CN1261818C - 灰色调掩模的缺陷校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种灰色调掩模的缺陷校正方法。该灰色调掩模具有：灰色调部，是对透光量进行了调整的区域，其目的是通过减少透过该区域的光的透光量可选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚；遮光部和透光部，其特征在于，包括：对在上述灰色调部(3)中发生的缺陷进行校正的工序(图1(3))；对上述校正后的灰色调部的图像实施散焦处理，生成转印图像的工序；以及根据上述转印图像评价上述校正后的灰色调部的工序(图1(4)、(4’)。由此，在进行正常图形和所有校正图形的判定的情况下，可容易地对灰色调部在用户的曝光和转印处理中是否发生问题进行判定(检查，保证)和校正。
Description
技术领域
本发明涉及灰色调掩模的灰色调部的缺陷判定(检查)方法和缺陷校正方法等。该灰色调部是对透光量进行了调整的区域，其目的是通过减少透过该区域的光的透光量而选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚。
背景技术
近年，在大型LCD用掩模领域中，正尝试使用灰色调掩模来削减掩模片数(非专利文献1)。
此处，灰色调掩模，如图3(1)所示，在透明基板上具有遮光部1、透光部2和灰色调部3。灰色调部3例如是形成了在使用灰色调掩模的大型LCD用曝光机的极限分辨率以下的遮光图形3a的区域，且是以减少透过该区域的光的透光量、减少该区域的照射量并选择性改变光致抗蚀膜的膜厚为目的而形成的。3b是灰色调部3的曝光机的极限分辨率以下的细微透光部。遮光部1和遮光图形3a通常全都由采用铬和铬化合物等的相同材料制成的厚度相同的膜形成。透光部2和细微透光部3b全都是在透明基板上未形成遮光膜等的透明基板的部分。
使用灰色调掩模的大型LCD用曝光机的极限分辨率，对于步进方式的曝光机为约2.5μm，对于镜面投影方式的曝光机为约3μm。为此，例如，在图3(1)中，把灰色调部3的细微透光部3b的间隔宽度设定为不足2.5μm，把曝光机的极限分辨率以下的遮光图形3a的线条宽设定为不足2.5μm。在用上述大型LCD用曝光机曝光时，由于通过了灰色调部3的曝光光的整体曝光量不足，因而基板上的正成像型光致抗蚀膜在通过该灰色调部3曝光后，只是膜厚变薄。也就是说，抗蚀膜根据曝光量的不同，在与通常的遮光部1对应的部分和与灰色调部3对应的部分的两者之间，产生对显影液的溶解性差异，因而显影后的抗蚀膜形状，如图3(2)所示，与通常的遮光部1对应的部分1’例如约1μm，与灰色调部3对应的部分3’例如约0.4～0.5μm，与透光部2对应的部分成为无抗蚀膜的部分2’。然后，在无抗蚀膜的部分2’进行被加工基板的第1蚀刻，使用灰化等除去与灰色调部3对应的薄部分3’的抗蚀膜，并在该部分进行第2蚀刻，从而可用1片掩模进行以往2片掩模的工序，削减了掩模片数。
另外，对于上述灰色调掩模的灰色调部，细微图形的加工是不容易的，且在制造工序中发生的碎屑等有很大影响，由于此等原因，发生了由遮光图形3a的细、粗等的CD误差和剩余图形(突起(凸)，短路(搭桥)，斑点等)及欠缺图形(缺口(凹)和断线等)组成的图形缺陷等(以下，把图形的粗度和剩余图形缺陷等称为黑缺陷，把图形的细度和欠缺缺陷等称为白缺陷)。
因此，尽管可对灰色调部发生的缺陷施加图形校正，然而由于灰色调部的图形是细微的，因而存在着各种问题。
第1，例如，当使用最小狭缝尺寸2μm的校正装置校正2μm以上的灰色调图形时，由于灰色调部的图形细微(线宽细)，并且校正装置的校正精度有界限，因而与应形成校正图形的部分和要形成校正图形的部分的偏差相当的定位精度，以及与应形成校正图形的部分和实际形成有校正图形的部分的差异相当的校正精度有界限。因此，按照与正常图形相同的形状(正常图形的CD容许精度内)进行校正，对于要发生的缺陷，在技术上是非常困难的(例如在巨大欠缺缺陷部分形成细微校正膜图形并进行校正的情况)，因而尽可能校正成近似于正常图形，即，进行近似于正常图形的校正(正常图形的CD容许精度外)。
第2，由于用最小狭缝尺寸2μm的校正装置校正例如1μm的灰色调图形在技术上是不可能的，因而本发明申请人事先就一种技术，即：通过形成不复原成近似于正常图形的形状，而取得与正常图形同等的灰色调效果的校正图形(与正常图形形状不同和/或排列不同的校正图形)，进行灰色调部校正的技术(特殊校正方法)，进行了申请(专利文献1)。
[非专利文献1]月刊FPD Intelligence，p.31-35，1999年5月
[专利文献1]特开2002-107913
上述现有技术存在以下的问题。
第1，在校正成与正常图形形状相同(正常图形的CD容许精度内)的图形时，虽然可进行通过把通常图形相互比较来进行检查的比较检查，然而在按照与正常图形形状近似的图形(正常图形的CD容许精度外)作了校正时，以及在按照与正常图形形状不同的图形作了校正时，由于不能进行通常的比较检查，因而存在着不容易检查的问题。
第2，在用激光修补装置除去黑缺陷时，由于玻璃基板容易受损，因而即使在被校正后的遮光图形3a满足所设定的技术规格(图形线宽和形状)的情况下，在细微透光部(玻璃部)3b受损时，也会造成细微透光部(玻璃部)3b的透光率下将，因而在用户的曝光和转印处理中会发生问题。具体地说，在玻璃受损的情况下，为了弥补细微透光部(玻璃部)3b的透光率不足，有必要形成比所设定的技术规格(图形线宽和形状)线宽更细的遮光图形3a。在该情况下，存在着仅进行图形形状的检查是不充分的问题。
第3，即使是为了满足用户要求(在用户曝光时，保留规定的抗蚀膜膜厚)而满足了所设定的技术规格(图形线宽和形状)的正常图形(当然CD容许精度内)和正常图形的CD容许精度内的校正图形，由于存在用户实际使用灰色调掩模在被转印基板的抗蚀膜上获得转印图形时的曝光条件根据转印所用的曝光装置的光学条件的设定条件而不同的情况，因而在用户的曝光和转印处理中会发生问题。具体地说，存在用户使用的灰色调掩模的曝光条件不是通常条件的情况(例如，有意运用使灰色调图形不解像的条件或过分不足的照射条件的情况等)。由此得知：(1)即使是满足所设定的技术规格(图形线宽和形状)的正常图形和校正图形(全都为CD容许精度内)，在用户的曝光和转印处理中也会出现问题；(2)即使是近似于正常图形的校正图形(正常图形的CD容许精度外)，只要在用户的曝光和转印图像处理中不发生问题便可(只要对于由用户进行曝光后的抗蚀膜图形的合格与否的判定结果为合格便可)；(3)在用户的曝光和转印处理中，进行是否发生问题的判定(检查)，是有其必要性和重要性的。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的第1目的是提供一种可容易对灰色调部在用户的曝光和转印处理中是否发生问题进行判定(检查)的灰色调掩模的判定(检查)方法。
另外，本发明的第2目的是提供一种利用上述判定方法的灰色调掩模的缺陷校正方法。
本发明具有以下构成。
(构成1)一种灰色调掩模的缺陷校正方法，该灰色调掩模具有：灰色调部，是对透光量进行了调整的区域，其目的是通过减少透过该区域的光的透光量，可选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚；遮光部和透光部，其特征在于，包括：对在上述灰色调部中发生的缺陷进行校正的工序；对上述校正后的灰色调部的图像实施散焦处理，生成转印图像的工序；以及根据上述转印图像评价上述校正后的灰色调部的工序。
(构成2)根据构成1所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，包括根据上述评价结果再度校正上述校正后的灰色调部的工序。
(构成3)根据构成1或2所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，上述灰色调部是形成了在使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形的区域。
(构成4)根据构成1或2所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，上述缺陷校正工序和转印图像生成工序使用同一装置进行。
(构成5)根据构成1或2所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，上述校正后的灰色调部包括与正常图形形状近似的图形，或者取得与正常图形同等的灰色调效果而形状和/或排列不同的校正图形。
(构成6)根据构成1所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，灰色调掩模是LCD制造用掩模或者是显示器件制造用掩模。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施例的灰色调部的白缺陷校正和判定方法的局部俯视图。
图2是用于说明激光校正装置的概略构成的示意图。
图3是用于说明灰色调掩模的图，图3(1)是局部俯视图，图3(2)是局部剖面图。
图4是说明比较例的灰色调部的白缺陷校正和判定方法的局部俯视图。
图中：1…遮光部；2…透光部；3…灰色调部；3a…遮光图形；3b…细微透光部
具体实施方式
在本发明的缺陷校正和判定方法中，对包括灰色调部的图像(例如包括校正后的灰色调部的图形的图像等)实施模糊处理，生成可判定用户在曝光和转印处理中的转印状况的转印图像，根据该转印图像评价校正后的灰色调部(构成1)。
这样，使用根据可判定用户的曝光和转印处理中的转印状况的转印图像来评价校正部的构成，具有以下效果。
(1)对于上述第1问题，即使在按照与正常图形形状近似的图形(正常图形的CD容许精度外)进行校正时(构成5)，以及按照与正常图形形状不同的图形进行校正时(构成5)(即全都不能进行通常的比较检查时)，使用与用户的曝光条件对应的转印图像也能容易判定。
(2)对于上述第2问题，即使在由校正引起的玻璃损坏而使玻璃基板的透光率低下时，也能判定在用户的曝光条件下是否发生问题。
(3)对于上述第3问题，可判定在用户的曝光条件下，灰色调部的图形是否有缺陷。
在本发明中，对包括灰色调部的图像(例如包括校正后的灰色调部的图形的图像等)实施模糊处理，生成可判定用户的曝光和转印处理中的转印状况的转印图像，根据该转印图像对校正后的灰色调部进行评价，根据该评价结果，可再度校正成使校正后的图形达到用户的容许范围(构成2)。而且，也能预先存储该评价结果，并能根据该存储的数据对灰色调部进行缺陷校正(构成2的应用)。
在本发明中，使用模糊处理的转印图像，例如，可通过对包括校正后的灰色调部的图像进行散焦处理来获得(构成1)。更具体地说，例如，在用显微镜获得包括校正后的灰色调部的图像后，通过显微镜的散焦处理(defocus处理)(使显微镜的焦点偏移(模糊)来观察)可获得。
下面，对本发明的模糊处理的条件设定进行说明。模糊处理的条件设定是设定成可生成能判定用户的曝光和转印处理中的转印状况的转印图像的条件。例如，研究用户的曝光条件(例如，有意使灰色调图形不解像的条件或过不足的照射条件等)，进行与此对应的模糊处理。
此处，由于灰色调部存在重复图形，因而存在重复图形的CD偏差。在考虑了这些CD偏差之后，在用户那里，在“上限(例如粗图形)”和“下限(例如细图形)”全都没有影响的条件下进行曝光。为此，校正后的图形有必要取得进入上限～下限(容许偏差范围)之间的灰色调效果。作为一例，与上限～下限(容许偏差范围)对应，设定模糊处理条件。该模糊处理条件是判定是否取得CD容许精度内的灰色调效果的情况。
更具体地说，例如，把在灰色调部的正常图形(CD容许精度内)未全部被解像前使显微镜的焦点模糊的条件设定成模糊处理条件。该模糊处理条件是用模拟确认为与用户的曝光和转印处理中的实际的光的转印状态大致同等。例如，在未校正的正常图形的上限(例如粗图形)未被解像前使显微镜的焦点模糊来观察时，由正常图形组成的灰色调部显示出大致均匀亮度(大致均匀灰色)。针对对于由这种显示出大致均匀亮度(大致均匀灰色)的正常图形组成的灰色调部，包括具有一定程度以上暗(一定程度以上深灰色)或者一定程度以上亮(一定程度以上浅(淡)灰色)的部分的校正图形的灰色调部，对一定程度以上暗(一定程度以上深灰色)的部分的暗(浓)、或者一定程度以上亮(一定程度以上浅(淡)灰色)的部分的亮(浅)、面积、位置等进行综合判断，评价校正部。
作为另一例，对于用户使用的灰色调掩模的曝光条件不是通常条件的情况(例如，采用有意使灰色调图形不解像的条件或过不足的照射条件的情况等)，为了根据正确焦点(有焦点的状态)使用户的曝光和转印处理中发生问题的范围和状态的上限或下限明显化，把根据正确焦点(有焦点的状态)使显微镜的焦点偏移(模糊)的条件设定为模糊处理条件。通过模拟的方法，可确认该模糊处理条件与用户的曝光和转印处理中的实际的光的转印状态大致相同。
本发明的缺陷校正和判定方法特别适合于灰色调部是形成了使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形的区域的情况(构成3)。这是因为，由于线宽粗细的影响通过模糊处理而明显化，因而可对在用户的曝光条件下，灰色调部的图形是否有缺陷进行高精度判定。
另外，本发明的缺陷校正和判定方法也能应用于灰色调部是形成了半透光膜的区域的情况。
在本发明中，优选上述缺陷校正工序和转印图像生成工序使用同一装置进行(构成4)。这是因为，在校正装置上校正后，可在相同校正装置上对刚被校正后的校正部位进行评价，可获得极佳的效果。
本发明作为LCD制造用灰色调掩模或显示装置制造用灰色调掩模的缺陷校正和判定方法特别有效。这是因为，随着近年显示装置的高清晰化，上述各种问题的解决成为当务之急。
[实施例]
图2是用于说明实施例使用的激光校正装置(激光CVD修补装置)的概略构成的示意图。
在该图中，激光束11通过射束扩展器12扩展，通过平凸透镜13形成平行光线，再通过可变矩形的长方形狭缝(可变矩形光阑)14整形，通过成像透镜(物镜)15缩小并在光掩模20上成像，形成成为矩形光阑像的矩形激光校正区域。在图2中，引导光16是用于在激光照射前使用显微镜17对作为可变矩形光阑14的光掩模20上的像的矩形激光校正区域进行确认，并用于使用显微镜17把激光校正区域定位在缺陷位置的照明系统，照明(卤素灯等)18位于成像透镜(物镜)15的反对侧，形成将光掩模20夹持在两者之间的状态，构成可使用显微镜17观察光掩模20的透过光的照明系统。另外，缺陷位置和激光校正区域的定位是在放置有掩模的XY粗动载物台上进行粗略定位，之后在XY微动载物台上进行正确定位。
在该装置中，具有：可借助激光照射除去膜(黑缺陷校正)的激光除去功能(激光修补功能)，以及可借助激光照射形成膜(白缺陷校正)的激光成膜功能(激光CVD功能)。
在本发明中，使成像透镜(物镜)15移动，进行模糊处理(散焦处理)。
图1是用于说明本发明的实施例的灰色调部的白缺陷校正和判定方法的局部俯视图。
对于图1(1)所示的灰色调部3的正常图形，如图1(2)所示，在灰色调部3的遮光图形3a发生巨大图形欠缺时，借助图2所示的激光校正装置等，使用与正常图形大致同一尺寸的狭缝，形成校正膜4，进行近似于正常图形的校正(正常图形的CD容许精度外)(图1(3))。此时，由于使用激光修补装置除去线宽粗的部分会使邻接的细微透光部3b(玻璃部图形)和遮光图形3a受到影响，因而不予进行。
对校正后的图形进行了某种一定的模糊处理(散焦处理)的状态如图1(4)所示。具体地说，使图2所示的激光校正装置的成像透镜(物镜)15移动，进行模糊处理(散焦处理)。并且，对正常图形进行了相同模糊处理(散焦处理)的状态(或者相同视野内的正常图形的状态)如图1(4’)所示。此时，由正常图形组成的灰色调部显示出大致均匀亮度(大致均匀灰色)。对于由这种显示出大致均匀亮度(大致均匀灰色)的正常图形组成的灰色调部，包括具有一定程度以上暗(一定程度以上深灰色)的部分的校正图形的灰色调部，对一定程度以上暗(一定程度以上深灰色)的部分的暗(深)、面积、位置等进行综合判断，评价校正部。
在本实施例中，可对通过模糊处理明显化的线宽粗细的影响，即在用户的曝光条件下灰色调部的图形是否有缺陷进行高精度判定。
在本实施例中，在校正装置上校正后，可在相同校正装置上对刚被校正后的校正部位进行评价。
图4是用于说明本发明的比较例的灰色调部的白缺陷校正和判定方法的局部俯视图。
对于图4(1)所示的灰色调部3的正常图形，如图4(2)所示，在灰色调部3的遮光图形3a发生巨大图形欠缺时，借助图2所示的激光校正装置等，使用与正常图形大致同一尺寸的狭缝，形成校正膜4，进行近似于正常图形的校正(正常图形的CD容许精度外)(图4(3))。此时，由于使用激光修补装置除去线宽粗的部分会使邻接的细微透光部3b(玻璃部图形)和遮光图形3a受到影响，因而不予进行。
对于校正后的图形，图4(4)表示了进行了通常进行的与正常图形的合成比较(取被检查图形和正常图形的差进行比较)的状态的示意图。与正常图形的合成比较的结果是，只有校正部被强调，而难于进行合格与否的判定。也就是说，进行通常的比较检查是困难的。
另外，本发明不限于上述实施例。
在上述实施例中，列举了进行近似于正常图形的校正(正常图形的CD容许精度外)的情况，然而对于：(1)虽然取得与正常图形同等的灰色调效果，然而形成其形状和/或排列不同的校正图形的情况，(2)由校正引起的玻璃损伤而使玻璃基板的透光率低下的情况，(3)进行正常图形和所有校正图形的判定的情况，可在用户的曝光条件下，对灰色调部的图形是否有缺陷进行判定。
另外，关于上述(2)的“由玻璃损伤引起的玻璃基板的透光率低下”，可通过进行透过光观察，可进行克服了上述第2问题的缺陷校正的判定。
如以上说明那样，根据本发明，对于进行正常图形和所有校正图形的判定的情况，可提供一种可容易对灰色调部在用户的曝光和转印处理中是否发生问题进行判定(检查)的灰色调掩模的判定(检查，保证)方法。
并且，可提供一种利用上述判定方法的灰色调掩模的缺陷校正方法，这样，可提供一种使包括校正图形的灰色调部在用户的曝光和转印处理中不发生问题的灰色调掩模。
Claims (6)
1.一种灰色调掩模的缺陷校正方法，该灰色调掩模具有：
灰色调部，是对透光量进行了调整的区域，其目的是通过减少透过该区域的光的透光量，可选择性地改变光致抗蚀膜的膜厚；
遮光部；和
透光部，
其特征在于，包括：
对在上述灰色调部中发生的缺陷进行校正的工序；
对上述校正后的灰色调部的图像实施散焦处理，生成转印图像的工序；以及
根据上述转印图像评价上述校正后的灰色调部的工序。
2.根据权利要求1所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，包括根据上述评价结果再度校正上述校正后的灰色调部的工序。
3.根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，上述灰色调部是形成了在使用灰色调掩模的曝光机的极限分辨率以下的遮光图形的区域。
4.根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，上述缺陷校正工序和转印图像生成工序使用同一装置进行。
5.根据权利要求1或2所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，上述校正后的灰色调部包括与正常图形形状近似的图形，或者取得与正常图形同等的灰色调效果而形状和排列中的至少一项不同的校正图形。
6.根据权利要求1所述的灰色调掩模的缺陷校正方法，其特征在于，灰色调掩模是LCD制造用掩模或者是显示器件制造用掩模。
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