷電粒子ビームの照射ドーズ量を高精度に制御することが可能な荷電粒子ビーム加工技術を提供する。【解決手段】ガスクラスターイオンビーム８を被加工物１１に照射して加工を行うガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１において、ガスクラスターイオンビーム８を整形するアパーチャ１０の上流側に、加工中に被加工物１１と同時にガスクラスターイオンビーム８が照射される電流計測部９を配置し、加工中に実時間で、ガスクラスターイオンビーム８の電流値を計測して累積ドーズ量を把握し、目的の照射ドーズ量となるように照射時間を制御する。【選択図】  図１
2010086886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物と電流計測手段に荷電粒子ビームを同時に照射しつつ、前記電流計測手段に照射される前記荷電粒子ビームの電流値に基づいて前記被加工物に対する前記荷電粒子ビームの照射時間を制御することを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の荷電粒子ビーム加工方法において、
前記荷電粒子ビームの照射方向における前記被加工物の上流側に配置された前記電流計測手段を用いて前記電流値を計測する工程と、
前記電流値を用いて前記被加工物に対する累積照射ドーズ量を演算する工程と、
前記累積照射ドーズ量に基づいて前記被加工物に対する照射ドーズ量を制御する工程と、
を含むことを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【請求項３】
請求項２記載の荷電粒子ビーム加工方法において、
アパーチャを通過して整形された前記荷電粒子ビームを前記被加工物に照射するとき、整形前の前記荷電粒子ビームの前記電流値を前記電流計測手段で計測し、整形後の前記荷電粒子ビームを前記被加工物に照射することを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【請求項４】
請求項３記載の荷電粒子ビーム加工方法において、
前記アパーチャと一体に設けられた前記電流計測手段を用いて前記電流値を計測することを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【請求項５】
荷電粒子ビームを出射するビーム生成手段と、
被加工物に照射される前記荷電粒子ビームを整形するビーム整形手段と、
前記被加工物よりも上流側で前記荷電粒子ビームの電流値を計測する電流計測手段と、
前記電流値に基づいて、前記被加工物に対する前記荷電粒子ビームの照射時間を制御する加工制御手段と、
を含むことを特徴とする荷電粒子ビーム加工装置。
【請求項６】
請求項５記載の荷電粒子ビーム加工装置において、
前記ビーム整形手段の上流側に前記電流計測手段が独立して配置され、前記ビーム整形手段および前記電流計測手段に同時に前記荷電粒子ビームが照射されることを特徴とする荷電粒子ビーム加工装置。
【請求項７】
請求項５記載の荷電粒子ビーム加工装置において、
前記ビーム整形手段と前記電流計測手段とが一体であることを特徴とする荷電粒子ビーム加工装置。
【請求項８】
請求項５記載の荷電粒子ビーム加工装置において、
前記加工制御手段は、
前記被加工物に照射すべき必要照射ドーズ量の入力を受け付けるステップと、
前記電流計測手段から入力される単位時間当たりの前記電流値から、前記被加工物に対する前記荷電粒子ビームの前記単位時間当たりの照射ドーズ量を演算するステップと、
前記単位時間当たりの照射ドーズ量を累積した累積照射ドーズ量が、前記必要照射ドーズ量に達したときに、前記被加工物に対する前記荷電粒子ビームの照射を停止するステップと、
を情報処理装置に実行させる加工制御プログラムを備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム加工技術に関し、例えばガスクラスターイオンビーム等の荷電粒子ビームを用いた加工技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ等の光学素子には回転軸対称の球面レンズや非球面レンズ等があり、これらを大量生産するためには成形型を使用したプレス成形が有力な加工手段である。
このプレス成形では成形型の面性状をレンズに転写させるため、成形型の表面粗さや形状精度が悪いと、成形されるレンズの光学性能が低下し、レンズが組み込まれるカメラ等の製品の性能低下を招くことになる。
【０００３】
また、光学素子の高性能化においては、前記プレス成形ではなくレンズの直接研磨加工という加工手段があるが、研磨加工による平滑化では光学素子に要求される光学的な性能に対して不十分な場合がある。
【０００４】
このため、例えばガスクラスターイオンビーム等の荷電粒子ビームの照射による平滑化が、レンズ等の光学素子自体や成形型の仕上げ加工方法として注目されている。
ガスクラスターは、気体原子または分子が数百〜数千個の塊状になったものであり、これらがイオン化されてガスクラスターイオンビームとなり、加速電圧によって加速され被加工物へ照射される。このとき、ガスクラスターイオンビームは被加工物との衝突で壊れ、その際クラスター構成原子または分子および被加工物構成原子または分子と多体衝突が生じ、被加工物表面に対して水平方向への運動が顕著になり、表面の凸部が主に削られ原子サイズでの平坦な超精密研磨が実現できる。
【０００５】
このようなガスクラスターイオンビーム加工では、ビームの照射ドーズ量を精密に制御することが、被加工物に目的とする加工形状を得る上で欠かせない。
一方、従来、イオンビームを用いたイオン注入における照射ドーズ量を制御する技術として、特許文献１では、図８に示すような技術が開示されている。
【０００６】
すなわち、イオン照射対象物１０１に照射されるイオンビーム１０４の軌道上に第２ビーム電流測定部としてバックファラデ１０２が設けられ、イオンビーム１０４の軌道外にはビーム電流測定部としてドーズファラデ１０３が設けられている。
【０００７】
そして、イオン注入動作開始前に予めドーズファラデ１０３およびバックファラデ１０２に入射されるイオンビーム１０４から算出されたビーム電流量を元にドーズ量補正係数を演算しておき、イオン照射対象物１０１に対する実際のイオン注入時にはドーズファラデ１０３の測定結果と予め演算しておいたドーズ量補正係数の結果に基づいてイオン注入量の補正が行われる。
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１の技術においては、ガスクラスターイオンビームをアパーチャで細く切り出して極細径のガスクラスターイオンビームの全面積を使用する加工技術に適用する場合には、ガスクラスターイオンビームの面内に電流計測部を配置することはできない。
【０００９】
さらに、極細径のガスクラスターイオンビームが照射される被加工物から直接的に電流値を計測するにはあまりにも微弱な電流値であるため計測ができない。
このため、加工中に即時に電流計測ができず、加工中に照射出力にバラツキが発生した
場合、所望の値に照射ドーズ量を制御できず、所望の表面粗さを得ることができないという大きな技術的課題がある。
【特許文献１】特許第３０７４８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、被加工物に照射される荷電粒子ビームの照射ドーズ量を高精度に制御することが可能な荷電粒子ビーム加工技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点は、被加工物と電流計測手段に荷電粒子ビームを同時に照射しつつ、前記電流計測手段に照射される前記荷電粒子ビームの電流値に基づいて前記被加工物に対する前記荷電粒子ビームの照射時間を制御する荷電粒子ビーム加工方法を提供する。
【００１２】
本発明の第２の観点は、荷電粒子ビームを出射するビーム生成手段と、
被加工物に照射される前記荷電粒子ビームを整形するビーム整形手段と、
前記被加工物よりも上流側で前記荷電粒子ビームの電流値を計測する電流計測手段と、
前記電流値に基づいて、前記被加工物に対する前記荷電粒子ビームの照射時間を制御する加工制御手段と、
を含む荷電粒子ビーム加工装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被加工物に照射される荷電粒子ビームの照射ドーズ量を高精度に制御することが可能な荷電粒子ビーム加工技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施の形態の第１態様では、被加工物と電流計測部に荷電粒子ビームを同時に照射して、前記電流計測部にて電流値を計測しながら必要照射ドーズ量を算出し荷電粒子ビームの照射時間を制御する荷電粒子ビーム加工方法を提供する。
【００１５】
また、第２態様では、荷電粒子ビームが照射される被加工物の上流側に電流計測部を具備して照射と同時に電流値を計測する工程と、前記電流値のデータを用いて被加工物に対して照射する照射ドーズ量を演算する工程と、所望の照射ドーズ量を被加工物に照射する工程を含む荷電粒子ビーム加工方法を提供する。
【００１６】
また、第３態様では、第２態様の荷電粒子ビーム加工方法において、アパーチャで荷電粒子ビームを切り出して、切り出す前の荷電粒子ビームを前記電流計測部で計測し、切り出した後の荷電粒子ビームを被加工物に照射する荷電粒子ビーム加工方法を提供する。
【００１７】
また、第４態様では、第２態様の荷電粒子ビーム加工方法において、前記アパーチャと前記電流計測部を同一部品によって構成されている荷電粒子ビーム加工方法を提供する。
また、第５態様では、荷電粒子ビームを出射するビーム生成手段と、アパーチャによって荷電粒子ビームが切り出される手段と、被加工物よりも上流側で電流値を計測する電流計測手段と、前記アパーチャによって切り出された荷電粒子ビームを被加工物に照射する照射手段を具備した荷電粒子ビーム加工装置を提供する。
【００１８】
また、第６態様では、第５態様の荷電粒子ビーム加工装置において、前記アパーチャと前記電流計測部が独立している構造の荷電粒子ビーム加工装置を提供する。
また、第７態様では、第５態様の荷電粒子ビーム加工装置において、前記アパーチャと前記電流計測部が同一部品からなる構成の荷電粒子ビーム加工装置を提供する。
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
［構成］
図１は、本発明の一実施の形態である荷電粒子ビーム加工方法を実施する荷電粒子ビーム加工装置の構成の一例を示す概念図である。
【００２０】
以下の本実施の形態では、荷電粒子ビームとしてガスクラスターイオンビームを用いるガスクラスターイオンビーム加工装置を例にとって説明する。
図１に示すように、本実施の形態のガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１は、ソース部１（ビーム生成手段）と差動排気部２とイオン化部３の３つのチャンバーによって構成されている。
【００２１】
差動排気部２にはガスクラスターイオンビーム８の出射経路を開閉するシャッター１５が配設してある。
上述のソース部１、差動排気部２、イオン化部３の各チャンバー内は、照射前の準備として不純物ガス、水、酸素および窒素等をできるだけ排除するために不図示のポンプにて所望の真空度まで減圧をする。
【００２２】
ソース部１に設けられたノズル４には不図示のガスボンベより、０．３〜１０ＭＰａ程度の高圧ガスを供給する。このガスは、例えばアルゴンガス、酸素ガス、窒素ガス、ＳＦ６ガス、ヘリウムガスの他、化合物の炭酸ガスあるいは２種以上のガスを混合することも可能である。
【００２３】
このような高圧ガスが超音速でノズル４から噴出する瞬間に断熱膨張によってガスクラスターが生成され、次にスキマー５を通過してビーム径を整える。このときのガスクラスターイオンビーム８は中性ビームであるが、差動排気部２を経由してイオン化部３に入り、タングステン製のフィラメント６の熱電子の衝突によってイオン化される。
【００２４】
次にガスクラスターイオンビーム８は加速電極７で加速される。このとき、ガスクラスターイオンビーム８の径は数十ｍｍ程度である。
ガスクラスターイオンビーム８の下流には、ガスクラスターイオンビーム８の照射方向と略対向する位置に、電流計測部９（電流計測手段）とアパーチャ１０（ビーム整形手段）と被加工物１１を順に配設する。
【００２５】
電流計測部９は、スキマー５で整形された後に加速電極７から出射されるガスクラスターイオンビーム８の口径よりも小さいビーム通過穴９ａが中央部に形成されている。
アパーチャ１０には、被加工物１１に照射されるガスクラスターイオンビーム８を所望の形状に整形するためのビーム整形穴１０ａが中央部に形成されている。
【００２６】
この場合、上流側のビーム通過穴９ａは、下流側のビーム整形穴１０ａよりも大きい。
そして、電流計測部９のビーム通過穴９ａとアパーチャ１０のビーム整形穴１０ａは、ガスクラスターイオンビーム８の照射経路方向にほぼ同軸に配置されている。
【００２７】
図２および図３はガスクラスターイオンビーム８の照射における電流計測部９とアパーチャ１０と被加工物１１の位置関係と概略形状を示している。
ガスクラスターイオンビーム８が電流計測部９に照射された面積をＳ１とし、アパーチャ１０の穴径を通して被加工物１１に照射された面積をＳ２とする。
【００２８】
電流計測部９は電流検出のための電流検出用ケーブル１４を介して外部の電流計測器１
２と情報処理装置１３（加工制御手段）に接続され、この情報処理装置１３に実装された制御プログラム１３ａにおいて演算処理が行われる。
【００２９】
電流計測部９の材質は導電体であれば不問であるが、ここでは安価でかつアウトガスの発生しにくい材料であるステンレスを使用した。上述のように電流計測部９の形状は中央部にビーム通過穴９ａが開口した輪帯状になっているが、ガスクラスターイオンビーム８の照射領域の照射面積Ｓ１（スキマー５で整形されたガスクラスターイオンビーム８の断面積からビーム通過穴９ａの面積を差し引いた値）が判れば任意形状で構わない。
【００３０】
アパーチャ１０は、ビーム整形穴１０ａにてガスクラスターイオンビーム８を切り出す目的で設けられているため、外形形状は任意でよい。アパーチャ１０の材質は導電体でも絶縁体でも構わない。ガスクラスターイオンビーム８切り出すアパーチャ１０のビーム整形穴１０ａの形状は所望の形状にする。
【００３１】
本実施の形態では円形状のガスクラスターイオンビーム８に整形したいため、アパーチャ１０のビーム整形穴１０ａの形状も円形状とした。ビーム整形穴１０ａの形状を加工する方法としては、ドリル等を使った機械加工、プレス加工、エッチング加工、放電加工、レーザ加工等がある。箔のように薄い材料であれば、レーザ加工を使って直径φ＝１μｍの円形状のビーム整形穴１０ａも容易に製作できる。
【００３２】
本実施の形態の被加工物１１は簡単のため平面形状で例示してあるが、光学素子あるいは光学素子成形用の金型を加工する場合は、一例として被加工物１１の照射面は、球面、非球面形状で凹面、凸面の場合が多い。
【００３３】
また、図１に示すように照射ドーズ量を設定するために演算するパーソナルコンピュータ等の情報処理装置１３は電流計測器１２と接続されている。さらに情報処理装置１３は、ガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１の図示しない制御機構部に接続され、ガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１におけるガスクラスターイオンビーム８の照射開始／停止等の動作を制御する。
【００３４】
そして、電流計測部９で計測した電流値に基づいて、必要照射ドーズ量が情報処理装置１３の制御プログラム１３ａで演算され、制御プログラム１３ａは、その結果を元に、被加工物１１に対するガスクラスターイオンビーム８の照射時間を制御するようになっている。
【００３５】
［作用］
まず始めに図４に示すようにガスクラスターイオンビーム８を照射したときの照射ドーズ量Ｄに対する表面粗さＲａ（ｎｍ）の相関関係を示す基礎データｆを取得する。この基礎データｆより、所望の表面粗さＲａを得るために必要な照射ドーズ量Ｄが決定される。
【００３６】
次に本実施の形態の加工法において、照射時間Ｔ、照射ドーズ量Ｄ、照射面積Ｓ、電流値Ｃ、電気素量ｅの間には、以下に示す（１）式のような関係式が成り立つのでその説明を行う。
【００３７】
照射時間Ｔ＝（Ｄ×Ｓ×ｅ）／Ｃ  ・・・（１）式
照射ドーズ量Ｄとは単位面積当たりの投入イオン数である。照射面積Ｓとは電流計測部に照射された面積である。電気素量ｅとは１．６×１０−１９（ｃ）である。電流値Ｃとはガスクラスターイオンビーム８が電流計測部９に照射されて得られた電流値である。
【００３８】
次に図５を参照して、本実施の形態の作用を説明するため、電流計測部９と被加工物１
１の関係をモデル化して考察する。
すなわち、第一の照射部を計測部１６ａ(電流計測部９に相当)とし、第二の照射部を計測部１６ｂ(被加工物１１に相当)としたとき、ガスクラスターイオンビーム８の照射は計測部１６ａと計測部１６ｂの同一経路上にあるため、これらに照射される照射時間は同一となる。
【００３９】
計測部１６ａと計測部１６ｂが同時に照射されたときの関係式を以下に説明する。
計測部１６ａは照射面積がＳ１となり、そこから得られる電流値はＣ１となる。同様に計測部１６ｂは照射面積がＳ２となり、そこから得られる電流値はＣ２となる。
【００４０】
計測部１６ａと計測部１６ｂに照射される照射ドーズ量は同じことから、両方共に照射ドーズ量をＤとする。（１）式から計測部１６ａは以下の（２）式になり、計測部１６ｂは以下の（３）式になる。
【００４１】
計測部１６ａ  ：  照射時間Ｔ＝（Ｄ×Ｓ１×ｅ）／Ｃ１  ・・・（２）式
計測部１６ｂ  ：  照射時間Ｔ＝（Ｄ×Ｓ２×ｅ）／Ｃ２  ・・・（３）式
計測部１６ａと計測部１６ｂで照射時間が同じことから、以下の（４）式のようになる。
【００４２】
Ｓ１／Ｃ１＝Ｓ２／Ｃ２  ・・・（４）式
このような検討結果から、（３）式と（４）式に基づいて、計測部１６ｂの照射時間Ｔを求める際は、以下の（５）式でも可能となることが分かる。
【００４３】
計測部１６ｂ  ：  照射時間Ｔ＝（Ｄ×Ｓ１×ｅ）／Ｃ１  ・・・（５）式
すなわち、計測部１６ｂを被加工物１１に置き換えて考えると、被加工物１１照射されるガスクラスターイオンビーム８の照射時間Ｔが、同時に照射される電流計測部９(計測部１６ａ)における照射面積Ｓ１と、そこから得られる電流値Ｃ１を用いて算出できることを意味している。
【００４４】
続いて照射の単位時間当たりの照射ドーズ量の関係式について説明する。照射の単位時間Δｔとし、そのときの電流値をΔＣ１とし、それらから算出される照射ドーズ量をΔＤｔとする。（１）式の関係式より、以下の（６）式のように表すことができる。
【００４５】
ΔＤｔ＝（Δｔ×ΔＣ１）／（Ｓ×ｅ）  ・・・（６）式
次に図６のフローチャートに基づいて、本実施の形態のガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１の作用を詳細に説明する。
【００４６】
まず、第１工程２０１では図４の基礎データｆから所望の表面粗さＲａを得るために必要なトータルの照射ドーズ量Ｄを決定する。
すなわち、第１工程２０１で制御プログラム１３ａは、必要なトータルの照射ドーズ量Ｄと、電流値計測のサンプリング周期である単位時間Δｔの設定入力を受け付ける。
【００４７】
なお、制御プログラム１３ａが基礎データｆの情報を持ち、被加工物１１に必要な表面粗さＲａの入力を受け付けて、必要な照射ドーズ量Ｄを自動的に決定してもよい。
第２工程２０２および第３工程２０３では、制御プログラム１３ａは、ガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１を起動し、電流計測部９および被加工物１１に対するガスクラスターイオンビーム８の照射を開始して、電流計測部９に照射された単位時間Δｔにおける電流値ΔＣ１を電流計測器１２にて計測する。このとき電流値計測のサンプリング周期は上述のように任意に設定可能である。
【００４８】
電流値ΔＣ１が計測されると、第４工程２０４により、制御プログラム１３ａは、（６）式に基づきΔＤｔを演算する。
第５工程２０５では、制御プログラム１３ａは、第４工程２０４で演算したΔＤｔの累積値である（７）式の累積ドーズ量Ｄｓを算出する。そして、第１工程２０１で設定された、被加工物１１に必要なトータルの照射ドーズ量Ｄと、累積ドーズ量Ｄｓが同じになるように、単位時間Δｔの経過時間を監視し、Ｄ≧Ｄｓとなるまで、すなわち累積ドーズ量Ｄｓが、被加工物１１に目的の面粗さＲａに平滑化するために必要な照射ドーズ量Ｄに達するまで、照射を繰り返し行う。
【００４９】
【数１】
2010086886.tif 000003
【００５０】
第６工程２０６ではＤ≧Ｄｓが成立した時点で、制御プログラム１３ａは、照射手段であるガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１の照射を終了させる。
［効果］
本実施の形態によれば、加工中に電流計測部９および被加工物１１に同時にガスクラスターイオンビーム８を照射し、電流計測部９から計測される電流値を、被加工物１１の加工中に即時に計測し、そのデータに基づいて被加工物１１に対するガスクラスターイオンビーム８の照射時間の制御を行うことによって累積ドーズ量Ｄｓを高精度に制御し、被加工物１１の表面粗さを所望の粗さに加工することが可能となる。
【００５１】
また、アパーチャ１０の上流側に設けられた電流計測部９によって、整形前の比較的太い断面のガスクラスターイオンビーム８の電流を計測するので、アパーチャ１０による整形後のガスクラスターイオンビーム８の断面の大小に関係なく、ガスクラスターイオンビーム８の電流値を確実に測定できる。
【００５２】
すなわち、被加工物１１に照射されるガスクラスターイオンビーム８の断面サイズが、電流値の測定のために制約されず、μｍレベルの極細のガスクラスターイオンビーム８を用いた被加工物１１の精密加工においても、的確に累積ドーズ量Ｄｓを制御することができる。
【００５３】
さらに、加工中に実時間で（即時的に）ガスクラスターイオンビーム８の電流値を計測するため、加工中にガスクラスターイオンビーム８の照射出力が変動しても、当該変動は電流計測部９による実時間の電流値の計測結果に反映されるので、加工中におけるガスクラスターイオンビーム８の照射出力の変動に影響されることなく、精密に累積ドーズ量Ｄｓを制御して高精度の加工結果を得ることができる。
（実施の形態２）
上述の実施の形態１では、アパーチャ１０とは別個に電流計測部９を設けた例を示したが、以下の実施の形態２では両者を一体化した例を示す。
【００５４】
［構成］
図７は、本発明の実施の形態２であるガスクラスターイオンビーム加工装置の内部構造の一部を取り出して例示した斜視図である。
【００５５】
本実施の形態２のガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ２は、電流計測部９とアパーチャ１０を兼ねる計測用アパーチャ１７（電流計測手段）（ビーム整形手段）を備えた点が、上述の実施の形態１のガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１と異なり、他の構成は同様である。
【００５６】
従って、以下では、ガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ２においてガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ１と異なる点について、図７を用いて詳細に説明する。
図７に例示されるように、本実施の形態２の場合、電流計測部９およびアパーチャ１０を兼ねる一つの計測用アパーチャ１７を用いる。
【００５７】
この計測用アパーチャ１７は、前記アパーチャ１０の持つガスクラスターイオンビーム８の整形機能と、前記電流計測部９の持つ電流値の測定機能を同一部品で実現している。
図７は、計測用アパーチャ１７と被加工物１１の位置関係と概略形状を示している。計測用アパーチャ１７は電流検出用のための電流検出用ケーブル１４を介して外部の電流計測器１２と情報処理装置１３に接続され、ここで演算処理が行われる。
【００５８】
計測用アパーチャ１７の材質は導電体であれば不問である。計測用アパーチャ１７の形状は円盤形状で中心にガスクラスターイオンビーム８を切り出すための円形状のビーム整形穴１７ａが開口している。
【００５９】
計測用アパーチャ１７の中心のビーム整形穴１７ａの形状は所望のガスクラスターイオンビーム８の断面形状にし、外形は照射部の面積が分かっていれば円盤形状ではなく任意形状で構わない。
【００６０】
すなわち、計測用アパーチャ１７の外形は、スキマー５で整形されたガスクラスターイオンビーム８の全体を受け止めて、照射面積Ｓ１を測定することが可能なサイズであればよい。
【００６１】
［作用］
本実施の形態２における制御プログラム１３ａの制御動作は、上述の実施の形態１の場合と同様であり、電流計測器１２が計測用アパーチャ１７から電流値を得る点が異なる。
【００６２】
すなわち、第２工程２０２および第３工程２０３では、制御プログラム１３ａは、加工中に計測用アパーチャ１７および被加工物１１に同時にガスクラスターイオンビーム８を照射して、計測用アパーチャ１７に照射された単位時間Δｔにおける電流値ΔＣ１を電流計測器１２にて計測する。このとき電流値計測のサンプリング周期は任意に設定する。
【００６３】
その他の第１工程２０１、第４工程２０４、第５工程２０５、第６工程２０６における制御プログラム１３ａの作用は、上述の実施の形態１と同じである。
［効果］
本実施の形態２によれば、上述の実施の形態１の効果に加えて、前記アパーチャ１０の持つ機能と前記電流計測部９の持つ機能を単一部品構造で実現した計測用アパーチャ１７を用いることによって、部品集約により、ガスクラスターイオンビーム加工装置Ｍ２における部品の組み付け工数の削減、部品製作費用の削減、さらには小型化が図れ、コスト削減を実現できるという効果をもたらす。
【００６４】
さらに、既存の導体のアパーチャ１０に電流計測器１２を接続して計測用アパーチャ１７として用いれば、特別に計測用アパーチャ１７を製作する必要がなく、大幅にコスト削減を実現できるという利点もある。
【００６５】
以上説明したように、本発明の各実施の形態の荷電粒子ビーム加工方法および加工装置によれば、加工中に実時間で測定される荷電粒子ビームの電流値に基づいて荷電粒子ビームの照射時間の制御を行うことにより照射ドーズ量を高精度に制御し、被加工物の表面粗さを所望の粗さに加工することができるため、光学素子に対する要求性能を十分に満足さ
せる加工品を提供することができる。
【００６６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
［付記１］
被加工物と電流計測部に荷電粒子ビームを同時に照射して、前記電流計測部にて電流値を計測しながら必要照射ドーズ量を算出し荷電粒子ビームの照射時間を制御することを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【００６７】
［付記２］
荷電粒子ビームが照射される被加工物の上流側に電流計測部を具備して照射と同時に電流値を計測する工程と、前記電流値のデータを用いて被加工物に対して照射する照射ドーズ量を演算する工程と、所望の照射ドーズ量を被加工物に照射する工程を有することを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【００６８】
［付記３］
付記２記載の荷電粒子ビーム加工方法において、アパーチャで荷電粒子ビームを切り出して、切り出す前の荷電粒子ビームを前記電流計測部で計測し、切り出した後の荷電粒子ビームを被加工物に照射することを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【００６９】
［付記４］
付記２または付記３記載の荷電粒子ビーム加工方法において、前記アパーチャと前記電流計測部を同一部品にすることを特徴とする荷電粒子ビーム加工方法。
【００７０】
［付記５］
荷電粒子ビームを出射するビーム生成手段と、アパーチャによって荷電粒子ビームが切り出される手段と、被加工物よりも上流側で電流値を計測する電流計測手段と、前記アパーチャによって切り出された荷電粒子ビームを被加工物に照射する照射手段を具備することを特徴とする荷電粒子ビーム加工装置。
【００７１】
［付記６］
付記５記載の荷電粒子ビーム加工装置において、前記アパーチャと前記電流計測部が独立している構造であることを特徴とする荷電粒子ビーム加工装置。
【００７２】
［付記７］
付記５記載の荷電粒子ビーム加工装置において、前記アパーチャと前記電流計測部を同一部品の構造であることを特徴とする荷電粒子ビーム加工装置。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施の形態である荷電粒子ビーム加工方法を実施する荷電粒子ビーム加工装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態である荷電粒子ビーム加工方法を実施する荷電粒子ビーム加工装置の内部構造の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態である荷電粒子ビーム加工方法を実施する荷電粒子ビーム加工装置の内部構造の一例を示す略断面図である。
【図４】被加工物におけるガスクラスターイオンビームの照射ドーズ量に対する表面粗さの相関関係の一例を示す線図である。
【図５】本発明の一実施の形態である荷電粒子ビーム加工方法を実施する荷電粒子ビーム加工装置の作用を説明するためのモデル図である。
【図６】本発明の一実施の形態である荷電粒子ビーム加工方法を実施する荷電粒子ビーム加工装置の作用を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施の形態である荷電粒子ビーム加工装置の内部構造の一部を取り出して例示した斜視図である。
【図８】本発明の参考技術のイオンビーム加工装置におけるドーズ量の測定方法を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  ソース部
２  差動排気部
３  イオン化部
４  ノズル
５  スキマー
６  フィラメント
７  加速電極
８  ガスクラスターイオンビーム
９  電流計測部
９ａ  ビーム通過穴
１０  アパーチャ
１０ａ  ビーム整形穴
１１  被加工物
１２  電流計測器
１３  情報処理装置
１３ａ  制御プログラム
１４  電流検出用ケーブル
１５  シャッター
１６ａ  計測部
１６ｂ  計測部
１７  計測用アパーチャ
１７ａ  ビーム整形穴
Ｍ１  ガスクラスターイオンビーム加工装置
Ｍ２  ガスクラスターイオンビーム加工装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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