等離子體刻蝕設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種等離子體刻蝕設(shè)備，尤其涉及一種用于在硅系材料表面，如玻璃表面進(jìn)行刻蝕的等離子體刻蝕設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃屬于無機(jī)硅物質(zhì)中的一種，非晶態(tài)固體，易碎、透明，現(xiàn)代人已不再滿足于物理式機(jī)械手段進(jìn)行表面紋理的制作，主要是因?yàn)闄C(jī)械刻蝕手段的效率低且不易加工微納米量級(jí)的表面紋理，所以，目前人們主要致力于采用化學(xué)、等離子體刻蝕或激光等方式對(duì)玻璃表面進(jìn)行表面紋理的加工。
[0003]現(xiàn)有的關(guān)于等離子體刻蝕設(shè)備的專利也不少，如，申請(qǐng)?zhí)枮椤?01310541608.0”、發(fā)明名稱為“等離子體刻蝕設(shè)備及方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)公開一種等離子體刻蝕設(shè)備包括綜合工藝腔室；綜合工藝腔室包括轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)軸、升降卡盤、沉積反應(yīng)腔室與刻蝕反應(yīng)腔室；轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置多個(gè)晶片卡槽，晶片卡槽用于放置晶片；每個(gè)沉積反應(yīng)腔室或每個(gè)刻蝕反應(yīng)腔室分別對(duì)應(yīng)一個(gè)升降卡盤；轉(zhuǎn)臺(tái)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)將晶片卡槽中的晶片分別多次交替轉(zhuǎn)到沉積反應(yīng)腔室和刻蝕反應(yīng)腔室，并由所述升降卡盤推進(jìn)所述沉積反應(yīng)腔室和刻蝕反應(yīng)腔室，經(jīng)多次薄膜沉積及刻蝕，達(dá)到提高刻蝕選擇比的目的。該種設(shè)備雖然可以在玻璃等硅系材料中進(jìn)行刻蝕，但需要沉積反應(yīng)腔室和刻蝕反應(yīng)腔室，使得該等離子體刻蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且難以在硅系材料表面進(jìn)行微納細(xì)微刻蝕的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種等離子體刻蝕設(shè)備，以解決上述問題。
[0005]本發(fā)明提供一種等離子體刻蝕設(shè)備，包括有設(shè)置有氣體原料進(jìn)氣口的等離子體發(fā)生室、與所述等離子體發(fā)生室連通的抽真空裝置、設(shè)置在所述等離子體發(fā)生室內(nèi)部的陽極結(jié)構(gòu)和與所述陽極結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置的陰極結(jié)構(gòu)，所述陽極結(jié)構(gòu)和所述陰極結(jié)構(gòu)分別設(shè)置所述等離子體發(fā)生室內(nèi)部相對(duì)設(shè)置的兩端，所述陽極結(jié)構(gòu)與所述等離子體發(fā)生室電連接，所述陰極結(jié)構(gòu)與所述等離子體發(fā)生室電絕緣，其中，所述陰極結(jié)構(gòu)包括陰極板、用于罩所述陰極板的陽極罩筒和絕緣板，所述陽極罩筒的一端用于設(shè)置玻璃工件，使所述玻璃工件與所述陽極罩筒和所述絕緣板配合形成電氣絕緣腔，以使所述陰極板與所述陽極罩筒電絕緣。
[0006]其中，所述陰極板固定在所述絕緣板上，所述陰極板處于所述陽極罩筒、玻璃工件和所述絕緣板所圍成的封閉空間內(nèi)，使得所述封閉空間內(nèi)等離子體無法發(fā)生。所述陰極板通過絕緣板與所述等離子體電離室電絕緣。所述陰極結(jié)構(gòu)不受形狀的限制，所述陰極結(jié)構(gòu)的形狀與所述玻璃工件的形成對(duì)應(yīng)，即，所述陰極結(jié)構(gòu)的形狀基本上與所述玻璃工件的形狀一致，例如圓形對(duì)應(yīng)圓形玻璃，方形對(duì)應(yīng)方形玻璃，而多邊形對(duì)應(yīng)多邊形玻璃，但基本結(jié)構(gòu)形態(tài)并不改變。所述等離子體發(fā)生室與地線連接。
[0007]基于上述，所述陰極板上連接有陰極導(dǎo)入線，所述陰極導(dǎo)入線通過絕緣套與所述等離子體電離室電絕緣。
[0008]基于上述，所述陰極結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述等離子體發(fā)生室的底端，所述絕緣板位于所述等離子體發(fā)生室內(nèi)部底端，所述陰極板位于所述絕緣板的上方，所述陽極罩筒用于罩所述陰極板和所述絕緣板。
[0009]基于上述，所述抽真空裝置使得所述等離子體發(fā)生室中的真空度不低于5X 10 3Pa0
[0010]基于上述，所述陰極板與所述陽極罩筒的內(nèi)側(cè)壁的間隙為I?2 mm，所述陰極板與所述玻璃工件之間的距離為4?5 mm。
[0011]基于上述，所述陽極結(jié)構(gòu)包括與所述等離子體反應(yīng)室電連接的陽極板和調(diào)節(jié)所述陽極板與所述陽極罩筒之間間距的距離調(diào)節(jié)器，如波紋管式距離調(diào)節(jié)器。其中，在所述陰極結(jié)構(gòu)中，所述玻璃工件與所述陰極板不接觸，而使其處于所述陽極罩筒之上，與所述陽極結(jié)構(gòu)直接對(duì)應(yīng)，所述玻璃工件的高絕緣性并不妨礙所述陰極板和所述陽極板之間在交變電場中形成等離子體；因此，在所述等離子體發(fā)生室中，所述陽極板與玻璃工件間的間距ST可調(diào)，其調(diào)整范圍可在O到100 mm范圍內(nèi)，所述等離子體刻蝕設(shè)備通過控制ST距離可以控制等離子體的刻蝕強(qiáng)度，以得到不同密度的表面紋理結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述陽極板與所述玻璃板之間的距離為30?70 mm之間。
[0012]所述等離子體刻蝕設(shè)備還包括分別與所述陽極結(jié)構(gòu)和所述陰極結(jié)構(gòu)連接的等離子發(fā)生源。其中，所述等離子發(fā)生源為交變等離子發(fā)生電源、高頻交變等離子發(fā)生源，如RF射頻電源等，或者為微波等離子發(fā)生源等。
[0013]其中，所述等離子體刻蝕設(shè)備適用于各種硅酸鹽玻璃的表面紋理刻蝕處理，如石英玻璃、鈉鈣玻璃、高硅氧玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、鉛硅酸鹽玻璃和硼硅酸鹽玻璃等。所述等離子體刻蝕設(shè)備還包括與所述氣體原料進(jìn)氣口連接的供氣系統(tǒng)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的等離子體刻蝕設(shè)備，在所述等離子體發(fā)生室中，等離子體發(fā)生時(shí)，由于所述陰極板被封閉，處于所述陽極罩筒和所述玻璃工件的包容中，所述陰極板與所述陽極罩筒的內(nèi)側(cè)壁的間隙為I?2 _，所述陰極板與所述玻璃工件之間的距離為4?5 mm，使得相互之間的間隙比較小，等離子體不能在所述絕緣封閉空間內(nèi)形成，等離子體只能處于所述陽極板和所述玻璃工件之間，并對(duì)處于等離子體側(cè)的玻璃表面進(jìn)行刻蝕，形成表面紋理結(jié)構(gòu)，因此，該設(shè)備不需要額外增加反應(yīng)沉積室，使得該等離子體刻蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較簡單；另外，該等離子體刻蝕設(shè)備不用通過額外的加熱器加熱玻璃工件，依靠等離子體的輻射使得玻璃工件自然升溫，并通過控制所述等離子體發(fā)生室中的氣壓和等離子發(fā)生源的輸入功率控制加熱溫度，實(shí)現(xiàn)了采用低溫等離子技術(shù)降低等離子體對(duì)玻璃的熱輻射，從而達(dá)到低溫快速、高效刻蝕的目的；此外，所述等離子體刻蝕設(shè)備還能夠快速在玻璃等硅系材料表面形成一定粗糙度的刻蝕表面，且表面紋理密度可控，滿足不同的表面紋理需求的要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是玻璃工件置于圖1中的陰極結(jié)構(gòu)上的工作原理示意圖。
[0017]圖3是由圖1所述的等離子體設(shè)備在玻璃工件表面紋理結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯微照片。
[0018]圖4是由圖1所述的等離子體設(shè)備在玻璃工件表面紋理結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯微照片。
[0019]圖5是由圖1所述的等離子體設(shè)備在玻璃工件表面紋理結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯微照片。
[0020]其中，各圖中的元件符號(hào)1、氣體原料進(jìn)氣口，2、等離子體發(fā)生室，3、陽極結(jié)構(gòu)，4、陰極結(jié)構(gòu)，5、陽極板，6、波紋管式距離調(diào)節(jié)器，7、陰極板，8、陽極罩筒，9、絕緣板，10、玻璃工件，11、陰極導(dǎo)入線，12、絕緣套，13、抽真空裝置，14、RF射頻等離子發(fā)生源，15、供氣系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022]請(qǐng)參見圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于刻蝕玻璃工件10的等離子體刻蝕設(shè)備，其包括設(shè)置有氣體原料進(jìn)氣口 I的等離子體發(fā)生室2、與所述等離子體發(fā)生室2連通的抽真空裝置13、設(shè)置在所述等離子體發(fā)生室2內(nèi)部的陽極結(jié)構(gòu)3和與所述陽極結(jié)構(gòu)3間隔設(shè)置的陰極結(jié)構(gòu)4。所述陽極結(jié)構(gòu)3設(shè)置在所述等離子體發(fā)生室2的頂部并與所述等離子體發(fā)生室2電連接，所述陰極結(jié)構(gòu)4設(shè)置在所述等離子體發(fā)生室2的底部并與所述等離子體發(fā)生室2電絕緣。
[0023]本實(shí)施例中，所述等離子體刻蝕設(shè)備還包括有分別與所述陽極結(jié)構(gòu)3和所述陰極結(jié)構(gòu)4連接的RF射頻等離子發(fā)生源14，該RF射頻等離子電源14的正極接地，所述等離子體發(fā)生室2的外殼也接地，并且所述陽極結(jié)構(gòu)3與所述等離子體發(fā)生室2的外殼連通，形成電場回路。其中，在其他實(shí)施例中，所述等離子體發(fā)生電源還可以用高頻等離子發(fā)生電源、微波等離子發(fā)生電源，或其他交變等離子發(fā)生電源代替。
[0024]本實(shí)施例中，所述抽真空裝置13采用兩級(jí)真空系統(tǒng)，主真空栗采用分子真空栗或擴(kuò)散真空栗，初級(jí)栗采用旋片式真空栗，確保系統(tǒng)真空達(dá)到5X10 3Pa以上。
[0025]所述陽極結(jié)構(gòu)3包括陽極板5和波紋管式距離調(diào)節(jié)器6。所述陽極板5與所述等離子體反應(yīng)室2電連接，并與所述等離子體發(fā)生電源的陰極連接。所述波紋管式距離調(diào)節(jié)器6用于調(diào)節(jié)所述陽極板5與所述玻璃工件10之間的間距ST的，使得所述等離子體刻蝕設(shè)備通過所述波紋管式距離調(diào)節(jié)器6控制ST距離，以達(dá)到控制等離子電場強(qiáng)度的目的。
[0026]所述陰極結(jié)構(gòu)4包括陰極板7、用于罩所述陰極板7的陽極罩筒8和位于所述陰極板7下的絕緣板9。所述陽極罩筒8為兩端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，所述陽極罩筒8的一端用于設(shè)置所述玻璃工件10，使所述玻璃工件10與所述陽極罩筒8和所述絕緣板9形成電氣絕緣腔，從而使得所述陰極板7與所述陽極罩筒8電絕緣。本實(shí)施例中，所述陰極板7與等離子發(fā)生源的負(fù)極連接，所述玻璃工件10與所述陰極板7相隔一定的距離，并置于所述陰極板7上側(cè)；所述陽極罩筒8為兩端開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，并與所述陰極板7間由所述絕緣板9隔離，保持電氣絕緣狀態(tài)，所述玻璃工件10與所述絕緣板9之間間隔4?5 _