JPH08327658A - 基板検査装置 - Google Patents

基板検査装置

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JPH08327658A
JPH08327658A JP7433996A JP7433996A JPH08327658A JP H08327658 A JPH08327658 A JP H08327658A JP 7433996 A JP7433996 A JP 7433996A JP 7433996 A JP7433996 A JP 7433996A JP H08327658 A JPH08327658 A JP H08327658A
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JP
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substrate
contactor
camera
alignment pin
mounting table
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JP7433996A
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Shinji Iino
伸治 飯野
Satoshi Sano
聡 佐野
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TERU ENG KK
Tokyo Electron Ltd
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TERU ENG KK
Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査対象となる基板と検査部の接触子とを高
精度に位置合わせすることができる基板検査装置を提供
する。 【解決手段】 可動な載置台と、この載置台と対面する
ように設けられて基板のパッドにそれぞれ接触される多
数の接触子を備えるコンタクターブロックと、接触子に
対して一定の位置関係をもち、かつ接触子の近くに位置
するように、コンタクターブロックにそれぞれ設けられ
た複数のアライメントピンと、これらアライメントピン
に対する接触子及び載置台の相対位置情報をそれぞれ把
握し、これらの情報を初期設定データとして予め記憶し
ておく初期設定手段と、載置台とともに移動可能に載置
台に取り付けられてアライメントピンの位置を検出する
第1のカメラと、載置台上の基板の電極パッドの位置を
検出する第2のカメラと、得られた位置検出結果と、呼
び出した初期設定データとに基づき、載置台上における
基板の位置を算出する演算手段と、これに基づき載置台
をコンタクターブロックの直下に移動させ、パッドを接
触子に接触させる移動手段と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示体(LC
D)用ガラス基板のような基板に形成されたパターン回
路の電気的特性を検査する基板検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】TFT型LCDには、その部品としてL
CDの画素をON、OFF制御する電気回路が形成され
たガラス基板がLCD用基板として用いられている。そ
して、このLCD用基板には複数の電気回路が成膜装置
等の処理装置を用いてマトリックス状に形成され、後に
それぞれを個々に分割し、使用するようにしている。マ
トリックス状に配列された個々の電気回路には、その周
辺に電気的接点となるパッドが多数形成されている。そ
して、個々の電気回路の良否を判定するための電気的検
査はLCD用基板の状態のまま検査装置によって行なわ
れている。なお、電気的検査を行なう場合には、LCD
用基板を正確に位置決めした後行なう必要があるため、
LCD用基板上のコーナー部には例えばクロスマークな
どからなるアライメントマークが形成されている。
【0003】ところで、LCDプローバにおいては、基
板をプローブ針に対して位置合わせした後に、基板のパ
ッドをプローブ針先に接触導通させ、テスト信号をパタ
ーン回路に送ってその電気的特性を検査する。
【0004】基板をアライメントした後に検査する検査
装置としては、特公昭62−31825号公報に記載さ
れたものがあげられる。この検査装置では、一方のテレ
ビカメラで基板のパッドを撮影するとともに、他方のテ
レビカメラで先端側からプローブ針のパッドと接触すべ
き部分を撮影し、これら2つの画像が共通の画面上で重
なり合うように基板を移動させることにより、基板側の
パッドをプローブ針にアラインする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の検査装置では、プローブ針をパッドPに当接させて
行う検査を繰り返すと、針先にパーティクルが付着し、
プローブ針の針先が認識できなくなるおそれがある。ま
た、針先の汚れや、針先表面の酸化等により、撮像の際
の針先のプロフィルコントラストが変化して、認識しづ
らくなるおそれがある。そのため、パッドPに対するプ
ローブ針の位置合わせ精度が低下したり、アライメント
時間にばらつきを生じたりする。本発明の目的とすると
ころは、検査対象となる基板と検査部の接触子とを高精
度に位置合わせすることができる基板検査装置を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る基板検査装
置は、接触子に対して基板の電極パッドを位置合せし、
電極パッドを接触子に接触させ、基板に形成されたパタ
ーン回路にテスト信号を送ってこれを検査する基板検査
装置において、検査されるべき基板が載置される可動な
載置台と、この載置台と対面するように設けられて載置
台上の基板の電極パッドにそれぞれ接触される多数の接
触子を備えるコンタクターブロックと、前記接触子に対
して一定の位置関係をもち、かつ前記接触子の近くに位
置するように、前記コンタクターブロックにそれぞれ設
けられた複数のアライメントピンと、これらアライメン
トピンに対する前記接触子及び前記載置台の相対位置情
報をそれぞれ把握し、これらの情報を初期設定データと
して予め記憶しておく初期設定手段と、前記載置台とと
もに移動可能に前記載置台に取り付けられて前記アライ
メントピンの位置を検出する第1のカメラと、前記載置
台上の基板の電極パッドの位置を検出する第2のカメラ
と、これら第1及び第2のカメラによってそれぞれ得ら
れた位置検出結果と、前記初期設定手段から呼び出した
初期設定データとに基づき、載置台上における基板の位
置を算出する演算手段と、算出された位置データに基づ
き、前記載置台を前記コンタクターブロックの直下に移
動させ、基板の電極パッドを接触子に接触させる移動手
段と、を具備することを特徴とする。
【0007】本発明に係る基板検査装置においては、先
ず、第1及び第2のカメラを用いて載置台の位置を校正
する。次に、第1のカメラを用いて所定のアライメント
ピンの位置を検出する。演算手段は、この位置検出結果
と初期設定手段から呼び出した初期設定データ位置情報
とに基づき載置台上における基板の位置を算出する。さ
らに移動手段は、この位置データに基づき載置台をコン
タクターブロックの直下に移動させ、基板の電極パッド
を接触子に対して位置あわせする。そして、電極パッド
を接触子に接触させ、テスト信号を基板のパターン回路
に送って検査する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
本実施形態ではLCDプローバに適用した場合について
説明する。図1に示すように、LCDプローバ100
は、搬入搬出部101と、搬送部102と、検査部10
3とを備えている。搬入搬出部101はX軸方向に延び
るテーブルを備え、このテーブル上に複数個のカセット
12が載置されるようになっている。カセット12には
検査前または検査済みのLCD基板2が収納されてい
る。搬送部102は搬入搬出部101と検査部103と
の間に設けられ、基板2を搬送するための多関節アーム
をもつハンドラ104を備えている。検査部103は、
載置部105、測定部106及びテスタ(図示せず)を
備えている。
【0009】次に、図2〜図9を参照しながら検査部1
03について説明する。図2及び図3に示すように、載
置部105は、載置台3上の基板2を所定位置に位置決
めするための光学位置決め機構4と、載置台3を移動さ
せる移動機構5〜8とを備えている。光学位置決め機構
4は、カメラ駆動回路46を介してコントローラ23に
それぞれ接続された第1および第2のCCDカメラ34
a,34bと、透明ガラス板38とを備えている。第1
のCCDカメラ34aは上向きに載置台3の側面部に取
り付けられている。この第1のCCDカメラ34aは載
置台3とともに移動可能になっている。一方、第2のC
CDカメラ34bは下向きにヘッドプレート24に取り
付けられている。
【0010】図4に示すように、第1のCCDカメラ3
4aの対物レンズの前方にクロスマーク39付きの透明
ガラス板38が配置されている。図3に示すように、載
置部105のXステージ6をテストポジション(又はホ
ームポジション)からアライメント校正位置までX軸方
向に移動させ、第1CCDカメラ34aを第2CCDカ
メラ34bの直下に位置させることにより載置台3をプ
ローブ針32に対してアライメント校正する。
【0011】図3に示すように、測定部106はヘッド
プレート24の開口部24aに設けられており、テスト
ポジション(ホームポジション)に位置する載置部10
5に対向している。ヘッドプレート24はXステージ6
のX軸方向の移動領域をカバーするように設けられてい
る。なお、プローブボード25は検査対象回路にテスト
信号を送るテスタ(図示せず)と電気的に接続されてい
る。
【0012】図6に示すように、プローブボード25は
ホルダ26を介してヘッドプレート24に着脱可能に取
り付けられ、さらにプローブボード25の下面にはコン
タクターブロック30が取り付けられている。コンタク
ターブロック30の下面には多数のプローブ針32及び
複数のアライメントピン33が取り付けられている。多
数のプローブ針32は、検査対象となるLCD用基板2
の電極パッドPの配列パターンに対応して配列されてい
る。各アライメントピン33は、プローブ針32及び上
カメラ34bに対して一定の位置関係が保たれるように
コンタクターブロック30の所定箇所にそれぞれ取り付
けられている。
【0013】図7に示すように、各アライメントピン3
3,33A,33Zはプローブ針32から一定距離だけ
離れた位置にそれぞれ設けられている。各アライメント
ピン33,33A,33Zは、プローブ針32を所定の
位置に設定するための位置合せ用に用いられるため、そ
の先端部は下カメラ34aで撮像しやすいように平滑に
形成されている。
【0014】また、各アライメントピン33の長さはプ
ローブ針32の長さよりも十分に短い。すなわち、検査
時にプローブ針32の針先をパッドに押し付けて、針3
2の長さが若干短くなった場合であっても、アライメン
トピン33はプローブ針32よりも短い。このアライメ
ントピン33は、酸化により表面のコントラストが変化
しないステンレス鋼のような耐酸化性の材料で形成され
ることが好ましい。
【0015】載置部105は、基板2を載置するための
載置台3を有する。この載置台3には真空吸着用の溝
(図示せず)が設けられており、載置台3の上面にLC
D基板2が真空吸着保持されるようになっている。
【0016】載置台3の側面部には第1のCCDカメラ
34aが上向きに取り付けられている。この第1のCC
Dカメラ34aは、載置台3のX軸移動面部の前方又は
後方に設けられ、測定部106を撮影しうる位置に載置
台3とともに移動されるようになっている。
【0017】また、載置台3がX軸方向の検査位置に移
動する際に、第1のCCDカメラ(下カメラ)34aで
コンタクターブロック30のアライメントピン33を撮
影することができる。この撮影の対象はコンタクターブ
ロック30の基準となる少なくとも2本のアライメント
ピン33である。例えば図7に示すように、第2のCC
Dカメラ(上カメラ)34bから最も近い位置のアライ
メントピン33Aと、第2のCCDカメラ34bから最
も遠い位置のアライメントピン33Zを撮影するように
設定されている。
【0018】なお、最近アライメントピン33Aから最
遠アライメントピン33Zまでの距離は一定である。ま
た、各アライメントピン33とすぐ隣りのプローブ針3
2との相互間距離L2 もそれぞれ一定であり、プローブ
針32の長さとアライメントピン33の長さとの差L3
も一定である。これらの一定距離L1 ,L2 ,L3 は検
査前にコントローラ23のメモリに初期設定データとし
て予めそれぞれ記憶させている。さらに、初期設定手段
としてのコントローラ23のメモリには載置台3の位置
情報およびプローブ針32の位置情報も予めそれぞれ記
憶させている。
【0019】次に、図8を参照しながらカメラで撮影し
た画像の処理方法について説明する。上下カメラ34
a,34bは駆動回路46を介してコントローラ23の
出力部に接続されている。さらに、下カメラ34aは画
像処理部47を介してモニタ48に接続され、また画像
処理部47の出力部はコントローラ23の入力部に接続
されている。なお、コントローラ23の出力部はX軸方
向駆動用モータ19,Y軸方向駆動用モータ14,Z軸
方向駆動用モータ21,θ回転駆動用モータ22の制御
回路にそれぞれ接続され、ステージ3の駆動機構を制御
するようになっている。
【0020】先ず、対象物が上下カメラ34a,34b
によってそれぞれ撮影される。下カメラ34aの撮影対
象物はアライメントピン33及びプローブ針32であ
る。上CCDカメラ34bの撮影対象物はLCD基板2
のパッドP及びアライメントマーク31a,31bであ
る。撮影された画像は画像情報として画像処理部47に
送られ、ここで画像処理されてモニタ48に表示され
る。
【0021】また、コントローラ23は、上カメラ34
bから個別に送られる基板2の位置情報に基づいて基板
2の位置調整を行う他の制御手段(図示せず)に接続さ
れている。この図示しない制御手段は、上カメラ34b
に送られる基板2の位置情報に基づきアライメント位置
における載置台3上の基板2のX軸,Y軸,Z軸,θ回
転の各方向のずれ量をそれぞれ算出し、これらの算出結
果に応じてX軸方向駆動モータ19,Y軸方向駆動モー
タ14,Z軸方向駆動モータ21及びθ回転駆動モータ
22をそれぞれ制御する。
【0022】次に、上記の基板検査装置の動作について
説明する。先ず、搬入搬出部101のカセット12のな
かから未検査のLCD基板2をトランスファ機構104
のアームによって取り出し、搬入搬出部101から検査
部103の受渡し位置に向けて搬送する。さらに、基板
2を載置部105の載置台3上に載置し、これを真空吸
着保持する。
【0023】次に、図10のフローチャートを参照しな
がら基板2を位置決めするアライメント動作について説
明する。まず、所定の搬送位置からXステージ6を移動
させ、下カメラ34aを上カメラ34bの直下に位置さ
せる。そして、クロスマーク39が画面中央にくるよう
にXステージ6を移動させ、下カメラ34aの光軸を上
カメラ34bの光軸に一致させる。このようにしてアラ
イメントの基準点を把握することにより、下カメラ34
aの位置を校正し、初期設定を完了する(工程S1)。
【0024】次に、Xステージ6をX軸方向に移動さ
せ、検査位置にて停止させる。そして、第1CCDカメ
ラ34aにより2本のアライメントピン33A,33Z
をそれぞれ撮像する(工程S2)。これら2本のアライ
メントピン33A,33Zの位置はプローブボード25
側の基準点となり、パッドPとプローブ針32との位置
決めに用いられる。なお、この校正動作は、検査される
LCD基板2の種類が変わるときや、プローブ針32の
交換を行ったときに実行するように、予め制御部23に
記憶されている。
【0025】そして、撮像した画像上のアライメントピ
ン33の端面中心に、第1CCDカメラ34aの視野の
センターを合致させる。こうすることによりステージ3
の設定位置(原点)からX軸方向及びY軸方向のずれ量
である移動距離(X,Y,θ)が検出される(工程S
3)。
【0026】なお、この時の(X,Y)座標をステージ
3の原点として、アライメントピン33の座標位置が補
正される。(工程S4) 上記の工程S1〜S4によって、アライメントピン33
の位置から所定距離だけ離間したプローブ針32の位置
を設定する。
【0027】このように、プローブ針32がパッドPに
当接される位置をアライメントピン33の位置から算出
しているので、プローブ針32の変化(異物付着や変形
など)の影響を受けずに位置決めをすることができる。
【0028】次に、検査されるLCD基板2をアライメ
ントする動作について説明する。図9に示すように、上
カメラ34bを用いて基板2のアライメントマーク31
a,31bの位置をそれぞれ把握し、これらアライメン
トマーク31a,31bを位置合わせする(工程S
5)。
【0029】図11に示すように、基板2の所定の位置
決め位置からのずれ量(X2 ,Y,θ )を算出す
る(工程S6)。そして、X軸,Y軸,θ回転の各駆動
モータ19,14,22を駆動させ、載置台3を所定の
位置決め位置へ移動させる(工程S7)。このような工
程S5〜S7を実行することによって、LCD基板2が
アラインされる。これらの工程S5〜S7は、検査され
るべき基板2を交換するごとに行われる。
【0030】上記のアライメント後、Z軸方向移動機構
7により載置台3を上昇させ、基板2のパッドPをプロ
ーブ針32の先端に押し付ける。パッドPとプローブ針
32とが相互接触する位置からさらにオーバードライブ
位置まで載置台3を上昇させる。その後、プローブ針3
2とパッドPとの接触抵抗値が所定の範囲内で安定する
と、テスタ(図示せず)からプローブ針32を介してパ
ターン回路にテスト信号を送り、パターン回路を検査す
る。
【0031】次いで、検査済みの基板2は、搬送部10
2に備えられた搬送機構104により、検査部103か
ら搬入搬出部102へ搬送され、その後カセット12に
収納される。
【0032】上記実施形態の検査方法及び装置によれ
ば、プローブ針32のアライメントに要する時間を大幅
に短縮でき、スループットが向上する。また、アライメ
ントピンをより容易に認識できるように、これを着色す
ればアライメント時間を更に短縮できる。
【0033】また、アライメントピンに表面のコントラ
ストが変化しないようなステンレス鋼やセラミックス等
の材料を用いれば、アライメントピンの認識が一定にで
きるので、測定精度が安定する。
【0034】なお、上記実施形態においてはLCD用基
板2を検査するLCDプローバ100に用いた場合につ
いて説明したが、本発明はこの他にウェハプローバやデ
バイスプローバ等にも用いることができる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、基板のパッドを接触子
に当接させる当接位置を一定レベル以上の精度に保つこ
とができるので、検査精度が向上する。さらに、本発明
によれば、接触子と基板のパッドとのアライメントに要
する時間を大幅に短縮することができ、スループットが
大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る基板検査装置を示す平
面図。
【図2】基板検査装置の一部を示す拡大平面図。
【図3】基板検査装置の一部を切り欠いて側方から見て
示す図。
【図4】アライメント機構の一部を示す平面図。
【図5】基板検査装置の駆動機構を模式的に示す斜視
図。
【図6】基板検査装置の一部を切り欠いて側方から見て
示す図。
【図7】アライメントピンを備えたプローブカードを示
す斜視図。
【図8】基板検査装置の制御回路を示すブロック図。
【図9】LCD用基板を示す平面図。
【図10】本発明の実施形態に係る基板検査装置を用い
てプローブ針とパッドを位置合わせする手順を示すフロ
ーチャート。
【図11】パッドとプローブ針との位置合わせ方法を説
明するためにLCD用基板を模式的に示すXY座標軸図
である。
【符号の説明】
2…LCD用基板、 P…電極パッド 3…載置台、 23…制御部、 30…コンタクターブロック、 32…プローブ針(接触子)、 33,33A,33Z…アライメントピン、 34a…下カメラ(第1のカメラ)、 34b…上カメラ(第2のカメラ)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 G01R 31/28 K // H01L 21/66 G06F 15/62 405C

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接触子に対して基板の電極パッドを位置
    合せし、電極パッドを接触子に接触させ、基板に形成さ
    れたパターン回路にテスト信号を送ってこれを検査する
    基板検査装置において、 検査されるべき基板が載置される可動な載置台と、 この載置台と対面するように設けられて載置台上の基板
    の電極パッドにそれぞれ接触される多数の接触子を備え
    るコンタクターブロックと、 前記接触子に対して一定の位置関係をもち、かつ前記接
    触子の近くに位置するように、前記コンタクターブロッ
    クにそれぞれ設けられた複数のアライメントピンと、 これらアライメントピンに対する前記接触子及び前記載
    置台の相対位置情報をそれぞれ把握し、これらの情報を
    初期設定データとして予め記憶しておく初期設定手段
    と、 前記載置台とともに移動可能に前記載置台に取り付けら
    れて前記アライメントピンの位置を検出する第1のカメ
    ラと、 前記載置台上の基板の電極パッドの位置を検出する第2
    のカメラと、 これら第1及び第2のカメラによってそれぞれ得られた
    位置検出結果と、前記初期設定手段から呼び出した初期
    設定データとに基づき、載置台上における基板の位置を
    算出する演算手段と、 算出された位置データに基づき、前記載置台を前記コン
    タクターブロックの直下に移動させ、基板の電極パッド
    を接触子に接触させる移動手段と、を具備することを特
    徴とする基板検査装置。
  2. 【請求項2】 前記アライメントピンの先端部は、前記
    第1のカメラで撮像しやすいように平滑に形成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の基板検査装置。
  3. 【請求項3】 前記アライメントピンの長さは前記接触
    子の長さよりも短く、前記アライメントピンの先端部は
    前記接触子の先端部よりも前記載置台のほうから見て基
    板の電極パッドから離れたところに位置することを特徴
    とする請求項1記載の基板検査装置。
  4. 【請求項4】 前記アライメントピンは、酸化により表
    面のコントラストが変化しないような耐酸化性の材料で
    つくられていることを特徴とする請求項1記載の基板検
    査装置。
  5. 【請求項5】 前記初期設定手段は、初期設定データと
    して、前記第2のカメラに対して最も近い位置の最近ア
    ライメントピンから最も遠い位置の最遠アライメントピ
    ンまでの距離と、各アライメントピンとすぐ隣りの接触
    子との相互間距離と、をそれぞれ記憶していることを特
    徴とする請求項1記載の基板検査装置。
  6. 【請求項6】 前記第1のカメラは、前記第2のカメラ
    に対して最も近い位置の最近アライメントピンの位置
    と、前記第2のカメラに対して最も遠い位置の最遠アラ
    イメントピンの位置と、をそれぞれ検出するように設定
    されていることを特徴とする請求項5記載の基板検査装
    置。
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