JP3069832B2 - テフロン加工装置 - Google Patents

テフロン加工装置

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JP3069832B2 JP7091008A JP9100895A JP3069832B2 JP 3069832 B2 JP3069832 B2 JP 3069832B2 JP 7091008 A JP7091008 A JP 7091008A JP 9100895 A JP9100895 A JP 9100895A JP 3069832 B2 JP3069832 B2 JP 3069832B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テフロン加工装置に関
し、特に大面積加工が可能なテフロン加工装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】テフロン(ポリテトラフルオロエチレ
ン)に、シンクロトロン放射光(SR光)を照射する
と、アブレーションが生じる。このことを利用して、テ
フロンに様々なパターンを形成する方法が、発明者らに
よって提案されている(特願平6−327545号)。
その方法は、テフロン前面に金属製のマスクを配置し、
マスクを透過したSR光をテフロンに照射して、テフロ
ンに部分的なアブレーションを引き起こして、パターン
を形成するというものである。なお、テフロンのアブレ
ーションに必要なエネルギーは、光子エネルギーで約1
keV以下である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】シンクロトロンから放
射されるSR光は、水平方向(シンクロトロンのリング
軌道を含む平面内)に広がりを有し、垂直方向(シンク
ロトロンのリング軌道を含む平面に垂直な平面内)にほ
とんど広がりを持たない。例えば、SR光の水平方向の
幅が約30mmとなる位置での、垂直方向の幅は約2〜5
mmである。このように、SR光は、垂直方向の幅が極め
て狭いため、従来のテフロン加工装置では、大面積にわ
たってテフロンを加工することができない、という問題
点がある。
【0004】本発明は、大面積のテフロン加工が可能な
テフロン加工装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、放射光
を発生する放射光発生手段と、前記放射光を反射する反
射鏡と、該反射鏡を真空雰囲気下に置く反射鏡用真空槽
と、該反射鏡用真空槽を真空排気する第1の排気手段
と、前記反射鏡用真空槽に真空ダクトで連結され、被加
工材及びマスクを保持する加工用真空槽と、該加工用真
空槽を真空排気する第2の真空排気手段と、前記真空ダ
クト内に設けられ、前記反射鏡用真空槽と前記加工用真
空槽の間の通気を抑制するとともに、前記放射光を通過
させるオリフィスとを備え、該オリフィスが前記放射光
の光路形状に合わせて形成された開口部形状を有する
とを特徴とするテフロン加工装置。
【0006】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1に本発明の第1の実施例を示す。図1
に示すように、本実施例のテフロン加工装置は、シンク
ロトロン放射光(SR光)を放射する放射光発生装置1
1、ミラー真空槽12、平面ミラー13、ミラー駆動機
構14、真空排気ポンプ15、真空ダクト16、オリフ
ィス17、加工用真空槽18、及び真空排気ポンプ19
を備えている。また、加工用真空槽18の内部には、被
加工材であるテフロン20とマスク21とを保持する保
持具(図示せず)を有している。
【0007】放射光発生装置11のリング軌道は、図1
とは異なり、図の左右方向に平行で紙面に対して垂直な
平面内にあるものとする。したがって、図1の上下方向
が、SR光の垂直成分を表し、その成分は実質的に平行
光である。
【0008】平面ミラー13は、例えばPtミラーであ
って、入射SR光が斜入射角αで入射するように傾けら
れている。また、平面ミラー13は、ミラー駆動機構1
4により、入射SR光の光路に沿って平行移動し、反射
SR光の光路を移動させる。ここで、平面ミラーの移動
距離をlとすると、反射SR光の光路は、距離b=lsi
n 2α、だけ移動する。
【0009】加工用真空槽18では、テフロン20及び
マスク21に平面ミラー13からの反射光が垂直に入射
するように、テフロン20及びマスク21は、2αの角
度をもって保持されている。したがって、平面ミラー1
3の移動によって、テフロン20の表面上に照射される
SR光は距離bだけ移動する。
【0010】例えば、SR光の平面ミラー13への入射
角αを1度(80%程度の高反射率が得られる角度)、
平面ミラー13の移動距離lを300mmとすると、反射
SR光の光路は10mm移動する。このとき、SR光の垂
直方向の幅aを5mmとして、平面ミラー13がすべての
SR光を反射するものとすると(長さmが286mm以上
とすると)、SR光は、テフロン20の表面上を幅15
mmの範囲にわたって照射する。つまり、単に放射光発生
装置11からのSR光をテフロン20に照射する場合に
比べ、3倍の範囲を照射することができる。
【0011】本実施例のテフロン加工装置を用いてテフ
ロン加工を行う場合、ミラー真空槽12と加工用真空槽
18は、それぞれ真空排気ポンプ15及び真空排気ポン
プ19によって、所定の真空度まで真空排気される。と
ころが、加工を開始してアブレーションが生じると、加
工用真空槽18の真空度は、2〜3桁悪化する。ミラー
真空槽12と加工用真空槽18とは、真空ダクト16で
連結されているため、この真空度の悪化は、平面ミラー
13の表面の汚染につながる。そこで、本実施例では、
このような汚染を最小限に抑えるために、平面ミラー1
3からの反射SR光を通過させるための必要最小限の開
口部を有するオリフィス17を真空ダクト内に設け、ミ
ラー真空槽12と加工用真空槽18との間の通気を抑制
している。
【0012】なお、上記実施例では、入射SR光の光路
に平行に平面ミラーを移動させる場合について説明した
が、平面ミラーを光路に垂直(図の上下方向)に移動さ
せる用にしてもよい。ただし、この場合は、すべてのS
R光を反射するためには平面ミラーの長さmを上記実施
例の2倍以上にする必要がある。
【0013】また、上記実施例では、平面ミラーを用い
て、大面積加工を行う場合について説明したが、集光ミ
ラーを用いて、高速加工を行うようにすることもでき
る。
【0014】次に本発明の第2の実施例について図2を
参照して説明する。ここで、第1の実施例と同一のもの
には同一番号を付し、その説明を省略する。
【0015】本実施例のテフロン加工装置は、凸面鏡2
2を有している。この凸面鏡22は、入射したSR光を
発散させて、テフロン20に照射させる。凸面鏡22へ
の入射SR光の入射角αは、SR光の垂直方向にx軸を
想定し、下端を0とすれば、xの関数として、α(x)
=cos -1{(r−x)/r}、で表わされる。ここで、
rは凸面鏡の曲率半径である。
【0016】凸面鏡22から距離Lにあるテフロン20
の表面上での発散SR光の幅は、c−a、で与えられ、
距離cは、c=Ltan 2α、で与えられる。
【0017】ここで、入射SR光の垂直方向の幅aを2
mmとし、凸面鏡22へのSR光の入射角α(2mm)を1
度(80%程度の高反射率が得られる角度)とすると、
凸面鏡の曲率半径rは、13.1mとなる。このとき、
凸面鏡22の円弧(AB)の長さは228mmとなる。ま
た、距離Lを1mとすれば、発散SR光の幅(c−a)
は、約33mmとなる。したがって、本実施例のテフロン
加工装置を用いると、従来の加工装置(SR光の垂直方
向の幅が5mmの場合)に比べ、6倍以上の範囲にSR光
を照射することができる。
【0018】なお、高速加工を必要とする場合には、凸
面鏡22の曲率半径を大きくしてSR光の発散度を抑え
てやれば良い。また、より広い範囲にSR光を照射した
い場合には凸面鏡22の曲率半径を小さくしてやれば良
い。
【0019】最後に、本実施例のテフロン加工装置に使
用されるオリフィス17を図3に示しておく。オリフィ
ス17は、その厚みが真空ダクト16の長さdと等しい
場合、オリフィスの開口部の径を、真空ダクト16の内
径(ここでは100mm)の1/10程度としてやれば、
ミラー真空槽12と加工用真空槽18との間に生じた2
桁程度の差圧を維持することができる。また、図3のよ
うに、オリフィスの開口部の形状をSR光の光路形状に
合わせることにより、そのコンダクタンスをより向上さ
せることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、ミラーを用いてSR光
の光路を変更したり、発散させたりするようにしたこと
で、単純な構成でありながら、テフロン表面の広い範囲
に放射光を照射することができ、テフロンの大面積加工
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の模式図である。
【図2】本発明の第2の実施例の模式図である。
【図3】図2のテフロン加工装置に使用されるオリフィ
スの(a)正面図及び(b)縦断面図である。
【符号の説明】
11 放射光発生装置 12 ミラー真空槽 13 平面ミラー 14 ミラー駆動機構 15 真空排気ポンプ 16 真空ダクト 17 オリフィス 18 加工用真空槽 19 真空排気ポンプ 20 テフロン 21 マスク 22 凸面鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 13/04 G21K 5/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射光を発生する放射光発生手段と、前
    記放射光を反射する反射鏡と、該反射鏡を真空雰囲気下
    に置く反射鏡用真空槽と、該反射鏡用真空槽を真空排気
    する第1の排気手段と、前記反射鏡用真空槽に真空ダク
    トで連結され、被加工材及びマスクを保持する加工用真
    空槽と、該加工用真空槽を真空排気する第2の真空排気
    手段と、前記真空ダクト内に設けられ、前記反射鏡用真
    空槽と前記加工用真空槽間の通気を抑制するととも
    に、前記放射光を通過させるオリフィスとを備え、該オ
    リフィスが前記放射光の光路形状に合わせて形成された
    開口部形状を有することを特徴とするテフロン加工装
    置。
  2. 【請求項2】 前記反射鏡が、平面鏡であって、前記放
    射光の光路に沿って移動する移動手段に固定されている
    ことを特徴とする請求項1のテフロン加工装置。
  3. 【請求項3】 前記反射鏡が凸面鏡で、前記オリフィス
    が当該凸面鏡によって反射された前記放射光の光路形状
    に合わせて、前記加工用真空槽側の開口が前記反射鏡用
    真空槽側の開口よりも広くなるように形成されてること
    を特徴とする請求項1のテフロン加工装置。
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