CN102668215B - 阴影掩膜对准和管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于基板的薄膜处理的磁性处理组件，一种用于组装和拆卸阴影掩膜以覆盖工件的顶部以暴露于处理条件的系统和方法。所述组件可包括：磁性处理载体以及阴影掩膜，所述阴影掩膜设置于所述磁性处理载体上方并磁性耦合至所述磁性处理载体，以覆盖当暴露于处理条件时将被设置在所述阴影掩膜和所述磁性处理载体之间的工件。一种系统包括：第一腔室，所述第一腔室具有保持所述阴影掩膜的第一支架；保持处理载体的第二支架；以及对准阴影掩膜和将被设置在载体和所述阴影掩膜之间的工件的对准系统。所述第一支架和所述第二支架可相对于彼此移动。

Description

阴影掩膜对准和管理系统
相关申请的交叉引用
本申请案要求于2009年10月27日提交的美国临时专利申请案第61/255,426号的权益，在此为了全部目的将此案的全部内容并入本文作为参考。
技术领域
本发明的实施例属于薄膜电池的领域，更具体地，属于阴影掩膜(shadowmask)固定和对准系统以及方法。
现有技术
目前的努力旨在缩小薄膜电池(TFB)的尺寸以包括甚至更小的特征，同时提高用于这种薄膜电池的大批量制造的能力，这些努力大部分都依赖于传统的薄膜电池制造方法和技术。这种传统方法和技术可包括在典型的薄膜电池工艺流程中的每一及所有沉积操作中使用阴影掩膜或阴影掩膜组。例如，在传统的工艺中，处理工具装载有阴影掩膜，在处理工具中执行单层沉积，并且随后卸载第一阴影掩膜，用第二阴影掩膜取代第一阴影掩膜，所述第二阴影掩膜用于另一个沉积操作。
与阴影掩膜相关的费用相当高并且在未对准的情况下导致产量损失。在阴影掩膜用于结构沉积(structured deposition)几个层的情况下，层间对准的精确度变得非常重要。在这种应用中，图案转移的完整性需要基板与阴影掩膜之间的近接(close proximity)和机械稳定性以及在微米范围内的对准容差。因此能够减少这种费用和产率损失的固定阴影掩膜的技术是有益的。
发明内容
描述了一种用于基板的薄膜处理的磁性处理组件。所述组件的实施例包括：磁性处理载体以及阴影掩膜，所述阴影掩膜设置于所述磁性处理载体上方并磁性耦合至所述磁性处理载体，以覆盖当暴露于处理条件时将被设置在所述阴影掩膜和所述磁性处理载体之间的工件。
也描述了一种用于组装和拆卸阴影掩膜以覆盖工件的顶部以暴露于处理条件的系统，所述系统的实施例包括第一腔室，所述第一腔室带有保持所述阴影掩膜的第一支架，保持处理载体的第二支架，以及对准阴影掩膜和将被设置在载体和所述阴影掩膜之间的工件的对准系统。响应于来自所述对准系统的输出，所述第一支架和所述第二支架可相对于彼此移动，以使得所述工件与所述阴影掩膜接触。
还描述了一种处理阴影掩膜以覆盖工件的顶部以暴露于处理条件的方法。实施例包括：将处理载体设置到第一支架上，将阴影掩膜设置到第二支架上，利用计算机控制的多轴平台，通过相对于所述第二支架移动所述第一支架第一距离，从而将所述阴影掩膜的第一图案特征对准工件的第二图案特征。然后通过相对于所述第二支架移动所述第一支架第二距离以将对准的阴影掩膜的底表面带入到所述处理载体的磁场中，可使对准的阴影掩膜与所述处理载体耦合。
附图说明
图1图示了根据本发明实施例的阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的等距图。
图2A示出了根据本发明实施例的磁性处理载体的截面图。
图2B示出了根据本发明实施例的磁性处理载体的俯视等距图。
图2C示出了根据本发明实施例的磁性处理载体的仰视平面图。
图3示出了根据本发明实施例的磁性处理载体的俯视平面图。
图4示出了根据本发明实施例的在磁性处理载体内部的磁极取向的示意图。
图5A示出的示意图图示根据本发明实施例的自动阴影掩膜组装/拆卸系统的平面图。
图5B示出的示意图图示根据本发明实施例的阴影掩膜对准腔室的截面图。
图6A示出的流程图表示在根据本发明实施例的用于组装阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的方法中的操作。
图6B示出的流程图表示在根据本发明实施例的用于拆卸阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的方法中的操作。
图6C示出的流程图表示在根据本发明实施例的用于整合第一阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的拆卸和第二阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的组装的方法中的操作。
图7描述了可用于控制在图5A中描述的自动阴影掩膜组装/卸载系统以执行图6A、6B和6C的一或多种方法的计算机系统的框图。
图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H、8J和8K图示了根据本发明实施例的在图6A所示的方法中的操作的截面图，图6A中所示的方法是用于利用图5B中所示的阴影掩膜对准腔室来组装阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的方法。
图9A、9B、9C、9D、9E、9F图示了根据本发明实施例的在图6B所示的方法中的操作的截面图，图6B中所示的方法是用于利用图5B中所示的阴影掩膜对准腔室来拆卸阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的方法。
图9G图示了图6C所示的方法中的操作的截面图，图6C中所示的方法是用于整合第一阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的组装和拆卸和第二阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的组装。
具体实施方式
描述了阴影掩膜固定和阴影掩膜对准方法和装置。在以下描述中，列出很多具体细节，诸如部件材料、部件组合、设备平台和处理操作，以提供本发明的全面理解。本领域技术人员来说，在缺少一或更多个这些具体细节的情况下可实施本发明将是显而易见的。在其它实例中，不详细描述诸如图案识别算法、设备控制算法等的公知特征以免不必要地模糊本发明。而且，将理解，附图中所示的多个示例性实施例是示范性的说明且不必按比例画出。
如本文所使用的术语“上方”、“下方”、“之间”和“上”指的是一个构件关于其它构件的相对位置。就这点而论，例如，设置在一个构件上方或者下方的另一个构件可与所述一个构件直接接触或者可具有一或更多个介于中间的构件。而且，设置在构件之间的一个构件可与两个构件直接接触或者可具有一或更多个介于中间的构件。相反，在第二构件“上”的第一构件是与该第二构件接触。此外，假设相对于基板执行操作，提供一个构件关于其它构件的相对位置，而不需考虑基板的绝对取向。
图1描述了根据本发明实施例的阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层100的等距图。阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层100至少包括阴影掩膜160和磁性处理载体101，同时工件150位于阴影掩膜160和磁性处理载体101间。通常，阴影掩膜160将被设置在工件150的膜表面上方，基于阴影掩膜160的图案特征161，工件150的膜表面将选择性地暴露于处理条件(沉积、蚀刻等)。在特定实施例中，阴影掩膜160设置在工件150上，而与将选择性地暴露于处理条件的工件150的表面膜直接接触。由于在阴影掩膜160和工件150之间的任意间隙都会导致在阴影掩膜160下方(例如在图案特征161的开口之外)的沉积，从而导致在装置(例如TFB)的各个沉积层之间的不可接受的交叠，因此在阴影掩膜160和工件150的表面膜之间的直接接触使处理能够高保真度地依照图案特征161。在优选实施例中，最小化阴影掩膜160的厚度以减少阴影效应(shadowding effect)，从而阴影掩膜的侧壁影响工件150的图案化区域内的层的厚度均匀性。通常，阴影掩膜160的厚度至少是所选材料和掩模面积的函数，并且最小厚度的限制为阴影掩膜160可由自动设备处理为原子单位(例如从存储模块装载并将组装到工件上，如本文中其它地方所描述的)。作为一个实例，Invar阴影掩膜160外直径接近185mm至200mm(对于200mm直径的“工件”来讲)且具有150μm至250μm的厚度。
工件150可以是在诸如TFB等的薄膜装置的制造中常用的任意基板。阴影掩膜160可以是任意的磁性敏感材料，诸如但不限于铁磁和亚铁磁性材料。掩模可由与工件150相同的材料制成，所述工件150在本文其它地方更详细地讨论。这将最小化掩模和工件之间热膨胀系数引发的变形。在具体实施例中，阴影掩膜160包括磁性金属，诸如但不限于铁的镍合金或钴合金。在一个特定实施例中，阴影掩膜160是64FeNi(FeNi36)，通常公知为并公知具有低的热膨胀系数。在替代实施例中，阴影掩膜160包括非磁性材料，这里将磁性材料结合到掩模中以形成复合掩模(例如内嵌到非磁性体中的分离磁片等)。
通常，磁性处理载体101将与阴影掩膜160磁性耦合以将阴影掩膜160磁性固定到工件。由于可控制耦合力以更好地保持掩模与基板平行并且减少弯曲(由于沉积期间的热膨胀导致)，因此磁性固定优于机械固定。而且，如本文中其它地方进一步描述的，磁性固定技术可通过对于机械固定技术来说通常不可能的方式来减轻颗粒产生的问题。在优选实施例中，磁性处理载体101的尺寸使得磁性处理载体101具有至少与工件同样大的主表面积以确保均匀加热和支撑。在一个实施例中，磁性处理载体101的外直径接近190mm。载体的厚度足以容纳磁体且足够坚硬从而能脱离工件150和阴影掩膜160而被可靠地单独地处理。就这点而论，在处理期间磁性处理载体101提供机械稳定性，以允许固定甚至带有易碎陶瓷磁体的阴影掩膜160。通常，整个载体厚度取决于在载体中采用的磁性材料的厚度。在3mm和5mm之间的磁性材料厚度是典型的，尽管也可采用在该范围之外的厚度。对于在3-5mm范围内的磁性材料，载体10l可具有4-7mm的厚度。在一个示范性实施例中，所述厚度接近4.5mm。
图2A示出了磁性处理载体101的一个示范性实施例的截面图。如所示出的，截面沿着线A-A’，线A-A’也在图2B中示出。将高温相容磁体210封装在保护外壳203中。磁体210的封装减少了操作/处理期间在处理设备中的机械不稳定性和颗粒产生的问题。在一特定地有益的实施例中，将磁体210真空封装在保护外壳203内部。这种真空封装可降低气体膨胀的危险，所述气体膨胀由处理工件150导致的热负荷所引起。在图2C中所示的替代实施例中，保护外壳203暴露于周围环境，这对于沉积腔室和常规环境之间的恒压循环方面来说是有益的。对于这个实施例来说，可通过将“断距(cut outs)”209设置在载体101的一侧(例如所描述的底部侧)上来进一步适应热应力，所述载体101能够适应变化的热环境之间的膨胀和收缩。
基于此实施例，保护外壳203可为多种不同的材料，例如，但不限于金属、介质和半导体。也可用“硬表面涂层”阳极化或者涂覆外壳材料以减少机械磨损引起的颗粒产生。在一个有益的实施例中，保护外壳203是容易被加工的、有弹性且轻质的材料，诸如铝。对于各实施例，可加工板205以包括凹槽204以包含磁体。然后将上盖202焊接、粘合、栓固或者以别的方式固定(对于真空封装实施例来说是在真空下)到磁体装载板205上。在一个示范性实施例中，板205是接近4mm厚的铝板，具有接近200mm(对于200mm直径的基板)的外直径，并包括深度接近3mm的凹槽，所述板205粘合到厚度接近0.5mm的上盖202。其它尺寸当然也是可能的，这取决于所选的材料和工件150的尺寸。
根据此实施例，磁性处理载体101包括永磁体或半永磁体或电磁体。对于优选的永磁体实施例来说，磁体210可是简单磁极的(poled)(单个N-S)磁体或是如放大的插入图211示出的具有交替的N和S极的多个双极复合磁性的磁体。在第二种情况下，交替磁极可为直线的或者放射状。第三实施例具有比分散在外壳(encasing)内部的磁性处理载体101小很多的磁体，以局域化磁场并最小化入射离子(来自沉积)和自磁性处理载体101散发出的磁场之间的可能(potential)的相互影响。由于因保护外壳203而减轻了对热阻或者机械稳定性(导致颗粒问题)的考虑，因此该磁体可为任何常规的磁性金属或者陶瓷。
图2B示出了根据本发明示范性实施例的磁性处理载体101的俯视等距图。如所示出的，加工上盖202以包括图案化沟槽212，从而允许背面侧气体在工件150和磁性处理载体101之间流动，进而当将工件150设置在磁性处理载体101上时对工件150提供冷却。图案化沟槽212耦合到从上盖202的底部侧208通到顶部侧的通孔206。所述通孔206将图案化沟槽212流体连接至由处理设备(例如PVD腔室)的卡盘或者底座提供的下部冷却剂源，所述冷却剂源诸如背面侧氦、氩或者氮，当工件150被组装成阴影掩膜-工件-磁性处理载体叠层100时而进行处理期间将底部侧208设置在所述卡盘或者底座上。虽然图案化沟槽212具有任意设计，在示范性实施例中，沟槽深度接近0.1-0.2mm，宽度接近2mm，并且在接近30-40mm、50-60mm和80-90mm的径向距离处界定200mm的O.D.的磁性处理载体101。对于这种图案化沟槽尺寸来说，通孔206的直径可在接近3mm和10mm之间变化且优选在接近4mm和6mm之间。如在图2B中进一步示出的，磁性处理载体101包括槽口250以适应对准器操作和/或部件处理。例如，外部升降销可穿过槽口250以接触工件150或者阴影掩膜160中的任一个，如本文中其它地方描述的。在所述的示范性实施例中，在0°、90°和135°处提供多个槽口250，尽管很多其它配置也是可能的。在任意部件(掩模、工件和载体)的前侧或后侧上可有其它额外的槽口(例如图2C中的特征212)，并且在“对准台”上有相应的“引导销(guiding pin)”以允许每个相应部件之间的特定且相对的定向。
在一实施例中，磁性处理载体101包括具有明显不同磁场强度的多个限定的磁性区域。所述多个限定磁场区域以可控的和局域化的方式提供磁场强度波动。这种故意的局域化场变化降低了在处理工件150(例如沉积)期间磁场(例如从磁体至磁体而横跨载体101的磁场，来自全断面(full-face)磁体的不均匀材料复合物的磁场等)的不可控的不均匀性引起沿着不规则方向的不可控的膨胀的可能性。由于减少了导致多重未对准的随机化变形，因此受控膨胀是有利的。通过提供更强磁场的限定区域，所述限定区域可控地变成了附着的“固定”点，阴影掩膜160自所述“固定”点膨胀，导致掩模中的一致的和减少的变形。由于提供预定的、局域化的更强磁场区域会降低热膨胀失配引发的变形，因此如果多个连续的处理操作的处理温度是恒定的(特别对于TFB制造可实现)，那么热膨胀对“整体未对准”的贡献是一致的。这转而降低了层之间的未对准。
图3示出了根据一实施例的示范性磁性处理载体101的平面图。如所示出的，磁体210被分成第一磁性区域210-A和第二磁性区域210-B。在一个实施例中，第一磁性区域210-A具有比第二磁性区域210-B更强的磁场。对于该示范性实施例，第一磁性区域210-A沿着第一径向长度RL1延伸，所述第一径向长度RL1从接近轴中心(例如通孔206)的第一径向距离延伸到自通孔206的第二径向距离的端部。第二磁性区域210-B沿着第二径向长度RL2延伸，所述第二径向长度RL2从等于或者大于自轴中心(例如通孔206)的RL1的第一径向距离延伸至接近磁性处理载体101外半径的第二径向距离(例如接近外直径D1的一半)。第一磁性区域210-A的这个示范性配置确保了磁性处理载体101的中心保持磁性固定到阴影掩膜160，并且将横跨外直径D1的热膨胀失配引发的变形的总量分成接近一半，同时对称变形在距离载体中心(例如通孔206)RL1+RL2处具有最大值。虽然所描述的示范性实施例包括两个环形磁性区域210-A和210-B，但是具有较大数量磁性区域的其它结构当然也是可能的，并且落入本发明的范围内。
图4示出了根据一实施例的诸如磁性处理载体101的处理载体的磁性区域内的磁极取向的示意图。如所示出的，在磁性区域(例如图3的第一磁性区域210-A或者第二磁性区域210-B)中的磁体210沿着磁性处理载体(210-1、210-2等)的径向距离具有交替的双极配置，以最大化延伸出上盖202的垂直场。存在于处理环境中的充电颗粒400会跟随这种场线，择优朝向耦合的工件的某些区域加速。因此在特定实施例中，可采用单个均匀磁化磁体用于磁性处理载体101，其中一个磁极接近上盖202并且第二磁极接近保护外壳203的底部(即“全断面(full-face)”磁体)。在其它实施例中，磁场的轴与阴影掩膜160的芯片图案布置图对准，以在被制造的装置之间定位磁异常。例如，将图4中示出的磁性区域210-1和210-2投射到图3中示出的磁性处理载体101的平面图上。可相对于阴影掩膜160定位在主界面或者在磁极中心处的异常磁场以对芯片特性具有最小影响。可基于槽口和对准器平台上的相应“引导销”通过粗对准(即“预对准”)来实现在芯片布置图和特定磁性区域之间的相对定向。根据在预对准操作中实现的粗对准，可随后执行最终的“基于图案识别的”掩模对准。
在图3和4中描述的示范性实施例中，每个磁性区域210-1和210-2都足够大以含有多个阴影掩膜开口161，因此在每个区域210-1和210-2内形成多个芯片。如所示出的，阴影掩膜开口161-A和161-B将被设置在区域210-1上方，同时在掩模开口161-A和161-B之间的非装置区设置在磁极中心上方。或者，掩模开口可设置在与磁性主界面分隔的磁性区域上方，如所示出的掩模开口161-E，所述掩模开口161-E与磁性区域210-2的边缘分隔，或者如所示出的掩模开口161-C，所述掩模开口161-C在磁性主界面上方。
对于图3所述的实施例，包括第一磁性区域210-A和第二磁性区域210-B，第一和第二区域中的每一个都包括单个均匀磁化的磁体。在其它实施例中，在一或更多个磁性区域(例如210-A和/或210-B)中使用比全断面磁体小很多的多个磁体。在某些这种实施例中，对于第一多个磁体(例如在区域210-B中)磁性强度可降低以最小化对于多数工件来说场线对处理环境的影响，同时第二多个磁体(例如在区域210-A中)可用于确保在阴影掩膜160的中心附近的足够坚固的固定阴影掩膜。
图5A示出了图示根据一实施例的自动阴影掩膜组装/拆卸系统501的平面图的示意图。系统501通常是能够服务于多个模块的机械平台。在某些实施例中，系统501可以是或者平台，上述平台可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司购得。在替代实施例中，在半导体制造中使用的其它可购得的平台也适合于以在此描述的自动方式执行阴影掩膜的组装/拆卸操作。示范性系统501包括中央机械处理模块505，所述中央机械处理模块505耦合到装载/卸载端口502/503，至所述装载/卸载端口502/503或从所述装载/卸载端口502/503可取得在此描述的拆卸的和组装的阴影掩膜-工件-载体叠层。
在一实施例中，系统501还包括对准腔室530，在所述对准腔室530中，组装和/或拆卸阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的至少一部分，阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层诸如阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层100。对准腔室530包括能够使阴影掩膜对准工件的对准系统。在图5B所示的示范性实施例中，对准腔室530包括基于CCD的光学图案识别系统533。但是，也可使用其它对准系统，诸如基于光学干涉的系统(例如采用散射测量技术)。如图5B中图示的，响应于来自基于CCD的光学图案识别系统533的输出，头531或者基座536中的至少一个被控制从而能够多轴移动以实现头531和基座536之间的对准。对于示范性对准腔室530，头531被配置成相对于基座536的多维(例如6-D)移动。头531还包括具有真空或者电磁系统的保持器535，所述具有真空或者电磁系统的保持器535适合于在组装和/或拆卸本文中其它地方描述的阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层期间保持一或更多个阴影掩膜或工件。
在一实施例中，基座536被配置成提供用于保持一或更多个磁性处理载体或工件的真空或电磁系统。对于图5B所示的示范性实施例，内部升降机537和外部升降机538耦合到基座536，每一个升降机都能够独立操作。在优选实施例中，如本文中其它地方描述的，内部升降机537适合于升高/降低磁性处理载体，诸如磁性处理载体101，以使磁性处理载体置于基座536之上或远离基座536(远离/接近头531)，而外部升降机538适合于在组装/拆卸操作期间升高/降低工件，诸如工件150，以使所述工件置于基座536上或远离基座536(远离/接近头531)。
回到图5A，示范性系统501还包括预对准器550，所述预对准器550采用对于半导体处理集群工具来说常规的任意工件对准器件。例如，预对准器550可配置成提供从端口502/503装载的工件的旋转对准，所述对准精确到+/-0.5度。如进一步示出的，系统501还包括阴影掩膜存储模块510和处理载体存储模块520。存储模块510被配置成提供阴影掩膜管理功能以利于组装具有预定的阴影掩膜的工件。例如，阴影掩膜片夹(magazine)可存储在阴影掩膜存储模块510中，并且指示器提供由系统501所执行的格式(recipe)的格式参数域限定的特定阴影掩膜。相似地，如在本文其它地方所述的，在执行组装/拆卸顺序期间可存储和指示多个处理载体，诸如磁性处理载体101，或者以其它方式使得多个处理载体可由机械处理模块505取得。
图6A示出了根据本发明实施例的表示在用于组装阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的示范性方法600中的操作的流程图。图8A-8K示出了当执行方法600的特定操作时对准腔室530(图5B)的状态。
方法600开始于在操作601将工件提供至平台。在一个实施例中，在操作601，在系统501的输入端口502中指示工件150。接下来，在操作605，将载体装载到平台的对准腔室中的第一支架上。在一个实施例中，在操作605，将磁性处理载体101装载到基座536上(图8A)。例如，磁性处理载体101可从载体存储模块520(图5A)选出，通过带有机械处理器890的机械处理模块505(图5A)，并被放置到内部升降机537上(图8B和8C)。此后降低内部升降机537以将磁性处理载体101设置到基座536上(图8D)。在半自动的实施例中，操作人员可将磁性处理载体101提供到内部升降机537上，之后可自动地或者手动地使内部升降机537下降以将磁性处理载体101设置在基座536上。随着磁性处理载体101被设置在基座536上，可施加电磁、真空夹持力等以将磁性处理载体101保持在基座536上的适当位置。
回到图6A，方法600进行到操作610，这里将阴影掩膜装载到对准腔室中的第二支架上。在示范性的全自动实施例中，在操作610，将阴影掩膜160装载到头531上(图8D)。例如，阴影掩膜可通过机械处理器890而从阴影掩膜存储模块510中选出，穿过机械处理模块505(图5A)，并被放置到保持器535上(图8E)。在半自动的实施例中，操作人员可将阴影掩膜160提供到保持器535上。随着阴影掩膜160设置在头531上，可施加电磁或真空夹持力等以将阴影掩膜160保持在头531上的适当位置。
往回参考图6A，方法600进行到操作615，这里将工件载入对准腔室530。在示范性全自动实施例中，在操作615，工件150通过机械处理器890(图8F)从输入端口502(图5A)载入对准腔室530。将工件150放置到外部升降机538上(图8G)。对于在对准腔室530内存在的阴影掩膜-工件-磁性处理载体叠层中的每个部件，工件150可首先耦合到阴影掩膜160或者耦合到处理载体101。在一个实施例中，载体101包括内嵌的永磁体，工件150首先对准并耦合到阴影掩膜160，从而可在阴影掩膜160和载体101之间没有任何磁性耦合的情况下执行这种对准。但是，在替代实施例中(例如，载体101采用了电磁体)，工件150首先对准并耦合到载体101。
如图6A所进一步图示的，在操作620中，将工件放置到阴影掩膜附近以利于随后对准两者。在图8H图示的示范性实施例中，头531和外部升降机538中的至少一个相对于另一个移动，从而使头531和外部升降机538比工件150的装载期间更加相互接近。在采用基于CCD的光学图案识别系统533的具体实施例中，移动头531和/或外部升降机538以在基于CCD的光学图案识别系统533的场深度内定位阴影掩膜160(设置在头531上)和工件150(设置在外部升降机538上)中的每一个，同时保持阴影掩膜160和磁性处理载体101(设置在基座536上)之间足够大的间隔，从而阴影掩膜160不磁性耦合至磁性处理载体101。在特定实施例中，可由基座536或头531施加中和磁场以减小阴影掩膜160和载体101之间的有效磁场力。
随着头531和外部升降机538已处于适当位置，方法600进行到操作625，这里工件经由头531和基座536中的一或多个的受控移动而与阴影掩膜对准。在示范性实施例中，使用由基于来自CCD(例如安装在头531中)的输入的控制器执行的自动光学对准算法，阴影掩膜160的图案化特征161与先前在工件150中图案化的特征(未示出)对准。
一旦达到头531相对于基座536的位置之间的对准误差阈值容限，在操作630，将对准的阴影掩膜设置到工件上。对于自动或者半自动实施例中的任一个，一旦工件150对准阴影掩膜160，就由外部升降机538施加周边保持力以相对阴影掩膜160将工件150保持在适当位置(如通过保持器535保持的)，直到组装成阴影掩膜-工件-磁性处理载体叠层。在示范性实施例中，头531、基座536或者内部升降机537中的一或多个朝向另一个移动，以使得工件150的底表面与载体101(被设置在基座536上)的顶表面相接触，在这一点上磁性处理载体101和阴影掩膜160之间的磁性耦合以对准的方式将阴影掩膜160固定到工件150以形成阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层100。例如，在一个实施例中，随着阴影掩膜160与工件150对准，同时工件由外部升降机538支撑，在操作635，内部升降机537升高以将对准的工件150设置到载体101上(图8J)，并且此后外部升降机538下降以将组装好的磁性处理载体叠层放置到机械处理器890上。在半自动实施例中，操作人员可将工件150提供到磁性处理载体101上。
随后方法600在操作699中完成，同时组装好的阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层100从对准腔室530(例如通过内部升降机537放置)传送到端口502/503，以使相同的或者分开的系统/平台能够在组装好的叠层上执行后续处理(例如，膜沉积)。
在另一个实施例中，在组装好的叠层上执行了后续处理(例如膜沉积)之后，系统501可进一步执行阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的拆卸。在一个实施例中，对准腔室530用于拆卸操作，而在另一个实施例中，与对准腔室530分离的腔室用于拆卸阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层。在一个这种实施例中，用于拆卸阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的拆卸模块没有诸如基于CCD的光学图案识别系统533的对准系统，并具有简化的(例如少于6-D)移动，但是除此以外包括图5B中描述的全部部件。
图6B描述了示范性拆卸方法650，开始于将阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层提供至平台，诸如系统501。图9A-9G示出了当执行方法650的操作时对准腔室530(图5B)的状态。例如，可在端口502/503(图5A)提供阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层100。在操作655，通过机械处理器890将组装的叠层100载入拆卸腔室或者模块(例如如图9A-9C中所示的对准腔室530)。工件150可首先自阴影掩膜160解耦合或者自处理载体101解耦合。
在一个实施例中，在操作660，工件150首先升高远离(lifted off)载体(例如通过外部升降机538)。例如，在一个实施例中，这里载体101包括内嵌永磁体，通过升高外部升降机538以提升工件150从而用提升力和由基座336施加的将载体101夹持到基座536上的力克服磁性夹持力，来首先将工件150自载体101拆卸。
在另一个实施例中，在操作675首先将工件150自阴影掩膜160拆卸，这种拆卸是经由外部升降机538施加的周边保持力，并且通过外部升降机538降低工件150使工件150远离阴影掩膜160，同时通过保持器535将阴影掩膜160夹持到头531来完成的。或者，如图9D中描述的，可经由基座536施加中和磁场以解除阴影掩膜160与磁性处理载体101的磁性耦合，或者可给载体101内的电磁体断电，同时由保持器353夹持阴影掩膜160。
随着阴影掩膜160和载体101磁性解耦合，拾取阴影掩膜远离工件150。例如，参考图9D-9E，头531、外部升降机538或者基座536朝向另一个移动以允许保持器535耦合到阴影掩膜160。随着阴影掩膜的移除，在操作680，机械处理器890或者操作人员从拆卸腔室移除工件150(图9F)。在示范性全自动实施例中，机械处理模块505将工件150从对准腔室530传送到端口502/503，在操作699，在所述端口502/503工件150自系统501而被卸载以供后续的无掩模处理。
在操作690，机械处理器或者操作员可进一步自卸载腔室去除阴影掩膜160或者使阴影掩膜160保持固定到头531，并且随后与新的工件150B对准，如图9G所示的和在本文中其它地方进一步讨论的。相似地，在操作695，机械处理器或者操作员也可自卸载腔室移除磁性处理载体101或者使磁性处理载体101保持固定到基座536，以接收新的工件，如本文中其它地方进一步讨论的。
在一特定实施例中，对准腔室530用于阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的组装和卸载，第一叠层的拆卸与第二叠层的组装并行执行以将载体和阴影掩膜的传送次数减至最低。当工作流程具有连续操作中分阶段处理的工件并且来自完成的工件的阴影掩膜可直接移至待处理的工件时，这种实施例是有利的。
图6C示出的流程图表示根据一实施例的用于整合第一阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的拆卸和第二阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的组装的示范性方法651中的操作。通常，顺序执行图6A和6B中图示的所选操作以实现并行的组装和拆卸。更具体地，执行操作651和601以提供包括第一工件以及第二(未安装的)工件的阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层至平台，诸如系统501。此后方法651继续进行以执行操作655、660、675、690和699，基本与在本文中的其它地方描述的相同。随后，执行操作615以将第二工件150B载入组装腔室(例如图9G中所示)。此后执行操作620、625、630和640，基本如本文中其它地方描述的，以完成方法651。
图7描述了计算机系统700的框图，计算机系统700可用于控制图5A中描述的自动阴影掩膜组装/拆卸系统501和/或图5B中描述的对准腔室530，以执行图6A、6B和6C中的一或多个方法。
示范性的计算机系统700可用于控制本文中描述的一或更多个操作、处理腔室或者处理平台。在替代实施例中，机器可连接(例如网络连接)到局域网(LAN)、内部网络、外部网络或因特网络内的其它机器。机器可在客户服务器网络环境中的服务器或者客户机的容量内运行，或者运行为端对端(或者分布式)网络环境中的对等机器。机器可以是个人电脑(PC)、服务器、网络路由器、开关或桥路或者是能够执行一组指令(顺序地或者以其它方式)的任意机器，该组指令指定将由该机器采取的动作。此外，虽然仅示出了一个机器，还应采用术语“机器”以包括机器(例如计算机)的任何集合，所述机器单独地或者联合地执行一组(或者多组)指令以执行本文描述的任何一或多个方法。
示范性计算机系统700包括处理器702、主存储器704(例如只读存储器(ROM)、闪存、动态随即存取存储器(DRAM)诸如同步DRAM(SDRAM)或者Rambus DRAM(RDRAM)等)、静态存储器706(例如闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等)以及二级存储器718(例如数据存储装置)，上述装置经由总线730彼此通信。
处理器702表示一或更多个通用处理装置，诸如微处理器、中央处理单元等。更特别地，处理器702可以是复杂指令组计算(CISC)微处理器、精简指令组计算(RISC)微处理器、超长指令字符(VLIW)微处理器、执行其它指令组的处理器或者执行指令组的组合的处理器。处理器702也可以是一或更多个专用处理装置，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。处理器702被配置成执行处理逻辑726，用于执行本文中其它地方讨论的处理操作。
计算机系统700可进一步包括网络接口装置708。计算机系统700还可包括视频显示单元710(例如液晶显示器(LCD))或者阴极射线管(CRT)、字符输入装置712(例如键盘)、光标控制装置714(例如鼠标)和信号产生装置716(例如扩音器)。
二级存储器718可包括机器可存取存储介质(或者更具体地为计算机可读存储介质)731，在所述机器可存取存储介质上存储了体现本文描述的任一或多种方法或功能的一或多组指令(例如软件722)。在通过计算机系统700执行期间，软件722还可完全地或者至少部分地位于主存储器704中和/或处理器702中，主存储器704和处理器702还构成了计算机可读存储介质。软件722还可通过网络720经由网络接口装置708而被传送或者接收。
计算机可读存储介质731可进一步用于存储一组指令，所述指令通过处理系统执行，并使系统执行本发明的任一或多个实施例。本发明的实施例可进一步提供作为计算机程序产品，或者软件，可包括存储了指令的计算机可读存储介质，该指令可用于编程计算机系统(或者其它电子设备)以执行根据本发明的处理。计算机可读存储介质包括用于以机器(例如计算机)可读形式存储信息的任意机构。例如，机器可读(例如计算机可读)介质包括机器(例如计算机)可读存储介质(例如只读存储器(“ROM”))、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光学存储介质和闪存装置等)。
由此，已经公开了磁性处理载体以及组装和拆卸诸如阴影掩膜/工件/磁性处理载体叠层的制造组件的方法。尽管用结构特征或者特定方法动作用的特定语言描述了本发明的实施例，但是应当理解，本文传达的发明不必限于所描述的说明性的特征和实施例。

Claims (14)

1.一种用于基板的薄膜处理的组件，所述组件包括：
磁性处理载体，所述磁性处理载体包括多个限定的磁性区域，其中至少第一磁性区域具有与第二磁性区域不同的磁场强度；以及
阴影掩膜，设置于所述磁性处理载体上方并磁性耦合至所述磁性处理载体，以覆盖当暴露于处理条件时将被设置在所述阴影掩膜和所述磁性处理载体之间的工件的顶部。
2.如权利要求1所述的组件，其中所述磁性处理载体包括被封装在保护外壳中的高温兼容永磁体或者电磁体。
3.如权利要求2所述的组件，其中所述保护外壳包括：
包括凹槽以包含所述磁体的板；以及
固定至所述板的上盖。
4.如权利要求1所述的组件，其中所述磁性处理载体包括通孔以将气体从所述载体的背面侧传导至所述载体的顶表面，并且其中所述载体的所述顶表面包括凹槽以横跨所述顶表面的区域来分散来自所述通孔的气体。
5.如权利要求1所述的组件，其中磁性处理载体包括横跨所述载体的区域设置的多个磁体。
6.如权利要求5所述的组件，其中所述多个磁体包括：
第一环形磁体，所述第一环形磁体设置成接近所述载体的轴中心；以及
第二环形磁体，所述第二环形磁体设置成从所述载体的轴中心向外一径向距离。
7.如权利要求6所述的组件，其中所述多个磁体包括定位在所述载体内的第一和第二磁体，以具有磁极中心或者设置在所述阴影掩膜的相邻开口之间的区域中的磁性主界面。
8.如权利要求1所述的组件，其中所述阴影掩膜包括铁的磁性镍合金或铁的钴合金。
9.一种用于组装阴影掩膜以覆盖工件的顶部以暴露于处理条件的系统，所述系统包括：
第一腔室，包括：
保持所述阴影掩膜的第一支架；
保持处理载体的第二支架，其中所述处理载体包括多个限定的磁性区域，其中至少第一磁性区域具有与第二磁性区域不同的磁场强度；以及
对准系统，所述对准系统将所述阴影掩膜与将被设置在所述载体和所述阴影掩膜之间的工件对准，其中，响应于来自所述对准系统的输出，所述第一支架和所述第二支架可相对于彼此移动，以使得所述工件与所述阴影掩膜接触。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述第一支架和所述第二支架可相对于彼此移动以将所述阴影掩膜带入到所述处理载体的磁场中。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述第一支架和所述第二支架中的至少一个包括真空、机械或静电夹具以保持所述阴影掩膜或处理载体中的一个；以及其中所述第一支架和所述第二支架中的至少一个包括多轴可移动台。
12.如权利要求9所述的系统，其中所述对准系统包括计算机化的图案识别系统。
13.如权利要求9所述的系统，其中所述第二支架包括背面侧冷却系统、相对于所述载体移动所述载体的第一升降销，以及相对于所述第二支架移动所述载体的第二升降销。
14.如权利要求9所述的系统，还包括：
阴影掩膜存储模块，所述阴影掩膜存储模块包括指示器以移动阴影掩膜的片夹；和
载体存储模块，所述载体存储模块包括指示器以移动将与所述阴影掩膜组装的载体的片夹；以及
机械处理器，所述机械处理器用于在所述存储模块和所述第一腔室之间传送阴影掩膜和载体。
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