JP2008026333A - 液晶基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人手によるプローバ交換作業の手間を省き、液晶基板の検査のために検査ラインを停止させておく時間を短縮する。
【解決手段】液晶基板検査装置は、検査部とプローバ交換装置とを併設する構成とする。検査部は、液晶基板を検査する検査装置と、液晶基板に対するプローバの取り付け取り外しを行うロードロックチャンバとを備える。プローバ交換装置は、液晶基板を検査するためのプローバを保管するラックと、このラックとロードロックチャンバとの間においてプローバを搬送する搬送装置とを、上部にヘパフィルタを有したチャンバ内に備える。チャンバ内はヘパフィルタを介してダウンフローする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶用ガラス基板等の基板検査装置に関し、特に、基板を検査するためのプローバの交換機構に関する。

液晶基板は、例えばガラス基板上に液晶の画素を駆動する複数の回路がマトリックス状に配列された電気回路が形成され、その周囲に電気的接点となる電極パットが多数形成されている。この液晶基板に形成された電気回路の良否を判定する電気的検査は、液晶基板の電極パットと電気的に接触するプローブピンを有したプローバによって行っている。

液晶基板は、用途や仕様に応じてその大きさ、配線、電極パットの配列等が異なるため、液晶基板に対応するプローバを用意しておき、検査する液晶基板に応じて交換する必要がある。

従来、このプローバの交換は人力あるいは、クレーン等のジグを用いてチャンバに搬送して行っている。

プローバは重さが数十ｋｇにもなり重量がかさむため、人手により搬送するには多数の人と労力を要し、作業時間も長くなることになる。液晶基板の検査を検査ライン上で行う場合に、プローバを交換するには、プローバの交換の度に検査ラインを一旦停止させる必要がある。この検査ラインの停止時間を短縮するには、プローバの交換作業を迅速に行う必要があるが、人手によるプローバ交換では交換作業の時間の短縮には限界がある。

また、複数のプローバの中から使用するプローバを選択して取り出し、液晶基板の検査箇所に搬送するには、プローバを保管する場所に取り出し用のジグを用意しておき、このジグを検査装置に取り付ける必要があり、取り付け作業に時間を要するという問題もある。

したがって、従来のプローバ交換では、プローバの搬送に要する労力や作業時間の点で大きな問題がある。

さらに、多数のプローバを保管するために、別途ラックを用意しておく必要があり、設置スペースを確保する上でも問題がある。

そこで、本発明は前記した前記問題点を解決し、人手によるプローバ交換作業の手間を省くことを目的とし、液晶基板の検査のために検査ラインを停止させておく時間を短縮することを目的とし、また、プローバを保管するラックを設置するためのスペースを省くことを目的とする。

本発明の液晶基板検査装置は、検査部とプローバ交換装置とを併設する構成とする。検査部は、液晶基板を検査する検査装置と、液晶基板に対するプローバの取り付け取り外しを行うロードロックチャンバとを備える。また、プローバ交換装置は、液晶基板を検査するためのプローバを保管するラックと、このラックとロードロックチャンバとの間においてプローバを搬送する搬送装置とを、上部にヘパフィルタを有したチャンバ内に備える。チャンバ内はヘパフィルタを介してダウンフローする。

本発明は、検査部とプローバ交換装置とを併設することにより液晶基板の検査時間を短縮し、また、プローバ交換装置をプローバを保管するラックとしても用いることにより、ラックを設置するためのスペースを省く。

また、本発明のプローバ交換装置は、液晶基板を検査するためのプローバを保管するラックと、このラックと検査部との間においてプローバを選択的に搬送するラック及び搬送装置とを一体に備える構成とする。この構成により、人手によるプローバ交換作業の手間を省き、液晶基板の検査時間を短縮する。

また、本発明の搬送装置は、プローバを保持あるいは解放自在とするプローバ保持機構を備える。この構成により、ラックに保管される複数のプローバの中から検査対象の液晶基板に対応したプローバを取り出し、取り出したプローバを検査部に搬送して設置する他、逆に、検査部からプローバを取り出し、取り出したプローバをラックに戻すことができる。

さらに、本発明のプローバ交換装置において、搬送装置は、プローバ保持機構をラックと検査部との間の横方向に移動する搬送アームを備え、また、ラックは、ラックを縦方向に移動する移動機構を備える。ラックを縦方向に移動させることにより各ラックに保管されるプローバを選択することができ、プローバ保持機構を横方向に移動させることにより、ラックと検査部との間でプローバを搬送させることができる。なお、搬送アームに縦方向に移動させる機構を持たせることにより、検査部においてプローバを液晶基板に取り付けたり、液晶基板から取り外すことができる。

以上説明したように、本発明の液晶基板検査装置によれば、人手によるプローバ交換作業の手間を省くことができる。

また、本発明の液晶基板検査装置によれば、液晶基板の検査のために検査ラインを停止させておく時間を短縮することができる。

また、本発明の液晶基板検査装置によれば、プローバを保管するラックを設置するためのスペースを省くことができる。

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を説明するための概略ブロック図である。

図１において、液晶基板検査装置１は液晶基板を検査する検査部とプローバ交換装置とを併設して備える。なお、図では検査部はロードロックチャンバ１１に設けることができる。

液晶基板の検査装置２０にはロードロックチャンバ１１が併設され、ロードロックチャンバ１１において液晶基板にプローバ（図示していない）がセットされ、検査装置２０においてプローバを介して液晶基板を駆動する駆動信号が印加され検査が行われる。プローバへの駆動信号の印加、及び駆動状態の液晶基板の検査は、図示しない制御装置により行う。また、ロードロックチャンバ１１への液晶基板の搬送、及びロードロックチャンバ１１と検査装置２０との間の液晶基板の搬送は、図示しない搬送手段により行われる。

液晶基板検査に用いるプローバは、検査対象である液晶基板のサイズや配線配列等に応じて予め用意されたプローバから選択され交換される。このプローバの選択及び交換は、ロードロックチャンバ１１に併設したプローバ交換装置１０により自動で行われる。

検査装置２０には、複数のロードロックチャンバ１１Ａ，１１Ｂを併設することができ、各ロードロックチャンバ１１Ａ，１１Ｂにはそれぞれプローバ交換装置１０Ａ，１０Ｂが併設される。なお、検査装置２０に併設するロードロックチャンバ１１及びプローバ交換装置１０は、図に例示するように２つに限るものではなく、必要に応じて２以上とすることもできる。検査装置２０に対して複数のロードロックチャンバ１１及びプローバ交換装置１０を併設することにより、同時に検査することができる液晶基板の枚数を増やしてスループットを高める他、異なる種類の液晶基板を同時に測定することもできる。

図２は本発明の液晶基板検査装置のプローバ交換装置を説明するための概略斜視図である。

図２において、プローバ交換装置１０は、液晶基板（図示していない）を検査するためのプローバ（図示してない）を保管するラック２と、このラック２と検査部であるロードロックチャンバ１１と間でプローバを搬送する搬送装置３とを一体に備える。なお、ラック２は複数の棚部分を備え、各棚上には検査対象の液晶基板の種類に対応した種々のプローバが配置される。

搬送装置３は、スライドレール３ａと搬送アーム３ｂを備える。搬送アーム３ｂはスライドレール３ａに沿ってスライドさせて横方向に移動させることができる。搬送アーム３ｂにプローバを保持させた状態で、搬送アーム３ｂをスライドレール３ａに対して横方向に移動させることにより、プローバ交換装置１０とロードロックチャンバ１１との間でプローバを移動させることができる。

また、搬送装置３は、スライドレール３ａ及び搬送アーム３ｂを縦方向（上下方向）に移動させる機構を備えてもよい。この縦方向の移動機構によれば、搬送アーム３ｂをロードロックチャンバ１１側に移動させた状態で、スライドレール３ａ及び搬送アーム３ｂを縦方向（上下方向）に移動させることにより、ロードロックチャンバ１１においてプローバを縦方向（上下方向）に移動させ、液晶基板へのプローバの取り付け及び取り外しを行うことができる。

搬送装置３の搬送アーム３ｂは、プローバを保持するためのプローバホールド機構４を備える。プローバホールド機構４はプローバを解放自在に保持する機構であり、プローバと係合するチャックや、このチャックを駆動する圧空アクチュエータ等の駆動部を備える。

また、ラック２は、プローバを保持する複数の棚を備える他、ラック全体を縦方向（上下方向）に移動する機構を備える。この縦方向の移動機構は、ラック２をプローバを保持した状態で上下させることができ、この上下動により搬送アーム３ｂに設けたプローバホールド機構４とラック２との縦方向の位置合わせを行う。この位置合わせにより、ラック２に保管されるプローバの中から目的とするプローバを選択して取り出すことができ、また、逆に、ロードロックチャンバ１１から戻したプローバを所定の棚に戻すことができる。

なお、ラック２が備える移動機構に代えて、スライドレール３ａ及び搬送アーム３ｂを縦方向（上下方向）に移動させる移動機構を備え、縦方向の移動を搬送アーム３ｂで行い、プローバホールド機構４とラック２との縦方向の位置合わせを行う構成としてもよい。なお、この場合には、ラック２の移動機構はラック２の縦方向の高さをカバーするに十分な縦方向の移動量を備える必要がある。

ラック２及び搬送装置３は、プローバの使用環境により、図示しない支柱材により支持する構成とし、外気の環境下で使用する他、閉じたチャンバ内に格納してもよい。例えば、プローバ交換装置や検査装置がクリーンルーム内に配置される場合には、チャンバ内に格納することなく単に支柱材で支持する構成としてもよい。

ラック２及び搬送装置３をチャンバ内に格納する構成の場合には、搬送アーム３ｂ及びプローバをチャンバの内外で移動させるために、チャンバの壁面のプローバの受け渡し位置に開口部５を形成する。また、チャンバの上部に、例えばヘパフィルタ等のフィルタ７を設けてダウンフローを行うようにしてもよい。図３および図４は、プローバ交換装置の平面図、断面図、及び正面図である。なお、図３および図４は、ラック２及び搬送装置３をチャンバ内に格納する構成について示している。

図３（ａ）はプローバ交換装置を上方から見た平面図であり、上部の壁面に形成された開口部にフィルタ７が設けられる。図３（ｂ）は図３（ａ）中のＡ−Ａの部分の断面を示している。図３（ｂ）において、チャンバ内には、プローバ（図示していない）を保管するラック２と、プローバを搬送する搬送装置３（スライドレール３ａ及び搬送アーム３ｂ）が設けられている。

図４（ａ），（ｂ）はプローバ交換装置を検査部（ロードロックチャンバ１１）側から見た図、及びその反対側から見た図である。図４（ａ）において、検査部（ロードロックチャンバ１１）側の側壁面には開口部５が形成され、この開口部５を通して搬送アーム３ｂを出し入れ自在とし、ラック２から取り出したプローバ（図示していない）をロードロックチャンバ１１側に移動させたり、逆にロードロックチャンバ１１側からラック２側にプローバを戻すことができる。

なお、開口部５には開閉自在の扉を設け、搬送アーム３ｂをチャンバ内に収納している間は開口部５を閉じる構成としてもよい。

次に、図５，６を用いてプローバ交換装置の動作について説明する。なお、以下では、プローバ交換装置からプローバを選択して取り出し、検査部（ロードロックチャンバ）側に搬送して液晶基板に取り付けて基板検査を行う動作について説明する。

はじめに、図５（ａ）において、ロードロックチャンバ１１内のパレット（図示していない）上に、液晶基板３０はまだ載置されていない。なお、液晶基板３０は、プローバがロードロックチャンバ１１側に移動した後に図示しない搬送手段によって搬送される。ロードロックチャンバ１１は、プローバ交換装置１０から取り出したプローバ６を液晶基板３０上に設置するために、ロードロックチャンバ１１の天板１１ａを開放する。

一方、プローバ交換装置１０は、この液晶基板３０の検査を行うためのプローバ６を保管している。プローバは、各種の液晶基板に応じて複数保管することができる。なお、図では１つのプローバ６のみを示している。このとき、搬送装置３は、受け渡しポジションに位置決めされている。受け渡しポジションは、ラック２との間でプローバの受け渡しを行う位置であり、例えば開口部５の位置とすることができる。

次に、図５（ｂ）において、プローバ交換装置１０は、ラック２に保管されるプローバから検査対象の液晶基板３０に対応するプローバを選択し、ラック２の移動機構を駆動して選択したプローバを受け渡しポジションに移動させる。このラック２の移動により、プローバホールド機構４は目的のプローバ６を選択して保持することができる。

次に、図５（ｃ）において、搬送アーム３ｂは、プローバホールド機構４によりプローバ６を保持した状態で、スライドレール３ａに沿って横方向に移動し、プローバ６を開口部５を通してプローバ交換装置１の外に取り出す。プローバ交換装置５とロードロックチャンバ１１とは併設されており、プローバ交換装置１から取り出されたプローバ６は、ロードロックチャンバ１１と天板１１ａとの間で、かつ、液晶基板３０が載置されるパレットの上方に移動することになる。この状態で、図示しない搬送装置により液晶基板をロードロックチャンバ１１内のパレット上に搬送する。

次に、図６（ａ）において、搬送装置３が備える移動機構により搬送アーム３ｂを下方に移動させる。この移動により、プローバホールド機構４に保持されたプローバ６は、ロードロックチャンバ１１内に配置された液晶基板３０上に設置される。

プローバ６と液晶基板３０との位置決めは、液晶基板３０のロードロックチャンバ１１上の位置と、搬送装置３によってロードロックチャンバ１１側に取り出されるプローバ６の位置との位置関係を予め設定しておくことにより、プローバ６を単に下方に移動させるだけの操作により自動で行うことができる。上記位置決めは、例えば、プローバ交換装置１０とロードロックチャンバ１１との配置位置や、搬送アーム３ｂの伸張量などを予め調整しておくことができる。

次に、図６（ｂ）において、搬送アーム３ｂをスライドレール３ａに沿って移動してプローバ交換装置１０内に収納した後、図６（ｃ）において、ロードロックチャンバ１１の天板１１ａを閉じ、プローバ６の接点と液晶基板３０の接点との電気的な接触を行う。

液晶基板３０をパレッと共に検査装置２０に搬送し、プローバ６を介して液晶基板３０に駆動信号を印加して駆動させ、この駆動状態を検査する。

液晶基板３０の検査が終了した後、液晶基板３０を検査装置２０からロードロックチャンバ１１に戻す。この後、天板１１ａを開き、搬送アーム３ｂを延ばしてプローバホールド機構４を液晶基板３０の上方に移動させ、さらに搬送アーム３ｂを下方に移動させて液晶基板３０上にあるプローバ６を掴んで保持させる。

次に、ラック２を移動させて、プローバ６を収納するための棚を搬送アーム３ｂの位置まで移動させておき、プローバ６を保持させた状態で搬送アーム３ｂを縮め、プローバ６をプローバ交換装置１０内に取り込む。プローバ６をプローバ交換装置１０内に取り込んだ後、位置決めの後、プローバホールド機構４を解放してプローバ６をラック２の棚に戻し収納する。

なお、ラック２の移動制御は、図示しない制御装置により行うことができる。

この移動制御では、検査対象の液晶基板の情報を、例えば、検査装置２０から入力し、この液晶基板に対応するプローバを探索し、求めたプローバがラック２のどの棚に収納されているかの情報に基づいて行うことで自動で行うことができる。この移動制御のために、液晶基板とプローバとの対応関係の情報、及びプローバがラック上のどの位置に収納されているかの情報を予め記憶しておき、検査対象の液晶基板が変わる毎にこれら情報を読み出すことで対応することができる。

上記工程を繰り返すことにより、検査対象の液晶基板の種類が変更された場合であっても、ラック２に収納されるプローバから検査対象の液晶基板に適したプローバを選択して、ロードロックチャンバ上の液晶基板に取り付けて検査することができる。

次に、図７を用いてプローバホールド機構の動作を説明する。本発明のプローバホールド機構４は、例えば、先端に係合部４ｃを備えたチャック４ａと、このチャック４ａを横方向に移動させて、プローバ６の保持動作及び解放動作を行わせる圧空アクチュエータ４ｂを備え、搬送アーム３ｂに取り付けられている。なお、ここでは、チャック４ａ，圧空アクチュエータ４ｂ，及び係合部４ｃを２組を用いて、プローバを両端から保持する構成について説明する。

プローバ６には、チャック４ａの係合部４ｃと係合する係合部６ａが設けられ、係合部６ａ及び係合部４ｃを位置合わせすることで係合させる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、プローバを保持する動作を示している。図７（ａ）は、所定位置（例えば、受け渡しポジション）にあるプローバホールド機構４に対してラック２を上下方向に移動させて、使用するプローバ６をプローバホールド機構４の駆動位置に位置合わせした状態を示している。

この位置合わせを行った後、図７（ｂ）に示すように圧空アクチュエータ４ｂを駆動してチャック４ａをプローバ６の両側から挟み、さらに、図７（ｂ）に示すように、プローバホールド機構４あるいはラック２を上下方向に移動させて、チャック４ａの係合部４ｃとプローバ６の係合部６ａとを係合させる。

これにより、プローバ６はプローバホールド機構４により保持され、搬送アーム３ｂを駆動することによりプローバ６を移動させることができる。

図８は、搬送装置３及びプローバホールド機構４の動作を説明するための図であり、プローバを選択して取り出すまでの動作を示している。なお、図８では、搬送装置３，プローバホールド機構４，及びラック２以外の構成部分は省略して示している。

図８（ａ）において、ラック２を上下方向（図では上方向）に移動されて、目的とするプローバ６を搬送装置３及びプローバホールド機構４の高さ位置に合わせる。このとき、ラック２の移動に支障がないように、プローバホールド機構４は外側に移動している。

ラック２の高さ方向の位置合わせが終了した後、図８（ｃ）に示すように、プローバホールド機構４を駆動して（図８（ｂ）の矢印方向）、搬送装置３及びチャック４ａをプローバ６に位置合わせし、チャック４ａによりプローバ６を保持する。

プローバを保持した後、図８（ｃ）に示すように、搬送アーム３ｂをスライドレール３ａに対してスライド移動させ（図８（ｃ）の矢印方向）、保持したプローバ６をラック２の外側に搬出させる。

図９は、プローバと基板の位置関係を示した図であり、ロードロックチャンバ１１上の状態を示している。

ロードロックチャンバ１１のステージ１２上には、パレット１３上に保持された液晶基板３０が検査装置２０から搬送された後、載置される。また、搬送装置３によりプローバ交換装置１０から搬送されたプローバ６は、前記した搬送装置３の下方動作により液晶基板３０上に設置される。

ここで、ステージ１２とパレット１３との間に電気的接続はコネクタ１４により行われ、パレット１３とプローバ６との間の電気的接続はコネクタ１５により行われる。プローバ６は、図中の液晶基板側に向かい方向に複数のプローブピン６ａを備え、液晶基板上に配置することにより、プローブピン６ａを液晶基板３０側の接点（例えば、電極パットで形成される）に電気的に接触させ、液晶基板３０に駆動用の信号を入力する。

図において、図示しない制御装置から送信された駆動信号は、コネクタ１４を介してステージ１２側からパレット１３側に送られ、さらに、コネクタ１５を介してパレット１３側からプローバ６側に送られ、プローブピン６ａから液晶基板３０に送られる。

なお、図９（ａ）では、ステージ１２とパレット１３との間に接続を行うコネクタについてはステージ１２側のコネクタ１４のみを示し、パレット１３とプローバ６の間に接続を行うコネクタについてはパレット１３側のコネクタ１５のみを示している。また、図９（ｂ）は、パレット１３上に液晶基板３０及びプローバ６を重ねて配置した状態を示している。

なお、図９に示す液晶基板３０の構成は、説明上から簡略化して示したものであり、液晶基板の仕様に応じて任意に構成することができる。

本発明の液晶基板検査装置によれば、制御装置の制御により、検査対象の液晶基板に対応したプローバを求め、そのプローバが保管されているラックの棚を特定して取り出し、さらに、検査部に搬送するといった各工程を自動で行うことができる。

本発明の液晶基板検査装置によれば、プローバの自動交換により交換時間を短縮することができ、これにより、液晶基板の検査のために検査ラインを停止させておく時間を短縮することができる。

また、本発明の液晶基板検査装置によれば、プローバ交換装置内にプローバを保管するラックを一体で構成することにより、プローバを保管するスペースを別途用意する必要がなく省スペース化することができる。

本発明の液晶基板検査装置を説明するための図である。 本発明の液晶基板検査装置のプローブ交換装置を説明するための概略斜視図である。 本発明の液晶基板検査装置のプローバ交換装置を説明するための平面図及び断面図である。 本発明の液晶基板検査装置のプローバ交換装置を説明するための正面図である。 本発明の液晶基板検査装置のプローバ交換装置の動作を説明するための図である。 本発明の液晶基板検査装置のプローバ交換装置の動作を説明するための図である。 本発明の液晶基板検査装置のプローバホールド機構の動作を説明するための図である。 本発明の液晶基板検査装置の搬送装置の動作を説明するための図である。 本発明の液晶基板検査装置のプローバと基板の位置関係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…ラック、３…搬送装置、３ａ…スライドレール、３ｂ…搬送アーム、４…プローバホールド機構、４ａ…チャック、４ｂ…圧空アクチュエータ、４ｃ…係合部、５…開口部、６…プローバ、６ａ…プローブピン、７…フィルタ、１０，１０Ａ，１０Ｂ…プローバ交換装置、１１…ロードロックチャンバ、１２…ステージ、１３…パレット、１４，１５…コネクタ、２０…検査装置、３０…液晶基板。

Claims (3)

1. 検査部とプローバ交換装置とを併設して備え、
   前記検査部は、液晶基板を検査する検査装置と、液晶基板に対するプローバの取り付け取り外しを行うロードロックチャンバとを備え、
   前記プローバ交換装置は、液晶基板を検査するためのプローバを保管するラックと、当該ラックと前記ロードロックチャンバとの間においてプローバを搬送する搬送装置とを、上部にヘパフィルタを有したチャンバ内に備え、
   前記ヘパフィルタを介して前記チャンバ内をダウンフローすることを特徴とする、液晶基板検査装置。
2. 前記搬送装置は、プローバを保持あるいは解放自在とするプローバ保持機構を備え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. 前記搬送装置は、前記プローバ保持機構をラックと検査部との間の横方向で移動する搬送アームを備え、
   前記ラックは、当該ラックを縦方向に移動する移動機構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。

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