(57)【要約】  堆積源（２００）を冷却する方法（１００）が記載される。本方法は、堆積チャンバ（２５０）内に配置された堆積源からの材料を堆積させることを停止すること（１１０）と、堆積チャンバ（２５０）に冷却ガスを導入すること（１２０）であって、冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の伝導率λを備える、堆積チャンバ（２５０）に冷却ガスを導入すること（１２０）を含む。さらに、堆積源を冷却するためのチャンバが記載される。チャンバは、当該チャンバ内に配置された堆積源を含む。さらに、チャンバは、当該チャンバに冷却ガスを供給するために構成された冷却ガス供給システムであって、冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える、冷却ガス供給システムを含む。【選択図】図１
2021503546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆積源を冷却する方法であって、
−  堆積チャンバ内に配置された前記堆積源からの材料を堆積させることを停止することと、
−  前記堆積チャンバに冷却ガスを導入することであって、前記冷却ガスは、λ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の伝導率λを備える、前記堆積チャンバに冷却ガスを導入すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記冷却ガスは、少なくとも５０％のヘリウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記冷却ガスは、少なくとも５０％の水素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記堆積源は、分配アセンブリ及びシールド構成を備え、前記シールド構成は、前記分配アセンブリと前記シールド構成との間に空き空間を提供するために、前記分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記分配アセンブリと前記シールド構成との前記距離Ｄは、４ｍｍ≦Ｄ≦２０ｍｍである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記分配アセンブリと前記シールド構成との間の前記空き空間に、前記冷却ガスを供給することをさらに含む、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記シールド構成と接触する冷却システムを用いて、前記シールド構成を冷却することをさらに含む、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記シールド構成が、シールドプレートのスタックを含む、請求項４から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記シールドプレートのスタックは、０．１ｍｍ≦Ｓ≦１．０ｍｍの間隔Ｓにより重ねられた２つ以上のシールドプレートを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記堆積源は、蒸発させた材料、特に有機材料を基板に堆積させるために構成された蒸発源である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
堆積チャンバ内に設けられた蒸発源を冷却する方法であって、
−  材料を蒸発させるために構成されたるつぼの、るつぼヒータを切ることと、
−  材料の蒸発が止まるまで、前記蒸発源の分配アセンブリへの加熱を維持することであって、前記分配アセンブリは前記るつぼと流体連結している、前記蒸発源の分配アセンブリへの加熱を維持することと、
−  １ｍｂａｒ≦ｐ≦１００ｍｂａｒの圧力ｐで、前記堆積チャンバに冷却ガスを導入することであって、前記冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える、前記堆積チャンバに冷却ガスを導入することと、
−  前記分配アセンブリとシールド構成の間の空き空間に前記冷却ガスを供給することであって、前記シールド構成は、前記空き空間を提供するために前記分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置される、前記分配アセンブリとシールド構成の間の空き空間に前記冷却ガスを供給することと、
−  前記シールド構成と接触する冷却システムを用いて、前記シールド構成を冷却すること
を含む、方法。
【請求項１２】
堆積源を冷却するためのチャンバであって、
−  前記堆積源を冷却するための前記チャンバ内に配置された堆積源と、
−  前記堆積源を冷却するための前記チャンバ内に、冷却ガスを供給するために構成された冷却ガス供給システムであって、前記冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える、冷却ガス供給システムと
を備える、チャンバ。
【請求項１３】
前記堆積源は、分配アセンブリ及びシールド構成を備え、前記シールド構成は、前記分配アセンブリと前記シールド構成との間に空き空間を提供するために、前記分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置される、請求項１２に記載のチャンバ。
【請求項１４】
前記シールド構成は、前記シールド構成を冷却するための冷却システムを備える、請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれか一項に記載の堆積源を冷却するためのチャンバを備える、基板に層を堆積させるための堆積システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、堆積源の冷却に関し、特に、堆積源を冷却するための方法、チャンバ、及びシステムに関する。具体的には、本開示の実施形態は、特にＯＬＥＤの製造のために、蒸発させた材料を基板に堆積させる堆積源を冷却するための方法、チャンバ、及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］有機蒸発器は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）の生産のためのツールである。ＯＬＥＤは、特殊な発光ダイオードであり、この発光ダイオードでは、発光層に、或る有機化合物の薄膜が含まれている。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、例えば情報を表示するための、テレビ画面、コンピュータモニタ、携帯電話、他のハンドヘルド装置の製造時に使用される。ＯＬＥＤは、一般的な空間照明のためにも利用することができる。ＯＬＥＤピクセルが直接発光しバックライトを含まないため、ＯＬＥＤディスプレイの色、輝度、及び視野角の範囲は、従来のＬＣＤディスプレイの範囲よりも広い場合がある。従って、ＯＬＥＤディスプレイのエネルギー消費が、従来のＬＣＤディスプレイのエネルギー消費よりもかなり少ない。さらに、ＯＬＥＤを可撓性の基板上に製造できるという事実によって、結果的に更なる用途がもたらされる。
【０００３】
［０００３］典型的に、蒸発させた材料が、蒸気源の１つ以上の出口によって基板の方へと向けられる。例えば、蒸気源は、蒸発させた材料のプルームを基板の方へと向けるために構成された複数のノズルを備えうる。蒸気源は、蒸発させた材料で基板をコーティングするために、基板に対して動かされうる。
【０００４】
［０００４］典型的に、蒸発させた材料を基板に堆積させるための堆積源の動作温度は、６００°Ｃもの高温でありうる。堆積源の保守、点検又は交換のために、堆積チャンバが換気され周囲環境に対して開かれる必要がある。従って、例えば１００°Ｃを下回る温度まで、堆積源が冷却される必要がある。動作温度から１００°Ｃ以下まで堆積源を冷却するために要する時間は、堆積源の利用可能な製造時間に直接的に影響を与える。
【０００５】
［０００５］よって、上記の観点から、製造の不稼働時間を短縮することが可能な、堆積源を冷却するための改良された方法、チャンバ、及びシステムに対する必要性が絶えず存在する。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］上記に鑑みて、独立請求項に係る堆積源を冷却する方法、堆積源を冷却するためのチャンバ、及び堆積システムが提供される。更なる態様、利点及び特徴は、従属請求項、本明細書の記載、及び添付の図面から明らかである。
【０００７】
［０００７］本開示の一態様によれば、堆積源を冷却する方法が提供される。本方法は、堆積チャンバ内に配置された堆積源からの材料を堆積させることを停止することを含む。さらに、本方法は、堆積チャンバに冷却ガスを導入することであって、冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の伝導率λを備える、堆積チャンバに冷却ガスを導入することを含む。
【０００８】
［０００８］本開示の更なる別の態様によれば、堆積チャンバ内に設けられた蒸発源を冷却する方法が提供される。本方法は、材料を蒸発させるために構成されたるつぼの、るつぼヒータを切ることを含む。さらに、本方法は、材料の蒸発が止まるまで、蒸発源の分配アセンブリへの加熱を維持することであって、分配アセンブリはるつぼと流体連結している、蒸発源の分配アセンブリへの加熱を維持することを含む。追加的に、本方法は、−１ｍｂａｒ≦ｐ≦１００ｍｂａｒの圧力ｐで、堆積チャンバに冷却ガスを導入することであって、冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率λを備える、堆積チャンバに冷却ガスを導入することと、分配アセンブリとシールド構成の間の空き空間に冷却ガスを供給することを含む。シールド構成は、空き空間を提供するために分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置されている。さらに、本方法は、シールド構成と接触する冷却システムを用いて、シールド構成を冷却することを含む。
【０００９】
［０００９］本開示の他の態様によれば、堆積源を冷却するためのチャンバが提供される。チャンバは、堆積源を冷却するためのチャンバ内に配置された堆積源を備える。さらに、チャンバは、堆積源を冷却するためのチャンバ内に、冷却ガスを供給するために構成された冷却ガス供給システムであって、冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える、冷却ガス供給システムを備える。
【００１０】
［００１０］本開示の更なる態様に従って、基板に層を堆積させるための堆積システムが提供される。堆積システムは、本明細書に記載のいずれかの実施形態に係る堆積源を冷却するためのチャンバを備える。
【００１１】
［００１１］実施形態は、開示された方法を実施するための装置も対象としており、各記載される方法の態様を実行するための装置部分を含む。これらの方法の態様は、ハードウェア構成要素を用いて、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータを用いて、これらの２つの任意の組合せによって、又は、他の任意のやり方で実施されうる。さらに、本開示に係る実施形態は、記載される装置を操作する方法も対象としている。記載される装置を操作する方法は、装置のあらゆる機能を実行するための方法の態様を含む。
【００１２】
［００１２］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。添付の図面は、本開示の実施形態に関し、以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書に記載の実施形態に係る堆積源を冷却する方法の概略図を示す。
【図２】本明細書に記載の実施形態に係る堆積源の概略的な斜視図を示す。
【図３】本明細書に記載の実施形態に係る堆積源の概略的な水平方向の断面図を示す。
【図４】本明細書に記載の更なる別の実施形態に係る堆積源の概略的な水平方向の断面図を示す。
【図５】本明細書に記載の実施形態に係る蒸発源を冷却する方法を示すフロー図を示す。
【図６】本明細書に記載の実施形態に係る堆積源を冷却するためのチャンバの概略図を示す。
【図７】本明細書に記載の実施形態に係る、基板に層を堆積させるための堆積システムの概略図を示す。
【００１４】
［００１３］本開示の様々な実施形態をこれより詳細に参照する。これらの実施形態の１つ以上の例が図に示されている。図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を表す。記載されているのは、個別の実施形態に関する相違のみである。各実施例は本開示の説明用に提示されているのであって、本開示を限定することが意図されているものではない。さらに、一実施形態の一部として図示又は記載される特徴は、他の実施形態で用いることが可能であり、又は他の実施形態と併用してさらに別の実施形態を生み出すことも可能である。本明細書は、このような変更及び変形例を含むことが意図されている。
【００１５】
［００１４］図１を例示的に参照しながら、本開示に係る堆積源２００を冷却する方法１００を説明する。
【００１６】
［００１５］具体的には、図１は、堆積チャンバ２５０内に配置された堆積源２００を示している。堆積源２００は、るつぼ２１０、具体的には蒸発るつぼを含む。蒸発るつぼは、基板に堆積される材料を蒸発させるよう構成されている。堆積源２００は、１つ以上の出口２２５を有する分配アセンブリ２２０を含む。例えば、上記１つ以上の出口２２５はノズルでありうる。図１の（ａ）に例示するように、典型的にノズルは、蒸発させた材料のプルーム２２６を基板１０に向けるために構成されている。図１の（ａ）に例示するように、分配アセンブリ２２０は、るつぼ２１０と流体連結している。例えば、堆積源２００は、るつぼ２１０から分配アセンブリ２２０への蒸発させた材料の流れを制御するよう構成された弁２３０を含みうる。例えば、上記弁は、るつぼから分配アセンブリへの蒸発させた材料の流れを止めるために閉じることが可能である。
【００１７】
［００１６］図１の矢印１１０で例示するように、本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な実施形態によれば、方法１００は、堆積源２００からの材料を堆積させることを停止すること（矢印１１０）を含む。例えば、図１の（ｂ）に例示するように、堆積源からの材料を堆積させることを停止することは、るつぼ２１０から分配アセンブリ２２０への流れを止めるために弁を閉じることを含みうる。さらに、堆積源からの材料を堆積させることを停止することは、るつぼのるつぼヒータを切り替えることを含みうる。
【００１８】
［００１７］さらに、図１の矢印１２０で例示するように、方法１００は、堆積チャンバ２５０に冷却ガスＧを導入すること（矢印１２０）を含む。例えば、冷却ガスＧが、図１の（ｃ）に例示するように、堆積チャンバ２５０の壁部に設けられた更なる別の弁２３５を介して、堆積チャンバに導入されうる。冷却ガスは、λ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える。
【００１９】
［００１８］これにより、本開示の堆積源を冷却する方法の実施形態によって、有利に、動作温度から約１００°Ｃの温度まで堆積物を冷却するための冷却時間の短縮がもたらされる。よって、本開示の実施形態には、製造の不稼働時間を短縮できるという利点がある。具体的には、堆積源を冷却するために採用される従来の冷却方法と比較して、本明細書に記載の実施形態では、５００°Ｃ〜６００°Ｃの動作温度から約１００°Ｃまで下げて冷却するために１時間以下の冷却時間を提供することが可能である。これとは異なって、従来の冷却方法では、５００°Ｃ〜６００°Ｃの動作温度から約１００°Ｃにまで下げる冷却時間は、おおよそ８時間である。従って、本明細書に記載の堆積源を冷却する方法の実施形態によって、従来の既知の方法と比較して、冷却時間の著しい短縮がもたらされる。
【００２０】
［００１９］本開示では、「冷却ガス」とは、熱伝導率λがλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）のガスとして理解されうる。本開示において、熱伝導率の値λは、室温について与えられる。例えば、冷却ガスは、純粋なガス、即ち、１つのガス成分から成るガスでありうる。代替的に、冷却ガスは、熱伝導率λがλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］である少なくとも１つのガス成分を含む混合ガスでありうる。例えば、冷却ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、具体的には５０％以上のヘリウムを含みうる。他の例によれば、冷却ガスは、水素、例えば、少なくとも５％の水素（Ｈ２）を含みうる。例えば、冷却ガスは、水素とヘリウムとの混合物を含みうる。室温での純ヘリウムの熱伝導率λは、λＨｅ＝０．１５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］である。室温での純水素の熱伝導率λは、λＨ２＝０．１８［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］である。
【００２１】
［００２０］本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、冷却ガスは、０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］≦λ≦０．２０［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λ、具体的には、０．０８［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］≦λ≦０．１８［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λ、より具体的には、０．１０［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］≦λ≦０．１７［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える。
【００２２】
［００２１］本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、冷却ガスは少なくとも５０％のヘリウムを含み、具体的には、冷却ガスは少なくとも７０％のヘリウムを含み、より具体的には、冷却ガスは少なくとも９０％のヘリウムを含む。例えば、冷却ガスは、例えば少なくとも９９％のヘリウムを含む実質的に純粋なヘリウムでありうる。他の例として、冷却ガスはヘリウムから成っていてよく、即ち、１００％のヘリウム含有量を有する。
【００２３】
［００２２］本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、冷却ガスは少なくとも５％の水素を含み、具体的には、冷却ガスは少なくとも１０％の水素を含み、より具体的には、冷却ガスは少なくとも１５％のヘリウムを含む。例えば、冷却ガス中の水素含有量は、５％≦Ｈ２含有量≦９０％であり、具体的には、１０％≦Ｈ２含有量≦７５％であり、より具体的には、１５％≦Ｈ２含有量≦５０％である。
【００２４】
［００２３］本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、冷却ガスは、ヘリウムと水素の混合物を含む。具体的には、冷却ガス中のヘリウムの含有量、及び、冷却ガス中の水素の含有量は、１００％まで加わりうる。これにより、冷却ガスは、ヘリウム及び水素から成りうる。
【００２５】
［００２４］従って、本明細書に記載の冷却ガスを堆積チャンバに導入することによって、従来の冷却方法と比較して、より速い堆積源の冷却を実現することが可能である。
【００２６】
［００２５］本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、堆積源からの材料を堆積させることを停止することは、るつぼヒータのスイッチの切り替えを含みうる。さらに、堆積源からの材料を堆積させることを停止することは、るつぼ２１０から分配アセンブリ２２０への蒸発させた材料の流れを制御するよう構成された弁２３０を閉じることを含みうる。
【００２７】
［００２６］本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、冷却ガスを堆積チャンバに導入することは、１ｍｂａｒ≦ｐ≦１００ｍｂａｒの圧力ｐで、堆積チャンバに冷却ガスを導入することを含む。冷却ガスを１ｍｂａｒ≦ｐ≦１００ｍｂａｒの圧力ｐで供給することは、冷却時間を短縮するために有利でありうる。
【００２８】
［００２７］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、堆積チャンバは、「真空堆積チャンバ」である。本開示において、「真空堆積チャンバ」とは、真空堆積用に構成されたチャンバとして理解されうる。本明細書では、「真空（ｖａｃｕｕｍ）」という用語は、真空圧が例えば１０ｍｂａｒ未満の工業的真空の意味に理解されうる。典型的には、本明細書に記載の真空チャンバの圧力は、約１０−５ｍｂａｒと約１０−８ｍｂａｒとの間、より典型的には、約１０−５ｍｂａｒと約１０−７ｍｂａｒとの間、更により典型的には、約１０−６ｍｂａｒと約１０−７ｍｂａｒとの間であってよい。幾つかの実施形態によれば、真空チャンバの圧力は、真空チャンバ内で蒸発させた材料の分圧又は全圧のいずれかと見做されうる（堆積させる構成要素として、蒸発させた材料のみが真空チャンバ内に存在するときには、分圧と全圧とはおおよそ同じになりうる）。幾つかの実施形態において、真空チャンバ内の全圧は、特に、蒸発させた材料の他に第２の構成要素（例えばガス等）が真空チャンバ内に存在するケースでは、約１０−４ｍｂａｒから約１０−７ｍｂａｒまでの範囲でありうる。
【００２９】
［００２８］図２を例示的に参照しながら、本明細書に記載の実施形態に係る堆積源２００を説明する。具体的には、図２は、本明細書に記載の実施形態に係る堆積源の概略的な斜視図を示している。典型的に、堆積源２００は、るつぼ２１０に接続された分配アセンブリ２２０を備える。例えば、分配アセンブリ２２０は、細長い立法体でありうる分配管を含みうる。図２に例示するように、分配アセンブリ２２０は、三角形の形状に設計されうる。三角形の形状の分配アセンブリは、図４を参照してより詳細に例示的に記載するように、２つ以上の管が互いに隣り合って配置されるケースで有利でありうる。具体的には、三角形状の分配アセンブリ２０によって、隣り合う分配アセンブリ、即ち例えば分配管の出口を、互いに可能な限り接近させることが可能となる。これにより、例えば、２つ、３つ、又はさらにより多くの異なる材料の同時蒸発のケースのために、異なる分配管からの異なる材料の改良された混合物の実現が可能となる。
【００３０】
［００２９］図２に例示的に示すように、分配アセンブリ２２０は、壁部、例えば、側壁２２１及び後方側壁２２２を含むことが可能であり、これにより、分配アセンブリの内部に、内側の中空空間が提供される。図４Ａに例示するように、加熱ユニット２２３が、分配アセンブリを加熱するために設けられうる。上記加熱ユニットは、分配アセンブリの上記壁に取り付けられ又は装着されうる。従って、蒸発るつぼにより供給される有機材料の蒸気が分配アセンブリ２２０の壁の内側部分で凝縮しない温度まで、分配アセンブリ２２０を加熱することが可能である。さらに、図２に例示するように、堆積源２００は、シールド素子２２４、特にシェーパシールド素子を含むことが可能であり、基板に供給される蒸発させた材料の分配円錐部の範囲が設定される。具体的には、シールド素子は、堆積領域に向けた熱放射を低減するよう構成されうる。更に、シールド素子は、冷却要素２２７によって冷却されうる。例えば、冷却要素２２７は、シールド素子２２４の裏面に取付られてよく、冷却流体用の導管を含んでよい。
【００３１】
［００３０］本開示において、「堆積源」とは、基板に堆積させる材料の供給源を提供するために構成された装置又はアセンブリとして理解されうる。具体的には、「堆積源２００」とは、堆積させる材料を蒸発させるよう構成されたるつぼ２１０と、蒸発させた材料を基板１０に供給するために構成された分配アセンブリ２２０と、を有する装置又はアセンブリとして理解されうる。これにより、堆積源は、本明細書では蒸発源とも称されうる。「蒸発させた材料を基板に供給するために構成された分配アセンブリ」という表現は、分配アセンブリが、１つ以上の出口２２５を出る蒸発させた材料のプルーム２２６により、図１の（ａ）に例示するように堆積方向へと、蒸発させた又は気体の原材料を案内するために構成されていることと理解されうる。従って、気体の原材料、例えばＯＬＥＤ装置の薄膜を堆積させるための材料が、分配アセンブリの内部で案内されて、１つ以上の出口２２５を通って分配アセンブリから出る。
【００３２】
［００３１］本開示において、「るつぼ」とは、るつぼを加熱することにより蒸発させる材料のためのリザーバを有する装置として理解されうる。従って、「るつぼ」とは、原材料の蒸発及び昇華の少なくとも一方により、原材料を蒸発させて気体とするために加熱することが可能な原材料リザーバとして理解されうる。典型的に、るつぼは、当該るつぼ内で原材料を蒸発させて気体の原材料とするためのヒータを含む。例えば、蒸発させる材料は、初めは粉末状でありうる。リザーバは、蒸発させる原材料、例えば有機材料を収容するための内側容積室を有しうる。例えば、るつぼの容積は、１００ｃｍ３から３０００ｃｍ３の間、具体的には７００ｃｍ３から１７００ｃｍ３の間、より具体的には１２００ｃｍ３でありうる。具体的には、るつぼは、るつぼの内部容積室内に供給された原材料を、当該原材料が蒸発する温度まで加熱するために構成された加熱ユニットを含みうる。例えば、るつぼは、例えば蒸発温度が約１００℃から約６００℃の有機材料等の、有機材料を蒸発させるためのるつぼでありうる。
【００３３】
［００３２］本開示において、「分配アセンブリ」は、分配アセンブリから基板へと、蒸発させた材料、特に蒸発させた材料のプルームを供給するために構成されたアセンブリとして理解されうる。例えば、分配アセンブリは、細長い立方体でありうる分配管を含みうる。例えば、本明細書に記載の分配管は、分配管の伸長に沿って少なくとも１つの線上に配置された複数の開口部及び／又はノズルを有する線源を提供しうる。例えば、分配アセンブリ、具体的には分配管はチタンで作製されうる。
【００３４】
［００３３］従って分配アセンブリは、例えば複数の開口部（又は細長いスリット）が配置された線形的な分配シャワーヘッドでありうる。さらに、典型的に分配アセンブリは、例えば蒸発るつぼから基板へと、蒸発させた材料を供給又は案内することが可能な筐体、空洞、又は管を有しうる。本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な実施形態によれば、分配管の長さは少なくとも、堆積される基板の高さに対応しうる。具体的には、分配管の長さは、堆積される基板の高さよりも、少なくとも１０％又は２０％長くてよい。例えば、分配管の長さは１．３ｍ以上であってよく、例えば２．５ｍ以上であってよい。これにより、基板の上端及び／又は基板の下端における均一な堆積をもたらすことが可能である。代替的な構成によれば、分配アセンブリは、垂直軸に沿って配置可能な１つ以上の点源を含みうる。
【００３５】
［００３４］従って、本明細書に記載の「分配アセンブリ」は、基本的に垂直に延在する線源を提供するよう構成されうる。本開示において、「基本的に垂直に」という用語は、特に基板の配向を示すときに、垂直方向からの１０°以下の偏差を許容するものと理解される。垂直配向から或る程度の偏差がある基板支持体によって、結果的により安定した基板ポジションが得られうるため、上記偏差が設けられうる。しかし、有機材料の堆積中の基板配向は基本的に垂直とみなされ、水平の基板配向とは異なると見做される。これにより、基板の表面には、１の基板寸法に対応する１の方向に延在する線源と、他の基板寸法に対応する他の方向に沿った並進運動と、によってコーティングが施されうる。
【００３６】
［００３５］図３は、本明細書に記載の実施形態に係る堆積源の概略的な水平方向の断面図を示している。本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合せることが可能な幾つかの実施形態によれば、堆積源２００は、分配アセンブリ２２０と、シールド構成２４０と、を含みうる。シールド構成２４０は、分配アセンブリと当該シールド構成との間に空き空間を提供するために、分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置されうる。例えば、シールド構成と分配アセンブリとの距離Ｄは４ｍｍ≦Ｄ≦２０ｍｍでありうる。
【００３７】
［００３６］図３を例示的に参照すると、本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、堆積源を冷却する方法は、分配アセンブリ２２０とシールド構成２４０との空き空間に冷却ガスＧを供給することをさらに含む。これにより、分配アセンブリ２２０からシールド構成２４０への熱の移動を増大させることが可能であり、これにより有利に、結果的に分配アセンブリの冷却がより速くなる。
【００３８】
［００３７］図３に例示するように、シールド構成は、シールドプレートのスタックを含みうる。例えば、シールドプレートのスタックは、２つ以上のシールドプレートを含みうる。具体的には、上記２つ以上シールドプレートは、加熱ユニット２２３によって供給される熱エネルギーを、分配アセンブリ２２０の空洞に向かって戻して反射するために構成されうる。例えば、シールドプレートは、厚さが０．１ｍｍから３．０ｍｍであってよい。さらに、シールドプレートの材料は、鉄材料又は非鉄材料から成る群から選択された少なくとも１つの材料から選択され、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅合金、アルミニウム合金、黄銅、鉄、チタン（Ｔｉ）、セラミック及び他の適した材料から成る群から選択された少なくとも１つの材料から選択されうる。
【００３９】
［００３８］本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、上記２つ以上のシールドプレートは、０．１ｍｍ≦Ｓ≦１．０ｍｍの間隔Ｓを取って重ねることが可能であり、例えば、隣り合うシールドプレートの間隔は、０．３ｍｍでありうる。
【００４０】
［００３９］図３に例示するように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることが可能な実施形態によれば、堆積源は、シールド構成２４０と接触する冷却システム２４５を含みうる。これにより、本明細書に記載の堆積源を冷却する方法は、シールド構成と接触する冷却システム２４５を用いてシールド構成２４０を冷却することをさらに含みうる。例えば、冷却システム２４５は、水冷式の冷却システムでありうる。代替的に、液体窒素等といった他の適切な冷却媒体が利用されうる。
【００４１】
［００４０］これにより、冷却システム２４５を用いてシールド構成２４０を冷却しながら、分配アセンブリ２２０とシールド構成２４０との間の空き空間に冷却ガスＧを供給することによって、分配アセンブリ２２０からシールド構成２４０への熱の移動を増大させることが可能となり、これにより有利に、結果的に分配アセンブリの冷却がより速くなる。これは、好都合にも、分配アセンブリからシールド構成への熱の移動が、伝導及び対流を介して行われうるからである。具体的には、５００°Ｃ〜６００°Ｃの動作温度から約１００°Ｃの温度まで下げる冷却のために、有利に１時間以下の冷却時間を提供することが可能である。
【００４２】
［００４１］図４は、本明細書に記載の実施形態に係る堆積源の概略的な水平方向の断面図を示している。具体的には、図４は、第１の堆積源２２０Ａ、第２の堆積源２２０Ｂ、及び第３の堆積源２２０Ｃを含む堆積源２００の上面断面図を示している。従って、３つの対応する蒸発るつぼを設けることにより、材料堆積構成が、例えば１種より多くの材料を同時に蒸発させることが可能な蒸発源アレイとして提供されうる。
【００４３】
［００４２］具体的には、図４に例示するように、本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わることが可能な実施形態によれば、第１の堆積源２２０Ａ、第２の堆積源２２０Ｂ、及び第３の堆積源２２０Ｃは、分配管の伸長に対して直交する実質的に三角形の断面を有する分配管として構成されうる。３つの分配アセンブリを有する堆積源は、トリプル供給源とも称されうる。
【００４４】
［００４３］図４を例示的に参照すると、トリプル供給源には冷却シールド２２８が備えうる。冷却シールド２２８は、堆積領域へ、即ち基板へと向かう熱放射を低減するために、Ｕ字状の冷却シールドを提供するように配置された側壁２２８Ａを含みうる。例えば、冷却シールドは、水といった冷却流体のための導管が取り付けられ又は当該導管がその内部に設けられた金属板として提供されうる。加えて、又は代替的に、冷却シールドを冷却するために熱電冷却装置又は他の冷却装置が設けられうる。
【００４５】
［００４４］例示のために、図４には、分配アセンブリの出口２２５から出る蒸発させられた原材料が、矢印で示されている。分配アセンブリが基本的に三角形の形状をしているため、３つの分配アセンブリに由来する蒸発円錐部が互いに接近しており、これにより、異なる分配アセンブリからの原材料の混合が改善されうる。具体的には、分配管の断面の形状により、隣り合う分配管の出口又はノズルを互いに接近させて配置することが可能になる。
【００４６】
［００４５］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わることが可能な幾つかの実施形態によれば、第１の分配アセンブリの第１の出口又はノズルと、第２の分配アセンブリの第２の出口又はノズルとは、５０ｍｍ以下の距離、例えば、３０ｍｍ以下、又は、２５ｍｍ以下の距離、例えば、５ｍｍから２５ｍｍまでの距離等を有しうる。更に具体的には、第１の出口又はノズルから第２の出口又はノズルまでの距離は、１０ｍｍ以下でありうる。
【００４７】
［００４６］図４に更に示すように、シールド素子２２４、具体的にはシェーパシールド素子が、例えば、冷却シールド２２８に取り付けられ、又は冷却シールドの一部として設けられうる。シェーパシールドを設けることによって、出口を通って（１つ又は複数の）分配管を出る蒸気の方向を制御することが可能であり、即ち、蒸気放出の角度を縮小することが可能である。幾つかの実施形態によれば、出口又はノズルを通って供給される蒸発させた材料の少なくとも一部が、シェーパシールドによって遮断される。これにより、放出角度の幅を制御することが可能である。
【００４８】
［００４７］図５に示すフロー図を例示的に参照しながら、本開示に係る蒸発源を冷却する方法５００を説明する。蒸発源は、堆積チャンバ内に設けられている。本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な実施形態によれば、蒸発源を冷却する方法は、材料を蒸発させるために構成されたるつぼの、るつぼヒータを切ること（ブロック５１０）を含む。具体的には、るつぼヒータが切られて、蒸発がもはや起こらなくなるまで冷却するためにそのままの状態に置かれる。さらに、本方法は、材料の蒸発が止まるまで蒸発源の分配アセンブリへの加熱を維持すること（ブロック５２０）を含む。上記分配アセンブリへの加熱を維持することは、分配アセンブリ内での蒸発させた材料の凝縮を回避するために有利でありうる。これにより好都合にも、１つ以上の出口の遮断が避けられうる。蒸発が一旦止まると、分配アセンブリの加熱を切ることが可能である。典型的に、分配アセンブリは、るつぼと流体連結している。
【００４９】
［００４８］さらに、方法５００は、特に１ｍｂａｒ≦ｐ≦１００ｍｂａｒの圧力ｐで、堆積チャンバに冷却ガスを導入することを含む。冷却ガスは、λ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える。具体的には、堆積チャンバへの冷却ガスの導入は、蒸発が一旦止まってチューブヒータが切られると、実施されうる。例えば、堆積チャンバへの冷却ガスの導入は、１ｍｂａｒ〜１００ｍｂａｒの冷却ガスを用いて堆積チャンバを換気することを含む。例えば、冷却ガスはヘリウムガス、ヘリウム混合ガス、水素ガス、又は、水素混合ガスでありうる。
【００５０】
［００４９］更に、方法５００は、分配アセンブリとシールド構成との間の空き空間に冷却ガスを供給すること（ブロック５３０）を含む。図３を参照して例示的に記載したように、シールド構成は、空き空間を設けるために、分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置されている。さらに、方法５００は、シールド構成と接触する冷却システムを用いて、シールド構成を冷却すること（ブロック５４０）を含む。
【００５１】
［００５０］これにより、本発明に記載の蒸発源を冷却する方法の実施形態によって、有利に、従来の公知の方法と比較して、冷却時間の著しい短縮がもたらされる。具体的には、堆積チャンバを換気して周辺環境に対して開けること、堆積源が１００°Ｃ未満で冷却されることに注意されたい。堆積源を冷却するために要する時間は、利用可能な製造時間に直接的に影響を与え、即ち、冷却時間が長くなるほど、利用可能な製造時間が短くなる。本明細書に記載の実施形態によって、有利に、例えばＯＬＥＤ製造のための、堆積源の冷却時間が短縮されて利用可能な製造時間が増大する。
【００５２】
［００５１］図６を例示的に参照しながら、本開示による堆積源２００を冷却するためのチャンバ２６０を説明する。本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、堆積源を冷却するためのチャンバ２６０は、当該堆積源を冷却するためのチャンバ２６０内に配置された堆積源２００を含む。さらに、堆積源を冷却するためのチャンバ２６０は、当該堆積源を冷却するためのチャンバ２６０に冷却ガスを供給するために構成された冷却ガス供給システム２７０を含む。例えば、堆積源を冷却するためのチャンバ２６０は、本明細書に記載の堆積チャンバ２５０でありうる。冷却ガス供給システム２７０は、１ｍｂａｒ≦ｐ≦１００ｍｂａｒの圧力ｐで、冷却ガスを供給するよう構成されうる。典型的に、冷却ガスは、本明細書に記載の冷却ガスであり、具体的には、λ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える冷却ガスである。図６に例示するように、冷却ガス導入弁２６５が、堆積源を冷却するためのチャンバ２６０の壁に設けられうる。
【００５３】
［００５２］本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な幾つかの実施形態によれば、堆積源を冷却するためのチャンバ２６０内に設けられた堆積源は、図２及び図３を参照して例示的に記載した分配アセンブリ及びシールド構成を含む。典型的に、シールド構成は、分配アセンブリとシールド構成との間に空き空間を設けるために、分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置されている。さらに、シールド構成は、図３を参照してより詳細に記載したように、シールド構成を冷却するための冷却システムを含みうる。
【００５４】
［００５３］これにより、従来の冷却チャンバと比較して、本明細書に記載の堆積源を冷却するためのチャンバの実施形態によって、有利に、堆積源の冷却時間の短縮がもたらされる。
【００５５】
［００５４］図７を例示的に参照しながら、本開示に係る基板に層を堆積させるための堆積システム３００を説明する。本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な実施形態によれば、堆積システム３００は、本明細書に記載のいずれかの実施形態に係る堆積源２００を冷却するためのチャンバ２６０を含みうる。図７に示す堆積システム３００の実施形態では、堆積源２００を冷却するためのチャンバ２６０は、堆積チャンバ２５０であり、具体的には真空堆積チャンバである。さらに、堆積システム３００は、真空堆積チャンバ内の本明細書に記載の実施形態のいずれかに係る堆積源２００と、材料の堆積中に基板１０を支持するために構成された基板支持体３２０と、を含む。
【００５６】
［００５５］さらに、図７に例示するように、堆積源２００は、軌道上又はリニアガイド部３２２上に設けられうる。リニアガイド部３２２は、堆積源２００の並進運動のために構成されうる。さらに、堆積源アセンブリ２００の並進運動を提供するための駆動部を設けることが可能である。具体的には、材料堆積構成の非接触搬送のための搬送装置が、真空堆積チャンバ内に設けられうる。図７に例示的に示すように、真空堆積チャンバ２５０は、ゲート弁３１５を有し、このゲート弁２１５を介して、真空堆積チャンバを、隣接するルーティングモジュール又は隣接する点検モジュールに接続することが可能である。典型的に、ルーティングモジュールは、更なる処理のために更なる別の真空堆積チャンバへと基板を搬送するよう構成され、点検モジュールは、堆積源の保守のために構成されている。具体的には、ゲート弁によって、例えば隣接するルーティングモジュール又は隣接する点検モジュールの、隣接する真空チャンバに対する真空シールが可能となり、さらにゲート弁は、真空堆積システムから基板及び／又はマスクを出し入れするために開閉が可能である。
【００５７】
［００５６］図７を例示的に参照すると、本明細書に記載の他の任意の実施形態と組み合わせることが可能な実施形態によれば、２つの基板、例えば第１の基板１０Ａ及び第２の基板１０Ｂが、真空堆積チャンバ２５０内の各搬送軌道上で支持されうる。更に、その上にマスク３３３を供給する２つの軌道を設けること可能である。具体的には、基板キャリアの非接触搬送のための更なる別の搬送装置に、基板キャリア及び／又はマスクキャリアの搬送用軌道が設けられうる。
【００５８】
［００５７］典型的に、基板のコーティングは、各マスクによって、例えばエッジ除外マスクによって又はシャドウマスクによって、基板を遮蔽することを含みうる。典型的な実施形態によれば、図７に例示するように、マスク、例えば第１の基板１０Ａに対応する第１のマスク３３３Ａ、及び第２の基板１０Ｂに対応する第２のマスク３３３Ｂが、マスクフレーム３３２に設けられ、所定の位置で各マスクを保持する。
【００５９】
［００５８］図７に示されるように、リニアガイド部３２２が、堆積源２００の並進運動の方向を提供する。堆積源２００の両側には、マスク３３３、例えば第１の基板１０Ａを遮蔽するための第１のマスク３３３Ａと、第２の基板１０Ｂを遮蔽するための第２のマスク３３３Ｂを設けることが可能である。マスクは、堆積源２００の並進運動の方向に対して基本的に平行に延在しうる。更に、堆積源に対向する側の基板がまた、並進運動の方向に対して基本的に平行に延在しうる。
【００６０】
［００５９］図７を例示的に参照すると、リニアガイド部３２２に沿った堆積源２００の並進運動のために構成された供給源支持体３３１が設けられうる。典型的に、供給源支持体３３１は、図７に概略的に示すように、るつぼ２１０と、蒸発るつぼの上方に設けられた分配アセンブリ２２０と、を支持する。これにより、蒸発るつぼで生成された蒸気が上に向かって、分配アセンブリの１つ以上の出口から外へと移動しうる。従って、本明細書に記載するように、分配アセンブリは、蒸発させた材料、特に蒸発した有機材料のプルームを、分配アセンブリ２２０から基板１０へと供給するように構成されている。
【００６１】
［００６０］本明細書に記載の実施形態を鑑みて、本開示が、堆積源の冷却時間の短縮を実現し結果的により高い生産性をもたらすことが可能な、堆積源のための改良された冷却方法、堆積源を冷却するための改良されたチャンバ、及び改良された堆積システムを提供すると理解されたい。
【００６２】
［００６１］上述の記載は実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱せずに他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。
【００６３】
［００６２］具体的には、記載された説明では、ベストモードを含む本開示を開示するために実施例が用いられている。さらに、記載された説明は、当業者が記載された発明の主題を実施することを可能とし、それには、任意の装置又はシステムの作製及び利用、並びに、任意の組み込まれた方法の実施が含まれる。ここまで様々な具体的な実施形態を開示してきたが、上記の実施形態の相互に非排他的な諸特徴は、互いに組み合わせられうる。特許性がある範囲が、特許請求の範囲によって規定されているが、特許請求の範囲が、当該特許請求の範囲の文言と相違しない構成要素を有する場合、又は、特許請求の範囲が、当該特許請求の範囲の文言と実質的には相違しない等価の構造要素を含む場合には、他の実施例が特許請求の範囲内にあるものとする。
【図１】
2021503546.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月3日(2020.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆積源を冷却する方法であって、
−  堆積チャンバ内に配置された前記堆積源からの材料を堆積させることを停止することと、
−  前記堆積チャンバに冷却ガスを導入することであって、前記冷却ガスは、λ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える、前記堆積チャンバに冷却ガスを導入すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記冷却ガスは、少なくとも５０％のヘリウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記冷却ガスは、少なくとも５％の水素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記堆積源は、分配アセンブリ及びシールド構成を備え、前記シールド構成は、前記分配アセンブリと前記シールド構成との間に空き空間を提供するために、前記分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記分配アセンブリと前記シールド構成との前記距離Ｄは、４ｍｍ≦Ｄ≦２０ｍｍである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記分配アセンブリと前記シールド構成との間の前記空き空間に、前記冷却ガスを供給することをさらに含む、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記シールド構成と接触する冷却システムを用いて、前記シールド構成を冷却することをさらに含む、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記シールド構成が、シールドプレートのスタックを含む、請求項４から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記シールドプレートのスタックは、０．１ｍｍ≦Ｓ≦１．０ｍｍの間隔Ｓにより重ねられた２つ以上のシールドプレートを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記堆積源は、蒸発させた材料を基板に堆積させるために構成された蒸発源である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
堆積チャンバ内に設けられた蒸発源を冷却する方法であって、
−  材料を蒸発させるために構成されたるつぼの、るつぼヒータを切ることと、
−  材料の蒸発が止まるまで、前記蒸発源の分配アセンブリへの加熱を維持することであって、前記分配アセンブリは前記るつぼと流体連結している、前記蒸発源の分配アセンブリへの加熱を維持することと、
−  １ｍｂａｒ≦ｐ≦１００ｍｂａｒの圧力ｐで、前記堆積チャンバに冷却ガスを導入することであって、前記冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える、前記堆積チャンバに冷却ガスを導入することと、
−  前記分配アセンブリとシールド構成の間の空き空間に前記冷却ガスを供給することであって、前記シールド構成は、前記空き空間を提供するために前記分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置される、前記分配アセンブリとシールド構成の間の空き空間に前記冷却ガスを供給することと、
−  前記シールド構成と接触する冷却システムを用いて、前記シールド構成を冷却すること
を含む、方法。
【請求項１２】
堆積源を冷却するためのチャンバであって、
−  前記堆積源を冷却するための前記チャンバ内に配置された堆積源と、
−  前記堆積源を冷却するための前記チャンバ内に、冷却ガスを供給するために構成された冷却ガス供給システムであって、前記冷却ガスはλ≧０．０５［Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］の熱伝導率λを備える、冷却ガス供給システムと
を備える、チャンバ。
【請求項１３】
前記堆積源は、分配アセンブリ及びシールド構成を備え、前記シールド構成は、前記分配アセンブリと前記シールド構成との間に空き空間を提供するために、前記分配アセンブリに対して距離Ｄを取って配置される、請求項１２に記載のチャンバ。
【請求項１４】
前記シールド構成は、前記シールド構成を冷却するための冷却システムを備える、請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれか一項に記載の堆積源を冷却するためのチャンバを備える、基板に層を堆積させるための堆積システム。
【国際調査報告】
2021503546.tif 000010
2021503546.tif 000011