CN101587084A - 针迹检查装置、探测装置、和针迹检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供针迹检查装置、具有该装置的探测装置、以及针迹检查方法，其能够对检查之后的基板自动且高精度地检测电极垫的基底层的露出的有无等的露出状况。针迹检查装置包括：从摄像数据(D1)中抽出针迹区域(13)的针迹区域抽出部(50)，其中，该摄像数据(D1)是通过对电极垫(2)进行摄像的上照相机(72)得到的；对于针迹区域(13)，取得使在该针迹区域的长度方向延伸的中心线(P)上的像素的位置与像素的灰度级对应的灰度图案的灰度级数据取得部(51)；以及基于得到的灰度图案、和基底层(6)从针迹(10)露出时的基准图案，判定基底层(6)是否露出的深挖判定部(53)。

Description

针迹检查装置、探测装置、和针迹检查方法

技术领域

本发明涉及对例如使用探针检查之后的基板自动检测电极垫的基底层的露出的有无等露出状况的针迹检查装置、和针迹检查方法，以及具备针迹检查装置的探测装置。

背景技术

现有技术中，作为测定在半导体的基板上形成的IC芯片的电特性的装置，使用探测装置。探测装置包括载置基板并能够在三维方向上自由移动的工作台和探测卡，进行所谓的探测器测试，即，使探测卡的探针与电极垫接触，其中，该电极垫与基板上的配线图案连接，从而进行芯片的电气测定。

作为探测器一般使用探针，为了削去电极垫的表面的自然氧化膜而施加过驱动(从探针与电极垫接触开始，进一步使电极垫上升)。而且，在探针为横针的情况下，因为在施加过驱动时探针横向滑动，所以形成纵长的针迹，在探针为垂直针的情况下，为了确保可靠的接触，也有使基板工作台横向移动，形成纵长的针迹的情况。

从而，在探测器测试之后检测电极垫的针迹，掌握在电极垫上是否存在针迹，在没有针迹的情况下判断为测定不良。而且，因为在探针比预定的程度更深地刺入电极垫而使电极垫的基底层露出的情况下，器件的可靠性下降，所以对于这些电极垫也需要作为不合格品进行处理，此外，如果产生这样的深挖，则基底层的切削残渣会附着在探针上，成为污染的主要原因。从而在针迹的检测中，需要迅速地检测露出的有无。

在基板从探测装置被搬出之后，操作者对该基板使用金属显微镜等进行上述电极垫的针迹检查。但是从一块基板能够制造多个例如1000个芯片，在一个芯片中形成多个例如10个电极垫，因此，进行针迹检查的电极垫的数量非常庞大。因此，在现有的针迹检查作业中检查需要非常长的时间，而且也需要准备金属显微镜。

对于这样的问题，存在通过CCD照相机等对晶片W进行摄像，通过控制部分析该摄像数据从而进行针迹检查的针迹检查装置。例如，在专利文献1中记载了一种探测器，其以照相机对在晶片上形成的芯片进行摄像并二值化，比较形成的针迹的形状和其它针迹的形状，从而能够调整接触位置，使得总是为适当的过驱动量。此外，在专利文献2中记载了一种晶片探测器，其通过CCD照相机对形成在电极垫上的探测后的针迹进行摄像，比较针迹的长轴方向的长度与预先规定的长轴的标准值，从而调整过驱动量。

此外，在专利文献3中记载了一种针迹检测方法，其预先取得测定针为非接触的状态时的垫表面的图像数据，再取得测定针接触后的垫表面的图像数据，比较两图像，从而除去针迹以外的垫的污迹等，并判定针迹的位置。此外，在专利文献4中记载了一种针迹读取装置，其在对垫进行摄像，检测垫上的针迹时，特定垫上的某个区域，确认在该区域内是否检测到针迹，在确认有针迹的情况下，判断探测器测试良好，在此外的情况下判定探测器测试不良，使探测器测试的结果判定高速化。

但是，在上述各装置中，因为使用黑白照相机作为照相机构，所以例如图17所示，当对基板进行摄像时，电极垫100的数据作为黑白图像被取得。此时在电极垫100的中央形成有椭圆形的针迹110，在其中央部，因为探针刺破电极垫100而使基底的铜露出，形成露出区域111，此外，因为探针从一个方向倾斜刺入，所以形成在针迹110的一端侧弧状堆积的电极垫100的切削屑，形成其阴影部112。

然后，在将该图像二值化并进行判定的情况下，灰度级(gray level)高的露出区域111和切削屑的阴影部112，以及针迹110的边缘部110a的阴影部变黑，其它的区域变白。因此，在利用现有的各装置判定露出区域111的情况下，如图18所示，从图18(a)的黑白图像获得图18(b)所示的二值化图像，不能够判别切削屑的阴影部112和露出区域111。因此，会产生下述问题：将露出区域111错误识别为切削屑的阴影部112，将形成有露出区域111的芯片判定为合格品；或者相反地将切削屑的阴影部112错误识别为露出区域111，判定是合格品的芯片为不合格品，从而难以通过控制部判别在电极垫100上是否形成有露出区域111。

切削屑形成在探测器测试之后，因此，即使应用专利文献3的针迹检测方法也无法除去，在其它的文献中也没有记载进行切削屑和针迹的判别的内容，从而，在现有的各装置中，难以通过控制部判别在垫100上是否形成有露出区域111。

专利文献1：日本特开平05-36765号公报(段落号码0026、0028)

专利文献2：日本特开平07-29946号公报(段落号码0006、0008)

专利文献3：日本特开2002-318263号公报(段落号码0020、0021)

专利文献4：日本特开2005-45194号公报(段落号码0104～0106)

发明内容

本发明鉴于上述情况而完成的，其目的是提供一种针迹检查装置、具有该装置的探测装置、和针迹检查方法，其能够对使用探针进行检查之后的基板自动且高精度地检测电极垫的基底层的露出的有无等露出状况。

本发明提供一种针迹检查装置，其在使探针与被检查基板上的电极垫接触而进行电测量之后，对形成在上述电极垫上的针迹进行摄像，检查电极垫的基底层的露出的有无，该针迹检查装置的特征在于，包括：

对电极垫进行摄像的摄像机构；

从通过该摄像机构得到的图像数据抽出针迹区域的图像数据的机构；

针对通过该机构得到的针迹区域的图像数据，取得使在针迹区域的宽度方向的中央位置在该针迹区域的长度方向上延伸的线上的像素的位置与像素的灰度级对应的灰度级图案的机构；和

基于通过该机构得到的灰度级图案、和根据基底层从针迹露出时的上述灰度级图案决定的基准图案，判定基底层是否露出的判定机构。

此外，具备对上述灰度级图案进行用于使峰值平滑的滤波处理的机构。而且，还具备，利用与上述灰度级图案对应的阈值或者预先决定的阈值对该灰度级图案进行二值化，制作由灰度级比阈值低的低等级区域和灰度级比阈值高的高等级区域构成的二值化图案的机构，上述判定机构以按照“低等级区域”、“高等级区域”、“低等级区域”的顺序排列的图案为基准图案，在灰度级图案包括该基准图案时判定基底层露出。此外，还包括将逻辑“1”和逻辑“0”中的一方分配给上述二值化图案中的各低等级区域整体，将逻辑“1”和逻辑“0”中的另一方分配给各高等级区域整体，将上述二值化图案变换为由逻辑“1”和逻辑“0”的组合构成的逻辑图案的机构，上述基准图案是由逻辑“1”和逻辑“0”的组合构成的逻辑图案，上述判定机构比较两者的逻辑图案，判定基底层是否露出。

此外，与上述灰度级图案对应的阈值优选是该灰度级图案的灰度级的平均值。此外，在上述灰度级图案中存在二个位置的灰度级比预先设定的阈值低的低等级区域的情况下，在靠近切削开始位置的低等级区域的长度为预先设定的长度以下时，作为高等级区域处理。于是，本发明的探测装置包括探测卡，其将基板载置在载置台上，使探测卡的探针与基板上的芯片的电极垫接触，进行芯片的电测量，该探测装置的特征在于：具备上述各针迹检查装置。

本发明的针迹检查方法，在使探针与被检查基板上的电极垫接触进行电测量之后，对形成在上述电极垫上的针迹进行摄像，检查电极垫的基底层的露出的有无，该针迹检查方法的特征在于，包括：

通过摄像机构对电极垫进行摄像的工序；

从通过该摄像机构得到的图像数据抽出针迹区域的图像数据的工序；

针对得到的针迹区域的图像数据，取得使在针迹区域的宽度方向的中央位置在该针迹区域的长度方向上延伸的线上的像素的位置和像素的灰度级对应的灰度级图案的工序；和

基于得到的灰度级图案、和根据基底层从针迹露出时的上述灰度级图案决定的基准图案，判定基底层是否露出的工序。

本发明的存储介质存储有在针迹检查装置中使用的计算机程序，该针迹检查装置在使探针与被检查基板上的电极垫接触而进行电测量之后，对形成在上述电极垫上的针迹进行摄像，检查电极垫的基底层的露出的有无，该存储介质的特征在于：

上述计算机程序以执行上述各针迹检查方法的方式构成步骤组。

发明的效果

根据本发明，在进行针迹检测时，对垫及其周边区域的图像数据进行摄像，取得针迹的位置和针迹区域，并且取得该针迹区域的长度方向的中心线，取得使中心线上的像素的位置与像素的灰度级对应的灰度图案。然后，基于灰度图案、和根据基底层从针迹露出时的上述灰度图案决定的基准图案，利用判定机构判定基底层是否露出。由此，在本发明中，能够自动、快速且高精度地可靠地检测出由垫的深挖引起的基底层6的露出，能够大幅减少操作者的负担。此外，因为能够在探测装置内进行针迹的检查，所以不需要由操作者将基板搬送至金属显微镜的作业区域就能够完成检查工作，而且，能够迅速地掌握探针的异常、过驱动的异常等的情况。

附图说明

图1是本发明的实施方式的探测装置的结构图。

图2是本实施方式的晶片W的平面图。

图3是本实施方式的晶片W的概要截面图。

图4是说明本实施方式的针迹检查装置的检测顺序的流程图。

图5是说明本实施方式的电极垫的针迹检测的说明图。

图6是本实施方式的电极垫的灰度阶(gray scale)图像。

图7是对露出区域的有无的判定进行说明的第一说明图。

图8是对露出区域的有无的判定进行说明的第二说明图。

图9是对露出区域的有无的判定进行说明的第三说明图。

图10是对露出区域的有无的判定进行说明的第四说明图。

图11是本发明的第二实施方式的探测装置的结构图。

图12是说明第二实施方式的针迹检查装置的检测顺序的流程图。

图13是第二实施方式的针迹检查方法的第一说明图。

图14是第二实施方式的针迹检查方法的第二说明图。

图15是用于说明本发明的第一实验的说明图。

图16是用于说明本发明的第一实验的结果的说明图。

图17是用于说明现有的针迹检查装置中的问题的第一说明图。

图18是用于说明现有的针迹检查装置中的问题的第二说明图。

符号说明

1  芯片

2  电极垫

4  控制部

6  基底层

10 针迹

11 露出区域

12 切削屑的阴影部

13 针迹区域

14、14a、14b、14c、14d 图案(图案数据)

15、15a 二值化图案(二值化图案数据)

20 晶片工作台

28 照明机构

32 探测卡

33 探针

45 探测用程序

46 针迹检查用程序

50 针迹区域抽出部

51 灰度级数据取得部

52 二值化处理部

53 深挖判定部

54 滤波处理部

72 上照相机(摄像机构)

D1 摄像数据

D2 二值化数据

D3 修正摄像数据

W 晶片

具体实施方式

第一实施方式

图1是表示组装有本发明的实施方式的针迹检查装置的探测装置的图。该探测装置具有基台20，在该基台20上，第一工作台21以在沿X方向平行延伸的第一导轨21a上能够移动地被支承的状态被载置，利用轴线贯通第一工作台21的未图示的滚珠丝杠和电动机能够向图示X方向移动。此外，在第一工作台21上，以与该第一工作台21相同的方式，第二工作台22以能够在与X和Z方向正交的未图示的Y方向移动的方式被载置，在第二工作台22上，载置有利用未图示的电动机能够在图示Z方向移动的第三工作台23。

在第三工作台23的移动体上，设置有以Z轴为旋转中心且仅具有微少的旋转自由量(在θ方向具有微少的旋转自由量，例如仅能够向左右各自由移动1度)的载置台、即顶部吸盘(Chuck top)24。从而，在该探测装置中，能够以第一、第二、第三工作台21、22、23、和顶部吸盘24为驱动部，使晶片W向X、Y、Z、θ方向移动。

此外，在顶部吸盘24的上方，在相当于探测装置的外装体的顶部的顶板30上通过嵌插环31设置有探测卡32。探测卡32在上表面侧具有与未图示的测试头电连接的电极组，在下表面侧，与芯片1的电极垫2(参照后述的图2)的排列相对应地设置有与该电极组分别电连接的探针、例如由向斜下方伸出的金属线构成的探针33。其中，作为探针33，可以是相对于晶片W的表面垂直延伸的垂直针(线材探针)、形成在挠性的膜上的金凸点电极等。

在第三工作台23上设置有固定板23a，在该固定板23a上载置有作为摄像机构的下照相机70，该下照相机70是组合用于对探针33的针尖进行放大摄像的高倍率的光学系统70a和CCD照相机70b而构成的。此外，在固定板23a上，用于在宽范围内对探针33的排列进行摄影的低倍率照相机71以与下照相机70邻接的方式载置，以能够通过进退机构26相对于下照相机70的聚焦面在与光轴交叉的方向进退的方式设置有靶27。

在顶部吸盘24与探测卡32之间的区域，与下照相机70为相同结构的上照相机(摄像机构)72被载置在沿着未图示的导轨能够自由移动地被支承的照相机搬送部34上，靶27构成为能够通过下照相机70和上照相机72进行图像识别，例如在透明的玻璃板上形成有用于定位的被摄体。此外，在探测装置的外装体上，设置有例如由蓝色发光二极管构成的照明机构28，该照明机构28用于在通过上照相机72对晶片W进行摄像时照亮晶片W。

此外，在探测装置中，设置有用于控制上述各部件的驱动等的控制部4，具有CPU40、ROM(Read Only Memory：只读存储器)41、RAM(Random Access Memory：随机读取存储器)42、输入部43、画面等显示部44、探测用程序45、针迹检查用程序46等，这些各个装置以通过总线47能够进行数据、命令的接收发送的方式被连接。而且，该控制部4由与探测装置连接的控制器和与控制器连接的个人计算机构成。探测用程序45是用于控制探测装置进行探测器测试的命令组，对第一～第三工作台21～23和顶部吸盘24进行驱动控制，控制被载置的晶片W的位置，并进行探测器测试。

针迹检查用程序46是用于对通过上照相机72取得的晶片W的摄像数据进行处理，对探测器测试后的电极垫2的针迹进行检测检查的命令组。在针迹检查用程序46中包括：与从本发明的图像数据中抽出针迹区域的图像数据的机构对应的针迹区域抽出部50；与取得本发明的灰度图案的机构对应的灰度级数据取得部51；与制作本发明的二值化图案的机构对应的二值化处理部52；和与本发明的判定机构对应的深挖判定部53。针迹区域抽出部50是处理灰度数据，挑出针迹区域的命令组。灰度级数据取得部52是取得针迹区域的长轴方向的中心线并取得该中心线上的像素的图案的命令组。二值化处理部52是根据图案形成二值化图案，并且将二值化图案的像素的值在规定值以上连续的区域置换为逻辑值区域的命令组。深挖判定部54是根据二值化图案的形状判定针迹中的基底层的露出区域的有无的命令组。而且，在本实施方式中，由该针迹检查用程序46、上照相机72和照明机构28构成针迹检查装置。

接着，说明上述实施方式的作用。首先，根据探测用程序45进行作为被检查基板的晶片W的探测器测试。该晶片W的芯片(IC芯片)1的电极垫2的配置部分的大致分析图表示在图2、图3。在晶片W形成有多个作为半导体芯片的原型的芯片1，在一个芯片1的上表面上形成有多个(在图2中为了方便为10个)成为电极的例如由铝(Al)构成的电极垫2。该电极垫2形成在基底层6的上表面，该基底层6由在由半导体例如硅(Si)形成的基台5之上成膜的例如铜(Cu)构成。

在探测器测试中，利用上照相机72对晶片W的电极垫2进行摄像，并且利用下照相机70对探测卡32的探针33的针尖进行摄像，求取各摄像时的顶部吸盘24的驱动系统或者由线性标尺特定的X、Y、Z方向的坐标位置，使晶片W移动至基于这些坐标位置求得的接触位置。然后，使探针33与晶片W上的电极垫2接触，利用未图示的测试器测定各芯片1的电特性，其中，该测试器通过与探测卡32连接的测试头而被连接。当探测器测试结束时，进行电极垫2的针迹的检查。

接着说明针迹的检查。以下的一系列的动作根据针迹检查用程序46被进行。如图4的流程图所示，首先由照明机构28对探测器测试后的晶片W进行照明，由上照相机72进行摄像，取得晶片W上表面的图像作为摄像数据D1(步骤S1)。

接着，根据摄像数据D1进行电极垫2的检测。在摄像数据D1中，电极垫2部分的光的反射量较大，因此灰度级整体较高。然后，相对于摄像数据D1的全部像素，对画面上进行扫描，取得使像素的坐标位置与其灰度级相对应的数据，并存储在RAM 42中，检测出灰度级高且连续的区域，并且检测出区域的图示X轴方向和Y轴方向的端部的坐标，检测出连接它们的矩形。

检测出矩形之后，读出预先存储的电极垫2的匹配模板T1并与该矩形进行比较(步骤S2)。图5表示这样的一系列的处理的图像(image)。D1是摄像数据，T1是匹配模板。而且，在匹配模板T1和检测出的矩形的一致率为规定值例如90％以上的情况下，判定检测出的矩形是电极垫2的区域，相反，在此以下的情况下重新进行检测(步骤S3)。

重复进行步骤S2、S3，在摄像数据D1的整个区域中电极垫2的检测结束时，切出电极垫2的图像并对该图像进行一定的处理，取得针迹10位于X-Y平面上的最外侧的像素的坐标位置，基于该坐标位置，取出与针迹10一致，例如与针迹10的外周侧相接的矩形状的针迹区域13和其位置坐标，将该数据存储在RAM42中(步骤S4)。然后，重复进行步骤S3和S4，检测出全部的电极垫2中的每一个的针迹区域13及其坐标位置，并将该数据存储在RAM42中。另外，在本实施方式中，作为上述处理，取得针迹区域13时，根据预先决定的阈值对电极垫2的图像进行二值化，进行搜索已二值化的图像的像素的处理。另外，为了参考，在图6中表示进行上述处理的电极垫2的实际的灰度阶图像。这样的针迹区域13的检测通过针迹区域抽出部50被执行。

在检测出全部的针迹区域13之后，首先如图7(a)所示，从摄像数据D1切出与针迹区域13对应的区域，例如针迹区域13及其外周40像素(pixel)的量的数据(步骤S5)，并且取得针迹区域13的长度方向的中心线P、中心线P的起点P1和终点P2的位置坐标(步骤S6)。然后如图7(b)所示，取得中心线P上的像素的灰度级和位置坐标的数据，取得以灰度级为横轴、以像素数为纵轴的图案(图案数据)14(步骤S7)。另外，在本实施方式中，起点P1和终点P2分别设置在从中心线P与外接矩形13的交点向外侧离开一定的距离例如30像素的位置。

在生成图案14之后，对图案14的像素的灰度级进行总合计算，求取在图7(b)中以点划线表示的灰度级的平均值h1，以该平均值h1为阈值对图案14进行二值化。由此得到图7(c)所示的方形波状的二值化图案(二值化图案数据)15，将该数据存储在RAM42中(步骤S8)。并且，重复进行步骤S5～S8，取得全部的针迹区域13的每一个的二值化图案15，并将该数据存储在RAM42中。

在详细叙述这以后的动作之前，先简单地叙述其概要和目的。图8是针迹10的示意图，在该针迹10中形成有露出区域11。该针迹10的中心线P上的区域，为了方便，分配为da、db、dc、dd、de。db是存在电极垫2的切削残渣的区域，dd是与露出区域11对应的区域，da是电极垫2的表面，dc、de是电极垫2的被切削面(铝部分)。在图7的二值化图案15中，与这些区域da～de相对应地进行表示。

如果此处探针33是横针(从探测卡32向斜下方延伸的针)，则可知各芯片1的电极垫2每一个朝向哪个方向被切削。此外，即使探针33为垂直针，在接触时也可知使晶片工作台20微量移动的方向，因此，可知每个电极垫2朝向哪个方向被切削。即，在控制部4侧，能够掌握作为针迹10的检查对象的电极垫2是哪个芯片的哪个电极垫2，因此，可知探针33的切削方向。从而，在沿着中心线P获取像素的灰度级时，可知相对于针迹10作为扫描开始点的起点P1在哪一侧。

而且，在针迹10上形成有露出区域11的情况下，当从起点P1向终点P2读出二值化图案15时，远离针迹10的电极垫2的表面明亮，作为电极垫2的切削残渣的铝的切削残渣的阴影部12的部位较暗。进而，露出区域11的前后明亮，于是对明亮区域整体分配逻辑“1”，并对暗区域整体分配逻辑“0”，则形成“1、0、1、0、1”的逻辑图案。于是，以该逻辑图案作为露出区域11的有无的判定用基准图案，与在各电极垫2取得的逻辑图案进行比较，从而能够判定露出区域11的有无。其中，如果能够根据经验掌握针迹10中的露出区域11的产生范围，则二值化图案15并不需要取至终点P2的位置，在此例子中，取得二值化图案15直至比针迹10的长度方向的中心靠终点P2的位置P3(以下称为中间点P3)。

基于这样的观点，具体进行以下所述的步骤。在取得全部的二值化图案15之后，例如从起点P1开始逐个像素地检查像素的值，并且计算像素数，使计数器进行加法计算，在到达像素的值改变的变更位置时将计数器的值存储在RAM42的存储区域，并且使计数器初始化，重复上述步骤，求取二值化图案15中“1”的组、“0”的组的各自的长度。然后，进行确认处理，即确认各“1”或“0”的区域的长度是否与预先设定的阈值不符。在本实施方式中，为了排除在垫2、针迹10上形成的伤痕、照明机构28等的影响，针对区域设定长度的阈值。通过比较该阈值和各区域的长度进行确认处理。而且，对于长度不符合阈值的区域，使该区域的逻辑值反转，对于阈值内的区域分配逻辑“1”或“0”(步骤S9)。即，如图7(c)所示，对逻辑“1”连续排列的区域整体分配逻辑“1”(对白像素组整体区域分配逻辑“1”)，对逻辑“0”连续排列的区域整体分配逻辑“0”(对黑像素组整体区域分配逻辑“0”)。从而，图7(c)的二值化图案表示为逻辑图案“1、0、1、0、1”。另外，关于本实施方式的阈值，例如令被切出的中心线P上的像素的长度为L(像素)时，区域da、de的阈值是0.05L～0.2L(像素)，区域db、dc的阈值是0.02L～0.1L(像素)，区域dd的阈值是0.1L～0.3L(像素)。

通过进行该处理能够消除以下事例。例如，如图9所示，在底部由于探针33形成有伤痕11a，由于该伤痕11a的阴影，如图10所示，生成dd非常短的二值化图案15a，在该情况下，在不进行上述确认处理的状态下，二值化图案15a的区域的排列、即逻辑图案是“1、0、1、0、1”。因此，错误识别为在与该二值化图案15a对应的针迹10上形成有露出区域11。与此相对，如果相对于二值化图案15a进行上述的确认处理，则由于区域dd的长度不符合设定的阈值的范围，因此针对该区域反转逻辑标准，与区域dc、de一体化，逻辑图案成为“1、0、1、1、1”，不用担心错误识别。

对这样得到的逻辑图案与作为在针迹10上形成有露出区域11时的逻辑图案的基准逻辑图案进行比较，如果一致则判定在对应的针迹10形成有露出区域11，如果不一致则判定不存在露出区域11(没有被深挖)(步骤S10)。与图7(a)所示的针迹区域13对应的逻辑图案是“1、0、1、0、1”，因此判定在对应的针迹10中形成有露出区域11，将该判定结果与垫2相对应地存储在RAM42中(步骤S11)。与此相对，在逻辑图案不是“1、0、1、0、1”的情况下，判定在该电极垫2没有形成露出区域11，将该结果与该电极垫2相对应地存储在RAM42中(步骤S12)。

之后，从RAM42读出与各电极垫2对应的针迹10的检查结果，对于包括形成有铜的露出区域11的电极垫2的芯片1，将针迹10为深挖等的信息附加在该芯片1上并存储在RAM42中。如下叙述在取得这样的信息之后的处理的一个例子，对于判断为深挖的电极垫2，也可以是操作者将使电极垫2的图像显示于显示部，由操作者确认深挖的判断是否适当，如果最终判断为深挖，则将包括该电极垫2的芯片1作为不合格品进行处理。此外，当然也可以不进行这样的操作者的确认。也可以使针迹检查的结果例如与晶片W上的芯片1的位置相对应地显示在显示部中，例如对各芯片1进行与该结果对应的颜色分类等。

另外，在本实施方式中，与步骤S2～步骤S4对应的工序由针迹区域抽出部50进行，与步骤S5～步骤S7对应的工序由灰度级数据取得部51进行，与步骤S8对应的工序由二值化处理部52进行，与步骤S9～步骤S12对应的工序由深挖判定部53进行。

以上所述的本实施方式的探测装置，在进行针迹10的检测时取得电极垫2及其周边的晶片W的摄像数据D1，取得针迹10的位置和针迹区域13，并且取得针迹区域13的长度方向的中心线P，生成使中心线P上的像素的位置与像素的灰度级对应的图案14。然后，从该灰度阶图案14得到二值化图案15，从而取得逻辑图案，对该逻辑图案与根据存在露出区域11时的灰度级图案14求得的基准图案进行比较，由此判定针迹10的露出区域11的有无。于是，能够自动、迅速且高精度地可靠地检测出由探针33引起的对垫2的深挖(挖至基底层6的状态)，能够大幅减少操作者的负担。此外，因为能够在探测装置内进行针迹10的检查，所以不需要如现有技术中那样操作者将晶片W搬送至金属显微镜的作业区域，进一步，能够迅速掌握探针的异常、过驱动的异常等。

另外，本发明取得针迹区域的长度方向的中心轴及其位置坐标，并且取得使中心轴上的像素的灰度级与坐标位置对应的图案，能够根据该图案的形状判定在针迹中形成有露出区域，因此，电极垫的材质、基底层的材质分别并不限于铜、铝，根据使用的各种材质变更图案的形状的判定基准即可。此处，本发明的针迹检测装置并不限于与探测装置组合设置，也可以构成为独立系统。此外，用于取得灰度阶图案的线并不限于针迹10的中心线，是即使离开中心也能够得到本实施方式的效果的线，即在针迹区域的宽度方向中央位置向长度方向延伸的线即可。

此外，在本实施方式中，取得使中心线P上的从起点P1到中间点P3的像素与灰度级对应的图案14，进行露出区域11的检查，但是作为本发明的实施方式，在利用图案14未能检测出露出区域11的情况下，也可以取出从终点P2到中点P3的像素生成图案，基于该图案进行露出区域11的再检测，根据该方式，即使在露出区域11形成在终点P2侧的情况下也能够检测出露出区域11。当然也可以对中心线P上的全部的像素形成图案14并进行判定。

此外，虽然在本实施方式中，根据摄像数据D1生成与针迹区域13的中心线P对应的图案14，但作为本发明的实施方式，也可以先以预先设定的阈值对摄像数据D1进行二值化，根据该二值化数据取得针迹区域13的中心线P1上的像素，取得二值化图案15并进行判定。此外，虽然通过确认二值化图案15的区域的值的排列为“1、0、1、0、1”而判定形成有露出区域11，但是作为本发明的实施方式，也可以通过确认图7(c)所示的区域db、dc、dd的值的排列为“0、1、0”而判定形成有露出区域11。此外，如上所述，在已述的例子中，掌握了各电极垫2的每一个的针迹10的切削方向，但也可以不掌握该方向地取得灰度阶图案，并确认最终得到的逻辑图案是否包括“0、1、0”。

此外，虽然在本实施方式中，作为照明机构28使用明视野照明，照亮晶片W并取得摄像数据D1，但是作为本发明的实施方式，为了从摄像数据D1中减少晶片W上的阴影、伤痕等的影响，也可以组合明视野照明和暗视野照明以构成照明机构。此外，在本实施方式中，虽然作为针迹区域检测出与针迹10对应的矩形的针迹区域13，但是作为本发明的实施方式，针迹区域也可以是与针迹10对应的椭圆形。此外，在本实施方式中，虽然在对晶片W进行摄像时，为了决定电极垫2和探针33的接触位置，以上照相机72进行摄像，但是作为本发明的实施方式，例如也可以在装置外装部等处另外设置用于检测针迹的专用的照相机单元，在探测器测试之后立即对晶片W进行摄像以进行针迹检查。

第二实施方式

参照图11和图14对本发明的第二实施方式进行说明。图11所示的第二实施方式的探测装置在针迹检查用程序46中设置有作为进行本发明的滤波处理的机构的滤波处理部54。滤波处理部54在图12所示的流程图的步骤S5的工序中，对摄像数据D1进行使摄像数据D1的暗部分和亮部分的边界线不鲜明的滤波处理，将摄像数据D1变换为修正摄像数据D3。然后，在本实施方式中，根据修正摄像数据D3生成图案14。另外，在图12所示的流程图中，在步骤S1～S4进行与第一实施方式的步骤S1～步骤S4相同的处理，在步骤S6～步骤S13进行与第一实施方式的步骤S5～步骤S12相同的处理。

通过在该探测装置中设置滤波处理部54，能够发挥以下图13、14所说明的作用。如图13(a)所示，在针迹中没有露出区域仅形成有伤痕的情况下，从该摄像数据D1取得针迹区域13，如果如上所述地取得图案14，则能够取得图13(b)所示的图案14。在该图案14中，由于伤痕的影子的影响，比灰度级的平均值h1低的区域形成三个，即与电极垫2的切削残渣的影子对应的区域81、和与针迹的伤痕对应的区域82、83，因此，当根据该图案14取得二值化图案15，根据二值化图案15取得逻辑图案时，存在逻辑图案与基准图案一致的情况。而且，在伤痕的延伸方向与中心线P相同的情况下，伤痕的阴影与中心线P的重合距离变长，因此与伤痕对应的区域82的长度可能进入阈值的范围内，即使进行第一实施方式的确认处理，逻辑图案也与基准图案一致，不能够除去伤痕的影响，可能会错误判定存在露出区域。

与此相对，在本实施方式中，对于图13所示的针迹的摄像数据D1也能够除去伤痕的影响，判定没有露出区域。在本实施方式中，如图14(a)所示通过滤波处理部54将摄像数据D1变换为修正摄像数据D3。该修正摄像数据D3中，使宽度狭窄的伤痕的阴影的暗部分与亮部分的边界线不明确，因此，阴影的暗像素与亮像素混合，阴影的部分整体变亮，相反地亮部分变暗。另一方面，在切削屑的阴影部、露出区域等的暗像素的面积宽广的区域中，即使令亮部分和暗部分的边界线不明确化，也因为暗部分的宽度很宽所以该部分保持为暗。因此，在修正摄像数据D3中，形成有伤痕的部分的明亮度和周围的明亮度的差变小。

因此，当取得中心线P的图案14时，如图14(b)所示，比灰度级的平均值h1低的位置仅是与切削屑的阴影部对应的区域80，如图14(c)所示取得二值化图案15，根据该二值化图案15取得逻辑图案，则以逻辑等级为“0”的方式被处理的区域仅有一个，因此逻辑图案与基准图案不一致，判定为没有形成露出区域11。在这样的实施方式中，也能够根据修正摄像数据D3取得使针迹区域13的中心线上的像素与灰度级对应的图案14，例如能够进行与第一实施方式同样的处理。进一步，通过电极垫2和探针33的材质的组合，即使是在电极垫2上容易造成较深的伤痕的情况下，也能够不降低检查精度地进行露出区域11的检测检查。此外，作为本发明的滤波处理，也可以是通过10点平均法等对图案14进行滤波处理的方式。

[实施例]

对用于确认本发明的效果的实验进行说明。首先，作为第一实验，使用第一实施方式的探测装置，对图15所示的四个电极垫2a～2b进行检测，确认在针迹10上是否形成有露出区域11。其中，在该四个电极垫2a～2b中，在电极垫2a、2b上形成有露出区域11，在电极垫2c、2d中未形成露出区域11。

第一实验的结果是生成了图16所示的图案14a～14b。与电极垫2a、2b对应的图案14a、14b中，在像素的值较高的区域之间形成有两个位置的较低的区域，灰度级的平均值h1为约120左右，因此，即使取得二值化图案，该区域也是像素的值为“0”的区域，其它是“1”的区域。因此，逻辑图案与基准图案一致，判定在垫2a、2b形成有露出区域11。另一方面，在与电极垫2c、2d对应的图案14c、14d中，仅形成有一个较低的区域，因此在二值化图案中，像素的值为“0”的区域也仅形成于一个位置。因此，逻辑图案与基准图案不一致，判定在垫2c、2d上没有形成露出区域11。从而能够确认到，在本实施方式的探测装置中，能够通过针迹检查用程序46自动地检测出露出区域11的有无。

接着，作为第二实验，使用第一实施方式的探测装置，对晶片W进行摄像，取得摄像数据D1。然后，利用金属显微镜目视观察晶片W，生成将露出区域11的像素置换为“0”、这之外的像素置换为“1”的二值化的图像，即人用眼观察而生成的所谓Ground Truth(地面实况)图像(以下简称为GT图像)，从中例如选择49个电极垫2作为样品。然后对GT图像的检测结果与相对于样品的摄像数据D1的针迹检查用程序46的检测结果进行比较，调查针迹检查用程序46的露出区域11的检测精度。其中，在实验中，在作为样品使用的49个电极垫2中，在28个电极垫2上形成有直径约20μm的露出区域11。在表1中表示该第二实验的结果。

在第二实验中，如以下的表1所示，在形成有露出区域11的28个电极垫2中，对于27个判定形成有露出区域11，仅对于一个电极垫2判定未形成露出区域。另一方面，对于没有检测出露出区域11的21个电极垫2全部判定为没有检测出露出区域11。即，针迹检查程序的检测精度是，露出区域11的检测率为96.5％，未形成露出区域11的电极垫2的检测率为100％，可知检测精度非常高。另外，经对未能检测出露出区域11的电极垫2进行调查，发现是因为在电极垫2上存在伤痕，未能正确地取得针迹10的外接矩形13的形状。针对此问题，也可以设置第二实施方式的滤波处理部56，在检测外接矩形13时进行滤波处理，从而解决该问题。

[表1]

	检测出露出部	未检测出露出部	检测率(％)	错误率(％)
					有露出部	27	1	96.5	3.5
无露出部	0	21	100	0.0

Claims (13)

1.一种针迹检查装置，其在使探针与被检查基板上的电极垫接触而进行电测量之后，对形成在所述电极垫上的针迹进行摄像，检查电极垫的基底层的露出的有无，该针迹检查装置的特征在于，包括：

对电极垫进行摄像的摄像机构；

从通过该摄像机构得到的图像数据抽出针迹区域的图像数据的机构；

针对通过该机构得到的针迹区域的图像数据，取得使在针迹区域的宽度方向的中央位置在该针迹区域的长度方向上延伸的线上的像素的位置与像素的灰度级对应的灰度级图案的机构；和

基于通过该机构得到的灰度级图案、和根据基底层从针迹露出时的所述灰度级图案决定的基准图案，判定基底层是否露出的判定机构。

2.如权利要求1所述的针迹检查装置，其特征在于，包括：

对所述灰度级图案进行用于使峰值平滑的滤波处理的机构。

3.如权利要求1或2所述的针迹检查装置，其特征在于：

包括利用与所述灰度级图案对应的阈值或者预定的阈值对该灰度级图案进行二值化，制作由灰度级比阈值低的低等级区域和灰度级比阈值高的高等级区域构成的二值化图案的机构，

所述判定机构以按照“低等级区域”、“高等级区域”、“低等级区域”的顺序排列的图案为基准图案，在灰度级图案包括该基准图案时判定基底层露出。

4.如权利要求3所述的针迹检查装置，其特征在于：

包括将逻辑“1”和逻辑“0”中的一方分配给所述二值化图案中的各低等级区域整体，将逻辑“1”和逻辑“0”中的另一方分配给各高等级区域整体，将所述二值化图案变换为由逻辑“1”和逻辑“0”的组合构成的逻辑图案的机构，

所述基准图案是由逻辑“1”和逻辑“0”的组合构成的逻辑图案，

所述判定机构比较两者的逻辑图案，判定基底层是否露出。

5.如权利要求3所述的针迹检查装置，其特征在于：

与所述灰度级图案对应的阈值是该灰度级图案的灰度级的平均值。

6.如权利要求3所述的针迹检查装置，其特征在于：

在所述灰度级图案中存在两个位置的灰度级比预先设定的阈值低的低等级区域的情况下，在靠近切削开始位置的低等级区域的长度为预先设定的长度以下时，作为高等级区域处理。

7.一种探测装置，包括探测卡，其将基板载置在载置台上，使探测卡的探针与基板上的芯片的电极垫接触，进行芯片的电测量，该探测装置的特征在于：

具备权利要求1～6中任一项所述的针迹检查装置。

8.一种针迹检查方法，其在使探针与被检查基板上的电极垫接触而进行电测量之后，对形成在所述电极垫上的针迹进行摄像，检查电极垫的基底层的露出的有无，该针迹检查方法的特征在于，包括：

通过摄像机构对电极垫进行摄像的工序；

从通过该摄像机构得到的图像数据抽出针迹区域的图像数据的工序；

针对得到的针迹区域的图像数据，取得使在针迹区域的宽度方向的中央位置在该针迹区域的长度方向上延伸的线上的像素的位置和像素的灰度级对应的灰度级图案的工序；和

基于得到的灰度级图案、和根据基底层从针迹露出时的所述灰度级图案决定的基准图案，对基底层是否露出进行判定的工序。

9.如权利要求8所述的针迹检查方法，其特征在于，包括：

对所述灰度级图案进行用于使峰值平滑的滤波处理的工序。

10.如权利要求8或9所述的针迹检查方法，其特征在于，包括：

利用与所述灰度级图案对应的阈值或者预定的阈值对该灰度级图案进行二值化，制作由灰度级比阈值低的低等级区域和灰度级比阈值高的高等级区域构成的二值化图案的工序；和

通过进行所述判定的工序，以按照“低等级区域”、“高等级区域”、“低等级区域”的顺序排列的图案为基准图案，在灰度级图案包括该基准图案时判定基底层露出的工序。

11.如权利要求10所述的针迹检查方法，其特征在于：

包括将逻辑“1”和逻辑“0”中的一方分配给所述二值化图案中的各低等级区域整体，将逻辑“1”和逻辑“0”中的另一方分配给各高等级区域整体，将所述二值化图案变换为由逻辑“1”和逻辑“0”的组合构成的逻辑图案的工序，

所述基准图案是由逻辑“1”和逻辑“0”的组合构成的逻辑图案，

进行所述判定的工序比较两者的逻辑图案，判定基底层是否露出。

12.如权利要求10所述的针迹检查方法，其特征在于：

与所述灰度级图案对应的阈值是该灰度级图案的灰度级的平均值。

13.如权利要求10所述的针迹检查方法，其特征在于：

在所述灰度级图案中存在两个位置的灰度级比预先设定的阈值低的低等级区域的情况下，在靠近切削开始位置的低等级区域的长度为预先设定的长度以下时，作为高等级区域处理。

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