一种膜边距测量方法及测量装置与流程

本发明涉及液晶显示器件制造技术领域，尤其涉及一种膜边距测量方法及测量装置。

背景技术：

在TFT-LCD(Thin film transistor liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器)产线中，需在玻璃基板上淀积完全覆盖金属图形的保护膜层，对金属图形进行保护。

如图1所示，在玻璃基板成膜的工艺腔室内设有位置和宽度都固定的遮挡板框架1，其中，遮挡板框架1中间有一镂空区域，镂空区域面积小于玻璃基板2的面积，且镂空区域对应玻璃基板2上待成膜的区域。玻璃基板2在传送至遮挡板框架1下时，玻璃基板2与遮挡板框架1的相对位置需满足玻璃基板2的边缘与镂空区域的边缘的间距相等，这样才能保证在玻璃基板2上所成保护膜层的膜边到玻璃基板2边缘的距离都相等，从而使保护膜层完全覆盖金属图形。

但是在实际操作中，如图2所示，玻璃基板2传送至遮挡板框架1下时，玻璃基板2与遮挡板框架1的相对位置可能会发生偏移，这就会出现所成保护膜层某一边的膜边与玻璃基板2边缘的距离(以下称保护膜层的膜边与玻璃基板2边缘的距离为膜边距)过大的情况。当膜边距过大时，会产生两方面问题：一方面，金属图形的部分区域未被保护膜层覆盖，导致后续的曝光和刻蚀工艺对金属图形产生不良影响；另一方面，由于产品的可设计范围取决于被保护膜层所覆盖的金属图形的面积的大小，因而，膜边距过大会缩小产品的可设计范围。

为了避免后续工艺对金属图形产生不良影响，以及避免产品的可设计范围缩小，就需对所成保护膜层到玻璃基板的边缘的距离进行确定，甄别出膜边距过大的玻璃基板。然而，玻璃基板上所成的保护膜层一般采用SiN_x(氮化硅)薄膜或SiO₂(二氧化硅)薄膜，SiN_x薄膜和SiO₂薄膜的膜质透明，很难确定出保护膜层的膜边到玻璃基板的边缘的距离。因此，如何准确测量保护膜层的膜边到玻璃基板边缘的距离，成为了丞待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种膜边距测量方法及测量装置，可准确测量保护膜层的膜边到玻璃基板边缘的距离，甄别出膜边距过大的玻璃基板。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种膜边距测量方法，所述膜边距测量方法应用于基板的成膜工艺中，所述膜边距测量方法包括：步骤S1：制备待测基板，所述待测基板包括衬底基板，及形成于所述衬底基板上的测试图形和保护膜层；所述测试图形位于所述衬底基板的边缘处，且所述测试图形的外边缘与所述衬底基板的边缘对齐；所述保护膜层与所述测试图形存在重合，或者所述保护膜层的边缘与所述测试图形的内边缘对齐；其中，所述测试图形的外边缘相对于内边缘靠近所述测试图形所在的基板边；步骤S2：沿测试路径利用测试光线对所述待测基板进行扫描，扫描过程中，接收被所述待测基板反射的测试光线，获取所述测试路径上各位置点所对应的光谱；其中，所述测试路径的一个端点位于所述测试图形所在的基板边上，且所述测试路径经过所述测试图形；所述保护膜层对所述测试光线的吸收程度高于所述测试图形对所述测试光线的吸收程度；步骤S3：根据各位置点所对应的光谱，确定出现所述测试光线的吸收峰的光谱对应的位置点，该位置点到所述测试图形所在的基板边的垂直距离即为所述保护膜层的膜边与所述测试图形所在的基板边之间的膜边距。

采用本发明第一方面所提供的膜边距测量方法，在衬底基板的边缘处形成外边缘与衬底基板边缘对齐的测试图形，然后形成与测试图形存在重合，或边缘与测试图形内边缘对齐的保护膜层，衬底基板、测试图形及保护膜层构成待测基板，通过沿特定的测试路径利用测试光线对待测基板进行扫描，根据测试图形和保护膜层对测试光线的不同的吸收程度，确定保护膜层的膜边在测试路径上所处的位置点，进而测量出保护膜层的膜边与测试图形所在的基板边之间的膜边距。通过该方法，可对保护膜层的膜边距进行准确判断，进而可甄别出所成保护膜层膜边距过大，不符合工艺要求的基板，避免了后续工艺对基板上的金属图形产生不良影响，以及避免缩小产品的可设计范围。

本发明第二方面提供了一种膜边距测量装置，所述膜边距测量装置用于测量基板上所成保护膜层的膜边距，所述膜边距测量装置包括：光线发射器件，用于沿测试路径对所述待测基板发射测试光线；其中，所述测试路径的一端位于所述测试图形所在的基板边上，且所述测试路径经过所述测试图形；所述保护膜层对所述测试光线的吸收程度高于所述测试图形对所述测试光线的吸收程度；光线接收器件，用于接收经所述待测基板反射后的测试光线；与所述光线接收器件相连的光谱分析器件，所述光谱分析器件用于根据光线接收器件所接受的测试光线，得到所述测试路径上各位置点所对应的光谱。

上述膜边距测量装置的有益效果与本发明的第一方面所提供的膜边距测量方法的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中玻璃基板与遮挡板框架的相对位置的示意图一；

图2为现有技术中玻璃基板与遮挡板框架的相对位置的示意图二；

图3为本发明实施例一所提供的膜边距测量方法流程图一；

图4为本发明实施例一中的基板的结构示意图一；

图5为本发明实施例一所提供的膜边距测量方法流程图二；

图6a-图6d为本发明实施例一中的基板形成过程的各步骤图；

图7a为本发明实施例一中的基板的结构示意图二；

图7b为本发明实施例一中的基板的结构示意图三；

图8a为本发明实施例一中的基板的结构示意图四；

图8b为本发明实施例一中的基板的结构示意图五；

图9为本发明实施例二所提供的膜边距测量装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-遮挡板框架； 2-玻璃基板；

3-衬底基板； 4-测试图形；

5-保护膜层； 6-金属层；

7-光线发射器件； 8-光线接收器件；

9-测试滑轨。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

需要说明的是，以下实施例结合的附图中所示出的测试图形的具体数量仅仅为示意说明，并不代表各自的实际数量。

实施例一

本实施例提供了一种膜边距测量方法，该膜边距测量方法应用于基板的成膜工艺中，如图3和图4所示所示，该膜边距测量方法具体包括：

步骤S1：制备待测基板，待测基板包括衬底基板3，及形成于衬底基板3上的测试图形4和保护膜层5；测试图形4位于衬底基板3的边缘处，且测试图形4的外边缘与衬底基板3的边缘对齐；保护膜层5与测试图形4存在重合，或者保护膜层5的边缘与测试图形4的内边缘对齐；其中，测试图形4的外边缘相对于内边缘靠近测试图形4所在的基板边。

步骤S2：沿测试路径利用测试光线对待测基板进行扫描，扫描过程中，接收被待测基板反射的测试光线，获取测试路径上各位置点所对应的光谱；其中，测试路径的一个端点位于测试图形4所在的基板边上，且测试路径经过测试图形4；保护膜层5对测试光线的吸收程度高于测试图形4对测试光线的吸收程度。

步骤S3：根据各位置点所对应的光谱，确定出现测试光线的吸收峰的光谱对应的位置点，该位置点到测试图形4所在的基板边的垂直距离即为保护膜层5的膜边与测试图形4所在的基板边之间的膜边距。

采用本发明实施例一所提供的膜边距测量方法，所制备的待测基板包括衬底基板3，及形成于衬底基板3上的测试图形4和保护膜层5。通过将测试图形4形成于衬底基板3的边缘处，使测试图形4的外边缘与衬底基板3的边缘对齐；以及使保护膜层5与测试图形4存在重合，或者保护膜层5的边缘与测试图形4的内边缘对齐，进而通过沿特定的测试路径利用测试光线对待测基板进行扫描，获取测试路径上各位置点的光谱，得到光谱图。根据测试图形4和保护膜层5对测试光线的不同吸收程度，确定保护膜层5的膜边在测试路径上所处的位置点，进而测量出保护膜层5的膜边与测试图形4所在的基板边之间的膜边距。通过该方法，可对保护膜层5的膜边距进行准确判断，进而可甄别出所成保护膜层5膜边距过大，不符合工艺要求的基板，避免了后续工艺对基板上的金属图形产生不良影响，以及避免缩小产品的可设计范围，从而提高产线良率。

如图5和图6a-图6d所示，步骤S1具体可包括：

步骤S11：在衬底基板3上沉积一层金属层6。在该步骤中，具体可采用CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相淀积)工艺形成金属层6。

步骤S12：对金属层6进行构图工艺，形成位于衬底基板3中间区域的金属图形(图中未示出)，以及测试图形4。对金属层6进行构图工艺具体是指对金属层6依次进行曝光、显影和刻蚀。

步骤S13：在金属图形上形成保护膜层5。

通过上述步骤，利用一次构图工艺同时形成了所需要制备的金属图形和测试图形4，即将测试图形4的形成兼容于制备金属图形的步骤中，从而无需再额外增加形成测试图形4的步骤，简化了工艺流程。

需要说明的是，所形成的金属图形具体可包括栅线，这种情况下，保护膜层5对应地可为SiN_x膜层或者SiO₂膜层。当然，金属图形也可为显示器件中阵列基板或彩膜基板中的其它金属图形，例如：金属图形包括数据线，这种情况下，保护膜层5对应地可为钝化层。

本实施例所提供的膜边距测量方法的步骤S2中，在沿测试路径利用测试光线对待测基板进行扫描时，可采用不同的扫描方式。例如，可对测试路径上的所有位置点同时进行扫描，也可对测试路径上的每一个位置点依次进行逐点扫描。

优选的，当对测试路径上的每一个位置点依次进行逐点扫描时，步骤S2具体可包括：沿测试路径，从测试图形4所在的基板边向保护膜层5，利用测试光线对待测基板进行逐点扫描，扫描过程中，实时接收被待测基板反射的测试光线，获取测试路径上各位置点所对应的光谱，形成光谱图，当所获取的光谱中出现测试光线的吸收峰时，停止扫描。

采用如上所述的扫描方式，由于测试图形4对测试光线的吸收程度高于保护膜层5对测试光线的吸收程度，因此，在从测试图形4所在的基板边向保护膜层5进行逐点扫描时，当光谱图中出现测试光线的吸收峰时，说明在出现测试光线的吸收峰的光谱所对应的位置点处，测试图形4上覆盖有保护膜层5。进而通过步骤S4，根据光谱图的测试光线的吸收峰所对应的位置点，得出保护膜层5的膜边与测试图形4所在的基板边之间的膜边距。

如图7a所示，当仅在衬底基板3的相邻的两条边上分别形成一个测试图形4时，在步骤S4中，除测量出保护膜层5的膜边与测试图形4所在的基板边之间的膜边距M之外，还可根据膜边距M计算出保护膜层5的膜边到衬底基板3中与测试图形4所在的边相对的边之间的膜边距N。具体计算过程如下所示：

为了使表述更清楚，对衬底基板3的边进行了定义。对于图7a中左边的测试图形4来说，衬底基板3的各条边中，称左边的测试图形4所在的边为第一边，与第一边相对的边为第二边，与第一边垂直的两条边中的一条为第三边。

保护膜层5的膜边与衬底基板3的第二边之间的膜边距N具体可由公式N＝L₁-L₂-M计算得出。其中，L₁为衬底基板3的第三边的长度；L₂为保护膜层5中与衬底基板3的第三边平行的边的长度。

当仅在衬底基板3的相邻的两条边上分别形成测试图形4时，只需要测量出保护膜层5的膜边与衬底基板3的第一边之间的膜边距，再通过数学公式换算，即可计算得出保护膜层5的膜边与衬底基板3的第二边之间的膜边距。采用这种测量方式，可减少测量次数。

如图8a所示，当在衬底基板3的四条边上都分别形成一个测试图形4时，只需根据步骤S4，利用衬底基板3的四条边上各自形成的测试图形4即可分别测量得出保护膜层5的膜边与衬底基板3的四条边之间的膜边距。采用这种方法无需经过数学公式换算，可更加直观准确地得出保护膜层5膜边与衬底基板3四条边之间的膜边距。

如图7b和图8b所示，当基板至少一条边上形成有多个测试图形4时，步骤S3还包括：分别计算多个测试图形4各自所对应的膜边距，并计算多个测试图形4各自所对应的膜边距的平均值，该平均值即为保护膜层5的膜边到测试图形4所在的基板边之间的膜边距。

通过在衬底基板3至少一条边上形成多个测试图形4，令保护膜层5的膜边到测试图形4所在的衬底基板3边之间的膜边距取多个测试图形4各自所对应的膜边距的平均值，能够使测量得出的膜边距更加精确，提高膜边距测量的准确性。

优选的，当衬底基板3的至少一条边上形成有一个测试图形4时，测试图形4可位于衬底基板3的边的中心处；当衬底基板3的至少一条边上形成有多个测试图形4时，多个测试图形4平均分布在衬底基板3的边上。当在衬底基板3上形成测试图形4时，可利用测试图形4实现膜边距的测量；而将测试图形4整齐有序地形成在衬底基板3上，可进一步提高膜边距测量的准确性。

需要说明的是，在实际操作中，测试光线可根据测试图形4以及保护膜层5的膜质进行选择，只要满足：测试图形4对测试光线的吸收程度高于保护膜层5对测试光线的吸收程度即可。对于金属图形为栅极层，保护膜层5为SiN_x膜层或SiO₂膜层的情况时，本实施例所提供的膜边距测量方法中采用的测试光线可为红外光。

实施例二

本实施例提供了一种膜边距测量装置，该膜边距测量装置用于测量基板上所成保护膜层5的膜边距，适用于实施例一所提供的膜边距测量方法。如图9所示，该膜边距测量装置具体包括：光线发射器件7、光线接收器件8以及光谱分析器件(图中未示出)。

具体的，光线发射器件7用于沿测试路径对待测基板发射测试光线；其中，测试路径的一端位于测试图形4所在的基板边上，且测试路径经过测试图形4；测试光线为不能被测试图形4吸收，但能够被保护膜层5吸收的光线。光线接收器件8用于接收经待测基板反射后的测试光线。光谱分析器件与光线接收器件8相连，用于根据光线接收器件8所接收的测试光线，得到测试路径上各位置点所对应的光谱。

该膜边距测量装置还可包括测试滑轨9，测试滑轨9固定于待测基板的沉积有保护膜层5的一面的上方，光线发射器件7和光线接收器件8安装于测试滑轨9上，测试滑轨9用于带动光线发射器件7和光线接收器件8沿测试路径滑动，测试滑轨9的滑动方向可如图9中的箭头方向所示，由基板的边向保护膜层5。

可选的，对于金属图形为栅极层，保护膜层5为SiN_x膜层或SiO₂膜层的情况，光线发射器件7可为红外光线发射器件，光线接收器件8可为红外光线接收器件。

采用本实施例所提供的膜边距测量装置，可测量出保护膜层5的膜边与测试图形4所在的基板边之间的膜边距。通过采用该装置，可对保护膜层5的膜边距进行准确判断，进而可甄别出所成保护膜层5膜边距过大，不符合工艺要求的基板，避免了后续工艺对基板上的金属图形产生不良影响，同时避免了产品的可设计范围的缩小，从而提高产线良率。

需要说明的是，本发明实施例一所提供的膜边距测量方法和实施例二所提供的膜边距测量装置适用于所有成膜工艺中膜边距的计算，并不仅限于应用在本发明实施例所涉及的在基板上沉积保护膜层的工艺中。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。