CN103292709A - 测长机日常检测与自动补正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测长机日常检测与自动补正方法，包括：步骤1、在预设日常检测时间到达时，判断机台运行状况；步骤2、当机台处于空闲状态时，则停止进片；步骤3、测量机台上用于承载基板的平台上对位标记的坐标值，生成平台测量数据档，并将该测量得到的对位标记坐标值与预设标准坐标值进行对比；步骤4、如果测量的对位标记坐标值与预设标准坐标值之间的差异在预定差异范围内，则自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正；如果测量的对位标记坐标值与预设标准坐标值之间的差异超出预定差异范围，则报警提示；步骤5、根据预判的差异超出预定差异范围的原因，作出继续自动补正、不自动补正或进行大片基板测量确认。

Description

测长机日常检测与自动补正方法
技术领域
本发明涉及精密测量领域，尤其涉及一种精密测长机日常检测与自动补正方法。
背景技术
精密测长机TTP机台是薄膜晶体管液晶平板显示器（TFT-LCD）制程重要的光学测量机台，主要用于薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）基板/彩色滤光片（Color Filter，CF）基板第一层图案（pattern）制作时曝光机曝光精度参数节距总误差（Total Pitch）的测量。测量节距总误差的基本原理是迈克尔逊干涉，利用单一频率的激光（laser），通过迈克尔逊干涉，根据干涉条纹强度来计算距离。实际生产中，节距总误差会因为机台的激光稳定性变异、温度及光量变化、硬件出状况等原因出现测量不稳定或者重大异常，从而无法正确反映产品真实特性，甚至误判曝光设备异常，造成重大生产异常。
薄膜晶体管液晶平板显示器工厂使用的精密测长机TTP机台生产厂家主要是S社（SPRAY公司）和V社（Valve，维尔福软件公司）。两家的日常检测（Daily Check）和补正机制如下：
S社：
日常检测（Daily Check）方面：在机台上方的恒温缓冲区（buffer）放置日常检测用的大片基板标准片，由人员点击日常检测按钮，机械臂（Robot）从恒温缓冲区搬大片基板标准片到机台中测量基板固定点位标记（mark）（一般是大板四角标记，由工程师根据基板产品点位设定），量完再搬回恒温缓冲区。
自动补正方面：机台使用整面非分割式的玻璃平台（Glass Table）做基板载台，在玻璃平台四个角处分别贴附埋入十字标记，机台在开启软件做初始化（initialize）时，抓取计算四个十字标记的坐标，与初始设定值比较，自动计算并补正坐标系；
缺点：日常检测无法做到全自动进行，仍需工作人员点击按钮进行操作，且涉及与机械臂端的特殊搬运规则设定，较为繁琐（机械臂一般为不同部门管控）；日常检测异常时无法第一时间报警和自动处理；日常检测异常出现时不便于确认是基板标准片变异还是机台异常；自动补正只能在手动开启软件初始化时进行，无法定时、全自动，但生产中需要机台为自动（auto）模式，一般不允许切换为手动或重启软件；自动补正没有异常报警和预防机制，机台在发生温度异常或硬件异常时，会出现错误补正的重大风险。
V社：
日常检测方面：在机台上方的恒温缓冲区放置日常检测用的大片基板标准片，由人员点击日常检测按钮，机械臂从恒温缓冲区搬片到机台中测量基板固定点位标记（一般是大板四角标记，由工程师根据基板产品点位设定），量完再搬回恒温缓冲区。
自动补正方面：无自动补正机制，出现异常需补正时，只能人员手动测量日常检测片后，根据差值，手动反复调整坐标系参数，直至调整进规格内；
缺点：日常检测无法做到全自动进行，仍需人员点击按钮操作，且涉及与机械臂端的特殊搬运规则设定，较为繁琐（机械臂一般为不同部门管控）；日常检测异常无法第一时间报警和自动处理；日常检测异常出现时不便于确认是基板标准片变异还是机台异常；无自动补正机制，手动补正时必须搬入大片基板标准片，操作繁琐且耗费时间较长，2～4个小时，对人员的经验要求较高；机台玻璃平台为多面分割拼接式，平台标记并非如S社制作在玻璃平台上，而是贴附在玻璃平台承载支架的试样架（sample holder）上，实际测试中，该试样架位置不稳定，导致标记坐标有±1μm以上的位置变异，使得测量值无法作为机台稳定性参考值，更不能根据这个测量值进行自动补正。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测长机日常检测与自动补正方法，其能方便和准确地监控和提高测长机测量稳定性，日常检测测量出现重大异常时可第一时间报警告知操作人员确认处理，最终提高产品节距总误差值的测量稳定性。
为实现上述目的，本发明提供一种测长机日常检测与自动补正方法，包括以下步骤：
步骤1、在预设日常检测时间到达时，判断机台运行状况；
步骤2、当机台处于空闲状态时，则停止进片并转至步骤3；当机台处于非空闲状态时，则等到机台处于空闲状态时，停止进片并转至步骤3；
步骤3、测量机台上用于承载基板的平台上对位标记的坐标值，生成平台测量数据档，并将该测量得到的对位标记坐标值与预设标准坐标值进行对比；
步骤4、如果测量的对位标记坐标值与预设标准坐标值之间的差异在预定差异范围内，则自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；如果测量的对位标记坐标值与预设标准坐标值之间的差异超出预定差异范围，则报警提示，并转至步骤5；
步骤5、根据预判的差异超出预定差异范围的原因，作出继续自动补正、不自动补正或进行大片基板测量确认；
步骤6、当继续自动补正时，转至步骤7；当不自动补正时，转至步骤13；当进行大片基板测量确认时，转至步骤8；
步骤7、根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；
步骤8、测量置于机台上用于承载基板的平台上的大片基板确认标记的坐标值，生成基板测量数据档，并将该测量得到的确认标记坐标值与预设确认坐标值进行对比；
步骤9、如果测量的确认标记坐标值与预设确认坐标值之间的差异在预定差异范围内，则根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；如果测量的确认标记坐标值与预设确认坐标值之间的差异超出预定差异范围，则报警提示，并转至步骤10；
步骤10、根据预判的差异超出预定差异范围的原因，作出继续自动补正或不自动补正；
步骤11、当继续自动补正时，转至步骤12；当不自动补正时，转至步骤13；
步骤12、根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；
步骤13、如果不需要自动补正，转至步骤14；如果机台突发非常态异常，转至步骤15，所述突发非常态异常包括机构偏移与温度异常；
步骤14、机台恢复进片功能，正常使用，机台日常检测与自动补正结束；
步骤15、提示处理机台突发非常态异常，结束机台日常检测与自动补正。
所述平台上的对位标记为四个，分别位于所述平台的四个角落位置，所述对位标记呈“十”字形，其线幅长为500μm～1000μm，宽为20μm～50μm。
所述对位标记通过喷印或字幕器直接形成于平台上。
所述对位标记分别形成于粘贴板上，再通过强力胶将该粘贴板贴附于平台的相应位置。
所述对位标记由铬或光刻胶形成；当所述对位标记由光刻胶形成时，其外表面形成有保护膜，所述保护膜为铟锡氧化物层或硅层。
所述平台坐标系的建立包括以下步骤：
步骤101、将四个对位标记分别定义为第一、第二、第三及第四点，且该第一与第四点对角设置，第二与第三点对角设置，测量该第一、第二、第三及第四点的机械坐标值；
步骤102、计算第一与第三点连线的中点，并标记为A点；计算第二与第四点连线的中点，并标记为B点；
步骤103、计算A点与B点连线的中点，并标记为O点；
步骤104、以O点作为原点，第三点朝向第一点的方向为Y轴正方向，第三点朝向第四点方向为X轴正方向建立平台坐标系。
设第一、第二、第三及第四点的标准坐标值分别为（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3）、（X4，Y4），第一、第二、第三及第四点的测量坐标值分别为（X’1，Y’1）、（X’2，Y’2）、（X’3，Y’3）、（X’4，Y’4），补正量的计算公式为：
X轴方向的补正量ΔX=[(X’1-X1+X’4-X4)/2-（X’2-X2+X’3-X3）/2]/2；
Y轴方向的补正量ΔY=[(Y’3-Y3+Y’4-Y4)/2-（Y’1-Y1+Y’2-Y2）/2]/2；
直交度补正量Δθ=[(X’3-X3+X’4-X4)/2-（X’1-X1+X’2-X2）/2]/2。
所述步骤8中，大片基板通过机械臂由恒温缓冲区搬运至平台上，大片基板测量确认完成后，再通过机械臂由平台搬运至恒温缓冲区。
所述步骤3中生成的测量数据档以日期时间的格式来命名。
所述测长机为TFT-LCD精密测长机，用于TFT基板与CF基板第一层图形制作时曝光机曝光精度参数总节距误差的测量。
本发明的有益效果：本发明的测长机日常检测与自动补正方法，通过平台与大片基板结合的自动日常检测以及自动补正设计，高效和完善地进行日常检测，提高了精密测长机的节距总误差测量稳定性，同时便于管控，日常检测测量时出现异常亦可及时提醒操作人员确认处理，最终提高产品节距总误差值的测量稳定性。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明测长机日常检测与自动补正方法的流程图；
图2为本发明测长机日常检测与自动补正方法建立平台坐标系的流程图；
图3为本发明测长机日常检测与自动补正方法中平台坐标系的建立示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1及图3，本发明提供一种测长机日常检测与自动补正方法，包括以下步骤：
步骤1、在预设日常检测时间到达时，判断机台运行状况。
预先设置日常检测时间，当到达该预设日常检测时间时，软件自动启动日常检测功能，然后判断当前机台的运行状况，所述机台运行状况包括空闲状态与非空闲状态。
步骤2、当机台处于空闲状态时，则停止进片并转至步骤3，当机台处于非空闲状态时，则等到机台处于空闲状态时，停止进片并转至步骤3。
步骤3、测量机台上用于承载基板的平台20上对位标记的坐标值，生成平台测量数据档，并将该测量得到的对位标记坐标值与预设标准坐标值进行对比。
所述测量数据档按照日期时间的格式命名保存，以便后续查看或调用。
所述平台20上的对位标记为四个，分别位于所述平台20的四个角落位置，所述对位标记呈“十”字形，其线幅长为500μm～1000μm，宽为20μm～50μm。
所述对位标记优选通过喷印或字幕器（Titler）直接形成于平台20上。所述对位标记还可以分别形成于粘贴板上，再通过强力胶将该粘贴板贴附于平台20上，优选将对位标记形成于玻璃片上。在本实施例中，所述对位标记由铬（Cr）或光刻胶形成，当所述对位标记由光刻胶形成时，其外表面形成有保护膜，所述保护膜为铟锡氧化物（ITO）层或硅（Si）层。
所述预设标准坐标值为在平台坐标系下测量的对位标记，其预先存储于机台内。请参阅图2及图3，其平台坐标系的建立具体可包括如下步骤：
步骤101、将四个对位标记分别定义为第一、第二、第三及第四点22、24、26、28，且该第一与第四点22、28对角设置，第二与第三点24、26对角设置（如图3所示），测量该第一、第二、第三及第四点的22、24、26、28机械坐标值。
步骤102、计算第一与第三点22、26连线的中点，并标记为A点；计算第二与第四点24、28连线的中点，并标记为B点。
步骤103、计算A点与B点连线的中点，并标记为O点。
步骤104、以O点作为原点，第三点26朝向第一点22的方向为Y轴正方向，第三点26朝向第四点28方向为X轴正方向建立平台坐标系。
步骤4、如果测量的对位标记坐标值与标准坐标值之间的差异在预定差异范围内，则自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；如果测量的对位标记坐标值与标准坐标值之间的差异超出预定差异范围，则进行报警提示，并转至步骤5。
自动备份旧平台坐标系参数档，可以用于异常时进行还原。
为了能清楚的说明，现设第一、第二、第三及第四点22、24、26、28的标准坐标值分别为（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3）、（X4，Y4），第一、第二、第三及第四点22、24、26、28的测量对位标记坐标值分别为（X’1，Y’1）、（X’2，Y’2）、（X’3，Y’3）、（X’4，Y’4），那么补正量的计算公式为：
X轴方向的补正量ΔX=[(X’1-X1+X’4-X4)/2-（X’2-X2+X’3-X3）/2]/2；
Y轴方向的补正量ΔY=[(Y’3-Y3+Y’4-Y4)/2-（Y’1-Y1+Y’2-Y2）/2]/2；
直交度补正量Δθ=[(X’3-X3+X’4-X4)/2-（X’1-X1+X’2-X2）/2]/2。
所述预定差异范围一般为±0.5μm，其可根据实际生产需要进行适当调整。
在本步骤中，如果测量的对位标记坐标值与预设标准坐标值之间的差异超出预定差异范围，则进行报警提示，并弹出选项窗口，同时显示差值，待操作人员确认，日常检测测量时出现异常亦可及时提醒操作人员确认处理，便于管控，显示差值，更为直观、人性化设计，且可以有效地提高工作效率。
步骤5、根据预判的差异超出预定差异范围的原因，作出继续自动补正、不自动补正或进行大片基板测量确认。
该三项处理措施（继续自动补正、不自动补正及进行大片基板测量）均需要操作人员提供账户和密码，登录权限才能完成操作，可以防止误操作，提高安全性。
步骤6、当继续自动补正时，转至步骤7；当不自动补正时，转至步骤13；当进行大片基板测量确认时，转至步骤8。
操作人员根据预判的差异超出预定差异范围的原因，登录权限后，选择相应的操作项，当差异超出预定差异范围稍小时，可选择继续自动补正；当预判差异超出预定差异范围的原因为机台突发非常态异常（如机构偏移、温度异常等）时，不可进行错误补正，需退出整个流程，工程师再进行机况处理。
步骤7、根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14。
步骤8、测量置于机台上用于承载基板（未图示）的平台20上的大片基板确认标记的坐标值，生成基板测量数据档，并将该测量得到的确认标记坐标值与预设确认坐标值进行对比。
所述大片基板（未图示）包括基片及设置于基片四个角落位置的四个确认标记，所述大片基板的四个确认标记优选靠近平台20的四个对位标记，所述确认标记的形成与上述对位标记的方式相同。
所述预设确认坐标值为在大片基板的坐标系下测量的四个确认标记的坐标值，所述大片基板的坐标系的建立与平台坐标系的建立方式相同，在此不作赘述，所述大片基板的坐标系与预定确认坐标值均存储与机台内。
在本步骤中，大片基板通过机械臂（未图示）由恒温缓冲区（未图示）搬运至平台20上，大片基板测量确认完成后，再通过机械臂由平台20搬运至恒温缓冲区。
步骤9、如果测量的确认标记坐标值与预设确认坐标值之间的差异在预定差异范围内，则根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；如果测量的确认标记坐标值与预设确认坐标值之间的差异超出预定差异范围，则报警提示，并转至步骤10。
步骤10、根据预判的差异超出预定差异范围的原因，作出继续自动补正或不自动补正。
步骤11、当继续自动补正时，转至步骤12；当不自动补正时，转至步骤13。
步骤12、根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14。
步骤13、如果不需要自动补正，转至步骤14；如果机台突发非常态异常，转至步骤15，所述突发非常态异常包括机构偏移与温度异常。
步骤14、机台恢复进片功能，正常使用，机台日常检测与自动补正结束。
步骤15、提示处理机台突发非常态异常，结束机台日常检测与自动补正。
值得一提的是：机台内的软件中设置日常检测监控趋势图，自动读取每天的测量数据，人员可查看并保存指定日期区间的日常检测监测量数据变化趋势图，便于管控和分析机台的稳定性。
本发明中的测长机可以为薄膜晶体管液晶平板显示器精密测长机，用于薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板第一层图形制作时曝光机曝光精度参数总节距误差的量测。
综上所述，本发明的测长机日常检测与自动补正方法，通过平台与大片基板结合的自动日常检测以及自动补正设计，高效和完善地进行日常检测，提高了精密测长机的节距总误差测量稳定性，同时便于管控，日常检测测量时出现异常亦可及时提醒操作人员确认处理，最终提高产品节距总误差值的测量稳定性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在预设日常检测时间到达时，判断机台运行状况；
步骤2、当机台处于空闲状态时，则停止进片并转至步骤3；当机台处于非空闲状态时，则等到机台处于空闲状态时，停止进片并转至步骤3；
步骤3、测量机台上用于承载基板的平台（20）上对位标记的坐标值，生成平台测量数据档，并将该测量得到的对位标记坐标值与预设标准坐标值进行对比；
步骤4、如果测量的对位标记坐标值与预设标准坐标值之间的差异在预定差异范围内，则自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；如果测量的对位标记坐标值与预设标准坐标值之间的差异超出预定差异范围，则报警提示，并转至步骤5；
步骤5、根据预判的差异超出预定差异范围的原因，作出继续自动补正、不自动补正或进行大片基板测量确认；
步骤6、当继续自动补正时，转至步骤7；当不自动补正时，转至步骤13；当进行大片基板测量确认时，转至步骤8；
步骤7、根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；
步骤8、测量置于机台上用于承载基板的平台（20）上的大片基板确认标记的坐标值，生成基板测量数据档，并将该测量得到的确认标记坐标值与预设确认坐标值进行对比；
步骤9、如果测量的确认标记坐标值与预设确认坐标值之间的差异在预定差异范围内，则根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；如果测量的确认标记坐标值与预设确认坐标值之间的差异超出预定差异范围，则报警提示，并转至步骤10；
步骤10、根据预判的差异超出预定差异范围的原因，作出继续自动补正或不自动补正；
步骤11、当继续自动补正时，转至步骤12；当不自动补正时，转至步骤13；
步骤12、根据步骤3中的平台测量数据档自动计算补正量，并将该补正量更新到平台坐标系参数档，完成自动补正，同时自动备份旧平台坐标系参数档，转至步骤14；
步骤13、如果不需要自动补正，转至步骤14；如果机台突发非常态异常，转至步骤15，所述突发非常态异常包括机构偏移与温度异常；
步骤14、机台恢复进片功能，正常使用，机台日常检测与自动补正结束；
步骤15、提示处理机台突发非常态异常，结束机台日常检测与自动补正。
2.如权利要求1所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述平台（20）上的对位标记为四个，分别位于所述平台（20）的四个角落位置，所述对位标记呈“十”字形，其线幅长为500μm～1000μm，宽为20μm～50μm。
3.如权利要求2所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述对位标记通过喷印或字幕器直接形成于平台（20）上。
4.如权利要求2所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述对位标记分别形成于粘贴板上，再通过强力胶将该粘贴板贴附于平台（20）的相应位置。
5.如权利要求2所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述对位标记由铬或光刻胶形成；当所述对位标记由光刻胶形成时，其外表面形成有保护膜，所述保护膜为铟锡氧化物层或硅层。
6.如权利要求2所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述平台坐标系的建立包括以下步骤：
步骤101、将四个对位标记分别定义为第一、第二、第三及第四点（22、24、26、28），且该第一与第四点（22、28）对角设置，第二与第三点（24、26）对角设置，测量该第一、第二、第三及第四点（22、24、26、28）的机械坐标值；
步骤102、计算第一与第三点（22、26）连线的中点，并标记为A点；计算第二与第四点（24、28）连线的中点，并标记为B点；
步骤103、计算A点与B点连线的中点，并标记为O点；
步骤104、以O点作为原点，第三点（26）朝向第一点（22）的方向为Y轴正方向，第三点（26）朝向第四点（28）方向为X轴正方向建立平台坐标系。
7.如权利要求6所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，设第一、第二、第三及第四点（22、24、26、28）的标准坐标值分别为（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3）、（X4，Y4），第一、第二、第三及第四点（22、24、26、28）的测量坐标值分别为（X’1，Y’1）、（X’2，Y’2）、（X’3，Y’3）、（X’4，Y’4），补正量的计算公式为：
X轴方向的补正量ΔX=[(X’1-X1+X’4-X4)/2-（X’2-X2+X’3-X3）/2]/2；
Y轴方向的补正量ΔY=[(Y’3-Y3+Y’4-Y4)/2-（Y’1-Y1+Y’2-Y2）/2]/2；
直交度补正量Δθ=[(X’3-X3+X’4-X4)/2-（X’1-X1+X’2-X2）/2]/2。
8.如权利要求1所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述步骤8中，大片基板通过机械臂由恒温缓冲区搬运至平台（20）上，大片基板测量确认完成后，再通过机械臂由平台（20）搬运至恒温缓冲区。
9.如权利要求1所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述步骤3中生成的测量数据档以日期时间的格式来命名。
10.如权利要求1所述的测长机日常检测与自动补正方法，其特征在于，所述测长机为TFT-LCD精密测长机，用于TFT基板与CF基板第一层图形制作时曝光机曝光精度参数总节距误差的测量。
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