显影液碱液浓度测量方法及调节方法与流程

本发明涉及液晶显示面板制造技术领域，尤其涉及一种显影液碱液浓度测量方法及调节方法。

背景技术：

TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display，即薄膜晶体管液晶显示器)在生产中大体分为阵列，成盒，模组三大工序，而在阵列工序中又大体分为成膜，光刻和蚀刻三大工艺。曝光和显影是光刻工艺中最为关键的两步，曝光是精密地将掩膜板上的图形转写到光刻胶上的光化学反应，曝光后的显影就是将感光或不感光部分的光刻胶溶除，留下未感光或感光部分的腔膜，从而显示所需要的图形；显影过程就是将曝光后的玻璃基板放入显影槽中，通过一定的方式将显影液喷洒在玻璃基板的光刻胶面上，过一定的时间后显出图形，再通过水洗，将显影液冲掉。在显影过程中，为获得高分辨率，高清晰度，高稳定性和高良率的产品，必须严格地管理显影液的浓度和成分。

光刻工序中使用的光刻胶材料中，有通过曝光可溶解的正型，和通过曝光不溶解的负型两种。正型光刻胶的显影液材料，多使用2.38％浓度的TMAH水溶液，负型光刻胶的显影液材料，多使用0.0428％的KOH水溶液。在线式电导率仪，基于显影液系统中可自由移动导电离子的量测原理，其量测原理可参考“常用在线电导率仪检定方法的研究(周中木；梁志华，计量与测试技术，2010-09-30)”，因其快速方便的特点，在监控显影液浓度中应用较广泛。

对初始的显影原液来说，系统中可导电的离子仅有碱液电离出来的离子，没有杂质离子的干扰，电导率仪监控的浓度和碱液的实际理论值是一致的。但随着显影片数的增加和显影液寿命的延长，显影体系中纯碱液的浓度在不断下降，光阻浓度在不断上升，由光阻和碱液反应后形成的强碱弱酸盐也会电离出一部分可导电离子。同时，碱液不断吸收空气中CO2造成体系中碳酸盐、碳酸氢盐浓度也在不断增加，以上增大的导电离子会干扰不断减小的碱液离子，使得电导率计量测的碱液浓度大于实际理论值，测量结果不准确。而显影片数越多，这种偏差就会越来越大，严重影响显影产品的质量。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种显影液碱液浓度测量方法及调节方法，可以克服显影体系中不断增大的导电离子的干扰，准确、快速地在线测定和监控显影液体系中碱液浓度，从而及时补充消耗的碱液用量。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种显影液碱液浓度测量方法，包括：

数据采集：针对同一类型基板样品，搜集显影不同片数的基板样品时，在线电导率仪量测系统所量测出的显影液样品的在线碱液浓度值，以及离线电位滴定仪所量测出的显影液样品的实际碱液浓度值；

建立模型：根据量测出的在线碱液浓度值减去实际碱液浓度值得到的碱液误差值，建立碱液误差值与基板样品的片数的修正函数模型；

导入模型：将所述修正函数模型导入在线量测系统，即根据基板样品的片数得出碱液误差值，然后利用量测的在线碱液浓度值减去碱液误差值即得出实际碱液浓度值。

作为其中一种实施方式，在所述数据采集步骤中，取在线电导率仪量测系统的多次测量值的平均值作为在线碱液浓度值的采样值，取离线电位滴定仪的多次测量值的平均值作为实际碱液浓度值的采样值。

作为其中一种实施方式，在所述数据采集步骤中，相邻的两个采样片数之间的片数差相等。

作为其中一种实施方式，所述修正函数模型为：

△Y＝an-1*x^n-1+a(n-2)x^(n-2)+…+a1x+a0；

其中，△Y为碱液误差值，即在线碱液浓度值减与实际碱液浓度值的差值；x即基板样品的采样的片数。

本发明的另一目的在于提供一种显影液碱液浓度的调节方法，包括：

数据采集：针对同一类型基板样品，搜集显影不同片数的基板样品时，在线电导率仪量测系统所量测出的显影液样品的在线碱液浓度值，以及离线电位滴定仪所量测出的显影液样品的实际碱液浓度值；

建立模型：根据量测出的在线碱液浓度值减去实际碱液浓度值得到的碱液误差值，建立碱液误差值与基板样品的片数的修正函数模型；

导入模型：将所述修正函数模型导入在线量测系统，即根据基板样品的片数得出碱液误差值，然后利用量测的在线碱液浓度值减去碱液误差值即得出实际碱液浓度值；

根据理论碱液浓度值与实际碱液浓度值的差值调节显影液碱液浓度。

作为其中一种实施方式，在所述数据采集步骤中，取在线电导率仪量测系统的多次测量值的平均值作为在线碱液浓度值的采样值，取离线电位滴定仪的多次测量值的平均值作为实际碱液浓度值的采样值。

作为其中一种实施方式，在所述数据采集步骤中，相邻的两个采样片数之间的片数差相等。

作为其中一种实施方式，所述调节显影液碱液浓度的操作为：补充显影液原液或替换原液。

作为其中一种实施方式，所述修正函数模型为：

△Y＝an-1*x^n-1+a(n-2)x^(n-2)+…+a1x+a0；

其中，△Y为碱液误差值，即在线碱液浓度值减与实际碱液浓度值的差值；x即基板样品的采样的片数。

本发明通过建立显影液中碱液浓度和显影片数之间的修正函数模型，并通过这种函数关系模型来修正现有的在线电导率仪量测系统，从而最大程度减少了显影体系中随显影片数增加而增多的显影产物的干扰，准确、快速地在线测定和监控显影液中碱液浓度，高精度地管理显影液的成分和浓度，为形成精准的显影图形提供技术保障。

附图说明

图1为本发明实施例的显影液碱液浓度测量方法过程示意图。

图2为本发明实施例的碱液浓度和显影基板片数关系示意图。

图3为本发明实施例的显影液碱液浓度的调节方法过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本发明实施例的显影液碱液浓度测量方法包括：

S01、数据采集：针对同一类型基板样品，搜集显影不同片数x的基板样品时，在线电导率仪量测系统所量测出的显影液样品的在线碱液浓度值Y1，以及离线电位滴定仪所量测出的显影液样品的实际碱液浓度值Y；

S02、建立模型：根据量测出的在线碱液浓度值Y1减去实际碱液浓度值Y得到的碱液误差值△Y，建立碱液误差值△Y与基板样品的片数x的修正函数模型；

S03、导入模型：将修正函数模型导入在线量测系统，根据基板样品的片数x得出碱液误差值△Y，然后利用量测的在线碱液浓度值Y1减去碱液误差值△Y即得出显影液的实际碱液浓度值Y。即实际碱液浓度值Y＝Y1-△Y。

在本实施例的采样数据采集过程中，取在线电导率仪量测系统的多次测量值的平均值作为在线碱液浓度值Y1的采样值，取离线电位滴定仪的多次测量值的平均值作为实际碱液浓度值Y的采样值。结合图2所示，采集数据时，从片数x为A片开始，优选相邻的两个采样片数x之间的片数差相等，例如依次取A、A+N、A+2N、A+3N、A+4N……片等作为采样片数，其中显影A片时取的第一个浓度点可根据实际显影产品的类型和碱液浓度的降低趋势取值，以碱液浓度开始明显变化后为佳。采样片数的取值可以灵活多变，N取值越小搜集出来的数据越密集，拟合出来的函数模型越接近实际，但工作量越大，优选N＝30～60，例如，N＝50。例如，每个采样片数分别使用在线电导率仪量测系统和离线电位滴定仪测量3次，计算每个采样片数对应的在线电导率仪量测系统的测量平均值和离线电位滴定仪的测量平均值。

这里，修正函数模型为：△Y＝an-1*x^n-1+an-2x^n-2+…+a1x+a0，其中，△Y为碱液误差值，即在线碱液浓度值减与实际碱液浓度值的差值；x即基板样品的采样的片数。通过n次测量后，得出n组在线碱液浓度值Y1与实际碱液浓度值Y的采样数据(每个采样片数对应的多次测量的平均值)，将这n组采样数据带入到上述修正函数模型中即可计算出an-1、an-2、…、a1、a0的值，最后得出修正函数模型。

上述修正函数模型建立之后，将其导入在线量测系统，结合在线电导率仪量测系统量测的在线碱液浓度值Y1和碱液误差值△Y，即可得出实际碱液浓度值Y。

结合图2和图3所示，本发明利用上述显影液碱液浓度测量方法对显影液碱液浓度进行调节，上述显影液碱液浓度测量步骤S11完成后，通过对比实际碱液浓度值Y与目标浓度(即理论碱液浓度值)，根据二者的差值即可继续下一步骤S12：调节显影液碱液浓度。该调节显影液碱液浓度的操作为补充显影液原液或重新更换新鲜显影液，例如，在二者浓度差异可以接受时，采取补充部分浓度较高的显影原液的方法进行微调；当二者浓度差异过大，即碳酸盐、碳酸氢盐浓度过高时，已经没有补充原液的必要，采用更换新鲜显影液的方式。

本发明通过建立显影液中碱液浓度和显影片数之间的修正函数模型，并通过这种函数关系模型来修正现有的在线电导率仪量测系统，从而最大程度减少了显影体系中随显影片数增加而增多的显影产物的干扰，准确、快速地在线测定和监控显影液中碱液浓度，从而及时补充消耗的碱液用量，对于显影速度的调整，以及良好显影形状的形成，具有重大的指导意义。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。