JPH0817194B2 - 液晶表示体プローブ装置及び液晶表示体の位置合わせ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は液晶表示体プローブ装置及び液晶表示体の位
置合わせ方法に関する。

（従来の技術） プローブ装置は、特開昭62−3901号公報、及び特開昭
62−55977号公報等に記載されている。これらのプロー
ブ装置は、半導体ウェハに形成された個々のデバイスパ
ターンの電気的特性を検査するために発達した装置であ
る。

近年、テレビ画面用の大型液晶基板（Liquid Crystal
Display:以下LCDと略記する。）の需要が増大し、多数
の回路を有するLCDを迅速確実に検査する必要を生じて
いる。このLCDの回路検査は、ガラス容器内に液晶を注
入する前に実施される。すなわち、電極が形成された１
対のガラス基板をスペーサを介して平行に設けて容器と
し、ガラス容器の段階で回路テストを実施し、テスト完
了後にガラス容器内に液晶を注入する。

このような大型LCDの回路テストのニーズに応えるた
めに、半導体ウェハ用のプローブ装置にヒントを得て、
LCD用のプローブ装置が開発実用化されている。

このようなLCD用プローブ装置においては、一枚のLCD
を支持台上面に設けられた回転自在なメインチャック上
に載置し、その透明電極のそれぞれにプローブ（prob
e）を接触させ、プローブを介して回路に通電し、断線
の有無を検査する。このLCDテストにおいては、不良デ
バイスを中間段階で振り落とすこと、及びテスト結果を
前工程にフィードバックして製品の歩留り及び信頼性の
向上を図ることを目的としている。

このようなLCDテストシステムは、基本的にLCDプロー
ビングマシン（以下LCDプローブ装置と称する）及びテ
スタの二つの装置で構成されている。両者はメジャリン
グラインにより接続され、プローブカードのブローブを
LCDの電極にそれぞれ接触させ、テストコントロールラ
インのテスト・スタート指令に対してテストコンプリー
ト信号及びフエイル信号等が検査部及びテスタの間で相
互にやりとりされるようになっている。

ところで、テストを実施するにあたり、プローブのそ
れぞれをLCDの各電極に正確に接触させることが肝要で
ある。このため、テスト前において、チャック上のLCD
をプローブカードのプローブに対して予め正確に位置合
わせしておかなければならない。この場合に、半導体ウ
ェハ用プローブ装置においては、金属電極（ボンディン
グバッド）が半導体ウェハの各デバイスパターンに形成
されているので、バッドに光を照射し、バッドにより反
射された光を検出する。しかしながら、LCDプローブ装
置においては、電極が透明体でできているために、電極
を光学的に検出するこができない。このため、光を反射
し得るターゲットをLCDの適所にマーキングし、これに
光を照射してLCD位置を検出する。すなわち、二つのア
ライメントマークを所定距離Ｌだけ相互に離隔して付
し、これらのマーク位置をそれぞれ検出する。そして、
検出された二つのマーク位置に基づきLCD電極がプロー
ブに重り合うようにLCD位置を補正する。このようなLCD
とプローブとの位置合わせには、アライメント装置が使
用される。

従来のLCDプロービングマシンのアライメント装置は
第18図に示すように、LCD（１）を吸着保持するための
メインチャック（以下、チャックと略記する）（２）
と、このチャック（２）をXY及びθ方向に移動させるス
テージ（図示せず）と、チャック（２）上のLCD（１）
に光を照射するための光源（３）と、LCD（１）に反射
された反射光（4a）を検出するセンサ（５）と、を有し
ている。

従来のアライメント装置によりLCD（１）を位置検出
し、これに基づきLCD（１）を位置合わせする場合につ
いて第19図を参照しながら説明する。

上記LCD（１）の中心がセンサ（５）の中心（６）に
位置するようにLCD（１）をチャック（２）に載置す
る。次いで、第19図（ｂ）に示すように、チャック
（２）を右方に移動し、LCD（１）の第１のアライメン
トマーク（７）をセンサ（５）の中心（６）のところに
位置させ、マーク（７）に光を投射し、この反射光セン
サ（５）で検出する。次いで、チャック（２）を右方に
移動し、LCD（１）の第２のアライメントマーク（８）
をセンサ（５）の中心（６）のところに位置させ、マー
ク（８）に光を投射し、この反射光をセンサ（５）で検
出する。マーク（7,8）の検出位置からLCD（１）の現在
位置を把握すると、XYθステージによりLCD（１）をチ
ャック（２）と共に移動させ、LCD（１）の電極をプロ
ーブにXY面において互いに重なり合うように位置補正す
る。LCD（１）位置を補正した後に、プローブカードを
Ｚ方向に移動して各プローブをLCD（１）の各電極に接
触させ、電気的特性テストを実行する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のプローブ装置のアライメント装
置においては、LCD（１）のガラス容器が透明体である
ことから、照射光（４）がガラス容器の表面にて全反射
されず、第18図に示すように、照射光（４）の一部がLC
D（１）のガラス板を透過し、これがガラス板の裏面
（チャック側の面）にて反射し、反射光（4b）がセンサ
（５）で検出される。このため、正しい反射光（4a）と
正しくない反射光（4b）とが同時に検出されてしまい、
LCD（１）の位置検出精度が低下するので、LCD装置をプ
ローブに対して正確に位置決めすることができない。

また、従来のアライメント装置においては、先ず第１
のマーク（７）を検出し、次に第２のマーク（８）を検
出するので、迅速に位置検出することができない。更
に、LCD（１）をチャック（２）と共に、第１のマーク
（７）から第２のマーク（８）までの距離だけ移動させ
るので、LCD（１）の移動用スペースを装置に設ける必
要があり、プローブ装置が大型化するという欠点があ
る。

また、特開昭58−210633号公報には、複数個の発光部
と受光素子とを被検体の両側に設け、受光素子の光量差
に基づいて被検体を位置合わせする方法が開示されてい
る。

しかしながら、上記の位置合わせ方法では、大型LCD
（１）の全周縁エッジ位置のデータ取りを行うために多
大な処理時間を必要とする欠点がある。

本発明の目的は、LCD（１）をプローブに対して確実
に位置合わせすることができる液晶表示体プローブ装置
を提供することにある。

この発明のもう一つの目的は、アライメント装置を小
型化することにより、全体としてコンパクトな液晶表示
体プローブ装置を提供することにある。

更に、この発明の目的は、位置合わせ時のデータ取り
の時間を短縮し、短い処理時間で位置合わせを行う液晶
表示体位置合わせ方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の請求項１に記載の液晶表示体プローブ装置
は、プローブを液晶表示体の電極に接触させて検査する
検査部と、上記液晶表示体をプローブと対面するように
保持し且つ光の反射率が上記液晶表示体の表面のそれよ
り低く表面処理された支持台と、この支持台に保持され
た液晶表示体の表面に、少なくともその検査をする時に
光を投射する光投射手段と、上記液晶表示体から反射さ
れた光に基づいて被検出部を検出する反射光検出手段
と、上記被検出部の検出信号に基づき上記液晶表示体と
プローブとの相対位置を認識し、上記液晶表示体の電極
と上記プローブとの不一致を補正するに必要な液晶表示
体の移動量を求める位置認識手段と、この位置認識手段
により算出された移動量に基づき上記支持台を移動さ
せ、上記プローブが液晶表示体の電極に一致するように
液晶表示体をプローブに対して位置合わせする位置合わ
せ手段と、上記反射光検出手段は、上記被検出部を撮像
する複数の撮像手段と、この撮像手段の撮像信号の基づ
いて個別に画像を形成するように構成された複数の画像
形成手段を有し、上記位置認識手段は、上記各画像形成
手段それぞれの画像に基づき液晶表示体の電極とプロー
ブとの不一致を個別に判別する判別手段を具備したこと
を特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の液晶表示体の位置合
わせ方法は、液晶表示体を支持台上に載置し、上記液晶
表示体の表面へ光投射手段から光を投射し、上記液晶表
示体の位置認識用マークから反射した光を反射光検出手
段により検出した後、位置認識手段を用いて上記位置認
識用マークと上記反射光検出手段の撮像手段のマークと
の位置ずれ量を少なくとも二点について求め、それぞれ
の位置ずれ量が零になるように上記位置認識手段からの
指令に基づいて上記支持台を移動させて修正することを
特徴とするものである。

（作用及び効果） 本発明の請求項１及び請求項２に記載の発明によれ
ば、例えば検査部のプローブを支持台上に載置された液
晶表示体の電極に接触させる場合には、少なくともその
直前に光投射手段から液晶表示体表面へ光を投射する
と、支持台表面から光が殆ど反射しないため液晶表示体
からの反射光に基づいて反射光検出手段の撮像手段によ
り例えばターゲットマーク等の被検出部を確実に検出し
て撮像し、その撮像信号に基づいてそれぞれの画像形成
手段で画像を形成し、その画像信号を位置認識手段へ送
信する。位置認識手段では各画像形成手段からのそれぞ
れの画像に基づき液晶表示体の電極とプローブとの不一
致を判別手段により個別に判別して液晶表示体とプロー
ブとの相対位置を認識し、液晶表示体の電極とプローブ
との不一致を補正するに必要な液晶表示体の移動量を算
出し、その後位置合わせ手段により支持台を算出移動量
に基づき移動させ、支持台上の液晶表示体の電極をプロ
ーブに一致するように位置合わせを行う。

従って、本発明によれば、支持台からの反射光を殆ど
なくし、液晶表示体表面からの反射光だけを検出して液
晶表示体の電極をプローブに対して確実に位置合わせす
ることができる。また、複数の画像形成手段により略同
時に被検出部を検出して液晶表示体をプローブに対して
位置合わせできるため、位置合わせ時間を短縮できると
共に、支持台の移動量を少なくしてアライメント装置を
小型化することで、装置自体をコンパクト化することが
できる。

（第１実施例） 以下、この発明装置及び方法をLCDプローバに用いて
一実施例を図面を参照しながら説明する。

LCDをテストするためのLCDプローバが防振部材を介し
て床上に設置されている。LCDプローバの上部には、プ
ローブを有する検査部が設けられ、この検査部がメジャ
リングライン（図示せず）を介してテスタ（図示せず）
に電気的に接続されている。

先ずLCDプローバ（９）の主要部は第１図に示すよう
に、カセットからLCD（10）を抜取り搬送するためのロ
ーダ部（11）と、LCDプローバ（９）を稼働させる種々
の指令情報を操作入力するためのキーボード（9a）と、
LCD（10）をXYθ方向に移動するためのアライメント装
置（12）と、位置合わせされたLCD（10）の電極にプロ
ーブ（13）を接触させて検査するための検査部（14）
と、必要なときにLCD（10）の位置合わせ状態をマニュ
アル操作により観察するためのマイクロスコープ（15）
により構成されている。

アライメント装置（12）は、XY面すなわち水面内でLC
D（１）受取り位置から検査部（14）の中心（14a）まで
移動するように設けられている。上記アライメント装置
（12）は、LCD（10）を保持するメインチャック（以
下、チャックと略記する）と、チャックを支持するXYθ
−ステージと、XYθ−ステージをそれぞれＸ方向、Ｙ方
向、θ回転させる手段（図示せず）と、LCDの位置を検
出するための手段と、を有している。

次に、第２図及び第３図を参照しながら、アライメン
ト装置（12）のチャック（16）について概略説明する。

上記チャック（16）は円筒状をなし、同心円状の複数
の溝（16a）がチャック上面にて開口している。これら
の溝（16a）は真空ポンプ（図示せず）の吸引側に連通
されており、LCD（10）がチャック（16）の上面に真空
吸着されるようになっている。このチャック（16）は、
ステンレス鋼等の金属材料でつくられており、その上面
（すなわちLCDを載置する載置面）が無電解めっきによ
り低反射率に加工されている。

上記チャック（16）の熱電解めっき処理は、下記条件
による。

被処理面（チャック上面）をアルミブラスト＃100〜
＃150でホーニングし、粗さ［Rz10］〜［13μ］（L25m
m）程度に仕上げる。めっき処理液の化学還元剤として
次亜リン酸塩類、水素化ホウ系化合物又はヒドラジン化
合物のいずれを使用してもよい。このようなめっき処理
液に被処理面を浸漬し、通電することなく、温度［90゜
±２゜］で約［60］分間処理する。この結果、被処理面
に厚さ［20μ］の［ニッケル］の金属層が形成される。

次に、LCD位置検出装置の概要を第４図を用いて説明
する。

CCDカメラ（17）のファインダが、チャック（16）の
上面と対面するように設けられている。CCDカメラ（1
7）とチャック（16）との間には半透明鏡（18）が配設
され、光源（19）による側方からの照射（20）を半透明
鏡（18）で下方へ反射し、チャック（16）上のLCD（1
0）に光を照射するようになっている。照射光（20）はL
CD（10）により反射され、反射光（20a）がCCDカメラ
（17）により検出されるようになっている。

次に、初めの実施例のアライメント装置を第５図を用
いて説明する。

上記アライメント装置（12）の主要部は、検出部とし
てのCCDカメラ（17）と、認識制御部としてのコンピュ
ータシステム（21）と、により構成されている。CCDカ
メラ（17）は、その中心（17a）を原点として左右対称
に配列された第１の撮像素子（22）及び第２の撮像素子
（23）を内蔵している。これら１対の撮像素子（22,2
3）の撮像面は、LCD（10）の表面と対面している。CCD
カメラ（17）の中心（17a）と、検査部の中心（14a）
（第１図参照）とは互いに一致している。この場合、プ
リアライメント装置（図示せず）により、LCD（10）の
中心が検査部の中心（14a）の近傍に位置するように、L
CD（10）がチャック（16）上に予め載置されている。

CCDカメラ（17）の撮像素子（22,23）は、認識制御部
としてのコンピュータシステム（21）の判別回路（24,2
5）の入力側にそれぞれ接続されている。この判別回路
（24）においては、撮像素子（22）から入力された画像
信号と所定のスレショルドレベルとを比較するようにな
っている。同様に、判別回路（25）においては、撮像素
子（23）から入力された画像信号と所定のスレーシホー
ルドレベルとを比較するようになっている。

判別回路（24,25）の出力側は、CPU（25）の入力側に
接続されている。CPU（25）は、RAM（26）及びROM（2
7）を備えている。RAM（26）には初期設定時のLCD（1
0）の基準位置データがメモリされ、メモリされたデー
タがCPU（25）により呼出されるようになっている。ま
た、ROM（27）には各種演算情報が予め記憶されてお
り、記憶されている情報がCPU（25）により呼出される
ようになっている。CPU（25）の出力側は、ステージ駆
動用ステッピングモータ（28）及びチャック（16）のLC
D真空吸着装置のそれぞれのスイッチに接続されてい
る。ステッピングモータ（28）の駆動軸は、ボールスク
リュウ（29a）に連結されている。ボールスクリュウ（2
9a）に螺合されたボールナット（29b）は、チャック（1
6）のステージに固定されている。更に、チャック（1
6）のステージには別の２台のステッピングモータ（図
示せず）の駆動軸がそれぞれ接続されている。これら２
台及び上述のモータ（28）により、チャック（16）のス
テージがXYθの三方向にそれぞれ移動するようになって
いる。そして、１対の四角形マーク（30,31）が第６図
に示すようにLCD（１）の相隣り合うコーナー部に形成
されている。このマーク（30,31）は、LCD（１）の外面
に合金を焼付けたものである。マーク（30,31）は、LCD
（10）の透明電極に対して一定の位置関係にあり、これ
らマークを基準として電極位置が間接的に検出されるよ
うになっている。

次に、上記LCDプローバ（９）によりテストされるべ
きLCD（10）をアライメントする場合について説明す
る。

ローダ部（11）でカセットより一枚のLCD（10）を取
出し、これをプリアライメントした後に検査部（14）の
チャック（16）に受け渡す。LCD（１）をチャック（1
6）の上面に吸着固定する。XYθ−ステージを移動し、
その中心（14a）をアライメント装置の中心（17a）に一
致させる。

次に、第７図乃至第９図を参照しながらLCD（10）の
アライメントについて説明する。

先ず、LCD（10）の第１及び第２のターゲットマーク
（30,31）の初期設定を行なう。初期設定されるLCD（1
0）が載置されたステージを、アライメント装置（12）
の中心（17a）位置に停止させる。この停止位置にて第
１撮像素子（22）により第１ターゲットマーク（30）を
撮像し、この画像をテレビ画面に表示する。同様に、第
２撮像素子（23）によりLCD（10）の第２ターゲットマ
ーク（31）を撮像し、この画像をテレビ画面に表示す
る。第９図に示すように、第１撮像素子（22）のレンズ
に設けたクロスマーク（33）と、第１ターゲットマーク
（30）とを初期合わせすると共に、第２撮像素子（23）
のレンズに設けたクロスマーク（34）と、第２ターゲッ
トマーク（31）とを初期合わせる。この場合に、両クロ
スマーク（33,34）の中心間距離Ｌは一定距離に設定さ
れている。このようにして、初期設定における基準位置
データをRAM（26）にメモリする。

次に、実際にテストされるべきLCD（10）が載置され
たステージをアライメント装置（12）の中心（17a）の
位置まで搬送する。第８図に示すように、搬送されたま
まの状態でLCD（10）の第１ターゲットマーク（30）を
第１撮像素子（22）で撮像し、同様に第２ターゲットマ
ーク（31）を第２撮像素子（23）で撮像する。

次に、初期設定用LCD（10）の第１及び第２のターゲ
ットマーク（30,31）の位置と、テスト実施用LCD（10）
の第１及び第２のターゲットマーク（30,31）の位置
と、の相互関係について説明する。

初期設定用LCDの第１及び第２のターゲットマーク（3
0,31）の位置に対するテスト実施用LCD（10）の第１及
び第２のターゲットマーク（30,31）の位置認識は、マ
ーク判別回路（24,25）の出力を各番地ごとに記憶したR
AM（26）に対するアクセスによって実行できる。

RAM（26）上の第１及び第２ターゲットマーク（30,3
1）の記憶領域内には、第１及び第２ターゲットマーク
（30,31）の記憶されている。

これらターゲットマーク（30,31）の認識について、
第９図を参照しながら説明する。

画面のマトリックスは、基盤目状の画素で構成されて
いる。第１行目の画素からスタートして最終行目の画素
までスキャニングし、第１及び第２ターゲットマーク
（30,31）が存在する画素をサーチする。第１及び第２
ターゲットマーク（30,31）が存在する第ｎ行目「１」
を確認し、その番号を記憶した後に、同様にして「１」
が存在する行番地をサーチする。また、第１列目から最
終列までスキャニングし、第１及び第２ターゲットマー
ク（30,31）が存在する第ｎ行目「１」を確認し、その
列番号を記憶した後に、同様にして「１」が存在する列
番地をサーチする。

このようにして、２値化された画像データにより第１
及び第２ターゲットマーク（30,31）が存在する領域を
認識することができる。すなわち、各行列の「１」が存
在する番地より第１ターゲットマークのコーナー（35）
（ポイント０）及び第２ターゲットマークのコーナー
（36）（ポイントＰ）をそれぞれ認識することができ
る。

第１及び第２のクロスマーク（33,34）と、第１及び
第２ターゲットマークのコーナー（35,36）の位置が既
知であれば、XY方向及びθ方向の位置ズレ量をそれぞれ
計算により求めることができる。

次に、第８図及び第９図を参照しながら、θ方向のズ
レを修正するに必要な補正量を算出する方法について説
明する。

先ず、前提条件として、コーナー（35,36）を結ぶ線
分OPの長さは、ROM（27）に予め記憶させておいた設定
値となっている。また、クロスマーク（33,34）を結ぶ
線分STの長さＬは、一定である。θ方向のズレが存在す
ると、線分OPと、線分STとが互いに交差する。従って、
下記（１）式によりθ方向の補正量ｔを求めることがで
きる。

ｔ＝tan^-1｛（y₁−y₂）/L｝ ……（１） 次に、Ｘ−Ｙ成分の補正量を求める方法について説明
する。

回転中心の座標を（X₀,y₀）、クロスマーク位置を（x
_C,y_C）とし、回転後の（X₁,y₁）の座標を（x₁′,y₁′）
とすると、下記（２）式及び（３）式が成立する。

θ＝tan^-1［｛（y₁−y₀）／（x₁−x₀）｝−ｔ］ ……
（２） この場合に、θは回転ズレ角度、γは回転中心からク
ロスマークまでの距離をそれぞれ表わす。

また、下記（４）式及び（５）式が成立する。

x₁′−x₀＝γsinθ ……（４） y₁′−y₀＝γcosθ ……（５） ゆえに、クロスマーク位置（x_C,y_C）及び座標（X₁′,
y₁′）の相互間のズレ量X₁,Y₁は、それぞれ下記（６）
式及び（７）式により求められる。

X₁＝x₁′−x_C＝γsinθ＋x₀−x_C ……（６） Y₁＝y₁′−y_C＝γcosθ＋y₀−y_C ……（７） 上記ズレ量X₁,Y₁の分だけステージをXY方向に移動
し、ガラス容器２をプローブに対して位置合わせし、そ
の後、ガラス容器２の電極のそれぞれにプローブを接触
させ、回路テストを実施する。

上記実施例によれば、LCD（10）の２箇所のマークを
ほぼ同時に検出することができるので、プローブとのア
ライメント所要時間を大幅に短縮することができる。

また、上記実施例によれば、LCD（10）を定位置から
ほとんど移動させることなく位置合わせすることができ
るので、チャック（16）及びステージ周囲のスペースを
小さくすることができ、装置を全体として小型化するこ
とができる。

また、上記実施例によれば、透明ガラス製のLCD（1
0）が載置されるチャック（16）上面を低反射率に加工
しているので、LCD（10）を透過した光のほとんどがチ
ャック面に吸収され、ターゲットマーク（30,31）を正
確に検出することができる。このため、LCD（10）の電
極とプローブ針との位置合わせ精度を［±５］μｍ以内
の範囲にすることができる。この場合に、無電解メッキ
によりメインチャック上面に［ニッケル］を被覆した
が、これに限られることなく、［クロム］又は［フッ
素］を被覆してもチャック上面を低反射率にすることが
でき、ターゲットマークを高精度に検出することができ
る。

更に、上記実施例では、光源、例えば、蛍光灯を常に
点灯した状態で、LCD（10）を位置合わせしたが、LCD
（10）をチャック（16）上に載置した後に点灯してもよ
い。この場合に、LCD（10）の電極にプローブを接触さ
せたときのみに蛍光灯が自動点灯するようにして、更に
効率良く点灯させることができる。この自動点灯システ
ムにおいては、例えば、LCD（10）の電極にプローブを
接触させてから３秒間経過後に蛍光灯が点灯するように
することが望ましい。

次に、第10図を参照しながら、別のLCD位置検出方法
について説明する。

この変形例においては、先ずLCD（10）のエッジ（10
a）を位置検出し、これに基づきLCD（10）の位置をXYθ
方向に粗調整する。次いで、LCD（10）のターゲットマ
ーク（30,31）を位置検出し、このマーク（30,31）とエ
ッジ（10a）との相対位置に基づいてLCD（10）の位置を
補正する。

上記変形例によれば、LCD（10）のエッジ（10a）とタ
ーゲットマーク（30,31）との誤差Ｍの誤差を±50μｍ
の範囲内に納めることができた。

因みに、通常のLCD（10）、例えば、液晶テレビ用LCD
又はデジタルウォッチ用LCDの場合に、その位置合わせ
精度を±５μｍの範囲内に納めることができ、アライメ
ント所要時間を約10〜15秒に短縮することができた。

（第２実施例） 他の実施例のLCDプローバのプリアライメント装置に
ついて第11図を参照して説明する。上記実施例及びこの
実施例が互いに共通する部分については説明を省略す
る。上記プリアライメント装置（37）の主要部は、反射
形センサ（38）、サブチャックθ回転駆動部（39）、CP
U（40）、位置決め部（42）からなる。センサ（38）
は、プローバのサブチャック（41）上に載置されたLCD
（10）に対面するように設けられている。センサ（38）
は、光をLCD（10）に投射する発光部と、LCD（10）から
の発射光を受け、光−電気変換する受光素子と、を有し
ている。

センサ（38）は、CPU（40）の入力側に接続され、検
出光をデジタル信号化してCPU（40）に入力するように
なっている。CPU（40）の出力側は、サブチャックθ回
転駆動部（39）及び位置決め部（42）にそれぞれ接続さ
れている。

サブチャックθ回転駆動部（39）の駆動軸は、サブチ
ャック（41）の基部に接続されており、サブチャック
（41）が軸廻りにθ回転するようになっている。

位置決め部（42）は、サブチャックＺ軸駆動部（42
a）、ピンセット駆動部（2b）、Ｙ軸駆動部（42c）を有
している。駆動部（42b）の出力側は、サブチャック（3
9）の基部に接続されており、サブチャック（41）がＺ
軸昇降するようになっている。また、駆動部（42b）の
出力側は、ピンセットの取出し板（43）の走行車輪（4
4）の軸に接続されており、ステージ板（45）がＸ軸移
動するようになっている。

サブチャック（41）及び取出し板（43）は、ステージ
板（45）上に載置されている。このステージ（45）は、
位置決め部（42）の駆動部（42c）の出力側に接続され
ており、ステージ板（45）全体がＹ軸方向に移動するよ
うににっている。

次に、センサ（38）の構成について第12図乃至第16図
を用いて説明する。

先ず、第12図に示すようにローダ部（11）のホームポ
ジション（46）にLCD（10）１枚ずつ搬送されるように
なつている。このLCD（10）の表面に対向するようにセ
ンサ（38）が部材に固定されている。更に、ホームポジ
ション（46）のLCD（10）は、アーム（47）により検査
部（14）のチャック（16）に搬送されるようになってい
る。また、検査後のLCD（10）は、アーム（47）により
カセット（11b）に戻されるようになっている。

上記センサ（38）は、発光部（38b）及び受光素子（3
8c）を有しており、光をLCD（10）に反射させて位置検
出するものである。

例えば第13図に示すようにLCD（10）の中心から、外
辺の端部までの距離をL₂として、LCD（10）の中心から
センサ（38）の位置までの距離をL₁とすると、L₁＞L₂の
位置にセンサ（38）が設けられている。従って、LCD（1
0）を右方向及び左方向に回転すると、LCD（10）の周縁
のエッジ部が上記反射形センサ（38）の発光部（38b）
から照射している光量をエッジ部で反射させて受光素子
（38c）に入射し、反射形センサ（38a）がエッジ部に対
する回転各値を検出させることができる。

上記反射形センサ（38a）が第12図（ｃ）に示すよう
に、ホームポジション位置（46）からL₁距離離れて、Ｙ
軸上に一ケ所設けているように構成されている。この反
射形センサ（38a）をホームポジション位置（46）からL
₁距離ずつ離れて、Ｙ軸上に左右対称に各一ケ所設ける
構成にしても良い。

この場合、２つのセンサ（38）を直列に設けた場合
は、回転時の所要時間が一ケ所設けたセンサ方式より短
縮される。

即ち、ホームポジション位置（46）に搬送されたLCD
（10）が取出し板（45）上に載置されている。θ回転駆
動部（39）が、Ｚ軸駆動部（42a）により上昇されるよ
うに設けられている。駆動部（39）が上昇すると、サブ
チャック（41）によりLCD（10）が取出し板（43）から
持ち上げられるようになっている。

第13図に示すように、LCD（10）を吸着固定する頂面
を有した軸（49）がベアリング（50）に軸着され、この
ベアリング（50）を囲むようにベアリングハウジングが
設けられている。このベアリング（50）は水平な板台
（51）に立設固定されている。

サブチャック（41）の軸（49）にはタイミングベルト
用のプーリ（52）が設けられており、このプーリ（52）
にタイミングベルト（53）がパルスモータ（54）軸と張
架されている。

従って、CPU（40）の駆動信号に基づいてサブチャッ
ク（41）を所定の回転位置まで回転されるようになって
いる。

上記CPU（40）は、LCD（10）を左右方向の回転角値か
らLCD（10）の位置ずれ量を算出、例えば第16図に示す
ように、ホームポジション位置（46）でα゜傾斜した状
態でサブチャック（41）に吸着固定されているLCD（1
0）を右回転して、反射形センサ（38）に上記LCD（10）
の周縁のエッジ部Ａと交差した点を求める。この点から
角度θ_１゜を算出する。

つぎに左回転ざせて同様に上記LCD（10）の周縁のエ
ッジ部Ｂと交差した点を求める。この点から角度θ_２゜
を算出する。

上記の角度を（θ_１゜＋θ_２゜）を求め、この半角の
直線と交差する点Ｃとサブチャック（41）の中心（x₀,y
₀）とを結んだ直線が、Ｙ軸線になるように位置決め手
段が駆動するように駆動指令信号を発するように構成さ
れている。

同様にして、一方向に整列したLCD（10）の中心を求
めるために、第16図（ｄ）で示すように、LCD（10）を
Ｙ軸方向に移動させて、Ｄ（x₃,y₃）の位置を求め、つ
ぎにこのLCD（10）を90゜回転させてＥ（x₁,y₁）、Ｆ
（x₄,y₄）及びＧ（x₂,y₂）を求める。それぞれの距離
l₁,l₂,l₃,l₄を求める。

がLCD（10）の中心位置ある。

中心位置が求まると、LCD（10）の中心位置にサブチ
ャックの中心位置が重なるように、駆動部（42b,42c）
にCPU（40）から駆動指令が発せられる。

この場合に、LCD（10）の回転駆動をＸ軸Ｙ軸駆動と
同時に行っても良い。この方が位置合わせ時間がより短
縮される。

第 図に示すようにθ回転駆動部（39）のサブチャッ
ク（41）がベアリグハウジングを介して板台（51）に固
定されている。取出し板（48）上のLCD（10）はサブチ
ャック（41）の頂面（41a）に固定してある。

Ｚ軸駆動部（42a）のベース板（55）に平行に上下動
する如く、ソレノイド（56）が設けられている。さら
に、ソレノイド（56）の近傍にガイド部材（57）が平行
に設けられ、ソレノイド（56）の上下動の際に生じる回
転を防ぐように構成されている。

サブチャック（41）を上昇させると、取出し板（48）
からサブチャック（41）の頂面（41a）にLCD（10）が授
受され、サブチャック（41）を回転させることが可能な
状態になる。

また、サブチャック（41）を降下させると、LCD（1
0）が取出し板（48）に授受され、この取出し板（48）
がＸ軸方向に移動されるようになる。

さらに、上記サブチャック（41）の頂面（41a）にはL
CD（10）を吸着固定させる吸着（図示せず）が設けら
れ、CPU（40）の指令に基づくON,OFF操作により吸着が
コントロールされる。

ここで、ソレノイド（56）が作用して、板台（55）を
上下動する際のガイド部材（57）が、ソレノイド（56）
とピストン（58）と平行に設けられている。

ベース板（55）には、ピンセット駆動部（42b）が水
平方向にＸ軸方向に摺動可能に設けられている。また同
様にして、このベース板（55）の端部には上述した駆動
部（39）が、固定支持されている。駆動部（39）のピス
トン（58）の先端には、板台（51）が上記ベース板（5
5）と平行に垂下するように設けられており、上記ピス
トン（58）の上下動に従って上記板台（55）が平行に上
下動するように構成されている。

さらに、上記板台（51）の端部には、θ回転駆動部
（39）が垂直に固定支持され、サブチャック（41）をパ
ルスモータ（54）で回転されるよう構成されている。

従って、上記サブチャック（41）は駆動部（42a）に
よってLCD（10）を上昇させることにより、LCD（10）を
回転自在に回転させることができるように構成されてい
る。

第14図に示すように、上記ピンセット駆動部（42b）
はＸ軸方向に移動可能に構成されている。上記ピンセッ
ト駆動部（42b）は、取出し板（48）、ガイド部材（5
9）、タイミングベルト（60）及びパルスモータ（61）
から構成されている。

上記取出し板（48）は、ガイド部材（59）で水平方向
に摺動する如く設けられている。

例えば、LCD（10）を吸着固定したW60mm×L250mm×t
2.6mmアルミ板材の取出し板（48）の下側後端部にW15mm
×L30mm×H30mmアルミブロック部材（62）を固定支持さ
れている。

このアルミブロック部材（62）には、ガイド部材（5
9）を摺動する如く二ケ所の穴が横設方向に穿設されて
いる。この穿設された穴にガイド部材（54）が挿通さ
れ、このガイド部材（59）の両端部は支持部材（63）
が、ピンセット駆動部（42b）のベース板（55）に立設
されて支持されている。

そして、上記取出し板（48）の先端部（55）にはサブ
チャック（41）が昇降する領域に中空部（64）を設け、
上記サブチャック（41）の昇降をさまたげない構成にな
っている。

さらに、上記取出し板（48）の先端部（48a）のLCD
（10）受渡し位置にはLCD（10）を吸着する吸着孔が設
けられており、この吸着孔は図示しない外部のバキュー
ムソレノイドに連結されCPU（40）の指令に基づきON,OF
F可能に設けられている。

また、上記取出し板（48）の後端部には突設部が設け
られ、この突設部にタイミングベルトが固定支持され、
このタイミングベルトが直線方向に移動するに従って従
属的に移動される如く設けられている。このタイミング
ベルトはプーリに張架するように配置し、ガイド部材
（57）と平行に設けられている。

上記プーリにはパルスモータ（61）が連動されてお
り、CPU（40）の指令に基づいてパルスモータ（（61）
を回転させタイミングベルトを移動させている。

第15図に示すように、Ｙ軸駆動部（42c）は、カセッ
ト（11b）の載置部（64）上の並列されたカセット（11
b）の列方向（Ｙ軸方向）に沿って後述する移動体（6
5）が移動可能に設けられている。

また第14図に戻って説明する。先ず、ローダ部（11）
の底面に敷設された二本のレール（66a,b）は載置部（6
4）に沿って互いに平行に固定支持されている。このレ
ール（66a,b）の側面にタイミングベルト（67）がプー
リ（68）に張架されている。

このプーリ（68）の一ケ所にパルスモータ（69）が連
動されており、このパルスモータ（69）をCPU（40）の
指令に基づいて移動可能に配置されている。

第14図に示すように移動体（65）がタイミングベルト
（67）に固定支持されている。パルスモータ（69）が回
転されるとタイミングベルト（67）を載置部（64）に沿
ってＹ軸方向に移動するようになる。

なお、円柱軸（69）が、移動体（65）の上部に、その
軸が垂直になるように取付けられている。

円柱軸（69）の頂面（69a）は水平に設けられてお
り、この頂面（69a）にベース板（55）が水平に積重ね
るように固定支持されている。

ここで上記円柱軸（69）は一軸の上下動方向に移動す
る構造が組込まれている。この上下動機構は、カセット
（11b）からLCD（10）を取出す際に上下動させるもので
ある。

上述した各機構部材はすべてCPU（40）の駆動指令信
号に従って駆動されるので、LCD（10）をどのような位
置にも移動させることが可能に構成されている。

次に第２実施例の作用について第17図を参照しながら
説明する。

キーボード（9a）から操作入力された情報に基づい
て、ローダ部（11）のＹ軸駆動部（42c）が作用して、
カセット（11b）からLCD（10）を取出してホームポジシ
ョン位置（46）まで搬送する。この場合、取出されたLC
D（10）をホームポジション位置（46）に搬送した後
に、サブチャック（41）の頂面（41a）に吸着固定する
（ステップ70）。

次に、予め記憶されたプログラムに従ってサブチャッ
クθ回転駆動部（39）のパルスモータによりLCD（10）
を吸着固定したサブチャック（41）を左回転する。

第16図に示すように、LCD（10）の周縁のエッジが反
射形センサ（38）に交差した位置Ａを記憶する。また同
様にして、LCD（10）を予め記憶されたプログラムに従
って右側に回転させる。そして第16図（ｃ）に示すよう
にLCD（10）の周縁のエッジがセンサ（38）に交差した
位置Ｂを記憶する。このようにして、左回転及び右回転
することによりエッジ二点間の角度を求める（ステップ
71）。

ここでLCD（10）が記憶する信号はデジタル信号であ
るため反射されない場合を“H"と定め、反射を感知した
場合を“K"と決めることにより、LCD（10）の一辺のエ
ッジ位置を検出し、逆回転するようにプログラムされて
いる。

つぎに、CPU（40）により上記のＡ点及びＢ点からの
情報に基づいて角度合わせの演算が行なわれる。

この回転角値の演算方法は、第16図（ａ）に示すよう
に、θ_１＋θ_２が全角度であり、この全角度の半角との
ずれ角度α゜を導く。CPU（40）の指令によりサブチャ
ック（41）をα゜だけ回転させ、LCD（10）の回転ずれ
を修正する（ステップ72）。

このようにしてLCD（10）の周直線端部方向を一定方
向に位置合せさせることができる。この状態で、つぎ
に、LCD（10）の中心（X₁,Y₁）を求めるために先ず、第
16図（ｄ）に示すように予め記憶されたプログラムに従
って、Ｙ軸駆動部（42c）のパルスモータ（図示せず）
を回転し、矢印で示すように移動させると、LCD（10）
を吸着固定したサブチャック（41）全体がＹ軸方向に移
動し、反射形のセンサ（38）によって、LCD（10）の四
辺中の一辺を横切るようにエッジと直交して交差し、Ｄ
（x₃,y₃）点を検出する。

次いで、サブチャック（41）を90゜回転させる。

同様にしてＥ（x₁,y₁）、Ｆ（x₄,y₄）及びＧ（x₂,
y₂）の位置を検出する。このようにしてLCD（10）の４
点のデータ取を行う（ステップ73）。

ここで90゜回転されるのは、予め記憶されたプログラ
ムによって自動的に1/4回転される。このようにしてホ
ームポジション位置（38）から図のＤ点までの距離及び
E,F,G点までの距離を求める。予め記憶されたホームポ
ジション位置（38）に基づきLCD（10）の中心位置（X₀,
Y₀）とサブチャック（41）の位置（x₀,y₀）とのずれ量
を演算する。

上記ずれ量が所定の範囲内にあるか否かを確認する
（ステップ74）。

ずれ量が所定の範囲を越える場合は、LCD（10）のセ
ンタ位置を再度補正する（ステップ75）。

ずれ量が所定の範囲内にある場合は、LCD（10）を再
び左回転及び右回転してエッジ２点間の角度を求める
（ステップ76）。

次に、サブチャック（41）をα゜だけ回転させ、LCD
（10）の回転ずれを修正する（ステップ77）。

第16図（ｅ）に示すように最終的にホームポジション
（46）の位置（x₀,y₀）とLCD（10）の中心（X₀,Y₀）が
一致するように移動させる。ステップ77までLCD（10）
のプリアラインを終了する。その後、プリアラインされ
たLCD（10）を回転アーム（47）でチャック（16）に授
受させる。そして、LCD（10）の電極にプローブ針を接
触させ、所定の回路テストを実施する。

上記第２の実施例によれば、LCDのプリアライン所要
時間を大幅に短縮することができる。

更に、センサ寿命が大幅に延長される。

この発明に係るLCD用プロービングマシンの奏する効
果について、更に説明する。

この発明に係るLCD用プロービングマシンによれば、
２箇所のアライメトマークを別個同時に検出するので、
LCDを迅速に位置合わせすることができる。このため、
種々のテストプログラムに迅速に対処することができ
る。また、LCDをほとんど定位置にて位置合わせするの
で、従来の装置に比べてチャック周囲のスペースが小さ
くなり、装置を小型化することができる。

更に、チャックのLCD載置面を低反射率にしているの
で、LCDを透過した光が載置面から実質的に反射しなく
なる。このため、アライメントマークを高精度に検出す
ることができ、LCDをプローブに対して正確に位置合わ
せすることができる。

また、LCDのエッジを検出して位置合わせする場合
は、エッジ位置検出データを得るに要する時間を大幅に
短縮することができるので、大型LCDを迅速に位置合わ
せすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置をLCDプローバに用いた一実施例を
説明するための全体説明図、第２図は第１図のLCDプロ
ーバのメインチャックを説明するための断面説明図、第
３図は第１図のLCDプローバのメインチャックにLCDを載
せて上方から見て示す平面図、第４図は第１図のLCDプ
ローバのLCDに光を照射した状態を説明する説明図、第
５図は第１図の位置合わせ装置を説明するためのブロッ
ク説明図、第６図，第７図，第８図は第１図の位置合わ
せ装置のアライメントマークの検出原理を説明するため
の説明図、第９図は第１図の位置合わせにおけるCCDカ
メラのクロスマーク及びLCDのアライメントマークの位
置関係を示す模式説明図、第10図は第１図の他のアライ
メント方法について説明するためのLCDの説明図、第11
図は本発明装置をLCDプローバに用いた他の一実施例を
説明するための位置合わせ装置説明図、第12図は第11図
のLCDプローバにおける位置合わせ装置の配置説明図、
第13図は第11図のLCDプローバのピンセット構造を説明
するための説明図、第14図は第11図のピンセットを搬送
する搬送構造を説明するための搬送部説明図、第15図は
第11図の搬送部を用いた傾斜説明図、第16図は第11図の
位置合わせ装置の検出原理を説明するための説明図、第
17図は第11図の位置合わせ装置の動作を説明するための
フローチャート説明図。 第18図、第19図は従来のLCDプローバに用いていた位置
合わせ装置を説明するための説明図である。 ９……LCDプローバ、9a……キーボード、10……LCD 11……ローダ部、12……アライメント装置 13……プローブ針、14……検査部 14a……検査部の中心

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｓ 7514−4Ｍ (72)発明者 望月 渉 東京都新宿区西新宿１丁目26番２号 東京 エレクトロン株式会社内 (72)発明者 宮沢 俊男 東京都新宿区西新宿１丁目26番２号 東京 エレクトロン株式会社内 (72)発明者 鈴木 博 東京都新宿区西新宿１丁目26番２号 東京 エレクトロン株式会社内 (72)発明者 渡辺 哲治 東京都新宿区西新宿１丁目26番２号 東京 エレクトロン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−213040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−2096（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−129187（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プローブを液晶表示体の電極に接触させて
   検査する検査部と、 上記液晶表示体をプローブと対面するように保持し且つ
   光の反射率が上記液晶表示体の表面のそれより低く表面
   処理された支持台と、 この支持台に保持された液晶表示体の表面に、少なくと
   もその検査をする時に光を投射する光投射手段と、 上記液晶表示体から反射された光に基づいて被検出部を
   検出する反射光検出手段と、 上記被検出部の検出信号に基づき上記液晶表示体とプロ
   ーブとの相対位置を認識し、上記液晶表示体の電極と上
   記プローブとの不一致を補正するに必要な液晶表示体の
   移動量を求める位置認識手段と、 この位置認識手段により算出された移動量に基づき上記
   支持台を移動させ、上記プローブが液晶表示体の電極に
   一致するように液晶表示体をプローブに対して位置合わ
   せする位置合わせ手段と、 上記反射光検出手段は、上記被検出部を撮像する複数の
   撮像手段と、この撮像手段の撮像信号の基づいて個別に
   画像を形成するように構成された複数の画像形成手段を
   有し、 上記位置認識手段は、上記各画像形成手段それぞれの画
   像に基づき液晶表示体の電極とプローブとの不一致を個
   別に判別する判別手段を具備したことを特徴とする液晶
   表示体プローブ装置。
2. 【請求項２】液晶表示体を支持台上に載置し、上記液晶
   表示体の表面へ光投射手段から光を投射し、上記液晶表
   示体の位置認識用マークから反射した光を反射光検出手
   段により検出した後、位置認識手段を用いて上記位置認
   識用マークと上記反射光検出手段の撮像手段のマークと
   の位置ずれ量を少なくとも二点について求め、それぞれ
   の位置ずれ量が零になるように上記位置認識手段からの
   指令に基づいて上記支持台を移動させて修正することを
   特徴とする液晶表示体の位置合わせ方法。