JP3978178B2 - 回路パターン検査装置及び回路パターン検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に形成された導電パターンの良否を検査可能な回路パターン検査装置及び回路パターン検査方法に関するものである。

基板上に導電パターンを形成してなる回路基板を製造する際には、基板上に形成した導電パターンに断線や、短絡がないかを検査する必要があった。

従来から、導電パターンの検査手法としては、例えば、特許文献１のように、導電パターンの両端にピンを接触させて一端側のピンから導電パターンに電気信号を給電し、他端側のピンからその電気信号を受電することにより、導電パターンの導通テスト等を行う接触式の検査手法（ピンコンタクト方式）が知られている。電気信号の給電は、金属プローブを全端子に立ててここから導電パターンに電流を流すことにより行われる。

このピンコンタクト方式は、直接ピンプローブを接触させるために、Ｓ／Ｎ比が高いという長所を有する。

しかしながら、近年では、導電パターンの高密度化により、接続用配線ピッチも細密化しており、５０μｍを下回るものも登場してきている。狭ピッチ多本数のプローブで構成されるプローブカードは製造コストが高い。

また同時に、配線パターンが異なるごとに（検査対象ごとに）使用に応じた新たなプローブカードを製作しなければならなかった。このため、検査コストが高くなり電子部品の低コスト化に対して大きな障害となっていた。

また、微細な構造上プローブカードは脆弱であり、実際の使用に当たっては常に破損の危険性を考慮する必要があった。

このため、特許文献２に示すような、検査対象の導体パターンの一端にピンプローブを直接接触させて交流成分を含む検査信号を印加し、他端のプローブでは導体パターンに接触させずに所定の間隔離反させた状態に位置決めし、容量結合を介して前記検査信号を検出する接触−非接触併用方式も提案されていた。

この接触−非接触併用方式は、パターン線の他端のプローブはピンプローブにようにパターンに直接接触させる必要がないので、位置決め精度を粗くできる。更に、非接触部を複数のパターン線について共通化できるので、プローブの本数を削減できる。そのために導電パターンの間隔が微細な場合にも対応可能である。

特開昭６２−２６９０７５号 特開平１１−７２５２４号公報

しかしながら、上記接触−非接触併用方式は、導電パターンの両端部位置に配設するプローブやプローブからの検出信号処理などは、導電性パターンの配設間隔に従って設けられているため、導電パターンの形状はあらかじめ決められた一種類であり、導電パターンが異なれば治具もまたパターンに合わせて製作する必要があった。

また、上記接触−非接触併用方式で、ピンプローブを直接接触させる検査対象の導体パターンの一端も細密化しており、ピンプローブが接触させることが困難になってきている。また、ピンプローブを接触させることでの検査対象の導体パターンが破損する危険性も避けられなかった。

本発明は上記従来技術の課題を解決することを目的としてなされたもので、精細な配線パターンを、簡単な構成で、かつ配線パターンの変更にも対応できる検査装置及び検査方法を提供することにある。係る目的を達成する一手段として、例えば本発明に係る一発明の実施の形態例は以下の構成を備える。

即ち、回路パターン検査装置は、検査対象領域に所定幅でほぼ棒状に形成され両端近傍が列状に形成された導電性の複数のパターンのうち１つの検査対象パターンに交流の検査信号を供給し、前記検査対象パターンより信号を検出して前記検査対象パターンを検査する回路パターン検査装置であって、前記検査対象パターンの一端に前記検査信号を供給する供給電極を有する供給手段と、少なくとも前記パターンの２列分の幅を有し、前記検査信号が供給される前記検査対象パターンと、前記検査信号が供給される前記検査対象パターンに隣接するパターンとにそれぞれ容量結合する検査電極を有する検出手段と、前記供給電極と前記検出電極とを、それぞれの移動支持部材に搭載し、前記検査対象パターンから離間させつつ、順次、対向する前記検査対象パターンとを容量結合させる状態で前記検査対象パターンの前記両端を横切り移動させる第１の移動手段とを備え、前記第１の移動手段は、前記供給電極と前記検出電極が同一検査対象パターンの一端及び他端の上方を通過するように同期させて移動し、且つ前記検出手段が前記検査対象パターン及び前記隣接するパターンにおける前記容量結合の変化により得た前記検査信号から前記検査対象パターンの断線又は短絡による不良を検出する。

さらに、回路パターン検査方法は、検査対象領域に所定幅でほぼ棒状に形成され両端近傍が列状に形成された導電性の複数のパターンのうち１つの検査対象パターンに交流の検査信号を供給する供給電極を有する供給手段と、少なくとも前記パターンの２列分の幅を有し、前記検査対象パターンより信号を検出する検出電極を有する検出手段とを備え、前記検査対象パターンの良否を検査する回路パターン検査装置におけるパターン検査方法であって、前記供給電極から離間する前記検査対象パターンに前記検査信号が供給され、前記検出手段が前記検査対象パターンと該検査対象パターンに隣接するパターンとの少なくとも２列のパターンに離間して容量結合し、前記容量結合の状態を維持しつつ、前記供給電極と前記検出電極が同一検査対象パターンの一端及び他端の上方を通過するように同期させて移動し、前記検査対象パターン及び前記隣接するパターンにおける前記容量結合の変化により得た前記検査信号から前記検査対象パターンの断線又は短絡による不良を検出する。

以上説明したように本発明によれば、確実に検査対象パターンの不良を検出することができる。

更に、パターン不良状況も容易に認識することが可能となり、具体的な不良箇所の特定も可能となる。

更に、検査対象表面に凹凸があってもパターンを損傷することなく確実に検査することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。以下の説明は、検査するべきパターンとして液晶表示パネルを形成するドットマトリクス表示用パネルにおける張り合わせ前のドットマトリクスパターンの良否を検査する回路パターン検査装置を例として行う。

しかし、本発明は以下に説明する例に限定されるものではなく、少なくとも検査対象領域の両端近傍が列状に形成されている検査対象パターンであればなんら限定されるものではない。

〔第１の発明の実施の形態例〕

図１は本発明に係る一発明の実施の形態例のパターン検査原理を説明するための図である。

図１において、１０が本実施の形態例の検査するべき導電性パターンの配設されている基板であり、本実施の形態例では液晶表示パネルに用いるガラス製の基板を用いている。

ガラス製基板１０の表面には本実施の形態例の回路パターン検査装置で検査するドットマトリクス表示パネルを形成するための導電パターン１５が一定間隔で列状に配設されている。図１に示す導電パターン例では各パターン１５の幅がほぼ同一であり、各パターン間隔もほぼ等間隔となっている。しかし、本実施の形態例では、各パターン間隔が等間隔でなくとも同様に検査を行うことができる。

２０はセンサ部、３０は検査信号供給部、５０はセンサ部２０よりの検出信号を処理して制御部６０に出力するアナログ信号処理回路、６０は本実施の形態例の検査装置全体の制御を司る制御部、７０はスカラーロボット８０を制御するロボットコントローラ、８０は液晶パネル１０を検査位置に位置決めしてホールドすると共にロボットコントローラ７０の制御に従ってセンサ部２０のセンサ電極及び検査信号供給部３０の供給電極が液晶パネル１０の検査対象の導電パターンのすべての接続端子を順次横断するように走査するスカラーロボットである。

本実施の形態例ではスカラーロボット８０は、検査対象基板（液晶パネル）１０を所定に検査位置に位置決めするために、三次元位置決め可能に構成されている。同様に、センサ部２０、検査信号供給部３０を検査対象基板１０の表面と所定の距離に保ちつつ検査対象パターン上を移動させるよう三次元位置決め制御が可能に構成されている。

なお、以上の説明はスカラーロボット８０でセンサ部２０、検査信号供給部３０を検査対象基板１０の表面と所定の距離に保ちつつ検査対象パターン上を移動させる例を説明した。しかし、本実施の形態例は以上の例に限定されるものではなく、センサ部２０、検査信号供給部３０を固定とし、検査対象基板１０をセンサ部２０、検査信号供給部３０の先端電極２５，３５の表面と所定の距離に保ちつつ基板を移動させるように制御しても良い。このように制御しても全く同様の作用効果が得られる。

なお、実際の検査制御においては、各パターン間隔が等間隔でない場合や双端部のパターンピッチが異なっていた場合に、センサ電極２５の移動距離と供給電極３５の移動距離とを互いに同期させ、少なくともセンサ電極２５の一部を必ず供給電極３５が実際に検査信号を供給しているパターンの他方端部位置となるように制御する必要がある。この様に制御すれば、例え各パターン間隔が等間隔でなかったり、双端部のパターンピッチが異なっていたとしても、単にスカラーロボットの両電極移動速度の制御で対応することができる。

本実施の形態例に係るセンサ部２０及び検査信号供給部３０の少なくとも先端部表面には、それぞれセンサ電極２５及び供給電極３５が配設されている。センサ電極２５及び供給電極３５は、金属、例えば銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）で形成されている。なお、各電極を保護のため絶縁材で被覆してもよい。また、例えば半導体を電極として使用してもよいが、金属により電極を形成しているのは、導電パターンとの間の静電容量を大きくできるからである。

検査信号供給部３０は、スカラーロボット８０により液晶パネル１０などの検査対象パターンの一方端子部などを横断するように移動し、各検査対象パターンに容量結合を介して順次検査信号を供給するものであり、先端部の供給電極３５の幅は、例えば検査対象パターンのパターンピッチ以下（検査パターンのパターン幅及びパターン間隙以下の大きさ）とすることが望ましい。

これは、供給電極３５の幅が検査対象パターンのパターンピッチより大きいと、センサ部２０のセンサ電極２５が検査信号を検出する際に、検査対象パターン以外の検査対象パターンからの検査信号を検出してしまうからである。

但し、供給電極３５の幅を、必ず検査対象パターンのパターンピッチ以下としなければならないわけではなく、複数の検査対象パターンとこのパターンに隣接するパターンさえ把握できれば、詳細を後述する本実施の形態例の検査方法で検査を行うことができる。

センサ部２０は、スカラーロボット８０により液晶パネル１０などの検査対象パターンの一方端子部などを横断するように移動し、各検査対象パターンに容量結合を介して順次検査信号供給部３０により供給された検査信号の検出を行うものであり、先端部のセンサ電極２５の幅は、例えば供給電極３５の幅より少なくとも検査対象パターンの１ピッチ以上、幅広であることが望ましい。

センサ部２０よりの検出信号はアナログ信号処理回路５０に送られアナログ信号処理される。アナログ信号処理処理回路５０でアナログ信号処理されたアナログ信号は、制御部６０に送られ液晶パネル１０の検査信号供給部３０が接触している検査対象パターンの良否が判断される。また制御部６０は検査信号を検査信号供給部３０に供給する制御も行う。

アナログ信号処理回路５０は、センサ部２０よりの検出信号を増幅する増幅器５１、増幅器５１で増幅した検出信号の雑音成分を除去し検出信号を通過させるためのバンドパスフィルタ５２、バンドパスフィルタ５２よりの信号を全波整流する整流回路５３、整流回路５３により全波整流された検出信号を平滑する平滑回路５４を有している。なお、全波整流を行う整流回路５３及び検出信号を平滑する平滑回路５４は必ずしも備える必要はない。

制御部６０は、本実施の形態例検査装置全体の制御を司っており、コンピュータ（ＣＰＵ）６１、ＣＰＵ６１の制御手順などを記憶するＲＯＭ６２、ＣＰＵ６１の処理経過情報や検出信号などを一時的に記憶するＲＡＭ６３、アナログ信号処理回路５０よりのアナログ信号を対応するデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ６４、検査信号供給部３０に供給するべき検査信号を供給する信号供給部６５、検査結果や操作指示ガイダンスなどを表示する表示部６６を備えている。

信号供給部６５は、例えば、検査信号として例えば交流２００ＫＨｚ、２００Ｖの正弦波信号を生成し、検査信号供給部３０に供給する。この場合には、バンドパスフィルタ５２はこの検査信号である２００ＫＨｚを通過させるバンドパスフィルタとする。なお、検査信号は正弦波信号に限らず、交流信号であれば矩形波やパルス波であっても良いことは言うまでもない。

以上の構成を備える本実施の形態例の導電パターンの検査制御を図２のフローチャートを参照して以下に説明する。図２は本実施の形態例の検査装置の検査制御を説明するためのフローチャートである。

本実施の形態例の検査装置により検査を行う際には、検査対象導電パターンの形成されたガラス基板が不図示の搬送路上を本実施の形態例の回路パターン検査装置位置（ワーク位置）に搬送されてくる。このため、まず、ステップＳ１において、検査対象である液晶パネル１０を検査装置にセットする。これは、自動的に搬送されてきた検査対象基板を不図示の搬送ロボットにより検査装置にセットしても、あるいは操作者が直接セットしても良い。制御部６０は、検査装置に検査対象がセットされると、ロボットコントローラ７０を起動してスカラーロボット８０を制御し、検査対象を検査位置に位置決めする。

続いてステップＳ３において、検査対象（液晶パネル）１０の検査対象検査対象パターン１５の一方端部側の初期位置（所定距離離反する一番端の検査対象パターン位置）に検査信号供給部３０の供給電極３５を位置決めすると共に、検査対象パターンの他方端部側の初期位置（所定距離離反する一番端の検査対象パターン位置）にセンサ部２０のセンサ電極２５を搬送位置決めする。

なお、本実施の形態例ではギャップ（検査対象パターンと電極間の距離）は例えば１００μｍ〜２００μｍの範囲に保たれている。しかしながら、ギャップは以上の例に限定されるものではなく、本実施の形態例でのギャップは、検査対象パターンのサイズに応じて決まり、パターンのサイズが大きければギャップも広くとれ、パターンのサイズが小さい場合にはギャップも狭くなる。

また、パターンサイズが非常に小さな場合には電極表面に絶縁材で被覆を形成し、パターンと電極が直接接触することがないように形成し、絶縁材を介してセンサ部２０あるいは検査信号供給部３０を直接基板上に密着させてギャップをほぼ絶縁材厚さとなるように制御することにより、検査対象パターンと電極との間の距離を容易かつ正確に一定距離にして検査を行うことができる。

これにより、非常に精細なパターンであっても簡単な構造で、容易且つ正確な検査結果が得られる。

そして続くステップＳ５において、信号供給部６５に指示して検査供給部３０の供給電極３５に検査信号の供給を開始する。

次にステップＳ７に進み、パターンと電極間の距離を一定に保ち、センサ部２０と検査信号供給部３０の各電極２５，３５を同期させて検査対象パターンを横切るように、かつ検査対象パターン表面との離間距離を一定に保つように制御しつつ移動させる制御を開始する。これにより、以後センサ電極２５は、供給電極３５との容量結合により検査信号の供給された検査対象パターンよりの信号電位を検出していくことになる。

即ち、供給電極３５が検査信号を供給したパターンの位置にある場合に、センサ電極２５の少なくとも一部は当該検査信号の供給された検査対象パターンの他方端部位置にあり、共に供給電極３５が一方端部の検査対象パターンの１ピッチ移動する間に他方端部のセンサ電極２５も検査対象パターンの１ピッチ分移動するように制御される。

このため、ステップＳ１０において信号処理回路５０を起動し、センサ電極２５よりの検出信号を処理して制御部６０に出力するように制御する。信号処理回路５０では、上述したように、センサ部２０のセンサ電極２５よりの検出信号を増幅器５１で必要レベルまで増幅し、増幅器５１で増幅した検出信号を検査信号周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタ５２に送って雑音成分を除去し、その後バンドパスフィルタ５２よりの信号を整流回路５３で全波整流し、全波整流された検出信号を平滑回路５４で平滑して制御部６０のＡ／Ｄ変換部６４に送る。

ＣＰＵ６１は、Ａ／Ｄ変換部６４を起動して入力されたアナログ信号を対応するデジタル信号に変換させ、センサ電極２５で検出した検出信号をデジタル値として読み取る。

ＣＰＵ６１は、続くステップＳ１２において、読み取った検出信号をＲＡＭ６３に送る。ＲＡＭ６３は送られてきた検出信号を順次保存する。なお、この読み取った検出信号には、正常な検査対象パターンからの検出信号、断線した検査対象パターンからの検出信号や検査対象パターンと短絡した隣接する検査対象パターンからの検出信号の全てが含まれる。

ステップＳ１４では、当該検査対象パターンの検査が終了したか否か、例えばセンサ電極２５が検査対象パターンの一番最後のパターンを超えた位置まで移動したか否かを判断する（当該検査対象パターンの検査が終了したか否かを調べる）。

当該検査対象パターンの途中までしか検査が終了していない場合にはステップＳ１６に進み、電極の走査を続行して次のパターンへの検査信号の供給を行う。そしてステップＳ１０に戻り、読み取り処理を続行する。

一方、ステップＳ１４において、すべての検査対象パターンに対する検査が終了した場合にはステップＳ２０に進み、信号供給部６５に指示して検査信号の供給を停止させると共に、信号処理回路５０、Ａ／Ｄ変換部６４の動作を停止させる。

そして最後にステップＳ２２において、検査対象を検査位置より外し、次の搬送位置に位置決め搬送され、必要な後処理が行われる。

以上の様に制御することにより、センサ電極２５と供給電極３５との両方が検査対象パターンに全く接触などすることなくパターンの検査が行える。このため、検査対象パターンの強度が少ない基板であっても、検査対象パターンに傷をつける等の問題をおこさずに検査を行うことができる。

このため、パターン強度が十分にとれない小型携帯電話用液晶表示パネルに用いる液晶表示パネル用ガラス基板であっても、配線パターンを損傷することなく確実に検査することができる。

また、本実施の形態例の導電パターンの検査制御では、センサ電極２５と供給電極３５とを検査対象パターンを横切るように移動させながら、供給電極３５から連続信号である交流正弦波信号を検査対象パターンに供給し、検査対象パターンからの信号電位をセンサ電極２５により検出していくので、センサ電極２５より得られる信号電位である検出信号は、ある程度一定の連続した検出信号値として検出される。

このため、検査対象基板に設けられた複数の検査対象パターン中に、オープン（断線した検査対象パターン）やショート（隣の検査対象パターンと短絡した検査対象パターン）の不良検査対象パターンがある場合、オープンやショートのない正常な検査対象パターンが連続する範囲で検出されるある程度一定の連続した検出信号値と、オープンやショートがある不良検査対象パターン位置で検出される不良の検出信号値との間に数値差ができる。

このように、ある程度一定の連続した検出信号値の中にオープンやショートによる不良の検出信号値が数値差、即ち数値の変化として現れるので、例えば検出信号検出結果を、詳細を後述する、図３や図４に示すようなグラフにすることにより、検査対象基板の不良の判断やオープンやショートがある不良検査対象パターン位置の特定を容易に行うことができる。

さらに、検査装置が検査対象基板を順次替えながら検査していく際に毎回変化する、センサ電極２５と検査対象パターンとのギャップの変化や供給電極３５と検査対象パターンとのギャップの変化等により、ある程度一定の連続した検出信号値は検査対象基板を替えるたびに絶対値として違う数値になる。

しかし本実施の形態例の導電パターンの検査制御による、検査対象基板の不良の判断やオープンやショートがある不良検査対象パターン位置の特定は、ある程度一定の連続した検出信号値の中に現れるオープンやショートによる不良の検出信号値の数値差、即ち検出信号の相対的な数値の変化を利用することが可能である。

このため、不良の判断や不良位置特定を行うための閾値に、連続した検出信号値に対する不良の検出信号値の割合や不良の検出信号値の変化の割合等の相対値を利用することができ、絶対値としてのある程度一定の連続した検出信号値を使用しなくとも、検査装置が検査対象基板を順次替えながら検査しても、確実に不良の判断や不良位置特定を行うことができる。

なお、本実施の形態例の導電パターンの検査制御は、以上の例に限定されるものではなく、ステップＳ１２とステップＳ１４との間に、ステップＳ１２で読み取った検出信号を上記の相対値による閾値範囲内であるか否かを調べ、検出結果が閾値範囲内であればステップＳ１４に進み、閾値範囲内でなければ検査信号を供給している検査対象パターンがオープンまたはショートした不良検査対象パターンであると判断して当該検査対象パターンの位置や状態を記憶するステップを設けても良い。

以上の制御によるセンサ電極２５による検査信号検出結果を図３及び図４に示す。図３は本実施の形態例の検査装置における検査対象パターンの３箇所が断線（オープン）した場合の検査信号検出例を示す図、図４は本実施の形態例における検査対象パターンの１箇所が途中で短絡（ショート）した場合の検査信号検出例を示す図である。

検査対象パターンが正常である場合には、信号供給部６５より供給電極３５に供給された検査信号（交流信号）は、容量結合されている検査対象パターンに供給され、当該検査対象パターンを介してセンサ電極２５下部に到達し、センサ電極２５との容量結合によりセンサ電極２５で検出され、制御部６０に出力される。

このように供給電極３５とセンサ電極２５とは検査対象パターンを横断しながら検査信号（交流信号）を供給・検出するため、検出信号はある程度一定した検出信号値として連続的に検出される。

検査対象パターンの少なくとも一部が断線している場合には、信号供給部６５より供給電極３５に供給された検査信号（交流電力）の少なくとも一部が検査対象パターンの断線部によりセンサ電極２５側に到達しないため、検出信号値は小さくなる。このため図３に示されるように、断線した検査対象パターン箇所の検出信号値は、正常な検査対象パターンから検出される連続的な一定値と比べて小さくなる。

一方、検査対象パターンが隣接する検査対象パターンと短絡している場合には、信号供給部６５より供給電極３５に供給された検査信号（交流電力）は隣接する検査対象パターンとの短絡部を通じて隣接検査対象パターンにも流れるため、センサ電極２５よりの検出信号は隣接検査対象パターンの検出信号と重畳され検出信号値は大きくなる。このため図４に示されるように、短絡した検査対象パターン箇所の検出信号値は、正常な検査対象パターンから検出される連続的な一定値と比べて大きくなる。

上記のような、検出対象パターンの断線と短絡を１つのセンサ電極２５で行えるのは、センサ電極２５の幅が供給電極３５の幅より、少なくとも検査対象パターンの１ピッチ以上幅広に設定されているからである。

但し、必ずセンサ電極２５の幅を供給電極３５の幅より、検査対象パターンの１ピッチ以上としなければならないわけではなく、断線した検査対象パターンの検査や隣の検査対象パターンと短絡した検査対象パターンの検査を行うことができれば、例えば詳細を後述する第二の実施の形態例の構成としても良い。

この際、絶対値としてのある程度一定の連続した検出信号値に、ある程度の範囲内で閾値を設定すれば、検出信号値が閾値より小さい場合には検査対象パターンの断線、検出信号値が閾値より大きい場合には検査対象パターンの短絡と判定できる。例えば、図４において、ある程度一定の連続した検出信号値０．６０Ｖｐｐに対して閾値を０．０２Ｖｐｐとすれば、０．５８Ｖｐｐ以下となっているセンサ移動距離約２２ｍｍ、４２ｍｍ、７８ｍｍの位置にある検査対象パターンは断線していると判定する。

また、不良の判断や不良位置特定を行うための閾値に、連続した検出信号値に対する不良の検出信号値の割合や不良の検出信号値の変化の割合等の相対値を利用して、例えば連続した検出信号値が３％以上低下した場合には検査対象パターンの断線、連続した検出信号値が３％以上上昇した場合には検査対象パターンの短絡と判定できる。

このように、本実施の形態例では、パターンの良否判定に絶対値を閾値として利用可能であることはもちろん、正常パターンの検出信号値に対する不良パターンの検出信号値の相対的な変化の割合を閾値として利用可能であるため、検査装置が検査対象基板を順次替えながら検査しても検出結果に応じた最適な閾値を設定でき、検査ごとに検出信号値にばらつきがあっても、また検出信号値が低い場合であっても、これらの影響を完全に防止することができ、正確な検査結果が得られる。

このように、センサ部及び検査信号供給部が両方とも非接触であるために検出信号値が微小となる検査方式であっても、本実施の形態例の検査装置を使用することにより、その差異を確実に認識することができ、容易且つ確実なパターン状態の検査が行える。

このため、検出信号値の絶対値を閾値として良否を判定する従来の方法に比べ、非常に正確且つ容易にパターンの良否を検出できる。また、非接触であるため、正確な位置決め精度が不要であり、検査対象パターンピッチが非常に細かい基板であっても、精度良く検査を行うことができる。

〔第２の発明の実施の形態例〕
以上の説明では、少なくともセンサ電極２５の一部を必ず供給電極３５が実際に検査信号を供給しているパターンの他方端部位置となるように制御する例を説明した。しかし、本発明は以上の例に限定されるものではなく、例えば、センサ電極２５を複数設け、複数設けたセンサ電極２５のうちの１つは供給電極３５が実際に検査信号を供給しているパターンの他方端部位置となるように設け、複数設けたセンサ電極２５のその他の少なくとも１つは供給電極３５が実際に検査信号を供給しているパターンに隣接するパターンの他方端部位置に設ける構成にしても良い。

このように構成した本発明に係る第２の実施の形態例を以下図５を参照して以下に説明する。図５は本発明に係る第２の実施の形態例の検査装置の構成を説明するための図である。

図５において、上述した第１の実施の形態例の図１に示す構成と同様の構成部には同一番号を付し詳細説明を省略する。

図５において、センサ部２０の少なくとも先端部表面には、第一のセンサ電極２２と第二のセンサ電極２４が設けられている。この第一のセンサ電極２２と第二のセンサ電極２４は検査対象パターンのパターンピッチ分だけ離間配置されており、また、第一のセンサ電極２２は供給電極３５が実際に検査信号を供給している受給検査対象パターンの他方端部位置となるように設け、第二のセンサ電極２４は供給電極３５が実際に検査信号を供給している受給査対象パターンに隣接する隣接検査対象パターンの他方端部位置にオフセットされた状態で設けられている。

これら第一のセンサ電極２２及び第二のセンサ電極２４の幅は検査対象パターンのパターン幅以下とすることが望ましい。これは、受給検査対象パターンの断線の検査を第一のセンサ電極２２が行い、受給検査対象パターンと隣接検査対象パターンとの短絡の検査を第二のセンサ電極２４が行うことにより、非常に精度の高い検査を実現するためである。

具体的には、第一のセンサ電極２２の幅が検査対象パターンのパターン幅以下であると、受給検査対象パターンが断線し、受給検査対象パターンと隣接検査対象パターンとが短絡しているような場合であっても、第一のセンサ電極２２は、受給検査対象パターンから短絡部を通じて隣接検査対象パターンに流れ込んだ、隣接検査対象パターンからの検査信号からの検出信号の影響を受けにくくなる。また、第二のセンサ電極２４の幅が検査対象パターンのパターン幅以下であると、検査対象パターンに断線や短絡がない場合や、受給検査対象パターンに断線はないが受給検査対象パターンと隣接検査対象パターンが短絡している場合であっても、第二のセンサ電極２４は、受給検査対象パターンからの検査信号の影響を受けにくくなる。

このように、第一のセンサ電極２２と第二のセンサ電極２４とによる断線・短絡の検査は、受給検査対象パターンの断線の有無と隣接検査対象パターンの短絡の有無がどのように存在していても非常に精度の高い検査を実現することができる。

但し、第一のセンサ電極２２及び第二のセンサ電極２４の幅を必ず検査対象パターンのパターン幅以下にしなくても良いことは、第１の実施の形態例におけるセンサ電極２５により明らかである。

さらにまた、以上詳細に説明した第２の実施の形態例では、オフセットされたセンサ電極は第二のセンサ電極２４であると説明したが、受給査対象パターンに隣接する隣接検査対象パターンとは反対側で隣接する第二の隣接検査対象パターンからの検査信号を検出する、第三のセンサ電極を設けることで、受電検査対象パターンの両隣に隣接する２つの隣接検査対象パターンとの短絡を同時に検査することも可能である。

また、センサ部２０に設けられるセンサ電極は、第一のセンサ電極２２のみや第二のセンサ電極２４のみでも問題がないことや、オフセットされた３つ以上のセンサ電極を設けても良いことは言うまでもない。

〔第３の発明の実施の形態例〕
以上の説明は、センサ電極２５及び供給電極３５を検査対象パターンの端部を横断するように移動させて不良パターンを検出する例を説明した。しかし、本発明は以上の例に限定されるものではなく、例えば、センサ電極２５又は供給電極３５の一方を検査対象パターンに沿っても移動制御可能に構成し、上述した制御で不良パターンを特定した後に、不良パターン位置に両電極を位置決めし一方の電極を不良パターンに沿ってパターン上を移動させ、センサ電極２５での検出信号値を読み込み、検出信号値の変化位置を検出してパターン不良発生箇所として特定可能に構成しても良い。

このように構成した本発明に係る第２の実施の形態例を以下図６乃至図１０を参照して以下に説明する。図６は本発明に係る第２の実施の形態例の検査装置、図７は本発明に係る第２の実施の形態例の検査装置における電極移動制御を説明するための図、図８は第２の実施の形態例のパターン不良箇所特定制御を説明するためのフローチャート、図９は第２の実施の形態例装置におけるセンサ電極２５での不良パターン検出信号波形の例を示す図、図１０は不良パターンにおけるセンサ電極２５の検出信号波形の例を示す図である。

図６において、上述した第１の実施の形態例の図１に示す構成と同様の構成部には同一番号を付し詳細説明を省略する。

図６においては、検出部２０にはカメラ２６が取り付けてられている。このカメラ２６は、撮影した映像を表示するために、例えば制御部６０の表示部６６に接続されており、パターン不良発生箇所の不良発生状態を観察するために使用される。また、検査信号供給部３０には検査信号を供給する検査信号供給プローブが取り付けられたプローブ接触手段３２が設けられている。このプローブ接触手段３２と検査信号供給プローブは、パターン不良発生箇所の特定を確実に行うために使用される。

第２の実施の形態例においては、スカラーロボットは図１の矢印方向のみではなく、電極を図１のパターン長手方向にも移動制御可能に構成する。

そして、まず上述した第１の実施の形態例の図２に示す検査制御を行い、検査対象パターンに不良があるか否かを検査する。検査の結果、例えばパターン断線であるとされた検査対象パターンについて当該検査対象パターン位置を例えばＲＡＭ６３などに保持する。

このようにして不良パターンが検出され、不良パターン位置が特定されると不良箇所特定処理に移行する。第２の実施の形態例の不良箇所特定処理では、図７の▲１▼で示すように、最初に供給電極３５とセンサ電極２５とを同期させて不良と判断されたパターン位置まで移動させる。

続いて図７の▲２▼で示す様に、センサ電極２５をパターン端部より他方端部方向に移動させながら順次検査信号を読み取り、読み取り信号が急激に変化する位置（検出信号が検出されなくなる、あるいは低レベルに変化する位置）を求め、当該位置をパターン不良箇所と特定する。

以下、図８のフローチャートを参照して詳細に説明する。第２の実施の形態例では、上述した第１の実施の形態例におけるステップＳ１４の処理に続いて、ＲＡＭ６３に保存された検出信号を確認し、不良パターンが検出されたか否かを調べ、不良パターンが検出されていない場合にはステップＳ２０の処理に移行する。

一方、検査の結果不良パターンが検出された場合には信号供給部６５を消勢すると共に、ステップＳ３と同様に電極を初期位置に位置決めして図８に示す処理に移行する。そして図８に示す処理の終了後ステップＳ２０の処理に移行すればよい。

第２の実施の形態例では最初に図８のステップＳ３１に示す様に、図２に示すステップＳ１乃至ステップＳ１６の処理で検出した不良パターン位置を特定する。例えば一部パターンが断線していた場合の検出信号波形を図９に示す。図９に示す例では、アナログ信号処理回路５０での信号処理を行う前の信号を示している。丸印で示した箇所がパターンのオープン（２本のパターンが断線している場合）と検出された信号波形である。

続いてステップＳ３３において、ロボットコントローラ７０を起動し、スカラーロボット８０を制御してセンサ電極２５及び供給電極３５を互いに同期させながら不良パターン位置に移動させる。このとき、高感度での検出を行うため、不良パターンの幅方向ほぼ中央位置にセンサ電極２５及び供給電極３５の幅方向の中心がくるように位置決めする（図７における▲１▼の制御）。

続いてステップＳ３５に進み、信号供給部６５を起動して供給電極３５に検査信号を印加して不良パターンに検査信号を供給する。そしてロボットコントローラ７０を起動してセンサ電極２５をパターンに沿って供給電極３５方向に移動させる（図７における▲２▼の制御）。

同時にステップＳ４０に示すようにセンサ電極２５よりの検出信号を読み取る。そして続くステップＳ４２でセンサ電極２５よりの検出信号値が大きく変化したか否かを調べる。大きく変化していない場合にはステップＳ３７に戻りセンサ電極２５の移動を続ける。

一方、ステップＳ４２でセンサ電極２５よりの検出信号値が大きく変化した場合には変化ステップＳ４４に進み、センサ電極２５からの検出信号が、大きく変化し始めた位置と大きな変化がなくなった位置とを求め、それらの位置の中間位置をパターン不良箇所として特定する。

センサ電極２５における検出信号波形の例を図１０に示す。図１０に示すように、断線箇所までは供給電極３５により供給された検査信号がセンサ電極２５に到達しておらず、検出信号値も低かったが、断線箇所を超えると供給された検査信号が到達するので検出信号値が上昇する。例えば、センサ電極２５からの検出信号が、大きく変化し始めた位置と大きな変化がなくなった位置との中間位置をパターン不良箇所として特定するとしたので、この傾斜部分のほぼ中間の場所がパターンの不良箇所として特定される。

なお、以上の説明はセンサ電極２５を供給電極方向に移動させたが、センサ電極２５ではなく、供給電極３５をセンサ電極２５方向に移動させても良い。

以上説明した様に第２の実施の形態例によれば、上述した第１の実施の形態例と同様に高精度でのパターンの良否検査を非接触で行うことができると共に、センサ電極をＸ−Ｙの２方向に移動制御することで、単に不良パターンがあるか否かの検査にとどまらず、具体的不良箇所も特定できる。このため、例えば必要に応じて不良箇所の修復も短時間で可能となる。

また、上記の不良箇所の修復において、修復が可能であるかを判断するためには、パターン不良発生箇所の不良発生状態を観察できることが望ましい。例えばパターン不良発生箇所にゴミ等が付着しているだけであることがわかればその場での修復が可能であることが判断でき、また、致命的な不良であれば修復を行わない判断をすることができる。このパターン不良発生箇所の不良発生状態を観察には、検出部２０に取り付けてられているカメラ２６を使用する。このカメラ２６は、検出部２０に取り付けられているので、上記ステップＳ３５でカメラ２６の撮影を開始し、ステップＳ４０及びステップＳ４２が行われている間は撮影を継続し、ステップＳ４２でのパターン不良箇所の特定後まで撮影を続行する。このように撮影されたパターン不良発生箇所の映像は、撮影の続行中及びパターン不良発生箇所の特定後も表示部６６に表示され、パターン不良発生箇所の不良発生状態を観察するために使用される。

また、パターンの不良箇所の状態は、完全に断線や短絡している状態から一部断線やゴミ等の付着物による一部短絡の状態まで様々である。この一部断線や一部短絡の状態においては、センサ電極２５と供給電極３５との両方が非接触での検査では、図１０のような検出信号波形が得られない場合がある。このような場合には、プローブ接触手段３２を動作させて検査信号供給プローブを不良パターンの一方端部に接触させてからセンサ電極２５を不良パターンに沿ってパターン上を移動させると、確実にパターン不良発生箇所を特定することができる。

尚、不良パターンの他方端部のセンサ電極２５の代わりに接触型のセンサプローブを使用し、このセンサプローブを他方端部に接触させて非接触の供給電極３５を不良パターンの他方端部のセンサプローブ方向に移動させても良い。

〔第４の発明の実施の形態例〕
以上の説明では、スカラーロボット８０によりセンサ電極２５及び供給電極３５移動制御を主にＸ−Ｙ方向に２次元制御する例を説明した。これは、検査対象基板が液晶パネルであり、ガラス基板で平滑度は高かったからである。パターン厚さが厚かったり、検査基板が大型で表面の凹凸がさけられないような基板を検査する場合には、以上の２次元制御のみならず、上下方向（Ｚ方向）にも制御するように構成して、検査対象基板の凹凸があっても良好か検査結果が得られる様に構成すればよい。

２次元制御のみならず、上下方向（Ｚ方向）にも制御するように構成した本発明に係る第３の実施の形態例を図１１を参照して以下に説明する。図１１は本発明に係る第３の実施の形態例の検査装置の構成を説明するための図である。図１１において、上述した第１の実施の形態例の図１に示す構成と同様構成には同一番号を付し詳細説明を省略する。

図１１においては、検出部２０にはレーザ変位計２８が、検査信号供給部３０にはレーザ変位計３８が取り付けられており、両変位計２８、３８よりの検出結果から検出部２０、検査信号供給部３０と検査対象基板の表面までの距離を測定する距離測定部９０が備えられている。

また、スカラーロボット８０は、検出部２０、検査信号供給部３０とを２次元制御可能であるほか、図に直交する方向（上下方向）にも位置決め制御可能に構成されている。

そして、以上の構成を備える第３の実施の形態例では、電極の移動と同時に距離測定部９０はレーザ変位計２８、３８を起動して、各電極と検査対象基板表面との距離を測定し、測定結果を制御部６０に出力する。また、制御部６０は、距離測定部９０からの電極が一定距離移動する間の測定距離の測定結果を平均化し、平均化した距離が一定となるように電極とパターン間の距離を制御している。

例えば、検査対象パターンの３本分の距離の平均に従って電極、基板表面間の距離を制御する。

このように距離を平均化するのは、急激なＺ方向制御を防いで緩やかな制御とすると共に、ノイズ、測定誤差などの影響を軽減するためである。

このようにＸ−Ｙ方向のみでなくＺ方向制御を行うのは、特に大型基板の検査に有効である。例えば大型フラットディスプレイパネル表面の検査対象パターンの検査などにおいては、どうしても基板の表面の湾曲がさけられず、このような場合でも電極とパターンが接触してしまうのを有効に防止できる。

また、パターンの厚さが厚いような場合には、平均化する測定距離の範囲を狭くしてより高感度の検出を可能とすれば良い。

本発明に係る一発明の実施の形態例のパターン検査原理を説明するための図である。 本実施の形態例である検査装置の検査制御を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態例である検査装置における隣接検査対象パターンが３本短絡（ショート）した場合の検出信号例を示す図である。 本実施の形態例である検査装置における検査対象パターンの１本が途中で断線（オープン）状態となっている場合の検出波形例を示す図である。 本発明に係る第２の実施の形態例の検査装置の構成を示す図である。 本発明に係る第３の実施の形態例の検査装置の構成を示す図である。 第３の実施の形態例の検査装置における電極移動制御を説明するための図である。 第３の実施の形態例のパターン不良箇所特定制御を説明するためのフローチャートである。 第３の実施の形態例の装置におけるセンサ電極での不良パターン検出信号波形の例を示す図である。 不良パターンにおけるセンサ電極の検出信号波形の例を示す図である。 本発明に係る第４の実施の形態例の検査装置の構成を説明するための図である。

符号の説明

１０ ガラス製基板
１５ 導電パターン
２０ センサ部
２２ 第一のセンサ電極
２４ 第二のセンサ電極
２５ センサ電極
２６ カメラ
２８ レーザ変位計
３０ 検査信号供給部
３２ プローブ接触手段
３５ 供給電極
３８ レーザ変位計
５０ アナログ信号処理回路
５１ 増幅器
５２ バンドパスフィルタ
５３ 整流回路
５４ 平滑回路
６０ 制御部
７０ ロボットコントローラ
８０ スカラーロボット
６１ ＣＰＵ
６２ ＲＯＭ
６３ ＲＡＭ
６４ Ａ／Ｄコンバータ
６５ 信号供給部
６６ 表示部

Claims (14)

1. 検査対象領域に所定幅でほぼ棒状に形成され両端近傍が列状に形成された導電性の複数のパターンのうち１つの検査対象パターンに交流の検査信号を供給し、前記検査対象パターンより信号を検出して前記検査対象パターンを検査する回路パターン検査装置であって、
   前記検査対象パターンの一端に前記検査信号を供給する供給電極を有する供給手段と、
   少なくとも前記パターンの２列分の幅を有し、前記検査信号が供給される前記検査対象パターンと、前記検査信号が供給される前記検査対象パターンに隣接するパターンとにそれぞれ容量結合する検査電極を有する検出手段と、
   前記供給電極と前記検出電極とを、それぞれの移動支持部材に搭載し、前記検査対象パターンから離間させつつ、順次、対向する前記検査対象パターンとを容量結合させる状態で前記検査対象パターンの前記両端を横切り移動させる第１の移動手段とを備え、
   前記第１の移動手段は、前記供給電極と前記検出電極が同一検査対象パターンの一端及び他端の上方を通過するように同期させて移動し、且つ前記検出手段が前記検査対象パターン及び前記隣接するパターンにおける前記容量結合の変化により得た前記検査信号から前記検査対象パターンの断線又は短絡による不良を検出することを特徴とする回路パターン検査装置。
2. 更に、前記検出手段による検出結果が所定範囲にある場合には、前記検査対象パターンの正常と、前記検出結果が所定の範囲より外れる場合には、前記検査対象パターンの前記不良と判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項１記載の回路パターン検査装置。
3. 更に、前記判断手段が不良と判断した検査対象パターンの前記両端に対して、前記第１の移動手段により前記供給電極と前記検出電極とが対向された際に、前記供給電極と前記検出電極のいずれか一方を固定し、他方を前記検査対象パターンに沿って移動させる第２の移動手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づき、前記検査対象パターンにおける検出変化位置を検出する位置検出手段と、
   を備え、前記不良の所在位置を検出することを特徴とする請求項２記載の回路パターン検査装置。
4. 前記移動支持部材に搭載される撮像手段を備えることを特徴とする請求項３記載の回路パターン検査装置。
5. 前記第２の移動手段により移動される前記供給電極及び前記検出電極の少なくとも一方と、検査対象パターンとの距離がほぼ一定になるように位置決め制御する離間制御手段を備えることを特徴とする請求項３記載の回路パターン検査装置。
6. 前記第１の移動手段により移動される前記供給電極及び前記検出電極の少なくとも一方と検査対象パターンとの離間距離がほぼ一定になるように位置決め制御する離間距離制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載の回路パターン検査装置。
7. 前記離間処理制御手段は、前記検出電極あるいは供給電極近傍位置に前記検出電極あるいは前記供給電極と共に移動する変位計を備え、前記変位計の検出結果に従って前記検出電極あるいは供給電極と検査対象との離間距離がほぼ一定になるように前記検査対象に直交する方向に位置決め制御することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の回路パターン検査装置。
8. 前記離間処理制御手段は、前記検査対象パターンの複数ピッチ間の前記変位計の検出結果の平均変位を前記検出電極あるいは前記供給電極と検査対象との離間距離として前記検査対象に直交する方向に位置決め制御することを特徴とする請求項７に記載の回路パターン検査装置。
9. 検査対象領域に所定幅でほぼ棒状に形成され両端近傍が列状に形成された導電性の複数のパターンのうち１つの検査対象パターンに交流の検査信号を供給する供給電極を有する供給手段と、少なくとも前記パターンの２列分の幅を有し、前記検査対象パターンより信号を検出する検出電極を有する検出手段とを備え、前記検査対象パターンの良否を検査する回路パターン検査装置におけるパターン検査方法であって、
   前記供給電極から離間する前記検査対象パターンに前記検査信号が供給され、前記検出手段が前記検査対象パターンと該検査対象パターンに隣接するパターンとの少なくとも２列のパターンに離間して容量結合し、
   前記容量結合の状態を維持しつつ、前記供給電極と前記検出電極が同一検査対象パターンの一端及び他端の上方を通過するように同期させて移動し、
   前記検査対象パターン及び前記隣接するパターンにおける前記容量結合の変化により得た前記検査信号から前記検査対象パターンの断線又は短絡による不良を検出することを特徴とする回路パターン検査方法。
10. 更に、前記検出手段による検出結果が所定範囲にある場合には、前記検査対象パターンの正常と、前記検出結果が所定の範囲より外れる場合には、前記検査対象パターンの前記不良と、を判断することを特徴とする請求項９に記載の回路パターン検査方法。
11. 前記パターン検査方法によって、不良と判断された検査対象パターンの両端に、前記供給電極と前記検出電極とが対向した際に、前記供給手段と前記検出手段のいずれか一方を固定し、他方を前記検査対象パターンに沿って移動させて、前記検出手段から検出された結果に基づき、前記検査対象パターンにおける不良の所在位置を検出することを特徴とする請求項９に記載の回路パターン検査方法。
12. 前記供給電極及び前記検出電極をそれぞれに搭載して移動させる移動支持部材のいずれか一方に備えられた撮像手段を他方に向かってパターンに沿って移動させ、検査対象パターンの不良位置の不良状態を撮像することを特徴とする請求項１１記載の回路パターン検査方法。
13. 前記検出手段又は前記供給手段が移動する際に、前記検出電極又は前記供給電極と検査対象パターンとの離間距離の変位が検出され、検出された前記離間距離がほぼ一定になるように位置決め制御して前記検出電極の結果を一定化することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の回路パターン検査方法。
14. 前記検査対象パターン複数ピッチ間の前記変位の平均変位を前記検出電極あるいは前記供給電極と検査対象との離間距離として前記検査対象との位置決め制御をすることを特徴とする請求項１１に記載の回路パターン検査方法。

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