(57)【要約】本発明は、ビーム加工装置（１）のハウジング（６）の加工室（５）内に配置されたテストワーク（７）に対するイオンビーム（３）による材料除去を決定する方法であって、テストワーク（７）は、基板（８）及び基板（８）に施された層（９）を有し、当該方法は、ａ）基板（８）に施された層（９）の層厚を光学的に求めるステップと、ｂ）イオンビーム（３）でテストワーク（７）から層（９）の材料を除去するステップと、ｃ）基板（８）に施された層（９）の層厚を光学的に求めるステップと、ｄ）ステップａ）で求めた層厚とステップｃ）で求めた層厚との比較により材料除去を決定するステップとを含む方法に関する。本発明は、上記方法を実行することができるワーク（２）をビーム加工する装置（１）にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム加工装置（１）のハウジング（６）の加工室（５）内に配置されたテストワーク（７）に対するイオンビーム（３）による材料除去（Δｄ）を決定する方法であって、前記テストワーク（７）は、基板（８）及び該基板（８）に施された層（９）を有し、該方法は、
ａ）前記基板（８）に施された前記層（９）の層厚（ｄ１）を光学的に求めるステップと、
ｂ）前記イオンビーム（３）で前記テストワーク（７）の前記層（９）の材料を除去するステップと、
ｃ）前記基板（８）に施された前記層（９）の層厚（ｄ２）を光学的に求めるステップと、
ｄ）前記ステップａ）で求めた前記層厚（ｄ１）と前記ステップｃ）で求めた前記層厚（ｄ２）との比較により前記材料除去（Δｄ）を決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記ステップａ）及び前記ステップｃ）で前記層厚（ｄ１、ｄ２）を求めるために、前記テストワーク（７）に照明放射線（１０）を照射する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記テストワーク（７）の前記層（９）及び前記基板（８）は、前記照明放射線（１０）に対して透明である方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の方法において、前記ステップａ）及び前記ステップｃ）で前記層厚（ｄ１、ｄ２）を光学的に求めるために、前記テストワーク（７）で反射した照明放射線（１０ａ）の干渉スペクトル（Ｓ）を記録する方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記干渉スペクトル（Ｓ）を記録するために、前記テストワーク（７）で反射した前記照明放射線（１０ａ）を、導光体（１３）により前記ハウジング（６）外に配置された分光計（１６）へ導く方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記反射した照明放射線（１０ａ）を、結像光学ユニット（１５）により前記導光体（１３）に結合する方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、前記層（９）は、前記加工室（５）内への前記テストワーク（７）の配置時に０．１μｍ〜２０μｍの層厚（ｄ１）を有する方法。
【請求項８】
特に請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法を実行するためにイオンビーム（３）によりワーク（２）をビーム加工する装置（１）であって、
前記イオンビーム（３）を生成する放射源（４）と、
前記ワーク（２）のビーム加工用の加工室（５）が形成されたハウジング（６）と、
該ハウジング（６）内に配置されて基板（８）及び該基板（８）に施された層（９）を含む少なくとも１つのテストワーク（７）と、
該テストワーク（７）を照明放射線（１０）で照明する照明源（１１）と、
前記テストワーク（７）で反射した照明放射線（１０ａ）の干渉スペクトル（Ｓ）を記録するために前記ハウジング（６）外に配置されることが好ましい分光計（１６）と
を備えた装置。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記イオンビーム（３）での前記層（９）の加工前後に前記基板（８）に施された前記層（９）の層厚（ｄ１、ｄ２）をそれぞれ求めるために前記干渉スペクトル（Ｓ）を評価する評価ユニット（１７）をさらに備えた装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の方法において、前記テストワーク（７）で反射した照明放射線（１０ａ）を前記ハウジング（６）外に配置された前記分光計（１６）へ導く導光体（１３）をさらに備えた装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記反射した照明放射線（１０ａ）を前記導光体（１３）に結合する結像光学ユニット（１５）をさらに備えた装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置において、前記基板（８）及び前記層（９）は前記照明放射線（１０）に対して透明であり、前記基板（８）は両側が研磨されることが好ましい装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置において、
前記加工室（５）内に配置されて前記テストワーク（７）の前記層（９）の材料と同一の材料を含むことが好ましい加工対象のワーク（２）をさらに備えた装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、前記イオンビーム（３）での前記ワーク（２）の加工時に前記テストワーク（７）及び／又は前記結像光学ユニット（１５）を保護する遮蔽材（１８）をさらに備えた装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、前記遮蔽材（１８）は、第１閉鎖位置と第２開放位置との間で可動である可動シャッタ（１８ａ）を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の参照］
本願は、２０１７年３月２３日に出願された独国特許出願第１０  ２０１７  ２０４  ８６１．１号の優先権を主張し、その全開示内容を参照により本願の内容に援用する。
【０００２】
本発明は、テストワークに対する加工ビームの材料除去を決定する方法及びワークのビーム加工装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
高エネルギー加工ビームにより加工対象のワークから材料を除去する非接触加工法は、ワークの、特に光学素子の、例えばリソグラフィシステムのレンズ又はミラーの加工に用いられることが多い。表面形状の必要精度をワークの加工で達成するために、特にマイクロリソグラフィ用の光学素子の加工時に、加工において高い精度が必要である。
【０００４】
ワークの所望の精密加工を加工ビームにより行うために、ビーム源の所定の設定において加工対象材料で生じる材料除去又は材料除去率を正確に決定する必要がある。この目的で、材料除去又は材料除去率をワークの加工前にテストワークで決定することが知られている。
【０００５】
加工ビームによる非接触除去加工法の場合、例えばイオンビームフィギュアリング（ＩＢＦ）、電子ビーム加工、又はレーザ加工において、ビーム加工を実行できる加工室を含むビーム加工装置のハウジングにワークが組み込まれる。通常は、ハウジング又は加工室においてビーム加工のために真空を発生させる必要がある。
【０００６】
テストワークを測定するために、当該テストワークをハウジングに導入し、テストワークを加工ビームで加工し、且つテストワークを干渉計測定ステーションで測定するためにハウジングから再度取り出す必要がある。ビームツール又はビームパラメータの設定変更の場合には、テストワークの複数の加工パスとその後にそこで生じる材料除去の干渉測定作業が必要なので、これは非常に時間がかかり得る。
【０００７】
ビームツールでのワークの加工時に材料除去を決定する方法は、特許文献１から既知である。この方法の場合、ワークの材料でコーティングしたか又はワークの材料を含む振動結晶が準備され、ワークの材料がビームツールにより振動結晶から少なくとも部分的に除去され、材料除去による振動結晶の固有振動数の変化が求められる。振動結晶は、ビーム加工が行われるハウジング内の測定位置に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２０１５  ２１５  ８５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、材料除去の決定を迅速且つ確実に実行できる、材料除去を決定する方法及びビーム加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、ビーム加工装置のハウジングの加工室内に配置されたテストワークに対する加工ビームによる材料除去を決定する方法であって、テストワークは、基板及び基板に施された層を有し、当該方法は、ａ）基板に施された層の層厚を光学的に求めるステップと、ｂ）加工ビームでテストワークの層の材料を除去するステップと、ｃ）基板に施された層の層厚を光学的に求めるステップと、ｄ）ステップａ）で求めた層厚とステップｃ）で求めた層厚との比較により材料除去を決定するステップとを含む方法により達成される。
【００１１】
本発明によれば、ビーム加工装置のハウジングの加工室内に配置されたテストワークの層の層厚を光学的に測定することにより、テストワークに対して材料除去を実行することが提案され、つまり、光学測定用のテストワークがハウジングの加工室から取り出されない。
【００１２】
したがって、ここに記載する方法は、出し入れ手順が必要なく、テストワークの加工及び材料除去の測定をハウジングの加工室内の同じ場所で実行できるので、ハウジング外のテストワークの従来の干渉測定よりも実質的に高速であり複雑でない。さらに、実際のワークの加工の直前に加工室内で材料除去の決定を実行できるので、従来の干渉測定法に比べて高い精度を達成できる可能性がある。
【００１３】
基板の層の層厚の光学測定は、例えば、Gerd Jakobによる論文「同軸干渉層厚測定」（"Koaxiale interferometrische Schichtdickenmessung" ("Coaxial interferometric layer thickness measuring")）（Photonik 3/2000）に記載されているような（同軸）干渉層厚測定により実行することができる。この光学測定技術は、異なる屈折率を有する２つの媒体間の界面での、この場合は基板と層との間及び層と環境、すなわち通常は空気又は真空（屈折率ｎ＝１．０）との間の界面での放射線の反射に基づく。材料除去の決定のためには、単層が基板に施してあれば通常は十分だが、場合によっては、異なる材料の２つ以上の層を基板に施すこともでき、材料除去の決定は、上記２つ以上の層に対して実行することができる。
【００１４】
本方法の一変形形態では、テストワークは、ステップａ）及びステップｃ）で層厚を求めるために照明放射線を照射される。テストワークを照明する照明源が、ハウジング内又は加工室内に配置され得る。しかしながら、照明源をハウジング外に配置して、照明放射線を導光体により、例えばガラスファイバ及び（真空）導管によりハウジング内に導くことも可能である。いずれの場合も、結像光学ユニットが照明放射線をテストワークに集束させる役割を果たし得る。干渉層厚測定に関しては、照明放射線が広帯域であることが望ましい。照明放射線の波長域は、干渉スペクトルを記録する干渉計（下記参照）が検出できる波長域に適合され得る。干渉計は、例えば１９０ｎｍ〜１０５０ｎｍの波長域を検出することができるが、照明放射線が全波長域を含む必要はない。
【００１５】
一改良形態では、テストワークの層及び基板は照明放射線に対して透明である。層の透明度は、干渉層厚測定に必要である。基板の透明度は、テストワークの照明が後側から、すなわち基板のうち層に面しない側から行われる場合の干渉層厚測定に必要である。加工ビームでのテストワークの加工が基板の前側で実行されるので、基板の後側からのテストワークの照明が望ましい。したがって、結像光学ユニットは、ハウジング内又は加工室内で固定であるよう配置され得る。基板の前側に結像光学ユニットが配置される場合、層を加工ビームで加工するために放射源もそこに配置しなければならないので、これは不可能な可能性がある。テストワークを結像光学ユニットに対して調整しなければならないので、結像光学ユニットはハウジング内で固定である陽に配置されることが有利である。
【００１６】
さらに別の一改良形態では、ステップａ）及びステップｃ）で層厚を光学的に決定するために、テストワークで反射した照明放射線の干渉スペクトルが記録される。前述したように、照明放射線は、層と基板との間及び空気と層との間の界面で反射され、照明放射線のうち各界面で反射する部分の経路は異なり、すなわち２つのサブビーム間で位相シフトが起こる。多色照明放射線が層に当たった場合、位相シフトは波長の関数として変化し、すなわち極大及び極小が交互にスペクトルに表示され、すなわち干渉スペクトルが生成される。上記で引用した論文により詳細に記載されるように、層の層厚は、干渉スペクトルにより、例えばフーリエ解析により求められ、上記論文の全体を参照により本願の内容に援用する。
【００１７】
さらに別の変形形態では、干渉スペクトルを記録するために、テストワークで反射した照明放射線は、導光体によりハウジング外に配置された干渉計へ導かれる。設置空間及び汚染回避の理由から、干渉計をビーム加工装置のハウジングに組み込むことは通常は不可能であり、上記ハウジングは通常は排気される。したがって、例えばガラスファイバケーブル等のように構成された複数の部分を有し得る導光体により、真空導管を介して、反射照明放射線がハウジング外へ導かれることが望ましい。分光計は、回折格子と、回折格子で回折した照明放射線を検出する空間分解検出器とを通常は有する。必須ではないが、照明放射線が導光体によりハウジング内及びテストワークへも導かれることが望ましい。照明源からの照明放射線を導光体に結合するために、当該導光体は分割又は接合（split or spliced）され得る。照明源は、分光計に組み込んでもよく、又は分光計とは別個に配置してもよい。
【００１８】
一改良形態では、反射照明放射線は、結像光学ユニットにより導光体に結合される。例えばレンズの様式のこのような結像光学ユニットは、反射照明放射線を導光体に結合するために通常は必要である。照明放射線が導光体を介してテストワークへ導かれるときに、結像光学ユニットを同時に用いて照明放射線をテストワークに集束させることができる。
【００１９】
さらに別の実施形態では、加工室内への配置時の（すなわち加工ビームでの材料除去前の）テストワークは、０．１μｍ〜２０μｍの層厚を有する。このタイプの層厚を有する層の場合（但し層厚がそれよりも大きいか又は小さい可能性もある）、干渉層厚測定を用いて層厚を求めることができる。材料除去を繰り返し決定することがそのためにテストワークを交換する必要なくできるように、テストワークの層の初期層厚が大きいことが望ましい。
【００２０】
さらに別の一改良形態では、加工ビームは、イオンビーム、電子ビーム、及びレーザビームを含む群から選択される。原理上、ここに記載する材料除去を決定する方法は、任意の非接触アブレーションビーム加工（ablative beam machining）法の場合に実行することができ、すなわち上記方法は前述のタイプの加工ビームに限定されない。
【００２１】
本発明のさらに別の態様は、特に前述の方法を実行するために加工ビームによりワークをビーム加工する装置であって、加工ビームを生成する放射源と、ワークのビーム加工用の加工室が形成されたハウジングと、ハウジング内に配置されて基板及び基板に施された層を含む少なくとも１つのテストワークと、テストワークを照明放射線で照明する照明源と、テストワークで反射した照明放射線の干渉スペクトルを記録するためにハウジング外に配置されることが好ましい分光計とを備えた装置において実施される。
【００２２】
本発明による装置は、ハウジングの加工室内に配置されたテストワークの層に対して干渉層厚測定を実行するよう構成される。光学層厚測定による層の材料除去は、本方法に関連して前述したように決定され得る。照明源は、多色照明放射線を生成するよう構成され、すなわち上記照明源は、複数の波長の照明放射線を生成し、且つ例えば白色光源として構成され得るか又は１つ又は複数のフィラメントランプを含み得る。
【００２３】
一実施形態では、本装置は、加工ビームでの層の加工前後に基板に施された層の層厚をそれぞれ求めるために干渉スペクトルを評価する評価ユニットを備える。本方法に関連して前述したように、材料除去は、加工ビームでの加工前後の層の層厚の比較により決定することができ、材料除去は、加工ビームでの加工前の層厚と加工ビームでの加工後の層厚との間の差に通常は対応する。
【００２４】
さらに別の一実施形態では、本装置は、テストワークで反射した照明放射線をハウジング外に配置された分光計へ導く導光体を備える。本方法に関連して前述したように、分光計は、加工室が形成された通常は排気されたハウジングの外部に通常は配置される。後方反射した照明放射線は、導光体により真空導管を介してハウジング外へ導かれ、干渉スペクトルの記録のために分光計に供給され得る。
【００２５】
一改良形態では、本装置は、反射照明放射線を導光体に結合する結像光学ユニットを有する。導光体は、例えば（マルチモード）ガラスファイバであり得る。前述したように、特に照明源がハウジング外に配置される場合、照明放射線を導光体によりテストワークへ導き、結像光学ユニットを用いてテストワークに集束させることもできる。しかしながら、照明源は、通常は排気したハウジング内に配置することもでき、それにより１つ又は複数の導光体を短縮することができると共に光損失を減らすことができる。また、テストワークのより均一な照明をハウジング内に配置された照明源により生成できる可能性がある。
【００２６】
さらに別の一実施形態では、基板及び層は照明放射線に対して透明であり、基板は両側が研磨されることが好ましい。基板の材料及び層の材料は、これらの材料が照明放射線の波長に対して、又は少なくとも層厚測定の実行に十分な照明放射線の波長域に関して透明である限り変わり得る。前述したように、基板は、テストワークが後側から照明される場合にのみ照明放射線に対して透明であることが必須である。この場合、研磨していない粗い基板の表面での散乱による光損失を回避するために、基板の両側すなわち前側及び後側を研磨することが望ましい。
【００２７】
さらに別の一実施形態では、本装置は、加工室内に配置されてテストワークの層の材料と同一の材料を含むことが好ましい加工対象のワークをさらに備える。加工対象のワークの（形状付与のためのアブレーション加工の場合）又はワークに施された層の（コーティング剥離のためのアブレーション加工の場合）材料と同一であることが好ましい材料が、テストワークの層に用いられることが好ましい。
【００２８】
一実施形態では、本装置は、加工ビームでのワークの加工時にテストワーク及び／又は結像光学ユニットを保護する遮蔽材をさらに備える。ワークの材料の直接スパッタリング（アトマイジング）又は加工室内に取り付けられたコンポーネントの間接的なスパッタリングが、加工ビームでのワークの加工時に起こり得る。テストワーク、結像光学ユニット、及び場合によっては導光体を除去粒子から保護するために、例えば、環状の遮蔽材を加工室内に配置することができ、その中にテストワークが配置される。
【００２９】
遮蔽材は、テストワークを実質的に環状に囲むことができ、遮蔽材とテストワークとの間には中間空間が全く又は僅かにしか残らない。このように、結像光学ユニット及び導光体を保護するために、テストワークは「窓」として、すなわち遮蔽材の一部として働き得る。遮蔽材の使用により、テストワークのうち加工ビームによる加工対象の層のみ（すなわち、測定領域）が加工室に露出されることが理想的である。
【００３０】
一改良形態では、遮蔽材は、第１閉鎖位置と第２開放位置との間で可動である可動シャッタを有する。シャッタは、第１閉鎖位置ではテストワークを完全に覆うか又は隠し、すなわちテストワークを有する遮蔽材の内部空間は通常は加工室に対して完全に閉じている。したがって、加工ビームでのワークの加工は、通常はシャッタの第１位置で実行される。第２開放位置では、遮蔽材の内部空間又はテストワークのうち少なくとも材料が除去される層は、加工室にアクセス可能である。シャッタの２つの位置間の切り替えは、駆動装置を用いて行うことができる。代替として又は追加として、例えばイオン源の形態の（可動）放射源は、放射源がシャッタに押し当たって当該シャッタを２つの位置間で変位させるように加工空間内で上記放射源を動かすことで、スイッチオフ状態でシャッタの機械的変位を可能にすることができる。
【００３１】
さらに別の一実施形態では、加工ビームを生成する放射源は、イオンビーム源、電子ビーム源、及びレーザ源の群から選択される。前述したように、非接触材料除去を可能にする加工ビームを生成する全ての放射源を装置において原理上は用いることができる。
【００３２】
本発明のさらに他の特徴及び利点は、本発明に関する詳細を示す図面を用いた下記の本発明の例示的な実施形態の説明と、特許請求の範囲とから得ることができる。個々の特徴は、いずれも個別に単独で、又は本発明の変形形態において任意の所望の組み合わせで複数として実現することができる。
【００３３】
例示的な実施形態を概略図に示し、下記で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】イオンビームでワークをビーム加工する装置の概略図を示す。
【図２ａ】イオンビームでのビーム加工前のテストワークの概略図を示す。
【図２ｂ】イオンビームでのビーム加工後のテストワークの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図面の以下の説明において、同一又は機能的に同一のコンポーネントには同一の参照符号を用いる。
【００３６】
図１は、イオン源の形態の放射源４により生成されたイオンビーム３の形態の加工ビームによりワーク２をビーム加工する装置１を示す。ワーク２は、ハウジング６内に形成された加工室５内に配置される。ハウジング６、より詳細には加工室５は、真空ポンプ（図示せず）を用いて排気され、すなわちハウジング６内は真空環境となる。
【００３７】
できる限り精密なワーク２の加工を可能にするために、上記ワーク２は図示の例の場合は石英ガラスブランクだが、（単位時間当たりの）ワーク２におけるイオンビーム３の材料除去をできる限り正確に決定することが望ましい。この目的で、図示の例ではＺｅｒｏｄｕｒから入手した基板８と基板８に施された石英ガラス製の層９とから形成されたテストワーク７が、加工室５に組み込まれる。したがって、層９の材料はワーク２の材料と同一である。
【００３８】
所定の照射時間でのテストワーク７の層９に対するイオンビーム３の材料除去を決定するために、干渉層厚測定がテストワーク７の層９に対して実行される。この目的で、テストワーク７の後側、すなわち層９に面しない側に照明放射線１０が照射され、照明放射線１０は、ハウジング６外に配置された照明源１１により生成される。図示の例の照明源１１は、１９０ｎｍ〜１５０ｎｍの波長の照明放射線１１を生成する２つのランプを含む。照明源１１が広いスペクトル域の、例えば１９０ｎｍ〜１０５０ｎｍの照明放射線１０を生成する場合、単一のランプの発光スペクトルはこの場合は所望の全スペクトル域に対応しないので、２つ以上のランプを有する照明源１１の使用が望ましいことが分かっている。照明放射線１０の広いスペクトル域の使用は、非常に薄い層９の層厚測定に特に有利である。
【００３９】
照明放射線１０は、ファイバ部分１２によりガラスファイバの形態の導光体１３に結合され、当該導光体は、ハウジング６の真空導管１４により加工室５へ導かれる。導光体１３は、端部側が結像光学ユニット１５（レンズ）のハウジングに接続され、結像光学ユニット１５は、照明放射線１０をテストワーク７に集束させる役割を果たす。図１に示す例の場合、照明放射線１０は、基板８又は層９の厚さ方向とほぼ平行になるように送られる。
【００４０】
テストワーク７の基板８及び層９は、照明放射線１０に対して透明な材料から形成され、すなわち照明放射線１０はテストワーク７を実質的に透過する。基板８と層９との間の界面及び層９と加工室５内の真空環境との間の界面における屈折率の差により、ごく一部の照明放射線１０が反射される。したがって、テストワーク７で反射した照明放射線１０ａは、図１に２方向の矢印（double arrow）でそれぞれ示すように、異なる光路長を進んだ２つの放射線部分を有し、そのため位相差が生じる。
【００４１】
テストワーク７で反射した照明放射線１０ａは、導光体１３及び真空導管１４によりハウジング６から導出されて分光計１６に入り、分光計１６は、反射照明放射線１０ａの干渉スペクトルＳを記録する。分光計１６、図示の例ではCarl Zeiss spectroscopy companyのＭｏｄｅｌ  ＭＣＳ  ６０１−ｃ（ＵＶ−ＮＩＲ）における反射照明放射線１０ａは、回折格子に当たりそのスペクトル部分に分割される。回折格子で回折した照明放射線１０ａは、空間分解検出器へ指向される。層９の層厚は、分光計１６により得られた干渉スペクトルＳから、例えばフーリエ解析により求めることができ、これは冒頭で引用したGerd Jakobによる論文「同軸干渉層厚測定」（Photonik 3/2000）に記載されている。層９の層厚を求めるための分光計１６は、評価ユニット１７に接続される。
【００４２】
層９に対するイオンビーム３の材料除去Δｄを求める手順は、以下に記載する通りである。最初に、テストワーク７を加工室５に組み込んで結像光学ユニット１５に対して調整する。すなわち、結像光学ユニット１５に対するテストワーク７の間隔及びアライメントが適切に設定される。続いて、分光計１６及び評価ユニット１７を用いてテストワーク７の層厚ｄ１を測定し（図２ａ参照）、図示の例ではｄ１＝３μｍが得られる。（元の）層厚ｄ１を求めたら、図２ｂで分かるようにテストワーク７をイオンビーム３で加工して層９の材料を除去し、より小さな層厚ｄ２が得られる。図２ｂに示すように、層９に対する材料除去は局所的に実行され得るが、層９の材料を層９全体で均一に除去することも可能である。均一な材料除去の場合の層厚ｄ２を求めた結果は、イオンビーム３及び結像光学ユニット１５の位置決め誤差に対してより安定しているので、層９の材料の均一な除去が望ましいことが分かっている。
【００４３】
イオンビーム３での層９の加工後に、層厚ｄ２を分光計１６で又は評価ユニット１７により再度求め、図２ｂに示す１μｍの層厚ｄ２を測定する。材料除去Δｄは、イオンビーム３での加工前の層９の層厚ｄ１とイオンビーム３での加工後の層厚ｄ２との比較から得られ、上記材料除去Δｄは、２つの層厚ｄ１、ｄ２間の差Δｄ＝ｄ１−ｄ２に相当する。
【００４４】
層９に対する材料除去Δｄの決定は、場合によっては前述のようにして複数回実行することができ、ワーク２をできる限り精密に加工できるようにイオンビーム３、例えばイオンエネルギーのパラメータがいずれの場合も変えられる。特にこの場合は、テストワーク７の層９の初期厚をできる限り大きく、例えばｄ１＝約２０μｍにすることが望ましい。
【００４５】
材料除去Δｄの決定が完了するとすぐに、イオンビーム３でのワーク２の加工を実行することができる。この目的で、イオン源４を測定位置から図１に破線で示す加工位置に移動させ、そこでイオンビーム３でのワーク２の加工を実行する。
【００４６】
ワーク２の加工がワーク２の材料のスパッタリング（後枚ジング）につながり、上記材料がテストワーク７及び結像光学ユニット１５に堆積する可能性があるので、結像光学ユニット１５の入射側部及びテストワーク７は環状の遮蔽材１８により囲まれる。図１に示す例では、遮蔽材１８に収容されたテストワーク７は、「窓」として、したがって結像光学ユニット１５の保護として働く。テストワーク７自体は、スパッタリングで形成される堆積物から場合によっては保護されない。ワーク２の加工で生じる堆積物をテストワーク７から除去するために、イオンビーム３を用いてテストワーク７の簡単な現場洗浄ステップを実行することができる。
【００４７】
代替として又は追加として、遮蔽材１８は、図１に破線で示す第１閉鎖位置と図１に実線で示す固定第２位置との間で可動であるシャッタ１８ａを有し得る。シャッタ１８ａは、イオンビーム３でのワーク２の加工中には通常は閉鎖位置にあり、イオンビーム３でのテストワーク７からの材料除去時には開放位置に移動させられる。シャッタ１８ａは、イオン源４がシャッタ１８ａに押し当たるように上記イオン源４を加工室５内で適切に変位させることで閉鎖位置から開放位置及びその逆に移動させることができる。シャッタ１８ａを加工室で移動させるための駆動装置又はアクチュエータも、加工室５内に設けることができる。シャッタ１８ａは、第１位置と第２位置との間で強制的に変位させなくてもよく、別のタイプの移動、例えば回転運動を実行することができることを理解されたい。
【００４８】
材料除去Δｄの決定は、非接触材料除去を可能にする別のタイプの加工ビーム、例えば電子ビーム又はレーザビームにより実行することもできることを理解されたい。図１の図とは異なり、照明放射線１０でのテストワーク７のより均一な照明を達成するために、照明源１１をハウジング６の排気された加工室５に組み込むことができる。
【００４９】
テストワーク７を交換しなければならず、そのために上記テストワーク７をハウジング６の換気及び開放により取り出してさらに別のテストワーク７で置き換えなければならないことがあまり頻繁にないように、複数のテストワーク７を場合によっては加工室５のマガジンに配置することができ、上記複数のテストワーク７の１つのみがいずれの場合も測定され且つ加工室５の図１に示す測定位置に配置される。マガジンは、例えば冒頭で引用し参照により本願に援用される特許文献１に記載のように、回転板状に構成され得る。
【００５０】
ハウジング６に対するテストワーク７の出し入れに真空ロックを用いることができ、当該真空ロックは、テストワーク７の交換時にワーク２の加工の停止を回避するために、ワーク２の出し入れ用の真空ロックとは異なるものである。
【図１】
2020517559.tif 000003
【図２ａ−２ｂ】
2020517559.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月2日(2019.12.2)
【手続補正１】
【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】
加工対象のワーク（２）と共にビーム加工装置（１）のハウジング（６）の加工室（５）内に配置されたテストワーク（７）に対するイオンビーム（３）による材料除去（Δｄ）を決定する方法であって、前記テストワーク（７）は、基板（８）及び該基板（８）に施された層（９）を有し、前記ビーム加工装置（１）は、前記テストワーク（７）及び結像光学ユニット（１５）を保護する遮蔽材（１８）をさらに備え、該方法は、
ａ）前記基板（８）に施された前記層（９）の層厚（ｄ１）を光学的に求めるステップと、
ｂ）前記イオンビーム（３）で前記テストワーク（７）の前記層（９）の材料を除去するステップと、
ｃ）前記基板（８）に施された前記層（９）の層厚（ｄ２）を光学的に求めるステップと、
ｄ）前記ステップａ）で求めた前記層厚（ｄ１）と前記ステップｃ）で求めた前記層厚（ｄ２）との比較により前記材料除去（Δｄ）を決定するステップと
を含み、該方法はさらに、
前記ワーク（２）を前記イオンビーム（３）で加工するステップであり、環状の前記遮蔽材（１８）が前記ワーク（２）の加工時に前記結像光学ユニット（１５）の入射側部及び前記テストワーク（７）を囲むステップ
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記ステップａ）及び前記ステップｃ）で前記層厚（ｄ１、ｄ２）を求めるために、前記テストワーク（７）に照明放射線（１０）を照射する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記テストワーク（７）の前記層（９）及び前記基板（８）は、前記照明放射線（１０）に対して透明である方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の方法において、前記ステップａ）及び前記ステップｃ）で前記層厚（ｄ１、ｄ２）を光学的に求めるために、前記テストワーク（７）で反射した照明放射線（１０ａ）の干渉スペクトル（Ｓ）を記録する方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記干渉スペクトル（Ｓ）を記録するために、前記テストワーク（７）で反射した前記照明放射線（１０ａ）を、導光体（１３）により前記ハウジング（６）外に配置された分光計（１６）へ導く方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記反射した照明放射線（１０ａ）を、結像光学ユニット（１５）により前記導光体（１３）に結合する方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、前記層（９）は、前記加工室（５）内への前記テストワーク（７）の配置時に０．１μｍ〜２０μｍの層厚（ｄ１）を有する方法。
【請求項８】
特に請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法を実行するためにイオンビーム（３）によりワーク（２）をビーム加工する装置（１）であって、
前記イオンビーム（３）を生成する放射源（４）と、
前記ワーク（２）のビーム加工用の加工室（５）が形成されたハウジング（６）と、
該ハウジング（６）内に配置されて基板（８）及び該基板（８）に施された層（９）を含む少なくとも１つのテストワーク（７）と、
該テストワーク（７）を照明放射線（１０）で照明する照明源（１１）と、
前記テストワーク（７）で反射した照明放射線（１０ａ）の干渉スペクトル（Ｓ）を記録するために前記ハウジング（６）外に配置されることが好ましい分光計（１６）と
を備え、該装置はさらに、
前記加工室（５）内に配置された加工対象のワーク（２）と、
前記イオンビーム（３）での前記ワーク（２）の加工時に前記テストワーク（７）及び結像光学ユニット（１５）を保護する遮蔽材（１８）であり、環状の前記遮蔽材（１８）は、前記結像光学ユニット（１５）の入射側部及び前記テストワーク（７）を囲む遮蔽材（１８）と
を備えた装置。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記イオンビーム（３）での前記層（９）の加工前後に前記基板（８）に施された前記層（９）の層厚（ｄ１、ｄ２）をそれぞれ求めるために前記干渉スペクトル（Ｓ）を評価する評価ユニット（１７）をさらに備えた装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の方法において、前記テストワーク（７）で反射した照明放射線（１０ａ）を前記ハウジング（６）外に配置された前記分光計（１６）へ導く導光体（１３）をさらに備えた装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記結像光学ユニット（１５）は、前記反射した照明放射線（１０ａ）を前記導光体（１３）に結合するよう適合される装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置において、前記基板（８）及び前記層（９）は前記照明放射線（１０）に対して透明であり、前記基板（８）は両側が研磨されることが好ましい装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置において、
前記加工対象のワーク（２）は、前記テストワーク（７）の前記層（９）の材料と同一の材料を含む装置。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の装置において、前記遮蔽材（１８）は、第１閉鎖位置と第２開放位置との間で可動である可動シャッタ（１８ａ）を有する装置。
【国際調査報告】
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