TW201420178A - 昇華純化設備 - Google Patents

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朴正桓
朴範圭
朴成浩
鄭鐘元
南英雄
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羅門哈斯電子材料韓國公司
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Abstract

本發明係關於用於藉由昇華來純化OLED材料之設備。習知的昇華純化設備係批次型，其中一個昇華純化製程係藉由將一種源材料載入至處理器腔室中，然後將純化材料從處理腔室卸載來進行。這些製程係手動進行，因而無法連續地生產用於OLED的純化材料，因此難以增加產出量及生產率。依照本發明，載入源材料及卸載純化材料係自動進行，因此可實現純化用於OLED之源材料的連續製程。

Description

昇華純化設備
本發明係關於用於純化有機發光二極體(OLED)材料之設備，且更具體而言，係關於用於在真空狀態下昇華及再結晶有機材料的設備。
典型地，用於有機發光二極體(OLED)之材料需要純化。OLED材料之純化技術意指從複合材料中僅提取電致發光所需的純成份，並且將所提取的成份用於薄膜沈積。隨著OLED材料之純化技術的改良，亦改良了色彩純度及發光效率，以及延長OLED之使用壽命。為了大量生產OLED材料的目的，需要可縮短處理時間且增進純化效率的OLED材料之純化技術。
一種有機材料之昇華純化方法係揭示在H.J.Wagner等人發表於材料科學期刊(Journal of Materials Science)17,2781,(1982)的論文中。在此篇論文中，具有長度大約1公尺之玻璃管係插入至用以進行熱傳導之銅管中，且欲純化以生產OLED材料之源材料係安置在該玻璃管之一端的區域中。加熱器包圍容納該源材料之銅管，且該玻璃管的內部係保持真空狀態。加熱器加熱玻璃管中的源材料，藉此使該源材料昇華。使該玻璃管具有溫度梯度，因此已昇華之材料可在玻璃管的另一端處冷卻及再結晶。藉 此，再結晶的有機材料產生在玻璃管的另一端的區域中。
由於純化製程的限制，典型的純化器係批次型。可一次性使用的源材料被載入，然後在昇華純化製程後卸載經純化之材料，藉此完成第一批製程。一種昇華純化設備及使用其之昇華純化方法係揭示在韓國早期公開專利申請案第10-2010-0114342號中。然而，如同揭示在此文件中之習知的昇華純化設備及方法，其係因製程採輪流以人力方式來實施，而在生產率及生產量上具有限制。
本發明係關於用以解決上述習知設備中之問題，且有意提供一種昇華純化設備，其中源材料之載入及轉移及純化材料之卸載係經自動化以實現連續製程，且每一製程可進一步於同一時間並行，藉此增加純化用於有機發光二極體(OLED)之高品質材料之製程的生產率，以實現大量生產。
再者，本發明有意提供一種昇華純化設備，其用於促進源材料之載入及純化材料之卸載，且防止可能在源材料或純化材料之轉移期間發生之純化材料的交互污染，藉此增加純化用於OLED之高品質材料之製程的生產率，以實現大量生產。
依照本發明之一態樣，其係提供昇華純化設備，其包含：第一機械手，其具有用於將容納源材料之容器載入至處理腔室中之臂； 處理腔室，其用於執行昇華純化製程，以從源材料中獲得純化材料，其中容納該源材料之容器及用於收集純化材料之收集器係定位在處理腔室中之預定位置處；及第二機械手，其具有用於將容納該純化材料之收集器從該處理腔室卸載之臂，其中該處理腔室進一步包含定位在該處理腔室與該容器及該收集器之每一者之間的間隔件，使得該容器與該收集器之每一者係與該處理腔室隔開。
依照本發明之另一態樣，該間隔件可安裝在處理腔室之內表面上。
依照本發明之另一態樣，該間隔件可經設置為複數個間隔件，其中該複數個間隔件係間隔配置。
依照本發明之另一態樣，該間隔件可沿處理腔室之縱向方向而定位，且該間隔件之上表面的一部分可向下朝處理腔室之閘門傾斜。
依照本發明之另一態樣，該間隔件可由透明材料製成。
依照本發明之另一態樣，該透明材料可以係石英、玻璃或硼矽酸鹽。
依照本發明之另一態樣，間隔件可由金屬製成。
依照本發明之昇華純化設備，源材料之載入及純化材料之卸載係自動化以實現連續的製程，且因此可以縮減OLED材料之純化製程所需要的時間，因此，可以增進生產率且降低生 產成本。再者，複數個製程可同一時間並行，因此每一處理腔室之生產率可大大地提升，藉此增加在OLED製造工廠中之每一單位面積的生產量。再者，依照本發明之昇華純化設備，可防止雜質被添加至純化材料，因此可以生產出具有高品質之經純化的OLED材料。藉此，可以改良OLED之發光效率及使用壽命。
100、100’、200、200’、300、300’、400、500、600、700、800、900‧‧‧昇華純化設備
110、510、610、710、810‧‧‧處理腔室
111、511、611、711、811、911‧‧‧外管
112、512、612、712、812、912‧‧‧加熱器
113、114、513、514、613、614、713、714、813、814‧‧‧閘門
120‧‧‧容器
130‧‧‧收集器
140、150、440、450‧‧‧轉移腔室
141、151‧‧‧機械手
160、260、360‧‧‧源材料儲存構件
161、171、261、271、361、371‧‧‧獨立儲存構件
170、270、370‧‧‧純化材料儲存構件
180、280、380‧‧‧預加熱腔室
190、290、390‧‧‧冷卻腔室
515、615、715、815、915‧‧‧間隔件
第1a及1b圖顯示依照本發明之一種實施例的昇華純化設備。
第2a及2b圖顯示依照本發明另一種實施例的昇華純化設備。
第3a及3b圖顯示依照本發明之其他實施例的昇華純化設備。
第4圖顯示依照本發明之其他實施例的昇華純化設備。
第5a圖顯示依照本發明之昇華純化設備之一部分，其進一步包含間隔件。
第5b圖顯示第5a圖之昇華純化設備的截面視圖。
第6圖顯示依照本發明之昇華純化設備之一部分，其進一步包含另一間隔件。
第7a圖顯示依照本發明之另一實施例之昇華純化設備的一部分，其進一步包含另一間隔件。
第7b圖顯示第7a圖之昇華純化設備的截面視圖。
第8圖顯示依照本發明之另一實施例之昇華純化設備的一部分，其進一步包含另一間隔件。
第9圖顯示依照本發明之另一實施例之昇華純化設備的一部分，其進一步包含另一間隔件。
請參考第1a圖，該圖顯示依照本發明之一種實施例之昇華純化設備100。本發明之昇華純化設備100包含容納用於OLED昇華純化製程之源材料的源材料容器120，以及容納在純化製程中純化之OLED材料的純化材料收集器130。較佳地，該源材料容器120可呈船形，而該純化材料收集器130可以呈管狀(亦即，收集管)。
再者，本發明之昇華純化設備100包含處理腔室110，生產OLED材料之昇華純化製程係在該處理腔室中進行。該處理腔室110包含外管111、加熱器112及閘門113及114。昇華純化製程係在外管111中進行。該外管111係由透明材料(諸如石英或硼矽酸玻璃)所製成，且基本上具有圓柱狀。該外管111由加熱器112所包圍。該外管111可區分為複數個區域，這些區域可藉由加熱器112而被調整成不同溫度。閘門113及114係安置在外管的相對兩端處。容納源材料之源材料容器120係通過閘門113而轉移至外管111中，且載入於該外管111中。當純化製程完成時，空的源材料容器120係從外管111卸載。同樣地，空的純化材料收集器130係通過閘門114而轉移至外管111中，且載入於外管111中。當昇華純化製程完成時，容納純化材料之純化材料收集器130係從外管111卸載。處理腔室110的內部係藉由真空泵(未顯示)而保持真空狀態。或者，處理腔室110可進一步包含活瓣(trap)或閥(valve)(未顯示)。
在處理腔室110中的昇華純化製程如下。該源材料容器120通過定位在處理腔室110之一端處的閘門113而轉移至外管111中，且載入於該外管111中。當源材料藉由加熱器112 加熱至高於欲在純化製程中獲得之OLED材料的昇華點時，該源材料於外管111中昇華且擴散。當擴散的源材料藉由加熱器112加熱至低於欲在純化製程中獲得之OLED材料的昇華點時，該OLED材料被收集在純化材料收集器130。當完成昇華純化製程時，容納純化材料之純化材料收集器130係通過該閘門114卸載至該處理腔室110外。
請再次參考第1a圖，本發明之昇華純化設備100進一步包含用於將源材料容器120載入至處理腔室110中的轉移腔室140、源材料儲存構件160及預加熱腔室180。該轉移腔室140具有在轉移腔室140中之機械手141，用以於處理腔室110與預加熱腔室180之間自動地轉移該源材料容器120。該機械手141藉由機械手141之臂來抬升及轉移源材料容器120。或者，本發明之轉移腔室140可進一步包含連接至該轉移腔室140的真空泵或閥(未顯示)。
在本發明之實施例之昇華純化設備100中，該轉移腔室140係經由閘門113而連接至該處理腔室110之一端。該源材料儲存構件160係經由轉移腔室140之另一閘門而連接至該轉移腔室140，且該預加熱腔室180係經由轉移腔室140之另一閘門而連接至該轉移腔室140。處理腔室110、轉移腔室140、源材料儲存構件160及預加熱腔室180可視製程需要而彼此分離。
該源材料儲存構件160可以係腔室，於其中儲存一或多個容納源材料之源材料容器120。或者，該源材料儲存構件160可進一步包含連接至該源材料儲存構件160的真空泵或閥(未顯示)。當轉移腔室140與源材料儲存構件160之間的閘門打開 時，機械手141可利用其臂將複數個源材料容器120中之一者從該源材料儲存構件160轉移至轉移腔室140。
當轉移腔室140與預加熱腔室180之間的閘門打開時，機械手141利用該機械手141之臂來將該源材料容器120抬升及轉移至預加熱腔室180。在轉移腔室140與預加熱腔室180之間的閘門關閉時，該預加熱腔室180將源材料預加熱至低於該源材料在處理腔室110中被加熱的溫度。該機械手141利用機械手141之臂將容納該經預加熱之源材料的源材料容器120從該預加熱腔室180抬升及轉移至該轉移腔室140。當處理腔室110之閘門113打開時，機械手141將容納源材料之該源材料容器120載入至該處理腔室110中。同時，該預加熱腔室180可進一步包含連接至該預加熱腔室180的真空泵及閥(未顯示)。
為了實現連續的製程且增加製程效率，在上一個昇華純化製程正在進行時，該機械手141可將容納源材料之下一個源材料容器120從該源材料儲存構件160轉移至該轉移腔室140，然後將源材料容器120載入至預加熱腔室180中。下一次的預加熱製程亦可以上述相同的方式在預加熱腔室180中來進行。由於本發明獨立地採用在預加熱腔室中的預加熱製程，因此可以縮短在處理腔室110的加熱時間。傳統上，預加熱製程與昇華純化製程兩者都是在處理腔室中進行。然而，本發明之昇華純化設備可藉由採用獨立於該處理腔室110之預加熱腔室180而縮短在處理腔室110中進行預加熱製程的時間，由於在處理腔室110中預加熱的時間縮短，因此該處理腔室110可以操作的次數較多。整個昇華純化製程的生產率因而提升。
同時，當在處理腔室110中的前一個純化製程完成時，機械手141藉由該機械手141之臂將完成純化製程後所留下來之空的源材料容器120抬升及轉移至轉移腔室140，然後將該空的源材料容器120轉移至源材料儲存構件160，並將空的源材料容器120堆疊在源材料儲存構件160中。在此時，在該預加熱腔室180中可同時進行預加熱製程。
請再次參考第1a圖，本發明之昇華純化設備100進一步包含轉移腔室150、純化材料儲存構件170及冷卻腔室190，其等係用於從該處理腔室110卸載容納已純化材料之純化材料收集器130的自動化製程。該轉移腔室150具有用於自動地轉移該純化材料收集器130之機械手151。機械手151藉由該機械手151之臂來轉移該純化材料收集器130。或者，本發明之轉移腔室150可進一步包含連接至該轉移腔室150的真空泵或閥(未顯示)。
在本發明之實施例的昇華純化設備100中，該轉移腔室150係經由定位在處理腔室110之另一端的閘門114而連接至處理腔室110。該純化材料儲存構件170係經由轉移腔室150之另一閘門而連接至轉移腔室150，而該冷卻腔室190係經由轉移腔室150之另一閘門而連接至轉移腔室150。處理腔室110、轉移腔室150、純化材料儲存構件170及冷卻腔室190可視製程需要而彼此分離。
該純化材料儲存構件170可以係腔室，於其中儲存一或多個容納純化材料之空的純化材料收集器130。或者，純化材料儲存構件170可進一步包含連接至該純化材料儲存構件170之真空泵或閥(未圖示)。在處理腔室110中進行純化製程之前，當 轉移腔室150與純化材料儲存構件170之間的閘門打開時，機械手151藉由該機械手151之臂將複數個空的純化材料收集器130中之一者從純化材料儲存構件170抬升且轉移至該轉移腔室150。當處理腔室110之閘門114打開時，機械手151藉由該機械手151之臂將空的純化材料收集器130轉移至處理腔室110。
當在處理腔室110中的純化製程完成時，處理腔室110之閘門114再次打開，機械手151藉由該機械手151之臂將容納該純化材料之純化材料收集器130卸載至轉移腔室150中。當轉移腔室150與冷卻腔室190之間的閘門打開時，機械手151藉由該機械手151之臂將純化材料收集器130轉移至該冷卻腔室190中。該冷卻腔室190之閘門關閉時，該冷卻腔室190冷卻容納在該純化材料收集器130中之純化材料。冷卻腔室190之溫度低於該純化材料收集器130在處理腔室中被加熱之溫度，但高於室溫。同時，該冷卻腔室190可進一步包含連接至冷卻腔室190之真空泵及閥(未顯示)。
再者，機械手151將下一個純化製程要用的空的純化材料收集器130從純化材料儲存構件170轉移至轉移腔室150，且將純化材料收集器130轉移至處理腔室110，然後進行昇華純化製程。在冷卻腔室190中的冷卻製程可與昇華純化製程同時進行。傳統上，昇華純化製程與冷卻製程兩者都是在處理腔室中進行。然而，本發明之昇華純化設備可藉由採用獨立於該處理腔室110之冷卻腔室190而縮短在處理腔室中進行冷卻製程的時間，由於在處理腔室110中的冷卻時間縮短，因此該處理腔室110可以操作的次數較多。整個昇華純化製程的生產率因而提升。
在習知昇華純化設備中，在處理腔室中，可假設典型地大約花一小時三十分鐘至兩小時三十分鐘來執行預加熱製程，大約花六至七小時來執行昇華純化製程，且大約花一小時三十分鐘至兩小時三十分鐘來執行冷卻製程。亦即，在處理腔室總共花大約九至十二個小時。然而，依照本發明之昇華純化設備，製程係獨立地在預加熱腔室180、處理腔室110及冷卻腔室190中進行，且總共花大約六至七個小時來執行在處理腔室110中的製程。因此，可以縮減整個昇華純化製程的時間。
機械手151藉由該機械手151之臂來抬升容納冷卻之純化材料的純化材料收集器130，將純化材料收集器130從冷卻腔室190轉移至轉移腔室150，且將純化材料收集器130轉移至純化材料儲存構件170中。該昇華純化製程如上述連續地重複進行。因此，一或多個容納冷卻之純化材料之純化材料收集器130係儲存在純化材料儲存構件170中。之後，將純化材料儲存構件170的內部轉為大氣壓力，接著收集容納在每一純化材料收集器130中的純化材料。
同時，如上所述，由於源材料容器120與純化材料收集器130係分別藉由不同的機械手141及151來轉移，因此可避免源材料在轉移期間被添加至純化材料而因此使該純化材料受污染。純化材料的純度因而增加。再者，在源材料容器120與純化材料收集器130卸載後，並不需要執行額外製程來分離源材料容器120與純化材料收集器130，因為源材料容器120與純化材料收集器130係分開地從處理腔室卸載。因此，可以縮減整個製程的時間。再者，由於源材料容器120與純化材料收集器130係分 別由不同的機械手141及151來轉移，因此不需要加長機械手141及151之臂的長度，可以減輕機械手141及151之臂所要承受的重量，藉此可以增加機械手141及151之臂的耐用性。
然而，本申請案並未侷限於上述，一機械手亦可同時轉移源材料容器120與純化材料收集器130兩者。亦即，一機械手可同時抬升及轉移源材料容器120與純化材料收集器130或可依序抬升及轉移源材料容器120與純化材料收集器130。在此情況中，包括一機械手之一轉移腔室可連接至處理腔室。預加熱腔室、冷卻腔室、源材料儲存構件及純化材料儲存構件都可連接至轉移腔室。另一方面，預加熱腔室、冷卻腔室、源材料儲存構件及純化材料儲存構件亦可依照相應的製程而分別地連接至轉移腔室，且與轉移腔室分開。除此之外，亦可以有其他不同的修改及變更。
第1b圖顯示昇華純化設備100’，其係部分地修改第1a圖中所示之設備。第1b圖之昇華純化設備100’進一步包含獨立儲存構件161，純化製程之後之空的源材料容器120係儲存於其中。在第1a圖中，純化製程之前容納源材料之源材料容器120以及純化製程之後的空的源材料容器120兩者係儲存在源材料儲存構件160中。然而，在第1b圖所示之昇華純化設備100’中，容納源材料之源材料容器120(其係儲存在源材料儲存構件160中)係藉由機械手141，經過轉移腔室140而轉移至預加熱腔室180中進行預加熱製程，然後轉移至處理腔室110中，而在純化製程之後的空的源材料容器120係藉由機械手141從處理腔室110卸載，轉移經過轉移腔室140，然後儲存在於儲存空的源材料容器 120之儲存構件161中。
請再次參考第1b圖，本發明之昇華純化設備100’進一步包含獨立儲存構件171，欲用於純化製程之空的純化材料收集器130係儲存於其中。在第1a圖中，純化製程之前的空的純化材料收集器130與在純化製程之後之容納純化材料之純化材料收集器130兩者係儲存在純化材料儲存構件170中。然而，在第1b圖中，容納純化材料之純化材料收集器130係藉由機械手151從處理腔室110卸載，經過轉移腔室150，轉移至冷卻腔室190中進行冷卻製程，然後經轉移並儲存於純化材料儲存構件170中，而欲用於純化製程之空的純化材料收集器130係儲存在連接至該轉移腔室150的獨立儲存構件171中，其係藉由機械手151從該獨立儲存構件171，經過該轉移腔室150而轉移至處理腔室110中以進行純化製程。
第2a圖顯示依照本發明之另一實施例的昇華純化設備200。在第2a圖的昇華純化設備200中，轉移腔室140係經由閘門113而連接至處理腔室110的一端，而預加熱腔室280係經由轉移腔室140之另一閘門而連接至轉移腔室140。源材料儲存構件260係經由該預加熱腔室280之一閘門而連接至預加熱腔室280。處理腔室110、轉移腔室140、源材料儲存構件260及預加熱腔室280可視製程需要而彼此分離。
在源材料儲存構件260中，一或多個容納源材料之源材料容器120係堆疊在一起。或者，源材料儲存構件260可進一步包含連接至源材料儲存構件260的真空泵或閥(未顯示)。當源材料儲存構件260與預加熱腔室280之間的閘門打開時，複數個 源材料容器120中之一者係從源材料儲存構件260轉移至預加熱腔室280中。在此情況中，轉移腔室140之機械手141的臂可具有足夠長度以穿過預加熱腔室280的兩個閘門，且該臂可將源材料容器120從源材料儲存構件260轉移至預加熱腔室280中。或者，在源材料儲存構件260與預加熱腔室280之間可進一步提供相同或類似於轉移腔室140與機械手141之其他單元(未顯示)，因此該源材料容器120可以由該等單元來轉移。接著，如上述，容納源材料之源材料容器120的預加熱製程係在預加熱腔室280中進行。
當在處理腔室110中的前一個純化製程完成時，源材料儲存構件260位移且連接至轉移腔室140，且機械手141將純化製程之後之空的源材料容器120轉移至轉移腔室140，接著轉移源材料儲存構件260，並且將空的源材料容器120堆疊在源材料儲存構件260中。在此時，在預加熱腔室280中可同時進行預加熱製程。
當預加熱製程完成時，機械手141將容納預加熱源材料之源材料容器120從預加熱腔室280轉移至轉移腔室140中。當處理腔室110之閘門打開時，機械手141再次將容納該源材料之源材料容器120載入至處理腔室110中，且在處理腔室110中進行純化製程。
在第2a圖之昇華純化設備200中，轉移腔室150係經由閘門114而連接至該處理腔室110的一端。冷卻腔室290係經由轉移腔室150之閘門而連接至轉移腔室150，且純化材料儲存構件270係經由冷卻腔室290之閘門而連接至冷卻腔室290。處理 腔室110、轉移腔室150、純化材料儲存構件270及冷卻腔室290可視製程需要而彼此分離。
一或多個容納純化材料之空的純化材料收集器130係堆疊在純化材料儲存構件270中。或者，純化材料儲存構件270可進一步包含連接至該純化材料儲存構件270之真空泵或閥(未顯示)。為了在處理腔室110之純化製程之前將空的純化材料收集器130轉移至處理腔室110中，該純化材料儲存構件270(其連接至冷卻腔室290)係位移至轉移腔室150。當轉移腔室150與純化材料儲存構件270之間的閘門打開時，機械手151將複數個空的純化材料收集器130中之一者從純化材料儲存構件270轉移至轉移腔室150。當處理腔室110之閘門打開時，機械手151將容納純化材料之純化材料收集器130轉移至該處理腔室110中。
當在處理腔室110中的純化製程完成時，處理腔室110之閘門114再次打開，該機械手151將容納純化材料之純化材料收集器130卸載至轉移腔室150中。當連接轉移腔室150及冷卻腔室290之閘門打開時，機械手151將純化材料收集器130轉移至冷卻腔室290。冷卻腔室290之閘門關閉時，冷卻腔室290冷卻容納在純化材料收集器130中的純化材料。
此外，機械手151將下一個純化製程要用的空的純化材料收集器130從純化材料儲存構件270轉移至轉移腔室150，且將空的純化材料收集器130轉移至處理腔室110中，然後進行下一個純化製程。在此時，在冷卻腔室290中可同時進行冷卻製程。
當在冷卻腔室290中的冷卻製程完成時，如第2a圖 所示，該純化材料儲存構件270位移且連接至冷卻腔室290。當冷卻腔室290與純化材料儲存構件270之間的閘門打開時，容納純化材料之純化材料收集器130從冷卻腔室290被卸載至純化材料儲存構件270中。在此情況中，轉移腔室150之機械手151的臂可具有足夠長度以穿過冷卻腔室290的兩個閘門，且該臂將純化材料收集器130從冷卻腔室290轉移至純化材料儲存構件270。或者，在純化材料儲存構件270與冷卻腔室290之間可提供相同或類似於轉移腔室150與機械手151之其他單元(未顯示)，因此純化材料收集器130可藉由該等單元來轉移。
第2b圖顯示昇華純化設備200’，其係部分地修改第2a圖中所示之設備。第2b圖之昇華純化設備200’進一步包含獨立儲存構件261，其儲存純化製程之後的空的源材料容器120。在第2a圖中，容納純化製程之前之源材料的源材料容器120與純化製程之後之空的源材料容器120兩者係儲存在源材料儲存構件260中，該源材料儲存構件260係位移至轉移腔室140之閘門或者預加熱腔室280之閘門，且依照相應的製程而選擇性地連接至轉移腔室140與預加熱腔室280。在第2b圖所示之昇華純化設備200’中，源材料儲存構件260係連接至預加熱腔室280。容納源材料之源材料容器120係從源材料儲存構件260載入至預加熱腔室280中，且在純化製程之後之空的源材料容器120係儲存在連接至轉移腔室140的獨立儲存構件261中。
請再次參考第2b圖，本發明之昇華純化設備200’進一步包含獨立儲存構件271，欲用於純化製程之空的純化材料收集器130係儲存於其中。在第2a圖之昇華純化設備200中，欲 用於純化製程之空的純化材料收集器130與用於容納純化製程之後之純化材料的純化材料收集器130兩者係儲存在純化材料儲存構件270中，該純化材料儲存構件270係位移至轉移腔室150之閘門或者冷卻腔室290之閘門，且依照相應的製程而選擇性地連接至轉移腔室150及冷卻腔室290。在第2b圖所示之昇華純化設備200’中，純化材料儲存構件270係連接至冷卻腔室290，且容納純化材料之冷卻的純化材料收集器130從冷卻腔室290卸載至純化材料儲存構件270中，且儲存在該純化材料儲存構件270中。欲用於純化製程之空的純化材料收集器130係儲存在連接至轉移腔室150之獨立儲存構件271中，接著轉移至轉移腔室150中以進行純化製程。
第3a圖顯示依照本發明之另一實施例的昇華純化設備300。在第3a圖的昇華純化設備300中，轉移腔室140係經由閘門113而連接至處理腔室110的一端，且源材料儲存構件360係經由轉移腔室140之另一閘門而連接至轉移腔室140。預加熱腔室380係經由該源材料儲存構件360之閘門而連接至源材料儲存構件360。處理腔室110、轉移腔室140、源材料儲存構件360及預加熱腔室380可視製程需要而彼此分離。
純化製程之前容納源材料的源材料容器120及在純化製程之後之空的源材料容器120係儲存於源材料儲存構件360中。或者，該源材料儲存構件360可進一步連接至該源材料儲存構件360之真空泵或閥(未顯示)。
複數個源材料容器120中之一者係藉由機械手141從源材料儲存構件360轉移至預加熱腔室380，且用於容納源材料 之源材料容器120的預加熱製程係在預加熱腔室380中進行。當預加熱製程完成時，機械手141將容納該預加熱源材料之源材料容器120從預加熱腔室380轉移至該轉移腔室140，通過該源材料儲存構件360，然後再次將源材料容器120載入至處理腔室110中。純化製程在處理腔室110中進行。
當在處理腔室110中的純化製程完成時，機械手141將純化製程之後之空的源材料容器120轉移至轉移腔室140，然後將空的源材料容器120轉移至源材料儲存構件360，並將空的源材料容器120堆疊在源材料儲存構件360中。在此時，在預加熱腔室380中可同時進行下一個預加熱製程。
在此，已描述源材料容器120係藉由機械手141而在源材料儲存構件360與預加熱腔室380之間轉移。或者，在源材料儲存構件360與預加熱腔室380之間可進一步提供相同或類似於轉移腔室140與機械手141之其他單元(未顯示)，因此該源材料容器120可藉由轉移單元來轉移。
在第3a圖的昇華純化設備300中，轉移腔室150係經由閘門114而連接至處理腔室110的一端。純化材料儲存構件370係經由轉移腔室150之另一閘門而連接至轉移腔室150，且冷卻腔室390係經由該純化材料儲存構件370之閘門而連接至純化材料儲存構件370。處理腔室110、轉移腔室150、純化材料儲存構件370及冷卻腔室390可視製程需要而彼此分離。
欲用於純化製程之空的純化材料收集器130及純化製程之後容納該純化材料的純化材料收集器130係儲存在純化材料儲存構件370中。或者，該純化材料儲存構件370可進一步包 含連接至純化材料儲存構件370之真空泵或閥(未顯示)。
當在處理腔室110中的純化製程完成時，機械手151將容納純化材料之純化材料收集器130從處理腔室110卸載至轉移腔室150，然後將該純化材料收集器130從轉移腔室150，通過該純化材料儲存構件370而轉移至冷卻腔室390。該冷卻腔室390冷卻容納在該純化材料收集器130中之純化材料。當在冷卻腔室390中的冷卻製程完成時，機械手151將容納純化材料之純化材料收集器130從冷卻腔室390卸載至純化材料儲存構件370中，然後該純化材料收集器130儲存在純化材料儲存構件370中。
此外，機械手151將下一個純化製程要用的空的純化材料收集器130從純化材料儲存構件370轉移至轉移腔室150，且將該純化材料收集器130轉移至處理腔室110中，然後進行下一個純化製程。在此時，在冷卻腔室390中可進行冷卻製程。
在此，已描述純化材料收集器130係藉由安裝在轉移腔室150中之機械手151而在純化材料儲存構件370與冷卻腔室390之間轉移。或者，在純化材料儲存構件370與冷卻腔室390之間可提供相同或類似於轉移腔室150與機械手151之其他單元(未顯示)。
第3b圖顯示昇華純化設備300’，其係部分地修改第3a圖中所示之設備。在第3b圖之昇華純化設備300’中，容納源材料之源材料容器120係儲存在源材料儲存構件360中，且在純化製程之後之空的源材料容器120係儲存在獨立儲存構件361中。該源材料儲存構件360與獨立儲存構件361可在向左/向右方向、在向上/向下方向或在其他不同方向上位移，以便依照相應的 製程來連接至轉移腔室140或預加熱腔室180。
請再次參考第3b圖，在昇華純化設備300’中，容納純化材料之純化材料收集器130係儲存在純化材料儲存構件370中，且欲用於純化製程之空的純化材料收集器130可儲存在獨立儲存構件371中。純化材料儲存構件370與獨立儲存構件371可在向左/向右方向、在向上/向下方向或在其他不同方向上位移，以便依照相應的製程來連接至轉移腔室150或冷卻腔室160。
第4圖顯示依照本發明另一實施例之昇華純化設備，其係部分地修改依照第1a圖之設備100。第1圖之轉移腔室140具有複數個閘門。然而，在本實施例中，轉移腔室440可具有一閘門，且該轉移腔室440可旋轉及/或位移，並連接至處理腔室110、源材料儲存構件160或預加熱腔室180。然後，進行相應的製程。同樣地，用於卸載製程之轉移腔室450可具有一閘門。該轉移腔室450可旋轉及/或位移，並連接至處理腔室110、純化材料儲存構件170或冷卻腔室190。然後，進行相應的製程。
如上所述，本發明之實施例係使用機械手141及151來作為用於轉移源材料容器120及純化材料收集器130之構件。或者，該機械手141及151可以係藉由遙控器所控制之輸送帶，或係任何其他的自動化運送構件。
第5a圖顯示依照本發明之另一實施例之昇華純化設備的一部分，其進一步包含間隔件。第5a圖之處理腔室510進一步包含間隔件515，其係用以將該源材料容器120及該純化材料收集器130與處理腔室110之內表面隔開。較佳地，間隔件515係附接在處理腔室510之外管511上。
第5b圖顯示第5a圖之昇華純化設備500的截面視圖。間隔件515係附接在處理腔室510之外管511的內表面上。藉此，在外管511之內表面與源材料容器120及純化材料收集器130之外表面之間便形成一空間，該機械手141及151之臂可移動進入該空間中。
此等間隔件515係附接在外管511之內表面上，因此該等間隔件515較不會受損，並可增加該等間隔件515之耐用性。同時，如第5a圖所示，雖然間隔件515之長度沒有像源材料容器120或純化材料收集器130之長度那樣長，但是已足夠使間隔件515支撐源材料容器120或純化材料收集器130之一部分。因此，可減少用以製造間隔件515的成本。然而，本申請案並未侷限於上述，間隔件515亦可與處理腔室515之內表面分離，且亦可以有許多的修改及變更。
間隔件515不僅可由金屬等製成，且亦可較佳地由透明材料(諸如石英、玻璃或硼矽酸鹽)製成，使得來自於加熱器112之輻射熱可以良好地被轉移至源材料容器120及純化材料收集器130。若間隔件515由不透明材料製成，則由不透明間隔件所遮住的部分可能會比源材料容器120與純化材料收集器130之其他部分受到較少的加熱。因此，最好能用透明材料來製造間隔件515。
在處理腔室510中之昇華純化製程如下。當處理腔室510之一端的閘門513打開時，機械手141抬升源材料容器120，且藉由機械手臂將源材料容器120載入至外管511中。機械手141將源材料容器120放置在間隔件515上，且機械手臂通過由間隔 件515所形成之在外管511與源材料容器120之間的空間而從該處理腔室510移出，接著該閘門513關閉。
同樣地，當處理腔室510之一端的閘門514打開時，機械手151抬升純化材料收集器130，且藉由機械手臂將純化材料收集器130載入至外管511中。機械手151將純化材料收集器130放置在間隔件515上，且機械手臂通過由間隔件515所形成之在外管511與純化材料收集器130之間的空間而從該處理腔室510移出，接著該閘門514關閉。
當昇華純化製程完成時，閘門513打開，且機械手141之機械手臂移入由間隔件515所形成之在外管511與純化材料收集器130之間的空間中，並抬升源材料容器120而將源材料容器120卸載自該處理腔室510。同樣地，當閘門514打開時，機械手151之機械手臂移入由間隔件515所形成之在外管511與純化材料收集器130之間的空間中。然後，機械手151抬升純化材料收集器130，並將純化材料收集器130卸載自該處理腔室510。
第6圖顯示依照本發明之另一實施例之昇華純化設備600的一部分，其進一步包含其他的間隔件。間隔件615可形成為桿狀。
第7a及7b圖顯示依照本發明之另一實施例之昇華純化設備700的一部分，其進一步包含另一間隔件。在間隔件715面向閘門713之一端包括傾斜平面。間隔件715之面向閘門714的一端亦包括傾斜平面。如第7a圖所示，包括傾斜平面之間隔件715的高度係依照容器120與收集器130載入至處理腔室710中的方向而遞增。因此，當源材料容器120或純化材料收集器130載 入至處理腔室710中時，可以防止由於源材料容器120或純化材料收集器130與間隔件715碰撞所造成的破損。傾斜平面可以係如第7a圖所示的平面，亦可以係如第8所示圖之彎曲表面。
第9圖顯示依照本發明之昇華純化設備900的一部分，其進一步包含另一間隔件。與第5b圖不同，間隔件915可附接在外管911之底部的中間處。較佳地，間隔件915之內表面可為相同或類似於源材料容器120或純化材料收集器130之外表面的形狀，以防止源材料容器120或純化材料收集器130掉落在外管911的底部上。
同時，間隔件之形狀並未侷限於上述，亦可為各種不同的形狀，諸如六邊形、圓柱形、橢圓柱形等等。間隔件之外表面可為相同或類似於外管之內表面的形狀，或者可以為平面。
雖然在上文中，一或多個間隔件係附接在處理腔室之外管的外表面上，然而本申請案並未侷限於此。較佳地，一或多個間隔件係附接在轉移腔室140及150、源材料儲存構件160、純化材料儲存構件170、預加熱腔室180、冷卻腔室190等等之外表面上。
至目前為止，本發明已針對上述揭示之例示性實施例說明。本發明領域具通常知識之人士可以瞭解，這些實施例能以經修改的形式來實施而不違背本發明之基本特徵。因此，所揭示之實施例應視為用以闡釋本發明，而非限制本發明。本發明之範圍係由後附申請專利範圍所決定而非由上述說明所決定，且在範圍內與其等效之所有差異都應解釋為包含在本發明中。
100‧‧‧昇華純化設備
110‧‧‧處理腔室
111‧‧‧外管
112‧‧‧加熱器
113、114‧‧‧閘門
120‧‧‧容器
130‧‧‧收集器
140、150‧‧‧轉移腔室
141、151‧‧‧機械手
160‧‧‧源材料儲存構件
170‧‧‧純化材料儲存構件
180‧‧‧預加熱腔室
190‧‧‧冷卻腔室

Claims (7)

  1. 一種昇華純化設備，包含：第一機械手，其具有用於將容納源材料之容器載入至處理腔室中之臂；處理腔室，其用於執行昇華純化製程，以從該源材料中獲得純化材料，其中該容納源材料之容器及用於收集純化材料的收集器係定位在該處理腔室中之預定位置處；及第二機械手，其具有用於將該容納純化材料之收集器從該處理腔室卸載之臂，其中該處理腔室進一步包含定位在該處理腔室與該容器及該收集器之每一者之間的間隔件，使得該容器與該收集器之每一者係與該處理腔室隔開。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之昇華純化設備，其中該間隔件係安裝在該處理腔室之內表面上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之昇華純化設備，其中該間隔件經設置為複數個間隔件，其中該複數個間隔件係間隔配置。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之昇華純化設備，其中該間隔件係沿著處理腔室之縱向方向而定位；及其中該間隔件之上表面的一部分係向下朝該處理腔室之閘門傾斜。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之昇華純化設備，其中該間隔件係由透明材料製成。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之昇華純化設備，其中該透明材料係石英、玻璃或硼矽酸鹽。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之昇華純化設備，其中該間隔件係由金屬製成。
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