CN101402095A - 等离子体表面清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体表面清洗装置，包括至少一真空腔体，其上开有一进气口和一抽气口；一传动装置，设在真空腔体内；一对金属板，分别设在传动装置的上下方，与一偏压电源的正负极相连接。本发明能够有效去除镀件(玻璃)上残存的污染物。清洗后能够不接触空气，避免二次污染。

Description

等离子体表面清洗装置

技术领域

本发明涉及一种真空清洗装置。特别属于薄膜沉积前对镀件(玻璃基片)或工件表面的清洗。

背景技术

在真空镀膜制程中，镀件在被镀膜前先要经表面清洁处理。对玻璃镀件的清洁处理通常使用化学清洗与物理清洗相结合的方法，即用洗液和刷拭相结合的方式进行清洗。这种清洗方法简称为湿法清洗。

湿法清洗存在清洗不彻底的问题，即无法完全去掉玻璃表面的有机物和氧化物等，并容易形成水渍。对玻璃镀件清洁不彻底将直接导致膜层的附着力不好，所镀膜层易脱落。

在大面积玻璃镀膜行业中，如非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池的前电极透明导电氧化物薄膜的制备，低辐射玻璃的制备，透明导电玻璃的制备等领域，对薄膜的附着力和均匀性要求很高，仅经湿法清洗处理的玻璃清洁度不够，玻璃上所镀薄膜在使用过程中易脱落，影响用这些镀膜玻璃制备的器件或功能组件的性能和寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种等离子体表面清洗装置，能够有效去除镀件(玻璃)上残存的污染物。清洗后能够不接触空气，避免二次污染。

本发明的技术构思：本发明采用等离子体清洗技术，在真空环境里利用高压电场或者高压电场与热丝结合的方式电离气体(通常为氩气)，氩离子等在电场作用下，高速飞向被清洗物件表面，物件表面的污染物等被高能粒子轰击出来，然后通过真空系统被抽走。

为了强化氩原子的离化效果，提高氩离子的浓度，使得清洗镀件的效率更高，还可以在金属板之间加上热丝，利用电场作用和温度作用相结合的方式，提高氩原子的离解率，提高等离子体中氩离子的浓度，使得等离子体清洗的效率更高。

进一步的，氩原子的离解率提高之后，等离子体中的电子密度会显著上升，这些电子在往金属板运动的过程中会撞击氩原子，进一步提高氩原子的离解率。

本发明的技术方案：一种等离子体表面清洗装置，包括至少一真空腔体，其上开有一进气口和一抽气口；一传动装置，设在真空腔体内；一对金属板(其中上金属板可用腔室壁代替)，分别设在基片的上下方，与一偏压电源的正负极相连接。

优选地，还包括一热丝，设在金属板和金属板之间。

优选地，所述传动装置为传动滚轮，与下方金属板靠近。

优选地，所述偏压电源为直流或中频矩形波电源。

优选地，真空腔体内充氩气。

优选地，所述真空腔体在进气前的压强为10^-5Pa～10^-1Pa，在进气后的压强为10^-1Pa~100Pa。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：用等离子体表面清洗替代了现有湿法清洗，能彻底除去水渍，使得镀件进入镀膜室时表面清洁度显著提升。清洗完成后，可直接将镀件从清洗真空室转移到溅射室(或沉积室)，不接触空气，避免二次污染。

采用高能粒子的轰击能够在基体的表面形成一定的粗糙度使得玻璃基体(镀件)薄膜附着力好，性能优异。

在金属板之间加上热丝，利用电场作用和温度作用相结合的方式，提高氩原子的离解率，即增加了等离子体中氩离子的浓度，使得等离子体清洗的效率更高。

如对电源的输出特性和金属板的布局结构进行一些改变，就可以实现玻璃的双面清洗。

其用途广泛，可用于非晶硅薄膜太阳能电池的制备，透明导电玻璃的制备，低辐射玻璃的制备，以及TFT-LCD的制备等。

附图说明

图1是本发明的等离子体表面清洗装置结构立体示意图。

图2是图1未加热丝时的侧视图。

图3是图1加热丝时的侧视图。

图4是本发明的等离子体表面清洗装置的清洗原理示意图。

图中，1真空室，11进气口，12抽气口，2传动滚轮，3、4金属板，5偏压电源，6热丝，7玻璃基片，A氩离子，B氩原子，C电子。

具体实施方式

本实施例是将湿法清洗和离子清洗结合起来，即先进行湿法清洗，再进行等离子体清洗，使得清洗效果更好，镀件表面清洁度高，所镀膜层质量好，附着力强，寿命长。

如图1、图2和图3所示，本实施例的等离子体表面清洗的装置包括一个真空室1，其上开有一进气口11，抽气口12。一传送滚轮2装在真空室1内。待清洗的玻璃基片(镀件)7放在传送滚轮2上。一对金属板3，4，分别装在传送滚轮2的上下方，该对金属板3，4分别与一偏压电源5的正负极连接。偏压电源5可以是直流的，也可以是中频矩形波，电压在几百到几千伏。金属板3可接地(图1)，金属板4则和真空室1绝缘。玻璃基片(镀件)7装在靠近金属板4的位置。

在金属板3和玻璃基片7之间还可选择性的加上用于增加气体离解率的热丝6(图3)。

不加热丝6时，强电场使得部分氩原子B离化产生电子C和氩离子A，在强电场的作用下，电子C在往阳极运动的过程中会与其他氩原子B碰撞，促进其离解，这一过程很快达到平衡，之后，以上过程持续进行，等离子体达到稳定状态。

如图4所示，加热丝6时，热丝6在工作时会发射一些热电子C，在电场的作用下，这些热电子C能促进气体的离化过程，利用电场作用和温度作用相结合的方式，提高氩原子B的离解率以及等离子体中氩离子A的密度。

当氩原子B的离解率提高之后，等离子体中的电子C密度会显著上升，这些电子C在往金属板3运动的过程中会撞击氩原子B，进一步提高氩原子B的离解率，使得等离子体清洗的效率更高。

本实施例的工作过程如下：

如图4所示，抽气系统将真空室1的抽气口12抽至较低压强后(10^-5Pa～10^-1Pa)，氩气通过进气口11进入真空室1，通入的氩气使得真空室1的压强上升(10^-1Pa～100Pa)。金属板3，4之间的强电场使得氩原子B离解，电场的作用进一步使得产生的氩离子A冲向阴极，即金属板4的方向，轰击玻璃基片(镀件)7表面，清洗玻璃基片(镀件)7表面的污染物。

在实施过程中，为了提高氩气的离化效果，增加等离子体中氩离子A的密度，在金属板3和玻璃基板7之间拉上热丝6。热丝6和电场结合，可使得氩原子B的离解率更高，等离子体中氩离子A的密度更高，氩离子A对玻璃基片(镀件)的清洗效率更高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1、一种等离子体表面清洗装置，其特征在于包括：

至少一真空腔体(1)，其上开有一进气口(11)和一抽气口(12)；

一传动装置，设在真空腔体(1)内；

一对金属板(3，4)，分别设在传动装置的上下方，与一偏压电源的正负极相连接。

2、如权利要求1所述的等离子体表面清洗装置，其特征在于还包括：一热丝(6)，设在金属板(3)和金属板(4)之间。

3、如权利要求2所述的等离子体表面清洗装置，其特征在于：所述传动装置为传动滚轮(2)，与下方金属板(4)靠近。

4、如权利要求3所述的等离子体表面清洗装置，其特征在于：所述偏压电源(5)为直流或中频矩形波电源。

5、如权利要求3或4所述的等离子体表面清洗装置，其特征在于：真空腔体(1)内充氩气。

6、如权利要求5所述的等离子体表面清洗装置，其特征在于：所述真空腔体在进气前的压强为10^-5Pa～10^-1Pa，在进气后的压强为10^-1Pa～100Pa。

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