KR20170117569A - 증발 소스 - Google Patents

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KR20170117569A
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Abstract

금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스(100)가 설명된다. 증발 소스는 증발 도가니(104) ― 증발 도가니(104)는 금속 또는 금속 합금을 증발시키도록 구성됨 ―, 분배 파이프(106)를 포함하고, 분배 파이프(106)는 분배 파이프의 길이를 따라 제공되는 하나 또는 그 초과의 배출구들(712)을 갖고, 분배 파이프는 증발 도가니와 유체 연통하고, 분배 파이프는 제 1 외측 튜브(234) 및 제 1 내측 튜브(232)를 더 포함하고, 그리고 분배 파이프 및 증발 도가니는 하나의 단일 피스로서 제공된다.

Description

증발 소스
[0001] 본 발명의 실시예들은, 예컨대 OLED 제조를 위한 금속성 재료들의 증착에 관한 것이다. 특히, 실시예들은 금속들 및 금속 합금들의 증발에 관한 것이다. 구체적으로, 실시예들은 금속들 또는 금속 합금들을 위한 증발 소스, 금속들 또는 금속 합금들을 위한 증발 소스 어레이, 및 증발 소스를 동작시키는 방법에 관한 것이다.
[0002] 금속성 증발기(metallic evaporator)들은, OLED(organic light-emitting diode)들의 생산을 위해 사용되는 툴들이다. OLED들은, 발광 층이 특정 유기 화합물들의 박막을 포함하는 특별한 타입의 발광 다이오드들이다. OLED(organic light emitting diode)들은, 정보를 디스플레이하기 위한 텔레비전 스크린들, 컴퓨터 모니터들, 모바일 폰들, 다른 핸드-헬드(hand-held) 디바이스들 등의 제조에 사용된다. OLED들은 또한, 일반적 공간 조명을 위해 사용될 수 있다. OLED 디스플레이들로 가능한 컬러들, 휘도, 및 시야각들의 범위는, 통상의 LCD 디스플레이들의 것보다 더 큰데, 그 이유는 OLED 픽셀들이 광을 직접적으로 방출하며 백 라이트(back light)를 요구하지 않기 때문이다. 그러므로, OLED 디스플레이들의 에너지 소비는, 통상의 LCD 디스플레이들의 에너지 소비보다 상당히 더 적다. 또한, OLED들이 가요성 기판(flexible substrate)들 상에 제조될 수 있다는 사실은 추가의 애플리케이션들을 유발한다. 예컨대, 통상의 OLED 디스플레이는, 2개의 전극들 사이에 놓인 유기 재료의 층들을 포함할 수 있으며, 그 층들 모두는, 개별적으로 에너지공급가능한 픽셀(individually energizable pixel)들을 갖는 매트릭스 디스플레이 패널을 형성하는 방식으로 기판 상에 증착된다. OLED는 일반적으로, 2개의 유리 패널들 사이에 위치되며, 유리 패널들의 에지들은 밀봉(seal)되어 그 내부에 OLED를 캡슐화한다.
[0003] OLED 디스플레이들 또는 OLED 조명 애플리케이션(lighting application)들은, 예컨대 진공에서 증발되는 몇몇 유기 재료들 및 금속 또는 금속 합금들의 스택을 포함한다. OLED 스택들의 제조를 위해, 2개 또는 그 초과의 금속들 또는 금속 합금들의 동시-증발이 바람직할 수 있다.
[0004] 예컨대, 통상의 OLED 디스플레이는, 2개의 전극들 사이에 놓인 유기 재료의 층들을 포함할 수 있으며, 그 층들 모두는 기판 상에 증착된다. 이러한 전극들 중 하나는 ITO 또는 다른 투명한 전도성 산화물 재료들(TCO)과 같은 투명한 전도성 층으로 이루어진다. 제 2 전극은 금속 또는 금속 합금으로 이루어진다. 캐소드와 전자 수송 층 사이의 보호 층 또는 전자 친화력을 감소시키기 위한 층, 종종 매우 얇은 리튬 불화물 층으로서, 세슘 불화물 또는 은이 증착될 수 있다.
[0005] 금속 증발의 고온을 고려하면, OLED 제조 동안 기판들 및/또는 다른 컴포넌트들에 대한 열 부하가 높을 수 있다. 따라서, 개선된 금속 또는 금속 합금 증발 디바이스 및 개선된 금속 또는 금속 합금 증발이 바람직하다.
[0006] 상기 내용을 고려하여, 금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스, 증발 소스 어레이, 및 증발 소스 어레이를 동작시키는 방법이 제공된다. 추가의 장점들, 특징들, 양상들 및 세부사항들은 종속 청구항들, 상세한 설명 및 도면들로부터 명백하다.
[0007] 실시예에 따르면, 금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스가 제공된다. 증발 소스는 증발 도가니 ― 증발 도가니는 금속 또는 금속 합금을 증발시키도록 구성됨 ―, 분배 파이프를 포함하고, 분배 파이프는 분배 파이프의 길이를 따라 제공되는 하나 또는 그 초과의 배출구들을 갖고, 분배 파이프는 증발 도가니와 유체 연통하고, 분배 파이프는 제 1 외측 튜브 및 제 1 내측 튜브를 더 포함하고, 그리고 분배 파이프 및 증발 도가니는 하나의 단일 피스로서 제공된다.
[0008] 다른 실시예에 따르면, 증발 소스의 증발 도가니는 제 2 외측 튜브 및 제 2 내측 튜브를 더 포함할 수 있고, 증발 도가니의 제 2 외측 튜브 및 제 2 내측 튜브는 하나의 단일 피스의 부분으로서 제공된다. 단일 피스는 예컨대, 용접, 소결, 또는 다른 탈착불가 결합에 의해 제공된다. 또 다른 실시예에 따르면, 분배 파이프는 제 1 내측 튜브 내부에 배열되는 제 1 가열 엘리먼트를 더 포함할 수 있고, 그리고/또는 증발 도가니는 제 2 내측 튜브 내부에 배열되는 제 2 가열 엘리먼트를 더 포함하며, 증발 도가니 및 분배 파이프는 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 제조된다.
[0009] 증발 소스는 하나 또는 그 초과의 배출구들을 더 포함할 수 있으며, 하나 또는 그 초과의 배출구들은 증발 방향을 따라 연장되는 노즐들이다. 하나 또는 그 초과의 배출구들의 증발 방향은 본질적으로 수평일 수 있다. 증발 소스의 분배 파이프는 하나 또는 그 초과의 배출구들을 포함하는 증기 분배 샤워헤드일 수 있고, 특히 증기 분배 샤워헤드는 금속 또는 금속 합금의 증기를 위한 선형 소스를 제공하는 선형 증기 분배 샤워헤드이다. 또 다른 추가의 실시예에 따르면, 증발 소스의 분배 파이프는 개구를 포함할 수 있고, 개구는 각각 증발 소스 내로 또는 도가니 내로 증발 재료를 채우기 위해 스크루 또는 볼트로 밀봉가능하다. 또한, 증발 소스의 분배 파이프는 삼각형의 부분에 대응하는 메인 섹션을 갖는 분배 파이프의 길이에 수직하는 비-원형 단면을 가질 수 있고, 특히 분배 파이프의 길이에 수직하는 단면은 라운딩된 모서리들 및/또는 컷-오프 모서리들을 갖는 삼각형이다.
[0010] 다른 실시예에 따르면, 금속들 또는 금속 합금들을 위한 증발 소스 어레이가 제공된다. 증발 소스 어레이는 제 1 증발 소스 및 적어도 제 2 증발 소스를 포함하며, 제 1 증발 소스의 하나 또는 그 초과의 배출구들 중 적어도 제 1 배출구와 제 2 증발 소스의 하나 또는 그 초과의 배출구들 중 적어도 제 2 배출구는 25 ㎜ 또는 그 미만의 거리를 갖는다. 증발 소스 어레이는, 분배 파이프들이 증발 동안 축을 중심으로 회전가능하도록 구성되고, 그리고 분배 파이프들을 위한 하나 또는 그 초과의 지지부들을 더 포함할 수 있고, 지지부는 제 1 드라이브(drive)에 연결가능하거나 또는 제 1 드라이브를 포함하고, 제 1 드라이브는 하나 또는 그 초과의 지지부들 및 분배 파이프들의 병진 이동을 위해 구성된다.
[0011] 실시예들은 또한, 개시되는 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이며, 각각의 설명되는 방법 또는 프로세스를 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 이러한 방법들 또는 프로세스들은, 하드웨어 컴포넌트들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 본 개시내용에 따른 실시예들은 또한, 설명되는 장치를 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 이는, 장치의 모든 각각의 기능을 수행하기 위한 방법들 또는 프로세스들을 포함한다. 본원에서 설명되는 방법들에 따르면, 제 1 증발 소스의 증발되는 재료는 은(Ag)이고 그리고 제 2 증발 소스의 증발되는 재료는 마그네슘(Mg)이고, 제 1 증발 소스의 증발되는 재료 및 제 2 증발 소스의 증발되는 재료는
Figure pct00001
의 비율로 증발된다.
[0012] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들에 관한 것이고, 하기에서 설명된다:
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 진공 챔버 내에서 금속성 재료, 예컨대 금속 또는 금속 합금을 증착하기 위한 증착 장치의 개략적 평면도를 도시하고;
도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스의 부분들의 도면을 도시하고;
도 3a 및 도 3b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스 또는 증발 파이프의 부분들의 개략적 단면도들을 각각 도시하고;
도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 각각 2개의 증발 소스들 또는 2개의 증발 파이프들의 어레이의 개략적 단면 평면도를 도시하고;
도 5a 내지 도 5c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스 또는 증발 파이프의 부분들의 개략적 단면도들을 각각 도시하고;
도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스 또는 증발 파이프의 부분의 개략적 단면도를 각각 도시하고;
도 7a는 본원에서 설명되는 추가의 실시예들에 따른 증발 파이프의 부분의 개략도를 도시하고;
도 7b 및 도 7c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 차폐부들의 개구들의 어레이의 부분들의 개략도들을 도시하고;
도 8은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스의 부분의 개략도를 도시하고;
도 9a 및 도 9b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스 또는 증발 파이프의 부분들의 개략적 단면도들을 각각 도시하고;
도 10a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 다른 증발 소스의 개략도를 도시하고;
도 10b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 또 다른 증발 소스의 개략도를 도시하고;
도 11a 및 도 11b는 진공 챔버 내의 상이한 증착 포지션들에서의, 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 진공 챔버 내에서 유기 재료를 증착하기 위한 증착 장치 및 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 유기 재료의 증발을 위한 증발 소스들의 개략도들을 도시하고; 그리고
도 12는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 분배 파이프를 이용하여, 금속성 재료, 예컨대 금속 또는 금속 합금을 증착하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
[0013] 이제, 본 발명의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이고, 다양한 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들이 도면들에서 예시된다. 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 본 발명의 설명으로 제공되며, 본 발명의 제한으로서 의도되지 않는다. 추가로, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 또는 설명되는 피처(feature)들은, 또 다른 추가의 실시예를 산출하기 위해, 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 설명은 그러한 변형들 및 변화들을 포함하도록 의도된다.
[0014] 도 1은 진공 챔버(110) 내의 포지션에 있는 증발 소스(100)를 도시한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 증발 소스는 축을 중심으로 하는 회전 및 병진 이동(translational movement)을 위해 구성된다. 증발 소스(100)는 하나 또는 그 초과의 증발 도가니들(104) 및 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들(106)을 갖는다. 2개의 증발 도가니들 및 2개의 분배 파이프들이 도 1에 도시되며, 증발 도가니들 및 분배 파이프들은 지지부(102) 상에 제공될 수 있다. 분배 파이프들(106)은 증발 도가니들(104)과 함께 지지부(102)에 의해 지지된다. 2개의 기판들(121)이 진공 챔버(110) 내에 제공된다. 금속성 재료, 예컨대 금속 또는 금속 합금이 분배 파이프들(106)로부터 증발된다.
[0015] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판들은, 본질적으로 수직인 포지션에서 금속성 재료로 코팅된다. 예컨대, 금속성 재료는 금속 또는 금속 합금, 이를테면, 칼슘, 알루미늄, 바륨, 루테늄, 마그네슘-은 합금, 은, 또는 이들의 조합들일 수 있다. 도 1에 도시된 도면은 증발 소스(100)를 포함하는 장치의 평면도이다. 통상적으로, 분배 파이프는 증기 분배 샤워헤드, 특히 선형 증기 분배 샤워헤드이다. 분배 파이프는, 본질적으로 수직으로 연장되는 라인 소스를 제공한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, "본질적으로 수직으로(essentially vertically)"는, 특히 기판 배향을 나타낼 때, 수직 방향으로부터 20° 또는 그 미만, 예컨대 10° 또는 그 미만의 편차를 허용하는 것으로 이해된다. 수직 방향으로부터의 이러한 편차는 기판 또는 기판 상에 증착되는 층들 상에서의 입자 생성을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 예컨대 수직 배향으로부터 약간의 편차를 갖는 기판 지지부가 더 안정적인 기판 포지션을 유발할 수 있기 때문에, 편차가 제공될 수 있다. 그렇지만, 금속성 재료의 증착 동안의 기판 배향은 본질적으로 수직인 것으로 고려되는데, 이는 수평 기판 배향과는 상이한 것으로 고려된다. 본질적으로 수직 배향된 기판들의 표면들은, 하나의 기판 디멘션(dimension)에 대응하는 하나의 방향으로 연장되는 라인 소스, 및 다른 기판 디멘션에 대응하는 다른 방향을 따르는 병진 이동에 의해 코팅된다.
[0016] 도 1은 진공 챔버(110) 내에서 금속성 재료, 예컨대 금속들 또는 금속 합금들을 증착하기 위한 증착 장치(200)의 실시예를 예시한다. 증발 소스(100)는, 진공 챔버(110) 내에서, 트랙, 예컨대 루프 트랙(looped track)(예컨대, 도 11a에 도시된 바와 같음) 또는 선형 가이드(linear guide)(220) 상에 제공된다. 트랙 또는 선형 가이드(220)는 증발 소스(100)의 병진 이동을 위해 구성된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 병진 이동을 위한 드라이브가, 증발 소스(100) 내에, 트랙 또는 선형 가이드(220)에, 진공 챔버(110) 내에, 또는 이들의 조합에 제공될 수 있다.
[0017] 도 1은 밸브(205), 예컨대 게이트 밸브를 도시한다. 밸브(205)는 인접한 진공 챔버(도 1에 도시되지 않음)에 대한 진공 밀봉(vacuum seal)을 가능하게 한다. 밸브는, 진공 챔버(110) 내로의 또는 진공 챔버(110) 밖으로의 기판(121) 또는 프레임(131)의 이송을 위해 개방될 수 있다. 프레임(131)은 기판(121)의 에지들을 마스킹하는 마스크를 지지할 수 있다.
[0018] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 추가의 진공 챔버, 이를테면 유지보수 진공 챔버(maintenance vacuum chamber)(210)가 진공 챔버(110) 근처에 제공된다. 진공 챔버(110) 및 유지보수 진공 챔버(210)는 밸브(207)를 이용하여 연결된다. 밸브(207)는, 진공 챔버(110)와 유지보수 진공 챔버(210) 사이의 진공 밀봉을 개방 및 폐쇄하도록 구성된다. 밸브(207)가 개방 상태에 있는 동안, 증발 소스(100)는 유지보수 진공 챔버(210)로 이송될 수 있다. 그 후에, 진공 챔버(110)와 유지보수 진공 챔버(210) 사이에 진공 밀봉을 제공하기 위해, 밸브가 폐쇄될 수 있다. 밸브(207)가 폐쇄되는 경우, 유지보수 진공 챔버(210)는 배기(vent)될 수 있으며, 진공 챔버(110)에서의 진공을 깨뜨리지 않으면서 증발 소스(100)의 유지보수를 위해 개방될 수 있다. 따라서, 유지보수 진공 챔버(210)가 유지보수 목적들을 위해 배기되는 동안, 진공 챔버(110) 내의 증발 소스(100)를 동작시키는 것이 또한 가능할 수 있다.
[0019] 2개의 기판들(121)은 진공 챔버(110) 내의 각각의 이송 트랙들 상에서 지지된다. 또한, 프레임들(131), 예컨대 마스크들의 프레임들을 제공하기 위한 2개의 트랙들이 그 위에 제공된다. 기판들(121)의 코팅은, 프레임들(131)에 의해 지지될 수 있는 각각의 마스크들에 의해 마스킹될 수 있다. 통상의 실시예들에 따르면, 프레임들(131), 즉, 제 1 기판(121)에 대응하는 제 1 프레임(131) 및 제 2 기판(121)에 대응하는 제 2 프레임(131)은 미리 결정된 포지션에 제공된다.
[0020] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 기판(121)은, 정렬 유닛(112)에 연결되는 기판 지지부(126)에 의해 지지될 수 있다. 정렬 유닛(112)은 프레임(131)에 대해 기판(121)의 포지션을 조정할 수 있다. 도 1은 기판 지지부(126)가 정렬 유닛(112)에 연결되는 실시예를 예시한다. 따라서, 금속성 재료의 증착 동안 기판과 프레임 사이의 적절한 정렬을 제공하기 위해, 기판이 프레임(131) 및/또는 마스크에 대해 이동된다. 프레임 및/또는 마스크가 기판(121)에 대해 포지셔닝될 수 있거나, 또는 프레임(131) 및 기판(121) 둘 모두가 서로에 대해 포지셔닝될 수 있다. 기판(121)과 프레임(131) 사이의 포지션을 서로에 대해 조정하도록 구성되는 정렬 유닛들(112)은, 증착 프로세스 동안 프레임의 적절한 정렬을 가능하게 하며, 이는 고품질의 OLED 디스플레이 제조를 위해 유리하다.
[0021] 프레임 및 기판의 서로에 대한 정렬의 예들은, 기판의 평면 및 프레임의 평면에 대해 본질적으로 평행한 평면을 정의하는 적어도 2개의 방향들에서의 상대적 정렬을 가능하게 하는 정렬 유닛들을 포함한다. 예컨대, 정렬은 적어도, x-방향 및 y-방향, 즉, 위에서 설명된 평행한 평면을 정의하는 2개의 데카르트 방향(Cartesian direction)들로 수행될 수 있다. 통상적으로, 프레임 및 기판은 본질적으로 서로 평행할 수 있다. 특히, 정렬은 추가로, 기판의 평면 및 프레임의 평면에 대해 본질적으로 수직하는 방향으로 수행될 수 있다. 따라서, 정렬 유닛은, 프레임 및 기판의, 서로에 대한 적어도 X-Y-정렬 및 특히 X-Y-Z 정렬을 위해 구성된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 특정 예는, 진공 챔버(110) 내에 정지되어 홀딩될 수 있는 프레임에 대해 기판을 x-방향, y-방향 및 z-방향으로 정렬하는 것이다.
[0022] 도 1에 도시된 바와 같이, 선형 가이드(220)는 증발 소스(100)의 병진 이동의 방향을 제공한다. 증발 소스(100)의 양측들에 대해, 증발 소스(100)의 대향 측들에 있는 기판들(121)은, 병진 이동의 방향에 대해 본질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 통상의 실시예들에 따르면, 기판(121)은 밸브(205)를 통해 진공 챔버(110) 내로 그리고 진공 챔버(110) 밖으로 이동될 수 있다. 증착 장치(200)는 기판들(121) 각각의 이송을 위한 각각의 이송 트랙을 포함할 수 있다. 예컨대, 이송 트랙은 도 1에 도시된 기판 포지션과 평행하게 그리고 진공 챔버(110) 내로 그리고 진공 챔버(110) 밖으로 연장될 수 있다.
[0023] 통상적으로, 프레임들(131)을 지지하기 위한 추가의 트랙들이 제공된다. 따라서, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들은, 진공 챔버(110) 내에 4개의 트랙들을 포함할 수 있다. 프레임들(131) 중 하나를, 예컨대 프레임(131)의 세정을 위해, 챔버 밖으로 이동시키기 위해, 프레임은 기판(121)의 이송 트랙 상으로 이동될 수 있다. 그런 다음, 각각의 프레임은 기판을 위한 이송 트랙 상에서 진공 챔버(110)를 나가거나 진공 챔버(110)에 진입할 수 있다. 프레임들(131)에 대해 진공 챔버(110) 내로의 그리고 진공 챔버(110) 밖으로의 개별적인 이송 트랙을 제공하는 것이 가능할 것이기는 하지만, 단지 2개의 트랙들, 즉, 기판에 대한 이송 트랙들이 진공 챔버(110) 내로 그리고 진공 챔버(110) 밖으로 연장되고, 또한, 프레임들(131)이, 적절한 액추에이터 또는 로봇에 의해, 기판에 대한 이송 트랙들 중 각각의 이송 트랙 상으로 이동될 수 있는 경우, 증착 장치(200)의 소유 비용이 감소될 수 있다.
[0024] 도 1은 증발 소스(100)의 예시적인 실시예를 예시한다. 증발 소스(100)는 지지부(102)를 포함한다. 지지부(102)는 선형 가이드(220)를 따르는 병진 이동을 위해 구성된다. 지지부(102)는 하나 또는 그 초과의, 예컨대 2개의 증발 도가니들(104), 및 증발 도가니(104) 위에 제공되는 하나 또는 그 초과의, 예컨대 2개의 분배 파이프들(106)을 지지할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 분배 파이프 및 증발 도가니는 하나의 단일 피스로서 제공된다. 이 단일 피스에서, 증발 도가니에서 생성되는 증기는, 상향으로 그리고 분배 파이프의 하나 또는 그 초과의 배출구들 밖으로 이동할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 분배 파이프(106)는 또한, 증기 분배 샤워헤드, 예컨대 선형 증기 분배 샤워헤드로 간주될 수 있다.
[0025] 도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스의 부분들의 도면을 도시한다. 증발 소스는 분배 파이프(106) 및 증발 도가니(104)를 포함할 수 있다. 증발 도가니(104)는 예컨대, 용접에 의해 탈착불가 방식으로 분배 파이프(106)의 제 1 단부에 고정될 수 있다. 따라서, 증발 도가니(104) 및 분배 파이프(106)는 단일 피스로서 제공된다. 접촉 영역들에는 어떠한 갭들 또는 슬릿들도 존재하지 않아서, 밀폐적으로 폐쇄된 접촉 영역(230)을 허용한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 도가니와 분배 파이프 사이에는 어떠한 갭들 및/또는 슬릿들도 존재하지 않는다. 특히, 증발 도가니의 내부 및 분배 파이프의 내부는 하나의 공통 중공 공간을 형성한다. 중공 공간은 갭들 또는 슬릿들을 갖지 않는데, 예컨대 증발 도가니와 분배 파이프 사이에 갭들 또는 슬릿들을 갖지 않는다. 증발 도가니 및 분배 파이프를 하나의 단일 피스로 제공하지 않는 경우, 증발 도가니(104)와 분배 파이프(106) 사이의 접촉 영역(230)에 갭들 또는 슬릿들이 존재할 수 있다. 예컨대, 증발 도가니와 분배 파이프가 서로 용접될 수 있어서, 증발 도가니와 분배 파이프의 접촉 영역에서 갭들 또는 슬릿들이 회피될 수 있다.
[0026] 제 1 단부에 대향하는, 분배 파이프(106)의 제 2 단부에서, 클로저 플레이트(closure plate)(236)는, 밀폐적으로 폐쇄된 접촉 영역(230)을 얻기 위해 어떠한 갭들 또는 슬릿들도 또한 존재하지 않도록, 예컨대 용접에 의해 탈착불가 방식으로 고정될 수 있다. 커버 플레이트(236)에는, 증발 소스(100) 또는 증발 도가니(104) 내로 각각 증발 재료를 채우기 위한 개구 또는 애퍼처(238)가 제공될 수 있다. 이러한 개구 또는 애퍼처(238)는 클로저(240), 이를테면, 스크루, 볼트, 플러그 또는 임의의 적절한 밀봉(seal)에 의해 증기 기밀 방식으로 탈착가능하게 밀봉될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 증발 소스(100) 또는 증발 도가니(104)를 증발 재료로 채우기 위해 하나의 개구 또는 애퍼처가 제공될 수 있다. 그렇지만, 하나보다 많은 개구 또는 애퍼처가 또한 제공될 수 있다. 따라서, 증발 도가니 및 분배 파이프를 단일 피스로서 제공함으로써 제공되는 중공 공간은, 증발 소스(100) 또는 증발 도가니(104)를 증발 재료로 채우기 위한 하나 또는 그 초과의 개구들 또는 애퍼처들 및 하나 또는 그 초과의 배출구들(712), 예컨대 노즐들에서만 외부로 개방된다. 하나 또는 그 초과의 배출구들(712)은 증발된 재료, 예컨대 금속 증기 또는 금속 합금 증기를 기판에 지향시킨다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 증착 재료가 제공될 수 있는 중공 공간 또는 볼륨은 분배 파이프와 분배 파이프 내의 내측 튜브 사이에 그리고/또는 도가니 벽과 도가니 내의 내측 튜브 사이에 제공될 수 있다.
[0027] 실시예들에 따르면, 분배 파이프(106)는 도 2에 도시된 바와 같이 내측 튜브(232) 및 외측 튜브(234)를 갖는 세장형 파이프일 수 있다. 내측 튜브(232)는 하나의 폐쇄 단부 및 하나의 개방 단부를 갖는 원통으로서 형성될 수 있다. 내측 튜브(232), 외측 튜브(234), 및 클로저(236)가 용접되어 하나의 단일 피스를 형성할 수 있다. 또한, 내측 튜브(232), 외측 튜브(234), 클로저(236), 및 도가니(104)는 용접되어 증발 소스(100)를 하나의 단일 피스로서 형성할 수 있다.
[0028] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스(100)는 분배 파이프(106) 및 증발 도가니(104)를 포함하며, 분배 파이프 및 증발 도가니는 하나의 단일 피스로서 제공된다. 하나의 단일 피스로서 형성된 증발 소스는, 어떠한 슬릿들 또는 갭들도 갖지 않는 증발 소스의 볼륨의 폐쇄된 하우징 또는 경계를 제공한다. 이러한 아키텍처 또는 설계의 이점은 액체 금속 또는 금속 증기가 슬릿들 또는 갭들 내로 유동하는 것을 방지하는 것이다. 금속들의 습윤성(wettability)이 이러한 슬릿들 또는 갭들을 통한 유동을 야기할 수 있는, 금속들이 알려져 있다. 이러한 액체 금속들이 슬릿들 또는 갭들을 통해 크롤링(crawl)하거나, 크리핑(creep)하거나, 유동하거나, 또는 스며들어, 증발 소스 외부에 도달한다. 그 결과는 코팅 기계 내부의 더럽혀짐(pollution) 또는 오염(contamination), 또는 민감한 기계 부품들의 파괴일 수 있다. 또한, 액체 금속은 전기 단락들을 야기할 수 있다.
[0029] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 슬릿들 또는 갭들을 갖지 않는 하나의 단일 피스로서 분배 파이프 및 증발 도가니를 제공하는 것은, 이들 부분들이 예컨대, 용접, 소결, 납땜, 경납땜, 단일 피스로 제조하는 것, 압력 용접 또는 압입(press fitting), 3D 프린팅, 본딩, 융합 야기, 또는 다른 적절한 수단에 의해 탈착불가 방식으로 서로 조인(join)되는 것으로서 본원에서 이해될 수 있다.
[0030] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 분배 파이프(106)는 제 1 외측 튜브(234) 및 제 1 내측 튜브(232)를 포함한다. 분배 파이프의 제 1 외측 튜브 및 제 1 내측 튜브는, 슬릿들 또는 갭들을 갖지 않는 하나의 단일 피스를 형성하기 위해 예컨대, 용접 또는 위에서 설명된 임의의 다른 적절한 수단에 의해 탈착불가 방식으로 서로 조인될 수 있다. 또한, 분배 파이프는 제 1 내측 튜브(232) 내부에 배열되는 제 1 가열 엘리먼트(715)를 포함한다. 중공 공간의 부분, 폐쇄 하우징 또는 증발 소스의 볼륨은 제 1 외측 튜브 및 제 1 내측 튜브의 벽들 사이에 형성된다. 따라서, 제 1 가열 엘리먼트는 층 증착을 위한 재료가 제공되는 중공 공간, 폐쇄 하우징 또는 증발 소스의 볼륨 내에 있지 않다. 그렇지만, 제 1 가열 엘리먼트는 제 1 외측 튜브 및 제 1 내측 튜브 내에 있다.
[0031] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에 따르면, 증발 도가니(104)는 제 2 외측 튜브(248) 및 제 2 내측 튜브(244)를 포함한다. 증발 도가니의 제 2 외측 튜브 및 제 2 내측 튜브는, 슬릿들 또는 갭들을 갖지 않는 하나의 단일 피스를 형성하기 위해 예컨대, 용접 또는 위에서 설명된 바와 같은 임의의 다른 적절한 수단에 의해 탈착불가 방식으로 서로 조인될 수 있다. 또한, 증발 도가니는 제 2 내측 튜브 내부에 배열되는 제 2 가열 엘리먼트(725)를 포함한다. 중공 공간의 추가의 부분, 폐쇄 하우징 또는 증발 소스의 볼륨은 제 2 외측 튜브 및 제 2 내측 튜브의 벽들 사이에 형성된다. 따라서, 제 2 가열 엘리먼트는 층 증착을 위한 재료가 제공되는 중공 공간, 폐쇄 하우징 또는 증발 소스의 볼륨 내에 있지 않다. 그렇지만, 제 2 가열 엘리먼트는 제 2 외측 튜브 및 제 2 내측 튜브 내에 있다.
[0032] 분배 파이프는 노즐들로서 형성될 수 있는 하나 또는 그 초과의 배출구들을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 배출구들 또는 노즐들은 증발 방향을 따라 연장된다. 증발 방향은 본질적으로 수평일 수 있다. 분배 파이프는 하나 또는 그 초과의 배출구들을 갖는 증기 분배 샤워헤드일 수 있다. 특히, 증기 분배 샤워헤드는 금속성 증기에 대한 선형 소스를 제공하는 선형 증기 분배 샤워헤드일 수 있다. 실시예에 따르면, 증발 소스의 하나 또는 그 초과의 배출구들은 25 ㎜ 또는 그 미만의 거리를 갖는다. 또한, 증발 소스의 하나 또는 그 초과의 배출구들 또는 노즐들의 개구는 직경이 1 ㎜ 내지 6 ㎜, 예컨대 1 ㎜ 내지 3 ㎜인 단면을 갖는다.
[0033] 분배 파이프는 증발 소스(100) 또는 증발 도가니(104)를 증발 재료로 채우기 위해 하나 또는 그 초과의 개구들을 더 포함한다. 증발 소스(100) 또는 증발 도가니(104)를 증발 재료로 채우기 위한 이러한 개구는 스크루 또는 볼트로 밀봉가능할 수 있다. 밀봉가능하다는 것은, 증발 소스 또는 증발 도가니를 증발 재료로 채우기 위한 탈착가능한 증기 기밀 클로저(vapor tight closure)로서 본원에서 이해될 수 있다. 증기 기밀 밀봉은 리드(lid) 또는 캡(cap)을 사용함으로써 실현될 수 있다. 리드 또는 캡은 스크루 또는 볼트에 의해 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 리드 또는 캡은 그래파이트로 제조될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 증발 도가니는 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 제조될 수 있다. 추가의 실시예에 따르면, 분배 파이프는 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 제조될 수 있다. 또한, 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 노즐 바(nozzle bar)를 제조하는 것이 가능하다. 또 다른 추가의 실시예에 따르면, 증발 도가니, 분배 파이프 및 노즐 바는 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 제조될 수 있다.
[0034] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에 따르면, 분배 파이프가 분배 파이프의 길이에 수직하는 비-원형 단면을 갖도록, 증발 소스가 형성될 수 있다. 증발 소스는 삼각형의 부분에 대응하는 메인 섹션을 가질 수 있다. 분배 파이프의 길이에 수직인 단면은 라운딩된 모서리들 및/또는 컷-오프 모서리들을 갖는 삼각형일 수 있다. 또한, 증발 소스는 삼각형의 단면을 가질 수 있다.
[0035] 위에서 설명된 설계는 제 1 및 제 2 증발 소스를 조합하여 어레이를 형성할 가능성을 제공한다. 증발 소스들의 어레이는 금속 또는 금속 합금의 증가된 증발 레이트를 산출하는 데 사용될 수 있다. 또한, 증발 소스들의 어레이는 2개의 상이한 금속들 또는 금속 합금들의 동시-증발을 위해 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예에 따르면, 증발 소스들의 어레이는, 각각의 증발 소스의 하나 또는 그 초과의 배출구들의 증발 방향이 분배 파이프의 길이를 따라 제공되는 대칭적 평면에 대해 경사지도록, 배열될 수 있다. 예컨대, 분배 소스의 경사 각도, 예컨대 증발 소스의 메인 증발 방향이 기판 표면에 직교하는 표면을 기준으로 방출되는 각도는 20° 또는 그 미만, 예컨대 3° 내지 10°일 수 있다. 하나 또는 그 초과의 배출구들 또는 노즐들의 이러한 배향은 증발 소스들의 어레이와 기판 사이에 더 짧은 거리를 실현할 가능성을 제공한다.
[0036] 실시예에 따르면, 제 1 증발 소스의 증발되는 재료는 은(Ag)일 수 있고, 제 2 증발 소스의 증발되는 재료는 마그네슘(Mg)일 수 있다. 제 1 및 제 2 증발 재료는
Figure pct00002
, 특히
Figure pct00003
의 비율로 증발될 수 있다.
[0037] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스는 하나 또는 그 초과의 증발 도가니들 및 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들을 포함하며, 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들 중의 각각의 분배 파이프는 하나 또는 그 초과의 증발 도가니들 중의 각각의 증발 도가니와 유체 연통할 수 있다. OLED 디바이스 제조를 위한 다양한 애플리케이션들은 프로세스들을 포함하며, 여기에서, 하나 또는 그 초과의 금속성 재료들이 동시에 증발된다. 따라서, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 분배 파이프들 및 대응하는 증발 도가니들은, 각각 단일 피스로서, 서로 나란히 제공될 수 있다. 따라서, 증발 소스(100)는 또한, 증발 소스 어레이로서 지칭될 수 있으며, 예컨대, 여기에서 하나보다 많은 종류의 금속성 재료가 동시에 증발된다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 증발 소스 어레이 그 자체는 2개 또는 그 초과의 금속성 재료들, 예컨대 금속들 또는 금속 합금들에 대한 증발 소스로 지칭될 수 있다.
[0038] 본원에서 설명되는 바와 같이, 금속성 재료들에 대한 증발 소스들 또는 증발 소스 어레이들은 각각, 상이한 금속들을 서로 독립적으로 또는 조합하여 증착하려는 요구와 관련하여 개선될 수 있다. 동일한 도가니로부터 2개 또는 그 초과의 금속성 재료들을 증발시키는 증발 소스들은, 2개 또는 그 초과의 금속성 합금 재료들을 기판 상에 증착할 때, 금속성 합금 재료들의 불충분한 혼합으로 인해 어려움을 겪을 수 있다. 따라서, 예컨대, 기판 상에 하나의 금속성 합금 층을 제공하기 위해 2개의 상이한 금속성 재료들이 증착되는 애플리케이션들을 위해, 금속성 합금 재료들의 혼합을 개선하는 것이 바람직하다.
[0039] 분배 파이프의 하나 또는 그 초과의 배출구들은, 예컨대, 샤워헤드 또는 다른 증기 분배 시스템에 제공될 수 있는 하나 또는 그 초과의 개구들 또는 하나 또는 그 초과의 노즐들일 수 있다. 증발 소스는, 증기 분배 샤워헤드, 예컨대 복수의 노즐들 또는 개구들을 갖는 선형 증기 분배 샤워헤드를 포함할 수 있다. 샤워헤드는 본원에서, 샤워헤드 내의 압력이 샤워헤드 외부의 압력보다 예컨대, 적어도 10배 더 높도록 하는 개구들을 갖는 인클로저를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
[0040] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 도가니 및 분배 파이프가 상부에 장착되는 증발기 제어 하우징(evaporator control housing)의 회전에 의해, 분배 파이프의 회전이 제공될 수 있다. 예컨대, 증발 도가니 및 분배 파이프는 용접에 의해 하나의 단일 피스로서 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 루프 트랙으로부터 곡선형 부분을 따라 증발 소스를 이동시킴으로써, 분배 파이프의 회전이 제공될 수 있다(예컨대, 도 11a 참조). 따라서, 증발 소스들은 분배 파이프 및 증발 도가니를 포함하며, 이들 둘 모두는 회전가능하게 장착될 수 있는데, 즉, 함께 장착될 수 있다.
[0041] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 증발 소스는 분배 파이프(예컨대, 증발 튜브)를 포함한다. 분배 파이프는 복수의 개구들, 이를테면, 구현된 노즐 어레이를 가질 수 있다. 또한, 증발 소스는 증발 재료를 포함하는 도가니를 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 분배 파이프 또는 증발 튜브는 삼각형 형상으로 설계될 수 있으며, 그에 따라, 개구들 또는 노즐 어레이들을 가능한 한 서로 가깝게 되도록 하는 것이 가능하다. 이는, 예컨대, 2개, 3개 또는 훨씬 더 많은 상이한 금속성 재료들의 동시-증발의 경우에 대해, 상이한 금속성 재료들의 개선된 혼합을 달성하는 것을 가능하게 한다.
[0042] 부가적으로 또는 대안적으로 구현될 수 있는 또 다른 추가의 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 증발 소스들은 온도 민감 유기 재료들이 증착된 기판들의 온도 상승을 감소시킨다. 이는 예컨대, 5 Kelvin 미만, 또는 심지어 1 K 미만일 수 있다. 증발 소스로부터 기판으로의 열 전달의 감소는 개선된 냉각에 의해 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 증발 소스의 삼각형 형상을 고려하면, 기판을 향해 방사하는 영역이 감소된다. 부가적으로, 증발 소스로부터 기판으로의 열 전달을 감소시키기 위해, 금속 플레이트들, 예컨대 최대 10개의 금속 플레이트들의 스택이 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 열 차폐부들 또는 금속 플레이트들에는 배출구 또는 노즐들에 대한 오리피스(orifice)들이 제공될 수 있고, 열 차폐부들 또는 금속 플레이트들은 소스의 적어도 전면 측, 즉 기판을 면하는 측에 부착될 수 있다.
[0043] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 통상의 실시예들에 따르면, 분배 파이프(106)는 라인 소스를 제공한다. 예컨대, 복수의 개구들 및/또는 배출구들(712), 이를테면, 노즐들은 적어도 하나의 라인을 따라 배열된다. 대안적인 실시예에 따르면, 적어도 하나의 라인을 따라 연장되는 하나의 세장형 개구가 제공될 수 있다. 예컨대, 세장형 개구는 슬릿일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 라인은 본질적으로 수직으로 연장된다. 예컨대, 분배 파이프(106)의 길이 또는 복수의 개구들 및/또는 배출구들의 길이는, 적어도, 증착 장치에서 증착될 기판의 높이에 대응한다. 많은 경우들에서, 분배 파이프(106)의 길이 또는 복수의 개구들 및/또는 배출구들의 길이는, 증착될 기판의 높이보다, 적어도 10% 또는 심지어 20% 만큼 더 길 것이다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 분배 파이프의 길이 또는 복수의 개구들 및/또는 배출구들의 길이가 기판의 높이(
Figure pct00004
)에 대해 일정한 돌출부(protrusion) 또는 오버행(overhang)(
Figure pct00005
)을 가질 수 있어서, 분배 파이프의 총 길이 또는 복수의 개구들 및/또는 배출구들의 길이는
Figure pct00006
로 주어질 수 있다. 이러한 일정한 돌출부 또는 오버행에 의해, 기판의 상부 단부 및/또는 기판의 하부 단부에서의 균일한 증착이 제공될 수 있다.
[0044] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 분배 파이프의 길이는 1.3 m 또는 그 초과, 예컨대 2.5 m 또는 그 초과일 수 있다. 일 구성에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 증발 도가니(104)는 분배 파이프(106)의 하부 단부에 제공된다. 금속성 재료가 증발 도가니(104)에서 증발된다. 금속성 재료의 증기는 분배 파이프(106)의 최하부에서 분배 파이프(106)에 진입하고, 분배 파이프의 복수의 개구들을 통해 본질적으로 옆으로(sideways), 예컨대 본질적으로 수직인 기판을 향해 가이드된다.
[0045] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 배출구들(예컨대, 노즐들)은 수평 ± 20°가 되는 메인 증발 방향을 갖도록 배열된다. 일부 특정 실시예들에 따르면, 증발 방향은 약간 상향으로, 예컨대, 수평면(horizontal) 내지 15° 상향, 이를테면 3° 내지 7° 상향의 범위로 배향될 수 있다. 그에 따라, 기판은, 증발 방향과 실질적으로 수직이도록 약간 경사질 수 있다. 기판 및 증발 방향의 이러한 약간 경사진 배향은 원하지 않는 입자 생성을 감소시킬 수 있다. 예시적 목적들을 위해, 도 2에는 열 차폐부들을 갖지 않은 증발 도가니(104) 및 분배 파이프(106)가 도시된다. 제 1 가열 엘리먼트(715) 및 제 2 가열 엘리먼트(725)는 도 3b에 도시된 개략적 사시도에서 확인될 수 있다.
[0046] 도 3a 및 도 3b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스 또는 증발 파이프의 부분들의 개략적 단면도들을 각각 도시한다. 증발 도가니는, 증발될 금속성 재료에 대한 저장소(reservoir)일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 제 1 가열 엘리먼트는 분배 파이프를 위해 제공될 수 있고, 제 2 가열 엘리먼트는 증발 도가니를 위해 제공될 수 있다. 예컨대, 제 1 가열 엘리먼트 및 제 2 가열 엘리먼트는, 각각 분배 파이프 및 증발 도가니 내부로부터 분배 파이프 및 증발 도가니를 각각 가열하기 위해 제공될 수 있다. 따라서, 전체 가열 파워가 감소될 수 있으며, 이는 결국 기판 또는 마스크에 대한 감소된 열 부하를 유발할 수 있다. 그렇지만, 제 1 가열 엘리먼트 및 제 2 가열 엘리먼트 중 하나는 또한, 소스를 외부로부터 가열하기 위해 제공될 수 있다.
[0047] 도 3a는 제 2 가열 엘리먼트(725)를 도시한다. 제 2 가열 엘리먼트(725)는 증발 도가니(104)의 최하부 플레이트(242)에 제공될 수 있거나 또는 증발기 도가니의 외측 부분을 에워싸도록 구성될 수 있다(도시되지 않음). 증발 도가니(104)의 볼륨은 100 ㎤ 내지 3000 ㎤, 특히 700 ㎤ 내지 1700 ㎤, 더욱 특히 1200 ㎤일 수 있다. 제 1 가열 엘리먼트(715)는 분배 파이프(106)의 내측 튜브(232) 내부에 배열될 수 있고, 분배 파이프를 가열하기 위해 제공된다. 제 1 및 제 2 가열 엘리먼트들(715 및 725) 둘 모두는 각각, 개별적으로 그리고 독립적으로 온도 및/또는 파워가 제어될 수 있다. 따라서, 분배 파이프(106)는, 증발 도가니(104)에 의해 제공되는 금속성 재료의 증기가 분배 파이프(106), 예컨대 분배 파이프(106)의 벽의 내측 부분에서 응결(condense)되지 않도록 하는 온도로 가열될 수 있다. 증발 도가니(104)는, 의도된 금속 층 두께가 기판 상에 증착되기 위해 필요한 금속 증기의 유동을 생성 및 보장하기 위해 금속 재료, 예컨대 금속 또는 금속 합금이 적절한 증발 레이트로 증발되도록 하는 온도로 가열될 수 있다.
[0048] 도 3b는 본원에서 설명되는 추가의 실시예들에 따른, 증발 소스 또는 증발 파이프 각각의 하부 섹션의 개략적 단면도를 도시한다. 도 3b로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 증발 소스(100)는 분배 파이프(106) 및 증발 도가니(104)를 포함한다. 분배 파이프(106)는 외측 튜브(234) 및 내측 튜브(232)를 포함한다. 증발 도가니(104)는 외측 튜브(248), 내측 튜브(244), 및 최하부 플레이트(242)를 포함한다. 내측 튜브들(232 및 244) 둘 모두는 하나의 폐쇄 단부 및 하나의 개방 단부를 갖는 원통들로서 형성될 수 있다. 원통은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 육각형 또는 다각형과 같은 임의적인 단면 형상을 가질 수 있다. 그렇지만, 원형 원통은 더 높은 대칭성을 갖는 열 방사를 제공한다. 분배 파이프(106)를 가열하기 위한 제 1 가열 엘리먼트(715)는 내측 튜브(232) 내부에 배열될 수 있다. 도가니(104)를 가열하기 위한 제 2 가열 엘리먼트(725)는 내측 튜브(244) 내부에 배열될 수 있다. 제 1 및/또는 제 2 가열 엘리먼트는 도 3b에 예시적으로 도시된 전기 가열 엘리먼트들일 수 있다.
[0049] 가열 엘리먼트들을 내측 튜브들(232 및 244) 내부에 위치시키는 것은 증발 소스 외부의 영역들로의 열 손실을 감소시킨다. 따라서, 전체 가열 파워가 감소될 수 있으며, 이는 결국 기판 또는 마스크에 대한 열 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 튜브들 내부에 가열 엘리먼트들을 갖는 것은, 예컨대, 가열 엘리먼트들과 같은 로드(rod)의 열 팽창을 유발할 수 있으며, 이는 가열 엘리먼트들과 분배 파이프 및 도가니의 내측 튜브들 사이의 개선된 열 접촉을 유발한다. 따라서, 가열 파워가 제 1 및 제 2 가열 엘리먼트들(715 및 725)로부터 분배 파이프의 내측 튜브(232) 및 도가니의 내측 튜브(244)로 각각 효과적으로 전달되는 것이 보장될 수 있다. 또한, 동작 동안 진공에 위치되는 가열 엘리먼트들이, 가열될 오브젝트에 대해 낮은 열 접촉을 갖고 열을 발산할 수 없는 경우에 발생할 수 있는 가열 엘리먼트들의 열 손상이 방지된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예에 따르면, 가열 엘리먼트들은 내측 튜브들보다 더 큰 열 팽창 또는 더 큰 열 팽창 계수를 나타낼 수 있다. 따라서, 가열 엘리먼트의 가열 시에, 가열 엘리먼트와 내측 튜브 사이의 개선된 열 접촉이 발생한다.
[0050] 분배 파이프(106)의 제 1 내측 튜브(232) 및 도가니(104)의 제 2 내측 튜브(244)는, 폐쇄 단부들 모두가 서로 면하는 표면(246)을 가질 수 있다. 실시예에 따르면, 분배 파이프(106)의 제 1 내측 튜브(232) 및 증발 도가니(104)의 제 2 내측 튜브(244)는 기계적 접촉 없이 서로 면할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 분배 파이프의 제 1 내측 튜브(232) 및 증발 도가니의 제 2 내측 튜브(244)는 기계적 접촉을 할 수 있다. 표면(246)에서, 내측 튜브들(232 및 244)은 직접 접촉하거나 또는 간접 접촉할 수 있다. 폐쇄 단부들은 오목부(recess) 및 돌출부를 제공할 수 있다. 예컨대, 오목부 및 돌출부는 슬롯 및 키처럼 형성될 수 있다. 표면(246)에서, 제 1 및 제 2 내측 튜브들(232 및 244)에는 오목부 및 돌출부에 의해 둘러싸이는 볼륨이 제공될 수 있다. 이 볼륨은 가열 엘리먼트들(715 및 725)의 열 제어를 열적으로 분리시키기 위해 낮은 열 전도도를 보이는 재료로 채워질 수 있거나 또는 비어있을 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 내측 튜브들(232 및 244)은 부동 접촉(floating contact)하는 2개의 상이한 부분들로 제조될 수 있으며, 내측 튜브들 둘 모두의 오목부 및 돌출부, 예컨대 슬롯 및 키가 제공된 단부들에는 열 팽창을 위한 충분한 공간이 제공된다.
[0051] 또 다른 실시예에 따르면, 분배 파이프의 제 1 내측 튜브(232) 및 증발 도가니의 제 2 내측 튜브(244)는 직접적인 그러나 탈착가능한 기계적 접촉을 할 수 있다. 분배 파이프의 제 1 내측 튜브(232)와 증발 도가니의 제 2 내측 튜브(244) 사이의 슬릿들 또는 갭들은 증발 소스(100)의 기능성에 영향을 미치지 않는다. 증발 소스의 이러한 부분에는, 증발 소스 외부로의 개구가 존재하지 않는다. 제 1 및 제 2 내측 튜브들 각각은 이 단부에서 밀폐적으로 폐쇄된다. 제 1 및 제 2 내측 튜브들은 제 1 및 제 2 내측 튜브들 내부에 가열 엘리먼트들(715, 725)을 위치시키기 위해, 이들 단부들에 대향하는 단부들에서 개구를 드러낸다. 제 1 내측 튜브(232)의 개방 단부를, 위에서 설명된 바와 같은 탈착불가 방식으로 분배 파이프(106)의 폐쇄 단부의 클로저 플레이트(236)에 조인함으로써, 증발 소스(100) 외부로의 어떠한 슬릿, 갭 또는 개구도 존재하지 않는다. 증발 도가니(104)의 최하부 플레이트(242)의 제 2 내측 튜브(244)에 대해서도 동일하게 적용된다.
[0052] 또 다른 추가의 실시예에 따르면, 분배 파이프(106)의 제 1 내측 튜브(232) 및 증발 도가니(104)의 제 2 내측 튜브(244)는, 하나의 단일 피스를 형성하기 위해 예컨대, 용접 또는 위에서 설명된 바와 같은 임의의 다른 적절한 수단에 의해 탈착불가 방식으로 서로 조인될 수 있다. 제 1 및 제 2 내측 튜브들 둘 모두를 하나의 단일 피스로서 형성하는 것은, 그 하나의 단일 피스를, 하나의 추가의 어셈블링 액션 없이, 용접, 납땜 또는 다른 탈착불가 방식에 의해 분배 파이프 및 증발 도가니에 각각 조인할 가능성을 제공한다. 대안적으로, 내측 튜브들(232 및 244)은 하나의 단일 피스로서 제조될 수 있다. 이러한 조합된 내측 튜브는 클로저 플레이트(236), 외측 튜브들(234 및 248) 및 최하부 플레이트(242) 상에 용접되어 증발 소스(100)를 하나의 단일 피스로서 형성할 수 있다.
[0053] 위에서 설명된 실시예들은, 분배 파이프(106) 또는 증발 도가니(104)에 각각 증발 재료(240)를 채우기 위해 의도된 애퍼처들 이외에는 슬릿들 또는 갭들과 같은 개구들을 갖지 않는 폐쇄 증발 볼륨을 제공하는, 하나의 피스로 제조된 증발 소스(100)를 제공한다. 또한, 증기를 기판에 지향시키기 위한 하나 또는 그 초과의 개구들 또는 노즐들이 존재한다.
[0054] 도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 각각 2개의 증발 소스들 또는 2개의 증발 파이프들의 어레이의 개략적 단면 평면도를 도시한다. 분배 파이프들(106)은 라인 소스를 제공한다. 내측 튜브들(232)은 분배 파이프들(106)의 외측 튜브들(234) 내부에 배열될 수 있다. 예컨대, 복수의 개구들 및/또는 배출구들(712), 이를테면, 노즐들은 적어도 하나의 라인을 따라 배열된다. 대안적인 실시예에 따르면, 적어도 하나의 라인을 따라 연장되는 하나의 세장형 개구가 각각의 분배 파이프(106) 상에 제공될 수 있다. 예컨대, 세장형 개구는 슬릿일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 라인들은 본질적으로 수직으로 연장되는데, 즉, 도 4에서 도면 평면 내로 연장되는 라인들을 따라 연장된다. 도 4로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 각각의 분배 파이프의 개구들 및/또는 배출구들(712), 이를테면, 노즐들은, 하나 또는 그 초과의 개구들 및/또는 배출구들(712)의 증발 방향이, 각각의 분배 파이프의 길이를 따라 제공되는 대칭적인 평면에 대해 경사지게 배열되도록, 배열된다. 분배 파이프들(106)의 개구들 또는 노즐 어레이에 대해 거리(D)로 로케이팅될 수 있는 기판(121)과 개구들 또는 노즐들 사이의 거리를 증발된 재료의 빔들의 중심들이 커버했을 때, 그 증발된 재료의 빔들의 중심들이 서로 만나도록, 경사 각도들이 적응될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예에 따르면, 기판(121)은 고정 포지션에 홀딩될 수 있고, 분배 파이프들(106)의 어레이는 선형 가이드(220)에 의해 제공된 기판 표면에 평행한 이송 라인을 따라 이동된다.
[0055] 분배 파이프(106)의 개구들 또는 노즐 어레이와 기판 사이의 거리(D)는 500 ㎜ 또는 그 미만, 이를테면, 145 ㎜ 또는 그 미만일 수 있다. 예컨대, 거리(D)는 50 내지 1000, 특히 50 내지 500일 수 있다.
[0056] 도 5a는 분배 파이프(106)의 단면을 도시한다. 분배 파이프(106)는 내부 중공 공간(710)을 둘러싸는 벽들(322, 326, 및 324)을 갖는다. 내측 튜브(232)는 외측 튜브 내에 배열된다. 벽(322)은 배출구들(712)이 제공되는, 증발 도가니의 배출구 측에 제공된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 배출구(712)는 노즐(312)에 의해 제공될 수 있다. 분배 파이프의 단면은 본질적으로 삼각형인 것으로 설명될 수 있는데, 즉, 분배 파이프의 메인 섹션이 삼각형의 부분에 대응하고 그리고/또는 분배 파이프의 단면이 라운딩된 모서리들 및/또는 컷-오프 모서리들을 갖는 삼각형일 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 예컨대 배출구 측의 삼각형의 모서리가 컷오프된다.
[0057] 분배 파이프의 배출구 측의 폭, 예컨대 도 5a에 도시된 단면의 벽(322)의 디멘션은 화살표(352)에 의해 표시된다. 또한, 분배 파이프(106)의 단면의 다른 디멘션들은 화살표들(354 및 355)에 의해 표시된다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 분배 파이프의 배출구 측의 폭은 단면의 최대 디멘션의 30% 또는 그 미만, 예컨대 화살표들(354 및 355)에 의해 표시되는 디멘션들 중 더 큰 디멘션의 30%이다. 이를 고려하면, 이웃하는 분배 파이프들(106)의 배출구(712)는 더 작은 거리에 제공될 수 있다. 더 작은 거리는, 서로 나란히 증발되는 금속성 재료들의 혼합을 개선한다. 이는 도 5c, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b를 참조할 때 더 양호하게 이해될 수 있다. 또한 추가로, 부가적으로 또는 대안적으로, 그리고 금속성 재료들의 개선된 혼합과 별도로, 본질적으로 평행한 방식으로 각각 증착 영역 또는 기판을 면하는 벽의 폭이 감소될 수 있다. 그에 따라, 본질적으로 평행한 방식으로 각각 증착 영역 또는 기판을 면하는 벽, 예컨대 벽(322)의 표면적이 감소될 수 있다. 이는, 증착 영역 또는 증착 영역 약간 앞에 지지되는 마스크 또는 기판에 대해 제공되는 열 부하를 감소시킨다.
[0058] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 분배 파이프의 길이와 분배 파이프의 모든 배출구들의 면적의 곱을 분배 파이프의 수력학적 직경(hydraulic diameter)으로 나눈 값, 즉, 공식
Figure pct00007
에 의해 계산된 값은 7000 ㎟ 또는 그 미만, 예컨대 1000 ㎟ 내지 5000 ㎟일 수 있다. 이 공식에서,
Figure pct00008
은 분배 파이프의 배출구들의 수이고,
Figure pct00009
는 하나의 배출구의 단면적이고,
Figure pct00010
은 분배 파이프의 길이이고,
Figure pct00011
는 분배 파이프의 수력학적 직경이다.
[0059] 도 5b는 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따른 분배 파이프(106)의 추가의 세부사항들을 예시한다. 가열 엘리먼트들은 분배 파이프(106)의 내측 튜브(232) 내부 및 증발 도가니(104)의 내측 튜브(244) 내부에 배열되는 전기 가열기들일 수 있다. 예컨대, 가열 엘리먼트들은 내측 튜브들(232 또는 244)에 클램핑되거나 또는 다른 방식으로 고정되는 가열 와이어들, 예컨대 코팅된 가열 와이어들에 의해 제공될 수 있다.
[0060] 2개 또는 그 초과의 열 차폐부들(372)이 분배 파이프(106) 또는 분배 파이프의 외측 튜브 둘레에 각각 제공된다. 예컨대, 열 차폐부들(372)은 서로 떨어져 이격될 수 있다. 열 차폐부들 중 하나 상에 스폿(spot)들로서 제공될 수 있는 돌출부들(373)은 열 차폐부들을 서로에 대해 분리시킨다. 따라서, 열 차폐부들(372)의 스택이 제공된다. 예컨대, 2개 또는 그 초과의 열 차폐부들, 이를테면, 5개 또는 그 초과의 열 차폐부들 또는 심지어 10개의 열 차폐부들이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 이 스택은 프로세스 동안 소스의 열 팽창을 보상하는 방식으로 설계되어서, 노즐들이 절대로 블로킹되지 않는다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 추가의 실시예들에 따르면, 최외측 차폐부는 수냉(water-cool)될 수 있다.
[0061] 도 5b에 예시적으로 도시된 바와 같이, 도 5b에 도시된 단면에 도시되는 배출구(712)에는 노즐(312)이 제공된다. 노즐(312)은 열 차폐부들(372)을 통해 연장된다. 이는 열 차폐부들에서의 금속성 재료의 응결을 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 노즐이 이러한 열 차폐부들의 스택을 통해 금속성 재료를 가이드하기 때문이다. 노즐은 분배 파이프(106) 내부의 온도와 유사한 온도로 가열될 수 있다. 노즐(312)의 가열을 개선하기 위해, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이, 분배 파이프의 가열된 벽들과 접촉하는 노즐 지지 부분(412)이 제공될 수 있다.
[0062] 도 5c는 2개의 분배 파이프들이 서로 나란히 제공되는 실시예를 도시한다. 따라서, 도 5c에 도시된 바와 같은 분배 파이프 어레인지먼트를 갖는 증발 소스는 2개의 금속성 재료들을 서로 나란히 증발시킬 수 있다. 따라서, 이러한 증발 소스는 증발 소스 어레이로 또한 지칭될 수 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 분배 파이프들(106)의 단면의 형상은 이웃하는 분배 파이프들의 배출구들 또는 노즐들을 서로 가까이 위치시키는 것을 가능하게 한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 제 1 분배 파이프의 제 1 배출구 또는 노즐과 제 2 분배 파이프의 제 2 배출구 또는 노즐은 25 ㎜ 또는 그 미만, 이를테면, 5 ㎜ 내지 25 ㎜의 거리를 가질 수 있다. 더 구체적으로, 제 2 배출구 또는 노즐에 대한 제 1 배출구 또는 노즐의 거리는 10 ㎜ 또는 그 미만일 수 있다.
[0063] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 추가의 실시예들에 따르면, 노즐들(312)의 튜브 연장부들이 제공될 수 있다. 분배 파이프들 사이의 작은 거리를 고려하면, 이러한 튜브 연장부들은 충분히 작아서 내부에서의 막힘(clogging) 또는 응결을 회피할 수 있다. 튜브 연장부들은, 2개 또는 심지어 3개의 소스들의 노즐들이, 하나가 다른 하나 위에 놓이는 식으로 하나의 라인으로, 즉, 수직 연장부일 수 있는 분배 파이프의 연장부를 따라 하나의 라인으로 제공될 수 있도록 설계될 수 있다. 이러한 특수 설계를 이용시, 2개 또는 3개의 소스들의 노즐들을 작은 튜브 연장부들에 걸쳐 하나의 라인으로 배열하는 것이 또한 가능하여서, 완벽한 혼합이 달성된다.
[0064] 도 5c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 감소된 열 부하를 추가로 예시한다. 증착 영역(312)이 도 5c에 도시된다. 통상적으로, 기판은, 기판 상의 금속성 재료의 증착을 위해 증착 영역에 제공될 수 있다. 측벽(326)과 증착 영역(312) 사이의 각도(395)가 도 5c에 표시된다. 확인될 수 있는 바와 같이, 열 차폐부들 및 냉각 엘리먼트들에도 불구하고 발생할 수 있는 열 방사가 증착 영역을 향해 직접적으로 방사되지 않도록, 측벽(326)이 비교적 큰 각도로 경사진다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 각도(395)는 15° 또는 그 초과일 수 있다. 따라서, 화살표(392)에 의해 표시되는 디멘션 또는 영역은 화살표(394)에 의해 표시되는 디멘션 또는 영역과 비교하여 상당히 더 작다. 화살표(392)에 의해 표시되는 디멘션은, 증착 영역을 면하는 표면이 본질적으로 평행하거나 또는 30° 또는 그 미만, 또는 심지어 15° 또는 그 미만의 각도를 갖는 분배 파이프들(106)의 단면의 디멘션에 대응한다. 대응하는 영역, 즉, 직접적인 열 부하를 기판에 제공하는 영역은, 도 5c에 도시된 디멘션에 분배 파이프들의 길이를 곱한 것이다. 화살표(394)에 의해 표시된 디멘션은 각각의 단면에서 전체 증발 소스의 증착 영역(312) 상의 프로젝션(projection)이다. 대응하는 영역, 즉, 증착 영역의 표면 상으로의 프로젝션의 영역은, 도 5c에 도시된 디멘션(화살표(394))에 분배 파이프들의 길이를 곱한 것이다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 화살표(392)에 의해 표시된 영역은 화살표(394)에 의해 표시된 영역과 비교하여 30% 또는 그 미만일 수 있다. 상기 내용을 고려하면, 분배 파이프들(106)의 형상은 증착 영역을 향해 방사되는 직접적인 열 부하를 감소시킨다. 따라서, 기판 및 기판 전면에 제공되는 마스크의 온도 안정성이 개선될 수 있다.
[0065] 도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증발 소스들의 또 다른 추가의 선택적 수정들을 예시한다. 도 6은 분배 파이프(106)의 단면을 도시한다. 분배 파이프(106)의 벽들은 내측 중공 공간(710)을 둘러싼다. 내측 튜브(232)는 외측 튜브 내에 배열된다. 증기는 노즐(312)을 통해 중공 공간에서 나갈 수 있다. 노즐(312)의 가열을 개선하기 위해, 분배 파이프(106)의 가열된 벽들과 접촉하는 노즐 지지부(412)가 제공된다. 분배 파이프(106)를 둘러싸는 외측 차폐부(402)는 열 부하를 추가로 감소시키기 위한 냉각 차폐부(cooled shield)이다. 또한, 냉각 차폐부(404)가 제공되어, 증착 영역 또는 기판을 향해 각각 지향되는 열 부하를 부가적으로 감소시킨다.
[0066] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 냉각 차폐부들은 냉각 차폐부들에 부착되는 또는 냉각 차폐부들 내에 제공되는, 물과 같은 냉각 유체를 위한 도관들을 갖는 금속 플레이트들로서 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 냉각 차폐부들을 냉각시키기 위해 열전기 냉각 수단 또는 다른 냉각 수단이 제공될 수 있다. 통상적으로, 외부 차폐부들, 즉, 분배 파이프의 내부 중공 공간을 둘러싸는 최외측 차폐부들이 냉각될 수 있다.
[0067] 도 6은 일부 실시예들에 따라 제공될 수 있는 추가의 양상을 예시한다. 셰이퍼 차폐부(shaper shield)들(405)이 도 6에 도시된다. 셰이퍼 차폐부들은 통상적으로 증발 소스의 부분으로부터 기판 또는 증착 영역을 향해 연장된다. 따라서, 배출구들을 통해 분배 파이프 또는 파이프들에서 나가는 증기의 방향이 제어될 수 있는데, 즉, 증기 방출의 각도가 감소될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 배출구들 또는 노즐들을 통해 증발되는 금속성 재료의 적어도 일부는 셰이퍼 차폐부에 의해 블로킹된다. 이러한 어레인지먼트에 의해, 방출 각도의 폭이 제어될 수 있다. 일부 구현들에 따르면, 셰이퍼 차폐부들(405)은, 증착 영역을 향해 방출되는 열 방사를 추가로 감소시키기 위해 냉각 차폐부들(402 및 404)과 유사하게 냉각될 수 있다.
[0068] 도 7a는 증발 소스의 부분을 도시한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 증발 소스 또는 증발 소스 어레이는 수직 선형 소스이다. 따라서, 3개의 배출구들(712)은 수직 배출구 어레이의 부분이다. 도 7a는 고정 엘리먼트(fixation element)(573), 예컨대 스크루 등에 의해 분배 파이프에 부착될 수 있는 열 차폐부들(572)의 스택을 예시한다. 또한, 외측 차폐부(404)는 내부에 추가의 개구들이 제공되는 냉각 차폐부이다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 외측 차폐부의 설계는, 증발 소스의 컴포넌트들의 열 확장(thermal extension)을 허용하도록 구성될 수 있으며, 개구들은, 동작 온도에 도달할 때, 분배 파이프의 노즐들과의 정렬을 유지하거나 또는 분배 파이프의 노즐들과의 정렬에 이른다. 도 7b는 냉각 외측 차폐부(404)의 측면도를 도시한다. 냉각 외측 차폐부는 본질적으로 분배 파이프의 길이를 따라 연장될 수 있다. 대안적으로, 2개 또는 3개의 냉각 외측 차폐부들은 분배 파이프의 길이를 따라 연장되도록 서로 나란히 제공될 수 있다. 냉각 외측 차폐부는 고정 엘리먼트(502), 예컨대 스크루에 의해 증발 소스에 부착되며, 고정 엘리먼트는 본질적으로, 길이 연장을 따라 분배 파이프의 중심(± 10 % 또는 ± 20 %)에 제공된다. 분배 파이프의 열 팽창 시에, 열 확장을 겪는 외측 차폐부(404)의 부분의 길이가 감소된다. 외측 차폐부(404)의 개구들(531)은, 고정 엘리먼트(502)에 가까운 경우에는 원형일 수 있고, 고정 엘리먼트로 더 멀리 떨어진 경우에는 타원형 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 증발 파이프의 길이방향 축과 평행한 방향에서의 개구들(531)의 길이는, 고정 엘리먼트로부터의 거리가 더 커질수록 증가될 수 있다. 통상적으로, 증발 파이프의 길이방향 축과 수직인 방향에서의 개구들(531)의 폭은 일정할 수 있다. 상기 내용을 고려하면, 외측 차폐부(404)는, 특히 증발 파이프의 길이방향 축을 따르는 열 팽창 시에 연장될 수 있고, 증발 파이프의 길이방향 축과 평행하게 증가되는 디멘션은 열 팽창을 보상하거나 또는 적어도 부분적으로 보상할 수 있다. 따라서, 증발 소스는 외측 차폐부(404)의 개구들이 노즐들을 블로킹하지 않으면서 넓은 온도 범위에서 동작할 수 있다.
[0069] 도 7c는 본원에서 설명되는 실시예들의 추가의 선택적 특징을 예시하며, 이는 본원에서 설명되는 다른 실시예들에 대해서도 마찬가지로 제공될 수 있다. 도 7c는 벽(322)(도 5a 참조)의 측면으로부터의 측면도를 도시하며, 차폐부(572)는 벽(322)에 제공된다. 또한, 측벽(326)이 도 7c에 도시된다. 도 7c에서 확인될 수 있는 바와 같이, 차폐부(572) 또는 차폐부들의 스택의 차폐부들은 증발 파이프의 길이를 따라 세그먼트화된다. 차폐부 부분의 길이는 200 ㎜ 또는 그 미만, 예컨대 120 ㎜ 또는 그 미만, 이를테면, 60 ㎜ 내지 100 ㎜일 수 있다. 따라서, 차폐 부분들, 예컨대 차폐부들의 스택의 길이는 이들의 열 팽창을 감소시키기 위해, 감소된다. 따라서, 차폐부의 개구들 ― 개구들을 통해 노즐들이 연장될 수 있으며 이들은 배출구들(712)에 대응함 ― 의 정렬은 덜 중요하다.
[0070] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 추가의 실시예들에 따르면, 2개 또는 그 초과의 열 차폐부들(372)이 내측 중공 공간(710) 및 분배 파이프(106)의 가열되는 부분 둘레에 제공된다. 따라서, 분배 파이프(106)의 가열된 부분으로부터 기판, 마스크 또는 증착 장치의 다른 부분을 향하는 열 방사가 감소될 수 있다. 일 예에 따르면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 개구들 또는 배출구들이 제공되는 측에 열 차폐부들(572)의 더 많은 층들이 제공될 수 있다. 열 차폐부들의 스택이 제공된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 통상의 실시예들에 따르면, 열 차폐부들(372 및/또는 572)은 예컨대 0.1 ㎜ 내지 3 ㎜만큼 서로 떨어져 이격된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 열 차폐부들의 스택이 도 7a 내지 도 7c에 대해 설명된 바와 같이 설계되어서, 열 차폐부들의 스택이 프로세스 동안 소스의 열 팽창을 보상하며, 그에 따라 노즐들이 절대로 블로킹되지 않는다. 부가적으로, 최외측 차폐부가 냉각될 수 있는데, 예컨대 수냉될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 따르면, 특히 개구들이 제공되는 측의 외측 차폐부(404)는 예컨대, 내부에 원뿔 형상 개구들이 제공되는 냉각 차폐부일 수 있다. 따라서, 이러한 어레인지먼트는, 노즐들이 대략 1300℃의 온도를 갖는 경우에도, 1℃의
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의 편차로 온도 안정성을 허용한다.
[0071] 도 8은 증발 소스(100)의 추가의 도면을 도시한다. 금속성 재료를 증발시키기 위한 증발 도가니(104)가 제공된다. 증발 도가니(104)를 가열시키기 위한 제 2 가열 엘리먼트가 제 2 내측 튜브(244) 내부에 제공된다(둘 모두는 도 8에 도시되지 않음). 증발 도가니에서 증발된 금속성 재료가 분배 파이프(106)에서 분배될 수 있도록, 분배 파이프(106)는 증발 도가니와 유체 연통한다. 증발된 금속성 재료는 개구들(도 8에 도시되지 않음)을 통해 분배 파이프(106)에서 나간다. 증발 도가니(106)는 측벽들(326), 배출구 측의 벽에 대향하는 벽(324), 및 최상부 벽(325)을 갖는다. 최상부 벽(325) 및 제 1 내측 튜브(232)는, 예컨대 슬릿들 또는 갭들 같은 어떠한 개구들도 제공되지 않도록, 예컨대 용접에 의해 조인된다. 제 1 가열 엘리먼트(도 8에 도시되지 않음)는 분배 파이프(106)의 제 1 내측 튜브(232)의 내부에 배열된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 증발 소스 및/또는 벽들 중 하나 또는 그 초과 각각은 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 증발 소스 및/또는 벽들 중 하나 또는 그 초과는 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 제조될 수 있다. 섹션들, 증발 도가니(104) 및 분배 파이프(106) 모두는 서로 독립적으로 가열될 수 있다.
[0072] 증착 영역을 향하는 열 방사를 추가로 감소시키는 차폐부(404)는 냉각 엘리먼트(680)에 의해 냉각된다. 예컨대, 내부에 냉각 유체가 제공되는 도관들이 차폐부(404)에 장착될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 셰이퍼 차폐부들(405)이 냉각 차폐부(404)에 부가적으로 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 셰이퍼 차폐부는 또한, 냉각될 수 있는데, 예컨대 수냉될 수 있다. 예컨대, 셰이퍼 차폐부는 냉각 차폐부 또는 냉각 차폐부 어레인지먼트에 부착될 수 있다. 금속성 재료의 증착되는 막의 두께 균일성은 노즐 어레이 및 추가의 셰이퍼 차폐부들을 통해 튜닝될 수 있으며, 이는 하나 또는 그 초과의 배출구들 또는 노즐들 곁에 위치될 수 있다. 소스의 컴팩트 설계는 증착 장치의 진공 챔버의 드라이빙 메커니즘을 이용하여 소스를 이동시키는 것을 가능하게 한다. 이러한 경우에서, 모든 제어기들, 전력 공급부들 및 추가의 지지 기능들은 소스에 부착되는 대기 박스(atmospheric box)에서 구현된다.
[0073] 도 9a 및 도 9b는 분배 파이프들(106)의 단면을 비롯한 추가의 평면도들을 도시한다. 도 9a는 증발기 제어 하우징(702) 위에 제공되는 3개의 분배 파이프들(106)을 갖는 실시예들 도시한다. 증발기 제어 하우징은 내부에 대기압(atmospheric pressure)을 유지하도록 구성되고, 스위치, 밸브, 제어기, 냉각 유닛, 냉각 제어 유닛, 가열 제어 유닛, 전력 공급부, 및 측정 디바이스로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 엘리먼트를 하우징하도록 구성된다. 따라서, 증발 소스 어레이를 위해 증발 소스를 동작시키기 위한 컴포넌트는 대기압 하에서, 증발 도가니 및 분배 파이프 가까이에 제공될 수 있고, 증발 소스와 함께 증착 장치를 통해 이동될 수 있다.
[0074] 도 9a에 도시된 분배 파이프들(106)은 제 1 내측 튜브들(232) 내부에 제공되는 제 1 가열 엘리먼트들에 의해 가열된다. 분배 파이프들(106)을 둘러싸는 냉각 차폐부(402)가 제공된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 하나의 냉각 차폐부는 2개 또는 그 초과의 분배 파이프들(106)을 둘러쌀 수 있다. 증발 도가니에서 증발되는 금속성 재료들은 분배 파이프들(106)의 각각의 분배 파이프(106)에서 분배되고, 배출구들(712)을 통해 분배 파이프에서 나갈 수 있다. 통상적으로, 분배 파이프(106)의 길이를 따라 복수의 배출구들이 분포된다. 도 9b는 도 9a와 유사한 실시예를 도시하며, 2개의 분배 파이프들이 제공된다. 배출구들은 노즐들(312)에 의해 제공된다. 각각의 분배 파이프는 증발 도가니(도 9a 및 도 9b에 도시되지 않음)와 유체 연통하며, 분배 파이프는 분배 파이프의 길이에 수직하는 단면 ― 그 단면은 비-원형임 ― 을 갖고, 하나 또는 그 초과의 배출구들이 제공되는 배출구 측을 포함하며, 단면의 배출구 측의 폭은 단면의 최대 디멘션의 30% 또는 그 미만이다.
[0075] 도 10a는 본원에서 설명되는 또 다른 추가의 실시예들을 예시한다. 3개의 분배 파이프들(106)이 제공된다. 증발기 제어 하우징(702)은 분배 파이프들에 인접하게 제공되고 열 절연체(879)를 통해 분배 파이프들에 연결된다. 위에서 설명된 바와 같이, 내부에 대기압을 유지하도록 구성된 증발기 제어 하우징은 스위치, 밸브, 제어기, 냉각 유닛, 냉각 제어 유닛, 가열 제어 유닛, 전력 공급부, 및 측정 디바이스로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 엘리먼트를 하우징하도록 구성된다. 냉각 차폐부(402)에 부가하여, 측벽들(804)을 갖는 냉각 차폐부(404)가 제공된다. 냉각 차폐부(404) 및 측벽들(804)은, 증착 영역, 즉, 기판 및/또는 마스크를 향하는 열 방사를 감소시키기 위한 U-형상 냉각 열 차폐부를 제공한다. 화살표들(811, 812, 및 813)은, 분배 파이프들(106)에서 나가는 증발된 금속성 재료를 각각 예시한다. 분배 파이프들의 본질적으로 삼각형 형상으로 인해, 3개의 분배 파이프들로부터 비롯된 증발 원뿔(evaporation cone)들이 서로 가까이 인접하여서, 상이한 분배 파이프들로부터의 금속성 재료들의 혼합이 개선될 수 있다.
[0076] 도 10a에 추가로 도시된 바와 같이, 셰이퍼 차폐부들(405)이 제공되는데, 예컨대 냉각 차폐부(404)에 또는 냉각 차폐부(404)의 부분으로서 부착된다. 일부 실시예들에 따르면, 셰이퍼 차폐부들(405)은 또한, 증착 영역을 향해 방출되는 열 부하를 추가로 감소시키기 위해 냉각될 수 있다. 셰이퍼 차폐부들은 기판들을 향해 분배되는 금속성 재료들의 분배 원뿔(distribution cone)의 범위를 정하는데, 즉, 셰이퍼 차폐부들은 금속성 재료들의 적어도 일부를 블로킹하도록 구성된다.
[0077] 도 10b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 또 다른 증발 소스의 단면도를 도시한다. 3개의 분배 파이프들이 도시되며, 각각의 분배 파이프는 내측 튜브들에 제공된 가열 엘리먼트들에 의해 가열된다(둘 모두는 도 10b에 도시되지 않음). 증발 도가니들(도시되지 않음)에서 생성된 증기는 노즐들(312 및 612)을 통해 각각 분배 파이프에서 나간다. 노즐들의 배출구들(712)을 서로 더 가깝게 하기 위해, 외측 노즐들(612)은 튜브 연장부들을 포함하며, 이들은 중심 분배 파이프의 노즐 튜브들을 향해 연장되는 짧은 튜브들을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 튜브 연장부들(612)은 굴곡부, 이를테면, 60° 내지 120° 굴곡부, 예컨대 90° 굴곡부를 가질 수 있다. 복수의 차폐부들(572)이 증발 소스의 배출구 측벽에 제공된다. 예컨대, 적어도 5개 또는 심지어 적어도 7개의 차폐부들(572)이 증발 튜브의 배출구 측에 제공된다. 차폐부(402)는 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들에 또는 하나 또는 그 초과의 분배 파이프들에서 제공되며, 여기서 냉각 엘리먼트들(822)이 제공된다. 분배 파이프와 차폐부(402) 사이에는 복수의 차폐부들(372)이 제공된다. 예컨대, 적어도 2개의 또는 심지어 적어도 5개의 차폐부들(372)이 분배 파이프와 차폐부(402) 사이에 제공된다. 복수의 차폐부들(572) 및 복수의 차폐부들(372)은 차폐부들의 스택들로서 제공되는데, 예컨대 차폐부들은 0.1 ㎜ 내지 3 ㎜ 만큼 서로 떨어져 있다.
[0078] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 추가의 실시예들에 따르면, 추가의 차폐부(812)가 분배 파이프들 사이에 제공될 수 있다. 예컨대, 추가의 차폐부(812)는 냉각 차폐부 또는 냉각 러그(cooled lug)일 수 있다. 이러한 추가의 차폐부들에 의해, 분배 파이프들의 온도가 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 예컨대, 이웃하는 분배 파이프들을 통해 상이한 금속들이 증발되는 경우, 이러한 금속들은 상이한 온도들로 증발될 필요가 있을 수 있다. 따라서, 추가의 차폐부(812), 예컨대 냉각 차폐부는 증발 소스 또는 증발 소스 어레이의 분배 파이프들 사이의 크로스-토크(cross-talk)를 감소시킬 수 있다.
[0079] 본원에서 설명되는 실시예들은 대부분, 기판이 본질적으로 수직으로 배향되는 동안 기판 상에 금속성 재료를 증착시키기 위한 증발 소스들 및 증발 장치들에 관한 것이다. 본질적으로 수직인 기판 배향은, 증착 장치들, 및 특히 OLED 생산을 위해 기판 상에 유기 또는 금속성 재료의 몇몇 층들을 코팅하기 위한 몇몇 증착 장치들을 포함하는 증착 시스템들의 작은 풋프린트를 가능하게 한다. 본원에서 설명되는 장치들은 대면적(large area) 캐리어들에 있는 복수의 기판들의 프로세싱 또는 대면적 기판 프로세싱을 위해 구성되는 것으로 고려될 수 있다. 수직 배향은 추가로, 현재의 그리고 미래의 기판 사이즈 세대들, 즉, 현재 및 미래의 유리 사이즈들에 대한 양호한 확장성을 허용한다. 그렇지만, 수평 기판들 상의 재료 증착을 위해, 열 차폐부들 및 냉각 엘리먼트들의 개선된 단면 형상 및 개념을 갖는 증발 소스들이 또한 제공될 수 있다.
[0080] 도 11a 및 도 11b는 증착 장치(500)의 또 다른 추가의 실시예를 도시한다. 도 11a는 증착 장치(500)의 개략적 평면도를 도시한다. 도 11b는 증착 장치(500)의 개략적 측단면도를 도시한다. 증착 장치(500)는 진공 챔버(110)를 포함한다. 밸브(205), 예컨대 게이트 밸브는 인접한 진공 챔버에 대한 진공 밀봉을 가능하게 한다. 밸브는, 진공 챔버(110) 내로의 또는 진공 챔버(110) 밖으로의 기판(121) 또는 마스크(132)의 이송을 위해 개방될 수 있다. 2개 또는 그 초과의 증발 소스들(100)이 진공 챔버(110) 내에 제공된다. 도 11a에 도시된 예는 7개의 증발 소스들을 도시한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 통상의 실시예들에 따르면, 2개의 증발 소스들, 3개의 증발 소스들 또는 4개의 증발 소스들이 유리하게 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따라 또한 제공될 수 있는 더 많은 수의 증발 소스들과 비교하여, 제한된 수의 증발 소스들(예컨대, 2 내지 4개)의 유지보수의 로지스틱스가 더 용이할 수 있다. 따라서, 이러한 시스템들에 대한 소유 비용이 더 양호할 수 있다.
[0081] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 그리고 도 11a에 도시된 예에 대해서와 같이, 루프 트랙(530)이 제공될 수 있다. 루프 트랙(530)은 직선형 부분들(534) 및 곡선형 부분들(533)을 포함할 수 있다. 루프 트랙(530)은 증발 소스들의 병진 이동 및 증발 소스들의 회전을 제공한다. 위에서 설명된 바와 같이, 증발 소스들은 통상적으로 라인 소스들, 예컨대 선형 증기 분배 샤워헤드들일 수 있다.
[0082] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 루프 트랙은 루프 트랙을 따라 하나 또는 그 초과의 증발 소스들을 이동시키기 위한 레일 또는 레일 어레인지먼트, 롤러 어레인지먼트 또는 자기 가이드(magnetic guide)를 포함한다.
[0083] 루프 트랙(530)에 기반하여, 소스들의 트레인은, 통상적으로 마스크(132)에 의해 마스킹되는 기판(121)을 따라 병진 이동으로 이동할 수 있다. 루프 트랙(530)의 곡선형 부분(533)은 증발 소스(100)의 회전을 제공한다. 또한, 곡선형 부분(533)은 제 2 기판(121)의 전면에 증발 소스를 포지셔닝하는 것을 제공할 수 있다. 루프 트랙(530)의 추가의 직선형 부분(534)은 추가의 기판(121)을 따르는 추가의 병진 이동을 제공한다. 위에서 언급된 바와 같이, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 기판들(121) 및 선택적으로 마스크들(132)은 증착 동안 본질적으로 정지되어 유지된다. 라인 소스들, 예컨대 본질적으로 라인의 수직 배향을 갖는 라인 소스들을 제공하는 증발 소스들은 정지 기판들을 따라 이동된다.
[0084] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 진공 챔버(110)에 도시된 기판(121)은 롤러들(403 및 424)을 갖는 기판 지지부에 의해 그리고 추가로 정지 증착 포지션에서는 기판 지지부(126)에 의해 지지될 수 있으며, 이들은 정렬 유닛들(112)에 연결된다. 정렬 유닛(112)은 마스크(132)에 대해 기판(121)의 포지션을 조정할 수 있다. 따라서, 금속성 재료의 증착 동안 기판과 마스크 사이의 적절한 정렬을 제공하기 위해, 기판이 마스크(132)에 대해 이동될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 추가의 실시예에 따르면, 대안적으로 또는 부가적으로, 마스크(132) 및/또는 마스크(132)를 홀딩하는 마스크 프레임(131)이 정렬 유닛(112)에 연결될 수 있다. 마스크가 기판(121)에 대해 포지셔닝될 수 있거나, 또는 마스크(132) 및 기판(121) 모두가 서로에 대해 포지셔닝될 수 있다.
[0085] 도 11a 및 도 11b에 도시된 실시예는 진공 챔버(110) 내에 제공되는 2개의 기판들(121)을 도시한다. 그렇지만, 특히, 진공 챔버 내의 증발 소스들(100)의 트레인을 포함하는 실시예들의 경우, 적어도 3개의 기판들 또는 적어도 4개의 기판들이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 심지어 더 많은 수의 증발 소스들 및 그에 따른 더 높은 스루풋을 갖는 증착 장치(500)의 경우에도, 기판의 교환, 즉, 진공 챔버 내로의 새로운 기판의 이송 및 진공 챔버 밖으로의 프로세싱된 기판의 이송을 위한 충분한 시간이 제공될 수 있다.
[0086] 도 11a 및 도 11b는 제 1 기판(121)을 위한 제 1 이송 트랙 및 제 2 기판(121)을 위한 제 2 이송 트랙을 도시한다. 진공 챔버(110)의 일 측 상의 제 1 롤러 어셈블리가 도시된다. 제 1 롤러 어셈블리는 롤러들(424)을 포함한다. 또한, 이송 시스템은 자기 가이딩 엘리먼트(524)를 포함한다. 유사하게, 롤러들 및 자기 가이딩 엘리먼트를 갖는 제 2 이송 시스템이 진공 챔버의 대향 측 상에 제공된다. 캐리어들(421)의 상부 부분들은 자기 가이딩 엘리먼트들(524)에 의해 가이드된다. 유사하게, 일부 실시예들에 따르면, 마스크 프레임들(131)은 롤러들(403) 및 자기 가이딩 엘리먼트들(503)에 의해 지지될 수 있다.
[0087] 도 11b는 루프 트랙(530)의 각각의 직선형 부분(534) 상에 제공된 2개의 지지부들(102)을 예시적으로 도시한다. 증발 도가니들(104) 및 분배 파이프들(106)은 각각의 지지부들(102)에 의해 지지된다. 도 7b는 지지부(102)에 의해 지지되는 2개의 분배 파이프들(106)을 예시한다. 지지부들(102)은 루프 트랙의 직선형 부분들(534) 상에서 가이드되는 것으로 도시된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 루프 트랙을 따라, 즉, 루프 트랙의 직선형 부분들(534) 및 루프 트랙의 곡선형 부분(533)(도 11a 참조)을 따라 지지부(102)를 이동시키기 위해, 액추에이터, 드라이브, 모터, 드라이브 벨트, 및/또는 드라이브 체인이 제공될 수 있다.
[0088] 본원에서 설명되는 증착 장치들의 실시예들에 따르면, 라인 소스, 예컨대 선형 증기 분배 샤워헤드의 병진 이동과 라인 소스, 예컨대 선형 증기 분배 샤워헤드의 회전의 조합은, 기판의 높은 정확도의 마스킹이 요구되는 OLED 디스플레이 제조를 위한 높은 증발 소스 효율성 및 높은 재료 사용효율을 가능하게 한다. 소스의 병진 이동은 높은 마스킹 정확도를 가능하게 하는데, 그 이유는 기판 및 마스크가 정지되어 유지될 수 있기 때문이다. 회전 이동은, 다른 기판이 재료로 코팅되는 동안 하나의 기판의 기판 교환을 가능하게 한다. 이는 재료 사용효율을 상당히 개선하는데, 그 이유는 유휴 시간, 즉, 기판을 코팅하지 않으면서 증발 소스가 재료를 증발시키는 시간이 상당히 감소되기 때문이다.
[0089] 본원에서 설명되는 실시예들은 특히, 예컨대 OLED 디스플레이 제조를 위한 그리고 대면적 기판들 상에서의, 금속성 재료들의 증착에 관한 것이다. 일부 실시예들에 따르면, 대면적 기판들, 또는 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하는 캐리어들, 즉 대면적 캐리어들은 적어도 0.174 ㎡ 또는 적어도 1.4 ㎡의 사이즈를 가질 수 있다. 통상적으로, 캐리어의 사이즈는 대략 1.4 ㎡ 내지 대략 8 ㎡, 더욱 통상적으로는 대략 2 ㎡ 내지 대략 9 ㎡ 또는 심지어 최대 12 ㎡일 수 있다. 통상적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 홀딩 어레인지먼트들, 장치들, 및 방법들이 제공되는, 기판들이 지지되는 직사각형 영역은, 본원에서 설명되는 바와 같은 대면적 기판들을 위한 사이즈들을 갖는 캐리어들이다. 예컨대, 단일 대면적 기판의 면적에 대응할 대면적 캐리어는, 대략 1.4 ㎡ 기판들(1.1 m × 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 대략 4.29 ㎡ 기판들(1.95 m × 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 대략 5.7 ㎡ 기판들(2.2 m × 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어 대략 8.7 ㎡ 기판들(2.85 m × 3.05 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. GEN 11 및 GEN 12와 같은 훨씬 더 큰 세대(generation)들 및 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 통상의 실시예들에 따르면, 기판 두께는 0.1 내지 1.8 ㎜일 수 있고, 홀딩 어레인지먼트(holding arrangement), 특히 홀딩 디바이스들은 이러한 기판 두께들에 적응될 수 있다. 그러나, 특히 기판 두께는 대략 0.9 ㎜ 또는 그 미만, 이를테면, 0.5 ㎜ 또는 0.3 ㎜일 수 있으며, 홀딩 어레인지먼트, 특히 홀딩 디바이스들은 이러한 기판 두께들에 적응된다. 통상적으로, 기판은 재료 증착에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 기판은, 증착 프로세스에 의해 코팅될 수 있는 유리(예컨대, 소다-석회 유리(soda-lime glass), 보로실리케이트 유리 등), 금속, 폴리머, 세라믹, 화합물 재료들, 탄소 섬유 재료들 또는 임의의 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료로 제조될 수 있다.
[0090] 양호한 신뢰성 및 수율들을 달성하기 위해, 본원에서 설명되는 실시예들은, 금속성 재료의 증착 동안 기판을 정적으로 유지한다. 대면적 기판의 균일한 코팅을 위해 이동가능 선형 소스가 제공된다. 각각의 증착 후에 서로에 대한 마스크 및 기판의 새로운 정렬 프로세스를 비롯하여 기판이 교환될 필요가 있는 동작과 비교하여, 유휴 시간이 감소된다. 유휴 시간 동안, 소스는 재료를 낭비한다. 따라서, 제 2 기판을 증착 포지션에 두고, 마스크에 대해 용이하게 정렬하는 것은, 유휴 시간을 감소시키고 재료 사용효율을 증가시킨다.
[0091] 본원에서 설명되는 실시예들은 추가로, 증착 영역, 즉, 기판 및/또는 마스크를 향한 감소된 열 방사를 갖는 증발 소스들(또는 증발 소스 어레이들)을 제공하여서, 5℃ 또는 그 미만의 온도 범위 또는 심지어 1℃ 또는 그 미만의 온도 범위 내에 있는 본질적으로 일정한 온도로 마스크가 홀딩될 수 있다. 또한 추가로, 배출구 측에서 작은 폭을 갖는 분배 파이프 또는 분배 파이프들의 형상은 마스크에 대한 열 부하를 감소시키고 상이한 금속성 재료들의 혼합을 추가로 개선하는데, 그 이유는 이웃하는 분배 파이프들의 배출구들이 서로 근접하게, 예컨대 25 ㎜ 또는 그 미만의 거리로 제공될 수 있기 때문이다.
[0092] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 통상의 실시예들에 따르면, 증발 소스는 적어도 하나의 증발 도가니, 및 적어도 하나의 분배 파이프, 예컨대 적어도 하나의 선형 증기 분배 샤워헤드를 포함한다. 그러나, 증발 소스는 2개 또는 3개, 궁극적으로는 심지어 4개 또는 5개의 증발 도가니들 및 대응하는 분배 파이프들을 포함할 수 있다. 몇몇 분배 파이프들 중 적어도 2개의 분배 파이프들을 포함하는 증발 소스를 이용 시에, 상이한 금속성 재료들이 몇몇 도가니들 중 적어도 2개의 도가니들에서 증발될 수 있어서, 상이한 금속성 재료들이 기판 상에 하나의 금속성 층 또는 금속 합금 층을 형성한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 유사한 금속성 재료들이 몇몇 도가니들 중 적어도 2개의 도가니들에서 증발될 수 있어서, 증착 레이트가 증가될 수 있다.
[0093] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 증발 소스들, 증착 장치들, 증발 소스들 및/또는 증착 장치들을 동작시키는 방법들, 및 증발 소스들 및/또는 증착 장치들을 제조하는 방법들은 수직 증착을 위해 구성되는데, 즉, 층 증착 동안 기판은 본질적으로 수직 배향(예컨대, 수직 ±10°)으로 지지된다. 또한, 라인 소스, 증발 방향의 병진 이동 및 회전, 특히 본질적으로 수직인, 예컨대 기판 배향 및/또는 라인 소스의 라인-연장 방향에 대해 평행한 축을 중심으로 하는 회전의 조합은, 대략 80% 또는 그 초과의 높은 재료 사용효율을 가능하게 한다. 이는 다른 시스템들과 비교하여 적어도 30%의 개선이다.
[0094] 내부에서의 층 증착을 위한 프로세스 챔버, 즉, 진공 챔버 내에서의 이동가능하고 터닝가능한 증발 소스는, 높은 재료 사용효율로 연속적인 또는 거의 연속적인 코팅을 가능하게 한다. 일반적으로, 본원에서 설명되는 실시예들은, 교번하는 2개의 기판들을 코팅하기 위해 180° 터닝 메커니즘을 이용한 스캐닝 소스 접근법을 사용함으로써, 높은 증발 소스 효율성(85% 초과) 및 높은 재료 사용효율(적어도 50% 또는 그 초과)을 가능하게 한다. 본원에서 설명되는 바와 같은 소스 효율성은, 코팅될 기판의 전체 영역의 균일한 코팅을 가능하게 하기 위해 증기 빔들이 대면적 기판들의 사이즈에 걸쳐 연장된다는 사실로 인해 발생하는 재료 손실들을 고려한다. 재료 사용효율은 부가적으로, 증발 소스의 유휴 시간들, 즉, 증발 소스가, 증발된 재료를 기판 상에 증착시킬 수 없는 시간들 동안 발생하는 손실들을 고려한다.
[0095] 또한 추가로, 본원에서 설명되고 수직 기판 배향과 관련되는 실시예들은, 증착 장치들, 및 특히 기판 상에 유기 및 금속성 재료의 몇몇 층들을 코팅하기 위한 몇몇 증착 장치들을 포함하는 증착 시스템들의 작은 풋프린트를 가능하게 한다. 본원에서 설명되는 장치들은 대면적 캐리어들 내의 복수의 기판들의 프로세싱 또는 대면적 기판 프로세싱을 위해 구성되는 것으로 고려될 수 있다. 수직 배향은 추가로, 현재의 그리고 미래의 기판 사이즈 세대들, 즉, 현재 및 미래의 유리 사이즈들에 대한 양호한 확장성을 허용한다.
[0096] 도 12는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 분배 파이프를 이용하여, 금속성 재료, 예컨대 금속 또는 금속 합금을 증착하기 위한 방법(700)의 흐름도를 도시한다. 분배 파이프는, OLED(organic light-emitting diode)들의 제조를 위한 진공 툴에 배열될 수 있다.
[0097] 본 개시내용의 양상에 따르면, 방법(700)은 블록(710)에서, 제 1 증발 소스를 이용하여 제 1 금속 또는 금속 합금을 증발시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 방법(700)은 블록(720)에서, 제 2 증발 소스를 이용하여 제 2 금속 또는 금속 합금을 증발시키는 단계를 더 포함한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 방법(700)은 블록(730)에서, 제 1 증발 소스를 이용하여 증발된 제 1 금속 또는 금속 합금을 포함하는 층을 기판 상에 형성하는 단계를 더 포함한다. 본원에서 설명되는 대안적인 실시예에 따르면, 방법(700)의 블록(730)은, 제 2 증발 소스를 이용하여 증발된 제 2 금속 또는 금속 합금을 포함하는 층을 기판 상에 형성하는 단계를 설명한다. 또 다른 실시예에 따르면, 방법(700)의 블록(730)은, 제 1 및 제 2 증발 소스를 각각 이용하여 증발된, 제 1 금속 또는 금속 합금 및 제 2 금속 또는 금속 합금의 혼합물을 포함하는 층을 기판 상에 형성하는 프로세스를 더 포함한다. 실시예에 따르면, 제 1 증발 소스의 증발되는 재료는 은(Ag)일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 2 증발 소스의 증발되는 재료는 마그네슘(Mg)일 수 있다. 제 1 증발 소스의 증발되는 재료, 예컨대 Ag, 및 제 2 증발 소스의 증발되는 재료, 예컨대 Mg는
Figure pct00013
의 비율로, 특히
Figure pct00014
의 비율로, 더욱 특히
Figure pct00015
의 비율로 증발될 수 있다.
[0098] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판들은, 본질적으로 수직인 포지션에서 금속성 재료로 코팅된다. 분배 파이프는, 본질적으로 수직으로 연장되는 라인 소스를 제공한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, "본질적으로 수직으로(essentially vertically)"는, 특히 기판 배향을 나타낼 때, 수직 방향으로부터 20° 또는 그 미만, 예컨대 10° 또는 그 미만의 편차를 허용하는 것으로 이해된다. 수직 방향으로부터의 이러한 편차는 기판 또는 기판 상에 증착되는 층들 상에서의 입자 생성을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 증발 소스는 트랙, 예컨대 루프 트랙 또는 선형 가이드 상의 진공 챔버에 제공될 수 있다. 트랙 또는 선형 가이드는 증발 소스의 병진 이동을 위해 구성된다. 병진 이동을 위한 드라이브는, 증발 소스 내에, 트랙 또는 선형 가이드에, 진공 챔버 내에, 또는 이들의 조합에 제공될 수 있다.
[0099] 전술한 사항은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 구상될 수 있으며, 본 발명의 범위는 후술하는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스로서,
    증발 도가니 ― 상기 증발 도가니는 상기 금속 또는 금속 합금을 증발시키도록 구성됨 ―; 및
    분배 파이프를 포함하고,
    상기 분배 파이프는 상기 분배 파이프의 길이를 따라 제공되는 하나 또는 그 초과의 배출구들을 갖고, 상기 분배 파이프는 상기 증발 도가니와 유체 연통하고;
    상기 분배 파이프는 제 1 외측 튜브 및 제 1 내측 튜브를 포함하고, 그리고
    상기 분배 파이프 및 상기 증발 도가니는 하나의 단일 피스로 제공되는,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발 도가니는 제 2 외측 튜브 및 제 2 내측 튜브를 더 포함하는,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 증발 도가니의 제 2 외측 튜브 및 제 2 내측 튜브는 상기 하나의 단일 피스의 부분으로서 제공되는,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단일 피스는 용접 또는 소결에 의해 제공되는,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 파이프는 상기 제 1 내측 튜브 내부에 배열되는 제 1 가열 엘리먼트를 더 포함하고, 그리고/또는 상기 증발 도가니는 상기 제 2 내측 튜브 내부에 배열되는 제 2 가열 엘리먼트를 더 포함하는,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 도가니 및 상기 분배 파이프는 몰리브덴 또는 탄탈륨으로 제조되는,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 배출구들은 증발 방향을 따라 연장되는 노즐들인,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 증발 방향은 본질적으로 수평인,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 파이프는 상기 하나 또는 그 초과의 배출구들을 포함하는 증기 분배 샤워헤드이고, 특히 상기 증기 분배 샤워헤드는 상기 금속 또는 금속 합금의 증기를 위한 선형 소스를 제공하는 선형 증기 분배 샤워헤드인,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 파이프는 개구를 포함하고, 상기 개구는 상기 증발 소스 내로 또는 상기 도가니 내로 증발 재료를 채우기 위해 스크루 또는 볼트로 밀봉가능한,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
  11. 금속들 또는 금속 합금들을 위한 증발 소스 어레이로서,
    제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제 1 증발 소스; 및
    제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 제 2 증발 소스를 포함하며,
    상기 제 1 증발 소스의 하나 또는 그 초과의 배출구들 중 적어도 제 1 배출구와 상기 제 2 증발 소스의 하나 또는 그 초과의 배출구들 중 적어도 제 2 배출구는 25 ㎜ 또는 그 미만의 거리를 갖는,
    금속들 또는 금속 합금들을 위한 증발 소스 어레이.
  12. 제 11 항에 있어서,
    분배 파이프들은 증발 동안 축을 중심으로 회전가능하고; 그리고
    상기 증발 소스 어레이는,
    상기 분배 파이프들을 위한 하나 또는 그 초과의 지지부들을 더 포함하고, 상기 지지부는 제 1 드라이브에 연결가능하거나 또는 상기 제 1 드라이브를 포함하고, 상기 제 1 드라이브는 상기 하나 또는 그 초과의 지지부들 및 상기 분배 파이프들의 병진 이동을 위해 구성되는,
    금속들 또는 금속 합금들을 위한 증발 소스 어레이.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 따른 증발 소스 어레이를 동작시키는 방법으로서,
    제 1 증발 소스의 증발되는 재료는 Ag이고, 그리고 제 2 증발 소스의 증발되는 재료는 Mg인,
    증발 소스 어레이를 동작시키는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 증발 소스의 증발되는 재료 및 상기 제 2 증발 소스의 증발되는 재료는
    Figure pct00016
    의 비율로 증발되는,
    증발 소스 어레이를 동작시키는 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 파이프는, 삼각형의 부분에 대응하는 메인 섹션을 갖는, 상기 분배 파이프의 길이에 수직하는 비-원형 단면을 갖고, 특히 상기 분배 파이프의 길이에 수직하는 단면은 라운딩된 모서리들 및/또는 컷-오프 모서리들을 갖는 삼각형인,
    금속 또는 금속 합금을 위한 증발 소스.
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