TW202307233A

TW202307233A - 具有清洗裝置的真空鍍膜系統

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Publication number: TW202307233A
Application number: TW110128317A
Authority: TW
Inventors: 楊智仁; 施國彰; 張范青
Original assignee: 楊智仁; 施國彰; 張范青
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2023-02-16

Abstract

一種具有清洗裝置的真空鍍膜系統，包含一本體單元、至少一濺鍍裝置及一清洗裝置。該本體單元包括一界定出一真空腔的殼體、一中心軸，及一可以該中心軸為軸心等角速率旋轉的載台，該載台設置於該真空腔並具有數個環繞該中心軸設置且適用於供數個基板設置的填充座。該至少一濺鍍裝置設置於該殼體並朝向該等填充座，適用於將該等基板的表面上鍍上一元素。該清洗裝置設置於該本體單元，並適用於對未進行鍍膜之該等基板進行前置處理，以減少該等基板上的雜質或汙染。藉此，可達到均勻鍍膜、提升鍍膜附著力，提高良率的效果。

Description

具有清洗裝置的真空鍍膜系統

本發明是有關於一種真空鍍膜系統，特別是指一種具有清洗裝置的真空鍍膜系統。

目前常見的鍍膜技術是使用直線式真空鍍膜，其方法是藉由將基板往返於工作區段之間，來完成重複的多道工序。惟，直線性的往返是一種變速度運動，當基板未以等速度通過工作區段時，易使鍍膜之膜厚不均。並且，當欲鍍膜之基板上有雜質或汙染時，會導致鍍膜的良率不佳。

因此，本發明之目的，即在提供一種可解決上述問題的具有清洗裝置的真空鍍膜系統。

於是，本發明具有清洗裝置的真空鍍膜系統，適用於將數個基板鍍膜，並包含一本體單元、至少一濺鍍裝置及一清洗裝置。

該本體單元包括一界定出一真空腔的殼體、一中心軸，及一可以該中心軸為軸心等角速率旋轉的載台，該載台設置於該真空腔並具有數個環繞該中心軸設置且適用於供該等基板設置的填充座。

該至少一濺鍍裝置設置於該殼體並朝向該等填充座，適用於將該等基板的表面上鍍上一元素。

該清洗裝置設置於該本體單元，並適用於對未進行鍍膜之該等基板進行前置處理，以減少該等基板上的雜質或汙染。

本發明之功效在於：透過設置環繞該中心軸的該等填充座供該等基板設置，並使該載台帶動該等填充座、該等基板以該中心軸為軸心等角速率旋轉，可使該等基板能藉由旋轉而循環於該濺鍍裝置的工作區段，達到能均勻鍍膜的功效，並且，藉由設置該清洗裝置對該等基板施以清洗及其他必要的前置處理，可使該等基板的鍍膜附著力提升，達到提高良率的效果。

參閱圖1及圖2，本發明具有清洗裝置的真空鍍膜系統的一第一實施例，適用於將數個基板7鍍膜，包含一本體單元1、數個濺鍍裝置4及一清洗裝置5。本第一實施例中，還可包含一阻隔裝置6。其中，該真空鍍膜系統可依實際需求而設置所需數量的該濺鍍裝置4，其數量可為單一個或為任意複數，不以此為限。

該本體單元1包括一本體裝置2及一進出料裝置3。該本體裝置2具有一界定出一真空腔22的殼體21、一中心軸23，及一可以該中心軸23為軸心旋轉的載台24，該載台24設置於該真空腔22並具有數個環繞該中心軸23設置且適用於供該等基板7設置的填充座241。

該殼體21具有一環形的圍壁211、一上蓋212，及一進出口213，該環形的圍壁211及該上蓋212共同界定該真空腔22，並藉由與該載台24相配合，而於該真空腔22中界定一呈環狀的工作空間221。該進出口213位於該圍壁211且適用於供該等基板7進出。

該載台24是一多邊形筒狀結構且界定每一邊為一側面242。該載台24的材質為不銹鋼、鈦、鉬金屬或鋁合金四者其中之一。該載台24適用於承載該等基板7。該載台24可以一等角速率旋轉，且不限定於順時鐘或逆時鐘旋轉，該等角速率介於 5rpm ~ 60rpm 間。

該等填充座241形成於該等側面242，並朝向該等濺鍍裝置4。每一該填充座241的面積略大於每一該基板7，使每一該基板7能夠確實安裝於該載台24。

該進出料裝置3具有一連接該殼體21的外接殼31、一可開啟地封閉該進出口213的緩衝門32、一可開啟地設置於該外接殼31於圖2中左側的進料門33、一可開啟地設置於該外接殼31於圖2中右側的出料門34，及一設置於該外接殼31內的卸載模組35。

該外接殼31界定一適用於放置未進行鍍膜之該等基板7的進料空間311、一適用於放置已完成鍍膜之該等基板7的出料空間312，及一連通該進料空間311、該出料空間312與該進出口213的緩衝空間313。於該緩衝門32開啟且該進料門33與該出料門34關閉時，該外接殼31內之壓力值約為10 ^-3托(Torr)。

該緩衝門32可於圖2中左右移動而開啟或封閉該進出口213，該緩衝門32用以封閉該進出口213而維持該真空腔22中的真空壓力值。

該進料門33與該出料門34各自用以供承載該等基板7的一台車8進出。該進料門33適用以供承載未進行鍍膜之該等基板7的該台車8進入該進料空間311，並於該台車8上的該等基板7取用完後，再開啟該進料門33替換新的滿載該等基板7的該台車8。該出料門34適用於供該出料空間312中，承載已完成鍍膜的該等基板7之該台車8移出，並替換為空載的該台車8。

其中，該台車8上一般會配置有一平移模組81及一推持模組82，該平移模組81適用於將該等基板7沿圖2之上下方向移動，該推持模組82則適用於將末端之該基板7向外推出，或是接收送入之該基板7並將其放置於該平移模組81上。由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知該台車8之擴充細節，因此不多加說明。

該卸載模組35設置於該緩衝空間313。該卸載模組35具有一適用於承接該基板7的承接台351，及一設置於該外接殼31並連接該承接台351的卸載件352。該卸載件352適用於連動該承接台351而將該進料空間311中的未進行鍍膜之該等基板7放置於該填充座241，並適用於將該填充座241上之已完成鍍膜的該等基板7放置入該出料空間312。其中，該卸載模組35可使用機械手臂、或滑軌結合支架、或其他機構實施，由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知該卸載模組35之擴充細節，因此不多加說明。

該等濺鍍裝置4設置於該殼體21且朝向該等填充座241，並適用於將該等基板7的表面上鍍上一元素。在本第一實施例中，該等濺鍍裝置4是與該載台24間隔一距離並環繞該載台24設置於該圍壁211，且其鍍膜方向是朝向該中心軸23。

在本第一實施例中，該等濺鍍裝置4是用於將該等基板7濺鍍上一抗電磁波干擾(以下稱EMI)的鍍膜，並各自具有一帶有至少一靶材的靶材組件41、一安裝各自所對應之靶材組件41的濺鍍源42及一氣閥43。各濺鍍源42電連接各自所對應之該濺鍍裝置4的陰極，且設置於該載台24之各填充座241上的該基板7是電連接各自所對應的該濺鍍裝置4的陽極或接地。該等氣閥43是用於輸出一惰性氣體(例如：氬氣)，以透過各濺鍍源42所提供的一高電壓使該惰性氣體裂解為一電漿體並撞擊各靶材組件41的靶材，令各靶材組件41的靶材濺出靶材粒子並在飛往各自所對應的該基板7時，受各電漿體裂解成離子以沉積在各自所對應的該基板7上；其中，沉積在各基板7上的鍍膜具有各自所對應之靶材組件41之靶材的元素。以本第一實施例來說，是在各基板7上濺鍍上該抗EMI的鍍膜，靶材可為現有的TiN、NiCr...或Al ₂O ₃等用以提高接著性的材質所製成，及高導電係數的Cu、Ag等材質所製成，亦可以使用SUS(不銹鋼)靶材。因此，當各靶材組件41為複數靶材時，可於各基板7上沉積一多層膜。

該清洗裝置5設置於該殼體21鄰近該進出口213處，且位於該真空腔22。該清洗裝置5為一種電漿(plasma)清洗裝置，適用於對未進行鍍膜之該等基板7進行前置處理，以減少該等基板7上的雜質或汙染。

該阻隔裝置6包括複數環繞設置於該圍壁211並鄰近於該等濺鍍裝置4的真空管61，及複數位於該真空腔22內的濺鍍遮罩62，該等真空管61連通該真空腔22，並於該等基板7鍍膜時持續運轉抽氣，使該真空腔22內對應於各靶材組件41處的壓力值是恆高於其兩側的真空管61處的壓力值，並藉此構成壓力差，令未能沉積於各基板7上的靶材粒子及其離子，能藉由前述壓力差自該真空腔22經由該等真空管61排出。

各濺鍍遮罩62設置於該圍壁211且遮罩各自所對應之該等濺鍍裝置4，每一濺鍍遮罩62具有三彼此相鄰的安裝口621，該等安裝口621分別對應該等濺鍍裝置4設置。藉此，可限制該等濺鍍裝置4間的靶材粒子及經裂離靶材粒子所構成的離子在該真空腔22內的活動範圍，並經由該等安裝口621飛往各自所對應的該基板7，避免汙染沾染至其他的該濺鍍源42。

本發明在實施時，是先將承載未進行鍍膜之該等基板7的該台車8，經該進料門33移入該進料空間311，並經出料門34於該出料空間312中放置空載的該台車8。接著，關閉該進料門33與該出料門34並開啟該緩衝門32，以該卸載模組35將該進料空間311中的未進行鍍膜之該等基板7移入該等填充座241，此時，該載台24配合每旋轉固定角度使每一該填充座241朝向該卸載模組35後停止一固定時間，以供該卸載模組35良好地放置該等基板7，直至每一該填充座241上都放置該基板7後，該緩衝門32關閉。接著啟動該清洗裝置5依序對每一該基板7進行清洗，此時，該載台24同樣是配合每旋轉固定角度使每一該填充座241朝向該清洗裝置5後停止一預定時間，以供該清洗裝置5良好地對每一片該基板7進行清潔。

於完成清潔後，啟動該等真空管61令該真空腔22的壓力值達一背景壓力(base pressure)(10 ^-5~10 ^-6托(Torr))；接著，於該真空腔22內引入氬氣使該真空腔22的壓力值達一工作壓力(working pressure)(10 ^-2~10 ^-3托(Torr))，並於各濺鍍源42提供高電壓以使氬氣裂解成前述的電漿體來對各自所對應的靶材組件41的靶材進行轟擊。先啟動該載台24旋轉使各填充座241以所需轉速繞著該中心軸23帶動其所對應設置的各基板7轉動，令各靶材濺射出靶材粒子並裂解成離子後，使各基板7在環形的該工作空間221中循環於該等濺鍍裝置4前，藉此將自各靶材組件41之靶材濺射出的靶材粒子及其離子濺鍍於各基板7上。完成鍍膜後，該緩衝門32再度開啟，該卸載模組35配合該載台24的轉動，卸除對應之該填充座241上已完成鍍膜的該基板7並送入該出料空間312中的該台車8，再由該進料空間311中取未進行鍍膜之該基板7移入空置的該填充座241，接著該載台24旋轉固定角度後停下，該卸載模組35繼續對下一個該填充座241進行卸載已鍍膜之該基板7並放置未鍍膜之該基板7之運作。直到已鍍膜之該等基板7已完全卸載於該出料空間312中的該台車8，且該等填充座241皆已放置未鍍膜之該等基板7後，開啟該出料門34(此時該緩衝門32為關閉)，將該出料空間312中的該台車8替換為空載的該台車8。

經由以上的說明，可將前述第一實施例的優點歸納如下：

1.藉由將該等濺鍍裝置4以朝向該等填充座241的方式排列，並搭配設置可以該中心軸23為軸心等角速率旋轉的該載台24及數個環繞該中心軸23設置的填充座241，能使該等基板7受該載台24旋轉而被帶動以等速度循環於該等濺鍍裝置4的工作區段，達到使該等基板7的鍍膜厚度均勻的功效。

並且，藉由該清洗裝置5對該等基板7施以清洗及其他必要的前置處理，以減少該等基板7上的雜質或汙染，可使該等基板7的鍍膜附著力提升，達到提高良率的效果。

請參閱圖4，圖4為習知未經過清洗之鍍膜基板7於經過百格測試後的相片，可以由相片中清楚看出，圖4左側之鍍膜已被膠帶撕下而顯露出該基板7的底色，顯示其鍍膜附著度並不佳。

請參閱圖5~圖16及下表1，並可以由圖7、圖10、圖13及圖16之經過百格測試後的相片中清楚看出，本發明之經過清洗的該等鍍膜基板7於經過百格測試膠帶貼撕後，左右側並不具有明顯差異，表示鍍膜仍然良好地附著於該基板7上，佐證本發明確實可以有效提升該等基板7的鍍膜附著度。其中，表1中之預處理欄即表示該清洗裝置5所使用之電漿功率。

	預處理 (pre-treatment) (kw)	厚度(thickness)(um)
第一靶材	第二靶材	第三靶材
不銹鋼(SUS)	銅 (Cu)	不銹鋼(SUS)
測試條件1	0.1	0.1	3	0.3
測試條件2	0.3	0.1	3	0.3
測試條件3	0.5	0.1	6	0.3
測試條件4	0.8	0.1	12	0.3

表1

2. 藉由將該清洗裝置5設置於該殼體21且位於該真空腔22中，可以充分利用該真空腔22內的空間，並進一步精簡該外接殼31所佔用的體積，達到降低整體空間的效果。

3.透過設置該阻隔裝置6，能夠排出未能沉積於各基板7上的靶材粒子及其離子，並能限制該靶材粒子及其離子濺射的範圍，避免該靶材粒子及經裂離靶材粒子所構成的離子汙染到各自的濺鍍源42。

參閱圖3，為本發明具有清洗裝置的真空鍍膜系統的一第二實施例，該第二實施例是類似於該第一實施例，該第二實施例與該第一實施例的差異在於：

該外接殼31還界定一連通該進料空間311的清洗空間314。該清洗裝置5設置於該清洗空間314並適用於對該進料空間311中最靠近該清洗空間314的該基板7進行前置處理。

如此，該第二實施例亦可達到與上述第一實施例相同的鍍膜厚度均勻、提高良率、避免該濺鍍源42遭汙染等功效，並且，藉由將該清洗裝置5脫離該真空腔22而設置於該外接殼31中，不僅可以方便進行該清洗裝置5的維修作業，還可以利用其他作業的時間(例如，該卸載模組35將已完成鍍膜的該基板7卸除至該出料空間312時)，先對未進行鍍膜之該基板7進行清洗，而達到進一步節省時間之功效。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:本體單元 2:本體裝置 21:殼體 211:圍壁 212:上蓋 213:進出口 22:真空腔 221:工作空間 23:中心軸 24:載台 241:填充座 242:側面 3:進出料裝置 31:外接殼 311:進料空間 312:出料空間 313:緩衝空間 314:清洗空間 32:緩衝門 33:進料門 34:出料門 35:卸載模組 351:承接台 352:卸載件 4:濺鍍裝置 41:靶材組件 42:濺鍍源 43:氣閥 5:清洗裝置 6:阻隔裝置 61:真空管 62:濺鍍遮罩 621:安裝口 7:基板 8:台車 81:平移模組 82:推持模組

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明具有清洗裝置的真空鍍膜系統的一第一實施例的一立體分解示意圖；圖2是該第一實施例的一局部剖視圖；圖3是本發明具有清洗裝置的真空鍍膜系統的一第二實施例的一局部剖視圖；圖4是習知未經過清洗之鍍膜基板於經過百格測試後的相片；圖5、圖6、圖7是本發明以第一種測試條件清洗鍍膜之基板的正面相片、背面相片，與經過百格測試後的相片；圖8、圖9、圖10是本發明以第二種測試條件清洗鍍膜之基板的正面相片、背面相片，與經過百格測試後的相片；圖11、圖12、圖13是本發明以第三種測試條件清洗鍍膜之基板的正面相片、背面相片，與經過百格測試後的相片；及圖14、圖15、圖16是本發明以第四種測試條件清洗鍍膜之基板的正面相片、背面相片，與經過百格測試後的相片。

2:本體裝置

21:殼體

211:圍壁

213:進出口

22:真空腔

221:工作空間

23:中心軸

24:載台

241:填充座

3:進出料裝置

31:外接殼

311:進料空間

312:出料空間

313:緩衝空間

32:緩衝門

33:進料門

34:出料門

35:卸載模組

351:承接台

352:卸載件

4:濺鍍裝置

41:靶材組件

42:濺鍍源

43:氣閥

5:清洗裝置

6:阻隔裝置

61:真空管

62:濺鍍遮罩

621:安裝口

7:基板

8:台車

81:平移模組

82:推持模組

Claims

一種具有清洗裝置的真空鍍膜系統，適用於將數個基板鍍膜，並包含：一本體單元，包括一界定出一真空腔的殼體、一中心軸，及一可以該中心軸為軸心等角速率旋轉的載台，該載台設置於該真空腔並具有數個環繞該中心軸設置且適用於供該等基板設置的填充座；至少一濺鍍裝置，設置於該殼體並朝向該等填充座，適用於將該等基板的表面上鍍上一元素；及一清洗裝置，設置於該本體單元，並適用於對未進行鍍膜之該等基板進行前置處理，以減少該等基板上的雜質或汙染。
如請求項1所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該清洗裝置為一電漿清洗裝置。
如請求項1所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該清洗裝置設置於該殼體且位於該真空腔，並適用於朝設置於該填充座上的該基板進行前置處理。
如請求項3所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該殼體界定一適用於供該等基板進出的進出口，該清洗裝置位於鄰近該進出口處。
如請求項1所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該殼體界定一適用於供該等基板進出的進出口，該本體單元還包括一連接該殼體的外接殼、一可開啟地封閉該進出口的緩衝門，及一設置於該外接殼內的卸載模組，該外接殼界定一適用於放置未進行鍍膜之該等基板的進料空間、一適用於放置已完成鍍膜之該等基板的出料空間，及一連通該進料空間、該出料空間與該進出口的緩衝空間，該卸載模組設置於該緩衝空間且適用於將該進料空間中的該等基板放置於該等填充座，並適用於將該等填充座上之該等基板放置入該出料空間。
如請求項5所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該外接殼還界定一連通該進料空間的清洗空間，該清洗裝置設置於該清洗空間並適用於對該進料空間中最靠近該清洗空間的該基板進行前置處理。
如請求項5所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該卸載模組為機械手臂。
如請求項1所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該載台的材質為不鏽鋼、鈦、鉬金屬或鋁合金，且該載台為多邊形。
如請求項1所述的具有清洗裝置的真空鍍膜系統，其中，該至少一濺鍍裝置的陽極適用於電連接該等基板，該至少一濺鍍裝置的陰極電連接於該至少一濺鍍裝置所具有的一濺鍍源。