TWM583124U - 原子層沉積傳載塗佈裝置 - Google Patents

原子層沉積傳載塗佈裝置 Download PDF

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Abstract

本創作揭露一種原子層沉積傳載塗佈裝置，為一種適用於塗佈大面積之基板的原子層沉積傳載塗佈裝置，本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置主要係包括有一支撐座、一移載模組、複數個狹縫氣體塗佈機組，以及一控制模組；藉此，本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置主要係藉由複數個狹縫氣體塗佈機組之硬體設計，有效控制複數個狹縫氣體塗佈機組以間歇性啟動及關閉，或由承載基板之移動平台可減短塗佈移動之距離，以達到原子層塗佈之層積確實達到縮短加工之時程，以及倍增加工效率，並且可基板傳送距離降低震動產生的移位，提升加工的良率等主要優勢。

Description

原子層沉積傳載塗佈裝置
本創作係有關於一種原子層沉積傳載塗佈裝置，尤其是指一種適用於塗佈大面積之基板的原子層沉積傳載塗佈裝置。
按，原子層沉積(Atomic Layer Deposition)係為一種薄膜沉積的方法，所沉積之原子層厚度係為奈米(nanometer，nm)等級之薄膜，一般而言，原子層之沉積方法係使用兩種以上的氣體前驅物，且利用該等氣體前驅物交替並重複地施加於一基板上而反應形成，其製程步驟主要係將該基板之一表面暴露於該氣體前驅物下方，以進行沉積循環，其中每一沉積循環係生成一層薄膜或一部分之單層薄膜；在原子層沉積中，薄膜生成係由化學反應進行層間累積，氣體前驅物分子可以透過形成一化學鍵的方式鍵結於基板表面，當可用於與氣體前驅物進行化學鍵結之基板所有表面位置均被覆蓋時，化學吸附自然停止；接著將基板暴露至第二氣體前驅物以令第二氣體前驅物與已形成固體薄膜之化學吸附前之第一氣體前驅物進行化學反應，直到所有之第一氣體前驅物均被反應，基板係以一自限性方式覆蓋一層化學吸附第二氣體前驅物，故原子層沉積可以自限性的逐層沉積，可有效提供高保形塗層及優良厚度控制，此等特性使其成為一種眾所關注的方法，包括半導體、光伏電池或有機發光二極體等，常見的應用如元件之封裝作業等，例如有機發光二極體或光伏電池，可用於沉積氧化鋁(Al 2O 3)薄膜以進行封裝，並阻隔氧氣或水氣，其厚度可以為1-10nm，目前隨著相關元件的需求增加，對提升原子層沉積塗佈設備之量產能力之需求也日益增加。
有鑑於有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)或光伏電池量產化之趨勢，為維持元件的厚度與軟性需求而有薄型化的趨勢，對於相關的原子層沉積之傳輸而言，現行係直接將基板或卷材以複數的滾輪直接驅動並遞送之固定位置，由於滾輪係針對基板直接支撐並拉扯，以使基板或卷材產生應力，且由於基板或卷材與滾軸之間無法有效固定與貼附，因此在移載過程中容易受外力影響而飄移或掀動，甚至變形，更遑論進行加熱作業；此外，為了進一步提升塗佈作業的平穩度與精準度，現行係將基板貼附於一工作檯面上，並保持基板與氣體噴塗機構之間的保持穩定與平整的距離，以利於進行移載或相關氣體前驅物料之噴塗作業，如此也使得相關作業被侷限，為達成多次重覆沉積勢必不斷增加基板的移動行程來增加沉積的次數，因此為增加工作時程影響量產性；再者，傳統的工作檯面係以花崗岩遞送基板或卷材；或者，傳統有將基板或卷材置於一輸送帶上，且輸送帶係以滾輪直接驅動輸送帶以遞送基板或卷材；然而，由於輸送帶下方沒有對應的支撐物支撐，以至於基板於輸送帶上無法有效定位，容易因加工時無法平穩傳送而導致該基板之加工品質不良；因此，如何藉由創新的硬體設計，有效於傳送時提供基板於傳送中因過度移動而震動，仍是原子層沉積塗佈等相關產業的開發業者與相關研究人員需持續努力克服與解決之課題。
緣是，創作人有鑑於此，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改良創作一種原子層沉積傳載塗佈裝置，其目的在於提供一種適用於塗佈大面積之基板的原子層沉積傳載塗佈裝置，主要係藉由複數個狹縫氣體塗佈機組之硬體設計，有效控制複數個狹縫氣體塗佈機組以間歇性啟動及關閉以達到原子層之層積效果，以縮短基板傳送距離降低震動產生的移位，提升加工的良率，且承載基板之移動平台可藉有效減短塗佈移動之距離，確實達到縮短加工之時程，以及倍增加工效率等主要優勢者。
根據本創作之目的，提出一種原子層沉積傳載塗佈裝置，係至少包括有一支撐座、一移載模組、複數個狹縫氣體塗佈機組，以及一控制模組；移載模組係設置於支撐座上，移載模組係包括有一移動平台，以及一連接移動平台之驅動組件；複數個狹縫氣體塗佈機組係設置於移載模組上，每一狹縫氣體塗佈機組係包括有至少一固定框架，以及一固定於固定框架上之狹縫氣體噴塗組件，其中狹縫氣體塗佈機組間往移動平台之行進動向做併排延伸組設，且狹縫氣體噴塗組件係包含有複數根第一供氣管、複數根第二供氣管、複數根第三供氣管，以及一回收抽氣管；控制模組係分別以電性連接狹縫氣體噴塗組件與驅動組件。
在本創作的一個實施例中，移動平台係為花崗岩平台。
在本創作的一個實施例中，移動平台係為一具有複數個穿孔之輸送帶，穿孔係為狹縫或圓孔等其中之一種態樣。
在本創作的一個實施例中，驅動組件係包括有二分別設置於移動平台之二端部的滾輪組件，以及一設置於一滾輪組件之一端部的動力件，動力件係帶動滾輪組件轉動，進而帶動移動平台轉動。
在本創作的一個實施例中，固定框架係對應設置有複數根螺桿，螺桿係固定狹縫氣體噴塗組件，固定框架係連接有一固定柱，而固定柱係鎖固於支撐座上。
在本創作的一個實施例中，狹縫氣體噴塗組件之延伸長度係大於移動平台之橫向長度。
在本創作的一個實施例中，控制模組係可進一步電性連接有一輸出單元，輸出單元係為包含顯示器或觸控顯示器等其中之一種裝置。
在本創作的一個實施例中，原子層沉積傳載塗佈裝置係可進一步於移動平台下方設置有複數個加熱抽氣箱。
在本創作的一個實施例中，加熱抽氣箱係包括有一內部開設有一容置空間之箱體、複數個設置於容置空間之加熱管組件，且箱體鄰近移動平台之一表面係開設有複數個貫孔，該加熱抽氣箱係連接設有一真空抽氣裝置。
在本創作的一個實施例中，加熱抽氣箱之二側部係設置有複數個用以支撐加熱抽氣箱之支架。
在本創作的一個實施例中，貫孔係與穿孔相同為狹縫或圓孔等其中之一種態樣。
在本創作的一個實施例中，貫孔之配置方向係與穿孔之方向重疊設置。
在本創作的一個實施例中，加熱抽氣箱係可進一步連接有一真空抽氣裝置。
藉此，本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置主要係藉由複數個狹縫氣體塗佈機組之硬體設計，有效控制複數個狹縫氣體塗佈機組以間歇性啟動及關閉以達到原子層之層積效果，以縮小基板傳送距離降低震動而產生的移位，提升加工的良率，且承載基板之移動平台可有效減短塗佈移動之距離，確實達到縮短加工之時程，以及倍增加工效率等主要優勢。
為利 貴審查員瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
首先，請一併參閱第1圖至第3圖所示，為本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之整體裝置立體圖、整體裝置剖視圖，以及基板設置示意圖，其中本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置(1)係至少包括有一支撐座(11)、一移載模組(12)、複數個狹縫氣體塗佈機組(13)，以及一控制模組(14)；本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置(1)係於一基板(2)上沉積至少一原子層，且本創作主要係藉由該等狹縫氣體塗佈機組(13)之硬體設計，有效控制該等狹縫氣體塗佈機組(13)以間歇性啟動及關閉以達到原子層之層積效果，以縮小該基板(2)傳送距離降低因產生震動的移位，提升加工的良率，且承載該基板(2)之一移動平台(121)可有效減短塗佈移動之距離，確實達到縮短加工之時程，以及倍增加工效率等主要優勢，其中該基板(2)係為塑料基板、晶圓、玻璃或矽晶等其中之一種態樣。
該支撐座(11)係用以支撐本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置(1)，其中該支撐座(11)係呈一桌型之態樣，該支撐座(11)係具有一平面(圖式未標示)，以及四個支撐該平面之支撐腳(圖式未標示)。
該移載模組(12)係設置於該支撐座(11)之平面上，該移載模組(12)係包括有一移動平台(121)，以及一連接該移動平台(121)之驅動組件(122)，請一併參閱第4圖所示，其中該移動平台(121)係為一具有複數個穿孔(1211)之輸送帶，其中該穿孔(1211)係為狹縫或圓孔等其中之一種態樣，而該輸送帶係由玻纖布、鐵氟龍布或不鏽鋼等其中之一種材質所製備而成；此外，該驅動組件(122)係包括有二分別設置於該移動平台(121)之二端部的滾輪組件(1221)，以及一設置於一該滾輪組件(1221)之一端部的動力件(1222)，而該動力件(1222)係帶動該滾輪組件(1221)轉動，進而帶動該移動平台(121)轉動，其中該動力件(1222)係為一馬達，且該基板(2)係設置於該移動平台(121)之輸送帶上；請一併參閱第6圖與第6圖所示，為本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其二較佳實施例之整體裝置立體圖，以及整體裝置剖視圖，其中該移載模組(12)之該移動平台(121)係以花崗岩材質所製備而成之平台。
請一併參閱第7圖至第9圖所示，為本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之狹縫氣體噴塗組件設置示意圖、狹縫氣體塗佈機組設置示意圖，以及狹縫氣體塗佈機組運作示意圖，其中複數個狹縫氣體塗佈機組(13)係設置於該移載模組(12)上，每一該狹縫氣體塗佈機組(13)係包括有至少一固定框架(131)、一固定於該固定框架(131)上之狹縫氣體噴塗組件(132)，以及複數根對應設置於該固定框架(131)以固定該狹縫氣體噴塗組件(132)之螺桿(133)，其中該狹縫氣體塗佈機組(13)間往該移動平台(121)之行進動向做併排延伸組設，且該狹縫氣體噴塗組件(132)係包含有複數根第一供氣管(1321)、複數根第二供氣管(1322)、複數根第三供氣管(1323)，以及一回收抽氣管(1324)，其中該等第一供氣管(1321)係供應一第一前驅物(圖式未標示)，該第一前驅物係可例如但不限定為水蒸氣(H 2O)，而該等第二供氣管(1322)則是供應一第二前驅物(圖式未標示)，該第二前驅物係可例如但不限定為三甲胺(Trimethylamine，簡寫TMA)，該等第三供氣管(1323)則是供應一氮氣氣體，該等氣體係於該基板(2)上反應而形成至少一層原子層，而該回收抽氣管(1324)則是回收多餘之氣體，以提供該等氣體之噴塗穩定循環與反應；此外，該固定框架(131)係連接有一固定柱(1311)，而該固定柱(1311)係鎖固於該支撐座(11)上；再者，該些狹縫氣體噴塗組件(132)之延伸長度係大於該移動平台(121)之橫向長度。
該控制模組(14)係分別以電性連接該狹縫氣體噴塗組件(132)與該驅動組件(122)；該控制模組(14)係設置於該支撐座(11)下方，以控制該等狹縫氣體塗佈機組(13)之氣體供應流量及回收抽氣之流量，並控制該滾輪組件(1221)之轉動機制、往復頻率，以及移載速率；此外，該控制模組(14)係電性連接有一輸出單元(15)，且該輸出單元(15)係為包含顯示器或觸控顯示器等其中之一種裝置，其中該輸出單元(15)係可提供各種作業狀態的顯示資料與輸入，以供一使用者參考。
此外，請一併參閱第4圖所示，該原子層沉積傳載塗佈裝置(1)係進一步於該移動平台(121)下方設置有複數個加熱抽氣箱(16)，其中該加熱抽氣箱(16)係包括有一內部開設有一容置空間(1611)之一箱體(161)、複數個設置於該容置空間(1611)之加熱管組件(162)，且該箱體(161)鄰近該移動平台(121)之一表面係開設有複數個與該些穿孔(1211)對應之貫孔(1612)，其中該貫孔(1612)係與該穿孔(1211)相同為狹縫或圓孔等其中之一種態樣，而其中該加熱抽氣箱(16)之二側部係設置有複數個用以支撐該加熱抽氣箱(16)之支架(163)；再者，該貫孔(1612)之配置方向係與該穿孔(1211)之方向重疊設置，而該貫孔(1612)之寬度係介於0.5毫米至2毫米之間；此外，該等加熱抽氣箱(16)係設置於該滾輪組件(1221)與該移動平台(121)之間，該箱體(161)之該容置空間(1611)係設置有該加熱管組件(162)，以提供該等氣體反應所需之熱源與進行溫度控制，且該箱體(161)表面設置之狹縫態樣的貫孔(1612)係與同為狹縫態樣的穿孔(1211)對應，以將該加熱管組件(162)之可控溫度透過該貫孔(1612)與該穿孔(1211)傳遞至該基板(2)，且該等加熱抽氣箱(16)也可提供向上支撐該移動平台(121)之效果，以增加承載該基板(2)之平穩度；此外，該加熱抽氣箱(16)係連接有一真空抽氣裝置(164)，該真空抽氣裝置(164)係設置於該支撐座(11)下方，該真空抽氣裝置(164)係用以產生負壓，經由該貫孔(1612)與該穿孔(1211)提供承載該基板(2)之吸引力，以使該基板(2)可貼附於該移動平台(121)上，得以提升塗佈作業的平穩與精度。
本創作據以實施時，第一種運作方式係由複數個狹縫氣體塗佈機組(13)對應一基板(2)塗佈面積，塗佈時，於承載該基板(2)之一移動平台(121)不作動位移，只要由控制複數狹縫氣體噴塗組件(132)以間歇性的啟動及關閉即可達到塗佈原子層沉積效果，並且可縮小該基板(2)傳送距離降低震動而產生的移位，可以提昇加工的良率。第二種運作方式係複數個狹縫氣體塗佈機組(13)延伸組配長度大於一移動平台(121)橫向長度，塗佈時，每一個狹縫氣體塗佈機組(13)面積係對應一個基板(2)塗佈面積，而該移動平台(121)係可以往復作動，該移動平台(121)每次移動距離以一個該狹縫氣體塗佈機組(13)的長度為一次距離時，該基板(2)即可累增塗佈一層，不僅可縮短承載該基板(2)於該移動平台(121)塗佈移動的距離，更能縮短加工的時程。第三種運作方式係一移動平台(121)上可設置複數個基板(2)，而該複數個基板(2)係分別對應複數個狹縫氣體塗佈機組(13)，該移動平台(2)以往復作動使複數個該狹縫氣體塗佈機組(13)於該複數個基板(2) 塗佈，藉由該移動平台(2)以往復作動而增加該複數個基板(2)塗佈層數，可達到塗佈倍增的加工效率，並且可減少該複數個基板(2)傳送中因震動而移位，進而提昇加工的良率。
由上述之實施說明可知，本創作與現有技術與產品相較之下，本創作具有以下優點：
本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置主要係藉由複數個狹縫氣體塗佈機組之硬體設計，有效控制複數個狹縫氣體塗佈機組以間歇性啟動及關閉以達到原子層之層積效果，以縮小基板傳送距離降低因震動而產生的移位，提升加工的良率，且承載基板之移動平台可有效減短塗佈移動之距離，確實達到縮短加工之時程，以及倍增加工效率等主要優勢。
綜上所述，本創作之原子層沉積傳載塗佈裝置，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本創作亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出創作專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本創作之較佳實施例，非為限定本創作之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本創作之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本創作之設計範疇。
(1)‧‧‧原子層沉積傳載塗佈裝置
(11)‧‧‧支撐座
(12)‧‧‧移載模組
(121)‧‧‧移動平台
(1211)‧‧‧穿孔
(122)‧‧‧驅動組件
(1221)‧‧‧滾輪組件
(1222)‧‧‧動力件
(13)‧‧‧狹縫氣體塗佈機組
(131)‧‧‧固定框架
(1311)‧‧‧固定柱
(132)‧‧‧狹縫氣體噴塗組件
(1321)‧‧‧第一供氣管
(1322)‧‧‧第二供氣管
(1323)‧‧‧第三供氣管
(1324)‧‧‧回收抽氣管
(133)‧‧‧螺桿
(14)‧‧‧控制模組
(15)‧‧‧輸出單元
(16)‧‧‧加熱抽氣箱
(161)‧‧‧箱體
(1611)‧‧‧容置空間
(1612)‧‧‧貫孔
(162)‧‧‧加熱管組件
(163)‧‧‧支架
(164)‧‧‧真空抽氣裝置
(2)‧‧‧基板
第1圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之整體裝置立體圖。 第2圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之整體裝置剖視圖。 第3圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之基板設置示意圖。 第4圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之移載模組與加熱抽氣箱設置示意圖。 第5圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其二較佳實施例之整體裝置立體圖。 第6圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其二較佳實施例之整體裝置剖視圖。 第7圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之狹縫氣體噴塗組件設置示意圖。 第8圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之狹縫氣體塗佈機組設置示意圖。 第9圖：本創作原子層沉積傳載塗佈裝置其一較佳實施例之狹縫氣體塗佈機組運作示意圖。

Claims (10)

  1. 一種原子層沉積傳載塗佈裝置，係至少包括有： 　　一支撐座(11)； 　　一移載模組(12)，係設置於該支撐座(11)上，該移載模組(12)係包括有一移動平台(121)，以及一連接該移動平台(121)之驅動組件(122)； 　　複數個狹縫氣體塗佈機組(13)，係設置於該移載模組(12)上，每一該狹縫氣體塗佈機組(13)係包括有至少一固定框架(131)，以及一固定於該固定框架(131)上之狹縫氣體噴塗組件(132)，其中該狹縫氣體塗佈機組(13)間往該移動平台(121)之行進動向做併排延伸組設，且該狹縫氣體噴塗組件(132)係包含有複數根第一供氣管(1321)、複數根第二供氣管(1322)、複數根第三供氣管(1323)，以及一回收抽氣管(1324)；以及 　　一控制模組(14)，係分別以電性連接該狹縫氣體噴塗組件(132)與該驅動組件(122)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該移動平台(121)係為花崗岩平台。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該移動平台(121)係為一具有複數個穿孔(1211)之輸送帶，其中該穿孔(1211)係為狹縫或圓孔其中之一。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該驅動組件(122)係包括有二分別設置於該移動平台(121)之二端部的滾輪組件(1221)，以及一設置於一該滾輪組件(1221)之一端部的動力件(1222)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該固定框架(131)係對應設置有複數根螺桿(133)，該些螺桿(133)係固定該狹縫氣體噴塗組件(132) ，該固定框架(131)係連接有一固定柱(1311)，而該固定柱(1311)係鎖固於該支撐座(11)上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該些狹縫氣體噴塗組件(132)之延伸長度係大於該移動平台(121)之橫向長度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該控制模組(14)係進一步電性連接有一輸出單元(15) ，其中該輸出單元(15)係為包含顯示器或觸控顯示器其中之一。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該原子層沉積傳載塗佈裝置(1)係進一步於該移動平台(121)下方設置有複數個加熱抽氣箱(16)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該加熱抽氣箱(16)係包括有一內部開設有一容置空間(1611)之箱體(161)、複數個設置於該容置空間(1611)之加熱管組件(162)，且該箱體(161)鄰近該移動平台(121)之一表面係開設有複數個貫孔(1612)，該加熱抽氣箱(16)係連接設有一真空抽氣裝置(164)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之原子層沉積傳載塗佈裝置，其中該加熱抽氣箱(16)之二側部係設置有複數個用以支撐該加熱抽氣箱(16)之支架(163)。
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