集束イオンビーム装置によるダイヤモンド加工 第1報：その基本特性と切削用バイトの尖端加工

摘要

集束イオンビーム装置(Focused Ion Beam: FIB)による天然ダイヤモンド加工と，その加工面の鏡面仕上げを目的に基本特性を測定し，最適条件を求めた．(100)(110)(111)の結晶方位を，Ga~+，30KeV，1.6nA～17nAのビームにより，法線よりの入射角度(θ)を00～88°まで変化させ，加工レート(Yield: η)を測定した．結晶方位によるηの差は認められず，θ＝0°ではη≌0.08μm~3/nCであった．ηはθを大きくするにつれ徐々に大きくなり87°付近で最大となり，0°の6倍程度である．しかし加工面がθ≌45°～86°程度の範囲では，縞状の凹凸ができ，平滑な加工面ではなく荒れた面となった．加工面が平滑となるのはθ＝0°～40°および，ηが最大値になる87°を超えた値のときであった．この条件では仕上げ加工ができる．またH_2Oガスアシストによる増速エッチング(GAE)の実験を電流量230pAで行なった．その結果，約4倍の増速効果が得られ加工面の縞状の凹凸も少なかった．実用加工速度はガスアシスト無しで，0.14～1.1μm~3/s(1.6～17nA)である．