(57)【要約】【課題】被露光材に波打った形状を有さず所望通りの加工パターンを形成する。【解決手段】被露光材Ｗの同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材Ｗ上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工方法において、前記イオンビームの電流値が周期的に脈動する場合に、前記脈動の周期Ｔを求め、前回照射したイオンビームに対して、前記周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意し、前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射し、所定のパターンを形成する。【選択図】    図１
2007258272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光材の同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工方法において、
前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求め、
前回照射したイオンビームに対して、前記周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意し、
前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射し、所定のパターンを形成することを特徴とするイオンビーム加工方法。
【請求項２】
前記被露光材にｎ回のイオンビーム照射を行って前記パターンを形成するに際し、前記位相δをδ＝Ｔ／ｎとすることを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム加工方法。
【請求項３】
被露光材の同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工方法において、
前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求め、
前記周期Ｔで周期的に変動する基準ビーム波を設定し、
前記基準ビーム波に対して、周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意し、
前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射し、所定のパターンを形成することを特徴とするイオンビーム加工方法。
【請求項４】
前記被露光材にｎ回のイオンビームの照射を行って前記パターンを形成するに際し、
ｍ回目（ｍ≦ｎ）のイオンビームの照射の場合、前記基準ビーム波に対して、位相δ＝（Ｔ／ｎ）×（ｍ−１）だけシフトしたイオンビームを用意し、
前記位相がシフトしたイオンビームを、被露光材上の同一箇所に照射することを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム加工方法。
【請求項５】
被露光材の同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工装置において、
前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求める脈動検出手段と、
前回照射したイオンビームに対して、前記周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意すると共に、前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射するように制御するスキャン制御手段と、
を備えていることを特徴とするイオンビーム加工装置。
【請求項６】
被露光材の同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工装置において、
前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求める脈動検出手段と、
前記周期Ｔで周期的に変動する基準ビーム波を設定する基準ビーム波設定手段と、
前記基準ビーム波に対して、周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意すると共に、前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射するように制御するスキャン制御手段と、
を備えてい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及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）。
【０００３】
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。
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）。
【特許文献１】特表２００１−５０３５６９号公報
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された軽イオンを用いたイオンビーム加工装置においては、次のような問題が発生していた。
すなわち、被露光材に対してイオンビームを照射し図２（ａ）のような加工パターンを形成する場合、実際には、図２（ｂ）のように幅方向縁部が波打つ（規則的に変動した形状となる）ことが明らかとなった。この現象に関して、本願発明者らは研究・検討を重ねた結果、照射されるイオンビームの電流値が周期的に変動（脈動と呼ぶこともある）することが原因であることを突き止めるに至った。かかるイオンビームの電流値の脈動は、イオンビーム加工装置、特にイオンビームを発生させるイオンビーム照射装置に供給される商用交流電源の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）と略同一の周波数を有している場合が多いことがわかった。
【０００５】
電気・電子分野においては、装置の出力に商用交流電源に起因する周期的ノイズが発生することは間々あることで、「ハム」若しくは「ハムノイズ」などと呼ばれている。つまり、従来からのイオンビーム加工装置においては、照射されるイオンビームにハムノイズに起因する脈動が生じていたのである。
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に変動があった場合であっても、被露光材上に波打った形状を有さず所望とするパターンを形成することが可能なイオンビーム加工方法及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、本発明にかかる技術的手段は、被露光材の同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工方法において、前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求め、
前回照射したイオンビームに対して、前記周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意し、前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射し、所定のパターンを形成することを特徴とする。
【０００７】
この技術的手段により、前回のイオンビーム照射により波状となった被露光材のパターンに対し、変動の周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトした（すなわち、波形の山谷の位置がずれた）イオンビームを照射し、照射後のパターンの波状形状を均一化させることが可能となる。
好ましくは、前記被露光材にｎ回のイオンビーム照射を行って前記パターンを形成するに際し、前記位相δをδ＝Ｔ／ｎとするとよい。
【０００８】
こうすることで、毎回照射されるイオンビームの位相がδ＝Ｔ／ｎずつシフトするようになり、例えば、前回照射されたイオンビームにおいて変動の谷部が対応した位置に、今回又は次回以降に照射されるイオンビームの山部が対応するようになって、最終的に、パターンに波形状が発生することを防止できる。
また、本発明の技術的手段は、被露光材の同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工方法において、前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求め、前記周期Ｔで周期的に変動する基準ビーム波を設定し、前記基準ビーム波に対して、周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意し、前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射し、所定のパターンを形成することを特徴とする。
【０００９】
この技術的手段により、前回のイオンビーム照射により波状となった被露光材のパターンに対し、変動の周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトした（すなわち、波形の山谷の位置がずれた）イオンビームを照射し、照射後のパターンの波状形状を均一化させることが可能となる。
なお好ましくは、前記被露光材にｎ回のイオンビームの照射を行って前記パターンを形成するに際し、ｍ回目（ｍ≦ｎ）のイオンビームの照射の場合、前記基準ビーム波に対して、位相δ＝（Ｔ／ｎ）×（ｍ−１）だけシフトしたイオンビームを用意し、前記位相がシフトしたイオンビームを、被露光材上の同一箇所に照射するとよい。
【００１０】
こうすることで、毎回照射されるイオンビームの位相がδ＝Ｔ／ｎずつシフトするようになり、例えば、前回照射されたイオンビームにおいて変動の谷部が対応した位置に、今回又は次回以降に照射されるイオンビームの山部が対応するようになって、最終的に、加工パターンに波形状が発生することを防止できる。
また、本発明にかかる技術的手段は、被露光材の同一箇所にイオンビームを複数回照射することで前記被露光材上に所定のパターンを形成するイオンビーム加工装置において、前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求める脈動検出手段と、前回照射したイオンビームに対して、前記周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意すると共に、前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射するように制御するスキャン制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
前述のイオンビーム加工装置は、前記イオンビームの電流値が周期的に変動する場合に、前記変動の周期Ｔを求める脈動検出手段と、前記周期Ｔで周期的に変動する基準ビーム波を設定する基準ビーム波設定手段と、前記基準ビーム波に対して、周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意すると共に、前記位相がシフトしたイオンビームを前記被露光材上の同一箇所に再度照射するように制御するスキャン制御手段と、を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるイオンビーム加工方法及びイオンビーム加工装置を用いることで、被露光材に波打った形状を有さず所望通りの加工パターンを形成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】
【００１３】
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を示したものである。この図における上下方向を装置の上下方向とし、図の左右方向を左右方向、図を貫通する方向を前後方向と呼ぶ。
イオンビーム加工装置１は、イオンビーム照射装置３、イオンビーム制御器４、被露光材支持ステージ５、電流計測プローブ６、ファラデーカップ７、演算器２、チャンバー８、真空制御器９を備えている。
【００１４】
イオンビーム照射装置３は、チャンバー８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。
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イオン（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働きを行う。
【００１５】
加速器１１の下方側には、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イオンを集束させ、被露光材Ｗの所定の位置に照射させる集束機器１２が配備されており、この集束機器１２は、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。
拡大レンズ１４、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イオ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度ずらした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。
【００１６】
イオンビーム制御器４は、チャンバー８外に設けられるものであって、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度合いおよび照射位置を制御する働きを行う。
被露光材支持ステージ５はチャンバー８内に設けられているものであって、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５は、被露光材が直接載置される小ステージ１７とそれを支える大ステージ１８とからなっている。小ステージ１７は、図示しない駆動装置により大ステージ１８上を前後左右方向を自由にかつ微小な単位（例えば１０ｎｍオーダー）で移動できるよう構成されている。また、大ステージ１８は、図示しない駆動装置によって被露光材Ｗがイオンビームに露光される位置と露光されない位置との間で大きく移動可能なように構成されている。
【００１７】
前述した被露光材支持ステージ５の上方側であって、集束機器１２の下方側には、ファラデーカップ７が配置可能となっている。
ファラデーカップ７は、イオンビームの全てを受け止め、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。ファラデーカップ７は、駆動装置２０によってイオンビームを受光する位置（受光位置）と、イオンビームを受光しない位置（待避位置）との間を移動可能に構成されている。ファラデーカップ７には、公知のものが使用される。
【００１８】
本実施形態のイオンビーム加工装置１は、前述した被露光材支持ステージ５が待避位置に位置する際に、被露光材支持ステージ５の受光位置辺りに、電流計測プローブ６が挿入可能となっている。
電流計測プローブ６は、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、イオンビーム照射装置３側に検出面を向けて配置されている。また、電流計測プローブ６は、水平面上の直交する２方向（前後方向、左右方向）において検出面がイオンビーム内を走査可能に構成され、この２方向における走査は、電流計測プローブ６に結合された互いに直交する方向に伸縮する図示しないピエゾ素子や送り機構などを備える駆動装置によって行われる。
【００１９】
図１に示されるように、電流計測プローブ６は、検出面が小ステージ１７に載置された被露光材Ｗの露光面と上下方向において略同じ位置になるよう配されている。また、電流計測プローブ６は、大ステージ１８を被露光材Ｗが露光位置に移動したときに、被露光材Ｗまたは被露光材支持ステージ５と接触することがないように、図示しない駆動装置によって電流計測プローブ６全体が退避位置に移動するように構成されている。
【００２０】
演算器２は、被露光材支持ステージ５（小ステージ１７や大ステージ１８）の移動、電流計測プローブ６の走査、ファラデーカップ７の移動に関する制御を行ったり、ファラデーカップ７や電流計測プローブ６が受けた電流値を記憶したり、それら電流値や積算値から、集束したイオンビームの中心位置、イオンビームの範囲、およびイオン数の分布を算出する機能を有している。
【００２１】
さらに、本実施形態のイオンビーム加工装置１は、イオンビームの電流値の周期的な変動（脈動と呼ぶこともある）を検出すると共に、この脈動の周期Ｔを求める脈動検出手段４０を演算器２内に備えている。この脈動検出手段４０は、デジタル又はアナログのＦＦＴ処理回路から構成されており、ファラデーカップ７で計測されたイオンビームの電流値が、前述のＦＦＴ処理回路に入力され、周波数解析の後、脈動の周期Ｔが得られるものとなっている。
【００２２】
イオンビーム制御器４には、被露光材Ｗに複数回イオンビームを照射する場合に、前回照射したイオンビームの脈動に対して、この脈動の周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトしたイオンビームを用意すると共に、このイオンビームを被露光材Ｗ上の同一箇所に再度照射できるように、イオンビーム照射装置３及び被露光材支持ステージ５（小ステージ１７）を制御するスキャン制御手段４１が設けられている。
【００２３】
加えて、前述の脈動の周期Ｔで変動する基準ビーム波を設定し記憶しておく基準ビーム波設定手段４２も備えられている。
演算器２は、パーソナルコンピュータやワークステーション、それらの上で実行される制御プログラム、Ａ／Ｄ又はＤ／Ａ変換機能を有するインタフェース等により実現される。
【００２４】
チャンバー８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５、電流計測プローブ６、およびファラデーカップ７を収容する圧力容器である。チャンバー８には真空計３３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８の内部圧力を調節できるよう構成されている。
【００２５】
真空制御器９は、真空計３３による測定値に基づいて真空装置に接続された自動弁３４またはリーク用の自動弁３５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８内の真空度を適切に維持する。
以上述べたイオンビーム加工装置１を用いて、被露光材Ｗに所定の加工パターンを形成する場合を考える。
【００２６】
まず加工前の準備として、真空制御器９により、真空装置に接続された自動弁３４およびリーク用の自動弁３５を制御し、チャンバー８内を真空状態（例えば、１×１０-5Ｐａ以下）に保持する。
その後、ファラデーカップ７によるイオンビームの電流値の測定を行う。その際は、電流計測プローブ６を待避位置に移動させ、その後にファラデーカップ７を受光位置に移動させる。そして、イオンビーム制御器４はイオン源１０を励起し、また、拡大レンズ１４、偏向器１５、および集束レンズ１６に通電して所定の電磁界を形成させ、集束イオンビームをファラデーカップ７に向けて照射させる。
【００２７】
演算器２では、照射されたイオンの数に応じたファラデーカップ７からの測定電流値を検知し、その電流値が所定の値以上かどうかを判断して、例えば、被露光材表面の予測される照射面積を考慮したイオンビームの電流密度が１０μＡ／ｃｍ2以上となった場合に、イオンビームの集束されていると判断する。
なお、イオンビーム集束後、ビーム集束位置において電流計測プローブ６を走査することで、イオンビームの中心位置およびイオン数の分布を求めるようにすることは非常に好ましい。
【００２８】
かかる条件出し終了後は、被露光材Ｗにイオンビームを照射して被露光材Ｗの加工作業を行う。
加工作業は、先ず、電流計測プローブ６をファラデーカップ７と接触しないように待避位置に退避させ、代わってファラデーカップ７をイオンビームを受光する位置に移動させ、一時的にイオンビームを遮断する。
【００２９】
次いで、小ステージ１７に載置された被露光材Ｗがイオンビームに照射される位置まで、大ステージ１８を駆動装置により移動させる。そして、算出済みのイオンビームの中心の位置情報に基づき、小ステージ１７を駆動装置により移動させ、小ステージ１７に載置された被露光材Ｗの所望の位置にイオンビームをの中心が当たるように調整する。
小ステージ１７の位置の調整が終わると、ファラデーカップ７をイオンビームを受光しない位置に退避させ、イオンビームを被露光材上に照射した状態で小ステージ１７を移動させることでイオンビームをスキャンさせ、所望とする加工パターンを形成する。露光時間又はイオンビームのスキャン速度（小ステージ１７の移動速度）は、スキャン制御手段によりコントロールされるものとなっている。
【００３０】
ここで、図２（ａ）のように、被露光材Ｗに線状のパターン（細長い長方形状のパターン）を形成する場合を考える。
本実施形態の場合、ファラデーカップ７等で計測したイオンビームの電流値は、イオンビーム加工装置１に供給される商用交流電源の周波数等の影響を受け、図３（ａ）のように時間と共に脈動するものとなっている。したがって、脈動するイオンビームの時間平均電流値を所定値とし、１回だけ被露光材上をイオンビームでスキャンした場合、その加工幅は図２（ｂ），図３（ｂ）の如く、周期的に変動するものとなってしまう。同時に加工深さも図３（ｃ）の如く変動するものとなる。加工幅ならびに加工深さの変動はイオンビームの電流値変動に起因するものであるため、その周期は、イオンビームの電流値の変動周期Ｔと略同一となっている。
【００３１】
このような不都合を回避すべく、本実施形態の場合、図５に示す手順で加工を行うものとなっている。
まず、加工前の準備の一環として、脈動検出手段４０により、ファラデーカップ７で捕捉されたイオンビームの脈動の周期Ｔを求める。変動は商用交流電源の周波数に起因するものであるため、西日本の場合、周期Ｔ≒１／６０（ｓｅｃ）となることが想定される。［Ｓ５１，Ｓ５２］
その後、イオンビームの電流値と、被露光材Ｗの加工に必要とされるドーズ量との関係から、加工パターンの繰り返し描画回数（スキャン回数）ｎを計算する。［Ｓ５３］
具体的には、
(i)  被露光材の加工パターンの最端部Ｈ（図２，図６参照）の電流値が最も小さいと考えられるため、そこでのイオン電流値の時間平均値をＩ（Ａ）とする。
【００３２】
(ii)  所望のパターンを形成するために必要な最低ドーズ量Ｄminを算出する。
すなわち、加工パターンの加工幅をｄ（ｍ）、イオンビームの最大スキャン速度をＶ（ｍ／ｓ）とすると、加工面積はｄ×Ｖ（ｍ2／ｓｅｃ）となる。かかる加工面での電流値は(i)で算出したように少なくともＩ（Ａ）あるので、最低ドーズ量Ｄminは、Ｄmin＝Ｉ／（ｄ×Ｖ）（Ｃ／ｍ2）となる。
【００３３】
(iii)  加工に必要なスキャン回数ｎを算出する。
すなわち、総ドーズ量Ｄと最低ドーズ量Ｄminとから、
ｎ＝Ｄ／Ｄmin＝Ｄ／（Ｉ／（ｄ×Ｖ））      ・・・（１）
となる。
次に、(iii)で求めた繰り返しスキャン回数ｎとイオンビームの電流値の変動周期Ｔとから、イオンビームをシフトさせる際のシフト量（位相）δを、
δ＝Ｔ／ｎ  （ｓｅｃ）        ・・・（２）
で算出する。［Ｓ５４］
【００３４】
以上の計算を行った後、繰り返しスキャン回数ｎだけ、図２（ａ）のような加工パターンに沿って、例えば、左から右へイオンビームを最大スキャン速度Ｖでスキャンするようにする（言い換えれば、被露光材Ｗが直接載置される小ステージ１７を右から左へ最大速度Ｖで移動させる）。この際、１回目（前回）のイオンビームスキャンに対して、２回目（今回）のイオンビームスキャンは、被露光材上の同一箇所（例えば左縁端Ｈ)に着目すると、波形の位相がδだけシフトしたものとする。［Ｓ５５］
例えば、総スキャン回数を４回とすると、１回目のイオンビームに対して、２回目は位相がＴ／４だけシフトしたイオンビームを照射し、３回目は、２回目のイオンビームに対して位相がＴ／４だけシフトしたイオンビームを照射する。４回目は、３回目のイオンビームに対して位相がＴ／４だけシフトしたイオンビームを照射するようにするとよい。
【００３５】
イオンビームの脈動の周波数は、商用交流電源の周波数に起因するため略一定と考えて差し支えない。ゆえに、脈動の周波数が６０Ｈｚの場合、位相δ＝（１／６０）×（１／４）≒４．１７ｍｓｅｃとなる。したがって、１回目のイオンビームに対して４．１７ｍｓｅｃだけ時間遅れしたイオンビームを２回目に照射すればよい。２回目のイオンビームに対して４．１７ｍｓｅｃだけ時間遅れしたイオンビームを３回目に照射すればよく、以降同じである。
【００３６】
また、結果的に同じことになるが、１回目のイオンビームを基準ビーム波と考え、２回目は基準ビーム波に対して位相が（Ｔ／４）×１だけシフトしたイオンビームを照射し、３回目は位相が（Ｔ／４）×２だけシフトしたイオンビームを照射する。４回目は、基準ビーム波に対して位相が（Ｔ／４）×３だけシフトしたイオンビームを照射するようにしてもよい。換言すれば、被露光材にｎ回のイオンビームの照射を行って前記パターンを形成するに際し、ｍ回目（ｍ≦ｎ）のイオンビームの照射の場合、基準ビーム波に対して、位相δ＝（Ｔ／ｎ）×（ｍ−１）だけシフトしたイオンビームを照射するとよい。
【００３７】
なお、イオンビームの電流値の脈動は商用交流電源に起因する場合が多いため、正弦波で近似可能であって、脈動波形の位相δを、
δ＝２π／ｎ  （ｒａｄ）      ・・・（３）
で算出することもできる。
【００３８】
その場合、例えば総スキャン回数を４回とすると、１回目のイオンビームに対して、２回目は位相がπ／２だけシフトしたイオンビームを照射し、３回目は、２回目のイオンビームに対して位相がπ／２だけシフトしたイオンビームを照射する。４回目は、３回目のイオンビームに対して位相がπ／２だけシフトしたイオンビームを照射するようにするとよい。
【００３９】
１回目のイオンビームを基準ビーム波とし、基準ビーム波に対して、２回目は位相が（π／２）×１だけシフトしたイオンビームを照射し、３回目は位相が（π／２）×２だけシフトしたイオンビームを照射する。４回目は位相が（π／２）×３だけシフトしたイオンビームを照射するようにしてもよい。
こうすることで、前回のイオンビーム照射により波状となった加工パターンに対し、脈動の周期Ｔから算出された位相δだけ位相がシフトした、すなわち波形の山谷の位置がずれたイオンビームを照射し、加工パターンの波状形状を均一化することができるようになる。
【００４０】
以上述べた技術を確実なものとするためには、被露光材上の同一箇所に、位相がδずつずれたイオンビームを順に照射する必要がある。
そのためには、例えば、加工パターンの左縁部Ｈに着目するようにする。１回目に照射するイオンビームは、左縁部Ｈにおいて、その電流値が中間値（（最大値＋最小値）／２、位相δ＝０）をとるものとする。２回目に照射するイオンビームは、スキャン制御手段４１を用いて、左縁部Ｈにおいて電流値が最小値（谷部、位相δ＝π／２）となるようにタイミングを合わせ、加工パターンの左から右へと照射を行う。３回目に照射するイオンビームは、スキャン制御手段４１を用いて、左縁部Ｈにおいて電流値が中間値（（最大値＋最小値）／２、位相δ＝π）となるようにタイミングを合わせ、加工パターンの左から右へと照射を行う。４回目に照射するイオンビームは、スキャン制御手段４１を用いて、左縁部Ｈにおいて電流値が最大値（山部、位相δ＝３π／２）となるようにタイミングを合わせ、加工パターンの左から右へと照射を行う。
【００４１】
図６には、以上述べた方法でイオンビームが順次照射した状況を示している。この図からわかるように、イオンビームの電流値が脈動していて、１回のスキャンでは加工幅等が波打つようになったとしても、複数回（４回）のスキャンにより加工幅ｄの加工パターンが確実に形成される。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４２】
イオンビームのスキャン方向を左から右へと説明したが、右から左であってもよいし、１回目は左→右、２回目は右→左と交互にスキャンするようにしてもよい。いずれの場合であっても、脈動の周期Ｔに基づく位相δだけシフトしたイオンビームを被露光材Ｗ上の同一箇所に照射できるように、スキャン制御手段４１でイオンビーム照射装置３及び被露光材支持ステージ５を制御するとよい。
【００４３】
加工パターンを形成するためにの総スキャン数は、何回であってもよく、４回に限定されるものではない。
また、例えば、イオンビーム照射装置３、イオンビーム制御器４、被露光材支持ステージ５、電流計測プローブ６、ファラデーカップ７、演算器２、チャンバー８、および真空制御器９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】
【００４４】
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】
【００４５】
【図１】本発明に係るイオンビーム加工装置の構成図である。
【図２】被露光材上に形成された加工パターンを示した図である。
【図３】イオンビームの電流値の変動状況、加工パターンの加工幅及び加工深さの変動状況を示した図である。
【図４】位相をずらしつつイオンビームを照射する状況を示した図である。
【図５】本発明にかかる加工手順を示したフローチャートである。
【図６】位相をずらしつつイオンビームを照射してゆき加工パターンが形成されることを示した概念図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      イオンビーム加工装置
２      演算器
３      イオンビーム照射装置
４      イオンビーム制御器
５      被露光材支持ステージ
６      電流計測プローブ
７      ファラデーカップ
８      チャンバー
９      真空制御器
１０    イオン源
１１    加速器
１２    集束機器
１７    小ステージ
１８    大ステージ
４０    脈動検出手段
４１    スキャン制御手段
４２    基準ビーム波設定手段
Ｗ      被露光材
【図１】
2007258272.tif 000003
【図２】
2007258272.tif 000004
【図３】
2007258272.tif 000005
【図４】
2007258272.tif 000006
【図５】
2007258272.tif 000007
【図６】
2007258272.tif 000008