JP2549882B2

JP2549882B2 - 検査装置

Info

Publication number: JP2549882B2
Application number: JP1655188A
Authority: JP
Inventors: 俊裕米沢; 憲次五味
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-01-27
Filing date: 1988-01-27
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JPH01192130A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、被検査基板を支持して検査する検査装置に
係り、特にその検査装置の基板収納部と検査部との間で
被検査基板を把持搬送する把持搬送装置に関する。

（従来の技術）一般に目視観察装置、例えば液晶表示基板（以降LCD
と略記する）を観察検査する目視観察装置は、LCD上の
多数の画素の電気的特性を観察するために、上記画素の
電極にプローブ端子電極を接触させ、このプローブ端子
電極を電源に接続することで、画素の表示を目視観察検
査するものである。

上述した目視観察装置は、LCDなどの被検査基板をLCD
観察検査部まで搬送するローダ部と、このローダ部から
搬送されてきたLCDを観察検査する検査部とから構成さ
れている。

上記ローダ部側から上記検査部側にLCDを搬送するに
は、ローラ搬送またはベルト搬送が主流であったが、上
記検査部（３）においてLCDを傾斜状態に保持して観察
することが便宜なため、上記検査部（３）に搬送される
LCD自体を、傾斜角度を有した状態で上記検査部（３）
に搬送する社会的要望がある。そのために、LCDが略水
平方向に収納されたカセットからLCDを取り出して水平
に搬送したのち、この水平なLCDを傾斜させ、上記LCDを
傾斜状態で把持して搬送させることが可能な機構につい
ても提案されている。

また、従来の装置では、LCDなどの被検査基板を把持
搬送中に、停電・誤遮断等の理由により検査装置の電流
が遮断すると、把持装置の被検査基板に対する把持力が
弱まり、その結果被検査基板が落下すると破壊したガラ
ス等が飛び散り、その清掃は大変でありかつ時間を要す
るため、たとえ電流が遮断した場合でも、LCDに対する
把持力が維持され、LCDを落下させない構造が強く要望
されていた。

そこで、従来の把持技術としては、実開昭60−79742
号公報に記載されたものがある。

上記公報では、左右対称に配置された把持アームと、
この把持アームをラック・ピニオン機構で互いに近接す
るように摺動する駆動部と、上記把持アームがコイルス
プリングを介して互いに引き合うように設け、角マスク
チャックを上記コイルスプリングで把持したものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の把持機構では被把持
体を把持する把持部と、この把持部を駆動させる駆動部
とが同じ場所に隣接した構成になっているため、この把
持機構を他の装置に用いる場合に、この装置全体が大型
化してしまうという欠点があった。

また、上記把持機構全体を片持ち支持のアームに固着
し、このアームを移動させて被把持体を搬送する場合
に、上記片持ち支持のアームが曲がるという欠点があっ
た。

したがって、本発明の目的とするところは、上述した
従来の欠点に鑑みてなされたもので、目視観察装置に配
置しても大型化することのない把持装置を備えた検査装
置を提供することにある。

さらにまた本発明の目的とするところは、被検査基板
の搬送時に停電、誤遮断等の理由により電流が遮断され
た場合であっても、把持力が弱まらず、被検査対象の落
下を防止することが可能な把持装置を備えた検査装置を
提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも１
つの被検査基板を略水平方向に収納する被検査基板収納
部と、支持台により支持固定された前記被検査基板上の
電極にプローブ針を電気的に接触させて当該被検査基板
の電気的特性を検査する検査部と、前記収納部と前記検
査部との間で前記被検査基板を搬送するローダ部とから
構成された検査装置において、ローダ部において被検査
基板を把持搬送する把持搬送装置は、被検査基板を把持
する把持ピンを把持方向に弾性的に付勢するスプリング
部材と、そのスプリング部材の弾性力に抗して把持ピン
を把持解除方向に駆動して被検査基板の把持ピンによる
把持解除を行うエアシリンダとを備えており、前記スプ
リング部材による付勢方向と前記エアシリンダの駆動方
向とは実質的に同一であることを特徴としている。

（作用）本発明の把持機構によれば、被検査基板を把持する場
合には電気的駆動力とは無関係なスプリングで把持ピン
を把持方向に弾性的に付勢することにより被検査基板を
把持固定している。また基板の把持解除を行う場合には
エアシリンダにより上記スプリングによる弾性力に抗し
て把持ピンを把持解除方向に駆動して被検査基板を解放
するように構成されている。そのため、搬送中に停電や
誤遮断等の理由により電流が遮断しても、スプリングに
よる把持力が維持され、被検査基板を落下させることが
ない。かかる効果は、特に、被検査基板を傾斜状態で把
持搬送する場合に有効に作用する。

さらに、把持ピンによる被検査基板の把持を開始する
場合にも、エアシリンダのエア流量を調整することによ
り、スプリングの弾性力を被検査基板に対して徐々に利
かせることが可能となり、被検査基板を傷つけることが
ない。

さらにまた本発明の把持機構のエアシリンダ機構に関
しては、把持ピンを把持解除方向に駆動するエアシリン
ダ機構と、このエアシリンダ機構自体を駆動する駆動部
とを分割配置することが可能である。その際に、上記エ
アシリンダ機構は把持部材近傍に配置し、上記駆動部は
把持部材以外の場所に設置することが可能なので、把持
部材近傍に配置される機構部材の点数を極力抑えること
ができ、大型の被検査基板を搬送する場合にも邪魔にな
らない。

また、本発明の把持機構によれば、スプリングによる
付勢方向とエアシリンダの駆動方向とが実質的同一とな
るように配置されので、第１図および第３図に明示され
ているような、片持ち構造のアームを容易に構成するこ
とができる。

（実施例）以下、本発明把持装置を目視観察プローバに適応した
一実施例を図面を参照して具体的に説明する。

先ず、本実施例目視観察プローバの外観構成について
説明すると、第８図に示すように、この目視観察プロー
バ（１）は大別してLCDを搬送するローダ部（２）と、
搬送されたLCDを目視観察検査する検査部（３）とから
構成されている。

尚、上記検査部（３）に関連するものとして、操作す
る操作面（４）と、この目視観察プローバ（１）を稼働
させるために必要な情報を入力するキーボード（５）
と、上記LCDを上部から観察する顕微鏡（６）と、上記L
CDの位置決め、すなわち、アライメントする過程を映し
出す表示装置（７）とが上記目視観察プローバ（１）に
上方向部の筺体上に配置されている。

上記ローダ部（２）と検査部（３）とは並列に一対に
構成されているが、LCDの搬送方向の傾きが異なってい
る。例えば、ローダ部（２）側では水平方向に二次元的
に移動搬送するのに対し、検査部（３）側では傾斜され
た傾斜面、例えば45゜の傾斜面に対して二次元的に移送
するようになっている。また、上記検査部（３）は傾斜
された構成なので、上記ローダ部（２）からLCDを受け
取った後に、このLCDを傾斜させて検査部（３）まで移
送するようになっている。

以上で本実施例目視観察プローバ（１）の概略的な説
明をした。

上記ローダ部（２）について詳細に構成および作用を
説明する。

上記ローダ部（２）は第７図で示すように、例えば４
インチ角のLCD（８）を多数間隔を設けて並列方向に収
容しているカセット（９）よりLCD（８）を取出し、さ
らに所定の位置まで搬送し、上記LCD（８）をプリアラ
イメント板（10）でプリアライメントして、サブチャッ
ク（11）頂面上で吸着したのち、所定高さ位置まで上昇
させて上記検査部（３）側の移送部（14）に移送される
のを待つ状態に維持させる。

また検査部（３）で検査終了したLCD（８）が移送さ
れてきて、サブチャック（11）上に載置されると、この
LCD（８）は搬送されてカセット（９）内に戻される。
ここで所定位置とは、サブチャック（11）の頂面上の回
転中心と供にプリアライメントする位置でもある。

上記LCD（８）をプリアライメントするプリアライメ
ント板（10）について第６図を参照して、さらに説明す
ると、上記プリアライメント板（10）は、上述した操作
面（４）側近傍に配置した昇降部（12）のサブチャック
（11）位置と、一定の距離Ｌ離れた位置に設けられてい
る。この距離Ｌ離れた位置を一般にプリアライメント板
（10）のホームポジション（10a）という。

上記のプリアライメント板（10）面は、LCD（８）面
と平行に形成されている。またLCDの受け渡し時に、上
記サブチャック（11）の回転中心（25a）が上記プリア
ライメント板（10）と重なることが可能なように構成さ
れている。

また、上記サブチャック（11）と上記プリアライメン
ト板（10）の中心が重なったとき、上記サブチャック
（11）が上下動昇降の時に通過できるように、上記プリ
アライメント板（10）の中心にはＵ字形溝部（10b）が
切欠かれている。

上記プリアライメント板（10）の作用について説明す
る。先ず、操作面（４）近傍に設けられている昇降部
（12）のサブチャック（11）が取出しアーム（13）から
受け取ったLCD（８）をプリアライメント板（10）に載
置する。

つぎにプリアライメントする動作を第５図を参照して
説明する。先ず、ホームポジションから搬送されたプリ
アライメント板（10）に摺動自在に設けられている摺動
コマ（10c）がLCD（８）の中心がサブチャック（11）の
中心と重なるように作用して摺動する。

この摺動コマ（10c）の摺動によりLCD（８）の中心が
サブチャック（11）の中心に移動してプリアライメント
されることになる。

プリアライメントの処理を終了した摺動コマ（10c）
はLCD（８）の側面から離間する。

つぎに上部サブチャック（11）がプリアライメント板
（10）のＵ字形の溝部（10b）を通過するように上昇し
てLCD（８）を受け取り、所定の高さにLCD（８）を載置
することになる。

また、プリアライメント板（10）はホームポジション
（10a）位置に戻るようになっている。

上記一連の動作は、予め記憶されたプログラムに従っ
て各パルスモータの駆動を支持して実行されている。

以上で上記ローダ部（２）の構成および作用の説明を
終る。

次に、上記検査部（３）について説明する。

先ず、上記検査部（３）は、第７図に示すように上述
したローダ部（２）側のサブチャック（11）に載置した
LCD（８）を検査部（３）の下側に設けられた移送部（1
4）の把持装置（15）が把持し、検査中心（17）まで移
動し、支持台（18）面に真空圧で吸着した後、上記支持
台（18）が傾斜されている基台（20）面に沿って、Ｘ
軸、Ｙ軸およびθ方向に移動制御してLCD（８）をアラ
イメント（本位置合わせをいう）している。

その後、アライメントされたLCD（８）の電極にプロ
ーブ端子電極（19）を接触させて、通電し、LCD（８）
の画素を目視観察するものである。

上記検査部（３）は支持台（18）を備え、この支持台
（18）は、傾斜した基台（20）面に平行にＸ軸方向およ
びＹ軸方向に移動制御され、またＺ軸方向（傾斜面と直
交する方向をいう）に移動制御され、さらに、θ方向に
回転制御可能である。ここで、この支持台（18）の表面
にはLCD（８）が吸着するようになっており、このLCD
（８）と平行に設けられたヘッドプレート（21）にはLC
D（８）の電極に接触するプローブ端子電極（19）が配
設されている。

以上で上記検査部（３）の検査中心（17）部の構成に
ついて説明を終る。

次に、上述したローダ部（２）側から検査中心（17）
部までLCD（８）を移動する移送部（22）の構成につい
て第７図を参照して説明する。

上記移送部（14）は検査部（３）側に設けられてい
る。そして上述したように、所定の高さまで上昇させた
サブチャック（11）上のLCD（８）を保持したのち、一
定距離、例えばＭ距離移動して検査中心（17）に配置さ
れている支持台（18）面上空まで移動するものである。
この支持台（18）上空に移動されたLCD（８）は、第４
図に示すように、支持台（18）を矢印の方向にＺ軸方向
駆動によって上昇させてLCD（８）裏面に密着させるこ
とにより、支持される。また、上記移送部（14）は検査
後のLCD（８）を支持台（18）から受け取り、サブチャ
ック（11）の位置まで移動して、サブチャック（11）に
受け渡すものである。

また上記支持台（18）の表面には、LCD（８）の授受
の際に保持装置（15）の一部が緩衝しない程度に対応面
に逃げ溝（23）が切欠されている。

上記移送部（14）の構成は第６図に示すように、上述
したサブチャック（11）からLCD（８）を把持する把持
装置（15）と、この把持装置（15）を支持するアーム
（24）と、このアーム（24）を検査中心（17）から、サ
ブチャック中心（25）まで往復移動する移動部（26）
と、この移動部（26）全体が回動されて上記アーム（2
4）に設けられている把持装置（15）をサブチャック（1
1）面と平行に設けられている状態から、傾斜された支
持台（20）の面と平行に配置するように回転する回動部
（27）とから構成されている。

上記移動部（14）は、第３図（ａ）に示すように、プ
リアライメント後のLCD（８）がサブチャック（11）に
載置された状態で、上記アーム（24）に設けた把持装置
（15）がLCD（８）を把持するように作用する。つぎ
に、第３図（ｂ）、（ｃ）に示すように上記LCD（８）
を把持したアーム（24）は、上述した回動部（27）で検
査部（３）と平行になるように回転することになる。

上記回転した状態でのアーム（24）は第６図で示すよ
うにサブチャック中心（25）から検査中心（17）まで例
えばＭ距離移動することになる。

上記検査中心（17）に到達したアーム（24）の把持装
置（15）に把持されたLCD（８）に対して、上述した支
持台（18）がＺ軸方向に上昇して上記LCD（８）の底面
と接触して吸着することになる。

上記支持台（18）にLCD（８）を受け渡したのちに、
上記支持台（18）がＺ軸方向に降下すると供に、上記ア
ーム（24）は所定位置に戻ることになる。

上記アーム（24）に設けた把持装置（15）について、
さらに詳しく第１図および第２図を参照して説明する。

上記把持装置（15）は、把持機構（28）と、この把持
機構（28）を駆動させる駆動部（22）とから構成されて
いる。LCD（８）を把持する上記把持機構（28）が、上
記アーム（24）の先端に設けられている。

上記先端の中央はLCD（８）の中心位置でもあり、こ
の中心に上記把持装置（28）の支点スタッド（29）が支
持台（18）面と直交するようにしてアーム（24）に固着
されている。

上記支点スタッド（29）には、リンク部材（30）の中
心部がリベット等で水平に回動可能に軸着されている。

さらに、上記リンク部材（30）のそれぞれの端部に
は、上記リンク部材（30）の長さの半分の長さを有した
短リンク部材（31）がＶ形状になるように配置され、上
記短リンク部材（31）の端部はリベット等で回動可能に
軸着されている。

また、上記短リンク部材（31）の端部がリンク部材
（30）と軸着された反対端には、引張コイルスプリング
（32）が上記支点スタッド（29）との間に張架されてい
る。

そして、上記短リンク部材（31）の引張コイルスプリ
ング（32）が張架している下方に、LCD（８）を把持す
る把持ピン（33）が各短リンク部材（31）に設けられて
いる。

このように構成された把持機構（28）はアーム（24）
の底板（34）で覆うように固着されている。

上記底板（34）には上記把持ピン（33）が突出してLC
D（８）を把持するように移動する方向に沿って長穴が
穿設されている。

上記把持ピン（33）は、支点スタッド（29）を中心に
して両側に把持ピン（33）を各１本ずつ配置する構造と
することが可能であるが、この実施例では、片側に１
本、他の片側に２本設けて、LCD（８）の把持安定を図
っている。例えば、上記支点スタッド（29）を中心にし
て、片側に短リンク部材（31）の引張コイルスプリング
（32）を張架する位置に１本設けると供に、他の片側に
短リンク部材（31）の引張コイルスプリング（32）を張
架する位置に平行移動する移動板（36）を設け、この移
動板（36）に一定の間隔で２本並列して設けた構成にな
っている。

従って、サブチャック（11）上のLCD（８）を把持す
る把持機構（28）は、LCD（８）の両側端面を引張コイ
ルスプリング（32）の弾性力で把持するように作用して
いる。この把持されたLCD（８）は把持力を解除するこ
とにより支持台（18）に受け渡し可能である。

次に、本実施例目視観察プローバ（１）に用いた上記
把持装置（15）の特徴的構成について説明すると、第１
図に示すように、把持装置の把持ピン（33）が、外部か
ら動力を加えられていない状態（例えば、通電のない状
態）では、上記引張コイルスプリング（32）により縮ま
る方向（すなわち、基板を把持する方向）に弾性付勢さ
れているが、エアシリンダ（37）を動作させることによ
り、把持ピン（33）が上記引張コイルスプリング（32）
の弾性力に抗して拡がる方向（すなわち、基板の把持を
解除する方向）に強制される構成にある。

即ち、上記把持装置（15）はLCD（８）を把持する場
合には上述したように弾性力部材を設けて、この弾性力
で把持ピン（33）が強制的にLCD（８）を把持してい
る。

これに対して、上記弾性力と反対方向に強制的に把持
解除するエアシリンダ（37）をアーム（24）の移動部近
傍に固着している。

そして、上記エアシリンダ機構（37）から突出するピ
ストンロッド（38）の先端は、上記短リンク部材（31）
の引張コイルスプリング（32）を掛けた位置に中間リン
ク（39）を介して軸着されている。さらに、上記エアシ
リンダ（37）の内空部（40）には、エアが供給されない
ときにLCD（８）を把持する方向に弾性力が働くように
コイルバネ（41）が設けられている。そして、第１図に
明示されているように、コイルバネ（41）の弾性付勢方
向と、エアシリンダ（37）の動作方向とが実質的に一致
するように配置されている。

以上で、LCD（８）を弾性力で、強制把持する把持機
構について説明したが、つぎにこの把持機構（28）を解
除させるよう駆動する駆動部（22）について説明する。

上記駆動部（22）は、上記エアシリンダ（37）の内空
部（40）にビニール管で連通されており、この駆動部
（22）は、エアを供給する供給源（42）と、スピードコ
ントロール（43）およびソレノイド（44）とから構成さ
れている。

上記エアシリンダ（37）のエアの供給は、CPU（45）
の命令により上記ソレノイド（44）を介して制御される
ように構成されている。

次に作用について説明する。

ローダ部（２）で、カセット（９）より一枚のLCD
（８）を取出し、これをプリアライメントした後にロー
ダ部（２）のサブチャック（11）にLCD（８）が受け渡
され、このサブチャック（11）が所定高さまで上昇す
る。また検査部（３）では移送部（26）に設けられた把
持装置（15）で上記サブチャック（11）の所定高さまで
上昇して停止しているLCD（８）を把持して、検査中心
（17）まで移動し、検査中心（17）の支持台に吸着し、
プローブ端子電極（19）を接触させて、通電によってLC
D（８）の目視観察検査をすることになる。

ここで、上記把持装置（15）に関しては、上記サブチ
ャック（11）に載置したLCD（８）を把持装置（15）で
把持して、検査中心（17）まで移動中に停電が生じた場
合であっても、上記LCD（８）の把持状態が続行される
ことが不可欠である。また片待ち支持のアームの先端に
上記把持装置（15）を設ける必要があるので、そこには
把持にともなう最小限の部品のみを取付けて、直接把持
に関係のない部品を別の所に配置する構成を採用するこ
とも不可欠である。

本実施例目視観察プローバ（１）では、目視観察プロ
ーバ（１）の電源が誤って遮断されても、LCD（８）を
落下させることなく、また片待ち支持形状のアーム（2
4）の先端に設けた把持装置（15）の荷重が、アーム（2
4）自身を変形させない構成になっている。

すなわち、LCD（８）を把持する方向には、電気およ
びエア等の駆動力を用いて把持していないので、誤って
目視観察プローバ（１）の電源を遮断しても、把持力に
は影響される部分がない。またエアシリンダ機構（37）
の駆動力をLCD（８）の把持解除に使用するので、LCD
（８）の把持解除する機構を有したアーム（24）の位置
と、上記エアシリンダ（37）にエアを供給するコントロ
ール部分とを分割可能である。そのため、上記アーム
（24）の部分には駆動部を設ける必要がなくなり、LCD
（８）をローダ部（２）から検査中心（17）まで移動す
る移送部（14）を小型化した、目視観察検査プローバ
（１）を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の検査装置によれば、被
検査基板を水平位置と傾斜位置との間において把持搬送
する際に停電や誤遮断等の理由により電流が遮断した場
合であっても把持力が維持されるので、被検査基板を落
下させるおそれがない。

とりわけ、被検査基板が液晶表示板である場合には、
その液晶表示板が落下するとガラスが飛び散るため検査
装置を一旦停止して清掃を行う必要があるが、本発明に
よれば、かかる製造工程の中断の防止に有効な検査装置
を提供できる。

さらに、本発明によれば、エアシリンダの駆動力を被
検査基板の把持解除に使用するだけなので、エアシリン
ダ部とエアシリンダ自体を駆動する駆動部とを分割配置
することが可能となり、従って、アーム部分には駆動部
を設ける必要がないので、アーム部分を最小限の部品点
数で構成することが可能となり、移送部小型化を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明検査装置の全体を説明するための説明
図、第２図は第１図の検査装置が被把持体のLCDを把持
した状態を説明した把持機構の断面図、第３図は第１図
の把持機構がLCDを把持する動作を説明するための動作
説明図、第４図は第１の把持機構がLCDを支持台に受け
渡す動作を説明するための動作説明図、第５図は本発明
の検査装置を用いた目視観察装置におけるLCDのプリア
ライメントする動作を説明する動作説明図、第６図は本
発明を適用した目視観察プローバのローダ部および検査
部を説明するための上面図、第７図は本発明を適用した
目視観察プローバの一実施例の筺体を外した内部配置構
成を説明するための説明図、第８図は本発明を適用した
目視観察プローバの一実施例の外観構成を示す斜視図で
ある。１……目視観察プローバ、２……ローダ部、３……検査部、４……操作面、５……キーボード、７……表示装置、８……LCD、９……カセット、 10……プリアライメント板、 10a……ホームポジション、 12……昇降部、13……取出アーム、 14……移送部、15……把持装置、 17……検査中心、18……支持台、 22……駆動部、24……アーム、 25……サブチャック、26……移動部、 27……回動部、28……把持機構、 29……支持スタッド、30……リンク部材、 31……短リンク部材、 32……引張コイルスプリング、 33……把持ピン、34……底板、 35……ガイド穴、36……移動板、 37……エアシリンダ機構、38……ピストンロッド 39……中間コイル、40……円空部、 41……コイルバネ、

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの被検査基板を略水平方向
に収納する被検査基板収納部と、支持台により支持固定
された前記被検査基板上の電極にプローブ針を電気的に
接触させて当該被検査基板の電気的特性を検査する検査
部と、前記収納部と前記検査部との間で前記被検査基板
を搬送するローダ部とから構成された検査装置におい
て、前記ローダ部において前記被検査基板を把持搬送する把
持搬送装置は、前記被検査基板を把持する把持ピンを把
持方向に弾性的に付勢するスプリング部材と、そのスプ
リング部材の弾性力に抗して前記把持ピンを把持解除方
向に駆動して前記被検査基板の前記把持ピンによる把持
解除を行うエアシリンダとを備えており、前記スプリン
グ部材による付勢方向と前記エアシリンダの駆動方向と
は実質的に同一であることを特徴とする、検査装置。