(57)【要約】【課題】プローブピンと基板の電極との接触を良好とする。【解決手段】ＴＦＴ基板検査装置は、プローバが備える接点部をＴＦＴ基板の電極に接触させることにより基板検査を行う装置において、接点部をＴＦＴ基板の電極に対して押圧する押圧機構を備える。プローバフレームの自重を軽量とし、プローブピンの反発力による変形を許容する構成とし、押圧機構によってプローブピンの反発力による変形を押さえ込み、プローバフレームの浮き上がりを抑制して、基板の電極と接点との間の接触を良好なものとする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローバが備える接点部をＴＦＴ基板の電極に接触させることにより基板検査を行うＴＦＴ基板検査装置において、
前記接点部をＴＦＴ基板の電極に対して押圧する押圧機構を備えることを特徴とするＴＦＴ基板検査装置。
【請求項２】
前記押圧機構は、プローバフレームの移動方向において検出器の前後の位置に、プローバフレームの上面と接触する押圧手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板検査装置。
【請求項３】
前記押圧機構が備える押圧手段は、回転しながら前記プローバフレームの上面を基板側に押圧するローラを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のＴＦＴ基板検査装置。
【請求項４】
前記押圧機構は、摺動しながら前記プローバフレームを基板側に押圧する押圧板を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のＴＦＴ基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴ基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアレイ状に配列してなるＴＦＴ基板の検査方法として、プローブによるものが知られている。このプローブによるＴＦＴ基板の検査では、ＴＦＴ基板を支持台上の載置し、ＴＦＴ基板の各電極にプローブピンを接触させ、このプローブピンを介してＴＦＴ基板の回路に通電し、断線や短絡等の検査を行う。
【０００３】
このプローブを用いたＴＦＴ基板検査では、ＴＦＴ基板上の電極とプローブピンの接点との電気的な接触状態が良好である必要がある。
【０００４】
一般に、プローブピンはスプリングを用いてピンを押圧する方向にストロークを持たせ、このスプリングの復元力によるピン圧によって、ピン先端を電極に押し付けている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２７４６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スプリングを用いたプローブピンでは、大きなストロークをとることができるため、大きな自由度で設計することができるという利点がある。一方、電極と接触する際の電気的な接触抵抗と、ピン圧との間には反比例の関係にあり、ピン圧が不十分である場合には良好な電気的導通が得られない場合があるため、電気的導通を良好とするには、大きなスプリング力によってピン圧を大きくする必要がある。
【０００６】
基板の大型化するとプローブピンの本数が増大する。プローブピンの本数が増大すると、プローブピンのスプリングが総合して生じる反発力も増大することになる。この反発力は、プローブピンを設置したプローバフレーム自体を変形させる要因となり、複数のプローブピンの中には電極を良好に接触できないピンがでてくるという問題がある。
【０００７】
図６はスプリングを用いたプローブピンを備えるプローバを説明するための図である。図６（ａ）において、プローブ１０２はプローバフレーム１０３に複数本のプローブピン１０４を備え、ステージ２０上の基板１０に載置することによって、プローブピン１０４を基板１０上の電極１０に接触させる。
【０００８】
図６（ｂ）はスプリングによる反発力が大きい場合を示している。この場合のプローバフレーム１０３Ａは、基板１０から離れる方向に（図中の上方に）変形し、プローブピン１０４と電極（図示していない）との接触が不十分となり、接触抵抗が増大して導通状態が不良となる。
【０００９】
一方、図６（ｃ）はスプリングによる反発力が小さい場合を示している。この場合のプローバフレーム１０３Ｂは、基板１０に近づく方向に（図中の下方に）変形し、プローバフレーム１０３Ｂ自体が基板１０と接触して、プローブピン１０４が破損したり、電極が短絡するといった不良状態となる。
【００１０】
プローバフレームの剛性を高めることによって、スプリングの反発力により変形や、プローバフレーム自体の自重による変形を低減させることができるが、プローバフレームの製造コストが高まるという問題がある他、プローバフレームの重さが増すため、プローバフレームを駆動する駆動部を大型化する必要がある等の問題も発生する。
【００１１】
また、プローバフレームの自重とプローブピンのバネ力のバランスをとるために、各プローブピンのスプリングの強度を調整する必要があるが、必ずしも好適なスプリング強度を有するプローブピンを選択することができない場合があるという問題もある。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を解決し、プローブピンと基板の電極との接触を良好とすることを目的とする。
【００１３】
より詳細には、プローバフレームの高い剛性が得られない場合や、プローブの自重とプローブピンのスプリング強度とのバランスの調整が困難である場合であっても、プローブピンと基板の電極との接触を均一とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を解決するために、本発明のＴＦＴ基板検査装置は、プローバが備える接点部をＴＦＴ基板の電極に接触させることにより基板検査を行う装置において、接点部をＴＦＴ基板の電極に対して押圧する押圧機構を備える。
【００１５】
本発明は、プローバフレームの自重を軽量とし、プローブピンの反発力による変形を許容する構成とし、押圧機構によってプローブピンの反発力による変形を押さえ込み、プローバフレームの浮き上がりを抑制して、基板の電極と接点との間の接触を良好なものとする。
【００１６】
本発明の押圧機構は、プローバフレームの上面と接触してプローバフレームを基板側に下方に押さえる押圧手段を有する。押圧手段は、プローバフレームの移動に伴ってプローバフレームを基板側に押さえ込む。
【００１７】
押圧手段はプローバフレームの移動方向において検出器の前後の位置に配置する。押圧手段を検出器の前後の位置に配置することによって、少なくとも押圧手段の間に配置する検出手段の位置では、プローバフレームの変形を抑制して、検出手段が検出する基板の電極とプローブの接点との間の接触を良好なものとする。
【００１８】
本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第１の形態は、ローラを用いる構成である。この第１の形態の押圧機構が備える押圧手段は、回転しながらプローバフレームの上面を基板側に押圧するローラを備える。
【００１９】
ローラは回転しながらプローバフレームを基板側に押圧して、プローブピンの反発力で浮き上がったプローバフレームを押さえ込む。ローラは回転しながらプローバフレームを押圧するため、プローバフレームの移動に影響することなく円滑に移動させることができる。
【００２０】
本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第２の形態は、押圧板を用いる構成である。この第２の形態の押圧機構が備える押圧手段は、摺動しながらプローバフレームを基板側に押圧する押圧板を備える。
【００２１】
押圧板は、摺動しながらプローバフレームを基板側に押圧して、プローブピンの反発力で浮き上がったプローバフレームを押さえ込む。押圧板は低い摩擦抵抗で摺動しながらプローバフレームを押圧するため、プローバフレームの移動に影響することなく円滑に移動させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のＴＦＴ基板検査装置によれば、接点を電極に対して押させることによって、接点部と基板の電極との接触を良好とする。
【００２３】
より詳細には、プローバフレームの高い剛性が得られない場合や、プローブの自重とプローブピンのスプリング強度とのバランスの調整が困難である場合であっても、押圧機構によってプローバフレームを基板側に押さえることで、プローブピンと基板の電極との接触を均一とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、基板検査装置が検査対象とする基板は、液晶基板等のＴＦＴ基板や、有機ＥＬの基板、半導体基板など各種の基板に適用することができる。
【００２５】
図１は、本発明の基板検査装置の一構成例を説明するための概略図である。
【００２６】
本発明の基板検査装置１は、ＴＦＴ基板１０を支持しＸ方向，Ｙ方向、及びθ方向に移動可能なステージ２０と、ＴＦＴ基板１０に検査信号を通電して検出信号を検出するプローブ２を備える。
【００２７】
プローブ２は、複数本の接点部４を有したプローバフレーム３を備え、この接点部４をＴＦＴ基板１０の電極１１に接触させることによって、検査回路３０からＴＦＴ基板１０に検査信号を通電する。プローバ２は、ＴＦＴ基板１０から検出信号を取り出して検査回路３０でＴＦＴ基板の欠陥検査を行う。ＴＦＴ基板１０から検出信号の取得は、例えば、図示しない電子銃と二次電子検出器等の検出器６とによって行うことができる。電子銃から基板に電子ビームを照射し、基板から放出された二次電子を検出器６で検出することによって、基板１０から検出信号を取得する方法、およびそのための構成は知られているため、ここでの説明は省略する。
【００２８】
ステージ２０は、プローバフレーム３と基板１０との位置合わせを行うアライメント機構を構成し、電極１１を接点部４に正確に位置合わせして接触状態を良好なものとする。なお、電極１１と接点部４との位置関係は、例えば、基板１０の所定位置にマークを設け、このマークを図示しないカメラで撮像することで求めることができる。電極１１と接点部４との位置合わせは、取得した位置関係に基づいてステージ２０を駆動することで行うことができる。ステージ２０は、Ｘ，Ｙ方向の並進移動、及びθ方向回転移動することによって、プローバフレーム３に対するＴＦＴ基板１０の位置ずれを補正する。
【００２９】
本発明のＴＦＴ基板検査装置１は、プローバフレーム３を基板１０側に押さえる押圧機構５を備える。押圧機構５は２つの押圧手段を備え、この押圧手段（例えば、図１中に示すローラ５Ａ，５Ｂ）をプローバフレーム３の移動方向において検出器６の前後に配置する。
【００３０】
検出器６および押圧機構５の押圧手段は固定されているため、ステージ２０の移動によって基板１０を移動させると、この移動に伴って押圧手段と基板１０とは相対的に移動し、押圧手段はプローバフレーム３を基板１０側に押圧する。これにより、検出器６の近傍では、常にプローバフレーム３は基板１０側に押圧され、仮にプローブピンの反発力によって浮き上がっている場合であっても、この押圧によって浮き上がりは押さえ込まれ、浮き上がりに因る接点部４のプローブピンと電極１１との接触不良を解消することができる。
【００３１】
以下、図２，図３を用いて本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第１の形態について説明し、図４，図５を用いて本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第２の形態について説明する。
【００３２】
はじめに、第１の形態の押圧機構について説明する。図２は第１の形態の押圧機構の断面図を示し、図３は第１の形態の押圧機構の斜視図を示している。
【００３３】
図２において、プローバ２は、プローバフレーム３に複数個の接点部４を配列して備える。図２（ａ）は、ステージ２０上に載置した基板１０とプローバフレーム３とが離れた位置にある状態を示し、ＴＦＴ基板検査装置において、基板１０をステージ２０上に載置する動作時、あるいは、基板１０をステージ２０上から取り外す動作時の状態を示している。
【００３４】
図２（ｂ）は、ステージ２０上に載置した基板１０に対してプローバフレーム３を取り付け、接点部４を基板１０の電極（図示していない）に接触させた状態を示している。プローバフレーム３に設けた接点部４が備える複数のプローブピンの反発力とプローバフレーム３の剛性とのバランス関係において、プローブピンの反発力が強くプローバフレーム３の剛性が低い場合には、プローバフレーム３はプローブピンの反発力によって上方に湾曲し浮き上がった状態となる。
【００３５】
図２（ｃ）は本発明の押圧機構５によって、浮き上がったプローバフレーム３を基板１０側に下方に押圧する状態を示している。押圧機構５は２つのローラ５Ａ，５Ｂを備える。ローラ５Ａ，５Ｂは、ステージ２０の移動によってプローバフレーム３が移動する方向において、検出器６を挟んでその前後の位置に配置する。なお、ローラ５Ａ，５Ｂには、スプリング等の弾性材５ａ，５ｂによって基板１０側に向かう方向に付勢されている。
【００３６】
ローラ５Ａ，５Ｂは、検出器６を挟んでプローバフレーム３の移動方向の前後の位置に配置し、少なくとも検出器６の位置において、プローバフレーム３の浮き上がりを押さえ込む。
【００３７】
図３（ａ），（ｂ）は、プローバフレーム３と押圧機構５との位置関係を示し、図３（ａ）は移動前の位置を示し、図３（ｂ）はプローバフレーム３を矢印方向に移動した後の位置を示している。
【００３８】
次に、第２の形態の押圧機構について説明する。図４は第２の形態の押圧機構の断面図を示し、図５は第２の形態の押圧機構の斜視図を示している。
【００３９】
図４において、プローバ２は、プローバフレーム３に複数個の接点部４を配列して備える。図４（ａ）は、ステージ２０上に載置した基板１０とプローバフレーム３とが離れた位置にある状態を示し、ＴＦＴ基板検査装置において、基板１０をステージ２０上に載置する動作時、あるいは、基板１０をステージ２０上から取り外す動作時の状態を示している。
【００４０】
図４（ｂ）は、ステージ２０上に載置した基板１０に対してプローバフレーム３を取り付け、接点部４を基板１０の電極（図示していない）に接触させた状態を示している。プローバフレーム３に設けた接点部４が備える複数のプローブピンの反発力とプローバフレーム３の剛性とのバランス関係において、プローブピンの反発力が強くプローバフレーム３の剛性が低い場合には、プローバフレーム３はプローブピンの反発力によって上方に湾曲し浮き上がった状態となる。
【００４１】
図４（ｃ）は本発明の押圧機構１５によって、浮き上がったプローバフレーム３を基板１０側に下方に押圧する状態を示している。押圧機構１５は２つの押圧板１５Ａ，１５Ｂを備える。押圧板１５Ａ，１５Ｂは、ステージ２０の移動によってプローバフレーム３が移動する方向において、検出器６を挟んでその前後の位置に配置する。なお、押圧板１５Ａ，１５Ｂには、スプリング等の弾性材１５ａ，１５ｂによって基板１０側に向かう方向に付勢されている。
【００４２】
押圧板１５Ａ，１５Ｂは、検出器６を挟んでプローバフレーム３の移動方向の前後の位置に配置し、少なくとも検出器６の位置において、プローバフレーム３の浮き上がりを押さえ込む。
【００４３】
図５（ａ），（ｂ）は、プローバフレーム３と押圧機構１５との位置関係を示し、図５（ａ）は移動前の位置を示し、図５（ｂ）はプローバフレーム３を矢印方向に移動した後の位置を示している。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のＴＦＴ基板検査装置は、液晶基板の他、有機ＥＬ基板に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の基板検査装置の一構成例を説明するための概略図である。
【図２】本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第１の形態を説明するための断面図である。
【図３】本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第１の形態を説明するための斜視図である。
【図４】本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第２の形態を説明するための断面図である。
【図５】本発明のＴＦＴ基板検査装置が備える押圧機構の第２の形態を説明するための斜視図である。
【図６】スプリングを用いたプローブピンを備えるプローバを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…ＴＦＴ基板検査装置、２…プローブ、３…プローバフレーム、４…接点部、５…押圧機構、５Ａ，５Ｂ…押圧手段、５ａ，５ｂ…弾性材、６…検出器、１０…基板、１１…電極、１５…押圧機構、１５Ａ，１５Ｂ…押圧手段、１５ａ，１５ｂ…弾性材、２０…ステージ、２１…ステージ駆動部、３０…検査手段、１０２…プローブ、１０３…プローバフレーム、１０４…ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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