[發明專利]沉積陰影掩膜保護的多層陰影掩膜結構及其制造和使用方法

有效

• 申請號: 200580040111.4
• 申請日: 2005-11-22
• 公開（公告）號: CN101065827A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 杰弗里·W·康拉德
• 申請（專利權）人: 阿德文泰克全球有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/44
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及一種用于在基片上形成電子元件的陰影掩膜，更具體地講，涉及一種用于真空沉積處理的多層陰影掩膜結構。

背景技術

有源矩陣底板廣泛使用在平板顯示器中，用于將信號發送到顯示器的像素從而產生看得見的畫面。目前，經由光刻(photolithography)制造處理來形成平板顯示器的這些有源矩陣底板，在市場中對越來越高的分辨率顯示器的需要推動該光刻制造處理，而使用其它制造處理不能夠形成這樣的顯示器。光刻是一種圖案形成技術，該技術使用諸如紫外線(UV)輻射技術的電磁輻射來將沉積在基片表面上的抗蝕層進行曝光。用于產生有源矩陣底板的示例性光刻處理步驟包括：涂覆光致抗腐蝕、預焙、浸泡、焙、對齊/曝光、洗印、沖洗、焙、沉積層、剝離抗腐蝕、擦洗/沖洗和干燥。可以看出，該有源矩陣制造處理包括多個沉積和蝕刻步驟，從而形成恰當的底板圖案。

在微電子制造領域中，真空沉積陰影掩膜處理已經使用多年。該真空沉積陰影掩膜處理與光刻處理相比，成本顯著降低并且不復雜。因此，通過使用更有成本效率的真空沉積陰影掩膜處理而非高成本的光刻處理來開發制造大面積顯示器的底板的方法是更加有益的。

在陰影掩膜真空沉積處理中，通過每個沉積事件蒸發物層累積在陰影掩膜上，因此隨著多個沉積事件進行多層蒸發物累積。然而，隨著陰影掩膜上的蒸發物進行累積，由于蒸發物材料在陰影掩膜上的累積，該陰影掩膜開始變形即卷曲或彎曲。更具體地講，由于來自冷卻的收縮該沉積的蒸發物材料通常產生張應力，這會導致陰影掩膜受到壓應力。具有一層或多層的累積的蒸發物材料(表面拉伸)的陰影掩膜(表面收縮) 的合成系統會因此歪曲或彎曲從而來均衡總應力。這種彎曲會使得蒸發物材料底切該陰影掩膜，即在一個或多個孔的邊緣在陰影掩膜與基片之間伸展，這會導致沉積的圖案的不規則甚至會導致電路短路。結果，陰影掩膜需要有規則地改變或清洗例如#10沉積事件來避免這個問題。然而，在連續流動系統中有規則的改變或清洗是不實際的，這是因為會花費大量時間并且成本升高。此外，清洗會去除少量的陰影掩膜材料自身，所以清洗會輕微地改變一個或多個孔的尺寸。將對照圖1、2A和2B來更加詳細地示出該問題。

圖1示出了傳統沉積掩膜110的俯視圖，該沉積掩膜110是適于用于標準陰影掩膜真空沉積處理的標準陰影掩膜的代表例子。不受到限制，傳統的沉積掩膜110由一張鎳、鉻、鋼或其它金屬的薄片形成。在傳統沉積掩膜110內形成有孔112的圖案，該孔112是根據相關聯的電路布局的預定尺寸、形狀和位置的開口。眾所周知，在標準陰影掩膜真空沉積處理中，蒸發物材料通過孔112沉積在基片上(圖2A和2B所示)。傳統沉積掩膜110的全部尺寸由用戶定義，并且沉積掩膜110的厚度通常在例如20到40微米的范圍內，但是也可以在10到100微米的范圍內。

公開陰影掩膜和形成以及使用該陰影掩膜的方法的出版物包括第4919749、5139610、5154797、6156217、6187690和6696371號美國專利以及第2003/0193285號美國專利申請。

圖2A示出了沿圖1的線A-A剖開的傳統沉積掩膜110的截面圖，該傳統沉積掩膜110與基片210接觸并且是在經歷沉積事件之前?；?10由陽極氧化鋁、柔性鋼箔、玻璃或塑料形成而不受到限制。圖2A示出：傳統沉積掩膜110包括第一表面114和第二表面116，該第一表面114與基片210緊密接觸，該第二表面116面對沉積源(未示出)，該沉積源提供蒸發物材料，該蒸發物材料不受限制例如是經由蒸發處理沉積的金屬、半導體、絕緣體或有機場致發光材料。

圖2B示出了沿圖1的線A-A剖開的傳統沉積掩膜110的截面圖，該沉積掩膜110與基片210接觸并且是在經歷過一個或多個沉積事件之后，該沉積事件將蒸發材料的膜或層212置于傳統沉積掩膜110的第二表面116之上。傳統沉積掩膜110的第二表面116變成不通過孔112的蒸發物的“著陸區域”，從而層212形成其上。層212是在一個或多個沉積事件期間濃縮并凝固在傳統沉積掩膜110的第二表面116之上的蒸發物材料的代表例子。

圖2B示出了作為一個或多個沉積事件在孔112之間變形的傳統沉積掩膜110的問題。具體地講，在孔112之間，傳統沉積掩膜110卷曲或彎曲，從而孔112的邊緣與基片210的表面分離。傳統沉積掩膜110(表面收縮)和沉積在掩膜110之上的層212(表面拉伸)之間的應力差導致這種卷曲或彎曲。