用于tft-lcd测试的微探测器的利记博彩app

专利名称：用于tft-lcd测试的微探测器的利记博彩app
技术领域：
本发明的实施方式主要涉及基板的测试系统。更具体地，本发明涉及在制 造平板显示器时用于大面积基板的集成测试系统。
背景技术：
平板显示器，有时称之为有源矩阵液晶显示器(LCD)，近来己经越来越 普遍地成为过去的阴极射线管(CRT)的替代品。与CRT相比，LCD具有若干个 优点，包括影像质量高、重量轻、电压需求低和能耗低。这种显示器在计算机 监测器、移动电话和电视中具有多种应用。
一种类型的有源矩阵LCD包括夹在薄膜晶体管(TFT)阵列基板和滤色片 基板之间以形成平板基板的液晶材料。 一般来说，TFT基板包括薄膜晶体管的 阵列，每一薄膜晶体管都耦接到一像素电极，滤色片基板包括不同颜色的滤色 片部分和共享电极。当向像素电极施加一定的电压时，在像素电极和共享电极
之间就产生电场，液晶材料会被定向以使光线通过特定像素。使用的基板通常 包括较大的表面积，并且有许多独立的平板显示器被形成在此大面积基板上， 其随后在最终制造期间从该基板上分离。
在制造方法中有-一部份会需要测试大面积基板以确定每个平板显示器中 的像素的可操作性。电压成像、电荷检测、光学成像和电子束测试是用于在制 造方法期间监视和检修缺陷的一些方法。在典型的电子束测试方法中，监控像 素内的TFT响应，以提供缺陷信息。在电子束测试的一个实施例中，将一定的 电压施加到TFT，且在调查期间，可将电子束引导至独立的像素电极。检测从 像素电极区域发出的二次电子，用以确定TFT电压。
一般来说，使用诸如探针组件之类的测试装置，检测(其通过接触大面积基 板上的导电区域来进行检测)来自TFT的电压。探针组件的大小适于测试设置 在基板上的平板显示器的具体构造。典型地，探针组件的大小等于或者大于基板尺寸的面积，而该大面积的探针组件会造成操作、传递和储存困难。
因此，需要一种可解决上述部分困难的探针组件，以在大面积基板上执行 测试。

发明内容
在此描述的实施方式涉及在大面积基板上测试电子器件。在一实施方式 中，描述了一种测试系统。该测试系统包括测试台，其大小适于接收矩形基板； 以及探针组件，其适于接触该大面积基板，其中该探针组件的大小等于或小于 该矩形基板的尺寸的一半。
在一实施方式中，描述了一种适于测试一大面积基板(其具有一长度与一宽 度)的探针组件。该探针组件包括 一矩形框架(其具有等于或小于该大面积基 板一半长度的第一尺寸和等于或大于该大面积基板宽度的第二尺寸)；以及多个 探针脚(proberpin)，其自该框架的下表面延伸出来并适于接触该大面积基板。
在另一实施方式中，描述了一种探针组件，其适于测试大面积基板。该探 针组件包括矩形框架和多个接触头，这些接触头耦接至该框架的一段且适于接 触该大面积基板，其中该矩形框架的面积等于或少于该大面积基板的面积的一 半。
在另一实施方式中，描述了一种测试系统。测试台的尺寸适于容纳矩形基 板，且探针组件适于接触该大面积基板，其中该探针组件包括矩形框架和多个 探针脚，这些探针脚是自该框架的下表面延伸出来并适于接触该大面积基板， 其中该矩形框架的面积等于或小于该大面积基板的一半面积，且可以通过至少 二个马达沿着该测试台长度方向移动。


为了可以更详细地理解上述的本发明的特征，可参照实施方式对以上的简 要概括进行更加详细的描述，其中部分实施方式在附图中示出。然而，应该理 解附图仅示出了本发明的典型实施方式，因此不应理解为对本发明范围的限 定，因为本发明可承认其它等效的实施方式。
图1是测试系统的一个实施方式的等轴侧视图；图2A是测试系统的另一个实施方式的部份侧视图； 图2B是测试腔室的一个实施方式的部份末端视图； 图2C是图2B的测试腔室的一部分的放大视图； 图3A是探针支撑组件的一个实施方式的特定角度视图； 图3B是探针平台的一个实施方式的特定角度视图4A是探针205A与基板的一实施方式的部份顶视图； 图4B是横向组件的一实施方式的一部份轴视图 图4C是框架的一实施方式的一部份轴视图。
为了便于理解，尽可能使用同一附图标记表示附图中共有的同一组件。应 该理解在一个实施方式中公开的组件可有利地应用于另一实施方式中而不再 特定叙述。
具体实施例方式
在此使用的术语"基板" 一般指由玻璃、聚合材料或者适于在其上形成电 子器件的其它基板材料制成的大面积基板。在此所描述的各种实施方式涉及测 试诸如位于平板显示器上的TFT和像素之类的电子器件。可位于大面积基板上
并被测试的其它电子器件包括用于太阳能电池阵列的光电池、有机发光二极管 (OLED)以及其它器件等等。在真空中使用电子束或者带电粒子发射器，来
示例性地描述测试程序，但是在此描述的特定实施方式可等效地采用光学器 件、电荷传感器，或者配置以在真空条件下或者在大气压或接近大气压的条件 下测试大面积基板上的电子器件的其它测试应用。
在本申请中所描述的实施方式将指各种驱动器、电机和致动器，它们可以 是以下其中之一或者其组合气动缸、压电电机、液压缸、磁驱动器、步进机 或者伺服电机、螺旋型致动器(screw type actuator)或者提供垂直运动、水平 运动及其组合的其它类型的运动设备、或者适于提供至少部分所描述的运动的 其它器件。
在此所描述的各种组件均能在水平面和垂直面中独立运动。垂直定义为与 水平面正交的运动，并将称之为Z方向。水平定义为与垂直平面正交的运动， 并将称之为X或者Y方向，X方向是正交于Y方向的运动，反之亦然。通过包括在图中所需的定向插图进一步限定X、 Y和Z方向以有助于读者理解。
图1是测试系统100的一个实施方式的等轴侧视图，该测试系统100适于 测试位于大面积基板上(例如，尺寸高达2200mmX约2600mm大小的大面积基 板)的电子器件的可操作性。测试系统IOO包括测试腔室110、负载锁定腔室120 (load lock chamber 120)和多个测试柱115 (testing column 115)(在图1中示出了 七个)，其示例性地描述为适于测试位于大面积基板上诸如薄膜晶体管(TFT) 等电子器件的电子束圆柱。在测试腔室110的内部空间内靠近测试圆柱115设 置了多个可用于检测背散射(backscatter)电子的检测组件(未示出)。测试 系统IIO典型地位于洁净室环境内，并且可以是制造系统的一部分，该制造系 统包括可用于传送一片或者多片大面积基板105使之出入测试系统100的基板 操作装置(如机器人设备或输送系统)。在一个实施方式中，测试系统100还包 括连接到测试腔室IIO上表面的显微镜组件160，以在该基板设置在测试腔室 110内时观察在大面积基板上遇到的感兴趣的区域。
可经过设于负载锁定腔室120和测试腔室110之间的阀135而进入测试腔 室110的内部。还可通过一或多个可移动的侧壁150进入内部，各侧壁150包 括至少一个致动器i51，以便于单独或者共同作用以打开或关闭可移动侧壁 150。可移动侧壁150提供维修和检视测试腔室110内部的入口，并便于传送 诸如探针组件(未示出)的一或多个测试组件进出测试腔室110内部。通过使 用O型环、垫圈等设计，让可移动侧壁150在关闭时可真空密封测试腔室110。 在另一实施方式中(未示出)，可打开及关闭测试系统110的上表面，以进出 该系统内部和/或便于传递一个或多个测试组件。至少测试腔室110的上表面是 可铰链连接的，适于升降、横向运动或其组合运动。在2006年3月14日提交 的美国专利申请号为No.l 1/375,625且在2006年11年2日公开的美国专利公 开号为No.2006/0244467以及2005年7月27日提交的美国专利申请 No.ll/190,320并在2006年2月23日公开为美国专利申请No.2006/0038554以 及在2004年12月21日授权的发明名称为"Electron Beam Test System with Integrated Substrate Transfer Module (具有集成基板传输模块的电子束测试系 统)"的美国专利No.6，833,717中，描述了用于测试大面积基板的电子束测试 系统的各种组件的实施例，在此引入上述申请作为参考。负载锁定腔室120可与其周围环境隔绝密封，并典型地连接至一或多个真 空泵122,并且测试腔室110可连接到与负载锁定腔室120的真空泵隔开的一 或多个真空泵122。在一个实施方式中，负载锁定腔室120适于通过入口 130 接收来自洁净室环境的大面积基板105，促进通过阀135从负载锁定腔室120 向测试腔室IIO传递基板，并以相反方式将大面积基板返回至洁净室环境。在 另一实施方式中，大面积基板105通过入口 130进入测试系统100，然后通过 阀135从负载锁定腔室120传递至测试腔室110，并且大面积基板通过连接到 测试腔室IIO相对端的口 136返回洁净室环境。或者， 一或多个负载锁定腔室 可正交连接至测试腔室110，以形成「U」形处理系统或者「Z」形处理系统(未 示出)。在美国专利公开No.2006/0244467中更详细描述了测试系统110的其 它实施方式以及基板入口/出口设置的各种实施方式，该申请在此引入作为参 考。
负载锁定腔室120可以是双槽负载锁定腔室，配置以促进至少两片大面积 基板的传递。在之前引入参考的美国专利No.6，833,717和此引入作为参考的 2005年12月8日提交的美国专利申请11/298,648并于2006年12月7日公开 的美国专利公报No.2006/0273815以及2007年4月12日提交的美国临时专利 申请No.60/911,496的申请中，描述了双槽负载锁定腔室的实施例。
图2A是图1中所示出的测试系统100的部份截面侧视图。测试腔室110 耦合到负载锁定腔室120，该负载锁定腔室120包括在其中设置的基板105。 测试腔室110包括内部空间200，该内部空间包括测试台210、诸如探针205A 和探针205B的两个探针组件、以及测试柱115的一部份。在另一实施方式中(未 示出)，该内部空间200适于容纳两个以上的探针组件，其中这些探针组件的至 少一个可立即或已准备好可用于一测试流程，且其它探针组件被存放在该内部 空间200中。
在一实施方式中，该测试台210包括三个大致呈平面的、堆栈在一起的平 台(stage)。在一方面中，这三个平台中的每一个平台都可单独沿着正交轴(例如， X、 Y及Z轴)移动。上方平台212用以在测试期间支撑基板105，其包括多个 板，其间具有多个沟槽，用以接收一末端操纵装置214 (end effector)的多个 指部(示于图2B)。在一实施方式中，上方平台212至少可沿Z方向移动'且末端操纵装置214自其水平方向(Y轴方向)上伸出以传送基板使之到达或来自该 负载锁定腔室120。末端操纵装置与测试台的相关细节可参见先前引用的美国 公开专利No.2006/0244467。
在一实施方式中，测试系统100被配置成通过测试顺序沿着单一方向轴(即 图中示为的Y方向)传输一个其上具有电子器件的大面积基板。在其它实施方 式中，测试程序和/或预-测试或者后-测试可包括沿着X和Y轴的运动的组合。 例如，可利用上方平台212和末端操纵装置214的其中之一或者两者，来移动 基板105，以在测试之前修正基板位置使其对准。在其它实施方式中，测试程 序可包括由测试柱115和测试台210的其中一个或者两者所提供的Z方向上的 移动。可沿着基板宽度或者基板长度力向将基板105引入到测试系统100。基 板105在测试系统中的Y方向移动使得系统尺寸可稍微大于基板105的宽度或 长度尺寸。支撑台沿着单一方向轴移动，还可除去或者最小化在X方向上移动 支撑台时所需的驱动器。由于单向运动，因此可以使得负载锁定腔室120和测 试腔室110的高度被最小化。高度降低，再加上测试系统的宽度达到最小，可 以使得负载锁定腔室120和测试腔室IIO体积变小。体积变小也降低了对负载 锁定腔室120和测试腔室IIO进行抽气和排气的时间，从而可提高测试系统100 的生产力。
测试系统110还包括顶部222，其包括第一区224和第二区226。第一区 224包括显微镜组件160，其包含设置在该顶部222的第一区224中一观察口 159上方的可拆卸的显微镜158。观察口 159是由玻璃、塑料、石英或者其它 透明材料制成的透明或半透明带，且其被设计成可承受负压。在一实施方式中， 当基板被放置在观察口 159下方时，可使显微镜158和显微镜组件160的其中 一个或者两者水平(X方向)移动，以观察基板上的感兴趣的区域。在一个特 定实施方式中，显微镜158包括用以调整视野深度的聚焦模块(未示出)。
第一区224和第二区226各自包含一耦接至顶部22的探针举升组件，在 图中被示为探针举升组件230A及探针举升组件230B。在其它实施方式中，第 一区和第二区可各自包含一个以上的探针举升组件。每一探针举升组件230A、 230B分别为每一探针205A、 205B提供定位与储存功能。举例来说，探针举升 组件230A可垂直移动，以将探针置放在相对的支撑组件240(图上只示出一个)的上表面上，或使探针从该上表面移开，相对的支撑组件240位于测试台210 的相对的两侧。探针举升组件230B可支撑位于顶部222下表面附近一位置处 的探针205B，以方便清洁和移动其下方的测试台210(和探针205A)。
图2B是在图2A中示出的测试腔室110的部分视图，且图2C是图2B的 测试腔室IIO的部份放大图。内部空间200包括该测试台210与一部份的该探 针举升组件230B。测试台210包括上方平台212和放置在沟槽215(位于上方 平台212的多个台面间)中的末端操纵装置的多个指部214A-214D。在一实施方 式中，这些沟槽215的尺寸可容许这些指部214A-214D垂直(Z方向)移动并通 过这些沟槽215。在另一实施方式中，这些沟槽215的尺寸可容许这些指部 214A-214D进行水平(X方向)以及垂直(Y方向)移动。
在一种应用中，测试台210可以是任何一种可支撑基板105及线性移动基 板105的平台或支撑物。此外(或者)，测试台210可以是静止的且基板105可 相对该测试台210进行线性移动。测试腔室110和/或负载锁定腔室120是可有 可无的，因为测试程序可能不需要真空应用。这些测试柱115可以是电子束柱、 带电粒子发射器、电荷传感器、电荷-耦接组件、照相机和其它可检测大面积基 板105上的电子器件操作性的装置。
在一实施方式中，探针举升组件230B(其类似探针举升组件230A)包括两 个耦接到顶部222的上表面的马达260，分别位于测试腔室110的相对的两侧。 这些马达260至少可提供垂直移动(Z轴)，以在内部空间200中分别举起组件 262。每一马达260耦接到一延伸穿过顶部262的杆261上，并适于通过密封 件、弹性罩(flexible boot)、轴承等来维持该内部空间200为真空。在另一实施 方式中(未示出)，探针举升组件230B可包括一个或多个耦接到顶部222的上表 面的马达。在此实施方式中，该马达适于为用来支撑单个探针的举升组件提供 旋转运动以及垂直运动。
该探针举升组件230B用来储存与传送一探针。举例来说，该储存的探针(以 虚线表示)被显示成一个升高的探针250R，且移送中的探针被显示成一个位于 探针支撑件240上的降低的探针250L。每一探针250R、 250L —般包括一框架， 其具有若干个自该框架延伸出来到该框架对面的接线片(lug) 266、 272(如图
4A所示)。在一实施方式中(未示出)，这些耳部266、 272为延伸组件，沿着该框架外周长的一部分而自该框架伸出。在此实施方式中，该框架的每一边包含
可沿着该框架每一边长度而延伸的接线片266或272。在另一实施方式中，这 些接线片266、 272包含其形式为耳部或突片的延伸组件，它们沿着少部份该 框架外周长而向外伸出。举例来说，该250L在X轴上有4个接线片272(但只 示出2个)且在Y轴上有4个接线片266(但只示出2个)。
这些接线片266、 272被设置成在水平方向上彼此相隔一段距离，并提供 相符的界面以供传送或储存探针之用。举例来说，接线片272可提供一种用于 大气至腔室交换的相符界面，而接线片266则适于和个别突出物264配合以提 供用于腔室内交换的传送界面。当探针未被传送时，接线片266可提供用以在 内部空间200中进行储存的多个支撑点且接线片272可提供用以在测试腔室 110外部进行储存的多个支撑点。这些接线片266、272可包括形成于其中的槽、 孔、洞或其组合，用以接收一针、或其它安定组件(其位于一组件上，传送时期 望这些接线片与之相符的组件，例如，突出物264)。美国专利申请案第 2006/0038554号的第14A-16图中揭示了可使用的传送组件的实例，其揭示内 容并入本文作为参考。
图3A为一探针支撑件240的一实例的示意图。如图2B所示，测试系统 100包含两个探针支撑件240，分别位于该测试台210相对立的两侧上，图上 只显示出该测试台210的一面。每一个探针支撑件240包括探针平台310，其 具有一或多个耦接至其中的驱动器312。在一实施方式中，每一个探针平台310 包括两个驱动器312，且该探针平台310适于通过驱动器312而沿着该探针支 撑件240的长度移动。在一实施方式中，这些驱动器312是多个耦接至一磁通 道322的线性驱动器，可利用一编码带315沿着该探针支撑件240的长度来促 进水平定位。该探针支撑件240也包括一盘342，当该探针支撑件240和/或探 针平台310沿着测试台210的长度及该探针支撑件240的长度移动时，盘342 用以支撑电线和电缆。
图3B是探针平台310 —实例的示意图。该探针平台310包括至少一个探 针举升件328，其被设计来接触该探针250A，以相对于探针平台310使该探针 250A升高或下降(Z轴)。可以通过任何可提供至少垂直运动且可被耦接到探针 平台310任一部分上的组件来至启动该探针举升件328。在一实例中，该探针
12举升件328被耦接到探针平台310和一臂上(该臂延伸穿过探针平台310上表面 的一开口 341)。
探针平台310包括大致平坦的上表面，适于当探针250A被传送到探针支 撑件240时可接收和支撑该探针250A。为帮助接收该探针250A，探针平台310 包括一凹陷(depression),例如一导引孔332，其适于接收自探针250A底表 面伸出的针330。位于该针330和孔332之间的界面可在测试台210和/或探针 平台310被移动时，帮助探针250A相对于探针支撑件240来对齐，使其稳定。
相对于探针支撑件240来对齐探针250A，可促使探针250A可相对于基板 105和欲于其上测试的任一组件对齐。此对齐也可通过对齐探针250A下表面上 的多个电接触板329和探针平台310上表面的信号界面326，来使测试系统100 与探针250A之间可形成电子耦接。这些电接触板329,每一个可包括多个接触 点325，以促进从探针250A接收电信号或向探针250A提供电信号(细节揭示 在图4A与图4B)。该信号界面326适于帮助来自或到达探针250A的信号与一 控制器进行电通信。电接触板329，可以是耦接到探针250A下表面的印刷电路 板，其可与耦接到信号界面326的多个接触器327相配合。在一实施方式中， 信号界面326上的接触器327加载了弹簧，以帮助在接触器327与接点325之 间进行电通信。
所示实施方式提供了关于如何在测试腔室110的测试操作中加载所使用的 至少二个探针，同时测试腔室110处于对洁净室开放的状态下，其一般处在正 常大气压或略低于正常大气压下。如下述，所述实施方式可通过设置可用以储 存与应用于该测试操作中的至少两个探针在测试腔室110中，通过使通风与抽 气时间达到最小而提高产出率。制造与测试多个基板布局的使用者，可让基板 排队以将其一一引入至测试腔室110中。 一旦决定出该排队的基板包括至少二 个基板布局，需要不同的探针，可将至少二个探针预先加载到测试腔室110中， 以便使用该至少二个探针测试该至少二个基板布局。
在一实例中，选定一探针，例如探针205A，以用于即将进行测试的一特 定基板布局的测试程序中。举例来说，该欲测试的基板布局(为便于称呼，将其 称为基板Sl)具有一特定的显示和接触垫图样，且该探针205A被设计用来检测 基板S1。须知制造商可制造出多个基板S1，每一基板Sl均具有基本上相同的显示和接触垫图样设计。制造商也可制造出一简称为基板S2的一或多个基板， 其具有与基板Sl不同的显示和接触垫图样。基板S2可能需使用不同的探针(例 如，探针205B)，来检测基板S2。在此所述的实施方式有助于以至少一个探针 (一个用于测试，另一个用于储存以供后续测试之用)来测试不同的基板，例如 基板Sl或基板S2。
在参照第2A-3B图的操作方式中，通过一种可帮助从大气压到腔室传送的 探针交换器(未示出)，将探针205A传送到测试腔室110中。在一实施方式中， 该探针交换器位于测试腔室IIO外，邻近该可移动的侧壁150之一或二者。该 探针交换器包括一可调整的矩形框，至少在其宽度上可调整，以接收、储存和 移送该至少 一 个探针。探针交换器的实例可参见美国专利申请案第 2006/0273815号的发明详细内容以及美国专利申请案第2006/0038554号的第 14A-16图，此两案的揭示内容均并入本文中作为参考。当该测试腔室110之前 已被抽空，为传送不同的探针进入该测试腔室110中，可对该室通气，并打幵 该该可移动的侧壁150之一或二者，如图2B所示。该探针交换器包括一对可 移动的探针支架，其与该探针框架相对侧上的这些接线片272相符。两个可移 动的探针支架适于同时从探针交换器水平移动(x轴方向)穿过侧壁150而进入 测试腔室110中。当探针举升组件230A、 230B被往上縮回时(Z轴方向)，可在 探针支撑件240与举升组件262间提供充分的间隙。通过该可移动的探针支架， 将探针205A传送到位于该探针支撑件240上方的一个位置，其中该探针框架 两相对立的边可分别接触该探针支撑件240相应的侧边。
一旦延伸越过该探针支撑件240上方，该可移动的探针支架即被启动往下 (Z轴方向)，以容许该探针框架的下表面可接触该探针支撑件240的上表面。 接触后，该可移动的探针支架可持续往下，直到位于该可移动的探针支架与接 线片272之间的相符界面，容许该可移动的探针支架被水平縮回(X轴方向)而 离开该测试腔室110为止。
当通过该探针支撑件240来接触并支撑该探针205A时，其可被该探针举 升组件230A、 230B之一加以储存。在一实施方式中，该测试台(其具有该探针 支撑件240耦接至其中)可被水平致动(Y轴方向)，以将该探针205A放置在任 一探针举升组件230A、 230B下方。在另一实施方式中，该探针支撑件240 (其包括多个驱动器(如第3A、 3B图所示))，可独立于测试台210之外来移动，并 水平致动(Y轴方向)以将该探针205A放置在任一探针举升组件230A、 230B下 方。在一实施方式中，参照该探针205A来说明该储存程序。
在此实施方式中，当该探针205A基本上对准并被放置在探针举升组件 230A下方时，可启动探针举升组件230A往下(Z轴方向)到一邻近该探针205A 的位置处。具体来讲，通过马达260，使该举升组件266下降到一邻近接线片 266的位置，位于该探针205A对面。每一举升组件266包括至少两个突出物 264，其往内延伸并适于配合接线片266。
在一实施方式中，突出物264的上表面被设计成可从个别接线片的底表面 来支撑每一个接线片266。为提供此支撑设计，该探针205A (特别是其上将放 置有接线片266的探针205A)的放置位置必须能为突出物264提供充分的间隙， 使其可往下移动(Z轴方向)到下方位置稍微位于个别接线片266底面旁边。可 通过一个或二个该探针平台310和测试台210而将该探针205A放置在Y轴方 向上，以容许突出物可享有间隙。一旦突出物264的上表面位于个别接线片266 底表面下方且与突出物264的上表面水平、垂直间隔，即可停止该举升组件262 的往下运动。
可通过该探针平台310和测试台210之一或二者来水平移动(Y轴方向)该 探针205A至一位置，此时接线片266处于可与个别突出物264相符的位置。 当接线片266与突出物264彼此对齐时，可启动马达260以便往上移动(Z轴方 向)个别举升组件262，来使每一突出物264上表面可与每一接线片266的底部 接触。当每一突出物264可与每一接线片266接触时，可使马达260连续往上 到达一限定位置，邻近该顶部222的下表面。该探针205A现在处于内部空间 200的一储存位置，且可被用在后续的测试程序中。测试台210的上表面具有 充分的间隙，以在探针举升组件230A下方水平移动，而不受在此储存位置的 探针205A的干扰。
在测试系统IOO中进行测试之后，除了传送至一储存位置之外，大致可参 照探针205A的方式来提供探针205B。举例来说，可将探针205B传送至探针 支撑件240并放置在测试台210上。可将测试腔室IIO密封并抽空，使其准备 好可供测试之用。将探针205B放置在测试台210上以提供充分的间隙，供后续传送基板之用，或是基板传送可在探针205B位于测试台210上方的任一位
置时才发生。
在另一种实施方式中，可将第二探针205B提供至测试腔室110中。在一 种应用方式中，可依照与传送上述探针205A相同的方式，将探针205B传送至 测试台210上。可参照上述传送探针205A的相同方式，将探针205B传送至一 储存位置。可将探针205A、 205B两者加以储存，以容许测试台210可接收一 欲进行测试的基板。在此实施方式中，可将这些可移动的侧壁150关上并密封， 且抽空内部空间200使其可供后续测试之用。
待测试腔室IIO被密封并抽空之后，如果之前没有基板被传送进入该腔室 110，则可将这些大面积基板之一，例如基板S1和S2，传送进入测试腔室IIO 中。在此实例中，基板Sl先排队，然后从负载锁定腔室120传送进入测试腔 室110中。如果两探针205A、 205B均位于储存位置，其中一探针，在此例中 为探针205A，可被用在基板Sl的测试流程中。以末端操纵装置214将基板S1 传送到测试台210(第2图)并放在上方平台212上。通过内部空间200中的传感 器来监控基板Sl在水平方向(X及Y方向)上的对齐程度并利用末端操纵装置 214所提供的水平移动(X及Y方向)来修正任何未对齐之处。 一旦基板Sl对齐 后，即可降下末端操纵装置214并将基板Sl放在测试台210的上方平台212 上。
待基板Sl已被放置在测试台210上之后，测试台210和基板Sl可位于探 针举升组件230A下方，以帮助从这些储存位置处接收探针205A。如果测试台 210以及其上的基板Sl并未处于恰当的位置，可能需水平(Y方向)移动测试台 至一位于该探针举升组件230A下方的位置处。此帮助接收探针205A的移动可 能需要在Y方向上移动测试台210和探针平台310两者(其分别与每一探针支 撑件240耦接)。可启动测试台210使其往Y轴方向移动一段距离并启动探针 平台310使移动一段距离以便从探针举升组件230A接收探针205A，如第3A 及3B图所示。一旦探针205A已从探针举升组件230A处被传送到探针平台310， 即可使探针205A上的特定部份与基板Sl上的特定部份彼此接触。
图4A是探针205A和基板的实例的部份上视图，该探针205A由探针支撑 件240所支撑而位于基板Sl上方。基板Sl大致为矩形且一般具有可形成一个
16或多个平板显示器或液晶显示器(如图所示的显示器430)的大面积。每一个显示 器430 —般包括多个导电区域，例如接触垫423、 427，其邻接每一个显示器 430外周长。这些接触垫423、 427可以是单一导电接点或是若干个导电接点， 有时被称为「垫块(padblock)」， 一般配置成与个别显示器430的外边缘平行。 可沿着基板S1的Y轴，和/或X轴，来设置这些接触垫。接触垫423、 427也 可以是设置在邻近显示器430外围的短柱。
在一实施方式中，每一个显示器430包括具有四个边缘的周界，且每一个 接触垫423、 427位于显示器周界附近并稍微靠周界外侧。接触垫423、 427可 与周界的一个边缘或者多个边缘平行，或者可与周界的一个边缘或者多个边缘 成一角度。例如，接触垫可以是成排或成列的多个接触点，且当接触垫的该排 或列不平行于显示器的边缘时，该排或列可与在实际应用中的显示器430的边 缘成一角度。在另一实施方式中，当接触垫423、 427可沿着该基板Sl的一个 边或多个边来设置。
接触垫423、 427 —般由位于基板Sl上或沉积于基板Sl上的导电材料制 成，并可电性耦接至个别显示器430的组件或成排或程列的组件上，例如TFT 上。这些接触垫423、 427可提供电子信号的界面，以在最终制造期间经由耦 接的精密引线连接来启动TFT。但在测试显示器430的可操作性期间，这些接 触垫423、 427可为多个探针425(第4B-4D图)提供一界面，其可施加或检测来 自个别显示器430上的TFT的信号。可经由耦接至该探针205A的控制器来提 供或传送这些信号，控制器与探针205A之间的电性耦接利用电缆或电线而与 每一个探针425耦接。
该探针205A包括至少一个矩形框410，其具有沿着Y轴方向的第一尺寸， 其等于或小于基板S1的一半长度；和沿着X轴方向的第二尺寸，其等于或大 于基板S1的宽度。在某些实施方式中，该框410可包括沿着X方向轴设置的 一或多个横向组件415 (cross-member 415)。或者，该框410也可包括沿着Y方 向轴设置的一或多个横向组件416，其耦接至框410或该横向组件415。可将 这些横向组件415、 416固定在框410上，或是沿着框410内表面的长度或宽 度来调整。具有可调整的横向组件和/或框的探针组件或框的实例可参见2004 年7月12日提交的美国专利申请案第10/889,695号，2005年8月18日公开的美国专利申请案第2005/0179451号，2004年7月30日提伸的美国专利申请案 第10/903，216号，以及2005年8月18日公开的美国专利申请案第2005/0179452 号，其内容并入本文作为参考。
在一实施方式中，框410包括多个关节420 (joint)，其向探针组件205A 提供可调整特征。举例来说，这些关节420使得探针组件205A的长度(Y方向) 可调整，其中可使用一区段419。该区段419可包括任一长度，用以调整探针 组件205A的长度以适应各种不同的显示器330尺寸与基板105上的接触垫图 样。可通过固定件(如螺丝、螺栓、销、弹簧锁等类似物)将这些关节420耦接 至框410上。或者，该框410可以是单一主体。
图4B是图4A中横向组件415的部份放大视图。横向组件415包括主体 470和横向段472。在一实施方式中，横向组件415是管状且由轻质材料制成， 例如铝。横向段472的形状可以是矩形、三角形、梯形或改良的梯形或其组合。 该主体470可包括下表面474，具有多个自该下表面伸出的接触针脚425，如 图4A所述。
图4C是图4A中框410的部份放大视图。框410包括主体470和横向段 472(其可为矩形、梯形三角形、或其之组合)。该主体470可包括下表面474， 在一实施方式中，可具有多个自该下表面伸出的接触针脚425。该额外的横向 组件416也可以是如图4B所绘示的横向组件415，或是如图4C所绘示的框410。
图4A所示的基板Sl包括多个显示器，在此实例中为8个46英寸的显示 器，均匀配置在基板上。在其它实施方式中，基板Sl可包括以不同方式配置 的不同大小的显示器430，例如多个等面积的显示器，或是大面积与小面积显 示器的组合，使基板S1的表面积可被更有效地利用。探针组件205A被设计成 可逐步地提供来自任何配置的显示器的一部份中的检测信号。
将基板Sl分成至少两部份，例如第一部分421和第二部份422。在一实施 方式中，这些部分421、 422可约等于基板105长度或宽度的一半且该探针组 件205A的大小等于这些部份421、 422之一。在另一实施方式中，每一个部分 421、 422可约等于基板105长度或宽度的1/3、 1/4或1/5等等，且该探针组件 205A的大小等于这些部份421 、422之一。在另一实施方式中，该探针组件205A 的大小可等于或大于该基板长度或宽度的一半。该探针组件205A适于提供或检测来自该个别部份中至少一个显示器430的信号。该探针组件205A被设计 成当基板线性移动通过一测试区490时，可测试该基板的每一个部分，该测试 区由许多测试行列组成的一定大小的面积(并未示于图上)。
测试区490可在基板Sl上方提供足以测试该基板Sl的长度或宽度的定性 可寻址区域(qualitative addressable area)。在一实施方式中，该测试区4卯的 面积在X轴方向上约为1950 mm到2250 mm之间，在Y轴方向上则约在240 mm 到290 mm之间。在一另实施方式中，该测试区490的面积在X轴方向上约为 1920 mm到2320 mm之间，在Y轴方向上则约在325 mm到375 mm之间。由 测试行列所提供有关测试面积的额外信息可参见美国专利申请案第 2006/0244467号，其内容并入本文作为参考。
让探针组件205A (特别是耦接至框410的探针425)、横向组件415、接 触头418及其组合都与基板S1上的接触垫423、 427接触。在一实施例中，该 接触是通过上方平台212的垂直(Z轴方向)致动从而使接触垫423、 427与探针 针脚425接触而完成的。在其它实施例中，通过探针框410的致动、探针平台 310的致动、横向组件415的致动、接触头418的致动及其组合，就可以使探 针针脚425与接触垫423、 427相接触。可利用耦接到探针平台310的驱动器 312在测试台210相反两边上的移动，来修正并调整接触垫423、 427与探针针 脚425之间的不对齐。
一旦接触垫423、 427与探针针脚425对齐且决定出测试参数后，至少在Y 方向上移动由测试台210支撑的基板Sl与探针组件205A，并穿过测试区490。 此移动可以是一种连续性的动作或是一种步进式动作，其中该测试台在测试区 490中逐步地移动并间歇式地停止。无论是连续地或间歇式地移动，第一部分 421和第一部份421中的所有显示器可移动通过测试区490并被加以测试。
待第一部分421已全部通过测试区490后，必须将探针组件205A由第一 部分421移送到第二部份422,以便测试基板Sl上的第二部份。为完成此移送， 启动耦接至探针平台310的探针举升件328 (图3B)往上(Z轴方向)，使探针组 件205A能与探针支撑件240与测试台210上的其它部份相隔一段距离。也可 使上方平台212往下移动(Z轴方向)，使基板与探针组件205A相隔一段距离。 探针举升件328的垂直间距(Z轴方向)在约2 mm至约10 mm间，例如约5 mm。
19一旦升高后，可启动耦接至探针平台310的驱动器312,使探针205A可沿着探 针支撑件240从第一部份421水平移动(Y方向)到第二部份422。这些驱动器 312被同步和/或监控，以确保沿着探针支撑件240两边上的移动几乎一样，使 得探针205A可在第二部份422中对齐。如果探针205A没有对齐，可单独启动 个别驱动器312，来修正这些不对齐现象。
一旦充分对齐且位于第二部份422上方后，可启动探针举升件328往下(Z 轴方向)使探针205A可被放置在该探针平台310的上表面上。耦接到探针205A 的针脚330 (图3B)可位于导引孔332中以使探针平台310上的探针205A可对 齐。 一旦在探针平台310上处于恰当的位置之后，可让接触垫423、 427与探 针针脚425接触，并可使测试台210往Y方向上移动，以便测试第二部份422。 第二部份422以及第二部份422中的所有显示器可在测试区490下方移动并被 加以测试。
待测试完第一部分421与第二部份422中的所有显示器430之后，可从测 试腔室110将基板S1传送出来。并将下一排队的基板(其可以是具有与基板S1 类似的显示器与接触垫配置的另一基板)送入测试腔室110中。在此状况下，探 针205A可保持耦接至探针平台310且该即将被测试的基板S2，可被传送至测 试腔室110中。可依上述方式放置及对齐该即将被测试的基板S2，并将探针 205A放在第一部分421或第二部份422的上方。让接触垫与探针针脚接触后， 即可开始测试。 一旦所有显示器均完成测试后，即可传送基板离开该测试腔室 110。只要使用探针205A来测试，即可不断重复此测试程序。
如果下一个排队的基板S3的显示器与接触垫配置与基板Sl和S2不同， 则可能需要使用探针205B来测试基板S3。在此例下，可从测试台210将探针 205A传送至一储存位置，并从储存位置将探针205B传送至测试台210。此动 作并不需要抽气或打开测试腔室110，来使探针205A离开测试腔室110或使探 针205B进入测试腔室110中。
位于探针支撑件240上的探针205A，可被放置在测试台210及探针平台 310之一或其两者上方，以帮助从测试台210传送探针205A到探针举升组件 230A。将探针205A置于探针举升组件230A下方，以容许举升组件262可通 过马达260降低至一与探针205A相反侧上的接线片266邻接的位置处。突出物264的上表面(图2A)被设计成可从个别接线片266的一底表面上来支撑每一 个接线片266使之位于探针205A上。探针205A可被设置在探针平台310和测 试台210之一或二者的Y方向上，以使突出物可享有垂直方向上的间隙。 一旦 突出物264的上表面位于下方且与个别接线片底面水平、垂直分隔，即可停止 举升组件262的往下运动。
接着可以探针平台310和测试台210之一或二者来水平移动(Y方向)探针 205A至一可使这些接线片266能与个别突出物264相配合的位置。当这些接线 片266与这些这些突出物264对齐后，可启动Z举升件260以便往上(Z方向) 移动个别举升组件262史的每一突出物264上表面可接触每一接线片266的底 部。当接触后，可使马达260持续往上到达一邻近顶部222下表面的一极限位 置。此时，探针205A处于内部空间200的一储存位置，并可用在后续测试程 序中或是后续从测试腔室IIO被传送离开。
从内部空间200的储存位置传送探针205B，必须在Y方向上移动探针平 台310和/或测试台210至探针举升组件230B下方的一个位置。 一旦位于探针 举升组件230B下方，即可启动探针205B往下(Z方向)，以将探针205B放在 探针平台310上。在探针平台310上，探针举升件328可在探针平台310上方 (Z方向)延伸。或者，可縮回探针举升件328并降下探针205B到探针平台310 的上表面。 一旦探针205B的下表面接触到探针平台310的上表面后，即可使 探针举升组件230B连续往下(Z方向)直到这些接线片266与这些这些突出物 264之间出现充分的空间为止。当接线片266与个别相应突出物264之间相隔 足够距离之后，可再通过探针平台310和测试台210之一或二者来水平移动(Y 方向)探针205B，以容许往上举升探针举升组件230B。 一旦接线片266与个别 相应突出物264之间相隔足够距离之后，可往上举升该探针举升组件230B到 测试台210上方的一极限位置。此时，可将探针205B置于测试台210上并准 备用来测试正在排队的下一基板，其可能是基板S3。
当探针205A被储存于测试腔室110中时，可使用探针205B来测试具有类 似显示器和接触垫配置的一或多个基板。当排队进行测试的基板需要使用一与 探针205A、 205B不同的探针来测试时，即可将探针205A、 205B移出测试腔 室110，以重新配置这些探针或是以其它适合测试的探针来代替。虽然前述针对本发明的实施方式，但是在不脱离其基本范围的情况下，本 发明可设计为本发明其它和进一步的实施方式，并且本发明的范围由以下的权 利要求所确定。
权利要求
1. 一种适于测试大面积基板的探针组件，大面积基板包括一长度与一宽度，所述探针组件包含矩形框架，其具有等于或小于该大面积基板的长度的一半的第一尺寸以及等于或大于该大面积基板的宽度的第二尺寸；以及多个探针针脚，自该框架的下表面延伸出来并适于接触该大面积基板。
2. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架包含一马达。
3. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架包含多个接触头，其适于接触 该大面积基板。
4. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架包含四个边且这四个边中的至 少一个边包括一接触板，该接触板与多个探针针脚相通。
5. 如权利要求4所述的探针组件，其中该接触板位于该框架的下表面上。
6. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架包含四个边且至少两个相对的 边包括至少一个自其中延伸出来的接线片(lug)。
7. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架包含四个边且至少两个相对的 边包括至少二个自其中延伸出来的接线片。
8. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架包含四个边且至少两个相对的 边包括至少一个自其中延伸出来的接线片且剩下的两个边包括至少二个自其中延 伸出来的接线片。
9. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架的宽度是可调整的。
10. 如权利要求1所述的探针组件，其中该框架包括至少两个自其下表面延伸 出来的导引针脚(indexing pin)。
11. 一种适于测试具有一面积的大面积基板的探针组件，包含 矩形框架；以及多个接触头，其耦接至该框架的一段且适于接触该大面积基板，其中该矩形 框架的面积等于或小于该大面积基板的面积的一半。
12. 如权利要求1所述的探针组件，其中多个接触头包括自其下表面延伸出 来的多个探针针脚。
13. 如权利要求11所述的探针组件，其中该框架包括等于或小于该大面积基板的长度的一半的第一尺寸以及等于或大于该大面积基板的宽度的第二尺寸。
14. 如权利要求11所述的探针组件，其中该框架包含至少二个耦接至该框架 相对两边上的马达。
15. 如权利要求11所述的探针组件，其中该框架包含四个边且至少两个相对 的边包括至少一个自其中延伸出来的接线片。
16. 如权利要求11所述的探针组件，其中该框架包含四个边且至少两个相对 的边包括至少二个自其中延伸出来的接线片。
17. 如权利要求11所述的探针组件，其中该框架包含四个边且至少两个相 对的边包括至少一个自其中延伸出来的接线片且其剩余的两个边包括至少二个自 其中延伸出来的接线片。
18. 如权利要求ll所述的探针组件，其中该框架的宽度是可调整的。
19. 一种测试系统，包含测试台，其大小适于接收矩形基板；及探针组件，其适于接触大面积基板，其中该探针组件包含 矩形框架；及多个探针针脚，其自该框架的下表面延伸出来并适于接触该大面积基板， 其中该矩形框架的面积等于或小于该大面积基板的面积的一半，且可以通过 至少二个马达沿着该测试台的长度方向移动。
20. 如权利要求19所述的系统，其中该框架包含四个边且至少两个相对的边 包括至少一个自其中延伸出来的接线片且其剩余的两个边包括至少二个自其中延 伸出来的接线片。
21. 如权利要求19所述的系统，其中该框架包括等于或小于该大面积基板的 长度的一半的第一尺寸以及等于或大于该大面积基板的宽度的第二尺寸。
全文摘要
在此揭示一种用于测试大面积基板的装置和方法。大面积基板包括显示器的图案和在大面积基板上电性连接到显示器上的接触点。该装置包括相对于大面积基板和/或接触点可移动的探针组件，并配置成可测试各大面积基板上的显示器图案和接触点。探针组件更配置成可测试该大面积基板上的部分区段。该装置更包括有一测试腔室，用以在其内部容积中储存至少两个探针组件。
文档编号G01R1/067GK101454677SQ200780019710
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月10日 优先权日2006年5月31日
发明者B·M·约翰斯通, H·T·恩古耶, M·布鲁纳, S·克里希纳斯瓦米, 永 刘 申请人:应用材料股份有限公司