专利名称：用于主动电压补偿的设备和方法
技术领域：
本发明的实施例主要涉及用于衬底的测试系统以及测试衬底的方法，特别涉及 用于玻璃衬底的测试系统和测试玻璃衬底上的电子结构的方法。更具体地，本发明涉及 在平板显示器的制造中用于大面积衬底的集成测试系统。特别地，它们涉及电压补偿组 件、用于测试衬底上的电子器件的设备、用于主动电压补偿的方法以及用于测试大面积 衬底上的多个电子器件的方法。
背景技术：
平板显示器已经变得越来越普通，并且广泛地用作阴极射线管显示器的替代 品。通常，可以使用不同类型的平板显示器。例如，有源矩阵液晶显示器(LCD)是一 种类型的显示器。此外，也可以使用包括OLED或等离子体显示器的显示器。LCD、 OLED显示器或等离子体显示器相比于CRT具有许多优点，包括更高图像质量、更轻的 重量、更低的电压要求和低电力消耗。显示器具有到计算机显示器、手机和电视等中的 许多应用。通常，为LCD、OLED或等离子体显示器提供衬底上的像素元件的电子控制。 例如，有源矩阵LCD包括夹置于薄膜晶体管(TFT)阵列衬底与彩色滤光片衬底之间的液 晶材料，以形成平板显示器。TFT衬底包括薄膜晶体管的阵列(每个晶体管都连接到像 素电极)，以及包括不同颜色的滤光片部分和公共电极的彩色滤光片衬底。在将特定电压 施加到像素电极时，对于该特定像素在像素电极与公共电极之间产生电�。挂壕Р牧� 定向来允许光从其穿过。在制作显示器的过程中，需要测试平板衬底以判定各个像素的可操作性。电压 成像、电荷检测和电子束测试是用于在制造过程中监视和检修缺陷的一些处理。例如， 在电子束测试过程中，监视像素的响应以提供缺陷信息。在电子书测试的一个示例中， 将特定电压施加到像素电极，并且可以将电子束引导到被调查的各个像素电极。检测从 像素电极区域发出的二次电子，以判定电极电压。可以为LCD显示器件(诸如TFT)、 OLED显示器件和等离子体显示器件提供其他测试过程。通常，对于测试过程，承载显 示器或者显示器的一部分的衬底设置在测试设备中或测试设备上。从经济观点和设计观点，加工设备的尺寸以及产量都非常受到平板显示器制造 商的关注。因此，平板显示器或用于平板显示器的衬底以及其他大面积电子设备必须被 仔细地处理，以使得不降低制造过程的产量。现有的第8.5代平板显示器加工设备(G8.5) 通常兼容高达2200nmX2500nm以上的大面积衬底。对于更大的显示器、增加的产量和 低制造成本的要求已经产生对于可以改善满足制造标准的衬底的产量的改良的测试系统 的需求。因此，需要在大面积衬底上执行测试的测试系统以及用于测试大面积衬底的方 法，由此可以提供改善衬底处理。
发明内容
考虑到上述内容，提供了根据独立权利要求1的电压补偿组件、根据权利要求5的 用于测试衬底上的电子器件的测试系统以及根据独立权利要求10的主动电压补偿的方法。根据一个实施例，提供了一种电压补偿组件，其适合于具有用于与衬底上的电 子元件相接触的探测器的系统。该电压补偿组件包括连接到探测器并且适合于经由探 测器对电子元件进行主动电压补偿的控制器；以及连接到控制器并且用于对衬底上的电 压进行测量的电压测量单元。在一个实施例中，提供了一种用于测试或处理衬底的设备。该设备包括用于 将衬底设置在其中的室；用于支撑衬底的衬底支撑件；用于在衬底被设置在衬底支撑件 上时接触衬底的探测器；适合于支撑电压测量单元的支架，该电压测量单元适合于测量 衬底上的电压。在另一个实施例中，提供了一种用于在室中进行主动电压补偿的方法，该室具 有用于对具有电子元件的衬底进行支撑的衬底支撑件以及用于接触电子元件的探测器。 该方法包括将衬底载入室中，其中，在衬底与衬底支撑件彼此接近之前，将衬底和衬 底支撑件以预定距离彼此远离地定位；将衬底设置在处于支撑位置的衬底支撑件上；利 用探测器接触电子元件；测试或处理衬底；将补偿电压提供给电子元件；破坏探测器与 电子元件的接触；移动衬底和衬底支撑件中的至少一者，以在提供了补偿电压之后增加 衬底与衬底支撑件之间的距离。
因此，通过参照实施例，可以获得更详细地理解本发明的上述特征的方式以及 上文中简要总结的本发明的更相似的具体说明，其中一些实施例在附图中示出。然而， 注意，附图仅示出本发明的典型实施例并且因此不被认为是其范围的限制，因为本发明 可以容许其他等价的有效实施例。图1示出了这里描述的实施例可以应用的测试系统；图2示出了可以与这里描述的实施例一同使用的测试系统的更详细的图；图3A到图3C示出了适合于示出在对称地进行测试的过程中衬底上的电荷的、 用于测试的设备或测试系统以及测试衬底的方法的使用；图4示出了根据这里描述的实施例的测试系统的示意图；图5A和图5B示出了根据这里描述的实施例的用于测试设备并且示出了根据这 里描述的实施例的对于衬底进行测试的方法；图6是示出了根据这里描述的实施例的并且可以利用根据这里描述的实施例的 主动电压补偿组件而进行的主动电压补偿方法的流程图；为了有助于理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记，以指明对于附图公 共的同一元件。预料到在一个实施例中公开的元件可以有益地采用在其它实施例上，而 不需要特别地指出。
具体实施例方式如这里所述，术语电子器件或电子元件指的是在设置在衬底(例如，玻璃衬底)上的电极、连接部、TFT、显示器件以及一个或多个导电层等。这种电子器件或元件可 以用于类似LCD显示器、OLED显示器或等离子体显示器的平板显示器。这里描述的实施例可以用于各种测试应用。为了简单起见，在下文中，其指的 是利用电子束来对显示器件进行测试。然而，例如，利用光的光束的其他测试设备和测 试方法也可以采用这里描述的实施例。根据可以与这里描述的其他实施例相结合的其他 实施例，主动电压补偿也可以应用到PVD或CVD处理工具或其它ESD重要应用，其中 衬底移动到衬底支撑件或者从该衬底支撑件移开。
作为进一步的示例，这里描述的实施例可以结合到AKT EBT (诸如EBT 15k、 15ks、25k、40k或55k)测试工具中或者在其上进行。这里所使用的术语“衬底”主要指的是由玻璃、聚合物材料或适合于在其上形 成电子器件的其他衬底材料制成。在本申请中示出的实施例指的是各种驱动器、电机和 致动器，它们可以是以下装置中的一者或者组合气压缸、液压缸、磁性驱动器、步进 或伺服电机、螺杆型致动器、或提供竖直运动、水平运动及其组合的其他类型的运动装 置或者适合于提供上述运动的至少一部分的其他合适的装置。这里描述的各种组件能够在竖直和水平平面内独立的运动。竖直被限定为垂直 于水平平面的运动并且将被称作Z方向。水平被限定为垂直于竖直平面的运动并且将被 称作X或Y方向，X方向为垂直于Y方向的运动并且反之亦然。将要利用在附图中按照 需要而放入的指向插图来进一步限定X、Y和Z方向，以帮助读者。因此，可以理解坐 标系统是用于更简单的参照，并且考虑到制作误差等，可以为根据本发明的实施例提供 非正交的或者从正交坐标略微偏离的其他坐标系统。图1示出了适合于测试各种特性(诸如位于大面积平板衬底上的电子器件的 可操作性)的测试系统100(例如，联机测试系统)的实施例。例如，大面积衬底可 以具有高达并超过约1920mmX约2250nm的尺寸，例如，对于当前的G8.5代来说， 为2200_X2500mm以上。测试系统100包括测试室110、一个或多个加载互锁室 (load-lock chamber) 120A、120B以及多个测试柱115 (在图1中示出了 6个)。根据不同 的实施例，一个或多个测试柱可以是带电粒子束柱(诸如电子束柱)、包括基于电容耦合 的光调制器的光的光学柱或者适合于测试位于大面积衬底上的电子器件的任何装置。因 此，电子器件可以是薄膜晶体管(TFT)、电极、与电极的连接部。根据可以与这里描述 的其他实施例相结合的不同的实施例，电子器件提供或承载对应于平板显示器的像素或 子像素的电荷。测试系统100通常位于无尘室环境中，并且可以是包括衬底搬运设备(诸 如，将一个或多个大面积衬底运送到测试系统100或者从其中运送出来的机器人设备或 传送系统)的制造系统的一部分。一个或多个加载互锁室120A可以在一侧相邻地布置或连接到测试室110，或者 通过设置在加载互锁室120A与测试室110之间的阀135A以及设置在在加载互锁室120A 与测试室110之间的阀135B而在测试室110的两侧于其相邻地布置或连接。加载互锁 室120A、120B有助于将大面积衬底从通常位于无尘室环境中的运送机器人和/或传送系 统运送进出测试室110或者外界环境。在一个实施例中，一个或多个加载互锁室120A、 120B可以是构造为有助于运送至少两个大面积衬底的双槽加载互锁室。在2004年12月 21日授权的美国专利No.6,833,717 (代理人案卷号No 008500)以及2005年6月6日递交的题为 “Substrate Support with Integrated ProberDrive，，的美国专利申请No.ll/298,648 (代 理人案卷号No.010143)中，对双槽加载互锁室的示例进行了描述，并且通过引用将不与 本公开相矛盾的部分通过引用结合在这里。根据一些实施例，加载互锁室120A可以适合于通过进入口 130A而从无尘室环 境接受衬底，而加载互锁室120B具有选择性地打开以使得大面积衬底返回无尘室环境的 退出口 130B。根据其他实施例，可以提供一个或多个加载互锁室，其中每个加载互锁 室适合于加载或卸载衬底。加载互锁室120A、120B可以从周围环境密封并且通常耦合 到一个或多个真空泵122，并且测试室110可以耦合到与加载互锁室120A、120B的真空 泵分离的一个或多个真空泵122。在2004年12月21日授权的题为“ElectronBeam Test System with Integrated Substrate Transfer Module” 的美国专利 No.6,833,717 (代理人案卷号 No 008500)中，对于用于测试大面积衬底的电子束测试系统的各种组件的示例进行了描 述，在前文中已经通过引用将其结合在这里了。因此，根据可以与这里描述的其他实施 例相结合的典型实施例，在将加载互锁室与测试室抽气到近似的气压之后，打开室之间 的诸如狭缝阀的阀门，并且将连接到机器人的端部操纵器从测试室移动到加载互锁室， 举起衬底并在运送衬底的同时缩回测试室。如下文中将要详细描述的，之后将衬底定位 在测试室110中的衬底支撑结构上方或之上。 根据可以与这里描述的其他实施例相结合其他实施例，加载互锁室和/或 测试室可以具有用于检查加载互锁室和/或测试室中的衬底的一部分的显微镜。在 2006年3月14日递交的题为“ In-Line Electron Beam Test System”的美国专利申请 No.l 1/375,625 (US 2006/0244467)中，对于显微镜的示例进行了描述，通过引用将不与 本公开相矛盾的部分通过引用结合在这里。根据一些实施例，测试系统100构造为将具有位于其上的电子器件的大面积衬 底105沿着单方向轴(在图中示出为Y轴)运送经过测试序列。在其他实施例中，测试 序列可以包括沿着X和Y轴线的运动的组合。在其他实施例中，测试序列可以包括由测 试室110内的测试柱115和可移动衬底支撑件中的一者或两者提供的Z方向运动。可以 沿着衬底宽度或衬底长度将衬底105引入测试系统100。衬底105在测试系统中的Y方 向运动允许系统的尺寸比衬底105的宽度或长度尺寸略大。根据可以与这里描述的其他实施例相结合的一些实施例，如图1所示，一个或 多个电压测量单元160可以设置在测试系统中。因此，根据一些实施例，电压测量单元 适合于测量测试系统中的衬底的电压的绝对值，即，衬底相对于地的电位。电压测量单 元160可以用于在不同的处理步骤过程中测量衬底上的电位。将要参照图3A到图6对其 更详细地解释。测试系统100也可以包括构造为至少沿着Y方向移动穿过测试系统100的可移动 衬底支撑台。可选择地，可以通过传送器、带系统、穿梭系统或其他合适的适于将衬底 105运送经过测试系统100的运输工具而将具有或不具有支撑台的衬底105运送穿过测试 系统。在一个实施例中，这些支撑和/或运送机构中的任何一些都构造为仅沿着一个水 平方向轴线运动。由于单方向运送系统，可以使得加载互锁室120A、120B和测试室110 的高度最小化。测试系统的、与最小宽度相结合的减小的高度提供了加载互锁室120A、 120B和测试室110中更小的体积。这种减小的体积减小了加载互锁室120A、120B和测试室110中的降压和排气时间，由此增强了测试系统100的产量。支撑台沿着单方向轴 线的运动也消除或最小化了沿着X方向移动支撑台所需要的驱动器。根据这里描述的实施例，衬底设置在支撑结构上方，并且衬底与支撑结构相接 触以在测试过程中支撑衬底，并且在将衬底运动到运送室(诸如测试后的加载互锁室)之 前将衬底与支撑结构分离。因此，根据可以与这里描述的其他实施例相结合的不同实施 例，支撑结构可以是支撑件和运送结构，其中支撑结构也在测试过程中运送衬底。根据 其他的替换实施例，可以通过移动衬底和/或移动支撑结构来使得衬底和支撑结构相接 触。例如，可以将衬底运送到测试室中并且到达支撑结构上方。之后，支撑结构被升起 以支撑衬底。可选择地或额外地，在将衬底运送到测试室中并到达支撑结构上方之后， 可以将衬底下降到支撑结构上。
根据可以与这里描述的其他实施例相结合的一些实施例，可以如图2中更详细 得示出地提供衬底结构或支撑台。图2示出了测试室200的放大截面图。衬底台包括第 一级255、第二级260以及第三级265。三个级255、260和265是平面整体或者基本是 平面整体，并且彼此堆叠。在一方面，三个级255、260和265中的每个都独立地沿着正 交轴线或维度移动。为了说明的简单和容易，第一级255将会在下文中被进一步描述为 代表沿着X轴运动的级并且将会被称作下级255。第二级260将会被进一步描述为代表 沿着Y轴运动的级并且将会被称作上级260。第三级265将会被进一步描述为表示沿着 Z轴运动的级并且将会被称作Z级265。根据测试室200的方位，下级255和上级260中的每个都可以侧向或前后移动。 换言之，下级255和上级260都在相同的水平面内直线地移动，但是沿着彼此正交的方向 移动。相反，Z级265沿着竖直方向或“Z方向”移动。例如，下级255沿着“X方 向”侧向移动，上级260沿着“Y方向”前后移动并且Z级265沿着“Z方向”上下移动。下级255通过第一驱动系统(在图中未示出)连接到基部235。第一驱动系统 是下级255沿着X轴直线地移动。类似地，上级260通过使上级260沿着Y轴直线地移 动的第二驱动系统(在图中未示出)连接到下级255。第一驱动系统能够沿着X方向或 维度将衬底台250移动衬底宽度的至少百分之五十。相似地，第二驱动系统能够沿着Y 方向或维度将衬底台250移动衬底长度的至少百分之五十。在2004年12月21日授权 的题为 “Electron Beam Test System with Integrated Substrate Transfer Module” 的美国专禾丨J No.6,833,717 (代理人案卷号No 008500)中，描述了驱动系统的各种组件的示例，通过引 用将不与本公开相矛盾的部分通过引用结合在这里。如图2所示，测试室200还包括端部操纵器270，其可以设置为升降叉，以将衬 底285传送进出测试室200。在操作中，端部操纵器270可以从测试室200延伸到加载 互锁室120，以载入衬底。类似地，其上装载有衬底的端部操纵器270可以从测试室200 延伸到加载互锁室120，以将衬底传送到加载互锁室120。诸如线性致动器、气压缸、液 压缸、磁性驱动器或者步进或伺服电机的运动装置例如可以连接到端部操纵器270，以帮 助这种运送。在一个方面，端部操纵器270包括允许端部操纵器270移动进出测试室200 的一对支承块272。图2示出了具有均勻地隔开的四个指部的端部操纵器270，其中这四个指部当衬底285放置在其上时接触并支撑衬底285。指部的实际数目属于设计问题，并且本领域技 术人员可以良好地判定将要被操纵的衬底的尺寸所需要的指部的合适数目。Z级265设置在上级260的上表面上。Z级265具有平面的或基本平面的上表 面，以在测试室200内接触并支撑衬底285。Z级265被开槽或分割，使得Z级265的 每个部分被放置在端部操纵器270的指部附近。照这样，Z级265和端部操纵器270可 以在相同的平面上互相交叉。该构造允许Z级265在端部操纵器270上方和下方移动。 因此，Z级265的部分之间的间隔对应于端部操纵器270的指部的宽度加上一些额外的尺 寸，以确保余隙。虽然在图2的截面图中示出了五个部分，但是Z级可以具有任何数目 的部分。根据可以与这里描述的其他实施例相接合的不同实施例，一个或多个Z级升降 机275连接到构成Z级265的每个部分的背侧。每个Z级升降机275设置在形成在上级 260中的沟槽内，并且膜盒277围绕每个Z级升降机275设置，以减小测试室200中的颗 粒污染物。Z级升降机275竖直地上下移动，并且可以气动地或电地激励。膜盒277相 应于升降机275的移动而压缩和膨胀。
如上所述，在测试系统中，将衬底载入测试室中。因此，可以将衬底下降到衬 底支撑部(诸如级或衬底台等)上。可选择地，衬底支撑部或台可以升降以支撑衬底。 根据另外的实施例，衬底的运动和衬底支撑件可以结合。图3a示出了衬底385远离衬底 支撑结构380的情景。在测试过程中，如图3b所示，衬底385由衬底支撑部380支撑， 使得衬底与衬底支撑部的一部分相接触，或者在衬底上方的例如空气垫上略微地漂浮。 在测试过程之后，为了将衬底从测试室卸载出来，衬底385和衬底支撑结构380沿着竖直 方向(ζ-方向)彼此远离地移动。因此，在操作衬底的过程中，可能产生过多的电压并 且损坏显示器或整个显示器的电子元件。特别地，当衬底从级上升起时，可能产生高达 数千伏特的电压。这在图3C中由衬底上的正电荷的减小的数目示出。基于在测试室中 进行完测试之后将衬底接地是通常实践的这种事实，这种现象特别可能发生。上述静电电荷(ESC)可能由多种因素影响，诸如，衬底上的初始电荷及其极 化。因此，可能在对衬底进行测试之前就存在基于处理的电荷。此外，可能通过摩擦带 电效应而在衬底上带来额外的电荷。此外，根据测试系统的几何形状和用于测试系统的 材料，可能发生衬底与相邻组件之间的电容耦合。因此，静电电荷可以基于在衬底上进 行的过去的和当前的处理步骤而改变并且难以被影响。因此，考虑到上述内容，可能如 下所述地产生ESC 如果例如具有玻璃部分388和上表面386 (诸如像素电极或其它导电 部件)的极化衬底接近处于升起位置的衬底支撑件(即，级)，那么玻璃顶部的电容392 和玻璃底部的电容394几乎是相同的并且没有静电电压(static voltage)，或者在其上分别 具有电子器件的衬底或上表面386上将仅会测量到少量非波坏性静电电压。这在图3A中 示出。根据可以与这里描述的本发明的实施例相结合的一些实施例，衬底385与衬底支 撑部380之间的距离在升起位置处可以为约15_。在将衬底385放置在衬底支撑件380上的过程中，如图3B所示，在具有电子器 件的上表面386通过层388与衬底支撑部分开的同时，衬底(例如，玻璃)的底面靠近衬 底支撑部。因此，电容394b大于电容392b。因此，电压不能彼此补偿并且可以探测到 静电电压。
在测试过程中，如上所述，探测器杆或探测器框架与衬底上的电子元件相接触，并且通常在测试过程之后被接地。由此，将电子元件(即，显示器件)强加接地电 位，这导致电荷载流子根据衬底的在先条件而流入或泄漏。之后，探测器杆与所述衬底 断开连接并且带电(电荷载流子的数目)保持持续。在随后的、用于卸载衬底的升起位置中，见图3C，使得衬底距离衬底支撑件保 持距离，使得电容392和394再次几乎相等并且比在先的条件(如图3B所示，将衬底285 放置在支撑衬底380上)明显地更小。因此，持续带电以及显著减小地电容使得包括电 子元件、显示器件、电极等的上表面386上的电压，升压到可能损坏电子元件的数千伏 特，为了通过减小或避免电子器件的损坏来增加系统的产量，本发明的实施例可以 提供如参照图4到图6所述的带电补偿。图4示出了包括加载互锁室120和测试室110 的测试系统的示意图。根据一些实施例，可以提供一个或多个以下的元件一个或多个 测试柱415、用于与固定到衬底上的电子器件的探测器头432相接触的探测器杆430。根 据可以与这里描述的实施例相结合的一些实施例，探测器头可以连接到探测器杆430，使 得它们可以移动，以允许为了不同的衬底设计而对接触位置进行校正。根据另外的替换 或附加修改例，可以提供例如通过可重定位探测器头、可调框架杆位置等而具有可变接 触位置的探测器框架。根据可以与这里描述的实施例相结合的其他实施例，可以提供电压测量单元 460。通常，根据不同的实施例，电压测量单元可以适合于测量衬底上的电压的绝对值， 例如，电压测量单元可以是静电电压计(staticvolmeter)。根据特定可选择的实施例，电 压测量单元适合于测量静电电压和/或可以适合于测量电通线。例如，振荡压电晶体可 以用于测量电通线，并由此测量衬底上的绝对电压。根据可以与这里描述的实施例相结合的其他实施例，电压测量单元460可以固 定地安装到测试系统中或者电压测量单元460可以被可移除地安装到测试系统中，使得 在安装测试系统的过程中和/或当具有不同处理历史并因此具有不同的初始静电电荷的 新产品被第一次用在测试系统中时，可以使用电压测量单元。根据其他额外的或可选择 的修改例，电压测量单元可以安装到测试室内或者在测试室的壳体内。根据其他实施 例，例如可以根据所提供的加载互锁室的数目而提供一个或多个电压测量单元。例如， 如图1所示，如果在测试室的两侧上提供两个加载互锁室，那么为了测量在载入衬底之 前和卸载衬底之后衬底上的静电电压，可以提供两个测量单元。如图4所示的测试系统100可以用来应用以下方法。根据一个实施例，衬底在例 如衬底支撑件或级上方约5到25mm(通常12到18mm)的升起位置处进入测试室，并且 电压测量单元(例如静电电压计)检测初始电压％。该电压Vtl例如可以在50V到150V 的范围内。将衬底下降到衬底支撑件上和/或将衬底支撑件升起，以使得衬底由衬底支 撑件支撑。电压测量单元测量衬底上的静电电压以获得数值V115例如，可能测量得到 50V或60V的值V115根据其他实施例，补偿电压的通常绝对值可以是50V以下，诸如 20V 到 40V。探测器在测试过程中接触衬底上的电子元件，并且例如将显示器件接地以使得 测量到OV电压或者将测试电压提供给一个或多个电子元件。在测试之后，在从衬底上升起探测器之前，即，只要探测器与衬底相接触，就将衬底上的电压设置为电压值V115例 如，对于衬底上的所有显示器件，所有的探测器插针都设置为之前测量得到的电压V115 为了卸载衬底而通过移动衬底和/或支撑件来将衬底与支撑件分离，并且在与装载条件 相类似的距离处，存在与初始静电电压类似的静电电压。
在已经将衬底从衬底支撑件上升起之后，将电压V2设置在衬底的上表面上。如 果将补偿电压设置为等于V1,那么V2类似于初始电压％。通常，根据这里描述的不同实施例，电压补偿组件可以适合于闭环控制，艮口， 包括用于闭环控制的控制器和/或可以利用闭环控制来进行的电压补偿方法。根据一种 选择，可以测量支撑位置中的电压V1,并且在探测器与衬底分离之前，控制器将具有电 压V1的值的电压提供给所有的探测器探针。根据另一种选择，可以在衬底已经从衬底支 撑物上升起之后测量电压V2,并且所测得的电压V2可以用作基准电压来将该值前馈到闭 环控制，以调整补偿电压来在过程中将V2最小化。根据另外的实施例，可以在没有闭环控制的情况下进行主动电压补偿。例如， 可以手动地测量或者通过类似知识数据库的其他方法预先确定所期望的补偿电压。相应 的补偿电压被用作控制元件的输入参数，并且在将探测器从衬底上升起之前施加到所有 的探测器探针上。根据另外的实施例，可以通过实验将电压设置为生产线中的值，以使 得在生产线中补偿电压导致比阈值(例如制作标准)更小的电压V2 (诸如小于+-150V)。 因此，如果不提供闭环控制，必须小心补偿电压的符号和数值可能根据被测试或被处理 的产品以及当前和在先的处理参数而不同。如上所述，根据这里描述的实施例，对于产生静电放电(ESD)的过程，通过接 触电子器件并且提供限定的电荷来中和ESD，可以减小ESD。因此，在充分地知道在测 试过程中以及在先的处理步骤中的处理参数的情况下，可以预先确定限定的电荷，或者 可以通过电压测量单元测量将要被施加的电荷。因此，可以为这里描述的实施例提供主动电压补偿。根据一些实施例，可以通 过控制单元470的控制来进行主动电压补偿。如图4所示，可以利用闭环系统来进行控 制。例如，在将衬底从加载互锁室120载入测试室110中之后，可以将衬底285传送到 测试室110的一端(图4中的右手侧)，并且如箭头402所示地移动，来进行测试。在已 经通过测试柱515测试过衬底285的一部分之后并且在探测器头432仍然与被测试的电子 元件相接触时，电压测量单元460测量衬底上的部分的电压。可以将所测得的值提供给 控制单元470，控制单元470与探测器头432有联络并且将信号提供给探测器头432，以 通过将电压提供给探测器头432的接触插针来主动地将衬底上的电压补偿期望的值。其 后，探针头可以从衬底上升起并且定位在衬底的下一部分上。因此，根据可以与这里描 述的其他实施例相结合的一些实施例，特别是如果探测器不能一次接触整个衬底时，可 以一部分一部分地进行主动电压补偿。如上所述，根据这里描述的可以与其他实施例相结合的实施例，可以提供闭环 控制。因此，闭环控制可以包括利用电压测量单元460测量衬底上的静电电压，将结果 馈送到控制单元470并且控制由控制单元470通过探测器头或探测器框架等提供给衬底上 的电子元件的电压。如图4所示，控制单元470也包括存储器475。根据其他实施例，存储器475可以用来存储用于主动电压补偿的期望的电压的值。因此，对于所有的处理参数(例如衬 底处理历史中过去的和当前的参数)都是预先确定的并且用于主动电压补偿的值可以限 定为预定的值的这些情况，可以省略静电电压的测量。例如在图5A和图5B中示出了相应实施例。图5A示出了以下状态衬底285 已经从加载互锁室120载入测试室110中，探测器头或探测器框架530已经被放置在衬底 285上，衬底已经移动到测试室110的一侧并且在衬底从测试室的一侧移动到测试室的另 一侧(从图5A和图5B的右侧到左侧)的期间利用测试柱515进行衬底的测试。图5B示 出了前述测试的结束，其中衬底285的最后部分已经被测试并且测试框架530仍然与衬底 285相接触。在将探测器框架530从衬底上升起之前，将用于ESD的主动电压补偿的预 定电压提供给电子元件，诸如衬底上的显示器件。其后，可以破坏探测器530与衬底285 的接触，并且可以在不由在衬底上的电子器件上产生的过高电压而损伤衬底的情况下， 将衬底285从衬底支撑件上升起。
可以通过图6中的流程图示出这些和其他实施例。通常，可以如下所述地进行 测试系统中的测试过程。将具有设置在其上的电子器件(诸如显示器件、显示器件的 TFT、显示器件的电极等)的衬底载入测试室中(步骤602)。在步骤604中，将衬底定 位在诸如级或台的衬底支撑件上。这可以通过衬底的竖直移动、支撑件的竖直移动或其 结合来完成。本领域技术人员将会理解，竖直移动例如指的是在衬底支撑件上方的水平 地定向的衬底。在其他衬底方向或支撑机构的情况下，衬底与衬底支撑件之间的移动可 以不是竖直的，而是相应地设置为沿着其他方向，以使得衬底由衬底支撑件支撑。对于诸如电子束测试、利用光的光束进行的测试或者其他测试过程的测试过程 来说，衬底(即，衬底上的电子元件)通常由探测器接触(步骤606)。之后，可以在步 骤608中进行测试过程。在释放探测器与衬底之间的接触之前，在步骤612中，经由与 衬底相接触的探测器来进行主动电压补偿。其后，在步骤614中将衬底与衬底支撑件分 离，并且可以在步骤660中将衬底从测试室中卸载出来。根据可以与这里描述的实施例相结合的另外的实施例，可以在将衬底定位在衬 底支撑件上之后，在步骤605中进行衬底上的静电电压的测量。根据另外的替换或额外 修改例，也可以在将衬底载入测试室之后并且将衬底定位在衬底支撑件上之前(即，在 衬底远离衬底支撑件的时候)，进行静电电压测量。这种测量可以提供关于在改变衬底与 衬底支撑件之间的距离之前与之后的电压差的信息。通常，根据一些实施例，静电电压 测量605可以用来补偿步骤610中的电压。因此，可以在将衬底从支撑件上升起之前的 主动电压补偿过程中，提供在衬底已经定位在支撑件上之后静态测量的电压。根据可以与这里描述的其他实施例相结合的其他实施例，步骤605的静电电压 测量可以用于提供预定值或步骤620中的实验值。因此，可以在步骤605测量持续的处理 流程内的例如一个或多个衬底，可以将其值或平均值存储为预定值，并且可以在步骤610 中将该预定值用于主动电压补偿，而不需要总是在步骤605中测量静电电压。因此，根 据不同的实施例，用于衡量阶段电压(stagevoltage)的电压测量单元，诸如电压计，可以 固定地安装到测试室中或者可以可移除地安装到测试室中。按照上述内容，这里描述的实施例可以彼此结合，以产生其他实施例。例如， 根据一个实施例，提供了适合于用于衬底上的电子元件的测试系统的电压补偿组件以及具有用于与衬底上的电子元件相接触的探测器的测试系统。电压补偿单元包括连接到 探测器并且适合于主动电压补偿的控制器；以及连接到控制器并且用于对衬底上的电压 进行测量的电压测量单元。根据可选的修改例，电压测量单元可以适合于测量静电电压 的绝对值，并且电压测量单元是静电电压计；和/或电压测量单元可以包括测量电场通 量的振荡压电晶体，该振荡压电晶体用于测量衬底电压。根据另外的实施例，提供了用于测试衬底上的电子元件的设备。该设备包括 用于将衬底设置在其中的测试室；用于支撑衬底的衬底支撑件；用于在衬底被设置在衬 底支撑件上时接触衬底的探测器；用于测试衬底上的电子元件的一个或多个测试柱；适 合于支撑电压测量单元的支架，该电压测量单元适合于测量衬底上的电压。根据其可选 修改例，该设备可以包括根据这里描述的任何一个实施例的电压补偿组件，特别地使得 支架适合于支撑电压测量单元。根据其他的可选或额外的实施例，一个或多个测试柱是 电子束测试系统，或者一个或多个测试柱是包括电容耦合到电子元件的光调制器的光的 光学测试系统；和/或探测器可以包括从由以下元件构成的组中选择的至少一个元件 探测器杆、探测器框架和探测器头。根据其他实施例，提供了一种用于在室中进行主动电压补偿的方法，该室具有 用于对具有电子元件的衬底进行支撑的衬底支撑件以及用于接触电子元件的探测器。该 方法包括将衬底载入室中，其中，在衬底与衬底支撑件彼此接近之前，将衬底和衬底 支撑件以预定距离彼此远离地定位；将衬底设置在处于支撑位置的衬底支撑件上；利用 探测器接触电子元件；测试衬底；将补偿电压提供给电子元件；破坏探测器与电子元件 的接触；移动衬底和衬底支撑件中的至少一者，以在提供了补偿电压之后增加衬底与衬 底支撑件之间的距离。根据其他的可选修改例，该方法还包括测量处于支撑位置的静电 电压；以及将补偿电压设置在静电电压范围+-10%之内；测量处于预定电压的位置处的 另外的静电电压；和/或测量处于预定电压的位置处的另外的静电电压。根据可与这里 描述的其他实施例相结合的其他实施例，补偿电压可以设置为来自存储器的作为预定电 压的电压和/或补偿电压在从-IOV到-100V或者从IOV到100V的范围内。
虽然上述内容涉及本发明的实施例，但是可以在不超出其基本范围的情况下设 计出本发明的其他的和进一步的实施例，并且其范围由权利要求所确定。
权利要求
1.一种电压补偿组件，其适合于具有用于与衬底(105)上的电子元件相接触的探测器 (430、432)的系统；所述电压补偿组件包括控制器，其连接到所述探测器(430、432)并且适合于经由所述探测器对所述电子元 件进行主动电压补偿；以及电压测量单元(160、460)，其连接到所述控制器并且用于测量所述衬底上的电压。
2.根据权利要求1所述的电压补偿组件，其中，所述电压测量单元适合于测量静电电 压的绝对值。
3.根据权利要求1到2中任意一项所述的电压补偿组件，其中，所述电压测量单元是 静电电压计。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的电压补偿组件，其中，所述电压测量单元包 括测量电场通量的振荡压电晶体，其用于测量所述衬底的电压。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的电压补偿组件，其中，所述系统是用于所述 衬底上的电子元件的测试系统。
6.—种用于测试或处理衬底的设备，包括 室，其用于将所述衬底(105)设置在其中； 衬底支撑件(380)，其用于支撑所述衬底；探测器(430、432)，其用于在所述衬底被设置在所述衬底支撑件上时接触所述衬底；支架，其适合于支撑电压测量单元(160; 460)，所述电压测量单元适合于测量所述 衬底上的电压；以及根据权利要求1到5中任意一项所述的电压补偿组件，其中所述支架适于支撑所述电压测量单元。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述设备用于测试所述衬底上的电子元件，其 中，所述室是测试室并且所述设备还包括用于测试所述衬底中的所述电子元件的一个或 多个测试柱。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述一个或多个测试柱是电子束测试系统，或 者其中，所述一个或多个测试柱是包括电容耦合到所述电子元件的光调制器的光的光学 测试系统。
9.根据权利要求6到8中任意一项所述的设备，其中，所述探测器包括从由以下元件 构成的组中选择的至少一个元件探测器杆、探测器框架和探测器头。
10.一种用于在室中进行主动电压补偿的方法，所述室具有用于对具有电子元件的衬 底进行支撑的衬底支撑件以及用于接触所述电子元件的探测器，所述方法包括将所述衬底(105)载入所述室中，其中，在所述衬底与所述衬底支撑件彼此接近之 前，将所述衬底和所述衬底支撑件(380)以预定距离彼此远离地定位； 将所述衬底设置在处于支撑位置的所述衬底支撑件上； 利用所述探测器(430、432)接触所述电子元件； 测试或处理所述衬底；将补偿电压经由所述探测器(430、432)提供给所述电子元件； 破坏所述探测器与所述电子元件的接触；移动所述衬底和所述衬底支撑件中的至少一者，以在提供了所述补偿电压之后增加 所述衬底与所述衬底支撑件之间的距离。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括测量处于所述支撑位置的所述衬底上的静电电压；以及 将所述补偿电压设置在所述静电电压范围+-10%之内。
12.根据权利要求10到11中任意一项所述的方法，还包括 测量处于所述预定距离的位置处的所述衬底上的另外的静电电压。
13.根据权利要求10到12中任意一项所述的方法，其中，所述补偿电压设置为来自 存储器的作为预定电压的电压。
14.根据权利要求10到13中任意一项所述的方法，其中，所述补偿电压在从-IOV 到-100V或者从IOV到100V的范围内。
全文摘要
描述了一种电压补偿组件，其适合于具有用于与衬底上的电子元件相接触的探测器的系统。该电压补偿组件包括连接到探测器并且适合于经由探测器对电子元件进行主动电压补偿的控制器；以及连接到控制器并且用于对衬底上的电压进行测量的电压测量单元。
文档编号G01R31/02GK102016609SQ200980101191
公开日2011年4月13日 申请日期2009年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者伯恩哈德·米勒 申请人:应用材料公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
