陰影掩膜對準和管理系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2012年5月14日申請的申請?zhí)枮?010800515991，并且發(fā)明名稱為"陰 影掩膜對準和管理系統(tǒng)"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關申請的交叉引用
[0003] 本申請案要求于2009年10月27日提交的美國臨時專利申請案第61/255, 426號 的權益，在此為了全部目的將此案的全部內(nèi)容并入本文作為參考。
技術領域
[0004] 本發(fā)明的實施例屬于薄膜電池的領域，更具體地，屬于陰影掩膜（shadow mask)固 定和對準系統(tǒng)W及方法。 現(xiàn)有技術
[000引 目前的努力旨在縮小薄膜電池（TFB)的尺寸W包括甚至更小的特征，同時提高用 于該種薄膜電池的大批量制造的能力，該些努力大部分都依賴于傳統(tǒng)的薄膜電池制造方法 和技術。該種傳統(tǒng)方法和技術可包括在典型的薄膜電池工藝流程中的每一及所有沉積操作 中使用陰影掩膜或陰影掩膜組。例如，在傳統(tǒng)的工藝中，處理工具裝載有陰影掩膜，在處理 工具中執(zhí)行單層沉積，并且隨后卸載第一陰影掩膜，用第二陰影掩膜取代第一陰影掩膜，所 述第二陰影掩膜用于另一個沉積操作。
[0006] 與陰影掩膜相關的費用相當高并且在未對準的情況下導致產(chǎn)量損失。在陰影掩膜 用于結(jié)構(gòu)沉積（S化UC化red (^position)幾個層的情況下，層間對準的精確度變得非常重 要。在該種應用中，圖案轉(zhuǎn)移的完整性需要基板與陰影掩膜之間的近接（close proximity) 和機械穩(wěn)定性W及在微米范圍內(nèi)的對準容差。因此能夠減少該種費用和產(chǎn)率損失的固定陰 影掩膜的技術是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 描述了一種用于基板的薄膜處理的磁性處理組件。所述組件的實施例包括；磁性 處理載體W及陰影掩膜，所述陰影掩膜設置于所述磁性處理載體上方并磁性禪合至所述磁 性處理載體，W覆蓋當暴露于處理條件時將被設置在所述陰影掩膜和所述磁性處理載體之 間的工件。
[0008] 也描述了一種用于組裝和拆卸陰影掩膜W覆蓋工件的頂部W暴露于處理條件的 系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的實施例包括第一腔室，所述第一腔室?guī)в斜３炙鲫幱把谀さ牡谝恢Ъ埽?保持處理載體的第二支架，W及對準陰影掩膜和將被設置在載體和所述陰影掩膜之間的工 件的對準系統(tǒng)。響應于來自所述對準系統(tǒng)的輸出，所述第一支架和所述第二支架可相對于 彼此移動，W使得所述工件與所述陰影掩膜接觸。
[0009] 還描述了一種處理陰影掩膜W覆蓋工件的頂部W暴露于處理條件的方法。實施例 包括；將處理載體設置到第一支架上，將陰影掩膜設置到第二支架上，利用計算機控制的多 軸平臺，通過相對于所述第二支架移動所述第一支架第一距離，從而將所述陰影掩膜的第 一圖案特征對準工件的第二圖案特征。然后通過相對于所述第二支架移動所述第一支架第 二距離W將對準的陰影掩膜的底表面帶入到所述處理載體的磁場中，可使對準的陰影掩膜 與所述處理載體禪合。
【附圖說明】
[0010] 圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的陰影掩膜/工件/磁性處理載體疊層的等距圖。
[0011] 圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的磁性處理載體的截面圖。
[0012] 圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的磁性處理載體的俯視等距圖。
[0013] 圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的磁性處理載體的仰視平面圖。
[0014] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的磁性處理載體的俯視平面圖。
[0015] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在磁性處理載體內(nèi)部的磁極取向的示意圖。
[0016] 圖5A示出的示意圖圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的自動陰影掩膜組裝/拆卸系統(tǒng)的平 面圖。
[0017] 圖5B示出的示意圖圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的陰影掩膜對準腔室的截面圖。
[0018] 圖6A示出的流程圖表示在根據(jù)本發(fā)明實施例的用于組裝陰影掩膜/工件/磁性 處理載體疊層的方法中的操作。
[0019] 圖6B示出的流程圖表示在根據(jù)本發(fā)明實施例的用于拆卸陰影掩膜/工件/磁性 處理載體疊層的方法中的操作。
[0020] 圖6C示出的流程圖表示在根據(jù)本發(fā)明實施例的用于整合第一陰影掩膜/工件/ 磁性處理載體疊層的拆卸和第二陰影掩膜/工件/磁性處理載體疊層的組裝的方法中的操 作。
[0021] 圖7描述了可用于控制在圖5A中描述的自動陰影掩膜組裝/卸載系統(tǒng)W執(zhí)行圖 6A、6B和6C的一或多種方法的計算機系統(tǒng)的框圖。
[002引 圖84、88、8(：、80、86、8。、86、8山81和81(圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的在圖64所示 的方法中的操作的截面圖，圖6A中所示的方法是用于利用圖5B中所示的陰影掩膜對準腔 室來組裝陰影掩膜/工件/磁性處理載體疊層的方法。
[0023] 圖9A、9B、9C、9D、犯、9F圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的在圖6B所示的方法中的操作 的截面圖，圖6B中所示的方法是用于利用圖5B中所示的陰影掩膜對準腔室來拆卸陰影掩 膜/工件/磁性處理載體疊層的方法。
[0024] 圖9G圖示了圖6C所示的方法中的操作的截面圖，圖6C中所示的方法是用于整合 第一陰影掩膜/工件/磁性處理載體疊層的組裝和拆卸和第二陰影掩膜/工件/磁性處理 載體疊層的組裝。
【具體實施方式】
[00巧]描述了陰影掩膜固定和陰影掩膜對準方法和裝置。在W下描述中，列出很多具體 細節(jié)，諸如部件材料、部件組合、設備平臺和處理操作，W提供本發(fā)明的全面理解。本領域技 術人員來說，在缺少一或更多個該些具體細節(jié)的情況下可實施本發(fā)明將是顯而易見的。在 其它實例中，不詳細描述諸如圖案識別算法、設備控制算法等的公知特征W免不必要地模 糊本發(fā)明。而且，將理解，附圖中所示的多個示例性實施例是示范性的說明且不必按比例畫 出。
[0026] 如本文所使用的術語"上方"、"下方"、"之間"和"上"指的是一個構(gòu)件關于其它構(gòu) 件的相對位置。就該點而論，例如，設置在一個構(gòu)件上方或者下方的另一個構(gòu)件可與所述一 個構(gòu)件直接接觸或者可具有一或更多個介于中間的構(gòu)件。而且，設置在構(gòu)件之間的一個構(gòu) 件可與兩個構(gòu)件直接接觸或者可具有一或更多個介于中間的構(gòu)件。相反，在第二構(gòu)件"上" 的第一構(gòu)件是與該第二構(gòu)件接觸。此外，假設相對于基板執(zhí)行操作，提供一個構(gòu)件關于其它 構(gòu)件的相對位置，而不需考慮基板的絕對取向。
[0027] 圖1描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的陰影掩膜/工件/磁性處理載體疊層100的等距 圖。陰影掩膜/工件/磁性處理載體疊層100至少包括陰影掩膜160和磁性處理載體101， 同時工件150位于陰影掩膜160和磁性處理載體101間。通常，陰影掩膜160將被設置在 工件150的膜表面上方，基于陰影掩膜160的圖案特征161，工件150的膜表面將選擇性地 暴露于處理條件（沉積、蝕刻等）。在特定實施例中，陰影掩膜160設置在工件150上，而 與將選擇性地暴露于處理條件的工件150的表面膜直接接觸。由于在陰影掩膜160和工件 150之間的任意間隙都會導致在陰影掩膜160下方（例如在圖案特征161的開口之外）的 沉積，從而導致在裝置（例如TFB)的各個沉積層之間的不可接受的交疊，因此在陰影掩膜 160和工件150的表面膜之間的直接接觸使處理能夠高保真度地依照圖案特征161。在優(yōu) 選實施例中，最小化陰影掩膜160的厚度W減少陰影效應（shadowding effect),從而陰影 掩膜的側(cè)壁影響工件150的圖案化區(qū)域內(nèi)的層的厚度均勻性。通常，陰影掩膜160的厚度 至少是所選材料和掩模面積的函數(shù)，并且最小厚度的限制為陰影掩膜160可由自動設備處 理為原子單位（例如從存儲模塊裝載并將組裝到工件上，如本文中其它地方所描述的）。作 為一個實例，Invar陰影掩膜160外直徑接近185mm至200mm (對于200mm直徑的"工件"來 講）且具有150 y m至250 y m的厚度。
[0028] 工件150可W是在諸如TFB等的薄膜裝置的制造中常用的任意基板。陰影掩膜 160可W是任意的磁性敏感材料，諸如但不限于鐵磁和亞鐵磁性材料。掩?？捎膳c工件150 相同的材料制成，所述工件150在本文其它地方更詳細地討論。該將最小化掩模和工件之 間熱膨脹系數(shù)引發(fā)的變形。在具體實施例中，陰影掩膜160包括磁性金屬，諸如但不限于鐵 的媒合金或鉆合金。在一個特定實施例中，陰影掩膜160是64化Ni(FeNi36)，通常公知為 Invar貨，并公知具有低的熱膨脹系數(shù)。在替代實施例中，陰影掩膜160包括非磁性材料，該 里將磁性材料結(jié)合到掩模中W形成復合掩模（例如內(nèi)嵌到非磁性體中的分離磁片等）。
[0029] 通常，磁性處理載體101將與陰影掩膜160磁性禪合W將陰影掩膜160磁性固定 到工件。由于可控制禪合力W更好地保持掩模與基板平行并且減少彎曲（由于沉積期間的 熱膨脹導致），因此磁性固定優(yōu)于機械固定。而且，如本文中其它地方進一步描述的，磁性固 定技術可通過對于機械固定技術來說通常不可能的方式來減輕顆粒產(chǎn)生的問題。在優(yōu)選實 施例中，磁性處理載體101的尺寸使得磁性處理載體101具有至少與工件同樣大的主表面 積W確保均勻加熱和支撐。在一個實施例中，磁性處理載體101的外直徑接近190mm。載 體的厚度足W容納磁體且足夠堅硬從而能脫離工件150和陰影掩膜160而被可靠地單獨地 處理。就該點而論，在處理期間磁性處理載體101提供機械穩(wěn)定性，W允許固定甚至帶有易 碎陶瓷磁體的陰影掩膜160。通常，整個載體厚度取決于在載體中采用的磁性材料的厚度。 在3mm和5mm之間的磁性材