TWI391650B - 基板品質測試器 - Google Patents

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Description

基板品質測試器
本發明是有關於一種基板品質測試器(substrate quality tester)，且特別是有關於一種在形成薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)及薄膜電晶體液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display,TFT-LCD)的彩色濾光片(color filter)的期間，檢測基板的邊緣缺陷、變色以及顏色變化，且檢測基板表面上的污點及刮痕、異物的存在、隆起的產生等等之基板品質測試器，並藉以不論基板的大小為何都可予以穩定地搬運。
眾所周知，薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)包括形成薄膜電晶體(TFT)之下基板、形成彩色濾光片之上基板、以及注入下基板與上基板之間的液晶。
若是形成薄膜電晶體(TFT)及彩色濾光片之基板，則當刮痕或粒子存在於其表面上時，薄膜可能不規則地沈積或蝕刻，以致產生液晶顯示器(LCD)的問題以及對處理室(process chamber)的損害等等。此外，若在基板的邊緣裂開或斷掉但未被偵測到的狀態下將基板輸入到處理室中，則基板可能斷掉且碎片可能吹散而污染處理室的內部。
因此，在插入基板且利用電漿(plasma)來進行蝕刻、濺鍍等等之習知製程之前，應該進行基板的完整品質檢測。
然而，習知之測試器與製造薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的製程所使用的裝置分別提供。當重複地進行 各種製程以完成薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)時，應該針對個別的製程分別進行基板的各種品質檢測。因此，習知之基板品質檢測花費許多時間而導致經濟問題。
此外，對於習知之基板表面的污點、刮痕、變色以及隆起檢測，觀察結果可能根據觀察者的主觀意識而互不相同以致難以進行精確的觀察。
因此，為了解決上述問題，本申請人已經提出申請韓國專利申請案第2006-30315號(以下稱之為先前專利)，且本發明為先前專利之改善。
為了解決上述及/或其他的問題，因此本發明的目的是提供一種基板品質測試器，藉由整合地提供此測試器安裝在基板搬運機器人(substrate conveyance robot)的機器人支撐框架(robot support frame)的一端，能夠解決由於基板的大小變化使其重量增加而導致基板搬運不穩定，穩定地進行基板表面的品質檢測，以及穩定地供應基板給處理設備。
本發明的上述及/或其他方面，可藉由提供基板品質測試器予以達成，其中包括：機器人支撐框架，藉由驅動零件(drive part)旋轉；以及機器人零件(robot part)，互相耦合在機器人支撐框架，根據機器人支撐框架的旋轉來抽取安裝在托盤(tray)上的基板，以及供應基板給處理設備，其中整合地提供檢測單元(inspection unit)給機器人支撐框架的一端，以便在基板通過時藉由機器人零件的交互移動， 即時地檢查基板的表面及邊緣的品質，該檢測單元受到控制單元(control unit)的控制以便綜合地測定基板是否受到損害。
檢測單元可包括：檢測框架(inspection frame)，具有供基板通過之通道，耦合在機器人支撐框架的一端或一頂端以伸出到外部；照明器(illuminator)，當基板通過通道時將光照射到基板；以及影像處理器(image processor)，當照明器照射光時將攝影基板的表面以傳送所攝影之影像到控制單元。
此外，檢測框架可更包括感應器(sensor)，當基板通過通道時將偵測基板的通道狀態。
並且，照明器可安裝於配置在檢測框架的基板通過之通道上的，或者於基板通過之檢測框架下方的機器人支撐框架中形成孔洞，照明器可安裝於此孔洞的下方。
此外，照明器可安裝於從機器人支撐框架的一端伸出到機器人支撐框架的外部之檢測框架的下方。
此外，影像處理器可包括：中央攝影機(center cameras)，檢測通過檢測框架之基板的兩端的邊緣缺陷；以及至少一對側邊攝影機(side cameras)，對稱地配置在中央攝影機的兩邊，以檢測連接基板的兩端之兩端表面的邊緣缺陷。
並且，中央攝影機及側邊攝影機可以是線掃描(line scan)電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)攝影機。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
現在將詳細地參考本發明的實施例，其例子繪示於附圖之中。
圖1是依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的平面圖，圖2是依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的側視圖，圖3是依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的前視圖，以及圖4是解釋依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的操作狀態之方塊圖。
圖5是往前推進之依照本發明之一實施例之一種機器人零件的平面圖，圖6是往前推進之依照本發明之一實施例之一種機器人零件的側視圖，圖7是抽取基板之依照本發明之一實施例之一種機器人零件的側視圖，以及圖8是依照本發明之一實施例之一種處理設備的基板供應狀態之側視圖。
圖9是解釋依照本發明之一實施例之一種照明器的安裝位置之示意圖，以及圖10是解釋依照本發明之一實施例之一種照明器的其他安裝位置之示意圖。
參照圖1至圖10，依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器包括，機器人支撐框架10、機器人零件20、檢測單元30以及控制單元40。
機器人支撐框架10具有旋轉軸(rotary shaft)(而非shaft)，且設定成在控制單元40的控制下藉由驅動零件M1的驅動力在某方向旋轉。
這時候，雖然未繪示，但是耦合機器人零件20之軌道零件(rail part)將安裝於機器人支撐框架10的平坦表面。
機器人零件20包括抽取桿(extraction rod)21，當機器人支撐框架10旋轉時，將抽取安裝在托盤200上的基板100，並且供應基板給處理設備300。抽取桿21將耦合在機器人支撐框架10的平坦表面，以便在別的機器人控制器(未繪示)的控制下沿著軌道零件交互移動。
當基板100由機器人零件20的交互移動通過時，檢測單元30將即時地檢查基板100的表面及邊緣的品質。檢測單元30包括檢測框架31、照明器32以及影像處理器33整合地安裝在機器人支撐框架10的一端。
檢測框架31被安裝成從機器人支撐框架10的一端或一頂端伸出並形成基板100通過之通道。
當基板100通過檢測框架31所提供的通道時，照明器32在控制單元40的控制下將光照射到基板100。照明器32可安裝於配置在基板100通過之通道上的檢測框架31，但是並未侷限於此，如圖9及圖10所示，可安裝於位在基板100通過之檢測框架31的通道的下方之機器人支撐框架10的下方。
亦即，如圖9所示，若檢測框架31耦合在機器人支撐框架10的末端，則在形成孔洞11於機器人支撐框架10的末端中之後，照明器32將安裝於孔洞11的下方，或者如圖10所示，在由機器人支撐框架10的末端伸出檢測框架31之後，照明器32可安裝於伸出到外部的檢測框架31 的下方。
影像處理器33依靠照明器32的光照射來攝影基板100的表面。影像處理器33包括中央攝影機c1，用以檢測通過檢測框架的通道之基板100的兩端的邊緣缺陷、污點、刮痕、異物以及變色，並且包括至少一對側邊攝影機c2，用以檢測中央攝影機c1無法辨識之基板100的兩端的邊緣缺陷、污點、刮痕、異物以及變色。中央攝影機c1及側邊攝影機c2是線掃描電荷耦合元件(CCD)攝影機。
這時候，影像處理器33所包括的中央攝影機c1及側邊攝影機c2，在照明器32安裝於檢測框架31的上表面時，將安裝於位在檢測框架31的通道的下方之機器人支撐框架10，或者在照明器32安裝於機器人支撐框架10或檢測框架31的下方時，將安裝於檢測框架31的上表面。
當基板100通過檢測框架31所提供的通道時，安裝於檢測框架31的感應器34將偵測基板100的通過且傳送此偵測訊號到控制單元40。
控制單元40根據感應器34所偵測的訊號，來輸出控制訊號且綜合地決定對基板100的損害。控制單元40將設定成根據控制訊號來決定檢測單元30所包括的照明器32及影像處理器33的開/關(ON/OFF)操作。同時，控制單元40分析影像處理器33所包括的中央攝影機c1及側邊攝影機c2所攝影的影像資訊，且測定基板100的表面的品質，亦即基板100的邊緣缺陷、污點、刮痕、異物、變色、顏色變化以及隆起之產生。
依照本發明之一實施例之實施例操作將參考圖1至圖10予以說明。
首先，在將基板100放置於托盤200上以進行處理的狀態下，當根據機器人控制器(未繪示)所輸出的控制訊號來驅動驅動零件M1時，機器人支撐框架10將根據驅動零件M1的驅動力，繞著旋轉軸朝托盤200的方向來旋轉。
其次，當機器人控制器(未繪示)輸出其他的控制訊號到耦合機器人支撐框架10之機器人零件20時，機器人零件20將沿著位於機器人支撐框架10的平坦表面上之軌道零件朝向托盤200移動。這時候，形成於機器人零件20之抽取桿21將從托盤200抽取基板100，而不論其大小為何。
然後，當機器人控制器輸出其他的控制訊號，以便依相反的方向操作驅動零件M1時，機器人支撐框架10將藉由驅動零件M1的相反驅動力繞著旋轉軸旋轉以返回其原始位置，亦即，朝向處理設備300旋轉。
接著，當機器人控制器輸出其他的控制訊號到機器人零件20時，機器人零件20將沿著位於機器人支撐框架10的平坦表面上之軌道零件向後移動，以便將基板100穩定地輸入到處理設備300。
當機器人零件20向後移動時，基板100將通過安裝於機器人支撐框架10的一端之檢測單元30的檢測框架31所提供的通道。此外，在機器人零件20向後移動的狀態下，當基板100在控制單元40的控制下朝向處理設備300 移動以通過檢測框架31所提供的通道時，檢測單元30將在控制單元40的控制下檢查基板100的品質。
亦即，當基板100通過檢測框架31所提供的通道時，感應器34將偵測基板100的通過以便予以送到控制單元40。
控制單元40控制檢測單元30所包括的照明器32的放射，因而照明器32照射某種數量的光到基板100。
其次，檢測單元30所包括的影像處理器33的中央攝影機c1及側邊攝影機c2，攝影基板100的表面狀態以便予以送到控制單元40。然後，控制單元40由所攝影之影像的資訊綜合地檢測基板100的邊緣缺陷、污點、刮痕、變色、顏色變化以及隆起之產生。
亦即，中央攝影機c1攝影通過檢測框架31的通道之基板100的兩端，而與中央攝影機c1相對稱地安裝之至少一對側邊攝影機c2，則攝影連接中央攝影機c1可辨識的基板100的兩端之中央攝影機c1無法辨識的基板100的末端表面。
然後，控制單元40數位地編碼影像資訊，且計算此碼以測定基板100究竟是好或壞。
在此，當上述數學比較值超過使用者所指定的許可範圍時，控制單元40將測定基板100的邊緣缺陷、污點、刮痕、異物或變色是不良的。
同時，如圖11所示，本發明的檢測單元具有供基板100通過之通道，且可包括安裝於由機器人支撐框架10的 一端或一頂端伸出之檢測框架31之雷射產生器(laser generator)51及雷射偵測器(laser detector)52。因此，能夠利用雷射產生器51及雷射偵測器52來進行檢測基板100的側表面的裂縫及基板100在其短軸(minor axis)方向上的異常。
亦即，在圖11中，雷射產生器51以預定角度安裝於基板100通過之檢測框架31的通道上，以便照射雷射光束到基板100。雷射偵測器52以與雷射產生器51有關的預定角度安裝於基板100通過之檢測框架31，以便從雷射產生器51照射到基板100之雷射由側表面以及短軸方向反射且所反射之雷射可被收集。
因此，能夠藉由基板100所反射的雷射的距離變化來測定在基板的短軸上是否有缺陷以及基板100的裂縫(尤其側表面)。
以下，圖1至圖10之相同的參考數字表示相同的元件，因而其說明將不予以重複。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
綜上所述，本發明之基板搬運機器人與測試器整合地提供之機器人支撐框架可改善由於基板的大小變化使其重量增加而導致基板搬運不穩定，穩定地進行基板表面的品質檢測，以及穩定地供應基板給處理設備。
10‧‧‧機器人支撐框架
11‧‧‧孔洞
20‧‧‧機器人零件
21‧‧‧抽取桿
30‧‧‧檢測單元
31‧‧‧檢測框架
32‧‧‧照明器
33‧‧‧影像處理器
34‧‧‧感應器
40‧‧‧控制單元
51‧‧‧雷射產生器
52‧‧‧雷射偵測器
100‧‧‧基板
200‧‧‧托盤
300‧‧‧處理設備
C1‧‧‧中央攝影機
C2‧‧‧側邊攝影機
M1‧‧‧驅動零件
圖1是依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的平面圖。
圖2是依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的側視圖。
圖3是依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的前視圖。
圖4是解釋依照本發明之一實施例之一種基板品質測試器的操作狀態之方塊圖。
圖5是往前推進之依照本發明之一實施例之一種機器人零件的平面圖。
圖6是往前推進之依照本發明之一實施例之一種機器人零件的側視圖。
圖7是抽取基板之依照本發明之一實施例之一種機器人零件的側視圖。
圖8是依照本發明之一實施例之一種處理設備的基板供應狀態之側視圖。
圖9是解釋依照本發明之一實施例之一種照明器的安裝位置之示意圖。
圖10是解釋依照本發明之一實施例之一種照明器的其他安裝位置之示意圖。
圖11是依照本發明之另一實施例之一種檢測單元的示意圖。
10‧‧‧機器人支撐框架
20‧‧‧機器人零件
21‧‧‧抽取桿
31‧‧‧檢測框架

Claims (9)

  1. 一種基板品質測試器，包括：機器人支撐框架，藉由驅動零件旋轉；以及機器人零件，互相耦合在所述機器人支撐框架，根據所述機器人支撐框架的旋轉來抽取安裝在托盤上的基板，以及供應所述基板給處理設備，其中在所述機器人支撐框架的一端整合地提供檢測單元，以便在所述基板藉由所述機器人零件的交互移動通過時，即時地檢查所述基板的表面及邊緣的品質，以及所述檢測單元受到控制單元的控制，以便綜合地測定所述基板是否受到損害。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板品質測試器，其中所述檢測單元包括：檢測框架，具有供所述基板通過之通道，且耦合在所述機器人支撐框架的一端或一頂端以伸出到外部；照明器，當所述基板通過所述通道時將光照射到所述基板；以及影像處理器，當所述照明器照射所述光時，將攝影所述基板的表面，以傳送所攝影之影像到所述控制單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板品質測試器，其中所述檢測單元包括檢測框架，所述檢測框架具有供所述基板通過之通道，且耦合在所述機器人支撐框架的一端或一頂端以伸出到外部，以及所述檢測框架包括安裝於其中之雷射產生器及雷射 偵測器。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之基板品質測試器，其中所述檢測框架更包括感應器，當所述基板通過所述通道時將偵測所述基板的通過狀態。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之基板品質測試器，其中所述照明器安裝於配置在所述檢測框架的所述基板通過之所述通道上。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之基板品質測試器，其中於所述機器人支撐框架的一端形成孔洞，且所述照明器安裝在所述孔洞的下方。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之基板品質測試器，其中所述照明器安裝在從所述機器人支撐框架的一端伸出到所述機器人支撐框架的外部之所述檢測框架的下方。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之基板品質測試器，其中所述影像處理器包括：中央攝影機，檢測通過所述檢測框架之所述基板的兩端的邊緣缺陷；以及至少一對側邊攝影機，對稱地配置在所述中央攝影機的兩邊，以檢測連接所述基板的兩端之兩端表面的邊緣缺陷。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之基板品質測試器，其中所述中央攝影機及所述側邊攝影機是線掃描電荷耦合元件(CCD)攝影機。
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