專利名稱：：傳送和約束大型扁平柔性介質的高精度氣浮軸承分軸臺的制作方法
技術領域：
：本發明涉及用于控制大型扁平且通常很薄的柔性物體的方法和設備，且尤其涉及用于以高機械精度對大型扁平柔性介質進行傳送、支承、定位和約束的方法和設備。更具體地講，本發明涉及將這種傳送和約束機構和技術用于對大型扁平、柔性的且可能形成有圖案的介質進行的自動光學檢測(AOI)、電學性能檢測(例如電壓成像VI)或自動修復(AR)，這種介質例如是其上淀積有用以構成薄膜晶體管(TFT)陣列(它們是液晶平板顯示器(LCD)的主要有效部件)的結構的玻璃平板。盡管本發明可廣泛應用于任何扁平柔性介質的檢測，但其對于TFT/LCD面板的玻璃板在各個生產階段的高吞吐量聯機檢測特別有用。
背景技術：
：在LCD面板的制造中，大塊的透明薄玻璃板被用作襯底以用于通過淀積各種材料層而形成可以起到多個可分離的、相同的顯示板的作用的電路。這種淀積通常由多個階段完成，在一些階段中，特定的材料(如金屬、氧化銦錫(ITO)、硅、無定形硅等)被淀積在與預定圖案依附在一起的前面的層上(或空的玻璃襯底上)。每個階段還可包括各種其它步驟，如淀積、掩膜、蝕刻和脫膜。在這些階段的每一階段及每一階段的不同步驟中，可能會出現許多產品缺陷，這些缺陷將對LCD產品的最終性能產生電子的和/或視覺的影響。這些缺陷包括但不限于電路短路、電路斷路、雜質顆粒、錯誤淀積、特性尺寸問題以及過度蝕刻和欠蝕刻。如圖1所示，最普通的缺陷包括進入ITO112的金屬凸起110、進入金屬116的ITO凸起114、所謂的“鼠嚙(mouse-bite)”118、開路120、晶體管124中的短路122以及雜質顆粒126。在諸如TFTLCD面板的檢測和修復的優選的應用領域里，那些接受檢測和修復的缺陷尺寸可以小到僅為幾個微米，這對檢測和修復系統提出了苛刻的缺陷檢測限制。然而，僅僅進行缺陷檢測是不夠的。檢測出的缺陷還必須被分類為加工缺陷，也就是較小的瑕疵，它不會破壞最終產品性能而是對陣列制造過程偏離最優條件的一個早期指示；可修復的缺陷，其可被修復以提高陣列生產的成品率；以及最終致命缺陷，這種使TFT陣列喪失了獲得進一步使用的能力。為了實現這種層次的檢測和分類，通常需要一個兩階段的成像處理過程。首先是使用較低分辨率成像的處理步驟以快速檢測模式對整個待檢表面上的多個感興趣的位置點-POI(或缺陷位置候選項)進行檢測。其次使用較高分辨率成像的處理步驟對這些POI進行復查和進一步成像，以作為高分辨率圖像分析和分類處理過程的一部分。這種系統的機械精度要求非常高，這一點將在下面結合圖2和圖3加以說明。圖2顯示了在三維空間中運動的任意物體所具有的六個自由度即，沿著三條相互垂直的軸線進行的線性運動以及環繞這三條軸線中任意一條所進行的旋轉運動。這一框架描述適合于典型的表面檢測系統中的所有運動部件。循沿這些自由度的每種運動可能是故意設定的(由于受到激勵)，也可能是非故意產生的(由系統的機械誤差引致)。例如，當沿著y-軸線性傳送一個物體時，可能會存在不受控制的沿y-軸的滾動、沿z-軸的偏轉、以及沿x-軸的傾斜。通常，機械調整臺(mechanicalstage)沿循選定自由度傳送或旋轉一個物體，并且力圖約束該物體以免其沿循其它自由度移動或轉動。但是，由于機械控制不能達到盡善盡美，所以會產生各種沿循其它自由度的不受控制的運動，這就導致系統的機械精度降低。這種系統的機械精度通常可以用準確度、可重復性和分辨率來表征。準確度意指機械定位系統在多大程度上能夠以穩定狀態精密地接近指定目標位置。另一方面，可重復性意指反復多次向著同一目標位置運動而得到的多個最后穩定狀態位置在多大程度上彼此接近，所述運動可以是從不同的初始位置開始的。分辨率的定義是可以沿著給定自由度所做的最小增量運動。圖3A和3B顯示了大面積扁平介質檢測系統的一個簡化例子，該大面積扁平介質檢測系統是本發明關注的一個焦點。通過改變圖示臺架(gantry)316上的有效負載可以將該系統變換為修復裝置。就這種特定結構配置，我們來解釋說明低分辨率和高分辨率的光學檢測工作。在一個典型系統中，配置有多個低分辨率的檢測用相機(其各自典型地都具有3.0-15.0μm/像素的物平面分辨率)以構成低分辨率系統312的一部分，并且配置有一個或多個高分辨率的檢測用相機(其各自典型地都具有0.5-1.0μm/像素的物平面分辨率)以構成高分辨率系統310的一部分。接受檢測的扁平介質318在精密表面320上傳送，精密表面320近似為平面，具有很高的平面度規格。例如，在1m長度上僅允許±2.0μm的z-軸變化。借助于臺架316將低分辨率成像系統312和高分辨率成像系統310裝在該表面上方。機械調整臺被設計成使得成像系統可用以對介質表面318上的任意點進行成像。而且，成像系統的規格要求(如焦距和場深)規定了要在成像過程中使成像系統到該表面之間的距離被控制在1.0μm內，從而保證不違反±1.5μm的場深限制。實現這種定位控制的手段方式有多種。例如，人們可以使兩個成像模塊在x-軸和y-軸方向上都保持不動并且移動表面320之上的被檢介質318，同時對成像模塊進行z-軸驅動以控制聚焦。另一種替代方式是，只讓被檢介質沿y-軸移動，同時在x-軸和z-軸兩個方向上驅動成像模塊。還有一種方式是，使被檢介質完全靜止不動，同時使臺架316在表面320之上運動。注意，各種這些配置結構都將把精度要求轉嫁到調整臺的其它部分，這將影響調整臺的尺寸大小，并且還將導致系統中的機械結構趨于復雜。為了說明機械精度如何影響系統操作，假設系統操作包括表面320之上的受檢介質在x-軸和y-軸方向上的掃描運動322。還假設采用典型配置的線掃描低分辨率成像模塊和面掃描高分辨率成像模塊。在這樣一種檢測系統中，存在如下所述的對機械精度的要求低分辨率成像模塊和高分辨率成像模塊的視場(FOV)，與在多程掃描中全面覆蓋介質表面的需求相結合，需要采用以x-軸定位控制的高分辨率和環繞z-軸的極高的轉動剛度。例如，使用特定的線掃描相機的0.5μm/像素的高分辨率成像將產生0.4mm的x-軸FOV。因而這將要求好于±0.1mm的定位精度以將感興趣的缺陷點定位到相機的FOV內。通常應用于低照明強度應用中的時域積分(TDI)線掃描成像器件還要求有均勻的y-軸掃描速度用以避免圖像模糊。例如，對于固定積分時間的96階TDI相機而言，沿掃描方向約1％的速度變化將導致單個像素圖像模糊。成像系統尤其是高分辨率成像模塊的場深限制要求嚴格控制從受檢表面到成像模塊的距離。例如，對于物平面分辨率為0.5μm的典型高分辨率系統而言，這個距離為±1.5μm。這對z-軸定位的準確度和可重復性以及環繞x-軸和y-軸的旋轉剛度提出了很高要求。為了迅速將高分辨率成像模塊定位到那些由低分辨率成像模塊指出的POIs，則要求x-軸和y-軸的運動具有高準確度和高可重復性。還有，在低分辨率成像模塊和高分辨率成像模塊之間應該有已知的穩定位置關系。實際上，除了對上述定位準確度和可重復性的要求之外，可能還包含有更加復雜的關系。例如，在光學成像系統中，光軸偏離垂直方向將導致z-軸定位變化，從而影響成像模塊視場的x-軸和y-軸的定位準確度。當一種應用需要高的機械精度時，為實現所需精度而廣為采用的方法是，使用厚重的花崗巖底座以及支撐剛性吸盤的具有相應剛性的臺架(通常來自花崗巖)。在該花崗巖底座提供的扁平基準表面之上，吸盤浮動設置在氣浮軸承上并且借助線性伺伏電機和線性編碼器受到驅動。該吸盤通常使用真空作為將被處理介質約束到吸盤表面的手段。這種方法尤其適用于檢測硅晶片集成電路并且還可用于檢測和修復積淀有TFT/LCD面板的玻璃片。在這種結構型式中，經過精密加工的花崗巖底座和剛性臺架提供了具有高剛性和高平面度的精密基準框架。真空吸盤用于保持被檢柔性介質并且施加所需的平面度約束。吸盤用以在花崗巖支撐面上實現精確控制的運動。氣浮軸承是已知的將自由運動約束成單軸方向運動的最佳手段。由于往復移送裝置(movingshuttle)并不嚴格地跟隨支承導軌的缺陷而是位于氣墊(aircushion)之上(氣墊產生了平均效應)，所以它們提供了固有的平均特性。因此，與那些由支承表面引入的誤差相比，此舉為往復移送裝置提供了相對很低的線性誤差和角誤差。線性伺伏電機與線性編碼器結合起來以提供沿受驅動的運動軸的所需的運動精度。這種采用花崗巖底座、真空吸盤、氣浮軸承以及線性編碼器的x-y-z調整臺結構是穩定的工作平臺并且適合于許多應用場合。它已經成功應用于硅晶片集成電路的AOI和電性能檢測，通常該應用領域被認為是最苛刻的應用領域。盡管其概念已被延伸到對其上積淀有TFT/LCD面板的玻璃板進行AOI和電性能檢測，但是在這一特定領域存在重量和尺寸上的局限性。通過這種結構方式可達到的最大可行尺寸主要受所需的整塊花崗巖底座的重量和尺寸的限制，所述整塊花崗巖底座的制造、存放、運輸以及安裝都要切實可行。在感興趣的主要應用領域(對TFT/LCD玻璃板的檢測)中，隨著工業上向著更大更薄的方向發展，玻璃板的尺寸在不斷地加大。隨著被檢介質尺寸的加大，用于輸送、定位和約束介質的調整臺的尺寸也成比例地加大。對于第5代玻璃板(～1100mm×1300mm的玻璃)尺寸，直接加大上述結構的尺寸已不再可行。這是因為裝置的重量、形狀和尺寸將超出常用卡車和飛機貨艙的運載空間容量。(例如，商用貨機的最大允許載貨量大約是七噸，而對第6代(～1500mm×1850mm玻璃)板的尺寸來說，調整臺的重量預計可達到11噸)。因此將裝置運輸到其最終目的地的費用將呈指數增長。過去，提供所需機械精度的傳統方法都是基于硅晶片集成電路檢測技術應用領域的。但是，隨著被檢介質面板(panel)的尺寸加大，因為調整臺的難以控制的尺寸以及逐步上升的費用，這種解決方案很快就不再實用。在現有技術中，許多應用是關于傳送和約束介質的傳輸系統的，目的是為了對扁平介質進行檢測或進行其它處理。這些應用包括但不限于Caspi等人的美國專利第6367609號和美國專利第6223880號描述了一種傳輸系統，目的是為了改變待處理介質的方向以將其轉向利用真空吸盤或類似裝置來約束介質的檢測或加工處理設備。該專利主要是為了解決在生產線上傳送和控制扁平介質以便進行加工處理或檢測的問題。但是，該專利沒有解決檢測/處理站點所需要的復雜性和精度要求以及相關費用問題。而這是本發明的一個首要目的。還有，所記載的傳輸設備主要使用皮帶傳動以傳送介質。Pearl等人的美國專利第4730526號描述了一種支承和傳送片狀介質的傳輸系統，目的是為了加工處理該片狀介質。該發明披露了帶有分布式真空襯墊的真空約束機構，其中真空襯墊分布在傳輸器之間，從而使真空約束與傳送一起進行且同時可以處理片狀介質。該發明尤其用于加工領域(例如切割)，并且由于精度要求不同而不適用于本發明的應用領域。Teichman等人的美國專利第6145648號記述了一種傳輸裝置結構，目的是為了印刷電路板(PCB)的檢測，其中連續傳輸裝置從裝載區延伸到卸載區并且途徑檢測區，用以檢測在傳輸裝置上傳送的物品。所述發明的主要特征在于，它以協調的方式操作裝載機器人和卸載機器人，避免擾亂檢測設備檢測物品的檢測過程。Kim的美國專利第6486927號記述了一種LCD模塊測試設備，其具有轉盤進給臺，用以將LCD模塊從LCD堆放處傳送到安裝在測試設備主架上的工作臺。該檢測系統基于對準LCD模塊、將其放置到電探針腳上、以及以機械方式將其約束而實現檢測。該系統并未嘗試操縱、檢測和修復大型尺寸的淀積有LCD面板的片狀介質，因此不適用于本發明的應用領域。Kleinman的美國專利第5374021號記述了一種專門用于真空工作臺結構的真空夾持裝置。該發明有針對性地解決的問題是，當真空工作臺面積較大而大部分面積卻未能被真空夾持物品覆蓋從而導致吸入口浪費真空的問題。該發明提出給真空開口設置閥結構，當閥上沒有物品時該閥保持關閉狀態。Beeding的美國專利第5141212號記述了另一種真空吸盤設計理念，其在切割操作過程中使用泡沫表面來支承片狀介質。發泡泡沫將其下真空表面的真空效應傳給被夾持的介質，并且切割設備將其連同介質一起進行切割。因此其下的真空表面在這種切割操作過程中總是保持完好無損。Lahat等人的美國專利第5797317號記述了一種通用吸盤的設計理念，用以夾持具有變化尺寸的板片。該發明使用機械方法夾持板片邊緣且主要應用于小尺寸的板片(例如硅晶片)，例如其典型應用于半導體器件的加工制造。Brandstater的美國專利第5056765號記述了一種通過使用從介質上方作用的固定裝置來約束被處理或被檢測介質的裝置。所述固定裝置利用氣墊效應以非接觸方式下壓介質。因此介質在固定裝置作用下平貼在檢測表面上，而固定裝置則可以相對于扁平介質和工作臺進行移動。該發明尤其適用于印刷線路的檢測。在諸如紙張復印機之類的其它應用領域中也不乏貢獻。Swartz等人的美國專利第6442369號記述了一種負載板片介質于其上的氣墊裝置。當將板片壓向用于傳送的傳輸裝置時，負載在板片上施加了非接觸z-軸平整度。板片的約束和移動通過其下面的傳輸裝置實現，同時還可以相對于氣墊負載而自由移動。作為另一個較早的發明，Krieger的美國專利第5016363號記述了一種真空和氣墊結構，其用于傳送濕的連續介質網(web)，尤其是紙，并在傳送同時完成烘干。但是，它并未試圖對被傳輸介質的平整度進行約束。Jackson等人的美國專利第5913268號記述了一些氣動輥，其以交替方式適度利用真空和氣墊操作，以在加工設備的輥子之間傳輸和傳遞片狀紙介質，具體講是為了在介質上實現印刷。盡管這些對于相關
技術領域：
都有貢獻，但是設計高精度機械調整臺的主要思路都是停留在選用整塊花崗巖的思路上。這種流行的做法已經進入了公知領域并且為許多硅晶片集成電路的以及淀積有TFT/LCD面板的玻璃板的檢測/修復系統的制造商所選用。
發明內容依照本發明的實施例，在檢測或修復平臺上，可以成比例擴大被支承的介質板的尺寸大小，同時可以成比例減小整塊花崗巖底座和臺架的尺寸大小，同時還可以提供精密框架和基準表面。為了達到這個目的，本發明采用了分軸設計方案，其中主介質傳送軸(y-軸)被分割為各自滿足任意不同精度要求的幾個部分。本發明減短了系統檢測間歇時間(tacttime)，該間歇時間指的是系統對介質進行裝載、對準、加工處理和卸載所需要的總時間。(間歇時間還可以解釋為在聯機操作過程中各個介質樣品之間所需要的總時間。如下面將要解釋的那樣，間歇時間是借助流水線技術原理而被縮短的。)本發明的一個目的是克服為適應高代(較大尺寸的)介質板而直接縮放花崗巖底座的尺寸限制以及所涉費用問題。本發明的另一個目的是克服伴隨著不包含整塊花崗巖底座的尺寸加大而發生的精度損失問題，從而使所獲得的規模可加大縮小的模塊化機械調整臺，結合互補的硬件/軟件，滿足高性能檢測/修復應用的需求。本發明的另一個目的是采用檢測/修復系統用于尺寸加大的介質，并且由此提供一種高性能的檢測/修復系統，以用于對扁平柔性介質進行符合工業精度要求的傳送、定位和約束。在下文的詳細說明中將結合附圖對本發明加以詳細說明。圖1是LCD面板常見缺陷的示意圖；圖2是說明在三維空間中的六個自由度的示意圖；圖3A是簡化的大面積扁平介質檢測系統的俯視圖；圖3B是簡化的大面積扁平介質檢測系統的側視圖；圖4A是本發明第一實施例的立體圖；圖4B是本發明第一實施例的俯視圖；圖4C是圖4A所示裝置的側視剖面圖；圖5A是依照本發明一個實施例的裝置的中心部分的詳細視圖；圖5B是依照本發明另一個實施例的裝置的中心部分的詳細視圖；圖6A是本發明所述傳送元件的立體圖；圖6B是圖6A所示傳送元件的放大特寫圖；圖7A是依照本發明實施例所述在第一位置上傳送的設備的俯視圖；圖7B是依照本發明實施例所述在第二位置上傳送的設備的俯視圖；圖7C示出了設備的時間線(timeline)，其用于說明依照本發明實施例的傳送器操作的流水線模式，并且用作對依照本發明系統的編程起指導作用的操作程序圖；圖8是在本發明實施例中得到表征的模塊化設計的說明圖。具體實施例方式參照圖4A，依照本發明的系統10典型地包括三個分區或部分410、412和414，其中尺寸較小的中連接板(mid-web)分區412在這三部分中被設計成能夠滿足最高的機械精度需求。上連接板臺分區410和下連接板臺分區414被設計用于支承扁平介質432并將扁平介質432傳送進、傳送出精密的中連接板分區412，同時使對中連接板分區的精密操作的干擾減低到最小。置于氣墊(aircushion)或氣浮軸承(gasbearing)之上的柔性扁平介質支承機構由上連接板、中連接板和下連接板部分410、412及414組合構成。該支承機構不需要使用在傳送和檢測/修復期間使介質固定的剛性真空吸盤。只有中連接板部分412采用整塊花崗巖底座表面422以及附裝的臺架416，因此所需要的花崗巖石塊的大小和重量都得以顯著減小。該中連接板部分將所有重要的檢測/修復部件(如成像模塊418和420)結合在一起，并正確地將它們對準。它還使得在檢測/修復過程中對被處理介質在表面422之上的z-軸定位進行精確控制成為可能。該部分依據應用方式的不同而可以選用兩種備選形式，下面將詳加說明。上連接板部分410和下連接板部分414采用精度比較低的氣墊424和430，并且不能對介質進行精密的z-軸控制。相反，它們以較大的氣隙懸浮起介質432以便于將介質432轉移到精密的中連接板部分412，并且有助于放寬氣動工作臺的容許偏差。這些調整臺所使用的空氣間隙的典型厚度為50-100μm。上連接板部分410和下連接板部分414還采用真空接觸器(vacuumcontact)426和428用以沿y-軸移動玻璃介質。該真空接觸器具有很高的繞z-軸的抗扭剛度。這些特大型的上連接板調整臺部分和下連接板調整臺部分以及它們與精密中連接板部分的接口也采用了流水線操作模式，其中各接觸器獨立操作但相互協調。這就允許在前一介質的檢測過程仍在進行的同時將新介質裝載到系統上并準備進行檢測。本發明的貢獻在于，它顯著減小了為支承大型柔性扁平介質(如第5代較大的TFT/LCD玻璃板)的檢測/修復系統所需的整塊精密花崗巖底座的尺寸大小。這種系統尤其適用于TFT/LCD面板制造中的特定應用領域自動光學或電-光學檢測，對帶有積淀于其上的材料的板片介質(通常為玻璃)的修復，或對平直板片介質的簡單自動光學檢測。在過去，設計人員排除了這種假設，即，在測試樣品/裝置表面的所有點上都需要有均一的精度和準確度。相反，本發明表明，通過限制裝置精度的空間范圍就可以控制檢測/修復系統的費用/尺寸(以及由此帶來的可行性)。換言之，通過仔細控制該裝置在那些確實需要有各種精度模式的區域內的機械精度，該裝置就能達到所需要的精度并且該裝置與傳統裝置相比更加輕巧且費用更低。參照圖4A和4B，其中繪出了該裝置實施例的整體結構。本發明的一個特征是，如前面所述的那樣，y-軸方向的運動被劃分為三個部分410、412和414。對這三個部分提出不同的精度要求。具體來講，上連接板部分410和下連接板部分414被設計用于支承被檢測介質432，它們的z-軸定位以及x-軸和y-軸旋轉準直的容限偏差相當寬松。這些部分用于接觸介質并將介質送進和送出檢測區域412，同時還在檢測過程中使介質移動。另一方面，中連接板部分412采用精密加工的整塊花崗巖底座來支承經過精密加工的檢測表面422。夾持著成像模塊418、420的臺架416通常也由花崗巖制成，但是也可以由高硬度的陶瓷材料制成。該中連接板部分412被設計成具有盡可能高的精度，這有助于對所有重要部件進行平穩準直，并且為檢測/修復模塊提供了平整的基準平面。因此，在多個低、高分辨率成像模塊之間以及在這些模塊與檢測表面之間可以保持高精度的調整和準直。這個高精度的花崗巖中連接板部分與檢測裝置的占地面積以及被檢測/修復介質的面積相比非常小。為了實現這種設計，假定被檢測/修復的介質屬性是這樣的，即，扁平介質在介質平面(x-y平面)上具有很高的剛度，同時還在與介質平面相垂直的方向(z-軸)上具有柔韌性。因此，該介質的特征在于，其實質上是平面的，并且同時在z方向上具有柔韌性。這個假設對于所關注的主要應用領域是有效的。介質平面上的剛度確保介質可以較小的接觸面積被接觸和移動。與此同時，可利用其在垂直軸上的柔韌性來精密地控制中連接板部分中的高精度z-軸定位，并且將這個定位控制與在低精度上、下連接板部分中進行的定位控制隔離開。在上連接板部分和中連接板部分之間中連接板部分和下連接板部分之間的過渡區內，該介質在z-軸方向上是可隨意彎曲的，因此與高精度區域之外部分相比，高精度區域內的介質對z-軸工作狀況的靈敏度顯著地減小。圖4C示出了在這些部分之間的介質傳送的垂直剖面圖以及氣隙的相對厚度。在本發明的實施例中，在整個調整臺操作過程中使用壓縮氣體(典型的為空氣)和真空對處于檢測和修復過程中的介質進行支承、移動和約束。在某些實施例中，可以單獨使用氣墊或氣浮軸承來支承介質。在這些實施例中，材料物質不是必需的。在裝置的不同部分中采用了不同的解決方案，這些方案相互配合以形成上述各個部分所需精度中的選擇性差異。圖5A示出了圍繞在本發明實施例所述精密中連接板部分514周圍的低精度的上連接板部分510和下連接板部分512的氣動工作臺(airtable)。對在這些上連接板和下連接板氣動工作臺上操作的介質沒有苛刻的平面度公差要求。這些氣動工作臺的目的是為了支承玻璃，以使可以通過這兩個真空接觸器受到驅動，同時保持足夠的介質抬升高度(氣隙)以確保從該裝置的上連接板部分到高精度的中連接板部分以及從中連接板部分到下連接板部分的傳送安全平穩。金屬橫梁516沿氣動工作臺的x-軸跨度方向設置，壓縮空氣由金屬橫梁516上均勻排列分布的空氣噴嘴中噴出以便使介質按照預先設定的安全高度懸浮在機械結構之上。在這個實施例中，由于氣動工作臺所需精度減小，因此就不需要在沿氣動工作臺的x-軸跨度方向設置的金屬橫梁516中提供真空。在備選的實施例中，如果需要也可以采用真空或其它可替換技術。在一些實施例中，橫梁516沿著x-軸跨度方向均勻間隔設置。大的氣隙(50-100μm)將能確保在低精度的氣動工作臺和高精度的中連接板部分之間實現無接縫連續傳送，并且將降低對支承框架結構的公差要求。本發明的優點在于，在氣動工作臺部分，不需要對懸浮介質的z-軸定位進行精密約束。然而，在任意給定時刻，上連接板部分或下連接板部分的一個真空接觸器可以在介質平面(x-y平面)上接觸介質以實現介質在y-軸方向上的移動。該組件的高精度中連接板部分514的設計特征在于，它對介質在檢測或修復期間沿z-軸方向上的定位提供了精密控制。本發明包括兩種工作模式，它們適用于兩種緊密相關的裝置應用方式，即，一個是其中介質處于連續運動中(例如，自動光學檢測)，另一個是其中介質以走走停停的方式移動(例如，電壓成像檢測或陣列修復)。本發明裝置包括有壓縮空氣和真空抽吸兩者，根據工作模式不同，或者同時兼用兩者或者按照真空抽吸/空氣懸浮序列的控制方式使用。再來參照圖5A，在圖示的實施例中，精密中連接板部分的傳送和約束子部件被專門設計用于在運動過程中檢測介質的應用。應當注意到，這種運動不一定是單向運動，移動介質經常采用往復式掃描運動方式以在成像通道下做多程運動。對于這種工作模式而言，在由整塊花崗巖底座提供的基準面520上安裝了經高精度加工處理的、預加載真空的氣墊部件。在一個實施例中，為了方便加工制造，這個部件包括成排的襯墊518，襯墊518由多孔介質制成，包括有均勻分布設置的真空吸嘴522。許多種可以加工成符合嚴格公差要求的多孔材料都適合用于這個實施例，這類多孔材料包括但不限于多孔陶瓷、泡沫金屬、多孔玻璃以及合成多孔材料。在一個實施例中，通過首先在多孔介質上加工通孔，從而在多孔介質中形成真空吸嘴或吸口。用環氧樹脂填充該孔，從而密封了鄰接通孔的多孔介質。隨后利用較小直徑的鉆頭在固化的環氧樹脂中再次鉆孔形成嵌套通孔。提供這些由多孔介質密封而成的吸口的其它方法對于本領域普通技術人員而言是顯而易見的。在一個具體實施例中，通過貫穿花崗巖底座的管槽(trench)使真空與真空吸嘴或吸口導通。管槽降低了管件設備的復雜性，并且它還可用作通風室用以補償所有真空吸口的負壓(真空抽吸)。在這個實施例中，通過設計真空吸嘴在襯墊中的分布并調整真空抽吸/壓縮氣體壓力，可以對氣墊均勻性進行優化，從而獲得所需厚度的氣墊。由于所用的多孔介質的特性，所以壓縮空氣均勻分布在襯墊的整個表面上，從而提供了一種產生空間上均勻分布的氣墊的方法，其中施加在大型扁平介質上的上舉力得到精確控制，同時對壓縮空氣的使用也達到最小。當空氣從多孔介質襯墊頂面噴出時，可使大型扁平介質懸浮在基準面520之上，多孔介質襯墊中包含的真空噴嘴所產生的真空抽吸預壓可同時將大型扁平介質拉向基準面520。通過這種結構配置，可以得到20～50μm±2.5μm的氣隙。壓縮空氣是通過壓縮空氣管道系統供應的，而真空則是通過相應的真空管道系統供應的。通過氣墊和真空預壓的組合作用可對介質的z-軸定位進行精確控制，而不會對介質產生任何在介質平面(x-y平面)上的力或移動。在一些實施例中，多孔介質襯墊518彼此對準。在圖5A所示實施例中，兩排多孔襯墊設置在精密中連接板部分514上的兩邊用來約束扁平介質的定位，從而有助于設置在臺架相對兩側的成像子系統的操作。在這個具體實施例中，有兩個成像子系統缺陷檢測子系統(DDS)和缺陷復查子系統(DRS)，且因此設置使用了兩排襯墊。在其它實施例中，可以采用其它的襯墊配置結構形式，包括在基準面520上安設單個襯墊。通過被操縱介質下面的真空施加預壓不是必須的。作為替代，也可以通過靜壓力或動壓力(例如空氣壓力)從其上方提供預壓。精密中連接板部分的傳送和約束子部件的另一實施例被專門設計用于這樣的應用，其中在檢測或修復過程中采用停停走走移動方式移動介質。圖5B顯示了這一實施例。還應當注意，這種移動未必一定是單向的移動，因為介質經常被在成像通道或修復預壓下以往復掃描運動的方式進行多程移動。該部件包括剛性吸盤524，剛性吸盤524安裝在花崗巖底座的基準面514上。在這種工作模式下，介質在檢測/修復步驟期間被交替地懸浮在氣墊上并同時被運往所需的位置或者在剛性吸盤表面上的真空的作用下停止不動。通過剛性吸盤的上表面上設置的多個噴嘴所噴射的壓縮氣體，就可以實現扁平介質的懸浮。通過利用與分配槽(distributiongroove)526連通的剛性吸盤上的多個孔所產生的吸入壓力，就可以提供真空。當介質處于在向新位置的移動過程中使用氣墊模式，而當介質停下來接受加工處理時使用真空吸盤模式。因此，氣墊部件能夠應請求而提供氣懸浮用以在扁平介質向期望位置移動的過程中懸浮扁平介質，或者提供真空用以在檢測或修復過程中使介質停止不動。分配槽526形成在剛性吸盤524上，以用于為氣墊和真空提供操作提供開孔。本發明的一個實施例包括兩個真空接觸器組件，它們包含在調整臺的上連接板部分和下連接板部分(每一部分有一個真空接觸器組件)中，并且被專門放置在這些部分在x-軸跨度方向上的中間部位上。圖6A和6B示出了用于一個氣動工作臺的真空接觸器組件。在圖6A和6B所示的實施例中，用于另一氣動工作臺的真空接觸器組件與此相同并對稱設置在另一氣動工作臺中。真空接觸器610安裝在導軌橫梁612上并且沿該橫梁在y-軸方向上移動。通過預加載磁特性的氣浮軸承614、線性伺伏電機616以及相關的線性編碼器，可以實現真空接觸器的支承和線性運動。導軌橫梁的一端被精確地安裝在構成精密中連接板部分的花崗巖底座上。另外，該橫梁在氣動工作臺上由焊接的鋼框架或是連續或是多點進行支承。橫梁自身典型地由花崗巖或鋁型材制成。當橫梁是由鋁制成的情況下，與氣浮軸承接觸的橫梁表面是拋光的并且是經過充分陽極氧化處理的。在一些實施例中，各個調整臺上的導軌橫梁足有兩米多長。因此，為了適應在該橫梁與支承用鋼質基架之間的不同熱脹率，所以各個橫梁的一端沿y-軸懸伸。為了實現這個目的，需要使橫梁支承可在y-軸方向上伸縮而在x-z平面上保持剛性。由于導軌橫梁的長度延伸，所以可以預期在z-軸方向上有一個小幅度的下垂量，而在x-軸方向上直線度有些偏斜。在實施例中，通過在安裝期間使用激光調節架來準直該橫梁可以將這些偏斜最小化。根據中連接板部分上的測量區域內可精確控制介質定位，并且結合被檢測介質所具有的柔性，就可以確保使z-軸的下垂量不會對介質在精密中連接板部分的z-軸方向的控制定位的準確度產生嚴重影響。這兩個真空接觸器在協調的上連接板、下連接板結構中操作，以使允許介質裝載、介質檢測/修復和介質卸載操作等流水線操作。這種流水線操作使裝載/卸載所需的時間(裝載/卸載的任務時間)和檢測/修復任務時間有部分交疊，因此節省了裝置所需要的總時間。圖7A和7B是說明裝置以流水線工作模式操作的示意圖，其中示出了流水線工作過程中的兩張瞬態圖片。該操作基于將對被檢測/修復的介質的整個表面進行掃描的處理過程劃分為多個連續掃描操作。參照圖7A，第二接觸718夾持著正在系統臺架724之下經受檢測/修復的面板720。當對介質面板720的第二半邊(右半邊)進行檢測/修復時，新的介質面板722被裝載到上連接板氣動工作臺710上。對新的介質面板722進行清潔擦洗并且對其進行平直處理(被認為是裝載時間的一部分)而后使其與第一真空接觸器716相接觸。然后新的介質面板722等待前一介質面板720的第二半邊處理過程的結束。一旦處理結束，第二接觸718就將完成處理的介質面板720移出中連接板部分712且將其完全移送到下連接板氣動工作臺714上。同時，第一接觸716將新的介質面板722移送到中連接板部分，并在中連接板部分開始對介質面板722的第一半邊(左半邊)進行處理。伴隨著對介質面板722的第一半邊的處理過程，可同時將前一介質面板720從系統中卸載下來。在圖7A和7B中顯示的裝置是對稱的。但是，對稱并非內在本質要求。圖中顯示針對的是這樣一種設備配置，其中同時進行機器人裝載和機器人卸載以使介質傳送進、送出系統。但是，在將裝置直接連接到下連接板設備輸送裝置時，可以通過去除其中介質等候機器人拾取的氣動工作臺跨度而縮短該裝置的下連接板部分。在這種可選情形下，當送入新介質時，經過處理的介質將直接被傳送到設備輸送裝置而離開該系統。由此就得到了如前所述圖4A中的裝置實施例。但是，在其中對玻璃的清洗和平直操作被視為本裝置的功能的實施例中，就不能對上連接板氣動工作臺進行與下連接板同樣的工作臺縮短。如上所述的流水線工作情形以及所包含的各子步驟之間的時間交疊在圖7C中以時間圖形式表示。由該圖可以看到，順序操作的間歇時間為Tseq＝Tload+Tmove_in+T1+T2+Tmove_out+Tunload(1)流水線操作具有縮短的間歇時間Tpipe＝Tmove_in+T1+T2(2)圖7C顯示了在這個流水線操作的實施例中，一旦流水線滿負荷運作起來并且介質流入、流出調整臺，則間歇時間中就可省去裝載面板、卸載面板以及將面板移出處理區(“移出”)所需要的時間。間歇時間對于這種類型裝置的客戶而言非常重要。提高系統的吞吐量并保持系統的使用率接近最高水平可以為裝置增加重要的價值。流水線操作確保在聯機工作模式下使處理區的利用率保持接近100％。被檢測介質(例如玻璃平板)的厚度變化通常可以達到30μm，并且超出了精密中連接板部分的受控制的±2.5μm的氣隙厚度(真空預壓氣墊)變化幅度。另外，這些變化幅度也超出了高分辨率缺陷復查成像通道的±1μm的場深特性。但是，厚度改變(變化)率典型地在40mm的長度上小于10μm。為了彌補這些低空間頻率的厚度變化，在一個實施例中，快速跟蹤自動聚焦硬件被合并到調整臺的高分辨率缺陷復查有效負荷中，以用來保持相機的清晰聚焦。而且，因為在AOI應用中調整臺的運動是不會停頓下來用于圖像獲取的，所以這些高分辨率面積掃描成像部件使用閃光燈照明來定格捕捉運動并得到不模糊的圖像。如前所述，傳統的調整臺設計缺點在于，其具有整個調整臺龐大的本性。因此，本發明實施例特征在于，其大大縮減了精密的整塊花崗巖塊的尺寸。另外，在這個實施例中，調整臺的主要構成部分，即，精密的中連接板部分以及周圍的低精度上連接板氣動工作臺和下連接板氣動工作臺，可以單獨進行運輸和裝卸。更具體地講，調整臺的設計包括了模塊化的子塊部件，它們在工廠進行組裝和預先調準。然后這些模塊化子塊部件被拆開并以散件形式運送到用戶處。運到之后，在用戶工廠將模塊化子塊部件重新組裝以形成最終的裝置結構。圖8示意性地說明了本發明實施例的模塊化設計，該設計包括了單獨的調整臺部件。該設計包括以下的單獨部件·用于上連接板部分810、中連接板部分812和下連接板部分814的三個焊接而成的鋼材基架；●具有花崗巖底座816的臺架子部件；●兩個帶有真空接觸器的y-軸線性伺伏電機部件(上連接板電機部件818和下連接板電機部件820)；●兩個氣動工作臺(上連接板氣動工作臺822，下連接板氣動工作臺824)。下連接板氣動工作臺的尺寸由設備結構布局和操作模式(機器人裝載/卸載與聯機操作)決定。焊接的鋼材基架為所有系統部件提供了剛性的安裝基礎。它們被設計成剛性承載z-軸方向上的分布載荷并且可以抵抗在x-y平面上的剪切力(剪切力是由裝置的有效載荷引入的)。但是，該基架未被設計成可抵抗由局部作用力引致的變形(例如從一角掀抬該基架)。該鋼材基架與它們所附著連接的基礎一起達到它們所需要的剛度。該基架需要仔細調找水平并且需要細心確保所有安裝底腳都與基礎穩固接觸。安裝底腳配有惰性聚合物減震器，用以消除高頻(＞15Hz)振動。減震器工作方式有二保護系統免受自基礎傳送來的震動和振動，以及保護基礎免受由系統引致的振動。盡管該鋼材基架可能很大(最少為2.0米×4.0米×0.5米)，但它們重量卻輕到足以適合空運。為了進一步方便系統的運輸，可以將基架分割設置為三個分離的子部件用于臺架組件的基架和用于兩個氣動工作臺的基架。這些子部件可以分別進行包裝發運而后在系統安裝地點進行組裝。臺架子部件包括花崗巖底座、帶有光學有效載荷的花崗巖臺架、線性伺伏電機以及用來沿x-軸方向移動該有效載荷的線性編碼器。在如圖5A所示的本發明的實施例中，精密的表面是由真空預壓的氣動吸盤構成的。在如圖5B所示的實施例中，精密的表面是由交替的氣墊/真空吸盤構成的。系統的精密部件都設置在臺架子部件上，臺架子部件精度高，高于低精度的氣動工作臺。花崗巖底座和臺架用作整個調整臺系統的安裝基準其頂表面提供了精密的基準面以用于安裝y-軸導軌和線性電機；前、后表面配備有專門的安裝硬件用以確保上連接板氣動工作臺和下連接板氣動工作臺的精確定位。由于被驅動的介質的質量遠遠小于剛性吸盤的質量，所以與傳統的調整臺設計相比，臺架組件的質量可以很輕。但是，臺架組件典型地應當比臺架上安裝的有效載荷重一個數量級。這有助于均衡和消除有效載荷部件的加速和/或減速運動所產生的反作用力。調整臺的其它部件是上連接板氣動工作臺和下連接板氣動工作臺以及附設的y-軸線性伺伏電機組件，其在前面已經詳細討論過了。這種模塊化設計與傳統設計相比至少有兩個顯著優點。其一，在操縱和搬運調整臺時其帶來了顯著的費用節省利益。其二，在應用領域里其便于完成相近任務。例如，可以比較容易地完成利用不同的成像技術檢測TFT/LCD的任務以及修復TFT/LCD的任務。本發明結合具體實施例進行了說明。對于本領域普通技術人員而言其它實施方式是顯而易見的。因此，不應該將本發明局限地理解為說明書披露的內容，本發明僅由權利要求書限定。權利要求1.一種用于對包含TFT-LCD陣列器件的實質上為扁平的柔性平面介質的檢測系統中的分軸臺進行操作的方法，所述方法包括在所述分軸臺的第一部分上接納所述介質，所述第一部分被賦予具有第一操縱精度的特性；利用所述第一部分在第一方向上所述傳送介質以將所述介質送至觀測區；在所述分軸臺的第二部分上接納來自所述第一部分的所述介質，所述第二部分包含所述觀測區并且被賦予具有第二操縱精度的特性，所述第二操縱精度高于所述第一操縱精度；以及在所述觀測區內利用所述第二部分沿觀測方向對所述介質進行定位。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一部分包含帶有多個孔口的上表面，所述方法還包括通過所述第一部分上的所述多個孔口引入壓縮氣體，以產生作用在所述介質上的橫貫所述第一部分的上表面的氣浮軸承，用以支承所述介質；以及在朝著所述第二部分的方向定向的導軌的導引下沿所述第一方向移動所述介質，同時使所述介質附著于受到所述導軌約束的至少一個可往復運動的真空接觸器。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二部分包括整塊的花崗巖塊，并且其中所述第二部分的操縱精度由于所述花崗巖塊的穩定性而得以提高，從而足以在最終公差范圍內實現對所述介質的可控制定位。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述最終公差在與平行于所述第二部分的上表面的平面相垂直的方向上處于2.5μm的任意選定的橫向位置之內。5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二部分還包括用于對與所述第二部分有關的可控制氣體排放場進行導引的組件，所述方法還包括以下步驟在所述第二部分的選定位置上產生真空和在與所述第二部分相關的場中產生壓縮氣浮軸承，從而實現對所述介質的可控制的懸浮和垂直方向的定位。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于還包括在所述介質通過所述第二部分連續傳送的過程中檢定所述介質的物理屬性的步驟。7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于還包括在保持所述介質穩定不動的同時檢定所述介質的物理屬性而后繼續傳送所述介質的步驟。8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，介質表面高度補償在40mm的長度上小于10μm，用以調整所述介質中的厚度變化。9.一種平板檢測系統中的分軸臺，所述檢測系統適于檢測大型的、實質上為平面的、薄的、柔性介質，所述介質包含TFTLCD陣列器件，所述分軸臺包括第一部分，其可操作用于以第一操縱精度對所述介質進行定位，并且在第一方向上傳送所述介質；第二部分，其與第一部分物理相連，所述第二部分可操作用于接納來自所述第一部分的所述介質，以第二操縱精度對所述介質進行定位，以及進一步在所述第一方向上傳送所述介質，只有所述第二部分才包含穩固而剛性的支承結構，因此所述第二操縱精度高于所述第一操縱精度；以及檢測裝置，其安裝于所述第二部分，所述檢測裝置用來檢定由所述第二部分從第一部分接納的所述介質的器件的物理屬性。10.根據權利要求9所述的檢測系統的分軸臺，其特征在于，所述第一部分是模塊化的，所述第二部分是模塊化的且能夠以可拆卸的方式與所述第一部分相連接，并且其中所述第二部分的支承結構包括花崗巖板。11.根據權利要求10所述的檢測系統的分軸臺，其特征在于，所述第二部分的操縱精度通過所述花崗巖板的穩固性得以提高，從而足以在最終公差內實現對所述介質的可控制定位。12.根據權利要求11的檢測系統的分軸臺，其特征在于，所述最終公差在與平行于所述第二部分的上表面的平面相垂直的方向上處于2.5μm的任意選定的橫向位置之內。13.一種用于檢定適用于薄膜晶體管液晶顯示器的實質上為平面的柔性介質的方法，所述方法包括在檢定臺的第一部分的相對面上接納所述介質；將所述介質支承在第一壓縮氣浮軸承上；將所述第一部分的所述相對面上方的所述介質控制定位于第一高度處，所述第一高度由從所述介質的底面到所述第一部分的所述相對面的距離確定；在第一方向上橫穿所述第一部分的所述相對面傳送所述介質；在與所述第一部分相連的第二部分的上表面上接納來自所述第一部分的所述介質；以及將所述第二部分的所述上表面上方的所述介質控制定位于第二高度處，所述第二高度由從所述介質的底面到所述第二部分的所述上表面的距離確定，其中所述第二高度小于第一高度。14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二部分包括用于產生可控氣體排放場的所述第二部分的組件，所述方法還包括以下步驟在所述第二部分的選定位置上產生真空以及在與所述場中產生第二壓縮氣浮軸承，從而實現對所述介質的可控制的懸浮和垂直定位。15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述場生成組件包括多孔介質。16.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述多孔介質選自多孔陶瓷、泡沫金屬、多孔玻璃以及合成多孔材料。17.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述產生步驟包括使用與所述多孔介質一體形成的真空孔口。全文摘要模塊化的分軸臺被用于檢測和/或修復適用于LCD/TFT應用領域的大型扁平玻璃介質。將低精度的氣動工作臺部分可拆卸地安裝到中心定位的、高精度的花崗巖檢測/修復部分。由真空接觸器把持的玻璃介質在氣墊上從上連接板氣動工作臺傳送到中心檢測/修復部分。真空吸嘴一體形成在多孔介質襯墊上，用于在檢測或修復過程中精確控制柔性介質在中心部分之上的高度。實施例包括在檢測/修復過程中使介質靜止不動或移動的結構。在流水線操作模式中，第一介質可在第二介質受到檢測或修復的同時被裝載/卸載。文檔編號G02F1/1368GK1580875SQ20041003073公開日2005年2月16日申請日期2004年3月31日優先權日2003年8月8日發明者亞當·韋斯,阿夫沙爾·薩蘭勒,愛得華多·蓋爾曼,大衛·鮑爾溫申請人:光子動力學公司