JP2005156253A - 表示パネル試験用プローバ及び試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネル試験用プローバ及びその試験装置において、チャックステージを交流的に高インピーダンスに保ち、静電シールドを効果的に施したプローバ及び試験装置を提供すること。
【解決手段】 本発明による表示パネル試験用プローバあるいはそれを用いた試験装置では、チャック１２４と、チャックを支持する支持台１３２と、チャックをシールドする第１の内部シールド１２８と、チャック及び第１の内部シールドをシールドする外部シールド１１２とを有し、外部シールドはプローバのシャーシに接地され、チャックは第１のケーブル１３６により第１のコネクタ１４４に接続され、第１の内部シールドは、第２のケーブル１３８によりインピーダンス１３０を介して第２のコネクタ１５５に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶（ＬＣＤ）パネルまたは有機ＥＬパネルなどの表示パネルの試験に用いるプローバおよびその試験装置に関する。

半導体のウエハを測定対象とするウエハプローバにおいては、測定の精度と速度を向上するために、特許文献１あるいは２に記載のウエハプローバが知られている。これらのウエハプローバでは、半導体のサブストレートに電圧を印加する必要があるために、チャックに電圧を印加できるようになっている。その電位は接地電位とは限らないため、ノイズ対策としてアクティブガードを採用して、ガード電位でシールドする技術が特許文献２の図２には記述されている。また、特許文献１の図３のようにチャックと測定対象を含めた領域をＥＭＩシールドのために導体で囲む技術が知られている。

ところで、液晶（ＬＣＤ）パネルまたは有機ＥＬパネルなどの表示パネルの試験に用いられる表示パネル用プローバにおいては、表示パネルが絶縁体のガラスの上にシリコンを成長させることから、原理的にＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造をとっているため、絶縁体のガラスに電位を与える必要性はなく、チャックの電位は基本的に接地電位で十分とされている。そのため、測定においてもノイズの影響はそれほど考慮されておらず、特許文献３の図８にみられるように、チャックとその遮蔽構造に特別な工夫は施されていない。

しかしながら、最近は、表示パネルについても、コストの低減のために大型ガラス板の使用が主流になっているので、その影響を考慮する必要が出てきている。例えば、アモルファスシリコンプロセスでは、第５世代で１メートル四方強のガラス板を使用するため、チャックステージの稼動範囲は３メートル四方程度必要となっており、これだけの領域をシールドのために完全に囲うと、コストに対する影響が非常に大きい。

さらに、ガラス板の大型化に伴い、チャック自体の大型化による影響も考慮する必要がある。チャックの面積Ｓに対する浮遊容量（対地容量）Ｃは、チャックと対地の間隔をｄ、チャックと対地の間に絶縁体が介在する場合にはその材質の誘電率をεrとして、
C=εr * ( S/d )
で表されるが、第７世代のパネルでは約２メートル四方となるため、１辺の長さで第５世代の２倍、浮遊容量では第５世代の４倍となる。そのため、交流インピーダンスの低下が著しくなり、ノイズがチャックに流入する経路を形成しやすくなり、コストをかけてシールドしても、別の経路要素から試験用測定器がその影響を受けやすくなる。

したがって、表示パネル試験用のプローバ及び試験装置において、半導体ウエハ用とは異なった、より一層のノイズ対策が求められている。

特開平６−５３２９７号公報、図３ 特開平７−８４００３号公報、図２、図５ 特開２００１−２９６５４７号公報、図８

本発明が解決しようとする課題は、ノイズの影響を低減した表示パネル試験用プローバ及びその試験装置を提供することである。

本発明が解決しようとする別の課題は、測定を高速および高精度にすることができる表示パネル試験用プローバ及びその試験装置を提供することである。

本発明が解決しようとするさらに別の課題は、表示パネル試験用プローバ及びその試験装置において、チャックステージを交流的に高インピーダンスに保ち、静電シールドを効果的に施したプローバ及び試験装置を提供することである。

本発明が解決しようとするさらに別の課題は、表示パネル試験用プローバ及びその試験装置において、プローバのモータ駆動系に起因するノイズの影響を減少させたプローバ及び試験装置を提供することである。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる表示パネル試験用プローバ及び試験装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

本発明による表示パネル試験用プローバでは、チャックと、チャックを支持する支持台と、チャックをシールドする第１の内部シールドと、チャック及び第１の内部シールドをシールドする外部シールドとを有し、外部シールドはシャーシに接地され、チャックは第１のケーブルにより第１のコネクタに接続され、第１の内部シールドは、第２のケーブルによりインピーダンスを介して第２のコネクタに接続されている。

また本発明のプローバは、第３のコネクタを備え、第３のケーブルにより第２のケーブルが第１の内部シールドに接続された場所に接続された態様や、第１ないし第３のいずれかケーブルは、同軸ケーブルであって、それぞれの外皮導体はシャーシに接続されている態様も含む。さらに、前記シールド内に、チャックの上方をシールドする第２の内部シールドを備え、第１の内部シールドはチャックの下部と側部をシールドする態様も含む。さらに、前記インピーダンスはインダクタである態様と抵抗である態様を含む。

さらに、本発明による別の表示パネル試験用プローバは、チャックと、チャックを支持する支持台と、チャックをシールドする第１の内部シールドと、チャック及び第１の内部シールドをシールドする外部シールドとを有し、外部シールドはシャーシに接地され、チャックは第１のケーブルにより第１のコネクタに接続され、第１の内部シールドは、第２のケーブルによりインピーダンスを介してシャーシに接続されている。

さらに本発明による試験装置は、上記の構成のプローバと、第１のコネクタに第１の所定の電圧を供給する第１の電圧源と、第２及び第３のコネクタに接続され第２の所定の電圧を供給する第２の電圧源とを備える。さらに本発明による別の試験装置は、第１の電圧源から、第１のコネクタに供給した所定の電圧を、プローブカードを介して、第２の内部シールドに供給する第４のケーブルを備えた態様も含む。

本発明による表示パネル用プローバ及びその試験装置によると、チャックステージを交流的に高インピーダンスに保ち、静電シールドを効果的に施しているので、チャックの電位をノイズの影響から効果的に守ることができ、そのため、電気測定においても高速、高精度に試験を行うことができるという利点がある。

図１を用いて、本発明による第１の実施例である、表示パネル試験用プローバ１１０とその試験装置１００を説明する。被測定対象（表示パネル）１２２はチャック１２４に載せられ、プローブカード１１８に設けられたプローブ針１２０により測定される。プローブ針１２０は、不図示の測定器に接続されている。この例ではプローブ針１２０は、プローブカード１１８の中心の開口部から被測定対象にプロービングしている。チャック１２４は絶縁体１２６をはさんで第１の内部シールド１２８でシールドされている。好ましくは、第１の内部シールド１２８は、チャック１２４の底面及び側面を覆い、側面については、被測定対象の上面の高さよりも高い位置まで延伸して、チャック及び被測定対象に対して効果的に外来のノイズを遮蔽していることが望ましい。

チャック１２４、絶縁体１２６、内部シールド１２８はチャックステージ１２９を構成している。チャックステージ１２９は支持部材１６０により支持台１３２と一体になって動き、支持台１３２はサーボアンプ１４０に制御されたサーボモータ１４２により、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能である。チャックステージ１２９、被測定対象１２２、及びプローブカード１１８は外部シールド１１２で囲われている。図中、概念的にしか示していないが、支持部材１６０は公知技術により外部シールド１１２の下部平面で余分な開口を残すことなく柔軟に動くことができる構造となっている。

外部シールド１１２は上部に開口部１１５を備え、プローブ針１２０先端の接触状態の確認などに用いられる。特に図示されてないが、プローブカード１１８や被測定対象１２２の着脱は、外部シールド１１２の一部を開閉可能にし、そこから着脱する、あるいは、横方向に出入り可能なトレイを設けるなどして行う。開口部１１５の下には、プローブカード１１８表面の電位がチャック１２４及び被測定対象１２２に影響しないように、リング状の第２の内部シールド１１４が設けられている。第２の内部シールド１１４は、その断面をＬ字状とすることで上下方向だけでなく、横方向、斜め方向にも効果的に遮蔽している。第２の内部シールド１１４は、プローブカード１１８を保持する役目も兼ね備えている。好ましくは、第２の内部シールド１１４の水平部分は、プローブ針１２０の貫通部分である中央部を除いてプローブカード１１８の下部を略覆う形状であることが望ましい。

チャック１２４は、ケーブル１３６によりプローバのＡ ＣＯＭ端子１４４に接続され、測定装置（ＭＥＡＳ ＵＮＩＴ）１４８のＡ ＣＯＭ端子にケーブル１６１により接続されている。測定装置１４８およびそのＡ ＣＯＭ端子は、測定装置の一部であるテストヘッドとそこに設けられたＡ ＣＯＭ端子であっても良い。また、測定装置１４８のＡ ＣＯＭ端子は、好ましくは、測定装置のコモン電位であって、クリーンな直流電圧、すなわち、外乱ノイズが飛び込んできたとしても交流成分を含まないで直流電圧だけを供給できる端子であることが望ましい。

外部シールド１１２は、ケーブル１３４により、プローバのシャーシのフレームグランド（ＦＧ）ポイントに接続され、接地されている（１５６）。

第１の内部シールド１２８は、ケーブル１３８によって、インピーダンス（Ｚ）１３０を介してフォース端子（Ｆ）１５５に接続され、ケーブル１６６によってグランドユニット（ＧＤＵ）１５２のフォース端子に接続されている。ここで、インピーダンス（Z)１３０は、インダクタあるいは抵抗とすることができる。インダクタとする場合には、直流成分に影響を与えず、交流成分に対して高インピーダンスとすることができる。この場合、トロイダルコアに電流を流す素材を巻きつけたインダクタンス素子が望ましく、直流特性を損なわないように、比較的太い線材を利用することが望ましい。抵抗とする場合には、低抵抗とすることが望ましく、これにより直流成分は幾分ロスが生ずるが、交流成分については周波数に関わらず所定インピーダンスを与えることができる。また、インピーダンス（Ｚ）１３０は、第１の内部シールド１２８のできるだけ近い場所に設けることが望ましく、例えば、支持台１３２内部の空間などに設置される。

第１の内部シールドは、ケーブル１３９によって、センス端子（Ｓ）１５１に接続され、ケーブル１６４によってグランドユニット１５２のセンス端子に接続されて、ケルビン接続を形成している。このケルビン接続は、好ましくは、グランドユニット１５２と第１の内部シールド１２８間でノイズを吸収するのに十分なほど広帯域に設計されていることが望ましい。グランドユニットは、測定装置１４８のＡ ＣＯＭ端子ほどでなくてもよいが、比較的クリーンな直流電圧を供給できることが望ましい。

好ましくは、ケーブル１３６、１３８、１３９は同軸ケーブルであって、どの外皮導体もプローバのシャーシのフレームグランド（ＦＧ）ポイントに接続されシールドされていることが望ましい。

他方、測定装置１４８のＡ ＣＯＭ端子は、ケーブル１６２により、プローブカード１１８に設けられた端子１７０を介し、さらにジャンパ線１７２あるいは、プローブカード上のパターン（不図示）を介して、さらに、ねじ、あるいは、ケーブルなどの電気的接続手段１１６を介して、第２の内部シールド１１４に接続されている。

以上の構成により、例え、プローバのシャーシにノイズが重畳して外部シールド１１２の電位が振れても、第１の内部シールド１２８はインピーダンス１３０を介して外部から接続されているので、電位が振れにくい。また、第１の内部シールドと第２の内部シールド間には、ほとんど電位差がないため、この二つの内部シールド間に浮遊容量があったとしても、ノイズ電流の入出力はほとんど抑えられ、影響は少ない。従って、チャックの電位をノイズの影響から守ることができる。それにより、被測定対象１２２上での電気的試験を高速、高精度に行うことができる。

なお、以上の説明では、グランドユニット１５２と第１の内部シールド１２８の接続はケルビン接続で示したが、ノイズの程度によっては、ケルビン接続を行わず、ケーブル１３９を取り外して、フォース端子１５５にグランドユニット１５２からのフォースケーブル１６６とセンスケーブルをつないで試験することもできる。

次に図２を用いて、本発明による第２の実施例である、表示パネル試験用プローバ２１０とその試験装置２００を説明する。なお、図２では、図１と同じ構成要素には、同じ参照番号を付して、説明を省略している。

図１との違いは、第１の内部シールド１２８に、ケーブル２３８により、インピーダンス１３０を介してプローバシャーシのフレームグランドに接続したことと、ケーブル２３８を単線のケーブルとしたことである。これにより、プローバのシャーシのノイズの程度にもよるが、グランドユニットを必要とせずに、低コストで、チャック電位をノイズの影響から守るプローバ及び試験装置を提供することができる。

以上、本発明について説明してきたが、本発明における表示パネルの試験には、発光素子形成後の表示パネルの試験だけでなく、マトリクス回路が形成されて発光素子形成前の表示パネルについての試験も含まれる。また、本発明は、上記の実施例の細部の形状、パラメータは例示の為であって、本発明はこれらの実施例だけに限定されることなく、周知の技術を組み合わせることにより様々な変更および修正を加えることができる。例えば、第１の内部シールドの側壁がチャック上面より突き出て延伸しているが、その形状は、様々な形をとることができ、まっすぐ伸びているだけでなく、先が内側に折れ曲がった形状でも良い。

本発明による第１の実施例である試験装置の構造を示す模式図である。 本発明による第２の実施例である試験装置の構造を示す模式図である。

符号の説明

１００、２００ 試験装置
１１０、２１０ プローバ
１１２ 外部シールド
１１４ 第２の内部シールド
１１５ 開口部
１１６ 電気的接続手段
１１８ プローブカード
１２０ プローブ針
１２２ 被試験対象（表示パネル）
１２４ チャック
１２６ 絶縁体
１２８ 第１の内部シールド
１２９ チャックステージ
１３０ インピーダンス
１３２ 支持台
１３４、１３６、１３８、１６１、１６２、１６４、１６６ ケーブル
１４０ サーボアンプ
１４２ サーボモータ
１４４ Ａ ＣＯＭ端子
１４８ 測定装置
１５１ センス端子
１５２ グランドユニット
１５５ フォース端子
１６０ 支持部材
１７０ 端子
１７２ ジャンパ線

Claims (22)

1. チャックと、
   前記チャックを支持する支持台と、
   前記チャックをシールドする第１の内部シールドと、
   前記チャック及び前記第１の内部シールドを囲う外部シールドと
   を有し、前記外部シールドはシャーシに接地され、前記チャックは第１のケーブルにより第１のコネクタに接続され、前記第１の内部シールドは、第２のケーブルによりインピーダンスを介して第２のコネクタに接続された表示パネル試験用プローバ。
2. 前記第１または第２のケーブルは、同軸ケーブルであって、それぞれの外皮導体はシャーシに接続されていることを特徴とする請求項１に記載にプローバ。
3. 第３のコネクタを備え、第３のケーブルにより前記第２のケーブルが前記第１の内部シールドに接続された場所に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のプローバ。
4. 前記第１ないし第３のいずれかのケーブルは、同軸ケーブルであって、それぞれの外皮導体はシャーシに接続されていることを特徴とする請求項３に記載にプローバ。
5. チャックと、
   前記チャックを支持する支持台と、
   前記チャックをシールドする第１の内部シールドと、
   前記チャック及び前記第１の内部シールドを囲う外部シールドと
   を有し、前記外部シールドはシャーシに接地され、前記チャックは第１のケーブルにより第１のコネクタに接続され、前記第１の内部シールドは、第２のケーブルによりインピーダンスを介してシャーシに接続された表示パネル試験用プローバ。
6. 前記第１のケーブルは、同軸ケーブルであって、その外皮導体はシャーシに接続されていることを特徴とする請求項５に記載にプローバ。
7. 前記インピーダンスは、インダクタである請求項１ないし６のいずれかに記載のプローバ。
8. 前記インダクタはトロイダルコアを利用したインダクタである請求項７に記載のプローバ。
9. 前記インピーダンスは、抵抗である請求項１ないし６のいずれかに記載のプローバ。
10. 前記インピーダンスは、第１の内部シールドの近傍に設けられた請求項１ないし９のいずれかに記載のプローバ。
11. 前記インピーダンスは、前記支持台内部に設けられた請求項１０に記載のプローバ。
12. さらに、前記外部シールド内に、前記チャックの上方をシールドする第２の内部シールドを備え、
    前記第１の内部シールドは前記チャックの下部と側部をシールドする請求項１ないし１１のいずれかに記載のプローバ。
13. 前記第２の内部シールドは、リング状の形状である請求項１２に記載のプローバ。
14. 前記第２の内部シールドは、断面がＬ字状の形状である請求項１２または１３に記載のプローバ。
15. 前記第２の内部シールドは、該第２の内部シールドの上部に収容されるプローブカードの所定の信号線と接続する手段を有する請求項１２ないし１４のいずれかに記載のプローバ。
16. 前記外部シールドは、上部に開口部を有する請求項１ないし１５のいずれかに記載のプローバ。
17. 前記外部シールドは、前記チャックの移動領域全体を含んで囲むことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のプローバ。
18. 前記第１の内部シールドは、前記チャックの底部と側部を覆い、該側部の覆いは、チャックの上面から突き出て延伸していることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載のプローバ。
19. 請求項１または２に記載のプローバと、
    前記第１のコネクタに第１の所定の電圧を供給する第１の電圧源と、前記第２のコネクタに第２の所定の電圧を供給する第２の電圧源と
    を備えた表示パネル試験装置。
20. 請求項５または６に記載のプローバと、
    前記第１のコネクタに第１の所定の電圧を供給する第１の電圧源と
    を備えた表示パネル試験装置。
21. 請求項３ないし１８のいずれかに記載のプローバと、
    前記第１のコネクタに第１の所定の電圧を供給する第１の電圧源と、前記第２及び第３のコネクタに接続され第２の所定の電圧を供給する第２の電圧源と
    を備えた表示パネル試験装置。
22. 前記第１の電圧源から、前記第１のコネクタに供給した所定の電圧を、前記プローブカードを介して、前記第２の内部シールドに供給する第４のケーブルを備えたことを特徴とする、請求項１９ないし２１のいずれかに記載の試験装置。
    
    

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