[发明专利]自动聚焦跟踪系统

说明书

相关申请的交叉参考

根据35 U.S.C 119(e)，本申请要求于2005年1月21日提交的题为 “自动聚焦跟踪系统”的第60/646,119号美国申请的优先权，该申请的 全部内容在此通过引用而并入本文。

发明背景

本发明涉及基于液晶(LC)技术的平板显示器，更具体地说，涉及 对组成这种显示器的组件的检验。

在LC显示器制造过程中，大型清晰的薄玻璃板被用作基底，以 沉积薄膜晶体管(TFT)阵列。通常，一个玻璃基板内包含几个独立 的TFT阵列，因而常常称作TFT面板。

通过一系列过程来完成TFT图案沉积，在每个过程中，在先前的 层(或玻璃)上方沉积一种特殊的物质(例如金属、铟锡氧化物(ITO)、 晶体硅、无定形硅等)。每个过程通常包括多个步骤，例如沉积、形 成掩模、蚀刻、剥离等。

在每个过程中以及每个过程所包含的各种步骤中，可能会出现很 多生产缺陷，而这些缺陷可能会影响最终的LCD产品的电学和/或光 学性能。如图1所示，所述缺陷包括但不限于以下几个方面：ITO112 中的金属突起110，金属116中的ITO突起114，所谓的蚀刻缺口118； 断路120；晶体管124中的短路122，以及杂质粒子126。其它缺陷包 括掩模问题、以及过蚀刻或蚀刻不足。

即使TFT沉积过程受到严格的控制，缺陷的出现仍然是不可避免 的。这样就会限制产量，同时也会对生产成本造成不利的影响。通常， 在重要的沉积过程之后使用一个或多个自动光学检验(AOI)系统对 TFT阵列进行检验，并且通过一种被称作阵列检验器(AC)的光电检 验机器来测试经检验的TFT阵列。一般情况下，AOI与AC系统提供 缺陷坐标；但是它们并不提供高分辨率的图像，而高分辨率的图像却 是将缺陷归类为消光杂质、可修复的缺陷或者仅仅是不影响TFT阵列 性能的缺陷(所谓的过程缺陷)所必需的。缺陷坐标信息被传送给TFT 阵列修复工具，TFT阵列修复工具也称作阵列补救器(AS)，按照惯 例，上述缺陷的分类是由TFT阵列修复机器的操作者来完成的。

每个面板的平均缺陷数量都可能会随着TFT阵列生产制造商和生 产制造设备的不同而有所改变。通常对于每个第七代面板来说，TFT 阵列装配线内的缺陷检查及修复能力的大小为处理300-400个缺陷。 通常假定每个面板有5％-10％的缺陷需要修复。

由于TFT阵列部件通常非常微小(通常子像素大小为80× 240μm)，所以为了确定缺陷是否是可修复的而使用显微镜来进行缺 陷检查。相对于面板的尺寸(通常为2.1×2.4m)来说，显微镜的视场 较小(在100×100μm到2×2mm的范围内变化)。如图2所示，显 微镜安装在精密的XY载物台上，以便能够将显微镜从一个缺陷派遣 到另一个缺陷。从早期由AOI和AC检验系统执行的检验过程中可以 获知缺陷坐标。在缺陷检查及修复期间，凭借真空卡盘使得玻璃板在 XY载物台下方保持固定。在检查之后，通常借助于激光微调、激光 焊接或通过桥接明线缺陷(通常利用化学汽相沉积(CVD)技术)来 处理可修复的缺陷。

当使用高放大倍率时，显微镜的焦深范围能够小到例如+/-0.6微 米。例如由于(a)面板尺寸相对较大、(b)面板厚度的变化、(c) 在检验/修复过程中非零Z随着在X和Y方向移动而发生变化、以及 (d)在面板的宽阔区域上方的面板固定器(卡盘)中的非零Z的变 化，相对于检验或修复光学器件来说，维持面板的Z位置是困难的。 因此，在将显微镜分配到新的缺陷位置之后，显微镜需要重调焦距以 便为缺陷检查提供清晰图像以及使其能够获得所需的激光光斑尺寸， 从而便于进行适当的激光微调。因此，显微镜的聚焦始终在新的缺陷 位置执行，并且是自动进行的。通常自动聚焦动作的持续时间大约为 秒级。在这段期间，仪器既不用来进行缺陷检查，也不用来进行激光 微调，从而仪器保持空闲状态。对于通常每个面板具有400个缺陷来 说，自动聚焦过程消耗大约400秒的仪器空闲时间。空闲时间破坏了 仪器的利用率。当阵列补救仪器配备了自动缺陷修复能力时，也就是 说在不需要操作者协助的情况下进行修复时，减小或消除自动聚焦周 期变得尤其重要。