CN104846346B - 衬底温度的控制方法、装置及薄膜沉积设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种衬底温度的控制方法、装置及薄膜沉积设备。其中，所述衬底置于中空的样品台上，所述样品台的中空区域通有流通的冷却剂，通过以下方式实现对衬底温度的控制：测量流入样品台的冷却剂的温度，得到流入温度；测量流出样品台的冷却剂的温度，得到流出温度；计算所述流入温度和所述流出温度的差值；根据所述差值调节冷却剂的流量，通过冷却剂的流量来控制衬底的温度。本发明实现了衬底温度的精确控制，保证了沉积薄膜的质量，大大提高了工艺的可控性和重复性。

Description

衬底温度的控制方法、装置及薄膜沉积设备

技术领域

本发明涉及薄膜的加工制备领域，特别是涉及一种衬底温度的控制方法、装置及薄膜沉积设备。

背景技术

对高温状态下的衬底温度进行降温控制，对高温处理及反应过程具有直接的影响，尤其是热等离子体薄膜沉积过程。以电弧等离子体为例，电弧制备在高气压中进行，电弧温度高达数千度甚至上万度，为实现热力学平衡沉积条件，需要对衬底降温，才能达到薄膜沉积的工艺要求；而要保证薄膜沉积质量及薄膜沉积工艺的可控性和重复性，必须严格控制衬底温度。

目前，一般采用对样品台通冷却水的方式来实现薄膜沉积。这种方式往往严重依赖于工艺人员的操作经验，存在较大的随机性和不确定性。因此，如何实现对高温状态下衬底温度的精确控制，以满足工艺需求，成为急需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种衬底温度的控制方法、装置及薄膜沉积设备，实现了对衬底温度的精确控制，保证了薄膜的质量。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种衬底温度的控制方法，所述衬底置于中空的样品台上，所述样品台的中空区域内通有流通的冷却剂，所述控制方法包括以下步骤：

测量流入样品台的冷却剂的温度，得到流入温度；

测量流出样品台的冷却剂的温度，得到流出温度；

计算所述流入温度和所述流出温度的差值；

根据所述差值调节冷却剂的流量，通过冷却剂的流量来控制衬底的温度。

在其中一个实施例中，根据所述差值调节冷却剂的流量包括以下步骤：

当流出温度和流入温度的差值大于T2时，增加冷却剂的流量，使得所述差值大于等于T1小于等于T2；

当流出温度和流入温度的差值小于T1时，减小冷却剂的流量，使得所述差值大于等于T1小于等于T2；

当流出温度和流入温度的差值大于等于T1小于等于T2时，则保持当前的冷却剂的流量。

一种衬底温度的控制装置，包括

用于放置衬底的样品台，所述样品台为中空结构；

第一冷却装置，所述第一冷却装置包括冷却剂导入管道和冷却剂导出管道，所述冷却剂导入管道和所述冷却剂导出管道均与所述样品台的中空区域连通；

调节控制装置，所述调节控制装置包括第一温度测量装置、第二温度测量装置和流量调节装置，所述第一温度测量装置和所述流量调节装置均设置在所述冷却剂导入管道上，所述第二温度测量装置设置在所述冷却剂导出管道上。

在其中一个实施例中，所述第一温度测量装置包括第一温度传感器和第一温度显示器，所述第一温度传感器与所述第一温度显示器电连接，且所述第一温度传感器与所述冷却剂导入管道的内部连通；

所述第二温度测量装置包括第二温度传感器和第二温度显示器，所述第二温度传感器与所述第二温度显示器电连接，且所述第二温度传感器与所述冷却剂导出管道的内部连通；

所述流量调节装置包括流量计和流量调节阀，所述流量计和所述流量调节阀均与所述冷却剂导入管道的内部连通。

在其中一个实施例中，所述第一温度测量装置设置在所述冷却剂导入管道上靠近所述样品台的一端；所述第二温度测量装置设置在所述冷却剂导出管道上靠近所述样品台的一端。

一种薄膜沉积设备，包括所述的衬底温度的控制装置。

在其中一个实施例中，所述薄膜沉积设备还包括反应腔室和等离子体发生器，所述衬底温度的控制装置包括样品台；

所述样品台设置在所述反应腔室中，所述等离子体发生器与所述反应腔室连通。

在其中一个实施例中，所述等离子体发生器为等离子体喷枪，所述等离子体喷枪包括放电室、气体导入装置、第二冷却装置和电感线圈；

其中，所述放电室由第一空心管材围设而成，所述放电室与所述反应腔室连通；所述气体导入装置与所述放电室连通；所述第二冷却装置包括第二空心管材、冷却剂导入组件和冷却剂导出组件，所述第二空心管材围设在所述第一空心管材的外侧，且所述第二空心管材的内侧壁与所述第一空心管材的外侧壁之间存在第一间隙，所述冷却剂导入组件和所述冷却剂导出组件均与所述第一间隙连通；所述电感线圈设置在所述第二空心管材的外侧。

在其中一个实施例中，所述气体导入装置包括反应气体导入管，所述反应气体导入管中设置有进气通道和冷却剂流通通道，所述冷却剂流通通道围绕所述进气通道进行设置，所述进气通道与所述放电室连通。

在其中一个实施例中，所述气体导入装置还包括等离子体气体导入组件，所述等离子体气体导入组件上设置有径向导气口和切向导气口，所述径向导气口和所述切向导气口均与所述放电室连通。

本发明的有益效果如下：

本发明的衬底温度的控制方法、装置及薄膜沉积设备，通过对冷却剂的流入温度和流出温度进行精确的测量，实现了对衬底温度的实时监测，并根据流出温度和流入温度的差值调节冷却剂的流量，实现了对衬底温度的精确控制，从而提高了沉积薄膜的附着力、增强了沉积薄膜的均匀性和致密度，保证了沉积薄膜的质量；并且，衬底温度的精确控制大大提高了工艺的可控性及重复性。

附图说明

图1为本发明的衬底温度的控制装置一实施例的结构示意图；

图2为本发明的薄膜沉积设备一实施例的结构示意图；

图3为本发明的薄膜沉积设备中等离子体喷枪一实施例的结构示意图；

图4为图3中A部分的放大图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种衬底温度的控制方法，其中，衬底置于中空的样品台上，样品台的中空区域内通有流通的冷却剂。本发明的控制方法具体包括以下步骤：

S100，测量流入样品台的冷却剂的温度，得到流入温度；测量流出样品台的冷却剂的温度，得到流出温度。

S200，计算流出温度和流入温度的差值。

S300，根据步骤S200中得到的差值调节冷却剂的流量，通过冷却剂的流量来控制衬底的温度。

由于工艺过程中的放出的热量会对引起衬底温度的升高，进而影响沉积薄膜的质量，本发明中，将衬底置于流通有冷却剂的中空样品台上，冷却剂流过样品台的中空区域时，会与样品台发生热量交换，而样品台又会与衬底发生热量交换，因此，冷却剂在流通过程中，间接带走了衬底所散发的部分热量，降低了衬底的温度，保证了沉积薄膜的质量。

衬底温度较高时，与冷却剂的热量交换较多，此时冷却剂的流出温度和流入温度的差值较大；衬底温度较低时，与冷却剂的热量交换较少，此时冷却剂的流出温度和流入温度的差值较小。因此，根据冷却剂的流出温度和流入温度的差值即可判断衬底的温度变化，通过调节冷却剂的流量即可控制衬底的温度。

当流出温度和流入温度的差值过大时，则适度增加冷却剂的流量，以加大冷却剂与样品台的热量交换，当流出温度和流入温度的差值过小时，则适度减小冷却剂的流量，以减小冷却剂与样品台的热量交换，从而使得置于样品台上的衬底处于一个相对稳定的温度范围内。

假设当流出温度和流入温度的差值大于等于T1小于等于T2时(其中，T2大于等于T1)，衬底温度满足薄膜的沉积条件，并能使衬底温度稳定在所需的温度范围内(得到高质量薄膜所需的温度范围)，则通过如下方式调节冷却剂的流量：(1)流出温度和流入温度的差值大于T2时，适度增加冷却剂的流量，使得所述差值大于等于T1小于等于T2；(2)当流出温度和流入温度的差值小于T1时，则适度减小冷却剂的流量，使得所述差值大于等于T1小于等于T2；(3)当流出温度和流入温度的差值大于等于T1小于等于T2时，则保持当前的冷却剂的流量。

其中，T1和T2的数值根据衬底类型及工艺要求确定，且针对不同的工艺具有不同的数值。例如，在硅薄膜的外延沉积过程中，当冷却剂为水、且流量为1m³/h～2m³/h时，T1和T2的取值优选为：0℃≤T1≤5℃，10℃≤T2≤40℃。

本发明的衬底温度的控制方法可用于多种薄膜沉积工艺，尤其适用于热等离子体沉积工艺，通过对冷却剂的流入温度和流出温度进行精确的测量，实现了对衬底温度的实时监测，并根据流出温度和流入温度的差值调节冷却剂的流量，实现了对衬底温度的精确控制，有效降低了衬底的温度，防止了工艺过程中温度过高造成的热力学失衡，实现了薄膜的顺利沉积，提高了沉积薄膜的质量；并且，衬底温度的精确控制大大提高了工艺的可控性及重复性。

参见图1，本发明提供了一种衬底温度的控制装置，包括用于放置衬底200的样品台110、第一冷却装置300和调节控制装置。

如图1所示，样品台110为中空结构；第一冷却装置300包括冷却剂导入管道310和冷却剂导出管道320，冷却剂导入管道310和冷却剂导出管道320均与样品台110的中空区域连通，较佳地，如图1所示，冷却剂导入管道310与样品台110的连通位置位于样品台110的一端，冷却剂导出管道320与样品台110的连通位置位于样品台110的另一端；调节控制装置包括第一温度测量装置410、第二温度测量装置420和流量调节装置430，第一温度测量装置410和流量调节装置430均设置在冷却剂导入管道310上，第二温度测量装置420设置在冷却剂导出管道320上。其中，第一温度测量装置410用于测量流入样品台110的冷却剂的温度(流入温度)，第二温度测量装置420用于测量流出样品台110的冷却剂的温度(流出温度)，流量调节装置430用于调节冷却剂的流量。

本发明的衬底温度的控制装置主要用于薄膜的沉积，在薄膜沉积之前，首先将衬底200置于样品台110上，然后向冷却剂导入管道310中通入冷却剂；在薄膜的沉积过程中，利用第一温度测量装置410测量流入样品台110的冷却剂的温度，利用第二温度测量装置420测量流出样品台110的冷却剂的温度；然后根据流出温度和流入温度的差值，利用流量调节装置430来控制冷却剂的流量。当流出温度和流入温度的差值过大时，则适度增加冷却剂的流量，以加大冷却剂与样品台110的热量交换，当流出温度和流入温度的差值过小时，则适度减小冷却剂的流量，以减小冷却剂与样品台110的热量交换，从而使得置于样品台110上的衬底200处于一个相对稳定的温度范围内。

本发明的衬底温度的控制装置，通过第一冷却装置300的设置，使得冷却剂与衬底200发生间接热量交换，有效降低了衬底200的温度，实现了薄膜的顺利沉积；同时，利用调节控制装置对衬底200的温度进行实时监控和量化调节，使衬底200处于一个相对稳定的温度范围内，实现了对衬底200温度的精确控制，从而提高了沉积薄膜的附着力、增强了沉积薄膜的均匀性和致密度，保证了沉积薄膜的质量；并且，衬底200温度的精确控制大大提高了工艺的重复性，促进了热等离子沉积工艺在薄膜制备领域的应用。

需要说明的是，本发明中的冷却剂可以为冷却水或其他冷却液体，也可为冷却气体，优选为冷却水。

较佳地，第一温度测量装置410设置在冷却剂导入管道310上靠近样品台110的一端；第二温度测量装置420设置在冷却剂导出管道320上靠近样品台110的一端。该实施例中，将第一温度测量装置410和第二温度测量装置420设置在靠近样品台110的方向上，可增加温度测量的准确性，使得第一温度测量装置410和第二温度测量装置420测得的温度更接近衬底200的温度，减小测量过程中的误差。

更佳地，第一温度测量装置410位于流量调节装置430的下游(即冷却剂的流动方向上)。该方式中，首先将冷却剂进行流量调节，再进行温度的测量，进一步增加了温度测量结果的准确性。

具体地，继续参见图1，第一温度测量装置410包括第一温度传感器412和第一温度显示器414，第一温度传感器412和第一温度显示器414电连接，且第一温度传感器412与冷却剂导入管道310的内部连通，工作时，第一温度传感器412将测量到的流入温度传输至第一温度显示器414，第一温度显示器414显示当前的流入温度；第二温度测量装置420包括第二温度传感器422和第二温度显示器424，第二温度传感器422和第二温度显示器424电连接，且第二温度传感器422与冷却剂导出管道320的内部连通，工作时，第二温度传感器422将测量到的流出温度传输至第二温度显示器424，第二温度显示器424显示当前的流出温度。

具体地，如图1所示，流量调节装置430包括流量计432和流量调节阀434，流量计432和流量调节阀434均与冷却剂导入管道310的内部连通。其中，流量计432用于测量并显示冷却剂的当前流量，流量调节阀434用于调节冷却剂的流量。

作为一种可实施方式，调节控制装置还包括控制器(图未示)，控制器分别与第一温度传感器412、第二温度传感器422电连接，较佳地，流量调节阀434为电子调节阀，该电子调节阀与控制器电连接。工作时，第一温度传感器412和第二温度传感器422分别将测量到的温度信号传递至控制器，控制器将接收到的温度信号进行比较，若流出温度与流入温度的差值高于第一预设值，则控制电子调节阀的开度增加；若流出温度与流入温度的差值低于第二预设值，则控制电子调节阀的开度减小；若流出温度和流入温度的差值大于等于第二预设值并小于等于第一预设值，则控制电子调节阀保持当前开度。其中，第一预设值和第二预设值根据具体的工艺条件进行设定。该方式实现了温度的自动控制，进一步提高了温度控制精度及工艺的可重复性。

本发明还提供了一种薄膜沉积设备，包括上述的衬底温度的控制装置。

参见图2，为本发明的薄膜沉积设备一实施例的结构示意图。如图2所示，本发明的薄膜沉积设备还包括反应腔室100和等离子体发生器500。其中，样品台110设置在反应腔室100中，等离子体发生器500与反应腔室100连通。等离子体发生器500主要用于产生等离子体，与反应腔室100和衬底温度的控制装置共同完成薄膜的沉积过程。

作为一种可实施方式，等离子体发生器500为等离子体喷枪。参见图3和图4，为本发明的薄膜沉积设备中的等离子体喷枪一实施例的结构示意图。需要说明的是，以下所述的方位词，如底端、顶端等均以图3和图4中的摆放位置为参照。

如图3和图4所示，等离子体喷枪包括放电室510、气体导入装置520、第二冷却装置530和电感线圈540。其中，放电室510由第一空心管材512围设而成，其与反应腔室100连通，用于向反应腔室100中通入等离子体和反应离子；气体导入装置520的一端与放电室510连通，工作时，气体导入装置520的另一端与气源连通，用于向放电室510中导入气体，导入的气体通常包括反应气体和等离子体气体，具体种类视工艺需求而定；第二冷却装置530包括第二空心管材532、冷却剂导入组件534和冷却剂导出组件536，第二空心管材532围设在第一空心管材512的外侧，且第二空心管材532的内侧壁与第一空心管材512的外侧壁之间存在第一间隙538，冷却剂导入组件534和冷却剂导出组件536均与第一间隙538连通，工作时，冷却剂首先从冷却剂导入组件534流入到第一间隙538，与放电室510的管壁发生热量交换，带走放电室510中产生的部分热量，然后从冷却剂导出组件536流出；电感线圈540设置在第二空心管材532的外侧，可直接缠绕在第二空心管材532的外侧壁上，在工作过程中电感线圈540与射频电源连通，通过电感耦合产生较大的感应电压，使放电室510中的等离子体气体放电产生等离子体，较佳地，电感线圈540由铜管制成，匝数优选为3～6匝。

上述离子体喷枪，在第一空心管材512的周侧设置第二冷却装置530对放电室510进行降温，有效防止了第一空心管材512由于高温造成的烧坏或破裂，提高了安全性能，同时，第二冷却装置530还能够对电感线圈540进行降温，从而提高了电感耦合效率；另外，该等离子体喷枪采用电感线圈540进行感应耦合，避免了电极的使用，降低了材料成本和材料污染；并且，在薄膜沉积工程中，离子流离开喷枪后进入反应腔室100中所形成的弧柱直径较大，反应物在高温区停留时间长，能够使反应更充分。

需要说明的是，本发明中的等离子体气体是指工艺气体，在放电室510内被电离为等离子体，通常为氩气或氦气；反应气体是指工艺过程中实质性发挥作用的气体，在放电室510内被电离为离子，最终与等离子体一起形成离子流进入反应腔室100中。

较佳地，第一空心管材512为氮化硅管或碳化硅管。氮化硅或碳化硅材料本身具有良好的热导率和优异的耐高温性能，进一步提高了等离子体喷枪在使用过程中的稳定性，有效避免了由于高温造成的破裂，进而满足了连续生产的需要，降低了安全隐患。

作为优选，第一间隙538的大小为1mm～10mm。该间隙范围内，冷却剂的流通量较大，能够有效进行热量交换，充分发挥冷却剂的冷却作用。

当第一空心管材512为氮化硅或碳化硅时，综合材料的导热系数、膨胀系数及等离子体的产生条件，第一空心管材512的内径优选为40mm～80mm，厚度优选为1mm～3mm，该数值范围内，第一空心管材512具有更优异的耐热和导热性能，有效防止了第一空心管材512由于高温造成的破裂，提高了安全性能。

第二空心管材532的内径根据第一空心管材512的内径进行设置，优选为48mm～90mm，第二空心管材532的厚度优选为2mm～4mm。其中，第二空心管材532优选为石英管，其具有较低的价格和较高的化学稳定性。

作为一种可实施方式，本发明中的气体导入装置520包括反应气体导入管522，反应气体导入管522中设置有用于通入气体的进气通道5222和用于降低所通入气体的温度的冷却剂流通通道5224，冷却剂流通通道5224围绕进气通道5222进行设置，进气通道5222与放电室510连通。工作时，在进气通道5222中通入气体，在冷却剂流通通道5224中通入冷却剂，气体在冷却剂的冷却作用下温度降低，在进入放电室510后能够降低放电室510中的温度，进一步防止了第一空心管材512由于高温造成的损坏；同时，冷却剂流通通道5224中的冷却剂避免了反应气体导入管522本身在高温下的损害，保证了气体的顺利导入。本发明中，进气通道5222一般用于通入反应气体。

较优地，冷却剂流通通道5224包括相互连通的第一冷却通道5226和第二冷却通道5228；第一冷却通道5226、第二冷却通道5228与进气通道5222同轴设置，第一冷却通道5226围设在进气通道5222的外侧，第二冷却通道5228围设在第一冷却通道5226的外侧；第一冷却通道5226上设置有冷却剂入口，第二冷却通道5228上设置有冷却剂出口。该实施例中，通过两层冷却通道的设置，增加了冷却剂在通道中的流通时间，延长了冷却剂的流通路径，从而提高了冷却效率，有效防止了温度过高造成的气体导入装置520的损害；同时，在紧邻进气通道5222的第一冷却通道5226上设置冷却剂入口，在外侧的第二冷却通道5228上设置冷却剂出口，该方式不仅能够提高冷却剂对进气通道5222中气体的冷却效果，而且有效降低了冷却剂与外界环境发生的热交换，从而提高了冷却剂的有效热量交换率。

需要说明的是，上述的冷却剂流通通道5224不局限于第一冷却通道5226和第二冷却通道5228，在其他实施例中，还可以包含更多个冷却通道。

更优地，第一冷却通道5226的横截面积与进气通道5222的横截面积之比为2:1～4:1。该方式中，冷却剂能够充分与进气通道5222中的反应气体进行热量交换，使反应气体进入放电室510时具有较低的温度，利于放电室510的保护及电离速率的控制。进一步地，第一冷却通道5226的横截面积与第二冷却通道5228的横截面积相等。该方式便于冷却剂流速的控制，增强了整体降温效果的均匀性。

作为一种可实施方式，气体导入装置520还包括等离子体气体导入组件524，等离子体气体导入组件524上设置有径向导气口5242和切向导气口5244，径向导气口5242和切向导气口5244均与放电室510连通，等离子体气体通过径向导气口5242和切向导气口5244进入到放电室510。其中，等离子体气体在径向导气口5242中为直线运行，运行方向与径向(第一空心管材110的径向)平行；等离子体气体在切向导气口5244中为螺旋线(正螺旋或反螺旋)运行，运行方向与径向呈一定角度，优选为30°～90°。本实施例中通入的等离子体气体会对第一空心管材512起到冷却和保护作用；同时，本实施例采用径向进气和切向导气相结合的方式通入等离子体气体，不仅增加了整体的进气速率，而且不同的进气方向会形成小的气旋，有利于气体之间的对流，从而使反应气体和等离子体气体的混合更均匀。

较佳地，径向导气口5242设置在切向导气口5244的上方，该设置位置能够进一步提高气体混合的均匀性。

需要说明的是，在其他实施例中，本发明的等离子体喷枪也可以不包括等离子体气体导入组件524，等离子体气体可通过反应气体导入管522通入至放电室510。

如图3和图4所示，反应气体导入管522的一端套装在第一空心管材512中，反应气体导入管522的外侧壁与第一空心管材512的内侧壁之间存在第二间隙526，径向导气口5242和切向导气口5244均通过第二间隙526与放电室510连通。等离子体气体通过第二间隙526进入到放电室510中，由于第二间隙526的两侧分别设置有反应气体导入管522和第二冷却装置530，因此，在第二间隙526中流通的等离子体气体可通过反应气体导入管522中的冷却剂以及第二冷却装置530中的冷却剂进行双重降温，温度较低的等离子体气体又能够对第一空心管材512的内壁进行冷却降温，从而大大提高了喷枪的安全性能。作为优选，第二间隙526的大小为1mm～5mm。

较佳地，作为一种可实施方式，冷却剂导入组件534和冷却剂导出组件536均固定在第二空心管材532的外侧壁上，且冷却剂导入组件534位于第二空心管材532的底端，冷却剂导出组件536位于第二空心管材532的顶端。本实施方式中，冷却剂通过位于底端的冷却剂导入组件534流至第一间隙538，通过位于顶端的冷却剂导出组件536流出，由于放电室510中的离子流的流向是从上至下，而冷却剂的流通方向为由下至上，该对流的方式有利于热交换效率的提高。较佳地，冷却剂导入组件534和冷却剂导出组件536之间设置有支撑杆550，冷却剂导入组件534和冷却剂导出组件536通过支撑杆550进行固定。

继续参见图3，等离子体喷枪还包括固定部件560和调节环570。其中，固定部件560用于固定反应气体导入管522，同时起到密封放电室510的上端部的作用，通常情况下，固定部件560位于反应气体导入管522的中部区域；反应气体导入管522的顶端沿径向设置有凸出部，调节环570设置在凸出部和固定部件560之间，反应气体导入管522通过调节环570进行轴向位置的调节，例如，可通过改变调节环570的高度和数量进行反应气体导入管522轴向位置的调节。

此外，本发明的等离子体喷枪还包括固定板580，在进行喷枪的组装时，第一空心管材512由喷枪的底部进行安装，并通过固定板580进行固定。该方式便于第一空心管材512的安装和拆卸，在第一空心管材512损坏时能够快速进行更换。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种薄膜沉积设备，其特征在于，包括衬底温度的控制装置、反应腔室和等离子体发生器，

所述衬底温度的控制装置包括：

用于放置衬底的样品台，所述样品台为中空结构，所述样品台设置在所述反应腔室中；

第一冷却装置，所述第一冷却装置包括冷却剂导入管道和冷却剂导出管道，所述冷却剂导入管道和所述冷却剂导出管道均与所述样品台的中空区域连通；

调节控制装置，所述调节控制装置包括第一温度测量装置、第二温度测量装置和流量调节装置，所述第一温度测量装置和所述流量调节装置均设置在所述冷却剂导入管道上，所述第二温度测量装置设置在所述冷却剂导出管道上；

所述等离子体发生器与所述反应腔室连通，所述等离子体发生器为等离子体喷枪，所述等离子体喷枪包括放电室和气体导入装置，所述放电室与所述反应腔室连通，所述气体导入装置与所述放电室连通；

所述气体导入装置包括反应气体导入管，所述反应气体导入管中设置有进气通道和冷却剂流通通道，所述冷却剂流通通道围绕所述进气通道进行设置，所述进气通道与所述放电室连通；

所述冷却剂流通通道包括相互连通的第一冷却通道和第二冷却通道，所述第一冷却通道、所述第二冷却通道与所述进气通道同轴设置，所述第一冷却通道围设在所述进气通道的外侧，所述第二冷却通道围设在所述第一冷却通道的外侧，所述第一冷却通道上设置有冷却剂入口，第二冷却通道上设置有冷却剂出口；

所述第一冷却通道的横截面积与所述进气通道的横截面积之比为2:1～4:1，所述第一冷却通道的横截面积与所述第二冷却通道的横截面积相等。

2.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述等离子体喷枪还包括第二冷却装置和电感线圈；

其中，所述放电室由第一空心管材围设而成，所述第二冷却装置包括第二空心管材、冷却剂导入组件和冷却剂导出组件，所述第二空心管材围设在所述第一空心管材的外侧，且所述第二空心管材的内侧壁与所述第一空心管材的外侧壁之间存在第一间隙，所述冷却剂导入组件和所述冷却剂导出组件均与所述第一间隙连通；所述电感线圈设置在所述第二空心管材的外侧。

3.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述气体导入装置还包括等离子体气体导入组件，所述等离子体气体导入组件上设置有径向导气口和切向导气口，所述径向导气口和所述切向导气口均与所述放电室连通。

4.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第一温度测量装置包括第一温度传感器和第一温度显示器，所述第一温度传感器与所述第一温度显示器电连接，且所述第一温度传感器与所述冷却剂导入管道的内部连通；

所述第二温度测量装置包括第二温度传感器和第二温度显示器，所述第二温度传感器与所述第二温度显示器电连接，且所述第二温度传感器与所述冷却剂导出管道的内部连通；

所述流量调节装置包括流量计和流量调节阀，所述流量计和所述流量调节阀均与所述冷却剂导入管道的内部连通。

5.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第一温度测量装置设置在所述冷却剂导入管道上靠近所述样品台的一端；所述第二温度测量装置设置在所述冷却剂导出管道上靠近所述样品台的一端。