本发明涉及微波等离子体化学气相沉积设备领域,具体而言,涉及一种微波等离子体化学气相沉积设备及改善镀膜质量的方法。
背景技术:
1、微波等离子体化学气相沉积技术是将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器进入反应器的腔体,并向腔体内通入甲烷与氢气的混合气体,在微波的激励下,在腔体室内放电,使反应气体的分子离化,产生等离子体。腔体内设置有样品台,样品台上设置有基片,反应气分子被电离后,碳元素会沉积的基片上形成金刚石镀膜。而金刚石镀膜厚度的均匀性是镀膜质量的重要指标之一,目前的沉积设备,其镀膜厚度不够均匀,导致镀膜质量较差。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种微波等离子体化学气相沉积设备及改善镀膜质量的方法,其能够显著改善镀膜质量。
2、本发明是这样实现的:
3、一种微波等离子体化学气相沉积设备,包括:
4、机架,所述机架包括放电腔底板;
5、腔体,所述腔体的底部与所述放电腔底板的上部连接,并围合形成放电腔;
6、样品台,所述样品台设置在所述放电腔内,所述样品台的底部设置有升降杆,所述放电腔底板上设置有安装孔,所述升降杆可滑动地穿过所述安装孔;
7、升降驱动装置,所述升降驱动装置与所述升降杆的底部连接,用于驱动所述升降杆带动所述样品台上下移动。
8、进一步地,所述升降驱动装置包括电机及传动组件,所述电机通过所述传动组件与所述升降杆连接,用于驱动所述升降杆上下移动。
9、进一步地,所述传动组件包括升降板和多个丝杆,所述升降板与所述升降杆固定连接;
10、所述多个丝杆均竖直设置,并与所述机架可转动连接,所述多个丝杆的轴向运动被限制;每个所述丝杆上均套设有螺母,多个所述螺母与所述升降板固定连接;所述电机与所述多个丝杆传动连接,能够驱动所述多个丝杆同步转动。
11、进一步地,还包括连接板,所述连接板设置在所述放电腔底板与所述升降板之间,所述多个丝杆的上端分别与所述连接板可转动连接。
12、进一步地,所述连接板与所述放电腔底板之间设置有套管,所述套管套设在所述升降杆上,所述套管的上端与所述放电腔底板固定连接,下端与所述连接板固定连接;所述升降杆可活动地穿过所述连接板,所述升降杆与所述连接板之间设置有密封件;所述套管上设置有抽气孔。
13、进一步地,所述升降杆与所述机架可摆动连接,使得样品台倾斜角度能够调节。
14、进一步地,所述升降杆的下部固定连接有移动块,所述移动块设置在所述升降板上;
15、所述移动块的四周均设置有顶推块,所述顶推块与所述升降板固定连接,每个所述顶推块上均设置有顶推螺钉;按照第一方向转动所述顶推螺钉,能够使得顶推螺钉与所述移动块抵接,并能够推动所述移动块移动,按照与所述第一方向相反的方向转动所述顶推螺钉,能够使得所述顶推螺钉与所述移动块分离。
16、进一步地,所述放电腔内还设置有腔内板,所述腔内板与所述腔体的内壁滑动配合;
17、所述腔内板与所述放电腔底板之间设置有内波纹管和外波纹管,所述内波纹管套设在所述升降杆上,所述外波纹管套设在所述内波纹管上;所述内波纹管和所述外波纹管的上端均与所述腔内板密封连接,所述内波纹管和所述外波纹管的下端均与所述放电腔底板密封连接,所述内波纹管和所述外波纹管之间形成容纳空间;
18、所述放电腔底板上设置有抽气孔,所述抽气孔与所述容纳空间连通,用于连接抽气管。
19、进一步地,所述内波纹管和所述外波纹管的内侧和外侧均设置有定型伸缩管,用于减小所述内波纹管和所述外波纹管的径向变形量。
20、一种改善镀膜质量的方法,采用了所述的微波等离子体化学气相沉积设备,包括以下步骤:
21、实时检测样品台中心点及边缘四个方向的温度;
22、当样品台中心位置温度高于样品台边缘位置的平均温度时,则升高样品台预设距离,继续监测预设时间之后,当样品台中心位置温度仍然高于样品台边缘位置的平均温度时,则降低腔内板的高度;
23、样品台边缘相对的两个位置的温度分别为第一温度和第二温度,当第一温度和第二温度的差大于预设差值时,则调节样品台的倾斜角度,使得样品台第一温度和第二温度中较低温度对应的位置朝远离等离子球的方向移动预设距离。
24、本发明的有益效果是:
25、本发明通过上述设计得到的微波等离子体化学气相沉积设备及改善镀膜质量的方法,使用时,当测温仪测得样品台中心的温度高于边缘平均温度时,则说明样品台中心温度过高,发明人经过研究发现,样品台中心温度过高,说明等离子球不够扁平,即中心电磁场过强,边缘相对较弱;电磁场分布是影响镀膜厚度均匀性的重要因素之一。此时,将样品台向上移动一定距离,即能够改善电磁场分布情况,使得等离子球更加扁平,进而能够使得镀膜厚度更加均匀,提高镀膜质量。
1.一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于:
5.根据权利要求4所述的一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于:
6.根据权利要求5所述的一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于:
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于:
8.根据权利要求7所述的一种微波等离子体化学气相沉积设备,其特征在于:
9.一种改善镀膜质量的方法,其特征在于,采用了权利要求书7或8所述的微波等离子体化学气相沉积设备,包括以下步骤: