CN202359199U - 升降输送型化学浴沉积设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种升降输送型化学浴沉积设备,主要用于在制作太阳能电池的基板上沉积至少一层薄膜,其中本实用新型的化学浴沉积设备利用升降及往复式的传送药液盒的方式,使药液可均匀地扩散并覆盖于基板的各处上,以使基板上的各处享有足够的化学反应时间进行沉积薄膜制程,以使薄膜可以均匀地于成长于基板上,进而提升薄膜厚度的均一性。

Description

升降输送型化学浴沉积设备
技术领域
本实用新型涉及一种化学浴沉积设备,具体地,涉及一种利用升降及往复式的传送药液盒的方式,使药液可均匀地布向覆匀于基板上,进而使基板上形成具有薄膜厚度均一性更为一致的化学浴沉积设备。 
背景技术
现今电子工业迅速发展,许多电子产品都需要应用到物理沉积技术或化学沉积技术。另外全世界面临石油能源耗竭、成本高昂及环保等问题,造成太阳能与氢能源燃料电池的需求与日遽增,由于太阳能电池制造时,必须在一基材上构成多种沉积层(薄膜),才能有效的发挥其功能,足见沉积制程是为电子产业及民生产业一个极为重要的关键技术。现有技术的化学浴沉积(Chemical Bath Deposition,CBD)制程及其设备,也是沉积技术之一,它是将表面预作处理的一基材(例如单、多晶硅基板、非晶硅基板等)浸入化学药液中持续一定时间,在该基材表面沉积形成半导体薄膜。但现有技术的化学浴沉积设备,将基材完全浸入化学药液之中,如此将导致该基材双面都成膜,然而该基材实际应用上只需要其中一面足矣,多余部分形同资源的浪费,并导致制造成本增加。 
参考图1,现有技术技术的化学浴沉积设备的示意图。化学浴沉积设备包含有输送单元20及热水浴槽30,输送单元20用于传送药液盒40,其中输送单元20由多个输送滚轮201组成,该药液盒40由基板401及药液盖403组装密合而成,药液盒40并注入有可覆盖于基板401上的药液50,如此基板401只有一面受到药液50的覆盖。 
热水浴槽30之内具有热水浴301,热水浴301具有液面3011,而输送滚轮201则设置于该热水浴301液面3011之下,输送滚轮201在传送药液盒40时,药液盒40的部份会浸泡于热水浴301之中,由于在药液 盒40内的药液50在传送过程中受到热水浴301的加热作用,进而促使药液50进行化学沉积作用。 
然而现有技术技术的缺点在于薄膜沉积厚度不均匀的问题,这是因为当药液注入于药液盒时,药液无法均匀地分散于基板上,如果要让基板上各处都被药液覆盖,必须增加更多的药液量,但药液量增加会导致基板形变甚至破裂,因此必须在不增加药液量的情形下,提供一种使药液可均匀分布于基板上的化学浴沉积设备,进而提升薄膜厚度的均一性。 
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种升降输送型化学浴沉积设备,其中利用升降及往复式的传送药液盒的方式,使药液可均匀地覆盖于基板上,使其在适当的反应条件下,大幅提升薄膜厚度的均一性。 
本实用新型的另一目的在于提供一种升降输送型化学浴沉积设备,其中利用保温材料及循环加热系统的保温及控温机制,藉以提供稳定的化学反应温度及反应环境,进而有助于薄膜沉积制程的进行。 
为达上述目的,本实用新型的具体技术手段包含有一输送单元及一浴槽,该输送单元用于接收并传送一药液盒,该药液盒至少由一基板及一药液盖组装密合而成,该基板具有一上表面,该药液盒注入有可覆盖于该基板上的一药液,该输送单元由多个输送滚轮组成,该浴槽之内具有一溶液,该溶液具有一液面,而所述输送滚轮则设置于该浴槽之内,其中本实用新型的特征在于:所述输送滚轮可进行升降及进行前后往复式移动,并且所述输送滚轮可交替进行正反转,如此在所述输送滚轮之上的该药液盒可降至于该溶液之内并前后往复式传送该药液盒,以使该药液可均匀分布于该基板的该上表面的各处,藉使该薄膜可以全面性且均匀地于成长于该上表面之上。 
透过将药液盒浸入于热水浴之中且前后来回移动药液盒的技术手段,使得药液可均匀且交替地流向于基板的各处上,因而解决现有技术的缺点,并提升薄膜沉积的均一性。 
附图说明
图1为现有技术的化学浴沉积设备的示意图; 
图2为本实用新型的升降输送型化学浴沉积设备传送药液盒的示意图; 
图3A为本实用新型的升降输送型化学浴沉积设备的升降机构示意图; 
图3B为本实用新型的药液盒随输送单元降入于热水浴的状态示意图; 
图4为本实用新型的输送滚轮往复传动药液盒的状态示意图; 
图5为本实用新型的升降输送型化学浴沉积设备的循环加热系统示意图。 
具体实施方式
以下配合附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明,以使熟悉本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。 
参考图2,本实用新型的升降输送型化学浴沉积设备传送药液盒的示意图。本实用新型的化学浴沉积设备1主要用于在制作太阳能电池的基板上沉积至少一层薄膜,利用升降及往复式的基板传送方式,使药液可均匀地及交替地布向于基板的各处上,使薄膜可以全面性且均匀地于成长于基板上,进而提升薄膜厚度的均一性。 
参考图2,该升降输送型化学浴沉积设备1至少包含有一输送单元3及一浴槽5,该输送单元3用于传送一药液盒7,其中该输送单元3至少由多个输送滚轮31组成,所述输送滚轮31以水平方式互相排列设置,该药液盒7至少由一基板71及一药液盖73组装密合而成。要注意的是,附图中只显示出与本实用新型特征有关的组件,并不显示出其它众所周知的组件,以方便说明本发明内容,即,该药液盖73虽然还包括许多组件,但不影响以下的说明。 
该药液盖73罩盖于该基板71之上,其中该基板71具有一上表面711,该药液盖73至少设有一注药口731及一排药733,透过该注药口731可将一药液2注入于该药液盒7之中,以使该药液2可覆盖于该基板71的上表面711上,该排药口733则是让该药液2得以排出该药液盒7 的出口。要注意的是,上述本实用新型所述的药液盒7只是用以方便说明的实例而已,并不是用以限定本实用新型的范围,即所有能与基板构组成一固定密合的结构体都落在本实用新型的范围之内。 
该浴槽5可以是一密闭槽体,盛放有一溶液,此溶液在此可为一温度高于室温的该溶液51,可视制程需要置换为温度低于室温的该溶液51。其中所述输送滚轮31设置于该浴槽5之内,较佳地所述输送滚轮31可设置于该液面511之上,或是也可设置于该液面511之下,其中该浴槽5具有一内壁面513及一外壁面515,其中在该内壁面513及该外壁面515之间进一步设置一保温材8藉以防止该浴槽5内的该溶液51温度有变化过剧的情形。亦可在内壁面513及外壁面515之间设置一加热器或冷却器(图中未示)以调节浴槽的温度。 
参考图3A,本实用新型的升降输送型化学浴沉积设备的升降机构示意图,参考图3B,本实用新型的药液盒随输送单元降入于热水浴的状态示意图。该输送单元3可进行垂直升降,藉以将该药液盒7移降或移离于该溶液51,其中当该输送单元3带动该药液盒7降入该溶液51时,该注药口731及该排药口733的高度不得低于该液面511的高度,以防止该溶液51流入药液盒7里。 
参考图3A,并请配合图2所示,由于当该药液盒7位于该热水浴51时,该药液2与该溶液51之间只相隔有该基板71,因此在基板71之上的药液2可直接受到基板71之下热水浴51的热能而产生稳定的化学薄膜沉积反应。 
其中该输送单元3的下方设置有一升降机构4,该输送单元3的上升或下降受该升降机构4的控制,其中该升降机构4可进行垂直升降或斜向升降的至少其中之一,该升降机构降4降下时,在所述输送滚轮31之上的该基板71至少要受到该溶液51的浸泡。 
通常所述输送滚轮31装设于相对应的该两支撑架33之间,该升降机构4至少包含有一马达41及至少两个滚珠螺杆43,其中该至少两个滚珠螺杆43分别装设于该两支撑架33的底部,藉以撑顶该支撑架33呈水平状态。要注意的是,附图中只显示出与本实用新型特征有关的组件,并不显示出其它众所周知的组件,以方便说明本发明内容,即,该升降 机构4虽然还包括许多组件,但不影响以下的说明。 
该马达41用于带动该至少两个滚珠螺杆43同步的上升或下降,以使该两支撑架33呈线性的上升或下降,当该两支撑架33上升或下降时,所述输送滚轮31及该药液盒7亦会随着该两支撑架33一起上升或下降,藉以达成将该药液盒7移降或移离于该热水浴的目的。要注意的是,上述利用马达及滚珠螺杆而使药液盒升降的机构,只是用以方便说明的实例而已,并不是用以限定本实用新型的范围,即所有可让药液盒随输送单元升降的机构都落在本实用新型的范围之内。 
参考图4,本实用新型的输送滚轮往复传动药液盒的状态示意图,并请配合图2所示。为了使该药液2能平均地分布于该基板71的上表面711上,所述输送滚轮31还可前后往复式传送该药液盒7,较佳的方式为当所述输送滚轮31与该药液盒7一起降入于该热水浴51中时,再进行前后往复式地传送该药液盒7,如此该药液2将会被轮流交替的被导向于该基板71上表面711的各处,尤其上表面711的周边也可完全浸淫到该药液2,如此可以大幅降地基板71周边与其中心的薄膜厚度差异性。 
由此可知,基板71的上表面711的各处均可完全地被该药液2覆盖,如此上表面711的各处均可保有适当的反应时间沉积薄膜,使得最后沉积于基板71上薄膜厚度得以均一化,以利于后续制程的处理。 
参考图5,本实用新型的升降输送型化学浴沉积设备的循环加热系统示意图。本实用新型的升降输送型化学浴沉积设备1进一步包含有一循环加热系统10,该循环加热系统10至少包含有一暂存液槽101、一加压泵103及一加热器105,该暂存液槽101与该浴槽5之间连接有至少一回收管路107,且在该暂存液槽101与该加压泵103之间及该加压泵103与该加热器105之间皆连接有一管路111,该加热器105与该浴槽5之间连接有至少一配送管路109,其中该回收管路107的一端须位于该溶液之中,该配送管路109的一端可位于该溶液之中或该溶液之上的至少其中之一。 
藉由上述配置,该浴槽5中的该溶液51会流向该暂存液槽101之中,而该暂存液槽101之中该溶液51可经由该管路111流经该加压泵103及该加热器105,其中该加压泵103具有加压输送该溶液51的功能,该加 热器105则用于加热流经该加热器105的该溶液51,当该加压泵103输送该溶液时,被该加压泵103输出的强力流体会进入该加热器105中,将该加热器105内被加热的该溶液51排出到该配送管路109内再流回该浴槽5之中。 
由此可知,浴槽5冲的水会先流入于该循环加热系统10的该暂存水槽101,暂存水槽101中的水再透过加压泵103及加热器105把被加热的水经由配送管路109送回浴槽5之中,如此浴槽5中可持续接收被加热的水,使得浴槽5的水得以保持恒温,以利药液2在稳定的温度环境中,进行化学薄膜沉积反应。 
以上所述仅为解释本实用新型的较佳实施例,并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制,因此,凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更,皆仍应包括在本实用新型权利要求的范畴。 

Claims (8)

1.一种升降输送型化学浴沉积设备,该升降输送型化学浴沉积设备至少包含有:
一浴槽,用以盛放有一溶液;
一输送单元,至少由多个输送滚轮组成,设置于该浴槽中用以传送一药液盒,其特征在于,所述输送滚轮可交替进行正反转,以往复式传送该药液盒;以及
一升降机构,设置于输送单元的下方,用以使该输送单元进行升降移动。
2.如权利要求1所述的升降输送型化学浴沉积设备,其特征在于,该升降机构可进行垂直升降或斜向升降的至少其中之一。
3.如权利要求1或2所述的升降输送型化学浴沉积设备,其特征在于,该升降机构降下时,在所述输送滚轮之上的该基板至少要受到该溶液的浸泡。
4.如权利要求1所述的升降输送型化学浴沉积设备,其特征在于,该浴槽具有一内壁面及一外壁面,在该内壁面及该外壁面之间进一步设置一保温材。
5.如权利要求1所述的升降输送型化学浴沉积设备,其特征在于,该浴槽具有一内壁面及一外壁面,在该内壁面及该外壁面之间进一步设置一升温器或冷却器,用以调节该浴槽及该溶液的温度。
6.如权利要求1所述的升降输送型化学浴沉积设备,其特征在于,进一步包含一循环加热系统,该循环加热系统至少包含有一暂存水槽、一加压泵及一加热器,该暂存水槽与该浴槽之间连接有至少一回收管路,且在该暂存水槽与该加压泵之间及该加压泵与该加热器之间皆连接有一管路,该加热器与该浴槽之间连接有至少一配送管路,其中该加压泵具有加压输送该溶液的功能,该加热器则用于加热流经该加热器的该溶液。
7.如权利要求6所述的升降输送型化学浴沉积设备,其特征在于,该回收管路的一端须位于该溶液之中,该配送管路的一端可位于该溶液之中或该溶液之上的至少其中之一。 
8.如权利要求1所述的升降输送型化学浴沉积设备,其特征在于,该输送单元并包含有两支撑架,所述输送滚轮装设于相对应的两支撑架之间,该升降机构至少包含有一马达及二个滚珠螺杆,该二个滚珠螺杆分别装设于该两支撑架的底部,该马达用于带动该至少两个滚珠螺杆进行同步的上升或下降,进而带动该两支撑架及所述输送滚轮进行同步的上升或下降。 
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