DE102014109046A1 - Transfer lithography mask and transfer lithography equipment - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Transfermaske für Transferlithographieverfahren, insbesondere für die FMTL-Technologie, umfassend eine Glasplatte mit zwei gegenüberliegenden Hauptflächen, die umlaufend durch mindestens eine sich zwischen den Hauptflächen erstreckende Begrenzungsfläche begrenzt sind, wobei eine erste Hauptfläche zur Aufnahme von Verdampfungsmaterial dient, wobei mindestens eine Begrenzungsfläche oder/und mindestens ein Randbereich mindestens einer Hauptfläche mindestens ein Positioniermittel zur formschlüssigen Positionierung der Transfermaske auf einer Maskenablage aufweist, sowie eine Transferlithographieanlage, umfassend eine FMTL-Kammer, in der mindestens eine Substratablage, mindestens eine Maskenablage und mindestens eine Blitzlampe angeordnet sind, wobei die Maskenablage zur formschlüssigen Aufnahme einer derartigen Transfermaske ausgebildet ist.The invention relates to a transfer mask for transfer lithography processes, in particular for the FMTL technology, comprising a glass plate with two opposing major surfaces circumscribed by at least one boundary surface extending between the major surfaces, a first major surface serving to receive evaporation material, at least one Boundary surface and / or at least one edge region of at least one main surface at least one positioning means for positive positioning of the transfer mask on a mask tray, and a Transferlithographieanlage comprising a FMTL chamber in which at least one Substratablage, at least one mask tray and at least one flashlamp are arranged the mask tray is designed for the positive reception of such a transfer mask.
Description
Die Erfindung betrifft eine Transfermaske gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Transferlithographieanlage gemäß Oberbegriff von Anspruch 11. The invention relates to a transfer mask according to the preamble of
Transferlithographieverfahren finden ihre Anwendung beispielsweise bei der Herstellung von organischen Leuchtdioden (OLED), beispielsweise zur Fertigung von miniaturisierten Anzeigen (OLED-Mikrodisplays) für Datenbrillen zur Darstellung von virtuellen Informationen, Bildsuchern von Digitalkameras usw., miniaturisierten elektrooptischen Sensoren für Lichtschranken oder Optokoppler usw. Transfer lithography methods are used, for example, in the production of organic light-emitting diodes (OLEDs), for example for producing miniaturized displays (OLED microdisplays) for data glasses for displaying virtual information, viewfinders of digital cameras, etc., miniaturized electro-optical sensors for light barriers or optocouplers, etc.
Mit konventioneller Technik konnten organische Schichten nicht in kleineren Strukturgrößen als 50 µm abgeschieden werden. Bei OLED-Mikrodisplays mit Farbfiltern wurden daher alle Sub-Pixel mit einer weißen OLED beschichtet und darüber ein Filter angeordnet, der rote, grüne und blaue Sub-Pixel schalten kann, jedoch Verluste bei der Lichtleistung und der Farbbrillanz verursacht, so dass nur noch ca. 20 % des emittierten Lichtes genutzt werden können. With conventional technology, organic layers could not be deposited in smaller feature sizes than 50 μm. In OLED microdisplays with color filters, therefore, all sub-pixels were coated with a white OLED and arranged above a filter that can switch red, green and blue sub-pixels, but causes losses in light output and color brilliance, so that only approx . 20% of the emitted light can be used.
Die VON ARDENNE GmbH hat eine Technologie entwickelt, um OLED-Mikrodisplays auf Sub-Pixel Niveau strukturieren zu können. Diese Technologie wird Flash Mask Transfer Lithography (FMTL) genannt. Mit der neuen Technologie ist es möglich, Farbechtheit durch Abscheidung von drei monochromen Emittern zu erreichen. Dadurch ermöglicht die FMTL-Technologie die Herstellung farbfilterloser OLED-Mikrodisplays mit verbesserter Effizienz, Helligkeit, Lebensdauer und einem breiteren Farbspektrum. VON ARDENNE GmbH has developed a technology to be able to structure OLED microdisplays on sub-pixel level. This technology is called Flash Mask Transfer Lithography (FMTL). With the new technology, it is possible to achieve color fastness by depositing three monochrome emitters. This enables FMTL technology to produce colorless OLED microdisplays with improved efficiency, brightness, lifetime, and wider color gamut.
Bei der FMTL-Technologie werden mittels einer speziellen Transfermaske durch Wärme, die von Blitzlampen erzeugt wird, organische Materialien, die sich auf der Transfermaske befinden, verdampft und zum Mikrodisplay übertragen. Dadurch können Sub-Pixel mit Abmessungen von weniger als 10 µm × 10 µm beschichtet werden. The FMTL technology uses a special transfer mask to heat-evaporate organic materials on the transfer mask and transfer them to the microdisplay. As a result, sub-pixels with dimensions of less than 10 microns × 10 microns can be coated.
Aus
Aus
Aus
Bisher wurden die Transfermasken, die notwendig sind, um Strukturen mittels FMTL-Technologie auf ein Substrat zu übertragen, in Carriern mechanisch gehalten und transportiert. Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen nur ein Transport der Transfermasken ohne Carrier zulässig ist. So far, the transfer masks, which are necessary to transfer structures to a substrate by means of FMTL technology, are mechanically held and transported in carriers. However, there are also applications in which only transfer of transfer masks without carriers is permitted.
Die Herausforderung für diesen Anwendungsfall besteht darin, dass die flächigen Transfermasken, die üblicherweise Glasscheiben sind, vor dem eigentlichen Blitzübertrag in der FMTL-Kammer einer Transferlithographieanlage auf einer Maskenablage abgelegt und anschließend das Substrat und die Transfermaske zueinander ausgerichtet werden müssen. The challenge for this application is that the flat transfer masks, which are usually glass panes, before the actual lightning transfer in the FMTL chamber a Transferlithographieanlage deposited on a mask tray and then the substrate and the transfer mask must be aligned with each other.
Ein Vorteil der FMTL-Technologie ist, dass die Transfermasken mehrere Millimeter (z.B. 5 mm) dick sein dürfen, wohingegen das Substrat meist dünner als ein Millimeter ist. In ihrer Fläche sind die Transfermaske und das Substrat üblicherweise ähnlich groß, was wiederum dazu führt, dass beide Objekte aus ihren Ablagen herausragen müssen, um ohne Kollision der Maskenablage mit der Substratablage miteinander in Kontakt gebracht werden zu können. An advantage of FMTL technology is that the transfer masks may be several millimeters (e.g., 5 mm) thick, whereas the substrate is usually thinner than one millimeter. In their surface, the transfer mask and the substrate are usually similar in size, which in turn means that both objects must protrude from their shelves in order to be able to be brought into contact with each other without collision of the mask tray with the Substratablage.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein carrierloses Handling von Transfermasken in FMTL-Kammern von Transferlithographieanlagen zu ermöglichen. It is therefore an object of the present invention to enable a carrierless handling of transfer masks in FMTL chambers of transfer lithography equipment.
In derartigen FMTL-Kammern gibt es zwei Ebenen, wie in
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird zunächst vorgeschlagen, bei einer Transfermaske für Transferlithographieverfahren, insbesondere für die FMTL-Technologie, die eine Glasplatte mit zwei gegenüberliegenden Hauptflächen umfasst, welche umlaufend durch mindestens eine sich zwischen den Hauptflächen erstreckende Begrenzungsfläche begrenzt sind, wobei eine erste Hauptfläche zur Aufnahme von Verdampfungsmaterial dient, vorgeschlagen, dass mindestens eine Begrenzungsfläche oder/und mindestens ein Randbereich mindestens einer Hauptfläche mindestens ein Positioniermittel zur formschlüssigen Positionierung der Transfermaske auf einer Maskenablage aufweist. In order to achieve the above-described object, it is first proposed, in a transfer mask for transfer lithography, in particular for the FMTL technology, comprising a glass plate with two opposing major surfaces circumferentially bounded by at least one boundary surface extending between the major surfaces, a first major surface serves to accommodate evaporation material, proposed that at least one boundary surface and / or at least one edge region of at least one main surface has at least one positioning means for the positive positioning of the transfer mask on a mask tray.
Das oder die Positioniermittel sorgen dafür, dass die Transfermaske auch ohne Carrier innerhalb der FMTL-Kammer lagegenau auf einer Maskenablage abgelegt werden kann. Die Transfermasken werden durch die vorgeschlagene Lösung wesentlich einfacher. Um bei einer Transfermaske, die nicht deutlich größer als das Substrat ist, die Transfermaske auf den geforderten geringen Abstand zum Substrat oder in Berührung mit dem Substrat bringen zu können, ist es erforderlich, dass die Transfermaske in Richtung des Substrat durch die Maskenablage hindurchragt. Damit dies möglich ist, gibt es mehrere nachfolgend näher erläuterte Ansätze, von denen einige der mechanischen Bearbeitung der Randbereiche der Glasplatten bedürfen und andere ohne eine mechanische Bearbeitung der Glasplatten auskommen. Die Varianten, die ohne mechanische Bearbeitung der Glasplatten auskommen, sind besonders vorteilhaft, da sie weniger kostenintensiv und komplex als eine mechanische Bearbeitung sind. The positioning means or the positioning means ensure that the transfer mask can be stored accurately positioned on a mask deposit even without a carrier within the FMTL chamber. The transfer masks are much easier by the proposed solution. In order to be able to bring the transfer mask to the required small distance from the substrate or in contact with the substrate in the case of a transfer mask which is not significantly larger than the substrate, it is necessary for the transfer mask to project through the mask deposit in the direction of the substrate. To make this possible, there are several approaches explained in more detail below, some of which require the mechanical processing of the edge regions of the glass plates and others manage without mechanical processing of the glass plates. The variants that manage without mechanical processing of the glass plates are particularly advantageous because they are less expensive and complex than mechanical processing.
In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Positioniermittel mindestens eine Ausnehmung umfasst. In a first embodiment it is provided that the positioning means comprises at least one recess.
Eine derartige Ausnehmung kann beispielsweise eine lokal begrenzte Vertiefung in einer der beiden Hauptflächen oder/und mindestens einer Begrenzungsfläche umfassen, in welche eine entsprechende Erhöhung der Maskenaufnahme eingreift, um eine Selbstzentrierung der Transfermaske relativ zur Maskenaufnahme zu bewirken. Such a recess may comprise, for example, a locally limited recess in one of the two main surfaces and / or at least one boundary surface into which engages a corresponding increase in the mask receptacle, in order to bring about a self-centering of the transfer mask relative to the mask receptacle.
Alternativ oder zusätzlich kann eine derartige Ausnehmung eine sich vollständig entlang einer Begrenzungsfläche erstreckende Vertiefung in einer der beiden Hauptflächen oder/und mindestens einer Begrenzungsfläche umfassen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung einen Sims umfasst, der von zwei rechtwinklig zu je einer der beiden Hauptflächen verlaufenden Begrenzungsflächen sowie einer die beiden Begrenzungsflächen verbindenden, parallel zu den Hauptflächen verlaufenden Verbindungsflächen gebildet ist oder/und dass die Ausnehmung eine im Randbereich mindestens einer Hauptfläche oder/und eine entlang mindestens einer Begrenzungsfläche verlaufende Nut umfasst. Eine weitere Ausgestaltung beinhaltet, dass das Positioniermittel mindestens eine nicht rechtwinklig zu den Hauptflächen ausgerichtete Begrenzungsfläche umfasst. Alternatively or additionally, such a recess may comprise a recess extending completely along a boundary surface in one of the two main surfaces and / or at least one boundary surface. For example, it can be provided that the recess comprises a ledge which is formed by two boundary surfaces extending at right angles to one of the two main surfaces and a connecting surface connecting the two boundary surfaces parallel to the main surfaces and / or in that the recess has at least one in the edge region Main surface and / or extending along at least one boundary surface groove. A further embodiment includes that the positioning means comprises at least one not perpendicular to the main surfaces aligned boundary surface.
Es versteht sich von selbst, dass die Maskenablage, die in der FMTL-Kammer der Transferlithographieanlage angeordnet ist, entsprechende, mit den Positioniermitteln der Transfermaske korrespondierende Positioniermittel aufweisen muss, um die Zentrierfunktion zwischen Transfermaske und Maskenablage zu gewährleisten. Weist also die Transfermaske eine lokale Ausnehmung auf, so sollte die Maskenaufnahme an der entsprechenden Stelle eine lokale Erhöhung aufweisen, weist die Maske eine sich entlang einer Begrenzungsfläche oder eines Randbereichs einer Hauptfläche erstreckende Ausnehmung auf, so sollte die Maskenaufnahme entweder eine sich entlang der Begrenzungsfläche oder des Randbereichs erstreckende oder zumindest eine lokale Erhöhung aufweisen, die mit der Ausnehmung in Eingriff tritt, wenn die Transfermaske auf der Maskenablage abgelegt wird. Im Falle einer sich entlang einer Begrenzungsfläche erstreckenden Nut kann an der Maskenaufnahme beispielsweise auch die lokale Anordnung eines oder mehrerer Federelemente, die in die Nut der Transfermaske eingreifen, genügen. It goes without saying that the mask deposit, which is arranged in the FMTL chamber of the transfer lithography system, must have corresponding positioning means, which correspond to the positioning means of the transfer mask, in order to move the mask Centering function between transfer mask and mask storage to ensure. Thus, if the transfer mask has a local recess, then the mask receptacle should have a local elevation at the corresponding point; if the mask has a recess extending along a boundary surface or an edge region of a main surface, then the mask receptacle should either extend along the boundary surface or the edge region extending or at least have a local increase, which engages with the recess when the transfer mask is deposited on the mask tray. In the case of a groove extending along a boundary surface, it is also possible to satisfy, for example, the local arrangement of one or more spring elements which engage in the groove of the transfer mask at the mask receptacle.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Positioniermittel mindestens einen mit der Glasplatte unlösbar verbundenen Rahmen umfasst. Dieser Rahmen kann zur noch besseren Selbstzentrierung beispielsweise einen Kragen aufweisen, d.h. einen schmalen Blechstreifen, der senkrecht zur Rahmenebene angeordnet ist und dadurch beispielsweise mit einer inneren Begrenzung der Maskenablage so in Wechselwirkung treten kann, dass die Transfermaske optimal ausgerichtet wird. According to another embodiment, it is proposed that the positioning means comprise at least one frame connected inseparably to the glass plate. This frame may, for example, have a collar for even better self-centering, i. a narrow sheet metal strip which is arranged perpendicular to the frame plane and thereby for example can interact with an inner boundary of the mask tray in such a way that the transfer mask is optimally aligned.
Hierbei geht die Glasplatte mit einem sehr dünnen Rahmen (beispielsweise aus Aluminium) einen Verbund ein. Sie wird dazu beispielsweise in den Rahmen eingeklebt. Der Rahmen kann ein wenig größer als die Glasplatte selbst sein und dient somit als Ablagefläche für die Glasplatte auf der Maskenablage. Da es bei jeder Transfermaske einen Randbereich gibt, der nicht zur Bereitstellung von Verdampfungsmaterial benötigt wird und der daher vom Endeffektor eines Handling-Roboters oder dergleichen berührt werden darf, kann dieser Randbereich der Hauptfläche der Transfermaske für die Klebung benutzt werden. Der Vorteil bei dieser Variante ist, dass sie mit jeder Transfermaskengeometrie funktioniert, da nur der Rahmen angepasst werden muss. Wichtig ist außerdem zu erwähnen, dass der Rahmen in erster Linie in der FMTL-Kammer der Transferlithographieanlage als Ablagefläche für die Transfermaske dient. Auf dem Endeffektor des Handling-Roboters oder in anderen Kammern der Transferlithographieanlage kann die Transfermaske wie bisher auf dem zulässigen Randbereich der Unterseite der Glasplatte abgelegt werden. Here, the glass plate with a very thin frame (for example, aluminum) enters a composite. For example, it is glued into the frame. The frame can be slightly larger than the glass plate itself and thus serves as a storage surface for the glass plate on the mask tray. Since there is an edge area in each transfer mask which is not needed to provide evaporation material and therefore may be touched by the end effector of a handling robot or the like, this edge area of the main surface of the transfer mask can be used for the bonding. The advantage of this variant is that it works with any transfer mask geometry, as only the frame needs to be adjusted. It is also important to mention that the frame is used primarily as a storage surface for the transfer mask in the FMTL chamber of the transfer lithography system. On the end effector of the handling robot or in other chambers of the transfer lithography system, the transfer mask can be deposited as before on the allowable edge area of the underside of the glass plate.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird weiterhin bei einer Transferlithographieanlage, die eine FMTL-Kammer, in der mindestens eine Substratablage, mindestens eine Maskenablage und mindestens eine Blitzlampe angeordnet sind, umfasst, vorgeschlagen, dass die Maskenablage zur formschlüssigen Aufnahme einer der beschriebenen Transfermasken ausgebildet ist, d.h. dass die Maskenablage mit den Positioniermitteln der Transfermaske zusammenwirkende Mittel aufweist, die eine sichere und genaue Positionierung der Transfermasken relativ zu den jeweiligen Maskenablagen gewährleisten. In order to achieve the object, it is furthermore proposed in a transfer lithography system which comprises an FMTL chamber in which at least one substrate deposit, at least one mask deposit and at least one flashlamp are arranged, that the mask deposit is designed for the positive reception of one of the transfer masks described, ie in that the mask deposit has means interacting with the positioning means of the transfer mask, which ensure a secure and accurate positioning of the transfer masks relative to the respective mask trays.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert, dabei zeigen The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings, show it
Die Transfermaske gemäß
Im Ausführungsbeispiel ist das Positioniermittel durch einen mit der Glasplatte unlösbar verbundenen Rahmen
Die Maskenablage
Bei der Transfermaske gemäß
Bei der Transfermaske gemäß
Die Ränder der Maskenaufnahme
Bei der Transfermaske gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Substrat substratum
- 2 2
- Substratablage substrate placement
- 3 3
- Glasplatte glass plate
- 31 31
- Hauptfläche main area
- 32 32
- Begrenzungsfläche boundary surface
- 33 33
- Rahmen frame
- 34 34
- Kragen collar
- 35 35
- konische Begrenzungsfläche conical boundary surface
- 36 36
- Sims ledge
- 37 37
- Nut groove
- 4 4
- Maskenablage mask storage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009041324 A1 [0006] DE 102009041324 A1 [0006]
- WO 2011/032938 A1 [0006] WO 2011/032938 A1 [0006]
- WO 2013/041336 A1 [0007] WO 2013/041336 A1 [0007]
- DE 202013105600 U1 [0008] DE 202013105600 U1 [0008]
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