具有较小的开口尺寸的双层阴影掩模及其制作和使用方法技术

本发明专利技术提供具有较小开口尺寸的双层阴影掩模及其制作和使用方法。本发明专利技术的双层阴影掩模适于用来在生产系统中经由沉积而制造电子器件。本发明专利技术的双层阴影掩模通过将较厚的第一掩模结合到相对较薄的第二掩模上而形成，其中第一掩模包括例如通过蚀刻而形成的多个开口，第二掩模通过电解工艺而形成，并且包括由光刻胶构图而形成的多个开口。在第一掩模上对准并结合第二掩模，并且希望它们各自的开口彼此偏移。双层阴影掩模的各自的开口的偏移量决定了最后获得的开口尺寸，最后获得的开口尺寸可以接近于０微米，在沉积生产系统中，可以穿过上述开口而在衬底上沉积材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及阴影掩模(shadow mask)，特别涉及用于在衬底上形成电子元件的双层阴影掩模。
技术介绍
有源矩阵底板广泛地应用于平板显示器中，用于将信号路由到显示器的像素、以产生可视的画面。目前，用于平板显示器的有源矩阵底板是通过光刻制造工艺而形成的，对于更大的和具有更高分辨率的显示器的需求在市场上促进了光刻制造工艺的发展，然而并不能够采用其他的制造工艺来制造高分辨率的显示器。光刻技术是一种图案定义技术，其利用例如紫外线(UV)辐射的电磁辐射，从而使衬底表面沉积的抗蚀剂层曝光。用于生产有源矩阵底板的示例性的光刻工艺步骤包括涂敷光刻胶、前烘、浸泡、烘焙、对准/曝光、显影、漂洗、烘焙、沉积层、去除光刻胶、清洗/漂洗以及干燥。可以看出，有源矩阵底板制作工艺包括多个沉积和蚀刻步骤，以限定出底板的适当的图案。由于采用光刻制造工艺需要多个步骤来形成有源矩阵底板，因此用于批量生产底板的具有足够容量的制造车间是非常昂贵的。制造有源矩阵底板所需设备的示例性的部分列表包括玻璃处理设备、湿/干去除设备、玻璃清洗设备、湿法清洗设备、等离子体化学汽相淀积(CVD)设备、激光设备、结晶设备、溅射设备、离子注入设备、抗蚀剂涂敷设备、抗蚀剂去除设备、显影设备、粒子检测设备、曝光系统、阵列修补/修复设备、干蚀刻系统、防静电的放电设备、湿蚀刻系统以及清洁炉。此外，由于有源矩阵底板制作工艺的本质，因此必须在一级或十级清洁间里使用前述的设备。另外，所需设备的数量和每件设备的尺寸使得清洁间必须具有相对较大的面积，这一点可能是相对昂贵的。可选地，汽相淀积阴影掩模工艺是众所周知的，并且已在微电子制造领域使用了多年。与光刻工艺相比，汽相淀积阴影掩模工艺是一种成本和复杂性较低的制造工艺；然而，例如通过阴影掩模技术形成的有源矩阵底板的可实现的分辨率有限。在美国专利申请2003/0193285、2002/0011785以及美国专利6,384,529和4,919,749中公开了汽相淀积阴影掩模工艺及其相关的工艺。目前，由于缺乏足够高的分辨率而不能满足目前对高分辨率产品(例如有源矩阵底板)的需求，因此阴影掩模制造技术没有得到人们的关注。因此，光刻制造技术继续被用来生产这种高分辨率的产品。此外，汽相淀积阴影掩模工艺还具有其他的某些局限性，在产业中已充分认识到这一点。例如，可以精确地在阴影掩模内生产的最小开口尺寸取决于几个因素，例如阴影掩模的厚度和阴影掩模的总面积，这一点是本领域的技术人员众所周知的。更具体地，阴影掩模的面积越大，阴影掩模就必须越厚，以便在处理和使用过程中保持强度和结构的完整性。然而，阴影掩模的材料越厚，就越难以实现较高的准确性和较小的开口。因此，通过利用汽相淀积阴影掩模工艺来实现较小的微电子学尺寸、从而实现较高分辨率的能力，受到例如阴影掩模的厚度和总面积等因素的限制。因此，现有技术中需要但是未公开的是用于提高汽相淀积阴影掩模工艺的分辨率、从而将其应用延伸到制作尤其是制作高分辨率的平板显示器的方法和装置。对于本领域的技术人员来说，在阅读和理解了下面的详细说明之后，其他需要将会变得显而易见。
技术实现思路
本专利技术提供了一种阴影掩模，所述阴影掩模包括具有第一开口的第一层，所述第一开口穿过所述第一层；以及具有第二开口的第二层，所述第二开口穿过所述第二层。所述第一层和所述第二层结合在一起，并且所述第一开口的至少一部分与所述第二开口的至少一部分对准，以限定出穿过所述第一层和所述第二层的第三开口。所述第一开口和所述第二开口可以相对于彼此完全对准，或者可以相对于彼此偏移。当所述第一层和所述第二层对准时，所述第一层的一部分可以通过所述第二开口而暴露和/或所述第二层的一部分可以通过所述第一开口而暴露。所述第一开口包括经由所述第一层的一侧而形成的第一空腔和经由所述第一层的另一侧而形成的第二空腔。所述第一空腔的至少一部分可与所述第二空腔对准，以限定出所述第一开口。所述第一空腔可延伸到所述第一层中，并且延伸基本穿过所述第一层的距离；所述第二空腔可延伸到所述第一层中，并且延伸的距离小于所述第一空腔延伸的距离。所述第一空腔与所述第二空腔的会合点可在所述第一空腔中限定出边缘，所述边缘可围绕所述第一空腔的内部延伸。所述第三开口的形状可为正方形、矩形、圆形或椭圆形。本专利技术还提供一种用于形成阴影掩模的方法。所述方法包括穿过第一层限定出第一开口以及穿过第二层限定出第二开口。所述第一层和所述第二层结合在一起，并且所述第一开口与所述第二开口至少部分对准，以穿过所述第一层和所述第二层限定出第三开口。所述限定第一开口的步骤可包括经由所述第一层的一侧在所述第一层内限定出第一空腔，以使得所述第一空腔部分延伸到所述第一层中；以及经由所述第一层的另一侧在所述第一层内限定出第二空腔，以使得所述第二空腔与所述第一空腔连接，并且所述第一空腔与所述第二空腔至少部分地彼此对准，以限定出所述第一开口。所述第一空腔可由所述第一层中的一个或多个表面限定，随着与所述第一层的一侧的距离增加，所述一个或多个表面开始会聚；以及所述第二空腔可由所述第一层中的一个或多个其他表面限定，随着与所述第一层的另一侧的距离增加，所述一个或多个其他表面开始会聚；每个空腔都可以为正方形、矩形、圆形或椭圆形。圆形或椭圆形空腔包括一个连续表面，而正方形或矩形空腔包括四个匹配表面。所述限定第二开口的步骤可包括在衬底上沉积第一材料，并且在所述第一材料中限定出第一图案，从而所述衬底的至少一部分通过所述第一材料而被暴露。可在所述衬底的所述暴露的至少一部分上沉积第二材料。所述第二材料可与所述衬底和所述第一材料分离，从而被分离的第二材料限定出具有所述第二开口的所述第二层，其中所述第二开口穿过所述第二层。本专利技术还提供了一种利用阴影掩模在衬底上沉积材料的方法。所述方法可包括提供具有第一层和第二层的阴影掩模，其中所述第一层具有第一开口，所述第一开口穿过所述第一层，所述第二层具有第二开口，所述第二开口穿过所述第二层。所述第一层和所述第二层结合在一起，并且所述第一开口的至少一部分与所述第二开口的至少一部分对准，以限定出穿过所述第一层和所述第二层的第三开口。将所述阴影掩模设置在真空容器中，并设置在材料沉积源与衬底之间。在所述真空容器中存在真空的情况下，将来自所述材料沉积源的材料经由所述第三开口沉积到所述衬底上。所述沉积材料的步骤可以包括在所述第一开口的表面和/或在通过所述第一开口而暴露的所述第二层的表面上沉积材料。本专利技术还提供了一种阴影掩模，包括结合在一起的第一层和第二层，并且穿过所述第一层和所述第二层限定出沉积开口，所述沉积开口通过所述第一层中的第一开口和所述第二层中的第二开口的至少部分对准而形成。所述第一层的一部分可通过所述第二开口而被暴露，和/或所述第二层的一部分可通过所述第一开口而被暴露。所述第一开口由所述第一层中至少部分对准的第一空腔和第二空腔限定。限定出所述第一空腔的一个或多个表面可以以递增的距离会聚到所述第一层中。限定出所述第二空腔的一个或多个表面可以以递增的距离会聚到所述第一层中。所述沉积开口的轮廓可具有正方形、矩形、圆形或椭圆形的形式。最后，本专利技术提供了一种阴影掩模，包括结合在一起的一对层，穿过所述一对层限定出沉积开口，所述沉积开口通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阴影掩模，包括：第一层（１１０），具有第一开口（１１４），所述第一开口（１１４）穿过所述第一层（１１０）；以及第二层（１１２），具有第二开口（１２２），所述第二开口（１２２）穿过所述第二层（１１２），所述第一层和所述第二层结合在一起，并且所述第一开口（１１４）的至少一部分与所述第二开口（１２２）的至少一部分对准，以限定出穿过所述第一层和所述第二层（１１０和１１２）的第三开口（１３０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯彼得布罗迪，
申请(专利权)人：阿德文泰克全球有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]