JPH06308530A - 基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板上における画素電極の位置を特定して、
非接触プローブと画素電極との位置ずれを防止し全ての
画素電極の確実な検査を可能とすることを目的とする。 【構成】 センサが配線又は画素電極の位置を検出する
と、検査位置判定回路が、検出された配線又は画素電極
の位置に基づいて画素電極上の検査位置を判断し、その
位置で非接触プローブを用いて画素電極の動作状態を感
知して欠陥検査を行う。

Description

【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、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、薄膜トラン
ジスタを介して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】従来技術に関わるＴＦＴ基板の検査装置の
例を、図４を用いて説明する。ここで、ＴＦＴ基板１３
は、チャック台１２の上に着脱自在に吸着固定され、非
接触プローブ１８は、プローブ移動機構部３９によっ
て、ＴＦＴ基板１３上をＸ方向及びＺ方向に位置決め及
び移動可能である。

【０００５】一方チャック台１２は、Ｘ方向に垂直でか
つ紙面に垂直なＹ方向に、位置決め及び移動可能なチャ
ック台移動機構部３７によって保持されており、プロー
ブ移動機構部３９とチャック台移動機構部３７の両方の
機構を用いれば、非接触プローブ１８を、ＴＦＴ基板１
３の任意の画素電極上に配置できる。

【０００６】また、３８はデータ配線及びゲート配線等
の配線（図示しない）に検査信号を印加するための接触
式プローブ、３５はＸ方向スライドレール、３６は基枠
をそれぞれ示している。

【０００７】次に、非接触プローブを用いたＴＦＴ基板
の動作原理を図５を用いて説明する。

【０００８】基板４０上のゲート配線（図示しない）に
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３０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３３に検査データ信号を書
き込む。この時、図に示したように、検査対象の画素電
極３３上に、画素電極３３とは非接触のプローブ１８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、電気力線４１が図のように発生し、この画素電極３
３と非接触プローブ１８との間の静電容量を増幅して測
定することによって、画素電極３３の動作検査を行うこ
とができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来は、１つの画素電
極３３毎に、画素電極３３と非接触プローブ１８との相
対位置を検出する手段はなく、検査開始前にあらかじめ
画素電極３３間の距離をプログラム設定し、検査開始後
は、図４のチャック台移動機構部３７が作動して、設定
された距離だけＴＦＴ基板１３が移動すると、非接触プ
ローブ１８からの信号を読取り画素電極３３の動作検査
を行っていた。

【００１０】しかしながら、図４のプローブ移動機構部
３９とチャック台移動機構部３７は、ボールネジ等を用
いた機械的機構であって、ボールネジのピッチ誤差など
が発生するため、検査位置までの非接触プローブ１８の
移動量が大きいほどピッチ誤差が累積される。このピッ
チ誤差により非接触プローブ１８が、画素電極３３上の
適性位置（図５においては画素電極３３の中央部分）か
らずれた状態であっても、それを補正することなく画素
電極３３の検査を行っていた。

【００１１】非接触プローブ１８が適性位置からずれた
状態で、画素電極３３の検査を行うと、非接触プローブ
１８と、画素電極３３との間の静電容量が所定の値より
も小さくなり、画素電極３３が正常に動作していても欠
陥として検出してしまうことがあり、検査結果がばらつ
き、検査の信頼性が低いという問題があった。

【００１２】また、ＴＦＴ基板１３のパターン誤差に対
応できないという問題があった。

【００１３】そこで、本発明は、これらの課題を解消す
るためになされたもので、基板上における画素電極の位
置を特定して、非接触プローブと画素電極との位置ずれ
を防止し全ての画素電極の確実な検査を可能とすること
を目的とする。

【００１４】

【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と、前記
基板に対して前記非接触プローブが移動するに当たり、
前記配線又は画素電極の位置を検出するセンサと、前記
センサによって検出された位置に基づいて検査位置を判
断する検査位置判定回路と、を有することを特徴とす
る。

【００１５】

【作用】本発明に基づく基板の検査装置によれば、配線
又は画素電極がセンサを横切った時にセンサがそれを感
知し、検査位置判定回路が画素電極の適性検査位置を判
定し、その位置で画素電極の検査を行うので、移動機構
部の移動誤差の累積が非常に少なく、基板上の全画素電
極に対して、確実な画素電極の検査を行うことができ
る。

【００１６】さらにセンサは、基板の厚さのばらつき
や、基板上に形成された素子等の膜厚のばらつきがあっ
ても、基板表面と非接触プローブとの距離を検出するこ
とができるので、基板表面と非接触プローブとの距離を
一定に保持でき、検査結果のばらつきが小さい。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図を用いて説明す
る。

【００１８】図１は、本発明の実施例に係る基板の検査
装置の概略構成図である。

【００１９】図中、ＴＦＴ基板１３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、Ｘ
ステージ基台１１ａとスライドレール１１ｂとボールネ
ジ１１ｃとからなるＸステージ１１によって保持され、
Ｘ方向に移動可能である。また、このＸステージ１１
は、Ｙステージ１０に保持され、Ｙ方向に移動可能であ
る。

【００２０】Ｘステージ１１のボールネジ１１ｃを駆動
させるＸ軸モータ１４には、ロータリー型のエンコーダ
１５が接続され、エンコーダパルスを出力する。

【００２１】非接触プローブ１８は、センサ１９が併設
され、また、非接触プローブ１８は、Ｚ軸モータ２３と
Ｚ軸ボールネジ２４によってＺ軸方向に移動可能に保持
されている。

【００２２】次に、図１の検査装置の動作機構について
説明する。

【００２３】センサ１９は、その先端がＴＦＴ基板１３
に形成されたデータ配線、ゲート配線等の配線の位置を
検出すると、配線検出信号を検査位置判定回路１６に出
力する。またＴＦＴ基板１３の表面からの距離の変化を
検出して、距離検出信号をＺ軸サーボ回路２０に出力す
る。この距離が変化するとＺ軸サーボ回路２０は、Ｚ軸
モータ２３を駆動して、非接触プローブ１８のＺ軸方向
の位置を変え、ＴＦＴ基板１３の表面からの距離を一定
に保つ。

【００２４】エンコーダ１５は、Ｘ軸モータ１４の移動
量を示すエンコーダパルスを検査位置判定回路１６に出
力する。

【００２５】検査位置判定回路１６は、センサ１９が配
線を検出し検出パルスを出力すると、エンコ−ダパルス
のカウントを開始し、所定の数をカウントすると、プロ
ーブ信号処理回路１７に、プローブ信号読取り開始信号
を出力する。

【００２６】プローブ信号処理回路１７は、プローブ信
号読取り開始信号が出力されると非接触プローブ１８か
らの信号の読取りを開始し、その結果をコンピュータ部
２２に出力し、このコンピュータ部２２において画素電
極の欠陥の有無を判定する。

【００２７】このような動作により、本実施例では画素
電極の所望の位置を判定してから検査を行うことができ
る。

【００２８】なお、図中２１で示すものはコンピュータ
部２２とエンコーダ１５からの信号を判断してＸ軸モー
タ１４を駆動するモータドライバである。

【００２９】次に、センサについて図２（ａ）を用いて
説明する。

【００３０】本実施例では、センサ１９として、光の反
射率変化を感知する光学センサを用いた。一般に、ＴＦ
Ｔ基板上に形成される画素電極３３はＩＴＯ（Indium T
in Oxide）等からなる透明電極であり、一方、データ配
線３０は低抵抗なＡｌ等の金属、ゲート配線３１は、Ａ
ｌ、Ｔａ等の金属が用いられていることが多く、この場
合、両配線は不透明であり、画素電極３３と両配線との
光の反射率は異なるものとなる。

【００３１】従って、図１のＸ軸モータ１４を駆動し
て、ＴＦＴ基板１３がＸ方向に移動する際に、センサ１
９によって、ＴＦＴ基板１３の表面の反射率を測定し、
その反射率が大きくなると、その場所において、データ
配線３０の上にセンサ１９が配置されていることが検出
できる。

【００３２】反対に、反射率が小さくなると、画素電極
３３上にセンサ１９が配置されていることが検出でき
る。

【００３３】画素電極３３が不透明な場合には、単に反
射率の比較だけでは位置の検出は困難を伴うが、基板上
における配線と画素電極３３とはその幅が異なるので、
これを利用して、配線又は画素電極３３の位置を検出す
ることが可能である。

【００３４】また、ＴＦＴ基板１３の表面からの距離
は、センサ１９からの出射光と、ＴＦＴ基板１３の表面
からの反射光との収差や反射時間を測定すれば検出でき
る。

【００３５】以上のように、本実施例ではセンサとして
光センサを用いたが、これに限るものではなく、配線と
画素電極３３との違いを感知する、例えば静電容量型の
センサであっても良く、また、センサ１９は必ずしも非
接触プローブ１８に併設される必要はなく、非接触プロ
ーブ１８と、ＴＦＴ基板１３との相対位置の変化が検出
できる部分に設置されれば良い。

【００３６】配線の位置が検出されれば、基板内のレイ
アウトはあらかじめ定められているので、画素電極３３
の位置は配線からの距離を計算すれば容易に特定でき、
画素電極３３の最も好適な位置（例えば画素電極３３の
中央部分）に非接触プローブ１８を配置して欠陥検査を
行うことができる。

【００３７】次に、本実施例における基板の検査装置の
動作機構について図２の動作タイミング図を用いて説明
する。

【００３８】ここで、（ａ）は、ＴＦＴ基板の配置例、
（ｂ）は、センサ１９から出力されるデータ配線３０の
検出パルス、（ｃ）は、図１のＸ軸モータ１４に連動し
たエンコーダ１５から出力されるエンコーダパルス、
（ｄ）は図１の検査位置判定回路１６から出力されるプ
ローブ信号読取り開始信号を示している。

【００３９】まず、センサ１９がデータ配線３０の位置
を検出すると、（ｂ）に示したように検出パルスが図１
の検査位置判定回路１６に出力される。検査位置判定回
路１６は、この検出パルスが入力されると、（ｃ）に示
したエンコーダ１５からのエンコーダパルスのカウント
を開始し、所定の数をカウントすると（本実施例では５
回）、（ｄ）に示したタイミングでプローブ信号読取り
開始信号を図１のプローブ信号処理回路１７へ出力す
る。

【００４０】プローブ信号処理回路１７は、このプロー
ブ信号読取り開始信号が出力されると、前述のごとく非
接触プローブ１８からの信号読取りを開始し、この結果
をコンピュータ部２２で判定する。

【００４１】これらの動作を順次繰り返して、まずゲー
ト配線３１の１ラインに接続されている全ての画素電極
３３について検査を行い、次にこれを全てのゲート配線
３１について検査を行えば、ＴＦＴ基板１３上に形成さ
れた全ての画素電極３３についてその画素電極３３の所
望の位置（例えば画素電極の中央部分）で、欠陥検査を
行うことができる。

【００４２】プローブ信号読取り開始信号の出力タイミ
ングは、基板上のパターンピッチ、センサ１９の取り付
け位置、また、非接触プローブ１８の種類によっても異
なり、これらの条件に合うように定めれば良い。

【００４３】本実施例では、１ラインの欠陥検査では、
非接触プローブ１８を固定し（Ｚ軸方向は除く）、ＴＦ
Ｔ基板１３を吸着保持したチャック台１２をＸ方向に移
動させているが、チャック台１２を固定して非接触プロ
ーブ１８を移動させて、検査を行っても良い。この場
合、エンコーダは、非接触プローブ１８の移動機能部の
中のモータに連動させる。

【００４４】なお、本実施例によれば、図１のＸ軸モー
タ１４が定速度動作している場合だけでなく、図３に示
したように、検査開始時、終了時におけるＸ軸モータ１
４の加速度動作時であっても、エンコーダ１５がＸ軸モ
ータ１４に連動して（ｂ）のようなタイミングでエンコ
ーダパルスを発生するので、画素電極３３の好適な位置
において検査が可能である。ここで、図中（ａ）は、図
１のセンサ１９から出力されるデータ配線３０の検出パ
ルス、（ｂ）は、Ｘ軸モータ１４に連動したエンコーダ
１５から出力されるエンコーダパルス、（ｃ）は図１の
検査位置判定回路１６から出力されるプローブ信号読取
り開始信号を示している。

【００４５】また、本実施例においては、ゲート配線３
１の１ライン毎の欠陥検査について説明したが、センサ
１９によりゲート配線３１を検出してデータ配線３０の
１ラインごとに欠陥検査を行っても良く、さらに、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。

【００４６】従って、本実施例の基板の検査装置によれ
ば、センサ１９が配線又は画素電極３３の位置を検出
し、非接触プローブ１８が画素電極３３の所望の位置に
配置されてから、画素電極３３の検査を行うのでＴＦＴ
基板１３上の全ての画素電極３３の検査を確実に行うこ
とができる。

【００４７】さらにセンサは、基板の厚さのばらつき
や、基板上に形成された素子等の膜厚のばらつきがあっ
ても、基板表面と非接触プローブとの間隔を検出して、
基板表面と非接触プローブとの間隔を常に一定に保持で
きるので、検査結果の誤差が小さい。

【００４８】

【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、センサによって配線又は画素電極
の位置を検出し、非接触プローブが画素電極の適正位置
に配置されたときに検査を行うので、移動誤差の累積が
非常に少なく、基板上の全ての画素電極に対して、確実
な検査を行うことができる。

【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要部を示す概
略構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る基板の配置と動作タイミ
ングを示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る別の動作タイミングを示
す図である。

【図４】従来の検査装置の要部を示す概略構成図であ
る。

【図５】非接触プローブの動作原理を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１０ Ｙステージ １１ Ｘステージ １１ａ Ｘステージ基台 １１ｂ スライドレール １１ｃ ボールネジ １２ チャック台 １３ ＴＦＴ基板 １４ Ｘ軸モータ １５ エンコーダ １６ 検査位置判定回路 １７ プローブ信号処理回路 １８ 非接触プローブ １９ センサ

Claims (1)

【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
   触プローブと、 前記基板に対して前記非接触プローブが移動するに当た
   り、前記配線又は画素電極の位置を検出するセンサと、 前記センサによって検出された位置に基づいて検査位置
   を判断する検査位置判定回路と、 を有することを特徴とする基板の検査装置。