[发明专利]一种测量膜层厚度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种测量膜层厚度的方法和装置。 

背景技术

目前，普遍使用的固体薄膜厚度的测量测试方法主要包括探针法和光学法两大类。探针法的测量原理是利用力学敏感的探针沿着样品表面划过，记录表面的形貌，从而测出膜层厚度；光学法是利用光的干涉或衍射来测出膜层厚度。 

采用光学法测量的过程中，需要预先制作样品的断面，获取断面图像，再根据图像计算得到各个膜层的厚度，但是由于制样断面在过程中可能会出现膜层表面翘起以及界限模糊的现象，造成最后得到的厚度数据不准确。若样品表面不平整，为了能够测量有薄膜区域和无薄膜区域的段差，测量过程中需手动取平，再通过软件计算得到膜层厚度，但是由于受到测试范围、机台平整度及人为取平过程中操作误差的影响，使得得到的膜层厚度数据与实际厚度之间的误差较大。采用光学法测量不仅制作断面会对测量的厚度数据产生影响，而且适用范围也比较窄，对于样品表面镀有多种膜层，不便采用光学法进行膜层厚度测量，即便可以采用光学法测量，数据的精度也会受到很大的影响。 

综上所述，采用光学法测量薄膜厚度不仅需要制作样本，测量成本增加，而且测量得到的膜层厚度较实际厚度误差较大，造成精确度很低。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

本发明要解决的技术问题是如何在降低测量成本的情况下，还能降低测量的膜层厚度与实际厚度之间的误差，使得得到的膜层厚度更准确。 

(二)技术方案 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量膜层厚度的方法，包括： 

S1、根据探针所受反作用力的不同确定膜层的分界； 

S2、根据探针上的位移传感器测得的位置数据或者根据探针穿透膜层的时间和运动速度计算得到膜层厚度。 

进一步地，步骤S1具体包括： 

S11、探针从膜层上方开始向膜层运动，当探针所受的反作用力发生突变时，表示探针穿过膜层的第一表面； 

S12、探针继续运动，当探针所受的反作用力再次发生突变时，表示探针穿过膜层的第二表面。 

进一步地，当探针所受的反作用力发生突变时，记录探针上位移传感器沿膜层厚度方向的的坐标为第一坐标，当探针所受的反作用力再次发生突变时，再记录探针沿膜层厚度方向的坐标为第二坐标，计算第一坐标与第二坐标差值的绝对值得到膜层厚度。 

进一步地，当探针穿过膜层的第一表面之后直到探针穿过膜层的第二表面之前，探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。 

进一步地，其特征在于，当探针穿过膜层的第二表面之后继续向下一层膜层运动，并重复步骤S11和S12，并根据记录的探针位置计算得到膜层厚度或者探针穿透膜层运动的时间和速度计算膜层厚度。 

进一步地，步骤S1之前还包括： 

S0、去掉表面膜层的一部分，形成第一区域和第二区域，第一区域为未去掉膜层的区域，第二区域为去掉膜层的区域。 

进一步地，步骤S1具体包括： 

S113、在第一区域膜层的第一表面上根据基准探针确定基准面； 

S114、测量探针在第二区域从基准平面开始向下运动，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，测量探针的位置和膜层的第二表面在同一平面。 

进一步地，所述步骤S13的基准面为根据膜层上第一表面上方三个不同的基准探针得到的平面，或者根据一个基准探针在膜层上方的第一表面的三个不同位置得到的平面。 

进一步地，当测量探针运动到基准面时，记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第三坐标，当测量探针所受的反作用力发生从无到有的突变时，再记录测量探针上位移传感器沿膜层厚度方向的坐标为第四坐标，计算第三坐标与第四坐标差值的绝对值得到膜层厚度。 

进一步地，当测量探针从基准面到开始感受到反作用力的过程中测量探针做匀速运动，探针穿透膜层过程中匀速运动的速度乘以穿透膜层所需要的时间得到膜层厚度。 

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于上述测量膜层厚度方法所使用的装置，包括探针和控制主机，探针用于沿膜层厚度方向运动，探针上还设置有反作用力传感器和位移传感器，其中反作用力传感器设置在探针的顶端，用于感测膜层表面对探针的反作用力，当反作用力发生突变时产生突变信号； 

位移传感器设置在探针上，用于对探针的运动位置进行测量，得到位置数据；