JP3257861B2 - 基板の検査装置 - Google Patents

基板の検査装置

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JP3257861B2 JP11687393A JP11687393A JP3257861B2 JP 3257861 B2 JP3257861 B2 JP 3257861B2 JP 11687393 A JP11687393 A JP 11687393A JP 11687393 A JP11687393 A JP 11687393A JP 3257861 B2 JP3257861 B2 JP 3257861B2
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修 竹内
博 熊沢
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株式会社東京カソード研究所
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の検査装置、特に
液晶ディスプレイ等に用いる薄膜トランジスタ基板の検
査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、薄膜トランジスタ基板は、マト
リクス状に配列された(モザイク状、千鳥格子状等の配
列を含む)複数の画素電極と、画素電極に接続された薄
膜トランジスタ(TFT: Thin Film Transistor 以下
TFTという)とをガラス基板上に形成したものであ
る。また、前記薄膜トランジスタには、ゲート配線によ
って走査信号が供給され、データ配線によって、前記薄
膜トランジスタを介して前記画素電極にデータ信号が供
給され、これらのゲート配線、データ配線も基板上に形
成されている。
【0003】このTFT基板においては、製造工程での
ゴミやパターンずれ、絶縁膜の欠陥等に起因する配線の
短絡、断線、TFTの不良などに伴う画素欠陥が発生す
る場合があった。
【0004】従来、TFT基板の欠陥検査は、TFT基
板内の全てのゲート配線とデータ配線について、ゲート
配線とデータ配線に検査信号を印加した時の、両方の配
線の電気抵抗を測定し、配線の短絡と断線とを検出する
方法が採られていた。
【0005】図4に、従来の基板の検査装置の概略構成
図を示した。
【0006】ここで50はポジショナであって、プロー
ブ(触針)58を、基板11上の配線に位置決めして検
査を行う装置である。ポジショナ基台57上に、Y軸レ
バー53によってY軸方向に移動・位置決め可能なYス
テージ54が保持され、Yステージ54上にはX軸レバ
ー51によってX軸方向に移動・位置決め可能なXステ
ージ52が保持されている。このXステージ52にはZ
軸レバー55によってZ軸方向に移動・位置決め可能な
Zステージ56が保持され、Zステージ56には、プロ
ーブ58がアーム60によって固定されている。
【0007】チャック台12上に基板11が吸着固定さ
れると、手動によって各軸レバー51、53、55を操
作して、基板11上の所定の配線にプローブ58が接触
されるように位置合わせをしてから配線の検査をしてい
た。これを基板内の全てのゲート配線とデータ配線につ
いて行っていたので、一枚の基板の検査に長時間を有し
ていた。
【0008】また、TFTの不良に関する検査は、基板
の周辺にテスト用に設けたTFTを測定する以外に方法
はなく、TFT基板を液晶ディスプレイとして用いた場
合に、画像表示を行う画素電極を直接検査する手段がな
かった。
【0009】この画素電極を検査するために、最近、画
素電極とは非接触のプローブを用い、画素電極の検査を
行う方法が提案されている。
【0010】まず、基板上のゲート配線に検査用の走査
信号を印加して所望のTFTをオンさせる。同時にデー
タ配線に検査データ信号を印加し、このTFTに接続さ
れた画素電極に検査データ信号を書き込む。この時、検
査対象の画素電極上に、画素電極とは非接触のプローブ
を配置すると、画素電極にデータ信号が供給されていれ
ば、画素電極と非接触プローブとの間に容量結合が形成
され、この容量結合を増幅して測定することによって、
画素電極の動作検査を行う。これを、TFT基板上に形
成された全ての画素電極について行い、画素電極の欠陥
検査をするというものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポジシ
ョナ50を用いた検査装置に、非接触型のプローブを応
用した場合、基板上の全ての配線に、ポジショナ50に
よって接触プローブを接触させる動作に加え、全ての画
素電極に非接触プローブを配置させなければならないた
め、一枚の基板の検査時間が長時間となり、従来の画素
数の基板であっても実現性に乏しく、基板の大型化、細
密化に対応することは到底不可能であった。
【0012】そこで、本発明は、非接触プローブ型の基
板の検査装置にとって、最適な移動機構を提案すること
により、この非接触プローブ型の検査装置を実現可能と
することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、マトリクス状に配列された複数の画素電
極と、前記画素電極に信号を印加する複数の配線とを有
してなる基板の検査装置において、前記基板を着脱自在
に吸着可能なチャック台の移動機構部と、前記基板の配
線に信号を印加するためのプローブカードの移動機構部
とからなる第1移動機構部と、基台の上に前記第1移動
機構部を保持し、少なくとも一方向に基台ごと移動可能
な第2移動機構部とを有することを特徴とする。
【0014】更に、前記基板に非接触で前記画素電極の
動作検査を行う非接触プローブを有する場合、前記非接
触プローブは、前記基板上に、少なくとも前記第2移動
機構部の移動方向と異なる一方向に移動可能に保持、ま
たは固定されてなることを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明に基づく基板の検査装置は、第2移動機
構部上に、配線に検査信号を印加するための接触プロー
ブの移動機構部と、基板を保持するチャック台の移動機
構部とからなる第1移動機構部が保持されている。
【0016】このため、一旦、第2移動機構部上で、接
触プローブと基板上の配線との位置を決定し固定すれ
ば、第2移動機構部によって、非接触プローブに対し
て、接触プローブと基板とを同時に移動可能であり、検
査対象の画素電極上に、順次非接触プローブを配置させ
ても、接触プローブと配線との位置がずれない。
【0017】従って、位置合せの回数を最小限にするこ
とができる。
【0018】一般に、薄膜トランジスタ基板は、静電気
の影響でTFTが破壊されるのを防止するために、全て
のゲート配線が短絡されている。従って、第1移動機構
部を作動させることにより、基板上の1箇所に接触プロ
ーブを接触させれば、短絡されているゲート配線に接続
されている全てのTFTを制御することができる。ま
た、データ配線についてもゲート配線と同様短絡されて
いる。
【0019】このように、第1移動機構部によって接触
プローブの位置を決定・固定させた状態で、第2移動機
構部を作動して、TFTに接続されている全ての画素電
極に対し順次非接触プローブを配置させて検査を行うこ
とができるので、検査時間を大幅に短縮して欠陥検査を
行うことができる。
【0020】なお、これらの短絡は、薄膜トランジスタ
基板の製造工程の最終工程で切り離され、本来の薄膜ト
ラジスタ基板として機能する。
【0021】
【実施例】本発明の実施例に関わる基板の検査装置の例
を、図1、図2、図3を用いて説明する。図1は検査装
置の平面図、図2は検査装置をY軸方向から見た側面
図、図3はX軸方向から見た側面図であり、同一のもの
には同一の符号を付け説明を省略する。
【0022】図中、TFT基板11は、チャック台12
の上に着脱自在に吸着固定され、チャック台12は、θ
方向に回転可能なθステージ35上に保持されている。
【0023】接触プローブ14を有するプローブカード
15は、TFT基板11上のゲート配線とデータ配線に
検査信号を印加し、プローブカードステージ16に保持
されている。プローブカードステージ16は、プローブ
カードのX軸モータ17aと、中にボールネジを有する
プローブカードのX軸レール17bとからなるプローブ
カードXステージ17によって、X軸方向に移動・位置
決め可能に保持されている。
【0024】また、プローブカードXステージ17は、
プローブカードのY軸モータ25aと、中にボールネジ
を有するプローブカードのY軸レール25bと、Y軸ガ
イド25cとからなるプローブカードYステージ25上
に、Y軸方向に移動・位置決め可能に保持されている。
【0025】プローブカードステージ16は、Z軸モー
タ19aと、Z軸プーリー19bとからなるプローブカ
ードZステージ19を有し、TFT基板に対してZ方向
に移動・位置決め可能である。
【0026】従って、これらの移動機構部により、プロ
ーブカード15は、TFT基板11上のパターン13に
対し、XYZ及びθ方向に移動・位置決めが可能であ
る。
【0027】更に、TFT基板11に対してX方向、Y
方向、Z方向に移動可能なプローブカードの各XYZス
テージ17、25、19と、チャック台12のθステー
ジ35とからなる第1移動機構部は、Xステージ基台3
0dと、X軸モータ30aと、X軸スライドレール30
cとX軸ボールネジ30bとからなる第2移動機構部
(Xステージ)30のXステージ基台30d上に保持さ
れ、Xステージ基台30dごとX方向に移動可能であ
る。
【0028】なお、図3に示した非接触プローブ40
は、画素電極との容量結合を測定し、画素電極の欠陥検
査を行うためのものであり、TFT基板11上を、プロ
ーブ移動機構部41によってZ方向及び、基枠45に固
定されたレール42に沿ってY方向に移動・位置決め可
能に保持されている。
【0029】次に、本実施例に関わる基板の検査装置の
動作について説明する。
【0030】まず、接触プローブ14を、プローブカー
ドの各XYZステージ17、25、19と、チャック台
12のθステージ35とによって、TFT基板11上の
所望の配線に位置決めして、接触させる。
【0031】この時、ゲート配線には検査用の走査信号
を印加して所望のTFTをオンさせ、同時にデータ配線
には、検査データ信号を印加し、TFTに接続された画
素電極に検査データ信号を書き込む。
【0032】次に、第2移動機構部30によって、接触
プローブ14を配線に接触させたまま、TFT基板11
をXステージ基台30dごと移動させ、検査対象の所望
の画素電極上に、非接触プローブ40を配置させる。画
素電極に正常にデータ信号が供給されていれば、画素電
極と非接触プローブ40との間に容量結合ができるの
で、これを増幅して測定し、画素電極の欠陥検査を行
う。
【0033】一画素分の検査が終了すると、第2移動機
構部30によって、TFT基板11を移動させて、ゲー
ト配線の1ラインに接続されている全ての画素電極に対
して、順次非接触プローブ40を配置させて検査を行
い、次に、非接触プローブ40の移動機構部41によっ
て、非接触プローブ40を、TFT基板11上のY方向
に移動させて、他のゲート配線に接続されている画素電
極上に配置し検査を行う。これを全てのゲート配線につ
いて行えば、TFT基板11上に形成された全ての画素
電極の欠陥検査を行うことができる。
【0034】なお、第2移動機構部30によって、TF
T基板11をY方向に移動・位置決めし、データ配線の
1ラインに接続されている全ての画素電極に対して、順
次非接触プローブを配置させて検査を行い、次に、非接
触プローブ40をTFT基板11上のX方向に移動させ
て、他のデータ配線に接続されている画素電極上に配置
して検査を行っても良い。
【0035】第1移動機構部が、第2移動機構部30か
ら独立して、図3の基枠45に保持されているとする
と、非接触プローブ40に対して、第2移動機構部30
と、第1移動機構部のプローブカードXステージ17と
が、完全に同一速度で移動しなければ、TFT基板11
に対する接触プローブ40の位置ずれが発生する。
【0036】そこで、一旦接触プローブ14をTFT基
板11から離し、両者の位置を決めてから再び接触プロ
ーブ14をTFT基板11に接触させる動作が必要とな
る。しかし、以上のように、本実施例によれば、第2移
動機構部上にチャック台12の移動機構部と、プローブ
カード15の移動機構部とからなる第1移動機構部が保
持さているので、非接触プローブ40に対して、TFT
基板11が移動しても、接触プローブ14と基板との位
置がずれない。
【0037】従って、位置合せの回数を最小限にするこ
とができ、検査時間を短縮することが可能である。な
お、X、Y、Z方向の移動機構部は、それぞれモータに
よって駆動されるため、従来のポジショナの如く人手に
頼っていた工程を、自動化することが容易であるため、
検査時間を更に短縮可能である。
【0038】なお、本実施例では、プローブカード15
をTFT基板11に対して移動させていたが、第2移動
機構部30上にプローブカードステージ16を固定し
て、チャック台12をX方向、Y方向に移動可能な移動
機構を設けても良い。
【0039】更に、本実施例では非接触プローブを用い
た基板の検査装置についてのみ説明したが、本実施例の
構成によれば、接触プローブを用いて、配線の短絡、断
線を検出する検査装置においても効果を有するものであ
る。
【0040】すなわち、先端に接触プローブを有するプ
ローブカードの移動機構部と、基板を保持するチャック
台の移動機構部とからなる第1移動機構部が、上述の第
2移動機構部上に保持されていれば、第2移動機構部上
に複数の第1移動機構部を設け、この第1移動機構部に
保持されている各TFT基板を検査しながら移動させる
ことができるので、一台の検査装置において、並列的に
複数の基板の検査を行う場合、チャック台にTFT基板
を供給、排出するための装置の移動量を最小限にするこ
とが可能となる。また、各種移動機構部をモータで駆動
できるので、検査工程の全自動化に非常に有利になる。
【0041】また、基板はTFT基板に限らず、他の半
導体素子基板であっても応用可能である。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る基板
の検査装置によれば、第2移動機構部上に、チャック台
の移動機構部と、プローブカードの移動機構部とからな
る第1移動機構部が保持さているので、非接触プローブ
に対して、基板が移動しても、接触プローブの基板に対
する位置がずれない。
【0043】従って、位置合せの回数を最小限にするこ
とができ、検査時間を短縮することが可能である。ま
た、X、Y、Z方向の移動機構部は、それぞれモータに
よって駆動されるため、従来のポジショナの如く人手に
頼っていた工程を、自動化することが容易であるため、
検査時間を更に短縮可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る検査装置の平面図であ
る。
【図2】本発明の実施例に係る検査装置のY軸方向から
みた側面図である。
【図3】本発明の実施例に係る検査装置のX軸方向から
みた側面図である。
【図4】従来の基板の検査装置の概略構成図である。
【符号の説明】
11 TFT基板 12 チャック台 13 基板のパターン 14 接触プローブ 15 プローブカード 16 プローブカードステージ 17 プローブカードXステージ 17a プローブカードX軸モータ 17b プローブカードX軸レール 19 プローブカードZステージ 19a プローブカードZ軸モータ 19b プローブカードZ軸プーリー 25 プローブカードYステージ 25a プローブカードY軸モータ 25b プローブカードY軸レール 25c プローブカードY軸ガイド 30 Xステージ 30a X軸モータ 30b X軸ボールネジ 30c X軸スライドレール 30d Xステージ基台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−314032(JP,A) 特開 平4−244973(JP,A) 特開 平2−287272(JP,A) 実開 昭55−87(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配列された複数の画素電
    極と、前記画素電極に信号を印加する複数の配線とを有
    してなる基板の検査装置において、 前記基板を着脱自在に吸着可能なチャック台の移動機構
    部と、前記基板の配線に信号を印加するためのプローブ
    カードの移動機構部とからなる第1移動機構部と、 基台の上に前記第1移動機構部を保持し、少なくとも一
    方向に基台ごと移動可能な第2移動機構部とを有するこ
    とを特徴とする基板の検査装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の基板の検査装置におい
    て、更に、 前記基板に非接触で、前記画素電極の動作検査を
    行う非接触プローブ有し、 前記非接触プローブは、前記基板上に、少なくとも前記
    第2移動機構部の移動方向と異なる一方向に移動可能に
    保持、または固定されてなることを特徴とする請求項1
    記載の基板の検査装置。
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