[发明专利]玻璃基板的厚度测定和二维码检测系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃基板的厚度测定和二维码(以下称为“2D码”)检测系统及其方法，尤其涉及同时自动进行玻璃基板的装载(Loading)及卸载(Unloading)、清洗作业、厚度以及2D码测定作业的玻璃基板的厚度测定和2D码检测系统及其方法。

并且，涉及利用激光以非接触方式自动测定玻璃基板的厚度和2D码(code)的玻璃基板的厚度测定和2D码检测系统及其方法。

背景技术

在液晶显示器(LCD)、等离子显示板(PDP)、有机发光二极管(OLED)、数码相机、手机相机等的显示器行业中，各种玻璃以较薄的基板的形态广泛地利用于制造工艺中。其中，玻璃晶片作为用在最近正在发展着的高温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、OLED、数码相机、手机相机等的主要用滤光基板以及光通信用材料，广泛应用于要求高品质的规格的领域中。

并且，在与硅晶片的粘接(bonding)、微机电系统(MEMS)、光纤装置(fiber optics device)的微机电系统(MEMS)、生物制药(Bio-medical)领域、微镜(micro-mirror)、偏振射束分裂器(polarized beam splitters)、双色向滤光镜(dichroic filter)的基板、微型玻璃块(micro glass-block)及透镜、数字影碟光盘(DVD)、持续数据保护(CDP)等的读取头(pick-up)棱镜领域等领域中使用着各种材料的玻璃晶片。

这种玻璃晶片属于当前急速发展的显示器行业、光通信以及精密光学元件领域等领域中广泛使用的材料行业，是未来可以期待持续高成长的领域。为了持续成长，要求对玻璃晶片延续正确的品质管理和品质向上，为此，要求对玻璃晶片的特性，即平坦度和厚度变化的正确的评价及测定技术。

现有的玻璃晶片的平坦度测定方法有：用三维形状测定仪扫描(scan)测定放置于平坦(flat)平板上的玻璃晶片的上表面的形状，由此测定平坦度的方法；以及利用菲佐(fizeau)干涉仪使用平行光束来观测相同或大于玻璃晶片的参考平面(Reference Flat)与玻璃晶片的上表面的干涉条纹，由此测定平坦度的方法。

利用二维形状测定仪仅能够测定直线的形状，为了获得二维形状需要用三维形状测定仪扫面整个区域。虽然有很多种类的形状测定仪，但大部分只能测定较小区域，若要测定200mm以上的玻璃晶片，则需要大型测定仪。但是，越是大型测定仪，测定精确度越低，且价格越高。

图1为示出为了测定平板的平坦度而制造的现有的商用菲佐干涉仪的产品照片。

参照图1，为了测定平板的平坦度，至少需要大小相同的参考透镜。因此，玻璃晶片的大小变得越大，装置也变得越大。但是，该测定装置由于使用激光束，因此干涉距离长，所以在测定作为透明的薄膜的玻璃晶片时，玻璃晶片的上下表面与基准表面之间发生的所有的干涉条纹将重叠显现。虽然适合硅晶片的测定，但对于玻璃晶片的测定而言存在问题。这种问题是一般的商用菲佐干涉仪中都存在的问题。

图2为示出翟柯(Zygo)公司的Verifire MST干涉仪以及该干涉仪的工作原理的图，图3为示出用Zygo公司的Verifire MST干涉仪测定玻璃晶片的测定结果的图。

参照图2及图3，Zygo公司的Verifire MST干涉仪为通过使用特殊的算法来消除玻璃晶片的上下表面与基准表面之间发生的所有干涉条纹重叠显现的问题的干涉仪。这种Zygo公司的Verifire MST干涉仪可以测定晶片的上下表面的平面度(Flatness)、厚度变化、折射率等诸多参数。但是，Zygo公司的Verifire MST干涉仪目前可测定的大小(直径100mm)小于玻璃晶片的大小，而且玻璃晶片的厚度越薄，则越难以测定厚度(光学厚度最小为1.2mm以上才可测定)，并且价格高，因此在产业体中难以使用。

并且，测定样品厚度的现有的厚度测定装置具有代表性的是测微仪，这种测微仪有通过喷出预定压力的空气并以其流出量和压力变化为媒介测定厚度的空气测微仪，或者利用涂膜或镀覆金属的部分与基材之间的电磁性质的差异来测定厚度的电动测微仪。

在现有技术中，主要利用测微仪来测定玻璃板的厚度。但是，所述测微仪根据接触方式测定玻璃板的厚度，因此存在精密抛光(polishing)的玻璃表面因干涉而受伤或被污染的问题。

并且，利用所述测微仪的玻璃板的厚度测定方法是基于测定者手工的测定方式，因此不仅测定作业繁琐，而且测定值的可靠度低。

以下，测定玻璃基板的形状以及厚度的现有技术如下。