CN103995431B - 降低光掩模板条纹的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于光掩模生产领域，尤其涉及降低光掩模板条纹的方法及装置，所述方法包括下述步骤：设计制作光掩模检测板；根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差；将图形按照矩阵点划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此点的偏差，在进行光刻前对图形进行反补。本发明通过对产生光掩模板条纹的原因，对光掩模板进行光刻前光刻采用的图形进行反补，使得光刻后反补的效果抵消了由于误差导致的出现条纹的情况，使得降低光掩模板出现条纹的情况。

Description

降低光掩模板条纹的方法及装置

技术领域

本发明属于光光掩模生产领域，尤其涉及降低光掩模板条纹的方法及装置。

背景技术

平板显示器显示是基于每个像素对光的反射、透过、或发光实现的，这些像素点的反射、透过、或发光的强度如果在同等系统驱动条件下，如果反射、透过、或发光的强度不一致，对于同样亮度与颜色的区域，会让人的眼睛感觉到不同亮度或颜色的图像。而引起这些不同的主要原因，是在显示器设计时本来相同的像素图形，由于在制造中的各个环节的误差，导致最终产品上的部分像素的大小发生细微的变化。由于人眼对光具有极强的敏感性，导致最终人眼在显示器上看到本来应该相同的颜色与亮度的区域出现明暗变化的区块或线条。产生这一问题的主要原因之一是用于复制平板显示器线路的光掩模板出现条纹。条纹的产生主要有以下几种情形：光刻机扫描带之间的重叠区与非重叠区的能量差别，引起的在光掩模板上不同位置的像素图形出现差别；多光束光刻机，不同的光刻机光束之间的能量差异，引起的光掩模板上不同位置的像素图形出现差别；在同样的光刻机能量作用下，由于涂胶不均，引起的光掩模板上不同位置的相素图形出现差别。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供降低光掩模板条纹的方法及装置，旨在解决由于光掩模板在制造过程中的误差，导致的光掩模板上出现条纹的问题。

本发明实施例是这样实现的，降低光掩模板条纹的方法，所述方法包括下述步骤：

通过光掩模检测板测量像素图形和扫描带重叠部分的重叠图形精度变化曲线；

根据所述精度变化曲线在进行光刻之前对所述扫描带重叠部分进行反补。

进一步的，在通过光掩模检测板测量像素图形和扫描带重叠部分的重叠图形精度变化曲线步骤前还包括：

设计制作光掩模检测板，所述光掩模检测板以光掩模制作设备或平板显示器曝光设备的最高设计能力设计最小线缝，最小线缝之间距离不等于光刻机扫描带宽度，且最小线缝之间的距离与光刻机扫描带宽度不成倍数关系。

降低光掩模板条纹的方法，所述方法包括下述步骤：

按照光刻机设备的光斑大小，光束数量计算图形由于光束能量差异造成的条纹的图形收缩系数；

根据所述收缩系数对图形中的所有顶点进行收缩，得到收缩图形；

根据所述收缩图形在将收缩图形进行光刻前，在设备上使用相反系数进行反补。

降低光掩模板条纹的方法，所述方法包括下述步骤：

设计制作光掩模检测板；

根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差；

将图形按照划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此点的偏差，在进行光刻前对图形进行反补。

进一步的，在根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差步骤前还包括:

设计制作光掩模检测板，所述光掩模检测板以光掩模制作设备或平板显示器曝光设备的最高设计能力设计最小线缝。

本发明实施例的另一目的在于提供降低光掩模板条纹的装置，所述装置包括：

重叠检测单元，用于通过光掩模检测板测量像素图形和扫描带重叠部分的精度变化曲线；

重叠区反补单元，用于根据所述精度变化曲线在进行光刻之前对所述扫描带重叠部分进行反补。

降低光掩模板条纹的装置，所述装置包括：

收缩系数测量单元，用于按照光刻机设备的光斑大小，光束数量计算图形由于光束能量差异造成的条纹的图形收缩系数；

收缩图形计算单元，用于根据所述收缩系数对图形中的所有顶点进行收缩，得到收缩图形；

反补单元，用于根据所述收缩图形在将收缩图形进行光刻前，在设备上使用相反系数进行反补。

降低光掩模板条纹的装置，所述装置包括：

光强或涂胶测量单元，用于根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差；

图形分割反补单元，用于将图形按照划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此点的偏差，在进行光刻前对图形进行反补。

本发明通过降低光掩模板条纹的方法及装置，解决了由于生成光掩模板过程由于生产误差的问题，使得光掩模板上出现条纹的问题，通过在对光掩模板进行光刻前光刻采用的图形进行反补，使得光刻时使用的图形是经过反补的，反补后的图形能够抵消了由于误差导致的出现条纹的情况，使得降低光掩模板出现条纹的情况。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的降低光掩模板条纹的方法的实现流程图；

图2是本发明第一实施例提供的扫描带能量周期图；

图3是本发明第一实施例提供的显示器的像素图形周期变化图；

图4是本发明第一实施例提供的反补光掩模板设计方法图；

图5是本发明第一实施例提供的反补光掩模测试版示意图；

图6是本发明第二实施例提供的降低光掩模板条纹的方法的实现流程图；

图7是本发明第三实施例提供的降低光掩模板条纹的方法的实现流程图；

图8是本发明第三实施例提供的测量得到的每个区域的偏差示意图；

图9是本发明第三实施例提供的计算补偿点的示意图；

图10是本发明第四实施例提供的降低光掩模板条纹装置的结构图；

图11是本发明第四实施例提供的降低光掩模板条纹装置的结构图；

图12是本发明第四实施例提供的降低光掩模板条纹装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的降低光掩模板条纹的方法的实现流程，详述如下：

S101中，通过光掩模检测板测量像素图形和扫描带重叠部分的重叠图形精度变化曲线。

由于光刻机设备扫描带与像素图形都是呈现周期性的变化的，其中当两个扫描带的重叠区与像素图形的边沿部分重叠时就会在生产中出现光掩模板的条纹，具体的光刻机设备扫描带的宽度最大值是固定的，在扫描带的垂直方向，曝光到整个光掩模板上的能量也是成周期变化的，具体的光刻机设备曝光能量周期如图2所示，即与扫描带重叠区呈周期变化。对于显示器的像素图形，同样在X方向及Y方向都也存在周期性的变化，如图3所示。当两者扫描带的重叠区与像素图形边沿重叠时就会出现光掩模板条纹。由于光刻机设备光束能量周期与显示器的像素图形周期都是不同的，由于扫描带重叠区的存在，而引起曝光能量变化，导致同一像素图形出现在重叠区与非重叠区的时，最终的图形尺寸出现偏差，从而产生条纹，现有技术方案通过改变光刻机的扫描带的宽度与像素达到一定的倍数关系，以减少条纹产生，，由于扫描带被变窄导致进行光刻时效率较低。本发明通过光掩模检测板测量得到像素图形和扫描带重叠部分的重叠图形精度变化曲线。

S102中，根据所述精度变化曲线在进行光刻前对所述扫描带重叠部分进行反补。

将图形按照光刻机设备的扫描带最大宽度，沿扫描带方向分割成条状，对每个扫描带按照图形周期进行反补，反补的具体方法按图形像素的大小，将分割出的扫描带宽度按照图形边沿对照能量曲线的位置，然后按照能量曲线的变化，将线段的顶点向图形内或图形外移动，即如果图形显示是缺少，则对缺少的部分进行图形平移，缺少多少，则反补多少，使得在原有图形上缺少的部分和反补上去的图形点完全相同，只有坐标方向相反，同样对于多出的部分则按照同样的原理进行减少，使得反补后进行光刻时两者的图形刚好进行抵消。

传统的光刻机多数具有调整扫描带宽度的功能，可通过调整扫描带的宽度与像素图形的周期一致或成倍数关系，使扫描带的能量变化曲线与图形像素的周期一致，实现在某一周期内实现像素相同位置上接受的能量是相同的。但这种实现方法，需要将扫描带宽度调窄，因为正常情使用的都是让光刻机能够达到的最大宽度，而扫描带宽度变窄，则意味着设备生成效率变低，单位时间内的产能降低。本方法根据所述精度变化曲线在进行光刻前对所述扫描带重叠部分的图形进行反补，测试由于扫描带能量造成的周期性的图形线条宽度的变化，进而对相应位置的图形做反向补偿，以消除扫描带引起的能量周期对最终光掩模板上的图形的影响。如图4中，A1是放大后的重叠部分的细节图，最终的图形分割效果如图4中B1所示，但是在光掩模板上的图形如图B2所示，设计的原图如B3所示，灰色差别图如B4所示，通过对图进行反补处理，C1为设计后的原图，C2为补偿后的图形，分割图的效果如C3所示，最终胜出的光掩模板如图C4所示，通过反补偿使得最终的光掩模板如设计的图形一样。

其需要说明的是，在通过光掩模检测板测量像素图形和扫描带重叠部分的重叠图形精度变化曲线步骤前还包括：

设计制作光掩模检测板，所述光掩模检测板以光掩模制作设备或平板显示器曝光设备的最高设计能力设计最小线缝，最小线缝之间距离不等于光刻机扫描带宽度，且最小线缝之间的距离与光刻机扫描带宽度不成倍数关系，即两者的周期之间不成倍数关系，由于相同会使得有重合的周期部分无法被识别，同时保证周期不成比例也是为了保证一定会产生重叠区与像素边沿重叠的部分。

设计制作的光掩模检测板如图5所示，光掩模检测板最小线条等于最小缝隙距离线条。

需要说明的是在具体的测量能量曲线，需要一次或两次的较正，使得测量的能量曲线更加精确。

实施例二：

图6示出了本发明第二实施例提供的降低光掩模板条纹的实现流程图，详述如下：

S601，按照光刻机设备的光斑大小，光束数量计算每个像素图形由于光束能量差异造成的条纹的图形收缩系数。

由于光刻机有多光束的光刻机，对于多光束的光刻机，由于多个光束之间光束的能量会有差别，不同的光束在最终进行光刻时，由于光束能量的差异会造成所曝光的光掩模板有差异，导致最终光掩模板上出现条纹，因此对于多光束光刻机设备，按照光刻机设备的光斑大小，光束数量计算每个像素图形由于光束能量差异造成的图形收缩系数。具体的根据光刻机设备的光斑大小W，光束数量N，图形区域M，图形的间距PITCH计算一个图形的收缩系数K。M＝取整数(PITCH/(W*N))，K＝1+(PITCH-W*N*M)/PITCH。

S602，根据所述收缩系数对图形中的所有顶点进行收缩，得到收缩图形。

S603，根据所述收缩图形在将收缩图形进行光刻前，在设备上使用相反系数进行反补。

反补方法如为将图形进行反向补偿，如原来的设计图形为100um，K＝0.9996，收缩处理后为：99.96um，测光刻时将设备的缩放系统设计为：1/0.9996＝1.0004，以此来消除条纹的出现。

其中若有实施例二产生条纹的原因和实施例一产生的条纹同时出现时，可以将实施例二的方法与实施例一的方法结合使用，具体的应当首先采用实施例二的方法进行收缩反补，之后再按照实施例一的方法计算得到实施例一中的反补数据，进行第二次反补，即先执行实施例二的反补方案，再执行实施例一的反补方案，最终消除光掩模板的条纹的出现。

实施例三：

图7示出了本发明第三实施例提供的降低光掩模板条纹的实现流程图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

S701，设计制作光掩模检测板；

其中光掩模检测板以光掩模制作设备或平板显示器曝光设备的最高设计能力设计最小线缝。

S702，根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差。

按照5mm—20mm的间隔对整版进行矩阵测量，如700X800的，曝光机的窗口尺寸为600X700,按10mm间隔,测量窗口尺寸之内的61X71个点组成的矩阵，测量精度应达到光刻机光斑点的大小的1/10。测量得到的每个区域的偏差示意图如图8所示。

S703，将图形按照划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此点的偏差，在进行光刻前对图形进行反补。

将两个方向分别减去平均值后，得到每点的偏差。将图形按照间隔的1/50的长度，将图形分割成小单位，或者采用其他的分割密度来进行分割，按照分割后的图形中的每个顶点所在坐标，对应测量矩阵中的四个点围成的一个区域，用四个点的X方向与Y方向偏差，求出此点的偏差，并反向补偿，具体计算补偿点的示意图如如图9所示：

其中(X,Y)为点的坐标为,四个点的坐标为左下(XLB，YLB)，右下(XRB，YRB)，右上(XRT，YRT)，左上(XLT，YLT)，四点的偏差分别为(xlb,ylb)，(xrb,yrb)，(xrt,yrt)，(xlt,ylt)。

补偿后的X值X’为:

X’＝X–(xlb*(YLT-Y)/(YLT-YLB)*(XRB-X)/(XRB-XLB)+xrb*(YRT-Y)/(YR T-YRB)*(X-XLB)/(XRB-XLB)+xrt*(Y-YRB)/(YRT-YRB)*(X-XLT)/(XRT-XLT)+xlt*(Y-YLB)/(YLT-YLB)*(XRT-X)/(XRT-XLT))

补偿后的Y值Y’为:

Y’＝Y–(ylb*(YLT-Y)/(YLT-YLB)*(XRB-X)/(XRB-XLB)+yrb*(YRT-Y)/(YR T-YRB)*(X-XLB)/(XRB-XLB)+yrt*(Y-YRB)/(YRT-YRB)*(X-XLT)/(XRT-XLT)+ylt*(Y-YLB)/(YLT-YLB)*(XRT-X)/(XRT-XLT))

用补正后的图形进行制作光掩模板，可以解决对应类别的条纹。.

实施例四：

图10示出了本发明第四实施例提供的降低光掩模板条纹的装置的结构图，详述如下：

重叠检测单元101，用于通过光掩模检测板测量像素图形和扫描带重叠部分的重叠图形精度变化曲线；

重叠区反补单元102，用于根据所述精度变化曲线在进行光刻之前对所述扫描带重叠部分进行反补。

通过重叠检测单元对光掩模检测板测量像素图形和扫描带重叠部分的重叠图形精度变化曲线进行测量得到光掩模板的重叠部分的精度变化曲线，根据重叠部分的精度变化曲线反计算得到补偿的点的补偿设计图，通过对图形在光刻前进行对应反补，消除了图形的缺陷，使得补偿后的图能够抵消掉产生的条纹，最终的光掩模板上没有条纹的出现。

实施例五：

图11示出了本发明第四实施例提供的降低光掩模板条纹的装置的结构图，详述如下：

收缩系数测量单元111，用于按照光刻机设备的光斑大小，光束数量计算每个像素图形由于光束能量差异造成的图形收缩系数；

收缩图形计算单元112，用于根据所述收缩系数对图形中的所有顶点进行收缩，得到收缩图形；

反补单元113，用于根据所述收缩图形在将收缩图形进行光刻前，在设备上使用相反系数进行反补。

通过收缩系数测量单元得到消除光束能量的差异应对图形实施的收缩系数，再根据收缩图形计算单元得到收缩后的图形，对收缩后的图形曝光时，对光刻机的收缩参数进行反向缩放，以实现光刻机光斑缩放，在保证设计长度值的前提下，使光刻机光束的合计宽度与图形像素的宽度成倍数关系。，使得消除条纹的出现。

实施例六：

图12示出了本发明第四实施例提供的降低光掩模板条纹的装置的结构图，详述如下：

光强或涂胶测量单元121，用于根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差；

图形分割反补单元122，用于将图形按照划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此点的偏差，在进行光刻前进行反补。

通过光强或涂胶测量单元，对光强或涂胶进行测量，测量得到不同区域的光强或不同区域的由于涂胶厚度造成的曝光的结果偏差，通过图形分割反补单元，按照划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此点的偏差，在进行光刻时进行反补，使得即使出现由于背光强度不一或涂胶不均，也可以通过反补使得最终的光掩模板消除条纹的出现。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.降低光掩模板条纹的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

设计制作光掩模检测板；所述光掩模检测板以光掩模制作设备或平板显示器曝光设备的最高设计能力设计最小线缝；

根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差；

将图形按照划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此顶点的偏差，在进行光刻前对图形进行反补；

补偿后的X值X’为：

$\begin{array}{c}{X}^{\′}=X-(xlb*\frac{YLT-Y}{YLT-YLB}*\frac{(XRB-X)}{XRB-XLB}+xrb*\frac{(YRT-Y)}{YRT-YRB}*\frac{X-XLB}{XRB-XLB}\\ +xrt*\frac{Y-YRB}{YRT-YRB}*\frac{X-XLT}{XRT-XLT}+xlt*\frac{Y-YLB}{YLT-YLB}\\ *\frac{XRT-X}{XRT-XLT})\end{array}$

补偿后的Y值Y’为：

$\begin{array}{c}{Y}^{\′}=Y-(ylb*\frac{YLT-Y}{YLT-YLB}*\frac{(XRB-X)}{XRB-XLB}+yrb*\frac{(YRT-Y)}{YRT-YRB}*\frac{X-XLB}{XRB-XLB}\\ +yrt*\frac{Y-YRB}{YRT-YRB}*\frac{X-XLT}{XRT-XLT}+ylt*\frac{Y-YLB}{YLT-YLB}\\ *\frac{XRT-X}{XRT-XLT})\end{array}$

其中，顶点的坐标为(X，Y)，四个矩阵点的坐标为左下(XLB，YLB)，右下(XRB，YRB)，右上(XRT，YRT)，左上(XLT，YLT)，四个矩阵点的偏差分别为(xlb，ylb)，(xrb，yrb)，(xrt，yrt)，(xlt，ylt)。

2.降低光掩模板条纹的装置，其特征在于，所述装置包括：

光强或涂胶测量单元，用于根据划分间隔通过光掩模检测板对光掩模板的涂胶或不同区域的光强度进行矩阵测量，测量每个矩阵点，得到每个矩阵点的偏差；

图形分割反补单元，用于将图形按照划分间隔进行分割，分割成小单元，按照分割后图形每个顶点所在的坐标测量小单元矩阵中的四个点围成的区域，根据小单元矩阵中的四个点求出此顶点的偏差，在进行光刻前对图形进行反补；

补偿后的X值X’为：

$\begin{array}{c}{X}^{\′}=X-(xlb*\frac{YLT-Y}{YLT-YLB}*\frac{(XRB-X)}{XRB-XLB}+xrb*\frac{(YRT-Y)}{YRT-YRB}*\frac{X-XLB}{XRB-XLB}\\ +xrt*\frac{Y-YRB}{YRT-YRB}*\frac{X-XLT}{XRT-XLT}+xlt*\frac{Y-YLB}{YLT-YLB}\\ *\frac{XRT-X}{XRT-XLT})\end{array}$

补偿后的Y值Y’为：

$\begin{array}{c}{Y}^{\′}=Y-(ylb*\frac{YLT-Y}{YLT-YLB}*\frac{(XRB-X)}{XRB-XLB}+yrb*\frac{(YRT-Y)}{YRT-YRB}*\frac{X-XLB}{XRB-XLB}\\ +yrt*\frac{Y-YRB}{YRT-YRB}*\frac{X-XLT}{XRT-XLT}+ylt*\frac{Y-YLB}{YLT-YLB}\\ *\frac{XRT-X}{XRT-XLT})\end{array}$

其中，顶点的坐标为(X，Y)，四个矩阵点的坐标为左下(XLB，YLB)，右下(XRB，YRB)，右上(XRT，YRT)，左上(XLT，YLT)，四个矩阵点的偏差分别为(xlb，ylb)，(xrb，yrb)，(xrt，yrt)，(xlt，ylt)。