[发明专利]一种常压下曲面基底的原子层沉积薄膜制备设备

摘要

本发明属于微纳制造相关设备领域，并公开了一种常压下曲面基底的原子层沉积薄膜制备设备，它包括喷头模块及对应配备的液压传动模块，其中该喷头模块用于对基底进行原子层沉积，具有空间隔离的作用，并且四周的气浮区可以帮助喷头在经过曲面时改变方向达到曲面沉积的作用；该液压传动模块通过转阀来实时获取喷头转动角度的信息，并通过改变进出油口的相对连接位置而使得喷头总体上升或者下降或者保持不动。通过本发明，能够可获得一种开放式、具有自调整功能的原子层沉积薄膜制备设备，其不仅可在常温常压下即可执行各类曲面沉积操作，而且喷头能够根据曲面曲率的不同而快速改变角度及升降运动，进而与现有设备相比可显著提高作业效率和适用性。

主权项

1.一种常压下曲面基底的原子层沉积薄膜制备设备，该设备包括喷头模块及对应配备的液压传动模块，其特征在于：所述喷头模块被设定为仅执行竖直方向的升降运动及环绕自身的旋转运动，并且它朝向待沉积薄膜基底的喷头表面区域具备气浮调整区(101)、惰性气体隔离通道(102)、第一前驱体通道(104)、第二前驱体通道(105)、惰性气体清洗通道(106)和排气通道(103)，其中该气浮调整区(101)围绕于整个喷头表面区域的最外缘而设置，并经由多个节流小孔相对于曲面基底来喷射形成具备一定厚度的气膜层；该惰性气体隔离通道(102)相对于所述气浮调整区布置于所述喷头表面区域的相对内侧，并用于通入惰性气体以便隔绝外界环境，由此形成一个相对封闭的沉积反应空间；该第一前驱体通道(104)通有第一种前驱体，它用于在曲面基底的一个运动行程中，使得该第一种前驱体首先接触到基底表面并与其发生第一个半反应；该第二前驱体通道(105)通有不同于第一种前驱体的第二种前驱体，并随着基底在本行程的继续向前运动，使得该第二种前驱体接触到基底表面，并与其发生第二个半反应由此生产一层原子级别的薄膜；该惰性气体清洗通道(106)布置于所述第一前驱体通道(104)与所述第二前驱体通道(105)之间，并用于将两种前驱体进行隔离，同时将完成各个半反应后的反应产物及剩余反应物从喷头表面区域执行清洗，然后通过所述排气通道(103)带到外界环境中；所述液压传动模块包括转阀、液压泵(301)、推杆(303)和油箱(302)，其中该转阀具备转阀阀体(305)和安装其中的转阀阀芯(306)，同时借助于所述液压泵向其内部持续泵入液压油，所述转阀阀体(305)被设定为与所述推杆(303)固连在一起且不随着所述喷头模块的转动而转动，所述转阀阀芯(306)则被设定为与所述喷头模块的喷头转角始终保持一致，由此当喷头发生转动时会带动此转阀阀芯也转动一定角度，相应促使液压油推入所述推杆(303)自身所具备的腔体的上部或者下部；该推杆(303)则在其腔体上部或者下部的液压油量发生变化后，相应带动与之相连的所述喷头模块沿着竖直方向执行向上或者向下的运动调整，由此确保所述喷头与曲面基底的表面保持恒定水平；此外，该油箱通过多个回路与所述转阀阀芯保持连通，并用于回收液压油。