本發(fā)明涉及微波等離子體加工設備領域，具體是一種微波等離子體化學氣相沉積設備。

背景技術：

1、微波等離子體cvd裝置是利用微波能實現(xiàn)化學氣相沉積的一種工藝裝置，具有產量大、質量高以及成本低的優(yōu)點；其原理是，微波在等離子體腔內形成共振，形成強的電磁場中心區(qū)域，使氣體電離形成等離子體，然后在沉積基片表面上形成固態(tài)物質沉積；

2、微波等離子體cvd(mpcvd)是生長高質量單晶金剛石(scd)和聚晶金剛石(pcd)的方法之一。為了降低雜質并改善合成金剛石的結晶質量，重要的是在維持生長條件的同時，盡可能的延長連續(xù)沉積時間，使等離子體遠離通常由石英制成的微波窗，以降低石英的腐蝕來避免釋放雜質硅，并防止破壞石英窗；

3、請參閱圖1，相關技術中提供了微波等離子體cvd裝置，該微波等離子體cvd裝置包括：爐管2，其中，在爐管2內部形成等離子腔7，形成的等離子腔7包括上短路板14、側壁以及下短路板11；

4、所述上短路板14活動安裝在側壁上端，上短路板14中間位置處開設有開口；所述下短路板11活動安裝在側壁下端；所述上短路板14上安裝有波導3，波導3位于上短路板14中間開設的開口上方位置處；波導3底端與上短路板14連接；所述開口內部設有激勵探頭4，激勵探頭4包括縱向探頭部41以及橫向探頭部42；所述上短路板14下端與激勵探頭4之間還設有微波窗5；

5、所述下短路板11上方設有基片冷水臺組13，基片冷水臺組13包括外冷水套131以及可移動地設于外冷水套131的內冷水臺133；基片冷水臺組13上端放置有晶圓8；晶圓8位于激勵探頭4與基片冷水臺組13之間；另外，活動位移的下短路板11外側設有法蘭盤端9，法蘭盤端9下端通過法蘭管10安裝固定在爐管2上；所述等離子腔7的側壁位置處開設有氣體注入口6，氣體注入口6用于往等離子腔7內部通入原料氣體；

6、另外，所述外水冷套131的上表面與下短路板11之間的距離為l2，所述內水冷臺133的臺面與所述外水冷套131的上表面之間的距離為l3；所述外水冷套的上表面與所述法蘭形側壁的法蘭盤端的端面之間的距離為l5；

7、在使用該微波等離子體cvd裝置時，通過設置的波導3以及激勵探頭4配合作用，將產生的微波穿過微波窗5進入等離子腔7內部，微波進入等離子腔7內部后，在等離子腔7內部電磁能量足夠大的地方形成等離子體，用于在晶圓8上端表面形成沉積物質；

8、該微波等離子體cvd裝置通過設置可移動的部件，使得l2、l3處于可調節(jié)狀態(tài)，這樣的設置便于調節(jié)等離子體腔內的阻抗，來最大化地吸收微波，使產生的等離子體遠離石英窗，同時通過改變基片冷水臺組附近的等離子體的形狀使得等離子體和沉積基片之間的接觸最大化、改變等離子體的能量密度或維持生長時沉積基片與等離子體的相對位置；

9、另外當通過進一步設置使得l5處于可調節(jié)狀態(tài)時，可更好地實現(xiàn)等離子體遠離石英窗，可有效避免等離子體腔長時間運作后窗口容易變黑，過熱，從而導致微波傳導到離子體效率下降和運作過程中離子體刻蝕窗口導致釋放雜質硅影響金剛石生長質量的問題；

10、但是該微波等離子體cvd裝置也存在一些缺陷，例如，用于在等離子腔7內部進行化學氣相沉積反應的原料氣體是通過側壁一側開設的氣體注入口6注入，在進行化學氣相沉積反應時，由于原料氣體是單向一側緩緩供給，因此原料氣體在晶圓上方位置處濃度不一，靠近注氣口位置處原料氣體濃度較高，而遠離注氣口位置處的原料氣體濃度較低，在加上，用于沉積物質的晶圓為圓盤狀，因此遠離原料氣體流動方向的晶圓上方兩端所存在的原料氣體濃度則會更低，最終致使晶盤上通過化學氣相所沉積的物質分布不均，厚度也不均，產品質量較差；同時在加上停止供氣后，等離子腔7內部氣壓大于外界氣壓，會致使高溫原料氣沿著輸送管路返回，如果沒有及時封閉氣體注入口6的話，則會導致部分原料氣體損失，進而使剩余的化學沉積反應因原料氣損失不夠，而難以持續(xù)下去進行；

11、針對上述背景技術中的問題，本發(fā)明旨在提供一種微波等離子體化學氣相沉積設備。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種微波等離子體化學氣相沉積設備，以解決上述背景技術中提出的沉積物質厚度不均，質量較差的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種微波等離子體化學氣相沉積設備，所述微波等離子體化學氣相沉積設備包括：

4、爐管，所述爐管用于對放置其中的晶圓通過微波實現(xiàn)化學氣相沉積；其中，在爐管內部形成等離子腔，形成的等離子腔包括上短路板、側壁以及下短路板；

5、所述上短路板活動安裝在側壁上端，上短路板中間位置處開設有開口；所述下短路板活動安裝在側壁下端；

6、所述上短路板上安裝有波導，波導底端與上短路板連接；所述開口內部設有激勵探頭，所述上短路板下端與激勵探頭之間還設有微波窗；所述下短路板上方設有基片冷水臺組，基片冷水臺組上端放置有晶圓；

7、同時在晶圓上端外側設有用于在晶圓進行化學沉積作業(yè)時均勻多角度方向同時向晶圓上端表面提供原料氣體的同時還能夠在停止供氣時避免等離子腔內部泄氣，減少氣壓，影響后期晶圓表面沉積物質的生成的氣盤。

8、作為本發(fā)明進一步的方案：所述激勵探頭為水冷式激勵探頭，激勵探頭包括縱向探頭部以及橫向探頭部，所述縱向探頭部設置在波導中心位置處，且縱向探頭部末端延伸至等離子腔內部；所述橫向探頭部呈環(huán)形且位于縱向探頭部末端。

9、作為本發(fā)明進一步的方案：所述基片冷水臺組包括外冷水套以及可移動地設于外冷水套的內冷水臺；設置的內冷水臺至少部分位于等離子腔內部，且與橫向探頭部相對布設；同時內冷水臺下部穿過下短路板后的開口部伸出等離子腔；另外，在外冷水套內部設有冷卻管路，設置的冷卻管路內部流動有冷卻介質。

10、作為本發(fā)明進一步的方案：活動安裝在側壁上端位置處的上短路板上對稱分布安裝有上螺紋桿；活動安裝在側壁下端位置處的下短路板上對稱分布安裝有下螺紋桿；同時活動位移的下短路板外側設有法蘭盤端，法蘭盤端下端通過法蘭管安裝固定在爐管上。

11、作為本發(fā)明進一步的方案：所述氣盤底端兩側呈對稱分別接通進氣立管以及暫氣立管，設置的進氣立管下端以及暫氣立管下端均穿過等離子腔內部對稱分布的法蘭盤端；同時進氣立管下端設有端頭，端頭一端接通波紋管。

12、作為本發(fā)明進一步的方案：所述氣盤內壁下端設有托盤，托盤上呈環(huán)形分布安裝有擴壓管，安裝的擴壓管與氣盤內部接通。

13、作為本發(fā)明進一步的方案：所述擴壓管內部形成擴壓腔，擴壓腔一端開設有進氣口，擴壓腔另一端開設有排氣口，排氣口的直徑小于進氣口的直徑；同時擴壓腔在開設進氣口的位置處活動安裝有閥片。

14、一種微波等離子體化學氣相沉積設備，所述微波等離子體化學氣相沉積設備包括：

15、爐管，所述爐管用于對放置其中的晶圓通過微波實現(xiàn)化學氣相沉積；其中，在爐管內部形成等離子腔，形成的等離子腔包括上短路板、側壁以及下短路板；

16、所述上短路板活動安裝在側壁上端，上短路板中間位置處開設有開口；所述下短路板活動安裝在側壁下端；

17、所述上短路板上安裝有波導，波導底端與上短路板連接；所述開口內部設有激勵探頭，所述上短路板下端與激勵探頭之間還設有微波窗；所述下短路板上方設有基片冷水臺組，基片冷水臺組上端放置有晶圓；

18、同時在等離子腔7內壁呈對稱均勻分布接通用于在晶圓進行化學沉積作業(yè)時均勻多角度方向同時向晶圓上端表面提供原料氣體的同時還能夠在停止供氣時避免等離子腔內部泄氣，減少氣壓，影響后期晶圓表面沉積物質的生成的擴壓管20。

19、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、所述的微波等離子體化學氣相沉積設備與目前的微波等離子體cvd裝置相比，具有以下優(yōu)勢：

21、一、其通過在等離子腔內部放置的晶圓上方布置氣盤替代原先在等離子腔一端側壁開設氣體注入口；其中所述氣盤內壁下端設有托盤，托盤上呈環(huán)形分布安裝有擴壓管，安裝的擴壓管與氣盤內部接通；在通過氣盤進行原料氣體輸送時，可以通過環(huán)形分布的擴壓管向晶圓上端表面同時進行均勻多角度方向的原料氣體輸送覆蓋，這樣能夠充分保證晶圓上端的原料氣濃度一致，分布均勻，進而保證了后期所沉積的物質濃度均勻，厚度也均勻，尤其也能夠保證晶圓邊緣位置處的沉積物質也濃度一致，使得所生產的沉積物質質量較高；

22、二、原料氣體進入擴壓腔內部后，在擴壓腔內部暫存后，接著通過排氣口位置處排出，由于排氣口直徑小于進氣口直降，因此從排氣口位置處排出的氣體可以實現(xiàn)增壓增速后排出，提高化學氣相沉積反應效率；后期原料氣體在停止供氣后，設置的閥片在自身重力的作用下以及等離子腔內部與外界存在的氣壓差條件下，(等離子腔內部氣壓大于外界氣壓)，可以使閥片恢復至起始狀態(tài)，用于對進氣口位置處造成阻塞，構成單向閥的作用，可以避免等離子腔內部反應氣體返回至氣盤內部沿著輸入管路反向排出，降低原料氣的損耗，避免接下來剩余的化學沉積反應因原料氣損失不夠，而難以持續(xù)下去進行。