(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査基板上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的測定を行った後に前記電極パッド上に形成された針跡を撮像し、電極パッドの下地層の露出の有無を検査する針跡検査装置であって、
カラー成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の中から、電極パッドの材質と下地層の材質との反射率の差に応じて選択されたカラー成分の画像データである、画素の座標位置とグレイレベルとを対応付けたグレイデータを取得する手段と、
この手段で取得された前記グレイデータと、前記電極パッドの材質と下地層の材質とを区別するための前記選択されたカラー成分のグレイレベルのしきい値と、に基づいて、針跡における下地層の露出の有無を判定する手段と、を備えたことを特徴とする針跡検査装置。
【請求項２】
前記選択されたカラー成分の画像データを取得する手段は、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分を含むカラー成分の画像を取得するカラーカメラ、選択されたカラー成分のみを取得するカメラ、若しくは選択されたカラー成分のみの光を照射する照射手段、の何れかを備えたことを特徴とする請求項１記載の針跡検査装置。
【請求項３】
前記針跡における下地層の露出の有無を判定する手段は、前記グレイデータに対して前記グレイレベルのしきい値に基づき二値化処理を行って二値化画像データを取得する手段を備え、前記二値化画像データに基づいて、針跡における下地層の露出の有無を判定することを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の針跡検査装置。
【請求項４】
前記グレイレベルのしきい値は、前記グレイデータにおけるグレイレベルと画素数との関係を示すヒストグラムに基づいて設定されたものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の針跡検査装置。
【請求項５】
電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅であり、選択されたカラー成分はＢ成分であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の針跡検査装置。
【請求項６】
Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のうち前記選択されたカラー成分を除いたものの中から、電極パッドの削り滓の影と下地層の材質との反射率の差異に応じて選択されたカラー成分の画像データを取得し、この画像データを二値化した二値化画像データをマスクデータとして、下地層露出領域の検出のための二値化画像データに対して、電極パッドの削り滓の影に対応する画素を除去するためにマスク処理を行う手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の針跡検査装置。
【請求項７】
電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅であり、マスクデータのために選択されたカラー成分はＲ成分であることを特徴とする請求項６記載の針跡検査装置。
【請求項８】
下地層の材質は銅であり、前記下地層露出領域の検出のための二値化画像データのために選択されたカラー成分はＢ成分であることを特徴とする請求項６または７記載の針跡検査装置。
【請求項９】
Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のうち前記選択されたカラー成分を除いたものの中から選択されたカラー成分の画像データを取得し、この画像データの中から針跡領域に対する画像データを切り出すように構成された手段を備え、この切り出された画像データに基づいて以後の処理が行われることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の針跡検査装置。
【請求項１０】
電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅であり、針跡領域に対する画像データを切り出すために選択されたカラー成分はＧ成分であることを特徴とする請求項９記載の針跡検査装置。
【請求項１１】
プローブカードと載置台に基板を載置して、プローブカードのプローブ針を基板上のチップの電極パッドに接触させてチップの電気的測定を行うプローブ装置において
請求項１ないし１０の何れか一項に記載の針跡検査装置を備えたことを特徴とするプローブ装置。
【請求項１２】
被検査基板上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的測定を行った後に前記電極パッド上に形成された針跡を撮像し、電極パッドの下地層の露出の有無を検査する針跡検査方法であって、
カラー成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の中から、電極パッドの材質と下地層の材質との反射率の差に応じて選択されたカラー成分の画像データである、画素の座標位置とグレイレベルとを対応付けたグレイデータを取得する工程と、
この工程で取得された前記グレイデータと、前記電極パッドの材質と下地層の材質とを区別するための前記選択されたカラー成分のグレイレベルのしきい値と、に基づいて、針跡における下地層の露出の有無を判定する工程と、を備えたことを特徴とする針跡検査方法。
【請求項１３】
前記グレイデータに対して前記グレイレベルのしきい値に基づき二値化処理を行って二値化画像データを取得する工程を備え、
前記針跡における下地層の露出の有無を判定する工程は、前記二値化画像データに基づいて行われることを特徴とする請求項１２に記載の針跡検査方法。
【請求項１４】
前記グレイレベルのしきい値は、前記グレイデータにおけるグレイレベルと画素数との関係を示すヒストグラムに基づいて設定されたものである請求項１２または１３に記載の針跡検査方法。
【請求項１５】
電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅であり、選択されたカラー成分はＢ成分であることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか一つに記載の針跡検査方法。
【請求項１６】
Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のうち前記選択されたカラー成分を除いたものの中から、電極パッドの削り滓の影と下地層の材質との反射率の差異に応じて選択されたカラー成分の画像データを取得し、この画像データを二値化した二値化画像データをマスクデータとして、下地層露出領域の検出のための二値化画像データに対して、電極パッドの削り滓の影に対応する画素を除去するためにマスク処理を行う工程を備えたことを特徴とする請求項１２または１３記載の針跡検査方法。
【請求項１７】
電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅であり、マスクデータのために選択されたカラー成分はＲ成分であることを特徴とする請求項１６記載の針跡検査方法。
【請求項１８】
下地層の材質は銅であり、前記下地層露出領域の検出のための二値化画像データのために選択されたカラー成分はＢ成分であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の針跡検査方法。
【請求項１９】
Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のうち前記選択されたカラー成分を除いたものの中から選択されたカラー成分の画像データを取得し、この画像データの中から針跡領域に対する画像データを切り出す工程を含み、この切り出された画像データに基づいて以後の処理が行われることを特徴とする請求項１２ないし１８のいずれか一つに記載の針跡検査方法。
【請求項２０】
電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅であり、針跡領域に対する画像データを切り出すために選択されたカラー成分はＧ成分であることを特徴とする請求項１９記載の針跡検査方法。
【請求項２１】
被検査基板上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的測定を行った後に前記電極パッド上に形成された針跡を撮像し、電極パッドの下地層の露出の有無を検査する針跡検査装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１２ないし２０のいずれか一つに記載の針跡検査方法を実行するようにステップ群が構成されていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプローブ針を用いて検査した後の基板について電極パッドの下地層の露出の有無等の露出状況を自動的に検出する針跡検査装置、及び針跡検査方法、並びに針跡検査装置を備えたプローブ装置と、針跡検査方法の実行プログラムが記憶された記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の基板上に形成されたＩＣチップの電気的な特性を測定する装置としてプローブ装置が使用されている。プローブ装置は、基板を載置して３次元方向に自由に移動可能なステージと、プローブカードとを備えており、基板上の配線パターンに接続された電極パッドにプローブカードのプローブ針を接触させる、所謂プローブテストを行うことによってチップの電気的測定を行う装置である。
【０００３】
プローブとしては一般的にプローブ針が使用され、電極パッドの表面の自然酸化膜を削り取るためにオーバドライブ（プローブ針と電極パッドとが接触してから更に電極パッドを上昇させること）をかけるようにしている。そしてプローブ針が横針の場合には、オーバドライブをかけたときにプローブ針が横滑りするために縦長の針跡が形成され、プローブ針が垂直針の場合でも、確実な接触を確保するために基板ステージを横に動かして縦長の針跡が形成されることもある。
【０００４】
従って、プローブテスト後に電極パッドの針跡を検出して電極パッド上に針跡が存在するか否かを把握し、針跡がない場合には測定不良と判断するようにしている。更にプローブ針が予定しているよりも深く電極パッドに突き刺さって電極パッドの下地層が露出した場合にはデバイスの信頼性が落ちるため、それらの電極パッドについては不良として取り扱う必要があり、またそのような深堀りが起きると下地層の削り滓がプローブ針に付着してコンタミの要因となる。従って針跡の検出においては、速やかに露出の有無を検出する必要がある。
【０００５】
上記電極パッドの針跡検査については基板がプローブ装置から搬出された後、当該基板に対して作業者が金属顕微鏡等を使用して行っている。しかしながら一枚の基板からは多数例えば１０００個のチップが製造され、一つのチップには複数例えば１０個の電極パッドが形成されることから、針跡検査を行う電極パッドの数は膨大な数になる。そのため従来の針跡検査作業では検査に非常に長い時間が掛かるし、また金属顕微鏡を用意する必要があった。
【０００６】
このような問題に対し、ＣＣＤカメラ等によってウェハＷを撮像し、その撮像データを制御部にて解析して針跡検査を行う針跡検査装置がある。例えば特許文献１には、プローブテスト後の基板を撮像し、半導体チップにおけるプローブ針の接触痕を２次元画像として取得してこの２次元画像を解析して針跡を検出すると共に、針跡における色の濃度値の平均値を調べ、この平均値と、予め定められた平均値に対応する穴の深さを備えたデータをと比較することによって、針跡の深さを判定することが可能な針跡検出測定装置が記載されている。
【０００７】
また特許文献２には、基板を撮像して基板上面の画像データを取得し、画像データから電極パッド領域のデータを取得して針痕閾値決定部によって電極パッド領域の画素値のヒストグラムを求めると共に、ヒストグラムから針痕領域取得用の閾値を求め、この閾値を基に電極パッド領域を二値化して針跡の位置を正確に検出する針跡検出装置が記載されている。また特許文献３には、基板を撮像して基板上面の画像データを取得し、画像データから電極パッド領域のデータを取得して針痕閾値決定部によって電極パッド領域の画素値のヒストグラムを求めると共に針痕領域取得用の閾値を求め、電極パッド領域を複数の領域に分割して、領域ごとに求めた閾値を基に個別の閾値を設定して針跡を正確に検出する針跡検出装置が記載されている。
【０００８】
しかしながら上述した各装置では、撮像手段としてモノクロカメラを使用するため、例えば図２２に示すように、基板を撮像すると電極パッド１００のデータがモノクロ画像として取得される。このとき電極パッド１００の中央に楕円形の針跡１１０が形成され、その中央部にプローブ針が電極パッド１００を突き破ったことによって下地の銅が露出した露出領域１１１が形成されており、またプローブ針は一方向から斜めに突き刺さるため針跡１１０の一端側には弧状に堆積した電極パッド１００の削り屑が形成され、その影１１２が形成される。
【０００９】
そしてこの画像を二値化して判定を行うとした場合、グレイレベルの高い露出領域１１１と削り屑の影１１２、及び針跡１１０における縁部１１０ａの影の部分が黒くなり他の領域が白くなる。そのため従来の各装置を利用して露出領域１１１を判定しようとした場合、図２３に示すように、図２３（ａ）のモノクロ画像から図２３（ｂ）に示す二値化画像が取得されてしまい、削り屑の影１１２と露出領域１１１とを判別することができない。そのため露出領域１１１を削り屑の影１１２と誤認識して、露出領域１１１が形成されたチップを良品と判定したり、逆に削り屑の影１１２を露出領域１１１と誤認識して良品のチップを不良品と判定するという問題が発生し、電極パッド１００に露出領域１１１が形成されたかどうかを制御部にて判別することは困難であった。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−６８８１３号公報（段落番号００４４〜００５８）
【特許文献２】特開２００６−１９０９７４号公報（段落番号００３０〜００４８）
【特許文献３】特開２００７−１１４０７３号公報（段落番号００３５〜００４６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プローブ針を用いて検査した後の基板について電極パッドの下地層の露出の有無等の露出状況を自動的かつ高精度に検出することができる針跡検査装置と、当該装置を備えたプローブ装置、及び針跡検査方法とその検査方法の実行プログラムが記憶された記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の針跡検査装置は、被検査基板上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的測定を行った後に前記電極パッド上に形成された針跡を撮像し、電極パッドの下地層の露出の有無を検査する針跡検査装置であって、
カラー成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の中から、電極パッドの材質と下地層の材質との反射率の差に応じて選択されたカラー成分の画像データである、画素の座標位置とグレイレベルとを対応付けたグレイデータを取得する手段と、
この手段で取得された前記グレイデータと、前記電極パッドの材質と下地層の材質とを区別するための前記選択されたカラー成分のグレイレベルのしきい値と、に基づいて、針跡における下地層の露出の有無を判定する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また前記選択されたカラー成分の画像データを取得する手段は、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分を含むカラー成分の画像を取得するカラーカメラ、選択されたカラー成分のみを取得するカメラ、若しくは選択されたカラー成分のみの光を照射する照射手段、の何れかを備えたことを特徴としている。
【００１５】
またＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のうち前記選択されたカラー成分を除いたものの中から、電極パッドの削り滓の影と下地層の材質との反射率の差異に応じて選択されたカラー成分の画像データを取得し、この画像データをニ値化したニ値化画像データをマスクデータとして、下地層露出領域の検出のためのニ値化画像データに対して、電極パッドの削り滓の影に対応する画素を除去するためにマスク処理を行う手段を備えている。電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅である場合、マスクデータのために選択されたカラー成分はＲ成分であることが好ましい。さらに下地層の材質は銅である場合には、前記下地層露出領域の検出のための二値化画像データのために選択されたカラー成分はＢ成分であることが好ましい。
【００１６】
また本発明のプローブ装置は、プローブカードと載置台に基板を載置して、プローブカードのプローブ針を基板上のチップの電極パッドに接触させてチップの電気的測定を行うプローブ装置において、上記各針跡検査装置を備えたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の針跡検査方法は、被検査基板上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的測定を行った後に前記電極パッド上に形成された針跡を撮像し、電極パッドの下地層の露出の有無を検査する針跡検査方法であって、
カラー成分であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の中から、電極パッドの材質と下地層の材質との反射率の差に応じて選択されたカラー成分の画像データである、画素の座標位置とグレイレベルとを対応付けたグレイデータを取得する工程と、
この工程で取得された前記グレイデータと、前記電極パッドの材質と下地層の材質とを区別するための前記選択されたカラー成分のグレイレベルのしきい値と、基づいて、針跡における下地層の露出の有無を判定する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
またＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のうち前記選択されたカラー成分を除いたものの中から、電極パッドの削り滓の影と下地層の材質との反射率の差異に応じて選択されたカラー成分の画像データを取得し、この画像データをニ値化したニ値化画像データをマスクデータとして、下地層露出領域の検出のためのニ値化画像データに対して、電極パッドの削り滓の影に対応する画素を除去するためにマスク処理を行う工程を備えたことを特徴としている。そして電極パッドの材質はアルミニウムであり、下地層の材質は銅であり、マスクデータのために選択されたカラー成分はＲ成分であってもよい。さらに下地層の材質は銅であり、前記下地層露出領域の検出のための二値化画像データのために選択されたカラー成分はＢ成分であることが好ましい。
【００２１】
本発明の記憶媒体は、
被検査基板上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的測定を行った後に前記電極パッド上に形成された針跡を撮像し、電極パッドの下地層の露出の有無を検査する針跡検査装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上記各針跡検査方法を実行するようにステップ群が構成されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、針跡の検査を行う際にカラーデータである画像データを取得し、画像データから抽出されるＲ成分データ、Ｇ成分データ、Ｂ成分データのうち、電極パッドの材質の光の相対反射率と下地層の材質の光の相対反射率との差が最も大きくなる成分データを下地層露出の判定用データとして選択する。そして針跡領域を切り出してグレイレベルと画素数とが関係するデータを生成し、そのデータから下地層に対応するグレイレベルの範囲を基に針跡における下地層の露出の有無を判定する。従って深堀りを自動で速やかに精度良く確実に検出することができ、オペレータの負担も大幅に軽減できる。またプローブ装置内にて針跡の検査を行うことができるので従来のようにオペレータによる金属顕微鏡の作業領域にウェハＷを搬送しなくても済み、更にプローブ針の異常やオーバドライブの異常などを速やかに把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は本発明の実施の形態に係る針跡検査装置が組み込まれたプローブ装置を示す図である。このプローブ装置は、ベース２０を有し、このベース２０の上に第１ステージ２１がＸ方向に平行に伸びる第１ガイドレール２１ａに移動可能に支持された状態で積載され、この第１ステージ２１を軸通する図示しないボールネジとモータによって図示Ｘ方向へと移動可能となっている。また第１ステージ２１には、この第１ステージ２１と同態様で第２ステージ２２がＸ及びＺ方向と直交する図示しないＹ方向に移動可能となるように積載されており、第２ステージ２２上には、図示しないモータにより図示Ｚ方向に移動可能な第３ステージ２３が積載されている。
【００２４】
第３ステージ２３の移動体にはＺ軸を回転中心として微少量だけ回転自在な（θ方向に微少量例えば左右に１度ずつだけ移動自在な）載置台であるチャックトップ２４が備えられている。従ってこのプローブ装置では、第１、第２、第３ステージ２１、２２、２３、及びチャックトップ２４を駆動部として、ウェハＷをＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動させることが可能となっている。
【００２５】
またチャックトップ２４の上方には、プローブ装置の外装体の天井部に相当するヘッドプレート３０にインサートリング３１を介してプローブカード３２が配設されている。プローブカード３２は、図示しないテストヘッドに電気的に接続される電極群を上面側に有し、下面側には当該電極群に夫々電気的に接続されたプローブ針例えば斜め下方に伸びる金属線よりなるプローブ針３３が、チップ１の電極パッド２（後述する図２参照）の配列に対応して設けられている。尚プローブ針３３としては、ウェハＷの表面に対して垂直に伸びる垂直針（線材プローブ）や、フレキシブルなフィルムに形成された金バンプ電極などであってもよい。
【００２６】
第３ステージ２３には固定板２３ａが設けられており、この固定板２３ａにプローブ針３３の針先を拡大して撮るための高倍率の光学系７０ａとＣＣＤカメラ７０ｂとを組み合わせて構成された下カメラ７０が積載されている。また固定板２３ａには、プローブ針３３の配列を広範囲に亘って撮影するための低倍率カメラ７１が下カメラ７０と隣接するように積載され、下カメラ７０の合焦面に対して光軸と交差する方向に進退機構２６により進退できるようにターゲット２７が設けられている。
【００２７】
チャックトップ２４とプローブカード３２との間の領域には、下カメラ７０と同構成の上カメラ（撮像手段）７２が、図示しないガイドに沿って移動自在に支持されたカメラ搬送部３４に積載されており、ターゲット２７は、下カメラ７０及び上カメラ７２により画像認識できるように構成され、例えば透明なガラス板に、位置合わせ用の被写体が形成されている。またプローブ装置の外装体には、上カメラ７２によってウェハＷを撮像する際にウェハＷを照明する、例えば青色発光ダイオードからなる照明手段２８が設けられている。本実施形態では上カメラ７２に、ウェハＷを撮像した際にウェハＷの撮像データＤ１をＲ、Ｇ、Ｂ各成分を有するカラーデータとして取得することが可能なカラーカメラを使用している。
【００２８】
またプローブ装置には、上述した各部材の駆動等を制御するための制御部４が設けられており、ＣＰＵ４０、ＲＯＭ（Read Only Memory）４１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２、入力部４３、画面等の表示部４４、プロービング用プログラム４５、針跡検査用プログラム４６等が備えられ、これらの各装置がバス４７によってデータや命令の授受を行うことが可能な態様で接続されている。そしてこの制御部４は、プローブ装置に接続されたコントローラとコントローラに接続されたパーソナルコンピュータとによって構成されている。プロービング用プログラム４５は、プローブ装置を制御してプローブテストを行うための命令群であり、第１〜第３ステージ２１〜２３、及びチャックトップ２４を駆動制御して載置されるウェハＷの位置を制御し、プローブテストを行う。
【００２９】
針跡検査用プログラム４６は、上カメラ７２によって取得したウェハＷの撮像データに対して処理を行いプローブテスト後の電極パッド２の針跡を検出検査するための命令群である。針跡検査用プログラム４６には、本発明の電極パッドの材質と下地層の材質との反射率の差に応じて選択されたカラー成分の画像データを取得する手段に対応するＲＧＢ成分取得部５０、本発明の設定されたグレイレベルとこのグレイレベルを有する画素数との関係データを求める手段に対応する針跡領域抽出部５１、本発明の針跡における下地層の露出の有無を判定する手段を含むＢ成分ヒストグラム取得部５２、本発明の下地層露出領域の検出のための二値化画像データを取得する手段に対応するＢ成分二値化部５３、本発明のマスク処理を行う手段に対応するマスク処理部５４が備えられている。ＲＧＢ成分取得部５０は、撮像データからＲ、Ｇ、Ｂ各成分のデータを抽出してＲ成分のグレイスケールデータ、Ｇ成分のグレイスケールデータ、Ｂ成分のグレイスケールデータを取得する命令群である。針跡領域抽出部５１は、Ｇ成分のグレイスケールデータを処理して針跡領域を摘出する命令群である。Ｂ成分ヒストグラム取得部５２は、Ｂ成分のグレイスケールデータを処理して電極パッド２における下地層の露出領域の有無を検査する命令群である。Ｂ成分二値化処理部５３は、Ｂ成分のグレイスケールデータを二値化して露出領域の位置を検出する命令群である。マスク処理部５４は、Ｒ成分のグレイスケールデータを二値化して電極パッド２の削り滓に対応するマスクを取得し、マスク処理を行って針跡の位置を特定する命令群である。そして本実施形態では、この針跡検査用プログラム４６と上カメラ７２と照明手段２８とで針跡検査装置を構成している。
【００３０】
次に上述実施形態の作用について説明する。まずプロービング用プログラム４５に従って被検査基板であるウェハＷのプローブテストが行われる。このウェハＷのチップ（ＩＣチップ）１における電極パッド２の配置部分の略解図を図２、３に示す。ウェハＷには、複数の半導体チップの原型となるチップ１が形成され、一つのチップ１の上面には電極となる例えばアルミニウム（Al）からなる電極パッド２が複数（図２では便宜上１０個）形成されている。この電極パッド２は、半導体の例えばシリコン（Si）で形成された基台５の上に成膜された例えば銅（Cu）からなる下地層６の上面に形成されている。
【００３１】
プローブテストにおいては、上カメラ７２によりウェハＷの電極パッド２を撮像すると共に下カメラ７０によりプローブカード３２のプローブ針３３の針先を撮像し、各撮像時におけるチャックトップ２４の駆動系、あるいはリニアスケールで特定されるＸ、Ｙ、Ｚ方向の座標位置を求め、これら座標位置に基づいて求めたコンタクト位置にウェハＷを移動させる。そしてプローブ針３３とウェハＷ上の電極パッド２とを接触させ、プローブカード３２に接続されたテストヘッドを介して接続されている図示しないテスタにより各チップ１の電気的特性が測定される。プローブテストが終了すると電極パッド２における針跡の検査が行われる。
【００３２】
次に針跡の検査について説明する。以下の一連の動作は針跡検査用プログラム４６に従って行われる。図４のフローチャートに示すようにまずプローブテスト後のウェハＷを照明手段２８で照明し、上カメラ７２で撮像してウェハＷ上面の画像を、ＲＧＢ成分を有するカラーの撮像データＤ１として取得し、ＲＡＭ４２に記憶する（ステップＳ１）。続いて図６（後述する図１９参照）に示すように撮像データＤ１からＲ（Red）成分、Ｇ（Green）成分、Ｂ（Blue）成分の各成分を抽出して夫々のグレイデータである、Ｒ成分データＤ２、Ｇ成分データＤ３、Ｂ成分データＤ４を取得する（ステップＳ２）。
【００３３】
これ以降の動作を詳述する前に、その概要及び目的を簡単に述べて置く。図７（ａ）は、縦軸に相対反射率、横軸に光の波長をとり、銅、アルミニウム、シリコン夫々について両者の関係を示すグラフであり、破線L１は銅、実線L２はアルミニウム、一点鎖線L３は基台５のシリコンを示す。この図から分かるように銅は紫色の光（波長４００nm）に対する相対反射率が４７．５％と低く、波長が長くなるに従って相対反射率が高くなり赤色の光（波長７００nm）に対する相対反射率が９７．５％となる。これに対しアルミニウムの場合、紫色の光に対する相対反射率が９４．８％、赤色の光で８９．９％となり、光の波長の変化によって相対反射率はあまり変化せず高い値を示す。一方シリコンは、どのような光の波長に対しても相対反射率は５０％以下となる。
【００３４】
本発明は、このように各材質と光の波長によって相対反射率が異なる点に着目し、この特性を利用して下地層６の露出領域１１（銅の露出領域）の検出を行っている。つまり本実施形態では、銅とアルミニウムの相対反射率の差が最も大きくなる紫色の光の波長に最も近いＢ成分データＤ４を用いることによって電極パッド２の材質であるアルミニウムと下地層６の露出領域１１に現れる銅とを区別するようにしている。そしてＢ成分データＤ４に対してこのような区別を行うと基台５のシリコンの反射率が低いことから後のデータ処理がやり辛くなり、さらに基台５の影響を排除するために電極パッド２を切り出した場合でも、電極パッド２全体領域についてこのような区別を行うとデータ処理の負荷が大きくなるためＢ成分データＤ４の処理対象領域を針跡領域に絞るようにしている。
【００３５】
このような観点に基づいて具体的には次のような処理が行われる（後述する図２０参照）。即ちＧ成分データＤ３をグレースケール変換してＧグレイデータＤ３１を取得する（ステップＳ３）。Ｇ成分データＤ３では、アルミニウムの相対反射率が高く電極パッド２の部分が明るく写るため、ＧグレイデータＤ３１に変換すると電極パッド２部分のグレイレベルが全体的に高くなる。そしてＧグレイデータＤ３１の全ての画素に対して、画面上をスキャンして画素の座標位置とそのグレイレベルを対応させたデータを取得してＲＡＭ４２に記憶し、グレイレベルの高い連続した領域を検出すると共に領域の図示Ｘ軸方向及びＹ軸方向の端部の座標を検出してこれを繋ぐ矩形を検出する。
【００３６】
矩形を検出したら、予め記憶されている電極パッド２のマッチングテンプレートを読み出してその矩形と比較する（ステップＳ４）。図８はこのような一連の処理のイメージを示している。Ｄ３１はＧグレイデータ、Ｔ１はマッチングテンプレートである。そしてマッチングテンプレートＴ１と検出した矩形の一致率が、規定値例えば９０％以上になった場合には、検出した矩形が電極パッド２の領域であると判定し、逆にそれ以下の場合には検出をやり直す（ステップＳ５）。
【００３７】
ステップＳ４、Ｓ５を繰り返してＧグレイデータＤ３１の全領域で電極パッド２の検出が完了すると、検出した個々の電極パッド２の領域について針跡１０の位置特定（抽出）を行う。まず図９に示すように切り出された電極パッド２の画像について、二値化する（ステップＳ６）。この領域では、上述したように電極パッド２の領域はグレイレベルが高くなるのに対し、針跡１０では、その縁部の影や削り屑の影の位置、さらに針跡１０に露出領域１１が形成されていた場合には銅の相対反射率が電極パッド２より低いため露出領域１１の位置で画素のグレイレベルが低くなる。そのため二値化を行うと、電極パッド２の領域のうち、縁部１０ａや削り屑の影１２、露出領域１１の部分の画素が０、その他の領域が１となったＧ二値化データＤ３２が取得される。
【００３８】
Ｇ二値化データＤ３２を取得した後、Ｇ二値化データＤ３２に対して、ＧグレイデータＤ３１に対して行った画素の探索と同様の探索を行う。このとき例えばＲＡＭ４２に最大Ｘ位置、最小Ｘ位置、最大Ｙ位置、最小Ｙ位置の各座標を記憶する領域を確保しておき、最初に値が０の画素が発見された場合、その画素の座標を上記記憶領域全てに記憶する。そして探索を続行し、次に値が０の画素が発見された場合、記憶されている各座標と夫々Ｘ、Ｙ座標を比較して発見された座標の値がより最適な値である場合、例えばＸの値が最大Ｘ位置の記憶領域に記憶されている値より大きい場合には、発見された座標を夫々の記憶領域に上書きする。
【００３９】
これにより針跡１０のＸ−Ｙ平面上の最も外側にある画素の位置が判り、この座標位置を基に針跡１０と一致する、例えば針跡１０の外周側に接する矩形状の針跡領域１３と、その座標位置とを検出してそのデータをＲＡＭ４２に記憶させる（ステップＳ７）。そしてステップＳ６、Ｓ７を繰り返して全ての電極パッド２ごとの針跡領域１３及びその座標位置を検出してそのデータをＲＡＭ４２に記憶させる。
【００４０】
尚本実施形態では電極パッド２の領域を二値化する際に使用するグレイレベルの閾値をＲＡＭ４２に記憶しておき、その閾値を読み出しているが、本発明の実施の形態はこれに限らず、例えば電極パッド２の領域における画素のグレイレベルを調べ、グレイレベルを横軸、画素数を縦軸としたヒストグラムを生成し、このヒストグラムのピーク等の形状を基に閾値を決定してもよい。
【００４１】
全ての針跡領域１３を検出した後、図５のフローチャートに示すように、まず図１０（ａ）のようにＢ成分データＤ４をグレースケール変換してＢグレイデータＤ４１を取得する（ステップＳ２１）。そしてＢグレイデータＤ４１から針跡領域１３に対応する領域のデータを切り出して図１０（ｂ）に示すようにＢ針跡領域１３ｂを取得し、Ｂ針跡領域１３ｂから図１１（ａ）に示すようなグレイレベルを横軸、画素数を縦軸としたヒストグラムを生成する（ステップＳ２２）。
【００４２】
ヒストグラムを生成した後、図１１（ｂ）に示すように予め設定されているグレイレベルの範囲内のヒストグラムＣを抽出する。このグレイレベルの範囲は、下地層６の銅と電極パッド２のアルミニウムとの反射率の差を基に、下地層６と電極パッド２との領域の切り分けができる範囲、つまり銅の検出範囲として設定されたグレイレベルの範囲であり、本実施形態では、グレイレベルの値が７０から１００までの間の範囲が、上記範囲として設定されている。そしてヒストグラムＣから周知の方法により存在する全てのピークを検出する（ステップＳ２３）。
【００４３】
本実施形態では電極パッド２にアルミニウムを使用し下地層６に銅を使用しているため、Ｂ成分データＤ４では、下地層６が露出している露出領域１１の相対反射率が電極パッド２の相対反射率に比べて低くなり、電極パッド２の領域に比べて露出領域１１が暗く写る。そのためＢグレイデータＤ４１では露出領域１１が形成された場合、露出領域１１のグレイレベルが電極パッド２の領域の比べて低くなる。またＢグレイデータＤ４１では銅のグレイレベルが、上述した銅の検出範囲に対応するグレイレベルの範囲内の値になるため、露出領域１１が形成された状態でヒストグラムを生成すると露出領域１１に対応するグレイレベルの画素数が多くなり、ヒストグラムＣ内に特徴的、例えば他のピークに比べて明らかに大きいピークが形成される（ステップＳ２４）。従ってこの特徴的なピークが検出された場合には露出領域１１が形成されていることが判る。
【００４４】
この特徴的なピークの検出は周知の方法（例えば、ローパスフィルタ処理等）により行われる。そして特徴的なピーク、例えば図１１（ｂ）に示すピークＰ１が検出できた場合には、ピークＰ１の始点P２と終点P３のグレイレベルの値をＢ針跡領域１３ｂを二値化する際の閾値の上限及び下限として設定する（ステップＳ２５）。尚露出領域１１に対応するピークＰ１が発見できない場合、検出中のＢ針跡領域１３ｂに対応する電極パッド２については、露出領域１１がないと判断して検出を打ち切り、その情報をＲＡＭ４２に記憶させる（ステップＳ３０）。
【００４５】
閾値の範囲が設定されると、図１０（ｃ）に示すようにその閾値の範囲を基にＢ針跡領域１３ｂを二値化してＢ針跡領域１３ｂの画素のうち、閾値内のグレイレベルの画素を「０」とし、閾値から外れたグレイレベルの画素については「１」とする。そして銅の露出した露出領域１１の画素及び閾値内の画素の領域が黒く、その他の領域が白いＢ二値化データＤ４２が取得され、そのデータがＲＡＭ４２に記憶される（ステップＳ２６）。そして上述したステップＳ２１〜Ｓ２４を繰り返し、全ての電極パッド２についてピークＰ１の検出及び電極パッド２ごとのＢ二値化データＤ４２を取得して、そのデータをＲＡＭ４２に記憶させる。
【００４６】
こうして得られたＢ二値化データＤ４２は、グレイレベルの閾値の範囲内に針跡１０の縁部やアルミニウムの影に対応するグレイレベルが含まれてしまう場合があり、そうすると銅の露出領域１１だけでなく、これらの影に対応する領域も「０」（黒画素）として表されてしまう。そこでこれら領域を切り分けるために、既に収録されてＲＡＭ４２に記憶されているＲ成分データＤ２を用い、前記影に対してマスクをかけるマスク処理を行うようにしている。即ちまず図１２（後述する図２１参照）に示すようにＲ成分データＤ２を二値化し、マスクデータＤ２１を取得する（ステップＳ２７）。図１２中、１０ａが縁部の影、１２は削り滓の影である。Ｒ成分データＤ２では、電極パッド２のアルミニウムと下地層６の銅の相対反射率に差がないため、露出領域１１が比較的明るく写り、縁部１０ａの影や削り屑の影１２の領域のみが暗く写る。そのためマスクデータＤ２１を取得すると図１２に示すように影の部分に対応する画素のみが０となり、その他の部分の画素は１となる。
【００４７】
このマスクデータＤ２１に対して既述のようにして針跡領域１３を切り出し、切り出されたマスクデータＤ２１を用いてＢ二値化データＤ４２に対するマスク処理を行う。即ちマスクデータＤ２１の「０」の画素と重なるＢ二値化データＤ４２の「０」の画素を「１」に置き換える（ステップＳ２８）。この処理によれば図１３に示すＢ二値化データＤ４２における黒領域から縁部の影１０ａや削り屑の影１２に対応する黒領域を除去する処理に相当し、結果として銅の露出領域１１を黒領域とする針跡領域１３の画像が得られることになる。この画像データを露出位置特定データ１５と呼ぶことにする。そしてこの露出位置特定データ１５は、ＲＡＭ４２に記憶される（ステップ２９）。そしてステップＳ２５〜Ｓ２７を繰り返して、全てのＢ二値化データＤ４２に対してマスク処理を行い、マスク処理後の露出位置特定データ１５を取得して、そのデータをＲＡＭ４２に記憶させる。
【００４８】
その後ＲＡＭ４２から各電極パッド２に対応する針跡１０に関する情報を読み出し、例えば針跡１０のない電極パッド２を含むＩＣチップについては再検査の表示を付し、露出位置特定データ１５において銅の露出領域として取り扱っている「０」の画素の数が予め設定した画素数を超えている電極パッド２を含むチップ１、例えば「０」の画素が１個でも存在したチップ１については針跡１０が深堀りである等の情報をそのチップ１に付しＲＡＭ４２に記憶する。このような情報が取得された後の処理についての一例を述べると、深堀りと判断された電極パッド２について、その電極パッド２の例えばＲＧＢ成分が混在する大元の画像をオペレータが表示部に表示させ、オペレータにより深堀りの判断が適切か否かを確認するようにしてもよく、最終的に深堀りと判断されればその電極パッド２を含むチップ１を不良品として取り扱う。またこうしたオペレータの確認を行なわなくてもよいことは勿論である。針跡検査の結果を例えばウェハＷ上のチップ１の位置に対応付けて表示部に表示させ、例えば各チップ１にその結果に対応した色分け等を行うようにしてもよい。
【００４９】
尚本実施形態では、ステップＳ１、ステップＳ２に対応する工程をＲＧＢ成分取得部５０が、ステップＳ３からステップＳ７に対応する工程を針跡領域抽出部５１が、ステップＳ２１からステップＳ２５、及びステップＳ３０に対応する工程をＢ成分ヒストグラム取得部５２が、ステップＳ２６に対応する工程をＢ成分二値化部５３が、ステップＳ２７からステップＳ２９に対応する工程をマスク処理部５４が、夫々行っている。
【００５０】
以上上述した本実施形態のプローブ装置は、針跡１０の検査を行う際にカラーデータである撮像データＤ１を取得し、撮像データＤ１から抽出されるＲ成分データＤ２、Ｇ成分データＤ３、Ｂ成分データＤ４のうち、電極パッド２の材質であるアルミニウムにおける光の相対反射率と下地層６の材質である銅の光の相対反射率との差が最も大きくなるＢ成分データＤ４を下地層の露出判定用データとして選択している。そしてＢ成分データＤ４から針跡領域１３を切り出してグレイレベルと画素数とのヒストグラムを生成し、そのヒストグラムから下地層６の銅に対応するグレイレベルの範囲内におけるピークＰ１を検出してこのピークＰ１に対応するグレイレベルを閾値の範囲としてＢ二値化データＤ４２を取得している。更にＲ成分データＤ２を用いたマスク処理を行うことによって削り滓の影１２等に対応する領域を除去するようにしている。従ってプローブ針３３によるパッド２の深堀り（下地層６まで掘ってしまう状態）を自動で速やかに精度良く確実に検出することができ、オペレータの負担も大幅に軽減できる。またプローブ装置内にて針跡１０の検査を行うことができるので従来のようにオペレータによる金属顕微鏡の作業領域にウェハＷを搬送しなくても済み、更にプローブ針の異常やオーバドライブの異常などを速やかに把握することができる。
【００５１】
また本実施形態では、撮像データＤ１からＲ成分データＤ２、Ｇ成分データＤ３、Ｂ成分データＤ４を抽出し、Ｒ成分データＤ２をマスク処理に、Ｇ成分データＤ３を針跡位置検出処理に、Ｂ成分データＤ４を下地層露出判定処理に使用している。そのため実際の処理を行うデータは、撮像データＤ１に比べてデータ量が少なくなるので、各処理の効率化が図れる。
【００５２】
上述の実施形態では、Ｂ二値化データＤ４２に対してＲ成分データＤ２を利用してマスク処理をかけており、このため針跡１０の縁やアルミニウムの削り滓の影と銅の露出領域とを分離できる利点があるが、本発明の実施形態としてはマスク処理を行わなくてもよい。この場合は、例えばアルミニウムの削り滓等の陰の領域の面積（画素数）を実験データに基づいて決めておき、Ｂ二値化データＤ４２における黒領域の画素数から影の領域の画素数を差し引いたデータを用いて銅の露出領域の有無を判定することができる。また上述の実施形態では電極パッド２を撮像するたびに（毎回）、Ｂ成分データＤ４に対して図７に示すヒストグラムを求めてグレイレベルの閾値を求めているが、例えばウェハＷの種別毎に予め前記閾値を求めてＲＡＭ４２に格納しておき、針跡検査の対象となるウェハＷの種別に応じて閾値を読み出してその閾値を用いてＢ成分の二値化データを作成するようにしてもよい。そしてこのＢ成分の二値化データから、電極パッドの削り滓の影等の画素を除去してそのＢ成分の二値化データを探索し、「０」の画素を発見することで露出領域の有無を判定するようにしてもよい。
【００５３】
ところで図７に示すヒストグラムに基づいて求めた閾値は、その閾値よりもグレイレベルが高い画素、つまり銅の露出領域に対応する画素を抽出するためのものであるから、例えばこの閾値に基づいて二値化データを作成せずに当該閾値よりもグレイレベルが高い画素の数をカウントし、そのカウント値から針跡１０の縁やアルミニウムの影に相当する領域について、予め設定した画素数を差し引き、得られた画素数に基づいて銅の露出領域の有無を判定するようにしてもよい。また画素数ではなく、グレイレベルが高い画素の領域の面積を位置座標から求め、その領域の面積に応じて銅の露出領域の有無を判定するようにしてもよい。
【００５４】
そしてまた本発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分の中から電極パッドの材質と下地層の材質との反射率の差に応じて適切な成分、即ち一方の材質を特定するグレイレベルの範囲内に他方の材質を特定するグレイレベルが重ならずに有効に両者を切り分けることができる程度の反射率の差がある波長成分を選択して、既述のようにして下地層の露出領域を検出するものであることから、電極パッドの材質や下地層の材質は夫々、銅、アルミニウムに限られるものではなく、使用する各材質に応じてＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの成分の画像を利用すればよい。ここで本発明の針跡検出装置は、プローブ装置に組み合わせて設けることに限らず、スタンドアローンとして構成してもよい。また本実施形態では、針跡領域の検出にＧ成分のデータを使用していたが、本発明の実施の形態としては、パッド領域の特定、針跡領域の検出、及び下地層の露出判定が可能であれば、単一のカラー成分のデータ、例えばＢ成分のデータのみを用いてパッド領域の特定及び針跡領域の検出と、針跡領域のヒストグラムの取得を行い、露出の有無を判定するように構成することも可能である。
【００５５】
［第２の実施形態］
本発明は、電極パッドのカラー画像を取得してその画像のＲ、Ｇ、Ｂ成分に対応する画像を取得し、その各成分データのうち、電極パッドの反射率と下地層の反射率の差がそれらの成分の中で最も大きくなる成分データを利用して露出領域を検出する針跡検査装置である。従ってウェハＷの撮像する手段は、第１の実施形態の上カメラ７２に限らず、例えば別途専用のカメラを上カメラ７２とは異なる場所、例えばヘッドプレート等に設けても良い。また撮像手段としても、上カメラ７２のようなＲ、Ｇ、Ｂ成分を含むカラー画像が取得可能なカラーカメラに限らず、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、夫々の成分を専用に取得する３台のカメラを組み合わせて撮像手段を構成してもよい。
【００５６】
以上の事から本発明の実施の形態としては、次の第２の実施形態に示す形態であってもよい。この第２の実施形態のプローブ装置では、図１４に示すように上述したＲ成分の撮像データのみを取得するＲカメラ７３ａ、Ｇ成分の撮像データのみ取得するＧカメラ７３ｂ、Ｂ成分の撮像データのみ取得するＢカメラ７３ｃを組み合わせたカメラユニット７３をヘッドプレート３０に設けており、このカメラユニット７３によって、プローブカード３２の側方からプローブ針３３と電極パッド２が接触した直後の画像を撮像する。またカメラユニット７３は照明手段２８ａを備えている。そしてカメラユニット７３は、ウェハＷを撮像する際に撮像データＤ１を入手するのではなく、Ｒ成分データＤ２、Ｇ成分データＤ３、Ｂ成分データＤ４を各カメラ７３ａ〜７３ｃで取得する。このような実施の形態においても、Ｂ成分データＤ４を下地層の露出判定用データとして選択して、例えば第１の実施形態と同様の処理を行うことができる。
【００５７】
また本実施形態においては、ウェハＷを撮像する際に上カメラ７２が移動させるためにヘッドプレート３０を退避させる必要がなく、プローブテスト直後にカメラユニット７３にて各成分データＤ２〜Ｄ４を取得し、露出領域１１とその位置の検出を行うことが可能となるので検査効率を向上させることができる。尚本実施形態においては、カメラユニット７３の各カメラ７３ａ〜７３ｃにフィルタユニットを設けて、下地層６の材質におけるＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の光の反射率から設定された抽出用閾値を基にフィルタリングを行い、下地層６の材質と対応する各成分グレイレベルの範囲内の画素のみを抽出してデータＤ２〜Ｄ４を取得するようにしてもよい。またカメラユニット７３は、ＲＧＢ各成分のデータＤ２〜Ｄ４を夫々別々のカメラ７３ａ〜７３ｃで撮像する構成になっていることから、各カメラ７３ａ〜７３ｃでＲＧＢ各成分データＤ２〜Ｄ４が鮮明に撮像可能となるように、照明手段２８の光の各成分における光度を調整して各カメラ７３ａ〜７３ｃの撮像タイミングをずらすようにしてもよい。
【００５８】
［第３の実施形態］
また本発明の実施の形態としては、次の第３の実施形態に示す形態であってもよい。この第３の実施形態のプローブ装置では、第１の実施形態で備えられていた上カメラ７２と照明手段２８の代わりに、図１５に示すような撮像データＤ１をモノクロ画像として取得可能な上カメラ７２ｍが備えられ、さらにウェハＷを照明するための例えば発光ダイオードからなる、Ｒ照明手段２８ｒ、Ｇ照明手段２８ｇ、Ｂ照明手段２８ｂが備えられている。Ｒ照明手段２８ｒは赤色の光で、Ｇ照明手段２８ｇは緑色の光で、Ｂ照明手段２８ｂは青色の光でウェハＷを照明する。これにより上カメラ７２ｍでは、各照明手段２８ｒ、２８ｇ、２８ｂから順番に照明された光に対応する成分の画像データのみ取得することが可能となるので、第２の実施形態と同様にＲ成分データＤ２、Ｇ成分データＤ３、Ｂ成分データＤ４を個々に取得することになる。このような実施の形態においても、Ｂ成分データＤ４を下地層の露出判定用データとして選択して、例えば第１の実施形態と同様の処理を行うことができる。また本実施形態においては、Ｒ照明手段２８ｒ、Ｇ照明手段２８ｇ、Ｂ照明手段２８ｂの光の強さを調整するだけで、ＲＧＢ各成分データＤ２〜Ｄ４が鮮明に撮像可能となる。
【００５９】
以上本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば図１６に示すように、露出位置特定部５２は、ヒストグラムを生成した際に予め定められたＢグレイデータＤ４１における下地層６に対応するグレイレベルの標準サンプルｈ１を基に、従来知られている最大誘導法等を用いてヒストグラムをスムージングしてグレイレベルのばらつきを吸収するようにしてもよい。これにより下地層６の銅の酸化や、針跡１０の形状の差異、上カメラ７２と照明手段２８の角度や光度等によって生じるグレイレベルのばらつきを吸収することが可能となる。そのためカラーデータを取得可能な撮像手段を使用した場合に発生する、例えば下地の銅が酸化によって変色したり、撮像データが光源に依存して撮像データそのものが変化して、その結果色の見え方が変化してデータに幅が生じるという問題に対して対処可能となる。そして本実施形態の制御部４による、露出領域１１とその位置検出の精度をより一層向上させることが可能となる。
【実施例】
【００６０】
次に本発明の針跡検査装置を備えたプローブ装置の具体的な運用方法について、図１７、１８を参照して説明する。まず第１の運用方法として、図１７のフローに示すように、プローブ針３３と電極パッド２とを接触させて最初のプローブテストを行い（ステップＳ３１）、プローブテスト終了後に撮像手段である上カメラ７２、若しくはカメラユニット７３（以下、単に撮像手段とする）にてウェハＷの検査領域全体を撮像して撮像データＤ１を取得する（ステップＳ３２）。次に撮像データＤ１から画像抽出部５０にてＧ成分データＤ３を抽出し、Ｇ成分データＤ３より針跡１０を検出する（ステップＳ３３）。針跡検査後、例えば針跡１０における１の画素の許容数を決めておき、その許容数を上回る１の画素を有する針跡１０が形成された電極パッド２、つまり露出領域１１が形成された可能性のある電極パッド２を抽出する。（ステップＳ３４）。
【００６１】
そして抽出された電極パッド２のみを撮像手段にて撮像し（ステップＳ３５）、Ｂ成分データＤ４、Ｒ成分データＤ２を新規で取得して露出位置特定部５２、マスク処理部５３で処理を行い、電極パッド２に露出領域１１が形成されているかどうかを判定する（ステップＳ３６）。この運用方法によれば、最初にプローブ針３３が電極パッド２に対して露出領域１１が形成される程強く接触したことが判るので、その後の試験で電極パッド２に下地層６の銅が付着することを防止でき、またプローブ針３３と電極パッド２とのコンタクト位置の微調整を行うことも可能となる。
【００６２】
次に第２の運用方法として、図１８のフローに示すように、プローブテスト終了後に全てのチップ１についてのプローブテストの結果を調べる。プローブテスト時にプローブ針３３の先端が下地層６に到達した場合、プローブテストの結果が予め定めた特定ＢＩＮの範囲に入るため、そのチップ１の位置を検出する（ステップＳ４１）。そしてそのチップ１の電極パッド２を撮像手段により撮像し（ステップＳ４２）、針跡位置特定部５０にてＧ成分データＤ３から針跡位置を特定する。（ステップＳ４３）。次にステップＳ３４と同様の方法により露出領域１１が形成されている可能性のある電極パッド２を抽出し（ステップＳ４４）、Ｂ成分データＤ４、Ｒ成分データＤ２から、露出位置特定部５２、マスク処理部５３で処理を行い、電極パッド２に露出領域１１が形成されているかどうかを判定する（ステップＳ４５）。この運用方法によれば、プローブテスト後の結果から電極パッド２に露出領域１１が形成された可能性のあるチップ１のみを検査することができるので検査効率を向上させることができる。
【００６３】
次に本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。まず第１の実験として第１の実施形態に係るプローブ装置を用い、上カメラ７２にてウェハＷを撮像して、ウェハＷの全面に対応する、例えば３９分割された撮像データＤ１を取得する。次にウェハＷを金属顕微鏡で目視して、露出領域１１の画素を０、それ以外の画素を１と置き換えて二値化した画像、つまり人間が目で見て作成した所謂Ground  Truth画像（以下、単にGT画像）を取得し、その中から例えば７５個の電極パッド２をサンプルとして選択する。そしてGT画像から検出した露出領域１１が形成された電極パッド２の数と、撮像データＤ１を制御部４にて検出した結果とを比較して露出領域１１の検出精度を調べた。尚実験では、サンプルとして使用した７５個の電極パッド２のうち５３個の電極パッド２に露出領域１１が形成されている。この第１の実験の結果を表１に示す。
【００６４】
第１の実験では、以下の表１に示すように露出領域１１が形成されている電極パッド２については全て露出領域１１が形成されていることを検出した。一方露出領域１１が検出されていない２２個の電極パッド２については、２２個中４個の電極パッド２について、露出領域１１が形成されていると誤検出している。この誤検出した電極パッド２について実物を調べた所、電極パッド２に画素単位の非常に小さな下地層６の銅が付着している部分があり、この部分を露出領域１１と誤認識したことが原因であった。言い換えれば制御部４では、金属顕微鏡にて検出できない微細な銅が付着した電極パッド２についても露出領域１１有りとして検出できることになる。電極パッド２に銅が付着した場合、チップ１の電気的特性に悪影響を及ぼす虞があるため、そのようなチップ１については不良品となっており、このことから本実施形態の針跡検査装置では、露出領域１１の検出精度が非常に高く、更に金属顕微鏡等による目視では検出不可能な不良品となるチップ１についても不良品と判定することができる。また微細な銅の検出ができるため、プローブ針３３の汚染チェックを行うことも可能となる。また、この誤認識を抑制し露出面のみを検出する方法としては、二値化画像による露出位置検出時に、一定の面積以下の部分を排除する閾値を設けることで１００％の正答を得ることが可能となる。
【００６５】
【表１】
0005286938.tif 000002
【００６６】
次に第２の実験として、第１の実施形態のプローブ装置を用い、ウェハＷ上の電極パッド２について露出領域１１の検出を１分間行い、何枚の電極パッド２について検査を行えたのかを調べた。また比較対象として従来と同様に金属顕微鏡等を使用して同じウェハＷについて検査を行い、何枚の電極パッド２について検査を行えたのか調べた。プローブ装置の制御部４では、撮像データＤ１を取得してから１個の電極パッド２について露出領域１１が形成されているか検出して判定するのに平均して約４５ｍSecを要す。そして本実施形態の制御部４では、撮像データＤ１の取得等に１５秒必要となるので、１分間で約１０００枚の電極パッド２について露出領域１１の検出を行うことができた。
【００６７】
一方従来の金属顕微鏡による検出では、１個の電極パッド２について露出領域１１が形成されているか検出して判定するのに平均して約２００〜５００ｍSecを要し、ウェハＷの位置決め等に掛かる時間も必要となることから、１分間で約２０枚の電極パッド２について検出を行うことができるのみであった。更にこの検出方法では、作業従事者の疲労や集中力低下、検査従事者の個人的力量の差によって検査時間が変化することから、常に一定のペースで長時間連続的に検出を行うことは不可能である。これに対し、本実施形態のプローブ装置では、制御部４によって検出を行うことから長時間連続的に検出を行うことが可能となり、また検出速度も金属顕微鏡による検査に対して約５００倍の速さで行うことが可能となるため、検査効率を大幅に向上させることができる。上記二つの実験結果から、本実施形態の針跡検査装置では、従来の金属顕微鏡等を用いて行う検査と比較して、精度、検査速度、共に優れていることが判る。
【００６８】
次に第１の実施形態の針跡検査装置で行った針跡１０の検出について、実際のウェハＷの撮像データを参照しながら説明する。まず図１９に示すように、ステップＳ１、ステップＳ２に対応する工程を行い、撮像データＤ１を取得して撮像データＤ１からＲ成分データＤ２、Ｇ成分データＤ３、Ｂ成分データＤ４を取得している。次に図２０に示すように、ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップ６、ステップ７に対応する工程を行い、図２０（ａ）に示すＧ成分データＤ３からＧグレイデータＤ３１を取得して画素の探索を行い、図２０（ｂ）に示すマッチングテンプレートＴ１を用いて電極パッド２の領域を検出する。そして図２０（ｃ）に示すように全ての電極パッド２の領域を検出したら、図２０（ｄ）に示す電極パッド２の領域を二値化して針跡領域１３を検出する工程を行う。
【００６９】
そして、上述したステップＳ２１からステップＳ２６までの工程を行い、Ｂ二値化データＤ４２を取得したら、図２１に示すようにステップＳ２７の工程を行い、Ｒ成分データＤ２を二値化してマスクデータＤ２１を取得し、このマスクデータＤ２１を基に上述したマスク処理を行って露出領域１１の有無及び位置を特性する。以上の工程を行うことによって本実施形態の針跡検査装置では、針跡１０に対応する針跡領域１３の検出、露出領域１１の有無の検出、露出領域１１の位置特定を行う。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係るプローブ装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態のウェハＷの概略平面図である。
【図３】本実施形態のウェハＷの概略断面図である。
【図４】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第１のフローである。
【図５】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第２のフローである。
【図６】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第１の説明図である。
【図７】本実施形態の針跡検査に使用するデータの選定方法を説明するための説明図である。
【図８】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第２の説明図である。
【図９】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第３の説明図である。
【図１０】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第４の説明図である。
【図１１】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第５の説明図である。
【図１２】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第６の説明図である。
【図１３】本実施形態の針跡検査装置の検出手順を説明する第７の説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るプローブ装置の概略構成図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係るプローブ装置の概略構成図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る針跡検査方法の説明図である。
【図１７】本発明の実施例を説明するための第１のフローである。
【図１８】本発明の実施例を説明するための第２のフローである。
【図１９】本発明の実施例を説明するための第１の説明図である。
【図２０】本発明の実施例を説明するための第２の説明図である。
【図２１】本発明の実施例を説明するための第３の説明図である。
【図２２】従来の針跡検査装置における課題を説明するための第１の説明図である。
【図２３】従来の針跡検査装置における課題を説明するための第２の説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  チップ
２  電極パッド
４  制御部
６  下地層
１０  針跡
１０ａ  縁部の影
１１  露出領域
１２  削り屑の影
１３  針跡領域
１３ｂ  Ｂ針跡領域
１５  露出位置特定データ
２１  第１ステージ
２２  第２ステージ
２３  第３ステージ
２４  チャックトップ
２８、２８ａ  照明手段
２８ｂ  Ｂ照明手段
２８ｇ  Ｇ照明手段
２８ｒ  Ｒ照明手段
３０  ヘッドプレート
３３  プローブ針
３４  カメラ搬送部
４１  ＲＡＭ
４５  プロービング用プログラム
４６  針跡検査用プログラム
５０  ＲＧＢ成分取得部
５１  針跡領域抽出部
５２  Ｂ成分ヒストグラム取得部
５３  Ｂ成分二値化部
５４  マスク処理部
７２、７２ｍ  上カメラ（撮像手段）
７３  カメラユニット（撮像手段群）
７３ａ  Ｒカメラ（Ｒ成分撮像手段）
７３ｂ  Ｇカメラ（Ｇ成分撮像手段）
７３ｃ  Ｂカメラ（Ｂ成分撮像手段）
Ｄ１  撮像データ
Ｄ２  Ｒ成分データ
Ｄ３  Ｇ成分データ
Ｄ４  Ｂ成分データ
Ｄ２１  マスクデータ
Ｄ３１  Ｇグレイデータ
Ｄ３２  Ｇ二値化データ
Ｄ４１  Ｂグレイデータ
Ｄ４２  Ｂ二値化データ
Ｐ１  ピーク
Ｗ  ウェハ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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