CN100564588C - 等离子加工方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于通过将电功率提供给设置在等离子源或待加工物体处的电极以产生直线等离子，同时将气体提供给设置在待加工物体附近的等离子源，并通过使等离子产生的活化粒子作用在待加工物体上，由此加工待加工物体的直线部分的等离子加工方法，所述方法包括步骤：当X-轴在待加工物体直线部分的直线方向时，检测等离子源在X-轴方向的倾斜度；并通过沿X-轴方向移动等离子源，同时保持等离子源和待加工物体的相对位置，以便检测的等离子源的倾斜度变得近似为零，由此通过产生的直线等离子加工待加工物体的直线部分。

Description

等离子加工方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于在待加工物体的表面的一部分上进行等离子加工的等离子加工方法和装置，具体地说，涉及一种用于进行加工待加工物体上的直线部分的等离子加工的等离子加工方法和装置。

背景技术

通常，当在薄膜形成的表面上由基片表示的待加工物体经过图形形成加工后，进行抗蚀加工。图15A到15D示出了上述加工的一个实施例。在图15A到15D中，首先，将光敏抗蚀剂34覆盖在待加工物体33的表面上(图15A)。其次，通过曝光设备进行曝光，然后进行显影，抗蚀剂34可以形成需要的图形(图15B)。然后，将物体33放置在真空容器中，在真空容器中产生等离子，并利用作为掩膜的抗蚀剂34对物体33进行蚀刻加工，物体33的表面形成需要的图形(图15C)。最后，通过氧等离子体、有机溶剂或类似的溶剂去除抗蚀剂34，完成加工过程(图15D)。

适合于形成精确微细图形的上述抗蚀加工在制造电子设备如半导体中已经起到重要的作用。然而，其具有的缺陷在于加工过程复杂。

因此，需要研究使用没有抗蚀加工的新加工方法。在一种实例中，提出了一种设置有如图16A显示的微等离子源99的等离子加工装置。考虑上述结构，例如，用于在直线方向流动气体的系统已经在美国未公开的美国专利申请序列号No.10/365449的专利中得到说明。

此外，用于在两个电极之间施加电场的系统已经在未审查的日本专利公开号No.09-49083中得到说明。

然而，在上述等离子加工装置中，其具有的问题在于当等离子源和待加工物体之间的距离在直线方向不均匀时，加工速度在直线方向的任意两部分变化很大(加工的均匀性很差)。例如，如图16A和16B所示，具有的问题在于，当等离子源99沿直线方向相对待加工物体的薄板97为倾斜时，等离子91集中在等离子源99和待加工物体之间距离很小的部分上，不能在直线方向获得均匀的等离子加工。

发明内容

因此，鉴于上述传统的问题，本发明的目的之一在于提供一种能在直线方向获得均匀加工的等离子加工方法和装置以及能精确控制加工速度的等离子加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用下述构成方案。

从上述说明中可以清晰，根据本发明第一方面的等离子加工方法，其提供了一种用于通过将电功率提供给设置在等离子源或物体处的电极以产生直线等离子，同时将气体提供给设置在物体附近的等离子源，并通过使等离子产生的活化粒子作用在物体上，由此加工待加工物体的直线部分的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

当X-轴作为物体直线部分的直线方向时，检测等离子源在X-轴方向的倾斜度；以及

通过沿X-轴方向移动等离子源，同时保持等离子和物体的相对位置，以便检测的等离子源的倾斜度近似为零，通过产生的直线等离子加工物体的直线部分。因此，可以获得直线方向的均匀加工。

此外，根据本发明第二方面的等离子加工方法，其提供了根据第一方面的等离子加工方法，其中：

当加工物体的直线部分时，测量等离子源和物体在两个不同的X-坐标位置之间的距离，以检测等离子源在X-轴方向的倾斜度，并通过沿X-轴方向移动等离子源，同时保持等离子源和物体的相对位置，以便等离子源和物体在两个位置之间的距离变得近似相等，进行等离子加工。因此，可以获得直线方向的均匀加工。

此外，根据本发明第三方面的等离子加工方法，其提供了根据第一方面的等离子加工方法，其中：

通过保持等离子源和物体的相对位置，以便等离子在两个位置的光发射强度变得近似相等，同时，监测等离子在两个不同的X-坐标位置的光发射强度，以检测等离子源在x方向的倾斜度，由此进行等离子加工。因此，可以获得直线方向的均匀加工。

此外，根据本发明第五方面的等离子加工装置，其提供了一种等离子加工装置，包括：

设置有电极用于产生直线等离子的等离子源；

用于将气体提供给等离子源的气体供给装置；

用于将电功率供给到电极或待加工物体的电源；

用于当X-轴作为物体直线部分的直线方向时，检测等离子源在X-轴方向倾斜度的检测装置；以及

用于沿X-轴方向移动等离子源，同时保持等离子源和物体的相对位置，以便通过检测装置检测的等离子源的倾斜度变得近似等于零的输送装置，

从而在通过输送装置沿X-轴方向移动等离子源的同时，通过产生的直线等离子加工物体的直线部分。因此，可以获得直线方向的均匀加工。

此外，根据本发明第六方面的等离子加工装置，其提供了一种根据第五方面的等离子加工装置，其中：

检测装置为用于测量等离子源和物体在两个不同的X-坐标位置之间距离的长度测量装置，以及

通过保持等离子源和物体的相对位置，由输送装置沿X-轴方向移动等离子源，以便通过长度测量装置测量的等离子源和物体在两个不同的X-坐标位置之间的距离近似相等。因此，可以获得直线方向的均匀加工。

此外，根据本发明第八方面的等离子加工装置，其提供了一种根据第五方面的等离子加工装置，其中：

检测装置由用于在两个不同的X-坐标位置中监测等离子光发射强度的两个光发射监测器组成。因此，可以获得直线方向的均匀加工。

此外，根据本发明第十方面的等离子加工方法，其提供了一种等离子加工方法，包括步骤：

通过将电功率提供到设置在等离子源或用于试验的物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在用于试验的物体附近且相对位置固定的等离子源处，并使通过等离子产生的活化粒子作用在用于试验的物体上，进行用于加工待加工物体表面的等离子加工；

测量在用于试验的物体表面上的加工部分的加工速度；

根据上述测量的测量结果，进行用于测量等离子源和待加工物体之间距离的长度测量装置的校准，待加工物体不同于用于试验的物体而为将要经过等离子加工的物体；以及

通过将电功率提供到设置在等离子源或将要经过等离子加工的物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在将要经过等离子加工的物体附近的等离子源，并测量等离子源和将要经过等离子加工的物体之间的距离，并使通过直线等离子产生的活化粒子作用在将要经过等离子加工的物体上，进行用于加工将要经过等离子加工的物体表面的等离子加工。因此，可以精确地控制加工速度。

此外，根据本发明第十一方面的等离子加工方法，其提供了一种等离子加工方法，包括步骤：

通过将电功率提供到设置在等离子源或用于试验的待加工物体处以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在用于试验的物体附近且与其相对位置固定的等离子源处，并使通过等离子产生的活化粒子作用在用于试验的物体上，由此加工用于试验物体的直线部分；

测量用于试验物体的加工的直线部分中的加工速度在直线方向的分布；

当X-轴作为直线方向时，根据在两个不同的X-坐标位置测量的测量结果，进行用于测量等离子源和待加工物体之间距离的长度测量装置的校准，待加工物体不同于用于试验的物体而为将要经过等离子加工的物体；以及

通过将电功率提供到设置在等离子源或将要经过等离子加工的物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在将要经过等离子加工的物体附近，并测量等离子源和将要经过等离子加工的物体在两个不同的X-坐标位置之间的距离，并使通过直线等离子产生的活化粒子作用在将要经过等离子加工的物体上，进行用于加工将要经过等离子加工的物体的等离子加工。因此，可以精确地控制加工速度。

此外，根据本发明第十二方面的等离子加工方法，其提供了一种等离子加工方法，包括步骤：

通过将电功率提供到设置在等离子源或用于试验的物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在用于试验物体附近且与其相对位置固定的等离子源处，并监测等离子的光发射强度，并使通过等离子产生的活化粒子作用在用于试验的物体上，由此加工用于试验的待加工物体；

根据监测的加工物体中光发射强度的结果，进行用于测量等离子源和待加工物体之间距离的长度测量装置的校准，待加工物体不同于用于试验的物体而为将要经过等离子加工的物体；以及

通过将电功率提供到设置在等离子源或将要经过等离子加工的物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在将要经过等离子加工的物体附近的等离子源，并测量等离子源和将要经过等离子加工物体之间的距离，并使通过直线等离子产生的活化粒子作用在将要经过等离子加工的物体上，进行用于加工将要经过等离子加工的物体的等离子加工。因此，可以精确地控制加工速度。

此外，根据本发明第十三方面的等离子加工方法，其提供了一种等离子加工方法，包括步骤：

通过将电功率提供到设置在等离子源或用于试验的物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在用于试验物体附近且与其相对位置固定的等离子源处，并监测当X-轴作为直线方向时在两个X-坐标位置中的等离子光发射强度，并使通过等离子产生的活化粒子作用在用于试验的物体上，由此加工用于试验的待加工物体的直线部分；

根据监测加工中光发射强度的结果，进行用于测量位于两个不同X-坐标位置的等离子源和待加工物体之间距离的长度测量装置的校准，待加工物体不同于用于试验的物体而为将要经过等离子加工的物体；以及

通过将电功率提供到设置在等离子源或将要经过等离子加工的物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在将要经过等离子加工的物体附近的等离子源处，并测量位于两个不同X-坐标位置的等离子源和将要经过等离子加工物体之间的距离，并使通过直线等离子产生的活化粒子作用在将要经过等离子加工的物体上，由此进行用于加工将要经过等离子加工的物体的等离子加工。因此，可以精确地控制加工速度。

此外，根据本发明第十四方面的等离子加工方法，其提供了一种用于通过将电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源处，并在直线方向移动物体以保持物体和等离子源之间几乎恒定的距离，同时使等离子产生的活化粒子作用在物体上，由此加工待加工物体的直线部分的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过使用设置在位于等离子源移动的方向远离等离子源位置的长度测量装置，在直线方向移动等离子源，同时，根据长度测量装置测量的等离子源和物体之间距离的结果，保持物体和等离子源之间几乎恒定的距离，由此加工物体的直线部分。因此，可以精确地控制加工速度。

此外，根据本发明第十五方面的等离子加工方法，其提供了一种用于通过将电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源，并在直线方向移动物体以保持物体和等离子源之间几乎恒定的距离，同时使等离子产生的活化粒子作用在物体上，由此加工待加工物体的直线部分的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过使用设置在位于等离子源移动方向的相反方向远离等离子源位置的长度测量装置，并在直线方向移动物体，同时，根据长度测量装置测量的等离子源和物体之间距离的结果，保持物体和等离子源之间几乎恒定的距离，由此加工物体的直线部分。因此，可以精确地控制加工速度。

此外，根据本发明第十六方面的等离子加工方法，其提供了一种用于通过将电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源处，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，由此进行用于加工待加工物体的等离子加工的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过监测等离子的光发射强度，进行物体加工的端点监测。因此，可以获得均匀加工。

此外，根据本发明第十七方面的等离子加工方法，其提供了一种用于通过将电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源处，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，同时改变等离子源和物体相对位置，由此进行用于加工待加工物体的等离子加工的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过将监测的等离子的光发射强度的结果反馈到等离子源和物体相对位置变化速度以加工物体。因此，可以获得均匀加工。

此外，根据本发明第十八方面的等离子加工方法，提供了一种用于通过将电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，由此加工待加工的物体的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过监测提供到电极或物体处的电功率、电压或电流，进行加工的端点监测。因此，可以获得均匀加工。

此外，根据本发明第十九方面的等离子加工方法，其提供了一种用于通过将电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，同时改变等离子源和物体的相对位置关系，由此加工待加工的物体的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过将监测的提供到电极或物体处的电功率、电压或电流的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度以加工物体。因此，可以获得均匀加工。

此外，根据本发明第二十方面的等离子加工方法，提供了一种用于通过匹配电路将高频电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，加工待加工的物体的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过监测匹配电路中可变电抗元件的值，进行物体加工的端点检测。因此，可以获得均匀速度。

此外，根据本发明第二十一方面的等离子加工方法，其提供了一种用于通过匹配电路将高频电功率提供到设置在等离子源或物体处的电极以产生等离子，同时，将气体提供到设置在物体附近的等离子源，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，同时改变等离子源和物体的相对位置，由此加工待加工的物体的等离子加工方法，所述方法包括步骤：

通过将监测匹配电路中可变电抗元件的值的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度以加工物体。因此，可以获得均匀速度。

此外，根据本发明第二十三方面的等离子加工方法，其提供了一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于将电功率提供到电极或物体的电源；

用于监测等离子光发射强度的光发射监测器；以及

用于根据监测的光发射强度的结果，进行等离子加工端点检测的端点检测器。因此，可以获得均匀速度。

此外，根据本发明第二十四方面的等离子加工装置，其提供了一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于将电功率提供到电极或物体的电源；

用于改变等离子源和物体相对位置关系的机构；

用于监测等离子光发射强度的光发射监测器；以及

用于将监测的光发射强度的结果反馈到等离子和物体相对位置变化速度的机构。因此，可以获得均匀速度。

此外，根据本发明第二十五方面的等离子加工装置，其提供了一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于将电功率提供到电极或物体的电源；

用于监测电功率、电压或电流的电功率、电压或电流监测器；以及

用于根据监测的电功率、电压或电流的结果，执行等离子加工端点检测的端点检测器。因此，可以获得均匀速度。

此外，根据本发明第二十六方面的等离子加工装置，其提供了一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于将电功率提供到电极或物体的电源；

用于改变等离子源和物体相对位置关系的机构；

用于监测电功率、电压或电流的电功率、电压或电流监测器；以及

用于将监测的电功率、电压或电流的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度的机构。因此，可以获得均匀速度。

此外，根据本发明第二十七方面的等离子加工装置，其提供了一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于通过匹配电路将高频功率提供到电极或物体的电源；

用于监测匹配电路中可变电抗元件的值的机构；以及

用于根据监测的可变电抗元件的值的结果，执行等离子加工端点检测的端点检测器。因此，可以获得均匀速度。

此外，根据本发明第二十八方面的等离子加工装置，其提供了一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于通过匹配电路将高频功率提供到电极或物体的电源；

用于改变等离子源和物体相对位置关系的机构；

用于监测匹配电路中可变电抗元件的值的机构；以及

用于将监测的可变电抗元件的值的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度的机构。因此，可以获得均匀速度。

附图说明

参照相应的附图对下面优选实施方式进行具体说明，将使本发明的这些和其它方面和特征变得更加清晰和容易理解。

图1是显示本发明第一实施方式中使用的等离子源的分解视图；

图2是显示本发明第一实施方式中使用的等离子源的平面视图；

图3是显示本发明第一实施方式中使用的等离子源的剖面视图；

图4是显示本发明第一实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图5是显示本发明第二实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图6是显示本发明第三实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图7是显示本发明第四实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图8是显示本发明第五实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图9是显示本发明第六实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图10是显示本发明第七实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图11是显示本发明第八实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图12是显示本发明第九实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图13是显示本发明第十实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图14是显示本发明另一实施方式中使用的等离子加工装置的剖面视图；

图15A是显示现有技术实施例中使用的抗蚀过程步骤的剖面视图；

图15B是显示现有技术实施例中使用的抗蚀加工步骤的剖面视图；

图15C是显示现有技术实施例中使用的抗蚀加工步骤的剖面视图；

图15D是显示现有技术实施例中使用的抗蚀加工步骤的剖面视图；

图16A和16B是显示提出的等离子加工装置的透视图和侧视图；

图17是显示本发明第十二实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图18是显示本发明第十三实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图19是显示本发明第十四实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图20是显示本发明第三实施方式中使用的等离子加工装置的倾斜控制装置部分的透视图；

图21是显示本发明第三实施方式中与输送装置一起使用的等离子加工装置的透视图；

图22是显示本发明第五实施方式中与输送装置一起使用的等离子加工装置的透视图；

图23是显示根据图22的变更实施例与输送装置一起的等离子加工装置的透视图；

图24是显示本发明第十五实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图25是显示本发明第十五实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图26是显示本发明第十六实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图27是显示本发明第十七实施方式中使用的等离子加工装置的剖面视图；

图28是显示本发明第十八实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图29是显示本发明第十八实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图30是显示本发明第十九实施方式中使用的等离子加工装置的剖面视图；

图31是显示本发明第二十实施方式中使用的等离子加工装置的透视图；

图32是显示本发明另一实施方式中使用的等离子加工装置的剖面视图。

具体实施方式

在说明本发明过程之前，应该注意，同样的零件在整个相应附图中用同样的标号表示。

(第一实施方式)

下面将参照图1到4具体说明本发明第一实施方式的等离子加工方法和装置。

图1是显示第一实施方式等离子加工装置待形成的直线方向的延长侧面的微等离子源19的分解视图。图2是显示从气体出口侧面观看时微等离子源19的平面视图。图3是显示作为待加工接地物体一个实施例的薄板17和微等离子源沿垂直于薄板17的平面的横截面图。微等离子源19由矩形外板1、矩形内板2和3、以及矩形外板4构成，其都由微陶瓷制作。外板1和4分别设置有L型的外部气体通道5和矩形外部气体出口6，而内板2和3分别设置有L型的内部气体通道7和矩形内部气体出口8。即，设置外板1、内板2和3以及外板4，外部气体出口6设置在外板1和内板2之间以及内板3和外板4之间，而内部气体出口8设置在内板2和3之间。从内部气体出口8流出的气体的物质气体从内部气体提供口9导出，内部气体提供口9设置在外板1并连接到外部的内部气体提供装置51，其通过设置在内板2的通孔10连接到内板2的内部气体通道7以及相对内板2的内部气体通道7的内板3的内部气体通道7。

此外，从外部气体出口6流出的物质气体从设置在外板1并连接到外部的外部气体提供装置50的外部气体提供口11引导到外板1的外部气体通道5，同时，通过设置在内板2的通孔12和设置在内板3的通孔13引导到外板4的外部气体通道5。内部气体提供口51和外部气体提供口50通过将在后面说明的控制装置24进行操作控制。

将加载高频功率的侧向延长的矩形电极14插在设置在内板2、3的侧向延长的矩形电极固定槽15中，其中电线连接到用于提供高频功率和冷却的电源18，并通过设置在外板1和4的侧向延长矩形通孔16产生作用。用于提供高频功率的电源18通过将在后面说明的控制装置24进行操作控制。

内板2和3的最下端部分呈锥形部分，以便能进行微细直线部分的等离子加工。应该注意，作为微等离子源开口的内部气体出口8形成的微细线具有0.1mm的厚度。

在设置有上述结构的微等离子源19的等离子加工装置中，通过将高频功率提供到电极14，同时从内部气体出口8提供氦(He)和从外部气体出口6提供六氟化硫(SF₆)，蚀刻出硅薄板17的微细直线部分。以上的原因在于其利用在氦和六氟化硫之间的大气压的压力下的放电倾向的差异(氦更倾向产生放电)，这样直线微等离子只在氦浓度变得高的内部气体出口8附近产生。

操作范围从几帕斯卡到几个大气压的微等离子源19通常在大约10000Pa到三个大气压范围内的压力下进行操作。具体地说，由于无论是严格的密封结构，还是特别的排气装置都不是必须的，，所以特别优选在大气压或其附近处操作，从而等离子和活化粒子的扩散得到适当地限制。

图4是显示在本发明第一实施方式中使用的等离子加工装置结构的透视图。在图4中，作为待加工物体一个实施例的薄板17和等离子源19设置为彼此相对，并在薄板17和等离子源19之间产生微直线等离子21，进而通过等离子加工薄板17上的微直线部分。两个激光长度测量装置20固定到等离子源19，并构成为以便通过在两个点(例如，在所述的等离子源19移动方向的前端和后端)测量激光长度测量装置20和薄板17之间的距离，可以在两个点测量等离子源和薄板17之间的距离。在优选方式中，激光长度测量装置20的测量结果输入到将在后面说明的控制装置24中，以便可以用于等离子加工的操作控制。

也就是说，当X-轴在直线方向时，长度测量装置20构成为以便能测量等离子源19和待加工物体在两个不同X-坐标位置(例如，在所述等离子源移动方向的前端区和后端区)之间的距离，并在保持等离子源19和待加工物体相对位置的同时进行等离子加工，以便等离子源19和待加工物体在这两个区域之间的距离变得几乎相等。

如上所述，操作范围从几帕斯卡到几个大气压的上述等离子源19通常在大约10000Pa到三个大气压范围内进行压力操作。具体地说，由于无论是严格的密封结构，还是特别的排气装置都不是必须的，所以特别优选在大气压或其附近处操作，从而等离子和活化粒子的扩散得到适当地限制。

通过在如上所述结构的等离子加工装置中进行等离子加工，可以实现在直线方向的均匀加工。通常，等离子源19和待加工物体之间的距离为0.3mm。当等离子源19和待加工物体之间的距离在两个不同X-坐标位置变化0.01mm(10μm)时，在直线方向的均匀性降低±4.5％到±11.0％。鉴于上述情况，可以发现，具有精确测量能力的激光长度测量装置20作为测量装置是适合的，而在等离子源19和待加工物体之间距离的变化优选小于大约0.01mm。

然而，为了将此变化降低到低于0.001mm(1μm)，作为用于确定长度测量装置20和等离子源19之间相对位置的安装精确度和用于调整距离的机构的精确度都要求有很高的精确度。因此，比较理想的是在等离子源19和待加工物体之间距离的变化在0.001mm到0.01mm范围内。此外，激光长度测量装置20还具有以非接触方式获得长度测量的优点。

(第二实施方式)

下面，将参照图5具体说明本发明第二实施方式的等离子加工装置和方法。

在图5中，使用三个激光长度测量装置20，以便当X-轴在直线方向时，可以测量等离子源19和待加工物体在两个不同X-坐标位置之间的距离，并可以同时测量等离子源19和待加工物体在垂直于X-轴方向的两个不同Y-坐标位置之间的距离。以上设置也可以实现控制以降低垂直于直线方向倾斜度，进一步提高等离子加工的精确度。

(第三实施方式)

下面，将参照图6具体说明本发明第三实施方式的等离子加工装置和方法。

在图6中，将保持等离子源19在其中的一对支架22、22连接到倾斜控制装置23，控制装置24连接到两个激光长度测量装置20和倾斜控制装置23。根据两个激光长度测量装置20的测量结果，通过控制装置24进行算术操作，以使倾斜控制装置23执行倾斜控制。

如图20所示，倾斜控制装置23由以下部分构成：作为倾斜控制驱动装置一个实施例的倾斜控制驱动电动机151，其通过控制装置24操作控制，且其中成对的支架22、22固定到旋转轴52；固定倾斜控制驱动电动机151的电动机固定架53；垂直固定到倾斜控制装置23的箱体(未示出)的导轨55；以及活动台54，电动机固定架53固定到其上，其沿导轨55向上移动和向下移动电动机固定架53，其中与提升驱动电动机54a作用的螺旋轴通过转动设置作为提升驱动装置一个实施例的连接到控制装置24的电动机54a向前和方向转动来进行固定。因此，通过在控制装置24控制下向前和向后旋转倾斜控制驱动电动机151的旋转轴52，成对的支架22、22与旋转轴52一起整体向前和反向旋转，以便实现对倾斜角进行控制，即对倾斜角进行调节。具体地说，将通过两个激光长度测量装置20测量的等离子源19和待加工物体17在两个位置之间距离的测量结果发送到控制装置24，通过控制装置24获得等离子源19和待加工物体17在两个位置之间距离的差值，则可以通过控制装置24获得用于使成对支架22、22的倾斜角的差值变得几乎等于零。在获得的倾斜角基础上，通过向前和反向驱动倾斜控制驱动电动机151旋转轴52的旋转，可以使等离子源19和待加工物体17在两个位置之间距离的差值变得几乎为零。其次，通过两个激光长度测量装置20再次测量等离子源19和待加工物体17在两个位置之间的距离，将测量结果发送到控制装置24，并通过控制装置24执行计算，驱动倾斜控制驱动电动机151，以便使等离子源19和待加工物体17在两个位置之间距离的差值变得几乎为零。

图21示出了等离子加工装置输送装置的输送装置60的一个实施例。输送装置60由固定倾斜装置23的支架61、沿输送装置60运动方向(后面叙述为直线方向)延伸的导轨63、以及固定支架61并沿导轨63移动支架61的移动台62组成，其中与设置作为输送驱动装置一个实施例的输送驱动电动机62a作用的螺旋轴通过向前和反向旋转电动机62a进行固定。因此，根据控制装置24控制下的输送驱动电动机62a的向前旋转，活动台62沿导轨63向前移动，使等离子源19通过支架61和倾斜控制装置23相对待加工物体17进行移动。

如上所述，等离子加工可以通过输送装置60的输送操作进行，同时通过控制装置24控制下的倾斜控制装置23执行倾斜控制。

此外，倾斜控制装置23不仅可以控制倾斜度，而且也可以控制等离子源19和待加工物体17之间的距离。即，通过驱动控制装置24控制下的活动台54的提升驱动电动机54a，使活动台54沿导轨55向上移动和向下移动，以通过电动机固定架53、倾斜控制驱动电动机151以及成对的支架22、22使离子源19相对待加工的物体17向上移动和向下移动，从而调节等离子源19和待加工物体17之间的距离。

此外，根据上述实施方式，可以通过将激光长度测量装置20的测量结果反馈到控制装置24将位置控制命令发送到倾斜控制装置23。即，可以将测量的等离子源19和待加工物体17在两个位置之间距离的结果发送到控制装置24，获得等离子源相对待加工物体17之间的倾斜角，以便通过控制装置24使等离子源19和待加工物体17在两个位置之间的距离变得几乎相等，并控制倾斜控制装置23的操作以便等离子源19以获得的倾斜角产生倾斜。因此，离子源19相对待加工物体17倾斜角的调节可以自动进行。

(第四实施方式)

下面，将参照图7具体说明本发明第四实施方式的等离子加工装置和方法。

在图7中，提供了作为用于保持待加工物体17的加工物体保持装置的样品固定架25，样品固定架25具有不仅可以控制倾斜度，而且也可以控制等离子源19和待加工物体17之间距离的内置倾斜控制机构。此外，可以通过将由激光长度测量装置20测量的测量结果反馈发送到控制装置24，将位置控制命令发送到样品固定架25。即，通过将由激光长度测量装置20测量的等离子源19和待加工物体17在两个位置之间距离的测量结果发送到控制装置24，然后通过控制装置24将结果反馈到为用于移动待加工物体17的机构的输送装置60，由此来实现位置控制。

(第五实施方式)

下面，将参照图8具体说明本发明第五实施方式的等离子加工装置和方法。

图8是显示本发明第五实施方式中使用的等离子加工装置结构的透视图。在图8中，作为待加工物体一个实施例的薄板17和等离子源19彼此相对设置，并在薄板17和等离子源19之间产生微细直线等离子21，以便通过等离子在薄板17上加工微细直线部分。为了可以观测到来自在等离子源19和薄板17之间的空间产生直的线等离子的光发射，在侧向设置了作为光发射监测器一个实施例的两个光电二极管26。如图8和22所示，设置光发射监测器的位置优选位于沿运动方向的前端附近和内部气体出口8的后端附近，以提高检测的精确度。

图22是显示设置有倾斜控制装置23和输送装置60的第五实施方式中使用的等离子加工装置，以及控制装置24操作控制下的操作控制状态的透视图。因此，当X-轴作为直线方向时，可以通过两个光电二极管26监测在两个不同的X-坐标位置观测到的等离子的光发射强度。从而，可以通过将由在这两个位置的两个光电二极管26观测的等离子的光发射强度发送到控制装置24，通过控制装置24对光发射强度进行比较，并通过输送装置60沿直线方向移动等离子源19，同时通过调节等离子源19相对待加工物体的倾斜角，控制离子源19和待加工物体的相对位置，并对倾斜控制装置23进行操作控制，以便在两个位置的光发射强度变得几乎相等，由此来进行等离子加工。

通过在构成为上述结构的等离子加工装置中进行等离子加工，可以在直线方向获得均匀的等离子加工。通常，等离子源19和待加工物体之间的距离为0.3mm。当等离子在两个不同X-坐标位置的光发射强度变化为10％时，等离子加工速度也变化大约为10％。这可以说明，当保持等离子源19和待加工物体相对位置时，以便在两个位置的等离子光发射强度变得几乎相等，这样可以有效地实现等离子加工。此外，光电二极管也具有价格便宜且能够以无接触方式监测光发射强度的优点。

图23示出了位于沿运动方向的内部气体出口8后端附近的光发射监测器与图22相比设置为向前侧面移动的实例。由于此设置，可以很更早地观测光发射强度的变化，而且也可以进一步提高等离子加工的加工精确度。

(第六实施方式)

下面，将参照图9具体说明本发明第六实施方式的等离子加工装置和方法。在图9中，透镜27设置在作为光发射监测器一个实施例的每个光电二极管26和等离子21之间。此设置可以使监测的光发射强度具有高空间分辨率，可以实现更精确的监测，并进一步提高等离子加工的精确度。也可以通过使用除透镜之外只传输规定波长的过滤器来降低作为外部干扰的照明光的影响。

(第七实施方式)

下面，将参照图10具体说明本发明第七实施方式的等离子加工装置和方法。

在图10中，用于保持等离子源19的支架22连接到倾斜控制装置23。倾斜控制装置不仅可以控制倾斜度，而且还可以控制等离子源19和待加工物体17之间的距离。此外，可以通过将由光发射监测器26监测的测量结果反馈到控制装置24，以将位置控制命令发送到倾斜控制装置23。即，可以通过将在两个位置测量的等离子光发射强度的结果反馈到用于移动等离子源19的机构以实现位置控制。

(第八实施方式)

下面，将参照图11具体说明本发明第八实施方式的等离子加工装置和方法。

在图11中，设置了用于保持待加工物体17的样品固定架25，而样品固定架25具有不仅能控制倾斜度而且也能控制等离子源19和待加工物体17之间距离的内置倾斜控制机构。此外，可以通过将由光发射监测器26监测的测量结果反馈到控制装置24，以将位置控制命令发送到样品固定架25。即，可以通过将在两个位置测量的等离子光发射强度的结果发送到用于移动待加工物体17的机构以实现位置控制。

(第九实施方式)

下面，将参照图12具体说明本发明第九实施方式的等离子加工装置和方法。

在图12中，除了用于测量两个不同X-坐标位置的光发射强度外，还设置了用于测量等离子源19和待加工物体17之间距离的激光长度测量装置20。采用上述结构，还可以在控制倾斜度的同时控制等离子源19和待加工物体17之间距离。此系统具有可以最大限度地减少使用与光电二极管相比其价格较贵的激光长度测量装置的数量的优点。

(第十实施方式)

下面，将参照图13具体说明本发明第十实施方式的等离子加工装置和方法。

在图13中，作为待加工物体一个实施例的薄板17由透明材料制作(例如，玻璃基片)。因此，通过在相对薄板17的等离子源19的反面位置提供光发射监测器，可以通过简单方式精确地对光发射强度进行测量。

(第十一实施方式)

下面，将参照图6具体说明本发明第十一实施方式的等离子加工装置和方法。由于图6中显示的等离子加工装置的基本操作已经在本发明的第三实施方式中说明，所以，在此将对长度测量装置20进行校正的方法予以说明。通过提供作为用于试验的待加工物体一个实施例的硅基片的薄板17产生直线等离子，设置硅基片17和等离子源19使其位置相对固定，并将电功率提供到设置在等离子源19或用于试验的待加工物体17处的电极，同时将气体提供到等离子源19。然后，使通过等离子产生的活化粒子在用于试验的待加工的物体17上发生作用，加工用于试验的待加工的物体17上的直线部分。接着，测量用于试验的待加工物体17表面上加工的直线部分中加工速度的直线方向分布。重复进行此加工过程，同时在直线方向逐渐改变用于试验的待加工物体相对等离子源的倾斜度，直到蚀刻深度在直线方向的分布变得等于或小于规定的变化量。然后，如果“当蚀刻深度在直线方向的分布变得等于或小于规定的变化量时，等离子源和待加工物体之间的距离在两个不同X-坐标位置相等”，则可以校准长度测量装置。当校准完成后，通过将电功率提供到设置在等离子源19或待加工物体17处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在待加工物体17附近的等离子源，并测量等离子源19和待加工物体17在实际需要加工的待加工物体17上的两个不同X-坐标位置之间的距离，使通过等离子产生的活化粒子在待加工物体17上发生作用，并加工待加工物体17的表面，可以实现能精确控制加工速度的等离子加工。

也可以使用另一种材料，以替代作为用于试验的待加工物体使用的硅基片的材料。

此外，当加工虚线部分而不是加工直线部分时，可以只提供一个用于测量等离子源和待加工物体之间距离的长度测量装置。在此情况中，可以用包括以下步骤的方案进行加工：用于通过将电功率提供到设置在等离子源或用于试验的待加工物体处的电极以产生直线等离子，同时将气体提供到设置在相对固定位置的用于试验的待加工物体附近的等离子源，并使通过等离子产生的活化粒子作用在用于试验的待加工的物体上，加工用于试验的待加工物体表面的第一步骤，用于测量用于试验的待加工物体表面上加工部分的加工速度的第二步骤，用于根据第二步骤的测量结果，进行用于测量等离子源和待加工物体之间距离的长度测量装置的校准的第三步骤，以及用于通过将电功率提供到设置在等离子源或待加工物体处的电极以产生直线等离子，同时将气体提供到设置在待加工物体附近的等离子源，并测量等离子源和待加工物体之间的距离，使通过等离子产生的活化粒子作用在待加工物体上，加工待加工物体的表面的第四步骤。在这种情况下，通过使用硅基片作为用于试验的待加工物体，在第一步骤中通过蚀刻加工用于试验的待加工物体表面，在第二步骤中测量蚀刻深度，在第三步骤中通过预先获得的硅基片的蚀刻速度以及等离子源和待加工物体之间距离之间的关系进行长度测量装置的校准，可以方便地实现校准。

(第十二实施方式)

下面，将参照图17具体说明本发明第十二实施方式的等离子加工装置和方法。

在图17中，将用于保持等离子源19的支架22连接到倾斜控制装置23。倾斜控制装置23不仅可以控制倾斜度，而且可以控制等离子源19和作为待加工物体一个实施例的薄板17之间的距离。此外，可以通过将由激光长度测量装置20测量结果的结果反馈到控制装置24，将位置控制命令发送到倾斜控制装置23。即，可以通过将在两个位置测量的等离子源19和作为待加工物体17之间距离的结果反馈到用于移动等离子源19的机构。此外，作为光发射监测器一个实施例的两个光电二极管26设置在侧面方向，以便可以观测来自从位于等离子源19和薄板17之间的空间产生的直线等离子的光发射。此外，当X-轴作为直线方向时，可以监测在两个不同X-轴坐标位置的等离子光发射强度。

下面将说明用上述结构校准等离子加工装置中长度测量装置20的方法。通过提供作为用于试验的待加工物体一个实施例的硅基片薄板17以产生直线等离子，设置薄板17和等离子源19使其位置相对固定，将电功率提供到设置在等离子源19或用于试验的待加工物体17处的电极，同时将气体提供到离子源19。然后，通过使等离子产生的活化粒子作用在用于试验的待加工物体上，同时通过光发射监测器26监测等离子在两个不同X-坐标位置的光发射强度，加工用于试验的待加工物体17表面上的直线部分。此时，用于试验的待加工物体的倾斜度相对等离子源在直线方向逐渐改变，并重复进行直到等离子在两个不同X-坐标位置的光发射强度的改变等于或小于规定变化量。然后，如果“当等离子在两个不同的X-坐标位置的光发射强度的改变等于或小于规定变化量时，等离子源和待加工物体在两个不同X-坐标位置之间的距离相等”，则可以对长度测量装置进行校准。当校准完成后，通过将电功率提供到设置在等离子源19或待加工物体处的电极以产生直线等离子，同时，将气体提供到设置在待加工物体17附近的等离子源19，并测量等离子源19和待加工物体17在实际需要加工的待加工物体17上的两个不同X-坐标位置之间的距离，使通过等离子产生的活化粒子作用在待加工物体17上，并加工待加工物体17的表面，可以实现能精确控制加工速度的等离子加工。

也可以使用另一种材料，替代作为用于试验的待加工物体使用的硅基片的材料。

此外，当加工虚线部分而不是加工直线部分时，可以只提供一个长度测量装置和一个光发射监测器以用于测量等离子源和待加工物体之间距离。在此情况中，可以用包括以下步骤的方案进行加工：用于通过将电功率提供到设置在等离子源或用于试验的待加工物体处的电极以产生直线等离子，同时将气体提供到设置在相对固定位置的用于试验的待加工物体附近的等离子源，监测等离子的光发射强度，并使通过等离子产生的活化粒子作用在用于试验的待加工的物体上，加工用于试验的待加工物体的表面的第一步骤，根据第一步骤中监测的光发射强度的结果，进行用于测量等离子源和待加工物体之间距离的长度测量装置校准的第二步骤，以及用于通过将电功率提供到设置在等离子源或待加工物体处的电极以产生直线等离子，同时将气体提供到设置在待加工物体附近的等离子源，并测量等离子源和待加工物体之间的距离，使通过等离子产生的活化粒子作用在待加工物体上，加工待加工物体的表面的第三步骤。在这种情况下，通过预先获得的光发射强度以及等离子源和待加工物体之间距离之间的关系进行长度测量装置的校准，可以方便地实现校准。

(第十三实施方式)

下面，将参照图18具体说明本发明第十三实施方式的等离子加工装置和方法。在此装置中，已经设置在图17中侧面方向作为光发射监测器一个实施例的两个光电二极管26设置在从等离子源19相对薄板17侧向相反的位置。可以使用透明材料(例如，玻璃基片)作为用于试验的待加工物体17，以便可以更方便和精确地校准长度测量装置20。

(第十四实施方式)

下面，将参照图19具体说明本发明第十四实施方式的等离子加工装置和方法。在图19中，等离子源19和长度测量装置20固定到固定架35。通过将电功率提供到设置在等离子源19或待加工物体17处的电极以产生直线等离子，同时将气体提供到设置在待加工物体17附近的等离子源19。通过在直线方向(图19中从右到左)移动等离子源19，并保持待加工物体17和等离子源19之间的距离几乎恒定，同时使通过等离子产生的活化粒子作用在待加工物体17上，加工待加工物体表面的直线部分。此时，由于通过使用设置在等离子源19移动方向远离等离子源19位置的长度测量装置20，测量等离子源19和待加工物体17之间的距离来进行加工，所以，可以实现能精确控制等离子速度的等离子加工，即使待加工物体17的表面产生波动也如此。其主要原因在于，由于用于在将进行测量的等离子源19和待加工物体17之间距离的结果反馈到用于移动等离子源19的机构(例如，图21中的输送装置)中的计算所需时间的时间滞后。

当然，通过使用设置在待加工物体移动方向的反向远离等离子源位置的长度测量装置20，测量等离子源和待加工物体之间的距离，同时进行等离子加工，即使当进行加工时，待加工物体17的表面产生波动，也可以实现能精确地控制等离子速度的等离子加工，其中待加工物体17在直线方向移动类似于通过沿直线方向移动待加工物体17，同时保持待加工物体17和等离子源19之间的距离几乎恒定，以加工待加工物体表面上的直线部分的情况。

在上述本发明第一到第十四实施方式中，已经用例证说明了使用四个陶瓷板作为等离子源的情况。然而，也可以使用各种微等离子源如平行板型毛细管型、电感耦合型毛细管型等毛细管型；微隙系统以及电感耦合型管型。具体地说，在如图14所示使用的刀刃型电极25的形式中，由于电极和待加工物体之间的距离很短，所以，在微细部分中形成非常高密度的等离子。因此，本发明特别具有实际效用。在图14中，等离子源由由陶瓷制作的外板28、内板29和30、外板31以及电极32组成。外板28和31设置有外部气体通道5和外部气体出口6，而内板29和30设置有内部气体通道7和内部气体出口8。电极32具有刀刃型最下端部分并可以在微细直线部分实现等离子加工。

此外，通过将直流电压或高频功率提供到待加工物体，可以增强等离子中离子的吸引作用。在此情况下，可以将电极接地并保持浮动电位。

虽然已经用例证说明了通过使用高频功率产生直线等离子的情况，但也可以通过使用频率范围从几百千赫到几千兆赫的高频功率以产生直线等离子。另外，也可以使用直流电源或脉冲电源。

此外，虽然已经用例证说明了构成等离子源开口的微细线的厚度为0.1mm，但等离子源开口的宽度不局限于此。本发明用于不小于1mm宽度的等离子源也是有效的，且根据情况用于不小于大约100mm的众多宽度的等离子源也是有效的。

(第十五实施方式)

现有技术实施例中的等离子加工的问题在于加工面积不稳定，遗留有未加工的部分，反之则加工过程变得多余。特别是在移动微等离子源和待加工物体相对位置的同时进行加工的情况，其具有的问题在于即使当以恒定的速度进行加工时，只要待加工的速度产生变化，无论是加工的直线宽度还是加工的结果都不是均匀的。

鉴于上述传统问题，本发明第十五和接下来的实施方式的目的在于提供一种能进行均匀加工的等离子加工方法和装置。

下面将参照图1到3和图24到25具体说明本发明第十五实施方式的等离子加工装置和方法。应该注意，由于图1到3所示的微等离子源的基本操作和结构已经在第一实施方式中说明，因此在此就不进行详细说明。

图24是显示本发明第十五实施方式中使用的等离子加工装置的透视图。在图24中，作为待加工物体一个实施例的薄板17和等离子源19设置成彼此相对，并在薄板17和等离子源19之间产生微细直线等离子21，通过等离子对薄板17上的微细直线部分进行加工。其还设置有用于监测等离子光发射强度的光发射监测器121，以及用于根据监测的光发射强度结果，执行等离子加工的端点检测的端点监测器122。

如上所述的等离子源19，其操作范围可以从几个帕斯卡到几个大气压，通常的操作范围大约在10000帕斯卡到三个大气压的压力范围内。具体地说，由于无论是严格的密封结构，还是特别的排气装置都不是必须的，所以特别优选在大气压或其附近处操作，从而等离子和活化粒子的扩散得到适当地限制。

通过在如上结构的等离子加工装置中进行等离子加工，可以实现等离子加工以便使加工面积变得稳定，可以实现不同于现有技术方法中规定时间的连续等离子加工。此外，既不会出现遗留有未加工的部分，也不会出现过度加工的负面结果。也就是说，可以实现均匀的等离子加工。其优点在于光发射监测值根据等离子的加工状态进行改变。例如，在蚀刻过程中，当薄板17上的薄膜由于蚀刻消失时，将观测不到包含在薄膜中的元素特有的光发射，且光发射强度改变。

另外，在活化粒子中如果蚀刻剂特有的光发射增加，则光发射强度改变。在薄膜形成过程中，如果薄膜沉积在薄板17上，则在薄板17表面上光的反射系数改变，则光发射强度改变。作为用于检测端点的具体方法，使通过积分等离子加工时间的等离子的光发射强度获得的值变为规定值的时间点作为端点，或使光发射强度改变的时间点作为端点。此外，如图25所示，借助于用于在规定波长监测光发射强度的过滤器通过针对包含在薄膜中元素中特有的光发射，或在活化粒子中的蚀刻剂特有的光发射的监测，可以使端点检测变得更容易。

(第十六实施方式)

下面将参照图26具体说明本发明第十六实施方式的等离子加工装置和方法。在图26中，一对用于保持等离子源19的支架22连接到与导轨125啮合的直线滑座126。通过将平行于薄板17表面方向的运动施加到等离子源19，可以在薄板17上实现长微细线加工。也就是说，其提供用于改变等离子源19和待加工物体相对位置的机构，并可以进一步提供用于监测等离子光发射强度的光发射监测器121，以便根据监测的光发射强度结果，通过控制装置127改变直线滑座126的控制量，并通过反馈等离子源19相对待加工物体的相对位置变化速度，进行更精确的位置变化速度控制。

通过在如上结构的等离子加工装置中进行等离子加工，与现有技术方案中在规定位置变化速度下进行的等离子加工不同，其可以实现加工直线宽度保持恒定的等离子加工。此外，既不会出现遗留有未加工的部分，也不会出现反之出现过度加工。也就是说，可以实现均匀的等离子加工。其优点在于光发射监测值根据等离子的加工状态发生改变。应该注意，借助于用于在规定波长监测光发射强度的过滤器，通过针对包含在薄膜中元素中特有的光发射或在活化粒子中的蚀刻剂特有的光发射的监测，使更精确的位置变化速度控制变为可能。

(第十七实施方式)

下面，将参照图27具体说明本发明第十七实施方式的等离子加工装置和方法。在图27中，其提供了用于监测供给到电极14的高频电流的电流监测器128，并提供了用于根据监测电流的结果进行等离子加工的等离子加工端点监测的端点监测器122。

通过在如上结构的等离子加工装置中进行的等离子加工，与现有技术方法在规定时间的连续等离子加工不同，可以实现等离子加工以便使加工面积变得稳定。此外，既不会出现遗留有未加工的部分，也不会反之出现过度加工。也就是说，可以实现均匀的等离子加工。其优点在于电流监测值根据等离子的加工状态改变。例如，在蚀刻过程中，如果在薄板17上的薄膜由于蚀刻消失，则等离子的阻抗改变，即使提供恒定的电功率，电流值也将改变。在形成薄膜的过程中，如果薄膜沉积在薄板17上，等离子的阻抗改变，即使提供恒定的电功率，电流值也将改变。作为用于检测端点的具体方法，可以采用通过对加工时间的电流积分而获得的值变为规定值的时间点作为端点，或使光发射强度改变的时间点作为端点。

此外，借助于用于监测规定更高谐波的过滤器通过监测电流，有时可以实现更精确的端点检测。此外，可以在恒定的电功率监控电压值或电流值或在恒定电压下监控功率值或电流值。

(第十八实施方式)

下面，将参照图28具体说明本发明第十八实施方式的等离子加工装置和方法。在图28中，一对用于保持等离子源19的支架22连接到与导轨125啮合的直线滑座126。通过将平行于薄板17表面方向的运动施加到等离子源19，可以在薄板17上实现长微细线加工。也就是说，其提供用于改变等离子源19和待加工物体相对位置的机构，并可以进一步提供用于监测提供给电极14的高频电流的电流监测器128，以便根据监测的电流值结果，通过控制装置127改变直线滑座126的控制量，并通过反馈等离子源19相对待加工物体相对位置的变化速度，进行更精确的位置变化速度控制。

通过在如上结构的等离子加工装置中进行等离子加工，与现有技术中在规定位置变化速度下进行的等离子加工不同，可以实现等离子加工以使加工直线宽度变得恒定。此外，既不会出现遗留有未加工的部分，也不会反之出现过度加工。也就是说，可以实现均匀的等离子加工。其优点在于电流监测值根据等离子的加工状态改变。如图29所示，借助于用于监测规定更高谐波的过滤器进行监测，有时可以实现更精确的位置变化速度控制。此外，可以在恒定的电功率下执行等离子加工的同时监测电压值或电流值，或者恒定电压值的情况下监测功率值或者电流值。

(第十九实施方式)

下面，将参照图30具体说明本发明第十九实施方式的等离子加工装置和方法。在图30中，利用电源18将高频功率通过作为构成匹配电路的可变电抗元件一个实施例的可变电容器130和131提供到电极14。监测可变电容器130和131的值，其还提供根据监测的可变电容器值用于进行等离子加工的端点检测的端点检测器122。

通过在如上结构的等离子加工装置中进行等离子加工，与现有技术中在规定连续时间进行等离子加工的技术方法不同，可以实现可以实现等离子加工以便加工面积保持恒定。此外，既不会出现遗留有未加工的部分，也不会反之出现过度加工。也就是说，可以实现均匀的等离子加工。其优点在于匹配状态根据等离子的加工状态产生改变。例如，在蚀刻过程中，如果在薄板17上的薄膜由于蚀刻消失，则等离子的阻抗改变，即使提供恒定的电功率，可变电阻元件的值也将改变。在形成薄膜的过程中，如果薄膜沉积在薄板17上，等离子的阻抗改变，即使提供恒定的电功率，可变电阻元件的值也将改变。作为用于端点检测的具体方法，可以将可变电阻元件值的改变时间点作为端点。

(第二十实施方式)

下面，将参照图31具体说明本发明第二十实施方式的等离子加工装置和方法。在图31中，一对用于保持等离子源19的支架22连接到与导轨125啮合的直线滑座126。通过将平行于薄板17表面方向的运动施加到等离子源19，可以在薄板17上实现长微细线加工。也就是说，可以提供用于改变等离子源19和待加工物体相对位置的机构，并利用电源18将高频功率通过作为构成匹配电路的可变电抗元件一个实施例的可变电容器130和131提供到电极14。此外，监测可变电容器130和131的值，根据监测的可变电容器值的结果，通过控制装置127可以改变直线滑座126的控制量，并通过反馈等离子源和待加工物体的相对位置变化速度，进行更精确的位置变化速度控制。

通过在如上结构的等离子加工装置中进行等离子加工，与现有技术中在规定位置变化速度下进行等离子加工不同，可以实现等离子加工以使加工直线宽度保持恒定。此外，既不会出现遗留有未加工的部分，也不会反之出现过度加工。也就是说，可以实现均匀的等离子加工。其优点在于电流监测值根据等离子的加工状态发生改变。

在上述本发明第十五到第二十实施方式中，已经用例证说明了使用四个陶瓷板作为等离子源的情况。然而，也可以使用各种等离子源如平行板型毛细管型、电感耦合型毛细管型等毛细管型；微隙系统；以及电感耦合型管型。具体地说，在如图32所示使用的刀刃型电极132的形式中，由于电极和待加工的物体之间的距离很短，在微细的部分中形成非常高密度的等离子。因此，本发明特别有效。

在图32中，等离子源由均由陶瓷制作的外板133、内板134和135、外板136以及电极132组成。外板133和136设置有外部气体通道5和外部气体出口6，而内板134和135设置有内部气体通道7和内部气体出口8。电极132具有刀刃型最下端部分并可以在微细直线部分实现等离子加工。

此外，通过将直流电压或高频功率提供到待加工的物体，可以增强等离子中离子的吸引作用。在此情况下，可以将电极接地并保持浮动电位。

虽然已经用例证说明了通过使用高频功率产生直线等离子的方案，但也可以通过使用频率范围从几百千赫到几千兆赫的高频功率产生直线等离子。另外，也可以使用直流电源或脉冲电源。

此外，虽然已经用例证说明了构成等离子源开口的微细线厚度为0.1mm，但等离子源开口的宽度不局限于此。本发明用于不小于1mm宽度的等离子源也是有效的，且根条件用于不小于大约100mm的许多宽度的等离子源也是有效的。

虽然已经用例证说明了在待加工物体表面直线上的区域中进行加工的方案，但当加工虚线区域或平面区域时，本发明非常有效。

通过适当组合上述各种实施方式的任意实施方式，可以产生各种实施方式的技术效果。

虽然本发明已经参照附图对其优选实施方式进行了充分说明，但是应当认为本领域的熟练技术人员可能在此基础上做出各种改变和变更，应该理解此改变和变更不会脱离由权利要求所限定的保护范围和主题精神。

Claims (19)

1.一种用于通过将电力提供给设置在等离子源或物体处的电极，同时将气体提供给设置在物体附近的等离子源以产生直线等离子，并通过使直线等离子产生的活化粒子作用在物体上，由此加工待加工物体的直线部分的等离子加工方法，所述方法包括：

当X轴作为物体直线部分的直线方向时，检测等离子源在X轴方向的倾斜度；以及

通过沿X轴方向移动等离子源，同时相对于等离子源和物体之间的距离保持等离子源和物体的相对位置，以便检测的等离子源的倾斜度近似为零，通过产生的直线等离子加工物体的直线部分。

2.根据权利要求1所述的等离子加工方法，其特征在于：

当加工物体的直线部分时，

等离子源倾斜度的检测包括测量在两个不同的X坐标位置的等离子源和物体之间的距离，以检测等离子源沿X轴方向的倾斜度，并且

物体的直线部分的加工包括：沿X轴方向移动等离子源，同时保持等离子源和物体的相对位置，以便在两个不同X坐标位置的等离子源和物体之间的距离变得近似相等。

3.根据权利要求1所述的等离子加工方法，其特征在于：

物体的直线部分的加工包括：保持等离子源和物体的相对位置，以便直线等离子在两个不同的X坐标位置的光发射强度变得近似相等，同时监测直线等离子在两个不同X坐标位置的光发射强度，以检测等离子源沿X轴方向的倾斜度。

4.根据权利要求1所述的等离子加工方法，其特征在于：

在10000Pa到三个大气压的范围内的压力下进行物体的直线部分的加工。

5.一种等离子加工装置，包括：

设置有电极用于产生直线等离子的等离子源；

用于将气体提供给等离子源的气体供给装置；

用于将电力供给到电极或待加工物体的电源；

用于当X轴作为物体直线部分的直线方向时，检测等离子源沿X轴方向倾斜度的检测装置；以及

用于沿X轴方向移动等离子源，同时相对于等离子源和物体之间的距离保持等离子源和物体的相对位置，以便通过检测装置检测的等离子源的倾斜度变得近似等于零的输送装置，

其中，在输送装置沿X轴方向移动等离子源的同时，等离子源利用产生的直线等离子加工物体的直线部分。

6.根据权利要求5所述的等离子加工装置，其特征在于：

检测装置为用于测量在两个不同的X坐标位置的等离子源和物体之间的距离的长度测量装置，以及

通过保持等离子源和物体的相对位置，由输送装置沿X轴方向移动等离子源，以便通过长度测量装置测量的在两个不同的X坐标位置的等离子源和物体之间的距离变得近似相等。

7.根据权利要求6所述的等离子加工装置，其特征在于：

长度测量装置包括在两个不同的X坐标位置固定到等离子源的两个激光长度测量装置。

8.根据权利要求5所述的等离子加工装置，其特征在于：

检测装置包括用于在两个不同的X坐标位置中监测等离子光发射强度的两个光发射监测器。

9.根据权利要求8所述的等离子加工装置，其特征在于：

光发射监测器为光电二极管。

10.一种用于通过将电力提供到设置在等离子源或物体处的电极，同时将气体提供到设置在物体附近的等离子源处以产生直线等离子，并在直线方向移动等离子源以保持物体和等离子源之间的距离几乎恒定，同时使直线等离子产生的活化粒子作用在物体上，由此加工待加工物体的直线部分的等离子加工方法，所述方法包括：

通过使用设置在位于在等离子源移动的方向上远离等离子源的位置的长度测量装置，在直线方向上移动等离子源，同时根据长度测量装置测量的等离子源和物体之间距离的结果，保持物体和等离子源之间的距离几乎恒定，由此加工物体的直线部分。

11.一种用于通过将电力提供到设置在等离子源或物体处的电极，同时将气体提供到设置在物体附近的等离子源以产生直线等离子，并在直线方向移动物体以保持物体和等离子源之间的距离几乎恒定，同时使直线等离子产生的活化粒子作用在物体上，由此加工待加工物体的直线部分的等离子加工方法，所述方法包括：

通过使用设置在位于在物体移动方向的相反方向上远离等离子源的位置的长度测量装置，并在直线方向移动物体，同时根据长度测量装置测量的等离子源和物体之间距离的结果，保持物体和等离子源之间的距离几乎恒定，由此加工物体的直线部分。

12.一种用于通过将电力提供到设置在等离子源或物体处的电极，同时将气体提供到设置在物体附近的等离子源以产生等离子，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，同时改变等离子源和物体的相对位置，由此进行用于加工待加工物体的等离子加工的等离子加工方法，所述方法包括：

通过将监测等离子的光发射强度的结果反馈到等离子源和物体相对位置变化速度并同时改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定，以加工物体。

13.一种用于通过将电力提供到设置在等离子源或物体处的电极，同时将气体提供到设置在物体附近的等离子源以产生等离子，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，同时改变等离子源和物体的相对位置，由此进行用于加工待加工物体的等离子加工的等离子加工方法，所述方法包括：

通过将监测提供到电极或物体的电功率、电压或电流的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度，同时改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定，以加工物体。

14.一种用于通过匹配电路将高频电力提供到设置在等离子源或物体处的电极，同时将气体提供到设置在物体附近的等离子源以产生等离子，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，由此加工待加工的物体的等离子加工方法，所述方法包括：

通过监测匹配电路中可变电抗元件的值，同时改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定，进行物体加工的端点检测。

15.一种用于通过匹配电路将高频电力提供到设置在等离子源或物体处的电极，同时将气体提供到设置在物体附近的等离子源以产生等离子，并使等离子产生的活化粒子作用在物体的部分上，同时改变等离子源和物体的相对位置，由此加工待加工的物体的等离子加工方法，所述方法包括：

通过将监测匹配电路中可变电抗元件的值的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度，同时改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定，以加工物体。

16.一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分上产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于将电力提供到电极或物体的电源；

用于改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定的机构；

用于监测等离子的光发射强度的光发射监测器；以及

用于将监测的光发射强度的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度的机构。

17.一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分上产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

用于将电力提供到电极或物体的电源；

用于改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定的机构；

用于监测电功率、电压或电流的监测器；以及

用于将监测的电功率、电压或电流的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度的机构。

18.一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分上产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

具有可变电抗元件的匹配电路；

用于通过匹配电路将高频电力提供到电极或物体的电源；

用于监测匹配电路中可变电抗元件的值的机构；以及

用于根据监测的可变电抗元件的值的结果，执行等离子加工端点检测的端点检测器，

其中，等离子加工装置在加工期间改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定。

19.一种等离子加工装置，包括：

等离子源，其设置有电极用于在待加工物体的表面的部分上产生等离子；

用于将气体提供到等离子源的气体提供装置；

具有可变电抗元件的匹配电路；

用于通过匹配电路将高频电力提供到电极或物体的电源；

用于改变等离子源和物体的相对位置而使物体和等离子源之间的距离保持几乎恒定的机构；

用于监测匹配电路中可变电抗元件的值的机构；以及

用于将监测的可变电抗元件的值的结果反馈到等离子源和物体的相对位置变化速度的机构。

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