JP2022512348A - 蒸発材料を堆積するための蒸気源、蒸気源のためのノズル、真空堆積システム、及び蒸発材料を堆積するための方法 - Google Patents

Abstract

本明細書に記載された実施形態は、真空チャンバ内で基板（１０）上に蒸発材料を堆積させるための蒸気源（１００）に関する。蒸気源（１００）は、複数のノズルを有する分配管（１１０）を備え、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルは、ノズル軸（Ａ）に沿って延在し、蒸発材料のプルーム（１１５）を放出するように構成された蒸気放出開口（１２３）を有する第１のノズルセクション（１２１）、及び第１のノズルセクション（１２１）の下流にあり、少なくともセクション内でノズル排出口（１２６）に向かって減少する寸法を有する成形通路（１２５）を備えた第２のノズルセクション（１２２）を備えている。実施形態は、蒸気源のためのノズル、蒸気源を備えた真空堆積システム、及び真空チャンバ内の基板上に蒸発材料を堆積させるための方法に関する。【選択図】図１

Description

［０００１］本開示の実施形態は、蒸気流が真空堆積システム内のノズルから排出される前に、蒸気流を方向付け且つ成形するための装置及び方法に関する。本開示の実施形態は、具体的には、蒸発材料（例えば、有機材料）を基板上に堆積させるための蒸気源に関する。さらなる実施形態は、蒸気源のためのノズル、蒸気源を有する真空堆積システム、及び真空チャンバ内で基板上に蒸発材料を堆積させる方法、具体的には、分子流レジームで蒸気分子軌道を成形するための方法に関する。諸実施形態は、特に精細な金属マスクを通して、基板上へのピクセルパターンの堆積、並びに有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスの製造に使用される堆積源及びシステムに関する。

［０００２］基板上への層堆積の技法には、例えば、熱堆積、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、及び化学気相堆積（ＣＶＤ）が含まれる。コーティングされた基板は、幾つかの用途及び幾つかの技術分野で使用され得る。例えば、コーティングされた基板は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスの分野で使用され得る。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得る。ＯＬＥＤディスプレイなどのＯＬＥＤデバイスは、２つの電極の間に配置された有機材料の１つ又は複数の層を含み得、これらは、すべて基板上に堆積される。

［０００３］処理中、マスクと位置合わせされるように基板を保持するよう構成されたキャリア上に基板が支持され得る。蒸気源からの蒸気は、マスクを通して基板に向けて方向付けられ、基板上にパターニングされた膜を作り出す。１つ又は複数のマスクを通して、１つ又は複数の材料が、基板上に堆積され、小さなピクセルが生成され得る。この小さなピクセルに個別に対処して、フルカラーディスプレイなどの機能的デバイスを生成することができる。ディスプレイの品質にとっては、ほぼ垂直な壁を有し、ピクセルの全領域にわたって均一な厚さを有する、明確に画定されたピクセルを生成することが有益である。このような結果を達成するために、蒸気分子は、マスクをアンダーカットしたり、マスクの縁によって部分的に遮られたりして、ピクセル間の空間に堆積を引き起こしたり、ピクセルが丸みを帯びた縁をもつことがないようにすることが有益である。実際には、これは、基板の平面に対して垂直であるか、又は法線から３０°などの小さな角度偏差内にある蒸気分子軌道が有益であることを意味する。

［０００４］公知の堆積システムは、蒸気源のノズルとマスクとの間に位置する冷却バッフルプレートを使用して、基板の平面に対する垂直方向に対して許容範囲の円錐角度内の軌道を有する分子のみが、バッフルを通過し、基板上で凝縮し、その一方で、より狭い角度の軌道を有する分子をバッフルプレート上で凝縮物として収集することを可能にする。この方法の１つの欠点は、供給源で発生した蒸気の５０％超が、基板上に堆積される代わりに、バッフル上で凝縮物として収集され得ることである。

［０００５］上記の観点から、高品質デバイスを製造するための蒸発プロセスの精度及び予測可能性の増大、並びに、例えば、バッフルプレート上での凝縮に起因する材料損失の減少が有益であろう。

［０００６］上記に鑑みて、基板上に蒸発材料を堆積するための蒸気源、蒸気源のためのノズル、真空堆積システム、及び基板上に蒸発材料を堆積するための方法が提供される。

［０００７］本開示の一態様によれば、基板上に蒸発材料を堆積させるための蒸気源が提供される。蒸気源は、複数のノズルを有する分配管を含み、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルは、ノズル軸に沿って延在し、蒸気放出開口を有する第１のノズルセクション、及び第１のノズルセクションの下流の第２のノズルセクションを有する。第２のノズルセクションは、少なくともセクション内でノズル排出口に向かって減少する寸法を有する成形通路を含む。

［０００８］本開示の一態様によれば、蒸気源のためのノズルが提供される。該ノズルは、ノズル軸に沿って延在するノズルチャネルと、蒸発材料のプルームを放出する開口部として構成された蒸気放出開口とを有する第１のノズルセクション、並びに第１のノズルセクションの下流にあり、成形通路及びノズル排出口を備えた第２のノズルセクションを含み、成形通路は、ノズル軸に対する開口部によって放出される蒸発材料の方向性を改善するように適合された形状を有する。

［０００９］本開示のさらなる態様によれば、真空堆積システムが提供される。真空堆積システムは、真空チャンバ、複数のノズルを有する分配管を有する蒸発源、及び真空チャンバ内の蒸気源を搬送経路に沿って移動させるための第１の駆動部と、蒸気源の分配管を回転させるための第２の駆動部とのうちの少なくとも１つの駆動部を含む。本明細書に記載された実施形態のいずれかに従って蒸気源及び／又はノズルを構成してもよい。

［００１０］本開示のさらなる態様によれば、真空チャンバ内で基板上に蒸発材料を堆積させるための方法が提供される。該方法は、複数のノズルによって基板に向けて蒸発材料を方向付けることを含み、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルは、ノズル軸に沿って延在する第１のノズルセクション、及び第１のノズルセクションの下流の第２のノズルセクションとを含む。蒸発材料のプルームが、第１のノズルセクションによって放出され、ノズル軸に対するプルームの蒸発材料の方向性は、第２のノズルセクションによって改善され、第２のノズルセクションは、少なくとも部分的にノズル排出口に向かって減少する寸法を有する成形通路を備えている。

［００１１］本開示のさらなる態様、利点、及び特徴は、説明及び添付の図面から明らかである。

［００１２］本開示の上述の特徴を詳しく理解し得るように、上記で簡潔に要約した本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られる。添付の図面は、本開示の実施形態に関連するものであり、以下で説明する。

本明細書に記載された実施形態に係る、蒸気源の一部の概略断面図を示す。 図１の蒸気源の概略斜視図であり、蒸気源の少なくとも１つのノズルを切り取り図で示す。 本明細書に記載された実施形態に係る蒸気源の概略断面図を示す。 分子流レジームに適用可能な分子軌道確率モデルを示す。 本明細書に記載された実施形態に係る、真空堆積システムを用いて基板上に蒸発材料を堆積させるための方法の後続段階を示す。 本明細書に記載された実施形態に係る、基板上に蒸発材料を堆積させるための方法を示すフロー図である。 本明細書に記載された実施形態に係る、様々なノズルの成形効果を示すグラフである。

［００２０］本開示の様々な実施形態をこれより詳細に参照する。これらの実施形態の１つ又は複数の実施例が図に示されている。図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を表す。概して、個々の実施形態に関しての相違のみが説明される。各実施例は、説明のために提供され、本開示の限定を意味しない。一実施形態の一部として図示且つ記載されている特徴を、他の実施形態において用いたり、又は他の実施形態と共に用いたりしてもよく、それにより、さらに別の実施形態が生じる。本記載にこのような修正例及び変形例が含まれることが意図されている。

［００２１］本明細書で使用される「蒸発材料」という用語は、蒸発して基板の表面上に堆積される材料であると理解してよい。例えば、蒸発材料は、基板上に堆積され、ＯＬＥＤデバイスの光学活性層を形成する有機材料であってもよい。例えば、複数の開口を有する精細な金属マスクなどのマスクを使用することによって、材料が所定のパターンで堆積され得る。複数のピクセルが基板上に堆積され得る。蒸発材料の他の例には、ＩＴＯ、ＮＰＤ、Ａｌｑ_３、及び金属（例えば、銀又はマグネシウム）のうちの１つ又は複数が含まれる。

［００２２］本明細書で使用される「蒸気源」又は「蒸発源」という用語は、基板上に堆積されるべき蒸発材料を供給する装置であると理解してよい。具体的には、蒸気源は、基板上に堆積されるべき蒸発材料を真空チャンバ内の堆積領域内へと方向付けるように構成され得る。蒸発材料は、蒸気源の複数のノズルを介して、基板に向けて方向付けられ得る。ノズルは、それぞれノズル排出口を有し得る。ノズル排出口は、堆積領域、特にコーティングされる基板に向けて方向付けられ得る。

［００２３］蒸気源は、基板上に堆積される材料を蒸発させる蒸発器（又は「るつぼ」）、及びるつぼと流体接続された分配管を含み得る。分配管は、真空チャンバ内の堆積領域に蒸発材料のプルームを放出するために、蒸発材料を複数のノズルに誘導するように構成されている。

［００２４］幾つかの実施態様では、蒸気源は、２つ以上の分配管を含み、各分配管は、複数のノズルを含む。例えば、各分配管は、２つ以上のノズル、具体的には、１０個以上のノズル、より具体的には、３０個以上のノズルを含む。ある分配管のノズルは、線源が設けられるように、線形のアレイ又は列に配置され得る。幾つかの実施形態では、蒸気源は、互いに隣接して配置された２つ以上の分配管を含み、２つ以上の分配管はそれぞれ、一列に配置された１０個以上のノズルを含む。

［００２５］「分配管」という用語は、蒸発材料を誘導し分配するためのチューブ又は管であると理解してよい。具体的には、分配管は、蒸発材料を、るつぼから、分配管の側壁を通って延在し得る複数のノズルへと誘導し得る。複数のノズルは、典型的に、少なくとも２つ以上のノズルを含み、各ノズルは、蒸発材料を主放出方向に沿って基板に向けて真空チャンバ内に放出するためのノズル排出口を含む。主放出方向は、基板の表面に対して実質的に垂直なノズル軸に対応し得る。本明細書に記載された実施形態によれば、分配管は、長手方向、特に実質的に垂直方向に延在する線形分配管であってもよい。幾つかの実施態様では、分配管は、円筒の断面形状を有する管を含んでもよい。円筒は、円形底面形状、又は任意の他の適切な底面形状（例えば、実質的に三角形の底面形状）を有してもよい。具体的には、分配管は、実質的に三角形の断面形状を有してもよい。

［００２６］幾つかの実施態様では、蒸気源は、それぞれ実質的に垂直方向に延在する２つ又は３つの分配管を含み得る。各分配管は、それぞれのるつぼと流体接続することができ、それにより、種々の材料を基板上に共堆積させることができる。第１の分配管のノズル及び隣接する第２の分配管のノズルは、互いに近接して配置（例えば、５ｃｍ以下の距離）され得る。

［００２７］図１は、本明細書に記載された実施形態に係る、基板１０上に蒸発材料を堆積させるための蒸気源１００の一部の概略断面図である。蒸気源１００は、実質的に垂直方向に延在し得る分配管１１０を含む。代替的に、分配管は、別の方向、例えば、実質的に水平方向に延在してもよい。図１に示す実施形態では、分配管１１０は、実質的に垂直な線源を設ける。実質的に垂直に延在する分配管１１０は、システムの設置面積を縮小することができ、コンパクトで省スペースな堆積システムを設けることができるので、有益であり得る。幾つかの実施形態では、蒸気源１００は、可動であり得る源支持体上に支持された２つ以上の分配管を含む。２つ以上の分配管は、それぞれ、実質的に垂直方向に延在してもよい。

［００２８］分流管１１０は、複数のノズルを含む。複数のノズルは、蒸発材料を、分配管１１０の内部空間から、基板１０が配置された真空チャンバ内の堆積領域５０へと方向付けることを可能にする。幾つかの実施形態では、１０個以上のノズル、具体的には、３０個以上のノズルを分配管１１０に設けることができる。複数のノズルは、線形構成で分流管１１０の長手方向に沿って配置され得る。

［００２９］本明細書に記載された実施形態によれば、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズル１２０は、ノズル軸Ａに沿って延在し、蒸発材料のプルーム１１５を基板１０に向けて放出するように構成された蒸気放出開口１２３を有する第１のノズルセクション１２１を含む。少なくとも１つのノズル１２０は、第１のノズルセクション１２１の下流の第２のノズルセクション１２２を含み、第２のノズルセクション１２２は、蒸発材料のプルーム１１５を成形するための成形通路１２５を含む。成形通路１２５は、少なくともセクション内でノズル排出口１２６に向かって減少する寸法を有する。具体的には、実質的に垂直方向Ｖにおける成形通路１２５の寸法は、第１のノズルセクション１２１からノズル排出口１２６に向かう方向において減少し得る。

［００３０］蒸気放出開口１２３は、蒸発材料のプルーム１１５を第１のノズルセクション１２１から第２のノズルセクション１２２内へと放出するように構成され得、ノズルチャネル１２４における開口部、例えば狭窄部として構成され得る。したがって、第１のノズルセクション１２１は、内部で第１の蒸気圧を維持するように構成された第１の圧力領域を設け得、第２のノズルセクション１２２は、蒸発中に内部で第２の蒸気圧を維持するように構成された第２の圧力領域を設け得、第１のノズルセクション１２１と第２のノズルセクション１２２は、第１のノズルセクションの下流端に設けられた開口部によって分離される。第２の蒸気圧は、第１の蒸気圧よりも、例えば、２倍以上、又はさらには１桁以上低い場合がある。

［００３１］ノズル排出口１２６は、蒸発材料が基板１０に向かって伝播できるように、蒸発材料を真空チャンバの内部空間内に放出するように構成され得る。真空チャンバは、内部に第３の圧力を維持するように構成され得、第３の圧力は、第２のノズルセクション内の第２の蒸気圧よりも、典型的に、２倍以上、又はさらには１桁以上低い。ノズル排出口１２６は、第２のノズルセクション１２２の下流端に設けられ得、第３の圧力を内部に有する真空チャンバの内部容積と、第２のノズルセクション１２２の内部の第２の蒸気圧領域とを分離し得る。

［００３２］少なくとも１つのノズル１２０は、蒸気流を、ノズルから排出される前に方向付け且つ成形するように構成され、その結果、ノズル排出口１２６を通って少なくとも１つのノズル１２０から排出されるほぼすべての蒸気分子軌道が、少なくとも１つの断面平面（例えば、図１に示された垂直に延在する断面平面）、具体的には、ノズル軸Ａを含むすべての断面平面における円錐角α（円錐頂角α）内に含まれる。具体的には、少なくとも１つのノズルから排出されるほぼ全ての蒸気分子（例えば、蒸気分子の７０％超、８０％超、又は９０％超）が、２０°から９０°の間であり得る円錐角α（１０°から４５°の間の円錐半角α／２に対応する）内に含まれ得る。例えば、第２ノズルセクションの成形通路１２５の内側形状を適宜適合させることによって、円錐角（α）が選択可能となり得る。

［００３３］少なくとも１つのノズル１２０によって放出されるほぼ全ての蒸気分子を含む円錐角（α）は、典型的に、２０°から９０°、具体的には、３０°から７０°の範囲であり得、ノズル軸Ａは、図１に概略的に示されるように、円錐の中心軸を画定する。

［００３４］本明細書に記載された実施形態に係る蒸気源１００は、典型的に、第２のノズルセクション１２２に入る、蒸気放出開口１２３によって放出された蒸発材料のプルーム１１５が、自由分子流（「分子流レジーム」）を形成するような圧力で動作する。言い換えれば、プルーム１１５の分子の平均自由行程は十分に大きく、個々の分子が第２のノズルセクション１２２内で直線状に移動すると見なしてもよく、分子間の衝突は実質的に無視してよい。具体的には、蒸気源は、典型的に、第２のノズルセクション１２２及び真空チャンバの内部容積において分子流レジームをもたらす圧力で動作する。具体的には、第２のノズルセクション内の第２蒸気圧は、１Ｐａ未満、具体的には、０．１Ｐａ以下、より具体的には、０．０１Ｐａ以下であってもよい。真空チャンバ内の第３の圧力は、第２のノズルセクション１２２内の第２の蒸気圧未満、例えば、０．１Ｐａ以下、具体的には、０．００１Ｐａ以下であってもよい。

［００３５］一方、分配管１１０の内部及び／又は第１のノズルセクション１２１の内部の第１の圧力は、１Ｐａ以上であってもよい。この圧力では、十分な分子間衝突が存在しており、分子流レジームよりも粘性流モデルが、蒸気分子の運動をより正確に説明する。特に、第１のノズルセクション内では、分子間の衝突を通常無視することができない。

［００３６］以下では、少なくとも１つのノズル１２０の動作の基礎となる物理的性質について、図４を参照して簡単に説明する。

［００３７］表面温度が凝縮の防止に十分なほど高いとき、表面３０１に当たる蒸気分子は、表面３０１に衝突し、表面３０１に一時的にしか残らない。分子流レジームでは、分子は、（コサインθ）Ｎ形状に近い確率関数を有する方向に表面を離れる。ここで、Ｎの値は、典型的には、１から３であり、θは、分子が表面を離れる角度である。したがって、離脱方向は、到来方向とは完全に無関係である。

［００３８］したがって、分子流レジームでは、分子は、任意の方向で加熱された表面から離れることができる。分子の軌跡の確率は、図４に示すベクトル３０２の長さに比例する。ベクトル終点の位置は、前記（コサインθ）Ｎ関数によって記載される。ここで、Ｎは、典型的には、１と３との間であり、θは、表面からの角度である。しかし、この確率モデルは、圧力が遷移流又は粘性流レジームに上昇するときの分子挙動を正確に反映しない。

［００３９］図４に示される軌道確率モデルを図１に示された少なくとも１つのノズル１２０の幾何学形状に適用することにより、蒸気放出開口１２３によって放出されるプルーム１１５を成形する成形通路１２５を設ける第２のノズルセクション１２２が、蒸気軌道制御の実質的な改善を可能にすることが示される。特に、成形通路１２５の寸法がノズル排出口１２６に向かって減少するので、ノズル空洞の壁上の分子が所望の最大円錐角以外の角度でノズルから脱出する確率が遙かに低い幾何学的形状が生じる。特に、成形通路１２５の寸法は、ノズル排出口に向かって漸進的に且つ連続的に減少し得る。特に、側壁１２７が最終的にノズル軸Ａに対して実質的に垂直となり得るまで、成形通路１２５の側壁１２７の傾斜は、例えば、図１に概略的に示されているように、ノズル軸Ａに対して漸進的により傾斜し得る。蒸気放出開口１２３からノズル排出口１２６へと直接移動しない分子は、成形通路１２５の内側側壁に接触し、図４に示される確率モデルに従って、軌道に沿って空洞内を移動する。分子は、あらかじめ規定された最大円錐角よりも大きい角度でノズルを脱出することができるが、確率は実質的に低くなる（図１の点線を参照）。ノズル空洞内には分子は残らない。むしろ、高確率軌道が許容脱出円錐角に対応する場合、主にノズルから脱出するまで、分子は、成形通路１２５の一方の側面から成形通路１２５の他方の側面へと移動する。図１では、蒸気分子の大部分（７０％超、８０％超、又は９０％超）が、ノズル軸Ａに対する±１０°から±４０°の範囲に対応し得る円錐角α内でノズルから離脱する。

［００４０］成形通路１２５の放物線形状輪郭によって、表面を離れる分子、特にノズル排出口付近の位置から成形通路１２５を直接離れる分子の低角度分子軌道の確率がさらに低くなり得る。例えば、±１０°の角度を超えて５０％の低角度放出を有し得る直線壁ノズル形状と比較して、放物線状ノズル形状は、ノズル軸に対する±１０°の角度を超えて３３％以下の低角度放出をもたらすことができる。

［００４１］図１に戻ると、第２のノズルセクション１２２は、蒸気放出開口１２３によって放出される蒸発材料のプルーム１１５を成形するように構成された、対向して配置された複数の側壁１２７を有し得る。側壁１２７間の距離は、少なくともセクション内で第１のノズルセクション１２１から離れてノズル排出口１２６に向かう方向に、特にノズル排出口まで、連続的に且つ漸進的に減少し得る。特に、側壁１２７の間の距離は、第１のノズルセクションからノズル排出口まで連続的に減少し得、その結果、第２のノズルセクションは、ノズル排出口１２６の位置において最小寸法を有する。特に、成形通路１２５の側壁１２７の傾斜は、漸進的により傾き、最終的にはノズル軸Ａに対して実質的に垂直になり得る。ノズル軸に対して大きな角度でノズルを離れる分子の確率を低くすることができる。特に、側壁１２７間の距離は、第１の距離Ｄ１から第２の距離Ｄ２まで減少し得る。第２の距離Ｄ２は、第１の距離Ｄ１の半分未満、具体的には、第１の距離の４分の１未満であり得る。

［００４２］成形通路１２５の寸法Ｄ１／Ｄ２は、ノズル軸Ａを含む断面箇所、具体的には、ノズル軸Ａを含む垂直断面内で測定される。幾つかの実施態様では、成形通路１２５の寸法は、ノズル軸を含むすべての断面において、ノズル排出口１２６に向かって減少し得る。例えば、成形通路１２５は、図１に概略的に示されているように、正味の直径（ｃｌｅａｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ）がノズル排出口１２６に向かって減少する状態で、具体的には、正味の直径が第２のノズルセクション１２２の入口からノズル排出口１２６まで連続的に減少する状態で、ノズル軸Ａに対して回転対称であり得る。

［００４３］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、成形通路１２５の寸法は、第１の寸法Ｄ１、特に、１５ｍｍ以上から、第２の寸法Ｄ２、特に、６ｍｍ以下まで連続的に減少する。上述のように、成形通路１２５の寸法は、ノズル軸を含む少なくとも１つの断面平面（例えば垂直断面）において測定される。幾つかの実施形態では、成形通路の寸法は、ノズル軸Ａを含むすべての断面において、ノズル排出口１２６に向かって減少する。成形通路の最小寸法は、ノズル排出口１２６の位置に設けられ得、例えば、６ｍｍ以下、特に、幾つかの実施形態では２ｍｍ以下である。

［００４４］幾つかの実施形態では、図１の断面図に示されるように、ノズル排出口付近の位置において、ノズル軸Ａに対する成形通路の側壁１２７の傾斜は、例えば、１０°から４０°の間の第１の角度から、６０°から９０°の間の第２の角度まで、ノズル排出口１２６に向かって増大する。例えば、側壁１２７は、ノズル排出口１２６に隣接する位置において、ノズル軸に対して実質的に垂直に延在し得る。

［００４５］幾つかの実施形態では、成形通路１２５は、ノズル空洞を設ける。ノズル空洞は、ノズル軸Ａに対する、蒸気放出開口１２３によって放出される蒸発材料の方向性を改善するように構成された形状を有する。本明細書で使用される「ノズル空洞」という用語は、（蒸気放出開口１２３によって設けられた）蒸気入口、及び（ノズル排出口１２６によって設けられた）蒸気出口を有する内部ノズル空間であると理解することができ、蒸気入口及び蒸気出口は、ノズル軸Ａに対して垂直な面積を有しており、ノズル空洞の中心領域の面積よりも小さい、ノズル軸Ａに対して所定の最大角度（α／２）よりも大きな角度でノズル空洞に入る分子は、所定の最大角度（α／２）よりも典型的に狭い異なる角度（すなわち、円錐角度α）でノズル空洞から排出され得るまで、側壁１２７間においてノズル空洞内部を数回伝播し得る。

［００４６］本明細書で使用される「ノズル軸Ａに対する、蒸発材料の方向性を改善する」という表現は、蒸気放出開口１２３を通って第２のノズルセクション１２２へと入る分子に比べて、より多くの蒸気分子が、ノズル軸Ａに対する所定の最大円錐角（α／２）よりも小さい角度（すなわち、円錐角α内）で第２のノズルセクション１２２から排出されることを意味すると理解することができる。言い換えると、第２のノズルセクションから排出されるプルーム１１５の方向性は、蒸気放出開口１２３を通って第２のノズルセクション１２２に入るプルーム１１５の方向性と比べて良好である。

［００４７］特に、ノズル空洞の幾何学的形状は、蒸気分子軌道が成形且つ整列されるように適合されており、ノズルは、そこから排出される蒸気フラックスのうちの高割合のフラックスを、ノズル軸Ａに対して明確に画定された、制御可能な、且つ／又は典型的には狭い円錐角に集中させるように作用する。例えば、ノズル空洞は、以下の１つ以上の条件が当てはまるような内側形状を有し得る。（１）プルームフラックス（すなわち、蒸気分子のプルームフラックス）の７０％超が、ノズル軸を含む少なくとも１つの断面平面（例えば、垂直平面）、具体的には、ノズル軸を含むすべての断面平面において、ノズル軸Ａに対して±１２．５°以下の角度でノズルから排出される。この場合、ノズルから排出される蒸気円錐の所定の円錐角αは２５°である。（２）プルームフラックス（すなわち、蒸気分子のプルームフラックス）の９０％超が、ノズル軸を含む少なくとも１つの断面平面（例えば、垂直平面）、具体的には、ノズル軸を含むすべての断面平面において、ノズル軸Ａに対して±２５°以下の角度でノズルから排出される。この場合、ノズルから排出される蒸気円錐の円錐角αは５０°である。（３）プルームフラックスの９５％超が、ノズル軸を含む少なくとも１つの断面平面（例えば、垂直平面）、具体的には、ノズル軸を含むすべての断面平面において、ノズル軸Ａに対して±３０°以下の角度でノズルから排出される。この場合、ノズルから排出される蒸気円錐の円錐角αは６０°である。

［００４８］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、成形通路１２５の側壁１２７は、少なくとも部分的に実質的に放物線形状を有し得、特に、放物線の頂点が、実質的にノズル排出口１２６の位置に位置する。成形通路１２５の側壁１２７の放物線形状は、ノズルから排出される分子の方向性を改善し、高割合のプルームフラックスを所定の円錐角内により良好に閉じ込めるのに役立つ。特に、分子が、ノズル軸に対する高角度で第２のノズルセクションから排出される確率が減少し得る。

［００４９］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、ノズルは、１つより多くの直列の成形通路を含み得る。例えば、第２のノズルセクションは、第１の成形通路、及び第１の成形通路の下流の第２の成形通路を含み得る。特に、成形通路のカスケードが設けられ得る。各成形通路は、ノズル軸に対する蒸発材料の方向性をさらに改善することができる。

［００５０］例えば、幾つかの実施形態では、第１の成形通路は、少なくともセクション内で第２の成形通路に向かって減少する寸法を有してもよく、第２の成形通路は、少なくともセクション内でノズル排出口に向かって減少する寸法を有してもよい。第１の成形通路が蒸発材料のプルームを第２の成形通路内に放出することができ、そこでプルームがさらに成形され得るように、蒸気経路の狭窄部を第１の成形通路から第２の成形通路への移行部に設けてもよい。

［００５１］諸実装形態では、ノズルは、直列の（少なくとも２つの）放物線形状の成形通路のカスケードを含んでもよく、各成形通路の寸法は、第１のノズルセクションから離れる方向に減少する。連続的な成形通路は、それぞれが分子流レジームにおいて作動するように構成されており、ノズルから排出されるほとんどの蒸気分子を規定された円錐角内にさらに閉じ込めるために、それぞれの先行する成形通路の形状を改善し得る。

［００５２］本明細書に記載された他の実装形態と組み合わせることができる幾つかの実施態様では、第１のノズルセクション１２１は、ノズル軸Ａに沿って延在するノズルチャネル１２４を含み、蒸気放出開口１２３は、蒸発材料のプルーム１１５を第２のノズルセクション１２２内に放出するための開口部として構成される。開口部は、ノズルチャネル１２４の下流端に設けられてもよく、ノズルチャネル１２４の狭窄部として構成される。ノズル軸Ａに対して垂直な断面平面における開口部のサイズは、ノズルチャネルのサイズよりも小さくてよく、例えば、２倍以上、具体的には、１０倍以上小さくてもよい。代替的に又は追加的に、ノズル軸Ａに対して垂直な断面平面における開口部のサイズは、ノズル軸Ａに対して垂直な断面平面におけるノズル排出口１２６のサイズよりも、例えば２倍以上、具体的には、１０倍以上小さくてもよい。

［００５３］幾つかの実施形態では、ノズル排出口１２６は、蒸気放出開口１２３の中心に対して２０°以上及び９０°以下の円錐角α、具体的には、３０°以上及び７０°以下の円錐角αを設け得る。言い換えれば、ノズル軸に対する、ノズル排出口によって設けられる円錐半角α／２は、±１０°以上及び±４５°以下、具体的には、±１５°以上及び±３５°以下であってもよい。したがって、分子流レジームにおいて作動する場合、ノズル軸Ａに対してα／２よりも小さい角度で第２のノズルセクション１２２に入る蒸気分子は、典型的に、成形通路の側壁に衝突することなく、妨げられることなくノズルから排出される。ノズル軸Ａに対してα／２より大きい角度で第２のノズルセクション１２２に入る分子は、成形通路の少なくとも１つの側壁に衝突し、ノズル軸Ａに対してα／２より小さい角度で（すなわち円錐角α内）で第２のノズルセクションを離れる確率が高い。ノズルから排出されるプルーム１１５の方向性を改善することができる。

［００５４］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、第１のノズルセクション１２１及び第２のノズルセクション１２２は、熱的に接触しているか、又は一体型構成要素として一体的に設けられている。具体的には、第１のノズルセクション１２１及び第２のノズルセクション１２２は、一体型であるか、又は一体型金属構成要素であってもよい。したがって、第１のノズルセクション及び第２のノズルセクションを、蒸発材料の蒸発温度よりも高い温度と実質的に同じ温度で保持することができ、その結果、第１のノズルセクション１２１及び第２のノズルセクション１２２の内壁上で蒸気が凝縮することを回避することができる。したがって、分子流領域における成形通路１２５の側壁１２７に衝突する分子は、図４に示す確率関数に従って、ある角度で高温の側壁から離れる。

［００５５］図１に概略的に示されるように、成形通路１２５によって形成されるノズル空洞は、少なくとも成形領域１２８を有し得る。成形領域１２８は、第１のノズルセクション１２１の下流部分としての、ノズル軸Ａに対して垂直な同一断面平面内に、すなわち、第１のノズルセクション１２１と重なるようにして配置される。例えば、成形通路１２５の側壁１２７は、第１の放物線セクションを形成することができ、第１の放物線セクションの頂点が、実質的にノズル排出口１２６において配置され、成形通路１２５の側壁１２７が、第２の放物線セクションを形成することができ、第２の放物線セクションの頂点が、実質的に蒸気放出開口１２３において配置され、第２の放物線セクションの傾斜は、第１の放物線セクションの傾斜よりも小さい。蒸気放出開口１２３から分配管１１０に向かう方向に少なくとも部分的に延在する成形領域１２８を含む、成形通路１２５の側壁１２７の異なる形状も同様に可能である。大きな角度で第２のノズルセクション１２２を離れる蒸気分子の確率がさらに減少し得る。

［００５６］図２は、図１の蒸気源の概略斜視図であり、蒸気源１００を断面図で部分的に示す。特に、内部ノズル壁の形状を例示するために、少なくとも１つのノズル１２０の一部が切り取られている。

［００５７］図２に概略的に示されるように、本明細書に記載された実施形態に係る蒸気源１００は、蒸発材料を分配管１１０から基板１０に向けて方向付けるための少なくとも１つのノズル１２０を有する。少なくとも１つのノズル１２０は、ノズル軸Ａに沿って延在するノズルチャネル１２４と、蒸発材料のプルーム１１５を放出するための開口部として構成された蒸気放出開口１２３とを有する第１のノズルセクション１２１を有する。少なくとも１つのノズルは、第１のノズルセクションの下流の第２のノズルセクション１２２をさらに有する。第２のノズルセクション１２２は、成形通路１２５、及びノズル排出口１２６を有し、成形通路１２５は、ノズル軸Ａに対する、開口部で放出される蒸発材料の方向性を改善するように適合された形状を有する。

［００５８］幾つかの実施態様では、成形通路１２５の寸法（すなわち、垂直方向Ｖにおける寸法）は、ノズル排出口１２６に向かって減少し得る。これにより、ノズル軸Ａに対して大きな角度で蒸気分子が第２ノズルセクションから排出される確率を下げることができ、改善された形状と、より急勾配のピクセル壁とを有するピクセルが堆積され得る。表示品質が改善され得る。

［００５９］図２に示された実施形態では、蒸気放出開口１２３及び／又はノズル排出口１２６は、非円形の形状を有する。具体的には、蒸気放出開口１２３とノズル排出口１２６の両方がスリット開口であってもよい。図２に示された実施形態では、スリット開口の開口長が実質的に水平方向Ｈに延び、スリット開口の開口幅が実質的に垂直方向に延びている。諸実施形態では、蒸気放出開口及び／又はノズル排出口の開口長と開口幅との比は、５以上である。

［００６０］別の実施形態では、蒸気放出開口１２３及び／又はノズル排出口１２６は、ノズル軸Ａに対して回転対称であり得る。例えば、蒸気放出開口１２３及びノズル排出口１２６は、ノズル軸Ａの周りで円筒又は環状の形状を有してもよい。具体的には、蒸気放出開口１２３及び／又はノズル排出口１２６は、球形又は円形であってもよい。

［００６１］幾つかの実施形態では、ノズルチャネル１２４及び／又は成形通路１２５は、ノズル軸Ａに対して回転対称である。例えば、成形通路１２５の側壁１２７は、ノズル軸を含む各断面内で放物線形状を有し得る。具体的には、成形通路１２５は、ノズル軸Ａの周囲で回転する放物線の形状を（少なくとも部分的に）有し、頂点がノズル排出口に位置し得る。したがって、蒸発材料のプルーム１１５は、ノズル軸Ａに対して垂直な、垂直方向及び水平方向の両方において成形され得る。具体的には、プルームは、ノズル軸Ａに対して明確に画定された小さな円錐角を有する円錐としてのノズルから排出されるように成形することができる。

［００６２］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、蒸気放出開口１２３は、ノズル軸Ａに沿った第１の寸法、及びノズル軸に対して垂直な（例えば、垂直方向Ｖにおける）第２の寸法を有し、第１の寸法と第２の寸法との間の比は、１以上、具体的には、５以上である。例えば、蒸気放出開口１２３は、ノズル軸Ａに沿って、１ｍｍ以上、具体的には、５ｍｍ以上にわたって延在し、１ｍｍ以下の開口幅を有する開口部として構成され得る。第１の寸法と第２の寸法との比が大きい場合、成形通路が行う必要のある成形がより少なくなるので、第２のノズルセクション１２２に入るプルーム１１５のノズル軸に対する方向性を改善することができる。

［００６３］幾つかの実施態様では、蒸気放出開口１２３は、ノズル軸Ａに沿った円形開口部の延長部よりも小さい直径を有する円形開口部である。したがって、ノズル軸に対して大きな角度で第２のノズルセクション１２２に入る分の分子を減少させることができ、第２のノズルセクション１２２の成形通路１２２が行う必要のある成形がより少なくなる。

［００６４］本明細書に記載された少なくとも１つのノズル１２０は、以下の利点を提供する。例えば、冷却された遮蔽板上で凝縮するために典型的に高価な蒸発材料（例えば、有機材料）が浪費される部分が少なくなる。所与の供給源温度での有効堆積速度を増大させることができる。例えば、一定間隔でノズルを洗浄する必要がない場合があるので、蒸気源の作動時間を増大させることができる。より低い有効堆積速度を補うために、蒸発温度を上昇させる必要がない場合がある。時間の経過と共に処理結果を変化させ得る凝縮が生じる冷却バッフルが存在しない。洗浄に要する処理時間が短くなるため、スループットを向上させることができる。粒子汚染のリスクを低減することができる。例えば、遮蔽板又はバッフル板が減少するか、又は必要でなくなるので、機械のコストを削減することができる。システムの信頼性を高めることができる。

［００６５］本明細書に記載された実施形態では、成形通路１２５の側壁１２７は、表面上の凹凸からの望ましくない散乱を低減又は防止するために、滑らかであり得る。例えば、成形通路の表面の平均粗さは、１．５μｍ以下であってもよい。

［００６６］図３は、本明細書に記載された実施形態に係る、複数のノズル１１６を有する蒸気源１００の概略断面図である。複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズル１２０は、本明細書に記載された実施形態のいずれかに従って構成することができる。具体的には、蒸気源１００の分配管１１０に設けられた２つ、５つ、又はそれ以上のノズルを、本明細書に記載された実施形態に従って構成することができる。

［００６７］複数のノズル１１６は、それぞれノズルチャネルを有し得る。ノズルチャネルは、堆積領域５０に向かってそれぞれノズルのノズル軸Ａに沿って延在し、それぞれのノズルの主蒸発方向を規定する。幾つかの実施形態では、ノズル軸は、基板１０に向かって実質的に水平方向に延在し得る。蒸発材料の複数のプルームが、分配管１１０の内部空間から、複数のノズル１１６を通って基板１０に向けて方向付けられ得る。

［００６８］諸実装形態では、マスクが、蒸気源１００と基板１０との間に配置されてもよい。該マスクは、基板に堆積されるピクセルパターンを画定する開口パターンを備えたＦＭＭであってもよい。例えば、マスクは、１００，０００個以上の開口、又は具体的には、１，０００，０００以上の開口を有してもよい。

［００６９］本明細書に記載された実施形態によれば、複数のノズル１１６のうちの少なくとも１つのノズル１２０は、蒸発材料のプルーム１１５を放出するように構成された第１のノズルセクション１２１、及び蒸発材料のプルーム１１５を成形するように構成された第２のノズルセクション１２２を有し、第２のノズルセクション１２２の成形通路１２５は、ノズル軸Ａに対するプルーム１１５の方向性を改善するように成形された側壁１２７を有する。言い換えると、成形通路によって、ノズル軸に対する所定の角度よりも大きい角度で伝播する蒸気分子を有するプルームがノズルから排出される確率を下げることができる。

［００７０］具体的には、成形通路１２５の寸法は、ノズル排出口に向かって、特に、ノズル軸を含む全ての断面平面において減少し得る。

［００７１］複数のノズル１１６の各ノズルは、対応する設定配置を有してもよく、すなわち、蒸発材料のプルームを放出するように構成されたそれぞれの第１のノズルセクション、及び第１のノズルセクションの下流のそれぞれの第２のノズルセクションを含み、第２のノズルセクションは、１つの関連するノズルの蒸発材料のプルームを個別に成形するための成形通路を有する。具体的には、複数のノズル１１６は、少なくとも１つのノズル１２０と同じ構成を有してもよい。幾つかの実施形態では、蒸気源は、共通の供給源支持体上に互いに隣接して配置された２つ、３つ、又はそれ以上の分配管を含んでもよい。

［００７２］これにより、少なくとも１つの方向においてプルームの広がりを制限することが可能となり、マスクのシャドーイング効果が低減し、ピクセル品質が向上する。例えば、堆積されるピクセルのピクセルエッジのシャドウは、第２のノズルセクションによってプルームが成形される方向（例えば、垂直方向）において、３μｍ、具体的には、２．５μｍ以下の寸法を有し得る。しかしながら、高いノズル温度に起因して材料が少なくとも１つのノズル上で凝縮しないので、材料の比較的高い利用率を達成することができる。

［００７３］図３に示されるように、第１のノズルセクション１２１及び第２のノズルセクション１２２は、熱的に接触するか、及び／又は、一体的に形成されてもよい（例えば、一体型構成要素として設けられてもよい）。蒸気源の複数のノズルは、典型的には、加熱デバイスによって直接的又は間接的に加熱可能であり、且つ／又は分配管１１０と熱的に接触する。堆積中、ノズル表面上での蒸発材料の凝縮を防止するために、ノズルの温度は、典型的に、高温であり、すなわち、蒸発材料の蒸発温度に等しいか、又はそれより高い。ノズル表面に蒸発材料が凝縮すると、材料の蓄積によりノズル径の幅の縮小を招き、最終的にノズルの目詰まりを招くことがある。

［００７４］第２のノズルセクション１２２を第１のノズルセクション１２１と熱的に接触するよう配置することによって、両方のノズルセクションを、ノズル表面上への蒸発材料の凝縮を回避するのに適した同様の（高温の）温度に維持することができる。例えば、第１のノズルセクション及び第２のノズルセクションは、金属などの熱伝導性材料で構成されて、互いに直接接触してもよい。図３に示される実施形態では、第１のノズルセクション及び第２のノズルセクションは、一体的に形成される。例えば、第１のノズルセクション１２１及び第２のノズルセクション１２２を含むノズルは、例えば金属製の一体型構成要素として設けられてもよい。堆積中、第１のノズルセクションと第２ノズルセクションで同様の温度を確保することができる。

［００７５］幾つかの実装形態では、第１のノズルセクション１２１は、分配管１１０の加熱された部分（例えば、分配管の壁）と熱的に接触する。分配管の加熱された部分は、加熱デバイスによって、例えば、１００℃以上、具体的には、３００℃以上、より具体的には、５００℃以上の温度まで加熱可能である。第２のノズルセクション１２２は、第１のノズルセクション１２１と熱的に接触し得る。したがって、第２のノズルセクション１２２は、分流管１１０及び第１のノズルセクション１２１を介して間接的に加熱され得る。第１のノズルセクション１２１及び第２のノズルセクション１２２への蒸発材料の凝縮を低減又は回避することができる。

［００７６］図３に示すように、蒸気源１００は、供給源支持体１０５、るつぼ１０２、及び供給源支持体１０５に支持された分配管１１０を含む。供給源支持体１０５は、蒸発中に供給源搬送経路に沿って移動可能であり得る。代替的に、蒸気源は、移動する基板をコーティングするように構成された静止型供給源であってもよい。

［００７７］図５Ａは、本明細書に記載された実施形態に係る、蒸気源１００を含む真空堆積システム４００の概略上面図を示す。真空堆積システム４００は、蒸気源１００が設けられた真空チャンバ１０１を含む。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、蒸気源１００は、コーティングされる基板１０が配置される堆積領域５０を通過する並進運動のために構成される。代替的に又は追加的に、蒸気源１００は、回転軸の周りを回転するように構成されてもよい。具体的には、蒸気源１００は、供給源搬送経路に沿って水平方向Ｈに並進運動するように構成されてもよい。

［００７８］幾つかの実施形態では、真空堆積システム４００は、真空チャンバ１０１内の蒸気源１００を供給源搬送経路に沿って移動させるための第１の駆動部４０１、及び蒸気源１００の分配管１１０を回転させるための第２の駆動部４０３のうちの少なくとも１つを含み得る。分配管１１０は、基板１０及びマスク１１が配置された第１の堆積領域５０から、第２の基板２０及び第２のマスク２１が配置され得る、蒸気源１００の反対側の第２の堆積領域５１へと回転することができる。

［００７９］蒸気源１００は、本明細書に記載された実施形態のいずれかに従って構成してもよく、したがって、上記の説明を参照することが可能であり、かかる説明をここでは繰り返さない。さらに、蒸気源１００は、本明細書に記載された実施形態のいずれかに係るノズルを有する分配管を含んでもよく、したがって、上記の説明を参照することが可能であり、かかる説明をここでは繰り返さない。

［００８０］実施形態によれば、蒸気源１００は、１つのるつぼ１０２又は２つ以上のるつぼ、及び１つの分配管１１０又は２つ以上の分配管を有し得る。例えば、図５Ａに示す蒸気源１００は、互いに隣接して配置された２つのるつぼ及び２つの分配管を含む。図５Ａに示されるように、基板１０及び第２の基板２０は、蒸発材料を受け入れるために真空チャンバ１０１内に設けられ得る。

［００８１］実施形態によれば、基板１０をマスキングするためのマスク１１が、基板１０と蒸気源１００との間に設けられてもよい。マスク１１は、所定の配向、具体的には、実質的に垂直な配向でマスクフレームによって保持され得る。実施形態では、マスク１１を支持し移動させるための１つ又は複数のトラックが設けられ得る。例えば、図５Ａに示す実施形態は、蒸気源１００と基板１０との間に配置されたマスクフレームによって支持されたマスク１１、及び蒸気源１００と第２の基板２０との間に配置された第２のマスクフレームによって支持された第２のマスク２１を有する。基板１０及び第２の基板２０は、真空チャンバ１０１内のそれぞれの移送トラック上で支持され得る。

［００８２］諸実施形態では、マスクが、例えば、ＯＬＥＤ製造システムにおいて、基板上に材料を堆積させるために使用される場合、そのマスクは、約５０μｍ×５０μｍ以下のサイズを有するピクセル開口を有するピクセルマスクであってもよい。一例では、ピクセルマスクは、約４０μｍの厚さを有してもよい。堆積中、マスク１１と基板１０は、典型的には接触している。それでも、マスクの厚さとピクセル開口の大きさを考えると、ピクセル開口を囲む壁がピクセル開口の外側部分をシャドウイングするところでシャドウイング効果が現れることがある。本明細書に記載されたノズルは、マスク及び基板に対する蒸発材料の衝撃の最大角度を制限し、シャドウイング効果を低減することができる。例えば、シャドウの寸法は、本明細書に記載された堆積方法により、３μｍ以下となり得る。

［００８３］本明細書に記載された実施形態によれば、基板は、実質的に垂直方向に材料でコーティングされ得る。典型的には、分配管は、実質的に垂直に延在する線源として構成される。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる、本明細書に記載された実施形態では、「垂直」という用語は、特に、基板の配向又は分配管の延在方向について言及する場合、垂直方向から２０°以下（例えば、１０°以下）の偏差を許容すると理解される。例えば、垂直配向から多少の偏差を有するように配置された基板は、より安定した堆積プロセスをもたらす場合があるので、このような偏差を設けてもよい。材料の堆積中の実質的に垂直な基板配向は、水平な基板配向とは実質的に異なる。基板の表面は、一方の基板寸法に対応する一方の方向に延在する線源によって、且つ、他方の基板寸法に対応する他方の方向に沿った蒸発源の並進運動によって、コーティングされる。

［００８４］幾つかの実施態様では、蒸気源１００は、トラック上の真空堆積システム４００の真空チャンバ１０１内に設けられ得る。トラックは、蒸気源１００の並進運動のために構成される。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、蒸気源１００の並進運動のための第１の駆動部４０１が、トラック又は供給源支持体１０５に設けられ得る。したがって、堆積中、蒸気源が、特に直線経路に沿って、コーティングされる基板の表面を通り過ぎることができる。基板上の堆積材料の均一性を改善することができる。

［００８５］図５Ｂに概略的に示されているように、蒸発源は、供給源搬送経路に沿って、特に水平方向に、コーティングされる基板を通り過ぎる。図５Ａに示す供給源位置から図５Ｂに示す供給源位置への供給源の移動中、薄いパターンの材料が基板上に蒸着し得る。蒸発材料のプルームの膨張は、分配管に設けられたノズルの幾何学的形状によって、垂直方向及び／又は水平方向に制限され得る。具体的には、蒸発材料のプルームは、第１のノズルセクションによって放出され得る。プルームは、方向性を改善するために、且つそれぞれの成形通路を有する第２のノズルセクションによって大きな角度の軌道で伝播する分の分子を低減するために、成形され得る。

［００８６］図５Ｃに概略的に示されているように、蒸気源１００の分配管は、例えば、約１８０°の回転角度だけ、垂直回転軸の周りで回転し、第２の基板２０が配置される第２の堆積領域５１へと方向付けられ得る。蒸発源を、供給源搬送経路に沿って、図５Ａに示す供給源位置に戻すことによって、コーティングが、真空チャンバ１０１の第２の堆積領域５１内の第２の基板２０上で継続することができる。

［００８７］真空堆積システム４００は、様々な用途に使用され得る。様々な用途には、例えば、ＯＬＥＤデバイス製造の用途が含まれ、ＯＬＥＤデバイス製造には、２つ以上の有機材料などの２つ以上の源材料が同時に蒸発される処理方法が含まれる。図５Ａから図５Ｃに示される実施例では、２つ以上の分配管及び対応するるつぼが、移動可能な供給源支持体１０５上に互いに隣接するように設けられる。例えば、幾つかの実施形態では、３つの分配管が互いに隣接して設けられ得、各分配管は、蒸発材料をそれぞれの分配管の内部から真空チャンバの堆積領域内へと放出するためのそれぞれのノズル排出口を備えた複数のノズルを含む。ノズルは、例えば、等間隔で、それぞれの分配管の長手方向に沿って設けられ得る。少なくとも幾つかの分配管は、真空チャンバの堆積領域内に種々の蒸発材料を導入するように構成され得る。

［００８８］本明細書に記載された実施形態は、特に、例えば、大面積基板上のＯＬＥＤディスプレイ製造のための有機材料の堆積に関する。幾つかの実施形態によれば、大面積基板又は１つ若しくは複数の基板を支持するキャリアは、０．５ｍ^２以上、具体的には、１ｍ^２以上のサイズを有し得る。例えば、堆積システムは、約１．４ｍ^２の基板（１．１ｍ×１．３ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．２９ｍ^２の基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ^２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、又はさらに約８．７ｍ^２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ１０の基板などの大面積基板を処理するように適合され得る。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２などのさらに次の世代及びそれに相当する基板領域を同様に実装することができる。

［００８９］図６は、真空チャンバ内で基板上に蒸発材料を堆積させるための蒸気源を動作させる方法を示すフロー図である。蒸気源は、本明細書に記載された実施形態のいずれかに係る蒸気源であってもよい。

［００９０］材料をるつぼ内で加熱且つ蒸発することができ、蒸発した材料は、分配管１１０内に設けられた複数のノズルを通して、分配管１１０を介して、堆積領域内に伝播し得る。

［００９１］ボックス６１０では、蒸発材料は、複数のノズルによって基板に向けて方向付けられる。蒸発材料のプルームは、複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズル１２０の第１のノズルセクション１２１によって放出される。少なくとも１つのノズル１２０は、ノズル軸Ａに沿って延在する第１のノズルセクション１２１、及び第１のノズルセクション１２１の下流の第２のノズルセクション１２２を有する。

［００９２］ボックス６２０では、第２のノズルセクション１２２によって、ノズル軸Ａに対するプルームの蒸発材料の方向性が改善され、第２のノズルセクションは、少なくともセクション内でノズル排出口１２６に向かって減少する寸法を有する成形通路を含む。具体的には、ノズル排出口１２６に向かう方向で互いに接近し得る、成形通路の側壁１２７は、側壁に衝突する分子がノズル軸に対して大きな角度でノズルから排出される確率を下げることができる。

［００９３］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、成形通路１２５は、ノズル空洞を形成し、第１のノズルセクション１２１内の第１の圧力は、ノズル空洞内の第２の圧力よりも大きく、且つ／又はノズル空洞内の第２の圧力は、真空チャンバ内の第３の圧力よりも大きい。第１の圧力は、第２の圧力の１０倍超であってもよく、且つ／又は第２の圧力は、第３の圧力の１０倍超であってもよい。

［００９４］例えば、第１のノズルセクション内の第１の圧力は、第１のノズルセクションを通って伝播する蒸気分子に対して粘性又は遷移流レジームをもたらすようなものであり得、第２のノズルセクション内の第２の圧力は、第２のノズルセクションを通って伝播する蒸気分子に対して分子流レジームをもたらすようなものであり得る。真空チャンバ内の第３の圧力は、真空チャンバを通って伝播する蒸気分子に対して分子流レジームをもたらすようなものであり得る。

［００９５］例えば、分配管及び／又は第１のノズルセクション内の第１の圧力は、１Ｐａ以上であってもよい。第２のノズルセクション内の第２の圧力及び／又は真空チャンバ内の第３の圧力は、１Ｐａ未満、具体的には、０．１Ｐａ以下、より具体的には、０．０１Ｐａ以下であってもよい。真空チャンバ内の第３の圧力は、第２のノズルセクション内の第２の圧力よりも、例えば、１桁以上低くてもよい。

［００９６］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、少なくとも１つのノズルは、第１のノズルセクション１２１の内壁及び第２のノズルセクション１２２の内壁が、蒸発材料の蒸発温度を超える温度を有するように加熱される。ノズル内部の蒸発材料の凝縮は、低減されるか、又は回避され得る。

［００９７］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、成形通路１２５は、第１のノズルセクション１２１の開口部によって放出されるプルームを成形し、それにより、プルームフラックスの７０％超が、ノズル軸Ａに対して±１２．５°以下の角度でノズルから排出され、且つ／又はプルームフラックスの９０％超が、ノズル軸Ａに対して±２５°以下の角度でノズルから排出される。

［００９８］図７は、ノズル軸を含む少なくとも１つの断面平面、特に垂直断面平面において、本明細書に記載された実施形態に係る種々のノズルの成形効果を示すグラフである。図示されたグラフは、内部の蒸気分子の分子流を確実なものとする、第２のノズルセクションにおける圧力レジームを仮定している。

［００９９］図７のグラフは、３つの異なるノズル形状７１０、７２０、７３０について、ノズル軸Ａを中心とする円錐角内の蒸気分子のフラックスと、ノズルから排出される蒸気分子の総フラックスとの比（７０２：垂直方向に沿った総フラックスからの集積フラックスの割合（％））を前記円錐角（７０１：垂直断面平面における開き角）の関数として示す。

［００１００］破線７１０は、従来のノズルを示す。このノズルのノズル直径は、ノズル排出口に向かって連続的に増大する。ノズルから排出される蒸気分子の総フラックスの約６０％のみが２０°の角度内に含まれ、ノズルから排出される蒸気分子の総フラックスの約８０％のみがノズル軸Ａに対して３０°の角度内に含まれることが分かる。

［００１０１］実線７２０は、本明細書に記載された実施形態に係るノズル、すなわち、図１に示すノズルを示す。ノズルから排出される蒸気分子の総フラックスの８５％超が２０％の角度内に含まれ、ノズルから排出される蒸気分子の総フラックスの９０％以上がノズル軸Ａに対して３０°の角度内に含まれることが分かる。

［００１０２］一点鎖線７３０は、本明細書に記載された幾つかの実施形態に係る別のノズルを示す。このノズルの内部形状は、図１に示され且つ７２０によって示されるノズルの内部形状と比較して、わずかに修正されている。特に、成形通路は、ノズルから排出される総分子フラックスのうちのより多くがノズル軸に対して３０°の角度内に含まれるように適合されている。他方、２０°の角度内に含まれる、ノズルから排出される分の総分子フラックスは、図１のノズルと比較してわずかに減少する。一点鎖線７３０によって示されるノズルでは、ノズル排出口１２６は、蒸気放出開口１２６の中心に対してより大きな円錐角（すなわち、ノズル排出口によって設けられる円錐角は、約α＝６０°、すなわち、α／２＝±３０°である）を設け、ノズル軸に沿った蒸気放出開口１２６の長さと蒸気放出開口１２６の幅と比がわずかに増加している。これにより、ノズルから排出される分子フラックスのうちのさらに高い割合が、ノズル軸に対して３０°の角度内に含まれることが可能になる。

［００１０３］本明細書に記載された実施形態は、特に、例えば、ディスプレイ製造のための大面積基板上への材料の蒸着に関する。例えば、基板は、ガラス基板であってもよい。さらに、本明細書に記載された実施形態は、例えば、金属又はＯＬＥＤ材料などの材料を半導体ウェハ上に堆積させるための半導体処理に関するものであってよい。半導体ウェハは、堆積中、水平方向又は垂直方向に配置されてもよい。

［００１０４］本明細書では、実施例を用いてベストモードを含む本開示を開示しており、あらゆる当業者が記載の主題を実施することを、任意の装置又はシステムを作製及び使用すること、並びに組み込まれているあらゆる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。特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定される。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、又は特許請求の範囲の文字通りの言葉とは実質的ではない相違を有する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 (17)

1. 真空チャンバ内の基板（１０）上に蒸発材料を堆積させるための蒸気源（１００）であって、当該蒸気源（１００）が、複数のノズルを備えた分配管（１１０）を備え、前記複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズル（１２０）が、
   ノズル軸（Ａ）に沿って延在し、蒸気放出開口（１２３）を有する第１のノズルセクション（１２１）、及び
   少なくともセクション内でノズル排出口（１２６）に向かって縮小する寸法を有する成形通路（１２５）を備えた、前記第１のノズルセクション（１２１）の下流の第２のノズルセクション（１２２）
   を備えている、蒸気源（１００）。
2. 前記第２のノズルセクション（１２２）が、前記蒸気放出開口（１２３）によって放出される蒸発材料のプルームを成形するために、対向配置された複数の側壁（１２７）を有し、前記複数の側壁（１２７）間の距離が、前記第１のノズルセクション（１２１）から離れて前記ノズル排出口（１２６）に向かう方向に、特に、第１の距離（Ｄ１）から、前記第１の距離の４分の１未満である第２の距離（Ｄ２）まで、減少する、請求項１に記載の蒸気源。
3. 前記成形通路の前記寸法が、第１の寸法（Ｄ１）、特に、約１５ｍｍ以上から、第２の寸法（Ｄ２）、特に、約６ｍｍ以下へと連続的に減少する、請求項１又は２に記載の蒸気源。
4. 前記成形通路（１２５）は、特に、前記ノズル軸を含む少なくとも１つの断面において、プルームフラックスの７０％超が、前記ノズル軸（Ａ）に対して±１２．５°以下の角度で前記ノズルから排出されるように、且つ／又はプルームフラックスの９０％超が、前記ノズル軸に対して±２５°以下の角度で前記ノズルから排出されるように、前記ノズル軸（Ａ）に対する、前記蒸気放出開口（１２３）によって放出される蒸発材料の方向性を改善するように構成された形状を有するノズル空洞（１２５）を設ける、請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸気源。
5. 前記成形通路の側壁（１２７）が、少なくとも１つの断面平面において実質的に放物線状形状を有し、特に、前記放物線の頂点が、前記ノズル排出口（１２６）に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸気源。
6. 前記第１のノズルセクション（１２１）が、前記ノズル軸（Ａ）に沿って延在するノズルチャネル（１２４）を備え、前記蒸気放出開口（１２３）が、蒸発材料のプルームを前記第２のノズルセクション（１２２）内に放出するための開口部として構成され、前記開口部の大きさが、前記ノズル排出口（１２６）の大きさよりも小さい、請求項１から５のいずれか一項に記載された蒸気源。
7. 前記蒸気放出開口（１２３）及び／若しくは前記ノズル排出口（１２６）が、非円形形状を有し、特に、前記蒸気放出開口及び／若しくは前記ノズル排出口が、スリット開口であり、又は
   前記蒸気放出開口及び／若しくは前記ノズル排出口が、前記ノズル軸（Ａ）に対して回転対称である、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸気源。
8. 前記蒸気放出開口（１２３）が、前記ノズル軸（Ａ）に沿った第１の寸法、及び前記ノズル軸（Ａ）に対して垂直な第２の寸法を有し、前記第１の寸法と前記第２の寸法との比が、１以上、特に、５以上である、請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸気源。
9. 前記ノズル排出口（１２６）が、前記蒸気放出開口の中心に対して２０°以上及び９０°以下、特に３０°以上及び７０°以下の円錐角（α）を設ける、請求項１から８のいずれか一項に記載の蒸気源。
10. 前記第１のノズルセクション（１２１）及び前記第２のノズルセクション（１２２）が、熱的に接触しているか、又は一体型構成要素として一体的に設けられている、請求項１から９のいずれか一項に記載の蒸気源。
11. 蒸気源のためのノズル（１２０）であって、
    ノズル軸（Ａ）に沿って延在するノズルチャネル（１２４）と、蒸発材料のプルーム（１１５）を放出する開口部として構成された蒸気放出開口（１２３）とを有する第１のノズルセクション（１２１）、並びに
    前記第１のノズルセクション（１２１）の下流にあり、成形通路及びノズル排出口（１２６）を備えた第２のノズルセクション（１２２）であって、前記成形通路が、前記ノズル軸（Ａ）に対する前記開口部によって放出される蒸発材料の方向性を改善するように成形される、第２のノズルセクション（１２２）
    を備えているノズル（１２０）。
12. 前記蒸気放出開口（１２３）が、第１のスリット開口であり、前記ノズル排出口（１２６）が、第２のスリット開口であり、特に、前記蒸気放出開口及び／又は前記ノズル排出口の開口長と開口幅との比が５以上である、請求項１１に記載されたノズル。
13. 真空堆積システムであって、
    真空チャンバ、
    前記真空チャンバ内に設けられた、請求項１から１０のいずれか一項に記載の蒸気源、及び
    前記真空チャンバ内の前記蒸気源を搬送経路に沿って移動させるための第１の駆動部と、前記蒸気源の前記分配管を回転させるための第２の駆動部とのうちの少なくとも１つの駆動部
    を備えている真空堆積システム。
14. 真空チャンバ内で基板上に蒸発材料を堆積させるための方法であって、
    複数のノズルによって前記基板に向けて蒸発材料を方向付けることであって、前記複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルが、ノズル軸（Ａ）に沿って延在する第１のノズルセクション（１２１）と、前記第１のノズルセクション（１２１）の下流の第２のノズルセクション（１２２）とを含む、蒸発材料を方向付けることを含み、
    蒸発材料のプルームが、前記第１のノズルセクションによって放出され、前記ノズル軸（Ａ）に対する前記プルームの前記蒸発材料の方向性が、前記第２のノズルセクション（１２２）によって改善され、前記第２のノズルセクションが、少なくとも部分的にノズル排出口（１２６）に向かって減少する寸法を有する成形通路を備えている、方法。
15. 前記成形通路が、ノズル空洞（１２５）を形成し、前記第１のノズルセクション（１２１）内の第１の蒸気圧が、前記ノズル空洞（１２５）内の第２の圧力の１０倍超であり、且つ／又は前記ノズル空洞（１２５）内の前記第２の圧力が、前記真空チャンバ内の第３の圧力の１０倍超である、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１のノズルセクション（１２１）の内壁及び前記第２のノズルセクション（１２２）の内壁が、前記蒸発材料の蒸発温度を超える温度を有するように、前記ノズルを加熱することをさらに含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
17. プルームフラックスの７０％超が、前記ノズル軸（Ａ）に対して±１２．５°以下の角度で前記ノズルから排出されるように、且つ／又は前記プルームフラックスの９０％超が、前記ノズル軸（Ａ）に対して±２５°以下の角度で前記ノズルから排出されるように、前記成形通路が前記プルームを成形する、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

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