JP2000202637A

JP2000202637A - プラズマ銃並びにプラズマ加工装置およびその方法

Info

Publication number: JP2000202637A
Application number: JP11000818A
Authority: JP
Inventors: Katsuro Mizukoshi; 克郎水越; Michinobu Mizumura; 通伸水村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-01-06
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】金属、セラミックス、ガラス等からなる被加工
物に対して、任意寸法での微細加工、特に除去加工を可
能にしたプラズマ銃並びにプラズマ加工装置・方法。【解決手段】放電電極１１ａ、１２ａ間において酸化性
ガス雰囲気で放電させて生成されたプラズマを、移送径
路に沿って対向配置された針状電極１１、１２間で形成
された電界および対向配置された磁極３１、３２間で形
成された磁界によって加速させ、針状電極の間隙を制御
して所望の径のプラズマを出射させるプラズマ銃を複数
直列あるいは並列に設置し、被加工物を載置して移動す
るステージの移動に同期して、プラズマ銃を選択制御し
て出射される加速プラズマを照射し加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属やセラミック
ス等への除去加工や熱処理、あるいは成膜等に好適なプ
ラズマ銃、並びにプラズマ加工装置およびその方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ加工に関する従来技術として
は、特開平１−３１３８９６号公報（従来技術１）、特
開平５−３１８１３０号公報（従来技術２）、および特
開平９−３１４３４１号公報（従来技術３）が知られて
いる。従来技術１には、プラズマの生成、噴出を行うプ
ラズマガン部と、その前方に上記プラズマガン部と同軸
的に配設された筒体にそれぞれ付設された上記筒体の軸
線に対して互いに直交する磁界、電界を形成する磁場発
生装置、電極よりなる電磁加速部を設けた溶射装置が記
載されている。即ち、従来技術１は、溶融材料を溶融し
たプラズマを高速でターゲットに照射するものである。

【０００３】また、従来技術２には、プラズマトーチに
プラズマガスを供給すると共に、放電によってプラズマ
を発生せしめ、該発生プラズマを小口径ノズルから噴射
して加工するプラズマ加工装置において、前記放電間隙
に供給される電力もしくは放電間隙のインピーダンス変
化を検出を検出する検出回路を設け、該検出回路の検出
信号が常に一定になるように前記プラズマガスの供給量
を制御する制御装置を設けたプラズマ加工装置が記載さ
れている。また、従来技術３には、電極と、該電極の先
端に配置されたノズルとを有し、前記電極の周囲に供給
されたガスをプラズマ化して前記ノズルからプラズマジ
ェットを噴出して切断を行うプラズマトーチにおいて、
前記ノズルを磁石にて形成し、且つ磁力線をプラズマジ
ェットに対し軸対称としたプラズマトーチが記載されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１、２、および３のいずれにおいても、プラズマ
ガン部やプラズマトーチの構造上、金属材料・非金属材
料に関係なく、数μｍオーダから数百μｍオーダ、更に
はその上のｍｍオーダの間において任意寸法での微細加
工、特に除去加工を行うことについては十分考慮されて
いなかった。

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
金属、セラミックス、ガラス等からなる被加工物に対し
て数μｍオーダから数百μｍオーダ、更にはその上のｍ
ｍオーダの間において任意寸法での微細加工、特に除去
加工を可能にしたプラズマ銃並びにプラズマ加工装置お
よびその方法を提供することにある。また、本発明の他
の目的は、金属、セラミックス、ガラス等からなる被加
工物に対して多数の微細加工、特に除去加工を高速で行
うことができるようにしたプラズマ加工装置およびその
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、放電電極間において酸化性ガス雰囲気で
放電させてプラズマを生成するプラズマ生成部と、該プ
ラズマ生成部で生成されたプラズマを、移送経路に沿っ
て形成された電界および磁界によって加速して移送させ
るプラズマ加速・移送部とを備えて構成したことを特徴
とするプラズマ銃である。また、本発明は、放電電極間
において酸化性ガス雰囲気で放電させてプラズマを生成
するプラズマ生成部と、該プラズマ生成部で生成された
プラズマを、移送経路に沿って対向配置された対なる針
状（細長の板状もしくは棒状もしくは楔状）の電極間で
形成された電界および対向配置された対なる磁極間で形
成された磁界によって加速して移送させるプラズマ加速
・移送部とを備えて構成したことを特徴とするプラズマ
銃である。また、本発明は、放電電極間において酸化性
ガス雰囲気で放電させてプラズマを生成するプラズマ生
成部と、該プラズマ生成部で生成されたプラズマを、移
送経路に沿って対向配置された対なる針状（細長の板状
もしくは棒状もしくは楔状）の電極間で形成された電界
および対向配置された対なる磁極間で形成された磁界に
よって加速して移送させ、前記対なる針状の電極の出射
端近傍における針状の電極間の間隙を制御して所望の径
のプラズマを出射させるプラズマ加速・移送部とを備え
て構成したことを特徴とするプラズマ銃である。

【０００７】また、本発明は、前記のプラズマ銃におい
て、前記プラズマ生成部における放電電極間隔をプラズ
マ加速・移送部における針状の電極間隔より狭めて構成
し、前記放電電極間および針状の電極間にＯＮ、ＯＦＦ
される直流電源を供給するように構成したことを特徴と
する。また、本発明は、前記のプラズマ銃において、前
記プラズマ生成部における各放電電極を突起状電極によ
って構成したことを特徴とする。また、本発明は、前記
のプラズマ銃において、前記突起状電極を繰り出し可能
な金属ワイヤによって形成したことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記のプラズマ銃において、前記プラズ
マ生成部における放電電極間に高周波電源を供給するよ
うに構成したことを特徴とする。また、本発明は、前記
のプラズマ銃において、前記プラズマ生成部における放
電電極間に高周波電源を供給するように構成し、前記プ
ラズマ加速・移送部における針状の電極間にＯＮ、ＯＦ
Ｆされる直流電源を供給するように構成したことを特徴
とする。

【０００８】また、本発明は、前記のプラズマ銃におい
て、前記プラズマ生成部における各放電電極と生成され
るプラズマとの間に絶縁物を設置したことを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明は、前記のプラズマ銃におい
て、前記プラズマ加速・移送部における針状の電極の間
隔を少なくとも部分的に調整可能に構成したことを特徴
とする。また、本発明は、前記のプラズマ銃において、
前記プラズマ加速・移送部における移送経路を曲げて構
成したことを特徴とする。また、本発明は、前記何れか
のプラズマ銃と、被加工物を載置して移動するステージ
と、該ステージ上に載置された被加工物の表面と前記プ
ラズマ銃のプラズマ加速・移送部のプラズマ出射端との
間の距離を検知する検知手段と、該検知手段によって検
知された距離に応じて前記ステージとプラズマ銃との間
の距離を相対的に制御する制御手段とを備え、前記プラ
ズマ銃のプラズマ加速・移送部から出射される加速プラ
ズマを、被加工物に対して照射して除去加工等の加工を
施すように構成したことを特徴とするプラズマ加工装置
である。

【００１０】また、本発明は、前記何れかのプラズマ銃
を複数直列あるいは並列に設置し、被加工物を載置して
移動するステージと、該ステージの移動に同期させて前
記各プラズマ銃を選択制御する制御手段とを備え、該制
御手段で選択制御されたプラズマ銃のプラズマ加速・移
送部から出射される加速プラズマを、被加工物に対して
照射して除去加工等の加工を施すように構成したことを
特徴とするプラズマ加工装置。また、本発明は、前記の
プラズマ加工装置において、前記被加工物の表面を観察
する観察顕微鏡を備えたことを特徴とする。また、本発
明は、高周波電源を放電電極間に供給して作動ガス雰囲
気にあるプラズマ生成室内で放電させてプラズマを生成
するプラズマ生成部と、直流電源を移送管内に移送経路
に沿って対向配置された対なる針状の電極間に供給し、
前記プラズマ生成部のプラズマ生成室内から前記移送管
内に導かれるプラズマの漏れを種火として該針状の電極
間で形成される電界によって移送管内にプラズマを生成
し、該生成されたプラズマを、前記針状の電極間で形成
された電界および対向配置された対なる磁極間で形成さ
れた磁界によって前記移送管内の移送経路に沿って加速
して移送させるプラズマ加速・移送部とを備えて構成し
たことを特徴とするプラズマ銃である。

【００１１】また、本発明は、前記のプラズマ銃におい
て、プラズマ加速・移送部における移送管内に、除去加
工用として不活性ガスや酸素、エッチング用としてハロ
ゲン等のエッチングガス、ＣＶＤ用として各種ＣＶＤガ
スのプロセスガスを供給するように構成したことを特徴
とする。また、本発明は、前記何れかのプラズマ銃と、
被加工物を載置して移動するステージと、該ステージ上
に載置された被加工物の表面と前記プラズマ銃のプラズ
マ加速・移送部との間の距離を検知する検知手段と、該
検知手段によって検知された距離に応じて前記ステージ
とプラズマ銃との間の距離を相対的に制御する制御手段
とを備え、前記プラズマ銃のプラズマ加速・移送部から
出射される加速プラズマを、被加工物に対して照射して
除去加工、エッチング加工、ＣＶＤ成膜等の加工を施す
ように構成したことを特徴とするプラズマ加工装置であ
る。

【００１２】また、本発明は、前記何れかのプラズマ銃
を複数直列あるいは並列に設置し、被加工物を載置して
移動するステージと、該ステージの移動に同期させて前
記各プラズマ銃を選択制御する制御手段とを備え、該制
御手段で選択制御されたプラズマ銃のプラズマ加速・移
送部から出射される加速プラズマを、被加工物に対して
照射して除去加工、エッチング加工、ＣＶＤ成膜等の加
工を施すように構成したことを特徴とするプラズマ加工
装置である。また、本発明は、前記のプラズマ銃と、被
加工物を載置して移動するステージと、該ステージ上の
被加工物の表面にプロセスガスを供給する供給手段を備
え、前記プラズマ銃のプラズマ加速・移送部から出射さ
れる加速プラズマを、前記供給手段によって供給された
プロセスガス雰囲気にある被加工物の表面に対して照射
して除去加工、エッチング加工、ＣＶＤ成膜等の加工を
施すように構成したことを特徴とするプラズマ加工装置
である。

【００１３】また、本発明は、前記のプラズマ加工装置
において、前記被加工物の表面を観察する観察顕微鏡を
備えたことを特徴とする。また、本発明は、前記何れか
に記載のプラズマ銃のプラズマ加速・移送部から所望の
径で出射される加速プラズマを、被加工物に対して照射
して除去加工等の加工（例えば印刷用スクリーンのパタ
ーン形成加工、電子回路基板のスルーホール形成加工）
を施すことを特徴とするプラズマ加工方法である。ま
た、本発明は、複数直列あるいは並列に設置され、選択
制御された前記何れかに記載のプラズマ銃のプラズマ加
速・移送部から所望の径で出射される加速プラズマを、
被加工物に対して照射して除去加工等の加工（例えば印
刷用スクリーンのパターン形成加工、電子回路基板のス
ルーホール形成加工）を施すことを特徴とするプラズマ
加工方法である。

【００１４】また、本発明は、前記のプラズマ銃のプラ
ズマ加速・移送部から所望の径で出射される加速プラズ
マを、被加工物に対して照射して除去加工等の加工（例
えば印刷用スクリーンのパターン形成加工、電子回路基
板のスルーホール形成加工）を施すように構成したこと
を特徴とするプラズマ加工方法である。また、本発明
は、複数直列あるいは並列に設置され、選択制御された
前記のプラズマ銃のプラズマ加速・移送部から所望の径
で出射される加速プラズマを、被加工物に対して照射し
て除去加工等の加工を施すことを特徴とするプラズマ加
工方法である。また、本発明は、前記のプラズマ銃のプ
ラズマ加速・移送部から所望の径で出射される加速プラ
ズマを、プロセスガス雰囲気にある被加工物の表面に対
して照射して加工を施すことを特徴とするプラズマ加工
方法である。

【００１５】以上説明したように、前記構成によれば、
針状の電極間で形成された電界と磁極間で形成された磁
界とで生ずる電磁力によってプラズマを電極先端方向に
加速・移送し、針状の電極の出射端近傍の微小間隔およ
び出射端と被加工物の表面との間の距離を制御すること
で、所望の径のプラズマを被加工物の微小領域に照射し
て、数μｍオーダから数ｍｍオーダまでの微細除去加工
等の微細加工が可能となる。また、前記構成によれば、
複数直列あるいは並列に設置され、選択制御されたプラ
ズマ銃のプラズマ加速・移送部から所望の径で加速プラ
ズマを照射することによって、電子回路基板に対して多
数の微細なスルーホールを高速で加工することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係るプラズマ銃および該
プラズマ銃を用いたプラズマ加工装置の実施の形態につ
いて図面を用いて説明する。まず、本発明に係るプラズ
マ銃の実施の形態について説明する。図１は、本発明に
係るプラズマ銃の基本的な構成を示す図である。本発明
に係るプラズマ銃１０の基本的構成は、タングステンあ
るいはモリブデン等の高融点金属から成り、突起部（放
電部分）１１ａ、１２ａと加速部分１１ｂ、１２ｂとか
らなる２本の針状(細長の板状でも棒状でもよい)電極１
１、１２を対向・配置し、これら２本の針状電極１１、
１２に電源回路２０を接続するものである。電源回路２
０は、直流電源２１とコンデンサ２２と２つのスイッチ
２３、２４とで構成される。そして、針状電極１１、１
２の配置方向に直交して２つの磁石３１、３２が極性を
異にして対向・配置される。このようにプラズマ生成部
は、突起部（放電部分）１１ａ、１２ａと該突起部（放
電部分）１１ａ、１２ａに接続された電源回路２０とに
よって構成され、プラズマ加速・移送部は、加速部分１
１ｂ、１２ｂと加速部分１１ｂ、１２ｂの先端（出射
端）近傍のギャップ（間隙）Ｇを制御する機構（図示せ
ず）と該加速部分１１ｂ、１２ｂに接続された電源回路
２０と磁石３１、３２とによって構成される。なお、プ
ラズマ生成部における突起部（放電部分）１１ａ、１２
ａと、プラズマ加速・移送部における加速部分１１ｂ、
１２ｂとは、２本の針状電極１１、１２によって一体化
されて形成されている。ここで用いる磁石３１、３２
は、極性を異にして対向・配置することで得られる磁力
線が略平行な領域内に、針状電極１１、１２の突起部１
１ａ、１２ａおよび該突起部１１ａ、１２ａから下の大
部分を納める大きさが必要である。なお、磁石３１、３
２を電磁石によって構成し、磁界の強さを制御できるよ
うに構成してもよい。

【００１７】次に、プラズマ銃１０の動作手順について
図２を用いて説明する。手順図２（Ａ）：コンデンサへの充電開始コンデンサ２２は、スイッチ２３を投入することによ
り、直流電源２１からの直流電源が充電される。この
時、スイッチ２４は切り離しておく。手順図２（Ｂ）：コンデンサへの充電終了次に、コンデンサ２２への充電を終えたら、スイッチ２
３を切り離す。手順図２（Ｃ）：プラズマ照射次に、スイッチ２４を投入する。これにより、針状電極
１１、１２の突起部１１ａ、１２ａに放電が生じ、突起
部１１ａ、１２ａの置かれた酸化性ガス雰囲気（大気雰
囲気、即ち窒素や酸素などの雰囲気）のプラズマ１が生
成される。プラズマ１の生成と共に、プラズマ１を通し
て電流が針状電極１１から１２へと流れる。該電流（電
界）と前記磁石３１、３２で形成された磁界により、図
１に示すように、プラズマ１中の電子・イオン共に同一
の方向、即ち下方向に電磁力が生じ、プラズマ１は下方
向に向かって加速・移動する。該プラズマ１は、コンデ
ンサ２２に充電した電荷が無くなるまで下方向への力を
受け、針状電極１１、１２の先端から放出される。そし
て、電磁力によって下方に向かって加速・移動されたプ
ラズマ１は、被加工物１００に対して高速で照射される
ので、その熱および圧力で被加工物１００を溶融・蒸発
・飛散させることによって加工することになる。特に、
プラズマ１で得られる温度は、通常１万数千℃程度（１
万〜２万℃程度）となるので、このプラズマ１を被加工
物１００に対して高速で照射することによって、その熱
および圧力によって金属やセラミック等からなる被加工
物１００に対して除去加工や金属熱処理等が行われる。
なお、図２（Ｃ）、および（Ｄ）には、被加工物１００
に対して穴開け除去加工を示す。

【００１８】手順図２（Ｄ）：加工終了上記プラズマ照射が１回で所定の加工形状が得られたな
らば、スイッチ２４を切り離し、次の加工位置に移動す
る。もし、一回の照射で加工を終えていない場合には、
スイッチ２４を切り離し、前記手順図２（Ａ）から図２
（Ｃ）を繰り返す。図１に示す実施の形態に用いる電源
回路２０のコンデンサ２２は、図３に示すように、スイ
ッチ２４の投入により電極１１、１２の突起部から生じ
たプラズマ１が先端から照射されるまでの時間ｔL より
も長く放電を持続する容量を持つ。

【００１９】図１および図２に示したプラズマ銃１０の
実施例において、針状電極１１、１２は平行に配置され
ているが、図４に示すように駆動機構（図示せず）を用
いて先端ギャップＧを可変にしても良い。これにより、
先端（出射端）から照射されるプラズマ１の径を加工寸
法に応じて変えることができ、数μｍ程度〜数百μｍ程
度、さらに数ｍｍ程度までの微細な穴開け加工から表面
処理（例えば熱処理）のようにプラズマ密度は多少低下
してもある程度の領域に一括照射したい場合まで一つの
装置で対応させることができる。いずれにしても、針状
電極１１、１２の先端（出射端）近傍におけるギャップ
（間隙）Ｇは、出射されるプラズマ１の径を決めること
になるので、加工寸法に応じて制御する必要がある。ま
た、突起部１１ａ、１２ａから電極先端１１ｃ、１２ｃ
までの長さＬを長くすることで、プラズマ１を加速する
距離が長くなり、その分、プラズマ１の伝搬速度が高ま
り、被加工物１００に照射されるプラズマ１の拡がりも
抑えられるため、加工効率が向上する。当然、電界およ
び磁界の強度を増大すれば、プラズマ１の加速が増大す
ることになる。また、電源回路２０のスイッチ２４と電
極１１との間に可変抵抗を付加することで、プラズマ１
の伝搬速度は可変となる。言い換えれば、被加工物１０
０に照射する時間を変えることができる。これにより、
例えば、被加工物１００に対する熱処理の深さを調整で
きることとなる。

【００２０】被加工物１００に照射されるプラズマ１の
拡がりに関しては、被加工物１００の表面からの針状電
極１１、１２の先端（出射端）１１ｃ、１２ｃの高さｈ
も重要である。この値が大きいと、プラズマ１の照射径
は大きくなり加工効率が低減する。逆に近すぎると、被
加工物１００が金属の場合、電極１１と被加工物１００
との間で放電が生ずる場合がある。従って、被加工物１
００が導電性の場合、少なくとも針状電極１１、１２の
突起部１１ａ、１２ａのギャップｇよりも大きくする。
もし、被加工物１００がセラミックスやガラス等の絶縁
体であれば、電極１１、１２を接触させた状態でも加工
可能であることから、この値を考慮する必要はない。し
かしながら、被加工物１００がセラミックスやガラス等
の絶縁体であったとしても、被加工物１００に対して多
数のスルーホール等の除去加工をする関係で、被加工物
１００とプラズマ銃とを相対的にＸ，Ｙ軸方向に移動さ
せる必要がある。そのため、針状電極１１、１２の先端
（出射端）１１ｃ、１２ｃと被加工物１００の表面とに
は、間隙（距離）を取る必要がある。何れにしても、針
状電極１１、１２の出射端（先端）１１ｃ、１２ｃから
プラズマ１が出射されると拡がりを持つことになるた
め、被加工物１００の表面からの針状電極１１、１２の
先端（出射端）１１ｃ、１２ｃの高さｈに応じて被加工
物１００に対する加工寸法が変わることになる。従っ
て、被加工物１００の表面からの針状電極１１、１２の
先端（出射端）１１ｃ、１２ｃの高さｈは、加工寸法を
決めることになるので、制御する必要がある。

【００２１】次に、本発明に係るプラズマ銃１０の高さ
ｈを電気的に検知して設定するための実施例について図
５を用いて説明する。図５（Ａ）は、図１の基本構成に
抵抗計４１とスイッチ２５とプローブ２６を付加したも
のであり、抵抗計４１の一端はスイッチ２５を介して針
状電極１１に接続され、もう一端はプローブ２６に接続
されている。操作手順は、電源回路２０のスイッチ２
３、２４を切り離した状態でプラズマ銃１０あるいは被
加工物１００を相対的にＸ，Ｙ方向に移動して被加工位
置を出した後、スイッチ２５を投入してプラズマ銃１０
あるいは被加工物１００を相対的にＺ方向（高さ方向）
に移動してプローブ２６を被加工物１００に緩やかに接
触させる。両者が接触した時点で抵抗計４１の指示値は
略０となる。この時、プラズマ銃１０あるいは被加工物
１００のＺ方向の移動を停止し、この位置から所定の高
さｈが得られるまで逆方向にプラズマ銃１０あるいは被
加工物１００を相対的にＺ方向に移動させる。そして、
スイッチ２５を切り離した後、図２に示した手順で加工
を行う。図５（Ｂ）は、前記抵抗計４１の替わりに静電
容量計４２を設けたものである。これを用いた手順は、
電源回路２０のスイッチ２３、２４を切り離した状態で
プラズマ銃１０あるいは被加工物１００を相対的にＸ，
Ｙ方向に移動して被加工位置を出した後、スイッチ２５
を投入する。これにより、静電容量計４２は高さｈに応
じた針状電極１１と被加工物１００との間の静電容量を
検知する。この値から高さｈを算出し、その結果に基づ
いてプラズマ銃１０あるいは被加工物１００を相対的に
Ｚ方向に移動して所定の高さに設定する。

【００２２】次に、本発明に係るプラズマ銃１０の高さ
ｈを光学的に検知・調整する実施例について図６を用い
て説明する。本実施例は、対物レンズ５１および照明光
源５３およびカメラ５４を備えた光学顕微鏡５０を、プ
ラズマ銃１０の針状電極１１、１２に対し、角度θだけ
傾けて配置している。そして、カメラ５４で取り込んだ
画像は画像処理装置５５に送られて処理後、モニタ５６
上に表示される。画像処理装置５５は、モニタ５６画面
上への２本のカーソル５７、５８表示機能と両カーソル
５７、５８間の距離からプラズマ銃１０の高さｈを算出
する機能を有する。本構成において、被加工物１００の
被加工表面位置（高さ位置）と針状電極１１、１２の先
端１１ｃ、１２ｃの間隔はｈ・ｓｉｎθでモニタ５６画
面に拡大表示される。ここで針状電極１１、１２の先端
１１ｃ、１２ｃに一方のカーソル５７を合わせ、もう一
方のカーソル５８を被加工表面位置に合わせることで、
高さｈを容易に知ることができる。そして、プラズマ銃
１０あるいはステージ６０を相対的にＺ方向に移動して
高さｈを所定の値に調整する。また、光学顕微鏡５０
は、被加工物１００の被加工位置近傍の画像も検出する
ことができるので、被加工位置の位置決めにも利用する
ことができる。

【００２３】次に、本発明に係るプラズマ銃１０を被加
工物１００の表面に対して傾けた実施例について図７を
用いて説明する。図７（Ａ）に示す実施例は、プラズマ
銃１０を被加工物１００の表面に対して単純に傾けたも
のである。この実施例の場合、プラズマ１が被加工物１
００に対して斜め方向から高速で照射されることになる
ので、プラズマの照射角度が問題にならない例えば熱処
理する加工に対しては適用することが可能となる。ま
た、この実施例の場合、被加工物１００の表面近傍を光
学観察する光学顕微鏡５０を被加工物１００の被加工位
置の真上に置くことが出来る。そして、被加工物１００
の被加工表面位置（高さ位置）と針状電極１１、１２の
先端１１ｃ、１２ｃの間隔については、ｘ／ｔａｎθで
算出することができる。図７（Ｂ）に示す実施例は、先
端部を曲げて作製した針状電極１１、１２を用いたプラ
ズマ銃１０を示す。プラズマ１が被加工物１００に対し
て斜め方向から高速で照射においては、針状電極１１、
１２の先端部を曲げることにより、電極全体を図７
（Ａ）の実施例よりも大きく傾けることが可能となり、
その分だけ光学顕微鏡５０に用いる対物レンズ５１は作
動距離の小さいもの、即ち、高倍率・高分解能の対物レ
ンズ５１を用いることが可能となる。これにより、ＸＹ
方向の位置合わせはより正確になる。

【００２４】また、針状電極１１、１２の先端部を曲げ
ることにより、プラズマ１の移動軌跡を曲げてプラズマ
１を被加工物１００に対してほぼ垂直方向から高速で照
射することが可能となり、穴開け加工等の除去加工にも
適用することができる。この場合、磁石３１について
も、針状電極１１、１２の曲がりに合わせて曲げて、発
生する磁界をプラズマ１の移動軌跡に合わせる方が好ま
しい。但し、この場合には光学顕微鏡５０では電極１
１、１２の高さｈを知ることはできないため、図６の実
施例で述べたように光学顕微鏡５０’を設ける必要があ
る。もしくは、図５の実施例のように、電気的な検知手
段と組み合わせても良い。プラズマ銃１０の高さｈを検
出する手段として、上記電気的手段と光学的手段を示し
たが、これら以外にプラズマ銃１０に圧力検知手段を設
け、プラズマ銃１０が被加工物１００に接触した際の圧
力変化を検知するようにしても良い。この手段は、絶縁
体、特にガラスなどの光学的に透明な物に有効である。

【００２５】次に、プラズマ銃１０の針状電極１１、１
２を、放電部分と加速部分とに分けた第１の実施例につ
いて図８を用いて説明する。図８において、針状電極１
１、１２の放電部分（突起部分）１１ａ、１２ａは、金
属ワイヤ１３ａ’、１３ｂ’から成り、各々リール１４
ａ、１４ｂに巻き付けられている。リール１４ａ、１４
ｂは、図示していない駆動機構により、加速部分１６ａ
（１１ｂ）、１６ｂ（１２ｂ）に設けた導電体から成る
ガイド１５ａ、１５ｂを通して放電部分１１ａ、１２ａ
を一定の間隔ｇに保つように繰り出すべく回転する。加
速部分１６ａ、１６ｂも図示していない駆動機構により
移動し、先端ギャップＧを一定に保つ。そして、加速部
分１６は、図１に示した電源回路２０の端子に接続さ
れ、放電部分（突起部分）１１ａ、１２ａへは加速部分
１６ａ、１６ｂおよび導電性のガイド１５ａ、１５ｂを
介して電圧が印加される。なお、図において、磁石３１
のみが示されているが、反対側にも磁石３２が配置され
ている。この構成により、放電およびプラズマ１によっ
て放電部分１１ａ、１２ａおよびガイド１５ａ、１５ｂ
が消耗しても、駆動機構により消耗分を補充できるた
め、安定した放電およびプラズマ１の供給が得られる。
また、先端ギャップＧと放電ギャップｇとは別個に調整
可能なため、加工目的に応じて適切なプラズマ密度や照
射寸法を得ることも可能となる。

【００２６】次に、本発明に係るプラズマ銃１０の針状
電極１１、１２を、放電部分と加速部分とに分けた第２
の実施例について図９を用いて説明する。放電部分１１
ａ、１２ａは、板状の絶縁体１７とプラズマ発生面の反
対側に面状に形成した放電電極１３ａ、１３ｂから成
り、該電極１３ａ、１３ｂは高周波電源２５に接続され
る。該構成により、放電電極１３ａ、１３ｂはプラズマ
１と接することがないため、前記実施例のように放電電
極が消耗することは無い。加速部分１１ｂ、１２ｂは、
図８の実施例と同様に、図示していない駆動機構により
移動可能な２つの加速電極１６ｃ、１６ｄで構成され
る。そして該電極１６ｃ、１６ｄは、図１に示した電源
回路２０あるいは本図に示したような半波整流された出
力波形を持つ電源回路２０に接続される。なお、図８の
実施例と同様に、磁石３１のみが示されているが、反対
側にも磁石３２が配置されている。このようにプラズマ
生成部は、放電電極１３ａ、１３ｂ（１１ａ、１２ａ）
と該放電電極１３ａ、１３ｂに接続された高周波電源２
５とによって構成され、プラズマ加速・移送部は、加速
電極１６ｃ、１６ｄ（１１ｂ、１２ｂ）と加速電極１６
ｃ、１６ｄの先端（出射端）近傍のギャップ（間隙）Ｇ
を制御する機構（図示せず）と該加速電極１６ｃ、１６
ｄに接続された電源回路２０と磁石３１、３２とによっ
て構成される。なお、プラズマ生成部における放電電極
１３ａ、１３ｂ（１１ａ、１２ａ）と、プラズマ加速・
移送部における加速電極１６ｃ、１６ｄ（１１ｂ、１２
ｂ）とは、分離されて形成されている。

【００２７】先ず、高周波電源２５より高周波を放電電
極１３ａ、１３ｂに印加し、電極１３ａ、１３ｂ間にプ
ラズマ１を生成する。上述したように、放電電極１３
ａ、１３ｂはプラズマ１と接することがないため、高周
波を連続して印加し、プラズマ１を生成し続けた状態で
待機させておいても問題ない。次に、電源回路２０から
図に示すように周期ｔ１の単相半波を加速電極１６ｃ、
１６ｄに印加する。この周期ｔ１をプラズマ１が加速電
極１６ｃ、１６ｄを伝搬し、被加工物１００に照射され
るまでの時間に略等しくすると、プラズマ照射の繰り返
し数（周波数）は１／ｔ１となる。これに同期して被加
工物１００あるいはプラズマ銃１０を相対的にＸ−Ｙ平
面内において移動させることで、溝加工や一定間隔での
加工が行える。図８および図９において、加速電極１６
ａ、１６ｂ：１６ｃ、１６ｄの形状が板状になっている
が、これに限らず先端部１１ｃ、１２ｃの幅や厚みを小
さくした楔状としても良い。あるいは逆に幅を広くし、
広い領域にプラズマ１を照射できるようにしても良い。

【００２８】次に、本発明に係るプラズマ銃１０のプラ
ズマ生成室３５と加速管３６から成る第３の実施例につ
いて図１０を用いて説明する。第３の実施例におけるプ
ラズマ銃１０の筐体１７は、絶縁体（例えば、石英、各
種ガラス、セラミックス、等）から成る。プラズマ生成
室３５は、絶縁体からなる筐体１７の外周に放電電極１
３ａ、１３ｂが形成され、加速管３６との隔壁にはオリ
フィス１８が形成され、該オリフィス１８との反対面に
はガス導入口１９ａが形成されている。一方、加速管３
６は、内部に２つの加速電極１６ｃ、１６ｄがはめ込ま
れ、側壁に該電極１６ｃ、１６ｄを電気回路２０と電気
的に接続するための配線を通す微細な穴とガス導入口１
９ｂが形成されている。本構成によれば、閉じられた空
間をプラズマ１が伝搬することから、この中にガスを導
入することで、それらの雰囲気によるプラズマを生成す
ることができる。尚、図１０に示すプラズマ銃１０は、
プラズマ生成室３５および加速管３６共に断面が円筒で
あるが、これに限らず、断面が楕円あるいは矩形でも良
い。さらに、加速管３６の形状も直管に限るもので無
く、テーパ形状でも良い。また、加工対象の材質が金属
であるならば、加工対象と同じ材質で加速電極１６ｃ、
１６ｄを構成しても良い。これにより、プラズマ１によ
りスパッタされた加速電極１６ｃ、１６ｄの材質によっ
て被加工部が汚染される恐れが無くなる。絶縁筐体１７
の材質についても同様である。

【００２９】次に、本発明に係るプロズマ銃１０の第３
の実施例を用いた加工ヘッドの構成について図１１を用
いて説明する。プラズマ生成室３５および加速管３６の
ガス導入口１９ａおよび１９ｂにはガス供給手段７０が
配管接続される。該ガス供給手段７０は、プロセスガス
を充填したボンベ７１と、バルブ７２と、圧力調整手段
７３と、配管７４とで構成される。放電電極１３ａ、１
３ｂには高周波電源２７が接続され、加速電極１６ｃ、
１６ｄには電源回路２０が接続される。尚、磁石３１、
３２が図示されていないが、放電電極１３ａ、１３ｂお
よび加速電極１６ｃ、１６ｄの配置と直交する方向に配
している。本構成による動作手順は、バルブ７２を開
け、圧力調整手段７３ａによりプラズマ生成室３５内に
作動ガス（この実施例の場合プロセスガスと同一であ
る。）を所定の圧力で供給する。この時の圧力は、高周
波電源２７からの高周波印加によりプラズマ１が生成
し、オリフィス１８から加速管３６に漏れたガス圧では
プラズマ１が消える程度で良い。この状態で加工のため
の位置合わせを行った後、圧力調整手段７３ｂにより加
速管３６内に前記プラズマ生成室内への供給圧よりも高
い圧力でプロセスガスを供給すると共に、これに合わせ
て電源２０より直流電圧を印加する。加速管３６内への
プロセスガス供給により、オリフィス１８から僅かに漏
れていたプラズマ１が種火となり、加速管３６内にプラ
ズマ１が生成する。そして、直流電圧印加により該プラ
ズマ１は加速・移動し、被加工部に照射されることにな
る。

【００３０】ここで用いるプロセスガスとしては、アル
ゴン等の不活性ガス、酸素、各種エッチングガス、各種
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長
法）ガスである。例えば、塩素あるいはフッ素等のハロ
ゲンガス、あるいはそれらの化合物等のエッチングガス
を用いた場合、金属やガラス等に対してエッチング作用
を持つプラズマ１がプラズマ生成室３５で生成されてこ
れが種火となって加速管３６内にも生成され、この生成
されたプラズマ１を加速管３６に印加された直流電圧と
磁石３１、３２から発生する磁界によって加速して照射
することによって、金属やガラス等の被加工物１００に
対してエッチング加工を施すことができる。また、酸素
を用いた場合、有機物のアッシング処理に利用可能な酸
素プラズマがプラズマ生成室３５で生成されてこれが種
火となって加速管３６内にも生成され、この生成された
プラズマ１を加速管３６に印加された直流電圧と磁石３
１、３２から発生する磁界によって加速して照射するこ
とによって、有機物１００に対してアッシング処理を行
うことができる。

【００３１】また、Ｗ（ＣＯ）₆あるいはＭｏ（ＣＯ）₆
等のカルボニル化合物、あるいはＴＥＯＳ（Tetra Ethy
l Ortho Silicate）等の各種ＣＶＤガスを用いた場合、
各種ＣＶＤガスプラズマがプラズマ生成室３５で生成さ
れてこれが種火となって加速管３６内にも生成され、こ
の生成されたプラズマ１を加速管３６に印加された直流
電圧と磁石３１、３２から発生する磁界によって加速し
て照射することによって、被加工物１００上に各種金属
あるいはＳｉＯ₂等の成膜が可能となる。なお、プラズ
マ生成室３５には、プラズマを生成するためのアルゴン
等の不活性ガス等からなる作動ガスを供給すればよく、
加速管３６内に供給するプロセスガスを供給する必要は
ない。

【００３２】次に、図１１に示す加工ヘッドを真空装置
に組み合わせた実施例について、図１２を用いて説明す
る。図１２において、プラズマ銃１０は、磁石３１、３
２と共に処理室６１上部に固定され、放電電極１３ａ、
１３ｂは高周波電源２７に接続され、加速電極１６ｃ、
１６ｄはプローブ２６によって電源回路２０と接続され
る。作動ガス供給手段７０は、作動ガスを充填したボン
ベ７１と、バルブ７２と、圧力調整手段７３と、配管７
４で構成され、プラズマ生成室３５のみに配管接続され
る。処理室６１内部には、ＸＹＺの３軸方向に移動可能
なステージ６０が設けられ、被加工物１００は該ステー
ジ６０上に載置・固定される。処理室６１の下部には真
空ポンプ６２がバルブ６３を介して配管接続されてい
る。これにより、処理室６１内を排気でき、真空計６４
で処理室内の圧力を検知する。また、処理室６１上部に
は、被加工物１００の表面にプロセスガスを吹き付ける
ノズル７９が設置される。そして、プロセスガス供給手
段７５は、上記ノズル７９に接続した配管７４と、圧力
調整手段７８と、バルブ７７と、プロセスガスを充填し
たボンベ７６とで構成される。また、処理室６１上部に
は、図６の実施例で述べた光学顕微鏡５０も設けられて
いる。該光学顕微鏡５０のカメラ５４で取り込んだ画像
は、制御装置８０の画像処理部（図示せず）に送られ、
画像処理後、モニタ５６上に表示される。制御装置８０
は、該画像処理部の他に加工データの入力・記憶部、ス
テージ６０および真空ポンプ６２および電源２０および
高周波電源２７および第１・第２のプロセスガス供給手
段７０・７５の圧力調整手段７３・７８の各制御部、真
空計６４からのデータ収集・処理部で構成される。

【００３３】次に、本実施例における手順について説明
する。処理室６１のステージ６０上にに被加工物１００
を載置後、手入力あるいは磁気媒体あるいは図示してい
ないデータ通信手段等により、加工データを制御装置８
０に取り込む。制御装置８０からの命令により、バルブ
６３が開いて処理室６１内を排気する。所定の圧力以下
に達したならば、作動ガス供給手段７０を制御して第１
の圧力でプラズマ銃１０のプラズマ生成室３５内に不活
性ガス等からなる作動ガスを供給すると共に、高周波電
源２７をＯＮにして供給した作動ガスのプラズマ１を発
生させ、種火として維持する。光学顕微鏡５０でプラズ
マ銃１０および被加工物１００を観察し、加工位置合わ
せおよびプラズマ銃１０の高さ調整を行う。次に、プロ
セスガス供給手段７５を制御してノズル７９よりプロセ
スガスを被加工部上に吹き付けると共に、作動ガス供給
手段７０を制御して第２の圧力（≧第１の圧力）でプラ
ズマ銃１０のプラズマ生成室３５内にプロセスガスを供
給する。そして、電源回路２０をＯＮにし、被加工部に
作動ガスから成るプラズマ１を照射する。該プラズマ１
のエネルギにより、被加工部上に吹き付けられたプロセ
スガスは励起あるいは分解等を生じ、被加工物１００と
反応して揮発性の化合物を生成（エッチング）、あるい
は被加工物１００上に分解生成物を付着（ＣＶＤ）させ
る。

【００３４】一つの加工が終了したならば、電源回路２
０をＯＦＦ、プロセスガス供給停止、作動ガス供給を第
１の圧力に戻す。次いで、加工データに基づいて次の加
工位置にステージ６０を移動させる。そして、再び前記
位置合わせからプラズマ照射を繰り返す。全ての加工が
終了したならば、電源回路２０および高周波電源２７を
ＯＦＦにすると共に、材料ガスの供給を停止した後、バ
ルブ６３を閉じて排気を停止する。その後、被加工物１
００を取り出して終了とする。本実施例に用いるガスと
して、図１１の実施例で述べた各種プロセスガスの内、
不活性ガスを作動ガスに用い、エッチングガスおよびＣ
ＶＤガスはプロセスガスとして用いる。このようにする
ことで、プラズマ銃１０内がエッチングガスおよびＣＶ
Ｄガスによって浸食あるいは汚染することが無くなる。
また、金属膜のＣＶＤを行う場合、作動ガスに還元性ガ
スを用いても良い。

【００３５】次に、本発明に係るプラズマ銃１０を、印
刷用スクリーンあるいは電子回路基板等への穴開け加工
に用いる場合の実施例について図１３を用いて説明す
る。本実施例は、図１に示す基本構成のプラズマ銃１０
を、複数個を一定の間隔ｐで直列に配置し、切換回路８
１を介して電源回路２０に接続される構成である。磁石
３１、３２については、前記直列配置したプラズマ銃１
０を挟むように配置する。本実施例では、複数のプラズ
マ銃１０に対して２つの磁石３１、３２で磁界を形成し
ているが、個々のプラズマ銃１０毎に磁石を設けても良
い。前記切換回路８１は、制御装置８０からの制御信号
によって電源回路２０からの供給電圧をプラズマ銃１０
に選択・供給するものである。被加工物１００はステー
ジ６０上に搭載される。該ステージ６０は、制御装置８
０からの制御信号により、少なくとも図示した方向に連
続的あるいは一定の間隔でステップ状に移動する。加工
手順は、被加工物１００をステージ６０に搭載後、原点
位置に移動し、プラズマ銃１０の高さ調整を上記電気的
あるいは光学的な手段を用いて実施する。それと共に、
加工データを磁気媒体あるいは通信手段を用いて制御装
置８０内に入力する。以上の準備を終了後、加工を開始
する。制御装置８０からステージ６０の位置に同期して
切換回路８１に信号が送られ、加工位置に対応したプラ
ズマ銃１０に電圧が印加されてプラズマ照射を行う。こ
れにより、被加工物１００には複数の穴１０１が同時に
形成される。

【００３６】図１３の実施例ではプラズマ銃１０を直列
配置しているが、図１４（Ａ）および（Ｂ）の平面図に
示すように、プラズマ銃１０を複数列（ｎ≧２）設け、
ｐ／ｎずつずらして並列に配置しても良い。これによ
り、形成する穴の間隔はプラズマ銃１０の寸法上の制約
を解消できる。また、磁石３１、３２の配置について
も、図１４に示すように、プラズマ銃１０の列毎あるい
は全列をまとめて挟むように配置しても良い。さらに、
プラズマ銃１０の配置を被加工物１００の全幅とせず、
該配置幅に応じてプラズマ銃１０あるいは被加工物１０
０を幅方向に移動させながら加工を行っても良い。さら
にまた、プラズマ銃１０の形態も図１に示したものに限
らず、図７〜図１１に示したものの何れでも良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、針状の電極間で形成さ
れた電界と磁極間で形成された磁界とで生ずる電磁力に
よってプラズマを電極先端方向に加速・移送し、針状の
電極の出射端近傍の微小間隔および出射端と被加工物の
表面との間の距離を制御することで、金属、セラミック
ス、ガラス等からなる被加工物に対して、数μｍオーダ
から数ｍｍオーダまでの微細除去加工等の微細加工を行
うことができる効果を奏する。また、本発明によれば、
複数直列あるいは並列に設置され、選択制御されたプラ
ズマ銃のプラズマ加速・移送部から所望の径で加速プラ
ズマを照射することによって、金属、セラミックス、ガ
ラス等からなる被加工物に対して、多数の微細加工を高
速で行うことができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマ銃の基本構成を示す図で
ある。

【図２】図１に示したプラズマ銃の動作手順を示す図で
ある。

【図３】図１に示したプラズマ銃における放電電圧の変
化を示す図である。

【図４】図１に示したプラズマ銃における針状電極の出
射端（先端）におけるギャップ（間隙）Ｇの制御と、被
加工物の表面に対する針状電極の出射端の高さｈの制御
について説明するための図である。

【図５】本発明に係るプラズマ銃の高さ調整方法の第１
の実施例を説明するための図である。

【図６】本発明に係るプラズマ銃の高さ調整方法の第２
の実施例を説明するための図である。

【図７】本発明に係るプラズマ銃の高さ調整方法の第２
の実施例および針状電極の別の実施例を説明するための
図である。

【図８】本発明に係るプラズマ銃の第１の実施例を示す
斜視図である。

【図９】本発明に係るプラズマ銃の第２の実施例を示す
斜視図である。

【図１０】本発明に係るプラズマ銃の第３の実施例を示
す断面図である。

【図１１】図１０に示すプラズマ銃にガス供給手段を設
けた実施例を示す図である。

【図１２】図１１に示したプラズマ銃を用いたプラズマ
加工装置の一実施例を示す図である。

【図１３】本発明に係るプラズマ銃を複数配置したプラ
ズマ加工装置の一実施例を示す斜視図である。

【図１４】図１３におけるプラズマ銃および磁石の配置
を示す図である。

【符号の説明】

１…プラズマ、１０…プラズマ銃、１１、１２…針状電
極、１１ａ、１２ａ…突起部（放電部分）、１１ｂ、１
２ｂ…加速部分、１１ｃ、１２ｃ…先端（出射端）、１
３ａ、１３ｂ…放電電極、１３ａ’、１３ｂ’…金属ワ
イヤ、１４ａ、１４ｂ…リール、１５ａ、１５ｂ…ガイ
ド、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ…加速部分（加速
電極）、１７…筐体（絶縁体）、１８…オリフィス、１
９ａ、１９ｂ…ガス導入口、２０…電源回路、２１…直
流電源、２２…コンデンサ、２３、２４、２５…スイッ
チ、２６…プローブ、２７…高周波電源、３１、３２、
３３…磁石、４１…抵抗計、４２…静電容量計、５０、
５０’…光学顕微鏡、５１…対物レンズ、５３…照明光
源、５４…カメラ、５５…画像処理装置、５６…モニ
タ、５７、５８…カーソル、６０…ステージ、６１…処
理室、６２…真空ポンプ、６３…排気バルブ、６４…真
空計、６５…継手、７０、７５…プロセスガス供給手
段、７１、７６…ボンベ、７２、７７…バルブ、７３、
７８…圧力調整手段、７４…配管、７９…ノズル、８０
…制御装置、８１…切換回路、１００…被加工物。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電電極間において酸化性ガス雰囲気で放
電させてプラズマを生成するプラズマ生成部と、該プラ
ズマ生成部で生成されたプラズマを、移送経路に沿って
形成された電界および磁界によって加速して移送させる
プラズマ加速・移送部とを備えて構成したことを特徴と
するプラズマ銃。
【請求項２】放電電極間において酸化性ガス雰囲気で放
電させてプラズマを生成するプラズマ生成部と、該プラ
ズマ生成部で生成されたプラズマを、移送経路に沿って
対向配置された対なる針状の電極間で形成された電界お
よび対向配置された対なる磁極間で形成された磁界によ
って加速して移送させるプラズマ加速・移送部とを備え
て構成したことを特徴とするプラズマ銃。
【請求項３】放電電極間において酸化性ガス雰囲気で放
電させてプラズマを生成するプラズマ生成部と、該プラ
ズマ生成部で生成されたプラズマを、移送経路に沿って
対向配置された対なる針状の電極間で形成された電界お
よび対向配置された対なる磁極間で形成された磁界によ
って加速して移送させ、前記対なる針状の電極の出射端
近傍における針状の電極間の間隙を制御して所望の径の
プラズマを出射させるプラズマ加速・移送部とを備えて
構成したことを特徴とするプラズマ銃。
【請求項４】請求項２または３記載のプラズマ銃におい
て、前記プラズマ生成部における放電電極間隔をプラズ
マ加速・移送部における針状の電極間隔より狭めて構成
し、前記放電電極間および針状の電極間にＯＮ、ＯＦＦ
される直流電源を供給するように構成したことを特徴と
するプラズマ銃。
【請求項５】請求項４記載のプラズマ銃において、前記
プラズマ生成部における各放電電極を突起状電極によっ
て構成したことを特徴とするプラズマ銃。
【請求項６】請求項５記載のプラズマ銃において、前記
突起状電極を繰り出し可能な金属ワイヤによって形成し
たことを特徴とするプラズマ銃。
【請求項７】請求項１または２または３記載のプラズマ
銃において、前記プラズマ生成部における放電電極間に
高周波電源を供給するように構成したことを特徴とする
プラズマ銃。
【請求項８】請求項２または３記載のプラズマ銃におい
て、前記プラズマ生成部における放電電極間に高周波電
源を供給するように構成し、前記プラズマ加速・移送部
における針状の電極間にＯＮ、ＯＦＦされる直流電源を
供給するように構成したことを特徴とするプラズマ銃。
【請求項９】請求項７または８記載のプラズマ銃におい
て、前記プラズマ生成部における各放電電極と生成され
るプラズマとの間に絶縁物を設置したことを特徴とする
プラズマ銃。
【請求項１０】請求項２または４または８記載のプラズ
マ銃において、前記プラズマ加速・移送部における針状
の電極の間隔を少なくとも部分的に調整可能に構成した
ことを特徴とするプラズマ銃。
【請求項１１】請求項２または３または４または８記載
のプラズマ銃において、前記プラズマ加速・移送部にお
ける移送経路を曲げて構成したことを特徴とするプラズ
マ銃。
【請求項１２】請求項１ないし１１の何れかに記載のプ
ラズマ銃と、被加工物を載置して移動するステージと、
該ステージ上に載置された被加工物の表面と前記プラズ
マ銃のプラズマ加速・移送部との間の距離を検知する検
知手段と、該検知手段によって検知された距離に応じて
前記ステージとプラズマ銃との間の距離を相対的に制御
する制御手段とを備え、前記プラズマ銃のプラズマ加速
・移送部から出射される加速プラズマを、被加工物に対
して照射して加工を施すように構成したことを特徴とす
るプラズマ加工装置。
【請求項１３】請求項１ないし１１の何れかに記載のプ
ラズマ銃を複数直列あるいは並列に設置し、被加工物を
載置して移動するステージと、該ステージの移動に同期
させて前記各プラズマ銃を選択制御する制御手段とを備
え、該制御手段で選択制御されたプラズマ銃のプラズマ
加速・移送部から出射される加速プラズマを、被加工物
に対して照射して加工を施すように構成したことを特徴
とするプラズマ加工装置。
【請求項１４】請求項１２または１３記載のプラズマ加
工装置において、前記被加工物の表面を観察する観察顕
微鏡を備えたことを特徴とするプラズマ加工装置。
【請求項１５】高周波電源を放電電極間に供給して作動
ガス雰囲気にあるプラズマ生成室内で放電させてプラズ
マを生成するプラズマ生成部と、直流電源を移送管内に
移送経路に沿って対向配置された対なる針状の電極間に
供給し、前記プラズマ生成部のプラズマ生成室内から前
記移送管内に導かれるプラズマの漏れを種火として該針
状の電極間で形成される電界によって移送管内にプラズ
マを生成し、該生成されたプラズマを、前記針状の電極
間で形成された電界および対向配置された対なる磁極間
で形成された磁界によって前記移送管内の移送経路に沿
って加速して移送させるプラズマ加速・移送部とを備え
て構成したことを特徴とするプラズマ銃。
【請求項１６】請求項１５記載のプラズマ銃において、
プラズマ加速・移送部における移送管内にプロセスガス
を供給するように構成したことを特徴とするプラズマ
銃。
【請求項１７】請求項１５または１６記載のプラズマ銃
と、被加工物を載置して移動するステージと、該ステー
ジ上に載置された被加工物の表面と前記プラズマ銃のプ
ラズマ加速・移送部との間の距離を検知する検知手段
と、該検知手段によって検知された距離に応じて前記ス
テージとプラズマ銃との間の距離を相対的に制御する制
御手段とを備え、前記プラズマ銃のプラズマ加速・移送
部から出射される加速プラズマを、被加工物に対して照
射して加工を施すように構成したことを特徴とするプラ
ズマ加工装置。
【請求項１８】請求項１５または１６記載のプラズマ銃
を複数直列あるいは並列に設置し、被加工物を載置して
移動するステージと、該ステージの移動に同期させて前
記各プラズマ銃を選択制御する制御手段とを備え、該制
御手段で選択制御されたプラズマ銃のプラズマ加速・移
送部から出射される加速プラズマを、被加工物に対して
照射して加工を施すように構成したことを特徴とするプ
ラズマ加工装置。
【請求項１９】請求項１５記載のプラズマ銃と、被加工
物を載置して移動するステージと、該ステージ上の被加
工物の表面にプロセスガスを供給する供給手段を備え、
前記プラズマ銃のプラズマ加速・移送部から出射される
加速プラズマを、前記供給手段によって供給されたプロ
セスガス雰囲気にある被加工物の表面に対して照射して
加工を施すように構成したことを特徴とするプラズマ加
工装置。
【請求項２０】請求項１７または１８または１９記載の
プラズマ加工装置において、前記被加工物の表面を観察
する観察顕微鏡を備えたことを特徴とするプラズマ加工
装置。
【請求項２１】請求項１ないし１１の何れかに記載のプ
ラズマ銃のプラズマ加速・移送部から所望の径で出射さ
れる加速プラズマを、被加工物に対して照射して加工を
施すことを特徴とするプラズマ加工方法。
【請求項２２】複数直列あるいは並列に設置され、選択
制御された請求項１ないし１０の何れかに記載のプラズ
マ銃のプラズマ加速・移送部から所望の径で出射される
加速プラズマを、被加工物に対して照射して加工を施す
ことを特徴とするプラズマ加工方法。
【請求項２３】請求項１５または１６記載のプラズマ銃
のプラズマ加速・移送部から所望の径で出射される加速
プラズマを、被加工物に対して照射して加工を施すよう
に構成したことを特徴とするプラズマ加工方法。
【請求項２４】複数直列あるいは並列に設置され、選択
制御された請求項１５または１６記載のプラズマ銃のプ
ラズマ加速・移送部から所望の径で出射される加速プラ
ズマを、被加工物に対して照射して加工を施すことを特
徴とするプラズマ加工方法。
【請求項２５】請求項１５記載のプラズマ銃のプラズマ
加速・移送部から所望の径で出射される加速プラズマ
を、プロセスガス雰囲気にある被加工物の表面に対して
照射して加工を施すことを特徴とするプラズマ加工方
法。