應用邏輯演算法在大尺寸光罩的選擇性線寬補償

Application of Logical Operations on Selective Line Width Bias of a Large Area Mask

為了大量生產液晶顯示面板中的薄膜電晶體液晶顯示器（Thin-film transistor liquid-crystal display,TFT-LCD）陣列和彩色濾光片，必須利用照相平版印刷（photolithography）技術，將光罩上的圖形轉換到液晶顯示面板基材上。因此光罩的精度對液晶顯示面板的品質具有決定性的影響。光罩製程簡單來說，是在石英基板上塗上光阻材料，利用雷射或電子束設備描繪出所需的各種圖形，並且進行顯影的製程，去除掉基板上已曝光的光阻材料，再透過蝕刻的製程，去除掉不被光阻材料覆蓋的鉻膜，最後再清洗殘留下來的光阻材料，最後便會依照鉻膜的線路，讓圖形留在玻璃基板上。面板製造廠，利用此光罩，當做生產液晶面板的母版。與照相原理相同，如同利用底片能夠洗出數千張之照片，利用類似照相的原理，光罩能夠在薄膜電晶體液晶顯示器的基材上產生電子迴路而實現大量生產。如同底片品質的好壞會左右照片的品質般，光罩的品質，亦是左右液晶顯示面板品質的最主要關鍵。目前大尺寸高階光罩主要為GTM（Gray Tone Mask）光罩、HTM（Half Tone Mask）及Slit光罩。高階光罩的趨勢為光罩尺寸越來越大，線寬與間隙的設計越來越細，且整片光罩的均勻度的要求越來越嚴格。光罩製作困難度大增，因此在光罩描繪前的資料轉檔，須藉助特殊的圖形處理，來協助高階光罩的製作，以提高高階光罩的製作良率；而光罩蝕刻製程，其蝕刻速率不一致時，往往造成光罩之線寬均勻度不佳，造成蝕刻速率不均因素很多，如圖形與圖形間之疏密程度，蝕刻機旋轉的速度，蝕刻機噴嘴的位置等。本研究著重在利用圖形補償並改善光罩的關鍵尺寸均勻度及精密度，利用邏輯演算的方法，從整片光罩圖形中找出需要特別做補償之特定圖形做適當的補償，再與原圖形整合，以彌補因圖形疏密不同所造成的蝕刻速率不均而導致的線寬誤差。