KR101163278B1

KR101163278B1 - 프로브 마크 검사 장치, 프로브 장치, 및 프로브 마크 검사 방법, 및 기억 매체

Info

Publication number: KR101163278B1
Application number: KR1020090042821A
Authority: KR
Inventors: 야스토시 우메하라; 마코토 츠키시마; 이사오 고우노; 사토시 사노
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2012-07-05
Also published as: CN101587084A; JP5326359B2; JP2009283796A; KR20090122125A; TW201009971A; TWI483325B; CN101587084B

Abstract

본 발명은, 검사한 후의 기판에 대하여 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무 등의 노출 상황을 자동적으로 정밀하게 검출할 수 있는 프로브 마크 검사 장치와, 그 장치를 구비한 프로브 장치, 및 프로브 마크 검사 방법과 그 검사 방법의 실행 프로그램이 기억된 기억 매체를 제공하는 것을 과제로 한다. 그 해결 수단으로, 전극 패드(2)를 촬상하는 상부 카메라(72)에 의해 얻어진 촬상 데이터 D1로부터 프로브 마크 영역(13)을 추출하는 프로브 마크 영역 추출부(50)와, 프로브 마크 영역(13)에 대하여, 그 프로브 마크 영역의 길이 방향으로 연장되는 중심선 P상의 화소의 위치와 화소의 그레이 레벨을 대응시킨 그레이 레벨 패턴을 취득하는 그레이 레벨 데이터 취득부(51)와, 얻어진 그레이 레벨 패턴과, 프로브 마크(10)로부터 베이스층(6)이 노출되어 있을 때의 기준 패턴에 근거하여, 베이스층(6)이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 깊게 파임 판정부(53)를 프로브 마크 검사 장치에 구비한다.

Description

프로브 마크 검사 장치, 프로브 장치, 및 프로브 마크 검사 방법, 및 기억 매체{PROBE MARK INSPECTION APPARATUS, PROBE APPARATUS, PROBE MARK INSPECTION METHOD AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 예컨대, 프로브 침을 이용하여 검사한 후의 기판에 대하여 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무 등의 노출 상황을 자동적으로 검출하는 프로브 마크 검사 장치, 및 프로브 마크 검사 방법, 및 프로브 마크 검사 장치를 구비한 프로브 장치와, 프로브 마크 검사 방법의 실행 프로그램이 기억된 기억 매체에 관한 것이다.

종래, 반도체의 기판상에 형성된 IC 칩의 전기적인 특성을 측정하는 장치로서 프로브 장치가 사용되고 있다. 프로브 장치는, 기판을 탑재하여 3차원 방향으로 자유롭게 이동 가능한 스테이지와, 프로브 카드를 구비하고 있고, 기판상의 배선 패턴에 접속된 전극 패드에 프로브 카드의 프로브 침을 접촉시키는, 소위 프로브 테스트를 행함으로써 칩의 전기적 측정을 행하는 장치이다.

프로브로서는 일반적으로 프로브 침이 사용되고, 전극 패드의 표면의 자연 산화막을 깎아내므로 오버드라이브(프로브 침과 전극 패드가 접촉하고 나서 전극 패드를 더 상승시키는 것)를 걸도록 하고 있다. 그리고 프로브 침이 횡침(橫針)인 경우에는, 오버드라이브를 걸었을 때에 프로브 침이 옆으로 미끄러지므로 세로 길이의 프로브 마크가 형성되고, 프로브 침이 수직침인 경우에도, 확실한 접촉을 확보하기 위해 기판 스테이지를 옆으로 움직여 세로 길이의 프로브 마크가 형성되는 경우도 있다.

따라서, 프로브 테스트 후에 전극 패드의 프로브 마크를 검출하여 전극 패드상에 프로브 마크가 존재하는지 여부를 파악하고, 프로브 마크가 없는 경우에는 측정 불량이라고 판단하도록 하고 있다. 또한 프로브 침이 예정되어 있는 것보다 깊게 전극 패드에 꽂혀 전극 패드의 베이스층이 노출된 경우에는 디바이스의 신뢰성이 떨어지므로, 그들 전극 패드에 대해서는 불량으로서 취급할 필요가 있고, 또한 그와 같이 깊게 파이면 베이스층을 깎은 부스러기가 프로브 침에 부착되어 잔류 이물의 요인이 된다. 따라서 프로브 마크의 검출에 있어서는, 빠르게 노출의 유무를 검출할 필요가 있다.

상기 전극 패드의 프로브 마크 검사에 대해서는 기판이 프로브 장치로부터 반출된 후, 그 기판에 대하여 작업자가 금속 현미경 등을 사용하여 행하고 있다. 그러나 한 장의 기판으로부터는 다수, 예컨대, 1000개의 칩이 제조되고, 하나의 칩에는 복수, 예컨대, 10개의 전극 패드가 형성되므로, 프로브 마크 검사를 행하는 전극 패드의 수는 방대한 수가 된다. 그 때문에 종래의 프로브 마크 검사 작업에서는 검사에 매우 긴 시간이 걸리고, 또한 금속 현미경을 준비할 필요가 있었다.

이러한 문제에 대하여, CCD 카메라 등에 의해 웨이퍼 W를 촬상하고, 그 촬상 데이터를 제어부에서 해석하여 프로브 마크 검사를 행하는 프로브 마크 검사 장치가 있다. 예컨대, 특허 문헌 1에는, 웨이퍼에 형성된 칩을 카메라로 촬상하여 2치화하고, 형성된 프로브 마크의 형상과, 다른 프로브 마크의 형상을 비교함으로써, 항상 적절한 오버드라이브량이 되도록 콘택트 위치를 조정하는 프로버가 기재되어 있다. 또한 특허 문헌 2에는, CCD 카메라로 전극 패드상에 형성되는 프로빙(probing) 후의 프로브 마크를 촬상하고, 프로브 마크의 장축 방향의 길이와 미리 규정된 장축의 규격치를 비교함으로써 오버드라이브량을 조정하는 웨이퍼 프로버가 기재되어 있다.

또한 특허 문헌 3에는, 측정 침 비접촉의 상태에서의 패드 표면의 화상 데이터를 취득해 두고, 측정 침 접촉 후의 패드 표면의 화상 데이터를 취득하여 양 화상을 비교함으로써 프로브 마크 이외의 패드의 얼룩 등을 제외하여 프로브 마크의 위치를 판정하는 프로브 마크 검출 방법이 기재되어 있다. 또한 특허 문헌 4에는, 패드를 촬상하여 패드상의 프로브 마크를 검출할 때에, 패드상의 어떤 영역을 특정하고, 그 영역 내에 프로브 마크가 검출되는지 여부를 확인하여, 프로브 마크가 확인된 경우에는, 프로브 테스트가 양호, 그 이외의 경우에는 프로브 테스트 불량이라고 판정하여, 프로브 테스트의 결과 판정을 고속화한 프로브 마크 판독 장치가 기재되어 있다.

그러나 상술한 각 장치에서는, 촬상 수단으로서 모노크롬 카메라를 사용하므로, 예컨대, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기판을 촬상하면 전극 패드(100)의 데이 터가 모노크롬 화상으로서 취득된다. 이때 전극 패드(100)의 중앙에 타원형의 프로브 마크(110)가 형성되고, 그 중앙부에 프로브 침이 전극 패드(100)를 돌파함으로써 베이스의 구리가 노출된 노출 영역(111)이 형성되어 있고, 또한 프로브 침은 한 방향으로부터 비스듬히 꽂히므로 프로브 마크(110)의 일단측에는 호(弧) 형상으로 퇴적된 전극 패드(100)를 깎은 부스러기가 형성되어, 그 그림자 부분(112)이 형성된다.

그리고 이 화상을 2치화하여 판정을 행한다고 한 경우, 그레이 레벨이 높은 노출 영역(111)과 깎은 부스러기의 그림자 부분(112), 및 프로브 마크(110)에 있어서의 테두리 부분(110a)의 그림자 부분이 검게 되고 다른 영역이 희게 된다. 그 때문에 종래의 각 장치를 이용하여 노출 영역(111)을 판정하려고 한 경우, 도 18에 나타내는 바와 같이, 도 18(a)의 모노크롬 화상으로부터 도 18(b)에 나타내는 2치화 화상이 취득되어버려, 깎은 부스러기의 그림자 부분(112)과 노출 영역(111)을 판별할 수 없다. 그 때문에 노출 영역(111)을 깎은 부스러기의 그림자 부분(112)으로 오인식하여, 노출 영역(111)이 형성된 칩을 양품이라고 판정하거나, 반대로 깎은 부스러기의 그림자 부분(112)을 노출 영역(111)으로 오인식하여 양품의 칩을 불량품으로 판정한다고 하는 문제가 발생하여, 전극 패드(100)에 노출 영역(111)이 형성되었는지 여부를 제어부에서 판별하는 것은 곤란했다.

깎은 부스러기는 프로브 테스트 후에 형성되므로, 특히 특허 문헌 3의 프로브 마크 검출 방법을 적용하더라도 제거할 수 없고, 다른 문헌에도 깎은 부스러기와 프로브 마크의 판별을 행하는 것은 기재되어 있지 않으므로, 종래의 각 장치에 서는 패드(100)에 노출 영역(111)이 형성되었는지 여부를 제어부에서 판별하는 것은 곤란했다.

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 평 05-36765 호 공보(단락 번호 0026, 0028)

(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 평 07-29946 호 공보(단락 번호 0006, 0008)

(특허 문헌 3) 일본 특허 공개 제 2002-318263 호 공보(단락 번호 0020, 0021)

(특허 문헌 4) 일본 특허 공개 제 2005-45194 호 공보(단락 번호 0104~0106)

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 프로브 침을 이용하여 검사한 후의 기판에 대하여 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무 등의 노출 상황을 자동적이고 정밀하게 검출할 수 있는 프로브 마크 검사 장치와, 그 장치를 구비한 프로브 장치, 및 프로브 마크 검사 방법과 그 검사 방법의 실행 프로그램이 기억된 기억 매체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 프로브 마크 검출 장치에서는, 피검사 기판상의 전극 패드에 프로브 침을 접촉시켜 전기적 측정을 행한 후에 상기 전극 패드상에 형성된 프로브 마크를 촬상하여, 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무를 검사하는 프로브 마크 검사 장치로서, 전극 패드를 촬상하는 촬상 수단과, 이 촬상 수단에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 프로브 마크 영역의 화상 데이터를 추출하는 수단과, 이 수단에 의해 얻어진 프로브 마크 영역의 화상 데이터에 대하여, 프로브 마크 영역의 폭 방향의 중앙 위치에 있어서 그 프로브 마크 영역의 길이 방향으로 연장되는 라인상의 화소의 위치와 화소의 그레이 레벨을 대응시킨 그레이 레벨 패턴을 취득하는 수단과, 이 수단에 의해 얻어진 그레이 레벨 패턴과, 프로브 마크로부터 베이스층이 노출되어 있을 때의 상기 그레이 레벨 패턴에 따라 결정된 기준 패턴에 근거하여, 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기 그레이 레벨 패턴에 대하여 피크를 둔화시키기 위한 필터 처리를 행하는 수단을 구비하고 있다. 그리고 상기 그레이 레벨 패턴을 그 그레이 레벨 패턴에 따른 임계값 또는 미리 정한 임계값에 의해 2치화하여, 임계값보다 그레이 레벨이 낮은 저레벨 영역과 임계값보다 그레이 레벨이 높은 고레벨 영역으로 이루어지는 2치화 패턴을 작성하는 수단과, 상기 판정 수단은, 「저레벨 영역」, 「고레벨 영역」, 「저레벨 영역」의 순서로 늘어서 있는 패턴을 기준 패턴으로 하여, 그레이 레벨 패턴이 이 기준 패턴을 포함하고 있을 때에는 베이스층이 노출되어 있다고 판정하는 것이다. 또한 상기 2치화 패턴에 있어서의 각 저레벨 영역 전체에 논리 「1」 및 논리 「0」의 한쪽을 할당함과 아울러, 각 고레벨 영역 전체에 논리 「1」 및 논리 「0」의 다른 쪽을 할당하여, 상기 2치화 패턴을 논리 「1」 및 논리 「0」의 조합으로 이루어지는 논리 패턴으로 그 2치화 패턴을 변환하는 수단을 구비하고, 상기 논리 패턴은 논리 「1」 및 논리 「0」의 조합으로 이루어지는 논리 패턴이며, 상기 판정 수단은, 양자의 논리 패턴을 비교하여 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 것이더라도 좋다.

또한 상기 그레이 레벨 패턴에 따른 임계값은, 그 그레이 레벨 패턴의 그레이 레벨의 평균치인 것이 바람직하다. 또한 상기 그레이 레벨 패턴에 있어서 미리 설정한 임계값보다 그레이 레벨이 낮은 저레벨 영역이 2부분 존재한 경우, 깎기를 개시하는 위치에 가까운 쪽의 저레벨 영역의 길이가 미리 설정한 길이 이하일 때에는, 고레벨 영역으로서 취급한다. 그리고 본 발명의 프로브 장치는, 프로브 카드와 탑재대에 기판을 탑재하고, 프로브 카드의 프로브 침을 기판상의 칩의 전극 패드에 접촉시켜 칩의 전기적 측정을 행하는 프로브 장치에 있어서, 상기 각 프로브 마크 검사 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프로브 마크 검사 방법은, 피검사 기판상의 전극 패드에 프로브 침을 접촉시켜 전기적 측정을 행한 후에 상기 전극 패드상에 형성된 프로브 마크를 촬상하여, 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무를 검사하는 프로브 마크 검사 방법으로서, 촬상 수단에 의해 전극 패드를 촬상하는 공정과, 이 촬상 수단에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 프로브 마크 영역의 화상 데이터를 추출하는 공정과, 얻어진 프로브 마크 영역의 화상 데이터에 대하여, 프로브 마크 영역의 폭 방향의 중앙 위치에 있어서 그 프로브 마크 영역의 길이 방향으로 연장되는 라인상의 화소의 위치와 화소의 그레이 레벨을 대응시킨 그레이 레벨 패턴을 취득하는 공정과, 얻어진 그레이 레벨 패턴과, 프로브 마크로부터 베이스층이 노출되어 있을 때의 상기 그레이 레벨 패턴에 따라 결정된 기준 패턴에 근거하여, 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 본 발명의 기억 매체는, 피검사 기판상의 전극 패드에 프로브 침을 접촉시켜 전기적 측정을 행한 후에 상기 전극 패드상에 형성된 프로브 마크를 촬상하여, 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무를 검사하는 프로브 마크 검사 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 상기 각 프로브 마크 검사 방법을 실행하도록 복수의 단계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 프로브 마크 검출을 행할 때에 패드 및 그 주변 영역의 화상 데이터를 촬상하여 프로브 마크의 위치와 프로브 마크 영역을 취득함과 아울러 그 프로브 마크 영역의 길이 방향의 중심선을 취득하여, 중심선상의 화소의 위치와 화소의 그레이 레벨을 대응시킨 그레이 레벨 패턴을 취득한다. 그리고 그레이 레벨 패턴과, 프로브 마크로부터 베이스층이 노출되어 있을 때의 상기 그레이 레벨 패턴에 따라 결정된 기준 패턴에 근거하여 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정 수단에 의해 판정한다. 이에 따라 본 발명에서는 패드가 깊게 파임에 의한 베이스층(6)의 노출을 자동으로 빠르고 정밀하게 확실히 검출할 수 있고, 오퍼레이터의 부담도 대폭 경감할 수 있다. 또한 프로브 장치 내에서 프로브 마크의 검사를 행할 수 있으므로 종래와 같이 오퍼레이터에 의한 금속 현미경의 작업 영역에 기판을 반송하지 않더라도 좋고, 또한 프로브 침의 이상이나 오버드라이브의 이상 등을 빠르게 파악할 수 있다.

[제 1 실시 형태]

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 프로브 마크 검사 장치가 갖추어진 프로브 장치를 나타내는 도면이다. 이 프로브 장치는, 베이스(20)를 갖고, 이 베이스(20)의 위에 제 1 스테이지(21)가 X 방향으로 평행하게 연장되는 제 1 가이드 레일(21a)에 이동 가능하게 지지된 상태로 적재되고, 이 제 1 스테이지(21)를 축통(軸通)하는 도시하지 않는 볼 나사와 모터에 의해 도시 X 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한 제 1 스테이지(21)에는, 이 제 1 스테이지(21)와 같은 형태로 제 2 스테이지(22)가 X 및 Z 방향과 직교하는 도시하지 않은 Y 방향으로 이동 가능하게 되도록 적재되어 있고, 제 2 스테이지(22)상에는, 도시하지 않는 모터에 의해 도시 Z 방향으로 이동 가능한 제 3 스테이지(23)가 적재되어 있다.

제 3 스테이지(23)의 이동체에는 Z축을 회전 중심으로 하여 미소량만 회전이 자유로운(θ 방향으로 미소량, 예컨대, 좌우로 1도씩만 이동이 자유로운) 탑재대인 척 탑(chuck top)(24)이 구비되어 있다. 따라서 이 프로브 장치에서는, 제 1, 제 2, 제 3 스테이지(21, 22, 23), 및 척 탑(24)을 구동부로 하여, 웨이퍼 W를 X, Y, Z, θ 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또한 척 탑(24)의 위쪽에는, 프로브 장치의 외장체의 천정부에 상당하는 헤 드 플레이트(30)에 인서트 링(31)을 통해서 프로브 카드(32)가 설치되어 있다. 프로브 카드(32)는, 도시하지 않는 테스트 헤드에 전기적으로 접속되는 전극군을 윗면 쪽에 갖고, 아랫면 쪽에는 그 전극군에 각각 전기적으로 접속된 프로브 침, 예컨대, 비스듬히 아래쪽으로 연장되는 금속선으로 이루어지는 프로브 침(33)이, 칩(1)의 전극 패드(2)(후술하는 도 2 참조)의 배열에 대응하여 마련되어 있다. 또 프로브 침(33)으로서는, 웨이퍼 W의 표면에 대하여 수직으로 연장되는 수직침(선재 프로브)이나, 가요성 필름에 형성된 금 범프 전극 등이더라도 좋다.

제 3 스테이지(23)에는 고정판(23a)이 마련되어 있고, 이 고정판(23a)에 프로브 침(33)의 바늘 끝을 확대하여 찍기 위한 고배율의 광학계(70a)와 CCD 카메라(70b)를 조합하여 구성된 촬상 수단인 하부 카메라(70)가 적재되어 있다. 또한 고정판(23a)에는, 프로브 침(33)의 배열을 넓은 범위에 걸쳐 촬영하기 위한 저배율 카메라(71)가 하부 카메라(70)와 인접하도록 적재되고, 하부 카메라(70)의 합초면(合焦面)에 대하여 광축과 교차하는 방향으로 진퇴 기구(26)에 의해 진퇴할 수 있도록 타겟(27)이 마련되어 있다.

척 탑(24)과 프로브 카드(32) 사이의 영역에는, 하부 카메라(70)와 같은 구성의 상부 카메라(촬상 수단)(72)가, 도시하지 않는 가이드를 따라 이동이 자유롭게 지지된 카메라 반송부(34)에 적재되어 있고, 타겟(27)은, 하부 카메라(70) 및 상부 카메라(72)에 의해 화상을 인식할 수 있도록 구성되고, 예컨대, 투명한 유리판에, 위치 조정용 피사체가 형성되어 있다. 또한 프로브 장치의 외장체에는, 상부 카메라(72)에 의해 웨이퍼 W를 촬상할 때에 웨이퍼 W를 조명하는, 예컨대, 청색 발광 다이오드로 이루어지는 조명 수단(28)이 마련되어 있다.

또한 프로브 장치에는, 상술한 각 부재의 구동 등을 제어하기 위한 제어부(4)가 마련되어 있고, CPU(40), ROM(Read Only Memory)(41), RAM(Random Access Memory)(42), 입력부(43), 화면 등의 표시부(44), 프로빙용 프로그램(45), 프로브 마크 검사용 프로그램(46) 등이 구비되고, 이들 각 장치가 버스(47)에 의해 데이터나 명령을 주고 받는 것이 가능한 형태로 접속되어 있다. 그리고 이 제어부(4)는, 프로브 장치에 접속된 컨트롤러와 컨트롤러에 접속된 퍼스널 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 프로빙용 프로그램(45)은, 프로브 장치를 제어하여 프로브 테스트를 행하기 위한 명령군이며, 제 1~제 3 스테이지(21~23), 및 척 탑(24)을 구동 제어하여 탑재되는 웨이퍼 W의 위치를 제어하여, 프로브 테스트를 행한다.

프로브 마크 검사용 프로그램(46)은, 상부 카메라(72)에 의해 취득한 웨이퍼 W의 촬상 데이터에 대하여 처리를 행하여 프로브 테스트 후의 전극 패드(2)의 프로브 마크를 검출 검사하기 위한 명령군이다. 프로브 마크 검사용 프로그램(46)에는, 본 발명의 화상 데이터로부터 프로브 마크 영역의 화상 데이터를 추출하는 수단에 대응하는 프로브 마크 영역 추출부(50), 본 발명의 그레이 레벨 패턴을 취득하는 수단에 대응하는 그레이 레벨 데이터 취득부(51), 본 발명의 2치화 패턴을 작성하는 수단에 대응하는 2치화 처리부(52), 본 발명의 판정 수단에 대응하는 깊게 파임 판정부(53)가 구비되어 있다. 프로브 마크 영역 추출부(50)는, 그레이 스케일 데이터를 처리하여 프로브 마크 영역을 적출하는 명령군이다. 그레이 레벨 데이터 취득부(52)는, 프로브 마크 영역의 장축 방향의 중심선을 취득함과 아울러 그 중심선상의 화소의 패턴을 취득하는 명령군이다. 2치화 처리부(52)는, 패턴으로부터 2치화 패턴을 형성함과 아울러 2치화 패턴의 화소의 값이 소정치 이상 연속한 영역을 논리값 영역으로 치환하는 명령군이다. 깊게 파임 판정부(54)는, 2치화 패턴의 형상으로부터 프로브 마크에 있어서의 베이스층의 노출 영역의 유무를 판정하는 명령군이다. 그리고 본 실시 형태에서는, 이 프로브 마크 검사용 프로그램(46)과 상부 카메라(72)와 조명 수단(28)으로 프로브 마크 검사 장치를 구성하고 있다.

다음으로, 상술한 실시 형태의 작용에 대하여 설명한다. 우선 프로빙용 프로그램(45)에 따라 피검사 기판인 웨이퍼 W의 프로브 테스트가 행해진다. 이 웨이퍼 W의 칩(IC 칩)(1)에 있어서의 전극 패드(2)의 배치 부분의 개략도를 도 2, 3에 나타낸다. 웨이퍼 W에는, 복수의 반도체칩의 원형이 되는 칩(1)이 형성되고, 하나의 칩(1)의 윗면에는 전극이 되는, 예컨대, 알루미늄(Al)으로 이루어지는 전극 패드(2)가 복수(도 2에서는 편의상 10개)로 형성되어 있다. 이 전극 패드(2)는, 반도체의, 예컨대, 실리콘(Si)으로 형성된 기대(基臺)(5)의 위에 성막된, 예컨대, 구리(Cu)로 이루어지는 베이스층(6)의 윗면에 형성되어 있다.

프로브 테스트에 있어서는, 상부 카메라(72)에 의해 웨이퍼 W의 전극 패드(2)를 촬상함과 아울러 하부 카메라(70)에 의해 프로브 카드(32)의 프로브 침(33)의 바늘 끝을 촬상하여, 각 촬상시에 있어서의 척 탑(24)의 구동계, 혹은 리니어 스케일로 특정되는 X, Y, Z 방향의 좌표 위치를 구하고, 이들 좌표 위치에 근거하여 구한 콘택트 위치에 웨이퍼 W를 이동시킨다. 그리고 프로브 침(33)과 웨이퍼 W상의 전극 패드(2)를 접촉시키고, 프로브 카드(32)에 접속된 테스트 헤드를 통 해서 접속되어 있는 도시하지 않는 테스터에 의해 각 칩(1)의 전기적 특성이 측정된다. 프로브 테스트가 종료되면 전극 패드(2)에 있어서의 프로브 마크의 검사가 행해진다.

다음으로, 프로브 마크의 검사에 대하여 설명한다. 이하의 일련의 동작은 프로브 마크 검사용 프로그램(46)에 따라 행해진다. 도 4의 흐름도에 나타내는 바와 같이 우선 프로브 테스트 후의 웨이퍼 W를 조명 수단(28)으로 조명하고, 상부 카메라(72)로 촬상하여 웨이퍼 W 윗면의 화상을 촬상 데이터 D1로서 취득한다(단계 S1).

다음으로, 촬상 데이터 D1로부터 전극 패드(2)의 검출을 행한다. 촬상 데이터 D1에서는 전극 패드(2) 부분의 광의 반사량이 크므로 그레이 레벨이 전체적으로 높아진다. 그리고 촬상 데이터 D1의 모든 화소에 대하여, 화면상을 스캔하여 화소의 좌표 위치와 그 그레이 레벨을 대응시킨 데이터를 취득하여 RAM(42)에 기억하고, 그레이 레벨이 높은 연속한 영역을 검출함과 아울러 영역의 도시 X축 방향 및 Y축 방향의 단부의 좌표를 검출하여 이것을 잇는 직사각형을 검출한다.

직사각형을 검출하면, 미리 기억되어 있는 전극 패드(2)의 매칭 템플릿 T1을 판독하여 그 직사각형과 비교한다(단계 S2). 도 5는 이러한 일련의 처리의 이미지를 나타내고 있다. D1은 촬상 데이터, T1은 매칭 템플릿이다. 그리고 매칭 템플릿 T1과 검출한 직사각형의 일치율이, 규정치, 예컨대, 90% 이상이 된 경우에는, 검출한 직사각형이 전극 패드(2)의 영역이라고 판정하고, 반대로 그 이하의 경우에는 검출을 다시 한다(단계 S3).

단계 S2, S3을 반복하여 촬상 데이터 D1의 전체 영역에서 전극 패드(2)의 검출이 완료되면, 전극 패드(2)의 화상을 잘라내어 그 화상에 일정한 처리를 행하여 프로브 마크(10)의 X-Y 평면상의 가장 바깥쪽에 있는 화소의 좌표 위치를 취득하고, 이 좌표 위치를 기초로 프로브 마크(10)와 일치하는, 예컨대, 프로브 마크(10)의 외주측에 접하는 직사각형 형상의 프로브 마크 영역(13)과, 그 위치 좌표를 취득하여 그 데이터를 RAM(42)에 기억시킨다(단계 S4). 그리고, 단계 S3, S4를 반복하여 모든 전극 패드(2)마다의 프로브 마크 영역(13) 및 그 좌표 위치를 검출하여 그 데이터를 RAM(42)에 기억시킨다. 또, 본 실시 형태에서는 상술한 처리로서 프로브 마크 영역(13)을 취득할 때에, 전극 패드(2)의 화상을 미리 정해진 임계값에 근거하여 2치화하고, 2치화한 화상의 화소를 탐색하는 처리를 행하고 있다. 또 상술한 처리를 행하는 전극 패드(2)의 실제의 그레이 스케일 화상을 참고를 위해 도 6에 나타낸다. 이러한 프로브 마크 영역(13)의 검출은 프로브 마크 영역 추출부(50)에 의해 실행된다.

모든 프로브 마크 영역(13)을 검출한 후, 우선 도 7(a)와 같이 촬상 데이터 D1로부터 프로브 마크 영역(13)에 대응하는 영역, 예컨대, 프로브 마크 영역(13)과 그 외주 40픽셀분의 데이터를 잘라냄(단계 S5)과 아울러, 프로브 마크 영역(13)의 길이 방향의 중심선 P와, 중심선 P의 시점 P1 및 종점 P2의 위치 좌표를 취득한다(단계 S6). 그리고, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 중심선 P상의 화소의 그레이 레벨과 위치 좌표의 데이터를 취득하고, 그레이 레벨을 가로축, 화소수를 세로축으로 한 패턴(패턴 데이터)(14)을 취득한다(단계 S7). 또, 본 실시 형태에서는, 시 점 P1 및 종점 P2는 각각 중심선 P와 외접 직사각형(13)의 교점으로부터 바깥쪽으로 일정한 거리, 예컨대, 30픽셀 떨어진 위치에 설정되어 있다.

패턴(14)을 생성한 후, 패턴(14)의 화소의 그레이 레벨을 합계하여, 도 7(b)에 일점쇄선으로 나타내는 그레이 레벨의 평균치 h1을 구하고, 이 평균치 h1을 임계값으로 하여 패턴(14)을 2치화한다. 이에 따라, 도 7(c)에 나타내는 방형파 형상의 2치화 패턴(2치화 패턴 데이터)(15)을 취득하고, 이 데이터를 RAM(42)에 기억한다(단계 S8). 그리고 단계 S5~S8을 반복하여 모든 프로브 마크 영역(13)마다의 2치화 패턴(15)을 취득하여 그 데이터를 RAM(42)에 기억시킨다.

이 이후의 동작을 상술하기 전에, 그 개요 및 목적을 간단히 말하여 둔다. 도 8은 프로브 마크(10)의 모식도이며, 이 프로브 마크(10)에는 노출 영역(11)이 형성되어 있다. 이 프로브 마크(10)의 중심선 P상의 영역에 편의상 da, db, dc, dd, de를 할당하고 있다. db는 전극 패드(2)를 깎은 부스러기가 존재하는 영역, dd는 노출 영역(11)에 대응하는 영역, da는 전극 패드(2)의 표면, dc, de는 전극 패드(2)의 피절삭면(알루미늄 부분)이다. 도 7의 2치화 패턴(15)에 있어서는, 이들 영역 da~de를 대응지어 표시하고 있다.

여기서 프로브 침(33)이 횡침(橫針)(프로브 카드(32)로부터 비스듬히 아래쪽으로 연장되는 바늘)이면, 각 칩(1)의 전극 패드(2)마다, 어떤 방향을 향하여 깎여 가는 것인지를 알고 있다. 또한 프로브 침(33)이 수직침이더라도 콘택트시에 웨이퍼 스테이지(20)를 미량으로 이동시키는 방향을 알고 있으므로, 전극 패드(2)마다 어떤 방향을 향하여 깎여 가는 것인지를 알고 있다. 다시 말해, 제어부(4)측에서 는 프로브 마크(10)의 검사 대상이 되어 있는 전극 패드(2)가 어떤 칩의 어떤 전극 패드(2)인지가 파악되어 있으므로, 프로브 침(33)의 깎는 방향을 알 수 있다. 따라서 중심선 P를 따라 화소의 그레이 레벨을 골라내어 갈 때에, 프로브 마크(10)에 대하여 스캔 개시점이 되는 시점 P1이 어느 쪽에 있는 것인지를 알 수 있다.

그리고 프로브 마크(10)에 노출 영역(11)이 형성되어 있는 경우에는, 시점 P1로부터 종점 P2를 향하여 2치화 패턴(15)을 판독하면, 프로브 마크(10)로부터 벗어나 있는 전극 패드(2)의 표면은 밝고, 다음으로 전극 패드(2)를 깎은 부스러기인 알루미늄을 깎은 부스러기의 그림자 부분(12)의 부위는 어두워진다. 또한 노출 영역(11)의 전후는 밝으므로, 밝은 영역 전체에 논리 「1」을, 또한 어두운 영역 전체에 논리 「0」을 할당하면, 「1, 0, 1, 0, 1」의 논리 패턴이 형성되게 된다. 따라서 이 논리 패턴을 노출 영역(11) 유무의 판정용 기준 패턴으로 하여, 각 전극 패드(2)에서 취득한 논리 패턴과 비교함으로써, 노출 영역(11)의 유무를 판정할 수 있게 된다. 또 경험적으로 프로브 마크(10)에 있어서의 노출 영역(11)의 발생 범위가 파악되어 있으면, 2치화 패턴(15)은 종점 P2의 위치까지 취득할 필요는 없고, 본 예에서는 프로브 마크(10)의 길이 방향의 중점보다 종점 P2에서의 위치 P3(이하, 중간점 P3이라고 함)까지 2치화 패턴(15)을 취득하도록 하고 있다.

이러한 관점에 근거하여 구체적으로는 다음과 같은 단계가 행해진다. 모든 2치화 패턴(15)을 취득한 후, 예컨대, 시점 P1로부터 1픽셀씩 화소의 값을 체크하여 화소수를 세는 카운터를 가산해 가서, 화소의 값이 교체되는 변경 위치에 도달했을 때에 카운터의 값을 RAM(42)의 기억 영역에 기억함과 아울러 카운터를 초기화 하고, 이것을 반복하여 2치화 패턴(15)에 있어서의 「1」의 군, 「0」의 군의 각각의 길이를 구한다. 그리고, 각 「1」 혹은 「0」의 영역의 길이가 미리 설정한 임계값으로부터 벗어나 있지 않은지 여부의 확인 처리를 행한다. 본 실시 형태에서는 패드(2)나 프로브 마크(10)에 형성된 흠집이나, 조명 수단(28) 등의 영향을 배제하기 위해 영역에 길이의 임계값이 설정되어 있고, 이 임계값과 각 영역의 길이를 비교함으로써 확인 처리를 행한다. 그리고 길이가 임계값으로부터 벗어난 영역에 대해서는 그 영역의 논리값을 반전시키고, 임계값 내의 영역에 대해서는 논리 「1」 또는 「0」을 할당한다(단계 S9). 즉, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이 논리 「1」이 연속하여 늘어서는 영역 전체에 논리 「1」을 할당하고(백화소군 전체 영역에 논리 「1」을 할당하고), 논리 「0」이 연속하여 늘어서는 영역 전체에 논리 「0」을 할당한다(흑화소군 전체 영역에 논리 「0」을 할당한다). 따라서 도 7(c)의 2치화 패턴은, 논리 패턴 「1, 0, 1, 0, 1」로서 표시된다. 또 본 실시 형태의 임계값은, 예컨대, 잘라낸 중심선 P상의 화소의 길이를 L(픽셀)이라고 하면, 영역 da, de의 임계값은 0.05L~0.2L(픽셀), 영역 db, dc의 임계값은 0.02L~0.1L(픽셀), 영역 dd의 임계값은 0.1L~0.3L(픽셀)이 되어 있다.

이 처리를 행함으로써 다음과 같은 사례를 해소할 수 있다. 예컨대, 도 9에 나타내는 바닥부에 프로브 침(33)에 의해 흠집(11a)이 형성되고, 이 흠집(11a)의 그림자에 의해 도 10에 나타내는 바와 같이 dd가 매우 짧은 2치화 패턴(15a)이 생성된 경우, 상술한 확인 처리를 행하지 않는 상태에서는, 2치화 패턴(15a)의 영역의 배열, 즉, 논리 패턴은 「1, 0, 1, 0, 1」이 된다. 그 때문에 2치화 패턴(15a) 에 대응하는 프로브 마크(10)에는 노출 영역(11)이 형성되어 있다고 오인식되어버린다. 이에 대하여 2치화 패턴(15a)에 대하여, 상술한 확인 처리를 행하면 영역 dd의 길이가, 설정되어 있는 임계값의 범위로부터 벗어나므로 이 영역에 대해서는 논리 레벨이 반전되어 영역 dc, de와 일체화하여, 논리 패턴이 「1, 0, 1, 1, 1」이 되어, 오인식의 우려가 없다.

이렇게 해서 얻어진 논리 패턴과 프로브 마크(10)에 노출 영역(11)이 형성되어 있을 때의 논리 패턴인 기준 논리 패턴을 비교하여, 일치하고 있으면 대응하는 프로브 마크(10)에 노출 영역(11)이 형성되어 있다고 판정하고, 불일치하면 노출 영역(11)이 존재하지 않는다(깊게 파이지 않았다)고 판정된다(단계 S10). 도 7(a)에 나타내는 프로브 마크 영역(13)에 대응하는 논리 패턴은, 「1, 0, 1, 0, 1」이므로 대응하는 프로브 마크(10)에는 노출 영역(11)이 형성되어 있다고 판정하여, 그 판정 결과를 패드(2)에 대응지어 RAM(42)에 기억한다(단계 S11). 이에 대하여 논리 패턴이 「1, 0, 1, 0, 1」이 되어 있지 않은 경우에는, 그 전극 패드(2)에는 노출 영역(11)이 형성되어 있지 않다고 판정하여, 그 결과를 그 전극 패드(2)와 대응지어 RAM(42)에 기억시킨다(단계 S12).

그 후 RAM(42)으로부터 각 전극 패드(2)에 대응하는 프로브 마크(10)의 검사 결과를 판독하고, 구리의 노출 영역(11)이 형성되어 있는 전극 패드(2)를 포함하는 칩(1)에 대해서는 프로브 마크(10)가 깊게 파임 등의 정보를 그 칩(1)에 덧붙여 RAM(42)에 기억한다. 이러한 정보가 취득된 후의 처리에 대한 일례를 말하면, 깊게 파였다고 판단된 전극 패드(2)에 대하여, 그 전극 패드(2)의 화상을 오퍼레이터 가 표시부에 표시시키고, 오퍼레이터에 의해 깊게 파였다는 판단이 적절한지 여부를 확인하도록 하더라도 좋고, 최종적으로 깊게 파였다고 판단되면 그 전극 패드(2)를 포함하는 칩(1)을 불량품으로서 취급한다. 또한, 이러한 오퍼레이터의 확인을 행하지 않더라도 좋은 것은 물론이다. 프로브 마크 검사의 결과를, 예컨대, 웨이퍼 W상의 칩(1)의 위치에 대응지어 표시부에 표시시키고, 예컨대, 각 칩(1)에 그 결과에 대응한 색 구별 등을 행하도록 하더라도 좋다.

또, 본 실시 형태에서는, 단계 S2로부터 단계 S4에 대응하는 공정을 프로브 마크 영역 추출부(50)가, 단계 S5로부터 단계 S7에 대응하는 공정을 그레이 레벨 데이터 취득부(51)가, 단계 S8에 대응하는 공정을 2치화 처리부(52), 단계 S9로부터 단계 S12에 대응하는 공정을 깊게 파임 판정부(53)가, 각각 행하고 있다.

이상 상술한 본 실시 형태의 프로브 장치는, 프로브 마크(10)의 검출을 행할 때에 전극 패드(2) 및 그 주변의 웨이퍼 W의 촬상 데이터 D1을 취득하여 프로브 마크(10)의 위치와 프로브 마크 영역(13)을 취득함과 아울러 프로브 마크 영역(13)의 길이 방향의 중심선 P를 취득하고, 중심선 P상의 화소의 위치와 화소의 그레이 레벨을 대응시킨 패턴(14)을 생성한다. 그리고, 이 그레이 스케일의 패턴(14)으로부터 2치화 패턴(15)을 통해서 논리 패턴을 취득하고, 그 논리 패턴과, 노출 영역(11)이 존재할 때의 그레이 레벨의 패턴(14)에 따라 구해진 기준 패턴을 비교함으로써, 프로브 마크(10)의 노출 영역(11)의 유무를 판정하고 있다. 따라서, 프로브 침(33)에 의해 패드(2)가 깊게 파이는 것(베이스층(6)까지 파여버리는 상태)을 자동으로 빠르고 정밀하게 확실히 검출할 수 있고, 오퍼레이터의 부담도 대폭 경감 할 수 있다. 또한, 프로브 장치 내에서 프로브 마크(10)의 검사를 행할 수 있으므로 종래와 같이 오퍼레이터에 의한 금속 현미경의 작업 영역에 웨이퍼 W를 반송하지 않더라도 좋고, 또한 프로브 침의 이상이나 오버드라이브의 이상 등을 빠르게 파악할 수 있다.

또 본 발명은, 프로브 마크 영역의 길이 방향의 중심축과 그 위치 좌표를 취득함과 아울러 중심축상의 화소의 그레이 레벨과 좌표 위치를 대응시킨 패턴을 취득하고, 그 패턴의 형상으로부터 프로브 마크에 노출 영역이 형성되어 있는 것을 판정하는 것이므로, 전극 패드의 재질이나 베이스층의 재질은 각각, 구리, 알루미늄에 한정되는 것이 아니고, 사용하는 각 재질에 따라 패턴의 형상의 판정 기준을 변경하면 좋다. 여기서 본 발명의 프로브 마크 검출 장치는, 프로브 장치에 조합하여 마련하는 것에 한하지 않고, 독립형으로서 구성하더라도 좋다. 또한 그레이 스케일 패턴을 취득하기 위한 라인은, 프로브 마크(10)의 중심선에 한정되지 않고, 중심에서 벗어나 있더라도 본 실시 형태의 효과가 얻어지는 라인, 다시 말해, 프로브 마크 영역의 폭 방향 중앙 위치에서 길이 방향으로 연장되는 라인이면 좋다.

또한 본 실시 형태에서는, 중심선 P상의 시점 P1로부터 중간점 P3까지의 화소와 그레이 레벨을 대응시킨 패턴(14)을 취득하여 노출 영역(11)의 검사를 행하고 있지만, 본 발명의 실시 형태로서는, 패턴(14)으로 노출 영역(11)을 검출할 수 없었던 경우에 종점 P2로부터 중점 P3까지의 화소를 골라내어 패턴을 생성하고, 그 패턴을 기초로 노출 영역(11)의 재검출을 행하도록 하더라도 좋고, 이 형태에 의하면 노출 영역(11)이 종점 P2측에 형성된 경우에도 노출 영역(11)을 검출할 수 있 다. 물론 중심선 P상의 모든 화소에 대하여 패턴(14)을 형성하여 판정을 행하더라도 좋다.

또한 본 실시 형태에서는 촬상 데이터 D1로부터 프로브 마크 영역(13)의 중심선 P에 대응하는 패턴(14)을 생성하고 있지만, 본 발명의 실시 형태로서는, 먼저 촬상 데이터 D1을 미리 설정한 임계값으로 2치화하고, 그 2치화 데이터로부터 프로브 마크 영역(13)의 중심선 P1상의 화소를 취득하고, 2치화 패턴(15)을 취득하여 판정을 행하더라도 좋다. 또한 2치화 패턴(15)의 영역의 값의 배열이 「1, 0, 1, 0, 1」이 되어 있는 것을 확인함으로써, 노출 영역(11)이 형성된 것을 판정하고 있지만, 본 발명의 실시 형태로서는, 도 7(c)에 나타내는 영역 db, dc, dd의 값의 배열이 「0, 1, 0」이 되어 있는 것을 확인함으로써 노출 영역(11)이 형성되어 있는 것을 판정하더라도 좋다. 그리고 또한, 기술한 바와 같이 본 예에서는 각 전극 패드(2)마다 프로브 마크(10)의 깎는 방향이 파악되어 있지만, 그 방향을 파악하지 않고서 그레이 스케일 패턴을 취득하여, 최종적으로 얻어진 논리 패턴에 「0, 1, 0」이 포함되어 있는지 여부를 확인하도록 하더라도 좋다.

또한 본 실시 형태에서는, 조명 수단(28)으로서 명시야 조명을 사용하여, 웨이퍼 W를 조명하여 촬상 데이터 D1을 취득하고 있지만, 본 발명의 실시 형태로서는, 촬상 데이터 D1로부터 웨이퍼 W상의 그림자나 흠집 등의 영향을 저감시키기 위해 명시야 조명과 암시야 조명을 조합하여 조명 수단을 구성하더라도 좋다. 또한 본 실시 형태에서는, 프로브 마크 영역으로서 프로브 마크(10)에 대응하는 직사각형 형상의 프로브 마크 영역(13)을 검출하고 있었지만, 본 발명의 실시 형태로서 는, 프로브 마크 영역(10)에 대응하는 타원형이더라도 좋다. 또한 본 실시 형태에서는, 웨이퍼 W를 촬상할 때에 전극 패드(2)와 프로브 침(33)의 콘택트 위치를 정하기 위한 상부 카메라(72)로 촬상하고 있었지만, 본 발명의 실시 형태로서는, 예컨대, 장치 외장부 등에 프로브 마크를 검출하기 위한 전용 카메라 유닛을 별도로 마련하고, 프로브 테스트 직후에 웨이퍼 W를 촬상하여 프로브 마크 검사를 행하더라도 좋다.

[제 2 실시 형태]

본 발명의 제 2 실시 형태에 대하여 도 11 및 14를 참조하면서 설명한다. 도 11에 나타내는 제 2 실시 형태에 따른 프로브 장치는, 프로브 마크 검사용 프로그램(46)에, 본 발명의 필터 처리를 행하는 수단인 필터 처리부(54)를 구비하고 있다. 필터 처리부(54)는, 도 12에 나타내는 흐름도의 단계 S5의 공정에서 촬상 데이터 D1에 대하여, 촬상 데이터 D1의 어두운 부분과 밝은 부분의 경계선을 비선명하게 하는 필터 처리를 행하여, 촬상 데이터 D1을 수정 촬상 데이터 D3으로 변환한다. 그리고, 본 실시 형태에서는 수정 촬상 데이터 D3으로부터 패턴(14)을 생성한다. 또, 도 12에 나타내는 흐름도에서는, 단계 S1~S4에서 제 1 실시 형태의 단계 S1~단계 S4와 같은 처리를 행하고, 단계 S6~단계 S13에서 제 1 실시 형태의 단계 S5~단계 S12와 같은 처리를 행한다.

이 프로브 장치에서는 필터 처리부(54)를 구비한 것에 의해, 이하의 도 13, 14로 설명하는 작용을 갖는 것이 가능해진다. 도 13(a)에 나타내는 바와 같이, 프 로브 마크에 노출 영역이 없고 흠집만이 형성되어 있는 경우, 이 촬상 데이터 D1로부터 프로브 마크 영역(13)을 취득하고, 상술한 바와 같이 패턴(14)을 취득하면 도 13(b)에 나타내는 패턴(14)이 취득된다. 이 패턴(14)에는, 흠집의 그림자의 영향에 의해, 그레이 레벨의 평균치 h1보다 낮은 영역이 3부분, 전극 패드(2)를 깎은 부스러기의 그림자에 대응하는 영역(81), 프로브 마크의 흠집에 대응하는 영역(82, 83)이 형성되므로, 이 패턴(14)으로부터 2치화 패턴(15)을 취득하고, 2치화 패턴(15)으로부터 논리 패턴을 취득하면, 논리 패턴이 기준 패턴과 일치하는 경우가 있다. 그리고, 흠집이 연장되는 방향이 중심선 P와 같은 경우, 흠집의 그림자와 중심선 P가 겹치는 거리가 길어지므로 흠집에 대응하는 영역(82)의 길이가, 임계값의 범위 내에 들어와버리는 경우가 있어, 제 1 실시 형태의 확인 처리를 행했다 하더라도, 논리 패턴이 기준 패턴과 일치하여버려, 흠집의 영향을 완전히 제거하지 못하고 노출 영역이 있다고 오판정을 할 우려가 있다.

이에 대하여 본 실시 형태에서는, 도 13에 나타내는 프로브 마크의 촬상 데이터 D1에 대해서도 흠집의 영향을 제거하여 노출 영역이 없다고 판정할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 도 14(a)에 나타내는 바와 같이 필터 처리부(54)에 의해 촬상 데이터 D1을 수정 촬상 데이터 D3으로 변환한다. 이 수정 촬상 데이터 D3은, 폭이 좁은 흠집의 그림자의 어두운 부분과 밝은 부분의 경계선을 불명료하게 하므로, 그림자의 어두운 화소가 밝은 화소와 서로 섞여 그림자의 부분이 전체적으로 밝아지고, 반대로 밝은 부분은 어두워진다. 한편 깎은 부스러기의 그림자 부분이나 노출 영역 등, 어두운 화소의 면적이 넓은 영역에서는, 밝은 부분과 어두운 부분의 경계 선을 불명료하게 했다고 하더라도, 어두운 부분의 폭이 넓으므로 그 부분에 대해서는 어두움이 유지된다. 그 때문에 수정 촬상 데이터 D3에서는, 흠집이 형성된 부분의 밝기와 주위의 밝기의 차이가 작아진다.

그 때문에 중심선 P의 패턴(14)을 취득하면, 도 14(b)에 나타내는 바와 같이 그레이 레벨의 평균치 h1보다 낮은 부분은 깎은 부스러기의 그림자 부분에 대응하는 영역(80)만이 되어, 도 14(c)에 나타내는 바와 같이 2치화 패턴(15)을 취득하고, 이 2치화 패턴(15)으로부터 논리 패턴을 취득했다고 하더라도, 논리 레벨이 「0」으로서 취급되는 영역이 하나밖에 없으므로, 논리 패턴과 기준 패턴이 불일치하여, 노출 영역(11)이 형성되어 있지 않다고 판정된다. 이러한 실시 형태에 있어서도, 수정 촬상 데이터 D3으로부터 프로브 마크 영역(13)의 중심선상의 화소와 그레이 레벨을 대응시킨 패턴(14)을 취득하고, 예컨대, 제 1 실시 형태와 같은 처리를 행할 수 있다. 또한, 전극 패드(2)와 프로브 침(33)의 재질의 조합에 따라, 전극 패드(2)에 깊은 흠집이 나기 쉬운 경우라도, 검사 정밀도를 저하시키는 일 없이 노출 영역(11)의 검출 검사를 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 필터 처리로서는, 10점 평균법 등에 의해 패턴(14)에 대하여 필터 처리를 행하는 형태이더라도 좋다.

(실시예)

본 발명의 효과를 확인하기 위해 행한 실험에 대하여 설명한다. 우선, 제 1 실험으로서 제 1 실시 형태에 따른 프로브 장치를 이용하여, 도 15에 나타내는 4개의 전극 패드(2a~2d)에 대하여 프로브 마크(10)에 노출 영역(11)이 형성되어 있는지 검출을 행했다. 또 이 4개의 전극 패드(2a~2d) 중, 전극 패드(2a, 2b)에는 노 출 영역(11)이 형성되어 있고, 전극 패드(2c, 2d)에는, 노출 영역(11)이 형성되어 있지 않은 것을 사용했다.

제 1 실험의 결과, 도 16에 나타내는 패턴(14a~14d)이 생성되었다. 전극 패드(2a, 2b)와 대응하는 패턴(14a, 14b)은, 화소의 값이 높은 영역 사이에 2부분 낮은 영역이 형성되어 있고, 그레이 레벨의 평균치 h1이 약 120 정도가 되므로 2치화 패턴을 취득하더라도 이 영역이 화소의 값이 「0」인 영역이 되고, 나머지가 「1」인 영역이 된다. 그 때문에, 논리 패턴이 기준 패턴과 일치하고, 패드(2a, 2b)에는 노출 영역(11)이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 한편 전극 패드(2c, 2d)와 대응하는 패턴(14c, 14d)에서는, 1부분 낮은 영역이 형성되었을 뿐이며, 2치화 패턴에서도 화소의 값이 「0」인 영역이 1부분 형성될 뿐이다. 그 때문에 논리 패턴이 기준 패턴과 불일치하므로, 패드(2c, 2d)에는 노출 영역(11)이 형성되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 이에 따라 본 실시 형태의 프로브 장치에서는, 프로브 마크 검사용 프로그램(46)에 의해 자동적으로 노출 영역(11)의 유무를 검출할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

다음으로, 제 2 실험으로서 제 1 실시 형태에 따른 프로브 장치를 이용하여, 웨이퍼 W를 촬상하여 촬상 데이터 D1을 취득한다. 그리고, 웨이퍼 W를 금속 현미경으로 관찰하여, 노출 영역(11)의 화소를 「0」, 그 이외의 화소를 「1」로 치환하여 2치화한 화상, 다시 말해, 인간이 눈으로 보아 작성한 소위 Ground Truth 화상(이하, 간단히 GT 화상)을 생성하고, 그 중에서, 예컨대, 49개의 전극 패드(2)를 샘플로서 선택한다. 그리고 GT 화상의 검출 결과와, 샘플의 촬상 데이터 D1에 대 한 프로브 마크 검사용 프로그램(46)의 검출 결과를 비교하여, 프로브 마크 검사용 프로그램(46)에 있어서의 노출 영역(11)의 검출 정밀도를 조사했다. 또, 실험에서는, 샘플로서 사용한 49개의 전극 패드(2) 중, 28개의 전극 패드(2)에 약 20㎛ 직경의 노출 영역(11)이 형성되어 있다. 이 제 2 실험의 결과를 표 1에 나타낸다.

제 2 실험에서는, 이하의 표 1에 나타내는 바와 같이, 노출 영역(11)이 형성되어 있는 28개의 전극 패드(2) 중, 27개에 대하여 노출 영역(11)이 형성되어 있다고 판정하고, 1개의 전극 패드(2)에 대해서만 노출 영역(11)은 형성되어 있지 않다고 판정했다. 한편 노출 영역(11)이 검출되고 있지 않은 21개의 전극 패드(2)에 대해서는 모두 노출 영역(11)이 검출되고 있지 않다고 판정했다. 다시 말해, 프로브 마크 검사 프로그램의 검출 정밀도는, 노출 영역(11)의 검출률은 96.5%, 노출 영역(11)이 미형성된 전극 패드(2)의 검출률에 대해서는 100%가 되어, 매우 검출 정밀도가 높은 것을 알 수 있다. 또, 노출 영역(11)을 검출할 수 없었던 전극 패드(2)를 조사한 바 전극 패드(2)상에 흠집이 있어, 프로브 마크(10)의 외접 직사각형(13)의 형상을 정확하게 취득할 수 없었던 것이 원인이었다. 이 문제에 대해서는 제 2 실시 형태의 필터 처리부(56)를 마련하여, 외접 직사각형(13)을 검출할 때에 필터 처리를 행함으로써 해소하도록 하더라도 좋다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 프로브 장치의 구성도,

도 2는 본 실시 형태의 웨이퍼 W의 평면도,

도 3은 본 실시 형태의 웨이퍼 W의 개략 단면도,

도 4는 본 실시 형태의 프로브 마크 검사 장치의 검출 순서를 설명하는 흐름,

도 5는 본 실시 형태의 전극 패드의 프로브 마크 검출을 설명하는 설명도,

도 6은 본 실시 형태의 전극 패드의 그레이 스케일 화상,

도 7은 노출 영역의 유무의 판정에 대하여 설명하는 제 1 설명도,

도 8은 노출 영역의 유무의 판정에 대하여 설명하는 제 2 설명도,

도 9는 노출 영역의 유무의 판정에 대하여 설명하는 제 3 설명도,

도 10은 노출 영역의 유무의 판정에 대하여 설명하는 제 4 설명도,

도 11은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 프로브 장치의 구성도,

도 12는 제 2 실시 형태의 프로브 마크 검사 장치의 검출 순서를 설명하는 흐름,

도 13은 제 2 실시 형태에 따른 프로브 마크 검사 방법의 제 1 설명도,

도 14는 제 2 실시 형태에 따른 프로브 마크 검사 방법의 제 2 설명도,

도 15는 본 발명에 따른 제 1 실험을 설명하기 위한 설명도,

도 16은 본 발명에 따른 제 1 실험의 결과를 설명하기 위한 설명도,

도 17은 종래의 프로브 마크 검사 장치에 있어서의 과제를 설명하기 위한 제 1 설명도,

도 18은 종래의 프로브 마크 검사 장치에 있어서의 과제를 설명하기 위한 제 2 설명도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 칩 2 : 전극 패드

4 : 제어부 6 : 베이스층

10 : 프로브 마크 11 : 노출 영역

12 : 깎은 부스러기의 그림자 부분 13 : 프로브 마크 영역

14, 14a, 14b, 14c, 14d : 패턴(패턴 데이터)

15, 15a : 2치화 패턴(2치화 패턴 데이터)

20 : 웨이퍼 스테이지 28 : 조명 수단

32 : 프로브 카드 33 : 프로브 침

45 : 프로빙용 프로그램

46 : 프로브 마크 검사용 프로그램

50 : 프로브 마크 영역 추출부

51 : 그레이 레벨 데이터 취득부

52 : 2치화 처리부 53 : 깊게 파임 판정부

54 : 필터 처리부 72 : 상부 카메라(촬상 수단)

D1 : 촬상 데이터 D2 : 2치화 데이터

D3 : 수정 촬상 데이터 W : 웨이퍼

Claims

피검사 기판상의 전극 패드에 프로브 침을 접촉시켜 전기적 특성의 측정을 행한 후에 상기 전극 패드상에 형성된 프로브 마크를 촬상하여, 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무를 검사하는 프로브 마크 검사 장치로서,

전극 패드를 촬상하는 촬상 수단과,

상기 촬상 수단에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 프로브 마크 영역의 화상 데이터를 추출하는 수단과,

상기 추출하는 수단에 의해 얻어진 프로브 마크 영역의 화상 데이터에 대하여, 프로브 마크 영역의 폭 방향의 중앙 위치에 있어서 그 프로브 마크 영역의 길이 방향으로 연장되는 라인상의 화소의 위치와 화소의 그레이 레벨을 대응시킨 그레이 레벨 패턴을 취득하는 수단과,

상기 취득하는 수단에 의해 얻어진 그레이 레벨 패턴과, 프로브 마크로부터 베이스층이 노출되어 있을 때의 상기 그레이 레벨 패턴에 따라 결정된 기준 패턴에 근거하여, 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 판정 수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴에 대하여 피크를 둔화시키기 위한 필터 처리를 행하 는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴을 그 그레이 레벨 패턴에 따른 임계값 또는 미리 정한 임계값에 의해 2치화하여, 임계값보다 그레이 레벨이 낮은 저레벨 영역과 임계값보다 그레이 레벨이 높은 고레벨 영역으로 이루어지는 2치화 패턴을 작성하는 수단을 구비하고,

상기 판정 수단은, 「저레벨 영역」, 「고레벨 영역」, 「저레벨 영역」의 순으로 늘어서 있는 패턴을 기준 패턴으로 하여, 그레이 레벨 패턴이 이 기준 패턴을 포함하고 있을 때에는 베이스층이 노출되어 있다고 판정하는 것

을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 2치화 패턴에 있어서의 각 저레벨 영역 전체에 논리 「1」 및 논리 「0」 중 한쪽을 할당함과 아울러, 각 고레벨 영역 전체에 논리 「1」 및 논리 「0」 중 다른 쪽을 할당하여, 상기 2치화 패턴을 논리 「1」 및 논리 「0」의 조합으로 이루어지는 논리 패턴으로 변환하는 수단을 구비하고,

상기 판정 수단은, 그레이 레벨 패턴과 기준 패턴의 논리 패턴을 비교하여 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 것

을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴에 따른 임계값은, 그 그레이 레벨 패턴의 그레이 레벨의 평균치인 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴에 있어서 미리 설정한 임계값보다 그레이 레벨이 낮은 저레벨 영역이 2부분 존재한 경우, 깎임이 시작되는 위치에 가까운 쪽의 저레벨 영역의 길이가 미리 설정한 길이 이하일 때에는, 고레벨 영역으로서 취급하는 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 장치.
탑재대에 기판을 탑재하여, 프로브 카드의 프로브 침을 기판상의 칩의 전극 패드에 접촉시켜 칩의 전기적 특성의 측정을 행하는 프로브 장치에 있어서,

청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 프로브 마크 검사 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
피검사 기판상의 전극 패드에 프로브 침을 접촉시켜 전기적 특성의 측정을 행한 후에 상기 전극 패드상에 형성된 프로브 마크를 촬상하여, 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무를 검사하는 프로브 마크 검사 방법으로서,

촬상 수단에 의해 전극 패드를 촬상하는 공정과,

상기 촬상 수단에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 프로브 마크 영역의 화상 데이터를 추출하는 공정과,

얻어진 프로브 마크 영역의 화상 데이터에 대하여, 프로브 마크 영역의 폭 방향의 중앙 위치에 있어서 그 프로브 마크 영역의 길이 방향으로 연장되는 라인상의 화소의 위치와 화소의 그레이 레벨을 대응시킨 그레이 레벨 패턴을 취득하는 공정과,

얻어진 그레이 레벨 패턴과, 프로브 마크로부터 베이스층이 노출되어 있을 때의 상기 그레이 레벨 패턴에 따라 결정된 기준 패턴에 근거하여, 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴에 대하여 피크를 둔화시키기 위한 필터 처리를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴을 그 그레이 레벨 패턴에 따른 임계값 또는 미리 정한 임계값에 의해 2치화하여, 임계값보다 그레이 레벨이 낮은 저레벨 영역과 임계값보다 그레이 레벨이 높은 고레벨 영역으로 이루어지는 2치화 패턴을 작성하는 공정과,

상기 판정 수단에 의해 「저레벨 영역」, 「고레벨 영역」, 「저레벨 영역」의 순으로 늘어서 있는 패턴을 기준 패턴으로 하여, 그레이 레벨 패턴이 이 기준 패턴을 포함하고 있을 때에는 베이스층이 노출되어 있다고 판정하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 2치화 패턴에 있어서의 각 저레벨 영역 전체에 논리 「1」 및 논리 「0」 중 한쪽을 할당함과 아울러, 각 고레벨 영역 전체에 논리 「1」 및 논리 「0」 중 다른 쪽을 할당하여, 상기 2치화 패턴을 논리 「1」 및 논리 「0」의 조합으로 이루어지는 논리 패턴으로 변환하는 공정을 포함하고,

상기 판정 수단은, 양자의 논리 패턴을 비교하여 베이스층이 노출되어 있는지 여부를 판정하는 것

을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴에 따른 임계값은, 그 그레이 레벨 패턴의 그레이 레벨의 평균치인 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 그레이 레벨 패턴에 있어서 미리 설정한 임계값보다 그레이 레벨이 낮은 저레벨 영역이 2부분 존재한 경우, 깎임이 시작되는 위치에 가까운 쪽의 저레벨 영역의 길이가 미리 설정한 길이 이하일 때에는, 고레벨 영역으로서 취급하는 것을 특징으로 하는 프로브 마크 검사 방법.
피검사 기판상의 전극 패드에 프로브 침을 접촉시켜 전기적 특성의 측정을 행한 후에 상기 전극 패드상에 형성된 프로브 마크를 촬상하여, 전극 패드의 베이스층의 노출의 유무를 검사하는 프로브 마크 검사 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서,

상기 컴퓨터 프로그램은, 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 프로브 마크 검사 방법을 실행하도록 복수의 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기억 매체.