JPH08115954A

JPH08115954A - 検査装置

Info

Publication number: JPH08115954A
Application number: JP6249483A
Authority: JP
Inventors: Shinji Iino; 伸治飯野; Kiyoshi Takekoshi; 清竹腰; Itaru Iida; 到飯田
Original assignee: TERU ENG KK; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: TERU ENG KK; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は装置本体の検査位置の上部の作業スペ
ースを広くし、被検査体の位置合わせを能率的に行な
い、被検査体の検査時間を短縮し、位置合わせ用の１台
の撮像手段で検査手段の接触手段を直接確認することを
目的とする。【構成】被検査体２のステージ３側にプローブボード２
５のプローブ電極３３を撮像可能なＣＣＤカメラ３４お
よびステージ３がアライメント位置に搬送された状態
で、被検査体２の２個の位置合わせ用のマーク３１ａ，
３１ｂの像をＣＣＤカメラ３４に導くアライメントブロ
ック３５を設け、このマーク３１ａ，３１ｂの像の位置
情報に基いて被検査体２の位置調整を行なうものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばＬＣＤ（液晶ディ
スプレイ）基板や、半導体ウエハ等の検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばＴＦＴ−ＬＣＤ基板の製
造工程中には製造中のＬＣＤ基板の半製品の電気的な機
能検査や、組み込まれた電気回路のショート・オープン
検査等が適宜の検査時機に行われるとともに、液晶が封
入された略完成状態の製品のパターン表示の点灯検査等
も行われる。

【０００３】ここで、ＬＣＤ基板はガラス基板上にＴＦ
Ｔを含む画素ユニット、データ線、ゲート線が形成され
るとともに、このガラス基板の上に間隙を介して透明電
極が配置され、その間隙に液晶が封入されて形成されて
いる。

【０００４】さらに、ＬＣＤ基板の周辺部にはそれぞれ
電気接点である多数の電極パッドが並設されている。な
お、ＬＣＤ基板にはこのＬＣＤ基板の位置合わせ用に使
用される少なくとも２個の位置合わせ用のマークが設け
られている。

【０００５】また、ＬＣＤ基板の検査装置にはＬＣＤ基
板が装着されるステージが設けられている。このステー
ジには水平面上で直交するＸ方向とＹ方向および鉛直方
向であるＺ方向にそれぞれＬＣＤ基板を移動する移動機
構、およびＬＣＤ基板をＺ軸まわりのθ方向に回転する
θ方向回転機構が設けられている。

【０００６】さらに、検査装置にはＬＣＤ基板のテスタ
側に接続された基板検査用のプローブボード（検査手
段）が設けられている。このプローブボードには複数の
プローブ電極（接触手段）が突設されている。

【０００７】そして、ＬＣＤ基板に液晶が封入される前
の半製品のＬＣＤ基板の検査時にはステージ上のＬＣＤ
基板の電極パッドをプローブボードのプローブ電極に接
触させ、ＬＣＤ基板の電気的な機能検査や、組み込まれ
た電気回路のショート・オープン検査等を行なうように
なっている。ここで、ＬＣＤ基板に液晶が封入された完
成品の検査時にはＬＣＤ基板のパターン表示の点灯検査
を行なうようになっている。

【０００８】また、従来のＬＣＤ基板の検査位置にはプ
ローブボードの上方位置に例えば２台の位置合わせ用の
カメラが設けられている。そして、ＬＣＤ基板の検査時
にＬＣＤ基板が検査位置に搬送された状態で、２台のカ
メラによりＬＣＤ基板の２個の位置合わせ用のマークを
それぞれ検出し、ここで２台のカメラにより検出される
マーク位置情報に基いてステージのＸ方向、Ｙ方向の移
動機構およびθ方向回転機構を駆動して検査位置のＬＣ
Ｄ基板の位置を調整するようになっている。さらに、検
査位置での位置調整の終了後、ステージがＺ方向に上昇
されてＬＣＤ基板の電極パッドが基板検査用のプローブ
ボードのプローブ電極に接触され、ＬＣＤ基板の所定の
検査が行われるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成のものにあってはＬＣＤ基板の検査装置本体の検
査位置の上部に２台のカメラを装着しているので、検査
装置本体の検査位置の上部構成が複雑なものとなり、検
査位置の上部の作業スペースが狭くなる問題がある。

【００１０】さらに、ＬＣＤ基板の検査装置に装着され
る２台のカメラを高精度に位置合わせする必要があるの
で、その作業が面倒なものとなる問題がある。この場
合、検査装置にセットされるＬＣＤ基板の種類が変更さ
れた場合には２台のカメラの位置合わせ作業をその都度
やり直す必要があるので、手間が掛かり、ＬＣＤ基板の
検査の段取りに要する時間が長くなる問題がある。

【００１１】なお、１台のカメラを移動させてＬＣＤ基
板の２個の位置合わせ用のマークの位置を順次検出する
構成、或いは１台のカメラを固定したまま、ＬＣＤ基板
のステージを移動させることにより、１台の固定カメラ
でＬＣＤ基板の２個の位置合わせ用のマークの位置を順
次検出することも考えられるが、この場合にはカメラを
移動させたり、ＬＣＤ基板のステージを移動させる必要
があるので、ＬＣＤ基板の位置合わせ作業に時間がかか
る問題がある。

【００１２】また、ＬＣＤ基板の位置合わせ用のマーク
を検出するカメラではプローブボードのプローブ電極の
針を直接確認することができないので、ＬＣＤ基板の検
査時におけるプローブボードのプローブ電極の針位置の
確認は検査対象のＬＣＤ基板にプローブ電極の針跡を付
けて確認するか、或いはプローブ電極の針とＬＣＤ基板
の電極パッドとの接触部を顕微鏡で同時に目視すること
により確認する必要がある。

【００１３】しかしながら、ＬＣＤ基板がＩＴＯ等の硬
質の基板材料によって形成されている場合にはＬＣＤ基
板にプローブ電極の針跡を付けることができないので、
ＬＣＤ基板の位置合わせが困難になるおそれがある。

【００１４】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、検査装置本体の検査位置の上部の作業
スペースが狭くなるおそれがなく、被検査体の位置合わ
せを能率的に行なうことができ、被検査体の検査に要す
る時間を短縮することができるとともに、位置合わせ用
の１台の撮像手段で検査手段の接触手段を直接確認する
ことができる検査装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は複数の
電気接点が設けられた被検査体の検査位置に前記被検査
体の電気接点に接触され、前記被検査体の電気的な検査
を行なう検査手段が配設されるとともに、前記被検査体
を前記検査位置に位置合わせする位置合わせ手段を備え
た検査装置において、前記被検査体が着脱可能に載置さ
れるステージを前記検査手段による前記被検査体の検査
位置と、この検査位置以外のアライメント位置との間で
搬送する搬送手段を設け、前記ステージ側に前記検出手
段の接触手段を撮像可能な撮像手段を設けるとともに、
前記位置合わせ手段に前記ステージが前記アライメント
位置に搬送された状態で、前記被検査体に対して離間対
向配置され、前記被検査体に設けられた少なくとも２個
の位置合わせ用のマークの像を前記撮像手段に導くマー
ク像伝送手段およびこのマーク像伝送手段から送られる
マーク像の位置情報に基いて前記被検査体の位置調整を
行なう位置調整手段を設けたものである。

【００１６】請求項２の発明は請求項１の装置におい
て、前記マーク像伝送手段は前記ステージが前記アライ
メント位置に搬送された状態で、前記撮像手段に対して
離間対向配置された第１の反射部材と、前記被検査体に
おける前記撮像手段から遠い第１のマークに対して離間
対向配置され、前記第１のマークの像を前記第１の反射
部材側に向けて反射し、前記第１の反射部材を介して前
記撮像手段に伝送する第２の反射部材と、前記第１の反
射部材と第２の反射部材との間の光路内で、かつ前記被
検査体における前記撮像手段に近い第２のマークに対し
て離間対向配置され、前記第２のマークの像を前記第１
の反射部材側に向けて反射し、前記第１の反射部材を介
して前記撮像手段に伝送する第３の反射部材と、この第
３の反射部材を前記第１の反射部材と第２の反射部材と
の間の光路内に挿入させたセット位置と、前記光路外に
移動させた待機位置との間で切換え操作する切換え操作
手段とを具備するものである。

【００１７】請求項３の発明は請求項２の装置におい
て、前記切換え操作手段は前記第３の反射部材を前記第
１の反射部材と第２の反射部材との間の光路に対して直
交する方向に移動操作する反射部材移動操作手段を備え
たものである。

【００１８】請求項４の発明は請求項２の装置におい
て、前記切換え操作手段は前記第３の反射部材を前記セ
ット位置と前記待機位置との間で回動操作する回動操作
手段を備えたものである。

【００１９】請求項５の発明は請求項２の装置におい
て、前記第２の反射部材および第３の反射部材の少なく
ともいずれか一方は前記ステージの搬送方向と平行に移
動する移動機構に支持されたものである。

【００２０】請求項６の発明は請求項１の装置におい
て、前記ステージは前記被検査体を前記搬送手段の搬送
方向であるＸ方向に対して水平面内で直交するＹ方向に
移動するＹ方向移動機構、前記被検査体を鉛直方向であ
るＺ方向に移動するＺ方向移動機構およびＺ軸まわりの
θ方向に回転するθ方向回転機構を備え、前記位置調整
手段は前記撮像手段に送られる前記被検査体のマーク像
の位置情報に基いて前記搬送手段、Ｙ方向移動機構およ
びθ方向回転機構の動作を制御する制御手段を備えたも
のである。

【００２１】

【作用】請求項１の発明ではステージを被検査体の検査
位置とアライメント位置との間で搬送する途中でステー
ジ側の撮像手段によって検出手段の接触手段を撮像して
その位置を確認するとともに、ステージがアライメント
位置に搬送された状態で、被検査体の２個の位置合わせ
用のマークの像をマーク像伝送手段によって撮像手段に
導き、このマーク像伝送手段から送られるマーク像の位
置情報に基いて位置調整手段を駆動して検査位置にセッ
トされる被検査体の位置調整を行なうようにしたもので
ある。

【００２２】請求項２の発明ではステージがアライメン
ト位置に搬送された状態で、被検査体の２個の位置合わ
せ用のマークの像をマーク像伝送手段によって撮像手段
に導く際に、切換え操作手段によって第３の反射部材を
第１の反射部材と第２の反射部材との間の光路外に移動
させた待機位置に切換え操作することにより、被検査体
における撮像手段から遠い第１のマークの像を第２の反
射部材によって第１の反射部材側に向けて反射し、切換
え操作手段によって第３の反射部材を第１の反射部材と
第２の反射部材との間の光路内に挿入させたセット位置
に切換え操作することにより、被検査体における撮像手
段に近い第２のマークの像を第３の反射部材によって第
１の反射部材側に向けて反射し、第１の反射部材を介し
て撮像手段に伝送するようにしたものである。

【００２３】請求項３の発明では反射部材移動操作手段
によって第１の反射部材と第２の反射部材との間の光路
に対して直交する方向に第３の反射部材を移動操作する
ことにより、第３の反射部材をセット位置と待機位置と
の間で切換え操作するようにしたものである。

【００２４】請求項４の発明では回動操作手段によって
第３の反射部材を回動操作することにより、第３の反射
部材をセット位置と待機位置との間で切換え操作するよ
うにしたものである。

【００２５】請求項５の発明では第２の反射部材および
第３の反射部材の少なくともいずれか一方をステージの
搬送方向と平行に移動することにより、大きさが異なる
複数種類の被検査体を位置調整できるようにしたもので
ある。

【００２６】請求項６の発明では撮像手段に送られる被
検査体のマーク像の位置情報に基いて制御手段によって
搬送手段、Ｙ方向移動機構およびθ方向回転機構の動作
を制御してステージを搬送手段の搬送方向であるＸ方
向、Ｘ方向に対して水平面内で直交するＹ方向およびＺ
軸まわりのθ方向に移動させ、検査位置の被検査体を高
精度に位置調整するようにしたものである。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１（Ａ），（Ｂ）は製造中のＴＦＴ−ＬＣＤ
基板の半製品（例えば液晶が封入される前のＬＣＤ基
板）の電気的な機能検査や、組み込まれた電気回路のシ
ョート・オープン検査等や、液晶が封入された略完成状
態の製品のパターン表示の点灯検査等を行うＬＣＤプロ
ーブ装置１の概略構成を示すものである。

【００２８】このＬＣＤプローブ装置１には検査対象と
なる例えばＴＦＴ−ＬＣＤ基板等の板状の被検査体２が
装着されるステージ３が設けられている。このステージ
３には被検査体２を着脱可能に固定するための真空チャ
ック等の図示しないチャック部が設けられている。

【００２９】また、ステージ３の下方にはこのステージ
３の搬送機構４が設けられている。このステージ搬送機
構４には水平面上で直交するＸ方向とＹ方向とにそれぞ
れステージ３を移動するＸ方向移動機構（搬送手段）５
とＹ方向移動機構６、鉛直方向であるＺ方向（上下方
向）にステージ３を移動するＺ方向移動機構７、および
ステージ３をＺ軸まわりのθ方向に回転するθ方向回転
機構８がそれぞれ設けられている。

【００３０】ここで、ステージ３は移動基体９の上に回
転昇降部１０を介して支持されている。この回転昇降部
１０にはステージ３のＺ方向移動機構７およびθ方向回
転機構８が一体に組み込まれている。そして、この回転
昇降部１０はＺ方向移動機構７によって移動基体９の上
でステージ３をＺ方向（上下方向）に移動させるととも
に、θ方向回転機構８によってステージ３をＺ軸まわり
のθ方向に回転させることができるようになっている。

【００３１】また、移動基体９の下には図２に示すよう
にＹ方向移動機構６のＹ基台１１が設けられている。こ
のＹ基台１１上にはＹ方向に延びる２本のガイドレール
１２が平行に設けられているとともに、Ｙ方向に延びる
ボールネジ１３およびこのボールネジ１３を回転駆動す
るＹ方向駆動モータ１４が設けられている。そして、移
動基体９はＹ基台１１の２本のガイドレール１２の上に
図示しない軸受部材を介してＹ方向に移動可能に支持さ
れている。

【００３２】さらに、移動基体９の下面にはＹ方向移動
機構６のボールネジ１３と螺合するねじ穴部を備えた突
部１５が突設されている。そして、ボールネジ１３の回
転にともない移動基体９がＹ基台１１上の２本のガイド
レール１２に沿ってガイドされる状態で、Ｙ方向に移動
できるようになっている。

【００３３】また、Ｙ基台１１の下にはＸ方向移動機構
５のＸ基台１６が設けられている。このＸ基台１６上に
はＸ方向に延びる２本のガイドレール１７が平行に設け
られているとともに、Ｘ方向に延びるボールネジ１８お
よびこのボールネジ１８を回転駆動するＸ方向駆動モー
タ１９が設けられている。そして、Ｙ基台１１はＸ基台
１６の２本のガイドレール１７の上に図示しない軸受部
材を介してＸ方向に移動可能に支持されている。

【００３４】さらに、Ｙ基台１１の下面にはＸ方向移動
機構５のボールネジ１８と螺合するねじ穴部を備えた突
部２０が突設されている。そして、ボールネジ１８の回
転にともないＹ基台１１がＸ基台１６上の２本のガイド
レール１７に沿ってガイドされる状態で、Ｘ方向に移動
できるようになっている。

【００３５】また、図４に示すようにＸ方向移動機構５
のＸ方向駆動モータ１９、Ｙ方向移動機構６のＹ方向駆
動モータ１４、Ｚ方向移動機構７のＺ方向駆動モータ２
１、θ方向回転機構８のθ方向駆動モータ２２は例えば
パルスモータによって形成されている。さらに、上記各
駆動モータ１９、１４、２１、２２はマイクロコンピュ
ータおよびその周辺回路によって形成されるコントロー
ラ（制御手段）２３に接続されている。そして、このコ
ントローラ２３から出力される制御信号によって上記各
駆動モータ１９、１４、２１、２２の動作が制御される
ようになっている。

【００３６】なお、本実施例のＬＣＤプローブ装置１で
はＸ方向移動機構５によってステージ３が図１（Ｂ）中
で実線で示す被検査体２の検査位置と、同図中に仮想線
で示すアライメント用のアライメント位置との間で搬送
されるようになっている。

【００３７】また、ＬＣＤプローブ装置１の上部にはＸ
方向移動機構５によるステージ３のＸ方向の移動領域を
囲む状態でヘッドプレート２４が配設されている。この
ヘッドプレート２４にはステージ３が検査位置に移動さ
れた状態でステージ３上の被検査体２と離間対向する位
置に開口部２４ａが形成されている。そして、ヘッドプ
レート２４の開口部２４ａの周縁には被検査体２の電気
的特性を検査するための図示しないテスタ側に接続され
た基板検査用のプローブボード（検査手段）２５がホル
ダ２６を介して固定されている。

【００３８】なお、被検査体２としては図６に示すよう
に１枚のガラス基板２７上にそれぞれ独立のＴＦＴ−Ｌ
ＣＤ基板が形成される４面のＬＣＤ基板構成体２８が配
設された４面取り用のものや、或いは１枚のガラス基板
２７上に１面のＬＣＤ基板構成体が配設された単独部品
であってもよい。ここで、ガラス基板２７上の各ＬＣＤ
基板構成体２８には平行な２辺の各端縁に沿ってＴＦＴ
のドレインラインに接続される多数の電極パッド２９が
並設されているとともに、ＴＦＴのゲートラインに接続
される多数の電極パッド３０…が電極パッド２９…の列
に直交する各ＬＣＤ基板構成体２８の一縁に沿って並設
されている。

【００３９】さらに、ガラス基板２７上には例えばこの
ガラス基板２７の一辺と平行な直線に沿って２個の位置
合わせ用のマーク、例えばクロスマーク３１ａ，３１ｂ
が形成されている。

【００４０】そして、基板検査用のプローブボード２５
には図３に示すようにこのプローブボード２５の本体３
２の下面に各ＬＣＤ基板構成体２８の電極パッド２９
…、３０…の配列に対応して多数のプローブ電極３３が
配列されている。

【００４１】また、Ｘ方向移動機構５によってＸ方向に
移動されるステージ３側の移動基体９の一側部にはＣＣ
Ｄカメラ（撮像手段）３４が撮影レンズ３４ａを上向き
に配置した状態で固定されている。そして、ステージ３
がＸ方向に移動される途中でこのＣＣＤカメラ３４によ
ってプローブボード２５のプローブ電極３３を撮像可能
になっている。なお、ＣＣＤカメラ３４はプローブボー
ド２５の多数のプローブ電極３３を全部撮影する必要は
なく、基準となるいずれか２本のプローブ電極３３（例
えばステージ３がＸ方向に移動される際のＣＣＤカメラ
３４の移動軌道上でＣＣＤカメラ３４に最も近い位置に
配置されているプローブ電極３３と、最も遠い位置に配
置されているプローブ電極３３）のみを撮影できればよ
い。

【００４２】また、ＬＣＤプローブ装置１のヘッドプレ
ート２４上にはアライメントブロック（マーク像伝送手
段）３５が設けられている。このアライメントブロック
３５にはブロック本体３６内に光源３７と、第１の反射
鏡（第１の反射部材）３８と、第２の反射鏡（第２の反
射部材）３９と、第３の反射鏡（第３の反射部材）４０
と、第３の反射鏡４０の移動操作手段（切換え操作手
段）４１とが設けられている。

【００４３】ここで、第１の反射鏡３８はステージ３が
アライメント位置に搬送された状態で、ＣＣＤカメラ３
４に対して離間対向される位置に配置されている。ま
た、第２の反射鏡３９および第３の反射鏡４０はステー
ジ３がアライメント位置に搬送された状態で、ステージ
３上の被検査体２の２個のクロスマーク３１ａ，３１ｂ
（ＣＣＤカメラ３４から遠い第１のクロスマーク３１ａ
とＣＣＤカメラ３４に近い第２のクロスマーク３１ｂ）
に対してそれぞれ離間対向される位置に配置されてい
る。

【００４４】さらに、第１の反射鏡３８はＣＣＤカメラ
３４の光軸に対して４５°の傾斜角度で交差する状態で
第２，第３の反射鏡３９，４０の方向に向けて設置され
ている。

【００４５】また、第２，第３の反射鏡３９，４０はそ
れぞれ鉛直方向に対して４５°の傾斜角度で交差する状
態で第１の反射鏡３８の方向に向けて設置されている。
ここで、ヘッドプレート２４には図５に示すようにステ
ージ３がアライメント位置に搬送された状態で、ＣＣＤ
カメラ３４と第１の反射鏡３８との間に位置する第１の
開口部４２と、ステージ３上の被検査体２の２個のクロ
スマーク３１ａ，３１ｂと第２，第３の反射鏡３９，４
０との間に位置する第２，第３の開口部４３，４４とが
それぞれ形成されている。なお、ヘッドプレート２４の
第１〜第３の開口部４２〜４４は単一の長孔によって形
成される構成にしてもよい。

【００４６】また、第３の反射鏡４０の移動操作手段４
１には図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように例えば電磁プ
ランジャ４５が設けられている。この電磁プランジャ４
５の可動ロッド４５ａの先端部には第３の反射鏡４０が
固定されている。さらに、この電磁プランジャ４５はコ
ントローラ２３に接続されている。そして、コントロー
ラ２３によって電磁プランジャ４５の動作が制御され、
この電磁プランジャ４５の動作にともない第３の反射鏡
４０を第１の反射鏡３８と第２の反射鏡３９との間の光
路Ｑ₁ に対して直交する方向に移動操作して第３の反射
鏡４０を第１の反射鏡３８と第２の反射鏡３９との間の
光路Ｑ₁ 内に挿入させたセット位置（図１０（Ｂ）に示
す）と、この光路Ｑ₁ 外に移動させた待機位置（図１０
（Ａ）に示す）との間で切換え操作するようになってい
る。

【００４７】なお、第１の反射鏡３８は例えばハーフミ
ラーによって形成されている。そして、光源３７からの
照明光は第１の反射鏡３８を透過したのち、第２の反射
鏡３９、または第３の反射鏡４０によって各クロスマー
ク３１ａ，３１ｂ側に全反射されて各クロスマーク３１
ａ，３１ｂを照明するとともに、各クロスマーク３１
ａ，３１ｂの像が第２の反射鏡３９、または第３の反射
鏡４０によって第１の反射鏡３８側に全反射され、さら
にこの第１の反射鏡３８によってＣＣＤカメラ３４側に
反射されることにより、ステージ３上の被検査体２の２
個のクロスマーク３１ａ，３１ｂの像が第３の反射鏡４
０の切換え操作にともない別々にＣＣＤカメラ３４によ
って撮像されるようになっている。

【００４８】また、ＣＣＤカメラ３４はカメラ駆動回路
４６を介してコントローラ２３に接続されている。さら
に、このＣＣＤカメラ３４には画像処理部４７を介して
モニタ４８が接続されている。このモニタ４８はコント
ローラ２３に接続されている。ここで、ＣＣＤカメラ３
４およびモニタ４８はコントローラ２３からの制御信号
によって駆動される。そして、ＣＣＤカメラ３４からの
画像情報は画像処理部４７で処理された後、モニタ４８
に表示されるようになっている。

【００４９】また、コントローラ２３にはアライメント
ブロック３５のＣＣＤカメラ３４から個別に送られる第
１のクロスマーク３１ａおよび第２のクロスマーク３１
ｂの各マーク像の位置情報に基いて被検査体２の位置調
整を行なう位置調整手段が設けられている。この位置調
整手段にはＣＣＤカメラ３４に送られる被検査体２の第
１のクロスマーク３１ａおよび第２のクロスマーク３１
ｂのマーク像の位置情報に基いてアライメント位置にお
けるステージ３上の被検査体２のＸ，Ｙ，θの各方向の
ずれ量を算出し、この算出結果に基いてステージ３がア
ライメント位置から検査位置に移動される途中でステー
ジ３をＸ，Ｙ，θの各方向のずれ量を０にするようにＸ
方向移動機構５、Ｙ方向移動機構６およびθ方向回転機
構８の動作を制御する制御手段が設けられている。

【００５０】さらに、コントローラ２３にはＺ方向の０
点を検出する０点検出センサ４９および被検査体２の高
さ位置（Ｚ方向の０点と被検査体２との間の距離）を検
出するハイトセンサ５０が接続されている。ここで、Ｚ
方向の０点は検査位置でステージ３が被検査体２の電極
パッド２９…、３０…とプローブボード２５のプローブ
電極３３とが非接触状態で保持されている下方の待機位
置から上昇させた際に被検査体２の電極パッド２９…、
３０…とプローブボード２５のプローブ電極３３とが接
触する位置に設定されている。

【００５１】また、０点検出センサ４９の一例としては
図７（Ａ）に示す構成のものや、図７（Ｂ）に示す構成
のものがある。ここで、図７（Ａ）の０点検出センサ４
９には上下に適宜の間隔を存して平行に対向配置された
２枚の接触板５１，５２が設けられている。さらに、上
側の接触板５１の先端部には下向きに略Ｌ字状に屈曲さ
れた下向きの屈曲部５１ａ、下側の接触板５２の先端部
には斜め下向きに屈曲された斜め下向きの屈曲部５２ａ
がそれぞれ形成されている。なお、接触板５１，５２の
基端部側は図示しない０点検出回路に接続されている。

【００５２】この０点検出センサ４９では自然状態（被
検査体２の被検査状態）では下側の接触板５２の斜め下
向きの屈曲部５２ａと上側の接触板５１の屈曲部５１ａ
との間は離間された非接触状態で保持されている。

【００５３】そして、検査位置のステージ３が待機位置
からＺ方向に上昇する際にステージ３上の被検査体２の
表面が０点検出センサ４９の下側の接触板５２の斜め下
向きの屈曲部５２ａと当接した後、ステージ３の上昇動
作にともない接触板５２の斜め下向きの屈曲部５２ａが
ステージ３上の被検査体２によって上向きに押圧され、
接触板５２の斜め下向きの屈曲部５２ａが上側の接触板
５１の屈曲部５１ａに当接される方向に弾性変形される
ようになっている。このとき、接触板５２の斜め下向き
の屈曲部５２ａと上側の接触板５１の屈曲部５１ａとが
接触した時点で、上下の接触板５１，５２間が導通さ
れ、この状態が０点検出回路によって検出されることに
より、待機位置からＺ方向に上昇中のステージ３上の被
検査体２がＺ方向の０点位置に達した状態が検出される
ようになっている。

【００５４】また、図７（Ｂ）の０点検出センサ４９に
はＺ方向に延びる２つのスプリング針５３，５４が平行
に配置されている。これらのスプリング針５３，５４の
上端部側は図示しない０点検出回路に接続されている。
さらに、両スプリング針５３，５４の下端部は被検査体
２のいずれかの電極パッド２９、３０に接触可能な位置
に配置されている。

【００５５】そして、検査位置のステージ３が待機位置
からＺ方向に上昇する際にステージ３上の被検査体２の
いずれかの電極パッド２９、３０に０点検出センサ４９
の両スプリング針５３，５４の下端部が当接した時点
で、被検査体２の電極パッド２９、または３０を介して
両スプリング針５３，５４間が導通され、この状態が０
点検出回路によって検出されることにより、待機位置か
らＺ方向に上昇中のステージ３上の被検査体２がＺ方向
の０点位置に達した状態が検出されるようになってい
る。

【００５６】また、ハイトセンサ５０には例えば発光ダ
イオード（ＬＥＤ）等の発光源と、フォトセンサ等の受
光素子とを備え、発光源からの光がステージ３上の被検
査体２の表面によって反射される反射光を受光素子によ
って検出することにより、ステージ３上の被検査体２の
表面のＺ方向の高さ位置を非接触状態で検出する構成の
ものがある。

【００５７】さらに、この他の構成のハイトセンサ５０
としてはステージ３上の被検査体２の表面との間の空間
電荷量を検出し、ここで検出される空間電荷量の変化に
よってステージ３上の被検査体２の表面のＺ方向の高さ
位置を非接触状態で検出する構成のもの、或いは自動焦
点機構が内蔵され、この自動焦点機構によってステージ
３上の被検査体２の表面のＺ方向の高さ位置を非接触状
態で検出する構成のものでもよい。

【００５８】次に、上記構成の作用について説明する。
上記ＬＣＤプローブ装置１は原点位置ではＸ方向移動機
構５がステージ３を検査位置に移動させた状態で保持さ
れる。このとき、回転昇降部１０のＺ方向移動機構７に
よってステージ３は被検査体２の電極パッド２９…、３
０…とプローブボード２５のプローブ電極３３とが非接
触状態で保持されている下方の待機位置で保持される。

【００５９】また、検査済みの被検査体２をステージ３
から取り出したり、図示しないローダ部から供給される
検査前の被検査体２をステージ３に供給するステージ３
への被検査体２の受渡し動作は例えばＸ方向移動機構５
によって行われる。ここで、Ｘ方向移動機構５はステー
ジ３を被検査体２の受渡し位置（図１（Ａ），（Ｂ）中
で、アライメント位置よりも右側に予め設定されてい
る）と、検査位置との間でＸ方向に移動させるようにな
っている。

【００６０】そして、Ｘ方向移動機構５によってステー
ジ３が被検査体２の受渡し位置に移動された状態で、検
査済みの被検査体２や検査前の被検査体２の受渡し動作
が搬送ロボットＲによって行われたのち、検査前の被検
査体２がセットされたステージ３がＸ方向に移動され、
図１（Ｂ）中で実線で示す被検査体２の検査位置に搬送
されるようになっている。この被検査体２の搬送作業
中、ハイトセンサ５０によって被検査体２の高さ位置が
検出される。したがって、ステージ３が被検査体２の検
査位置に搬送された時点ではＺ方向の０点の下方の待機
位置で保持されているステージ３上の被検査体２のＺ方
向の高さ位置、すなわち、Ｚ方向の０点と被検査体２と
の間の距離が正確に測定されている。このハイトセンサ
５０からの検出データはコントローラ２３に送られ、こ
のコントローラ２３のメモリ内に記憶されるようになっ
ている。なお、Ｚ方向の０点位置は予め０点検出センサ
４９によって設定されている。

【００６１】また、検査前の被検査体２がセットされた
ステージ３がＸ方向移動機構５によって被検査体２の検
査位置に搬送されたのち、Ｘ方向移動機構５のＸ方向駆
動モータ１９が駆動され、ステージ３が被検査体２の検
査位置からアライメント位置までＸ方向に移動される。

【００６２】さらに、ステージ３が被検査体２の検査位
置（原点位置）からアライメント位置まで搬送される途
中、ステージ３側のＣＣＤカメラ３４がプローブボード
２５の基準となるいずれか２本のプローブ電極３３の下
に移動した時点で、ＣＣＤカメラ３４によってプローブ
ボード２５のプローブ電極３３が撮像される。このと
き、プローブ電極３３の中心にＣＣＤカメラ３４の視野
のセンターを合わせることで、この時点におけるステー
ジ３の原点位置からのＸ方向およびＹ方向の移動距離で
あるｘｙの座標が検出される。このときの座標（ｘ₁ ，
ｙ₁ ）がステージ３の原点として（０）にセットされ、
基準となるプローブ電極３３の位置座標が算出される。

【００６３】また、ステージ３が図１（Ｂ）中に仮想線
で示すアライメント位置まで搬送された時点で、Ｘ方向
移動機構５のＸ方向駆動モータ１９の駆動が停止され
る。このときの原点位置からアライメント位置までのス
テージ３の移動量は被検査体２のパネルサイズに応じて
適宜設定される。

【００６４】続いて、このアライメント位置での実際の
被検査体２の位置が算出される。この被検査体２の位置
の算出はアライメントブロック３５を使用して次のよう
に行われる。まず、第３の反射鏡４０の移動操作手段４
１の電磁プランジャ４５が駆動され、図１０（Ａ）に示
すように第３の反射鏡４０が第１の反射鏡３８と第２の
反射鏡３９との間の光路Ｑ₁ 外に移動された待機位置で
保持される。

【００６５】この状態で、光源３７からの照明光は第１
の反射鏡３８を透過したのち、第２の反射鏡３９によっ
てＣＣＤカメラ３４から遠い第１のクロスマーク３１ａ
側に全反射されてこのクロスマーク３１ａが照明され
る。このとき、クロスマーク３１ａの像は第２の反射鏡
３９によって第１の反射鏡３８側に全反射され、さらに
この第１の反射鏡３８によってＣＣＤカメラ３４側に反
射されることにより、ステージ３上の被検査体２の第１
のクロスマーク３１ａの像がＣＣＤカメラ３４によって
撮像される。したがって、このときにモニタ４８に表示
される第１のクロスマーク３１ａの像のＣＣＤカメラ３
４の視野のセンター位置からのずれ量（ｘ₂ ，ｙ₂ ）が
検出される。

【００６６】また、第１のクロスマーク３１ａの像の検
出後、電磁プランジャ４５が駆動され、図１０（Ｂ）に
示すように第３の反射鏡４０が第１の反射鏡３８と第２
の反射鏡３９との間の光路Ｑ₁ 内に移動されたセット位
置に切換え操作される。

【００６７】この状態で、光源３７からの照明光は第１
の反射鏡３８を透過したのち、第３の反射鏡４０によっ
てＣＣＤカメラ３４に近い第２のクロスマーク３１ｂ側
に全反射されてこのクロスマーク３１ｂが照明される。
このとき、クロスマーク３１ｂの像は第３の反射鏡４０
によって第１の反射鏡３８側に全反射され、さらにこの
第１の反射鏡３８によってＣＣＤカメラ３４側に反射さ
れることにより、ステージ３上の被検査体２の第２のク
ロスマーク３１ｂの像がＣＣＤカメラ３４によって撮像
される。したがって、このときにモニタ４８に表示され
る第２のクロスマーク３１ｂの像のＣＣＤカメラ３４の
視野のセンター位置からのずれ量（ｘ₃，ｙ₃ ）が検出
される。

【００６８】そして、上記第１のクロスマーク３１ａの
像および第２のクロスマーク３１ｂの像の各ずれ量の検
出データに基いて図９に示すようにステージ３上の被検
査体２のＸ，Ｙ，θ₁ のずれ量が算出される。

【００６９】また、ステージ３上の被検査体２のＸ，
Ｙ，θ₁ のずれ量の算出後、Ｘ方向移動機構５のＸ方向
駆動モータ１９が例えば逆回転駆動され、ステージ３が
アライメント位置から被検査体２の検査位置（原点位
置）までＸ方向に移動される。このとき、コントローラ
２３からの制御信号によってステージ３上の被検査体２
のＸ，Ｙ，θ₁ のずれ量を０にするようにＸ方向移動機
構５、Ｙ方向移動機構６、Ｚ方向移動機構７およびθ方
向回転機構８の動作が制御される。そのため、ステージ
３が被検査体２の検査位置（原点位置）に達した時点で
はステージ３上の被検査体２のＸ，Ｙ，θ₁ のずれ量は
０となり、被検査体２のアライメントが終了している。

【００７０】また、上記被検査体２のアライメント作業
の終了後、Ｚ方向移動機構７のＺ方向駆動モータ１９が
駆動され、ステージ３がＺ方向の０点の下方の待機位置
から被検査体２の検査位置まで上昇される。このとき、
ステージ３は予めハイトセンサ５０によって検出された
被検査体２の高さ位置情報に基いて待機位置からのＺ方
向の移動量（上昇量）が制御される。そして、図８
（Ａ）中に実線で示すようにステージ３上の被検査体２
が０点位置ｔ₀ に移動され、被検査体２の電極パッド２
９…、３０…とプローブボード２５のプローブ電極３３
とが接触したのち、同図中に仮想線で示すように予め設
定された適正なオーバードライブ位置₁ （例えば２００
μｍ程度）まで上昇される。

【００７１】したがって、ステージ３が被検査体２の検
査位置まで上昇された状態では被検査体２の電極パッド
２９…、３０…とプローブボード２５のプローブ電極３
３との間には適正な圧力が加えられ、図８（Ｂ）に示す
ように被検査体２の電極パッド２９…、３０…とプロー
ブボード２５のプローブ電極３３との間の接触抵抗値が
略一定となる安定状態で保持させることができる。そし
て、このようにステージ３が被検査体２の検査位置まで
上昇された状態で未検査状態の被検査体２に対する電気
的検査が行われる。

【００７２】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、ステージ３上の被検査体２のア
ライメント作業用のＣＣＤカメラ３４をステージ３側の
移動基体９の一側部に配設したので、従来のようにＬＣ
Ｄプローブ装置１の本体の検査位置の上部の作業スペー
スが狭くなるおそれがない。

【００７３】さらに、ステージ３がアライメント位置に
搬送された状態で、被検査体２の２個の位置合わせ用の
クロスマーク３１ａ，３１ｂの像をＣＣＤカメラ３４に
導くアライメントブロック３５を設け、このアライメン
トブロック３５内に第３の反射鏡４０の移動操作手段４
１を設けたので、移動操作手段４１の電磁プランジャ４
５によって第３の反射鏡４０を第１の反射鏡３８と第２
の反射鏡３９との間の光路Ｑ₁ 外に移動させた待機位置
に切換え操作した場合には被検査体２におけるＣＣＤカ
メラ３４から遠い第１のクロスマーク３１ａの像を第２
の反射鏡３９によって第１の反射鏡３８側に向けて反射
し、第１の反射鏡３８を介してＣＣＤカメラ３４に伝送
するとともに、移動操作手段４１の電磁プランジャ４５
によって第３の反射鏡４０を第１の反射鏡３８と第２の
反射鏡３９との間の光路Ｑ₁ 内に挿入させたセット位置
に切換え操作することにより、被検査体２におけるＣＣ
Ｄカメラ３４に近い第２のクロスマーク３１ｂの像を第
３の反射鏡４０によって第１の反射鏡３８側に向けて反
射し、第１の反射鏡３８を介してＣＣＤカメラ３４に伝
送することができる。そのため、１台のＣＣＤカメラ３
４によって被検査体２の２個の位置合わせ用のクロスマ
ーク３１ａ，３１ｂの像を個別に検出することができる
ので、従来のように２台のカメラで被検査体２の２個の
位置合わせ用のマーク３１ａ，３１ｂをそれぞれ検出す
る場合のように２台のカメラを高精度に位置合わせする
必要がない。したがって、従来に比べて被検査体２の位
置合わせ作業を能率的に行なうことができ、被検査体２
の検査の段取りに要する時間を短縮することができる。

【００７４】さらに、位置合わせ用の１台のＣＣＤカメ
ラ３４で基板検査用のプローブボード２５のプローブ電
極３３を直接確認することができる。そのため、プロー
ブ電極３３の位置座標を正確に求めることができるとと
もに、汚れ等の検査をモニタ４８の画面上で行なうこと
ができる。したがって、プローブボード２５のプローブ
電極３３の針先が被検査体２の電極パッド２９、３０と
の接触時に見えないスプリング・プローブ、バンプ等の
狭ピッチのプローブ電極３３を備えたプローブボード２
５に有効である。

【００７５】また、被検査体２の搬送作業中、ハイトセ
ンサ５０によって被検査体２の高さ位置を検出し、ステ
ージ３が被検査体２の検査位置に搬送された時点ではＺ
方向の０点の下方の待機位置で保持されているステージ
３上の被検査体２のＺ方向の高さ位置、すなわち、Ｚ方
向の０点と被検査体２との間の距離が正確に測定されう
ようにしたので、ステージ３がＺ方向の０点の下方の待
機位置から被検査体２の検査位置まで上昇される際に、
ハイトセンサ５０からの測定結果に基いてステージ３上
の被検査体２を予め設定された適正なオーバードライブ
位置₁ まで正確に上昇させることができる。そのため、
例えば製品毎の被検査体２の板厚のばらつきにより、ス
テージ３がＺ方向の０点の下方の待機位置から被検査体
２の検査位置まで上昇される際に、適正なオーバードラ
イブ位置₁ まで正確に上昇させることができなくなるお
それがなく、常に安定に被検査体２の検査を行なうこと
ができる。

【００７６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例ではアライメントブロ
ック３５内の第３の反射鏡４０の移動操作手段４１とし
て電磁プランジャ４５を設けたものを示したが、図１１
（Ａ），（Ｂ）に示すように回動軸６１に第３の反射鏡
４０を固定し、この回動軸６１に連結された駆動モータ
６２によって第３の反射鏡４０を図１１（Ａ）中に実線
で示すセット位置と同図中に仮想線で示す待機位置との
間で回動操作する回動シャッタ型の切換え操作機構（回
動操作手段）を設ける構成にしてもよい。ここで、６３
は回動軸６１の軸受部材、６４は第３の反射鏡４０を待
機位置で保持するストッパ、６５は第３の反射鏡４０を
セット位置で保持するストッパである。

【００７７】また、上記実施例におけるアライメントブ
ロック３５内の第１〜３の反射鏡３８，３９，４０を全
反射プリズムに代えてもよく、さらに、その他本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論
である。

【００７８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば被検査体のステ
ージ側に検出手段の接触手段を撮像可能な撮像手段を設
けたので、ステージを被検査体の検査位置とアライメン
ト位置との間で搬送する途中でステージ側の撮像手段に
よって検出手段の接触手段を撮像してその位置を確認す
ることができ、位置合わせ用の１台の撮像手段で検査手
段の接触手段を直接確認することができる。さらに、位
置合わせ手段にステージがアライメント位置に搬送され
た状態で、被検査体に対して離間対向配置され、被検査
体に設けられた少なくとも２個の位置合わせ用のマーク
の像を撮像手段に導くマーク像伝送手段およびこのマー
ク像伝送手段から送られるマーク像の位置情報に基いて
被検査体の位置調整を行なう位置調整手段を設けたの
で、検査装置本体の検査位置の上部の作業スペースが狭
くなるおそれがなく、被検査体の位置合わせを能率的に
行なうことができ、被検査体の検査に要する時間を短縮
することができる。

【００７９】請求項２，３，４の発明によれば撮像手段
や、ステージをアライメント位置から移動することなく
被検査体の２個の位置合わせ用のマークの像を撮像手段
に導くことができるので、被検査体の位置合わせを能率
的に行なうことができ、被検査体の検査に要する時間を
短縮することができる。

【００８０】請求項５の発明によれば請求項２の第２の
反射鏡および第３の反射鏡の少なくともいずれか一方を
ステージの搬送方向と平行に移動するようにしたので、
大きさが異なる複数種類の被検査体を位置調整すること
ができる。

【００８１】請求項６の発明によれば請求項１の撮像手
段に送られる被検査体のマーク像の位置情報に基いて制
御手段によって搬送手段、Ｙ方向移動機構およびθ方向
回転機構の動作を制御してステージを搬送手段の搬送方
向であるＸ方向、Ｘ方向に対して水平面内で直交するＹ
方向およびＺ軸まわりのθ方向に移動させ、検査位置の
被検査体を高精度に位置調整するようにしたので、被検
査体の位置合わせを能率的に行なうことができ、被検査
体の検査に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、（Ａ）はＬＣ
Ｄプローブ装置の概略構成を示す平面図、（Ｂ）はＬＣ
Ｄプローブ装置を一部断面にして示す側面図。

【図２】ＬＣＤプローブ装置のステージ搬送機構を示す
斜視図。

【図３】ＬＣＤプローブ装置のステージが検査位置に搬
送された状態を一部断面にして示す側面図。

【図４】ＬＣＤプローブ装置のコントローラの接続状態
を示す概略構成図。

【図５】ＬＣＤプローブ装置のステージがアライメント
位置に搬送された状態を一部断面にして示す側面図。

【図６】ＬＣＤ基板を示す平面図。

【図７】０点検出センサを示す側面図。

【図８】（Ａ）はステージ上のＬＣＤ基板が０点位置と
オーバードライブ位置との間の移動状態を示す説明図、
（Ｂ）はステージ上のＬＣＤ基板が０点位置からＺ方向
にオーバードライブされた際のＬＣＤ基板とプローブ電
極の針との間に作用する接触抵抗値の変化状態を示す特
性図。

【図９】ステージ上のＬＣＤ基板の位置調整を説明する
ための説明図。

【図１０】（Ａ）はＬＣＤ基板の第１のマークの像の撮
像状態を示す概略構成図、（Ｂ）はＬＣＤ基板の第２の
マークの像の撮像状態を示す概略構成図。

【図１１】本発明の他の実施例を示すもので、（Ａ）は
回動シャッタ型の切換え操作機構のミラーがセット位置
で保持されている状態を示す側面図、（Ｂ）は同正面
図。

【符号の説明】

２…被検査体、３…ステージ、５…Ｘ方向移動機構（搬
送手段）、２３…コントローラ（制御手段）、２５…プ
ローブボード（検査手段）、２９，３０…電極パッド
（電気接点）、３１ａ，３１ｂ…クロスマーク（位置合
わせ用のマーク）、３３…プローブ電極、３４…ＣＣＤ
カメラ（撮像手段）、３５…アライメントブロック（マ
ーク像伝送手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯田到山梨県韮崎市藤井町北下条2381−１テル・エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電気接点が設けられた被検査体の
検査位置に前記被検査体の電気接点に接触され、前記被
検査体の電気的な検査を行なう検査手段が配設されると
ともに、前記被検査体を前記検査位置に位置合わせする
位置合わせ手段を備えた検査装置において、前記被検査
体が着脱可能に載置されるステージを前記検査手段によ
る前記被検査体の検査位置と、この検査位置以外のアラ
イメント位置との間で搬送する搬送手段を設け、前記ス
テージ側に前記検出手段の接触手段を撮像可能な撮像手
段を設けるとともに、前記位置合わせ手段に前記ステー
ジが前記アライメント位置に搬送された状態で、前記被
検査体に対して離間対向配置され、前記被検査体に設け
られた少なくとも２個の位置合わせ用のマークの像を前
記撮像手段に導くマーク像伝送手段およびこのマーク像
伝送手段から送られるマーク像の位置情報に基いて前記
被検査体の位置調整を行なう位置調整手段を設けたこと
を特徴とする検査装置。
【請求項２】前記マーク像伝送手段は前記ステージが
前記アライメント位置に搬送された状態で、前記撮像手
段に対して離間対向配置された第１の反射部材と、前記被検査体における前記撮像手段から遠い第１のマー
クに対して離間対向配置され、前記第１のマークの像を
前記第１の反射部材側に向けて反射し、前記第１の反射
部材を介して前記撮像手段に伝送する第２の反射部材
と、前記第１の反射部材と第２の反射部材との間の光路内
で、かつ前記被検査体における前記撮像手段に近い第２
のマークに対して離間対向配置され、前記第２のマーク
の像を前記第１の反射部材側に向けて反射し、前記第１
の反射部材を介して前記撮像手段に伝送する第３の反射
部材と、この第３の反射部材を前記第１の反射部材と第２の反射
部材との間の光路内に挿入させたセット位置と、前記光
路外に移動させた待機位置との間で切換え操作する切換
え操作手段とを具備するものであることを特徴とする請
求項１に記載の検査装置。
【請求項３】前記切換え操作手段は前記第３の反射部
材を前記第１の反射部材と第２の反射部材との間の光路
に対して直交する方向に移動操作する反射部材移動操作
手段を備えたものであることを特徴とする請求項２に記
載の検査装置。
【請求項４】前記切換え操作手段は前記第３の反射部
材を前記セット位置と前記待機位置との間で回動操作す
る回動操作手段を備えたものであることを特徴とする請
求項２に記載の検査装置。
【請求項５】前記第２の反射部材および第３の反射部
材の少なくともいずれか一方は前記ステージの搬送方向
と平行に移動する移動機構に支持されたものであること
を特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項６】前記ステージは前記被検査体を前記搬送
手段の搬送方向であるＸ方向に対して水平面内で直交す
るＹ方向に移動するＹ方向移動機構、前記被検査体を鉛
直方向であるＺ方向に移動するＺ方向移動機構およびＺ
軸まわりのθ方向に回転するθ方向回転機構を備え、前記位置調整手段は前記撮像手段に送られる前記被検査
体のマーク像の位置情報に基いて前記搬送手段、Ｙ方向
移動機構、Ｚ方向移動機構およびθ方向回転機構の動作
を制御する制御手段を備えたものであることを特徴とす
る請求項１に記載の検査装置。