專利名稱：激光激發(fā)cvd鍍膜設備的制作方法
激光激發(fā)CVD鍍膜設備技術領域
本發(fā)明屬于化學氣相沉積(CVD)技術領域，尤其涉及一種激光激發(fā)CVD鍍膜設備。
技術背景
化學氣相沉積(英文Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)是一種用來產(chǎn)生純度高、性能好的固態(tài)材料的化學技術。半導體產(chǎn)業(yè)使用此技術來成長薄膜。典型的CVD制程是將晶圓(基底)暴露在一種或多種不同的前驅(qū)物下，在基底表面發(fā)生化學反應或/及化學分解來產(chǎn)生欲沉積的薄膜。反應過程中通常也會伴隨地產(chǎn)生不同的副產(chǎn)品，但大多會隨著氣流被帶走，而不會留在反應腔中。
化學氣相沉積技術已在鍍膜領域廣泛運用，現(xiàn)有技術中，工作氣體的加熱方式一般都是使用紅外加熱氣體或加熱待鍍膜材料的方式促進氣體的化學反應，使用紅外加熱氣體的方式效率低，所鍍出來的膜厚也不均勻，鍍膜表面粗糙，而加熱待鍍膜材料的方式容易損壞材料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之缺陷，提供了一種鍍膜效率高、不易損壞待鍍膜材料的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，該設備所鍍的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種激光激發(fā)CVD鍍膜設備，包括殼體，該殼體具有密封的 CVD腔體，所述CVD腔體內(nèi)安裝有用于噴出工作氣體的噴氣裝置和用于將激光源聚焦于噴氣裝置噴嘴前端的激光聚焦裝置，待鍍膜材料位于所述噴氣裝置的噴嘴前端并與之相對。
進一步地，所述CVD腔體內(nèi)安裝有用于驅(qū)動所述噴氣裝置沿所述待鍍膜材料表面平行移動的移動裝置。
更進一步地，所述噴氣裝置包括具有所述噴嘴的噴氣架，所述激光聚焦裝置包括聚焦激光源的聚焦頭及用于接駁光纖的光纖接駁管，所述聚焦頭與所述光纖接駁管連接， 所述噴氣架設有引入工作氣體的進氣口及用于安裝所述聚焦頭的聚焦頭安裝孔。
具體地，所述噴嘴為細縫狀，所述聚焦頭安裝孔均勻地并排設于所述噴嘴兩側(cè)。
優(yōu)選地，所述噴氣架設有用于固定所述光纖接駁管的固定槽。
特別地，所述移動裝置包括具有螺紋的絲桿及驅(qū)動該絲桿轉(zhuǎn)動的第一電機，所述噴氣架開設有與所述絲桿的螺紋適配的螺孔，所述絲桿穿設于所述螺孔內(nèi)。
進一步地，所述殼體開設有供所述待鍍膜材料進入所述CVD腔體的進料口，所述殼體還開設有供所述待鍍膜材料離開所述CVD腔體的出料口，所述進料口與所 述出料口相對設置且均安裝有密封裝置。
更進一步地，所述密封裝置包括彈性按壓于所述待鍍膜材料一面的第一滾筒及彈性按壓于所述待鍍膜材料另一面的第二滾筒。
具體地，所述密封裝置還包括驅(qū)動所述第一滾筒或所述第二滾筒轉(zhuǎn)動的第二電機。
優(yōu)選地，所述CVD腔體內(nèi)安裝有水冷散熱裝置、用于檢測待鍍膜材料上鍍膜厚度 的膜厚監(jiān)控裝置、用于監(jiān)控所述CVD腔體內(nèi)部環(huán)境的視頻監(jiān)控裝置、加熱裝置以及測溫裝置。本發(fā)明鍍膜時，激光聚焦裝置將激光源聚焦于噴氣裝置噴嘴前端形成聚焦區(qū)域， 噴嘴噴出的工作氣體在聚焦區(qū)域被激光激發(fā)加熱分解，被分解的工作氣體由于慣性擊打并 粘附于待鍍膜材料表面上形成鍍膜。由于本發(fā)明采用激光聚焦的方式對工作氣體進行加熱 激發(fā)，其鍍膜效率高、不易損壞待鍍膜材料、所鍍的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。


圖1為本發(fā)明實施例中激光激發(fā)CVD鍍膜設備的立體示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中激光激發(fā)CVD鍍膜設備的內(nèi)部示意圖；圖3為圖1中A-A的剖視圖，即本發(fā)明實施例中激光激發(fā)CVD鍍膜設備后視剖視 圖；圖4為本發(fā)明實施例中密封裝置的結(jié)構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例中安裝有激光聚焦裝置的噴氣裝置立體示意圖；圖6為本發(fā)明實施例中噴氣裝置的立體示意圖；圖7為本發(fā)明實施例中噴氣裝置另一視角的立體示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。參見圖1與圖2，本發(fā)明實施例提供了一種激光激發(fā)CVD鍍膜設備，包括殼體1，該 殼體1具有密封的CVD腔體11，所述CVD腔體11內(nèi)安裝有用于噴出工作氣體的噴氣裝置2 和用于將激光源聚焦于噴氣裝置噴嘴211前端的激光聚焦裝置3(參見圖5)，待鍍膜材料4 位于所述噴氣裝置2的噴嘴211前端并與之相對。進行鍍膜前需要先排出CVD腔體11內(nèi)的 多余氣體(殼體1上設有用于排出多余氣體的混合氣體出口 15)，然后再通入保護氣體。鍍 膜時，激光聚焦裝置3將激光源聚焦于噴氣裝置噴嘴211前端形成聚焦區(qū)域，噴嘴211噴出 工作氣體，工作氣體在聚焦區(qū)域被激光激發(fā)加熱分解，由于噴出的氣體具有慣性，繼而被分 解的工作氣體擊打粘附于待鍍膜材料表面上形成鍍膜。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式， 激光源聚焦于距離待鍍膜材料4表面0. 3 1mm的位置，噴氣裝置噴嘴211距離待鍍膜材 料4表面3mm的位置，這樣，聚焦局域離待鍍膜材料表面和噴嘴211的距離都比較近，可以 充分利用工作氣體。由于本發(fā)明采用激光聚焦的方式對工作氣體進行激發(fā)加熱，其鍍膜效 率高、不易損壞待鍍膜材料、所鍍的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。參見圖2，所述CVD腔體11內(nèi)安裝有用于驅(qū)動所述噴氣裝置2沿所述待鍍膜材料 4表面平行移動的移動裝置5。對于寬度較大的待鍍膜材料，安裝于移動裝置5上的噴氣裝 置2可將工作氣體噴于待鍍膜材料4表面的不同位置。參見圖5-圖7，所述噴氣裝置2包括具有所述噴嘴211的噴氣架21，所述激光聚焦 裝置3包括聚焦激光源的聚焦頭31及用于接駁光纖的光纖接駁管32，所述聚焦頭31與所述光纖接駁管32連接，所述噴氣架21設有引入工作氣體的進氣口 212及用于安裝所述聚焦頭31的聚焦頭安裝孔213。工作氣體通過輸氣管22通入進氣口 212 (參見圖2)。聚噴氣裝置2與激光聚焦裝置3裝配于一體，兩者相對靜止，可保證聚焦區(qū)域穩(wěn)定位于噴嘴211 前端。激光源通過光纖傳遞至聚焦頭31，聚焦頭31對激光源進行聚焦。聚焦頭安裝孔213 可根據(jù)具體需求設置其位置和角度。
參見圖5，所述噴嘴211為細縫狀，所述聚焦頭安裝孔213均勻地并排設于所述噴嘴211兩側(cè)，這樣，聚焦區(qū)域為位于噴嘴211前端的窄條聚焦帶，工作氣體由細縫狀的噴嘴 211噴出并于窄條聚焦帶激發(fā)加熱分解，由于噴嘴211為條形細縫狀，若待鍍膜材料與之相對移動，其橫掃寬度大，可大大提高鍍膜效率。
參見圖6，所述噴氣架21設有用于固定所述光纖接駁管32的固定槽214，固定槽 214可進一步穩(wěn)固光纖接駁管，防止光纖接駁管松動而影響聚焦頭31聚焦位置的準確性。
參見圖2，所述移動裝置5包括具有螺紋的絲桿51及驅(qū)動該絲桿51轉(zhuǎn)動的第一電機52，所述噴氣架21開設有與所述絲桿51的螺紋適配的螺孔215(參見圖5)，所述絲桿 51穿設于所述螺孔215內(nèi)。絲桿51轉(zhuǎn)動時可驅(qū)使噴氣架21沿絲桿51的軸向移動，絲桿 51不但可以使得噴氣架21快速移動，而且移動過程中平穩(wěn)，防止鍍膜過程中由于噴氣裝置 2不平穩(wěn)而造成鍍膜不均勻。
參見圖3，所述殼體I開設有供所述待鍍膜材料4進入所述CVD腔體11的進料口 12，所述殼體I還開設有供所述待鍍膜材料4離開所述CVD腔體11的出料口 13，所述進料口 12與所述出料口 13相對設置且均安裝有密封裝置6。較長的待鍍膜材料4可由進料口 12進入，經(jīng)過噴氣裝置2上方進行鍍膜，隨著待鍍膜材料4的前進，鍍膜完畢的一端將由出料口 13輸出。CVD腔體11內(nèi)填充有保護氣體，為了保證其密封性，需要在進料口 12與出料口 13安裝密封裝置6，同時，還可以防止外界雜質(zhì)進入CVD腔體11內(nèi)。
參見圖4，所述密封裝置6包括彈性按壓于所述待鍍膜材料4 一面的第一滾筒61 及彈性按壓于所述待鍍膜材料4另一面的第二滾筒62。由于第一滾筒61與第二滾筒62彈性壓于待鍍膜材料4上，當待鍍膜材料4離開密封裝置6時，兩滾筒相互按壓貼合，防止兩滾筒間存在間隙而破壞密封效果。
進一步地，所述密封裝置6還包括驅(qū)動所述第一滾筒61或所述第二滾筒62轉(zhuǎn)動的第二電機63，本實施例中第二電機63與第二滾筒62連接，第二電機63可驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動， 待鍍膜材料4可在滾筒轉(zhuǎn)動的驅(qū)動下勻速移動，可通過控制第二電機63的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)待鍍膜材料4的移動速度。
具體地，所述CVD腔體11內(nèi)安裝有水冷散熱裝置7 (參見圖3)、用于檢測待鍍膜材料4上鍍膜厚度的膜厚監(jiān)控裝置、用于監(jiān)控所述CVD腔體內(nèi)部環(huán)境的視頻監(jiān)控裝置、加熱裝置以及測溫裝置。由于鍍膜過程中會產(chǎn)生大量的熱，若設備上安裝水冷散熱裝置7可快速散發(fā)鍍膜過程所產(chǎn)生的熱，防止溫度過高而燒壞內(nèi)部零部件。參見圖1，殼體I上設有向水冷散熱裝置7注入冷卻液的入水口 71以及排出冷卻液的出水口 72，殼體I上還設有用于安裝視頻監(jiān)控裝置的鏡頭安裝孔14。膜厚監(jiān)控裝置可將所測得的鍍膜厚度反饋給主控制器，主控制器根據(jù)所測得結(jié)果作出相應反應。加熱裝置用于對CVD腔體11的內(nèi)部環(huán)境進行加熱，加熱裝置可選用紅外加熱裝置，當然，本發(fā)明還可通過其他方式進行CVD腔體11的加熱。
以上所提及的裝置皆與主控制器連接，主控制器可收集各裝置所反饋的信息和控制各裝置的工作方式。
下面描述本發(fā)明實施例所提供的激光激發(fā)CVD鍍膜設備工作過程
首先，排出CVD腔體11內(nèi)多余氣體，再通入所需氣體和保護氣體；
開啟加熱裝置將CVD腔體11的內(nèi)部環(huán)境加熱至所需溫度，測溫裝置測得CVD腔體 11內(nèi)部溫度達到要求后，繼續(xù)通入所需氣體和保護氣體；
完成上步驟后加熱裝置將CVD腔體11控制在正常工作所需的溫度范圍內(nèi)，開啟相關裝置，將待鍍膜材料4由入料口 12送入CVD腔體11 ；
待鍍膜材料4經(jīng)過噴氣裝置2上方時，工作氣體由噴嘴211噴出后經(jīng)過聚焦區(qū)域激發(fā)加熱分解，分解后的工作氣體由于慣性擊打粘附于待鍍膜材料4的表面上，膜厚監(jiān)控裝置檢測鍍膜厚度，將檢測到的結(jié)果反饋至主控制器，主控制器根據(jù)所需鍍膜的厚度控制噴氣裝置2的噴氣速度和移動速度以及激光聚焦裝置3的功率，將膜厚控制在所需的厚度范圍內(nèi)；
已鍍膜的材料由出料口 13輸出即可完成一塊材料的鍍膜；
將所有材料都鍍膜完成以后，需抽出CVD腔體內(nèi)的氣體，經(jīng)過處理，將可循環(huán)使用的氣體存儲起來以備再用，對于不可循環(huán)使用的氣體進行廢氣處理后再排出大氣中，以防止污染大氣環(huán)境；而對于所生成的固體也需要統(tǒng)一進行處理，以免污染自然環(huán)境。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在`本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種激光激發(fā)CVD鍍膜設備，包括殼體，該殼體具有密封的CVD腔體，其特征在于 所述CVD腔體內(nèi)安裝有用于噴出工作氣體的噴氣裝置和用于將激光源聚焦于噴氣裝置噴嘴前端的激光聚焦裝置，待鍍膜材料位于所述噴氣裝置的噴嘴前端并與之相對。
2.如權利要求1所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述CVD腔體內(nèi)安裝有用于驅(qū)動所述噴氣裝置沿所述待鍍膜材料表面平行移動的移動裝置。
3.如權利要求2所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述噴氣裝置包括具有所述噴嘴的噴氣架，所述激光聚焦裝置包括聚焦激光源的聚焦頭及用于接駁光纖的光纖接駁管，所述聚焦頭與所述光纖接駁管連接，所述噴氣架設有引入工作氣體的進氣口及用于安裝所述聚焦頭的聚焦頭安裝孔。
4.如權利要求3所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述噴嘴為細縫狀，所述聚焦頭安裝孔均勻地并排設于所述噴嘴兩側(cè)。
5.如權利要求4所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述噴氣架設有用于固定所述光纖接駁管的固定槽。
6.如權利要求3所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述移動裝置包括具有螺紋的絲桿及驅(qū)動該絲桿轉(zhuǎn)動的第一電機，所述噴氣架開設有與所述絲桿的螺紋適配的螺孔，所述絲桿穿設于所述螺孔內(nèi)。
7.如權利要求1所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述殼體開設有供所述待鍍膜材料進入所述CVD腔體的進料口，所述殼體還開設有供所述待鍍膜材料離開所述 CVD腔體的出料口，所述進料口與所述出料口相對設置且均安裝有密封裝置。
8.如權利要求7所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述密封裝置包括彈性按壓于所述待鍍膜材料一面的第一滾筒及彈性按壓于所述待鍍膜材料另一面的第二滾筒。
9.如權利要求8所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述密封裝置還包括驅(qū)動所述第一滾筒或所述第二滾筒轉(zhuǎn)動的第二電機。
10.如權利要求1-9任一項所述的激光激發(fā)CVD鍍膜設備，其特征在于所述CVD腔體內(nèi)安裝有水冷散熱裝置、用于檢測待鍍膜材料上鍍膜厚度的膜厚監(jiān)控裝置、用于監(jiān)控所述 CVD腔體內(nèi)部環(huán)境的視頻監(jiān)控裝置、加熱裝置以及測溫裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種激光激發(fā)CVD鍍膜設備，屬于化學氣相沉積(CVD)技術領域，包括殼體，該殼體具有密封的CVD腔體，CVD腔體內(nèi)安裝有用于噴出工作氣體的噴氣裝置和用于將激光源聚焦于噴氣裝置噴嘴前端的激光聚焦裝置，待鍍膜材料位于噴氣裝置的噴嘴前端并與之相對。CVD腔體內(nèi)安裝有用于驅(qū)動噴氣裝置沿待鍍膜材料表面平行移動的移動裝置。噴氣裝置包括具有噴嘴的噴氣架，激光聚焦裝置包括聚焦激光源的聚焦頭及用于接駁光纖的光纖接駁管，聚焦頭與光纖接駁管連接，噴氣架設有引入工作氣體的進氣口及用于安裝聚焦頭的聚焦頭安裝孔。本發(fā)明鍍膜效率高、不易損壞待鍍膜材料，且所鍍出的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。
文檔編號C23C16/48GK103060777SQ20121057182
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者王奉瑾 申請人:王奉瑾