专利名称：激光激发cvd镀膜设备的制作方法
激光激发CVD镀膜设备技术领域
本发明属于化学气相沉积(CVD)技术领域，尤其涉及一种激光激发CVD镀膜设备。
技术背景
化学气相沉积(英文Chemical Vapor Deposition,简称CVD)是一种用来产生纯度高、性能好的固态材料的化学技术。半导体产业使用此技术来成长薄膜。典型的CVD制程是将晶圆(基底)暴露在一种或多种不同的前驱物下，在基底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜。反应过程中通常也会伴随地产生不同的副产品，但大多会随着气流被带走，而不会留在反应腔中。
化学气相沉积技术已在镀膜领域广泛运用，现有技术中，工作气体的加热方式一般都是使用红外加热气体或加热待镀膜材料的方式促进气体的化学反应，使用红外加热气体的方式效率低，所镀出来的膜厚也不均匀，镀膜表面粗糙，而加热待镀膜材料的方式容易损坏材料。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种镀膜效率高、不易损坏待镀膜材料的激光激发CVD镀膜设备，该设备所镀的膜厚均匀、镀膜表面光滑。
本发明是这样实现的，一种激光激发CVD镀膜设备，包括壳体，该壳体具有密封的 CVD腔体，所述CVD腔体内安装有用于喷出工作气体的喷气装置和用于将激光源聚焦于喷气装置喷嘴前端的激光聚焦装置，待镀膜材料位于所述喷气装置的喷嘴前端并与之相对。
进一步地，所述CVD腔体内安装有用于驱动所述喷气装置沿所述待镀膜材料表面平行移动的移动装置。
更进一步地，所述喷气装置包括具有所述喷嘴的喷气架，所述激光聚焦装置包括聚焦激光源的聚焦头及用于接驳光纤的光纤接驳管，所述聚焦头与所述光纤接驳管连接， 所述喷气架设有引入工作气体的进气口及用于安装所述聚焦头的聚焦头安装孔。
具体地，所述喷嘴为细缝状，所述聚焦头安装孔均匀地并排设于所述喷嘴两侧。
优选地，所述喷气架设有用于固定所述光纤接驳管的固定槽。
特别地，所述移动装置包括具有螺纹的丝杆及驱动该丝杆转动的第一电机，所述喷气架开设有与所述丝杆的螺纹适配的螺孔，所述丝杆穿设于所述螺孔内。
进一步地，所述壳体开设有供所述待镀膜材料进入所述CVD腔体的进料口，所述壳体还开设有供所述待镀膜材料离开所述CVD腔体的出料口，所述进料口与所 述出料口相对设置且均安装有密封装置。
更进一步地，所述密封装置包括弹性按压于所述待镀膜材料一面的第一滚筒及弹性按压于所述待镀膜材料另一面的第二滚筒。
具体地，所述密封装置还包括驱动所述第一滚筒或所述第二滚筒转动的第二电机。
优选地，所述CVD腔体内安装有水冷散热装置、用于检测待镀膜材料上镀膜厚度 的膜厚监控装置、用于监控所述CVD腔体内部环境的视频监控装置、加热装置以及测温装置。本发明镀膜时，激光聚焦装置将激光源聚焦于喷气装置喷嘴前端形成聚焦区域， 喷嘴喷出的工作气体在聚焦区域被激光激发加热分解，被分解的工作气体由于惯性击打并 粘附于待镀膜材料表面上形成镀膜。由于本发明采用激光聚焦的方式对工作气体进行加热 激发，其镀膜效率高、不易损坏待镀膜材料、所镀的膜厚均匀、镀膜表面光滑。
图1为本发明实施例中激光激发CVD镀膜设备的立体示意图；图2为本发明实施例中激光激发CVD镀膜设备的内部示意图；图3为图1中A-A的剖视图，即本发明实施例中激光激发CVD镀膜设备后视剖视 图；图4为本发明实施例中密封装置的结构示意图；图5为本发明实施例中安装有激光聚焦装置的喷气装置立体示意图；图6为本发明实施例中喷气装置的立体示意图；图7为本发明实施例中喷气装置另一视角的立体示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。参见图1与图2，本发明实施例提供了一种激光激发CVD镀膜设备，包括壳体1，该 壳体1具有密封的CVD腔体11，所述CVD腔体11内安装有用于喷出工作气体的喷气装置2 和用于将激光源聚焦于喷气装置喷嘴211前端的激光聚焦装置3(参见图5)，待镀膜材料4 位于所述喷气装置2的喷嘴211前端并与之相对。进行镀膜前需要先排出CVD腔体11内的 多余气体(壳体1上设有用于排出多余气体的混合气体出口 15)，然后再通入保护气体。镀 膜时，激光聚焦装置3将激光源聚焦于喷气装置喷嘴211前端形成聚焦区域，喷嘴211喷出 工作气体，工作气体在聚焦区域被激光激发加热分解，由于喷出的气体具有惯性，继而被分 解的工作气体击打粘附于待镀膜材料表面上形成镀膜。作为本发明的一种优选实施方式， 激光源聚焦于距离待镀膜材料4表面0. 3 1mm的位置，喷气装置喷嘴211距离待镀膜材 料4表面3mm的位置，这样，聚焦局域离待镀膜材料表面和喷嘴211的距离都比较近，可以 充分利用工作气体。由于本发明采用激光聚焦的方式对工作气体进行激发加热，其镀膜效 率高、不易损坏待镀膜材料、所镀的膜厚均匀、镀膜表面光滑。参见图2，所述CVD腔体11内安装有用于驱动所述喷气装置2沿所述待镀膜材料 4表面平行移动的移动装置5。对于宽度较大的待镀膜材料，安装于移动装置5上的喷气装 置2可将工作气体喷于待镀膜材料4表面的不同位置。参见图5-图7，所述喷气装置2包括具有所述喷嘴211的喷气架21，所述激光聚焦 装置3包括聚焦激光源的聚焦头31及用于接驳光纤的光纤接驳管32，所述聚焦头31与所述光纤接驳管32连接，所述喷气架21设有引入工作气体的进气口 212及用于安装所述聚焦头31的聚焦头安装孔213。工作气体通过输气管22通入进气口 212 (参见图2)。聚喷气装置2与激光聚焦装置3装配于一体，两者相对静止，可保证聚焦区域稳定位于喷嘴211 前端。激光源通过光纤传递至聚焦头31，聚焦头31对激光源进行聚焦。聚焦头安装孔213 可根据具体需求设置其位置和角度。
参见图5，所述喷嘴211为细缝状，所述聚焦头安装孔213均匀地并排设于所述喷嘴211两侧，这样，聚焦区域为位于喷嘴211前端的窄条聚焦带，工作气体由细缝状的喷嘴 211喷出并于窄条聚焦带激发加热分解，由于喷嘴211为条形细缝状，若待镀膜材料与之相对移动，其横扫宽度大，可大大提高镀膜效率。
参见图6，所述喷气架21设有用于固定所述光纤接驳管32的固定槽214，固定槽 214可进一步稳固光纤接驳管，防止光纤接驳管松动而影响聚焦头31聚焦位置的准确性。
参见图2，所述移动装置5包括具有螺纹的丝杆51及驱动该丝杆51转动的第一电机52，所述喷气架21开设有与所述丝杆51的螺纹适配的螺孔215(参见图5)，所述丝杆 51穿设于所述螺孔215内。丝杆51转动时可驱使喷气架21沿丝杆51的轴向移动，丝杆 51不但可以使得喷气架21快速移动，而且移动过程中平稳，防止镀膜过程中由于喷气装置 2不平稳而造成镀膜不均匀。
参见图3，所述壳体I开设有供所述待镀膜材料4进入所述CVD腔体11的进料口 12，所述壳体I还开设有供所述待镀膜材料4离开所述CVD腔体11的出料口 13，所述进料口 12与所述出料口 13相对设置且均安装有密封装置6。较长的待镀膜材料4可由进料口 12进入，经过喷气装置2上方进行镀膜，随着待镀膜材料4的前进，镀膜完毕的一端将由出料口 13输出。CVD腔体11内填充有保护气体，为了保证其密封性，需要在进料口 12与出料口 13安装密封装置6，同时，还可以防止外界杂质进入CVD腔体11内。
参见图4，所述密封装置6包括弹性按压于所述待镀膜材料4 一面的第一滚筒61 及弹性按压于所述待镀膜材料4另一面的第二滚筒62。由于第一滚筒61与第二滚筒62弹性压于待镀膜材料4上，当待镀膜材料4离开密封装置6时，两滚筒相互按压贴合，防止两滚筒间存在间隙而破坏密封效果。
进一步地，所述密封装置6还包括驱动所述第一滚筒61或所述第二滚筒62转动的第二电机63，本实施例中第二电机63与第二滚筒62连接，第二电机63可驱动滚筒转动， 待镀膜材料4可在滚筒转动的驱动下匀速移动，可通过控制第二电机63的转速调节待镀膜材料4的移动速度。
具体地，所述CVD腔体11内安装有水冷散热装置7 (参见图3)、用于检测待镀膜材料4上镀膜厚度的膜厚监控装置、用于监控所述CVD腔体内部环境的视频监控装置、加热装置以及测温装置。由于镀膜过程中会产生大量的热，若设备上安装水冷散热装置7可快速散发镀膜过程所产生的热，防止温度过高而烧坏内部零部件。参见图1，壳体I上设有向水冷散热装置7注入冷却液的入水口 71以及排出冷却液的出水口 72，壳体I上还设有用于安装视频监控装置的镜头安装孔14。膜厚监控装置可将所测得的镀膜厚度反馈给主控制器，主控制器根据所测得结果作出相应反应。加热装置用于对CVD腔体11的内部环境进行加热，加热装置可选用红外加热装置，当然，本发明还可通过其他方式进行CVD腔体11的加热。
以上所提及的装置皆与主控制器连接，主控制器可收集各装置所反馈的信息和控制各装置的工作方式。
下面描述本发明实施例所提供的激光激发CVD镀膜设备工作过程
首先，排出CVD腔体11内多余气体，再通入所需气体和保护气体；
开启加热装置将CVD腔体11的内部环境加热至所需温度，测温装置测得CVD腔体 11内部温度达到要求后，继续通入所需气体和保护气体；
完成上步骤后加热装置将CVD腔体11控制在正常工作所需的温度范围内，开启相关装置，将待镀膜材料4由入料口 12送入CVD腔体11 ；
待镀膜材料4经过喷气装置2上方时，工作气体由喷嘴211喷出后经过聚焦区域激发加热分解，分解后的工作气体由于惯性击打粘附于待镀膜材料4的表面上，膜厚监控装置检测镀膜厚度，将检测到的结果反馈至主控制器，主控制器根据所需镀膜的厚度控制喷气装置2的喷气速度和移动速度以及激光聚焦装置3的功率，将膜厚控制在所需的厚度范围内；
已镀膜的材料由出料口 13输出即可完成一块材料的镀膜；
将所有材料都镀膜完成以后，需抽出CVD腔体内的气体，经过处理，将可循环使用的气体存储起来以备再用，对于不可循环使用的气体进行废气处理后再排出大气中，以防止污染大气环境；而对于所生成的固体也需要统一进行处理，以免污染自然环境。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在`本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种激光激发CVD镀膜设备，包括壳体，该壳体具有密封的CVD腔体，其特征在于 所述CVD腔体内安装有用于喷出工作气体的喷气装置和用于将激光源聚焦于喷气装置喷嘴前端的激光聚焦装置，待镀膜材料位于所述喷气装置的喷嘴前端并与之相对。
2.如权利要求1所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述CVD腔体内安装有用于驱动所述喷气装置沿所述待镀膜材料表面平行移动的移动装置。
3.如权利要求2所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述喷气装置包括具有所述喷嘴的喷气架，所述激光聚焦装置包括聚焦激光源的聚焦头及用于接驳光纤的光纤接驳管，所述聚焦头与所述光纤接驳管连接，所述喷气架设有引入工作气体的进气口及用于安装所述聚焦头的聚焦头安装孔。
4.如权利要求3所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述喷嘴为细缝状，所述聚焦头安装孔均匀地并排设于所述喷嘴两侧。
5.如权利要求4所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述喷气架设有用于固定所述光纤接驳管的固定槽。
6.如权利要求3所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述移动装置包括具有螺纹的丝杆及驱动该丝杆转动的第一电机，所述喷气架开设有与所述丝杆的螺纹适配的螺孔，所述丝杆穿设于所述螺孔内。
7.如权利要求1所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述壳体开设有供所述待镀膜材料进入所述CVD腔体的进料口，所述壳体还开设有供所述待镀膜材料离开所述 CVD腔体的出料口，所述进料口与所述出料口相对设置且均安装有密封装置。
8.如权利要求7所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述密封装置包括弹性按压于所述待镀膜材料一面的第一滚筒及弹性按压于所述待镀膜材料另一面的第二滚筒。
9.如权利要求8所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述密封装置还包括驱动所述第一滚筒或所述第二滚筒转动的第二电机。
10.如权利要求1-9任一项所述的激光激发CVD镀膜设备，其特征在于所述CVD腔体内安装有水冷散热装置、用于检测待镀膜材料上镀膜厚度的膜厚监控装置、用于监控所述 CVD腔体内部环境的视频监控装置、加热装置以及测温装置。
全文摘要
本发明提供了一种激光激发CVD镀膜设备，属于化学气相沉积(CVD)技术领域，包括壳体，该壳体具有密封的CVD腔体，CVD腔体内安装有用于喷出工作气体的喷气装置和用于将激光源聚焦于喷气装置喷嘴前端的激光聚焦装置，待镀膜材料位于喷气装置的喷嘴前端并与之相对。CVD腔体内安装有用于驱动喷气装置沿待镀膜材料表面平行移动的移动装置。喷气装置包括具有喷嘴的喷气架，激光聚焦装置包括聚焦激光源的聚焦头及用于接驳光纤的光纤接驳管，聚焦头与光纤接驳管连接，喷气架设有引入工作气体的进气口及用于安装聚焦头的聚焦头安装孔。本发明镀膜效率高、不易损坏待镀膜材料，且所镀出的膜厚均匀、镀膜表面光滑。
文档编号C23C16/48GK103060777SQ20121057182
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者王奉瑾 申请人:王奉瑾