TWI373612B - Improved inspection of tft lcd panels using on-demand automated optical inspection sub-system - Google Patents

Description

丄川()12 坎、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於使用電性、電光學與光學技術 ，於平面電路圖案媒體在不同製造階段之檢測。更 2言之，本發明是有關於對於平面電子基材（例如 ;膜電晶體陣列（TFT arrays)，其為液晶平面顯示器 (CD)之主要元件）之自動電性、電光學與光學的電 :檢測。尤其’ I對於沉積在大面積平板玻璃上的 南密度薄膜電晶體（TFT) &晶顯示器（LCD 之檢測。 【先前技術】 在製造TFT LCD面板過程中，大而清澈的薄玻 :平板係被用作基材以沉積不同層次材料而形成電 路’其中該些薄玻璃平板之Λβ 丁孜之功用是用來作為複數個 分離的相同顯示器面板。沉鞛 ^ ^ ，儿積通常是藉由在階段中 將一特定材料（例如金屬、相| ^ u 1屬銦錫氧化物（ιτο)、矽、 非晶發等等）沉積在一先 ,.^ ^ , ⑴增-人上（或裸玻璃基材 上）來完成’其中該先前層+ ^ t 〗層-人係黏附於一預設圖案。 每一階段包括不同步驟，你丨‘ 剝離。 鄉例如-積、覆罩幕、钱刻、 在每一階段過程中斑* 1 ^ 與在—階段内之不同步驟， 可此產生許多製造缺陷，兮 Τ ΓΓ»本〇从地目士兩 这些製造缺陷對於最終 LCD產DO效犯具有電性與/ 4視覺效應。這樣的缺陷 5 1373612 匕括有例如電路短路、開路、外來微粒、不當沉澱、 特徵尺寸問題、過與不足蝕刻。最普遍的缺陷（如 第1圖所示）包括有伸入IT0112之金屬突出物110、 =入金屬116之ΙΤΟ突出物114、所謂的鼠咬洞 (m〇Usebite) 118、開路12〇、電晶體12"的短路 122與外來微粒126。 TFT LCD面板檢測之主要希望應用領域中， :為檢測對象的物件缺陷為小的（小至工業上微 木）’而需要苛求的缺陷檢測限制。 只有檢測缺陷是不怒j_ 1A 項祐八ϋ泛制 的。所檢測出的缺陷亦必 4被刀類為製程缺陷（即不 能但是卻能早勘扣-山▲ 兀成產品的效 缺點）、可修復缺陷（其可以被修 呈：件之小 產旎）與最終地致命缺陷（其使* TFT ;列列生f 進一步使用）。 皁歹J不能再 許多不同技術 陷。該些技術屬於 與純光學。 已經被用於檢測與分類 三項廣範疇，亦即電性、 前述缺 電光學 電性與電光學技術需要# 測的電性或電磁性質。對於檢測TFT二；可量 要希望應用範圍即是如此” FT?D面板之主 加以激化’且產生的電性或電磁；二性裝置 錄。接著，該行為與已知的標準測並記 出所檢測對象中之缺點的存在或消失較以決定 6 對於k些技術，造成電性 尺寸或缺陪可見性常I ^ 0 /、次電磁異常之實體 〇 * ^ β, ^ * *不疋一個檢测的限制因辛。 ;==測對象上電路之電性與/或電=為

而，這種型：：測的影響，缺陷將可被檢測出。然 性坏切 的111有限制為只有影響電路之電 關：二：仃為的缺陷能被檢測出。其他與尺寸無 陷會旦:：、i被檢測系統所忽略。此外，-些這種缺 ::衫響「比實體缺陷尺寸大得多的區域。因此， 檢，丨：a通的狀況中，—電性或電光學檢測技術將 =出-缺陷印記’其中該印記並非一定對應於檢 d對象上異常來源的實體缺陷。

”’屯光干檢測技術（稱為自動光學檢測（A0I))只 要旎在所選擇的光學設定下為可見的，則可以同時 檢測出且找出與電性性質無關之缺陷。然而，對於 可以在一合理時間内檢測出的缺陷之尺寸常有一重 要的限制。更佳的檢測限制（較小的缺陷）與更短 的檢測時間皆為非常重要的目標。然而，對於A0I 系統而言’這些總是為衝突的目標且必須被連累。 所能達到的是被現今顯像與製程硬體的技術所限制 住。檢測時間亦隨著所檢測物件尺寸而增加了。因 此’對於AOI應用而言，產生的高敏感度系統常常 是緩慢的，而且更快速的系統具有更粗造的顯像解 析度並因此具有較低的檢測敏感度。 電性與電光學檢測方法為特別地具有吸引力 7 時或當缺陷被埋在 可見時其檢測電性 已經被沉積的TFT ，LCD面板是完全 因此，改善電性與 類限制為一重要的 的’這是因為即使當缺陷非常小 其他沉積層次之下而因此光學不 缺陷之能力。對於所有層次材料都 LCD面板之最終檢測尤其是如此 可作用的且可以被電性地激化。 電光學檢測方法的缺陷定位與分 問題》 1知技術中具有許多不同用以檢測平面圖案媒 體中與尤其是沉積有TFT LCD面板之玻璃平板中的 異常之方法與設備。這樣方法之第一分類即為電路 佈局之電性測試，其中該電路佈局是藉由沉積在平 面媒體上的材料所形成。當有疑問之圖案形成一完 整或部分能被激化的電路且其電性變數能被量測 時，則可以使用這些技術。 在西元 1992 年 1 月的 IBM Journal of Research & Development 之 No. 1、Vol‘36 文章”Function al Testing of TFT/LCD Arrays”之中，jenkins 等人爭辯 保持住個別TFT LCD像素之帶電荷缺陷與許多其他 缺陷之存在能夠藉由選擇性地將像素經由一感應電 路來充電與放電而加以檢測出。以此方式，量測係 為有多少原始儲存的電荷能夠被復原。 此方法之感應方面與其對LCD面板像素之連接 被詳細地描述於 Jenkins 等人的美國專利 US5,179,345號之中。一 TFT LCD面板缺陷檢測設 8 1373612 備係被描述於Ichioka等人的美國專利US5,546,013 號之中。 前述測試方法必須有直流電連接至一 TFT LCD 面板結構之所有閘極與資料線以電性測試個別像 素。該限制使得接觸硬體昂貴且難以維護。一種減 — 少所需要接觸數目的改進方法係被建議於Jenkins 等人之美國專利US6,437,596B1號之中。 • 另一型式電性測試在平面媒體上之這樣電路是 藉由將電子束照射至所檢測表面。許多使用電子束 之解決方式應用了掃描式電子顯微鏡學（Sem )之 基本原理。在此方法中，經由以一低能量電子束照 射電路特徵並紀錄自電路特徵放射出的二次電子之 能量位階，可以在所檢測表面上產生一電壓分佈。 所產生的電壓地圖（voltage map )可被用以檢測出 表面上電性缺陷的存在與型式。

Hartman等人之美國專利US4 843，312號描述了 _ 使用一能量束（或粒子束）以測是一 TFT LCD電路 結構中缺陷之一般方式。

並與標準值相比較。 〜玉w僱環中，該電位是藉由 放射出的二次電子而被量測， M @ it件在量測期間中亦被啟 9 1373612 動以提供一隨時間改變之電位，其中該隨時間改變 之電位亦可以被量測且與標準值相比較。 另一相當不同電子束測試之應用是藉由使電子 束連續地導引至電路特徵之區域化地區而將電路特 徵充電或放電。例如，一 TFT LCD面板像素陣列中 之個別像素是以一低能量電子束與所量測的引發電 流而被激化，以決定結構中電性缺陷的存在。在西 元 1 990 年三月 /五月之 No.2/3、Vol.34 的 IBM Journal of Research & Development”標題為 Electron-Beam Technology f〇r Open/Short Testing of Multi-Chip Substrates”文獻中，Golladay等人描述了該技術。一 更近期的Golladay等人之美國專利US5,612,626號 描述了依據電子束之一電子基材缺陷檢測系統。 缺陷檢測方法之第二分類即為電光學技術。在 該分類之方法中，電路之電性與/或電磁行為被轉換 成一光學可觀察（典型地是經由可見光或電子束） 的反射，其中該反射是經由一適當調變器而被形 成。調變器之輸出接著經由光學裝置被顯像以形成 代表所檢測電路的電性行為之影像。尤其，反射所 檢測電路之電場影像與電壓分佈能以電壓地圖之型 式而被產生。之後，這些影像能被用以檢測出並辨 識出表面上的電性缺陷。

Henley 之美國專利 US4,983,91 1 號 、 US5,097,201號與US5，124,635描述了 一電光學光線 10 1373612 調變器與相關顯像裝置之原理，其中電壓與自一測 5式表面所產生的電場被用以將一適當的液晶易變結 構調變。該電光學調變器之改良版與其製造方法係 揭露於Henley之美國專利US5,6 15,039號。

Henley之美國專利US5,570,01 1號描述了在一 用於測試電子裝置之測試配置中使用該電光學感應 疋件之完整方法，其中該電子裝置能夠被激化至已 知的電性狀態。該方法已經成功地被用於在TFT LCD面板組裝前且被填充以液晶前最終生產階段時 以電光學測試TFT LCD面板的電性功能。 缺陷檢測方法之其他主要分類即為自動光學檢 測（AOI )，其是依據在所需要的放大率與解析度之 光學顯像，且使用了硬體/軟體影像處理技術以自所 檢測物件的期望一般變化中檢測出缺陷。所檢測出 的異常並不限定於電性顯著的缺陷，而是限定於由 給定的系統光學配置、顯像放大率與解析度而決定 之光學可識別的物體。解析度亦決定了這樣系統之 複雜性與操作速度。 't原理是依據从一所選擇放 大率與解析度將所檢測物件顯像並 捕捉裝置（例如CCD戎# 或CMOS感應器）將影 數位化。所捕捉的影像可w m α l诼頁Λ J〜诼了以被用來建立所檢 表面之標準變化的參考# Λ A J揿判物件 子亏並根據與一參考比較來執扞 缺陷檢測。比較程庠可w ★ 权术现订 往序了以在空間範圍中

II 1373612 工間圓案比較技術（例如影像減算）係被用 出一測試影像自-參考之差異。或者，該比較= 以適當選擇的代表特徵而在特徵範圍中完成心

::况中’測試物件與參考皆由來自影像之特徵组 來表不。該比較亦於所選擇的特徵空間中來執行。 有許多用於光學檢測之方法，如，在L Γ4’247,2。3 號與 Μ4,34'。。1 號中描 ，L ^ s圖案比較技術以在重複電路晶粒之 光罩中檢測出缺陷之一自動光學光罩檢測設備。 “ Specht等人之美國專利US4,805，123號揭示了 藉由空間圖案比較在次像素解析度下檢測具有這 重複圖案的表面之一改良方法。接近於顯像解析度 之檢測敏感度是可以經由小心次像素對準參考與 測試影像來達到的。這樣的測試敏感度通常是不可 能的，這是因為影像中的混疊雜訊（aHasing如“勾 (亦稱為混合雜訊（pixelati〇n n〇ise))以一特定解析 度來取樣。該方法已被用於矽晶圓檢測與TFT LCD 檢測。 也有其他解決方式被建議用於光罩與積體電路 晶粒圖案檢測。這些方式已經被描述於例如

Danielson 等人之美國專利 US4,926,489 號、jordan 等人之美國專利US5,864,394號、與Emery之美國 專利 US6,282,309 號。 應用自動光學檢測技術至TFT LCD面板之檢測 12 1373612 已經包含擴大對於積體電路晶粒檢測所建立的技 術。然而’其他解決應用範圍特定問題的技術（例 如改善材料對比）亦已經被揭示出。例如，Fin· 之美國專利US5,333,〇52號描述了一相對比顯像技 術，其對於改善對比與TFTLCD面板令的可穿透材 、 料（例如IT〇)之可檢測性是特別有用的。 ΑΟΙ系統可以檢測出並將具有電性本質與非電 • 性本質的缺陷顯像，因此ΑΟΙ系統可藉由檢測出不 立即導致功能失效的缺陷而用於製程控制目的。然 而，其效能與檢測時間為儀器操作解析度之—函數1 由於在電路佈局中造成嚴重電性失效的許多缺 陷相對於所檢測物件整個表面來說為非常小的檢 測這些嚴重缺陷的要件致使具有高光學操作解析度 $儀器。接著’ ϋ成了在—非常昂貴的儀器中一非 吊慢的儀器，或兩者皆是。即使具有最昂貴的硬體， • 對於可達到的檢測速度有一限制，其中該可達到的 檢測速度是由現今硬體技術所決定。這些限制對於 較佳應用領域TFT LCD面板檢測是尤其重要的其 :藉由TFT LCD面板沉積之平面材料平板的尺寸變 得比所牽涉的電路特徵尺寸更大得多。 因此’對於前述電性與電光學檢測束具有—需 要以能檢測出電性重要缺陷而與缺陷實體大小無 ^ °然而，電性與電光學系統面臨了困難。對於特 疋型式缺陷’缺陷之電性印記可涵蓋一比缺陷實體 13 1373612 原因更大得多的區域。例如，在一 TFT LCD面板電 路中自一資料線至共同線之短路將使整個資料線接 地，且因此將造成涵蓋整個由資料線充滿的區域之 缺陷印記。檢測無法提供缺陷之區域化資訊，且 在廷樣的系統中其為一主要的缺點。缺陷區域化資 訊疋有用的以能監測缺陷之再發生而用於製程控制 目的，這是因為能使一操作員能經由一光學顯微鏡 來手動地再檢視缺陷本質，或是使一自動分類次系 統來顯像並處理該缺陷《若一修復儀器被包含在製 程中，區域化資訊則更被用以找出並修復該缺陷。

Clark等人之一早期美國專利申請案 US 10/223/288 號，案名為 ”integrated visual Imaging and Electronic Sensing Systems”，係揭示了以一整體 視覺顯像頻道來擴增一非AOI檢測儀器之大致概 念’以藉由具有結合檢測與分類結果兩者之獨立頻 道來同步執行掃描所檢測物體之整個表面。 典型的習知技術缺陷檢測與修復之流程係繪示 於第2圖中。該流程不僅對於非AOI檢測系統是有 效的’對於AOI檢測系統亦是有效的。在操作時， 所檢測物件自先前流程步驟（步驟2 1 〇 )送達，且被 傳送至缺陷檢測系統2 1 2以被掃描物件中生產異 常。在缺陷檢測系統對物件進行操作之後，則產生 一缺陷列表之一輸出’其中該缺陷列表能在所檢測 物件上辨識出。 14 ^根據缺Pt3檢測系統之能力，缺陷可以精瑞地被 出缺陷點（defect points)或粗略地被定位出涵 盍大面積之缺陷區域（defect z〇nes )。例如，特定 電险測試方法無法決定—線短路之精4位置，這是 為產生的電性異常影響了整個線而不是只有影 日發生實體缺陷的地區。 在無法藉由缺陷檢測步驟（系統2丨2中）辨識 出缺(步驟2 14 )的情況下，物件側被傳送至下一 流％步驟（步驟224 )。若__或多個缺陷可以被辨識 ^則藉由—適當修復系統2 1 8來決定是否該些缺 陷之每一者為可修復的（步驟216)。根據檢測與修 復系、先2 1 2、2 1 8之能力，該決定可以在檢測系統2 j 2 或修復系統218之中完成。例如，一些檢測系統具 有根據使用者規格而執行自動再檢視與分類之能 力，藉以將缺陷依據其是否為可修復的來分類。 可修復的缺陷是由修復系統來處理，且如果成 力的話（步驟2 2 8 )，所檢測面板則被傳送至下一流 私步驟（步驟224 )或，否則進行替代製程（步驟 220 )且被轉向至一替代流程（步驟226 )。非可修復 的缺陷樣品之正確處理是根據不同製造工廠而有不 同方式。根據工廠策略，替代製程與後續流程可能 會導致整個基材平板破碎' 位於基材上的缺陷面 板之破碎、與整個基材平板之剝離及回收至流程的 起始點。雖然所檢測物件在流程中係被傳送，有關 15 1373612 於所辨識缺陷之資訊係經由一資料庫228而被儲存 且被傳達，其中該資料庫228對於檢測與修復系統 兩者皆為可存取的。 所必須的是，可以特定解決大部分非AOI系統 限制（例如依據電性與電光學技術者）的一面板檢 測系統，藉以在缺陷被使用者或一自動分類器再檢 視之前能精確地找出特定型式缺陷。 僅有一這樣的技術被引入該工業中。在韓國， Charm lnc.最近已經發展出自動找出一面板中缺陷 以促進修復之一工作站。該設備在一操作於—修復 儀器中之流程為一改良》該設備使用了 —分離丁叫 線掃描相機作為一分離的相關光學，而獨立地操作 於修復工作站之主要再檢視與修復光學之外。該設 備應用了 一粗糙目標平板像素解析度，使得需要二^ 像素内插以獲得一希望的優良解析度與檢測敏$ 度。顯像本質上為一維的，而具有兩顯著的結果。 影像無法立即地被捕捉，且一在正交角度上之兩不 同掃描必須被執行以檢測出沿著兩方向之缺陷。因 此，線掃描相機本身必須為實體上能旋轉於該兩掃 描方向之間。 【發明内容】 根據本發明，在用於TFT-LCD面板之電性與電 光學檢測的一檢測系統中，自動檢測係藉由提供以 16 下來加蚀 域，即作為一香怂·如t :?求微解析度影像二：：品之：有限區段内-二部分，該微解析度影像：二常再檢視頻道的 裝置來捕极衝:：’藉由-空間顯像 而成’以藉以幫助電性或電二：=度二維影像 位與分類。各兮、、Α如沾電先予檢測系統之缺陷定 流程辨識出超過」：：二：個影像時’可藉由該 -設備以作為-獨；=:陷。可應用本發明之 中，以在使用者或自八檢測站或修復站 地找出特定型式缺陷二時能精確 -要：像素内插(Sub — ——。 在一特定實施例中，當捕抽且亡， 光時間盥較# f A e田捕捉八有小於20微秒曝 秒捕捉超Γ=:=:??影像時，能夠每 30mm/Second速度 ；？知為相機係以大於 庫残#用-&作。一硬體自動對焦感 :光角測量並且與該顯像掃描相機共享相同 縱。-k，以為該顯像功能提供快速連續聚焦追 依序地操作依需求功能與非A0I檢測功能與/ 或修復功能，且於一預設受限區域上執行以找出 其中缺陷並將其顯像。本發明之特定實施例可以為 非AOI檢測儀器之功能性擴增，且可以為修復儀器 之功能性擴增，其中該修復儀器係與該非a〇i檢測 17 /：)0 丄 z 儀器相關聯地操作。 α下詳細敘述與隨附圖式而能 本發明將可藉由 被更加瞭解。 【實施方式】 在一檢測系統中或_ έ ^ ^ 飞組包含有檢測與修復設備 4砝、 定義良好之流程係被用以決定檢測與 U擇的修復操作如何正轉地被執行。該流程描 述了涉入檢測與修復操作中的次系統之角色，與將 被執行於所檢測物件上之動作順序。 本發明建議擴增儀器而將儀器增加一改良，其 中s玄改良係應用了一依需求之Α〇Ι次系統（an AOI-〇n-demand sub-system) 〇 改良的流程與增加的能力以利用添加的次系統 來快速辨識出缺陷係被認為一本發明一主要貢獻。 在第3圖中’係顯示了依需求之AOI流程之一 特定實施例’其中新功能係被整合於流程之檢測部 分與一檢測儀器之内。進行缺陷檢測之物件係被輸 入（步驟310)至一檢測儀器（由步驟312起始之流 程來表示）。檢測儀器掃描了物件表面以尋找缺陷 (步驟3 1 2 )。若沒有找到缺陷（步驟3 14 )，則物件 被傳送到下一流程步驟（步驟3 1 5 )’而跳過修復儀 器。若有找到缺陷（步驟314)，如果儀器具有缺陷 再檢視硬體則進行再檢視步驟（起始於步驟3丨6)。 1373612 非AOI檢測設備常常以橫跨單一空間點（即， 一區域）的電性印記（electrical signatures)方式來 示出缺陷。已知的技術都是以相同方式處理兩型式 缺陷，亦即其是以一用於分類之選擇性顯微鏡被^ 檢視，或是根據非A0I決定標準（例如由系統所辨 識出之電性缺陷）來處理，以決定其是否為可以修 復的。這些步驟係被併入本發明，即步驟3丨6與路 徑338、步驟318、步驟332與步驟330。 、 在檢測儀器上之缺陷再檢視是藉由指派一微解 析度光學顯微鏡至缺陷位置（步驟322 )與收集所選 擇視野的一再檢視影像（步驟324 )來完成。該影^ 接著經由一操作員來再檢視（步驟326)或送至一自 動分類系統（步驟328 )以決定該缺陷之型式與嚴重 性。該缺陷再一次地被評估為可修復的（是）或致 命的（否）（步驟3 3 0 )，且面板被傳送到修復儀器（步 驟336)或被轉向至一替代流程（步驟334)。 已知技術提供了：如果僅有一區域可以被辨識 出缺陷，則起始一困難的手動再檢視流程。例如， 一線短路可意謂著操作員需要在橫跨整個面板長度 或寬度來掃描一線以經由顯微鏡觀察實體缺陷並決 定缺陷嚴重性，在大部分情況中對於一高放大率顯 微鏡^說這是一重要工作，這是因為需要大量時間 來涵蓋該區域並找出該缺陷。在最佳情況中操作 員可在顯微鏡放大率之間切換並嘗試在—較小的放 19 1373612 大率找出缺陷。這亦涉及到大量的操作員時間。 ^動分類器另-方面通常被設計用來處理一影 像里格且無法處理不知道正確位置的缺陷。 ’、 根據本發明’當一缺陷之電性印記為-”區域” 或一地區（而不是一局部的點）時，則起始—依需 求之她流程320次系統。—適當放大率與解析度 之光學顯像系統被拍派用以掃描由非a〇i檢測之^

域以涵蓋整個區域（步驟321 )，且所收集的影像流 係被捕捉與儲存在系統記體體中（步驟323 )以用於 更進-步的使用或分析。該影像流是由專用的影像 處理硬體/軟體來處理以檢測出並精確地找出實體缺 陷，其中該實體缺陷必須對非A〇I方法檢測出的原 始電性缺陷來負責（步驟325 )。一旦缺陷被解析為 一局部空間的點，該缺陷側被交付給再檢視製程（步 驟 318 ) 〇

在第4圖中’係繪示出本發明另一實施例，其 中新的依需求之AOI功能性係被整合在流程的修復 4为中，也就是在一修復儀器上。進行修復之物件 自一之前流程步驟（可能直接來自第3圖之檢測步 驟336 )被傳送至修復系統（步驟41〇)。缺陷資訊 典型地經由一共同資料庫被溝通至系統，其中該共 同資料庫被檢測系統提前更新（第3圖之步驟326 或 328 )。 (在該已知的技術中，一修復儀器的操作方式 20 1373612 是不管缺陷是涵蓋一點或一區域，均將該缺陷傳适 進行再檢視（步驟412、路徑414至步驟418))在 流程之修復部分的再檢視，一般為手動。一操作員 選擇了欲修復之缺陷。一高放大率、高解析度光學 顯微鏡被指派至缺陷位置（步驟418)，且顯示出缺 陷影像給操作員（步驟420 )。操作員決定如何修復 該缺陷並採取必要行動以進行修復（步驟424、 426 )，將被修復的物品傳送到下一流程步驟（步驟 432 ) °若缺陷無法被修復（步驟428 )，則該物品被 轉向至一替代流程（步驟430 )以處理無法修復的缺 陷面板。 (當缺陷僅能被辨識為一區域時，根據已知技 術’操作員具有手動地掃描整個區域以尋找真正的 實體缺陷並試圖修復該缺陷之工作。這需要大量的 操作員時間，且對於修復的產能具有一直接負面影 響。） 〜 在進一步實施例中，本發明藉由添加了 一特定 依需求之AOI能力而改善了流程。這是經由以—流 程（步驟416)取代了直接連結（路徑414)來完成。 虽所涉及的缺陷具有涵蓋一區域（而不是一局部的 點）之一印記時’該依需求之AOI功能性則會被起 始。指派一適當放大率與解析度之光學顯像系統掃 七田缺陷資訊顯示之區域，以涵蓋這整個區域並儲存 所收集影像流於系統記憶體中（步驟42 1、423 )。該 21 1373612 地找出實：：硬體/軟體所處理以檢測出並精確 陷其中該實體缺陷係對原始電性缺 局二二（步驟425 )。-旦每-缺陷被解析為- 句。丨丨工間的點，盆 门 製程（起^ + 後續的再檢視與修復 、巧始於步驟418)。 月之主要貢獻在於改善流程， 或修復儀器經由n描你-中檢測與/ 流程之產能。=二Γ以改善涉及這些儀器的

何使功能性俱“之A〇1硬體實施例為如 便力月“生併入於這些儀器中之範例。 當放一特定硬體實施例中’將-具有適 二像頻道與—具有相符解析度之地 依需求：Α〇Λ褒置及一閃光燈件組併用，以作為 社構俜洛_ _人糸統。該顯像頻道光學配置之細部 ; = 第5圖中。-地區掃描相機-〇之所

m。。考一中央光學軸51〇與一照… :二顯微鏡物鏡526與—管…18以在光 :仃檢視，且一地區掃描影像捕捉裝置（例 與上cm〇s裝置）514係被置放在複合」 « ,14 .〜像系統之影像平面。一感應 係破包圍在一相機結購配置5!2巾。在影像 捕=二被顯像之物件（未顯示於 係 ==522經由照明鏡520來照明。對於掃 3〇mm3f>照明時間典型地為小於 微秒之核，且較佳為切8微秒。照㈣藉由— 22 1373612 光束分割件524與主要光學軸結合，且整個結構經 由一安裝平板516被安裝在一檢測或修復儀器（未 顯不於圖上）上。根據本發明之光學設備係被安裝 在安裝平板516上，因此其可以在操作時相對於標 的而被移動，也就是標的在光學固定時可以被移 動’反之亦然。 與—閃光照明結合之—地區掃描相機5 〇 〇提供 了許多優點。地區掃描相機500使得一操作員得以 沿著任何掃描方向執行影像收集，這是因為地區掃 描感應器514並非如同線掃描顯像裝置為一方向敏 感影像捕捉裝置。然而，一般而言，地區掃描顯像 感應器對於移動較為敏感的，且理想上應該只有當 相機為靜止時才被使用。該缺點係藉由使用一短脈 衝閃光燈照明來抵消。由照明結構所產生之高強度 光線的短脈衝使移動靜止，且使得當顯像頻道件組 正在移動時能捕捉一系列輪廓鮮明影像。該製程意 明著其影像鮮明性不會受到儀器的震動所影響。閃 光燈之短循環時間亦使照明能源消耗被最小化，並 L長了燈泡之預期壽命。這樣的一閃光燈相對於任 何替代的連續性照明器而言，在尺寸上是較小的且 較輕的。 第5圖所繪示之光學結構配置僅為本發明之一 特定硬體實施例。其他實施例亦是有可能的，以下 將詳細討論。 23 第6圖繪示本發明 ^ ^ ^ 月—貫施例，其中硬體基底的 追縱自動對焦係整合 φ，,. 至顯像頻道中。在此實施例 U動對焦機“…吏用了例如三角測量以決 像頻道係機構上地能經由…轴之 控制的移動6 1 0維牲甚_ 個件組的平台516而二對焦（其是相對於支樓整 、# 。）。移動可以被這樣一作為步 進馬達或驅動整個階a ..^ t 丨自α之一聲音線圈的替代方式或 破顯微鏡物鏡526之赛立姑㈤ 聚焦感應器612传二，起始而所造成。硬體 4l 乐破t裝至圓柱，且被用以檢測z_ 、位置與聚焦狀態。聚焦感應器612係經由一光束 =割件616與相關光學（例如鏡片6i4)被整合至顯 頻道之中，其中該光學係指引影像至-傳統相機 :聚焦檢_制元件（未顯示）型式。控制器構 可以被t裝在顯像頻道上，或被配置在—分離的 成體中’其輸出驅動了一飼服器以控制整個機構或 至少一鏡片構件之機械定位。 第7(a) 7(b)、7⑷圖繪示了根據本發明之地區 :描顯像頻道之操作’其中該地區掃描顯像頻道具 閃光燈照明。顯像頻道以微解析度涵蓋了 ，野（F0V)71G’如同對於閃光脈衝之觸發訊號 备時包含影像中央點的地區所表示者。當顯像頻道 沿著-指定的移動路徑716 £戈722移動_，被 位置的觸發訊號所觸發之閃光燈光線照明使一與 沿著頻道移動而靜止，且捕捉了該被掃描地區:― 24 ^73612 輪廓鮮明影像。每一由閃光燈照明所捕捉之F〇V藉 由一小地區712重疊，典型地為1 %程度。 第7(b)圖係繪示將一指定的缺陷區域解析微一 缺陷點之流程。沿著一移動執道延伸一些視野（F 〇 v ) 支一區域或地區718係被掃描，且顯像頻道儀器（第 s圖或第6圖）捕捉了一系列微解析度影像以涵蓋整 個地區。每一被捕捉之影像係藉由影像處理與缺陷 檢測來處理。在一或多個所捕捉之影像中，一缺陷 點720能以閃光燈與自動對焦之優點來加以檢測 出。檢測將該地區解析成一或多個缺陷點，因此完 成了依需求之A0I掃描。 欲藉由依需求之A0I特徵掃描之缺陷地區不需 要如同第7(a)圖與第7(b)圖之微線性地區。其他形 狀之地區亦可以。第7 (c)圖係繪示被這樣一軌道7 2 2 所涵蓋之一矩形區域，其為彎彎曲曲的。在這樣一 情況中，一適當的演算法決定了顯像頻道之一合理 掃描軌道以涵蓋地區。 本發明一特定實施例之功能性元件係繪示於第 \圖^中。起初，缺陷地區資訊81〇係被輸入系統中， 指定了無法被解析成個別缺陷點之地區。一掃描軌 道產生器815設計出一合適的執道以涵蓋具有微解 析度顯像的重疊晝格之地區，如同由缺陷地區資訊 810所指定者。如此產生的軌道驅動了一 x y階台控 制器8丨4且移動了 x_y階台818.(或承載有被檢測物 25 Ό .. °。件之平台）以將顯像頻道相對於所檢測物品件或 特料移動。一位置註冊器816與相關觸發邏輯817 後礙這被命令之移動，並產生同時發生的觸發訊號 第7(a)圖之714)。該訊號被饋入至顯像感應器 829 ^ z、一相關畫格抓取器838與閃光燈照明器826， g以執行該同時發生的影像擷取。在閃光照明之捕 捉過程中，一硬體對焦感應器824饋入一聚焦的品 質訊號（經由一選擇性的訊號調節器828 )至一動態 追鞭過濾器8 30。過濾器830依序產生一系列z_轴控 制器832用之設定點，其中該2_軸控制器832係驅 動z•軸移動階台834以關閉追蹤自動對焦控制迴 圈。s亥設定經由藉由調整物鏡至所檢測物品8 3 6的 矩離之整個影像捕捉流程而維持了最佳焦點。所捕 徒的畫格係站時地儲存在專用的晝格緩衝器840 中，且被一適當的影像處理與檢測次系統842所處 理。對於被解析成紀錄844、845、846的原始地區 解析度之結果係標記成個別的缺陷點，並完成了整 個流程。 使用在電路晶圓檢測或TFT LCD面板檢測的應 用領域之精確檢測與修復儀器典型地被配備有一光 學顯微鏡與顯像硬體，以用於缺陷再檢視目的。本 發明相機一般具有高放大率與解析度；然而，其亦 可以被配備有一不同放大率物鏡之轉臺以在旋轉時 變更放大率。 26 1373612 為了精確地找出並將所檢測與修復的物品地區 加以顯像，儀器必須使得標的物對準。這典J地: 藉由使用位於標的物上之找出與顯像對準標記。= 器可以具有用於執行該功能之一分離的光學系統。 而且，因為對準與再檢視功能係不與所建議的依需 求之AOI功能為同步的作動，顯像頻道在所 依需求之AOI期間為間置的。 ：^ 另一實施例係使用再檢視相機作為顯像頻道以 收集所需要用於依需求之A〇I檢測與定位之與 流。若再檢視系統僅具有一放大率，依需求之二 的速度是由該放大率所決定，且對於非常高解析度 之一再檢視相機而言可能會太慢而不具有實用又 然而，因為其為一完全自動化流程，^ ° 下可以被忍受。或者，再檢視相機' ”二情況 4有再檢視相機可具有不同解析 度之物鏡的轉臺。在這樣的情形中， 丹有通合姑士 t一物鏡是被依需求…次系統所選擇：執： 依需求之A0I系統之又一硬體實施例係 對準相機以作為顯像頻道以收集用於“ 檢測與定位之影像流。該對準相機在光學缺陷 仰啦某些例早φ亚 型地為具有適用於依需求之AOI掃γ^ 啊拘的—放大盎之 一單色相機，因此其對於工作為—良好選擇。 具有類似變化之其他實施例對於 域之人士而言係為明顯易得的，本立、〜技術領 且本文中並不詳細 27 1373612 描述。 本發明使用一可獲得的影像處理演算法以處理 自依需求之AOI掃描收集之影像流。用以處理影像 與檢測缺陷的特定演算法之特定細節並非本發明之 重點。然而’顯像頻道之放大率與解析度係根據所 的要^«測之最小缺陷的尺寸而被選擇。由於僅有— 由非AOI方法決定之受限區域藉由次系統被掃描， 一更局放大率與顯像解析度可與AOI系統相比較而 被使用’其中該AOI系統能執行掃明所檢測物品之 整個表面。因此，在缺陷檢測方法是根據傳統空間 比較/圖案扣除技術之情況中，不需要次像素對準方 法。其他光學過濾技術亦能被用作在依需求之a〇i 次系統上之缺陷檢測方式。 一扠正程序與演算法係被用以將依需求之a〇i 次系統整合至適當的平纟。這樣一演算法之特定細 即並非本發明之主題。然而，演算法能夠將相對於 所收集影像的缺陷座標與系統廣全面性座標相關 聯，使得所檢測物品可與非A〇I所檢測缺陷相關 聯、能被繪圖、能被一顯微鏡再檢視且能被顯示。 本發明已經以特定實施例加以說明。其他實施 例對於熟習該技術領域之人士而言係為明顯易得 的。因此’除了隨附申請專利範圍所指定者之外， 本發明並非是有所受限的。 28 1373612

【圖式簡單說明】 本發明將可由前述說明與所伴隨之圖式 瞭解，其中： 第1圖為進行測試之一物件的示意圖， 出缺陷的型式； 第2圖為包括一缺陷檢測系統與—缺陷 統之一流程圖； 第3圖為缺陷檢測儀器部份之更詳細流 第4圖顯示缺陷修復儀器部份之更詳細： 第5圖為根據本發明一實施例的一光學 置之一截面圖； 第6圖為根據本發明另一實施例的一光 裝置之一截面圖，其中係應用了硬體自動對 第7(a)-7(c)圖繪示出根據本發明之閃光 描顯像流程；以及 第8圖為本發明一特定實施例之整體結 意圖。 而更佳 其繪示 修復系 呈； ίΐ程； 顯像裝 學顯像 I ； 區域掃 構的示 【主要元件符號說明】 110 金屬突出 物 bite ) 112 ΙΤΟ 120 開路 114 ΙΤΟ突出 物 122 短路 116 金属 124 電晶體 118 鼠咬洞 (mouse 126 外來微粒 29 1373612 210 被檢測以尋找缺 318 再檢視？ 陷之物品：自生產 321 指派依需求之 線輸入 AOI 212 缺陷檢測系統 322 非AOI決定？ 214 缺陷？ 323 特定區域之影像 216 可修復？ 捕捉 218 缺陷修復系統 324 收集再檢視影像 220 替代製程 325 分析以找出缺陷 224 輸出至生產線 點 (下一流程步驟） 326 手動缺陷再檢視/ 226 輸出至生產線 分類 (不可修復的缺 328 自動缺陷再檢視 陷平板之替代流 /分類 程） 330 可修復？ 228 已修復？ 334 輸出至生產線 3 10 被檢測以尋找缺 (不可修復的缺 陷之物品：自生產 陷平板之替代流 線輸入 程） 312 使用非AOI方法 336 輸出至生產線 以檢測並找出缺 (修復儀器） 陷 338 路徑 314 缺陷？ 410 來自生產線的自 315 輸出 檢測輸入之物品 316 缺陷為一點？ 412 缺陷為一點？ 30 1373612

414 路徑 514 地區掃描影像捕 418 指派南解析度再 捉裝置 檢視顯微鏡 516 物鏡 420 收集再檢視影像 518 管鏡 421 指派依需 求 之 520 照明鏡 AOI 522 快速閃光燈 423 特定區域之影像 524 光束分割件 捕捉 526 顯微鏡物鏡 424 手動缺陷再檢視 528 照明軸 /分類 610 移動 425 分析以找出 缺 陷 612 自動對焦機構 點 614 鏡片 426 使用系統能 力 以 616 光束分割件 修復缺陷 710 視野 428 可修復？ 712 地區 430 輸出至生 產 線 714 觸發訊號 (不可修復 的 缺 716 移動路徑 陷平板之替 代 流 718 地區 程） 720 缺陷點 432 輸出至生 產 線 810 缺陷檢測資訊 (下一流程步驟） 812 掃描軌道產生器 500 地區掃描相機 814 χ-y階台控制器 510 中央光學軸 816 位置註冊器 5 12 相機結購配置 817 觸發邏輯 31 8181373612 828 830 832 834 836 838 840 842 844 x-y移動階台 訊號調節器 動態追蹤過濾器 z階台控制器 z移動階台 所檢測物品 影像晝格抓取器 晝格緩衝器 影像處理與缺陷 檢測 缺陷點資訊

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Claims (1)

1373612 H_94114758號申諳案申請專利範園倐正太 拾、申請專利範圍： / ι· 一種在用以檢測平面電子物品之缺陷檢測系統中檢 測該物品之方法’其中該缺陷檢測系統僅能夠辨識出包括 有該檢測物品上一異常地區的缺陷，且該系統包含—具有 5 足夠解析度的一光學顯像頻道以執行一隨選自動化光學檢 測（an automated optical inspection-on-demand )， 少包含以下步驟： 該方法至

執行一第一測試，以決定是否存在有一缺陷且該缺陷是 否能被解析成一點；若不能， 則在掃描該區域以將該區域解析成為至少一缺陷點的 同時，在藉由以至少一光脈衝之短時間照明而由光學顯像 頻道光干裝置捕捉該地區之區域影像以執行該地區之微 解析度光學再檢視時，執行該隨選自動化光學檢測。 15

2. 如申請專利範圍第 光脈衝為一系列脈衝，用 3. 如申請專利範圍第 當掃描時連續地自動對焦 之每一影像均為聚焦。 1項所述之方法，其中該至少— 以照明該地區中的複數個影像。 1項所述之方法，該方法更包含 於所檢測物品，藉以維持該物品 1· 20 τ喷寻刊圍第2項所述之方法，其中 陷點係解析自該地區之複數個影像。 5.如申請專利範圍第2項所述之方法， 30mm之一遠嬙心土 八干對於· 連續V撝速度而言，該照明之脈 微秒之持續時間。 有小 種在用以檢測平面電子物品之光學缺陷檢測/修復 33 1373612 ； 94114758號申請案申請專 系統中用以檢測該物品之設備’其中該缺陷^^统僅能 夠辨識出包括有所檢測該物品上—異常地區的缺陷該系 統並包含-具有足夠解析度的光學顯像頻道心執行一隨 選自動化光學檢測，該設備至少包含. -測試器，用以判定是否存在有—缺陷與該缺陷是否能 被解析成一點； 10 -隨選自動化光學檢測次系統，其係作 光學裝置至具有該缺陷的-地區，以捕捉並儲存具有該缺 陷的該地區之影像資料以找出至少_缺陷點，該次系統包 括具有-脈衝照明源的—微解析度區域顯像相機，其係叹 置來掃描舰區並當掃描該地區尋找缺陷時，操作來捕捉 被短持續時間的能量脈衝照明之區域影像。 15 :如申請專利範圍第6項所述之系統中，其中該能量 脈衝為—糸列脈衝’用以照明該地區t的複數個影像。 8·如申請專利範圍第6項所述之系統中，其中該次系 統更包3硬體自動對线構，用以當掃描 於所檢測物品。 β胃 9.如申請專利_第7項所述之系 20 含用以捕捉複數個畫格之複數糸統更。 ϋ遥當格白固旦格緩衝器，與用以將所 自該地區複數個影像解析成複數個缺陷點之一缺 陷偵測Is。 1〇.如申請專利範圍第7項所述之系統中，其中對於每 秒30mm之-連續掃描速度 於8微秒之持續時^ 顧明之脈衝具有-小 34 第94114758號申諳案申請專利範圍修正本_ | 11. 一種在用於檢測與修復平面電子物品之缺陷檢測/ 修復系統中用以檢測該物品之設備，其中該缺陷檢測系統 僅能夠辨識出包括有所檢測該物品上一異常地區的缺陷， 且包含一具有足夠解析度的光學顯像頻道用以執行一隨選 自動化光學檢測，該設備至少包含： 一測試器，用以判定是否存在有一缺陷與該缺陷是否能 被解析成一點； 一隨選自動化光學檢測次系統，其係可操作以指派該檢 測光學裝置至具有該缺陷的地區，以捕捉並儲存具有該缺 陷的該地區之影像資料以找出一缺陷點，該次系統包括具 有一脈衝照明源的一微解析度區域顯像相機，其係設置來 掃描該地區’並當掃描該地區尋找缺陷時’操作來捕捉被 短持續時間的能量脈衝照明之區域影像，以及一硬體自動 對焦感應器與控制器以當掃描時將該物品維持在恆定焦