可自動(dòng)消除NG豎線缺陷的Mura檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)探究

毛繼禹，薛鳳明，承小輝，徐 錚

（北京京東方顯示技術(shù)有限公司，北京 100176）

1 現(xiàn)有宏觀檢測(cè)問(wèn)題所在

目前在TFT行業(yè)中，CF基板的宏觀缺陷是無(wú)法進(jìn)行修補(bǔ)的，當(dāng)缺陷的特性值超過(guò)Spec，Glass上相對(duì)應(yīng)的Panel就會(huì)被判為NG，通過(guò)統(tǒng)計(jì)每天會(huì)有很多Panel因?yàn)楹暧^品質(zhì)問(wèn)題被判為NG。

設(shè)備方面，CF基板的宏觀品質(zhì)監(jiān)控主要由Mura設(shè)備及Macro設(shè)備構(gòu)成：

1.1 Mura設(shè)備

主要負(fù)責(zé)基板宏觀品質(zhì)的在線監(jiān)控，Mura機(jī)通過(guò)CCD及光源的組合對(duì)Glass進(jìn)行拍照，生成灰度圖像，操作員（OP）通過(guò)觀察此灰度圖像進(jìn)行缺陷的在線監(jiān)控。如圖1。

圖1

1.2 Macro設(shè)備

主要負(fù)責(zé)宏觀缺陷的終檢確認(rèn)，由OP在Na燈和熒光燈的照射下，對(duì)CF基板進(jìn)行人眼缺陷的確認(rèn)。如圖2。

圖2

目前，Macro設(shè)備與Mura設(shè)備均沒(méi)有對(duì)宏觀缺陷進(jìn)行修補(bǔ)的能力。所有出現(xiàn)的宏觀缺陷只要超過(guò)特性Spec值，均會(huì)被判為NG處理，造成了大量Panel的浪費(fèi)。

2 豎線Mura形成的原因

目前CF宏觀NG缺陷中，豎線Mura造成的Panel NG占很大比例，圖3為某CF分廠某月宏觀缺陷NG統(tǒng)計(jì)，可看出豎線Mura NG Panel數(shù)量達(dá)到了60%以上。

圖3

豎線Mura產(chǎn)生的原因：涂布機(jī)的Nozzle后由于異物堵塞等原因?qū)е履程幍耐磕z量與正常區(qū)域不同，膜厚存在較明顯的差距。這時(shí)，在Mura圖像上可看出顏色異常。如圖4。

圖4

3 新檢測(cè)機(jī)的具體設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)此設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)：Mura設(shè)備的位置就處在Coater涂布機(jī)的后面，間隔一個(gè)Robot，因此新Mura可實(shí)現(xiàn)基板在未經(jīng)過(guò)曝光和顯影且光刻膠還沒(méi)有任何變化的情況下對(duì)豎線的第一時(shí)間處理，消除NG豎線，提高良率。如圖5。

圖5

較目前Mura設(shè)備，添加以下三個(gè)單元。

3.1 探針感知單元

確認(rèn)豎線區(qū)域的膜厚同正常區(qū)域相比，是薄還是厚，以確定豎線修補(bǔ)方法。

3.2 豎線處理單元

針對(duì)膜厚的豎線區(qū)域，進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的修補(bǔ)，使得豎線特性在Spec內(nèi)。

3.3 圖像對(duì)比單元

首先通過(guò)灰度差對(duì)比，判斷豎線是否超過(guò)Spec，是否需要修補(bǔ)。最后在修補(bǔ)完成后，確認(rèn)修補(bǔ)后的灰度值是否在Spec內(nèi)。

具體結(jié)構(gòu)如圖6。

圖6

4 具體實(shí)施過(guò)程

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

首先收集各線豎線Mura達(dá)到Spec值的相應(yīng)基板。如圖7。

圖7

將這類基板放入Mura機(jī)，利用新設(shè)計(jì)的“圖像對(duì)比單元”中的灰度比較算法，由圖像對(duì)比PC算出豎線區(qū)域與正常區(qū)域的灰度差值，一一對(duì)應(yīng)。如圖8。

圖8

將膜厚差Spec值轉(zhuǎn)化為灰度差Spec值，以此確定出Mura設(shè)備隨時(shí)可檢出的灰度差參考值。

4.2 量產(chǎn)基板正常流入，確認(rèn)有豎線產(chǎn)生

具體如圖9所示。

圖9

4.3 對(duì)豎線進(jìn)行灰度差測(cè)量，以確定此豎線是否為NG豎線

利用新設(shè)計(jì)的“圖像對(duì)比單元”中的灰度比較算法，對(duì)豎線Mura與正常區(qū)域的灰度差進(jìn)行測(cè)量，求出灰度差值A(chǔ)，同系統(tǒng)記錄的此種豎線的灰度差Spec進(jìn)行比較，如小于Spec，正常排出；如超過(guò)Spec值，確認(rèn)此為NG豎線。

4.4 對(duì)NG豎線進(jìn)行探針感應(yīng)，確認(rèn)豎線區(qū)域膜厚同正常區(qū)域相比是薄是厚

由于灰度圖像無(wú)法確認(rèn)出豎線區(qū)域的膜厚同正常區(qū)域相比是薄是厚，薄厚決定了后續(xù)對(duì)豎線修補(bǔ)的方法，因此首先我們需要通過(guò)新設(shè)計(jì)的“探針感知單元”來(lái)確定豎線的膜厚是薄是厚。

具體步驟如下：

（1）“探針感知單元”會(huì)根據(jù)PC系統(tǒng)定位的豎線坐標(biāo)將探針A定位在豎線正上方，探針B定位在正常區(qū)域正上方。

（2）探針A、B在恒定的壓力F下，以相同的速度向下移動(dòng)，探針的速度Sensor時(shí)刻監(jiān)控探針的移動(dòng)速度。

（3）當(dāng)A或B任意一個(gè)探針首先接觸到光刻膜時(shí)，相應(yīng)探針的速度就會(huì)有一個(gè)明顯的變化，這時(shí)探針的速度Sensor會(huì)將信號(hào)傳輸給PC，系統(tǒng)可確認(rèn)出首先接觸到光刻膜的探針，以此確認(rèn)出豎線的膜是厚是薄。如圖10。

圖10

4.5 對(duì)NG豎線進(jìn)行修補(bǔ)消除

此過(guò)程為新設(shè)計(jì)的重要部分，通過(guò)豎線處理單元進(jìn)行NG豎線的消除。

4.5.1 當(dāng)豎線膜厚＜正常膜厚時(shí)

（1）將豎線處理器定位在豎線中心處，處理器接觸光刻膜。

（2）豎線處理器勻速將豎線區(qū)域多的光刻膠向兩邊推移。

（3）根據(jù)Recipe設(shè)定，推移一定位置后，豎線處理器停止運(yùn)動(dòng)。

（4）觀察灰度圖像中豎線是否程度減弱，如圖像效果不好，可重做。

如圖11。

圖11

4.5.2 當(dāng)豎線膜厚＞正常膜厚時(shí)

（1）將豎線處理器定位在具體豎線中心處等距離的正常區(qū)域，處理器接觸光刻膜。

（2）豎線處理器勻速向豎線區(qū)域推移。

（3）根據(jù)Recipe設(shè)定，推移一定位置后，豎線處理器停止運(yùn)動(dòng)。

（4）觀察灰度圖像中豎線是否程度減弱，如圖像效果不好，可重做。

如圖12。

圖12

豎線消除過(guò)程完成。

4.6 確認(rèn)修補(bǔ)效果

通過(guò)圖像對(duì)比單元，對(duì)修補(bǔ)完成的豎線進(jìn)行灰度值的再次測(cè)量。

（1）測(cè)量修補(bǔ)后豎線灰度差A(yù)，與灰度差Spec比較，如A＞Spec，需要重新修補(bǔ)工作。

（2）測(cè)量修補(bǔ)后豎線灰度差B，與灰度差Spec比較，如B＜Spec，修補(bǔ)工作完成。

如圖13。

圖13

4.7 基板正常排出

新設(shè)計(jì)的消除豎線過(guò)程全部完成。

5 結(jié)束語(yǔ)

本論文中，作者提出一種可自動(dòng)消除NG豎線Mura的新型Mura檢測(cè)機(jī)設(shè)計(jì)，其可以自動(dòng)對(duì)NG豎線進(jìn)行處理，將其處理為特性值Spec內(nèi)的豎線，這樣就不會(huì)導(dǎo)致Panel NG。此發(fā)明可消除大部分由于豎線Mura導(dǎo)致的Panel NG，可減少宏觀缺陷導(dǎo)致的NG基板數(shù)，節(jié)約成本，提高良率，有很強(qiáng)的推廣價(jià)值和意義。