CN101471272A - 基板激光修补机自动瑕疵检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种基板激光修补机自动瑕疵检测装置及方法，在对于一基板进行电测之后，根据电测的结果，以一光学检测模块的第二取像装置取代人眼对缺陷线路进行高速取像，并通过激光修补模块的影像检测方式进行缺陷检出，以利于后续的激光修补动作。

Description

基板激光修补机自动瑕疵检测装置及方法

技术领域

本发明是关于一种基板激光修补机自动瑕疵检测装置及方法，尤指一种结合激光修补模块与光学检测模块的基板激光修补机自动瑕疵检测装置及方法。

背景技术

在集成电路芯片制造完成后，到用户可使用该集成电路之前，该集成电路仍然需要许多繁复的工艺步骤。而该许多繁复的工艺步骤至少包含有较为典型的芯片测试、芯片封装、最后测试等数个工艺步骤。

在半导体组件封装前进行测试时，先对晶片进行晶片挑选测试工艺，并将晶片的芯片上所测得的不良记单元作成修补数据，再将晶片置于激光机台内，并利用该数据进行激光修补，使得晶片挑选测试所测得的不良芯片获得修补，以减少发生晶片内的不良芯片率。

目前液晶基板的TFT板上的线路修补都是使用激光修补机Laser Repair(LR)机台来达成。先经由电测找出基板上电路缺陷的粗估位置，再配合摄影机与取像屏幕的使用，由人工去找寻欲修补的缺陷位置，并判断缺陷的种类以及是否需要修补。然而，电测仅能测出哪条线路附近有缺陷，无法精准地找出确切的瑕疵坐标。以一条1000mm长的线路(gate/source line)来说，使用人眼检测至少需5分钟以上才可完成(以5um pixel分辨率为例)，速度慢又耗费人力，且易造成检测人员的眼睛疲劳与视力的减退。故现有基板激光修补机自动瑕疵检测装置仍存有缺失而有待改进。

发明内容

本发明的目的在提供一种基板激光修补机自动瑕疵检测装置及方法，在一激光修补模块上连接一光学检测模块，该光学检测模块具有高速取像与专用自动瑕疵检出与分类的辅助功能；在对一基板电测后，根据电测结果，以该光学检测模块的第二取像装置取代人眼对基板的缺陷线路进行高速取像，并使用高速算法进行瑕疵检出，以利于作后续的激光修补动作；且该光学检测模块取代人工，有助于提升基板激光修补机的附加价值、缩短工艺时间与节省人力。

本发明的另一目的在提供一种基板激光修补机自动瑕疵检测装置及方法，本发明先建立一检测目标基板的间隙子(spacer)特征数据库，而该目标基板的特征数据库包含各种面板型号的间隙子(spacer)几何特征与位置分析。在激光修补之前，利用图案比对法先行检出基板的瑕疵后，再将所有检出的瑕疵作几何特征与位置分析，并与数据库中的间隙子(spacer)作几何特征及位置分析比对，其中几何特征包含了瑕疵的长、宽、面积、周长…等等，而位置分析包含了水平线路区、垂直线路区与非线路区的分类。若瑕疵的几何特征与位置分析皆和数据库中的间隙子(spacer)相符的话，则确定该瑕疵为间隙子(spacer)并过滤之，如此，可确实解决间隙子(spacer)的误判问题。

达到上述目的的基板激光修补机自动瑕疵检测装置，包含一机台底座；一基板承载台，设于该机台底座上；一基板，承载于该基板承载台上；一激光修补模块，设于该基板上并连接该机台底座，该激光修补模块具有一第一取像装置、一激光修补头、一激光机台与一激光修补控制计算机；以及一光学检测模块，连接于该激光修补模块，该光学检测模块具有一第二取像装置与一光学检测控制计算机；其中，该光学检测模块对该基板进行电测，并以该第二取像装置对该基板的缺陷线路进行高速取像与检测，通过该光学检测控制计算机将检测后的结果传送至该激光修补控制计算机，而该激光修补控制计算机读取、比对数据及输出信号，使该激光机台带动该激光修补头与该第一取像装置至该基板的线路缺陷处，由该第一取像装置辅助对准并利用该激光修补头修补该基板的线路缺陷。

较佳地，该激光修补模块的第一取像装置为一激光摄影机。

较佳地，该光学检测模块的第二取像装置为一摄影机。

较佳地，该光学检测模块的光学检测控制计算机包含一影像撷取卡与一运动控制卡，该运动控制卡使读取该激光修补模块的激光机台的位置信号信息，而该运动控制卡使送出一触发信号至该影像撷取卡，使该影像撷取卡对该第二取像装置下达命令并对该基板进行取像。

较佳地，该光学检测控制计算机与该激光修补控制计算机之间的数据传送是通过RS232接口通信。

较佳地，该光学检测控制计算机与该激光修补控制计算机之间的数据传送是通过网络联机。

较佳地，该基板为一玻璃基板。

达到上述目的的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，包含以下步骤：

置一待检测的基板于一基板承载台上；

令一光学检测模块对该基板进行电测，并以该光学检测模块的第二取像装置对该基板的缺陷线路进行高速取像与检测；以及

令一光学检测控制计算机将其所检测后的结果传送至一激光修补模块，由该激光修补模块的激光修补控制计算机读取、比对数据及输出信号，并使该激光修补模块的激光机台带动一激光修补头与一第一取像装置至该基板的线路缺陷处，由该第一取像装置辅助对准并利用该激光修补头修补该基板的线路缺陷。

较佳地，进一步包含建立一检测目标基板的间隙子(spacer)特征数据库，而该目标基板的特征数据库包含各种面板型号的间隙子(spacer)几何特征和位置分析。

较佳地，进一步包含取得原始影像后，使用图案比对法而得到一瑕疵结果影像。

较佳地，将该瑕疵结果影像的几何特征和位置分析与该间隙子(spacer)作相互比对；当该瑕疵的几何特征和位置分析与该间隙子(spacer)相符，则将该瑕疵过滤；当该瑕疵的几何特征和位置分析与该间隙子(spacer)不相符，则将该瑕疵视为一待修补的瑕疵。

较佳地，将该基板平面上每隔适当距离的对焦高度值记录下来，并将记录的对焦高度值以矩阵型态做成一补偿表，用来代表该基板的变形量，在该光学检测模块的第二取像装置进行高速移动取像的同时，根据该补偿表的对应值来动态修正Z轴的对焦距离，可连续取得清晰的高解析影像。

较佳地，该激光修补模块具有该第一取像装置、该激光修补头、该激光机台与该激光修补控制计算机。

较佳地，该光学检测模块连接于该激光修补模块，该光学检测模块具有该第二像装置与该光学检测控制计算机。

较佳地，该激光修补模块的第一取像装置为一激光摄影机。

较佳地，该光学检测模块的第二取像装置为一摄影机。

较佳地，该光学检测模块的光学检测控制计算机包含一影像撷取卡与一运动控制卡，该运动控制卡使读取该激光修补模块的激光机台的位置信号信息，而该运动控制卡使送出一触发信号至该影像撷取卡，使该影像撷取卡对该第一取像装置下达命令并对该基板进行取像。

较佳地，该光学检测控制计算机与该激光修补控制计算机之间的数据传送是通过RS232接口通信。

较佳地，该光学检测控制计算机与该激光修补控制计算机之间的数据传送是通过网络联机。

较佳地，该基板为一玻璃基板。

本发明的优点在于：

一、使用激光修补模块及光学检测模块的双系统，而光学检测模块与激光修补模块完全分开的独立系统，可依光学检测模块与激光修补模块的需求，不同分别选购合适的CCD与镜片；独立系统的流程设计与操作也较为单纯，节省了模式切换的时间与麻烦。

二、将基板变形量纪录于一矩阵补偿表，再根据该矩阵补偿表中的值来动态修正移动取像的对焦距离，使本发明在高速移动的同时，仍可依照该矩阵补偿表的修正来连续取得清晰的高解析影像，不需额外购买对焦模块。

三、先利用图案比对法检出基板的瑕疵，再依据瑕疵的几何特征与位置分析，将非瑕疵的间隙子(spacer)过滤掉，可确实解决间隙子(spacer)造成的误判问题，本发明所使用的方法不用接图，故不需考虑影像失真与取像位置精度的问题，而漏判瑕疵的机率也很低。

附图说明

图1为显示本发明基板激光修补机自动瑕疵检测装置的示意图。

图2为本发明基板激光修补机自动瑕疵检测装置的方块图。

图3为显示光学检测控制计算机与激光修补控制计算机的传输通信示意图。

图4为显示补偿表的曲面立体图。

附图标号：

1---基板激光修补机自动瑕疵检测装置     2---机台底座

3---基板承载台                         4---基板

5---激光修补模块                       6---第一取像装置

7---激光修补头                         8--激光机台

9---激光修补控制计算机                 10---光学检测模块

11---第二取像装置                      12---光学检测控制计算机

13---影像撷取卡                        14---运动控制卡

15---分享器

具体实施方式

虽然本发明将参阅含有本发明较佳实施例的附图予以充分描述，但在此描述的前应了解熟悉本行的人士可修改本文中所描述的发明，同时获致本发明的功效。因此，须了解以下的描述对熟悉本行技艺的人士而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本发明。

请参阅图1与图2分别显示本发明基板激光修补机自动瑕疵检测装置1的示意图与方块图。本发明基板激光修补机自动瑕疵检测装置1包含一机台底座2；一基板承载台3，设于该机台底座2上；一基板4，承载于该基板承载台3上；一激光修补模块5，设于该基板4上并连接该机台底座2，该激光修补模块5具有一第一取像装置6、一激光修补头7、一激光机台8与一激光修补控制计算机9；以及一光学检测模块10，连接于该激光修补模块5并位于该基板4上，该光学检测模块10具有一第二取像装置11与一光学检测控制计算机12。

其中，该激光修补模块5的第一取像装置6可为一激光摄影机，该光学检测模块10的第二取像装置11可为一摄影机。该光学检测模块10的光学检测控制计算机包含一影像撷取卡13与一运动控制卡14。

首先，移动该激光修补模块5与该光学检测模块10至该基板4上，令该光学检测模块10对该基板4进行电测。该运动控制卡14使读取该激光修补模块5的激光机台8的位置信号信息，而该运动控制卡14使送出一触发信号至该影像撷取卡13，使该影像撷取卡13对该第二取像装置11下达命令，使该第二取像装置11对该基板4的缺陷线路进行高速取像与检测。而该光学检测控制计算机12将检测后的结果传送至该激光修补控制计算机9，而该激光修补控制计算机9接收该检测后的结果，并比对数据。该激光修补控制计算机9在比对完数据之后，该激光修补控制计算机9将输出一信号(可为三度空间的坐标信号)至该激光机台8与光学检测控制计算机12的运动控制卡14，使该激光机台8带动该激光修补头7与该第一取像装置6至该基板4的线路缺陷处，由该第一取像装置6辅助对准并利用该激光修补头7修补该基板4的线路缺陷。

请参阅图3，为显示该光学检测控制计算机12与该激光修补控制计算机9的传输通信示意图，并配合图2。该光学检测控制计算机12与该激光修补控制计算机9之间的传输接口有二：一为RS232通信协议，用于数据量少，且较简单的指令参数传输；一为网络联机，用于较庞大且复杂的数据传输，如瑕疵结果文件的读取，在网络联机(Ethernet)的模式下，该光学检测控制计算机12与该激光修补控制计算机9之间进一步包括一分享器15。该光学检测控制计算机12与该激光修补控制计算机9对彼此下指令，程序会随时检测并自动辨别指令参数内容，来执行相对应的动作。当完成指令时，也会回传信息通知对方作业完成。检测指令完成后，该光学检测控制计算机12将瑕疪结果文件存于硬盘中，回传完成信息并通知该激光修补控制计算机9，而该激光修补控制计算机9再通过网络联机来读取结果文件。

一种根据本发明基板激光修补机自动瑕疵检测装置1所实施的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，包含以下步骤：

将该基板承载台3设于该机台底座2上，并置一待检测的基板4于一基板承载台3上；以及

移动该激光修补模块5与该光学检测模块10至该基板4上，令该光学检测模块10对该基板4进行电测。根据电测结果，以该光学检测模块10的第二取像装置11对该基板4的缺陷线路进行高速取像与检测。其中，将该基板4平面上每隔适当距离的对焦高度值记录下来，并将记录的对焦高度值以矩阵型态做成一补偿表(请参阅图4，为显示补偿表的曲面立体图)，用来代表该基板4的变形量，在该光学检测模块10的第二取像装置11进行高速移动取像的同时，根据该补偿表的对应值来动态修正Z轴的对焦距离，可连续取得清晰的高解析影像；

建立一检测目标基板的间隙子(spacer)特征数据库，而该目标基板的特征数据库包含各种面板型号的间隙子(spacer)几何特征和位置分析；

取得原始影像后，使用图案比对法与该第二取像装置11对该基板4的缺陷线路取像与检测的结果进行比对，并得到一瑕疵结果影像；

再将该瑕疵结果影像的几何特征和位置分析与该间隙子(spacer)作相互比对；当该瑕疵的几何特征和位置分析与该间隙子(spacer)相符，则将该瑕疵过滤；当该瑕疵的几何特征和位置分析与该间隙子(spacer)不相符，则将该瑕疵视为一待修补的瑕疪；以及

令该光学检测控制计算机12将该光学检测模块10所检测后的结果传送至一激光修补模块5，由该激光修补模块5的激光修补控制计算机9读取、比对数据及输出信号，并使该激光修补模块5的激光机台8带动该激光修补头7与该第一取像装置6至该基板4的线路缺陷处，由该第一取像装置6辅助对准并利用该激光修补头7修补该基板4的线路缺陷。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此，本发明的保护范围，当视权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种基板激光修补机自动瑕疵检测装置，其特征在于，该基板激光修补机自动瑕疵检测装置包含：

一机台底座；

一基板承载台，设于所述的机台底座上；

一基板，承载于所述的基板承载台上；

一激光修补模块，设于所述的基板上并连接所述的机台底座，该激光修补模块具有一第一取像装置、一激光修补头、一激光机台与一激光修补控制计算机；以及

一光学检测模块，连接于所述的激光修补模块，所述的光学检测模块具有一第二取像装置与一光学检测控制计算机；

其中，所述的光学检测模块对所述的基板进行电测，并以所述的第二取像装置对所述的基板的缺陷线路进行高速取像与检测，通过所述的光学检测控制计算机将检测后的结果传送至所述的激光修补控制计算机，而所述的激光修补控制计算机读取、比对数据及输出信号，使所述的激光机台带动所述的激光修补头与所述的第一取像装置至所述的基板的线路缺陷处，由所述的第一取像装置辅助对准并利用所述的激光修补头修补所述的基板的线路缺陷。

2.如权利要求1所述的基板激光修补机自动瑕疵检测装置，其特征在于，所述的激光修补模块的第一取像装置为一激光摄影机。

3.如权利要求1所述的基板激光修补机自动瑕疵检测装置，其特征在于，所述的光学检测模块的第二取像装置为一摄影机。

4.如权利要求1所述的基板激光修补机自动瑕疵检测装置，其特征在于，所述的光学检测模块的光学检测控制计算机包含一影像撷取卡与一运动控制卡，该运动控制卡使读取所述的激光修补模块的激光机台的位置信号信息，而所述的运动控制卡使送出一触发信号至所述的影像撷取卡，使所述的影像撷取卡对所述的第二取像装置下达命令并对所述的基板进行取像。

5.如权利要求1所述的基板激光修补机自动瑕疵检测装置，其特征在于，所述的光学检测控制计算机与所述的激光修补控制计算机之间的数据传送是通过RS232接口通信。

6.如权利要求1所述的基板激光修补机自动瑕疵检测装置，其特征在于，所述的光学检测控制计算机与所述的激光修补控制计算机之间的数据传送是通过网络联机。

7.如权利要求1所述的基板激光修补机自动瑕疵检测装置，其特征在于，所述的基板为一玻璃基板。

8.一种基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

置一待检测的基板于一基板承载台上；

令一光学检测模块对所述的基板进行电测，并以该光学检测模块的第二取像装置对所述的基板的缺陷线路进行高速取像与检测；以及

令一光学检测控制计算机将该光学检测模块所检测后的结果传送至一激光修补模块，由该激光修补模块的激光修补控制计算机读取、比对数据及输出信号，并使该激光修补模块的激光机台带动一激光修补头与一第一取像装置至所述的基板的线路缺陷处，由该第一取像装置辅助对准并利用所述的激光修补头修补所述的基板的线路缺陷。

9.如权利要求8所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，该方法进一步包含建立一检测目标基板的间隙子特征数据库，而所述的目标基板的特征数据库包含各种面板型号的间隙子几何特征和位置分析。

10.如权利要求9所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，该方法进一步包含取得原始影像后，使用图案比对法而得到一瑕疵结果影像。

11.如权利要求10所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，该方法进一步包含将所述的瑕疵结果影像的几何特征和位置分析与所述的间隙子作相互比对；当所述的瑕疵的几何特征和位置分析与所述的间隙子相符，则将所述的瑕疵过滤；当该瑕疵的几何特征和位置分析与所述的间隙子不相符，则将所述的瑕疵视为一待修补的瑕疵。

12.如权利要求8所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，该方法进一步包含将所述的基板平面上每隔适当距离的对焦高度值记录下来，并将记录的对焦高度值以矩阵型态做成一补偿表，用来代表所述的基板的变形量，在所述的光学检测模块的第二取像装置进行高速移动取像的同时，根据所述的补偿表的对应值来动态修正Z轴的对焦距离，可连续取得清晰的高解析影像。

13.如权利要求8所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，该激光修补模块具有所述的第一取像装置、所述的激光修补头、所述的激光机台与所述的激光修补控制计算机。

14.如权利要求8所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，所述的光学检测模块连接于所述的激光修补模块，所述的光学检测模块具有所述的第二像装置与所述的光学检测控制计算机。

15.如权利要求13所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，所述的激光修补模块的第一取像装置为一激光摄影机。

16.如权利要求14所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，所述的光学检测模块的第二取像装置为一摄影机。

17.如权利要求14所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，所述的光学检测模块的光学检测控制计算机包含一影像撷取卡与一运动控制卡，所述的运动控制卡使读取所述的激光修补模块的激光机台的位置信号信息，而所述的运动控制卡使送出一触发信号至所述的影像撷取卡，使所述的影像撷取卡对所述的第一取像装置下达命令并对所述的基板进行取像。

18.如权利要求第8项所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，所述的光学检测控制计算机与所述的激光修补控制计算机之间的数据传送是通过RS232接口通信。

19.如权利要求8所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，所述的光学检测控制计算机与所述的激光修补控制计算机之间的数据传送是通过网络联机。

20.如权利要求8所述的基板激光修补机自动瑕疵检测方法，其特征在于，所述的基板为一玻璃基板。

Images