CN101989038B - 掩膜板检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掩膜板检测装置及检测方法。该检测装置包括：检测板，由绝缘材料制成；电阻块，采用感光电阻材料制成，设置在检测板的表面上；控制模块，与电阻块相连，用于检测电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息。该检测方法包括：将绝缘材料的检测板与掩膜板平行且重叠布设；发射光线穿过掩膜板照射到检测板的电阻块上；检测电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息。本发明利用了感光电阻材料的电阻块，结合曝光光线照射，实现了对掩膜板图案变化的检测，具有较高的检测准确性，能够预防掩膜板图案变化对后续曝光刻蚀操作的影响。

Description

掩膜板检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及半导体器件制造工艺中的掩膜板检测技术，尤其涉及一种掩膜板检测装置及检测方法。

背景技术

在液晶显示器(Liquid Crystal Display；以下简称：LCD)基板上的膜层等半导体器件的制造流程中，掩膜刻蚀是一种常用工艺。掩膜刻蚀工艺中需要用到掩膜板(Mask)，掩膜板上具有设定的图案，进行曝光时，光线从掩膜板图案之间的空隙中透过，以便使待刻蚀的膜层形成相应的图案。由此可见，掩模板上的图案精度决定着膜层后续刻蚀出的图案精度。

在实际的生产环境中，可能会有小异物颗粒掉落附着在掩膜板上，当异物颗粒遮挡了图案之间的空隙时，就会影响曝光光线透过，进而影响膜层上对应位置的图案，出现重复性(Repeat)不良。如不能及时检测出掩膜板上的异物，就会使掩膜板的不良影响到多块待曝光的基板，从掩膜曝光工艺到基板的检测工艺之间可能会距离较长时间，这段时间内将产生大量不良产品。

现有技术中提供了一种检测掩膜板上异物颗粒的方法，即采用一检测光沿掩膜板的表面照射到掩膜板上，在掩膜板的表面设置有面传感器，用于检测是否有反射光，若有则证明掩膜板上存在异物遮挡使光反射。但是上述检测技术的误报警率很大，可操作性不强，各厂商都已放弃使用这一方案。

因此，在进行掩膜曝光之前，能够准确地检测到掩膜板上图案因异物颗粒等因素的影响而产生的变化是急待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种掩膜板检测装置及检测方法，以实现对掩膜板上图案变化的准确检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种掩膜板检测装置，包括：

检测板，由绝缘材料制成；

电阻块，采用感光电阻材料制成，设置在所述检测板的表面上，用于在检测板与掩膜板平行且重叠设置时，接受穿过所述掩膜板照射在检测板上的光线；

控制模块，与所述电阻块相连，用于检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

为实现上述目的，本发明还提供了一种掩膜板检测方法，包括：

将绝缘材料的检测板与掩膜板平行且重叠布设，所述检测板上设置有感光电阻材料制成的电阻块；

发射光线穿过所述掩膜板照射到所述检测板的电阻块上；

检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案利用了感光电阻材料的电阻块，结合曝光光线照射，实现了对掩膜板图案变化的检测，具有较高的检测准确性，能够预防掩膜板图案变化对后续曝光刻蚀操作的影响。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的掩膜板检测装置的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的掩膜板检测装置的检测状态示意图；

图3为本发明实施例二提供的掩膜板检测装置的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的掩膜板检测装置的检测状态示意图；

图5为本发明实施例二提供的掩膜板检测装置没检测到异物颗粒的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的掩膜板检测装置检测到异物颗粒的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的掩膜板检测装置中控制模块的结构示意图；

图8为本发明实施例四提供的掩膜板检测方法的流程图；

图9为本发明实施例五提供的掩膜板检测方法中比较步骤的流程图；

图10为本发明实施例六提供的掩膜板检测方法中比较步骤的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的掩膜板检测装置的俯视结构示意图。该检测装置包括检测板10、电阻块20和控制模块30。其中，检测板10由绝缘材料制成，例如可以为玻璃基板。电阻块20采用感光电阻材料制成，例如为高灵敏度感光电阻材料硫化镉，电阻块20设置在检测板10的表面上，具体可以采用沉膜等工艺按照设定图案镀设在检测板10的表面，电阻块20用于在检测板10与掩膜板40平行且重叠设置时，接受穿过掩膜板40照射在检测板10上的光线，照射所用的光线可以为紫外线、红外线等多种光线。控制模块30可以是由软件和/或硬件实现的功能模块，与电阻块20相连，用于检测电阻块20的电阻值并进行识别，当识别出电阻块20的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

控制模块30对电阻值变化量的识别可以有多种方式，本实施例中的控制模块30具体包括阻值检测单元31和标准值比较单元32。其中，阻值检测单元31与电阻块20相连，用于检测电阻块20的电阻值；标准值比较单元32与阻值检测单元31相连，用于将检测出的电阻值与预存储的标准值进行比较获得变化量，当识别出变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

本实施例掩膜板检测装置的具体工作状态如图2所示，操作过程为：将检测板10放在玻璃基台上，经过设备机械预对位后，使得检测板10与掩膜板40平行且重叠布设，使得掩膜板40上的图案能够落入检测板10上电阻块20的面积范围内；而后发射光线穿过掩膜板40照射到检测板10的电阻块20上，此时掩膜板40上的图案将投影在电阻块20上，形成阴影，由于电阻块20采用感光材料制成，阴影的出现会改变电阻块20的电阻值；随后，检测电阻块20的电阻值并识别变化量，具体的识别方式可以是将检测出的电阻值与预存储的标准值进行比较获得，当识别出变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

本实施例技术方案所基于的原理是：感光材料制成的电阻块，当所照射的光线量变化时电阻值会随之变化。在使用掩膜板进行曝光前，首先以检测板来检测掩膜板上图案是否发生变化。若掩膜板上存在异物颗粒影响了图案，则投射在检测板上的图案也会发生变化，类似的，若掩膜板上的图案被腐蚀或划损而有所缺少，也会导致图案的改变。这些图案的变化都会反映到电阻块电阻值的变化上。通过识别变化量，例如当变化量大于或等于20％～30％时，则产生报警信息，令技术人员去清洁掩膜板或对掩膜板图案进行修补，以避免掩膜板的图案变化影响到后续基板图案，进行降低了产品不良率，节约了成本。

本实施例的技术方案中，电阻块的数量和形状并不限于为图1中所示，电阻块的数量可以为一块，也可以为多块，多块电阻块可以彼此间隔地设置在检测板上。设置多块电阻块的优势在于能够提高检测的精确度，避免由于阴影增加、减少的抵消而无法正确体现变化量。

电阻块的形状应与掩膜板上的图案相对应。在LCD的不同制造工序中，例如制备栅极线、制备像素电极时会用到不同图案的掩膜板，电阻块的形状可以随之变化，多块电阻块之间的间隔可以随之调整。

对于电阻块电阻值变化量的识别，可以预先存储一个或多个标准值，通过比较来进行识别。若每块电阻块的形状或面积不一致，掩膜板在其上投影的图案不一致，则可以分别测定其对应的标准值，分别进行比较。根据比较的策略，若一个或多个变化量达到设定值时即产生报警信息。

本实施例的技术方案利用了感光电阻材料的电阻块，结合曝光光线照射，实现了对掩膜板图案变化的检测，具有较高的检测准确性，能够预防掩膜板图案变化对后续曝光刻蚀操作的影响。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的掩膜板检测装置的俯视结构示意图，本实施例与实施例一的区别在于：电阻块20的数量为多块。并且，各电阻块20的面积相等，且每个电阻块20的面积对应一个或多个像素区域的面积。掩膜板40上的图案多是与待曝光刻蚀的基板上的像素区域相对应的，检测板10上电阻块20的面积即与一个或多个像素区域的形状相对应，可以完全相同，优选的是略大于一个或多个像素区域的面积，以便掩膜板40上像素区域的图案可以完全落入电阻块20的范围内。

本实施例检测装置的工作状态如图4所示，具体工作过程如下：将检测板10与掩膜板40平行且重叠布设，使得掩膜板40上对应一个或多个像素区域的图案分别落入检测板10上各电阻块20的面积范围内，本实施例以每个电阻块20对应一列像素区域的图案为例进行说明，且该掩膜板40具体为刻蚀薄膜晶体管(Thin Film Transistor；以下简称：TFT)图案的；而后发射光线穿过掩膜板40照射到检测板10的电阻块20上，如图5所示为掩膜板40上的各列像素区域的图案分别落入一块电阻块20内，则在该列像素区域图案的遮挡下，电阻块20上有阴影部分没有照射到光线；分别检测各电阻块20的电阻值并进行识别，具体识别变化量的方式可以为比较各电阻块电阻值之间的差值作为变化量，当变化量大于或等于设定值时产生报警信息。若掩膜板40上没有异物颗粒或图案缺失，则面积相等、且对应像素区域图案相同的每个电阻块20上的阴影区域应该相同，电阻块20的阻值也相同，若掩膜板40上有异物颗粒，则可能出现图6所示的阴影效果，使得有异物颗粒对应的电阻块20的阻值区别于其他电阻块20。通过电阻值的比较，若某个或某些电阻块20的阻值与其他电阻块20阻值的差值达到了设定值，例如差异达20％～30％，则可以确定掩膜板40上存在异物颗粒或有图案缺失，应发出报警信息，令技术人员处理。

基于上述电阻块20布设形式，控制模块30可以采用实施例一的结构，或者优选的是可以包括：阻值检测单元31、均值计算单元33和均值比较单元34。其中，阻值检测单元31与电阻块20相连，用于检测电阻块20的电阻值，具体的是分别与各块电阻块20相连；均值计算单元33与阻值检测单元31相连，用于计算各电阻值的平均值；均值比较单元34与阻值检测单元31和均值计算单元33分别相连，用于将各电阻值与平均值进行比较获得变化量，当识别出变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

采用本实施例的技术方案，每个电阻块可以分别对应一个像素单元，多个电阻块还可以为相互平行的多个长条状电阻块，对应一列像素单元或一行像素单元，或者，多个电阻块也可以为呈矩阵形式排列，对应矩阵形式排列的一个或者多个像素单元。

本实施例的技术方案可以在掩膜板进行正式曝光之前对图案进行检测，设置多块对应像素图案的电阻块，可以分别检测各个像素图案的变化，精确度显著提高。另外，通过比较电阻块电阻值之间的差值，可以不必预先设定标准值，可操作性进一步改善。

实施例三

图7为本发明实施例三提供的掩膜板检测装置中控制模块的结构示意图。本实施例与实施例二的区别在于控制模块30的结构变化。控制模块30具体包括阻值检测单元31和阻值比较单元35。其中，阻值检测单元31与电阻块20相连，用于检测电阻块20的电阻值，具体是与各块电阻块20分别相连；阻值比较单元35用于按照设定规律将两个电阻值进行比较获得变化量，当识别出变化量大于或等于设定值时产生报警信息，并停止比较操作。

本实施例中控制模块的具体工作过程为：分别识别各电阻块的电阻值，而后将各个电阻值进行比较。设定规律可以有多种形式，例如，将各电阻值先进行排序，然后，将每个电阻值逐次与第一个电阻值进行比较，当比较出的变化量达到设定值即产生报警信息，说明掩膜板的图案变化已不能接受了，则后续各个电阻值之间的比较已经没有必要再进行，可以停止比较操作。若变化量未达到设定值，则可以继续将各电阻值与第二个电阻值进行比较，依此类推，直至比较结束，或识别出达到设定值的变化量。

本实施例技术方案的精确性更高，尤其适用于电阻块的面积较大、数量较少的情况，可以检测出任意两个电阻块之间的电阻值差异。实施例二的技术方案更适用于电阻块面积较小、数量较多的情况，能够减少计算量。

具体应用中，可以结合实际情况去设定控制模块的结构和识别变化量的策略。例如，当工作环境的洁净度较高时，掩膜板的图案变化概率较低，则可以设置电阻块的数量较少，以均值相比较即可以满足检测要求。

采用本发明的上述技术方案，不仅可以提高异物检出率，而且还能够有效地进行异物的定位，例如，当将电阻值与标准值比较时，若出现电阻值存在差异的，即在确定存在异物的同时还能够确定该块电阻块所对应的区域中存在异物。若将电阻值两两进行比较，同样可以在确定存在异物的同时定位异物所在的一块或两块电阻块区域。异物区域范围的定位，能够简化后续工作人员的定位、维修工序。

实施例四

图8为本发明实施例四提供的掩膜板检测方法的流程图，本发明的检测方法具体可以应用本发明的掩膜板检测装置来实施，具体步骤如下：

步骤100、将绝缘材料的检测板与掩膜板平行且重叠布设，该检测板上设置有感光电阻材料制成的电阻块；

步骤200、发射光线穿过掩膜板照射到检测板的电阻块上；

步骤300、检测电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

其中，步骤300可以具体为：

步骤301、检测设置在检测板上的一块或间隔设置地多块电阻块的电阻值；

步骤302、将检测出的电阻值与预存储的标准值进行比较获得变化量，当识别出变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

本实施例的具体工作流程可参见上述实施例所述，该技术方案利用了感光电阻材料的电阻块，结合曝光光线照射，掩膜板图案的变化会反映到电阻块电阻值的变化上，通过识别电阻值的变化量即可以识别到掩膜板的图案变化而发出报警信息，具有较高的检测准确性，能够预防掩膜板图案变化对后续曝光刻蚀操作的影响。

实施例五

图9为本发明实施例五提供的掩膜板检测方法中比较步骤的流程图，本实施例可以上述实施例四为基础，且电阻块的数量为多块，彼此间隔地设置在检测板上，各电阻块的面积相等，且每个电阻块的面积对应一个或多个像素区域的面积，则步骤300具体为包括下述步骤：

步骤311、分别检测各电阻块的电阻值；

步骤312、计算各电阻值的平均值；

步骤313、将各电阻值与平均值进行比较获得变化量，当识别出变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

本实施例的具体工作流程可参见上述实施例所述，本实施例的技术方案可以在掩膜板进行正式曝光之前对图案进行检测，设置多块对应像素图案的电阻块，可以分别检测各个像素图案的变化，精确度显著提高。另外，通过比较电阻块电阻值之间的差值，可以不必预先设定标准值，可操作性进一步改善。

实施例六

图10为本发明实施例六提供的掩膜板检测方法中比较步骤的流程图，本实施例可以上述实施例四为基础，且电阻块的数量为多块，彼此间隔地设置在检测板上，各电阻块的面积相等，且每个电阻块的面积对应一个或多个像素区域的面积，则步骤300具体为包括下述步骤：

步骤321、分别检测各电阻块的电阻值；

步骤322、按照设定规律将两个电阻值进行比较获得变化量，当识别出变化量大于或等于设定值时产生报警信息，并停止比较操作。

本实施例的具体工作流程可参见上述实施例所述，本实施例的技术方案可以在掩膜板进行正式曝光之前对图案进行检测，设置多块对应像素图案的电阻块，可以分别检测各个像素图案的变化，精确度显著提高。另外，本实施例技术方案尤其适用于电阻块的面积较大、数量较少的情况，可以检测出任意两个电阻块之间的电阻值差异，精确度更高。实施例五的技术方案更适用于电阻块面积较小、数量较多的情况，能够减少计算量。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种掩膜板检测装置，其特征在于，包括：检测板，由绝缘材料制成；

电阻块，采用感光电阻材料制成，设置在所述检测板的表面上，用于在检测板与掩膜板平行且重叠设置时，接受穿过所述掩膜板照射在检测板上的光线；所述电阻块的形状与掩膜板上的图案相对应；所述电阻块的面积等于或大于一个或多个像素区域的面积；

控制模块，与所述电阻块相连，用于检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息；

其中，所述控制模块包括：阻值检测单元，与所述电阻块相连，用于检测所述电阻块的电阻值；

标准值比较单元，与所述阻值检测单元相连，用于将检测出的电阻值与预存储的标准值进行比较获得变化量，当识别出所述变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

2.根据权利要求1所述的掩膜板检测装置，其特征在于：所述电阻块的数量为多块，彼此间隔地设置在所述检测板上。

3.根据权利要求2所述的掩膜板检测装置，其特征在于：各所述电阻块的面积相等，且每个所述电阻块的面积对应一个或多个像素区域的面积。

4.根据权利要求3所述的掩膜板检测装置，其特征在于：多个所述电阻块为相互平行的多个长条状电阻块，或呈矩阵形式排列的多个电阻块。

5.根据权利要求1所述的掩膜板检测装置，其特征在于：所述电阻块的材质为硫化镉。

6.一种掩膜板检测装置，其特征在于，包括：

检测板，由绝缘材料制成；

电阻块，采用感光电阻材料制成，设置在所述检测板的表面上，用于在检测板与掩膜板平行且重叠设置时，接受穿过所述掩膜板照射在检测板上的光线；所述电阻块的形状与掩膜板上的图案相对应；所述电阻块的面积等于或大于一个或多个像素区域的面积；

控制模块，与所述电阻块相连，用于检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息；

其中，所述控制模块包括：

阻值检测单元，与所述电阻块相连，用于检测所述电阻块的电阻值；

均值计算单元，与所述阻值检测单元相连，用于计算各电阻值的平均值；

均值比较单元，与所述阻值检测单元和均值计算单元分别相连，用于将各电阻值与所述平均值进行比较获得变化量，当识别出所述变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

7.根据权利要求6所述的掩膜板检测装置，其特征在于：所述电阻块的数量为多块，彼此间隔地设置在所述检测板上。

8.根据权利要求7所述的掩膜板检测装置，其特征在于：各所述电阻块的面积相等，且每个所述电阻块的面积对应一个或多个像素区域的面积。

9.根据权利要求8所述的掩膜板检测装置，其特征在于：多个所述电阻块为相互平行的多个长条状电阻块，或呈矩阵形式排列的多个电阻块。

10.根据权利要求6所述的掩膜板检测装置，其特征在于：所述电阻块的材质为硫化镉。

11.一种掩膜板检测装置，其特征在于，包括：

检测板，由绝缘材料制成；

电阻块，采用感光电阻材料制成，设置在所述检测板的表面上，用于在检测板与掩膜板平行且重叠设置时，接受穿过所述掩膜板照射在检测板上的光线；所述电阻块的形状与掩膜板上的图案相对应；所述电阻块的面积等于或大于一个或多个像素区域的面积；

控制模块，与所述电阻块相连，用于检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息；

其中，控制模块包括：阻值检测单元，与所述电阻块相连，用于检测所述电阻块的电阻值；

阻值比较单元，用于按照设定规律将两个所述电阻值进行比较获得变化量，当识别出所述变化量大于或等于设定值时产生报警信息，并停止比较操作。

12.根据权利要求11所述的掩膜板检测装置，其特征在于：所述电阻块的数量为多块，彼此间隔地设置在所述检测板上。

13.根据权利要求12所述的掩膜板检测装置，其特征在于：各所述电阻块的面积相等，且每个所述电阻块的面积对应一个或多个像素区域的面积。

14.根据权利要求13所述的掩膜板检测装置，其特征在于：多个所述电阻块为相互平行的多个长条状电阻块，或呈矩阵形式排列的多个电阻块。

15.根据权利要求11所述的掩膜板检测装置，其特征在于：所述电阻块的材质为硫化镉。

16.一种掩膜板检测方法，其特征在于，包括：

将绝缘材料的检测板与掩膜板平行且重叠布设，所述检测板上设置有感光电阻材料制成的电阻块；所述电阻块的形状与掩膜板上的图案相对应；所述电阻块的面积等于或大于一个或多个像素区域的面积；

发射光线穿过所述掩膜板照射到所述检测板的电阻块上；

检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息；

其中，检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息包括：

检测设置在所述检测板上的一块或间隔设置地多块所述电阻块的电阻值；

将检测出的电阻值与预存储的标准值进行比较获得变化量，当识别出所述变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

17.一种掩膜板检测方法，其特征在于，包括：

将绝缘材料的检测板与掩膜板平行且重叠布设，所述检测板上设置有感光电阻材料制成的电阻块；所述电阻块的形状与掩膜板上的图案相对应；所述电阻块的面积等于或大于一个或多个像素区域的面积；

发射光线穿过所述掩膜板照射到所述检测板的电阻块上；

检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息；

所述电阻块的数量为多块，彼此间隔地设置在所述检测板上，各所述电阻块的面积相等，且每个所述电阻块的面积对应一个或多个像素区域的面积，则检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息包括：

分别检测各所述电阻块的电阻值；

计算各电阻值的平均值；

将各电阻值与所述平均值进行比较获得变化量，当识别出所述变化量大于或等于设定值时产生报警信息。

18.一种掩膜板检测方法，其特征在于，包括：

将绝缘材料的检测板与掩膜板平行且重叠布设，所述检测板上设置有感光电阻材料制成的电阻块；所述电阻块的形状与掩膜板上的图案相对应；所述电阻块的面积等于或大于一个或多个像素区域的面积；

发射光线穿过所述掩膜板照射到所述检测板的电阻块上；

检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息；

所述电阻块的数量为多块，彼此间隔地设置在所述检测板上，各所述电阻块的面积相等，且每个所述电阻块的面积对应一个或多个像素区域的面积，则检测所述电阻块的电阻值并进行识别，当识别出电阻块的电阻值变化量大于或等于设定值时产生报警信息包括：

分别检测各所述电阻块的电阻值；

按照设定规律将两个所述电阻值进行比较获得变化量，当识别出所述变化量大于或等于设定值时产生报警信息，并停止比较操作。

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