TW202037739A - 用以沈積一已蒸發材料之蒸汽源、用於一蒸汽源之噴嘴、真空沈積系統、及用以沈積一已蒸發材料之方法 - Google Patents

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Abstract

此處所述之實施例有關於一種蒸汽源(100)，用於在一真空腔室中沈積一已蒸發材料於一基板(10)上。蒸汽源(100)包括一分佈管(110)，具有數個噴嘴，其中此些噴嘴之至少一噴嘴包括一第一噴嘴部(121)，沿著一噴嘴軸(A)延伸及具有一蒸汽釋放開孔(123)，蒸汽釋放開孔裝配以釋放已蒸發材料之一羽流(115)；及一第二噴嘴部(122)，位於第一噴嘴部(121)之下游，第二噴嘴部包括一塑形通道(125)，具有一尺寸，此尺寸至少分區朝向一噴嘴出口(126)減少。數個實施例更有關於一種用於一蒸汽源之噴嘴、一種具有一蒸汽源之真空沈積系統、及一種用於一真空腔室中沈積一已蒸發材料於一基板上的方法。

Description

用以沈積一已蒸發材料之蒸汽源、用於一蒸汽源之噴嘴、真空沈積系統、及用以沈積一已蒸發材料之方法
本揭露之數個實施例係有關於數種用以在一真空沈積系統中於離開一噴嘴之前導引及塑形一蒸汽流的設備及方法。本揭露之數個實施例特別是有關於一種用以沈積一已蒸發材料於一基板上之蒸汽源，此已蒸發材料舉例為一有機材料。其他實施例係有關於數種用於一蒸汽源之噴嘴、數種具有一蒸汽源之真空沈積系統、及數種在一真空腔室中沈積一已蒸發材料於一基板上之方法，特別是用以在分子流態(molecular flow regime)中塑形蒸汽分子路徑。數個實施例特別是有關於在一基板上之一像素圖案之沈積，特別是通過一精密金屬遮罩，及有關於數種使用於有機發光二極體(organic light-emitting diode，OLED)裝置之製造中的沈積源及系統。
用於在基板上之層沈積的技術舉例為包括熱蒸發、物理氣相沈積(physical vapor deposition，PVD)、及化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)。已塗佈之基板可使用於數種應用中及數種技術領域中。舉例來說，已塗佈之基板可使用於有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)裝置之領域中。OLEDs可使用來製造電視螢幕、電腦螢幕、行動電話、其他手持裝置、及用以顯示資訊之類似者。OLED裝置可包括一或多個有機材料層，位於全沈積於基板上之兩個電極之間。 OLED裝置例如是OLED顯示器。
在處理期間，基板可支撐於載體上。載體係裝配以支承基板而對準遮罩。來自蒸汽源之蒸汽係朝向基板導引通過遮罩，以產生圖案化之膜於基板上。一或多個材料可通過一或多個遮罩沈積於基板上，以產生小像素。小像素可個別定址，以產生功能性裝置，例如是全彩顯示器。對顯示品質來說，產生具有幾乎垂直壁之明確定義的像素及像素之整個面積具有均勻之厚度係為有利的。為了達成此結果，蒸汽分子應有利地不底切(undercut)遮罩或被遮罩之邊緣部份地阻擋，而導致沈積在像素之間的空間中或產生具有圓角(rounded edges)之像素。實際上，此意指正交於基板之平面或在自垂直之小角度偏移中的蒸汽分子路徑係有利的。小角度偏移例如是30°。
已知之沈積系統係使用位於蒸汽源之噴嘴及遮罩之間的冷卻之擋板，以僅提供相對於基板的平面之法線的允許錐角中之路徑的該些分子通過擋板及冷凝於基板上，而聚集具有較低之角度路徑的分子於擋板上。此方法之其中一個缺點係在源中產生的多於50%之蒸汽可能因凝結於擋板上而聚集，而取代沈積於基板上。
有鑑於上述，增加用以製造高品質裝置之蒸發製程之精準度及可預測性，以及減少因凝結於舉例為擋板上之材料損失會為有利的。
有鑑於上述，提出一種用以沈積ㄧ已蒸發材料於一基板上之蒸汽源、一種用於一蒸汽源之噴嘴、一種真空沈積系統、以及一種用以沈積一已蒸發材料於一基板上的方法。
根據本揭露之一方面，提出一種用以沈積一已蒸發材料於一基板上的蒸汽源。蒸汽源包括一分佈管，具有數個噴嘴，其中此些噴嘴之至少一噴嘴包括一第一噴嘴部，沿著一噴嘴軸延伸及具有一蒸汽釋放開孔；及一第二噴嘴部，位於第一噴嘴部之下游。第二噴嘴部包括一塑形通道，具有一尺寸，此尺寸至少分區朝向一噴嘴出口減少。
根據本揭露之一方面，提出一種用於一蒸汽源之噴嘴。噴嘴包括一第一噴嘴部，具有一噴嘴通道及一蒸汽釋放開孔，噴嘴通道沿著一噴嘴軸延伸，蒸汽釋放開孔裝配成一孔口，用以釋放已蒸發材料之一羽流；以及一第二噴嘴部，位於第一噴嘴部之下游及包括一塑形通道及一噴嘴出口，塑形通道具有一形狀，此形狀係適用於改善由孔口相對於噴嘴軸所釋放的已蒸發材料之一方向性。
根據本揭露之一其他方面，提出一種真空沈積系統。真空沈積系統包括一真空腔室；一蒸汽源，具有一分佈管，此分佈管具有數個噴嘴；以及一第一驅動器及一第二驅動器之至少一者，第一驅動器用以沿著一傳送路徑於真空腔室中移動蒸汽源，第二驅動器用以旋轉蒸汽源之分佈管。蒸汽源及/或噴嘴可根據此處所述之任何實施例裝配。
根據本揭露之一其他方面，提出一種用以在一真空腔室中沈積一已蒸發材料於一基板上之方法。此方法包括藉由數個噴嘴導引已蒸發材料朝向基板，此些噴嘴之至少一噴嘴係包括一第一噴嘴部及一第二噴嘴部，第一噴嘴部沿著一噴嘴軸延伸，第二噴嘴部位於第一噴嘴部之下游。已蒸發材料之一羽流係藉由第一噴嘴部釋放，及相對於噴嘴軸之羽流的已蒸發材料之一方向性係藉由第二噴嘴部改善，第二噴嘴部包括一塑形通道，塑形通道具有一尺寸，此尺寸係朝向一噴嘴出口至少部份地減少。
本揭露之其他方面、優點及特徵係透過說明及所附之圖式更為清楚。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
詳細的參照目前將以本揭露之數種實施例來達成，本揭露之數種實施例的一或多個例子係繪示於圖式中。在下方圖式之說明中，相同的參考編號係意指相同的元件。一般來說，僅有有關於個別實施例之相異處係進行說明。各例子係藉由說明的方式提供且不意味為本揭露之一限制。所說明或敘述而做為一實施例之部份之特徵可用於其他實施例或與其他實施例結合，以取得再其他實施例。此意指本說明包括此些調整及變化。
如此處所使用之名稱「已蒸發材料」可理解為蒸發及沈積於基板之一表面上的材料。舉例來說，已蒸發材料可為沈積於基板上之有機材料，以形成OLED裝置之光學主動層。材料可舉例為藉由使用遮罩來沈積成預定圖案，遮罩例如是具有數個開孔之精密金屬遮罩(fine metal mask)。數個像素可沈積於基板上。已蒸發材料之其他例子包括下述之一或多者：ITO、NPD、Alq3 、及例如是銀或鎂之金屬。
如此處所使用之名稱「蒸汽源」或「蒸發源」可理解為提供已蒸發材料來沈積於基板上之配置。特別是，蒸汽源可裝配，以導引將沈積於基板上的已蒸發材料至真空腔室中之沈積區域中。已蒸發材料可經由蒸汽源之數個噴嘴導引朝向基板。噴嘴可分別具有噴嘴出口。噴嘴出口可導引朝向沈積區域，特別是朝向將塗佈的基板。
蒸汽源可包括蒸發器(或「坩鍋」)及分佈管。蒸發器(或「坩鍋」)蒸發將沈積於基板上之材料。分佈管流體連通於坩鍋及裝配以導引已蒸發材料至此些噴嘴，以釋放已蒸發材料之羽流至真空腔室中的沈積區域中。
於一些實施例中，蒸汽源包括兩個或更多個分佈管，其中各分佈管包括數個噴嘴。舉例來說，各分佈管包括兩個或更多個噴嘴，特別是十個或更多個噴嘴，更特別是30個或更多個噴嘴。一個分佈管的噴嘴可配置成線性陣列或列，使得線源係提供。於一些實施例中，蒸汽源包括彼此相鄰配置之兩個或更多個分佈管，其中此兩個或更多個分佈管之各者包括排成列之十個或更多個噴嘴。
名稱「分佈管」可理解為管狀物(tube)或管(pipe)，用以導引及分佈已蒸發材料。特別是，分佈管可從坩鍋導引已蒸發材料至此些噴嘴，此些噴嘴可延伸通過分佈管的側壁。數個噴嘴一般包括至少兩個或更多個噴嘴。各噴嘴包括噴嘴出口，用以沿著主射出方向朝向基板釋放已蒸發材料至真空腔室中。主射出方向可對應於噴嘴軸，噴嘴軸本質上垂直於基板的表面。根據此處所述之數個實施例，分佈管可為線性分佈管，在縱向方向中延伸，特別是在本質上垂直方向中延伸。於一些實施例中，分佈管可包括管，具有筒體之剖面形狀。筒體可具有圓形的底部形狀或任何其他適用的底部形狀，舉例為本質上三角形之底部形狀。特別是，分佈管可具有本質上三角形之剖面形狀。
於一些實施例中，蒸汽源可包括兩個或三個分佈管，分別在本質上垂直方向中延伸。各分佈管可流體流通於個別之坩鍋，使得不同的材料可共沈積(co-deposited)於基板上。第一分佈管之噴嘴及相鄰之第二分佈管的噴嘴可彼此緊密配置，舉例為在5 cm或更少之距離處彼此緊密配置。
第1圖繪示依照此處所述數個實施例之用以沈積已蒸發材料於基板10上之蒸汽源100的剖面圖。蒸汽源100包括分佈管110，分佈管110可在本質上垂直方向中延伸。或者，分佈管可在另一方向中延伸，舉例為在本質上水平方向中延伸。在第1圖中所示之實施例中，分佈管110提供本質上垂直的線源。本質上垂直延伸的分佈管110可為有利，因為可減少系統之佔地面積，及可提供緊密(compact)及節省空間的沈積系統。於一些實施例中，蒸汽源100包括兩個或更多個分佈管，支撐於可為可移動之源支撐件上。此兩個或更多個分佈管可分別在本質上垂直方向中延伸。
分佈管110包括數個噴嘴。此些噴嘴讓已蒸發材料從分佈管110之內部空間導引至真空腔室中之第一沈積區域50中，基板10係配置於第一沈積區域50。在一些實施例中，十個或更多個噴嘴，特別是三十個或更多個噴嘴可設置於分佈管110。此些噴嘴可沿著分佈管110之縱向方向配置成線結構。
根據此處所述之數個實施例，此些噴嘴之至少一噴嘴120包括第一噴嘴部121，第一噴嘴部121沿著噴嘴軸A延伸及具有蒸汽釋放開孔123。蒸汽釋放開孔123係裝配，以朝向基板10釋放已蒸發材料的羽流115。此至少一噴嘴120更包括第二噴嘴部122，位於第一噴嘴部121的下游。第二噴嘴部122包括塑形通道125，用以塑形已蒸發材料的羽流115。塑形通道125具有一尺寸，此尺寸係至少分區朝向噴嘴出口126減少。特別是，在本質上垂直方向V中之塑形通道125的尺寸可從第一噴嘴部121朝向噴嘴出口126的方向中減少。
蒸汽釋放開孔123可裝配以從第一噴嘴部121釋放已蒸發材料的羽流115至第二噴嘴部122中，及可裝配成在噴嘴通道124中的孔口，舉例為頸縮區(constriction)。所以，第一噴嘴部121可提供第一壓力區域，裝配以維持在其中之第一蒸汽壓力，及第二噴嘴部122可提供第二壓力區域，裝配以用於在蒸發期間維持在其中之第二蒸汽壓力。第一噴嘴部121及第二噴嘴部122係藉由提供於第一噴嘴部之下游端處的孔口分離。第二蒸汽壓力可比第一蒸汽壓力低舉例為兩倍或更多倍，或甚至是低一個量級或更多。
噴嘴出口126可裝配以釋放已蒸發材料至真空腔室之內部體積中，使得已蒸發材料可朝著基板10傳送。真空腔室可裝配以維持於其中的第三壓力。第三壓力通常比第二噴嘴部中之第二蒸汽壓力低兩倍或更多倍，或甚至是低一個數量級或更多。噴嘴出口126可提供於第二噴嘴部122之下游端處，及可分離具有第三壓力於其中之真空腔室的內部體積及第二噴嘴部122之內側的第二壓力區域。
此至少一噴嘴120係裝配以在離開噴嘴之前導引及塑形蒸汽流，使得通過噴嘴出口126離開此至少一噴嘴120的幾乎全部的蒸汽分子路徑係包含於至少一剖面中(舉例為在垂直延伸之剖面中，如第1圖中所示)之錐角α(錐頂角α)中，特別是在包含噴嘴軸A之所有剖面中的錐角α中。特別是，離開此至少一噴嘴之幾乎全部的蒸汽分子(舉例為多於70%、多於80%或多於90%之蒸汽分子)可包含於錐角α中，錐角α可在20°及90°之間(對應於10°及45°之間的半錐角α/2)。此錐角(α)可舉例為藉由對應地採用第二噴嘴部之塑形通道125的內部塑形來為可選擇的。
包含由此至少一噴嘴120釋放之幾乎全部蒸汽分子的此錐角(α)一般可從20°至90°，特別是從30°至70°，噴嘴軸A定義錐的中心軸，如第1圖中所示。
根據此處所述數個實施例之蒸汽源100一般係操作於一壓力，使得蒸汽釋放開孔123所釋放而進入第二噴嘴部122之已蒸發材料的羽流115係形成自由分子流(「分子流態」)。也就是說，羽流115之分子的平均自由徑(mean free path)係夠大，使得個別之分子可視為在第二噴嘴部122中直線移動，及分子對分子碰撞可本質上忽略。特別是，蒸汽源一般操作於一壓力，此壓力係提供一分子流態於第二噴嘴部122中及真空腔室之內部體積中。特別是，在第二噴嘴部中之第二蒸汽壓力可低於1 Pa，特別是0.1 Pa或更少，更特別是0.01 Pa或更少。真空腔室中之第三壓力可低於第二噴嘴部122中之第二蒸汽壓力，舉例為0.1 Pa或更少，特別是0.001 Pa或更少。
另一方面，分佈管110之內側及/或第一噴嘴部121之內側的第一壓力可為1 Pa或更多。在此壓力下係有足夠的分子對分子碰撞，使得黏滯性流體模型係比分子流態能較佳地說明蒸汽分子的運動。特別是，分子對分子碰撞一般可能無法在第一噴嘴部中忽略。
在下文中，簡要地參照第4圖，此至少一噴嘴120之操作的基礎物理將簡要地說明。
擊中表面301之蒸汽分子係在表面溫度夠高以避免凝結的情況下碰撞及僅短暫地維持在表面301上。於分子流態中，分子係在具有接近(cosine θ)N 形狀之機率函數(probability function)的方向中離開表面，其中N一般係在1及3之間，及θ係為分子離開表面的角度。因此，離開方向係完全獨立於入射的方向。
所以，在分子流態中，分子可在任何方向中離開加熱之表面。分子之路徑的可能性係與第4圖中所示之向量302之長度成比例。向量終點之軌跡係藉由所述之(cosine θ)N 函數描述，其中N一般係在1及3之間，及θ係為來自表面的角度。然而，此機率模型未能在壓力提升至過渡流或黏滯性流態時準確地反應出分子行為。
提供繪示於第4圖中之路徑機率模型至如第1圖中所示的至少一噴嘴120的幾何形狀係說明了第二噴嘴部122係提供蒸汽路徑控制的實質上改善。第二噴嘴部122係提供塑形通道125，塑形通道125塑形蒸汽釋放開孔123所釋放的蒸汽。特別是，既然塑形通道125之尺寸係朝向噴嘴出口126減少，幾何形狀係形成，其中在噴嘴腔的壁上之分子在所需之最大錐角外的角度處離開噴嘴係具有大大減少之機率。特別是，塑形通道125的尺寸可朝向噴嘴出口漸進地及持續地減少。特別是，塑形通道125之側壁127的傾斜可相對於噴嘴軸A變得更漸進地傾斜，舉例為直到側壁127可最終本質上垂直於噴嘴軸A，如第1圖中所示。沒有從蒸汽釋放開孔123直接地移動至噴嘴出口126的分子係接觸塑形通道125的內部側壁，及沿著根據第4圖中所示之機率模型的路徑在腔中移動。分子可以大於預定之最大錐角的角度脫離噴嘴，但以實質上減少的機率(見第1圖中之點線)。沒有分子仍舊在噴嘴腔中。分子反而從塑形通道125之一側表面移動至塑形通道125之另一所述的表面，直到在高機率路徑對應於可允許脫離的錐角時離開噴嘴。於第1圖中，大多數之蒸汽分子(多於70%、多於80%、或多於90%)將在錐角α中離開噴嘴，錐角α可相對於噴嘴軸A對應於從±10°至±40°的範圍。
塑形通道125之拋物線形輪廓可更減少離開表面之分子的低角度分子路徑的機率，及特別是減少直接從接近噴嘴出口的位置離開塑形通道125之分子的低角度分子路徑的機率。舉例來說，相較於直形壁的噴嘴形狀，及直形壁的噴嘴形狀可具有在±10°的角度外之50%低角度射出，拋物線的噴嘴形狀可提供33%之低角度射出或更少相對於噴嘴軸之±10°的角度外。
參照第1圖，第二噴嘴部122可具有相反配置之側壁127。此些側壁127係裝配，以塑形蒸汽釋放開孔123所釋放之已蒸發材料的羽流115。此些側壁127之間的距離可在離開第一噴嘴部121而朝向噴嘴出口126的一方向中至少分區減少，特別是連續地及漸進地減少，特別是減少到噴嘴出口。特別是，此些側壁127之間的距離可從第一噴嘴部至噴嘴出口連續地減少，使得第二噴嘴部在噴嘴出口126的位置具有最小之尺寸。特別是，塑形通道125之側壁127的傾斜可變成漸進更傾斜及最終本質上垂直於噴嘴軸A。在相對於噴嘴軸之大角度處離開噴嘴的分子之機率可減少。特別是，側壁127之間的距離可從第一距離D1減少至第二距離D2。第二距離D2可少於第一距離D1之一半，特別是少於第一距離之四分之一。
塑形通道125之尺寸D1/D2係在包括噴嘴軸A之剖面中測量，特別是包含噴嘴軸A之垂直剖面中測量。於一些實施例中，塑形通道125的尺寸可在包含噴嘴軸之所有剖面中朝向噴嘴出口126減少。舉例來說，塑形通道125可為相對於噴嘴軸A旋轉地對稱，特別是具有從第二噴嘴部122的入口通過至噴嘴出口126連續地減少的內徑(clear diameter)，如第1圖中所示。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，塑形通道125之尺寸從第一尺寸D1連續地減少至第二尺寸D2。第一尺寸D1特別是15 mm或更多，第二尺寸D2特別是6 mm或更少。如上所述，塑形通道125的尺寸係在包含噴嘴軸之至少一剖面中(舉例為垂直剖面)測量。於一些實施例中，塑形通道之尺寸係在包含噴嘴軸A之所有剖面中朝向噴嘴出口126減少。於一些實施例中，塑形通道的最小尺寸可提供於噴嘴出口126的位置，舉例為6 mm或更少，特別是2 mm或更少。
於一些實施例中，塑形通道之側壁127相對於噴嘴軸A的傾斜係朝向噴嘴出口126增加，舉例為在從10°及40°之間的第一角度至接近噴嘴出口之位置處的60°及90°之間的第二角度，如第1圖之剖面圖中所示。舉例來說，側壁127可在相鄰於噴嘴出口126之位置處本質上垂直於噴嘴軸延伸。
於一些實施例中，塑形通道125係提供噴嘴腔。噴嘴腔具有一形狀，裝配以改善由蒸汽釋放開孔123所釋放之相對於噴嘴軸A之已蒸發材料的方向性。此處所使用之名稱「噴嘴腔」可理解為具有蒸汽入口(由蒸氣釋放開孔123提供)及蒸汽出口(由噴嘴出口126提供)之內部噴嘴空間，蒸汽入口及蒸汽出口具有垂直於噴嘴軸A之一面積，此面積係小於噴嘴腔之中心區域中的面積。在已經相對於噴嘴軸A大於預定的最大角度(α/2)的角度進入噴嘴腔之分子可在噴嘴腔的內側之側壁127之間傳送數次，直到分子可在不同角度離開噴嘴腔。此不同角度一般小於預定之最大角度(α/2)，也就是在錐角α中。
此處所使用之名稱「改善相對於噴嘴軸A之已蒸發材料之方向性」可理解為意指相較於通過蒸汽釋放開孔123進入第二噴嘴部122之分子，更多的蒸汽分子在相對於噴嘴軸A小於預定之最大錐角(α/2)之角度(也就是在錐角α中)離開第二噴嘴部122。也就是說，相較於已經通過蒸汽釋放開孔123進入第二噴嘴部122之羽流115的方向性來說，離開第二噴嘴部之羽流115的方向性係較佳。
特別是，噴嘴腔之幾何形狀係採用而使得蒸汽分子路徑係塑形及對準，噴嘴係作用以集中離開噴嘴之高百分比之蒸汽流量成明確定義、可控制及/或通常相對於噴嘴軸A為窄的錐角。舉例來說，噴嘴腔可具有內部形狀，使得下列之一或多者係提供：(1) 多於70%之羽流量(也就是蒸汽分子)係在包含噴嘴軸之至少一剖面中(舉例為垂直面中)相對於噴嘴軸A在±12.5°或更少之角度離開噴嘴，特別是在包含噴嘴軸之所有剖面中。在此情況中，離開噴嘴之蒸汽錐的預定之錐角α係為25°；(2) 多於90%之羽流量(也就是蒸汽分子)係在包含噴嘴軸之至少一剖面中(舉例為垂直面中)相對於噴嘴軸A在±25°或更少之角度離開噴嘴，特別是在包含噴嘴軸之所有剖面中。在此情況中，離開噴嘴之蒸汽錐的錐角α係為50°。(3) 多於95%之羽流量係在包含噴嘴軸之至少一剖面中(舉例為垂直面中)相對於噴嘴軸A在±30°或更少之角度離開噴嘴，特別是在包含噴嘴軸之所有剖面中。在此情況中，離開噴嘴之蒸汽錐的錐角α係為60°。
在可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，塑形通道125之側壁127可具有至少部份地本質上之拋物線的形狀，特別是所述之拋物線的頂點係本質上位於噴嘴出口126的位置。塑形通道125之側壁127的拋物線的形狀係有助於改善離開噴嘴之分子的方向性，及較佳地限制高百分比之羽流量在預定之錐角中。特別是，在相對於噴嘴軸之高角度處離開第二噴嘴部之分子的機率可減少。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，噴嘴可包括多於一個之塑形通道串聯。舉例來說，第二噴嘴部可包括第一塑形通道及第二塑形通道，第二塑形通道位於第一塑形通道之下游。特別是，可提供一連串的塑形通道。各塑形通道可更改善相對於噴嘴軸之已蒸發材料的方向性。
舉例來說，於一些實施例中，第一塑形通道可具有至少分區朝向第二塑形通道減少的尺寸，及第二塑形通道可具有至少分區朝向噴嘴出口減少的尺寸。蒸汽路徑中之限制可提供於從第一塑形通道至第二塑形通道之過渡區，使得第一塑形通道可釋放已蒸發材料之羽流至第二塑形通道中，羽流可在第二塑形通道進一步塑形。
在應用中，噴嘴可包括一連串(至少兩個)之拋物線狀的塑形通道，各塑形通道的尺寸係在離開第一噴嘴部之方向中減少。各裝配成在分子流態中操作的接續之塑形通道可改善個別之前方的塑形通道之塑形，以更侷限大部份的蒸汽分子在預定之錐角中離開噴嘴。
於可與此處所述其他應用結合之一些應用中。第一噴嘴部121包括噴嘴通道124及蒸汽釋放開孔123。噴嘴通道124沿著噴嘴軸A延伸。蒸汽釋放開孔123係裝配成孔口，用以釋放已蒸發材料之羽流115至第二噴嘴部122中。孔口可提供於噴嘴通道124之下游端及裝配成噴嘴通道124中之頸縮區。在垂直於噴嘴軸A之剖面中的孔口之尺寸可小於噴嘴通道的尺寸，舉例為2倍或更多倍，特別是10倍或更多倍。在垂直於噴嘴軸A之剖面中的孔口之尺寸可小於在垂直於噴嘴軸A之剖面中之噴嘴出口126的尺寸舉例為2倍或更多倍，特別是10倍或更多倍。
於一些實施例中，噴嘴出口126可提供相對於蒸汽釋放開孔123之中心20°或更多及90°或更少的錐角α，特別是30°或更多及70°或更少的錐角α。也就是說，由相對於噴嘴軸之噴嘴出口所提供的半錐角α/2可為±10°或更多及±45°或更少，特別是±15°或更多及±35°或更少。因此，當於分子流態中操作時，在相對於噴嘴軸A小於α/2之角度處進入第二噴嘴部122的蒸汽分子一般將以不受阻礙的方式離開，而不會撞擊於塑形通道的側壁上。在相對於噴嘴軸A大於α/2之角度處進入第二噴嘴部122之分子將撞擊於塑形通道之至少一側壁上及具有高機率在相對於噴嘴軸A小於α/2之角度處離開第二噴嘴部，也就是在錐角α中。離開噴嘴之羽流115的方向性可改善。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，第一噴嘴部121及第二噴嘴部122係熱接觸或一體提供成一件式元件。特別是，第一噴嘴部121及第二噴嘴部122可為一件式或一體的金屬元件。因此，第一噴嘴部及第二噴嘴部可保持在高於已蒸發材料之蒸發溫度的本質上相同的溫度，使得第一噴嘴部121及第二噴嘴部122的內壁上的凝結可避免。因此，在分子流態中撞擊塑形通道125之側壁127的分子將根據第4圖中所示之機率函數的角度立即離開熱的側壁。
如第1圖中所示，藉由塑形通道125形成的噴嘴腔可具有至少一塑形區域128，配置在垂直於噴嘴軸A之相同剖面中來作為第一噴嘴部121的下游部份，也就是與第一噴嘴部121重疊。舉例來說，塑形通道125之側壁127可形成第一拋物線部，具有第一拋物線部之頂點本質上配置於噴嘴出口126，及塑形通道125之側壁127可形成第二拋物線部，具有第二拋物線部的頂點本質上配置在蒸汽釋放開孔123，第二拋物線之斜率小於第一拋物線部之斜率。塑形通道125之側壁的不同形狀包括從蒸汽釋放開孔123至少部份地在朝向分佈管110之方向中延伸的塑形區域128，塑形通道125之側壁的不同形狀係同樣可行的。在大角度處離開第二噴嘴部122之蒸汽分子的機率可進一步減少。
第2圖繪示第1圖之蒸汽源的透視圖，而以剖面圖局部地繪示出蒸汽源100。特別是，此至少一噴嘴120係切除，以顯示出內部噴嘴壁之形狀。
如第2圖中所示，根據此處所述數個實施例之蒸汽源100具有至少一噴嘴120，用以從分佈管110朝向基板10導引已蒸發材料。此至少一噴嘴120具有第一噴嘴部121，第一噴嘴部121具有噴嘴通道124及蒸汽釋放開孔123。噴嘴通道124係沿著噴嘴軸A延伸。蒸汽釋放開孔123裝配成孔口，用以釋放已蒸發材料之羽流115。此至少一噴嘴更具有第二噴嘴部122，位於第一噴嘴部之下游。第二噴嘴部122包括塑形通道125及噴嘴出口126。塑形通道125具有一形狀，適用於改善孔口所釋放之相對於噴嘴軸A的已蒸發材料之方向性。
於一些實施例中，塑形通道125的尺寸(也就是在垂直方向V中之尺寸)可朝向噴嘴出口126減少。因此，在相對於噴嘴軸A之大角度處離開第二噴嘴部之蒸汽分子的機率可減少，及可沈積具有改善之形狀及較陡之像素壁的像素。顯示品質係可改善。
在第2圖中所示之實施例中，蒸汽釋放開孔123及/或噴嘴出口126具有非圓形形狀。特別是，蒸汽釋放開孔123及噴嘴出口126可皆為狹縫開孔。在繪示於第2圖中的實施例中，狹縫開孔之開孔長度係在本質上之水平方向H中延伸，及狹縫開孔的開孔寬度係在本質上之垂直方向中延伸。於數個實施例中，蒸汽釋放開孔及/或噴嘴出口之開孔長度及開孔寬度之間的比係為5或更多。
於另一實施例中，蒸汽釋放開孔123及/或噴嘴出口126可相對於噴嘴軸A旋轉地對稱。舉例來說，蒸汽釋放開孔(123)及噴嘴出口126可具有繞著噴嘴軸A之筒體或環狀的形狀。特別是，蒸汽釋放開孔123及/或噴嘴出口126可為圓形或環狀。
於一些實施例中，噴嘴通道124及/或塑形通道125係相對於噴嘴軸A旋轉地對稱。舉例來說，塑形通道125的側壁127可在包含噴嘴軸之各剖面中具有拋物線的形狀。特別是，塑形通道125可(至少部份地)具有繞著噴嘴軸A旋轉之拋物線的形狀。因此，已蒸發材料之羽流115可在垂直於噴嘴軸A之垂直方向中及水平方向兩者中塑形。特別是，羽流可塑形成離開噴嘴時係為具有明確定義、相對於噴嘴軸A為小錐角的錐形。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，蒸汽釋放開孔123具有第一尺寸及第二尺寸，第一尺寸沿著噴嘴軸A，第二尺寸垂直於噴嘴軸(舉例為在垂直方向V中)。第一尺寸及第二尺寸之間的比為1或更多，特別是5或更多。舉例來說，蒸汽釋放開孔123可裝配成孔口，此孔口係沿著噴嘴軸A延伸超過1 mm或更多，特別是5 mm或更多，及具有1 mm或更少的開孔寬度。由於較少的塑形係需藉由塑形通道完成，當提供第一尺寸及第二尺寸間之大的比時，進入第二噴嘴部122之羽流115相對於噴嘴軸的方向性可改善。
於一些實施例中，蒸汽釋放開孔123係為具有一直徑的圓形孔口，此直徑係小於沿著噴嘴軸A之圓形孔口的延伸。因此，在相對於噴嘴軸之大角度處進入第二噴嘴部122之部份的分子可減少，及較少塑形需要藉由第二噴嘴部122之塑形通道125完成。
此處所述的此至少一噴嘴120係提供下列之優點。較少部份之一般為昂貴的已蒸發材料(舉例為有機材料)係浪費，舉例為因凝結於冷卻之遮蔽板材上所導致的浪費。在給定之源溫度下的有效沈積率可增加。蒸汽源之操作時間可增加，舉例為因為可不需定期清洗噴嘴。可不需增加蒸發溫度來補償較低的效率沈積率。沒有設置冷卻的擋板來讓冷凝發生於其上，在冷卻的擋板上發生冷凝可能隨著時間改變製程結果。較少的製程時間需用於清洗，使得產量可增加。粒子污染的風險可減少。機器成本可減少，舉例為因為可需要較少之遮蔽或擋板或可不需要遮蔽或擋板。系統之可靠度可增加。
於此處所述之數個實施例中，塑形通道125之側壁127可為平滑的，以減少或避免來自表面孔洞之不需要的散射。舉例來說，塑形通道之表面的平均粗糙度可為1.5 µm或更少。
第3圖根據此處所述數個實施例之蒸汽源100的剖面圖，蒸汽源100具有數個噴嘴116。此些噴嘴之至少一噴嘴120可根據此處所述的任一個實施例裝配。特別是，設置於蒸汽源100之分佈管110中的兩個、五個或更多個噴嘴可根據此處所述之數個實施例裝配。
此些噴嘴116可分別具有噴嘴通道，沿著個別之噴嘴的噴嘴軸A朝著第一沈積區域50及定義個別之噴嘴的主蒸發方向。於一些實施例中，噴嘴軸可朝向基板10在本質上水平方向中延伸。已蒸發材料的數個羽流可從分佈管110之內部體積通過此些噴嘴116導引朝向基板10。
於數個應用中，遮罩可配置於蒸汽源100及基板10之間，其中遮罩可為具有開孔圖案之精密金屬遮罩(FMM)，開孔圖案定義將沈積於基板上的像素圖案。舉例來說，遮罩可具有100,000個開孔或更多個開孔，特別是1,000,000個開孔或更多個開孔。
根據此處所述之數個實施例，此些噴嘴116之此至少一噴嘴120具有第一噴嘴部121及第二噴嘴部122，第一噴嘴部121裝配以釋放已蒸發材料之羽流115，第二噴嘴部122裝配以利用第二噴嘴部122之塑形通道125塑形已蒸發材料的羽流115。塑形通道125具有側壁127，塑形以改善相對於噴嘴軸A之羽流115的方向性。也就是說，藉由塑形通道，離開噴嘴之具有在相對於噴嘴軸之大於預定角度的一角度處傳送蒸汽分子之羽流的機率可減少。
特別是，塑形通道125之尺寸可朝向噴嘴出口減少，特別是包含噴嘴軸之所有剖面中。
此些噴嘴116之各噴嘴可具有對應的設置，也就是分別包括個別之第一噴嘴部及個別的第二噴嘴部。個別之第一噴嘴部裝配以釋放已蒸發材料之羽流。個別之第二噴嘴部位於第一噴嘴部之下游，且具有塑形通道，塑形通道用以個別塑形一個相關噴嘴的已蒸發材料之羽流。特別是，此些噴嘴116可具有相同於此至少一噴嘴120的裝配。於一些實施例中，蒸汽源可包括兩個、三個或更多個分佈管，在共同源支撐件上彼此相鄰配置。
此提供在至少一方向中之羽流之分佈限制，而減少遮罩之陰影效應及增加像素品質。舉例來說，已沈積像素之像素邊緣的陰影可在羽流由第二噴嘴部塑形之方向中具有3 µm的尺寸，特別是2.5 µm或更少之尺寸。第二噴嘴部塑形之方向舉例為垂直方向。再者，既然材料因高噴嘴溫度而不凝結於此至少一噴嘴上，材料之較高利用率可達成。
如第3圖中所示，第一噴嘴部121及第二噴嘴部122可熱接觸及/或可一體成型，舉例為一體提供成一件式元件。蒸汽源的此些噴嘴一般係藉由加熱裝置來為直接或間接可加熱及/或與分佈管110熱接觸。在沈積期間，噴嘴的溫度一般係熱的，也就是等同於或高於已蒸發材料之蒸發溫度，以避免已蒸發材料凝結於噴嘴表面上。噴嘴表面上的已蒸發材料之凝結可因材料積聚而導致噴嘴直徑之寬度減少，及最終導致噴嘴阻塞。
藉由配置第二噴嘴部122熱接觸第一噴嘴部121，噴嘴部可皆維持於類似(熱)的溫度，此類似(熱)的溫度係適用於避免已蒸發材料凝結於噴嘴表面上。舉例來說，第一噴嘴部及第二噴嘴部可以例如是金屬的熱傳導材料製成，及直接彼此接觸。於繪示於第3圖中之實施例中，第一噴嘴部及第二噴嘴部係一體成型。舉例來說，包括第一噴嘴部121及第二噴嘴部122的噴嘴可提供成一件式元件，舉例為以金屬製成。第一噴嘴部及第二噴嘴部之類似溫度可在沈積期間確保。
於一些應用中，第一噴嘴部121係與分佈管110之加熱部熱接觸，舉例為分佈管之一壁熱接觸。分佈管之加熱部係藉由加熱裝置為可加熱至舉例為100°C或更多的溫度，特別是300°C或更多的溫度，更特別是500°C或更多的溫度。第二噴嘴部122可與第一噴嘴部121熱接觸。因此，第二噴嘴部122可經由分佈管110及第一噴嘴部121間接加熱。第一噴嘴部121上及第二噴嘴部122上之已蒸發材料的凝結可減少或避免。
如第3圖中所示，蒸汽源100包括源支撐件105、坩鍋102及分佈管110，分佈管110支撐於源支撐件105上。源支撐件105可在蒸發期間沿著源傳送路徑為可移動的。或者，蒸汽源可為靜止源，裝配以用於塗佈移動的基板。
第5A圖繪示依照此處所述數個實施例之包括蒸汽源100之真空沈積系統400的上視圖。真空沈積系統400係包括真空腔室101，蒸汽源100係設置於真空腔室101中。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，蒸汽源100係裝配以用於平移移動通過第一沈積區域50，將塗佈之基板10係配置於第一沈積區域50。蒸汽源100可替代地或額外地裝配成繞著旋轉軸旋轉。特別是，蒸汽源100可裝配成沿著源傳送路徑在水平方向H平移移動。
於一些實施例中，真空沈積系統400可包括至少一第一驅動器401及第二驅動器403。第一驅動器401用以沿著源傳送路徑在真空腔室101中移動蒸汽源100。第二驅動器403用以旋轉蒸汽源100的分佈管110。分佈管110可從第一沈積區域50旋轉至蒸汽源100的相反側上之第二沈積區域51。基板10及遮罩11係配置於第一沈積區域50。第二基板20及第二遮罩21可配置於第二沈積區域51。
蒸汽源100可根據處所述之任何實施例裝配，使得參照可以上述之說明達成，而不於此重複。再者，蒸汽源100可包括分佈管，分佈管具有根據此處所述任何實施例之噴嘴，使得參照可以上述之說明達成，而不於此重複。
根據數個實施例，蒸汽源100可具有一個坩鍋102或兩個或更多個坩鍋，及一個分佈管110或兩個或更多個分佈管。舉例來說，第5A圖中所示的蒸汽源100包括兩個坩鍋及兩個分佈管，彼此相鄰配置。如第5A圖中所示，基板10及第二基板20可設置於真空腔室101中，用以接收已蒸發材料。
根據數個實施例，用以遮蔽基板10之遮罩11可設置於基板10及蒸汽源100之間。遮罩11可藉由遮罩框架支承於預定定向中，特別是在本質上垂直定向中。於數個實施例中，一或多個軌道可設置而用以支撐及位移遮罩11。舉例來說，第5A圖中所示之實施例具有遮罩11及第二遮罩21，遮罩11由配置於蒸汽源100及基板10之間的遮罩框架支撐，第二遮罩21由配置於蒸汽源100及第二基板20之間的第二遮罩框架支撐。基板10及第二基板20可在真空腔室101中支撐於個別之軌道上。
在數個實施例中，如果遮罩係使用於沈積材料於基板上，例如是使用於OLED製造系統中時，遮罩可為像素遮罩。像素遮罩具有數個像素開孔，像素開孔具有約50 µm x 50 µm之尺寸，或更少的尺寸。於一例子中，像素遮罩可具有約40 µm之厚度。在蒸發期間，遮罩11及基板10一般係接觸。然而，考慮遮罩的厚度及像素開孔的尺寸，在圍繞像素開孔之壁係遮蔽像素開孔的外部之遮蔽效應(shadowing effect)可能產生。此處所述之噴嘴可能限制已蒸發材料在遮罩上及在基板上之最大撞擊角，及減少陰影效應。舉例來說，根據此處所述之沈積方法，遮蔽之尺寸可變成3 µm或更少。
根據此處所述之數個實施例，基板可在本質上垂直定向中塗佈材料。一般來說，分佈管可裝配成線源，線源係本質上垂直延伸。在可與此處所述其他實施例結合之此處所述的數個實施例中，名稱「垂直」係特別是在意指基板定向或分佈管之延伸方向時允許自垂直方向之20°或更少之偏差，舉例為10°或更少的偏差。舉例來說，此偏差可提供，因為具有從垂直定向之一些偏差之配置的基板可能產生更穩定的沈積製程。在沈積材料期間，本質上垂直基板定向係實質上不同於水平基板定向。基板的表面係藉由線源及藉由提供蒸發源的平移移動來進行塗佈。線源係在對應於一基板尺寸的方向中延伸，蒸發源之平移運動係沿著對應於另一基板尺寸的另一方向。
於一些實施例中，蒸汽源100可在軌道上設置於真空沈積系統400之真空腔室101中。軌道係裝配以用於蒸汽源100之平移移動。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，用於蒸汽源100之平移移動的第一驅動器401可設置於軌道或設置於源支撐件105。因此，蒸汽源可在沈積期間移動通過將塗佈之基板的表面，特別是沿著線性路徑移動。在基板上之已沈積材料的均勻性可改善。
如第5B圖中所示，蒸發源可沿著源傳送路徑通過將塗佈之基板移動，特別是在水平方向H中移動。在源從第5A圖中所示之源位置移動至第5B圖中所示之源位置期間，材料之薄圖案可蒸發於基板上。藉由設置於分佈管中之噴嘴的幾何形狀，已蒸發材料之羽流的擴張可在垂直方向中及/或水平方向中限制。特別是，已蒸發材料之羽流可藉由第一噴嘴部釋放，及藉由具有個別之塑形通道的第二噴嘴部，羽流可塑形而用以改善方向性及用以減少在大角度路徑傳送之部份的分子。
如第5C圖中所示，蒸汽源100之分佈管可繞著垂直旋轉軸旋轉舉例為180°之旋轉角度，以導引朝向第二沈積區域51。第二基板20係配置於第二沈積區域51。藉由沿著源傳送路徑移動蒸汽源回到第5A圖中所示之源位置，塗佈可繼續在真空腔室101之第二沈積區域51中的第二基板20上。
真空沈積系統400可使用於數種應用，包括用於OLED裝置製造的應用，OLED裝置製造係包括處理方法，其中二或多個源材料例如是舉例為二或多個有機材料同時地蒸發。在第5A圖至第5C圖之例子中，二或多個分佈管及對應之坩鍋係在源支撐件105上彼此相鄰設置，源支撐件105為可移動的。舉例來說，於一些實施例中，三個分佈管可彼此相鄰設置，各分佈管包括具有個別之噴嘴出口的數個噴嘴，個別之噴嘴出口係用以從個別的分佈管之內部體積釋放已蒸發材料至真空腔室的沈積區域中。噴嘴可沿著個別之分佈管的縱向方向設置，舉例為設置在相同之間隔處。至少一些分佈管可裝配，以用於導引不同的已蒸發材料至真空腔室之沈積區域中。
此處所述之數個實施例係特別是有關於沈積有機材料，舉例為在大面積基板上的OLED顯示製造。根據一些實施例，大面積基板或支撐一或多個基板之載體可具有0.5 m2 或更多之尺寸，特別是1 m2 或更多之尺寸。舉例來說，沈積系統可適用於處理大面積基板，例如是第5代、第7.5代、第8.5代、或甚至是第10代。第5代對應於約1.4 m2 之基板(1.1 m x 1.3 m)、第7.5代對應於約4.29 m2 之基板(1.95 m x 2.2 m)、第8.5代對應於約5.7m²之基板(2.2 m x 2.5 m)、第10代對應於約8.7 m2 之基板(2.85 m × 3.05 m)。甚至例如是第11代及第12代之更高代及對應之基板可以類似之方式應用。
第6圖繪示操作蒸汽源之方法的流程圖，此蒸氣源用以在真空腔室中沈積已蒸發材料於基板上。此蒸汽源可為根據此處所述任何實施例之蒸汽源。
材料可在坩鍋中加熱及蒸發，及已蒸發材料可經由分佈管110通過設置於分佈管110中之數個噴嘴傳送至沈積區域中。
於方塊610中，已蒸發材料係藉由此些噴嘴朝向基板導引。已蒸發材料之羽流係藉由此些噴嘴之至少一噴嘴120的第一噴嘴部121釋放。此至少一噴嘴120具有第一噴嘴部121及第二噴嘴部122。第一噴嘴部121沿著噴嘴軸A延伸。第二噴嘴部122係在第一噴嘴部121之下游。
在方塊620中，相對於噴嘴軸A之已蒸發材料之羽流的方向性係藉由第二噴嘴部122改善。第二噴嘴部包括塑形通道，塑形通道具有一尺寸，此尺寸係至少分區朝向噴嘴出口126減少。特別是， 塑形通道之側壁127可在朝向噴嘴出口126之方向中彼此靠近，塑形通道之側壁127可減少分子衝擊於側壁上來在相對於噴嘴軸之大角度處離開噴嘴的機率。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，塑形通道125係形成噴嘴腔。在第一噴嘴部121中之第一壓力係大於噴嘴腔中之第二壓力，及/或在噴嘴腔中之第二壓力係大於真空腔室中之第三壓力。第一壓力可多於第二壓力十倍，及/或第二壓力可多於第三壓力十倍。
舉例來說，第一噴嘴部中的第一壓力可例如是提供黏滯性或過渡流態來用於傳送通過之蒸汽分子，及第二噴嘴部中的第二壓力可例如是提供分子流態來用於傳送通過之蒸汽分子。真空腔室中之第三壓力可例如是提供分子流態來用於傳送通過的蒸汽分子。
舉例來說，分佈管中及/或第一噴嘴部中之第一壓力可為1 Pa或更多。第二噴嘴部中之第二壓力及/或真空腔室中之第三壓力可為少於1 Pa，特別是0.1 Pa或更少，更特別是0.01 Pa或更少。真空腔室中之第三壓力可少於第二噴嘴部中之第二壓力，舉例為一個數量級或更多。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，此至少一噴嘴係加熱，使得第一噴嘴部121之內部牆及第二噴嘴部122之內部牆具有高於已蒸發材料的蒸發溫度的溫度。噴嘴之內側已蒸發材料之凝結可減少或避免。
於可與此處所述其他實施例結合之數個實施例中，塑形通道125係塑形由第一噴嘴部121之孔口所釋放的羽流，使得多於70%之羽流量係在相對於噴嘴軸A之±12.5°或更少之角度處離開噴嘴，及/或使得多於90%之羽流量係在相對於噴嘴軸A之±25°或更少之角度處離開噴嘴。
第7圖繪示根據此處所述數個實施例之在包含噴嘴軸之至少一剖面中之不同噴嘴的塑形效應之圖式，特別是在包含噴嘴軸的垂直剖面中。繪示之圖式係假設第二噴嘴部中的壓力狀態而確保其中之蒸汽分子的分子流。
第7圖之圖式係繪示針對以虛線710、連續線720、及虛點線730表示的三個不同之噴嘴幾何形狀，繞著噴嘴軸A之錐角中的蒸汽分子流量及離開噴嘴之蒸汽分子總流量之間的比(702：以%表示的沿著垂直線之來自總流量的累積通量(integrated flux))作為所述之錐角(701：在垂直剖面中之張開的角度)的函數的圖式。
虛線710表示具有朝向噴嘴出口連續地增加之噴嘴直徑的傳統噴嘴。可見僅有離開噴嘴之蒸汽分子之總流量的約60%係包含在20°的角度中，及僅有離開噴嘴之蒸汽分子的總流量之80%係包含在相對於噴嘴軸A之30°的角度中。
連續線720係繪示根據此處所述數個實施例之噴嘴，也就是第1圖中所示的噴嘴。可見離開噴嘴之多於85%之蒸汽分子的總流量係包含在20%之角度中，及離開噴嘴之蒸汽分子的總流量之多於90%係包含在相對於噴嘴軸A之30°的角度中。
虛點線730繪示根據此處所述之一些實施例的另一噴嘴。相較於第1圖中所示之噴嘴形狀的內部幾何形狀，此噴嘴之內部幾何形狀係略微地調整及藉由連續線720表示。特別是，塑形通道係採用，使得離開噴嘴之總分子流量之較多部份係包含於相對於噴嘴軸之30°的角度中。另一方面，相較於第1圖之噴嘴，包含於20°之角度中的離開噴嘴之總分子流量之部份係略微減少。在由虛點線730所繪示的噴嘴中，噴嘴出口126係相對於蒸汽釋放開孔123提供較大的錐角(也就是說，噴嘴出口所提供之錐角係約為α= 60°，也就是說α/2=±30°)，及沿著噴嘴軸之蒸汽釋放開孔123的長度及蒸汽釋放開孔123之寬度之間的比係略微地增加。此提供再更高比例之離開噴嘴的分子流量包含在相對於噴嘴軸之30°的角度中。
此處所述之數個實施例係特別有關於蒸發材料於大面積基板上，舉例為用於顯示器製造。舉例來說，基板可為玻璃基板。此處所述之數個實施例可亦有關於半導體處理，舉例為用於沈積材料於半導體晶圓上，例如是沈積金屬或OLED材料。半導體晶圓可在蒸發期間水平或垂直配置。
此書面說明係使用包括最佳模式之數個例子來揭露本揭露，且亦讓此技術領域中任何具有通常知識者能夠實施所述之標的，包括製造及使用任何裝置或系統及執行任何併入之方法。當數種特定之實施例係已經於前述中揭露時，上述實施例之非互斥之特徵可彼此結合。可專利之範圍係由申請專利範圍定義，且如果申請專利範圍具有非相異於申請專利範圍之字面語言之結構元件時，或如果申請專利範圍包括等效結構元件，且等效結構元件與申請專利範圍之字面語言具有非實質差異時，其他例子係意欲包含於申請專利範圍之範疇中。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:基板 11:遮罩 20:第二基板 21:第二遮罩 50:第一沈積區域 51:第二沈積區域 100:蒸汽源 101:真空腔室 102:坩鍋 105:源支撐件 110:分佈管 115:羽流 116,120:噴嘴 121:第一噴嘴部 122:第二噴嘴部 123:蒸汽釋放開孔 124:噴嘴通道 125:塑形通道 126:噴嘴出口 127:側壁 128:塑形區域 301:表面 302:向量 400:真空沈積系統 401:第一驅動器 403:第二驅動器 610,620:方塊 701:在垂直剖面中之張開的角度 702:以%表示的沿著垂直線之來自總流量的累積通量 710:虛線 720:連續線 730:虛點線 A:噴嘴軸 D1:第一距離 D2:第二距離 H:水平方向 V:垂直方向 α:錐角
為了使本揭露的上述特徵可詳細地瞭解，簡要摘錄於上之本揭露之更特有之說明可參照數個實施例。所附之圖式係與本揭露之數個實施例相關且說明於下方： 第1圖繪示依照此處所述數個實施例之蒸汽源之一部份的剖面圖； 第2圖繪示第1圖之蒸汽源的透視圖，而以剖面圖繪示出蒸汽源之至少一噴嘴； 第3圖繪示依照此處所述數個實施例之蒸汽源的剖面圖； 第4圖繪示可應用於分子流態中之分子路徑機率模型； 第5A-C圖繪示依照此處所述數個實施例之用以於真空沈積系統中沈積已蒸發材料於基板上之方法的連續階段的示意圖； 第6圖繪示依照此處所述數個實施例之用以沈積已蒸發材料於基板上之方法的流程圖；以及 第7圖繪示依照此處所述數個實施例之數種噴嘴之塑形效應圖。
10:基板
50:第一沈積區域
100:蒸汽源
110:分佈管
115:羽流
120:噴嘴
121:第一噴嘴部
122:第二噴嘴部
123:蒸汽釋放開孔
124:噴嘴通道
125:塑形通道
126:噴嘴出口
127:側壁
128:塑形區域
A:噴嘴軸
D1:第一距離
D2:第二距離
V:垂直方向
α:錐角

Claims (20)

  1. 一種用於在一真空腔室中沈積一已蒸發材料於一基板(10)上之蒸汽源(100)，該蒸汽源包括一分佈管(110)，具有複數個噴嘴，該些噴嘴之至少一噴嘴(120)包括： 一第一噴嘴部(121)，沿著一噴嘴軸(A)延伸及具有一蒸汽釋放開孔(123)；以及 一第二噴嘴部(122)，位於該第一噴嘴部(121)之下游，該第二噴嘴部包括一塑形通道(125)，該塑形通道具有一尺寸，該尺寸係至少分區朝向一噴嘴出口(126)減少。
  2. 如請求項1所述之蒸汽源，其中該第二噴嘴部(122)具有相反配置之複數個側壁(127)，用以塑形該蒸汽釋放開孔(123)所釋放之已蒸發材料之一羽流，該些側壁(127)之間的一距離係在離開該第一噴嘴部(121)朝向該噴嘴出口(126)的一方向中減少。
  3. 如請求項2所述之蒸汽源，其中該些側壁(127)之間的該距離係從一第一距離(D1)朝向該噴嘴出口(126)減少至一第二距離(D2)，該第二距離少於該第一距離的四分之一。
  4. 如請求項1所述之蒸汽源，其中該塑形通道之該尺寸係從一第一尺寸(D1)連續地減少至一第二尺寸(D2)。
  5. 如請求項1所述之蒸汽源，其中該塑形通道(125)係提供具有一形狀的一噴嘴腔，裝配以改善由該蒸汽釋放開孔(123)相對於該噴嘴軸(A)所釋放的已蒸發材料之一方向性，使得在包含該噴嘴軸之至少一剖面中，多於70%之一羽流量係在相對於該噴嘴軸(A)之±12.5°或更少的一角度處離開該至少一噴嘴，或使得多於90%之一羽流量係在相對於該噴嘴軸之±25°或更少之一角度處離開該至少一噴嘴。
  6. 如請求項1至5之任一者所述之蒸汽源，其中該塑形通道之複數個側壁(127)係具有於至少一剖面中的一本質上之拋物線的形狀，其中該拋物線之一頂點係位於該噴嘴出口(126)。
  7. 如請求項1至5之任一者所述之蒸汽源，其中該第一噴嘴部(121)包括一噴嘴通道(124)，沿著該噴嘴軸(A)延伸，該蒸汽釋放開孔(123)係裝配成一孔口，用以釋放已蒸發材料之一羽流至該第二噴嘴部(122)中，該孔口之尺寸係小於該噴嘴出口(126)之尺寸。
  8. 如請求項1至5之任一者所述之蒸汽源，其中 該蒸汽釋放開孔及該噴嘴出口之至少一者係為複數個狹縫開孔，或 該蒸汽釋放開孔及該噴嘴出口之至少一者係相對於該噴嘴軸(A)旋轉地對稱。
  9. 如請求項1至5之任一者所述之蒸汽源，其中該蒸汽釋放開孔(123)具有沿著該噴嘴軸(A)的一第一尺寸及垂直於該噴嘴軸(A)之一第二尺寸，該第一尺寸及該第二尺寸之間的一比係為1或更多。
  10. 如請求項9所述之蒸汽源，其中該第一尺寸及該第二尺寸之間的該比係為5或更多。
  11. 如請求項1至5之任一者所述之蒸汽源，其中該噴嘴出口(126)係相對於該蒸汽釋放開孔之一中心提供20°或更多及90°或更少的一錐角(α)。
  12. 如請求項1至5之任一者所述之蒸汽源，其中該第一噴嘴部(121)及該第二噴嘴部(122)係熱接觸或一體提供成一件式元件。
  13. 一種用於一蒸汽源之噴嘴(120)，包括： 一第一噴嘴部(121)，具有一噴嘴通道(124)及一蒸汽釋放開孔(123)，該噴嘴通道係沿著一噴嘴軸(A)延伸，該蒸汽釋放開孔係裝配成一孔口，用以釋放已蒸發材料之一羽流(115)；以及 一第二噴嘴部(122)，位於該第一噴嘴部(121)之下游及包括一塑形通道及一噴嘴出口(126)，該塑形通道係塑形以改善由該孔口相對於該噴嘴軸(A)所釋放的已蒸發材料之一方向性，該塑形通道具有一尺寸，該尺寸至少分區朝向該噴嘴出口(126)減少。
  14. 如請求項13所述之噴嘴，其中該蒸汽釋放開孔(123)係為一第一狹縫開孔及該噴嘴出口(126)係為一第二狹縫開孔，其中該蒸汽釋放開孔及該噴嘴出口之至少一者的一開孔長度及一開孔寬度之間的一比係為5或更多。
  15. 一種真空沈積系統，包括： 一真空腔室； 如請求項1至5之任一者之該蒸汽源，設置於該真空腔室中；以及 一第一驅動器及一第二驅動器之至少一者，該第一驅動器用以沿著一傳送路徑於該真空腔室中移動該蒸汽源，該第二驅動器用以旋轉該蒸汽源之該分佈管。
  16. 一種用以在一真空腔室中沈積一已蒸發材料於一基板上之方法，該方法包括： 藉由複數個噴嘴導引已蒸發材料朝向該基板，該些噴嘴之至少一噴嘴係包括一第一噴嘴部(121)及一第二噴嘴部(122)，該第一噴嘴部沿著一噴嘴軸(A)延伸，該第二噴嘴部(122)位於該第一噴嘴部(121)之下游； 其中已蒸發材料之一羽流係藉由該第一噴嘴部釋放，及相對於該噴嘴軸(A)之該羽流的該已蒸發材料之一方向性係藉由該第二噴嘴部(122)改善，該第二噴嘴部包括一塑形通道，該塑形通道具有一尺寸，該尺寸至少分區朝向一噴嘴出口(126)減少。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該塑形通道形成一噴嘴腔，於該第一噴嘴部中(121)之一第一蒸汽壓力係多於該噴嘴腔中之一第二壓力十倍，及該噴嘴腔中之該第二壓力係多於該真空腔室中之一第三壓力十倍。
  18. 如請求項16所述之方法，更包括： 加熱該至少一噴嘴，使得該第一噴嘴部(121)及該第二噴嘴部(122)之一內壁具有一溫度，該溫度係高於該已蒸發材料之蒸發溫度。
  19. 如請求項16所述之方法，其中該塑形通道係塑形該羽流，使得多於70%之一羽流量係在相對於該噴嘴軸(A)之±12.5°或更少之一角度處離開該至少一噴嘴。
  20. 如請求項16至19之任一者所述之方法，其中該塑形通道係塑形該羽流，使得多於90%之該羽流量係在相對於該噴嘴軸(A)之±25°或更少之一角度處離開該至少一噴嘴。
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