KR20130050887A

KR20130050887A - 기판검사장치

Info

Publication number: KR20130050887A
Application number: KR1020120124585A
Authority: KR
Inventors: 요이치 기시다
Original assignee: 니혼덴산리드가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2013-05-16
Also published as: CN103084341A; KR101365097B1; TW201329471A; JP2013101017A

Abstract

(과제)
1대의 검사장치에 의하여 다양한 검사요구에 대응 가능한 기판검사장치를 제공한다.
(해결수단)
기판검사장치의 검사 본체부는, 피검사기판을 반입측에서 반출측까지 반송하는 반송구역과, 피검사기판에 소정의 검사를 하기 위한 검사치구를 배치한 검사구역을 구비하고, 또한 반송구역에 배치되어 있고, 피검사기판을 반입측에서 반출측까지 반송하는 제1반송장치와, 제1반송장치의 반송방향과 직교하는 방향으로 피검사기판을 반송하도록 배치된 제2반송장치로서, 제1반송장치의 소정의 위치와 검사구역내의 검사치구를 배치한 위치 사이에서 피검사기판을 반송하기 위한 제2반송장치를 구비하고, 제2반송장치가 피검사기판을 지지하는 파지장치를 구비한다.

Description

기판검사장치{SUBSTRATE INSPECTION APPARATUS}

본 발명은, 검사대상물에 미리 설정되는 검사점간의 전기적 특성을 검출하여 검사점간의 도통검사(導通檢査)나 리크 검사(leak 檢査)를 하는 기판검사장치에 관한 것이다.

기판검사장치는, 다수의 접촉자(接觸子), 프로브, 탐침(探針), 접촉핀 등을 부착한 치구와 검사장치를 구비한다. 검사장치는, 치구를 검사대상물에 접근시킴으로써 접촉자 등의 선단(先端)을 검사점에 접촉시켜, 접촉자 등을 경유하여 검사점에 검사장치로부터 전류 또는 전기신호를 공급하는 한편 그 검사점으로부터 전기신호를 검출함으로써, 검사점간의 전기적 특성을 검출하여 검사점간의 도통(導通)의 적부(適否)나 리크의 유무(有無)에 대한 검사를 한다.

대상물로서는, 예를 들면 프린트 배선기판, 플렉시블 기판, 세라믹 다층배선기판, 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이용의 전극판 또는 반도체 패키지용의 패키지 기판이나 필름 캐리어 등 다양한 기판이나, 반도체 웨이퍼나 반도체 칩이나 CSP(chip size package) 등의 반도체장치(LSI(Large Scale Integration) 등)가 해당된다.

예를 들면 피검사물이 기판이며, 그에 탑재되는 것이 ＩＣ 등의 반도체회로나 저항기 등의 전기·전자부품인 경우에는 기판에 형성된 배선이나 전극이 검사의 대상물이 된다. 이 경우에는, 검사대상물의 배선이 그들에 전기신호를 정확하게 전달할 수 있음을 보증하기 위해서, 전기·전자부품을 실장(實裝)하기 이전의 프린트 배선기판, 액정패널이나 플라즈마 디스플레이 패널에 배선이 형성된 회선기판에 형성된 검사점간의 저항값이나 리크 전류 등의 전기적 특성을 측정하여, 그 배선의 양부(良否)를 판단한다.

대상물이 LSI인 경우에는 LSI에 형성되는 전자회로가 대상부가 되고, 이러한 전자회로의 표면 패드가 각각 대상점이 된다. 이러한 경우에는, LSI에 형성되는 전자회로가 원하는 전기적 특성을 구비하고 있음을 보증하기 위해서, 검사점간의 전기적 특성을 측정하고 이러한 전자회로의 양부를 판단한다.

기판검사장치에 있어서는, 반송장치를 사용하여 기판을 반입장치로부터 검사장치로 반송하여 검사장치에서 상기한 검사를 하고, 검사가 끝난 기판은 반송장치에 의하여 검사장치로부터 선별저장부로 반송된다. 선별저장부에서는 검사결과에 따라 기판을 소정의 위치로 분류하여 수용한다. 검사장치에 있어서는, 기판이 반송되어 오면, 치구이동수단에 의하여 기판접속치구에 있어서의 검사용의 접속단자(접촉자, 프로브, 탐침, 접촉핀 등)를 피검사기판의 대상점까지 이동시키고 그에 접촉시켜 대상물에 대한 소정의 검사를 하고, 검사가 종료되면 치구이동수단에 의하여 그 치구를 대상점으로부터 대기위치까지 이동시킨다. 이러한 움직임이 소정의 대상점에 대한 검사가 완료될 때까지 반복해서 이루어진다.

일본국 공개특허 특개2010-54228호 공보특허문헌1은, 기판을 지지하는 한 쌍의 지지부와 기판의 반송기구와 접촉위치의 어긋남(변위(變位))를 보정(補正)하는 검사부를 구비하는 회로기판 검사장치를 개시한다.

특허문헌1의 회로기판 검사장치는 접촉위치의 어긋남을 보정하는 수단을 구비함으로써 검사 정밀도를 높이고 있다. 최근에는 경제상황의 침체를 반영하여 검사후의 최종제품의 가격을 인하하기 위해서 제조단계에서의 비용절감에 대한 요구가 높아지고 있다.

본 발명은, 그러한 요구에 부응하기 위해서, 1대의 검사장치로 다양한 검사요구에 대응 가능한 기판검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 고속으로 기판검사를 함으로써 기판검사장치의 운영비용을 절감하는 것이 가능한 기판검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 치구의 조립 및 유지보수를 쉽게 함으로써 기판검사장치의 운영비용을 절감하는 것이 가능한 기판검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 검사시에 치구의 움직임을 효율적으로 제어함으로써 기판검사장치의 운영비용을 절감하는 것이 가능한 기판검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 본 발명에 관한 기판검사장치의 검사 본체부는, 피검사기판을 반입측에서 반출측까지 반송하는 반송구역과, 상기 피검사기판에 소정의 검사를 하기 위한 검사치구를 배치한 검사구역을 구비하고, 또한 상기 반송구역에 배치되어 있고, 상기 피검사기판을 상기 반입측에서 상기 반출측까지 반송하는 제1반송장치와, 상기 제1반송장치의 반송방향과 직교하는 방향으로 상기 피검사기판을 반송하도록 배치된 제2반송장치로서, 상기 제1반송장치의 소정의 위치와 상기 검사구역내의 상기 검사치구를 배치한 위치 사이에 상기 피검사기판을 반송하기 위한 제2반송장치를 구비하고, 상기 제2반송장치가 상기 피검사기판을 지지하는 파지장치(把持裝置)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

그러한 기판검사장치의 검사 본체부에 있어서, 상기 검사치구가 프로브를 구비하는 치구 헤드부와 프로브에 대한 신호의 전환을 하는 스캐너 블록을 구비하여도 좋다.

그러한 기판검사장치의 검사 본체부에 있어서, 상기 제2반송장치에 있어서의 상기 파지장치가 상측의 고정부와 하측의 가압부를 구비하고, 상기 하측의 가압부가 회전함으로써 상기 피검사기판을 지지하거나 해방하거나 할 수 있다.

그 어느 하나의 기판검사장치의 검사 본체부에 있어서, 상기 검사 본체부의 상기 검사치구가 ＣＣＤ카메라를 구비하고, ＣＣＤ카메라가 상기 피검사기판상의 소정의 마크를 검출함으로써, 상기 검사치구의 수평방향 및 수직방향의 위치의 어긋남과 경사의 어긋남을 수정할 수 있다.

또한 본 발명에 관한 기판검사장치는, 피검사기판을 1매씩 반입하기 위한 반송장치를 구비하는 반입부와, 청구항1 내지 4 중에서 어느 하나의 검사 본체부와, 상기 검사 본체부에 있어서 검사된 상기 피검사기판을 검사의 결과에 따라 선별하여 저장하는 선별저장부를 구비하고, 상기 피검사기판이, 상기 반입부로부터 상기 검사 본체부의 상기 반입측으로 공급되고, 또한 상기 반출측으로부터 상기 선별저장부로 반송되는 것을 특징으로 한다.

그러한 기판검사장치에 있어서, 상기 검사 본체부는 직육면체 형상의 프레임으로 형성되어 있고, 또한 상기 프레임의 일방의 상기 반입측에 상기 반입부와 통하여 연결되는 입구부가 형성되고, 상기 프레임의 타방의 반출측에 상기 선별저장부와 통하여 연결되는 출구부가 형성되고, 상기 제1반송장치는, 상기 입구부로부터 상기 출구부로 직선적으로 상기 피검사기판을 반송하도록 배치되고, 상기 제2반송장치는, 상기 제1반송장치의 상기 소정의 위치로부터 직각으로 배치되어 있어서, 상기 제1반송장치의 소정의 위치로부터 상기 검사구역내의 상기 검사치구를 배치한 위치까지의 사이에서 상기 피검사기판을 왕복으로 이동하여도 좋다.

그러한 기판검사장치에 있어서, 상기 반입부는 상기 피검사기판을 흡인(吸引)하여 들어올려서 상기 반송장치에 탑재시키기 위한 흡인장치를 구비할 수 있다.

그러한 어느 하나의 기판검사장치에 있어서, 선별저장부가 검사결과에 따라, 상기 피검사기판을, 단선(斷線)의 가능성이 있는 것, 단락(短絡)의 가능성이 있는 것, 또는 그에 해당하지 않는 것으로 선별하여 저장할 수 있다.

또한 본 발명에 관한, 기판을 검사하여 검사결과에 따라 선별하여 저장하는 방법은, 피검사기판을 겹쳐 쌓아서 1매씩 검사 본체부에 반입하는 반입공정과, 상기 반입공정으로부터 반입된 상기 피검사기판을 반출공정에 이르기까지 직선상으로 반송하는 제1반송공정과, 상기 제1반송공정에 있어서 반송경로의 소정의 위치에 있어서 상기 반송방향과 직교하는 방향으로 상기 피검사기판을 검사구역까지 반송하는 제2반송공정과, 상기 검사구역에 있어서, 상기 검사구역내에 있는 검사치구와 상기 피검사기판의 위치의 정렬을 도모하는 정렬공정과, 상기 검사구역에 있어서, 상기 피검사기판의 전기적 특성을 검사하여 단선의 가능성이 있는 것, 단락의 가능성이 있는 것, 또는 그에 해당하지 않는 것으로 선별하는 검사선별 공정과, 상기 검사구역으로부터 상기 제1반송공정의 상기 반송경로상의 소정의 위치까지 상기 피검사기판을 반송하는 제3반송공정과, 상기 피검사기판을 상기 검사구역으로부터 반출하는 반출공정과, 상기 반출공정에서 반출된 상기 피검사기판을 상기 검사선별 공정의 결과에 따라 각각 선별한 위치에 저장하는 저장공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 1대의 검사장치에 의하여 다양한 검사요구에 대응 가능한 기판검사장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 고속으로 기판검사를 함으로써 기판검사장치의 운영비용을 절감시키는 기판검사장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 치구의 조립 및 유지보수를 쉽게 함으로써 기판검사장치의 운영비용을 절감시키는 기판검사장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 검사시에 있어서 치구의 움직임을 제어함으로써 기판검사장치의 운영비용을 절감시키는 기판검사장치를 제공할 수 있다.

도1은, 본 발명의 1실시형태에 관한 기판검사장치의 개략의 구성을 나타내는 평면도이다.
도2는, 워크 홀더의 파지부(把持部)의 1실시형태의 일부인 개략의 구성을 나타내는 확대 정면도이다.
도3은, 도1의 3A-3A 선으로부터 화살표방향으로 본, 검사 본체부의 구성을 간략하게 나타내는 확대도이다.
도4는, 도1에 나타내는 기판검사장치의 검사구역에 있어서 기판검사의 방법을 설명하기 위하여 검사위치내의 장치의 일부를 간략하게 나타내는 정면 확대도이다.
도5A는, 기판검사에 있어서 피검사기판의 검사대상영역과 검사치구의 움직임의 관계를 설명하기 위하여 간략하게 나타내는 사시도이다.
도5B는, 피검사기판의 검사대상영역이 다른 경우에, 검사치구의 움직임과 검사속도와의 관계를 설명하기 위하여 간략하게 나타내는 평면도이다.

이하에, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 관한 기판검사장치에 대하여 설명한다. 첨부된 각 도면에 있어서, 각 부재의 두께, 길이, 형상, 각 부재 상호간의 간격 등은 쉽게 이해하기 위해서 적절하게 확대, 축소, 변형, 간략화 등을 하고 있다. 도면 상호간에 같은 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다.

[기판검사장치의 개략]

도1은 본 발명의 1실시형태에 관한 기판검사장치(1)의 개략의 구성을 나타낸다. 기판검사장치(1)는 반입부(10), 검사 본체부(12) 및 선별저장부(14)를 구비한다.

반입부(10)는, 복수 매의 피검사기판을 겹쳐 쌓아서 가장 위쪽의 피검사기판부터 1매씩 순서대로 검사 본체부(12)내로 반송시키는 것으로, 겹쳐 쌓은 피검사기판의 가장 위쪽에 있는 피검사기판을 흡인하여 들어올리기 위한 흡인장치(도면에는 나타내지 않음)와, 피검사기판을 1매씩 검사 본체부(12)내로 반송시키기 위한 한 쌍의 콘베이어(18-1)를 구비한다.

도1은 피검사기판(20-1)을 가장 위쪽의 피검사기판으로서 나타내고 있다. 흡인장치는 피검사기판(20-1)상의 소정의 복수의 위치를 흡인하여 들어올리고, 그 기판의 양쪽 측단면을 한 쌍의 콘베이어(18-1)상에 탑재시킨다. 콘베이어(18-1)에 탑재된 피검사기판(20-1)은 콘베이어(18-1)에 의하여 검사 본체부(12)내로 반송된다.

검사 본체부(12)는 직육면체 형상의 프레임으로 형성되어 있고, 반입부(10)와 통하여 연결되는 반입측에는 입구부를 구비하며(도면에는 나타내지 않음), 이러한 입구부를 경유하여 반입부(10)로부터 피검사기판이 반입된다. 또한 검사 본체부(12)는, 피검사기판을 반입부(10)측으로부터 선별저장부(14)까지 직선상으로 반송하기 위한 한 쌍의 콘베이어(18-2, 18-3, 18-4)(제1반송장치)와, 피검사기판의 검사를 하기 위한 검사구역(12d)을 구비한다. 도1에 있어서는, 어떤 시간에 있어서 각 콘베이어(18-2, 18-3, 18-4)에 1매의 피검사기판(20-2, 20-3, 20-4)이 탑재된 상태를 나타내지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 각 콘베이어는 소정의 매수의 피검사기판을 반송할 수 있다. 한편 피검사기판이 반송되는 개념을 설명하는 관점에서, 도1은 1매의 피검사기판이 20-1에서부터 20-4까지 순차적으로 반송되는 상태를 나타내는 것으로 이해하더라도 좋다.

또한 검사 본체부(12)는, 한 쌍의 콘베이어(18-3)에 의하여 반송된 피검사기판(20-3)을 직교방향에 있는 검사구역(12ｄ)내의 소정의 검사위치(20p)까지 왕복적으로 반송하기 위한 한 쌍의 반송장치(19)(제2반송장치)를 구비한다. 한 쌍의 반송장치(19)에는, 일점쇄선으로 나타내는 워크 홀더(22)가 설치되어 있어서 그 워크 홀더(22)를 이동함으로써 피검사기판(20)을 검사위치(20p)까지 반송한다. 워크 홀더(22)에 대하여는 후술한다.

검사구역(12)에서 검사된 피검사기판은, 한 쌍의 반송장치(19)에 의하여 검사위치(20p)로부터 한 쌍의 콘베이어(18-3)상으로 되돌려진 다음에 한 쌍의 콘베이어(18-4)까지 반송되고, 또한 선별저장부(14)까지 반송된다. 검사 본체부(12)에는, 프레임의 반출측에 선별저장부(14)와 통하여 연결되는 출구부(도면에는 나타내지 않음)가 형성되고 있어서, 피검사기판은 이러한 출구부를 경유하여 검사 본체부(12)로부터 선별저장부(14)로 반송된다.

선별저장부(14)는, OPEN 저장구역(14-1), LEAK 저장구역(14-2) 및 PASS 저장구역(14-3)으로 나누어져 있고, 그들의 구역을 가로지르는 한 쌍의 콘베이어 벨트(18-5)를 구비한다.

OPEN 저장구역(14-1)은, 검사의 결과 단선의 가능성이 있다고 판단된 피검사기판을 저장하는 구역이고, LEAK 저장구역(14-2)은 누설전류(漏洩電流)나 단락(短絡)의 가능성이 있다고 판단된 피검사기판을 저장하는 구역이고, PASS 저장구역(14-3)은 그들에 해당하지 않고 문제가 없다고 판단된 피검사기판을 저장하는 구역이다. 검사 본체부(12)에 의하여 검사된 기판은 콘베이어 벨트(18-5)에 탑재된 후에, 검사결과에 따라 어느 하나의 구역에 저장된다.

또한, 검사 본체부(12)의 입구에 상하방향으로 배치된 한 쌍의 점착성(粘着性)의 롤러(23)를 설치하여, 피검사기판을 그들의 사이를 통과시킴으로써 먼지나 쓰레기를 제거하여도 좋다.

(워크 홀더)

워크 홀더(22)는 한 쌍의 반송장치(19)의 각각과 대향하여 부착된 파지장치(42)를 구비한다. 각 반송장치(19)상에는 3개 내지 4개의 파지장치(42)가 부착되어 있고, 한 쌍의 콘베이어(18-3)에 의하여 반송된 피검사기판(20-3)의 반송방향의 전후, 다시 말하면 기판검사장치(1)의 반입부(10) 및 선별저장부(14)를 향하는 측의 끝면을 파지한다(도2). 피검사기판의 크기에 따라 사용하는 파지장치의 수를 변경할 수 있다.

도2에 나타나 있는바와 같이 각 파지장치(42)는 상측의 고정부(42f)와 하측의 가압부(42g)를 구비한다. 피검사기판을 지지하지 않고 있을 때에는, 일점쇄선으로 나타나 있는 바와 같이 하측의 가압부(42g)가 하측으로 회전하여 상측의 고정부(42f)와 하측의 가압부(42g) 사이를 개방한다. 피검사기판(20-3)이 콘베이어벨트(18-3)에 탑재되어, 1점쇄선으로 나타나 있는 위치에 도달하면, 도면에 나타내지 않은 장치에 의하여 일점쇄선으로 나타내는 피검사기판(20-3)이 상방으로 들어올려진다. 그렇게 들어올려진 피검사기판이, 상측의 고정부(42f)의 하측의 면에 접촉하면, 그 때에 하측의 가압부(42g)가 회전하여 피검사기판(20-3)의 하측의 면을 누르고, 그에 의하여 상측의 고정부(42f)와 하측의 가압부(42g) 사이에서 피검사기판(20-3)을 지지한다. 이러한 상태에서, 한 쌍의 반송장치(19)가 워크 홀더(22)를 이동시켜 피검사기판을 검사구역의 검사위치(20p)(도1)까지 반송시킨다.

(검사구역)

검사구역(12d)에는 상하로 배치된 한 쌍의 검사치구(26U, 26D)가 배치되어 있다(도3). 각 검사치구는 기대(基臺)(28)를 구비하고 있고, 기대(28)에는 얼라인먼트용 ＣＣＤ카메라(21), 헤드부(34) 및 스캐너 블록(27-1, 27-2)이 부착되어 있다.

헤드부(34)는, 피검사기판상의 소정의 검사점에 접촉하는 프로브를 지지한다. 프로브는, 스캐너 블록(27-1, 27-2)을 경유하여 도면에 나타내지 않은 기판검사장치의 제어장치에 접속되어 있어, 제어장치와 프로브 사이에서 기판검사용의 신호의 송수신이 이루어진다. 또한 제어장치는, 프로브로부터 수신한 신호에 의거하여 검사한 기판을, 선별저장부(14)의 OPEN 저장구역(14-1), LEAK 저장구역(14-2) 또는 PASS 저장구역(14-3) 중의 어느 하나에 저장할지를 결정한다. 이러한 결정에 관하여는, 테스트 내용에 따라 예를 들면 인가 테스트 전압: 1V부터 250V, 설정 저항값: 1Ω부터 10MΩ, 테스트 전류: 0.5mA부터 20mA 등을 선택하여 사용한다.

얼라인먼트용 ＣＣＤ카메라(21)는, 피검사기판상의 소정의 마크를 검출함으로써 피검사기판에 대한 헤드부(34)의 수직방향 및 수평방향의 위치의 어긋남이나 경사의 어긋남을 검출한다. 이러한 검출신호에 의거하여 기대(28)를 직선방향으로 이동하거나 회전시키거나 하여 위치나 경사를 수정하고, 피검사기판의 검사점과 헤드부(34)의 선단위치(先端位置)의 정렬을 도모한다. 각 검사치구(26U, 26D)의 이동은 예를 들면 리니어모터 기구에 의하여 이루어진다.

스캐너 블록(27-1, 27-2)은, 동작시키는 프로브에 대한 신호를 전환(switch)시키는 회로장치이다. 예를 들면 본 실시형태에 있어서 각 스캐너 블록이 동시에 최대 8,000개의 프로브의 신호의 전환을 할 수 있다면, 1회의 주사(走査)에 있어서 최대 16,000개의 프로브를 동작시켜서 기판검사를 가능하게 한다. 이 때문에 기대(28)에 부착되는 스캐너 블록의 수를 증가시키면, 계산상으로는 1회에 동시에 주사할 수 있는 프로브의 수는 그 스캐너 블록의 수에 비례하게 된다. 예를 들면 동일한 성능을 갖는 스캐너 블록을 2개 더 증설하여 합계 4대로 하면, 1회의 주사로 최대 32,000개의 검사점에 대하여 동시에 검사하는 것이 가능하게 된다. 다만 스캐너 블록을 증설하기 위해서는, 필요에 따라 기대를 확장하거나, 스캐너 블록의 무게를 고려하여 기대의 강도(强度)를 높이거나 할 필요가 있다. 다만 반드시 최대수의 검사점에 대하여 1회의 주사로 검사해야만 하는 것은 아니고, 필요에 따라 1회로 주사하는 검사점의 수와 주사를 반복하는 횟수는 임의로 선택할 수 있다. 스캐너 블록에 있어서의 기능과 피검사기판상의 검사점의 수와의 관계는 도5A 및 도5B에 의거하여 후술한다.

도3은, 도1의 3A-3A 선으로부터 화살표방향으로 본, 검사 본체부(12)에 있어서 검사구역(12d)에 있는 장치의 일부를 간략하게 나타내는 확대도이다. 도3에 있어서, 검사구역(12d)은 화살표로 나타내는 방향에 있다. 검사구역(12d)에서는 상하의 위치에 배치된 검사치구(26U, 26D) 사이의 워크 홀더(22)에 의하여 피검사기판(20-3)이 반송된다. 각 검사치구(26U, 26D)에서는 얼라인먼트용ＣＣＤ 카메라(21)에 의하여 피검사기판상의 소정의 마크를 검출하고, 그를 기준으로 하여, 각 검사치구(26U, 26D)를 직선방향으로 이동시키거나 회전시키거나 하여 위치나 경사를 수정하여, 검사전에 소정의 위치에 검사치구(26U, 26D)를 배치시킨다.

도4는, 검사전의 소정의 위치에 검사치구(26U, 26D)를 배치시킨 상태를 나타낸다. 이러한 도면에 나타나 있는 바와 같이, 피검사기판(20-3)은 파지장치(42)에 의하여 양측의 측면이 지지된 상태에서, 검사치구(26U, 26D)의 상하의 헤드부(34) 사이에 배치되어 있다. 각 헤드부(34)로부터 프로브(p)의 선단부가 돌출하고 있고, 검사가 시작되면 2개의 헤드부(34)가 함께 피검사기판(20-3)에 접근하여 프로브(p)의 선단부를 소정의 블록의 검사점에 접촉시켜, 기판검사장치의 제어장치(도면에는 나타내지 않음)에 의하여 신호의 송수신이 이루어져서 기판의 검사가 이루어진다. 필요에 따라 헤드부(34)를 인접한 블록으로 이동하여 동일한 검사를 한다. 또한 필요에 따라, 도3에 있어서 교차하는 화살표로 나타내는 바와 같이 검사치구(26U, 26D)를 이동시키며, 이러한 스텝을 반복한다.

(검사치구)

각 검사치구(26U, 26D)에서는 스캐너 블록(27-1, 27-2)과 헤드부(34)는 기대(28)와 접속부(32)를 경유하여 전기적 배선에 의하여 접속되어 있다. 이러한 경우에 양자를 직접 연결하였을 경우에는 검사치구를 8,000개의 검사점용, 또는 16,000개의 검사점용의 전용기(專用機)로 사용할 수 있다. 그 대신에 접속부(32)에 어댑터 기능을 갖도록 하여 헤드부(34)를 떼어낼 수 있도록 함과 아울러 프로브를 재사용이 가능하도록 하면, 모든 피검사기판의 검사에 대하여 저렴한 비용으로 대응 가능하게 된다. 또한 그 대신에 접속부(32)에 변환기능을 갖도록 하면 배선을 변경하지 않고 모든 피검사기판의 검사에 대응 가능하게 된다.

도5A는 기판검사에 있어서 피검사기판의 검사대상영역과 검사치구의 움직임의 관계를 설명하기 위하여 간략하게 표기한 사시도이다. 도면을 간략하게 표기하기 위하여, 상방에 위치하는 검사치구(26U) 하나만 나타내고, 하방의 검사치구(26D)는 생략하고 있지만, 하방의 검사치구(26D)에 관해서도 상방의 검사치구(26U)와 동일한 관계가 성립된다. 도5B는 피검사기판의 검사대상영역이 다른 경우에, 검사치구의 움직임과 검사속도의 관계를 설명하기 위하여 간략하게 표기한 평면도이다.

도5A에 있어서는, 피검사기판(20)의 검사대상영역을 크게 3 블록(20a, 20b, 20c)으로 나누어서 검사할 경우를 나타낸다. 예를 들면 각 스캐너 블록이 3,000개의 검사점용인 경우에, 검사대상영역의 각 블록이 8,000개의 검사점을 구비할 때에는, 검사치구의 스캐너 블록은 2개의 스캐너 블록을 사용하여 4,000개의 검사점에 대응시켜 각 블록을 2회 주사하도록 한다. 구체적으로는, 최초에 검사대상블록(20a)의 반 정도의 안쪽의 부분으로 헤드부(34)를 이동하여 그 부분을 주사하고, 다음에 나머지 반 정도의 전방측 부분으로 헤드부(34)를 이동하여 해당하는 부분을 주사한다. 이렇게 함으로서 검사대상블록(20a)에 대한 검사가 완료된다. 다음에 헤드부(34)를 인접한 검사대상블록(20b)의 반 정도의 안쪽의 부분으로 이동하여 그 부분을 주사하고, 다음에 헤드부(34)를 나머지 반 정도의 전방측 부분으로 이동하여 해당하는 부분을 주사하여 검사대상블록(20b)에 대한 검사를 완료시킨다. 마지막으로, 헤드부(34)를 인접한 검사대상블록(20c)의 반 정도의 안쪽의 부분을 주사하고, 다음에 헤드부(34)를 나머지 반 정도의 전방측 부분으로 이동하여 그 부분을 주사하여 검사대상블록(20c)에 대한 검사를 완료시킨다. 이에 따라 피검사기판(20)에 대한 검사가 완료된다.

도5B(i)에서는, 예를 들면 피검사기판상에 16,000개의 검사점이 존재하는 경우에, 검사치구의 스캐너 블록의 합계가 그에 대응 가능하면, 1회의 주사로 피검사기판의 검사를 종료할 수 있다.

도5B(ii)에 있어서, 예를 들면 피검사기판상에 16,000개의 검사점이 존재하는 경우에, 그를 2개의 블록으로 나누어서 검사할 수도 있다. 이러한 경우에는, 검사치구의 각 스캐너 블록이 8,000개의 검사점에 대응 가능하기 때문에 1대의 스캐너 블록을 사용하여도 충분하다.

도5B(iii)에 있어서는, 예를 들면 피검사기판상에 15,000개의 검사점이 존재하는 경우에 그를 3개의 블록으로 나누어서 검사할 수도 있다. 이러한 경우에는, 각 검사 블록은 5,000개의 검사점이 되므로, 검사치구의 스캐너 블록이 8,000개의 검사점에 대응 가능한 경우에는, 1대의 스캐너 블록의 일부를 사용하여 각 검사 블록에 대하여 주사를 순차적으로 한다.

도5B(iv)에 있어서는, 예를 들면 피검사기판상에 16,000개의 검사점이 존재하는 경우에, 그를 4개의 블록으로 나누어서 검사할 수도 있다. 이러한 경우에는, 각 검사 블록은 4,000개의 검사점이 되므로, 검사치구의 스캐너 블록이 8,000개의 검사점에 대응 가능할 경우에는, 1대의 스캐너 블록의 일부를 사용하여 각 검사 블록에 대한 주사를 한다.

이와 같이 스캐너 블록의 검사점에 대응 가능한 최대수까지 1회의 주사로서 검사점을 주사할 수 있다. 그러나 필요에 따라 검사대상영역을 몇개의 블록으로 나누어 수회의 스텝을 사용하여 검사한다고 하더라도, 검사치구에 의한 주사와 이동을 반복함으로써 검사시작으로부터 검사종료시까지 시간은 그렇게 증가하는 경우는 없다. 예를 들면 어떤 시험 데이터에 의하면, 피검사기판상에 6,000개의 검사점이 있는 경우에, 그것을 1회로 주사한 시간은 약 9.9초이지만, 그 6,000개의 검사점을 3,000개의 검사점씩 2회로 주사한 시간은 약 11.1초이며, 그 6,000개의 검사점을 2,000개의 검사점씩 3회로 주사한 시간은 약 11.9초이며, 그 6,000개의 검사점을 1,500개의 검사점씩 4회로 주사한 시간은 약 12.7초로서, 주사회수가 증가하면 주사완료까지의 시간은 오래 걸리지만, 주사회수에 비례하여 지연시간이 증가하지는 않았다.

[기판검사방법의 개략]

기판검사장치(1)를 사용하여 기판검사를 할 때의 개략적인 사항을 설명한다.

우선 기판검사장치(1)의 반입부(10)에 피검사기판을 겹쳐 쌓는다. 반입부(10)에서는, 겹쳐 쌓은 피검사기판의 가장 위쪽의 피검사기판(20-1)을 흡인장치를 사용하여 들어올려서 그 기판의 양쪽 측단면을 한 쌍의 콘베이어(18-1)상에 탑재시킨다. 콘베이어(18-1)에 탑재된 피검사기판(20-1)은 콘베이어(18-1)로부터 검사 본체부(12)의 입구부를 경유하여 검사 본체부(12)내로 반송된다(반입공정).

제1반송공정으로서, 검사 본체부(12)내에서는 먼저 반입되어 있어서 콘베이어(18-2)에 탑재되어 있는 피검사기판(20-2)이 다음의 콘베이어(18-3)로 반송되고, 그와 동기되어 반입부(10)로부터 반입된 피검사기판(20-1)이 피검사기판(20-2)을 대신하여 콘베이어(18-2)상으로 반송된다.

콘베이어(18-3)로 반송된 피검사기판(20-3)은, 하방으로부터 들어올려져, 도2에 나타나 있는바와 같이 한 쌍의 반송장치(19)에 설치된 워크 홀더(22)가 서로 대향하는 파지장치(42)의 사이로 운반된다. 그렇게 들어올려진 피검사기판(20-3)의 전후의 가장자리부가 각 파지장치(42)의 상측의 고정부(42f)의 하측의 면에 접촉하면, 하측의 가압부(42g)가 회전하여 피검사기판(20-3)의 하측의 면을 누르고, 그에 의하여 상측의 고정부(42f)와 하측의 가압부(42g) 사이에서 피검사기판(20-3)이 지지된다. 이러한 상태에서, 한 쌍의 반송장치(19)가 워크 홀더(22)를 이동시켜 피검사기판을 검사구역의 검사위치(20p)(도1)까지 반송시킨다(제2반송공정).

피검사기판이 검사위치(20p)에 배치되면, 한 쌍의 검사치구(26U, 26D)가 그 피검사기판의 상하에 배치된다. 각 검사치구의 얼라인먼트용 ＣＣＤ카메라(21)에 의하여 피검사기판상의 소정의 마크가 검출되어 각 검사치구의 위치 및 경사가 수정되고, 이에 따라 각 검사치구의 헤드부(34)에 있어서 프로브의 선단위치와 피검사기판의 검사점의 정렬이 이루어진다(정렬공정).

기판검사가 시작되면, 2개의 헤드부(34)가 피검사기판(20-3)에 접근하여 프로브(p)의 선단부를 소정의 블록의 검사점에 접촉시키고, 기판검사장치의 제어장치(도면에는 나타내지 않음)에 의하여 신호의 송수신이 이루어져 기판의 검사가 이루어진다. 필요에 따라서 헤드부(34)를 인접한 검사대상블록으로 이동시켜 동일한 검사를 하고, 또한 필요에 따라서 그러한 이동을 반복시킨다.

기판검사장치의 제어장치는, 이러한 검사에 의하여 얻어진 데이터에 의거하여 피검사기판이 선별저장부(14)의 OPEN 저장구역(14-1), LEAK 저장구역(14-2) 또는 PASS 저장구역(14-3) 중에서 어디에 저장될지를 결정한다. 이러한 검사에서는 피검사기판(20-3)은, 검사의 결과, 단선의 가능성이 없고, 누설전류나 단락의 가능성도 없다면 문제가 없다고 판단되는 것으로 한다. 이러한 결과에 의거하여 기판검사장치의 제어장치는 피검사기판(20-3)을 PASS 저장구역(14-3)에 저장하는 것으로 결정한다(검사선별공정).

기판검사가 종료되면, 검사치구(26U, 26D)가 피검사기판(20-3)으로부터 떨어지고, 반송장치(19)가 워크 홀더(22)를 이동시켜 피검사기판(20-3)을 콘베이어(18-3)상으로 되돌린다(제3반송공정). 피검사기판(20-3)이 콘베이어(18-3)상에 도달되면, 파지장치(42)의 하측의 가압부(42g)가 하측으로 회전하여 열려서 피검사기판(20-3)이 개방됨과 아울러 하측의 지지장치(도면에는 나타내지 않음)가 피검사기판(20-3)을 지지하면서 콘베이어(18-3)상에 탑재한다.

피검사기판(20-3)이 콘베이어(18-3)에 탑재되면, 콘베이어(18-3)는, 검사 본체부(20)의 출구부를 경유하여, 해당 기판을 다음의 콘베이어(18-4)에 탑재되도록 반송시킨다(반출공정). 콘베이어(18-4)는 계속하여 해당 기판을 선별저장부(14)의 콘베이어(18-5)에 탑재시킨다. 콘베이어(18-5)는, 기판검사장치의 제어장치로부터의 검사결과를 나타내는 신호에 의거하여 피검사기판(20-3)을 OPEN 저장구역(14-1) 및 LEAK 저장구역(14-2)을 통과시켜서 PASS 저장구역(14-3)까지 반송시키고 그곳에 저장한다(저장공정).

이상, 본 발명에 관한 기판검사장치의 1실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 당업자가 용이하게 할 수 있는 추가, 삭제, 변경(modification) 등은 본 발명에 포함되는 것이며, 또한 본 발명의 기술적 범위는 첨부된 특허청구 범위의 기재에 의하여 정해지는 것이다.

1: 기판검사장치
10: 반입부
12: 검사 본체부
12d: 검사구역
14: 선별저장부
18-1, 18-2, 18-3, 18-4, 18-5: 콘베이어
20, 20-1, 20-2, 20-3, 20-4: 피검사기판
20p: 검사위치
21: ＣＣＤ카메라
22: 워크 홀더
23: 점착성 롤러
26U, 26D: 검사치구
27-1, 27-2: 스캐너 블록
28: 기대
34: 헤드부
42: 파지장치
p: 프로브

Claims

피검사기판을 반입측에서 반출측까지 반송하는 반송구역과,
상기 피검사기판에 소정의 검사를 하기 위한 검사치구를 배치한 검사구역을
구비하는 기판검사장치의 검사 본체부로서,
상기 반송구역에 배치되어 있고, 상기 피검사기판을 상기 반입측에서 상기 반출측까지 반송하는 제1반송장치와,
상기 제1반송장치의 반송방향과 직교하는 방향으로 상기 피검사기판을 반송하도록 배치된 제2반송장치로서, 상기 제1반송장치의 소정의 위치와 상기 검사구역내의 상기 검사치구를 배치한 위치 사이에서 상기 피검사기판을 반송하기 위한 제2반송장치를
구비하고,
상기 제2반송장치가 상기 피검사기판을 지지하는 파지장치를 구비하는 기판검사장치의 검사 본체부.
제1항에 있어서,
상기 검사치구가, 프로브를 구비하는 치구 헤드부와 프로브에 대한 신호의 전환(switch)을 하는 스캐너 블록을 구비하는 기판검사장치의 검사 본체부.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2반송장치의 상기 파지장치가 상측의 고정부와 하측의 가압부를 구비하고, 상기 하측의 가압부가 회전함으로써 상기 피검사기판을 지지하거나 해방하거나 하는 기판검사장치의 검사 본체부.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 검사 본체부의 상기 검사치구가 ＣＣＤ카메라를 구비하고, ＣＣＤ카메라가 상기 피검사기판상의 소정의 마크를 검출함으로써, 상기 검사치구의 수평방향 및 수직방향의 위치의 어긋남과 경사의 어긋남을 수정할 수 있는 기판검사장치의 검사 본체부.
피검사기판을 1매씩 반입하기 위한 반송장치를 구비하는 반입부와,
제1항 내지 제4항 중의 어느 하나의 검사 본체부와,
상기 검사 본체부에 있어서 검사된 상기 피검사기판을 검사의 결과에 따라 선별하여 저장하는 선별저장부를
구비하고,
상기 피검사기판이 상기 반입부로부터 상기 검사 본체부의 상기 반입측으로 공급되고, 또한 상기 반출측으로부터 상기 선별저장부로 반송되는 기판검사장치.
제5항에 있어서,
상기 검사 본체부는 직육면체 형상의 프레임으로 형성되어 있고,
또한 상기 프레임의 일방의 상기 반입측에, 상기 반입부와 통하여 연결되는 입구부가 형성되고,
상기 프레임의 타방의 반출측에, 상기 선별저장부와 통하여 연결되는 출구부가 형성되고,
상기 제1반송장치는, 상기 입구부로부터 상기 출구부로 직선적으로 상기 피검사기판을 반송하도록 배치되고,
상기 제2반송장치는, 상기 제1반송장치의 상기 소정의 위치로부터 직각으로 배치되어 있고, 상기 제1반송장치의 소정의 위치로부터 상기 검사구역내에 있어서 상기 검사치구를 배치한 위치까지의 사이에서 상기 피검사기판을 왕복하여 이동시키는 기판검사장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 반입부는 상기 피검사기판을 흡인하여 들어올려서 상기 반송장치에 탑재시키기 위한 흡인장치를 구비하는 기판검사장치.
제5항 내지 제7항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
선별저장부가 검사결과에 따라 상기 피검사기판을, 단선의 가능성이 있는 것, 단락의 가능성이 있는 것, 또는 그것들에 해당하지 않는 것으로 선별하여 저장하는 기판검사장치.
기판을 검사하여 검사결과에 따라 선별하여 저장하는 방법으로서,
피검사기판을 겹쳐 쌓아서 1매씩 검사 본체부에 반입하는 반입공정과,
상기 반입공정으로부터 반입된 상기 피검사기판을 반출공정에 이르기까지 직선상으로 반송하는 제1반송공정과,
상기 제1반송공정에 있어서의 반송경로의 소정의 위치에 있어서 상기 반송방향과 직교하는 방향으로 상기 피검사기판을 검사구역까지 반송하는 제2반송공정과,
상기 검사구역에 있어서, 상기 검사구역내에 있는 검사치구와 상기 피검사기판의 위치의 정렬을 도모하는 정렬공정과,
상기 검사구역에 있어서, 상기 피검사기판의 전기적 특성을 검사하여 단선의 가능성이 있는 것, 단락의 가능성이 있는 것, 또는 그것들에 해당하지 않는 것으로 선별하는 검사선별공정과,
상기 검사구역으로부터 상기 제1반송공정 상기 반송경로의 소정의 위치까지 상기 피검사기판을 반송하는 제3반송공정과,
상기 피검사기판을 상기 검사구역으로부터 반출하는 반출공정과,
상기 반출공정에서 반출된 상기 피검사기판을 상기 검사선별공정에서의 결과에 따라 각각 선별한 위치에 저장하는 저장공정을
포함하는, 기판을 검사하여 검사결과에 따라 선별하여 저장하는 방법.