KR20210089748A - 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스, 증기 소스를 위한 노즐, 진공 증착 시스템, 및 증발 재료를 증착하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서 설명되는 실시예들은 진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100)에 관한 것이다. 증기 소스(100)는 복수의 노즐들을 갖는 분배 파이프(110)를 포함하며, 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐은, 노즐 축(A)을 따라 연장되며 증기 방출 개구(123)를 갖는 제1 노즐 섹션(121) ― 증기 방출 개구(123)는 증발 재료의 플룸(115)을 방출하도록 구성됨 ―, 및 제1 노즐 섹션(121)의 하류에 있으며, 적어도 섹션들에서 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소하는 치수를 갖는 성형 통로(125)를 포함하는 제2 노즐 섹션(122)을 포함한다. 실시예들은 추가로, 증기 소스를 위한 노즐, 증기 소스를 갖는 진공 증착 시스템, 및 진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스, 증기 소스를 위한 노즐, 진공 증착 시스템, 및 증발 재료를 증착하기 위한 방법
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 진공 증착 시스템에서 노즐을 빠져나가기 전에 증기 스트림을 지향시키고 성형(shape)하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 본 개시내용의 실시예들은 특히, 기판 상에 증발 재료, 예컨대 유기 재료를 증착하기 위한 증기 소스에 관한 것이다. 추가 실시예들은 증기 소스를 위한 노즐들, 증기 소스를 갖는 진공 증착 시스템들, 및 진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하는, 특히 분자 유동 상황(regime)에서 증기 분자 궤적들을 성형하기 위한 방법들에 관한 것이다. 실시예들은 특히, 기판 상에서의, 특히 미세 금속 마스크를 통한 픽셀 패턴의 증착, 및 OLED(organic light-emitting diode) 디바이스들의 제조에 사용되는 증착 소스들 및 시스템들에 관한 것이다.
[0002] 기판 상에서의 층 증착 기술들은 예를 들어 열 증발, PVD(physical vapor deposition) 및 CVD(chemical vapor deposition)를 포함한다. 코팅된 기판들은 여러 애플리케이션들 및 여러 기술 분야들에서 사용될 수 있다. 예컨대, 코팅된 기판들은 OLED(organic light emitting diode) 디바이스들의 분야에서 사용될 수 있다. OLED들은 정보를 디스플레이하기 위해 텔레비전 화면들, 컴퓨터 모니터들, 휴대 전화들, 다른 핸드헬드 디바이스들 등의 제조에 사용될 수 있다. OLED 디스플레이와 같은 OLED 디바이스는, 모두 기판 상에 증착되는 두 전극들 사이에 위치된 유기 재료의 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다.
[0003] 프로세싱 중에, 기판은 마스크와 정렬하여 기판을 유지하도록 구성된 캐리어 상에 지지될 수 있다. 증기 소스로부터의 증기는 마스크를 통해 기판 쪽을 향하게 되어 기판 상에 패터닝된 막을 생성한다. 하나 이상의 재료들이 하나 이상의 마스크들을 통해 기판 상에 증착되어 작은 픽셀들을 생성할 수 있으며, 이는 개별적으로 처리되어 풀 컬러 디스플레이들과 같은 기능적 디바이스들을 생성할 수 있다. 픽셀의 전체 영역에 걸쳐 균일한 두께 및 거의 수직 벽들을 갖는 명확하게 정의된 픽셀들을 생성하는 것이 디스플레이 품질에 유리하다. 이 결과를 달성하기 위해, 증기 분자들은 유리하게는, 마스크를 언더컷하거나 마스크 가장자리들로 부분적으로 막히지 않아, 픽셀들 사이의 공간에서 증착을 발생시키거나 둥근 가장자리들을 갖는 픽셀들을 야기해야 한다. 실제로 이것은, 기판의 평면에 수직이거나 수직으로부터 작은 각도 편차, 이를테면 30° 내에 있는 증기 분자 궤적이 유리하다는 것을 의미한다.
[0004] 공지된 증착 시스템들은 증기 소스의 노즐들과 마스크 사이에 위치된 냉각 배플판(cooled baffle plate)들을 사용하여, 기판의 평면에 대한 법선에 대해 허용 가능한 원뿔 각도 내에서 궤적들을 갖는 그러한 분자들만이 배플들을 통과하게 하고 배플판들 상의 응축물로서 더 낮은 각도 궤적들을 갖는 분자들을 모으는 동안 기판 상에 응축될 수 있게 한다. 이 방법의 한 가지 단점은, 소스에서 생성된 증기의 50%를 넘는 증기가 기판 상에 증착되는 대신 배플들 상에 응축물로서 모일 수 있다는 점이다.
[0005] 위의 내용을 고려하여, 고품질 디바이스들을 제조하기 위한 증발 프로세스들의 향상된 정밀도 및 예측 가능성뿐만 아니라, 예컨대 배플판들 상에서의 응축으로 인한 재료 손실의 감소가 유리할 것이다.
[0006] 위의 내용을 고려하여, 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스, 증기 소스를 위한 노즐, 진공 증착 시스템뿐만 아니라, 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법이 제공된다.
[0007] 본 개시내용의 한 양상에 따르면, 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스가 제공된다. 증기 소스는 복수의 노즐들을 갖는 분배 파이프를 포함하며, 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐은, 노즐 축을 따라 연장되며 증기 방출 개구를 갖는 제1 노즐 섹션, 및 제1 노즐 섹션의 하류에 있는 제2 노즐 섹션을 갖는다. 제2 노즐 섹션은, 적어도 섹션들에서 노즐 유출구 쪽으로 감소하는 치수를 갖는 성형 통로를 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 한 양상에 따르면, 증기 소스를 위한 노즐이 제공된다. 노즐은 노즐 축을 따라 연장되는 노즐 채널을 갖는 제1 노즐 섹션, 및 증발 재료의 플룸(plume)을 방출하기 위한 오리피스(orifice)로서 구성된 증기 방출 개구, 그리고 제1 노즐 섹션의 하류에 있으며 성형 통로 및 노즐 유출구를 포함하는 제2 노즐 섹션을 포함하며, 성형 통로는 오리피스에 의해 방출되는 증발 재료의, 노즐 축에 대한 방향성을 개선하도록 구성된 형상을 갖는다.
[0009] 본 개시내용의 추가 양상에 따르면, 진공 증착 시스템이 제공된다. 진공 증착 시스템은 진공 챔버, 복수의 노즐들을 가진 분배 파이프를 갖는 증기 소스, 및 이송 경로를 따라 진공 챔버 내에서 증기 소스를 이동시키기 위한 제1 구동부와 증기 소스의 분배 파이프를 회전시키기 위한 제2 구동부 중 적어도 하나를 포함한다. 증기 소스 및/또는 노즐들은 본 명세서에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 구성될 수 있다.
[0010] 본 개시내용의 추가 양상에 따르면, 진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 복수의 노즐들에 의해 증발 재료를 기판 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하며, 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐은, 노즐 축을 따라 연장되는 제1 노즐 섹션 및 제1 노즐 섹션의 하류에 있는 제2 노즐 섹션을 포함한다. 증발 재료의 플룸이 제1 노즐 섹션에 의해 방출되고, 노즐 축에 대한 증발 재료의 플룸의 방향성이 제2 노즐 섹션에 의해 개선되며, 제2 노즐 섹션은, 적어도 부분적으로 노즐 유출구 쪽으로 감소하는 치수를 갖는 성형 통로를 포함한다.
[0011] 본 개시내용의 추가 양상들, 이점들 및 특징들은 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0012] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관련되며 다음에 설명된다.
[0013] 도 1은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 증기 소스의 일부의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0014] 도 2는 도 1의 증기 소스의 개략적인 사시도이며, 증기 소스의 적어도 하나의 노즐을 절단도로 도시한다.
[0015] 도 3은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 증기 소스의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0016] 도 4는 분자 유동 상황에서 적용 가능한 분자 궤적 확률 모델을 예시한다.
[0017] 도 5a - 도 5c는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따라 진공 증착 시스템을 사용하여 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법의 후속 스테이지들을 도시한다.
[0018] 도 6은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따라 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
[0019] 도 7은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 다양한 노즐들의 성형 효과를 예시하는 그래프이다.
[0020] 이제 본 개시내용의 다양한 실시예들에 대한 상세한 참조가 이루어질 것이며, 다양한 실시예들의 하나 이상의 예들은 도면들에 예시된다. 도면들의 다음 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개개의 실시예들에 관한 차이점들만이 설명된다. 각각의 예는 설명으로 제공되며 본 개시내용의 제한으로 여겨지는 것은 아니다. 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명되는 특징들은 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용되어 또 추가 실시예를 야기할 수 있다. 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
[0021] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "증발 재료"라는 용어는 증발되어 기판의 표면 상에 증착되는 재료로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 증발 재료는 기판 상에 증착되어 OLED 디바이스의 광학 활성 층을 형성하는 유기 재료일 수 있다. 이 재료는 예컨대, 복수의 개구들을 갖는 미세 금속 마스크와 같은 마스크를 사용함으로써, 미리 결정된 패턴으로 증착될 수 있다. 복수의 픽셀들이 기판 상에 증착될 수 있다. 증발 재료의 다른 예들은: ITO, NPD, Alq3 및 금속들, 이를테면 은 또는 마그네슘 중 하나 이상을 포함한다.
[0022] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "증기 소스" 또는 "증발 소스"라는 용어는 기판 상에 증착될 증발 재료를 제공하는 어레인지먼트(arrangement)로서 이해될 수 있다. 특히, 증기 소스는 기판 상에 증착될 증발 재료를 진공 챔버 내의 증착 영역으로 향하게 하도록 구성될 수 있다. 증발 재료는 증기 소스의 복수의 노즐들을 통해 기판 쪽으로 향하게 될 수 있다. 노즐들은 노즐 배출구들을 각각 가질 수 있는데, 이러한 노즐 배출구들은 증착 영역 쪽으로, 특히 코팅될 기판 쪽으로 향하게 될 수 있다.
[0023] 증기 소스는 기판 상에 증착될 재료를 증발시키는 증발기(또는 "도가니"), 및 도가니와 유체 연결되며 증발 재료의 플룸들을 진공 챔버 내의 증착 영역으로 방출하기 위한 복수의 노즐들로 증발 재료를 안내하도록 구성되는 분배 파이프를 포함할 수 있다.
[0024] 일부 실시예들에서, 증기 소스는 2개 이상의 분배 파이프들을 포함하며, 각각의 분배 파이프는 복수의 노즐들을 포함한다. 예를 들어, 각각의 분배 파이프는 2개 이상의 노즐들, 특히 10개 이상의 노즐들, 더욱 특히 30개 이상의 노즐들을 포함한다. 하나의 분배 파이프의 노즐들은 라인 소스가 제공되도록 선형 배열 또는 행으로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 증기 소스는 서로 나란히 배열된 2개 이상의 분배 파이프들을 포함하며, 2개 이상의 분배 파이프들 각각은 행으로 배열된 10개 이상의 노즐들을 포함한다.
[0025] "분배 파이프"라는 용어는 증발 재료를 안내하고 분배하기 위한 튜브 또는 파이프로서 이해될 수 있다. 특히, 분배 파이프는 증발 재료를 도가니로부터, 분배 파이프의 측벽을 통과하여 연장될 수 있는 복수의 노즐들로 안내할 수 있다. 복수의 노즐들은 통상적으로 적어도 2개 이상의 노즐들을 포함하고, 각각의 노즐은 기판의 표면에 본질적으로 수직인 노즐 축에 대응할 수 있는 주 방사 방향을 따라 증발 재료를 기판 쪽으로 진공 챔버에 방출하기 위한 노즐 유출구를 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따르면, 분배 파이프는 길이 방향으로, 특히 본질적으로 수직 방향으로 연장되는 선형 분배 파이프일 수 있다. 일부 실시예들에서, 분배 파이프는 실린더의 단면 형상을 갖는 파이프를 포함할 수 있다. 실린더는 원형 바닥 형상 또는 임의의 다른 적합한 바닥 형상, 예컨대 본질적으로 삼각형 바닥 형상을 가질 수 있다. 특히, 분배 파이프는 본질적으로 삼각형의 단면 형상을 가질 수 있다.
[0026] 일부 실시예들에서, 증기 소스는 본질적으로 수직 방향으로 각각 연장되는 2개 또는 3개의 분배 파이프들을 포함할 수 있다. 각각의 분배 파이프는 각각의 도가니와 유체 연결될 수 있어 서로 다른 재료들이 기판 상에 공동 증착될 수 있다. 제1 분배 파이프의 노즐들과 인접한 제2 분배 파이프의 노즐들이 서로 가깝게, 예컨대 5㎝ 이하의 거리에 배열될 수 있다.
[0027] 도 1은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따라 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100)의 일부의 개략적인 단면도이다. 증기 소스(100)는 본질적으로 수직 방향으로 연장될 수 있는 분배 파이프(110)를 포함한다. 대안으로, 분배 파이프는 다른 방향, 예컨대 본질적으로 수평 방향으로 연장될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 분배 파이프(110)는 본질적으로 수직인 라인 소스를 제공한다. 시스템의 풋프린트가 감소될 수 있고, 소형이고 공간 절약적인 증착 시스템이 제공될 수 있기 때문에 본질적으로 수직으로 연장되는 분배 파이프(110)가 유리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 증기 소스(100)는 이동 가능할 수 있는 소스 지지부 상에 지지되는 2개 이상의 분배 파이프들을 포함한다. 2개 이상의 분배 파이프들은 본질적으로 수직 방향으로 각각 연장될 수 있다.
[0028] 분배 파이프(110)는 복수의 노즐들을 포함한다. 복수의 노즐들은 증발 재료가 분배 파이프(110)의 내부 공간으로부터, 기판(10)이 배열되는 진공 챔버 내의 증착 영역(50)으로 향할 수 있게 한다. 일부 실시예들에서는, 10개 이상의 노즐들, 특히 30개 이상의 노즐들이 분배 파이프(110)에 제공될 수 있다. 복수의 노즐들은 분배 파이프(110)의 길이 방향을 따라 일렬 설정으로 배열될 수 있다.
[0029] 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따르면, 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐(120)은, 노즐 축(A)을 따라 연장되며 증기 방출 개구(123)를 갖는 제1 노즐 섹션(121)을 포함하며, 증기 방출 개구(123)는 증발 재료의 플룸(115)을 기판(10) 쪽으로 방출하도록 구성된다. 적어도 하나의 노즐(120)은 제1 노즐 섹션(121)의 하류에 있는 제2 노즐 섹션(122)을 더 포함하고, 제2 노즐 섹션(122)은 증발 재료의 플룸(115)을 성형하기 위한 성형 통로(125)를 포함한다. 성형 통로(125)는, 적어도 섹션들에서 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소하는 치수를 갖는다. 특히, 본질적으로 수직 방향(V)으로 성형 통로(125)의 치수는 제1 노즐 섹션(121)으로부터 노즐 유출구(126)를 향하는 방향으로 감소할 수 있다.
[0030] 증기 방출 개구(123)는 증발 재료의 플룸(115)을 제1 노즐 섹션(121)으로부터 제2 노즐 섹션(122)으로 방출하도록 구성될 수 있으며, 노즐 채널(124)에서 오리피스, 예컨대 수축부로서 구성될 수 있다. 그러므로 제1 노즐 섹션(121)은 내부에 제1 증기압을 유지하도록 구성된 제1 압력 영역을 제공할 수 있고, 제2 노즐 섹션(122)은 증발 중에 내부에 제2 증기압을 유지하도록 구성된 제2 압력 영역을 제공할 수 있으며, 제1 노즐 섹션(121)과 제2 노즐 섹션(122)은 제1 노즐 섹션의 하류 단부에 제공된 오리피스에 의해 분리된다. 제2 증기압은 제1 증기압보다 예컨대, 2배 이상, 또는 심지어 10배 이상 더 낮을 수 있다.
[0031] 노즐 유출구(126)는 증발 재료가 기판(10) 쪽으로 전파될 수 있게, 증발 재료를 진공 챔버의 내부 볼륨 내로 방출하도록 구성될 수 있다. 진공 챔버는 내부에 제3 압력을 유지하도록 구성될 수 있으며, 제3 압력은 제2 노즐 섹션에서의 제2 증기압보다 통상적으로 2배 이상, 또는 심지어 10배 이상 더 낮다. 노즐 유출구(126)는 제2 노즐 섹션(122)의 하류 단부에 제공될 수 있으며, 내부에 제3 압력을 갖는 진공 챔버의 내부 볼륨을 제2 노즐 섹션(122) 내부의 제2 증기압 영역과 분리할 수 있다.
[0032] 적어도 하나의 노즐(120)은, 노즐 유출구(126)를 통해 적어도 하나의 노즐(120)을 빠져나가는 거의 모든 증기 분자 궤적들이 적어도 하나의 단면 평면에서(예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 연장되는 단면 평면에서), 특히 노즐 축(A)을 포함하는 모든 단면 평면들에서 원뿔 각도(α)(원뿔 정점 각도(α)) 내에 포함되도록, 노즐을 빠져나가기 전에 증기 스트림을 지향시키고 성형하도록 구성된다. 특히, 적어도 하나의 노즐을 빠져나가는 거의 모든 증기 분자들(예컨대, 증기 분자들의 70% 초과, 80% 초과 또는 90% 초과)은 (10° 내지 45°의 원뿔 반각(α/2)에 대응하는) 20° 내지 90°일 수 있는 원뿔 각도(α) 내에 포함될 수 있다. 원뿔 각도(α)는 예컨대, 제2 노즐 섹션의 성형 통로(125)의 내부 형상을 그에 따라 구성함으로써 선택 가능할 수 있다.
[0033] 적어도 하나의 노즐(120)에 의해 방출되는 거의 모든 증기 분자들을 포함하는 원뿔 각도(α)는 통상적으로 20° 내지 90°, 특히 30° 내지 70°의 범위일 수 있으며, 노즐 축(A)은 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 원뿔의 중심 축을 정의한다.
[0034] 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 증기 소스(100)는 통상적으로, 증기 방출 개구(123)에 의해 방출되어 제2 노즐 섹션(122)에 진입하는 증발 재료의 플룸(115)이 자유 분자 유동("분자 유동 상황")을 형성하게 하는 압력에서 작동된다. 즉, 플룸(115)의 분자들의 평균 자유 경로는, 개개의 분자들이 제2 노즐 섹션(122)에서 직선들로 이동하는 것으로 간주될 수 있고 분자 간 충돌들이 본질적으로 무시될 수 있도록 충분히 크다. 특히, 증기 소스는 통상적으로, 제2 노즐 섹션(122)에서 그리고 진공 챔버의 내부 볼륨에서 분자 유동 상황을 제공하는 압력에서 작동된다. 구체적으로, 제2 노즐 섹션 내의 제2 증기압은 1㎩ 미만, 특히 0.1㎩ 이하, 더욱 특히 0.01㎩ 이하일 수 있다. 진공 챔버 내의 제3 압력은 제2 노즐 섹션(122) 내의 제2 증기압 미만, 예컨대 0.1㎩ 이하, 특히 0.001㎩ 이하일 수 있다.
[0035] 다른 한편으로, 분배 파이프(110) 내부의 그리고/또는 제1 노즐 섹션(121) 내부의 제1 압력은 1㎩ 이상일 수 있다. 그 압력에서는, 분자 간 충돌들이 충분하므로, 점성 유동 모델이 분자 유동 상황보다 증기 분자들의 움직임을 더욱 잘 설명한다. 특히, 분자 간 충돌들은 통상적으로 제1 노즐 섹션 내에서는 무시될 수 없다.
[0036] 다음에는, 적어도 하나의 노즐(120)의 동작의 기반이 되는 물리학이 도 4를 간략하게 참조하여 간략하게 설명될 것이다.
[0037] 표면 온도가 응축을 방지하기에 충분히 높은 경우, 표면(301)을 타격하는 증기 분자들이 표면(301)에 충돌하여 단지 순간적으로만 표면(301) 상에 남는다. 분자 유동 상황에서, 분자들은 확률 함수가 (cosine θ)N 형상에 접근하는 방향으로 표면을 벗어나며, 여기서 N은 통상적으로 1 내지 3이고, θ는 분자들이 표면을 벗어나는 각도이다. 이에 따라, 벗어나는 방향은 들어오는 방향과 완전히 독립적이다.
[0038] 그러므로 분자 유동 상황에서, 분자는 가열된 표면을 임의의 방향으로 벗어날 수 있다. 분자 궤적의 확률은 도 4에 도시된 벡터들(302)의 길이에 비례한다. 벡터 종점들의 자취는 상기 (cosine θ)N 함수로 설명되며, 여기서 N은 통상적으로 1 내지 3이고, θ는 표면으로부터의 각도이다. 그러나 이 확률 모델은 압력들이 전이 유동 또는 점성 유동 상황들로 상승함에 따라 분자 거동을 정확하게 반영하지 않는다.
[0039] 도 4에 도시된 궤적 확률 모델을 도 1에 도시된 적어도 하나의 노즐(120)의 기하학적 구조에 적용하는 것은, 증기 방출 개구(123)에 의해 방출된 플룸(115)을 성형하는 성형 통로(125)를 제공하는 제2 노즐 섹션(122)이 증기 궤적 제어의 상당한 개선을 가능하게 함을 예시한다. 특히, 성형 통로(125)의 치수가 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소하기 때문에, 노즐 공동의 벽들 상의 분자들이 원하는 최대 원뿔 각도 이외의 각도들에서 노즐을 빠져나갈 확률이 훨씬 감소된 기하학적 구조가 생성된다. 특히, 성형 통로(125)의 치수는 노즐 유출구 쪽으로 점진적으로 그리고 지속적으로 감소할 수 있다. 특히, 성형 통로(125)의 측벽들(127)의 경사는 예컨대, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 측벽들(127)이 최종적으로 노즐 축(A)에 본질적으로 수직이 될 수 있을 때까지, 노즐 축(A)에 대해 점진적으로 더 경사지게 될 수 있다. 증기 방출 개구(123)로부터 노즐 유출구(126)로 직접 이동하지 않는 분자들은 성형 통로(125)의 내부 측벽들과 접촉하고 도 4에 예시된 확률 모델에 따른 궤적들을 따라 공동 내에서 이동한다. 분자들은 미리 정의된 최대 원뿔 각도보다 큰 각도들로, 그러나 크게 감소된 확률들로 노즐을 빠져나갈 수 있다(도 1의 점선들 참조). 노즐 공동 내에는 분자들이 남아 있지 않다. 오히려, 분자들은 주로 높은 확률 궤적이 허용 가능한 탈출 원뿔 각도에 대응하는 경우에 노즐을 빠져나갈 때까지, 성형 통로(125)의 한 측면에서 성형 통로(125)의 다른 측면으로 이동한다. 도 1에서, 증기 분자들의 대부분(70% 초과, 80% 초과 또는 90% 초과)은 노즐 축(A)에 대해 ±10° 내지 ±40° 범위에 대응할 수 있는 원뿔 각도(α) 내에서 노즐을 벗어날 것이다.
[0040] 성형 통로(125)의 포물선 형상 윤곽은 표면을 벗어나는 분자들에 대한 그리고 특히, 노즐 유출구 근처의 포지션으로부터 직접 성형 통로(125)를 벗어나는 분자들에 대한 낮은 각도 분자 궤적들의 확률을 더 감소시킬 수 있다. 예를 들어, ±10°의 각도를 넘어 50%의 낮은 각도 방사를 가질 수 있는 직선 벽 노즐 형상과 비교하여, 포물선 노즐 형상은 노즐 축에 대해 ±10°의 각도를 넘어 33% 이하의 낮은 각도 방사를 제공할 수 있다.
[0041] 도 1로 돌아가면, 제2 노즐 섹션(122)은 증기 방출 개구(123)에 의해 방출된 증발 재료의 플룸(115)을 성형하도록 구성된, 대향하여 배열되는 측벽들(127)을 가질 수 있다. 측벽들(127) 간의 거리는 제1 노즐 섹션(121)으로부터 멀어져 노즐 유출구(126)를 향하는 방향으로, 특히 연속적으로 그리고 점진적으로, 특히 노즐 유출구까지 적어도 섹션들에서 감소할 수 있다. 특히, 측벽들(127) 간의 거리는 제1 노즐 섹션에서 노즐 유출구까지 연속적으로 감소할 수 있어, 제2 노즐 섹션은 노즐 유출구(126)의 포지션에서 가장 작은 치수를 갖는다. 특히, 성형 통로(125)의 측벽들(127)의 경사는 노즐 축(A)에 대해 점진적으로 더 경사지게 되고 최종적으로 노즐 축(A)에 본질적으로 수직이 될 수 있다. 분자들이 노즐 축에 대해 큰 각도로 노즐을 벗어날 확률은 감소될 수 있다. 특히, 측벽들(127) 간의 거리는 제1 거리(D1)에서 제1 거리(D1)의 절반 미만, 특히 제1 거리의 1/4 미만일 수 있는 제2 거리(D2)로 감소할 수 있다.
[0042] 노즐 축(A)을 포함하는 단면 위치에서, 특히 노즐 축(A)을 포함하는 수직 단면 평면에서 성형 통로(125)의 치수들(D1/D2)이 측정된다. 일부 실시예들에서, 성형 통로(125)의 치수는 노즐 축을 포함하는 모든 단면 평면들에서 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소할 수 있다. 예를 들어, 성형 통로(125)는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 노즐 유출구(126)를 향해 감소하는 클리어 직경으로, 특히 제2 노즐 섹션(122)의 입구에서부터 노즐 유출구(126)까지 연속적으로 감소하는 클리어 직경으로 노즐 축(A)에 대해 회전 대칭일 수 있다.
[0043] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 성형 통로(125)의 치수는 제1 치수(D1), 특히 15㎜ 이상에서부터 제2 치수(D2), 특히 6㎜ 이하까지 연속적으로 감소한다. 앞서 언급한 바와 같이, 성형 통로(125)의 치수는 노즐 축을 포함하는 적어도 하나의 단면 평면(예컨대, 수직 단면 평면)에서 측정된다. 일부 실시예들에서, 성형 통로의 치수는 노즐 축(A)을 포함하는 모든 단면 평면들에서 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소한다. 성형 통로의 가장 작은 치수, 예컨대 6㎜ 이하, 특히 일부 실시예들에서는 2㎜ 이하가 노즐 유출구(126)의 포지션에서 제공될 수 있다.
[0044] 일부 실시예들에서, 노즐 축(A)에 대한 성형 통로의 측벽들(127)의 경사는 도 1의 단면도로 도시된 바와 같이, 노즐 유출구(126) 쪽으로, 예컨대 노즐 유출구 근처의 포지션에서 10° 내지 40°의 제1 각도에서 60° 내지 90°의 제2 각도로 증가한다. 예를 들어, 측벽들(127)은 노즐 유출구(126)에 인접한 포지션에서 노즐 축에 본질적으로 수직으로 연장될 수 있다.
[0045] 일부 실시예들에서, 성형 통로(125)는 증기 방출 개구(123)에 의해 방출되는 증발 재료의, 노즐 축(A)에 대한 방향성을 개선하도록 구성된 형상을 갖는 노즐 공동을 제공한다. 본 명세서에서 사용되는 "노즐 공동"이라는 용어는 (증기 방출 개구(123)에 의해 제공되는) 증기 입구 및 (노즐 유출구(126)에 의해 제공되는) 증기 출구를 갖는 내부 노즐 공간으로 이해될 수 있으며, 증기 입구 및 증기 출구는 노즐 공동의 중앙 영역의 면적보다 작은, 노즐 축(A)에 수직인 영역을 갖는다. 노즐 축(A)에 대해 미리 정의된 최대 각도(α/2)보다 큰 각도로 노즐 공동에 들어간 분자들은, 분자들이 통상적으로 미리 정의된 최대 각도(α/2)보다 작은, 즉 원뿔 각도(α) 이내의 다른 각도로 노즐 공동을 벗어날 수 있을 때까지 측벽들(127) 사이의 노즐 공동 내부에서 여러 번 전파될 수 있다.
[0046] 본 명세서에서 사용되는 "노즐 축(A)에 대한 증발 재료의 방향성을 개선하는"이라는 용어는, 증기 방출 개구(123)를 통해 제2 노즐 섹션(122)에 들어가는 분자들과 비교하여 노즐 축(A)에 대한 미리 정의된 최대 원뿔 각도(α/2)보다 작은(즉, 원뿔 각도(α) 내의) 각도로 더 많은 증기 분자들이 제2 노즐 섹션(122)을 빠져나가는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 제2 노즐 섹션을 빠져나가는 플룸(115)의 방향성은 증기 방출 개구(123)를 통해 제2 노즐 섹션(122)에 진입한 플룸(115)의 방향성에 비해 더 양호하다.
[0047] 특히, 노즐 공동의 기하학적 구조는, 증기 분자 궤적들이 성형되어 정렬되도록 구성되는데, 노즐은 증기 플럭스(flux)가 노즐 축(A)에 대해 잘 정의되고 제어 가능한 그리고/또는 통상적으로 좁은 원뿔 각도로 노즐을 빠져나가는 높은 비율에 집중하도록 작용한다. 예를 들어, 노즐 공동은 다음 중 하나 이상이 적용되는 내부 형상을 가질 수 있다: (1) 플룸 플럭스의(즉, 증기 분자들의) 70% 초과가 노즐 축을 포함하는 적어도 하나의 단면 평면에서(예컨대, 수직 평면에서), 특히 노즐 축을 포함하는 모든 단면 평면들에서 노즐 축(A)에 대해 ±12.5° 이하의 각도로 노즐을 빠져나간다. 이 경우, 노즐을 빠져나가는 증기 원뿔의 미리 정의된 원뿔 각도(α)는 25°이다; (2) 플룸 플럭스의(즉, 증기 분자들의) 90% 초과가 노즐 축을 포함하는 적어도 하나의 단면 평면에서(예컨대, 수직 평면에서), 특히 노즐 축을 포함하는 모든 단면 평면들에서 노즐 축(A)에 대해 ±25° 이하의 각도로 노즐을 빠져나간다. 이 경우, 노즐을 빠져나가는 증기 원뿔의 원뿔 각도(α)는 50°이다; (3) 플룸 플럭스의 95% 초과가 노즐 축을 포함하는 적어도 하나의 단면 평면에서(예컨대, 수직 평면에서), 특히 노즐 축을 포함하는 모든 단면 평면들에서 노즐 축(A)에 대해 ±30° 이하의 각도로 노즐을 빠져나간다. 이 경우, 노즐을 빠져나가는 증기 원뿔의 원뿔 각도(α)는 60°이다.
[0048] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 성형 통로(125)의 측벽들(127)은 적어도 부분적으로는 본질적으로 포물선 형상을 가질 수 있는데, 특히 상기 포물선의 정점은 본질적으로 노즐 유출구(126)의 포지션에 위치된다. 성형 통로(125)의 측벽들(127)의 포물선 형상은, 노즐을 빠져나가는 분자들의 방향성을 개선하고 미리 정의된 원뿔 각도 내에서 높은 비율의 플룸 플럭스를 더 잘 한정하는 데 도움이 된다. 특히, 분자들이 노즐 축에 대해 높은 각도로 제2 노즐 섹션을 빠져나갈 확률이 감소될 수 있다.
[0049] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 노즐은 하나보다 많은 성형 통로를 직렬로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 노즐 섹션은 제1 성형 통로 및 제1 성형 통로의 하류에 있는 제2 성형 통로를 포함할 수 있다. 특히, 성형 통로들의 캐스케이드가 제공될 수 있다. 각각의 성형 통로는 노즐 축에 대한 증발 재료의 방향성을 더 개선할 수 있다.
[0050] 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제1 성형 통로는, 적어도 섹션들에서 제2 성형 통로 쪽으로 감소하는 치수를 가질 수 있고, 제2 성형 통로는, 적어도 섹션들에서 노즐 유출구 쪽으로 감소하는 치수를 가질 수 있다. 제1 성형 통로에서 제2 성형 통로로의 전이 시에 증기 경로의 수축이 제공될 수 있어, 제1 성형 통로가 증발 재료의 플룸을 제2 성형 통로로 방출할 수 있으며, 여기서 플룸이 추가로 성형될 수 있다.
[0051] 구현들에서, 노즐은 (적어도 2개의) 포물선 형상의 성형 통로들의 캐스케이드를 직렬로 포함할 수 있으며, 각각의 성형 통로의 치수는 제1 노즐 섹션으로부터 멀어지는 방향으로 감소한다. 각각 분자 유동 상황에서 작동하도록 구성되는 연속적인 성형 통로들은 노즐을 빠져나가는 증기 분자들의 대부분을 정의된 원뿔 각도 내에 더 한정하기 위해, 각각의 선행 성형 통로의 성형을 개선(refine)할 수 있다.
[0052] 본 명세서에서 설명되는 다른 구현들과 조합될 수 있는 일부 구현들에서, 제1 노즐 섹션(121)은 노즐 축(A)을 따라 연장되는 노즐 채널(124)을 포함하고, 증기 방출 개구(123)는 증발 재료의 플룸(115)을 제2 노즐 섹션(122)으로 방출하기 위한 오리피스로서 구성된다. 오리피스는 노즐 채널(124)의 하류 단부에 제공될 수 있고 노즐 채널(124)에서 수축부로서 구성될 수 있다. 노즐 축(A)에 수직인 단면 평면에서의 오리피스의 크기는 노즐 채널의 크기보다 예컨대, 2배 이상, 특히 10배 이상 더 작을 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 노즐 축(A)에 수직인 단면 평면에서의 오리피스의 크기는 노즐 축(A)에 수직인 단면 평면에서 노즐 유출구(126)의 크기보다 예컨대, 2배 이상, 특히 10배 이상 더 작을 수 있다.
[0053] 일부 실시예들에서, 노즐 유출구(126)는 증기 방출 개구(123)의 중심에 대해 20° 이상 90° 이하의 원뿔 각도(α), 특히 30° 이상 70° 이하의 원뿔 각도(α)를 제공할 수 있다. 즉, 노즐 축에 대해 노즐 유출구에 의해 제공되는 원뿔 반각(α/2)은 ±10° 이상 ±45° 이하, 특히 ±15° 이상 ±35° 이하일 수 있다. 이에 따라, 분자 유동 상황에서 작동될 때, 노즐 축(A)에 대해 α/2보다 작은 각도로 제2 노즐 섹션(122)에 들어가는 증기 분자는 통상적으로 성형 통로의 측벽에 충돌하지 않으면서 방해받지 않는 방식으로 노즐을 빠져나갈 것이다. 노즐 축(A)에 대해 α/2보다 큰 각도로 제2 노즐 섹션(122)에 진입하는 분자는 성형 통로의 적어도 하나의 측벽에 충돌할 것이고, 노즐 축(A)에 대해 α/2보다 작은, 즉 원뿔 각도(α) 이내의 각도로 제2 노즐 섹션을 벗어날 높은 확률을 갖는다. 노즐을 빠져나가는 플룸(115)의 방향성이 개선될 수 있다.
[0054] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 노즐 섹션(121)과 제2 노즐 섹션(122)은 열 접촉하거나 원피스 컴포넌트(one-piece component)로서 일체로 제공된다. 특히, 제1 노즐 섹션(121)과 제2 노즐 섹션(122)은 원피스 또는 일체형 금속 컴포넌트일 수 있다. 이에 따라, 제1 노즐 섹션(121)의 그리고 제2 노즐 섹션(122)의 내벽 상의 증기 응축이 방지될 수 있도록, 제1 노즐 섹션 및 제2 노즐 섹션은 증발 재료의 증발 온도보다 높은 본질적으로 동일한 온도로 유지될 수 있다. 따라서 분자 유동 영역에서 성형 통로(125)의 측벽(127)에 부딪히는 분자는 도 4에 예시된 확률 함수에 따라 일정 각도로 뜨거운 측벽을 곧바로 벗어날 것이다.
[0055] 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 성형 통로(125)에 의해 형성되는 노즐 공동은 제1 노즐 섹션(121)의 하류 부분으로서 노즐 축(A)에 수직인 동일한 단면 평면에 배열되는, 즉 제1 노즐 섹션(121)과 중첩되는, 적어도 성형 영역(128)을 가질 수 있다. 예를 들어, 성형 통로(125)의 측벽들(127)은 제1 포물선 섹션을 형성할 수 있으며, 제1 포물선 섹션의 정점은 본질적으로 노즐 유출구(126)에 배열되고, 성형 통로(125)의 측벽들(127)은 제2 포물선 섹션을 형성할 수 있으며, 제2 포물선 섹션의 정점은 본질적으로 증기 방출 개구(123)에 배열되며, 제2 포물선 섹션의 기울기는 제1 포물선 섹션의 기울기보다 작다. 증기 방출 개구(123)로부터 적어도 부분적으로는 분배 파이프(110)를 향하는 방향으로 연장되는 성형 영역(128)을 포함하는 성형 통로(125)의 측벽들(127)의 다른 형상이 유사하게 가능하다. 증기 분자들이 큰 각도들로 제2 노즐 섹션(122)을 벗어날 확률은 더욱 감소될 수 있다.
[0056] 도 2는 도 1의 증기 소스의 개략적인 사시도이며, 증기 소스(100)를 단면도로 부분적으로 도시한다. 특히, 내부 노즐 벽들의 형상을 예시하기 위해, 적어도 하나의 노즐(120)의 일부가 절개된다.
[0057] 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 증기 소스(100)는 증발 재료를 분배 파이프(110)로부터 기판(10) 쪽으로 향하게 하기 위한 적어도 하나의 노즐(120)을 갖는다. 적어도 하나의 노즐(120)은 노즐 축(A)을 따라 연장되는 노즐 채널(124)을 갖는 제1 노즐 섹션(121) 및 증발 재료의 플룸(115)을 방출하기 위한 오리피스로서 구성된 증기 방출 개구(123)를 갖는다. 적어도 하나의 노즐은 제1 노즐 섹션의 하류에 제2 노즐 섹션(122)을 더 갖는다. 제2 노즐 섹션(122)은 성형 통로(125) 및 노즐 유출구(126)를 포함하며, 성형 통로(125)는 오리피스에 의해 방출되는 증발 재료의, 노즐 축(A)에 대한 방향성을 개선하도록 구성된 형상을 갖는다.
[0058] 일부 실시예들에서, 성형 통로(125)의 치수(즉, 수직 방향(V)으로의 치수)는 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소될 수 있다. 이에 따라, 증기 분자들이 노즐 축(A)에 대해 큰 각도로 제2 노즐 섹션을 빠져나갈 확률이 감소될 수 있으며, 개선된 형상 및 더 가파른 픽셀 벽들을 갖는 픽셀들이 증착될 수 있다. 디스플레이 품질이 향상될 수 있다.
[0059] 도 2에 도시된 실시예에서, 증기 방출 개구(123) 및/또는 노즐 유출구(126)는 비원형 형상을 갖는다. 특히, 증기 방출 개구(123)와 노즐 유출구(126) 둘 다 슬릿 개구들일 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 슬릿 개구들의 개구 길이는 본질적으로 수평 방향(H)으로 연장되고, 슬릿 개구들의 개구 폭은 본질적으로 수직 방향으로 연장된다. 실시예들에서, 증기 방출 개구의 그리고/또는 노즐 유출구의 개구 길이와 개구 폭 간의 비는 5 이상이다.
[0060] 다른 실시예에서, 증기 방출 개구(123) 및/또는 노즐 유출구(126)는 노즐 축(A)에 대해 회전 대칭이 될 수 있다. 예를 들어, 증기 방출 개구(123) 및 노즐 유출구(126)는 노즐 축(A)을 중심으로 원통 또는 링의 형상을 가질 수 있다. 특히, 증기 방출 개구(123) 및/또는 노즐 유출구(126)는 둥글거나 원형일 수 있다.
[0061] 일부 실시예들에서, 노즐 채널(124) 및/또는 성형 통로(125)는 노즐 축(A)에 대해 회전 대칭이 된다. 예를 들어, 성형 통로(125)의 측벽들(127)은 노즐 축을 포함하는 각각의 단면 평면이 포물선 형상일 수 있다. 특히, 성형 통로(125)는, (적어도 부분적으로는) 노즐 축(A)을 중심으로 회전되며 정점이 노즐 유출구에 포지셔닝되는 포물선의 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 증발 재료의 플룸(115)은 노즐 축(A)에 수직인 수직 방향 및 수평 방향 모두로 성형될 수 있다. 특히, 플룸은 노즐 축(A)에 대해 잘 정의된 작은 원뿔 각도를 갖는 원뿔로서 노즐을 빠져나가도록 성형될 수 있다.
[0062] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 증기 방출 개구(123)는 노즐 축(A)을 따라 제1 치수를 그리고 (예컨대, 수직 방향(V)으로) 노즐 축에 대해 수직인 제2 치수를 가지며, 제1 치수와 제2 치수 간의 비는 1 이상, 특히 5 이상이다. 예를 들어, 증기 방출 개구(123)는, 노즐 축(A)을 따라 1㎜ 이상, 특히 5㎜ 이상에 걸쳐 연장되고 1㎜ 이하의 개구 폭을 갖는 오리피스로서 구성될 수 있다. 제2 노즐 섹션(122)에 들어가는 플룸(115)의, 노즐 축에 대한 방향성은 제1 치수와 제2 치수 간의 큰 비가 제공될 때 개선될 수 있는데, 이는 성형 통로에 의해 더 적은 성형이 이루어질 필요가 있기 때문이다.
[0063] 일부 실시예들에서, 증기 방출 개구(123)는 노즐 축(A)을 따라 원형 오리피스의 연장보다 더 작은 직경을 갖는 원형 오리피스이다. 이에 따라, 노즐 축에 대해 큰 각도로 제2 노즐 섹션(122)에 들어가는 분자들의 부분이 감소될 수 있으며, 제2 노즐 섹션(122)의 성형 통로(122)에 의해 더 적은 성형이 이루어질 필요가 있다.
[0064] 본 명세서에서 설명되는 적어도 하나의 노즐(120)은 다음의 이점들을 제공한다. 예컨대, 냉각 차폐판들 상에서의 응축으로 인해, 통상적으로 고가의 증발 재료(예컨대, 유기 재료)의 더 적은 부분이 낭비된다. 주어진 소스 온도에서의 유효 증착률이 증가될 수 있다. 예컨대, 규칙적인 간격들의 노즐들의 세척이 필요하지 않을 수 있기 때문에, 증기 소스의 작동 시간이 증가될 수 있다. 더 낮은 유효 증착률을 보상하기 위한 증발 온도의 상승이 요구되지 않을 수 있다. 시간 경과에 따라 프로세스 결과들을 변화시킬 수 있는 응축이 발생하는 냉각 배플들이 없다. 세척에 더 짧은 프로세스 시간이 필요하여, 스루풋이 증가될 수 있다. 입자 오염의 위험이 감소될 수 있다. 예컨대, 차폐판들 또는 배플판들이 더 적게 필요하거나 전혀 필요하지 않을 수 있기 때문에, 기계 비용들이 감소될 수 있다. 시스템 신뢰도가 높아질 수 있다.
[0065] 본 명세서에서 설명되는 실시예들에서, 표면 돌기들로부터의 원치 않는 산란을 감소시키거나 방지하도록 성형 통로(125)의 측벽들(127)은 매끄러울 수 있다. 예를 들어, 성형 통로의 표면의 평균 거칠기는 1.5㎛ 이하일 수 있다.
[0066] 도 3은 복수의 노즐들(116)을 갖는, 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 증기 소스(100)의 개략적인 단면도이다. 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐(120)은 본 명세서에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 구성될 수 있다. 특히, 증기 소스(100)의 분배 파이프(110)에 제공된 2개, 5개 또는 그 이상의 노즐들은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따라 구성될 수 있다.
[0067] 복수의 노즐들(116)은 각각의 노즐의 노즐 축(A)을 따라 증착 영역(50) 쪽으로 연장되고 각각의 노즐의 주 증발 방향을 정하는 노즐 채널을 각각 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 노즐 축은 기판(10) 쪽으로 본질적으로 수평 방향으로 연장될 수 있다. 증발 재료의 복수의 플룸들은 분배 파이프(110)의 내부 공간으로부터 복수의 노즐들(116)을 통해 기판(10) 쪽으로 향하게 될 수 있다.
[0068] 구현들에서, 증기 소스(100)와 기판(10) 사이에 마스크가 배열될 수 있으며, 마스크는 기판 상에 증착될 픽셀 패턴을 정하는 개구 패턴을 갖는 FMM일 수 있다. 예를 들어, 마스크는 100,000개 이상의 개구들, 특히 1,000,000개 이상의 개구들을 가질 수 있다.
[0069] 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따르면, 복수의 노즐들(116) 중 적어도 하나의 노즐(120)은, 증발 재료의 플룸(115)을 방출하도록 구성된 제1 노즐 섹션(121), 및 증발 재료의 플룸(115)을 성형하도록 구성된 제2 노즐 섹션(122)을 가지며, 측벽(127)을 갖는 제2 노즐 섹션(122)의 성형 통로(125)는 노즐 축(A)에 대한 플룸(115)의 방향성을 개선하도록 성형된다. 즉, 노즐 축에 대해 미리 정의된 각도보다 큰 각도로 전파되는 증기 분자들을 갖는 플룸이 노즐을 빠져나갈 확률이 성형 통로에 의해 감소될 수 있다.
[0070] 특히, 성형 통로(125)의 치수는 특히, 노즐 축을 포함하는 모든 단면 평면들에서, 노즐 유출구 쪽으로 감소할 수 있다.
[0071] 복수의 노즐들(116)의 각각의 노즐은 대응하는 셋업을 가질 수 있는데, 즉 증발 재료의 플룸을 방출하도록 구성된 각각의 제1 노즐 섹션, 및 제1 노즐 섹션의 하류에 있는 각각의 제2 노즐 섹션을, 하나의 연관된 노즐의 증발 재료의 플룸을 각각 개별적으로 성형하기 위한 성형 통로와 함께 포함한다. 특히, 복수의 노즐들(116)은 적어도 하나의 노즐(120)과 동일한 구성을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 증기 소스는 공통 소스 지지부 상에서 서로 나란히 배열되는 2개, 3개 또는 그 이상의 분배 파이프들을 포함할 수 있다.
[0072] 이는 마스크의 섀도잉 효과를 감소시키고 픽셀 품질을 증가시키는 적어도 하나의 방향으로의 플룸들의 확산의 제한을 가능하게 한다. 예를 들어, 증착된 픽셀의 픽셀 에지의 섀도우는 제2 노즐 섹션에 의해 플룸이 성형되는 방향, 예컨대 수직 방향으로 3㎛, 특히 2.5㎛ 이하의 치수를 가질 수 있다. 그러나 높은 노즐 온도로 인해 재료가 적어도 하나의 노즐 상에 응축되지 않기 때문에, 재료의 비교적 높은 이용률이 달성될 수 있다.
[0073] 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 노즐 섹션(121)과 제2 노즐 섹션(122)은 열 접촉할 수 있고 그리고/또는 일체로 형성될 수 있는데, 예컨대 원피스 컴포넌트로서 일체로 제공될 수 있다. 증기 소스의 복수의 노즐들은 통상적으로 가열 디바이스에 의해 직접 또는 간접적으로 가열 가능할 수 있고 그리고/또는 분배 파이프(110)와 열 접촉한다. 증착 동안, 노즐 표면 상의 증발 재료의 응축을 방지하기 위해, 노즐들의 온도는 통상적으로 고온인데, 즉 증발 재료의 증발 온도와 같거나 더 높다. 노즐 표면 상의 증발 재료의 응축은 재료 축적으로 인한 노즐 직경의 폭의 감소로 이어질 수 있고, 결국 노즐의 막힘으로 이어질 수 있다.
[0074] 제2 노즐 섹션(122)을 제1 노즐 섹션(121)과 열 접촉하게 배열함으로써, 두 노즐 섹션들 모두가 노즐 표면 상의 증발 재료의 응축을 피하기에 적합한 유사한(높은) 온도로 유지될 수 있다. 예를 들어, 제1 노즐 섹션 및 제2 노즐 섹션은 금속과 같은 열 전도성 재료로 만들어질 수 있고 서로 직접 접촉할 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 제1 노즐 섹션과 제2 노즐 섹션은 일체로 형성된다. 예를 들어, 제1 노즐 섹션(121) 및 제2 노즐 섹션(122)을 포함하는 노즐은 예컨대, 금속으로 만들어진 원피스 컴포넌트로서 제공될 수 있다. 증착 동안 제1 노즐 섹션 및 제2 노즐 섹션의 유사한 온도들이 보장될 수 있다.
[0075] 일부 구현들에서, 제1 노즐 섹션(121)은 분배 파이프(110)의 가열된 부분과, 예컨대 분배 파이프의 벽과 열 접촉한다. 분배 파이프의 가열된 부분은 가열 디바이스에 의해 예컨대, 100℃ 이상, 특히 300℃ 이상, 더욱 특히 500℃ 이상의 온도로 가열 가능할 수 있다. 제2 노즐 섹션(122)은 제1 노즐 섹션(121)과 열 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제2 노즐 섹션(122)은 분배 파이프(110) 및 제1 노즐 섹션(121)을 통해 간접적으로 가열될 수 있다. 제1 노즐 섹션(121) 상의 그리고 제2 노즐 섹션(122) 상의 증발 재료의 응축은 감소되거나 회피될 수 있다.
[0076] 도 3에 도시된 바와 같이, 증기 소스(100)는 소스 지지부(105), 소스 지지부(105) 상에 지지되는 도가니(102) 및 분배 파이프(110)를 포함한다. 소스 지지부(105)는 증발 중에 소스 이송 경로를 따라 이동 가능할 수 있다. 대안으로, 증기 소스는 이동 기판을 코팅하도록 구성된 고정 소스일 수 있다.
[0077] 도 5a는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 증기 소스(100)를 포함하는 진공 증착 시스템(400)의 개략적인 평면도를 도시한다. 진공 증착 시스템(400)은 증기 소스(100)가 제공되는 진공 챔버(101)를 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 증기 소스(100)는 코팅될 기판(10)이 배열되는 증착 영역(50)을 지나 병진 운동하도록 구성된다. 대안으로 또는 추가로, 증기 소스(100)는 회전축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 특히, 증기 소스(100)는 소스 이송 경로를 따라 수평 방향(H)으로 병진 운동하도록 구성될 수 있다.
[0078] 일부 실시예들에서, 진공 증착 시스템(400)은 소스 이송 경로를 따라 진공 챔버(101) 내에서 증기 소스(100)를 이동시키기 위한 제1 구동부(401) 및 증기 소스(100)의 분배 파이프(110)를 회전시키기 위한 제2 구동부(403) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 분배 파이프(110)는 기판(10)과 마스크(11)가 배열되는 제1 증착 영역(50)으로부터 제2 기판(20) 및 제2 마스크(21)가 배열될 수 있는 증기 소스(100)의 반대 측의 제2 증착 영역(51)으로 회전될 수 있다.
[0079] 증기 소스(100)는 본 명세서에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 구성될 수 있어, 여기서는 반복되지 않는 위의 설명들이 참조될 수 있다. 또한, 증기 소스(100)는 본 명세서에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 노즐들을 갖는 분배 파이프를 포함할 수 있어, 여기서는 반복되지 않는 위의 설명들이 참조될 수 있다.
[0080] 실시예들에 따르면, 증기 소스(100)는 도가니(102) 또는 2개 이상의 도가니들, 및 분배 파이프(110) 또는 2개 이상의 분배 파이프들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 5a에 도시된 증기 소스(100)는 2개의 도가니들 및 서로 나란히 배열된 2개의 분배 파이프들을 포함한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 증발 재료를 수용하기 위해 진공 챔버(101) 내에 기판(10)과 제2 기판(20)이 제공될 수 있다.
[0081] 실시예들에 따르면, 기판(10)과 증기 소스(100) 사이에 기판(10)을 마스킹하기 위한 마스크(11)가 제공될 수 있다. 마스크(11)는 미리 결정된 배향으로, 특히 본질적으로 수직 배향으로 마스크 프레임에 의해 유지될 수 있다. 실시예들에서, 마스크(11)를 지지하고 변위시키기 위해 하나 이상의 트랙들이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 5a에 도시된 실시예는 증기 소스(100)와 기판(10) 사이에 배열된 마스크 프레임에 의해 지지되는 마스크(11), 및 증기 소스(100)와 제2 기판(20) 사이에 배열된 제2 마스크 프레임에 의해 지지되는 제2 마스크(21)를 갖는다. 기판(10) 및 제2 기판(20)은 진공 챔버(101) 내에서 각각의 이송 트랙들 상에 지지될 수 있다.
[0082] 실시예들에서는, 이를테면 OLED 제조 시스템에서 기판 상에 재료를 증착하기 위해 마스크들이 사용된다면, 마스크는 약 50㎛ x 50㎛ 이하의 크기를 갖는 픽셀 개구들을 갖는 픽셀 마스크일 수 있다. 일례로, 픽셀 마스크는 약 40㎛의 두께를 가질 수 있다. 증발 동안, 마스크(11)와 기판(10)은 통상적으로 접촉한다. 그러나 마스크의 두께 및 픽셀 개구들의 크기를 고려하면, 픽셀 개구들을 둘러싸는 벽들이 픽셀 개구들의 외측 부분을 가로막는 섀도잉 효과가 나타날 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 노즐들은 마스크들 및 기판들 상의 증발 재료의 최대 충돌 각도를 제한하고 섀도잉 효과를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 증착 방법들에 따라 섀도우의 치수가 3㎛ 이하가 될 수 있다.
[0083] 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판은 본질적으로 수직 배향으로 재료로 코팅될 수 있다. 통상적으로, 분배 파이프들은 본질적으로 수직으로 연장되는 라인 소스들로서 구성된다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본 명세서에서 설명되는 실시예들에서, "수직으로"라는 용어는 특히, 기판 배향 또는 분배 파이프의 연장 방향을 언급할 때, 20° 이하의, 예컨대 10° 이하의 수직 방향으로부터의 편차를 허용하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 수직 배향으로부터의 약간의 편차를 갖고 배열된 기판이 보다 안정한 증착 프로세스를 야기할 수도 있기 때문에 이러한 편차가 제공될 수 있다. 재료의 증착 동안의 본질적으로 수직 기판 배향은 수평 기판 배향과는 실질적으로 다르다. 기판의 표면은 하나의 기판 치수에 대응하는 하나의 방향으로 연장되는 라인 소스에 의해 그리고 다른 기판 치수에 대응하는 다른 방향을 따라 증발 소스의 병진 운동을 제공함으로써 코팅된다.
[0084] 일부 실시예들에서, 증기 소스(100)는 진공 증착 시스템(400)의 진공 챔버(101) 내에서 트랙 상에 제공될 수 있다. 트랙은 증기 소스(100)의 병진 운동을 위해 구성된다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 증기 소스(100)의 병진 운동을 위한 제1 구동부(401)가 트랙에 또는 소스 지지부(105)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 증기 소스는 증착 동안, 특히 선형 경로를 따라 코팅될 기판의 표면을 지나 이동될 수 있다. 기판 상에 증착된 재료의 균일성이 개선될 수 있다.
[0085] 도 5b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 증발 소스는 소스 이송 경로를 따라, 특히 수평 방향(H)으로 코팅될 기판을 지나 이동할 수 있다. 재료의 얇은 패턴은 도 5a에 도시된 소스 포지션으로부터 도 5b에 도시된 소스 포지션으로의 소스의 이동 중에 기판 상에 증발될 수 있다. 증발 재료의 플룸들의 확장들은 분배 파이프들에 제공되는 노즐들의 기하학적 구조에 의해 수직 방향으로 그리고/또는 수평 방향으로 제한될 수 있다. 특히, 증발 재료의 플룸들은 제1 노즐 섹션들에 의해 방출될 수 있고, 플룸들은 방향성을 개선하도록 그리고 각각의 성형 통로들을 갖는 제2 노즐 섹션들에 의해 큰 각도의 궤적들로 전파되는 분자들의 부분을 감소시키도록 성형될 수 있다.
[0086] 도 5c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 증기 소스(100)의 분배 파이프들은 제2 기판(20)이 배열되는 제2 증착 영역(51) 쪽으로 향하게 되도록, 예컨대 수직 회전축을 중심으로 약 180°의 회전 각도만큼 회전할 수 있다. 증기 소스를 소스 이송 경로를 따라 도 5a에 도시된 소스 포지션으로 다시 이동시킴으로써 진공 챔버(101)의 제2 증착 영역(51)에서 제2 기판(20) 상에 코팅이 계속될 수 있다.
[0087] 진공 증착 시스템(400)은 예컨대, 2개 이상의 유기 재료들과 같은 2개 이상의 소스 재료들이 동시에 증발되는 프로세싱 방법들을 포함하는, OLED 디바이스 제조를 위한 애플리케이션들을 포함하는 다양한 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 예에서, 2개 이상의 분배 파이프들 및 대응하는 도가니들이 이동 가능한 소스 지지부(105) 상에서 서로 나란히 제공된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서는, 3개의 분배 파이프들이 서로 나란히 제공될 수 있으며, 각각의 분배 파이프는 증발 재료를 각각의 분배 파이프의 내부로부터 진공 챔버의 증착 영역 내로 방출하기 위한 각각의 노즐 배출구들을 갖는 복수의 노즐들을 포함한다. 노즐들은 각각의 분배 파이프의 길이 방향을 따라, 예컨대 동일한 간격으로 제공될 수 있다. 적어도 일부 분배 파이프들은 서로 다른 증발 재료를 진공 챔버의 증착 영역으로 유입시키도록 구성될 수 있다.
[0088] 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 특히, 예컨대 대면적 기판들 상에서의 OLED 디스플레이 제조를 위한 유기 재료들의 증착에 관한 것이다. 일부 실시예들에 따르면, 대면적 기판들, 또는 하나 이상의 기판들을 지지하는 캐리어들은 0.5㎡ 이상, 특히 1㎡ 이상의 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 증착 시스템은 약 1.4㎡ 기판들(1.1m × 1.3m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.29㎡ 기판들(1.95m × 2.2m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7㎡ 기판들(2.2m × 2.5m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어 약 8.7㎡ 기판들(2.85m × 3.05m)에 대응하는 GEN 10의 기판들과 같은 대면적 기판들을 프로세싱하도록 적응될 수 있다. 훨씬 더 큰 세대들, 이를테면 GEN 11 및 GEN 12 그리고 대응하는 기판 면적들도 유사하게 구현될 수 있다.
[0089] 도 6은 진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다. 증기 소스는 본 명세서에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 증기 소스일 수 있다.
[0090] 이 재료는 도가니에서 가열되고 증발될 수 있으며, 증발 재료는 분배 파이프(110)를 거쳐 분배 파이프(110)에 제공된 복수의 노즐들을 통해 증착 영역 내로 전파될 수 있다.
[0091] 박스(610)에서, 증발 재료가 복수의 노즐들에 의해 기판 쪽으로 향하게 된다. 증발 재료의 플룸이 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐(120)의 제1 노즐 섹션(121)에 의해 방출된다. 적어도 하나의 노즐(120)은 노즐 축(A)을 따라 연장되는 제1 노즐 섹션(121), 및 제1 노즐 섹션(121)의 하류에 있는 제2 노즐 섹션(122)을 갖는다.
[0092] 박스(620)에서, 노즐 축(A)에 대한 증발 재료의 플룸의 방향성이 제2 노즐 섹션(122)에 의해 개선되며, 제2 노즐 섹션은, 적어도 섹션들에서 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소하는 치수를 갖는 성형 통로를 포함한다. 특히, 노즐 유출구(126)를 향한 방향으로 서로 접근할 수 있는 성형 통로의 측벽들(127)은 분자들이 측벽들에 충돌하여 노즐 축에 대해 큰 각도로 노즐을 빠져나갈 확률을 감소시킬 수 있다.
[0093] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 성형 통로(125)는 노즐 공동을 형성하며, 제1 노즐 섹션(121)에서의 제1 압력은 노즐 공동에서의 제2 압력보다 크고, 그리고/또는 노즐 공동에서의 제2 압력은 진공 챔버에서의 제3 압력보다 크다. 제1 압력은 제2 압력의 10배를 초과할 수 있고, 그리고/또는 제2 압력은 제3 압력의 10배를 초과할 수 있다.
[0094] 예를 들어, 제1 노즐 섹션에서의 제1 압력은 증기 분자들이 제1 노즐 섹션을 통해 전파하게 하는 점성 또는 전이 유동 상황을 제공하기 위한 압력일 수 있고, 제2 노즐 섹션에서의 제2 압력은 증기 분자들이 제2 노즐 섹션을 통해 전파하게 하는 분자 유동 상황을 제공하기 위한 압력일 수 있다. 진공 챔버에서의 제3 압력은 증기 분자들이 진공 챔버를 통해 전파하게 하는 분자 유동 상황을 제공하기 위한 압력일 수 있다.
[0095] 예를 들어, 분배 파이프 내의 그리고/또는 제1 노즐 섹션 내의 제1 압력은 1㎩ 이상일 수 있다. 제2 노즐 섹션 내의 제2 압력 및/또는 진공 챔버 내의 제3 압력은 1㎩ 미만, 특히 0.1㎩ 이하, 더욱 특히 0.01㎩ 이하일 수 있다. 진공 챔버 내의 제3 압력은 제2 노즐 섹션 내의 제2 압력보다 예컨대, 10배 이상 더 낮을 수 있다.
[0096] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 노즐 섹션(121)의 내벽 및 제2 노즐(122)의 내벽이 증발 재료의 증발 온도보다 높은 온도를 갖도록 적어도 하나의 노즐이 가열된다. 노즐 내부에서의 증발 재료의 응축이 감소되거나 방지될 수 있다.
[0097] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에서, 성형 통로(125)는 플룸 플럭스의 70% 초과가 노즐 축(A)에 대해 ±12.5° 이하의 각도로 노즐을 빠져나가도록, 그리고/또는 플룸 플럭스의 90% 초과가 노즐 축(A)에 대해 ±25° 이하의 각도로 노즐을 빠져나가도록, 제1 노즐 섹션(121)의 오리피스에 의해 방출된 플룸을 성형한다.
[0098] 도 7은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 서로 다른 노즐들의 성형 효과를 노즐 축을 포함하는 적어도 하나의 단면 평면에, 특히 수직 단면 평면에 예시하는 그래프이다. 도시된 그래프는, 내부에서 증기 분자들의 분자 유동을 보장하는 제2 노즐 섹션의 압력 상황을 가정한다.
[0099] 도 7의 그래프는, 노즐 축(A)을 중심으로 한 원뿔 각도 내의 증기 분자들의 플럭스와 노즐을 빠져나가는 증기 분자들의 전체 플럭스(702: 수직을 따라 전체 플럭스로부터의 % 단위의 통합 플럭스) 간의 비를 3개의 서로 다른 노즐 기하학적 구조들(710, 720, 730)에 대한 상기 원뿔 각도(701: 수직 단면 평면에서의 각도 개구)의 함수로써 도시한다.
[00100] 파선(710)은 노즐 유출구 쪽으로 연속적으로 증가하는 노즐 직경을 갖는 종래의 노즐을 예시한다. 노즐을 빠져나가는 증기 분자들의 전체 플럭스의 약 60%만이 노즐 축(A)에 대해 20°의 각도 내에 포함되고, 노즐을 빠져나가는 증기 분자들의 전체 플럭스의 약 80%만이 노즐 축(A)에 대해 30°의 각도 내에 포함되는 것이 확인될 수 있다.
[00101] 실선(720)은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 노즐, 즉 도 1에 도시된 노즐을 예시한다. 노즐을 빠져나가는 증기 분자들의 전체 플럭스의 85% 초과가 노즐 축(A)에 대해 20°의 각도 내에 포함되고, 노즐을 빠져나가는 증기 분자들의 전체 플럭스의 90% 초과가 노즐 축(A)에 대해 30°의 각도 내에 포함되는 것이 확인될 수 있다.
[00102] 일점 쇄선(730)은 본 명세서에서 설명되는 일부 실시예들에 따른 다른 노즐을 예시한다. 이 노즐의 내부 기하학적 구조는, 도 1에 도시되고 720으로 예시된 노즐의 내부 기하학적 구조와 비교하여 약간 수정된다. 특히, 성형 통로는 노즐을 빠져나가는 전체 분자 플럭스의 더 높은 부분이 노즐 축에 대해 30°의 각도 내에 포함되도록 구성된다. 다른 한편으로는, 20°의 각도 내에 포함된, 노즐을 빠져나가는 전체 분자 플럭스의 일부는 도 1의 노즐에 비해 약간 감소된다. 일점 쇄선(730)으로 예시된 노즐에서, 노즐 유출구(126)는 증기 방출 개구(126)의 중심에 대해 더 큰 원뿔 각도를 제공하고(즉, 노즐 유출구에 의해 제공된 원뿔 각도는 약 α = 60°, 즉 α/2 = ±30°임), 노즐 축을 따라 증기 방출 개구(126)의 길이와 증기 방출 개구(126)의 폭 간의 비는 약간 증가된다. 이는 노즐을 빠져나가는 분자 플럭스의 훨씬 더 높은 비율이 노즐 축에 대해 30°의 각도 내에 포함될 수 있게 한다.
[00103] 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 특히, 예컨대 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판들 상에서의 재료들의 증발에 관한 것이다. 예를 들어, 기판들은 유리 기판들일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 또한, 예컨대 반도체 웨이퍼들 상에서의 금속들 또는 OLED 재료들과 같은 재료들의 증착을 위한 반도체 프로세싱에 관련될 수 있다. 반도체 웨이퍼들은 증발 동안 수평으로 또는 수직으로 배열될 수 있다.
[00104] 이러한 서면 기술은 최선 모드를 포함하는 본 개시내용을 개시하기 위해 그리고 또한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 임의의 자가 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제작하여 사용하고 임의의 통합된 방법들을 수행하는 것을 포함하여 설명된 청구 대상을 실시할 수 있게 하기 위해 예들을 사용한다. 다양한 특정 실시예들이 전술한 내용에서 개시되었지만, 앞서 설명한 실시예들의 상호 배타적이지 않은 특징들이 서로 조합될 수 있다. 특허 가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되고, 다른 예들은 그 예들이 청구항들의 문언과 다르지 않은 구조적 엘리먼트들을 갖는다면, 또는 그 예들이 청구항들의 문언과 사소한 차이들을 갖는 동등한 구조적 엘리먼트들을 포함한다면, 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (17)

  1. 복수의 노즐들을 갖는 분배 파이프(110)를 포함하며,
    상기 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐(120)은:
    노즐 축(A)을 따라 연장되며 증기 방출 개구(123)를 갖는 제1 노즐 섹션(121); 및
    상기 제1 노즐 섹션(121)의 하류에 있으며, 적어도 섹션들에서 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소하는 치수를 갖는 성형(shape) 통로(125)를 포함하는 제2 노즐 섹션(122)을 포함하는,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 노즐 섹션(122)은 상기 증기 방출 개구(123)에 의해 방출된 증발 재료의 플룸(plume)을 성형하도록 대향하여 배열되는 측벽들(127)을 갖고,
    상기 측벽들(127) 간의 거리는 상기 제1 노즐 섹션(121)으로부터 멀어져 상기 노즐 유출구(126)를 향하는 방향으로, 특히 제1 거리(D1)에서 상기 제1 거리의 1/4 미만인 제2 거리(D2)까지 감소하는,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 성형 통로의 치수는 제1 치수(D1), 특히 약 15㎜ 이상에서부터 제2 치수(D2), 특히 약 6㎜ 이하까지 연속적으로 감소하는,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 통로(125)는, 특히 상기 노즐 축을 포함하는 적어도 하나의 단면 평면에서, 플룸 플럭스(flux)의 70% 초과가 상기 노즐 축(A)에 대해 ±12.5° 이하의 각도로 상기 노즐을 빠져나가게, 그리고/또는 플룸 플럭스의 90% 초과가 상기 노즐 축에 대해 ±25° 이하의 각도로 상기 노즐을 빠져나가게, 상기 증기 방출 개구(123)에 의해 방출되는 증발 재료의, 상기 노즐 축(A)에 대한 방향성을 개선하도록 구성된 형상을 갖는 노즐 공동(125)을 제공하는,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 통로의 측벽들(127)은 적어도 하나의 단면 평면에서 본질적으로 포물선 형상을 갖고,
    특히 상기 포물선의 정점은 상기 노즐 유출구(126)에 위치되는,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 노즐 섹션(121)은 상기 노즐 축(A)을 따라 연장되는 노즐 채널(124)을 포함하고,
    상기 증기 방출 개구(123)는 상기 제2 노즐 섹션(122)으로 증발 재료의 플룸을 방출하기 위한 오리피스(orifice)로서 구성되며,
    상기 오리피스의 크기는 상기 노즐 유출구(126)의 크기보다 작은,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Figure pct00001
    상기 증기 방출 개구(123) 및/또는 상기 노즐 유출구(126)는 비원형 형상을 갖고, 특히 상기 증기 방출 개구 및/또는 상기 노즐 유출구는 슬릿 개구들이거나, 또는
    Figure pct00002
    상기 증기 방출 개구 및/또는 상기 노즐 유출구는 상기 노즐 축(A)에 대해 회전 대칭인,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증기 방출 개구(123)는 상기 노즐 축(A)을 따라 제1 치수를 그리고 상기 노즐 축(A)에 대해 수직인 제2 치수를 가지며,
    상기 제1 치수와 상기 제2 치수 간의 비는 1 이상, 특히 5 이상인,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐 유출구(126)는 상기 증기 방출 개구의 중심에 대해 20° 이상 90° 이하, 특히 30° 이상 70° 이하의 원뿔 각도(α)를 제공하는,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 노즐 섹션(121)과 상기 제2 노즐 섹션(122)은 열 접촉하거나 원피스 컴포넌트(one-piece component)로서 일체로 제공되는,
    진공 챔버에서 기판(10) 상에 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스(100).
  11. 노즐 축(A)을 따라 연장되는 노즐 채널(124), 및 증발 재료의 플룸(115)을 방출하기 위한 오리피스로서 구성된 증기 방출 개구(123)를 갖는 제1 노즐 섹션(121), 및
    상기 제1 노즐 섹션(121)의 하류에 있으며 성형 통로 및 노즐 유출구(126)를 포함하는 제2 노즐 섹션(122)을 포함하며,
    상기 성형 통로는 상기 오리피스에 의해 방출되는 증발 재료의, 상기 노즐 축(A)에 대한 방향성을 개선하도록 성형되는,
    증기 소스를 위한 노즐(120).
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 증기 방출 개구(123)는 제1 슬릿 개구이고 상기 노즐 유출구(126)는 제2 슬릿 개구이며,
    특히 상기 증기 방출 개구의 그리고/또는 상기 노즐 유출구의 개구 길이와 개구 폭 간의 비는 5 이상인,
    증기 소스를 위한 노즐(120).
  13. 진공 챔버;
    상기 진공 챔버에 제공된 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른 증기 소스; 및
    이송 경로를 따라 상기 진공 챔버 내에서 상기 증기 소스를 이동시키기 위한 제1 구동부 및 상기 증기 소스의 분배 파이프를 회전시키기 위한 제2 구동부 중 적어도 하나를 포함하는,
    진공 증착 시스템.
  14. 진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법으로서,
    복수의 노즐들에 의해 증발 재료를 상기 기판 쪽으로 향하게 하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 노즐들 중 적어도 하나의 노즐은, 노즐 축(A)을 따라 연장되는 제1 노즐 섹션(121) 및 상기 제1 노즐 섹션(121)의 하류에 있는 제2 노즐 섹션(122)을 포함하고,
    증발 재료의 플룸이 상기 제1 노즐 섹션에 의해 방출되고, 상기 노즐 축(A)에 대한 상기 증발 재료의 플룸의 방향성이 상기 제2 노즐 섹션(122)에 의해 개선되며, 상기 제2 노즐 섹션은, 적어도 부분적으로 노즐 유출구(126) 쪽으로 감소하는 치수를 갖는 성형 통로를 포함하는,
    진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 성형 통로는 노즐 공동(125)을 형성하고, 상기 제1 노즐 섹션(121)에서의 제1 증기압은 상기 노즐 공동(125)에서의 제2 압력보다 10배 이상 더 크고, 그리고/또는 상기 노즐 공동(125)에서의 제2 압력은 상기 진공 챔버에서의 제3 압력보다 10배 이상 더 큰,
    진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법.
  16. 제14 항 또는 제15 항에 있어서,
    상기 제1 노즐 섹션(121)의 내벽 및 상기 제2 노즐 섹션(122)의 내벽이 상기 증발 재료의 증발 온도보다 높은 온도를 갖도록 상기 노즐을 가열하는 단계를 더 포함하는,
    진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법.
  17. 제14 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 통로는, 플룸 플럭스의 70% 초과가 상기 노즐 축(A)에 대해 ±12.5° 이하의 각도로 상기 노즐을 빠져나가도록, 그리고/또는 상기 플룸 플럭스의 90% 초과가 상기 노즐 축(A)에 대해 ±25° 이하의 각도로 상기 노즐을 빠져나가도록, 상기 플룸을 성형하는,
    진공 챔버에서 기판 상에 증발 재료를 증착하기 위한 방법.
KR1020217018058A 2018-12-11 증발 재료를 증착하기 위한 증기 소스, 증기 소스를 위한 노즐, 진공 증착 시스템, 및 증발 재료를 증착하기 위한 방법 KR102680574B1 (ko)

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