JP2008304398A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる基板の検査におけるプローバフレームの交換を不要とする。
【解決手段】基板検査装置は、一つのプローバにおいて、プローバフレームを複数のプローバユニットで構成し、また、各プローバユニットに複数の基板レイアウトに対応した電極ピンユニットを設ける。プローバユニットを移動させることによって、プローバフレームを交換することなく異なるパネル配置への対応を可能とし、また、駆動する電極ピンユニットを選択することによって、プローバフレームを交換することなく異なる電極配置への対応を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板検査装置に関し、液晶ディスプレイに用いられる液晶基板や有機ＥＬディスブレイに用いられるＴＦＴアレイ基板等の基板検査に適用することができる。

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。

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端子もレイアウト毎に異なる。そのため、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プローバの電極位置を設定したものを複数種用意しておき、検査する基板に応じてプローバを交換し、検査を行っている。

図５は８枚のパネルが形成された基板用に用意されるプローバフレームの一構成例であり、図６は２４枚のパネルが形成された基板用に用意されるプローバフレームの一構成例である。図５に示すプローバフレーム１０１Ａおよび電極ピン１０２Ａは、基板に形成される８枚のパネルおよび端子（基板およびパネルは図示していない）のレイアウトに応じて定められ、また、図６に示すプローバフレーム１０１Ｂおよび電極ピン１０２Ｂについても、基板に形成される２４枚のパネルおよび端子（基板およびパネルは図示していない）のレイアウトに応じて定められる。

基板を検査する際には、基板のレイアウトに合わせたプローバフレームを選択し、選択したプローバフレームを基板の上方あるいは下方から重ねてプローバフレームに設けた電極ピンを液晶基板の端子に接触させ、この電極ピンと端子との接触によって基板とプローバとに間の電気的接続を行っている。

従来の基板検査では、検査対象の基板のパネル数、基板内でのパネルの配置、端子の配置等の種々のレイアウトごとに対応するプローバフレームを作成しておき、基板検査装置に導入する検査対象の基板に合わせて対応するプローバフレームを選択し交換を行う必要がある。

そのため、従来の基板検査装置では、複数種類のプローバフレームを用意することによるコスト上昇、基板の種類に合わせてプローバフレームを交換することによる検査工程の増加と検査時間の長時間化等の問題を含んでいる。

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、異なる基板の検査におけるプローバフレームの交換を不要とすることを目的とする。

また、複数種類の基板レイアウトに要するプローバフレームの個数を低減させることを目的とする。

また、プローバフレームの交換に要する工程や検査時間の増加を低減することを目的とする。

本発明の基板検査装置は、一つのプローバにおいて、プローバフレームを複数のプローバユニットで構成し、また、各プローバユニットに複数の基板レイアウトに対応した電極ピンユニットを設ける。プローバユニットを移動させることによって、プローバフレームを交換することなく異なるパネル配置への対応を可能とし、また、駆動する電極ピンユニットを選択することによって、プローバフレームを交換することなく異なる電極配置への対応を可能とする。

本発明の基板検査装置は、基板検査を行う検査室と、この検査室との間で基板の搬出入を行うロードロック室とを備える。検査室は、基板の端子との間で電気的に接続し検査信号を導通するプローバを備える。プローバは、基板の端子と電気的に接続する電極ピンを有するプローバフレームとこのプローバフレームを支持するベーススライダとを有し、プローバフレームは複数のプローバフレームユニットを有する構成とする。各プローバフレームユニットは、ベーススライダ上においてそれぞれ独立してスライド移動自在とし、また、このベーススライダ上の所定位置に位置決め自在とする。

本発明の基板検査装置は、プローバフレームに複数のプローバフレームユニットを持たせるとともに、各プローバフレームユニットをベーススライダ上でそれぞれ独立してスライド移動自在とする構成によって、パネルの個数や配置を異にする基板レイアウトに対して、プローバフレームユニットをスライド移動させた後、ベーススライダ上の所定位置に位置決めることで、プローバフレームを交換することなく対応させることができる。

また、本発明のプローバフレームユニットは、プローバフレームユニットの長軸方向の所定位置に配置された複数の電極ピンユニットを備える構成とする。複数の電極ピンユニットの中から基板の端子に対応する電極ピンユニットを選択することで、基板の端子との間で電気的に接続し検査信号を導通することができる。

プローバフレームユニットにおいて、電極ピンユニットを配置する所定位置は、基板検査装置が検査対象とする複数種の基板が備える各端子の位置を含むように設定することによって、検査対象の基板であればいずれの基板であっても、基板の端子は何れかの電極ピンユニットと電気的に接続させることができる。

さらに、電極ピンユニットは複数本の電極ピンを備える構成とし、一つのプローバフレームユニットは、各電極ピンユニットを単位として電極ピンの導通非導通を選択自在とする。これによって、選択したパネルに対して検査信号を導通させることができる。

本発明によれば、異なる基板の検査におけるプローバフレームの交換を不要とすることができる。

また、複数種類の基板レイアウトに要するプローバフレームの個数を低減させることができる。

また、プローバフレームの交換に要する工程や検査時間の増加を低減することができる。

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は本発明の基板検査の概略を説明するため概略図である。なお、ここでは、基板検査装置が備える構成の一部のみを示している。

基板検査装置１は、導入された基板２０を検査する検査室（ＭＣ）３と、この検査室３に対して基板２０を搬出入するロードロック室（ＬＬ）２と、検査室３とロードロック室２との間を密閉自在に開閉するゲートバルブ４を備える。

検査室３は、液晶基板等の半導体基板を検査するチャンバーであり、検査対象の基板はパレット上に載置された状態でゲートバルブ４を通して搬送ローラ（図示していない）によってロードロック室２から検査室３内に搬入され、検査室３内で検査が行われた後、検査後済みの基板はパレット上に載置された状態で搬出送ローラ（図示していない）によってゲートバルブ４を通して検査室３からロードロック室２に搬送される。

基板検査装置の一構成例では、検査対象である液晶基板等の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。

液晶基板は、例えばガラス基板上にＴＦＴアレイが形成されている。この液晶基板に形成されるＴＦＴアレイのレイアウト、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。液晶基板上のＴＦＴアレイ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、液晶基板のアレイの外側には、液晶基板の外部と電気的に接続するための電極が形成される。

また、基板検査装置は、基板に検査信号を供給するプローバを備える。プローバは、基板の電極と電気的に接続し検査を行うためにプローバフレームを備え、液晶基板の電極と電気的に接続する電極ピンを備える。

基板の検査を行うには、パレット上に載置した液晶基板にプローバフレームを配置し、基板とプローバフレームとの間において接続端子と電極ピンとの接触によって電気的な接続を行い、電極ピンと接続端子との接続を通して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、プローバフレーム及びパレットに設けたコネクタにより行うことができる。

図１において、検査室３内にプローバ１０を設ける。プローバ１０は、基板２０と接触して基板の外部に設けた信号処理装置との導通を行うプローバフレーム１１を備える。

本発明のプローバフレーム１１は、複数のプローバフレームユニット１２を備え、これらのプローバフレームユニット１２は、ベーススライダ１４上でスライド移動自在であり、また、所定位置に位置決め自在とする機構を備える。

このスライド移動を行う機構は、プローバフレームユニット１２を支持しながらベーススライダ１４に沿って移動させる機能を有するものであれば任意の構成とすることができ、例えば、ベアリング機構、リンク機構、モータ駆動機構等を利用することができる。

また、位置決めを行う機構についても、ベーススライダ１４上で定められた位置に停止させる構成であれば任意の構成とすることができ、例えば、リニアスケールによる位置検出をスライド移動機構にフィードバックする機構、あるいは、スライド移動機構において初期位置からの移動量を計数する機構等を利用することができる。

この位置決め機構は、検査対象の基板２０に形成されるパネル２１の大きさやレイアウトに応じて定められる。図１では、基板２０には６枚のパネルが形成される例を示している。

図１において、プローバフレームユニット１２はｘ方向にスライド移動し、基板２０において各パネル２１に設けられた接続端子２２のｘ方向の位置に合わせて位置決めされる。したがって、検査対象の基板のレイアウトが定まれば、そのレイアウトに対応して定まるｘ方向の位置にプローバフレームユニット１２をスライド移動させて停止させることで位置決めすることができ、この位置決めによって、プローバフレームユニット１２と接続端子２２のｘ方向の位置合わせを行うことができる。

図１では、基板２０にｘ方向に３列、ｙ方向に２列の６枚のパネルが設けられたレイアウト例が示されている。この場合には、３本のプローバフレームユニット１２が選択されて、ベーススライダ１４上をスライド移動し、各接続端子２２が設けられたｘ方向位置に移動して位置決めされる。これによって、各プローバフレームユニット１２は接続端子２２上に位置合わせされる。

なお、このスライド移動を位置決めは、例えば、基板のレイアウト種類とｘ方向の位置データとの対応関係をメモリ等に格納しておき、検査対象の基板とレイアウト種類に基づいてメモリからｘ方向の位置データを読み出し、この位置データに基づいてスライド移動機構を駆動することで行うことができる。

また、各プローバフレームユニット１２には、プローバフレームユニット１２の長軸方向（図１ではｙ方向で示す）に沿って複数の電極ピンユニット１３が設けられる。この電極ピンユニット１３のプローバフレームユニット１２のｙ方向の位置は、各パネル２１の接続端子２２の基板２０上のｙ方向の位置に合わせて定められる。これによって、電極ピンユニット１３は、基板２０上の接続端子と対向させることができる。ここで、各電極ピンユニット１３は複数の電極ピンを備えており、この電極ピンユニット１３が備える電極ピンの個数と電極ピンユニット１３内での設置位置のレイアウトは、基板２０上の接続端子２２が備える各端子の個数と設置位置のレイアウトに一致させて設けられている。

これにより、ｘ方向のスライド移動による位置合わせと、ｙ方向の電極ピンユニット１３の設置によって、電極ピンユニット１３の各電極ピンと接続端子２２の各端子とは一致することになる。

ここで、検査対象となる基板２０の接続端子２２のレイアウトは、パネル数やパネルのレイアウト等によって異なり、図中のｘ方向，ｙ方向の位置もそれぞれ設定された位置となる。そこで、各プローバフレームユニット１２には、検査対象となる基板２０の接続端子２２の各レイアウトに合わせた複数の位置に電極ピンユニット１３を配置し、いずれのレイアウトにも対応することができるように配置する。

さらに、プローバフレームユニット１２に設置された複数の電極ピンユニット１２の内で選択した電極ピンユニット１２のみをアクティブな状態として、選択しない電極ピンユニット１２については非アクティブな状態とし、アクティブな状態の電極ピンユニット１２にのみ検査用の信号を導通させる。

この複数の電極ピンユニット１２からアクティブな状態とすることによって、電極ピンユニット１２が不要な接続端子と接触したとしても、必要な接続端子とのみの間で検査信号の導通を行い、不要な接続端子との間での検査信号の導通を避けることができる。

次に、図２，図３を用いて、プローバフレームユニット１２のベーススライダ１４に沿ったスライド移動について説明する。

図２（ａ）はプローバフレームユニット１２を示し、図２（ｂ）は複数のプローバフレームユニット１２ａ〜１２ｅをベーススライダ１４の片側に待機させた状態を示している。この状態において、ロードロック室（図示していない）から検査対象の基板２０を導入する。ここでは、ｘ方向に３列、ｙ方向に２列の全６枚のパネル２１Ａ〜２１Ｆが形成された基板２０の例を示している。

この基板２０の例では、ｘ方向に３列のパネルが形成されるため、３列のパネルと対応させるために、複数のプローバフレームユニット１２ａ〜１２ｅの中から３本のプローバフレームユニット１２ａ〜１２ｃを選択し、ベーススライダ１４に沿ってスライド移動させる。

図３において、プローバフレームユニット１２ａをｘ方向にスライド移動させ、パネル２１Ｅ，２１Ｆの接続端子２２Ｅ，２２Ｆと対応する位置に位置決めする。また、プローバフレームユニット１２ｂをｘ方向にスライド移動させて、パネル２１Ｃ，２１Ｄの接続端子２２Ｃ，２２Ｄと対応する位置に位置決めし、プローバフレームユニット１２ｃをｘ方向にスライド移動させて、パネル２１Ａ，２１Ｂの接続端子２２Ａ，２２Ｂと対応する位置に位置決めする。

図４は、ｘ方向に５列、ｙ方向に４列の全２０パネルが形成された基板２０の例を示している。この基板例では、ｘ方向に５列のパネルが形成されるため、５列のパネルと対応させるために、複数のプローバフレームユニット１２ａ〜１２ｅを全て選択し、ベーススライダ１４に沿ってスライド移動させる。

例えば、プローバフレームユニット１２ａをｘ方向にスライド移動させて、第１列３１のパネルの接続端子と対応する位置に位置決めし、また、プローバフレームユニット１２ｂをｘ方向にスライド移動させて、第２列３２のパネルの接続端子と対応する位置に位置決めする。同様に、プローバフレームユニット１２ｃ〜１２ｅについてもｘ方向にそれぞれスライド移動させて、第３列３３〜第５列３５のパネルの各接続端子と対応する位置に位置決めする。

このｘ方向の位置決めにおいて、各プローバフレームユニット１２が備える電極ピンユニット１３は、各列３１〜３５のパネルの各接続端子と電気的に接触し、それぞれをアクティブ状態として検査信号を導通させる。

本発明の基板検査装置は、液晶基板の検査に限らず半導体基板の検査に適用することができる。

本発明の基板検査の概略を説明するため概略図である。 本発明のローバフレームユニットのベーススライダに沿ったスライド移動を説明するための図である。 本発明のローバフレームユニットのベーススライダに沿ったスライド移動を説明するための図である。 本発明のローバフレームユニットのベーススライダに沿ったスライド移動を説明するための図である。 ８枚のパネルが形成された基板用に用意されるプローバフレームの一構成例である。 ２４枚のパネルが形成された基板用に用意されるプローバフレームの一構成例である。

符号の説明

１…基板検査装置、２…ロードロック室、３…検査室、４…ゲートバルブ、１０…プローバ、１１…プローバフレーム、１２，１２Ａ〜１２Ｅ…プローバフレームユニット、１３…電極ピンユニット、１４…ベーススライダ、２０…基板、２１…パネル、２２…接続端子、１０１Ａ，１０１Ｂ…プローバフレーム、１０２Ａ，１０２Ｂ…電極ピン。

Claims (4)

1. 基板検査を行う検査室と、
   前記検査室との間で基板の搬出入を行うロードロック室とを備える基板検査装置であって、
   前記検査室は、基板の端子との間で電気的に接続し検査信号を導通するプローバを備え、
   前記プローバは、基板の端子と電気的に接続する電極ピンを有するプローバフレームと当該プローバフレームを支持するベーススライダとを有し、
   前記プローバフレームは複数のプローバフレームユニットを有し、
   前記各プローバフレームユニットは、前記ベーススライダ上においてそれぞれ独立してスライド移動自在であるとともに、当該ベーススライダ上の所定位置に位置決め自在であることを特徴とする、基板検査装置。
2. 前記プローバフレームユニットは、当該プローバフレームユニットの長軸方向の所定位置に配置された複数の電極ピンユニットを備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板検査装置。
3. 前記所定位置は、基板検査装置が検査対象とする複数種の基板が備える各端子の位置を含むことを特徴とする、請求項２に記載の基板検査装置。
4. 前記電極ピンユニットは複数本の電極ピンを備え、
   一つのプローバフレームユニットは、各電極ピンユニットを単位として電極ピンの導通非導通を選択自在とすることを特徴とする、請求項２又は３に記載の基板検査装置。