CN101473404B - 对玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，和其他SiO2涂覆材料的表面进行清洗、蚀刻、活化和后续处理的装置和方法 - Google Patents

对玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，和其他SiO2涂覆材料的表面进行清洗、蚀刻、活化和后续处理的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101473404B
CN101473404B CN2007800211547A CN200780021154A CN101473404B CN 101473404 B CN101473404 B CN 101473404B CN 2007800211547 A CN2007800211547 A CN 2007800211547A CN 200780021154 A CN200780021154 A CN 200780021154A CN 101473404 B CN101473404 B CN 101473404B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
sio
scribbles
organic material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800211547A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101473404A (zh
Inventor
米尔科·塞纳克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Masaryk University
Original Assignee
FACULTY OF MATHEMATICS PHYSICS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FACULTY OF MATHEMATICS PHYSICS filed Critical FACULTY OF MATHEMATICS PHYSICS
Publication of CN101473404A publication Critical patent/CN101473404A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101473404B publication Critical patent/CN101473404B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32825—Working under atmospheric pressure or higher
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
    • H01J37/32752—Means for moving the material to be treated for moving the material across the discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及通过电等离子体层的作用，对玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料进行清洗、蚀刻、活化和后续处理的装置。此处所披露的发明包括至少一个电极***(1)，它由位于绝缘体(4)内部的至少两个电极(2)和(3)组成。电等离子体层优选是在大气压力下生成的，并且优选位于电极(2)和(3)的上方，与处理过的玻璃，金属氧化物涂覆玻璃，其他SiO2涂覆材料和具有一层有机材料(5)的SiO2涂覆材料处在同一侧，并且通过在它们之间施加的交变或脉冲电压来激励。本发明还涉及玻璃表面，金属氧化物涂覆玻璃，其他SiO2涂覆材料，和具有有机材料层的SiO2涂覆材料的处理方法，该方法的特征在于通过使用本发明的装置生成的电等离子体来影响所述表面。可选地，所述等离子体-处理的表面还可以涂有含H2O的溶液，曝射于单体蒸汽，或者与其他材料接触。

Description

对玻璃表面,涂有金属氧化物的玻璃表面,和其他SiO2涂覆材料的表面进行清洗、蚀刻、活化和后续处理的装置和方法
技术领域
本发明涉及通过使用共平面表面势垒放电在接近大气压力的压力下生成的弥散电等离子体的作用，对玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，和其他SiO2涂覆材料的表面进行快速和安全的清洗，蚀刻和活化的装置和方法。本发明还涉及所述等离子体-处理的表面的后续表面处理。
背景技术
玻璃表面和具有其他SiO2涂覆材料的表面，例如涂有天然或人工SiO2层的Si晶片，涂有含SiO2势垒层的聚合物箔片，涂有SiO2基保护层的金属箔和其他金属材料的表面，涂有含SiO2釉料的陶瓷表面，通常不具备允许它们的涂敷，或对它们进行后续表面处理的所需特性。例如，所述表面可能被诸如油类和从空气中吸收的有机分子的有机污染物污染，以及被诸如细菌和病毒的生物材料污染。例如，在平板显示器生产中，所述表面可以涂有光致抗蚀剂和聚合物层。通常，有必要除去所述表面污染或涂层，以便可以进行材料涂敷或对它进行后续处理和表面改性，如粘接，染色，金属电镀，层压等。
例如，正如在W.R.Birch：＂Coatings：An introduction to the cleaning procedures＂，The Sol-Gel Gateway，2000年6月，www.solgel.com和美国专利申请20010008229中所披露的，使用诸如异丙醇，腐蚀性含水酸和碱性溶液的有机溶剂，热水，和在水浴中进行超声波清洗的湿清洗方法被广泛用于清洗玻璃表面和其他SiO2涂覆材料。
由于环境和技术原因，使用干清洗方法来清洗玻璃表面和SiO2涂覆材料的表面是有利的，如通过加热，通常在超过300℃的温度下加热30分钟以上，通过曝射于臭氧的处理，优选与紫外光辐射组合进行是有利的，例如，参见美国专利申请20050076934，通过激光辐射，参见D.R.Halfpenny et al.：Applied Physics A：Materials Science & Processing 71(2000)147-151，以及通过曝射于电等离子体的处理，例如，参见美国专利号5,028,453，S.Tada et al.：Jpn.J.Appl.Phys.41(2002)6553-6556，A.Nakahira et al.：Science and Engineering of Composite Materials 8(1999)129-136，E.Kondoh et al.：Journal of Vacuum Science & Technology B：Microelectronics and Nanometer Structures 18(2000)1276-1280，M.Syed et al.：Jpn.J.Appl.Phys.，Part 1，41(2002)263-269.，K-B Lim a D-Ch.Lee：Surface and InterfaceAnalysis 36(2004)254-258，O.Sneh et al.：J.Phys.Chem.99(1995)4639-4647，B.J.Larson et al.：Biosensors and Bioelectronics 21(2005)796-801，R.Winter et al.：Surface and Coatings Technology 93(1997)，134-141(8)，和美国专利申请号20040265505。
正如在Cleaning and Degreasing Process Changes，United States EnvironmentalProtection Agency，EPA1625/R-93/017，1994年2月中所指出的，等离子体清洗的原理与等离子体蚀刻的原理相同。因此，与例如C.H.Yi，Y.H.Lee，G.Y.Yeom：＂The study of atmospheric pressure plasma for surface cleaning＂，Surface and CoatingsTechnology 171(2003)237-240中披露的内容一致，本文所使用的等离子体清洗是指清除有机表面污染物和包括感光耐蚀膜的层。
在很多用途中，优选在将其他分子结合在玻璃表面和SiO2涂覆表面上时，除了表面清洗和蚀刻之外，还需要活化所述表面。正如在美国专利申请号20050000248中所披露的，这意味着将相对惰性的硅氧烷表面基团改变成反应性的水合硅烷醇SiOH表面基团，这还导致了显著的表面能增加。正如在A.V.Gorokhovsky et al.：Journal of Adhesion Sci.and Technol.14(2000)1657-1664中所提到的，类似的活化作用导致了表面极性基团密度的提高以及表面能的增强，这对于金属氧化物-涂覆加强的浮法玻璃来说同样是有利的。正如在Chung-Kyung Jung et al.：Surface &Coating Technology 200(2005)1320中所披露的，等离子体处理对于TiO涂覆玻璃表面的表面清洗和活化来说同样是有利的。
从这一方面看，与诸如使用热或激光的玻璃清洗相反，使用等离子体是非常有利的，因为在适当选择的条件下，可以对所述表面同时进行清洗和活化。按照在H.Hermann：＂Atmospheric Pressure Plasma Jet for Glass Processing＂，GLASSPROCESSING DAYS 2005-www.gpd.fi，pp.1-3中的定义，我们将上述所有等离子体的作用称作等离子体处理。
对玻璃和其他SiO2涂覆材料进行等离子体表面处理的大多数已知装置的缺陷是，等离子体是在低于1kPa的气体压力下生成的，这导致了成本提高并且需要技术熟练的人员，不可能以连续的方式处理材料，以及处理大尺寸工件的高成本。另外，低压力等离子体清洗，等离子体蚀刻以及等离子体活化需要长达若干分钟的长时间的等离子体暴射。
为了解决上述问题，业已设计并且开发出了大气压力等离子体装置，这些装置中的大部分都是基于使用空间绝缘势垒放电，参见T.Yamamoto et al.：PlasmaChemistry and Plasma Processing 24(2004)1-12以及Ch.Wang and X.He：＂Preparation of hydrophobic coating on glass surface by dielectric barrier discharge usinga 16 kHz power supply＂，Applied Surface Science(2006)，并且用于由德国的OTBOberflaechentechnik生产的SPOX-C装置，以及由南韩的ITM有限公司生产的AT2000。当所述空间势垒放电，又被称作工业电晕放电，被用于原位等离子体处理时，所述处理的材料位于接受高频，高电压信号的两个电极之间，其中，从所述电极发出的位移电流线穿过所述处理过的材料和所述放电等离子体空间。所述空间势垒放电可以在任何工作气体中发生，包括空气和氧气。这种方法的缺陷在于，所述放电等离子体的特征取决于处理的材料厚度，并因此不能处理厚材料。该方法的另一个缺陷是，所述空间等离子体功率密度相对较低，因此需要的等离子体曝射时间在10-100秒的数量级上。这种方法的另一个缺陷在于，等离子体功率密度的提高导致了不希望的等离子体丝状形成和等离子体气体温度的急剧升高，导致了对玻璃，强化浮法玻璃，和SiO2涂覆表面的不均匀处理和***糙。
为了提高等离子体功率密度，并因此在没有对处理的材料的表面的上述不均匀处理和损坏的条件下缩短等离子体曝射时间，设计了能生成弥散大气压力等离子体并且没有丝状形成和电火花的等离子体装置。该装置基于所谓大气压力辉光放电的使用，以及将它们用于玻璃表面清洗和活化，例如，参见C.H.Yi et al.：Surface andCoatings Technology 171(2003)237-240，B.Das：J.Adhes.Sci.Technol.10(1996)1371-1382和美国专利申请号20050045103。该原理还被用于由Surfx Technologies生产的AtomfloTM装置，和由Radiiontech生产的APIS-FTM装置上。被称作等离子体-喷射的类似原理及其在玻璃表面处理上的应用披露于以下文献中：H.Hermann：＂Atmospheric Pressure Plasma Jet for Glass Processing＂:GLASS PROCESSING DAYS2005-www.gpd.fi，pp.1-3。
正如在上面提到的最后一份公开文献中所讨论的，上述装置的共同缺陷是，要将含氦气的工作气体用于防止等离子体丝状形成和气体加热，即用于生成弥散的冷等离子体。氦气具有稳定作用，使得能够生成弥散的冷等离子体，不过除了与使用大量氦气相关的成本之外，它还造成了对工作范围的不利限制。再一个缺陷是，为了阻止火花形成和工作气体加热，它必须在大体积的流动的工作气体中生成所述等离子体，这显著增加了能量和工作气体消耗。等离子体喷射装置的另一个缺陷是，等离子体是在距离处理的玻璃表面大于1mm的距离上生成的。这与流动的工作气体一起导致了没有与处理的表面接触的大部分等离子体活性成分的重组和衰减，导致所述装置具有低下的能量效率。正如在美国专利申请号20050045103中所披露的，上述某些装置的其他缺陷是，放电等离子体与金属电极表面的直接接触并且导致电极表面腐蚀，其后果是所述装置具有有限的寿命周期。除了在H.Hermann：＂Atmospheric Pressure Plasma Jet for Glass Processing＂，GLASS PROCESSING DAYS2005-www.gpd.fi，pp.1-3，和在，例如，A.P.Napartovich：Plasmas and Polymer 6(2001)1-14中所披露的缺陷之外，所述装置的另一个缺陷是等离子体功率密度仅在1-10W/cm3的数量级上，导致在进行玻璃表面清洗和活化时需要10秒的过长的等离子体曝射时间。所述装置的另一个缺陷是，等离子体在无意接触到人体时通常是不安全的。
发明内容
通过本发明解决了上述缺陷，其中，所述玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有聚合物材料的玻璃表面，以及其他SiO2涂覆材料的表面曝射于薄层非平衡等离子体，其厚度优选在0.05mm-1mm的范围内。所述等离子体层是在绝缘体表面的一部分上生成的，优选在用陶瓷或玻璃制成的主体上生成，优选在位于所述绝缘体内部的导电电极上方的绝缘体表面上生成。所述曝射于等离子体的玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有聚合物材料的玻璃表面，以及具有其他SiO2涂覆材料的表面位于靠近绝缘体表面的地方，在所述绝缘体表面上生成所述等离子体，在其上生成等离子体层的所述绝缘体表面的距离优选小于1mm，并且大于0.05mm。
所述等离子体是在任何工作气体中生成的，优选在不含氦并且含有N2，O2，H2O，CO2，和卤代烃分子的工作气体中生成。所述等离子体优选是在1kPa-1000kPa的气体压力范围内，优选在大气压力下生成的，并且优选使用小于10m/s的工作气体流速。
所述等离子体层是在绝缘体表面上生成的，所述绝缘体以如下方式隔离位于所述绝缘体内部的导电电极，使得所述电极表面不与所述等离子体接触。所述电极通过频率为50Hz-1GHz，量级为100V-100kV的交变或脉冲电压来激励。最小电极间距小于2mm，大于0.05mm。
所述电极是以这种方式安装的，大于在由一层绝缘材料隔离并且提供有交变电压的电极之间流动的总麦克斯韦位移电流的25％的麦克斯韦位移电流的有效部分不会与等离子体或所处理的材料表面相交。
业已惊人地发现，采用本发明的方法可以在以上述方式安装在绝缘材料中的导电电极的表面上方生成视觉上可见弥散的强非平衡态等离子体，具有高达100W/cm3的高功率密度，适合在0.1-1s的曝射时间范围内，对玻璃，金属氧化物涂覆玻璃或SiO2涂覆玻璃进行快速清洗和活化。本发明方法的优点是，所述弥散等离子体甚至可以没有高工作气体流以及不使用含有氦气的工作气体的情况下生成。业已令人吃惊地发现，与先前出于上述目的测试的所有已知等离子体装置不同，通过本发明方法所生成的等离子体的均匀性随着等离子体功率密度的增加而提高。
另一个惊人的发现是，通过使处理的玻璃，金属氧化物涂覆玻璃，或SiO2涂覆材料表面距离生成所述等离子体层的绝缘体表面0.05-1mm，优选0.2-0.3mm，可以提高所述等离子体均匀性，弥散性和功率密度。另一个惊人的发现是，由此生成的等离子体在与人体表面接触时是安全的。另一个惊人的发现是，由此生成的等离子体小于10秒的曝射时间不会导致任何大于10nm的粗糙度。
附图简述
在附图中对根据本发明的电极***的例子进行了图示说明。附图中的说明局限于平面电极***。图1是说明所述平面电极***一部分的示意性剖视图。它可能是用于对玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有聚合物材料的玻璃表面，和其他SiO2涂覆材料的表面进行等离子体处理的装置的重要部分。所述处理的基片表面距离所述电极***不超过1mm。
图2图示了装有辅助电极装置的，用于对玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面和其他SiO2涂覆材料的表面进行等离子体处理的装置的一部分。
实施本发明的方式
例1
根据本发明的装置和方法用来活化玻璃表面，以期提高挤压在玻璃表面上的聚合物层的粘合强度。10mm厚的浮法玻璃板的表面通过在使用本发明的装置在10W/cm2的功率密度下生成的环境空气等离子体中曝射0.5s进行活化。在活化之后几秒钟，在120℃下将2mm厚的Dow Corning
Figure G2007800211547D0006142822QIETU
 Instant Glaze聚合物层挤压在所述玻璃表面上。按照ASTM C-794测量的动态剥离强度值为16kN/m。为了比较，将相同的Dow Corning
Figure 2007800211547100002G2007800211547D0006142822QIETU
 Instant Glaze层涂在使用异丙醇按标准方法清洗过的玻璃表面上。此时，测量的动态剥离强度值是8.5kN/m。
例2
根据本发明的方法和装置用来在对所述玻璃边缘进行环氧树脂涂覆以强化所述玻璃板之前，活化浮法玻璃板的边缘。
使用直径为175mm的旋转金刚石砂轮刀具，70微米的颗粒，以3000转/分的旋转速度从10mm厚的玻璃板上切割400mm长，40mm宽的玻璃条，沿垂直于玻璃表面的方向进行打磨和抛光。用异丙醇清洗所述玻璃边缘。
使用3点弯曲法来测试所述玻璃条的强度，详细参见F.A.Veer and J.Zuidema：＂The Strength of Glass，Effect of Edge Quality＂，Glass Processing Days 2003，106-109。打磨边缘条的平均破坏强度为54Mpa。当所述玻璃条的边缘用0.25mm厚的环氧薄膜涂覆时，所述平均破坏强度提高到98Mpa。当所述边缘在3个边缘表面上的每一个上通过2s钟的环境-空气等离子体曝射进行等离子体活化时，随后的环氧树脂边缘涂层将破坏强度提高到132Mpa。
例3
用异丙醇清洗具有天然SiO2层的单晶硅晶片。然后，将溶解于蒸馏水中的3％磷酸溶液喷洒在所述清洗过的晶片表面上。由于所述晶片具有低表面能，所述表面上不会均匀地涂覆喷洒的磷酸溶液，相反，喷洒的液滴倾向于聚集成较大的液滴。在随后的实验中，使用添加了表面活性剂的溶解于蒸馏水中的3％H3PO4溶液以相同的方式对所述晶片表面进行处理，它导致了不均匀的表现为平面薄膜形式的涂层，在它面积的很大部分上具有开孔。当使用本发明的方法在大气压力氧气等离子体中以5W/cm2的功率对所述晶片表面进行3秒钟处理，而不用异丙醇漂洗时，喷洒溶解于蒸馏水中的3％H3PO4溶液在不使用表面活性剂的情况下在所述表面上形成均匀的薄膜。
例4
采用平面直流磁控管溅射***，在玻璃表面上涂覆150nm厚的氧化铟锡(ITO)薄膜。使用去污剂/去离子水清洗ITO涂覆玻璃基片，然后在丙醇中漂洗。使用本发明的方法在大气压力CO2等离子体中以5W/cm2的功率密度处理清洗过的ITO涂覆玻璃表面3秒钟时间。这种等离子体处理的TIO涂覆玻璃基片优选用于按照在C.C.Wu et al.：Appl.Phys.Lett.69(1996)3117中披露的方法来制备有机发光装置。
例5
通过组合热氧化和来自SiH4和O2气体混合物的CVD沉积，在Si(100)表面上制备3.10-6m厚的SiO2层。随后使用本发明的方法和装置在H2O蒸汽饱和的大气压力O2等离子体中以5W/cm2的功率密度对所述多孔低质量SiO2层进行30秒的清洗。然后，在烘箱中在900℃的温度下对清洗过的样本进行1小时的烘烤，以便在所述硅基片上制备纯的高质量玻璃状SiO2层。
例6
采用根据本发明的方法处理涂有0.6nm厚的天然SiO2层的直径为4英寸的硅晶片，通过水接触角测定法测得的表面能为52mN/m。其目的是提高所述表面能，即使所述表面更亲水，活化所述晶片表面，即提高表面OH基团密度，并且通过这种方式改变直接晶片结合的粘接特性。
所述晶片距离所述电极***表面0.4mm，并且曝射在大气压力氧气中生成的等离子体3秒钟时间。在处理之后，所述表面能提高到61mN/m。将所述晶片曝射于标准湿RCA-I处理只能将所述表面能提高到55mN/m。然后，使两个晶片处理过的表面接触并且直接结合，即不使用粘接剂，在220℃的温度下在超净工作室环境中进行，使用50N的压力处理3小时。使用在W.P.Maszara et al.：J.Appl.Phys.64(1988)4943中披露的标准裂纹张开方法测量的结合能值对于O2等离子体处理的晶片来说为1.4J/m2，对于RCA-I湿法活化的晶片来说为0.65J/m2。
例7
对涂有0.6nm厚的天然SiO2的两个Si晶片进行以下处理a)在溶解于去离子水中的10％的HF溶液中蚀刻10分钟，或b)使用根据本发明的方法在大气压力H2等离子体中处理10s。在这两种类型的处理之后，都用去离子水漂洗所述晶片20分钟，随后使用氮气流干燥。用这两种方法处理的晶片都具有SiO2自由表面，使所述晶片表面变成疏水性的，与水的接触角为大约70°。在处理之后让上述处理过的晶片马上机械接触，并由此结合在一起。通过裂纹张开方法测量的用方法b)处理的晶片的表面能比用方法a)处理的晶片的表面能高大约两倍。
例8
为了在玻璃上涂覆厚度超过100nm的连续TiO2层，制备添加了四异丙醇氧化钛的乙醇和乙酸的混合物，并且将该溶液放置3小时。使用本发明的装置和方法，通过以10W/cm2的功率密度在大气压力氧气等离子体中曝射，对玻璃表面进行0.5秒的清洗和活化。将上述没有添加表面活性剂的溶液喷射在所述等离子体-处理的表面上。然后在400℃的烘箱中烘烤所述玻璃基片1小时。不过，由此制备的50nm厚的TiO2层缺乏需要的特性，并且由于残留的烷氧基不能被上述溶液湿润。为了改善所述TiO2涂覆玻璃的特性，使用通过本发明的装置和方法生成的10W/cm2功率密度的大气压力氧气等离子体曝射3秒钟，对所述TiO2涂覆玻璃进行清洗和活化。所述等离子体处理过的玻璃表面可以通过重复上述方法涂覆其他的TiO2层，它具有没有裂纹的良好机械特性。
例9
通过磁控管溅射方法在玻璃基片上制备300nm厚的TiO2涂层。当所述样品在实验室空气中老化时，测量的平衡水接触角为66°。根据本发明的方法和装置用来通过在大气压力氧气等离子体中以10W/cm2的功率密度曝射2秒钟，对老化的TiO2涂覆玻璃基片进行活化。所述活化导致了10°的低水接触角，以及所述样品的亲水性和光催化特性的显著改善。
例10
使用旋涂方法以4000/分钟的速度用30秒时间，在具有0.6nm厚的天然SiO2层的4英寸直径的Si晶片上涂覆AZ1512感光耐蚀膜。随后在120℃下对由此制备的层烘烤30分钟。使用本发明的装置和方法，在功率为20W/cm2，基片和电极***之间的距离为0.5mm的情况下，将所述感光耐蚀膜曝射于大气压力氧气等离子体。在上述条件下，测得的蚀刻速度为220nm/分。
所使用的附图标记表
1 电极***
2 导电电极***
3 导电电极***
4 绝缘体
5 玻璃，金属氧化物涂覆玻璃，SiO2涂覆物品，或具有一层有机材料的SiO2涂覆物品
6 电等离子体层
7 辅助电极结构

Claims (13)

1.一种对玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料进行清洗、蚀刻、活化的装置，其特征在于该装置包括电极***(1)，它由位于绝缘体(4)内部的第一电极(2)和第二电极(3)组成，第一电极(2)和第二电极(3)的最小相对距离小于2mm，大于0.05mm，并且与所述玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层(5)的SiO2层涂覆材料处在同一侧，以便第一电极(2)和第二电极(3)以如下方式通过交变或脉冲电压来激励，在第一电极(2)和第二电极(3)表面上方的绝缘体(4)表面上生成电等离子体层(6)，以便大于在第一电极(2)和第二电极(3)之间流动的总麦克斯韦位移电流25％的麦克斯韦位移电流有效部分不会与电等离子体层(6)或与电等离子体层(6)接触的处理过的有机材料表面涂层(5)表面相交，以便涂有电等离子体层(6)的一部分绝缘体(4)表面和处理过的有机材料表面涂层(5)表面之间的距离小于1mm，并且第一电极(2)和第二电极(3)不与电等离子体层(6)接触。
2.如权利要求1的装置，其中，在所述电极***(1)的第一电极(2)和第二电极(3)之间施加频率为50Hz-1MHz的电压。
3.如权利要求1的装置，其中，在所述电极***的第一电极(2)和第二电极(3)之间施加量级为0.5kV-100kV的电压。
4.如权利要求1的装置，其中，所述装置包括辅助电极结构(7)，它位于绝缘体(4)内部，所述结构是电极***(1)的一部分，并且其电位不同于第一电极(2)和第二电极(3)的电位。
5.如权利要求1的装置，其中，在那里生成电等离子体层(6)的绝缘体(4)表面，位于气体压力为1kPa-500kPa的工作气体中。
6.如权利要求1的装置，其中，在那里生成电等离子体层(6)的绝缘体(4)的表面具有平表面，中凸弯曲表面，或凹面弯曲表面的形状。
7.如权利要求1的装置，其中，所述玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，或SiO2层涂覆材料相对绝缘体(4)的表面移动，在绝缘体(4)的表面上生成电等离子体层(6)，移动的最小距离小于1mm。
8.一种对玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料进行清洗、蚀刻、活化的方法，其特征在于所述玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，或具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料是通过使用电极***生成的电等离子体层来影响，所述电极***包括位于绝缘体内部的至少两个导电电极，与所述玻璃表面，所处理的涂有金属氧化物的玻璃表面或SiO2层涂覆材料位于同一侧，以便大于在所述电极之间流动的总麦克斯韦位移电流的25％的麦克斯韦位移电流有效部分，不会与所述电等离子体层或电等离子体层处理的材料相交，其中，所述电等离子体层是在该绝缘体的不与所述导电电极接触的部分生成的，并且，所述涂有电等离子体层的绝缘体表面部分与所述玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，或SiO2层涂覆材料表面之间的最小距离小于1mm。
9.一种玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料的表面处理方法，其特征在于以不带电荷气溶胶，带电荷的气溶胶，泡沫，印刷或涂刷形式将含水溶液，含水悬浮液或含水乳液沉积在按照权利要求8所述方法处理过的表面上。
10.一种玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料的表面处理方法，其特征在于按照权利要求8所述方法处理过的表面随后曝射于含有单体蒸汽的气体环境。
11.一种玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料的表面处理方法，其特征在于通过挤压，层压，印刷，涂刷，喷雾，或静电方法使用粉末，将一层聚合物材料涂覆于按照权利要求8所述方法处理过的表面。
12.一种玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料的表面处理方法，其特征在于按照权利要求8所述方法处理过的表面随后与按照权利要求8所述方法处理过的另一个表面接触。
13.一种玻璃表面，涂有金属氧化物或涂有有机材料层的玻璃表面，SiO2层涂覆材料，和具有有机材料表面涂层的SiO2层涂覆材料的表面处理方法，其特征在于随后让按照权利要求8所述方法处理过的表面与另一种固体材料的表面接触。
CN2007800211547A 2006-06-08 2007-06-07 对玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，和其他SiO2涂覆材料的表面进行清洗、蚀刻、活化和后续处理的装置和方法 Expired - Fee Related CN101473404B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK5052-2006A SK287455B6 (sk) 2006-06-08 2006-06-08 Zariadenie a spôsob čistenia, leptania, aktivácie a následné úpravy povrchu skla, povrchu skla pokrytého kysličníkmi kovov a povrchu iných materiálov pokrytých SiO2
SKPP5052-2006 2006-06-08
SKPP50522006 2006-06-08
PCT/SK2007/050013 WO2007142612A1 (en) 2006-06-08 2007-06-07 Apparatus and method for cleaning, etching, activation and subsequent treatment of glass surfaces, glass surfaces coated by metal oxides, and surfaces of other sio2-coated materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101473404A CN101473404A (zh) 2009-07-01
CN101473404B true CN101473404B (zh) 2012-06-20

Family

ID=38519777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800211547A Expired - Fee Related CN101473404B (zh) 2006-06-08 2007-06-07 对玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，和其他SiO2涂覆材料的表面进行清洗、蚀刻、活化和后续处理的装置和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090194507A1 (zh)
EP (1) EP2033207B1 (zh)
CN (1) CN101473404B (zh)
SK (1) SK287455B6 (zh)
WO (1) WO2007142612A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK51082006A3 (sk) * 2006-12-05 2008-07-07 Fakulta Matematiky, Fyziky A Informatiky Univerzitfakulta Matematiky, Fyziky A Informatiky Univerzity Komensk�Hoy Komensk�Ho Zariadenie a spôsob úpravy povrchov kovov a metaloZariadenie a spôsob úpravy povrchov kovov a metaloidov, oxidov kovov a oxidov metaloidov a nitridovidov, oxidov kovov a oxidov metaloidov a nitridovkovov a nitridov metaloidovkovov a nitridov metaloidov
TW201109285A (en) * 2009-09-10 2011-03-16 Applied Vacuum Coating Technologies Co Ltd Method of strengthening glass plate
JP2012033689A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 半導体装置の製造方法
KR20140097115A (ko) 2011-08-26 2014-08-06 아비아나 몰레큘라 테크놀로지스 엘엘씨 현장 진단용 바이오 코팅 압전 바이오센서 플랫폼
GB201202307D0 (en) * 2012-02-10 2012-03-28 Univ Bangor Low temperture sintering of dye-sensitised solar cells using metal peroxide
CN103500804B (zh) * 2013-08-28 2016-03-16 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜及其制备方法、发光显示器件
US10703653B2 (en) * 2016-02-17 2020-07-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Liquid treatment device utilizing plasma
TWI620228B (zh) 2016-12-29 2018-04-01 財團法人工業技術研究院 電漿處理裝置與電漿處理方法
EP3585136A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-25 Masarykova Univerzita A method and device for generating low-temperature electrical water-based plasma at near-atmospheric pressures and its use
CN110790517B (zh) * 2018-08-02 2022-03-18 比亚迪股份有限公司 壳体及其制备方法、显示装置以及终端设备
CN112758887A (zh) * 2021-01-05 2021-05-07 南京大学 一种掩膜刻蚀制备亚波长周期性阵列的方法
CN117510097A (zh) * 2023-12-29 2024-02-06 核工业西南物理研究院 一种硅基陶瓷表面金属化方法及应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1283076A (zh) * 1999-07-27 2001-02-07 松下电工株式会社 用于产生等离子体的电极、使用该电极的等离子体处理设备以及利用该设备的等离子体处理

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US161433A (en) * 1875-03-30 Improvement in coal-hods
US8229A (en) * 1851-07-15 Improvement in
US265505A (en) * 1882-10-03 Eaphael josia
US145174A (en) * 1873-12-02 Improvement in drawing-board trestles
US248A (en) * 1837-06-30 Lamps and lamp-torches
US45103A (en) * 1864-11-15 Morris wells
US76394A (en) * 1868-04-07 brock
GB8909685D0 (en) * 1989-04-27 1989-06-14 British Petroleum Co Plc Method for reducing fouling
US5792517A (en) * 1996-04-25 1998-08-11 Japan Vilene Company Process for treating the outer-inner surfaces of a porous non-conductor
US6441553B1 (en) 1999-02-01 2002-08-27 Sigma Technologies International, Inc. Electrode for glow-discharge atmospheric-pressure plasma treatment
SK6292001A3 (en) * 2001-05-04 2002-11-06 Mirko Cernak Method and device for the treatment of textile materials
FR2836158B1 (fr) * 2002-02-19 2005-01-07 Usinor Procede de nettoyage par plasma de la surface d'un materiau enduit d'une substance organique, et installation de mise en oeuvre
FR2836157B1 (fr) * 2002-02-19 2004-04-09 Usinor Procede de nettoyage de la surface d'un materiau enduit d'une susbstance organique, generateur et dispositif de mise en oeuvre
JP4668208B2 (ja) * 2003-12-22 2011-04-13 フジフィルム マニュファクチャリング ユーロプ ビー．ブイ． 大気圧グロープラズマを用いて基板表面から汚物を除去する方法及び装置
EP1548795A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-29 Fuji Photo Film B.V. Method and apparatus for stabilizing a glow discharge plasma under atmospheric conditions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1283076A (zh) * 1999-07-27 2001-02-07 松下电工株式会社 用于产生等离子体的电极、使用该电极的等离子体处理设备以及利用该设备的等离子体处理

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007142612B1 (en) 2008-01-31
EP2033207A1 (en) 2009-03-11
EP2033207B1 (en) 2017-11-01
WO2007142612A1 (en) 2007-12-13
SK287455B6 (sk) 2010-10-07
US20090194507A1 (en) 2009-08-06
CN101473404A (zh) 2009-07-01
SK50522006A3 (sk) 2008-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101473404B (zh) 对玻璃表面，涂有金属氧化物的玻璃表面，和其他SiO2涂覆材料的表面进行清洗、蚀刻、活化和后续处理的装置和方法
JPH11507990A (ja) 大気圧でのグロー放電プラズマによる表面洗浄装置および洗浄方法
US11102889B2 (en) Desmearing method and desmearing device
Fang et al. Formation of hydrophobic coating on glass surface using atmospheric pressure non-thermal plasma in ambient air
US20100015358A1 (en) Apparatus and method for surface finishing of metals and metalloids, metal oxides and metalloid oxides, and metal nitrides and metalloid nitrides
US20060234472A1 (en) Method and device for pre-treating surfaces of substrates to be bonded
JP2001077097A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2008121290A1 (en) Cleaning of bonded silicon electrodes
KR100466293B1 (ko) 화학증착방법및증착장치
KR100420129B1 (ko) 다중전극 배열을 이용한 플라즈마 표면처리장치
JP5131638B2 (ja) 酸化チタン系光触媒薄膜の製造法
Kim et al. Atmospheric-pressure floating electrode-dielectric barrier discharge with flexible electrodes: Effect of conductor shapes
WO2004028220A1 (en) Method and apparatus for generating and maintaining a plasma
JPWO2010058648A1 (ja) マイクロプラズマを用いた表面改質処理方法及び接合方法
KR20130037447A (ko) 플라즈마를 이용하는 폴리프로필렌 표면개질방법
US20200152430A1 (en) Device and method for plasma treatment of electronic materials
Zhi et al. Improving hydrophobicity of glass surface using dielectric barrier discharge treatment in atmospheric air
JP2003113475A (ja) 放電プラズマ処理装置
AUSTRIA NINTH INTERNATIONAL SWOSIUM ON HIGH VOLTAGE ENGINEEFUNG
CN118262982A (zh) 一种宽幅等离子体处理绝缘子表面疏水改性的装置及方法
JP2013065430A (ja) プラズマ生成装置及びこれを用いた表面改質装置
Fleszynsh et al. Behaviour of modified insulator surface material under electric stress
Wang et al. Study on parameter optimization of polypropylene surface modification in atmospheric pressure dielectric barrier discharge
Timberlake et al. Surface modification of the PLT lower hybrid waveguides to improve operations
JP5598659B2 (ja) コロナ放電装置およびその利用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190809

Address after: Brno

Patentee after: Masaryk University

Address before: Bratislava

Patentee before: Faculty of Mathematics Physics

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120620

Termination date: 20200607

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee