本发明涉及柔性薄膜材料制造领域,尤其涉及一种原子层连续沉积装置及方法。
背景技术:
1、原子层沉积技术是一种先进的薄膜制备技术,尤其在柔性薄膜材料领域中具有广泛应用。该技术通过在基材表面逐层沉积原子或分子,能够实现高精度、高质量的薄膜制备。然而,在柔性薄膜材料的大规模生产中,如何实现高效、连续的进出料过程成为了一个关键问题。
2、目前,原子层沉积设备通常包括进料系统、生长系统和出料系统。每个系统配备有1个或多个腔室,并通过通道实现薄膜材料在各腔室之间的定向传输。尽管这种设备在一定程度上能够满足柔性薄膜材料制备的需求,但仍然存在一些问题和挑战。
3、首先,各腔室之间的通道设计导致各腔室之间的环境可以相互流动,形成一个庞大的腔室空间。这使得每次抽真空的时间变得特别长,从而影响了整个薄膜制备过程的效率和连续性。
4、其次,现有的进出料系统位于腔室内,每次更换加工料时都需要停止薄膜加工,打开腔室进行上料或下料的更换。这种方式不仅增加了腔体污染的风险,还降低了整个加工过程的效率。
5、因此,急需一种新的柔性薄膜材料原子层沉积设备进出料装置,旨在解决现有技术中存在的问题和缺陷,从而提高薄膜制备的质量和效率,实现大规模、连续化、高效的柔性薄膜材料生产提供重要支持。
技术实现思路
1、本发明实施例的目的是提供一种原子层连续沉积装置及方法,以解决现有技术中,柔性薄膜生产设备体积大、不够高效,存在腔体污染及腔体环境不稳定问题。
2、为解决上述技术问题,本发明实施例是这样实现的:
3、本发明实施例提供的一种原子层连续沉积装置,所述装置包括传输通道,以及在所述传输通道上依次排列的清洗腔室、第一过渡腔室、原子层沉积腔室和第二过渡腔室,其中:
4、所述传输通道的首端设置有进料口,所述清洗腔室内设置有等离子装置,所述等离职装置用于对从所述进料口传输的薄膜材料进行清洗处理,所述清洗腔室在所述传输通道上与所述进料口相邻的一侧设置有密封装置。
5、所述第一过渡腔室与所述原子层沉积腔室相邻的一侧腔壁,以及所述第二过渡腔室与所述原子层沉积腔室相邻的一侧腔室,均向所述原子层沉积腔室倾斜。
6、所述传输通道的尾端设置有出料口,所述第二过渡腔室在所述传输通道上与所述出料口相邻的一侧设置有所述密封装置。
7、所述第一过渡腔室与所述第二过渡腔室均设置有真空口,且所述第一过渡腔室的气压和所述第二过渡腔室的气压均大于所述原子层沉积腔室的气压。
8、可选地,所述第一过渡腔室包括第一子过渡腔室和第二子过渡腔室,所述第二过渡腔室包括第三子过渡腔室和第四子过渡腔室。
9、所述第一子过渡腔室与所述清洗腔室相邻,所述第二子过渡腔室与所述原子层沉积腔室相邻,且所述第一子过渡腔室在所述传输通道上与所述第二子过渡腔室相邻的一侧设置有所述密封装置。
10、所述第三子过渡腔室与所述原子层沉积腔室相邻,所述第四子过渡腔室与所述出料口相邻,且所述第三子过渡腔室在所述传输通道上与所述第四子过渡腔室相邻的一侧设置有所述密封装置。
11、所述第一子过渡腔室的气压大于所述第二子过渡腔室的气压,所述第四子过渡腔室的气压大于所述第三子过渡腔室的气压。
12、可选地,所述密封装置包括在所述传输通道的上下两侧设置的一对滚轮,所述薄膜材料在所述传输通道上从所述一对滚轮中间穿过。
13、可选地,所述一对滚轮中的至少一个滚轮的金属轴的两端设置有橡胶套,所述橡胶套的高度大于所述金属轴的高度,且所述橡胶套与所述金属轴的接口处之间设置有倾斜角。
14、可选地,所述橡胶套的厚度大于所述薄膜材料的厚度。
15、可选地,所述清洗腔室内设置有真空口。
16、可选地,所述原子层沉积腔室包括多个生长腔室,且所述生长腔室之间通过所述传输通道相连接。
17、可选地,在所述传输通道上与所述清洗腔室相对的一侧,依次设置有第一清洗腔室、第一过渡腔室、原子沉积腔室和第二过渡腔室。
18、第二方面,本发明实施例提供了一种原子层连续沉积方法,所述方法应用于上述任一项所述的原子层连续沉积装置,所述方法包括:
19、通过清洗腔室对进料口的所述薄膜材料进行清洗处理;
20、对所述清洗处理后的薄膜材料,通过所述传输通道传输到所述第一过渡腔室进行真空过渡处理;
21、对所述真空过渡处理后的薄膜材料,通过所述传输通道传输到所述原子层沉积腔室进行生长处理;
22、对所述生长处理后的薄膜材料,通过所述传输通道传输到第二过渡腔室进行真空过渡处理,并将所述真空处理后的薄膜材料通过出料口进行出料。
23、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
24、1.本发明的各个腔室与现有的各个腔室之间相对独立的结构相比,本发明的结构为一个整体结构,在使用时,可以维持基材整体不断地情况下,持续完成上料、预处理、沉积、出料的整体流程,提高生产效率;
25、2.本发明通过沉积室侧壁的倾斜,实现控制沉积腔室内气体的流动,同时通过控制不同腔室之间的气压不同,实现防止沉积腔室内沉积物外流的情况,而通过气压的不同与倾斜的侧壁进行配合,实现沉积腔室内沉积气流形成环流,进一步的保证了沉积物不会外流的效果。
1.一种原子层连续沉积装置,其特征在于,包括传输通道(100),以及在所述传输通道(100)上依次排列的清洗腔室(110)、第一过渡腔室(120)、原子层沉积腔室(130)和第二过渡腔室(140),其中,
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一过渡腔室(120)包括第一子过渡腔室(1201)和第二子过渡腔室(1202),所述第二过渡腔室(140)包括第三子过渡腔室(1401)和第四子过渡腔室(1402),
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述密封装置包括在传输通道(100)的上下两侧设置的一对滚轮(170),所述薄膜材料在所述传输通道(100)上从所述一对滚轮(170)中间穿过。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述一对滚轮(170)中的至少一个滚轮(170)的金属轴的两端设置有橡胶套,所述橡胶套的高度大于所述金属轴的高度,且所述橡胶套与所述金属轴的接口处之间设置有倾斜角。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述橡胶套的厚度大于所述薄膜材料的厚度。
6.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述清洗腔室(110)内设置有真空口(180)。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述原子层沉积腔室(130)包括多个生长腔室,且所述生长腔室之间通过所述传输通道(100)相连接。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,在所述传输通道(100)上与所述清洗腔室(110)相对的一侧,依次设置有第一清洗腔室(190)、第一过渡腔室(200)、原子沉积腔室和第二过渡腔室(210)。
9.一种原子层连续沉积方法,其特征在于,所述方法应用于如权利要求1~8中任一项所述的原子层连续沉积装置,所述方法包括:
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
