文档介绍：等离子体抛光技术陈志航 一、概念知识等离子体抛光是一种利用化学反应来去除表面材料而实现超光滑抛光的方法。该方法始于二十世纪九十年代,现在水平已达面形精度λ/50 ,表面粗糙度优于 。加工范围广,适用于各种尺寸和面形,是一种很有前途的超精加工方法。?等离子体: 英文名 plasma, 是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。等离子体抛光特点? PACE 抛光在真空室内进行。?该方法只有表面的化学反应,工件不受机械压力,没有相应的机械变形和损伤,无亚表面破坏,无污染,工件边缘无畸变。?材料的去除率控制精度高,可获得精确面形。?去除率高,可为 0~10μ m/min 。二、发展历程? ***化硫、四***化碳等具有腐蚀作用的气体,利用高频电场激发产生等离子体,等离子体中的活性自由基能够与被加工材料表面原子产生化学反应,生成强挥发性气体,在此过程中产生抛光效果。几种材料及其抛光气体和化学反应式 Be + Cl 2→ BeCl 2 Cl 2 Be SiC+ NF 3→ SiF x↑+CF y↑ NF 3 SiC SiO 2 + CF 4→ SiF 4↑+CO 2↑ CF 4 SiO 2(石英) 反应方程式抛光气体材料?优点:根据多数工艺实验的结果发现,此方法原理明了,设备简单?缺点:加工的方向性与选择性差,加工效率不高 (RIE ,Reactive Ion Etching )成为等离子体抛光技术的研究重点,此方法的抛光原理是利用高频电场激发等离子体,产生气体辉光放电,利用等离子体中离子轰击的物理效应与活性自由基的化学反应效应共同去除被加工件的表面材料。?优点:刻蚀速率高,方向性与选择性好。?缺点:由于加工过程中有离子轰击的物理效应,很容易破坏被加工件表面的晶格结构, 使表面粗糙度增加。 (PACE ,Plasma Assisted Chemical Etaching ), 主要的刻蚀原理为等离子体中的活性自由基与被加工件表面原子间发生化学反应,产生挥发性强的物质,不引入新的表面污染,实现以化学作用为主的材料去除。此方法抛光效率高,加工后无亚表层损伤,可加工球面与非球面。因为此方法使用射频放电激发等离子体, 离子在电场中的加速时间变短,使等离子体中的离子能量比较低,离子轰击物理效应带来的被加工表面晶格结构破坏微弱,能够获得良好的抛光效果。