(57)【要約】【課題】パッド上の針痕を精度よく検出する。【解決手段】針痕検出装置では、撮像部により基板上のパッドを含む領域を示す多階調の対象画像が取得され、処理部４のパッド領域取得部４２により対象画像からパッドを示すパッド領域が取得される。針痕領域取得部４３では、対象画像のパッド領域を分割して得られる複数の分割領域において、パッド領域のエッジ近傍の分割領域における針痕閾値を、パッド領域の中央部の分割領域の針痕閾値よりもパッド領域外の画素値に近い値としつつ、各分割領域に個別に針痕閾値が設定される。そして、分割領域毎に針痕閾値を変更して対象画像のパッド領域が２値化されることにより、対象画像においてパッドのエッジに起因するパッド領域のエッジ近傍のぼけの影響を抑制して、針痕領域を適切に取得することができ、その結果、パッド上の針痕を精度よく検出することができる。【選択図】図２
2006190974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された配線パターンに含まれるパッドにプローブを接触させて電気的な検査を行った後において、前記パッド上の針痕を検出する針痕検出装置であって、
基板を撮像してパッドを含む対象領域を示す多階調の対象画像を取得する撮像部と、
前記対象画像から前記パッドの領域を示すパッド領域を取得するパッド領域取得部と、
前記対象画像の前記パッド領域を分割して得られる複数の分割領域を、前記複数の分割領域のそれぞれに対して個別に設定された閾値にて２値化することにより、前記パッド上の針痕を示す針痕領域を取得する針痕領域取得部と、
を備えることを特徴とする針痕検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の針痕検出装置であって、
前記針痕領域取得部において、前記パッド領域のエッジ近傍の分割領域に対して前記パッド領域の中央部の分割領域の閾値よりも前記パッド領域外の画素値に近い閾値が設定されることを特徴とする針痕検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の針痕検出装置であって、
前記針痕領域取得部が、各分割領域の画素値の代表値を求め、前記代表値に基づいて前記各分割領域に対する前記閾値を決定する閾値決定部を有することを特徴とする針痕検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の針痕検出装置であって、
前記閾値決定部が、所定の単調増加関数に前記各分割領域の画素値の前記代表値を入力して前記各分割領域に対する前記閾値を求めることを特徴とする針痕検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の針痕検出装置であって、
前記針痕領域取得部が、２値化により取得された針痕領域の候補から所定の幅以下となるものを除外して前記針痕領域を取得することを特徴とする針痕検出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の針痕検出装置であって、
前記パッドの表面に凹凸による所定のパターンが形成されており、
前記複数の分割領域のそれぞれが前記所定のパターンに従った形状とされることを特徴とする針痕検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の針痕検出装置であって、
前記所定のパターンが縞状であることを特徴とする針痕検出装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の針痕検出装置であって、
前記複数の分割領域が、前記パッド領域の中央部を分割した領域と前記パッド領域のエッジ近傍部を分割した領域とを含むことを特徴とする針痕検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の針痕検出装置であって、
前記複数の分割領域のそれぞれに対して前記閾値として上側閾値および下側閾値が個別に設定されており、
前記針痕領域取得部が、前記下側閾値以上前記上側閾値未満の画素の値を一の値に、前記下側閾値未満または前記上側閾値以上の画素の値を他の値に変換することにより、前記複数の分割領域を２値化し、
前記パッド領域の前記エッジ近傍部の分割領域に対する前記上側閾値と前記下側閾値との差が、前記パッド領域の前記中央部の分割領域に対する前記差よりも大きいことを特徴とする針痕検出装置。
【請求項１０】
請求項１、並びに、請求項６ないし８のいずれかに記載の針痕検出装置であって、
前記複数の分割領域のそれぞれに対して前記閾値として上側閾値および下側閾値が個別に設定されており、
前記針痕領域取得部が、前記下側閾値以上前記上側閾値未満の画素の値を一の値に、前記下側閾値未満または前記上側閾値以上の画素の値を他の値に変換することにより、前記複数の分割領域を２値化することを特徴とする針痕検出装置。
【請求項１１】
請求項６ないし１０のいずれかに記載の針痕検出装置であって、
前記針痕領域取得部が、各分割領域の画素値の代表値を求め、前記代表値に基づいて前記各分割領域に対する前記閾値を決定する閾値決定部を有することを特徴とする針痕検出装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の針痕検出装置であって、
前記針痕領域取得部が、２値化により取得された針痕領域の候補から所定の面積以下となるものを除外して前記針痕領域を取得することを特徴とする針痕検出装置。
【請求項１３】
基板上に形成された配線パターンに含まれるパッドにプローブを接触させて電気的な検査を行った後において、前記パッド上の針痕を検出する針痕検出方法であって、
基板を撮像してパッドを含む対象領域を示す多階調の対象画像を取得する工程と、
前記対象画像から前記パッドの領域を示すパッド領域を取得する工程と、
前記対象画像の前記パッド領域を分割して得られる複数の分割領域を、前記複数の分割領域のそれぞれに対して個別に設定された閾値にて２値化することにより、前記パッド上の針痕を示す針痕領域を取得する工程と、
を備えることを特徴とする針痕検出方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の針痕検出方法であって、
前記対象画像を取得する工程において、前記基板が撮像部に対して連続的に移動しつつ前記基板にフラッシュ光が照射されることを特徴とする針痕検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された配線パターンに含まれるパッドにプローブを接触させて電気的な検査を行った後において、パッド上の針痕を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体の基板上に形成された配線パターンに含まれるパッドにプローブを接触させて、配線パターンの電気的な特性を検査すること（プローバによるプロービング）が行われている。また、プロービング後の基板において、パッドを含む領域の多階調の画像を取得して２値化処理を施すことにより、パッド上におけるプローブの接触痕（すなわち、針痕）の検出も行われる。
【０００３】
なお、特許文献１では、磁性体材料にて形成される焼結部品の表面を示す多階調の画像から画素値のヒストグラムを作成し、このヒストグラムにおける画素値の平均値等に基づいて画像の適切な２値化閾値を導くことにより焼結部品の表面の欠陥を検出する技術が提案されている。また、特許文献２では、文書を示す画像から作成される画素値のヒストグラムから、各画素値を閾値とした場合における当該閾値以上の累積度数と当該閾値との関係を示す相関図を作成し、この相関図に基づいて閾値を決定することにより文書画像の適切な２値化を実現する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１７４２３８号公報
【特許文献２】特開２００４−１８００００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プロービング後の基板において取得される画像では、撮像部の撮像素子の分解能や光学系における制約等により、一般的にパッドを示すパッド領域のエッジ近傍において画素の値がなだらかに変化して、いわゆる、ぼけが生じてしまう（エッジが鈍るともいう。）。また、通常、取得される画像において撮像素子の外縁部に対応する部分では、光学的な理由により中央部に比べてぼけの影響が大きくなる。プロービングにおいてプローブがパッドに適切に接触したか否かを判断する際には、パッド上における針痕の位置（特に、パッドのエッジと針痕との間の距離）が重要であるが、このように画像にぼけが生じている場合に、パッド上の針痕を画像の２値化処理により検出しようとすると、パッド領域のエッジ近傍を針痕として誤って検出する等、針痕が精度よく検出されないことがある。
【０００５】
例えば、「特開２００４−２２８３１４号公報」に示されるように、プローブの際のプローブ針の清掃・研磨を割愛するため、パッド表面を複数の種類の導電体で構成することや、「特開２００１−２６７３８２号公報」に示されるように、プローブの際の導通の確保のため、パッド表面を周期的に保護することが行われている。このようなパッドの針痕を検査対象とする場合、取得される画像においてパッド上に濃淡パターンが現れ、パッド上の針痕を精度よく検出することが困難となる。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、パッド上の針痕を精度よく検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、基板上に形成された配線パターンに含まれるパッドにプローブを接触させて電気的な検査を行った後において、前記パッド上の針痕を検出する針痕検出装置であって、基板を撮像してパッドを含む対象領域を示す多階調の対象画像を取得する撮像部と、前記対象画像から前記パッドの領域を示すパッド領域を取得するパッド領域取得部と、前記対象画像の前記パッド領域を分割して得られる複数の分割領域を、前記複数の分割領域のそれぞれに対して個別に設定された閾値にて２値化することにより、前記パッド上の針痕を示す針痕領域を取得する針痕領域取得部とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の針痕検出装置であって、前記針痕領域取得部において、前記パッド領域のエッジ近傍の分割領域に対して前記パッド領域の中央部の分割領域の閾値よりも前記パッド領域外の画素値に近い閾値が設定される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の針痕検出装置であって、前記針痕領域取得部が、各分割領域の画素値の代表値を求め、前記代表値に基づいて前記各分割領域に対する前記閾値を決定する閾値決定部を有する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の針痕検出装置であって、前記閾値決定部が、所定の単調増加関数に前記各分割領域の画素値の前記代表値を入力して前記各分割領域に対する前記閾値を求める。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の針痕検出装置であって、前記針痕領域取得部が、２値化により取得された針痕領域の候補から所定の幅以下となるものを除外して前記針痕領域を取得する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の針痕検出装置であって、前記パッドの表面に凹凸による所定のパターンが形成されており、前記複数の分割領域のそれぞれが前記所定のパターンに従った形状とされる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の針痕検出装置であって、前記所定のパターンが縞状である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の針痕検出装置であって、前記複数の分割領域が、前記パッド領域の中央部を分割した領域と前記パッド領域のエッジ近傍部を分割した領域とを含む。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の針痕検出装置であって、前記複数の分割領域のそれぞれに対して前記閾値として上側閾値および下側閾値が個別に設定されており、前記針痕領域取得部が、前記下側閾値以上前記上側閾値未満の画素の値を一の値に、前記下側閾値未満または前記上側閾値以上の画素の値を他の値に変換することにより、前記複数の分割領域を２値化し、前記パッド領域の前記エッジ近傍部の分割領域に対する前記上側閾値と前記下側閾値との差が、前記パッド領域の前記中央部の分割領域に対する前記差よりも大きい。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１、並びに、請求項６ないし８のいずれかに記載の針痕検出装置であって、前記複数の分割領域のそれぞれに対して前記閾値として上側閾値および下側閾値が個別に設定されており、前記針痕領域取得部が、前記下側閾値以上前記上側閾値未満の画素の値を一の値に、前記下側閾値未満または前記上側閾値以上の画素の値を他の値に変換することにより、前記複数の分割領域を２値化する。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項６ないし１０のいずれかに記載の針痕検出装置であって、前記針痕領域取得部が、各分割領域の画素値の代表値を求め、前記代表値に基づいて前記各分割領域に対する前記閾値を決定する閾値決定部を有する。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の針痕検出装置であって、前記針痕領域取得部が、２値化により取得された針痕領域の候補から所定の面積以下となるものを除外して前記針痕領域を取得する。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、基板上に形成された配線パターンに含まれるパッドにプローブを接触させて電気的な検査を行った後において、前記パッド上の針痕を検出する針痕検出方法であって、基板を撮像してパッドを含む対象領域を示す多階調の対象画像を取得する工程と、前記対象画像から前記パッドの領域を示すパッド領域を取得する工程と、前記対象画像の前記パッド領域を分割して得られる複数の分割領域を、前記複数の分割領域のそれぞれに対して個別に設定された閾値にて２値化することにより、前記パッド上の針痕を示す針痕領域を取得する工程とを備える。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の針痕検出方法であって、前記対象画像を取得する工程において、前記基板が撮像部に対して連続的に移動しつつ前記基板にフラッシュ光が照射される。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１ないし１４の発明では、パッド上の針痕を精度よく検出することができる。
【００２２】
また、請求項２および９の発明では、パッドのエッジの影響を抑制して針痕領域を適切に取得することができ、請求項３および１１の発明では、各分割領域の状態に応じた閾値を決定することができる。
【００２３】
また、請求項４の発明では、各分割領域の閾値を容易に決定することができ、請求項５および１２の発明では、パッド上の針痕をより精度よく検出することができる。
【００２４】
また、請求項６の発明では、所定のパターンが形成されたパッド上の針痕を適切に検出することができ、請求項７の発明では、縞状のパターンが形成されたパッド上の針痕を適切に検出することができ、請求項１０の発明では、針痕領域を精度よく取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる針痕検出装置１の構成を示す図である。針痕検出装置１は、半導体の基板９上に形成された配線パターンに含まれるパッド（例えば、アルミニウムが蒸着されて形成されたパッド）にプローブを接触させて配線パターンの電気的な検査（プロービング）を行った後において、基板９のパッド上の針痕を検出するためのものである。
【００２６】
針痕検出装置１は、基板９を保持するステージ２、基板９を撮像して基板９の多階調の画像を取得する撮像部３、撮像部３に対してステージ２を相対的に移動するステージ駆動部２１、撮像部３から画像データが入力される電気的回路である処理部４、および、各種演算処理を行うＣＰＵや各種情報を記憶するメモリ等により構成されたコンピュータ５を備え、コンピュータ５により針痕検出装置１の各構成が制御される。
【００２７】
撮像部３は、照明光を出射する照明部３１（例えば、ハロゲンランプ）、基板９に照明光を導くとともに基板９からの光が入射する光学系３２、および、光学系３２により結像された基板９の像を電気信号に変換する撮像デバイス３３を有し、撮像デバイス３３から基板９の画像データが出力される。ステージ駆動部２１はステージ２を図１中のＸ方向およびＹ方向に移動する機構を有する。
【００２８】
図２は処理部４の構成を示す図である。処理部４は、撮像部３からの針痕検出対象の画像（以下、「対象画像」という。）からパッドの領域を示すパッド領域を取得するパッド領域取得部４２、パッド領域取得部４２にて利用されるパッド領域取得用の閾値（以下、「パッド閾値」という。）を決定するパッド閾値決定部４１、および、パッド上の針痕を示す針痕領域を取得する針痕領域取得部４３を有する。
【００２９】
図３は針痕検出装置１が、パッド上の針痕を検出する処理の流れを示す図である。針痕検出装置１では、まず、プロービング後の針痕検出対象の基板９がステージ２上に載置される。コンピュータ５では、基板９上における各パッドの位置を示す情報、および、パッドを囲む外接矩形のサイズやパッドの面積を示す情報（以下、「パッド設計情報」と総称する。）が配線パターンの設計データに基づいて予め取得されて入力されており、パッド設計情報に基づいて、ステージ駆動部２１により撮像部３の基板９上における撮像位置が所定のパッドの位置近傍へと相対的に移動する。そして、撮像部３により取得される画像に基づいてパッドの位置が探索されて検出され、基板９上のパッドを含む領域を示す対象画像が取得される（ステップＳ１１）。本実施の形態では、対象画像においてパッドの領域に含まれる画素の値は、パッドの領域外の画素の値よりも高くなっている（すなわち、パッドの領域は外側の領域よりも明るい。）。
【００３０】
処理部４では、パッド閾値の所定の初期値がパッド閾値決定部４１からパッド領域取得部４２に出力されて設定され、設定された値（以下、「設定値」という。）と対象画像の各画素の値とが比較されて対象画像が２値化される。２値化処理では、例えば、値が設定値以上の画素には白い画素を示す値「１」が付与され、設定値未満の画素には黒い画素を示す値「０」が付与される。続いて、２値化後の対象画像において、ラベリング処理により互いに連結する値１の画素の集合が特定され、この画素の集合に囲まれる値０の画素も値１に変換される。そして、パッド閾値決定部４１により変換後の対象画像における値１の画素の各集合（以下、「クラスタ」という。）の外接矩形のサイズ、および、各クラスタの面積が求められる。
【００３１】
パッド閾値決定部４１では、設定値を一定の値ずつ変化させてパッド領域取得部４２にて全クラスタを順次取得させ、各設定値における各クラスタの外接矩形のサイズおよび各クラスタの面積が求められる。そして、外接矩形のサイズと、パッド設計情報が示す設計上のパッドの外接矩形のサイズとの差（例えば、矩形の各辺の長さの差）が所定の値未満であって、面積が設計上のパッドの面積に最も近いクラスタが特定されて、このクラスタが得られた設定値がパッド閾値として決定される（ステップＳ１２）。なお、撮像部３における照明光の強度の変動が小さい場合等には、事前に他の基板に対して上記ステップＳ１２と同様の処理を行うことにより（いわゆる、トレーニングにより）、パッド閾値が予め決定されてもよく、この場合には、処理対象の基板９に対するステップＳ１２は省略される。
【００３２】
続いて、パッド領域取得部４２では、決定されたパッド閾値と対象画像の各画素の値とが比較され、対象画像が２値化される。そして、２値化後の対象画像において、ラベリング処理により互いに連結する値１の画素の集合が特定され、この画素の集合に囲まれる値０の画素も値１に変換されて、変換後の対象画像における値１の画素の集合がクラスタとして取得される（ステップＳ１３）。このとき、パッド設計情報から導かれる設計上のパッドの領域におよそ重なるクラスタのみがパッド領域として取り扱われ、設計上のパッドの領域から離れた位置におけるクラスタは仮に存在したとしても無視される。
【００３３】
なお、パッド閾値決定部４１およびパッド領域取得部４２におけるクラスタの抽出は、実際には同一の電気回路により行われ、十分に大きい記憶領域が存在する場合はステップＳ１２において取得した各設定値におけるクラスタを記憶しておいて、決定されたパッド閾値に対応するクラスタがパッド領域とされてもよい。この場合、ステップＳ１２はパッド閾値を決定しつつパッド領域を取得する処理として捉えられる。また、操作者がコンピュータ５の表示部上に表示される対象画像を参照しつつパッドの範囲を入力部を介して指定することにより、パッド領域取得部４２にてこの入力が受け付けられてパッド領域が取得されてもよい。
【００３４】
図４は、対象画像から取得されたパッド領域６１を示す図である。図４では、平行斜線を付すことにより黒い画素を示しており、４個のパッド領域６１が図示されている。なお、図４では対象画像をパッド閾値で２値化した際のパッド領域６１内の黒い領域も示しているが、前述のように、実際にはこれらの黒い領域もパッド領域６１として扱われる。以下の説明では、１つのパッド領域６１に注目するものとするが、他のパッド領域についても同様の処理が行われる。
【００３５】
パッド領域６１が取得されると、針痕領域取得部４３の針痕閾値決定部４３１では対象画像から各パッド領域６１の部分（以下の説明では、単に「パッド領域６１」と呼ぶ。）が抽出され、パッド領域６１の画素値のヒストグラムが求められる。図５は対象画像中の１つのパッド領域６１における画素値のヒストグラムを示す図であり、縦軸が度数を示し、横軸は画素値を示す。図５の画素値のヒストグラムは明るい画素に対応する画素値が度数が大きい山形の（分布の）部位を有する。なお、図５では、画素値の高い範囲において度数を示す太線の上部が省略されており、実際には、これらの太線は他の画素値におけるものよりも十分に大きい。
【００３６】
針痕閾値決定部４３１では、図５に示す画素値のヒストグラムにおいて度数の移動平均を求めて凹凸が緩和された後、画素値が高い範囲における度数のピーク（最大の度数）に対して１０％の大きさとなる度数Ｈの画素値Ａ１がこの山形の部位の裾野の開始位置として特定される。続いて、画素値Ａ１から最も低い画素値までの範囲におけるヒストグラムの重心の位置となる画素値Ａ２が求められ、画素値Ａ１と画素値Ａ２との中点の位置となる画素値Ａ３が、針痕領域取得用の閾値（以下、「針痕閾値」という。）を求める際の基準となる閾値（以下、「基準閾値」という。）として取得される（ステップＳ１４）。なお、対象画像のパッド領域６１に含まれる画素の値は、図５の画素値のヒストグラムにおいて符号７１を付す矢印にて示す画素値の範囲におよそ包含され、対象画像の針痕領域に含まれる画素の値は符号７２を付す矢印にて示す画素値の範囲におよそ包含される。
【００３７】
ここで、各パッド領域６１における画素値のヒストグラムでは、一般的に、パッドを示す画素値が高い範囲と、パッド上の針痕やパッドのエッジ近傍での画像がぼけた部分を示す画素値が低い範囲とにおいて山形の（分布の）部位がそれぞれ形成されるが、パッド上の針痕が小さい場合等には、画素値が低い範囲における山形の部位の特定が困難となる。このような場合であっても、上記手法によれば、画素値のヒストグラムから適切な基準閾値が容易に取得される。なお、上記手法は一例であって、画素値のヒストグラムから適切な閾値を求める他の手法が用いられてもよい。
【００３８】
また、針痕閾値決定部４３１では、図６．Ａに例示する対象画像のパッド領域６１（ただし、図６．Ａ中において、白い線６１ａにて囲む領域がパッド領域とされる。）が、図６．Ｂに示すようにパッド領域６１（図６．Ｂ中に破線にて囲む領域）の中央部の１個の分割領域６２、パッド領域６１のエッジ近傍の４個の分割領域６４、および、４個の分割領域６４の内側にそれぞれ位置する４個の分割領域６３に分割される。そして、対象画像において各分割領域６２〜６４の画素値の平均値が求められる（ステップＳ１５）。
【００３９】
続いて、基準閾値を中央の分割領域６２の画素値の平均値にて除算することにより値ｒが求められる。すなわち、値ｒは基準閾値をＴｈ、中央の分割領域６２の画素値の平均値をＩｍ０として、（ｒ＝Ｔｈ／Ｉｍ０）にて求められる。そして、この値ｒに各分割領域６２〜６４に対して求められた画素値の平均値を乗じることにより、各分割領域６２〜６４に対する針痕閾値が求められる。このようにして、対象画像のパッド領域６１を分割して得られる複数の分割領域６２〜６４のそれぞれに対して、画素値の平均値に基づいて各分割領域６２〜６４の状態に応じた針痕閾値が決定される（ステップＳ１６）。そして、針痕領域画像生成部４３２において各分割領域６２〜６４に対して針痕閾値が個別に設定される。なお、前述のように基準閾値は、対象画像のパッド領域６１の画素値のヒストグラムに基づいて取得されるため、撮像部３における照明光の状態に変動が生じている場合やロット間で基板９のパッドの表面状態が異なる場合等であっても、各分割領域６２〜６４に対する針痕閾値はこれらの影響を抑制したものとなる。
【００４０】
図７は、図６．Ａに示すパッド領域６１においておよそ中央を通る横向きの線分上に並ぶ画素の値を示す図である。図７では、各分割領域６２〜６４に対応する範囲を同じ符号を付す矢印にて示しており、各分割領域６２〜６４に対して求められた針痕閾値についても破線にて示している。図７に示すように、パッド領域６１の中央部は全体的に値が高い（明るい）画素により構成され、エッジ近傍では外側に向かうに従って画素の値が低く（暗く）なる。これに対して、針痕閾値決定部４３１では中央の分割領域６２の外側の分割領域６３に対して分割領域６２の針痕閾値より低い針痕閾値が設定され、分割領域６３の外側の分割領域６４に対して分割領域６３の針痕閾値よりもさらに低い針痕閾値が設定される。すなわち、針痕閾値決定部４３１では、パッド領域６１のエッジに近い分割領域ほどパッド領域６１外の画素の値に近い針痕閾値が設定される。
【００４１】
針痕領域画像生成部４３２では、対象画像のパッド領域６１内の各分割領域６２〜６４において、分割領域に含まれる各画素の値と設定された針痕閾値とが比較され、値が針痕閾値以上の画素には白い画素を示す値「１」が付与され、針痕閾値未満の画素には黒い画素を示す値「０」が付与される。これにより、対象画像の複数の分割領域６２〜６４が２値化され、図８．Ａに示すように２値の針痕領域画像が生成される（ステップＳ１７）。なお、図８．Ａ（並びに、後述の図８．Ｂ、図８．Ｃ、図９．Ａないし図９．Ｃ）では平行斜線を付すことにより黒い画素を示している。
【００４２】
針痕認識部４３３では、図８．Ａの針痕領域画像において値１と値０とが反転されて図８．Ｂに示す反転後の針痕領域画像が取得される。そして、ラベリング処理により互いに連結する値１の画素（図８．Ｂにおいて白い画素）の集合が特定されて、クラスタ６５，６５ａが針痕領域の候補として取得される（ステップＳ１８）。針痕認識部４３３では、さらに、取得されたクラスタから所定のものがスクリーニングされて除外される（ステップＳ１９）。
【００４３】
例えば、図８．Ｂに示す（反転後の）針痕領域画像では、パッド領域６１のエッジ近傍に幅の狭いクラスタ６５ａ（擬似針痕領域）が検出されており、このような幅の狭いクラスタ６５ａは、パッド領域６１のエッジがぼけることに起因して発生したものと考えられる。したがって、針痕認識部４３３では、各クラスタを囲む外接矩形が求められ、この外接矩形の幅が所定の幅以下となるものが取得された針痕領域の候補から除外される。これにより、図８．Ｃに示すように、真の針痕領域であるクラスタ６５のみを示す針痕領域画像が取得される。
【００４４】
また、基板９上のパッドの表面状態（例えば、パッド形成手法に依存する）等によっては、針痕領域画像生成部４３２により図９．Ａに示すような針痕領域画像が生成され、図９．Ｂに示す値を反転した後の針痕領域画像では、大きなクラスタ６５に加えて多数の微小なクラスタ６５ｂ（擬似針痕領域）が取得される。この場合にも、針痕認識部４３３では一定面積以下のクラスタ６５ｂが除外されることにより、図９．Ｃに示すように、真の針痕領域であるクラスタ６５のみを示す針痕領域画像が取得される。
【００４５】
ここで、仮にパッド領域６１のエッジ近傍の分割領域６３，６４に対して、中央部の分割領域６２と同じ針痕閾値が設定されていた場合には、エッジ近傍において幅が大きく、面積も大きい領域が針痕領域の候補として誤って取得されてしまい、このような領域は候補から除外することが困難となるが、針痕検出装置１では、前述のようにパッド領域６１のエッジ近傍の分割領域６３，６４に対して中央部の分割領域６２よりも低い針痕閾値が設定されるため、エッジ近傍において擬似針痕領域が検出された場合でも幅が狭いものとなり容易に除外することができる。
【００４６】
既述のように、上記ステップＳ１４〜Ｓ１９は対象画像中に含まれる各パッド領域６１に対して同様に行われ（ただし、基準閾値は流用されてもよい。）、各パッド上の針痕が検出される。そして、検出されたパッド上の針痕の面積やパッドのエッジから針痕までの距離等に基づいて、プロービングにおいてパッドにプローブが適切に接触したか否かが判断され、プロービングにおける検査結果の判定に利用される。
【００４７】
また、針痕検出装置１において、基板９上の他のパッドが検査対象とされる際には、ステップＳ１１に戻って別の対象画像が取得され、上記処理が繰り返される。この場合、既に取得されたパッド閾値および基準閾値が利用され、ステップＳ１２，Ｓ１４が省略されてもよい。さらに、連続して他の基板９に対して針痕検出処理が行われる場合にも、ステップＳ１２，Ｓ１４が省略されてもよい。
【００４８】
以上のように、図１の針痕検出装置１では、パッド領域６１のエッジ近傍の分割領域６３，６４における針痕閾値を、パッド領域６１の中央部の分割領域６２の針痕閾値よりもパッド領域６１外の画素値に近い値としつつ、各分割領域６２〜６４に個別に針痕閾値が設定される。そして、分割領域６２〜６４毎に針痕閾値を変更して対象画像のパッド領域６１が２値化されることにより、対象画像においてパッドのエッジに起因するパッド領域のエッジ近傍のぼけの影響を抑制して針痕領域（または、その候補）を適切に取得することができ、その結果、パッド上の針痕を精度よく検出することが実現される。また、針痕検出装置１では取得された針痕領域の候補から所定の幅以下となるものが除外されることにより、針痕をより精度よく検出することができる。
【００４９】
針痕閾値決定部４３１では基準閾値と中央の分割領域６２における画素値の平均値との比である値ｒを求め、この値ｒを傾きとする線形関数を用いることにより、各分割領域６２〜６４の画素値の平均値から各分割領域６２〜６４に対する針痕閾値が容易に決定される。なお、各分割領域６２〜６４の針痕閾値を求める際には、必ずしも各分割領域６２〜６４の画素値の平均値が求められる必要はなく、例えば、画素値の中央値等の他の代表値であってもよい。また、針痕閾値決定部４３１にて利用される関数は必ずしも線形関数である必要はなく、画素値の代表値が大きいほど原則として針痕閾値が大きくなる単調増加関数であればよい。すなわち、所定の単調増加関数に各分割領域の画素値の代表値を入力することにより各分割領域の針痕閾値が容易に求められる。ここで、針痕閾値決定部４３１にて用いられる単調増加関数をｆ、針痕閾値をＴｎ、各分割領域６２〜６４の画素値の代表値をＩｎとし、これらの関係式を（Ｔｎ＝ｆ（Ｉｎ））として表す場合、画素値の代表値が取りうる範囲の一部において単調増加関数ｆを微分した関数ｆ’が０となってもよい。
【００５０】
次に、針痕検出装置１の他の好ましい例について説明する。図１の針痕検出装置１では、撮像部３に対して基板９が静止した状態で対象画像が取得されるが、他の好ましい例では照明部３１がストロボ光源とされる。そして、基板９が撮像部３に対して連続的に移動しつつストロボ光源からフラッシュ光が基板９に照射されて基板９上の針痕検出対象の領域が撮像され、対象画像が取得される。この場合、フラッシュ光のパルス幅と基板９の移動速度との関係や、撮像時におけるフォーカス調整のずれ等に起因して対象画像がぼけることがあるが、針痕検出装置１ではパッド領域内の分割領域毎に閾値を変更することにより、針痕領域を精度よく取得することができる。これにより、配線パターンの微細化や基板の大型化に伴って要求される針痕検出処理の高速化を満足しつつ、高精度な針痕検出が実現される。
【００５１】
次に、第２の実施の形態に係る針痕検出装置１における処理について説明を行う。本実施の形態では、図１の針痕検出装置１における処理部４の機能がコンピュータ５により実現される。以下、図３に準じて第２の実施の形態に係る針痕検出処理について説明を行う。
【００５２】
まず、撮像部３により対象画像が取得される（ステップＳ１１）。図１０は、多階調の対象画像中のパッドを示す領域近傍を示す図である。図１０中では、平行斜線の幅を狭くすることにより濃度が高い（画素の値が低い）領域を示している（ただし、平行斜線を付していない領域では濃度が大きくばらついている。）。本実施の形態においても、対象画像においてパッドを示す領域（図１０中の後述する太い破線にて囲む領域８１）に含まれるほとんどの画素の値は、この領域外の画素の値よりも高くなっている（すなわち、パッドを示す領域は外側の領域よりも明るい。）。また、パッドには表面の凹凸による縞状のパターンが形成されており、図１０中のパッドを示す領域においても比較的濃度が低い（画素の値が高い）帯状領域と、比較的濃度が高い（画素の値が低い）帯状領域とが交互に並んでいる。なお、濃度が低い帯状領域と濃度が高い帯状領域との間の極狭い領域には中間の濃度の帯状領域が存在する場合もあるが、以下の説明では、このような領域を考慮する必要はないものとする。このように、パッド表面に縞状の凹凸パターンを形成して表面積を増大させることにより、ワイヤボンディングの際におけるワイヤの圧着特性の向上が図られる。
【００５３】
続いて、第１の実施の形態と同様にして、パッド閾値が決定された後、対象画像からパッド領域が取得され（ステップＳ１２，Ｓ１３）、針痕領域取得部４３の針痕閾値決定部４３１では、図１０の対象画像中のパッド領域に対応する部分（図１０中にて符号８１を付す破線にて囲む領域であり、以下、同様に「パッド領域８１」と呼ぶ。）が複数の分割領域に分割される。パッド上の表面に凹凸にてパターンが形成される場合、通常、基板９から製造される半導体装置の品種毎にパッド上のパターンの種類が決まっており、各種類のパターンに対して複数の分割領域の形状が予め決定されている。したがって、実際には、針痕検出処理を開始する際に、検査対象の基板９の品種に合わせて操作者がコンピュータ５の入力部を介して入力を行うことにより、複数の分割領域の形状が処理部４にて予め特定され、実際に取得される対象画像中のパッド領域８１がこれらの分割領域に分割されることとなる。
【００５４】
図１１は複数の分割領域を示す図であり、図１１では対象画像のパッド領域８１中に設定された複数の分割領域８２１，８３１のみを図示している。本実施の形態では、図１１に示すパッド領域８１の中央部８２（図１１中において破線にて囲む領域）、および、中央部８２の外側のエッジ近傍部８３のそれぞれを、パッド領域８１中に現れる縞状パターンに沿う１画素行毎に分割した複数の短冊状の分割領域８２１，８３１が設定される。パッド領域８１の中央部８２は、図１０の対象画像において、濃度が低い帯状領域と濃度が高い帯状領域とが比較的明瞭に識別可能な部分に相当し、１画素行の各分割領域８２１はいずれかの帯状領域に含まれることとなる。また、パッド領域８１のエッジ近傍部８３では、中央部８２に比べて濃度が高く（画素値が低く）なっている。なお、行方向（すなわち、図１０および図１１並びに後述の図１２および図１５中の横方向）に関して中央部８２に含まれる分割領域８２１の長さは一定となり、エッジ近傍部８３に含まれる分割領域８３１の長さは、中央部８２の上側および下側と中央部８２の右側および左側とで異なる。
【００５５】
針痕閾値決定部４３１では、対象画像中のパッド領域８１の各分割領域８２１，８３１が抽出され、分割領域８２１，８３１毎に画素値のヒストグラムが求められる。例えば、図１２に示す対象画像のパッド領域８１において、ある分割領域８２１（図１２中にて１本の太線にて示す分割領域であり、以下、「注目分割領域」という。）に含まれる複数の画素の値が抽出され、図１３に示す画素値のヒストグラムが生成される。なお、図１３では縦軸が度数を示し、横軸は画素値を示す。続いて、図１３の画素値のヒストグラムにおいて度数の移動平均を求めることにより、図１４に示すように凹凸が緩和された画素値のヒストグラムが取得される。図１４のヒストグラムにおいて画素値の最頻値（平均値、重心、あるいは中央値等であってもよい。）が求められ、その後、最頻値を中心とする所定の画素値の範囲（例えば、（最頻値±Δ）にて表される画素値の範囲）に含まれるヒストグラムの一部において、重心が算出されて針痕領域の取得に利用される基準画素値ｍとして決定される（ステップＳ１５）。なお、ヒストグラムの全体における画素値の中央値、平均値、重心等の他の代表値がそのまま基準画素値とされてもよい。また、本実施の形態では、図３のステップＳ１４に相当する処理は行われない。
【００５６】
そして、基準画素値ｍから所定の範囲決定値δを減じた下側針痕閾値、および、範囲決定値δを加えた上側針痕閾値が注目分割領域８２１に対して決定される（ステップＳ１６）。ここで、範囲決定値δは基板９の品種毎に予め決定される正の値であり、上側針痕閾値は下側針痕閾値よりも大きくなる。なお、上側針痕閾値および下側針痕閾値を決定する上記手法は一例に過ぎず、上側針痕閾値および下側針痕閾値のそれぞれと基準画素値との差の絶対値は必ずしも同じである必要はない。
【００５７】
針痕閾値決定部４３１において注目分割領域８２１の画素値の代表値に基づいて上側針痕閾値および下側針痕閾値が決定されると、針痕領域画像生成部４３２では、注目分割領域８２１に含まれる各画素の値が上側針痕閾値および下側針痕閾値と比較され、値が下側針痕閾値未満または上側針痕閾値以上の画素は針痕領域に含まれる針痕画素である（と想定される）と判定されて値が１に変換され、値が下側針痕閾値以上上側針痕閾値未満の画素は針痕領域に含まれない画素（すなわち、非針痕領域に含まれる非針痕画素）であると判定されて値が０に変換され、注目分割領域８２１が２値化される。
【００５８】
実際には、針痕検出装置１では、複数の分割領域８２１，８３１のそれぞれに対して基準画素値の決定、上側針痕閾値および下側針痕閾値の決定、並びに、分割領域８２１，８３１の２値化が行われることにより、各分割領域８２１，８３１の状態に応じた針痕閾値を決定してこの分割領域８２１，８３１が２値化されることとなる。また、パッド領域８１のエッジ近傍部８３に含まれる複数の分割領域８３１では、中央部８２に含まれる複数の分割領域８２１に対する範囲決定値δよりも大きい範囲決定値が用いられることにより、非針痕画素を定める画素値範囲を中央部６２の分割領域８２１よりも大きくして、パッドのエッジの影響が抑制される。このようにして、パッド領域８１の全体に対して針痕画素が特定され、図１５に示す針痕領域画像が取得される（ステップＳ１７）。図１５では、平行斜線を付すことにより非針痕画素を示す値０の画素を示している。
【００５９】
続いて、針痕認識部４３３では、ラベリング処理により互いに連結する値１の針痕画素の集合が特定されて、図１５に示すように、クラスタ８５，８５ａが針痕領域の候補として取得される（ステップＳ１８）。なお、実質的には、上側針痕閾値および下側針痕閾値を用いた２値化処理により各分割領域８２１，８３１において針痕領域の部分が取得され、ラベリング処理により複数の針痕領域の部分のうち互いに隣接するものが結合されることとなる。
【００６０】
針痕認識部４３３では、さらに、取得されたクラスタから所定の面積以下のクラスタ８５ａはノイズである（すなわち、擬似針痕領域）として除外され、これにより、擬似の針痕領域が取得されることを抑制しつつ、真の針痕領域であるクラスタ８５のみを示す針痕領域画像が取得される（ステップＳ１９）。
【００６１】
ところで、図１０の対象画像が２５６階調の画像である場合の一例では、濃度が低い帯状領域の画素値の平均値は１２４、標準偏差は９．７５となり、濃度が高い帯状領域の画素値の平均値は９８、標準偏差は４．１９となり、図１０中の平行斜線を付していない領域（針痕領域）では、画素値の平均値は１２０、標準偏差は２０となる。このように、対象画像では針痕領域の画素値の平均値が、濃度が高い帯状領域の画素値の平均値と濃度が低い帯状領域の画素値の平均値との間の値となり、かつ、複数の帯状領域に跨る針痕領域の画素値のばらつきも大きいため、パッド領域の全体に対して２値化処理を施しても針痕領域を精度よく取得することはできない。なお、一般的に、人間の視覚によれば、対象画像中の周期的な帯状領域の乱れから針痕領域を認識することは可能であるが、基板９上には膨大な個数のパッドが存在するため、全てのパッドを目視にて検査することは現実的ではない。
【００６２】
これに対し、針痕検出装置１では、対象画像中のパッド領域８１において、それぞれが１画素分の幅にて行方向に伸びる複数の細長い分割領域が設定され、各分割領域は、行方向に伸びる濃度が低い帯状領域および濃度が高い帯状領域のいずれかに含まれる。すなわち、パッド領域８１がパッドの表面のパターンに従った形状の複数の分割領域に分割される。そして、各分割領域の各画素の値を、分割領域毎に個別に設定される上側針痕閾値および下側針痕閾値と比較して分割領域を２値化することにより、針痕領域を精度よく取得することができる。その結果、縞状のパターンが形成されたパッド上の針痕を人間の視覚にて認識される形状に近似した形状として適切にかつ精度よく検出することが実現される。
【００６３】
また、針痕検出装置１では、パッド領域８１のエッジ近傍部８３の分割領域８３１に対する上側針痕閾値と下側針痕閾値との差が、中央部８２の分割領域８２１に対する上側針痕閾値と下側針痕閾値との差よりも大きくされることにより、パッドのエッジの影響により擬似の針痕領域が取得されることを抑制することができ、さらに、取得された針痕領域の候補から所定の面積以下となるものが除外されることにより、針痕をより精度よく検出することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００６５】
上記第１の実施の形態における針痕検出装置１の針痕閾値決定部４３１では、例えば、中央の分割領域６２に対する針痕閾値が決定された後、この針痕閾値に、他の基板に対する処理において各分割領域６３，６４に対して予め取得された係数（ただし、パッド領域６１のエッジに近い分割領域ほど中央部の分割領域よりも小さな値となる。）を乗じることにより各分割領域６２〜６４に対して針痕閾値が容易に決定されてもよい（第２の実施の形態において同様。）。また、対象画像が一定の状態で取得される場合には、各分割領域に対する針痕閾値が予め決定されていてもよい。ただし、パッド上の各分割領域の部分の状態に応じた針痕閾値を決定して精度よく針痕を検出するには、各分割領域の画素値の代表値を求め、代表値に基づいてこの分割領域に対する針痕閾値を決定することが好ましい。
【００６６】
上記第２の実施の形態では、表面に縞状パターンが形成されたパッド上の針痕を検出する際に、列方向の幅が１画素分の短冊状の分割領域が設定されるが、パッド領域中の濃度が高い帯状領域および濃度が低い帯状領域のいずれかにほぼ含まれるのであるならば、列方向の幅が数画素分の分割領域（すなわち、列方向の幅が帯状領域に対して十分に小さい分割領域）が用いられてもよい。また、対象画像のパッド領域中において列方向に伸びる帯状領域が現れる縦の縞状のパターンや、行方向または列方向から傾斜した方向に伸びる帯状領域が現れる傾斜した縞状のパターン等の周期パターンを有するパッドが針痕の検出対象とされる場合には、それぞれがパッド領域中の帯状領域が伸びる方向に沿うとともに、１画素または数画素分の幅の複数の短冊状の分割領域が用いられる。このように、パッド領域を分割する複数の分割領域のそれぞれは、対象画像中のパッド領域において、パッド上の所定のパターンにより現れる（と想定される）濃淡に基づいて、パッド上のパターンに従った形状として設定される。したがって、各分割領域は、仮にパッド上に針痕が形成されていないとした場合に、対象画像のパッド領域（の中央部）中の一の値以下の画素の集合である領域、および、この値よりも大きい他の値以上の画素の集合である領域（並びに、考慮する必要がある場合には、残りの領域）のいずれかの内部にほぼ包含されるものとされる。よって、針痕検出装置１では、パッド上のパターンに従った形状の複数の分割領域のそれぞれに対して個別に針痕閾値を決定することにより針痕画素を精度よく特定することが可能となり、パターンが形成されたパッド上の針痕が適切に検出される。
【００６７】
また、上記第２の実施の形態では、パッド上のパターンが明確に現れないエッジ近傍部８３に含まれる分割領域８３１も図１１に示すように列方向に１画素分の幅の小さな領域とされるが、図１６に示すように、パッド領域８１中のエッジ近傍部８３にて比較的大きな分割領域８３２が設定されて、エッジ近傍部８３に含まれる分割領域８３２の針痕閾値を容易に求めつつ、針痕検出処理の高速化が図られてもよい。さらに、図１７に示すようにパッド領域８１のエッジから等間隔にて複数の分割領域８４１〜８４４を設定したり、図１８に示すようにパッド領域８１のエッジに近いほど密になるように複数の分割領域８４５〜８４８を設定してもよい。また、照明部３１からのパッド上への照明光にムラが生じている場合には、図１７の分割領域８４２〜８４４をさらに分割して得られる複数の分割領域８４９が図１９に示すように設定されてもよい。
【００６８】
なお、上記第２の実施の形態では、非針痕画素を特定する画素値範囲が下側針痕閾値以上上側針痕閾値未満として設定されるが、当該画素値範囲は下側針痕閾値から１を引いた一の針痕閾値より大きく、上側針痕閾値から１を引いた他の針痕閾値以下となる範囲として規定することもできる。
【００６９】
上記第１の実施の形態では、針痕検出処理の後続の工程にて行われるワイヤボンディングを容易にするために、表面に縞状の凹凸が形成されたパッド（すなわち、第２の実施の形態において針痕検出対象とされるパッド）において、帯状領域の幅等によっては、針痕領域画像において取得された針痕領域の候補に対して収縮処理を施した後に膨張処理を施すことにより、不要な候補が削除されて真の針痕領域のみが取得されてもよい。
【００７０】
上記第１の実施の形態の針痕検出装置１において針痕の検出を高速に行う必要がない場合には、コンピュータ５により図２に示す処理部４の全部または一部と同様の機能がソフトウェア的に実現されてもよい。また、上記第２の実施の形態において、処理部４の機能の全部または一部が専用の電気的回路にて実現されてもよい。
【００７１】
基板９は必ずしも半導体基板である必要はなく、パッドを含む配線パターンが形成されたプリント配線基板、ガラス基板等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】針痕検出装置の構成を示す図である。
【図２】処理部の構成を示す図である。
【図３】パッド上の針痕を検出する処理の流れを示す図である。
【図４】パッド領域を示す図である。
【図５】対象画像中のパッド領域における画素値のヒストグラムを示す図である。
【図６．Ａ】対象画像のパッド領域を示す図である。
【図６．Ｂ】分割領域を示す図である。
【図７】パッド領域における画素の値を示す図である。
【図８．Ａ】針痕領域画像を示す図である。
【図８．Ｂ】値を反転した後の針痕領域画像を示す図である。
【図８．Ｃ】スクリーニング後の針痕領域画像を示す図である。
【図９．Ａ】針痕領域画像を示す図である。
【図９．Ｂ】値を反転した後の針痕領域画像を示す図である。
【図９．Ｃ】スクリーニング後の針痕領域画像を示す図である。
【図１０】対象画像中のパッドを示す領域近傍を示す図である。
【図１１】分割領域を示す図である。
【図１２】対象画像中のパッド領域を示す図である。
【図１３】画素値のヒストグラムを示す図である。
【図１４】度数の移動平均を求めた後の画素値のヒストグラムを示す図である。
【図１５】針痕領域画像を示す図である。
【図１６】分割領域の他の例を示す図である。
【図１７】分割領域のさらに他の例を示す図である。
【図１８】分割領域のさらに他の例を示す図である。
【図１９】分割領域のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    針痕検出装置
３    撮像部
９    基板
４２    パッド領域取得部
４３    針痕領域取得部
６１，８１    パッド領域
６２〜６４，８２１，８３１，８３２，８４１〜８４９    分割領域
６５，８５    クラスタ（真の針痕領域）
６５ａ，８５ａ    クラスタ（針痕領域の候補）
８２    中央部
８３    エッジ近傍部
４３１    針痕閾値決定部
Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１７，Ｓ１８    ステップ
【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．Ａ】
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【図６．Ｂ】
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【図７】
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【図８．Ａ】
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【図８．Ｂ】
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【図８．Ｃ】
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【図９．Ａ】
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【図９．Ｂ】
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【図９．Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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