專利名稱：電路制作用的孔眼掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是電路與電路元件的制作，更具體地是涉及使用孔眼掩模的沉積技術(shù)。
背景電路是指電阻器、二極管、電容器與晶體管經(jīng)由電連接連成一起的組合。薄膜集成電路包括多層，諸如金屬層、介電層，以及一般由諸如硅一類半導(dǎo)體材料形成的活性層。一般來(lái)說(shuō)，薄膜電路元件與薄膜集成電路通過(guò)沉積各種材料層，然后以增加或刪減工藝使用包括化學(xué)腐蝕方法的光蝕刻在各層形成圖案，以形成各種電路元件。此外，孔眼掩模用來(lái)沉積具有圖案的層，而無(wú)需蝕刻步驟。
概述通常，本發(fā)明涉及使用柔韌的可重新定位的聚合物孔眼掩模進(jìn)行的沉積技術(shù)，來(lái)形成集成電路或集成電路元件。該技術(shù)涉及經(jīng)由一組聚合物孔眼掩模按順序沉積材料，該掩模具有能形成電路各層或各層的部分的圖案。在一些實(shí)施方式中，能僅僅采用孔眼掩模沉積技術(shù)制造電路，無(wú)需采用形成集成電路圖案時(shí)常采用的蝕刻或光刻步驟。該技術(shù)特別適合于制造諸如液晶顯示器一類的電子顯示器的線路元件，以及低成本集成電路，如射頻識(shí)別(RFID)電路。此外，該技術(shù)有利于制造含有有機(jī)半導(dǎo)體的集成電路，而這種集成電路通常不適合于進(jìn)行光刻或其它濕法工藝。
在各種實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及不同的可重新定位的孔眼掩模，如柔韌的孔眼掩模，自撐孔眼掩模以及聚合物孔眼掩模；它們均具有圖案，用來(lái)形成集成電路中的層或?qū)拥牟糠帧？芍匦露ㄎ坏木酆衔锟籽垩谀５暮穸燃s為5-50微米，或約為15-35微米。所述孔眼掩模中各種沉積孔眼的寬度小于約為100微米，小于約50微米，小于約20微米，小于約10微米，乃至小于5微米。這種大小的孔眼尤其適合于形成集成電路用的小電路元件。而且，沉積孔眼之間一個(gè)或多個(gè)間隔小于約1000微米，小于約50微米，小于約20微米或小于約10微米，它們也可以用來(lái)形成小的電路元件。此外，還說(shuō)明了包括寬度大于約1厘米、25厘米、100厘米乃至500厘米圖案的孔眼掩模。如下文詳細(xì)所述，可以使用寬度如上所述的圖案在更大的表面上形成各種電路。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及通過(guò)可重新定位的聚合物孔眼掩模在沉積基材上沉積材料的方法。
在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及各種用來(lái)形成或使用上述掩模的技術(shù)。例如說(shuō)明了使用各種激光燒蝕技術(shù)來(lái)形成具有上述沉積孔眼圖案的聚合物孔眼掩模。此外，說(shuō)明了拉伸技術(shù)和其它技術(shù)，用來(lái)排列柔韌的聚合物孔眼掩模。而且，還說(shuō)明了控制孔眼掩模中下垂的方法，這些方法尤其可用來(lái)使用包括在大寬度上延伸的圖案的掩模。
本發(fā)明各種實(shí)施方式可以提供許多優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明可以用沉積法制造較小的電路元件。本發(fā)明可以制造寬度小于約1000微米，小于約50微米，小于約20微米，小于約10微米，乃至小于5微米的電路元件。而且，本發(fā)明還可以制造相對(duì)較大的電路圖案，在一些情況下它具有上述寬度相對(duì)較小的電路元件，而覆蓋大的面積(如，10平方厘米、50平方厘米、1平方米乃至更大的面積)。此外，本發(fā)明可以降低和電路制造有關(guān)的成本，在有機(jī)半導(dǎo)體情況下甚至可以提高器件的性能。使用激光燒蝕工藝可以制造聚合物孔眼掩模，這比其它技術(shù)更快且廉。而且，使用便宜的聚合物材料可以使聚合掩模成為一次性的，雖然也敘述了可再次使用的聚合物掩膜。
此外，聚合物材料很適合于用磁性材料浸漬。如下所述，在這種情況下可以使用磁性材料來(lái)降低掩模中的下垂現(xiàn)象。而且如下所述，聚合物材料通常是可拉伸的，對(duì)所述掩模拉伸，可以減少其下垂或者對(duì)其進(jìn)行排列。
本發(fā)明這些內(nèi)容與其它一些實(shí)施方式的細(xì)節(jié)顯示在附圖中，并在后面敘述。本發(fā)明的其它一些特征，目標(biāo)與優(yōu)點(diǎn)可以從說(shuō)明書與附圖中，以及權(quán)利要求中得以理解。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1a是本發(fā)明某一實(shí)施方式的孔眼掩模的頂視圖。
圖1b是圖1a孔眼掩模一部分的放大圖。
圖2和3是本發(fā)明某一實(shí)施方式的孔眼掩模的頂視圖。
圖4是本發(fā)明一組掩模例子的頂視圖。
圖5使用本發(fā)明孔眼掩模的沉積工作站的框圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施方式的孔眼掩模的截面?zhèn)纫晥D。
圖7和8是使用本發(fā)明孔眼掩模的沉積站的又兩種方框圖。
圖9a是本發(fā)明用來(lái)拉伸孔眼掩模的示例性拉伸工作站的透視圖。
圖9b是拉伸機(jī)理的放大圖。
圖10是可用來(lái)燒蝕本發(fā)明孔眼掩模的激光燒蝕系統(tǒng)的框圖。
圖11是在其第一面上有層材料的聚合物薄膜的截面?zhèn)纫晥D。
圖12和13是本發(fā)明可以制造的薄膜晶體管實(shí)例的橫截面圖。
圖14是本發(fā)明一個(gè)被拉伸的孔眼掩模實(shí)施方式的頂視圖。
詳細(xì)說(shuō)明圖1a是本發(fā)明孔眼掩模的頂視圖。在示例性實(shí)施方式中，孔眼掩模10A可以由聚合物材料如聚酰亞胺或聚酯形成。但是，在一些實(shí)施方式中，當(dāng)孔眼掩模10A是柔韌的時(shí)，可以使用其它柔韌的非聚合物材料?？籽垩谀?0A使用聚合物材料比使用其它材料更有利，例如，容易制造孔眼掩模，降低孔眼掩模10A的成本以及其它優(yōu)點(diǎn)。相比薄金屬孔眼掩模，聚合物孔眼掩模不容易因意外產(chǎn)生的折痕或者永久的彎曲而損壞。而且，有些聚合物掩?？梢杂盟崆逑?。
如圖1a與1b所示，孔眼掩模10a上有圖案12A，它形成了許多沉積孔眼14(僅標(biāo)記了沉積孔眼14A-14E)。為了便于說(shuō)明，簡(jiǎn)化了圖1b中沉積孔眼14A-14E的排列與形狀，且根據(jù)用戶的用途與想象的電路布局，可以有許多改變。圖案12A確定了至少部分電路層，通常可以采取多種不同形式。換言之，這些沉積孔眼14可以形成任何圖案，視采用孔眼掩模10在沉積工藝中所需制造的電路元件或電路層而定。例如，盡管圖案12a顯示為包括一些類似的子圖案(被標(biāo)記為子圖案16A-16C)，但本發(fā)明不僅限于此。
孔眼掩模10A可用來(lái)沉積工藝，如蒸氣沉積工藝，其中通過(guò)沉積孔眼14將材料沉積到基材上，形成電路的至少一個(gè)部分。其優(yōu)點(diǎn)是孔眼掩模10A能將所需材料沉積，且同時(shí)將該材料形成所需的圖案。因此，在進(jìn)行沉積工序前后無(wú)需進(jìn)行另外的成圖工序?？籽垩谀?0A特別適用于制造電子顯示器，低成本集成電路如射頻識(shí)別(RFID)電路，以及其它實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的任何電路。而且，采用有機(jī)半導(dǎo)體的電路可從本發(fā)明各實(shí)施例中受益，下面將更詳細(xì)敘述。
可以形成一個(gè)或多個(gè)沉積孔眼14，其寬度小于約1000微米，小于約50微米，小于約20微米，小于約10微米，乃至小于5微米。通過(guò)形成寬度在此范圍內(nèi)的沉積孔眼14，可以減小電路元件的尺寸。而且，兩個(gè)沉積孔眼之間的間隔(例如沉積孔眼14C與14D之間距離)可以小于約1000微米，小于約50微米，小于約20微米，或小于約10微米，以求減小各電路元件的大小。當(dāng)制造、使用、再次使用或者重新定位孔眼掩模時(shí)，圖案特征之間的距離，如孔眼之間的距離或者子圖案之間的距離可在約1.0％、約0.5％、乃至0.1％以內(nèi)重復(fù)。
如以下詳細(xì)所述，可以使用激光燒蝕技術(shù)來(lái)形成沉積孔眼14的圖案12A。因此，由聚合物薄膜形成孔眼掩模10a，可以使用相比其它孔眼掩模如硅掩模或金屬掩模所需工藝來(lái)說(shuō)，成本較低，制造工藝較為簡(jiǎn)單和/或較為精確。而且，由于可以使用激光燒蝕技術(shù)來(lái)形成圖案12A，圖案12A的寬度比常規(guī)技術(shù)更大。例如，激光燒蝕技術(shù)便于形成圖案12A，使圖案12A的寬度大于約1厘米，大于約25厘米，大于約100厘米，乃至大于約500厘米。然后，在沉積工藝中可以使用這些大的掩模(它可以是卷材寬度大，且長(zhǎng)度長(zhǎng))，形成分布在大表面積上并以大間距分隔的電路元件。
圖2和3是孔眼掩模10的頂視圖，它包括以相對(duì)較大的寬度分隔的沉積孔眼。具體是，圖2說(shuō)明了孔眼掩模10B，它包括許多沉積孔眼的圖案12B。圖案12B形成至少一個(gè)尺寸，大于約1厘米、25厘米、100厘米、乃至大于約500厘米。換句話說(shuō)，圖2中的距離X可以在這些所述范圍內(nèi)。以這種方式，使用沉積工藝可以形成以大于常規(guī)距離間隔的電路元件。這種特征在制造大面積平面顯示器或探測(cè)器中有利。
對(duì)于一些電路的層而言，并不需要復(fù)雜圖案。例如，圖3中孔眼掩模10C包括至少兩個(gè)沉積孔眼36A和36B。這時(shí)，所述兩個(gè)沉積孔眼36A和36B由距離X分隔，距離X大于約1厘米、25厘米、100厘米、乃至大于約500厘米。而且，激光燒蝕技術(shù)便于形成孔眼相對(duì)較大距離x的掩模，這是因?yàn)榧す鉄g系統(tǒng)容易設(shè)計(jì)，便于在大面積上形成圖案。而且，激光燒蝕技術(shù)便于形成寬度小于約1000微米，小于約50微米，小于約20微米，小于約10微米，乃至小于5微米的沉積孔眼。這種情況下，沉積工藝并不一定需要將孔眼掩模對(duì)準(zhǔn)或排列，使其容許量小至孔眼寬度。僅用沉積方法沉積電路層(電路元件由些大距離分隔)的能力很有利于形成兩個(gè)或多個(gè)元件之間存在大間隔的電路。一個(gè)例子就是用來(lái)控制或形成大型電子顯示器像素的電路。
圖4是一組掩模40的頂視圖，它包括沉積工藝中采用的孔眼掩模10D-10I。掩模組40可以包括任意幾個(gè)聚合物孔眼掩模，其個(gè)數(shù)取決于該沉積工藝制造的電路或電路元件。掩模10D-10I形成一個(gè)“組”，其意義在于，各個(gè)掩?？梢詫?duì)應(yīng)于集成電路內(nèi)一個(gè)特定層或或一特定組的電路元件。每個(gè)孔眼掩模10上所形成的沉積孔眼圖案形成至少一個(gè)電路的一個(gè)層。例如，第一孔眼掩模10D形成有沉積孔眼的第一圖案，它形成一個(gè)電路的至少第一沉積層部分，而第二孔眼掩模10E有沉積孔眼的第二圖案，它形成該電路的至少第二沉積層部分部分。該掩模組40可以用來(lái)制造品種繁多的集成電路，如包括n-溝道和p-溝道薄膜晶體管(TFT)的集成電路，如互補(bǔ)TFT元件。此外，也可以采用有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料來(lái)形成本發(fā)明的集成電路。對(duì)于某些電路，可使用有機(jī)與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體。
在有些場(chǎng)合中，第一與第二孔眼掩模10D與10E可以形成一個(gè)電路的不同層，在其它一些場(chǎng)合中，第一與第二孔眼掩模10D與10E可以形成同一電路層的不同部分。在有些情況下，可以使用接合技術(shù)，此時(shí)是第一與第二孔眼掩模10D與10E確定了同一電路層的不同部分。換言之，在不同的部分沉積工序中可以采用兩個(gè)或多個(gè)掩模形成一個(gè)單一的電路特征，該電路層可以包括一個(gè)或以上中間連接。采用接合技術(shù)例如可以用來(lái)避免相對(duì)較長(zhǎng)的沉積孔眼、閉合的曲線或可能會(huì)引起孔眼掩模的一部分受到不良支撐或根本沒(méi)有支撐的圖案。在第一步沉積中，一個(gè)掩模形成特片的一部分，而在第二步沉積中，另一個(gè)掩模形成該特征的其余部分。
掩模組40中各個(gè)孔眼掩模10可以是聚合物。在這種情況下，可以使用激光切屑技術(shù)來(lái)形成寬度小于約1000微米，小于約50微米，小于約20微米，小于約10微米，乃至小于5微米的一個(gè)或多個(gè)沉積孔眼。此外，各孔眼掩模中至少有兩個(gè)沉積孔眼由小于約1000微米，小于約50微米，小于約20微米或小于約10微米的間隔分隔?？籽垡约斑@些尺寸的孔眼之間的間隔可減小電路大小，在一些情況下可提高電路性能。而且，掩模組40中孔眼掩模10D-10I的沉積孔眼的圖案尺寸可以在上述范圍內(nèi)，用以制造具有大尺寸的電路。
聚合物孔眼掩?？蛇m合用于要沉積的種種材料。例如，通過(guò)聚合物孔眼掩模可以沉積有機(jī)或無(wú)機(jī)材料。在一個(gè)例子中，可以沉積無(wú)定形硅。沉積無(wú)定形硅通常需要高于約200℃的高溫。本文所述一些聚合物孔眼掩模的實(shí)施方式能耐受這種高溫，因此可以通過(guò)所述聚合掩模沉積無(wú)定形硅，由此形成集成電路或者集成電路元件。
圖5是在沉積工藝中可以使用孔眼掩模的本發(fā)明沉積站的簡(jiǎn)化方框圖。具體是沉積站50可以構(gòu)建成進(jìn)行蒸氣沉積工藝，在該工藝中，材料被蒸發(fā)，通過(guò)孔眼掩模沉積在沉積基材上。被沉積的材料可以是用來(lái)形成集成電路內(nèi)各種元件的半導(dǎo)體材料如有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)材料、介電材料或?qū)щ姴牧?。也可以使用其它材料?？梢詫⑷犴g的孔眼掩模10J置于貼近沉積基材52的位置。在一個(gè)例子中，孔眼掩模10J足夠柔韌，其本身可以卷曲。在另一個(gè)例子中，孔眼掩模10J足夠柔韌，可以以小于約1厘米的曲率半徑卷曲，而不會(huì)損傷，也不會(huì)形成永久彎曲。根據(jù)所要形成的電路，沉積基材52可以是任意種類的材料。例如，沉積基材52可以是柔韌的材料，如柔韌的聚合物。此外，若所需電路是形成電子顯示器的晶體管電路，沉積基材52是電子顯示器的底板。也可以使用任何沉積基材52，如玻璃基材、硅基材、剛性塑料基材、柔韌的塑料基材、涂布了絕緣層的金屬箔等。
沉積站50通常是個(gè)空室。當(dāng)孔眼掩模10J緊貼沉積基材52之后，材料56被沉積單元54蒸發(fā)。例如，沉積單元54可以包括一個(gè)裝有材料的舟，它受熱將材料蒸發(fā)。被蒸發(fā)的材料56通過(guò)沉積孔眼沉積在沉積基材52上，在基材52上沉積出電路層的至少一部分。沉積以后，材料56形成由孔眼掩模10J確定的圖案。如上所述，柔韌的孔眼掩模10J可以包括沉積孔眼與足夠窄的間隔，以便于采用沉積工藝制造小的電路元件。此外如上所述，柔韌的開(kāi)孔掩模10J中沉積孔眼的圖案可以具有大的尺寸。其它合適的沉積技術(shù)包括電子束蒸鍍，各種形式的濺射以及脈沖激光沉積。
但是，當(dāng)柔韌的孔眼掩模10J足夠大，例如包括大尺寸的圖案時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下垂的問(wèn)題。尤其是當(dāng)柔韌的孔眼掩模10J緊貼置于沉積基材52上時(shí)，柔韌的孔眼掩模10J由于在柔韌的孔眼掩模10J上的重力作用而出現(xiàn)下垂。如圖5所示，當(dāng)孔眼掩模10J放在于沉積基材下面時(shí)，這種問(wèn)題最明顯。而且，當(dāng)柔韌的孔眼掩模10J越來(lái)越大時(shí)，下垂的問(wèn)題更顯嚴(yán)重。圖5顯示了在柔韌的孔眼掩模10J因重力作用而產(chǎn)生的下垂問(wèn)題。
本發(fā)明可以使用各種技術(shù)中的一種，來(lái)解決或控制在沉積工藝過(guò)程中孔眼掩模中出現(xiàn)的下垂問(wèn)題。例如，圖6是具有第一面61的柔韌孔眼掩模10K的截面?zhèn)纫晥D，它可以可分離地粘著在沉積基材的表面上，在沉積工藝過(guò)程中在孔眼掩模和沉積基材之間形成緊密接觸。以這種方式控制或避免下垂。具體是，可重新放置的柔韌孔眼掩模10K的第一面61上可以有壓敏粘合劑。在這種情況下，第一面61通過(guò)壓敏粘合劑以可分離的方式粘著到沉積基材上，然后在沉積工藝之后除去。
圖7是使用圖6所示柔韌孔眼掩模10K的沉積系統(tǒng)70。如圖7所示，由于柔韌孔眼掩模10K的第一面61粘著到沉積基材52上，可以克服所述下垂問(wèn)題。然后通過(guò)沉積單元54將材料56蒸發(fā)，并按照柔韌孔眼掩模10K所形成圖案沉積到沉積基材52上。在有些情況下，柔韌的孔眼掩模10K可以除去，然后重新放置，相對(duì)沉積工藝用的沉積基材52正確地重新放置柔韌孔眼掩模10K。
另一個(gè)控制下垂的方式就是使用磁力。例如，再次參見(jiàn)圖1a，孔眼掩模10A可以包含聚合物和磁性材料。所述磁性材料可以涂布或?qū)訅旱骄酆衔锷?，或者可以浸漬進(jìn)入聚合物中。例如，磁性顆粒可以分散在用來(lái)形成孔眼掩模10A的聚合物材料中。當(dāng)使用磁力時(shí)，可以在沉積工作站內(nèi)施加磁場(chǎng)，吸引或排斥所述磁性材料，用來(lái)控制孔眼掩模10A中的下垂。
例如，如圖8所示，沉積工作站80可以包括磁性結(jié)構(gòu)82?？籽垩谀?0L可以包含磁性材料。磁性結(jié)構(gòu)82可以吸引孔眼掩模10L，從而降低、消除或者以其它方式控制孔眼掩模10L中的下垂?；蛘?，可以放置磁性結(jié)構(gòu)82，使得通過(guò)排斥孔眼掩模10L中的磁性材料來(lái)控制下垂。在這種情況下，磁性結(jié)構(gòu)82放置在孔眼掩模10L其與沉積其材52相背的一面上。例如，可以使用永磁體或電磁體陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)磁性結(jié)構(gòu)82。
另一種控制下垂的方式是使用靜電。在這種情況下，所述孔眼掩?？梢允庆o電涂布或處理的聚合物。雖然使用靜電涂料來(lái)控制下垂時(shí)不一定需要磁性結(jié)構(gòu)82(圖8)，但是在使用靜電的有些情況下磁性結(jié)構(gòu)仍是有幫助的。將電荷施加到孔眼掩模、沉積基材或兩者之上，以促進(jìn)下垂減小的方式產(chǎn)生靜電吸引。
另一種控制下垂的方式是拉伸所述孔眼掩模。在這種情況下，以足以降低、消除或其他方式控制下垂的方式，用一個(gè)拉伸裝置來(lái)拉伸孔眼掩模。當(dāng)緊緊地拉伸所述掩模使其繃緊時(shí)，降低了下垂現(xiàn)象。在這種情況下，要求所述孔眼掩模具有合適的彈性系數(shù)。
此外，也可以使用拉伸聚合物孔眼掩模的概念來(lái)正確排列用來(lái)沉積工藝的孔眼掩模。圖9是用于來(lái)對(duì)本發(fā)明孔眼掩模進(jìn)行拉伸的示例性拉伸裝置。拉伸裝置90包括相對(duì)較大的沉積孔洞92?？籽垩谀？梢愿采w沉積孔洞92，沉積基材緊貼所述孔眼掩模。為了便于拉伸排列，所述孔眼掩模應(yīng)可以進(jìn)行彈性拉伸，而不會(huì)損壞。因此，沿一個(gè)或多個(gè)方向的拉伸量可以大于約0.1％，大于約0.5％，乃至大于1％。材料可以蒸發(fā)經(jīng)過(guò)沉積孔洞92，并按照孔眼掩模形成的圖案沉積到所述沉積基材上。
拉伸裝置90可以包括多個(gè)拉伸機(jī)構(gòu)95A、95B、95C和95D。如圖9b所示，各拉伸機(jī)構(gòu)95可以透過(guò)拉伸機(jī)構(gòu)孔99突出。在一個(gè)具體例子中，各拉伸機(jī)構(gòu)95包括夾子上部分96和夾子下部分97，它們一起夾在孔眼掩模上。然后，當(dāng)它們夾住孔眼掩模時(shí)，通過(guò)使這些拉伸機(jī)構(gòu)95移動(dòng)離開(kāi)來(lái)拉伸孔眼掩模。這些拉伸機(jī)構(gòu)95可以沿一個(gè)或多個(gè)軸移動(dòng)。所示的拉伸機(jī)構(gòu)95是從拉伸裝置90頂部突出，但是也可以從拉伸裝置底部突出。尤其是當(dāng)拉伸裝置90用來(lái)控制孔眼掩模中的下垂時(shí)，所述拉伸機(jī)構(gòu)通常從拉伸裝置90的底部突出。也可以使用拉伸孔眼掩模的其他一些方法，來(lái)控制孔眼掩模中的下垂，或者正確排列沉積工藝用的孔眼掩模。通過(guò)拉伸孔眼掩模，可以使熱膨脹引起的不對(duì)準(zhǔn)現(xiàn)象減至最小。
如上所述，可以使用激光燒蝕技術(shù)，通過(guò)例如燒蝕聚合物薄膜來(lái)形成沉積孔眼的圖案，在聚合物孔眼掩模中形成沉積孔眼圖案。在有些情況下，圖案可以形成為分隔約25厘米以上的第一和第二圖案元件成。圖10是可以用于燒蝕出本發(fā)明孔眼掩模的激光燒蝕系統(tǒng)的示意圖。激光燒蝕技術(shù)有好處，這是因?yàn)樗梢垣@得相對(duì)較小的沉積孔眼，并且也可以在一個(gè)孔眼掩模上形成遠(yuǎn)大于常規(guī)圖案的圖案。此外，相比常用于形成金屬或硅孔眼掩模的常規(guī)技術(shù)，激光燒蝕技術(shù)可以以低得多的成本制造孔眼掩模。
如圖10所示，激光燒蝕系統(tǒng)100可以是使用有圖案的燒蝕掩模的投影式激光燒蝕系統(tǒng)，雖然可以使用蔭罩式燒蝕系統(tǒng)或者相掩模燒蝕系統(tǒng)。也可以使用一單個(gè)激光頭頭來(lái)“寫”出所需的孔眼圖案。投影式成像激光燒蝕是在要燒蝕的物件表面上形成很小的部分或很小結(jié)構(gòu)的技術(shù)，所述結(jié)構(gòu)大小的數(shù)量級(jí)為1微米到幾毫米，此時(shí)，光通過(guò)有圖案的燒蝕掩模，將圖案形成在被燒蝕的物件上。材料從接受光的區(qū)域中的燒蝕基材上除去。雖然使用紫外光(UV)來(lái)說(shuō)明所述系統(tǒng)，但是照射的激光可以是任何種類的光，如紅外線或可見(jiàn)光。而且，本發(fā)明可以使用不是激光的光源。
激光器101可以是發(fā)射約248nm短波長(zhǎng)光束的KrF受激準(zhǔn)分子激光器。但是可以使用任何種類的受激準(zhǔn)分子激光器，如F2、ArF、KrCl或XeCl類受激準(zhǔn)分子激光器。受激準(zhǔn)分子激光器尤其可用于形成小的沉積孔眼，這是因?yàn)槭芗?zhǔn)分子激光器可以解析出更小的部分，產(chǎn)生的間接損傷比CO2激光器少，CO2激光器發(fā)射波長(zhǎng)約為10600nm的光束。而且，受激準(zhǔn)分子激光器可以用于大多數(shù)的聚合物，它們對(duì)加工金屬所用的激光如摻雜釹的釔鋁石榴石(NdYAG)激光來(lái)說(shuō)是透明的。受激準(zhǔn)分子激光器也是有利的，因?yàn)?，大多?shù)材料如聚合物對(duì)于UV波長(zhǎng)具有很高的吸光度，因此，更多的能量集中在較淺的深度內(nèi)，因此受激準(zhǔn)分子激光器能提供更清晰的切割效果。受激準(zhǔn)分子激光是脈沖激光，脈沖范圍為5-300納秒。激光器101也可以是三重或四重NdYAG激光器，或者是脈沖在毫微微秒范圍內(nèi)的任何激光器。
燒蝕掩模103可以是具有使用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體光刻掩模技術(shù)制造的圖案102的的掩模。所述燒蝕掩模103中有圖案的部分對(duì)UV光是不透明的，而燒蝕掩模的支撐基材對(duì)UV光是透明的。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述有圖案的部分包含鋁，而所述燒蝕掩模103的支撐基材是熔凝二氧化硅(SiO2)。熔凝二氧化硅是一種有用的支撐材料，這是因?yàn)樗巧贁?shù)幾種對(duì)中紫外和遠(yuǎn)紫外波長(zhǎng)而言是透明材料中的一種。氟化鈣也可以用作支撐基材，代替SiO2。由于鋁能反射中紫外光，因此鋁可以用作形成圖案的材料。有圖案的介電堆疊是鋁的一種替換物。
成像透鏡104可以是單個(gè)透鏡或者由若干個(gè)透鏡和其它光學(xué)組件組成的完整光學(xué)系統(tǒng)。成像透鏡104投射燒蝕掩模的圖像，更具體的說(shuō)，將通過(guò)所述燒蝕掩模的光的圖案投射到要燒蝕的物件表面上。所述要燒蝕的物件是聚合物薄膜106，可以包括在聚合物薄膜背面上形成的材料107。一些合適的聚合物薄膜可以包含聚酰亞胺、聚酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或者它們的混合物。
圖11顯示了可以形成要燒蝕的物件105的有用結(jié)構(gòu)。具體地說(shuō)，圖11顯示了要燒蝕的物件105，它包括一個(gè)聚合物薄膜106，它有一種材料107形成在其背面即與系統(tǒng)100(圖10)中激光入射面相背的一面上。材料107為燒蝕工藝提供一個(gè)腐蝕阻擋層，可以避免在聚合物薄膜106下面夾入空氣，并且可以是個(gè)穩(wěn)定載體。例如，材料107可以是金屬如銅。
在完成燒蝕之后，材料107從聚合物薄膜106上腐蝕掉，形成聚合物孔眼掩模。或者在有些實(shí)施方式中，材料107可以剝離除去。物件105的制法可以是在聚合物薄膜上形成銅層，或者在銅層上形成聚合物薄膜。在有些情況下，物件105可以是以預(yù)制的形式直接購(gòu)得。
再次參見(jiàn)圖10，工作臺(tái)109放置并支撐著要燒蝕的物件105。例如，可以將要燒蝕的物件105通過(guò)如真空吸盤108、靜電力、機(jī)械緊固件或重力等方式固定在工作臺(tái)109上。工作臺(tái)109可以沿x、y和z軸移動(dòng)以及沿例如z軸旋轉(zhuǎn)來(lái)定位要燒蝕的物件105。工作臺(tái)109可以一步步移動(dòng)物件105，5nm，通常100nm，其可重復(fù)準(zhǔn)確度約500nm。通過(guò)電腦控制工作臺(tái)109，可使桌子109移動(dòng)程序化，并可以使桌子的移動(dòng)與由激光器101的光發(fā)射同步。所述工作臺(tái)還可以手動(dòng)控制，如使用連接到電腦的操縱桿。
在形成集成電路制造用的孔眼掩模時(shí)，較好要控制燒蝕生成的沉積孔眼的壁的角度，使所述沉積孔眼適合于讓要沉積的材料通過(guò)。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，控制所述燒蝕，得到合適的壁角度。因此，本發(fā)明可以控制燒蝕工藝，以獲得可接受的壁角度。直的壁角度(即0°壁角度)是指沉積孔眼的壁垂直于聚合物薄膜表面。在有些情況下，甚至可以獲得負(fù)的壁角度，此時(shí)，當(dāng)激光燒穿所述聚合物材料時(shí)形成的孔眼的直徑越來(lái)越大。
影響壁角度的因素有很多。因此，可以控制這些因素，以便獲得可接受的或者所需的壁角度。例如，可以在基材的激光幅射功率密度的成像系統(tǒng)的數(shù)值孔徑可以控制，以獲得可接受的壁角度?？梢钥刂频钠渌蛩匕す獾拿}沖持續(xù)時(shí)間、被燒蝕的物件或材料的燒蝕閾限。通常，所述孔眼壁角度應(yīng)接近0，使孔眼之間的間距盡可能接近。但是，若在小源極的沉積工藝(例如，電子束蒸鍍)中使用大的孔眼掩模，要求壁角度大于0，以使掩模區(qū)域中的視差最小，這時(shí)沉積流以基本上非垂直的角度撞擊所述沉積基材。
圖12與圖13是本發(fā)明可制造的薄膜晶體管例子的截面圖。本發(fā)明可以制造薄膜晶體管130和140，而無(wú)需采用腐蝕或光刻，取而代之的是僅僅采用這里所述的孔眼掩模沉積技術(shù)來(lái)制造薄膜晶體管130和140。另外，可以一層或多層底層用腐蝕或光刻法形成圖案，而至少兩層最頂層是采用這里所述的孔眼掩模沉積技術(shù)形成。重要的是，所述沉積技術(shù)可獲得薄膜晶體管足夠小的電路特征部分。此外，如果采用有機(jī)半導(dǎo)體，則本發(fā)明便于制造薄膜晶體管，其中有機(jī)半導(dǎo)體不作為電路的最頂層。而是在此不采用濕法工藝情況下，可以在該有機(jī)半導(dǎo)體材料層上面形成電極圖案。在有機(jī)半導(dǎo)體材料上形成的所述電極圖案使所述薄膜晶體管具有很高的器件性能。可以充分利用孔眼掩模10的這種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能獲得令人接受的電路元件尺寸。
薄膜晶體管通常具有各種不同電路，如包括RFID電路、電子儲(chǔ)存器與其它低成本電路。此外，薄膜晶體管可以用作液晶顯示器像素或其它平板式顯示器像素(包括有機(jī)發(fā)光二極管)的控制元件。薄膜晶體管還有許多其它應(yīng)用。
如圖12所示，薄膜晶體管130形成在沉積基材131上。薄膜晶體管130是所有各層均可采用孔眼掩模沉積形成，其中沒(méi)有一層是采用腐蝕或光刻形成的一種晶體管。這里所述孔眼掩模沉積技術(shù)可以制造薄膜晶體管130，其中電極135和136之間距離小于約1000μm，小于約50μm，小于約20μm，乃至小于10μm，同時(shí)還可不使用常規(guī)的腐蝕或光刻工藝。
具體是，薄膜晶體管130包括沉積基材131上形成的第一沉積導(dǎo)電層132。在第一導(dǎo)電層132上則形成沉積的介電層133。在沉積的介電層133上又形成構(gòu)成源電極135和漏電極136的第二沉積導(dǎo)電層44。在第二沉積導(dǎo)電層134上還形成沉積的活性層47，如沉積的半導(dǎo)體層，或沉積的有機(jī)半導(dǎo)體層。
采用例如掩模組40的沉積技術(shù)是制造薄膜晶體管40的示例方法。在該方法中，薄膜晶體管130的各層可以由形成掩模組40的沉積孔眼掩模10D-10I中一個(gè)或多個(gè)沉積孔眼來(lái)形成。另外如上所述，采用多個(gè)孔眼掩模與接合技術(shù)可以制造一層或多層薄膜晶體管。
通過(guò)形成掩模10中足夠小的沉積孔眼，可以制得寬度小于約1000μm，小于約50μm，小于約20μm，小于約10μm，乃至小于5μm的薄膜晶體管130一個(gè)或多個(gè)特重。而且，通過(guò)形成孔眼掩模中足夠小的間隔，可以制成小于約1000μm，小于約50μm，小于約20μm，乃至小于10μm的其他特征部分如源電極135與漏電極136之間的距離。在此情況下，單個(gè)掩模可用來(lái)沉積第二導(dǎo)電層134，所述兩個(gè)電極135，136由足夠小的間隔隔開(kāi)的沉積孔眼所形成。以這種方式，薄膜晶體管130的尺寸可以減小，能制造出更小，密度更高的電路，同時(shí)還能保持薄膜晶體管130的性能。此外，可以使用如圖2和圖3所示的，具有兩個(gè)間距很大的沉積孔眼的孔眼掩模，可以制成包括兩個(gè)或多個(gè)晶體管的電路。
圖13顯示了薄膜晶體管140的另一實(shí)施方式。具體的是，薄膜晶體管140包括形成于沉積基材141上的第一沉積導(dǎo)電層142。在第一導(dǎo)電層142上則形成沉積的介電層143。在沉積的介電層143上又形成沉積的活性層144，如沉積的半導(dǎo)體層，或沉積的有機(jī)半導(dǎo)體層。在沉積的活性層144上還形成第二沉積導(dǎo)電層145，它構(gòu)成了源電極146和漏電極147。
還有，通過(guò)在掩模10中形成足夠小的沉積孔眼14，薄膜晶體管140的一個(gè)或多個(gè)特征部分所具有的寬度可在本文所述的數(shù)量級(jí)范圍。而且，通過(guò)在孔眼掩模中形成足夠小的間隔，源電極146和漏電極147之間的距離可在本文所述間隔的數(shù)量級(jí)范圍。在此情況下，可以采用單個(gè)掩模沉積第二導(dǎo)電層145，兩個(gè)電極由間隔非常小的沉積孔眼形成。以這種方式，薄膜晶體管140的尺寸可以減小，同時(shí)提高薄膜晶體管140的性能。
例如，由于有機(jī)半導(dǎo)體通常不能進(jìn)行腐蝕或光刻圖案形成，而水不會(huì)損傷或使有機(jī)半導(dǎo)體材料性能變差，因此，使用有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜晶體管可以呈圖12所示的形式。例如，當(dāng)暴露在加工溶劑中時(shí)，在有機(jī)半導(dǎo)體層上會(huì)出現(xiàn)形態(tài)變化。因此，通常使用將有機(jī)半導(dǎo)體沉積作為表層的制造技術(shù)。
采用孔眼掩模沉積技術(shù)形成薄膜式晶體管的至少兩個(gè)表層，本發(fā)明容易制得圖13所示的構(gòu)型，即使活性層144為有機(jī)半導(dǎo)體層。圖13所示構(gòu)型可以通過(guò)在表面相對(duì)平坦的介電層143上沉積有機(jī)半導(dǎo)體層上(而不是如圖12所示在非連續(xù)的第二導(dǎo)電層44上沉積)，這樣就改進(jìn)了有機(jī)半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)。例如，若有機(jī)半導(dǎo)體沉積在非平坦表面上，則這種生長(zhǎng)受到抑制。因此，為了避免有機(jī)半導(dǎo)體的生長(zhǎng)受到抑制，圖13所示的構(gòu)型較為合適。在有些實(shí)施方式中，可以如前所述沉積所有各層。而且，由于在有機(jī)半導(dǎo)體上沉積合適的源電極和漏電極提供了低電阻界面，圖13所示構(gòu)型是有利的。此外，也可以形成相隔較遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)晶體管的電路，例如，使用圖2和3所示的掩模。
本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以使用孔眼掩模來(lái)沉積出有圖案的活性層，從而提高器件性能，尤其當(dāng)活性層包含有機(jī)半導(dǎo)體時(shí)，此時(shí)常規(guī)的圖案形成工藝并不合適。通常，半導(dǎo)體可以是無(wú)定形(例如，無(wú)定形硅)或多晶的(例如，并五苯)。
用來(lái)形成電路或電路元件的一個(gè)具體技術(shù)包括定位孔眼掩模。例如，可將掩模放置緊貼沉積基材。在有些情況下，可使掩模緊密接觸沉積基材，在其他情況下，較好在沉積基材和孔眼掩模之間保持一個(gè)小間隔。然后，可以拉伸所述孔眼掩模。拉伸所述孔眼掩模有一個(gè)或多個(gè)不同的目的。例如，拉伸孔眼掩模可以減少掩模的下垂。此外，拉伸孔眼掩?？梢詫?duì)準(zhǔn)沉積工藝用的掩模。在拉伸了孔眼掩模之后，材料可以通過(guò)孔眼掩模沉積到沉積基材上，在沉積基材上形成一個(gè)材料層。所述層可以是集成電路中的一個(gè)層，例如，薄膜晶體管、二極管或者射頻識(shí)別電路中的一個(gè)層。所述二極管可以是發(fā)光二極管，包括有機(jī)發(fā)光二極管。
形成電路或電路元件的另一技術(shù)包括將孔眼掩模定位，并控制所述孔眼掩模的下垂。所述孔眼掩?？梢再N近沉積基材。而且在有些情況下，所述掩?？删o密接觸所述沉積基材，在其它情況下，較好在沉積基材和孔眼掩模之間保持一個(gè)小間隔?？梢砸栽S多方式進(jìn)行下垂控制，包括磁力、靜電、拉伸技術(shù)或者使用例如壓敏粘合劑將掩模粘著到沉積基材上。
在形成孔眼掩模的一個(gè)技術(shù)中，在聚合物薄膜的第一面上形成材料層?；蛘?，在材料上形成該聚合物薄膜。所述材料包括金屬，如銅。一旦形成之后，可在聚合物薄膜的與所述材料層相背的一面進(jìn)行燒蝕，然后除去所述材料層。例如，當(dāng)所述材料層是金屬時(shí)，可以通過(guò)腐蝕或剝離來(lái)除去。以這種方式可以制造聚合物孔眼掩模。
也可以使用可重新定位的聚合物孔眼掩模作為刻蝕工藝中的圖案，所述工藝包括蝕刻薄膜晶體管中至少一層的工藝。然后，在另一蝕刻工藝中可以再次使用該相同的可重新定位的聚合物孔眼掩模作為圖案。這種技術(shù)可以簡(jiǎn)化大規(guī)模重復(fù)的蝕刻工藝，并且也可以降低進(jìn)行多次相同蝕刻工藝所需的成本。
在另一技術(shù)中，若孔眼掩模是柔韌的，它就可以在不平坦的沉積基材上制造集成電路。柔韌且可重新定位的孔眼掩?？梢苑胖迷诓黄教沟某练e基材上。然后，可以在此不平坦的沉積基材上形成集成電路中的一層或?qū)拥囊徊糠?。所述集成電路的層可以是薄膜晶體管的至少一部分。當(dāng)沉積工藝要求孔眼掩模和沉積基材之間緊密接觸時(shí)，此處所述的柔韌孔眼掩模尤其有用。在這種情況下，柔韌的聚合物孔眼掩模可以適合不平坦基材的表面，形成緊密的接觸。
在形成孔眼掩模的另一技術(shù)中，在聚合物薄膜中燒蝕出圖案，形成自撐式孔眼掩模。在這種情況下，可以控制燒蝕以形成可接受的孔眼壁的角度。例如，前面已列出了許多會(huì)影響壁角度的因素，如激光的功率密度，成像系統(tǒng)的數(shù)值孔經(jīng)、激光的脈沖持續(xù)時(shí)間以及要燒蝕的物件或材料的燒蝕閾限?？梢钥刂七@種因素中的一個(gè)或多個(gè)，以確保獲得可接受的壁角度。
圖14是一個(gè)本發(fā)明拉伸孔眼掩模的頂視圖?？籽垩谀?50包括上述形成的具有圖案151的掩模基材。如圖中所示，孔眼掩模150可以包含掩?；牡难由觳糠?52A-152D，它們可以用來(lái)拉伸孔眼掩模150，并提高拉伸圖案151的均勻性，而不會(huì)變形。各延伸部分152上可以包括一系列減小變形的特征部分，如狹縫(對(duì)減小變形的特征部分注了數(shù)字154)，它們可以位于圖案151的邊緣附近。由于所述減小變形的特征部分154在拉伸過(guò)程中減小了圖案151的變形，所以有利于更加精確地拉伸孔眼掩模150。減小變形的特征部分的各種形式包括掩?；闹械莫M縫、掩?；闹械目籽?、掩?；闹械拇┛?、掩模基材中厚度減小的區(qū)域等。
夾子156A-156D可以安裝到孔眼掩模150的延伸部分152上。各夾子156可以連接到一條或多條金屬絲、帶等上。在圖14中，各夾子156包括兩條帶子，由此在拉伸過(guò)程中提供總共八個(gè)自由度。所述帶子可以附到安裝在對(duì)準(zhǔn)背結(jié)構(gòu)上的測(cè)微上。帶子中的張力可以進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)孔眼掩模150的位置，并提供所需的拉伸量。這樣，掩模150就可以對(duì)準(zhǔn)沉積基材160。
實(shí)施例1在此實(shí)施例中，使用4次真空沉積步驟以及4個(gè)經(jīng)拉伸的聚合物孔眼掩模來(lái)制造有機(jī)集成電路。所述工藝不使用光刻，也不使用濕法。
以相同技術(shù)制得所有四個(gè)聚合物孔眼掩模，所述技術(shù)包括激光燒蝕厚度為25微米的聚酰亞胺片，它具有約為18微米厚的銅背襯。在激光燒蝕之后，在酸性腐蝕劑(10HNO31HCl)中除去銅背襯，然后淌洗和清潔所述掩模。在各個(gè)掩模中，形成了圖案的區(qū)域約為4.5cm×4.5cm。
在4個(gè)層上使用孔眼掩模形成了圖案，這4個(gè)層包括(1)柵極金屬、(2)絕緣體(電介體)、(3)半導(dǎo)體、(4)源電極/漏電極金屬。通過(guò)接合門極和源電極/漏電極層中的線跡，在各電路組件之間形成互連。在這一實(shí)施例中，所述集成電路的最小線寬為15微米。
如圖14所示，將各掩模安裝到4個(gè)夾子之間。使用8個(gè)綁在夾子156末端的帶子進(jìn)行拉伸和對(duì)準(zhǔn)。將各帶子連接到安裝在對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)上的測(cè)微計(jì)。各夾子使在掩模一面上施加的張力均勻。通過(guò)使用至少5個(gè)(在這種情況下為8個(gè))自由度，利用所述掩模的彈性，在整個(gè)圖案形成的區(qū)域上獲得優(yōu)良的對(duì)準(zhǔn)。
為了降低掩模的變形，在有圖案區(qū)域和夾子之間的每一側(cè)對(duì)掩模進(jìn)行切割，形成成狹縫狀的減小變形特征部分154。所述狹縫平行于相鄰?qiáng)A子156所施加的張力方向延伸，在這一實(shí)施例中，各自相距約2.5mm，當(dāng)然本發(fā)明并未限制于此。位于圖案區(qū)域附近的狹縫可以使掩模的圖案區(qū)域沿垂直于狹縫的方向拉伸，幾乎受不到夾子156產(chǎn)生的限制力。換句話說(shuō)，所述圖案區(qū)域沿所有方向均勻拉伸。
在這一實(shí)施例中，將50mm×75mm×0.7mm浮法玻璃生產(chǎn)的沉積基材在盡可能小向下作用力作用下和第一掩模接觸，以使粘著和摩擦最小。沿兩個(gè)方向拉伸所述第一掩模約0.5％。將掩模、拉伸機(jī)構(gòu)和基材置于一真空系統(tǒng)中，然后通過(guò)離子束濺射來(lái)沉積第一層(50nm的Pd)。也可以使用電子束蒸鍍。
將所述組合件拆開(kāi)，并用第二掩模取代第一掩模。將所述第二掩模拉伸并對(duì)準(zhǔn)基材上第一層的特征部分。將所述組合件置于真空系統(tǒng)中，然后通過(guò)電子束蒸鍍沉積第二層(200nm的Al2O3)。也可以使用濺射。
再次拆開(kāi)所述組合件，并用第三掩模代替第二掩模。拉伸所述第三掩模，并對(duì)準(zhǔn)基材上第一層的特征部分。將所述組合件置于真空系統(tǒng)中，然后通過(guò)熱蒸鍍來(lái)沉積第三層(50nm的并五苯)。
再次拆開(kāi)所述組合件，用第四掩模取代第三掩模。拉伸所述第四掩模，并對(duì)準(zhǔn)基材上第一層的特征部分。將所述組合件置于真空系統(tǒng)中，然后通過(guò)熱蒸鍍來(lái)沉積第四層(150nm的Au)。也可以使用電子束蒸鍍或?yàn)R射。
最后，從真空系統(tǒng)中取出所述組合件，從其中取出基材。這時(shí)，測(cè)試所得集成電路，結(jié)果表明有功能正常。
實(shí)施例2使用拉伸的聚合物掩模也可以制造電子顯示器，它由紅、綠和藍(lán)有機(jī)發(fā)光二極管亞像素組成。在所述基材上提供用于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)亞像素的驅(qū)動(dòng)電路，此驅(qū)動(dòng)電路可以是有源或者無(wú)源矩陣電路，兩者在本技術(shù)領(lǐng)域均已知。驅(qū)動(dòng)電路可包括用于OLED亞像素的電極(例如，氧化銦錫陽(yáng)極)。基材上也可包括例如高0.1-10微米的光致抗蝕劑制成的隔離子，它們能使孔眼掩模與基材表面有一定距離，以免移動(dòng)掩模時(shí)損傷基材上的材料。
在這一實(shí)施例中，所述掩模圖案是一系列呈矩形陣列的矩形孔眼，由激光燒蝕形成。所述孔眼例如為100微米見(jiàn)方的正字形，中心到中心的距離為250微米。通過(guò)旋涂，在所有電極上也可以先沉積緩沖層(如聚噻吩，例如來(lái)自Bayer的Baytron P)。或者，緩沖層可以真空沉積。接著，在緩沖層上真空蒸鍍空穴遷移層，如40nm的NPD(N，N′-二(萘-1基)-N，N′-二苯基聯(lián)苯胺)。
接著，如以上實(shí)施例所述，拉伸所述孔眼掩模，并對(duì)準(zhǔn)用于紅色亞像素的電極。然后，通過(guò)孔眼掩模沉積紅色電致發(fā)光層。所述層可以是例如10nm厚的在CBP(4，4′-二(咔唑-9-基)聯(lián)苯)中10重量％PtOEP(八乙基卟啉鈦)的混合物，通過(guò)同時(shí)從兩個(gè)源蒸鍍PtOEP和CBP形成。
然后，可以仍舊留在真空中，移動(dòng)所述孔眼掩模，使其和綠色亞像素用的電極對(duì)準(zhǔn)。然后，通過(guò)孔眼掩模真空沉積綠色電致發(fā)光層。該層可以是例如10nm厚在CBP中的10重量％Ir(ppy)3(三(2-苯基吡啶)銥)的混合物。然后可以仍舊留在真空中，移動(dòng)所述孔眼掩模，使其和藍(lán)色亞像素用的電極對(duì)準(zhǔn)。然后，通過(guò)孔眼掩模真空沉積藍(lán)色電致發(fā)光層。所述層可以是例如10nm厚的CBP。也或可使用藍(lán)色摻雜劑，如二萘嵌苯(在CBP中，10重量％)。
接著，可以仍舊留在真空中，除去掩模。然后真空沉積上電子遷移層。該層例如是50nm厚的Balq((1，1′-二苯基-4-羥連(olato))二(2-甲基-8-喹啉羥連)鋁)。最后，當(dāng)為有源矩陣電路顯示器時(shí)，在所有亞像素上沉積陰極。所述陰極可以是例如0.5nm厚的LiF，再沉積200nm厚的Al。當(dāng)為無(wú)源矩陣電路顯示器時(shí)，所述陰極必須形成排列成行的圖案，通常是使用另一蔭罩來(lái)進(jìn)行。
本發(fā)明敘述了一些實(shí)施方式。例如，敘述了數(shù)個(gè)不同結(jié)構(gòu)件與不同孔眼掩模的沉積技術(shù)。這些孔眼掩模沉積技術(shù)可用來(lái)制造各種不同電路，僅采用沉積工藝，而避免采用化學(xué)腐蝕工藝或光刻工藝，本技術(shù)特別適合用到有機(jī)半導(dǎo)體材料的情況。然而，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的條件下，本發(fā)明的各種修改和變化是顯而易見(jiàn)的。比如，雖然利用熱沉積工藝具體地?cái)⑹隽丝籽垩谀５某练e技術(shù)，但該技術(shù)和孔眼掩?？衫闷渌练e工藝，包括濺射、電子束蒸發(fā)工藝、其它熱蒸發(fā)工藝等技術(shù)。因此這類其它實(shí)施方式都屬于下述權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括將孔眼掩模定位，使其接近沉積基材；拉伸所述孔眼掩模，使其和沉積基材對(duì)準(zhǔn)；通過(guò)拉伸的孔眼掩模讓材料沉積，在沉積基材上形成材料層。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，拉伸所述孔眼掩模包括在拉伸孔眼掩模，使其和沉積基材上的一個(gè)或多個(gè)特征部分對(duì)準(zhǔn)。
3.權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括將所述孔眼掩模放置在沉積基材下面，拉伸所述孔眼掩模降低了孔眼掩模中的下垂。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔眼掩模是聚合物孔眼掩模。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，沉積基材上的層包括集成電路中的層。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，集成電路中的層包括有機(jī)發(fā)光二極管中的層。
7.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，集成電路中的層包括射頻識(shí)別電路中的層。
8.一種聚合物孔眼掩模，所述聚合物孔眼掩模包含聚合物；磁性材料。
9.權(quán)利要求8所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，所述磁性材料浸漬進(jìn)入聚合物中。
10.權(quán)利要求8所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，所述磁性材料涂布到聚合物上。
11.權(quán)利要求8所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，所述磁性材料層壓到聚合物上。
12.權(quán)利要求8所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，聚合物孔眼掩模中形成了沉積孔眼的圖案，所述圖案的尺寸大于約1厘米，至少一個(gè)沉積孔眼的寬度小于約1000微米。
13.權(quán)利要求8所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，在沉積工藝過(guò)程中，所述磁性材料和一個(gè)磁性結(jié)構(gòu)裝置通過(guò)磁力相互作用，控制聚合物孔眼掩模中的下垂。
14.一種沉積系統(tǒng)，包括聚合物孔眼掩模，它包含聚合物和磁性材料；磁性結(jié)構(gòu)裝置，它和磁性材料發(fā)生磁性相互作用，減少沉積工藝過(guò)程中聚合物孔眼掩模中的下垂。
15.權(quán)利要求14所述的沉積系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性材料浸漬進(jìn)入聚合物中。
16.權(quán)利要求14所述的沉積系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性材料涂布到聚合物上。
17.用于蒸氣沉積工藝的可重新定位的聚合物孔眼掩模，所述聚合物孔眼掩模具有能形成集成電路至少一部分的沉積掩模圖案，其中，集成電路的該部分包括至少一個(gè)薄膜晶體管，所述圖案的尺寸大于約1厘米，至少一個(gè)沉積孔眼的寬度小于約1000微米。
18.權(quán)利要求17所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，至少兩個(gè)沉積孔眼之間的間隔小于約1000微米。
19.權(quán)利要求17所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，所述圖案的尺寸大于約25厘米。
20.權(quán)利要求19所述的聚合物孔眼掩模，其特征在于，所述圖案的尺寸大于約100厘米。
21.一種方法，包括將柔韌的可重新定位的孔眼掩模放置接近于沉積基材；控制所述柔韌的孔眼掩模中的下垂；通過(guò)柔韌的孔眼掩模讓材料沉積，在沉積基材上形成作為集成電路一部分的該材料的層。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述柔韌的孔眼掩模是浸漬有磁性材料的有圖案的聚合物薄膜，控制下垂是施加磁場(chǎng)，吸引或排斥所述磁性材料，從而減小柔韌孔眼掩模中下垂。
23.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，控制下垂是將靜電荷施加到柔韌孔眼掩模上，對(duì)所述帶電荷的柔韌孔眼掩模，靜電吸引或排斥從而減小其下垂。
24.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述柔韌的孔眼掩模的一面上有壓敏粘合劑，控制下垂是使用該壓敏粘合劑將柔韌孔眼掩模粘著到所述沉積基材上。
25.權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，控制下垂是拉伸所述柔韌的孔眼掩模。
26.一種方法，包括對(duì)在其第一面上有一材料層的聚合物薄膜，在其與該材料層相背的面上進(jìn)行燒蝕，從而在聚合物薄膜中形成圖案，所述圖案是透過(guò)聚合物薄膜延伸的許多沉積孔眼；除去所述材料，形成聚合物孔眼掩模。
27.權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，燒蝕所述聚合物薄膜是燒蝕聚酰亞胺薄膜。
28.權(quán)利要求26所述的方法，所述方法還包括購(gòu)買在其第一面上具有材料層的聚合物薄膜。
29.權(quán)利要求26所述的方法，所述方法還包括在所述聚合物薄膜的第一面上形成材料層。
30.權(quán)利要求26所述的方法，所述方法還包括在材料層上形成聚合物薄膜。
31.權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述材料層是金屬層。
32.權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述材料層是銅層。
33.權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，除去所述材料層是從聚合物薄膜上腐蝕掉金屬層。
34.權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，除去所述材料層是從聚合物薄膜上剝離掉金屬層。
35.權(quán)利要求26所述的方法，所述方法還包括形成許多聚合物孔眼掩模，使用所述這些聚合物孔眼掩模，多步沉積形成集成電路。
36.一種方法，所述方法包括通過(guò)燒蝕聚合物薄膜形成圖案，由此形成可重新定位的孔眼掩模；在沉積工藝中使用所述孔眼掩模。
37.權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述圖案是相隔約25厘米以上的第一和第二圖案單元。
38.權(quán)利要求36所述的方法，所述方法還包括在沉積工藝中使用所述孔眼掩模，形成集成電路層，其中，所述層包括第一和第二電路元件。
39.權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述第一和第二電路元件相隔約1厘米以上。
40.權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述第一和第二電路元件相隔約25厘米以上。
41.權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述第一和第二電路元件相隔約500厘米以上。
42.權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述圖案包括至少一個(gè)寬度小于約1000微米的沉積孔眼。
43.一種方法，所述方法包括形成可重新定位的聚合物孔眼掩模；在蝕刻工藝中使用作為圖案的聚合物孔眼掩模，蝕刻薄膜晶體管中的至少一層。
44.權(quán)利要求43所述的方法，所述方法還包括在另一蝕刻工藝中再次使用所述作為圖案的聚合物孔眼掩模。
45.權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，形成所述聚合物孔眼掩模包括激光燒蝕聚合物薄膜，形成透過(guò)所述聚合物薄膜延伸的孔眼的圖案。
46.權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，形成所述聚合物孔眼掩模包括對(duì)在其第一面上有一金屬層的薄膜，在其與該金屬層相背的面上進(jìn)行燒蝕，從而在聚合物薄膜中形成圖案；除去所述金屬層，形成聚合物孔眼掩模。
47.一種方法，所述方法包括將所述可重新定位的聚合物孔眼掩模放置在不平坦的沉積基材上；通過(guò)聚合物孔眼掩模將材料沉積到所述不平坦的沉積基材上，在所述不平坦的沉積基材上形成集成電路的至少一層，所述集成電路層包括薄膜晶體管的至少一部分。
48.權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述不平坦的沉積基材具有彎曲表面。
49.權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，放置所述聚合物孔眼掩模包括將所述聚合物孔眼掩模放置，使得所述掩模和不平坦沉積基材的彎曲表面緊密接觸。
50.權(quán)利要求47所述的方法，所述方法還包括形成所述聚合物孔眼掩模。
51.權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，形成所述聚合物孔眼掩模是激光燒蝕聚合物薄膜，形成圖案。
52.權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，形成所述聚合物孔眼掩模包括對(duì)在其第一面上有一金屬層的薄膜，在其與該金屬層相背的面上進(jìn)行燒蝕，從而在聚合物薄膜中形成圖案；除去所述金屬層，形成聚合物孔眼掩模。
53.權(quán)利要求47所述的方法，所述方法還包括在所述不平坦的沉積基材上依序放置許多聚合物孔眼掩模；通過(guò)聚合物孔眼掩模讓材料沉積到所述不平坦的沉積基材上，在所述不平坦的沉積基材上形成集成電路。
54.權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，所述集成電路包括相隔約1厘米以上的一些電路元件。
55.權(quán)利要求54所述的方法，其特征在于，所述集成電路包括相隔約25厘米以上的一些電路元件。
56.權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，集成電路中的至少一層上有寬度小于約1000微米的至少一個(gè)特征部分。
57.權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，集成電路中的至少一層上有寬度小于約50微米的至少一個(gè)特征部分。
58.權(quán)利要求57所述的方法，其特征在于，集成電路中的至少一層上有寬度小于約20微米的至少一個(gè)特征部分。
59.一種可重新定位的聚合物孔眼掩模，它包含能形成集成電路至少一部分的沉積孔眼圖案，所述圖案的尺寸大于1厘米，至少一個(gè)沉積孔眼的寬度小于1000微米，所述集成電路的部分包括薄膜晶體管的至少一部分。
60.權(quán)利要求59所述的可重新定位的聚合物孔眼掩模，其特征在于，所述掩模的厚度約為5-50微米。
61.一種可重新定位的聚合物孔眼掩模，其材料是聚酰亞胺；具有沉積孔眼圖案，所述圖案的尺寸大于1厘米，至少一個(gè)沉積孔眼的寬度小于1000微米。
62.權(quán)利要求61所述的孔眼掩模，其特征在于，至少一個(gè)沉積孔眼的寬度小于約20微米。
63.權(quán)利要求61所述的孔眼掩模，其特征在于，至少兩個(gè)沉積孔眼相隔距離小于約1000微米。
64.權(quán)利要求63所述的孔眼掩模，其特征在于，至少兩個(gè)沉積孔眼相隔距離小于約50微米。
65.一種方法，所述方法包括在聚合物薄膜中燒蝕形成圖案，由此形成可重新定位的聚合物孔眼掩模，所述圖案包括至少一個(gè)沉積孔眼，它對(duì)應(yīng)于集成電路中的一個(gè)元件。
66.權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)沉積孔眼的寬度小于約1000微米。
67.權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，所述圖案包括由小于1000微米的間隔分隔的至少兩個(gè)沉積孔眼。
68.權(quán)利要求65所述的方法，所述方法還包括通過(guò)聚合物孔眼掩模將材料沉積到沉積基材上，形成集成電路的一個(gè)圖案層。
69.權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，燒蝕是激光燒蝕。
70.權(quán)利要求69所述的方法，所述方法還包括控制所述激光燒蝕，形成一個(gè)或多個(gè)壁角度可接受的沉積孔眼。
71.權(quán)利要求65所述的方法，所述方法包括在多個(gè)聚合物薄膜中燒蝕圖案，形成多個(gè)聚合物孔眼掩模；通過(guò)所述多個(gè)聚合物孔眼掩模將多種不同材料沉積到沉積基材上，形成集成電路的多個(gè)層。
72.權(quán)利要求71所述的方法，所述方法包括沉積多種不同材料包括在有機(jī)半導(dǎo)體上沉積，將至少一層沉積到有機(jī)半導(dǎo)體的頂面上。
73.一種方法，所述方法包括通過(guò)可重新定位的聚合物孔眼掩模，將材料沉積到沉積基材上，形成集成電路的一個(gè)圖案層，其中，所述孔眼掩模具有尺寸大于1厘米的有圖案的區(qū)域，所述集成電路的有圖案的層包括薄膜晶體管的至少一部分。
74.權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，形成具有至少一個(gè)寬度小于約1000微米的沉積孔眼的可重新定位的聚合物孔眼掩模。
75.權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，形成具有至少一個(gè)寬度小于約50微米的沉積孔眼的可重新定位的聚合物孔眼掩模。
76.權(quán)利要求73所述的方法，所述方法包括通過(guò)許多可重新定位的聚合物孔眼掩模，將許多材料按順序沉積到沉積基材上，形成集成電路。
77.一種方法，所述方法包括在聚合物薄膜中燒蝕出沉積孔眼圖案，形成可用于集成電路制造用沉積工藝的可重新定位的聚合物孔眼掩模；控制燒蝕，形成一個(gè)或多個(gè)壁角度可接受的沉積孔眼。
78.權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于，燒蝕是激光燒蝕。
79.權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于，所述圖案包括至少一個(gè)寬度小于約1000微米的沉積孔限。
80.權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于，所述圖案包括由小于約1000微米的間隔分隔的至少兩個(gè)沉積孔眼。
81.一種孔眼掩模，所述孔眼掩模包括形成的具有沉積孔眼圖案的掩模基材；所述掩?；闹袦p小變形的特征部分，所述減小變形的特征部分靠近圖案的邊緣。
82.權(quán)利要求81所述的孔眼掩模，其特征在于，所述孔眼掩模包括掩模基材的延伸部分，所述減小變形的特征部分在此延伸部分中。
83.權(quán)利要求81所述的孔眼掩模，其特征在于，所述減小變形的特征部分選自掩?；闹械莫M縫、掩?；闹械目籽ā⒀谀；闹械拇┛?、掩?；闹泻穸葴p小的區(qū)域等。
全文摘要
說(shuō)明了使用孔眼掩模的孔眼掩模沉積技術(shù)。還說(shuō)明了形成孔眼掩模的技術(shù)以及使用孔眼掩模的其它技術(shù)。所述各種技術(shù)尤其可以用來(lái)形成電子顯示器和低成本集成電路如射頻識(shí)別(RFID)電路的電路元件。所述技術(shù)有利于制造結(jié)合了有機(jī)半導(dǎo)體的集成電路，通常這種集成電路并不適于進(jìn)行濕法加工。
文檔編號(hào)C23C14/24GK1633518SQ03804043
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月14日
發(fā)明者P·F·寶德, P·R·弗萊明, M·A·哈斯, T·W·凱利, D·V·莫里斯, S·西斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司