TWI393876B - 圖案缺陷檢測方法、光罩製造方法以及顯示裝置基板製造方法 - Google Patents

Description

圖案缺陷檢測方法、光罩製造方法以及顯示裝置基板製造方法

本發明係有關於用以檢測受檢物品之重複圖案中之缺陷的圖案缺陷檢測方法、以此種缺陷檢測方法來製造光罩的光罩製造方法、及使用此光罩來製造用於顯示裝置之基板(以下亦稱作”顯示裝置基板”)的顯示裝置基板製造方法。

在檢測顯示裝置基板或用於製造顯示裝置基板之光罩時，需檢測其表面圖案是否有形成缺陷。此圖案中之缺陷包括偶然的誤差，導致在規則排列之單位圖案中，出現不規則的缺陷。此種不規則缺陷，例如是在製造過程中所產生。

假如缺陷發生在用以製造顯示裝置基板的光罩圖案中，缺陷會轉寫到顯示裝置基板的圖案上。假如缺陷存在於顯示裝置基板，有可能會發生顯示不穩定，造成裝置性能不佳。

雖然上述顯示裝置基板或光罩的圖案缺陷無法以個別單位圖案之形狀檢測來偵測(這是由於細微缺陷通常是規則排列的)，但包含缺陷之整個區域看起來與其他部分不同。因此，缺陷檢測主要是以外觀檢測來執行，例如以傾斜光線進行肉眼觀測。

然而，肉眼檢測會有操作者所造成檢測結果差異性的問題，因此有必要使用檢測裝置來進行自動化之缺陷檢測。

作為自動化視覺傾斜光線檢測之裝置，例如有一種巨觀檢測裝置，可用以檢測由半導體晶圓所製造之半導體元件的基板。例如，Japanese Unexamined Patent Application Publication(JP－A)No.H09－329555揭露一裝置，包括一以預定波長照射光線至形成於半導體晶圓表面之周期性結構(重複圖案)的光源、一用來接收來自晶圓表面之繞射光線的照相機及偵測裝置，可藉著比較照相機所拍攝之影像數據與具零缺陷參考數據之方式來偵測缺陷。此巨觀檢測裝置在一單獨視野拍攝晶圓之整個表面，藉以因聚焦偏移來檢測在晶圓表面上之周期性結構中之表面缺陷，聚焦偏移即由晶圓之較上位置與較下位置上之變動所造成之離焦，此乃晶圓下表面上灰塵(粒子)之存在或晶圓之顯影、蝕刻或剝除製程所造成。

為了利用重複圖案之繞射光線來偵測半導體晶圓表面之重複圖案中之缺陷(如形成重複圖案之單位圖案在位置或線寬上之變動)，必須能將缺陷辨認為繞射光線之誤差及偵測繞射光線中包括誤差分量之繞射光線。當重複圖案之間距是一特定長度或更小，例如是50微米或更小時，包括誤差分量之繞射光線可被充分地偵測。因此，可充分地偵測出缺陷，例如間距約2微米或更小之半導體元件基板的重複圖案中之缺陷或發生在具有間距約15微米或更小之半導體元件製造光罩的重複圖案中之缺陷。

另一方面，當重複圖案之間距大於上述間距，例如是約100到1000微米，像用來製造如液晶顯示面板之顯示裝置基板的光罩，利用繞射光線以上述巨觀檢測來偵測發生在重複圖案中之缺陷(如形成重複圖案之單位圖案在位置或線寬上之變動)是困難的。其中一個理由將在以下描述。當重複圖案之間距增加如上所述，在來自重複圖案第n階繞射光線之第n階繞射角與第(n＋1)階繞射光線之第(n＋1)階繞射角之間的差異由此變的非常小。結果，不具誤差分量之繞射光線強度增加，而具代表發生在重複圖案中缺陷之存在的誤差分量的繞射光線變的微弱。如此，具誤差分量之繞射光線像是被掩藏在不具誤差分量之繞射光線中。

更進一步，以下理由可視為另一項原因。即作為如液晶顯示面板之顯示裝置之基板，以電視面板為例，即使當面板尺寸增加，像素之數目基本上不變。因此，在用以製造大尺寸顯示裝置基板之光罩的情況中，重複圖案之間距增加到大約100到1000微米。另一方面，產生在重複圖案中之單位圖案在位置或線寬上之可允許變動值不隨著重複圖案之間距成比例增加(例如在約100奈米之內)。可允許變動值與重複圖案之間距的比例是例如當重複圖案之間距是100微米時是0.1%，而當重複圖案之間距是1000微米時是0.01%，在這種情況下，可允許變動值是100奈米。因此，也因為這個理由，當重複圖案之間距增加時，偵測如單位圖案在位置或線寬上之變動的缺陷變的更困難。

有鑑於此，本發明提供一種缺陷檢測方法，該方法可在短時間內，充分地檢測如重複圖案中單位圖案在位置或線寬上之變動的缺陷；本發明亦提供一種光罩製造方法，該方法藉著實行這樣的檢測法來製造光罩；以及，本發明更提供一種顯示裝置基板製造方法，該方法使用上述光罩來製造顯示裝置基板。

依照申請專利範圍第1項，圖案缺陷檢測方法是用來檢測發生在受檢物品之主要圖案上的缺陷。主要圖案包括重複圖案，且重複圖案中具有周期性排列之單位圖案，該方法包括下列步驟：於形成該主要圖案的同時，在不同於主要圖案的區域形成用以檢測的輔助圖案，輔助圖案包括與主要圖案具有不同間距的重複圖案；以預定之入射角照射光線於輔助圖案上；以及以觀測裝置接收由輔助圖案所產生的繞射光線來偵察輔助圖案上之缺陷，藉以決定在主要圖案中缺陷之存在。

依照申請專利範圍第2項，在申請專利範圍第1項之圖案缺陷檢測方法中，輔助圖案的間距小於主要圖案的間距。

依照申請專利範圍第3項，在申請專利範圍第2項之圖案缺陷檢測方法中，主要圖案的間距是80到2000 μ m，而輔助圖案的間距是1到50 μ m。

依照申請專利範圍第4項，在申請專利範圍第1－3項中任一所述之圖案缺陷檢測方法中，輔助圖案是由周期性排列的單位圖案所形成，且這些單位圖案排列的方向均彼此垂直。

依照申請專利範圍第5項，在申請專利範圍第2項之圖案缺陷檢測方法中，受檢物品是用以製造顯示裝置基板之光罩或顯示裝置基板。

依照申請專利範圍第6項，光罩製造方法是用以製造一種光罩，該光罩包括一主要圖案，該主要圖案包括一重複圖案，且該重複圖案具有周期性排列之單位圖案。本方法包括下列步驟：一圖案形成步驟，用以在形成主要圖案的同時，在主要圖案的外圍，形成一檢測用之輔助圖案，輔助圖案包括與主要圖案具有不同間距的重複圖案；以及一缺陷檢測步驟，包括以預定之入射角照射光線於輔助圖案上，以及以觀測裝置接收由輔助圖案所產生的繞射光線來偵察輔助圖案上之缺陷，藉以決定主要圖案中缺陷之存在。

依照申請專利範圍第7項，光罩製造方法是製造一種光罩，該光罩具有主要圖案，主要圖案中包括重複圖案，且重複圖案具有周期性排列之單位圖案。本方法包括下列步驟：一圖案形成步驟，用以在一光罩基底的表面形成該主要圖案的同時，其中該光罩基底具有一薄膜與一光阻膜形成於一透明基板上，在該主要圖案的外圍，形成一檢測用之輔助圖案，該輔助圖案包括一與該主要圖案具有不同間距的重複圖案；缺陷檢測步驟，包括以預定之入射角照射光線於該輔助圖案上，以及以觀測裝置接收由輔助圖案所產生的繞射光線來偵察輔助圖案上之缺陷；及輔助圖案去除步驟，用以去除輔助圖案。

依照申請專利範圍第8項，在申請專利範圍第7項之光罩製造方法中：圖案形成步驟包括同時寫入輔助圖案與主要圖案，並顯影輔助圖案之光阻圖案；而缺陷檢測步驟包括照射光線於輔助圖案之光阻圖案上，以及以觀測裝置接收由輔助圖案所產生之反射光線的繞射光線。

依照申請專利範圍第9項，在申請專利範圍第8項之光罩製造方法中，輔助圖案去除步驟包括去除輔助圖案的光阻圖案。

依照申請專利範圍第10項，在申請專利範圍第7項之光罩製造方法中，輔助圖案去除步驟包括去除相應於輔助圖案部分的薄膜。

依照申請專利範圍第11項，在申請專利範圍第8項之光罩製造方法中，輔助圖案去除步驟包括去除相應於輔助圖案部分的薄膜。

依照申請專利範圍第12項，在申請專利範圍第7項之光罩製造方法中圖案形成步驟包括同時寫入輔助圖案與主要圖案，及形成、顯影、蝕刻出具有輔助圖案的薄膜圖案，而缺陷檢測步驟是藉著照射光線於具有輔助圖案的薄膜圖案上，以及以觀測裝置接收由輔助圖案所產生之反射光線或穿透光線的繞射光線。

依照申請專利範圍第13項，在申請專利範圍第11項之光罩製造方法中，輔助圖案去除步驟包括除去相應於輔助圖案部分的薄膜。

依照申請專利範圍第14項，在申請專利範圍第6項之光罩製造方法中，輔助圖案的間距較主要圖案的間距小。

依照申請專利範圍第15項，在申請專利範圍第7項之光罩製造方法中，輔助圖案的間距較主要圖案的間距小。

依照申請專利範圍第16項，在申請專利範圍第13或14項之光罩製造方法中，主要圖案的間距是80到2000 μ m，而輔助圖案的間距是1到50 μ m。

依照申請專利範圍第17項，在申請專利範圍第6項之光罩製造方法中，輔助圖案由周期性排列的單位圖案所形成，且這些單位圖案排列的方向彼此垂直。

依照申請專利範圍第18項，在申請專利範圍第7項之光罩製造方法中，輔助圖案由周期性排列的單位圖案所形成，且這些單位圖案排列的方向彼此垂直。

依照申請專利範圍第19項，一種顯示裝置基板製造方法，包括以光罩形成像素圖案，該光罩是由如申請專利範圍第6－15項和第17項中所述之任一光罩製造方法所製造，藉此製造出顯示裝置基板。

在申請專利範圍第1－5項所述之任一發明中，即使當在主要圖案中之重複圖案的間距是如此大，以致於如在此重複圖案中之單位圖案在位置或線寬上之變動的缺陷無法被辨認為是來自主要圖案之繞射光線的誤差，但藉著接收產生於與主要圖案同時寫入形成且包括具有間距不同於主要圖案間距之重複圖案的輔助圖案之繞射光線，產生於輔助圖案的重複圖案中之上述缺陷可被偵測為是繞射光線之誤差。在此處，"與主要圖案同時寫入"代表輔助圖案也是由主要圖案之寫入掃描所寫入，因此，在主要圖案之寫入期間，會產生缺陷(如位置或線寬上之變動)的寫入條件，也會發生在輔助圖案上。藉此，可充分地決定主要圖案之重複圖案中缺陷之存在與否。

此外，既然此方法不需要檢測主要圖案中形成重複圖案之所有單位圖案之缺陷(如單位圖案在位置或線寬上之變動的缺陷)，缺陷之存在與否可在短時間內決定，藉以增進產能。

在申請專利範圍第7－13、15、16、18及19項所述之任一發明中，在執行檢測以與主要圖案同時寫入所形成之輔助圖案的缺陷之缺陷檢測步驟後，執行去除輔助圖案之輔助圖案去除步驟，以避免作為最後成品之光罩有輔助圖案形成。

在申請專利範圍第19項所述之發明中，顯示裝置基板由利用如申請專利範圍第6－7項所述之光罩製造方法所製造之光罩來形成像素圖案而製造。因此，可增進顯示裝置基板之品質。

以下將配合圖式說明實施本發明的最佳方式。

[A]第一實施例(第1－7B圖)

第1圖顯示一缺陷檢測裝置之側面示意圖，用以實行本發明第一實施例之缺陷檢測方法。第2圖顯示如第1圖所示缺陷檢測裝置之另一態樣的側面示意圖。第5圖顯示一作為受檢物品之光罩的平面圖，該光罩以第1和2圖的缺陷檢測方法檢測。

如第5圖所示，在本實施例的檢測方法中，作為受檢物品的光罩50是一曝光光罩，用以製造顯示裝置之基板，例如液晶顯示器(尤其是平面直角顯示器：FPD)、電漿顯示器、電致發光顯示器、發光二極體顯示器或微型數位反射鏡顯示器。

光罩50包括一透明基板，例如合成石英玻璃基板，及一薄膜(遮光膜)，例如形成於透明基板表面上之鉻膜，其中薄膜被部分去除以形成預定之圖案來作為光罩圖案。該薄膜可能是單層或堆疊的形式，並可更具有一半透光膜或功能膜來作為蝕刻阻止層或其相似物。該光罩圖案包括主要圖案56及用以檢測的輔助圖案57，輔助圖案57形成於主要圖案56之外圍區域。如第1－3B圖所示，主要圖案56及輔助圖案57都具有一重複圖案51，在重複圖案51中，單位圖案53周期性地排列著。主要圖案56及輔助圖案57的重複圖案51之間距設定為彼此不同。

主要圖案56的間距，即主要圖案56中重複圖案51的間隔，設定為例如80到2000微米。另一方面，輔助圖案57的間距，即輔助圖案57中重複圖案51的間隔d，設定為例如1到50微米(在本實施例中為10微米)。當輔助圖案之間距較小時，檢測是較容易的。然而，考量到觀測裝置之解析度限制，以及輔助圖案受製程上的影響，例如顯影，輔助圖案的間距較佳是1微米或更大。但是另一方面假如間距太大，繞射光線的誤差分量會增加，因此輔助圖案的間距較佳是50微米或更小。更佳的間距是2到40微米。當主要圖案之間距是80到2000微米時，可顯著地達到本實施例的效用。更甚者，當間距是100到1000微米時，效用更加顯著。

如第5圖所示，輔助圖案57中之重複圖案51的配置使得在光罩50中的單位圖案53沿著互相垂直的L1及L2側邊周期性地排列。當缺陷檢測方法以檢測裝置實行時，輔助圖案57之寬度W較佳為1到5毫米，而當缺陷檢測方法以目測觀察實行時，輔助圖案57之寬度w較佳為約5到20毫米。當光罩50的邊長例如為300毫米或更大，及光罩50可能是具有超過1公尺之L1或L2側邊之大尺寸基板形式時，本發明之功效特別顯著。

通常這種形式之製造光罩的方法是先在透明基板上形成薄膜(遮光膜)，然後在薄膜上形成光阻膜。之後，以光柵寫入技術使寫入裝置中的雷射光束照射在光阻膜上，來進行寫入，藉以曝光出預定之圖案。然後，寫入與無寫入之部分選擇性地去除，藉以形成光阻圖案。之後，薄膜以光阻圖案為遮罩進行蝕刻，藉以將薄膜形成為重複圖案(光罩圖案)。最後，去除殘餘之光阻，藉以製造光罩。自然地，在多層膜的情況下，可依薄膜之材質進行額外的製程。

在前述的製造方法中，當以光柵寫入技術使用雷射光束之掃描來直接施行寫入光阻膜時，線寬或位置會因為掃描精度、光束直徑或掃描寬度而產生變動，以致於由寫入缺失所造成的誤差周期性地出現在寫入單元中。這是重複圖案中發生缺陷的原因之一。除此之外，每個圖案缺陷具有規律性可能是因許多其他原因而產生。

第4A－4D圖顯示那些缺陷的範例。在第4A－4D圖中的任一圖，缺陷區域以數字54指示。第4A圖顯示一缺陷，該缺陷是由於重複圖案51中之單位圖案53間的間距有部分不同所造成，其起因於在以光束寫入的位置發生偏移(位置變動)。同樣地，第4B圖顯示一缺陷，該缺陷是由於重複圖案51中之單位圖案53的位置相對於其他單位圖案53偏移所造成，其起因於在以光束寫入的位置發生偏移。這些顯示於第4A－4B圖之缺陷均可稱作基於座標位置變動之缺陷。另一方面，第4C及4D圖均顯示一缺陷，該缺陷是由於重複圖案51中之單位圖案53的線寬，部分減少或增加所造成，其起因於寫入裝置或其他相似裝置之光束強度的變動。這種缺陷是基於尺寸變動之缺陷。

即使試圖以巨觀檢測器利用繞射光線來偵測，第5圖之主要圖案56的缺陷，無論是前述基於座標位置變動之缺陷(即該缺陷是由單位圖案53之位置變動造成)或前述基於尺寸變動之缺陷(即該缺陷是由單位圖案53之線寬變動造成)，由於主要圖案56的間距非常大，例如100到1000微米，要將該缺陷辨認為是繞射光線之誤差是困難的，因此該缺陷不容易被檢測出。有鑑於此，與主要圖案56同時形成的輔助圖案57因具有d間隔之重複圖案51，可使缺陷，例如單位圖案53在位置或線寬上之變動，相對容易地被辨認為是繞射光線之誤差。

既然輔助圖案57與主要圖案56同時形成，由寫入裝置或其相似裝置之精度波動造成的單位圖案53在位置或線寬上的變動，同一直線K在主要圖案56及輔助圖案57中均有相同的變動數量。因此，藉著利用繞射光線以巨觀檢測器來偵測輔助圖案57中之缺陷，可以檢測出同一直線K中在主要圖案56的等量變動之缺陷。

如第1圖所示，用以檢測產生於輔助圖案57中之缺陷(例如單位圖案53在位置或線寬上之變動)的缺陷檢測裝置10，包括平台11、光源裝置12及觀測裝置13。觀測裝置13具有光線接收光學系統14。

平台11是具有適合支撐光罩50於其上之支撐表面的台座。平台11是X－Y平台，可於X及Y方向移動，使光罩50對一檢測範圍16作相對移動(第5圖)。檢測範圍16是一檢視之範圍，可由檢測裝置偵測，且可設定為例如具有邊長10到50毫米之矩形。或者，平台11可能是固定的，而光源裝置12或觀測裝置13可能設為可動的。

光源裝置12使用具有充足亮度(例如，亮度是1000到600000勒克斯，較佳是300000勒克斯或更大)及具有高度平行性(平行角度在2。內)之光源。能夠滿足這種條件之光源較佳是超高壓汞燈泡、氙燈泡或金屬滷化物燈泡。光源裝置12設置在平台11之下。來自光源裝置12之光線，以預定之入射角θ i傾斜地由下方照射在支撐於平台11上之光罩50的輔助圖案57中的重複圖案51上。

觀測裝置13可使用例如具有作為影像裝置之物鏡的電荷耦合元件相機(CCD)，且相機設置在垂直面向平台11之支撐表面的位置或在以一預定角度面向平台11之支撐表面的位置。觀測裝置13透過光線接收光學系統14接收穿過光罩50之光線的繞射光線並以CCD照相機拍攝以作為影像資料。如第2圖所示，使用上也可能是由一缺陷檢測裝置20達成，在缺陷檢測裝置20中，光源裝置12設置在相對於平台11，與觀測裝置13在同一邊。在這種情況下，來自光源裝置12之光線以入射角θ i照射於光罩50之輔助圖案57上，而觀測裝置13接收由光罩50之輔助圖案57之反射光線的繞射光線。

在穿透或反射自光罩50之繞射光線中，觀測裝置13接收絕對值大於零之階數的繞射光線。照射在光罩50之輔助圖案57中的重複圖案51上的照射光線(入射光線)，及來自輔助圖案57之重複圖案51的繞射光線之間，具有下列關係式(1)d(sinθ n±sinθ i)＝n λ………(1)

其中，如第1－3B圖所示，d代表重複圖案51之間隔，θ i是入射角，θ n是排序n之第n階繞射光線的繞射角，而λ是入射光線之波長。

第0階繞射光線(直射光線)包括相對非常小數量的細微缺陷資料而有較大絕對值排序之繞射光線包括相對較大數量的細微缺陷資料。因此，為了獲得細微缺陷資料，觀測裝置13接收絕對值大於零之階數的繞射光線(第n階繞射光線)是必須的。繞射階數n是取決於輔助圖案57之重複圖案51的間隔d。因此，為了使觀測裝置13能夠接收輔助圖案57之重複圖案51中之預定間隔d的預定第n階繞射光線，第n階繞射光線的方向(第n階繞射角θ n)，入射光線之波長λ及入射角θ i是根據關係式(1)適當地決定。在第1－3B圖中，第n階繞射角θ n代表第－1階繞射之繞射角。

既然觀測裝置13使用照相機，如CCD照相機，來作為影像裝置，由照相機所拍攝之影像可以顯示於顯示螢幕上，而更進一步，所拍攝之影像可以分析器(未顯示)分析來作為影像數據。CCD照相機是範圍照相機，適合於拍攝二維影像，而其檢視之範圍是上述的檢測範圍16。觀測裝置13可具有接目鏡。

由觀測裝置13所獲得之影像數據送入一分析器。該分析器提供來自觀測裝置13之影像數據本身的起始值，藉此區分及檢測光罩50之輔助圖案57中的重複圖案51之缺陷(例如單位圖案53在位置上或線寬上之變動)。

以下，將描述第5圖之光罩50的製造方法。

光罩50之製造方法依序包括實行光罩基板製造製程、光阻圖案形成製程、光罩圖案形成製程及缺陷檢測製程。

光罩基板製造製程在透明基板表面形成薄膜，例如遮光膜，然後在薄膜上塗佈上光阻來形成光阻膜，藉以製造具有分層結構之光罩基板。

光阻圖案形成製程以寫入裝置照射例如雷射光束於光罩基板之光阻膜上，來利用光柵寫入技術執行寫入到光阻膜上，藉以在光阻膜上曝光出預定之圖案，然後將之顯影以形成光阻圖案。光阻圖案包括用以形成主要圖案56及輔助圖案57之圖案，這些圖案同時地寫入在光阻膜上並顯影形成。

光罩圖案形成製程利用光阻圖案作為遮罩來蝕刻上述薄膜，藉以在薄膜上同時寫入主要圖案56及輔助圖案57。在這個製程中，主要圖案56中之重複圖案51的間距設為例如80到2000微米，而輔助圖案57中之重複圖案51的間距設為例如1到50微米。輔助圖案57設為具有寬度W，例如1到5毫米，並形成於主要圖案56之外圍區域。

輔助圖案57之重複圖案51不限於周期性彼此垂直排列之單位圖案53，反之重複圖案51可能由如第6圖所示之條狀單位圖案58所組成。條狀單位圖案58均以其朝向垂直於光罩50之側邊L1或L2之縱向來排列。由條狀單位圖案58所組成之重複圖案51的間隔d可能也設為例如1到50微米。

更進一步，二到四個光罩50之主要圖案56可能形成在單一基板上。第7A及7B圖均顯示由兩個光罩50之主要圖案56所形成之基板。在這種情況下，輔助圖案57可能各形成於主要圖案56之外圍區域(第7A圖)或輔助圖案57可能形成於圍繞著整個主要圖案56之外圍區域(第7B圖)。

缺陷檢測製程，在主要圖案56及輔助圖案57之薄膜圖案形成之後(以下，簡稱主要圖案56及輔助圖案57)，使用第1或2圖之缺陷檢測裝置10或20，以預定之入射角θ i照射光線於輔助圖案57之重複圖案51上，及使用觀測裝置13來接收來自輔助圖案57之重複圖案51的繞射光線，藉以偵測輔助圖案57之重複圖案51中之缺陷(例如重複圖案51之單位圖案53在位置或線寬上之變動)。既然輔助圖案57及主要圖案56是利用相應之光阻圖案來形成，且輔助圖案57及主要圖案56是以光柵寫入技術同時寫入，假如上述缺陷發生在輔助圖案57之重複圖案51中的K直線上，同樣變動數量之相似缺陷也會發生在主要圖案56之重複圖案51中的同一條K直線上。因此，藉著偵測輔助圖案57中之重複圖案51的缺陷，可輕易決定主要圖案56中之重複圖案51的缺陷(例如，重複圖案51之單位圖案53在位置或線寬上之變動)。

上述缺陷檢測製程執行作光罩50之製造方法的一部分。使用該光罩50並曝光，光罩50之光罩圖案轉寫在轉移－標的基板之光阻膜上，而基於此轉寫圖案之像素圖案形成於轉移－標的基板之表面上，藉以製造顯示裝置基板。此像素圖案例如是薄膜電晶體、反向基板或液晶顯示面板之重複圖案。

上述實施例可達到以下(1)到(3)效用。

(1)在光罩50中，當主要圖案56中之重複圖案51的間距太大，以致於缺陷如重複圖案51中之單位圖案53在位置或線寬上之變動，無法被辨識為來自主要圖案56之繞射光線的誤差。在這個情況下，藉著接收由與主要圖案56同時形成且包括具有與主要圖案56不同間距(間隔d)之重複圖案51的輔助圖案57所產生之繞射光線，產生在輔助圖案57之重複圖案51中的缺陷，例如單位圖案53在位置或線寬上之變動，可被偵測為繞射光線之誤差。

由以上可知，當前述缺陷發生在與主要圖案56同時形成之輔助圖案57時，相似缺陷發生在主要圖案56中之K直線上，K直線在輔助圖案57的位置也發生相似的缺陷。因此，藉著偵測在輔助圖案57之重複圖案51中之缺陷，可充分地決定缺陷之存在，例如主要圖案56之重複圖案51中之單位圖案53在位置或線寬上的變動。

(2)既然不必須偵測光罩50之主要圖案56中之重複圖案51的全部單位圖案53的缺陷，例如單位圖案53在位置或線寬上之變動，缺陷之存在與否可在短時間內決定，藉以增進產能。

易言之，缺陷如光罩50之主要圖案56中之重複圖案51的單位圖案53在位置或線寬上之變動，可以利用顯微鏡或相似物之一般微檢測法與設計數據(相鄰單位圖案53)比較。假如使用具雷射干涉儀之雷射長度量測裝置，可量測主要圖案56之重複圖案51中之全部單位圖案53在位置或線寬上之變動。在這種情況下，假設該光罩50是用以製造高解析度電視的顯示裝置基板，該顯示裝置基板之像素數目是1920(垂直)x1080(水平)＝2,073,600而該光罩50具有相同數目之單位圖案53。假設每個單位圖案53所需量測時間約10秒，量測該全部單位圖案53需約240天。尤其在平面直角顯示器(FPD)製造光罩50之情況中，當二到四個光罩50之重複圖案51形成在單一基板，而在這種情況下，單位圖案53之缺陷檢測需要甚至更長的時間。

缺陷如光罩50之重複圖案51中之單位圖案53在位置或線寬上之變動的發生，是由形成重複圖案51之寫入裝置或其相似裝置的波動造成。既然寫入裝置使用X－Y平台來控制寫入位置，有很高的機率缺陷會持續地發生在垂直或水平方向中。因此，藉著只檢測任一在水平及垂直方向中光罩50之重複圖案51的一列，可偵測出缺陷。然而，即使使用上述雷射長度量測裝置來執行此二維方向檢測，當有一個光罩50之重複圖案51形成於一個單獨基板時，需時約8小時，而當有四個光罩50之重複圖案51形成在單一基板時，需時約32小時，而如此產能仍低落。

本實施例則與上述檢測法相反，主要圖案56之缺陷檢測是利用繞射光線，以巨觀檢測輔助圖案57之缺陷來實行，假設檢測範圍16例如是10平方毫米，一次檢測需時約10秒，而光罩50之L1側邊是1400毫米及另一垂直於L1側邊之L2側邊是850毫米，即使當二維方向檢測在光罩50之水平及垂直方向從一端到另一端實行，檢測可在約38分鐘內完成，具有高產能。更進一步，當光罩50之輔助圖案57中之重複圖案51的間距(間隔d)例如是12微米，當重複圖案51中之單位圖案53在位置或線寬上之變動的量是100奈米及甚至是10奈米時，缺陷可自然地被清晰檢測。

(3)既然該像素圖案是使用由上述光罩製造方法來藉以製造顯示裝置基板(如液晶顯示面板)所製造之光罩50來形成，可提供具有零缺陷像素圖案之顯示裝置基板。

[B]第二實施例(第8圖)

第8圖是顯示一由根據本發明之第二實施例的缺陷檢測方法檢測之光罩的側面示意圖。第二實施例不同於上述第一實施例，在第二實施例中，缺陷檢測製程是在光阻圖案形成製程後執行，此後，依序執行輔助圖案57之去除光阻圖案的製程，形成光罩圖案的製程(即主要圖案56之薄膜圖案)。

即在光阻圖案形成製程中，將以各自形成主要圖案56及輔助圖案57之光阻圖案61及62，寫入在薄膜60上之光阻膜，薄膜60是以光柵寫入技術使用寫入裝置，形成於透明基板59之表面，然後顯影形成。

在缺陷檢測製程中，在顯影之後，使用第1或2圖之缺陷檢測裝置10或20，以預定之入射角θ i將光線照射在輔助圖案57之光阻圖案62上，及藉著使用觀測裝置13接收來自光阻圖案62之繞射光線，光阻圖案62之缺陷可被偵測，藉以決定主要圖案56之光阻圖案61中，相似缺陷的存在。這些缺陷是例如在用以形成主要圖案56之光阻圖案61及輔助圖案57之光阻圖案62的之重複圖案中，單位圖案在位置或線寬上之變動。

輔助圖案57之光阻圖案62去除的製程是在實行可偵測光阻圖案62之缺陷的缺陷檢測製程後，光阻圖案62去除的製程。具體地說，光阻圖案62是藉著只在光阻圖案62上塗佈光阻來去除，藉以使薄膜60保留對應於緊接光罩圖案形成製程之輔助圖案57的光阻圖案62部分。或者，曝光及顯影只施行在輔助圖案57之光阻圖案62來除去光阻圖案62，藉以在緊接光罩圖案形成製程中以蝕刻去除在對應於光阻圖案62部分之薄膜60。

光罩圖案形成製程，是利用作為光罩之光阻圖案來蝕刻，使薄膜60形成為主要圖案56以作為光罩圖案(薄膜圖案)，該光阻圖案中，輔助圖案57之光阻圖案62已被去除，而只有主要圖案56之光阻圖案61保留。因此，薄膜60中，不會有輔助圖案57形成。

所以根據此第二實施例，除了第一實施例之功效(1)－(3)之外，可達到下述功效(4)。

(4)在形成於透明基板表面59表面之薄膜60上之光阻膜是隨著主要圖案56之光阻膜61及輔助圖案57之光阻膜62所形成，而在執行缺陷檢測製程之後，執行去除輔助圖案57之光阻膜62之製程，之後，執行光罩圖案形成製程，其中，因為光罩圖案使用光阻圖案61作為遮罩，形成具主要圖案56之薄膜60。因此，作為最後成品之光罩50避免有輔助圖案57形成，如此作為平常之光罩在外觀上是相同的。

[C]第三實施例

根據第三實施例之圖案缺陷檢測法，在輔助圖案去除製程上，不同於上述第二實施例。

即在第三實施例中，在使用輔助圖案57之光阻圖案62執行缺陷檢測後，實行蝕刻來形成主要圖案56之薄膜圖案(即第一實施例中之主要圖案56)及輔助圖案57之薄膜圖案(即第一實施例中之輔助圖案57)，然後執行光阻剝除，藉以製造暫時之光罩。

此後，光阻再次塗佈在暫時光罩之整個表面，然後只曝光對應到輔助圖案57部分之光阻。此曝光可能由寫入裝置或表面曝光器在這樣的部分掃描曝光。在曝光之後，再次執行顯影，然後再次執行蝕刻，藉以除去輔助圖案57。此後，剝除光阻藉以製造光罩。

因此，同樣在此第三實施例中，作為最後成品之光罩沒有輔助圖案57形成，如此，可達到同上述第二實施例一樣之效用。

[D]第四實施例

根據第四實施例之圖案缺陷檢測方法，以與上述第一實施例相同方式形成具主要圖案56及輔助圖案57之薄膜圖案的薄膜60，及使用光罩中輔助圖案57之薄膜圖案以與第一實施例相同之方式實行缺陷檢測。然後，再次塗佈光阻於光罩之整個表面上，及以與第三實施例相同之方式除去輔助圖案57。

因此，在此第四實施例中，重複圖案51之缺陷可被以與上述第一實施例相同之方式檢測，及更進一步，以與第三實施例相同之方式，可獲得作為最後成品之光罩，其中用來缺陷檢測之輔助圖案57不存在。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，例如，在上述實施例中，受檢物品是用以製造顯示裝置基板之光罩50，及檢測發生在光罩50之重複圖案51中之缺陷。然而，受檢物品可能是顯示裝置基板。在這種情況下，發生在像素圖案中之缺陷被檢測，其中像素圖案在顯示裝置基板中，形成顯示表面(特別是薄膜電晶體、反向基板、彩色濾光片或液晶顯示面板之相似物的重複圖案)。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20．．．缺陷檢測裝置

11．．．平台

12．．．光源裝置

13．．．觀測裝置

14．．．光線接收光學系統

d．．．間距

50．．．光罩

51．．．重複圖案

53．．．單位圖案

56．．．主要圖案

57．．．輔助圖案

54．．．缺陷區域

16．．．檢測範圍

W．．．寬度

L1、L2．．．側邊

K．．．直線

58．．．條狀單位圖案

59．．．透明基板

60．．．薄膜

61．．．主要圖案之光阻圖案

62．．．輔助圖案之光阻圖案

第1圖顯示一缺陷檢測裝置之側面示意圖，用以實行本發明第一實施例之缺陷檢測方法。

第2圖顯示如第1圖所示缺陷檢測裝置之另一態樣的側面示意圖。

第3A和3B圖是用以解釋在第1圖和第2圖中的一光罩中，其主要圖案或輔助圖案的重複圖案，及用以解釋來自輔助圖案的重複圖案之繞射光線。

第4A－4D圖皆顯示產生於第1－3B圖中的光罩上之主要圖案或輔助圖案的重複圖案之缺陷，其中第4A和4B圖均顯示基本上是座標位置變動之缺陷，而第4C和4D圖均顯示基本上是尺寸變動之缺陷。

第5圖顯示一作為受檢物品之光罩的平面圖，該光罩以第1和2圖的缺陷檢測方法檢測。

第6圖顯示一光罩的平面圖，其中輔助圖案的每一個單位圖案的形狀，與第5圖中的光罩之單位圖案形狀不同。

第7A和7B圖是顯示一由兩個光罩的主要圖案所形成之基板的平面圖。

第8圖是顯示一以本發明之第二實施例的缺陷檢測方法所檢測之光罩的側面示意圖。

16．．．檢測範圍

50．．．光罩

51．．．重複圖案

53．．．單位圖案

54．．．缺陷區域

56．．．主要圖案

57．．．輔助圖案

d．．．間距

K．．．直線

L1、L2．．．側邊

W．．．寬度

Claims (19)

1. 一種圖案缺陷檢測方法，可用來檢測發生在一受檢物品之主要圖案上的缺陷，該主要圖案包括一重複圖案，且該重複圖案中具有周期性排列之單位圖案，該方法包括下列步驟：於形成該主要圖案的同時，使用雷射光束在不同於該主要圖案的區域寫入一用以檢測的輔助圖案，該輔助圖案包括一與該主要圖案具有不同間距的重複圖案，藉由上述寫入，形成具有與該主要圖案相同變動數量的位置變動或線寬變動之用以檢測的輔助圖案；以一預定之入射角照射光線於該輔助圖案上；以及以一觀測裝置接收由該輔助圖案所產生的繞射光線來偵察該輔助圖案上之缺陷，藉以決定在該主要圖案中缺陷之存在。
2. 如申請專利範圍第1項所述之圖案缺陷檢測方法，其中該輔助圖案的間距小於該主要圖案的間距。
3. 如申請專利範圍第2項所述之圖案缺陷檢測方法，其中該主要圖案的間距是80到2000μm，而該輔助圖案的間距是1到50μm。
4. 如申請專利範圍第1-3項中任一項所述之圖案缺陷檢測方法，其中該輔助圖案是由周期性排列的單位圖案所形成，且這些單位圖案排列的方向均彼此垂直。
5. 如申請專利範圍第1-3項中任一項所述之圖案缺陷檢測方法，其中該受檢物品是一用以製造顯示裝置基板之 光罩或顯示裝置基板。
6. 一種光罩製造方法，該光罩包括一主要圖案，該主要圖案包括一重複圖案，且該重複圖案具有周期性排列之單位圖案，該方法包括下列步驟：一圖案形成步驟，用以在形成該主要圖案的同時，使用雷射光束在該主要圖案的外圍，寫入一檢測用之輔助圖案，該輔助圖案包括一與該主要圖案具有不同間距的重複圖案，藉由上述寫入，形成具有與該主要圖案相同變動數量的位置變動或線寬變動之用以檢測的輔助圖案；以及一缺陷檢測步驟，包括以一預定之入射角照射光線於該輔助圖案上，以及以一觀測裝置接收由該輔助圖案所產生的繞射光線來偵察該輔助圖案上之缺陷，藉以決定該主要圖案中缺陷之存在。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案的間距較該主要圖案的間距小。
8. 如申請專利範圍第6項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案由周期性排列的單位圖案所形成，且這些單位圖案排列的方向彼此垂直。
9. 一種光罩製造方法，該光罩具有一主要圖案，該主要圖案中包括一重複圖案，且該重複圖案具有周期性排列之單位圖案，該方法包括下列步驟：一圖案形成步驟，用以在一光罩基底的表面形成該主要圖案的同時，其中該光罩基底具有一薄膜與一光阻膜形成於一透明基板上，在該主要圖案的外圍，藉由寫入而形 成一檢測用之輔助圖案，該輔助圖案包括一與該主要圖案具有不同間距的重複圖案；一缺陷檢測步驟，包括以一預定之入射角照射光線於該輔助圖案上，以及以一觀測裝置接收由該輔助圖案所產生的繞射光線來偵察該輔助圖案上之缺陷；及一輔助圖案去除步驟，用以去除該輔助圖案；其中在該圖案形成步驟中，使用雷射光束進行上述寫入，藉由上述寫入，形成具有與該主要圖案相同變動數量的位置變動或線寬變動之用以檢測的輔助圖案。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光罩製造方法，其中該圖案形成步驟包括同時寫入該輔助圖案與該主要圖案，並顯影該輔助圖案之光阻圖案；而該缺陷檢測步驟包括照射光線於該輔助圖案之光阻圖案上，以及以該觀測裝置接收由該輔助圖案所產生之反射光線的繞射光線。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案去除步驟包括去除該輔助圖案的光阻圖案。
12. 如申請專利範圍第9項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案去除步驟包括去除相應於該輔助圖案部分的薄膜。
13. 如申請專利範圍第10項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案去除步驟包括去除相應於該輔助圖案部分的薄膜。
14. 如申請專利範圍第9項所述之光罩製造方法，其中 該圖案形成步驟包括同時寫入該輔助圖案與該主要圖案，及形成、顯影、蝕刻出具有該輔助圖案的薄膜圖案，而該缺陷檢測步驟是藉著照射光線於具有該輔助圖案的薄膜圖案上，以及以該觀測裝置接收由該輔助圖案所產生之反射光線或穿透光線的繞射光線。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案去除步驟包括除去相應於該輔助圖案部分的薄膜。
16. 如申請專利範圍第9項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案的間距較該主要圖案的間距小。
17. 如申請專利範圍第16項所述之光罩製造方法，其中該主要圖案的間距是80到2000μm，而該輔助圖案的間距是1到50μm。
18. 如申請專利範圍第9項所述之光罩製造方法，其中該輔助圖案由周期性排列的單位圖案所形成，且這些單位圖案排列的方向彼此垂直。
19. 一種顯示裝置基板製造方法，包括以一光罩形成像素圖案，該光罩是由如申請專利範圍第6-17項中任一項所述之光罩製造方法所製造，藉此製造出顯示裝置基板。