專利名稱：采用光加熱的cvd設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體生產設備的設計領域，尤其涉及采用光加熱的CVD設備。
背景技術：
化學氣相沉積(英文Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)是一種用來產生純度高、性能好的固態材料的化學技術。半導體產業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物下，在基底表面發生化學反應或/及化學分解來產生欲沉積的薄膜。反應過程中通常也會伴隨地產生不同的副產品，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半導體鍍膜領域廣泛運用，由于半導體鍍膜的過程需要在隔離與外界空氣接觸的狀態或接近真空的狀態下進行。現有技術中，半導體集成制造系統的每一工藝流程均需在密閉的環境下進行，當完成一工藝流程后，需將半導體半成本取出，以進行下一步的工藝處理，但其對取出后的空間真空度要求較高，因此造成半導體集成制造設備制造困難，廠房的規模巨大。廠家投資建廠一方面需承擔前期大量的資金投入，另一方面通常建設一半導體集成制造系統需要數年的時間，可見目前建設一半導體集成制造系統資金投入量大且時間久，且容易造成廠家資金周轉的困難。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術之缺陷，旨在提供采用光加熱的CVD設備以實現半導體生產設備中的CVD過程中的相關設備實現模塊化和微型化設計，從而降低CVD過程中制造成本。 本發明是這樣實現的，米用光加熱的CVD設備,包括一殼體,所述殼體橫向兩側分別設有供放置待鍍材料的傳輸帶通過的入口和出口，且所述傳輸帶將所述殼體分隔成上腔與下腔，所述殼體之入口和出口處分別設有動態夾持所述傳輸帶的滾筒組，各所述滾筒組包括貼設于傳輸帶上側的上滾筒和貼設于傳輸帶下側的下滾筒，所述殼體上還設有驅動所述滾筒組運轉的第一伺服電機；所述殼體上開設有供工作氣體進入的進氣口及排氣口 ；所述下腔內設有移動的光熱混合裝置，所述光熱混合裝置具有一朝向所述傳輸帶并噴射工作氣體的噴氣嘴。具體地，所述下腔內設有一轉動的絲桿，所述光熱混合裝置設有與所述絲桿適配的螺紋孔，所述光熱混合裝置由所述螺紋孔安裝于所述絲桿上。具體地，所述光熱混合裝置包括具有混合腔的混合倉、包覆所述混合倉的支撐框架及聚焦于所述支撐框架上的光熱裝置。具體地，所述光熱裝置包括設于所述支撐框架下端的光腔、設于所述光腔內并聚焦于所述支撐框架下端的聚焦鏡頭及柔性的導光管，所述導光管的一端插設于所述光腔內并朝向所述聚焦鏡頭，另一端與光源設備連接。具體地，所述混合倉包括位于底端的進氣部、與進氣部連接且位于頂端并形成所述混合腔的混合部，所述進氣部容納于所述支撐框架內，所述進氣部內設有若干與所述混合部氣路連通的進氣腔道，所述噴氣嘴設于所述混合部。具體地，所述噴氣嘴呈長條形狹縫，所述混合部包括由所述噴氣嘴向兩側分別延伸出的兩斜向面及將所述斜向面與所述進氣部連接的水平面，所述混合部的橫向截面呈等腰三角形；所述進氣腔道為兩條，所述進氣部設有由其底部向所述混合部延伸的分隔壁，兩所述進氣腔道由所述分隔壁及所述進氣部側壁圍合而成。具體地，所述混合腔靠近所述進氣部具有突出于所述進氣部的突出部分。具體地，所述光熱混合裝置還包括設于所述殼體側壁并驅動所述絲桿轉動的第二伺服電機。具體地，各所述上滾筒和下滾筒的表面設有彈性層，各所述上滾筒和下滾筒的兩端部表面相互彈性按壓，各所述上滾筒和下滾筒之間具有供所述傳輸帶通過的間隙，且各所述上滾筒和下滾筒與所述傳輸帶之間相互彈性按壓。具體地，上述CVD設備還包括控制系統，還包括膜厚監控系統、測溫裝置、監控所述上腔和下腔內壓力的壓力測控系統、監控所述上腔和下腔內部環境的視頻監控裝置。本發明的有益效果本發明提供的采用光加熱的CVD設備通過采用在所述殼體與所述傳輸帶之間設置所述滾筒組，利用所述滾筒組與殼體和所述傳輸帶的密封連接關系，達到所述殼體與所述傳輸帶之間的動態密封設計；通過在所述殼體上開設有供工作氣體進入的進氣口和排氣口，在進CVD鍍膜時，先使工作氣體通過所述進氣口進入所述殼體內部，同時使所述殼體內的氣體由所述排氣口排出，如此可在所述殼體內形成高濃度的工作氣體，使得鍍膜過程中，避免放置于所述傳輸帶上的待鍍膜材料與空氣發生化學反應；同時，本發明的CVD設備采用移動的光熱混合裝置，用移動的替代固定的光熱混合裝置，可以使得整個光熱混合裝置微型化。


圖1是本發明一優選實施例的外部結構示意圖；圖2是圖1去除殼體一側壁后的結構示意圖；圖3是圖1去除殼體后的結構示意圖；圖4是滾筒組與傳輸帶相互位置關系的結構示意圖；圖5是混合倉的結構示意圖；圖6是圖5橫截面的剖視圖；圖7是光熱裝置剖面結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發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明，并不用于限定本發明。請參照附圖f 7，采用光加熱的CVD設備，包括一殼體I，所述殼體I橫向兩側分別設有供放置待鍍材料的傳輸帶2通過的入口 11和出口 12，且所述傳輸帶2將所述殼體I分隔成上腔13與下腔14，所述殼體I之入口 11和出口 12處分別設有動態夾持所述傳輸帶2的滾筒組3，各所述滾筒組3包括貼設于傳輸帶2上側的上滾筒31和貼設于傳輸帶2下側的下滾筒32，所述殼體I上還設有驅動所述滾筒組3運轉的第一伺服電機4。通過采用在所述殼體I與所述傳輸帶2之間設置所述滾筒組3，利用所述滾筒組3與所述殼體I和所述傳輸帶2的密封連接關系，達到所述殼體I與所述傳輸帶2之間的動態密封設計。如此，可便于本發明的CVD設備與半導體集成制造系統的其余工藝模塊可通過所述傳輸帶2實現良好的密封銜接。另外，所述上腔13內還設有對放置于所述傳輸帶2上的待鍍材料進行預加熱處理的預熱板8。具體地，所述預熱板8設置于所述傳輸帶2的上側，對由所述傳輸帶2上的待鍍材料有較小的間隙。所述預熱板8的設置目的在于防止對待鍍材料進行鍍膜處理之前，因待鍍材料的溫度沒有達到相應的鍍膜要求溫度，造成鍍膜效果不佳。其中，所述預熱板8采用紅外線加熱或電阻加熱的方式。所述殼體I上開設有供工作氣體進入的進氣口 15和排出的排氣口 16。如此，本發明的CVD設備在鍍膜之前，可通過所述進氣口 15將工作氣體充滿所述殼體I內部，同時使所述殼體I內部原有的氣體通過所述排氣口 16排出，最終使得所述殼體I內形成高濃度的工作氣體，使得鍍膜過程中，避免放置于所述傳輸帶2上的待鍍膜材料與空氣發生化學反應。進一步地，所述進氣口 15與排氣口 16分別配備有進氣口閥門與排氣閥門，通過控制所述進氣閥門與排氣閥門的開閉狀態，進而控制工作氣體的進氣量與排氣量。所述下腔14內設有移動的光熱混合裝置5，所述光熱混合裝置5具有一朝向所述傳輸帶2并噴射工作氣體的噴氣嘴51。在現有技術中，光熱混合裝置通常是采用固定式的設置方式，如此為使噴氣范圍較大，設計出來的噴氣嘴51的開口也較大，這樣造成光熱混合裝置的體積也較大，其制造成本因之變高。本發明采用移動式的光熱混合裝置5，其中，所述光熱混合裝置5的移動方式可以是直線往復式的移動，亦可采用XY平面式的往復式移動，在此對其移動方式不作具體限定。如此，通過采用移動的光熱混合裝置5，用移動的替代固定的光熱混合裝置，可以使得整個光熱混合裝置微型化。在本實施例中，所述下腔14內設有一轉動的絲桿52，所述光熱混合裝置5設有與所述絲桿52適配的螺紋孔53，所述光熱混合裝置5由所述螺紋孔53安裝于所述絲桿52上。其中，所述絲桿52與水平面平行，如此，可通過轉動所述絲桿52來改變所述光熱混合裝置5在水平方向上位置。`在本實施例中，所述光熱混合裝置5包括具有混合腔543的混合倉54、包覆所述混合倉54的支撐框架55及聚焦于所述支撐框架55上的光熱裝置56。其中，所述支撐框架55采用導熱性能較佳的金屬材料制作而成。如此，本發明提供的CVD設備處于工作狀態時，所述光熱裝置56為所述支撐框架55提供熱量，熱量經所述支撐框架55的快速傳導，使容納于所述支撐框架55內的混合倉54均勻受熱，這樣流經所述混合倉54內的工作氣體能夠獲得更均勻的受熱，最終在所述傳輸帶2上的待鍍材料上形成的鍍膜厚度更為均勻和光滑，同時還可以充分的使工作氣體完成反應并于待鍍材料上形成鍍膜，節省工作氣體的用量。在本實施例中，所述光熱裝置56包括設于所述支撐框架55下端的光腔561、設于所述光腔561內并聚焦于所述支撐框架55下端的聚焦鏡頭562及柔性的導光管563,所述導光管563的一端插設于所述光腔561內并朝向所述聚焦鏡頭562,另一端與光源設備連接。如此，可實現將光源設備的能量由所述導光管563傳輸至所述支撐框架55上，對流經所述混合倉54的工作氣體進行加熱。由于本發明采用柔性的導光管563，可使導光管563隨同所述光熱混合裝置5—同移動，使得所述光源設備的設置位置更為靈活。具體地，所述光源設備設于所述殼體I的外部，所述導光管563連接光源設備的一端穿過所述殼體I與所述光源設備連接。如此，可方便本發明的CVD設備與光源設備的相互分離，也便于所述CVD設備的維護。在本實施例中，所述混合倉54包括位于底端的進氣部541、與進氣部541連接且位于頂端并形成所述混合腔543的混合部542，所述進氣部541容納于所述支撐框架55內，所述進氣部541內設有若干與所述混合部542氣路連通的進氣腔道5411，所述噴氣口 51設于所述混合部542。如此,工作氣體經由所述進氣部541進入所述混合倉54內，工作氣體在流經所述進氣部541的過程中，經由設置于所述支撐杠架55的加熱和激發，再進入所述混合部542，可在所述混合部542內充分的混合，以提高最終鍍膜的質量和減少氣體原料的使用。另外，所述光熱混合裝置5還包括與所述進氣腔道5411連接的進氣管道57，所述進氣管道57穿過所述殼體I的一縱向側壁與位于殼體I外部的供氣設備連接，所述進氣管道57采用柔性管材制作而成，當所述進氣腔道5411有多條時，所述進氣管道57可相應地設置與進氣腔道5411相適應的進氣支管571，各進氣支管571匯聚于一進氣主管572內。另外，基于某些工作氣體在混合之前不宜發聲化學反應，所述進氣管道57內設置有與進氣支管571數量相同的進氣小管573，各所述進氣小管573分別穿過所述進氣主管572和一進氣支管571向一所述進氣腔 道5411提供工作氣體。在本實施例中，所述噴氣口 51呈長條形狹縫，所述混合部542包括由所述噴氣口51向兩側分別延伸出的兩斜向面5421及將所述斜向面5421與所述進氣部541連接的水平面5422，所述混合部542的橫向截面呈等腰三角形；所述進氣腔道5411為兩條，所述進氣部541設有由其底部向所述混合部542延伸的分隔壁5412，兩所述進氣腔道5411由所述分隔壁5412及所述進氣部541側壁圍合而成。如此，所述進氣部541的兩所述進氣腔道5411分別對應所述混合部542的兩所述斜向面5421，工作氣體經由所述進氣部541加熱與激發后進入所述混合腔543 ;在所述斜向面5421的導向作用下，能夠獲得更佳的混合效果，且經所述斜向面5421導向后，噴出的工作氣體更為均勻。在本實施例中，所述混合腔543靠近所述進氣部541具有突出于所述進氣部541的突出部分5431。如此，當工作氣體經由所述進氣腔道5411進入所述混合部542時，先經由所述所述突出部分5431的緩和過度，可使混合效果更佳。在本實施例中，與驅動所述滾筒組3類似的，所述光熱混合裝置5還包括設于所述殼體I側壁并驅動所述絲桿52轉動的第二伺服電機6。其中，所述第一伺服電機4與第二伺服電機6分別設置于所述殼體I相對的兩向側。如此有利于整個CVD設備受力的平衡。在本實施例中，各所述上滾筒31和下滾筒32的表面設有彈性層(圖中未畫出)，各所述上滾筒31和下滾筒32的兩端部表面相互彈性按壓，各所述上滾筒31和下滾筒32之間具有供所述傳輸帶2通過的間隙，且各所述上滾筒31和下滾筒32與所述傳輸帶2之間相互彈性按壓。其中，所述彈性層采用硅橡膠制作而成。上述技術方案給了所述滾筒組3的具體密封方式，通過將所述上滾筒31、下滾筒32及傳輸帶2相互接觸部分設置成彈性接觸，如此，當所述傳輸帶2隨同所述滾筒組3運轉過程中，可時刻保持良好的密封效果，實現動態密封。另外，由于所述滾筒組3與所述傳輸帶2之間采用過盈配合的方式，因此，相互之間必然會因摩擦產生大量的熱量，為使所產生的熱量的熱量能夠及時散發，所述殼體I內還設有對所述滾筒組3進行降溫的水冷系統7。在本實施例中，為實現上述CVD設備的自動化控制，上述CVD設備還包括控制系統，所述控制系統包括采用紅外反射原理制作而成的膜厚監控系統、采用紅外測溫法制作而成的測溫裝置、監控所述上腔和下腔內壓力的壓力測控系統、監控所述上腔和下腔內部環境的視頻監控裝置。在本實施例中，上述CVD設備包括控制系統，所述控制系統包括采用紅外反射原理制作而成的膜厚監控系統、采用紅外測溫法制作而成的測溫裝置、監控所述上腔和下腔內壓力的壓力測控系統、監控所述上腔和下腔內部環境的視頻監控裝置。鑒于所述膜厚監控系統、測溫裝置、壓力測控系統及視頻監控裝置均分別為現有技術，在此不作細述。此外，還可使所述控制系統與所述進氣閥門、排氣閥門、第一伺服電機4和第二伺服電機6連接，通過實時測量鍍膜過程中膜的厚度、溫度及上腔和下腔內的壓力等數據設定所述進氣閥門、排氣閥門、第一伺服電機4和第二伺服電機6相應的工作狀態，從而達到更為理想的控制效果。以下進一步介紹本實施例提供的CVD設備的工作過程，上述CVD設備的工作過程包括預熱準備階段和正常工作階段，分別詳述如下。預熱準備階段控制系統打開所述排氣閥門，同時開啟所述進氣閥門，并向所述殼體I輸入保護氣體和排出殼體I內的空氣；根據鍍膜工藝要求，特別是氣壓和溫度要求，所述控制系統依據所述測溫裝置和壓力測控系統的測定值，進而使所述控制系統控制所述進氣口 15的進氣量和所述排氣口 16的排氣量及對所述預熱板8進行加熱的加熱設備的加熱狀態；同時，啟動所述光熱裝置56對所述混合倉54進行預熱處理。當所述預熱板8達到預定的工作溫度、殼體I內的氣壓達到預定的要求及所述混合倉54達到預定的溫度要求后，進入正常工作階段。

正常工作階段所述控制系統使對所述預熱板8進行加熱的加熱設備調整為正常的保溫狀態，對所述光熱裝置56的加熱狀態調整為正常的保溫狀態；同時啟動所述第一伺服電機4，使放置于所述傳輸帶2上的待鍍膜材料可隨同所述傳輸帶2按照預定的速度進入所述上腔13內，并在所述上腔13內移動；同時，啟動工作氣體相關的進行閥門使工作氣體流經所述混合倉54，并由所述混合倉54的噴氣嘴51噴向所述待鍍材料，以形成鍍膜。以上所述僅為本發明較佳的實施例而已，其結構并不限于上述列舉的形狀，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.米用光加熱的CVD設備,包括一殼體,其特征在于所述殼體橫向兩側分別設有供放置待鍍材料的傳輸帶通過的入口和出口，且所述傳輸帶將所述殼體分隔成上腔與下腔，所述殼體之入口和出口處分別設有動態夾持所述傳輸帶的滾筒組，各所述滾筒組包括貼設于傳輸帶上側的上滾筒和貼設于傳輸帶下側的下滾筒，所述殼體上還設有驅動所述滾筒組運轉的第一伺服電機；所述殼體上開設有供工作氣體進入的進氣口及排氣口 ；所述下腔內設有移動的光熱混合裝置，所述光熱混合裝置具有一朝向所述傳輸帶并噴射工作氣體的噴氣嘴。
2.根據權利要求1所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于所述下腔內設有一轉動的絲桿，所述光熱混合裝置設有與所述絲桿適配的螺紋孔，所述光熱混合裝置由所述螺紋孔安裝于所述絲桿上。
3.根據權利要求1所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于所述光熱混合裝置包括具有混合腔的混合倉、包覆所述混合倉的支撐框架及聚焦于所述支撐框架上的光熱裝置。
4.根據權利要求3所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于所述光熱裝置包括設于所述支撐框架下端的光腔、設于所述光腔內并聚焦于所述支撐框架下端的聚焦鏡頭及柔性的導光管，所述導光管的一端插設于所述光腔內并朝向所述聚焦鏡頭，另一端與光源設備連接。
5.根據權利要求3所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于所述混合倉包括位于底端的進氣部、與進氣部連接且位于頂端并形成所述混合腔的混合部，所述進氣部容納于所述支撐框架內，所述進氣部內設有若干與所述混合部氣路連通的進氣腔道，所述噴氣嘴設于所述混合部。
6.根據權利要求5所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于所述噴氣嘴呈長條形狹縫，所述混合部包括由所述噴氣嘴向兩側分別延伸出的兩斜向面及將所述斜向面與所述進氣部連接的水平面，所述混合部的橫向截面呈等腰三角形；所述進氣腔道為兩條，所述進氣部設有由其底部向所述混合部延伸的分隔壁，兩所述進氣腔道由所述分隔壁及所述進氣部側壁圍合而成。
7.根據權利要求6所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于所述混合腔靠近所述進氣部具有突出于所述進氣部的突出部分。
8.根據權利要求2所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于所述光熱混合裝置還包括設于所述殼體側壁并驅動所述絲桿轉動的第二伺服電機。
9.根據權利要求1所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于各所述上滾筒和下滾筒的表面設有彈性層，各所述上滾筒和下滾筒的兩端部表面相互彈性按壓，各所述上滾筒和下滾筒之間具有供所述傳輸帶通過的間隙，且各所述上滾筒和下滾筒與所述傳輸帶之間相互彈性按壓。
10.根據權利要求f9任一項所述的采用光加熱的CVD設備，其特征在于包括控制系統，所述控制系統包括膜厚監控系統、測溫裝置、監控所述上腔和下腔內壓力的壓力測控系統、監控所述上腔和下腔內部環境的視頻監控裝置。
全文摘要
本發明涉及半導體生產設備的設計領域，尤其涉及采用光加熱的CVD設備。本發明提供的采用光加熱的CVD設備通過采用在所述殼體與所述傳輸帶之間設置所述滾筒組，利用所述滾筒組與殼體和所述傳輸帶的密封連接關系，達到所述殼體與所述傳輸帶之間的動態密封設計；通過在所述殼體上開設有供工作氣體進入的進氣口和排氣口，使鍍膜前殼體內部形成高濃度的工作氣體，使得鍍膜過程中，避免放置于所述傳輸帶上的待鍍膜材料與空氣發生化學反應；同時，本發明的CVD設備采用移動的光熱混合裝置，用移動的替代固定的光熱混合裝置，可以使得整個光熱混合裝置微型化。
文檔編號C23C16/46GK103046026SQ20121057191
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者王奉瑾 申請人:王奉瑾