等离子体刻蚀设备制造技术

本发明专利技术提供一种等离子体刻蚀设备，包括有阴极结构，所述阴极结构包括阴极板、用于罩所述阴极板的阳极罩筒和绝缘板，所述阳极罩筒的一端用于设置玻璃工件，使所述玻璃工件与所述阳极罩筒和所述绝缘板配合形成电气绝缘腔，以使所述阴极板与所述阳极罩筒电绝缘。所述等离子体刻蚀设备简单，加工效率高；而且该设备采用低温等离子技术降低等离子体对加工工件的热辐射，达到在加工工件表面进行低温快速、高效细微刻蚀加工的目的。

【技术实现步骤摘要】
等离子体刻蚀设备
本专利技术涉及一种等离子体刻蚀设备，尤其涉及一种用于在硅系材料表面，如玻璃表面进行刻蚀的等离子体刻蚀设备。
技术介绍
玻璃属于无机硅物质中的一种，非晶态固体，易碎、透明，现代人已不再满足于物理式机械手段进行表面纹理的制作，主要是因为机械刻蚀手段的效率低且不易加工微纳米量级的表面纹理，所以，目前人们主要致力于采用化学、等离子体刻蚀或激光等方式对玻璃表面进行表面纹理的加工。现有的关于等离子体刻蚀设备的专利也不少，如，申请号为“201310541608.0”、专利技术名称为“等离子体刻蚀设备及方法”的专利技术专利申请公开一种等离子体刻蚀设备包括综合工艺腔室；综合工艺腔室包括转台、转台轴、升降卡盘、沉积反应腔室与刻蚀反应腔室；转台上设置多个晶片卡槽，晶片卡槽用于放置晶片；每个沉积反应腔室或每个刻蚀反应腔室分别对应一个升降卡盘；转台轴带动转台将晶片卡槽中的晶片分别多次交替转到沉积反应腔室和刻蚀反应腔室，并由所述升降卡盘推进所述沉积反应腔室和刻蚀反应腔室，经多次薄膜沉积及刻蚀，达到提高刻蚀选择比的目的。该种设备虽然可以在玻璃等硅系材料中进行刻蚀，但需要沉积反应腔室和刻蚀反应腔室，使得该等离子体刻蚀设备的结构比较复杂，而且难以在硅系材料表面进行微纳细微刻蚀的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种等离子体刻蚀设备，以解决上述问题。本专利技术提供一种等离子体刻蚀设备，包括有设置有气体原料进气口的等离子体发生室、与所述等离子体发生室连通的抽真空装置、设置在所述等离子体发生室内部的阳极结构和与所述阳极结构间隔设置的阴极结构，所述阳极结构和所述阴极结构分别设置所述等离子体发生室内部相对设置的两端，所述阳极结构与所述等离子体发生室电连接，所述阴极结构与所述等离子体发生室电绝缘，其中，所述阴极结构包括阴极板、用于罩所述阴极板的阳极罩筒和绝缘板，所述阳极罩筒的一端用于设置玻璃工件，使所述玻璃工件与所述阳极罩筒和所述绝缘板配合形成电气绝缘腔，以使所述阴极板与所述阳极罩筒电绝缘。其中，所述阴极板固定在所述绝缘板上，所述阴极板处于所述阳极罩筒、玻璃工件和所述绝缘板所围成的封闭空间内，使得所述封闭空间内等离子体无法发生。所述阴极板通过绝缘板与所述等离子体电离室电绝缘。所述阴极结构不受形状的限制，所述阴极结构的形状与所述玻璃工件的形成对应，即，所述阴极结构的形状基本上与所述玻璃工件的形状一致，例如圆形对应圆形玻璃，方形对应方形玻璃，而多边形对应多边形玻璃，但基本结构形态并不改变。所述等离子体发生室与地线连接。基于上述，所述阴极板上连接有阴极导入线，所述阴极导入线通过绝缘套与所述等离子体电离室电绝缘。基于上述，所述阴极结构设置于所述等离子体发生室的底端，所述绝缘板位于所述等离子体发生室内部底端，所述阴极板位于所述绝缘板的上方，所述阳极罩筒用于罩所述阴极板和所述绝缘板。基于上述，所述抽真空装置使得所述等离子体发生室中的真空度不低于5×10-3Pa。基于上述，所述阴极板与所述阳极罩筒的内侧壁的间隙为1～2mm，所述阴极板与所述玻璃工件之间的距离为4～5mm。基于上述，所述阳极结构包括与所述等离子体反应室电连接的阳极板和调节所述阳极板与所述阳极罩筒之间间距的距离调节器，如波纹管式距离调节器。其中，在所述阴极结构中，所述玻璃工件与所述阴极板不接触，而使其处于所述阳极罩筒之上，与所述阳极结构直接对应，所述玻璃工件的高绝缘性并不妨碍所述阴极板和所述阳极板之间在交变电场中形成等离子体；因此，在所述等离子体发生室中，所述阳极板与玻璃工件间的间距ST可调，其调整范围可在0到100mm范围内，所述等离子体刻蚀设备通过控制ST距离可以控制等离子体的刻蚀强度，以得到不同密度的表面纹理结构。优选地，所述阳极板与所述玻璃板之间的距离为30～70mm之间。所述等离子体刻蚀设备还包括分别与所述阳极结构和所述阴极结构连接的等离子发生源。其中，所述等离子发生源为交变等离子发生电源、高频交变等离子发生源，如RF射频电源等，或者为微波等离子发生源等。其中，所述等离子体刻蚀设备适用于各种硅酸盐玻璃的表面纹理刻蚀处理，如石英玻璃、钠钙玻璃、高硅氧玻璃、铝硅酸盐玻璃、铅硅酸盐玻璃和硼硅酸盐玻璃等。所述等离子体刻蚀设备还包括与所述气体原料进气口连接的供气系统。与现有技术相比，本专利技术提供的等离子体刻蚀设备，在所述等离子体发生室中，等离子体发生时，由于所述阴极板被封闭，处于所述阳极罩筒和所述玻璃工件的包容中，所述阴极板与所述阳极罩筒的内侧壁的间隙为1～2mm，所述阴极板与所述玻璃工件之间的距离为4～5mm，使得相互之间的间隙比较小，等离子体不能在所述绝缘封闭空间内形成，等离子体只能处于所述阳极板和所述玻璃工件之间，并对处于等离子体侧的玻璃表面进行刻蚀，形成表面纹理结构，因此，该设备不需要额外增加反应沉积室，使得该等离子体刻蚀设备的结构比较简单；另外，该等离子体刻蚀设备不用通过额外的加热器加热玻璃工件，依靠等离子体的辐射使得玻璃工件自然升温，并通过控制所述等离子体发生室中的气压和等离子发生源的输入功率控制加热温度，实现了采用低温等离子技术降低等离子体对玻璃的热辐射，从而达到低温快速、高效刻蚀的目的；此外，所述等离子体刻蚀设备还能够快速在玻璃等硅系材料表面形成一定粗糙度的刻蚀表面，且表面纹理密度可控，满足不同的表面纹理需求的要求。附图说明图1是本专利技术实施例提供的等离子体设备的结构示意图。图2是玻璃工件置于图1中的阴极结构上的工作原理示意图。图3是由图1所述的等离子体设备在玻璃工件表面纹理结构的一个显微照片。图4是由图1所述的等离子体设备在玻璃工件表面纹理结构的一个显微照片。图5是由图1所述的等离子体设备在玻璃工件表面纹理结构的一个显微照片。其中，各图中的元件符号1、气体原料进气口，2、等离子体发生室，3、阳极结构，4、阴极结构，5、阳极板，6、波纹管式距离调节器，7、阴极板，8、阳极罩筒，9、绝缘板，10、玻璃工件，11、阴极导入线，12、绝缘套，13、抽真空装置，14、RF射频等离子发生源，15、供气系统。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。请参见图1和图2，本专利技术实施例提供一种用于刻蚀玻璃工件10的等离子体刻蚀设备，其包括设置有气体原料进气口1的等离子体发生室2、与所述等离子体发生室2连通的抽真空装置13、设置在所述等离子体发生室2内部的阳极结构3和与所述阳极结构3间隔设置的阴极结构4。所述阳极结构3设置在所述等离子体发生室2的顶部并与所述等离子体发生室2电连接，所述阴极结构4设置在所述等离子体发生室2的底部并与所述等离子体发生室2电绝缘。本实施例中，所述等离子体刻蚀设备还包括有分别与所述阳极结构3和所述阴极结构4连接的RF射频等离子发生源14，该RF射频等离子电源14的正极接地，所述等离子体发生室2的外壳也接地，并且所述阳极结构3与所述等离子体发生室2的外壳连通，形成电场回路。其中，在其他实施例中，所述等离子体发生电源还可以用高频等离子发生电源、微波等离子发生电源，或其他交变等离子发生电源代替。本实施例中，所述抽真空装置13采用两级真空系统，主真空泵采用分子真空泵或扩散真空泵，初级泵采用旋片式真空泵，确保系统真空达到5×10-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体刻蚀设备，包括有设置有气体原料进气口的等离子体发生室、与所述等离子体发生室连通的抽真空装置、设置在所述等离子体发生室内部的阳极结构和与所述阳极结构间隔设置的阴极结构，所述阳极结构和所述阴极结构分别设置所述等离子体发生室内部相对设置的两端，所述阳极结构与所述等离子体发生室电连接，所述阴极结构与所述等离子体发生室电绝缘，其特征在于：所述阴极结构包括阴极板、用于罩所述阴极板的阳极罩筒和绝缘板，所述阳极罩筒的一端用于设置玻璃工件，使所述玻璃工件与所述阳极罩筒和所述绝缘板配合形成电气绝缘腔，以使所述阴极板与所述阳极罩筒电绝缘。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体刻蚀设备，包括有设置有气体原料进气口的等离子体发生室、与所述等离子体发生室连通的抽真空装置、设置在所述等离子体发生室内部的阳极结构和与所述阳极结构间隔设置的阴极结构，所述阳极结构和所述阴极结构分别设置所述等离子体发生室内部相对设置的两端，所述阳极结构与所述等离子体发生室电连接，所述阴极结构与所述等离子体发生室电绝缘，其特征在于：所述阴极结构包括阴极板、用于罩所述阴极板的阳极罩筒和绝缘板，所述阳极罩筒的一端用于设置玻璃工件，使所述玻璃工件与所述阳极罩筒和所述绝缘板配合形成电气绝缘腔，以使所述阴极板与所述阳极罩筒电绝缘。2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀设备，其特征在于：所述阴极板上连接有阴极导入线，所述阴极导入线通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑锦华，王俊杰，廖晓燕，吴双，魏新煦，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41