[發明專利]金屬膜光學檢測裝置和檢測方法

有效

• 申請號: 201410321113.1
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104089582B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 柴立;張正義;陳一翔
• 申請（專利權）人: 深圳市華星光電技術有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01N21/84
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯

技術領域

本發明涉及液晶顯示器制造領域，特別涉及一種金屬膜光學測量裝置。本發明還涉及使用這種金屬膜光學測量裝置進行檢測的方法。

背景技術

薄膜場效應晶體管液晶顯示器(即，TFT-LCD)是目前最流行的顯示器類型，其在電子設備中得到了廣泛的應用。TFT-LCD是一種精密的顯示器，需要精確控制其各個生產步驟。

在TFT-LCD的陣列基板的生產過程中，需要精確控制形成在陣列基板上的金屬膜的厚度。目前通常使用段差量測機臺來測量金屬膜厚度。段差量測機臺的測量原理為：將一根探針接觸樣品表面。在水平方向中移動該探針，探針會隨著樣品表面地貌的變化而上升或下降。通過感應裝置計算出探針上升或下降的距離，從而可得出金屬膜厚度。

但這種段差量測機臺具有以下缺點：探針會與金屬膜的接觸。這種接觸式量測會對金屬膜表面造成一定的損傷。因此，需要一種能以不損傷金屬膜表面的方式來檢測金屬膜的厚度的裝置。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種金屬膜光學檢測裝置。使用這種金屬膜光學檢測裝置能夠以不與金屬膜接觸的方式測量金屬膜的厚度。本發明還涉及使用這種金屬膜光學檢測裝置檢測金屬膜的方法。

根據本發明的第一方面，提出了一種金屬膜光學檢測裝置，包括承載器，在承載器的第一位置設置有斜朝向金屬膜和基板發射入射光束的光源，在承載器的第二位置設置有接受來自金屬膜或基板的反射光束的光敏感應器，處理來自光敏感應器的光信號的分析單元，分析單元根據入射光束與承載器之間的夾角、對應于金屬膜的第一反射光斑與光源之間的第一長度、對應于基板的第二反射光斑與光源之間的第二長度而得到金屬膜的厚度。

本發明的裝置使用光的反射來間接測得金屬膜的厚度，完全避免了測量裝置與金屬膜的接觸，從而避免了測量裝置對金屬膜的損傷。

在一個實施例中，光源為激光源。激光方向性很好并且發散性很小，使得第一反射光斑和第二反射光斑的直徑很小，有助于準確測定第一長度和第二長度，從而測得金屬膜的厚度也更準確。

在一個實施例中，分析單元包括亮度檢測模塊，亮度檢測模塊根據第一反射光斑內的暗點的數量得到金屬膜的表面內的凸起的數量。通過設置亮度檢測模塊，在使用本發明的裝置測量金屬膜的厚度的同時，可以同時自動檢測金屬膜的表面內的凸起的數量，這降低了對金屬膜的檢測成本并且減少了檢測流程，提高了液晶面板的生產效率。

在一個實施例中，入射光束的橫截面積在25μm²到2500μm²之間。入射光束的橫截面積如此小，可以得到金屬膜表面非常小的面積單位內的凸起數量，從而提高了對金屬膜表面凸起的分析精度。

在一個實施例中，夾角包括第一夾角和第二夾角，光源以第一夾角向金屬膜發出入射光束，光敏感應器接受反射光束，分析單元計算出第一長度，并根據第一長度和第一夾角得到金屬膜與承載器之間的第一距離；光源以第二夾角向基板發出入射光束，光敏感應器接受反射光束，分析單元計算出第二長度，并根據第二長度和第二夾角得到基板與承載器之間的第二距離；金屬膜的厚度為第二距離與第一距離之間的差值。

在一個實施例中，承載器能沿平行于金屬膜的方向移動。以實現向金屬膜和向基板發射分別發射入射光束。

在一個實施例中，第一夾角與第二夾角相等。在裝置的使用過程中，不需要多次調節和校準光源的方向，方便了使用者的使用。

在一個實施例中，光敏感應器為由多個光敏感應點組成的面區域。這種光敏感應器使得即使第一反射光斑和第二反射光斑的位置在較大范圍內變化時，光敏感應器仍可接收到反射光束，從而使用者無需調節光敏感應器的位置，這方便了使用者的使用。

根據本發明的第二方面，提出了一種使用根據上文所述的金屬膜光學檢測裝置檢測金屬膜的方法，該方法包括，步驟一：將承載器平行地設置在金屬膜的上方，并且使光源和光敏感應器朝向金屬膜；步驟二：光源以夾角向金屬膜發出入射光束，光敏感應器接受反射光束，分析單元計算出第一長度，并根據第一長度和夾角得到金屬膜與承載器之間的第一距離；步驟三：光源以夾角向基板發出入射光束，光敏感應器接受反射光束，分析單元計算出第二長度，并根據第二長度和夾角得到基板與承載器之間的第二距離；步驟四：計算第二距離和第一距離之間的差值，差值為金屬膜的厚度。

在一個實施例中，在步驟三中，移動承載器，以使得光源以夾角向基板發出入射光束。