DE3840042A1

DE3840042A1 - Vorrichtung zum chemischen bedampfen mittels laser unter verwendung von lichtleitfasern

Info

Publication number: DE3840042A1
Application number: DE3840042A
Authority: DE
Inventors: Tushar Shashikant Chande
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1988-11-27
Publication date: 1989-06-08
Also published as: GB8827836D0; FR2623820A1; GB2212819A; IT8822803A0; IT1227653B; JPH01212770A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Systeme zum chemischen Dampfabscheiden und mehr im besonderen auf eine Technik zum chemischen Dampfabscheiden mittels Laser unter Ver wendung von Lichtleitfasern zur Übertragung des Strahles.

Das übliche Verfahren zum chemischen Bedampfen (CVD) ist all gemein ein Verfahren, bei dem ein gasförmiger chemischer Reak tant auf einem Substratmaterial abgeschieden und mit diesem ver bunden wird. Techniken zum Ausführen des üblichen CVD-Verfahrens sind bekannt und werden erfolgreich bei der Herstellung von Halbleiterchips angewendet, z.B. als Teil der VLSI-Mikrofabri kation sowie in der Metallurgie, wo dieses Verfahren dazu be nutzt wird, auf einem Substratmaterial eine Materialschicht mit erwünschten Eigenschaften abzuscheiden. Beispielhaft für eine solche metallurgische Anwendung ist die Abscheidung von Oxiden oder Nitriden auf einem Stahl- oder Titansubstrat, um dessen Oberflächeneigenschaften zu verbessern. Das chemische Bedampfen mittels Laser (LCVD) ist ein Verfahren, bei dem ein Laserstrahl das Abscheiden des chemischen Reaktanten auf dem Substrat erleichtert, und auch dieses Verfahren ist an sich be kannt.

Fig. 1 veranschaulicht ein LCVD-System 100, das beispielhaft für die Techniken des Ausführens von LCVD nach dem Stande der Technik ist. Ein Werkstück 102 wird innerhalb einer Reaktions kammer 104 mit abgedichteter Umgebung angeordnet. Die Kammer schließt eine Einlaßöffnung 106 für ein Reaktantengas sowie eine Gas-Auslaßöffnung 108 und einen Druckmesser 110 zur An zeige des Druckes innerhalb der Kammer ein. Weiter schließt die Kammer ein Fenster 112 ein, das einen Laserstrahl durch läßt sowie ein Beobachtungsfenster 114, um das Werkstück, das dem LCVD-Verfahren unterworfen ist, zu beobachten. Ein Laser 116 erzeugt einen Laserstrahl 118, der durch eine nicht darge stellte Einrichtung kollimiert wird. Den kollimierten Strahl richtet man auf das Fenster 112 und fokussiert ihn mittels einer geeigneten optischen Einrichtung, die diagrammartig durch einen Spiegel 120 und eine Fokussierungslinse 122 dargestellt ist. Der fokussierte Teil 124 des Laserstrahls wird auf das Werkstück gerichtet. Beim Betrieb wird die Kammer 104 mittels der Auslaßöffnung 108 evakuiert, und der gasförmige chemische Reaktant, der auf der Oberfläche des Werkstückes 102 abge schieden werden soll, wird danach durch den Einlaß 106 einge führt. Üblicherweise wird ausreichend gasförmiger Reaktant in die Kammer des LCVD-Systems eingeführt, um eine statische At mosphäre ausreichender Konzentration zu erhalten, die das Ab scheidungsverfahren unterstützt, wobei der an dem Meßgerät 110 angezeigte Druck eine Anzeige für die Konzentration des gasför migen Reaktanten innerhalb der Kammer gibt. Der fokussierte Laserstrahl 124 wird auf die Teile der Werkstückoberfläche (des Substrates) gerichtet, wo es erwünscht ist, den gasförmigen Reaktanten abzuscheiden. Die Umdirigierung des fokussierten Laserstrahles auf verschiedene Teile des Substrates kann mit tels Bewegung der optischen Komponenten, wie des Spiegels 120, erfolgen. Wie bekannt erfolgt die Abscheidung auf das Substrat entweder durch Photolyse, bei der der Laserstrahl die Moleküle des gasförmigen Reaktanten dissoziieren und mit dem Substrat material reagieren läßt oder durch Pyrolyse, bei dem der Laser strahl das Substrat aufheizt und der gasförmige Reaktant direkt damit reagiert.

Die Technik des LCVD nach dem Stande der Technik, die in Fig. 1 dargestellt und oben erläutert worden ist, leidet an einer Anzahl von Nachteilen. Ein Hauptnachteil leitet sich davon ab, daß man den fokussierten Laserstrahl durch das Fenster 112 ein führen muß. Solche Fenster sind teuer, da sie aus einem Mate rial hergestellt sein müssen, das sehr durchlässig für den an gewendeten Laserstrahl ist, um eine möglichst geringe Strahl schwächung zu erhalten. Außerdem muß das Fenster genügend Fe stigkeit haben, um dem Druck (positiv oder negativ) innerhalb der Kammer zu widerstehen.In der Praxis ist bekannt, daß sich der chemische Reaktant auf solchen Fenstern abscheidet und da durch die Durchlässigkeit des Fensters beeinträchtigt. Eine im Stande der Technik bekannte Technik zur Minimierung einer solchen Abscheidung auf dem Fenster besteht im Erhitzen des Fensters. Es wurde jedoch festgestellt, daß ein solches Erhitzen des Fensters zu dessen Verzerrung und somit zur Verzerrung des durch das Fenster übertragenen fokussierten Laserstrahls führen kann. Es wäre daher erwünscht, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der man das LCVD ausführen kann, ohne daß man zur Einfüh rung des Laserstrahls in die Reaktionskammer ein Fenster benö tigt.

Ein zweiter Hauptnachteil beim oben beschriebenen und dargestell ten Verfahren zum LCVD nach dem Stande der Technik besteht in der begrenzten Möglichkeit, die Konzentration des gasförmigen Reaktanten nahe dem Substrat, auf dem er abgeschieden werden soll, zu steuern. Sowohl die üblichen CVD- als auch LCVD-Tech niken hängen bei der Kontrolle der Strömungsgeschwindigkeit oder des Druckes des gasförmigen Reaktanten in der Reaktions kammer von der Beeinflussung der Konzentration des Reaktanten im Abscheidungsbereich ab. Solche Verfahren zum Kontrollieren der Konzentration des gasförmigen Reaktanten innerhalb der Kam mer sind von Natur aus ungenau, da sie nur dazu dienen, eine mittlere Gaskonzentration innerhalb der Kammer als Ganzes auf recht zu erhalten. Die genaue Kontrolle der Konzentration des gasförmigen Reaktanten in der unmittelbaren Nähe des Abschei dungsbereiches ist unter Anwendung solcher Verfahren sehr schwierig. Es wäre daher erwünscht, eine Vorrichtung zum Aus führen von LCVD zu schaffen, bei der die Konzentration des gas förmigen Reaktanten im Abscheidungsbereich genau kontrolliert werden kann.

Ein weiterer Nachteil der LCVD-Technik nach dem Stande der Tech nik ist deren begrenzte Flexibilität bei der Umdirigierung des fokussierten Laserstrahls auf verschiedene Teile des Substrates. Eine solche Umdirigierung erfolgt bei der LCVD-Vorrichtung 100 nach dem Stande der Technik durch Manipulation der optischen Einrichtung außerhalb der Kammer. Das Ausmaß eines solchen Um dirigierens ist natürlich durch die Querschnittsfläche des Fen sters 112 beschränkt sowie durch die Möglichkeit, den Laser strahl auf verschiedenen Bereichen des Substrates wirksam zu fokussieren. Es wäre daher außerdem erwünscht, eine LCVD-Vor richtung zu schaffen, bei der eine beträchtliche relative Bewe gung zwischen dem fokussierten Laserstrahl und dem Werkstück möglich ist.

Ein weiterer Nachteil der LCVD-Technik nach dem Stande der Tech nik leitet sich von dem nicht gleichmäßigen Intensitätsprofil des fokussierten Fleckes des Laserstrahles ab. Eine solche Nichtgleichförmigkeit des Intensitätsprofils kann Variationen innerhalb des Laser-Resonators selbst zugeschrieben werden, die sich aus Fluktuationen der Eingangsleistung, der Kühlwasser strömung, der Vibration der optischen Elemente usw. ergeben. Erfolgt das LCVD durch Pyrolyse, dann ergibt sich ein nicht gleichmäßiges Erhitzen des Substratteiles, auf den der fokus sierte Strahl gerichtet ist, und dies entspricht dem nicht gleichmäßigen Intensitätsprofil des fokussierten Strahlfleckes. Nachteiligerweise führt einsolches nichtgleichförmiges Erhitzen zu Variationen bei der Reaktionsgeschwindigkeit innerhalb des erhitzten Strahlfleckes und somit zu einer Nichtgleichförmig keit der Dicke des auf dem Substrat abgeschiedenen Materials. Wird zur Ausführung des LCVD ein gepulster Laserstrahl benutzt, dann kann der Unterschied im Intensitätsprofil der aufeinander folgenden Strahlimpulse zu entsprechenden Nichtgleichmäßigkei ten im abgeschiedenen Material führen. Es wäre daher weiter erwünscht, eine LCVD-Vorrichtung zu schaffen, bei der die Nichtgleichförmigkeit des Intensitätsprofils des Strahles sowie die Unterschiede des Intensitätsprofils zwischen aufeinander folgenden Strahlimpulsen möglichst gering sind.

Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein chemi sches Bedampfungssystem mittels Laser (LCVD) sowie eine solche Vorrichtung zu schaffen, die die obengenannten Probleme und Nachteile nicht hat. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Er findung ist die Schaffung eines LCVD-Systems und einer Vor richtung dafür, die das Übertragen des Laserstrahles durch ein Fenster in eine Reaktionskammer nicht erfordert. Weiter liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, LCVD-System und Vorrichtung zu schaffen, bei denen die Konzentration des gasförmigen Reaktanten nahe des Substrates, auf dem er abgeschie den werden soll, genau kontrolliert werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaf fung von LCVD-System und -Vorrichtung, die eine beträchtliche Flexibilität bei der Umdirigierung des Laserstrahles über ver schiedene Teile des Substrates, auf denen der gasförmige Reak tant abgeschieden werden soll, aufweisen. Weiter liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, LCVD-System und -Vorrichtung zu schaffen, bei denen die Nichtgleichförmigkeit des Intensitätsprofils im fokussierten Strahlfleck minimiert ist. Und schließlich soll die Erfindung LCVD-System und -Vor richtung schaffen, bei denen die Variationen des Intensitäts profils in aufeinanderfolgenden Strahlimpulsen, die durch einen gepulsten Laser erzeugt werden, minimiert sind.

Die vorgenannten Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ge löst mittels eines neuen und verbesserten Systems, das eine Vorrichtung zum chemischen Dampfabscheiden mittels Laser (LCVD) einschließt, wobei ein gasförmiger Reaktant auf einem Werkstück unter Anwendung eines Laserstrahles abgeschieden wird. Die LCVD-Vorrichtung umfaßt eine Lichtleitfaser zum Übertragen des Laserstrahles sowie geeignete optische Komponenten zum Injizie ren des Laserstrahles in ein Eintrittsende der Lichtleitfaser, um den Strahl durch die Faser zu übertragen. Die LCVD-Vorrich tung umfaßt weiter eine Einrichtung zum Verteilen des gasförmi gen Reaktanten in der Nähe eines vorbestimmten Bereiches des Werkstückes, wo es erwünscht ist, den gasförmigen Reaktanten abzuscheiden, und sie umfaßt einen Austrittskuppler zum Fokus sieren des Laserstrahles, der von einem Austrittsende der Fa ser emittiert wird.

Bei einer Ausführungsform, bei der das Abscheiden des gasförmi gen Reaktanten mittels Pyrolyse erfolgt, wird der Strahl auf mindestens einen Teil des vorbestimmten Bereiches des Werkstüc kes fokussiert, so daß der gasförmige Reaktant darauf abge schieden wird.

Bei einer anderen Ausführungsform, bei der es erwünscht ist, den Reaktanten mittels Photolyse abzuscheiden, ist der Austritts kuppler so orientiert, daß der Strahl auf einen Teil des gas förmigen Reaktanten nahe dem vorbestimmten Bereich des Werk stückes fokussiert wird.

In verschiedenen Ausführungsformen umfaßt die Einrichtung zum Verteilen des Gases eine Düse, die mit dem Austrittskuppler ge koppelt ist, um den gasförmigen Reaktanten in die unmittelbare Nähe des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes strömen zu lassen. Die Kontrolle der Strömung des gasförmigen Reaktanten zur Düse gestattet die Kontrolle der Konzentration des abzu scheidenden Reaktanten.

In verschiedenen dargestellten Ausführungsformen der vorliegen den Erfindung umfaßt die Vorrichtung weiter eine Reaktionskam mer mit abgedichteter Umgebung zur Aufnahme von Werkstück und Austrittskuppler. Die Lichtleitfaser tritt durch eine erste Öffnung durch eine Wandung in die Kammer, so daß Eintritts- und Austrittsende der Faser außerhalb bzw. innerhalb der Kammer liegen. Die erste Öffnung in der Wandung wird um die Lichtleit faser herum abgedichtet, um die abgedichtete Umgebung innerhalb der Kammer aufrecht zu erhalten. Die Kammer schließt eine zweite Wandöffnung für die Einführung von gasförmigem Reaktanten sowie eine dritte Wandungsöffnung zum Evakuieren der Kammer oder zum Abziehen von gasförmigem Reaktanten daraus auf. Wo die Einrich tung zum Verteilen des Gases die Düse umfaßt, benutzt man eine Einrichtung, die Rohre, um den gasförmigen Reaktanten von der zweiten Öffnung zur Düse zu führen, aufweist.

Bei einer Ausführungsform, bei der der Austrittskuppler, der innerhalb der Kammer angeordnet ist, ohne Düse vorgesehen ist, erhält man eine geeignete Konzentration des gasförmigen Reak tanten in der Nähe des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes nach dem Evakuieren der Kammer durch Strömenlassen des gasför migen Reaktanten durch die dritte und vierte Wandungsöffnung durch die Kammer oder durch Einrichten einer statischen At mosphäre des Reaktanten durch Einführen des Reaktanten durch die zweite Öffnung, während man die dritte Öffnung geschlossen hält. Es ist bevorzugt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich eine mechanische Einrichtung zum kontrollierbaren Bewegen von Austrittskuppler und Werkstück mit Bezug aufein ander umfaßt, so daß der gasförmige Reaktant gesteuert auf verschiedenen Teilen der Werkstückoberfläche abgeschieden wer den kann.

Bei einer weiteren veranschaulichten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung wird der Laserstrahl in einen ersten und zweiten Strahl aufgespalten, die durch erste und zweite Licht leitfasern zur ersten und zweiten Austrittskupplung innerhalb der Reaktionskammer übertragen werden. Auf diese Weise kann das LCVD-Verfahren gleichzeitig an zwei verschiedenen Stellen des Werkstückes ausgeführt werden. Bei allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermeidet der Einsatz von Lichtleitfa sern zur Übertragung des Laserstrahls in die Nähe des Werkstüc kes die obengenannten Probleme des Standes der Technik, die sich dort aus der Einführung des Strahles durch ein Fenster in der Wandung der Reaktionskammer ergeben.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeich nung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein System zum chemischen Bedampfen mittels Laser (abgekürzt "LCVD-System"), das beispielhaft für die LCVD-Techniken nach dem Stande der Technik ist;

Fig. 2 ein LCVD-System gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein LCVD-System gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein LCVD-System gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 5 ein LCVD-System einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 2 zeigt ein LCVD-System 200, das gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Dieses System 200 ist besonders geeignet, das chemische Be dampfen mittels Laser (LCVD) mittels Pyrolyse auszuführen, d.h. durch Erhitzen des Substrates, auf dem der gasförmige Reaktant abgeschieden werden soll. Das System 200 umfaßt einen Leistungs laser 202 zum Erzeugen eines Laserstrahls 204, der LCVD ausfüh ren kann. Leistungslaser, die Laserstrahlen mit einer mittleren Leistung im Bereich von 5 bis 1500 Watt erzeugen können, sind für solche Anwendungen im allgemeinen geeignet. Laser-Arten, die zum Ausführen von LCVD geeignet sind, schließen Neodym: Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG), Neodym-dotiertes Glas, Rubin, Argonionen-Laser und einige Excimer-Laser, wie Xenonchlorid- Exzimer-Laser. LCVD kann man sowohl nach dem Stande der Technik als auch gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgreich ausfüh ren, indem man entweder einen gepulsten oder einen kontinuier lichen Laser benutzt. Der Laserstrahl 204 wird durch eine nicht dargestellte Vorrichtung innerhalb des Lasers 202 kollimiert.

Der Strahl 204 wird durch die Fokussierungslinse 206, die der Deutlichkeit halber teilweise weggeschnitten dargestellt ist, auf das Eingangsende 208 einer Lichtleitfaser 210 fokussiert. Das Fokussieren des Strahles auf das Eingangsende der Faser geschieht zum Injizieren des Strahles in die Faser, um den Strahl durch die Faser zu übertragen. Das Eingangsende der Lichtleitfaser wird mittels eines Fasereingangskupplers 212 in Ausrichtung mit dem fokussierten Laserstrahl gehalten. Der Teil des Eingangskupplers 212, der die Faser tatsächlich hält, ist vorzugsweise als gespaltener Block aus einem im wesentli chen für den Laserstrahl transparenten Material konstruiert. So sind z.B. Materialien wie Quarz oder Lucite^R in geeigne terweise transparent zur Verwendung mit einem Nd:YAG- oder Neodym dotierten Glas-Laser. Der gespaltene Block wird vor zugsweise in einer mechanisch anordnenden Vorrichtung derart gehalten, daß er linear drei Grad und hinsichtlich der Neigung zwei Grad Bewegungsfreiheit hat. Ein im Handel erhältlicher Faserhalter, der geeignet ist zur Verwendung mit Nd:YAG-Lasern wird hergestellt von der Melles-Grist Corporation, Irvine, Kalifornien, als Modell Nr. 07-HFO-002.

Die Faser 210 wird vorzugsweise mit einem Quarzkern hergestellt und kann einen Durchmesser von nur 0,2 mm haben. Die bevorzugte Technik zum Einführen eines Leistungs-Laserstrahls in das Ein gangsende einer Lichtleitfaser, um den Strahl durch die Faser zu übermitteln, ist in den US-PSen 46 76 586 und 46 81 396 beschrieben. Obwohl die Strahl-Injektionstechniken, die in den beiden vorgenannten US-PSen beschrieben sind, sich in erster Linie auf die Injektion eines Hochleistungs-Laserstrahles (mittlere Leistung 250 Watt oder mehr) richten, sind solche Techniken jedoch gleichermaßen anwendbar, um die erfolgreiche Injektion eines Laserstrahls geringerer Leistung in eine Licht leitfaser zur Übertragung dadurch zu ermöglichen. Gemäß den in den beiden vorgenannten US-PSen beschriebenen Techniken wird davon ausgegangen, daß das Eingangsende 208 der Faser 210 für die Strahlinjektion richtig vorbereitet ist, daß die Brennweite der Linse 206 richtig ausgewählt ist, um einen Konuswinkel zu erhalten, der geringer ist als das Doppelte der numerischen Öffnung der Faser und daß die Größe des fokussierten Fleckes des Laserstrahles 204 auf dem Eingangsende 208 der Faser einen geringeren Durchmesser aufweist als der Faserkern.

Das LCVD-System 200 schließt weiter eine Reaktionskammer 214 ein, die konstruiert ist, um darin eine abgedichtete Umgebung aufrecht zu erhalten. Innerhalb der Kammer 214 ist eine Stufe 216 zur Abstützung eines Werkstückes oder Substrates 214, auf dessen eine Oberfläche 220 ein gasförmiger chemischer Reaktant abgeschieden werden soll, angeordnet. Die Lichtleitfaser 210 erstreckt sich durch eine Öffnung 222 in der Wand in die Kammer 214, wobei die genannte Öffnung in geeigneterweise um die Fa ser herum abgedichtet ist, um die abgedichtete Umgebung inner halb der Kammer aufrecht zu erhalten. Es ist bevorzugt, den Abschnitt der Lichtleitfaser, der sich innerhalb der Kammer be findet, in einer schützenden Umhüllung (nicht dargestellt), wie Polyflow^R oder einem Kautschukrohr einzuschließen, um die Faser vor potentiell beeinträchtigenden Wirkungen des gasförmigen Reaktanten zu schützen. Ein Ausgangsende 224 der Lichtleitfaser endet in einem Ausgangskuppler 226. Ein fokussierender Ab schnitt 228 des Ausgangskupplers schließt einen Faserträger block 230 zum Halten des Faser-Ausgangsendes in Ausrichtung mit einer Linse 232 ein, die im Ausgangskuppler montiert ist, um einen divergierenden Abschnitt 234 des Laserstrahls 204, der aus dem Ausgangsende der Faser emittiert wird, zu kollimie ren. Eine Linse 236 ist im Ausgangskuppler montiert und mit Linse 232 und Faserende 224 ausgerichtet zur Aufnahme eines kollimierten Abschnittes 238 des Laserstrahls und zum Fokussie ren des kollimierten Abschnittes zu einem fokussierten Ab schnitt 240. Der fokussierte Abschnitt kann so gerichtet wer den, daß er auf einen Teil der Werkstückoberfläche 220 fällt, wo der gasförmige Reaktant abgeschieden werden soll. Der Block 228 muß nur so konstruiert sein, daß er das Faserende starr in Ausrichtung mit den Linsen 232 und 234 hält, braucht aber nicht transparent für den Laserstrahl sein, wie es für den Ein gangskuppler 212 bevorzugt war. Der fokussierende Abschnitt 228 ist konstruiert, um die Komponenten darin in starrer Aus richtung zu halten, und er besteht aus einem Material, wie korrosionsbeständigem Stahl oder Aluminium, das durch den auf dem Werkstück abgeschiedenen gasförmigen Reaktanten nicht be einträchtigt wird.

Der gasförmige Reaktant wird in der Nähe eines vorbestimmten Bereiches der Werkstückoberfläche 220 freigesetzt, wo es er wünscht ist, diesen gasförmigen Reaktanten abzuscheiden, wobei die Freisetzung mittels eines Düsenabschnittes 242 des Ausgangs kupplers 226 erfolgt. Der Düsenabschnitt 242 und der fokussie rende Abschnitt 228 des Ausgangskupplers 226 kann als eine ein zige Einheit oder in Form separater Einheiten konstruiert wer den, die miteinander verschraubt werden können, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Düsenabschnitt 242 empfängt den gasförmigen Reaktanten über Rohrverbindungen, z.B. Kautschukrohre, die durch Öffnungen in der Wandung der Kammer 214 verlaufen. Hin sichtlich des Düsenabschnittes des Ausgangskupplers sind Düsen, wie sie bei Standard-Schweißtechniken, wie dem Wolfram-Inertgas (TIG)- und dem Oxyacetylen-Schweißen benutzt werden, zur Ver wendung als Düsenabschnitt des Ausgangskupplers gut geeignet. Während der gasförmige Reaktant aus irgendeiner Anzahl ver schiedener Gase zusammengesetzt sein kann, wird im vorliegenden Falle von zwei verschiedenen Gasen zur Bildung des gasförmigen Reaktanten im dargestellten System 200 ausgegangen, so daß der Düsenabschnitt 242 mit zwei Öffnungen 244 und 246 über flexible Gaszuführungsrohre 248 und 250 verbunden ist. Die Gase werden mittels Ventilen 252 und 254 an die Rohre abgegeben, damit man die Strömungsgeschwindigkeit des über die Rohre an die Düse ab gegebenen Gases und damit die Konzentration des gasförmigen Reaktanten nahe der Oberfläche 220 steuern kann. Es wird darauf hingewiesen, daß mehrere Gase außerhalb der Reaktionskammer vorgemischt werden können, woraufhin man die Gasmischung durch eines der Rohre einführt. Der Düsenteil ermöglicht somit das Dirigieren des gasförmigen Reaktanten auf den Teil der Werk stückoberfläche 220, auf den der fokussierte Laserstrahl ein fällt.

Die Kammer 214 schließt außerdem eine Öffnung 256 ein, die durch ein Ventil 258 gesteuert ist, um die Kammer zu evakuieren oder gasförmige Reaktanten zu entfernen, die durch die Öffnungen 244 und 246 und den Düsenteil eingeführt worden sind. Pfeile sind in Fig. 2 nahe den Öffnungen 244, 246 und 256 angegeben, um die vorgesehene Strömungsrichtung des Gases jeder Öffnung anzuzeigen. Ein Druckmesser 260 ist auf der Kammer 214 instal liert, um den darin vorhandenen Druck zu messen und anzuzeigen. Die Kammer 214 ist auch mit einer nicht dargestellten abgedich teten Zugangstür versehen, um die Einführung/Entfernung eines Werkstückes und des Ausgangskupplers 226 zu gestatten. Obwohl in Fig. 2 nicht gezeigt, schließt das System 200 zusätzlich eine Einrichtung zum gesteuerten mechanischen Bewegen von Aus gangskuppler und Stufe mit Bezug zueinander ein. In Abhängig keit von der Größe der Kammer 214 kann eine angemessene Bewe gung dadurch erhalten werden, daß man den Ausgangskuppler be wegt, während man die Stufe festhält.

Während des Betriebes wird die Kammer 214 anfänglich durch die Öffnung 256 evakuiert, während die Ventile 252 und 254 ge schlossen sind. Als nächstes erzeugt der Laser 202 den Laser strahl 204, der in das Eingangsende der Lichtleitfaser 210 fokussiert und durch diese Faser übertragen wird. Der aus dem Ausgangsende der Faser austretende divergierende Strahl wird kollimiert und durch den fokussierenden Abschnitt des Ausgangs kupplers fokussiert. Der Ausgangskuppler wird so angeordnet, daß der fokussierte Strahl auf mindestens einen Teil des vorbe stimmten Bereiches der Werkstückoberfläche 220 auftrifft, wo der gasförmige Reaktant abgeschieden werden soll. Dieser gas förmige Reaktant wird in der Nähe des vorbestimmten Bereiches durch den Düsenteil 242 freigesetzt, der die den gasförmigen Reaktanten zusammensetzenden Gase über die Ventile 252 und 254 durch die Kammerwandungen und die Gasrohre empfängt. Der Teil der Werkstückoberfläche 220, auf die der fokussierte Laserstrahl auftritt, wird ausreichend erhitzt, um zum Verbinden des gas förmigen Reaktanten daran und damit seiner Abscheidung zu führen. Die Möglichkeit, die Ventile 252 und 254 zu betätigen sowie den gasförmigen Reaktanten in der Nähe des Brennpunktes des Laserstrahles abzugeben, gestattet die genaue Kontrolle der Konzentration des gasförmigen Reaktanten im vorbestimmten Be reich der Werkstückoberfläche. Das Ventil 258 kann geschlossen bleiben, um eine Konzentration des gasförmigen Reaktanten in nerhalb der Kammer aufzubauen, oder man kann es öffnen, um den Reaktanten zu entfernen, nachdem er durch den Düsenteil des Ausgangskupplers eingeführt worden ist. Die Druckanzeige auf dem Druckmesser 260 gibt eine Anzeige der Konzentration des gasförmigen Reaktanten innerhalb der Kammer.

Fig. 3 zeigt ein LCVD-System 300, das gemäß einer zweiten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, wo die Abscheidung mittels Photolyse-Verfahren erfolgt. Die Vor richtung des Systems 300 ist im allgemeinen identisch der des Systems 200 und ist insoweit mit gleichen Bezugsziffern ver sehen. Das System 300 unterscheidet sich vom System 200 in der Orientierung des Ausgangskupplers 226 bezüglich der Oberfläche 220 des Werkstückes und in der Auswahl einer Fokussierungslinse 302 zum Einsatz im Ausgangskuppler, die eine größere Brennweite hat als die Linse 236, die im Zusammenhang mit dem System 200 beschrieben wurde. Wie in Fig. 3 ersichtlich, ist der Ausgangs kuppler so angeordnet, daß eine Achse 304 des fokussierten La serstrahles nahezu parallel zur Oberfläche 220 verläuft. Wie oben kurz beschrieben und im Stande der Technik bekannt, geht das Abscheiden mittels Photolyse-Verfahren aus von der Disso ziation der Moleküle, die den gasförmigen Reaktanten bilden. Diese Dissoziation erfolgt aufgrund der Absorption von ausrei chend Laser-Energie durch die Gasmoleküle, um deren Dissoziation zu verursachen. Ausreichend Laser-Energie für eine solche mole kulare Dissoziation ist am Brennpunkt des fokussierten Strahles und in einem gewissen Abstand zu beiden Seiten längs der Achse 304 verfügbar, was von der Art des gasförmigen Reaktanten und der Energie des Laserstrahles abhängt. Die Auswahl einer großen Brennweite für die Linse 302 gestattet die Anordnung des Brenn punktes des Strahles nahe einem größeren Teil der Werkstück oberfläche 220.

Beim Betrieb des Systems 300 wird der gasförmige Reaktant nahe dem Brennpunkt des Laserstrahles durch den Düsenteil des Aus gangskupplers freigesetzt. Der gasförmige Reaktant absorbiert ausreichend Energie in der Nähe des Brennpunktes des Strahles, um zu dissoziieren. Ein gewisser Teil der dissoziierten Mole küle verbindet sich mit dem nahe dazu gelegenen Teil der Werk stückoberfläche 220. Indem man den Ausgangskuppler 226 über die Oberfläche 220 bewegt, kann man die Abscheidung in einer ge steuerten Weise vornehmen. Dem Fachmann ist bekannt, daß der optimale Abstand des Brennpunktes des fokussierten Strahles von der Werkstückoberfläche zur Unterstützung des Photolyse-Verfah rens von der Art der ausgeführten Abscheidung abhängt, d.h. von der Zusammensetzung des gasförmigen Reaktanten, dem Substrat material, den Eigenschaften des Laserstrahles usw. Der Winkel, in dem die Achse 304 des Strahles mit Bezug auf die Werkstück oberfläche angeordnet werden kann, ist ebenfalls mit erfolgrei chen Ergebnissen variierbar.

Fig. 4 zeigt ein LCVD-System 400, das gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, wo bei der Düsenteil des optischen Kupplers weggelassen ist. Wie im Falle des Systems 200 ist das System 400 geeignet zur Aus führung des LCVD mittels Pyrolyse. Das System 400 schließt da her die gleichen Elemente ein wie das System 200, die mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 2 versehen sind, um den Laserstrahl zu erzeugen und ihn mittels der Lichtleitfaser 210 zum Ausgangskuppler zu übertragen. Da der Ausgangskuppler nur aus dem fokussierenden Teil besteht, ist dieser mit der Bezugs ziffer 228 versehen. Der Ausgangskuppler ist in einer Reaktions kammer 402 angeordnet, die ansonsten der Kammer 214 des LCVD- Systems 200 identisch ist, ausgenommen daß anstatt der Öffnun gen 244 und 246 die Kammer 402 mit einer Öffnung 404 versehen ist, die vorzugsweise benachbart dem Werkstück 218 angeordnet ist, das auf einer Stufe 216 montiert ist. Die Öffnung 404 ist mit einem Ventil 406 versehen, um die Strömung des gasför migen Reaktanten in die Kammer 402 zu steuern.

Beim Betrieb des Systems 400 wird das Ventil 406 anfänglich geschlossen und die Kammer 402 durch die Öffnung 256 über das Ventil 258 evakuiert. Dann kann man das LCVD-System in einer von zwei Weisen betreiben. In einer ersten Weise wird das Ven til 258 geschlossen und bei geöffnetem Ventil 406 führt man gasförmigen Reaktanten durch die Öffnung 404 in die Kammer ein, bis eine statische Atmosphäre ausreichender Konzentration des gasförmigen Reaktanten darin vorhanden ist, um die Abscheidung zu unterstützen. Der Druckmesser 260 kann als Anzeige der rela tiven Konzentration des gasförmigen Reaktanten innerhalb der Kammer dienen. Durch nachfolgendes Fokussieren des Laserstrahles auf dem vorbestimmten Bereich der Werkstückoberfläche 220 tritt Abscheidung ein. Bei einem zweiten Betriebsmodus des Systems 400 wird der gasförmige Reaktant nach dem Evakuieren der Kammer 402 durch die Öffnung 404 eingeführt und gleichzeitig durch die Öff nung 256 entfernt, so daß eine erzwungene Strömung des gasförmi gen Reaktanten durch die Kammer eingerichtet ist. Durch geeig netes Anordnen der Öffnungen 256 und 404 kann diese erzwungene Strömung in der Nähe des vorbestimmten Bereiches der Werkstück oberfläche 220 vorbeigeführt werden, wo der Reaktant abgeschie den werden soll. Die Anordnung der Öffnung 404 benachbart dem Werkstück in Fig. 4 soll schematisch einen geeigneten Ort für die Einführung des gasförmigen Reaktanten darstellen, so daß seine Strömung in geeigneter Weise über das Werkstück gerichtet wird. Es wird mit Bezug auf das System 400 angenommen, daß Aus gangskuppler und Stufe relativ zueinander bewegt werden können, um eine Flexibilität beim gesteuerten Dirigieren des Laserstrah les über die Werkstückoberfläche zu erhalten. Während im System 400 für die Einführung des gasförmigen Reaktanten eine Öffnung 404 vorgesehen ist, ist der Betrieb des Systems 400 nicht auf die Einführung eines einzigen Gases als gasförmigem Reaktanten beschränkt. Mehrere Gase, die zusammen den gasförmigen Reak tanten bilden, können außerhalb der Öffnung 404 vor der Einfüh rung kombiniert werden. Auch können andere Öffnungen nahe der Öffnung 404 angeordnet werden, um die separate Einführung ande rer Reaktanzgase zu ermöglichen.

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt, bei der ein LCVD-System 500 einen Strahlspal ter 502 benutzt, um einen kollimierten Laserstrahl 504, der von einer Laser-Vorrichtung 506 erzeugt wird, aufzuspalten. Der Strahl 504 wird dadurch in zwei Abschnitte 508 und 510 gespal ten, die jeweils durch Fokussierungslinsen 512 und 514 in die Eingangsenden von Lichtleitfasern 516 und 518 fokussiert wer den, um die Strahlen durch die Fasern zu übermitteln. Die Ein gangsenden der Fasern werden jeweils von Faser-Eingangskupp lern 519 und 520 gehalten, die jeweils in gleicher Weise kon struiert sind, wie der Block 212 des Systems 200. Die Fasern 516 und 518 treten durch Öffnungen 522 und 524 in eine abge dichtete Reaktionskammer 521 ein, wobei diese Öffnungen um die Fasern herum in geeigneter Weise abgedichtet sind, um die ab gedichtete Umgebung in der Kammer aufrecht zu erhalten.

Innerhalb der Kammer ist ein Werkstück 526 auf einer Trägerstu fe 528 montiert. Ein Ausgangsende jeder der Fasern 516 und 518 endet jeweils in einem Ausgangskuppler 530 und 532. Die Kon struktion jedes der Ausgangskuppler 530, 532 ist im wesentli chen identisch der des Ausgangskupplers 226 im System 200. Der Ausgangskuppler 530 ist über die Gasausgaberohre 534 und 536 mit Öffnungen 538 und 540 in der Kammerwand verbunden, um gas förmigen Reaktanten von dort zu erhalten. Ventile 542 und 544 steuern die Strömung des durch die Öffnungen 538 und 540 einge führten Gases. In ähnlicher Weise ist der Ausgangskuppler 532 über Gasabgaberohre 550 und 552 mit Öffnungen 546 und 548 in der Kammerwandung verbunden, um gasförmigen Reaktanten zu empfangen. Ventile 554 und 556 steuern die Strömung des durch die Öffnungen 546 und 548 eingeführten Gases. Eine zusätzliche Öffnung 558, die mit einem Ventil 560 versehen ist, ist in der Kammerwand vorgesehen, um die Evakuierung der Kammer und das Entfernen des gasförmigen Reaktanten daraus zu ermöglichen.

Beim Betrieb des LCVD-Systems 500 wird nach der Evakuierung der Kammer 521 der Strahl 504 in zwei Strahlen 508 und 510 aufge spalten, die jeweils durch die Fasern 516 und 518 übertragen werden, um auf vorbestimmte Bereiche einer Oberfläche 562 eines Werkstückes 526 fokussiert zu werden. Mittels nicht dargestell ter Einrichtungen können beide Ausgangskuppler unabhängig steuer bar relativ zur Oberfläche 562 bewegt werden, so daß der gas förmige Reaktant, der durch den Düsenteil des Ausgangskupplers eingeführt wird, in einer kontrollierten Weise durch Pyrolyse auf der Oberfläche abgeschieden wird. Obwohl in Fig. 5 nicht gezeigt, kann einer oder können beide Ausgangskuppler relativ zu vorbestimmten Bereichen des Werkstückes angeordnet werden, um darauf durch Pyrolyse die Abscheidung zu verursachen.

Bezüglich jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben und in der Zeichnung dargestellt ist, führt man den zur Ausführung des LCVD benutzten Laserstrahl mittels einer Lichtleitfaser in die Reaktionskammer ein. Die vorliegen de Erfindung erfordert daher keine Einführung des Laserstrahls durch ein Fenster in der Kammer, wie dies bei der oben beschrie benen LCVD-Technik nach dem Stande der Technik erforderlich ist, und somit leidet die vorliegende Erfindung auch nicht an den oben beschriebenen Problemen, die mit der Verwendung eines sol chen Fensters verbunden sind. Die Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung, die den Düsenteil des Ausgangskupplers be nutzen, können genau die Bereitstellung und Konzentration des gasförmigen Reaktanten nahe dem Teil des Substrates kontrollie ren, auf dem der Reaktant abgeschieden werden soll. Hinsichtlich aller Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in der vorliegenden Anmeldung offenbart sind, gestattet die Möglich keit, den Ausgangskuppler mit Bezug auf das Werkstück innerhalb der Kammer zu bewegen, eine beträchtliche Flexibilität bei der Dirigierung des fokussierten Laserstrahles über verschiedene Bereiche der Werkstückoberfläche. Eine solche Bewegung kann man erreichen, indem man in geeigneter Weise den Brennpunkt des Strahles in einer erwünschten Orientierung mit Bezug auf die Werkstückoberfläche hält. Diese Flexibilität bei der Dirigie rung des fokussierten Strahles stellt eine beträchtliche Ver besserung gegenüber dem oben beschriebenen LCVD-System nach dem Stande der Technik dar, bei dem das Fenster und die außerhalb der Reaktionskammer angeordnete Optik das Dirigieren des Laser strahles über die Werkstückoberfläche stark einschränken.

Wie oben angegeben, ist ein Problem bei den LCVD-Systemen nach dem Stande der Technik die ungleichmäßige Abscheidung des gas förmigen Reaktanten aufgrund eines nicht gleichförmigen Inten sitätsprofils, das in dem fokussierten Strahlfleck auftritt. Als Ergebnis der übertragung durch eine Lichtleitfaser ist das Intensitätsprofil eines Strahles beträchtlich gleichmäßiger. Bei einem gepulsten Laserstrahl können Unterschiede bei dem In tensitätsprofil von Impuls zu Impuls zu einer nichtgleichför migen Abscheidung führen. Mittels übertragung durch eine Licht leitfaser werden solche Unterschiede beim Intensitätsprofil von Impuls zu Impuls minimiert.

Die Auswirkungen der Strahlübertragung durch Lichtleitfaser auf die Gleichförmigkeit des Intensitätsprofils im fokussierten Strahlfleck und auf die Unterschiede beim Intensitätsprofil von Impuls zu Impuls sind in einem Aufsatz dargelegt, der "Observed Intensity Profiles of a 400 Watt Nd:YAG Laser Beam Transmitted Through an Optical Fiber" von T. Chande et al., Proceedings of the 1987 International Congress on the Application of Lasers and Electro-Optics, 9.-11.November 1987, veröffentlicht vom Laser Institute of America, dargelegt. Bei allen Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung werden aufgrund der Übertra gung des Laserstrahles durch Lichtleitfaser diese Probleme hinsichtlich des Intensitätsprofiles des Strahles, wie sie beim Stande der Technik auftreten, vermieden.

Obwohl der Ausgangskuppler, der in der oben beschriebenen LCVD- Vorrichtung benutzt wird, schematisch als einfache plan-konvexe Linsen zum Kollimieren und Fokussieren des Laserstrahles, der von der Lichtleitfaser emittiert wird, umfassend dargestellt ist, ist die vorliegende Erfindung darauf jedoch nicht be schränkt. Der Ausgangskuppler kann mit anderen Arten und Kom binationen von Linsen konstruiert werden, wie sie im Stande der Technik bekannt sind, die geeignet sind zum Kollimieren und Fokussieren eines aus einer Faser emittierten Strahles. Weiter können solche Linsen ausgewählt werden, um einen fokussierten Strahlfleck einer vorbestimmten Gestalt zu bilden, der für eine besondere LCVD-Anwendung geeignet ist.

Während der Betrieb des Austrittskupplers in den in der vorlie genden Anmeldung dargestellten und beschriebenen LCVD-Systemen 200, 300 und 500 innerhalb einer Reaktionskammer ausgeführt wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine ausrei chende Strömung des gasförmigen Reaktanten kann durch den Dü senteil des Austrittskupplers eingeführt werden, um den Raum nahe dem vorbestimmten Bereich des Werkstückes von anderen gasförmigen Elementen zu reinigen. Die Abscheidung des gasför migen Reaktanten auf dem vorbestimmten Bereich des Werkstückes kann daher außerhalb der abgedichteten Umgebung einer Reaktions kammer ausgeführt werden. Eine solche Ausführung der vorliegen den Erfindung außerhalb einer Reaktionskammer kann durch Ein satz eines Düsenteiles am Austrittskuppler gefördert werden, der die Einführung eines inerten Abschirmungsgases, wie es bei üblichen Schweißtechniken benutzt wird, ermöglicht. Ein sol cher Düsenteil würde den gasförmigen Reaktanten nahe dem vorbe stimmten Bereich des Werkstückes strömen lassen, während gleich zeitig ein Abschirmungsgas um den gasförmigen Reaktanten herum strömt und ihn dadurch von Verunreinigung durch die äußere Atmosphäre schützt. Eine Beschränkung bei der Durchführung von LCVD ohne Reaktionskammer ist die Giftigkeit einiger gasförmi ger Reaktanten.

Das in der vorliegenden Anmeldung dargestellte und beschriebene LCVD-System 300 der vorliegenden Erfindung mittels Photolyse verwendet einen Austrittskuppler mit Düsenteil. Doch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Ausführung des LCVD mittels Photolyse gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch mit nur dem fokussierenden Teil des Austrittskupplers ausgeführt werden. In einem solchen Falle würde der gasförmige Reaktant in der Nähe des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes entweder mittels einer statischen Atmosphäre des Reaktanten innerhalb der Reaktionskammer oder durch eine erzwungene Strömung des gasförmigen Reaktanten durch die Kammer verteilt werden, wie oben im Zusammenhang mit dem Betrieb des Systems 400 ausgeführt.

Das LCVD-System 500, wie es in der vorliegenden Anmeldung dar gestellt und beschrieben ist, umfaßt einen Strahlaufspalter zum Aufspalten des mittels eines einzelnen Lasers erzeugten Laser strahls. Doch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. An stelle des einzelnen Lasers und des Strahlaufspalters können zwei separate Laser benutzt werden, um Laserstrahlen zur Injek tion in die Lichtleitfasern 516 und 518 zu erzeugen. In einem solchen Falle können die Laser ausgewählt werden, um Laserstrah len mit Wellenlängen zu erzeugen, die die Durchführung des je weils ausgeführten Abscheidungsverfahrens, d.h. der Pyrolyse oder der Photolyse, erleichtern. Allgemeiner kann man durch den Einsatz mehrerer Laser, Strahlaufspalter und Lichtleitfa sern eine Vielzahl von Kombinationen zur Durchführung von LCVD benutzen.

Claims

1. Vorrichtung zum chemischen Dampfabscheiden eines gasför migen Reaktanten auf einem Werkstück unter Verwendung eines durch einen Laser erzeugten Laserstrahles, gekennzeichnet durch:
eine Lichtleitfaser zum Übertragen des Laserstrah les;
eine Einrichtung zum Injizieren des Laserstrahles in ein erstes Eingangsende der Lichtleitfaser zur Über tragung dadurch;
eine Einrichtung zum Ausbreiten des gasförmigen Reak tanten in der Nähe eines vorbestimmten Bereiches des Werkstückes, wo der gasförmige Reaktant abgeschieden werden soll und
eine Ausgangs-Kuppeleinrichtung zum Fokussieren des La serstrahles, der an einem Ausgangsende der Faser auf mindestens einen Teil des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes emittiert wird, so daß der gasförmige Reak tant darauf abgeschieden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Einrichtung zum Ausbreiten des Gases eine Einrichtung zur Gaszufuhr um faßt, die mit der Ausgangs- Kupplungseinrichtung gekop pelt ist, um den gasförmigen Reaktanten auf den Teil des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes strömen zu lassen, wo der fokussierte Laserstrahl einfällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter einschließend eine Reaktionskammer, die konstruiert ist, um eine abgedich tete Umgebung darin aufrecht zu erhalten,
die Lichtleitfaser durch eine erste Öffnung in einer Wandung der Kammer eintritt, so daß sich ein Ende der Faser außerhalb und das andere innerhalb der Kammer be finden und die erste Öffnung um die Faser herum abge dichtet ist, um die abgedichtete Umgebung innerhalb der Kammer aufrecht zu erhalten und
die Einrichtung zum Ausbreiten des Gases eine Einrich tung zum Einführen des gasförmigen Reaktanten in die Kammer umfaßt, so daß die Ausgangs-Kupplungseinrich tung innerhalb der Kammer angeordnet werden kann, um den Laserstrahl auf den vorbestimmten Bereich des Werkstüc kes zu fokussieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin der gasförmige Reak tant in die Kammer eingeführt wird, um eine statische Atmosphäre davon in der Nähe des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes zu bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die Einrichtung zum Einführen von Gas umfaßt:
eine zweite Öffnung in der Kammerwandung zur Einführung des gasförmigen Reaktanten und
eine dritte Öffnung in der Kammerwandung zum Entfernen des gasförmigen Reaktanten, der durch die zweite Wand öffnung eingeführt worden ist, so daß durch gleichzeitiges Einführen und Entfernen des gasförmigen Reaktanten durch die zweite bzw. dritte Wandöffnung eine erzwungene Strömung des gasförmigen Reaktanten durch die Kammer in der Nähe des vorbestimm ten Bereiches des Werkstückes eingerichtet werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die Einrichtung zum Ausbreiten von Gas eine Düseneinrichtung umfaßt, die mit der Ausgangs-Kuppeleinrichtung gekoppelt ist, um den gasförmigen Reaktanten auf den Teil des vorbestimm ten Bereiches des Werkstückes strömen zu lassen, auf den der fokussierte Laserstrahl fällt, wobei die Vorrichtung weiter eine zweite Öffnung in der Kammerwandung zur Einführung des gasförmigen Reaktanten und
eine Einrichtung zum Dirigieren des gasförmigen Reak tanten, der durch die zweite Wandöffnung eingeführt worden ist, zu der Düseneinrichtung umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, weiter einschließend eine Einrichtung zum kontrollierbaren Bewegen der Ausgangs- Kupplungseinrichtung und des Werkstückes relativ zuein ander, so daß der fokussierte Laserstrahl auf verschie dene Teile des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes dirigiert werden kann.

8. Vorrichtung zum chemischen Aufdampfen eines gasförmigen chemischen Reaktanten auf ein Werkstück unter Verwendung eines durch einen Laser erzeugten Laserstrahles, um fassend:
eine Lichtleitfaser zum Übertragen des Laserstrahles;
eine Einrichtung zum Injizieren des Laserstrahles in ein erstes Eintrittsende der Lichtleitfaser zur Übertragung des Laserstrahles durch die Faser;
eine Einrichtung zum Ausbreiten des gasförmigen Reak tanten in der Nähe eines vorbestimmten Bereiches des Werkstückes, wo man den gasförmigen Reaktanten abschei den möchte und
eine Austritts-Kupplungseinrichtung zum Fokussieren des Laserstrahles, der an einem zweiten Austrittsende der Faser emittiert wird, auf einem Teil des gasförmigen Reaktanten nahe dem vorbestimmten Bereich des Werkstük kes, so daß der gasförmige Reaktant darauf durch Photo lyse abgeschieden wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, worin die Einrichtung zum Ausbreiten von Gas eine Düseneinrichtung umfaßt, die mit der Austritts-Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, um den gasförmigen Reaktanten in die Nähe des Brenn punktes des fokussierten Laserstrahles strömen zu las sen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, weiter einschließend eine Reaktionskammer, die konstruiert ist, um eine abgedich tete Umgebung darin aufrecht zu erhalten; die Lichtleitfaser durch eine erste Öffnung in einer Wand der Kammer tritt, so daß das erste und zweite Faser ende außerhalb bzw. innerhalb der Kammer angeordnet sind und die erste Öffnung um die Faser herum abgedich tet ist, um die abgedichtete Umgebung innerhalb der Kam mer aufrecht zu erhalten, wobei die gasausbreitende Einrichtung eine Einrichtung zum Einführen des gasförmigen Reaktanten in die Kammer umfaßt, so daß die Austritts-Kupplungseinrichtung inner halb der Kammer angeordnet werden kann, um den Laser strahl auf dem Teil des gasförmigen Reaktanten nahe des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes zu fokussieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin der gasförmige Reak tant in die Kammer eingeführt wird, um eine statische Atmosphäre davon in der Nähe des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes einzurichten.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die Einrichtung zum Einführen von Gas umfaßt
eine zweite Öffnung in der Kammerwandung zum Einführen des gasförmigen Reaktanten und
eine dritte Öffnung in der Kammerwandung zum Entfernen des gasförmigen Reaktanten, der durch die zweite Wan dungsöffnung eingeführt worden ist, so daß durch gleich zeitiges Einführen und Entfernen des gasförmigen Reak tanten durch die zweite bzw. dritte Wandöffnung eine erzwungene Strömung des gasförmigen Reaktanten durch die Kammer in der Nähe des vorbestimmten Bereiches des Werk stückes eingerichtet werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die gasausbreitende Einrichtung eine Düseneinrichtung umfaßt, die mit der Austritts-Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, um den gasförmigen Reaktanten in die Nähe eines Brennpunktes des fokussierten Laserstrahles strömen zu lassen; wobei die Vorrichtung weiter umfaßt eine zweite Öffnung in der Kammerwandung zur Einführung des gasförmigen Reak tanten und eine Einrichtung zum Dirigieren des gasförmigen Reaktan ten, der durch die zweite Wandöffnung eingeführt worden ist, zu der Düseneinrichtung.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiter einschließend eine Einrichtung zum kontrollierten Bewegen der Austritts- Kupplungseinrichtung und des Werkstückes relativ zuein ander, so daß der fokussierte Laserstrahl auf verschie dene Teile des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes dirigiert werden kann.

15. Vorrichtung zum chemischen Bedampfen eines Werkstückes mit einem gasförmigen chemischen Reaktanten unter Ver wendung eines durch einen Laser erzeugten Laserstrahles, umfassend:
eine Reaktionskammer, die zur Aufrechterhaltung einer abgedichteten Umgebung darin konstruiert ist;
eine Lichtleitfaser zum Übertragen des Laserstrahles;
eine Einrichtung zum Injizieren des Laserstrahles in ein erstes Eintrittsende der Lichtleitfaser zur Übertragung des Strahles durch die Faser;
eine Austritts-Kupplungseinrichtung zum Fokussieren des Laserstrahles, der am zweiten Ende der Faser emittiert wird;
wobei die Lichtleitfaser durch eine Öffnung in einer Wandung in die Kammer eintritt, so daß das erste bzw. zweite Faserende außerhalb bzw. innerhalb der Kammer an geordnet ist und die Öffnung um die Faser herum abge dichtet ist, um die abgedichtete Umgebung innerhalb der Kammer aufrecht zu erhalten;
eine Einrichtung zum Tragen des Werkstückes innerhalb der Kammer, wobei die Austritts-Kupplungseinrichtung innerhalb der Kammer so angeordnet ist, daß der fokus sierte Laserstrahl auf mindestens einen Teil eines vor bestimmten Bereiches des Werkstückes auftrifft, wo der gasförmige Reaktant abgeschieden werden soll;
eine Düseneinrichtung, die mit der Austritts-Kupplungs einrichtung gekoppelt ist, um den gasförmigen Reaktanten auf den Teil des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes strömen zu lassen, auf den der fokussierte Laserstrahl auftrifft, so daß der gasförmige Reaktant darauf abge schieden wird;
eine Einrichtung zum Einführen des gasförmigen Reaktanten durch eine zweite Öffnung in der Kammerwandung und zum Dirigieren des eingeführten gasförmigen Reaktanten zu der Düseneinrichtung sowie
eine Einrichtung zum kontrollierbaren Bewegen der Aus tritts-Kupplungseinrichtung des Werkstückes relativ zu einander, so daß der fokussierte Laserstrahl auf ver schiedene Teile des vorbestimmten Bereiches des Werkstük kes dirigiert werden kann.

16. Chemisches Bedampfungssystem mittels Laser (LCVD) zum Abscheiden eines gasförmigen chemischen Reaktanten auf einem Werkstück, umfassend:
einen Laser zum Erzeugen eines Laserstrahles, der zur Ausführung des LCVD geeignet ist;
eine Reaktionskammer, die zum Aufrechterhalten einer ab gedichteten Umgebung darin konstruiert ist;
eine Lichtleitfaser zum Übertragen des Laserstrahles;
eine Einrichtung zum Injizieren des Laserstrahles in ein erstes Eintrittsende der Lichtleitfaser, um den Strahl durch die Faser zu übertragen;
eine Austritts-Kupplungseinrichtung zum Fokussieren des Laserstrahles, der an einem zweiten Ende der Faser emit tiert wird;
wobei die Lichtleitfaser durch eine Öffnung eine Wand der Kammer durchdringt, so daß das erste bzw. zweite Faserende außerhalb bzw. innerhalb der Kammer angeordnet ist und die Öffnung um die Faser herum abgedichtet ist, um die abgedichtete Umgebung innerhalb der Kammer auf recht zu erhalten;
eine Einrichtung zum Tragen des Werkstückes innerhalb der Kammer, wobei die Austritts-Kupplungseinrichtung inner halb der Kammer so angeordnet ist, daß der fokussierte Laserstrahl auf mindestens einen Teil eines vorbestimm ten Bereiches des Werkstückes auftrifft, wo es erwünscht ist, den gasförmigen Reaktanten abzuscheiden;
eine Düseneinrichtung, die mit der Austritts-Kupplungs einrichtung gekoppelt ist, um den gasförmigen Reaktanten auf den Teil des vorbestimmten Bereiches des Werkstückes strömen zu lassen, auf den der fokussierte Laserstrahl auftrifft, so daß der gasförmige Reaktant darauf abge schieden wird;
eine Einrichtung zum Einführen des gasförmigen Reaktan ten durch eine zweite Öffnung in der Kammerwandung und zum Dirigieren des eingeführten gasförmigen Reaktanten zu der Düseneinrichtung und
eine Einrichtung zum kontrollierbaren Bewegen der Aus tritts-Kupplungseinrichtung und des Werkstückes relativ zueinander, so daß der fokussierte Laserstrahl auf ver schiedene Teile des vorbestimmten Bereiches des Werk stückes dirigiert werden kann.

17. Vorrichtung zum chemischen Aufdampfen eines gasförmigen chemischen Reaktanten auf ein Werkstück unter Verwendung von mindestens zwei Laserstrahlen, umfassend:
eine Reaktionskammer, die zur Aufrechterhaltung einer abgedichteten Umgebung darin konstruiert ist;
eine erste Lichtleitfaser zum übertragen eines ersten der Laserstrahlen;
eine zweite Lichtleitfaser zum Übertragen eines zweiten der Laserstrahlen;
eine erste Injektionseinrichtung zum Einführen des ersten Laserstrahls in ein Eintrittsende der ersten Lichtleit faser, um den Strahl durch die Faser zu übertragen;
eine zweite Injektionseinrichtung zum Injizieren des zweiten Laserstrahls in ein Eintrittsende der zweiten Lichtleitfaser, um den Strahl durch die Faser zu über tragen;
eine erste Austritts-Kupplungseinrichtung zum Fokussie ren des ersten Laserstrahles, der an einem Austrittsende der ersten Lichtleitfaser emittiert wird,
eine zweite Austritts-Kupplungseinrichtung zum Fokussie ren des zweiten Laserstrahles, der an einem Austrittsen - de der zweiten Lichtleitfaser emittiert wird;
wobei die erste und zweite Lichtleitfaser durch eine Wandung der Kammer in diese eintritt, so daß die Ein tritts- bzw. Austrittsenden der ersten und zweiten Licht leitfaser außerhalb bzw. innerhalb der Kammer angeord net sind und der Durchtritt der beiden Lichtleitfasern in die Kammer derart erfolgt, daß die abgedichtete Um gebung innerhalb der Kammer aufrechterhalten wird;
eine Einrichtung zum Verteilen des gasförmigen Reaktan ten in der Nähe vorbestimmter Bereiche des Werkstückes, wo das Abscheiden des gasförmigen Reaktanten erwünscht ist und
eine Einrichtung zum Tragen des Werkstückes innerhalb der Kammer, wobei die erste und zweite Austritts-Kupplungs einrichtung derart in der Kammer angeordnet sind, daß der fokussierte erste und zweite Laserstrahl in vorbe stimmten Orientierungen mit Bezug auf die vorbestimmten Bereiche des Werkstückes dirigiert werden, so daß das Abscheiden des gasförmigen Reaktanten darauf erfolgt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin der erste und zweite Laserstrahl durch erste und zweite Laser mit unterschied lichen ersten und zweiten Wellenlängen erzeugt werden;
die erste Austritts-Kupplungseinrichtung so angeordnet ist, daß der erste fokussierte Strahl auf vorbestimmte Bereiche des Werkstückes auftrifft und zur Abscheidung des gasförmigen Reaktanten darauf durch Pyrolyse führt;
die zweite Austritts-Kupplungseinrichtung so angeordnet ist, daß der zweite fokussierte Strahl auf einen Teil des gasförmigen Reaktanten in der Nähe eines der vorbe stimmten Bereiche des Werkstückes dirigiert wird und zur Abscheidung des gasförmigen Reaktanten darauf durch Pyrolyse führt und
die Wellenlängen des ersten und zweiten Laserstrahles so ausgewählt sind, daß Pyrolyse und Photolyse erleichtert werden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, weiter einschließend eine Einrichtung zum Aufspalten eines Laserstrahles in zwei Laserstrahlen, wobei diese Aufspaltungseinrichtung einen durch einen Laser erzeugten dritten Laserstrahl in erste und zweite Laserstrahlen aufspaltet.