JPH08136580A

JPH08136580A - 検査装置

Info

Publication number: JPH08136580A
Application number: JP29394794A
Authority: JP
Inventors: Shinji Iino; 伸治飯野
Original assignee: TERU ENG KK; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: TERU ENG KK; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】装置の構造を簡素化して設置スペースを削減
することができるプローブ装置等の検査装置を提供す
る。【構成】本プローブ装置１は、例えば２５枚のＬＣＤ
基板Ｓが収納されたカセットＣをＹ方向に３個配列して
載置する載置部２と、この載置部２に隣接する検査部３
に設けられた載置台４と、この載置台４とカセットＣと
の間でＬＣＤ基板Ｓを授受する回転可能なアーム５とを
備え、アーム５を載置台４上に設けると共に、アーム５
及び載置台４を一体的にカセットＣの配列方向と同方向
へ移動させる第１駆動機構８を設けたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、液晶デ
ィスプレイ（ＬＣＤ）基板等の被検査体を検査する検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置やＬＣＤ基板の製造工程で
は、半導体ウエハやガラス基板の表面に金属薄膜や絶縁
薄膜などの成膜、エッチングを施した後、成膜あるいは
エッチングの良否を電気的検査により調べるようにして
いる。このような検査装置として従来から例えばプロー
ブ装置が知られている。このプローブ装置は、半導体ウ
エハ、ＬＣＤ基板等の被検査体をカセット単位で収納載
置するカセット載置部と、このカセット載置部の被検査
体をロード、アンロードするローダと、このローダを介
して移載された被検査体を載置する載置台と、この載置
台上の被検査体の電気的検査を行なう検査部とを備えて
いる。

【０００３】被検査体を検査する場合には、検査部に配
設されたプローブカードまで載置台を上昇させ、プロー
ブ針などの接触子に被検査体の電極パッドを所定の針圧
で接触させることにより被検査体の電気的検査を行なっ
ている。また、上記ローダは被検査体を移載する移載用
アームを有し、この移載用アームを回転させてカセット
と載置台との間で被検査体を移載するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、移載用
アームが回転するタイプの従来の検査装置の場合には、
カセットが移載用アームを三方向からコ字状に囲むよう
に配列されているため、移載用アーム回転動作だけでカ
セットの被検査体を取り出すことができる反面、最近の
ように製造ラインが自動化されると、自動搬送車による
カセットの搬入搬出動作回数を軽減するために、載置部
に載置するカセットの数が増大する傾向にある。このよ
うな傾向下では移載用アームは従来のような単なる回転
動作だけでは対応できず、移載用アームを移動させるボ
ールネジ等の駆動機構が必要になり、ロード、アンロー
ド機構が益々複雑になり、装置が大型化して床面積が増
大するという課題があった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、装置の構造を簡素化して床面積を削減する
ことができるプローブ装置等の検査装置を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の検査装置は、複数の被検査体が収納された容器を一方
向に複数配列して載置する載置部と、この載置部に隣接
する検査部に設けられた載置台と、この載置台と上記容
器との間で上記被検査体を授受する回転可能なアームと
を備え、上記アームを上記載置台上に設けると共に、上
記アーム及び上記載置台を一体的に上記容器の配列方向
と同方向へ移動させる第１駆動機構を設けたものであ
る。

【０００７】また、本発明の請求項２に記載の検査装置
は、複数の被検査体が収納された容器を一方向に複数配
列して載置する載置部と、この載置部と隣接する検査部
に設けられた載置台と、この載置台と上記容器との間で
上記被検査体を授受する回転可能なアームとを備え、上
記アームを上記載置台上に設けると共に、上記アーム及
び上記載置台を一体的に上記容器の配列方向と同方向へ
移動させる第１駆動機構を設け、また、上記アーム及び
上記載置台を一体的に移動させて上記被検査体を上記容
器と上記検査部との間で搬送する第２駆動機構を設けた
ものである。

【０００８】また、本発明の請求項３に記載の検査装置
は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上
記各容器を個別に昇降させる昇降駆動機構を上記載置部
に設けたものである。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１に記載の発明によれば、アー
ムにより載置部の容器から被検査体を取り出して検査す
る時には、第１駆動機構が駆動してアームが載置台と一
体的に載置部の容器の配列方向と同方向へ移動してアー
ムが容器の所定配列位置へアクセスし、その後、アーム
が容器と載置台との間で被検査体を受渡し、載置台で被
検査体を受け取った後には第１駆動機構が駆動して載置
台が検査部へ移動することができる。

【００１０】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、アームにより載置部の容器から被検査体を取り出
して検査する時には、第１駆動機構が駆動してアームが
載置台と一体的に載置部の容器の配列方向と同方向へ移
動してアームが容器の所定配列位置へアクセスし、その
位置で第２駆動機構が駆動してアーム及び載置台が容器
と検査部へ交互にアクセスすると共に容器と載置台との
間で被検査体の受渡しを行なうことができる。

【００１１】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１または請求項２の発明において、各容器
を個別に昇降させる昇降駆動機構を載置部に設けたたた
め、容器内の次の被検査体を取り出す時には昇降駆動機
構が駆動して次の被検査体を取り出す位置まで容器が昇
降することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図４に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。本実施例では検査装置として被検査体
としてのＬＣＤ基板の電気的検査を行なうプローブ装置
を例に挙げて説明する。本実施例のプローブ装置１は、
図１、図２に示すように、複数（例えば２５枚）の矩形
状に形成されたＬＣＤ基板Ｓが収納された容器例えばカ
セットＣを複数個（本実施例では３個）載置する載置部
２と、この載置部２と間隔を空けて対向する検査部３に
設けられた載置台４と、この載置台４とカセットＣとの
間でＬＣＤ基板Ｓを受渡しする回転可能なアーム５とを
備えて構成されている。これらの載置部２、検査部３及
び載置台４はいずれもプローブ装置本体（以下、「装置
本体」と称す。）６に設けられている。そして、上記載
置部２には３個のカセットＣがＹ方向に配列され、各カ
セットＣは後述のように上下方向即ちＺ方向に移動でき
るようにしてある。従って、載置部２にはカセットＣが
Ｙ方向に一列に配列されているため、図示しない自動搬
送車はカセットＣのＹ方向に直線状に移動しながらカセ
ットＣを載置部２へ移載することができる。

【００１３】また、上記検査部３にはＬＣＤ基板Ｓより
大きな矩形状に形成された載置台４がアーム５と一体化
して配設され、載置台４上に載置されたＬＣＤ基板Ｓを
検査部３において検査するようにしてある。また、この
載置台４は、図１に示すように、アーム５と一体的に駆
動機構７によりＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に同時にある
いは個別に移動するようにしてある。ここでＸ方向はカ
セットＣの配列方向と直交する方向であり、Ｙ方向はＸ
方向と同一平面内で直交する方向（カセットＣの配列方
向と同方向）であり、Ｚ方向はこれら両方向に垂直な上
下方向である。

【００１４】上記駆動機構７は、載置台４をＹ方向へ駆
動させる第１駆動機構８と、この第１駆動機構８上に配
設され且つ載置台４をＸ方向に駆動する第２駆動機構９
と、載置台４をＺ方向に駆動する昇降機構（図示せず）
とを備えている。第１駆動機構８は、図１、図３に示す
ように、装置本体６内に配設された第１基台１０上にＹ
方向に向けて互いに平行に配設された一対のＹレール１
１と、これらのレール１１の間に配設されたボールネジ
１２と、このボールネジ１２と螺合するボール軸受（図
示せず）が裏面に取り付けられたＹテーブル１３とを備
えている。そして、第１駆動機構８のモータ１４が駆動
すると、ボールネジ１２を介してＹテーブル１３がＹ方
向即ち載置部２のカセットＣの配列方向と同方向に沿っ
て往復移動し、３個のカセットＣの取出し口前方へアク
セスするようにしてある。

【００１５】また、第２駆動機構９は、第２基台１５上
にＸ方向に向けて互いに平行に配設された一対のＸレー
ル１６と、これらのレール１６の間に配設されたボール
ネジ１７と、このボールネジ１７と螺合するボール軸受
（図示せず）が裏面に取り付けられたＸテーブル１８と
を備え、ボールネジ１７がモータ１９の駆動によってＸ
テーブル１８をＸ方向即ち載置部２と検査部３との間を
往復移動するようにしてある。従って、第１駆動機構８
のモータ１１９が駆動すると、ボールネジ１７を介して
Ｘテーブル１８と一体化したアーム５及び載置台４が載
置部２のカセットＣへアクセスしたり、検査部３へアク
セスしたりするようになっている。

【００１６】上記載置台４は、図２に示すように、軸部
材２０を介してＸテーブル１８の検査部３寄りに連結さ
れ、Ｘテーブル１８に内蔵された昇降機構（図示せず）
によりＺ方向に昇降するようになっている。この昇降機
構は例えば軸部材２０を駆動するカム機構やエアシリン
ダなどによって構成されている。また、載置台４の上面
には図１、図３に示すように一対の細長形状の溝４Ａが
平行に形成され、これらの溝４Ａ内にフォーク状アーム
５の分岐部５Ａが嵌り込むようにしてある。

【００１７】また、フォーク状のアーム５は軸部材２１
を介してＸテーブル１８の載置部２寄りに連結され、Ｘ
テーブル１８を介してアーム５と一体化しており、しか
もＸテーブル１８に内蔵された昇降機構（図示せず）に
よりアーム５をＺ方向に昇降するようにしてある。そし
て、この昇降機構は載置台４の昇降機構と同様に構成さ
れている。また、Ｘテーブル１８内には軸部材２１を回
転させる回転駆動機構（図示せず）が内蔵され、第２駆
動機構９によりＸテーブル１８が載置部２及び検査部３
へ交互にアクセスする間に回転駆動機構によりアーム５
が少なくとも１８０°回転し、カセットＣと載置台４と
の間でＬＣＤ基板Ｓを受渡しするようにしてある。そし
て、アーム５はＬＣＤ基板Ｓを載置台４上に載置する時
には、アーム５の分岐部５Ａが載置台４の溝４Ａの上方
に位置した後、昇降機構が駆動して分岐部５Ａを溝４Ａ
内に嵌り込み、図１に示すようにＬＣＤ基板Ｓを載置台
４上に載せるようにしてある。

【００１８】上記Ｘテーブル１８には図１、図３に示す
ようにプリアライメント機構２２が配設されている。こ
のプリアライメント機構２２はアーム５が駆動してカセ
ットＣから載置台４上へＬＣＤ基板Ｓを移載する間に作
動し、ＬＣＤ基板Ｓのθ方向の位置決めを行なうように
構成されている。即ち、このプリアライメント機構２２
は、Ｚ方向に昇降可能でθ方向に回転可能な真空チャッ
ク２２Ａと、この真空チャック２２ＡがＬＣＤ基板Ｓを
吸着し回転する時にＬＣＤ基板Ｓ側面の角度変化を光学
的に検出してＬＣＤ基板Ｓのθ方向を検出する光学セン
サ２２Ｂと、この光学センサ２２Ｂによって検出された
ＬＣＤ基板Ｓ側面の方向に基づいて演算し、位置決めす
る演算部（図示せず）とを備えている。

【００１９】また、上記載置台４は、図２に示すよう
に、Ｘテーブル１８内に配設された昇降機構により昇降
するようにしてある。この検査部３は、ＬＣＤ基板Ｓの
電気的検査を行なうプローブカード２３と、このプロー
ブカード２３と接続リング２４を介して電気的に接続さ
れたテストヘッド２５とを備え、このテストヘッド２５
は図示しないテスタに接続されている。また、プローブ
カード２３は、プローブ装置本体６に取り付けられたヘ
ッドプレート２５に対してカードホルダー２６を介して
取り付けられている。そして、プローブカード２３と接
続リング２４間、及び接続リング２４とテストヘッド２
５間は例えばポゴピン２８を介して電気的な接続が行な
われ、プローブカード２３を介してテスタからの信号を
ＬＣＤ基板Ｓが授受し、その電気的検査を行なうように
してある。尚、２３Ａはプローブ針である。

【００２０】更に、上記載置部２には図４に示すように
各カセットＣを個別に昇降駆動する昇降駆動機構２９が
設けられている。この昇降駆動機構２９は、カセットＣ
を載置する載置板３０と、この載置板３０にその後端
（図４では右端）で螺合するボールネジ３１と、このボ
ールネジ３１の下端に取り付けられたプーリ３２に掛け
回されたベルト３３と、このベルト３３が掛け回された
プーリ３４を有するモータ３５とを備えている。そし
て、昇降駆動機構２９は、モータ３５及びボールネジ３
１を介して載置板３０を昇降させ、カセットＣ内の取り
出すべきＬＣＤ基板Ｓをアーム５の高さに合わせて停止
するようにしてある。また、載置部２にはカセットＣの
向きを検出する光学センサ（図示せず）が設けられてお
り、この光学センサにより例えばカセットＣの一部に形
成された切欠部などの目印を光学的に検出してカセット
Ｃの載置方向を間違わないようにしてある。尚、図示し
てないが載置板３０の後端には装置本体６内に立設され
たガイドロッドが貫通し、ボールネジ３１が駆動すると
載置板３０がガイドロッドに案内されながら昇降するよ
うになっている。

【００２１】次に、動作について説明する。本実施例の
プローブ装置を用いてＬＣＤ基板Ｓの電気的検査を行な
う場合には、自動搬送車によりＬＣＤ基板Ｓをカセット
単位でプローブ装置１の載置部２上でＹ方向へ一列に配
列する。この際、自動搬送車はＹ方向へ直線状に移動す
るだけでカセットＣを載置部２に移載でき、自動搬送車
の駆動制御が容易であり、カセットＣの向きを誤って移
載する虞が少ない。万一、誤って移載するとがあって
も、例えばカセットＣに形成された切欠部などを光学セ
ンサにより検出して誤移載を防止することができる。

【００２２】カセットＣが載置部２へ移載されて、例え
ば図１の手前のカセットＣのＬＣＤ基板Ｓの検査から開
始する場合に載置台４が検査部３に位置しておれば、ま
ず、第２駆動機構９が駆動する。これにより第２駆動機
構８のボールネジ１７が駆動し、Ｘテーブル１８が一対
のＸレール１６に案内されながら第２基台１５上を移動
して手前のカセットＣへ接近する。接近する間にアーム
５が軸部材２１を介して回転し、その先端をカセットＣ
側に向ける。更に、Ｘテーブル１８が所定距離だけ移動
すると、図４に示すようにアーム５が中央のカセットＣ
内の所望のＬＣＤ基板Ｓの下側の隙間から侵入して停止
する。その後、アーム５の昇降機構が駆動してアーム５
が僅かな距離だけ上昇し、ＬＣＤ基板ＳをカセットＣの
支持部から持ち上げてアーム５上に載せる。

【００２３】次いで、第２駆動機構９が逆方向に駆動
し、Ｘテーブル１８がカセットＣから後退し、アーム５
がＬＣＤ基板Ｓを載せた状態でカセットＣから外側へ出
ると、アーム５の回転駆動機構が駆動してその向きを９
０°方向転換してＬＣＤ基板Ｓの中心をプリアラインの
中心に向ける。この状態でプリアライメント機構２２が
駆動し、その真空チャック２２ＡがＬＣＤ基板Ｓの中心
のやや上方に向かい、その位置から下降してＬＣＤ基板
Ｓを真空吸着する。更に真空チャック２２Ａが上昇して
ＬＣＤ基板Ｓをアーム５から離した状態で回転し始め
る。真空チャック２２Ａを介してＬＣＤ基板Ｓがθ方向
へ回転すると、光学センサ２２ＢがＬＣＤ基板Ｓの側面
を基準にしてＬＣＤ基板Ｓの向きを光学的に検出し、そ
の検出値に基づいてＬＣＤ基板Ｓの向きを基準の向きに
合わせた後、真空チャック２２Ａは回転を停止してＬＣ
Ｄ基板Ｓのθ方向の位置決めを終了する。位置決め後、
真空チャック２２Ａが下降してＬＣＤ基板Ｓをアーム５
上に引き渡す。アーム５を更に９０°回転させる。この
時、アーム５の分岐部５Ａは載置台４の溝４Ａの上方に
来る。この方向転換を行なう間にＸテーブル１８を介し
て載置台４が検査部３まで移動した後停止する。そし
て、載置台４が検査部３に達すると、アーム５は方向転
換を終了した時点で、その分岐部５Ａが溝４Ａの上方に
位置している。その後、アーム５が下降して図１に示す
ようにＬＣＤ基板Ｓを載置台４上に載置すると共に溝４
Ａ内に納まる。

【００２４】検査部３では、アライメント機構としても
機能する第１、第２駆動機構８、９が駆動制御されてＸ
テーブル１８及びＹテーブル１３をそれぞれ移動させて
載置台４の水平方向でＸ方向及びＹ方向の位置決めを行
なう。水平方向での位置決めが終了すると、載置台４の
昇降機構が駆動して載置台４を所定の位置よりもミクロ
ンオーダーでオーバードライブしてＬＣＤ基板Ｓの電極
がプローブカード２３のプローブ針２３Ａに電気的に接
触してＬＣＤ基板Ｓの検査を行う。検査が終了すると載
置台４が下降し、第１、第２駆動機構８、９が駆動し、
第２基台１５を手前のカセットＣに位置決めした後、ア
ーム５が溝４Ａから浮上して載置台４上の検査済みのＬ
ＣＤ基板Ｓを受け取ってその先端をカセットＣ側に向け
ると共に第２駆動機構９が駆動してＸテーブル１８がカ
セットＣに接近する。Ｘテーブル１８が更にカセットＣ
に接近して図４で示すようにそのＬＣＤ基板Ｓを元の位
置へ戻した後、アーム５は一旦カセットＣから外側へ出
て停止する。

【００２５】その後、載置部２の昇降駆動機構２９のモ
ータ３５が駆動すると、プーリ３４、ベルト３３、プー
リ３２を介してボールネジ３１が回転して載置板３０が
所定寸法だけ昇降し、次に検査すべきＬＣＤ基板Ｓをア
ーム５によって取り出せる位置でモータ３５が停止す
る。そして、第２駆動機構９が駆動してアーム５が取り
出すべきＬＣＤ基板Ｓの下側へ侵入し、前述のようにＬ
ＣＤ基板Ｓを取り出す。後は第１、第２駆動機構８、９
が前述した動作を繰り返してアーム５上のＬＣＤ基板Ｓ
をプリアライメントした後、そのＬＣＤ基板Ｓを載置台
４へ引き渡して検査を行なう。このような動作を繰り返
して手前のカセットＣに収納されたＬＣＤ基板Ｓの検査
が全て終了すると、次に、例えば中央のカセットＣに収
納されたＬＣＤ基板Ｓについて検査を行なう。

【００２６】中央のカセットＣのＬＣＤ基板Ｓの検査を
行なう場合には第１駆動機構８が駆動し、第２基台１５
上のテーブル１８が中央のカセットＣの前方まで移動す
る。即ち、ボールネジ１２が駆動し、Ｙテーブル１３が
Ｙレール１１に案内されながら図３の上方へ移動して中
央のカセットＣの前方（図３では左方）で停止する。次
いで、第２駆動機構９が上述のように駆動してアーム５
が図３に示すようにカセットＣ内に侵入してＬＣＤ基板
Ｓを取り出し、載置台４が検査部３側へ移動する間にア
ーム５上のＬＣＤ基板Ｓを載置台４上に移載する。その
後、第１駆動機構８が駆動してＸテーブル１８と一体化
した載置台４及びアーム５が図３の手前側へ移動し、載
置台４が検査部３に到達する。この間にアーム５はその
向きを１８０°転換し、プリアライメント機構２２がプ
リアライメントした後、ＬＣＤ基板Ｓをアーム５から載
置台４上へ移載する。その後、検査部３では上述した場
合と同様にしてＬＣＤ基板Ｓの検査を行ない、検査終了
後には載置台４及びアーム５が逆方向へ移動して検査済
みのＬＣＤ基板Ｓを中央のカセットＣへ収納すると共に
カセットＣの昇降駆動機構２９が駆動して次のＬＣＤ基
板Ｓをアーム５により取り出して順次同様の動作を繰り
返す。

【００２７】以上説明したように本実施例によれば、カ
セットＣの配列個数が増大してもアーム５を直線方向で
移動させる必要が生じても、第２駆動機構９が載置台４
の検査部３へのアライメント機構とアーム５の３個のカ
セットＣの配列方向への駆動機構とを兼ねるように構成
されているため、従来のようにアーム５を移動するため
の独自のボールネジ等の駆動機構が不要になり、装置の
構造を簡素化して装置本体の設置スペース（床面積）の
拡大を抑制することができ、延いては低コストで自動化
ラインに好適なプローブ装置１を得ることができる。ま
た、カセットＣを載置部２に直線状に配列するようにし
たため、カセットＣを載置部２へ搬送する自動搬送車の
運行形態が簡素化し、カセットＣの誤移載を格段に抑制
することができる。

【００２８】尚、上記実施例では検査装置としてＬＣＤ
基板Ｓを検査するプローブ装置１を例に挙げて説明した
が、半導体ウエハを検査するプローブ装置についても同
様に本発明を適用することができる。また、本発明の第
１、第２駆動機構８、９及び昇降駆動機構２９は上記実
施例に制限されるものではなく、必要に応じて設計変更
することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項３に記載の発
明によれば、装置の構造を簡素化して設置スペースを削
減することができるプローブ装置等の検査装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査装置の一実施例の要部を示す斜視
図で、ＬＣＤ基板を載置台上に載置した状態を示す図で
ある。

【図２】図１に示す検査装置の検査部を示す部分断面図
で、ＬＣＤ基板を検査する時に状態を示す図である。

【図３】図１に示す検査装置の平面図で、アームにより
ＬＣＤ基板をカセットから取り出す状態を示す図であ
る。

【図４】図３に示す検査装置の要部を示す部分側面図で
ある。

【符号の説明】

１プローブ装置（検査装置）２載置部３検査部４載置台５アーム８第１駆動機構９第２駆動機構２８昇降駆動機構Ｃカセット（容器）ＳＬＣＤ基板（被検査体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の被検査体が収納された容器を一方
向に複数配列して載置する載置部と、この載置部に隣接
する検査部に設けられた載置台と、この載置台と上記容
器との間で上記被検査体を授受する回転可能なアームと
を備え、上記アームを上記載置台上に設けると共に、上
記アーム及び上記載置台を一体的に上記容器の配列方向
と同方向へ移動させる第１駆動機構を設けたことを特徴
とする検査装置。
【請求項２】複数の被検査体が収納された容器を一方
向に複数配列して載置する載置部と、この載置部と隣接
する検査部に設けられた載置台と、この載置台と上記容
器との間で上記被検査体を授受する回転可能なアームと
を備え、上記アームを上記載置台上に設けると共に、上
記アーム及び上記載置台を一体的に上記容器の配列方向
と同方向へ移動させる第１駆動機構を設け、また、上記
アーム及び上記載置台を一体的に移動させて上記被検査
体を上記容器と上記検査部との間で搬送する第２駆動機
構を設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項３】上記各容器を個別に昇降させる昇降駆動
機構を上記載置部に設けたことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の検査装置。