(57)【要約】３次元的な微小立体構造物、特にテラス構造や中空構造等の支持部分がない構造物を作製することができるＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法及びその描画システムを提供する。電子計算機を利用して設計した微小立体構造物の３次元モデルから高さ方向に分割した断面形状を算出した積層構造の離散的な描画データに基づいて、ビームの照射位置、照射時間を決定し、集束イオンビームを制御することにより、微小立体構造物を作製する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子計算機を利用して設計した微小立体構造物の３次元モデルから高さ方向に分割した断面形状を算出した積層構造の離散的な描画データに基づいて、ビームの照射位置、照射時間を決定し、集束イオンビームを制御することにより、微小立体構造物を作製することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、ビームの強度、照射時間、照射間隔を制御することにより、積層構造物の層の高さや構造物の表面粗さ、作製時間を制御することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、離散的な描画データの描画順番を下に支持層があるかないかの条件で並び替えることにより、下方に支持がないような中空構造を作製することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記構造物の表面の高解像度化による表面の滑らかさを実現するために、前記描画データとしてのデジタルデータのポイント間のデータを連続的にアナログ補間することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記微小立体構造物がμｍ乃至ｎｍオーダのテラス構造や中空構造を有する微小立体構造物であることを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項６】
請求項１又は５記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記微小立体構造物が微小立体構造の金型であることを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法を用いて、ＦＩＢ−ＣＶＤの任意の３次元描画を実現するために、空間描画位置に依存する成長モードを組み込んだ３次元立体分割モデル描画を行うことを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の描画システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、外径の大きさがμｍからｎｍオーダの微小立体構造物を集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いたＣＶＤ法により、任意の寸法、形状、表面粗さに成形するＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法及びその描画システムに関するものである。
【背景技術】  ＣＶＤを用いて微小立体構造物を作製する方法としては、光（レーザー）、集束電子ビーム（ＦＥＢ）、ＦＩＢを用いたものがあり、回折格子や微小レンズの作製等において、基板に対して垂直あるいはテーパ状の、縦方向の堆積物による立体構造物を作製するようにしている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】  特開２００１−１０７２５２号公報（３−４頁  図１）
【非特許文献１】  Ｓｈｉｎｊｉ  Ｍａｔｓｕｉ，Ｔａｋａｓｈｉ  Ｋａｉｔｏ，Ｊｕｎ−ｉｃｈｉ  Ｆｕｊｉｔａ，Ｍａｓａｎｏｒｉ  Ｋｏｍｕｒｏ，Ｋａｚｕｈｉｒｏ  Ｋａｎｄａ，Ｙｕｉｃｈｉ  Ｈａｒｕｙａｍａ：Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｆｏｃｕｓｅｄ−ｉｏｎ−ｂｅａｍ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｊ．Ｖａｃ，Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｂ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．６，２０００
【非特許文献２】  Ｊ．Ｆｕｊｉｔａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｏｃｈｉａｉ，Ｔ．Ｋａｉｔｏ，Ｓ．Ｍａｔｓｕｉ：Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  ｐｉｌｌａｒｓ  ｇｒｏｗｎ  ｂｙ  ｆｏｃｕｓｅｄ  ｉｏｎ  ｂｅａｍ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｂ，Ｖｏｌ．１９．Ｎｏ，６，２００１
【非特許文献３】  ＦＵ  Ｙ，Ｂｒｙａｎ  Ｎ  Ｋ  Ａ；Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｄｅｆｆｒｅｃｔｉｖｅ／ｒｅｆｒｅｃｔｉｖｅ  ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ  ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｂｙ  ｆｏｃｕｓｅｄ  ｉｏｎ  ｂｅａｍ，Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓ．，Ｖｏｌ．７１，Ｎｏ．６，ｐｐ．２２６３−２２６６，２０００
【非特許文献４】  ＦＵ  Ｙ，Ｂｒｙａｎ  Ｎ  Ｋ  Ａ；Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｏｎｅ  Ｓｔｅｐ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｄｇｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  Ｗｉｔｈ  Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ  Ｌｅｎｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎ．Ｓｅｍｉ．Ｍａｎｕ．，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．１，ｐｐ．２−８，２００２
【非特許文献５】  ＦＵ  Ｙ，Ｂｒｙａｎ  Ｎ  Ｋ  Ａ，Ｏｎｇ  Ｎａｎ  Ｓｈｉｎｇ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  Ｌｅｎｓ  ｗｉｔｈ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  ｆｏｒ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎ．Ｐｈｏ．Ｔｅｃｈ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．９，ｐｐ．１２１３−１２１５，２０００
【発明の開示】
これまで、ラスタスキャン方式でビームを基板表面に照射し、その走査周波数を制御することにより微小立体構造物の高さを制御して、２．５次元的な構造物を作製することはできたが、３次元的な微小立体構造物、特にテラス構造や中空構造等の支持部分がない構造物を作製することは不可能であった。
本発明は、上記状況に鑑みて、３次元的な微小立体構造物、特にテラス構造や中空構造等の支持部分がない構造物を作製することができるＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法及びその描画システムを提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕ＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、電子計算機を利用して設計した微小立体構造物の３次元モデルから高さ方向に分割した断面形状を算出した積層構造の離散的な描画データに基づいて、ビームの照射位置、照射時間を決定し、集束イオンビーム位置を制御することにより微小立体構造物を作製することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、ビームの強度、照射時間、照射間隔を制御することにより、積層構造物の層の高さや構造物の表面粗さ、作製時間を制御することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、離散的な描画データの描画順番を下に支持層があるかないかの条件で並び替えることにより、下方に支持がないような中空構造を作製することを特徴とする。
〔４〕上記〔１〕記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記構造物の表面の高解像度化による表面の滑らかさを実現するために、前記描画データとしてのデジタルデータのポイント間のデータを連続的にアナログ補間することを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記微小立体構造物がμｍ乃至ｎｍオーダのテラス構造や中空構造を有する３次元構造物であることを特徴とする。
〔６〕上記〔１〕又は〔５〕記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記微小立体構造物が微小立体構造の金型であることを特徴とする。
〔７〕ＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の描画システムであって、上記〔１〕記載の微小立体構造物の製造方法を用いて、ＦＩＢ−ＣＶＤの任意の３次元描画を実現するために、空間描画位置に依存する成長モードを組み込んだ３次元立体分割モデル描画を行うことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明にかかる周囲探索法による微小立体構造物の描画の説明図である。
第２図は、本発明にかかる周囲探索法による図示順序の説明図である。
第３図は、本発明にかかる支持基盤探索法による微小立体構造物の描画の説明図である。
第４図は、本発明にかかる支持基盤探索法による図示順序の説明図である。
第５図は、本発明にかかる周囲探索法による図示結果を示す図である。
第６図は、本発明にかかる支持基盤探索法による図示結果を示す図である。
第７図は、本発明の実施例を示す微小立体構造物の製造装置の構成図である。
第８図は、本発明の描画装置で製作したマイクロ複眼レンズ金型のＳＩＭ像である。
第９図は、本発明の描画装置で作製した直径約４．２μｍのマイクロ指輪のＳＩＭ像である。
第１０図は、本発明の描画装置で製作した微小立体構造物（宇宙船形）を示すＳＩＭ像である。
第１１図は、ラスタスキャン方式によるポイント走査方式を説明する図である。
第１２図は、ベクタースキャン方式によるポイント走査方式を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明では、電子計算機を利用して設計した微小立体構造物の３次元モデルから集束イオンビームの照射位置、照射時間を決定し、集束イオンビーム装置を制御することで任意の微小立体構造物を作製する。
具体的にはまず、微小立体構造物の３次元モデルから高さ方向に分割した断面形状を算出し、積層構造の離散的な描画データを生成する。集束イオンビームを照射するにあたってビームの強度、照射時間、照射間隔を制御することにより積層構造物の層の高さや構造物の表面粗さ、作製時間等を制御することができる。このとき、離散的な描画データの描画順番を「下に支持層があるかないか」という条件で並び替えることにより、下方に支持がないような中空構造を作製できるようにする。
以下、まず中空形状を有する微小立体構造物を堆積する際の描画探索法について説明する。
まず、探索法一般について説明する。
３次元構造体を描画するためには、描画対象物の断面形状を算出し、積層構造の離散的な描画データを作成し、そのデータに基づいて順次描画ボクセル座標にビームを照射していく。この際、重要になるのは描画ボクセル座標（位置、重なり）、ビーム滞留時間、ビーム強度、そして描画順番である。
３次元構造体の中でも特に中空、オーバハング構造のあるものは描画ボクセルの描画順番が重要になってくる。中空部分から先にビーム照射したのでは全く意味を成さない。そこで中空部分を後から描画するような描画順番を決めるため、描画ピクセルの探索が必要となってくる。
本発明では、単純に描画対象ボクセルと周囲のボクセルとの接続関係を探索していく“周囲探索法”と、支持構造となれる部分から探索していく“支持基盤探索法”の２種類を提案し実験した。
（Ａ）周囲探索法（第１の探索法）
周囲探索法は、単純に描画対象ボクセルの周囲との接続関係を探索していくものである。
第１図は本発明にかかる周囲探索法による微小立体構造物の描画の説明図、第２図は本発明にかかる周囲探索法による図示順序の説明図である。
第１図に示すように、描画対象ボクセル（灰色のボクセル）Ａの周囲、つまり、前後左右下（ボクセル１，２，３，４，５）の５箇所を探索し、いずれか１箇所でも描画済みボクセルが存在すれば、当該箇所のボクセルは描画可能となる。
周囲探索法を適用してオーバハング形状を探索していくと、第２図に示すような順番になる。すなわち、第２図に示すように、探索方向の風上から順に探索が始まり、土台部分を描画する。このとき、中空部分は周囲５箇所に描画済みボクセルがないので後回しになる。次に、第２図（ｉ）に示すように、下に描画済みボクセルがある領域になるとその上のボクセルが描画可能になる（ボクセル１１，１２，１３）。第２図（ｉ）に示すような、探索の風下にあるオーバハング部は直前のボクセル１３が描画済みボクセルになっているので、順次描画可能になる（ボクセル１４，１５，１６）。次に、第２図（ｉｉ）に示すように、探索の２巡目で、風上側のボクセルが描画可能になる（ボクセル１９）。この結果、探索の風上と風下ではテラスの描画順番、方向が対称にならないことがわかる。すなわち、探索の風上では土台の描画方法と平行にテラスが伸びていくように描画され、探索の風下では土台の描画方向と直角に描画されていく。
（Ｂ）支持基盤探索法（第２の探索法）
支持基盤探索法は、周囲に当該ボクセルを支持できるボクセルがあるか否かを探索していく。
第３図は本発明にかかる支持基盤探索法による微小立体構造物の描画の説明図である。第４図は本発明にかかる支持基盤探索法による図示順序の説明図である。
第３図に示すように、描画対象ボクセルＢの周囲５箇所に支持基盤ボクセル（灰色）があるか否か探索していく。周囲５箇所のいずれかに支持基盤ボクセルが存在すれば描画可能となる。描画済みボクセルは単純に支持基盤ボクセルとはならない。支持基盤ボクセルとなるには条件があるためである。
支持基盤ボクセルとなるための条件は、
（１）描画済みボクセルの下が支持基盤ボクセルであるとき
（２）１断面を探索し終わり、描画可能なところがなくなったとき
の２点である。
この支持基盤探索法を適用して、周囲探索法で用いたものと同様の形状のものを探索させると、第４図に示すようになる。すなわち、第４図に示すように探索方向の矢印の風上から探索が始まり、土台部分を描画する。このとき、風上側のオーバハング部は支持基盤が周囲にないので後回しになる。一方、土台がある領域は描画可能となる（ボクセル３１，３２，３３）。風下では支持基盤ボクセルに隣接しているボクセル３４のみ描画可能となる。この先はボクセル３４が支持基盤ボクセルになるまで描画可能にはならない。次に、第４図（ｉｉ）に示すように、探索の２巡目で風上側のボクセルが描画可能になる（ボクセル４２）。この結果、オーバハング部分は土台に平行に、徐々に張り出すように描画されていく。探索の風上と風下ではほぼ同様の描画順番と方向が得られることになる。
以下、上記の方法による堆積結果について説明する。
〔周囲探索法（第１の探索法）の堆積結果〕
第５図は本発明にかかる周囲探索法による図示結果を示す図である。
第５図に示すように、周囲探索法を３Ｄ描画装置に適用して描画される。描画の密度を有効堆積直径（要するにピラー径）を基準にしてその直径の重なり（％）で表す。例えば、９８％ビームを重ねるときは、照射ピッチは３ｎｍである。探索方向は紙面右から左である。このとき、９５％から９８％まで照射ピッチを小さくしていくと、探索の風上側（右側）は基板に堆積しなくなり、状態が良くなる。しかし、探索の風下（左側）は依然として基板または柱側面に堆積したままである。これは、上述した風上と風下の描画方向、描画順番の非対称性によるものと考えられる。
このような結果から、風上側の描画方法である“徐々に土台からテラスを広げていく”という方が、風下側の“線状に中空に延ばしていく”方法より描画しやすいということがわかる。
〔支持基盤探索法（第２の探索法）の堆積結果〕
第６図は本発明にかかる支持基盤探索法による図示結果を示す図である。
第６図も第５図と同様に描画ピッチを９５％から９８％まで変化させて描画した。このとき、９５％から９８％まで照射ピッチを小さくしていくと、探索の風上側が基板への堆積も少なく良好な結果が得られているが、ほぼ両側とも同様な堆積結果を示し、９８％で基板あるいは柱側面への堆積がなくなっている。支持基盤探索法の描画方向、順番の対称性が発揮されているようである。依然、風上側が良好になっていることがわかる。それは、ガス流量の違いによるものでないことはＸ軸とＹ軸を交換することで確認している。
また、９７％においては柱側面のうろこ状、また中空部下面のいぼ状の描画不良が起こっているのに対して、９８％では非常に良好になる。また、９５％からピッチを小さくしていくと徐々に描画が良好になっていく。このような数ｎｍの違いで、このような中空部分の堆積の違いが出てくるということは、数ｎｍの描画制御ができることを裏付けるものである。９７％から９８％に重なりを変えるということは、１．５ｎｍ描画ピッチを小さくしているということになる。この１．５ｎｍで成長点が接触するようになったと考えると、滞留時間１００μｍでの成長点直径は数ｎｍということになる。ここで用いるＦＩＢのビーム径が７ｎｍということを考えると、ビーム径よりも細かな堆積を制御していることになる。
以下、本発明の実施例について説明する。
第７図は本発明の実施例を示す微小立体構造物の製造装置の構成図、第８図は本発明の実施例を示す描画装置で製作したマイクロ複眼レンズ金型のＳＩＭ像、第９図は直径約４．２μｍのマイクロ指輪のＳＩＭ像である。
第７図において、１０１はＳｉ基板、１０２は堆積構造物としてのＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）ピラー、１０３はそのＤＬＣピラー１０２上に形成される３次元微小立体構造物、１０４は反応ガスとしてのフェナントレンガス（融点：９９℃、沸点：３４０℃）を送り出すノズル、１０５はそのフェナントレンガス、１０６はＦＩＢ装置、１０７はＦＩＢ、１０８はそのＦＩＢ１０７の走査方向、１０９はコンピュータ描画装置であり、このコンピュータ描画装置１０９はＣＰＵ（中央処理装置）１０９Ａ、インタフェース１０９Ｂ，１０９Ｄ、あらかじめ３次元位置データとビームの照射位置、照射方向、照射時間を記憶するメモリ１０９Ｃ、入出力装置１０９Ｅ、表示装置１０９Ｆを有している。
本発明では、集束イオンビーム（ＦＩＢ）により任意の立体構造物が作製できる。３Ｄ−ＣＡＤで作製したサーフェースモデルからスキャンデータに変換し、上記したように、ＦＩＢ−ＣＶＤによって離散的に描画することで任意の立体構造物を製作した。このとき、基板１０１上に照射するイオンビーム１０７の滞留時間、ビーム電流量や描画間隔を変えることで堆積量の制御をする。自由な形状を描画するためには、オーバハングや逆テーパを有する形状の製作が不可欠であり、ベクタスキャン方式では、このような製作は可能なので、本発明の描画装置の最終目標はオーバハング形状を有する立体構造物の製作である。実験では、フェナントレンガス１０５中のＳｉ基板１０１上にＧａ＋イオンビーム１０７を照射し、ＤＬＣの立体構造体を製作した。
第８図は、本発明の描画装置で製作したマイクロ複眼レンズ金型のＳＩＭ像である。直径約２．５μｍ、高さ約０．８μｍの半球形状になっている。また、第９図は、直径約４．２μｍのマイクロ指輪のＳＩＭ像で、オーバハング形状の描画ができる。立体構造物の表面粗さは、描画間隔によって制御ができｎｍレベルにできる。
第１０図は本発明の描画装置で製作した微小立体構造物（宇宙船形）を示すＳＩＭ像である。
この図に示すように、かかる宇宙船形の微小立体構造物は、シリコン基板上にフェナントレンガスを用いて、まず直径約０．８μｍの柱構造を作製し、その後、水平板構造を作製した。さらに、最後にオーバーハング構造の直径約８μｍの円盤状構造を作製した。そのときの作製条件は、３０ｋＶＧａ＋イオンビーム、照射電流は約１０ｐＡ、作製時間は約１時間である。
また、上記したように、微小立体構造物の３次元モデルから離散的描画データを基に３次元立体構造体を作製するが、この構造体の描画データはデジタルのポイントで示されるため、ＦＩＢ−ＣＶＤで形成した３次元立体構造体の表面粗さはデジタル−アナログ変換器（ＤＡ変換器）の解像度で決まることになる。そこで、さらに３次元立体構造体の表面の高解像度化による表面の滑らかさを実現するために、デジタルデータのポイント間のデータを連続的にアナログ補間するようにする。すなわち、本発明の３次元立体構造体の描画方式は、アナログ補間法を用いることにより、３次元デジタル描画方式のポイント間をアナログ補間して、３次元立体構造体の表面の滑らかさを実現することが望ましい。
さらに詳細に説明すると、例えば、第１１図に示すような、ラスタスキャン方式がある。これは、全てのポイントの走査を行う方式であり、一般的な走査方式であるが、全面走査を行うため構造体の作製に時間がかかる。ＦＩＢによる構造体の作製においては、短時間で作製することが重要であるため、ラスタスキャン方式は好ましくない。
また、第１２図に示すような、ベクタースキャン方式は、描画ポイントのみを走査するため、構造体の作製時間が短縮できる。本発明の描画システムの基本的な方式はこのベクタースキャン方式を用いる。
従来の方法においては、上記したどちらの方式を使用してもＤＡ変換の分解能で構造体の解像度および表面粗さが決定される。そのため、離散的であった描画ポイント間のデータを連続的に補間する方法を本発明では採用する。この補間方法により、ＤＡ変換器の分解能を超える高解像度を表現することができ、表面の滑らかさが向上する。ＤＡ変換器のみを使用した方法は、デジタル描画法ということができるため、ここでは、そのデータをアナログ的に補間できる方法、つまり、アナログ補間法を採用する。
また、本発明の方法によって得られる３次元立体構造物としては、μｍ乃至ｎｍオーダのテラス構造や中空構造を有する３次元構造物であることを特徴とする。特に、中空構造を有する微小立体構造体の一例としては、微小立体構造の金型を挙げることができる。また、中空構造を有しない３次元微小立方体の金型を製造することもできる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
以上詳細に説明したように、本発明は、μｍ乃至ｎｍオーダのテラス構造や中空構造を含む微小立体構造物を任意の寸法、形状、表面粗さで作製することができる。したがって、マイクロレンズ等の微小光学部品やナノピンセット等の微小機械部品、マイクロシステムを作製することができる。
【産業上の利用可能性】  本発明のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法及び微小立体構造物の描画システムは、μｍ乃至ｎｍオーダのテラス構造や中空構造を含む微小立体構造物を任意の寸法、形状、表面粗さで作製することができる微小立体構造物や微小立体構造の金型の製造ツールとして好適である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年7月16日(2004.7.16)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子計算機を利用して設計した微小立体構造物の３次元モデルから高さ方向に分割した断面形状を算出した積層構造の離散的な描画データに基づいて、ビームの照射位置、照射時間を決定し、集束イオンビームを制御することにより、微小立体構造物を作製することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、ビームの強度、照射時間、照射間隔を制御することにより、積層構造物の層の高さや構造物の表面粗さ、作製時間を制御することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、離散的な描画データの描画順番を下に支持層があるかないかの条件で並び替えることにより、下方に支持がないような中空構造を作製することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記構造物の表面の高解像度化による表面の滑らかさを実現するために、前記描画データとしてのデジタルデータのポイント間のデータを連続的にアナログ補間することを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記微小立体構造物がμｍ乃至ｎｍオーダのテラス構造や中空構造を有する微小立体構造物であることを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項６】
請求項１又は５記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法において、前記微小立体構造物が微小立体構造の金型であることを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の製造方法を用いて、ＦＩＢ−ＣＶＤの任意の３次元描画を実現するために、空間描画対象ボクセルに依存して、該空間描画対象ボクセルの周囲を探索し、いずれか一箇所でも描画済みボクセルが存在すれば、当該箇所のボクセルを描画可能とする３次元立体分割モデル描画を行うことを特徴とするＦＩＢ−ＣＶＤによる微小立体構造物の描画システム。
【国際調査報告】
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2004076343.tif 000016
2004076343.tif 000017
2004076343.tif 000018
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