ICP反应装置和ICP发生器的制作方法

icp反应装置和icp发生器
技术领域
1.本发明涉及等离子体装置，更进一步，涉及一通过电感耦合形成等离子体的icp反应装置和icp发生器。


背景技术：

2.等离子体反应装置是一种重要的加工设备，广泛应用于薄膜沉积、刻蚀以及表面处理等工艺。等离子体反应装置因感应耦合元件不同分为电容耦合等离子体(ccp)装置和电感耦合等离子体(icp)装置两种。目前电容耦合等离子体装置采用平板型容性耦合元件，驱动频率为13.56mhz，向反应室提供激发电场使反应气体产生电离形成等离子体。这种等离子体反应装置因容性耦合元件限制，产生的等离子体密度较低，约在109/cm3量级，同时，由于容性耦合等离子体电位较高，基片表面容易受到活性离子的轰击，因此，材料加工与表面改性质量难以得到保证。
3.电感耦合等离子体(inductively coupled plasma,icp)是一种低温高密度等离子体源，通过电感线圈进行射频放电。电感耦合等离子体装置的耦合元件采用电感耦合线圈，在射频电源驱动下向反应室提供激发磁场使反应气体产生电离形成等离子体。icp激发产生的等离子体与电感线圈间存在“静电耦合”效应，易导致等离子体中高能离子对线圈的溅射，破坏icp放电的均匀性和稳定性，降低等离子体密度。
4.进一步，在现有的电感耦合等离子体装置中，icp装置一般都是固定于反应腔体的外部，反应腔体内部不同位置的感应磁场大小不同，因此产生的等离子体分布不均匀，从而影响形成的膜层的均匀性。
5.传统的电感耦合线圈在反应腔体中央部分所激发的磁场较强，而边缘部分所激发的磁场较弱，因此反应腔体中央部分的等离子体密度较高，边缘部分等离子体密度较低。特别是随着基材的加工尺寸扩大，反应腔体的体积也相应增大后，传统电感耦合线圈激发的等离子体存在很大的方位角的不对称性，反应室内等离子体分布很不均匀，只能依靠扩散来弥补外围等离子体密度低的区域。这样的结果导致基材薄膜沉积或刻蚀的速率和厚度都不均匀，影响加工质量和稳定性。
6.中国专利“电感耦合线圈及其电感耦合等离子体装置”(公开号：cn101409126a)提出了一种线圈的结构设计方案，该类电感线圈设计虽具有等离子体均匀性优势，但往往结构复杂，相关icp放电装置制造难度大。同时，复杂的线圈设计还导致较大的电感值，增大“静电耦合”效应，降低放电系统工作稳定性，使得icp装置在薄膜材料高速沉积中的应用受到限制。


技术实现要素：

7.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中所述icp反应装置包括一反应腔体和一icp发生器，所述icp反应装置通过改变所述icp发生器和所述反应腔体的相对位置关系来改变所述反应腔体内的感应磁场的分布，以使得所述反应腔体内形成的等离子体分
布均匀。
8.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中所述icp发生器被设置于所述反应腔体的外部按预定路径移动，以形成按预定方式转变的磁场。
9.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中在一个实施例中，所述icp发生器在水平方向沿所述反应腔体的周侧移动，以在不同时间覆盖反应腔体的周侧。
10.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中所述icp发生器能够选择以均匀的或可变速度移动，以通过速度可控的方式来调整感应磁场的分布。
11.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中所述icp发生器能够选择沿水平、竖直或者螺旋路径移动，以通过路径可控的方式来调整所述反应腔体内的感应磁场的分布。
12.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中在一个实施例中，所述反应腔体环绕于所述icp发生器的外部，所述icp发生器能够沿轴向转动，以改变所述反应腔体内的不同时间的感应磁场分布。
13.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中在一个实施例中，所述icp发生器沿所述反应腔体的单侧面移动，以改变所述反应腔体的同一个方向上不同位置的感应磁场的分布。
14.本发明的一个优势在于提供一icp反应装置，其中在一个实施例中，所述icp发生器沿所述反应腔体的上下方向移动，以使得感应磁场在不同时间纵向覆盖所述反应腔体的内空间。
15.为了实现以上至少一个优势，本发明的一方面提供一icp反应装置，其包括：
16.一icp发生器；和
17.一反应腔体，所述反应腔体具有一反应腔和一放电通道，所述反应腔用于放置一待镀膜的基材，所述放电通道连通所述反应腔，所述icp发生器能够与所述反应腔体相对运动地设置于所述放电通道，以通过电感耦合的方式激发通入所述反应腔内的气体产生等离子体。
18.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述icp发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述icp发生器能够绕所述反应腔体轴向运动。
19.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述icp发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述icp发生器能够沿所述反应腔体上下运动。
20.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述icp发生器被设置于所述反应腔体的外部，所述icp发生器能够绕所述反应腔体螺旋运动。
21.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述icp发生器包括一安装组件、一放电组件和一移动组件，所述安装组件被固定于所述反应腔体的所述放电通道外部，所述放电组件通过所述移动组件可移动地设置于所述安装组件。
22.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述安装组件包括一安装框和一隔离板，所述安装框被周侧密封地安装于所述反应腔体，所述安装框具有一窗口，所述窗口与所述放电通道位置对应，所述隔离板被周侧密封地安装于所述安装框并且封闭所述窗口，所述放电组件可移动地安装于所述安装框，所述隔离板位于所述安装窗的窗口和所述放电组件之间。
23.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述放电组件包括一感应线圈和一固定板，所述感应线圈和所述固定板被叠层固定。
24.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述移动组件包括一移动件和一配合件，所述移动件能够沿所述配合件移动，所述放电组件被搭载于所述移动件，所述配合件被设置于所述安装组件。
25.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述icp发生器包括一外壳和一风扇，所述风扇被安装于所述外壳，所述外壳遮盖于所述放电组件外部。
26.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述反应腔体具有一icp通道，所述icp通道位于所述反应腔内侧，所述icp发生器被设置于所述icp通道内，所述icp发生器能够在所述icp通道内轴向转动。
27.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述反应腔体具有一内壁，所述内壁形成所述icp通道，所述放电通道被设置于所述内壁。
28.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中icp发生器包括一安装组件、一放电组件和一转轴，所述安装组件被固定于所述反应腔体，所述放电组件被设置于所述转轴，所述转轴被可转动地设置于所述icp通道内。
29.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中icp发生器包括两放电组件，两个所述放电组件背向地设置于所述转轴。
30.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述安装组件包括一安装框和一隔离板，所述安装框被周侧密封地安装于所述反应腔体的所述内壁，所述安装框具有一窗口，所述窗口与所述放电通道位置对应，所述隔离板被周侧密封地安装于所述安装框并且封闭所述窗口。
31.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述反应腔体包括一主体和一盖体，所述主体形成所述反应腔，所述盖体被可分离地设置于所述主体，控制所述反应腔的打开和关闭。
32.根据一个实施例所述的icp反应装置，其中所述icp反应装置包括一升降架，所述盖体被搭载于所述载物架，以升降所述盖体。
33.本发明的另一方面提供icp发生器，所述icp发生器适于与一反应腔体配合，所述反应腔体具有一反应腔和一放电通道，通过电感耦合的方式激发通入所述反应腔内的气体产生等离子体，其包括：一安装组件和一放电组件，所述安装组件适于被固定于所述反应腔体的所述放电通道外部，所述放电组件可移动地设置于所述安装组件。
34.根据一个实施例所述的icp发生器，其中所述安装组件包括一安装框和一隔离板，所述安装框适于被周侧密封地安装于所述反应腔体，所述安装框具有一窗口，所述窗口与所述放电通道位置对应，所述隔离板被周侧密封地安装于所述安装框并且封闭所述窗口，所述放电组件可移动地安装于所述安装框，所述隔离板位于所述安装窗的窗口和所述放电组件之间。
35.根据一个实施例所述的icp发生器，其中所述放电组件包括一感应线圈和一固定板，所述感应线圈和所述固定板被叠层固定。
36.根据一个实施例所述的icp发生器，其中所述移动组件包括一移动件和一配合件，所述移动件能够沿所述配合件移动，所述放电组件被搭载于所述移动件，所述配合件被设
置于所述安装框。
37.根据一个实施例所述的icp发生器，其中所述放电组件包括一外壳和一风扇，所述风扇被安装于所述外壳，所述外壳遮盖于所述感应线圈和所述固定板外部。
38.本发明的另一方面提供一icp发生器，所述icp发生器适于与一反应腔体配合，所述反应腔体具有一反应腔和一放电通道，通过电感耦合的方式激发通入所述反应腔内的气体产生等离子体，其包括：一安装组件、一放电组件和一转轴，所述安装组件适于被固定于所述反应腔体的一icp通道，所述放电组件被设置于所述转轴，所述转轴适于被可转动地设置于所述icp通道内。
39.根据一个实施例所述的icp发生器，其中所述反应腔体具有一内壁，所述内壁形成所述icp通道，所述放电通道被设置于所述内壁。
40.根据一个实施例所述的icp发生器，其中icp发生器包括两放电组件，两个所述放电组件背向地设置于所述转轴。
41.根据一个实施例所述的icp发生器，其中所述安装组件包括一安装框和一隔离板，所述安装框适于被周侧密封地安装于所述反应腔体的所述内壁，所述安装框具有一窗口，所述窗口与所述放电通道位置对应，所述隔离板被周侧密封地安装于所述安装框并且封闭所述窗口。
附图说明
42.图1a、1b是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置立体示意图。
43.图2是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置分解示意图。
44.图3是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置的icp发生器分解示意图。
45.图4是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置的载物架的另一实施例示意图。
46.图5是根据本发明的第二个实施例的icp反应装置立体示意图。
47.图6是根据本发明的第三个实施例的icp反应装置立体示意图。
48.图7是根据本发明的第四个实施例的icp反应装置立体示意图。
49.图8是根据本发明的第四个实施例的icp反应装置的剖视示意图。
50.图9是根据本发明的第五个实施例的icp反应装置的立体示意图。
具体实施方式
51.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
52.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
53.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，
一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
54.对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“各种实施例”、“一些实施例”等的引用指示这样的描述本发明的实施例可包括特定特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包括该特征、结构或特性。此外，一些实施例可具有对其它实施例的描述的特征中的一些、全部或没有这样的特征。
55.图1a、1b是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置立体示意图。图2是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置分解示意图。图3是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置的icp组件分解示意图。
56.参考图1a-图3，本发明提供一icp反应装置1，所述icp反应装置1包括一icp发生器10和一反应腔体20，所述icp发生器10能够与所述反应腔体20相对运动，以改变所述icp发生器激发产生的感应磁场在所述反应腔体20内的分布。
57.所述icp反应装置1能够被用于等离子体增强化学气相沉积pecvd工艺，以在基体的表面沉积形成膜层。当然，所述icp反应装置1也可以被应用于其它工艺，本发明在这方面并不限制。
58.在本发明的一个实施例中，所述icp反应装置1通过改变icp发生器10和所述反应腔体20的相对位置关系来改变所述反应腔体20内的感应磁场的分布，以使得所述反应腔体20内形成的等离子体分布均匀。
59.进一步，本发明的这个实施例中，所述icp发生器10可移动地被设置于所述反应腔体20的外部。也就是说，所述icp发生器10能够绕至少部分或者全部所述反应腔体20运动。换句话说，所述反应腔体20保持静止，所述icp发生器10能够相对所述反应腔体20运动。
60.值得一提的是，在本发明的这个实施例中以所述icp发生器10运动，所述反应腔体20静止为例来说明所述icp发生器10与所述反应腔体20的相对运动，而在本发明的其它实施例中，也可以设置所述反应腔体20运动，所述icp发生器10静止来实现所述icp发生器10和所述反应腔体20之间的相对运动。还值得一提的是，在通常情况下，由于所述反应腔体20的体积较大、质量较大、较难运动，而所述icp发生器10体积较小、质量较小、较易运动。因此，当所述icp发生器10的质量相对于所述反应腔体20较小时，优选地，所述icp发生器10运动，所述反应腔体20静止。
61.在本发明的这个实施例中，所述icp发生器10的至少部分能够相对于所述反应腔体20运动。
62.所述反应腔体20包括一主体21和一盖体22，所述主体21具有一反应腔201，所述盖体22可分离地连接于所述主体21，以打开或者封闭所述反应腔201。也就是说，通过控制所述盖体22能够控制所述反应腔201的打开或者关闭。在本发明的一个实施例中，所述icp反应装置1沿竖直方向布置，所述盖体22位于所述主体21的下方，以便于在所述盖体22上承载待镀膜的基体，也就是说，所述盖体22是底盖。当然，本发明其它实施中，所述反应腔体20还可以是其它放置方式。
63.进一步，在本发明的一个实施例中，所述主体21包括一周壁211和一顶盖212，所述周壁211形成一第一开口2101和一第二开口2102，所述顶盖212被设置于所述第一开口2101，所述底盖被设置于所述第二开口2102。也就是说，当所述顶盖212和所述底盖被安装
于所述周壁211时，所述顶盖212封闭所述第一开口2101，所述底盖封闭所述第二开口2102。
64.在本发明的一个实施例中，所述顶盖212可以通过螺钉以及密封垫密封地固定于所述周壁211的所述第一开口2101。
65.所述反应腔体20具有至少一进气口202和一抽气口203，所述进气口202用于向所述反应腔201内输送反应气体，所述抽气口203用于连接一抽气设备，以抽取所述反应腔201内的气体，以排出所述反应腔体20内的废气以及控制所述反应腔体20内的压力。在本发明的一个实施例中，所述进气口202被设置于所述主体21的所述周壁211，所述抽气口203被设置于所述主体21的所述顶盖212。在本发明其它实施例中，所述进气口202和所述抽气口203可以被设置于其它位置，举例地但不限于，所述进气口202和所述抽气口203都被设置于所述顶盖212，或者所述进气口202和所述抽气口203都被设置于所述周壁211，本发明在这方面并不限制。在本发明的其它实施例中，所述进气口202还可以被设置于所述icp发生器10。所述进气口202能够被连通于一蒸发器，通过所述蒸发器将原料蒸发气化后送入所述反应腔体20，所述抽气口203能够连接于一抽气系统，举例地但不限于真空泵系统。
66.所述反应腔体20的所述周壁211具有一放电口204，所述icp发生器10被安装于所述放电口204，以便于所述icp发生器10产生的射频电场能够穿过所述放电口204进入所述反应腔201内。
67.在本发明的一个实施例中，所述反应腔体20包括一格栅23，所述格栅23被设置于所述放电口204，以使得所述放电口204间隔地连通所述周壁211的内外两侧。在本发明的一个实施例中，所述格栅23被固定于所述周壁211的内侧，位于所述放电口204的内侧。
68.所述icp发生器10包括一安装组件11、一放电组件12和一移动组件13，所述放电组件12通过所述移动组件13被可移动地设置于所述安装组件11。所述安装组件11包括一安装框111和一隔离板112，所述安装框111具有一窗口1101，所述窗口1101连通所述安装框111的内外两侧，所述隔离板112被设置于所述窗口1101。优选地，所述安装框111被密封地安装于所述反应腔体20的所述放电口204。也就是说，所述安装组件11还可以包括一密封元件，举例地但不限于，密封垫，或者通过其它的密封元件进行密封，如胶体。所述隔离板112被密封地安装于所述安装框111的外侧。所述隔离板112遮挡、隔离所述放电口204的外部。也就是说，通过所述隔离板112在电场通过的情况下使得进入所述反应腔体20的气体不会从所述放电口204以及所述窗口1101逃逸至外部。
69.所述放电组件12包括一感应线圈121、一固定板122和一固定元件123，所述感应线圈121和所述固定板122被叠层地安装于所述固定元件123。所述感应线圈121位于内侧，所述固定板122位于外侧，也就是说，所述感应线圈121位于靠近所述安装组件11的一侧，所述固定板122位于远离所述安装组件11的一侧。
70.进一步，所述隔离板112隔离所述感应线圈121和所述安装框111的窗口1101内侧，且所述感应线圈121的电场能够穿过所述隔离板112，换句话说，所述隔离板112隔离所述安装框111内侧气体向外流动但是允许电场穿过，以便于在所述反应腔体20内产生感应磁场。
71.所述介质板由绝缘材料构成。优选地，所述隔离板112是石英或陶瓷密封板，从而减少对所述感应线圈121的感应电场对所述反应腔体20的影响。
72.值得一提的是，在本发明的这个实施例中，所述反应腔体20呈圆形柱体结构，所述icp发生器10至少部分地环绕于所述主体21的周壁211外侧。进一步，所述安装框111的水平
横截面呈弧形结构，以适应所述反应腔体20的形状，并且密封地安装于所述反应腔体20。所述隔离板112呈弧形结构，以适应所述反应腔体20的形状，并且密封地隔离所述窗口1101。也就是说，所述安装框111和所述隔离板112的形状与所述反应腔体20的形状相配合。在本发明的其它实施例中，所述安装框111和所述隔离板112板还可以是其它形状。
73.所述icp发生器10的所述放电组件12能够沿所述安装框111移动，以改变所述放电组件12与所述反应腔体20的相对位置关系。也就是说，通过改变所述放电组件12和所述反应腔体20的相对位置关系来改变所述icp发生器10产生的电场在所述反应腔体20内的分布情况，从而改变所述反应腔体20内的感应磁场的分布。
74.所述icp发生器10的所述移动组件13包括一移动件131和一配合件132，所述移动件131和所述配合件132被选择地设置于所述固定元件123和所述安装框111，以使得所述放电组件12能够沿所述安装框111移动。举例地但不限于，所述移动件131和所述配合件132是滑轨和滑槽，或者轨道和滚轮。举例地，在所述固定元件123的两侧安装一组滑轨，在所述安装框111的对应两侧设置一组滑轨。
75.在本发明的一个实施例中，所述放电组件12包括一控制件，所述控制件控制所述放电组件12的移动状态。也就是说，所述控制件控制所述放电组件12按预定轨道或者预定速度运动。所述运动状态举例地但不限于匀速、变速以及运动停留间隔。
76.所述icp发生器10被设置于所述反应腔体20的外部按预定路径移动，以形成按预定方式转变的磁场。进一步，所述控制件控制所述放电组件12按预定路径移动，举例地，所述控制件控制所述放电组件12按预定曲率的弧线路径运动。所述预定曲率弧线与所述反应腔体20相关。
77.在另一个实施例中，所述icp发生器10在水平方向沿所述反应腔体20的周侧移动，以在不同时间覆盖反应腔体20的周侧。
78.所述icp发生器10能够选择以均匀的或可变速度移动，以通过速度可控的方式来调整感应磁场的分布。也就是说，所述控制件能够控制所述放电组件12的运动状态，举例地但不限于，通过微控制器编程的方式设计所述控制方式。
79.值得一提的是，所述icp发生器10能够选择沿水平、竖直或者螺旋路径移动，以通过路径可控的方式来调整感应磁场的分布。
80.在一个实施例中，所述反应腔体20环绕于所述icp发生器10的外部，所述icp发生器10能够沿轴向转动，以改变所述反应腔体20内的不同时间的感应磁场分布。举例地，所述控制件控制一个所述icp发生器10环绕所述圆柱形的所述反应腔体20运动。
81.所述安装组件11的横向延伸尺寸大于所述放电组件12横向尺寸以提供所述放电组件12能够移动的位移。进一步，所述隔离板112的延伸尺寸大于所述感应线圈121的横向尺寸，以使得所述感应线圈121移动至所述反应腔体20的不同位置产生感应电场都能够进入所述反应腔体20内。
82.在本发明的这个实施例中，所述放电组件12能够绕所述反应腔体20轴向运动，也就是说，以所述反应腔体20的中心轴线为中心进行圆周运动或者部分弧线运动。
83.进一步，所述放电组件12能够单向地圆周运动或者往复运动。
84.在本发明的这个实施中，所述icp反应装置1包括两组所述icp发生器10，两组所述icp发生器10分别环设于至少部分所述反应腔体20的所述侧壁的外侧面。
85.优选地，两组所述icp发生器10对称地设置于所述反应腔体20的外部。
86.在本发明的这个实施例中，两个所述icp发生器10之间具有一间隔空间。所述进气口202被设置于所述间隔空间。也就是说，两个所述icp发生器10并不是一体连接。在所述icp发生器10之间的所述间隔空间的所述主体21的周壁211上设置所述进气口202。
87.所述icp反应装置1包括一射频电源和一匹配器，所述icp发生器10能够电连接于所述射频电源和所述射频匹配器。所述感应线圈121的一端电连接所述匹配器的输出端，所述感应线圈121的另一端电连接所述匹配器的接地端，所述匹配器与射频电源电连接，由此构成一个工作电路，所述感应线圈121、射频电源以及匹配器构成的工作电路向所述反应腔体20内提供激发等离子体的电磁场。
88.在工作的过程中，通过所述匹配器的调节，所述射频电源的功率能够最大程度地传输到所述感应线圈121的两端，所述感应线圈121的两端会产生一定大小的射频电流，两端同时产生一定幅度的电压。所述感应线圈121中环绕的射频电流在空间激发产生射频磁场，该磁场能够穿过所述隔离板112进入所述反应腔体20内，从而使得所述反应腔体20内产生磁通。根据法拉第电磁感应定律，此射频磁通又会感应产生射频电场，射频电场会加速等离子体中的电子的运动，使之不断与中性气体分子碰撞离化，从而将感应线圈121中的射频能量耦合到离化气体中并维持等离子体放电。
89.在本发明的一个实施例中，所述感应线圈121为平面螺旋线圈。所述放电组件12包括一组所述感应线圈121，该组所述感应线圈121串联地电连接，该组所述感应线圈121的两端分别电连接所述匹配器，其中一个所述感应线圈121的一端连接所述匹配器的输出端，另一个所述感应线圈121的一端连接所述匹配器的接地端。值得一提的是，单层平面环绕的所述感应线圈121结构设计简单，电感小，占据放电空间体积小，并且能够提高icp放电性能。
90.值得一提的是，根据本发明的一个实施例，所述感应线圈121呈平面螺旋结构，且两个所述感应线圈121形成该组所述感应线圈121，并且排布成能够减小线圈与等离子体间的“静电耦合”效应，有效抑制了正离子对线圈表面材料的轰击，获得了稳定均匀的高密度等离子体源，推进icp等离子体技术在薄膜沉积领域的广泛应用。
91.所述icp发生器10还包括一外壳14，所述外壳14被安装于所述放电组件12，以用于遮盖所述放电组件12。所述icp发生器10还包括一散热元件15，所述散热元件15被设置于所述外壳14，以散失所述放电组件12产生的热量。所述散热元件15举例地但不限于风扇。在本发明的另一个实施例中，所述外壳14可以被安装于所述安装组件11的外侧，也就是说，所述外壳14与所述安装组件11形成一个移动空间，所述放电组件12能够在所述移动空间内运动。
92.在本发明的一个实施中，所述icp反应装置1包括一载物架40，所述载物架40用于放置基材。进一步，所述载物架40被安装于所述盖体22。也就是说，当所述盖体22打开时，所述载物架40能够离开所述反应腔201，方便向所述载物架40装载所述基材。
93.根据本发明的一个实施例，所述icp反应装置1包括一升降架30，所述盖体22被安装于所述升降架30，以便于通过所述升降架30控制所述盖体22的打开和关闭。所述升降架30包括一第一平台31、一第二平台32和一组驱动机构33，所述主体21被设置于所述第一平台31，所述盖体22被设置于所述第二平台32，所述一组驱动机构33引导所述第二平台32升降，以控制所述反应腔体20的打开或者关闭。
94.根据本发明的一个实施例，所述icp反应装置1包括一偏压电源，所述偏压电源的负极输出端连接所述载物架，所述偏压电源的正极输入端连接所述反应腔201，所述反应腔体20接地。也就是说，所述偏压电源与所述载物架以及所述反应腔体20形成回路，在所述反应腔201内形成偏压电场。
95.还值得一提的是，在本发明的实施例中，使用射频功率源加载于感应线圈121功率端，并在载物架上辅以脉冲偏置电源，icp射频功率耦合效率远高于单频ccp(电容耦合等离子体)发生器，由此可以得到更高的等离子体密度，所形成的等离子体密度在10
10-10
12
/cm3量级，高于常规的电感耦合等离子体；等离子体均匀性好；产生的等离子体电位小，能量离子对基材的轰击损伤小；因此，用本发明的icp反应装置1制备膜层的沉积速率快，而且膜层的厚度均匀性好，表面改性充分，功率耦合效率高，能耗低。
96.根据本发明的实施例，所述icp反应装置1能够被应用于等离子体气相沉积工艺制备一超疏水膜层，当所述超疏水膜层被附着于所述基材的表面，所述超疏水膜层让所述基材具有良好的疏水性能和透光性能。所述超疏水膜层不会对于所述基材本身的透光性造成过大的影响，也就是说，透明基材被在形成有所述超疏水膜层后，还可以保持有原先的透光性能或者是和原先相近的透光性能。所述超疏水膜层可以含有si，o或者是si，o和h。所述超疏水膜层具有良好的疏水性能和透光性能。所述超疏水膜层的水接触角可以大于150
°
，比如说大于156
°
，其滚动角可以小于10
°
，比如说小于5
°
，或者是小于3
°
，在一些实施例中，疏水角最高170以上。
97.本发明提供一种所述icp反应装置1制备所述超疏水膜层的制备方法，如下：
98.(1)基材清洗
99.放置所述基材于清洗剂中清洗，以去除表面油污。
100.(2)基材活化
101.惰性气体氛围下：将清洗后干燥的所述基材放置到所述icp反应装置1的反应腔体20中，对所述反应腔体20抽真空，然后通入惰性气体，在一定的真空度下和一定的电压下在所述反应腔201放电，以进行离子轰击活化；
102.(3)形成所述超疏水膜层
103.通入硅氧烷单体和惰性气体，控制在一定的真空度和电压下在所述基材表面形成透明耐磨涂层，即形成所述超疏水膜层。
104.根据本发明的一个实施例，在所述基材清洗步骤中，清洗剂可以是有机溶剂，比如说乙醇或者是异丙醇。清洗剂也可以是去离子水。在超声的协助下可以去除所述基材表面的油污。
105.可以理解的是，如果所述基材存在着被超声破坏的风险，那么可以先使用有机溶剂进行清洗，然后在所述基材活化步骤中可藉由等离子体进行清洗活化。利用所述基材活化步骤，所述基材表面的杂质和氧化层能够被进一步去除，以有利于在后续过程中形成的所述超疏水膜层和所述基材的结合强度。
106.根据本发明的一个实施例，在所述基材清洗步骤中，所述基材分别被放置在去离子水和工业高纯乙醇或者异丙醇中进行超声清洗10～20分钟，去除所述基材表面的杂质。
107.根据本发明的一个实施例，在所述基材活化步骤中，所述惰性气体选自he、ar和kr中的一种或者几种。
108.根据本发明的一个实施例，在所述基材活化步骤中，通入所述惰性气体后，所述pecvd镀膜设备中的所述腔室的真空度控制在0.1-50pa。
109.所述基材能够被固定放置在所述腔室的一个预设位置，所述基材也可以被可活动地放置于所述反应腔201的一个预设位置。
110.根据本发明的一个实施例，在所述基材活化步骤中，通入所述惰性气体后，所述偏压电源的电压可以被控制在10v～800v，所述icp发生器10的功率可以被控制在50w～1000w。活化时间可以被控制为1～30min。
111.根据本发明的一个实施例，所述硅氧烷单体可以是链状硅氧烷化合物，也可以是环状硅氧烷化合物。
112.根据本发明的一个实施例，所述硅氧烷可以是烃基硅氧烷，可以是链状硅氧烷化合物，也可以是环状硅氧烷化合物。
113.实施例1
114.步骤一、基材清洗
115.将玻璃片分别放置在去离子水和工业乙醇中进行超声清洗10分钟，去除表面油污。
116.步骤二、基材活化
117.将洗好的玻璃片烘干后装载在所述pecvd镀膜设备的所述腔室内，并将所述腔室抽真空至1
×
10-2
pa以下，通入氩气，流量为100sccm，保持真空度为2pa，在转架上加载300v偏压，icp功率设为600w，进行离子轰击10min，增加玻璃片表面活性。
118.步骤三、形成所述超疏水膜层
119.制备超疏水膜层，通入六甲基二硅氧烷蒸汽，单体流量为200μl/min，同时，通入氩气，流量为100sccm，调节蝶阀保持真空压力在6pa，在转架上加载600v偏压，icp功率设为800w，镀膜300s。
120.实施例1中获得的所述超疏水膜层的厚度为70nm，所测得的水接触角值为154
°
以上，轻微晃动水滴就会滚走。
121.实施例1中获得的所述超疏水膜层的滚动角小于3
°
。
122.形成有所述超疏水膜层的玻璃片透光率值减少小于0.5％。同时分别测试了所述超疏水膜层的耐紫外老化(0.35w/
㎡
；温度50℃左右；内设水箱；黑板设定温度50℃，实际温度47℃左右)、高温高湿(85℃，85％rh)和盐雾(5％的nacl溶液，35℃，1kg/cm2)性能。
123.图4是根据本发明的第一个实施例的icp反应装置1的载物架40的另一实施例示意图。
124.在本发明的这个实施例中，所述载物架40能够轴向转动。所述载物架40进一步包括主架体41、一传动组件42和一载物组件43，所述载物组件43被设置于所述主架体41，所述传动组件42分别传动所述载物组件43绕自身中心轴向转动。
125.在本发明的一个实施例中，所述主架体41能够轴向转动。也就是说，所述主架体41和所述载物组件43各自能够轴向转动，因此使得被放置于所述载物架40的基材分别存在两种运动，即被放置的所述载物组件43的自转运动和绕所述主架体41中心的公转运动。
126.图5是根据本发明的第二个实施例的icp反应装置1立体示意图。
127.在本发明的这个实施例中，所述icp发生器10沿所述反应腔体20的竖直方向延伸
布置，以使得所述放电组件12能够相对于所述反应腔体20上下运动。
128.具体地，所述安装组件11沿所述反应腔体20的竖直方向延伸，呈大致方形结构。所述放电组件12呈大致方形结构。所述移动件131被设置于所述安装框111，沿所述安装框111竖直方向延伸，所述配合件132被设置于所述放电组件12的所述固定元件123。
129.在本发明的一个实施例中，所述安装框111和所述放电组件12呈大致平面结构。所述反应腔体具有一安装窗，所述安装窗的外口呈大致开口平面，以便于安装所述icp发生器10。
130.所述icp反应装置1的所述反应腔体20在纵向设有多层所述进气口202，分别被设置于反应腔体20的不同高度，当所述icp放电组件12沿所述反应腔体20上下移动时，所述icp放电组件12产生的感应电场和磁场在不同的时间能够覆盖不同高度的空间，以使得不同位置进入的所述气体都能够得到感应电磁场的作用，从而促进所述反应腔201内不同位置产生的等离子体趋向均匀。
131.这个实施例适于icp反应装置1高度较大的情况。
132.图6是根据本发明的第三个实施例的icp反应装置1立体示意图。
133.在本发明的这个实施例中，所述icp发生器10沿所述反应腔体20的周壁211螺旋方向延伸布置，以使得所述放电组件12能够相对于所述反应腔体20螺旋式运动。
134.具体地，所述安装组件11沿所述反应腔体20的螺旋方向延伸。即，所述安装框111和所述隔离板112分别呈螺旋结构。所述放电组件12呈大致方形结构。所述移动件131被设置于所述安装框111，沿所述安装框111螺旋方向延伸，所述配合件132被设置于所述放电组件12的所述固定元件123，以便于所述放电组件12沿所述安装框111的螺旋方向运动。
135.所述icp反应装置1的所述反应腔体20具有多个所述进气口202，分别被设置于反应腔体20的顶部，更具体地，多个所述进气口202被设置于所述反应腔体20所述顶盖212，当所述icp放电组件12沿所述反应腔体20螺旋移动时，所述icp放电组件12产生的感应电场和磁场在不同的时间能够覆盖不同高度的空间，以使得不同位置进入的所述气体都能够得到杆感应电磁场的作用，从而促进所述反应腔201内不同位置产生的等离子体趋向均匀。
136.在本发明的这个实施例中，所述icp反应装置1包括一个所述icp发生器10，以避免形成交叉的移动轨道。在本发明的其它实施例中，也可以设置两个所述icp发生器10。
137.图7是根据本发明的第四个实施例的icp反应装置1立体示意图。
138.图8是根据本发明的第四个实施例的icp反应装置1的部分剖视示意图。
139.在本发明的这个实施例中，所述icp反应装置1包括一转轴16和两放电组件12，两个所述放电组件12背向地被设置于所述转轴16，形成一icp发生器组件17。所述转轴16能够带动两个所述放电组件12轴向转动。
140.所述放电组件12包括一感应线圈121、一固定板122和一固定元件123，所述感应线圈121和所述固定板122被叠层地固定于所述固定元件123。也就是说，在本发明的这个实施例中，所述放电组件12进行轴向转动，不需要设置所述移动件131和所述配合件132。
141.所述反应腔体20具有一icp通道205，优选地，所述icp通道205被设置于所述反应腔体20的位于中心位置。所述icp发生器组件17被设置于所述icp通道205内，以便于在所述icp通道205内转动。
142.所述反应腔体20包括一内壁25，所述内壁25形成所述icp通道205。也就是说，在本
发明的这个实施例中，所述反应腔201是一个环形通道。所述放电口204被设置于所述内壁25。也就是说，所述放电口204连通所述icp通道和所述反应腔201。
143.所述安装框111被围设于所述内壁25的所述放电口204。优选地，所述安装框111的横截面是一环形。所述隔离板112被设置于所述安装框111的所述窗口1101，以密封地隔离所述icp通道和所述反应腔201。相应地，所述隔离板112呈圆环形地设置于所述安装框111的所述窗口1101。
144.值得一提的是，在本发明的这个实施例中，所述icp发生器10被设置于所述反应腔体20的内部，所述icp发生器10被隐藏于所述反应腔体20内，因此不需要占用外部空间，使得所述icp反应装置1体积减小。
145.根据本发明的这个实施例，所述icp发生器组件17能够轴向转动，因此在不同时间段能够覆盖所述反应腔体20内的整个内空间，且两个所述放电组件12能够交替连续工作，提高产生感应磁场的频率。
146.图9是根据本发明的第五个实施例的icp反应装置1的立体示意图。
147.在本发明的这个实施例中，所述icp反应装置1的所述反应腔体20是一方形结构。所述反应腔体20的所述主体21是一箱体，所述盖体22是一控制门，所述箱体形成所述反应腔201，所述箱体具有一开口，所述开口连通所述反应腔201和外部空间，所述控制门被安装于所述开口，当所述控制门被打开，所述反应腔201被暴露，当所述控制门被闭合，所述反应腔201被封闭。
148.所述控制门可以是所述反应腔体20的前板。也就是说，所述反应腔体20可以从前侧被打开。所述控制门也可以是所述反应腔体20的顶板。也就是说，所述反应腔体20也可以从顶侧被打开。本领域技术人员应当理解的是，此处打开所述反应腔体20的形式仅为举例说明，本发明的所述icp反应装置1的所述反应腔体20的打开方式并不限制于此。
149.在本发明的这个实施例中，所述控制门位于前侧，也就是说，所述箱体的开口位于前侧。所述可动icp发生器10被设置于所述箱体。进一步，所述可动icp发生器10被选择地设置于所述箱体的至少一个侧面。
150.在一个实施例中，所述icp发生器10沿所述反应腔体20的单侧面移动，以改变所述反应腔体20的同一个方向上不同位置的感应磁场的分布。
151.在一个实施例中，所述icp发生器10沿所述反应腔体20的上下方向移动，以使得感应磁场在不同时间纵向覆盖所述反应腔体20的内空间。
152.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。