(57)【要約】      （修正有）【課題】基板特性を確実に維持して変質せず、基板伝送の安定性と正確性を向上させ、更に反応エリアを区切って加熱作業を行う原子層堆積に依る薄膜形成設備を提供する。【解決手段】固定フレーム１１、少なくとも一気体供給モジュール１２、移載モジュール１３、複数の加熱チャンバ１４及び制御モジュール１５を有する。気体供給モジュールは、複数の支持枠、支持枠に対応設置する複数のネジ杆１２２及びネジ杆上に対応設置する薄膜コーティング部品１２３を有する。薄膜コーティング部品は、複数本の第一給気管、複数本の第二給気管及び排気管を有する。移載モジュールは固定フレームと気体供給モジュールの間に設置し、複数の穿孔を備えるベルトコンベア１３１及びベルトコンベアに連結する駆動部品１３２を有する。複数の加熱チャンバはベルトコンベアの該気体供給モジュールに相対する別側に設置し、各加熱チャンバは内部に納置空間を備えるチャンバ１４１、納置空間に納置する複数の加熱管部品を有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
原子層堆積に依る薄膜形成設備において、少なくとも
一固定フレームと、
該固定フレーム上に設置し、複数の支持枠、該複数の支持枠に対応設置する複数のネジ杆及び該複数のネジ杆上に対応する薄膜コーティング部品を有し、そのうち該薄膜コーティング部品は複数本の第一給気管、複数本の第二給気管及び排気管を有する少なくとも一組の気体供給モジュールと、
該固定フレームと該気体供給モジュールの間に設置し、複数の穿孔を備えるベルトコンベア及び該ベルトコンベアに連結する駆動部品を有する移載モジュールと、
該ベルトコンベアの該気体供給モジュールと相対する別側に設置し、各々は内部に納置空間を備えるチャンバ、該納置空間に設置する複数の加熱管部品を有し、そのうち該チャンバの該ベルトコンベアと相対する表面は該複数の穿孔と対応する複数の貫通孔を穿設する複数の加熱チャンバと、
該薄膜コーティング部品、該駆動部品及び該加熱管部品にそれぞれ電気連接する制御モジュールと、を有することを特徴とする原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項２】
前記薄膜コーティング部品は、更に複数本の第三給気管を有することを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項３】
前記穿孔は、スリットもしくは丸孔のうちの一つとすることを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項４】
前記駆動部品は、該ベルトコンベアの両端部にそれぞれ設置する二個のローラー部品及び該ローラー部品の一端に設置する動力部品を有することを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項５】
前記加熱チャンバの二側面は、該加熱チャンバを支持するのに用いる複数の支持具を設置することを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項６】
前記加熱チャンバは、更に真空ポンプ装置を連接することを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項７】
前記加熱チャンバの一部は、該気体供給モジュール下方に設置し、該ベルトコンベアの対応するエリアに反応エリア形成し、該ベルトコンベアの該加熱チャンバと対応する別側のエリアに予熱エリアを形成することを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項８】
前記貫通孔は、該穿孔と同じスリットもしくは丸孔のうちのひとつとすることを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項９】
前記貫通孔の配置方向は、該穿孔の方向と相対して設置することを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【請求項１０】
前記制御モジュールは、更に入力ユニットを電気連接し、そのうち該入力ユニットはマウス、キーボードのディスプレイもしくはタッチディスプレイそのうちのどれかを有することを特徴とする請求項１記載の原子層堆積に依る薄膜形成設備。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、原子層堆積に依る薄膜形成設備に関するもので、特に基板を区分して加熱することで薄膜コーティング作業の安定と正確度を向上させる原子層堆積に依る薄膜形成設備に係る。
【背景技術】
【０００２】
原子層堆積（Atomic Layer Deposition、略記ALD）は、薄膜堆積法であり、その堆積の原子層厚みは、原子層（１０-１０m）からナノ（１０-９m）ランクまでの薄膜である。一般的に原子層堆積法は、通常二種類以上のプリカーサを用い、且つ基板に該複数のプリカーサを交互に重複して追加し薄膜形成させる。その製造工程ステップは、主に該基板の一表面を該プリカーサ下方に暴露し、堆積循環させる。そのうち堆積循環ごとに単層薄膜もしくは一部の単層薄膜を形成する。原子層堆積において、薄膜形成は化学反応によって層間に累積し、プリカーサ分子は化学結合方式で該基板表面に結合し、プリカーサと化学結合するのに用いる基板の表面位置に被覆されると、化学吸着して自然停止する。続いて該基板を第二プリカーサに暴露し、該第二プリカーサを既に固体形成した薄膜が化学吸着する前の第一プリカーサで、すべての第一プリカーサが反応されるまで化学反応させる。該基板は自己限定式で第二プリカーサを一層化学吸着するため、原子層堆積は自己限定的に一層ずつ堆積し、高い保形性の塗布層及び優良な厚み制御を有効に提供する。これらの特性は、半導体、光電池もしくは有機発光ダイオード等を含むよく見られる部品のパッケージング作業のような人々が関心を示す方法であり、例として有機発光ダイオードもしくは光電池は、酸化アルミニウム（Al２O３）薄膜を堆積してパッケージングし、更に酸素もしくは水蒸気を分離する。その厚みは１-１０nmであり、現在、関連部品のニーズの増加に従い、原子層堆積に依る薄膜形成設備の量産能力向上のニーズが益々高まっている。
【０００３】
有機発光ダイオード（Organic Light-Emitting Diode、略記OLED）もしくは光電池の量産化への動向を考慮すると、部品の厚みと柔らかさを維持するニーズは薄型化のためである。そして関連する原子層堆積の伝送にとって、現在は直接該基板もしくはコイル材を複数のローラーで直接駆動して定位置へ伝送し、該複数のローラーが該基板に対して直接支持して引っ張ることで該基板もしくは該コイル材に応力を生じさせることから該基板もしくは該コイル材は該複数のローラーベアリングとの間で有効に固定及び貼着できない。そのため、移載過程において、外力に拠って簡単にドリフトもしくは揺れを起こしやすく、更には変形しても、変わらずに加熱作業を継続する。この他、薄膜コーティング作業の安定度と正確度を向上させるため、現行において、該基板を作業台上に貼り付けて該基板と気体コーティング機構の間の安定維持と平坦な距離を保ち、移載しやすくしたり、関連プリカーサのコーティング作業をしやすくする。そのため、関連作業には制限あり、更に量産性にも制限がある。更に従来の作業台は花崗岩で制作するため、該構造平台では加熱制御作業はしにくい。この他、従来は、該基板もしくは該コイル材をベルトコンベア上に設置し、且つ該ベルトコンベアはローラーで直接該ベルトコンベアを駆動し該基板もしくは該コイル材を伝送する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、該ベルトコンベア下方に対応する支持物の支えがなく、該基板が該ベルトコンベア上で有効に定位できず、また加工時に安定伝送できず、該基板の加工品質が下がりやすくなる点である。拠って、如何にして革新的なハードウエアをデザインし、伝送時に、該基板が平らで、安定した工作温度を安定させるニーズに応え、原子層堆積に依る薄膜形成等関連産業の開発業者と関連研究員は引き続き課題を解決するための努力をする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案者は、豊富な専門知識及び長年にわたる実務経験を元に、原子層堆積に依る薄膜形成設備の課題を改善する。基板を区分して加熱することで薄膜コーティング作業の安定と正確性を向上させる原子層堆積に依る薄膜形成設備を提供することを目的とする。それは主に移載モジュールと加熱チャンバのハードウエアデザインにより、原子層堆積を行うフレキシブル基板に対して良好な定位制御と最も最適な環境温度管理を有効に提供し、フレキシブル基板の化学堆積反応の高温作業に対し、基板特性を確実に維持して変質せず、薄膜コーティング作業の安定性と正確性を向上させ、及び反応エリアを区切って加熱作業を行う優位性を提供する。
【０００６】
本考案の目的に基づき、原子層堆積に依る薄膜形成設備を提供する。それは、少なくとも固定フレーム、少なくとも一気体供給モジュール、移載モジュール、複数の加熱チャンバ及び制御モジュールを有する。少なくとも一気体供給モジュールは、固定フレーム上に設置し、気体供給モジュールは複数の支持枠、支持枠に対応設置する複数のネジ杆及びネジ杆上に対応設置する薄膜コーティング部品を有する。そのうち薄膜コーティング部品は、複数本の第一給気管、複数本の第二給気管及び排気管を有する。移載モジュールは固定フレームと気体供給モジュールの間に設置し、移載モジュールは、複数の穿孔を備えるベルトコンベア及びベルトコンベアに連結する駆動部品を有する。複数の加熱チャンバはベルトコンベアの該気体供給モジュールに相対する別側に設置し、各加熱チャンバは内部に納置空間を備えるチャンバ、納置空間に納置する複数の加熱管部品を有する。そのうちチャンバのベルトコンベアに相対する表面には穿孔と対応する複数の貫通孔を穿設する。制御モジュールは薄膜コーティング部品、駆動部品、及び加熱管部品にそれぞれ電気連接する。
【考案の効果】
【０００７】
本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備は、上述の実施説明のとおりであり、本考案と従前の技術の製品を比較したことにより、本考案には以下の長所を有する。
【０００８】
本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備は、主に移載モジュールと加熱チャンバのハードウエアデザインにより、原子層堆積を行うフレキシブル基板に対して良好な定位制御と最も最適な環境温度管理を有効に提供し、フレキシブル基板の化学堆積反応の高温作業に対し、基板特性を確実に維持して変質せず、薄膜コーティング作業の安定性と正確性を向上させ、更に反応エリアを区切って加熱作業を行う優位性を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の全体構造立体図である。
【図２】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の全体構造断面図である。
【図３】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の基板設置指示図である。
【図４】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の気体供給モジュール設置指示図である。
【図５】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の気体供給モジュール運作指示図である。
【図６】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の薄膜コーティング部品設置指示図である。
【図７】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の移載モジュールと加熱チャンバ設置指示図である。
【図８】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第二実施例の移載モジュールと加熱チャンバ設置指示図である。
【図９】本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備の第一実施例の全体構造ブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
本考案の一実施例として、薄膜コーティング部品は、更に複数本の第三給気管を有する。
【００１１】
本考案の一実施例として、穿孔はスリットもしくは丸孔等のうちの一種形体とする。
【００１２】
本考案の一実施例として、駆動部品はベルトコンベアの両端にそれぞれ設置する二個のローラー部品及び該ローラー部品の一端に設置する動力部品を有する。
【００１３】
本考案の一実施例として、加熱チャンバの二側面は加熱チャンバを支持するのに用いる複数の支持具を設置する。
【００１４】
本考案の一実施例として、加熱チャンバは、更に真空ポンプ装置を連接する。
【００１５】
本考案の一実施例として、加熱チャンバの一部は、気体供給モジュール下方に設置し、ベルトコンベアの対応するエリアに反応エリアを形成し、ベルトコンベアの加熱チャンバの別側に対応するエリアに予熱エリアを形成する。
【００１６】
本考案の一実施例として、貫通孔は、穿孔と同じでスリットもしくは丸孔等のうちの一種形体である。
【００１７】
本考案の一実施例として、貫通孔の配置方向は、穿孔の方向と相対して設置する。
【００１８】
本考案の一実施例として、制御モジュールは、更に入力ユニットを電気連接する。そのうち該入力ユニットはマウス、キーボードのディスプレイもしくはタッチディスプレイそのうちの一つを有する。
【００１９】
本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備は、主に移載モジュールと加熱チャンバのハードウエアデザインにより、原子層堆積を行うフレキシブル基板に対して良好な定位制御と最も最適な環境温度管理を有効に提供し、フレキシブル基板の化学堆積反応の高温作業に対し、基板特性を確実に維持して変質せず、薄膜コーティング作業の安定性と正確性を向上させ、及び反応エリアを区切って加熱作業を行う優位性を提供するという目的を実現した。
【００２０】
本考案の技術特徴、内容と長所及びそれによって達成できる効果を説明するため、本考案では図式を示し、実施例を挙げて以下に詳細に説明する。そのうち使用する図式は、明細書を指示及び補助するのに用いるためであり、本考案実施後の真実比例と正確な配置とは限らない。故に、付属の図式の比例と配置関係の分析はできず、本考案の実際実施上の請求範囲を制限しないことをここに明記する。
【実施例１】
【００２１】
先ず、図１から図３に示すとおり、そのうち本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備１は、基板２上に少なくとも一原子層を堆積する。該原子層堆積に依る薄膜形成設備１は、少なくとも固定フレーム１１、少なくとも一組の気体供給モジュール１２、移載モジュール１３、複数の加熱チャンバ１４及び制御モジュール１５を有する。他に該基板２はプラスチック基板、ウエハ、ガラスもしくは結晶シリコン等のうちの一形態である。
【００２２】
該固定フレーム１１は、本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備１を支持するのに用い、そのうち該固定フレーム１１は卓上形態であり、且つ該固定フレーム１１は平面１１１及び該平面１１１を支持する四本の支持脚１１２を備える。
【００２３】
該気体供給モジュール１２は該固定フレーム１１上に設置し、該気体供給モジュール１２は複数の支持枠１２１、該複数の支持枠１２１に対応設置した複数のネジ杆１２２及び該複数のネジ杆１２２上に対応設置した薄膜コーティング部品１２３を有する。そのうち該薄膜コーティング部品１２３は複数本の第一給気管１２３１、複数本の第二給気管１２３２、及び排気管１２３３を有する。その他、該薄膜コーティング部品１２３は複数本の第三給気管１２３４を有する。図４から図７に示すとおり、そのうち該気体供給モジュール１２は該該固定フレーム１１上方に設置し、且つ該気体供給モジュール１２は複数の支持枠１２１、該複数の支持枠１２１の四角位置に対応設置した四本のネジ杆１２２及び該複数の支持枠１２１に対応設置した該薄膜コーティング部品１２３から構成される。そのうち複数の該支持枠１２１は四方形の形体であり、且つ該複数のネジ杆１２２は該支持枠１２１の四角位置に対応設置し、該薄膜コーティング部品１２３は支持枠１２１下方に設置し、且つ該支持枠１２１は該薄膜コーティング部品１２３を上下往復移動させる。この他、該薄膜コーティング部品１２３は複数本の第一給気管１２３１、複数本の第二給気管１２３２、複数本の第三給気管１２３４及び排気管１２３３を有する。そのうち該複数の第一給気管１２３１は第一プリカーサを供給し、該第一プリカーサは、例として水蒸氣（H２O）とするがこれに制限されない。また該複数の第二給気管１２３２は第二プリカーサを供給し、該第二プリカーサは例としてトリメチルアミン（Trimethylamine、略記TMA）とするがこれに制限されない。該複数の第三給気管１２３４は窒素気体を供給する。該複数の気体は該基板２上で反応し少なくとも一層原子層を形成する。また該排気管１２３３は余った気体を回収してコーティングが安定して反応するように該第一プリカーサ、該第二プリカーサ等気体を提供する。
【００２４】
該移載モジュール１３は該固定フレーム１１と該気体供給モジュール１２の間に設置し、該移載モジュール１３は複数の穿孔１３１１を備えるベルトコンベア１３１及び該ベルトコンベア１３１下方に設置して該ベルトコンベア１３１を駆動する駆動部品１３２を有する。その他、該ベルトコンベア１３１は水平平面もしくは環形のトラックベルトでもよく、該穿孔１３１１はスリットの形体であり、且つ該ベルトコンベア１３１はガラス繊維ベルト、テフロン（登録商標）ベルトもしくはステンレス等のうちの一種材質から製造される。また該駆動部品１３２は該ベルトコンベア１３１の両端にそれぞれ設置し該ベルトコンベア１３１によって被覆される二個のローラー部品１３２１及び該ローラー部品１３２１の一端部に設置する動力部品１３２２を有する。そのうちモータ形体の該動力部品１３２２は該複数のローラー部品１３２１を動かして回転させ、更に該ベルトコンベア１３１を動かして回転させ、該基板２を該ベルトコンベア１３１上に置き、該ベルトコンベア１３１が回転した時、該基板２を動かして往復式の前後移動作業もしくは連続循環作業を行う。
【００２５】
該複数の加熱チャンバ１４は、該ベルトコンベア１３１の該気体供給モジュール１２と相対する別側に設置し、各該加熱チャンバ１４は内部に納置空間１４１１を備えるチャンバ１４１、該納置空間１４１１に納置する複数の加熱管部品１４２を有する。そのうち該チャンバ１４１の該ベルトコンベア１３１と相対する表面は該複数の穿孔１３１１と対応する複数の貫通孔１４１２を穿設する。その他、該加熱チャンバ１４の二側面には該加熱チャンバ１４を支持するのに用いる複数の支持具１４３を設置する。更に該貫通孔１４１２は該穿孔１３１１と同じスリット形体であり、且つ該貫通孔１４１２の配置方向は該穿孔１３１１の方向と相対して設置し、また該貫通孔１４１２の幅は、０.５ミリメートルから２ミリメートルの間とする。その他該加熱チャンバ１４の一部は、該気体供給モジュール１２下方に設置し、該ベルトコンベア１３１に対応するエリアに反応エリア３を形成し、該ベルトコンベア１３１の該加熱チャンバ１４に対応する該反応エリア３の別側エリアには予熱エリア４を形成する。そのうち該複数の加熱チャンバ１４は該ローラー部品１３２１と該ベルトコンベア１３１の間に設置し、該チャンバ１４１の該納置空間１４１１には該加熱管部品１４２を納置し、気体反応に必要な複数の熱源を提供し温度制御する。更に該チャンバ１４１表面に設置するスリット形体の該貫通孔１４１２は同じくスリット形体の穿孔１３１１と対応し、該加熱管部品１４２の制御可能な温度を該貫通孔１４１２と該穿孔１３１１を通じて該基板２へ伝達する。更に該複数の加熱チャンバ１４は該ベルトコンベア１３１を支持する効果を提供し、該基板２を支える安定性を高める。その他、該加熱チャンバ１４は、真空ポンプ装置１４４を連接し、該真空ポンプ装置１４４は該固定フレーム１１下方に設置し、該真空ポンプ装置１４４は負圧を形成するのに用い、該貫通孔１４１２と該穿孔１３１１を通じて該ベルトコンベア１３１上に積載した該基板２に対する吸引力を提供し、該基板２を該ベルトコンベア１３１上で吸着して伝送し、且つ該基板２と該ベルトコンベア１３１の相対伝送位置を安定させて固定し、ドリフト揺れを防止する。更に該基板２と該気体供給モジュール１２の間の作業は安定及び平らに置かれた距離を維持し、薄膜コーティング作業の安定性と正確性を向上させる。
【実施例２】
【００２６】
図８に示すとおり、そのうち該穿孔１３１１と該貫通孔１４１２は同様に丸孔の形体であり、該加熱管部品１４２の制御できる温度は、丸孔形体の該貫通孔１４１２と該穿孔１３１１を通じて該基板２へ熱量が伝達される。
【実施例３】
【００２７】
図９に示すとおり、そのうち該制御モジュール１５は該加熱チャンバ１４の下方に設置し、該制御モジュール１５は該薄膜コーティング部品１２３、該駆動部品１３２及び該加熱管部品１４２をそれぞれ電気連接する。該制御モジュール１５は該固定フレーム１１下方に設置し、該複数の気体供給モジュール１２の気体供給流量及び排気流量を制御し、更に該ローラー部品１３２１の回転システム、往復頻度及び移載速度を制御し、該真空ポンプ装置１４４の圧力も制御して調整し、更に該複数の加熱管部品１４２の加熱温度を制御する。その他、該制御モジュール１５は入力ユニット１６を電気連接し、且つ該入力ユニット１６はマウス、キーボードのディスプレイ、もしくはタッチディスプレイ等のうちの一装置を有し、そのうち該入力ユニット１６はユーザの参考に各種作業状態の表示データと入力を提供する。
【００２８】
本考案の該原子層堆積に依る薄膜形成設備１の応用として、５００ミリメートル幅の該基板２と共に表面酸化アルミニウムの堆積作業を行ってもよく、半成品の例として有機薄膜太陽電池（Organic PhotoVoltaics、略記OPV）のパッケージング作業というように主に半成品の該基板２を該予熱エリア４に吸着する。そのうち該予熱エリア４下方の該加熱チャンバ１４は組み込んだ該加熱管部品１４２によって基板表面に約８０℃〜９０℃の予熱温度を与え、該移載モジュール１３を経て該基板を該反応エリア３へ送る。該ベルトコンベア１３１下方の該加熱チャンバ１４によって、該基板２は該反応エリア３に安定して固定され、気体反応堆積作業を行う。そのうち該反応エリア３下方の該加熱チャンバ１４ の該加熱管部品１４２は、基板表面に約１８０〜２００℃の温度を与え該気体供給モジュール１２によっての気体を堆積し、該基板２上に反応させる。そのうち該気体供給モジュール１２と該基板２の間は約０.５センチメートル（centimeter、略記cm）から２センチメートル（cm）の特定高度を維持し、該複数の気体を該基板２表面に均一に分布させる。その他、該移載モジュール１３は該ベルトコンベア１３１で該基板２を往復式移動させ、該基板２表面に多層酸化アルミニウム重畳を行い、該ベルトコンベア１３１は連続単方向運転を行い、多層酸化アルミニウム重畳を達成する。
【００２９】
上述のとおり、本考案の原子層堆積に依る薄膜形成設備は、確かに上述に挙げた実施例によって、予定された利用効果を達成することができる。更に本考案は未だ公開されておらず、特許法の規定と要求に完全に符合するため、法に基づき実用新案を申請する。
【００３０】
上述に挙げた図式及び説明は、本考案の良好な実施例を説明するためであり、本考案の請求範囲を制限するものではない。当該領域に習熟した者が本考案の特徴範囲に基づいて実施したその他の同効果の変化もしくは修飾は、すべて本考案の請求範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３１】
１        原子層堆積に依る薄膜形成設備
１１        固定フレーム
１１１        平面
１１２        支持脚
１２        気体供給モジュール
１２１        支持枠
１２２        ネジ杆
１２３        薄膜コーティング部品
１２３１        第一給気管
１２３２        第二給気管
１２３３        排気管
１２３４        第三給気管
１３              移載モジュール
１３１            ベルトコンベア
１３１１        穿孔
１３２            駆動部品
１３２１        ローラー部品
１３２２        動力部品
１４        加熱チャンバ
１４１        チャンバ
１４１１        納置空間
１４１２        貫通孔
１４２            加熱管部品
１４３            支持具
１４４            真空ポンプ装置
１５              制御モジュール
１６              入力ユニット
２                基板
３                反応エリア
４                予熱エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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