CN219603681U - 一种热丝cvd设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热丝CVD设备，涉及真空设备技术领域，该设备包括镀膜腔室、阴极柱、阳极柱、热丝、电源、喷气管路、气源、聚气罩和机械泵，其中，镀膜腔室，具有真空腔。并列设置的两个阴极柱，一部分设置于所述真空腔内。并列设置的两个阳极柱，一部分设置于所述真空腔内。热丝安装于两个阴极柱和两个阳极柱之间。电源与所述阴极柱和阳极柱相连。喷气管路设置于所述真空腔内，且绕设置于所述热丝上方，所述喷气管路靠近所述热丝的一侧开设有喷气孔。气源与所述喷气管路相连通。聚气罩设置于所述真空腔内，且罩设于所述喷气管路上方。机械泵与所述真空腔内相连通，用于对所述真空腔内进行抽真空。本实用新型用于基片覆膜。

Description

一种热丝CVD设备

技术领域

本实用新型涉及半导体真空设备技术领域，尤其涉及一种热丝CVD设备。

背景技术

热丝薄膜CVD金刚石设备，分为实验型设备和生产型设备两类。设备主要用于微米晶和纳米晶金刚石薄膜、导电金刚石薄膜、硬质合金基金刚石涂层刀具、陶瓷轴承内孔镀金刚石薄膜等。例如可以制造大尺寸金刚石多晶晶圆片，用于大功率器件、高频器件及大功率激光器的散热热沉；可用于生产制造防腐耐磨硬质涂层；环保领域污水处理用的耐腐蚀金刚石导电电极等。

热丝CVD设备在进行工作时，混合气体喷洒经过热丝后解理激发，得到大量反应粒子、原子、电子离子，反应粒子混合后并经历一系列复杂化学反应到达基体表面，有吸附，有脱附进入气相，有扩散到基体近表面徘徊至合适反应点。由于此时镀膜腔室的真空腔内在进行抽真空持续保压，因此，混合气体在喷洒时一部分会随真空腔内抽真空的方向飘散，基于此，若在混合气体喷洒的位置上方设置聚气罩，从而阻隔混合气体朝向抽真空方向流动，提升混合气体经过热丝的总量。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种热丝CVD设备，解决了混合气体在喷洒时受抽真空气流的影响，进而影响气体经过热丝后解理激发总量的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种热丝CVD设备，包括镀膜腔室、阴极柱、阳极柱、热丝、电源、喷气管路、气源、聚气罩和机械泵，其中，镀膜腔室，具有真空腔。并列设置的两个阴极柱，一部分设置于所述真空腔内。并列设置的两个阳极柱，一部分设置于所述真空腔内。热丝安装于两个阴极柱和两个阳极柱之间。电源与所述阴极柱和阳极柱相连。喷气管路设置于所述真空腔内，且绕设置于所述热丝上方，所述喷气管路靠近所述热丝的一侧开设有喷气孔。气源与所述喷气管路相连通。聚气罩设置于所述真空腔内，且罩设于所述喷气管路上方。机械泵与所述真空腔内相连通，用于对所述真空腔内进行抽真空。

进一步地，所述聚气罩的四周朝向所述喷气管路的一侧弯折，从而形成聚气腔，所述喷气管路位于所述聚气腔内。

进一步地，所述喷气孔靠近所述热丝的一端的开口面积大于所述喷气孔远离所述热丝的一端的开口面积。

进一步地，所述热丝CVD设备还包括第一导电柱、第二导电柱和拉簧。第一导电柱安装于两个所述阴极柱上方，绕所述第一导电柱的周向开设有第一卡槽。第二导电柱安装于两个所述阳极柱上方，绕所述第一导电柱的周向开设有第二卡槽。其中，所述热丝的一部分卡设于所述第一卡槽和所述第二卡槽上。拉簧设置于所述热丝的两端，且所述拉簧的一端与所述热丝相连，所述拉簧另一端固定在所述真空腔内。

进一步地，所述喷气管路在所述聚气腔内的一部分向下弯折与聚气腔的内壁形成贴合。

进一步地，所述阴极柱和所述阳极柱的顶部横截面为多边形柱；所述第一导电柱上均开设有多边形凹槽，与所述阴极柱的顶部插接相连，所述第二导电柱上均开设有多边形凹槽，与所述阳极柱的顶部插接相连。

进一步地，所述热丝CVD设备还包括基台、水箱和循环泵，其中，基台具有水腔，所述基台上表面用于放置基片。水箱通过水管与所述水腔相连通。循环泵设置于所述水箱和水腔之间，且通过水管相连通，所述循环泵用于将所述水箱内的水输送至所述水腔内，然后再回到水箱内形成循环。

进一步地，所述热丝CVD设备还包括四个长条铜板，所述长条铜板一端与阴极柱或阳极柱相连，另一端与所述电源相连。

进一步地，所述热丝CVD设备还包括：机架，设置于所述镀膜腔室底部，且用于承载所述镀膜腔室。

进一步地，所述热丝CVD设备还包括电控柜，与所述电源、循环泵和机械泵均电连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型实施例提供的一种热丝CVD设备，气源为喷气管路提供混合气体，从而由喷气管路的喷气孔喷洒出气体，进而经过下方的热丝进行解理激发。聚气罩照设于喷气管路上方，使得真空腔内上方在进行抽真空时，降低对真空腔内聚气罩下方气流的影响，从而使得经由喷气孔喷洒出的气体能够更多的经过热丝。基台的水腔内可以经过冷却水从而对基台进行降温进而降低基台上基片的温度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种热丝CVD设备示意图；

图2为本实用新型实施例提供的聚气罩和喷气管路的侧面剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的热丝和阴极柱、阳极柱示意图；

图4为本实用新型实施例提供的图1中的喷气管路仰视示意图；

图5为本实用新型实施例提供的图1中的喷气管路侧视示意图；

图6为本实用新型实施例提供的图5中的AA处剖视示意图；

图7为本实用新型实施例提供的图3中的第一导电柱示意图；

图8为本实用新型实施例提供的图3中的阴极柱示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

由于热丝400薄膜CVD在进行工作时，通常需要进行保压，而在保压的状态下，也需要不断抽真空，此时，进入设备内的工艺气体，一部分会受到抽真空影响，从而改变工艺气体流向，这样一来，经过热丝400表面的工艺气体相对会减少一部分。为了降低抽真空对设备内工艺气体的影响。

基于此，本实用新型实施例提供一种热丝CVD设备1000，如图1~图4所示，该设备可以包括镀膜腔室1、阴极柱2、阳极柱3、热丝4、电源5、喷气管路6、气源7、聚气罩8和机械泵9。其中，镀膜腔室1，具有真空腔。并列设置的两个阴极柱2，一部分设置于真空腔内。并列设置的两个阳极柱3，一部分设置于真空腔内。热丝4安装于两个阴极柱2和两个阳极柱3之间。电源5与阴极柱2和阳极柱3相连。喷气管路6设置于真空腔内，且绕设置于热丝4上方，喷气管路6靠近热丝4的一侧开设有喷气孔61。气源7与喷气管路6相连通。聚气罩8设置于真空腔内，且罩设于喷气管路6上方。机械泵9与真空腔内相连通，用于对真空腔内进行抽真空。

这样一来，气源7为喷气管路6提供混合气体，从而由喷气管路6的喷气孔41喷洒出工艺气体，进而经过下方的热丝4进行解理激发。聚气罩8照设于喷气管路6上方，使得真空腔内在进行抽真空时，降低对真空腔内聚气罩8下方气流的影响，从而使得经由喷气孔61喷洒出的气体能够更多的经过热丝4。电源5与阴极柱2和阳极柱3相连，从而为安装于两个阴极柱2和两个阳极柱3之间的热丝4提供电能。机械泵9可以对镀膜腔室1的真空腔进行抽真空处理。

以下对上述提及的聚气罩8进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，如图2所示，为聚气罩8和喷气管路6的侧面剖视图，该聚气罩8的四周可以朝向喷气管路6的一侧弯折，从而形成聚气腔81，喷气管路6位于聚气腔81内。这样一来，形成的聚气罩8可以完全照设在喷气管路6上方，在此情况下，当对聚气罩8上方的空间进行抽真空时，可以降低抽真空的气流对聚气罩8下方工艺气体的影响。并且由于聚气罩8的四周是向下弯折的，这样一来，聚气罩8的四周也可以对气流进行一定的遮挡，从而进一步降低气流影响。

以下对上述提及的喷气管路6的结构进行举例说明，例如，在本申请的一些实施例中，如图4~图6所示，该喷气管路6在聚气腔81内的一部分向下弯折与聚气腔81的内壁形成贴合。喷气孔41靠近热丝4的一端的开口面积a大于喷气孔41远离热丝4的一端的开口面积b。

在此情况下，喷气管路6的一部分与聚气腔81的内壁形成贴合，这样一来，喷气管路6与聚气腔81之间的空间可以忽略不计，使得聚气罩8可以有效对气流进行遮挡。喷气孔41靠近热丝4的一端的开口面积大于喷气孔41远离热丝4的一端的开口面积。这样一来，由喷气孔41喷洒出来的气体可以向四周扩散，多个喷气孔41喷洒出的一部分工艺气体会交叉，进而使得热丝4上方的工艺气体喷洒的更加均匀，使得形成的薄膜效果更加均匀。

由于热丝4需要通电进行加热，因此，在本申请的一些实施例中，如图3和图7所示，该热丝CVD设备1000还可以包括第一导电柱10、第二导电柱11和拉簧12。第一导电柱10安装于两个阴极柱2上方，绕第一导电柱10的周向开设有第一卡槽101。第二导电柱11安装于两个阳极柱3上方，绕第一导电柱10的周向开设有第二卡槽（如第一卡槽101在第一导电柱10开设位置相同，此处不再赘述）。其中，热丝4的一部分卡设于第一卡槽101和第二卡槽上。拉簧12设置于热丝4的两端，且拉簧12的一端与热丝4相连，拉簧12另一端固定在真空腔内。

在此情况下，第一导电柱10和第二导电柱11通入异性电源5时，两个导电柱之间的热丝4会产生热量，从而进行加热。第一卡槽101和第二卡槽可以对热丝4进行卡接固定，从而使得热丝4之间的间距能够被设定。拉簧12可以为热丝4在被加热或者冷却时提供伸缩空间，从而防止热丝4断裂。

在本申请的一些实施例中，如图1和图3所示，该热丝CVD设备100还可以包括四个长条铜板13，长条铜板13一端与阴极柱2或阳极柱3相连，另一端与电源5相连。由于热丝4要达到较高温度，因此，本申请提供四个长条铜板13来进行导电。

为使得阴极柱2和阳极柱3与导电柱连接的更加稳固，在本申请的一些实施例中，阴极柱2和阳极柱3结构相同，阴极柱2和阳极柱3的顶部横截面为多边形柱201；第一导电柱10上均开设有多边形凹槽1001，与阴极柱2的顶部插接相连，第二导电柱11上也开设有多边形凹槽1001，与阳极柱3的顶部插接相连。在此情况下，通过阴极柱2和阳极柱3的顶部的多边形结构与导电柱的多边形凹槽1001卡接，并可以再通过连接件（例如螺栓）进行进一步固定，从而保证整个加热体系的稳定。

为有效承载基片，在本申请的一些实施例中，如图1所示，该热丝CVD设备1000还可以包括基台14、水箱15和循环泵16，其中，基台14具有水腔，基台14上表面用于放置基片。水箱15通过水管与水腔相连通。循环泵16设置于水箱15和水腔之间，且通过水管相连通，循环泵用于将水箱15内的水输送至水腔内，然后再回到水箱15内形成循环。

在此情况下，基台14的水腔内可以通入循环冷却水，循环泵16用于冷却水的循环提供动能，水箱15用于提供冷却水的水源，这样一来，通过水腔内的冷却水可以对基台14进行降温，从而对基台14上的基片进行降温，从而快速使得基片恢复到室温温度。

为便于用户进行操作，在本申请的一些实施例中，如图1所示，该热丝CVD设备1000还可以包括机架17，设置于镀膜腔室1底部，且用于承载镀膜腔室1。这样一来，机架17将镀膜腔室1承载起来，高度便于用户进行对设备的操作。此外，由于镀膜腔室1与地面具有一定间距，因此，镀膜腔室1可以几乎不受地面温度的影响，有利于对镀膜腔室1内热丝4的加热。若镀膜腔室1直接放置在地面上，由于地面可以将镀膜腔的一部分热量吸收，因此，不利于整个设备的运行。

此外，在本申请的一些实施例中，如图1所示，该热丝CVD设备1000还可以包括电控柜18，与电源5、循环泵16和机械泵9等均电连接。电控柜18可以便于用户对整个设备进行智能设置和操作。需要说明的是，本申请中的电控柜18、电源5、循环泵16和机械泵9均为现有技术，本申请对此不再赘述。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热丝CVD设备，其特征在于，包括：

镀膜腔室，具有真空腔；

并列设置的两个阴极柱，一部分设置于所述真空腔内；

并列设置的两个阳极柱，一部分设置于所述真空腔内；

热丝，安装于两个阴极柱和两个阳极柱之间；

电源，与所述阴极柱和阳极柱相连；

喷气管路，设置于所述真空腔内，且绕设置于所述热丝上方，所述喷气管路靠近所述热丝的一侧开设有喷气孔；

气源，与所述喷气管路相连通；

聚气罩，设置于所述真空腔内，且罩设于所述喷气管路上方；

机械泵，与所述真空腔内相连通，用于对所述真空腔内进行抽真空。

2.根据权利要求1所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述聚气罩的四周朝向所述喷气管路的一侧弯折，从而形成聚气腔，所述喷气管路位于所述聚气腔内。

3.根据权利要求1所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述喷气孔靠近所述热丝的一端的开口面积大于所述喷气孔远离所述热丝的一端的开口面积。

4.根据权利要求1~3任一项所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述热丝CVD设备还包括：

第一导电柱，安装于两个所述阴极柱上方，绕所述第一导电柱的周向开设有第一卡槽；

第二导电柱，安装于两个所述阳极柱上方，绕所述第一导电柱的周向开设有第二卡槽；

其中，所述热丝的一部分卡设于所述第一卡槽和所述第二卡槽上；

拉簧，设置于所述热丝的两端，且所述拉簧的一端与所述热丝相连，所述拉簧另一端固定在所述真空腔内。

5.根据权利要求2所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述喷气管路在所述聚气腔内的一部分向下弯折与聚气腔的内壁形成贴合。

6.根据权利要求4所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述阴极柱和所述阳极柱的顶部横截面为多边形柱；所述第一导电柱上均开设有多边形凹槽，与所述阴极柱的顶部插接相连，所述第二导电柱上均开设有多边形凹槽，与所述阳极柱的顶部插接相连。

7.根据权利要求4所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述热丝CVD设备还包括：

基台，具有水腔，所述基台上表面用于放置基片；

水箱，通过水管与所述水腔相连通；

循环泵，设置于所述水箱和水腔之间，且通过水管相连通，所述循环泵用于将所述水箱内的水输送至所述水腔内，然后再回到水箱内形成循环。

8.根据权利要求4所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述热丝CVD设备还包括：

四个长条铜板，所述长条铜板一端与阴极柱或阳极柱相连，另一端与所述电源相连。

9.根据权利要求4所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述热丝CVD设备还包括：

机架，设置于所述镀膜腔室底部，且用于承载所述镀膜腔室。

10.根据权利要求4所述的热丝CVD设备，其特征在于，所述热丝CVD设备还包括：

电控柜，与所述电源、循环泵和机械泵均电连接。