[发明专利]一种ECR离子刻蚀加工表面织构并精确控制织构尺寸方法

权利要求书

1.一种ECR离子刻蚀加工表面织构并精确控制织构尺寸方法，其特征在于，利用ECR等离子体加工系统对已沉积的碳膜进行表面织构加工，通过调节掩模版的孔径尺寸及离子刻蚀时间，实现表面织构的参数调控；利用共聚焦显微镜对织构形貌进行表征，确定织构的直径为10～120μm，制备摩擦系数在0.18～0.06，磨损寿命为10000圈以上的织构化碳膜，包括以下步骤：

S1、将样品表面清洗后置于真空等离子腔体中，通入氩气，施加磁线圈电流及微波使腔体中的氩原子离化，产生等离子体，将等离子体溅射碳靶，并将碳原子沉积为碳膜；

S2、在碳膜上施加基片负偏压，等离子体腔体中的氩离子经加速后透过掩模版轰击样品表面，氩离子刻蚀碳膜表面从而实现样品的离子刻蚀，具体为：对步骤S1制备的碳膜基底施加-50～-100V负直流偏压，氩离子在电场加速作用下透过掩模版轰击样品表面进行离子刻蚀，透过离子的区域的碳膜会被氩离子刻蚀，而未透过氩离子的区域碳膜不会发生变化，从而在碳膜表面形成织构化，刻蚀时间为10～60min，织构深度为10～60nm，织构区域面积与基片总面积之比为19.6～20.0％；

S3、利用共聚焦显微镜对不同织构尺寸下的样品表面进行表征，确定刻蚀深度与刻蚀时间成正比关系，通过改变刻蚀的时间对织构的深度进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种ECR离子刻蚀加工表面织构并精确控制织构尺寸方法，其特征在于，步骤S1具体为：

S1.1、对等离子体腔体抽真空，当真空度达到2～4×10^-4Pa后将氩气通入到等离子体腔体中，使等离子体腔体内的气压到达2～6×10^-2Pa；

S1.2、通过施加350～450A的磁线圈电流及100～300W的微波使腔体中的氩原子离化，初始电子在磁场和微波的耦合作用下做回旋运动，得到氩等离子体；

S1.3、在碳靶加偏压后氩等离子体中氩原子轰击碳靶表面溅射出碳原子，在基片施加偏压后氩等离子体中电子辅助碳原子进行沉积，形成60～80nm厚度碳膜。

3.根据权利要求1所述的一种ECR离子刻蚀加工表面织构并精确控制织构尺寸方法，其特征在于，掩模版的材质为Cu，掩模版的孔径为10～120μm。