JP2024501318A - 同期基板搬送および電気的プロービング - Google Patents
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Abstract
平坦なパターン化媒体などのガラス基板検査のためのシステムは、ガラス基板を保持する空気テーブルを含む。空気テーブルは、空気ベアリングとしてガスを放出するチャックレットを備えている。カメラは、空気テーブル上に配置され、ガラス基板の上面の幅にわたる方向に移動する。アセンブリは、グリッパと、カメラの下で搬送されるように構成されたプローブバーとを含む。グリッパは、上面の反対側のガラス基板の底面を把持するように構成される。プローブバーは、複数のプローブピンを介してガラス基板に駆動信号を供給する。
Description
本開示は、平坦パターン化媒体のための検査システムに関する。
平坦なパターン化媒体は、光学技術を使用して検査することができる。例えば、自動光学検査(AOI)は、薄膜トランジスタ(TFT)アレイ等の大型平坦パターン化媒体上で行われることができる。TFTアレイは、液晶ディスプレイ(LCD)の主要構成要素である。
LCDパネルの製造中、薄いガラスの大きな透明シートが、材料の様々な層の堆積のための基板として使用され、複数の分離可能な同一のディスプレイパネルとして機能することが意図される電子回路を形成する。この堆積は、通常、段階的に行われ、各段階において、特定の材料(例えば、金属、インジウムスズ酸化物(ITO)、シリコン、アモルファスシリコンなどである。)が、所定のパターンに付着して、前の層上または裸のガラス基板上に堆積される。各段階は、堆積、マスキング、エッチング、および剥離などの様々なステップを含む。
生産欠陥は、これらの段階の各々の間に、および段階内の様々な段階で生じ得る。生産欠陥は、最終LCD製品の性能に電子的および/または視覚的影響を及ぼす可能性がある。そのような欠陥は、回路短絡、開路、異物、ミスデポ、フィーチャサイズ問題、オーバーエッチング、及びアンダーエッチングを含むが、これらに限定されない。TFT LCDパネルまたは他のフラットパターン媒体検査の場合、検出の対象となる欠陥は小さく(例えば、個々のマイクロメートルまで)、したがって、厳しい欠陥検出限界を必要とする。
欠陥の単なる検出は不充分であり得る。検出された欠陥はまた、プロセス欠陥(すなわち、軽微な欠陥)として分類されなければならず、これは、完成品の性能を損なわないが、アレイ製造プロセスが最適な条件から外れているという早期の指標である;アレイ生産収率を改善するために修復することができる修復可能な欠陥;また、キラー欠陥は、TFTアレイのさらなる使用を不適格にする。
従来のAOIシステムでは、光学走査分解能、TACT時間、検出限界、およびコストなどのいくつかの重要な特性の間に妥協点がある。これらの特性は、AOI器具の適用の有用性又はタイプを決定する。典型的には、ある特性は、別の特性を損なうことによって最適化または改善することができる。例えば、AOIシステムの分解能を増大させることができ、その結果、検出限界が改善され、より小さな欠陥が検出可能になる。しかしながら、これらの改善は、検査を完了するのに必要な時間(TACT時間)またはシステムコストに悪影響を及ぼす。逆に、異なるタイプの用途では、検出限界を緩和することができ、システム分解能を低下させることによって、より大きな欠陥を検出可能にし、したがって、より短いTACT時間および低減されたシステムコストを達成する。
TACT時間は、一般に、検査中のLCDパネル上に特徴を含む少なくとも1つの個々の基板を含むガラスパネルを装填するのにかかる時間として定義される。ガラスパネルは、装填され、移動され、位置合わせされる。検査ヘッドは、検査のために第1の部位を位置決めする。検査ヘッド内のペイロードは、X軸に移動され、ガラスパネルを横切って走査する。完了すると、ガラスパネルは次の行に移動する。TACTは、1つのガラスパネルを完成させるのにかかる時間である。
現在のAOIシステムは、許容可能な価格で生産速度に適合した高い検出感度及びTACT時間を提供することができない。これは、LCD産業において、インライン機器としての低性能で短いTACT時間のシステムの使用を課している。生産速度に適合しない、より長い検査時間を必要とするより高い検出感度システムは、選択されたTFTパネルのみを検査することができるオフライン機器としてのみ使用され得る。この検査方法は、しばしばサンプリング動作モードと呼ばれる。
AOIシステムの動作分解能は、そのコストに直接影響を及ぼす。短いTACT時間に対して、このコストは、動作分解能の増加と共にほぼ指数関数的に増加する。
したがって、短いTACT時間が必要とされる生産速度での高スループットのインライン用途では、比較的低い分解能のみがシステムのために実現可能であった。
したがって、平坦なパターン化媒体のための検査の改善されたシステムおよび方法が必要とされる。
第1の実施形態では、システムが提供される。このシステムは、ガラス基板を保持するように構成された空気テーブルを備える。空気テーブルは、レールチャックレットのアレイを含む。レールチャックレットの各々は、空気ベアリングとしてガスを放出するように構成された開口を有する。カメラは、空気テーブルの上に配置される。カメラは、カメラを用いて撮像されるガラス基板の上面の幅を横切る方向に移動するように構成される。アセンブリは、グリッパと、カメラの下で搬送されるように構成されたプローブバーとを含む。グリッパは、上面の反対側のガラス基板の底面を把持するように構成される。プローブバーは、複数のプローブピンを介してガラス基板に駆動信号を供給する。少なくとも1つのアクチュエータは、カメラの下にアセンブリを搬送するように構成されている。
プローブバーは、空気テーブルにわたって延在することができる。
グリッパは、真空力を使用してガラス基板を把持することができる。
グリッパは、ガラス基板の幅にわたって延在することができる。
システムは、アセンブリ上に配置された変位センサを含むことができる。
第2の実施形態では、方法が提供される。この方法は、ガラス基板の底面にプローブバーを取り付けることを含む。ガラス基板は、プローブバーを備えた空気テーブルを用いてカメラの下に運ばれる。空気テーブルは、レールチャックレットのアレイを含む。レールチャックレットの各々は、空気ベアリングとしてガスを放出するように構成された開口を有する。ガラス基板の搬送中に、プローブバーを用いて複数のプローブピンを介してガラス基板に駆動信号が供給される。カメラは、ガラス基板の上面の幅にわたって移動する。上面は底面の反対側にある。
本方法は、ガラス基板の搬送中にガラス基板の上面からある距離に配置されたカメラでガラス基板を検査するステップを含むことができる。
プローブピンは、ガラス基板の全体について検査が完了した後、ガラス基板から取り外すことができる。
本方法は、ガラス基板の全体について検査が完了した後に、ガラス表面の底面からプローブバーを除去するステップを含むことができる。
プローブピンは、ガラス基板上のパネルの列の検査が完了した後、ガラス基板から外すことができる。
この方法は、ガラス基板上のパネルの列の検査が完了した後に、ガラス表面の底面からプローブバーを除去することを含むことができる。
この方法は、カメラからのデータを使用してガラス基板内の欠陥を分類することを含むことができる。
本方法は、搬送中および駆動信号の供給中にプローブバーとのアセンブリを使用してガラス基板の底面を真空把持するステップを含むことができる。真空把持は、ガラス基板の全体に対する検査が完了した後、またはガラス基板上のパネルの列に対する検査が完了した後に解除することができる。
本開示の性質および目的をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照されたい。
本開示によるシステムの一実施形態の図である。
プローブバーを有する集積電気プローブの図である。
図2の集積電気プローブの正面図である。
変位センサが埋め込まれた予荷重チャックを示す図である。
本開示による方法のフローチャートの実施形態である。
特許請求される主題は、ある実施形態に関して説明されるが、本明細書に記載される利益および特徴の全てを提供しない実施形態を含む、他の実施形態もまた、本開示の範囲内である。様々な構造的、論理的、プロセスステップ、および電子的変更が、本開示の範囲から逸脱することなく行われ得る。
したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ定義される。
本開示の実施形態は、ガラス基板または他の平坦なパターン化媒体などの可撓性または剛性基板上でのアレイチェッカー(AC)試験を可能にする。ACシステムは、変調器のためのパネル(例えば、LCDパネル)を探査および起動して、光学カメラを通して検査を行うことができる。基板プロービングおよび搬送を組み合わせることにより、分割軸システムにおいてより良好なTACT時間およびより低いコストがもたらされる。本明細書に開示される実施形態は、被試験デバイス(DUT)の電気的検査が完了するまで、プローブが基板と接触することを可能にする。これにより、プローブ対プローブパッドの接触を確認するために行われる接触試験の頻度を排除することができる。予荷重チャックの使用は、検査中に基板を真空把持し、搬送中に基板を解放する必要性を排除することができる。この結果、チャック上の平坦度コンプライアンスが緩和されるため、コストが低減されると共にスループットが向上する。
これらの実施形態では、ガラス基板DUTは、TV、モニタ、タブレット、携帯電話、または他のデバイス等のLCD/OLEDの特徴を含むガラスのシート全体である。テストされるパネルの数は、フィーチャの構成に依存する。
図1は、システム100の一実施形態の図である。空気テーブル102は、ガラス基板101等を保持する。空気テーブル102は、レールチャックレット103のアレイを含む。レールチャックレット103は、エアベアリングとしてガスを放出する開口部を有する。これにより、ガラス基板101をレールチャックレット103の上方に浮上させることができる。ガラス基板101を支持する8つのチャックレット103が図1に示されているが、より多いまたはより少ないチャックレット103が可能である。
チャックレット103は、平行レールのアレイに配置することができる。チャックレット103は中空とすることができ、ガラス基板101などの平坦な大型薄板ガラスを支持するように正確に位置合わせすることができる。チャックレット103は、クロスブレース108などのクロスブレース上に載ることができる。真空クランプ109は、回転及び整列スライド上に取り付けることができる。エッジセンサ(図示せず)は、ガラス基板101のエッジを検出するために使用される。チャックレット103は、エアベアリング(そのようなものは、ガラス基板101の下側の反対側の面における開口である)を使用し、一端で横真空プレナムに結合され、それによって、試験されるガラス基板101を支持するためのグリルを形成する。チャックレット103は、ガス源および/またはポンプと流体連通することができる。
この構成は、ガラス基板101がカメラ104の下に位置決めされている間にガラス基板101の垂直位置を正確に制御し安定させるために、真空クランプ109ならびに関連する回転および位置合わせスライドと組み合わせてチャックレット103内の空気ベアリングを使用する。
空気テーブル102の上方にはカメラ104が配置されている。カメラ104(または他のペイロード)は、ガラス基板101の上面の幅を横切る方向に移動するように構成される。例えば、カメラ104は、X方向に移動することができる。カメラ104は、空気テーブル102を覆って延在する固定ビーム105上に搭載されてもよい。アクチュエータ(図示せず)を使用して、カメラ104は、固定ビーム105に対してX方向、Y方向、および/またはZ方向に移動することができる。画像および情報は、ガラス基板101の検査および/またはガラス基板101上の欠陥の分類に使用することができる。これは、カメラ104と電子通信するプロセッサによって実行されてもよい。
基板ハンドラ106は、空気テーブル102上のカメラ104の下にガラス基板101を搬送するために使用することができる。プローブバー107は、基板ハンドラ106を用いて移動することができる。例えば、アクチュエータは、基板ハンドラ106に沿ってプローブバー107を移動させることができる。基板ハンドラ106は、プローブバー107のためのレールまたは他のトラックを含むことができる。基板ハンドラ106はまた、ガラス基板101を操縦するのを助けるために、ガラス基板101の側面(すなわち、上面と底面との間である)またはガスジェットのためのグリッパを含むことができる。
プローブバー107は、図2および図3に示されるグリッパ110を含むことができる。グリッパ110は、ガラス基板101がカメラ104の下に搬送されるときにガラス基板101の縁部および/または底部に接触することができる。各グリッパ110は、真空によってガラス基板101の表面に適用される。各グリッパ110は、ガラス基板101の表面に吸引または真空を適用するための1つまたは複数の開口を含むことができる。グリッパ110は、真空ポンプと流体連通することができる。1つのグリッパ110のみが示されているが、2つ以上の別個のグリッパ110は、プローブバー107とのアセンブリの一部であり得る。
ガラス基板101のプロービングおよび把持は同時に行うことができる。グリッパ110およびプローブバー107のプローブは両方とも、運動軸上にある。ガラスの把持は、DUT全体が繰り返し把持及び把持解除することなく移動することを可能にすることができ、これは、全体的なTACT時間を短縮する。
図1に戻ると、プローブバー107は、空気テーブル102の上に配置され、システム100を使用してガラス基板101の動きと統合することができる。プローブバー107は、グリッパ110などでガラス基板101の底面を把持するように構成される。底面は、Z方向においてカメラ104に面する上面の反対側であってもよい。これにより、ガラス基板101の下面を空気テーブル102に露出させることができる。プローブバー107は、ガラス基板101とともにカメラ104の下に搬送することができる。プローブバー107は、X方向に空気テーブルにわたって延在することができる。プローブバー107のX方向の幅は、ガラス基板101のX方向の幅と同様であってもよい。
プローブバー107は、電気的試験を受けるデバイスに駆動信号を送達するために使用することができる。例えば、ガラス基板101は、ガラスまたはポリマー基板上に画定されたLCDまたはOLEDディスプレイパネルであってもよい。プロービングアセンブリの以前の設計は、プローブとDUT上のプローブパッドとの間の接触を可能にするために垂直および/または水平運動を提供する専用軸上に取り付けられたプローブを含んだ。これらの設計は、基板またはプローブの動作中にプローブがDUTと接触しないことを必要とする。
本開示の実施形態は、ガラス基板101の運動中のプロービングを可能にする。これは、図2および図3に示すように、プロービングおよび基板ハンドリングを単一のアセンブリに組み合わせることによって可能となる。ガラス基板101の運動は、運動中にガラス基板101を把持する直線軸上の単一のプローブバー107または複数の平坦なバーによって提供することができる。平坦なバーはまた、DUTとの接触中にプローブのための支持構造としての役割を果たし、ガラス基板101のたるみを防止する。アクチュエータによって作動されるばね荷重プローブピンの力およびクランプ力の間に加えられる力は、ガラス基板101にたるみを引き起こし得る。チャックレット103は、ガラス基板101の底部を支持することができる。
プローブバー107は、1つ以上のプローブブロック111を含む。各プローブブロック111は、プローブピン112を含む。プローブピン112は、ガラス基板101に接触可能である。プローブブロック111は、支持体113上に配置されている。支持体113、プローブブロック111、およびグリッパ110は、アクチュエータによって1つのアセンブリで一緒に搬送されるように構成される。
プローブバー107は、1つ以上のアクチュエータ114を含むか、またはそれに接続することができる。アクチュエータ114は、プローブブロック111およびプローブピン112をガラス基板に対して圧縮することができる。したがって、アクチュエータ114は、Z方向の運動を可能にすることができる。アクチュエータ114または他のアクチュエータは、プローブバーをY方向に移動させることができる。
グリッパ110は、ガラス基板101の幅にわたって延在することができる。真空ポンプ(図示せず)および管類を使用して、真空をグリッパ110に提供することができる。グリッパ110は、プローブバーがレールチャックレット103上でガラス基板101を移動させる間にガラス基板101を保持するために使用することができる。
プローブバーユニットは、所与のパネル列の検査中に一方向(例えば、Y方向の前方)に移動することができるが、パネルの次の列または次のガラス基板101に切り替えるときに反対方向に移動することができる。複数のプローブバーユニットの場合、1つのユニットを使用してパネルのリーディング側をプローブし、別のユニットを使用してトレーリング側をプローブすることができる。このパネル行からパネル行への動きは順次であり、一方のユニットがガラス基板101を保持し、他方のユニットが移動する。
ある例では、プローブバーユニットを使用して、薄い可撓性基板を「伸張」し、それが垂れ下がるのを防ぐことができる。これにより、ACを用いた試験中に、より均一な作動距離を確保することができる。
プローブバー107の使用は、プローブが動作中にDUTから解放される必要がないので、TACT時間及び信頼性の利点を提供する。さらに、フラットバー支持体は、均一性の改善に加えて、DUTの完全検査中のプロービング力の変動の低減を提供する。また、プローブバー107は、表裏の基板ハンドラ軸とプローブバー軸とを組み合わせたものであるため、2つで必要な軸数を減らしてコストを節約できる。
電圧撮像光学サブシステム(VIOS)を使用するフラットパネルディスプレイの電気的検査は、DUTがセンサ表面に対して平坦または平行であることを必要とし得る。以前の設計は、検査プロセス中に真空によって平坦な表面上にフラットパネルディスプレイ基板を固定することを含んでいた。システム100は、接触を必要とせずに平坦なDUTを得るために真空予荷重法を導入することによって、ガラス基板101を平坦な表面上に固定する必要性を低減する。システム100は、ガラス基板101がDUTの単位検査ごとに固定および解放されないことがあるので、より良好なスループットを提供することができる。これは、ロールツーロール検査および他のプロセス関連用途の可能性を開く。
さらに、システム100は、図4に示されるような複数の変位センサを使用して、DUTの底面の局所垂直変位をリアルタイムで監視することができる。センサは、図4では、六角形および異なるサイズの円によって表され、プローブバー107とのアセンブリの一部であり得る。あらゆる部位でのCAEフレーム(すなわち、較正画像が取得され、標準として使用される)の取得をスキップすることができ、これは、より速いTACT時間を促進することができる。あらゆる部位でCAEフレームを測定する代わりに、準静的較正は、VIOSの不均一性を補正することができる。モジュレータ、イルミネータ、光学系、センサは、部位毎に変化しない傾向がある。測定値のリアルタイムモデルベースの補正は、測定されたガラスフライハイト値に基づくことができる。これは、ギャップオフラインの関数として画像強度を測定し、このデータの信頼できるモデルを構築することによって達成することができる。各センサピクセルに必要な補正は、測定されたガラス平坦度値からの各センサピクセルからのギャップ値の双線形補間によって得ることができる。システム100の実施形態は、走査ベースの用途(例えば、VIOSまたは静電感知)に特に魅力的であり得、CAL画像のリアルタイム測定は、センサが絶えず動いているため、単純に不可能である。
ある例では、線形可変変位トランスデューサ(LVTD)センサを使用して、ガラス基板の変位を測定することができる。
図5は、方法200のフローチャートの実施形態である。方法200は、201において、図1~図3のプローブバーなどのプローブバーをガラス基板の底面に取り付けるステップを含む。202において、プローブバーを備えた空気テーブルを使用して、ガラス基板をカメラの下に搬送することができる。空気テーブルは、レールチャックレットのアレイを含む。レールチャックレットの各々は、空気ベアリングとしてガスを放出するように構成することができる開口を有する。203において、搬送中にプローブバーを用いてガラス基板に駆動信号が送られる。信号は、ガラス基板が動いている間に、またはガラス基板がカメラの下で一時的に静止している間に送達することができる。204において、カメラは、ガラス基板の上面の幅にわたって移動される。ガラス基板の上面は底面の反対側にある。
カメラは、ガラス基板を検査するために使用することができる。カメラは、ガラス基板の搬送中にガラス基板の上面から距離を置いて配置することができる。
プローブバーは、ディスプレイの行全体が検査されるまで、プロービングサイクル中にグリッパを解放することなく移動することができる。したがって、システムは、各ガラス移動でプローブを持ち上げることなく、連続的な検査サイクルを提供することができる。グリッパは、ガラス基板に接触することができ、プローブピンは、搬送中にガラス基板に接触したままであり得る。グリッパおよびプローブピンは、ガラス基板の一部または全体の検査が完了した後に解放または係合解除することができる。
空気テーブルは、カメラ104の下にガラス基板101を浮上させることができる。空気テーブルは、ガラス基板101がカメラ104の下に位置決めされている間、および/またはカメラ104による撮像中に停止されてもよい。グリッパ110およびプローブピン112は、カメラ104による撮像中に取り付けられたままであり得る。カメラ104による撮像後、空気テーブルを再作動させてガラス基板101を再配置することができる。例えば、ガラス基板101は、ガラス基板101内の新しい行がカメラ104の下に位置付けられるように移動されてもよい。
本開示の実施形態は、任意の平坦で周期的にパターン形成された媒体の検査に適用可能であるが、実施形態は、それらの製造の様々な段階におけるTFTアレイの高スループットのインライン検査に特に有用であり得る。
本開示は、1つ以上の特定の実施形態に関して説明されたが、本開示の他の実施形態が、本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されるであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその妥当な解釈によってのみ限定されると見なされる。
Claims (15)
- システムであって、
ガラス基板を保持するように構成された空気テーブルであって、前記空気テーブルは、レールチャックレットのアレイを含み、前記レールチャックレットの各々は、エアベアリングとしてガスを放出するように構成された開口を有する、空気テーブルと、
前記空気テーブル上に配置されたカメラであって、前記カメラを使用して撮像される前記ガラス基板の上面の幅を横切る方向に移動するように構成される、カメラと、
グリッパと、前記カメラの下に搬送されるように構成されたプローブバーとを含み、前記グリッパは、前記上面の反対側の前記ガラス基板の底面を把持するように構成され、前記プローブバーは、複数のプローブピンを介して前記ガラス基板に駆動信号を供給する、アセンブリと、
カメラの下にアセンブリを搬送するように構成された少なくとも1つのアクチュエータと、
を備えるシステム。 - 前記プローブバーは、前記空気テーブルにわたって延在することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記グリッパは、真空力を用いて前記ガラス基板を把持することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記グリッパは、前記ガラス基板の幅にわたって延在することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 複数の変位センサが前記アセンブリ上に配置されることをさらに含む請求項1に記載のシステム。
- 方法であって、
プローブバーをガラス基板の底面に取り付けるステップと、
前記プローブバーを有する空気テーブルを使用してカメラの下にガラス基板を搬送するステップであって、前記空気テーブルは、レールチャックレットのアレイを含み、前記レールチャックレットの各々は、空気ベアリングとしてガスを放出するように構成された開口を有する、ステップと、
前記ガラス基板の搬送中に、前記プローブバーを用いて複数のプローブピンを介して前記ガラス基板に駆動信号を供給するステップと、
前記ガラス基板の上面の幅にわたってカメラを移動させるステップであって、上面は底面の反対側にある、ステップと、
を備える方法。 - 前記ガラス基板の搬送中に、前記ガラス基板の上面からある距離に配置されたカメラで前記ガラス基板を検査することをさらに含む請求項6に記載の方法。
- 前記プローブピンは、前記ガラス基板の全体について検査が完了した後、前記ガラス基板から外されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記プローブバーは、前記ガラス基板全体について検査が完了した後、前記ガラス表面の底面から除去されることをさらに含む請求項7に記載の方法。
- 前記プローブピンは、前記ガラス基板上のパネルの列の検査が完了した後、前記ガラス基板から係合解除されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 検査が完了した後、前記ガラス基板上のパネルの列について、前記ガラス表面の底面から前記プローブバーを除去することをさらに含む請求項7に記載の方法。
- 前記カメラからのデータを用いて前記ガラス基板の欠陥を分類することをさらに含む請求項6に記載の方法。
- 搬送中及び供給中に前記プローブバーとのアセンブリを用いて前記ガラス基板の底面を真空把持することをさらに含む請求項6に記載の方法。
- 検査後の真空把持の解除は、前記ガラス基板全体について完了することをさらに含む請求項13に記載の方法。
- 検査後の真空把持の解除は、前記ガラス基板上のパネルの列について完了することをさらに含む請求項13に記載の方法。
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