基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置及方法
2023-11-04 06:35:42 2
專利名稱：基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置及方法
技術領域：
本發明是關於一種基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置及方法，尤指一種 結合雷射修補模塊與光學檢測模塊的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置及方 法。
背景技術：
在集成電路晶片製造完成後，到用戶可使用該集成電路之前，該集成電 路仍然需要許多繁複的工藝步驟。而該許多繁複的工藝步驟至少包含有較為 典型的晶片測試、晶片封裝、最後測試等數個工藝步驟。
在半導體組件封裝前進行測試時，先對晶片進行晶片挑選測試工藝，並 將晶片的晶片上所測得的不良記單元作成修補數據，再將晶片置於雷射機臺 內，並利用該數據進行雷射修補，使得晶片挑選測試所測得的不良晶片獲得 修補，以減少發生晶片內的不良晶片率。
目前液晶基板的TFT板上的線路修補都是使用雷射修補機Laser Repair (LR)機臺來達成。先經由電測找出基板上電路缺陷的粗估位置，再配合攝影 機與取像屏幕的使用，由人工去找尋欲修補的缺陷位置，並判斷缺陷的種類 以及是否需要修補。然而，電測僅能測出哪條線路附近有缺陷，無法精準地 找出確切的瑕疵坐標。以一條1000mm長的線路(gate/source line)來說，使用 人眼檢測至少需5分鐘以上才可完成(以5um pixel解析度為例)，速度慢又耗 費人力，且易造成檢測人員的眼睛疲勞與視力的減退。故現有基板雷射修補 機自動瑕疵檢測裝置仍存有缺失而有待改進。
發明內容
本發明的目的在提供一種基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置及方法，在 一雷射修補模塊上連接一光學檢測模塊，該光學檢測模塊具有高速取像與專
用自動瑕疵檢出與分類的輔助功能；在對一基板電測後，根據電測結果，以 該光學檢測模塊的第二取像裝置取代人眼對基板的缺陷線路進行高速取像， 並使用高速算法進行瑕疵檢出，以利於作後續的雷射修補動作；且該光學檢 測模塊取代人工，有助於提升基板雷射修補機的附加價值、縮短工藝時間與 節省人力。
本發明的另一 目的在提供一種基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置及方 法，本發明先建立一檢測目標基板的間隙子(spacer)特徵資料庫，而該目標基 板的特徵資料庫包含各種面板型號的間隙子(spacer)幾何特徵與位置分析。在 雷射修補之前，利用圖案比對法先行檢出基板的瑕疵後，再將所有檢出的瑕 疵作幾何特徵與位置分析，並與資料庫中的間隙子(spacer)作幾何特徵及位置 分析比對，其中幾何特徵包含了瑕疵的長、寬、面積、周長…等等，而位置 分析包含了水平線路區、垂直線路區與非線路區的分類。若瑕疵的幾何特徵 與位置分析皆和資料庫中的間隙子(spacer)相符的話，則確定該瑕疵為間隙子 (spacer)並過濾之，如此，可確實解決間隙子(spacer)的誤判問題。
達到上述目的的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，包含一機臺底座； 一基板承載臺，設於該機臺底座上； 一基板，承載於該基板承載臺上； 一激 光修補模塊，設於該基板上並連接該機臺底座，該雷射修補模塊具有一第一 取像裝置、 一雷射修補頭、 一雷射機臺與一雷射修補控制計算機；以及一光 學檢測模塊，連接於該雷射修補模塊，該光學檢測模塊具有一第二取像裝置 與一光學檢測控制計算機；其中，該光學檢測模塊對該基板進行電測，並以 該第二取像裝置對該基板的缺陷線路進行高速取像與檢測，通過該光學檢測 控制計算機將檢測後的結果傳送至該雷射修補控制計算機，而該雷射修補控制計算機讀取、比對數據及輸出信號，使該雷射機臺帶動該雷射修補頭與該 第一取像裝置至該基板的線路缺陷處，由該第一取像裝置輔助對準並利用該 雷射修補頭修補該基板的線路缺陷。
較佳地，該雷射修補模塊的第一取像裝置為一雷射攝影機。 較佳地，該光學檢測模塊的第二取像裝置為一攝影機。
較佳地，該光學檢測模塊的光學檢測控制計算機包含一影像擷取卡與一 運動控制卡，該運動控制卡使讀取該雷射修補模塊的雷射機臺的位置信號信 息，而該運動控制卡使送出一觸發信號至該影像擷取卡，使該影像擷取卡對 該第二取像裝置下達命令並對該基板進行取像。
較佳地，該光學檢測控制計算機與該雷射修補控制計算機之間的數據傳
送是通過RS232接口通信。
較佳地，該光學檢測控制計算機與該雷射修補控制計算機之間的數據傳 送是通過網絡聯機。
較佳地，該基板為一玻璃基板。
達到上述目的的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，包含以下步驟-置一待檢測的基板於一基板承載臺上；
令一光學檢測模塊對該基板進行電測，並以該光學檢測模塊的第二取像 裝置對該基板的缺陷線路進行高速取像與檢測；以及
令一光學檢測控制計算機將其所檢測後的結果傳送至一雷射修補模塊， 由該雷射修補模塊的雷射修補控制計算機讀取、比對數據及輸出信號，並使 該雷射修補模塊的雷射機臺帶動一雷射修補頭與一第一取像裝置至該基板的 線路缺陷處，由該第一取像裝置輔助對準並利用該雷射修補頭修補該基板的 線路缺陷。
較佳地，進一步包含建立一檢測目標基板的間隙子(spacer)特徵資料庫， 而該目標基板的特徵資料庫包含各種面板型號的間隙子(spacer)幾何特徵和位 置分析。較佳地，進一步包含取得原始影像後，使用圖案比對法而得到一瑕疵結 果影像。
較佳地，將該瑕疵結果影像的幾何特徵和位置分析與該間隙子(spacer)作 相互比對；當該瑕疵的幾何特徵和位置分析與該間隙子(spacer)相符，則將該 瑕疵過濾；當該瑕疵的幾何特徵和位置分析與該間隙子(spacer)不相符，則將 該瑕疵視為 一待修補的瑕疵。
較佳地，將該基板平面上每隔適當距離的對焦高度值記錄下來，並將記 錄的對焦高度值以矩陣型態做成一補償表，用來代表該基板的變形量，在該 光學檢測模塊的第二取像裝置進行高速移動取像的同時，根據該補償表的對 應值來動態修正Z軸的對焦距離，可連續取得清晰的高解析影像。
較佳地，該雷射修補模塊具有該第一取像裝置、該雷射修補頭、該雷射 機臺與該雷射修補控制計算機。
較佳地，該光學檢測模塊連接於該雷射修補模塊，該光學檢測模塊具有 該第二像裝置與該光學檢測控制計算機。
較佳地，該雷射修補模塊的第一取像裝置為一雷射攝影機。
較佳地，該光學檢測模塊的第二取像裝置為一攝影機。
較佳地，該光學檢測模塊的光學檢測控制計算機包含一影像擷取卡與一 運動控制卡，該運動控制卡使讀取該雷射修補模塊的雷射機臺的位置信號信 息，而該運動控制卡使送出一觸發信號至該影像擷取卡，使該影像擷取卡對 該第一取像裝置下達命令並對該基板進行取像。
較佳地，該光學檢測控制計算機與該雷射修補控制計算機之間的數據傳 送是通過RS232接口通信。
較佳地，該光學檢測控制計算機與該雷射修補控制計算機之間的數據傳 送是通過網絡聯機。
較佳地，該基板為一玻璃基板。
本發明的優點在於-一、 使用雷射修補模塊及光學檢測模塊的雙系統，而光學檢測模塊與激 光修補模塊完全分開的獨立系統，可依光學檢測模塊與雷射修補模塊的需求， 不同分別選購合適的CCD與鏡片；獨立系統的流程設計與操作也較為單純， 節省了模式切換的時間與麻煩。
二、 將基板變形量紀錄於一矩陣補償表，再根據該矩陣補償表中的值來 動態修正移動取像的對焦距離，使本發明在高速移動的同時，仍可依照該矩 陣補償表的修正來連續取得清晰的高解析影像，不需額外購買對焦模塊。
三、 先利用圖案比對法檢出基板的瑕疵，再依據瑕疵的幾何特徵與位置 分析，將非瑕疵的間隙子(spacer)過濾掉，可確實解決間隙子(spacer)造成的誤 判問題，本發明所使用的方法不用接圖，故不需考慮影像失真與取像位置精 度的問題，而漏判瑕疵的機率也很低。
圖1為顯示本發明基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置的示意圖。
圖2為本發明基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置的方塊圖。
圖3為顯示光學檢測控制計算機與雷射修補控制計算機的傳輸通信示意圖。
圖4為顯示補償表的曲面立體圖。 附圖標號-
基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置 3---基板承載臺 5--雷射修補模塊 7--雷射修補頭 9--雷射修補控制計算機 11--第二取像裝置 13—影像擷取卡
2---機臺底座 4誦—基板
6--第一取像裝置
8-雷射機臺
10--光學檢測模塊
12--光學檢測控制計算機
14--運動控制卡
1015—分享器
具體實施例方式
雖然本發明將參閱含有本發明較佳實施例的附圖予以充分描述，但在此 描述的前應了解熟悉本行的人士可修改本文中所描述的發明，同時獲致本發 明的功效。因此，須了解以下的描述對熟悉本行技藝的人士而言為一廣泛的 揭示，且其內容不在於限制本發明。
請參閱圖1與圖2分別顯示本發明基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置1 的示意圖與方塊圖。本發明基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置1包含一機臺 底座2; —基板承載臺3，設於該機臺底座2上； 一基板4，承載於該基板承 載臺3上； 一雷射修補模塊5，設於該基板4上並連接該機臺底座2，該雷射 修補模塊5具有一第一取像裝置6、 一雷射修補頭7、 一雷射機臺8與一雷射 修補控制計算機9;以及一光學檢測模塊10，連接於該雷射修補模塊5並位 於該基板4上，該光學檢測模塊10具有一第二取像裝置11與一光學檢測控 制計算機12。
其中，該雷射修補模塊5的第一取像裝置6可為一雷射攝影機，該光學 檢測模塊10的第二取像裝置11可為一攝影機。該光學檢測模塊10的光學檢 測控制計算機包含一影像擷取卡13與一運動控制卡14。
首先，移動該雷射修補模塊5與該光學檢測模塊10至該基板4上，令該 光學檢測模塊10對該基板4進行電測。該運動控制卡14使讀取該雷射修補 模塊5的雷射機臺8的位置信號信息，而該運動控制卡14使送出一觸發信號 至該影像擷取卡13，使該影像擷取卡13對該第二取像裝置11下達命令，使 該第二取像裝置11對該基板4的缺陷線路進行高速取像與檢測。而該光學檢 測控制計算機12將檢測後的結果傳送至該雷射修補控制計算機9，而該雷射 修補控制計算機9接收該檢測後的結果，並比對數據。該雷射修補控制計算 機9在比對完數據之後，該雷射修補控制計算機9將輸出一信號(可為三度空
ii間的坐標信號)至該雷射機臺8與光學檢測控制計算機12的運動控制卡14, 使該雷射機臺8帶動該雷射修補頭7與該第一取像裝置6至該基板4的線路 缺陷處，由該第一取像裝置6輔助對準並利用該雷射修補頭7修補該基板4 的線路缺陷。
請參閱圖3，為顯示該光學檢測控制計算機12與該雷射修補控制計算機 9的傳輸通信示意圖，並配合圖2。該光學檢測控制計算機12與該雷射修補 控制計算機9之間的傳輸接口有二 一為RS232通信協議，用於數據量少， 且較簡單的指令參數傳輸； 一為網絡聯機，用於較龐大且複雜的數據傳輸， 如瑕疵結果文件的讀取，在網絡聯機(Ethernet)的模式下，該光學檢測控制 計算機12與該雷射修補控制計算機9之間進一步包括一分享器15。該光學檢 測控制計算機12與該雷射修補控制計算機9對彼此下指令，程序會隨時檢測 並自動辨別指令參數內容，來執行相對應的動作。當完成指令時，也會回傳 信息通知對方作業完成。檢測指令完成後，該光學檢測控制計算機12將瑕庇 結果文件存於硬碟中，回傳完成信息並通知該雷射修補控制計算機9，而該激 光修補控制計算機9再通過網絡聯機來讀取結果文件。
一種根據本發明基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置1所實施的基板雷射 修補機自動瑕疵檢測方法，包含以下步驟
將該基板承載臺3設於該機臺底座2上，並置一待檢測的基板4於一基 板承載臺3上；以及
移動該雷射修補模塊5與該光學檢測模塊10至該基板4上，令該光學檢 測模塊10對該基板4進行電測。根據電測結果，以該光學檢測模塊10的第 二取像裝置11對該基板4的缺陷線路進行高速取像與檢測。其中，將該基板 4平面上每隔適當距離的對焦高度值記錄下來，並將記錄的對焦高度值以矩陣 型態做成一補償表(請參閱圖4，為顯示補償表的曲面立體圖)，用來代表該基 板4的變形量，在該光學檢測模塊10的第二取像裝置11進行高速移動取像 的同時，根據該補償表的對應值來動態修正Z軸的對焦距離，可連續取得清
12晰的高解析影像；
建立一檢測目標基板的間隙子(spacer)特徵資料庫，而該目標基板的特徵 資料庫包含各種面板型號的間隙子(spacer)幾何特徵和位置分析；
取得原始影像後，使用圖案比對法與該第二取像裝置11對該基板4的缺 陷線路取像與檢測的結果進行比對，並得到一瑕疵結果影像；
再將該瑕疵結果影像的幾何特徵和位置分析與該間隙子(spacer)作相互比 對；當該瑕疵的幾何特徵和位置分析與該間隙子(spacer)相符，則將該瑕疵過 濾；當該瑕疵的幾何特徵和位置分析與該間隙子(spacer)不相符，則將該瑕疵 視為一待修補的瑕疵；以及
令該光學檢測控制計算機12將該光學檢測模塊10所檢測後的結果傳送 至一雷射修補模塊5，由該雷射修補模塊5的雷射修補控制計算機9讀取、比 對數據及輸出信號，並使該雷射修補模塊5的雷射機臺8帶動該雷射修補頭7 與該第一取像裝置6至該基板4的線路缺陷處，由該第一取像裝置6輔助對 準並利用該雷射修補頭7修補該基板4的線路缺陷。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何 熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾， 因此，本發明的保護範圍，當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1. 一種基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，其特徵在於，該基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置包含一機臺底座；一基板承載臺，設於所述的機臺底座上；一基板，承載於所述的基板承載臺上；一雷射修補模塊，設於所述的基板上並連接所述的機臺底座，該雷射修補模塊具有一第一取像裝置、一雷射修補頭、一雷射機臺與一雷射修補控制計算機；以及一光學檢測模塊，連接於所述的雷射修補模塊，所述的光學檢測模塊具有一第二取像裝置與一光學檢測控制計算機；其中，所述的光學檢測模塊對所述的基板進行電測，並以所述的第二取像裝置對所述的基板的缺陷線路進行高速取像與檢測，通過所述的光學檢測控制計算機將檢測後的結果傳送至所述的雷射修補控制計算機，而所述的雷射修補控制計算機讀取、比對數據及輸出信號，使所述的雷射機臺帶動所述的雷射修補頭與所述的第一取像裝置至所述的基板的線路缺陷處，由所述的第一取像裝置輔助對準並利用所述的雷射修補頭修補所述的基板的線路缺陷。
2. 如權利要求1所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，其特徵在於， 所述的雷射修補模塊的第一取像裝置為一雷射攝影機。
3. 如權利要求1所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，其特徵在於， 所述的光學檢測模塊的第二取像裝置為一攝影機。
4. 如權利要求1所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，其特徵在於， 所述的光學檢測模塊的光學檢測控制計算機包含一影像擷取卡與一運動控制 卡，該運動控制卡使讀取所述的雷射修補模塊的雷射機臺的位置信號信息，而所述的運動控制卡使送出一觸發信號至所述的影像擷取卡，使所述的影像 擷取卡對所述的第二取像裝置下達命令並對所述的基板進行取像。
5. 如權利要求1所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，其特徵在於， 所述的光學檢測控制計算機與所述的雷射修補控制計算機之間的數據傳送是 通過RS232接口通信。
6. 如權利要求1所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，其特徵在於， 所述的光學檢測控制計算機與所述的雷射修補控制計算機之間的數據傳送是 通過網絡聯機。
7. 如權利要求1所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置，其特徵在於， 所述的基板為一玻璃基板。
8. —種基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於，該方法包含以下 步驟置一待檢測的基板於一基板承載臺上；令一光學檢測模塊對所述的基板進行電測，並以該光學檢測模塊的第二 取像裝置對所述的基板的缺陷線路進行高速取像與檢測；以及令一光學檢測控制計算機將該光學檢測模塊所檢測後的結果傳送至一激 光修補模塊，由該雷射修補模塊的雷射修補控制計算機讀取、比對數據及輸 出信號，並使該雷射修補模塊的雷射機臺帶動一雷射修補頭與一第一取像裝 置至所述的基板的線路缺陷處，由該第一取像裝置輔助對準並利用所述的激 光修補頭修補所述的基板的線路缺陷。
9. 如權利要求8所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於， 該方法進一步包含建立一檢測目標基板的間隙子特徵資料庫，而所述的目標 基板的特徵資料庫包含各種面板型號的間隙子幾何特徵和位置分析。
10. 如權利要求9所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於， 該方法進一步包含取得原始影像後，使用圖案比對法而得到一瑕疵結果影像。
11. 如權利要求10所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於，該方法進一步包含將所述的瑕疵結果影像的幾何特徵和位置分析與所述的間隙子作相互比對；當所述的瑕疵的幾何特徵和位置分析與所述的間隙子 相符，則將所述的瑕疵過濾；當該瑕疵的幾何特徵和位置分析與所述的間隙 子不相符，則將所述的瑕疵視為一待修補的瑕疵。
12.如權利要求8所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於， 該方法進一步包含將所述的基板平面上每隔適當距離的對焦高度值記錄下 來，並將記錄的對焦高度值以矩陣型態做成一補償表，用來代表所述的基板 的變形量，在所述的光學檢測模塊的第二取像裝置進行高速移動取像的同時， 根據所述的補償表的對應值來動態修正Z軸的對焦距離，可連續取得清晰的 高解析影像。
13.如權利要求8所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於， 該雷射修補模塊具有所述的第一取像裝置、所述的雷射修補頭、所述的雷射 機臺與所述的雷射修補控制計算機。
14. 如權利要求8所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於， 所述的光學檢測模塊連接於所述的雷射修補模塊，所述的光學檢測模塊具有 所述的第二像裝置與所述的光學檢測控制計算機。
15. 如權利要求13所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在 於，所述的雷射修補模塊的第一取像裝置為一雷射攝影機。
16. 如權利要求14所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在 於，所述的光學檢測模塊的第二取像裝置為一攝影機。
17. 如權利要求14所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在 於，所述的光學檢測模塊的光學檢測控制計算機包含一影像擷取卡與一運動 控制卡，所述的運動控制卡使讀取所述的雷射修補模塊的雷射機臺的位置信 號信息，而所述的運動控制卡使送出一觸發信號至所述的影像擷取卡，使所 述的影像擷取卡對所述的第一取像裝置下達命令並對所述的基板進行取像。
18. 如權利要求第8項所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於，所述的光學檢測控制計算機與所述的雷射修補控制計算機之間的數據傳送是通過RS232接口通信。
19. 如權利要求8所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於， 所述的光學檢測控制計算機與所述的雷射修補控制計算機之間的數據傳送是 通過網絡聯機。
20. 如權利要求8所述的基板雷射修補機自動瑕疵檢測方法，其特徵在於， 所述的基板為一玻璃基板。
全文摘要
本發明是關於一種基板雷射修補機自動瑕疵檢測裝置及方法，在對於一基板進行電測之後，根據電測的結果，以一光學檢測模塊的第二取像裝置取代人眼對缺陷線路進行高速取像，並通過雷射修補模塊的影像檢測方式進行缺陷檢出，以利於後續的雷射修補動作。
文檔編號H01L21/66GK101471272SQ20071030083
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者呂尚傑, 張俊隆, 洪朝陽, 鄭智傑 申請人:財團法人工業技術研究院