CN114521040A - 一种电场分布可调的低温等离子体发生装置 - Google Patents

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罗倩
邵俊铭
吴湘
范斌
杜俊峰
雷柏平
边疆
吴时彬
杨虎
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Abstract

本发明提供了一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，包括上接地板、可升降阵列电极、下接地板、接地板支撑机构、阵列电极固定器、阵列电极升降柱和阵列电极柔性电缆。所述的上接地板和下接地板通过接地板支撑机构连接并整体调节其间距，可升降阵列电极通过阵列电极升降柱和阵列电极固定器与上接地板相连，可升降阵列电极之间通过阵列电极柔性电缆相连。根据待加工曲面器件的面形特点，通过独立调节单个可升降阵列电极的高度，实现对曲面器件表面电场强度分布的调控，引入RF射频电源配合真空系统和工艺气体产生电场分布可调的低温等离子体。本发明相比现有Ar离子束发生装置具有加工口径大、加工效率高、对光学表面损伤小等优点。

Description

一种电场分布可调的低温等离子体发生装置
技术领域
本发明属于低温等离子体加工领域，具体涉及一种电场分布可调的低温等离子体发生装置。
背景技术
低温等离子体已广泛应用于半导体和平板显示行业的平面器件加工，在等离子体刻蚀工艺中，由于器件的面形普遍为平面或准平面，所以对低温等离子体的要求通常是加工平面内的均匀性。得益于加工效率与器件口径无关，近年来将低温等离子体应用于光学加工的需求愈发强烈，然而大量光学元件的面形通常为曲面，因而对低温等离子体在曲面上均匀性提出了新的要求，传统平行板式的低温等离子体发生装置不再适合曲面光学元件的加工需求。
发明内容
为了使低温等离子体加工技术满足曲面器件的加工需求，本发明提供一种电场分布可调的低温等离子体发生装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
本发明电场分布可调的低温等离子体发生装置，所述的装置含有上接地板、可升降阵列电极、下接地板、接地板支撑机构、阵列电极固定器、阵列电极升降柱、阵列电极柔性电缆。上接地板和下接地板通过接地板支撑机构连接并整体调节上接地板和下接地板的间距，可升降阵列电极通过阵列电极升降柱和阵列电极固定器与上接地板相连，可升降阵列电极与阵列电极升降柱连接，阵列电极升降柱和阵列电极固定器接连，阵列电极固定器与上接地板连接，可升降阵列电极之间通过阵列电极柔性电缆相连。根据待加工曲面器件的面形特点，通过独立调节单个可升降阵列电极的高度，实现对曲面器件表面电场强度分布的调控，引入RF射频电源配合真空系统和工艺气体产生电场分布可调的低温等离子体。
进一步地，所述的上接地板和下接地板均接地，材质为金属或合金，包括但不限于铝、铝合金、不锈钢。其中，上接地板须留与可升降阵列电极数量相当的固定孔位以便安装阵列电极固定器。
进一步地，所述的接地板支撑机构连接上接地板和下接地板并使上接地板和下接地板保持对位平行，接地板支撑结构具有可升降功能，升降量程不小于上接地板口径的十分之一，材质为金属或合金，包括但不限于铝、铝合金、不锈钢。
进一步地，所述的可升降阵列电极材质为高导电率金属，包括但不限于阳极铝，通过阵列电极升降柱和阵列电极固定器与上接地板连接。可升降阵列电极与上接地板保持平行，间距可通过阵列电极升降柱进行调节，调节范围不小于上接地板口径的二十分之一。
进一步地，所述的可升降阵列电极四个侧面预留与阵列电极柔性电缆的连接孔位，上表面预留与阵列电极升降柱的连接孔位。
进一步地，所述的阵列电极升降柱材质为不导电非金属，包括但不限于陶瓷、玻璃纤维，其下端与可升降阵列电极固定连接，上端与阵列电极固定器活动连接并通过线性移动实现升降功能。
进一步地，所述的阵列电极固定器材质为不导电非金属，包括但不限于陶瓷、玻璃纤维，其上端与上接地板固定连接，下端与阵列电极升降柱活动连接。其内部在竖直方向上的深度不小于上接地板口径的二十分之一，内部与阵列电极升降柱活动连接的地方具有锁止机构。
进一步地，所述的阵列电极柔性电缆形成网络用于连接相邻的可升降阵列电极，材质为高导电率金属线缆，包括但不限于铜、银，通过接口连接RF射频电源。相邻阵列电极间柔性电缆的长度不小于可升降阵列电极的升降量程，其端头与可升降阵列电极的侧面进行焊接连接，所有可升降阵列电极构成等电势面。
进一步地，所述的装置工作流程如下：根据待加工曲面器件的面形特点，通过独立调节单个可升降阵列电极的高度，实现对曲面器件表面电场强度分布的调控，引入RF射频电源配合真空系统和工艺气体产生电场分布可调的低温等离子体。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明相比现有Ar离子束发生装置具有加工口径大、加工效率高、对光学表面损伤小等优点，适合大口径精密光学元件的低温等离子体加工。
(2)本发明相比现有平行板式低温等离子体发生装置具有电场分布可调、面内加工速率及分布可控的优点，适合曲面精密器件的低温等离子体加工。
附图说明
图1为本发明一种电场分布可调的低温等离子体发生装置总体结构示意图，图中，1为上接地板，2为可升降阵列电极，3为下接地板，4为接地板支撑机构。
图2为可升降阵列电极结构示意图，图中，5为阵列电极固定器，6为阵列电极升降柱，7为阵列电极柔性电缆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作具体描述。
实施例1
一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，包括上接地板1、可升降阵列电极2、下接地板3、接地板支撑机构4、阵列电极固定器5、阵列电极升降柱6和阵列电极柔性电缆7。上接地板1和下接地板3通过接地板支撑机构4连接并可以整体调节上接地板1和下接地板3间距，可升降阵列电极2通过阵列电极升降柱6和阵列电极固定器5与上接地板1相连，可升降阵列电极2之间通过阵列电极柔性电缆7相连。
上接地板1和下接地板3均接地，材质为金属或合金，包括但不限于铝、铝合金、不锈钢。其中，上接地板1须留与可升降阵列电极2数量相当的固定孔位以便安装阵列电极固定器5。
接地板支撑机构4连接上接地板1和下接地板3并使其保持对位平行，接地板支撑结构4具有可升降功能，升降量程不小于上接地板1口径的十分之一，材质为金属或合金，包括但不限于铝、铝合金、不锈钢。
可升降阵列电极2材质为高导电率金属，包括但不限于阳极铝，通过阵列电极升降柱6和阵列电极固定器5与上接地板1连接，其中，可升降阵列电极2与阵列电极升降柱6连接，阵列电极升降柱6和阵列电极固定器5连接，阵列电极固定器5与上接地板1连接。可升降阵列电极2与上接地板1保持平行，间距可通过阵列电极升降柱6进行调节，调节范围不小于上接地板1口径的二十分之一。可以补充可升降阵列电极2的形状；可升降阵列电极2的形状为矩形或正六边形；
可升降阵列电极2四个侧面预留与阵列电极柔性电缆7的连接孔位，上表面预留与阵列电极升降柱6的连接孔位。
阵列电极升降柱6材质为不导电非金属，包括但不限于陶瓷、玻璃纤维，其下端与可升降阵列电极2固定连接，上端与阵列电极固定器5活动连接并通过线性移动实现升降功能。
阵列电极固定器5材质为不导电非金属，包括但不限于陶瓷、玻璃纤维，其上端与上接地板1固定连接，下端与阵列电极升降柱6活动连接。其内部在竖直方向上的深度不小于上接地板1口径的二十分之一，内部与阵列电极升降柱6活动连接的地方具有锁止机构。
阵列电极柔性电缆7形成网络用于连接相邻的可升降阵列电极2，材质为高导电率金属线缆，包括但不限于铜、银，通过接口连接RF射频电源。相邻阵列电极间柔性电缆的长度不小于可升降阵列电极2的升降量程，其端头与可升降阵列电极2的侧面进行焊接连接，所有可升降阵列电极2构成等电势面。
本发明的工作流程如下：根据待加工曲面器件的面形特点，通过独立调节单个可升降阵列电极2的高度，实现对曲面器件表面电场强度分布的调控，引入RF射频电源配合真空系统和工艺气体产生电场分布可调的低温等离子体。

Claims (8)

1.一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，包括上接地板(1)、可升降阵列电极(2)、下接地板(3)、接地板支撑机构(4)、阵列电极固定器(5)、阵列电极升降柱(6)和阵列电极柔性电缆(7)，所述的上接地板(1)和下接地板(3)通过接地板支撑机构(4)连接并能够整体调节上接地板(1)和下接地板(3)的间距，可升降阵列电极(2)通过阵列电极升降柱(6)和阵列电极固定器(5)与上接地板(1)相连，可升降阵列电极(2)与阵列电极升降柱(6)连接，阵列电极升降柱(6)和阵列电极固定器(5)接连，阵列电极固定器(5)与上接地板(1)连接，可升降阵列电极(2)之间通过阵列电极柔性电缆(7)相连；根据待加工曲面器件的面形特点，通过独立调节单个可升降阵列电极(2)的高度，实现对曲面器件表面电场强度分布的调控，引入RF射频电源配合真空系统和工艺气体产生电场分布可调的低温等离子体。
2.根据权利要求1所述的一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，所述的上接地板(1)和下接地板(3)均接地，材质为金属或合金，包括铝、铝合金、不锈钢，其中，上接地板(1)须留与可升降阵列电极(2)数量相当的固定孔位以便安装阵列电极固定器(5)。
3.根据权利要求1所述的一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，所述的接地板支撑机构(4)连接上接地板(1)和下接地板(3)并使上接地板(1)和下接地板(3)保持对位平行，接地板支撑结构(4)具有可升降功能，升降量程不小于上接地板(1)口径的十分之一，材质为金属或合金，包括铝、铝合金、不锈钢。
4.根据权利要求1所述的一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，所述的可升降阵列电极(2)材质为高导电率金属，包括阳极铝，通过阵列电极升降柱(6)和阵列电极固定器(5)与上接地板(1)连接，可升降阵列电极(2)与上接地板(1)保持平行，间距可通过阵列电极升降柱(6)进行调节，调节范围不小于上接地板(1)口径的二十分之一。
5.根据权利要求1所述的一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，所述的可升降阵列电极(2)四个侧面预留与阵列电极柔性电缆(7)的连接孔位，上表面预留与阵列电极升降柱(6)的连接孔位。
6.根据权利要求1所述的一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，所述的阵列电极升降柱(6)材质为不导电非金属，包括陶瓷、玻璃纤维，其下端与可升降阵列电极(2)固定连接，上端与阵列电极固定器(5)活动连接并通过线性移动实现升降功能。
7.根据权利要求1所述的一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，阵列电极固定器(5)材质为不导电非金属，包括陶瓷、玻璃纤维，其上端与上接地板(1)固定连接，下端与阵列电极升降柱(6)活动连接，其内部在竖直方向上的深度不小于上接地板(1)口径的二十分之一，内部与阵列电极升降柱(6)活动连接的地方具有锁止机构。
8.根据权利要求1所述的一种电场分布可调的低温等离子体发生装置，其特征在于，阵列电极柔性电缆(7)形成网络用于连接相邻的可升降阵列电极(2)，材质为高导电率金属线缆，包括铜、银，通过接口连接RF射频电源，相邻阵列电极间柔性电缆的长度不小于可升降阵列电极(2)的升降量程，其端头与可升降阵列电极(2)的侧面进行焊接连接，所有可升降阵列电极(2)构成等电势面。
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