JP3992318B2 - Shape creation device using radical reaction - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジカル反応を利用した加工装置に係り、特にカメラ、顕微鏡、半導体製造装置などの光学製品に使用される非球面レンズを製造するのに適した無歪加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来の機械加工法に匹敵する加工能率と形状創成のための制御性とをもちながら、機械加工とは異なり加工面にダメージを与えることがない加工法として、たとえば、特開平１−１２５８２９号公報等に記載されているような、ラジカル反応を利用した無歪加工方法が提案されている。この加工法のうち、ラジカルの生成にプラズマを用いるものは、特にプラズマＣＶＭ（Chemical Vaporization Machining）と呼ばれている（森ら著「精密工学会春季大会学術講演会講演論文集」（１９９２年発行）第６３７頁）。
【０００３】
このプラズマＣＶＭは、つぎのような原理に基づく加工方法である。すなわち、まず、高圧力下において電極にプラズマを発生させ、このプラズマにハロゲンなどの電気陰性度の高い反応ガスを供給する。すると、反応ガスの分子が解離し、反応性に富んだラジカルとなる。なお、反応ガスとしては、そのラジカルが被加工物表面を構成する物質と反応し、反応生成物が気体となる物質を用いる。このため、生成した反応ガスのラジカルが被加工物表面に接触すると、それらの間で反応が起こり、反応生成物の気化または昇華によって被加工物表面の構成物質が除去され、表面形状が変化する。なお、気化または昇華した揮発物質を、以下、生成ガスと呼ぶ。
【０００４】
この加工法では、高圧力下でプラズマを生成することにより、従来にない高濃度のラジカルを生成できるため、機械加工に匹敵する高加工速度が得られる。また、高圧力下でプラズマを生成するため、電界強度の高い電極周辺だけにプラズマを局在化させることができる。従って、加工領域を加工電極近傍に限定することができ、電極形状に依存した極めて空間分解能の高い加工を達成することができる。さらに、機械加工では塑性変形、ぜい性破壊といった物理現象を利用しているため、加工表面にダメージを与えることになるが、プラズマＣＶＭでは化学的に加工が進行するので、加工表面に加工変質層が形成されない。
【０００５】
プラズマＣＶＭによる加工は、被加工物の形状（前加工形状）が設計値とを比較して凸になっている箇所を除去することが基本となる。具体的には、被加工物を数値制御（Numerical Control：以下、ＮＣと略す）が可能な位置決めステージに取り付け、被加工面に対向する位置であって、かつ被加工面からある距離だけ離れた位置に、電極を設置する。つぎに、電極とステージとの間に電圧を印加し、プラズマを生成させる。プラズマに反応ガスを連続的に供給する。数値制御により位置決めステージを移動させ、除去したい位置を電極に近接させて、除去量に応じた時間、電極近傍に被加工面を保持した後、除去箇所に応じて順次被加工物を移動させる。被加工面内の各々の加工位置を、それぞれ、電極近傍に所定時間保持することにより、最終的に所望の形状に加工することができる。なお、プラズマＣＶＭでは、除去量（すなわち加工量）は加工時間（すなわち電圧を印加した電極近傍に被加工面を保持する時間）に対応している。そこで、加工量が多い場合には電極を加工時間を長くし、少ない場合は加工時間を短くする。
【０００６】
このようなプラズマＣＶＭを用いた加工装置は、例えば、特開平４−１６２５２３号公報、特開平４−２４６１８４号公報、特開平８−３１８４４６号公報などにおいて提案されている。
【０００７】
つぎに、従来のプラズマＣＶＭ装置の例を、図１１を用いて説明する。この装置では、加工装置の気密容器４７内部が、隔壁４８ａ，４８ｂおよび蛇腹４９を介して、加工用空間１４６と駆動用空間１４７との２室に分離されている。隔壁４８ｂは、蛇腹４９を介して隔壁本体４８ａに上下左右に移動可能に固定されている。
【０００８】
加工用空間１４６には、被加工物２４を保持するためのワークテーブル２１と、電力供給システム（高周波電源１５４および整合器１５５）に接続された電極ユニット（電極固定部２５および電極１３０）と、ガス供給システム１５３に接続されたノズル（図示せず）とが設けられている。気密容器４７と電極固定部２５との間は絶縁板により隔てられてている。気密容器４７、隔壁４８ａ，４８ｂおよび蛇腹４９はすべて導体からなり、接地されている。被加工物２４の加工は、ガス供給システム１５３から加工用空間１４６に供給された反応ガス雰囲気中で、電極１３０に高周波電圧を印加してプラズマを発生させることにより行なわれる。
【０００９】
駆動用空間１４７には、ワークテーブル２１をｘｙｚ方向に移動させるための駆動機構２０が設けられている。なお、ここでは、鉛直方向をｚ方向、横方向をｘ方向、奥行き方向をｙ方向とする。駆動機構２０は、可動隔壁４８ｂに設けられた貫通孔を気密を保った状態で貫通している連結棒２７を介して、ワークテーブル２１に連結されている。連結棒２７は、隔壁２８ｂに固定されており、支持ロッド１２８が変位すると、蛇腹４９の自由度の範囲で、連結棒２７、隔壁２８ｂおよびワークテーブル２１が変位する。
【００１０】
この装置では、加工用空間１４６を構成する壁面の導通が、蛇腹４９により常に確保されており、ワークテーブル２１を移動させても導通は損なわれない。従って、高周波電流・電圧が駆動機構の側にまで伝送されてノイズとなることがないため、駆動機構の正確な動作が担保される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように空間１４６，１４７の分離に蛇腹を使用する場合、大口径レンズを加工することが困難である。これは、大口径レンズを加工するためには、加工を行なうチャンバも大型化しなければならないが、径の大きな蛇腹の製作が非常に困難なため、大口径レンズを加工できるＣＶＭ装置を製作することができないためである。
【００１２】
そこで本発明は、プラズマＣＶＭにより高精度の加工を行なうことができ、大口径レンズの加工にも適用可能な加工装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明では、導体からなる気密容器と、反応ガスを該気密容器内に供給する反応ガス供給機構と、該気密容器内の気体を排出する排気機構とを備え、気密容器内に、プラズマを生成させるための電極と、被加工物を支持するための支持部と、支持部を支持部材により支持し、該支持部材を介して上記支持部を変位させる駆動機構とを備える、被加工物を構成する物質と、プラズマによって生成した反応ガスのラジカルとの反応により被加工物の形状を変化させるための形状創成装置であって、仕切機構と接触子とを有し、加工用空間を構成する気密容器および仕切機構と、支持部とが、導通可能に接続されているものが提供される。
【００１４】
仕切機構は、導体からなり、気密容器内部を、加工用空間と駆動用空間との少なくとも２つに仕切る機構である。電極および支持部は、加工用空間に配置される。駆動機構は、駆動用空間に配置される。また、接触子は、気密容器、支持部、支持部材および仕切機構のうちのいずれかと、仕切機構との間を、被接触体が該接触子に対して相対的に変位可能なように、該被接触体に接触することにより、導通可能に接続する部材である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上述のように、本発明は、気密容器内の空間を仕切機構により分割し、加工用空間を構成する壁面と支持部との導通を維持する。これにより、加工時に、気密容器の駆動用空間外壁をなす部分に高周波電力が伝送されるのを回避できるため、ノイズによる駆動機構の誤作動を回避でき、駆動機構の正確な稼働を確保できる。
【００１６】
仕切機構への導通は、接触子により確保される。本発明に用いられる接触子は、被接触体が相対的に変位可能でありその変位の際にも接触が維持されるものであれば、接触の形態を問わない。本発明で用いられる接触子には、例えば、摺動により接触を維持する板バネなどの弾性体やブラシ、転動により接触を維持するボールベアリングなどが挙げられる。これらの接触子は、接続する２つの部材が大型化しても、数を増やすなどして容易に対応でき、また、接触子自体を大きくすることも容易なため、形状創成装置を容易に大型化することができる。
【００１７】
なお、ここで列挙した接触子は、被接触体表面に対して接触子の接触部位が平行に移動する際に導通を維持する。従って、接触子によって接続される２つの部材（例えば、気密容器と仕切機構など）の間の相対的位置は、通常、一方の表面に対して平行に変位するが、本発明はこれに限られない。例えば、コイルなどの弾性体の先端に接触バッドを設けた部材を接触子として用い、接触子がＡ部材に固定され、被接触体がＢ部材であるとすると、接触バッドがＢ部材表面を摺動することによりＢ部材表面に平行なＡ部材の変位が導通を維持したまま可能であるのみならず、さらに、弾性体によって接触パッドがＡ部材表面に当接することで、Ａ部材表面に垂直な方向へのＢ部材の変位が導通を維持したまま可能である。従って、この場合、Ａ部材とＢ部材との相対位置が一方の表面に対して平行に変位するとは限らないが、このように構成しても、本発明への適用を妨げない。
【００１８】
なお、本発明において用いられる接触子は、例えば、
（１）気密容器内壁、支持部表面または支持部材側面を摺動可能なように、仕切機構に固定されている場合、
（２）仕切機構表面を摺動可能なように、気密容器内壁、支持部表面または支持部材側面に固定されている場合、
（３）仕切機構が２以上の仕切部材から構成され、第１の仕切部材の表面を摺動可能なように、第２の仕切部材に固定されている場合、
がある。
【００１９】
本発明の装置においては、仕切機構の少なくとも一部が、駆動機構に接続され、該駆動機構により変位することが望ましい。例えば、駆動機構が回動駆動機構と直進駆動機構とを備え、仕切機構が、回動駆動機構に接続され、該回動機構により回動する隔壁と、直進駆動機構に接続され、該直進機構により移動する隔壁とを備えるようにすれば、仕切機構の移動により加工空間を回動および／または直進させることができる。この場合、仕切部材間は接触子により導通可能かつ変位可能に接続される。このようにする場合、仕切機構を少なくとも３つの仕切部材により構成することが望ましい。なお、本明細書において、「回動」とは、正逆いずれかの方向に円運動することをいう。また、「直進」とは直線的移動をいい、その方向を問わない。
【００２０】
本発明の形状創成装置では、安定したプラズマを得るために、被加工物周辺の形状が変化しないことが望ましい。従って、本発明では、加工用空間の底面を構成し、駆動機構により該底面に垂直な方向に移動する可動部材を、仕切機構が有し、支持部はこの可動部材に接触子により接続され、駆動機構は、可動部材と支持部とを、加工用空間底面に垂直な方向（以下、上下方向と呼ぶ）に一様に移動させることが望ましい。このように構成することにより、支持部が可動部材とともに上下動することになるため、支持部周辺（すなわちそれに支持される被加工物周辺）の形が変化しない。なお、支持部は、可動部材上に配置されていてもよく、可動部材とともに加工用空間の底面を構成していてもよい。
【００２１】
なお、仕切機構は、被加工物の出し入れのため、壁面の少なくとも一箇所に扉を備えていることが望ましい。
【００２２】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
＜実施例１＞
本実施例のレンズ加工用プラズマＣＶＭ装置を、図１に示す。本実施例では、仕切機構を、円筒形の隔壁（以下、円筒隔壁と呼ぶ）３２と、円盤状の隔壁（以下、円盤隔壁と呼ぶ）３３とにより構成する。円筒隔壁３２、支持部すなわちワークテーブル２１および円盤隔壁３３と、気密容器上板４７ａとにより、加工用空間１４６が構成され、ワークテーブル２１と円盤隔壁３３とにより加工空間の底面が構成される。
【００２３】
なお、本実施例では、気密容器４７として、外径（直径）、高さとも２０００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのステンレス製円筒容器であって、円筒の両端がステンレス製円盤によって封止されているものを用いた。上板４７ａは、このステンレス製円盤のうち、上部のもののことである。円筒隔壁３２は、外径（直径）、高さとも１０００ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、ステンレス製円筒であり、側壁のみからなる。円盤隔壁３３は、直径９９９ｍｍ、厚さ１０ｍｍのステンレス製円盤であり、中央に直径４００ｍｍの貫通孔を有する。ワークテーブル２１は、直径３９９ｍｍ、厚さ１０ｍｍのステンレス製円盤である。円筒隔壁３２には扉（図示せず）を設けてあり、この扉から被加工物２４の出し入れができるようになっている。
【００２４】
円筒隔壁３２の上縁部は、接触子３１ａを介して気密容器上板４７ａ内壁に接している。接触子３１ａは、図２（ａ）に示す、中央が彎曲した真鍮製の板バネ（幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）であり、上下方向に弾性を有する。以下の説明では、接触子３１ａの表裏のうち、凹に彎曲した面を表（おもて）面、凸に彎曲した面を裏面と呼ぶ。この円筒隔壁用接触子３１ａは、その裏面の下端２００ｂが、円筒隔壁３２の外周上縁部に間隔を置かずに並べて固定されている。円筒隔壁３２と気密容器４７との間隔が所定の距離より短ければ、接触子３１ａの弾性力によってその裏面上部２００ａが気密容器上板４７ａ内壁に押し付けられるため、円筒隔壁３２を水平移動させても、接触子３１ａが気密容器上板４７ａ内壁を摺動することによって、気密容器４７と円筒隔壁３２との間の導通が維持される。なお、図を見やすくするため、断面以外の接触子の図示は省略した。
【００２５】
円盤隔壁３３の外縁部は、円盤隔壁用接触子３１ｂを介して円筒隔壁３２の内壁に接している。接触子３１ｂは、上述の円筒隔壁用接触子３１ａと同様の部材であり、その表（おもて）面の上端２００ｃ（図２（ａ）に図示）が、円盤隔壁３３の外縁部上面に間隔を置かずに並べて固定されている。接触子３１ｂの下端２００ｂは、該部材の弾性力によって円筒隔壁３２の内壁に押し付けられている。従って、円盤隔壁３３が円筒隔壁３２内を鉛直方向に移動しても、接触子３１ｂの下端２００ｂが円筒隔壁３２内壁を摺動することにより、円筒隔壁３２と円盤隔壁３３との間の導通が維持される。
【００２６】
ワークテーブル２１の外縁部と円盤隔壁３３の内縁部との間は、ワークテーブル用接触子３１ｃを介して接触している。接触子３１ｃは、図２（ｂ）に示す、中央がわずかに屈曲し、屈折部から一方の側（以下、外側と呼ぶ）が彎曲し、他方の側（以下、内側と呼ぶ）は平坦な、真鍮製の板バネ（幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）であり、その彎曲部が上下方向に弾性を有する。以下の説明では、接触子３１ｃの表裏のうち、彎曲部が凹の面を表（おもて）面、凸の面を裏面と呼ぶ。ワークテーブル用接触子３１ｃは、その内側の裏面端部４００ａがワークテーブル２１の上面外縁部に間隔を置かずに並べて固定されている。ワークテーブル２１の上面と円盤隔壁３３の上面との高さがほぼ同じであれば、接触子３１ｃの外側裏面４００ｂは、その一部が該部材の弾性力によって円盤隔壁３３の内縁部上面に押し付けられてている。従って、ワークテーブル２１が、円筒隔壁３２の中心軸を回転軸として水平に回動しても、接触子３１ｃの外側裏面４００ｂが円盤隔壁３３上面を摺動することにより、円盤隔壁３３とワークテーブル２１との間の導通が維持される。なお、本実施例および以下の各実施例において、「回動」の回転軸は、すべて円筒隔壁３２（または後述する内部容器の側壁）の中心軸であり、電極１３０はこれと同軸に設置されている。
【００２７】
上述のように、接触子３１ａ〜ｃが導体からなるため、加工用空間１４６を構成する壁面（気密容器上板４７ａ、円筒隔壁３２、円盤隔壁３３、ワークテーブル２１）が、接触子３１ａ〜ｃによって導通可能に接続され、この導通は、円筒隔壁３２の水平方向の移動、円盤隔壁３３の鉛直方向の移動、ワークテーブル２１の水平方向の回動のいずれによっても損なわれない。この構造により、電力供給システムから供給された高周波は、電極ユニットおよび加工用空間１４６を構成する壁面のみを伝送されるようになる。したがって、本実施例では、チャンバ内全域に高周波を伝送させることなく、被加工物２４を任意に移動または回動させることができる。
【００２８】
本実施例のプラズマＣＶＭ装置の構成を、つぎに説明する。本実施例のプラズマＣＶＭ装置は、上述した気密容器４７および隔壁３２，３３、接触子３１ａ〜ｃ、ワークテーブル２１に加えて、電力供給システム２９と、ガス供給システム１５３と、位置決め制御部（ＮＣコントローラ）１６１と、排気システム３０と、被加工物２４を保持するためのワークテーブル２１と、電極ユニット２８と、各隔壁３２，３３またはワークテーブル２１を支持するための支持部材である支持棒１２と、支持棒１２を介して各隔壁３２，３３またはワークテーブル２１を移動または回動させるための駆動機構２０とを有する。
【００２９】
電力供給システム２９は、高周波電源１５４（周波数８０ＭＨｚ、最大出力１ｋＷ）と整合器１５５とを備える。加工用空間１４６内部に設けられた電極ユニット２８は、この整合器１５５を介して高周波電源１５４に接続されており、絶縁板２６を介して気密容器上板４７ａに取り付けられた電極固定部２５と、該電極固定部２５に固定された電極１３０とからなる。
【００３０】
電極１３０はパイプ状の部材であり、電極固定部を介してガス供給システム１５３に連通可能に接続されたている。気密容器４７および隔壁３２，３３、接触子３１ａ〜ｃ、ワークテーブル２１はすべて導体からなり、接地されている。ワークテーブル２１に保持された被加工物２４の加工は、ガス供給システム１５３から電極１３０先端に反応ガスを供給しつつ、電力供給システム２９により電極１３０に高周波電圧を印加し、電極１３０の端部にプラズマを発生させることにより行なわれる。この際、ガス供給システム１５３により流量をコントロールされた反応ガスは、パイプ状の電極１３０の内側を流れ、電極１３０の先端から、電極１３０先端に生じているプラズマに連続的に供給される。なお、実施例のプラズマＣＶＭ装置におけるガス供給システム１５３は、反応ガスの流量を３０ｍＬ／分〜１００Ｌ／分の範囲で調整できる機能を有する。なお、反応ガスは、被加工物２４の材質の応じての種々選択することができる。
【００３１】
本実施例では、気密容器４７の内側であって、気密容器４７および隔壁３２，３３、接触子３１ａ〜ｃおよびワークテーブル２１によって囲まれた領域の外の空間が駆動用空間１４７とされ、その内部に駆動機構２０が設けられている。駆動機構２０は、ｘステージ２０ｘ、ｙステージ２０ｙ、ｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒを備える。
【００３２】
ｘステージ２０ｘは、その上にｙステージ２０ｙを固定的に搭載しており、ｙステージ２０ｙは、その上にｚステージ２０ｚを固定的に搭載しており、ｚステージ２０ｚは、その上に回動モータ２０ｒが設置されている。また、ｙステージ２０ｙは、４本の支持棒１２ａ（長さ７００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）を介して円筒隔壁３２を支持しており、ｚステージ２０ｚは、４本の支持棒１２ｂ（長さ５００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）を介して円盤隔壁３３を支持しており、回動モータ２０ｒは、４本の支持棒１２ｃ（長さ３００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）を介してワークテーブル２１を支持している。なお、図を見やすくするため、断面以外の支持棒１２の図示は省略した。
【００３３】
この構造により、ｘステージ２０ｘは、その上に搭載されたｙステージ２０ｙおよび支持棒１２ａ、ｚステージ２０ｚおよび支持棒１２ｂ、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃを介して、円筒隔壁３２、円盤隔壁３３およびワークテーブル２１を、一様にｘ方向に移動させることができる。なお、本実施例のｘステージ２０ｘは、ｘ方向に約４５０ｍｍのストロークで移動させる機能を有する。
【００３４】
ｙステージ２０ｙは、支持棒１２ａと、その上に搭載されたｚステージ２０ｚおよび支持棒１２ｂ、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃとを介して、円筒隔壁３２、円盤隔壁３３およびワークテーブル２１を、一様にｙ方向に移動させることができる。なお、本実施例のｙステージ２０ｙは、ｙ方向に約４５０ｍｍのストロークで移動させる機能を有する。
【００３５】
また、ｚステージ２０ｚは、支持棒１２ｂと、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃとを介して、円盤隔壁３３およびワークテーブル２１を、一様にｚ方向に移動させることができる。なお、本実施例のｚステージ２０ｚは、ｚ方向に約１５０ｍｍのストロークで移動させる機能を有する。
【００３６】
回動モータ２０ｒは、支持棒１２ｃを介して、ワークテーブル２１を３６０°回動させることができる。
【００３７】
従って、本実施例では、位置決め制御部１６１により駆動機構２０を制御することで、支持棒１２およびワークテーブル２１を介して被加工物２４を回動および／または移動させることができ、電極１３０のプラズマ生成面を、被加工物２４の加工対象部位に対向させて、それらの間を所望の間隔に保持することができる。
【００３８】
加工用空間１４６および駆動用空間１４７には、排気システム３０が接続されている。排気システム３０は、排気処理装置３４とバルブ１４５，１４９とからなる。なお、本実施例の排気処理装置３４は、反応ガスおよび生成ガスの処理システム（図示せず）と、ドライポンプ（図示せず）と、吸着装置（図示せず）とを備える。加工用空間１４６と排気処理装置３４との間はバルブ１４５を介して連通され、駆動用空間１４７と排気処理装置３４との間はバルブ１４９を介して連通されている。このバルブ１４５、１４９を調節することにより、空間１４６と空間１４７とのそれぞれの内圧を制御することができる。
【００３９】
なお、生成ガスには人体に有毒なものもあるが、本実施例では、生成ガスをドライポンプで吸引して加工用空間１４６から排出し、さらに、吸着装置で吸着したのち、上述のガス処理システムによって処理して、無害なガスとして大気中に放出する。
【００４０】
位置決め制御部１６１は、入出力装置（Ｉ／Ｏ）１６５と、制御動作プログラムをあらかじめ保持し、入出力装置１６５を介して入力されたデータや動作結果などを保持するための外部記憶装置１６４と、外部記憶装置１６４から読み込まれた制御動作プログラムを保持するための主記憶装置１６３と、該主記憶装置１６３に保持されたプログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）１６２とを備える情報処理装置である。
【００４１】
本実施例の位置決め制御部１６１においては、被加工物２４の加工前の形状データと、設計による加工後の形状設計値と、加工条件（投入電力、反応ガス濃度、反応ガス流速、被加工物と電極間の距離であるギャップ長、および、チャンバ圧力等）との入力があらかじめ受け付けられ、それらの値が、駆動機構制御のためのプログラムとともに外部記憶装置１６４に保持されている。なお、被加工物２４の加工前の形状データとしては、干渉計、三次元測定機などの形状測定機を用いて測定したデータを入出力装置１６５を介して受け付けたり、あるいは、記憶媒体（フロッピーディスクなど）や、ネットワークによって接続された他の情報処理装置に形状データがあらかじめ保持されている場合には、それらからの直接入力するようにしてもよい。
【００４２】
つぎに、位置決め制御部１６１における処理の流れについて図３を用いて説明する。なお、以下の処理は、ＣＰＵ１６２が主記憶装置１６３に保持されたプログラムのインストラクションを実行することにより実現されるが、本発明のＣＶＭ装置における位置決め制御は、このようなソフトウエアによって実現されるものに限られるものではなく、以下の各ステップを実行するハードワイヤードロジックなどのハードウエア装置、あるいはあらかじめプログラムされた汎用プロセッサとハードウエア装置との組合せによって実現されてもよい。
【００４３】
位置決め制御部１６１は、入出力装置１６５を介して加工処理の指示が入力されると、外部記憶装置１６４から主記憶装置１６３へプログラムを読み込んで、つぎのような、図３に示す一連を実行する。
【００４４】
まず、位置決め制御部１６１は、処理の開始が指示されると、外部記憶装置１６４から主記憶装置１６３へ被加工物２４の形状データと加工したい形状（設計値）とを読み込む（ステップ３０１）。つぎに、位置決め制御部１６１は、読み込んだ設計値と形状データを比較し、加工対象部位（以下、加工地点と呼ぶ）の座標と、該部位における加工量とを求める（ステップ３０２）。
【００４５】
つぎに、位置決め制御部１６１は、外部記憶装置１６４から加工条件を読み込み（ステップ３０３）、ステップ３０２において求めた加工量と上記加工条件に基づいて、各加工地点における加工時間を算出する（ステップ３０４）。なお、加工条件を一定にして加工する場合、加工量は、電極の被加工物２４上における滞在時間に比例する。
【００４６】
続いて、位置決め制御部１６１は、ステップ３０２において求めた各加工地点の位置データと、ステップ３０４において求めた各加工地点の加工時間データとから、ＮＣプログラムを作成する（ステップ３０５）。すなわち、位置決め制御部１６１は、加工地点をあらかじめ定められた条件で結んだ径路を作成し、各加工地点における加工時間データとから、作成した径路に沿った移動（および滞留）手順を決定して、該手順に従って、駆動機構２０の各駆動動力源を動作させるためのプログラムであるＮＣプログラムを作成する。最後に、位置決め制御部１６１は、入出力装置１６５を介して実行指示が入力されるのを待った後（ステップ３０６）作成したＮＣプログラムを実行して、駆動機構２０を動作させて（ステップ３０７）、処理を終了する。
【００４７】
また、本実施例の位置決め制御部１６１は、以上の処理の他、入出力装置１６５を介して変位量の入力を受け付け、被加工物２４が、該入力された変位量で移動するように駆動機構２０を制御することもできる。
【００４８】
つぎに、本実施例のプラズマＣＶＭ装置を用いて、高精度の光学レンズを製造する方法について説明する。以下には一例として、石英ガラス製の平板な被加工物２４（直径２００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤状）を加工して非球面レンズを形成する例を示す。
【００４９】
まず、円筒隔壁３２の扉から被加工物２４を加工用空間１４６内に入れ、ワークテーブル２１上に載置し、固定した後、円筒隔壁３２の扉を閉じ、排気システム３０により、加工用空間１４６および駆動用空間１４７を減圧する。つぎに、ガス供給システム１５３により、Ｈｅに数％のＳＦ6を混合した反応ガスを加工用空間１４６に供給し、加工用空間１４６を数１００〜７６０ｔｏｒｒの範囲の中から選んだ一定の最適値に保持する。
【００５０】
つぎに、位置合わせ制御部１６１を介して駆動機構２０のｚステージ２０ｚを動作させ、被加工物２４を、電極１３０のプラズマ生成面にあらかじめ定めた距離まで接近させた後、入出力装置１６５を介して、位置決め制御部１６１に所定の値を入力し、処理の開始を指示する。
【００５１】
続いて、電力供給システム２９により、電極１３０に数１０〜数１００Ｗの範囲の中から選んだ最適値の高周波電力を印加する。これにより、電極１３０先端にプラズマが発生する。この状態で、ガス供給システム１５３から電極ユニット２８を介して、電極１３０の先端に反応ガスを数１０Ｌ／分程度の一定流量で連続的に供給すると、電極１３０先端にはプラズマが発生しているため、このプラズマにより、反応ガスがつぎのように解離してラジカルを発生させると考えられる。
２ＳＦ6→Ｓ＋６Ｆ・
このラジカルと石英ガラス（ＳｉＯ2）とが反応し、ＳｉＯ2が除去される。このときのラジカル反応は、つぎのようなものであると考えられる。

Figure 0003992318
この式において、「↑」は気体であることを表す。なお、反応ガスに含まれているＨｅは反応に寄与しない。
【００５２】
そこで、位置決め制御部１６１にＮＣプログラムの実行を指示し（ステップ３０６）、反応ガスの供給を開始すると、所定の加工地点が、電極下の反応位置に、所定の加工量に応じた時間だけ滞在するよう、駆動機構２０が制御される。これにより、所定の加工地点のＳｉＯ2が除去され、所望の形状が得られる。反応によって生じたガスは、排気システム３０により排気される。
【００５３】
図４に、本実施例により平板な板ガラスを加工して得られた、最大加工深さ０．５μmの軸対称非球面レンズの加工結果を示す。なお、図４では、設計形状により定められる加工量を実線により、加工後の形状における加工量の実測値を「○」でプロットした点により、それぞれ示す。この図からわかるように、本実施例のプラズマＣＶＭ装置によれば、約０．１μｍＰＶの誤差で加工を行なうことができた。なお、この加工は約５時間で行うことができた。
【００５４】
この結果からわかるように、本実施例のプラズマＣＶＭ装置によれば、大口径レンズに対しても、ノイズによる駆動機構の誤作動なく、高精度の加工を容易に行なうことができる。なお、本実施例のプラズマＣＶＭ装置では、被加工物２４の位置が加工用空間１４７の底面とともに移動するため、電気的特性の変動が特に少なく、非常に安定したプラズマを得ることができる。
【００５５】
ここで説明したプラズマＣＶＭ装置には、様々なバリエーションが可能である。以下に、それらの実施例について説明する。これらの実施例は、その構成を適宜組合せて用いることも可能である。なお、以下の各実施例の装置における高周波電源１５４、排気システム３０、ガス供給システム１５３、位置決め制御部１６１は、実施例１のそれと同様であるので、図示を省略した。また、各実施例のプラズマＣＶＭ装置の構成および使用方法は、実施例１におけるプラズマＣＶＭ装置とほぼ同様であり、加工用空間１４６を構成する部材と、それを移動させる駆動機構２０の構成のみが異なっている。そこで、以下ではその相違点のみを説明する。
【００５６】
＜実施例２＞
実施例１では、円筒隔壁３２の上端に取り付けられた接触子３１ａが気密容器上板４７ａ内壁を摺動することにより、導通を保ったままｘｙ方向の移動が行なわれたが、本実施例では、円筒隔壁３２を気密容器４７内壁に固定したままで、導通を保ったｘｙ方向の移動を実現した。
【００５７】
すなわち、図５に示すように、本実施例のプラズマＣＶＭ装置の仕切機構は気密容器内壁上面（すなわち気密容器上板４７ａ内壁）に固定された、加工用空間の側面を構成する円筒隔壁３２と、中央に貫通孔を有し、円筒形隔壁３２内に配置された、加工用空間１４６の底面を構成する円盤隔壁３３とを備える。また、支持部材１２は、この貫通孔を貫通して、円盤隔壁３３上に配置された支持部２１を支持する。駆動機構２０は、円盤隔壁３３を、円筒隔壁３２の軸方向に移動させる機構２０ｚを有する。円盤隔壁３３と円筒隔壁３２との間は、円盤隔壁３３に固定された接触子３１ｂが円筒隔壁３２に接触することにより導通可能に接続され、支持部２１と円盤隔壁３３との間は、支持部２１に固定された接触子５１が円盤隔壁３３に接触することにより導通可能に接続されている。本実施例のプラズマＣＶＭ装置では、電極１３０と円筒隔壁３２との距離が変化しないため、実施例１の装置よりさらに電気的に安定であり、好ましい。
【００５８】
以下に、本実施例のレンズ加工用プラズマＣＶＭ装置をさらに詳細に説明する。
本実施例の装置では、円筒隔壁３２が気密容器４７内壁に固定されており、円盤隔壁３３の内壁と円筒隔壁３２の外縁部との間の導通は、実施例１と同様に接触子３１ｂによって保たれている。なお、本実施例では、気密容器４７、円筒隔壁３２および接触子３１ｂのサイズおよび材質は実施例１と同様である。
【００５９】
本実施例の円盤隔壁３３は、直径９９９ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤状ステンレス板であり、中央に直径３００ｍｍの貫通孔５２を有する。ワークテーブル２１（直径６００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤状ステンレス板）は、円盤隔壁３３の貫通孔５２より大きくなっており、この貫通孔５２を覆うように、円盤隔壁３３上に配置されている。ワークテーブル２１の外縁部には、ワークテーブル用接触子５１が固定されている。接触子５１は、図２（ｃ）に示す、Ｓ字型に彎曲した真鍮製の板バネ（幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、）であり、その彎曲部が上下方向に弾性を有する。ワークテーブル用接触子５１は、その下面の両端のうちの一方の端部２１０ａがワークテーブル２１の上面外縁部に間隔を置かずに（すなわち、隣接する接触子どうしが接するように）並べて固定されており、他方の端部２１０ｂは、弾性力によって円盤隔壁３３の内縁部上面に押し付けられている。従って、ワークテーブル２１が水平移動または回動しても、接触子５１の下面端部２１０ｂが円盤隔壁３３上面を摺動することにより、円盤隔壁３３とワークテーブル２１との間の導通が維持される。
【００６０】
駆動用空間１４７に設けられている駆動機構２０は、実施例１と同様、ｘステージ２０ｘ、ｙステージ２０ｙ、ｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒを備えるが、その配置が異なっている。すなわち、ｘステージ２０ｘは、ｙステージ２０ｙの上に固定的に搭載されており、ｙステージ２０ｙは、ｚステージ２０ｚの上に固定的に搭載されている。回動モータ２０ｒは、ｘステージ２０ｘの上に設置されている。
【００６１】
また、本実施例では、支持棒１２の数および配置も、実施例１とは異なっている。すなわち、ｚステージ２０ｚは、４本の支持棒１２ｂ（長さ７００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）を介して円筒隔壁３２を支持しており、回動モータ２０ｒは、４本の支持棒１２ｃ（長さ３００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）を介してワークテーブル２１を支持しているが、ｘステージ２０ｘおよびｙステージ２０ｙには支持棒１２が取り付けられていない。
【００６２】
従って、ｚステージ２０ｚは、その上に搭載されたｙステージ２０ｙ、ｘステージ２０ｘ、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃと、支持棒１２ｂとを介して、円盤隔壁３３およびワークテーブル２１を、一様にｚ方向に移動させることができる。ｘステージ２０ｘおよびｙステージ２０ｙは、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃを介して、ワークテーブル２１をｘ方向またはｙ方向に、円盤隔壁３３中央の貫通孔５２内を支持棒１２ｃが移動できる自由度の範囲内で移動させることができる。回動モータ２０ｒは、支持棒１２ｃを介して、ワークテーブル２１を３６０°回動させることができる。
【００６３】
これにより、本実施例では、位置決め制御部によって駆動機構２０を制御することで、支持棒１２およびワークテーブル２１を介して被加工物２４を回動および／または移動させ、電極１３０のプラズマ生成面を、被加工物２４の加工対象部位に対向させ、それらの間を所望の間隔に保持することができる。
【００６４】
本実施例においても、実施例１と同様、接触子３１ｂ，５１によって加工用空間１４６を構成する壁面が導通可能に接続され、この導通は、円盤隔壁３３の鉛直方向の移動、ワークテーブル２１の水平方向の移動および回動のいずれによっても損なわれない。したがって、本実施例では、チャンバ内全域に高周波電力を伝送させることがないため、大口径レンズに対しても、ノイズによる駆動機構の誤作動なく、高精度の加工を容易に行なうことができる。
【００６５】
本実施例のプラズマＣＶＭ装置においても、実施例１と同様、被加工物２４の位置が加工用空間１４７の底面とともに移動するため、電気的特性の変動が少なく、安定したプラズマを得ることができる。
【００６６】
＜実施例３＞
実施例２では、円盤隔壁３３が円筒隔壁３２内を鉛直方向に移動するよう構成したが、本実施例では、図５に示すように、円筒隔壁３２底部を円盤隔壁３３が水平に移動するよう構成した。ここでは実施例２との相違点のみを説明する。
【００６７】
本実施例の円筒隔壁３２は、長さが短い（９００ｍｍ）他は、実施例２と同様であり、気密容器上板４７ａ内壁に固定されている。本実施例の円盤隔壁３３は、直径６００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのステンレス製円盤であり、中央に直径３１ｍｍの貫通孔があけられている。駆動機構２０に接続された支持棒１２が、この貫通孔を貫通して、加工空間１４６内のワークテーブル２１（直径４００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤状ステンレス板）を支持している。貫通孔の縁には、接触子３１ａと同様の形状、材質の接触子６１が複数固定されている。すなわち、各接触子６１それぞれの表（おもて）面下部２００ｂが、円盤隔壁３３の上面外縁部に間隔を置かずに（すなわち、隣接する接触子どうしが接するように）並べて固定されており、それぞれの表（おもて）面上部２００ａは、弾性力によって支持棒１２側面に押し付けられている。従って、ワークテーブル２１が鉛直方向に移動したり、水平方向に回動したりしても、接触子６１の表面上部２００ａが支持棒１２側面を摺動することにより、それらの間の導通が維持される。
【００６８】
また、円筒隔壁３２内側面下端には、接触子３１ａと同様の形状、材質の接触子６２が複数固定されている。すなわち、各接触子６２それぞれの表（おもて）面上部２００ａが、円筒隔壁３２内側面下端に間隔を置かずに（すなわち、隣接する接触子どうしが接するように）並べて固定されており、それぞれの表（おもて）面下部２００ｂは、弾性力によって円盤隔壁３３上面に押し付けられている。従って、円盤隔壁３３が水平移動しても、接触子６２の表面下部２００ｂが円盤隔壁３３上面を摺動することにより、それらの間の導通が維持される。
【００６９】
駆動用空間１４７に設けられている駆動機構２０は、下から、ｘステージ２０ｘ、ｙステージ２０ｙ、ｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒの順で重ねられており、ｙステージ２０ｙには４本の支持棒１２ｂ（長さ５００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）が、回動モータ２０ｒには１本の支持棒１２ｃ（長さ３００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）が、それぞれ接続されている。
【００７０】
従って、ｘステージ２０ｘは、その上に搭載されたｙステージ２０ｙおよび支持棒１２ｂと、ｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃとを介して、円盤隔壁３３とワークテーブル２１とをｘ方向に移動させることができる。また、ｙステージ２０ｙは、支持棒１２ｂと、ｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃとを介して、円盤隔壁３３とワークテーブル２１をｙ方向に移動させることができる。また、ｚステージ２０ｚは、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃを介して、ｚ方向に移動させることができ、回動モータ２０ｒは、支持棒１２ｃを介して、ワークテーブル２１を３６０°回動させることができる。
【００７１】
これにより、実施例１と同様、任意に被加工物２４を回動および／または移動させ、電極１３０のプラズマ生成面を、被加工物２４の加工対象部位に対向させつつ所望の間隔に保持することができる。本実施例においても、接触子３１ａ，６１によって加工用空間１４６を構成する壁面（すなわち、気密容器上板４７ａ、円筒隔壁３２および円盤隔壁３３）と、ワークテーブル２１とが導通可能に接続され、この導通は、円盤隔壁３３の水平方向の移動、ワークテーブル２１の鉛直方向の移動および水平方向の回動のいずれによっても損なわれない。したがって、本実施例では、チャンバ内全域に高周波電力を伝送させることがないため、大口径レンズに対しても、ノイズによる駆動機構の誤作動なく、高精度の加工を容易に行なうことができる。
【００７２】
＜実施例４＞
実施例１では、円筒隔壁３２および円盤隔壁３３により仕切機構を構成したが、本実施例では、図７に示すように、円筒隔壁３２と円盤隔壁３３とが一体となった構造の容器（以下、内部容器と呼ぶ）１１を仕切機構とする。このようにすれば、隔壁の構造を単純にすることができる。
【００７３】
内部容器１１（外径（直径）、高さとも１０００ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、ステンレス製）は、円盤状の底面１１ａと円筒形の側壁１１ｂとからなる。なお、側壁１１ｂには扉（図示せず）が設けられており、被加工物２４の出し入れがこの扉から行えるようになっている。内部容器１１の側壁１１ｂの上部は、実施例１の円筒部材３２と同様、接触子３１ａを介して気密容器上板４７ａ内壁に接している。これにより、内部容器１１が水平方向に移動しても、接触子３１ａの表面上部２００ａが気密容器上板４７ａ内壁を摺動することにより、それらの間の導通が維持される。
【００７４】
底面１１ａには中央に直径３１ｍｍの貫通孔があけられており、駆動機構２０に接続された支持棒１２が、この貫通孔を貫通して、内部容器１１内のワークテーブル２１（直径４００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤状ステンレス板）を支持している。貫通孔の縁には、実施例３の円盤隔壁３３の貫通孔の縁と同様に、接触子６１が複数固定されており、ワークテーブル２１が鉛直方向に移動したり、水平方向に回動したりしても、接触子６１の表面上部２００ａが支持棒１２側面を摺動することにより、それらの間の導通が維持されるようになっている。
【００７５】
駆動用空間１４７に設けられている駆動機構２０は、下から、ｘステージ２０ｘ、ｙステージ２０ｙ、ｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒの順で重ねられており、支持棒１２は、回動モータ２０ｒに接続された支持棒１２ｃ（長さ３００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材）の１本のみである。
【００７６】
従って、ｘステージ２０ｘは、その上に搭載されたｙステージ２０ｙ、ｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃを介して、ワークテーブル２１をｘ方向に移動させることができる。また、ｙステージ２０ｙは、その上に搭載されたｚステージ２０ｚ、回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃを介して、ワークテーブル２１をｙ方向に移動させることができる。なお、支持棒１２ｃは水平方向に移動する際、貫通孔側面を押すことにより内部容器１１をも水平移動させるため、結果として、ワークテーブル２１と内部容器１１とは一様に水平移動することになる。また、ｚステージ２０ｚは、その上に搭載された回動モータ２０ｒおよび支持棒１２ｃを介して、ｚ方向に移動させることができ、回動モータ２０ｒは、支持棒１２ｃを介してワークテーブル２１を３６０°回動させることができる。
【００７７】
これにより、実施例１と同様、任意に被加工物２４を回動および／または移動させ、電極１３０のプラズマ生成面を、被加工物２４の加工対象部位に対向させつつ所望の間隔に保持することができる。本実施例においても、接触子３１ａ，６１によって、加工用空間１４６を構成する壁面（すなわち、気密容器上板４７ａおよび内部容器１１）と、ワークテーブル２１とが導通可能に接続され、この導通は、内部容器１１の水平方向の移動、ワークテーブル２１の鉛直方向の移動および水平方向の回動のいずれによっても損なわれない。したがって、本実施例では、チャンバ内全域に高周波電力を伝送させることがないため、大口径レンズに対しても、ノイズによる駆動機構の誤作動なく、高精度の加工を容易に行なうことができる。
【００７８】
＜実施例５＞
実施例４では内部容器１１が水平移動するようにしたが、本実施例では、実施例２と同様、内部容器１１を気密容器上板４７ａに固定する。このようにすれば、電極１３０と内部容器側面１１ｂとの距離が変化しないため、実施例４の装置よりさらに電気的に安定であり、好ましい。
【００７９】
本実施例のレンズ加工用プラズマＣＶＭ装置は、図８に示すように、内部容器１１の側壁１１ｂ上面が気密容器上板４７ａ内壁に固定されている点と、内部容器１１の底面１１ａ中央に設けられた貫通孔の直径が大きい点、円盤隔壁３３を有する点以外は、実施例４の装置とほぼ同様である。そこで、ここでは実施例４との相違点のみを説明する。
【００８０】
内部容器底面１１ａ中央に設けられた貫通孔７１の直径は、３００ｍｍであり、この貫通孔７１は、円盤隔壁３３により覆われている（ただし、円盤隔壁３３中央の貫通孔７２の部分を除く）。本実施例の円盤隔壁３３は、直径６００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤状ステンレス板であり、中央部に直径３１ｍｍの貫通孔７２を有する。
【００８１】
円盤隔壁３３の外縁部には、実施例２で用いた接触子５１と同様の接触子７３が固定されており、円盤隔壁３３が水平移動または回動しても、接触子７３の下面端部２１０ｂが内部容器底面１１ａ上を摺動することにより、それらの間の導通が維持される。
【００８２】
ワークテーブル１２を支持する支持棒１２ｃは、内部容器底面１１ａの貫通孔７１と円盤隔壁３３中央の貫通孔７２とを貫通して駆動機構２０に接続されており、円盤隔壁３３の貫通孔７２の縁には、実施例４における内部容器底面１１ａと同様に接触子６１が複数固定されている。従って、ワークテーブル２１が鉛直方向に移動したり、水平方向に回動したりしても、接触子６１の表面上部２００ａが支持棒１２側面を摺動することにより、円盤隔壁３３とワークテーブル２１との導通が、接触子６１および支持棒１２を介して維持される。
【００８３】
なお、本実施例における駆動機構２０の構成は、実施例４と同様である。支持棒１２ｃは水平方向に移動する際、貫通孔７２側面を押すことにより円盤隔壁３３をも水平移動させるため、結果として、ワークテーブル２１は水平移動することになる。
【００８４】
これにより、実施例４と同様、大口径レンズに対しても、ノイズによる駆動機構の誤作動なく、高精度の加工を容易に行なうことができる。
【００８５】
＜実施例６＞
実施例５では内部容器１１を設けて気密容器４７内を二分したが、本実施例では、仕切機構として気密容器４７そのものに隔壁を設け、これにより内部の空間を二分する。このようにすれば、実施例５と同様、電極１３０と内部容器側面１１ｂとの距離が変化しないため、実施例３の装置よりさらに電気的に安定であり、好ましく、さらに、構成を単純にすることができる。
【００８６】
本実施例のレンズ加工用プラズマＣＶＭ装置は、図９に示すように、気密容器４７に隔壁３３ａが設けられている点と、内部容器１１がない点以外は、実施例５の装置とほぼ同様である。そこで、ここでは実施例５との相違点のみを説明する。
【００８７】
本実施例では、気密容器４７に、底面から１０００ｍｍの高さの位置に水平に隔壁３３ａ（厚さ１０ｍｍ）が設けられている。この隔壁３３ａは、気密容器４７側面に固定されており、中央に直径３００ｍｍの貫通孔８１を有する。この隔壁３３ａは、実施例５における内部容器底面１１ａと同様に機能する。すなわち、この水平隔壁３３ａの貫通孔８１は、円盤隔壁３３に覆われており、円盤隔壁３３が水平移動または回動すると、接触子７３の下面端部２１０ｂが隔壁３３ａ上面を摺動することにより導通が維持される。
【００８８】
本実施例の装置においても、実施例５と同様、大口径レンズに対して、ノイズによる駆動機構の誤作動なく、高精度の加工を容易に行なうことができる。
【００８９】
＜実施例７＞
実施例１〜８のプラズマＣＶＭ装置では、ｘ，ｙ，ｚのすべての方向に被加工物２４を移動させることができるが、平坦な平面を形成する場合には、ｚ方向に被加工物２４を移動させる必要がない。このような場合に用いられるプラズマＣＶＭ装置の実施例について、つぎに説明する。
【００９０】
本実施例のプラズマＣＶＭ装置は、実施例４の装置とほぼ同様の構成を有している。そこで、ここでは実施例４の装置との相違点のみを説明する。
【００９１】
本実施例の内部容器１１は底面１１ａに貫通孔を有しておらず、ワークテーブル２１は底面１１ａの上面中央に固定されている。本実施例のワークテーブル２１は被加工物２４を任意の高さに保持することができる。
【００９２】
駆動機構１３は、ｘステージ２０ｘ、ｙステージ２０ｙおよび回転モータ２０ｒを備え、回転モータ２０ｒに接続された支持棒１２は、内部容器１１の底部に連結されている。この支持棒１２を変位（回転または移動）させることにより、加工用空間１４６内部の電極ユニット２８が内部容器１１の側壁１１ｂに接触しない範囲で、内部容器１１ごと、その底面１１ａに固定されたワークテーブル２１を水平方向に変位（移動または回転）させることができる。本実施例の支持棒１２は、長さ５００ｍｍ、直径３０ｍｍのステンレス製棒状部材であり、その下端の高さは、駆動機構１３により一定の高さ（本実施例では、気密容器４７底面内壁から約４９５ｍｍの高さ）に保持されている。これにより、駆動機構１３による変位に拘りなく、常に、気密容器上板４７ａ内壁と内部容器側壁１１ｂ上面との距離が所定の範囲内になるため、接触子３１ａの上縁部が、気密容器４７に常に接触していることになる。従って、本実施例の装置においても、実施例５と同様、大口径レンズに対して、ノイズによる駆動機構の誤作動なく、高精度の加工を容易に行なうことができる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、大口径レンズの加工にも適用可能なプラズマＣＶＭ装置を得ることができる。また、蛇腹を用いた場合より高周波の伝送経路長を短くすることができるので、伝送経路における抵抗を小さくできる。このため、伝送中の電力の損失を少なくでき、効率的にプラズマを生成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【図２】 接触子の例を示す外観斜視図である。
【図３】 実施例１における位置決め制御部の処理を示す流れ図である。
【図４】 実施例１による加工結果を示すグラフである。
【図５】 実施例２のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【図６】 実施例３のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【図７】 実施例４のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【図８】 実施例５のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【図９】 実施例６のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【図１０】 実施例７のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【図１１】 従来のプラズマＣＶＭ装置の構成図である。
【符号の説明】
１１…内部容器、１１ａ…内部容器の底部、１１ｂ…内部容器の側壁、１２…支持棒、１２ａ…円筒隔壁用支持棒、１２ｂ…円盤隔壁用支持棒、１２ｃ…ワークテーブル用支持棒、１３…水平方向駆動機構、２０…駆動機構、２０ｒ…回動モータ、２０ｘ…ｘステージ、２０ｙ…ｙステージ、２０ｚ…ｚステージ、２１…ワークテーブル、２４…被加工物、２５…電極固定部、２６…絶縁板、２７…連結棒、２８…電極ユニット、２９…電力供給システム、３０…排気システム、３１ａ…円筒隔壁用接触子、３１ｂ…円盤隔壁用接触子、３１ｃ…ワークテーブル用接触子、３２…円筒隔壁、３３…円盤隔壁、３４…排気処理装置、４７…気密容器、４７…気密容器上板、５１…ワークテーブル用接触子、５２…円盤隔壁貫通孔、６１…支持棒用接触子、６２…円盤隔壁用接触子、７１…内部容器貫通孔、７２…円盤隔壁貫通孔、７３…円盤隔壁用接触子、８１…気密容器隔壁貫通孔、１３０…電極、１４５…加工用空間用バルブ、１４６…加工用空間、１４７…駆動用空間、１４９…駆動用空間用バルブ、１５４…高周波電源、１５５…整合器、１６１…位置決め制御部（ＮＣコントローラ）、１６２…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、１６３…主記憶装置、１６４…外部記憶装置、１６５…入出力装置（Ｉ／Ｏ）、２００ａ…接触子裏面上端部、２００ｂ…接触子裏面下端部、２００ｃ…接触子表面上端部、２１０ａ，２１０ｂ…接触子下面端部、４００ａ…接触子内側裏面端部、４００ｂ…接触子外側裏面端部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus using a radical reaction, and more particularly to a distortion-free processing apparatus suitable for manufacturing an aspheric lens used in an optical product such as a camera, a microscope, or a semiconductor manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as a machining method that has machining efficiency comparable to that of a conventional machining method and controllability for creating a shape but does not damage the machining surface unlike machining, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-125829 is known. There has been proposed a strain-free machining method using a radical reaction as described in Japanese Patent Publication No. Gazette and the like. Among these processing methods, those that use plasma to generate radicals are particularly called plasma CVM (Chemical Vaporization Machining) (Mr. et al., "Precision Proceedings of the Spring Meeting of the Precision Engineering Society" (published in 1992) ) Page 637).
[0003]
This plasma CVM is a processing method based on the following principle. That is, first, plasma is generated on the electrode under high pressure, and a reactive gas having a high electronegativity such as halogen is supplied to the plasma. Then, the molecules of the reaction gas are dissociated to form radicals rich in reactivity. Note that as the reaction gas, a substance in which the radical reacts with a substance constituting the surface of the workpiece and the reaction product becomes a gas is used. For this reason, when the generated radicals of the reaction gas come into contact with the surface of the workpiece, a reaction occurs between them, and the constituent material on the surface of the workpiece is removed by the vaporization or sublimation of the reaction product, thereby changing the surface shape. . The vaporized or sublimated volatile substance is hereinafter referred to as product gas.
[0004]
In this processing method, by generating plasma under a high pressure, it is possible to generate a radical having a high concentration that has not been conventionally obtained, and therefore a high processing speed comparable to machining can be obtained. In addition, since plasma is generated under high pressure, the plasma can be localized only around the electrode having high electric field strength. Therefore, the processing region can be limited to the vicinity of the processing electrode, and processing with extremely high spatial resolution depending on the electrode shape can be achieved. Furthermore, since machining uses physical phenomena such as plastic deformation and brittle fracture, it will damage the machined surface, but plasma CVM chemically works, so the machined surface is subject to alteration. A layer is not formed.
[0005]
Processing by plasma CVM is basically based on removing a portion where the shape of the workpiece (pre-processed shape) is convex compared to the design value. Specifically, the workpiece is attached to a positioning stage capable of numerical control (hereinafter abbreviated as NC), and is positioned opposite the workpiece surface and separated from the workpiece surface by a certain distance. Install the electrode at the position. Next, a voltage is applied between the electrode and the stage to generate plasma. A reactive gas is continuously supplied to the plasma. The positioning stage is moved by numerical control, the position to be removed is brought close to the electrode, the work surface is held in the vicinity of the electrode for a time corresponding to the removal amount, and then the work piece is sequentially moved according to the removal location. Each processing position in the surface to be processed can be finally processed into a desired shape by holding it in the vicinity of the electrode for a predetermined time. In the plasma CVM, the removal amount (that is, the processing amount) corresponds to the processing time (that is, the time for holding the processing surface in the vicinity of the electrode to which the voltage is applied). Therefore, when the machining amount is large, the machining time of the electrode is lengthened, and when it is small, the machining time is shortened.
[0006]
Such a processing apparatus using plasma CVM is proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-162523, 4-246184, and 8-318446.
[0007]
Next, an example of a conventional plasma CVM apparatus will be described with reference to FIG. In this apparatus, the inside of the hermetic container 47 of the processing apparatus is separated into two chambers of a processing space 146 and a driving space 147 through partition walls 48 a and 48 b and a bellows 49. The partition wall 48b is fixed to the partition body 48a via the bellows 49 so as to be movable up and down and left and right.
[0008]
In the processing space 146, a work table 21 for holding the workpiece 24, an electrode unit (the electrode fixing unit 25 and the electrode 130) connected to the power supply system (the high frequency power source 154 and the matching unit 155), A nozzle (not shown) connected to the gas supply system 153 is provided. The hermetic vessel 47 and the electrode fixing portion 25 are separated by an insulating plate. The airtight container 47, the partition walls 48a and 48b, and the bellows 49 are all made of a conductor and are grounded. The workpiece 24 is processed by generating a plasma by applying a high frequency voltage to the electrode 130 in a reactive gas atmosphere supplied from the gas supply system 153 to the processing space 146.
[0009]
In the drive space 147, a drive mechanism 20 for moving the work table 21 in the xyz direction is provided. Here, the vertical direction is the z direction, the horizontal direction is the x direction, and the depth direction is the y direction. The drive mechanism 20 is connected to the work table 21 via a connecting rod 27 that passes through a through-hole provided in the movable partition wall 48b in an airtight state. The connecting rod 27 is fixed to the partition wall 28b. When the support rod 128 is displaced, the connecting rod 27, the partition wall 28b, and the work table 21 are displaced within the range of the freedom of the bellows 49.
[0010]
In this apparatus, the continuity of the wall surface constituting the processing space 146 is always secured by the bellows 49, and the continuity is not impaired even if the work table 21 is moved. Therefore, since the high frequency current / voltage is transmitted to the drive mechanism side and does not become noise, the accurate operation of the drive mechanism is ensured.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the bellows is used to separate the spaces 146 and 147 as described above, it is difficult to process a large-diameter lens. This is because, in order to process a large-diameter lens, the chamber for processing must be enlarged, but since it is very difficult to manufacture a bellows with a large diameter, a CVM device capable of processing a large-diameter lens is manufactured. This is because they cannot.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a processing apparatus that can perform high-precision processing using plasma CVM and can be applied to processing of a large-diameter lens.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes an airtight container made of a conductor, a reaction gas supply mechanism for supplying a reaction gas into the airtight container, and an exhaust mechanism for discharging the gas in the airtight container. , An electrode for generating plasma in the airtight container, a support part for supporting the workpiece, and a drive mechanism for supporting the support part by a support member and displacing the support part via the support member A shape creation device for changing the shape of a workpiece by reaction between a substance constituting the workpiece and a radical of a reactive gas generated by plasma, and has a partition mechanism and a contactor. In addition, there is provided an airtight container and a partition mechanism that constitute the processing space, and a support portion connected in a conductive manner.
[0014]
The partition mechanism is a mechanism that is made of a conductor and partitions the inside of the hermetic container into at least two of a processing space and a driving space. The electrode and the support portion are disposed in the processing space. The drive mechanism is disposed in the drive space. Further, the contact is between the airtight container, the support portion, the support member and the partition mechanism and the partition mechanism so that the contacted body can be displaced relative to the contact. It is a member that is connected so as to be conductive by contacting a contacted body.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, according to the present invention, the space in the hermetic container is divided by the partition mechanism, and the electrical connection between the wall surface and the support portion constituting the processing space is maintained. As a result, it is possible to avoid transmission of high-frequency power to the portion forming the outer space for driving the hermetic container at the time of processing, so that malfunction of the driving mechanism due to noise can be avoided, and accurate operation of the driving mechanism can be ensured.
[0016]
Conduction to the partition mechanism is ensured by the contact. The contact used in the present invention may be in any contact form as long as the contacted body is relatively displaceable and the contact is maintained even during the displacement. Examples of the contactor used in the present invention include an elastic body such as a leaf spring that maintains contact by sliding, a brush, and a ball bearing that maintains contact by rolling. These contacts can be easily accommodated by increasing the number of two members to be connected and increasing the number of contacts, and it is also easy to increase the size of the contact itself. can do.
[0017]
Note that the contacts listed here maintain continuity when the contact portion of the contact moves in parallel with the surface of the contacted body. Therefore, the relative position between two members (for example, an airtight container and a partition mechanism) connected by the contactor is usually displaced in parallel with respect to one surface, but the present invention is limited to this. Absent. For example, when a member provided with a contact pad at the tip of an elastic body such as a coil is used as a contact, the contact is fixed to the A member, and the contacted body is a B member, the contact pad slides on the surface of the B member. By moving, the displacement of the A member parallel to the surface of the B member is possible while maintaining conduction, and further, the contact pad is brought into contact with the surface of the A member by the elastic body, so that it is perpendicular to the surface of the A member. The displacement of the B member in the direction is possible while maintaining conduction. Therefore, in this case, the relative position of the A member and the B member is not necessarily displaced in parallel with respect to one surface, but even if configured in this way, application to the present invention is not hindered.
[0018]
The contact used in the present invention is, for example,
(1) When fixed to the partition mechanism so as to be slidable on the inner wall of the airtight container, the surface of the support portion or the side surface of the support member,
(2) When fixed to the inner wall of the airtight container, the surface of the support portion or the side of the support member so that the partition mechanism surface can slide,
(3) When the partition mechanism is composed of two or more partition members and is fixed to the second partition member so as to be slidable on the surface of the first partition member,
There is.
[0019]
In the apparatus of the present invention, it is desirable that at least a part of the partition mechanism is connected to the drive mechanism and displaced by the drive mechanism. For example, the drive mechanism includes a rotation drive mechanism and a rectilinear drive mechanism, and the partition mechanism is connected to the rotation drive mechanism, connected to the partition wall rotated by the rotation mechanism, and the rectilinear drive mechanism. If the partition wall is moved, the machining space can be rotated and / or moved straight by the movement of the partition mechanism. In this case, the partition members are connected by a contactor so as to be conductive and displaceable. In this case, it is desirable that the partition mechanism is composed of at least three partition members. In the present specification, “rotation” refers to circular movement in either the forward or reverse direction. “Straight” refers to a linear movement, regardless of the direction.
[0020]
In the shape creation apparatus of the present invention, it is desirable that the shape around the workpiece does not change in order to obtain stable plasma. Accordingly, in the present invention, the partition mechanism has a movable member that constitutes the bottom surface of the processing space and moves in a direction perpendicular to the bottom surface by the drive mechanism, and the support portion is connected to the movable member by a contact, The drive mechanism desirably moves the movable member and the support portion uniformly in a direction perpendicular to the bottom surface of the processing space (hereinafter referred to as the vertical direction). With this configuration, the support portion moves up and down together with the movable member, so that the shape of the periphery of the support portion (that is, the periphery of the workpiece supported by the support portion) does not change. In addition, the support part may be arrange | positioned on the movable member and may comprise the bottom face of the processing space with the movable member.
[0021]
In addition, it is desirable that the partition mechanism is provided with a door at least at one place on the wall surface for taking in and out the workpiece.
[0022]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Example 1>
FIG. 1 shows a plasma processing CVM device for lens processing of this example. In this embodiment, the partition mechanism is constituted by a cylindrical partition wall (hereinafter referred to as a cylindrical partition wall) 32 and a disk-shaped partition wall (hereinafter referred to as a disk partition wall) 33. The cylindrical partition wall 32, the support, that is, the work table 21, the disk partition wall 33, and the airtight container upper plate 47a constitute a processing space 146, and the work table 21 and the disk partition wall 33 constitute the bottom surface of the processing space.
[0023]
In this embodiment, the airtight container 47 is a stainless steel cylindrical container having an outer diameter (diameter), a height of 2000 mm, and a thickness of 10 mm, in which both ends of the cylinder are sealed with a stainless steel disk. Using. The upper plate 47a is the upper part of this stainless steel disk. The cylindrical partition wall 32 is an outer diameter (diameter), a height of 1000 mm, a thickness of 10 mm, and a stainless steel cylinder, and includes only a side wall. The disk partition 33 is a stainless steel disk having a diameter of 999 mm and a thickness of 10 mm, and has a through hole having a diameter of 400 mm in the center. The work table 21 is a stainless steel disk having a diameter of 399 mm and a thickness of 10 mm. The cylindrical partition wall 32 is provided with a door (not shown) through which the workpiece 24 can be taken in and out.
[0024]
The upper edge of the cylindrical partition wall 32 is in contact with the inner wall of the airtight container upper plate 47a through the contact 31a. The contact 31a is a brass leaf spring (width: 10 mm, length: 10 mm, thickness: 0.5 mm) shown in FIG. 2 (a), and has elasticity in the vertical direction. In the following description, of the front and back surfaces of the contact 31a, a concavely curved surface is referred to as a front (front) surface, and a convexly curved surface is referred to as a back surface. The cylindrical partition wall contactor 31a has a lower end 200b on the back side thereof fixed to the upper peripheral edge of the cylindrical partition wall 32 without any gap. If the distance between the cylindrical partition wall 32 and the airtight container 47 is shorter than a predetermined distance, the back surface upper part 200a is pressed against the inner wall of the airtight container upper plate 47a by the elastic force of the contact 31a. The contact 31a slides on the inner wall of the airtight container upper plate 47a, so that the electrical connection between the airtight container 47 and the cylindrical partition wall 32 is maintained. In addition, in order to make a figure legible, illustration of contacts other than a cross section was abbreviate | omitted.
[0025]
The outer edge of the disk partition wall 33 is in contact with the inner wall of the cylindrical partition wall 32 via a disk partition contact 31b. The contact 31b is a member similar to the above-described cylindrical partition wall contact 31a, and the upper end 200c (shown in FIG. 2A) of the front (front) surface thereof is on the upper surface of the outer edge of the disk partition wall 33. They are fixed side by side without any gaps. The lower end 200b of the contact 31b is pressed against the inner wall of the cylindrical partition wall 32 by the elastic force of the member. Therefore, even if the disk partition 33 moves in the vertical direction in the cylindrical partition wall 32, the lower end 200b of the contact 31b slides on the inner wall of the cylindrical partition wall 32, whereby conduction between the cylindrical partition wall 32 and the disk partition wall 33 is established. Maintained.
[0026]
The outer edge portion of the work table 21 and the inner edge portion of the disk partition wall 33 are in contact via a work table contact 31c. As shown in FIG. 2B, the contact 31c is slightly bent at the center, bent on one side (hereinafter referred to as the outside) from the refracting portion, and flat on the other side (hereinafter referred to as the inside). , A brass leaf spring (width 10 mm, length 10 mm, thickness 0.5 mm), and its bent portion has elasticity in the vertical direction. In the following description, of the front and back surfaces of the contact 31c, the curved surface of the curved portion is referred to as a front surface, and the convex surface is referred to as a back surface. The work table contact 31 c has its inner back end 400 a arranged and fixed on the outer edge of the upper surface of the work table 21 without any gap. If the upper surface of the work table 21 and the upper surface of the disk partition wall 33 are substantially the same, a part of the outer back surface 400b of the contact 31c is pressed against the upper surface of the inner edge of the disk partition wall 33 by the elastic force of the member. It has been. Therefore, even if the work table 21 rotates horizontally around the central axis of the cylindrical partition wall 32, the outer back surface 400b of the contact 31c slides on the upper surface of the disk partition wall 33, so that the disk partition wall 33 and the work table are moved. The electrical connection with 21 is maintained. In this embodiment and each of the following embodiments, the rotation axis of “rotation” is all the central axis of the cylindrical partition wall 32 (or the side wall of the inner container described later), and the electrode 130 is installed coaxially therewith. ing.
[0027]
As described above, since the contacts 31a to 31c are made of a conductor, the wall surfaces (the airtight container upper plate 47a, the cylindrical partition wall 32, the disk partition wall 33, and the work table 21) that constitute the processing space 146 are the contacts 31a to 31c. The continuity is not impaired by any of the horizontal movement of the cylindrical partition wall 32, the vertical movement of the disk partition wall 33, and the horizontal rotation of the work table 21. With this structure, the high frequency supplied from the power supply system is transmitted only through the wall surfaces constituting the electrode unit and the processing space 146. Therefore, in this embodiment, the workpiece 24 can be arbitrarily moved or rotated without transmitting a high frequency throughout the chamber.
[0028]
Next, the configuration of the plasma CVM apparatus of this embodiment will be described. The plasma CVM apparatus of the present embodiment includes a power supply system 29, a gas supply system 153, a positioning control unit (NC) in addition to the above-described airtight container 47 and partition walls 32 and 33, contacts 31a to 31c, and work table 21. (Controller) 161, exhaust system 30, work table 21 for holding the workpiece 24, electrode unit 28, and support bars 12 that are support members for supporting the partition walls 32 and 33 or the work table 21. And a drive mechanism 20 for moving or rotating each of the partition walls 32 and 33 or the work table 21 via the support rod 12.
[0029]
The power supply system 29 includes a high frequency power source 154 (frequency 80 MHz, maximum output 1 kW) and a matching unit 155. The electrode unit 28 provided in the processing space 146 is connected to the high-frequency power source 154 through the matching unit 155, and the electrode fixing unit 25 attached to the airtight container upper plate 47a through the insulating plate 26. The electrode 130 is fixed to the electrode fixing portion 25.
[0030]
The electrode 130 is a pipe-like member, and is connected to the gas supply system 153 through an electrode fixing portion so as to be able to communicate therewith. The airtight container 47, the partition walls 32 and 33, the contacts 31a to 31c, and the work table 21 are all made of a conductor and are grounded. The workpiece 24 held on the work table 21 is processed by supplying a reactive gas from the gas supply system 153 to the tip of the electrode 130 while applying a high frequency voltage to the electrode 130 by the power supply system 29. This is performed by generating plasma. At this time, the reaction gas whose flow rate is controlled by the gas supply system 153 flows inside the pipe-shaped electrode 130 and is continuously supplied from the tip of the electrode 130 to the plasma generated at the tip of the electrode 130. In addition, the gas supply system 153 in the plasma CVM apparatus of the embodiment has a function of adjusting the flow rate of the reaction gas in the range of 30 mL / min to 100 L / min. The reaction gas can be variously selected according to the material of the workpiece 24.
[0031]
In this embodiment, the space inside the airtight container 47 and outside the area surrounded by the airtight container 47 and the partition walls 32 and 33, the contacts 31a to 31c and the work table 21 is defined as the drive space 147. A drive mechanism 20 is provided inside. The drive mechanism 20 includes an x stage 20x, a y stage 20y, a z stage 20z, and a rotation motor 20r.
[0032]
The x stage 20x has a y-stage 20y fixedly mounted thereon, the y-stage 20y has a z-stage 20z fixedly mounted thereon, and the z-stage 20z pivots thereon. A motor 20r is installed. The y stage 20y supports the cylindrical partition wall 32 via four support rods 12a (a stainless rod-like member having a length of 700 mm and a diameter of 30 mm), and the z stage 20z includes four support rods 12b ( The disc partition 33 is supported via a stainless steel rod-shaped member having a length of 500 mm and a diameter of 30 mm. The rotation motor 20r has four support rods 12c (a stainless steel rod-shaped member having a length of 300 mm and a diameter of 30 mm). The work table 21 is supported. In addition, in order to make a figure legible, illustration of the support rod 12 other than a cross section was abbreviate | omitted.
[0033]
With this structure, the x stage 20x has a cylindrical partition wall 32 and a disk partition wall 33 via a y stage 20y and a support rod 12a, a z stage 20z and a support rod 12b, a rotation motor 20r and a support rod 12c mounted thereon. The work table 21 can be moved uniformly in the x direction. Note that the x stage 20x of this embodiment has a function of moving in the x direction with a stroke of about 450 mm.
[0034]
The y stage 20y includes a cylindrical partition wall 32, a disk partition wall 33, and a work table 21 via a support bar 12a, a z stage 20z and a support bar 12b, a rotation motor 20r and a support bar 12c mounted thereon. It can be moved uniformly in the y direction. The y stage 20y of the present embodiment has a function of moving with a stroke of about 450 mm in the y direction.
[0035]
Further, the z stage 20z can move the disk partition wall 33 and the work table 21 uniformly in the z direction via the support bar 12b, the rotation motor 20r and the support bar 12c. Note that the z stage 20z of this embodiment has a function of moving in the z direction with a stroke of about 150 mm.
[0036]
The rotation motor 20r can rotate the work table 21 by 360 ° via the support bar 12c.
[0037]
Therefore, in the present embodiment, by controlling the drive mechanism 20 by the positioning control unit 161, the workpiece 24 can be rotated and / or moved via the support bar 12 and the work table 21, and the electrode 130 The plasma generation surface can be opposed to the part to be processed of the workpiece 24 and can be held at a desired interval therebetween.
[0038]
An exhaust system 30 is connected to the processing space 146 and the driving space 147. The exhaust system 30 includes an exhaust treatment device 34 and valves 145 and 149. The exhaust treatment device 34 of this embodiment includes a reaction gas and product gas treatment system (not shown), a dry pump (not shown), and an adsorption device (not shown). The processing space 146 and the exhaust treatment device 34 are communicated via a valve 145, and the drive space 147 and the exhaust treatment device 34 are communicated via a valve 149. By adjusting the valves 145 and 149, the internal pressures of the space 146 and the space 147 can be controlled.
[0039]
In addition, some of the generated gas is toxic to the human body. In this embodiment, the generated gas is sucked with a dry pump, discharged from the processing space 146, and further adsorbed with an adsorption device, and then the above gas treatment. Treated by the system and released into the atmosphere as a harmless gas.
[0040]
The positioning control unit 161 has an input / output device (I / O) 165, an external storage device 164 for holding a control operation program in advance, and holding data input through the input / output device 165, operation results, and the like. An information processing apparatus comprising: a main storage device 163 for holding a control operation program read from the external storage device 164; and a central processing unit (CPU) 162 for executing the program held in the main storage device 163 It is.
[0041]
In the positioning control unit 161 of the present embodiment, the shape data before processing of the workpiece 24, the shape design value after processing by design, and the processing conditions (input power, reaction gas concentration, reaction gas flow rate, workpiece) Are input in advance, and these values are held in the external storage device 164 together with a program for controlling the driving mechanism. As the shape data before processing of the workpiece 24, data measured using a shape measuring machine such as an interferometer or a three-dimensional measuring machine is received via the input / output device 165, or a storage medium (floppy). When the shape data is stored in advance in a disk or the like or other information processing apparatus connected via a network, the shape data may be directly input from the data.
[0042]
Next, the flow of processing in the positioning control unit 161 will be described with reference to FIG. The following processing is realized by the CPU 162 executing the instructions of the program stored in the main storage device 163. The positioning control in the CVM device of the present invention is realized by such software. However, the present invention is not limited to this, and may be realized by a hardware device such as a hard-wired logic that executes the following steps, or a combination of a pre-programmed general-purpose processor and a hardware device.
[0043]
When a processing instruction is input via the input / output device 165, the positioning control unit 161 reads the program from the external storage device 164 to the main storage device 163, and executes the following series shown in FIG. To do.
[0044]
First, when the start of processing is instructed, the positioning control unit 161 reads the shape data of the workpiece 24 and the shape (design value) to be processed from the external storage device 164 into the main storage device 163 (step 301). Next, the positioning control unit 161 compares the read design value with the shape data, and obtains the coordinates of the processing target part (hereinafter referred to as a processing point) and the processing amount at the part (step 302).
[0045]
Next, the positioning control unit 161 reads the machining conditions from the external storage device 164 (step 303), and calculates the machining time at each machining point based on the machining amount obtained in step 302 and the machining conditions (step 304). ). Note that when machining is performed with constant machining conditions, the machining amount is proportional to the stay time of the electrode on the workpiece 24.
[0046]
Subsequently, the positioning control unit 161 creates an NC program from the position data of each machining point obtained in step 302 and the machining time data of each machining point obtained in step 304 (step 305). That is, the positioning control unit 161 creates a path connecting the processing points under a predetermined condition, and determines a movement (and stay) procedure along the created path from the processing time data at each processing point. In accordance with this procedure, an NC program that is a program for operating each drive power source of the drive mechanism 20 is created. Finally, the positioning control unit 161 waits for an execution instruction to be input via the input / output device 165 (step 306), executes the created NC program, and operates the drive mechanism 20 (step 307). The process is terminated.
[0047]
In addition to the above processing, the positioning control unit 161 according to the present embodiment accepts an input of a displacement amount via the input / output device 165, and is driven so that the workpiece 24 moves with the input displacement amount. The mechanism 20 can also be controlled.
[0048]
Next, a method for manufacturing a high-precision optical lens using the plasma CVM apparatus of this embodiment will be described. As an example, an example in which an aspherical lens is formed by processing a flat work piece 24 made of quartz glass (a disk shape having a diameter of 200 mm and a thickness of 10 mm) will be described.
[0049]
First, the workpiece 24 is put into the machining space 146 from the door of the cylindrical partition wall 32, placed on the work table 21 and fixed, and then the door of the cylindrical partition wall 32 is closed and the exhaust system 30 is used to close the processing space. 146 and the drive space 147 are depressurized. Next, the gas supply system 153 allows several percent of SF to be added to He. 6 Is supplied to the processing space 146, and the processing space 146 is maintained at a certain optimum value selected from the range of several hundreds to 760 torr.
[0050]
Next, after operating the z stage 20z of the drive mechanism 20 via the alignment control unit 161 to bring the workpiece 24 close to the plasma generation surface of the electrode 130 to a predetermined distance, the input / output device 165 is turned on. Then, a predetermined value is input to the positioning control unit 161 to instruct the start of processing.
[0051]
Subsequently, the power supply system 29 applies high-frequency power of an optimum value selected from the range of several tens to several hundred watts to the electrode 130. Thereby, plasma is generated at the tip of the electrode 130. In this state, when the reaction gas is continuously supplied from the gas supply system 153 to the tip of the electrode 130 through the electrode unit 28 at a constant flow rate of about several tens of liters / minute, plasma is generated at the tip of the electrode 130. Therefore, it is considered that the reaction gas dissociates as follows by this plasma to generate radicals.
2SF 6 → S + 6F ・
This radical and quartz glass (SiO 2 ) Reacts with SiO 2 Is removed. The radical reaction at this time is considered as follows.
Figure 0003992318
In this formula, “↑” represents a gas. Note that He contained in the reaction gas does not contribute to the reaction.
[0052]
Therefore, when the NC control program 161 is instructed to execute the NC program (step 306) and the supply of the reaction gas is started, the predetermined processing point stays at the reaction position below the electrode for a time corresponding to the predetermined processing amount. Thus, the drive mechanism 20 is controlled. Thereby, SiO at a predetermined processing point 2 Is removed, and the desired shape is obtained. The gas generated by the reaction is exhausted by the exhaust system 30.
[0053]
FIG. 4 shows a processing result of an axially symmetric aspherical lens having a maximum processing depth of 0.5 μm obtained by processing a flat plate glass according to this example. In FIG. 4, the machining amount determined by the design shape is indicated by a solid line, and the measured value of the machining amount in the shape after machining is plotted by “◯”. As can be seen from this figure, according to the plasma CVM apparatus of this example, the machining could be performed with an error of about 0.1 μm PV. This processing could be performed in about 5 hours.
[0054]
As can be seen from this result, according to the plasma CVM device of the present embodiment, high-precision processing can be easily performed even for a large-diameter lens without malfunction of the drive mechanism due to noise. In the plasma CVM apparatus of this embodiment, since the position of the workpiece 24 moves together with the bottom surface of the processing space 147, the electrical characteristics do not vary much and a very stable plasma can be obtained.
[0055]
Various variations are possible for the plasma CVM apparatus described here. Examples of these will be described below. These embodiments can also be used by appropriately combining the configurations. In addition, since the high frequency power supply 154, the exhaust system 30, the gas supply system 153, and the positioning control unit 161 in the apparatuses of the following embodiments are the same as those in the first embodiment, illustration is omitted. In addition, the configuration and usage of the plasma CVM apparatus of each embodiment are almost the same as those of the plasma CVM apparatus of the first embodiment, and only the configuration of the member that forms the processing space 146 and the drive mechanism 20 that moves the member. Is different. Therefore, only the differences will be described below.
[0056]
<Example 2>
In the first embodiment, the contact 31a attached to the upper end of the cylindrical partition wall 32 slides on the inner wall of the airtight container upper plate 47a, thereby moving in the xy direction while maintaining continuity. The movement in the xy direction while maintaining conduction was realized while the cylindrical partition wall 32 was fixed to the inner wall of the airtight container 47.
[0057]
That is, as shown in FIG. 5, the partitioning mechanism of the plasma CVM device of this embodiment includes a cylindrical partition wall 32 that is fixed to the upper surface of the inner wall of the hermetic container (that is, the inner wall of the upper plate 47a of the hermetic container) and constitutes the side surface of the processing space. And a disk partition wall 33 having a through hole in the center and disposed in the cylindrical partition wall 32 and constituting the bottom surface of the processing space 146. Further, the support member 12 passes through the through hole and supports the support portion 21 disposed on the disk partition wall 33. The drive mechanism 20 includes a mechanism 20 z that moves the disk partition wall 33 in the axial direction of the cylindrical partition wall 32. Between the disk partition wall 33 and the cylindrical partition wall 32, a contact 31 b fixed to the disk partition wall 33 is connected so as to be conductive by contacting the cylindrical partition wall 32, and the support portion 21 and the disk partition wall 33 are supported. The contact 51 fixed to the part 21 is connected to the disk partition wall 33 so as to be conductive. In the plasma CVM apparatus of the present embodiment, the distance between the electrode 130 and the cylindrical partition wall 32 does not change, which is preferable because it is more electrically stable than the apparatus of the first embodiment.
[0058]
In the following, the lens processing plasma CVM apparatus of this embodiment will be described in more detail.
In the apparatus of the present embodiment, the cylindrical partition wall 32 is fixed to the inner wall of the airtight container 47, and the electrical connection between the inner wall of the disk partition wall 33 and the outer edge of the cylindrical partition wall 32 is performed by the contact 31b as in the first embodiment. It is kept. In the present embodiment, the sizes and materials of the airtight container 47, the cylindrical partition wall 32, and the contact 31b are the same as those in the first embodiment.
[0059]
The disk partition 33 of this embodiment is a disk-shaped stainless steel plate having a diameter of 999 mm and a thickness of 10 mm, and has a through hole 52 having a diameter of 300 mm in the center. The work table 21 (a disk-shaped stainless steel plate having a diameter of 600 mm and a thickness of 10 mm) is larger than the through hole 52 of the disk partition wall 33, and is disposed on the disk partition wall 33 so as to cover the through hole 52. A work table contact 51 is fixed to the outer edge of the work table 21. The contact 51 is a brass leaf spring (width 10 mm, length 20 mm, thickness 0.5 mm) bent into an S shape, as shown in FIG. 2C, and the bent portion is elastic in the vertical direction. Have The work table contact 51 is fixed side by side so that one end 210a of both ends of the lower surface thereof is not spaced from the outer edge of the upper surface of the work table 21 (that is, adjacent contacts are in contact with each other). The other end 210b is pressed against the upper surface of the inner edge of the disk partition wall 33 by elastic force. Therefore, even when the work table 21 moves or rotates horizontally, the lower surface end 210b of the contact 51 slides on the upper surface of the disk partition wall 33, so that the electrical connection between the disk partition wall 33 and the work table 21 is maintained. The
[0060]
The drive mechanism 20 provided in the drive space 147 includes the x stage 20x, the y stage 20y, the z stage 20z, and the rotation motor 20r as in the first embodiment, but the arrangement thereof is different. That is, the x stage 20x is fixedly mounted on the y stage 20y, and the y stage 20y is fixedly mounted on the z stage 20z. The rotation motor 20r is installed on the x stage 20x.
[0061]
In this embodiment, the number and arrangement of the support bars 12 are also different from those in the first embodiment. That is, the z stage 20z supports the cylindrical partition wall 32 via four support rods 12b (a stainless steel rod-like member having a length of 700 mm and a diameter of 30 mm), and the rotation motor 20r includes four support rods 12c. The work table 21 is supported via a stainless steel rod member having a length of 300 mm and a diameter of 30 mm, but the support rod 12 is not attached to the x stage 20x and the y stage 20y.
[0062]
Therefore, the z stage 20z uniformly distributes the disk partition wall 33 and the work table 21 via the y stage 20y, the x stage 20x, the rotation motor 20r, the support bar 12c, and the support bar 12b mounted thereon. Can be moved in the z direction. The x stage 20x and the y stage 20y have a degree of freedom in which the support bar 12c can move in the through hole 52 in the center of the disk partition 33 through the work table 21 in the x direction or the y direction via the rotation motor 20r and the support bar 12c. It can be moved within the range. The rotation motor 20r can rotate the work table 21 by 360 ° via the support bar 12c.
[0063]
Thus, in this embodiment, the positioning mechanism controls the drive mechanism 20 to rotate and / or move the workpiece 24 via the support rod 12 and the work table 21, and the plasma generation surface of the electrode 130. Can be made to oppose to the part to be processed of the workpiece 24, and the distance between them can be maintained at a desired interval.
[0064]
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the wall surfaces constituting the processing space 146 are connected by the contacts 31b and 51 so as to be conductive, and this conduction is caused by the vertical movement of the disk partition wall 33 and the work table 21. It is not impaired by either horizontal movement or rotation. Therefore, in this embodiment, since high-frequency power is not transmitted throughout the chamber, high-precision processing can be easily performed even on a large-diameter lens without malfunction of the drive mechanism due to noise.
[0065]
Also in the plasma CVM apparatus of the present embodiment, since the position of the workpiece 24 moves together with the bottom surface of the processing space 147 as in the first embodiment, stable plasma can be obtained with little variation in electrical characteristics. .
[0066]
<Example 3>
In the second embodiment, the disk partition wall 33 is configured to move in the vertical direction in the cylindrical partition wall 32. However, in this embodiment, the disk partition wall 33 moves horizontally at the bottom of the cylindrical partition wall 32 as shown in FIG. Configured. Here, only differences from the second embodiment will be described.
[0067]
The cylindrical partition wall 32 of the present embodiment is the same as the second embodiment except that the length is short (900 mm), and is fixed to the inner wall of the airtight container upper plate 47a. The disk partition 33 according to the present embodiment is a stainless steel disk having a diameter of 600 mm and a thickness of 10 mm, and a through hole having a diameter of 31 mm is formed in the center. A support rod 12 connected to the drive mechanism 20 passes through the through hole and supports the work table 21 (a disk-shaped stainless steel plate having a diameter of 400 mm and a thickness of 10 mm) in the processing space 146. A plurality of contacts 61 having the same shape and material as the contact 31a are fixed to the edge of the through hole. That is, the lower surface 200b of each contact 61 is fixed side by side without being spaced from the outer edge of the upper surface of the disk partition wall 33 (that is, adjacent contacts are in contact with each other). Each upper surface 200a is pressed against the side surface of the support bar 12 by an elastic force. Therefore, even if the work table 21 moves in the vertical direction or rotates in the horizontal direction, the upper surface 200a of the contactor 61 slides on the side surface of the support rod 12 so that the conduction between them is maintained. Is done.
[0068]
A plurality of contacts 62 having the same shape and material as the contact 31a are fixed to the lower end of the inner side surface of the cylindrical partition wall 32. That is, the front surface 200a of each contact 62 is fixed side by side without being spaced from the lower end of the inner surface of the cylindrical partition wall 32 (that is, adjacent contacts are in contact with each other). Each front (front) surface lower portion 200b is pressed against the upper surface of the disk partition wall 33 by an elastic force. Therefore, even if the disk partition 33 moves horizontally, the lower surface 200b of the contactor 62 slides on the upper surface of the disk partition 33, so that conduction between them is maintained.
[0069]
The drive mechanism 20 provided in the drive space 147 is stacked from the bottom in the order of the x stage 20x, the y stage 20y, the z stage 20z, and the rotation motor 20r, and the y stage 20y has four supports. A rod 12b (a stainless rod-shaped member having a length of 500 mm and a diameter of 30 mm) is connected to the rotating motor 20r, and a single support rod 12c (a stainless rod-shaped member having a length of 300 mm and a diameter of 30 mm) is connected thereto.
[0070]
Therefore, the x stage 20x moves the disk partition wall 33 and the work table 21 in the x direction via the y stage 20y and the support bar 12b mounted thereon, the z stage 20z, the rotation motor 20r and the support bar 12c. Can be moved to. The y stage 20y can move the disk partition wall 33 and the work table 21 in the y direction via the support bar 12b, the z stage 20z, the rotation motor 20r, and the support bar 12c. Further, the z stage 20z can be moved in the z direction via the rotation motor 20r and the support bar 12c, and the rotation motor 20r rotates the work table 21 through 360 degrees via the support bar 12c. be able to.
[0071]
Thereby, similarly to the first embodiment, the workpiece 24 is arbitrarily rotated and / or moved, and the plasma generation surface of the electrode 130 is held at a desired interval while facing the processing target portion of the workpiece 24. be able to. Also in the present embodiment, the wall surfaces (that is, the airtight container upper plate 47a, the cylindrical partition wall 32, and the disk partition wall 33) that constitute the processing space 146 are connected to the work table 21 by the contacts 31a and 61 so as to be electrically conductive. This conduction is not impaired by any of the horizontal movement of the disk partition 33, the vertical movement of the work table 21, and the horizontal rotation. Therefore, in this embodiment, since high-frequency power is not transmitted throughout the chamber, high-precision processing can be easily performed even on a large-diameter lens without malfunction of the drive mechanism due to noise.
[0072]
<Example 4>
In the first embodiment, the partitioning mechanism is configured by the cylindrical partition wall 32 and the disk partition wall 33. However, in this embodiment, as shown in FIG. 7, a container having a structure in which the cylindrical partition wall 32 and the disk partition wall 33 are integrated (hereinafter, referred to as a container). (Referred to as an inner container) 11 is a partition mechanism. In this way, the structure of the partition can be simplified.
[0073]
The inner container 11 (outer diameter (diameter), height of 1000 mm, thickness of 10 mm, made of stainless steel) is composed of a disk-shaped bottom surface 11 a and a cylindrical side wall 11 b. The side wall 11b is provided with a door (not shown) so that the workpiece 24 can be taken in and out from the door. Similar to the cylindrical member 32 of the first embodiment, the upper part of the side wall 11b of the inner container 11 is in contact with the inner wall of the airtight container upper plate 47a via the contact 31a. Thereby, even if the inner container 11 moves in the horizontal direction, the upper surface 200a of the contactor 31a slides on the inner wall of the airtight container upper plate 47a, thereby maintaining electrical connection therebetween.
[0074]
A through hole having a diameter of 31 mm is formed in the bottom surface 11a in the center, and a support rod 12 connected to the drive mechanism 20 passes through the through hole to form a work table 21 (diameter of 400 mm, thickness) in the inner container 11. 10 mm disk-shaped stainless steel plate). A plurality of contacts 61 are fixed to the edge of the through hole, like the edge of the through hole of the disk partition wall 33 of the third embodiment, and the work table 21 moves in the vertical direction or rotates in the horizontal direction. Even if the upper surface 200a of the contactor 61 slides on the side surface of the support rod 12, the electrical connection between them is maintained.
[0075]
The drive mechanism 20 provided in the drive space 147 is stacked from the bottom in the order of the x stage 20x, the y stage 20y, the z stage 20z, and the rotation motor 20r, and the support rod 12 includes the rotation motor 20r. There is only one support rod 12c (stainless steel rod-like member having a length of 300 mm and a diameter of 30 mm) connected to.
[0076]
Therefore, the x stage 20x can move the work table 21 in the x direction via the y stage 20y, the z stage 20z, the rotation motor 20r, and the support rod 12c mounted thereon. The y stage 20y can move the work table 21 in the y direction via the z stage 20z, the rotation motor 20r, and the support rod 12c mounted thereon. When the support bar 12c moves in the horizontal direction, the inner container 11 is also moved horizontally by pushing the side surface of the through hole. As a result, the work table 21 and the inner container 11 are moved horizontally horizontally. Become. Further, the z stage 20z can be moved in the z direction via a rotation motor 20r and a support bar 12c mounted thereon, and the rotation motor 20r moves the work table 21 via the support bar 12c. It can be rotated 360 °.
[0077]
Thereby, similarly to the first embodiment, the workpiece 24 is arbitrarily rotated and / or moved, and the plasma generation surface of the electrode 130 is held at a desired interval while facing the processing target portion of the workpiece 24. be able to. Also in the present embodiment, the wall surfaces (that is, the airtight container upper plate 47a and the inner container 11) constituting the processing space 146 and the work table 21 are connected by the contacts 31a and 61 so as to be conductive. It is not impaired by any of the horizontal movement of the inner container 11, the vertical movement of the work table 21, and the horizontal rotation. Therefore, in this embodiment, since high-frequency power is not transmitted throughout the chamber, high-precision processing can be easily performed even on a large-diameter lens without malfunction of the drive mechanism due to noise.
[0078]
<Example 5>
In the fourth embodiment, the inner container 11 is moved horizontally, but in this embodiment, the inner container 11 is fixed to the airtight container upper plate 47a as in the second embodiment. In this case, since the distance between the electrode 130 and the inner container side surface 11b does not change, it is more electrically stable than the apparatus of the fourth embodiment, which is preferable.
[0079]
As shown in FIG. 8, the lens processing plasma CVM apparatus of the present embodiment is provided at a point where the upper surface of the side wall 11 b of the inner container 11 is fixed to the inner wall of the airtight container upper plate 47 a and at the center of the bottom surface 11 a of the inner container 11. The apparatus is substantially the same as the apparatus of Example 4 except that the diameter of the formed through hole is large and the disk partition 33 is provided. Therefore, here, only differences from the fourth embodiment will be described.
[0080]
The diameter of the through hole 71 provided in the center of the inner container bottom surface 11a is 300 mm, and the through hole 71 is covered with the disk partition wall 33 (however, the portion of the through hole 72 in the center of the disk partition wall 33 is excluded). . The disk partition 33 of the present embodiment is a disk-shaped stainless steel plate having a diameter of 600 mm and a thickness of 10 mm, and has a through hole 72 having a diameter of 31 mm at the center.
[0081]
A contactor 73 similar to the contactor 51 used in the second embodiment is fixed to the outer edge of the disk partition wall 33. Even if the disk partition wall 33 moves or rotates horizontally, the lower end of the contactor 73 is fixed. When 210b slides on the inner container bottom surface 11a, conduction between them is maintained.
[0082]
The support bar 12 c that supports the work table 12 is connected to the drive mechanism 20 through the through hole 71 in the inner container bottom surface 11 a and the through hole 72 in the center of the disk partition wall 33. Similar to the inner container bottom surface 11a in the fourth embodiment, a plurality of contacts 61 are fixed to the edge. Therefore, even if the work table 21 moves in the vertical direction or rotates in the horizontal direction, the upper surface 200a of the contactor 61 slides on the side surface of the support rod 12, so that the disk partition wall 33 and the work table 21 are moved. Is maintained through the contact 61 and the support rod 12.
[0083]
The configuration of the drive mechanism 20 in the present embodiment is the same as that in the fourth embodiment. When the support bar 12c moves in the horizontal direction, the disk partition wall 33 is also moved horizontally by pushing the side surface of the through-hole 72. As a result, the work table 21 moves horizontally.
[0084]
As a result, similarly to the fourth embodiment, high-precision processing can be easily performed on a large-diameter lens without malfunction of the drive mechanism due to noise.
[0085]
<Example 6>
In the fifth embodiment, the inner container 11 is provided to bisect the inside of the hermetic container 47. However, in this embodiment, a partition is provided in the hermetic container 47 itself as a partitioning mechanism, thereby dividing the inner space into two. In this way, as in the fifth embodiment, the distance between the electrode 130 and the inner container side surface 11b does not change, so that it is more electrically stable than the apparatus of the third embodiment, which is preferable, and the configuration is further simplified. be able to.
[0086]
As shown in FIG. 9, the lens processing plasma CVM apparatus of the present embodiment is almost the same as the apparatus of the fifth embodiment except that the airtight container 47 is provided with a partition wall 33a and the inner container 11 is not provided. It is. Therefore, here, only differences from the fifth embodiment will be described.
[0087]
In the present embodiment, the airtight container 47 is provided with a partition wall 33a (thickness 10 mm) horizontally at a position 1000 mm from the bottom. The partition wall 33a is fixed to the side surface of the airtight container 47 and has a through hole 81 having a diameter of 300 mm at the center. The partition wall 33a functions in the same manner as the inner container bottom surface 11a in the fifth embodiment. That is, the through hole 81 of the horizontal partition wall 33a is covered with the disk partition wall 33, and when the disk partition wall 33 moves or rotates horizontally, the lower surface end 210b of the contactor 73 slides on the upper surface of the partition wall 33a. Conductivity is maintained.
[0088]
In the apparatus of the present embodiment, as in the fifth embodiment, high-precision processing can be easily performed on a large-diameter lens without malfunction of the drive mechanism due to noise.
[0089]
<Example 7>
In the plasma CVM apparatuses according to the first to eighth embodiments, the workpiece 24 can be moved in all the x, y, and z directions. However, when a flat plane is formed, the workpiece 24 is moved in the z direction. There is no need to move. Next, an embodiment of the plasma CVM apparatus used in such a case will be described.
[0090]
The plasma CVM apparatus according to the present embodiment has substantially the same configuration as the apparatus according to the fourth embodiment. Therefore, only differences from the apparatus of the fourth embodiment will be described here.
[0091]
The inner container 11 of this embodiment does not have a through hole in the bottom surface 11a, and the work table 21 is fixed at the center of the top surface of the bottom surface 11a. The work table 21 of the present embodiment can hold the workpiece 24 at an arbitrary height.
[0092]
The drive mechanism 13 includes an x stage 20 x, a y stage 20 y, and a rotation motor 20 r. A support rod 12 connected to the rotation motor 20 r is coupled to the bottom of the inner container 11. By displace (rotate or move) the support rod 12, the workpiece fixed to the bottom surface 11a of the inner container 11 together with the inner container 11 within a range where the electrode unit 28 inside the processing space 146 does not contact the side wall 11b of the inner container 11. The table 21 can be displaced (moved or rotated) in the horizontal direction. The support rod 12 of this embodiment is a stainless steel rod-like member having a length of 500 mm and a diameter of 30 mm. The lower end of the support rod 12 is fixed by the drive mechanism 13 (in this embodiment, from the bottom inner wall of the airtight container 47). (Height of about 495 mm). As a result, the distance between the inner wall of the airtight container upper plate 47a and the upper surface of the inner container side wall 11b is always within a predetermined range regardless of the displacement by the drive mechanism 13, so You will always be in contact with. Therefore, also in the apparatus of the present embodiment, as in the fifth embodiment, high-precision machining can be easily performed on a large-diameter lens without malfunction of the drive mechanism due to noise.
[0093]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a plasma CVM device that can be applied to processing of a large-diameter lens. Further, since the high-frequency transmission path length can be shortened compared to the case of using the bellows, the resistance in the transmission path can be reduced. Therefore, power loss during transmission can be reduced, and plasma can be generated efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a plasma CVM apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an external perspective view showing an example of a contact.
FIG. 3 is a flowchart showing processing of a positioning control unit according to the first embodiment.
4 is a graph showing a processing result according to Example 1. FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of a plasma CVM apparatus according to a second embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of a plasma CVM apparatus according to a third embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram of a plasma CVM apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram of a plasma CVM apparatus according to a fifth embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram of a plasma CVM apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 10 is a configuration diagram of a plasma CVM apparatus according to a seventh embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional plasma CVM apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Internal container, 11a ... Bottom part of internal container, 11b ... Side wall of internal container, 12 ... Support bar, 12a ... Support bar for cylindrical partition, 12b ... Support bar for disk partition, 12c ... Support bar for work table, 13 ... Horizontal direction drive mechanism, 20 ... drive mechanism, 20r ... rotation motor, 20x ... x stage, 20y ... y stage, 20z ... z stage, 21 ... work table, 24 ... workpiece, 25 ... electrode fixing part, 26 ... Insulating plate, 27 ... connecting rod, 28 ... electrode unit, 29 ... power supply system, 30 ... exhaust system, 31a ... contact for cylindrical partition, 31b ... contact for disk partition, 31c ... contact for work table, 32 ... Cylindrical partition, 33 ... disk partition, 34 ... exhaust treatment device, 47 ... airtight container, 47 ... airtight container upper plate, 51 ... work table contact, 52 ... disk partition through hole, 61 ... support rod Contact, 62 ... Disc partition contact, 71 ... Inner container through hole, 72 ... Disc partition through hole, 73 ... Disc partition contact, 81 ... Airtight container partition through hole, 130 ... Electrode, 145 ... Processing space Valves, 146 ... machining space, 147 ... drive space, 149 ... drive space valve, 154 ... high frequency power supply, 155 ... matching unit, 161 ... positioning controller (NC controller), 162 ... central processor CPU), 163 ... main storage device, 164 ... external storage device, 165 ... input / output device (I / O), 200a ... contact back upper end, 200b ... contact back lower end, 200c ... contact top upper end, 210a, 210b ... contact lower surface end, 400a ... contact inner back end, 400b ... contact outer back end.

Claims (6)

被加工物を構成する物質と、プラズマによって生成した反応ガスのラジカルとの反応により、被加工物の形状を変化させるための形状創成装置において、
導体からなる気密容器と、反応ガスを該気密容器内に供給する反応ガス供給機構と、該気密容器内の基体を排出する排出機構とを備え、
上記気密容器は、
上記プラズマを生成させるための電極と、
上記被加工物を支持するための支持部と、
上記支持部を支持部材により支持し、該支持部材を介して上記支持部を変位させる駆動機構と、
上記気密容器の内部を、加工用空間と駆動用空間との少なくとも２つに区切る、導体からなる仕切機構と、を内部に有し、
上記仕切機構は、
上記加工用空間の底面を構成する隔壁と、
壁面を構成する隔壁と、からなり、
上記気密容器、上記支持部、上記支持部材、上記底面を構成する隔壁、および、上記壁面を構成する隔壁の各部材より構成される上記加工空間において、上記各部材の間を、導通可能に接続する接触子と、を備え、
上記接触子は、
被接触体が、該接触子に対して相対的に変位可能なように、該被接触体に接触し、
上記電極及び上記支持部は、
上記加工用空間に配置され、
上記加工用空間を構成する上記気密容器および上記仕切機構と、上記支持部とが、導通可能に接続されていること
を特徴とする形状創成装置。 In the shape creation device for changing the shape of the workpiece by the reaction between the substance constituting the workpiece and the radical of the reactive gas generated by the plasma,
An airtight container made of a conductor, a reaction gas supply mechanism for supplying a reaction gas into the airtight container, and a discharge mechanism for discharging the substrate in the airtight container;
The airtight container is,
And electrodes for generating the above SL plasma,
A support portion for supporting the workpiece,
A drive mechanism for supporting the support portion by a support member and displacing the support portion via the support member ;
The interior of the upper Symbol airtight container, delimiting at least two of the processing space and the driving space has a partition mechanism made of a conductor, an inside,
The partition mechanism is
A partition wall constituting the bottom surface of the processing space;
A partition that forms the wall,
In the processing space constituted by each member of the airtight container, the support portion, the support member, the partition wall constituting the bottom surface, and the partition wall constituting the wall surface, the members are connected to be conductive. A contactor, and
The contact is
The contacted body is in contact with the contacted body so that the contacted body can be displaced relative to the contact;
The electrode and the support part are
Arranged in the processing space,
The shape generating apparatus, wherein the airtight container and the partition mechanism constituting the processing space and the support portion are connected to be conductive. 請求項１記載の形状創成装置において、
上記接触子は、上記被接触体表面に摺動可能に接触していること
を特徴とする形状創成装置。In the shape creation apparatus of Claim 1,
The shape generating device, wherein the contact is slidably in contact with the surface of the contacted body. 請求項１記載の形状創成装置において、
上記仕切機構の少なくとも一部は、
上記駆動機構に接続され、該駆動機構により変位すること
を特徴とする形状創成装置。In the shape creation apparatus of Claim 1,
At least a part of the partition mechanism is
A shape generating device connected to the drive mechanism and displaced by the drive mechanism. 請求項３記載の形状創成装置において、
上記駆動機構は、回動駆動機構と、直進駆動機構とを備え、
上記仕切機構は、上記回動駆動機構に接続され、該回動機構により回動する隔壁と、上記直進駆動機構に接続され、該直進機構により移動する隔壁とを備えること
を特徴とする形状創成装置。In the shape creation apparatus of Claim 3,
The drive mechanism includes a rotation drive mechanism and a straight drive mechanism,
The partition mechanism includes a partition wall connected to the rotation drive mechanism and rotated by the rotation mechanism, and a partition wall connected to the rectilinear drive mechanism and moved by the rectilinear mechanism. apparatus. 請求項１記載の形状創成装置において、
上記底面を構成する隔壁は、
上記駆動機構により該底面に垂直な方向に変位する可動部材であって、
上記支持部は、上記可動部材に、接触子により接続され、
上記駆動機構は、上記可動部材と上記支持部とを、上記加工用空間底面に垂直な方向に一様に移動させること
を特徴とする形状創成装置。In the shape creation apparatus of Claim 1,
The partition wall constituting the bottom surface is
A movable member that is displaced in a direction perpendicular to the bottom surface by the drive mechanism ,
The support portion is connected to the movable member by a contact,
The shape generating device, wherein the drive mechanism moves the movable member and the support portion uniformly in a direction perpendicular to the bottom surface of the processing space. 請求項５記載の形状創成装置において、
上記仕切機構は、
上記気密容器内壁上面に固定された、上記加工用空間の側面を構成する円筒形の隔壁を、さらに備え、
上記可動部材は、中央に貫通孔を有し、上記円筒形隔壁内に配置された、上記加工用空間の底面を構成する円盤状の隔壁であり、
上記支持部材は、上記貫通孔を貫通して、上記円盤状隔壁上面に上記接触子を介して接続された上記支持部を支持しており、
上記駆動機構は、上記円盤状隔壁を、上記円筒形隔壁の軸方向に移動させる機構を有し、
上記円盤状隔壁と上記円筒形隔壁との間は、上記円盤状隔壁に固定された上記接触子が上記円筒形隔壁に接触することにより導通可能に接続され、
上記支持部と上記円盤状隔壁との間は、上記支持部に固定された上記接触子が上記円盤状隔壁に接触することにより導通可能に接続されていること
を特徴とする形状創成装置。In the shape creation apparatus of Claim 5,
The partition mechanism is
A cylindrical partition that is fixed to the upper surface of the inner wall of the hermetic container and that forms a side surface of the processing space, further includes:
The movable member is a disk-shaped partition wall having a through-hole at the center and disposed in the cylindrical partition wall and constituting the bottom surface of the processing space.
The support member supports the support portion that penetrates the through hole and is connected to the upper surface of the disk-shaped partition wall via the contact.
The drive mechanism has a mechanism for moving the disk-shaped partition wall in the axial direction of the cylindrical partition wall,
Between the disk-shaped partition wall and the cylindrical partition wall, the contact fixed to the disk-shaped partition wall is connected to be able to conduct by contacting the cylindrical partition wall,
The shape generating apparatus, wherein the contact portion fixed to the support portion is connected between the support portion and the disk-shaped partition wall so as to be conductive when contacting the disk-shaped partition wall.
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