JP5506153B2 - Board inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は基板検査装置に係り、特に、基板に設けられるパターンの導通または非導通についてプローブを用いて検査する基板検査装置に関する。 The present invention relates to a substrate inspection apparatus, and more particularly to a substrate inspection apparatus that inspects conduction or non-conduction of a pattern provided on a substrate using a probe.
例えば、液晶基板、フラットディスプレイ基板、回路基板、半導体基板等のように、配線パターンが設けられる基板について、そのパターンが正しく形成されているかどうかを検査することが行なわれる。その検査は、外観によって行われる他に、適当なプローブを用いて、基板上のパターンの電気的導通または非導通について電気的に検査することが行なわれる。そのような電気的検査を行なう装置は、基板検査装置と呼ばれている。 For example, for a substrate on which a wiring pattern is provided such as a liquid crystal substrate, a flat display substrate, a circuit substrate, a semiconductor substrate, etc., it is inspected whether the pattern is correctly formed. In addition to the appearance, the inspection is performed by using an appropriate probe to electrically inspect the electrical conduction or non-conduction of the pattern on the substrate. An apparatus that performs such an electrical inspection is called a substrate inspection apparatus.
電気的検査のために用いられるプローブとしては、パターンに非接触で電気信号を供給し、あるいは電気信号を検出する非接触型プローブが用いられることもあるが、多くは、接触型プローブが用いられている。接触型プローブの場合は、基板上のパターンに所定の接触圧で直接接触するため、摩耗等の問題が生じることがある。 As a probe used for electrical inspection, a non-contact type probe that supplies an electric signal to a pattern in a non-contact manner or detects an electric signal may be used, but in many cases, a contact type probe is used. ing. In the case of a contact type probe, problems such as wear may occur because it directly contacts the pattern on the substrate with a predetermined contact pressure.
例えば、特許文献1には、基板の導通・絶縁について2本のプローブの間に電圧を加え、流れる電流から基板のパターン抵抗を検査する基板検査機においてプローブの劣化を検出する構成が述べられている。ここでは、基板検査機にプローブ短絡板を設け、測定対象基板の検査を行なう前に2本のプローブをプローブ短絡板に下降し、そのときの抵抗値をプローブ良否判定抵抗値と比較し、所定の抵抗値よりも大きい場合に警告を出力することが開示されている。
For example,
また、特許文献2には、接触型のプローブの先端が摩耗等で交換が必要となったときに、交換容易な構成のコンタクトプローブ装置が開示されている。ここでは、プローブ案内機構に設けられた位置決めピンによってプリント基板とプローブユニットが位置決めされ、1本の取付用ネジでプローブユニットがプローブ案内機構に取り付けられるので、この1本の取付用ネジを緩めることで、プローブユニットを容易に交換できると述べられている。
Further,
特許文献1においては、接触型のプローブに摩耗等で接触抵抗値が大きくなると警報を出力し、交換の必要性を知らせる。また、特許文献2においては、交換が容易な較正の接触型プローブが述べられている。
In
このように、従来技術においては、適当な手段によって接触型プローブの交換時期を知り、これによって作業者がプローブ交換を行っている。このように、基板検査装置におけるプローブ交換は、必要なときに作業者によって行われているので、装置によっては、頻繁に交換作業を行う必要があり、また、プローブを交換すると、その接触位置等を調整する必要があり、さらに作業負荷が増大する。 As described above, in the prior art, the replacement timing of the contact-type probe is known by appropriate means, and the operator replaces the probe accordingly. Thus, since the probe replacement in the board inspection apparatus is performed by an operator when necessary, depending on the apparatus, it is necessary to frequently perform the replacement operation. Need to be adjusted, which further increases the work load.
本発明の目的は、プローブ交換の負荷を軽減する基板検査装置を提供することである。また、他の目的は、プローブの交換頻度を低減できる基板検査装置を提供することである。また、他の目的は、プローブの寿命延長を可能とする基板検査装置を提供することである。以下の手段は、上記目的の少なくとも1つに貢献する。 The objective of this invention is providing the board | substrate inspection apparatus which reduces the load of probe replacement | exchange. Another object is to provide a substrate inspection apparatus that can reduce the frequency of probe replacement. Another object is to provide a substrate inspection apparatus that can extend the life of a probe. The following means contribute to at least one of the above objects.
本発明に係る基板検査装置は、基板に設けられるパターンの導通または非導通についてプローブを用いて検査する基板検査装置であって、接触型プローブを先端に有するプローブアセンブリと、プローブアセンブリを着脱可能に保持するプローブユニットと、プローブユニットを任意の3次元位置に移動駆動するアクチュエータと、未使用のプローブアセンブリを配置する未使用プローブ領域と、使用済みプローブアセンブリを配置できる使用済みプローブ領域とを有する交換用トレイと、プローブユニットの接触型プローブの先端高さを較正するためのプレートであって、表面に導体部を有する高さ基準プレートと、制御部と、を備え、接触型プローブは、基板に設けられる複数のパターンについて連続的に走査して検査する際の走査方向に沿って、基板表面に対し、予め定めた所定の傾斜角度を有する傾斜プローブであって、さらに、プローブユニットの接触型プローブの先端形状を撮像するための撮像手段と、接触型プローブの先端の接触位置を補正するためのプレートであって、接触型プローブの走査方向に直交する方向に延伸して配置される導体パターン部を有する接触位置基準プレートと、を備え、制御部は、アクチュエータに対し、プローブユニットを交換のために交換用トレイの使用済みプローブ領域に移動させるトレイ往路移動処理手段と、プローブユニットに対し、プローブアセンブリを取り外し、交換用トレイの使用済みプローブ領域に配置させる取り外し処理手段と、アクチュエータに対し、プローブアセンブリが取り外されたプローブユニットを交換用トレイの未使用プローブ領域に移動させるトレイ内移動処理手段と、プローブユニットに対し、交換用トレイの未使用プローブ領域に配置される未使用のプローブアセンブリを取り付けて保持させる取り付け処理手段と、アクチュエータに対し、プローブアセンブリが交換された交換済みプローブユニットの接触型プローブの先端を高さ基準プレートの導体部に向かって移動させる高さ較正移動処理手段と、接触型プローブと導体部との間の電気的接触を検知し、そのときのアクチュエータの高さ位置をプローブユニットの接触基準高さとして設定する高さ較正手段と、アクチュエータに対し、高さ較正が終わったプローブユニットをもとの検査位置に戻すトレイ復路移動処理手段と、アクチュエータに対し、プローブユニットの接触基準高さに高さ位置を設定させる高さ設定処理手段と、高さ設定処理が行われた状態で、撮像手段が撮像したプローブユニットの接触型プローブの先端形状の位置と、予め定めた基準位置との比較に基づいて、プローブユニットの接触型プローブの走査方向に垂直な方向の先端位置のずれを較正する先端位置ずれ較正手段と、アクチュエータに対し、先端位置ずれ較正が行われた状態で、プローブユニットの接触型プローブの先端を接触位置基準プレートの導体パターンの延伸方向に直交する方向に移動させる先端較正移動処理と、接触型プローブと導体パターンとの間の電気的接触を検知し、そのときのアクチュエータの走査方向に沿った位置をプローブユニットの接触基準位置として設定する接触位置較正手段と、を有することを特徴とする。
A substrate inspection apparatus according to the present invention is a substrate inspection apparatus that uses a probe to inspect a conduction or non-conduction of a pattern provided on a substrate, and a probe assembly having a contact probe at the tip, and the probe assembly can be attached and detached. Replacement having a holding probe unit, an actuator for moving and driving the probe unit to an arbitrary three-dimensional position, an unused probe region for placing an unused probe assembly, and a used probe region for placing a used probe assembly A plate for calibrating the tip height of the contact probe of the probe unit, a height reference plate having a conductor portion on the surface, and a control unit. The contact probe is mounted on the substrate. Scanning direction when inspecting by continuously scanning multiple patterns provided A tilt probe having a predetermined tilt angle with respect to the substrate surface, and further, contact between the imaging means for imaging the tip shape of the contact probe of the probe unit and the tip of the contact probe A plate for correcting the position, and a contact position reference plate having a conductor pattern portion arranged extending in a direction perpendicular to the scanning direction of the contact probe, and the control unit is Tray forward movement processing means for moving the probe unit to the used probe area of the replacement tray for replacement; and a removal processing means for removing the probe assembly from the probe unit and placing it in the used probe area of the replacement tray; Replace the probe unit with the probe assembly removed for the actuator Intra-tray movement processing means for moving to an unused probe area of the ray, attachment processing means for attaching and holding an unused probe assembly arranged in the unused probe area of the replacement tray to the probe unit, and an actuator On the other hand, the height calibration movement processing means for moving the tip of the contact probe of the replaced probe unit whose probe assembly has been replaced toward the conductor portion of the height reference plate, and the electric power between the contact probe and the conductor portion. Height calibration means that detects the actual contact and sets the height position of the actuator at that time as the contact reference height of the probe unit, and the probe unit whose height calibration has been completed for the actuator to the original inspection position The contact reference height of the probe unit with respect to the return tray return path processing means and the actuator Height setting processing means for setting the height position to the position of the probe, and the position of the tip shape of the contact type probe of the probe unit imaged by the imaging means in a state where the height setting processing is performed, and a predetermined reference position Based on the comparison, the probe unit is calibrated with the tip position deviation calibration means for calibrating the deviation of the tip position in the direction perpendicular to the scanning direction of the contact type probe of the probe unit, and the probe unit is calibrated with the tip position deviation calibration. The tip calibration movement process that moves the tip of the contact probe in the direction perpendicular to the extending direction of the conductor pattern of the contact position reference plate, and the electrical contact between the contact probe and the conductor pattern are detected. Contact position calibration means for setting a position along the scanning direction of the actuator as a contact reference position of the probe unit .
また、本発明に係る基板検査装置において、プローブユニットは、本体部と、本体部に対しプローブアセンブリの上面側を支持して移動可能なホルダ部であって、本体部に対しプローブアセンブリを押し付ける方向に移動してプローブアセンブリを固定保持し、本体部からプローブアセンブリを解放する方向に移動してプローブアセンブリを取り外し可能状態にするホルダ部と、を有することが好ましい。 Further, in the substrate inspection apparatus according to the present invention, the probe unit includes a main body portion, a movable holder unit and the upper surface of the probe assembly asked to support relative to the body portion, pressing the probe assembly relative to the body portion It is preferable to have a holder portion that moves in the direction to fix and hold the probe assembly, and moves in a direction to release the probe assembly from the main body portion so that the probe assembly can be removed.
また、本発明に係る基板検査装置において、接触型プローブは、基板に設けられる複数のパターンについて連続的に走査して検査する際の走査方向に沿って、基板表面に対し、予め定めた所定の傾斜角度を有する傾斜プローブであって、さらに、プローブユニットの接触型プローブの先端形状を撮像するための撮像手段と、接触型プローブの先端の接触位置を補正するためのプレートであって、接触型プローブの走査方向に直交する方向に延伸して配置される導体パターン部を有する接触位置基準プレートと、を備え、制御部は、アクチュエータに対し、プローブユニットの接触基準高さに高さ位置を設定させる高さ設定処理手段と、高さ設定処理が行われた状態で、撮像手段が撮像したプローブユニットの接触型プローブの先端形状の位置と、予め定めた基準位置との比較に基づいて、プローブユニットの接触型プローブの走査方向に垂直な方向の先端位置のずれを較正する先端位置ずれ較正手段と、アクチュエータに対し、先端位置ずれ較正が行われた状態で、プローブユニットの接触型プローブの先端を接触位置基準プレートの導体パターンの延伸方向に直交する方向に移動させる先端較正移動処理と、接触型プローブと導体パターンとの間の電気的接触を検知し、そのときのアクチュエータの走査方向に沿った位置をプローブユニットの接触基準位置として設定する接触位置較正手段と、を有することが好ましい。 Further, in the substrate inspection apparatus according to the present invention, the contact type probe has a predetermined predetermined with respect to the substrate surface along the scanning direction when continuously inspecting and inspecting a plurality of patterns provided on the substrate. An inclined probe having an inclination angle, an imaging means for imaging the tip shape of the contact probe of the probe unit, and a plate for correcting the contact position of the tip of the contact probe, the contact type A contact position reference plate having a conductor pattern portion arranged extending in a direction perpendicular to the scanning direction of the probe, and the controller sets the height position to the contact reference height of the probe unit with respect to the actuator The height setting processing means to be performed, and the position of the tip shape of the contact type probe of the probe unit imaged by the imaging means in the state where the height setting processing has been performed Based on a comparison with a predetermined reference position, the tip position deviation calibration means for calibrating the tip position deviation in the direction perpendicular to the scanning direction of the contact type probe of the probe unit and the tip position deviation calibration for the actuator are performed. In the performed state, the tip calibration moving process for moving the tip of the contact type probe of the probe unit in the direction orthogonal to the extending direction of the conductor pattern of the contact position reference plate, and the electrical connection between the contact type probe and the conductor pattern It is preferable to have contact position calibration means that detects contact and sets the position along the scanning direction of the actuator at that time as the contact reference position of the probe unit.
また、本発明に係る基板検査装置において、プローブユニットは、基板に設けられる複数のパターンについて連続的に走査して検査する際の第1走査方向に沿って、基板表面に対し、予め定めた所定の傾斜角度を有する接触型プローブを含む第1プローブアセンブリと、第1走査方向とは反対方向の走査方向である第2走査方向に沿って、基板表面に対し、予め定めた所定の傾斜角度を有する接触型プローブを含む第2プローブアセンブリと、を有することが好ましい。 Further, in the substrate inspection apparatus according to the present invention, the probe unit is a predetermined predetermined with respect to the substrate surface along the first scanning direction when continuously inspecting and inspecting a plurality of patterns provided on the substrate. A first probe assembly including a contact probe having a tilt angle of 2 mm and a second scan direction, which is a scan direction opposite to the first scan direction, with a predetermined tilt angle with respect to the substrate surface. And a second probe assembly including a contact probe.
また、本発明に係る基板検査装置において、プローブユニットの接触型プローブの先端に近接して配置され、接触型プローブの先端と検査対象の基板の表面との間の間隔を検出するギャップセンサを備え、制御部は、アクチュエータに対し、ギャップセンサの検出結果に応じて、プローブユニットの高さ位置を接触基準高さに追従させる高さ追従処理手段を有することが好ましい。 The substrate inspection apparatus according to the present invention further includes a gap sensor that is disposed in proximity to the tip of the contact probe of the probe unit and detects a distance between the tip of the contact probe and the surface of the substrate to be inspected. The control unit preferably has a height follow-up processing unit that causes the actuator to follow the reference height of the height position of the probe unit according to the detection result of the gap sensor.
上記構成により、基板検査装置は、接触型プローブを先端に有するプローブアセンブリを着脱可能に保持するプローブユニットを有する。そして、未使用のプローブアセンブリを配置する未使用プローブ領域と、使用済みプローブアセンブリを配置できる使用済みプローブ領域とを有する交換用トレイが備えられる。ここで、プローブユニットを交換のために交換用トレイの使用済みプローブ領域に移動させ、プローブアセンブリを取り外して交換用トレイの使用済みプローブ領域に配置させ、プローブアセンブリが取り外されたプローブユニットを交換用トレイの未使用プローブ領域に移動させ、そのプローブユニットに未使用のプローブアセンブリを取り付けて保持させ、プローブアセンブリが交換された交換済みプローブユニットをもとの検査位置に戻す。これらは制御部の制御の下でアクチュエータ等を用いて行われるので、プローブ交換の負荷を軽減することができる。 With the above configuration, the substrate inspection apparatus has a probe unit that detachably holds a probe assembly having a contact probe at the tip. Then, a replacement tray having an unused probe region in which an unused probe assembly is arranged and a used probe region in which a used probe assembly can be arranged is provided. Now move the probe unit to the used probe area of the replacement tray for replacement, remove the probe assembly and place it in the used probe area of the replacement tray, and replace the probe unit with the probe assembly removed move unused probe region of the tray, it is held by attaching an unused probe assembly to the probe unit, return the replaced probe unit probe assembly is replaced with the original inspection position. Since these are performed using an actuator or the like under the control of the control unit, the probe replacement load can be reduced.
また、基板検査装置において、プローブユニットは、本体部と、本体部に対しプローブアセンブリの上面側を支持して移動可能なホルダ部を有し、本体部に対しプローブアセンブリを押し付ける方向にホルダ部を移動させてプローブアセンブリを固定保持し、本体部からプローブアセンブリを解放する方向にホルダ部を移動させてプローブアセンブリを取り外し可能状態にする。したがって、プローブユニットは、接触型プローブを先端に有するプローブアセンブリを着脱可能に保持することができる。 Further, in the substrate inspection device, the probe unit includes a main body portion and the body portion to have a holder portion capable of moving the upper surface side asked to support the probe assembly, the holder portion in a direction to press the probe assembly relative to the body portion The probe assembly is fixed and held, and the holder portion is moved in a direction to release the probe assembly from the main body portion so that the probe assembly can be removed. Therefore, the probe unit can detachably hold the probe assembly having the contact probe at the tip.
また、基板検査装置において、プローブユニットの接触型プローブの先端高さを較正するために、表面に導体部を有する高さ基準プレートを備える。そして、プローブユニットの接触型プローブの先端を高さ基準プレートの導体部に向かって移動させ、接触型プローブと導体部との間の電気的接触を検知し、そのときのアクチュエータの高さ位置をプローブユニットの接触基準高さとして設定する。このように、プローブ高さを適切なものとして、不適切なプローブ高さのための摩耗等を抑制し、プローブの寿命延長を図ることができる。 The substrate inspection apparatus further includes a height reference plate having a conductor portion on the surface in order to calibrate the tip height of the contact type probe of the probe unit. Then, the tip of the contact type probe of the probe unit is moved toward the conductor part of the height reference plate to detect electrical contact between the contact type probe and the conductor part, and the height position of the actuator at that time is determined. Set as the reference contact height of the probe unit. In this way, the probe height can be set appropriately, wear due to an inappropriate probe height can be suppressed, and the probe life can be extended.
また、基板検査装置において、接触型プローブは、基板に対し連続的に走査して検査する際の走査方向に沿って傾斜する傾斜プローブである場合に、接触型プローブの先端形状を撮像するための撮像手段と、接触型プローブの先端の接触位置を補正するための接触位置基準プレートとを備える。そして、プローブユニットの高さ位置が接触基準高さに設定された状態で、撮像手段の撮像結果に基づいて、接触型プローブの走査方向に垂直な方向の先端位置のずれを較正し、接触型プローブの先端を接触位置基準プレートの導体パターンの延伸方向に直交する方向に移動させて接触型プローブと導体パターンとの間の電気的接触を検知し、そのときのアクチュエータの走査方向に沿った位置をプローブユニットの接触基準位置として設定する。このように、プローブ位置を適切なものとして、不適切なプローブ位置のための摩耗等を抑制し、プローブの寿命延長を図ることができる。 Further, in the substrate inspection apparatus, when the contact probe is an inclined probe that is inclined along the scanning direction when continuously inspecting and inspecting the substrate, it is for imaging the tip shape of the contact probe. An imaging unit and a contact position reference plate for correcting the contact position of the tip of the contact probe are provided. Then, in a state where the height position of the probe unit is set to the contact reference height, the displacement of the tip position in the direction perpendicular to the scanning direction of the contact type probe is calibrated based on the imaging result of the imaging unit, and the contact type The position of the actuator along the scanning direction of the actuator is detected by detecting the electrical contact between the contact probe and the conductor pattern by moving the tip of the probe in the direction perpendicular to the extending direction of the conductor pattern of the contact position reference plate. Is set as the contact reference position of the probe unit. In this way, the probe position can be made appropriate, wear due to an inappropriate probe position can be suppressed, and the probe life can be extended.
また、基板検査装置において、プローブユニットは、第1走査方向に沿って所定の傾斜角度で傾斜する第1プローブアセンブリと、第1走査方向とは反対方向の走査方向である第2走査方向に沿って所定の傾斜角度で傾斜する第2プローブアセンブリとを有する。したがって、基板検査の走査を第1走査方向と第2走査方向と交互に切り換えることができ、いわゆる往復走査、あるいは双方向走査ができる。そして、第1走査方向の測定には第1プローブが用いられ、第2走査方向の測定には第2プローブが用いられる。このように、双方向走査において、第1プローブアセンブリと第2プローブアセンブリが交互に用いられるので、各プローブアセンブリの使用頻度が半分となり、これによりプローブの交換頻度を低減できる。 In the substrate inspection apparatus, the probe unit includes a first probe assembly that is inclined at a predetermined inclination angle along the first scanning direction, and a second scanning direction that is a scanning direction opposite to the first scanning direction. And a second probe assembly inclined at a predetermined inclination angle. Therefore, the substrate inspection scan can be alternately switched between the first scanning direction and the second scanning direction, so-called reciprocating scanning or bidirectional scanning can be performed. The first probe is used for the measurement in the first scanning direction, and the second probe is used for the measurement in the second scanning direction. Thus, since the first probe assembly and the second probe assembly are alternately used in bidirectional scanning, the frequency of use of each probe assembly is halved, thereby reducing the frequency of probe replacement.
また、基板検査装置において、接触型プローブの先端と検査対象の基板の表面との間の間隔を検出するギャップセンサを備え、ギャップセンサの検出結果に応じて、プローブユニットの高さ位置を接触基準高さに追従させる。例えば、基板のうねり等の影響を受けることが少なくなり、例えば接触圧について余裕を持って高めに設定する必要性が減少する。これによって、不適切な接触圧のための摩耗等を抑制し、プローブの寿命延長を図ることができる。 The substrate inspection apparatus also includes a gap sensor that detects the distance between the tip of the contact probe and the surface of the substrate to be inspected, and determines the height position of the probe unit according to the detection result of the gap sensor as a contact reference. Follow the height. For example, it is less affected by the undulation of the substrate and the need for setting the contact pressure higher with a margin is reduced. As a result, it is possible to suppress wear due to an inappropriate contact pressure and to extend the life of the probe.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、測定対象の基板として、配線パターンを有する液晶表示装置用のガラス基板を説明するが、これ以外でも、パターンの導通、非導通を検査する必要のある基板であればよい。例えば、半導体ウェーファ、回路基板等であってもよい。また、パターンの導通、非導通を測定するプローブとして、パターンの一方端において接触型プローブを用い、他方端において非接触型プローブを用いるものとして説明するが、少なくとも接触型プローブを1つ用いるものであればよい。例えば、上記の例で、他方端においても接触型プローブを用いるものとしてもよい。また、3端子以上の測定の場合でも、少なくとも1端子が接触型プローブを用いるものであればよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a glass substrate for a liquid crystal display device having a wiring pattern will be described as a substrate to be measured. However, any substrate other than this may be used as long as it is necessary to inspect the conduction and non-conduction of the pattern. For example, it may be a semiconductor wafer, a circuit board, or the like. In addition, as a probe for measuring the conduction and non-conduction of the pattern, it is assumed that a contact type probe is used at one end of the pattern and a non-contact type probe is used at the other end, but at least one contact type probe is used. I just need it. For example, in the above example, a contact type probe may be used at the other end. Even in the case of measuring three or more terminals, it is sufficient that at least one terminal uses a contact probe.
また、以下では、プローブアセンブリとして先端に針状プローブが固定されたものとして説明するが、これは説明のための一例であって、これ以外の構造であっても接触型プローブを有するプローブアセンブリであればよい。例えば、プローブが弾性を有するスプリングプローブ、ワイヤプローブ等であってもよい。また、いわゆるカンチレバー式プローブである片持梁形のプローブアセンブリであってもよい。また、複数のプローブが1つのユニットに取り付けられている構造であってもよい。 In the following description, the probe assembly is assumed to have a needle-like probe fixed to the tip. However, this is an example for explanation, and a probe assembly having a contact-type probe is used for other structures. I just need it. For example, the probe may be an elastic spring probe, wire probe, or the like. Further, it may be a cantilever type probe assembly which is a so-called cantilever type probe. Further, a structure in which a plurality of probes are attached to one unit may be used.
また、以下では、プローブユニットの移動駆動について、XY方向の移動のためのアクチュエータとしてリニアモータを説明し、Z方向の移動のためのアクチュエータとしてリードスクリュー型モータを説明するが、これは説明のための一例である。したがって、一般的に用いられる移動駆動用アクチュエータをいずれの方向の移動のために用いるものとしてもよい。上記のリニアモータ、リードスクリュー型モータの他に、ボイスコイルモータ、可動線輪型モータ等を用いてもよい。また、案内機構としてガイド溝を用いるものとして説明するが、勿論、ガイドレール等の他の案内機構を用いるものとしてもよい。 In the following description, regarding the movement of the probe unit, a linear motor will be described as an actuator for movement in the XY directions, and a lead screw motor will be described as an actuator for movement in the Z direction. It is an example. Accordingly, a generally used drive actuator for movement may be used for movement in any direction. In addition to the linear motor and the lead screw type motor, a voice coil motor, a movable wire type motor, and the like may be used. In addition, although a description is given assuming that a guide groove is used as the guide mechanism, it is needless to say that another guide mechanism such as a guide rail may be used.
図1は、基板検査装置10の構成を示す平面図である。基板検査装置10は、基板に設けられるパターンの導通または非導通についてプローブを用いて検査する機能を有する装置であり、基板上のパターンに対しプローブを相対的に走査させる機構と、パターンの導通、非導通を評価する測定機能とを有する。そして、ここでは特に、摩耗等で交換が必要となったプローブを自動的に交換する機能を有する。なお、図1には、基板検査装置10の構成要素ではないが、配線パターン6を有する液晶表示装置用のガラス製の基板8が示されている。基板8は、1枚が搭載されている様子が示されているが、後述するように、この1枚の基板8に複数の検査対象ブロックが含まれていてもよく、また、複数枚の基板8が搭載されるものとしてもよい。また、図1には、X方向とY方向がそれぞれ示されている。
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the
基板検査装置10は、測定対象物であるガラス製の基板8を保持する本体ステージ12、本体ステージ12の左右端近傍にY方向に延伸して設けられるガイド溝14,16、ガイド溝14,16に案内されて本体ステージ12上をY方向に移動可能なガントリ20、ガントリ20の上面にX方向に延伸して設けられるガイド溝22,23、ガイド溝22に案内されてガントリ20上をX方向に移動可能なプローブステージ24、ガイド溝23に案内されてガントリ20上をX方向に移動可能なセンサステージ25を含んで構成される。
The
また、基板検査装置10は、さらに、配線パターン6の検査のために、ガントリ20の一方端側に設けられる非接触型センサプローブ26と、プローブステージ24に搭載されるプローブユニットセット30とを含む。
The
また、基板検査装置10は、プローブユニットセット30に含まれるプローブアセンブリを交換するための交換用トレイ60を含んで構成される。さらに、プローブアセンブリの高さ、位置を較正するためのものとして、高さ基準部70、プローブ撮像カメラ80、接触位置基準部90を含んで構成される。交換用トレイ60、高さ基準部70、プローブ撮像カメラ80、接触位置基準部90は、本体ステージ12上に配置される。
The
また、基板検査装置10は、非接触型センサプローブ26とプローブユニットセット30とをそれぞれ独立に基板8に対しXYZの方向に移動させるために複数のアクチュエータを含んで構成される。そしてこれらのアクチュエータの駆動のためのアクチュエータ駆動部110を備える。また、配線パターンの導通、非導通を評価する測定機能として、基板評価部112を備える。
The
さらに、基板検査装置10は、これらの各要素を全体として制御する制御部120を含む。制御部120は、基板検査モジュール122と、ここでは特に、プローブユニットセット30について位置決め等を較正し、必要なときに自動的にプローブを交換するための処理を行うメンテナンスモジュール124とを含む。
Furthermore, the
基板検査装置10における本体ステージ12は、検査対象である基板8を保持する平坦な基台である。図1には図示されていないが、本体ステージ12には、適当な基板搬入搬出装置が接続され、未検査の基板8が本体ステージ12に搬入され、検査済みの基板8が本体ステージ12から運び出される。搬入搬出には、例えば、基板8の両端の辺を真空技術で吸着支持するフォークアームを移動させる方法、機械的に基板8の両辺を載置支持するフォークアームを移動させる方法、気体圧を用いて基板8を浮上させ本体ステージ12の上を移動させる方法等を用いることができる。基板8は、本体ステージ12上において、機械的な位置決め技術、真空技術、静電保持技術等で、位置決めされて保持される。
The
ガイド溝14,16は、ガントリ20をY方向に移動させるときの案内機能を有し、ガントリ20の底面に設けられるガイド部材が入り込むことができる凹溝である。ガイド溝14,16は、本体ステージ12の上面において、左右の両端に近い箇所に、Y方向に沿って平行に設けられる。平行に走る2本のガイド溝14,16の間の間隔は、基板8のX方向の幅よりも大きく設定される。
The
ガントリ20は、ガイド溝14,16に案内され、本体ステージ12の上部をY方向に移動できる部材である。図2は、ガントリ20の周辺の詳細な斜視図である。ガントリ20の両端部、つまりガイド溝14,16に案内される部分は、リニアモータが設けられ、アクチュエータ駆動部110と接続される。
The
両端のリニアモータは、本体ステージ12側に設けられる永久磁石と協働してY方向の駆動力を発生するコイルを含んで構成することができる。リニアモータの底面には、上記のように、ガイド溝14,16に入り込むことができるガイド部材が設けられ、例えばボールベアリング等でガイド溝14,16と少ない摩擦力で接触する。各リニアモータはアクチュエータ駆動部110を介して制御部120と接続され、制御部120の制御の下で作動し、ガントリ20を+Y方向、あるいは−Y方向に移動駆動する。
The linear motors at both ends can be configured to include a coil that generates a driving force in the Y direction in cooperation with a permanent magnet provided on the
両端のリニアモータを結び、X方向に延びる部分は、本体ステージ12の上部で基板8に接触しない高さに設けられるガントリ部である。ガントリ部の上面には、ガイド溝22,23が設けられる。図2においてガントリ部の右側に配置されるガイド溝22は、プローブステージ24をX方向に移動させるときの案内機能を有し、プローブステージ24の底面に設けられるガイド部材が入り込むことができる凹溝である。また、図2においてガントリ部の左側に配置されるガイド溝23は、センサステージ25をX方向に移動させるときの案内機能を有し、センサステージ25の底面に設けられるガイド部材が入り込むことができる凹溝である。
A portion extending in the X direction by connecting the linear motors at both ends is a gantry portion provided at a height not contacting the
プローブステージ24は、プローブユニットセット30を搭載する部材で、リニアモータを内蔵し、ガントリ20側に設けられる永久磁石と協働してX方向の駆動力を発生するコイルを含んで構成することができる。リニアモータの底面には、上記のように、ガイド溝22に入り込むことができるガイド部材が設けられ、例えばボールベアリング等でガイド溝22と少ない摩擦力で接触する。センサステージ25は、非接触型センサプローブ26を搭載する部材で、プローブステージ24と同様の構成を有する。
The
また、ガントリ20の両端部の近くに、非接触型センサプローブ26と、プローブユニットセット30がそれぞれ配置される。図1、図2の例では、図上の左側、つまり−X側の端部に非接触型センサプローブ26が配置され、右側である+X側の端部に接触型のプローブを有するプローブユニットセット30が配置される。非接触型センサプローブ26と、プローブユニットセット30とは、基板8の上にX方向に延びて配置される配線パターン6の両端にそれぞれの検出部が位置するように、ガントリ20の両端部の近くに配置される。図1、図2の例では、一本の配線パターン6が示されているが、その右端部にプローブユニットセット30のプローブが接触し、左端部に非接触型センサプローブ26の検出部が配置される。
Further, a non-contact
非接触型センサプローブ26は、上記のように、検査される配線パターン6の一方端にプローブユニットセット30のプローブが接触するとき、その配線パターン6の他方端に来るように配置される探触子である。非接触型センサプローブ26の検出信号は、適当な信号線によって基板評価部112に伝送される。
As described above, the non-contact
例えば、プローブユニットセット30のプローブから高周波信号が配線パターン6に供給されるとき、その高周波信号の有無を検出する機能を有する。この場合には、高周波信号が検出されると、その配線パターン6は、導通があると基板評価部112によって判断され、一方、高周波信号が検出されないと、その配線パターン6は、非導通であるとされる。かかる非接触型センサプローブ26としては、検出コイルを備えるものを用いることができる。
For example, when a high frequency signal is supplied from the probe of the probe unit set 30 to the
また、プローブユニットセット30のプローブから配線パターン6に直流信号が供給されるものとすることもできるが、この場合には、非接触型センサプローブ26としては、電界の有無を検出する機能を有するものを用いることができる。例えば、静電容量センサ等を用いることができる。
In addition, a DC signal can be supplied from the probe of the probe unit set 30 to the
配線パターン6の導通、非導通を検出する探触子としては、接触型のものを用いることも、非接触型のものを用いることができるが、いずれも一長一短がある。接触型のものは、確実に配線パターン6に信号を供給でき、あるいは確実に配線パターン6から信号を得ることができる。しかし、一方で接触による摩耗があるので、探触子として寿命があり、その場合には新しい探触子に交換することが必要となる。非接触型のものは、摩耗等の恐れがなく、ほぼ永久的に使用することができる。しかし、一方で、非接触で配線パターン6に信号の出し入れをするので、配線パターン6の形状によっては、誤認識をする可能性がある。例えば、配線パターンが分岐し、あるいは局部的に短絡しているような場合に、接触型に比べると、誤認識をする可能性が高くなる。したがって、場合によって、使い分けをすることがよい。図1、図2の例では、信号供給側に接触型のプローブユニットセット30を用い、信号検出側に非接触型センサプローブ26を用いるものとしてある。
As a probe for detecting conduction or non-conduction of the
プローブユニットセット30は、接触型の探触子である。上記のように、ガントリ20はY方向に沿って、+Y方向と−Y方向に移動可能であるので、+Y方向に走査する場合に適したプローブユニットと−Y方向に走査する場合に適したプローブユニットとを含んで構成される。図3には、プローブユニットセット30が後述する交換用トレイ60とともに図示されている。なお、以下では図1、図2と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では図1、図2の符号を用いて説明する。
The probe unit set 30 is a contact type probe. As described above, since the
図3に示されるように、プローブユニットセット30は、2つのプローブユニット32,33から構成される。プローブユニット32は、+Y方向の走査に用いられ、プローブユニット33は、−Y方向の走査に用いられる。プローブユニット32とプローブユニット33とは、Y方向に沿って一列に配置され、XZ平面に対し対称形である。これら2つのプローブユニット32,33の間の大きな相違は、ユニットセットとして配置されるとき、それぞれのプローブのXY平面に対する傾斜角度の方向が互いに逆であることである。
As shown in FIG. 3, the probe unit set 30 includes two
図3では、プローブユニット33の針状プローブ53のみが図に表れているが、この針状プローブ53は、YZ平面内で、−Y方向となす傾斜角度が鋭角である。プローブユニット32の先端部は図3には現れていないが、その針状プローブ52は図2に表されている。ここで示されるように、この針状プローブ52は、YZ平面内で、+Y方向となす傾斜角度が鋭角である。すなわち、+Y方向の走査に用いられるプローブユニット32は、YZ平面内で、+Y方向となす傾斜角度が鋭角である針状プローブ52を有し、−Y方向の走査に用いられるプローブユニット33は、YZ平面内で、−Y方向となす傾斜角度が鋭角である針状プローブ53を有する。鋭角の傾斜角度としては、例えば+45度から+80度程度、好ましくは+60度程度とすることができる。
In FIG. 3, only the needle-
針状プローブの傾斜角度の方向の相違を除けば、プローブユニット32,33は同様の構成を有するので、以下では、プローブユニット32に代表させて、その各要素について説明する。
Except for the difference in the direction of the inclination angle of the needle-like probe, the
プローブユニット32は、図3には表れていない針状プローブ52を有するプローブアセンブリ50を着脱自在に保持し、これをZ方向に移動して、針状プローブ52を配線パターン6に適切な接触状態で接触させる機能を有する装置である。
The
プローブユニット32は、プローブステージ24に取付板27を介して固定して取り付けられる取付部34と、取付部34に対しZ方向に移動可能な本体部36と、本体部36に取り付け固定されるエアシリンダであるホルダ駆動部38と、ホルダ駆動部38によってZ方向に移動駆動され、プローブアセンブリ50の上面側を支持するホルダ部40と、本体部36の一部であってプローブアセンブリ50の底面側を支持する支持板42と、本体部36をZ方向に移動駆動するアクチュエータであるリードスクリュー型モータ44と、図示されていないがエアシリンダであるホルダ駆動部38に駆動気体圧を供給する供給流路とを含んで構成される。
The
リードスクリュー型モータ44は、本体部36を取付部34に対しZ方向に移動駆動するZ方向アクチュエータである。本体部36は取付部34に対しZ方向移動可能に保持されており、リードスクリュー型モータ44は、その駆動軸の移動方向がZ方向とされ、駆動軸が本体部36と接続される。リードスクリュー型モータ44は、アクチュエータ駆動部110を介して制御部120の制御の下で作動する。
The lead
ホルダ駆動部38は、本体部36に取り付けられ、ホルダ部40をZ方向に移動駆動するアクチュエータであるが、リードスクリュー型モータ44と異なり、プローブアセンブリ50をZ方向に移動する機能は有しない。プローブアセンブリ50は、支持板42によって底面側が支持されているので、本体部36の一部である支持板42のZ方向移動に伴ってプローブアセンブリ50はZ方向に移動する。これに対し、ホルダ駆動部38によって移動駆動されるホルダ部40は、プローブアセンブリ50の上面側を支持するので、ホルダ部40の移動によってプローブアセンブリ50が支持板42の側に押し付けられるが、それ以上Z方向に移動するものではない。
The
かかるホルダ駆動部38は、上記のようにエアシリンダで構成することができる。すなわち、図示されていない供給流路からの加圧流体によって駆動軸をZ方向に突き出すことでホルダ部40を−Z方向に移動させ、加圧流体を開放することで適当な付勢手段を用いてホルダ部40を+Z方向に移動させることができる。エアシリンダに代えて電磁プランジャ等の手段を用いることもできる。ホルダ駆動部38も、適当な信号線でアクチュエータ駆動部110を介し制御部120に接続される。
The
上記のように、支持板42に対しホルダ部40が移動可能であるので、支持板42とホルダ部40とは、プローブアセンブリ50を着脱自在に保持する機能を有する。その意味で、このセットをプローブアセンブリ50のホルダと呼ぶこともできる。上記のように、支持板42は本体部36と一体であり、ホルダ部40は本体部36に対しZ方向に移動可能である。そして、ホルダ部40は、エアシリンダであるホルダ駆動部38によってZ方向に移動駆動される。したがって、ホルダ部40は、プローブアセンブリ50を支持板に押し付ける方向、すなわち−Z方向に移動するときは、プローブアセンブリ50を固定保持し、プローブアセンブリ50を解放する方向、すなわち+Z方向に移動するときは、プローブアセンブリ50を取り外し可能状態にする。
As described above, since the
また、上記のように、支持板42は、本体部36と一体であり、本体部36は取付部34に対しZ方向に移動可能である。プローブアセンブリ50がホルダ部40と支持板42によってしっかり保持固定されているときは、プローブアセンブリ50は、リードスクリュー型モータ44の移動駆動によって、Z方向に移動する。つまり、プローブユニット32は、プローブアセンブリ50を着脱自在に保持する機能とともに、プローブアセンブリ50をしっかり固定保持する状態において、プローブアセンブリ50をZ方向に移動してZ方向の高さを設定することができる機能を有する。
Further, as described above, the
したがって、プローブユニットセット30におけるプローブアセンブリ50,51は、ガントリ20の両端部のリニアモータによってY方向に移動駆動され、プローブステージ24のリニアモータによってX方向に移動駆動され、プローブユニット32,33のリードスクリュー型モータ44,45によってZ方向に移動駆動される。そして、プローブユニット32,33のホルダ駆動部38,39によって、プローブユニット32,33に対し、着脱自在に保持される。
Accordingly, the
再び図1に戻り、本体ステージ12に設けられる交換用トレイ60、高さ基準部70、プローブ撮像カメラ80、接触位置基準部90について、図3から図8を用いて説明する。以下では図1、図2、及びプローブユニットセットに関する図3の部分と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
Returning to FIG. 1 again, the
交換用トレイ60、高さ基準部70、プローブ撮像カメラ80、接触位置基準部90は、基板検査装置10の基板検査の機能とは別に、プローブユニットセット30に関する交換と較正のために用いられるものである。そこで、これらは、本体ステージ12において、基板8を保持する領域の外、つまり、基板検査領域の外側の領域に配置される。ガントリ20が、プローブユニットセット30をこれらが配置される領域に移動させることができるように、ガイド溝14,16は、基板検査領域をカバーするよりも長い距離で、本体ステージ12の上に配置される。
The
交換用トレイ60は、本体ステージ12上に配置されるトレイで、未使用のプローブアセンブリが配置されているものであるが、また、交換用トレイは、プローブユニットセット30からプローブアセンブリを交換するときの作業領域でもある。図3の右側には、交換用トレイ60の構成が示されている。
The
交換用トレイ60は、台部62と、台部62上に設けられる2つの領域として、使用済みのプローブアセンブリ55を配置できる使用済みプローブ領域61と、未使用のプローブアセンブリ57を配置する未使用プローブ領域63とを有する。使用済みプローブ領域61も未使用プローブ領域63も、複数の載置台64が配置される。載置台64は、X方向に平行に配置された2本で一組をなし、この一組の載置台64によって、最大3つのプローブユニットを位置決めして載置することができる。位置決めのために、載置台64にそれぞれ3つの位置決めピン66が設けられる。この位置決めピン66に対応し、プローブアセンブリの底面には、位置決め穴が設けられている(後述の図17参照)。
The
上記の一組の載置台を載置台組と呼ぶことにすると、図3の例では、交換用トレイ60の使用済みプローブ領域61に2つの載置台組がX方向に平行に配置され、未使用プローブ領域63にも2つの載置台組がX方向に平行に配置されている。未使用プローブ領域63の2つの載置台組は、使用済みプローブ領域61の2つの載置台組と、X方向に沿って同軸に配置されている。すなわち、使用済みプローブ領域61の2つの載置台組を構成する4つの載置台64の長手方向の延長上に、未使用プローブ領域63の2つの載置台組を構成する4つの載置台64がその長手方向を一致させるようにして配置される。
If the above-mentioned set of mounting tables is called a mounting table group, in the example of FIG. 3, two mounting table groups are arranged in parallel in the X direction in the used
このX方向に平行に配置される2つの載置台組のY方向に沿って測った配置間隔は、プローブユニットセット30を構成する2つのプローブユニット32,33のY方向に沿って測った配置間隔と同じに設定される。これにより、プローブユニットセット30を交換用トレイ60の位置に移動させたとき、2つのプローブユニット32,33を構成する2つのプローブアセンブリ50,51が、交換用トレイ60の2つの載置台組を構成する各載置台の上に来るようにできる。
The arrangement interval measured along the Y direction of the two mounting table assemblies arranged in parallel to the X direction is the arrangement interval measured along the Y direction of the two
このような配置を利用して、2つのプローブユニット32,33を構成する2つのプローブアセンブリ50,51を自動交換することができる。自動交換には、ガントリ20のY方向移動機能、プローブステージ24のX方向移動機能、プローブユニット32,33のZ方向移動機能、プローブユニット32,33のホルダ駆動部38,39のプローブアセンブリ着脱機能が用いられる。
Using such an arrangement, the two
自動交換は、次のような手順で行われる。すなわち、プローブアセンブリ50,51が摩耗等で交換が必要になったと判断されると、ガントリ20のY移動駆動によって、プローブユニットセット30を交換用トレイ60の使用済みプローブ領域61に移動させる。そして、上記のホルダ駆動部38の機能を用い、適当にプローブユニットセット30をX方向及びZ方向に移動させ、プローブアセンブリ50,51をプローブユニット32,33から取り外す。取り外されたプローブアセンブリは、使用済みのプローブアセンブリ55として、使用済みプローブ領域61の載置台組の上に置かれる。
Automatic exchange is performed in the following procedure. That is, when it is determined that the
そして、プローブアセンブリが取り外されたプローブユニットセット30は、未使用プローブ領域63に移動し、そこで上記のホルダ駆動部38の機能を用い、適当にプローブユニットセット30をX方向及びZ方向に移動させ、未使用のプローブアセンブリ56,57をプローブユニット32,33に取り付ける。さらに詳細な交換の手順については、制御部120のメンテナンスモジュール124の機能の説明のところで説明する。
Then, the probe unit set 30 from which the probe assembly has been removed moves to an
次に、高さ基準部70、プローブ撮像カメラ80、接触位置基準部90について説明する。これらは、プローブユニット32,33を構成するプローブアセンブリ50,51が交換されたとき、あるいは使用が長期間に渡ったときに、プローブアセンブリ50,51の位置、特に針状プローブ52,53の位置を較正し、適切な状態とする機能を有する。なお、プローブユニットの針状プローブが関係するので、図3において針状プローブ53が図示されていたプローブユニット33を用いて説明するものとするが、勿論プローブユニット32についても同様の内容となる。
Next, the
図4は、高さ基準部70においてプローブユニット33における針状プローブ53の高さが較正される様子を説明する図である。高さ基準部70は、上記のように、本体ステージ12の基板検査領域の外側に設けられ、プローブユニット33の針状プローブ53の先端高さを較正するためのものである。高さ基準部70は、台72の上に、表面に導体部を有する高さ基準プレート74を備える。ここで導体部は、予め接地等の定められた電位に接続されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining how the height of the needle-
針状プローブ53の高さを較正するには次の手順による。すなわち、ガントリ20のY方向移動機能、プローブステージ24のX方向移動機能によって、プローブユニット33が高さ基準部70の上方に移動される。そして、プローブユニット33のリードスクリュー型モータ45のZ方向移動機能によって、針状プローブ53が−Z方向に向かって所定の微小ステップで下ろされる。針状プローブ53の先端部が導体部に接触すると、基板評価部112は、針状プローブ53が導体部と電気的接触をしたことを検知する。この針状プローブ53と高さ基準プレート74の導体部との間の電気的接触が検知されたときのZ方向高さ位置、つまりリードスクリュー型モータ45のステップ位置が、プローブユニット33の接触基準高さとして設定される。この設定によって、針状プローブ53の高さが較正される。例えば、較正前に比べ、ΔZだけ高さ位置が異なっていれば、ΔZを較正値として、接触高さ位置が変更される。
To calibrate the height of the
図5は、プローブ撮像カメラ80においてプローブユニット33における針状プローブ53のX方向位置が較正される様子を説明する図である。プローブ撮像カメラ80は、上記のように、本体ステージ12の基板検査領域の外側に設けられ、プローブユニット33の針状プローブ53の先端位置、特にX方向位置を較正するためのものである。プローブ撮像カメラ80は、本体ステージ12の上に設けられ、撮像方向を上方とし、針状プローブ53を下方から撮像するように配置される。
FIG. 5 is a diagram for explaining how the X-direction position of the needle-
図6は、プローブ撮像カメラ80の撮像画像82の例を示す図である。撮像画像82の中心に破線で示されている像84が、針状プローブ53が標準状態であるときを示す像である。実際に撮像された像86と、この標準状態の像84との差を求めることで、針状プローブ53の位置ずれを較正することができる。図6の例では、針状プローブ53は、標準状態に比べ、X方向にΔX、Y方向にΔYずれていることが分かる。なお、プローブ撮像カメラ80による位置ずれ較正を行う前に、図4で説明した高さ較正を行い、接触基準
高さにおいて、位置ずれ較正を行う必要がある。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a captured
プローブ撮像カメラ80によって、針状プローブ53のX方向位置ずれΔX、Y方向位置ずれΔYを得ることができるが、Y方向位置ずれは、針状プローブ53の傾斜方向に沿った位置ずれであるので、XY平面を撮像した撮像画像82では正確ではない。そこで、接触位置基準部90を用いて、針状プローブ53のY方向、すなわち、プローブユニットセット30が基板検査を行なうときの走査方向に沿った方向の位置ずれが正確に較正される。
The
図7は、接触位置基準部90においてプローブユニット33における針状プローブ53のY方向位置が較正される様子を説明する図である。図8は、その原理を説明する図である。接触位置基準部90は、上記のように、本体ステージ12の基板検査領域の外側に設けられ、プローブユニット33の針状プローブ53の先端位置のうち、特にY方向の位置を較正するためのものである。接触位置基準部90は、台92の上に接触位置基準プレート94が取り付けられている。そして、接触位置基準プレート94には、針状プローブ53の傾斜方向、つまりプローブユニット33の走査方向でもあるY方向に直交する方向に延伸する導体パターン部96が配置されている。ここで導体パターン部96は、予め接地等の定められた電位に接続されている。なお、接触位置基準プレート94の表面高さは、図4で説明した高さ基準部70の表面高さとの間の高さ差をパラメータとして有しているので、相互の基準の間の相対的高さ関係が保持されるようになっている。
FIG. 7 is a diagram for explaining how the Y-direction position of the needle-
針状プローブ53のY方向位置を較正するには次の手順による。最初に図4で説明した高さ較正を行い、次に図5で説明したX方向位置ずれ較正を行うことが好ましい。その後に、ガントリ20を移動駆動して、プローブユニット33を基板検査の走査方向であるY方向に移動させる。そして、針状プローブ53の先端部が導体パターン部96に交差して接触すると、基板評価部112は、針状プローブ53が導体パターン部96と電気的接触をしたことを検知する。そのときのY方向位置、つまりガントリ20のリニアモータのステップ位置が、プローブユニット33の接触基準位置として設定される。この設定によって、針状プローブ53のY方向位置が正確に較正される。
In order to calibrate the Y-direction position of the
図8は、針状プローブ53が矢印方向に移動し、導体パターン部96に接触したときの様子を示す図である。接触部分98に注目すると、針状プローブ53が傾斜角度θを有するために、針状プローブ53を下方から見たときのY方向の先端位置と、実際に導体パターン部96に接触した先端位置との間にY方向の位置の差が生じていることが分かる。針状プローブ53を下方から見たときのY方向の先端位置は、図6で説明したY方向の先端位置である。したがって、接触位置基準部90を用いることで、傾斜角度を有する針状プローブ53の基板検査において、Y方向に走査する際に配線パターン6に接触するときの先端位置が正確に検出できる。なお、上記のように、傾斜角度θは、基板検査における走査方向と針状プローブ53とがなす角度で、鋭角に設定され、具体的には、傾斜角度θは+45度から+80度程度、好ましくは+60度程度が好ましい。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state where the needle-
このように、高さ基準部70、プローブ撮像カメラ80、接触位置基準部90を用いることで、プローブユニットセット30を構成するプローブユニット32,33の針状プローブ52,53のZ方向位置、X方向位置、Y方向位置をそれぞれ正確に検知できる。これにより、例えば、プローブユニット32,33を交換したとき、あるいは長期間の使用の後において、針状プローブ52,53の位置の標準状態からのずれを求め、標準状態に対する較正を行うことができる。
Thus, by using the
基板検査においては、基板のうねり等によって、針状プローブと基板との間の接触状態が変化することが生じる。針状プローブの先端位置を基板のうねり等に追従させるために、ギャップセンサを用いることができる。以下では、図1から図8と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図9、図10は、プローブユニット33の針状プローブ53の先端に近接してギャップセンサユニット100を配置する例を示す図である。ギャップセンサユニット100は、プローブユニット33の本体部36に一体的に固定される取付部102と、ギャップセンサ104を含んで構成される。
In the substrate inspection, the contact state between the needle-like probe and the substrate may change due to the undulation of the substrate. A gap sensor can be used to cause the tip position of the needle probe to follow the undulation of the substrate. In the following, elements similar to those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating an example in which the
ギャップセンサ104は、その検出部と基板8との間の間隔を検出するセンサで、例えば、静電容量型距離センサ、光の反射を利用する光学式距離センサ、超音波の反射を利用する超音波距離センサ等を用いることができる。ギャップセンサ104の検出データΔGは適当な信号線で制御部120に伝送され、予め定めた基準間隔と比較される。そして、ΔGが基準間隔に追従するように、プローブユニット33のリードスクリュー型モータ45に指令が出される。これによって、プローブユニット33が基板検査の走査中において、基板8のうねりに針状プローブ53の先端が追従し、針状プローブ53と基板8との接触状態が適切な状態に維持されることになる。
The gap sensor 104 is a sensor that detects an interval between the detection unit and the
再び図1に戻り、アクチュエータ駆動部110、基板評価部112、制御部120を説明する。以下では、いままでの符号を用いて説明する。
Returning to FIG. 1 again, the
アクチュエータ駆動部110は、ガントリ20のリニアモータ、プローブステージ24のリニアモータ、プローブユニット32,33のリードスクリュー型モータ44,45、ホルダ駆動部38,39に対する駆動信号等を生成する装置である。具体的には、モータ駆動回路、エアシリンダ制御弁駆動回路等で構成される。アクチュエータ駆動部110は制御部120の制御の下で動作する。
The
基板評価部112は、非接触型センサプローブ26の状態データ、プローブユニットセット30の状態データに基いて、検査されている配線パターン6等の導通、非導通を評価する機能を有する測定装置である。例えば、上記の例で、プローブユニットセット30から高周波信号を配線パターン6の一端側に供給し、配線パターン6の他端側で非接触型センサプローブ26によって高周波信号の有無を検出するものとするときは、高周波信号が検出されたときに配線パターン6は導通状態にあると評価し、高周波信号が検出されない場合には、配線パターン6は断線等の欠陥を有し非導通状態にあると評価する。
The
また、基板評価部112は、図4で説明した高さ基準の較正においては、プローブユニット33の針状プローブ53に適当な電圧を供給し、針状プローブ53を通して流れる電流を検出して、針状プローブ53と高さ基準部70の導体部との間の導通、非導通を判断する機能を有する。図7で説明した接触位置基準部90においても、同様にプローブユニット33の針状プローブ53に適当な電圧を供給し、針状プローブ53を通して流れる電流を検出して、針状プローブ53と接触位置基準部90の導体パターン部96との間の導通、非導通を判断する機能を有する。基板評価部112は、適当な信号線で制御部120と接続され、制御部120の制御の下で動作する。例えば、制御部120によるアクチュエータ駆動部110に対する指令と連動して動作する。
Further, in the calibration based on the height described with reference to FIG. 4, the
制御部120は、基板検査モジュール122と、メンテナンスモジュール124とを含む。基板検査モジュール122は、ガントリ20をY方向に連続移動させて、基板8上でX方向に延伸して配置される複数の配線パターン6の両端にそれぞれ非接触型センサユニット26とプローブユニットセット30を配置してY方向に走査させ、これらの検出結果等に基づいて各配線パターン6の導通、非導通を検査する機能を有する。また、メンテナンスモジュール124は、基板検査においてギャップセンサユニット100を用いて基板8のうねりに針状プローブ52,53の先端が追従するようにギャップセンサ104と基板8との間隔を基準間隔に維持する機能と、プローブアセンブリ50,51を必要な時期に交換する機能と、針状プローブ52,53の高さ、位置を較正する機能等を有する。
The
かかる制御部120は、コンピュータで構成することができ、上記機能は、ソフトウェアの実行によって実現することができる。具体的には、基板検査プログラム、メンテナンスプログラムを実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
The
かかる構成の作用、特に制御部120の機能について、図11から図19を用いて詳細に説明する。以下では、図1から図10の符号を用いて説明する。図11は、基板検査に関する手順を示すフローチャートで、図12は、基板検査の様子を説明する概念図である。図13は双方向走査の例を説明する図である。図14は、メンテナンスに関する手順を示すフローチャートで、図15から図19は、プローブアセンブリの交換手順を説明する図である。最初に、基板検査に関する説明を行い、次にメンテナンスに関する説明を行う。
The operation of this configuration, in particular, the function of the
図11は、上記のように、基板検査に関する手順を示すフローチャートで、各手順の内容は、基板検査プログラムの各処理手順の内容に対応する。基板検査を行なうには、まず検査対象の基板8が基板検査装置10の本体ステージ12の所定の基板検査領域に搬入される(S10)。そして、ギャップセンサユニット100を用いて、ギャップセンサ104と基板8と間のギャップが自動調整され(S12)、基板8のうねりに針状プローブ52,53の先端部が追従する制御が行われる。これにより、基板8のうねり等を考慮して針状プローブ52,53の接触圧を過大に設定する必要がなくなり、過大接触圧による針状プローブ52,53の摩耗を抑制し、その寿命を延ばすことができる。
FIG. 11 is a flowchart showing the procedure related to the substrate inspection as described above, and the content of each procedure corresponds to the content of each processing procedure of the substrate inspection program. In order to perform the substrate inspection, first, the
次に、ガントリ20を一方向に走査して、基板検査が行なわれる(S14)。一方向走査とは、+Y方向または−Y方向のいずれか一方の方向に走査することで、その逆方向の走査と区別するものである。この区別は、プローブユニットセット30が、互いに傾斜角度の異なる針状プローブ52,53を有する2つのプローブユニット32,33で構成するものとしたことによる。すなわち、図8で説明したように、走査方向に対する針状プローブの傾斜角度θは鋭角にすることがよく、その観点から、+Y方向の走査にはプローブユニット32を用い、−Y方向の走査にはプローブユニット33を用いることがよい。
Next, the
このように、傾斜角度が異なる2つのプローブユニット32,33を準備することで、走査方向を双方向として、一方向走査のときに用いるプローブユニットと、他方向走査に用いるプローブユニットとを区別することができる。例えば、最初の基板8の検査において、+Y方向の走査としてプローブユニット32を用い、このときプローブユニット33は+Z方向に移動させ、基板8に接触しないようにする。次の基板8の検査においては、−Y方向の走査としてプローブユニット33を用い、このときプローブユニット32は+Z方向に移動させ、基板8に接触しないようにする。したがって、基板8の検査において、各プローブユニット32,33を交互に用いることができるので、針状プローブの摩耗を低減でき、その寿命を延ばすことができ、プローブアセンブリの交換頻度を低減できる。
In this way, by preparing the two
図12は、+Y方向走査において、プローブユニット32を用いる様子を示す図である。ここでは、配線パターン6の一方端にプローブユニット32が接触し、基板評価部112から高周波信号が印加され、配線パターン6の他方端に配置される非接触型センサプローブ26によって高周波信号の有無が検出されて基板評価部112にその結果が伝送される様子が示されている。
FIG. 12 is a diagram showing how the
再び図11に戻り、一方向走査検査が終わると、基板8が基板検査装置10から搬出される(S16)。そして、次に検査対象の基板8があるか否かが判断され(S18)、次基板8があるときは、基板搬入(S20)、ギャップ自動調整(S22)が行われる。これらの工程は、S10,S12で説明した内容と同じである。そして、上記で説明したように、S14とは逆方向の走査、すなわち他方向走査によって基板検査が行なわれる(S24)。その後、S16と同じ内容の基板搬出が行われ(S26)、再び次基板があるか否かが判断される(S28)。次基板があるときは、S10に戻り、S12を経て、また走査方向を逆にして、一方向走査によって基板検査が行なわれ、以下、上記で説明した処理が繰り返される。
Returning to FIG. 11 again, when the one-way scanning inspection is completed, the
双方向走査検査は、基板8に複数の検査対象ブロックがある場合に特に効果的である。図13は、1枚の基板8に、2行2列の合計4つの検査対象ブロックがあるときの基板検査様子を説明する図である。このような例は、マザーガラスと呼ばれる基板8を用いて、液晶パネル9を複数個取りするような場合である。図13の例では、左右2行の合計4つの液晶パネルのうち、まず、右側の列の液晶パネル9の配線パターン6を検査するように、ガントリ20上で、プローブユニットセット30と非接触型センサプローブ26のX方向位置が設定される。そして、ガントリ20は、図13において基板の最も下方の位置から上方の位置に向かって+Y方向に移動し、右側の列の2つの液晶パネル9についてそれぞれの配線パターン6の導通・非導通を検査する。この検査が一方向走査の検査に相当する。
The bidirectional scanning inspection is particularly effective when there are a plurality of inspection target blocks on the
ガントリ20が、図13において基板8の最も上方に達し、右側の液晶パネル9について全ての配線パターン6の検査が終了すると、その位置でプローブユニットセット30と非接触型センサプローブ26が−X方向に移動される。そして、左側の列の液晶パネル9の配線パターン6を検査する位置に設定される。そして、ガントリ20は、図13において基板の最も上方の位置から下方の位置に向かって−Y方向に移動し、左側の列の2つの液晶パネル9についてそれぞれの配線パターン6の導通・非導通を検査する。この検査が他方向走査の検査に相当する。こうして、1枚の基板8について双方向走査検査が行なわれた後、基板8の搬出が行われることになる。
When the
次にメンテナンスに関する手順について説明する。図14は、上記のように、メンテナンスに関する手順を示すフローチャートで、各手順の内容は、メンテナンスプログラムの各処理手順の内容に対応する。メンテナンスは、基板検査が複数の基板に対して繰り返し行われて、針状プローブ52,53の状態が変化してきたときに行われる。その基準としては、検査された基板枚数、検査時間等を用いることができるが、接触型プローブの摩耗に関連付けるには、接触累積距離、すなわち走行距離を用いることが好ましい。 Next, a procedure related to maintenance will be described. FIG. 14 is a flowchart showing a procedure related to maintenance as described above, and the contents of each procedure correspond to the contents of each processing procedure of the maintenance program. Maintenance is performed when the substrate inspection is repeatedly performed on a plurality of substrates and the state of the needle probes 52 and 53 changes. As the standard, the number of inspected substrates, the inspection time, and the like can be used, but in order to relate to the wear of the contact type probe, it is preferable to use the accumulated contact distance, that is, the travel distance.
そこで、最初に、カウンタをn=1にセットする(S30)。このカウンタは、基板検査が進んで予め所定の走行距離L1に達するごとにカウント数がインクリメントするものである。そして、基板検査(S32)が行われると、走行距離が予め定めた基準値n×L1を超えたか否かが判断される(S34)。なお、S32における基板検査の内容は、図11で説明した手順である。基準値n×L1は、主に、プローブユニットセット30における位置関係の経時変化を考慮して設定される。また、針状プローブ52,53の材質、形状、接触圧、基板検査における走査速度等も考慮し、経験的、あるいは実験的に設定することができる。S34の判断を後述のS40の判断と区別して、第1走行距離判断と呼ぶことができる。
Therefore, first, the counter is set to n = 1 (S30). This counter is incremented each time the board inspection advances and reaches a predetermined travel distance L 1 in advance. When the substrate inspection (S32) is made, whether the travel distance has exceeded the reference value n × L 1 a predetermined or not (S34). The contents of the substrate inspection in S32 are the procedure described in FIG. The reference value n × L 1 is set mainly in consideration of the temporal change in the positional relationship in the probe unit set 30. Further, it can be set empirically or experimentally in consideration of the material, shape, contact pressure, scanning speed in substrate inspection, etc. of the needle-
S34で判断が肯定されると、針状プローブ52,53の高さ調整と位置調整が行われる(S36,S38)。高さ調整は、図4で説明した内容のもので、位置調整は、図5から図8で説明した内容のものである。これらの工程は、上記で説明したように、制御部120の制御の下で、ガントリ20、プローブステージ24、リードスクリュー型モータ44,45、アクチュエータ駆動部110、基板評価部112の機能によって自動的に実行される。
If the determination is affirmed in S34, the height adjustment and position adjustment of the needle-
これらによって、走行距離がL1を超えて、最初の標準状態から針状プローブ52,53の先端状態が変化したことを較正して初期状態に近い状態に復帰させることができる。これにより、針状プローブ52,53が不適切な状態のままで摩耗が進行すること等を抑制でき、その寿命を延ばすことができる。
Thus, it is possible to calibrate that the tip state of the needle-
S36,S38が行われた後に、カウンタを1つインクリメントする。すなわち、いままでのカウント数nをn+1に置き換える(S31)。そして、走行距離が基準値L2を超えたか否かが判断される(S40)。基準値L2は、S34における基準値L1よりも大きな値である。基準値L1は、針状プローブ52,53が摩耗して交換を必要としないが、高さ、位置が変化したことに基づくメンテナンスの必要性から設定されるので、軽度の摩耗に対処するように設定される。これに対し、基準値L2は、針状プローブ52,53の摩耗が進行し、高さ、位置の再調整では対処できないことに基づくメンテナンスの必要性から設定されるので、交換を必要とする摩耗に対処するように設定される。
After S36 and S38 are performed, the counter is incremented by one. That is, the current count number n is replaced with n + 1 (S31). Then, the travel distance is whether exceeds the reference value L 2 is determined (S40). Reference value L 2 is a larger value than the reference value L 1 in S34. The reference value L 1 is set based on the necessity of maintenance based on the change in height and position because the needle-
したがって、nが小さいときは、通常S40の判断は否定され、S32に戻って基板検査(S32)が繰り返される。そして、S32に戻ってから再び走行距離がL1を超えるたか否かが判断される。例えば、n=2のときは、累積走行距離が2L1となったか否かが判断される。一般式でいえば、累積走行距離がn×L1を超えたか否かが判断される(S34)。S34で判断が肯定されると、上記のように再び高さ調整(S36)と位置調整(S38)が行われる。このように、S40で判断が肯定されるまで、何回でも基板検査(S32)、第1走行距離判断(S34)、高さ調整(S36)、位置調整(S38)が繰り返される。 Therefore, when n is small, the determination of S40 is normally denied, and the process returns to S32 and the substrate inspection (S32) is repeated. Then, again traveling distance from back to S32 is Taka whether or not more than L 1. For example, when n = 2, it is determined whether or not the cumulative travel distance is 2L 1 . In general terms, it is determined whether or not the cumulative travel distance has exceeded n × L 1 (S34). If the determination in S34 is affirmative, height adjustment (S36) and position adjustment (S38) are performed again as described above. As described above, the substrate inspection (S32), the first travel distance determination (S34), the height adjustment (S36), and the position adjustment (S38) are repeated as many times as necessary until the determination is affirmed in S40.
S40で判断が肯定されると、プローブアセンブリの交換が実行される(S42)。プローブアセンブリの交換の詳細な手順について、図15から図19を用いて説明する。これらの図は、プローブユニット33においてプローブアセンブリを交換する場合の各手順における状態を示す図であり、プローブアセンブリの部分のみを抜き出して示されている。
If the determination is affirmative in S40, the probe assembly is replaced (S42). A detailed procedure for replacing the probe assembly will be described with reference to FIGS. 15 to 19. These drawings are views showing states in each procedure when the probe assembly is replaced in the
図15は、基板検査段階の様子を示す図である。ここでは、基板8上の配線パターン6に針状プローブ53が傾斜角度θで接触し、矢印方向である−Y方向に走査される様子が示されている。この状態では、プローブアセンブリ51は、支持板43とホルダ部41とで、プローブユニット33の本体部37にしっかりと保持されている。
FIG. 15 is a diagram showing a state of the substrate inspection stage. Here, a state is shown in which the needle-
図16は、プローブアセンブリの交換のために、プローブアセンブリ51が上方、つまり本体ステージ12から離間する方向に引き上げられる様子を示す図である。この工程は、プローブユニット33のリードスクリュー型モータ45の機能によって、本体部37が
+Z方向に移動駆動されることで実行される。
FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which the
次に、プローブユニット33が交換用トレイ60の位置に移動される。具体的には、ガントリ20のY方向移動と、プローブステージ24のX方向移動によって、交換用トレイ60の使用済みプローブ領域61の上方に、プローブユニット33が移動される。この処理は、プローブユニット33を交換用トレイ60に一旦移動させるものであるので、トレイ往路移動処理と呼ぶことができる。図17は移動後の様子を示す図である。ここでは、交換用トレイ60の載置台64の位置決めピン66に対応するものとして、プローブアセンブリ51の底面に設けられる位置決め穴58が示されている。
Next, the
次に、プローブユニット33が下降し、プローブアセンブリ51が交換用トレイ60の載置台64の上に載せられる。このとき、ちょうど位置決めピン66と位置決め穴58とが合うようにされる。この様子が図18に示されている。ここで−Z方向の矢印は、プローブユニット33のリードスクリュー型モータ45の機能によって、本体部37が−Z方向に移動駆動されることを示している。
Next, the
そして、ここで、ホルダ部41が上方、つまり、プローブアセンブリ51の上面から離間する方向に移動される。この機能は、プローブユニット33のホルダ駆動部39がホルダ部41を+Z方向に移動駆動することで実行される。図18では、+Z方向の矢印でそのことが示されている。このことで、プローブアセンブリ51は、プローブユニット33から解放される。ここまでの処理は、プローブアセンブリ51を取り外すことを内容とするもので、プローブアセンブリ取り外し処理と呼ぶことができる。
Here, the
そして、プローブステージ24を+X方向に移動させて、支持板43をプローブアセンブリ51から完全に分離することで、プローブアセンブリ51は、交換用トレイ60の使用済みプローブ領域61に残され、一方、プローブユニット33は、プローブアセンブリが搭載されていない状態となる。そして、支持板43が使用済みプローブ領域に残されたプローブアセンブリに干渉しない状態で、プローブユニット33が上方に引き上げられる。その状態が図19に示される。このようにして、プローブユニット33からプローブアセンブリが取り外され、交換用トレイ60の使用済みプローブ領域に使用済みプローブアセンブリとして置かれる。
Then, by moving the
このように、プローブアセンブリが取り外されたプローブユニット33に新しい未使用のプローブユニットを取り付けるには、そのプローブユニット33を交換用トレイ60の未使用プローブ領域63に移動させ、上記の工程を逆に遡るようにする。
Thus, in order to attach a new unused probe unit to the
すなわち、まず、プローブステージ24を−X方向に移動させて、プローブユニット33を交換用トレイ60の未使用プローブ領域63の上方に移動させる。この工程は、プローブユニット33を交換用トレイ60の内部で移動することを内容とするので、トレイ内移動工程と呼ぶことができる。移動後の状態は、ちょうど図19において、プローブアセンブリ51を未使用のプローブアセンブリ57と置き換えた状態と同様である。このときに、プローブユニット33の支持板43が、未使用プローブ領域63に配置される未使用のプローブアセンブリ57と干渉しない位置とする。
That is, first, the
そして、プローブユニット33を下方、すなわち−Z方向に移動させ、ついでさらに−Z方向に移動させて、支持板43を未使用のプローブアセンブリ57の底面に配置されるようにする。その状態は、ちょうど図18において、プローブアセンブリ51を未使用のプローブアセンブリ57と置き換えた状態と同様である。
Then, the
そして、支持板43を未使用のプローブユニットの底面に配置した状態で、ホルダ部41を−Z方向に移動させる。これにより、未使用のプローブアセンブリが、プローブユニット33にしっかりと保持される。そして、プローブユニット33を上方に、すなわち+Z方向に引き上げる。ここまでの処理は、未使用のプローブアセンブリを取り付けることを内容とするもので、プローブアセンブリ取り付け処理と呼ぶことができる。その状態は、ちょうど図17において、プローブアセンブリ51を未使用のプローブアセンブリ57と置き換えた状態と同様である。このようにして、プローブユニット33に未使用のプローブアセンブリ57が取り付けられ、プローブアセンブリの交換が完了する。
And the
再び図14に戻り、プローブアセンブリの交換が終わると、プローブユニット33が高さ基準部70等の位置に移動され、針状プローブ52,53の高さ調整と位置調整が行われる(S36,S38)。これらの工程の内容は、走行距離がL1を超えたときに行われるものと同じであるので、詳細な説明を省略する。これらの処理を行うことで、新しく交換されたプローブアセンブリの高さ、位置が標準状態に較正される。なお、これらの処理も、制御部120の制御の下で、自動的に実行される。
Returning to FIG. 14 again, when the replacement of the probe assembly is completed, the
そして、高さ調整、位置調整が終了すると、プローブステージ24のX方向移動駆動、ガントリ20のY方向移動駆動によって、プローブユニット33が基板8の上方に移動される。この処理は、交換用トレイ60、高さ基準部70等の基板検査領域の外から、基板検査領域にプローブユニット33を戻すことを内容とするので、交換用トレイ60に代表させて、トレイ復路移動処理と呼ぶことができる。この後、S30に戻って、カウンタがn=1にリセットされる。つまりここで、新しい検査状態に戻ったことになる。そして再び基板検査(S32)が開始され、必要に応じ、上記の処理が繰り返される。このようにして、メンテナンスが制御部120の制御の下で自動的に実行される。
When the height adjustment and the position adjustment are completed, the
6 配線パターン、8 基板、9 液晶パネル、10 基板検査装置、12 本体ステージ、14,16,22,23 ガイド溝、20 ガントリ、24 プローブステージ、25 センサステージ、27 取付板、26 非接触型センサプローブ、30 プローブユニットセット、32,33 プローブユニット、34,102 取付部、36,37 本体部、38,39 ホルダ駆動部、40,41 ホルダ部、42,43 支持板、44,45 リードスクリュー型モータ、50,51,55,56,57 プローブアセンブリ、52,53 針状プローブ、58 位置決め穴、60 交換用トレイ、61 使用済みプローブ領域、62 台部、63 未使用プローブ領域、64 載置台、66 位置決めピン、70 高さ基準部、72,92 台、74 高さ基準プレート、80 プローブ撮像カメラ、82 撮像画像、84,86 像、90 接触位置基準部、94 接触位置基準プレート、96 導体パターン部、98 接触部分、100 ギャップセンサユニット、104 ギャップセンサ、110 アクチュエータ駆動部、112 基板評価部、120 制御部、122 基板検査モジュール、124 メンテナンスモジュール。 6 Wiring pattern, 8 Substrate, 9 Liquid crystal panel, 10 Substrate inspection device, 12 Main body stage, 14, 16, 22, 23 Guide groove, 20 Gantry, 24 Probe stage, 25 Sensor stage, 27 Mounting plate, 26 Non-contact type sensor Probe, 30 Probe unit set, 32, 33 Probe unit, 34, 102 Mounting part, 36, 37 Body part, 38, 39 Holder drive part, 40, 41 Holder part, 42, 43 Support plate, 44, 45 Lead screw type Motor, 50, 51, 55, 56, 57 Probe assembly, 52, 53 Needle-shaped probe, 58 Positioning hole, 60 Replacement tray, 61 Used probe area, 62 base part, 63 Unused probe area, 64 mounting table, 66 Positioning pin, 70 Height reference part, 72, 92 units, 74 Reference plate, 80 Probe imaging camera, 82 Captured image, 84, 86 image, 90 Contact position reference part, 94 Contact position reference plate, 96 Conductor pattern part, 98 Contact part, 100 Gap sensor unit, 104 Gap sensor, 110 Actuator Drive unit, 112 substrate evaluation unit, 120 control unit, 122 substrate inspection module, 124 maintenance module.
Claims (4)
接触型プローブを先端に有するプローブアセンブリと、
プローブアセンブリを着脱可能に保持するプローブユニットと、
プローブユニットを任意の3次元位置に移動駆動するアクチュエータと、
未使用のプローブアセンブリを配置する未使用プローブ領域と、使用済みプローブアセンブリを配置できる使用済みプローブ領域とを有する交換用トレイと、
プローブユニットの接触型プローブの先端高さを較正するためのプレートであって、表面に導体部を有する高さ基準プレートと、
制御部と、
を備え、
接触型プローブは、基板に設けられる複数のパターンについて連続的に走査して検査する際の走査方向に沿って、基板表面に対し、予め定めた所定の傾斜角度を有する傾斜プローブであって、さらに、
プローブユニットの接触型プローブの先端形状を撮像するための撮像手段と、
接触型プローブの先端の接触位置を補正するためのプレートであって、接触型プローブの走査方向に直交する方向に延伸して配置される導体パターン部を有する接触位置基準プレートと、
を備え、
制御部は、
アクチュエータに対し、プローブユニットを交換のために交換用トレイの使用済みプローブ領域に移動させるトレイ往路移動処理手段と、
プローブユニットに対し、プローブアセンブリを取り外し、交換用トレイの使用済みプローブ領域に配置させる取り外し処理手段と、
アクチュエータに対し、プローブアセンブリが取り外されたプローブユニットを交換用トレイの未使用プローブ領域に移動させるトレイ内移動処理手段と、
プローブユニットに対し、交換用トレイの未使用プローブ領域に配置される未使用のプローブアセンブリを取り付けて保持させる取り付け処理手段と、
アクチュエータに対し、プローブアセンブリが交換された交換済みプローブユニットの接触型プローブの先端を高さ基準プレートの導体部に向かって移動させる高さ較正移動処理手段と、
接触型プローブと導体部との間の電気的接触を検知し、そのときのアクチュエータの高さ位置をプローブユニットの接触基準高さとして設定する高さ較正手段と、
アクチュエータに対し、高さ較正が終わったプローブユニットをもとの検査位置に戻すトレイ復路移動処理手段と、
アクチュエータに対し、プローブユニットの接触基準高さに高さ位置を設定させる高さ設定処理手段と、
高さ設定処理が行われた状態で、撮像手段が撮像したプローブユニットの接触型プローブの先端形状の位置と、予め定めた基準位置との比較に基づいて、プローブユニットの接触型プローブの走査方向に垂直な方向の先端位置のずれを較正する先端位置ずれ較正手段と、
アクチュエータに対し、先端位置ずれ較正が行われた状態で、プローブユニットの接触型プローブの先端を接触位置基準プレートの導体パターンの延伸方向に直交する方向に移動させる先端較正移動処理と、
接触型プローブと導体パターンとの間の電気的接触を検知し、そのときのアクチュエータの走査方向に沿った位置をプローブユニットの接触基準位置として設定する接触位置較正手段と、
を有することを特徴とする基板検査装置。 A substrate inspection apparatus for inspecting conduction or non-conduction of a pattern provided on a substrate using a probe,
A probe assembly having a contact probe at the tip;
A probe unit for detachably holding the probe assembly;
An actuator for moving and driving the probe unit to an arbitrary three-dimensional position;
A replacement tray having an unused probe area for placing an unused probe assembly and a used probe area for placing a used probe assembly;
A plate for calibrating the tip height of the contact probe of the probe unit, the height reference plate having a conductor portion on the surface;
A control unit;
With
The contact-type probe is a tilt probe having a predetermined tilt angle with respect to the substrate surface along a scanning direction when continuously inspecting and inspecting a plurality of patterns provided on the substrate, ,
An imaging means for imaging the tip shape of the contact type probe of the probe unit;
A plate for correcting the contact position of the tip of the contact probe, the contact position reference plate having a conductor pattern portion arranged extending in a direction orthogonal to the scanning direction of the contact probe;
With
The control unit
Tray forward movement processing means for moving the probe unit to the used probe area of the replacement tray for replacement with respect to the actuator,
Removal processing means for removing the probe assembly from the probe unit and placing it in the used probe area of the replacement tray;
Intra-tray movement processing means for moving the probe unit from which the probe assembly has been removed to an unused probe area of the replacement tray for the actuator,
An attachment processing means for attaching and holding an unused probe assembly arranged in an unused probe area of the replacement tray with respect to the probe unit;
Height calibration movement processing means for moving the tip of the contact probe of the replaced probe unit with the probe assembly replaced with respect to the actuator toward the conductor portion of the height reference plate;
Height calibration means for detecting electrical contact between the contact probe and the conductor, and setting the height position of the actuator at that time as the contact reference height of the probe unit;
Tray return path processing means for returning the probe unit whose height has been calibrated to the original inspection position for the actuator,
Height setting processing means for setting the height position to the contact reference height of the probe unit for the actuator,
The scanning direction of the contact type probe of the probe unit based on the comparison between the position of the tip shape of the contact type probe of the probe unit imaged by the imaging unit and the predetermined reference position in the state where the height setting process has been performed Tip position displacement calibration means for calibrating the displacement of the tip position in the direction perpendicular to
Tip calibration movement processing for moving the tip of the contact type probe of the probe unit in a direction orthogonal to the extending direction of the conductor pattern of the contact position reference plate in a state where tip position deviation calibration is performed on the actuator;
Contact position calibration means for detecting electrical contact between the contact probe and the conductor pattern, and setting a position along the scanning direction of the actuator at that time as a contact reference position of the probe unit;
A board inspection apparatus comprising:
プローブユニットは、
本体部と、
本体部に対しプローブアセンブリの上面側を支持して移動可能なホルダ部であって、本体部に対しプローブアセンブリを押し付ける方向に移動してプローブアセンブリを固定保持し、本体部からプローブアセンブリを解放する方向に移動してプローブアセンブリを取り外し可能状態にするホルダ部と、
を有することを特徴とする基板検査装置。 The board inspection apparatus according to claim 1,
The probe unit
The main body,
A holder part that is movable while supporting the upper surface side of the probe assembly with respect to the main body part, moves in a direction in which the probe assembly is pressed against the main body part, holds the probe assembly fixed, and releases the probe assembly from the main body part. A holder part that moves in the direction to make the probe assembly removable; and
A board inspection apparatus comprising:
プローブユニットは、
基板に設けられる複数のパターンについて連続的に走査して検査する際の第1走査方向に沿って、基板表面に対し、予め定めた所定の傾斜角度を有する接触型プローブを含む第1プローブアセンブリと、
第1走査方向とは反対方向の走査方向である第2走査方向に沿って、基板表面に対し、予め定めた所定の傾斜角度を有する接触型プローブを含む第2プローブアセンブリと、
を有することを特徴とする基板検査装置。 The board inspection apparatus according to claim 1 ,
The probe unit
A first probe assembly including a contact-type probe having a predetermined inclination angle with respect to the substrate surface along a first scanning direction when inspecting by continuously scanning and inspecting a plurality of patterns provided on the substrate; ,
A second probe assembly including a contact probe having a predetermined tilt angle with respect to the substrate surface along a second scanning direction which is a scanning direction opposite to the first scanning direction;
A board inspection apparatus comprising:
プローブユニットの接触型プローブの先端に近接して配置され、接触型プローブの先端と検査対象の基板の表面との間の間隔を検出するギャップセンサを備え、
制御部は、
アクチュエータに対し、ギャップセンサの検出結果に応じて、プローブユニットの高さ位置を接触基準高さに追従させる高さ追従処理手段を有することを特徴とする基板検査装置。 The board inspection apparatus according to claim 1,
A gap sensor that is disposed in proximity to the tip of the contact probe of the probe unit and detects a distance between the tip of the contact probe and the surface of the substrate to be inspected;
The control unit
A substrate inspection apparatus, comprising: a height follow-up processing unit that causes the actuator to follow the reference position of the height position of the probe unit according to a detection result of the gap sensor.
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