基于扫描探针的微细加工技术作为一种无掩模的扫描微细加工技术，因其所需设备简单和加工精度高达纳米量级，目前已在纳米机械加工等诸多领域受到广泛关注和研究。但这种加工技术在实用化之前，还存在诸如加工效率低，可加工材料有限，无法实现对功能材料的直接加工等不足。利用局域化的微小等离子体进行直接刻蚀加工，则是解决上述问题的重要途径。我们将微小等离子体发生装置集成在扫描探针上，提出了一种新的基于并行探针驱动的扫描等离子体刻蚀加工方法。 论文的主要研究工作如下：1)在直流等离子体放电和空心阴极放电的理论基础上，研究了扫描等离子体刻蚀加工系统的核心器件——倒金字塔结构的微小等离子体反应器的产生机理和参数尺度效应，并对其放电过程进行了数值仿真。数值仿真的结果显示当放电气体为SF6，工作气压在5-9kPa之间时，有效刻蚀成分——氟原子浓度在1×1010-1.5×1012cm-3之间变化，并集中分布在靠近空心阴极底部区域，为后续微小等离子体的导出和实现高效率的刻蚀加工提供了理论依据。 2)首次提出了一种新的基于并行探针驱动的扫描等离子体加工技术。该方法通过将微小等离子体反应器集成在扫描探针微悬臂梁上，并通过针尖处的微孔将等离子体约束后引入到基片表面实现直接刻蚀加工。通过使用微小等离子体进行的直接刻蚀加工，加工效率高，可加工多种功能材料，有效解决了基于扫描探针的加工方法效率低，可加工材料有限的缺点。通过含亚微米尺度微孔的空心针尖，可实现微小等离子体有效导出和约束，提高了刻蚀加工的分辨率。通过集成在微悬臂梁上的压电陶瓷薄膜可实现加工过程中的自进给和自检测，当采用微悬臂梁阵列时可实现并行扫描加工。通过对微小等离子体反应器、空心针尖和压电陶瓷薄膜制作方法的研究，验证了用特种压电陶瓷微悬臂梁进行扫描刻蚀加工的可行性。 3)组建了一套实验测量系统，表征了微小等离子体反应器的电学性能和光谱特性。由实验结果得到，当器件特征尺寸在50-100μm，工作气压在5-12kPa之间，工作电压在350-480V之间时，可产生稳定的放电，且可观测到显著的氟原子特征光谱，在实验角度进一步验证了微小等离子体反应器中产生了高浓度的氟原子，将其应用到扫描等离子体加工中去是切实可行的。基于以上研究，本文在以下方面具有创新之处：1)扫描等离子体加工是本文首次提出的全新的扫描无掩模微细加工技术，通过在扫描探针上集成微小等离子体反应器，可实现直接的扫描刻蚀加工，并具有刻蚀效率高，可加工材料广泛以及装置简单、分辨率高等优点，适合于多品种、小批量的微纳米器件的加工。2)通过倒金字塔形状的微小等离子体反应器可产生高浓度、稳定的放电，且其中的有效刻蚀成分含量高，可用于高效率的扫描刻蚀加工。3)通过带有亚微米尺度微孔结构的空心针尖，可实现微小等离子体有效约束和导出，为扫描刻蚀加工的分辨率的提高提供了保证。