專(zhuān)利名稱(chēng)：薄膜工藝設(shè)備及其制作方法
薄膜工藝設(shè)備及其制作方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是有關(guān)于一種薄膜工藝設(shè)備及薄膜制作方法，特別是有關(guān)于一種薄膜工藝設(shè)備中的供氣結(jié)構(gòu)，通過(guò)此供氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可使薄膜工藝設(shè)備中的反應(yīng)氣體均勻混合并且加速完成反應(yīng)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的演進(jìn)，已有越來(lái)越多的產(chǎn)品需要使用薄膜工藝設(shè)備， 在基板上成長(zhǎng)一層薄膜。然而，目前主要用來(lái)成長(zhǎng)薄膜的方法有幾種，包括蒸鍍法 (spattering)、層積法(depositing)及有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MOCVD)等。特別是在太陽(yáng)能光電相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，大都使用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)來(lái)成長(zhǎng)薄膜，這是因?yàn)橛袡C(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MOCVD)具有如下的優(yōu)點(diǎn)
(I)用于生長(zhǎng)化合物半導(dǎo)體材料的各成分和摻雜劑都是以氣態(tài)方式通入反應(yīng)室， 而有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)可以通過(guò)精確控制氣態(tài)源的流量和通斷時(shí)間來(lái)控制生成薄膜的成分、摻雜濃度、厚度等，適于生長(zhǎng)薄層和超薄層材料。
(2)由于生長(zhǎng)化合物半導(dǎo)體材料時(shí)，需要控制反應(yīng)室中各種氣體的反應(yīng)時(shí)間，而有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)可以在反應(yīng)室中改變化合物成分和摻雜濃度，適于進(jìn)行異質(zhì)結(jié)構(gòu)和超晶格、量子阱的生長(zhǎng)。
(3)由于薄膜生長(zhǎng)是以熱解化學(xué)反應(yīng)的方式進(jìn)行的，而有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)可以通過(guò)控制反應(yīng)源氣流和溫度分布來(lái)達(dá)到薄膜生長(zhǎng)的均勻性，因此，有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)適于多片和大片的生長(zhǎng)薄膜，便于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
(4)由于有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)，因?yàn)闆](méi)有等離子體(plasma)反應(yīng)，反應(yīng)爐體對(duì)真空度的規(guī)格要求較低，反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，故可以降低設(shè)備的成本。
由于有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)具有上述優(yōu)點(diǎn)，使得有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)相關(guān)技術(shù)及設(shè)備發(fā)展越益蓬勃。然而，有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)的主要方法是將有機(jī)金屬氣體于氣態(tài)下與別的氣體混合并反應(yīng)，由于各種不同的氣體是由不同的供氣口提供，使得各種不同的氣體經(jīng)由不同的供氣口將各種氣體送至反應(yīng)室中進(jìn)行反應(yīng)，因此在反應(yīng)室的設(shè)計(jì)上，需要考慮供氣結(jié)構(gòu)上供氣口的設(shè)計(jì)、供氣口相較于基板(substrate)的相對(duì)距離及與加熱溫度間互相的配合，這三大因素對(duì)于有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)的最后形成薄膜的性質(zhì)優(yōu)劣，具有決定性影響。
請(qǐng)參考圖1a為一種現(xiàn)有技術(shù)的薄膜工藝設(shè)備的示意圖，而圖1b則為一種供氣結(jié)構(gòu)上供氣口的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖；由圖1a中可看出薄膜工藝設(shè)備的反應(yīng)室200中的氣體224 及223是由供氣結(jié)構(gòu)221上的不同供氣口提供并噴至反應(yīng)室200中；而一般的在供氣結(jié)構(gòu) 221上的供氣口設(shè)計(jì)為正交或交錯(cuò)排列，如圖1b所示。然而，這種正交或交錯(cuò)排列的供氣方式，大都無(wú)法有效將不同氣體混合均勻；現(xiàn)舉一例說(shuō)明若以交錯(cuò)排列方式將二乙基鋅 (DEZn(g))氣體與水(H2Ow)氣體在反應(yīng)室中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，則會(huì)在反應(yīng)室中于兩種氣體混合時(shí)才會(huì)生成氧化鋅(ZnO)及乙炔(C2H6);很明顯地，由于供氣口的設(shè)計(jì)因素，造成兩氣體的氣流混合的區(qū)域不大，如圖1c中的影線所示；使得氣體在反應(yīng)室中無(wú)法達(dá)到最佳的混合及反應(yīng)結(jié)果，且產(chǎn)生的乙炔氣由于具可燃性，為待清除廢氣，為清除乙炔氣也增加氣體均勻性控制的困難度。因此，在現(xiàn)有的薄膜工藝設(shè)備中的供氣結(jié)構(gòu)是可以有改善的空間。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一主要目的是于薄膜工藝設(shè)備中，設(shè)計(jì)一種新的供氣結(jié)構(gòu)，使得不同氣體出氣后，能混合更均勻，以利于增加氣體混合暨反應(yīng)效果，使得生成薄膜膜質(zhì)及均勻性更佳。
本發(fā)明的另一主要目的是于薄膜工藝設(shè)備中，設(shè)計(jì)一種可以上下或左右移動(dòng)的供氣結(jié)構(gòu)及可上下移動(dòng)的載盤(pán)，由此可調(diào)整供氣結(jié)構(gòu)與基板(substrate)的距離,進(jìn)一步控制薄膜生成狀況，使得生成薄膜效果更佳。
本發(fā)明的再一主要目的是針對(duì)每一薄膜工藝設(shè)備，提供一可上下移動(dòng)的加熱機(jī)構(gòu)，針對(duì)載盤(pán)進(jìn)行加熱與保溫，同時(shí)可保溫位于其上的基板(substrate)，使反應(yīng)得以順利進(jìn)行。
本發(fā)明還有另一主要目的是提供一種新式供氣結(jié)構(gòu)，于噴氣過(guò)程中，可同時(shí)移除廢氣，節(jié)省清除廢氣所需成本。
本發(fā)明的還有另一主要目的是提供一薄膜工藝設(shè)備，其中包含一傳感器，使得于生成薄膜過(guò)程中，得以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成膜進(jìn)度，以利于有效控制，使得生成薄膜效果更佳。
本發(fā)明的再一主要目的在于提供一薄膜制作方法，經(jīng)由本薄膜制作方法，可使得最后成膜效果更佳，且簡(jiǎn)化流程，更有利于使用者方便使用。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種薄膜工藝設(shè)備，包括用以承載一個(gè)基板的一載盤(pán)；一個(gè)反應(yīng)室，為一密閉空間并具有一頂部及相對(duì)該頂部的一底部；一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)，是配置于反應(yīng)室內(nèi)的頂部，具有一對(duì)相互隔離的供氣口，可通過(guò)相互隔離的供氣口向下噴出不同的氣體；及一輸送機(jī)構(gòu)，是配置于反應(yīng)室內(nèi)的底部，供輸送載盤(pán)及基板至反應(yīng)室中；其中此薄膜工藝設(shè)備的特征在于供氣機(jī)構(gòu)的為一同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口。
本發(fā)明接著提供一種薄膜工藝設(shè)備，包括用以承載一個(gè)基板的一載盤(pán)；一個(gè)反應(yīng)室，是為一密閉空間且具有一頂部及相對(duì)該頂部的一底部；一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)，是配置于反應(yīng)室內(nèi)的頂部，此供氣機(jī)構(gòu)是由多個(gè)具有同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口所組成，每一同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口的同心圓結(jié)構(gòu)間是相互隔離，可通過(guò)每一同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口向下噴出氣體，同心圓內(nèi)環(huán)及外環(huán)則各噴出不同氣體；及一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)，是配置于反應(yīng)室內(nèi)的底部，供輸送載盤(pán)及基板至反應(yīng)室中。
本發(fā)明接著再提供一種薄膜工藝系統(tǒng)，包括用以承載一個(gè)基板的一載盤(pán)；一個(gè)第一反應(yīng)室，此第一反應(yīng)室配置一加溫設(shè)備；一個(gè)第二反應(yīng)室，經(jīng)由一閥門(mén)與第一反應(yīng)室隔離，此第二反應(yīng)室具有一個(gè)頂部及相對(duì)頂部的底部；一個(gè)第三反應(yīng)室，經(jīng)由另一閥門(mén)與第二反應(yīng)室隔離，用以提供一降溫環(huán)境；一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)，是配置于第一反應(yīng)室、第二反應(yīng)室及第三反應(yīng)室內(nèi)，用以輸送載盤(pán)及基板通過(guò)每一至該反應(yīng)室；其中薄膜工藝系統(tǒng)的特征在于 一供氣機(jī)構(gòu)，是配置于第二反應(yīng)室內(nèi)的頂部，而供氣機(jī)構(gòu)是由多個(gè)具有同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口所組成，每一同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口的同心圓結(jié)構(gòu)間是相互隔離，可通過(guò)每一同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口向下噴出氣體，同心圓內(nèi)環(huán)及外環(huán)則各噴出不同氣體。
本發(fā)明接著再提供一種用以沉積一薄膜于基板上的薄膜制作方法，包括提供一載盤(pán)，用以承載一個(gè)基板；提供一反應(yīng)室，是為一密閉空間，具有一頂部及相對(duì)頂部的一底部；提供一供氣機(jī)構(gòu)，是配置于反應(yīng)室內(nèi)的頂部，供氣機(jī)構(gòu)具有至少一對(duì)相互隔離的同心圓結(jié)構(gòu)供氣口，可通過(guò)每一同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口向下噴出氣體，同心圓內(nèi)環(huán)及外環(huán)則各噴出不同氣體；提供一輸送機(jī)構(gòu)，是配置于反應(yīng)室內(nèi)的底部，供輸送載盤(pán)及基板至反應(yīng)室中，以使基板與對(duì)相互隔離的同心圓結(jié)構(gòu)供氣口分別向下所噴出的不同的氣體進(jìn)行反應(yīng)。
經(jīng)由本發(fā)明所提供的薄膜工藝設(shè)備及薄膜制作方法，其通過(guò)薄膜工藝設(shè)備的供氣機(jī)構(gòu)的為一同心圓結(jié)構(gòu)的供氣口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效將反應(yīng)氣體混合均勻，且可控制供氣口與基板間距，及基板溫度，進(jìn)一步可控制薄膜生成情形及其生成效率，使薄膜生成效果更佳，以利于使用者生成各式薄膜使用。


為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制，其中
圖1a為現(xiàn)有技術(shù)示意圖。
圖1b為現(xiàn)有技術(shù)的供氣結(jié)構(gòu)的供氣口示意圖。
圖第Ic為現(xiàn)有技術(shù)的供氣結(jié)構(gòu)的供氣口的氣流混合狀態(tài)示意圖。
圖2a為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的供氣機(jī)構(gòu)的供氣口剖面圖。
圖2b為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的供氣機(jī)構(gòu)的供氣口下視圖。
圖2c為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的由多個(gè)供氣口所形成的供氣機(jī)構(gòu)剖面圖。
圖3為本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)的供氣口的氣流混合狀態(tài)示意圖。
圖4a為本發(fā)明的載板設(shè)計(jì)的一實(shí)施例示意圖。
圖4b為本發(fā)明的載板設(shè)計(jì)的另一實(shí)施例示意圖。
圖4c為本發(fā)明的載板設(shè)計(jì)的另一實(shí)施例示意圖。
圖5a為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的一實(shí)施例示意圖。
圖5b為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例示意圖。
圖6a為本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方式示意圖。
圖6b為本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)的另一移動(dòng)方式不意圖。
圖7a為本發(fā)明的加熱機(jī)構(gòu)的載臺(tái)示意圖。
圖7b為本發(fā)明的加熱機(jī)構(gòu)的載臺(tái)上視圖。
圖8a為本發(fā)明的加熱機(jī)構(gòu)的載臺(tái)的垂直剖面的一實(shí)施例示意圖。
圖8b為本發(fā)明的加熱機(jī)構(gòu)的載臺(tái)的垂直剖面的另一實(shí)施例示意圖。
圖9為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的厚度控制裝置及傳感器示意圖。
圖1Oa為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的一實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
圖1Ob為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的一實(shí)施例的上視示意圖。
圖1la為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
圖1lb為本發(fā)明的薄膜工 藝設(shè)備的另一實(shí)施例的上視示意圖。
圖12a為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
圖12b為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的上視示意圖。
圖13a為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
圖13b為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的上視示意圖
圖14為本發(fā)明的薄膜工藝系統(tǒng)的一實(shí)施例示意圖。
圖15為本發(fā)明的薄膜制作方法的示意圖。
具體實(shí)施方式
由于本發(fā)明主要是揭露一種關(guān)于薄膜工藝設(shè)備I及薄膜制作方法2的基本構(gòu)造及功能，為便于說(shuō)明，后續(xù)是以一種有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)(MOCVD)進(jìn)行說(shuō)明；同時(shí)，在后續(xù)的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)都將以MOCVD來(lái)表示，以增加說(shuō)明書(shū)的閱讀性。其中有關(guān)于有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積技術(shù)所形成的薄膜工藝設(shè)備I的基本構(gòu)造及其作用，已為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者所能明了，故以下文中的說(shuō)明，僅針對(duì)與本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備I 及薄膜制作方法2的特征處進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。同時(shí)，以下文中所對(duì)照的附圖，是表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，故未依據(jù)實(shí)際尺寸繪制，事先說(shuō)明。
首先，請(qǐng)一并參考圖2a至圖2c，其中圖2a為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備中的的供氣機(jī)構(gòu)的供氣口的下視圖；圖2b為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的供氣機(jī)構(gòu)的供氣口的剖面圖；圖 2c為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的由多個(gè)供氣口所形成的供氣機(jī)構(gòu)的剖面圖。如圖2a所示， 由圖中可看出，本發(fā)明所提供的供氣機(jī)構(gòu)20是將供氣口 21設(shè)計(jì)為同心圓狀，其是由內(nèi)圓管 214所形成的第一流道2141、外圓管215所形成的第二流道2151以及包覆內(nèi)圓管214及外圓管215的外殼216所組成。很明顯地，本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)20可以將不同氣體分別從內(nèi)圓管214與外圓管215所組成的第一流道2141及第二流道2151噴出。舉一實(shí)施例說(shuō)明若要成長(zhǎng)一層氧化鋅(ZnO)薄膜時(shí)，可以在本實(shí)施例的第一流道2141提供二乙基鋅(DEZnw) 氣體，而在第二流道2151則提供水(H2Ow)的氣體；當(dāng)然，也可以是將第一流道2141改為提供水(Η20ω)的氣體，而第二流道2151則改為二乙基鋅(DEZn(g))氣體，對(duì)此，本發(fā)明并不加以限定反應(yīng)氣體從任一流道出口噴出；舉另一實(shí)施例說(shuō)明如下若要成長(zhǎng)一層二氟化鎂薄膜(MgF2)薄膜作為ARC抗反射鍍層(Ant1-reflective coating)時(shí),可以在本實(shí)施例的第一流道2141提供雙(甲基環(huán)戊二烯)鎂氣體(Mg(CH3C5H4)2w)，而在第二流道2151則提供四氟化碳(CF4(g))的氣體；當(dāng)然，也可以是將第一流道2141改為提供四氟化碳(CF4(g))的氣體，而第二流道2151則改為雙(甲基環(huán)戊二烯)鎂氣體(Mg(CH3C5H4)2w)，對(duì)此，本發(fā)明并不加以限定反應(yīng)氣體從任一流道出口噴出，且也不限制成長(zhǎng)任一種薄膜使用。例如二氟化鎂(MgF2)的ARC抗反射鍍層(ARC film)成膜時(shí)，所需的有機(jī)金屬鎂(Metal-organic Mg) 來(lái)源及氟素(F)來(lái)源氣體可為以下所列雙(環(huán)戊二烯)鎂(Mg(C5H5)2)、雙(環(huán)戊二烯)鎂的異三十烷溶液(Mg(C5H5)2In C3OH62)、雙(甲基環(huán)戊二烯)鎂(Mg (CH3C5H4) 2)、雙(異丙基環(huán)戊二烯基)鎂(Mg(1-C3H7C5H4)2)、雙(甲基環(huán)戊二烯基)鎂(Mg(CH3C5H4)2);下述則為氟素來(lái)源氣體的種類(lèi)四氟化碳(CF4)、四氟乙烯(C2F4)、六氟乙烷(C2F6)、八氟丙烷(C3F8)、三氟化氮(NF3)、氟氣(F`2)、氟化氫(HF)、三氟化氯(ClF3)。
故本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)20通過(guò)其供氣口 21同心圓狀設(shè)計(jì)，可有效增加反應(yīng)氣體混合的效果，其混合效果如圖3中的斜線處所示，故明顯改善現(xiàn)有技術(shù)兩氣體的氣流混合的區(qū)域太小的現(xiàn)象。進(jìn)一步而言，本發(fā)明還可以通過(guò)控制供氣機(jī)構(gòu)20的供氣口 21與基板33 間的距離，事先計(jì)算出同心圓供氣口 21的氣體混合狀態(tài)，以利于尋找最適反應(yīng)操作距離，有效使得反應(yīng)氣體生成薄膜效果更佳，此部份將于后續(xù)說(shuō)明。
接著，由圖2b的剖面圖可看出，本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓狀供氣口 21，是以?xún)刹煌L(zhǎng)度圓管組合而成，分別為內(nèi)圓管214及外圓管215組成，且內(nèi)圓管214長(zhǎng)度略長(zhǎng)于外圓管215,而內(nèi)圓管214的外徑小于外圓管215的內(nèi)徑，舉一實(shí)例說(shuō)明內(nèi)圓管214的內(nèi)徑為0. 6-1. Omm,內(nèi)圓管214的外徑為1. 6-2. Omm,外圓管215的內(nèi)徑為3. 0-4. Omm,外圓管 215的外徑為4. 0-5. 0mm。此外，兩管材質(zhì)可以是由不銹鋼(SUS304、SUS316、SUS316L)、碳復(fù)合材料(Carbon Composite)或石墨(Graphite)所選出；而在一較佳的實(shí)施例中，本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)20的內(nèi)圓管214及外圓管215的表面皆經(jīng)由鉆石化碳(Diamond-Like Carbon ； DLC)、二氧化硅(SiO2)或碳化硅(SiC)處理過(guò)，有效改變其表面特性，使更為致密，而不會(huì)被反應(yīng)氣體腐蝕。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2b，內(nèi)圓管214及外圓管215兩管的另一出口皆與不同反應(yīng)氣體流路相連接，其中內(nèi)圓管214所形成的第一流道2141的一端是供氣口 21的噴出口，而相對(duì)供氣口 21的另一端是與氣體容置空間211相通，故氣體可經(jīng)由通孔217被導(dǎo)入至容置空間211 中，當(dāng)容置空間211充滿氣體之后，氣體再經(jīng)由第一流道2141由供氣口 21噴出氣體；而外圓管215所形成的第二流道2151的一端是供氣口 21的另一噴出口，而相對(duì)供氣口 21的另一端是與另一氣體容置空間212相通，故氣體可經(jīng)由通孔218被導(dǎo)入至容置空間212中，當(dāng)容置空間212充滿氣體之后，氣體再經(jīng)由第二流道2151由供氣口 21噴出氣體；由于內(nèi)圓管 214及外圓管215是隔離的，使得不同的反應(yīng)氣體不會(huì)在供氣機(jī)構(gòu)20內(nèi)部互相接觸，故不會(huì)有產(chǎn)生反應(yīng)的危險(xiǎn)性。很明顯地，不相通的內(nèi)圓管214及外圓管215所通入的氣體必須等到經(jīng)由第一流道2141及第二流道2151噴出后，方才開(kāi)始混合。
此外，本發(fā)明還可以在供氣機(jī)構(gòu)20中增加一個(gè)容置空間213，其主要目是于必要時(shí)，可將一熱源經(jīng)由通孔219送至容置空間213中，使得容置空間213具有保溫的功能； 因此，可以通過(guò)此容置空間213的設(shè)計(jì)，對(duì)通過(guò)第二流道2151的氣體提供一熱源，得使通過(guò)第二流道2151的氣體的噴出溫度維持在一溫度范圍；例如將通過(guò)第二流道2151的氣體的噴出溫度保持在約60-70°C ;此目的可以避免氣體于反應(yīng)后，于供氣口 21的第一流道 2141及第二流道2151的出口處產(chǎn)生微塵的沉降或凝結(jié)，或粉塵堆積等現(xiàn)象，而使得第一流道2141及第二流道2151的出口被阻塞，而影響出氣效率、成膜品質(zhì)、成膜均勻性，及成膜速率。另外，于容置空間213提供熱源的方式，可以通入較高溫的熱源(例如熱氣、熱水或熱油等)或是于容置空間213裝設(shè)加熱裝置等，本發(fā)明也不加以限制。此外，由于基板33的表面需要達(dá)到特定溫度后，才能進(jìn)行反應(yīng)；故為增加混合氣體于基板33表面的反應(yīng)時(shí)間， 本發(fā)明的另一加熱方式是對(duì)基板33進(jìn)行加溫，然而，有關(guān)對(duì)基板33升溫與維持，將于后段詳細(xì)描述。
再接著，請(qǐng)參考圖2 c，是本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的由多個(gè)供氣口所形成的供氣機(jī)構(gòu)的剖面圖。如圖2c所示，本發(fā)明的具有多個(gè)供氣口 21所形成的供氣機(jī)構(gòu)20，其是將多個(gè)圖2b中的供氣口 21并行地連接在一起，以形成具有多個(gè)供氣口 21的供氣機(jī)構(gòu)20。很明顯地，在本實(shí)施例中，具有多個(gè)供氣口 21的供氣機(jī)構(gòu)20是由一個(gè)第一容置空間211、多個(gè)第二容置空間212以及多個(gè)第三容置空間213所形成，并經(jīng)由第一容置空間211及多個(gè)第二容置空間212與多個(gè)第一流道2141以及多個(gè)第二流道2151相通；其中，多個(gè)供氣口 21中的每一個(gè)第二容置空間212是相連通的，同時(shí)每一個(gè)第三容置空間213也是相連通的，故氣體可經(jīng)由通孔218被導(dǎo)入至每一個(gè)第二容置空間212中，并當(dāng)?shù)诙葜每臻g212充滿氣體之后， 氣體再經(jīng)由每一個(gè)第二流道2151由每一個(gè)供氣口 21噴出氣體；同樣地，于必要時(shí)，可將一個(gè)熱源經(jīng)由通孔219送至每一個(gè)第三容置空間213中，使得每一個(gè)第三容置空間213都具有保溫的功能，可得使通過(guò)每一個(gè)第二流道2151的氣體的噴出溫度維持在一個(gè)溫度范圍； 此外，另一氣體也可以經(jīng)由通孔217被導(dǎo)入至第一容置空間211中，并當(dāng)?shù)谝蝗葜每臻g211 充滿氣體之后，氣體再經(jīng)由每一個(gè)第一流道2141由每一個(gè)供氣口 21噴出氣體。很明顯地， 在本實(shí)施例中，其可以執(zhí)行較大面積的薄膜工藝。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D3，其為本發(fā)明的具有一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)的供氣口的氣流混合狀態(tài)示意圖。 由圖3中可看出，兩反應(yīng)氣體當(dāng)離開(kāi)供氣機(jī)構(gòu)20的供氣口 21后，即開(kāi)始混合，且經(jīng)由適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)與量測(cè)結(jié)果，可以設(shè)定成在混合氣體當(dāng)?shù)竭_(dá)基板33位置時(shí)，已為混合區(qū)域中的反應(yīng)氣體已混合在良好狀態(tài)，更有利于反應(yīng)生成薄膜。
接著,請(qǐng)參考圖4a,是本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例的示意圖。如圖4a所示,本實(shí)施例是將多個(gè)同心圓供氣口 21配置于一載板22a上，以組合成一個(gè)條狀的供氣機(jī)構(gòu)20a ； 同樣地，通過(guò)前述的同心圓供氣口 21的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)內(nèi)圓管214及外圓管215的不同氣體流路的設(shè)計(jì)，而可將一種氣體經(jīng)由通孔217導(dǎo)入至容置空間211中，當(dāng)容置空間211充滿氣體之后,氣體再經(jīng)由每一個(gè)第一流道2141自供氣口 21噴出氣體；同時(shí),也可將一種氣體經(jīng)由通孔218導(dǎo)入至容置空間212中，當(dāng)容置空間212充滿氣體之后，氣體再經(jīng)由每一個(gè)第二流道2151自供氣口 21噴出氣體。很明顯地，本發(fā)明對(duì)于形成的供氣機(jī)構(gòu)20a的數(shù)量并不加以限制；同時(shí)，對(duì)多個(gè)同心圓之間的距離也不加以限制，而可以依據(jù)使用者的需求，而予以配置多個(gè)同心圓狀的供氣結(jié)構(gòu)。
再接著,請(qǐng)參考圖4b,是本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例的示意圖。如圖4b所示， 本實(shí)施例是將多個(gè)同心圓供氣口 21配置于一平面載板22b上，以組合成一個(gè)平面式的供氣機(jī)構(gòu)20b ;由于，多個(gè)同心圓的供氣口 21結(jié)構(gòu)與前述相同，故不再加以贅述。由于，多個(gè)同心圓的供氣口 21結(jié)構(gòu)與前述相同，故不再加以贅述。但要強(qiáng)調(diào)，在圖4a、圖4b及圖4c的實(shí)施例中，由于要將氣體通過(guò)第一流道2141時(shí)，其氣體的通孔217可以不止一個(gè)，其可以依據(jù)使用者需求而增加，本發(fā)明也不加以限制。
再接著,請(qǐng)參考圖4c,是本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例的示意圖。如圖4c所示， 本實(shí)施例是將多個(gè)同心圓供氣口 21配置于一平面載板22b上，以組合成一個(gè)平面式的供氣機(jī)構(gòu)20b，由圖4c可看出與圖4b的實(shí)施例差異處在于供氣口 21的相對(duì)位置，但是由于多個(gè)同心圓的供氣口 21結(jié)構(gòu)與前述相同，故不再加以贅述。但要強(qiáng)調(diào)，在圖4a、圖4b及圖4c 的實(shí)施例中，由于要將氣體通過(guò)第一流道2 141時(shí)，其氣體的通孔217可以不止一個(gè)，其可以依據(jù)使用者需求而增加，本發(fā)明也不加以限制。
再接著，請(qǐng)參考圖5a，其為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的一實(shí)施例示意圖。如圖5a所示，本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備I主要是用來(lái)沉積一個(gè)薄膜層于一個(gè)基板33上；此薄膜工藝設(shè)備I包括一個(gè)反應(yīng)室10，是為一密閉空間，可于真空環(huán)境下提供反應(yīng)氣體于反應(yīng)室10內(nèi)反應(yīng)以生成薄膜；一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)20，是配置于反應(yīng)室10中的頂部上，此供氣機(jī)構(gòu)20具有同心圓的供氣口 21，故可通過(guò)供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓的供氣口 21向下噴出反應(yīng)氣體；一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)30，其是由多個(gè)配置于反應(yīng)室10內(nèi)底部的滾動(dòng)裝置32(例如一種滾輪)所組成； 以及一個(gè)載盤(pán)(tray) 31，用以承載一基板33，其與滾動(dòng)裝置32接觸并通過(guò)滾動(dòng)裝置32往A方向移動(dòng)，用以將載盤(pán)31及基板33送入薄膜工藝設(shè)備I中。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D5a，本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備I的制造方法的步驟包括，首先，將基板33 置放于載盤(pán)31上；接著，將載盤(pán)31通過(guò)滾動(dòng)裝置32往A方向移動(dòng)，用以將載盤(pán)31及基板 33送入薄膜工藝設(shè)備I的反應(yīng)室10中；于將薄膜工藝設(shè)備I上的閥門(mén)(未顯示于圖中) 關(guān)緊密封，進(jìn)行抽真空步驟，以使反應(yīng)室10內(nèi)保持在一真空狀態(tài)；再接著，經(jīng)由供氣機(jī)構(gòu)20 的同心圓供氣口 21噴出將反應(yīng)氣體噴出，并使反應(yīng)氣體于基板33上開(kāi)始反應(yīng)并生成薄膜。 很明顯地，本實(shí)施例的特征即是通過(guò)供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓供氣口 21噴出反應(yīng)氣體；例如 供氣機(jī)構(gòu)20的第一流道2141提供二乙基鋅(DEZnw)氣體，而在第二流道2151則提供水 (H20(g))的氣體，也可以在第一流道2141提供水(H2Ow)的氣體，第二流道2151提供二乙基鋅(DEZnw)氣體；通過(guò)此同心圓供氣口 21的設(shè)計(jì)，可有效增加反應(yīng)氣體的混合區(qū)域及效果，其混合區(qū)域如圖3中的斜線處所示，故明顯改善現(xiàn)有技術(shù)兩氣體的氣流混合區(qū)域太小的現(xiàn)象。
本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備I中輸送機(jī)構(gòu)30的滾動(dòng)裝置32設(shè)計(jì)，其可是順時(shí)針及逆時(shí)針兩方向回轉(zhuǎn)，故載盤(pán)31及基板33可以往A方向移動(dòng)或B方向移動(dòng)，且滾動(dòng)裝置32的速度亦為可控，用來(lái)間接控制反應(yīng)氣體于基板33上成膜速度及成膜的厚度；例如若成膜速率較快時(shí)，可將滾動(dòng)裝置32的速度增快，以控制成膜的厚度；反的若成膜速率較慢時(shí)，可將滾動(dòng)裝置32的速度減慢。
本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備I中供氣機(jī)構(gòu)20可以移動(dòng)，其可以在反應(yīng)室10中沿A方向移動(dòng)或B方向進(jìn)行左右移動(dòng)，如圖6a所示；同時(shí)，供氣機(jī)構(gòu)20也可以在反應(yīng)室10中沿X 方向移動(dòng)或Y方向進(jìn)行上下移動(dòng)，如圖6b所示；其中A方向及B方向與X方向及Y方向是相互垂直的。同樣地，可通過(guò)對(duì)供氣機(jī)構(gòu)20移動(dòng)的控制，使得本發(fā)明的成膜速度及成膜的厚度可以控制的更精準(zhǔn)。此外，帶動(dòng)供氣機(jī)構(gòu)20移動(dòng)的方式，可以是步進(jìn)馬達(dá)(未顯示于圖中)。很明顯地，前述的供氣機(jī)構(gòu)20a的實(shí)施例也適用在反應(yīng)室10中沿A方向移動(dòng)或B 方向進(jìn)行左右移動(dòng)、也可以沿X方向移動(dòng)或Y方向進(jìn)行上下移動(dòng)。
再接著，請(qǐng)參 考圖5b，其為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例示意圖。如圖5b 所示，本實(shí)施例的薄膜工藝設(shè)備1，包括一個(gè)反應(yīng)室10，是為一密閉空間，可于真空環(huán)境下提供反應(yīng)氣體于反應(yīng)室10內(nèi)反應(yīng)以生成薄膜；一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)20b，是配置于反應(yīng)室10中的頂部上，此供氣機(jī)構(gòu)20b為一配置有多個(gè)同心圓供氣口 21的一平面載板22b，故可通過(guò)供氣機(jī)構(gòu)20b的同心圓的供氣口 21向下噴出反應(yīng)氣體；一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)30，其是由多個(gè)配置于反應(yīng)室10內(nèi)底部的滾動(dòng)裝置32所組成；以及一個(gè)載盤(pán)31，用以承載一基板33，其與滾動(dòng)裝置32接觸并通過(guò)滾動(dòng)裝置32往A方向移動(dòng)，用以將載盤(pán)31及基板33送入薄膜工藝設(shè)備 I中。由于圖5b與圖5a間的差異處在于圖5b中的供氣機(jī)構(gòu)20b為一配置有多個(gè)同心圓供氣口 21的一平面載板22b，故供氣機(jī)構(gòu)20b可以通過(guò)供氣機(jī)構(gòu)20b的同心圓的供氣口 21 向下噴出反應(yīng)氣體，來(lái)提供一個(gè)面積的成膜；因此，在圖5b的實(shí)施例中，供氣機(jī)構(gòu)20b只需要對(duì)X方向移動(dòng)或Y方向進(jìn)行上下的移動(dòng)，即可達(dá)到對(duì)成膜速度及成膜的厚度的精準(zhǔn)控制。 而圖5b其它的制造步驟與圖5a的實(shí)施方式相同，故不再贅述。
請(qǐng)參考圖7a及圖7b，其為本發(fā)明的具有加熱機(jī)構(gòu)的薄膜工藝設(shè)備的實(shí)施例示意圖，其中圖7a為加熱機(jī)構(gòu)40在薄膜工藝設(shè)備I中的移動(dòng)位置示意圖(于圖中未顯示滾動(dòng)裝置32);而圖7b為相對(duì)圖7a的上視圖。如圖7a所示，當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)30被送至反應(yīng)室10內(nèi)，之后，可移動(dòng)的加熱機(jī)構(gòu)40即會(huì)與載盤(pán)31接觸，是通過(guò)加熱機(jī)構(gòu)40的載臺(tái)41與載盤(pán)31 接觸，其中，加熱機(jī)構(gòu)40的載臺(tái)41還可以具有上下移動(dòng)(即于X方向移動(dòng)或Y方向移動(dòng)) 的功能，將載盤(pán)31及位于載盤(pán)31上的基板33向供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓供氣口 21處移動(dòng)； 可通過(guò)對(duì)載臺(tái)41位置的移動(dòng)來(lái)控制基板33向供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓供氣口 21間的距離， 來(lái)達(dá)到控制成膜速度及成膜的厚度。此外，也可由圖7b中可看出，載盤(pán)31是通過(guò)滾動(dòng)裝置 32滾動(dòng)方式，往前或往后輸送移動(dòng)，圖中虛線部位為載臺(tái)41的大小示意，亦即與載盤(pán)31接觸范圍的示意圖。
再接著，為了增加混合氣體于基板33表面的反應(yīng)時(shí)間，需要將基板33加熱；故本實(shí)施例的加熱機(jī)構(gòu)40即具有加熱保溫及上下移動(dòng)功能，除可以由載臺(tái)41的上下移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)載盤(pán)31及基板33于反應(yīng)室10中上下移動(dòng)，故可于成膜過(guò)程中控制供氣口 21與基板33 間的距離，使得可有效控制薄膜生長(zhǎng)的效果外；加熱機(jī)構(gòu)40還具有加熱的功能，其結(jié)構(gòu)說(shuō)明如下。
請(qǐng)參考圖8a，為本發(fā)明的加熱機(jī)構(gòu)的一實(shí)施例的剖面示意圖。如圖8a所示，加熱機(jī)構(gòu)40為一中空的構(gòu)造，即在加熱機(jī)構(gòu)40中形成一個(gè)儲(chǔ)存區(qū)42，此儲(chǔ)存區(qū)42可以容置或儲(chǔ)存一熱源；例如本實(shí)施的熱源是使用一種油，其經(jīng)一個(gè)加熱器43對(duì)油源區(qū)44的油進(jìn)行加熱后，將被加熱后的油送至儲(chǔ)存區(qū)42中，使得加熱機(jī)構(gòu)40的載臺(tái)41溫度升高；當(dāng)載臺(tái)41升起并與載盤(pán)31接觸后，即可將熱由載盤(pán)31傳遞到基板33上，使得基板33的表面溫度升高。故當(dāng)加熱機(jī)構(gòu)40中的儲(chǔ)存區(qū)42持續(xù)處于油浴保溫狀態(tài)中時(shí)，即能維持基板33的表面在一定溫度范圍，可讓兩混合氣體于載臺(tái)41附近反應(yīng)，以增加混合氣體于基板33表面的反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)然，在本實(shí)施例中，是通過(guò)一個(gè)溫度控制器45來(lái)控制油溫。在此要強(qiáng)調(diào)， 本發(fā)明是以控制油溫來(lái)進(jìn)行對(duì)基板33加熱的目的，是因?yàn)閷?duì)油溫的控制精確度可以達(dá)到 ±0.5°C;同時(shí)，油溫還可以被加熱至最高溫可至350°C，故適合于生成氧化鋅(ZnO)薄膜時(shí)的工藝(因于生成氧化鋅(ZnO)薄膜的操作溫度為180-230°C )。故本發(fā)明即是使用油具有溫度控制的精確度并且可以提供較高的溫度操作區(qū)間的特性，使得本實(shí)施例通過(guò)對(duì)基板 33的表面溫度的精確控制，可讓薄膜成長(zhǎng)的厚度精準(zhǔn)控制。此外，本發(fā)明并不限制對(duì)油源區(qū) 44的油進(jìn)行加熱的方式，也可以選擇鹵素?zé)?、輻射增溫、電阻抗型加溫等方式加熱?br> 請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D8b，為本發(fā)明的加熱機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例的垂直剖面示意圖。如圖8b所示，本實(shí)施例的加熱機(jī)構(gòu)40中配置有循環(huán)管路46，此循環(huán)管路46的一端是與油源區(qū)44相通，而循環(huán)管路46的另一端是與油源區(qū)44連接。故油源區(qū)44的油經(jīng)加熱器43加熱后，再經(jīng)由泵(pump)輸送至循環(huán)管路46，于循環(huán)管路46中繞一圈后回至油源區(qū)44后，再經(jīng)加熱器43加熱；同時(shí)，本實(shí)施例還安裝一溫度控制器45，故對(duì)溫度低或高進(jìn)行設(shè)定及控制，以增加溫度精確度。經(jīng)此則加熱后的油可于循環(huán)管路46中循環(huán)流動(dòng)，故可使載臺(tái)41維持在設(shè)定溫度，同時(shí)載臺(tái)41上的基板33也可維持在設(shè)定溫度。
現(xiàn)將本發(fā)明的油浴加熱法與傳統(tǒng)的電阻絲加熱法優(yōu)異處予以詳述如下若為 300mmX 300mm大小基板33，采用傳統(tǒng)電阻絲加熱法若設(shè)定溫度為200°C時(shí)，此時(shí)量測(cè)基板 33的溫度區(qū)間介于189. 5-201. 5°C之間，需花極高成本才能達(dá)溫度區(qū)間介于190-201°C之間；若為IOOOmmX IOOOmm大小以上的基板33，由于基板33面積加大，造成控溫更為不易， 若同樣設(shè)定溫度為200°C時(shí)，此時(shí)若量測(cè)基板33的溫度區(qū)間介于187-203°C之間，同樣需花極高成本下才能讓溫度區(qū)間介于189. 5-201. 5°C之間，而本發(fā)明所采用的油浴控溫法，可節(jié)省控溫成本，且不因基板33大小而增加成本，且能有效將基板33溫度控制在±0. 5°C，較現(xiàn)有基板33加熱方式有明顯改良，且進(jìn)一步循環(huán)管路46的設(shè)計(jì)更使得供油浴使用油循環(huán)流動(dòng)，使得油浴溫度更為均勻，且由于循環(huán)流動(dòng)因素，故供油浴的油不易變質(zhì)，能增加使用壽命O
請(qǐng)參考圖9，為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的厚度控制裝置及傳感器示意圖。如圖9所示，本實(shí)施例的薄膜工藝設(shè)備I的頂端安裝了至少一個(gè)傳感器(sensor) 51,傳感器51排列可以是呈間隔排列方式；本實(shí)施例的感測(cè)方式是以激光或特定波長(zhǎng)范圍的光束(未顯示于圖中)照射基板33后，傳感器51偵測(cè)基板33的反射光信號(hào)，并將反射光信號(hào)傳送至厚度控制裝置50后，厚度控制裝置50根據(jù)反射光信號(hào)即可精確地計(jì)算出目前薄膜成長(zhǎng)的厚度或膜質(zhì)的特性；若當(dāng)計(jì)算出薄膜厚度較低時(shí)會(huì)增加兩個(gè)反應(yīng)氣體的供給量，以加快薄膜成長(zhǎng)的速率；若當(dāng)計(jì)算出薄膜厚度較高時(shí)，則會(huì)減少兩個(gè)反應(yīng)氣體的供給量，以減緩薄膜成長(zhǎng)的速率。以及膜質(zhì)發(fā)生變動(dòng)時(shí)，可以改變兩個(gè)反應(yīng)氣體的供給量比例或調(diào)整溫度控制器以微調(diào)加熱器的溫度，達(dá)到微調(diào)膜質(zhì)至最佳化的狀態(tài)。通過(guò)此厚度控制裝置50以及傳感器51 的配置，使得使用者可以方便地設(shè)定及控制薄膜成長(zhǎng)的反應(yīng)速率。
接著，將本發(fā)明前述的功能進(jìn)行完整的操作說(shuō)明。首先，請(qǐng)參考圖1Oa及圖10b， 為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備一實(shí)施例的側(cè)視示意圖，而圖1Ob則為圖1Oa的上視示意圖。如圖1Oa所示，薄膜工藝設(shè)備I包括一個(gè)反應(yīng)室10，是為一密閉空間，可于真空環(huán)境下提供反應(yīng)氣體于反應(yīng)室10內(nèi)反應(yīng)以生成薄膜；一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)20，是配置于反應(yīng)室10中的頂部上，此供氣機(jī)構(gòu)20具有同心圓的供氣口 21，故可通過(guò)供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓的供氣口 21向下噴出反應(yīng)氣體；一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)30，其是由多個(gè)配置于反應(yīng)室10內(nèi)底部的滾動(dòng)裝置32所組成；以及一個(gè)載盤(pán)31，用以承載一基板33，其與滾動(dòng)裝置32接觸并通過(guò)滾動(dòng)裝置32往 A方向移動(dòng)，用以將載盤(pán)31及基板33送入薄膜工藝設(shè)備I中。在本實(shí)施例中，其適用供氣機(jī)構(gòu)20(即圖2a的供氣機(jī)構(gòu))及供氣機(jī)構(gòu)20a(即圖4a的供氣機(jī)構(gòu))，其可通過(guò)在反應(yīng)室 10頂部上配置的第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)22 (例如步進(jìn)馬達(dá))，使得供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a可以在第一方向上向前及向后移動(dòng)；同時(shí)，也可再通過(guò)在反應(yīng)室10頂部上配置的第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11(例如步進(jìn)馬達(dá))，使得供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a可以在水平方向上相互正交的第二方向上向左及向右移動(dòng)；亦即本實(shí)施例的供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a可以經(jīng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11、22的帶動(dòng)，使得供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a可以在反應(yīng)室10頂部的水平位置上進(jìn)行前后左右的移動(dòng)，使其移動(dòng)范圍可以涵蓋載盤(pán)31及基板33。同時(shí)，在本實(shí)施例中，還可以提供一個(gè)加熱機(jī)構(gòu)40，通過(guò)此加熱機(jī)構(gòu)40的載臺(tái)41 (未顯示于圖1Oa中，但請(qǐng)參考圖7a) 與載盤(pán)31接觸，除了可以對(duì)位于載盤(pán)31上的基板33加熱外，也可以將載盤(pán)31及基板33 升高，使得基板33與供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a間的距離縮小，來(lái)達(dá)到控制薄膜的成長(zhǎng)。 在此要強(qiáng)調(diào)，圖1Oa及圖1Ob中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11、22是使用現(xiàn)有的技術(shù)來(lái)達(dá)成，故未對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11、22的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的說(shuō)明，然此并不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)手段及特征造成影響。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1la及圖11b，其中圖1Ia為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖，而圖1lb則為圖1la的上視示意圖。本實(shí)施例的圖1la是于圖1Oa的實(shí)施例中， 再增加供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a可以在反應(yīng)室10的X方向移動(dòng)或Y方向移動(dòng)的功能， 使得本實(shí)施例的薄膜工藝設(shè)備I更具有控制薄膜成長(zhǎng)的能力。同樣地，于圖1la及圖1lb 中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11、22以及帶動(dòng)供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a在X方向移動(dòng)及Y方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，都是使用即有的技術(shù)來(lái)達(dá)成，故未對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11、22以及帶動(dòng)供氣機(jī)構(gòu)20及供氣機(jī)構(gòu)20a在X方向移動(dòng)及Y方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的說(shuō)明，然此并不會(huì)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)手段及特征造成影響。
請(qǐng)參考圖12a及圖12b，為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖，圖 12b則為圖12a實(shí)施例的上視示意圖。如圖12a所示,本實(shí)施例的薄膜工藝設(shè)備I,包括一個(gè)反應(yīng)室10，是為一密閉空間，可于真空環(huán)境下提供反應(yīng)氣體于反應(yīng)室10內(nèi)反應(yīng)以生成薄膜；一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)20b，是配置于反應(yīng)室10中的頂部上，此供氣機(jī)構(gòu)20b為一配置有多個(gè)同心圓供氣口 21的一平面載板22b，故可通過(guò)供氣機(jī)構(gòu)20b的同心圓的供氣口 21向下噴出反應(yīng)氣體；一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)30，其是由多個(gè)配置于反應(yīng)室10內(nèi)底部的滾動(dòng)裝置32所組成；以及一個(gè)載盤(pán)31，用以承載一基板33，其與滾動(dòng)裝置32接觸并通過(guò)滾動(dòng)裝置32往A方向移動(dòng)， 用以將載盤(pán)31及基板33送入薄膜工藝設(shè)備I中；其中本實(shí)施例的供氣機(jī)構(gòu)20b為一個(gè)配置有多個(gè)同心圓供氣口 21的一平面載板22b，故供氣機(jī)構(gòu)20b可以通過(guò)供氣機(jī)構(gòu)20b的同心圓的供氣口 21向下噴出反應(yīng)氣體,來(lái)提供一個(gè)面積的成膜；同時(shí)，在本實(shí)施例中，還可以提供一個(gè)加熱機(jī)構(gòu)40，通過(guò)此加熱機(jī)構(gòu)40的載臺(tái)41 (未顯示于圖12a中，但請(qǐng)參考圖7a) 與載盤(pán)31接觸，除了可以對(duì)位于載盤(pán)31上的基板33加熱外，也可以將載盤(pán)31及基板33 升高，使得基板33與供氣機(jī)構(gòu)20b間的距離縮小，來(lái)達(dá)到控制薄膜的成長(zhǎng)。
請(qǐng)參考圖13a及圖13b，為本發(fā)明的薄膜工藝設(shè)備的另一實(shí)施例的側(cè)視示意圖，圖 13b則為圖13a實(shí)施例的上視示意圖。本實(shí)施例的圖13a是于圖12a的實(shí)施例中，再增加對(duì)供氣機(jī)構(gòu)20b在反應(yīng)室10的X方向移動(dòng)或Y方向移動(dòng)的功能，也同時(shí)可以調(diào)整基板33與供氣機(jī)構(gòu)20b間的距離，使得本實(shí)施例的薄膜工藝設(shè)備I可以縮短薄膜成長(zhǎng)的時(shí)間。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D14，為本發(fā)明的薄膜工藝系統(tǒng)的一實(shí)施例示意圖。如圖14所示，本發(fā)明的薄膜工藝系統(tǒng)是將多個(gè)薄膜工藝設(shè)備I相連接并組成一完整機(jī)臺(tái)。首先，將基板33放置于載盤(pán)31上，其中基板33的大小為從300 X 300mm至2200 X 2500mm的玻璃基板33 ;之后，將載盤(pán)31及基板33由方向A送進(jìn)第一薄膜工藝設(shè)備Ia為，接著，于反應(yīng)室10中先以鹵素?zé)?lamp)輻射加溫方式，將基板33加熱至約140_220°C，在此加熱的同時(shí)，第二薄膜工藝設(shè)備lb、第三薄膜工藝設(shè)備lc、第四薄膜工藝設(shè)備Id以真空泵抽至真空狀態(tài)約O. OlTorr 以下，且每一薄膜工藝設(shè)備I間皆是以閘閥相間隔，具良好隔絕性，當(dāng)閘閥關(guān)閉后，不同薄膜工藝設(shè)備I間并不會(huì)互相影響，所生成薄膜亦不會(huì)互相污染。接著，本實(shí)施例以生成氧化鋅(ZnO)薄膜為例，來(lái)說(shuō)明薄膜工藝系統(tǒng)的操作過(guò)程。當(dāng)基板33進(jìn)入第二薄膜工藝設(shè)備Ib 時(shí)，兩種反應(yīng)氣體分別為二乙基鋅(DEZnw)及水(H2Ow)且經(jīng)由供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓供氣口 21噴入反應(yīng)室10內(nèi)部空間；當(dāng)此處供氣機(jī)構(gòu)20的為供氣機(jī)構(gòu)20b的平板設(shè)計(jì)，則每一個(gè)同心圓供氣口 21待閘閥關(guān)閉后，即開(kāi)始出氣混合反應(yīng)成膜；若此處的供氣機(jī)構(gòu)20為條狀結(jié)構(gòu)的供氣機(jī)構(gòu)20a時(shí)，則每一個(gè)同心圓供氣口 21會(huì)先于載盤(pán)31上進(jìn)行預(yù)噴動(dòng)作，待氣流混合呈穩(wěn)定態(tài)后，才開(kāi)始噴出兩種反應(yīng)氣體于基板33上成膜，此時(shí)基板33的表面溫度可以由加熱機(jī)構(gòu)40的載臺(tái)41 (未顯示于圖14中，但請(qǐng)參考圖7a)與載盤(pán)31接觸，加熱并維持約140-200°C，以使反 應(yīng)氣體于基板33上生成氧化鋅(ZnO)薄膜；當(dāng)偵測(cè)到氧化鋅(ZnO) 薄膜的厚度到達(dá)設(shè)定值后，則停止出氣并離開(kāi)第二薄膜工藝設(shè)備Ib進(jìn)入第三薄膜工藝設(shè)備Ic ;此時(shí)，即可根據(jù)第三薄膜工藝設(shè)備Ic中所供應(yīng)的不同反應(yīng)氣體的種類(lèi)、噴氣速率及基板33溫度的設(shè)定，即可改生成不同種類(lèi)的薄膜；例如以Mg(CH3C5H4)2(g)(雙(甲基環(huán)戊二烯)鎂)及四氟化碳(CF4(g))反應(yīng)生成二氟化鎂薄膜(MgF2)薄膜；同樣地，待第三薄膜工藝設(shè)備Ic成長(zhǎng)完成后，即可再進(jìn)入第四薄膜工藝設(shè)備ld，以成長(zhǎng)另一薄膜層；由于各薄膜工藝設(shè)備I間彼此獨(dú)立，故并不互相影響，故可依使用者安排，生成工藝所需薄膜。當(dāng)薄膜生長(zhǎng)完成后，此時(shí)進(jìn)入最后一個(gè)薄膜工藝設(shè)備1，于此單元中以加入氮?dú)?N2)方式，予以降溫至約30-60°C，并供后續(xù)處理，且于任一薄膜工藝設(shè)備I其中的供氣機(jī)構(gòu)20，均可以上下或左右移動(dòng)，同時(shí)加熱機(jī)構(gòu)40的載臺(tái)41也可以升高或降低，由此來(lái)對(duì)供氣機(jī)構(gòu)20供氣口 21 與基板33間距離配置薄膜成長(zhǎng)的厚度做最佳的控制，以利于生成高品質(zhì)的薄膜。
本發(fā)明還具一特出優(yōu)異點(diǎn)，陳述如下以生成氧化鋅(ZnO)薄膜為例，當(dāng)二乙基鋅 (DEZnw)及水(H2Ow)反應(yīng)后除生成氧化鋅(ZnO)外，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生乙炔氣體，為待清除廢氣， 傳統(tǒng)方式必需加強(qiáng)真空抽氣,但抽氣過(guò)強(qiáng)會(huì)影響反應(yīng)氣體氣流的均勻性,本發(fā)明的供氣機(jī)構(gòu)20的同心圓供氣口 21結(jié)構(gòu)，則由于混合良好緣故，故雖同樣有乙炔氣體生成，但每一同心圓供氣口 21就如一風(fēng)扇般，不斷噴出反應(yīng)氣體，有效取代了乙炔的位置，使得乙炔氣體的排除過(guò)程不會(huì)影響成膜均勻性，且清除更為簡(jiǎn)易，此點(diǎn)亦為本發(fā)明的一大優(yōu)點(diǎn)。
接著，請(qǐng)參考圖15，是本發(fā)明的薄膜制作流程的示意圖。如圖15所示，本發(fā)明提供一種用以沉積生成薄膜于基板33上的薄膜制作流程2之方法，包括步驟1501 :提供一反應(yīng)室10，是形成一密閉空間，供反應(yīng)氣體于反應(yīng)室10內(nèi)反應(yīng)并生成薄膜；步驟1502 :提供一供氣機(jī)構(gòu)20，是安置于反應(yīng)室10內(nèi)上部，可通過(guò)供氣口 21向下噴反應(yīng)氣體，其中供氣機(jī)構(gòu)20的供氣口 21是呈同心圓狀；步驟1503 :提供一輸送機(jī)構(gòu)30，是安置于反應(yīng)室10內(nèi)下部，供輸送基板33使用；及步驟1504 :提供一加熱機(jī)構(gòu)40，是安置于輸送機(jī)構(gòu)30下方，一面與輸送機(jī)構(gòu)30底面相接觸，以加熱基板33。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的中請(qǐng)專(zhuān)利范圍；同時(shí)以上的描述，對(duì)于熟知本技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)人士應(yīng)可明了及實(shí)施，因此其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種薄膜工藝設(shè)備，包括 一底板，具有一第一面及一相對(duì)該第一面的一第二面，而該第一面用以承載一基板； 一反應(yīng)室，為一密閉空間，具有一頂部及相對(duì)該頂部的一底部； 一供氣機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該頂部 '及 一輸送機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊上，供輸送該底板及該基板至該反應(yīng)室中； 一加熱機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊之間，與該底板該第二面相接觸，用以加熱該基板。
2.一種薄膜工藝設(shè)備，包括 一底板，具有一第一面及一相對(duì)該第一面的一第二面，而該第一面用以承載一基板； 一反應(yīng)室，為一密閉空間，具有一頂部及相對(duì)該頂部的一底部； 一供氣機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該頂部 '及 一輸送機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊上，供輸送該底板及該基板至該反應(yīng)室中； 一加熱機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊之間，與該底板該第二面相接觸，且該加熱機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該反應(yīng)室的該頂部與該底部之間移動(dòng)。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜工藝設(shè)備，其中該加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)部具有一儲(chǔ)存區(qū)。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜工藝設(shè)備，其中該加熱機(jī)構(gòu)的該儲(chǔ)存區(qū)中儲(chǔ)存熱油。
5.依據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜工藝設(shè)備，其中該加熱機(jī)構(gòu)中配置一循環(huán)管路及一泵，通過(guò)該泵來(lái)將熱源輸送至循環(huán)管路中。
6.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜工藝設(shè)備，其中該供氣機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該頂部的兩側(cè)間移動(dòng)。
7.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜工藝設(shè)備，其中該供氣機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該頂部與該底部之間移動(dòng)。
8.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜工藝設(shè)備，其進(jìn)一步于該反應(yīng)室的該頂部上配合多個(gè)感應(yīng)裝置。
9.一種用以沉積一薄膜于一基板上的薄膜制作方法，包括 提供一底板，其具有一第一面及一相對(duì)該第一面的一第二面，而該第一面用以承載一基板； 提供一反應(yīng)室，為一密閉空間，具有一頂部及相對(duì)該頂部的一底部； 提供一供氣機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該頂部，可通過(guò)該供氣機(jī)構(gòu)向下噴出不同的氣體； 提供一輸送機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊上，供輸送該底板及該基板至該反應(yīng)室中； 提供一加熱機(jī)構(gòu)，配置于該反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊之間，與該底板該第二面相接觸，用以加熱該基板。
10.依據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜制作方法，其中該加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)部具有一儲(chǔ)存區(qū)。
11.依據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜制作方法，其中該加熱機(jī)構(gòu)中配置一循環(huán)管路及一泵，通過(guò)該泵來(lái)將熱源輸送至循環(huán)管路中。
12.依據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜制作方法，其中該供氣機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該頂部的兩側(cè)間移動(dòng)。
13.依據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜制作方法，其中該供氣機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該頂部與該底部之間移動(dòng)。
14.依據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜制作方法,其中該加熱機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該反應(yīng)室的該頂部與該底部之間移動(dòng)。
15.一種薄膜工藝系統(tǒng)，包括 一底板，具有一第一面及一相對(duì)該第一面的一第二面，而該第一面用以承載一基板； 一第一反應(yīng)室，該第一反應(yīng)室配置一加溫設(shè)備； 一第二反應(yīng)室，經(jīng)由一閥門(mén)與該第一反應(yīng)室隔離，該第二反應(yīng)室具有一頂部及相對(duì)該頂部的一底部； 一第三反應(yīng)室，經(jīng)由另一閥門(mén)與該第二反應(yīng)室隔離，用以提供一降溫環(huán)境； 一輸送機(jī)構(gòu)，配置于該第一反應(yīng)室、該第二反應(yīng)室及該第三反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊上，用以輸送該底板及該基板通過(guò)每一該反應(yīng)室； 其中該薄膜工藝系統(tǒng)的特征在于 一供氣機(jī)構(gòu)，配置于該第二反應(yīng)室內(nèi)的該頂部，可通過(guò)該供氣機(jī)構(gòu)向下噴出不同的氣體； 一加熱機(jī)構(gòu)，配置于該第二反應(yīng)室內(nèi)的該底部的兩側(cè)邊之間，與該底板該第二面相接觸，用以加熱該基板。
16.依據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜工藝系統(tǒng)，其中該加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)部具有一熱源儲(chǔ)存區(qū)。
17.依據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜工藝系統(tǒng)，其中該加熱機(jī)構(gòu)中配置一循環(huán)管路及一泵，通過(guò)該泵來(lái)將熱源輸送至循環(huán)管路中。
18.依據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜工藝系統(tǒng),其中該加熱機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該第二反應(yīng)室的該頂部與該底部之間移動(dòng)。
19.依據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜工藝系統(tǒng)，其中該供氣機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該頂部的兩側(cè)間移動(dòng)。
20.依據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜工藝系統(tǒng)，其中該供氣機(jī)構(gòu)被一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)于該頂部與該底部之間移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種薄膜工藝設(shè)備及一種薄膜制作方法，包括一個(gè)反應(yīng)室、一個(gè)供氣機(jī)構(gòu)及一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)，本發(fā)明的技術(shù)特征在于提供一種可以上下或左右移動(dòng)的供氣結(jié)構(gòu)及可上下移動(dòng)的載盤(pán)，由此可調(diào)整供氣結(jié)構(gòu)與基板的距離，配合具有循環(huán)泵熱源的加熱機(jī)構(gòu)，使得生成薄膜效果更佳。
文檔編號(hào)C23C16/44GK103031535SQ20111030390
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者蕭盈詩(shī), 吉村俊秋 申請(qǐng)人:核心能源實(shí)業(yè)有限公司, 吉村俊秋