(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の（イ）〜（チ）を備える平板状被検査体の検査装置。
（イ）基台に対してＸ方向に移動可能なＸステージ。
（ロ）前記Ｘステージ上にあって、前記Ｘステージに対して前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に移動可能なＹステージ。
（ハ）前記Ｙステージ上にあって、前記Ｙステージに対してＸＹ平面に垂直なＺ軸の回りに回転可能なθステージ。
（ニ）前記θステージに対してＺ方向にのみ移動可能に組み合わされていて駆動源を持たないＺステージであって、平板状の被検査体をＸＹ平面に平行に支持できるＺステージ。
（ホ）前記基台に固定されたベースプレート。
（ヘ）前記ベースプレートに固定されたプローブユニットであって、前記被検査体の電極に接触できるプローブを備えるプローブユニット。
（ト）前記ベースプレートに取り付けられたＺ駆動源。
（チ）前記Ｚ駆動源で駆動される係合機構であって、前記Ｚステージに係合して前記Ｚステージを前記プローブユニットに向かってＺ方向に移動させ、もって前記Ｚステージ上の前記被検査体の電極を前記プローブに接触させることのできる係合機構。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、前記（ト）の「前記ベースプレートに取り付けられたＺ駆動源」を「前記基台に取り付けられた駆動源」に置き換えたことを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の検査装置において、Ｘ方向に延びるＺアップ当て板が前記Ｚステージの側面に固定されており、前記係合機構が、前記Ｚアップ当て板に下方から接触できるＺアップブロックを含むことを特徴とする検査装置。
【請求項４】
次の（イ）〜（ハ）の段階を備える平板状被検査体の検査方法。
（イ）基台に対して移動可能な測定ステージに備わっているＺステージに平板状の被検査体を載せる段階。ここで、前記Ｚステージは、それ自身は駆動源を持たずに、前記測定ステージの外部に存在するＺ駆動源によってＺ方向に移動可能である。
（ロ）前記測定ステージを用いて、前記被検査体を前記被検査体に平行なＸＹ平面内で２次元方向に並進移動させると共に前記ＸＹ平面に垂直なＺ軸の回りに回転させることで、前記被検査体をプローブユニットに対してアライメントする段階。
（ハ）前記Ｚステージを前記Ｚ駆動源によってＺ方向に移動させ、もって前記被検査体の電極を前記プローブユニットのプローブに接触させる段階。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示パネルのような平板状被検査体の通電試験装置に用いられる検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長方形の形状を有する液晶表示パネルの形態のひとつとして、長方形の隣り合う２辺にそれぞれ多数の電極を備えたいわゆる片タブ方式のものがある。
【０００３】
図８は、このような片タブ方式の液晶表示パネルを検査するための従来の検査装置の平面図であり、図９はその正面図である。図９において、この検査装置は、カセット設置台１０とローダ部１２と測定部１４で構成されている。図８において、カセット設置台１０には２個の基板カセット１６があり、それぞれ、複数の液晶表示パネルを収容することができる。図９において、ローダ部１２には搬送ロボット１８があり、この搬送ロボット１８は、基板カセット１６と測定部１４との間で液晶表示パネルを搬送する。図８と図９において、測定部１４には、踏み台２０、操作パネル２２、モニター２４、顕微鏡２６、プローブユニット２８などがある。プローブユニット２８は液晶表示パネルのガラス基板の電極にプローブをコンタクトするものである。
【０００４】
図１０は図８のプローブユニット２８の下方に設けられている従来の測定ステージの平面図であって、一番上のチャックトップを取り外した状態を示している。図１１は図１０に示す測定ステージの正面図であり、図１２は図１０のＡ−Ａ線断面図である。図１１と図１２において、この測定ステージは、下から順に、Ｘ方向に移動できるＸステージ３０と、Ｙ方向に移動できるＹステージ３２と、Ｚ軸の回りにθ回転できるθステージ３４と、Ｚ方向に昇降できるＺステージ３６とを備えている。Ｚステージ３６の上にチャックトップ３８がある。チャックトップ３８はその上にガラス基板を真空吸着して固定できる。チャックトップ３８は正方形であり、長方形のガラス基板３９（図１２を参照）をどの向きにでも載せることができる。
【０００５】
Ｘモータ４０が回転するとＸステージ３０は基台４１の上をＸ方向に移動する。Ｙモータ４２が回転するとＹステージ３２はＸステージ３０の上をＹ方向に移動する。θモータ４４（図１０を参照）が回転するとθステージ３４はＹステージ３２上でＺ軸の回りをθ回転する。Ｚモータ４６が回転するとＺステージ３６はθステージ３４上でＺ方向に昇降する。図１０において、概略八角形のＺステージ３６の下面には４個のＺガイドベース４８が固定されていて下方に延びており、このＺガイドベース４８にガイド４９が固定されている。一方、θステージ３４の上面には４個のガイドレール支柱５０が固定されていて上方に延びており、このガイドレール支柱５０にガイドレール５２が固定されている。このガイドレール５２にＺステージ４８のガイド４９がスライド可能に係合している。また、Ｚステージ３６の下面には８個の補強板５４（図１２も参照）も固定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
プローブがガラス基板上の電極にコンタクトすると、その針圧によってガラス基板に偏荷重が作用することになる。ガラス基板が大型化してくると、その偏荷重の影響が顕著になってくる。偏荷重によってチャックトップが撓むと、プローブが基板電極から外れる現象を起こす。このような偏荷重によるチャックトップの撓みを防ぐには、測定ステージの剛性を高める必要がある。上述の図１０〜図１２に示した従来例では、測定ステージの剛性を高めるために、Ｚステージ３６に補強板５４を設けている。また、Ｘステージ、Ｙステージ、θステージについても、偏荷重によって各ステージが撓まないように、それぞれの剛性を高める必要がある。
【０００７】
測定ステージの剛性を高めた構造にすると、測定ステージ全体が大型化して測定ステージの高さが高くなる。これにより、製造コストも高くなる。測定ステージの高さが高くなると、図９の測定部１４全体の高さも高くなり、製造コストがさらに高くなる。
【０００８】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、被検査体が大型化しても、測定ステージの剛性を高める必要のない検査装置及び検査方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の検査装置は、次の（イ）〜（チ）を備えている。（イ）基台に対してＸ方向に移動可能なＸステージ。（ロ）前記Ｘステージ上にあって、前記Ｘステージに対して前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に移動可能なＹステージ。（ハ）前記Ｙステージ上にあって、前記Ｙステージに対してＸＹ平面に垂直なＺ軸の回りに回転可能なθステージ。（ニ）前記θステージに対してＺ方向にのみ移動可能に組み合わされていて駆動源を持たないＺステージであって、平板状の被検査体をＸＹ平面に平行に支持できるＺステージ。（ホ）前記基台に固定されたベースプレート。（ヘ）前記ベースプレートに固定されたプローブユニットであって、前記被検査体の電極に接触できるプローブを備えるプローブユニット。（ト）前記ベースプレートに取り付けられたＺ駆動源。（チ）前記Ｚ駆動源で駆動される係合機構であって、前記Ｚステージに係合して前記Ｚステージを前記プローブユニットに向かってＺ方向に移動させ、もって前記Ｚステージ上の前記被検査体の電極を前記プローブに接触させることのできる係合機構。
【００１０】
前記（ト）の「前記ベースプレートに取り付けられたＺ駆動源」を「前記基台に取り付けられた駆動源」に置き換えてもよい。
【００１１】
また、本発明の検査方法は、次の（イ）〜（ハ）の段階を備えている。（イ）基台に対して移動可能な測定ステージに備わっているＺステージに平板状の被検査体を載せる段階。ここで、前記Ｚステージは、それ自身は駆動源を持たずに、前記測定ステージの外部に存在するＺ駆動源によってＺ方向に移動可能である。（ロ）前記測定ステージを用いて、前記被検査体を前記被検査体に平行なＸＹ平面内で２次元方向に並進移動させると共に前記ＸＹ平面に垂直なＺ軸の回りに回転させることで、前記被検査体をプローブユニットに対してアライメントする段階。（ハ）前記Ｚステージを前記Ｚ駆動源によってＺ方向に移動させ、もって前記被検査体の電極を前記プローブユニットのプローブに接触させる段階。
【００１２】
このように、本発明は、被検査体が載っているＺステージの駆動機構を測定ステージに組み込まずに、測定ステージの外部にあるＺ駆動源によってＺステージを上昇させるようにしている。これにより、針圧による偏荷重が被検査体に作用しても、測定ステージがその偏荷重の影響を受けなくなった。したがって、被検査体が大型化しても、測定ステージの剛性を高める必要がなくなった。
【００１３】
本発明における平板状被検査体としては、液晶表示パネルやプラズマ・ディスプレイ・パネル等のフラット・ディスプレイ・パネルの基板が考えられる。また、これに限らずに、比較的大型の平板状の基板であれば、本発明を採用すると効果的である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の検査装置の第１の実施形態を示す正面図であり、図２はその平面図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。図１は図２の右側から見たものである。図１において、この検査装置は、上方にプローブユニット６０を、下方に測定ステージ６２を備えている。測定ステージ６２は、下から順に、Ｘ方向に移動できるＸステージ６４と、Ｙ方向に移動できるＹステージ６６と、Ｚ軸の回りにθ回転できるθステージ６８と、Ｚ方向に昇降できるＺステージ７０とを備えている。Ｚステージ７０の上にはチャックトップ７２がある。チャックトップ７２はその上に液晶表示パネルのガラス基板７３を真空吸着して固定できる。なお、ガラス基板７３に平行な平面がＸＹ平面であり、このＸＹ平面内でＸ方向とＹ方向は互いに直交している。そして、このＸＹ平面に垂直な方向がＺ方向である。
【００１５】
Ｘモータ（図１の左の方にあり、図示せず）が回転するとリードスクリュー７４（図２を参照）が回転する。図３において、Ｘステージ６４の下面に設けたリードナット７６はリードスクリュー７４に噛み合っているので、Ｘモータが回転すると、Ｘステージ６４は、静止した基台７７に設けたガイドレール７８の上をＸ方向に移動する。
【００１６】
図１において、Ｙモータ８０が回転すると、リードスクリューとリードナットを介して、Ｙステージ６６がガイドレール８２上をＹ方向に移動する。
【００１７】
図３において、θモータ（図３の手前にあり、図示せず）が回転するとリードスクリュー８４が回転する。このリードスクリュー８４に噛み合っているリードナット８６は、リンクを介してθステージ６８に結合している。これにより、θモータが回転するとθステージ６８がＺ軸（鉛直方向に延びている）の回りに回転する。θステージ６８は、中央部の軸受６２と周辺部の４個の曲線ガイド８８とによって、Ｙステージ６６上で回転可能に支持されている。
【００１８】
図４は図３の一部を拡大した拡大図である。θステージ６８の上面には４本のＺ支柱９０が立っており、それぞれにＺガイドレール９２が設けられている。Ｚステージ７０はバックライト装置９４とＺベース９６からなっている。Ｚベース９６の側面には４個のＺガイド９８が固定されており、このＺガイド９８が上述のＺガイドレール９２に沿って上下に移動できる。このように、Ｚステージ７０はθステージ６８に対してＺ方向にのみ移動可能に組み合わされている。なお、Ｚステージ７０はそれ自身は駆動源を持たずに、後述するように、測定ステージの外部に存在するＺモータによって動かされる。
【００１９】
バックライト装置９４の二つの側面（Ｘ軸に平行な側面）には断面が逆Ｌ字形のＺアップ当て板１００が固定されている。このＺアップ当て板１００は図１に示すようにＸ方向に長く延びていて、Ｚステージ７０のＸ方向の寸法よりも両側に突き出している。
【００２０】
次に、プローブユニットの側の構造を説明する。図１において、基台７７には４本の支柱１０２が立っており、この支柱１０２の上端にベースプレート１０４が固定されている。図３において、ベースプレート１０４にはプローブユニット６０が取り付けられている。また、図２に示すように、ベースプレート１０４の中央の開口部１０６の四隅の近傍に４個のＺモータ１０８（本発明におけるＺ駆動源に相当する）が取り付けられている。
【００２１】
図４において、Ｚモータ１０８は中空モータであり、その回転子にＺリードナット１１０が固定されている。このＺリードナット１１０は、ベースプレート１０４に形成された貫通孔１１２に入り込んでいる。一方、Ｚリードスクリュー１１４は、Ｚリードナット１１０に噛み合っていて、Ｚモータ１０８の内部から貫通孔１１２を突き抜けてベースプレート１０４の下に延びている。Ｚリードスクリュー１１４の下端にはＬ字形のＺアップブロック１１６（本発明における係合機構に相当する）が固定されている。Ｚアップブロック１１６の側面にはＺアップガイド１１８が固定されている。一方、ベースプレート１０４の下面には４本のＺアップ支柱１２０が固定されていて、このＺアップ支柱１２０にＺアップレール１２２が固定されている。Ｚアップブロック１１６のＺアップガイド１１８は、Ｚアップレール１２２に沿ってスライドできる。Ｚモータ１０８が回転すると、Ｚリードナット１１０が回転し、Ｚリードスクリュー１１４が昇降し、Ｚアップブロック１１６が昇降する。Ｚアップブロック１１６が上昇すると、その先端がＺアップ当て板１００に下方から接触して、Ｚアップ当て板１００を持ち上げる。Ｚアップ当て板１００が上昇すると、Ｚステージ７０全体が上昇する。ベースプレート１０４の下面にはＺアップストッパー１２４が固定されている。Ｚアップ当て板１００がＺアップストッパー１２４に当たると、Ｚステージ７０の上昇が止まる。
【００２２】
次に、この検査装置の動作を説明する。図１において、ローダ部で液晶表示パネルのガラス基板７３を搭載した測定ステージ６２は、Ｘステージ６４がＸ方向に移動することで、測定部に移動する。このとき、図４に示すように、Ｚアップ当て板１００は、Ｚアップブロック１１６とＺアップストッパー１２４の間に入り込む。それから、図１に示すＸステージ６４とＹステージ６６とθステージ６８を微調整することで、プローブとガラス基板７３の電極とのアライメント（位置合わせ）を実施する。アライメントが終了したら、図４において、４つのＺモータ１０８を同期して駆動して、４つのＺアップブロック１１６を上昇させる。Ｚアップブロック１１６が上昇すると、Ｚアップ当て板１００に接触してこれを上昇させ、Ｚステージ７０全体が上昇する。Ｚアップ当て板１００がＺアップストッパー１２４に当たると、Ｚステージ７０の上昇が止まる。これがＺステージ７０の上限位置である。図５は、図３の状態からＺステージ７０が上昇して上限位置で停止した状態を示している。このとき、プローブユニット６０のプローブ１２６がチャックトップ７２上のガラス基板７３の電極にコンタクトする。点灯検査を実施する場合にはバックライト装置９４のバックライトによって照明を当てて、液晶表示パネルの点灯状態を検査する。検査が終了したら、Ｚモータ１０８を逆回転させてＺアップブロック１１６を下げる。すると、Ｚステージ７０は自重で下がってくる。
【００２３】
このように、本発明では、図４に示すように、ガラス基板７３が載っているＺステージ７０が、ベースプレート１０４に設けたＺモータ１０８で駆動されるＺアップブロック１１６によって引き上げられるので、次のような利点がある。第１に、図１のＸステージ６４とＹステージ６６とθステージ６８には、プローブの針圧が作用しない。針圧は、Ｚアップ当て板１００とＺアップブロック１１６とＺモータ１０８とを介してベースプレート１０４で受けていることになる。したがって、上述の各ステージ６４、６６、６８は針圧による偏荷重を受けることがない。ゆえに、これらのステージが偏荷重で撓む恐れはなく、これらのステージの剛性を高める必要がない。第２に、Ｚステージ７０はそれ自身が駆動機構を持たないので、Ｚステージの構造を簡素化できる。第３に、図４において、コンタクト時にはＺステージ７０はその上端付近で（チャックトップ７２とほぼ同じ高さのＺアップ当て板１００のところで）Ｚアップブロック１１６によって支持されているので、Ｚステージ７０上のチャックトップ７２に針圧が作用しても、この針圧を４つのＺアップブロック１１６が支えることになる。これにより、Ｚアップ当て板１００よりも下方に偏荷重が作用することがなく、Ｚステージ７０全体が撓む恐れがない。したがって、Ｚステージ７０の剛性を高める必要もない。せいぜい、チャックトップ７２とバックライト装置９４の上面板についてだけ、それ自身が撓まない程度の剛性が確保されていれば足りる。第４に、ＸＹθＺステージのすべてが上述のように従来よりも剛性を低くできるので、測定ステージの高さを従来よりも低くできる。これにより、測定ステージが安価になる。そして、測定ステージの高さを低くできれば、検査装置全体の高さも従来より低くできて、検査装置全体も安価になる。
【００２４】
図６は本発明の第２の実施形態の正面図であり、第１の実施形態の図１に相当する。図７は、図６の装置の断面図であり、第１の実施形態の図３に相当する。この第２の実施形態が第１の実施形態と異なるところは、Ｚステージを持ち上げる機構が基台に直接取り付けられていることである。図６と図７において、基台７７には４本のエアーシリンダー１２８が直立するように固定されている。各エアーシリンダー１２８のシリンダーロッド１３０は昇降可能である。各シリンダーロッド１３０の上端にはＺアップブロック１３２が固定されている。シリンダーロッド１３０が上昇すると、Ｚアップブロック１３２が上昇する。Ｚアップブロック１３２が上昇すると、Ｚアップ当て板１００に下方から接触して、これを持ち上げ、Ｚステージ７０を持ち上げる。Ｚアップ当て板１００がＺアップストッパー１２４に当たると、そこでＺステージ７０が止まる。Ｚステージを持ち上げる機構以外の部分は第１の実施形態と同じである。
【００２５】
本発明は上述の実施形態に限定されず、次のような変更が可能である。（１）Ｚアップブロックを昇降させる駆動機構は、電動モータ、エアーシリンダー、油圧シリンダー等の任意の駆動源を用いることができる。（２）上述の実施形態ではＺアップブロックは各駆動機構に単独に取り付けられているが、Ｘ方向に並んだ複数の駆動機構がひとつのＺアップブロックを駆動するようにしてもよい。例えば図６において、左右のエアーシリンダー１２８のシリンダーロッド１３０の上端に、Ｘ方向に細長い１本のＺアップブロックを掛け渡すようにしてもよい。そうすると、４本の駆動機構で２個のＺアップブロックを駆動することになる。（３）Ｚアップブロックは断面をコの字形にしてＺアップ当て板を上下から挟むようにしてもよい。こうすると、Ｚステージを下げる場合にも、ＺアップブロックがＺアップ当て板を押し下げることになり、Ｚステージの下降を確実にする。（４）Ｚアップストッパーの取り付け高さをネジで調節できるようにしてもよい。こうすると、Ｚステージの上限位置すなわちコンタクト位置の高さを調整できる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、Ｚステージの駆動機構を測定ステージに組み込まないようにして、測定ステージの外部にあるＺ駆動源によってＺステージを上昇させるようにしたので、プローブユニットの針圧による偏荷重によって測定ステージが撓むのを防ぐことができる。これにより、被検査体が大型化しても測定ステージの剛性を高めなくても済むようになった。その結果、測定ステージの高さを低くでき、さらに測定部全体の高さも低くできるようになり、装置の製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査装置の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の装置の平面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図３の一部を拡大した拡大図である。
【図５】図３の状態からＺステージが上昇した状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の正面図である。
【図７】図６の装置の図３に相当する断面図である。
【図８】従来の検査装置の平面図である。
【図９】図８の装置の正面図である。
【図１０】従来の測定ステージの平面図である。
【図１１】図１０の測定ステージの正面図である。
【図１２】図１０のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
６０  プローブユニット
６２  測定ステージ
６４  Ｘステージ
６６  Ｙステージ
６８  θステージ
７０  Ｚステージ
７２  チャックトップ
７３  ガラス基板
７７  基台
９０  Ｚ支柱
９２  Ｚガイドレール
９８  Ｚガイド
１００  Ｚアップ当て板
１０４  ベースプレート
１０８  Ｚモータ
１１６  Ｚアップブロック
１２６  プローブ
【図１】
0003897469.tif 000002
【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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【図７】
0003897469.tif 000008
【図８】
0003897469.tif 000009
【図９】
0003897469.tif 000010
【図１０】
0003897469.tif 000011
【図１１】
0003897469.tif 000012
【図１２】
0003897469.tif 000013