[發(fā)明專利]高精準度蔽蔭掩模沉積系統(tǒng)及其方法

有效

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• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN109642313B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: A·P·高希;F·瓦然;M·阿南丹;E·多諾霍;I·I·哈尤林;T·阿里;K·泰斯
• 申請（專利權）人: 埃馬金公司
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/54
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 顧晨昕

本發(fā)明揭示一種能夠在襯底上形成高分辨率材料圖案的直接沉積系統(tǒng)。來自蒸鍍源的汽化原子通過蔽蔭掩模的孔隙圖案以按所要圖案沉積于所述襯底上。在到達所述蔽蔭掩模之前，所述汽化原子通過操作為空間濾波器的準直器，所述空間濾波器阻擋不沿幾乎垂直于襯底表面的方向行進的任何原子。因此，通過所述蔽蔭掩模的所述汽化原子在通過其孔隙之后很少或不展現橫向散布(即，羽化)，且所述材料以相對于所述蔽蔭掩模的所述孔隙圖案具有非常高保真度的圖案沉積于所述襯底上。因此，本發(fā)明減輕對先前技術中通常所需的沉積材料的區(qū)域之間的相對較大空間的需要，借此實現高分辨率圖案化。

相關案的聲明

本案主張2016年5月24日申請的序列號為62/340,793號美國臨時專利申請案(代理檔案號：6494-208PR1)的優(yōu)先權，所述申請案以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發(fā)明大體上涉及薄膜沉積，且更特定來說，本發(fā)明涉及基于蒸鍍的薄膜沉積。

背景技術

基于蔽蔭掩模的沉積是將材料沉積到襯底的表面上使得沉積材料在沉積過程本身期間根據期望來圖案化的過程。這通常稱為“直接圖案化”材料的圖案化層。

在典型蔽蔭掩模沉積過程中，在與襯底相距某一距離的源處使所要材料汽化。隨著材料的汽化原子朝向襯底行進，其必須通過定位于襯底表面的正前方的蔽蔭掩模。蔽蔭掩模含有開口(即，孔隙)，其布置匹配襯底上的材料的所要圖案的布置(以類似于絲網或藝術模板的方式)。因此，汽化原子僅通過孔隙而沉積于襯底表面上。

多年來，基于蔽蔭掩模的沉積已在集成電路(IC)工業(yè)中用于將材料圖案沉積于襯底上，此部分歸因于其避免需要在沉積材料層之后圖案化所述材料層的事實。因此，其使用無需將沉積材料暴露于有害化學物質(例如酸性蝕刻劑、苛性光刻顯影化學物質及其類似者)來將其圖案化。另外，其使用還減少襯底必須經受的處置及額外處理量，借此可減少襯底損壞且提高制造良率。對于例如有機材料的許多材料，通過蔽蔭掩模的圖案化實際上是必不可少的，這是因為材料不能經受光刻化學物質。

不幸地，可通過蔽蔭掩模沉積來獲得的特征分辨率會因沉積材料趨向于在通過蔽蔭掩模之后橫向散布(稱為“羽化(feathering)”)的事實而減小。因此，關鍵特征必須通過其之間的相對較大敞開空間區(qū)域來分離。在許多應用中，這已限制可獲得的整體裝置分辨率的密度。

例如，主動矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)顯示器需要基于蔽蔭掩模來沉積其發(fā)光材料，這是因為這些材料不能經受光刻或蝕刻。對于全色AMOLED顯示器，每一顯示像素包含各自發(fā)射不同色彩的若干區(qū)域，稱為發(fā)光材料的“子像素”。然而，歸因于羽化問題，必須在這些子像素區(qū)域之間包含相對較大安全邊限間隙以確保沉積材料中無重疊。在一些情況中，這些間隙必須幾乎與子像素本身一樣大，此引入非所要光學假影，尤其當在近眼應用(例如頭戴式顯示器)中觀看時。因此，現有技術的AMOLED顯示器通常已受限于每英寸約600個像素(ppi)或更小，此對包含近眼擴增實境及虛擬現實應用的許多應用來說是不足的。另外，子像素之間需要大間隙導致像素填充因子減小，此減小顯示亮度。因此，必須增大通過有機層的電流密度來提供所要亮度，此會縮短顯示器壽命。

替代方法是使用具有與顯示器本身的主動區(qū)域一樣大的孔隙的蔽蔭掩模來跨整個顯示器沉積發(fā)射單色白光有機層且接著將紅色、綠色及藍色濾波器圖案化或沉積于OLED的頂部上。這些彩色濾波器吸收除光譜的紅色、綠色或藍色部分(取決于彩色濾波器)的外的全部發(fā)射白光，以允許產生全色圖像。然而，這些彩色濾波器吸收高達80％的發(fā)射光，此顯著減小顯示亮度，從而再次需要以高于所要驅動電流操作。

在現有技術中，仍未滿足對適于將高分辨率材料圖案直接圖案化于襯底上的過程的需要。

發(fā)明內容