CN111095591A - 用于高res fmm的fmm工艺 - Google Patents

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Abstract

本文所公开的方面涉及在有机发光二极管(OLED)的制造中使用的具有组合的公共金属掩模(CMM)和精细金属掩模(FMM)的设备及其制造方法。一方面，提供了一种掩模组件。所述掩模包括：公共金属掩模，所述公共金属掩模具有从中穿过的一个或多个窗口；和至少一个精细金属掩模，所述至少一个精细金属掩模设置在至少一个窗口内。另一方面，公开了一种畸变补偿母版。所述掩模包括：多个窗口，所述多个窗口穿过所述掩模形成，所述窗口的位置被定位来补偿任何畸变，包括由重力引起的位置畸变。作为一个示例，所述窗口可以在所述掩模的中心处或附近定位在较高处，而在所述掩模的边缘附近逐渐地降低。

Description

用于高RES FMM的FMM工艺
背景技术
领域
本文所公开的方面涉及在基板上形成电子装置。更具体地，本文所公开的方面涉及一种在有机发光二极管(OLED)的制造中使用的具有组合的公共金属掩模(CMM)和精细金属掩模(FMM)的方法和设备。
相关技术描述
OLED近来已经用于制造用于电视机屏幕、手机显示器、计算机监视器和类似者的平板显示器。OLED是其中光发射层包括由某些有机化合物制成的多个薄膜的发光二极管类型。OLED显示器的可能色彩、亮度和视角的范围大于常规显示器的可能色彩、亮度和视角的范围，因为OLED像素直接地发射光而不需要背光。另外地，OLED显示器的能耗远低于传统显示器的能耗。
当前OLED制造方法和设备通常使用有机材料的蒸发和使用多个图案化阴影掩模在基板上的金属沉积。在垂直沉积系统中，当前阴影掩模在重力下会下垂，这对掩模在基板上方的对准和定位提出挑战。此外，由于掩模的骨架厚，因此难以实现与当前掩模的完全接触。此外，当前制造方法和设备因后续掩蔽操作而遭遇对准问题。
因此，本领域中需要的是用于制造OLED的改进的方法和设备。
发明内容
本文所公开的方面涉及在有机发光二极管(OLED)的制造中使用的具有组合的公共金属掩模(CMM)和精细金属掩模(FMM)的设备及其制造方法。一方面，提供了一种掩模组件。所述掩模包括：公共金属掩模，所述公共金属掩模具有从中穿过的一个或多个窗口；以及至少一个精细金属掩模，所述至少一个精细金属掩模设置在至少一个窗口内。另一方面，公开了一种畸变补偿母版 (distortion compensation master)。所述母版包括：多个窗口，所述多个窗口穿过所述母版形成，所述窗口的位置被定位来补偿任何畸变，包括由重力引起的位置畸变。作为一个示例，所述窗口可以在所述掩模的中心处或附近定位在较高处，而在所述掩模的边缘附近逐渐地降低。
一方面，公开了一种掩模组件。所述掩模包括：公共金属掩模，所述公共金属掩模具有从中穿过的至少一个窗口；以及精细金属掩模，所述精细金属掩模设置在所述至少一个窗口内。
另一方面，公开了一种掩模组件。所述掩模包括：公共金属掩模部分，所述公共金属掩模部分具有从中穿过而形成的多个窗口；以及多个精细金属掩模部分，所述多个精细金属掩模部分设置在所述公共金属掩模部分的所述多个窗口内。
另一方面，公开了一种制造掩模组件的方法。所述方法包括：制造在其中具有多个窗口的公共金属掩模；形成精细金属掩模，包括：形成畸变掩模，所述畸变掩模具有穿过所述畸变掩模形成的多个畸变补偿窗口，所述畸变补偿窗口的位置在所述畸变掩模的中心处或附近定位在较高处，而在所述畸变掩模的边缘附近逐渐地降低；以及在所述畸变补偿窗口的每一个内形成精细金属掩模图案；以及组合所述公共金属掩模和所述精细金属掩模，使得所述精细金属掩模图案设置在所述公共金属掩模的所述窗口中。
附图说明
为了能够详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可以参考各方面来提供以上简要地概述的本公开内容的更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了示例性方面，并且因此不应视为对本公开内容的范围的限制。本公开内容可以允许其他同等有效方面。
图1是制造用于制造OLED的掩模组件的工艺流程。
图2A至图2H描绘了用于高分辨率精细金属掩模的掩模组件的示意性自顶向下平面视图。
图3示意性地描绘了用于在基板上形成OLED装置的设备的一个方面。
为了便于理解，已经尽可能地使用相同的附图标记标示各图共有的相同元件。设想的是，一个方面的要素和特征可以有益地并入其他方面，而不进一步叙述。
具体实施方式
本文所公开的方面涉及在有机发光二极管(OLED)的制造中使用的具有组合的公共金属掩模(CMM)和精细金属掩模(FMM)的设备及其制造方法。一方面，提供了一种掩模组件。掩模包括具有从中穿过的一个或多个窗口的CMM 和设置在至少一个窗口内的FMM。另一方面，公开了一种畸变补偿母版。所述母版包括：多个窗口，所述多个窗口穿过所述母版形成，所述窗口的位置被定位来补偿任何畸变，包括由重力引起的位置畸变。作为一个示例，所述窗口可以在所述掩模的中心处或附近定位在较高处，而在所述掩模的边缘附近逐渐地降低。
本文所公开的方面可以用于真空蒸发或沉积工艺，其中多层薄膜沉积在诸如显示器基板之类的基板上。例如，薄膜可以形成在腔室和系统中执行和使用 (诸如垂直处理)的包括多个OLED的基板上的显示器中的显示器的一部分。此外，本文所公开的方面可以在各种腔室和系统中使用，包括但不限于可从加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司的子公司AKT公司(AKT，Inc.，a division of Applied Materials，Inc.，of Santa ClaraCalifomia)获得的垂直处理腔室和系统。
图1是制造用于制造OLED的掩模组件的工艺流程100。工艺流程100开始于操作110，其中制造CMM。在操作120处，形成FMM。在操作130处，例如通过电铸(electroforming)工艺将FMM与CMM组合以形成具有CMM 和FMM的组合掩模组件以用于制造OLED。
可以同时地执行或以任何合适的顺序执行操作110和120。CMM通常通过任何合适的工艺制造，诸如穿过金属材料片材蚀刻或切出窗口。形成FMM 通常包括使用一种或多种光刻(1ithography)工艺来形成畸变补偿母版，以补偿之后在垂直处理期间因重力而引起的下垂，并且然后使用单次或两次电铸工艺形成FMM，如下所述。电铸是用来将金属离子通过电解质从阳极电化学地转移到期望表面的过程，其中这些金属离子被沉积为镀覆金属原子。通常，用于沉积的期望表面被调节以使得镀覆层不粘附于表面，而是与表面略微地分离，使得镀覆层保持其作为单独部件的沉积形状。一方面，将FMM电铸，并且然后使用第二电铸工艺将FMM连结到CMM。第二电铸工艺在FMM和 CMM之间提供电镀。
工艺流程100可以进一步包括使用一种或多种标准光刻工艺来覆盖FMM 的至少一部分，例如，以在附加处理操作期间保护FMM的至少一部分。
图2A至图2H描绘了在诸如工艺流程100的工艺流程的各个阶段处的用于高分辨率FMM的组合掩模组件240的示意性自顶向下平面视图。
如图2A所示，CMM 205是合适的掩蔽材料的片材，所述合适的掩蔽材料诸如金属材料，例如
Figure BDA0002395054860000041
(Fe：Ni 36)材料，并且包括从中穿过的至少一个窗口210(作为示例，示出了十个)。至少一个窗口210具有适于将在其中形成装置的任何尺寸。通常，至少一个窗口比要在其中形成的装置大至少500 微米(μn)。
如图2H所示，CMM 205通常在诸如工艺流程100的工艺流程之前、期间或之后耦接到框架250。框架250通常由坚固金属材料制成，这在处理期间为CMM 205提供增加的稳定性。一方面，例如通过手动地从所有四个拐角拉伸CMM 205并在CMM 205在张力下时将其焊接到框架250来在张力下将 CMM 205焊接到框架250。在张力下将CMM 205耦接到框架250增加在处理期间维持CMM 205与框架250之间的完全接触的可能性。更具体地，当在处理期间在处理腔室内部的温度升高时，CMM 205的大小和形状可以改变，但是由于张紧，CMM 205中的任何气泡或波纹(ripple)将减少或消除。
图2B至图2D描绘了在形成工艺的各个阶段处的FMM 230的形成。如图 2B所示，例如通过一种或多种标准光刻工艺来形成畸变补偿母版215。畸变补偿母版215由任何合适的材料形成，包括但不限于玻璃或金属的薄片材，并且最终地用作要在其中形成的FMM图案的载体。畸变补偿母版215涂覆有光刻胶并被图案化，使得畸变补偿母版215包括至少一个畸变补偿窗口220(作为示例，示出了十个)。畸变补偿窗口220对应于畸变补偿母版215的未涂覆有光刻胶的区域。如图2B的示例所示，畸变补偿窗口220形成为两行。沿水平 (x)轴线在畸变补偿母版215的中心附近的畸变补偿窗口220相对于它们的相应行中的其他窗口更高。此外，畸变补偿窗口220沿垂直(y)轴线的高度通常从畸变补偿母版215的中心向畸变补偿母版215的边缘减小，这提供了用于因在垂直处理期间的重力而造成的下垂(或弯曲)的补偿，这种下垂通常在基板或畸变补偿母版215的中心处或附近最为显著。
如图2C所示，然后，在畸变补偿窗口220中形成FMM图案225。形成FMM图案225通常包括单次或两次电铸工艺。一方面，电铸工艺包括：通过将掩模图案放置到电解浴中来在心轴上形成第一金属层，所述电解浴包括溶解在其中的第一金属，所述第一金属变为第一金属层；以及然后通过将掩模图案放置到第二电解浴中来在第一金属层上形成第二金属层，所述第二电镀浴中溶解有第二金属，所述第二金属变为第二金属层。更具体地，在心轴与电解浴中的第一金属之间提供电偏置。然后，将FMM图案225放置到在其中溶解有第二金属的电解浴中。然后，通常针对在第一金属层上方的第二金属层来偏置心轴和电解浴。
FMM图案225包括一系列精细开口，这些精细开口例如用于在OLED装置形成期间控制有机材料和/或金属材料的蒸发。一系列精细开口通常阻挡沉积材料附着到基板的非期望区域或附着在先前沉积的层上，同时允许沉积在基板的特定区域或先前沉积的层上。精细开口通常具有任何合适的大小和形状，包括但不限于圆形、椭圆形或矩形。
然后，可以使用一种或多种光刻工艺来任选地用覆盖物(covering)235 覆盖每个FMM图案225的至少一部分，如图2D所示。一方面，FMM图案 225的一部分覆盖有光刻胶材料，诸如介电材料，以在后续处理期间保护FMM 图案225。一方面，每个FMM图案225的至少一部分覆盖有覆盖物235，使得仅每个FMM图案225的最外边缘保持未被覆盖。
然后，如图2E所示，将FMM230与CMM 205组合。组合CMM 205和 FMM 230通常包括将CMM 205放置在FMM 230上方并使用电铸工艺将每个 FMM图案225的暴露边缘与CMM 205组合，并且去除覆盖物235和畸变补偿母版215以形成组合掩模组件240。
一方面，使用另外的电铸工艺将FMM 230与CMM 205组合以形成镀覆层，所述镀覆层将FMM 230和CMM 205连结在一起以进行进一步处理。更具体地，将FMM图案225耦接到CMM205以形成组合掩模组件240。一方面，将FMM图案225焊接到CMM 205。另一方面，将FMM图案225以其他方式紧固到CMM 205。然后，任选地从组合掩模组件240的正面移除在FMM 图案225的一部分上方的覆盖物235，并且从组合掩模组件240的背面移除畸变补偿母版215，从而留下具有CMM 205和FMM图案225的组合掩模组件 240，如图2F所示。
如上所述，组合掩模组件240可以用于例如垂直处理腔室和系统中，所述垂直处理腔室和系统诸如可从加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司的子公司AKT公司获得的那些腔室和系统。当在垂直腔室和/或系统中使用组合掩模组件240时，因重力而发生下垂。由于使用了畸变补偿母版215，如上所述并如图2B至图2D所示，FMM图案225被定位成使得沿水平(x)轴线在组合掩模组件240的中心附近的FMM图案225相对于它们的相应行中的其他FMM图案225更高。因此，如图2G所示，当在垂直处理期间发生下垂时，FMM 图案225在CMM 205的窗口210内实质上居中地对准。
图3示意性地示出了用于在基板305上形成OLED装置的设备300的一个方面。设备300包括沉积腔室310，在所述沉积腔室中，以实质上垂直的取向支撑基板305。基板305可以由邻近沉积源320的载体315支撑。使FMM 325 与基板305接触，并且将其定位在沉积源320与基板305之间。FMM 325可以是本文所描述的精细金属掩模中的任一种。FMM 325可以被张紧并通过紧固件(未示出)、焊接或其他合适的连结方法耦接到框架330。一方面，沉积源320可以是蒸发到基板305的精确区域上的有机材料。有机材料通过根据本文所描述的形成方法在FMM 325中形成在边界340之间的精细开口335沉积。本文所描述的FMM可包括具有精细开口335的一个图案或多个图案的单个片材。或者，如本文所描述的FMM可以是具有形成在其中的精细开口335的一个图案或多个图案的一系列片材，这一系列片材被张紧并耦接到框架330，以便容纳不同大小的基板。
本公开内容提供了一种组合掩模组件，所述组合掩模组件与用于制造的装置完全接触并因渐缩(tapering)和掩蔽以进行重力补偿而很好地对准以进行垂直处理。本文所公开的组合金属掩模可以用于以高准确度形成OLED装置的子像素区域。由于用于垂直处理的高准确度和对准补偿，因此所述组合掩模组件可用于形成显示装置，诸如移动电话，因为用于形成OLED的组合掩模组件可以与在其上具有多个图案(诸如电路)的玻璃基板很好地对准。
尽管前述内容针对的是本公开内容的各方面，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可以设想本公开内容的其他和进一步方面，并且本公开内容的范围由所附权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种掩模组件，包括：
公共金属掩模，所述公共金属掩模具有从中穿过的至少一个窗口；和
精细金属掩模，所述精细金属掩模设置在所述至少一个窗口内。
2.如权利要求1所述的掩模组件，其中所述精细金属掩模在所述至少一个窗口内定位在中心上方。
3.如权利要求1所述的掩模组件，其中所述精细金属掩模在所述至少一个窗口内定位在中心下方。
4.如权利要求1所述的掩模组件，其中所述公共金属掩模耦接到框架。
5.一种掩模组件，包括：
公共金属掩模部分，所述公共金属掩模部分具有从中穿过而形成的多个窗口；和
多个精细金属掩模部分，所述多个精细金属掩模部分设置在所述公共金属掩模部分的所述多个窗口内。
6.如权利要求5所述的掩模组件，其中所述多个精细金属掩模部分的每一个的位置在所述公共金属掩模部分的中心处或附近定位在较高处，而在所述公共金属掩模部分的边缘附近逐渐地降低。
7.如权利要求5所述的掩模组件，其中所述多个精细金属掩模部分的每一个的垂直位置从所述公共金属掩模部分的所述中心向所述边缘渐缩。
8.如权利要求5所述的掩模组件，其中所述公共金属掩模部分耦接到框架。
9.如权利要求5所述的掩模组件，其中所述多个精细金属掩模部分的每一个通过电铸镀覆来耦接到所述公共金属掩模部分。
10.一种制造掩模组件的方法，包括：
制造在其中具有多个窗口的公共金属掩模；
形成精细金属掩模，包括：
形成畸变补偿母版，所述畸变补偿母版具有穿过所述畸变补偿母版形成的多个畸变补偿窗口，所述畸变补偿窗口的垂直位置在所述畸变补偿母版的中心处或附近定位在较高处，而在所述畸变补偿母版的边缘附近逐渐地降低；和
在所述畸变补偿窗口的每一个内形成精细金属掩模图案；和
组合所述公共金属掩模和所述精细金属掩模，使得所述精细金属掩模图案设置在所述公共金属掩模的所述窗口中。
11.如权利要求10所述的方法，其中形成所述精细金属掩模包括电铸工艺。
12.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
将所述公共金属掩模耦接到框架，所述框架包括坚固金属材料，其中所述公共金属掩模在张力下耦接到所述框架。
13.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
移除所述畸变补偿母版。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述畸变补偿母版由玻璃制成。
15.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
在所述畸变补偿窗口的每一个中的所述精细金属掩模图案的至少一部分上方形成保护覆盖物，所述保护覆盖物包括光刻胶；和
移除所述保护覆盖物。
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