TW201329258A - 沉積遮罩及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種沉積遮罩，包含一遮罩主體及一塗佈層。遮罩主體包含穿透遮罩主體之複數個狹縫。塗佈層係塗佈於遮罩主體之整個表面上。製成塗佈層之材料係不同於遮罩主體之材料，且塗佈層所具有之磁力係強於遮罩主體。每一狹縫具有一開放區域，且塗佈層之厚度係控制開放區域之寬度。光蝕刻製程係用於形成複數個狹縫。

Description

沉積遮罩及其製造方法
本發明係有關於一種沉積遮罩及用以製造沉積遮罩之方法。特別是，本發明係有關於一種用以沉積於有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode, OLED)之有機層之沉積遮罩及用以製造沉積遮罩之方法。
一般來說，藉由供應電流於真空狀態之有機材料，有機材料沉積裝置可沉積有機材料於層狀形式之基板上。有機材料沉積裝置可包含沉積遮罩，用以形成有機層之所需圖樣於基板上。當有機材料沉積於大尺寸基板上時，精細金屬遮罩(Fine Metal Mask, FMM)可使用作為沉積遮罩。由於精細金屬遮罩係為具高耐久性及強度之高清晰度(high-definition)金屬遮罩，故有機材料可以所需圖樣而沉積在大尺寸基板上。
精細金屬遮罩可為將有機材料以高清晰度圖樣沉積於大尺寸基板上之沉積遮罩。
使用精細金屬遮罩，有機材料之複數個所需高清晰度圖樣可一次形成於基板上。如此之精細金屬遮罩可包含複數個方形狹縫或複數個條紋狀狹縫以使得有機材料通過精細金屬遮罩而以所需圖樣沉積有機材料。
上述在此背景部份所揭露之資訊，僅係用以增加對本發明之背景之理解，且其可能因此包含無法形成對於此國家之所屬技術領域具有通常知識者所習知的先前技術之資訊。
本發明係致力於開發以提供一種沉積遮罩及有利於製造具有狹縫之沉積遮罩的方法，且各狹縫具有精細控制之尺寸。
本發明之一例示性實施例係提供一種沉積遮罩，可包含遮罩主體及塗佈層。遮罩主體可包含有穿透遮罩主體之複數個狹縫。塗佈層可藉由原子層沉積法(Atomic layer deposition, ALD)塗佈於遮罩主體之整個表面上。
塗佈層之製成材料可不同於遮罩主體之材料。
遮罩主體可為磁性物質。
塗佈層所具有之磁力可強於遮罩主體之磁力。
塗佈層可由氧化物所製成。
狹縫可具有開放區域，且塗佈層之厚度可控制開放區域之寬度。
本發明之另一例示性實施例係提供一種用以製造沉積遮罩之方法。此方法可包含形成複數個狹縫於遮罩主體以穿透遮罩主體、以及藉由原子層沉積法(ALD)形成塗佈層於遮罩主體之整個表面上。
複數個狹縫之形成可使用光蝕刻製程(photolithography process)來執行。
在形成塗佈層中，塗佈層之厚度可被控制以控制各狹縫之開放區域的寬度。
本發明之實施例提供一種包含具有精細控制尺寸之狹縫之沉積遮罩及用以製造此遮罩之方法。
藉由參照以下結合附圖之詳細描述作為更好之理解，使本發明之更完整地評價及其許多所伴隨之優點為顯而易見的，在此相似的參考符號係表示相同或相似的元件，其中：
第1圖係根據本發明之第一例示性實施例說明包含沉積遮罩之有機材料沉積裝置；
第2圖係說明第1圖中之沉積遮罩及框架之透視圖；
第3圖係為截取第2圖中之沿線III-III之沉積遮罩之剖視圖；
第4圖係根據本發明之第二例示性實施例說明用以製造沉積遮罩之方法之流程圖；
第5圖係根據本發明之第二例示性實施例描述用以製造沉積遮罩之方法之剖視圖；
第6圖係根據本發明之第三例示性實施例描述用以製造沉積遮罩之方法之剖視圖；
第7圖係根據本發明之第四例示性實施例描述用以製造沉積遮罩之方法之剖視圖；以及
第8圖係根據本發明之第五例示性實施例所繪示之沉積遮罩之剖視圖。
於接下來詳細的敘述中，僅某些本發明的例示性實施例會透過單純地繪示方式來顯示及敘述。如該領域具有通常知識者所能理解的，所述的實施例可以各種不同的方式來修飾，且皆不脫離本發明的精神及範圍。
因此，圖式及描述是被視為本質上之說明且不受限制。本說明書中，相似的元件符號係表示相似的元件。
在圖式中，各元件之尺寸及厚度係為了更好理解及容易描述而大約繪示。因此本發明不為圖式所限制。
在圖式中，層、薄膜、面板、區域等之厚度係為了清楚而誇大。在圖式中，為了解及容易描述，各元件之尺寸及厚度係誇大。當一元件如層、薄膜、區域或基板被提及於另一元件“上(on)”，其將了解的是其能直接地位於另一元件上，或中介元件可存在。
此外，除非明確地描述反例，詞彙“包含(comprise)”及其變化，諸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”將被了解以意味包含指定的元件，但不排除任何其他元件。當一元件如層、薄膜、區域或基板被提及於另一元件“上(on)”，其將了解的是其能位於另一元件之上或之下。於重力方向中之元件可能無法位於另一個元件之上。
以下，根據本發明之第一例示性實施例所描述之沉積遮罩將參閱第1圖至第3圖而描述。
第1圖係根據本發明之第一例示性實施例說明包含沉積遮罩之有機材料沉積裝置。
如第1圖所示，有機材料沉積裝置可使用於形成一有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode, OLED)顯示器之有機層。有機材料沉積裝置可包含真空室30、安裝於真空室30中之有機材料沉積坩堝20、設置於有機材料沉積坩堝20上之框架10、藉由框架10支撐之沉積遮罩100以及設置於沉積遮罩100上之磁性陣列40。有機層可使用如上之有機材料沉積裝置沉積於基板S上。基板S係設置於沉積遮罩100上。磁性陣列40可設置於基板S上用以將沉積遮罩100緊密貼合至基板S。然後，有機材料沉積坩堝20係可活動地。其結果為，包含於有機材料沉積坩堝20中的有機材料可被氣化(vaporized)。被氣化之有機材料可通過框架10之開口11及沉積遮罩100之狹縫。然後，被氣化之有機材料可被沉積於基板S上以作為具有預定圖案之有機層。
第2圖係說明第1圖中之沉積遮罩及框架之透視圖。
如第2圖所示，沉積遮罩100可包含複數個狹縫111。複數個沉積遮罩100之每一個可藉由具有開口11之框架10所支撐。沉積遮罩100可延伸至框架10並可焊接於框架10。
第3圖係為截取第2圖中之沿線III-III之沉積遮罩之剖視圖。
如第3圖所示，沉積遮罩100可包含遮罩主體110及塗佈層120。
遮罩主體110可包含複數個狹縫111。複數個狹縫111可穿透遮罩主體110。有機材料可通過狹縫111並可沉積於如第1圖所示之基板S上以作為有機層。遮罩主體110可由具高耐久性及強度之材料所製成。遮罩主體 110可為磁性物質，但本發明不以此為限。遮罩主體110可包含不同類型之材料，包括鎳(Ni)、不變鋼(invar)及鋁(Al)。狹縫111可具有開放區域(OA)。
塗佈層120可塗佈於遮罩主體110之整個表面上。塗佈層120可經由原子層沉積法(ALD)所形成。由於原子層沉積法(ALD)之特性，塗佈層120可包含不同類型之材料。無論遮罩主體110之材料為何，塗佈層120可被穩定地塗佈於遮罩主體110上。塗佈層120可由不同於遮罩主體110之材料所製成。例如，塗佈層120可由鐵(Fe)或亞鐵鹽(ferrite)所製成。塗佈層120可具有強於遮罩主體110之磁力。由於塗佈於遮罩主體110之整個表面上之塗佈層120具有大於遮罩主體110之強性磁力，故無論遮罩主體110之材料為何，沉積遮罩100可藉由磁性陣列40被緊密貼合於基板S。磁性陣列40可設置於基板S上用以將沉積遮罩100緊密貼合至基板S。
塗佈層120之形成可藉由多次原子層沉積法(ALD)來執行。塗佈層120之厚度D可藉由原子層沉積法之執行次數來控制。藉由控制塗佈層120之厚度D，狹縫111之開放區域(OA)之寬度W可被控制。因此，沉積遮罩100之狹縫111的尺寸可被精確地控制。
如上所述，藉由控制塗佈層120之厚度D係控制了沉積遮罩100之狹縫111之寬度W。由於塗佈層120之厚度D可藉由原子層之厚度單位所控制，狹縫111之開放區域OA之寬度W可藉由奈米單位(nano-unit)所控制。因此，根據本發明之實施例具有奈米單位圖樣之有機層可被沉積於基板S上。其結果是，可形成高解析度有機發光二極體(OLED)顯示器。
如上所述，根據本發明之第一例示性實施例之沉積遮罩100可包含遮罩主體110及塗佈於遮罩主體110之整個表面上之塗佈層120。據此，因為塗佈層120可具有強於遮罩主體110之磁力，故根據本發明之第一例示性實施例之沉積遮罩100可藉由第1圖中之磁性陣列40緊密貼合於第1圖中之基板S而不論遮罩主體110之材料。
此外，根據本發明之第一例示性實施例之沉積遮罩100之塗佈層120之塗佈可藉由多次原子層沉積來執行，且塗佈層120之厚度D可藉由原子層沉積之執行次數來控制。由於狹縫111之開放區域(OA)之寬度W可根據塗佈層120之厚度D來控制，狹縫111之開放區域 (OA)之寬度W可藉由奈米單位來控制。因此，藉由沉積具有奈米單位圖樣之有機層於基板S上，可形成高解析度有機發光二極體(OLED)顯示器。
根據本發明之第一例示性實施例，於遮罩主體110延伸至第2圖之框架10並焊接於框架10之後塗佈層120可被形成。由於延伸及焊接，狹縫111可能會變形。即使狹縫111變形，狹縫111之開放區域OA之寬度W可藉由控制塗佈層120之厚度D所控制。
此外，根據本發明之第一例示性實施例之沉積遮罩100可包含製成材料不同於遮罩主體110之塗佈層120。例如，塗佈層120可使用可被預定蝕刻劑蝕刻之材料所形成，且遮罩主體110可使用不為預定蝕刻劑所蝕刻之材料所形成。於此案例中，在有機材料沉積製程之後，透過使用預定蝕刻劑之乾蝕刻可使塗佈層120自遮罩主體110移除。據此，沉積遮罩100可被清洗。於清洗之後，遮罩主體110可被重複使用。因此，可以降低整體的製造成本及時間。
此外，根據本發明之第一例示性實施例之沉積遮罩100可包含製成材料不同於遮罩主體110之塗佈層120。塗佈層120可使用對於通過狹縫111之有機材料具有較少化學吸力(chemical attraction)之材料所形成。於此實例中，其可使藉由沉積遮罩100所吸收之有機材料最小化。
以下，根據本發明之第二例示性實施例描述之用以製造沉積遮罩之方法將根據第4圖及第5圖而描述。根據本發明之第一例示性實施例之沉積遮罩可使用根據本發明之第二實施例之製造方法所製成。
第4圖係根據本發明之第二例示性實施例說明用以製造沉積遮罩之方法之流程圖，以及第5圖係根據本發明之第二例示性實施例描述用以製造沉積遮罩之方法之剖視圖。
參照第4圖及第5圖，於步驟S100中複數個狹縫111(第3圖)可形成在遮罩主體110中。狹縫111可被形成以穿透遮罩主體110。
尤其是，光蝕刻製程(photolithography process)可被執行以形成複數個狹縫111於遮罩主體110。
以下，將描述使用光蝕刻製程形成複數個狹縫111於遮罩主體110之製程。
如第5圖中之(a)所示，第一光阻劑層PR1可被形成於遮罩主體110之頂表面上且第二光阻劑層PR2可被形成於遮罩主體110之底表面上。第一光阻劑層PR1及第二光阻劑層PR2可使用光罩依序地曝露及顯影。據此，第一光阻劑層PR1可被形成於遮罩主體110之頂表面上及第二光阻劑層PR2可被形成於遮罩主體110之底表面上。
如第5圖中之(b)所示，透過使用第一光阻劑層PR1及第二光阻劑層PR2作為遮罩之乾蝕刻，具有第一寬度W1之開放區域OA之狹縫111可藉由蝕刻遮罩主體110所形成。
如第5圖中之(c)所示，使用剝離(lift off)製程或灰化(ashing)製程，第一光阻劑層PR1及第二光阻劑層PR2可自遮罩主體110被移除。
接著，於第4圖之步驟S200中，使用原子層沉積方法可塗佈塗佈層120於遮罩主體110之整個表面上。
尤其是，如第5圖之(d)中所示，使用原子層沉積使塗佈層120可塗佈於遮罩主體110之整個表面係為了控制塗佈層120之厚度D。藉由控制塗佈層120之厚度D，遮罩主體110之狹縫111之開放區域OA之第一寬度W1可被控制以形成第二寬度W2。其結果是，藉由奈米單位控制開放區域OA之第一寬度W1使沉積遮罩100之狹縫111之開放區域OA可具有第二寬度W2。
以下，根據本發明之第三實施例之用以製造沉積遮罩之方法將參閱第6圖而描述。根據本發明之第一實施例之沉積遮罩可使用根據本發明之第三實施例之製造方法所製成。
第6圖係根據本發明之第三例示性實施例描述用以製造沉積遮罩之方法之剖視圖。
如第6圖之(a)中所述，第三光阻劑層PR3可被形成在遮罩主體 110之頂表面上及第四光阻劑層PR4可被形成在遮罩主體110之底表面上。第三光阻劑層PR3及第四光阻劑層PR4可分別使用光罩依序地曝露及顯影。其結果是，第三光阻劑層PR3可被形成在遮罩主體110之頂表面上及第四光阻劑層PR4可被形成在遮罩主體110之底表面上。
如第6圖之(b)中所示，使用第三光阻劑層PR3及第四光阻劑層PR4作為遮罩，透過乾蝕刻使遮罩主體110之一部份可被蝕刻。
如第6圖之(c)中所示，蝕刻中止層ES可被形成以填滿遮罩主體之上部份，而遮罩主體110之該部份係透過乾蝕刻所蝕刻形成。
如第6圖之(d)中所示，透過使用第四光阻劑層PR4作為遮罩之乾蝕刻使遮罩主體110之底側可被蝕刻。如第6圖之(e)中所示，蝕刻中止層ES可從遮罩主體110被移除。第三光阻劑層PR3及第四光阻劑層PR4分別可經由執行剝離製程或灰化製程從遮罩主體110被移除。其結果是，具有第三寬度W3之開放區域OA之狹縫111可被形成。
如第6圖之(f)中所示，使用原子層沉積使塗佈層120可塗佈於遮罩主體 110之整個表面上係為了控制塗佈層120之厚度。藉由控制塗佈層120之厚度，遮罩主體110之狹縫111之開放區域OA之第三寬度W3可被控制以形成第四寬度W4。其結果是，藉由以奈米單位控制開放區域OA之第三寬度W3，使沉積遮罩100之狹縫111之開放區域OA可具有第四寬度W4。
以下，根據本發明之第四實施例之用以製造沉積遮罩之方法將參閱第7圖而描述。根據本發明之第一實施例之沉積遮罩可使用根據本發明之第四實施例之製造方法所製成。
第7圖係根據本發明之第四例示性實施例描述用以製造沉積遮罩之方法之剖視圖。
如第7圖之(a)中所示，第五光阻劑層PL5可被形成於金屬板SS之頂表面上。
如第7圖之(b)中所示，使用光罩可使第五光阻劑層PR5被曝露及顯影。其結果是，第五光阻劑圖樣PR5可被形成於金屬板SS之頂表面上。第五光阻劑圖樣PR5可具有一錐形形狀(taper shape)。
如第7圖之(c)中所示，遮罩主體110可使用電鍍(electroplating)製程被形成於金屬板SS之頂表面上。
如第7圖之(d)中所示，第五光阻劑圖樣PR5可使用剝離製程或灰化製程從金屬板SS被移除。如第7圖之(e)中所示，金屬板SS可使用乾蝕刻從遮罩主體110被移除。其結果是，具有第五寬度W5之開放區域OA之狹縫111可被形成。
如第7圖之(f)中所示，使用原子層沉積使塗佈層120可塗佈於遮罩主體110之整個表面上係為了控制塗佈層120之厚度。藉由控制塗佈層120之厚度D，遮罩主體110之狹縫111之開放區域OA之第五寬度W5可被控制以形成第六寬度W6。據此，藉由以奈米單位控制第五寬度W5，使沉積遮罩104之狹縫111之開放區域OA可具有第六寬度W6。
以下，根據本發明之第五實施例之沉積遮罩將參閱第8圖而描述。
相對於根據第一實施例之沉積裝置，將僅描述根據第五實施例描述沉積遮罩中有區隔之元件。由於根據第五實施例之沉積裝置之其餘元件具有類似的配置，於此其詳細之描述將被省略。為了更好理解及容易描述，第一實施例與第五實施例中相同的構成元件將使用相同的參考符號來描述。
第8圖係根據本發明之第五例示性實施例所繪示之沉積遮罩之剖視圖。
如第8圖中所示，根據本發明之第五例示性實施例之沉積遮罩105可包含遮罩主體110及塗佈層125。
塗佈層125可由氧化物所製成，例如，氧化鋁(Al2O3)、氮氧化物(NOx)及矽氧化物(SiOx)。
如上所述，根據本發明之第五實施例之沉積遮罩105可包含由氧化物製成之塗佈層125。據此，即使沉積遮罩105係使用於濺鍍製程或化學氣相沉積製程，塗佈層125可防止遮罩主體110被使用於濺鍍製程或化學氣相沉積製程中之之電漿或反應性氣體所損害。因此，於沉積製程中，塗佈層125可將發生於遮罩主體110之損壞最小化。
當本發明已針對相關例示性實施例而描述時，將理解的是此發明不被限制於所揭露的實施例，但相反地，其係旨在涵蓋包含於後附申請專利範圍的精神及範疇中的各種修改及等效配置。
30．．．真空室
20．．．有機材料沉積坩堝
10．．．框架
100、103、104、105．．．沉積遮罩
40．．．磁性陣列
S．．．基板
SS．．．金屬板
11．．．開口
111．．．狹縫
110．．．遮罩主體
120、125．．．塗佈層
OA．．．開放區域
D．．．厚度
W．．．寬度
S100、S200．．．步驟
PR1．．．第一光阻劑層
PR2．．．第二光阻劑層
W1．．．第一寬度
W2．．．第二寬度
PR3．．．第三光阻劑層
PR4．．．第四光阻劑層
ES．．．蝕刻中止層
W3．．．第三寬度
W4．．．第四寬度
PL5．．．第五光阻劑層
PR5．．．第五光阻劑圖樣
SS．．．金屬板
W5．．．第五寬度
W6．．．第六寬度
30．．．真空室
20．．．有機材料沉積坩堝
10．．．框架
100．．．沉積遮罩
40．．．磁性陣列
S．．．基板
11．．．開口

Claims (20)

  1. 一種沉積遮罩，包含：
    一遮罩主體，包含穿透該遮罩主體之複數個狹縫；以及
    一塗佈層，係藉由原子層沉積法(ALD)塗佈於該遮罩主體之整個表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中製成該塗佈層之材料係不同於該遮罩主體之材料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之沉積遮罩，其中該遮罩主體為一磁性物質。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之沉積遮罩，其中該塗佈層所具有之磁力係強於該遮罩主體之磁力。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之沉積遮罩，其中該塗佈層係由氧化物所製成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中該遮罩主體為一磁性物質。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中該塗佈層所具有之磁力係強於該遮罩主體之磁力。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中該塗佈層係由氧化物所製成。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中每一該複數個狹縫具有一開放區域，且該塗佈層之厚度係控制該開放區域之寬度。
  10. 一種用以製造沉積遮罩之方法，該方法包含下列步驟：
    形成複數個狹縫於一遮罩主體，以穿透該遮罩主體；以及
    藉由原子層沉積法(ALD)形成一塗佈層於該遮罩主體之整個表面上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中形成該複數個狹縫之步驟係使用一光蝕刻製程來執行。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中形成該塗佈層之步驟包含控制該塗佈層之厚度以控制每一該複數個狹縫之一開放區域的寬度。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中製成該塗佈層之材料係不同於該遮罩主體之材料。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中該遮罩主體為一磁性物質。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中該塗佈層所具有之磁力係強於該遮罩主體之磁力。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中該塗佈層係由氧化物所製成。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中該遮罩主體為一磁性物質。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中該塗佈層所具有之磁力係強於該遮罩主體之磁力。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中該塗佈層係由氧化物所製成。
  20. 如申請專利範圍第10項所述之用以製造沉積遮罩之方法，其中每一該複數個狹縫具有一開放區域，且該塗佈層之厚度係控制該開放區域之寬度。
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