[实用新型]一种等离子体加工装置

说明书

所属技术领域：

本实用新型涉及非接触法抛光技术领域，具体涉及一种等离子体加工装置。

背景技术：

等离子体抛光技术是等离子体源与化学气相处理设备相结合的新技术，属于非接触法抛光技术。其工作原理基于在等离子体作用下的化学反应，利用等离子体与工件表层材料发生化学作用去除材料。采用这种方法可以进行大面积平面抛光、局部抛光、非球面抛光等。采用此方法进行光学零件的抛光，可以避免亚表面损伤层的出现，提高光学零件表面加工等级，实现高精密抛光。

等离子体抛光技术中所使用的是等离子体加工装置，其主要部件包括：工作室、电容耦合等离子体发生器、工件夹具组件、配气组件、排气组件和射频组件。其中的关键部件是等离子体发生器。

ICP是一种电感耦合等离子体发生器，被广泛使用于微电子领域的等离子体刻蚀中，其工作环境为真空，刻蚀效率很高，由于其刻蚀速度的原因，在抛光时无法降低其速度，达不到抛光降低表面粗糙度的目的，不能有效进行抛光作业；同时由于采用电感耦合线圈，导致其结构复杂，体积大且笨重。因此并未得到广泛的应用。

哈尔滨工业大学采用了电容耦合等离子体发生器(CCP)，它是由进气口、射频接头和内套组成，其工作室为与外界相通的常压室，抛光机理主要是化学反应，但它存在的问题是：由于在大气环境下工作，抛光表面会引入外来元素(氧元素和碳元素)，对抛光表面造成污染，并且化学反应造成了反应气体元素吸附在抛光表面，必然会破坏抛光表面晶格完整性，造成亚表面损伤。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种等离子体加工装置，以解决现有技术存在的抛光表面会引入外来元素，污染抛光表面，并且会因反应气体元素吸附在抛光表面，破坏抛光表面晶格完整性，易造成亚表面损伤的问题。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种等离子体加工装置，包括工作室和其内部的电容耦合等离子体发生器，所述的电容耦合等离子体发生器包括进气口、射频接头和内套，其特殊之处在于：所述的工作室为真空室，所述电容耦合等离子体发生器的内套外侧还依次设置有绝缘层和屏蔽层，内套、绝缘层和屏蔽层以过盈配合方式连接，在屏蔽层的外侧环设有环形磁铁，该环形磁铁通过直线移动机构联接于屏蔽层上。

上述内套的开口端联接有内小、外大锥形的均匀器。只要能与内套配合的方式均可采用。

上述直线移动机构由屏蔽层外侧设置的条状滑槽和嵌设于滑槽内的支架组成，支架与环形磁铁固定联接。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、有效提高加工效率：附加磁场后，电子的运动路径增加，和反应气体碰撞次数增加，可以成数倍地提高光学加工的效率；

2、抛光效果好：由于磁场的引入，提高了反应气体的离化率，比不加磁场的电容耦合等离子体离子密度提高2到3个数量级；同时限制了离子和加工表面的直接轰击作用，从而避免了亚表面损伤，可以获得无表面污染、晶格完整、无亚表面损伤的超光滑光学表面；

3、能有效控制等离子体出口的均匀性：等离子体出口均匀器的可以采用不同的锥度设计，以配合磁场位置以及大小的调节，可以有效控制等离子体出口的均匀性。

附图说明：

图1是等离子体加工装置的结构示意图；

图2是电容耦合等离子体发生器的结构示意图。

附图标记如下：

1-进气口，2-射频接头，3-内套，4-绝缘层，5-屏蔽层，6-均匀器，7-直线移动机构，8-环形磁铁，9-真空室，10-电容耦合等离子体发生器。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

参见图1和图2，一种等离子体加工装置，包括真空室9和其内部的电容耦合等离子体发生器10，所说的电容耦合等离子体发生器包括进气口1、射频接头2、内套3、绝缘层4、屏蔽层5、均匀器6、直线移动机构7和环形磁铁8。所说的电容耦合等离子体发生器的内套3外侧依次设置有绝缘层4和屏蔽层5，内套3、绝缘层4和屏蔽层5之间以过盈配合方式联接，在屏蔽层5的外侧环设有环形磁铁8，该环形磁铁8通过直线移动机构7联接于屏蔽层5上，所说的直线移动机构由屏蔽层5外侧设置的条状滑槽和嵌设于滑槽内的支架组成，支架与环形磁铁8固定联接。所说内套3的开口端上联接有内小、外大锥形的均匀器6。