JP2008102017A

JP2008102017A - 基板検査装置

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Publication number: JP2008102017A
Application number: JP2006284747A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okamoto; 英樹岡本; Junichiro Tanase; 順一郎棚瀬; Shinichi Kuroda; 晋一黒田
Original assignee: Shimadzu Corp
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Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01
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Abstract

【課題】基板検査装置において、プローバフレームストッカを設けたことによる据え付け面積の増大を防ぐ。
【解決手段】基板検査装置１は、真空状態で基板の検査を行うメインチャンバ２と、大気側との間及びメインチャンバとの間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバ３と、基板と電気的に接触して検査信号を印加するプローバフレーム２０を格納するプローバフレームストッカ４とを備え、このプローバフレームストッカ４をロードロックチャンバ３あるいはメインチャンバ２の上部に配置する。プローバフレームストッカ４をロードロックチャンバ３上又はメインチャンバ２上に配置する構成とすることで、プローバフレームストッカ４の据え付けに要する面積は、ロードロックチャンバ３又はメインチャンバ２の据え付け面積をそのまま利用することができ、据え付け面積の増大を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板検査装置に関し、特に基板検査に用いる治具であるプローバフレームの交換に関し、ＬＣＤ製造の際に用いるＴＦＴアレイ検査装置に好適である。

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及びピクセル電極が形成されたガラス基板（以下「ＴＦＴ基板」という。）の検査においては、電子線の電圧コントラスト技術を用いることによって、非接触で基板上の各ピクセルの状態を判定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。電圧コントラスト技術を用いたＴＦＴアレイ検査装置では、検査されるＴＦＴ基板は高真空室内に搬送され、ステージ上に配置された状態において検査信号が印加され、このときに電圧状態を検出することでＴＦＴアレイ検査が行われる。

このようなＴＦＴアレイ検査装置は、電子線発生源、二次電子検出器及びデータ処理手段を備える。電子線発生源は、ＴＦＴ基板の各ピクセルに電子線を照射し、二次電子検出器は電子線をＴＦＴ基板の各ピクセルに照射して発生した二次電子を検出する。また、二次電子検出器は、二次電子の検出量に基づいてピクセルの電圧波形に対応した波形を表わす信号をデータ処理手段（コンピュータシステム等）に出力する。データ処理手段は、二次電子検出器の出力信号を解析して、ピクセルの状態、特に、ピクセルの欠陥の有無や欠陥の内容を検査する。

基板検査は、高真空のメインチャンバ内のステージ上に検査対象の基板を搬送し、この基板上にプローバフレームを載せて、基板とプローバフレームとの各電極を接触させ、プローバフレームから基板に検査信号を印加することで行われる。

図１５は、基板検査装置の従来構成を説明するための概略図である。基板検査装置１０１は、検査対象の基板３０をメインチャンバ１０２内に搬出入するために、メインチャンバ１０２に隣接させてロードロックチャンバ１０３を配置している。メインチャンバとロードロックチャンバの配置については、例えば、特許文献２に記載されている。

検査対象の基板は、その基板寸法、基板上に形成されるパネルのパターンの形状や寸法、パネルに設けられた電極配置等の各仕様が異なることがある。これらの種々の仕様の基板を検査するには、各仕様に対応した各種プローバフレームが必要になる。そこで、これら各種の基板に対応した各種のプローバフレームを用意して、プローバフレームストッカ１０４に格納しており、このプローバフレームストッカ１０４から検査対象の基板に対応したプローバフレームを取り出して、メインチャンバに導入することが行われる。

そこで、複数のプローバフレームを格納可能なプローバフレームストッカ１０４をメインチャンバ１０２に隣接させて配置し、プローバフレームストッカ１０４とメインチャンバ１０２との間でプローバフレーム２０を入れ替えることで、検査対象に適したプローバフレーム２０をメインチャンバ内に導入することが行われる。

なお、ロードロックチャンバ１０３には大気側との間にゲート弁１１１が設けられ、このロードロックチャンバ１０３とメインチャンバ１０２との間にはゲート１１２が設けられ、さらに、メインチャンバ１０２とプローバフレームストッカ１０４との間にはゲート弁１１３を設け、また、メインチャンバ１０２、ロードロックチャンバ１０３内には基板を搬送するための搬送機構を設け、プローバフレームストッカ１０４内にはプローバフレーム２０を搬送する搬送機構を設けることができる。

図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、プローバフレームの交換の動作例を示している。なお、ここでは、メインチャンバ内に導入されているプローバフレームを、プローバフレームストッカに格納された別のプローバフレームと入れ替える例を示している。図１５（ａ）では、メインチャンバ１０２内にプローバフレーム２０ａが設置され、プローバフレームストッカ１０４にプローバフレーム２０ｂ，２０ｃが格納された状態を示している。

メインチャンバ１０２は、通常、真空状態にあるため、メインチャンバ１０２内に窒素を導入して大気圧とした後、ゲート弁１１３を開き、プローバフレーム２０ａをプローバフレームストッカ１０４に移動させる（図１５（ｂ））。次に、プローバフレームストッカ１０４を移動させて、使用するプローバフレーム２０ｂが格納される段とメインチャンバ１０２側とを位置合わせする（図１５（ｃ））。プローバフレーム２０ｂをメインチャンバ１０２内に移動させた後、ゲート弁１１３を閉じ、その後メインチャンバ１０２内を真空引きして検査が可能な状態とする（図１５（ｄ））。
米国特許第５，９８２，１９０号明細書特開２００２−２５２１５５公報（段落００１７，００１８，図１）

上述した構成は、プローバフレームを格納するプローバフレームストッカをメインチャンバと同一平面上に配置して併設させる構成であるため、プローバフレームストッカの設置面積の分、基板検査装置の据え付け面積が大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決し、基板検査装置において、プローバフレームストッカを設けたことによる据え付け面積の増大を防ぐことを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明は、プローバフレームストッカを基板検査装置が備える他のチャンバ上に配置することで、プローバフレームストッカによる据え付け面積の拡大を防ぐものである。

また、プローバフレームストッカをロードロックチャンバの上部あるいはメインチャンバの上部に配置する構成とし、このロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間でプローバフレームの交換を行うことで、メインチャンバ内に対するプローバフレームの入れ替えを簡易なものとする。

本発明の基板検査装置の第１の形態は、真空状態で基板に検査信号を印加して基板検査を行う基板検査装置において、真空状態で基板の検査を行うメインチャンバと、大気側との間及びメインチャンバとの間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバと、基板と電気的に接触して検査信号を印加するプローバフレームを格納するプローバフレームストッカとを備え、このプローバフレームストッカをロードロックチャンバの上部に配置する構成とする。

本発明の基板検査装置の第１の形態の構成によれば、プローバフレームストッカをロードロックチャンバ上に配置する構成であるため、プローバフレームストッカの据え付けに要する面積は、ロードロックチャンバの据え付け面積をそのまま利用することができる。そのため、プローバフレームストッカによって据え付け面積が増すことは無く、据え付け面積の増大を防ぐことができる。

ロードロックチャンバの上部にプローバフレームストッカを配置する構成において、このロードロックチャンバは、チャンバの上方の開口部分を有し、この開口部分には天板が開閉自在に取り付けられている。

この天板の上部には、プローバフレームストッカが設置され、一方、天板の下部には、プローブフレームを搬送する搬送機構が取り付けられる。したがって、この天板は、ロードロックチャンバの開口部分の蓋部の役割を成すと共に、プローバフレームストッカおよび搬送機構を支持するベース部分の役割を成す。

さらに、天板、プローバフレームストッカ、および搬送機構は、昇降機構によって昇降自在とする。この昇降機構を上昇動作させることで、天板は上昇してロードロックチャンバを開放して、ロードロックチャンバ内で搬送機構に支持されたプローバフレームを搬出可能な状態とするとともに、プローバフレームストッカの高さ方向の位置を合わせることで、ロードロックチャンバに導入するプローバフレームが格納されている格納位置の選択、及びロードロックチャンバから取り出したプローバフレームをプローバフレームストッカに格納する格納位置の選択を行うことができる。

この昇降機構による天板、プローバフレームストッカ、および搬送機構の昇降動作と、天板に取り付けられた搬送機構の搬送動作によって、ロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間でプローバフレームの交換を行うことができる。

また、本発明の基板検査装置の第１の形態は、メインチャンバの上部にプローバフレームを一時的に保持する仮置き部を備える。この仮置き部は、ロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間でプローバフレームの交換を行う際に、ロードロックチャンバから取り出したプローバフレームを一時的に保持して、この間に昇降機構によってプローバフレームストッカの高さ方向の位置合わせを行って、プローバフレームストッカに格納する格納位置を選択し、また、プローバフレームストッカから取り出したプローバフレームを一時的に保持して、この間に昇降機構によってプローバフレームストッカの高さ方向の位置合わせを行って、仮置き部の高さに天板の下部に設けた搬送機構の高さを合わせる。

本発明の基板検査装置の第１の形態によれば、プローバフレームを格納するプローバフレームストッカをロードロックチャンバの上部に設けることで、据え付け面積を小さくすることができる。さらに、ロードロックチャンバの天板とこの天板上に取り付けたプローバフレームストッカ、および搬送機構とを一つの昇降機構で昇降自在とすることで、ロードロックチャンバに対するプローバフレームの導出入と、プローバフレームストッカに対するプローバフレームの格納位置の選択を行うことができる。

また、メインチャンバ上に仮置き部を設ける態様とすることで、ロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間で行うプローバフレームの交換を容易の行わせることができる。

本発明の基板検査装置の第２の形態は、真空状態で基板に検査信号を印加して基板検査を行う基板検査装置において、真空状態で基板の検査を行うメインチャンバと、大気側との間及びメインチャンバとの間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバと、基板と電気的に接触して検査信号を印加するプローバフレームを格納するプローバフレームストッカとを備え、このプローバフレームストッカをメインチャンバの上部に配置する構成とする。

本発明の基板検査装置の第２の形態の構成によれば、プローバフレームストッカをメインチャンバ上に配置する構成であるため、プローバフレームストッカの据え付けに要する面積は、メインチャンバの据え付け面積をそのまま利用することができる。そのため、プローバフレームストッカによって据え付け面積が増すことは無く、据え付け面積の増大を防ぐことができる。

メインチャンバの上部にプローバフレームストッカを配置する構成において、ロードロックチャンバは、チャンバの上方の開口部分を有し、この開口部分には天板が開閉自在に取り付けられている。

この天板の下部には、プローブフレームを搬送する搬送機構が取り付けられる。したがって、この天板は、ロードロックチャンバの開口部分の蓋部の役割を成すと共に、搬送機構を支持するベース部分の役割を成す。

さらに、天板および搬送機構は、昇降機構によって昇降自在とする。この昇降機構を上昇動作させることで、天板は上昇してロードロックチャンバを開放して、ロードロックチャンバ内で搬送機構に支持されたプローバフレームを搬出可能な状態とするとともに、プローバフレームストッカに対して高さ方向の位置を合わせることで、ロードロックチャンバに導入するプローバフレームが格納されている格納位置の選択、及びロードロックチャンバから取り出したプローバフレームをプローバフレームストッカに格納する格納位置の選択を行うことができる。

この昇降機構による天板及び搬送機構の昇降動作と、天板に取り付けられた搬送機構の搬送動作によって、ロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間でプローバフレームの交換を行うことができる。また、本発明の基板検査装置の第２の形態によれば、第１の形態の仮置き部を要することなく、ロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間でプローバフレームの交換を行うことができる。

本発明の基板検査装置の第２の形態によれば、プローバフレームを格納するプローバフレームストッカをメインチャンバの上部に設けることで、据え付け面積を小さくすることができる。さらに、ロードロックチャンバの天板と搬送機構とを一つの昇降機構で昇降自在とすることで、ロードロックチャンバに対するプローバフレームの導出入と、プローバフレームストッカに対するプローバフレームの格納位置の選択を行うことができる。

本発明の基板検査装置の各態様によれば、プローバフレームの交換をロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間で行い、メインチャンバに対するプローバフレームの導出入はロードロックチャンバとの間で行うため、ロードロックチャンバを真空状態としてメインチャンバとの間でプローバフレームの入れ替えを行うことができる。これによって、メインチャンバはチャンバ内を真空状態に保持したままで、プローバフレームの入れ替えを行うことができる。

さらに、大気圧状態に戻す必要がないため、大気圧状態とするために電子銃等の電源を停止する必要がなく、電源を停止したことによって初期状態から駆動状態に至るために要するいわゆる暖機時間が不要となり、検査時間の長時間化を防ぐことができる。

本発明の基板検査装置によれば、基板検査装置において、プローバフレームストッカを設けたことによる据え付け面積の増大を防ぐことができる。

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、基板検査装置が検査対象とする基板は、液晶基板等のＴＦＴ基板の他、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。

以下では、本発明の基板検査装置の第１の形態について図１〜図８を用いて説明し、第２の形態について図９〜図１４を用いて説明する。ここで、第１の形態は、プローバフレームストッカをロードロックチャンバの上部に配置する構成であり、第２の形態は、プローバフレームストッカをメインチャンバの上部に配置する構成である。

はじめに、本発明の基板検査装置の第１の形態について説明する。図１，図２は、本発明の基板検査装置の第１の形態の概略を説明するための図である。なお、図１（ａ）は、本発明の基板検査装置の第１の形態において、天板及びプローバフレームストッカとを上昇させた状態を示し、図１（ｂ）は、天板及びプローバフレームストッカとを下降させた状態を示している。また、図２（ａ）はプローバフレームストッカと仮置き部との間で行うプローバフレームの移動状態を示し、図２（ｂ）は天板に設けた搬送機構と仮置き部との間で行うプローバフレームの移動状態を示している。

本発明の基板検査装置１は、真空状態において、プローバフレーム２０によって基板（図示していない）に検査信号を印加して基板検査を行う。図１において、基板検査装置１は、大気側との間、および真空状態で基板の検査を行うメインチャンバ２との間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバ３と、基板に検査信号を印加するプローバフレーム２０を格納するプローバフレームストッカ４とを備える。

メインチャンバ２は、真空状態で基板検査を行うチャンバであり、例えば、電子線発生源、二次電子検出器、及びデータ処理手段を備える。なお、図１では、電子線発生源、二次電子検出器、及びデータ処理手段は図示していない。

メインチャンバ２内のステージ（図示していない）上には、検査対象である基板、およびプローバフレーム２０がロードロックチャンバ３を介して搬送され、プローバフレーム２０によって基板に検査信号が印加されるとともに、電子線発生源から電子線が照射される。電子線の照射によって、基板からはその電圧状態に応じた二次電子が放出される。二次電子検出器はこの二次電子を検出する。二次電子量と電圧状態とは関連性があるため、検出した二次電子量から電圧波形を求め、検出した電圧波形と、正常状態において検査信号を印加した際に検出される電圧波形とを比較する。この電圧波形を比較することによって、基板の欠陥検査を行うことができる。

ロードロックチャンバ３は、大気側との間、およびメインチャンバ２との間で、基板のロード及びアンロードを行う他、メインチャンバ２との間でプローバフレームの入れ替えを行う。これらの基板及びプローバフレームのチャンバ間の移動は、各チャンバに設けた搬送機構によって行うことができる。なお、ロードロックチャンバ３と大気側との間には第１のゲート弁１１が設けられ、また、ロードロックチャンバ３とメインチャンバ２との間には第２のゲート弁１２が設けられ、これらのゲート弁の開閉を制御することによって、各チャンバにおける真空引きあるいは窒素等の導入による大気圧への圧力制御を行う。

なお、図１、図２では、メインチャンバ２およびロードロックチャンバ３を真空引きする真空ポンプ等に排気機構や、各チャンバ内に窒素ガスを導入して大気圧に戻すためのガス導入機構については省略し図示していない。

プローバフレームストッカ４は、複数種のプローバフレーム２０を格納して保持する部分であり、第２の搬送機構６によって、プローバフレーム２０の搬出入を行う。

本発明の基板検査装置１では、メインチャンバ２とロードロックチャンバ３とを同一平面上に配置し、ロードロックチャンバ３の上部にプローバフレームストッカ４を配置するとともに、メインチャンバ２の上部に仮置き部８を配置する。なお、仮置き部８は、ロードロックチャンバ２とプローバフレームストッカ４との間で、プローバフレーム２０で交換する際に、プローバフレーム２０を一時的に保持させ、この間にプローバフレームストッカ４を高さ方向で移動させて、位置合わせを行わせるものである。

本発明のロードロックチャンバ３の上端は開口部を有し、この開口部は天板３ａによって開閉自在としている。なお、天板３ａによってロードロックチャンバ３の上端開口部を閉じる場合には、この天板３ａはロードロックチャンバ３を閉じる蓋部として作用する。この天板３ａに上部には、プローバフレームストッカ４が設けられ、一方、天板３ａの下部には、プローバフレーム２０を搬送する第１の搬送機構５が設けられる。なお、天板３ａがロードロックチャンバ３を閉じた状態では、第１の搬送機構５は、ロードロックチャンバ３内に収納される。

天板３ａの上部に設けられたプローバフレームストッカ４、および天板３ａの下部に設けられた第１の搬送機構５は、ともに天板３ａに取り付けられるとともに、昇降機構（図示していない）によって一体で昇降動作を行う。

図１（ａ）は、天板３ａ、プローバフレームストッカ４、および第１の搬送機構５を昇降機構（図示していない）によって上昇させた状態を示し、図１（ｂ）は、天板３ａ、プローバフレームストッカ４、および第１の搬送機構５を昇降機構（図示していない）によって下降させて、天板３ａによってロードロックチャンバ３を閉じた状態を示している。

図１（ａ）に示す状態において、天板３ａは図示しない昇降機構によってロードロックチャンバ３から外れて上昇し、ロードロックチャンバ３を開放するとともに、天板３ａの下部に設けられた第１の搬送機構５をロードロックチャンバ３の上方に露出させる。なお、ロードロックチャンバ３内が真空状態にある場合には、天板３ａを上昇させる前に、ロードロックチャンバ３内に窒素ガス等を導入し、ロードロックチャンバ３内の圧力を大気圧としておく。

また、天板３ａの上昇により、第１の搬送機構５はロードロックチャンバ３の上方位置で露出した状態となり、これによって、プローバフレーム２０をロードロックチャンバ３内と大気側との間において搬出入することができる。

一方、図１（ｂ）に示す状態において、天板３ａは図示しない昇降機構によって下降し、ロードロックチャンバ３の上端開口部に当接してロードロックチャンバ３を閉じるとともに、天板３ａの下部に設けられた第１の搬送機構５をロードロックチャンバ３内に導入する。この天板３ａを下降させてロードロックチャンバ３を閉じた後には、ロードロックチャンバ３内を真空排気して真空状態とし、第２のゲート弁１２を開くことで、真空状態のメインチャンバ２との間でプローバフレーム２０の入れ替えを行うことができる。なお、搬送機構は、例えば、ローラ搬送機構を用いることができる。

図２（ａ）はプローバフレームストッカと仮置き部との間で行うプローバフレームの移動状態を示している。図２（ａ）において、昇降機構（図示していない）によって天板３ａとともに第１の搬送機構５を昇降させ、第１の搬送機構５の高さを、メインチャンバ２上に配置した仮置き部８に高さに合わせる。なお、仮置き部８は、プローバフレームを移動させる第３の搬送機構を備えることができる。

この第１の搬送機構５と仮置き部８との高さ合わせによって、第１の搬送機構５から仮置き部８へ、あるいは、逆に仮置き部８から第１の搬送機構５へプローバフレーム２０を移動させることができる。なお、この高さ合わせは、図示しない制御装置によって昇降機構を制御することで行うことができる。

図２（ｂ）は天板に設けた搬送機構と仮置き部との間で行うプローバフレームの移動状態を示している。

図２（ｂ）において、昇降機構によって天板３ａとともにプローバフレームストッカ４を昇降させ、プローバフレームストッカ４の所定段の高さを、メインチャンバ２上に配置した仮置き部８の高さに合わせる。なお、プローバフレームストッカ４の所定段とは、例えば、プローバフレームストッカ４に格納されるプローバフレームの中から基板検査に用いるプローバフレームを選択して取り出す場合には、そのプローバフレームが格納されている段であり、一方、基板検査に用いていたプローバフレームをロードロックチャンバ３から移動させて、プローバフレームストッカ４に戻す場合には、そのプローバフレーム２０を戻すプローバフレームストッカの段である。

このプローバフレームストッカ４の所定段と仮置き部８との高さ合わせによって、プローバフレームストッカ４の所定段から仮置き部８へ、あるいは、逆に仮置き部８からプローバフレームストッカ４の所定段へプローバフレーム２０を移動させることができる。なお、この高さ合わせについても、図示しない制御装置によって昇降機構を制御することで行うことができる。

次に、本発明の基板検査装置１において、プローバフレームの移動動作例について、図３〜図６の動作図、および図７，図８のフローチャートを用いて説明する。

なお、ここでは、メインチャンバ２は真空状態にあり、ロードロックチャンバ３は大気圧状態にあり、メインチャンバ２で使用していたプローバフレームをプローバフレームストッカに格納している別のプローバフレームと入れ替える動作について説明する。図示する例では、メインチャンバ２から取り出すプローバフレームをプローバフレーム２０ａ（図中の黒地で示す）とし、入れ替えるプローバフレームをプローバフレーム２０ｂ（図中の地模様で示す）とする。

はじめに、図３（ａ）において、ロードロックチャンバ３を真空排気し（Ｓ１）、メインチャンバ２とロードロックチャンバ３との間の第２のゲート弁１２を開いて（Ｓ２）、プローバフレーム２０ａをメインチャンバ２からロードロックチャンバ３内に移動し（Ｓ３）、第２のゲート弁１２を閉じる（Ｓ４）。これらＳ１〜Ｓ４の動作によって、メインチャンバ２を大気圧に戻すことなく、メインチャンバ２で使用していたプローバフレーム２０ａをロードロックチャンバ３に移動させることができる。

次に、図３（ｂ）において、ロードロックチャンバ３内に窒素ガスを導入して大気圧とした後（Ｓ５）、ロードロックチャンバ３の天板３ａを上昇させ、第１の搬送機構５の高さを仮置き部８の第３の搬送機構７の高さに合わせる（Ｓ６）。

図３（ｃ）において、第１の搬送機構５および第３の搬送機構７によってプローバフレーム２０ａを仮置き部８に移動させる（Ｓ７）。

次に、図４（ａ）において、プローバフレームストッカ４を昇降させ（図４（ａ）では下降）、プローバフレームストッカ４の空き位置（空き段）の高さを仮置き部８の高さに合わせる。このとき、プローバフレーム２０ａは、仮置き部８上に保持された状態にある（Ｓ８）。

図４（ｂ）において、第３の搬送機構７および第２の搬送機構６によって、仮置き部８上に保持するプローバフレーム２０ａをプローバフレームストッカ４の空き位置（空き段）に移動させる。これによって、使用していたプローバフレーム２０ａは、プローバフレームストッカ４に収納される（Ｓ９）。

図４（ｃ）において、昇降機構によってプローバフレームストッカ４を昇降させ、次に使用するプローバフレーム２０ｂを格納している段を仮置き部８の高さに合わせる（Ｓ１０）。

次に、図５（ａ）において、第２の搬送機構６および第３の搬送機構７によって、次に使用するプローバフレーム２０ｂを仮置き部８に移動させる（Ｓ１１）。

図５（ｂ）において、プローバフレームストッカ４を昇降させ（図５（ｂ）では上昇）、第１の搬送機構５の高さを仮置き部８の高さに合わせる。このとき、プローバフレーム２０ｂは、仮置き部８上に保持された状態にある（Ｓ１２）。

図５（ｃ）において、第３の搬送機構７によって次のプローバフレーム２０ｂを仮置き部から第１の搬送機構５に移動させる（Ｓ１３）。

次に、図６（ａ）において、ロードロックチャンバ３の天板３ａを下降させ、次のプローバフレーム２０ｂをロードロックチャンバ３内に導入する。このとき、プローバフレーム２０ｂは、第１の搬送機構５に保持された状態で導入が行われる（Ｓ１４）。

図６（ｂ）において、天板３ａによってロードロックチャンバ３を閉じた後、ロードロックチャンバ３内を真空排気して、メインチャンバ２内と同じ圧力とし（Ｓ１５）、その後、第２のゲート弁１２を開き（Ｓ１６）、プローバフレーム２０ｂをメインチャンバ２内に移動させて、ステージ上に置かれる基板の上に載置し（Ｓ１７）、第２のゲート弁１２を閉じる。これによって、プローバフレーム２０ｂの入れ替えが完了し、入れ替えたプローバフレーム２０ｂを用いて基板検査を行うことができる（Ｓ１８）。

さらに、別のプローバフレームを用いて基板検査を行う場合には、前記した動作を繰り替えることで、メインチャンバ内に設けたプローバフレームに代えてプローバフレームストッカに格納する別のプローバフレームを入れ替え、入れ替えた別のプローバフレームを用いて基板検査を行う。

なお、検査対象の基板を入れ替える場合には、ロードロックチャンバ３の天板３ａを下降させて、ロードロックチャンバを閉じるとともに第１のゲート弁１１を閉じた状態で真空排気し、第２のゲート弁１２を開いてメインチャンバ２から基板３０をロードロックチャンバ３側に移動して取り出し、第２のゲート弁１２を閉じた後、ロードロックチャンバ３内を大気圧とし、第１のゲート弁１１を開いて基板３０を外部入力取り出す。

次に、新たな検査対象の基板を第１のゲート弁１１からロードロックチャンバ３内に導入し、第１のゲート弁１１を閉じて、ロードロックチャンバ３内を真空排気し、第２のゲート弁１２を開いて、ロードロックチャンバ３内に導入した基板をメインチャンバ２内に導入してステージ上に載置し、第２のゲート弁１２を閉じる。上述した動作によって、メインチャンバ２内に基板を入れ替えることができる。

次に、本発明の基板検査装置の第２の形態について説明する。図９，図１０は、本発明の基板検査装置の第２の形態の概略を説明するための図である。なお、図９（ａ）は、本発明の基板検査装置の第２の形態において、天板を上昇させた状態を示し、図９（ｂ）は、天板を下降させた状態を示している。また、図１０（ａ），（ｂ）はプローバフレームストッカと天板３ａに設けた搬送機構との間で行うプローバフレームの移動状態を示している。

第２の形態が備える基板検査装置の構成は、図１、２を用いて説明した第１の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。

第２の形態の基板検査装置１では、メインチャンバ２とロードロックチャンバ３とを同一平面上に配置し、メインチャンバ２の上部にプローバフレームストッカ４を配置する。なお、第２の形態では、天板３ａに設けた第１の搬送機構５によってプローバフレームストッカとの間でプローバフレーム２０の交換を行う。そのため、第１の形態が備える仮置き部８は不要とすることができる。

本発明のロードロックチャンバ３は上端に開口部を有し、この開口部は天板３ａによって開閉自在としている。なお、天板３ａによってロードロックチャンバ３の上端開口部を閉じる場合には、この天板３ａはロードロックチャンバ３を閉じる蓋部として作用する。この天板３ａの下部には、プローバフレーム２０を搬送する第１の搬送機構５が設けられる。なお、天板３ａがロードロックチャンバ３を閉じた状態では、第１の搬送機構５は、ロードロックチャンバ３内に収納される。天板３ａの下部に設けられた第１の搬送機構５は、昇降機構（図示していない）によって、天板３ａとともに一体で昇降動作を行う。

図９（ａ）は、天板３ａおよび第１の搬送機構５を昇降機構（図示していない）によって上昇させた状態を示し、図９（ｂ）は、天板３ａおよび第１の搬送機構５を昇降機構（図示していない）によって下降させて、天板３ａによってロードロックチャンバ３を閉じた状態を示している。

図９（ａ）に示す状態において、天板３ａは図示しない昇降機構によってロードロックチャンバ３から外れて上昇し、ロードロックチャンバ３を開放するとともに、天板３ａの下部に設けられた第１の搬送機構５をロードロックチャンバ３の上方に露出させる。なお、ロードロックチャンバ３内が真空状態にある場合には、天板３ａを上昇させる前に、ロードロックチャンバ３内に窒素ガス等を導入し、ロードロックチャンバ３内の圧力を大気圧としておく。

一方、図９（ｂ）に示す状態において、天板３ａは図示しない昇降機構によって下降し、ロードロックチャンバ３の上端開口部に当接してロードロックチャンバ３を閉じるとともに、天板３ａの下部に設けられた第１の搬送機構５をロードロックチャンバ３内に導入する。この天板３ａを下降させてロードロックチャンバ３を閉じた後には、ロードロックチャンバ３内を真空排気して真空状態とし、第２のゲート弁１２を開くことで、真空状態のメインチャンバ２との間でプローバフレーム２０の入れ替えを行うことができる。なお、搬送機構は、例えば、ローラ搬送機構を用いることができる。

図１０（ａ）は天板３ａに設けられた第１の搬送機構５とプローバフレームストッカ４との間で行うプローバフレームの移動状態を示している。図１０（ａ）において、昇降機構（図示していない）によって天板３ａとともに第１の搬送機構５を昇降させ、第１の搬送機構５の高さを、メインチャンバ２上に配置したプローバフレームストッカ４の所定段に高さに合わせる。なお、プローバフレームストッカ４は、プローバフレームを移動させる第２の搬送機構６を備えることができる。

この第１の搬送機構５とプローバフレームストッカ４の所定段との高さ合わせによって、第１の搬送機構５からプローバフレームストッカ４の所定段へ、あるいは、逆にプローバフレームストッカ４の所定段から第１の搬送機構５へプローバフレーム２０を移動させることができる。なお、この高さ合わせは、図示しない制御装置によって昇降機構を制御することで行うことができる。

図１０（ｂ）は天板に設けた第１の搬送機構５をプローバフレームストッカ４の別の所定段に位置合わせして、プローバフレームの移動状態を示している。

図１０（ｂ）において、昇降機構によって天板３ａとともに第１の搬送機構５を昇降させ、プローバフレームストッカ４の別の所定段の高さに合わせる。なお、プローバフレームストッカ４の所定段とは、例えば、プローバフレームストッカ４に格納されるプローバフレームの中から基板検査に用いるプローバフレームを選択して取り出す場合には、そのプローバフレームが格納されている段であり、一方、基板検査に用いていたプローバフレームをロードロックチャンバ３から移動させて、プローバフレームストッカ４に戻す場合には、そのプローバフレーム２０を戻すプローバフレームストッカ４の段である。

このプローバフレームストッカ４の所定段と第１の搬送機構５との高さ合わせによって、プローバフレームストッカ４の所定段から第１の搬送機構５へ、あるいは、逆に第１の搬送機構５からプローバフレームストッカ４の所定段へプローバフレーム２０を移動させることができる。なお、この高さ合わせについても、図示しない制御装置によって昇降機構を制御することで行うことができる。

次に、第２の形態の基板検査装置１において、プローバフレームの移動動作例について、図１１〜図１３の動作図、および図１４のフローチャートを用いて説明する。

はじめに、図１１（ａ）において、ロードロックチャンバ３を真空排気し（Ｓ２１）、メインチャンバ２とロードロックチャンバ３との間の第２のゲート弁１２を開いて（Ｓ２２）、プローバフレーム２０ａをメインチャンバ２からロードロックチャンバ３内に移動し（Ｓ２３）、第２のゲート弁１２を閉じる（Ｓ２４）。これらＳ２１〜Ｓ２４の動作によって、メインチャンバ２を大気圧に戻すことなく、メインチャンバ２で使用していたプローバフレーム２０ａをロードロックチャンバ３に移動させることができる。

次に、図１１（ｂ）において、ロードロックチャンバ３内に窒素ガスを導入して大気圧とした後（Ｓ２５）、ロードロックチャンバ３の天板３ａを上昇させ、第１の搬送機構５の高さをプローバフレームストッカ４の空き位置（空き段）の第２の搬送機構６の高さに合わせる（Ｓ２６）。

図１１（ｃ）において、第１の搬送機構５および第２の搬送機構６によってプローバフレーム２０ａをプローバフレームストッカ４の所定段に移動させる（Ｓ２７）。

次に、図１２（ａ）において、プローバフレームストッカ４を昇降させ（図１２（ａ）では上昇）、第１の搬送機構５を昇降させ、次に使用するプローバフレーム２０ｂを格納している段の高さに合わせる（Ｓ２８）。

次に、図１２（ｂ）において、第２の搬送機構６によって、次に使用するプローバフレーム２０ｂを第１の搬送機構５に移動させる（Ｓ２９）。

次に、図１２（ｃ）において、ロードロックチャンバ３の天板３ａを下降させ、次のプローバフレーム２０ｂをロードロックチャンバ３内に導入する。このとき、プローバフレーム２０ｂは、第１の搬送機構５に保持された状態で導入が行われる（Ｓ３０）。

図１３において、天板３ａによってロードロックチャンバ３を閉じた後、ロードロックチャンバ３内を真空排気して、メインチャンバ２内と同じ圧力とし（Ｓ３１）、その後、第２のゲート弁１２を開き（Ｓ３２）、プローバフレーム２０ｂをメインチャンバ２内に移動させて、ステージ上に置かれる基板の上に載置し（Ｓ３３）、第２のゲート弁１２を閉じる。これによって、プローバフレーム２０ｂの入れ替えが完了し、入れ替えたプローバフレーム２０ｂを用いて基板検査を行うことができる（Ｓ３４）。

なお、検査対象の基板を入れ替えは、第１の形態で説明した動作と同様にして行うことができる。

上述した本発明のプローバフレームの入れ替え、および基板の入れ替えの何れにおいても、メインチャンバ２内は真空状態を保持することができ、電子銃等の電源を停止させることなく、駆動状態を維持することができる。そのため、電源を停止することで、装置を再度駆動するために要する、いわゆる暖機時間を省くことができ、プローバフレームの交換時における装置のダウンタイムを短くすることができる。

本発明の基板検査装置は、液晶のＴＦＴ基板の検査に限らず真空下で行う検査装置に適用することができ、また、電子線やイオンビームを用いた露光装置、電子顕微鏡等の真空処理室及びロードロック室を利用する装置に適応することができる。

本発明の基板検査装置の第１の形態の概略を説明するための図である。本発明の基板検査装置の第１の形態の概略を説明するための図である。本発明の基板検査装置の第１の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するための動作図である。本発明の基板検査装置の第１の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するための動作図である。本発明の基板検査装置の第１の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するための動作図である。本発明の基板検査装置の第１の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するための動作図である。本発明の基板検査装置の第１の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するためのフローチャートである。本発明の基板検査装置の第１の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するためのフローチャートである。本発明の基板検査装置の第２の形態の概略を説明するための図である。本発明の基板検査装置の第２の形態の概略を説明するための図である。本発明の基板検査装置の第２の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するための動作図である。本発明の基板検査装置の第２の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するための動作図である。本発明の基板検査装置の第２の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するための動作図である。本発明の基板検査装置の第２の形態において、プローバフレームの移動動作例を説明するためのフローチャートである。基板検査装置の従来構成を説明するための概略図である。

符号の説明

１…基板検査装置、２…メインチャンバ、３…ロードロックチャンバ、３ａ…天板、４…プローバフレームストッカ、５…第１の搬送機構、６…第２の搬送機構、７…第３の搬送機構、８…仮置き部、１１…第１のゲート弁、１２…第２のゲート弁、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…プローバフレーム、３０…基板、１０１…基板検査装置、１０２…メインチャンバ、１０３…ロードロックチャンバ、１０４…プローバフレームストッカ。

Claims

真空状態で基板に検査信号を印加して基板検査を行う基板検査装置において、
真空状態で基板の検査を行うメインチャンバと、
大気側との間及び前記メインチャンバとの間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバと、
基板と電気的に接触して検査信号を印加するプローバフレームを格納するプローバフレームストッカとを備え、
前記プローバフレームストッカを前記ロードロックチャンバの上部に配置したことを特徴とする、基板検査装置。
前記ロードロックチャンバは開閉自在の天板を有し、
前記天板は、上部に前記プローバフレームストッカを、下部に前記プローブフレームを搬送する搬送機構を備え、
前記天板及びプローバフレームストッカを昇降自在とする昇降機構を備え、
前記昇降機構の昇降動作と前記搬送機構の搬送動作により、ロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間でプローバフレームの交換を行うことを特徴とする、請求項１に記載の基板検査装置。
前記メインチャンバの上部にプローバフレームを一時的に保持する仮置き部を備え、
前記搬送機構はプローバフレームストッカとの間のプローバフレームの交換を前記仮置き部を介して行うことを特徴とする、請求項２に記載の基板検査装置。
前記昇降機構は、昇降動作により前記プローバフレームストッカと前記仮置き部との位置合わせを行うことを特徴とする、請求項３に記載の基板検査装置。
真空状態で基板に検査信号を印加して基板検査を行う基板検査装置において、
真空状態で基板の検査を行うメインチャンバと、
大気側との間及び前記メインチャンバとの間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバと、
基板と電気的に接触して検査信号を印加するプローバフレームを格納するプローバフレームストッカとを備え、
前記プローバフレームストッカを前記メインチャンバの上部に配置したことを特徴とする、基板検査装置。
前記ロードロックチャンバは開閉自在の天板を有し、
前記天板は、下部に前記プローブフレームを搬送する搬送機構を備え、
前記天板を昇降自在とする昇降機構を備え、
前記昇降機構の昇降動作と前記搬送機構の搬送動作により、ロードロックチャンバとプローバフレームストッカとの間でプローバフレームの交換を行うことを特徴とする、請求項５に記載の基板検査装置。
前記昇降機構は、昇降動作により前記プローバフレームストッカと前記搬送機構との位置合わせを行うことを特徴とする、請求項６に記載の基板検査装置。