CN102680496B - 异物检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了异物高度检测装置及方法。异物检测装置包括：激光束发射器、激光束接收器、异物信息处理器；激光束发射器与激光束接收器相对设置，激光束发射器用于发射激光束，且激光束发射器可沿平行于激光束接收器的方向运动，以使得激光束发射器发出的激光束扫描设置于激光束发射器与激光束接收器之间的平面；激光束接收器，用于接收由激光束发射器发射的激光束，并根据接收到的激光束生成激光束接收信息；异物信息处理器，用于接收激光束接收信息，并根据激光束接收信息确定异物和判断异物高度。利用本发明的异物检测装置及方法实现了对玻璃基板表面异物高度的快速准确的测量。

Description

异物检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种微小颗粒异物的检测技术，尤其涉及对液晶显示器及微电子生产领域中基板表面上的异物进行检测的装置和方法。

背景技术

在泛半导体生产领域中，例如在液晶显示器生产过程中，许多精密生产设备需要在距基板超近距离(通常为若干微米)的条件下进行非接触工作。在这种情况下，如果玻璃基板上存在异物，并且有些异物的高度超过该设备与基板之间的工作距离，将导致该超高的异物对精密生产设备的非正常接触和挤压、以及异物粘连，从而引起该精密生产设备的损伤，以及对后续加工品的连续破坏和干扰。同时，玻璃基板上的超高异物本身，同样可能造成产品本身的许多不良性能。因此，玻璃基板上的超高异物漏检会造成严重的问题。

公开号为2009-0089603、名称为“暗态环境下的检查设备(Darkfieldinspectionapparatus)”的韩国专利公开了如下内容：在暗态环境下，利用LED光束斜射玻璃基板，通过高分辨率的CCD相机，采集反射光信息并利用采集到的光信息进行成像，进而利用图像处理软件对采集的图形信息进行分析，从而得到玻璃基板表面的异物信息。

该技术对于检测玻璃基板表面的异物的大小、面积有很好的效果。然而对玻璃基板异物进行检查的主要目的是检查超高的异物，从而采取相应的技术手段将检查出来的超高的异物清除。KR2009-0089603的技术采用的技术方案是对玻璃表面上的异物的面积进行检测，通过对异物的面积与高度关系的经验值推算出异物的高度。而对于不同的玻璃基板，其上异物的成因、成份、来源实际上具有很大的偶然性，因而通过对异物的面积与高度关系的经验值推算异物高度的方法，存在很大的不确定性，从而导致不能准确体现异物的高度特性。

因此，需要一种新的对平面上的异物的高度进行检测的解决方案，进而解决上述相关技术中的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对平面上的异物的高度进行检测的技术方案，解决现有技术中不能对平面上的异物的高度进行精确检测的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种异物检测装置，用于对平面上的异物进行检测，该异物检测装置包括：激光束发射器，激光束接收器、异物信息处理器；激光束发射器与激光束接收器相对设置，激光束发射器用于发射激光束，且激光束发射器可沿平行于激光束接收器的方向运动，以使得激光束发射器发出的激光束扫描设置于激光束发射器与激光束接收器之间的平面；激光束接收器，用于接收由激光束发射器发射的激光束，并根据接收到的激光束生成激光束接收信息；异物信息处理器，用于接收激光束接收信息，并根据激光束接收信息确定异物和判断异物高度。

其中，该异物检测装置还包括：图像处理器，其与激光束接收器相连接，用于根据激光束接收信息生成异物轮廓图像；以及显示器，用于显示异物轮廓图像。

其中，激光束的宽度可调。

其中，激光束的宽度处于5微米到1000微米的范围内。

其中，该异物检测装置还包括导轨，激光束发射器沿导轨运动。

其中，该平面为玻璃基板表面。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用上述异物检测装置来检测平面上的异物的方法，该异物检测方法包括以下步骤：

将平面置于相对平行设置的激光束发射器和激光束接收器之间。

利用激光束发射器向激光束接收器发射激光束，其中激光束在垂直于该平面的方向上具有一定宽度；

激光束发射器沿平行于激光束接收器的方向运动以利用激光束扫描该平面；

激光束接收器接收激光束，并根据接收到的激光束生成激光束接收信息；以及

异物信息处理器接收激光束接收信息，并根据激光束接收信息确定异物和判断异物高度。

其中，该异物检测方法还包括以下步骤：

根据检测精度调整所述激光束发射器发射的激光束距离所述平面的距离。

其中，该异物检测方法还包括以下步骤：

根据激光束接收信息形成异物轮廓图像并进行显示。

其中，激光束的宽度可调。

其中，激光束的宽度处于5微米到1000微米的范围内。

利用本发明可以迅速得到异物高度信息，进而可实现对超高异物进行报警和拦截，解决了玻璃基板表面异物高度的快速准确测量问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出根据本发明一个实施例的异物检测装置的框图；以及

图2是示出根据本发明一个实施例的异物检测方法的流程图；

图3是示出根据本发明第三实施例中的异物检测装置的框图；

图4是示出根据本第三实施例中的异物检测方法的流程图；

图5是示出根据本发明第三实施例中的在激光束接收器上形成的激光束接收图案；以及

图6是示出根据本发明第三实施例中的显示器上显示的激光束接收图像。

具体实施方式

下面将结合附图来详细说明本发明的实施例。

图1是示出根据本发明一个实施例的平面物体上的异物高度检测装置的框图。参照图1，该实施例中的对平面物体上的异物高度进行检测的异物高度检测装置100包括：激光束发射器102、激光束接收器104、和异物信息处理器106.激光束发射器102与激光束接收器104相对设置，激光束发射器102用于发射激光束，且激光束发射器102可沿平行于激光束接收器104的方向运动，以使得激光束发射器102发出的激光束扫描设置于激光束发射器102与激光束接收器104之间的物体表面；激光束接收器104，用于接收由激光束发射器102发射的激光束，并根据接收到的激光束生成激光束接收信息；异物信息处理器106，用于接收激光束接收信息，并根据激光束接收信息确定异物和判断异物高度。

其中，该异物检测装置还包括：图像处理器，其与激光束接收器104相连接，用于根据激光束接收信息生成异物轮廓图像；以及显示器，用于显示异物轮廓图像。

其中，激光束的宽度可调。

其中，激光束的宽度处于5微米到1000微米的范围内。

其中，该异物检测装置还包括导轨，激光束发射器102沿该导轨运动。

其中，所述物体为生成有薄膜的基板。

图2是示出根据本发明一个实施例的异物高度检测方法的流程图。参照图2，对平面物体上的异物高度进行检测的方法包括以下步骤：

步骤S202，将平面物体置于相对平行设置的激光束发射器和激光束接收器之间，并根据检测精度调整所述激光束发射器发射的激光束距离所述平面物体的表面的距离；

步骤S204，利用激光束发射器向激光束接收器发射激光束，其中所述激光束在垂直于所述平面的方向上具有一定宽度；

步骤S206，激光束发射器沿平行于激光束接收器的方向运动以利用激光束扫描该平面物体的表面；

步骤S208，激光束接收器接收激光束，并根据接收到的激光束生成激光束接收信息；以及

步骤S210，异物信息处理器接收激光束接收信息，并根据激光束接收信息确定异物和判断异物高度。

其中，该异物检测方法还包括以下步骤：

根据激光束接收信息形成异物轮廓图像并进行显示。

下面参照图3至图6描述本发明的第三实施例。

该第三实施例以在暗态环境下对玻璃基板表面上的颗粒的高度进行检测为实例进行了说明。

如图3所示，该第三实施例中的异物高度检测装置300包括：微激光束发射器302；数字激光信号接收板304；数据传输线306；图像处理器308；以及图像显示器310。异物高度检测装置300还包括暗室(图3中未示出)，激光束发射器302、数字激光信号接收板304以及被测的玻璃基板置于其中。其中，微激光束发射器302包括：微激光束发射器导轨302-2；微激光束发射器主机302-4；微激光束发射器发射头302-6。

由微激光束发射器302发射的微激光束的光束宽度可调，其最小光束宽度可达5微米甚至更小，在该第三实施例中，将微激光束光束宽度设置在50微米-1000微米之间。当然，还可以根据需要任意设置微激光束的宽度。

数字激光信号接收板304可以为垂直网格状结构，其包括由若干个采用光敏材料制成的矩形颗粒，这些矩形颗粒作为接收单元，每一接收单元的大小一般为10微米×10微米，最小可达到3微米×3微米。当有激光束照射到矩形颗粒上时，该颗粒变色，当无激光照射到矩形颗粒上时，该颗粒无变化。在检测时，利用激光束以一定的宽度侧向扫描待测平面，该平面表面无异物凸起时，数字激光接收板接收矩形激光束的全部激光，从图形结果上进行确认，得到的图形为条状激光束照射带，而当该平面表面有异物凸起时，由于异物凸起对激光束的阻隔作用，数字激光接收板只能接收到从非异物凸起部分照射过来的激光束，从而得到不完整的条状激光束照射带，其阴影部分即为异物凸起侧照轮廓投影。而根据该异物凸起侧照轮廓投影就可以判断出异物的高度。

下面参照图4具体描述该第三实施例的具体实施过程。该实施例是在将检测装置放置于暗室中实现的。

步骤S402，将待检测玻璃基板301至于；

步骤S404，微激光束发射器302内的微激光束发射器主机302-4沿着微激光束发射器导轨302-2的方向平移，激光束312通过微激光束激发器发射头302-6射出；

步骤S406，发出的激光束312被位于微激光束发射器302对面的数字激光信号接收板304接收。在该实施例中，假设待检测玻璃基板上存在三个微小颗粒a，b，c。则在激光束在扫描到这三个微小颗粒a，b，c时，部分激光束就会分别被这三个微小颗粒a，b，c阻挡，从而在数字信号接收板304上接收到激光束的强度就会不同，即，未被微小颗粒a，b，c阻挡的激光束的强度很高，而被微小颗粒a，b，c阻挡的激光束部分就不会被数字激光信号接收板304接收到，或者即使接收到，其强度也很微弱，从而就根据激光束的接收强度而在数字激光信号接收板304上形成了激光束接收图案，激光束接收图案如图4所示。另外，在利用激光束扫描待检测玻璃基板301之前，还需要根据检测精度调整所述激光束发射器发射的激光束距离玻璃基板301表面的距离；例如，如果要求检测精度大于5微米，就要求激光束的下端距离玻璃基板301表面的距离不应超过5微米。此外，还可以根据带检测异物的估计大小，调整激光束垂直于玻璃基板301方向上的宽度。例如，根据经验，通常玻璃基板301上存在的异物的高度不会超过1000微米，于是可以将激光束垂直于玻璃基板301方向上的宽度调整为小于1000微米的一个数值，只要该数值大于被测异物的高度即可。

步骤S408，该激光束接收图案通过数据传输线314传输至图像处理器308进行图形处理，从而得到激光束接收图像，如图5所示，该激光束接收图像显示了三个微小颗粒a，b，c的轮廓；

步骤S410，在图像显示器310上显示激光束接收图像。步骤S512，根据激光束接收图像中的三个微小颗粒a，b，c的轮廓确定各微小颗粒a，b，c的高度。

优选地，可以设置异物高度阈值，并且在图像显示器310上显示激光束接收图像中显示对应于该阈值的基准线，图6所示，当检测出异物的高度高于该基准线时，就可以在显示器310上直观的观察到，并且可以被系统自动识别，从而可以进行进一步的处理以去除这些超高的颗粒。

上述描述了本发明的示例性实施例，本发明还可以适用于TFT玻璃基板、彩色滤光片玻璃基板、微电子硅片等各种平面基板上的异物高度的检测。虽然上述以平面物体作为实例进行了说明，但是本发明还可以包括平面部分的其他物体，只要将需要检测的平面部分设置与激光束发射器与所述激光束接收器之间即可进行检测。

本发明通过激光束扫描的方法，实现了对异物高度的直接测量，得到玻璃基板表面微小颗粒轮廓图，迅速得到异物高度信息，进而可实现对超高异物的报警和拦截。实现了对玻璃基板表面异物高度的快速准确的测量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异物检测装置，用于对平面上的异物进行检测，其特征在于，包括：

激光束发射器、激光束接收器、异物信息处理器；

所述激光束发射器与所述激光束接收器相对设置，所述激光束发射器用于发射激光束，且所述激光束发射器可沿平行于所述激光束接收器的方向运动，以使得所述激光束发射器发出的激光束扫描设置于所述激光束发射器与所述激光束接收器之间的平面；

所述激光束接收器用于接收由所述激光束发射器发射的激光束，并根据接收到的所述激光束生成激光束接收信息，其中所述激光束接收器包括垂直网格状结构的数字激光信号接收板，所述数字激光信号接收板包括多个光敏材料制成的矩形颗粒，所述矩形颗粒的面积范围包括3微米×3微米至10微米×10微米，所述数字激光信号接收板还用于根据所述激光束发射器发出的激光束的接收强度形成激光束接收图案；

所述异物信息处理器用于接收所述激光束接收信息，并根据所述激光束接收信息确定异物和判断异物高度；

还包括：图像处理器，其与所述激光束接收器相连接，用于根据所述激光束接收信息生成异物轮廓图像；以及显示器，用于显示所述异物轮廓图像；

所述异物信息处理器设置有异物高度阈值，所述显示器显示对应于所述异物高度阈值的基准线。

2.根据权利要求1所述的异物检测装置，其特征在于，所述激光束的宽度可调。

3.根据权利要求2所述的异物检测装置，其特征在于，所述激光束的宽度处于5微米到1000微米的范围内。

4.根据权利要求1所述的异物检测装置，其特征在于，还包括导轨，所述激光束发射器沿所述导轨运动。

5.根据前述任一权利要求所述的异物检测装置，其特征在于，所述平面为玻璃基板的表面。

6.一种异物检测方法，其特征在于，所述异物检测方法用于根据权利要求1所述的异物检测装置检测平面上的异物，包括以下步骤：

将所述平面置于相对平行设置的激光束发射器和激光束接收器之间；

利用激光束发射器向所述激光束接收器发射激光束，其中所述激光束在垂直于所述平面的方向上具有一定宽度；

所述激光束发射器沿平行于激光束接收器的方向运动以利用所述激光束扫描所述平面；

所述激光束接收器接收所述激光束，并根据接收到的激光束生成激光束接收信息；以及

异物信息处理器接收所述激光束接收信息，并根据所述激光束接收信息确定异物和判断异物高度。

7.根据权利要求6所述的异物检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据检测精度调整所述激光束发射器发射的激光束距离所述平面的表面的距离。

8.根据权利要求7所述的异物检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据所述激光束接收信息形成异物轮廓图像并进行显示。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的异物检测方法，其特征在于，所述激光束的宽度可调。

10.根据权利要求9所述的异物检测方法，其特征在于，所述激光束的宽度处于5微米到1000微米的范围内。