一种薄膜性能测试中的制片的方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种薄膜性能测试中的制片的方法。该方法包括：在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片；将固定有所述基片的所述衬底基板置于镀膜区域；按照预设的镀膜工艺参数进行镀膜；从所述衬底基板上取下镀膜后的各所述基片以便进行薄膜性能测试。该方案中，是将面积小于衬底基板且各自独立的基片固定在衬底基板上，然后进行镀膜，无需对一整块基板进行镀膜，因而该块基板的基片的数量可供进行多次镀膜，以进行薄膜测试，提高了对基板的利用率。
【专利说明】
-种薄膜性能测试中的制片的方法
技术领域
[0001] 本发明设及锻膜技术领域，尤其设及一种薄膜性能测试中的制片的方法。
【背景技术】
[0002] 物理气相沉积(Physical化por D邱osition，PVD)锻膜工艺，与溶胶-凝胶法W及 化学气相沉积(化6111；[。曰1￥曰90'0邱03；[1:;[0]1，00))相比，具有优异的可控性^及长时间的 工艺稳定性，与脉冲激光沉积(Pulsed Laser D邱osition，PLD)等相比，在大面积连续锻膜 的领域具有很大的优势。
[0003] 然而在锻膜过程中，也存在很多对薄膜性能影响的因素，例如仪器设备的稳定状 况，各种工艺参数:锻膜腔体的真空度、薄膜的沉积速率、基片溫度、退火过程，等等。因而， 需要测试各种薄膜性能参数，如果存在不良问题，需要通过改进工艺参数，W满足产品的实 际需求。
[0004] 现有的薄膜性能的测试的制片的方式中，在大玻璃基板上进行锻膜，然后对其进 行裂片。该方式中，对基板的利用率不高。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的目的是提供一种薄膜性能测试中的制片的方法，用于解决现有技 术中的制片的方式中对基板的利用率不高的问题。
[0006] 本发明实施例的目的是通过W下技术方案实现的：
[0007] -种薄膜性能测试中的制片的方法，应用于物理气相沉积PVD锻膜工艺中，该方法 包括：
[000引在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片；
[0009] 将固定有所述基片的所述衬底基板置于锻膜区域；
[0010] 按照预设的锻膜工艺参数进行锻膜；
[0011] 从所述衬底基板上取下锻膜后的各所述基片W便进行薄膜性能测试。
[0012] 较佳地，所述衬底基板上预设有与所述锻膜区域对应的多个区域；
[0013] 在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片，包 括：
[0014] 将每组所述基片中的各所述基片，分别固定在所述衬底基板的表面上预设的、与 所述锻膜区域对应的多个区域。
[0015] 较佳地，待测试的薄膜性能参数包括膜厚及其均匀性时，在衬底基板的表面上固 定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片之前，该方法还包括：
[0016] 利用标记笔在各所述基片上做十字标记；
[0017] 按照预设的锻膜工艺参数进行锻膜之后，该方法还包括:利用无水乙醇去除所述 基片上的十字标记形成阶梯W便测试膜厚。
[0018] 较佳地，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的 基片之前，该方法还包括:在所述基片上的部分区域形成前层结构；
[0019] 在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片，包 括：
[0020] 将部分区域形成有前层结构的每组所述基片固定在所述衬底基板的表面上。
[0021 ]较佳地，待测试的薄膜性能参数包括薄膜在有机膜层上的特性；
[0022] 在所述基片上的部分区域形成前层结构，包括：
[0023] 在所述基片的边缘涂布有机膜层。
[0024] 较佳地，所述衬底基板分为N个区域;每组所述基片包括M个基片且均匀分布在各 个区域;衬底基板上的基片的总数量为M*n;每个区域的基片的数量为M*n/N;其中，n为基片 的组数。
[0025] 较佳地，所述衬底基板按照九宫格的方式分为九格;每组所述基片包括9个基片且 均匀分布在每格中；衬底基板上的基片的总数量为化;每格的基片的数量为n。
[0026] 较佳地，待测试的薄膜性能参数包括膜厚和光学透过率;所述基片的组数为一组。
[0027] 较佳地，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的 基片，包括：
[0028] 在所述衬底基板的表面上，利用胶带固定至少一组所述基片。
[0029] 较佳地，所述胶带为铁氣龙胶带。
[0030] 较佳地，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的 基片之前，该方法还包括：
[0031] 利用标记笔在各所述基片上做编号标记。
[0032] 较佳地，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的 基片之前，该方法还包括：
[0033] 利用无水乙醇和去离子水分别清洗所述基片并烘干。
[0034] 较佳地，所述基片的形状为圆形、方形或菱形。
[00巧]较佳地，所述衬底基板的尺寸至少为1100mm*1350mm。
[0036] 较佳地，所述基片的面积范围是10cm2~200cm2。
[0037] 较佳地，所述PVD工艺为磁控瓣射锻膜工艺。
[0038] 本发明实施例的有益效果如下：
[0039] 本发明实施例中，是将面积小于衬底基板且各自独立的基片固定在衬底基板上， 然后进行锻膜，无需对一整炔基板进行锻膜，因而该炔基板的基片的数量可供进行多次锻 膜，W进行薄膜测试，提高了对基板的利用率;并且衬底基板只是用于固定基片，可W重复 利用，也提高了利用率，降低了生成成本。
【附图说明】
[0040] 图1为本发明实施例提供的一种薄膜性能测试中的制片的方法流程图；
[0041] 图2为本发明实施例提供的一种对基片做十字标记和编号标记的示意图；
[0042] 图3为本发明实施例提供的一种基片在衬底基板上的分布示意图；
[0043] 图4a~图4d为本发明实施例中对薄膜的结晶状况的观察结果示意图。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图和实施例对本发明提供的一种薄膜性能测试中的制片的方法进行 更详细地说明。
[0045] 本发明实施例提供一种薄膜性能测试中的制片的方法，应用于物理气相沉积PVD 锻膜工艺中，如图1所示，该方法至少包括如下步骤：
[0046] 步骤110、在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于衬底基板且各自独立的基 片；
[0047] 步骤120、将固定有基片的衬底基板置于锻膜区域；
[004引步骤130、按照预设的锻膜工艺参数进行锻膜；
[0049] 步骤140、从衬底基板上取下锻膜后的各基片W便进行薄膜性能测试。
[0050] 本发明实施例中，是将面积小于衬底基板且各自独立的基片固定在衬底基板上， 然后进行锻膜，与现有技术的方案相比，无需对一整炔基板进行锻膜，因而该炔基板的基片 的数量可供进行多次不同的锻膜，W进行更多的薄膜测试，提高了对基板的利用率;并且衬 底基板只是用于固定基片，可W重复利用，也提高了利用率，降低了生成成本。
[0051] 其中，基片可W但不限于是通过预先对一整炔基板分割得到的。
[0052] 具体实施时，较佳地，衬底基板上预设有与锻膜区域对应的多个区域；上述步骤 110中，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于衬底基板且各自独立的基片，具体可W 是:将每组基片中的各基片，分别固定在衬底基板的表面上预设的、与锻膜区域对应的多个 区域。本实施例中，由于在与锻膜区域对应的多个区域都固定有基片，可W测试不同的区域 的差异，兼顾了不同锻膜区域对均匀性的影响，保证了后续的薄膜性能测试结果的准确性。 例如，可W测试膜厚的差异，W检测均匀性。
[0053] 如果待测试的薄膜性能参数包括膜厚及其均匀性时，上述步骤110中，在衬底基板 的表面上固定至少一组面积小于衬底基板且各自独立的基片之前，本发明实施例提供的制 片的方法还包括:利用标记笔在各基片上做十字标记;上述步骤120按照预设的锻膜工艺参 数进行锻膜之后，本发明实施例提供的制片的方法还包括:利用无水乙醇去除基片上的十 字标记形成阶梯W便测试膜厚。本实施例中，在十字标记的区域也会有锻膜，利用无水乙醇 去除十字标记，在十字标记区域的锻膜就会被去除，基片上的膜层在十字标记区域的边界 就会形成一个断面，即上述阶梯，利用该阶梯就可W测试膜厚了。
[0054] 具体实施时，较佳地，上述步骤110在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于衬 底基板且各自独立的基片之前，本发明实施例提供的制片的方法还包括:在基片上的部分 区域形成前层结构;上述步骤110中，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于衬底基板 且各自独立的基片，具体可W是:将部分区域形成有前层结构的每组基片固定在衬底基板 的表面上。
[0055] 如果待测试的薄膜性能参数包括薄膜在有机膜层上的特性;在基片上的部分区域 形成前层结构，具体可W是:在基片的边缘涂布有机膜层。
[0056] 实施中，可W观察膜层在涂布有机膜层的区域和没有涂布有机膜层的区域的结晶 状况。结晶状况良好，说明薄膜在有机膜层上性能良好，如果结晶状况不佳，说明薄膜在有 机膜层膜层特性较差，在后制程中膜层出现附着等异常。
[0057] 其中，薄膜在有机膜层上的特性包括在有机膜层上的附着性能和耐腐蚀性能。
[0058] 具体实施时，较佳地，每组基片均匀分布在衬底基板上。
[0059] 具体实施时，各基片在衬底基板上的均匀分布的方式有多种，较佳地，其中一种分 布的方式可W是:衬底基板分为N个区域;每组基片包括M个基片且均匀分布在各个区域;衬 底基板上的基片的总数量为M*n;每个区域的基片的数量为M*n/N;其中，n为基片的组数。其 中，N和M均为正整数。
[0060] 较佳地，衬底基板按照九宫格的方式分为九格;每组基片包括9个基片且均匀分布 在每格中；衬底基板上的基片的总数量为化;每格的基片的数量为n。
[0061] 具体实施时，较佳地，每组基片至少可W用于测试一组薄膜性能参数。
[0062] -般，有些薄膜性能参数测试时需要对薄膜进行一些处理，会对其它薄膜性能参 数的测试有影响，有些不需要进行处理，对其它薄膜性能参数的测试没有影响，运样的薄膜 可W测试两种W上的薄膜性能参数，W节省基片。例如，实施中，待测试的薄膜性能参数包 括膜厚和光学透过率;基片的组数为一组。
[0063] 上述步骤110中，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于衬底基板且各自独 立的基片，其中固定基片的具体实现方式有多种，其中一种实现方式可W是:在衬底基板的 表面上，利用胶带固定至少一组上述基片。
[0064] 由于在锻膜的过程中，会存在室溫~250摄氏度的溫度环境，因而需要上述胶带可 W耐高溫。较佳地，胶带为铁氣龙胶带。铁氣龙胶带可W承受300摄氏度的高溫，不会影响固 定效果。
[0065] 实施中，在后续对基片进行薄膜测试的过程中，如果测量到某一个基片的薄膜性 能参数不满足需求，就需要对相应的位置的工艺参数进行调整，重新制片，运种情况下，为 了方便获得基片的位置，可W对薄膜进行编号标记，因而，较佳地，上述步骤110在衬底基板 的表面上固定至少一组面积小于衬底基板且各自独立的基片之前，本发明实施例提供的方 法还包括:利用标记笔在各基片上做编号标记。
[0066] 基于W上任意实施例，为了去除基片上的灰尘杂质，较佳地，上述步骤110在衬底 基板的表面上固定至少一组面积小于衬底基板且各自独立的基片之前，本发明实施例提供 的制片的方法还包括：
[0067] 利用无水乙醇和去离子水分别清洗基片并烘干。
[0068] 其中，对基片进行烘干的步骤可W是:将基片置于70摄氏度~100摄氏度的保溫箱 中保溫至少30min。
[0069] 较佳地，保溫箱中的溫度为80摄氏度。
[0070] 基于W上任意实施例，较佳的，基片的形状可W但不限于为圆形、方形或菱形。
[0071] 本发明实施例的方案可W适用于大面积锻膜中，较佳地，衬底基板的尺寸至少为 1100mm*1350mm。
[0072] 基于W上任意实施例，较佳地，基片的面积范围是10cm2~200cm2。
[0073] 基于W上任意实施例，较佳地，PVD工艺可W但不限于为磁控瓣射锻膜工艺。
[0074] 下面通过两个具体的场景，对本发明实施例提供的一种薄膜性能测试中的制片的 方法进行更加详细地说明。
[0075] 本实施例中，待测试的薄膜性能为一种作为导电引线的薄膜的膜厚及其均匀性， 对应的制片的方法步骤如下：
[0076] 步骤一、将9个边长为10cm的基片用无水乙醇和去离子水各清洗两遍，然后置于80 °C保溫箱内保溫30min，使其烘干。
[0077] 该步骤中，使用的基片为菱形的玻璃基片，是预先对一个尺寸为1850mm*1500mm的 整块的玻璃基板分割得到的，由于本实施例中只是测试膜厚，因而只利用该玻璃基板分割 的部分数量的基片即可，剩余的基片可W供其它的薄膜性能测试中制片时使用。
[0078] 步骤二、如图2所示，用标记笔在每个基片01表面做十字标记02,并对每个基片做 编号标记03。
[0079] 其中的编号标记可W是1、2、3……，运样的数字标记。
[0080] 步骤S、如图3所示，利用铁氣龙高溫胶带04将干燥洁净的9个基片01固定在衬底 基板05表面，使其在衬底基板上按照九宫格的方式均匀分布。
[0081] 该步骤中的衬底基板为玻璃基板，该玻璃基板仅是对各个基片起到承载的作用， 可W重复多次使用。该玻璃基板的尺寸为1850mm*1500mm。
[0082] 步骤四、按预设的磁控瓣射锻膜工艺参数进行锻膜。
[0083] 该步骤中，具体的：
[0084] 磁控瓣射锻膜仪先预打祀化，基板溫度为30°C，祀材转速为lOr/min，玻璃基板的 移动速率为1.7m/min。
[0085] 在锻膜过程共有六只祀材，分别是：用于形成黑化层的钢妮(MoNb)祀、用于形成底 层钢的MoNb祀、用于形成S层侣的侣(A1)祀-A1祀-A1祀、用于形成顶层钢的MoNb祀;六只祀 材对应的功率范围分别为1~50kW、l~20kW、l~50kW、l~50kW、l~50kW、l~40kW;
[0086] 其中，形成黑化层时，设备腔体内氣(Ar)的流量为100-500sccm、氧(02)的流量为 100-500sccm。其中，设备腔体内有主氧管道，在腔体内上部区域、中部区域和下部区域的流 量范围相同，均为80sccm-400sccm;腔体内的上部区域、中部区域和下部区域还分别设置有 可调的氧管道，对应的流量范围分别为：l〇sccm-100sccm、80sccm-400sccm、lOsccm- lOOsccm。形成其他膜层时，Ar的流量范围为100-500sccm;
[0087] 其中，黑化层、底层钢、=层侣、顶层钢各锻膜一次，达到膜层测试需求。
[0088] 步骤五、锻膜完成后，从玻璃基板上取下各基片。
[0089] 步骤六、将各基片上的十字标记用沾有无水乙醇的无尘布将其擦去。
[0090] W上就完成了制片的过程，然后用台阶仪(a-step)测每个基片的膜厚，膜厚测试 结果如下表。
[0091] 表1膜厚测试结果
[0092]
[0093] 根据W上测试结果体现的膜厚及其均匀性程度，判断磁控瓣射锻膜工艺参数是否 满足需求，如果不满足需求，可W进行相应的调整。
[0094] 本实施例中，待测试的薄膜性能为一种作为导电引线的薄膜在有机膜层上的附着 性能和耐腐蚀性能，对应的制片的方法步骤如下：
[00M] 步骤一、在1个边长为10cm的基片的四周涂布有机膜层黑矩阵(BlackMatrix，BM)。
[0096] 步骤二、将基片用无水乙醇和去离子水各清洗两遍，然后置于80°C保溫箱内保溫 30min，使其烘干。
[0097] 该步骤中，使用的基片为菱形的玻璃基片，是预先对一个尺寸为1850mm*1500mm的 整块的玻璃基板分割得到的，由于本实施例中只是测试膜厚，因而只利用该玻璃基板分割 的部分数量的基片即可，剩余的基片可W供其它的薄膜性能测试中制片时使用。
[0098] 步骤=、如图3所示，将干燥洁净的1个基片用铁氣龙高溫胶带固定在衬底基板表 面上的中部区域。
[0099] 该步骤中的衬底基板为玻璃基板，该玻璃基板仅是对各个基片起到承载的作用， 可W重复多次使用。该玻璃基板的尺寸为1850mm*1500mm。
[0100] 步骤四、按预设的磁控瓣射锻膜工艺参数进行锻膜。
[0101] 该步骤中，具体的：
[0102] 磁控瓣射锻膜仪先预打祀0 .化，基板溫度为30°C，祀材转速为lOr/min，玻璃基板 的移动速率为1.7m/min。
[0103] 在锻膜过程共有六只祀材，分别是：用于形成黑化层的钢妮(MoNb)祀、用于形成底 层钢的MoNb祀、用于形成S层侣的侣(A1)祀-A1祀-A1祀、用于形成顶层钢的MoNb祀;六只祀 材对应的功率范围分别为1~50kW、l~20kW、l~50kW、l~50kW、l~50kW、l~40kW;
[0104] 其中，形成黑化层时，设备腔体内氣(Ar)的流量为100-500sccm、氧(02)的流量为 100-500sccm。其中，设备腔体内有主氧管道，在腔体内上部区域、中部区域和下部区域的流 量范围相同，均为80sccm-400sccm;腔体内的上部区域、中部区域和下部区域还分别设置有 可调的氧管道，对应的流量范围分别为：l〇sccm-100sccm、80sccm-400sccm、lOsccm- lOOsccm。形成其他膜层时，Ar的流量范围为100-500sccm;
[0105] 其中，黑化层、底层钢、=层侣、顶层钢各锻膜一次。
[0106] 步骤五、锻膜完成后，从玻璃基板上取下基片。
[0107] W上就完成了制片的过程，然后用扫描电子显微镜（S C a n n i n g ElectronMicroscopy，SEM)对涂布有机膜层BM区域W及没有涂布有机膜层BM区域的膜层表 面及其断面的形貌进行观察，结果如图4a~图4d:图4a为涂布有机膜层BM区域膜层的表面 形貌，图4b为没有涂布有机膜层BM区域膜层的表面形貌，对比分析可W得出图4a BM上金属 晶体颗粒较大，而图4b上结晶颗粒较小，晶粒间缝隙较大，此时膜层的附着性能和耐腐蚀性 能会变差，改善方法为通过改变基底表面粗糖度，提高金属膜层的附着性能和耐腐蚀性能； 图4c为涂布有机膜层BM区域膜层的断面形貌，图4d为没有涂布有机膜层BM区域膜层的断面 形貌，通过对比分析也可W得出图4c晶粒好于图4d，膜层的附着性能和耐腐蚀性能较好。
[0108] 显然，本领域的技术人员可W对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。运样，倘若本发明的运些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含运些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种薄膜性能测试中的制片的方法，应用于物理气相沉积PVD镀膜工艺中，其特征在 于，该方法包括： 在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片； 将固定有所述基片的所述衬底基板置于镀膜区域； 按照预设的镀膜工艺参数进行镀膜； 从所述衬底基板上取下镀膜后的各所述基片以便进行薄膜性能测试。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底基板上预设有与所述镀膜区域对 应的多个区域； 在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片，包括： 将每组所述基片中的各所述基片，分别固定在所述衬底基板的表面上预设的、与所述 镀膜区域对应的多个区域。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，待测试的薄膜性能参数包括膜厚及其均匀 性时，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片之前， 该方法还包括： 利用标记笔在各所述基片上做十字标记； 按照预设的镀膜工艺参数进行镀膜之后，该方法还包括:利用无水乙醇去除所述基片 上的十字标记形成阶梯以便测试膜厚。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小 于所述衬底基板且各自独立的基片之前，该方法还包括:在所述基片上的部分区域形成前 层结构； 在衬底基板的表面上固定至少一组面积小于所述衬底基板且各自独立的基片，包括： 将部分区域形成有前层结构的每组所述基片固定在所述衬底基板的表面上。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，待测试的薄膜性能参数包括薄膜在有机膜 层上的特性； 在所述基片上的部分区域形成前层结构，包括： 在所述基片的边缘涂布有机膜层。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底基板分为N个区域;每组所述基片 包括Μ个基片且均匀分布在各个区域;衬底基板上的基片的总数量为M*n;每个区域的基片 的数量为M*n/N;其中，η为基片的组数。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述衬底基板按照九宫格的方式分为九 格;每组所述基片包括9个基片且均匀分布在每格中；衬底基板上的基片的总数量为9η;每 格的基片的数量为η。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，待测试的薄膜性能参数包括膜厚和光学透 过率;所述基片的组数为一组。9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在衬底基板的表面上固定至少一组面积小 于所述衬底基板且各自独立的基片，包括： 在所述衬底基板的表面上，利用胶带固定至少一组所述基片。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述胶带为铁氟龙胶带。11. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在衬底基板的表面上固定至少一组面积 小于所述衬底基板且各自独立的基片之前，该方法还包括： 利用标记笔在各所述基片上做编号标记。12. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在衬底基板的表面上固定至少一组面积 小于所述衬底基板且各自独立的基片之前，该方法还包括： 利用无水乙醇和去离子水分别清洗所述基片并烘干。13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片的形状为圆形、方形或菱形。14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底基板的尺寸至少为1100mm* 1350mm〇15. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基片的面积范围是10cm2~200cm2。16. 根据权利要求1~15任一项所述的方法，其特征在于，所述PVD工艺为磁控溅射镀膜 工艺。
【文档编号】C23C14/54GK106048553SQ201610666186
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月12日 公开号201610666186.3, CN 106048553 A, CN 106048553A, CN 201610666186, CN-A-106048553, CN106048553 A, CN106048553A, CN201610666186, CN201610666186.3
【发明人】申昌军, 田兴奎, 郑董文, 刘大刚, 杨文娟
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 合肥鑫晟光电科技有限公司