一种自动聚焦跟踪系统将指向ＴＦＴ阵列的显微镜连续保持在焦点对准状态，以消除否则将会需要的自动聚焦时间。所述自动聚焦跟踪系统部分地包括显微镜Ｚ执行机构，自动聚焦传感器，模数转换器，信号调节器、ＰＩＤ控制器以及数模转换器。执行机构调节显微镜物镜与目标之间的距离，所述执行机构部分地包括放大器、线性电机以及提供位置反馈的线性编码器。所述自动聚焦传感器与所述模数转换器以及所述信号调节器共同适于监控和检测显微镜物镜与目标之间的距离，并且向所述放大器提供测量后的距离。所述ＰＩＤ控制器与所述数模转换器共同使得令显微镜物镜和目标分开的距离保持稳定，从而保持最佳聚焦。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动聚焦跟踪系统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。
技术介绍
本专利技术涉及基于液晶(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IT0112 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 x 240/mi),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 x2.4m)来说，显微镜的视场 较小(在100 x 100/mi到2 x 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。图2示出了示例性的TFT阵列修复机。在图2中，附图标号202、 204、 206、 208以及210分别表示花岗岩基座、提供Y方向运动的托 台(gantry) 、 X方向运动的车架、能够在Z方向移动以便进行聚焦 的显微镜和激光工具、以及适于支撑和固定玻璃板的卡盘。在一些已知的TFT阵列修复或阵列补救仪器中，显微镜配备有面 扫描电荷耦合器件(CCD )照相机，用于记录检查图像(review image ) 以及在监视器上将图像显示给操作者。随后对记录的图像进行数字图 像处理(DIP),以提取出与需要焦点自动校正所达到的程度有关的 信息。几种DIP算法广泛用于获得聚焦质量标准(FQC)。大多数算 法都是基于对清晰的、对焦准确的图像展示了高空间频率分量的最多 内容这一观点的。通常DIP算法包括以下步骤i)对图像强度进行标 准化；ii)将高通数字滤波器应用于图像(例如拉普拉斯算子)；iii) 将绝对值算子应用于滤波后的图像；iv)对所有像素强度值进行积分 (求和)，以便获得处理后的图像的FQC值。图3示出了作为显微镜物镜垂直方向(Z方向)的位置的函数的 FQC,该FQC是从最佳聚焦点周围±20 /mi范围内的阵列图像中得到 的。用20倍的物镜放大倍数和0.42的光圈来产生如图3所示的曲线。 曲线上的每个圓点对应于单独的图像。在图3所示的示例中，通过视 觉判断可知，最佳聚焦与在-2.5 jtmi处FQC的最大值相符。基于DIP的自动聚焦方法相对简单，施行起来也较为便宜，并且 不需要额外的硬件。然而，所述该方法存在很多缺陷，其中的几个缺 陷将在下文中加以描述。首先，在成像场景中需要利用高对比度特性 来计算FQC。因此DIP方法无法用于空白的或几乎空白的图像。其次， FQC的单次采样并不能说明显微镜是位于最佳聚焦点上方还是下方。 而且， 一个FQC的单次采样不足以确定将要达到最佳焦点位置的距 离。因此DIP方法需要一个以上的图像来推算出最佳焦点。另外，在相对狭窄范围(例如20倍物镜的士20/mi范围)之外，FQC变成非单 调的。因而，甚至FQC的多个采样常常也无法表明接近最佳焦点位置 的趋势。为了克服上述缺陷，显微镜被移动到距离最佳焦点位置足够远的 位置，以保证显微镜位于已知的最佳焦点位置一侧。随着显微镜向最 佳焦点位置移动，同时记录下FQC曲线图。在此过程中，显樣i镜超过 最佳聚焦点，以便能够对相关的FQC曲线图的最大值点进行定位。通 常利用所记录的FQC采样点之间的插值来计算FQC最大值点，以改 善聚焦精度。随后，使显微镜倒退回与计算得到的FQC最大值点对应 的位置，从而提供近似的最佳焦点位置。众所周知，虽然有了上述的发展，但是DIP方法是緩慢的，并且 依赖于所需的自动聚焦范围和CCD照相机帧频，DIP方法可能需要1 到5秒钟来完成自动聚焦任务。例如，如果所需的自动聚焦范围为士150 /rni，那么每隔5 jtmi对FQC进行一次采样，并且照相机帧频为每秒30 帧，在该范围内记录FQC不可能会快于2秒。一种优化搜索F本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置，包括： 非接触式传感器，适于连续地测量控制端与面板之间的距离，所述面板相对于所述控制端处于运动状态； 伺服控制系统，所述伺服控制系统进一步包括： 控制电路，适于产生由测得的距离和第一预定值所限定的第一信号；以及 执行机构，适于依照所述第一信号改变所述控制端的位置，以使得所述控制端与所述面板之间的距离连续不断地保持在预定范围内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚当韦斯，
申请(专利权)人：光子动力学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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