专利名称：大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生产方法
技术领域：
本发明涉及一种光罩基材可接受缺陷定位及光罩生产方法，特别是针对一种大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生产方法，藉由缺陷信息进一步被区分为关键区域和非关键区域。对大尺寸光罩基材而言，若缺陷位置均位于非关键区域内，则此光罩基材被视为可接受。而对大尺寸光罩部分，光罩修补系统只需对位于关键区域的光罩缺陷进行修补。
背景技术：
液晶显示器具有体积小、重量轻、低电压驱动、低电力消耗、易携带不占空间等优点，其产品应用范围非常的广，从日常生活领域到工业上的高层次应用等千变万化，包括钟表、计算器、电视、通讯产品、医疗器材、航空运输、工业设备、军事特殊用途等，目前高品质的液晶显示器已逐渐取代传统彩色映像管。
液晶显示器(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层铟锡氧化物(ITO；Indium TinOxide)导电层(图样工程)、于铟锡氧化物导电层上形成一层配向膜(配向转印工程)、于两片玻璃基板的间散布一间隙材料(spacer)、于两片玻璃基板外围印刷环氧树脂的绝缘物质(胶框涂布工程)、将两片基板贴合(组合密封工程)、切割与裂片、液晶注入与加压密封、液晶面板的玻璃基板角落倒角工程、液晶面板检验、偏光片贴附工程、以及最后检验。
其中，液晶显示器的彩色滤光片主要是先于前述的其中一玻璃基板上，经由不同程序，镀上一黑框(Black Matrix)以及一具有红、蓝、绿的彩色滤光膜(Color Filter Film)。接着，再形成一层具有图案(pattern)的导体层，例如为铟锡氧化物导电层，作为与另一片玻璃基板上的薄膜晶体管数组(TFT Array；ThinFilm Transistor Array)接合时，驱动液晶用的共享电极(即前述的图样工程)，如此形成一彩色液晶显示器用以显示色彩所需的彩色滤光片。
前述液晶显示器的制程中，无论是图案工程、配向转印工程或是彩色滤光片上的黑框及红、蓝、绿的彩色滤光膜的形成都需利用曝光显影技术(微影技术)。举例来说，当想要在玻璃基板上制作导电层时，首先要先准备具有所需导电层图案的光罩(photo mask)，接着利用涂布法(coating)在玻璃基板上形成具有感光特性的光阻层。当来自光源的平行光经过光罩照射在光阻层上，会形成与光罩上导电层图案相同的图形于此光阻层中。换句话说，利用这样的方式，可将光罩上的图案完整地传递到光阻层中。接着进行显影和蚀刻制程，就可以在玻璃基板上形成一层具有所需图案的导体层。
基于上述理由，为了有效提高整个液晶显示器制程量率，制作光罩图案的精准度便显得非常重要。光罩的主体是由平坦且绝缘透明的石英玻璃所构成的，当然，其材料并不是只有石英玻璃一种。较常被使用的主体材料有苏打玻璃、乳剂光罩与石英玻璃三种，不过目前几乎已被石英玻璃所取代。
接着，在石英玻璃的表面覆上一层不透明薄膜或吸收性材料。值得注意的是，导电层所需要的图案，皆形成在此不透明薄膜(如金属层)或吸收性材料中。一般而言，可选择铬(Cr)、镍(Ni)或铝(Al)来作为金属层的材料。然后形成一光阻覆盖此不透明薄膜，再利用曝光机中的激光光束光或电子束的高分辨率的曝光技术将图案形状曝在光阻上。随后，工程师只要使用显影剂，在光阻上把不透明薄膜中的图案形状显示出来，再利用蚀刻等技术，即可以将此图案转移到不透明薄膜，而在光罩上形成透明区域和不透明区域。
然而，在光罩的制造过程中，无法形成一无缺陷的光罩，因此在进行图案复制的微影制程时，需先修补光罩。光罩上的缺陷可分为透明缺陷与不透明缺陷，其中透明缺陷系在缺陷区域上原本应该具有不透明薄膜但实际上却没有，而不透明缺陷则系在透明区域上原本应该没有不透明薄膜但实际上却有。因此，光罩修补有填补针孔缺陷以及移除不透明缺陷等方式。
请参照图1A，其为具有缺陷的光罩的上视图，光罩100主要由不透明区域102、不透明区域104以及透明区域110组成，然而在不透明区域104上形成有针孔缺陷106，且在透明区域110上有不透明缺陷108。请参照图1B，其所绘示为沿着图1A上I-I剖面线的光罩100的剖面图，从图1B中可看到针孔缺陷106以及不透明缺陷108。
请参照图2A，对光罩100进行光罩修补，可看到在不透明缺陷移除区域114内的不透明缺陷108已经移除，且在不透明区域104上形成针孔修补区域112修补了针孔缺陷106。请参照图2B，其所绘示为沿着图2A上II-II剖面线的光罩100的剖面图，从图2B中可看到针孔修补区域112涵盖一部分的不透明区域104以及整个针孔缺陷106，且不透明缺陷108已被移除，而完成修补光罩100上的缺陷。
一般所使用的光罩修补技术例如有激光束(Laser Beam)、聚焦离子束，以及原子力显微镜(Atomic Force Microscopy)等。由于，激光光束的分辨率有限，激光烧蚀可能会移除与缺陷区域相邻的不透明薄膜，而伤害到光罩图案。此外，由于激光光束会传递大量的热能，所以不仅会溶解并蒸发不透明缺陷，亦会导致不透明缺陷的邻近或下层的石英受到伤害而变粗糙，进而降低石英的透光率及改变透射光的相位。由于聚焦离子光束的聚焦尺寸远小于激光束，因此，就修补准确度以及产量方面，聚焦离子束占有极大优势，故聚焦离子束已成为广为运用的一种光罩修补的技术。
然而，运用聚焦离子束进行光罩修仍有数个问题待克服。首先，由于光罩系在例如石英的基材上形成，而石英为一种绝缘材料，因此离子束会使基材表面带电，并降低利用离子束以使其结果成像的能力。另外，由于镓离子(Ga+)可被聚焦成极小的离子束半径，因此在要求高分辨率下聚焦离子束通常为镓离子束，而镓离子束轰击光罩上的缺陷区域，在轰击区域附近产生二次(Secondary)离子或电子，并造成镓离子被植入石英基材中，而在轰击区域逐渐发展造成带电荷(Charging)现象。其中，由于二次离子或电子的强度较弱，而降低成像的品质，甚至造成整个信号衰灭，而使得独立如岛状的图案(Isolated Pattern)或微小的独立缺陷(Pin Dot)无法成像。另一方面，轰击区域所带电荷会导致镓离子漫射或甚至转向，而造成图形缺陷修补时准确度的损失。
另外，随着消费者对大尺寸液晶显示器的需求日增，以及液晶电视(LCDTV)配合数字电视的推广，制程所需光罩的尺寸也需增大。因此，对大尺寸光罩基材(空白光罩)或是蚀刻后未修补前的大尺寸光罩，其缺陷数目亦相对增加，如此一来，除了大尺寸光罩基材(空白光罩)更难通过现行允收标准外，亦将花费更多的时间和费用在大尺寸光罩缺陷的修补上。
发明内容
鉴于上述现有技术中大尺寸光罩基材(空白光罩)与蚀刻后未修补前的大尺寸光罩，其缺陷数目因尺寸增大而增加，造成大尺寸光罩基材(空白光罩)更难通过现行允收标准外，亦将花费更多的时间和费用在大尺寸光罩缺陷的修补上。故本发明提供一种新的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生产方法，避免上述情形产生。
本发明的一个目的是提供一种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。
本发明的另一个目的是提供一种新的大尺寸光罩生产方法，减少大尺寸光罩的修补次数。
根据以上所述的目的，本发明提供了一种大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，包含以下步骤放置光罩基材于光罩检查系统；撷取光罩基材影像于光罩检查系统；在光罩检查系统中比对光罩基材影像；输出光罩基材的缺陷位置于光罩检查系统；及判断光罩基材的缺陷位置；其中当缺陷位置全部位于非关键区域时，此光罩基材为可接受。
其中，判断光罩基材的缺陷位置的步骤于光罩检查系统内完成。
其中，光罩检查系统撷取光罩基材影像的相邻画面部分重叠。
其中，非关键区域指不会降低整体制程良率的位置。
根据以上所述的目的，本发明提供了一种大尺寸光罩生产的方法，包含以下步骤放置蚀刻后未修补前光罩于光罩检查系统；撷取光罩影像于光罩检查系统；在光罩检查系统中比对光罩影像；输出光罩的缺陷位置于光罩检查系统；判断光罩位于关键区域的缺陷位置；及修补光罩位于关键区域的缺陷于光罩修补系统。
其中，判断光罩的缺陷位置的步骤于光罩检查系统内完成。
其中，光罩检查系统撷取光罩影像的相邻画面部分重叠。
其中，关键区域指会降低整体制程良率的位置。
下面结合附图以具体实例对本发明进行详细说明。
图1A是具有缺陷的光罩的上视图；图1B是沿着图1A上I-I剖面线的光罩的剖面图；图2A是具有缺陷的光罩进行光罩修补的上视图；图2B是沿着图2A上II-II剖面线的光罩的剖面图；图3是光罩检查装置方块图；图4是光罩检查装置撷取影像区域图；图5是本发明大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的流程图；及图6是为本发明大尺寸光罩生产方法的流程图。
附图标记说明100光罩；102、104不透明区域；106针孔缺陷；108不透明缺陷；110透明区域；112针孔修补区域；114缺陷移除区域；1检查控制器；2总控制器；3放置光罩的XY平台；4激光扫描光学系统；5发光检测器；6影像输入分配器；71、72、73、74影像比较器。
具体实施例方式
下面描述本发明的实施例。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行，因此本发明的范围由所附的权利要求定义。
检查光罩缺陷的方法是将光罩图案与用描绘光罩图案的计算机辅助设计(CAD)进行比对。一个光罩检查装置包括一放置光罩的XY平台、一撷取放置于XY平台上光罩的图案影像的影像撷取光学系统、一从影像撷取光学系统取得撷取影像的影像输入单元、一将用以描光罩图案的CAD资料转换成一参考影像的资料转换器，一将撷取影像及参考影像进行比对以检查图案缺陷影像比较器、以及一控制整个装置的控制器。
在上述的光罩检查装置中，放置有光罩的平台会移动，而影像撷取光学系统与影像输入单元则会撷取光罩上图案的一个画面的影像。由此得到的影像被送至影像比较器。另一方面，参考影像初步藉由CAD资料在资料转换器的转换而得到，并与影像同步被送至影像比较器。影像比较器将参考影像及此影像进行比对以检查缺陷。
请参阅图3，光罩检查装置包含一用以放置光罩的XY平台3及一撷取该放置于XY平台3上光罩的光罩图案影像做为撷取影像撷取光学系统。影像撷取光学系统包括一激光扫描光学系统4及一发光检测器5。一影像输入分配器6将撷取的图案影像一个画面接着一个画面地进行分配，以接替地传送至多个影像比较器71-74。每一个影像比较器71-74产生一参考影像并检测图案缺陷。一检查控制器1具有将用以描光罩图案的CAD资料分配至影像比较器71-74。检查控制1具有产生一检查结果输出的功能，用以表示由影像比较器71-74所检测到的缺陷信息。一总控制器2控制XY平台3、影像撷取光学系统的激光扫描光学系统4、影像输入分配器6及检查控制器1。
当检查开始，影像撷取光学系统(激光扫描光学系统4及发光检测器5)及影像输入分配器6将一个画面接着一个画面地撷取影像，以通过频道接替切换的方式将影像送至影像比较器71-74。每一个影像比较器71-74并将检查控制器1送来的参考影像(CAD资料)与撷取影像进行比对以检查缺陷。当撷取影像分配至最后一个频道时，影像输入分配器6重新回到第一个频道。接着，又重新开始另一个分配循环。因此，每一个影像比较器71-74在一个循环周期内进行一连串的缺陷检查动作。当频道的数目增加时，每一个影像比较器71-74会拥有一较长的处理时间。
请参阅图4，总控制器送出一指令使XY平台3及激光扫描光学系统4开始撷取影像。放置于XY平台3的光罩的第一检查区的第一至第八画面系经由以下方式取得。XY平台3以定速在X方向上移动，在X方向上每一预设移动量上，激光扫描光学系统4使用一激光束在Y方向上进行扫描。一发射光被发光检测器5检测到以取得一二维影像。接着，第二检查区在XY平台3在Y方向上移动至一预设的区间后以同样的方式取得。藉由重复上述一连串的操作后，整个光罩表面的影像被撷取下来。这些取得的影像被发光检测器5检测并送至影像输入分配器6。
此时，在每一取得画面中相对于每一相邻画面共同的重叠线的部份同时被写入两个画面，这是为了避免以下的问题所以必需取行重叠线的数目。每个相邻画面系由影像比较器71-74中两个不同的比较器进行处理。如果在两个画面的交界处出现任何的缺陷，其附近区域的信息会遗失，而缺陷也因而无法被找出。
以下将说明影像比较器71的操作，影像比较器72-74在不同的时间也以相同的方式操作。当检查动作开始，影像比较器71拿取第一画面的CAD资料，将其展开成一位映像(bit map)，并进行渐层处理(gradation treatment)以产生参考影像。渐层处理的目的在使参考影像可与撷取影像进行比较以进行缺陷检查，缺陷检查的结果送至检查控制器1。检查控制器1将撷取画面的重叠线数目纳入考虑后把来自影像比较器71-74的缺陷检查结果综合，并产生整个光罩的缺陷信息而输出。
本发明大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生产方法的重点在于整个大尺寸光罩的缺陷信息被读出后，可以区分为关键区域和非关键区域两部分的缺陷信息。所谓关键区域是指不可被接受的缺陷位置，例如在导电层图案光罩上，一缺陷位置恰好位于导电层连接线图案中，这将导致连接线的开路或断路问题产生，故为不可被接受的缺陷位置。而非关键区域是指可被接受的缺陷位置，例如在导电层图案光罩上，一缺陷位置并不会影响导电层连接线图案，同时亦不会对后续制程造成影响，此时被视为可被接受的缺陷位置。利用上述对大尺寸光罩缺陷信息的区分方式，只需对关键区域的缺陷进行修补，这样，光罩缺陷所需修补的次数将大幅减少、因此可降低生产成本与减少生产时间。要特别强调的是，判断一光罩缺陷是属于关键区域或非关键区域的认定标准，由是否会影响整体制程良率来决定，而非只考虑到此光罩缺陷在这一光罩的位置而已。
上述的方式亦可以使用于大尺寸光罩基材“空白光罩”的允收标准上，亦即经过光罩检查装置后的光罩基材，若缺陷位置均位于非关键区域内，则此光罩基材被视为可接受。反之，若有一缺陷位置位于关键区域上，则此光罩基材被视为不可接受。如此一来，大尺寸光罩基材的供给将更具弹性。
请参阅图5，为本发明大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的流程图。首先，将光罩基材(空白光罩)置于光罩检查系统(步骤501)。光罩检查系统撷取并比对光罩基材影像，并输出整个光罩基材的缺陷信息(步骤503)。接下来为判断光罩基材(空白光罩)的缺陷是位于关键区域或非关键区域(步骤505)。若缺陷位置均位于非关键区域内，则此光罩基材被视为可接受(步骤507)。反之，若有一缺陷位置位于关键区域上506，则此光罩基材被视为不可接受(步骤509)。前述的步骤505亦可修改光罩检查系统于输出整个光罩基材的缺陷信息时一并完成。
请参阅图6，为本发明大尺寸光罩生产方法的流程图。首先，将蚀刻后未修补前光罩置于光罩检查系统(步骤601)。光罩检查系统比对光罩影像与CAD信息，并输出整个光罩的缺陷信息(步骤603)。接下来为判断光罩的缺陷是位于关键区域或非关键区域(步骤605)。将光罩送至光罩修补系统，并对位于关键区域的光罩缺陷进行修补(步骤607)。重复步骤601-607，直到所有位于关键区域的光罩缺陷均修补完成(步骤609)。前述的步骤605亦可修改光罩检查系统于输出整个光罩的缺陷信息时一并完成。
即使本发明系藉由举出数个较佳实施例来描述，但是本发明并不限定于所举出的实施例。先前虽举出与叙述的特定实施例，但是显而易见地，其它未脱离本发明所揭示的精神下，所完成的等效改变或修饰，均应包含在本发明的保护范围内。此外，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下，所完成的其它类似与近似改变或修饰，也均包含在本发明的保护范围内。同时应以最广的定义来解释本发明的范围，藉以包含所有的修饰与类似结构。
权利要求
1.一种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检查系统；撷取该光罩基材影像于该光罩检查系统；该光罩检查系统比对该光罩基材影像；输出该光罩基材的缺陷位置于该光罩检查系统；及判断该光罩基材的缺陷位置；其中当该缺陷位置全部位于非关键区域时，该光罩基材可被接受。
2.如权利要求1所述的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，其中判断该光罩基材的缺陷位置的步骤在该光罩检查系统内完成。
3.如权利要求1或2所述的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，其中该光罩检查系统撷取该光罩基材影像的相邻画面部分重叠。
4.如权利要求1或2所述的大尺寸光罩基材可接受缺陷定位的方法，其中该非关键区域指不会降低整体制程良率的位置。
5.一种大尺寸光罩生产的方法，包含放置一蚀刻后未修补前光罩于一光罩检查系统；撷取该光罩影像于该光罩检查系统；在该光罩检查系统中比对该光罩影像；输出该光罩的缺陷位置于该光罩检查系统；判断该光罩位于关键区域的缺陷位置；及修补该光罩位于关键区域的缺陷于一光罩修补系统。
6.如权利要求1所述的大尺寸光罩生产的方法，其中判断该光罩的缺陷位置的步骤于该光罩检查系统内完成。
7.如权利要求5或6所述的大尺寸光罩生产的方法，其中该光罩检查系统撷取该光罩影像的相邻画面部分重叠。
8.如权利要求5或6所述的大尺寸光罩生产的方法，其中该关键区域是指会降低整体制程良率的位置。
全文摘要
本发明公开了一种大尺寸光罩基材可接受缺陷定位及光罩生产方法，在于整个大尺寸光罩基材(空白光罩)或蚀刻后未修补前光罩的缺陷信息被光罩检查装置读出后，进一步被区分为关键区域和非关键区域两部分的缺陷信息。所谓关键区域是指不可被接受的缺陷位置，而非关键区域是指可被接受的缺陷位置。对大尺寸光罩基材而言，若缺陷位置均位于非关键区域内，则此光罩基材被视为可接受。而对大尺寸光罩部分，光罩修补系统只需对位于关键区域的光罩缺陷进行修补即可。
文档编号G03F1/08GK1690847SQ20041003731
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月27日 优先权日2004年4月27日
发明者何明丰 申请人:盟图科技股份有限公司