專(zhuān)利名稱(chēng)：異物檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種微小顆粒異物的檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及對(duì)液晶顯示器及微電子生產(chǎn)領(lǐng)域中基板表面上的異物進(jìn)行檢測(cè)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在泛半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域中，例如在液晶顯示器生產(chǎn)過(guò)程中，許多精密生產(chǎn)設(shè)備需要在距基板超近距離(通常為若干微米)的條件下進(jìn)行非接觸工作。在這種情況下，如果玻璃基板上存在異物，并且有些異物的高度超過(guò)該設(shè)備與基板之間的工作距離，將導(dǎo)致該超高的異物對(duì)精密生產(chǎn)設(shè)備的非正常接觸和擠壓、以及異物粘連，從而引起該精密生產(chǎn)設(shè)備 的損傷，以及對(duì)后續(xù)加工品的連續(xù)破壞和干擾。同時(shí)，玻璃基板上的超高異物本身，同樣可能造成產(chǎn)品本身的許多不良性能。因此，玻璃基板上的超高異物漏檢會(huì)造成嚴(yán)重的問(wèn)題。公開(kāi)號(hào)為2009-0089603、名稱(chēng)為“暗態(tài)環(huán)境下的檢查設(shè)備(Dark fieldinspection apparatus) ”的韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了如下內(nèi)容在暗態(tài)環(huán)境下，利用LED光束斜射玻璃基板，通過(guò)高分辨率的CCD相機(jī)，采集反射光信息并利用采集到的光信息進(jìn)行成像，進(jìn)而利用圖像處理軟件對(duì)采集的圖形信息進(jìn)行分析，從而得到玻璃基板表面的異物信息。該技術(shù)對(duì)于檢測(cè)玻璃基板表面的異物的大小、面積有很好的效果。然而對(duì)玻璃基板異物進(jìn)行檢查的主要目的是檢查超高的異物，從而采取相應(yīng)的技術(shù)手段將檢查出來(lái)的超高的異物清除。KR2009-0089603的技術(shù)采用的技術(shù)方案是對(duì)玻璃表面上的異物的面積進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)異物的面積與高度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)值推算出異物的高度。而對(duì)于不同的玻璃基板，其上異物的成因、成份、來(lái)源實(shí)際上具有很大的偶然性，因而通過(guò)對(duì)異物的面積與高度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)值推算異物高度的方法，存在很大的不確定性，從而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確體現(xiàn)異物的高度特性。因此，需要ー種新的對(duì)平面上的異物的高度進(jìn)行檢測(cè)的解決方案，進(jìn)而解決上述相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種對(duì)平面上的異物的高度進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對(duì)平面上的異物的高度進(jìn)行精確檢測(cè)的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了ー種異物檢測(cè)裝置，用于對(duì)平面上的異物進(jìn)行檢測(cè)，該異物檢測(cè)裝置包括激光束發(fā)射器，激光束接收器、異物信息處理器；激光束發(fā)射器與激光束接收器相對(duì)設(shè)置，激光束發(fā)射器用于發(fā)射激光束，且激光束發(fā)射器可沿平行于激光束接收器的方向運(yùn)動(dòng)，以使得激光束發(fā)射器發(fā)出的激光束掃描設(shè)置于激光束發(fā)射器與激光束接收器之間的平面；激光束接收器，用于接收由激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束，并根據(jù)接收到的激光束生成激光束接收信息；異物信息處理器，用于接收激光束接收信息，井根據(jù)激光束接收信息確定異物和判斷異物高度。其中，該異物檢測(cè)裝置還包括圖像處理器，其與激光束接收器相連接，用于根據(jù)激光束接收信息生成異物輪廓圖像；以及顯示器，用于顯示異物輪廓圖像。其中，激光束的寬度可調(diào)。其中，激光束的寬度處于5微米到1000微米的范圍內(nèi)。其中，該異物檢測(cè)裝置還包括導(dǎo)軌，激光束發(fā)射器沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。其中，該平面為玻璃基板表面。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了ー種利用上述異物檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)平面上的異物的方法，該異物檢測(cè)方法包括以下步驟將平面置于相對(duì)平行設(shè)置的激光束發(fā)射器和激光束接收器之間。

利用激光束發(fā)射器向激光束接收器發(fā)射激光束，其中激光束在垂直于該平面的方向上具有一定寬度；激光束發(fā)射器沿平行于激光束接收器的方向運(yùn)動(dòng)以利用激光束掃描該平面；激光束接收器接收激光束，并根據(jù)接收到的激光束生成激光束接收信息；以及異物信息處理器接收激光束接收信息，井根據(jù)激光束接收信息確定異物和判斷異物高度。其中，該異物檢測(cè)方法還包括以下步驟根據(jù)檢測(cè)精度調(diào)整所述激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束距離所述平面的距離。其中，該異物檢測(cè)方法還包括以下步驟根據(jù)激光束接收信息形成異物輪廓圖像并進(jìn)行顯示。其中，激光束的寬度可調(diào)。其中，激光束的寬度處于5微米到1000微米的范圍內(nèi)。利用本發(fā)明可以迅速得到異物高度信息，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)超高異物進(jìn)行報(bào)警和攔截，解決了玻璃基板表面異物高度的快速準(zhǔn)確測(cè)量問(wèn)題。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)ー步具體說(shuō)明。此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的異物檢測(cè)裝置的框圖；以及圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的異物檢測(cè)方法的流程圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例中的異物檢測(cè)裝置的框圖；圖4是示出根據(jù)本第三實(shí)施例中的異物檢測(cè)方法的流程圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例中的在激光束接收器上形成的激光束接收?qǐng)D案；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例中的顯示器上顯示的激光束接收?qǐng)D像。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平面物體上的異物高度檢測(cè)裝置的框圖。參照?qǐng)D1，該實(shí)施例中的對(duì)平面物體上的異物高度進(jìn)行檢測(cè)的異物高度檢測(cè)裝置100包括激光束發(fā)射器102、激光束接收器104、和異物信息處理器106.激光束發(fā)射器102與激光束接收器104相對(duì)設(shè)置，激光束發(fā)射器102用于發(fā)射激光束，且激光束發(fā)射器102可沿平行于激光束接收器104的方向運(yùn)動(dòng)，以使得激光束發(fā)射器102發(fā)出的激光束掃描設(shè)置于激光束發(fā)射器102與激光束接收器104之間的物體表面；激光束接收器104，用于接收由激光束發(fā)射器102發(fā)射的激光束，井根據(jù)接收到的激光束生成激光束接收信息；異物信息處理器106，用于接收激光束接收信息，井根據(jù)激光束接收信息確定異物和判斷異物高度。其中，該異物檢測(cè)裝置還包括圖像處理器，其與激光束接收器104相連接，用于 根據(jù)激光束接收信息生成異物輪廓圖像；以及顯示器，用于顯示異物輪廓圖像。其中，激光束的寬度可調(diào)。其中，激光束的寬度處于5微米到1000微米的范圍內(nèi)。其中，該異物檢測(cè)裝置還包括導(dǎo)軌，激光束發(fā)射器102沿該導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。其中，所述物體為生成有薄膜的基板。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的異物高度檢測(cè)方法的流程圖。參照?qǐng)D2，對(duì)平面物體上的異物高度進(jìn)行檢測(cè)的方法包括以下步驟步驟S202，將平面物體置于相對(duì)平行設(shè)置的激光束發(fā)射器和激光束接收器之間，井根據(jù)檢測(cè)精度調(diào)整所述激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束距離所述平面物體的表面的距離；步驟S204，利用激光束發(fā)射器向激光束接收器發(fā)射激光束，其中所述激光束在垂直于所述平面的方向上具有一定寬度；步驟S206，激光束發(fā)射器沿平行于激光束接收器的方向運(yùn)動(dòng)以利用激光束掃描該平面物體的表面；步驟S208，激光束接收器接收激光束，井根據(jù)接收到的激光束生成激光束接收信息；以及步驟S210，異物信息處理器接收激光束接收信息，井根據(jù)激光束接收信息確定異物和判斷異物高度。其中，該異物檢測(cè)方法還包括以下步驟根據(jù)激光束接收信息形成異物輪廓圖像并進(jìn)行顯示。下面參照?qǐng)D3至圖6描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。該第三實(shí)施例以在暗態(tài)環(huán)境下對(duì)玻璃基板表面上的顆粒的高度進(jìn)行檢測(cè)為實(shí)例進(jìn)行了說(shuō)明。如圖3所示，該第三實(shí)施例中的異物高度檢測(cè)裝置300包括微激光束發(fā)射器302 ;數(shù)字激光信號(hào)接收板304 ;數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)306 ;圖像處理器308 ;以及圖像顯示器310。異物高度檢測(cè)裝置300還包括暗室(圖3中未示出)，激光束發(fā)射器302、數(shù)字激光信號(hào)接收板304以及被測(cè)的玻璃基板置于其中。其中，微激光束發(fā)射器302包括微激光束發(fā)射器導(dǎo)軌302-2 ;微激光束發(fā)射器主機(jī)302-4 ;微激光束發(fā)射器發(fā)射頭302-6。由微激光束發(fā)射器302發(fā)射的微激光束的光束寬度可調(diào)，其最小光束寬度可達(dá)5微米甚至更小，在該第三實(shí)施例中，將微激光束光束寬度設(shè)置在50微米-1000微米之間。當(dāng)然，還可以根據(jù)需要任意設(shè)置微激光束的寬度。數(shù)字激光信號(hào)接收板304可以為垂直網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，其包括由若干個(gè)采用光敏材料制成的矩形顆粒，這些矩形顆粒作為接收單元，每ー接收單元的大小一般為10微米X 10微米，最小可達(dá)到3微米X 3微米。當(dāng)有激光束照射到矩形顆粒上時(shí)，該顆粒變色，當(dāng)無(wú)激光照射到矩形顆粒上時(shí)，該顆粒無(wú)變化。在檢測(cè)時(shí)，利用激光束以一定的寬度側(cè)向掃描待測(cè)平面，該平面表面無(wú)異物凸起吋，數(shù)字激光接收板接收矩形激光束的全部激光，從圖形結(jié)果上進(jìn)行確認(rèn)，得到的圖形為條狀激光束照射帯，而當(dāng)該平面表面有異物凸起時(shí)，由于異物凸起對(duì)激光束的阻隔作用，數(shù)字激光接收板只能接收到從非異物凸起部分照射過(guò)來(lái)的激光束，從而得到不完整的條狀激光束照射帶，其陰影部分即為異物凸起側(cè)照輪廓投影。而根據(jù)該異物凸起側(cè)照輪廓投影就可以判斷出異物的高度。下面參照?qǐng)D4具體描述該第三實(shí)施例的具體實(shí)施過(guò)程。該實(shí)施例是在將檢測(cè)裝置放置于暗室中實(shí)現(xiàn)的。

步驟S402，將待檢測(cè)玻璃基板301至于；步驟S404，微激光束發(fā)射器302內(nèi)的微激光束發(fā)射器主機(jī)302_4沿著微激光束發(fā)射器導(dǎo)軌302-2的方向平移，激光束312通過(guò)微激光束激發(fā)器發(fā)射頭302-6射出；步驟S406，發(fā)出的激光束312被位于微激光束發(fā)射器302對(duì)面的數(shù)字激光信號(hào)接收板304接收。在該實(shí)施例中，假設(shè)待檢測(cè)玻璃基板上存在三個(gè)微小顆粒a，b，C。則在激光束在掃描到這三個(gè)微小顆粒a，b，c吋，部分激光束就會(huì)分別被這三個(gè)微小顆粒a，b，c阻擋，從而在數(shù)字信號(hào)接收板304上接收到激光束的強(qiáng)度就會(huì)不同，即，未被微小顆粒a，b，c阻擋的激光束的強(qiáng)度很高，而被微小顆粒a，b，c阻擋的激光束部分就不會(huì)被數(shù)字激光信號(hào)接收板304接收到，或者即使接收到，其強(qiáng)度也很微弱，從而就根據(jù)激光束的接收強(qiáng)度而在數(shù)字激光信號(hào)接收板304上形成了激光束接收?qǐng)D案，激光束接收?qǐng)D案如圖4所示。另外，在利用激光束掃描待檢測(cè)玻璃基板301之前，還需要根據(jù)檢測(cè)精度調(diào)整所述激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束距離玻璃基板301表面的距離；例如，如果要求檢測(cè)精度大于5微米，就要求激光束的下端距離玻璃基板301表面的距離不應(yīng)超過(guò)5微米。此外，還可以根據(jù)帶檢測(cè)異物的估計(jì)大小，調(diào)整激光束垂直于玻璃基板301方向上的寬度。例如，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通常玻璃基板301上存在的異物的高度不會(huì)超過(guò)1000微米，于是可以將激光束垂直于玻璃基板301方向上的寬度調(diào)整為小于1000微米的一個(gè)數(shù)值，只要該數(shù)值大于被測(cè)異物的高度即可。步驟S408，該激光束接收?qǐng)D案通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)314傳輸至圖像處理器308進(jìn)行圖形處理，從而得到激光束接收?qǐng)D像，如圖5所示，該激光束接收?qǐng)D像顯示了三個(gè)微小顆粒a，b，c的輪廓；步驟S410，在圖像顯示器310上顯示激光束接收?qǐng)D像。步驟S512，根據(jù)激光束接收?qǐng)D像中的三個(gè)微小顆粒a，b，c的輪廓確定各微小顆粒a，b，c的高度。優(yōu)選地，可以設(shè)置異物高度閾值，并且在圖像顯示器310上顯示激光束接收?qǐng)D像中顯示對(duì)應(yīng)于該閾值的基準(zhǔn)線(xiàn)，圖6所示，當(dāng)檢測(cè)出異物的高度高于該基準(zhǔn)線(xiàn)時(shí)，就可以在顯示器310上直觀(guān)的觀(guān)察到，并且可以被系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別，從而可以進(jìn)行進(jìn)ー步的處理以去除這些超聞的顆粒。上述描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明還可以適用于TFT玻璃基板、彩色濾光片玻璃基板、微電子硅片等各種平面基板上的異物高度的檢測(cè)。雖然上述以平面物體作為實(shí)例進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明還可以包括平面部分的其他物體，只要將需要檢測(cè)的平面部分設(shè)置與激光束發(fā)射器與所述激光束接收器之間即可進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明通過(guò)激光束掃描的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)異物高度的直接測(cè)量，得到玻璃基板表面微小顆粒輪廓圖，迅速得到異物高度信息，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)超高異物的報(bào)警和攔截。實(shí)現(xiàn)了對(duì)玻璃基板表面異物高度的快速準(zhǔn)確的測(cè)量。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種異物檢測(cè)裝置，用于對(duì)平面上的異物進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，包括 激光束發(fā)射器、激光束接收器、異物信息處理器； 所述激光束發(fā)射器與所述激光束接收器相對(duì)設(shè)置，所述激光束發(fā)射器用于發(fā)射激光束，且所述激光束發(fā)射器可沿平行于所述激光束接收器的方向運(yùn)動(dòng)，以使得所述激光束發(fā)射器發(fā)出的激光束掃描設(shè)置于所述激光束發(fā)射器與所述激光束接收器之間的平面； 所述激光束接收器用于接收由所述激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束，井根據(jù)接收到的所述激光束生成激光束接收信息； 所述異物信息處理器用于接收所述激光束接收信息，并根據(jù)所述激光束接收信息確定異物和判斷異物高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異物檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括 圖像處理器，其與所述激光束接收器相連接，用于根據(jù)所述激光束接收信息生成異物輪廓圖像；以及 顯示器，用于顯示所述異物輪廓圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異物檢測(cè)裝置，其特征在于，所述激光束的寬度可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異物檢測(cè)裝置，其特征在于，所述激光束的寬度處于5微米到1000微米的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異物檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括導(dǎo)軌，所述激光束發(fā)射器沿所述導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)前述任ー權(quán)利要求所述的異物檢測(cè)裝置，其特征在干，所述平面為玻璃基板的表面。
7.ー種利用權(quán)利要求I所述的異物檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)平面上的異物的方法，其特征在于，包括以下步驟 將所述平面置于相對(duì)平行設(shè)置的激光束發(fā)射器和激光束接收器之間； 利用激光束發(fā)射器向所述激光束接收器發(fā)射激光束，其中所述激光束在垂直于所述平面的方向上具有一定寬度； 所述激光束發(fā)射器沿平行于激光束接收器的方向運(yùn)動(dòng)以利用所述激光束掃描所述平面； 所述激光束接收器接收所述激光束，井根據(jù)接收到的激光束生成激光束接收信息；以及 異物信息處理器接收所述激光束接收信息，并根據(jù)所述激光束接收信息確定異物和判斷異物高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的異物檢測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟 根據(jù)檢測(cè)精度調(diào)整所述激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束距離所述平面的表面的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的異物檢測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟 根據(jù)所述激光束接收信息形成異物輪廓圖像并進(jìn)行顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任ー項(xiàng)所述的異物檢測(cè)方法，其特征在于，所述激光束的寬度可調(diào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的異物檢測(cè)方法，其特征在于，所述激光束的寬度處于5微米到1000微米的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了異物高度檢測(cè)裝置及方法。異物檢測(cè)裝置包括激光束發(fā)射器、激光束接收器、異物信息處理器；激光束發(fā)射器與激光束接收器相對(duì)設(shè)置，激光束發(fā)射器用于發(fā)射激光束，且激光束發(fā)射器可沿平行于激光束接收器的方向運(yùn)動(dòng)，以使得激光束發(fā)射器發(fā)出的激光束掃描設(shè)置于激光束發(fā)射器與激光束接收器之間的平面；激光束接收器，用于接收由激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束，并根據(jù)接收到的激光束生成激光束接收信息；異物信息處理器，用于接收激光束接收信息，并根據(jù)激光束接收信息確定異物和判斷異物高度。利用本發(fā)明的異物檢測(cè)裝置及方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)玻璃基板表面異物高度的快速準(zhǔn)確的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102680496SQ20111009572
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者徐濤 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方顯示技術(shù)有限公司