JP2007171095A - 液晶基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローバフレームの温度上昇を抑制し、また、基板加熱により生じる基板の加熱温度を下げることなく、プローブピンと電極とのコンタクトを安定なものとする。
【解決手段】液晶基板検査装置内にプローバフレームを冷却する冷却機構を備え、加熱されたプローバフレームを適宜冷却することで、プローバフレームの過熱を抑制する。液晶基板検査装置１は、荷電粒子ビームを液晶基板上で二次元的に走査させて得られる走査画像に基づいて基板検査を行う液晶基板検査装置であり、液晶基板１０に検査信号を供給するプローバフレーム２ａと、液晶基板を加熱する加熱機構３と、プローバフレーム２ａとの接触によってプローバフレーム２ａを冷却する冷却機構４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスブレイなどに使われる液晶基板の検査に使用する液晶基板検査装置に関し、特に、基板検査に用いる液晶基板検査用プローバが備えるプローバフレームの熱による影響を軽減する構成に関する。

液晶基板や薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴアレイ基板）は、ガラス基板等の基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がマトリックス状に配置されてなるＴＦＴアレイと、この薄膜トランジスタに駆動信号を供給する信号電極とを備え、薄膜トランジスタは走査信号電極端子，映像信号電極端子からの信号により駆動される。

基板に形成されるＴＦＴアレイや液晶基板を検査する装置としてＴＦＴアレイ検査装置や液晶基板検査装置等の基板検査装置が知られている。基板検査装置は、走査信号電極端子，映像信号電極端子と電気的に接続する検査用プローバと検査回路を備える。検査回路は、所定の電圧を検査用プローバに印加し、印加により流れる電流を検出して、ゲート−ソース間の短絡、点欠陥、断線等を調べる。

液晶基板上に形成されるＴＦＴアレイは様々なサイズや仕様があり、それぞれレイアウトが異なり、液晶基板上に形成される駆動用電極もレイアウト毎に異なる。

そのため、液晶基板を検査する基板検査装置においても、ＴＦＴアレイのレイアウトに応じて検査用プローバ電極の電極位置を設定したものを用意しておき、検査する液晶基板に応じて交換し、検査を行っている。

液晶基板を検査する際には、液晶基板の上方あるいは下方からプローバフレームを重ね、プローバフレームに設けたプローブピンを液晶基板の電極に接触させ、このプローブピンと電極との接触によって液晶基板とプローバとに間の電気的接続を行っている。

液晶基板の検査において、液晶基板を室温等の通常の検査温度よりも高い温度で検査を行うことで、通常の温度では検査が困難な欠陥を検出することが提案されている。

この高温による基板検査は、液晶基板を基板加熱機構によって所定温度の加熱することによって液晶基板を高い温度状態とする。

基板加熱機構によって液晶基板を加熱して基板検査を行う場合には、基板加熱機構は液晶基板の他にプローバフレームも加熱することになる。このとき、フレームを構成するフレーム素材の熱膨張によってプローバフレームに変形が生じ、これによりプローバフレームに設けたプローブピンの位置が変化する。

また、フレーム素材の熱膨張率と液晶基板を構成するガラス素材の熱膨張率との差により、プローバフレーム側のプローブピンと液晶基板側の電極の位置関係にずれが生じ、プローブピンと電極とのコンタクトが困難となる可能性がある。

図６は熱膨張によるプローブピンと電極との接触不良を説明するための図である。図６において、液晶基板１０には電極１２が設けられ、プローバフレーム側のプローブピン１３の接点１３ａと接触させることによってＴＦＴアレイ（図示していない）と外部装置との電気的な接続を行う。

図６（ａ）はプローブピン１３が電極１２と接触した状態を示し、図６（ｂ）はプローブピン１３の位置が変化することで電極１２との接触が不良となった状態を示している。図６（ｂ）に示すように、プローバフレーム２と液晶基板１０のガラス基板の熱膨張率が異なるため、加熱によって熱膨張すると両者の変位量に差が生じ、プローブピン１３と電極１２とのコンタクトが困難となる。

このような液晶基板の熱膨張によって生じるプローブピンと電極との位置ずれの問題を解決するために、従来では、基板加熱によってプローバフレームが変形しない程度まで、基板加熱の最高温度を下げている。そのため、基板加熱による温度上昇が抑えられることになり、より高温に液晶基板を加熱することで検出できた欠陥を見逃すおそれがあるという問題を有している。

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、プローバフレームの温度上昇を抑制することを目的とし、また、基板加熱により生じる基板の加熱温度を下げることなく、プローブピンと電極とのコンタクトを安定なものとすることを目的とする。

本発明は、液晶基板検査装置内にプローバフレームを冷却する冷却機構を備え、加熱されたプローバフレームを適宜冷却することで、プローバフレームの過熱を抑制する。

本発明の液晶基板検査装置は、荷電粒子ビームを液晶基板上で二次元的に走査させて得られる走査画像に基づいて基板検査を行う液晶基板検査装置であり、液晶基板に検査信号を供給するプローバフレームと、液晶基板を加熱する加熱機構と、プローバフレームとの接触によって当該プローバフレームを冷却する冷却機構とを備える。

液晶基板検査装置は、基板検査状態において加熱機構によって液晶基板を加熱することによって、高温状態の液晶基板を検査する。本発明の液晶基板検査装置は冷却機構を備える。この冷却機構は、プローバフレームと接触することによってプローバフレームを冷却する。

本発明の冷却機構は、放熱板と、プローバフレームを駆動するプローバフレーム駆動機構とを備える。このプローバフレーム駆動機構は、液晶基板と放熱板との間においてプローバフレームを往復移動させ、プローバフレームを放熱板に移動させて接触させることによって、プローバフレームの熱を放熱板を介して放熱させ冷却する。

加熱機構は、液晶基板を支持すると共に二次元的に走査させるステージ機構内に設けられ、ステージ上に載置された液晶基板を加熱する。

プローバフレーム駆動機構は、プローバフレームを保持及び開放を自在とするアーム部と、このアーム部を放熱板とステージとの間で往復移動させる駆動部とを備える。

アーム部は、ステージ上の液晶基板に載置されたプローバフレームを保持し、駆動部は保持したプローバフレームを放熱板側に移動し、プローバフレームを放熱板に接触させ、プローバフレームを冷却する。

また、駆動部は、冷却されたプローバフレームをステージ側に移動し、プローバフレームを液晶基板上に載置し、基板検査が可能な状態とする。

プローバフレーム駆動機構は、プローバフレームを放熱板とステージとの間で往復移動させることによって、プローバフレームの冷却と高温状態での検査とを繰り返すことができる。

本発明の液晶基板検査装置が備える放熱板は冷却用配管を備え、この冷却用配管内に水や液体窒素等の冷却媒体を流すことによって冷却を行う。この冷却用配管を設けることで、接触したプローバフレームの冷却時間を、輻射のみによる場合よりも短縮することができる。

本発明によれば、プローバフレームの温度上昇を抑制することができる。

また、本発明によれば、基板加熱により生じる基板の加熱温度を下げることなく、プローブピンと電極とのコンタクトを安定なものとすることができる。

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。

図１は本発明の液晶基板検査装置の一部を説明するために各構成部分を分離して示した概略図である。ここでは、液晶基板検査装置が備えるプローバフレームについて示している。

液晶基板検査装置は、検査対象である液晶基板に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子源、この荷電粒子の照射によって液晶基板から放出される二次電子を検出する検出器、検査対象の液晶基板を支持すると共に二次元的に走査させるステージ等の各部分を備え、検出器で得られる走査画像に基づいて基板検査を行う。

液晶基板１０はガラス基板１０ａ上にＴＦＴアレイ１０ｃが形成されている。この液晶基板１０に形成されるＴＦＴアレイ１０ｃのレイアウト、電極、配線パターン等は液晶パネルのサイズや仕様に応じて種々に設定される。液晶基板１０上のＴＦＴアレイ１０ｃには薄膜トランジスタがマトリックス状に形成され、各薄膜トランジスタを駆動する信号電極端子（例えば、走査信号電極端子，映像信号電極端子）が形成されている。また、液晶基板１０のアレイ１０ｃの外側には、液晶基板の外部と電気的に接続するための電極１０ｂが形成される。

また、液晶基板検査装置は、液晶基板１０に検査信号を供給するプローブ２を備える。 プローバ２は、液晶基板１０の電極１０ｂと電気的に接続し検査を行うためにプローバフレーム２ａを備え、液晶基板１０の電極１０ｂと電気的に接続するプローブピン２ｂを備える。プローバフレーム２ａは、アルミニウムやＳＵＳ等の金属材料で形成することができる。

液晶基板１０の検査を行うには、パレット上あるいはステージ（共に図示していない）上に液晶基板１０を配置し、さらに液晶基板１０にプローバフレーム２ａを配置する。液晶基板１０とプローバフレーム２ａとの間は、電極１０ｂとプローブピン２ｂが接触することによって電気的な接続が行われ、プローブピン２ｂと電極１０ｂとの接続を通してＴＦＴアレイに検査信号を供給する。また、プローバフレーム２ａとパレットあるいはステージとの間の接続は、プローバフレーム２ａ、及びパレットあるいはステージに設けたコネクタ（図示していない）により行われる。

パレットを用いる液晶基板検査装置では、パレットをステージ（図示してない）上に載置して移動自在とすることができる。パレットとステージの間の電気的な接続は、パレット側に設けたパレット側コネクタとステージ側に設けたステージ側コネクタとにより行われる。

以下、図２〜図５を用いて、本発明の液晶基板検査装置、特にプローバフレームを冷却する冷却機構について説明する。なお、図２〜図４は、本発明の冷却機構の構成および冷却動作を示している。

図２は、本発明の液晶基板検査装置の一部分の断面構造を示している。図２（ａ）は液晶基板のステージ上に搬入状態を示し、図２（ｂ）は液晶基板の検査状態を示している。

図２において、液晶基板検査装置１は、搬入された液晶基板１０を載置して支持するステージ７と、ステージ７上に載置された液晶基板１０に検査信号を供給するプローバフレーム２ａと、検査中の液晶基板１０を加熱する加熱機構３と、プローバフレーム２ａを冷却する冷却機構４を備える。

ステージ７はステージ機構８を備え、これによってステージ７上に載置した液晶基板１０を２次元的に走査させる。ステージ機構８は、例えば、スプライン駆動軸８ａと、このスプライン駆動軸８ａに沿って移動する駆動部８ｂと、スプライン駆動軸８ａを回転駆動する駆動モータ８ｃを備える。なお、上記した構成は一例であり、他の構成としてもよい。

プローバフレーム２ａは、プローブピン（図示していない）を液晶基板１０の電極（図示していない）に接触させることによって、液晶基板１０に検査信号を供給する。プローバフレーム２ａと液晶基板との接離は、図示しない機構によって行われる。

加熱機構３は、検査中の液晶基板を加熱する機構であり、抵抗線や加熱ランプ等により構成することができる。加熱機構３は、例えばステージ７内に内蔵させる構成とすることができ、これによって、ステージ７上に載置した液晶基板１０を加熱する。

また、冷却機構４は、プローバフレーム２ａと接触してプローバフレーム２ａの熱を放熱板することで冷却を行う放熱板５と、プローバフレーム２ａをステージ７と放熱板５との間で往復移動させるプローバフレーム駆動機構６を備える。

放熱板５は、良好な熱伝導率を有する素材により、プローバフレーム２ａの面と接触する接触面を有し、例えばステージ７の上方の位置に設置する。液晶基板の検査状態では、プローバフレーム２ａはステージ７上に載置された液晶基板１０上に置かれ、放熱板５からは分離した位置にある。

加熱機構３によって液晶基板１０が加熱されると、プローバフレーム２ａも加熱される。プローバフレーム２ａは、加熱による熱膨張によって変形し、プローブピンと電極との接触が不良となるおそれがある。本発明の液晶基板検査装置は、プローブピンと電極との接触が不良となるほどまで加熱されることを防ぐために、加熱されたプローバフレーム２ａを放熱板５に接触させることで冷却する。放熱板５は、プローバフレーム２ａの熱を放熱することで、プローバフレーム２ａの変形を低減する。

ステージ７と放熱板５とは分離して配置されているため、プローバフレーム２ａが液晶基板１０上に配置された状態では、プローバフレーム２ａを放熱板５に接触させることはできない。そこで、本発明のプローバフレーム駆動機構６は、プローバフレーム２ａをステージ７と放熱板５との間で往復移動自在とし、プローバフレーム２ａを冷却させる場合には、プローバフレーム２ａを液晶基板１０から離し、ステージ７側から放熱板５側に移動させて放熱板５に接触させる。

このために、プローバフレーム２ａを保持及び開放を自在とするアーム部６ａと、このアーム部６ａを放熱板５とステージ７との間で往復移動させる駆動部６ｂ及び駆動モータ６ｃを備える。

アーム部６ａは、ステージ７上の液晶基板１０に載置されたプローバフレーム２ａを保持し、駆動部６ｂはアーム部６ａを駆動して、アーム部６ａが保持するプローバフレーム２ａを放熱板側に移動し、プローバフレーム２ａを放熱板５に接触させ、プローバフレーム２ａを冷却する。

また冷却後において、駆動部６ｂは、冷却されたプローバフレーム２ａをステージ７側に移動し、プローバフレーム２ａを液晶基板１０上に載置し、基板検査が可能な状態とする。

図２（ａ）では、図示しない搬送装置によって搬入された液晶基板１０を、ステージ７上に配置する。このとき、プローバフレーム２ａは、ステージ７から離れた位置に保持されている。

図２（ｂ）において、液晶基板１０をステージ７上に載置した後、プローバフレーム２ａを液晶基板１０上に配置し、プローバフレーム２ａのプローブピン（図示していない）を液晶基板１０の電極に接触させて液晶基板１０に検査信号を供給し、液晶基板１０上に荷電粒子ビームを走査させて基板検査を行う。なお、荷電粒子ビームの走査は、ステージ７の駆動と、荷電粒子ビームの偏向によって行うことができる。

このとき、加熱機構３によって液晶基板１０を加熱することで、高温状態で基板検査を行うことができる。

加熱機構３は、液晶基板１０と共にプローバフレーム２ａを加熱するため、長時間加熱するとプローバフレーム２ａは熱膨張によって変形する。本発明の冷却機構４は、プローバフレーム駆動機構６によって、プローバフレーム２ａを放熱板３ａに接触させて冷却する。

プローバフレーム駆動機構６は、図３（ａ）において、駆動部６ｂによってアーム部６ａをステージ７側に下降させ、図３（ｂ）において、アーム部６ａによってプローバフレーム２ａを保持させる。

その後、図４（ａ）において、駆動部６ｂによってアーム部６ａをステージ７側から放熱板３ａ側に上昇させ、アーム部６ａで保持しているプローバフレーム２ａを放熱板３ａに接触させる。このプローバフレーム２ａと放熱板３ａとの接触によって、プローバフレーム２ａは冷却される。

冷却後は、図４（ｂ）において、駆動部６ｂによってアーム部６ａをステージ７側に下降させ、アーム部６ａで保持しているプローバフレーム２ａを液晶基板１０上に配置し、再び基板検査を行う。

上記したプローバフレームの冷却動作は、所定のサイクルで繰り返して行うことができる。所定サイクルは、予め定めておいた所定の工程を行う毎、一定時間間隔毎、予め定めておいた検査枚数毎等とすることができる。

放熱板３ａは、熱伝導率が良好な素材で構成する他に、内部に冷却用の媒体を流す配管を設ける構成としてもよい。図５は、配管を備える放熱板の一例を示している。図５において、放熱板３ａは、内部に配管３ｂを引き回して配設し、この配管３ｂに水や液体窒素等の冷媒を流すことによって冷却することができる。

本発明の液晶基板検査装置は、液晶基板検査装置に限らず、熱加熱等によってプローバフレームが熱膨張して電極との間で生じる位置ずれによる接触不良に適用することができる。

本発明の液晶基板検査装置の一部を説明するための概略図である。 本発明の液晶基板検査装置の一部分の断面構造を示す図である。 本発明の冷却機構の冷却動作を説明するための図である。 本発明の冷却機構の冷却動作を説明するための図である。 本発明の冷却機構の冷却動作を説明するための図である。 熱膨張によるプローブピンと電極との接触不良を説明するための図である。

符号の説明

１…液晶基板検査装置、２…プローブ、２ａ…プローバフレーム、２ｂ…プローブピン、３…加熱機構、３ａ…放熱板、３ｂ…配管、４…冷却機構、５…放熱板、６…プローバフレーム駆動機構、６ａ…アーム部、６ｂ…駆動部、６ｃ…駆動モータ、７…ステージ、８…ステージ駆動機構、８ａ…スプライン駆動軸、８ｂ…駆動部、８ｃ…駆動モータ、１０…液晶基板、１０ａ…ガラス基板、１０ｂ…電極、１０ｃ…ＴＦＴアレイ。

Claims (4)

1. 荷電粒子ビームを液晶基板上で二次元的に走査させて得られる走査画像に基づいて基板検査を行う液晶基板検査装置において、
   液晶基板に検査信号を供給するプローバフレームと、
   基板検査状態において液晶基板を加熱する加熱機構と、
   前記プローバフレームとの接触によって当該プローバフレームを冷却する冷却機構とを備えることを特徴とする液晶基板検査装置。
2. 前記冷却機構は、
   放熱板と、プローバフレームを駆動するプローバフレーム駆動機構とを備え、
   前記プローバフレーム駆動機構は、液晶基板と放熱板との間においてプローバフレームを往復移動させることを特徴とする、請求項１に記載の液晶基板検査装置。
3. 前記加熱機構を、液晶基板を支持すると共に二次元的に走査させるステージ機構内に備え、
   前記プローバフレーム駆動機構は、プローバフレームを保持及び開放を自在とするアーム部と、前記アーム部を放熱板とステージとの間で往復移動させる駆動部とを備えることを特徴とする、請求項２に記載の液晶基板検査装置。
4. 前記放熱板は、内部に冷却媒体を流すための冷却用配管を備えることを特徴とする、請求項２又は３に記載の液晶基板検査装置。

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