[发明专利]金属膜光学检测装置和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器制造领域，特别涉及一种金属膜光学测量装置。本发明还涉及使用这种金属膜光学测量装置进行检测的方法。

背景技术

薄膜场效应晶体管液晶显示器(即，TFT-LCD)是目前最流行的显示器类型，其在电子设备中得到了广泛的应用。TFT-LCD是一种精密的显示器，需要精确控制其各个生产步骤。

在TFT-LCD的阵列基板的生产过程中，需要精确控制形成在阵列基板上的金属膜的厚度。目前通常使用段差量测机台来测量金属膜厚度。段差量测机台的测量原理为：将一根探针接触样品表面。在水平方向中移动该探针，探针会随着样品表面地貌的变化而上升或下降。通过感应装置计算出探针上升或下降的距离，从而可得出金属膜厚度。

但这种段差量测机台具有以下缺点：探针会与金属膜的接触。这种接触式量测会对金属膜表面造成一定的损伤。因此，需要一种能以不损伤金属膜表面的方式来检测金属膜的厚度的装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种金属膜光学检测装置。使用这种金属膜光学检测装置能够以不与金属膜接触的方式测量金属膜的厚度。本发明还涉及使用这种金属膜光学检测装置检测金属膜的方法。

根据本发明的第一方面，提出了一种金属膜光学检测装置，包括承载器，在承载器的第一位置设置有斜朝向金属膜和基板发射入射光束的光源，在承载器的第二位置设置有接受来自金属膜或基板的反射光束的光敏感应器，处理来自光敏感应器的光信号的分析单元，分析单元根据入射光束与承载器之间的夹角、对应于金属膜的第一反射光斑与光源之间的第一长度、对应于基板的第二反射光斑与光源之间的第二长度而得到金属膜的厚度。

本发明的装置使用光的反射来间接测得金属膜的厚度，完全避免了测量装置与金属膜的接触，从而避免了测量装置对金属膜的损伤。

在一个实施例中，光源为激光源。激光方向性很好并且发散性很小，使得第一反射光斑和第二反射光斑的直径很小，有助于准确测定第一长度和第二长度，从而测得金属膜的厚度也更准确。

在一个实施例中，分析单元包括亮度检测模块，亮度检测模块根据第一反射光斑内的暗点的数量得到金属膜的表面内的凸起的数量。通过设置亮度检测模块，在使用本发明的装置测量金属膜的厚度的同时，可以同时自动检测金属膜的表面内的凸起的数量，这降低了对金属膜的检测成本并且减少了检测流程，提高了液晶面板的生产效率。

在一个实施例中，入射光束的横截面积在25μm²到2500μm²之间。入射光束的横截面积如此小，可以得到金属膜表面非常小的面积单位内的凸起数量，从而提高了对金属膜表面凸起的分析精度。

在一个实施例中，夹角包括第一夹角和第二夹角，光源以第一夹角向金属膜发出入射光束，光敏感应器接受反射光束，分析单元计算出第一长度，并根据第一长度和第一夹角得到金属膜与承载器之间的第一距离；光源以第二夹角向基板发出入射光束，光敏感应器接受反射光束，分析单元计算出第二长度，并根据第二长度和第二夹角得到基板与承载器之间的第二距离；金属膜的厚度为第二距离与第一距离之间的差值。

在一个实施例中，承载器能沿平行于金属膜的方向移动。以实现向金属膜和向基板发射分别发射入射光束。

在一个实施例中，第一夹角与第二夹角相等。在装置的使用过程中，不需要多次调节和校准光源的方向，方便了使用者的使用。

在一个实施例中，光敏感应器为由多个光敏感应点组成的面区域。这种光敏感应器使得即使第一反射光斑和第二反射光斑的位置在较大范围内变化时，光敏感应器仍可接收到反射光束，从而使用者无需调节光敏感应器的位置，这方便了使用者的使用。

根据本发明的第二方面，提出了一种使用根据上文所述的金属膜光学检测装置检测金属膜的方法，该方法包括，步骤一：将承载器平行地设置在金属膜的上方，并且使光源和光敏感应器朝向金属膜；步骤二：光源以夹角向金属膜发出入射光束，光敏感应器接受反射光束，分析单元计算出第一长度，并根据第一长度和夹角得到金属膜与承载器之间的第一距离；步骤三：光源以夹角向基板发出入射光束，光敏感应器接受反射光束，分析单元计算出第二长度，并根据第二长度和夹角得到基板与承载器之间的第二距离；步骤四：计算第二距离和第一距离之间的差值，差值为金属膜的厚度。

在一个实施例中，在步骤三中，移动承载器，以使得光源以夹角向基板发出入射光束。