大气等离子体抛光技术在超光滑硅表面加工中的应用-光学精密工程.PDFVIP

第 卷 第 期 光学 精密工程 １５ １１ 　 Ｖｏｌ．１５ Ｎｏ．１１ 　 　 　　　　　　　 Ｏ ｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ 　　 　　　　　 年 月 　 ｐ ｇ ｇ ２００７ １１ Ｎｏｖ．２００７ 　 　 　　 文章编号 （ ） １００４９２４Ｘ２００７１１１７４９０７ 　 大气等离子体抛光技术在超光滑硅表面加工中的应用 张巨帆，王 波，董 申 　 　 （哈尔滨工业大学 精密工程研究所，黑龙江 哈尔滨 １５０００１） 摘要：发展了大气等离子体抛光方法，并用于超光滑表面加工。该技术基于低温等离子体化学反应来实现原子级的材料 去除，避免了表层和亚表层损伤。运用原子发射光谱法证明了活性反应原子的有效激发，进而揭示了特定激发态原子对 应的电子跃迁轨道。在针对单晶硅片的加工实验中，应用有限元分析法在理论上对加工过程中的空间气体流场分布和 样品表面温度分布进行了定性分析。后续的温度检测实验证实了样品表面温度梯度的形成，并表明样品表面最高温度 仅为 。材料去除轮廓检测结果符合空间流场的理论分布模型，加工速率约为 ３／ 。利用原子力显微镜对 ９０℃ ３２ｍｍ ｍｉｎ 表面粗糙度进行测量，证实了加工后样品表面在一定范围内表面粗糙度 。最后，利用 射线光电子谱法研 犚犪＝０．６ｎｍ Ｘ 究了该方法对加工后表面材料化学成分的影响。实验和检测结果均表明，该抛光方法可以进行常压条件下的超光滑表 面无损抛光加工，实现了高质量光学表面的无损抛光加工。 关 键 词：大气等离子体抛光法；超光滑表面；单晶硅；电容耦合 　 　 中图分类号： 文献标识码： ＴＮ３０５．２ Ａ 　　 犃 犾犻犮犪狋犻狅狀狅犳犪狋犿狅狊犺犲狉犻犮 狉犲狊狊狌狉犲 犾犪狊犿犪 狅犾犻狊犺犻狀 狆狆 狆 狆 狆 狆 犵 犿犲狋犺狅犱犻狀犿犪犮犺犻狀犻狀 狅犳狊犻犾犻犮狅狀狌犾狋狉犪狊犿狅狅狋犺狊狌狉犳犪犮犲 犵 ， ， ＺＨＡＮＧＪｕｆａｎ ＷＡＮＧＢｏ ＤＯＮＧＳｈｅｎ （ ， ， ， ） 犆犲狀狋犲狉 狅狉犘狉犲犮犻狊犻狅狀犈狀犻狀犲犲狉犻狀 犎犪狉犫犻狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅 犜犲犮犺狀狅犾狅 犎犪狉犫犻狀１５０００１犆犺犻狀犪 犳 犵 犵 犳 犵狔 ：