(57)【要約】【課題】被露光材上に精度良く「抜け勾配」を持った形状を加工することのできるイオンビーム加工方法およびイオンビーム加工装置を提供する。【解決手段】被露光材Ｗの材質および厚さｄ、イオンビームのイオン種ならびにイオンビームエネルギー値に基づいて被露光材におけるイオンの注入角度αを予測し、注入角度と目標注入角度とを比較してこれらが異なるときは注入角度が目標注入角度になるまでイオンビームエネルギー値を増減させて注入角度を予測し、注入角度が目標注入角度になったときのイオンビームエネルギー値により被露光材にイオンビームを照射する。【選択図】    図４
2008039987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工方法であって、
前記被露光材の材質および厚さ、前記イオンビームのイオン種ならびにイオンビームエネルギー値から前記被露光材における前記イオンの注入角度を予測し、
前記注入角度と予め設定された目標注入角度とを比較してこれらが異なるときは注入角度が前記目標注入角度になるまで前記イオンビームエネルギー値を増加または減少させて注入角度を予測し、
予測された注入角度が前記目標注入角度になったときのイオンビームエネルギー値により前記被露光材に前記イオンビームを照射する
ことを特徴とするイオンビーム加工方法。
【請求項２】
イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工方法であって、
前記イオンビームが照射された場合に前記被露光材におけるイオンの注入角度が目標注入角度となるイオンビームエネルギー値を前記被露光材の材質および厚さならびにイオンビームのイオン種の少なくとも２以上の組み合わせと関連づけたデータテーブルとして記憶しておき、
加工しようとする被露光材の材質および厚さならびに照射しようとするイオンビームのイオン種の組み合わせに対応するイオンビームエネルギー値を前記データテーブルから検索し、
検索したイオンビームエネルギー値により当該被露光材に当該イオンビームを照射する
ことを特徴とするイオンビーム加工方法。
【請求項３】
イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工装置であって、
前記被露光材の材質および厚さ、前記イオンビームのイオン種ならびにイオンビームエネルギー値から前記被露光材における前記イオンの注入角度を予測する注入角度予測手段と、
予測された注入角度が予め設定され記憶された目標注入角度であるかどうかを判断する判断手段と、
前記被露光材にイオンビームを照射するイオンビーム照射手段と、を有し、
注入角度が前記目標注入角度でないと前記判断手段により判断されたときは注入角度が前記目標注入角度になるまで前記イオンビームエネルギー値を増加または減少させて前記注入角度予測手段により注入角度を予測し注入角度が前記目標傾斜角度であると判断されたときのイオンビームエネルギー値に基づいて前記イオンビーム照射手段が前記被露光材にイオンビームを照射するように構成されてなる
ことを特徴とするイオンビーム加工装置。
【請求項４】
イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工装置であって、
前記イオンビームが照射された場合に前記被露光材におけるイオンの注入角度が目標注入角度となるイオンビームエネルギー値を前記被露光材の材質および厚さならびにイオンビームのイオン種の少なくとも２以上の組み合わせと関連づけたデータテーブルとして記憶する手段と、
加工しようとする被露光材の材質および厚さならびに照射しようとするイオンビームのイオン種の組み合わせに対応するイオンビームエネルギー値を前記データテーブルから検索する検索手段と、
被露光材にイオンビームを照射するイオンビーム照射手段と、を有し、
前記検索手段により検索されたイオンビームエネルギー値に基づいて前記イオンビーム照射手段が当該被露光材に当該イオンビームを照射するように構成されてなる
ことを特徴とするイオンビーム加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被露光材にイオンビームを照射し被露光材に所望する微細構造を形成するイオンビーム加工方法およびイオンビーム加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノインプリント等の微細加工装置に使用される金型の製作に、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ，Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ  ｕｎｄ  Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）と称されるプロセスが利用されるようになっている。ＬＩＧＡプロセスは、アスペクト比（加工幅に対する加工深さの比）を大きくすることができるという優れた特徴を有する(非特許文献１，２)。
このＬＩＧＡプロセスは、近接Ｘ線マスクを使用してパターンをレジスト層（ポリメチルメタクリレート：ＰＭＭＡ）に転写するため、近接Ｘ線マスクを別途製作しなければならず、そのためのコストを見込まなければならないという問題を有している。また、Ｘ線を使用することにより設備費が増加し、稼働の際には厳格な安全管理が求められる。
【０００３】
これらの問題に対して、マスクを使用しないで、水素イオン（プロトン）、ヘリウムイオン、またはリチウムイオン等の軽イオンのビームによって直接レジスト層にパターンを露光するイオンビーム加工装置が開示されている（特許文献１）。
また、マスクを使用しないで、水素イオン、ヘリウムイオン、またはリチウムイオン等の軽イオンのビームによって直接レジスト層にパターンを露光するイオンビーム加工装置の別の例として、薄片化加工を施す必要がある断面透過電子顕微鏡用ワークを加工するに際し、収束イオンビーム法によってイオンビームをワーク上の加工ラインに沿って走査照射することで、ワークをスパッタエッチングする方法および装置が開示されている（特許文献２）。
【非特許文献１】ＬＩＧＡプロセス、            http://www.ritsumei.ac.jp/se/~sugiyama/research/re_5.1.html
【非特許文献２】放射光による金型、            http://staff.aist.go.jp/k.awazu/Japanese-folder/nanoimprint1021.htm
【特許文献１】特表２００１−５０３５６９号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたイオンビーム加工装置および方法においては、平行なイオンビームを利用して柱状の（現像により形成されたレジストの側面が表面に対して直交する）形状の加工を施す技術が開示されている。
ところで、加工され現像されたレジストにより成形を行うことを考慮すると、型抜きをする際に柱状の形状のものよりも抜きが容易な、いわゆる「抜け勾配」を持った形状のレジストの加工を施す技術が好ましいと考えられる。しかし、そのような技術についての開示は特許文献１になされていない。
【０００５】
また、特許文献２にはワーク上の加工ラインの方向およびイオンビームの照射軸の角度の少なくとも一方を変更することにより、加工されるレジストの側面の傾きを制御することのできる技術について開示されている。しかし、特許文献２に記載の発明は、ワーク上の加工ラインの方向またはイオンビームの照射軸の角度の決定のために走査電子顕微鏡による画像を必要とするので、その決定に時間を要しかつ決定のための処理が煩雑になるおそれがある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、被露光材に照射するイオンビームの形状と加工される対象である被露光材との相関を考慮し、被露光材上に精度良く「抜け勾配」を持った形状を加工することのできるイオンビーム加工方法およびイオンビーム加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係るイオンビーム加工方法は、イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工方法であって、前記被露光材の材質および厚さ、前記イオンビームのイオン種ならびにイオンビームエネルギー値から前記被露光材における前記イオンの注入角度を予測し、前記注入角度と予め設定された目標注入角度とを比較してこれらが異なるときは注入角度が前記目標注入角度になるまで前記イオンビームエネルギー値を増加または減少させて注入角度を予測し、予測された注入角度が前記目標注入角度になったときのイオンビームエネルギー値により前記被露光材に前記イオンビームを照射する。目標注入角度は上限値および下限値を有する範囲として設定されていてもよい。
【０００７】
他の本発明に係るイオンビーム加工方法は、イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工方法であって、前記イオンビームが照射された場合に前記被露光材におけるイオンの注入角度が目標注入角度となるイオンビームエネルギー値を前記被露光材の材質および厚さならびにイオンビームのイオン種の少なくとも２以上の組み合わせと関連づけたデータテーブルとして記憶しておき、加工しようとする被露光材の材質および厚さならびに照射しようとするイオンビームのイオン種の組み合わせに対応するイオンビームエネルギー値を前記データテーブルから検索し、検索したイオンビームエネルギー値により当該被露光材に当該イオンビームを照射する。
【０００８】
データテーブルからイオンビームエネルギー値を検索するキーは、データテーブルにおいてイオンビームエネルギー値と関連づけられた被露光材の材質および厚さならびにイオンビームのイオン種の少なくとも２以上の組み合わせである。
本発明に係るイオンビーム加工装置は、イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工装置であって、前記被露光材の材質および厚さ、前記イオンビームのイオン種ならびにイオンビームエネルギー値から前記被露光材における前記イオンの注入角度を予測する注入角度予測手段と、予測された注入角度が予め設定され記憶された目標注入角度であるかどうかを判断する判断手段と、前記被露光材にイオンビームを照射するイオンビーム照射手段と、を有し、注入角度が前記目標注入角度でないと前記判断手段により判断されたときは注入角度が前記目標注入角度になるまで前記イオンビームエネルギー値を増加または減少させて前記注入角度予測手段により注入角度を予測し注入角度が前記目標傾斜角度であると判断されたときのイオンビームエネルギー値に基づいて前記イオンビーム照射手段が前記被露光材にイオンビームを照射するように構成されてなる。目標注入角度は上限値および下限値を有する範囲として設定されていてもよい。
【０００９】
他の本発明に係るイオンビーム加工装置は、イオンビームを照射して被露光材を加工するイオンビーム加工装置であって、前記イオンビームが照射された場合に前記被露光材におけるイオンの注入角度が目標注入角度となるイオンビームエネルギー値を前記被露光材の材質および厚さならびにイオンビームのイオン種の少なくとも２以上の組み合わせと関連づけたデータテーブルとして記憶する手段と、加工しようとする被露光材の材質および厚さならびに照射しようとするイオンビームのイオン種の組み合わせに対応するイオンビームエネルギー値を前記データテーブルから検索する検索手段と、被露光材にイオンビームを照射するイオンビーム照射手段と、を有し、前記検索手段により検索されたイオンビームエネルギー値に基づいて前記イオンビーム照射手段が当該被露光材に当該イオンビームを照射するように構成されてなる。
【００１０】
データテーブルからイオンビームエネルギー値を検索する検索条件は、データテーブルにおいてイオンビームエネルギー値と関連づけられた被露光材の材質および厚さならびにイオンビームのイオン種の少なくとも２以上の組み合わせである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるイオンビーム加工方法およびイオンビーム加工装置を用いることで、被露光材上に精度良く「抜け勾配」を持った形状を加工することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明にかかるイオンビーム加工装置１の構成図、図２は演算器２の構成を示す図である。
図１において、イオンビーム加工装置１は、イオンビーム照射装置３、被露光材支持ステージ４、電流計測プローブ５、ファラデーカップ６、チャンバー７、真空制御器８、演算器２、およびイオンビーム制御器９等を備えている。
イオンビーム照射装置３は、チャンバー７内の上部側に配置されたイオン源１０、加速器１１、および集束機器１２から構成されている。
【００１３】
イオン源１０は、水素雰囲気下で金属の鋭利な先端と周囲との間に電圧を印加して軽イオンであるプロトン(H+)を発生させる。
イオン源１０の下方側に配置された加速器１１は、複数に積層された引き出し電極１３を含み、イオン源１０で発生したイオンを一定の方向(下方)に引き出して加速する。
集束機器１２は、加速器１１の下方側に配置され、拡大レンズ１４、偏向器１５、および集束レンズ１６から構成されている。集束機器１２は、通電されて所定の電磁界を形成し、イオン源１０から引き出され加速されたプロトンを集束させて被露光材Ｗの所定の位置に照射させる。
【００１４】
拡大レンズ１４および集束レンズ１６のいずれも巻回された電磁コイルから構成されており、それぞれの磁界分布や磁界強度により、中央を通過するプロトンを引き寄せて半径方向に拡大させたり、イオンビーム中心軸側に押し戻して集束させたりできるようになっている。
偏向器１５は、互いに９０度ずらされた２組の平行電極板で構成されており、所望するビームの偏向度合いに応じた直流電圧を各組の電極板に印加することにより、イオンビームの軸心を移動させて偏向させる。
【００１５】
被露光材支持ステージ４は、チャンバー７内に設けられており、イオンビーム加工装置１により加工される被露光材Ｗを載置するためのものである。被露光材支持ステージ４は、図示しない駆動装置によって水平面内の直交する２方向に移動し、載置した被露光材Ｗがイオンビームに露光される位置を変更可能なように構成されている。
電流計測プローブ５は、被露光材Ｗをイオンビームにより加工する前に、イオンビームを形成するイオンが有する電荷を電流値として計測するためのものである。
ファラデーカップ６は、集束機器１２と被露光材支持ステージ４との間に配置されている。ファラデーカップ６は、被露光材Ｗをイオンビームにより加工する前に、イオンビームにおける全イオンの数を電流値として測定する。
【００１６】
チャンバー７は、前述したイオンビーム照射装置３、被露光材支持ステージ４、電流計測プローブ５、およびファラデーカップ６を収容する圧力容器である。チャンバー７には真空計１７が取り付けられており、粗引き用のロータリーポンプおよび中真空域での真空引き用のターボ分子ポンプ等で構成された真空装置によって大気圧域から真空域までチャンバー７の内部圧力を調節できるよう構成されている。
真空制御器８は、真空計１７による測定値に基づいて真空装置に接続された自動弁１８またはリーク用の自動弁１９の開閉を行うことにより、イオンビームによる被露光材Ｗの加工処理におけるチャンバー７内の真空度を適切に維持する。
【００１７】
演算器２は、イオンビーム形状算出部２０、通信部２１、記憶部２２、および制御部２３などからなる。
イオンビーム形状算出部２０は、被露光材Ｗに照射されるイオンビームの被露光材Ｗ内におけるイオンビームの形状（軌跡）を予測するためのものである。イオンビーム形状算出部２０は、例えばZieglerのＳＲＩＭコード（http://www.research.ibm.com/ionbeams/SRIM/SRIMLEGL.HTM）に開示されたと同様のアルゴリズムにより構成され、ＲＡＭまたはＲＯＭ上にバイナリーコード化された、被露光材Ｗ内における注入イオンの軌跡を計算するためのプログラムである。
【００１８】
通信部２１は、制御部２３で決定されたイオンビームエネルギー値をイオンビーム制御器９に送信する。イオンビームエネルギー値は、デジタルデータまたは例えば４〜２０ｍＡのアナログデータとしてイオンビーム制御器９に送信される。
記憶部２２は、イオンビームが照射されたときの被露光材Ｗに注入されるイオンの注入角度（以下「注入角度」ということがある）の適正な値（以下「目標注入角度」ということがある）または目標注入角度の範囲を、被露光材Ｗの材質、厚さ等と関連づけて記憶する。また、被露光材Ｗ内における注入イオンの形状（軌跡）を計算するときの種々の定数および変数を記憶し、イオンビーム形状算出部２０および制御部２３の要求に応じて記憶したデータを供給する。
【００１９】
制御部２３は、イオンビーム形状算出部２０、通信部２１および記憶部２２の動作を制御する。また、制御部２３は、入力装置２４を制御して注入イオンの軌跡を計算するための条件を取り込み、イオンビーム形状算出部２０に注入イオンの軌跡を計算させ、その結果に基づいて注入角度を算出して、算出した注入角度が目標注入角度と比較して適正かどうかを判断する。算出した注入角度が適正である場合には、通信部２１を制御してイオンビームエネルギー値をイオンビーム制御器９に向けて送信させる。
演算器２は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、Ａ／ＤまたはＤ／Ａ変換機能を有するインタフェースおよびこれらを制御する制御プログラム等により実現される。また、演算器２には、タッチパネル式等の入力装置２４およびＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示装置２５が接続されている。
【００２０】
イオンビーム制御器９は、被露光材Ｗへのイオンビームの照射において、演算器２から受信したイオンビームエネルギー値に基づいて加速器１１の加速電圧等を制御する。また、イオンビーム制御器９は、集束機器１２(拡大レンズ１４、偏向器１５、集束レンズ１６)に印加する電圧等を調整して、集束機器１２が形成するイオンビームの集束の程度および照射位置を制御する。
また、イオンビーム制御器９には、イオンビーム照射装置３による露光時間および被露光材支持ステージ４の移動（イオンビームのスキャン速度）を制御するスキャン制御手段２６が設けられている。
【００２１】
イオンビーム加工装置１による加工方法について説明する前に、「抜け勾配」について説明する。
図３はイオンビームエネルギー値を変化させて計算したプロトンの軌跡を示す図である。
被露光材にイオンビームを照射したときに被露光材の内部で注入されたイオンが被露光材の構成元素との衝突により広がること、その結果イオンの質量によってその飛程で広がりが異なることが従来知られている。また、照射するイオンビームエネルギー値が小さいほど被露光材の内部でイオンの到達する深さが浅くなりかつイオンの広がりの程度が大きくなることも知られている。そして、ZieglerのＳＲＩＭコードのように被露光材の材質、イオンビームのイオン種（イオンの質量）およびイオンビームエネルギー値から、被露光材内部におけるイオンビームの広がりの程度およびイオンビームの到達する深さ等のイオンビームの形状を求める計算方法も知られている。
【００２２】
図３は、このZieglerのＳＲＩＭコードを利用して、レジスト層がＳＵ−８および注入イオンがプロトンの場合に、イオンビームエネルギー値の違いが被露光材内部におけるイオンビームの軌跡に与える影響を求めた結果である。
イオンビーム加工装置１は、イオンビームを照射して被露光材Ｗを加工するときに、被露光材Ｗ内部におけるイオンビームの形状（軌跡）に着目してレジスト層に適切な抜け勾配（図６（ｂ）におけるα）を形成させるものである。
次に、イオンビーム加工装置１による被露光材Ｗの加工方法におけるイオンビームエネルギー値の決定について説明する。
【００２３】
図４は演算器２によるイオンビームエネルギー値を決定する処理のフローチャート、図５はイオンビームエネルギー値と抜け勾配との関係を示す図、図６は決定されたイオンビームエネルギー値により加工された被露光材Ｗの概要を示す図である。
【実施例１】
【００２４】
図４を参照して、初めに、加工しようとする被露光材Ｗの材質および厚さｄならびにイオンビームのイオン種が入力装置２４から入力され、演算器２の記憶部２２に記憶される（ＳＴＥＰ１）。被露光材Ｗの材質は例えばＳＵ−８などの「ネガ型のレジスト材」、イオンビームのイオン種は例えば「プロトン」と入力される。
演算器２は、入力された被露光材Ｗの材質、イオンビームのイオン種（イオンの質量）、および予め設定され記憶部２２に記憶されていたイオンビームエネルギー値の初期値を用いて、イオンビーム形状算出部２０により被露光材内におけるイオンビームの形状（軌跡）を算出する（ＳＴＥＰ２）。イオンビームの形状は、被露光材内における３次元で特定される座標位置ｘi，ｙj，ｚkとその位置の単位体積当たりに存在するイオン数（ドーズ量）Ｍ（ｘi，ｙj，ｚk）との関係として求められる。
【００２５】
続いて、演算器２では、求めたイオン数を格納する配列Ｍ（ｘ，ｙ，ｚ）から、被露光材Ｗの厚さｄに相当する厚み方向位置（ｚ＝ｄ）の平面におけるイオン数を格納するデータが抽出される（ＳＴＥＰ３）。
以下、深さｄといい厚さｄということがあるが、いずれも被露光材Ｗの厚み方向における表面からの距離であって意味するところは同じである。
演算器２は、抽出された深さｄのデータにおけるイオン数から深さｄにイオンが到達可能かどうか（所定数以上のイオンが到達するか）の判断を行い（ＳＴＥＰ４）、イオンが到達不可能または到達するイオンが少ない場合には（ＳＴＥＰ４でＮＯ）、イオンビームエネルギー値を所定量増加させて（ＳＴＥＰ５）被露光材内のイオンビームの軌跡を再計算する（ＳＴＥＰ２）。イオンが到達不可能または到達するイオンが少ない場合に、イオンビームのイオン種が変更できるように表示装置２５に「イオンビームが出力できません。イオン種などの設定を変更してください。」などのメッセージを表示させ、入力装置２４からイオン種の変更が可能なようにしてもよい。
【００２６】
所定数以上のイオンが深さｄに到達可能と判断された場合には（ＳＴＥＰ４でＹＥＳ）、演算器２は、抽出した深さｄのイオンの分布データから、深さｄにおけるイオンビームの広がりつまりイオンビームの半径ｒを求めて（ＳＴＥＰ６）、深さｄとイオンビームの半径ｒとからこれらの条件下におけるイオンの注入角度αを算出する（ＳＴＥＰ７）。
注入角度αは、「１８０−ａｒｃｔａｎ（ｄ÷ｒ）」により求められる。例えば、図６（ａ）に示されるような、厚さｄが２１μｍの被露光材Ｗを加工するとしたときの注入角度αは、深さｄが２１μｍにおけるイオンビームの軌跡の半径ｒが０．５４μｍであることから、１８０−ａｒｃｔａｎ（２１÷０．５４）＝９１．５（゜）である。
【００２７】
記憶部２２には、目標注入角度が特定の値ではなく範囲として記憶されており、演算器２は、求められた注入角度αが記憶された目標注入角度の範囲内であるかどうかを判断する（ＳＴＥＰ８）。
そして、演算器２は、求められた注入角度αが目標注入角度の範囲内にないと判断すると（ＳＴＥＰ８でＮＯ）、注入角度αが目標注入角度の上限よりも大きいときは（図５（ａ））イオンビームエネルギー値を増加させ、注入角度αが目標注入角度の下限よりも小さいときは（図５（ｃ））イオンビームエネルギー値を減少させる（ＳＴＥＰ１０）。
【００２８】
なお、図５は、イオンビームエネルギー値が小さい場合（ａ）、適正範囲内の場合（ｂ）および大きい場合（ｃ）においてイオンビームを走査しながら照射して被露光材Ｗを加工したときに形成されるレジストの断面形状（Ａ，Ｂ，Ｃ）を示すものである。
イオンビームの形状の再計算（ＳＴＥＰ２）に用いられるイオンビーム修正エネルギー値は、注入角度αの目標注入角度の中央値からの偏差を求め（ＳＴＥＰ９）、例えば偏差とイオンビームエネルギー値とを関数化した関係式に、求めた偏差と先の計算に用いたイオンビームエネルギー値を代入して算出する（ＳＴＥＰ１０）。
【００２９】
演算器２は、求められたイオンビーム修正エネルギー値が、イオンビーム制御器９による加速器１１の制御に利用可能な範囲内であるかどうかを判断し（ＳＴＥＰ１１）、制御可能な範囲内である場合には（ＳＴＥＰ１１でＹＥＳ）、被露光材Ｗの材質、イオンビームのイオン種、およびイオンビーム修正エネルギー値を用いて、再度被露光材内のイオンの軌跡を算出する（ＳＴＥＰ２）。
算出された被露光材内のイオンの軌跡により、上に説明した、厚さｄに相当する厚み方向位置の平面におけるイオン数を格納するデータの抽出（ＳＴＥＰ５）、抽出したデータからのイオンの軌跡における半径ｒの算出（ＳＴＥＰ６）、およびイオンの注入角度αの算出（ＳＴＥＰ７）が行われ、注入角度αが目標注入角度の範囲内であるかどうかが判断される（ＳＴＥＰ８）。
【００３０】
なお、記憶部２２に、イオンビームエネルギー値および算出される注入角度αの目標注入角度からの偏差に関連づけられたイオンビームエネルギー値の増加分または減少分のデータテーブルを予め記憶しておき、イオンビーム修正エネルギー値を、このデータテーブルを検索して求めるようにしてもよい。
求められたイオンビーム修正エネルギー値が、イオンビーム制御器９による加速器１１の制御に利用可能な範囲を外れた場合には（ＳＴＥＰ１１でＮＯ）、演算器２はイオンビームの照射ができないことを作業員に知らせる警報を発する。警報の発信は、表示装置２５に「イオンビームが出力できません。イオン種などの設定を変更してください。」などのメッセージを表示することにより行われる（ＳＴＥＰ１３）。同時に警報音を発するようにしてもよい。
【００３１】
上に説明したＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ１２までの処理は、イオンビームの注入角度αが適正範囲内になるまで（ＳＴＥＰ８でＹＥＳ）、またはイオンビームの照射ができないことを知らせる警報が発せられるまで（ＳＴＥＰ１３）繰り返される。
イオンビームの注入角度αが目標注入角度の範囲内になったら（ＳＴＥＰ８でＹＥＳ）、そのときのイオンビームエネルギー値が通信部２１からイオンビーム制御器９に送信される。イオンビームエネルギー値を受信したイオンビーム制御器９は、そのイオンビームエネルギー値に対応する加速電圧を加速器１１に加えるように動作する。その後、イオンビーム加工装置１では、イオンビーム照射装置３から被露光材支持ステージ４に載置された被露光材Ｗに向けてイオンビームの照射が開始される。
【００３２】
上に説明した方法により決定したイオンビームエネルギー値に基づいて行ったネガレジストに対するプロトンビーム露光結果（現像後）から、加工された形状は、図６（ｂ）に示されるように、イオン軌跡の計算結果を反映した傾斜（注入角度）を持つ。
イオンビーム加工装置１では、被露光材Ｗの材質および厚さに応じた適切なイオンビーム加工条件を採用して、被露光材Ｗに適切な抜け勾配を有するレジストパターンを形成することができる。
【実施例２】
【００３３】
図７はイオンビーム適正エネルギー値を格納するデータテーブルの構成を示す図、図８は演算器２によるイオンビームエネルギー値決定のフローチャートである。
本実施例では、イオンビームエネルギー値は、種々のイオンビームのイオン種、被露光材Ｗの材質および被露光材Ｗの厚さの組み合わせについてそれぞれの適正な注入角度を実現することができるイオンビームエネルギー値（以下「イオンビーム適正エネルギー値」という）が格納されたデータテーブルを参照することにより決定される。
イオンビーム適正エネルギー値は、予め演算器２または他のコンピュータにより、イオンビームのイオン種、イオンビーム加工を予定する被露光材Ｗの材質およびその厚さの組み合わせを変えて図４に示された手順に準じた方法で求められ、演算器２の記憶部２２にデータテーブルとして記憶される。データテーブルは、図７に示されるように、３次元の配列として構成されており、イオンビーム適正エネルギー値を範囲としてではなく特定の値として格納している。
【００３４】
次に、図８を参照しながらイオンビームエネルギー値を決定する方法について説明する。
初めに、加工しようとする被露光材Ｗの材質および厚さｄならびにイオンビームのイオン種が入力装置２４により演算器２に入力され、記憶部２２に記憶される（ＳＴＥＰ１５）。
演算器２は、入力された被露光材Ｗの材質および厚さｄならびにイオンビームのイオン種に対応するイオンビーム適正エネルギー値を、記憶部２２に記憶されたデータテーブルから検索し抽出する（ＳＴＥＰ１６）。
【００３５】
入力された被露光材Ｗの材質等に対応するイオンビーム適正エネルギー値が抽出されると（ＳＴＥＰ１７でＹＥＳ）、その値はイオンビームエネルギー値として通信部２１からイオンビーム制御器９に送信される。イオンビーム制御器９は、受信したイオンビーム適正エネルギー値に対応する加速電圧が加速器１１に加えられるように制御し、イオンビーム照射装置３により被露光材Ｗを加工するためのイオンビームの照射が開始される。
入力された被露光材Ｗの材質等に対応するイオンビーム適正エネルギー値がデータテーブルに格納されていないときは（ＳＴＥＰ１７でＮＯ）、演算器２は、表示装置２５にイオンビーム適正エネルギー値の決定ができない旨の警告を表示する（ＳＴＥＰ１９）。
【００３６】
イオンビーム加工装置１にこのようなイオンビームエネルギー値決定手段を採用することにより、被露光材Ｗの材質および厚さに応じた適切なイオンビーム加工条件を設定することができ、被露光材Ｗに適切な抜け勾配を有するレジストパターンを形成することができる。
上述の実施形態において、イオンビーム照射装置３、被露光材支持ステージ４、電流計測プローブ５、ファラデーカップ６、チャンバー７、真空制御器８、演算器２、およびイオンビーム制御器９等は、種々のものを使用することができる。
【００３７】
その他、イオンビーム加工装置１、およびイオンビーム加工装置１の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、被露光材にイオンビームを照射し被露光材に所望する微細構造を形成するイオンビーム加工装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかるイオンビーム加工装置の構成図である。
【図２】演算器の構成を示す図である。
【図３】イオンビームエネルギー値を変化させて計算したプロトンの軌跡を示す図である。
【図４】演算器によるイオンビームエネルギー値を決定する処理フローチャートである。
【図５】イオンビームエネルギー値と抜け勾配との関係を示す図である。
【図６】加工された被露光材Ｗの概要を示す図である。
【図７】イオンビーム適正エネルギー値を格納するデータテーブルの構成を示す図である。
【図８】演算器によるイオンビームエネルギー値決定のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  イオンビーム加工装置
２  注入角度予測手段（演算器）
２  判断手段（演算器）
２  検索手段（演算器）
３  イオンビーム照射手段（イオンビーム照射装置）
９  イオンビーム照射手段（イオンビーム制御器）
ｄ  厚さ
α  注入角度
Ｗ  被露光材
【図１】
2008039987.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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