JP4628665B2 - 針痕読取装置および針痕読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の被検査体（例えば半導体チップ）の電気的特性検査によりその電極パッド上に形成される針痕を読み取るための針痕読取装置および針痕読取方法に関する。

半導体ウェハ上に形成された半導体チップの電気的特性を検査するために、通常、当該半導体チップ内の電極パッドには針状の検査用プローブが押しあてられる。ここで、電極パッドは典型的にはアルミニウムからなるので、この電極パッドは検査時には、酸化されることにより形成される絶縁性の酸化アルミニウム被膜に覆われている。そのため、検査用プローブは当該被膜を突き破るように、或る程度の力で電極パッドに押しあてられる。その結果、電極パッドには検査用プローブによる針痕（接触痕）が形成される。この針痕の有無、位置、および深さなどの針痕の状態を読み取ることにより、検査用プローブが正しく電極パッドに押しあてられたか否かが判別される。

この針痕の状態を読み取る針痕読取装置は、従来より顕微鏡により針痕の状態を観察するものや針痕を写真に撮影するもののほか、ＣＣＤカメラにより針痕を撮像するものがある。特開平５−３２３０号公報には、半導体チップが形成された半導体ウェハをステージ上に載置し、ＣＣＤカメラで電極パッドに形成された針痕を撮影することにより得られる画像を記憶するとともに適宜に表示する針痕読取装置が開示されている。この構成により、針痕の経時変化を点検し、検査用プローブの針圧や針ずれ等の経時変化を管理することができる。

また、上記電極パッドとは異なる対象物を検出する装置、例えば、繰り返しパターンを読み取るテープ検査装置（例えば特許文献２を参照）や、ウェハのアラインメントマークを検出するマーク位置検出装置（例えば特許文献２を参照）や、ウェハ表面の異物や傷を検査する材料表面検査装置（例えば特許文献３を参照）には、対象物を移動させつつ、当該対象物の位置にフラッシュの発光を同期させることにより対象物を連続的に撮影する構成のものがある。
特開平５−３２３０号公報 特開平９−２２２３１１号公報 特開平１０−２８１７２９号公報 特開平１１−３２６２３３号公報

しかし、上記従来の針痕読取装置（例えば、特許文献１を参照）では、電極パッドに形成された針痕を直接目視しまたは撮影するため、ステージ等に載置される半導体ウェハが利用者により動かされることによる位置あわせが行われる。そのため、多い場合にはウェハ全体で数万ないし数十万個以上になる針痕を１つずつ読み取るには非常に手間と時間がかかる。

また、電極パッドとは異なる対象物を検出する装置には、上述のように対象物を移動させつつ連続的に撮影するものがあり（例えば、特許文献２〜４を参照）、これらの装置によれば利用者に手間がかかることなく短時間を撮像することができる。しかし、これらの装置は、同じ周期で撮像が繰り返されており、撮像の間隔を一定にすることにより高速で撮像が行われる。したがって、電極パッドのように、必ずしも等間隔で配列されておらず、また（ウェハにより）配置位置が変化する可能性がある対象物を高速で撮像することは予定されていない。よって、上記装置を多数の電極パッドに形成された多数の針痕を読み取る装置に使用することは容易ではない。

さらに、近年ではチップの電気的な試験項目の増加や試験内容の複雑化に伴い複数回の検査が行われることが多い。その際には通常１ミクロン程度の厚さを有する電極パッドに孔があかないよう、検査用プローブの位置を少しずつ平行にずらしながら検査が行われることが多い。このような複数回の検査を経た電極パッドには複数の針痕が形成される。したがって、最後の検査により形成された針痕がこれら複数の針痕のうちのどの針痕であるかを判別することは困難である。ここで、例えば最後の検査前の画像と当該検査後の画像とを画素単位で差分演算することにより、電極パッドの撮影画像から針痕の位置等を判定することは可能である。しかし、このような差分演算には非常に時間がかかる。

そこで、本発明の目的は、利用者に手間がかかることなくかつ短時間に針痕を読み取る針痕読取装置および針痕読取方法と、針痕検査装置および針痕検査方法とを提供することである。

また、本発明のさらなる目的は、電極パッドを撮影した画像から針痕の位置等を高速に判定する針痕読取装置および針痕読取方法を提供することである。

第１の発明は、複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を読み取るための針痕読取装置であって、
前記電極パッドを照明する照明手段と、
前記照明手段により照明される前記電極パッドを撮像し、撮像により得られる画像を電気信号として出力する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像されるべき撮像位置を連続的に変更する撮像位置変更手段と、
前記撮像手段から前記電気信号を受け取り、当該電気信号から得られる前記画像を保存する保存手段と、
前記保存手段に保存された前記画像に基づき、前記画像に含まれる所定の針痕の良否を判定する針痕検査手段と
を備え、
前記針痕検査手段は、
前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該所定の電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出手段と、
前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定手段と
を含み、
前記撮像手段により前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ、前記撮像手段に対して撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記撮像位置変更手段は、前記撮像手段により連続して撮像する場合における１つの画像を取得するための撮影時間以上の時間間隔をあけて全ての電極パッドの画像を順に撮像することができるように、予め定められた移動速度で前記撮像位置を変更することを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、
前記照明手段は、閃光を発するフラッシュ手段であり、前記撮像手段により前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ前記閃光が発せられることにより、前記撮像手段に対して撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、
前記複数の電極パッドの配置位置に関するデータである配列情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される配列情報に基づき、前記撮像手段により前記電極パッドが撮像されるべき位置を算出し、前記撮像位置変更手段により前記電極パッドが撮像されるべき位置に前記撮像位置が合致した時点で前記撮像手段に撮像させるトリガ手段と
をさらに備えることを特徴とする。

第５の発明は、第１の発明において、
前記針痕検査手段は、前記針痕良否判定手段により検出された針痕を含む電極パッドの周縁近傍に設定される所定の領域に当該針痕が重なっているか否かを判定する針痕位置判定手段をさらに含むことを特徴とする。

第６の発明は、第１の発明において、
前記針痕検査手段は、前記被検査体に含まれる各電極パッドを識別する情報と前記針痕良否判定手段の判定結果とを含む分類ヘッダ情報を生成し、対応する電極パッドの画像と関連づけて当該分類ヘッダ情報を前記保存手段に保存する分類ヘッダ作成手段をさらに含むことを特徴とする。

第７の発明は、第１の発明において、
前記初期ベクトル算出手段は、
前記保存手段に保存された前記画像から、前記電気的特性の検査前に予め撮像される前記所定の電極パッドの画像を差分演算することにより、前記電気的特性の検査により形成された針痕を検出する検出手段と、
前記所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、前記検出手段により検出される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する算出手段と
を含むことを特徴とする。

第８の発明は、第１の発明において、
前記初期ベクトル算出手段は、前記被検査体の角部近傍に位置する４つの電極パッドの各電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該各電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに基づき前記初期ベクトルを算出し、
前記針痕良否判定手段は、前記４つの電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定することを特徴とする。

第９の発明は、複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を検査するための針痕検査装置であって、
前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該電極パッドを撮像することにより得られる当該電極パッドの画像に含まれる針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出手段と、
前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定手段と
を備えることを特徴とする。
また第１０の発明は、第９の発明において、
前記針痕良否判定手段により検出された針痕を含む電極パッドの周縁近傍に設定される所定の領域に当該針痕が重なっているか否かを判定する針痕位置判定手段をさらに含むことを特徴とする。
さらに第１１の発明は、第９の発明において、
前記被検査体に含まれる各電極パッドを識別する情報と前記針痕良否判定手段の判定結果とを含む分類ヘッダ情報を生成し、対応する電極パッドの画像と関連づけて当該分類ヘッダ情報を前記保存手段に保存する分類ヘッダ作成手段をさらに含むことを特徴とする。
さらにまた第１２の発明は、第９の発明において、
前記初期ベクトル算出手段は、
前記保存手段に保存された前記画像から、前記電気的特性の検査前に予め撮像される前記所定の電極パッドの画像を差分演算することにより、前記電気的特性の検査により形成された針痕を検出する検出手段と、
前記所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、前記検出手段により検出される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する算出手段と
を含むことを特徴とする。
また第１３の発明は、第９の発明において、
前記初期ベクトル算出手段は、前記被検査体の角部近傍に位置する４つの電極パッドの各電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該各電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに基づき前記初期ベクトルを算出し、
前記針痕良否判定手段は、前記４つの電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定することを特徴とする。

第１４の発明は、複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を読み取るための針痕読取方法であって、
前記電極パッドを照明する照明ステップと、
前記照明ステップにおいて照明される前記電極パッドを撮像し、撮像により得られる画像を電気信号として出力する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像されるべき撮像位置を連続的に変更する撮像位置変更ステップと、
前記撮像ステップにおいて出力される前記電気信号を受け取り、当該電気信号から得られる前記画像を保存する保存ステップと、
前記保存ステップにおいて保存された前記画像に基づき、前記画像に含まれる所定の針痕の良否を判定する針痕検査ステップと
を含み、
前記針痕検査ステップは、
前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該所定の電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出ステップと、
前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定ステップと
を含み、
前記撮像ステップにおいて前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ、前記撮像ステップにおいて撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする。

第１５の発明は、第１４の発明において、
前記撮像位置変更ステップは、前記撮像ステップにおいて連続して撮像する場合における１つの画像を取得するための撮影時間以上の時間間隔をあけて全ての電極パッドの画像を順に撮像することができるように、予め定められた移動速度で前記撮像位置を変更することを特徴とする。

第１６の発明は、第１４の発明において、
前記照明ステップは、前記撮像ステップにおいて前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ閃光を発することにより、前記撮像ステップにおいて撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする。

第１７の発明は、複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を検査するための針痕検査方法であって、
前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該電極パッドを撮像することにより得られる当該電極パッドの画像に含まれる針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出ステップと、
前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定ステップと
を含むことを特徴とする。

第１８の発明は、第１７の発明において、
前記針痕良否判定ステップにより検出された針痕を含む電極パッドの周縁近傍に設定される所定の領域に当該針痕が重なっているか否かを判定する針痕位置判定ステップをさらに含むことを特徴とする。

第１９の発明は、第１７の発明において、
前記被検査体に含まれる各電極パッドを識別する情報と前記針痕良否判定ステップにおける判定結果とを含む分類ヘッダ情報を生成し、対応する電極パッドの画像と関連づけて当該分類ヘッダ情報を所定の保存手段に保存する分類ヘッダ作成ステップをさらに含むことを特徴とする。

第２０の発明は、第１７の発明において、
前記初期ベクトル算出ステップは、
前記画像から、前記電気的特性の検査前に予め撮像される前記所定の電極パッドの画像を差分演算することにより、前記電気的特性の検査により形成された針痕を検出する検出ステップと、
前記所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、前記検出ステップにおいて検出される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する算出ステップと
を含むことを特徴とする。

第２１の発明は、第１７の発明において、
前記初期ベクトル算出ステップでは、前記被検査体の角部近傍に位置する４つの電極パッドの各電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該各電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに基づき前記初期ベクトルを算出し、
前記針痕良否判定ステップでは、前記４つの電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定することを特徴とする。

上記第１の発明によれば、撮像位置変更手段により撮像位置が連続的に変更され、撮像時点近傍の短い時間だけ撮像手段に対して撮像されるべき電極パッドの像が与えられることにより、全ての電極パッドの画像が取得される構成である。この構成により、利用者に全く手間がかかることなくかつ短い時間で電極パッドの画像を取得して針痕を読み取ることができる。また複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドから初期ベクトルを算出しておき、それ以外の電極パッドの針痕検査では初期ベクトルおよび所定の判定範囲に基づき針痕の良否を判定する。このことにより、電極パッドを撮影した画像に複数の針痕が含まれる場合であっても最後の電気的特性検査により形成された針痕の良否等を高速に判定することができる。さらに、画素単位での差分演算により最後の電気的特性検査により形成された針痕を検出するときには画像取得時のズレによる誤検出等が生じる可能性があるが、本発明によれば、初期ベクトルに基づく相対的な位置検出が行われるため、画像取得時のズレや画素の明暗変化等に影響されることなく、正確に針痕検査を行うことができる。

上記第２の発明によれば、撮像位置変更手段により撮影時間以上の時間間隔をあけて所定の速度で順に撮像を行う構成である。この構成により、高速で撮像位置を移動させることができる。また、一定の移動速度である場合には各撮像位置における撮像条件を一定にすることができる。

上記第３の発明によれば、照明手段の閃光により短い時間だけ照明される電極パッドを撮像手段により順に撮像する構成である。この構成により、画像にぶれが生じないようにすることができ、かつ物理的なシャッタ装置等に比べて容易かつ安価な装置構成で画像を取得することができる。

上記第４の発明によれば、トリガ手段により配列情報に基づいて撮像対象となるべきすべての電極パッドの撮像位置が算出されるため、必ずしも等間隔で配列されておらずまた半導体ウェハにより配置位置が変化する可能性がある多数の電極パッドに形成された多数の針痕を高速に読み取ることができる。

上記第５の発明によれば、電極パッドの周縁近傍に通常形成される保護部（パッシベーション部）の領域に針痕の占める領域が重なっているか否かが判定されるため、これらの領域が重なっている場合に電気的特性検査における導通不良等の問題が発生する可能性があることを針痕位置判定手段により判定することができる。

上記第６の発明によれば、作成された分類ヘッダ情報により、後に行われる詳細な検査の際などに、検査対象とすべき電極パッドの画像を保存手段から効率よく指定して取り出すことができる。

上記第７の発明によれば、初期ベクトルを算出するときにのみ時間のかかる画像の差分演算を行い、それ以外の針痕検査では初期ベクトルおよび所定の判定範囲に基づき針痕の良否を判定する。このことにより、電極パッドを撮影した画像に複数の針痕が含まれる場合であっても最後の電気的特性検査により形成された針痕の良否等を高速に判定することができる。

上記第８の発明によれば、被検査体（例えば半導体チップ）の角部近傍に位置する４つの電極パッドに着目して初期ベクトルが算出されるため、被検査体を載置する際などに生じるＸ，Ｙ方向または回転方向のわずかなずれを十分正確に平均化することができるとともに、少ない数の電極パッドにより初期ベクトルを算出するため高速に針痕の良否等を判定することができる。

上記第９の発明によれば、上記第１の発明とは異なり撮像手段等を前提としないが、上記第１の発明と同様に、予め撮影された電極パッドの画像に複数の針痕が含まれる場合であっても最後の電気的特性検査により形成された針痕の良否等を高速に判定することができる。また、画素単位での差分演算により最後の電気的特性検査により形成された針痕を検出するときには画像取得時のズレによる誤検出等が生じる可能性があるが、本発明によれば、初期ベクトルに基づく相対的な位置検出が行われるため、画像取得時のズレや画素の明暗変化等に影響されることなく、正確に針痕検査を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
＜１．全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る針痕読取装置の構成を示すブロック図である。この針痕読取装置は、半導体ウェハ９０に含まれる半導体チップの電極パッドに形成された針痕を読み取る装置であって、この半導体ウェハ９０を撮像するＣＣＤカメラ２０と、このＣＣＤカメラ２０が撮像すべき対象箇所の像を光学的に拡大する光学部２１と、ＣＣＤカメラ２０が撮像すべき対象箇所を照明する光源３０と、半導体ウェハ９０が載置される載置台を含みこの載置台をＸ方向およびＹ方向へ移動することによりＣＣＤカメラ２０が撮像すべき位置を変更するＸＹステージ４０と、これらを制御するコンピュータ１０とを備える。なお、ここでは上記光源３０以外の光源は存在しないものとする。

ＣＣＤカメラ２０は、半導体ウェハ９０を載置するＸＹステージ４０上方の所定位置に固定されており、光学部２１により拡大された半導体ウェハ９０の所定部分の像、すなわち半導体ウェハ９０内に複数形成される半導体チップに含まれる所定の電極パッド近傍をコンピュータ１０からのトリガ信号Ｓｔに基づき２次元画像として撮像し、撮像により得られた２次元画像を画像信号Ｓｉとして出力する。具体的には、ＣＣＤカメラ２０は、トリガ信号Ｓｔが与えられた時点で、ＣＣＤカメラ２０に内蔵されるシャッタが開かれ、後述する光源３０により閃光が発せられた後に当該シャッタが閉じられることにより撮像する。なお、ＣＣＤカメラ２０は、白黒やカラーの電荷結合素子（ＣＣＤ）をイメージセンサとして利用する撮像装置であるが、これに代えて金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）を利用する撮像装置や、その他の光電変換機能を有する撮像装置が用いられてもよい。

光学部２１は、内蔵される１つ以上のレンズにより半導体ウェハ９０の所定部分の光学的に（ここでは１０〜２０倍程度に）拡大された像をＣＣＤカメラ２０に結像させる。なお、この光学部２１は、ＣＣＤカメラ２０の解像度が十分に高い場合には省略されてもよい。

光源３０は、半導体ウェハ９０上方の所定位置に固定されており、ＣＣＤカメラ２０により撮像されるべき所定部分を照明するキセノンフラッシュランプである。この光源３０は、コンピュータ１０からトリガ信号Ｓｔが出力された直後に出力されるフラッシュ信号Ｓｆが与えられた時点から数マイクロセカンド程度の短い時間だけ高輝度の閃光を発することにより上記所定部分を照明する。この閃光により照らされる時間は、通常のカメラのシャッタースピード（数ミリセカンド）に比べて非常に短いが、それは被写体である半導体ウェハ９０が移動することにより生じる撮像により得られる画像のぶれを防止するためである。また、高輝度の光源３０により照らすのは、ＣＣＤカメラ２０による撮像のために必要となる十分な光量を短時間で得るためである。したがって、この光源３０は、高輝度の光を短時間だけ放つことができる光源であればよいため、例えばＬＥＤやレーザ光源であってもよい。なお、ここではトリガ信号Ｓｔが出力されてからフラッシュ信号Ｓｆが出力されるまでの時間が無視できるほど短いため、以下ではこれらの信号はほぼ同時に出力されるものとする。また、フラッシュ信号Ｓｆは、具体的にはごく短い遅延時間を有する遅延回路に対してトリガ信号Ｓｔを入力することにより生成される。

ＸＹステージ４０は、その上面側に設けられる移動可能な載置台上に半導体ウェハ９０を載置しており、当該載置台をＸ方向およびＹ方向へ移動させるためのモータ（例えばステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等）と、当該載置台のＸ方向およびＹ方向への移動距離を判別するためのエンコーダ（例えば各種モータエンコーダやリニアスケール）とを含む。このＸＹステージ４０に含まれるモータは、コンピュータ１０からのモータ制御信号Ｓｍに基づき制御され、上記載置台を所定の位置に移動させるように駆動する。また、このＸＹステージ４０に含まれるエンコーダは、上記載置台がＸ方向へ単位距離だけ移動する毎に生成されるパルス信号であるＸ−Ｅｎｃｏｄｅｒ Ｐｕｌｓｅ（以下「Ｘパルス信号」と略称する）と、上記載置台がＹ方向へ単位距離だけ移動する毎に生成されるパルス信号であるＹ−Ｕｐ Ｐｕｌｓｅ（以下「Ｙパルス信号」と略称する）と、上記載置台がＸ方向の基準位置であるＸ軸上に位置する場合に生成される信号であるＸ−Ｒｅｓｅｔ（以下「Ｘリセット信号」という）と、上記載置台がＹ方向の基準位置であるＹ軸上に位置する場合に生成される信号であるＹ−Ｒｅｓｅｔ（以下「Ｙリセット信号」という）とを含むエンコーダ信号Ｓｅを出力する。

本針痕読取装置は、このＸＹステージ４０によりその載置台上に載置される半導体ウェハ９０をＸ方向に定速で移動させ、光源３０の閃光により所定のタイミングで照明される電極パッドをＣＣＤカメラ２０により順に撮像する。さらにＸ方向の撮像動作が終了する毎に、半導体ウェハ９０をＹ方向に所定の距離（すなわち一行分）だけ移動させ上記Ｘ方向の撮像動作を繰り返すことにより、半導体ウェハ９０の半導体チップに含まれる全ての電極パッドを撮像する。図２はこのような撮像動作を説明するための図である。

図２の上半部に示す図は、ＸＹステージ４０（の載置台）と半導体ウェハ９０との位置関係を示す概略図である。図中の左上部にはＸＹ座標系およびその原点が示されているが、これらはＸＹステージ４０のＸＹ座標系およびその原点である。さらに、上記ＸＹ座標系はＣＣＤカメラ２０により撮像により得られる画像の座標系と同一になるように、また上記原点位置が撮像により得られる画像の中心位置（以下「撮像位置」という）と同一になるようにＸＹステージ４０に対してＣＣＤカメラ２０の位置が設定されている。

図２の下半部に示す図は、半導体ウェハ９０に含まれる半導体チップ９１内の電極パッド９２をＣＣＤカメラ２０により撮像する際の上記撮像位置の軌跡を示す図である。図中のＰ１は撮像動作が開始される際の上記撮像位置（以下「開始位置」という）を示し、図中のＰ２は撮像動作が終了される際の上記撮像位置（以下「終了位置」という）を示す。ＣＣＤカメラ２０は、ＸＹステージ４０に含まれる載置台の−Ｘ方向への移動により、開始位置Ｐ１からＸ方向へ（一行として）配列される電極パッド９２を所定のタイミングで順に撮像する。その撮像位置が半導体チップ９１の右端側を超えると、ＸＹステージ４０に含まれる載置台の−Ｙ方向への移動により、撮像されるべき電極パッド９２はＹ方向へ一行分だけ移動される。続いてＸＹステージ４０に含まれる載置台のＸ方向への移動により、−Ｘ方向へ配列される電極パッド９２が所定のタイミングで同様に順に撮像される。以上の撮像動作が繰り返され、半導体チップ９１内の全ての電極パッド９２が撮像されることにより、撮像位置が終了位置Ｐ２に達する。このような撮像動作は全ての半導体チップに対して行われる。以上の撮像動作は、コンピュータ１０により制御される。以下、コンピュータ１０の構成および撮像動作について説明する。

＜２．コンピュータの構成および撮像動作＞
このコンピュータ１０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーションなどの一般的なコンピュータシステムである。図３は、このコンピュータ１０の概略的構成を示すブロック図である。このコンピュータ１０は、各種演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、外部のキーボードやマウスなどの入力装置およびＬＣＤやＣＲＴなどのディスプレイ装置と内部バス１７とを接続するための入出力インタフェース１２と、データやプログラムを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、所定のプログラム等が予め記憶されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１４と、大容量の記憶装置であるハードディスク１６と、このハードディスク１６および内部バス１７を接続するためのディスクインタフェース１５とを備えている。

また、このコンピュータ１０は、入出力インタフェース１２等を介してＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶媒体や通信回線からＲＡＭ１３に格納された所定のプログラムを実行することにより、ＣＣＤカメラ２０から画像信号Ｓｉを受け取り、ＣＣＤカメラ２０へトリガ信号Ｓｔを与え、光源３０へフラッシュ信号Ｓｆを与え、ＸＹステージ４０からエンコーダ信号Ｓｅを受け取り、ＸＹステージ４０へモータ制御信号Ｓｍを与える処理を実現する。以下、これらのソフトウェア処理を含むコンピュータ１０の各機能構成および撮像動作について図を参照して説明する。

図４は、コンピュータ１０の機能構成を示すブロック図である。このコンピュータ１０は、エンコーダ信号Ｓｅを受け取り所定のタイミングでトリガ信号Ｓｔおよびフラッシュ信号Ｓｆを出力するトリガ信号発生部１１０と、エンコーダ信号Ｓｅを受け取りモータ制御信号Ｓｍを出力するＸＹステージ制御部１２０と、画像信号Ｓｉを受け取る画像読み込み部１３０と、画像データＤｉを一時的に保存する一時保存部１４０と、画像データＤｉに対して所定のトリミング処理を行う画像トリミング部１５０と、当該トリミングされた画像データＤｉ’を後に行われるべき針痕検査のために保存する大容量保存部１６０と、この大容量保存部１６０に保存された画像データＤｉ’に基づき針痕検査を行う針痕検査部１７０とを備える。なお、この針痕検査部１７０は、以下に説明する撮像動作の後に行われる針痕検査を行うが、その動作については後述する。

トリガ信号発生部１１０は、予め上記ＲＡＭ１３の所定のアドレスに所定のデータを書き込む動作を行い、エンコーダ信号Ｓｅに基づく所定のタイミングでトリガ信号Ｓｔおよびフラッシュ信号Ｓｆを出力する。以下、この動作について図５を参照して詳述する。

図５は、トリガ信号Ｓｔを発生させる動作を説明するための図である。この図５に示すようにトリガ信号発生部１１０は、トリガ信号Ｓｔの発生に関わる機能的構成要素として、Ｙ座標読み込みアドレスカウンタ１１２と、Ｘ座標読み込みアドレスカウンタ１１４と、セレクタ１１６と、メモリ１１８とを備えている。Ｙ座標読み込みアドレスカウンタ１１２は、Ｙパルス信号（Ｙ−Ｕｐ Ｐｕｌｓｅ）の示すパルスをカウントしてそのカウント値をＹ座標に相当するメモリアドレス信号（Ｙ座標アドレス信号）として出力し、Ｙリセット信号（Ｙ−Ｒｅｓｅｔ）が入力されるとそのカウンタ値は、Ｙ方向の基準位置に対応する所定のＹ座標に相当するアドレス値に強制的に設定される。Ｘ座標読み込みアドレスカウンタ１１４は、Ｘパルス信号（Ｘ−Ｅｎｃｏｄｅｒ Ｐｕｌｓｅ）の示すパルスをカウントしてそのカウント値をＸ座標に相当するメモリアドレス信号（Ｘ座標アドレス信号）として出力し、Ｘリセット信号（Ｘ−Ｒｅｓｅｔ）が入力されるとそのカウンタ値は、Ｘ方向の基準位置に対応する所定のＸ座標に相当するアドレス値に強制的に設定される。Ｙ座標読み込みアドレスカウンタ１１２およびＸ座標読み込みアドレスカウンタ１１４から出力されるＹ座標アドレス信号およびＸ座標アドレス信号は、セレクタ１１６に入力される。また、セレクタ１１６には、電極パッドの中心に対応する座標に相当するメモリアドレスにデータ（ｗｒｉｔｅ ＤＡＴＡ）を書き込むための書き込みアドレス（ｗｒｉｔｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）を示す信号（以下「書き込みアドレス信号」という）、および、当該データ（以下「書き込みデータ」という）も入力される。セレクタ１１６は、上記書き込みアドレス信号とＹ座標アドレス信号およびＸ座標アドレス信号からなる読み出しアドレス信号との２種類のアドレス信号のうちいずれかを選択し、選択されたアドレス信号をメモリ１１８に与える。このとき書き込みアドレス信号が選択されると、書き込みデータもメモリ１１８に与えられ、メモリ１１８では、その書き込みアドレス信号の示すアドレスにその書き込みデータが書き込まれる。一方、読み出しアドレス信号が選択されると、その読み出しアドレス信号の示すアドレスのデータがメモリ１１８から読み出され、トリガ信号Ｓｔとしてトリガ信号発生部１１０から出力される。

上記のような構成を有するトリガ信号発生部１１０は、本針痕読取装置の外部から与えられる半導体ウェハ９０に関する情報を記憶するウェハ情報記憶部１０５から当該半導体ウェハ９０に含まれる半導体チップ９１の配列およびその電極パッド９２の配列等に関する配列情報Ｉａ（例えば、半導体チップ９１に対して設定された所定の座標系における各電極パッド９２の位置を示す座標の情報など）を受け取り、当該配列情報Ｉａに基づいて半導体チップ９１に含まれる撮像対象となるべきすべての電極パッド９２の中心位置に対応する座標（以下「パッドの中心座標」という）を算出する。算出された座標はそれぞれ対応するメモリアドレスに変換され、メモリ１１８における当該メモリアドレスにはパッドの中心座標であることを示すデータ（ここでは「１」）が書き込まれる。具体的には、既述のように、上記メモリアドレスは書き込みアドレス（Ｗｒｉｔｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）としてセレクタ１１６に入力され、「１」である書き込みデータ（Ｗｒｉｔｅ Ｄａｔａ）がセレクタ１１６に入力される。セレクタ１１６は、メモリ１１８の対応するアドレスに「１」を書き込む。ここで、上記メモリアドレスは上記Ｘ座標と一意に対応するように設定される。したがって、各電極パッド９２の中心座標をＸ方向に結ぶ直線は撮像位置をＸ方向に結ぶ直線に合致するため、上記メモリアドレスを特定することにより、撮像位置のＸ座標が特定される。

図６は、このような撮像位置とメモリアドレスとの関係を説明するための模式図である。図に示す電極パッド９２の中心座標をＸ方向に結ぶ直線に沿って配列される四角の枠はメモリアドレスを表し、枠内の数字は当該メモリアドレスに書き込まれているデータを示す。図６では、パッドの中心座標に対応するメモリアドレスには「１」が書き込まれており、トリガ信号発生部１１０は、撮像位置がこのアドレスに対応する位置と合致する場合にトリガ信号Ｓｔを出力する。

具体的には図５に示すように、ＸＹステージ４０からのエンコーダ信号Ｓｅに含まれるＹパルス信号が入力される毎にＹ座標読み込みアドレスカウンタ１１２によりＹ座標に対応する所定のメモリアドレスが設定され、セレクタ１１６に与えられる。また、Ｘリセット信号が入力される場合にはＸ軸に対応する所定のメモリアドレスが設定される。さらに、Ｙリセット信号が入力される場合には上記メモリアドレスの最初の位置から読み出しが開始される。さらにまた、Ｘパルス信号が入力される毎にＸ座標読み込みアドレスカウンタ１１４により上記メモリアドレスがインクリメントされ、セレクタ１１６により当該メモリアドレスから順にデータが読み出され、「１」が読み出された時点で直ちにトリガ信号Ｓｔが出力される。この構成により、パッドの中心座標が撮像位置に合致するときに電極パッド９２が撮像される。

なお、厳密には、撮像される時点はトリガ信号Ｓｔが出力された直後のフラッシュ信号Ｓｆが出力される時点であるが、両者はほぼ同時であるため実際上の差異はない。また、ここでは図２に示すように、各電極パッド９２の中心位置をＹ方向に結ぶ直線はＹ軸と全て平行であるものとする。すなわち、各電極パッド９２のＸ方向への配列パターンはＹ方向に繰り返されているものとする。

ＸＹステージ制御部１２０は、半導体ウェハ９０が載置されるＸＹステージ４０の載置台の位置を示すエンコーダ信号Ｓｅを受け取り、この載置台を所定位置へ移動させるための所定のモータ制御信号Ｓｍを生成してＸＹステージ４０に与える。具体的には図２の下半部に示す図について前述したように、ＣＣＤカメラ２０により撮像する際の上記撮像位置が図中の矢印に示す軌跡をたどるようにＸＹステージ４０の載置台を移動させるフィードバック制御を行う。この移動速度は、一定の速度であって、ＣＣＤカメラ２０により画像を順に連続して取得する場合における一枚の画像を取得するための時間（以下「撮影時間」という）と同じ時間またはそれよりも長い時間で、或る電極パッドの中心位置から当該電極パッドのＸ方向に隣接する電極パッドの中心位置まで撮像位置を移動させるように決定される。もしこの撮影時間よりも短い時間内に移動されるならば、全ての電極パッド（の中心位置）を撮像することができなくなるからである。なお、上記撮影時間は例えば３０ミリセカンド程度である。また、この移動速度は必ずしも一定である必要はないが、一定である場合には各撮像位置における撮像条件が一定となるため好適である。

画像読み込み部１３０は、ＣＣＤカメラ２０により得られる画像信号Ｓｉを受け取り、この画像信号Ｓｉから電極パッドおよびその近傍の撮像画像である画像データＤｉを生成し出力する。この画像データＤｉは、一時保存部１４０によりＲＡＭ１３の所定の領域に一時的に記憶される。

画像トリミング部１５０は、この一時保存部１４０により記憶された画像データＤｉに対し、電極パッド９２近傍の撮像画像よりも外側の所定領域を削除するトリミング処理を行うことにより、トリミングされた画像データＤｉ’を生成する。

図７は、このトリミング処理を説明するための模式図である。図中の画像５１は、上記画像データＤｉに対応しており、電極パッド９２の中心座標が撮像位置に合致している。また、点線で示すトリミング境界線５２は、電極パッド９２の撮像画像を含んで、その周囲よりもやや大きい領域を囲む境界線として設定されており、トリミング境界線５２内部の領域の中心位置は、電極パッド９２の中心座標と合致するように設定される。そのため、画像５１に対するトリミング境界線５２を容易に設定することができるため、電極パッド９２の撮像画像を公知の画像認識処理手法で認識することによりトリミング処理する必要はなく、容易にトリミング境界線５２内部の電極パッド９２の撮像画像からなるトリミングされた画像データＤｉ’を生成することができる。このトリミングされた画像データＤｉ’は、大容量保存部１６０によりディスクインタフェース１５を介してハードディスク１６に保存される。なお、この大容量保存部１６０により保存された画像データＤｉ’は、後に針痕検査部１７０により行われるべき針痕検査の対象となる。以上のような機能に対応するコンピュータ１０の撮像動作に関連する処理手順について、以下、図を参照して説明する。

図８は、コンピュータ１０の撮像動作に関連する処理手順を示すフローチャートである。このコンピュータ１０の一機能であるトリガ信号発生部１１０は、前述したウェハ情報記憶部１０５から半導体ウェハ９０に含まれる半導体チップ９１の配列およびその電極パッド９２の配列等に関する配列情報Ｉａを受け取り、半導体チップ９１に含まれるすべての電極パッド９２の中心座標を算出し、算出された座標をそれぞれ対応するメモリアドレスに変換して、当該メモリアドレスにパッドの中心座標であることを示すデータ「１」を書き込む初期設定処理を行う（ステップＳ１０）。なお、ここでは全ての半導体チップに含まれるすべての電極パッド９２の中心座標を算出し、対応するメモリアドレスに書き込みを行ってもよい。

次に、ＸＹステージ制御部１２０は、ＣＣＤカメラ２０の撮像位置に所定の開始点Ｐ１を合わせるように、半導体ウェハ９０が載置されるＸＹステージ４０の載置台の位置を移動させるための所定のモータ制御信号Ｓｍを生成してＸＹステージ４０に与える。さらに、ＣＣＤカメラ２０の撮像位置に所定の開始点Ｐ１が合わせられると、連続的に受け取られる上記載置台の位置を示すエンコーダ信号Ｓｅに基づき、この載置台をＸ方向へ一定の上記移動速度で移動させるための所定のモータ制御信号ＳｍをＸＹステージ４０に与える（ステップＳ２０）。

次に、トリガ信号発生部１１０は、エンコーダ信号Ｓｅに基づき、パッドの中心座標が撮像位置に合致するか否かを判断する（ステップＳ３０）。合致しない場合、上記ステップＳ３０の判断が繰り返し行われる。合致する場合、トリガ信号発生部１１０はトリガ信号Ｓｔを出力する（ステップＳ４０）。なお、トリガ信号Ｓｔが出力された直後にフラッシュ信号Ｓｆが出力されることは前述したとおりである。

次に、画像読み込み部１３０は、ＣＣＤカメラ２０により得られる画像信号Ｓｉを受け取り、この画像信号Ｓｉから電極パッドおよびその近傍の撮像画像である画像データＤｉを生成し、一時保存部１４０はこの画像データＤｉを一時的に記憶する（ステップＳ５０）。

次に、ＸＹステージ制御部１２０は、エンコーダ信号Ｓｅに基づき、ＣＣＤカメラ２０の撮像位置がＸ方向に最も遠い端の電極パッド９２の中心座標を超えているために当該Ｘ方向の画像読み込みを終了するか否かを判断する（ステップＳ６０）。終了しない場合、処理はステップＳ３０に戻り、トリガ時点でトリガ信号を送出する処理が当該Ｘ方向の画像読み込みを終了するまで繰り返される（Ｓ６０→Ｓ３０→Ｓ４０→Ｓ５０→Ｓ６０）。当該Ｘ方向の画像読み込みを終了する場合、さらに撮像位置が終了地点Ｐ２に達したか否かが判断される（ステップＳ７０）。達していない場合、以下に説明するステップＳ８０からＳ１１０までの処理が行われた後にステップＳ３０に戻り、撮像位置が終了地点Ｐ２に達するまで上記処理が繰り返される（Ｓ７０→Ｓ８０→Ｓ９０→Ｓ１００→１１０→Ｓ３０→Ｓ４０→Ｓ５０→Ｓ６０→Ｓ７０）。ここでステップＳ８０からＳ１１０までの処理について説明する。

上記ステップＳ７０の処理で撮像位置が終了地点Ｐ２に達していないと判断される場合、ＸＹステージ制御部１２０は、ＣＣＤカメラ２０の撮像位置を次の電極パッドの行に対応するＹ座標に合わせるため、半導体ウェハ９０が載置されるＸＹステージ４０の載置台の位置を移動させるための所定のモータ制御信号Ｓｍを生成してＸＹステージ４０に与える（ステップＳ８０）。

次に、画像トリミング部１５０は、一時保存部１４０に記憶される上記画像データＤｉに対し、電極パッド９２の撮像画像を含む領域以外の所定領域を切り取るトリミング処理を行うことにより、トリミングされた画像データＤｉ’を生成する（ステップＳ９０）。なお、このトリミング処理は、一時保存部１４０により記憶される全ての画像データＤｉ（具体的にはＸ方向に配列された全ての電極パッド９２の撮像画像）に対して一括して行われる。

次に、画像トリミング部１５０は、トリミングされた画像データＤｉ’に対して、針痕検査部１７０による針痕検査時に利用される所定の番号や注釈文などを含む付加情報を付け加えたデータを作成する（ステップＳ１００）。さらに、大容量保存部１６０は、画像トリミング部１５０により付加情報が付け加えられた上記データを保存する（ステップＳ１１０）。その後、前述したように処理はステップＳ３０に戻り、撮像位置が終了地点Ｐ２に達するまで上記処理が繰り返される。

以上のステップＳ９０からＳ１１０までの処理は、上記ステップＳ８０の処理でＸＹステージ４０の載置台の位置を移動させるための移動時間を利用して行われる。なお、コンピュータ１０の処理速度およびハードディスク１６の保存速度が十分に早い場合、これらの処理は、ステップＳ５０の画像取り込み処理の後に直ちに行われる構成であってもよい。また、これらの処理は、上記ステップＳ８０の処理（およびそれ以降に実行される処理）と並行して行われてもよい。

また、ステップＳ６０で撮像位置が終了地点Ｐ２に達したと判断される場合、当該半導体チップに関する画像読み込み動作は終了する。なお、さらに画像を読み込むべき半導体チップがある場合には、以下に説明する針痕検査動作が終了後に上記処理が最初から開始される。

＜３．コンピュータの針痕検査動作＞
次に、コンピュータ１０の針痕検査動作に関連する処理手順について、図を参照して説明する。ここで、この針痕検査動作には、モデルとなる針痕を含む電極パッドの撮像画像と、上記針痕検査動作の対象となるべき針痕を形成する電気的特性検査（以下「プローブテスト」という）を行う前の半導体チップ９１に含まれる電極パッド９２の撮像画像とが必要となる。そこで、上記針痕検査動作を含む全体的な処理の手順について説明する。

図１１は、本実施形態における針痕検査を行う際の全体的な処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、所定の半導体チップに含まれる全ての電極パッドに形成された理想状態の針痕をモデルとして登録するための撮像（モデル登録用撮像処理）が行われる。具体的には、針痕検査の対象となるべき所定の検査用プローブに全く異常がないとき（例えば新品であるとき）、新しく形成される針痕の位置を明瞭にするため他の針痕が存在しない状態のダミーウェハや新規のチップに対し、上記所定の検査用プローブを使用して針痕を形成する。このようにして形成された針痕はその位置等に異常がなくほぼ理想状態であるので、この針痕が形成された電極パッドの画像全てを以下の針痕検査動作において使用するための撮像を行う。なお、この撮像動作は図８などを参照して説明した上記撮像動作と全く同じであるため詳しい説明は省略する。

ステップＳ２では、モデル登録用撮像処理（ステップＳ１）により得られたモデルとなる針痕を含む電極パッドの画像を解析することにより、当該モデルとなる針痕の重心座標を算出し保存する処理（モデル登録処理）が行われる。このような画像解析による重心座標の算出には公知の手法が使用される。例えば、当該画像に含まれる針痕の占める領域またはその境界を構成する画素を当該画素の輝度に基づき検出し、これらの画素の座標に基づき針痕の重心座標を算出する。なお、この重心座標は、半導体チップ９１に対して予め設定された所定の座標系における座標であり、この座標系に関する情報を含む配列情報Ｉａがウェハ情報記憶部１０５に記憶されていることは前述した。この重心座標は全ての針痕について算出され、針痕検査部１７０による針痕検査時に利用される所定の番号などの情報とともに大容量保存部１６０に保存される。なお、以下では針痕の重心座標に基づき各種計算が行われるが、全ての針痕に共通して含まれる性質を示す特徴点の座標（例えば最小のＹ座標の画素座標など）であれば、重心座標に代えて使用することもできる。

ここで、ステップＳ１，Ｓ２の処理により得られる情報は、上記所定の検査用プローブが異常とされるまで繰り返し使用可能である。そのため、これらの処理は当該検査用プローブを初めて使用するときなどに一度だけ行われれば足りる。また、複数の検査装置のいずれにも当該所定の検査用プローブを装着することが可能である場合、上記情報は所定のネットワークなどを介してこれら複数の検査装置に共有されるよう構成されてもよい。

ステップＳ３では、プローブテスト前の半導体チップ９１に含まれる電極パッドの撮像（差分算出用撮像処理）が行われる。この撮像処理は所定の半導体チップ９１に含まれる全ての電極パッドについて行われてもよいし、当該半導体チップ９１の角部近傍に配置される４つの電極パッドについてのみ行われてもよい。また、半導体ウェハ９０に含まれる全ての半導体チップの電極パッドについて行われてもよい。この撮像処理により得られる画像とプローブテスト後の画像との差分演算を行うことにより、１つの電極パッドに複数の針痕が形成されている場合であっても当該プローブテストにより形成された針痕のみを検出することができる。もっとも、本実施形態においては全ての電極パッドに対して差分演算が行われるわけではないが、その詳細な内容については後述する。なお、この差分算出用撮像処理により得られる電極パッドの画像は、針痕の詳細検査（後述するステップＳ７）において利用可能であるため、この詳細検査に利用する場合、上記撮像処理は全ての半導体チップに対して行われるのが好ましい。

ステップＳ４では、上記所定の検査用プローブを装着した所定のプローブテスト装置により、所定の半導体ウェハ９０に含まれる全ての半導体チップに対してプローブテストが行われる。このプローブテストにより、針痕検査の対象となるべき針痕が電極パッドに形成される。

ステップＳ５では、本針痕読み取り装置により、上記プローブテストによって形成された針痕を含む電極パッドの撮像（針痕検査用撮像処理）が行われる。この動作は図８などを参照して説明した上記撮像動作である。なお、モデル登録用撮像処理（ステップＳ１）の場合とは異なり、ここでの撮像により取得される電極パッドの画像には上記プローブテストにより形成された針痕のほか、異なる（例えば前回以前の）プローブテストにより形成された針痕が１つ以上含まれている可能性がある。

ステップＳ６では、針痕検査用撮像処理（ステップＳ５）により得られた電極パッドの画像に基づき所定の針痕検査処理が行われる。この処理の詳しい内容については後述する。

ステップＳ７では、ステップＳ６（針痕検査処理）により得られた結果に基づき、さらなる詳細検査が行われる。例えば、針痕検査処理により不良と判定された針痕を含む電極パッドの画像を大容量保存部１６０から読み出し、針痕の形状や大きさなどが詳細に分析される。この詳細検査は典型的にはオペレータの目視などにより行われる。なお、この詳細検査は必要に応じて省略されてもよい。

次に、ステップＳ６に示す針痕検査処理の詳細な手順について説明する。図１２は、コンピュータ１０の針痕検査動作に関連する処理手順を示すフローチャートである。

まず、コンピュータ１０により実現される一機能である針痕検査部１７０は、上記プローブテストにより形成された針痕の位置がモデル登録された針痕の位置からどれだけ変化しているかを示すベクトル（以下「初期ベクトル」という）を算出する初期ベクトル算出処理を行う（ステップＳ２１０）。ここで、この初期ベクトル算出処理の詳しい処理（サブルーチン）について図１３を参照して説明する。図１３は、このサブルーチンの手順を示すフローチャートである。

針痕検査部１７０は、針痕検査用撮像処理（ステップＳ５）により得られた電極パッドの画像のうち、半導体チップ９１の角部、すなわち４つの隅近傍に配置される４つの電極パッド（以下「コーナパッド」という）の画像データを大容量保存部１６０から読み出す（ステップＳ２１１）。

次に、針痕検査部１７０は、ステップＳ２１１において得られたコーナパッドの画像から上記プローブテストにより形成された針痕を検出する（ステップＳ２１２）。ここで、コーナパッドの画像に針痕が１つだけ含まれている場合には針痕の検出は極めて容易であるが、前述のようにコーナパッドの画像には上記プローブテストにより形成された針痕のほか、異なる（前回以前の）プローブテストにより形成された針痕が１つ以上含まれていることがある。この場合には、上記ステップＳ２１１において得られたコーナパッドの画像から、差分算出用撮像処理（ステップＳ３）により取得された今回のプローブテスト前のコーナパッドの画像を差分演算することにより、今回のプローブテストにより形成された針痕を検出する。図１４は、この差分演算を説明するための図である。図中の画像Ａはプローブテスト前のコーナパッドの画像を示し、画像Ｂはプローブテスト後のコーナパッドの画像を示す。この画像Ｂから画像Ａを差分演算すると、画像Ｃに点線で示される両画像の共通する部分が除去されるため、画像Ｃに示すように、今回のプローブテストにより形成された針痕のみを含むコーナパッドの画像が得られる。この針痕を以下ではコーナ針痕という。

続いて、針痕検査部１７０は、ステップＳ２１２において得られたコーナ針痕を含むコーナパッドの画像から、コーナ針痕の重心座標を算出する（ステップＳ２１３）。この重心座標の算出する公知の方法については、モデル登録処理（ステップＳ２）において前述したとおりであり、また、この重心座標は、半導体チップ９１に対して予め設定された所定の座標系における座標であることも前述したとおりである。

次に、針痕検査部１７０は、ステップＳ２１３において得られたコーナ針痕の重心座標からこれらの重心座標の中心位置Ｃｉを算出する（ステップＳ２１４）。なお、針痕の重心位置は必ずしも電極パッドの中心位置とは合致しないため、上記中心位置Ｃｉは、半導体チップ９１の中心位置と一致しないその近傍となる。

また、針痕検査部１７０は、モデル登録処理（ステップＳ１）により保存されたモデルとなる針痕の重心座標のうち、半導体チップの４つの角部近傍に位置する電極パッドのモデルとなる針痕（以下「モデルコーナ針痕」という）の重心座標を大容量保存部１６０から読み出す（ステップＳ２１５）。

続いて、針痕検査部１７０は、ステップＳ２１５において読み出されたモデルコーナ針痕の重心座標からこれらの重心座標の中心位置Ｃｍを算出する（ステップＳ２１７）。なお、この中心位置Ｃｍは、半導体チップ９１の中心位置および中心位置Ｃｉと一致しないその近傍となる。

最後に、針痕検査部１７０は、ステップＳ２１６において算出された中心位置Ｃｍから、ステップＳ２１４において算出された中心位置Ｃｉへのベクトル（以下「初期ベクトル」という）を算出する（ステップＳ２１４）。この初期ベクトルはモデル登録された針痕から上記プローブテストにより形成された針痕へのずれを示すベクトルとして、以降の処理に用いられる。以上に示すサブルーチン処理が終了すると、図１２に示す処理に復帰する。

ここで、コーナ針痕の重心座標に基づき算出された中心位置Ｃｉと、モデルコーナ針痕の重心座標に基づき算出された中心位置Ｃｍとにより初期ベクトルを算出する理由を、図１５を参照して詳しく説明する。図１５は、初期ベクトル算出について説明するための模式図である。図に示す半導体チップ９１０は６つの電極パッド９２１〜９２６を有しており、これらの電極パッドはプローブテストにより形成された針痕９３１〜９３６を含む。なお、図中、これらの針痕に対応するモデル登録された針痕８３１〜８３６は点線で示されており、針痕の重心位置は十字マークの中心位置により示されている。この半導体チップ９１０のコーナ針痕９３３，９３４の重心位置を結んだ線分と、コーナ針痕９３１，９３６の重心位置を結んだ線分との交点がこれらの針痕の中心位置Ｃｉとなる。同様に、モデルコーナ針痕８３３，８３４の重心位置を結んだ線分と、モデルコーナ針痕８３１，８３６の重心位置を結んだ線分との交点がこれらの針痕の中心位置Ｃｍとなる。

この中心位置Ｃｍから中心位置Ｃｉへのベクトルである初期ベクトルＶｉは、モデルコーナ針痕８３１，８３３，８３４，８３６の重心位置から、対応するコーナ針痕９３１，９３３，９３４，９３６の重心位置へのベクトルと完全に等しくなるわけではない。なぜなら、モデルとなる針痕を形成した（例えば新品の）検査用プローブはほぼ理想的な配置であるため、検査用プローブのずらされる方向を示すベクトルは全て同一であり初期ベクトルと等しくなるはずであるが、複数回のプローブテストを経た検査用プローブは曲がりや欠け、摩耗などの経年変化により理想的な配置からずれが生じており、さらに半導体チップ９１０の位置決め時に理想的な位置からずれが生じるからである。特に半導体チップ９１０をＸＹステージ４０に載置する際などには理想的な位置からＸ，Ｙ方向に、または回転方向にわずかなずれを生じることが多い。そして、回転方向のずれ量は、半導体チップ９１０のコーナパッドにおいて比較的大きなばらつきが見られることになる。そこで、本実施形態では、この回転方向のずれ量やその他のずれ量を平均化するため、コーナ針痕に着目して上記のように初期ベクトルを算出している。なお、ずれ量を完全に平均化するためには全ての電極パッドについてモデルとなる針痕からプローブテストにより形成された針痕へのベクトルを算出するのが好ましいが、反面、計算量が多くなるためその処理に多くの時間がかかる。よって、高速に針痕を検出するためには好ましいとはいえない。この点、４つのコーナパッドに着目して初期ベクトルを算出する上記構成は、特に上記回転方向のずれ量を十分正確に平均化することができるとともに、高速に初期ベクトルを算出することができるため好適である。

なお、本実施形態では中心位置Ｃｉおよび中心位置Ｃｍにより初期ベクトルが算出されるが、モデルコーナ針痕８３１，８３３，８３４，８３６の重心位置の一部または全部の平均位置から、対応するコーナ針痕９３１，９３３，９３４，９３６の重心位置の一部または全部の平均位置へのベクトルを初期ベクトルとしてもよい。また、モデルコーナ針痕およびコーナ針痕以外の所定の針痕に基づき初期ベクトルが算出されてもよい。

再び図１２を参照して、上記初期ベクトル算出処理（ステップＳ２１０）が終了すると、次に、針痕検査部１７０は、針痕の良否を判定するための判定範囲算出処理を行う（ステップＳ２２０）。前述のように、プローブテストにより電極パッドに形成される針痕は、検査用プローブに異常がない限り、モデルとなる針痕から初期ベクトルの示す方向および距離だけ移動した位置近傍にある。この近傍といえるための限界を示す範囲を、ここでは判定範囲という。この判定範囲は、１本のモデルとなる所定の検査用プローブにより形成される針痕位置のずれ量と、全てのモデルとなる検査用プローブにより形成される全針痕位置の最大のずれ量と、複数回のプローブテストによる経年変化から生じるずれ量とを考慮して決定する必要がある。以下、図１６および図１７を参照して説明する。

図１６は、第１のプローブＰｒ１により生じるずれ量を説明するための模式図であり、図１７は、第２のプローブＰｒ２により生じるずれ量を説明するための模式図である。これらの図中、Ｒａは、形状の異なる１本の第１および第２のプローブＰｒ１，Ｐｒ２により形成される針痕位置のずれ量を示しており、点線はそのずれの範囲を示している。このずれ量Ｒａは、第１および第２のプローブＰｒ１，Ｐｒ２の形状と、その素材である金属の剛性と、加えられる荷重などとに基づき算出される撓みや曲がりの量から予め数値計算により求めることができる。

また、ＲＭは、第１および第２のプローブＰｒ１，Ｐｒ２をモデルとなる検査用プローブとするとき、使用される全ての検査用プローブにより形成される全針痕位置の最大のずれ量を示している。このずれ量ＲＭは、全てのモデル登録された針痕の位置から容易に求めることができる。例えば、モデル登録された針痕の重心座標のＸ座標およびＹ座標についてそれぞれ最小値と最大値との差を算出し、その差の大きい方の値を２で割って得られる値にＲａを加えた値をＲＭとすることなどが考えられる。このずれ量ＲＭがずれ量Ｒａより大きくなるのは、各検査用プローブの形状等にわずかなばらつきがあることや、その取り付け位置が計算上の位置よりわずかにずれることなどによる。

さらに、ＲＴは、複数回のプローブテストによる経年変化から生じるずれを考慮した、全ての検査用プローブにより形成される全針痕位置の最大のずれ量を示している。このずれ量ＲＴは実際に形成される全ての針痕位置から容易に求めることができるが、その反面、計算量が多くなるためその処理に多くの時間がかかる。よって、高速に針痕を検出するために好ましいとはいえない。そこで、上記経年変化の影響を経験的に考慮して得られる１より大きい所定の係数を上記ずれ量ＲＭに乗算することにより、ずれ量ＲＴを算出する。なお、さらに４つのコーナ針痕のずれ量を考慮して算出してもよい。針痕検査部１７０は、このように算出されたずれ量ＲＴを半径とする円内を上記判定範囲とする。

続いて、針痕検査部１７０は、針痕検査の対象となる電極パッドの画像を大容量保存部１６０から読み出す（ステップＳ２３０）。次に、針痕検査部１７０は、読み出された電極パッドの画像に含まれる針痕の良否判定処理を行う（ステップＳ２４０）。ここで、この良否判定処理の詳しい処理（サブルーチン）について説明する。図１８は、このサブルーチンの手順を示すフローチャートである。

針痕検査部１７０は、ステップＳ２３０において読み出された電極パッドに対応するモデル登録された針痕の重心座標を大容量保存部１６０から読み出す（ステップＳ２４１）。

次に、針痕検査部１７０は、ステップＳ２３０において読み出されたモデルとなる針痕の重心位置から、ステップＳ２３０において算出された初期ベクトルの方向および距離だけ離れた点の座標を算出し、判定範囲の中心座標とする（ステップＳ２４２）。理想的にはこの点（上記中心座標）近傍にプローブテストにより形成された針痕の重心座標があるため、この点を中心として判定範囲を設定すればよい。

続いて、針痕検査部１７０は、ステップＳ２４２において算出された判定範囲の中心座標を中心とし、ステップＳ２２０において算出されたずれ量ＲＴを半径とする円を判定範囲として設定する（ステップＳ２４３）。なお、ここでは判定範囲を円形とするが、正方形等どのような形状であってもよい。

さらに、針痕検査部１７０は、ステップＳ２４３において設定された判定範囲内の電極パッド画像の所定領域から針痕を検出する（ステップＳ２４４）。針痕の検出には、画素の輝度に基づく検出方法など公知の画像処理手法が用いられる。このように、本実施形態では判定範囲内の所定領域のみの針痕を検出するため、電極パッドの画像全体を精査する必要がない。そのため、高速に針痕を検出することができる。

続いて、針痕検査部１７０は、ステップＳ２４４において針痕が検出されたか否かを判定する（ステップＳ２４５）。針痕が検出された場合には、当該針痕を良好であると判定するとともに、当該判定結果をメモリ等に一時記憶し、図１２の処理に復帰する（ステップＳ２４６）。針痕が検出されなかった場合には、当該針痕を不良であると判定するとともに、当該判定結果をメモリ等に一時記憶し、図１２の処理に復帰する（ステップＳ２４７）。なお、ステップＳ２４４において、判定範囲内に針痕の一部が検出された場合には、針痕全体が検出されていないため、針痕が検出されなかったものとして取り扱われる。

図１９は、以上のような針痕の良否判定処理における針痕検出の一例を示す図である。図に示す電極パッドの画像９２７は、今回のプローブテストにより形成された針痕９３７と、前回以前のプローブテストにより形成された針痕９５７ａ，９５７ｂ，９５７ｃとを含む。また、図中、針痕９３７に対応するモデル登録された針痕８３７は点線で示されており、針痕の重心位置は十字マークの中心位置により示されている。この図１９を参照すると、判定範囲の中心座標から半径ＲＴの円内に針痕９３７があるため、この円形の判定範囲内の画像から針痕が検出されることになる。よって、この針痕９３７は良好であると判定される。

また、図２０は、針痕の良否判定処理における針痕検出の別例を示す図である。この図の各要素は、図１９と同様であるため同一の要素につき同一の符号を付してその説明を省略する。もっとも、この図２０に示す例は、図１９に示す例とは異なり、判定範囲の中心座標から半径ＲＴの円外に針痕９３７があるため、この円形の判定範囲内の画像から針痕は検出されない。よって、この針痕９３７は不良であると判定される。

再び図１２を参照して、以上のような針痕の良否判定処理（ステップＳ２４０）が終了すると、次に、針痕検査部１７０は、上記良否判定処理の判定結果に基づき、針痕が不良である場合にはステップＳ２６０の処理を省略してステップＳ２７０の処理を行い、針痕が良好である場合にはステップＳ２６０の処理を行う（ステップＳ２５０）。

続いて、針痕検査部１７０は、良好と判定された針痕につき、さらに針痕位置が良好であるか否かを判定する針痕位置判定処理を行う（ステップＳ２６０）。通常、電極パッドの周縁近傍には保護部（パッシベーション部）が形成されており、針痕の占める領域がこの保護部の領域と重複する場合にはプローブテストにおける導通不良等の問題を生じることがある。そのため、上記のような重複が生じる場合には針痕位置が不良であると判定する必要がある。そこで、具体的には針痕のＸ座標およびＹ座標の最大値および最小値を算出し、これらの座標が上記保護部の領域内にあるか否かを判定することにより、針痕位置の良否を判定する。

図２１は、上記針痕のＸ座標およびＹ座標の最大値および最小値を示す図である。図中、Ｘｍａｘは針痕のＸ座標の最大値を、ＸｍｉｎはそのＸ座標の最小値を、ＹｍａｘはそのＹ座標の最大値を、ＹｍｉｎはそのＹ座標の最小値をそれぞれ示している。図に示す電極パッドの画像９２７は、周縁近傍に保護部が形成されており、Ｘｍａｘ，Ｘｍｉｎ，Ｙｍａｘ，Ｙｍｉｎはいずれも保護部内にはないので、針痕９３７の占める領域はこの保護部とは重複していないと判定できる。

もっとも、針痕９３７の占める領域はこの保護部と近接している場合には問題を生じるおそれがあるため、詳細検査（ステップＳ７）を要する場合がある。そこで、上記針痕位置判定処理では、針痕９３７の占める領域と保護部との近接の度合いを併せて判定する。以下、図２２を参照して説明する。図２２は、この近接の度合いを判定するための境界線を示す図である。Ｘｍａｘ，Ｘｍｉｎ，Ｙｍａｘ，Ｙｍｉｎのいずれかの値が第１の境界線９０１より外側に相当する座標である場合、針痕は保護部内または保護部に非常に近接しているといえるので、針痕位置は不良であると判定され、第１の境界線９０１より内側に相当する座標であってかつ第２の境界線９０２より外側に相当する座標である場合、針痕は保護部と重複しないが比較的に近接しているといえるので、針痕位置は要調査であると判定され、第２の境界線９０２より内側に相当する座標である場合、針痕は保護部から離れているといえるので、針痕位置は良好であると判定される。このような判定結果（不良か、要調査か、良好か）はメモリ等に一時記憶される。

再び図１２を参照して、以上のような針痕位置判定処理（ステップＳ２６０）が終了すると、次に、針痕検査部１７０は、メモリ等に一時記憶された各種判定結果に基づき所定の分類ヘッダを作成する処理を行う（ステップＳ２７０）。この分類ヘッダには、例えば、テスト日時、テスト機番号、針モデル（モデル針痕）番号、ウェハ品名、ウェハロット番号、チップ番号、ピン（電極パッド）番号、針判定（針痕良否判定）結果、針位置判定結果、所定の針痕検出パラメータなどが含まれる。針判定（針痕良否判定）結果は、針痕の良否判定処理（ステップＳ２４０）により得られる結果である「良好」または「不良」を示すデータと、判定範囲算出処理（ステップＳ２２０）により得られるずれ量ＲＴとを含む。針位置判定結果は、針痕位置判定処理（ステップＳ２６０）により得られる結果である「不良」、「要調査」、または「良好」を示すデータを含む。所定の針痕検出パラメータは、針痕の重心座標、Ｘｍａｘ，Ｘｍｉｎ，Ｙｍａｘ，Ｙｍｉｎの値を含み、さらに所定の計算により得られる針痕の面積や縦横比を含んでもよい。以上の内容を含む分類ヘッダは当該電極パッドの画像ファイルと関連づけられて（紐付けられて）、大容量保存部１６０（の所定のフォルダ等）に格納される。このような分類ヘッダにより、後に行われる詳細検査（ステップＳ７）の際などに、検査対象とすべき電極パッドの画像を効率よく指定して取り出すことができる。

次に、針痕検査部１７０は、半導体チップ９１に含まれる全ての電極パッドの画像を読み出して検査したか否かを判定する（ステップＳ２８０）。全ての画像を読み出していない場合には、次の電極パッドの画像を読み出すため、ステップＳ２３０の処理に戻り、全ての画像を読み出すまで上記処理が繰り返される（Ｓ２３０→Ｓ２４０→Ｓ２５０→（Ｓ２６０）→Ｓ２７０→Ｓ２８０→Ｓ２３０）。全ての画像を読み出した場合、当該半導体チップ９１に含まれる全ての針痕の検査が終了する。続いて、半導体ウェハ９０に含まれる次の半導体チップに含まれる電極パッドの撮像動作が行われ、さらに当該電極パッドの針痕検査を行うため、上記と同様の処理（ステップＳ２１０〜Ｓ２７０）が開始される。この処理は、半導体ウェハ９０に含まれる全ての半導体チップの撮像動作および針痕検査動作が終了するまで繰り返される。

なお、上記処理（ステップＳ２１０〜Ｓ２７０）を含むコンピュータ１０の針痕検査動作は半導体チップの電極パッドの撮像動作が終了後に行われるが、コンピュータ１０の処理速度が十分速い場合には、１つの電極パッドが撮像される度に当該電極パッドに対する針痕検査動作が行われてもよい。また、これらの動作は並行して行われてもよい。

＜４．効果＞
上記一実施形態によれば、本針痕読取装置は、ＸＹステージ４０によりその載置台上に載置される半導体ウェハ９０をＸ方向に定速で移動させ、光源３０の閃光により照明される電極パッドをＣＣＤカメラ２０により順に撮像する構成となっている。この構成により、本針痕読取装置は、利用者に全く手間がかかることなくかつ短時間に電極パッドの画像を取得して針痕を読み取ることができる。

また、上記一実施形態によれば、本針痕読取装置は、光源３０の閃光により短い時間だけ照明される電極パッドをＣＣＤカメラ２０により順に撮像する構成となっている。この構成により、本針痕読取装置は、撮像画像にぶれが生じないようにすることができ、かつ物理的なシャッタ装置等による制御に比べて容易かつ安価な装置構成で画像を取得することができる。

さらに、上記一実施形態によれば、本針痕読取装置に含まれるトリガ信号発生部１１０は、ウェハ情報記憶部１０５に記憶される半導体チップ９１の配列およびその電極パッド９２の配列等に関する配列情報Ｉａに基づいて撮像対象となるべきすべての電極パッド９２の中心位置に対応する座標を算出する。このことにより、必ずしも等間隔で配列されておらずまた半導体ウェハにより配置位置が変化する可能性がある多数の電極パッドに形成された多数の針痕を高速に読み取ることができる。

さらにまた、上記一実施形態によれば、本針痕読取装置は、初期ベクトルを算出するときにのみ時間のかかる画像の差分演算を行い、他の針痕検査では初期ベクトルおよび所定の判定範囲（ずれ量ＲＴ）に基づき針痕の良否を判定する。このことにより、電極パッドを撮影した画像に複数の針痕が含まれる場合であっても最後のプローブテストにより形成された針痕の良否や針痕位置の良否等を高速に判定することができる。例えば、もし１０００ピン分の電極パッドの画像からプローブテスト前の画像を差し引く差分演算を行うとすれば、１つの差分演算に必要な時間は約２００ミリ秒程度であり、最後のプローブテスト前の画像を１つ読み込むために必要な時間は３０ミリ秒程度であるので、全ての針痕検査には２３０秒（約４分）程度の時間がかかる。これに対して、１０００ピン分の電極パッドの画像に対して本実施形態における針痕検査を行うとき、１つの針痕検出に必要な時間は約１０ミリ秒程度であるので、全ての針痕検査は１０秒程度で終了する。よって、本実施形態における針痕検査は非常に高速に行われることがわかる。また、画素単位での上記差分演算によれば画像取得時のズレによる誤検出等が生じる可能性があるが、本実施形態における針痕検査動作によれば、初期ベクトルに基づく相対的な位置検出が行われるため、画像取得時のズレや画素の明暗変化等に影響されることなく、正確に針痕検査を行うことができる。

＜５．変形例＞
上記実施形態では、電極パッド９２（の撮像画像を含む画像５１）の中心座標と撮像位置とが一致するため、画像データＤｉに含まれる電極パッド９２は１つであるように構成されるが、一度に撮像されるべき電極パッド９２の数は複数であってもよい。例えば、隣り合う電極パッドの中心位置を結ぶ直線の中点位置すなわち隣り合う電極パッドの中間位置と撮像位置とが一致する場合、画像データＤｉに含まれる電極パッド９２は２つとなるように構成される。

図９は、この構成により２つの電極パッド９２ａ，９２ｂの撮像画像を含む画像５１を例示する図である。これらの電極パッド９２ａ，９２ｂに対応するトリミング境界線５２ａ，５２ｂ内部の領域の中心位置は、ウェハ情報記憶部１０５により示される電極パッド９２ａ，９２ｂの配列等に関する配列情報Ｉａから容易に算出することができる。そのため、画像５１に対するトリミング境界線５２ａ，５２ｂを容易に設定することができるため、電極パッド９２ａ，９２ｂの撮像画像を公知の画像認識処理により認識することによりトリミング処理する必要はなく、容易にトリミング境界線５２ａ，５２ｂ内部の電極パッド９２ａ，９２ｂの撮像画像からなるトリミングされた２つの画像データＤｉ’を生成することができる。

ここで、ＣＣＤカメラ２０が非常に高解像度である場合には、さらに多くの電極パッドの画像を一度の撮像動作により得ることができる。図１０は、４つ半の電極パッド９２ａ〜９２ｅの撮像画像を含む画像５１を例示する図である。これらの電極パッド９２ａ〜９２ｅの撮像画像に対応するトリミング境界線５２ａ〜５２ｅの中心位置は、同様にウェハ情報記憶部１０５により示される電極パッドの配列等に関する配列情報Ｉａから容易に算出することができるため、容易にトリミング境界線５２ａ〜５２ｅ内部の電極パッド９２ａ〜９２ｅの撮像画像からなるトリミングされた複数の画像データＤｉ’を生成することができる。ただし、ここでは電極パッド９２ｅはその全体が撮像されていないため破棄されるが、次に撮像される画像の残りの部分と合成することにより全体の画像が生成される構成であってもよい。

このように２つ以上の電極パッドの画像を一度の撮像動作により取得する構成によれば、ＣＣＤカメラ２０により一枚の画像が取得される撮影時間で２つ以上の電極パッドの画像を順番に取得できるため、ＸＹステージ４０（の載置台）を２倍以上の移動速度で移動させることができる。よって、この構成により、本針痕読取装置は、さらに短時間で電極パッドの画像を取得して針痕を読み取ることができる。なお、上記変形例では、撮像される複数の電極パッドは図１０に示すようにＸ方向に隣り合う構成となっているが、Ｙ方向に隣り合う複数の電極パッドまたはＸ方向およびＹ方向にそれぞれ隣り合う複数の電極パッドが一度に撮像される構成であってもよい。この構成では、Ｘ方向の読み込みが終了した後に行われる撮像位置のＹ方向への移動距離を大きく取る（例えば２行以上移動する）ことができるため、短時間で電極パッドの画像を取得して針痕を読み取ることができる。

上記実施形態では、光源３０がフラッシュ信号Ｓｆを与えられた時点から数マイクロセカンド程度の短い時間だけ高輝度の閃光を発することにより、ＣＣＤカメラ２０はぶれのない撮像画像を取得する構成となっている。しかし、ぶれのない撮像画像を取得するための構成であれば、光源３０から半導体ウェハ９０を経てＣＣＤカメラ２０に内蔵される受光素子までの光路の途中のいずれかに、通常は光路を遮断しており所定の時点で短い時間だけ光路を開くように動作するシャッタ装置を新たに備える構成であってもよい。また、このシャッタ装置は電子的に実現されるものであってもよい。これらの構成によれば、光源３０はキセノンフラッシュランプのようなフラッシュには限定されない。さらに、ＣＣＤカメラ２０によりぶれのない撮像画像を取得するため、撮像位置に電極パッドが移動される前に移動速度が減速されるようにＸＹステージ４０を制御する構成であってもよい。ただし、この構成では、加速および減速が繰り返されるため平均速度が遅くなる。よって、一定の速い速度で移動させる上記実施形態の構成がより好適である。

上記実施形態では、ＸＹステージ４０により撮像対象となる半導体ウェハ９０の位置が移動させられることにより撮像位置が連続して移動する構成であるが、ＸＹステージ４０に代えてＣＣＤカメラ２０の位置または撮像角度を変化させることにより撮像位置をＸ方向およびＹ方向に移動させるカメラ移動装置またはカメラ首振り装置が備えられる構成であってもよい。また、ＸＹステージ４０が省略され、電極パッド９２の像が反射鏡を介してＣＣＤカメラ２０に与えられるように反射鏡を配置し、この反射鏡の角度を変化させることにより、ＣＣＤカメラ２０の撮像位置をＸ方向およびＹ方向に移動させる反射角変化装置が備えられる構成であってもよい。さらに、これらの構成が適宜組み合わされることにより撮像位置を連続して移動する構成であってもよい。

上記実施形態では、半導体ウェハ９０のうちの１つの半導体チップに含まれる電極パッド９２を順に撮像する構成となっているが、半導体ウェハ９０全体を順に撮像する構成であってもよい。すなわち、Ｘ方向へ撮像する際には複数の半導体チップに含まれる電極パッド９２を順に撮像する構成であってもよい。このように撮像する場合であっても、ウェハ情報記憶部１０５により示される半導体チップの配列等に関する配列情報Ｉａに基づき、撮像された電極パッドがどの半導体チップに対応するかを容易に判定することができる。

上記実施形態では、ＸＹステージ４０からのエンコーダ信号Ｓｅに基づきフィードバック制御が行われる構成であるが、このエンコーダ信号Ｓｅに基づくことなく、ＸＹステージ制御部１２０によりＸＹステージ４０の載置台があるべき位置を正確に判別できる場合には、このあるべき位置に基づき制御が行われる構成であってもよい。

上記実施形態では、定速で移動するＸＹステージ４０（の載置台）上の半導体ウェハ９０をＣＣＤカメラ２０により連続的に撮像して得られる電極パッドの画像に対して針痕検査動作が行われるが、上記針痕検査動作を実現するためには電極パッドの撮像画像が存在すれば足りる。したがって、上記針痕検査動作の前提として、必ずしも上記撮像動作が行われる必要はなく、例えば従来の撮像動作により電極パッドの画像が取得されてもよいし、本装置とは異なる装置により撮像された電極パッドの画像が本装置に与えられ、与えられた画像に基づき上記針痕検査動作が行われてもよい。このように上記実施形態の説明は、針痕検査動作のみを行う針痕検査装置にも適用することができる。

上記実施形態および変形例では、半導体チップに含まれる電極パッド９２を撮像する構成となっているが、本発明は、半導体チップ以外の所定の被検査体に含まれる電極パッドを撮像しまたは検査するどのような構成にも適用可能である。このような場合には、電極パッドの配列等に関する予め定められた配列情報に基づき、上記被検査体に対して設定された所定の座標系における各電極パッドの座標を容易に算出することができる。

本発明の一実施形態に係る針痕読取装置の構成を示すブロック図である。 上記一実施形態に係る撮像動作を説明するための図である。 上記一実施形態におけるコンピュータの概略的構成を示すブロック図である。 上記一実施形態におけるコンピュータの機能構成を示すブロック図である。 上記一実施形態におけるトリガ信号Ｓｔを発生させる動作を説明するための図である。 上記一実施形態における撮像位置とメモリアドレスとの関係を説明するための模式図である。 上記一実施形態におけるトリミング処理を説明するための模式図である。 上記一実施形態におけるコンピュータの撮像動作に関連する処理手順を示すフローチャートである。 上記一実施形態の変形例における２つの電極パッド９２ａ，９２ｂの撮像画像を含む画像５１を例示する図である。 上記一実施形態の変形例における４つ半の電極パッド９２ａ〜９２ｅの撮像画像を含む画像５１を例示する図である。 本実施形態における針痕検査を行う際の全体的な処理手順を示すフローチャートである。 上記一実施形態におけるコンピュータの針痕検査動作に関連する処理手順を示すフローチャートである。 上記一実施形態における初期ベクトル算出処理の詳しい処理手順を示すフローチャートである。 上記一実施形態における画像の差分演算を説明するための図である。 上記一実施形態における初期ベクトル算出について説明するための模式図である。 上記一実施形態における第１のプローブにより生じるずれ量を説明するための模式図である。 上記一実施形態における第２のプローブにより生じるずれ量を説明するための模式図である。 上記一実施形態における針痕の良否判定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 上記一実施形態における針痕の良否判定処理における針痕検出の一例を示す図である。 上記一実施形態における針痕の良否判定処理における針痕検出の別例を示す図である。 上記一実施形態における針痕のＸ座標およびＹ座標の最大値および最小値を示す図である。 上記一実施形態における針痕の占める領域と保護部との近接の度合いを判定するための境界線を示す図である。

符号の説明

１０ …コンピュータ
１１ …ＣＰＵ
１２ …入出力インタフェース
１３ …ＲＡＭ
１４ …ＲＯＭ
１５ …ディスクインタフェース
１６ …ハードディスク
１７ …内部バス
２０ …ＣＣＤカメラ
３０ …光源
４０ …ＸＹステージ
９０ …半導体ウェハ
９１ …半導体チップ
９２ …電極パッド
１１０…トリガ信号発生部
１２０…ＸＹステージ制御部
１３０…画像読み込み部
１４０…一時保存部
１５０…画像トリミング部
１６０…大容量保存部
１７０…針痕検査部

Claims (21)

1. 複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を読み取るための針痕読取装置であって、
   前記電極パッドを照明する照明手段と、
   前記照明手段により照明される前記電極パッドを撮像し、撮像により得られる画像を電気信号として出力する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像されるべき撮像位置を連続的に変更する撮像位置変更手段と、
   前記撮像手段から前記電気信号を受け取り、当該電気信号から得られる前記画像を保存する保存手段と、
   前記保存手段に保存された前記画像に基づき、前記画像に含まれる所定の針痕の良否を判定する針痕検査手段と
   を備え、
   前記針痕検査手段は、
   前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該所定の電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出手段と、
   前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定手段と
   を含み、
   前記撮像手段により前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ、前記撮像手段に対して撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする、針痕読取装置。
2. 前記撮像位置変更手段は、前記撮像手段により連続して撮像する場合における１つの画像を取得するための撮影時間以上の時間間隔をあけて全ての電極パッドの画像を順に撮像することができるように、予め定められた移動速度で前記撮像位置を変更することを特徴とする、請求項１に記載の針痕読取装置。
3. 前記照明手段は、閃光を発するフラッシュ手段であり、前記撮像手段により前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ前記閃光が発せられることにより、前記撮像手段に対して撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする、請求項１に記載の針痕読取装置。
4. 前記複数の電極パッドの配置位置に関するデータである配列情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶される配列情報に基づき、前記撮像手段により前記電極パッドが撮像されるべき位置を算出し、前記撮像位置変更手段により前記電極パッドが撮像されるべき位置に前記撮像位置が合致した時点で前記撮像手段に撮像させるトリガ手段と
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の針痕読取装置。
5. 前記針痕検査手段は、前記針痕良否判定手段により検出された針痕を含む電極パッドの周縁近傍に設定される所定の領域に当該針痕が重なっているか否かを判定する針痕位置判定手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の針痕読取装置。
6. 前記針痕検査手段は、前記被検査体に含まれる各電極パッドを識別する情報と前記針痕良否判定手段の判定結果とを含む分類ヘッダ情報を生成し、対応する電極パッドの画像と関連づけて当該分類ヘッダ情報を前記保存手段に保存する分類ヘッダ作成手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の針痕読取装置。
7. 前記初期ベクトル算出手段は、
   前記保存手段に保存された前記画像から、前記電気的特性の検査前に予め撮像される前記所定の電極パッドの画像を差分演算することにより、前記電気的特性の検査により形成された針痕を検出する検出手段と、
   前記所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、前記検出手段により検出される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する算出手段と
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の針痕読取装置。
8. 前記初期ベクトル算出手段は、前記被検査体の角部近傍に位置する４つの電極パッドの各電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該各電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに基づき前記初期ベクトルを算出し、
   前記針痕良否判定手段は、前記４つの電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の針痕読取装置。
9. 複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を検査するための針痕検査装置であって、
   前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該電極パッドを撮像することにより得られる当該電極パッドの画像に含まれる針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出手段と、
   前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定手段と
   を備えることを特徴とする針痕検査装置。
10. 前記針痕良否判定手段により検出された針痕を含む電極パッドの周縁近傍に設定される所定の領域に当該針痕が重なっているか否かを判定する針痕位置判定手段をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の針痕検査装置。
11. 前記被検査体に含まれる各電極パッドを識別する情報と前記針痕良否判定手段の判定結果とを含む分類ヘッダ情報を生成し、対応する電極パッドの画像と関連づけて当該分類ヘッダ情報を前記保存手段に保存する分類ヘッダ作成手段をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の針痕検査装置。
12. 前記初期ベクトル算出手段は、
    前記保存手段に保存された前記画像から、前記電気的特性の検査前に予め撮像される前記所定の電極パッドの画像を差分演算することにより、前記電気的特性の検査により形成された針痕を検出する検出手段と、
    前記所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、前記検出手段により検出される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する算出手段と
    を含むことを特徴とする、請求項９に記載の針痕検査装置。
13. 前記初期ベクトル算出手段は、前記被検査体の角部近傍に位置する４つの電極パッドの各電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該各電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに基づき前記初期ベクトルを算出し、
    前記針痕良否判定手段は、前記４つの電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定することを特徴とする、請求項９に記載の針痕検査装置。
14. 複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を読み取るための針痕読取方法であって、
    前記電極パッドを照明する照明ステップと、
    前記照明ステップにおいて照明される前記電極パッドを撮像し、撮像により得られる画像を電気信号として出力する撮像ステップと、
    前記撮像ステップにおいて撮像されるべき撮像位置を連続的に変更する撮像位置変更ステップと、
    前記撮像ステップにおいて出力される前記電気信号を受け取り、当該電気信号から得られる前記画像を保存する保存ステップと、
    前記保存ステップにおいて保存された前記画像に基づき、前記画像に含まれる所定の針痕の良否を判定する針痕検査ステップと
    を含み、
    前記針痕検査ステップは、
    前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該所定の電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出ステップと、
    前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定ステップと
    を含み、
    前記撮像ステップにおいて前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ、前記撮像ステップにおいて撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする、針痕読取方法。
15. 前記撮像位置変更ステップは、前記撮像ステップにおいて連続して撮像する場合における１つの画像を取得するための撮影時間以上の時間間隔をあけて全ての電極パッドの画像を順に撮像することができるように、予め定められた移動速度で前記撮像位置を変更することを特徴とする、請求項１４に記載の針痕読取方法。
16. 前記照明ステップは、前記撮像ステップにおいて前記電極パッドが撮像されるべき時点近傍の所定時間だけ閃光を発することにより、前記撮像ステップにおいて撮像されるべき前記電極パッドの像が与えられることを特徴とする、請求項１４に記載の針痕読取方法。
17. 複数の電極パッドを含む所定の被検査体の電気的特性を検査する際に当該電極パッド上に形成される針痕を検査するための針痕検査方法であって、
    前記複数の電極パッドから選ばれた所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該電極パッドを撮像することにより得られる当該電極パッドの画像に含まれる針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する初期ベクトル算出ステップと、
    前記所定の電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該異なる電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定する針痕良否判定ステップと
    を含むことを特徴とする針痕検査方法。
18. 前記針痕良否判定ステップにより検出された針痕を含む電極パッドの周縁近傍に設定される所定の領域に当該針痕が重なっているか否かを判定する針痕位置判定ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の針痕検査方法。
19. 前記被検査体に含まれる各電極パッドを識別する情報と前記針痕良否判定ステップにおける判定結果とを含む分類ヘッダ情報を生成し、対応する電極パッドの画像と関連づけて当該分類ヘッダ情報を所定の保存手段に保存する分類ヘッダ作成ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の針痕検査方法。
20. 前記初期ベクトル算出ステップは、
    前記画像から、前記電気的特性の検査前に予め撮像される前記所定の電極パッドの画像を差分演算することにより、前記電気的特性の検査により形成された針痕を検出する検出ステップと、
    前記所定の電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、前記検出ステップにおいて検出される針痕の位置までのベクトルに相当する初期ベクトルを算出する算出ステップと
    を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の針痕検査方法。
21. 前記初期ベクトル算出ステップでは、前記被検査体の角部近傍に位置する４つの電極パッドの各電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から、当該各電極パッド上に形成される針痕の位置までのベクトルに基づき前記初期ベクトルを算出し、
    前記針痕良否判定ステップでは、前記４つの電極パッドとは異なる電極パッドに関連して予め登録されたモデルとなる針痕の位置から前記初期ベクトルの方向および距離だけ離れた位置を含む所定の判定範囲内に、当該電極パッド上に形成されるべき針痕が検出されるか否かを判定することを特徴とする、請求項１７に記載の針痕検査方法。

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