TWI653358B - 連續式沉積裝置及連續式沉積方法 - Google Patents
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Abstract
一種連續式沉積裝置，其包含：第一固持腔室，其包含第一固持元件，其設置於第一固持腔室內；第一泵浦，其與第一固持腔室連接，以調整第一固持腔室之壓力；第二固持腔室，其包含第二固持元件，其設置於第二固持腔室內，其中捲材之兩端分別固定於第一固持元件以及第二固持元件；第二泵浦，其與第二固持腔室連接，以調整第二固持腔室之壓力；以及多個反應腔室，其彼此連接，其中反應腔室的上游側與第一固持腔室連接，反應腔室的下游側與第二固持腔室連接，使捲材連續地通過多個反應腔室，且多個反應腔室分別提供反應物沉積於該捲材上。同時提供一種連續式沉積方法。
Description
本發明是有關一種沉積裝置及沉積方法，特別是有關於一種連續式沉積裝置及連續式沉積方法。
氣相沉積製程在各種領域中均被廣泛的應用，其中，在化學氣相沉積反應中，是將一種或多種不同的前驅物暴露於基材表面以產生化學反應而進行沉積，一般來說，為了獲得高純度的產物，在沉積反應中調整壓力是用於將不需要的氣體去除，以避免產生非必要的反應而獲得雜質，因此在不同的反應物沉積過程中，常需要進行反覆的抽真空/破真空步驟。然而，在沉積製程的研發中，目前有需要在同一基材上進行多種反應物的沉積反應，若以傳統方法反覆進行抽真空/破真空步驟，則可能需要耗費較多時間，且亦將製程步驟複雜化。若能提供一種能連續性的執行多種沉積製程的裝置，應可有利於時間成本的節省並提升產率。
本發明提供一種連續式沉積裝置，透過將多個沉積腔室相互結合，以達到連續化製程的目的，可避免傳統製程需要反複進行抽真空/破真空的步驟，因而可節省製程時間，增進經濟效益。
本發明提供一種連續式沉積裝置，其包含：第一固持腔室，其包含第一固持元件，其設置於第一固持腔室內；第一泵浦，其與第一固持腔室連接，以調整第一固持腔室之壓力；第二固持腔室，其包含第二固持元件，其設置於第二固持腔室內，其中捲材之兩端分別固定於第一固持元件以及第二固持元件；第二泵浦，其與第二固持腔室連接，以調整第二固持腔室之壓力；多個反應腔室，其彼此連接，其中反應腔室的上游側與第一固持腔室連接，反應腔室的下游側與第二固持腔室連接，使捲材連續地通過多個反應腔室，且多個反應腔室分別提供反應物沉積於該捲材上。其中反應腔室包含連接件，使反應腔室以可拆卸的方式連接第一固持腔室、第二固持腔室或另一反應腔室。
本發明另提供一種提供連續式沉積方法，其包含下列步驟：提供連續式沉積裝置，其包含：第一固持腔室，其包含第一固持元件於其中，且具有第一泵浦以調整第一固持腔室之壓力；第二固持腔室，其包含第二固持元件於其中，且具有第二泵浦以調整第二固持腔室之壓力，其中捲材之兩端分別固定於第一固持元件以及第二固持元件；及多個反應腔室，其彼此連接，其中反應腔室包含連接件，使反應腔室以可拆卸的方式連接第一固持腔室、第二固持腔室或另一反應腔室。本發明之連續式沉積方法更包含下列步驟：將捲材連續地通過多個反應腔室、以及由多個反應腔室沉積反應物於捲材上。
以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
11‧‧‧第一固持腔室
12‧‧‧第二固持腔室
21‧‧‧第一固持元件
22‧‧‧第二固持元件
23‧‧‧第三固持元件
30、31、32、33‧‧‧反應腔室
40‧‧‧捲材
50‧‧‧溫度調整單元
60‧‧‧緩衝腔室
100‧‧‧連續式沉積裝置
101‧‧‧第一泵浦
102‧‧‧第二泵浦
103‧‧‧第三泵浦
301‧‧‧排氣口
302‧‧‧連接件
303‧‧‧對邊元件
304‧‧‧張力控制元件
305‧‧‧閘門
S101~S103‧‧‧步驟
圖1為根據本發明實施例之連續式沉積裝置的示意圖。
圖2為根據本發明另一實施例之連續式沉積裝置的部分示意圖。
圖3A及圖3B為根據本發明另一實施例之連續式沉積裝置的示意圖。
圖4為根據本發明實施例之連續式沉積方法的流程圖。
以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。
請參照圖1，本發明一實施例之連續式沉積裝置100包含第一固持腔室11、第二固持腔室12、以及多個反應室30。其中，第一固持腔室11包含第一固持元件21設置於其中，且第一固持腔室11連接有第一泵浦101以用於調整第一固持腔室11的壓力。第二固持腔室12包含第二固持元件22設置於其中，且第二固持腔室12連接有第二泵浦102以用於調整第二固持腔室12的壓力。其中，捲材40的兩端是分別地固定於第一固持元件21及第二固持元件22，且連續式沉積裝置100可更包含至少一第三固持元件23於各反應腔室31、32、33中，以支撐通過反
應腔室的捲材。其中，第三固持元件23是例示性的繪示為滾輪，然本發明並不限制於此，其可為任何用於支撐捲材之形狀或元件。
多個反應腔室30可彼此相互連接，其中，反應腔室30的上游側可與第一固持腔室11連接，而反應腔室30的下游側可與第二固持腔室12連接，以使捲材40連續地通過多個反應腔室30。多個反應腔室是用於分別地提供反應物(圖未示)於捲材40上。在本發明之實施例中，多個反應腔室可進行化學氣相沉積反應或物理氣相沉積反應。需注意的是，在圖式中，反應腔室是例示性的繪示為三個，然，本發明並不以此為限制，反應腔室的數目可依製程需求而增加或減少，而有關於反應腔室數量的調整，將於後文中詳加說明。
需說明的是，捲材可包含由天然纖維、人造纖維、無紡布、濾網、合成皮、真皮、聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、或聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)等所製成之帶狀材料，其可連續式由第一固持腔室傳送通過多個反應腔室而到達第二固持腔室。舉例而言，捲材可透過軌道、滾輪等方式連續式的被傳送。值得一提的是，本發明之連續式沉積裝置中之反應腔室並非各自封閉，而是相互連通的，藉此可用於帶狀材料的連續沉積。
在本發明之一實施例中，多個反應腔室30之至少其中之一可包含溫度調整單元50，可於捲材40連續式的通過反應腔室30時調整捲材40之溫度。舉例而言，溫度調整單元50可為加熱器或冷凝器以加熱或降溫捲材40。
在本發明之連續式沉積裝置中，多個反應腔室30所提供的反應物可相異。舉例而言，當需沉積不同反應物於捲材上時，反應腔室31可提供第一反應物於捲材上，反應腔室32可提供第二反應物於捲材上，而反應腔室33可提供第三反應物於捲材上。在本發明之另一實施例中，多個反應腔室30所提供的反應物
可部分相同。舉例而言，反應腔室31可提供第一反應物於捲材上，反應腔室32可提供第二反應物於捲材上，而反應腔室33可提供第一反應物於捲材上。於此，反應物的種類可依使用者需求而調整。
當相鄰的反應腔室所提供的反應物相異時，為了防止反應物之間的汙染，多個反應腔室之至少其中一個可包含排氣口301，其設置於每一反應腔室的出口端，可用於排出未沉積於捲材的反應物，避免交叉汙染或干擾後續製程。另外一方面，當沉積不同反應物於捲材上時，其所使用的反應條件亦可能相異，故本發明之連續式沉積裝置更可包含第三泵浦103，其可連接於多個反應腔室之至少其中之一上，以用於調整多個反應腔室之至少其中之一的壓力，因此，多個反應腔室的壓力可相同、相異或部分相同。
在本發明之連續式沉積裝置中，反應腔室30可更包含連接件302，可使多個反應腔室30的每一者以可拆卸的方式連接第一固持腔室、第二固持腔室或另一反應腔室。藉由上述連接件的設置，可以模組化的方式調整反應腔室的數量，因而可方便於依製程需求增加或減少反應腔室。
在本發明之連續式沉積裝置中，第一固持腔室11及第二固持腔室12中可各別地包含一對邊元件303以使捲材40之兩端相互對齊，舉例而言，對邊元件303可包含對邊電眼；此外，在本發明之連續式沉積裝置中，第一固持腔室11及第二固持腔室12各別地包含張力控制元件304以控制捲材40之張力。
在本發明之另一實施例中，連續式沉積裝置更包含至少一閘門305於第一固持腔室12與反應腔室31之間、第二固持腔室12與反應腔室33之間、或相鄰之反應腔室31、32、33之間，且捲材40是穿過至少一閘門305而連續地通過多個反應腔室31、32、33。需注意的是，閘門305並非完全地閉合，而是會留有縫隙以使捲材40可穿過，藉由這樣的設計可同時達到避免不同反應腔室中的反應物交叉汙染之功效。此外，分別連接第一固持腔室與反應腔室31、第二固持
腔室與反應腔室33、或相鄰之兩反應腔室的兩相鄰閘門305之間的距離可依需求而調整，如圖2所示，其可做為緩衝之用途，防止反應物交叉汙染。
在本發明之另一實施例中，連續式沉積裝置100可更包含緩衝腔室60，請參閱圖3A及圖3B。緩衝腔室60可設置於每一或任意兩反應腔室之間，或者，緩衝腔室60可設置於反應腔室與第二固持腔室12之間，其可用於防止反應物交叉汙染或有利於降溫之用途。緩衝腔室60亦包含連接件302，可使緩衝腔室60可拆卸的方式連接反應腔室或第二固持腔室11。
接著，將說明本發明之連續式沉積方法，請參閱圖4，其包含下列步驟：提供連續式沉積裝置(S101)，其包含第一固持腔室、第二固持腔室、以及多個反應腔室，其中，連續式沉積裝置以於上文中詳細描述，故在此不再贅述。接著，將捲材連續式地通過多個反應腔室(S102)，捲材可包含由天然纖維、人造纖維、無紡布、濾網、合成皮、真皮、聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、或聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)所製成之帶狀材料，其可連續式由第一固持腔室傳送通過多個反應腔室而到達第二固持腔室。舉例而言，捲材可透過軌道、滾輪等方式連續式的被傳送。在本發明之一實施例中，連續式沉積裝置可更包含至少一閘門於第一固持腔室與反應腔室間、第二固持腔室與反應腔室間、或相鄰之反應腔室間，捲材是穿過至少一閘門而連續地通過多個反應腔室，且當捲材穿過該閘門時，閘門是不完全閉合，而是會留有縫隙以使捲材可穿過，藉由這樣的設計可同時達到避免不同反應腔室中的反應物交叉汙染之功效。
而後，由多個反應腔室提供反應物至捲材上(S103)，反應腔室是進行化學氣相沉積反應或物理氣相沉積反應，各個反應腔室所提供的反應物可依需求而相異或部分相同。在此步驟中，更可包含使用連接於多個反應腔室之至
少其一的第三泵浦調整多個反應腔室至少其中之一之壓力，故每一反應腔室之壓力可為相同、相異或部分相同，因而可因應不同反應物而提供各種反應條件。
綜上所述，本發明所請之連續式沉積裝置及連續式沉積方法可將帶狀材料進行多種反應物的連續性沉積製程，藉由與各腔室連接之泵浦調整各腔室之壓力，因而可不需進行反覆的抽真空/破真空步驟即可達到多種反應物的連續沉積，可大幅降低時間成本並簡化製程流程，增加經濟效益。除此之外，本發明所請之連續式沉積裝置可以模組化的方式依需求任意增加或減少腔室的數量，亦可提升製程的便利性。
以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
Claims (19)
- 一種連續式沉積裝置，其包含：一第一固持腔室，其包含一第一固持元件，其設置於該第一固持腔室內；一第一泵浦，其與該第一固持腔室連接，以調整該第一固持腔室之壓力；一第二固持腔室，其包含一第二固持元件，其設置於該第二固持腔室內，其中一捲材之兩端分別固定於該第一固持元件以及該第二固持元件；一第二泵浦，其與該第二固持腔室連接，以調整該第二固持腔室之壓力；以及多個反應腔室，其彼此連接，其中該反應腔室的一上游側與該第一固持腔室連接，該反應腔室的一下游側與該第二固持腔室連接，使該捲材連續地通過該多個反應腔室，且該多個反應腔室分別提供一反應物沉積於該捲材上；其中該反應腔室包含一連接件，使該反應腔室以可拆卸的方式連接該第一固持腔室、該第二固持腔室或另一該反應腔室。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，其中該多個反應腔室至少其中之一包含一溫度調整單元，用以調整該捲材之溫度。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，更包含：至少一第三泵浦，其連接於該多個反應腔室至少其中之一，以調整該多個反應腔室至少其中之一之壓力。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，其中該多個反應腔室至少其中之一包含一排氣口，其設置於該反應腔室之一出口端。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，更包含：一緩衝腔室，其連接於該多個反應腔室之間或該反應腔室之該下游側與該第二固持腔室之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，其中該多個反應腔室所提供之反應物為相異或部分相同。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，其中該複數個反應腔室進行化學氣相沉積或物理氣相沉積。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，其中該捲材包含由天然纖維、人造纖維、無紡布、濾網、合成皮、真皮、聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、或聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)所製成之帶狀材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，該多個反應腔室的壓力相異或部分相同。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，其中該第一固持腔室及該第二固持腔室各別地包含一對邊元件以使該捲材之兩端對齊。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，其中該第一固持腔室及該第二固持腔室各別地包含一張力控制元件以控制該捲材之張力。
- 如申請專利範圍第1項所述之連續式沉積裝置，更包含至少一閘門於該第一固持腔室與該反應腔室之間、該第二固持腔室與該反應腔室之 間、或相鄰之該反應腔室之間，該捲材是穿過該至少一閘門而連續地通過該多個反應腔室。
- 一種連續式沉積方法，其包含下列步驟：提供一連續式沉積裝置，其包含：一第一固持腔室，其包含一第一固持元件於其中，且具有一第一泵浦以調整該第一固持腔室之壓力；一第二固持腔室，其包含一第二固持元件於其中，且具有一第二泵浦以調整該第二固持腔室之壓力，其中一捲材之兩端分別固定於該第一固持元件以及該第二固持元件；及多個反應腔室，其彼此連接，其中該反應腔室的一上游側與該第一固持腔室連接，該反應腔室的一上游側與該第二固持腔室連接，其中該反應腔室包含一連接件，使該反應腔室以可拆卸的方式連接該第一固持腔室、該第二固持腔室或另一該反應腔室；將該捲材連續地通過該多個反應腔室；以及由該多個反應腔室沉積一反應物於該捲材上。
- 如申請專利範圍第13項所述之連續式沉積方法，更包含使用一第三泵浦以調整該多個反應腔室至少其中之一之壓力，其中該第三泵浦連接於該多個反應腔室至少其中之一。
- 如申請專利範圍第13項所述之連續式沉積方法，其中在將反應物沉積於該捲材之步驟中，該多個反應腔室所提供之反應物為相異或部分相同。
- 如申請專利範圍第13項所述之連續式沉積方法，其中在將反應物沉積於該捲材之步驟中，該多個反應腔室的壓力相異或部分相同。
- 如申請專利範圍第13項所述之連續式沉積方法，其中該多個反應腔室進行化學氣相沉積或物理氣相沉積。
- 如申請專利範圍第13項所述之連續式沉積方法，其中連續式沉積裝置更包含至少一閘門於該第一固持腔室與該反應腔室間、該第二固持腔室與該反應腔室間、或相鄰之該反應腔室間，該捲材是穿過該至少一閘門而連續地通過該多個反應腔室。
- 如申請專利範圍第18項所述之連續式沉積方法，當該捲材穿過該閘門時，該閘門不完全閉合。
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