CN105525256B - 多掩模对准系统和方法 - Google Patents

多掩模对准系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105525256B
CN105525256B CN201510869520.0A CN201510869520A CN105525256B CN 105525256 B CN105525256 B CN 105525256B CN 201510869520 A CN201510869520 A CN 201510869520A CN 105525256 B CN105525256 B CN 105525256B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shadow mask
group
alignment
alignment characteristics
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510869520.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105525256A (zh
Inventor
布赖恩·阿瑟·布奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advantech Global Ltd
Original Assignee
Advantech Global Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advantech Global Ltd filed Critical Advantech Global Ltd
Publication of CN105525256A publication Critical patent/CN105525256A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105525256B publication Critical patent/CN105525256B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明涉及多掩模对准系统和方法。在一种多掩模对准系统和方法中，提供了具有贯穿其的若干孔径的载体框。也提供了若干阴影掩模‑框组合。每个阴影掩模‑框组合包括第一组对准特征，并且每个阴影掩模‑框组合被定位在载体的第一侧，框支撑阴影掩模与孔径中的一个对准。提供了对准系统，并且也提供了包括可编程的控制器的控制系统。在控制器的控制下，对准系统基于通过控制器确定的第一组对准特征的位置相对于载体来调整每个阴影掩模‑框组合的位置。

Description

多掩模对准系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2014年10月17日的美国临时申请No.62/065,291的优先权，其在此通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及用于由若干较小面积阴影掩模形成有效的较大面积阴影掩模的系统和方法。
背景技术
在阴影掩模气相沉积领域，存在利用越来越大面积的阴影掩模的趋势，该阴影掩模包括与从沉积源待沉积至衬底上的材料的期望的图案相对应的一个或更多个开口。但是，随着形成越来越大面积尺寸的阴影掩模，问题在于避免定位横跨阴影掩模尺寸的开口中的运行错误。换言之，随着形成越来越大面积尺寸的阴影掩模，问题在于，在用于将材料图案沉积在衬底上的、横跨阴影掩模尺寸的开口之间越来越难维持准确的尺寸稳定性。
发明内容
现在将在下面编号的条款中描述和阐述本发明的各种优选和非限制性的示例或方面：
条款1：多阴影掩模对准系统包括：载体，载体包括多个贯穿载体的孔径。每个孔径有与其相关联的：组合框和阴影掩模，组合框和阴影掩模被定位在载体的第一侧，框支撑阴影掩模与孔径对准；对准系统，对准系统被定位在载体与第一侧相反的第二侧，并且被操作用于相对于载体调整组合框和阴影掩模的位置；和控制系统，控制系统包括与对准系统联接的可编程控制器，控制器被操作用于基于控制系统确定的组合框和阴影掩模的第一组对准特征中的每一个的位置来控制对准系统以精确或精准地对准组合框和阴影掩模。
条款2：条款1的对准系统，其中控制系统可包括联接至控制器的数码相机。该数码相机可被定位于组合框和阴影掩模的与载体相反的一侧。该数码相机可被操作用于获取包括第一组对准特征的数码图像并将其转递至控制器，控制器可被操作用于处理该数码图像，并用于基于所处理的数码图像，使对准系统精确或精准地对准组合框和阴影掩模的位置，以使得第一组对准特征被对准至控制器的存储器中所存储的预定的坐标组。
条款3：条款1或条款2的对准系统可进一步的包括对准衬底，其被定位于组合框和阴影掩模的与载体相反的一侧。该对准衬底可包括第二组对准特征。控制系统可包括数码相机，数码相机联接至控制器并被定位于对准衬底的与组合框和阴影掩模相反的一侧。该数码相机可被操作用于获取包括第一组和第二组对准特征的数码图像并将其转递至控制器，控制器可用于处理上述数码图像，并用于基于所处理的数码图像，使对准系统精确或精准地对准组合框和阴影掩模的位置，以对准第一组和第二组对准特征。
条款4：条款1至3中的任一条款的对准系统，其中载体可以包括第二组对准特征。对于每个孔径，控制系统可以包括多个光源-光接收器对。每个光源-光接收器对可在其之间限定光路。在每个光路中，第一组对准特征的一个对准特征和第二组对准特征的一个对准特征可被定位。控制器可被操作用于处理光接收器的输出，且基于该光接收器的所处理的输出，用于使得对准系统精确或精准地对准组合框和阴影掩模的位置，以对准每个光路中的第一组对准特征的一个对准特征和第二组对准特征的一个对准特征。
条款5：条款1至4中的任一条款的对准系统，其中：对准系统可被操作用于调整多个组合框和阴影掩模的位置；和/或控制器可被操作用于使得对准系统对准多个组合框和阴影掩模。
条款6：条款1至5中的任一条款的对准系统，其中对准系统可被操作用于在两个或更多个X、Y和θ方向上调整组合框和阴影掩模的位置。X和Y方向可平行于载体的第一侧。θ方向可绕正交于载体第一侧的z方向旋转。
条款7：条款1至6中的任一条款的对准系统，其中框可以包括第一组对准特征。
条款8：条款1至7中的任一条款的对准系统，其中每个对准特征可以是下列之一：视觉标记或孔。
条款9：条款1至8中的任一条款的对准系统，其中对准衬底可以是透明的。
条款10：一种多掩模对准方法包括：(a)提供具有贯穿其的多个孔径的载体；(b)提供多个阴影掩模-框组合，其中每个阴影掩模-框组合包括第一组对准特征，每个阴影掩模-框组合被定位在载体的第一侧，框支撑阴影掩模与孔径中的一个对准；(c)提供对准系统；(d)提供包括可编程控制器的控制系统；和(e)在控制器的控制下，使对准系统基于通过控制器确定的每个阴影掩模-框组合的第一组对准特征的位置相对于载体来调整每个掩模-框组合的位置。
条款11：条款10的方法可以在步骤(e)之后进一步包括(f)，将每个阴影掩模-框组合固定至载体。
条款12：条款10或11的方法可以在步骤(f)之后进一步包括(g)，穿过每个阴影掩模执行气相沉积。
条款13：条款10至12中的任一方法，其中控制系统可包括定位在载体的第一侧的数码相机。步骤(e)可包括使得对准系统基于通过控制器从相机所获取的至少一个阴影掩模-框组合的图像来自动调整每个阴影掩模-框组合的位置，以使得第一组对准特征与控制器的存储器中所存储的预定的坐标组对准。
条款14：条款10至13中的任一方法可进一步的包括提供对准衬底，其包括在多个阴影掩模-框组合的与载体相反一侧的第二组对准特征。步骤(e)可包括使对准系统自动调整每个阴影掩模-框组合的位置，以将每个阴影掩模-框组合的第一组对准特征和对准衬底的第二组对准特征对准。
条款15：条款10至14中的任一方法，其中控制系统可进一步的包括下中的一个：数码相机，被操作用于获取第一组和第二组对准特征的数码图像并将其转递至控制器以用于在在步骤(e)期间进行处理；或多个光源-光接收器对，其中每个所述对限定光路，其中在每个光路中，第一组对准特征的一个对准特征和第二组对准特征的一个对准特征被定位，且控制器可被操作用于在步骤(e)期间处理光接收器的输出。
条款16：条款10至15中的任一方法，其中每个对准特征可以是下列之一：视觉标记或孔。
条款17：条款10至16中的任一方法，其中对准衬底是透明的。
条款18：条款10至17中的任一方法，其中对准系统被设置在载体的第二侧。
附图说明
图1是多阴影掩模对准系统的载体框的示意性平面视图；
图2是定位在图1的载体框上的多个组合框和阴影掩模的示意性平面视图，每个阴影掩模与载体框中的孔径对准定位；
图3是包括第一组对准特征的组合框和阴影掩模的单独的示意性平面视图；
图4是载体框的沿图2中的IV-IV线截取的示意性侧视图，包括与载体框接触的三个组合框和阴影掩模，并且进一步包括对准系统的示意图，对准系统包括定位在载体框下方的一个或更多个对准台和定位在三个组合框和阴影掩模上方的三个数码(CCD)相机；
图5是图4所示的多掩模对准系统的图，三个组合框和阴影掩模经由对准系统的对准台的引脚提升至载体框的顶表面上方；
图6是定位在位于图2所示的载体框上的多个组合框和阴影掩模上的对准衬底的示意性平面视图；
图7是包括第二组对准特征的图6的对准衬底的单独的示意性平面视图；
图8是图4所示的多掩模对准系统的示意性侧视图，包括定位在三个数码相机与三个组合框和阴影掩模之间的图7的对准衬底；
图9是图8所示的多掩模对准系统的视图，三个组合框和阴影掩模经由对准系统的对准台的引脚提升至载体框的顶表面上方；
图10是包括第二组对准特征(与图7中的对准衬底上所示的第二组对准特征不同)的另一个示例性载体框的平面视图；
图11是包括若干光接收器和用于在对准衬底上支撑光接收器的可选的支撑框(以虚线示出)的对准衬底的平面视图；
图12是图11的对准衬底定的平面视图，对准衬底被定位于配置在图10中所示的载体框上的多个组合框和阴影掩模上；
图13是对准衬底的沿图12中的线XIII-XIII截取的视图，对准衬底包括定位于配置在图10所示的载体框的顶表面上的组合框和阴影掩模上的光接收器和定位在载体框之下的光源；
图14是图13所示多掩模对准系统的视图，组合框和阴影掩模经由对准系统的对准台的引脚提升至载体框的顶表面上方；和
图15是包括成品组件的阴影掩模气相沉积腔的示意性视图，成品组件包括以本文公开的方式之一在载体框上精确或精准地对准的多个组合框和阴影掩模。
具体实施方式
将参照附图描述各种非限制性示例，其中相同的附图标记对应于相同的或功能上等同的元件。
本文描述的各种示例性多掩模对准系统使得能够由若干较小面积阴影掩模构建有效的较大面积阴影掩模。通过由较小面积阴影掩模构建有效的较大面积阴影掩模，在较大面积上，例如在比单独的每个较小面积阴影掩模大的面积上，维持较小面积阴影掩模中的孔和孔径的更高的几何精确度是有可能的。因为每个小阴影掩模独立于其它小阴影掩模，因此在不影响其它小阴影掩模的尺寸的情况下合理地确定每个小阴影掩模的孔和孔径的大小也是可能的。
在本文描述的各种示例性多掩模对准系统提供用于将若干较小面积阴影掩模(一次一个、或两个、或更多个：或同时全部)对准以形成有效的较大面积阴影掩模。这里对用于形成有效的较大阴影掩模的小阴影掩模的数目没有特定的限制。
每个示例性多掩模对准系统的基本操作方法是执行独立于其它每个小阴影掩模的每个小阴影掩模的精确或精准的对准。每个小阴影掩模的对准可参照与对准衬底诸如玻璃板相关的对准特征，和与小阴影掩模相关的对准特征来实现；或者通过将与小阴影掩模相关的对准特征与使用坐标测量机(CMM)方法存储在控制器的存储器中的预定的坐标相比较来实现。
如果利用CMM方法，则将小阴影掩模上以粗(或大体)对准定位在载体框上的对准特征，与存储在控制器的存储器中的预定的坐标相比较。该坐标可以存储在，例如绘图文件诸如CAD文件中，或者任何合适和/或合意的文件类型中，该文件类型促进控制器经由一个或更多个数码(CCD)相机获取小阴影掩模的数码图像并将所获取的小阴影掩模的数码图像中的对准特征与存储在控制器的存储器中的预定坐标相比较。在一个示例中，每个预定的坐标可包括从图像中获取的相应对准特征的数字表示，于是控制器将所获取的图像中的对准特征与对准特征的数字表示对准。但是，这不应当用限制性的意义来解释。
如果使用对准衬底方法，对准衬底位于在载体框上以粗(或大体)对准定位的小阴影掩模上方呈间隔关系，在对准衬底的底部和小阴影掩模的顶部之间存在空隙。一个或更多个数码(CCD)相机被定位在对准衬底上方以获取阴影掩模上对准特征的图像和对准衬底的对准特征。在一个示例中，阴影掩模上的对准特征和对准衬底的对准特征可以是互补的。例如，对准衬底的对准特征可以包括实心圆盘或圆圈图案，同时小阴影掩模的对准特征可以包括空心孔或环的图案，小阴影掩模的每个对准特征大于对准衬底上相应的圆盘或圆圈。因此，对准就可以通过测量孔或环中每个圆盘或圆圈的位置而被量化。
如果使用CCM方法，每个小阴影掩模包括对准特征。但是，不是将这些对准特征与对准衬底上的标记相比较，而是可以将小阴影掩模上的对准特征的绝对坐标与控制器的存储器中的文件中所存储的用于对准特征的预定坐标相比较。在这种方式下，每个小阴影掩模上的对准特征可用于计算小阴影掩模相对于彼此的对准。
在使用对准衬底方法或CCM方法的对准期间，通过对准台的引脚提升支撑每个小阴影掩模的掩模框，对准台是对准系统的一部分，在一个示例中，对准台被定位在载体框下方。载体框包括孔、或孔径、或开口以允许引脚穿过载体框并且执行该操作。每个小阴影掩模被提升(在z方向上)离开载体框的表面足够高以允许在X、Y和/或θ方向上的运动，但是若存在对准衬底，则不足以高到接触对准衬底的底部。当使用对准衬底方法时，执行每个小阴影掩模的对准特征和对准衬底的相应对准特征之间的对准。在使用CCM方法的情况下，与对准衬底的接触是不关注的，因为其是不存在的。但是，仅仅将掩模框提升小段距离以避免测量误差仍然是合意的。
每个小阴影掩模和掩模框组合可以独立于其它每个小阴影掩模和框组合被对准。这可以通过包括对准若干小阴影掩模和框的对准台的对准系统来完成，或者通过每个小阴影掩模和框包括一个对准台的对准系统来完成。用于对准小阴影掩模的对准台的数目不应用限制性的意义来解释。
在每个小阴影掩模和框精确或精准地对准而组成大阴影掩模被完成之后，小阴影掩模和框被降低回到载体框。如果存在，对准衬底可被去除。最后，精确或精准地对准的掩模框可以通过任何合适或合意的方法，例如但不限于粘接或焊接，结合到载体框。
将参照图1-5描述第一示例性多掩模对准系统。
第一示例性多掩模对准系统包括具有贯穿其的多个孔径4的载体(或载体框)2(图1)。与每个孔径4相关的是支撑阴影掩模8(图2和3)的框6，阴影掩模8包括以如下图案的贯穿其的一个或更多个孔径(未示出)，该图案与期望通过所述孔径气相沉积到所述阴影掩模8中的材料的期望的图案相相应。
在示例中，载体2支撑在载体2的第一侧(顶侧)的六个组合框和阴影掩模6/8，每个框6支撑其相应的阴影掩模8与载体2的孔径4对准(图2)。在示例中，每个阴影掩模8可具有相同的孔径图案，或不同的孔径图案。在另一个示例中，两个或更多个(但不是所有)阴影掩模8可具有相同的孔径图案，而同时剩余的阴影掩模可具有不同的孔径图案。与其它阴影掩模8相比具有相同或不同的孔径图案的每个阴影掩模8不应用限制性的意义来解释。
最初，以与载体2的相应的孔径4粗的、粗略的或大体的对准将每个组合框和阴影掩模6/8定位在载体2上。
如图4和5所示，第一示例性多掩模对准系统包括对准系统10，对准系统10被定位在载体2的与框和阴影掩模6/8的多个组合相反的第二侧(底侧)。对准系统10可包括一个或更多个对准台12，其被认为对于以在下文描述的方式精确定位每个组合框和阴影掩模6/8是合适的和/或合意的。在一个示例中，每个孔径4可包括专用的对准台12用于精确定位组合框和阴影掩模6/8，通过其阴影掩模8与所述孔径4对准来定位组合框和阴影掩模6/8。但是，这不应当被解释为是限制性的，因为可以设想每个对准台12可被构造和操作用于精确或精准地对准任何数目的组合框和阴影掩模6/8。在一个示例中，单个对准台12可以被构造和操作用于以下文所描述的方式精确或精准地对准两个或更多个组合框和阴影掩模6/8。
为了描述的目的，将假设在每个组合框和阴影掩模6/8与相应的对准台12之间一一对应。但是，这不应当用限制性的意义来解释。
每个对准台12包括延伸穿过载体2中的孔16的若干细长的引脚14。在一个示例中，三个孔16(图1中最佳示出)围绕每个孔径4。但是，这不应当用限制性的意义来解释。延伸穿过围绕每个孔径4的孔16的引脚14，接触支撑与所述孔径4对准的阴影掩模8的框6面向载体2的一侧。
一个或更多个数码(CCD)相机18被定位于多个组合框和阴影掩模6/8与载体2相反的一侧。在一个示例中，每个数码相机18被定位以观察单个组合框和阴影掩模6/8。但是，这不应当用限制性的意义来解释，因为可以设想每个数码相机18可被定位和操作用于观察两个、或更多个、或所有的组合框和阴影掩模6/8。为了描述的目的，将假设每个组合框和阴影掩模6/8与数码相机18之间一一对应。但是，这不应当用限制性的意义来解释。
多阴影掩模对准系统也包括可编程的控制器20，控制器20与每个数码相机18和对准系统10的每个对准台12相联接。控制器20与数码相机18的组合限定了本文所描述的每个示例性的包括数码相机18的多掩模对准系统的控制系统。控制器20被操作用于控制对准系统10，并且尤其是，基于组合框和阴影掩模6/8的第一组对准特征22(图2中最佳示出)所确定的位置控制每个对准台12以精确或精准地对准每个组合框和阴影掩模6/8。
在当期望执行组合框和阴影掩模6/8的精确或精准的对准的适当时间，控制器20使得对准台12将引脚14从图4所示的缩回位置延伸至图5所示的延伸位置，于是组合框和阴影掩模6/8在Z方向上从载体2的第一侧被提升从而限定空隙24。定位到组合框和阴影掩模6/8与载体2相反的一侧的数码相机18，获取并转递包括第一组对准特征22的数码图像至被操作用于处理数码图像的控制器20，并基于所处理的数码图像来控制对准台12以精确或精准地调整组合框和阴影掩模6/8的位置。
更具体地，控制器20被操作用于处理包括第一组对准特征22的数码图像，并基于所处理的数码图像来控制对准台12以在X、Y和/或θ方向上调整组合框和阴影掩模6/8的位置，使得将第一组对准特征精确或精准地对准控制器20的存储器21中所存储的预定的坐标组。该预定的坐标组可以以任何合适或合意的格式存储在存储器21中，这些格式包括，例如，绘图或CAD文件。但是，这不应当用限制性的意义来解释，因为可以设想可以利用将控制器20所使用的、用于与第一组对准特征22对准的预定的坐标组存储的任何合适和/或期望的格式。
在一个示例中，控制器20被编程以识别从组合框和阴影掩模6/8的数码相机18所获取的图像中第一组对准特征22及其位置。一旦识别了第一组对准特征22及其位置，控制器使得对准台12将第一组对准特征22精确或精准地对准控制器20的存储器21中的文件中所存储的预定坐标。对准特征22可以是点、线、轮廓、圆和/或其它任何合适和/或合意的特征。第一组对准特征22的对准可以基于第一组对准特征22的强度或基于图像特征。在一个示例中，控制器可以将所获取的图像中的第一组对准特征22与控制器20的存储器21中所存储的数字参考或源图像中所存储的预定的坐标组处的预定的一组对准特征相比较。在第一组对准特征22与存储器21中所存储的参考或源图像的预定的一组对准特征没有对准时，控制器20可以根据需要使对准台12在X、Y和/或θ方向上移动以将参考或源图像中的预定的一组对准特征与通过数码相机18获取的组合框和阴影掩模6/8的图像中的第一组对准特征22相对准。将第一组对准特征22与控制器20的存储器21中所存储的预定的坐标组相比较的具体方式不应当用限制性的意义来解释，因为可以设想这种比较可以以任何合适和/或合意的、现在已知或下文开发的方式发生。
更具体地说，为了在空隙24形成之后，执行第一组对准特征22与存储器21中所存储的预定的坐标组的精确或精准的对准，控制器20使得对准台12根据需要将组合框和阴影掩模6/8在X、Y和/或θ方向上(顺时针或逆时针)围绕Z方向移动。一旦控制器20已确定第一组对准特征22被精确或精准地与存储器21中所存储的预定的坐标组对准，控制器使得对准台12降低引脚14从而将组合框和阴影掩模6/8从图5中所示的位置返回至图4中所示的位置，同时框6与载体2的第一侧相接触。之后，每个组合框和阴影掩模6/8可以以任何合适和/或合意的方式被固定到载体2，例如，将框6粘接或焊接至载体2，以形成包括如下载体2的成品组件25：该载体2具有与之固定的多个组合框和阴影掩模6/8，并且每个阴影掩模8与固定至载体2的每个其它组合框和阴影掩模6/8精确或精准地对准。在一个示例中，第一组对准特征和预定的一组对准特征可以是互补的。但是，这不应当用限制性的意义来解释。
参照图6-9并继续参照图1-5，在第二示例性多掩模对准系统中，与图1-5的第一示例性多掩模对准系统在许多方面相类似，对准衬底26(图7)被定位在数码相机18与多个组合框和阴影掩模6/8(图8和9)之间。在一个示例中，对准衬底26是透明的，且由具有良好的尺寸稳定性的材料诸如玻璃等制成。对准衬底26包括第二组对准特征28(图7中最佳示出)，第二组对准特征28的图案与在载体2上粗对准定位的多个组合框和阴影掩模6/8的第一组对准特征22的图案(例如，在图6中被示出)相对应。
在这一示例中，每个数码相机18被操作用于获取包括第一组对准特征22和第二组对准特征28的数码图像，并将其转递至被操作用于处理数码图像的控制器20，并基于所处理的数码图像以使得对准系统10调整每个组合框和阴影掩模6/8的位置从而精确或精准地对准第一组对准特征22和第二组对准特征28。
为描述的目的，将假设对准系统10的单个对准台12和单个数码相机18被用于单个组合框和阴影掩模6/8的精确或精准的对准。但是，这不应当用限制性的意义来解释。
在合适的时间，控制器20使得对准台12将引脚14从图8所示的缩回位置延伸至图9所示的延伸位置，从而在载体2的第一侧与组合框和阴影掩模6/8面向载体2的一侧之间限定空隙24。
定位于组合框和阴影掩模6/8与载体2相反的一侧的数码相机18，获取包括第一组对准特征22和第二组对准特征28的数码图像，并将其转递至控制器20。控制器20被操作用于处理数码图像，并基于所处理的数码图像以使得对准台12根据需要在X、Y和/或θ方向上移动以使得第一组对准特征22和第二组对准特征28精确或精准地对准。
在这一示例中，每个框6包括四个对准特征22(图6)，并且对准衬底26包括构造为与所述框6的四个对准特征22对准的四个对准特征28(图6)。用于对准每个组合框和阴影掩模6/8的第一组对准特征22和第二组对准特征28的数目不应当用限制性的意义来解释。
在一个示例中，框6上的对准特征可以与对准衬底26的相应的对准特征28是互补的。例如，每个对准特征22可以是环(如图6中所示)或实心圆中的一个，并且每个对准特征28可以是实心圆(也如图6中所示)或环中的另一个。可以设想对准特征22和28的互补或不互补的不同的类型或形状。
一旦控制器20已确定第一组对准特征22和第二组对准特征28被对准，控制器使得对准台12降低引脚14从而将组合框和阴影掩模6/8从图9中所示的位置返回至图8中所示的位置，同时框6与载体2的第一侧相接触。之后，可以以任何合适和/或合意的方式诸如通过粘结或焊接等将每个组合框和阴影掩模6/8固定到载体2，以形成成品组件25。
参照图10-14并继续参照之前所有的图，在第三示例性多掩模对准系统中，对准衬底26包括光接收器34(替代第二示例性多掩模对准系统的对准衬底26上的第二组对准特征28)，并且载体2设置有第二组对准特征30。应当理解的是对准衬底26的对准特征28(在第二示例性多掩模对准系统中)和载体2的对准特征30(在第三示例性多掩模对准系统中)各自独立地与组合框和阴影掩模6/8的第一组对准特征22使用。可选的支撑框38(以虚线示出)可以被包括在载体2上用于支撑光接收器34以避免由于光接收器34的增加的重量导致载体2的下沉。
在一个示例中，第一组对准特征22和第二组对准特征30中的其中一组或两组可以是孔。如果期望，第一组对准特征22和/或第二组对准特征30的孔可以用光透过性材料填充。
光源32(图13和14)可被定位在载体2的与组合框和阴影掩模6/8相反的第二侧(底侧)。在一个示例中，配置在对准衬底26上的每个光接收器34(比如光电二极管)被构造为与来自光源32(比如LED)之一的光输出对准，从而限定一个光源-光接收器对32/34。每个光源-光接收器对32/34在其之间限定光路36。在一个示例中，沿每个光路36定位第一组对准特征22的一个对准特征22和第二组对准特征30的一个对准特征30。
在这个示例中，控制器20被操作用于处理光接收器34的输出，并且基于光接收器34的所处理的输出用于使得对准台12调整组合框和阴影掩模6/8的位置以在每个光路36中精确或精准地将第一组对准特征的一个对准特征22和第二组对准特征的一个对准特征30对准。在这个示例中，控制器20和光接收器34限定了控制系统。
为了该描述的目的，将假设对准系统10的单个对准台12和限定光路36的多个光源-光接收器对32/34被用于单个组合框和阴影掩模6/8的精确或精准的对准。在特定的示例中，限定四条光路36的四个光源-光接收器对32/34被用于单个组合框和阴影掩模6/8的精确或精准的对准。但是，这不应当用限制性的意义来解释。
在合适的时间，控制器20使得对准台12将引脚14从图8所示的缩回位置延伸至图9所示的延伸位置，从而形成空隙24。然后，随着光源32打开，控制器使得对准台12根据需要将组合框和阴影掩模6/8在X、Y和/或θ方向上移动以将第一组对准特征22与相应的第二组对准特征30(其中第一组对准特征的一个对准特征22和第二组对准特征的一个对准特征30如图中所示沿每个光路36布置)精确或精准地对准，直至预定量的光被用于对准所述组合框和阴影掩模6/8的光接收器34接收到。
一旦控制器20经由光接收器34的输出已经确定组合框和阴影掩模6/8的精确或精准的对准完成，控制器20就使得对准台20将所述组合框和阴影掩模6/8从图14中所示的位置返回至图13中所示的位置，同时框6与载体2的第一侧相接触。之后，每个组合框和阴影掩模6/8可以以任何合适和/或合意的方式被固定到载体2，例如，将框6粘接或焊接至载体2，以形成成品组件25。
参照图15，一旦以上述示例中描述的任一方式以及准备好成品组件25，成品组件25可以被布置在沉积真空容器40中、在沉积源42和由衬底支撑件46所支撑的衬底44之间。沉积真空容器40也可以包括对准系统48，对准系统48可用于将成品组件25并且由此将其阴影掩模8与衬底44对准。真空泵50可用于排空沉积真空容器40至合适的压力以便在其中执行气相沉积过程。
沉积源42填充有经由每个阴影掩模8中的一个或更多个开口待沉积至衬底44上的期望的材料，阴影掩模8与衬底44的一部分在沉积过程期间保持紧密接触。每个阴影掩模8的一个或更多个开口与来自沉积源42待沉积至衬底44的材料的期望的图案相对应。
对在沉积真空容器40内侧的成品组件25的说明和讨论旨在示出通过其阴影掩模8执行气相沉积过程的成品组件25的使用的仅仅一个例子。但是，这不应当用限制性的意义来解释。
参照各种例子描述了实施例。在阅读和理解前述示例的基础上可出现其它变型和变化。相应地，上述示例并不应当被解释为限制本公开。

Claims (18)

1.一种多阴影掩模对准系统，包括：
载体，所述载体包括贯穿其的多个孔径，每个孔径具有与其相关联的：
组合框和阴影掩模，所述组合框和阴影掩模被定位在所述载体的第一侧，所述框支撑所述阴影掩模与所述孔径对准；
对准系统，所述对准系统被定位在所述载体的与所述第一侧相反的第二侧，并且被操作用于相对于所述载体调整所述组合框和阴影掩模的位置；以及
控制系统，所述控制系统包括与所述对准系统联接的可编程控制器，所述控制器被操作用于基于通过所述控制系统确定的所述组合框和阴影掩模的第一组对准特征中的每一个的位置来控制所述对准系统以对准所述组合框和阴影掩模。
2.根据权利要求1所述的对准系统，其中所述控制包括联接至所述控制器的数码相机，所述数码相机被定位在所述组合框和阴影掩模的与所述载体的相反的一侧，所述数码相机被操作用于获取包括第一组对准特征的数码图像并将其转递至所述控制器，所述控制器被操作用于处理所述数码图像，并用于基于所处理的数码图像，使所述对准系统对准所述组合框和阴影掩模的所述位置，以使得所述第一组对准特征被对准至所述控制器的存储器中所存储的预定的坐标组。
3.根据权利要求1所述的对准系统，进一步的包括对准衬底，所述对准衬底被定位于所述组合框和阴影掩模的与所述载体相反的一侧，所述对准衬底包括第二组对准特征，其中所述控制系统包括数码相机，所述数码相机被联接至所述控制器并被定位于所述对准衬底的与所述组合框和阴影掩模相反的一侧，所述数码相机被操作用于获取包括所述第一组和第二组对准特征的数码图像并将其转递至所述控制器，所述控制器被操作用于处理所述数码图像，并用于基于所处理的数码图像，使所述对准系统对准所述组合框和阴影掩模的所述位置，以对准所述第一组和第二组对准特征。
4.根据权利要求1所述的对准系统，其中：
所述载体包括第二组对准特征；
对于每个孔径，所述控制系统包括多个光源-光接收器对，每个光源-光接收器对在其之间限定光路，其中在每个光路中，定位所述第一组对准特征的一个对准特征和所述第二组对准特征的一个对准特征；以及
所述控制器被操作用于处理所述光接收器的输出，且基于所述光接收器的所处理的输出，用于使所述对准系统对准所述组合框和阴影掩模的所述位置，以对准每个光路中的所述第一组对准特征的所述一个对准特征和所述第二组对准特征的所述一个对准特征。
5.根据权利要求1所述的对准系统，其中：
所述对准系统被操作用于调整多个组合框和阴影掩模的位置；以及
所述控制器被操作用于使所述对准系统对准所述多个组合框和阴影掩模。
6.根据权利要求1所述的对准系统，其中：
所述对准系统被操作用于在两个或更多个X、Y和θ方向上调整所述组合框和阴影掩模的所述位置；
所述X和Y方向平行于所述载体的所述第一侧；并且
所述θ方向绕正交于所述载体的所述第一侧的Z方向旋转。
7.根据权利要求1所述的对准系统，其中在所述框上包括所述第一组对准特征。
8.根据权利要求1所述的对准系统，其中每个对准特征是下列之一：视觉标记或孔。
9.根据权利要求3所述的对准系统，其中所述对准衬底是透明的。
10.根据权利要求4所述的对准系统，其中所述对准衬底是透明的。
11.一种多掩模对准方法，包括：
(a)提供具有贯穿其的多个孔径的载体；
(b)在所述载体的第一侧提供多个阴影掩模-框组合，其中每个阴影掩模-框组合包括第一组对准特征，每个阴影掩模-框组合被定位在所述载体的所述第一侧，所述框支撑所述阴影掩模与所述孔径中的一个对准；
(c)在所述载体的与所述第一侧相反的第二侧提供对准系统；
(d)提供包括可编程控制器的控制系统；以及
(e)在所述控制器的控制下，使所述对准系统基于通过所述控制器确定的每个阴影掩模-框组合的所述第一组对准特征的位置相对于所述载体来从所述载体的所述第二侧调整每个掩模-框组合的X、Y、和/或θ位置。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步的包括：
(f)在步骤(e)之后，将每个阴影掩模-框组合固定至所述载体。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步的包括：
(g)在步骤(f)之后，穿过每个阴影掩模实施气相沉积。
14.根据权利要求11所述的方法，所述控制系统包括定位在所述载体的所述第一侧的数码相机，并且步骤(e)包括使所述对准系统基于通过所述控制器从所述数码相机所获取的至少一个阴影掩模-框组合的图像来调整每个阴影掩模-框组合的位置，以使得所述第一组对准特征与所述控制器的存储器中所存储的预定的坐标组对准。
15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括提供对准衬底，所述对准衬底包括在所述多个阴影掩模-框组合的与所述载体相反的一侧的第二组对准特征，其中步骤(e)包括使所述对准系统调整每个阴影掩模-框组合的位置，以将对准衬底的所述第二组对准特征与每个阴影掩模-框组合的所述第一组对准特征对准。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述控制系统进一步包括下列中的一个：
数码相机，用于获取所述第一组和第二组对准特征的数码图像并将其转递至所述控制器以用于在步骤(e)期间进行处理；或
多个光源-光接收器对，每个所述光源-光接收器对限定光路，其中在每个光路中，定位所述第一组对准特征的一个对准特征和所述第二组对准特征的一个对准特征，且所述控制器被操作用于在步骤(e)期间处理所述光接收器的输出。
17.根据权利要求15所述的方法，其中每个对准特征是下列之一：视觉标记或孔。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述对准衬底是透明的。
CN201510869520.0A 2014-10-17 2015-10-16 多掩模对准系统和方法 Expired - Fee Related CN105525256B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462065291P 2014-10-17 2014-10-17
US62/065,291 2014-10-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105525256A CN105525256A (zh) 2016-04-27
CN105525256B true CN105525256B (zh) 2019-09-10

Family

ID=55747264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510869520.0A Expired - Fee Related CN105525256B (zh) 2014-10-17 2015-10-16 多掩模对准系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10323316B2 (zh)
KR (1) KR20170084088A (zh)
CN (1) CN105525256B (zh)
TW (1) TWI661060B (zh)
WO (1) WO2016061215A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6878032B2 (ja) * 2017-02-10 2021-05-26 株式会社ジャパンディスプレイ 蒸着マスク固定装置
CN107254673B (zh) * 2017-06-12 2019-07-19 京东方科技集团股份有限公司 蒸镀系统和蒸镀系统的蒸镀方法
CN107502859B (zh) * 2017-08-23 2019-08-06 京东方科技集团股份有限公司 用于掩膜板的对位装置、蒸镀设备及对位方法
KR101866139B1 (ko) * 2017-08-25 2018-06-08 캐논 톡키 가부시키가이샤 얼라인먼트 방법, 얼라인먼트 장치, 이를 포함하는 진공증착방법 및 진공증착장치
JP7220030B2 (ja) * 2018-07-25 2023-02-09 株式会社ジャパンディスプレイ マスクユニットの製造装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100382491B1 (ko) * 2000-11-28 2003-05-09 엘지전자 주식회사 유기 ｅｌ의 새도우 마스크
US7396558B2 (en) * 2001-01-31 2008-07-08 Toray Industries, Inc. Integrated mask and method and apparatus for manufacturing organic EL device using the same
US6475287B1 (en) * 2001-06-27 2002-11-05 Eastman Kodak Company Alignment device which facilitates deposition of organic material through a deposition mask
US6589382B2 (en) * 2001-11-26 2003-07-08 Eastman Kodak Company Aligning mask segments to provide a stitched mask for producing OLED devices
KR100480705B1 (ko) 2002-07-03 2005-04-06 엘지전자 주식회사 유기 ｅｌ 소자 제작용 새도우 마스크 및 그 제조 방법
US20060086321A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Advantech Global, Ltd Substrate-to-mask alignment and securing system with temperature control for use in an automated shadow mask vacuum deposition process
US7271094B2 (en) 2004-11-23 2007-09-18 Advantech Global, Ltd Multiple shadow mask structure for deposition shadow mask protection and method of making and using same
KR20150116916A (ko) 2010-06-04 2015-10-16 어드밴텍 글로벌, 리미티드 코딩된 어퍼처를 이용한 섀도우 마스크 정렬
US20120237682A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-20 Applied Materials, Inc. In-situ mask alignment for deposition tools
US9082799B2 (en) * 2012-09-20 2015-07-14 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. System and method for 2D workpiece alignment

Also Published As

Publication number Publication date
TWI661060B (zh) 2019-06-01
US20170233861A1 (en) 2017-08-17
US10323316B2 (en) 2019-06-18
TW201617465A (zh) 2016-05-16
CN105525256A (zh) 2016-04-27
WO2016061215A1 (en) 2016-04-21
KR20170084088A (ko) 2017-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105525256B (zh) 多掩模对准系统和方法
JP6724086B2 (ja) アライメント方法、アライメント装置、これを含む真空蒸着方法及び真空蒸着装置
US20220254666A1 (en) Integrated adaptive positioning systems and routines for automated wafer-handling robot teach and health check
JP5895332B2 (ja) 位置検出装置、重ね合わせ装置、位置検出方法およびデバイスの製造方法
US10422030B2 (en) Apparatus and method for planarizing multiple shadow masks on a common carrier frame
CN105593396B (zh) 对准方法以及对准装置
TWI668523B (zh) 一種用於光蝕刻機的垂直方向控制方法
CN103219269A (zh) 基于机器视觉的晶圆预定位装置及方法
CN102646572A (zh) 芯片焊接机以及半导体制造方法
CN109483539A (zh) 视觉定位方法
US11230011B2 (en) Robot system calibration
KR102331829B1 (ko) 도포 장치 및 도포 방법
KR101452928B1 (ko) 카메라와 변위센서를 이용한 스테이지 캘리브레이션 방법
KR102283220B1 (ko) 웨이퍼 위치 보정 기능을 갖는 웨이퍼 처리 시스템 및 그것의 티칭 방법
US20150254833A1 (en) Programmable Digital Machine Vision Inspection System
JP2023014351A (ja) ビジョンシステムの３次元校正のためのシステム及び方法
JP6794536B2 (ja) 光学式測定装置及び方法
JP5126076B2 (ja) 位置測定装置、成膜方法並びに成膜プログラム及び成膜装置
TW201935138A (zh) 用於控制製造設備的方法及相關設備
US10745796B2 (en) Multi-mask alignment system and method
KR20190135422A (ko) 부품 실장 장치를 교정하기 위한 방법
CN104956786A (zh) 作业机及位置偏差数据取得方法
CN208528512U (zh) 一种基于图像检测的仪表组件装配精度控制装置
CN108449975A (zh) 视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统
CN114446817A (zh) 具有高对准精度的晶圆对位识别设备及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190910

Termination date: 20211016