CN107109624A - 材料沉积布置、真空沉积系统和沉积材料的方法 - Google Patents

材料沉积布置、真空沉积系统和沉积材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107109624A
CN107109624A CN201480084154.1A CN201480084154A CN107109624A CN 107109624 A CN107109624 A CN 107109624A CN 201480084154 A CN201480084154 A CN 201480084154A CN 107109624 A CN107109624 A CN 107109624A
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
nozzle
deposition
distribution pipe
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480084154.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107109624B (zh
Inventor
托马斯·格比利
乌韦·许斯勒
乔斯·曼纽尔·迭格斯-坎波
安德烈亚斯·勒普
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN107109624A publication Critical patent/CN107109624A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107109624B publication Critical patent/CN107109624B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12—Organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/243—Crucibles for source material
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

提供一种用于在真空腔室(110)中于基板(121)上沉积蒸发材料的材料沉积布置(100)。所述材料沉积布置(100)包括用于提供要蒸发的材料的坩埚(102、102a、102b)、与坩埚(102、102a、102b)流体连通的线性分配管(106、106a、106b)和分配管(106、106a、106b)中用于将蒸发材料引导至真空腔室(110)的多个喷嘴。各喷嘴(400)可具有用于接收蒸发材料的喷嘴入口(401)、用于将蒸发材料释放至真空腔室的喷嘴出口(403)、以及位于喷嘴入口(401)与喷嘴出口(403)之间的喷嘴通道(402)。多个喷嘴中的至少一个的喷嘴通道(402)包括具有第一区段长度(412)和第一区段尺寸(411)的第一区段(410)和具有第二区段长度(421)和第二区段尺寸(421)的第二区段(420)。第二区段尺寸(421)与第一区段尺寸(411)的比率在2和10之间。

Description

材料沉积布置、真空沉积系统和沉积材料的方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种材料沉积布置、一种真空沉积系统和一种在基板上沉积材料的方法。本发明的实施方式尤其涉及一种包括真空腔室的材料沉积布置和一种用于在真空腔室中于基板上沉积材料的方法。
背景技术
有机蒸发器是用于有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)的生产的工具。OLED是发光二极管的一种特殊类型，其中发光层包含某些有机化合物的薄膜。有机发光二极管(OLED)用在电视屏幕、计算机显示器、移动电话、其他手持设备等等的制造中以显示信息。OLED也能够用于一般的空间照明。由于OLED像素直接发光而不使用背景光，因此OLED显示器的颜色、亮度和视角的范围大于传统LCD显示器的颜色、亮度和视角的范围。因此，OLED显示器的耗能大幅低于传统LCD显示器的耗能。此外，OLED能够在挠性基板上制造的事实导致另外应用。例如，典型的OLED显示器可包括处于两个电极之间的有机材料层，所述有机材料层以某种方式全部沉积在基板上以形成具有独立可激活像素的矩阵显示板。OLED一般置于两个玻璃板之间，并且所述玻璃板的边缘被密封以将封装在其中的所述OLED。
在这类显示设备的制造中遇到了很多挑战。OLED显示器或OLED发光应用包括若干有机材料的堆叠，所述有机材料例如是在真空中被蒸发。所述有机材料以后续方式通过遮蔽掩模沉积。为了高效率的OLED堆叠的制造，需要以两种或更多种材料(例如是主发光体材料(host)和掺杂剂)共沉积或共蒸发以产生混合/掺杂的多个层。而且，必须考虑到的是，存在用于极敏感的有机材料的蒸发的若干条件。
为了在基板上沉积材料，对材料加热直到材料蒸发为止。管通过多个出口或喷嘴将被蒸发的材料引导至基板。在过去的几年中，沉积工艺的精密度已有提升，例如能够提供越来越小的像素尺寸。在一些工艺中，掩模在当蒸发的材料通过掩模开口时被用来定义像素。然而，由于掩模的遮蔽效应、蒸发材料的扩散等，很难进一步增加蒸发工艺的精密度与可预测性。
基于以上内容，本文所描述的实施方式的目标是提供一种材料沉积布置、一种真空沉积系统和一种在基板上沉积材料的方法，以克服本领域中的至少一些问题。
发明内容
鉴于上述内容，提供根据独立权利要求的一种材料沉积布置、一种真空沉积系统和一种在基板上沉积材料的方法。
根据一个实施方式，提供一种用于在真空腔室中于基板上沉积蒸发材料的材料沉积布置。材料沉积布置可包括坩埚和线性分配管，所述坩埚用于提供要蒸发的材料，所述线性分配管与坩埚流体连通。材料沉积布置可进一步包括在分配管中的多个喷嘴，用于将蒸发材料引导至真空腔室中。各个喷嘴可具有喷嘴入口、喷嘴出口和喷嘴通道，喷嘴入口用于接收蒸发材料，喷嘴出口用于将蒸发材料释放至真空腔室，喷嘴通道位于喷嘴入口与喷嘴出口之间。根据本文所述的实施方式，多个喷嘴中的至少一个的喷嘴通道包括第一区段和第二区段，第一区段具有第一区段长度和第一区段尺寸，第二区段具有第二区段长度和第二区段尺寸。第二区段尺寸与第一区段尺寸的比率在2和10之间。
根据另外实施方式，提出一种真空沉积系统。真空沉积系统包括真空沉积腔室和在真空腔室中的根据本文所述实施方式的材料沉积布置。真空沉积系统进一步包括基板支撑件，用于在沉积期间支撑基板。
根据进一步的实施方式，提供一种用于在真空沉积腔室中于基板上沉积材料的方法。所述方法包括在坩埚中蒸发要沉积的材料，和将蒸发材料提供至与坩埚处于流体连通的线性分配管。分配管通常处于第一压力水平。所述方法进一步包括将蒸发材料通过线性分配管中的喷嘴引导至真空沉积腔室。真空沉积腔室可提供不同于第一压力水平的第二压力水平。将蒸发材料引导通过喷嘴的步骤包括将蒸发材料引导通过喷嘴的第一区段，和将蒸发材料引导通过喷嘴的第二区段，第一区段具有第一区段长度和第一区段尺寸，第二区段具有第二区段长度和第二区段尺寸，其中第二区段尺寸与第一区段尺寸的比率在2和10之间。
实施方式还针对用于实现所公开的方法的设备，并且包括用于执行各个所述的方法步骤的设备零件。所述方法步骤可以硬件部件、以合适软件所编程的计算机、两者的任何组合的方式或任何其它方式所执行。另外，实施方式也针对用于操作所述设备的方法。所述方法包括用于实施设备所有功能的方法步骤。
附图说明
因此，为了能够详细理解本发明的上述特征结构所用方式，上文所简要概述的本发明的更具体的描述可以参考实施方式进行。附图涉及本发明的实施方式，并且描述如下：
图1A至图1E示出了根据本文所述实施方式的用于材料沉积布置的喷嘴的实施方式的示意图。
图2A示出了根据本文所述实施方式的材料沉积布置的材料分布的图。
图2B示出了已知系统的沉积布置的材料分布的图。
图3A至图3C示出了根据本文所述实施方式的材料沉积布置。
图4示出了根据本文所述实施方式的材料沉积布置的侧视示意图。
图5示出了根据本文所述实施方式的真空沉积系统。
图6A和图6B示出了根据本文所述实施方式的材料沉积布置的分配管和喷嘴的示意图。
图7示出了根据本文所述实施方式的在基板上沉积材料的方法的流程图。
具体实施方式
现在将对本发明的各种实施方式进行详细说明，本发明的一或多个示例示出在附图中。在以下对附图的描述中，相同参考数字指代相同部件。一般来说，仅仅对各个实施方式的差异进行描述。提供各个示例只是为解释本发明，而非为限制本发明。另外，作为一个实施方式的一部分而示出或描述的特征，可以用于其他实施方式或与其他实施方式结合，产生又进一步实施方式。描述意图包含这样的修改和变化。
本文所使用的术语“流体连通”可理解为流体连通的两个元件能够经由连接件相互交换流体，其中所述连接件允许流体在两个元件之间流动。在一个示例中，流体连通的元件可以包括中空结构，流体可流过此中空结构。根据一些实施方式，流体连通的元件的至少一个可为管状元件。
另外，在下述内容中，材料沉积布置或材料源布置(在本文中，两术语可同义地使用)可理解为提供要沉积于基板上的材料的布置(或源)。具体地说，材料沉积布置可被配置为用于在真空腔室(例如真空沉积腔室或系统)中提供要沉积于基板上的材料。根据一些实施方式，材料沉积布置以蒸发要沉积的材料的配置，而可提供要沉积于基板上的材料。例如，材料沉积布置可包括蒸发器或坩埚，以及分配管，蒸发器或坩埚蒸发要沉积于基板上的材料，分配管特别是在朝向基板的方向上释放所蒸发的材料，例是通过出口或喷嘴。
根据本文所述的一些实施方式，分配管可理解为用于引导与分配所蒸发的材料的管。具体地说，分配管可从蒸发器将所蒸发的材料引导至分配管中的出口(例如是喷嘴或开孔)。线性分配管可理解为在第一方向(尤其是纵向)延伸的管。在一些实施方式中，线性分配管包括具有圆柱形状的管，其中圆柱可具有圆形的底部形状或任何其它适合的底部形状。
本文所指的喷嘴可理解为用于引导流体的设备，尤其是用于控制流体的方向或特性(例如从喷嘴流出的流体的流动速率、速度、形状和/或压力)的设备。根据本文所述的一些实施方式，喷嘴可为用于引导或导引蒸气(例如是所蒸发的要沉积于基板上的材料的蒸气)的设备。喷嘴可具有用于接收流体的入口、通道(例如用于引导流体穿过喷嘴的孔或开孔)，和用于释放流体的出口。根据本文所述实施方式，喷嘴的通道或开孔可包括限定的几何形状，以实现流过喷嘴的流体的方向或特性。根据一些实施方式，喷嘴可为分配管的一部分，或可连接至提供蒸发材料的分配管，且可从分配管接收蒸发材料。
根据本文所述实施方式，提供用于在真空腔室中于基板上沉积蒸发材料的材料沉积布置。材料沉积布置可包括用于提供要蒸发的材料的坩埚，以及与坩埚处于流体连通的线性分配管。在一个示例中，坩埚可为用于蒸发有机材料(例如具有约100℃至约600℃的蒸发温度的有机材料)的坩埚。另外，材料沉积布置包括分配管中的多个喷嘴，用于将蒸发材料引导进真空腔室中。每个喷嘴可具有用于接收蒸发材料的喷嘴入口、用于将蒸发材料释放至真空腔室的喷嘴出口和在喷嘴入口与喷嘴出口之间的喷嘴通道。根据本文所述实施方式，多个喷嘴中的至少一个喷嘴的喷嘴通道包括第一区段和第二区段，第一区段具有第一长度和第一尺寸，第二区段具有第二长度和第二尺寸。第二区段尺寸与第一区段尺寸的比率通常在2和10之间，更通常地在3和8之间，甚至更为通常地在3和7之间。在一个示例中，第二尺寸比第一尺寸的比率可为4。
图1A至图1E示出了可在根据本文所述实施方式的材料沉积布置中使用的喷嘴的示例。喷嘴400的所有示例示出了喷嘴入口401、喷嘴出口403和位于喷嘴入口401与喷嘴出口403之间的喷嘴通道402。根据一些实施方式，来自于坩埚的蒸发材料在分配管中被引导并通过喷嘴入口进入喷嘴。蒸发材料接着通过喷嘴通道402，并从喷嘴出口403离开喷嘴。蒸发材料的流动方向可描述为从喷嘴入口401流动至喷嘴出口403。
图1A示出了具有第一区段410和第二区段420的喷嘴400。喷嘴400的第一区段410提供第一区段尺寸411和第一区段长度412。喷嘴400的第二区段420提供第二区段尺寸421和第二区段长度422。根据本文所述实施方式，第二区段尺寸通常可为第一区段尺寸的2至10倍，更通常地是第一区段尺寸的2至8倍，甚至更通常地是第一区段尺寸大3至7倍。在一个示例中，第二区段尺寸可为第一区段尺寸的4倍。
根据本文所述的一些实施方式，喷嘴的区段尺寸可理解为喷嘴通道(或开孔)的区段的尺寸。在一个实施方式中，区段尺寸可理解为区段的一个维度(dimension)，所述维度并非为区段长度。根据一些实施方式，区段尺寸可为喷嘴区段的截面的最小维度。例如，圆形喷嘴区段可具有一尺寸，所述尺寸为区段的直径。根据本文所述的一些实施方式，喷嘴的区段的区段长度可理解为沿着喷嘴长度方向、或是沿着喷嘴中蒸发材料的主要流动方向的区段的维度。
在一些可与本文所述其它实施方式结合的实施方式中，喷嘴的第一区段可包括喷嘴入口。在一些可与本文所述其它实施方式结合的实施方式中，喷嘴的第二区段可包括喷嘴出口。根据一些实施方式，第一区段的尺寸通常可在1.5毫米与约8毫米之间，更通常地在约2毫米与约6毫米之间，甚至更通常地在约2毫米与约4毫米之间。根据一些实施方式，第二区段的尺寸通常可在3毫米与约20毫米之间，更通常地在约4毫米与约15毫米之间，甚至更通常地在约4毫米与约10毫米之间。根据一些可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，本文所述的喷嘴区段的长度通常可在2毫米与约20毫米之间，更通常地在约2毫米与约15毫米之间，甚至更通常地在约2毫米与约10毫米之间。在一些示例中，喷嘴区段中的一个的长度可为约5毫米至约10毫米。
根据一些实施方式，在根据本文所述实施方式的材料沉积系统中使用的喷嘴内的质量流量(mass flow)通常可少于1sccm，更通常地仅为1sccm的部分的量，甚至更通常地低于0.5sccm。在一个示例中，在根据本文所述实施方式的喷嘴中的质量流量可少于0.1sccm，例如是0.05或0.03sccm。在一些实施方式中，在分配管中和至少部分的在喷嘴中的压力通常可在约10-2毫巴(mbar)与10-5mbar之间，且更通常地在约10-2mbar与10-3mbar之间。本领域的技术人员将理解根据本文所述实施方式的喷嘴中的压力可取决于喷嘴内的位置，且尤其可介于分配管中的上述压力与存在于真空腔室(根据本文所述实施方式的材料沉积布置可位于此真空腔室中)中的压力之间。典型地，在真空腔室(根据本文所述实施方式的材料沉积布置可位于此真空腔室)中的压力可在10-5mbar和约10-8mbar之间，更典型地在10-5mbar和10-7mbar之间，且甚至更为典型地在约10-6mbar和约10-7mbar之间。根据一些实施方式，真空腔室中的压力可被认为是真空腔室内的蒸发材料的分压或总压中的一部分(当只有蒸发材料作为在真空腔室中沉积的部件而存在的情况下，分压和总压大致上可以是相同的)。在一些实施方式中，真空腔室中的总压可为约10-4mbar至约10-7mbar之间的范围，尤其是当除了蒸发材料之外的第二部件存在于真空腔室中的情况下(例如是气体或类似物)。
根据一些实施方式，第一区段可配置成尤其是通过具有比第二区段小的尺寸，或是配置成通过通常与分配管的直径相比时具有更小的尺寸来增加从分配管导入喷嘴的蒸发材料的均匀度。根据一些实施方式，分配管的直径可典型地在约70毫米和约120毫米之间，更典型地在约80毫米和约120毫米之间，甚至更典型地在约90毫米和约100毫米之间。在一些实施方式中(例如是分配管具有如下详细说明的实质上为三角形的类似形状的情况)，上述的直径的数值可指分配管的液压直径(hydraulic diameter)。根据一些实施方式，相对窄的第一区段可迫使蒸发材料的粒子以更为均匀的方式布置。使第一区段中的蒸发材料更为均匀可例如包括使蒸发材料的密度、单一粒子的速度和/或蒸发材料的压力更为均匀。本领域技术人员可理解，在根据本文所述实施方式的材料沉积布置中，例如是用于蒸发有机材料的材料沉积布置，在分配管与喷嘴(或喷嘴的部分)中的蒸发材料流可视为克努森流(Knudsen flow)。尤其，鉴于分配管和喷嘴中的气流和压力条件的上述例子，蒸发材料可被视为克努森流。根据本文所述的一些实施方式，喷嘴的一部份(例如靠近或邻近喷嘴出口的一部分)中的气流可为分子流。例如，根据本文所述实施方式的喷嘴的第二区段可提供克努森流和分子流之间的过渡(transition)。在一个示例中，在真空腔室内但在喷嘴外的气流可为分子流。根据一些实施方式，在分配管中的气流可被视为粘滞流或克努森流。在一些实施方式中，喷嘴可被描述为提供从克努森流或粘滞流至分子流的过渡。
根据本文所述的实施方式，第二区段(典型地为邻近第一区段布置)可被配置为用于增加蒸发材料的方向性。例如，从第一区段流动至第二区段的蒸发材料将在离开第一区段时扩散，其中第一区段具有比第二区段小的尺寸。然而，第二区段可捕获从第一区段扩散的蒸发材料，并可导引蒸发材料朝向基板。当比较来自根据本文所述实施方式的材料沉积布置的蒸发材料的羽流(plume)和已知系统的蒸发材料的羽流时，本申请的所述羽流更准确地被导向基板、或导向掩模(例如像素掩模)，参照以下针对图2A和图2B将有更详细的说明。
根据本文所述实施方式的材料沉积布置允许蒸发材料形成的羽流更为准确地从喷嘴释放。尤其，第一区段中蒸发材料的粒子的扩散被喷嘴的第二区段捕捉与导向。此外，根据本文所述的一些实施方式，喷嘴的不同区段提供材料沉积布置的分配管和真空沉积腔室中不同压力水平之间的相对平缓和逐步的过渡，其中材料沉积布置可放置在真空沉积腔室中。平缓压力过渡允许以改进的方式控制蒸发材料的流动。
转至图2A和图2B，可看出根据本文所述实施方式的材料沉积布置的喷嘴的效果，并可与已知的材料沉积系统相比较。在图2A中，示出了从根据本文所述实施方式的材料沉积布置释放的蒸发材料的分布的测试数据。曲线800示出了从上述具有第一区段和第二区段的喷嘴释放的蒸发材料的实验结果。图2A的示例示出了蒸发材料的分布大致上呈现类似cos10的形状。根据一些实施方式，材料沉积布置的材料分布可具有大致对应于类似cos 12的形状或甚至类似cos14的形状。详细地说，从根据本文所述实施方式的材料沉积布置的喷嘴释放的蒸发材料的分布仅针对上部部分可对应于上述名为cos-形状。例如，所示的曲线并没有如同余弦曲线跨越零位线。此曲线可描述为下述的克劳辛(Clausing)公式。如图2B中所示，与已知的材料沉积布置的比较显示传统的材料沉积布置的分布对应于cos1形状，如曲线801所示。根据一些实施方式，已知的沉积系统的喷嘴的曲线也可呈现类似cos5或类似cos6的形状。由根据本文所述实施方式的材料沉积布置产生的曲线800与已知系统的曲线801之间的差异实质上在于蒸发材料的羽流的宽度和羽流中的蒸发材料的浓度分布。例如，假如掩模是用于在基板上沉积材料，例如是在OLED生产系统中，掩模可为像素掩模，所述像素掩模具有为约50微米×50微米、或甚至50微米×50微米以下尺寸的像素开孔，例如具有为约30微米或30微米以下、或约20微米截面维度(例如截面的最小维度)的像素开孔。在一个示例中，像素掩模可具有约40微米的厚度。考虑到掩模的厚度和像素开孔的尺寸，可能产生遮蔽效应，即掩模中的像素开孔的壁面遮蔽像素开孔。根据本文所述实施方式的材料沉积布置可有利于减少遮蔽效应。
根据本文所述实施方式的材料沉积布置的气流仿真显示本文所述的喷嘴设计能够在基板上+/-30度(或+/-20度)的小区域上(材料(气)流的方向上从喷嘴往基板看过去)集中材料沉积。在特定的用于OLED制造的Alq3的沉积的特殊情况下，小区域可被视为在显示器上形成高像素密度(dpi)的一项因素。
高方向性可通过使用根据本文所述实施方式的材料沉积布置的蒸发来实现，高方向性进一步使蒸发材料产生改善的利用，因为事实上有更多的蒸发材料到达基板(且例如不是在基板之上或之下的区域)。
往回参照图1A至图1C，可看出达成上述效果的不同实施方式。图1A已在上述内容中详细讨论。图1B示出了喷嘴400，喷嘴400可用在根据本文所述实施方式的材料沉积布置中。喷嘴400包括第一区段410和第二区段420。在图1B所示的示例中，第一区段包括喷嘴入口401。所示的示例进一步示出了第二区段420，第二区段420包括喷嘴出口403。然而，此仅为一个示例，而非限制喷嘴的设计。相较于具有第二区段尺寸421的第二区段420，第一区段410具有更小的第一区段尺寸411。在图1B所示的实施方式中，第一区段长度412大于第二区段长度422。在一个可选地的实施方式中，如在图1A中可见，第一区段长度412小于第二区段长度422。根据另外示例，第一区段长度和第二区段长度可具有实质上相同、或相似的长度。
图1C示出了喷嘴400，喷嘴400可用在根据本文所述实施方式的材料沉积布置中。图1C的喷嘴400包括具有第一区段尺寸411和第一区段长度412的第一区段410、具有第二区段尺寸421和第二区段长度422的第二区段420和具有第三区段尺寸431和第三区段长度432的第三区段430。在图1C中所示的实施方式中，第三区段尺寸431大于第二区段尺寸421，且第二区段尺寸421大于第一区段尺寸411。例如，第三区段尺寸431和第二区段尺寸421之间的比率和/或第二区段尺寸和第一区段尺寸之间的比率可典型地在约1.5至约10之间，更典型地在约1.5和8之间，且甚至更典型地在约2和6之间。
在图1C中所示的实施方式中，第三区段430包括喷嘴出口403。如图1C的示例中所示，第一区段410包括喷嘴入口401。根据一些实施方式，喷嘴可包括另外区段，例如是n个彼此相邻布置的区段。典型地，n个区段中的每一个区段在从喷嘴入口到喷嘴出口的方向上进行时可提供比前个区段更大的尺寸。在一个示例中，n典型地大于2，更典型地大于3。
根据本文所述的一些实施方式，靠近喷嘴出口设置的(多个)区段(或包括喷嘴出口的区段)相较靠近喷嘴入口设置的(多个)区段(或包括喷嘴入口的区段)可具有更大的区段尺寸。例如，在喷嘴的纵向方向中(如图1A中的轴线460示出并且为了有更好的概观，在接下来的附图中被省略)的喷嘴中心点可作为靠近喷嘴入口或靠近喷嘴出口设置的区段的参考。
图1D示出了喷嘴400，喷嘴400可用在根据本文所述实施方式的材料沉积布置中，且可与本文所述其它实施方式结合。图1D中所示的喷嘴400的示例包括具有第一区段长度412的第一区段410、具有第二区段长度422的第二区段420和具有边缘区段长度442的边缘区段440。所有的区段可具有如图1A至图1C所示的测定的区段尺寸。边缘区段440可典型地位于喷嘴出口403。根据一些实施方式，边缘区段440沿着边缘区段长度442可具有不同的边缘区段尺寸。例如，边缘区段尺寸在邻近另一区段(例如第二区段420)的边缘区段440的第一端可小于喷嘴出口403的边缘区段的第二端。在图1D的截面图中，边缘区段440提供锥形壁。在一个实施方式中，边缘区段440的形状可描述为漏斗状或帽状。根据一些实施方式，边缘区段440的长度可等于或小于第一和/或第二区段的长度。在一个示例中，边缘区段的长度可典型地介于第一和/或第二区段长度的1/6和2/3之间。
本领域的技术人员可理解，用于根据本文所述实施方式的材料沉积布置的喷嘴的其它实施方式可装设有如在1D中示例性示出的边缘区段。
图1E示出了可与本文所述其它实施方式结合的一个实施方式。喷嘴400，可用于根据本文所述实施方式的材料沉积布置中，包括第一区段410和第二区段420。第一区段和第二区段可以是上述具有区段尺寸和区段长度的区段。图1E中所示的示例进一步包括过渡区段450，过渡区段450设置在第一区段410和第二区段420之间。过渡区段450典型地提供第一区段410与第二区段420之间的平滑过渡。当图1E的示例与图1A至图1D中所示的示例相比时，可看出图1A至图1D图的示例示出了在不同区段之间具有阶梯状的过渡。图1D的示例利用过渡区段450在不同区段之间提供坡度。根据一些实施方式，过渡区段尺寸452可为从第一区段尺寸至第二区段尺寸的范围。在一些实施方式中，过渡区段长度452可为用于过渡区段的任何合适的长度。例如，过渡区段长度452可类似于第一区段和/或第二区段的区段长度，或可为第一区段和/或第二区段的长度的一小部分。在一个示例中，过渡区段的长度可典型地在第一和/或第二区段的1/6和4/6之间，更典型地在第一和/或第二区段的1/6和1/2之间，且甚至更典型地在第一和/或第二区段的1/3和1/2之间。本领域技术人员可理解，过渡区段可在本文所述的喷嘴的任何区段之间使用，且不限于图1E中所示的配置。
根据本文所述的一些实施方式，喷嘴(特别是不同的喷嘴区段)可向距离喷嘴入口越远处提供增加的导电值。例如，每个区段可提供至少一个导电值，其中所述导电值越靠近喷嘴出口的区段处越大。作为一个示例(但不限于特定的实施方式)，图1A的第二区段420相较于第一区段410可具有更高的导电值，其中从喷嘴入口到喷嘴出口的方向上，第一区段是在第二区段前面。根据一些实施方式，每个区段向距离喷嘴出口越近的区段提供更低的压力水平(从喷嘴入口到喷嘴出口的方向上看过去，与前一个区段相比)。根据一些实施方式，导电值可以l/s为单位测量。在一个示例中，低于1sccm的喷嘴内的气流也可被描述为低于1/60mbar l/s。在一些实施方式中，可选择区段尺寸，以向距离喷嘴出口越近的每个区段提供增加的导电值。根据本文所述的一些实施方式，区段可提供典型大于或实质上等于在喷嘴入口到喷嘴出口的方向上前一个区段的导电值。
根据一些实施方式，喷嘴通道的形状可为用于将蒸发材料引导通过喷嘴的任何合适的形状。例如，喷嘴通道的截面可具有实质上为圆形的形状，但也可为椭圆形的形状、或细长孔的形状。在一些实施方式中，喷嘴通道的截面可具有实质上为矩形、实质上为正方形、或甚实质上为三角形的形状。
本文所使用的术语“实质上”可意味着从“实质上”所表示的特性可能具有一定程度的偏差。典型地，以“实质上”所表示的特性的维度或形状的约15％的偏差可以是可能的。例如，术语“实质上为圆形”指可与正圆形具有一定程度偏差的形状，例如在一个方向上一般延伸约1至15％或10％的偏差，假如合适的话。在一些实施方式中，一个数值可以“实质上”来描述。本领域技术人员可理解，以“实质上”来描述的数值可具有偏离命名值约1％至约10％或15％的偏差。
根据可与本文所述其它实施方式结合的一些实施方式，喷嘴的第一区段和第二区段可在喷嘴当中一体成形。例如，喷嘴可形成为包含第一区段和第二区段的一块。根据一些实施方式，喷嘴并没有提供用于提供第一区段和第二区段的额外部分。在一些实施方式中，喷嘴可以由具有不同尺寸的孔(例如钻孔)的一块材料所制成。本领域技术人员可理解，即使在一些实施方式中被描述为一块喷嘴，所述喷嘴可在外表面和/或内表面上提供涂层，例如是对蒸发的有机材料具有化学惰性的材料的涂层。
图3A至图3C示出了根据本文所述实施方式的材料沉积布置100。材料沉积布置可包括分配管106和作为如图3A所示的蒸发器的蒸发坩埚104。分配管106可与坩埚流体连通，以分散坩埚104所提供的蒸发材料。分配管可例如是具有加热单元715的延长管。蒸发坩埚可以是具有加热单元725的要蒸发的有机材料的贮槽(reservoir)。根据可与本文所述的其它实施方式结合的典型实施方式，分配管106提供线源。根据本文所述的一些实施方式，材料沉积布置100进一步包括多个喷嘴712，用于使蒸发的材料朝向基板释放，例如是沿着至少一线布置的喷嘴。根据一些实施方式，用于图3A至图3C的材料沉积布置的喷嘴712可为图1A至图1E所述的喷嘴。
根据可与本文所述其它实施方式结合的一些实施方式，分配管的喷嘴可适于使蒸发材料沿不同于分配管的长度方向的方向释放，例如是实质上垂直于分配管的长度方向的方向。根据一些实施方式，喷嘴被配置为具有水平±20°的主要蒸发方向。根据一些特定实施方式，蒸发方向可轻微地向上定向，例如是从水平朝上15度的范围内，比如朝上3至7度。因此，基板可稍微倾斜，以实质上垂直于蒸发方向。可降低不需要的颗粒(particle)的产生。然而，根据本文所述实施方式的材料沉积布置和喷嘴也可使用在真空沉积系统中，真空沉积系统被配置为用于在水平定向的基板上沉积材料。
在一个示例中，分配管106的长度至少对应于沉积系统中要沉积的基板的高度。在许多情况中，分配管106的长度将比要沉积的基板的高度长至少10％或甚至20％。可在基板上端和/或基板下端提供均匀的沉积。
根据可与本文所述其它实施方式结合的一些实施方式，分配管的长度可为1.3m或大于1.3m，例如是2.5m或大于2.5m。根据一个配置，如图3A所示，蒸发坩埚104被提供在分配管106的下端。有机材料在蒸发坩埚104中蒸发。有机材料的蒸气在分配管的底部进入分配管106，且通过分配管中的多个喷嘴被实质上地侧向引导，例如是朝向实质上为垂直的基板。
图3B示出了材料沉积布置的一部分的放大示意图，其中分配管106被连接于蒸发坩埚104。凸缘单元703被配置以提供蒸发坩埚104和分配管106之间的连接。例如，蒸发坩埚和分配管提供作为分开的单元，此两单元可被分开且连接或者在凸缘单元处组装，例如是用于材料沉积布置的操作。
分配管106具有内部中空空间710。加热单元715可提供以加热分配管。因此，分配管106可被加热至一温度，使得蒸发坩埚104所提供的有机材料的蒸气不会凝结于分配管106的壁(wall)的内部部分。例如，分配管可保持在一温度，所述温度典型地为高于待沉积于基板上的材料的蒸发温度约1℃至约20℃，更典型地约5℃至约20℃，且甚至更典型地约10℃至约15℃的温度。两个或更多个热掩模717提供于分配管106的管的周围。
在操作期间，分配管106可于凸缘单元703处连接于蒸发坩埚104。蒸发坩埚104被配置以用于接收要蒸发的有机材料，并用于蒸发有机材料。根据一些实施方式，要蒸发的材料可包括ITO、NPD、Alq3、喹吖酮(Quinacridone)、Mg/AG、星爆(starburst)材料和类似物中的至少一个。
如本文所述，分配管可以是中空圆柱。因此，术语“圆柱”可理解为具有圆形底部的形状、圆形上部的形状和连接上部圆形和小的下部圆形的曲状表面区域或壳。根据可与本文所述的其它实施方式结合的进一步额外的或可选的实施方式，术语“圆柱”可进一步被理解为数学上的意义，如具有任意底部形状、相同的上部形状、和连接上部形状和下部形状的曲状表面区域或壳。因此，“圆柱”并不一定需要具有圆形截面。相反，基面和上部表面可以是具有不同于圆形的形状。
图4示出了根据本文所述实施方式的材料沉积布置100。材料沉积布置包括两个蒸发器102a和102b，和与蒸发器102a和102b处于流体连通的两个分配管106a和106b。材料沉积布置进一步包括在分配管106a和106b中的喷嘴712。喷嘴712可为上述图1A至图1E的喷嘴。第一分配管的喷嘴712具有纵向方向209，纵向方向209可对应于图1A中示例性所示出的喷嘴400的轴线460。根据一些实施方式，喷嘴712彼此间可具有距离。在一些实施方式中，喷嘴712之间的距离可依照各喷嘴间的纵向方向209之间的距离来测量。根据可与本文所述其它实施方式结合的一些实施方式，喷嘴之间的距离可典型地在约10毫米与约50毫米之间，更典型地在约10毫米与约40毫米之间，且甚至更典型地在约10毫米与约30毫米之间。根据本文所述的一些实施方式，喷嘴之间的上述距离对于有机材料通过像素掩模(例如具有开孔尺寸为50微米×50微米的掩模，或甚至50微米×50微米以下的掩模，例如具有截面维度(例如截面的最小维度)为约30微米或30微米以下、或约20微米的像素开孔)的沉积是有帮助的。在一些实施方式中，喷嘴的第二区段尺寸可按照喷嘴之间的距离来作选择。例如，假如喷嘴之间的距离为20毫米，喷嘴的第二区段尺寸(或包括喷嘴出口的区段的区段尺寸、或具有在喷嘴中的区段的最大尺寸的区段)可高达15毫米、或15毫米以下。根据一些实施方式，喷嘴之间的距离可用于决定第二区段尺寸比第一区段尺寸的比率。
根据一些实施方式，提供真空沉积系统。真空沉积系统包括真空腔室和如以上示例性描述的实施方式中的材料沉积布置。真空沉积系统进一步包括用于在沉积期间支撑基板的基板支撑件。在以下内容中，描述根据本文所述实施方式的真空沉积系统的示例。
图5示出了真空沉积系统300，根据本文所述实施方式的材料沉积布置和喷嘴可于在真空沉积系统300中使用。沉积系统300包括在真空腔室110的一个位置中的材料沉积布置100。根据可与本文所述其它实施方式结合的一些实施方式，材料沉积布置被配置为可平移运动(translational movement)和围绕轴旋转。材料沉积布置100具有一或多个蒸发坩埚104和一或多个分配管106。图5中示出了两个蒸发坩埚和两个分配管。两个基板121被提供在真空腔室110之中。典型地，用于掩蔽基板上的层沉积的掩模132可提供于基板与材料沉积布置100之间。有机材料由分配管106蒸发。根据一些实施方式，材料沉积布置可包括如图1A至图1E中所示的喷嘴。在一个示例中，分配管中的压力可在约10-2mbar至约10-5mbar之间，或在约10-2至约10-3mbar之间。根据一些实施方式，真空腔室可提供约10-5至约10-7mbar的压力。
根据本文所述的实施方式，在实质上垂直的位置以有机材料涂布基板。图5所示的视图是包括材料沉积布置100的系统的俯视图。典型地，分配管为蒸气分配喷头，特别是线性的蒸气分配喷头。分配管提供实质上垂直延伸的线源(line source)。根据可与本文所述的其它实施方式结合的实施方式，实质上垂直被理解为特别是当表示基板的方向时，允许由垂直方向的20°或20°以下的偏差，例如是10°或10°以下。此偏差可能例如是因为基板支撑件与垂直方向具有一些偏差(可产生更稳定的基板位置)所造成。然而，在有机材料沉积的期间，基板的方向被视为实质上垂直，不同于水平的基板方向。基板的表面典型地是通过对应基板维度的方向延伸的线源和沿着对应于另一个基板维度的另一方向的平移运动进行涂布。根据其它实施方式，沉积系统可为用于在实质上水平定向的基板上沉积材料的沉积系统。例如，在沉积系统中的基板的涂布可在向上或向下的方向上进行。
图5示出了用于在真空腔室110中沉积有机材料的沉积系统300的实施方式。材料沉积布置100在真空腔室110内是可移动的，例如是旋转或平移运动。图5的示例中所示的材料源被布置在轨道上，所述轨道例如是环形轨道或线性导件320。轨道或线性导件320被配置为用于材料沉积布置100的平移运动。根据可与本文所述其它实施方式结合的不同实施方式，可以在真空腔室110内的材料沉积布置100中提供用于平移或旋转运动，或是其组合的驱动装置。图5示出了阀门205(例如是闸阀)。阀门205可具有对邻近的真空腔室的真空密封件(未示出于图5中)。阀门可在运送基板121或掩模132进入或移出真空腔室110之时打开。
根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，进一步的真空腔室(例如是维护真空腔室210)被提供于邻近真空腔室110之处。典型地，真空腔室110与维护真空腔室210采用阀门207连接。阀门207被配置为在真空腔室110和维护真空腔室210之间用于打开和关闭真空密封件。当阀门207在打开状态时，材料沉积布置100可被运送至维护真空腔室210。此后，阀门可关闭以在真空腔室110和维护真空腔室210之间提供真空密封件。若阀门207关闭，维护真空腔室210可排气且在不会破坏真空腔室110的真空的情况下打开以维护材料沉积布置100。
两个基板121在真空腔室110内于各自的运送轨道上被支撑，如图5所示的实施方式。并提供两个轨道，以在两个轨道上提供掩模132。基板121的涂布可通过各自的掩模132受到掩蔽。根据典型的实施方式，掩模132(即是对应于第一基板121的第一掩模132和对应于第二基板121的第二掩模132)提供于掩模框架131中，以将掩模132支承于预定的位置中。
所述的材料沉积布置可在各种应用中使用，包括用于OLED布置制造的应用，OLED布置制造包括处理步骤，其中两种或大于两种的有机材料同时被蒸发。因此，如图5所示的示例，两个分配管和对应的蒸发坩埚可以提供于彼此邻近之处。
虽然图5中所示的实施方式提供具有可移动源的沉积系统，本领域技术人员可理解，上述实施方式也可被应用在基板处理期间基板在其中移动的沉积系统中。例如，待涂布的基板可沿着静止的材料沉积布置而被引导和驱动。
本文所述的实施方式特别涉及有机材料的沉积，例如是用于在大面积基板上的OLED显示器制造。根据一些实施方式，大面积的基板或支撑一或多个基板的载体可具有至少0.174平方米(m2)的尺寸。例如，沉积系统可适于处理大面积的基板，例如是对应于约1.4m2的基板(1.1m×1.3m)的第5代、对应于约4.29m2的基板(1.95m×2.2m)的第7.5代、对应于约5.7m2的基板(2.2m×2.5m)的第8.5代、或甚至是对应于约8.7m2的基板(2.85m×3.05m)的第10代。甚至可类似地实现更高代(例如是第11代和第12代)和对应的基板面积。根据可与本文所述的其它实施方式结合的典型实施方式，基板的厚度可以是0.1至1.8mm，且基板的支承配置可适于此基板厚度。然而，特别是基板的厚度可以为约0.9mm或小于0.9mm(例如是0.5mm或0.3mm)，且支承配置适于此基板厚度。典型地，基板可由适用于材料沉积的任何的材料所制成。例如，基板可由选自由下述材料组成的组的材料制成：玻璃(例如是钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃等等)、金属、聚合物、陶瓷、化合物材料、碳纤维材料或任何其它材料或可通过沉积工艺被涂布的材料的组合。
根据可与本文所述其它实施方式结合的一些实施方式，根据本文所述实施方式的材料沉积布置的分配管可具有实质上三角形的截面。图6A示出了分配管106的截面的示例。分配管106具有环绕内部中空空间710的壁322、326和324。壁322提供于具有喷嘴712的材料源的出口侧。分配管的截面可描述为实质上三角形，即是对应于一部分三角形的分配管的主要部分，和/或分配管截面可以是圆角(rounded corner)和/或截角(cut-off corner)的三角形。如图6A所示，例如位于出口侧的三角形的角是截角。
分配管的出口侧的宽度(例如是图6A所示的截面图中的壁322的尺寸)以箭头352表示。并且，其它分配管106的截面的尺寸以箭头354和355表示。根据本文所述的实施方式，分配管的出口侧的宽度是截面的最大尺寸的30％或小于30％，例如是箭头354和355所示的较大尺寸尺寸的30％。鉴于分配管的尺寸和形状，邻近分配管106的喷嘴712可以较小的距离提供。所述较小的距离改善彼此相邻已蒸发的有机材料的混合。
图6B示出了提供有两个彼此相邻的分配管的实施方式。因此，如图6B所示的具有两分配管配置的材料沉积布置可蒸发两种彼此相邻的有机材料。如图6B所示，分配管106的截面形状能够将相邻的分配管的喷嘴设置为互相靠近。根据可与本文所述的其它实施方式结合的一些实施方式，第一分配管的第一喷嘴和第二分配管的第二喷嘴可具有30mm或小于30mm的距离(例如是由5mm至25mm)。更确切地说，第一出口或喷嘴至第二出口或喷嘴的距离可以是10mm或小于10mm。
根据一些实施方式，可提供用于在基板上沉积材料的方法。流程图示出根据本文所述实施方式的方法500。方法500中，材料可于真空沉积腔室中沉积在基板上。根据一些实施方式，真空沉积腔室可为上述例如针对图5的实施方式所述的真空沉积腔室。在块510中，方法500包括在坩埚中蒸发要沉积的材料。例如，要沉积的材料可为用于形成OLED布置的有机材料。坩埚可依照材料的蒸发温度来加热。在一些示例中，材料被加热高达600℃，例如是加热高达约100℃与600℃之间的一个温度。根据一些实施方式，坩埚与分配管处于流体连通。在块520中，蒸发材料被提供至与坩埚处于流体连通的线性分配管。典型地，分配管处于第一压力水平。在一个示例中，第一压力水平典型地在约10-2mbar至10-5mbar之间，更典型地在约10-2mbar与10-3mbar之间。
在一些实施方式中，材料沉积布置被配置为仅使用真空中蒸发材料的蒸汽压来移动蒸发材料，即蒸发材料仅通过蒸汽压(例如通过材料蒸发所产生的压力)而被驱动至分配管(和/或通过分配管)。例如，没有使用其它的工具(例如是风扇、泵或类似物)来使蒸发材料驱动至分配管并通过分配管。分配管典型地包括多个出口或喷嘴，以用于将蒸发材料引导至于其中进行沉积的真空腔室、或在操作期间材料沉积布置设置于其中的真空腔室。
根据一些实施方式，块530中的方法包括将蒸发材料引导通过线性分配管中的喷嘴至提供第二压力水平的真空沉积腔室。在一些实施方式中，第二压力水平可在约10-5至10-7mbar之间。根据一些实施方式，将蒸发材料引导通过喷嘴的步骤包括将蒸发材料引导通过具有第一区段长度和第一区段尺寸的喷嘴的第一区段，和将蒸发材料引导通过具有第二区段长度和第二区段尺寸的喷嘴的第二区段，其中第二尺寸比第一尺寸的比率在2和10之间。在一个示例中，第二尺寸比第一尺寸的比率约为4。根据一些实施方式，喷嘴可为上述实施方式中所述的喷嘴，例如是图1A至图1E中所示的实施方式。
根据一些实施方式，所述方法可进一步包括影响喷嘴的第一区段中的蒸发材料的均匀性，和影响由喷嘴的第二区段释放至真空腔室的蒸发材料的方向性。区段尺寸的比率可有助于增加蒸发材料的均匀性和蒸发材料的方向性。例如，第一区段(蒸发材料率先通过之处)的较小尺寸可使蒸发材料的均匀性增加，均匀性例如是有关于材料密度、材料速度和/或材料压力。根据本文所述的一些实施方式，第二区段可当蒸发材料离开第一区段时，通过捕捉从第一区段的较小截面扩散的蒸发材料来增加方向性。蒸发材料可以小的扩散角度到达基板或像素掩模。
根据本文所述实施方式的材料沉积布置中所使用的喷嘴轮廓可使蒸发材料的材料流动集中至基板。根据本文所述实施方式的喷嘴被用来使气态的蒸发材料从蒸发器源集中至真空腔室内的基板，例如用于在基板上产生OLED活性层。
根据一些实施方式，根据本文所述实施方式的材料沉积布置中所描述的喷嘴设计提供较小、特别是圆柱的区段以和较大、特别是圆柱的区段，其中较大的区段指向基板、或喷嘴的出口。根据本文所述实施方式的材料沉积布置的实验结果显示在±30度区域中的基板上高于+17％的材料浓度和在±20度区域中的基板上高于+23％的材料浓度。于喷嘴相对的中心中的吸收峰与具有单一圆柱喷嘴的已知喷嘴相比可高于约40％。与已知的系统相比，改善是十分有效的，且无法如同一般以简单的圆柱喷嘴所完成的设计改变来达成。
根据一些实施方式，提供如本文所述的材料沉积布置的使用，和/或如本文所述的真空沉积系统的使用。
虽然上述内容针对一些实施方式，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计其他和另外实施方式，且本发明的范围由以下的权利要求所确定。

Claims (15)

1.一种用于在真空腔室中沉积于基板上蒸发材料的材料沉积布置(100)，包括：
坩埚(102、102a、102b、104)，所述坩埚(102、102a、102b、104)用于提供要蒸发的材料；
线性分配管(106、106a、106b)，所述线性分配管(106、106a、106b)与所述坩埚(102、102a、102b)流体连通；以及
多个喷嘴，所述多个喷嘴在所述分配管(106、106a、106b)中，用于将所述蒸发材料引导至所述真空腔室(110)中，各个喷嘴(712)具有喷嘴入口(401)、喷嘴出口(403)和喷嘴通道(402)，所述喷嘴入口(401)用于接收所述蒸发材料，所述喷嘴出口(403)用于将所述蒸发材料释放至所述真空腔室，所述喷嘴通道(402)位于所述喷嘴入口(401)与所述喷嘴出口(403)之间；
其中所述多个喷嘴(712)中的至少一个的所述喷嘴通道(402)包括第一区段(410)和第二区段(420)，所述第一区段(410)具有第一区段长度(412)与第一区段尺寸(411)，所述第二区段(420)具有第二区段长度(421)与第二区段尺寸(421)，其中所述第二区段尺寸(421)与所述第一区段尺寸(411)的比率在2和10之间。
2.如权利要求1所述的材料沉积布置，其中所述第一区段(410)被配置为用于增加所述蒸发材料的均匀性，并且所述第二区段(420)被配置为用于增加所述蒸发材料的方向性。
3.如前述权利要求的任一项所述的材料沉积布置，其中所述第一区段(410)和所述第二区段(420)被一体地形成于所述喷嘴(712)中。
4.如前述权利要求的任一项所述的材料沉积布置，其中所述第一区段(410)的所述尺寸(411)和所述第二区段(420)的所述尺寸(421)由相应区段的截面的最小尺寸定义。
5.如前述权利要求的任一项所述的材料沉积布置，其中所述材料沉积布置被配置为用于少于1sccm的蒸发材料的质量流量。
6.如前述权利要求的任一项所述的材料沉积布置，其中所述喷嘴通道(402)包括n个区段，其中各个区段在沿着从所述喷嘴入口(401)到所述喷嘴出口(403)的方向上具有比前一区段更大的尺寸。
7.如前述权利要求的任一项所述的材料沉积布置，其中各个区段在沿着从所述喷嘴入口(401)到所述喷嘴出口(403)的方向上提供与前一区段相比相等或更大的导电值。
8.如前述权利要求的任一项所述的材料沉积布置，其中所述第一区段(410)包括所述喷嘴(712)的所述入口(401)，和/或其中所述第二区段(420)包括所述喷嘴(712)的所述出口(403)。
9.如前述权利要求的任一项所述的材料沉积布置，其中所述材料沉积布置(100)被配置为用于在所述基板(121)上沉积一或多个有机材料。
10.一种真空沉积系统，包括：
真空沉积腔室(110)；
根据前述权利要求的任一项所述的在所述真空腔室(110)中的材料沉积布置(100)；以及
基板支撑件，所述基板支撑件用于在沉积期间支撑所述基板(121)。
11.如权利要求10所述的真空沉积腔室，其中所述真空沉积腔室(110)进一步包括像素掩模(132)，所述像素掩模(132)位于所述基板支撑件与所述材料沉积布置(100)之间。
12.如权利要求10至11的任一项所述的真空沉积腔室，其中所述材料沉积布置(100)的所述线性分配管(106、106a、106b)提供第一压力水平，并且所述真空腔室(110)提供不同于所述第一压力水平的第二压力水平，其中所述喷嘴(712)的所述第一区段(410)的所述第一区段尺寸(411)和所述喷嘴(712)的所述第二区段(420)的所述第二区段尺寸(421)提供所述线性分配管(106、106a、106b)中的所述第一压力水平和所述真空腔室(110)中的所述第二压力水平之间的过渡。
13.如权利要求11或12所述的真空沉积系统，其中所述真空沉积系统(300)适于在所述真空沉积腔室(110)内同时容纳两个基板支撑件上的要涂布的两个基板(121)，并且其中所述材料沉积布置(100)可移动地布置在所述真空沉积腔室(110)内的所述两个基板支撑件之间，所述材料沉积布置(100)的所述坩埚(102、102a、102b、104)为用于蒸发有机材料的坩埚；
其中所述像素掩模(132)包括小于50微米的开孔；以及
其中所述分配管(106、106a、106b)中的所述第一压力水平在10-2mbar与10-3mbar之间，所述真空沉积腔室中的所述第二压力水平在10-5mbar与10-7mbar之间。
14.一种用于在真空沉积腔室(110)中于基板(121)上沉积材料的方法，包括：
在坩埚(102、102a、102b、104)中蒸发要沉积的材料；
将所述蒸发材料提供至线性分配管(106、106a、106b)，所述线性分配管(106、106a、106b)与所述坩埚(102、102a、102b、104)流体连通，所述分配管(106、106a、106b)处于第一压力水平；
将所述蒸发材料通过所述线性分配管(106、106a、106b)中的喷嘴(712)引导至所述真空沉积腔室(110)，所述真空沉积腔室(110)提供不同于所述第一压力水平的第二压力水平；
其中将所述蒸发材料引导通过所述喷嘴(712)的步骤包括将所述蒸发材料引导通过所述喷嘴的第一区段(410)，并且将所述蒸发材料引导通过第二区段(420)，所述第一区段(410)具有第一区段长度(412)和第一区段尺寸(411)，所述第二区段(420)具有第二区段长度(422)和第二区段尺寸(421)，其中所述第二区段尺寸(421)与所述第一区段尺寸(411)的比率在2和10之间。
15.如权利要求14所述的方法，其进一步包括影响所述喷嘴(712)的所述第一区段(410)中的所述蒸发材料的均匀性和影响由所述喷嘴(712)的所述第二区段(420)释放至所述真空腔室(110)的所述蒸发材料的方向性。
CN201480084154.1A 2014-12-17 2014-12-17 材料沉积布置、真空沉积系统和沉积材料的方法 Expired - Fee Related CN107109624B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2014/078299 WO2016095997A1 (en) 2014-12-17 2014-12-17 Material deposition arrangement, a vacuum deposition system and method for depositing material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107109624A true CN107109624A (zh) 2017-08-29
CN107109624B CN107109624B (zh) 2019-10-15

Family

ID=52130257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480084154.1A Expired - Fee Related CN107109624B (zh) 2014-12-17 2014-12-17 材料沉积布置、真空沉积系统和沉积材料的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170314120A1 (zh)
EP (1) EP3234213A1 (zh)
JP (1) JP6513201B2 (zh)
KR (1) KR20170095371A (zh)
CN (1) CN107109624B (zh)
TW (1) TWI619829B (zh)
WO (1) WO2016095997A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110621803A (zh) * 2018-04-18 2019-12-27 应用材料公司 用于沉积已蒸发材料于基板上的蒸发源、沉积设备、用于测量已蒸发材料的蒸汽压力的方法、及用于确定已蒸发材料的蒸发率的方法
CN112135921A (zh) * 2018-06-08 2020-12-25 应用材料公司 静态蒸发源、真空处理腔室以及在基板上沉积材料的方法
CN112495602A (zh) * 2019-09-13 2021-03-16 株式会社东芝 导电性流体用喷头
CN112996948A (zh) * 2018-12-14 2021-06-18 应用材料公司 用于测量沉积速率的测量组件及其方法
CN113166925A (zh) * 2018-12-11 2021-07-23 应用材料公司 用于沉积已蒸发材料的蒸气源、用于蒸气源的喷嘴、真空沉积系统和用于沉积已蒸发材料的方法
CN114599814A (zh) * 2019-10-31 2022-06-07 应用材料公司 材料沉积布置、真空沉积系统和用于制造材料沉积布置的方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6512543B2 (ja) * 2015-02-28 2019-05-15 ケニックス株式会社 蒸着セル、薄膜作製装置および薄膜作製方法
JP6657239B2 (ja) * 2016-09-22 2020-03-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 材料堆積源構成の分配アセンブリのためのノズル、材料堆積源構成、真空堆積システム、及び材料を堆積させるための方法
KR101899678B1 (ko) * 2016-12-21 2018-09-17 주식회사 포스코 필터유닛 및 이를 포함하는 도금장치
US20190338412A1 (en) * 2017-01-31 2019-11-07 Applied Materials, Inc. Material deposition arrangement, vacuum deposition system and method therefor
CN106637091B (zh) * 2017-02-24 2019-08-30 旭科新能源股份有限公司 用于薄膜太阳能电池制造的高温蒸发炉
KR102219435B1 (ko) * 2019-05-28 2021-02-24 경기대학교 산학협력단 노즐 및 노즐을 포함한 증착 장치
CN113853449B (zh) * 2019-05-31 2023-10-10 应用材料公司 用于在基板上形成膜的方法及系统
CN117396629A (zh) * 2021-05-21 2024-01-12 应用材料公司 用于材料沉积源的分配器的喷嘴、材料沉积源、真空沉积系统以及用于将材料沉积的方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773100A (en) * 1987-08-14 1998-06-30 Applied Materials, Inc PECVD of silicon nitride films
JP2006225725A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Hitachi Zosen Corp 蒸着装置
CN101548410A (zh) * 2006-11-30 2009-09-30 伊斯曼柯达公司 在oled基板上沉积有机材料
US20100285218A1 (en) * 2008-12-18 2010-11-11 Veeco Instruments Inc. Linear Deposition Source
KR20110024223A (ko) * 2009-09-01 2011-03-09 주식회사 선익시스템 증발 장치 및 이를 포함하는 진공 증착 장치
CN102102176A (zh) * 2009-12-22 2011-06-22 三星移动显示器株式会社 蒸发源和具有该蒸发源的沉积设备
US20130323882A1 (en) * 2011-03-14 2013-12-05 Satoshi Inoue Vapor deposition particle emitting device, vapor deposition apparatus, vapor deposition method
US20130337174A1 (en) * 2010-12-21 2013-12-19 Solarion Ag - Photovoltaik Vaporization source, vaporization chamber, coating method and nozzle plate
KR101361917B1 (ko) * 2012-07-31 2014-02-13 주식회사 야스 대용량 고온 증발원

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015698B2 (ja) * 1981-09-30 1985-04-20 日本真空技術株式会社 ノズル付蒸発器
JP4440837B2 (ja) * 2005-01-31 2010-03-24 三星モバイルディスプレイ株式會社 蒸発源及びこれを採用した蒸着装置
JP5620137B2 (ja) * 2010-03-31 2014-11-05 田中貴金属工業株式会社 超音速ノズルおよび切削工具
KR101708420B1 (ko) * 2010-09-15 2017-02-21 삼성디스플레이 주식회사 기판 증착 시스템 및 이를 이용한 증착 방법
JP2014005478A (ja) * 2010-10-08 2014-01-16 Kaneka Corp 蒸着装置
JP5735304B2 (ja) * 2010-12-21 2015-06-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板の製造方法、半導体デバイスの製造方法およびガス供給管
DK2524974T3 (da) * 2011-05-18 2014-08-11 Riber Injektor til et vakuuminddampningssystem
JP2014015637A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Hitachi High-Technologies Corp 蒸着装置
US9142779B2 (en) * 2013-08-06 2015-09-22 University Of Rochester Patterning of OLED materials

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773100A (en) * 1987-08-14 1998-06-30 Applied Materials, Inc PECVD of silicon nitride films
JP2006225725A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Hitachi Zosen Corp 蒸着装置
CN101548410A (zh) * 2006-11-30 2009-09-30 伊斯曼柯达公司 在oled基板上沉积有机材料
US20100285218A1 (en) * 2008-12-18 2010-11-11 Veeco Instruments Inc. Linear Deposition Source
KR20110024223A (ko) * 2009-09-01 2011-03-09 주식회사 선익시스템 증발 장치 및 이를 포함하는 진공 증착 장치
CN102102176A (zh) * 2009-12-22 2011-06-22 三星移动显示器株式会社 蒸发源和具有该蒸发源的沉积设备
US20130337174A1 (en) * 2010-12-21 2013-12-19 Solarion Ag - Photovoltaik Vaporization source, vaporization chamber, coating method and nozzle plate
US20130323882A1 (en) * 2011-03-14 2013-12-05 Satoshi Inoue Vapor deposition particle emitting device, vapor deposition apparatus, vapor deposition method
KR101361917B1 (ko) * 2012-07-31 2014-02-13 주식회사 야스 대용량 고온 증발원

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110621803A (zh) * 2018-04-18 2019-12-27 应用材料公司 用于沉积已蒸发材料于基板上的蒸发源、沉积设备、用于测量已蒸发材料的蒸汽压力的方法、及用于确定已蒸发材料的蒸发率的方法
CN110621803B (zh) * 2018-04-18 2022-07-12 应用材料公司 用于沉积已蒸发材料于基板上的蒸发源、沉积设备、用于测量已蒸发材料的蒸汽压力的方法、及用于确定已蒸发材料的蒸发率的方法
CN112135921A (zh) * 2018-06-08 2020-12-25 应用材料公司 静态蒸发源、真空处理腔室以及在基板上沉积材料的方法
CN113166925A (zh) * 2018-12-11 2021-07-23 应用材料公司 用于沉积已蒸发材料的蒸气源、用于蒸气源的喷嘴、真空沉积系统和用于沉积已蒸发材料的方法
CN113166925B (zh) * 2018-12-11 2023-12-22 应用材料公司 用于沉积已蒸发材料的蒸气源、用于蒸气源的喷嘴、真空沉积系统和用于沉积已蒸发材料的方法
CN112996948A (zh) * 2018-12-14 2021-06-18 应用材料公司 用于测量沉积速率的测量组件及其方法
CN112495602A (zh) * 2019-09-13 2021-03-16 株式会社东芝 导电性流体用喷头
CN114599814A (zh) * 2019-10-31 2022-06-07 应用材料公司 材料沉积布置、真空沉积系统和用于制造材料沉积布置的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170314120A1 (en) 2017-11-02
JP2018501405A (ja) 2018-01-18
CN107109624B (zh) 2019-10-15
WO2016095997A1 (en) 2016-06-23
JP6513201B2 (ja) 2019-05-15
TW201631192A (zh) 2016-09-01
TWI619829B (zh) 2018-04-01
KR20170095371A (ko) 2017-08-22
EP3234213A1 (en) 2017-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107109624A (zh) 材料沉积布置、真空沉积系统和沉积材料的方法
JP6657239B2 (ja) 材料堆積源構成の分配アセンブリのためのノズル、材料堆積源構成、真空堆積システム、及び材料を堆積させるための方法
TWI690611B (zh) 真空沉積腔室
CN107002223B (zh) 材料沉积系统和用于在材料沉积系统中沉积材料的方法
JP6594986B2 (ja) 真空堆積のための材料源アレンジメント及び材料分配アレンジメント
US20170321318A1 (en) Material source arrangment and nozzle for vacuum deposition
JP6543664B2 (ja) 真空堆積チャンバ
WO2022243734A1 (en) Nozzle for a distributor of a material deposition source, material deposition source, vacuum deposition system and method for depositing material

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20191015

Termination date: 20201217

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee