專利名稱：大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光罩基材可接受缺陷定位及光罩生產(chǎn)方法，特別是針對一種大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生產(chǎn)方法，藉由缺陷信息進一步被區(qū)分為關鍵區(qū)域和非關鍵區(qū)域。對大尺寸光罩基材而言，若缺陷位置均位于非關鍵區(qū)域內，則此光罩基材被視為可接受。而對大尺寸光罩部分，光罩修補系統(tǒng)只需對位于關鍵區(qū)域的光罩缺陷進行修補。
背景技術：
液晶顯示器具有體積小、重量輕、低電壓驅動、低電力消耗、易攜帶不占空間等優(yōu)點，其產(chǎn)品應用范圍非常的廣，從日常生活領域到工業(yè)上的高層次應用等千變萬化，包括鐘表、計算器、電視、通訊產(chǎn)品、醫(yī)療器材、航空運輸、工業(yè)設備、軍事特殊用途等，目前高品質的液晶顯示器已逐漸取代傳統(tǒng)彩色映像管。
液晶顯示器(LCD；Liquid Crystal Display)的制造流程大致上如下清洗玻璃基板(前清洗工程)、于玻璃基板上形成一層銦錫氧化物(ITO；Indium TinOxide)導電層(圖樣工程)、于銦錫氧化物導電層上形成一層配向膜(配向轉印工程)、于兩片玻璃基板的間散布一間隙材料(spacer)、于兩片玻璃基板外圍印刷環(huán)氧樹脂的絕緣物質(膠框涂布工程)、將兩片基板貼合(組合密封工程)、切割與裂片、液晶注入與加壓密封、液晶面板的玻璃基板角落倒角工程、液晶面板檢驗、偏光片貼附工程、以及最后檢驗。
其中，液晶顯示器的彩色濾光片主要是先于前述的其中一玻璃基板上，經(jīng)由不同程序，鍍上一黑框(Black Matrix)以及一具有紅、藍、綠的彩色濾光膜(Color Filter Film)。接著，再形成一層具有圖案(pattern)的導體層，例如為銦錫氧化物導電層，作為與另一片玻璃基板上的薄膜晶體管數(shù)組(TFT Array；ThinFilm Transistor Array)接合時，驅動液晶用的共享電極(即前述的圖樣工程)，如此形成一彩色液晶顯示器用以顯示色彩所需的彩色濾光片。
前述液晶顯示器的制程中，無論是圖案工程、配向轉印工程或是彩色濾光片上的黑框及紅、藍、綠的彩色濾光膜的形成都需利用曝光顯影技術(微影技術)。舉例來說，當想要在玻璃基板上制作導電層時，首先要先準備具有所需導電層圖案的光罩(photo mask)，接著利用涂布法(coating)在玻璃基板上形成具有感光特性的光阻層。當來自光源的平行光經(jīng)過光罩照射在光阻層上，會形成與光罩上導電層圖案相同的圖形于此光阻層中。換句話說，利用這樣的方式，可將光罩上的圖案完整地傳遞到光阻層中。接著進行顯影和蝕刻制程，就可以在玻璃基板上形成一層具有所需圖案的導體層。
基于上述理由，為了有效提高整個液晶顯示器制程量率，制作光罩圖案的精準度便顯得非常重要。光罩的主體是由平坦且絕緣透明的石英玻璃所構成的，當然，其材料并不是只有石英玻璃一種。較常被使用的主體材料有蘇打玻璃、乳劑光罩與石英玻璃三種，不過目前幾乎已被石英玻璃所取代。
接著，在石英玻璃的表面覆上一層不透明薄膜或吸收性材料。值得注意的是，導電層所需要的圖案，皆形成在此不透明薄膜(如金屬層)或吸收性材料中。一般而言，可選擇鉻(Cr)、鎳(Ni)或鋁(Al)來作為金屬層的材料。然后形成一光阻覆蓋此不透明薄膜，再利用曝光機中的激光光束光或電子束的高分辨率的曝光技術將圖案形狀曝在光阻上。隨后，工程師只要使用顯影劑，在光阻上把不透明薄膜中的圖案形狀顯示出來，再利用蝕刻等技術，即可以將此圖案轉移到不透明薄膜，而在光罩上形成透明區(qū)域和不透明區(qū)域。
然而，在光罩的制造過程中，無法形成一無缺陷的光罩，因此在進行圖案復制的微影制程時，需先修補光罩。光罩上的缺陷可分為透明缺陷與不透明缺陷，其中透明缺陷系在缺陷區(qū)域上原本應該具有不透明薄膜但實際上卻沒有，而不透明缺陷則系在透明區(qū)域上原本應該沒有不透明薄膜但實際上卻有。因此，光罩修補有填補針孔缺陷以及移除不透明缺陷等方式。
請參照圖1A，其為具有缺陷的光罩的上視圖，光罩100主要由不透明區(qū)域102、不透明區(qū)域104以及透明區(qū)域110組成，然而在不透明區(qū)域104上形成有針孔缺陷106，且在透明區(qū)域110上有不透明缺陷108。請參照圖1B，其所繪示為沿著圖1A上I-I剖面線的光罩100的剖面圖，從圖1B中可看到針孔缺陷106以及不透明缺陷108。
請參照圖2A，對光罩100進行光罩修補，可看到在不透明缺陷移除區(qū)域114內的不透明缺陷108已經(jīng)移除，且在不透明區(qū)域104上形成針孔修補區(qū)域112修補了針孔缺陷106。請參照圖2B，其所繪示為沿著圖2A上II-II剖面線的光罩100的剖面圖，從圖2B中可看到針孔修補區(qū)域112涵蓋一部分的不透明區(qū)域104以及整個針孔缺陷106，且不透明缺陷108已被移除，而完成修補光罩100上的缺陷。
一般所使用的光罩修補技術例如有激光束(Laser Beam)、聚焦離子束，以及原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy)等。由于，激光光束的分辨率有限，激光燒蝕可能會移除與缺陷區(qū)域相鄰的不透明薄膜，而傷害到光罩圖案。此外，由于激光光束會傳遞大量的熱能，所以不僅會溶解并蒸發(fā)不透明缺陷，亦會導致不透明缺陷的鄰近或下層的石英受到傷害而變粗糙，進而降低石英的透光率及改變透射光的相位。由于聚焦離子光束的聚焦尺寸遠小于激光束，因此，就修補準確度以及產(chǎn)量方面，聚焦離子束占有極大優(yōu)勢，故聚焦離子束已成為廣為運用的一種光罩修補的技術。
然而，運用聚焦離子束進行光罩修仍有數(shù)個問題待克服。首先，由于光罩系在例如石英的基材上形成，而石英為一種絕緣材料，因此離子束會使基材表面帶電，并降低利用離子束以使其結果成像的能力。另外，由于鎵離子(Ga+)可被聚焦成極小的離子束半徑，因此在要求高分辨率下聚焦離子束通常為鎵離子束，而鎵離子束轟擊光罩上的缺陷區(qū)域，在轟擊區(qū)域附近產(chǎn)生二次(Secondary)離子或電子，并造成鎵離子被植入石英基材中，而在轟擊區(qū)域逐漸發(fā)展造成帶電荷(Charging)現(xiàn)象。其中，由于二次離子或電子的強度較弱，而降低成像的品質，甚至造成整個信號衰滅，而使得獨立如島狀的圖案(Isolated Pattern)或微小的獨立缺陷(Pin Dot)無法成像。另一方面，轟擊區(qū)域所帶電荷會導致鎵離子漫射或甚至轉向，而造成圖形缺陷修補時準確度的損失。
另外，隨著消費者對大尺寸液晶顯示器的需求日增，以及液晶電視(LCDTV)配合數(shù)字電視的推廣，制程所需光罩的尺寸也需增大。因此，對大尺寸光罩基材(空白光罩)或是蝕刻后未修補前的大尺寸光罩，其缺陷數(shù)目亦相對增加，如此一來，除了大尺寸光罩基材(空白光罩)更難通過現(xiàn)行允收標準外，亦將花費更多的時間和費用在大尺寸光罩缺陷的修補上。

發(fā)明內容
鑒于上述現(xiàn)有技術中大尺寸光罩基材(空白光罩)與蝕刻后未修補前的大尺寸光罩，其缺陷數(shù)目因尺寸增大而增加，造成大尺寸光罩基材(空白光罩)更難通過現(xiàn)行允收標準外，亦將花費更多的時間和費用在大尺寸光罩缺陷的修補上。故本發(fā)明提供一種新的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生產(chǎn)方法，避免上述情形產(chǎn)生。
本發(fā)明的一個目的是提供一種新的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位方法，提高大尺寸光罩基材的允收率。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種新的大尺寸光罩生產(chǎn)方法，減少大尺寸光罩的修補次數(shù)。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供了一種大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，包含以下步驟放置光罩基材于光罩檢查系統(tǒng)；擷取光罩基材影像于光罩檢查系統(tǒng)；在光罩檢查系統(tǒng)中比對光罩基材影像；輸出光罩基材的缺陷位置于光罩檢查系統(tǒng)；及判斷光罩基材的缺陷位置；其中當缺陷位置全部位于非關鍵區(qū)域時，此光罩基材為可接受。
其中，判斷光罩基材的缺陷位置的步驟于光罩檢查系統(tǒng)內完成。
其中，光罩檢查系統(tǒng)擷取光罩基材影像的相鄰畫面部分重疊。
其中，非關鍵區(qū)域指不會降低整體制程良率的位置。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供了一種大尺寸光罩生產(chǎn)的方法，包含以下步驟放置蝕刻后未修補前光罩于光罩檢查系統(tǒng)；擷取光罩影像于光罩檢查系統(tǒng)；在光罩檢查系統(tǒng)中比對光罩影像；輸出光罩的缺陷位置于光罩檢查系統(tǒng)；判斷光罩位于關鍵區(qū)域的缺陷位置；及修補光罩位于關鍵區(qū)域的缺陷于光罩修補系統(tǒng)。
其中，判斷光罩的缺陷位置的步驟于光罩檢查系統(tǒng)內完成。
其中，光罩檢查系統(tǒng)擷取光罩影像的相鄰畫面部分重疊。
其中，關鍵區(qū)域指會降低整體制程良率的位置。
下面結合附圖以具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1A是具有缺陷的光罩的上視圖；圖1B是沿著圖1A上I-I剖面線的光罩的剖面圖；圖2A是具有缺陷的光罩進行光罩修補的上視圖；圖2B是沿著圖2A上II-II剖面線的光罩的剖面圖；圖3是光罩檢查裝置方塊圖；圖4是光罩檢查裝置擷取影像區(qū)域圖；圖5是本發(fā)明大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的流程圖；及圖6是為本發(fā)明大尺寸光罩生產(chǎn)方法的流程圖。
附圖標記說明100光罩；102、104不透明區(qū)域；106針孔缺陷；108不透明缺陷；110透明區(qū)域；112針孔修補區(qū)域；114缺陷移除區(qū)域；1檢查控制器；2總控制器；3放置光罩的XY平臺；4激光掃描光學系統(tǒng)；5發(fā)光檢測器；6影像輸入分配器；71、72、73、74影像比較器。
具體實施例方式
下面描述本發(fā)明的實施例。然而，除了詳細描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實施例施行，因此本發(fā)明的范圍由所附的權利要求定義。
檢查光罩缺陷的方法是將光罩圖案與用描繪光罩圖案的計算機輔助設計(CAD)進行比對。一個光罩檢查裝置包括一放置光罩的XY平臺、一擷取放置于XY平臺上光罩的圖案影像的影像擷取光學系統(tǒng)、一從影像擷取光學系統(tǒng)取得擷取影像的影像輸入單元、一將用以描光罩圖案的CAD資料轉換成一參考影像的資料轉換器，一將擷取影像及參考影像進行比對以檢查圖案缺陷影像比較器、以及一控制整個裝置的控制器。
在上述的光罩檢查裝置中，放置有光罩的平臺會移動，而影像擷取光學系統(tǒng)與影像輸入單元則會擷取光罩上圖案的一個畫面的影像。由此得到的影像被送至影像比較器。另一方面，參考影像初步藉由CAD資料在資料轉換器的轉換而得到，并與影像同步被送至影像比較器。影像比較器將參考影像及此影像進行比對以檢查缺陷。
請參閱圖3，光罩檢查裝置包含一用以放置光罩的XY平臺3及一擷取該放置于XY平臺3上光罩的光罩圖案影像做為擷取影像擷取光學系統(tǒng)。影像擷取光學系統(tǒng)包括一激光掃描光學系統(tǒng)4及一發(fā)光檢測器5。一影像輸入分配器6將擷取的圖案影像一個畫面接著一個畫面地進行分配，以接替地傳送至多個影像比較器71-74。每一個影像比較器71-74產(chǎn)生一參考影像并檢測圖案缺陷。一檢查控制器1具有將用以描光罩圖案的CAD資料分配至影像比較器71-74。檢查控制1具有產(chǎn)生一檢查結果輸出的功能，用以表示由影像比較器71-74所檢測到的缺陷信息。一總控制器2控制XY平臺3、影像擷取光學系統(tǒng)的激光掃描光學系統(tǒng)4、影像輸入分配器6及檢查控制器1。
當檢查開始，影像擷取光學系統(tǒng)(激光掃描光學系統(tǒng)4及發(fā)光檢測器5)及影像輸入分配器6將一個畫面接著一個畫面地擷取影像，以通過頻道接替切換的方式將影像送至影像比較器71-74。每一個影像比較器71-74并將檢查控制器1送來的參考影像(CAD資料)與擷取影像進行比對以檢查缺陷。當擷取影像分配至最后一個頻道時，影像輸入分配器6重新回到第一個頻道。接著，又重新開始另一個分配循環(huán)。因此，每一個影像比較器71-74在一個循環(huán)周期內進行一連串的缺陷檢查動作。當頻道的數(shù)目增加時，每一個影像比較器71-74會擁有一較長的處理時間。
請參閱圖4，總控制器送出一指令使XY平臺3及激光掃描光學系統(tǒng)4開始擷取影像。放置于XY平臺3的光罩的第一檢查區(qū)的第一至第八畫面系經(jīng)由以下方式取得。XY平臺3以定速在X方向上移動，在X方向上每一預設移動量上，激光掃描光學系統(tǒng)4使用一激光束在Y方向上進行掃描。一發(fā)射光被發(fā)光檢測器5檢測到以取得一二維影像。接著，第二檢查區(qū)在XY平臺3在Y方向上移動至一預設的區(qū)間后以同樣的方式取得。藉由重復上述一連串的操作后，整個光罩表面的影像被擷取下來。這些取得的影像被發(fā)光檢測器5檢測并送至影像輸入分配器6。
此時，在每一取得畫面中相對于每一相鄰畫面共同的重疊線的部份同時被寫入兩個畫面，這是為了避免以下的問題所以必需取行重疊線的數(shù)目。每個相鄰畫面系由影像比較器71-74中兩個不同的比較器進行處理。如果在兩個畫面的交界處出現(xiàn)任何的缺陷，其附近區(qū)域的信息會遺失，而缺陷也因而無法被找出。
以下將說明影像比較器71的操作，影像比較器72-74在不同的時間也以相同的方式操作。當檢查動作開始，影像比較器71拿取第一畫面的CAD資料，將其展開成一位映像(bit map)，并進行漸層處理(gradation treatment)以產(chǎn)生參考影像。漸層處理的目的在使參考影像可與擷取影像進行比較以進行缺陷檢查，缺陷檢查的結果送至檢查控制器1。檢查控制器1將擷取畫面的重疊線數(shù)目納入考慮后把來自影像比較器71-74的缺陷檢查結果綜合，并產(chǎn)生整個光罩的缺陷信息而輸出。
本發(fā)明大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生產(chǎn)方法的重點在于整個大尺寸光罩的缺陷信息被讀出后，可以區(qū)分為關鍵區(qū)域和非關鍵區(qū)域兩部分的缺陷信息。所謂關鍵區(qū)域是指不可被接受的缺陷位置，例如在導電層圖案光罩上，一缺陷位置恰好位于導電層連接線圖案中，這將導致連接線的開路或斷路問題產(chǎn)生，故為不可被接受的缺陷位置。而非關鍵區(qū)域是指可被接受的缺陷位置，例如在導電層圖案光罩上，一缺陷位置并不會影響導電層連接線圖案，同時亦不會對后續(xù)制程造成影響，此時被視為可被接受的缺陷位置。利用上述對大尺寸光罩缺陷信息的區(qū)分方式，只需對關鍵區(qū)域的缺陷進行修補，這樣，光罩缺陷所需修補的次數(shù)將大幅減少、因此可降低生產(chǎn)成本與減少生產(chǎn)時間。要特別強調的是，判斷一光罩缺陷是屬于關鍵區(qū)域或非關鍵區(qū)域的認定標準，由是否會影響整體制程良率來決定，而非只考慮到此光罩缺陷在這一光罩的位置而已。
上述的方式亦可以使用于大尺寸光罩基材“空白光罩”的允收標準上，亦即經(jīng)過光罩檢查裝置后的光罩基材，若缺陷位置均位于非關鍵區(qū)域內，則此光罩基材被視為可接受。反之，若有一缺陷位置位于關鍵區(qū)域上，則此光罩基材被視為不可接受。如此一來，大尺寸光罩基材的供給將更具彈性。
請參閱圖5，為本發(fā)明大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的流程圖。首先，將光罩基材(空白光罩)置于光罩檢查系統(tǒng)(步驟501)。光罩檢查系統(tǒng)擷取并比對光罩基材影像，并輸出整個光罩基材的缺陷信息(步驟503)。接下來為判斷光罩基材(空白光罩)的缺陷是位于關鍵區(qū)域或非關鍵區(qū)域(步驟505)。若缺陷位置均位于非關鍵區(qū)域內，則此光罩基材被視為可接受(步驟507)。反之，若有一缺陷位置位于關鍵區(qū)域上506，則此光罩基材被視為不可接受(步驟509)。前述的步驟505亦可修改光罩檢查系統(tǒng)于輸出整個光罩基材的缺陷信息時一并完成。
請參閱圖6，為本發(fā)明大尺寸光罩生產(chǎn)方法的流程圖。首先，將蝕刻后未修補前光罩置于光罩檢查系統(tǒng)(步驟601)。光罩檢查系統(tǒng)比對光罩影像與CAD信息，并輸出整個光罩的缺陷信息(步驟603)。接下來為判斷光罩的缺陷是位于關鍵區(qū)域或非關鍵區(qū)域(步驟605)。將光罩送至光罩修補系統(tǒng)，并對位于關鍵區(qū)域的光罩缺陷進行修補(步驟607)。重復步驟601-607，直到所有位于關鍵區(qū)域的光罩缺陷均修補完成(步驟609)。前述的步驟605亦可修改光罩檢查系統(tǒng)于輸出整個光罩的缺陷信息時一并完成。
即使本發(fā)明系藉由舉出數(shù)個較佳實施例來描述，但是本發(fā)明并不限定于所舉出的實施例。先前雖舉出與敘述的特定實施例，但是顯而易見地，其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下，所完成的等效改變或修飾，均應包含在本發(fā)明的保護范圍內。此外，凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下，所完成的其它類似與近似改變或修飾，也均包含在本發(fā)明的保護范圍內。同時應以最廣的定義來解釋本發(fā)明的范圍，藉以包含所有的修飾與類似結構。
權利要求
1.一種大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，包含放置一光罩基材于一光罩檢查系統(tǒng)；擷取該光罩基材影像于該光罩檢查系統(tǒng)；該光罩檢查系統(tǒng)比對該光罩基材影像；輸出該光罩基材的缺陷位置于該光罩檢查系統(tǒng)；及判斷該光罩基材的缺陷位置；其中當該缺陷位置全部位于非關鍵區(qū)域時，該光罩基材可被接受。
2.如權利要求1所述的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，其中判斷該光罩基材的缺陷位置的步驟在該光罩檢查系統(tǒng)內完成。
3.如權利要求1或2所述的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，其中該光罩檢查系統(tǒng)擷取該光罩基材影像的相鄰畫面部分重疊。
4.如權利要求1或2所述的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，其中該非關鍵區(qū)域指不會降低整體制程良率的位置。
5.一種大尺寸光罩生產(chǎn)的方法，包含放置一蝕刻后未修補前光罩于一光罩檢查系統(tǒng)；擷取該光罩影像于該光罩檢查系統(tǒng)；在該光罩檢查系統(tǒng)中比對該光罩影像；輸出該光罩的缺陷位置于該光罩檢查系統(tǒng)；判斷該光罩位于關鍵區(qū)域的缺陷位置；及修補該光罩位于關鍵區(qū)域的缺陷于一光罩修補系統(tǒng)。
6.如權利要求1所述的大尺寸光罩生產(chǎn)的方法，其中判斷該光罩的缺陷位置的步驟于該光罩檢查系統(tǒng)內完成。
7.如權利要求5或6所述的大尺寸光罩生產(chǎn)的方法，其中該光罩檢查系統(tǒng)擷取該光罩影像的相鄰畫面部分重疊。
8.如權利要求5或6所述的大尺寸光罩生產(chǎn)的方法，其中該關鍵區(qū)域是指會降低整體制程良率的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生產(chǎn)方法，在于整個大尺寸光罩基材(空白光罩)或蝕刻后未修補前光罩的缺陷信息被光罩檢查裝置讀出后，進一步被區(qū)分為關鍵區(qū)域和非關鍵區(qū)域兩部分的缺陷信息。所謂關鍵區(qū)域是指不可被接受的缺陷位置，而非關鍵區(qū)域是指可被接受的缺陷位置。對大尺寸光罩基材而言，若缺陷位置均位于非關鍵區(qū)域內，則此光罩基材被視為可接受。而對大尺寸光罩部分，光罩修補系統(tǒng)只需對位于關鍵區(qū)域的光罩缺陷進行修補即可。
文檔編號G03F1/08GK1690847SQ20041003731
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月27日 優(yōu)先權日2004年4月27日
發(fā)明者何明豐 申請人:盟圖科技股份有限公司