TWI633300B - 薄膜電晶體面板缺陷之檢測方法及其裝置 - Google Patents

薄膜電晶體面板缺陷之檢測方法及其裝置 Download PDF

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Abstract

本發明揭露一種薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)面板缺陷之檢測方法及其裝置,該方法包括施加電壓至面板之線路,其中該線路包含複數個位置,利用熱像儀掃描複數個位置,以獲得複數個位置之複數筆溫度影像資料,以及比對複數筆溫度影像資料與正常溫度影像資料以檢測出異常影像資料,當判斷該異常影像資料所代表之相對應位置之溫度高於使用者設定值時,即將與各異常影像相對應的所有位置標示為存有缺陷之位置,俾利於進行後續製程。

Description

薄膜電晶體面板缺陷之檢測方法及其裝置
本發明為一種薄膜電晶體面板缺陷之檢測方法及其裝置,尤指一種利用熱像儀對面板上的線路進行掃描之缺陷檢測方法及其裝置。
目前台灣的面板業是以薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)為主,其利用一片TFT面板與另一片彩色濾光片(Color Filter,CF)相貼合後,再灌入液晶而形成。其製程包括陣列(Array)段之前段及面板(Cell)組裝之後段,而TFT面板(Panel)在製作的過程中,必須先使用一種電性檢測設備對其缺陷進行檢測,俾確保產品的品質無虞。請參閱第一圖,顯示出針對一TFT面板10缺陷的非接觸式之檢測技術,是使用一個感應器頭(sensor head)11做為一給電電極,並利用交流電施加約500V(視產品及使用者設定)的電壓至一線路12,而感應器頭11與線路12之間保持有一段150~100μm的距離DP,即利用此空間的空氣當作介質,然後利用電容原理產生微小的感應電流,並在感應它的微 小電流之後,經過一非接觸式之接收電極13及一放大器14放大信號,即可輸出相對應的電壓。當檢測出線路15有出現如第二圖所示之一訊號變化SC時,即得以檢測出線路15中具有此斷線(Open)或短路(Short)的缺陷(Defect)之位置20。
請參閱第三圖,顯示出另一種對一TFT面板30缺陷的接觸式檢測技術,是使用位於探針台(Prober)上的一個探針(Probe)31做為一給電電極,並利用直流電(DC)施加約20V(視產品及使用者設定)的電壓至一線路32,而此探針31與線路32是直接接觸以感應線路的電壓或電流,經過另一探針33做為一接收電極及一放大器34放大信號。當檢測出線路32有出現如第四圖所示之一訊號變化SC時,即得以檢測出線路35是具有此斷線(Open)或短路(Short)之缺陷(Defect)位置40,此是一種最正常的作法。請參閱第五圖,顯示出另一種對一TFT面板50缺陷的接觸式檢測技術,是使用一個探針51做為一給電電極,並利用交流電施加電壓至一線路52,探針51與線路52是直接接觸的,但是在接收電極的部分則改為一非接觸式之接收電極53及一放大器54放大信號。
然而以上三種檢測方式仍有其無法克服的缺點,包括:外圍線路的斷線及短路缺陷、驅動IC線路缺陷(GOA)、畫素線路區斷線及短路缺陷與如第六圖所示的線路61、62之一微斷線63的缺陷等四種,其中微斷線63可能是一些顆粒(Particle)等雜質而造成的,其原本是屬於圖 案(Pattern)的一部份,經清洗機清洗而剝離掉落,當施加一驅動電壓V至線路61、62時(虛線DR表示電流方向),由於電流在尚未中斷但已缺掉一大片而僅剩下一絲絲的微斷線63處仍然是流得過去,因此在正常方式下是檢測不出來的,但是微斷線63處在後續製程或是在製成產品後經使用者長期使用後將可能因為太強的高壓驅動它而旋即崩潰或斷掉。
上述的四種缺陷在Array段並不易檢測出,通常會在Cell段之點燈站點才發現缺陷,而在Cell段點燈站雖可檢出缺陷,但修補的良率卻是偏低的。況且斷線的缺陷於面板修補站(Cell Repair)是無法進行修補,因為斷線的缺陷需於Array段中的雷射化學氣相沉積(Laser CVD)段才可進行修補,至於短路的缺陷雖可在Cell Repair進行修補,但相對於Array段,在此Repair修補的成功率是偏低的。
職是之故,如何解決在Array段時四種缺陷檢出不易之問題,經發明人致力於實驗、測試及研究後,終於獲得一種薄膜電晶體面板缺陷之檢測方法及其裝置,除了有效地檢出在Array段的四種缺陷之外,亦能兼具有提高修補良率之功效。亦即本發明所欲解決的課題即為如何克服在Array段的線路之斷線及短路缺陷不易檢測出的問題,而使得線路之斷線及短路缺陷在Array段就能進行修補,又如何克服存有缺陷的位置需予以定位之問題,以及如何克服依循修補路徑對缺陷位置進行修補的問題等。
本發明揭露一種薄膜電晶體(TFT)面板缺陷之檢測方法,包括施加一電壓至該面板之一線路,其中該線路包含複數個位置,利用一熱像儀掃描該複數個位置,以獲得該複數個位置之複數筆溫度影像資料,以及比對該複數筆溫度影像資料與一正常溫度影像資料以檢測出一異常影像資料,當判斷該異常影像資料所代表之一相對應位置之一溫度高於一使用者設定值時,即將與各該異常影像相對應的所有該位置標示為存有缺陷之位置,俾利於進行一後續製程。
又按照一主要技術的觀點來看,本發明還揭露一種印刷電路板(PCB)缺陷之檢測方法,包括施加一電壓至該電路板之一線路,其中該線路包含複數個位置,利用一熱像儀掃描該線路之複數個位置,以獲得各該複數個位置之一相對應複數筆溫度影像資料,以及比對各該相對應複數筆溫度影像資料與一正常溫度影像資料以檢測出一異常影像資料,當該異常影像資料所代表之一特定該位置之溫度高於一使用者設定值時,即將與該異常影像所相對應的該位置標示為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
如按照其他可採行的觀點,本發明還揭露一種半導體之缺陷檢測方法,其中該半導體具一線路,且該線路包含複數個位置,該方法包括使該線路通電,逐一量測各該位置溫度,以獲得該複數個位置之複數筆溫度影像 資料,以及比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
本案亦可以為一種檢測一半導體是否存有缺陷之裝置,其中該半導體具一線路,且該線路包含複數個位置,該裝置包括一通電元件,用以通電該線路,一量測元件,用以逐一量測各該位置溫度,以獲得各該位置之一溫度資料,以及一比對元件,用以比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,俾當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
10‧‧‧TFT面板
11‧‧‧感應器頭
12‧‧‧線路
DP‧‧‧距離
13‧‧‧接收電極
14‧‧‧放大器
15‧‧‧線路
20‧‧‧缺陷之位置
30‧‧‧面板
301‧‧‧通電元件
31‧‧‧探針
32‧‧‧線路
33‧‧‧探針
34‧‧‧放大器
35‧‧‧線路
40‧‧‧缺陷之位置
50‧‧‧TFT面板
51‧‧‧探針
52‧‧‧線路
53‧‧‧接收電極
54‧‧‧放大器
61、62‧‧‧線路
63‧‧‧微斷線
71、72‧‧‧外圍線路
721、722‧‧‧位置
75‧‧‧熱像儀
81、82、83‧‧‧外圍線路
84、85‧‧‧缺陷
91、92‧‧‧修補路徑
110‧‧‧龍門結構
111‧‧‧熱像儀
112‧‧‧產品
113‧‧‧工作平台
114‧‧‧探針台
115‧‧‧顯微鏡
116‧‧‧調焦對位相機
第一圖:是習知的TFT面板缺陷之非接觸式檢測技術之側視示意圖;第二圖:是第一圖中的檢測技術於發現缺陷時之側視示意圖;第三圖:是習知的TFT面板缺陷之接觸式檢測技術之側視示意圖;第四圖:是第三圖中的檢測技術於發現缺陷時之側視 示意圖;第五圖:是習知的TFT面板缺陷之接觸式及非接觸式混合檢測技術之側視示意圖;第六圖:是習知的TFT面板之正常線路與具有微斷線缺陷的線路之俯視示意圖;第七圖:是本發明較佳實施例之薄膜電晶體(TFT)面板缺陷的檢測方法中的外圍線路之俯視示意圖;第八圖:是存在於外圍線路之間的缺陷之俯視示意圖;第九圖:是依據缺陷位置座標而擬定的修補路徑之俯視示意圖;第十圖:是外圍線路經熱像儀掃描後具有異常影像的部位之照片;以及第十一圖:是裝設在龍門結構上的熱像儀進行掃描及移動之俯視示意圖。
為了讓習知的四種缺陷在Array段即能被檢出,本發明提出以下的薄膜電晶體(TFT)面板缺陷之檢測方法及其裝置。
請參閱第三及第七圖,顯示出本發明較佳實施例之一種薄膜電晶體(TFT)面板30及其缺陷檢測方法中的外圍線路71、72,包括利用探針31以接觸面板30之線路(例如:外圍線路71,72),進而施加電壓至該線路,該 電壓來自於通電元件301,其中線路72包含複數個位置721,722,利用熱像儀(Thermal imager)75掃描複數個位置721,722,以獲得複數個位置721,722之複數筆溫度影像資料,以及比對該複數筆溫度影像資料與正常溫度影像資料以檢測出異常影像資料,當判斷該異常影像資料所代表之相對應位置(例如:位置722)之溫度高於使用者設定值時,即將與各該異常影像相對應的所有該位置標示為存有缺陷之位置(例如:位置722),俾利於進行後續製程。
該線路除了可以是外圍線路之外,亦可以為驅動IC線路或畫素區線路,且該存有缺陷之位置具有斷線缺陷、短路缺陷或微斷線缺陷。該正常溫度影像資料係對應於該使用者設定值,該驅動IC線路係採用陣列基板閘極驅動技術(Gate Driver on Array,GOA)製作而成。請參閱第八圖,顯示出外圍線路81、82、83之間,其中存在有缺陷84、85。請參閱第九圖,操作者為該存有缺陷之位置標定出座標,該座標係用於該後續製程之定位及擬定修補路徑91、92(如圖中的虛線範圍所表示者),該檢測方法更包括依循修補路徑91、92對該存有缺陷之位置進行雷射(Laser)修補。請參閱第十圖,為外圍線路經熱像儀75檢測掃描後之影像照片,在右側有一個白色鑰匙狀的凸出線路,其周圍呈現出紅色,即代表該位置的線路溫度是異常的。
請參閱第十一圖,其示出在龍門結構110上裝設有二個熱像儀(Thermal imager)111,先將產品112(圖 中以虛線表示)載入工作平台113上,探針即可接觸產品112的線路,X軸行程(Stage X)的左右箭頭方向即為熱像儀111向右掃描及向左移動的方向,Prober 114架設的方式當需視產品的線路設計而定,而顯微鏡(Micro Scope)115則裝設在左側,在右上方及右下方各裝設有調焦對位相機(Alignment Camera)116,且圖中的左右雙箭頭及上下雙箭頭皆分別指示出相關裝置的移動方向。本發明的設計概念是利用電流的熱效應:在自由電子流動時,原子(指原子核和其所束縛的電子)並未移動,只是在固定的晶格位置上做往復的振動。當電子在流動過程中,會和原子產生碰撞,結果電子的動能減少,而使原子的振動加劇,因此使導線的溫度增加,此就是電流的熱效應。
又電阻的原理是:自由電子因碰撞以致運動的速率減慢,就好像水流遇到障礙物受到阻力減速一樣,我們稱導線具有電阻。且歐姆定律:1826年德國學者歐姆(1789-1854)發現導體兩端的電壓和流經其中的電流成正比,此關係稱為歐姆定律。電阻的單位稱為歐姆(ohm,符號為Ω),1歐姆=1伏特/安培,或1Ω=1V/A。V=I R。就能量的觀點而言,電流流經導體時所產生的熱能,實際上就是由電能轉化而來。若導體的電阻為R,則該導體因電流通過所消耗電能的電功率P,利用歐姆定律,可用電阻表示如下:P=I2 R=I V。從上式可看出,以相同的電流通過不同電阻的導體,所產生的熱能和電阻成正比。本發明即利用上述原理,在TFT面板外圍線路施加電壓(電 壓需視各產品線路阻值調整),使線路產生熱能。正常線路與異常線路會因為阻值差異,進而產生熱能上的差異,故利用此點差異捕捉缺陷位置。
本發明的檢測方式亦適用於印刷電路板,該印刷電路板(PCB)缺陷之檢測方法包括施加一電壓至該電路板之一線路,其中該線路包含複數個位置,利用一熱像儀(如第七圖中標號為75者)掃描該線路之複數個位置,以獲得各該複數個位置之一相對應複數筆溫度影像資料,以及比對各該相對應複數筆溫度影像資料與一正常溫度影像資料以檢測出一異常影像資料,當該異常影像資料所代表之一特定該位置之溫度高於一使用者設定值時,即將與該異常影像所相對應的該位置標示為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
如按照其他可採行的觀點,本發明亦是一種半導體(例如:TFT面板30)之缺陷檢測方法,其中該半導體具一線路(例如:外圍線路71、72),且線路72包含複數個位置721,722,該方法包括使線路72通電,逐一量測各該位置溫度(例如:利用一熱像儀75進行掃描之量測),以獲得該複數個位置721,722之複數筆溫度影像資料,以及比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置(例如:位置722)為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。當然,此時的檢測方法 更可以包括利用熱像儀75掃描以量測各該位置溫度,其中該參考溫度影像資料係為一正常溫度影像資料。
本案亦可以為一種檢測一半導體(例如:TFT面板30)是否存有缺陷之裝置,其中該半導體具一線路(例如:外圍線路71、72),且線路72包含複數個位置721,722,該裝置包括一通電元件301,用以通電線路72,一量測元件(例如:熱像儀75),用以逐一量測各該位置溫度,以獲得各位置721,722之一溫度資料,以及一比對元件(例如:一應用軟體,圖中未示出),用以比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,俾當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置(例如:位置722)為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
實施例
1.一種薄膜電晶體(TFT)面板缺陷之檢測方法,包括施加一電壓至該面板之一線路,其中該線路包含複數個位置,利用一熱像儀掃描該複數個位置,以獲得該複數個位置之複數筆溫度影像資料,以及比對該複數筆溫度影像資料與一正常溫度影像資料以檢測出一異常影像資料,當判斷該異常影像資料所代表之一相對應位置之一溫度高於一使用者設定值時,即將與各該異常影像相對應的所有該位置標示為存有缺陷之位置,俾利於進行一後續製程。
2.如實施例1所述的檢測方法,更包括利用一探針以 接觸該線路,進而施加該電壓。
3.如實施例1或2所述的檢測方法,其中該存有缺陷之位置具有一座標,該座標係用於該後續製程之一定位及擬定一修補路徑。
4.如實施例1~3中任一實施例所述的檢測方法,更包括依循該修補路徑對該缺陷位置進行一雷射修補。
5.如實施例1~4中任一實施例所述的檢測方法,其中該線路係為一外圍線路、一驅動IC線路或一畫素區線路,且該存有缺陷之位置具有一斷線缺陷、一短路缺陷或一微斷線缺陷。
6.如實施例1~5中任一實施例所述的檢測方法,其中該正常溫度影像資料係對應於該使用者設定值,該驅動IC線路係採用一陣列基板閘極驅動技術(GOA)製作而成。
7.一種印刷電路板(PCB)缺陷之檢測方法,包括施加一電壓至該電路板之一線路,其中該線路包含複數個位置,利用一熱像儀掃描該線路之複數個位置,以獲得各該複數個位置之一相對應複數筆溫度影像資料,以及比對各該相對應複數筆溫度影像資料與一正常溫度影像資料以檢測出一異常影像資料,當該異常影像資料所代表之一特定該位置之溫度高於一使用者設定值時,即將與該異常影像所相對應的該位置標示為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
8.一種半導體之缺陷檢測方法,其中該半導體具一線 路,且該線路包含複數個位置,該方法包括使該線路通電,逐一量測各該位置溫度,以獲得該複數個位置之複數筆溫度影像資料,以及比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
9.如實施例8所述的檢測方法,更包括利用一熱像儀掃描以量測各該位置溫度,其中該參考溫度影像資料係為一正常溫度影像資料。
10.一種檢測一半導體是否存有缺陷之裝置,其中該半導體具一線路,且該線路包含複數個位置,該裝置包括一通電元件,用以通電該線路,一量測元件,用以逐一量測各該位置溫度,以獲得各該位置之一溫度資料,以及一比對元件,用以比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,俾當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
綜上所述,本發明確能以一新式的設計,藉由利用熱像儀掃描該複數個位置,而獲得在通電的線路上有溫度出現異常的影像資料,並且所運用的缺陷位置之座標分析的模式,果能獲致應用於後續製程之定位及擬定修補路徑的功效。故凡熟習本技藝之人士,得任施匠思而為 諸般修飾,然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

Claims (10)

  1. 一種薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)面板缺陷之檢測方法,包括:施加一電壓至該面板之一線路,其中該線路包含複數個位置;利用一熱像儀掃描該複數個位置,以獲得該複數個位置之複數筆溫度影像資料;以及比對該複數筆溫度影像資料與一正常溫度影像資料以檢測出一異常影像資料,當判斷該異常影像資料所代表之一相對應位置之一溫度高於一使用者設定值時,即將與各該異常影像相對應的所有該位置標示為存有缺陷之位置,俾利於進行一後續製程。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法,更包括利用一探針以接觸該線路,進而施加該電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法,其中該存有缺陷之位置具有一座標,該座標係用於該後續製程之一定位及擬定一修補路徑。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之檢測方法,更包括依循該修補路徑對該缺陷位置進行一雷射(Laser)修補。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法,其中該線路係為一外圍線路、一驅動IC線路或一畫素區線路,且該存有缺陷之位置具有一斷線缺陷、一短路缺陷或一微斷線缺陷。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之檢測方法,其中該正常溫度影像資料係對應於該使用者設定值,該驅動IC線路係採用一陣列基板閘極驅動技術(Gate Driver on Array,GOA)製作而成。
  7. 一種印刷電路板(PCB)缺陷之檢測方法,包括:施加一電壓至該電路板之一線路,其中該線路包含複數個位置;利用一熱像儀掃描該線路之複數個位置,以獲得各該複數個位置之一相對應複數筆溫度影像資料;以及比對各該相對應複數筆溫度影像資料與一正常溫度影像資料以檢測出一異常影像資料,當該異常影像資料所代表之一特定該位置之溫度高於一使用者設定值時,即將與該異常影像所相對應的該位置標示為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
  8. 一種半導體之缺陷檢測方法,其中該半導體具一線路,且該線路包含複數個位置,該方法包括:使該線路通電;逐一量測各該位置溫度,以獲得該複數個位置之複數筆溫度影像資料;以及比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之檢測方法,更包括利用一熱像儀掃描以量測各該位置溫度,其中該參考溫度影像資料係為一正常溫度影像資料。
  10. 一種檢測一半導體是否存有缺陷之裝置,其中該半導體具一線路,且該線路包含複數個位置,該裝置包括:一通電元件,用以通電該線路;一量測元件,用以逐一量測各該位置溫度,以獲得各該位置之一溫度資料;以及一比對元件,用以比對各該複數筆溫度影像資料與一參考溫度影像資料以檢測出一異常影像,俾當各該異常影像之溫度資料與該參考溫度之差大於一使用者設定值時,即判斷各該溫度資料所對應之各該位置為一缺陷位置,俾利於進行一後續製程。
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