沉积掩模、及制造和使用沉积掩模的方法

文档序号:90767 发布日期:2021-10-08 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 沉积掩模、及制造和使用沉积掩模的方法 (Deposition mask, and methods of making and using deposition masks ) 是由 凯文·莫雷斯 亚历山大·N·勒纳 于 2020-02-20 设计创作,主要内容包括:大体而言,本文描述的示例关于沉积掩模以及制造和使用这种沉积掩模的方法。示例包括用于形成沉积掩模的方法。掩模层沉积在基板上。穿过掩模层图案化掩模开口。基板的中央部分被移除以限定穿过基板的周边部分的基板开口。具有穿过掩模层的掩模开口的掩模层延伸跨越基板开口。(In general, examples described herein pertain to deposition masks and methods of making and using such deposition masks. Examples include methods for forming deposition masks. A mask layer is deposited on the substrate. The mask opening is patterned through the mask layer. A central portion of the substrate is removed to define a substrate opening through a peripheral portion of the substrate. A mask layer having a mask opening through the mask layer extends across the substrate opening.)

沉积掩模、及制造和使用沉积掩模的方法

技术领域

本文描述的示例大体关于半导体处理的领域,且更具体地,关于包括在半导体处理中使用的沉积掩模,包括制造和使用其的方法。

背景技术

掩模(如,硬掩模)可在半导体处理中的多种处理中使用。在蚀刻处理期间通常使用掩模。正在开发用以在基板上选择性地沉积材料的掩模。在这样的情况下,掩模可具有穿过掩模而形成的预定图案的开口,以允许材料在对应于开口的位置处沉积在掩模下方的基板上。然而,当使用掩模用于选择性沉积时,待沉积的材料的图案的尺寸可能带来挑战。考虑到半导体装置的尺寸可能会持续减小,若不解决这些挑战,则挑战可能会加剧。

发明内容

本公开内容的一些示例包括一种用于形成沉积掩模的方法。掩模层沉积在基板上。穿过掩模层图案化掩模开口。移除基板的中央部分以限定穿过基板的周边部分的基板开口。具有穿过掩模层的掩模开口的掩模层延伸跨越基板开口。

本公开内容的一些示例包括一种半导体处理结构,半导体处理结构包括沉积掩模。沉积掩模包括环形基板和在环形基板上的掩模层。环形基板具有穿过环形基板的基板开口。掩模层延伸跨越基板开口。掩模层具有穿过掩模层并在基板开口内对准的掩模开口。

本公开内容的其他示例包括用于半导体处理的方法。装置基板和沉积掩模被固定在基板载体设备中。沉积掩模被固定在装置基板上。沉积掩模包括环形基板和在环形基板上的掩模层。环形基板具有穿过环形基板的开口的基板。掩模层延伸穿过基板开口。掩模层具有穿过掩模层并在基板开口内对准的掩模开口。将其中固定有装置基板和沉积掩模的基板载体设备传送到半导体处理腔室。在半导体处理腔室中,材料通过基板开口和掩模开口沉积在装置基板上。

附图说明

为了可详细地理解本公开内容的上述特征的方式,可通过参考示例来获得上面简要概述的更具体描述,其中一些示例显示在附随的附图中。然而,应注意,附随的附图仅显示了一些示例,且因此不应视为限制本公开内容的范围,因为本公开内容可允许其他等效的示例。

图1至图5是根据一些示例的用于形成沉积掩模的处理流程。

图6至图1图是根据一些示例的用于形成沉积掩模的另一处理流程。

图11至图13、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B、图17A、图17B、图18A和图18B是根据一些示例的用于形成沉积掩模的另一处理流程。

图19和图20分别是根据一些示例的沉积掩模的前侧视图和背侧视图。

图21是根据一些示例的基板载体设备中的沉积掩模。

图22是根据一些示例的用于半导体处理的方法的流程图。

为促进理解,在可能的地方使用了相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。

具体实施方式

大体而言,本文描述的示例关于沉积掩模以及制造和使用这种沉积掩模的方法。本文所述的示例沉积掩模可具有在使用沉积掩模的沉积处理期间有益的特性。

正在开发沉积掩模以用于选择性地沉积材料。作为示例,可针对图像感测器(诸如利用有机光导膜(OPF)的图像感测器)中的不同的相应像素选择性地沉积不同的有机材料。某些像素(如,用于感测红光)可利用第一有机材料,而其他像素(如,用于感测绿或蓝光)可使用不同的第二有机材料。可在选择性沉积处理期间使用沉积掩模,用于在基板上沉积第一有机材料以用于一些像素,而在另一选择性沉积处理期间可使用另一沉积掩模,用于在基板上沉积第二有机材料以用于其他像素。

在沉积期间,已经发现使用具有开口的沉积掩模的挑战,该开口具有较小的宽度(如,用于小的像素尺寸)和相对较大的深度,其中沉积材料通过开口而沉积。在这种情况下,通过其来沉积材料的开口具有大的深宽比,且材料也能够沉积在沉积掩模上。由于大的深宽比,沉积在沉积掩模上的材料可能在开口的角落处导致夹止(pinch-off),这阻止了将要沉积的材料到达作为沉积的目标的基板。

本文描述的一些示例可通过提供相对薄的掩模层来提供具有开口的沉积掩模,该开口具有较低的深宽比。薄掩模层允许穿过掩模层的开口具有减小的深度,并因此具有较低的深宽比。较低的深宽比可减小在开口处发生夹止的风险。因此,将要沉积的材料更有可能到达作为沉积的目标的基板。

本文描述的一些示例可提供包括电阻加热元件的沉积掩模。电阻加热元件可在沉积处理期间使电流流过,这可增加沉积掩模的温度。沉积掩模的升高温度可减少材料在沉积掩模上的沉积。减少的沉积可降低在开口处发生夹止的风险。因此,将要沉积的材料更有可能到达作为沉积的目标的基板。

另外,本文描述的形成沉积掩模的方法可包括使用可在半导体处理中通常使用的处理。因此,可使用普遍存在的工具和半导体处理来形成沉积掩模。

下面描述各种不同的示例。尽管可在处理流程或系统中一起描述不同示例的多个特征,但是可分别或单独地和/或在不同处理流程或不同系统中实现多个特征。另外,将各种处理流程描述为按顺序执行;其他示例可以以不同的顺序和/或通过更多或更少的操作来实现处理流程。

下面提供用于形成沉积掩模的一些示例处理流程。提供了对应于处理流程的附图。本领域中普通技术人员将容易理解,在各种处理期间,形成的沉积掩模和/或用以形成沉积掩模的基板可从基板的前侧面和背侧两者进行处理。在整个处理中,基板的取向在附图中显示为相同的,尽管本领域中普通技术人员将理解,取向可在各种处理之间改变。另外,本领域中普通技术人员将理解,尽管未显示,但是在各种处理期间,可使用载体基板(如,连同类似紫外线(UV)胶的粘着剂)来机械地支撑沉积掩模和/或基板。

图1至图5显示了根据一些示例的用于形成沉积掩模的处理流程。图1显示了在基板100上的层的形成。基板100可为任何基板,诸如半导体(如,硅)基板、玻璃基板、蓝宝石基板、氮化钛基板或任何其他基板。基板100通常具有与其上使用图1至图5的处理流程形成的沉积掩模沉积材料的基板的尺寸相对应的尺寸。例如,基板100可具有直径(若为圆形)等于或大于其上使用沉积掩模在沉积材料的基板的直径(若为圆形)。在一些示例中,基板100是硅晶片。

第一保护层102沉积在基板100上。第一保护层102可提供多种功能。第一保护层102可以是用于沉积后续层的种晶层。第一保护层102可以是用于形成在第一保护层102上的层的扩散阻挡层。第一保护层102还可通过对相邻层和材料提供蚀刻选择性来用作蚀刻停止层。第一保护层102可以是任何合适的材料。第一保护层102可以是或包括金属、绝缘材料或任何其他材料。在一些示例中,第一保护层102可以是或包括铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)或任何其他合适的材料。可通过任何合适的沉积处理(诸如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积处理(CVD)和/或类似者)来沉积第一保护层102。

掩模层104沉积在第一保护层102上。掩模层104可形成有拉应力,这可有助于形成有掩模层104的沉积掩模的结构完整性。掩模层104可以是任何合适的材料。掩模层104可以是或包括能够相对于邻接的材料被选择性地蚀刻的材料。掩模层104可以是材料的单层,或者可以是各种材料的多层。在一些示例中,掩模层104可以是或包括氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)或任何其他合适的材料。掩模层104可以是或包括金属、绝缘材料或任何其他材料。可通过任何合适的沉积处理(诸如PVD、CVD和/或类似者)来沉积掩模层104。

第二保护层106沉积在掩模层104上。第二保护层106可提供多种功能。第二保护层106可以是用于掩模层104的扩散阻挡层。第二保护层106还可通过对掩模层104和上方层提供蚀刻选择性来用作蚀刻停止层。第二保护层106可以是任何合适的材料。第二保护层106可以是或包括金属、绝缘材料或任何其他材料。在一些示例中,第二保护层106可以是或包括铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)或任何其他合适的材料。可通过任何合适的沉积处理(诸如PVD、CVD/或类似者)来沉积第二保护层106。

间隔层108沉积在第二保护层106上。间隔层108可形成为间隔元件,间隔元件可在待形成的沉积掩模和其上使用沉积掩模沉积材料的下方层之间提供足够的间隔。因此,间隔层108可具有对应于目标间隔的厚度。间隔层108可以是任何合适的材料。间隔层108可以是或包括金属、绝缘材料或任何其他材料。在一些示例中,间隔层108可以是或包括氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO)、铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)或任何其他合适的材料。可通过任何合适的沉积处理(诸如PVD、CVD/或类似者)处理来沉积间隔层108。

本文为了便于参考,可将在其上沉积层102、104、106、108的基板100的一侧称为基板100的前侧,并且在朝向前侧的方向上对基板100和层102、104、106、108进行的处理(例如,不穿过基板100)称为前侧处理。因此,图1的处理可称为前侧处理。相反地,可将与基板100的前侧相反的基板100的一侧称为基板100的背侧,并且在朝向背侧的方向上对基板100和层102、104、106、108进行的处理称为背侧处理。类似的约定可用于描述其他处理流程。

图2显示了移除基板100的中央部分以限定穿过基板100的基板开口。可使用合适的光刻和蚀刻处理来移除基板100的中央部分。例如,反应离子蚀刻(RIE)可用以蚀刻基板100。基板100的剩余的外部或周边部分可包围(circumscribe)待形成沉积掩模图案的区域。基板100的剩余的外部或周边部分也可被称为环形基板。如本文所使用的,术语环形不限于圆形封闭形状,且可包括其他封闭形状(诸如(例如)矩形、多边形等)。可通过背侧处理来移除基板100的中央部分。

图3显示了将间隔层108图案化为间隔元件。间隔层108可具有在待形成沉积掩模图案的区域中移除的部分。例如,间隔层108的部分可保留在垂直地对应于(在附图中)基板100的剩余的外部或周边部分的外部部分。此外,在将不会形成用于沉积掩模的掩模开口的宽区域处可保留间隔层108的各个部分。作为示例,若沉积掩模具有用于待在其上沉积材料的每个装置或裸片的图案,则宽区域可位于每个装置或裸片之间(如,对应于划线区域),间隔层108的部分保留在该宽区域处。间隔层108可使用合适的光刻和蚀刻处理(诸如RIE)而图案化。

图4显示了图案化第二保护层106、掩模层104和第一保护层102以形成穿过层102、104、106的掩模开口。掩模开口对应于待使用沉积掩模沉积的材料的图案,且掩模开口在穿过基板100的基板开口内对准。可使用合适的光刻和蚀刻处理(诸如RIE,RIE可使用前侧或背侧处理执行)而图案化层106、104、102。

图5显示了移除第一保护层102和第二保护层106的暴露部分。在一些示例中,在前侧处理期间,使用干式各向异性蚀刻处理(诸如RIE)移除第二保护层106的暴露部分,且在背侧处理期间,使用干式各向异性蚀刻处理(诸如,RIE)移除第一保护层102的暴露部分。在一些示例中,第一保护层102和第二保护层106两者的暴露部分在相同的处理步骤中被移除,诸如使用各向同性蚀刻处理,其可以是湿式处理或干式处理。

沉积掩模可因此如图5所示的那样形成。掩模层104具有穿过其中的通过关于图4所述的处理而形成的图案的掩模开口。穿过掩模层104的掩模开口可具有深度(如,掩模层104的厚度或垂直于掩模层104的主平面的开口的尺寸)与宽度(如,垂直于深度的尺寸)的深宽比,该深宽比足够低以允许材料通过开口沉积到另一基板,(例如)而不会在开口处被将要沉积在掩模层104上的材料夹止。在一些示例中,开口的深宽比可以是1:1或更小。在一些示例中,掩模层104的厚度且因此开口的深度可在从约2μm至约3μm的范围中,且开口的宽度可在从约2μm至约3μm的范围中。在一些示例中,开口的宽度可大于掩模层104的厚度。

基板100的剩余外部或周边部分包围掩模层104的图案化部分。基板100的剩余外部或周边部分可因此为掩模层104提供机械支撑,用于处理和运输沉积掩模。掩模层104的拉应力可使掩模层104保持延伸跨越穿过基板100的基板开口的刚性。

图6至图10显示了根据一些示例的用于形成沉积掩模的另一处理流程。如上面关于图1所述,且如图1所示,第一保护层102、掩模层104、第二保护层106和间隔层108沉积在基板100上。

在图6和图7中,前侧处理继续进行,如上面关于图3所述,间隔层108被图案化,并如上面关于图4所述,第二保护层106、掩模层104和第一保护层102被图案化。图8显示了在前侧处理期间,诸如通过使用干式各向异性蚀刻处理(诸如RIE)来移除第二保护层106的暴露部分。

在图9中,在背侧处理中,如以上关于图2所述,移除了基板100的中央部分。图10显示了在背侧处理期间,诸如通过使用干式各向异性蚀刻处理(诸如RIE)来移除第一保护层102的暴露部分。如图10所示的沉积掩模可具有与如上所述的图5的沉积掩模相同或相似的性质和特性。

图11至图13、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B、图17A、图17B、图18A和图18B显示了根据一些示例的用于形成沉积掩模的另一处理流程。图19显示了所形成的沉积掩模的前侧视图,且图20显示了所形成的沉积掩模的背侧视图。图19和图20显示了彼此垂直的横截面A-A和B-B。横截面A-A对应于在处理期间以“A”标记结尾的附图,而横截面B-B对应于在处理期间以“B”标记结尾的附图。

图11显示了在基板200上形成层。基板200可以是任何基板,如先前针对基板100所述。第一保护层202沉积在基板200上,如先前针对第一保护层102所述。

第一导电掩模层204沉积在第一保护层202上。绝缘掩模层206沉积在第一导电掩模层204上。第二导电掩模层208沉积在绝缘掩模层206上。第一导电掩模层204、绝缘掩模层206和第二导电掩模层208的每一者可形成有拉应力,这可有助于形成有掩模层204、206、208的沉积掩模的结构完整性。第一导电掩模层204和第二导电掩模层208可各自是(例如)可用以形成电阻加热元件的任何合适的导电材料。第一导电掩模层204和第二导电掩模层208可各自是或包括能够相对于邻接的材料被选择性地蚀刻的材料。在一些示例中,第一导电掩模层204和第二导电掩模层208可各自是或包括金属,诸如铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)或任何其他金属。绝缘掩模层206可以是在第一导电掩模层204和第二导电掩模层208之间的任何电绝缘材料。绝缘掩模层206还可以是或包括能够相对于第一导电掩模层204和第二导电掩模层208被选择性地蚀刻的材料。在一些示例中,绝缘掩模层206可以是或包括氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)或任何其他绝缘材料。可通过任何合适的沉积处理(诸如PVD、CVD和/或类似者)来沉积掩模层204、206、208。

如将变得显而易见的,第一导电掩模层204将形成为电阻加热元件,电流流过电阻加热元件以产生增加的温度或热量。第一导电掩模层204将被图案化,使得电流在平行于横截面A-A的平面中流动。类似地,第二导电掩模层208也将形成为电阻加热元件,电流流过电阻加热元件以产生升高的温度或热量。第二导电掩模层208将被图案化,使得电流在平行于横截面B-B的平面中流动。当导电掩模层204、208用作相应的电阻加热元件时,绝缘掩模层206在第一导电掩模层204和第二导电掩模层208之间提供电隔离。

如先前针对第二保护层106所述,第二保护层210沉积在第二导电掩模层208上。如先前针对间隔层108所述,间隔层212沉积在第二保护层210上。

图12显示了基板200的中央部分的移除,如先前关于图2的基板100所述。图13显示了间隔层212的图案化,如先前关于图3的间隔层108所述。

图14A和图14B显示了图案化第二保护层210、第二导电掩模层208和绝缘掩模层206。图14A和图14B中的图案化形成了平行于横截面B-B(且垂直于横截面A-A)的穿过第二保护层210、第二导电掩模层208和绝缘掩模层206的b方向沟槽。因此,图案化形成了在图案化区域中的平行于截面B-B的第二保护层210、第二导电掩模层208和绝缘掩模层206的b方向线。另外,如图14A所示,图案化移除了第二保护层210、第二导电掩模层208和绝缘掩模层206的一些横向外部部分,以暴露出第一导电掩模层204的接触区域214。如图14B所示,保留了第二导电掩模层208的一些其他横向外部部分,其可形成第二导电掩模层208的接触区域。

图15A和图15B显示了在前侧处理期间,诸如通过使用干式各向异性蚀刻处理(诸如RIE)来移除第二保护层210的暴露部分。如图15B图所示,第二保护层210的暴露部分的移除暴露了第二导电掩模层208的接触区域216。

图16A和图16B显示了图案化第一保护层202、第一导电掩模层204和绝缘掩模层206。图16A和图16B中的图案化形成了平行于横截面A-A(且垂直于横截面B-B)的穿过第一保护层202、第一导电掩模层204和绝缘掩模层206的a方向沟槽。因此,图案化形成了在图案化区域中平行于横截面A-A的第一保护层202、第一导电掩模层204和绝缘掩模层206的a方向线。a方向沟槽和b方向沟槽的交叉形成了沉积掩模的掩模开口。如图所示,没有沟槽单独延伸穿过掩模层204、206、208。在a方向沟槽和b方向沟槽的交叉处,沟槽组合以形成掩模开口。

图17A和图17B显示了在背侧处理期间,诸如通过使用干式各向异性蚀刻处理(诸如RIE)来移除第一保护层202的暴露部分。

图18A和图18B显示了支撑矩阵218的形成。可通过背侧处理在基板开口中并在第一导电掩模层204上形成支撑矩阵218。支撑矩阵218可跨过基板200的基板开口,在基板200的外部或周边部分的相对区段之间桥接,诸如图20所示。支撑矩阵218可形成在第一导电掩模层204的宽区域上,没有掩模开口穿过该宽区域形成。作为示例,若沉积掩模具有用于要在其上沉积材料的每个装置或裸片的图案,则宽区域可在每个装置或裸片之间(例如,对应于划线区域),在该宽区域处可设置支撑矩阵218的一部分。因此,支撑矩阵218可向掩模层204、206、208提供额外的机械支撑。支撑层可诸如通过任何合适的沉积处理(如如PVD、CVD或类似者)来沉积,并诸如通过合适的光刻和蚀刻处理(如RIE)来图案化出支撑矩阵218。

图19和图20分别显示了沉积掩模的前侧视图和背侧视图。掩模开口穿过掩模层204、206、208而形成,其中a方向沟槽(相关于图16A和图16B而形成)和b方向沟槽(相关于图14A和图14B而形成)交叉。穿过掩模层204、206、208的开口可具有深度(如,掩模层204、206、208的组合厚度或垂直于掩模层204、206、208的任何主平面的开口的尺寸)与宽度(如,垂直于深度的尺寸)的深宽比,该深宽比足够低以允许材料通过开口沉积到另一基板,(例如)而不会在开口处被将要沉积在掩模层204、206、208上的材料夹止。在一些示例中,开口的深宽比可以是1:1或更小。在一些示例中,掩模层204、206、208的组合厚度且因此开口的深度可在从约2μm至约3μm的范围中,且开口的宽度可在从约2μm至约3μm的范围中。在一些示例中,开口的宽度可大于掩模层204、206、208的组合厚度。

在一些示例中,深宽比可大于1:1。如前所述,导电掩模层204、208可以是电阻加热元件。当在沉积处理期间将导电掩模层204、208用作电阻加热元件时,在导电掩模层204、208上可沉积更少的通过沉积处理而沉积的材料,且因此可减少在穿过导电掩模层204、208的开口处的夹止。随着夹止的减少,可增加开口的深宽比。

图19和图20显示了由图案化的第一导电掩模层204所形成的a方向线和由图案化的第二导电掩模层208所形成的b方向线。另外,图19显示了在环形基板200的前侧上的第一导电掩模层204的接触区域214及第二导电掩模层208的接触区域216。此外,图19显示了位于环形基板200上并沿着对应于基板的装置或裸片的划线的区域的间隔层212的图案,将使用沉积掩模在该基板上沉积材料。图20显示了跨越基板开口和沉积掩模的图案化区域而桥接在环形基板200的各区段之间的支撑矩阵218。

本领域普通技术人员将容易理解,可将不同处理流程以及由此形成的沉积掩模的各个方面并入到其他处理流程和/或沉积掩模中。例如,图18A和图18B所示的支撑矩阵218可并入到图5和/或图10的沉积掩模中,且相应的处理流程可经修改以并入支撑矩阵的形成。另外,可诸如通过改变顺序和/或通过包括更多或更少的处理来修改处理流程。作为示例,图6至图10的处理流程显示了图1至图5的处理流程的顺序的变化。类似地,可修改图11图至图18A-18B的处理流程,使得在背侧处理之前执行前侧处理。

图21显示了基板载体设备300中的图18A-18B、图19和图20的沉积掩模。在其他示例中,图5和图10的沉积掩模可用于类似的基板载体设备中。虽然本领域普通技术人员将容易理解可做出各种修改,但是本文指出了可对所示的基板载体设备300做出各种修改,以实施图5和图10的沉积掩模。

沉积掩模可具有附接到沉积掩模的载体框架302。载体框架302可以是刚性框架,其为沉积掩模提供额外的机械支撑。例如,载体框架302可为处理和运输沉积掩模提供额外的支撑。在图21的上下文中,载体框架302附接到沉积掩模。载体框架302包括外部框架304和内部凸缘306。载体框架302可由任何刚性材料形成。在一些示例中,诸如对于图5和图10的沉积掩模而言,载体框架302可以是金属。在一些示例中,诸如对于图18A-18B、图19和图20的沉积掩模而言,载体框架302可由例如介电材料或介电涂布金属形成。用于图18A-18B、图19和图20的沉积掩模的载体框架302需形成为使得当载体框架302附接到沉积掩模时第一导电掩模层204不与第二导电掩模层208电连接或使得第一导电掩模层204与第二导电掩模层208电隔离。因此,形成介电材料的载体框架302或用介电材料涂布载体框架302可防止在第一导电掩模层204和第二导电掩模层208之间出现电连接。外部框架304横向地包围沉积掩模(例如,横向地包围环形基板200),且内部凸缘306沿着沉积掩模的横向周边接触沉积掩模的前侧。载体框架302可接合或粘着至沉积掩模。例如,粘着剂可将内部凸缘306粘着至沉积掩模的横向周边。内部凸缘可具有一定厚度(如,当将载体框架302附接到沉积掩模时,在垂直于基板200的前侧表面的方向上),该厚度使得内部凸缘306的与基板200相对的表面与由间隔层212形成的间隔元件的与基板200相对的表面基本共面。

基板载体设备300可将沉积掩模(附接有载体框架302)固定在装置基板308上。基板载体设备300包括载体主体310和上方的掩模保持器组件312。载体主体310包括支撑表面314以支撑装置基板308。在一些示例中,载体主体310由非金属材料(诸如氧化铝、硅等)形成。在一些示例中,支撑表面314可被纹理化以最小化或基本防止装置基板308在处理基板载体设备300期间沿着支撑表面314移动。掩模保持器组件312设置在支撑表面314之上方,且包括设置在支撑表面314顶上的环形框架316。掩模保持器组件312还包括耦接至环形框架316的柔性元件318。

装置基板308设置在支撑表面314上,且沉积掩模设置在装置基板308上。沉积掩模设置在环形框架316内,使得沉积掩模直接坐落于装置基板308的上方。穿过沉积掩模的掩模开口经定位以选择性地允许材料通过掩模开口而在与掩模开口相对应的位置处沉积到装置基板308上。间隔层212的间隔元件延伸到装置基板308的顶表面,以在掩模层208、206、204和装置基板308之间保持预定的间隙。类似地,内部凸缘306与基板200相对的表面位于装置基板308的顶表面上。

柔性元件318将环形框架316耦接至沉积掩模。柔性元件318还在柔性元件318与环形框架316相对的端部处耦接到沉积掩模。在一些示例中,柔性元件318可被焊接到环形框架316和沉积掩模两者。在一些示例中,柔性元件318可被硬焊(braze)或胶合到环形框架316和沉积掩模两者。如图21中所描绘的,在一些示例中,柔性元件318包括(如,经由焊接、硬焊或粘着剂)耦接到对应的多个耦接主体322的多个弹簧320。在一些示例中,柔性元件318可包括弹簧弹性体以作为弹簧320的替代和/或补充。基板(例如,装置基板308)通常在整个基板上具有厚度变化。柔性元件318可通过允许沉积掩模不是完全水平但同时仍确保环形框架316齐平地抵靠支撑表面314放置的情况来补偿这种厚度变化。

载体主体310可以是便携式静电吸盘(ESC),其被配置为使用静电力将装置基板308保持在载体主体310的支撑表面314上。在一些示例中,载体主体310可包括一个或多个电极324和一个或多个相应的电引线326,电引线326配置成将电功率耦合到一个或多个电极324,以将装置基板308静电夹持到支撑表面314上。在功率被施加到一个或多个电极324以将装置基板308夹持到支撑表面314上之后,即使之后不再向一个或多个电极324供应功率(例如,在基板载体设备300到/来自处理腔室的传送期间),静电夹持力仍保持在载体主体310和装置基板308中。这样,可防止在处理期间在基板载体设备300的传送期间的装置基板308移动。

为了从载体主体310移除装置基板308,将具有与夹持功率相反电荷的功率提供给一根或多根电引线326,以允许移除装置基板308。载体主体310可包括任何结构,以促进将装置基板308放置到支撑表面314上/从支撑表面314移除装置基板308。例如,载体主体310可包括升降销孔(未显示)以允许升降销从支撑表面314或凹槽(未显示)抬升装置基板308和将装置基板308下降到支撑表面314或凹槽(未显示)上,以允许端效器在装置基板308下方通过,以放置和移除装置基板308。

在一些示例中,诸如对于图18A-18B、图19和图20的沉积掩模,载体框架302包括接点330。接点330可与第一导电掩模层204和第二导电掩模层208的相应接触区域214、216建立电连接。如图所示,接点330嵌入在载体框架302的内部凸缘306中。至少四个接点330(两个未在图21中显示)嵌入在内部凸缘306中。接点330的每一个配置成与沉积掩模的接触区域214、216的相应一个建立电接触。载体框架302中的接点330电连接到载体主体310中的相应电引线332,电引线332配置成将电功率耦合到接点330。接点330可通过与载体主体310接触的载体框架302而电连接到引线332(例如,借助通过载体框架302和载体主体310而形成的电路径)和/或通过载体框架302、环形框架316和载体主体310而电连接到引线332(例如,借助通过载体框架302、环形框架316和载体主体310而形成的电路径)。

在沉积处理期间,可将基板载体设备300放置在半导体处理腔室中的基座上,并且电接点可位于其上放置了基板载体设备300的基座的表面上。可将载体主体310的引线332放置成与基座的电接点电接触,使得可通过基座向接点330供应功率,且因此,电流可流过第一导电掩模层204和第二导电掩模层208的每一个。通过电流流过第一导电掩模层204和第二导电掩模层208,可在沉积掩模中产生升高的温度或热量,这可减少材料在沉积掩模上的沉积。

图22是用于半导体处理的方法400的流程图。例如,方法400可在包含多个半导体处理腔室的集群工具中执行。在方法400期间,集群工具和半导体处理腔室可保持在真空或低压下。在一些示例中,集群工具的处理腔室包括用于储存一个或多个沉积掩模的保持腔室。另一个处理腔室可包括对准腔室,用于在基板载体设备中对准装置基板和沉积掩模并将装置基板和沉积掩模固定在基板载体设备中。另一个处理腔室可包括沉积腔室(诸如用于蒸发沉积)。包括传送机器人的传送腔室可连接到其他处理腔室,并且可配置成将不同的基板、沉积掩模和/或基板载体设备传送到其他处理腔室和从其他处理腔室传送出和在其他处理腔室之间传送。

在方块402中,装置基板和沉积掩模被固定在基板载体设备中。例如,可将装置基板和沉积掩模固定在基板载体设备中,如图21所示。例如,沉积掩模可以是图5、图10、以及图18A-18B、图19和图20的沉积掩模。作为示例,传送腔室的传送机器人可将基板载体设备传送到对准腔室。传送机器人还(诸如从保持腔室)传送沉积掩模和(诸如从装载锁定或其他储存腔室)传送装置基板到对准腔室。对准腔室包括各种光学对准和步进配备,以对准基板载体设备、装置基板和沉积掩模。一旦对准,接着将装置基板和沉积掩模固定在基板载体设备中。

在方块404中,将基板载体设备(具有装置基板和沉积掩模固定在其中)运输到半导体处理腔室。例如,传送机器人可将基板载体设备从对准腔室运输到沉积腔室。

在方块406中,在半导体处理腔室中,通过沉积掩模的掩模开口将材料沉积在装置基板上。材料通过环形基板的基板开口和对准在基板开口内的掩模开口并通过(多个)掩模层而被沉积。例如,可执行有机材料的蒸发沉积。可通过沉积掩模的基板开口和掩模开口来沉积有机材料。在一些示例中,掩模开口可具有1:1或更小的深宽比,这可减少在沉积处理期间在掩模开口处发生夹止的可能性。在一些示例中,电流可流过导电掩模层以在导电掩模层处产生热量。例如,可在接触区域214、216处提供电功率。电流可通过形成在接触区域214之间的第一导电掩模层204中的a方向线在a方向上流动,且电流可通过在形成接触区域216之间的第二导电掩模层208中的b方向线在b方向上流动。导电掩模层204、208形成电阻加热元件,其通过流过导电掩模层204、208的电流产生热量。在导电掩模层204、208产生热量可减少材料在沉积掩模上的沉积。

一些示例包括一种用于形成沉积掩模的方法。掩模层沉积在基板上。掩模开口穿过掩模层被图案化。基板的中央部分被移除以限定穿过基板的周边部分的基板开口。具有穿过掩模层的掩模开口的掩模层延伸跨越基板开口。

在上述方法的进一步的示例中,穿过掩模层的掩模开口可具有相应掩模开口的深度与相应掩模开口的宽度的比率,该比率是1:1或更小。

在上述方法的进一步示例中,可利用拉应力来沉积掩模层。

在进一步的示例中,上述方法可进一步包含以下步骤:在基板上沉积第一保护层,掩模层被沉积在第一保护层上;在掩模层上沉积第二保护层,穿过第一保护层和第二保护层图案化掩模开口;及移除第一保护层和第二保护层的部分。

在进一步的示例中,上述方法可进一步包含以下步骤:在掩模层上沉积间隔层;将间隔层图案化为间隔元件,在掩模开口的群组之间限定有划线区域,间隔元件沿着划线区域的至少一些划线区域。

在进一步的示例中,上述方法可进一步包含以下步骤:在掩模层上和基板开口中形成支撑矩阵,在掩模开口的群组之间限定有划线区域,支撑矩阵沿着划线区域的至少一些划线区域并接触基板的周边部分。

在上述方法的进一步的示例中,在基板上沉积掩模层可包含以下步骤:在基板上沉积第一导电掩模层;在第一导电掩模层上沉积绝缘掩模层;在绝缘掩模层上沉积第二导电掩模层。在进一步的示例中,穿过掩模层图案化掩模开口可包含以下步骤:穿过第二导电掩模层图案化第一沟槽;及通过基板开口,穿过第一导电掩模层图案化第二沟槽。至少第一沟槽、第二沟槽或它们的组合可穿过绝缘掩模层,且第一沟槽和第二沟槽的交叉可形成掩模开口。

在进一步的示例中,上述方法可进一步可包含以下步骤:将载体框架附接到掩模层和基板,载体框架的外框架包围基板的周边部分。

一些示例包括半导体处理结构,包含:沉积掩模,沉积掩模包含:环形基板,环形基板具有穿过环形基板的基板开口;及掩模层,掩模层位于环形基板上并延伸跨越基板开口,掩模层具有穿过掩模层并在基板开口内对准的掩模开口。

在上述半导体处理结构的进一步的示例中,穿过掩模层的掩模开口可具有相应掩模开口的深度与相应掩模开口的宽度的比率,该比率是1:1或更小。

在上述半导体处理结构的进一步的示例中,沉积掩模可进一步包含位于掩模层上的、与环形基板相对间隔元件,在掩模开口的群组之间限定有划线区域,间隔元件沿着划线区域的至少一些划线区域。

在上述半导体处理结构的进一步的示例中,沉积掩模可进一步包含位于掩模层上并在基板开口中的支撑矩阵,在掩模开口的群组之间限定有划线区域,支撑矩阵沿着划线区域的至少一些划线区域并接触环形基板。

在上述半导体处理结构的进一步的示例中,其中掩模层可包括:在环形基板上第一导电掩模层,第一沟槽穿过第一导电掩模层;在第一导电掩模层上的绝缘掩模层;及在绝缘掩模层上的第二导电掩模层,第二沟槽穿过第二导电掩模层;至少第一沟槽、第二沟槽或它们的组合穿过绝缘掩模层,第一沟槽和第二沟槽的交叉形成掩模开口。

在进一步的示例中,上述半导体处理结构可进一步包含附接到沉积掩模的载体框架,载体框架的外框架包围环形基板。

一些示例包括一种用于半导体处理的方法。方法包含以下步骤:将装置基板和沉积掩模固定在基板载体设备中,沉积掩模被固定在装置基板上,沉积掩模包含:环形基板,环形基板具有穿过环形基板的基板开口;及掩模层,掩模层位于环形基板上并延伸跨越基板开口,掩模层具有穿过掩模层并在基板开口内对准的掩模开口;将其中固定有装置基板和沉积掩模的基板载体设备运输到半导体处理腔室;及在半导体处理腔室中,通过基板开口和掩模开口在装置基板上沉积材料。

在上述方法的进一步的示例中,穿过掩模层的掩模开口可具有相应掩模开口的深度与相应掩模开口的宽度的比率,该比率是1:1或更小。

在上述方法的进一步的示例中,通过基板开口和掩模开口沉积材料可包含以下步骤:使用蒸发来沉积有机材料。

在上述方法的进一步的示例中,掩模层可包括导电掩模层,且通过基板开口和掩模开口沉积材料可包括以下步骤:使电流流过导电掩模层。

在上述方法的进一步的示例中,沉积掩模可包括位于掩模层上的间隔元件,当将装置基板和沉积掩模固定在基板载体设备中时,间隔元件设置在装置基板和掩模层之间。

尽管前述内容涉及本公开内容的各种示例,但在不背离本公开内容的基本范围的情况下,可设计其他和进一步的示例,且本公开内容的范围由随附权利要求书确定。

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