专利名称：一种能量波反射装置的腔体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能量波反射装置的腔体装置，特别是提供可调整能量区的密度、面积大小与均匀性的一种方法，可将能量均匀化的反射装置的腔体装置。
背景技术：
按钻石具有极佳的物理、化学特性，并且由于化学气相沉积技术的发展，钻石膜已可成长于特定的基材上，例如钻石表面声波组件、钻石晶体管等，因此目前钻石膜广泛用于切削工具以及光电通讯组件上，但钻石模的成长需要稳定且均匀的能量，才能将气体先驱物进行解离，重组等反应，因此所施加的能波源的稳定性对于钻石模沉积品质、均匀性、成长速度等，都有极大的影响，对于钻石镀膜机台而言，其能量施加方式可为热灯丝(Hot filament)、微波(microwave)、电子回旋共振(ECR)、电弧(Arc)等方式，此外不论依据何种化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)方式在于一基材上沉积的钻石膜，当基材尺寸增加，此时能量得均匀性就显得非常重要。若以微波作为能波源，不均匀的能量将会影响电浆(plasma)所产生的形状，进而造成所沉积钻石膜部分区域品质不均，且钻石膜的厚度不均等缺点，亦即会影响钻石的加工及应用。
如图1A所示，习知的镀膜机台80，用以在于一基材上成长钻石膜，该机台具有一抛物曲线腔体81，且一能波源82设于抛物曲线腔体81的焦点位置处用以提供能量，因此能量可藉由该抛路曲线腔体81均匀投射至下方基材上，但随着基材尺寸增加，使得抛物曲线腔体的体积也要随着增大，如此将会造成镀膜机台80体积过于庞大且产生制作难度增加，产生成本增加的缺点。
此外，如图1B所示的另一习知的镀膜机台80a，用以在于一基材上成长钻石膜，该机台具有一椭圆腔体81a，且一能波源82a设于椭圆腔体81a的焦点位置处用以提供能量，因此能量可藉由该椭圆腔体81a投射聚焦至下方基材上，用以提供高能量，但随着基材尺寸增加，由于该能波源82a设于该椭圆腔体81a的焦点处，使得能波源82a的能量集中于一特定面积，因此使得能波源82a的能量不均匀投射至基材上，如此将会造成基材上镀膜品质不良的缺点，为解决上述的缺点，本发明提出一种反射装置与使用该反射装置的腔体装置，可有效解决上述的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种反射装置与使用该反射装置的腔体装置，用以提供均匀的能量。
本发明的另一目的是提供一种反射装置与使用该反射装置的腔体装置，可藉由反射装置增加一能波源的投射面积。
本发明的再一目的是提供一种反射装置与使用该反射装置的腔体装置，可藉由模块化的概念，弹性配置该反射装置的数目。
为达上述的目的，本发明的能量波反射装置的腔体装置的一较佳实施例中，其主要藉由一能波源与一腔体曲线球面搭配，其中，该能波源是微波或光等，用以提供一能量，而该腔体曲线球面系由最少一Fresnel反射装置所组成的曲线球面，用以反射该能量波，使其投射至一平台。
当然，该腔体曲线球面可由一Fresnel反射装置与部分曲线球面组成，或最少两Fresnel反射装置与部分曲线球面组成，或全由Fresnel反射装置组成。
本发明的能量波反射装置的腔体装置的另一较佳实施例中，其主要是藉由一多能波源与一腔体搭配，其中，该多能波源系是微波或光等，有两个能波源以上提供能量；以及，该腔体系由与该多能波源数量相对应的腔体曲线球面数组成，用以反射该多源能量波，使其投射至一平台。
其中，该腔体的腔体曲线球面，可由一Fresnel反射装置、一Fresnel反射装置与部分曲线球面组成、最少两Fresnel反射装置与部分曲线球面组成，或全由Fresnel反射装置组成。
为了便于了解本发明的特征、目的及功能，下面配合附图对本发明进行详细说明。
图1A是习知的镀膜机台；图1B是另一习知的镀膜机台；图2A是本发明的腔体曲线球面的较佳实施例；图2B是曲面结构的反射装置；图2C是本发明的反射装置表示图；图3是本发明的腔体装置的第一较佳实施例；图4是本发明的腔体装置的第二较佳实施例；图5是本发明的腔体装置的第三较佳实施例；图6A是本发明的腔体装置的第四较佳实施例的立体图；图6B是本发明的腔体装置的第四较佳实施例的侧视图。
附图标记说明10腔体曲线球面；101反射曲面；102第一顶面；20能波源；30腔体装置；31能波源；33腔体；35平台；37底座；39运动装置；40腔体装置；41能波源；43腔体；45平台；47底座；49运动装置；50腔体装置；51能波源；53腔体；55平台；57底座；59运动装置；60腔体装置；61a、61b、61c能波源；10a、10b、10c腔体曲线球面；63腔体；65平台；67底座；69运动装置；80镀膜机台；81抛物曲线腔体；82能波源；80a镀膜机台；81a椭圆腔体；82a能波源；90直线。
具体实施例方式
请参阅图2A所示的本发明的腔体曲线球面的较佳实施例的侧视图。本发明的腔体曲线球面10可配合一能波源20使用以朝向一预定区域投射均匀能量，当该能波源20的能量投射至该腔体曲线球面10时，该能量藉由该腔体曲线球面10即可平行均匀地投射至预定区域，且该腔体曲线球面10可取代一般的曲面结构的反射装置10B(如图2B)，以达到缩小反射装置体积及降低制作成本的功效。
本发明的该腔体曲线球面10可由一种以上的曲线面组成，该腔体曲线球面10包括有一反射曲面101和一第一顶面102，且该反射曲面101与该第一顶面102相距一特定距离，用以形成具有特定厚度的腔体曲线球面10。该反射曲而101非封闭式地环绕于该能波源20，并与该能波源20相隔一预定距离，可将射向该反射曲面101的能量加以反射。该反射曲面101藉由该能波源20作为一焦点，且可利用该焦点定义出数个曲线，该数个曲线皆以该焦点作为焦点，再撷取该复数个曲线的一部份来定义该反射曲面。于本发明较佳实施例中，该腔体曲线球面10皆以单一反射曲面101加以说明，以利说明书的进行，当然该腔体曲线球面10亦可是单一种抛物面、单一种双曲面、单一种曲线面或其二种以上不同的曲线面组合，诸如此类形状及其组合的变化，是本领域熟练技术人员参阅本发明所能轻易变化而实施，故皆应是本发明所保护，于此不再多加赘述。理论上若以一焦点F作为焦点的抛物线，可以获得无限多组抛物线，且该多组抛物线都将满足以该焦点F作为焦点的条件，因此，假设一特定抛物线方程式F(X，Y)可满足焦点为F的条件，且在一特定空间撷取一参考点，经过一特定计算后可利用一具有特定厚度的FresnelReflector多组曲线取代，亦会满足焦点为F的条件，因此可定义出本发明的反射曲面101，可以由一Fresnel反射装置、一Fresnel反射装置与部分曲线球面组成、最少两Fresnel反射装置与部分曲线球面组成，或全由Fresnel反射装置组成，四种中之一，亦即，本发明的腔体曲线球面10亦由上述的不同组合所完成。如图2C所示，用以说明如何定义该反射曲面，假设一直线90通过焦点f(C，0)，且该直线与具有特定厚度的反射装置10相交于P1(x1，y1)及P2(x2，y2)的两点，依据该f(C，0)和P(x1，y1)以及f(C，0)和P2(x2，y2)分别可获得f1(x，y)及f2(x，y)的曲线方程式，依据上述的原理以求出数组的曲线方程式，依据该数组的曲线方程式，即可求该反射曲面101等效焦点。
请参阅图3所示的本发明的腔体装置第一较佳实施例。该腔体装置30至少包括有一能波源31、一腔体33、一平台35、与一底座37。该能波源31是一微波能波源，用以提供微波能量，该能波源31藉由一导波管(图未示)将微波能量送至该腔体装置30内，此外该能波源31除了可藉由该导波管传入该腔体装置30之外，亦可藉由一天线(图未示)送至该腔体装置30内，在此较佳实施中，该能波源虽为一微波能波源，但并不只限定一微波能波源，可依据使用者所需要的能量选用。该腔体33非封闭式地环绕于该能波源31，且该腔体33与该底座37形成一封闭空间，该腔体33是一曲面球体。该腔体33上方处设置有一腔体曲线球面10(该腔体曲线球面10如同图2A所示在此不加以赘述，并且给予相同的图号)，且以该能波源31设置于该腔体曲线球面10的焦点处，因此能波源31的能量可藉由腔体曲线球面10均匀反射至该平台35上。此外该平台35还可与一运动装置39相连接，该运动装置39使得该平台35可进行三维方向的运动，依据使用者需求以设定平台运动方向，使得能波源可更均匀投射至该平台上，以及该平台上更可设置一反应物装置，用以提供一反应气体(例如氢气、甲烷等)至该平台上，藉由该能量进行反应。
请参阅图4所示的本发明的腔体装置第二较佳实施例。该腔体装置40包括一能波源41、一腔体43、一平台45、与一底座47。该能波源41是一微波能波源，用以提供微波能量，该能波源41藉由一导波管(图未示)将微波能量送至该腔体装置40内，此外该能波源41除了可藉由该导波管传入该腔体装置40之外，亦可藉由一天线(图未示)送至该腔体装置40内。该腔体43非封闭式地环绕于该能波源41，且该腔体43与该底座47形成一封闭空间。该腔体43上方处设置有腔体曲线球面10(该腔体曲线球面10如同图2A所示，在此不加以赘述，并且给予相同的图号)，以及该腔体43是一椭圆球面，且该能波源41设于该腔体43的一等效焦点上，取平台45上的一参考点作为椭圆球面另一等效焦点，因此能波源41的能量可藉由腔体曲线球面10均匀反射至该平台45上，且能波源41的能量投射至该腔体43时，可藉由该腔体43聚焦于平台45上，可提高能量使用效率。当然该平台45更可与一运动装置49相连接，该运动装置49使得该平台45可进行三维方向的运动，依据使用者需求以设定平台运动方向，使得能波源可更均匀投射至该平台上。在此较佳实施例中，该腔体43为椭圆球面，当然腔体亦可为一等效抛物曲线球面、一等效双曲线球面、或是本领域熟练技术人员所熟知的球面，无论是哪一种球面设计，只要将其等效焦点精确计算出来，便可将能波源相对应设置，因该能波源位置系设在等效焦点上，故能量波反射后可均匀投射至平台，以达本发明的目的。
请参阅图5所示的本发明的腔体装置第三较佳实施例。该腔体装置50包括一能波源51、一腔体53、一平台55、与一底座57。该能波源51是一微波能波源，用以提供微波能量，该能波源51藉由一导波管(图未示)将微波能量送至该腔体装置50内，此外该能波源51除了可藉由该导波管传入该腔体装置50之外，亦可藉由一天线(图未示)送至该腔体装置50内。该腔体53非封闭式地环绕于该能波源51，且该腔体53与该底座57形成一封闭空间。该腔体53内设有数个腔体曲线球面10(该腔体曲线球面10如同图2A所示在此不加以赘述，并且给予相同的图号)，因此能波源41的能量可藉由腔体曲线球面10均匀反射至该平台55上，且能波源51的能量投射至该腔体53两侧时，亦可藉由该腔体曲线球面10将能量均匀投射至平台45上，用以改善能量均匀性。此外该平台55更可与一运动装置49相连接，该运动装置59使得该平台55可进行三维方向的运动，依据使用者需求以设定平台运动方向，使得能波源可更均匀投射至该平台上。
请参阅图6所示，本发明的腔体装置第四较佳实施例。其与上述第三较佳实施例唯一不同的处在于，该腔体53内设有一多能波源51，有两个能波源以上提供能量，以及，与该多能波源51数量相对应的腔体曲线球面10数组成，用以反射该多源能量波，使其投射至平台55，至于其它操作原理，以于上述的实施例中揭露完整，在此便不多加赘述。
请参阅图6A以及图6B所示的本发明的腔体装置第四较佳实施例的立体图以及侧视图。该腔体装置60包括一多能波源，由数个能波源61a、61b、61c(虽然图中仅绘制3个能波源，但并不限定该能波源的数目，可依据使用者需求设置)提供能量、一腔体63、一平台65、与一底座67。在此较佳实施例中，该能波源61a、61b、61c为一微波能波源，但亦可为一光源或是本领域熟练技术人员所熟知的其它能波源。该腔体63与该底座67形成一封闭空间。该腔体63内设有与复数个能波源61a、61b、61c数量相对应的数个腔体曲线球面10a、10b、10c(虽然图中仅绘制3个腔体曲线球面，但并不限定腔体曲线球面的数目，可依据使用者需求设置，且该腔体曲线球面如同图2A所述，在此不加以赘述)，用以反射该多源能量波，使其投射至平台65。在此实施例中藉由模块化的概念，可提供大面积的能量至平台65上，以进行大面积的钻石镀膜。藉由将该腔体曲线球面10a、10b、10c设置于平台65上方处，该能波源61a、61b、61c分别设置于该腔体曲线球面10a、10b、10c的焦点处，使得能波源61a的能量可藉由该反射装置10a均匀投射至平台65的丨第一特定区域A，以及能波源61b的能量可藉由该腔体曲线球面10b均匀投射至平台65的丨第二特定区域B，且能波源61c的能量可藉由该腔体曲线球面10c均匀投射至平台65的丨第三特定区域C，藉由上述的配置，即可提供大面积的能波源，且该能波源的能量亦可均匀投射至平台上。
于本实施例中，能波源61a、61b、61c设置的位置于等效焦点上，且以于前述实施例中详细说明过，在此便不再多做赘述，虽然本较佳实施例的能波源61a、61b、61c与该腔体曲线球面10a、10b、10c的数目为3个，当然可依据使用者需要的能量面积，增加两者的数目用以提供能波源的面积，可提供使用者弹性配置能波源与该反射装置以达到模块化的目的。
此外该平台65还可与一运动装置69相连接，该运动装置69使得该平台65可进行三维方向的运动(例如旋转、直线摆动、或其它熟知此技术者所熟知的运动)，依据使用者需求以设定平台运动方向，使得能波源可更均匀投射至该平台65上。
利用上述的腔体装置60，可对大面积的丨基材进行钻石镀膜，将该基材置放于该平台65上，且藉由能波源61a、61b、61c与该腔体曲线球面10a、10b、10c可提供大面积的能量，均匀投射至该基材上，使基材每个区域均匀能量以成长钻石膜，并可搭配运动装置69移动该平台65，使能量更加均匀投射至基材上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，当不能以的限制本发明的范围。即凡依本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围的，故都应视为本发明的进一步实施。
权利要求
1.一种能量波反射装置的腔体装置，包括一能波源，提供一能量波；以及一腔体曲线球面，是由最少一Fresnel反射装置所组成的曲线球面，用以反射该能量波，使其投射至一平台。
2.如权利要求1所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该能波源是微波与光之一。
3.如权利要求1所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该腔体曲线球面由一Fresnel反射装置、一Fresnel反射装置与部分曲线球面组成、最少两Fresnel反射装置与部分曲线球面组成及全由Fresnel反射装置组成，四种中的一个。
4.如权利要求1所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该腔体装置可为等效抛物曲线球面。
5.如权利要求第4项所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该能波源位置系设在等效焦点上，使能量波反射后均匀投射至该平台。
6.如权利要求1所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该腔体装置可为椭圆球面。
7.如权利要求6所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该能波源位置设在椭圆球面的一等效焦点上，使能量波反射后，能量集中投射椭圆球面另一等效焦点上。
8.如权利要求1所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该平台还连接一运动装置，使得该平台可进行三维方向的运动。
9.如权利要求1所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该腔体曲线球面可为一种以上的曲线面组成。
10.一种能量波反射装置的腔体装置，包括一多能波源，有两个能波源以上提供能量；以及一腔体，其由与该多能波源数量相对应的腔体曲线球面数组成，用以反射该多源能量波，使其投射至一平台。
11.如权利要求10所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该能波源是微波与光之一。
12.如权利要求10所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，所述的腔体曲线球面由一Fresnel反射装置、一Fresnel反射装置与部分曲线球面组成、最少两Fresnel反射装置与部分曲线球面组成及全由Fresnel反射装置组成之
13.如权利要求10所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该腔体曲线球面是等效抛物曲线球面。
14.如权利要求13所述的能量波反射装置的腔体装置，其中该多能波源位置各设在相对应腔体曲线球面的等效焦点上，使能量波反射后均匀投射至一平台。
15.如权利要求14所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该均匀投射选择交互投射不同面积与选择同时投射在相同面积其中之一。
16.如权利要求10所述的能量波反射装置的腔体装置，其中该腔体曲线球面是等效椭圆球面。
17.如权利要求16所述的能量波反射装置的腔体装置，其中该能波源位置各设在相对应腔体曲线球面的一等效焦点上，使能量波反射后，能量投射各等效椭圆球面的另一等效焦点上。
18.如权利要求17所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该能量投射各等效椭圆球面的另一等效焦点上，且可为共焦点以提高投射区的能量密度。
19.如权利要求17所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该能量投射各等效椭圆球面的另一等效焦点上，且可为不共焦点以达到一腔体有多高能量区。
20.如权利要求10所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该平台更连接一运动装置，使得该平台可进行三维方向的移动。
21.如权利要求10所述的能量波反射装置的腔体装置，其中，该腔体曲线球面可为一种以上的曲线球面组成。
全文摘要
本发明公开了一种能量波反射装置的腔体装置，利用一能波源与一腔体曲线球面搭配，其中，该能波源是微波或光等，用以提供一能量，而该腔体曲线球面由最少一Fresnel反射装置所组成的曲线球面，用以反射该能量波，使其投射至一平台，而该腔体曲线球面可由一Fresnel反射装置与部分曲线球面组成，或最少两Fresnel反射装置与部分曲线球面组成，或全由Fresnel反射装置组成，本发明所提供的腔体装置可大大提高投射区的能量密度、大面积及能量均匀化，且一腔体内有多高能量区，以节省设备空间、设备与制程成本。
文档编号C23C16/44GK1737194SQ20041005820
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者刘丙寅, 陈明丰, 蔡宏营 申请人:财团法人工业技术研究院