CN105316658A - 在线型化学气相沉积系统 - Google Patents

Abstract

本文公开的是一种能够精确地使沉积对象保持在某一加工温度并且同时进行水平运动以便适合于该在线型化学气相沉积方法的结构的在线型化学气相沉积系统。根据本发明的一种在线型化学气相沉积系统包括：布置在中心并在腔室内在水平方向上移动沉积对象的同时在沉积对象的表面上实施薄膜的化学气相沉积的加工腔室；设置在加工腔室的一侧并提供沉积对象进入该加工腔室的装载腔室；以及设置在装载腔室的相对侧并从该加工腔室接收沉积对象以便将沉积对象排出到外部的卸载腔室。

Description

在线型化学气相沉积系统

技术领域

本发明涉及在线型化学气相沉积系统(in-linetypechemicalvapordepositionsystem)，并且更具体地，涉及能够精确地使沉积对象保持在某一工艺温度并且同时进行水平运动以便适合于该在线型化学气相沉积方法的结构的在线型化学气相沉积系统。

背景技术

化学气相沉积CVD技术已被广泛用于精确制造半导体，液晶显示器等领域以及一般工业领域，特别是，具有高沉积效率的等离子体增强化学气相沉积PECVD已被广泛使用。

一般来说，关于PECVD，更多地使用进行化学气相沉积方法的单晶片型方法，其中一个或多个沉积对象载置在腔室内并且该腔室的整个内部保持在真空环境，以便向整个腔室的内部注入反应物。

然而，单晶片型化学气相沉积技术在其方法的自动化和非常困难的方法粘性时间的减少方面具有局限性。

发明内容

因此，本发明是为了解决在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供一种能够精确地使沉积对象保持在某一工艺温度并且同时进行水平运动以便适合于该在线型化学气相沉积方法的结构的在线型化学气相沉积系统。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种在线型化学气相沉积系统，包括：布置在中心并且在腔室内在水平方向上移动沉积对象的同时在沉积对象的表面上进行薄膜的化学气相沉积的加工腔室；设置在加工腔室的一侧并提供沉积对象进入该加工腔室的装载腔室；以及设置在装载腔室的相对侧并从该加工腔室接收沉积对象以便将沉积对象排出到外部的卸载腔室。

根据本发明，沉积对象优选地包括：预定板状的安装盘；以及多个以预定间隔设置在该安装盘的顶表面上的沉积对象基板。

此外，根据本发明，该加工腔室优选地包括：用于在内部形成预定的真空空间的腔室；设置在该腔室内的上侧的中心并且为了沉积源材料到沉积对象表面的沉积在向下的方向上将沉积源材料喷洒成线状的线沉积部件；在该腔室内设置在装载腔室侧并且接收从该装载腔室提供的沉积对象的接收部件；设置在该腔室内的下侧并接收在接收部件接收到的沉积对象以便水平移动沉积对象，使得该沉积对象在处理温度被保持的状态通过线沉积部件的下侧的水平移动部件；以及在该腔室内设置在卸载腔室侧并且在该过程完成之后接收由水平移动部件传送的沉积对象以便将沉积对象排出到卸载腔室的排出部件。

此外，根据本发明，沉积对象水平移动部件优选地包括：用于将沉积对象安装在其顶表面上并且在预定的温度加热该沉积对象的加热夹具；用于驱动该加热夹具在水平方向上往复运动的水平移动装置；以及设置成连接到水平移动装置的下部并且在竖直方向上操作水平移动装置的竖直驱动装置。

此外，该水平移动装置优选地包括用于在该加热夹具被安装在其顶表面上的状态在水平方向上往复移动该加热夹具的传送带；用于在两侧旋转该传送带的旋转辊；以及用于操作该旋转辊的旋转力提供部件。

此外，根据本发明，该竖直驱动装置优选地包括：连接到水平移动装置的下部并且通过穿透该腔室的底壁延伸到外部的竖直连接部件；设置成连接到竖直连接部件的下端的水平板；以及用于在竖直方向上操作该水平板的竖直操作力提供部件。

此外，根据本发明，旋转力提供部件优选地设置在水平板上。

此外，根据本发明，该加热夹具优选地包括：板状的夹具主体；设置在夹具主体内部并且使用从外部供给的电力加热的加热器；以及连接到加热器同时与该夹具主体的竖直和水平操作关联移动并且向该加热器提供电力的供电部件。

此外，根据本发明，该供电部件优选地包括：设置为穿过该腔室的底壁并且具有在该中心形成的电源线安装孔的竖直轴；设置成连接到该竖直轴的下端并且驱动该竖直轴在竖直方向上移动的竖直轴竖直驱动装置；以及用于连接竖直轴的上端到夹具主体并且具有多轴机器人结构以便响应于夹具主体的水平移动而移动并且连接电源线的可变连接部件。

根据本发明，该在线型化学气相沉积系统在反复水平移动期间在该线沉积部件的下侧实现用于该沉积对象的沉积过程，使得整个系统可以形成为在线型并且该沉积对象的温度可以在此过程中被均匀地保持，从而实现非常精确的化学气相沉积过程。

附图说明

结合附图从本发明的优选实施例的以下详细描述中，本发明的上述和其它目的，特征和优点将是显而易见的，其中：

图1是用于说明根据本发明的一个实施例的在线型化学气相沉积系统的结构的视图；

图2是用于说明根据本发明的该实施例的沉积对象的结构的平面图；

图3是用于说明根据本发明的该实施例的水平移动部件的结构和操作的视图，以及

图4至9是用于说明根据本发明的该实施例的在线型化学气相沉积系统的操作过程的视图。

具体实施方式

参照附图，现在将具体说明本发明的优选实施例。

根据本发明的一个优选实施例的在线型化学气相沉积系统1，如图1中所示，可以包括加工腔室100，装载腔室200和卸载腔室300。在此，如图1中所示，该加工腔室100是布置在整个系统1的中心并且在腔室内在水平方向上移动沉积对象的同时在表面上进行薄膜的化学气相沉积的构成元件。

此外，该装载腔室200设置在加工腔室100的一侧处并提供沉积对象进入该加工腔室100中，并且该卸载腔室300设置在装载腔室200的相对侧并且从该加工腔室100接收沉积对象以便将沉积对象排出到外部。

在本实施例中，装载腔室200设置有用于使该腔室的内部成为真空状态的真空泵(未示出)和用于使该腔室的内部能够与外部连通的门210，其中，门210设置有用于控制该门210的门阀220。此外，门230也设置到与加工腔室100进行接触的腔室的侧壁，以便使沉积对象能够移动，其中，门阀240设置到门230以便控制门230。

此外，沉积对象移动装置250设置在装载腔室200的内部，使得沉积对象移动装置250接收从外部提供的沉积对象并且传送该沉积对象到加工腔室100。在本实施例中，沉积对象移动装置250可以以各种结构来实现并且具有辊子结构，如图1中所示。

接下来，在本实施例中，关于沉积对象400，各种装置诸如矩形玻璃基板，圆形晶片等均可适用。例如，如在图2和3中所示，沉积对象400可以包括安装盘410和沉积对象基板420。在此，安装盘410是，如在图2中所示，形成为诸如矩形形状等的预定板状形状的构成元件，其中，安装盘410可以形成有用于在其上表面上安装多个沉积对象基板420的安装槽(未示出)。

此外，如图2和3所示，沉积对象基板420在安装盘410的上表面上以预定间隔排列，其中，沉积对象基板420是薄膜沉积的主体。在本实施例中，优选的是，多个沉积对象基板420在安装盘410上排列成矩阵的形状，以便通过该过程一次处理。此时，优选的是，沉积对象基板420以尽可能紧密接触的状态安装在安装盘410上。

接着，在本实施例中，如图1所示，加工腔室100可以包括腔室110，线沉积部件120，接收部件130，水平移动部件140和排出部件150。首先，腔室110是用于在加工腔室100内部形成预定的真空空间的构成元件。因此，腔室110设置有用于抽吸和排出内部气体以便形成真空状态的真空泵(未示出)等。此外，腔室110具有形成在其左和右两侧的门112，114以便使沉积对象400通过，其中该门112，114分别由门阀控制。

接着，如图1中所示，线沉积部件120是设置在该腔室110内的上侧的中心并且在向下的方向上将沉积源材料喷洒成线状以便实现沉积源材料在沉积对象400的表面上的沉积的构成元件。该线沉积部件120将沉积源材料喷洒成沉积对象400的宽度的线状，其中，在沉积对象400通过线沉积部件120的下侧的同时，进行沉积过程。在本实施例中，线沉积部件120可以用市售产品来实现并且因此其详细说明将被省略。

接着，如图1中所示，接收部件130是设置在该腔室110内的装载腔室200侧处并且接收从该装载腔室200提供的沉积对象400的构成元件。如上文所述，辊状的沉积对象移动装置250在装载腔室200内在加工腔室100的方向通过门230提供沉积对象400。然后，如图3中所示，接收部件130接收水平移动的沉积对象400。因此，接收部件130优选地也具有辊的结构。

接着，如图1中所示，沉积对象水平移动部件140是这样的构成元件：其设置在该腔室110内的下侧并接收在接收部件130接收到的沉积对象400以便水平移动沉积对象400，使得该沉积对象400在处理温度被保持的状态下通过线沉积部件120的下侧。即，在本实施例中，水平移动部件140使沉积对象400能够在在线型化学气相沉积过程期间，在沉积对象400被安装在水平移动部件140的上部的状态下，在线沉积部件120的下侧的下面，在水平方向上不止一次地重复移动。当然，在以这种方式水平移动沉积对象400之前，水平移动部件140必须从接收部件130接收沉积对象400，并且在沉积过程完成后，水平移动部件140必须传送沉积对象400到排出部件150。

为此，在本实施例中，沉积对象水平移动部件140具体可以包括加热夹具160，水平移动装置170和竖直驱动装置180。

首先，如图2中所示，加热夹具160是将沉积对象400安装在其上表面上并且在预定温度加热该沉积对象的构成元件。为此，在本实施例中，加热夹具160具体可包括夹具主体162，加热器163和供电部件161，如图1和3中所示。

首先，夹具主体162是板状的构成元件。也就是说，夹具主体162在整体上形成为矩形面板的形状，如图3中所示，并且具有比安装盘410的宽度更小的宽度。因此，当从接收部件接收到沉积对象400时，夹具主体162在从下侧移动到上侧时可以接收沉积对象400，并且防止在这个过程中相对于接收部件130的干扰。

如图3中所示，加热器163是设置在夹具主体162内部并且使用从外部供给的电力加热的构成元件。通过这些加热器163，安装在夹具主体162上的沉积对象400以加工温度被加热，从而实现适当的化学气相沉积工艺。加热器163可以以各种形状布置在夹具主体162内，其中，夹具主体162的整个表面可以均匀地保持在该加工温度就足够了。

接着，如图1和3所示，供电部件161是被连接到加热器163同时与该夹具主体162的竖直和水平操作关联移动并且向该加热器163提供电力的构成元件。即，在本实施例中，供电部件161是通过设置有加热器的夹具主体162向加热器163提供电力并且使加热器163能够在竖直和水平方向上移动的构成元件，其中，供电部件161还必须具有用于稳定供电同时与夹具主体162的竖直和水平运动关联地移动的结构。

为此，在本实施例中，供电部件161可以具体包括竖直轴164，竖直轴竖直驱动装置165和可变连接部件166。这里，如图1中所示，竖直轴164是设置为穿过该腔室110的底壁并且具有在其中心形成的电源线安装孔(未示出)的构成元件。此外，竖直轴竖直驱动装置165是设置成连接到该竖直轴164的下端并且驱动该竖直轴164在竖直方向上移动的构成元件。

也就是说，竖直轴竖直驱动装置165是设置在腔室110的外部并且驱动竖直轴164在竖直方向上与夹具主体162的竖直操作关联地移动的构成元件。

此外，如图1中所示，可变连接部件166是连接竖直轴164的上端到夹具主体162并且具有多轴机器人结构以便可变连接部件166响应于夹具主体162的水平移动而移动并且连接电源线的构成元件。即，可变连接部件166向加热器163提供电力，同时与夹具主体162的水平移动关联地变化。

如果可变连接部件166具有如上的多轴机器人结构，那么可变连接部件166可以通过多轴机器人结构覆盖夹具主体162的水平移动行程。此外，存在这样的优点，可变连接部件166可以通过手动移动与夹具主体162的水平移动相关联而移动，甚至不使用任何额外的动力。

接着，如图1中所示，水平移动装置170是驱动加热夹具160在水平方向上往复运动的构成元件。为此，在本实施例中，水平移动装置170可以具体包括传送带172，旋转辊174和旋转力提供部件176。当然，任何其它的各种驱动机构而不是传送带可以被采用用于驱动加热夹具160在水平方向上往复运动。

传送带172是通过旋转辊174旋转履带并且在其上设置有夹具主体162的构成元件。此外，旋转辊174驱动传送带172在预定区间内移动。此外，旋转力提供部件176设置在腔室110的外部并且向旋转辊174提供用于传送带的旋转力。

紧接着，如图1中所示，竖直驱动装置180是设置成连接到水平移动装置170的下部并且驱动水平移动装置170在竖直方向上移动的构成元件。在本实施例中，竖直驱动装置180可以具体包括竖直连接部件182，水平板184和竖直操作力提供部件186。

这里，如图1中所示，竖直连接部件182是连接到水平移动装置170的下部并且通过穿透腔室110的底壁延伸到外部的构成元件。此外，如图1中所示，水平板184是连接到多个竖直连接部件182的下端以便同样地设置多个竖直连接部件182并且驱动它们在竖直方向上移动的构成元件。

紧接着，如图1中所示，竖直操作力提供部件186是设置在水平板184的下部并且驱动水平板184在竖直方向上移动的构成元件。如果水平板184如上所述的被驱动在竖直方向上移动，那么被连接到水平板184的所有的竖直连接部件182，水平移动装置170等被驱动以在竖直方向上移动。具体而言，竖直操作力提供部件186可以包括用于引导水平板184的移动方向的引导件和马达驱动机构。

此外，在本实施例中，优选的是，旋转力提供部件176设置在水平板184上。如果旋转力提供部件176如上所述被设置在水平板184上，那么旋转力提供部件176与水平板184的竖直操作相关联在竖直方向上移动并且因此该竖直操作可以实现而无需任何额外的电力供给。

紧接着，如图1中所示，排出部件150是设置在该腔室110内的卸载腔室300侧并且在该过程完成之后接收从水平移动部件140传送的沉积对象400以便将沉积对象400排出到卸载腔室300的构成元件。排出部件150的具体结构大致与接收部件130的结构相同并且因此重复的解释将被省略。

在下文中，将说明使用根据本发明的在线型化学气相沉积系统1执行的过程。

首先，如图3中所示，该过程开始于将沉积对象400从装载腔室200引入到加工腔室100的内部。在这个过程中，第二门阀240被打开使得沉积对象400可以水平地移动通过设置在装载腔室200和加工腔室100上的门112。

当沉积对象的水平移动完成后，门阀240被驱动以堵住门112，并且在这之后，水平移动部件140被驱动以在竖直方向上移动以便移动沉积对象400到上侧，如图5中所示。此时，沉积对象400向上移动的高度就是薄膜沉积被线沉积部件120最有效地执行的高度。

此外，如图6和7中所示，通过由水平移动部件140多次往复移动在线沉积部件120下侧的沉积对象400，往复进行化学气相沉积过程。

当薄膜沉积被充分完成后，如图8中所示，水平移动部件向下移动并且设置在其上的沉积对象400被放置在排出部件150上。

在此之后，如图9中所示，门114被打开并且排出部件150被驱动以水平移动沉积对象400到卸载腔室300。

然后，在沉积过程完成后，卸载腔室300排出沉积对象400到外部。

如上所述，虽然本发明已经参照其中的示例性实施例被具体示出和描述，本领域普通技术人员应当理解的是本发明的上述实施例是举例说明并且各种变化，修改和等同可以在其中作出而不改变本发明的本质特征和保护范围。因此，可以理解的是本发明并不限于示例性实施例中所描述的形式，并且本发明的技术和保护范围应当由以下权利要求来限定。此外，还应当理解的是由以下权利要求限定的本发明的技术范围内的所有修改，变化和等同属于本发明的技术范围内。

附图标记的简要说明

1：根据本发明的一个实施例的在线型化学气相沉积系统

100：加工腔室

200：装载腔室

300：卸载腔室

400：沉积对象

110：腔室

120：线沉积部件

130：接收部件

140：沉积对象水平移动部件

150：排出部件

Claims (9)

1.一种在线型化学气相沉积系统，包括：

加工腔室，布置在中心并且在所述腔室内在水平方向上移动沉积对象的同时在所述沉积对象的表面上进行薄膜的化学气相沉积；

装载腔室，设置在所述加工腔室的一侧处并提供所述沉积对象到所述加工腔室的内部；和

卸载腔室，设置在所述装载腔室的相反侧处并从所述加工腔室接收所述沉积对象以便将所述沉积对象排出到外部。

2.根据权利要求1所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述沉积对象包括：

预定板状的安装盘；和

以预定间隔设置在所述安装盘的顶表面上的多个沉积对象基板。

3.根据权利要求2所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述加工腔室包括：

用于在内部形成预定真空空间的腔室；

线沉积部件，设置在所述腔室内在上侧的中心，并且在向下的方向上将沉积源材料喷洒成线状，用于将沉积源材料沉积到沉积对象表面；

接收部件，设置在所述腔室内在所述装载腔室侧处并且接收从所述装载腔室提供的所述沉积对象；

水平移动部件，设置在所述腔室内在下侧处并接收在所述接收部件中接收到的所述沉积对象以便水平移动所述沉积对象，使得所述沉积对象在加工温度被保持的状态下通过所述线沉积部件的下侧；和

排出部件，设置在所述腔室内在所述卸载腔室侧处并且在所述过程完成之后接收由所述水平移动部件传送的所述沉积对象以便将所述沉积对象排出到所述卸载腔室。

4.根据权利要求3所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述沉积对象水平移动部件包括：

用于将所述沉积对象安装在所述顶表面上并且在预定温度下加热所述沉积对象的加热夹具；

用于驱动所述加热夹具以在水平方向上往复运动的水平移动装置；和

设置成连接到所述水平移动装置的下部并且在竖直方向上驱动所述水平移动装置移动的竖直驱动装置。

5.根据权利要求4所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述水平移动装置包括：

用于在所述加热夹具被安装在所述顶表面上的状态下在水平方向上往复移动所述加热夹具的传送带；

用于在两侧旋转所述传送带的旋转辊；和

用于操作所述旋转辊的旋转力提供部件。

6.根据权利要求5所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述竖直驱动装置包括：

联接到所述水平移动装置的下部并且通过穿透所述腔室的底壁延伸到外部的竖直连接部件；

设置成连接到所述竖直连接部件的下端的水平板；和

用于在竖直方向上操作所述水平板的竖直操作力提供部件。

7.根据权利要求6所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述旋转力提供部件被设置在所述水平板上。

8.根据权利要求4所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述加热夹具包括：

板状的夹具主体；

设置到所述夹具主体内部并且使用从外部供给的电力加热的加热器；和

连接到所述加热器同时与所述夹具主体的竖直和水平操作关联移动并且向所述加热器提供电力的供电部件。

9.根据权利要求8所述的在线型化学气相沉积系统，其特征在于，所述供电部件包括：

设置成穿过所述腔室的底壁并且具有在中心形成的电源线安装孔的竖直轴；

设置成联接到所述竖直轴的下端并且驱动所述竖直轴在竖直方向上移动的竖直轴竖直驱动装置；和

用于将所述竖直轴的上端连接到所述夹具主体并且具有多轴机器人结构以便响应于所述夹具主体的水平移动而移动并且连接电源线的可变连接部件。