[发明专利]一种抛光大面积金刚石膜的方法和装置

摘要

本发明是一种抛光大面积金刚石膜的方法和装置。该方法是：先利用微波激励产生电子回旋共振等离子体，再利用离子回旋谐振加热将高频功率耦合到等离子体中的离子成分中，将离子的动力学温度升高到10～40eV，然后利用引出电极和梯度磁场控制等离子体中的离子的运动，让离子向下运动到达金刚石膜表面时选择性地与金刚石膜表面需要去除的碳原子发生刻蚀反应，生成可挥发的气体，从而完成金刚石膜的抛光。该装置包括等离子体发生、等离子体中的离子加热、等离子体的离子的运动控制和离子刻蚀反应抛光四部分。本发明具有抛光效率高、抛光面积大、抛光精度高和对金刚石膜表面无污染等优点。

主权项

1.一种抛光大面积金刚石膜的方法，其特征是一种利用等离子体抛光大面积金刚石膜的方法，该方法是：首先利用微波激励产生电子回旋共振等离子体，再利用离子回旋谐振加热将高频功率耦合到等离子体中的离子成分中，将离子的动力学温度升高到10～40eV，然后利用引出电极和梯度磁场控制等离子体中的离子的运动，让离子向下运动到达金刚石膜表面时选择性地与金刚石膜表面需要去除的碳原子发生刻蚀反应，生成可挥发的气体，从而完成金刚石膜的抛光，该方法包括等离子体的发生、等离子体中的离子加热、离子的运动控制和离子刻蚀反应抛光四部分，具体步骤如下：a.在真空室中通入工作气体，利用微波激励工作气体放电，使之产生电子回旋共振等离子体，b.真空室内产生的电子回旋共振等离子体中的离子(2)，通过离子回旋谐振加热将离子(2)的动力学温度升高到10～40eV，离子(2)在引出电极的作用下沿磁力线向下运动，冲向垂直于磁场方向放置的金刚石膜(1)的表面，在向金刚石膜运动的过程中，离子绕磁力线回旋，离子之间的碰撞作用可以忽略，c.离子在向下运动的过程中，在磁场作用下，离子的运动受到调节控制，离子到达金刚石膜面时，垂直于金刚石膜面方向的速率下降，而平行于金刚石膜面的速率增大，这样，离子的运动特征表现为以较大的速率(1.2×104～2.5×104m/s)作平行于金刚石膜面方向的回旋运动，而垂直于金刚石膜面的运动速率为10～100m/s，使离子优先与金刚石膜面的突出部位的碳原子反应生成挥发性的碳化物(3)，即发生刻蚀反应，从而完成抛光过程，d.在抛光过程中，随着金刚石膜的表面粗糙度不断降低，可调节磁场强度分布以提高抛光精度，直至金刚石膜面达到抛光要求。