KR101013110B1

KR101013110B1 - 피검사기판의 얼라인먼트 장치

Info

Publication number: KR101013110B1
Application number: KR1020090090814A
Authority: KR
Inventors: 타카요시 쿠도; 타카유키 코모리; 사토루 이마무라; 준 시라토
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-02-14
Also published as: CN101739923B; TW201025477A; JP2010121969A; CN101739923A; TWI396246B; KR20100055321A; JP5300431B2

Abstract

본 발명은, 대형 피검사기판에 대하여 확실하게 프리얼라인먼트를 행하기 위한 것이다. 본 발명은, 피검사기판을 X축 방향으로 이동 가능하고 θ축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 Xθ축 워크 스테이지와, 상기 Xθ축 워크 스테이지와 개별 부재로서 구성되어 Y축 방향으로 걸쳐 설치된 YZ축 콘택트 스테이지와, 상기 Xθ축 워크 스테이지 및 YZ축 콘택트 스테이지를 제어하는 제어부를 갖추었다. 상기 제어부는, 상기 YZ축 콘택트 스테이지 쪽의 상기 Y축 프리얼라인먼트 센서 및 적어도 2개의 상기 X축 프리얼라인먼트 센서로 검출한 상기 피검사기판의 위치 정보를 기초로, 상기 Xθ축 워크 스테이지의 상기 θ축 회전기구 및 X축 직동기구를 제어하여 상기 워크 테이블을 X축 방향으로 이동시킴과 동시에 적절히 회전시켜 상기 피검사기판의 프리얼라인먼트를 행하는 기능을 갖추었다.

프리얼라인먼트, 피검사기판, 워크 스테이지, 워크 테이블, 콘택트 스테이지, 프리얼라인먼트 센서, 얼라인먼트 기구, 제어부

Description

피검사기판의 얼라인먼트 장치{Alignment Apparatus for Inspection Substrate}

본 발명은, 대형 LCD 기판 등의 피검사기판을 검사할 때, 그 피검사기판의 프리얼라인먼트를 행하는 피검사기판의 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.

LCD 기판 등의 피검사기판을 검사하는 경우는 프로버 등의 검사장치가 이용된다. 이 검사장치에 있어서는, 그 탐침과, 피검사기판 위의 전극을 정확하게 위치를 맞출 필요가 있다.

이 경우에 있어서는, 통상 프리얼라인먼트를 행한 후에, 탐침과 전극을 정확하게 위치를 맞추는 2단계의 조정이 행해진다. 종래의 프리얼라인먼트는, 도2(A)에 나타낸 바와 같이, 워크 테이블(1)에 대하여 유리기판 등의 피검사기판(2)이 벗어나 놓이면, 패널 크램프(3)가 피검사기판(2)에 접촉하여 누르고, 도2(B)에 나타낸 바와 같이, 설정위치까지 물러나 피검사기판(2)의 프리얼라인먼트를 행하고 있었다.

이 경우, 패널 크램프(3)로 피검사기판(2)에 직접 접촉하기 때문에, 피검사기판(2)의 일부분이 깨어져 떨어지는 일이 있었다. 또, 피검사기판(2)의 치수가 커지면, 패널 크램프(3)로 충분히 누를 수 없는 경우도 있었다.

한편, 특허문헌 1과 같이, 로봇 암에 피검사기판을 놓은 상태로, 프리얼라인먼트를 행하는 예가 있다. 또, 특허문헌 2와 같이, 검출기구로 LCD 기판의 가장자리를 검출하여 X축 방향의 기울기를 검출하고, 그 기울기에 따라 재치(載置)기구를 회전시켜 LCD 기판의 방향을 맞추어 프리얼라인먼트를 행하는 예가 있다.

[특허문헌 1] 일본 특개평9-138256호 공보

[특허문헌 2] 일본 특공평6-27752호 공보

그런데, 상기 특허문헌 1의 피검사기판의 얼라인먼트 방법에서는, 로봇 암에 놓을 수 있는 크기의 피검사기판이 한정되어, 큰 치수의 피검사기판의 프리얼라인먼트를 할 수 없다.

또, 특허문헌 2의 LCD 기판의 얼라인먼트 방법에서는, 원리적으로는 큰 치수의 피검사기판의 프리얼라인먼트를 행하는 것도 가능하지만, 특허문헌 2는 원리뿐으로, 구체적으로 어떤 기구로 행하는지는 불명하다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 큰 치수의 피검사기판에 대하여 구체적으로 프리얼라인먼트를 행할 수 있는 피검사기판의 얼라인먼 트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 얼라인먼트 장치는 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, X축 방향으로 연장하여 구성되어 피검사기판을 X축 방향으로 이동 가능하게 그리고 θ축 방향으로 회전 가능하게 지지하는 Xθ축 워크 스테이지와, 상기 Xθ축 워크 스테이지와 별개의 부재로서 구성되고 그 Xθ축 워크 스테이지의 위쪽에 Y축 방향으로 걸쳐 설치되어 X축 프리얼라인먼트 센서 및 Y축 프리얼라인먼트 센서를 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 YZ축 콘택트 스테이지와, 상기 Xθ축 워크 스테이지 및 YZ축 콘택트 스테이지를 제어하는 제어부를 갖추고, 상기 Xθ축 워크 스테이지가, X축 방향으로 연장하는 골조인 가대(架台)와, 상기 피검사기판을 지지하는 워크 테이블과, 상기 워크 테이블의 아래쪽 면에 설치되어 워크 테이블을 회전시키는 θ축 회전기구와, 상기 가대에 지지되고 상기 θ축 회전기구를 지지하여 그 θ축 회전기구를 통하여 상기 워크 테이블을 X축 방향으로 이동시키는 X축 직동(直動)기구를 갖추고, 상기 YZ축 콘택트 스테이지가, 상기 Xθ축 워크 스테이지의 위쪽에 Y축 방향으로 걸쳐 설치된 지지 암부와, 상기 지지 암부에 설치되어 상기 Xθ축 워크 스테이지의 위쪽에 위치하는 Y축 직동기구와, 상기 Y축 직동기구에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지된 복수의 콘택트 스테이지판과, 상기 복수의 콘택트 스테이지판 중 한쪽 단부쪽의 콘택트 스테이지판에 설치되어 상기 피검사기판의 X축 방향의 위치를 검출하는 X축 프리얼라인먼트 센서와, 다른 단부쪽의 콘택트 스테이지판에 설치되어 상기 피검사기판의 X축 방향의 위치를 검출하는 X축 프리얼라인먼트 센서 및 Y축 방향의 위치를 검출하는 Y축 프리얼라인먼트 센서와, 상기 각 콘택트 스테이지판에 설치되어 상기 피검사기판 위의 전극을 접촉하는 탐침을 갖는 프로브 블록을 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 Z축 직동기구를 갖추고, 상기 제어부가, 상기 YZ축 콘택트 스테이지쪽의 상기 Y축 프리얼라인먼트 센서 및 적어도 2개의 상기 X축 프리얼라인먼트 센서로 검출한 상기 피검사기판의 위치 정보를 기초로, 상기 Xθ축 워크 스테이지의 상기 θ축 회전기구 및 X축 직동기구를 제어하여 상기 워크 테이블을 X축 방향으로 이동시킴과 동시에 적절히 회전시켜 상기 피검사기판의 프리얼라인먼트를 행하는 기능을 갖춘 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 Y축 프리얼라인먼트 센서 및 X축 프리얼라인먼트 센서로 검출한 상기 피검사기판의 위치 정보를 기초로, 상기 Xθ축 워크 스테이지의 상기 θ축 회전기구 및 X축 직동기구로 상기 워크 테이블을 조정하여 피검사기판의 프리얼라인먼트를 행하기 때문에, 대형 피검사기판에 대해서도 확실하게 프리얼라인먼트를 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시형태]

얼라인먼트 기구(11)는 도1, 3, 4에 나타낸 바와 같이 주로, Xθ축 워크 스테이지(12)와, YZ축 콘택트 스테이지(13)로 구성되어 있다.

Xθ축 워크 스테이지(12)는, X축 방향으로 연장하여 구성되고, 대형 LCD 기판 등의 피검사기판(P)(도10 참조)을 X축 방향으로 이동 가능하게 그리고 θ축 방향으로 회전 가능하게 지지하기 위한 장치이다. 상기 Xθ축 워크 스테이지(12)는 주로 가대(15)와, 워크 테이블(16)과, θ축 회전기구(도시하지 않음)와, X축 직동기구(17)로 구성되어 있다.

가대(15)는, X축 방향으로 연장하여 구성되는 대좌(台座)이다. 상기 가대(15)는, 후술하는 YZ축 콘택트 스테이지(13)의 2개의 가대(30)와 함께 베이스판(도시하지 않음)에 설치되어 설치 스페이스의 받침대에 설치되어 있다. 가대(15)는, 그 위쪽에 X축 방향으로 평행하게 연장하는 3개의 지지 프레임(19)을 갖추어 구성되어 있다. 가대(15)는, 예를 들어 가로폭 2m, 높이 1m, 길이 5m 정도의 대형 부재이다.

워크 테이블(16)은, 대형 피검사기판(P)을 지지하기 위한 부재이다. 워크 테이블(16)은, 피검사기판(P)보다도 큰 치수의 사각형 판상으로 형성되고, 그 위쪽 면에 피검사기판(P)을 흡착 지지하기 위한 진공 홈(21)이 설치되어 있다. 진공 홈(21)은, 진공 장치(도시하지 않음)에 접속되어, 적당히 진공으로 당긴다.

θ축 회전기구는, 워크 테이블(16)을 회전시키기 위한 장치이다. θ축 회전기구로는 공지의 기술을 이용할 수 있다. 예를 들어, θ축 회전기구는, 부채 형상의 구동기구에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, θ축 회전기구는, R가이드 레일(링 형상의 가이드 레일의 일부)을 여러 곳(예를 들어 환상(環狀)의 위치에 등간격으로 4개소) 설치하여, 워크 테이블(16)을 회전 가능하게 지지하고, 워크 테이블(16)의 가장자리를 회전기구로 옮겨 워크 테이블(16)을 회전시키고 있다. 회전기구는, 스텝핑 모터 등의 각도 조정 기능을 갖춘 구동모터와, 상기 구동모터에 연결된 나사 봉과, 상기 나사 봉에 조여진 이동 너트로 이루어지고, 상기 이동 너트가 워크 테이블(16)의 가장자리에 고정되어 있다. 그리고 구동모터로 나사 봉을 설정각도만큼 회전시키고 나사 봉을 정확하게 이동시켜 워크 테이블(16)을 정확하게 설정각도만큼 회전시킨다. R가이드 레일은, 기판(도시하지 않음)에 지지된 상태로 워크 테이블(16)의 아래쪽 면에 설치되고, 워크 테이블(16)을 회전 가능하게 지지하고 있다.

X축 직동기구(17)는, 워크 테이블(16)을 X축 방향으로 이동시키기 위한 장치이다. 상기 X축 직동기구(17)는, 2개의 가이드 레일(22)과, 하나의 리니어 모터(23)로 구성되어 있다. 2개의 가이드 레일(22)은, 가대(15)의 3개의 지지 프레임(19) 중 양쪽 끝 지지 프레임(19)에 각각 설치되어 있다. 상기 가이드 레일(22)에는, 가이드(도시하지 않음)가 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 그 가이드에 상기 θ축 회전기구의 기판이 설치됨으로써, θ축 회전기구에 지지된 워크 테이블(16)을, 가이드 레일(22)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 지지하고 있다.

리니어 모터(23)는, 가대(15)의 3개의 지지 프레임(19) 중 가장 가운데 지지 프레임(19)에 설치되어 있다. 상기 리니어 모터(23)의 슬라이더는 θ축 회전기구의 기판에 설치되어 있다. 이에 의해, 가이드 레일(22)에 지지된 θ축 회전기구가 리니어 모터(23)에 의해 X축 방향으로 이동되고, θ축 회전기구에 지지된 워크 테이블(16)이 가이드 레일(22)을 따라 X축 방향으로 이동되도록 되어 있다.

YZ축 콘택트 스테이지(13)는, 후술하는 X축 프리얼라인먼트 센서(38) 및 Y축 프리얼라인먼트 센서(40)를 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지하기 위한 장치이다. YZ축 콘택트 스테이지(13)는, Xθ축 워크 스테이지(12)와 별개의 부재로서 구성되어 있다. YZ축 콘택트 스테이지(13)는, X축 방향으로 배설된 Xθ축 워크 스테이지(12)의 위쪽을 벌리고 서도록 하여 Y축 방향으로 배설되어 있다. YZ축 콘택트 스테이지(13)는 주로, 지지 암부(25)와, Y축 직동기구(26)와, 제1 Z축 스테이지부(27)와, 제2 Z축 스테이지부(28)로 구성되어 있다.

지지 암부(25)는, Xθ축 워크 스테이지(12)의 위쪽을 벌리고 서도록 가로지르는 부재이다. 상기 지지 암부(25)는, 2개의 가대(30)와, 대들보(梁材)(31)로 구성되어 있다. 가대(30)는, YZ축 콘택트 스테이지(13)의 양쪽 다리부재(脚部)를 구성하는 부재이다. 가대(30)는, Xθ축 워크 스테이지(12)의 양쪽 위치에서 베이스판(도시하지 않음)에 설치되어 설치 스페이스의 받침대에 설치되어 있다. 대들보(31)는, 워크 테이블(16)의 위쪽 위치에서 수평방향으로 가로지르는 부재이다. 대들보(31)는, 그 양단부가 2개의 가대(30)에 고정되어 있다. 이에 의해, 지지 암 부(25)는, 워크 테이블(16)의 위쪽 위치에서 Y축 방향으로 아치 형상으로 가로질러 있다.

Y축 직동기구(26)는, 제1 Z축 스테이지부(27) 및 제2 Z축 스테이지부(28)를 Y축 방향으로 이동시키기 위한 장치이다. 상기 Y축 직동기구(26)는, 가이드 레일(33)과, 리니어 모터(34)로 구성되어 있다. 가이드 레일(33)은, Y축 방향으로 연장하는 대들보(31)의 세로벽에 설치되어 있다. 리니어 모터(34)는, 가이드 레일(33)과 평행하게 일체로, 대들보(31)에 설치되어 있다. 가이드 레일(33)에는, 리니어 모터(34)의 슬라이더(35)가 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 슬라이더(35)는, 리니어 모터(34)에 2개 설치되어 있다. 각 슬라이더(35)에, 제1 Z축 스테이지부(27) 및 제2 Z축 스테이지부(28)가 각각 설치되어 있다. 각 슬라이더(35)는, 리니어 모터(34)에 의해, 개별로 독립하여 이동 제어되도록 되어 있다.

제1 Z축 스테이지부(27)는, 워크 테이블(16) 위에 놓여진 피검사기판(P)의 X축 방향의 대충의 위치 맞춤과, 그 후의 피검사기판(P)의 정확한 위치 맞춤과, 피검사기판(P) 위의 시험회로(E)(도4 참조)의 전극에의 전기적 접촉을 행하기 위한 장치이다. 제1 Z축 스테이지부(27)는, 도5, 6에 나타낸 바와 같이, 콘택트 스테이지판(37)과, X축 프리얼라인먼트 센서(38)와, Z축 직동기구(39)와, 검색용 카메라(40)와, 얼라인먼트 카메라(41)와, 프로브 블록(42)으로 구성되어 있다.

콘택트 스테이지판(37)은, Y축 직동기구(26)의 슬라이더(35)에 직접 설치되는 판재이다. 콘택트 스테이지판(37)에 의해 Z축 직동기구(39)가 지지된다.

X축 프리얼라인먼트 센서(38)는, 워크 테이블(16) 위의 피검사기판(P)의 X축 방향의 대충의 위치 조정을 하기 위해 워크 테이블(16)의 가장자리를 검출하는 센서이다. X축 프리얼라인먼트 센서(38)는, 도5∼8에 나타낸 바와 같이, 검사광(C)을 발광하는 발광소자(도시하지 않음)와, 그 발광소자로부터 발광되어 피검사기판(P)의 표면에서 반사한 검사광(C)을 받는 수광소자(도시하지 않음)를 갖추어 구성되어 있다. 이들 발광소자 및 수광소자는, 그 검사광(C)이 피검사기판(P)의 가장자리에 평행해지도록 배설되어 있다. 이것은 하기의 이유에 의한다. 도8(A)(B)에 나타낸 바와 같이, 검사광(C)이 피검사기판(P)의 가장자리에 직교하도록 배설하면, 피검사기판(P)의 두께에 따라 위치가 벗어나 버린다. 도8(A)는 얇은 피검사기판(P)의 예이고, 도8(B)는 두꺼운 피검사기판(P)의 예이다. 도8(A)의 얇은 피검사기판(P)에 비해, 도8(B)의 두꺼운 피검사기판(P)의 경우는, 검사광(C)이 발광소자에 가까운 위치에서 반사하여, 얇은 피검사기판(P)보다도 빨리 검출되어 버린다. 이에 대하여, 검사광(C)을 피검사기판(P)의 가장자리에 평행하게 향하게 하면, 피검사기판(P)의 두께는 관계가 없어진다. 이 때문에, 발광소자 및 수광소자를, 그 검사광(C)이 피검사기판(P)의 가장자리에 평행해지도록 배설하고 있다.

도5, 6에 나타낸 Z축 직동기구(39)는, 검색용 카메라(40) 등을 지지하여 Z축 방향으로 이동시키기 위한 장치이다. Z축 직동기구(39)는, Z축 이동기구부(39A)와, Z축 스테이지판(39B)과, Z축 모터(39C)로 구성되어 있다. Z축 이동기구부(39A)는, Z축 스테이지판(39B)을 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하기 위한 부재이다. Z축 이동기구부(39A)는, 가이드 레일 등으로 구성되어 있다. Z축 스테이지판(39B) 은, 검색용 카메라(40) 등을 지지하기 위한 부재이다. Z축 스테이지판(39B)은, 수평으로 연장한 2개의 암을 갖는 블라켓(39D)을 갖추고, 그 블라켓(39D)에 검색용 카메라(40) 등이 설치되어 있다. Z축 모터(39C)는, Z축 스테이지판(39B)을 Z축 방향으로 이동시키기 위한 모터이다. Z축 모터(39C)에는, 나사 봉과 이동 너트(모두 도시하지 않음)를 갖추고, 이동 너트가 스테이지판(39B)에 고정되어, Z축 스테이지판(39B)을 Z축 방향으로 이동시키도록 되어 있다.

검색용 카메라(40)는, 피검사기판(P)의 위치 결정용 마크를 넓은 시야로 검색하기 위한 카메라이다. 얼라인먼트 카메라(41)는, 검색용 카메라(40)에서 특정된 위치 결정용 마크를 정확하게 인식하여, 피검사기판(P)의 정확한 위치 맞춤을 하기 위한 카메라이다. 얼라인먼트 카메라(41)는, 좁은 시야로 피검사기판(P)을 촬영한다. 검색용 카메라(40) 및 얼라인먼트 카메라(41)는, 블라켓(39D)의 2개의 암에 각각 지지되어 있다. 프로브 블록(42)은, 피검사기판(P)의 시험회로(E)의 전극에 전기적으로 접촉하여 검사를 행하기 위한 부재이다.

제2 Z축 스테이지부(28)는, 워크 테이블(16) 위에 놓여진 피검사기판(P)의 X축 방향 및 Y축 방향의 대충의 위치 맞춤과, 그 후의 피검사기판(P)의 정확한 위치 맞춤과, 피검사기판(P) 위의 전극에의 전기적 접촉을 행하기 위한 장치이다. 상기 제2 Z축 스테이지부(28)는, 전체적으로는 상기 제1 Z축 스테이지부(27)와 동일하다. 제2 Z축 스테이지부(28)에서는, 도9에 나타낸 바와 같이, 제1 Z축 스테이지부(27)에 더하여, Y축 프리얼라인먼트 센서(43)를 갖추고 있다. 상기 Y축 프리얼라인먼트 센서(43)는, 워크 테이블(16) 위의 피검사기판(P)의 Y축 방향의 대충의 위치 조정을 하기 위해 워크 테이블(16)의 가장자리를 검출하는 센서이다. Y축 프리얼라인먼트 센서(43)는, X축 프리얼라인먼트 센서(38)와 마찬가지로, 발광소자와 수광소자를 갖추어 구성되어 있다. 이들 발광소자 및 수광소자는, 그 검사광(C)이 피검사기판(P)의 가장자리에 평행해지도록 배설되어 있다. 이에 의해, X축 프리얼라인먼트 센서(38)의 검사광(C)과 Y축 프리얼라인먼트 센서(43)의 검사광(C)이 직교하는 위치 관계가 되도록, X축 프리얼라인먼트 센서(38)와 Y축 프리얼라인먼트 센서(43)가 배설되어 있다.

이상과 같이 구성된 피검사기판(P)의 얼라인먼트 기구(11)는 다음과 같이 동작한다. 도10∼14에 기초하여 설명한다.

우선, 도10에 나타낸 바와 같이, 피검사기판(P)은, Xθ축 워크 스테이지(12)의 워크 테이블(16)에 높이고, 상기 Xθ축 워크 스테이지(12)에서 YZ축 콘택트 스테이지(13) 쪽으로 이송된다. 이 때, 피검사기판(P)이 벗어나 있으면, 도11에 나타낸 바와 같이, 2개의 X축 프리얼라인먼트 센서(38) 중 한쪽이, 먼저 피검사기판(P)의 가장자리를 검출한다. 이어서, 도12에 나타낸 바와 같이, 다른쪽 X축 프리얼라인먼트 센서(38)가 피검사기판(P)의 가장자리를 검출한다. 이 2개의 X축 프리얼라인먼트 센서(38)가 검출한 벗어남을 기초로, 피검사기판(P)의 기울기를 제어부(45)에서 좌표로 넣어 계산한다. 그리고, 제어부(45)에서, Xθ축 워크 스테이지(12)의 θ축 회전기구를 제어하고, 도13에 나타낸 바와 같이, 상기 피검사기판(P)의 기울기 분(分)만큼 워크 테이블(16)을 회전시켜 보정한다.

계속해서, 제2 Z축 스테이지부(28)가 Y축 직동기구(26)로 Y축 방향으로 이동 되고, Y축 프리얼라인먼트 센서(43)로 피검사기판(P)의 가장자리를 검출한다.

이에 의해, 피검사기판(P)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치와, 피검사기판(P)의 각도가 특정되고, 피검사기판(P)의 대충의 위치 맞춤이 행해진다.

계속해서, 검색용 카메라(40)에 의해, 피검사기판(P)이 넓은 시야로 촬영되어 피검사기판(P)의 위치 결정용 마크가 특정된다. 이어서, 얼라인먼트 카메라(41)에 의해, 피검사기판(P)의 위치 결정용 마크가 좁은 시야로 촬영되어 피검사기판(P)의 위치가 정확하게 조정된다. 계속해서, 프로브 블록(42)의 탐침을 시험회로(E)의 전극에 접촉시켜 검사가 행해진다.

이상에 의해, 대형의 피검사기판(P)에 대해서도, 확실하게 프리얼라인먼트를 행할 수 있다.

제어부(45)로 보정하기 때문에, Xθ축 워크 스테이지(12)와 YZ축 콘택트 스테이지(13)를 개별부재로 하는 경우에도, 피검사기판(P)의 벗어남을 보정하여, 확실하게 프리얼라인먼트를 행할 수 있다.

YZ축 콘택트 스테이지(13)의 Z축 직동기구(39)에, 피검사기판(P)의 위치 결정용 마크를 검색하기 위해 넓은 시야로 피검사기판(P)을 촬영하는 검색용 카메라(40)와, 피검사기판(P)의 정확한 위치 결정을 하기 위해 좁은 시야로 피검사기판(P)을 촬영하는 얼라인먼트 카메라(41)를 갖추었기 때문에, X축 프리얼라인먼트 센서(38) 및 Y축 프리얼라인먼트 센서(43)와 함께, 대형의 피검사기판(P)을 단시간에 용이하고 정확하게 위치 맞춤을 할 수 있다. 그 결과, 피검사기판(P)의 검사의 작업성이 향상한다.

X축 프리얼라인먼트 센서(38) 및 Y축 프리얼라인먼트 센서(43)를, 검사광(C)을 발광하는 발광소자와, 그 발광소자로부터 발광되어 상기 피검사기판의 표면에서 반사한 검사광(C)을 수광하는 수광소자로 구성하고, 상기 검사광(C)이 피검사기판(P)의 가장자리에 평행해지도록, 상기 발광소자와 수광소자를 배설했기 때문에, 피검사기판(P)의 가장자리를 정확하게 검출할 수 있다. 그 결과, 대형 피검사기판(P)을 단시간에 용이하고 정확하게 위치 맞춤할 수 있어, 피검사기판(P)의 검사의 작업성이 향상한다.

또, 제어부(45)가 개별부재인 Xθ축 워크 스테이지(12)와 YZ축 콘택트 스테이지(13)의 설치 시 등의 어긋남을 흡수하는 보정기능을 갖추었기 때문에, Xθ축 워크 스테이지(12)와 YZ축 콘택트 스테이지(13)가 여러 사정에 의해 어긋나도, 대형 피검사기판(P)을 정확하게 위치 맞출 수 있게 된다.

[제2 실시형태]

이어서, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 도15를 기초로 설명한다.

본 실시형태의 얼라인먼트 기구(51)의 전체 구성은, 상기 제1 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구(11)와 거의 동일하기 때문에, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 본 실시형태의 얼라인먼트 기구(51)는, 제1 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구(11)에, 제3 Z축 스테이지부(52)와, 제4 Z축 스테이지부(53)를 추가한 것이다.

제3 Z축 스테이지부(52)는, 도5, 6에 나타낸 상기 제1 실시형태의 제1 Z축 스테이지부(27)의 각 장치 중, X축 프리얼라인먼트 센서(38), 검색용 카메라(40), 얼라인먼트 카메라(41)를 제외하고, 프로브 블록(42)만으로 한 것이다. 콘택트 스테이지판(37)에 설치된 Z축 직동기구(39)의 Z축 스테이지판(39B)에 프로브 블록(42)이 설치되어 있다. 상기 제3 Z축 스테이지부(52)는, 제어부(45)로 제어된 Y축 직동기구(26)에 의해 Y축 방향으로 적절히 이동되어, 프로브 블록(42)의 탐침과 피검사기판(P)의 시험회로(E)의 전극이 서로 정합(整合)된다. 그리고, Z축 직동기구(39)로 프로브 블록(42)이 상하 이동되어 탐침이 피검사기판(P)의 시험회로(E)의 전극에 전기적으로 접촉된다.

제4 Z축 스테이지부(53)는 제3 Z축 스테이지부(52)와 같은 장치이다. 본 실시형태에서는, 제3 Z축 스테이지부(52)와 제4 Z축 스테이지부(53) 2개의 장치를 추가하여 4개의 Z축 스테이지부로 하고 있다. 4개의 Z축 스테이지부로 한 것은, 피검사기판(P) 위의 시험회로(E)가 4열로 배설되어 있기 때문이다. 즉, 본 실시형태의 피검사기판(P)에서는, 시험회로(E)가 4행 4열로 배설되어 있기 때문에, 제1 Z축 스테이지부(27), 제2 Z축 스테이지부(28), 제3 Z축 스테이지부(52) 및 제4 Z축 스테이지부(53)를 각각 시험회로(E)의 열(列)에 맞추어 배설하고, 한번에 4개의 시험회로(E)에 4개의 프로브 블록(42)의 탐침을 각각 접촉시켜, 4회의 접촉으로 1매의 피검사기판(P)의 시험을 완료시키도록 하였다.

구체적으로는, 제1 Z축 스테이지부(27) 및 제2 Z축 스테이지부(28)를 Y축 직동기구(26)로 Y축 방향으로 적절히 이동시켜, X축 프리얼라인먼트 센서(38) 및 Y축 프리얼라인먼트 센서(43)로 피검사기판(P)의 가장자리를 검출하고, 피검사기판(P) 의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치와, 피검사기판(P)의 각도가 특정되어, 피검사기판(P)의 대충의 위치 맞춤을 행한다. 이어서, 검색용 카메라(40)로 피검사기판(P)의 위치 결정용 마크를 검색하고, 얼라인먼트 카메라(41)로 피검사기판(P)의 위치를 정확하게 조정한다.

계속해서, 제어부(45)가, 정확하게 위치 결정된 피검사기판(P)을 기초로, 피검사기판(P) 위의 각 시험회로(E)의 위치를 계산하고, Y축 직동기구(26)를 제어하여, 제1 Z축 스테이지부(27) 및 제2 Z축 스테이지부(28)와 함께, 제3 Z축 스테이지부(52) 및 제4 Z축 스테이지부(53)를 각각 이동시켜, 1행째의 각 시험회로(E)의 위치에 정합시킨다. 이어서, Z축 직동기구(39)로 프로브 블록(42)의 각 탐침을 각 시험회로(E)의 전극에 접촉시켜 검사한다. Xθ축 워크 스테이지(12)로 피검사기판(P)을 X축 방향으로 이동시키면서, 2∼4행째의 각 시험회로(E)의 전극에 프로브 블록(42)의 각 탐침을 접촉시켜 검사한다. 그리고 이 4회의 접촉으로 1매의 피검사기판(P)의 시험을 완료시킨다.

이에 의해, 상기 제1 실시형태와 같은 효과를 나타냄과 동시에, 4개의 Z축 스테이지부로 평행하게 검사하기 때문에, 검사작업의 효율화를 도모할 수 있다. 특히, 대형 피검사기판(P)에서는, Z축 스테이지부의 수가 적으면, 상기 Z축 스테이지부의 이동량이 많아져, 검사작업에 시간이 걸리게 되는데, 본 실시형태와 같이 4개의 Z축 스테이지부로 평행하게 검사함으로써, 검사작업의 효율화를 도모할 수 있다.

[변형예]

상기 제1 실시형태에서는, 상기 Y축 직동기구에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되는 Z축 스테이지부를, 제1 Z축 스테이지부(27)와 제2 Z축 스테이지부(28) 2개 설치하였으나, 3개 이상 설치해도 좋다. 피검사기판(P)이 대형이 되면, 그 가장자리도 정확한 치수로 유지된다고는 할 수 없기 때문에, 여러 군데에서 피검사기판(P)의 가장자리를 검출하여, 좌표 상에서 그 각 위치를 확인한다. 이 때, 서로 어긋나 있는 경우는, 그것이 오차의 범위내인지 아닌지를 판단한다. 그리고 오차의 범위 내이면 무시하고, 오차의 범위를 넘으면, 각 점의 평균값에 기초하여 좌표를 특정한다.

상기 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태에 대하여, 2개의 Z축 스테이지부(52, 53)를 추가하여 4개의 Z축 스테이지부(제1∼제4 Z축 스테이지부(27, 28, 52, 53))로 하였으나, 제1 실시형태에 대하여, 하나 또는 3개 이상의 Z축 스테이지부를 추가하여, 3개의 Z축 스테이지부 또는 5개 이상의 Z축 스테이지부로 해도 좋다. 피검사기판(P)의 치수나, 시험회로(E)의 개수 등의 여러 조건에 따라, Z축 스테이지부의 설치 개수를 설정한다.

또, 복수의 Z축 스테이지부를 설치하는 경우, Y축 프리얼라인먼트 센서(43)는 복수의 Z축 스테이지부 중 단부(端部)의 Z축 스테이지부에 설치하는 것이 바람직하지만, X축 프리얼라인먼트 센서(38)는 각 Z축 스테이지부에 설치해도 좋다. 어느 정도 떨어진 2개소의 위치에서 피검사기판(P)의 가장자리를 검출할 수 있으면 되기 때문에, 복수의 Z축 스테이지부 중 어느 정도 떨어진 2개의 Z축 스테이지부에 설치하면 된다. 또, 모든 Z축 스테이지부에 X축 프리얼라인먼트 센서(38)를 설치하고, 어느 정도 떨어진 2개의 Z축 스테이지부의 X축 프리얼라인먼트 센서(38)를 적절히 선택하여 피검사기판(P)의 가장자리를 검출해도 좋다.

이들에 의해서도, 상기 제1 및 제2 실시형태와 같은 작용, 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구를 나타낸 사시도이다.

도2는 종래의 피검사기판의 조정방법을 나타낸 모식도이다.

도3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구를 나타낸 평면도이다.

도4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구를 나타낸 평면도이다.

도5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 제1 Z축 스테이지부를 나타낸 사시도이다.

도6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 제1 Z축 스테이지부를 나타낸 정면도이다.

도7은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 X축 프리얼라인먼트 센서를 나타낸 모식도이다.

도8은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 X축 프리얼라인먼트 센서로 두께가 다른 피검사기판을 검출하는 상태를 나타낸 모식도이다.

도9는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 제2 Z축 스테이지부를 나타낸 정면도이다.

도10은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구에서의 피검사기판의 얼라인먼트를 나타내는 모식도이다.

도11은 도10의 상태에서 피검사기판의 가장자리를 제1 X축 프리얼라인먼트 센서가 검출한 상태를 나타내는 모식도이다.

도12는 도11의 상태에서 피검사기판의 가장자리를 제2 X축 프리얼라인먼트 센서가 검출한 상태를 나타내는 모식도이다.

도13은 도12의 상태에서 피검사기판을 회전시켜 보정한 상태를 나타내는 모식도이다.

도14는 도13의 상태에서 Y축 프리얼라인먼트 센서를 이동시켜 피검사기판의 가장자리를 검출한 상태를 나타내는 모식도이다.

도15는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 얼라인먼트 기구를 나타내는 평면도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

11: 얼라인먼트 기구 12: Xθ축 워크 스테이지

13: YZ축 콘택트 스테이지 15: 가대(架台)

16: 워크 테이블 17: X축 직동기구

19: 지지 프레임 21: 진공 홈

22: 가이드 레일 23: 리니어 모터

25: 지지 암부 26: Y축 직동기구

27: 제1 Z축 스테이지부 28: 제2 Z축 스테이지부

30: 가대 31: 대들보

33: 가이드 레일 34: 리니어 모터

35: 슬라이더 37: 콘택트 스테이지판

38: X축 프리얼라인먼트 센서 39: Z축 직동기구

40: 검색용 카메라 41: 얼라인먼트 카메라

42: 프로브 블록 43: Y축 프리얼라인먼트 센서

45: 제어부 51: 얼라인먼트 기구

52: 제3 Z축 스테이지부 53: 제4 Z축 스테이지부

Claims

X축 방향으로 연장하여 구성되고 피검사기판을 X축 방향으로 이동 가능하게 그리고 θ축 방향으로 회전 가능하게 지지하는 Xθ축 워크 스테이지;

상기 Xθ축 워크 스테이지와 개별부재로서 구성되고 그 Xθ축 워크 스테이지의 위쪽에 Y축 방향으로 걸쳐 설치되어 X축 프리얼라인먼트 센서 및 Y축 프리얼라인먼트 센서를 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 YZ축 콘택트 스테이지; 및

상기 Xθ축 워크 스테이지 및 YZ축 콘택트 스테이지를 제어하는 제어부;

를 갖추고,

상기 Xθ축 워크 스테이지가, X축 방향으로 연장하는 골조인 가대;

상기 피검사기판을 지지하는 워크 테이블;

상기 워크 테이블의 아래쪽 면에 설치되어 워크 테이블을 회전시키는 θ축 회전기구; 및

상기 가대에 지지되어 상기 θ축 회전기구를 지지하고 그 θ축 회전기구를 통하여 상기 워크 테이블을 X축 방향으로 이동시키는 X축 직동기구를 갖추고,

상기 YZ축 콘택트 스테이지가, 상기 Xθ축 워크 스테이지의 위쪽에 Y축 방향으로 걸쳐 설치된 지지 암부;

상기 지지 암부에 설치되고 상기 Xθ축 워크 스테이지의 위쪽에 위치하는 Y축 직동기구;

상기 Y축 직동기구에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지된 복수의 콘택트 스테이지판;

상기 복수의 콘택트 스테이지판 중 한쪽 끝의 콘택트 스테이지판에 설치되어 상기 피검사기판의 X축 방향의 위치를 검출하는 X축 프리얼라인먼트 센서;

다른쪽 끝의 콘택트 스테이지판에 설치되어 상기 피검사기판의 X축 방향의 위치를 검출하는 X축 프리얼라인먼트 센서 및 Y축 방향의 위치를 검출하는 Y축 프리얼라인먼트 센서; 및

상기 각 콘택트 스테이지판에 설치되어 상기 피검사기판 위의 전극과 접촉하는 탐침을 갖는 프로브 블록을 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 Z축 직동기구를 갖추고,

상기 제어부가, 상기 YZ축 콘택트 스테이지 쪽의 상기 Y축 프리얼라인먼트 센서 및 적어도 2개의 상기 X축 프리얼라인먼트 센서로 검출한 상기 피검사기판의 위치 정보를 기초로, 상기 Xθ축 워크 스테이지의 상기 θ축 회전기구 및 X축 직동기구를 제어하여 상기 워크 테이블을 X축 방향으로 이동시킴과 동시에 적절히 회전시켜 상기 피검사기판의 프리얼라인먼트를 행하는 기능을 갖춘 것을 특징으로 하는 피검사기판의 얼라인먼트 기구.
제1항에 있어서, 복수의 콘택트 스테이지판 중 양쪽 끝의 콘택트 스테이지판에만 상기 X축 프리얼라인먼트 센서 또는 상기 X축 프리얼라인먼트 센서 및 Y축 프 리얼라인먼트 센서를 갖춤과 동시에, 상기 양쪽 끝의 콘택트 스테이지판의 각 Z축 직동기구에, 피검사기판의 위치 결정용 마크를 검색하기 위해 넓은 시야로 피검사기판을 촬영하는 검색용 카메라와, 피검사기판의 정확한 위치 결정을 하기 위해 좁은 시야로 피검사기판을 촬영하는 얼라인먼트 카메라를 각각 갖추고,

상기 복수의 콘택트 스테이지판 중 중간의 콘택트 스테이지판에는 상기 프로브 블록만을 갖춘 것을 특징으로 하는 피검사기판의 얼라인먼트 기구.
제1항에 있어서, 상기 Y축 프리얼라인먼트 센서 및 X축 프리얼라인먼트 센서가, 검사광을 발광하는 발광소자와, 상기 발광소자로부터 발광되어 상기 피검사기판의 표면에서 반사한 검사광을 수광하는 수광소자를 갖추고,

상기 검사광이 상기 피검사기판의 가장자리에 평행해지도록, 상기 발광소자와 수광소자를 배설한 것을 특징으로 하는 피검사기판의 얼라인먼트 기구.