CN106399932B - 使用可变间距编码孔径的阴影掩模对准 - Google Patents

Abstract

本发明公开了使用可变间距编码孔径的阴影掩模对准。在阴影掩模‑衬底对准方法中，衬底和阴影掩模各自包括具有分隔关系的多个直条的格栅，其中对于每个格栅，每个格栅的每一对分隔的直条被间隙所分开。至少三个相邻间隙之间的间隔是不同的或者不是恒定间距的，并且至少一个格栅包括延伸通过其的间隙。所述衬底的格栅和所述阴影掩模的格栅位于光路中。此后，所述衬底、所述阴影掩模、或者两者的取向被调节以定位所述衬底的格栅、所述阴影掩模的格栅、或者两者，直到通过所述格栅中的一个或两个的所述光路上的预定量的光或者预定范围的量的光被光接收器接收为止。

Description

使用可变间距编码孔径的阴影掩模对准

相关申请的交叉引用

本申请为于2013年8月22日提交的美国申请第13/973,328号的部分延续，该美国申请第13/973,328号为于2013年1月14日提交的美国申请第13/695,488号的部分延续，该美国申请第13/695,488号为于2011年5月23日提交的国际申请第PCT/US2011/037501号的美国国家阶段申请，该国际申请第PCT/US2011/037501号要求于2010年6月4日提交的美国临时申请第61/351,470号的优先权。这些申请中每一个的公开内容均通过引用全部合并于此。

技术领域

本发明涉及与气相沉积系统中的在衬底上沉积材料相关的准确地对准阴影掩模和衬底的方法。

背景技术

气相沉积系统中的阴影掩模向衬底的准确的对准对于一种或多种材料在衬底上的准确沉积是关键的。不幸的是，大多数气相沉积系统包括其中发生一个或多个气相沉积事件的封闭式气相沉积容器，很难高度准确地手动地将阴影掩模对准至衬底。此外，用于将阴影掩模对准至衬底的现有的自动化和半自动化系统不具有必要的对准准确度以在衬底上气相沉积材料时(特别是当衬底经历使用多个不同阴影掩模的多个气相沉积事件时)提供期望的准确度。

因此，希望提供阴影掩模至衬底的对准的方法和系统，从而允许一种或多种材料以高度准确并且可重复的方式通过一个或多个阴影掩模气相沉积在衬底上。

发明内容

本发明的各种优选且非限制性的示例或方面将在下面编号的条款中进行描述和阐述。

第1条：一种阴影掩模-衬底对准方法，包括：(a)提供衬底，该衬底包括具有分隔关系的多个直条的格栅，其中所述衬底的格栅的分隔直条中的每一对被间隙所分开，其中所述衬底的格栅包括至少三个间隙，其中每一对相邻间隙之间的间隔是不同的或者不是恒定间距的；(b)提供阴影掩模，该阴影掩模包括具有分隔关系的多个直条的格栅，其中所述阴影掩模的格栅的分隔直条中的每一对被通过所述阴影掩模的间隙所分开，其中所述阴影掩模的格栅包括至少三个间隙，其中每一对相邻间隙之间的间隔是不同的或者不是恒定间距的；(c)提供准直光源-光接收器对，所述准直光源-光接收器对中的光接收器位于所述准直光源-光接收器对中的准直光源所输出的准直光的路径中；(d)使所述衬底的格栅和所述阴影掩模的格栅位于所述准直光的路径中；以及(e)在步骤(d)之后，使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以定位所述衬底的格栅、所述阴影掩模的格栅、或者两者，直到所述路径上的预定量的准直光通过所述衬底的格栅中的各个间隙以及所述阴影掩模的格栅中的各个间隙并且被所述光接收器接收为止。

第2条：根据第1条所述的方法，其中：所述衬底的格栅可以包括至少四个间隙；以及所述阴影掩模的格栅可以包括至少四个间隙。

第3条：根据第1条或第2条所述的方法，其中：每个间隙可以具有相同的宽度；和/或每个直条可以具有不同的宽度。

第4条：根据第1条至第3条中任一条所述的方法，其中每一对相邻间隙之间的间隔可以根据以下各项之一而变化：Barker码；线性啁啾(chirp)序列；指数啁啾序列；最大长度序列；或者伪随机数序列。

第5条：根据第1条至第4条中任一条所述的方法，其中：步骤(e)可以包括使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以将所述衬底的格栅的各个直条的长轴定位成平行于所述阴影掩模的格栅的各个直条的长轴，并且将所述衬底和所述阴影掩模的各个格栅的各个直条定位成分别与所述阴影掩模和所述衬底的各个格栅的各个间隙部分地重叠。

第6条：根据第1条至第5条中任一条所述的方法，其中所述衬底和所述阴影掩模的各个格栅的各个直条可以分别与所述阴影掩模和所述衬底的各个格栅的各个间隙部分地重叠50％。

第7条：根据第1条至第6条中任一条所述的方法，其中：所述准直光源可以包括LED以及对准直所述LED所输出的光起作用的准直透镜；以及所述光接收器可以包括PIN二极管以及对将由此接收到的光聚焦至所述PIN二极管上起作用的聚焦透镜。

第8条：根据第1条至第7条中任一条所述的方法，其中：所述衬底和所述阴影掩模可以各自包括多个格栅；步骤(c)可以包括提供多个准直光源-光接收器对，其中每个所述准直光源-光接收器对中的光接收器位于所述准直光源-光接收器对中的准直光源所输出的准直光的路径中；步骤(d)可以包括在准直光的每个路径中定位所述衬底的一个格栅以及所述阴影掩模的一个格栅；以及步骤(e)可以包括使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以定位所述衬底的各个格栅、所述阴影掩模的各个格栅、或者两者，直到每个路径上的预定量的准直光通过所述路径中的各个格栅并且被所述路径中的光接收器接收为止。

第9条：根据第1条至第8条中任一条所述的方法，其中：每个光接收器可以输出具有与所述光接收器所接收的光的量相关的电平的信号；以及步骤(e)可以包括调节所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向，直到所述光接收器所输出的各个信号的电平的组合等于预定值、或者落在预定的值的范围内为止。

第10条：根据第1条至第9条中任一条所述的方法，其中所述预定值可以是零。

第11条：根据第1条至第10条中任一条所述的方法，其中所述衬底和所述阴影掩模可以各自具有矩形或方形形状，所述矩形或方形的每个角相邻一个格栅。

第12条：根据第1条至第11条中任一条所述的方法，其中每个直条的纵向轴线可以从对应的衬底或阴影掩模的中央轴线径向地延伸±15度。

第13条：一种阴影掩模-衬底对准方法，包括：(a)彼此相对地定位准直光源、分束器、包括第一格栅的衬底、包括第二格栅的阴影掩模、以及光接收器，以限定包括所述准直光源所输出的、被所述分束器至少部分地反射的准直光的光路，所述至少部分地反射的准直光通过所述第一格栅或第二格栅中的一个并且被所述第一格栅或第二格栅中的另一个至少部分地反射返回通过所述第一格栅或第二格栅中的所述一个，并且被反射返回通过所述第一格栅或第二格栅中的所述一个的至少部分地反射的光至少部分地通过所述分束器以被所述光接收器接收；以及(b)使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以定位所述第一格栅、所述第二格栅、或者所述第一格栅和第二格栅两者，直到预定的量被所述光接收器接收为止，其中：每个格栅包括多个分隔的直条；每一对分隔的直条被间隙所分开；每个格栅包括至少三个间隙，其中每一对相邻间隙之间的间隔是不同的或者不是恒定间距的；以及所述第一格栅和所述第二格栅中的至少一个包括延伸通过对应的衬底和阴影掩模而延伸的至少一个间隙。

第14条：根据第13条所述的方法，其中：所述衬底的格栅可以包括至少四个间隙；以及所述阴影掩模的格栅可以包括至少四个间隙。

第15条：根据第13条或第14条所述的方法，其中：每个间隙可以具有相同的宽度；和/或每个直条可以具有不同的宽度。

第16条：根据第13条至第15条中任一条所述的方法，其中每一对相邻间隙之间的间隔可以根据以下各项之一而变化：Barker码；线性啁啾序列；指数啁啾序列；最大长度序列；或者伪随机数序列。

第17条：根据第13条至第16条中任一条所述的方法，其中：步骤(b)可以包括使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以将所述第一格栅的各个直条的长轴定位成平行或实质上平行于所述第二格栅的各个直条的长轴，并且将所述第一格栅和第二格栅的各个直条定位成分别与所述第二格栅和第一格栅的各个间隙部分地重叠。

第18条：根据第13条至第17条中任一条所述的方法，其中所述第一格栅和第二格栅的各个直条可以分别与所述第二格栅和第一格栅的各个间隙部分地重叠50％。

第19条：根据第13条至第18条中任一条所述的方法，其中：所述准直光源可以包括LED以及对准直所述LED所输出的光起作用的准直透镜；以及所述光接收器可以包括PIN二极管以及对将从所述分束器接收到的光聚焦至所述PIN二极管上起作用的聚焦透镜。

第20条：根据第13条至第19条中任一条所述的方法，其中每个直条的纵向轴线从对应的衬底或阴影掩模的中央轴线径向地延伸±15度。

附图说明

图1A为阴影掩模沉积系统的图解示意图；

图1B为图1A的阴影掩模沉积系统的单个沉积真空容器的放大示图；

图2为第一示例阴影掩模对准系统的图解示图；

图3A和图3B分别为示例性衬底和阴影掩模的俯视图，其中每一个包括多个对准格栅，以方便(或衬底至阴影掩模)的取向和定位；

图3C为图3A和图3B所示的衬底和阴影掩模的单个对准格栅的可变间距直条和间隙的单个图案的隔离示图；

图4为沿着图2的线IV-IV截取的示图；

图5为沿着图2的线V-V截取的示图；

图6为第二示例阴影掩模对准系统的图解示图；

图7为沿着图6的线VI-VI截取的示图；以及

图8为沿着图6的线VII-VII截取的示图。

具体实施方式

参照图1A和图1B，用于形成例如(不限于)高分辨率有源矩阵有机发光二极管(OLED)显示器等电子装置的示例阴影掩模沉积系统2包括多个连续排列的沉积真空容器4(例如，沉积真空容器4a至4x)。沉积真空容器4的数量和排列依赖于将要用此形成的任何给定的产品所要求的沉积事件的数量。

在阴影掩模沉积系统2的一个示例性非限制性使用中，连续的柔性衬底6借助包括分配卷轴8和收取卷轴10的卷轴至卷轴的机制，通过连续排列的沉积真空容器4而移动。或者，衬底6可以是单独的(相对于连续的而言)衬底，其借助本技术领域中已知的任何合适的方法，通过连续排列的沉积真空容器4而移动。在下文中，为描述本发明的目的，将假设衬底6为单独的衬底。

每个沉积真空容器包括沉积源12、衬底支撑物14、阴影掩模对准系统15、以及阴影掩模16。例如，沉积真空容器4a包括沉积源12a、衬底支撑物14a、掩模对准系统15a、以及阴影掩模16a；沉积真空容器4b包括沉积源12b、衬底支撑物14b、掩模对准系统15b、以及阴影掩模16b，对于任何数量的沉积真空容器4以此类推。

每个沉积源12装载有期望的材料，该材料将要在沉积事件过程中通过对应的阴影掩模16(其与衬底6在对应的沉积真空容器4中的部分保持紧密接触)中的一个或多个开口，沉积到衬底6上。阴影掩模16可以是传统的单层阴影掩模或者是在Brody的美国专利第7,638,417号中公开的类型的复合(多层)阴影掩模，美国专利第7,638,417号通过引用合并于此。

阴影掩模沉积系统2的每个阴影掩模16包括一个或多个开口。每个阴影掩模16中的(多个)开口对应于期望的材料图案，该材料将要随着衬底6通过阴影掩模沉积系统2移动而从对应的沉积真空容器4中的对应的沉积源12沉积在衬底6上。

每个阴影掩模16可以例如由镍、铬、钢、铜、

(科瓦铁镍钴合金(注册商标))或

(因瓦合金(注册商标))形成，并且具有期望在20与200微米之间、并且更期望在20与50微米之间的厚度。

和

可以例如从俄勒冈州亚什兰(Ashland)的ESPICorp Inc.获得。在美国，

是注册商标，注册号337,962，目前为特拉华州威尔明顿(Wilmington)的CRS Holdings,Inc.所有，并且

是注册商标，注册号63,970，目前为法国的Imphy S.A.公司所有。

本领域技术人员将理解的是，阴影掩模沉积系统2可以包括附加部分(未示出)，例如公知的退火部分、测试部分、一个或多个清洁部分、切割与安装部分等等。除此之外，沉积真空容器4的数量、目的、以及排列可以由本领域普通技术人员按照用于特定应用的以期望的顺序沉积一种或多种材料的需要来进行修改。示例性阴影掩模沉积系统及其使用方法在Brody等人的美国专利第6,943,066号中公开，美国专利第6,943,066号通过引用合并于此。

沉积真空容器4可以利用于将材料沉积在衬底6上，以在衬底6上形成电子装置的一个或多个电子元件。每个电子元件例如可以是薄膜晶体管(TFT)、存储器元件、电容器等等。可以沉积一个或多个电子元件的组合来形成更高级别的电子元件，例如(不限于)电子装置的子像素或像素。如在通过引用合并于此的美国专利第6,943,066号中公开的，多层电路可以仅通过借助沉积真空容器4中的连续的沉积事件而在衬底6上连续沉积材料来形成。

每个沉积真空容器4连接至真空源(未示出)，真空源对于在其中建立合适的真空起作用，以允许布置在对应的沉积源12中的材料的装载通过对应的阴影掩模16中的一个或多个开口、以本领域中已知的方法(例如溅射或气相沉积)沉积在衬底6上。

不考虑衬底6的形式，例如为连续的片或者单独衬底，每个沉积真空容器4可以包括防止衬底6通过其移动时下垂的支撑物或导向物。

在阴影掩模沉积系统2的工作中，布置在每个沉积源12中的材料在所述衬底6通过沉积真空容器4而前进时，在合适的真空的存在下，通过对应的阴影掩模16中的一个或多个开口，在对应的沉积真空容器4中沉积在衬底6上，于是多个的、渐进的图案形成在衬底6上。更具体地，衬底6位于每个沉积真空容器4中预定的时间间隔。在这个预定的时间间隔期间，材料从对应的沉积源12沉积到衬底6上。在这个预定的时间间隔之后，衬底6前进到一系列真空容器中的下一个以进行其他处理(如果适用)。这种前进继续进行，直到衬底6通过所有的沉积真空容器4为止，随之衬底6退出该系列沉积真空容器4中的最后一个。

参照图2并且继续参照图1A和图1B，掩模对准系统15包括用于控制衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向和位置的一个或多个运动部分20，以用下文中描述的方式使衬底6和阴影掩膜16对准。掩模对准系统15的一个可取的、非限制性示例包括耦接至Y-θ部分20A的衬底6以及耦接至X-Z部分20B的阴影掩模16。一个或多个部分20用于影响衬底6、阴影掩模16、或者两者在X方向、Y方向、Z方向、和/或θ方向(在本示例中θ方向是衬底6在X-Y平面上的旋转移动)上的移动、取向、和/或定位在本技术领域中是公知的，并且为了简明起见不会在此进一步描述。

在此，诸如“移动的”、“移动”、“取向的”、“取向”、“定位”等词语以及类似含义的词语，单独地或者组合地，旨在被理解为广泛地描述在X方向、Y方向、Z方向、和/或θ方向中的任何一个或它们的组合上的移动。因此，这样的词语不应理解为将移动限制或限定在任何一个或多个方向上。

Y-θ部分20A和X-Z部分20B在控制器22的控制下运行，控制器22可以通过硬件和/或软件的任何合适的和/或可取的组合来实施，以用下文中描述的方式影响运动部分20A和20B的控制。

掩模对准系统15进一步包括一个或多个光源24以及一个或多个光接收器26。每个光源24与一个光接收器26对准地定位，以定义光源24-光接收器26对。每个光源24-光接收器26对在其之间限定光路36。

在掩模对准系统的使用中，衬底6和阴影掩模16位于每个光源24-光接收器26对的光路36中。在一个可取的示例中，掩模对准系统15包括四个光源24和四个光接收器26，用于限定四条光路36的总共四个光源24-光接收器26对。然而，这不应理解为限制本发明。

参照图3A和图3B并且继续参照图1A、图1B和图2，衬底6包括一个或多个格栅28，并且阴影掩模16包括一个或多个格栅30。在一个非限制性示例中，衬底6包括四个格栅28A至28D并且阴影掩模16包括四个格栅30A至30D。在图3A所示的示例中，衬底6具有矩形或方形形状，并且每个格栅28A至28D与衬底6的四个角中的一个相邻地定位。类似地，在图3B所示的示例中，阴影掩模16具有矩形或方形形状，并且每个格栅30A至30D与阴影掩模16的四个角中的一个相邻地定位。用参考标号32表示的衬底6的中央部分是衬底6上将要发生沉积事件的地方。用参考标号34表示的阴影掩模16的中央部分是阴影掩模16包括一个或多个开口的图案的地方，来自沉积源12的材料通过这些开口，以与阴影掩模16的区域34的一个或多个开口相同的图案沉积在区域32上。

参照图3C并且继续参照图3A和图3B，在一个示例中，每个格栅28和30包括可变间距直条和间隙的一个或多个图案100。在图3A所示的示例中，衬底6的每个格栅28包括可变间距直条和间隙的三个图案100-1、100-2、和100-3。类似地，在图3B所示的示例中，阴影掩模16的每个格栅30包括可变间距直条和间隙的三个图案100-1、100-2、和100-3。然而，图3A和3B中的示出的包括可变间距直条和间隙的三个图案100的每个格栅不应理解为限制本发明，因为可以设想每个格栅可以包括任何数量的可变间距直条和间隙的图案100(包括一个图案、两个图案、或者多于三个图案)，如本领域普通技术人员所认为是合适的和/或可取的那样。此外，在图3A和图3B所示的示例中，衬底6的格栅28和阴影掩模16的格栅30是相同的。然而，这不应理解为限制本发明，因为可以设想衬底6的每个格栅28可以包括与衬底6的其他格栅28中的任何一个或多个相同或不同数量的图案100。类似地，阴影掩模16的每个格栅30可以包括与阴影掩模16的其他格栅30中的任何一个或多个相同或不同数量的图案100。

在一个示例中，衬底6的每个格栅包括多个分隔的直条42，在一个示例中，为分隔的平行直条。每一对分隔的直条42被通过衬底6的间隙或狭缝44所分开。在一个示例中，每个间隙44的宽度是相同的(或恒定的)，而每个直条42的宽度是不同的。然而，这不应理解为限制本发明，因为可以设想每个直条42的宽度可以是相同的，而每个间隙44的宽度可以是不同的。在一个示例中，在每个格栅28的每个图案100的第一端102与第二端104之间，每个直条42的宽度在第一端102与第二端104之间变化。类似地，每个格栅30包括多个分隔的直条46，在一个示例中，为分隔的平行直条。每一对分隔的直条46被通过格栅30的间隙或狭缝48所分开。在一个示例中，每个间隙48的宽度是相同的(或恒定的)，而每个直条46的宽度是不同的。然而，这不应理解为限制本发明，因为可以设想每个间隙48的宽度可以是不同的，而每个直条46的宽度可以是相同的。在一个示例中，在每个格栅30的每个图案100的第一端102与第二端104之间，每个直条46的宽度在第一端102与第二端104之间变化。

在一个示例中，衬底6的每个间隙44和阴影掩模16的每个间隙48的宽度是相同的。然而，这不应理解为限制本发明，因为可以设想每个格栅28、每个格栅30、或者格栅28和30两者中的各间隙的宽度可以变化。

图3C为格栅28和/或格栅30的可变间距直条和间隙的单个图案100的示例隔离示图。如在图3C中可看出，间距P1至P17或者每个间隙-直条对106-1至106-17的相同特征之间的距离是可变的。例如，间隙-直条对106-1具有间距P1，其小于间隙-直条对106-2的间距P2，间隙-直条对106-2的间距P2转而小于间隙-直条对106-3的间距P3，以此类推，直到间隙-直条对106-17的间距P17，其在本示例中具有任何间距P1至P17中的最大间距。在图3C所示的示例中，每个直条42/46的宽度是不同的。

图3C中的示例性尺寸所示出的示例可变间距P1至P17不应理解为限制本发明，因为可以设想图案100的可变间距可以是任何合适的或可取的间距图案，例如不限制地，为Barker码、线性啁啾序列、指数啁啾序列、最大长度序列、或伪随机数序列。也设想了随机可变间距的使用。例如，间距P3可以小于间距P1，间距P1小于间距P2。

以每个格栅28和30使用可变间距直条和间隙的一个或多个图案100的方式，可以防止使用恒定间距的直条和间隙而存在的潜在的模糊。

现在将描述掩模对准系统15用于对准具有一个或多个格栅28的衬底6与具有一个或多个格栅30的阴影掩模16的使用。

最初，衬底6在如图2所示的(各)光源24与(各)光接收器26之间的光路36中移动成与阴影掩模16分隔地、大致地对准。当衬底6和阴影掩模16在如图2所示的光路36中大致地对准时，衬底6的每个格栅28和阴影掩模16的每个格栅30位于一个光源24-光接收器26对的一个光路36中。例如，当掩模对准系统15包括分别限定四个光路36A至36D的四个光源-光接收器对24A-26A、24B-26B、24C-26C、和24D-26D，并且衬底6包括格栅28A至28D，并且阴影掩模16包括格栅30A至30D时：格栅28A和30A位于从光源24A进行到光接收器26A的光路36A中；格栅28B和30B位于从光源24B进行到光接收器26B的光路36B中；格栅28C和30C位于从光源24C进行到光接收器26C的光路36C中；以及格栅28D和30D位于从光源24D进行到光接收器26D的光路36D中。

图4为光源24A至24D与光接收器26A至26D(用虚像示出)之间的与阴影掩模16大致对准的衬底6以及每个光源-光接收器对的光路36A至36D的位置的俯视图。在图4中应当理解，格栅28A和30A位于光路36A中；格栅28B和30B位于光路36B中；格栅28C和30C位于光路36C中；以及格栅28D和30D位于光路36D中。

一旦衬底6和阴影掩模16大致地对准，可选地可以在衬底6和阴影掩模16的精细对准之前进行衬底6和阴影掩模16的粗略对准，如在下文中结合图5来讨论的那样。在下文中为了描述的目的，将假设在精细对准之前进行衬底6和阴影掩模16的粗略对准。然而这不应理解为限制本发明，因为可以设想可以直接跟随上面讨论的大致对准而进行精细对准，从而越过接下来描述的衬底6和阴影掩模16的粗略对准。

在粗略对准过程中，阴影掩模16和衬底6以分隔的关系进行定位并且每个光源24被激活以沿着其光路36输出光。衬底6和阴影掩模16在X方向上的粗略对准可以通过这样的步骤来实现：按照使通过位于光路36中的格栅28和30的光最大化，从而使对应的光接收器26所接收的光最大化的需要，在X方向上移动、取向和/或定位衬底6和阴影掩模16中的一个或两个。在衬底6和阴影掩模16在X方向上的粗略对准的示例中，以与衬底6分隔的关系进行定位的阴影掩模16，在±X方向上借助X-Z部分20B进行移动、取向和/或定位，直到从光源24A至24D通过格栅28A-30A、28B-30B、28C-30C、和28D-30D的最大量的光分别被光接收器26A至26D所接收。在这个示例中，在X方向上的粗略对准过程中，衬底6可以保持固定。关于每个光源24和光接收器26以及用于响应于从对应的光源24接收光而处理每个光接收器26的输出的方法的各个细节将在下文中参照图5来描述。

衬底6和阴影掩模16在Y和θ方向上的粗略对准可以以相同的方式通过这样的步骤来实现：按照使通过位于光路36中的格栅28和30的光最大化，从而使对应的光接收器26所接收的光最大化的需要，在±Y和±θ方向上移动、取向和/或定位衬底6和阴影掩模16中的一个或两个。在衬底6和阴影掩模16在Y方向上的粗略对准的示例中，以与阴影掩模16分隔的关系进行定位的衬底6，在±Y方向上借助Y-θ部分20A进行移动、取向和/或定位，直到从光源24A至24D通过格栅28A-30A、28B-30B、28C-30C、和28D-30D的最大量的光分别被光接收器26A至26D所接收。类似地，在衬底6和阴影掩模16在θ方向上的粗略对准的示例中，以与阴影掩模16分隔的关系进行定位的衬底6，在±θ方向上借助Y-θ部分20A进行移动、取向和/或定位，直到从光源24A至24D通过格栅28A-30A、28B-30B、28C-30C、和28D-30D的最大量的光分别被光接收器26A至26D所接收。在这些示例中，在Y和θ方向上的粗略对准过程中，阴影掩模16可以保持固定。

可以设想衬底6和阴影掩模16在X、Y和θ方向上的粗略对准可以以任何顺序进行。此外，还可以设想衬底6和阴影掩模16的粗略对准可以在X、Y、和θ方向中的仅一个或两个(但未必所有三个)上成功地进行。

参照图5，现在将描述沿着一个光路36放置的衬底6的一个格栅28的单个图案100和阴影掩模16的一个格栅30的单个图案100(即，一个格栅对28-30)的精细对准。然而应当理解，图5所示的沿着光路36放置的格栅对28-30的单个图案100的精细对准也可应用于位于每个光路36中的每个格栅对28-30的一个或多个图案100的对准。

以分隔关系的阴影掩模16和衬底6开始，并且跟随阴影掩模16和衬底6的大致或粗略的对准，在合适的时刻，每个光源24被激活以沿着其光路36输出光。在一个非限制性示例中，每个光源包括LED38，LED 38向准直器光学部件/透镜40输出光，准直器光学部件/透镜40对LED 38所输出的光进行准直并且沿着光路36输出所述准直光。

继续参照图5并且返回参照图3A和图3B，没有必要以相对于图3A所示的相应的X轴成相同的角度来取向或定位衬底6和阴影掩模16的每个直条或每个间隙。在一个示例中，可取地可以规定地以相对于图3A所示的X轴成45度的角θ1来取向或定位衬底6的每个直条42和每个间隙44的纵轴。然而，衬底6的每个直条42和每个间隙44的纵轴的取向角θ1可以相对于关于X轴的45度的规定取向角θ1变化±15度。此外，可以以不同的角θ1取向或定位每个直条42和每个间隙44。然而，可取地，衬底6的每个格栅28的各个直条42和各个间隙44是平行的。

类似地，在一个示例中，可取地、规定地以相对于图3B所示的X轴成45度的角θ2来取向或定位阴影掩模16的每个直条46和每个间隙48的纵轴。然而，每个直条46和每个间隙48的纵轴的取向角θ2可以相对于关于X轴的45度的规定取向角θ2变化±15度。此外，可以以不同的角θ2来取向或定位每个直条46和每个间隙48。然而，可取地，阴影掩模16的每个格栅30的各个直条46和各个间隙48是平行的。

更一般地，每个直条42、46的纵轴、以及每个间隙44、48的纵轴可以分别从衬底6和阴影掩模16的中心径向地延伸±15度。在一个示例中，对于每个格栅，所述格栅的各个直条和各个间隙可以是平行的。然而，还可以设想可能出现的情况为：所述格栅的各个直条和各个间隙可以从衬底6或阴影掩模16的中心以如轮辐状(spoke-like)的模式径向地延伸。因此，在一个示例中，非限制地，在以关于相应的X轴成30度的角取向或定位角θ1-θ2时，每个直条42、46的纵轴以及每个间隙44和48的纵轴可以从30度变化±15度。

应当领会，任何格栅对28-30的各个直条42和46与间隙48和44之间的角位移都有可能变化多达30度，例如，当以相对于其衬底6的X轴成60度角来定位直条42，以相对于其阴影掩模16的X轴成30度角定位间隙48，并且衬底6和阴影掩模16的X轴是平行的时；60度与30度之差为30度。

返回参照图5，光源24所输出的准直光分别通过大致或粗略对准的格栅28和30的间隙44和48，并且被光接收器26接收。光接收器26包括聚焦光学部件/透镜50，其在准直光通过粗略对准的格栅28和30的间隙44和48之后聚焦准直光，以使其被PIN二极管52的形式的光检测装置所接收。掩模对准系统15的每个光接收器26的每个PIN二极管52的输出提供给控制器22的模拟至数字(A/D)转换器54，其将每个PIN二极管52的模拟输出转换成对应的数字信号，用于被控制器22的处理装置所处理。每个PIN二极管52的输出与PIN二极管52所接收的光的量对应，PIN二极管52所接收的光的量越大，其输出电压越大，PIN二极管52所接收的光的量越小，其输出电压越小。

在合适的时刻，控制器22借助Y-θ部分20A和/或X-Z部分20B开始衬底6、阴影掩模16、或者两者的精细定位，以彼此相对地对准衬底6和阴影掩模16，以便对于位于光路36中的每个格栅对28-30，格栅28的各个直条42中的至少一些(在横向的、可取地垂直于光路36的方向上)与格栅30的各个间隙48中的一些重叠期望的程度，并且格栅30的各个直条46中的至少一些(在横向的、可取地垂直于光路36的方向上)与格栅28的各个间隙44中的一些重叠期望的程度。在一个示例中，阴影掩模16的每个间隙48可以被衬底6的直条42部分地覆盖，并且衬底6的每个间隙44可以被阴影掩模16的直条46部分地覆盖，如图5所示。在更具体的示例中，各个直条42和46可以分别与各个间隙48和44的宽度部分地重叠50％。换言之，各个间隙48和44的宽度的50％可以被各个直条42和46覆盖。

对于位于各个光路36之一中的每个格栅对28-30，控制器22通过比较所述光路36上的PIN二极管52的数字化输出(该数字化输出通过A/D 54获得，并且该数字化输出与通过各个间隙48和44的准直光对应)与预定的值或者预定的值的范围，检测何时各个直条42和46分别与间隙48和44重叠期望的程度。

在检测到PIN二极管52的数字化输出不在预定的值处或者不在预定的值的范围内时，控制器22使一个或多个运动部分20A和20B按照需要来调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的X、Y、和/或θ位置，直到格栅对28-30的分别在各个直条42和46与各个间隙48和44之间的期望的重叠量通过PIN二极管52的数字化输出被控制器22检测到为止。由于格栅对28-30的分别在各个直条42和46与各个间隙48和44之间的重叠量影响到达PIN二极管52的准直光的量，所以通过比较PIN二极管52的数字化输出和预定的值或者预定的值的范围，控制器22可以确定何时格栅对28-30的各个直条和各个间隙在光路36中达到了合适的重叠量。以类似的方式，控制器22可以确定何时每个其他格栅对28-30的各个直条和各个间隙在每个其他光路36中达到了合适的重叠量。

在一个示例中，控制器22可取地组合光接收器26A至26D的所有PIN二极管52的输出，以确定何时实现了衬底6与阴影掩模16之间的合适的X、Y、以及θ对准。更具体地，假设控制器22调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位。在一段时间之后，控制器22停止调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位，并且使A/D 54采样并数字化光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D(图4所示)的输出。控制器22在控制器22的存储器中对PIN二极管52A至52D的数字化输出与变量f1至f4进行关联，并且如下地组合这些变量以得出衬底6、阴影掩模16、或者两者的X、Y、以及旋转或角(θ)位移：

·(公式1)X位移＝f1-f2-f3+f4；

·(公式2)Y位移＝f1+f2-f3-f4；以及

·(公式3)θ位移＝f1-f2+f3-f4。

在控制器22确定上面的公式1至3所确定的X、Y、和θ位移各自等于0时，控制器22将这种情况识别为对应于：衬底6和阴影掩模16具有期望的对准。在另一方面，如果上面的公式1至3中的任何一个不等于0，则控制器22将这种情况识别为对应于：衬底6和阴影掩模16不具有期望的对准，于是控制器22使一个或多个运动部分20A至20B按照需要来调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的(各个)X、Y、和/或θ定位，以使上面的公式1至3所确定的X位移、Y位移、或θ位移各自等于0。

可取地，控制器22重复前面的各个步骤：调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位；停止调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位；采样并数字化PIN二极管52A至52D的输出；以及确定上面的公式1至3所确定的X、Y、和θ位移是否各自等于0，直到上面的公式1至3所确定的X、Y、和θ位移事实上各自等于0、或者直到发生所述各步骤的预定次数的重复、或者已经过预定量的时间为止。

在确定X、Y、和θ位移各自等于0时，控制器22使在Z方向上移动的运动部分20将衬底6和阴影掩模16从图5所示的分隔关系的定位移动至紧密接触，该分隔关系用于对准衬底6和阴影掩模16的目的。

然而，以上文描述的方式使用公式1至3来确定X、Y、和θ位移使其等于0，不应理解为限制本发明，因为可以设想每个位移可以在所述位移所独有的或者所有所述位移所共有的合适的值的范围内。例如，不限制地，控制器22可以被编程为使得落在±1的范围内的X位移是可接受的，用于Y位移值的范围±1.5是可接受的，以及用于θ位移的范围±0.5是可接受的。或者，控制器22可以编程为针对每个位移使用相同的值的范围。例如，控制器22可以被编程为使得X、Y、和θ位移中的每一个落在±1的范围内是可接受的。

如可以看出的，通过利用光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出，控制器22可以高度准确地以期望的对准状态定位衬底6和阴影掩模16。为此，控制器22可以逐渐地取向/定位衬底6、阴影掩模16、或者两者，直到衬底6的各个格栅28和阴影掩模16的各个格栅30在期望的程度上对准。在控制器22确定需要衬底6和阴影掩模16的进一步的对准的事件中，控制器22可以按照改善衬底6和阴影掩模16的对准的需要，从使用上面的公式1至3确定的X、Y、和θ位移的值，对于如何在X、Y、和θ方向上移动或旋转衬底6、阴影掩模16、或者两者，做出明智的决定。因此，控制器22可以在第一位置上取向/定位衬底6、阴影掩模16、或者两者，然后获取光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出，以确定衬底6和阴影掩模16是否合适地对准。如果是，则控制器22使衬底6和阴影掩模16在Z方向上移动至紧密接触，为在沉积真空容器4中发生的沉积事件做准备。然而，如果衬底6和阴影掩模16被确定为没有合适地对准，则控制器22可以逐渐地取向/定位衬底6、阴影掩模16、或者两者至另一个位置，在那里控制器22采样光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出。采样光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出并且逐渐地取向/定位衬底6、阴影掩模16、或者两者的过程，可以继续进行，直到控制器22确定衬底6和阴影掩模16在控制器22的编程所确定的期望的程度上对准为止。

如可以进一步看出的，控制器22使衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向被调节来定位衬底6的各个格栅28和阴影掩模16的各个格栅30或者两者，直到在每个光路36上的预定量的准直光通过位于所述光路36上的各个格栅以用于被对应的光接收器26所接收为止。换言之，控制器22精细定位衬底6、阴影掩模16、或者两者，直到每个光路36上的预定量的光通过所述光路中的各个格栅中的每一个中的一个或多个图案100并且被所述光路上的光接收器所接收为止。

参照图6，另一个实施例阴影掩模对准系统15’在所有方面类似于图2所示的阴影掩模对准系统15，除了下面这些例外以外：每个光源24-光接收器26对位于衬底6和阴影掩模16的相同侧；以及每个光源24-光接收器26对连同分束器60一起限定光路36’。更具体地，衬底6的每个格栅28和阴影掩模16的每个格栅30位于图6所示的一个光源24-光接收器26对的一个光路36’中。每个光路36’从一个光源24开始，用于被分束器60之一所反射，分束器60通过与衬底6的所述格栅28对准的阴影掩模16的格栅30，从光源24向衬底6的格栅28反射光。射在衬底6的格栅28的一个或多个直条42上的光中的一些从而通过与所述格栅28对准的阴影掩模16的格栅30的一个或多个间隙40被反射回到分束器60。分束器60将通过与所述格栅28对准的阴影掩模16的格栅30之后的从衬底6的格栅28反射的光中的一些传递给所述光路36’的终端处的光接收器26。

前面的描述假设光源24-光接收器26对、以及分束器60位于阴影掩模16的与衬底6相对的一侧上。然而，可以设想光源24-光接收器26对和分束器60可以位于衬底6的另一侧上，于是分束器60所反射的来自光源24的光在被阴影掩模16的格栅30所部分地反射并且所述部分反射的光返回通过所述格栅28走向分束器60(其将通过格栅30的反射光中的一些传递给光接收器26)之前，首先通过衬底6的格栅28。因此，前面的图6中对位于阴影掩模16的与衬底6相对的一侧上的光源24-光接收器26对和分束器60的描述和示出不应理解为限制本发明。

现在将描述用于对准具有一个或多个格栅28的衬底6和具有一个或多个格栅30的阴影掩模16的掩模对准系统15’的使用。

起初，衬底6移动至与阴影掩模16分隔地、粗略(或大致)地对准。当衬底6和阴影掩模16粗略对准时，衬底6的每个格栅28和阴影掩模16的每个格栅30位于一个光源24-光接收器26对的光路36’中。例如，当掩模对准系统15’包括分别限定四个光路36A’、36B’、36C’、和36D’(也在图7中示出)的四个光源-光接收器对24A-26A、24B-26B、24C-26C、和24D-26D(也在图7中示意性地示出)，并且衬底6包括格栅28A、28B、28C、和28D，并且阴影掩模16包括格栅30A、30B、30C、和30D时，格栅28A和30A位于从光源24A通过分束器60A进行到光接收器26A的光路36A’中；格栅28B和30B位于从光源24B通过分束器60B进行到光接收器26B的光路36B’中；格栅28C和30C位于从光源24C通过分束器60C进行到光接收器26C的光路36C’中；以及格栅28D和30D位于从光源24D通过分束器60D进行到光接收器26D的光路36D’中。

图7为与阴影掩模16粗略对准的衬底6的示意俯视图，其分别示出了光源24A至24D、光接收器26A至26D(用虚像示出)、分束器60A至60D(用虚像示出)、以及每个光源-光接收器对的各自的光路36A’至36D’。在图7中，应当理解，格栅28A和30A位于光路36A’中；格栅28B和30B位于光路36B’中；格栅28C和30C位于光路36C’中；格栅28D和30D位于光路36D’中；以及每个格栅28和30包括上面结合图3A至图3C讨论的可变间距直条和间隙的一个或多个图案100。

参照图8，现在将描述沿着一个光路36’所处的衬底6的一个格栅28的单个图案100与阴影掩模16的一个格栅30的单个图案100(即，一个格栅对28-30)的精细对准。然而应当理解，图8所示的沿着光路36’所处的格栅对28-30的单个图案100的精细对准也可应用于位于每个光路36’中的每个格栅对28-30的一个或多个图案100的对准。

以分隔关系的阴影掩模16和衬底6开始，在合适的时刻，每个光源24被激活以沿着其光路36’输出光。在一个非限制性示例中，每个光源包括LED 38，LED 38向准直器光学部件/透镜40输出光，准直器光学部件/透镜40准直LED 38所输出的光并且向分束器60输出所述准直光，分束器60向一个格栅对28-30反射准直器光学部件/透镜40所输出的准直光的至少一部分。

通过格栅30的一个或多个图案100的各间隙48以及格栅28的各间隙44的一个或多个图案100的来自分束器60的准直光对格栅28的分隔的直条42所反射的光没有贡献。然而，格栅28的一个或多个图案100的分隔的直条42所反射的准直光返回通过格栅30的一个或多个图案100的各间隙48，并且向分束器60传播。在分束器60处，反射光的至少一部分通过分束器60用于被光接收器26所接收。

光接收器26的聚焦光学部件/透镜50向PIN二极管52形式的光检测装置聚焦通过分束器60的反射光的一部分。掩模对准系统15’的每个光接收器26的每个PIN二极管52的输出提供给控制器22的模拟至数字(A/D)转换器54(图6所示)，其将每个PIN二极管52的模拟输出转换成对应的数字信号，用于被控制器22的处理装置所处理。每个PIN二极管52的输出对应于所述PIN二极管52所接收的光的量。

在合适的时刻，控制器22通过Y-θ部分20A和/或X-Z部分20B开始衬底6、阴影掩模16、或者两者的精细对准，以彼此相对地对准衬底6和阴影掩模16，以便对于每个光路36’，格栅28的直条42中的一些(在横向的、可取地与光路36’垂直的方向上)与格栅30的间隙48中的一些重叠期望的程度，并且反之，格栅30的直条46中的至少一些(在横向的、可取地与光路36’垂直的方向上)与格栅28的间隙44中的一些重叠期望的程度。在一个示例中，阴影掩模16的每个间隙48可以与衬底6的直条42部分地重叠，并且衬底6的每个间隙44可以与阴影掩模16的直条46部分地重叠，如图8所示。在更具体的示例中，各直条42和46可以分别与各间隙48和44的宽度部分地重叠期望的百分比，例如50％。换言之，各间隙48和44的宽度的50％可以分别被各直条42和46覆盖。

对于与各光路36’之一关联的每个格栅对28-30，控制器22通过比较所述光路36’上的PIN二极管52的数字化输出(所述数字化输出通过A/D 54获得并且所述数字化输出对应于通过各间隙48的从各直条42反射的光)与预定的值或者预定的值的范围，来检测各直条42何时与各间隙48重叠期望的程度。

在检测到PIN二极管52的数字化输出不是预定的值或者不在预定的值的范围内时，控制器22使一个或多个运动部分20A和/或20B按需要调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的X、Y、和/或θ定位，直到格栅对28-30的各直条42和46与各间隙48和44之间的期望的重叠量被控制器22通过PIN二极管52的数字化输出检测到为止。由于格栅对28-30的各直条42与各间隙48之间的重叠量影响到达PIN二极管52的准直光的量，通过比较PIN二极管52的数字化输出与预定的值或者预定的值的范围，控制器22可以确定与光路36’关联的格栅对28-30的各直条42与各间隙48何时达到适当的重叠量。以类似的方式，控制器22可以确定与每个其他光路36’关联的每个其他格栅对28-30的各直条42与各间隙48何时达到适当的重叠量。

在一个示例中，控制器22可取地组合光接收器26A至26D的所有PIN二极管52的输出，以确定衬底6与阴影掩模16之间的合适的X、Y、和θ对准何时实现。更具体地，假设控制器调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位。在一段时间之后，控制器停止调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位，并且使A/D 54采样并数字化光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D(图7所示)的输出。控制器22在控制器22的存储器中对PIN二极管52A至52D的数字化输出与变量f1至f4进行关联，并且针对衬底6、阴影掩模16、或者两者的X、Y、以及旋转或角(θ)位移如下地组合这些变量：

·(公式1)X位移＝f1-f2-f3+f4；

·(公式2)Y位移＝f1+f2-f3-f4；以及

·(公式3)θ位移＝f1-f2+f3-f4。

紧接上方的公式1至3为来自先前讨论的第一示例掩模对准系统15的讨论的公式1至3的抄写。

在控制器22确定上面的公式1至3所确定的X、Y、和θ位移各自等于0时，控制器22将这种情况识别为对应于衬底6和阴影掩模16具有期望的对准。在另一方面，如果上面的公式1至3中的任何一个不等于0，则控制器22将这种情况识别为对应于衬底6和阴影掩模16不具有期望的对准，于是控制器22使一个或多个运动部分20A至20B按需要调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的X、Y、和/或θ(各)定位，以使上面的公式1至3所确定的X位移、Y位移、或θ位移各自等于0。

可取地，控制器22重复前面的各步骤：调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位；停止调节衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向/定位；采样并数字化PIN二极管52A至52D的输出；以及确定上面的公式1至3所确定的X、Y和θ位移是否各自等于0，直到上面的公式1至3所确定的X、Y、和θ位移事实上各自等于0为止；或者直到发生所述各步骤的预定次数的重复为止；或者直到已经过预定量的时间为止。

在确定X、Y和θ位移各自等于0时，控制器22使在Z方向上移动的运动部分20B将衬底6和阴影掩模16从图8所示的分隔关系的定位移动至紧密接触，所述分隔关系用于对准衬底6和阴影掩模16的目的。

在上面描述的方法中使用公式1至3来确定X、Y、和θ位移使其各自等于0，不应理解为限制本发明，因为可以设想每个位移可以在所述位移所独有的或者所述位移中的全部所共有的合适的值的范围内。例如，不限制地，控制器22可以被编程为使得落在±1的范围内的X位移是可接受的，用于Y位移值的范围±1.5是可接受的，并且用于θ位移的范围±0.5是可接受的。或者控制器22可以编程为针对每个位移使用相同的值的范围。例如，控制器22可以被编程为使得X、Y、和θ位移中的每一个各自落在±1的范围内是可接受的。

如可以看出的，通过利用光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出，控制器22可以高度准确地将衬底6和阴影掩模16定位在期望的对准状态。为此，控制器22可以逐渐地取向/定位衬底6、阴影掩模16、或者两者，直到衬底6的各格栅28和阴影掩模16的各格栅30在期望的程度上对准为止。在控制器22确定需要衬底6和阴影掩模16的进一步对准的事件中，控制器22可以按照改善衬底6和阴影掩模16的对准的需要，从使用上面的公式1至3确定的X、Y、和θ位移的值，对于如何在X、Y、和θ方向上移动或旋转衬底6、阴影掩模16、或者两者，做出明智的决定。因此，控制器22可以在第一位置取向/定位衬底6、阴影掩模16、或者两者，然后获取光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出，以确定衬底6和阴影掩模16是否合适地对准。如果是，则控制器22使衬底6和阴影掩模16在Z方向上移动至紧密接触，为发生在沉积真空容器4中的沉积事件做准备。然而，如果衬底6和阴影掩模16被确定为没有合适地对准，则控制器22可以逐渐地将衬底6、阴影掩模16、或者两者取向/定位至另一个位置，在那里控制器22采样光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出。采样光接收器26A至26D的PIN二极管52A至52D的输出以及逐渐地取向/定位衬底6、阴影掩模16、或者两者的过程可以继续进行，直到控制器22确定衬底6和阴影掩模16在控制器22的编程所确定的期望的程度上对准为止。

如可以进一步看出的，控制器22使衬底6、阴影掩模16、或者两者的取向被调节以定位衬底6的格栅28和阴影掩模16的格栅30，或者两者，直到每个光路36’上的预定量的反射光通过对应的分束器60，以用于被对应的光接收器26所接收为止。换言之，控制器精细定位衬底6、阴影掩模16、或者两者，直到被每个格栅28的各个直条42反射的预定量的光通过每个格栅30的各个间隙48和分束器60，以用于被对应的光接收器26所接收为止。

如图8所示，在掩模对准系统15’中，光源24A至24D分别与光接收器26A至26D位于阴影掩模16的相同侧。每个光源24-光接收器26对通过利用分束器60(以45度侧面示出)作为合束器光学地进行组合。

每个光接收器26定位成其光轴垂直于阴影掩模16和衬底6并且位于阴影掩模16的与衬底6相对的一侧。然而，这不应理解为限制本发明。

在图8所示的布置中，来自分束器60的光通过阴影掩模16的一个或多个图案100的各个间隙48并且被衬底6的一个或多个图案100的各个直条42至少部分地反射，来自分束器60的剩余的光通过衬底6的一个或多个图案100的各个间隙44。衬底6的一个或多个图案100的各个直条42所反射的光再一次通过阴影掩模16的一个或多个图案100的各个间隙48，然后至少部分地通过分束器60用于被光接收器26接收。

包括准直器光学部件/透镜40的光源24定位成横向、可取地与包括聚焦光学部件/透镜50的光接收器26垂直。分束器60放置于光源24和光接收器26的光轴的交叉处，分束器60的平面取向为直角地平分光源24和光接收器26的轴。用这种方法，来自光源24的准直光被反射90度，而后该反射光第一次通过阴影掩模16的格栅30的一个或多个图案100的各个间隙48传播，以射在衬底6的格栅28的一个或多个图案100的各个直条42的面朝下的表面上并且被其至少部分地反射。格栅28的各个直条42所反射的光第二次通过阴影掩模16的一个或多个图案100的各个间隙48，然后部分地通过分束器60用于被光接收器26的PIN二极管52所接收。光接收器26的PIN二极管52所接收的光的量因此成比例于阴影掩模16的格栅30的一个或多个图案100的各个间隙48与衬底6的格栅28的一个或多个图案100的各个直条42之间的重叠程度。因此，掩模对准系统15’以反射模式进行对准检测。这与上面讨论的以透射模式进行对准检测的掩模对准系统15相反。

本领域技术人员容易认识到，由于分束器60的部分反射和部分透射引起了光的部分使用，因此丢弃了一些量的光。容易理解，分束器60的低效率可以归因于准直器光学部件/透镜40的使用以及分束器60被作为偏振分束器。

在上面描述的掩模对准系统15’的实施例中，每个光源24-光接收器26对和每个对应的分束器60位于阴影掩模16的与衬底6相对的一侧。然而，这不应理解为限制本发明，因为可以设想所述光源24-光接收器26对和每个对应的分束器60中的一个、或多个、或全部可以位于衬底6的与阴影掩模16相对的一侧，即，衬底6的另一侧。在这个实施例中，来自每个分束器60的光会首先通过衬底6的各个间隙44，用于被阴影掩模16的各个直条46所反射，然后该反射光再次通过衬底6的各个间隙44，随后通过分束器60用于被光接收器26接收。

本发明参照各示例性实施例进行了描述。在阅读和理解了前面的详细描述后，一些修改和变化将对本领域其他人而言是显然的。本发明旨在被理解为包括所有的这些修改和变化，只要它们落入随附的权利要求或其等价物的范围内即可。

Claims (20)

1.一种阴影掩模-衬底对准方法，包括：

(a)提供衬底，该衬底包括具有分隔关系的多个直条的格栅，其中所述衬底的格栅的分隔直条中的每一对被间隙所分开，其中所述衬底的格栅包括至少三个间隙，其中每一对相邻间隙之间的间隔是不同的；

(b)提供阴影掩模，该阴影掩模包括具有分隔关系的多个直条的格栅，其中所述阴影掩模的格栅的分隔直条中的每一对被通过所述阴影掩模的间隙所分开，其中所述阴影掩模的格栅包括至少三个间隙，其中每一对相邻间隙之间的间隔是不同的；

(c)提供光源-光接收器对，所述光源-光接收器对中的光接收器位于所述光源-光接收器对中的光源所输出的光的路径中；

(d)使所述衬底的格栅和所述阴影掩模的格栅位于所述光的路径中；以及

(e)在步骤(d)之后，使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以定位所述衬底的格栅、所述阴影掩模的格栅、或者两者，直到所述路径上的预定量的光通过所述衬底的格栅中的各个间隙以及所述阴影掩模的格栅中的各个间隙并且被所述光接收器接收为止。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述衬底的格栅包括至少四个间隙；以及

所述阴影掩模的格栅包括至少四个间隙。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

每个间隙具有相同的宽度；和/或

每个直条具有不同的宽度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中每一对相邻间隙之间的间隔根据以下各项之一而变化：Barker码；线性啁啾序列；指数啁啾序列；最大长度序列；或者伪随机数序列。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

步骤(e)包括使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以将所述衬底的格栅的各个直条的长轴定位成平行于所述阴影掩模的格栅的各个直条的长轴，并且将所述衬底和所述阴影掩模的各个格栅的各个直条定位成分别与所述阴影掩模和所述衬底的各个格栅的各个间隙部分地重叠。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述衬底和所述阴影掩模的各个格栅的各个直条分别与所述阴影掩模和所述衬底的各个格栅的各个间隙部分地重叠50％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述光源包括LED以及对准直所述LED所输出的光起作用的准直透镜；以及

所述光接收器包括PIN二极管以及对将由此接收到的光聚焦至所述PIN二极管上起作用的聚焦透镜。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述衬底和所述阴影掩模各自包括多个格栅；

步骤(c)包括提供多个光源-光接收器对，其中每个所述光源-光接收器对中的光接收器位于所述光源-光接收器对中的光源所输出的光的路径中；

步骤(d)包括在光的每个路径中定位所述衬底的一个格栅以及所述阴影掩模的一个格栅；以及

步骤(e)包括使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以定位所述衬底的各个格栅、所述阴影掩模的各个格栅、或者两者，直到每个路径上的预定量的光通过该路径中的各个格栅并且被所述路径中的光接收器接收为止。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

每个光接收器输出具有与所述光接收器所接收的光的量相关的电平的信号；以及

步骤(e)包括调节所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向，直到所述光接收器所输出的各个信号的电平的组合等于预定的值、或者落在预定的值的范围内为止。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述预定的值为零。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述衬底和所述阴影掩模各自具有矩形或方形形状，所述矩形或方形的每个角相邻一个格栅。

12.根据权利要求1所述的方法，其中每个直条的纵向轴线从对应的衬底或阴影掩模的中央轴线径向地延伸±15度。

13.一种阴影掩模-衬底对准方法，包括：

(a)彼此相对地定位光源、分束器、包括第一格栅的衬底、包括第二格栅的阴影掩模、以及光接收器，以限定包括所述光源所输出的、被所述分束器至少部分地反射的光的光路，所述至少部分地反射的光通过所述第一格栅或第二格栅中的一个并且被所述第一格栅或第二格栅中的另一个至少部分地反射返回通过所述第一格栅或第二格栅中的所述一个，并且被反射返回通过所述第一格栅或第二格栅中的所述一个的至少部分地反射的光至少部分地通过所述分束器以被所述光接收器接收；以及

(b)使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以定位所述第一格栅、所述第二格栅、或者所述第一格栅和第二格栅两者，直到预定的量被所述光接收器接收为止，其中：

每个格栅包括多个分隔的直条；

每一对分隔的直条被间隙所分开；

每个格栅包括至少三个间隙，其中每一对相邻间隙之间的间隔是不同的；以及

所述第一格栅和所述第二格栅中的至少一个包括延伸通过对应的衬底和阴影掩模的至少一个间隙。

14.根据权利要求13所述的方法，其中：

所述衬底的格栅包括至少四个间隙；以及

所述阴影掩模的格栅包括至少四个间隙。

15.根据权利要求13所述的方法，其中：

每个间隙具有相同的宽度；和/或

每个直条具有不同的宽度。

16.根据权利要求13所述的方法，其中每一对相邻间隙之间的间隔根据以下各项之一而变化：Barker码；线性啁啾序列；指数啁啾序列；最大长度序列；或者伪随机数序列。

17.根据权利要求13所述的方法，其中：

步骤(b)包括使所述衬底、所述阴影掩模或者两者的取向被调节以将所述第一格栅的各个直条的长轴定位成平行或实质上平行于所述第二格栅的各个直条的长轴，并且将所述第一格栅和第二格栅的各个直条定位成分别与所述第二格栅和第一格栅的各个间隙部分地重叠。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一格栅和第二格栅的各个直条分别与所述第二格栅和第一格栅的各个间隙部分地重叠50％。

19.根据权利要求13所述的方法，其中：

所述光源包括LED以及对准直所述LED所输出的光起作用的准直透镜；以及

所述光接收器包括PIN二极管以及对将从所述分束器接收到的光聚焦至所述PIN二极管上起作用的聚焦透镜。

20.根据权利要求13所述的方法，其中每个直条的纵向轴线从对应的衬底或阴影掩模的中央轴线径向地延伸±15度。

Images