[发明专利]一种CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法及控制装置

说明书

本发明涉及一种CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法及控制装置。一种CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法，包括步骤：S1、将金刚石籽晶放进刻蚀仓中，进行刻蚀操作；S2、光谱检测仪按照预定检测方式实时监测获得籽晶上方等离子体的光谱数据；S3、光谱检测仪将所述光谱数据发送到控制器中；S4、所述控制器检测是否存在目标数据，若是，则刻蚀完成；若否，则执行步骤S2。本发明提供的CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法，通过对刻蚀过程中的等离子体参数进行观测，可以得到谱峰强度与时间的关系，精确控制刻蚀时间，避免无效率的生产活动，提高了产品的质量。

技术领域

本发明涉及金刚石生产领域，尤其涉及一种CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法及控制装置。

背景技术

金刚石由于具有极其优异的物理化学性质，可以胜任钻头、半导体、非金属切割等应用领域，并且具有极佳的性能。但天然金刚石储量有限，于是人们开发出多种合成金刚石方法，如高温高压法、热丝化学气相沉积法等，其中微波等离子体化学气相沉积法(Microwave plasmachemical vapor deposition，MPCVD)合成金刚石法由于没有杂质的引入，可以合成出高质量、大面积的金刚石，从而被广泛使用。

MPCVD法合成金刚石的质量与多种因素有关，包括碳源浓度，气体流量大小，气体流量比例，基板台高度，微波功率，合成温度，等离子体分布等。在合成金刚石的过程中，任意一个合成参数的变化，均有可能会影响合成过程的稳定性，尤其对于长时间的设备运行过程中，这是一个动态的平衡过程，而在这个平衡过程中，等离子体的稳定，极大的影响了金刚石生长的均匀性、应力、缺陷等。在CVD生长金刚石之前，对于金刚石籽晶表面进行刻蚀，可以使得产品表面形貌及晶体质量有很大的提升。

等离子体检测技术大致可分为侵入式检测(如langmuir探针技术等)和非侵入式检测(包括激光干涉法、光学发射光谱法和椭圆偏振法等)。其中，光学发射光谱法可以提供实时、原位分析，并且不会对等离子体本身及工艺过程产生任何扰动和干扰，具有良好的效果。

申请号为201611130191.9的专利文献公开了一种等离子体刻蚀石墨制备金刚石颗粒的方法，但是没有相应的刻蚀终点选择的方法和相应的刻蚀终点选择的装置，造成设备不能把握刻蚀的具体时间，还要大量的人力使用肉眼观察，才能确定刻蚀的终点，浪费了大量的人力。而对于CVD法制备金刚石生长前的刻蚀程度、刻蚀时间的把控，往往通过操作人员的经验来判断，极大的依赖技术人员的经验，存在不可靠性。因此，本领域存在极大不足，亟需发明人进行研发与创新。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种CVD合成金刚石生长前籽晶刻蚀控制方法及控制装置，主要解决在单颗金刚石的生长过程之前，通过监测等离子体特定粒子的含量分布及时间变化状态，精确控制刻蚀时间。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法，包括步骤：

S1、将金刚石籽晶放进刻蚀仓中，进行刻蚀操作；

S2、光谱检测仪按照预定检测方式实时监测获得籽晶上方等离子体的光谱数据；

S3、光谱检测仪将所述光谱数据发送到控制器中；

S4、所述控制器检测是否存在目标数据，若是，则刻蚀完成；若否，则执行步骤S2。

优选的所述的CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法，所述预定检测方式包括：单点检测、多点远程检测、循环运动检测。

优选的所述的CVD合成金刚石生长前刻蚀控制方法，所述前期刻蚀操作为：

S11、通入氢气，同时匹配第一预定功率的微波；

S12、持续增加气体压力到第一预定压力，调整微波功率为第二预定功率；