特開 2022-180890 荷電粒子ビームのビーム中心検出方法、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置、及び荷電粒子ビーム加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180890

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】荷電粒子ビームのビーム中心検出方法、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置、及び荷電粒子ビーム加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/04 20060101AFI20221130BHJP

   H01J 37/244 20060101ALI20221130BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

H01J37/04 B

H01J37/244

H01J37/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087639

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100182936

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 直樹

(72)【発明者】

【氏名】中里 拓也

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA34

5C101BB03

5C101DD38

5C101GG13

5C101GG15

5C101GG25

5C101GG33

5C101GG42

(57)【要約】

【課題】荷電粒子ビームのビーム中心検出方法、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置、及び荷電粒子ビーム加工装置において、荷電粒子ビームのビーム中心の位置ズレを簡素な構成で且つ短時間で検出する。
【解決手段】荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の検出方法は、照射部２によって荷電粒子ビームＢ２を照射することと、この荷電粒子ビームＢ２を遮蔽する遮蔽部と荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部（例えば、切り欠き５ａ又は開口部１５ａ，２５ａ）とを有する遮蔽部材５，１５，２５の非遮蔽部の位置を、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１と平行な中心軸Ｃ２の周方向に変化させた複数の状態で、荷電粒子ビームＢ２のエネルギー量を検出器（例えば、電流検出器７）によって検出することと、上記複数の状態における検出結果に基づいて荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１のズレを取得部（例えば、制御部１１）によって取得することとを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

照射部によって荷電粒子ビームを照射することと、
前記荷電粒子ビームを遮蔽する遮蔽部と前記荷電粒子ビームを遮蔽しない非遮蔽部とを有する遮蔽部材の前記非遮蔽部の位置を、前記荷電粒子ビームのビーム中心と平行な中心軸の周方向に変化させた複数の状態で、前記荷電粒子ビームのエネルギー量を検出器によって検出することと、
前記複数の状態における前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの前記ビーム中心のズレを取得部によって取得することと
を含むことを特徴とする荷電粒子ビームのビーム中心検出方法。

【請求項2】

前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量を検出することは、取得された前記ビーム中心のズレが閾値を超えた場合、当該ズレに基づいて前記遮蔽部材を前記ビーム中心に直交する方向に移動させた後、再び、前記非遮蔽部の位置を前記中心軸の周方向に変化させた複数の状態で、前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量を前記検出器によって検出する
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビームのビーム中心検出方法。

【請求項3】

前記遮蔽部材の前記非遮蔽部は、前記遮蔽部材に設けられた切り欠き又は開口部であり、
前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量を検出することは、前記遮蔽部材を、前記中心軸を回転中心として回転させることによって、前記切り欠き又は前記開口部の位置を前記周方向に変化させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子のビーム中心検出方法。

【請求項4】

前記遮蔽部材の前記非遮蔽部は、前記遮蔽部材に設けられた切り欠き又は開口部であり、
前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量を検出することは、前記遮蔽部材の前記切り欠き又は前記開口部を開閉可能に塞ぐ開閉部によって、前記非遮蔽部の位置を前記周方向に変化させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子のビーム中心検出方法。

【請求項5】

荷電粒子ビームを照射する照射部と、
前記荷電粒子ビームを遮蔽する遮蔽部と前記荷電粒子ビームを遮蔽しない非遮蔽部とを有し、前記非遮蔽部の位置が、前記荷電粒子ビームのビーム中心と平行な中心軸の周方向に変化した複数の状態をとる遮蔽部材と、
前記遮蔽部によって一部が遮蔽された前記荷電粒子ビームのエネルギー量を検出する検出器と、
前記遮蔽部材の前記複数の状態における前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの前記ビーム中心のズレを取得する取得部と
を備えることを特徴とする荷電粒子ビームのビーム中心検出装置。

【請求項6】

荷電粒子ビームを照射する照射部と、
前記荷電粒子ビームを遮蔽する遮蔽部と前記荷電粒子ビームを遮蔽しない非遮蔽部とを有し、前記非遮蔽部の位置が、前記荷電粒子ビームのビーム中心と平行な中心軸の周方向に変化した複数の状態をとる遮蔽部材と、
前記遮蔽部によって一部が遮蔽された前記荷電粒子ビームのエネルギー量を検出する検出器と、
前記遮蔽部材の前記複数の状態における前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの前記ビーム中心のズレを取得する取得部と、
前記遮蔽部材及び被加工物を前記ビーム中心に直交する方向に移動させる移動装置と
を備える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、荷電粒子ビームのビーム中心を検出するビーム中心検出方法及びビーム中心検出装置、並びに、荷電粒子ビームを用いて被加工物を加工する荷電粒子ビーム加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、イオンビームの照射によりファラデーカップに流れるイオン電流値のズレに応じてイオン源の首振りを行うことによって、被写体面の中心位置にイオンビームの重心位置を合わせるイオンビーム打込装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、荷電粒子銃より照射された荷電粒子ビームに、第１のアパーチャで第１の成形を行い、第２のアパーチャのエッジで第２の成形を行い、荷電粒子ビームの電流値を測定し、第２の成形及び電流値の測定を、複数のエッジについて同様に行うことにより得られた各電流値より、荷電粒子ビームの中心位置のズレ情報を取得し、このズレ情報に基づき、荷電粒子ビームのアライメント調整を行う荷電粒子ビーム描画方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0004】

また、アパーチャ板のアパーチャを通じて得られる荷電ビームの電流を検出し、この電流に基づいて荷電ビームの軸がレンズ手段の光学的中心とアパーチャ板のアパーチャの中心とを通るように設定制御する荷電ビーム照射装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【0005】

また、絞りの複数の開口部のうち１つの開口部を露出させる切欠き部を有する遮蔽部材を備え、絞り制御機構が、絞り又は遮蔽部材を回転させ、複数の開口部のうちの１つの開口部を切欠き部から順次露出させる荷電粒子線装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実開昭５５－０６９３７１号公報

【特許文献2】特開２０１０－１８３００４号公報

【特許文献3】特開昭６２－２３４８５５号公報

【特許文献4】国際公開第２０１６/１２０９７１号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、光学機器に搭載されている光学素子は、表面が粗いとフレアの原因となり、面精度が悪いと収差の原因となる。そのため、光学素子や、この光学素子を成形するのに用いられる成形金型には、滑らかな表面粗さ及び高い面精度が要求される。これらの光学素子や成形金型を良好に仕上げる加工手段の一つとして、被加工物表面に荷電粒子ビームを照射して加工を行う超精密研磨技術が挙げられる。

【0008】

この超精密研磨技術は、アパーチャによって径を細く絞った荷電粒子ビームを被加工物表面に照射し、各加工点におけるドーズ量を制御し、その被加工物表面の形状修正研磨を行うものである。

【0009】

上述の超精密研磨を行うためには、電粒子ビームのビーム中心を高精度に検出する必要がある。ファラデーカップによる荷電粒子ビームの電流値の検出結果に基づいて荷電粒子ビームのビーム中心を検出する場合、複雑な構成を要さずに調整を行うことができる。しかしながら、荷電粒子ビームのビーム中心に直交する方向へファラデーカップ等を移動させながら荷電粒子ビームのビーム中心を検出すると、調整作業に時間を要する。

【0010】

本発明の目的は、荷電粒子ビームのビーム中心の位置ズレを簡素な構成で且つ短時間で検出することができる、荷電粒子ビームのビーム中心検出方法、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置、及び荷電粒子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】

【0011】

１つの態様では、荷電粒子ビームのビーム中心検出方法は、照射部によって荷電粒子ビームを照射することと、前記荷電粒子ビームを遮蔽する遮蔽部と前記荷電粒子ビームを遮蔽しない非遮蔽部とを有する遮蔽部材の前記非遮蔽部の位置を、前記荷電粒子ビームのビーム中心と平行な中心軸の周方向に変化させた複数の状態で、前記荷電粒子ビームのエネルギー量を検出器によって検出することと、前記複数の状態における前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの前記ビーム中心のズレを取得部によって取得することとを含む。

【0012】

他の１つの態様では、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置は、荷電粒子ビームを照射する照射部と、前記荷電粒子ビームを遮蔽する遮蔽部と前記荷電粒子ビームを遮蔽しない非遮蔽部とを有し、前記非遮蔽部の位置が、前記荷電粒子ビームのビーム中心と平行な中心軸の周方向に変化した複数の状態をとる遮蔽部材と、前記遮蔽部によって一部が遮蔽された前記荷電粒子ビームのエネルギー量を検出する検出器と、前記遮蔽部材の前記複数の状態における前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの前記ビーム中心のズレを取得する取得部とを備える。

【0013】

他の１つの態様では、荷電粒子ビーム加工装置は、荷電粒子ビームを照射する照射部と、前記荷電粒子ビームを遮蔽する遮蔽部と前記荷電粒子ビームを遮蔽しない非遮蔽部とを有し、前記非遮蔽部の位置が、前記荷電粒子ビームのビーム中心と平行な中心軸の周方向に変化した複数の状態をとる遮蔽部材と、前記遮蔽部によって一部が遮蔽された前記荷電粒子ビームのエネルギー量を検出する検出器と、前記遮蔽部材の前記複数の状態における前記荷電粒子ビームの前記エネルギー量の検出結果に基づいて前記荷電粒子ビームの前記ビーム中心のズレを取得する取得部と、前記遮蔽部材及び被加工物を前記ビーム中心に直交する方向に移動させる移動装置とを備える。

【発明の効果】

【0014】

前記態様によれば、荷電粒子ビームのビーム中心の位置ズレを簡素な構成で且つ短時間で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施の形態に係る荷電粒子ビーム加工装置を示す構成図である。

【図2】一実施の形態における遮蔽部材を示す図である。

【図3】一実施の形態に係る荷電粒子ビームのビーム中心検出方法を説明するための説明図である。

【図4】一実施の形態に係る荷電粒子ビームのビーム中心検出方法を説明するためのフローチャートである。

【図5】一実施の形態の第１変形例における遮蔽部材及び開閉部を示す図である。

【図6】一実施の形態の第２変形例における遮蔽部材及び開閉部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一実施の形態に係る、荷電粒子ビームのビーム中心検出方法、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置、及び荷電粒子ビーム加工装置について、図面を参照しながら説明する。

【0017】

図１は、一実施の形態に係る荷電粒子ビーム加工装置１を示す構成図である。

【0018】

図２は、一実施の形態における遮蔽部材５を示す図である。

【0019】

図１に示すように、イオンビーム加工装置１は、照射部２と、ガス源３と、真空チャンバ４と、遮蔽部材５と、支持部材６と、電流検出器７と、回転装置８，９と、移動装置１０と、制御部１１とを備える。なお、照射部２、遮蔽部材５、及び制御部１１（取得部の一例）を備える装置を、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置とみなすことができる。そのため、荷電粒子ビーム加工装置１は、荷電粒子ビームのビーム中心検出装置と呼ぶこともできる。また、荷電粒子ビーム加工装置１は、照射部２、遮蔽部材５、移動装置１０、及び制御部１１（取得部の一例）を備えるものであればよい。なお、上記のビーム中心検出装置は、荷電粒子ビーム加工装置１とは異なる用途、すなわち被加工物Ｗの加工を伴わない用途で用いられてもよい。電流検出器７は、荷電粒子ビームのエネルギー量を検出する検出器の一例である。電流検出器７は、例えばファラデーカップであり、エネルギー量の一例である電流量を電気的な信号や値に変換して計測する機能を有しているものである。上記の検出器は、荷電粒子検出器（ＳＳＤ：Solid State Detector）などであってもよい。

【0020】

照射部２は、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２を照射する。照射部２の構成は、任意に変更できるが、照射部２は、ノズル２ａと、スキマー２ｂと、タングステンフィラメント２ｃと、引出電極２ｄと、加速電極２ｅとを有する。なお、照射部２は、荷電粒子銃と呼ぶこともできる。また、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２は、ガスクラスターイオンビームと呼ぶこともできる。

【0021】

ノズル２ａには、ガス源３から高圧ガスが供給される。この高圧ガスは、ノズル２ａを通過するときに断熱膨張によって冷却される。これにより、ガスクラスターが生成される。高圧ガスは、例えば、Ａｒ（アルゴン）ガス、ＳＦ６（六フッ化硫黄）ガスである。

【0022】

スキマー２ｂは、ガスクラスターを通過させることによって、ガスクラスターの径を整え整流しガスクラスタービームを生成する。

【0023】

タングステンフィラメント２ｃは、発熱することによって熱電子を生じさせる。この熱電子が中性のガスクラスタービームに衝突することによってガスクラスタービームがイオン化され荷電粒子ビームＢ１を生成する。

【0024】

引出電極２ｄは、荷電粒子ビームＢ１を引き出す。

【0025】

加速電極２ｅは、荷電粒子ビームＢ１をビーム照射方向に加速させる。なお、荷電粒子ビームＢ１のビーム中心Ｃ１は、Ｚ軸方向と同一である。

【0026】

アパーチャ２ｆは、荷電粒子ビームＢ１の一部を遮蔽することによって、荷電粒子ビームＢ１を荷電粒子ビームＢ２に成形する。アパーチャ２ｆの材料は、例えば導体材料であり、荷電粒子ビームＢ１によって帯電しないように接地されている。

【0027】

真空チャンバ４は、図示しない排気ポンプによって差動排気された真空室である。真空チャンバ４の内部には、照射部２、遮蔽部材５、支持部材６、電流検出器７、回転装置８，９、及び移動装置１０が配置されている。

【0028】

遮蔽部材５は、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１と平行な中心軸Ｃ２を回転中心として回転可能に配置され、円板形状を呈する。図２に示すように、遮蔽部材５は、中心軸Ｃ２から放射状に拡がる扇形の切り欠き５ａを有する。この切り欠き５ａは、荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部の一例である。この非遮蔽部としては、遮蔽部材５の中央のみに形成された開口部、すなわち遮蔽部材５の周縁に達しない開口部などであってもよい。また、遮蔽部材５の切り欠き５ａ以外の部分は、荷電粒子ビームＢ２を遮蔽する遮蔽部の一例である。このように、遮蔽部材５が荷電粒子ビームＢ２の一部を遮蔽するため、遮蔽部材５は、絞りとして機能するといえる。

【0029】

支持部材６は、遮蔽部材５の中心軸Ｃ２を中心とする円筒形状を呈する。支持部材６は、電流検出器７に固定され、遮蔽部材５の周縁において遮蔽部材５を支持する。

【0030】

電流検出器７は、遮蔽部材５によって一部が遮蔽された荷電粒子ビームＢ２の電流量を検出する。

【0031】

回転装置８は、遮蔽部材５、支持部材６、及び電流検出器７を、中心軸Ｃ２を回転中心として回転させる。

【0032】

回転装置９は、中心軸Ｃ２と平行なＺ軸方向を回転中心として被加工物Ｗを回転させる。

【0033】

移動装置１０は、回転装置８及び回転装置９を、ビーム中心Ｃ１（中心軸Ｃ２）に直交するＸＹ平面内で一体に移動させる。すなわち、移動装置１０は、回転装置８に電流検出器７及び支持部材６を介して固定された遮蔽部材５と、回転装置９に固定された被加工物Ｗとを、ビーム中心Ｃ１に直交する方向に一体に移動させる。

【0034】

制御部１１は、演算、加工制御プログラムの作成等を行う制御端末に接続されている。制御部１１は、制御端末によって被加工物Ｗの形状に基づき作成された加工制御プログラムを実行することで、回転装置９及び移動装置１０の動作を制御し、被加工物Ｗを加工する。また、制御部１１は、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の中心検出のために、回転装置８及び移動装置１０の動作を制御する。制御部１１は、例えば、図示しないプロセッサ（例えばマイクロコンピュータ）を備えるＮＣ装置である。詳しくは後述するが、制御部１１は、電流検出器７による荷電粒子ビームＢ２のエネルギー量の検出結果に基づいて荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１のズレを取得する取得部の一例として機能する。なお、制御部１１は、照射部２の照射制御なども行うとよい。

【0035】

ここで、被加工物Ｗ及び遮蔽部材５がＸＹ平面内で一体に移動するため、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１に対して、遮蔽部材５の中心軸Ｃ２を一致させることで、その後、被加工物Ｗを遮蔽部材５の位置に移動させれば、荷電粒子ビームＢ２による被加工物Ｗの加工を高精度に行うことができる。

【0036】

まず、図３を参照しながら、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の検出方法を説明する。

【0037】

図３の下段に示すように、ビーム中心Ｃ１と遮蔽部材５の中心軸Ｃ２と一致している場合、遮蔽部材５の回転角度（０°、１２０°、及び２４０°）によらず、遮蔽部材５による荷電粒子ビームＢ２の遮蔽面積は一定となり、電流検出器７により検出される電流量も一定となる。

【0038】

一方、図３の上段に示すように、中心軸Ｃ２とビーム中心Ｃ１とがずれている場合、遮蔽部材５の回転角度によって、遮蔽部材５により遮蔽される荷電粒子ビームＢ２の遮蔽面積及び電流検出器７により検出される荷電粒子ビームＢ２の電流量がばらつく。

【0039】

この場合、ビーム中心Ｃ１が切り欠き５ａから離れているほど、遮蔽部材５による荷電粒子ビームＢ２の遮蔽面積が増え、電流量が減る（「１２０°のときの電流量」＜「２４０°のときの電流量」＜「０°のときの電流量」）。この電流量のバラつきに基づいて、ビーム中心Ｃ１の中心軸Ｃ２に対するズレを判別することができる。

【0040】

次に、図４を参照しながら、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の検出方法を説明する。

【0041】

まず、制御部１１は、遮蔽部材５（切り欠き５ａ）を通過した荷電粒子ビームＢ２の電流量を、電流検出器７から取得することによって測定する（ステップＳ１）。

【0042】

次に、制御部１１は、遮蔽部材５を所定の角度回転させるように回転装置８を制御する（ステップＳ２）。なお、遮蔽部材５の回転角度は、回転装置８の駆動量、或いは、回転装置８に設けられた図示しない角度検知機構から取得することができる。

【0043】

次に、制御部１１は、所定回数の電流値の測定処理（ステップＳ１）が実施されたかを判定する（ステップＳ３）。この所定回数は、遮蔽部材５の回転処理（ステップＳ２）での回転角度で３６０°を等分割した回数（例えば、回転角度が１２０°であれば３回）となるようにするとよい。

【0044】

所定回数の電流値の測定が実施されていない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、制御部１１は、電流値の測定処理（ステップＳ１）を再び行う。なお、上述の遮蔽部材５の回転処理（ステップＳ２）は、遮蔽部材５を例えば３６０°回転させながら電流値の測定が連続的に行われる場合や、所定回数の電流値の測定処理（ステップＳ１）が完了していることが事前に判別できている場合などには、省略可能である。

【0045】

所定回数の電流値の測定が実施されている場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御部１１は、各回転角度での電流値の差が所定の誤差以上であるかを判定する（ステップＳ４）。電流値の差が所定の誤差未満である場合（ステップＳ４：ＮＯ）、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１が遮蔽部材５の中心軸Ｃ２に一致するとみなすことができるため、図４に示す処理が終了する。

【0046】

電流値の差が所定の誤差以上である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制御部１１は、例えば、荷電粒子ビームＢ２が遮蔽部材５によって遮蔽されていない場合の電流値を、中心軸Ｃ２の周方向に切り欠き５ａが設けられている角度／３６０°で乗じた値に電流値が近づくように、遮蔽部材５のＸＹ平面内での移動量及び移動方向を決定する（ステップＳ５）。

【0047】

次に、制御部１１は、決定した移動量及び移動方向に基づいて遮蔽部材５を移動させるように移動装置１０を制御する。その後、制御部１１は、電流値の測定処理（ステップＳ１）から処理を繰り返す。

【0048】

ここで、各回転角度での電流値の差が所定の誤差未満となって（ステップＳ４：ＮＯ）、ビーム中心Ｃ１と遮蔽部材５の中心軸Ｃ２との位置合わせが完了した後は、被加工物Wの座標系における遮蔽部材５の中心軸Ｃ２の位置を算出する必要があるため、この処理について説明する。なお、予め被加工物Ｗの座標系における遮蔽部材５の中心軸Ｃ２の位置が算出できている場合は、本処理を省略してもよい。

【0049】

制御部１１は、被加工物Ｗに荷電粒子ビームＢ２を照射させるために、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１に被加工物Ｗの中心軸を一致させるように移動装置１０を制御し、この際の移動量を記録しておく。

【0050】

その後、例えば、ユーザは、荷電粒子ビーム加工装置１の外部の測定機を使用し、被加工物Ｗの照射痕の位置と、被加工物Ｗの中心軸とのズレを測定する(被加工物Ｗの座標系の原点は被加工物Ｗの中心軸とする)。

【0051】

また、制御部１１は、このズレと、被加工物Ｗの上述の移動量とから、被加工物Ｗの座標系における遮蔽部材５の中心軸Ｃ２の位置を算出する。この位置の算出は、遮蔽部材５を着脱した場合などに行われるとよい。

【0052】

被加工物Ｗを加工する際には、制御部１１は、荷電粒子ビームＢ２を被加工物Ｗの加工点に照射するために移動装置１０により被加工物Ｗを移動させ、回転装置９により被加工物Ｗを回転させながら被加工物Ｗを加工する。

【0053】

なお、上述の例では、遮蔽部材５を回転させることによって切り欠き５ａ（非遮蔽部の一例）の位置を遮蔽部材５の中心軸Ｃ２の周方向に変化させる例について説明したが、図５に示すように、遮蔽部材１５の開口部１５ａ（非遮蔽部の一例）を開閉可能に塞ぐ開閉部２０によって、非遮蔽部の位置を周方向に変化させてもよい。

【0054】

図５は、第１変形例における遮蔽部材１５及び４つの開閉部２０を示す図である。

【0055】

遮蔽部材１５は、矩形板状を呈し、中央に矩形の開口部１５ａが設けられている。この開口部１５ａは、荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部の一例である。この非遮蔽部としては、遮蔽部材１５の周縁に亘って設けられた切り欠きなどであってもよい。

【0056】

４つの開閉部２０のそれぞれは、可動板２１と、ヒンジ２２と、ステッピングモータ２３とを有する。

【0057】

４つの開閉部２０の可動板２１は、ヒンジ２２の回転によって、図５における開口部１５ａの左上、右上、左下、及び右下のそれぞれを塞ぐ閉状態と、開口部１５ａを上述の荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部として機能させるために開口部１５ａを開放させる開状態とに遷移するように回転する。可動板２１は、開口部１５ａ（非遮蔽部）を開閉可能に塞ぐ開閉部材の一例である。

【0058】

ヒンジ２２は、ステッピングモータ２３の駆動によって回転することで、可動板２１を上述の閉状態及び開状態に回転させる。なお、ヒンジ２２及びステッピングモータ２３は、可動板２１（開閉部材の一例）を開閉させる開閉駆動部の一例である。この開閉駆動部としては、可動板２１（開閉部材）を回転移動させるものではなく、スライド移動させるものなどであってもよい。

【0059】

本第１変形例では、上述の図２に示す遮蔽部材５を所定角度回転させるのに代えて、４つの開閉部２０の中から、可動板２１を開状態にする開閉部２０を順に切り替える。

【0060】

図６は、第２変形例における遮蔽部材２５及び３つの開閉部３０を示す図である。

【0061】

遮蔽部材２５は、矩形板状を呈し、中央に３つの三角形状の開口部２５ａが設けられている。この３つの開口部２５ａは、まとめて１つだけ設けられていてもよい。また、３つの開口部２５ａは、荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部の一例である。この非遮蔽部としては、遮蔽部材２５の周縁に亘って設けられた切り欠きなどであってもよい。

【0062】

３つの開閉部３０のそれぞれは、可動板３１と、ヒンジ３２と、ステッピングモータ３３とを有する。また、３つの開閉部３０うちの２つの開閉部３０は、固定部材３４を更に有する。

【0063】

３つの開閉部２０の可動板３１は、ヒンジ３２の回転によって、図６における開口部２５ａの左上、右上、及び下のそれぞれを塞ぐ閉状態と、開口部２５ａを上述の荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部として機能させるために開口部２５ａを開放させる開状態とに遷移する開閉部材の一例である。

【0064】

ヒンジ３２は、ステッピングモータ３３の駆動によって回転することで、可動板３１を上述の閉状態及び開状態に回転させる。ステッピングモータ３３は、ヒンジ３２を回転させる。なお、ヒンジ３２及びステッピングモータ３３は、可動板３１（開閉部材の一例）を開閉させる開閉駆動部の一例である。この開閉駆動部としては、可動板３１（開閉部材）を回転移動させるものではなく、スライド移動させるものなどであってもよい。

【0065】

固定部材３４は、ステッピングモータ３３を遮蔽部材２５の周縁に固定するための部材である。

【0066】

本第２変形例においても、上述の第１変形例と同様に、図２に示す遮蔽部材５を所定角度回転させるのに代えて、３つの開閉部３０の中から、可動板３１を開状態にする開閉部３０を順に切り替える。

【0067】

以上説明した本実施の形態では、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の検出方法は、照射部２によって荷電粒子ビームＢ２を照射することと、この荷電粒子ビームＢ２を遮蔽する遮蔽部と荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部（例えば、切り欠き５ａ又は開口部１５ａ，２５ａ）とを有する遮蔽部材５，１５，２５の非遮蔽部の位置を、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１と平行な中心軸Ｃ２の周方向に変化させた複数の状態で、荷電粒子ビームＢ２の電流量（エネルギー量一例）を電流検出器７（検出器の一例）によって検出することと、上記複数の状態における荷電粒子ビームＢ２の電流量の検出結果に基づいて荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１のズレを取得部（例えば、制御部１１）によって取得することとを含む。

【0068】

また、本実施の形態では、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の検出装置は、荷電粒子ビームＢ２を照射する照射部２と、荷電粒子ビームＢ２を遮蔽する遮蔽部と荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部（例えば、切り欠き５ａ又は開口部１５ａ，２５ａ）とを有し、非遮蔽部の位置が、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１と平行な中心軸Ｃ２の周方向に変化した複数の状態をとる遮蔽部材５，１５，２５と、この遮蔽部５，１５，２５によって一部が遮蔽された荷電粒子ビームＢ２の電流量（エネルギー量一例）を検出する電流検出器７（検出器の一例）と、遮蔽部材５，１５，２５の上記複数の状態における荷電粒子ビームＢ２の電流量の検出結果に基づいて荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１のズレを取得する取得部（例えば、制御部１１）とを備える。荷電粒子ビーム加工装置１は、更に、遮蔽部材５，１５，２５及び被加工物Ｗをビーム中心Ｃ１に直交する方向（ＸＹ平面）に移動させる移動装置１０を備える。

【0069】

上記の荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の検出方法、荷電粒子ビームＢ１，Ｂ２のビーム中心Ｃ１の検出装置、及び荷電粒子ビーム加工装置１では、荷電粒子ビームＢ２を遮蔽しない非遮蔽部の位置を、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１と平行な中心軸Ｃ２の周方向に変化させた複数の状態で、荷電粒子ビームＢ２の電流量を電流検出器７によって検出し、その検出結果に基づいて荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１のズレを制御部１１によって取得する。そのため、荷電粒子ビームＢ２自体をイメージャ等によって検出する態様と比較して、遮蔽部材５の非遮蔽部の位置を中心軸Ｃ２の周方向に変化させ、荷電粒子ビームＢ２の電流量を検出するための簡素な構成で低コストを実現して調整を行うことができる。更には、遮蔽部材５，１５，２５を、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１に直交する方向へ移動させながら荷電粒子ビームＢ２の電流量を検出する態様と比較して、非遮蔽部の位置を、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１と平行な中心軸Ｃ２の周方向に変化させることで荷電粒子ビームＢ２の電流量を検出することができるため、調整作業を短時間で行うことができる。よって、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１の位置ズレを簡素な構成で且つ短時間で検出することができる。更には、非遮蔽部の位置を、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１と平行な中心軸Ｃ２の周方向に細かく変化させるほど、高精度に、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１の位置ズレを検出することができる。

【0070】

また、本実施の形態では、荷電粒子ビームＢ２の電流量を検出することは、取得されたビーム中心Ｃ１のズレが閾値を超えた場合、このズレに基づいて遮蔽部材５，１５，２５をビーム中心Ｃ１に直交する方向に移動させた後、再び、非遮蔽部の位置を中心軸Ｃ２の周方向に変化させた複数の状態で、荷電粒子ビームＢ２の電流量を電流検出器７によって検出する。これにより、遮蔽部材５の中心軸Ｃ２を、ビーム中心Ｃ１とのズレが閾値を超えない位置に移動させることができるため、高精度に、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１の位置調整を行うことができる。

【0071】

また、本実施の形態では、遮蔽部材５の非遮蔽部は、遮蔽部材５に設けられた切り欠き５ａ（又は開口部）であり、荷電粒子ビームＢ２の電流量を検出することは、遮蔽部材５を、中心軸Ｃ２を回転中心として回転させることによって、切り欠き５ａの位置を上記周方向に変化させる。そのため、遮蔽部材５を回転させることによって、遮蔽部材５の非遮蔽部の位置を周方向に変化させることができるため、より短時間で、荷電粒子ビームＢ２のビーム中心Ｃ１の位置ズレを検出することができる。

【0072】

また、本実施の形態の第１及び第２変形例では、遮蔽部材１５，２５の非遮蔽部は、遮蔽部材１５，２５に設けられた開口部１５ａ，２５ａ（又は切り欠き）であり、荷電粒子ビームＢ２の電流量を検出することは、遮蔽部材１５，２５の開口部１５ａ，２５を開閉可能に塞ぐ開閉部２０，３０によって、非遮蔽部の位置を周方向に変化させる。このように、図２に示す遮蔽部材５とは異なり、遮蔽部材１５，２５を回転させなくとも遮蔽部材１５，２５の非遮蔽部の位置を周方向に変化させることができる。そのため、遮蔽部材１５，２５を回転させる図１に示す回転装置８を省略することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 荷電粒子ビーム加工装置
２ 照射部
２ａ ノズル
２ｂ スキマー
２ｃ タングステンフィラメント
２ｄ 引出電極
２ｅ 加速電極
２ｆ アパーチャ
３ ガス源
４ 真空チャンバ
５ 遮蔽部材
５ａ 切り欠き
６ 支持部材
７ 電流検出器
８，９ 回転装置
１０ 移動装置
１１ 制御部
１５ 遮蔽部材
１５ａ 開口部
２０ 開閉部
２１ 可動板
２２ ヒンジ
２３ ステッピングモータ
２５ 遮蔽部材
２５ａ 開口部
３０ 開閉部
３１ 可動板
３２ ヒンジ
３３ ステッピングモータ
３４ 固定部材
Ｂ１，Ｂ２ 荷電粒子ビーム
Ｃ１ ビーム中心
Ｃ２ 中心軸
Ｗ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】