CN101084326A - 基片到掩膜对准和紧固系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于提供基片到掩膜对准机构、紧固机构和温度控制机构的基片架系统和方法。该基片架系统适用于自动阴影掩膜真空沉积处理。该基片架系统包括系统控制器和被放置在磁性卡盘组件与掩膜架组件之间的基片。该磁性卡盘组件包括磁性卡盘、热电器件、多个热传感器和多个光源。该掩膜架组件包括阴影掩膜、掩膜架、运动控制系统和多个摄像头。本发明的基片架系统提供基片和阴影掩膜之间的紧密接触来避免蒸发物材料进入其间间隙的可能性。

Description

基片到掩膜对准和紧固系统

技术领域

本发明涉及一种阴影掩膜真空沉积处理，并且尤其涉及一种用于阴影掩膜真空沉积系统的基片架系统。

背景技术

薄膜显示板例如液晶显示器或者电发光显示器被用来显示信息。这类显示器包括例如电极和接触垫的薄膜器件，其按照某种方式被沉积在基片上来形成带有独立可加电像素的矩阵显示板。在制造此类显示板时遇到的挑战是，在内嵌沉积系统中时形成薄膜电极结构图案的改进处理的发展。

此类显示器的薄膜器件典型的是通过光刻蚀法或者阴影掩膜法形成的。光刻蚀法包括把光敏材料沉积在基片上、为该光敏材料加上感光材料涂层，该涂层随后被暴露在负片或正片图案下并曝光并且随后在各种腐蚀性的显影溶液中被剥离。这种处理的缺点包括极大量的劳动密集的步骤，其每个步骤都容易导致失效或者使薄膜器件受到可能的污染。

阴影掩膜法通常在带有刚性掩膜的小基片上进行，该刚性掩膜被手动夹持以确保其与特定基片的均匀接触。阴影掩膜法是一种相对缓慢的处理并且常常需要破坏沉积室的真空，对真空的破坏可能导致对薄膜的污染。当在沉积处理中使用大面积的阴影掩膜时，通常基片关于其周围的基片架不是完全平坦的或者不是齐平的。另外，绝大多数的阴影掩膜处理需要手动把每个阴影掩膜放下到位于基片载体上的插脚上。

在阴影掩膜真空沉积处理中，每个阴影掩膜都被期望与其对应的基片紧密接触从而使阴影掩膜和基片之间空隙很小或者没有空隙，由此避免材料被大意地沉积在不期望的区域。此外，在阴影掩膜真空沉积处理中，期望阴影掩膜的所有区域具有一致的温度，以避免由不均匀膨胀导致的重合不良。例如，不均匀膨胀可能导致掩膜不共面。由膨胀导致的任何此类不均匀性都会增大沉积处理中的不精确的可能性。

因此，所需要的并且未在现有技术中公开的，是这样一种用于阴影掩膜真空沉积处理的方法和装置，该方法和装置能够避免材料被沉积在没有由阴影掩膜上的(多个)孔径所定义的(多个)区域，并且也能够避免阴影掩膜的全部区域的温度差异从而可以避免基片与阴影掩膜上的(多个)孔径的重合不良。

发明内容

本发明是一种材料沉积系统，其包括磁性卡盘，该磁性卡盘可以在第一状态和第二状态之间切换：在第一状态下该磁性卡盘产生的磁通量从其接触面传播，在第二状态下没有磁通量从其接触面传播。该系统包括具有接触面的磁导阴影掩膜。最后，该系统包括用来可移动地支撑与磁性卡盘接触面为隔开的平行关系的阴影掩膜接触面的装置。当基片被定位在磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间时，对磁性卡盘从其第二状态向其第一状态切换产生响应，磁性卡盘产生的磁通量把阴影掩膜向磁性卡盘的方向吸引，从而把该基片夹持在磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间。

对磁性卡盘从其第一状态向第二状态切换产生响应，支撑装置把阴影掩膜从磁性卡盘上移开，从而在基片和阴影掩膜的接触面之间形成空隙。

材料沉积源可以被定位在阴影掩膜的与磁性卡盘相反的一侧。当基片被夹持在磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间的时候，该材料沉积源可以被操作来通过阴影掩膜来把材料沉积在基片上。

可以提供至少一个热传感器来感测磁性卡盘的温度。也可以提供一装置来把该磁性卡盘加热或者冷却到作为由该热传感器所感测温度的功能的期望温度。

可被操作用来输出光束的光源可以被耦合到磁性卡盘或者支撑装置。摄像头可以被耦合到磁性卡盘和支撑装置中的另一个。可以提供系统控制器来接收摄像头输出的图像并且控制支撑装置或者作为图像功能的基片的位置，于是摄像头被定位来通过基片上的孔观察光源输出的光束。

支撑装置可以包括被耦合到阴影掩膜与磁性卡盘相反的一侧的掩膜架，还可以包括被耦合到掩膜架与阴影掩膜相反的一侧的运动控制系统。光源可以被耦合到磁性卡盘和掩膜架中的一个，而摄像头可以被耦合到磁性卡盘和掩膜架中的另外一个。系统控制器可以接收摄像头输出的图像，并且可以控制该运动控制系统和作为接收到的图像的功能的基片位置中的至少一个。

磁性卡盘、阴影掩膜和支撑装置可以被放置在真空室中。一种用于平移的装置可以被提供用来把基片的至少一部分平移进和平移出真空室。

本发明还是一种气相沉积的方法，该方法包括步骤：(a)把基片的至少一部分定位于磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间；(b)把该磁性卡盘从其中没有磁通量从其接触面传播的第一状态切换到其中有磁通量从其接触面传播的第二状态，于是该阴影掩膜被吸引向磁性卡盘的方向，从而把基片夹持在磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间；以及(c)通过基片上的至少一个开口来把材料沉积在该基片上。

磁性卡盘可以从其第二状态切换到其第一状态，于是阴影掩膜被从磁性卡盘上移开，从而在基片和阴影掩膜的接触面之间形成空隙。然后该基片的一部分可以从磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间平移出来。

磁性卡盘可以被加热或者冷却到期望的温度。把磁性卡盘加热或冷却到期望温度可以作为磁性卡盘的实际温度功能来被控制。

该方法可以在其步骤(b)和步骤(c)之间包括步骤：对确定基片和阴影掩膜未对准产生响应，把磁性卡盘从其第二状态切换到其第一状态，于是阴影掩膜从磁性卡盘上被移开，从而在基片和阴影掩膜的接触面之间形成空隙。然后基片和阴影掩膜中的至少一个可以被重新定位，于是基片和阴影掩膜被正确地对准。然后该磁性卡盘可从其第一状态切换到第二状态，于是该基片被重新夹持在磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间。

本发明还是一种材料沉积系统，该系统包括：磁性卡盘，其可以在从其接触面传出磁通量的第一状态和其接触面上没有磁通量的第二状态下运行；和磁导阴影掩膜，其具有定位来与该磁性卡盘的接触面成隔开关系的接触面。该系统还包括用来把基片支撑在磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间的装置。对磁性卡盘进入其第一状态产生响应，阴影掩膜和磁性卡盘把基片夹持在其两者的接触面之间。对磁性卡盘进入其第二状态产生响应，阴影掩膜和磁性卡盘释放该基片。

该系统可以包括用来通过阴影掩膜上的一个或多个孔径把材料沉积在基片上的材料沉积源。磁性卡盘、阴影掩膜、基片和材料沉积源可以被放置在真空室中。该材料沉积源可以在真空室中出现真空时把材料沉积在基片上。

温度传感器可以感测磁性卡盘和/或阴影掩膜的温度，并且可以输出对应于所感测温度的温度信号。温度控制装置可以控制磁性卡盘和/或阴影掩膜的温度来作为由温度传感器输出的温度信号的功能。

掩膜架可以支撑阴影掩膜，而运动控制系统可以支撑该掩膜架和该阴影掩膜。该运动控制系统可以被操作来把掩膜架和阴影掩膜绕着垂直于阴影掩膜接触面的轴旋转、把掩膜架和阴影掩膜以与该轴平行的方向平移，和/或者把掩膜架和阴影掩膜以垂直于该轴的至少一个方向平移。

可被操作用来输出光束的光源可以被耦合到磁性卡盘和掩膜架中的一个。可被操作用来输出被定位于其视野内的物体的图像的摄像头可以被耦合到磁性卡盘和掩膜架的另外一个。系统控制器可以被操作来接收由摄像头输出的图像，并且用来控制运动控制系统和作为该图像的功能的基片位置中的至少一个，因此摄像头被定位来通过基片上的孔观察由光源输出的光束。

最后，本发明是一种真空沉积方法，该方法包括步骤：(a)把基片磁夹持在卡盘和阴影掩膜之间；(b)通过基片上的至少一个开口把材料沉积在基片上；以及(c)释放基片上的磁性夹具，于是卡盘和阴影掩膜中的至少一个移动来与基片成隔开的关系，于是基片可以从卡盘和阴影掩膜之间的位置被平移。

附图说明

图1说明一种用来执行阴影掩膜真空沉积处理的示例性的生产系统；

图2A说明一种根据本发明的基片架系统在未启动状态下的侧视图；

图2B说明图2A的基片架系统在启动状态下的侧视图；

图3示出一种在自动连续生产处理中使用本发明的基片架系统的方法的流程图。

具体实施方式

参考图1，一种用于执行阴影掩膜真空沉积处理的生产系统100包括真空沉积室110，其中具有用来在沉积操作过程中紧固基片114的基片架系统112。基片114由例如阳极化铝、挠性钢箔、玻璃或者塑料形成。在基片114上以例如冲孔或者沉积图案的方式形成物理基准特征。这些物理基准特征用于把基片114正确地对准基片架系统112。基片114通过包括分配盘116和接收盘118的开盘式(reel-to-reel)的机构来平移通过真空沉积室110。

真空沉积室110还包括至少一个沉积源120，该沉积源120可以提供要通过蒸发处理来沉积的沉积源材料，比如金属、半导体、绝缘体或者有机场致发光材料的处理。

生产系统100不限于如图1所示的真空沉积室110。而且，生产系统100可能包括两个或者更多串联排列的真空沉积室110，真空沉积室的数量取决于要以其来形成的任意给定产品所需的沉积事件的数量。本领域的技术人员将会了解到，该生产系统100可能包括已知的附加阶段(未示出)，比如退火阶段、测试阶段、一个或多个清洗阶段、切割和固定阶段等。此外，生产系统100不限于用来操纵基片114的开盘式系统。另一种选择是，生产系统100是非开盘式系统，即片处理系统。在标题为“用于控制可控元件的有源矩阵底板及其制造方法”美国专利申请公开2003/0228715中公开了一种适用的生产系统100的示例，以引用的方式结合于此。

真空沉积室110被用来把来自一个或多个沉积源120的材料沉积到基片114上来在基片114上形成一个或多个电子元件。每个电子元件可能是例如薄膜晶体管(TFT)、二极管、存储元件或者电容器。通过在串联排列的多个真空沉积室110中的逐步沉积事件来逐步地沉积材料，可以在基片114上单独地形成多层电路。

参考图2A并继续参考图1，基片架系统112包括系统控制器210、磁性卡盘组件212和掩膜架组件214。

磁性卡盘组件212包括：磁性卡盘216，其具有面对基片114第一表面122的接触面218；热电器件220，其热耦合于磁性卡盘216并且电耦合于多个热传感器222，该热传感器222安装在或毗邻于磁性卡盘216的接触面218；以及围绕在磁性卡盘216的外层的光源224a和224b。

掩膜架组件214包括安装在掩膜架228上的阴影掩膜226、向掩膜架228(并进而向阴影掩膜226)提供X-、Y-、Z-和角位置的调整的运动控制系统230、和多个电荷耦合器件(CCD)摄像头232a和232b。掩膜架组件214的每个CCD摄像头232都分别与磁性卡盘组件212的各自的光源224相关联。阴影掩膜226的接触面234面对基片114的第二表面124。在控制程序的控制下运行的系统控制器210管理磁性卡盘组件212的操作。尤其是，系统控制器210接收来自热传感器222的输入，接收来自摄像头232的图像并且输出控制磁性卡盘216、热电器件220、光源224和/或运动控制系统230的操作的控制信号。

磁性卡盘216是可购买的并且是由与基片114和阴影掩膜226相比的大质量的磁性材料形成的。磁性卡盘216的接触面218具有良好的光滑度和平面度。在一个实施例中，磁性卡盘216响应于电激励而产生磁场。更具体地说，在此实施例中，磁性卡盘216是其中电流短脉冲会产生第一高强度磁场的脉冲电磁体。而形成磁性卡盘216的磁性材料具有高剩余磁密度，因此当电流脉冲结束后仍维持第二高强度磁场。理想的情形是，第二高强度磁场与第一高强度磁场具有相同的磁通密度。但是，这不应当被视为对本发明的限制，因为倘若第二高强度磁场具有适用于本应用的磁通密度，则第二高强度磁场可以具有低于第一高强度磁场的磁通密度。适当幅值的反向电流脉冲把磁性卡盘216的第二高强度磁场的密度降回零。通过这种方法，磁性卡盘216的磁场可以在第二高强度磁场和零之间切换。由于电流脉冲很短，所以当磁性卡盘216通电时产生的热量非常小，并且因此对整个系统发热量起的作用也很小。磁性卡盘216还带有关联的电源(未示出)。

磁性卡盘216的尺寸以及由此磁性卡盘216的接触面218的尺寸是根据要通过阴影掩膜真空沉积处理来形成的产品的尺寸而确定的。例如，为形成16英寸对角线的显示板，磁性卡盘216的接触面218近似是10×13英寸。具有脉冲电磁形式的磁性卡盘216的一个示例制造商是英格兰谢菲尔德的Eclipse Magnetics。

在一替代实施例中，磁性卡盘216是机械切换的磁体，其磁极通过杠杆靠压缩空气或手动地啮合或脱离。机械切换的磁性卡盘的示例制造商是英格兰谢菲尔德的Eclipse Magnetics。

热电器件220是一种可购买的珀耳帖结型器件，该热电器件220可以根据流经其中的电流的方向来加热或者冷却磁性卡盘216。热电器件220被电耦合至热传感器222，这样提供了关于磁性卡盘216的接触面218温度的反馈。热传感器222例如是安装在磁性卡盘216的接触面218上或者与其相邻的空腔中的标准温度传感器件。

热电器件220能够提供0.1至5瓦/秒范围内的加热和冷却操作。因为基片114和阴影掩膜226在阴影掩膜真空沉积过程中被稳定到近似室温，所以热电器件220只需要能够对基片114进行不超过±40℃的加热或者冷却操作。热电器件220的示例制造商包括密执安州特拉弗斯市的Tellurex公司和麻省沃莎姆的Thermo Electron公司。

磁性卡盘组件212的光源224是标准的光源器件。每个光源224提供指向与其相关联的CCD摄像头232的适当强度的光束。每个CCD摄像头232是这样一种光敏器件，其应用于绝大多数的数码相机中，用来把从摄像头的视野通过镜头进来的光转换成可数字处理和/或在视频监控单元上观看的电信号。每个CCD摄像头232都被安装在掩膜架228的框架内的相对于阴影掩膜226固定并且已知的位置，该阴影掩膜226也被安装在掩膜架228上。

系统控制器210、光源224和CCD摄像头232的组合形成示例机器视觉系统，该系统使用软件实现的公知的图像处理和特征识别技术来执行位置测量操作。因此，使用系统控制器210、光源224和CCD摄像头232提供了把阴影掩膜226精确对准基片114的能力。然而，本领域的技术人员将会了解到，有许多公知的对准技术和仪器可以用来替代系统控制器210、光源224和CCD摄像头232的组合。

磁性卡盘216和热电器件220的组合被固定地置于例如生产系统100的真空沉积室110中。

阴影掩膜226由磁性材料例如镍、钢和铁镍钴合金(Kovar)或者镍铁合金(Invar)形成并且具有例如50至200微米的厚度。铁镍钴合金或者镍铁合金可以从例如俄勒冈州阿什兰市的ESPICorp公司得到。在美国，Kovar^是注册商标，美国商标注册号为No.337,962，当前属于德拉华州威明顿市的CRS Holdings公司。在美国，Invar^是注册商标，美国商标注册号为No.63,970，当前属于法国的ImphyS.A.公司。阴影掩膜226包括孔径的图案(未示出)，例如公知的槽缝和孔。阴影掩膜226中孔径的图案对应于期望的材料图案，所述材料随着基片114的前进而从真空沉积室110中的沉积源120来被沉积在基片114上。

掩膜架228是期望由适当刚度的非磁性材料例如铜和铝构成的框架结构，以避免减少由磁性卡盘216产生的磁通量。另一种选择是，掩膜架228由磁性材料例如钢、不胀钢或铁镍钴合金构成。掩膜架228具有用来联结其上的阴影掩膜226的圆周的例如平面凸脊(未示出)。该联结可以通过粘合、电阻焊接或者钎焊来变得容易。另外，通过使用已知的技术来以期望张力把阴影掩膜226联结到掩膜架228。在掩膜架228的中心区域提供有余隙区(未示出)以允许来自例如沉积源120的沉积源的蒸发物从中通过，从而允许该蒸发物通过阴影掩膜226的(多个)孔径。掩膜架228的尺寸根据阴影掩膜226的期望尺寸而定，或者另外一种选择是被设计为可以操纵阴影掩膜226的尺寸范围。另外，掩膜架228被机械耦合到标准的运动控制系统230来对掩膜架228从而对阴影掩膜226提供X-、Y-、Z-和角位置的调整。适用于掩膜架组件214的标准运动控制系统的示例制造商是宾夕法尼亚州匹兹堡市的Aerotech公司。

当本发明的基片架系统112处于未启动的状态时，基片114的第一表面122未与磁性卡盘216的接触面218形成紧密接触，因而基片114可以通过例如生产系统100的分配盘116和接收盘118的旋转运动来自由地在平行于磁性卡盘216的接触面218和阴影掩膜226的接触面234的一个平面内做纵向平移。

参考图2B并继续参考图1和图2A，当基片架系统112处于启动状态时，基片114的第一表面122与磁性卡盘216的接触面218形成紧密接触，并且阴影掩膜226的接触面234与基片的第二表面124保持接触。结果是，基片114被紧固在磁性卡盘216和阴影掩膜226之间因此无法自由移动。

在基片架系统112的操作过程中，磁性卡盘216和热电器件220在起始时是断电的，因此基片114的第一表面122和第二表面124与磁性卡盘组件212的接触面218和阴影掩膜组件214的接触面234是分别隔开的，如图2A所示。基片114和阴影掩膜226通过使用CCD摄像头232、光源224和运动控制系统230来对准。更具体地说，光源224发出的光穿过基片114上的对准孔(未示出)而被CCD摄像头232接收。在运动控制系统230的控制下，掩膜架228的位置并且从而阴影掩膜226的位置被调整为使得每个CCD摄像头232与其相应的光源224和基片114上相应的对准孔径对准。如果需要，运动控制系统230可以用来控制基片114的平移，以有利于每个CCD摄像头232与其相应的光源224和基片114上相应的孔径之间的对准操作。

然后通过运动控制系统230对Z-位置的调整来移动阴影掩膜226以使其贴近基片114。随后磁性卡盘216启动来产生从其接触面218传播的磁场，该磁场把阴影掩膜226向磁性卡盘216的方向吸引，从而把介质114的第一表面122吸引来与磁性卡盘216的接触面218相接触，并且把阴影掩膜226的接触面234吸引来与介质114的第二表面124相接触。这样，磁性卡盘216的启动致使基片114被夹持在阴影掩膜226的接触面234和磁性卡盘216的接触面218之间。

随后热电器件220被根据需要启动来把磁性卡盘216、基片114和阴影掩膜226加热或者冷却到预定的温度。当基片114的第一、第二表面122、124分别与磁性卡盘216、阴影掩膜226的接触面218、234相接触时，从沉积源120蒸发出的材料穿过阴影掩膜226的(多个)孔径而凝聚在基片114的第二表面124上。

当完成来自沉积源120的材料沉积后，磁性卡盘216和热电器件220停止工作。随着磁性卡盘216停止工作，运动控制系统230调整掩膜架228的Z-位置，从而把接触面234从基片114的第二表面124移开至如图2A中所示的位置，于是基片114的位于磁性卡盘216和阴影掩膜226之间的部分可以在一个平行于接触面218的平面内平移。

参考图3并继续参考图1、图2A和图2B，一种使用基片架系统112的方法300包括步骤310，其中在系统控制器210的控制下磁性卡盘216保持在断电或者停止工作的状态，从而不产生把阴影掩膜226向磁性卡盘216的方向吸引的磁场。结果是，基片114可以在磁性卡盘216和阴影掩膜226之间平行于磁性卡盘216的接触面218的平面内自由地平移。

然后该方法前进至步骤312，其中阴影掩膜226通过例如粘合、电阻焊接或者钎焊来被紧固在掩膜架228上的相对于CCD摄像头232的固定并且已知的位置。

然后该方法前进至步骤314，其中在系统控制器210的控制下，当基片114与磁性卡盘216和阴影掩膜226相接触时，启动热电器件220来加热或冷却磁性卡盘216、基片114和阴影掩膜226以使其保持预定的温度例如室温。来自被置于磁性卡盘216的接触面218上或者与其相邻的热传感器222的反馈是用来确定何时达到预定的温度的机制。

然后该方法前进至步骤316，其中，通过例如生产系统100的分配盘116和接收盘118的转动，使得基片114被平移至相对于基片架系统112合适的位置。

然后该方法前进至步骤318，其中在系统控制器210的控制下，通过使用运动控制系统230对掩膜架228的Z-位置进行调整来移动阴影掩膜226的接触面234以使其贴近基片114的第二表面124。

然后该方法前进至步骤320，其中在系统控制器210的控制下，磁性卡盘216通电，于是磁场从接触面218传播并且把由磁性材料构成的阴影掩膜226向磁性卡盘216吸引。结果是，基片114的第一表面122与磁性卡盘216的接触面218保持接触，而且阴影掩膜226的接触面234与基片114的第二表面保持接触。因此，基片114被夹持或者压缩在磁性卡盘216和阴影掩膜226之间。

然后该方法前进至步骤322，其中在系统控制器210的控制下，使用任意公知的视觉或光学测量系统来确定阴影掩膜226和基片114是否未对准。例如，系统控制器210、光源224和CCD摄像头232的组合形成示例性的机器视觉系统，该机器视觉系统可以使用由系统控制器210上运行的软件所实现的公知的图像处理和特征识别技术来执行位置测量操作。在基片114具有作为对准基准特征的冲孔的情况下，光源224启动，而CCD摄像头232对基片114中穿孔的基准特征的位置进行视觉检测。因为CCD摄像头232相对于阴影掩膜226的位置是已知的，所以基片114相对于阴影掩膜226的位置可以被确定并且被发送至系统控制器210。系统控制器210随后把基片114相对于阴影掩膜226的实际位置与期望的位置进行比较，从而确定(如果有)位置偏差。然后系统控制器210把恰当的位置修正信息发送至运动控制系统230。

然后该方法前进至步骤324，其中在系统控制器210的控制下，磁性卡盘216被断电，于是不产生把阴影掩膜226向磁性卡盘216吸引的磁场。结果是，基片114的第一表面122不再被吸引来与磁性卡盘216的接触面218相接触，而且阴影掩膜226的接触面234不再被吸引来与基片114的第二表面124相接触。理想的情形是，当磁性卡盘216断电时，在基片114与磁性卡盘216和阴影掩膜226中的至少一个之间形成间隔或者空隙。

然后该方法前进至步骤326，其中在系统控制器210的控制下，通过使用运动控制系统230来对掩膜架228的Z-位置进行调整，以确保阴影掩膜226不接触基片114。

然后该方法前进至步骤328，其中使用从步骤322中的系统控制器210接收到的位置修正信息，运动控制系统230以步骤322中确定的量来对掩膜架228的X-、Y-和角位置进行调整，以使得阴影掩膜226和基片114正确地对准。

然后该方法前进至步骤330，其中在系统控制器210的控制下，通过使用运动控制系统230对掩膜架228的Z-位置进行调整以使得阴影掩膜226贴近基片114。

然后该方法前进至步骤332，其中在系统控制器210的控制下，磁性卡盘216再次通电，并且因此产生把阴影掩膜226向磁性卡盘216吸引的磁场。结果是，基片114的第一表面122被吸引来与磁性卡盘216的接触面218相接触，而且阴影掩膜226的接触面234被吸引来与基片114的第二表面124相接触。因此，现在基片114被夹持或压缩在磁性卡盘216和阴影掩膜226之间。

然后该方法前进至步骤334，其中执行一种沉积处理，如结合图1的生产系统100所描述的沉积处理，或者美国专利申请公开号2003/0228715中公开的沉积处理中的一个。

概括地说，在基片架系统112中阴影掩膜226和基片114之间的紧密接触是通过对磁性卡盘216进行切换来把由磁性材料形成的阴影掩膜226磁性吸引来与夹在磁性卡盘216和阴影掩膜226之间的基片114紧密接触而完成的。因此基片114也被吸引来与磁性卡盘216紧密接触。热电器件220把磁性卡盘212保持在固定的预定温度。磁性卡盘216、基片114和阴影掩膜226的紧密接触确保热量被均匀地传递，并且使它们在阴影掩膜真空沉积处理中保持或者近似保持在相同的温度，从而确保在阴影掩膜226和基片114之间维持精确的重合。另外，基片114和阴影掩膜226之间的紧密接触可以避免蒸发材料进入其间的任何间隙。此外，系统控制器210控制磁性卡盘216、热电器件220、CCD摄像头232、光源224和运动控制系统230从而提供易于执行自动连续真空沉积处理的基片架系统112。

本发明的基片架系统112和方法300的使用不局限于如下的生产系统配置：其中基片从一个真空沉积室向下一个真空沉积室连续地平移，并且其中每个真空沉积室包括一个唯一的阴影掩膜。本领域的技术人员将会认识到，对基片架系统112和方法300的使用可以容易地适用于如下的生产系统配置：其中只存在一个真空沉积室，而多个阴影掩膜和沉积源随着每个接连的沉积事件而被移入或移出该腔室。

另外，本发明的基片架系统112和方法300的使用不局限于如下的生产系统配置：其中基片通过一种开盘式系统进行平移。本领域的技术人员将会认识到，基片架系统112和方法300可以适用于非开盘式系统即片处理系统，该系统可能包括基片夹持框架。例如，在非开盘式系统中，或者对掩膜架228或者对基片架框架的X-、Y-、Z-和角位置进行调整。在非开盘式系统的情况下，期望的是把位置轴既分布在掩膜架228上，也分布在基片架框架上，即把对X-和Y-位置的调整施加在掩膜架228上，而把对Z-和角位置的调整施加在基片架上。

本发明参考优选实施例进行了描述。在阅读和理解前述的详细说明后，他人可以做出明显可行的修改和替换。例如，在磁性卡盘216上的光源的位置和在掩膜架228上的CCD摄像头232的位置不应被理解为对本发明的限制，因为可以想象到：可以在掩膜架228上放置一个或多个光源224，而且可以在磁性卡盘216上放置一个或多个CCD摄像头。另外，对光源224和CCD摄像头232的使用可以在磁性卡盘216和掩膜架228上进行交换。例如，一个CCD摄像头及其相应的光源可以分别放置在掩膜架228和磁性卡盘216上，而另一个CCD摄像头及其相应的光源可以分别放置在磁性卡盘216和掩膜架228上。期望本发明被理解为包括所有落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和替换。

Claims (20)

1.一种材料沉积系统，其包括：

磁性卡盘，所述磁性卡盘可以在第一状态和第二状态之间切换，其中在第一状态下所述磁性卡盘产生的磁通量从其接触面传播，在第二状态下没有磁通量从其接触面传播；

磁导阴影掩膜，所述阴影掩膜定义了接触面；以及

支撑装置，其用于可移动地支撑所述阴影掩膜的接触面，所述阴影掩膜的接触面与所述磁性卡盘的接触面是隔开的平行关系，当基片被定位在所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间时，对所述磁性卡盘从第二状态切换到第一状态产生响应，所述磁性卡盘产生的磁通量把所述阴影掩膜向所述磁性卡盘的方向吸引，从而把所述基片夹持在所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间。

2.如权利要求1所述的系统，其中对所述磁性卡盘从第一状态切换到第二状态产生响应，所述支撑装置把所述阴影掩膜从所述磁性卡盘上移开，从而在所述基片和所述阴影掩膜的接触面之间形成空隙。

3.如权利要求1所述的系统，还包括材料沉积源，其被定位在所述阴影掩膜与所述磁性卡盘相反的一侧，当所述基片被夹持在所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间时，所述材料沉积源可被操作来通过所述阴影掩膜把材料沉积在所述基片上。

4.如权利要求1所述的系统，还包括：

至少一个热传感器，其操作来感测所述磁性卡盘的温度；以及

操作来把所述磁性卡盘加热或者冷却到作为由所述热传感器所感测温度的功能的期望温度的装置。

5.如权利要求1所述的系统，还包括：

光源，其被耦合到所述磁性卡盘和所述支撑装置中的一个，所述光源可被操作用于输出光束；

摄像头，其被耦合到所述磁性卡盘和所述支撑装置中的另外一个；以及

系统控制器，其可被操作来接收所述摄像头输出的图像，并且控制所述支撑装置和作为所述图像的功能的所述基片的位置中的至少一个，于是所述摄像头被定位来通过所述基片上的对准孔径观察所述光源输出的光束。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述支撑装置包括：

掩膜架，其被耦合到所述阴影掩膜与所述磁性卡盘相反的一侧；以及

运动控制系统，其被耦合到所述掩膜架与所述阴影掩膜相反的一侧。

7.如权利要求6所述的系统，还包括：

光源，其被耦合到所述磁性卡盘和所述掩膜架中的一个，所述光源可被操作来输出光束；

摄像头，其被耦合到所述磁性卡盘和所述掩膜架中的另外一个；以及

系统控制器，当所述基片被夹持在所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间时，其可被操作来接收所述摄像头输出的图像，并且控制所述运动控制系统和作为所述图像的功能的所述基片的位置中的至少一个，于是所述摄像头被定位来通过所述基片上的对准孔径观察所述光源输出的光束。

8.如权利要求1所述的系统，还包括：

真空室，其具有被置于其中的磁性卡盘、阴影掩膜和支撑装置；以及

平移装置，其用于把基片的至少一部分平移进和平移出真空室。

9.一种气相沉积的方法，其包括步骤：

(a)把基片的至少一部分定位于磁性卡盘的接触面和阴影掩膜的接触面之间；

(b)把所述磁性卡盘从其中没有磁通量从其接触面传播的第一状态切换到其中有磁通量从其接触面传播的第二状态，于是所述阴影掩膜被吸引向所述磁性卡盘的方向，从而把所述基片夹持在所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间；以及

(c)通过所述基片上的至少一个开口来把材料沉积在所述基片上。

10.如权利要求9所述的方法，还包括步骤：

(d)把所述磁性卡盘从第二状态切换到第一状态，于是所述阴影掩膜从所述磁性卡盘上移开，从而在所述基片和所述阴影掩膜的接触面之间形成空隙。

11.如权利要求10所述的方法，还包括步骤：

(e)把所述基片的一部分从所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间移出。

12.如权利要求9所述的方法，还包括步骤：

加热或者冷却所述磁性卡盘；以及

控制作为所述磁性卡盘温度功能的加热或冷却操作。

13.如权利要求9所述的方法，还在步骤(b)和步骤(c)之间包括步骤：

对确定所述基片与所述阴影掩膜未对准产生响应，把所述磁性卡盘从第二状态切换到第一状态，于是所述阴影掩膜从所述磁性卡盘上移开，从而在所述基片和所述阴影掩膜的接触面之间形成空隙；

重新定位所述基片和所述阴影掩膜中的至少一个，于是所述基片与所述阴影掩膜被正确地对准；以及

把所述磁性卡盘从第一状态切换到第二状态，于是所述基片被夹持在所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间。

14.一种材料沉积系统，其包括：

磁性卡盘，其可以在从其接触面传播磁通量的第一状态和其接触面上没有磁通量传播的第二状态之间操作；

磁导阴影掩膜，其具有与所述磁性卡盘的接触面成隔开关系的接触面；

用于把基片支撑在所述磁性卡盘的接触面和所述阴影掩膜的接触面之间的装置，其中：

对所述磁性卡盘进入第一状态产生响应，所述阴影掩膜和所述磁性卡盘把所述基片夹持在其两者接触面之间；以及

对所述磁性卡盘进入第二状态产生响应，所述阴影掩膜和所述磁性卡盘释放所述基片。

15.如权利要求14所述的系统，还包括材料沉积源，其可被操作来把材料通过阴影掩膜上的一个或多个孔径沉积在所述基片上。

16.如权利要求15所述的系统，还包括真空室，其具有所述磁性卡盘、所述阴影掩膜、所述基片和其中接收到的所述材料沉积源，其中所述材料沉积源在所述真空室中出现真空时把所述材料沉积在所述基片上。

17.如权利要求14所述的系统，还包括：

温度传感器，其用于感测所述磁性卡盘和所述阴影掩膜中至少一个的温度，并且用于输出对应于所感测温度的温度信号；以及

用于控制所述磁性卡盘和所述阴影掩膜中至少一个的温度来作为所述温度传感器输出的温度信号功能的装置。

18.如权利要求14所述的系统，还包括：

掩膜架，其用于支撑所述阴影掩膜；和

运动控制系统，其用于支撑所述掩膜架和所述阴影掩膜，所述运动控制系统可被操作来进行下列中的至少一个操作：

把所述掩膜架和所述阴影掩膜绕垂直于所述阴影掩膜的接触面的轴旋转；

把所述掩膜架和所述阴影掩膜沿与所述轴平行的方向平移；以及

把所述掩膜架和所述阴影掩膜沿垂直于所述轴的至少一个方向平移。

19.如权利要求18所述的系统，还包括：

光源，其被耦合到所述磁性卡盘和所述掩膜架中的一个，所述光源操作来输出光束；

摄像头，其被耦合到所述磁性卡盘和所述掩膜架中的另外一个，所述摄像头可被操作用于输出被定位于所述摄像头的视野内的物体的图像；以及

系统控制器，其可被操作来接收所述摄像头输出的图像，并且用于控制所述运动控制系统和作为所述图像的功能的所述基片的位置中的至少一个，于是所述摄像头被定位来通过所述基片上的孔观察所述光源输出的光束。

20.一种真空沉积方法，其包括步骤：

(a)把基片磁夹持在卡盘和阴影掩膜之间；

(b)通过所述基片上的至少一个开口把材料沉积在所述基片上；以及

(c)释放所述基片上的磁性夹具，于是所述卡盘和所述阴影掩膜中的至少一个移动成与所述基片成隔开的关系。

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