專利名稱：激光cvd鍍膜設備的制作方法
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CVD鍍膜設備。
背景技術：
化學氣相沉積(英文:Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)是一種用來產(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燒壞材料。

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CVD鍍膜設備，包括上殼體與下殼體，所述上殼體蓋合于所述下殼體上以形成密封的CVD腔體，所述上殼體內(nèi)安裝有用于帶動待鍍膜材料在平面移動并確定位置的平面定位裝置，所述待鍍膜材料安裝于所述平面定位裝置上；所述下殼體內(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該噴氣裝置噴嘴前端的激光聚焦裝置；所述待 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用于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，所述噴氣架還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。更進一步地，所述噴氣架設有用于固定所述光纖接駁管的固定槽。具體地，所述噴嘴為圓孔狀，所述聚焦頭安裝孔均勻分布于所述噴嘴環(huán)周。進一步地，所述平面定位裝置包括安裝于所述上殼體內(nèi)壁的第一滑槽以及與該第一滑槽垂直設置的第二滑槽，所述第一滑槽內(nèi)設有第一滑塊，所述第二滑槽內(nèi)設有第二滑塊，所述第二滑槽與所述第一滑塊連接，所述第二滑塊上設有安裝板，所述待鍍膜材料貼附于所述安裝板上。更進一步地，所述第一滑槽內(nèi)設有用于驅(qū)動所述第一滑塊滑動的第一絲桿，所述第二滑槽內(nèi)設有用于驅(qū)動所述第二滑塊滑動的第二絲桿，所述第一滑塊開設有與所述第一絲桿的螺紋相適配的第一螺孔，所述第二滑塊開設有與所述第二絲桿的螺紋相適配的第二螺孔，所述第一絲桿穿設于所述第一螺孔內(nèi)，所述第二絲桿穿設于所述第二螺孔內(nèi)；所述平面定位裝置還包括用于驅(qū)動所述第一絲桿轉(zhuǎn)動的第一電機和用于驅(qū)動所述第二絲桿轉(zhuǎn)動的第二電機。優(yōu)選地，所述安裝板上安裝有水冷散熱裝置。具體地，所述噴氣架固定安裝于所述下殼體底部，所述下殼體底部開設有與所述噴氣架的進氣口對應的進氣通孔以及容所述光纖接駁管穿過的接駁通孔。進一步地，所述上殼體與所述下殼體之間夾設有密封圈。具體地，所述CVD腔體內(nèi)安裝有用于觀察所述CVD腔體內(nèi)部工作情況的視頻監(jiān)控裝置、用于檢測待鍍膜材料上鍍膜厚度的膜厚監(jiān)控裝置、加熱裝置以及測溫裝置；所述視頻監(jiān)控裝置包括視頻鏡頭，所述下殼體開設有用于安裝所述視頻鏡頭的鏡頭安裝孔。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)域被激光加熱分解，被分解的工作氣體由于慣性撞擊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。再者，待鍍膜材料通過平面定位裝置進行移動和定位，而噴氣裝置和激光聚焦裝置固定不動，這樣，鍍膜時不會因噴氣裝置和激光聚焦裝置移動帶來的振動而出現(xiàn)鍍膜不均勻的現(xiàn)象。


圖1為本發(fā)明實施例中激光CVD鍍膜設備的裝配圖；圖2為本發(fā)明實施例中激光CVD鍍膜設備的分解圖；圖3為另一視角觀看圖1的不意圖；圖4為另一視角觀看圖2的不意圖；圖5為本發(fā)明實施例中上殼體和平面定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a為圖5中I的局部放大圖；圖6為本發(fā)明實施例中下殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a為圖6中II的局部放大圖；圖7為本發(fā)明實施例中激光CVD鍍膜設備卸去下殼體后的正視圖；圖8為本發(fā)明實施例中激光聚焦裝置安裝于噴氣裝置上的示意圖；圖9為本發(fā)明實施例中噴氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為另一視角觀看圖9的示意圖。
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-圖4，本發(fā)明實施例提供了一種激光CVD鍍膜設備，包括上殼體I與下殼體2，所述上殼體I蓋合于所述下殼體2上以形成密封的CVD腔體21，所述上殼體I內(nèi)安裝有用于帶動待鍍膜材料3在平面移動并確定位置的平面定位裝置4，所述待鍍膜材料3安裝于所述平面定位裝置4上；所 述下殼體2內(nèi)安裝有用于噴出工作氣體的噴氣裝置5和用于將激光源聚焦于該噴氣裝置噴嘴511前端的激光聚焦裝置6 (參見圖8);所述待鍍膜材料3位于所述噴氣裝置的噴嘴511前端并與之相對(參見圖7)。進行鍍膜前需要先排出CVD腔體21內(nèi)的多余氣體，然后通入保護氣體。鍍膜時，激光聚焦裝置6將激光源聚焦于噴氣裝置噴嘴511前端形成聚焦區(qū)域，噴嘴511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撞擊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3表面0.3 Imm左右的位置，噴氣裝置噴嘴511距離待鍍膜材料3表面3mm左右的位置，這樣，聚焦區(qū)域離待鍍膜材料3表面和噴嘴511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。本發(fā)明通過平面定位裝置4使待鍍膜材料3在噴嘴511前端平面移動，噴氣裝置5和 激光聚焦裝置6可固定安裝于下殼體2內(nèi)而不需要移動，這樣，鍍膜時不會因噴氣裝置5和激光聚焦裝置6移動帶來的振動而出現(xiàn)鍍膜不均勻的現(xiàn)象?？梢岳斫?，本發(fā)明實際應用中可根據(jù)具體需要安裝多組噴氣裝置5和激光聚焦裝置6。參見圖8-圖10，所述噴氣裝置5包括具有所述噴嘴511的噴氣架51，所述激光聚焦裝置6包括用于聚焦激光源的聚焦頭61及用于接駁光纖的光纖接駁管62，所述聚焦頭61與所述光纖接駁管62連接，所述噴氣架51還設有引入工作氣體的進氣口 512 (參見圖10)及用于安裝所述聚焦頭61的聚焦頭安裝孔513。工作氣體通入進氣口 512。聚噴氣裝置5與激光聚焦裝置6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511前端。激光源通過光纖傳遞至聚焦頭61，聚焦頭61對激光源進行聚焦。聚焦頭安裝孔513可根據(jù)具體需求設置其位置和角度。優(yōu)選地,所述噴氣架51設有用于固定所述光纖接駁管62的固定槽514。固定槽514可進一步穩(wěn)固光纖接駁管62，防止光纖接駁管62松動而影響聚焦頭61聚焦位置的準確性。參見圖8，所述噴嘴511為圓孔狀，所述聚焦頭安裝孔513均勻分布于所述噴嘴511環(huán)周。這樣，聚焦區(qū)域為位于噴嘴511前端的一點，工作氣體由圓孔狀的噴嘴511噴出并于聚焦點激發(fā)加熱分解，由于所有激光聚焦到一點上，這一聚焦點功率非常高，工作氣體進入聚焦點后快速加熱分解，可大大提高鍍膜效率。參見圖5，所述平面定位裝置4包括安裝于所述上殼體I內(nèi)壁的第一滑槽41以及與該第一滑槽41垂直設置的第二滑槽42，所述第一滑槽41內(nèi)設有第一滑塊411，所述第二滑槽42內(nèi)設有第二滑塊421，所述第二滑槽42與所述第一滑塊411連接，所述第二滑塊421上設有安裝板43(參見圖2)，所述待鍍膜材料3貼附于所述安裝板43上。第一滑塊411可帶動第二滑槽42沿第一滑槽41長度方向來回移動，第二滑塊421可帶動安裝板43沿第二滑槽42長度方向來回移動，這樣就可使待鍍膜材料3在平面移動和定位。本發(fā)明實施例中上殼體I內(nèi)壁安裝有兩個平行設置的第一滑槽41，第二滑槽42與兩第一滑塊411連接，因此，在移動過程中，第二滑槽42更平穩(wěn)，保證鍍膜厚度的均勻。參見圖5，所述第一滑槽41內(nèi)設有用于驅(qū)動所述第一滑塊411滑動的第一絲桿412，所述第二滑槽42內(nèi)設有用于驅(qū)動所述第二滑塊421滑動的第二絲桿422，所述第一滑塊411開設有與所述第一絲桿412的螺紋相適配的第一螺孔，所述第二滑塊421開設有與所述第二絲桿422的螺紋相適配的第二螺孔，所述第一絲桿412穿設于所述第一螺孔內(nèi)，所述第二絲桿422穿設于所述第二螺孔內(nèi)；所述平面定位裝置4還包括用于驅(qū)動所述第一絲桿412轉(zhuǎn)動的第一電機43和用于驅(qū)動所述第二絲桿422轉(zhuǎn)動的第二電機44。絲桿轉(zhuǎn)動時可驅(qū)使滑塊沿絲桿的軸向移動，絲桿不但可以使得滑塊快速移動，而且移動平穩(wěn)，防止鍍膜過程中由于待鍍膜材料3不平穩(wěn)而造成鍍膜不均勻。參見圖4，所述安裝板43上安裝有水冷散熱裝置431。水冷散熱裝置431可將鍍膜過程中待鍍膜材料3上的熱及時帶走，有效防止溫度過高燒壞待鍍膜材料3。參見圖6，所述噴氣架51固定安裝于所述下殼體2底部，所述下殼體2底部開設有與所述噴氣架的進氣口 512對應的進氣通孔22以及容所述光纖接駁管62穿過的接駁通孔
23。噴氣架51底部與下殼體2的底部密封貼合，光纖在設備外部接入光纖接駁管62，更換方便。參見圖5與圖5a,所述上殼體I與所述下殼體2之間夾設有密封圈。所述上殼體I邊緣設有用于放置密封圈的上密封槽11，參見圖6與圖6a，所述下殼體2邊緣設有用于放置所述密封圈的下密封槽24，所述上密封槽11與所述下密封槽24相對且兩者之間夾設有所述密封圈。通過密封槽夾設密封圈可保證CVD腔體21的密封要求，保證工作氣體不外泄、外部雜質(zhì)不進入腔體內(nèi)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，上、下殼體皆設有兩道密封槽，兩道密封槽均夾設有密封圈，其密封效果極佳。具體地，所述CVD腔體21內(nèi)安裝有用于觀察所述CVD腔體21內(nèi)部工作情況的視頻監(jiān)控裝置、用于檢測待鍍膜材料3上鍍膜厚度的膜厚監(jiān)控裝置、加熱裝置以及測溫裝置；所述視頻監(jiān)控裝置包括視頻鏡頭，所述下殼體2開設有用于安裝所述視頻鏡頭的鏡頭安裝孔25 (參見圖6)。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21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21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CVD鍍膜設備工作過程:首先，將待鍍膜材料3貼附安裝于安裝板43上，其需要鍍膜的一面朝外，然后上殼體I蓋合于下殼體2上；排出CVD腔體21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21的內(nèi)部環(huán)境加熱至所需溫度，測溫裝置測得CVD腔體21內(nèi)部溫度達到要求后，繼續(xù)通入所需氣體和保護氣體；完成上述步驟后加熱裝置將CVD腔體21維持在正常工作所需的溫度范圍內(nèi)，開啟相關裝置，待鍍膜材料3位于噴氣裝置5上方且其需要鍍膜的一面與噴嘴511相對,工作氣體由噴嘴511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撞擊粘附于待鍍膜材料3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5的噴氣速度和激光聚焦裝置6的功率以及平面定位裝置4移動待鍍膜材料3的速度，將膜厚控制在所需的厚度范圍內(nèi)；鍍膜完畢后，需抽出CVD腔體21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。上述程序完成后，開啟上殼體I或下殼體2，卸下已鍍膜完成的材料即可。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(quán)利要求
1.一種激光CVD鍍膜設備，包括上殼體與下殼體，所述上殼體蓋合于所述下殼體上以形成密封的CVD腔體，其特征在于:所述上殼體內(nèi)安裝有用于帶動待鍍膜材料在平面移動并確定位置的平面定位裝置，所述待鍍膜材料安裝于所述平面定位裝置上；所述下殼體內(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該噴氣裝置噴嘴前端的激光聚焦裝置；所述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(quán)利要求1所述的激光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用于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，所述噴氣架還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。
3.如權(quán)利要求2所述的激光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。
4.如權(quán)利要求3所述的激光CVD鍍膜設備，其特征在于:所述噴嘴為圓孔狀，所述聚焦頭安裝孔均勻分布于所述噴嘴環(huán)周。
5.如權(quán)利要求1所述的激光CVD鍍膜設備，其特征在于:所述平面定位裝置包括安裝于所述上殼體內(nèi)壁的第一滑槽以及與該第一滑槽垂直設置的第二滑槽，所述第一滑槽內(nèi)設有第一滑塊，所述第二滑槽內(nèi)設有第二滑塊，所述第二滑槽與所述第一滑塊連接，所述第二滑塊上設有安裝板，所述待鍍膜材料貼附于所述安裝板上。
6.如權(quán)利要求5所述的激光CVD鍍膜設備，其特征在于:所述第一滑槽內(nèi)設有用于驅(qū)動所述第一滑塊滑動的第一絲桿，所述第二滑槽內(nèi)設有用于驅(qū)動所述第二滑塊滑動的第二絲桿，所述第一滑塊開設有與所述第一絲桿的螺紋相適配的第一螺孔，所述第二滑塊開設有與所述第二絲桿的螺紋相適配的第二螺孔，所述第一絲桿穿設于所述第一螺孔內(nèi)，所述第二絲桿穿設于所述第二螺孔內(nèi)；所述平面定位裝置還包括用于驅(qū)動所述第一絲桿轉(zhuǎn)動的第一電機和用于驅(qū)動所述第二絲桿轉(zhuǎn)動的第二電機。
7.如權(quán)利要求5所述的激光CVD鍍膜設備，其特征在于:所述安裝板上安裝有水冷散熱裝置。
8.如權(quán)利要求2所述的激光CVD鍍膜設備，其特征在于:所述噴氣架固定安裝于所述下殼體底部，所述下殼體底部開設有與所述噴氣架的進氣口對應的進氣通孔以及容所述光纖接駁管穿過的接駁通孔。
9.如權(quán)利要求1所述的激光CVD鍍膜設備，其特征在于:所述上殼體與所述下殼體之間夾設有密封圈。
10.如權(quán)利要求1-9任一項所述的激光CVD鍍膜設備，其特征在于:所述CVD腔體內(nèi)安裝有用于觀察所述CVD腔體內(nèi)部工作情況的視頻監(jiān)控裝置、用于檢測待鍍膜材料上鍍膜厚度的膜厚監(jiān)控裝置、加熱裝置以及測溫裝置；所述視頻監(jiān)控裝置包括視頻鏡頭，所述下殼體開設有用于安裝所述視頻鏡頭的鏡頭安裝孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種激光CVD鍍膜設備，包括上殼體與下殼體，上殼體蓋合于下殼體上以形成密封的CVD腔體，上殼體內(nèi)安裝有用于帶動待鍍膜材料在平面移動并確定位置的平面定位裝置，待鍍膜材料安裝于平面定位裝置上；下殼體內(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該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。平面定位裝置包括第一滑槽以及與該第一滑槽垂直設置的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)設有第一滑塊，第二滑槽內(nèi)設有第二滑塊，第二滑槽與第一滑塊連接，第二滑塊上設有安裝板，待鍍膜材料貼附于安裝板上。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C23C16/48GK103074614SQ201210570640
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者王奉瑾 申請人:王奉瑾