JP2019512042A - 材料堆積装置、真空堆積システム及びそのための方法 - Google Patents

Abstract

真空堆積チャンバにおいて基板に材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）が記載されている。材料堆積装置（１００）は、材料を蒸発させるように構成されたるつぼ（１１０）を有する少なくとも１つの材料堆積源（１０５）と、蒸発させた材料を基板へ供給するように構成された分配アセンブリ（１２０）と、るつぼ（１１０）と分配アセンブリ（１２０）との間の接合部（１１２）に接触力を加えるように構成された加力装置とを含む。【選択図】図１

Description

［０００１］ 本開示の実施形態は、基板に一又は複数の層、具体的には内部に有機材料を含む層を堆積させるための堆積装置に関する。具体的には、本開示の実施形態は、特にＯＬＥＤ製造のための真空堆積チャンバ、真空堆積システム及びそのための方法で、基板に蒸発させた材料を堆積させるための材料堆積装置に関する。

［０００２］ 有機蒸発器は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の生産用ツールである。ＯＬＥＤは、特殊な発光ダイオードであり、その中で発光層がある有機化合物の薄膜を含んでいる。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、情報を表示するためのテレビ画面、コンピュータモニタ、携帯電話、その他の携帯型デバイスなどの製造時に使用される。ＯＬＥＤは、一般的な空間照明にも使用することができる。ＯＬＥＤピクセルは直接発光し、バックライトを必要としないので、ＯＬＥＤディスプレイで可能な色、輝度、及び視野角の範囲は従来のＬＣＤディスプレイの範囲よりも広い。したがって、ＯＬＥＤディスプレイのエネルギー消費は、従来のＬＣＤディスプレイのエネルギー消費よりもかなり少ない。更に、ＯＬＥＤをフレキシブル基板上に製造することができるという事実により、更なる用途が得られる。

［０００３］ ＯＬＥＤの機能は、有機材料コーティングの厚さによって変化する。この厚さは、所定範囲内でなければならない。ＯＬＥＤの生産においては、高解像度ＯＬＥＤ機器を達成するための蒸発させた材料の堆積に対し、技術的な問題がある。更に、処理時間の短縮と堆積システムの保守の円滑化は関連性が高い。

［０００４］ したがって、材料堆積装置、真空堆積システム及びそのための方法の改良は絶えず求められている。

［０００５］ 上記を踏まえ、独立請求項による、材料堆積装置、真空堆積システム、材料堆積装置を組み立てるための方法、及び材料堆積装置のるつぼを交換するための方法が提供される。本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、特許請求の範囲、明細書、及び添付図面から明らかになる。

［０００６］ 本開示の一態様によれば、真空堆積チャンバにおいて基板に材料を堆積させるための材料堆積装置が提供される。材料堆積装置は、材料を蒸発させるように構成されたるつぼを有する少なくとも１つの材料堆積源と、蒸発させた材料を基板へ供給するように構成された分配アセンブリと、るつぼと分配アセンブリとの間の接合部に接触力を加えるように構成された加力装置（ｆｏｒｃｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）とを含む。

［０００７］ 本開示の一態様によれば、真空チャンバにおいて基板に材料を堆積させるための材料堆積装置が提供される。材料堆積装置は、第１の材料を蒸発させるように構成された第１のるつぼと、蒸発させた材料を基板へ供給するように構成された第１の分配アセンブリと、るつぼと第１の分配アセンブリとの間の接合部に接触力を加えるように構成された第１の加力装置を有する第１の堆積源を含む。更に材料堆積装置は、第２の材料を蒸発させるように構成された第２のるつぼと、蒸発させた材料を基板へ供給するように構成された第２の分配アセンブリと、第２のるつぼと第２の分配アセンブリとの間の接合部に接触力を加えるように構成された第２の加力装置を有する第２の堆積源を含む。

［０００８］ 本開示の更に別の態様によれば、真空堆積システムが提供される。真空堆積システムは、真空堆積チャンバと、真空堆積チャンバ内の、本書に記載の実施形態のいずれかによる材料堆積装置と、材料の堆積中に基板を支持するように構成された基板支持体とを含む。

［０００９］ 本開示の別の態様によれば、るつぼと分配アセンブリを備えた少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置を組み立てる方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの材料堆積源のコンパートメントにるつぼを挿入すること、少なくとも１つの材料堆積源の壁にるつぼを保持するるつぼ保持装置を固定すること、及び、るつぼと分配アセンブリとの間の接合部に接触力を加えることを含む。

［００１０］ 本開示の別の態様によれば、るつぼと分配アセンブリを備えた少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置のるつぼを交換する方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの材料堆積源の壁からるつぼを保持するるつぼ保持装置を取り外すこと、るつぼと分配アセンブリとの間の接合部で接触力を解放すること、少なくとも１つの材料堆積源のコンパートメントからるつぼを取り除くこと、及び、当該るつぼを新しいるつぼで置き換えることを含む。

［００１１］ 実施形態は、開示される方法を実施するための装置も対象としており、記載される各方法態様を実行するための装置部分を含む。これらの方法の態様は、ハードウェア構成要素を用いて、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータを用いて、これらの２つの任意の組合せによって、又はそれ以外の任意の態様で、実行されうる。更に、本開示による実施形態は、記載される装置を操作する方法も対象とする。記載される装置を操作する方法は、装置のあらゆる機能を実施するための方法の態様を含む。

［００１２］ 本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施形態に関し、以下において説明される。

本書に記載の実施形態による材料堆積装置の概略側面断面図を示す。 本書に記載の更なる実施形態による材料堆積装置の概略側面断面図を示す。 るつぼ保持装置が材料堆積源から取り外されている、材料堆積装置の概略断面図を示す。 本書に記載の実施形態による材料堆積装置の下部の詳細な概略側面断面図で、るつぼ保持装置は材料堆積源から取り外されていることを示す。 本書に記載の実施形態による材料堆積装置の下部の詳細な概略側面断面図で、るつぼ保持装置は材料堆積源に固定されていることを示す。 本書に記載の更なる実施形態による材料堆積装置の概略側面図を示す。 図４に例示的に示す本書に記載の更なる実施形態による材料堆積装置のより詳細な概略上面断面図を示す。 開いた状態のバルブを有する、本書に記載の実施形態による真空堆積システムの概略図を示す。 本書に記載の実施形態による、るつぼと分配アセンブリを備える少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置を組み立てる方法を図解したフロー図を示す。 本書に記載の実施形態による、るつぼと分配アセンブリを備える少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置を交換する方法を図解したフロー図を示す。

［００１３］ 次に、各図面に一又は複数の実施例が図解されている様々な実施形態を細部にわたり参照する。各実施例は、単なる説明として提示されており、限定を意味するものではない。例えば、一実施形態の一部として図示又は説明される特徴は、他の任意の実施形態において、又は、他の任意の実施形態と併せて使用して、さらに別の実施形態を生み出すことが可能である。本開示は、このような修正及び変形を含むことが意図される。

［００１４］ 図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ又は類似の構成要素を指す。全体的に、個々の実施形態に関して相違点のみが説明される。他に特に規定がない限り、一実施形態の部分又は態様の説明は、別の実施形態の対応する部分又は態様に適用されうる。

［００１５］ 本開示の様々な実施形態を更に詳細に説明する前に、本書で使用する幾つかの用語及び表現についての幾つかの態様を本書で説明する。

［００１６］ 本開示において、「材料堆積装置」とは、本書に記載のように、基板に材料を堆積させるように構成された装置として理解すべきである。具体的には、「材料堆積装置」は、例えばＯＬＥＤディスプレイの製造においては、大面積基板に有機材料を堆積させるように構成された装置として理解することができる。例えば、「大面積基板」は、０．５ｍ^２以上、具体的には１ｍ^２以上の面積を有する主要面を有していてよい。いくつかの実施形態では、大面積基板は、約０．６７ｍ^２の基板（０．７３×０．９２ｍ）に相当するＧＥＮ４．５、約１．４ｍ^２の基板（１．１ｍ×１．３ｍ）に相当するＧＥＮ５、約４．２９ｍ^２の基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に相当するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ^２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に相当するＧＥＮ８．５、又はさらに約８．７ｍ^２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に相当するＧＥＮ１０であってもよい。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２のようなさらに次の世代、並びにそれに相当する基板面積を同様に実装することができる。

［００１７］ 本書で使用する「基板」という用語は具体的には、ウエハ、サファイアなどの透明結晶体のスライス、又はガラス板のような実質的非フレキシブル基板を含みうる。しかしながら、本開示は、これらに限定されず、「基板」という用語は、例えばウェブ又はホイル等のフレキシブル基板も含みうる。「実質的非フレキシブル」という用語は、「フレキシブル」とは区別して理解される。具体的には、０．５ｍｍ以下の厚さを有するガラスプレートなどの実質的に非フレキシブルな基板も、ある程度の可撓性を有することがあり、実質的に非フレキシブルな基板の可撓性は、フレキシブル基板と比較して低くなる。本書に記載の実施形態によれば、基板は、材料を堆積させるのに適した任意の材料から作られていてよい。例えば、基板は、ガラス（例えばソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、ならびに堆積プロセスによってコーティングできる任意の他の材料および材料の組合せからなる群から選択された材料から作られたものとすることができる。

［００１８］ 本開示において、「真空堆積チャンバ」は、真空堆積用に構成されたチャンバとして理解すべきである。本書で使用する「真空」という用語は、例えば１０ｍｂａｒ未満の真空圧を有する工業的真空の意味として捉えることができる。本書に記載される処理チャンバの圧力は、典型的には、約１０^−５ｍｂａｒと約１０^−８ｍｂａｒとの間、より典型的には、約１０^−５ｍｂａｒと約１０^−７ｍｂａｒとの間、更により典型的には、約１０^−６ｍｂａｒと約１０^−７ｍｂａｒとの間であってよい。幾つかの実施形態によれば、真空チャンバの圧力は、真空チャンバ内で蒸発させた材料の分圧、又は全圧のいずれかと見なすことができる（分圧及び全圧は、蒸発させた材料のみが真空チャンバで堆積させる構成要素として存在する場合、おおよそ同じであってよい）。幾つかの実施形態では、真空チャンバ内の全圧は、特に真空チャンバ内に蒸発させた材料以外の第２の構成要素（例えばガス等）が存在する場合、約１０^−４ｍｂａｒから約１０^−７ｍｂａｒまでの範囲でありうる。

［００１９］ 本開示において、「材料堆積源」とは、基板に堆積させる材料の供給源を提供するように構成された装置又はアセンブリとして理解することができる。具体的には、「材料堆積源」とは、堆積させる材料を蒸発させるように構成されたるつぼを有する装置又はアセンブリ、及び蒸発させた材料を基板に供給するように構成された分配アセンブリとして理解することができる。「基板へ蒸発させた材料を供給するように構成された分配アセンブリ」という表現は、分配アセンブリが、排出口１２６を通る矢印によって、図１に例示的に示す堆積方向に気体の原料を案内するように構成されていると理解することができる。従って、気体の原材料、例えばＯＬＥＤ装置の薄膜を堆積させるための材料は、分配アセンブリ内に誘導され、一又は複数の排出口１２６を通って分配アセンブリから排出される。例えば、分配アセンブリの一又は複数の排出口、例えば、分配管などは、蒸発方向に沿って延在するノズルになりうる。典型的には、蒸発方向は基本的に水平で、例えば、水平方向は図１に示したＸ方向に対応しうる。

［００２０］ 本開示において「るつぼ」とは、るつぼを加熱することによって蒸発させる材料のリザーバを有する機器として理解することができる。したがって、「るつぼ」とは、原材料の蒸発及び昇華のうちの少なくとも一方によって、原料を蒸発させて気体にするために加熱しうる原材料リザーバとして理解することができる。典型的には、るつぼは、るつぼにおいて原材料を蒸発させて気体の原材料にする、ヒータを含む。例えば、蒸発させる材料は最初、粉の形態であってよい。リザーバは、蒸発させる原材料、例えば有機材料を受け入れるための容積を有しうる。例えば、るつぼの容積は、１００ｃｍ^３から３０００ｃｍ^３の間、具体的には７００ｃｍ^３から１７００ｃｍ^３の間、より具体的には１２００ｃｍ^３であってよい。具体的には、るつぼは、るつぼの容積に供給される原材料を、原材料が蒸発する温度に至るまで加熱するように構成された加熱装置を含みうる。例えば、るつぼは、例えば約１００°Ｃから約６００°Ｃまでの蒸発温度を有する有機材料等の有機材料を蒸発させるためのるつぼであってよい。

［００２１］ 本開示において、「分配アセンブリ」は、分配アセンブリから基板へ蒸発させた材料、特に蒸発させた材料のプルームを供給するように構成されたアセンブリとして理解すべきである。例えば、分配アセンブリは、細長い立方体であってよい分配管を含みうる。例えば、本書に記載される分配管は、分配管の長さに沿って少なくとも１つの線に配置された複数の開口部及び／又はノズルを有する線源を提供しうる。

［００２２］ したがって、分配アセンブリは、例えば複数の開口部（又は細長いスリット）が配置された直線的な分配シャワーヘッドであってよい。本書中で理解されるシャワーヘッドは、例えば、蒸発るつぼから基板へ蒸発させた材料を提供又は誘導することができる、筐体、空洞、又は管を有しうる。本書に記載の他のいずれの実施形態とも組み合わせうる実施形態によれば、分配管の長さは、少なくとも堆積される基板の高さに相当しうる。具体的には、分配管の長さは、堆積される基板の高さよりも、少なくとも１０％又は２０％も長くてよい。例えば、分配管の長さは、１．３ｍ以上であってよく、例えば２．５ｍ以上であってよい。これにより、基板の上端及び／又は基板の下端における均一な堆積を提供することができる。代替構成によれば、分配アセンブリは、垂直軸に沿って配置されうる一又は複数の点源を含みうる。

［００２３］ したがって、本書に記載される「分配アセンブリ」は、基本的に垂直に延在する線源を提供するように構成されうる。本開示において、「基本的に垂直に」という用語は、特に基板の配向を指すときに、垂直方向からの１０°以下の偏差を許容するものである。この偏差が提供されうるのは、垂直配向からある程度の偏差を有する基板支持体がより安定した基板位置をもたらしうるためである。しかし、有機材料の堆積中の基板配向は、基本的に垂直とみなされ、水平の基板配向とは異なるとみなされる。これにより、基板の表面は、１つの基板寸法及び他の基板寸法に対応する他の方向に沿った並進運動に対応する１つの方向に延びる線源によってコーティングされうる。

［００２４］ 本開示では、「加力装置」は、機械的な力を加える又は生成するように構成される装置として理解されたい。具体的には、「加力装置」は、例えば、本書で説明されているように、るつぼと分配アセンブリとの間に、機械的な接触力を加える又は生成するように構成される装置として理解することができる。例えば、加力装置は、ばねなどの受動的な機械要素であってよい。具体的には、例えば、圧縮されたばねなど、受動的な機械要素は、機械的な力を働かせる又は加えるために使用可能な、ばねエネルギーなどの潜在的エネルギーを保存するために使用可能である。代替的に、加力装置はアクチュエータなどの能動的な機械要素であってもよい。例えば、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ又は電気アクチュエータが、能動的な機械要素として使用されうる。

［００２５］ 図１は、本書に記載の実施形態による材料堆積装置１００の概略断面図を示す。具体的には、材料堆積装置は、真空堆積チャンバにおいて基板に材料を堆積させるように構成される。図１に例示的に示すように、材料堆積装置は、材料を蒸発させるように構成されたるつぼ１１０を有する少なくとも１つの材料堆積源１０５を含む。更に、材料堆積装置は、蒸発させた材料を基板に供給するように構成された分配アセンブリ１２０を含む。図１に例示的に示すように、少なくとも１つの堆積源の分配アセンブリ１２０は、分配管の長さに沿って配置された一又は複数の排出口１２６を有する分配管を含みうる。典型的には、分配アセンブリ１２０はるつぼ１１０に接続される。例えば、分配アセンブリは、るつぼに直接接続されうる。具体的には、分配アセンブリとるつぼは、分配アセンブリがるつぼと接触する少なくとも１つの接触面を有しうる。

［００２６］ 具体的には、開口部１１３は分配アセンブリ１２０の底部に配置されうる。例えば、分配アセンブリ１２０の底部に配置された開口部１１３は、例えば、るつぼの上壁に配置された開口部を介して、るつぼ１１０との流体連通を可能にするように配置され、構成されうる。例えば、開口部（図３Ａを参照）の直径Ｄは、Ｄ＝１０ｍｍの下限値、具体的にＤ＝１５ｍｍの下限値、より具体的にはＤ＝２０の下限値と、Ｄ＝１００ｍｍの上限値、具体的にはＤ＝８０ｍｍの上限値、より具体的にはＤ＝５０ｍｍの上限値を有する範囲から選択されうる。例えば、開口部の直径Ｄは、Ｄ＝４５ｍｍであってよい。

［００２７］ 典型的には、るつぼと分配アセンブリは互いに接続可能なように構成され、それによって、るつぼと分配アセンブリとの間の流体連通がそれぞれの開口部領域に限定され、例えば、開口部の接合部は、るつぼの上壁に開口部が配置された分配アセンブリの底部に配置される。したがって、組み立てられた状態では、分配アセンブリの底部は、るつぼの上部と接触しうる。

［００２８］ 更に、図１に例示的に示したように、材料堆積装置１００は典型的に、るつぼ１１０と分配アセンブリ１２０との間の接合部１１２に接触力Ｆｃを加えるように構成された加力装置１３０を含む。具体的には、加力装置１３０は、図１に例示的に示したように、るつぼ１１０の下方に配置されうる。より具体的には、加力装置１４０は、るつぼ保持装置１４０とるつぼ１１０の底部との間に配置されうる。例えば、加力装置１３０は、るつぼ保持装置１４０の一端に、また、るつぼ１１０の底部の他端に接合されうる。図１で矢印によって例示的に示されているように、加力装置は、るつぼ１１０と分配アセンブリ１２０との間の接合部１１２に向かう方向に力Ｆを加えるように構成されている。例えば、加力装置によって加えることができる力Ｆは、実質的に垂直な方向の、例えば、重力とは反対の方向の力になりうる。垂直方向は、図１でｙ座標の方向によって例示的に示されている。例えば、加力装置１３０は、るつぼと分配アセンブリとの間の接合部に、１００Ｎの力を、例えば接触力を加えるように構成されうる。

［００２９］ したがって、るつぼと分配アセンブリとの間の密閉を改善する材料堆積装置が有効に提供される。具体的には、本書に記載のように、加力装置を有する材料堆積装置を提供することによって、るつぼの交換を容易にする可能性がもたらされる。更に、有利には、るつぼのサイズにかかわらず、るつぼと分配アセンブリとの間の質の高い密閉性がもたらされうる。言い換えるならば、加力装置は、界面での接触力、例えば、るつぼと分配アセンブリとの間の接合部１１２での接触力が採用されたるつぼのサイズには依存しないように、構成されうる。

［００３０］ 例示的に図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、少なくとも１つの材料堆積源１０５は、少なくとも１つの材料堆積源の壁１１１に着脱可能に接合されるように構成されたるつぼ保持装置１４０を含みうる。図２Ａは、組み立てられた状態にある材料堆積装置を示し、図２Ｂは、るつぼ保持装置１４０が少なくとも１つの材料堆積源１０５の壁１１１から分解された状態にある材料堆積装置を示す。図２Ａと図２Ｂとの比較によってわかるように、少なくとも１つの材料堆積源１０５からるつぼ保持装置１４０を取り外すと、例えば、本書に記載のように加力装置がばねを有する場合には、加力装置は拡大しうる。したがって、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、加力装置１３０は、接触力を加えるための少なくとも１つのばね１３１を含みうる。特に、明示的には示されていないが、少なくとも１つのばねは、２つのばね、３つのばね、４つのばね、或いはそれ以上のばねを含みうる。例えば、３つのばねは、実質的に三角形の断面を有するるつぼに有利に適用されうる。具体的には、三角形の断面を有するるつぼの三角形の底面の各隅にばねを提供することができる。したがって、実質的に長方形の断面を有するるつぼの場合には、例えば、長方形の断面を有するるつぼの底壁の各隅に１つのばねが配置されるなど、４つのばねを含む加力装置は有利になりうる。そのため、るつぼと分配アセンブリとの間の接合部に、均質な接触力が提供されことは有利になりうる。

［００３１］ 特に、図１、図２Ａ及び図２Ｂに例示的に示したように、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、加力装置１３０はるつぼ保持装置１４０に接合されうる。例えば、るつぼ保持装置１４０は、図３Ｂに例示的に示したように、少なくとも１つの材料堆積源の壁にるつぼ保持装置を装着するように構成された装着アセンブリ１４１を含みうる。具体的には、装着アセンブリ１４１は、装着プレート１４２及び、一又は複数の固定要素１４３、例えば、ねじなどを含みうる。典型的には、保持装置が装着可能な材料堆積源の壁１１１は、一又は複数の固定要素１４３に対応した受容部を含む。

［００３２］ したがって、図３Ａ及び図３Ｂを例示的に参照すると、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、少なくとも１つの材料堆積源１０５は、るつぼの交換のための構成された閉鎖可能な開口部１１６を有するるつぼコンパートメント含みうる。このような構成は、保守を容易にするためだけでなく、るつぼの交換又は取り換えを容易かつ迅速に行えるようにするためにも有効になりうる。

［００３３］ 図３Ａ及び図３Ｂを例示的に参照すると、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、るつぼ保持装置は、材料を蒸発させるためるつぼに熱を供給するように構成された加熱装置１６０を含みうる。具体的には、図３Ａ及び図３Ｂに例示的に示したように、加熱装置１６０は、少なくともるつぼの一部が加熱装置の内部に配置しうるように構成されうる。例えば、加熱装置はるつぼを横方向に保持又は支持するように構成されうる。典型的には、加熱装置は、るつぼ内部に供給された有機材料、例えば、約１００°Ｃから約６００°Ｃの蒸発温度を有する有機材料を蒸発させるため、るつぼに熱を供給するように構成されうる。

［００３４］ したがって、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、加力装置１３０は少なくとも２００°Ｃ、具体的には少なくとも４００°Ｃ、より具体的には少なくとも６００°Ｃ、例えば、少なくとも７５０°Ｃまでの温度まで耐熱性を有する材料から作られうる。例えば、加力装置、例えば、少なくとも１つのばね１３１は、オーステナイト系のニッケルクロムベースの超合金、例えばインコネルを含むか、或いはこれから作られうる。

［００３５］ 図２Ｂ及び図３Ａを例示的に参照すると、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、るつぼ１１０と分配アセンブリとの間の接合部は、分配アセンブリの第１の接触面１１２Ａ、及びるつぼの第２のかみ合い接触面１１２Ｂによってもたらされうる。例えば、図３Ａに例示的に示したように、第１の接触面１１２Ａは凹型接触面であってもよく、また、第２のかみ合い接触面１１２Ｂは凸型かみ合い接触面であってもよい。したがって、有利には、るつぼと分配アセンブリとの間には改善された密閉がもたらされうる。

［００３６］ 本書に記載の他の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、少なくとも１つの材料堆積源は、第１の堆積源１０５Ａと、第２の堆積源１０５Ｂとを含みうる。加えて、図４に例示的に示したように、第３の堆積源１０５Ｃも提供されうる。第１の堆積源１０５Ａは、第１の材料を蒸発させるように構成された第１のるつぼ１１０Ａと、蒸発させた第１の材料を基板へ供給するように構成された第１の分配アセンブリ１２０Ａと、第１のるつぼ１１０Ａと第１の分配アセンブリ１２０Ａとの間の接合部に接触力を加えるように構成された第１の加力装置１３０Ａとを含む。第２の堆積源１０５Ｂは、第２の材料を蒸発させるように構成された第２のるつぼ１１０Ｂと、蒸発させた第２の材料を基板へ供給するように構成された第２の分配アセンブリ１２０Ｂと、第２のるつぼ１１０Ｂと第２の分配アセンブリ１２０Ｂとの間の接合部に接触力を加えるように構成された第２の加力装置１３０Ｂとを含む。第３の堆積源１０５Ｃは、第３の材料を蒸発させるように構成された第３のるつぼ１１０Ｃと、第３の蒸発させた材料を基板へ供給するように構成された第３の分配アセンブリ１２０Ｃと、第３のるつぼ１１０Ｃと第３の分配アセンブリ１２０Ｃとの間の接合部に接触力を加えるように構成された第３の加力装置１３０Ｃとを含む。

［００３７］ 図５は、図４に例示的に示したように、本書に記載の更なる実施形態による材料堆積装置のより詳細な概略上面断面図を示す。具体的には、図５は、第１の堆積源１０５Ａ、第２の堆積源１０５Ｂ、及び第３の堆積源１０５Ｃを含む材料堆積装置の上面断面図を示す。

［００３８］ したがって、図７Ａ及び図７Ｂから、３つの分配アセンブリ、例えば、分配管と対応する蒸発るつぼは隣接して提供されうることを理解されたい。したがって、材料堆積装置を、例えば２種類以上の材料を同時に蒸発させることができる蒸発源アレイとして提供されてもよい。更に、３つの分配アセンブリと、有機材料を蒸発させるように構成された対応する蒸発るつぼを有する蒸発のアレイは、三重有機源とも称されうる。

［００３９］ 具体的には、図５を例示的に参照すると、材料堆積装置１００の少なくとも１つの材料堆積源は、３つの堆積源、例えば、第１の堆積源１０５Ａ、第２の堆積源１０５Ｂ、及び第３の堆積源１０５Ｃを含みうる。典型的には、各堆積源は、本書に記載される分配アセンブリ、本書に記載されるるつぼ、及び、各るつぼと各分配アセンブリとの間の接合部に接触力を加えるように構成された加力装置を含む。例えば、第１の分配アセンブリ１２０Ａ、第２の分配アセンブリ１２０Ｂ、及び第３の分配アセンブリ１２０Ｃは、本書に記載される分配管として構成されうる。

［００４０］ 具体的には、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、少なくとも１つの堆積源の分配アセンブリは、分配管の長さに対して垂直な非円形断面を有する分配管として構成されうる。例えば、分配管の長さに対して垂直な断面は、丸い角を有する三角形、及び／又は角が切り取られた三角形であってよい。例えば、図５に、分配管の長さに対して垂直なほぼ三角形の断面を有する３つの分配管を示す。本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、各分配アセンブリは、それぞれの蒸発るつぼと流体連通している。図５に例示的に示したように、第１の分配アセンブリ１２０Ａは、第１の分配アセンブリと第１の蒸発るつぼとの間に提供された第１の開口部１１３Ａを介して、第１の蒸発るつぼと流体連通しうる。第２の分配アセンブリ１２０Ｂは、第２の分配アセンブリと第２の蒸発るつぼとの間に提供された第２の開口部１１３Ｂを介して、第２の蒸発るつぼと流体連通しうる。したがって、第３の分配アセンブリ１２０Ｃは、第３の分配アセンブリと第３の蒸発るつぼとの間に提供された第３の開口部１１３Ｃを介して、第３の蒸発るつぼと流体連通しうる。

［００４１］ 図１〜図３Ｂを参照して説明されているように、少なくとも１つの堆積源１０５の特徴に関する説明は、第１の堆積源１０５Ａ、第２の堆積源１０５Ｂ及び第３の堆積源１０５Ｃにも適用されうることを理解されたい。

［００４２］ 本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、図５に例示的に示したように、例えば、第１の分配アセンブリ１２０Ａ、第２の分配アセンブリ１２０Ｂ、及び第３の分配アセンブリ１２０Ｃを有する少なくとも１つの材料堆積源に隣接して、蒸発器制御ハウジング１８０が提供されうる。具体的には、蒸発器制御ハウジングは、内部で大気圧を維持するように構成され、かつスイッチ、バルブ、コントローラ、冷却ユニット、冷却制御ユニット、加熱制御ユニット、電源、及び測定装置から成る群から選択された少なくとも１つの要素を収納するように構成されうる。

［００４３］ 本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、分配アセンブリ、具体的には分配管を、分配アセンブリ内部に設けられる加熱要素によって加熱することができる。加熱要素は、チューブに留められた又は別な方法で固定された、例えば、コーティングされた加熱ワイヤなどの、加熱ワイヤによって提供することができる電気ヒータであってよい。図５を例示的に参照すると、冷却シールド１３８が提供されうる。冷却シールド１３８は、堆積領域、即ち、基板及び／又はマスクに向かう熱放射を低減するために、Ｕ字型の冷却シールドを提供するように配置された側壁を含みうる。例えば、冷却シールドに、水などの冷却液用の導管を有する金属板を取り付けるか、内部に設置することができる。加えて、又は代替的に、冷却シールドを冷却するために熱電冷却装置又は他の冷却装置を設置することができる。典型的には、外側シールド、即ち、分配管の内部空洞を取り囲む最も外側のシールドを冷却することができる。

［００４４］ 例示のため、図５に分配アセンブリの排出口から出る蒸発した原材料を矢印で示す。分配アセンブリの形状が基本的に三角形であるため、３つの分配アセンブリに基づく蒸発円錐は、互いに接近しており、そのため異なる分配アセンブリからの原材料の混合が改善されうる。具体的には、分配管の断面形状により、隣接する分配管の排出口又はノズルを互いに接近して置くことが可能になる。本書に記載の他の実施形態と組み合わせうる幾つかの実施形態によれば、第１の分配アセンブリの第１の排出口又はノズルと、第２の分配アセンブリの第２の排出口又はノズルとは、５０ｍｍ又はそれ未満の距離、例えば、３０ｍｍ又はそれ未満、或いは２５ｍｍ又はそれ未満、例えば５ｍｍから２５ｍｍまでの距離などを有していてよい。更に具体的には、第１の排出口又はノズルの第２の排出口又はノズルまでの距離は、１０ｍｍ又はそれ未満とすることができる。

［００４５］ 図５に更に示すように、シールド装置、具体的にはシェーパシールド装置１３７が、例えば、冷却シールド１３８に取り付けられ、或いは冷却シールドの一部として設置されうる。シェーパシールドを設置することによって、排出口を通って分配管（単数又は複数）を出る蒸気の方向を制御することができる、即ち、蒸気放出の角度を低減することができる。幾つかの実施形態によれば、排出口又はノズルを通って供給される蒸発した材料の少なくとも一部は、シェーパシールドによって遮断される。これによって、放出角度の幅を制御することができる。

［００４６］ 本開示の別の態様によれば、図６に例示的に示すように、真空堆積システム２００が提供される。真空堆積システムは、真空堆積チャンバ２１０、真空堆積チャンバ２１０内において本書に記載の任意の実施形態による材料堆積装置１００、並びに、材料の堆積中に基板１０１を支持するように構成された基板支持体２２０を含む。

［００４７］ 具体的には、材料堆積装置１００を、図６に例示的に示すように、軌道又はリニアガイド２２２上に設置することができる。リニアガイド２２２は、材料堆積装置１００を並進運動させるように構成されうる。更に、材料堆積装置１００の並進運動を提供するためのドライバを設けることができる。具体的には、材料堆積装置の供給源を非接触搬送するための搬送装置を、真空堆積チャンバに設けることができる。図６に例示的に示したように、真空堆積チャンバ２１０はゲートバルブ２１５を有し、ゲートバルブ２１５を介して真空堆積チャンバを隣接するルーティングモジュール又は隣接するサービスモジュールに接続させることができる。通常、ルーティングモジュールは、別の処理のために別の真空堆積システムへ基板を搬送するように構成され、サービスモジュールは、材料堆積装置の維持管理を行うように構成される。具体的には、ゲートバルブにより、例えば隣接するルーティングモジュール又は隣接するサービスモジュールの隣接する真空チャンバに対する真空密閉が可能になり、真空堆積システム２００から基板及び／又はマスクを出し入れするために開閉することができる。

［００４８］ 図６を例示的に参照すると、本書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせうる実施形態によれば、２つの基板、例えば第１の基板１０１Ａ及び第２の基板１０１Ｂは、真空堆積チャンバ２１０内でそれぞれの搬送軌道で支持されうる。更に、その上にマスク３３３を供給する２つの軌道を設けることができる。具体的には、キャリアを非接触搬送するための別の搬送装置に、基板キャリア及び／又はマスクキャリアの搬送軌道を設けることができる。

［００４９］ 典型的には、基板のコーティングには、それぞれのマスクによって、例えばエッジ除外マスクによって、又はシャドウマスクによって基板を遮蔽することが含まれうる。典型的な実施形態によれば、図６に例示的に示したように、マスク、例えば第１の基板１０１Ａに対応する第１のマスク３３３Ａ、及び第２の基板１０１Ｂに対応する第２のマスク３３３Ｂがマスクフレーム３３１に設けられ、所定の位置でそれぞれのマスクを保持する。

［００５０］ 図６に示したように、リニアガイド２２２は、材料堆積装置１００の並進運動の方向を提供する。材料堆積装置１００の両側には、マスク３３３、例えば第１の基板１０１Ａを遮蔽するための第１のマスク３３３Ａと、第２の基板１０１Ｂを遮蔽するための第２のマスク３３３Ｂを設けることができる。マスクは、材料堆積装置１００の並進運動の方向に基本的に平行して延在しうる。更に、蒸発源の対向する側面における基板はまた、並進運動の方向に基本的に平行に延在していてよい。

［００５１］ 図６を例示的に参照すると、リニアガイド２２２に沿って材料堆積装置１００を並進運動させるように構成された供給源支持体２３１が設置されうる。典型的に、供給源支持体２３１は、図６に概略的に示したように、るつぼ１１０と、蒸発るつぼの上に設けられた分配アセンブリ１２０とを支持する。これにより、蒸発るつぼで生成された蒸気は、上に向かって、分配アセンブリの一又は複数の排出口から移動することができる。従って、本書に記載するように、分配アセンブリは、蒸発させた材料、特に蒸発した有機材料のプルームを分配アセンブリ１２０から基板１０１へ供給するように構成される。図６には、材料堆積装置１００の概略図のみを示したが、真空堆積システム２００の真空堆積チャンバ２１０に設置される材料堆積装置１００は、図１〜図５を参照して例示的に記載されるように、本書に記載される実施形態の任意の構成を有しうることを理解されたい。

［００５２］ 図７を例示的に参照すると、本開示の別の態様によれば、るつぼと分配アセンブリを備えた少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置を組み立てる方法３００が提供される。具体的には、材料堆積装置は、本書に記載の実施形態による材料堆積装置１００であってよい。典型的に、本方法は、るつぼ１１０をコンパートメントに、例えば、少なくとも１つの材料堆積源１０５のるつぼコンパートメント１１５に挿入すること（ブロック３１０）を含む。更に、本方法は、少なくとも１つの材料堆積源１０５の壁１１１にるつぼ１１０を保持する、るつぼ保持装置１４０を固定すること（ブロック３２０）を含む。加えて、本方法は、るつぼと分配アセンブリとの間の接合部１１２に接触力を加えること（ブロック３３０）を含む。例えば、接触力は、本書に記載の実施形態による加力装置１３０によって加えられるばね力であってよい。

［００５３］ 図８を例示的に参照すると、本開示の別の態様によれば、るつぼと分配アセンブリを備えた少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置のるつぼを交換する方法４００が提供される。具体的には、材料堆積装置は、本書に記載の実施形態による材料堆積装置１００であってよい。本方法は、少なくとも１つの材料堆積源１０５の壁１１１から、るつぼ１１０を保持するるつぼ保持装置１４０を分離すること又は取り外すこと（ブロック４１０）を含む。更に、本方法は、るつぼ１１０と分配アセンブリ１２０との間の接合部１１２で、接触力Ｆｃを解放すること（ブロック４１２）を含む。加えて、本方法は、少なくとも１つの材料堆積源のコンパートメント、例えば、るつぼコンパートメント１１５から、るつぼ１１０を取り外すこと（ブロック４３０）を含む。更に、本方法は、るつぼを新しいるつぼと交換すること（ブロック４４０）を含む。

［００５４］ このため、本書に記載される実施形態を考慮して、特にＯＬＥＤの製造において、改良された材料堆積装置、及び改良された真空堆積システムが提供されることを理解すべきである。更に、材料堆積装置を組み立てる方法、並びに、本書に記載のように材料堆積装置のるつぼを交換する方法を提供することによって、堆積源の保守が容易になりうる。

［００５５］ 更に、少なくとも１つの材料堆積源が２つ以上の堆積源を含む場合には、材料堆積装置はるつぼの個別交換を可能にする。しかも、異なる容積を有する異なるるつぼが採用されてもよい。例えば、比較的少量しか必要とされない堆積材料の堆積には、より小さなるつぼが使用されうる。したがって、本書に記載の材料堆積装置の実施形態は、原材料、特に高価な有機材料の廃棄を削減することができるため、所有コストを削減するように構成される。

［００５６］ 以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

［００５７］ 具体的には、本明細書では実施例を用いて、ベストモードを含めて本開示を開示し、また当業者が記載される主題を実施することを、任意のデバイス又はシステムを作製及び使用すること、並びに、組み込まれる任意の方法を実施することを含めて可能にしている。前述において様々な特定の実施形態を開示してきたが、上述した実施形態の相互に非排他的な特徴は、互いに組み合わせることが可能である。特許性のある範囲は特許請求の範囲によって規定され、その他の実施例は、それが特許請求の範囲の文字通りの言葉と相違しない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの言葉とは実質的な違いがない等価の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。

Claims (15)

1. 真空堆積チャンバにおいて基板に材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）であって、
   −前記材料を蒸発させるように構成されたるつぼ（１１０）と、
   −前記蒸発させた材料を前記基板へ供給するように構成された分配アセンブリ（１２０）と、
   −前記るつぼ（１１０）と前記分配アセンブリ（１２０）との間の接合部（１１２）に接触力を加えるように構成された加力装置（１３０）と
   を有する少なくとも１つの材料堆積源（１０５）を備える、材料堆積装置（１００）。
2. 前記少なくとも１つの材料堆積源（１０５）は、前記少なくとも１つの材料堆積源の壁（１１１）に着脱可能に接合されるように構成されたるつぼ保持装置（１４０）を含む、請求項１に記載の材料堆積装置（１００）。
3. 前記加力装置（１３０）は、前記るつぼ保持装置（１４０）に接合される、請求項１又は２に記載の材料堆積装置（１００）。
4. 前記加力装置（１３０）は、少なくとも２００°Ｃの温度までの耐熱性を有する材料から作られる、請求項１から３のいずれか一項に記載の材料堆積装置（１００）。
5. 前記加力装置（１３０）は、接触力を加えるための少なくとも１つのばね（１３１）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の材料堆積装置（１００）。
6. 前記るつぼ（１１０）と前記分配アセンブリとの間の前記接合部は、前記分配アセンブリの第１の接触面（１１２Ａ）及び前記るつぼの第２のかみ合い接触面（１１２Ｂ）によってもたらされる、請求項１から５のいずれか一項に記載の材料堆積装置（１００）。
7. 前記第１の接触面（１１２Ａ）は凹型接触面で、前記第２のかみ合い接触面（１１２Ｂ）は凸型かみ合い接触面である、請求項６に記載の材料堆積装置（１００）。
8. 前記るつぼ保持装置（１４０）は、前記るつぼ保持装置を前記少なくとも１つの材料堆積源の前記壁に装着するように構成された装着アセンブリ（１４１）を含む、請求項２から７のいずれか一項に記載の材料堆積装置（１００）。
9. 前記るつぼ保持装置（１４０）は、前記材料を蒸発させるため、前記るつぼに熱を供給するように構成された加熱装置（１６０）を含む、請求項２から８のいずれか一項に記載の材料堆積装置（１００）。
10. 前記少なくとも１つの材料堆積源（１０５）は、前記るつぼを交換するように構成された閉鎖可能な開口部（１１６）を有するるつぼコンパートメント（１１５）を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の材料堆積装置（１００）。
11. 真空堆積チャンバにおいて基板に材料を堆積させるための材料堆積装置（１００）であって、
    −第１の堆積源（１０５Ａ）であって、
    −第１の材料を蒸発させるように構成された第１のるつぼ（１１０Ａ）、
    −前記蒸発させた材料を前記基板に供給するように構成された第１の分配アセンブリ（１２０Ａ）、及び
    −前記第１のるつぼ（１１０Ａ）と前記第１の分配アセンブリ（１２０Ａ）との間の接合部に接触力を加えるように構成された第１の加力装置（１３０Ａ）
    を有する第１の堆積源（１０５Ａ）と、
    −第２の堆積源（１０５Ｂ）であって、
    −第２の材料を蒸発させるように構成された第２のるつぼ（１１０Ｂ）、
    −前記蒸発させた材料を前記基板に供給するように構成された第２の分配アセンブリ（１２０Ｂ）、及び
    −前記第２のるつぼ（１１０Ｂ）と前記第２の分配アセンブリ（１２０Ｂ）との間の接合部に接触力を加えるように構成された第２の加力装置（１３０Ｂ）
    を有する第２の堆積源（１０５Ｂ）と
    を備える材料堆積装置（１００）。
12. −真空堆積チャンバ（２１０）と、
    −前記真空堆積チャンバ（２１０）内の、請求項１から１１のいずれか一項に記載の材料堆積装置（１００）と、
    −材料の堆積中に基板を支持するように構成された基板支持体（２２０）と
    を備える、真空堆積システム（２００）。
13. るつぼと分配アセンブリを備える少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置を組み立てるための方法（３００）であって、
    −前記少なくとも１つの材料堆積源のコンパートメントに前記るつぼを挿入すること、
    −前記少なくとも１つの材料堆積源の壁に前記るつぼを保持するるつぼ保持装置を固定すること、及び、
    −前記るつぼと前記分配アセンブリとの間の接合部に接触力を加えること
    を含む方法（３００）。
14. 前記るつぼと分配アセンブリを備える少なくとも１つの材料堆積源を有する材料堆積装置のるつぼを交換するための方法（４００）であって、
    −前記少なくとも１つの材料堆積源の壁から前記るつぼを保持するるつぼ保持装置を取り外すこと、
    −前記るつぼと前記分配アセンブリとの間の接合部で接触力を解放すること、
    −前記少なくとも１つの材料堆積源のコンパートメントから前記るつぼを取り除くこと、及び、
    −前記るつぼを新しいるつぼで置き換えること
    を含む、方法（４００）。
15. 前記接触力は加力装置によって加えられるばね力である、請求項１３又は１４に記載の方法。

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