JP2005274686A - Ｔｆｔ基板検査装置、及びｔｆｔ基板のアライメント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＴＦＴ基板検査装置及びＴＦＴ基板のアライメントにおいて、アライメントマークが任意の位置に設定されたＴＦＴ基板に対して位置合わせを行うこと。
【解決手段】 本発明は、アライメントマークを検出する撮像手段を任意の位置に設置し、この固定位置に設置された撮像手段に対してＴＦＴ基板をステージによって移動させ、このステージ移動によって撮像手段によるアライメントマークの撮像を可能とする。これにより、ＴＦＴ基板上のアライメントマークが任意の位置に設定された場合であっても、ＴＦＴ基板の位置ずれを検出して位置合わせを行う。固定位置に設置された撮像手段に対してプローバフレームをステージによって移動させることにより、プローバフレーム上のアライメントマークの撮像を可能とし、プローバフレームの位置ずれを検出して位置合わせを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＦＴ基板検査装置及びＴＦＴ基板のアライメント方法に関するものである。

ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアレイ状に配列した構成として例えば液晶基板があり、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等に用いられている。

ＴＦＴを用いて構成される液晶ディスプレイは、ＴＦＴ及びピクセル電極が形成された一方のガラス基板と対向電極が形成された他方のガラス基板との間に液晶を流しこんだ液晶パネルを基本構造としている。

ＴＦＴ基板の回路検査は液晶注入前に行われる。ＴＦＴ基板の検査方法として、プローブによるものが知られている。このプローブによるＴＦＴ基板の検査では、ＴＦＴ基板を支持台上の載置し、ＴＦＴ基板の各電極にプローブピンを接触させ、このプローブピンを介してＴＦＴ基板の回路に通電し、断線や短絡等の検査を行う。

このプローブを用いたＴＦＴ基板検査では、ＴＦＴ基板上の電極をプローブピンに正確に接触させることが重要であり、検査前の段階において、支持台上に載置したＴＦＴ基板をプローバフレームのプローブピンに対して正確に位置合わせさせておく必要がある。

従来、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを、ＴＦＴ基板に設けた位置認識用のマークを検出することで行うプローブ装置が知られている（特許文献１参照）。

このプローブ装置では、基板を支持台上に載置し、この基板の表面に設けた２つの位置認識用マークを２つのＣＣＤカメラ検出器でそれぞれ検出し、この検出信号に基づいて基板とプローブとの相対位置を認識し、基板とプローブとの位置ずれを補正する移動量を求め、この移動量に基づいて支持台を移動させて、基板をプローブに位置合わせしている。

図１１は、従来のＴＦＴ基板検査装置において、ＴＦＴ基板をプローバフレームに位置合わせする構成を説明するための概略図である。図１１において、ＴＦＴ基板検査装置は、ＴＦＴ基板をプローバフレームに位置合わせする構成として、ＴＦＴ基板１０と、載置したＴＦＴ基板１０を移動させて位置合わせを行うステージ３と、ＴＦＴ基板１０上に設けた位置認識用のアライメントマークＭa，Ｍbを撮像するＣＣＤカメラ等の撮像手段Ａ，Ｂを備える。なお、図１１においてプローバフレームは図示していないが、プローバフレームはＴＦＴ基板１０の上方に位置し、プローバフレームの下面に設けたピンをＴＦＴ基板１０の電極５と接触させることにより通電を行う。

上記構成において、撮像手段Ａ，Ｂは、プローバフレームとＴＦＴ基板との位置合わせが正確に行われている状態においてＴＦＴ基板に設けられた位置認識用マークＭa，Ｍbが撮像範囲内となるような所定位置に固定される。

この位置において、撮像手段ＡはアライメントマークＭaを撮像し、撮像手段ＢはアライメントマークＭbを撮像する。図１２（ａ）は撮像手段Ａの撮像画像を示し、図１２（ｂ）は撮像手段Ｂの撮像画像を示している。ＴＦＴ基板がプローバフレームと正確に位置あわせされている場合には、アライメントマークＭa及びＭbはそれぞれ図１２（ａ）中の破線で示す像１００ａ及び図１２（ｂ）中の破線で示す像１００ｂとして撮像される。一方、ＴＦＴ基板がプローバフレームと正確に位置あわせが不十分である場合には、アライメントマークＭa及びＭbはそれぞれ図１２（ａ）中の実線で示す像１０１ａ及び図１２（ｂ）中の実線で示す像１０１ｂとして撮像される。

これらの像の位置は撮像手段に対するＴＦＴ基板の位置を表しており、破線で示す像から得られるＴＦＴ基板の位置と実線で示す像から得られるＴＦＴ基板の位置のずれを求めることによって、ＴＦＴ基板の撮像手段の設置位置に対する位置ずれを知ることができる。ここで、撮像手段の設置位置をプローバフレームに対して所定位置とすることによって、求めた位置ずれはプローバフレームに対するＴＦＴ基板の位置ずれと一致する。

したがって、この位置ずれを補正するようにステージ３を移動させることによって、プローバフレームに対してＴＦＴ基板の位置合わせを行うことができる。
特公平８−１７１９４号

上記した構成では、２つの撮像手段は、ＴＦＴ基板に設けられたアライメントマークが撮像範囲内に入るように設定位置を定める必要がある。

ＴＦＴ基板に設けられるアライメントマークの位置は、ＴＦＴ基板の種類に応じて種々異なる場合があるが、従来のＴＦＴ基板検査装置では、ある一種類のアライメントマーク位置に対応する位置に撮像手段を設置しているため、そのＴＦＴ基板検査装置で検査することができるアライメントマークの位置を変更することができないという問題がある。

アライメントマークの位置が異なるＴＦＴ基板に対しては、撮像手段によってアライメントマークを検出することができず、ＴＦＴ基板をプローバフレームに位置合わせすることができない。図１１（ｂ）は、ＴＦＴ基板１０のアライメントマークの位置Ｍa′，Ｍb′が図１１（ａ）のアライメントマークの位置Ｍa，Ｍbと異なる場合を示している。撮像手段Ａ，Ｂの位置はアライメントマークの位置Ｍa，Ｍbに対応して設置されているため、アライメントマークの位置Ｍa′，Ｍb′を検出することができない。

このように、基板上に設けるアライメントマークの位置が異なるＴＦＴ基板を同じＴＦＴ基板検査装置で検査するには、異なるアライメントマークの位置毎に撮像手段の設置位置を変更する必要がある。

そこで、本発明は上記課題を解決し、ＴＦＴ基板検査装置及びＴＦＴ基板のアライメントにおいて、アライメントマークが任意の位置に設定されたＴＦＴ基板に対して位置合わせを行うことができることを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明は、アライメントマークを検出する撮像手段を任意の位置に設置し、この固定位置に設置された撮像手段に対してＴＦＴ基板をステージによって移動させ、このステージ移動によって撮像手段によるアライメントマークの撮像を可能とする。これにより、ＴＦＴ基板上のアライメントマークが任意の位置に設定された場合であっても、ＴＦＴ基板の位置ずれを検出して位置合わせを行うことができる。

また、固定位置に設置された撮像手段に対してプローバフレームをステージによって移動させることにより、プローバフレーム上のアライメントマークの撮像を可能とし、プローバフレームの位置ずれを検出して位置合わせを行うことができる。

本発明のＴＦＴ基板検査装置は、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する形態と、ＴＦＴ基板の位置ずれとプローバフレームの位置ずれを補正する形態とを含む。

ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する形態は、一つの撮像手段によりＴＦＴ基板のアライメントマークを検出する構成である。

また、ＴＦＴ基板の位置ずれとプローバフレームの位置ずれを補正する形態は、二つの撮像手段によりＴＦＴ基板のアライメントマークとプローバフレームのアライメントマークを検出する構成のほか、一つの撮像手段によりＴＦＴ基板のアライメントマークとプローバフレームのアライメントマークを検出する構成とすることができる。

一つの撮像手段によりＴＦＴ基板のアライメントマークを検出してＴＦＴ基板の位置ずれを補正する形態は、プローバフレームにＴＦＴ基板を配置し、ＴＦＴ基板の電極とプローバピンとを接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置であって、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの撮像手段と、撮像手段が撮像するＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、ＴＦＴ基板を移動するステージを備えた構成である。

ステージは、アライメントマークが撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、前記撮像手段と複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程を行って、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行う。

二つの撮像手段によりＴＦＴ基板のアライメントマークとプローバフレームのアライメントマークを検出して、ＴＦＴ基板の位置ずれとプローバフレームの位置ずれを補正する形態は、プローバフレームにＴＦＴ基板を配置し、ＴＦＴ基板の電極とプローバピンとを接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置であって、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの第１の撮像手段と、プローバフレーム上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの第２の撮像手段と、第１の撮像手段が撮像するＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてＴＦＴ基板の基準設置位置からのＴＦＴ基板の位置ずれ量と、第２の撮像手段が撮像するプローバフレーム上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてプローバフレームの基準設置位置からのプローバフレームの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、ＴＦＴ基板を移動するステージを備えた構成である。

ステージは、ＴＦＴ基板のアライメントマークが第１の撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、第１の撮像手段とＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、プローバフレームの位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりプローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行う。

一つの撮像手段によりＴＦＴ基板のアライメントマークとプローバフレームのアライメントマークを検出して、ＴＦＴ基板の位置ずれとプローバフレームの位置ずれを補正する形態は、プローバフレームにＴＦＴ基板を配置し、ＴＦＴ基板の電極とプローバピンとを接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置であって、ＴＦＴ基板上のアライメントマーク及びプローバフレーム上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの撮像手段と、撮像手段が撮像するＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてＴＦＴ基板の基準設置位置からのＴＦＴ基板の位置ずれ量と、撮像手段が撮像するプローバフレーム上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてプローバフレームの基準設置位置からのプローバフレームの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、ＴＦＴ基板を移動するステージを備えた構成である。

ステージは、ＴＦＴ基板のアライメントマークが撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、撮像手段とＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、プローバフレームのアライメントマークが撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、撮像手段とプローバフレーム上の複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、プローバフレームの位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりプローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行う。

上記各構成において、ステージは、ＴＦＴ基板をアライメントマーク間の距離だけ移動させて、撮像手段とアライメントマークとの位置合わせを行う。

また、本発明のＴＦＴ基板のアライメント方法は、ＴＦＴ基板の位置ずれの位置合わせを行う形態と、ＴＦＴ基板の位置ずれとプローバフレームの位置ずれを位置合わせする形態とを含む。

ＴＦＴ基板の位置ずれを位置合わせする形態の方法は、プローバフレームとＴＦＴ基板との位置合わせを行うＴＦＴ基板のアライメント方法であって、ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像することにより、撮像手段と複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、位置合わせ位置において、ＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、アライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、位置ずれ量に基づいてステージを移動して、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程により、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行う。

また、ＴＦＴ基板の位置ずれとプローバフレームの位置ずれを位置合わせする形態の方法は、プローバフレームとＴＦＴ基板との位置合わせを行うＴＦＴ基板のアライメント方法であって、ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像することにより、第１の撮像手段と複数のＴＦＴ基板上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、位置合わせ位置において、ＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークとプローバフレーム上のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、プローバフレーム上のアライメントマークを撮像することにより、第２の撮像手段と複数のプローバフレーム上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、ＴＦＴ基板上のアライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、プローバフレーム上のアライメントマークの画像位置に基づいて、プローバフレームの基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づいてステージを移動して、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、プローバフレームの位置ずれ量に基づいてプローバフレームを移動して、プローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行う。

また、ＴＦＴ基板の位置ずれとプローバフレームの位置ずれを位置合わせする他の形態の方法は、プローバフレームとＴＦＴ基板との位置合わせを行うＴＦＴ基板のアライメント方法であって、ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像することにより、撮像手段と複数のＴＦＴ基板上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、位置合わせ位置において、ＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、プローバフレーム上のアライメントマークを撮像することにより、撮像手段と複数のプローバフレーム上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、位置合わせ位置において、プローバフレーム上の複数のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、ＴＦＴ基板上のアライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、プローバフレーム上のアライメントマークの画像位置に基づいて、プローバフレームの基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づいてステージを移動して、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、プローバフレームの位置ずれ量に基づいてプローバフレームを移動して、プローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行う。

本発明のＴＦＴ基板検査装置及びＴＦＴ基板のアライメント方法によれば、ＴＦＴ基板検査装置及びＴＦＴ基板のアライメントにおいて、アライメントマークが任意の位置に設定されたＴＦＴ基板に対して位置合わせを行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、基板検査装置として液晶基板等のＴＦＴ基板の検査装置を例として説明するが、検査基板は液晶のＴＦＴ基板に限られるものではなく、有機ＥＬの基板、半導体基板など各種の基板に適用することができる。

図１は、本発明の基板検査装置の第１の形態を説明するための概略図である。第１の形態は、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する形態である。

本発明の基板検査装置１は、ＴＦＴ基板１０を支持しｘ，ｙ方向、及びθ方向に移動可能なステージ３と、ＴＦＴ基板１０に検査信号を通電するプローバフレーム２と、撮像手段４を備える。

プローバフレーム２はプローブピン５を備え、ＴＦＴ基板１０の電極１１と接触することによって、検査手段２０からＴＦＴ基板１０に検査信号を通電する。

撮像手段４及びステージ３は、プローバフレーム２とＴＦＴ基板１０とを位置合わせするアライメント機構を構成し、電極１１をプローブピン５に正確に位置合わせして接触状態を良好なものとする。

ＴＦＴ基板のアライメントを行う回路構成は、撮像手段４と、撮像手段４で撮像した画像を画像処理してＴＦＴ基板１０のアライメントマーク１２ａ，１２ｂの画像を取得する画像解析手段２１と、画像解析手段２１で取得したアライメントマークの画像に基づいてＴＦＴ基板１０の位置ずれを算出する位置ずれ算出手段２２と、位置ずれ算出手段で算出した位置ずれに基づいてステージの駆動を制御するステージ駆動制御手段２３とを備える。ステージ３は、ｘ，ｙ方向の並進移動、及びθ方向回転移動することによって、プローバフレーム２に対するＴＦＴ基板１０の位置ずれを補正する（ステップＳ３）。

撮像手段４は、ＴＦＴ基板検査装置あるいはプローバフレームに対して固定位置に設置し、ステージ３を駆動することによって複数のアライメントマークの画像を撮像する。撮像手段４としては、例えばＣＣＤカメラを用いることができる。なお、ここでは、プローバフレームは基準位置に設置されているものとする。

図１（ａ）はプローバフレーム２、ＴＦＴ基板１０、及びステージ３が分離した状態を示し、図１（ｂ）はステージ３上に載置したＴＦＴ基板１０をプローバフレーム２に位置あわせした状態を示している。

図２〜図６を用いて、本発明の第１の形態によるＴＦＴ基板のアライメントについて説明する。なお、図２はステージ駆動によるＴＦＴ基板の移動状態を示し、図３はアライメントの動作を説明するフローチャートであり、図４は撮像手段による撮像画像を示し、図５，６はアライメントマークの撮像画像を用いたステージの駆動を説明するための図である。

ＴＦＴ基板のアライメントは、ＴＦＴ基板１０がステージ３上に載置された状態において、プローバフレームに対する位置ずれを検出し、この位置ずれを補正するようにステージを駆動することで行う。

はじめに、撮像手段４によってＴＦＴ基板のエッジ部分を撮像して、ＴＦＴ基板がステージ３上に載置されていることを確認する。図２（ａ）はこの状態を示し、図４（ａ）は撮像手段４による撮像画像を示している（ステップＳ１）。

次に、ステージ３を駆動してＴＦＴ基板１０上に設けられた第１の基板アライメントマーク１２ａを撮像する。なお、ここでは、ＴＦＴ基板１０上の一方の辺のＸ軸方向にそって所定距離ｘ２の間隔を開けて第１の基板アライメントマーク１２ａと第２基板アライメントマーク１２ｂが設けられており、第１の基板アライメントマーク１２ａはＴＦＴ基板１０のエッジ部分から所定距離ｘ１の位置に設けられているものとする。ステージ駆動制御手段２３は、これらのアライメントマークの位置関係を格納し、自動でステージを駆動すると共に、所定位置において撮像手段４で撮像を指示する。

図４（ｂ）は第１基板アライメントマーク１２ａの撮像画像の一例であり、破線はＴＦＴ基板が基準位置にある場合の撮像画像であり、ＴＦＴ基板に位置ずれしている場合には、実線に示す撮像画像のように基準位置からずれた位置に撮像される。この基準位置からのずれは、ＴＦＴ基板のプローバフレームに対する位置ずれを表すことになる（ステップＳ２，３）。

画像解析手段２１は、撮像手段４で撮像した画像を解析して、画像面内の第１基板アライメントマーク１２ａの位置を求める（ステップＳ４）。

次に、ステージ３をＸ軸方向にｘ２駆動し、ＴＦＴ基板１０上に設けられた第２の基板アライメントマーク１２ｂを撮像する。図２（ｂ）はこの状態を示している。図４（ｃ）は第２基板アライメントマーク１２ｂの撮像画像の一例であり、破線はＴＦＴ基板が基準位置にある場合の撮像画像であり、ＴＦＴ基板に位置ずれしている場合には、実線に示す撮像画像のように基準位置からずれた位置に撮像される。この基準位置からのずれは、ＴＦＴ基板のプローバフレームに対する位置ずれを表すことになる（ステップＳ５，６）。

画像解析手段２１は、撮像手段４で撮像した画像を解析して、画像面内の第２基板アライメントマーク１２ｂの位置を求める（ステップＳ７）。

撮像手段４の設置位置はＴＦＴ基板検査装置１において固定であり、プローバフレーム２はＴＦＴ基板検査装置１に対して正確に位置決めされているものとすると、撮像手段４で映し出された第１基板アライメントマーク１２ａ及び第２基板アライメントマーク１２ｂの画像位置は、プローバフレーム２に対する位置を表している。

したがって、第１基板アライメントマーク１２ａ及び第２基板アライメントマーク１２ｂの基準位置からの位置ずれ量は、ＴＦＴ基板１０のプローバフレーム２に対する位置ずれ量となる。位置ずれ算出手段２２は、画像解析手段２１で取得した第１基板アライメントマーク１２ａ及び第２基板アライメントマーク１２ｂの位置を用いて位置ずれ量（オフセット量）を求め（ステップＳ８）、補正量を求める（ステップＳ９）。

ステージ駆動制御手段２３は、求めた補正量に基づいてステージ３を駆動して、ＴＦＴ基板１０をプローバフレーム２に対する位置合わせを行う（ステップＳ１０）。

図５を用いてアライメント動作の一例について説明する。ここでは、アライメントはＸＹステージのθ回転とＸＹ並進移動によって行う例について説明する。

図５において、位置合わせされた基板の位置を基準位置（図中の実線で表示）とし、ロードロックからチャンバー内に搬送された直後の基板の位置をロード位置（図中の破線で表示）としている。ここで、基準位置において、ステージの回転中心及び基板中心を“Ｏ”とし、第１のアライメントマーク（図５中の下方に示すアライメントマーク）の測定値をＡ1（Ｘ1，Ｙ1）、第２のアライメントマーク（図５中の上方に示すアライメントマーク）の測定値をＡ2（Ｘ2，Ｙ2）、アライメントマーク間の距離をｃ（＝ａ＋ｂ）mm、Ｘｓ方向のアライメントマークから基板中心までの距離をｄmmとする。また、ロード位置において、基板の傾きをθ、基板搬送後の基板中心を“Ｏ′”とし、第１のアライメントマークの測定値をＡ1（Ｘc1，Ｙc1）、第２のアライメントマークの測定値をＡ2（Ｘc2，Ｙc2）、測定分解能をｅmm／pixとする。

なお、測定値（Ｘ1，Ｙ1），（Ｘc1，Ｙc1），（Ｘ2，Ｙ2），及び（Ｘc2，Ｙc2）は撮像画像のピクセル位置として求められる値である。

図５の関係から、傾きθは第１のアライメントマーク及び第２のアライメントマークの測定位置から以下の式（１）で求めることができる。
θ＝tan^-1｛（｜Ｙc1−Ｙ1｜−｜Ｙc2−Ｙ2｜＊ｅ）／（｜Ｘc1−Ｘ1｜−｜Ｘc2−Ｘ2｜＊ｅ＋ｃ）｝ …（１）

また、ステージのθ軸を回転させた後のアライメントマークの位置は、前記式（１）で求めた傾きθを元にして求めることができる。

図６において、一般にＸＹ直交座標系で点Ｐ（ｘ，ｙ）をθ回転させて点Ｐ′の座標（ｘ′，ｙ′）は次式（２）により求めることができる。
ｘ′＝ｒcos（θ＋α）
ｙ′＝ｒsin（θ＋α） …（２）
ここで、
ｒ＝（ｘ²＋ｙ²）^1/2
α＝tan^-1（ｙ／ｘ） …（３）
である。

式（３）から、図５でのＡ1（Ｘc1，Ｙc1）のｒとαを求めると、以下の式（４）となる。
ｒ＝｛（ｄ＋（Ｙc1＋Ｙ1））²＋（ａ＋（Ｘc1−Ｘ1）²｝^1/2
α＝tan^-1｛（ａ＋（Ｘc1−Ｘ1））／（ｄ＋（Ｙc1−Ｙ1））｝ …（４）

式（４）で求めたｒとαと式（２）に代入することにより、θ回転後のＸc1′とＹc1′を求める。

次に、θ回転の後、基準位置のＡ1（Ｘ1，Ｙ1）と、上記の演算で求めたＡ1′（Ｘc1′，Ｙc1′）との差をとって、オフセットΔＸ，ΔＹを求める。
ΔＸ＝Ｘc1′−ｄ
ΔＹ＝Ｙc1′−ａ …（５）

次に、求めたオフセットからセット位置を求める。補正前のセット位置Ｘtr，Ｙtrとするとき、補正したセット位置は以下の式（６）で求めることができる。
Ｘtr′＝Ｘtr＋ΔＸ
Ｙtr′＝Ｙtr＋ΔＹ …（６）

求めたセット位置によりステージを駆動制御してＴＦＴ基板をアライメントする。

次に、本発明の基板検査装置の第２の形態について、図７，８を用いて説明する。第２の形態は、ＴＦＴ基板の位置ずれ及びプローバフレームの位置ずれを補正する形態である。前記した第１の形態は、プローバフレームは位置ずれが無いものとしているが、プローバフレームの位置がずれた場合には、基板を位置合わせする基準が不定となるため、アライメントができなくなる。第２の形態は、アライメント用の撮像手段を２台用い、１台の撮像手段により基板の位置を確認し、他の１台の撮像手段によりプローバフレーム位置の確認することによって、プローバフレームに位置がずれた場合であってもＴＦＴ基板のアライメントを可能とする。

図７は第２の形態を説明するための概略図であり、図８は第２の形態のアライメント動作を説明するためのフローチャートである。なお、第２の形態は第１の形態と、撮像手段の構成において相違するのみであるため、図７では図１の構成の一部のみを示し共通する構成については省略して示している。

図７において、第２の形態は二つの撮像手段４ａ，４ｂを備える。撮像手段４ａはＴＦＴ基板１０の位置確認用であり、ＴＦＴ基板１０の１２ａ，１２ｂを撮像する。一方、撮像手段４ｂはプローバフレーム２の位置確認用であり、プローバフレーム２のプローバフレームアライメントマーク６ａ，６ｂを撮像する。

図７（ａ）において、撮像手段４ａは基板アライメントマーク１２ａを撮像し、撮像手段４ｂはプローバフレームアライメントマーク６ａを撮像する。一方、図７（ｂ）は図７（ａ）の位置からステージをＸ軸方向に移動させた状態を示し、この移動によって、基板アライメントマーク１２ｂは撮像手段４ａの撮像範囲内となり、プローバフレームアライメントマーク６ｂは撮像手段４ｂの撮像範囲内となる。これによって、ＴＦＴ基板とプローバフレームの位置を求めることができる。

なお、図７では、基板アライメントマーク１２ａと１２ｂとの間の距離ｘと、プローバフレームアライメントマーク６ａと６ｂとの間の距離ｘとを同距離とし、ステージをＸ軸方向に距離ｘだけ移動させることによって、基板アライメントマークの撮像とプローバフレームアライメントマークの撮像とを一回のステージ移動によって行えるようにしている。この各アライメントマーク間の距離は必ずしも同一である必要はなく、異なる距離としてもよい。この場合には、１回のステージによって、基板アライメントマークとプローバフレームアライメントマークを撮像することができないことがあるが、ステージを複数回移動させることにより各アライメントマークを撮像手段して位置を取得することができる。

ＴＦＴ基板のアライメントは、ＴＦＴ基板１０をプローバフレーム２に予めセットした状態において、ＴＦＴ基板１０の位置ずれ量とプローバフレーム２の位置ずれ量をそれぞれ検出し、プローバフレーム２の位置ずれを考慮したＴＦＴ基板１０の補正量を求め、その後ＴＦＴ基板１０のみを移動して位置合わせを行う。

はじめに、撮像手段４ａによってプローバフレーム２上に設けられた第１のプローバフレームアライメントマーク６ａを撮像し、撮像手段４ｂによって基板１０上に設けられた第１の基板アライメントマーク１２ａを撮像する（ステップＳ１１）。

画像解析手段２１は、撮像手段４で撮像した画像を解析して、画像面内の第１のプローバフレーム６ａ及び第１の基板アライメントマーク１２ａの位置を求める（ステップＳ１２）。

次に、ステージ３をＸ軸方向にｘ駆動し（ステップＳ１３）、撮像手段４ａによってプローバフレーム２上に設けられた第２のプローバフレームアライメントマーク６ｂを撮像し、撮像手段４ｂによって基板１０上に設けられた第２の基板アライメントマーク１２ｂを撮像し（ステップＳ１４）、画像解析手段２１によって撮像手段４で撮像した画像を解析し、画像面内の第２のプローバフレーム６ｂ及び第２の基板アライメントマーク１２ｂの位置を求める（ステップＳ１５）。

撮像手段４ａ，４ｂの設置位置はＴＦＴ基板検査装置１において固定であるため、撮像手段４ａ，４ｂで映し出された第１，２プローバフレームアライメントマーク６ａ，６ｂ、及び第１，２基板アライメントマーク１２ａ，１２ｂ画像位置は、ＴＦＴ基板検査装置１上の基準位置に対する位置を表している。

したがって、各アライメントマークの画像位置から求める位置ずれ量は、基板検査装置１の基準位置に対する位置ずれ量となる。位置ずれ算出手段２２は、画像解析手段２１で取得した第１プローバフレームアライメントマーク６ａ及び第２プローバフレームアライメントマーク６ｂの位置を用いて、プローバフレーム２の位置ずれ量（オフセット量）を求め、第１基板アライメントマーク１２ａ及び第２基板アライメントマーク１２ｂの位置を用いて、ＴＦＴ基板１０の位置ずれ量（オフセット量）を求め（ステップＳ１６）、補正量を求める（ステップＳ１７）。

ステージ駆動制御手段２３は、プローバフレームとＴＦＴ基板とを仮位置で位置合わせした状態において、プローバフレームの補正量に基づいてステージ３を駆動してプローバフレーム２の位置合わせを行った後、ＴＦＴ基板をプローバフレームから分離し、ＴＦＴ基板の補正量に基づいてステージ３を駆動してＴＦＴ基板２の位置合わせを行う。

あるいは、ステージ駆動制御手段２３は、ＴＦＴ基板をプローバフレームから分離し、プローバフレームの位置ずれを考慮したＴＦＴ基板の補正量に基づいてステージ３を駆動してＴＦＴ基板２の位置合わせを行う（ステップＳ１８）。

次に、本発明の基板検査装置の第３の形態について、図９，１０を用いて説明する。第３の形態は、第２の形態と同様に、ＴＦＴ基板の位置ずれ及びプローバフレームの位置ずれを補正する形態である。前記した第２の形態はアライメント用の撮像手段を２台用いる形態であるが、第３の形態は１台の撮像手段によって基板の位置及びプローバフレームの位置を確認することによって、プローバフレームに位置がずれた場合であってもＴＦＴ基板のアライメントを可能とする。

図９は第３の形態を説明するための概略図であり、図１０は第３の形態のアライメント動作を説明するためのフローチャートである。なお、第３の形態は第１，２の形態と、撮像手段の構成において相違するのみであるため、図９では図１の構成の一部のみを示し共通する構成については省略して示している。

図９において、第３の形態は一つの撮像手段４を備える。撮像手段４はＴＦＴ基板１０及びプローバフレーム２の位置確認用であり、ＴＦＴ基板１０の１２ａ，１２ｂ、及びプローバフレーム２のプローバフレームアライメントマーク６ａ，６ｂを撮像する。これらのアライメントマークは同時に撮像することができないため、ステージを順次移動させることによって撮像する。

図９（ａ）において、撮像手段４はプローバフレームアライメントマーク６ａを撮像する。一方、図９（ｂ）は図９（ａ）の位置からステージをＸ軸方向に移動させた状態を示し、この移動によって、プローバフレームアライメントマーク６ｂは撮像手段４の撮像範囲内となる。これによって、プローバフレームアライメント６ａ，６ｂの撮像し、プローバフレームの位置を求める。

次に、ステージを駆動して基板アライメントマーク１２ｂを撮像し（図９（ｃ））、さらに、ステージを駆動して基板アライメントマーク１２ａを撮像して（図９（ｄ））、ＴＦＴ基板の位置を求める。

なお、図９において、プローバフレームアライメントマーク６ａと６ｂの間、及び、基板アライメントマーク１２ａと１２ｂとの間はＸ軸方向に距離ｘ１だけ離れた位置に設けられ、また、プローバフレームアライメントマーク６ａ，６ｂと基板アライメントマーク１２ａ，１２ｂとの間は、Ｘ軸方向に距離ｘ２、Ｙ軸方向に距離ｙだけ離れた位置に設けられる。

なお、各アライメントマーク間の距離は必ずしも上記の距離である必要はなく、異なる距離としてもよい。

ＴＦＴ基板のアライメントは、ＴＦＴ基板１０をプローバフレーム２に予めセットした状態において、ＴＦＴ基板１０の位置ずれ量とプローバフレーム２の位置ずれ量をそれぞれ検出し、プローバフレーム２の位置ずれを考慮したＴＦＴ基板１０の補正量を求め、その後ＴＦＴ基板１０にみを移動して位置合わせを行う。

はじめに、撮像手段４によってプローバフレーム２上に設けられた第１のプローバフレームアライメントマーク６ａを撮像し（ステップＳ２１）、画像解析手段２１は、撮像手段４で撮像した画像を解析して、画像面内の第１のプローバフレーム６ａの位置を求める（ステップＳ２２）。

ステージ３をＸ軸方向にｘ１駆動し（ステップＳ２３）、撮像手段４によってプローバフレーム２上に設けられた第２のプローバフレームアライメントマーク６ｂを撮像し（ステップＳ２４）、画像解析手段２１は、撮像手段４で撮像した画像を解析して、画像面内の第２のプローバフレーム６ｂの位置を求める（ステップＳ２５）。

ステージ３をＸ軸方向にｘ２、Ｙ軸方向にｙ駆動し（ステップＳ２６）、撮像手段４によって基板１０上に設けられた第２の基板アライメントマーク１２ｂを撮像し（ステップＳ２７）、画像解析手段２１は、撮像手段４で撮像した画像を解析して、画像面内の第２の基板アライメントマーク１２ｂの位置を求める（ステップＳ２８）。

ステージ３をＸ軸方向に−ｘ１駆動し（ステップＳ２９）、撮像手段４によって基板１０上に設けられた第１の基板アライメントマーク１２ａを撮像し（ステップＳ３０）、画像解析手段２１は、撮像手段４で撮像した画像を解析して、画像面内の第１の基板アライメントマーク１２ａの位置を求める（ステップＳ３１）。

撮像手段４の設置位置はＴＦＴ基板検査装置１において固定であるため、撮像手段４で映し出された第１，２プローバフレームアライメントマーク６ａ，６ｂ、及び第１，２基板アライメントマーク１２ａ，１２ｂ画像位置は、ＴＦＴ基板検査装置１上の基準位置に対する位置を表している。

第２の形態と同様にして、位置ずれ算出手段２２は、画像解析手段２１で取得した第１プローバフレームアライメントマーク６ａ及び第２プローバフレームアライメントマーク６ｂの位置を用いて、プローバフレーム２の位置ずれ量（オフセット量）を求め、第１基板アライメントマーク１２ａ及び第２基板アライメントマーク１２ｂの位置を用いて、ＴＦＴ基板１０の位置ずれ量（オフセット量）を求め（ステップＳ３２）、補正量を求める（ステップＳ３３）。

ステージ駆動制御手段２３は、プローバフレームとＴＦＴ基板とを仮位置で位置合わせした状態において、プローバフレームの補正量に基づいてステージ３を駆動してプローバフレーム２の位置合わせを行った後、ＴＦＴ基板をプローバフレームから分離し、ＴＦＴ基板の補正量に基づいてステージ３を駆動してＴＦＴ基板２の位置合わせを行う。

あるいは、ステージ駆動制御手段２３は、ＴＦＴ基板をプローバフレームから分離し、プローバフレームの位置ずれを考慮したＴＦＴ基板の補正量に基づいてステージ３を駆動してＴＦＴ基板２の位置合わせを行う（ステップＳ３４）。

ステージはＸ軸方向にｘ３、Ｙ軸方向に−ｙ移動させることによって、初期位置に合わせることができる（ステップＳ３５）。

本発明のＴＦＴ基板検査装置及びＴＦＴ基板検査方法は、液晶基板の他、有機ＥＬ基板に対しても適用することができる。

本発明の基板検査装置の第１の形態を説明するための概略図である。 第１の形態のステージ駆動によるＴＦＴ基板の移動状態を示す図である。 第１の形態のアライメントの動作を説明するフローチャートである。 第１の形態の撮像手段による撮像画像を示す図である。 第１の形態のアライメントマークの撮像画像を用いたステージの駆動を説明するための図である。 第１の形態のアライメントマークの撮像画像を用いたステージの駆動を説明するための図である。 第２の形態を説明するための概略図である。 第２の形態のアライメント動作を説明するためのフローチャートである。 第３の形態を説明するための概略図である。 第３の形態のアライメント動作を説明するためのフローチャートである。 従来のＴＦＴ基板検査装置において、ＴＦＴ基板をプローバフレームに位置合わせする構成を説明するための概略図である。 撮像画像の一例を示す図である。

符号の説明

１…ＴＦＴアレイ検査装置、２…プローバフレーム、３…ステージ、４，４ａ，４ｂ…撮像手段、５…プローブピン、６ａ，６ｂ…プローバフレームアライメントマーク、１０…ＴＦＴ基板、１１…電極、１２ａ，１２ｂ…基板アライメントマーク、２０…検査手段、２１…画像解析手段、２２…位置ずれ算出手段、２３…ステージ駆動手段、１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ…像、Ａ，Ｂ…撮像手段、Ｍa，Ｍb…アライメントマーク。

Claims (7)

1. プローバフレームにＴＦＴ基板を配置し、ＴＦＴ基板の電極とプローバピンとを接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置であって、
   ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの撮像手段と、
   前記撮像手段が撮像するＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
   ＴＦＴ基板を移動するステージを備え、
   前記ステージは、アライメントマークが撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、前記撮像手段と複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程を行って、ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行うことを特徴とするＴＦＴ基板検査装置。
2. プローバフレームにＴＦＴ基板を配置し、ＴＦＴ基板の電極とプローバピンとを接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置であって、
   ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの第１の撮像手段と、
   プローバフレーム上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの第２の撮像手段と、
   前記第１の撮像手段が撮像するＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてＴＦＴ基板の基準設置位置からのＴＦＴ基板の位置ずれ量と、前記第２の撮像手段が撮像するプローバフレーム上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてプローバフレームの基準設置位置からのプローバフレームの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
   ＴＦＴ基板を移動するステージを備え、
   前記ステージは、
   ＴＦＴ基板のアライメントマークが第１の撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、第１の撮像手段とＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、
   前記プローバフレームの位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりプローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、
   ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行うことを特徴とするＴＦＴ基板検査装置。
3. プローバフレームにＴＦＴ基板を配置し、ＴＦＴ基板の電極とプローバピンとを接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置であって、
   ＴＦＴ基板上のアライメントマーク及びプローバフレーム上のアライメントマークを撮像する任意の位置に設置した一つの撮像手段と、
   前記撮像手段が撮像するＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてＴＦＴ基板の基準設置位置からのＴＦＴ基板の位置ずれ量と、撮像手段が撮像するプローバフレーム上の複数のアライメントマークの画像位置に基づいてプローバフレームの基準設置位置からのプローバフレームの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
   ＴＦＴ基板を移動するステージを備え、
   前記ステージは、
   ＴＦＴ基板のアライメントマークが撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、撮像手段とＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   プローバフレームのアライメントマークが撮像手段の撮像範囲内となる位置にＴＦＴ基板を移動して、撮像手段とプローバフレーム上の複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、
   前記プローバフレームの位置ずれ量に基づくＴＦＴ基板の移動によりプローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、
   ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行うことを特徴とするＴＦＴ基板検査装置。
4. 前記ステージは、ＴＦＴ基板をアライメントマーク間の距離だけ移動させて、撮像手段とアライメントマークとの位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＴＦＴ基板検査装置。
5. プローバフレームとＴＦＴ基板との位置合わせを行うＴＦＴ基板のアライメント方法であって、
   ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像することにより、撮像手段と複数のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記位置合わせ位置において、ＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、
   前記アライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、
   前記位置ずれ量に基づいてステージを移動して、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程により、
   ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行うことを特徴とするＴＦＴ基板のアライメント方法。
6. プローバフレームとＴＦＴ基板との位置合わせを行うＴＦＴ基板のアライメント方法であって、
   ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像することにより、第１の撮像手段と複数のＴＦＴ基板上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記位置合わせ位置において、ＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークとプローバフレーム上のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、
   ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、プローバフレーム上のアライメントマークを撮像することにより、第２の撮像手段と複数のプローバフレーム上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記ＴＦＴ基板上のアライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、
   前記プローバフレーム上のアライメントマークの画像位置に基づいて、プローバフレームの基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、
   前記ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づいてステージを移動して、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、
   前記プローバフレームの位置ずれ量に基づいてプローバフレームを移動して、プローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、
   ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行うことを特徴とするＴＦＴ基板のアライメント方法。
7. プローバフレームとＴＦＴ基板との位置合わせを行うＴＦＴ基板のアライメント方法であって、
   ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、ＴＦＴ基板上のアライメントマークを撮像することにより、撮像手段と複数のＴＦＴ基板上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記位置合わせ位置において、ＴＦＴ基板上の複数のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、
   ＴＦＴ基板を載置したステージを移動して、プローバフレーム上のアライメントマークを撮像することにより、前記撮像手段と複数のプローバフレーム上のアライメントマークとの位置合わせを順次行う工程と、
   前記位置合わせ位置において、プローバフレーム上の複数のアライメントマークの画像位置を取得する工程と、
   前記ＴＦＴ基板上のアライメントマークの画像位置に基づいて、ＴＦＴ基板の基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、
   前記プローバフレーム上のアライメントマークの画像位置に基づいて、プローバフレームの基準設置位置からの位置ずれ量を算出する工程と、
   前記ＴＦＴ基板の位置ずれ量に基づいてステージを移動して、ＴＦＴ基板の位置ずれを補正する工程と、
   前記プローバフレームの位置ずれ量に基づいてプローバフレームを移動して、プローバフレームの位置ずれを補正する工程によって、
   ＴＦＴ基板とプローバフレームとの位置合わせを行うことを特徴とするＴＦＴ基板のアライメント方法。

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