TWI483325B - A stitch check device, a probe device and a stitch check method, and a memory medium - Google Patents

Description

針跡檢查裝置、探針裝置及針跡檢查方法以及記憶媒體

本發明，例如係有關於針對使用探針而進行了檢查後之基板，來將電極墊片之基底層的露出之有無等的露出狀況自動地檢測出來之針跡檢查裝置、及針跡檢查方法、以及具備有針跡檢查裝置之探針裝置、還有記憶有針跡檢查方法之實行程式的記憶媒體。

於先前技術中，作為對於被形成在半導體之基板上的IC晶片之電性特性作測定的裝置，係使用有探針裝置。探針裝置，係為具備有將基板作載置且可在3維方向上作自由移動之平台、以及探針卡，並經由進行使探針卡之探針與基板上之被連接於配線圖案的電極墊片作接觸之所謂的探針測試，而進行電性測定之裝置。

作為探頭，一般係使用探針，並為了將電極墊片之表面的自然氧化膜作切削，而設為施加有過驅動(指在使探針與電極墊片相接觸後，再更進而使電極墊片上升一事)。而，當探針係為橫針的情況時，在施加過驅動時，由於探針係橫向滑動，因此，係形成有縱長之針跡，就算是在探針為垂直針的情況時，亦會有為了確保確實的接觸，而使基板平台作橫向移動，並形成有縱長之針跡的情況。

故而，在探針測試後，係將電極墊片之針跡檢測出來，並對於在電極墊片上是否存在有針跡一事作掌握，而當不存在有針跡時，則判斷其係為測定不良。進而，當探針較預定而更深地刺入電極墊片中並使電極墊片之基底層露出的情況時，則由於裝置之信賴性係降低，因此，對於該些之電極墊片，係有必要作為不良來處理，又，若是發生有此種深挖掘，則基底層之切削殘渣會附著在探針上，並成為污染的重要原因。故而，在針跡之檢測中，係有必要迅速地檢測出露出的有無。

關於上述電極墊片之針跡檢查，係在將基板從探針裝置而搬出後，由作業者對於該當基板而使用金屬顯微鏡等來進行。然而，從一枚的基板，係被製造出有多數的(例如1000個)晶片，而在1個的晶片上，係被形成有複數例如10個的電極墊片，因此，進行針跡檢查之電極墊片的數量，係成為龐大的數量。故而，在先前之針跡檢查作業中，係耗費非常長的時間，並且，係有必要準備金屬顯微鏡。

相對於此種問題，係存在有：經由CCD攝像機等來對晶圓W作攝像，並在控制部處對該攝像資料作解析，而進行針跡檢查的針跡檢查裝置。例如，在專利文獻1中，係記載有：藉由攝像機來對於被形成在晶圓上之晶片作攝像，並進行二值化，將形成的針跡形狀與其他之針跡的形狀作比較，藉由此，而以恆常成為適當之過驅動量的方式來對於接觸位置作調整之探針。又，在專利文獻2中，係記載有：藉由CCD攝像機來對於被形成在電極墊片上之探針檢查後的針跡作攝像，並藉由將針跡之長軸方向的長度與預先所規定了的長軸之規格值作比較，來對於過驅動量作調整之晶圓探針裝置。

又，在專利文獻3中，係記載有：事先取得測定針為非接觸之狀態下的墊片表面之畫像資料，並取得測定針接觸後之墊片表面的畫像資料，而藉由對兩畫像作比較，來將針跡以外之墊片的污漬等除外，並判定針跡的位置之針跡檢測方法。又，在專利文獻4中，係記載有：在對墊片作攝像並檢測出墊片上之針跡時，對墊片上之某一區域作特定，並確認在該區域內是否被檢測出有針跡，當確認有針跡的情況時，則判定探針測試係為良好，而其之外的情況，則判定係為探針測試不良，而將探針測試之結果判定作了高速化的針跡讀取裝置。

然而，在上述之各裝置中，作為攝像手段，由於係使用單色攝像機，因此，例如於圖17中所示一般，若是對基板作攝像，則係將電極墊片100之資料作為單色畫像而取得。此時，在電極墊片100之中央處，係被形成有橢圓形之針跡110，於其中央部處，經由探針之將電極墊片100刺破一事，基底之銅係露出，並形成露出區域111，又，由於探針係從一個方向而傾斜地穿刺，因此，在針跡110之一端側處，係被形成有堆積成弧狀之電極墊片100的切削屑，並被形成有該切削屑之陰影部112。

而，當將此畫像作二值化並進行判定的情況時，灰階準位為高之露出區域111和切削屑之陰影都112以及在針跡110處之邊緣部110a的陰影部係變黑，而其他之區域係變白。因此，當利用先前技術之各裝置而對露出區域111作判定的情況時，如圖18中所示一般，會從圖18(a)之單色畫像而取得圖18(b)中所示之二值化畫像，而無法對於切削屑之陰影部112與露出區域111作判別。故而，會有將露出區域111誤辨識為切削屑之陰影部112並將被形成有露出區域111之晶片判定為良品、或是相反的將切削屑之陰影部112誤辨識為露出區域111並將良品之晶片判定為不良品的問題，藉由控制部來判別在電極墊片100處是否被形成有露出區域111一事，係為困難。

由於切削屑係在探針測試後才被形成，因此，就算是特別適用專利文獻3之針跡檢測方法，亦無法作除去，而在其他文獻中，亦並未記載有進行切削屑與針跡之判別的記載，因此，在先前技術之各裝置中，藉由控制部來判別在墊片100處是否被形成有露出區域111一事，係為困難。

[專利文獻1]日本特開平05-36765號公報(段落號碼0026、0028)

[專利文獻2]日本特開平07-29946號公報(段落號碼0006、0008)

[專利文獻3]日本特開2002-318263號公報(段落號碼0020、0021)

[專利文獻4]日本特開2005-45194號公報(段落號碼0104~0106)

本發明，係為有鑑於此種事態而進行者，其目的，係在於提供一種：針對使用探針而進行了檢查後之基板，而能夠自動地且高精確度地來檢測出電極墊片之基底層的露出之有無等的露出狀態之針跡檢查裝置、和具備有該裝置之探針裝置、和針跡檢查方法，以及記憶有該檢查方法之實行程式的記憶媒體。

本發明之針跡檢查裝置，係為一種在使探針接觸被檢查基板上之電極墊片並進行了電性測定後，對被形成在前述電極墊片上之針跡作攝像，並對於電極墊片之基底層的露出之有無作檢查的針跡檢查裝置，其特徵為，具備有：對電極墊片作攝像之攝像手段；和從藉由此攝像手段所得到之畫像資料來將針跡區域之畫像資料抽出之手段；和對於藉由此手段所得到之針跡區域的畫像資料，而取得將在針跡區域之寬幅方向的中央位置處而朝向該當針跡區域之長度方向延伸之線上的像素之位置與像素之灰階準位作了對應的灰階圖案之手段；和根據藉由此手段所得到之灰階圖案、和因應於當基底層從針跡露出時的前述灰階圖案所決定了的基準圖案，來判定基底層是否露出之判定手段。

又，係具備有對於前述灰階準位圖案進行用以使峰值鈍化之濾波處理之手段。並且，係具備有：將前述灰階準位圖案，藉由對應於該當灰階準位圖案之臨限值或是預先所制訂了的臨限值來進行二值化，並作成由灰階準位較臨限值而更低之低準位區域與由灰階準位較臨限值而更高之高準位區所成的二值化圖案之手段，前述判定手段，係將以「低準位區域」、「高準位區域」、「低準位區域」之順序而並排之圖案作為基準圖案，當灰階準位圖案係包含有此基準圖案時，則判定基底層係為露出。又，亦可為以下之構成：具備有：在前述二值化圖案中之各低準位區域全體處，分配邏輯「1」以及邏輯「0」之其中一方，並在各高準位區域全體處，分配邏輯「1」以及邏輯「0」之另外一方，而將前述二值化圖案變換為由邏輯「1」以及邏輯「0」之組合所成的邏輯圖案之手段，前述邏輯圖案，係為由邏輯「1」以及邏輯「0」的組合所成之邏輯圖案，前述判定手段，係對兩者之邏輯圖案作比較，而判定基底層是否露出。

又，較理想，對應於前述灰階準位圖案之臨限值，係為該當灰階準位圖案之灰階準位的平均值。又，當在前述灰階準位圖案中，存在有2處之灰階準位為較預先所設定了的臨限值更低之低準位區域的情況時，則當較接近於切削開始位置之低準位區域的長度為預先所設定了的長度以下時，將其作為高準位區域來處理。而，本發明之探針裝置，係為將基板載置於探針卡與載置台上，並使探針卡之探針與基板上之晶片的電極墊片相接觸，而進行晶片之電性測定的探針裝置，其特徵為：具備有上述之各針跡檢查裝置。

本發明之針跡檢查方法，係為在使探針接觸被檢查基板上之電極墊片並進行了電性測定後，對被形成在前述電極墊片上之針跡作攝像，並對於電極墊片之基底層的露出之有無作檢查的針跡檢查方法，其特徵為，包含有：藉由攝像手段而對電極墊片作攝像之工程；和從藉由此攝像手段所得到之畫像資料來將針跡區域之畫像資料抽出之工程；和對於所得到之針跡區域的畫像資料，而取得將在針跡區域之寬幅方向的中央位置處而朝向該當針跡區域之長度方向延伸之線上的像素之位置與像素之灰階準位作了對應的灰階圖案之工程；和根據所得到之灰階圖案、和因應於當基底層從針跡而露出時的前述灰階圖案所決定了的基準圖案，來判定基底層是否露出之工程。

而，本發明之記憶媒體，係為儲存有在針跡檢查裝置中所被使用之電腦程式的記憶媒體，該針跡檢查裝置，係在使探針接觸被檢查基板上之電極墊片並進行了電性測定後，對被形成在前述電極墊片上之針跡作攝像，並對於電極墊片之基底層的露出之有無作檢查，該記憶媒體，其特徵為：前述電腦程式，係以實行上述各針跡檢查方法的方式，而被構成步驟群。

若藉由本發明，則在進行針跡檢測時，係攝像墊片以及其之週邊區域的畫像資料，並取得針跡之位置與針跡區域，同時，取得該針跡區域之長度方向的中心線，再取得使中心線上的像素之位置與像素之灰階準位作了對應的灰階圖案。而後，藉由判定手段，來根據灰階圖案、以及因應於當基底層從針跡而露出時的前述灰階圖案所決定的基準圖案，而判斷基底層是否露出。藉由此，在本發明中，係能夠將墊片之深挖掘所致的基底層6之露出自動且迅速地以良好精確度而確實地檢測出來，且亦能夠將作業員之負擔大幅的減輕。又，由於係能夠在探針裝置內來進行針跡的檢查，而不需要如同先前技術一般地進行作業員所致之將基板搬送至金屬顯微鏡的作業區域內之作業，因此，係能夠更進而對於探針之異常或是過驅動的異常等迅速地作掌握。

[第1實施形態]

圖1係為對於被組入有本發明之實施形態的針跡檢查裝置之探針裝置作展示的圖。此探針裝置係具備有底板20，在此底板20之上，係將第1平台21以能夠在平行延伸於X方向上之第1導引軌21a上作移動的方式而被支持之狀態下來作積載，並經由與此第1平台21作軸通之未圖示的滾珠螺桿與馬達，而成為能夠朝向圖示之X方向來移動。又，在第1平台21處，係與此第1平台21同態樣地，而將第2平台22以能夠在與X以及Z方向相正交之未圖示之Y方向上作移動的方式來作積載，在第2平台22上，係被積載有能夠藉由未圖示之馬達而在圖示Z方向上作移動之第3平台23。

在第3平台23之移動體處，係具備有將Z軸作為旋轉中心而能夠作微量的旋轉(可在θ方向上自由地作微少量、例如左右各1度之移動)之身為載置台的吸盤頂部24。故而，在此探針裝置中，將第1、第2、第3平台21、22、23以及吸盤頂部24作為驅動部，而成為能夠將晶圓W在X、Y、Z、θ方向上作移動。

又，在吸盤頂部24之上方，係在相當於探針裝置之外裝體的頂部之頭部平板30處，經由插入環31而被配設有探針卡32。探針卡32，係於上面側處，具備有被電性連接於未圖示之測試頭處的電極群，於下面側處，被與該當電極群分別作電性連接之探針(例如朝向斜下方延伸之由金屬線所成的探針33)，係對應於晶片1之電極墊片2(參考後述之圖2)的配列而被設置。另外，作為探針33，係可為相對於晶圓W之表面而垂質地延伸之垂直針(線材探針)，亦可為被形成在可撓曲之薄膜上的金突塊電極等。

在第3平台23處，係被設置有固定板23a，在此固定板23a處，係被積載有身為攝像手段之下攝像機70，該下攝像機70，係將用以將探針33之針尖擴大拍攝之高倍率的光學系70a與CCD攝像機70b作組合所構成。又，在固定板23a處，係以相鄰接於下攝像機70的方式，而被積載有用以對於探針33之配列而涵蓋廣範圍地作攝影之低倍率攝像機71，並被設置有藉由進退機構26而能夠在相對於下攝像機70之合焦面而與光軸相交叉的方向上作進退之目標物27。

在吸盤頂部24與探針卡32之間的區域處，與下攝像機70為相同構成之上攝像機(攝像手段)72，係被積載於可沿著未圖示之導引構件而自由移動地被支持之攝像機搬送部34處，目標物27，係以能夠藉由下攝像機70以及上攝像機72來作畫像辨識的方式而被構成，例如，係在透明之玻璃板上，被形成有對位用之被攝體。又，在探針裝置之外裝體上，係被設置有當經由上攝像機72來將晶圓W作攝像時而對晶圓W作照明的例如由藍色發光二極體所成之照明手段28。

又，在探針裝置處，係被設置有用以對上述各構件之驅動等作控制的控制部4，並具備有CPU40、ROM(Read Only Memory)41、RAM(Random Access Memory)42、輸入部43、畫面等之顯示部44、探針探查用程式45、針跡檢查用程式46等，此些之各裝置，係以能夠經由匯流排47來進行資料或命令之授受的形態而被作連接。而，此控制部4，係經由被連接於探針裝置之控制器與被連接於控制器之個人電腦所構成。探針探查用程式45，係為用以對探針裝置作控制並進行探針測試之命令群，並對於第1~第3平台21~23以及吸盤頂部24作驅動控制，來控制被載置之晶圓W的位置，並進行探針測試。

針跡檢查用程式46，係為用以對經由上攝像機72所取得之晶圓W的攝像資料進行處理，並對於探針測試後之電極墊片2的針跡進行檢測檢查之命令群。在針跡檢查用程式46中，係具備有：對應於本發明之從畫像資料而抽出針跡區域之畫像資料的手段之針跡區域抽出部50、和對應於本發明之取得灰階圖案的手段之灰階準位資料取得部51、和對應於本發明之作成二值化圖案的手段之二值化處理部52、和對應於本發明的判定手段之深挖掘判定部53。針跡區域抽出部50，係為對灰階資料作處理並抽出針跡區域之命令群。灰階準位資料取得部52，係為取得針跡區域之長軸方向的中心線，同時取得其中心線上之像素的圖案之命令群。二值化處理部52，係為在由圖案來形成二值化圖案的同時，將二值化圖案之像素的值連續了特定值以上之區域置換為邏輯值區域之命令群。深挖掘判定部54，係為從二值化圖案之形狀來對於在針跡處之基底層的露出區域之有無作判定的命令群。而，在本實施形態中，係藉由此針跡檢查用程式46和上攝像機72以及照明手段28，而構成針跡檢查裝置。

接著，針對上述實施形態之作用作說明。首先，依據探針探查用程式45，來進行對於身為被檢查基板之晶圓W的探針測試。於圖2、3中，展示此晶圓W之晶片(IC晶片)1處的電極墊片2的配置部分之略解圖。在晶圓W處，係被形成有複數之成為半導體晶片之原型的晶片1，在1個的晶片1之上面，係被形成有複數之作為電極之例如由鋁(Al)所成的電極墊片2(在圖2中，為了便利，係為10個)。此電極墊片2，係被形成在基底層6之上面，該基底層6，係為在藉由半導體之例如矽(Si)所形成的基台5上所成膜之例如由銅(Cu)所成者。

在探針測試中，係藉由上攝像機72來對晶圓W之電極墊片2作攝像，同時，藉由下攝像機70來對於探針卡32之探針33的針尖作攝像，並求取出在各攝像時之藉由吸盤頂部24的驅動系或者是線性尺度所特定出的X、Y、Z方向之座標位置，再將晶圓W移動至根據此等座標位置所求取出之接觸位置處。而後，使探針33與晶圓W上之電極墊片2相接觸，並藉由經由探針卡32所連接的測試頭而被作了連接之未圖示的測試機，來測定各晶片1之電性特性。若是探針測試結束，則係進行在電極墊片2處之針跡的檢查。

接著，針對針跡之檢查作說明。以下之一連串的動作，係根據針跡檢查用程式46而進行。如圖4之流程圖中所示一般，首先，藉由照明手段28，來對探針測試後之晶圓W作照明，並藉由上攝像機72來作攝像，而將晶圓W上之畫像作為攝像資料D1來取得(步驟S1)。

接著，從攝像資料D1來進行電極墊片2之檢測。在攝像資料D1處，由於電極墊片2部分之光的反射量係為大，因此，灰階準位係全體性地變高。而後，對於攝像資料D1之所有的像素，在畫面上作掃描並取得將像素之座標位置與其之灰階準位作了對應的資料，而記憶在RAM42中，並在檢測出灰階準位為高之連續之區域的同時，將區域之圖示X軸方向以及Y軸方向之端部的座標檢測出來，而檢測出將此端部作了連接之矩形。

若是檢測出了矩形，則將預先所作了記憶的電極墊片2之匹配樣模T1讀出，並與該矩形作比較(步驟S2)。圖5係展示此種一連串之處理的示意圖。D1係為攝像資料，T1係為匹配樣模。而後，當匹配樣模T1與所檢測出之矩形的一致率成為了規定值(例如90%)以上的情況時，則判定所檢測出了矩形係為電極墊片2之區域，相反的，當在規定值以下的情況時，係重新進行檢測(步驟S3)。

若是反覆進行步驟S2、S3，而結束了對於攝像資料D1之全區域處的電極墊片2之檢測，則係將電極墊片2之畫像切出，並對該畫像進行一定之處理，而取得針跡10之X-Y平面上的位於最外側之像素的座標位置，並根據此座標位置，來取得與針跡10相一致、例如與針跡10之外周側相接之矩形狀的針跡區域13，以及其之位置座標，再將該資料記憶在RAM42中(步驟S4)。而後，反覆進行步驟S3、S4，而將全部的電極墊片2之每一者的針跡區域13以及其之座標位置檢測出來，並將該資料記憶在RAM42中。另外，在本實施形態中，係在作為上述之處理而取得針跡區域13時，將電極墊片2之畫像根據預先所制訂了的臨限值而進行二值化，並對二值化後之像素作探索，而進行處理。另外，為了參考，將進行上述處理時之電極墊片2的實際之灰階畫像於圖6中作展示。此種針跡區域13之檢測，係藉由針跡區域抽出部50來實行。

在檢測出了所有的針跡區域13後，首先，如圖7(a)中所示一般，從攝像資料D1來將對應於針跡區域13之區域、例如將針跡區域13與其之外周40像素量的資料切出(步驟S5)，同時，取得針跡區域13之長度方向的中心線P、和中心線P之起點P1以及終點P2之位置座標(步驟S6)。而後，如圖7(b)中所示一般，取得中心線P上之像素的灰階準位與位置座標之資料，並取得以灰階準位作為橫軸且以像素數作為縱軸之圖案(圖案資料)14(步驟S7)。另外，在本實施形態中，起點P1以及終點P2，係分別被設定在從中心線P與外接矩形13之交點起而朝向外側來離開了一定之距離(例如30像素)的位置處。

在生成了圖案14後，將圖案14之像素的灰階準位作合計，並求取出於圖7(b)中以1點鍊線來作展示之灰階準位的平均值h1，而將此平均值h1作為臨限值，來將圖案14二值化。藉由此，而取得圖7(c)中所示一般之方形波狀的二值化圖案(二值化圖案資料)15，並將此資料記憶在RAM42中(步驟S8)。而後，反覆進行步驟S5~S8，並取得所有之針跡區域13的每一者之二值化圖案15，而將該資料記憶在RAM42中。

在對於後續之動作作詳述之前，先對於其之概要以及目的作簡單的敘述。圖8係為針跡10之模式圖，在此針跡10處，係被形成有露出區域11。在此針跡10之中心線P的區域上，為了便利，而分配符號da、db、dc、dd、de。db係為電極墊片2之存在有切削屑的區域，dd係為對應於露出區域11之區域，da係為電極墊片2之表面，dc、de係為電極墊片2之被切削面(鋁部分)。在圖7之二值化圖案15中，係將此些之區域da~de附加有對應地作表示。

於此，若是探針33係為橫針(從探針卡32而朝向斜下方來延伸之針)，則在各晶片1之電極墊片2的每一者中，係可以得知其係被朝向何一方向而被切削。又，就算是探針33係為垂直針，在接觸時，亦由於使晶圓平台20作微量移動之方向係為已知，因此，係可以得知在電極墊片2之每一者中係被朝向何一方向而作切削。亦即是，在控制部4側，由於係能夠掌握到成為針跡10之檢查對象的電極墊片2係為何一晶片之何一電極墊片2，因此，係能夠得知探針33之切削方向。故而，當沿著中心線P而取得像素之灰階準位時，係能夠得知相對於針跡10之成為掃描開始點的起點P1係在哪一側。

而後，當在針跡10處被形成有露出區域11的情況時，若是從起點P1起朝向終點P2而將二值化圖案15讀出，則針跡10之外的電極墊片2之表面係為明亮，接著，在身為電極墊片2之切削屑的鋁之切削屑的陰影部12之部位係變暗。進而，由於露出區域11之前後係為明亮，因此，若是對明亮之區域全體分配邏輯「1」，並對陰暗的區域全體分配邏輯「0」，則係成為被形成有「1、0、1、0、1」之邏輯圖案。故而，藉由將此邏輯圖案作為露出區域11之有無的判定用基準圖案，而與在各電極墊片2處所取得了的邏輯圖案作比較，成為能夠判定露出區域11之有無。另外，若是能夠在經驗上而對針跡10處之露出區域11的發生範圍作掌握，則二值化圖案15係並不需要一直取得至終點P2之位置，在此例中，係設為將二值化圖案15取得至較針跡10之長度方向的中點而更靠終點P2之位置P3(以下，稱為中間點P3)為止。

根據此種觀點，具體上，係進行如同下述一般之步驟。在取得了所有的二值化圖案15之後，例如從起點P1起而一次一像素地對像素之值作檢查，並對於計算像素數之計數器作加算，在到達了將像素之值作替換的變更位置時，將計數器之值記憶在RAM42之記憶區域中，同時，將計數器初期化，反覆進行此，而求取出在二值化圖案15之「1」之群、「0」之群的各別之長度。而後，進行對於各「1」或是「0」之區域的長度是否並未超出預先所設定之臨限值一事作確認之處理。在本實施形態中，係為了將被形成在墊片2或是針跡10處之傷痕或者是照明手段28等之影響排除，而在區域中設定有長度之臨限值，並經由將此臨限值與各區域之長度作比較，來進行確認處理。而後，針對長度超出了臨限值之區域，係將該區域之邏輯值反轉，而針對臨限值內之區域，係分配邏輯「1」或是邏輯「0」(步驟S9)。亦即是，在如圖7(c)中所示般之邏輯「1」連續並排的區域全體處分配邏輯「1」(在白色像素群全體區域處分配邏輯「1」)，並在邏輯「0」連續並排之區域全體處分配邏輯「0」(在黑色像素群全體區域處分配邏輯「0」)。故而，圖7(c)之二值化圖案，係作為邏輯圖案「1、0、1、0、1」而被表現。另外，本實施形態之臨限值，例如若是將被切出之中心線P上的像素之長度設為L(pixel)，則區域da、de之臨限值係為0.05L~0.2L(pixel)，區域db、dc之臨限值係為0.02L~0.1L(pixel)，區域dd之臨限值係為0.1L~0.3L(pixel)。

經由進行此處理，能夠消除下述般之事態。例如，當在圖9中所示之底部處由於探針33而被形成有傷痕11a，並藉由此傷痕11a之陰影而如圖10中所示般地產生了dd為非常短之二值化圖案15a的情況時，在未進行上述之確認處理的狀態下，二值化圖案15a之區域的排列、亦即是邏輯圖案，係成為「1、0、1、0、1」。因此，在對應於二值化圖案15a之針跡10處，係會被誤辨識為被形成有露出區域11。相對於此，若是對於二值化圖案15a而進行上述之確認處理，則區域dd之長度，由於係落在所設定之臨限值的範圍之外，因此，針對此區域，係將邏輯準位反轉並與區域dc、de一體化，而邏輯圖案係成為「1、0、1、1、1」，而不會有被誤辨識之虞。

將如此這般所得到之邏輯圖案，與身為在針跡10處被形成有露出區域11時的邏輯圖案之基準邏輯圖案作比較，若是一致，則判定在所對應之針跡10處係被形成有露出區域11，若是不一致，則判定係並不存在有露出區域11(並非為深挖掘)(步驟S10)。與圖7(a)所示之針跡區域13相對應的邏輯圖案，由於係為「1、0、1、0、1」，因此，在所對應之針跡10處，係判定被形成有露出區域11，並將該判定結果與墊片2附加有對應而記憶在RAM42中(步驟S11)。相對於此，當邏輯圖案並未成為「1、0、1、0、1」的情況時，則判定在該電極墊片2處係並未被形成有露出區域11，並將該結果與該當電極墊片2附加有對應而記憶在RAM42中(步驟S12)。

而後，從RAM42來將與各電極墊片2相對應之針跡10的檢查結果讀出，並針對包含有被形成有銅之露出區域11的電極墊片2之晶片1，將該針跡10係為深挖掘等之資訊，附加在該晶片1而記憶在RAM42中。若是針對在取得了此種資訊後之處理的其中一例作敘述，則針對被判斷為深挖掘之電極墊片2，係亦可使作業員將該電極墊片2之畫像顯示在顯示部處，並由作業員來對於該深挖掘之判斷是否為合適一事作確認，而若是最終係被判斷為深挖掘，則將包含該電極墊片2之晶片1作為不良品來處理。又，不用說，亦可並不進行此種作業員之確認。亦可將針跡檢查之結果，例如與晶圓W上之晶片1的位置相附加對應而顯示在顯示部處，並例如在各晶片1處，進行對應於該結果之顏色分配等。

另外，在本實施形態中，係分別由針跡區域抽出部50來進行與步驟S2~步驟S4相對應之工程，由灰階準位資料取得部51來進行與步驟S5~步驟S7相對應之工程，由二值化處理部52來進行與步驟S8相對應之工程，並由深挖掘判定部53來進行與步驟S9~步驟S12相對應之工程。

以上所述之本實施形態的探針裝置，係在進行針跡10之檢測時，取得電極墊片2以及其週邊之晶圓W的攝像資料D1，而取得針跡10之位置與針跡區域13，同時，取得針跡區域13之長度方向的中心線P，並產生使中心線P上之像素的位置與像素的灰階準位作了對應之圖案14。而後，由此灰階的圖案14來經由二值化圖案15而取得邏輯圖案，並將該邏輯圖案，與因應於當存在有露出區域11時之灰階準位所求取出的圖案14作比較，藉由此，而判定針跡10之露出區域11的有無。故而，能夠將探針33所致之墊片2的深挖掘(一直挖掘到了基底層6處的狀態)自動且迅速地以高精確度而確實的檢測出來，且亦能夠將作業員之負擔大幅度的減輕。又，由於係能夠在探針裝置內來進行針跡10的檢查，而不需要如同先前技術般地進行作業員所致之將晶圓W搬送至金屬顯微鏡的作業區域內之作業，因此，係能夠更進而對於探針之異常或是過驅動的異常等迅速地作掌握。

另外，本發明由於係為在取得針跡區域之長度方向的中心軸與其之位置座標的同時，亦取得使中心軸上之像素的灰階準位與座標位置作了對應之圖案，並由該圖案之形狀，來對於在針跡處是否被形成有露出區域一事作判定者，因此，電極墊片之材質與基底層之材質，係並非為分別被限定為銅、鋁者，只要因應於所使用之各材質，來對於圖案之形狀的判定基準作變更即可。於此，本發明之針跡檢測裝置，係並不被限定於組合於探針裝置中地作設置，而亦可作為獨立運行式(stand alone)來構成。又，用以取得灰階圖案之線，係並不被限定於針跡10之中心線，就算是從中心而偏離，只要是能夠得到本實施形態之效果的線，亦即是，只要是在針跡區域之寬幅方向中央位置處而在長度方向上作延伸的線即可。

又，在本實施形態中，雖係取得使從中心點P上之起點1起直到中間點3為止的像素與灰階準位作了對應之圖案14，並進行露出區域11之檢查，但是，作為本發明之實施形態，亦可設為：當在圖案14中而無法檢測出露出區域11的情況時，將從終點2起直到終點P3為止之像素抽出，並產生圖案，且以該圖案為基準，來進行露出區域11之再檢測，若藉由此實施形態，則就算是露出區域11係被形成於終點P2側的情況時，亦能夠將露出區域11檢測出來。不用說，亦可針對中心線P上之全部的像素來形成圖案14，並進行判定。

又，在本實施形態中，雖係從攝像資料D1來產生對應於針跡區域13之中心線P的圖案14，但是，作為本發明之實施形態，亦可先將攝像資料D1以預先所設定了的臨限值來進行二值化，並從該二值化資料來取得針跡區域13之中心線P1上的像素，再取得二值化圖案15，而進行判定。又，雖係經由對於二值化圖案15之區域的值的排列係成為「1、0、1、0、1」一事作確認，而對於被形成有露出區域11一事作判定，但是，作為本發明之實施形態，係亦可經由對於圖7(c)中所示之區域db、dc、dd之值的排列係成為「0、1、0」一事作確認，來對於被形成有露出區域11一事作判定。進而，如同前述一般，在此例中，雖係針對各電極墊片2之每一者，而對於針跡10之切削方向作掌握，但是，亦可設為並不對該方向作掌握，而取得灰階圖案，並對於在最終所得到之邏輯圖案中是否被包含有「0、1、0」一事作確認。

又，在本實施形態中，作為照明手段28，係使用明視野照明，並對晶圓W作照明而取得攝像資料D1，但是，作為本發明之實施形態，為了從攝像資料D1來將晶圓W上之陰影或是傷痕等的影響降低，亦可將明視野照明與暗視野照明作組合來構成照明手段。又，在本實施形態中，作為針跡區域，係將與針跡10相對應之矩形狀的針跡區域13檢測出來，但是，作為本發明之實施形態，針跡區域係亦可為與針跡10相對應之橢圓形。又，在本實施形態中，當對晶圓W作攝像時，係藉由用以對電極墊片2與探針33之接觸位置作決定的上攝像機72而作了攝像，但是，作為本發明之實施形態，例如係亦可在裝置外裝部等處另外設置用以檢測出針跡之專用的攝像機單元，並緊接在探針測試之後而對晶圓W作攝像並進行針跡檢查。

[第2實施形態]

針對本發明之第2實施形態，一面參考圖11以及14，一面作說明。圖11中所示之第2實施形態的探針裝置，係在針跡檢查用程式46中，具備有身為進行本發明之濾波處理之手段的濾波處理部54。濾波處理部54，係在圖12所示之流程圖的步驟S5之工程中，對於攝像資料D1而進行使攝像資料D1之陰暗部分與明亮部分間的邊界線成為不鮮明之濾波處理，而將攝像資料D1變換為修正攝像資料D3。而後，在本實施形態中，係從修正攝像資料D3來產生圖案14。另外，在圖12所示之流程圖中，在步驟S1~S4處，係進行與第1實施形態之步驟S1~步驟S4相同的處理，在步驟S6~S13中，係進行與第1實施形態之步驟S5~步驟S12相同之處理。

在此探針裝置中，藉由具備有濾波處理部54，係成為能夠得到在以下之圖13、14中所說明之作用。如圖13(a)中所示一般，當在針跡處並不存在有露出區域而僅被形成有傷痕的情況時，若是由此攝像資料D1來取得針跡區域13，並如同上述一般地而取得圖案14，則係取得如同圖13(b)中所示之圖案14。在此圖案14處，係由於傷痕之陰影的影響，而形成有3個場所之較灰階準位之平均值h1更低之區域，亦即是對應於電極墊片2之切削屑的陰影之區域81和對應於針跡的傷痕之區域82、83，因此，若是從此圖案14而取得二值化圖案15，並從二值化圖案15而取得邏輯圖案，則係會有邏輯圖案與基準圖案相一致的情況。而，當傷痕之伸長方向為與中心線P相同的情況時，由於傷痕之陰影與中心線P間之重合距離係變長，因此，會有對應於傷痕之區域82的長度落入至臨限值之範圍內的事態，就算是進行了第1實施形態之確認處理，邏輯圖案亦會與基準圖案相一致，而有無法將傷痕之影響完全除去並誤判定為係存在有露出區域之虞。

相對於此，在本實施形態中，就算是對於如圖13中所示般之針跡的攝像資料D1，亦能夠將傷痕的影響除去，並判定為無露出區域。在本實施形態中，係如同圖14(a)中所示一般，經由濾波處理部54而將攝像資料D1變換為修正攝像資料D3。此修正攝像資料D3，由於係將寬幅為狹窄之傷痕的陰影之陰暗部分與明亮部分間的邊界線作了不明瞭化，因此，陰影之陰暗的像素係與明亮之像素交織，而陰影之部分係全體性的變亮，相反的，明亮的部分係變暗。另一方面，在切削屑之陰影部或是露出區域等之陰暗像素之面積為廣的區域處，就算是將明亮之部分與陰暗之部分的邊界線作了不明瞭化，亦由於陰暗之部分的寬幅係為廣，因此，對於該部分，陰暗係被作保持。故而，在修正攝像資料D3中，被形成有傷痕之部分的明亮度與周圍的明亮度之間的差異係變小。

因此，若是取得中心線P之圖案14，則如圖14(b)中所示一般，較灰階準位之平均值h1更低之場所，係成為僅有對應於切削屑之陰影部的區域80，就算是如圖14(c)中所示一般而取得二值化圖案15，並從此二值化圖案15而取得了邏輯圖案，邏輯準位被作為「0」而處理之區域，亦係僅有1個，因此，邏輯圖案與基準圖案係成為不一致，並被判定為並未被形成有露出區域11。在此種實施形態中，係亦可從修正攝像資料D3來取得使針跡區域13之中心線上的像素與灰階準位作了對應之圖案14，並進行例如與第1實施形態相同之處理。進而，就算是在由於電極墊片2與探針33之材質的組合，而造成在電極墊片2處容易被附加有深的傷痕的情況時，亦能夠不使檢查精確度降低地而進行露出區域11之檢測檢查。又，作為本發明之濾波處理，係亦可為經由10點平均法等來對於圖案14進行濾波處理之態樣。

[實施例]

針對為了對本發明之效果作確認所進行了的實驗作說明。首先，作為第1實驗，使用第1實施形態之探針裝置，並針對圖15中所示之4個的電極墊片2a~2b而進行了在針跡10處是否被形成有露出區域11之檢測。另外，在此4個的電極墊片2a~2b中，係使用了：於電極墊片2a、2b處，係被形成有露出區域11，而在電極墊片2c、2d處，係未被形成有露出區域11者。

第1實驗之結果，係產生了圖16中所示之圖案14a~14b。對應於電極墊片2a、2b之圖案14a、14b，係在像素之值為高的區域之間，被形成有2個場所的像素值為低之區域，由於灰階準位之平均值h1係成為約120左右，因此，就算是取得二值化圖案，此區域亦係成為像素之值為「0」的區域，而其他部分係成為「1」的區域。因此，邏輯圖案係與基準圖案相一致，而得知在墊片2a、2b處係被形成有露出區域11。另一方面，在與電極墊片2c、2d相對應之圖案14c、14d處，係僅被形成有1個場所的像素值為低之區域，就算是在二值化圖案中，亦係成為僅被形成有1個場所的像素之值為「0」的區域。因此，由於邏輯圖案係成為與基準圖案不一致，故而得知在墊片2c、2d處係並未被形成有露出區域11。藉由此，而能夠確認到：在本實施形態之探針裝置中，係能夠經由針跡檢查用程式46而自動地將露出區域11之有無檢測出來。

接著，作為第2實驗，使用第1實施形態之探針裝置，並對晶圓W作攝像而取得攝像資料D1。而後，藉由金屬顯微鏡來對晶圓W作目視，並產生將露出區域11之像素置換為「0」且將其以外之像素置換為「1」而作了二值化之畫像，亦即是產生人類藉由眼睛所作成的所謂之Ground Truth畫像(以下，單純稱為GT畫像)，再從其中而將例如49個的電極墊片2作為樣本而選擇出來。而後，將GT畫像之檢測結果，與相對於樣本之攝像資料D1的針跡檢查用程式46之檢測結果作比較，而對於在針跡檢查用程式46中的露出區域11之檢測精確度作了調查。另外，在實驗中，在作為樣本而使用了的49個的電極墊片2中，係在28個的電極墊片2處被形成有約20μm直徑之露出區域11。於表1中，展示此第2實驗之結果。

在第2實驗中，如以下之表1中所示一般，在被形成有露出區域11之28個的電極墊片2之中，針對27個，係判定其被形成有露出區域11，僅有針對1個的電極墊片2而判定其係並未被形成有露出區域11。另一方面，針對並未被檢測出露出區域11之21個的電極墊片2，係全部將其判定為並未被檢測出有露出區域11。亦即是，針跡檢查程式之檢測精確度，其露出區域11之檢測率係為96.5%，未被形成有露出區域11之電極墊片2的檢測率係成為100%，而可得知其之檢測精確度係為非常高。另外，在針對無法檢測出露出區域11之電極墊片2作了調查後，得知了其原因在於，在電極墊片2上係存在有傷痕，而無法將針跡10之外接矩形13的形狀正確地作取得之故。對於此問題，亦可設置第2實施形態之濾波處理部56，並經由在檢測出外接矩形13時進行濾波處理，而將此問題解決。

1．．．晶片

2．．．電極墊片

4．．．控制部

6．．．基底層

10．．．針跡

11．．．露出區域

12．．．切削屑之陰影部

13．．．針跡區域

14、14a、14b、14c、14d．．．圖案(圖案資料)

15、15a．．．二值化圖案(二值化圖案資料)

20．．．晶圓平台

28．．．照明手段

32．．．探針卡

33．．．探針

45．．．探針探查用程式

46．．．針跡檢查用程式

50．．．針跡區域抽出部

51．．．灰階準位資料取得部

52．．．二值化處理部

53．．．深挖掘判定部

54．．．濾波處理部

72．．．上攝像機(攝像手段)

D1．．．攝像資料

D2．．．二值化資料

D3．．．修正攝像資料

W．．．晶圓

[圖1]本發明之實施形態之探針裝置的構成圖。

[圖2]本實施形態之晶圓W的平面圖。

[圖3]本實施形態之晶圓W的概略剖面圖。

[圖4]對本實施形態之針跡檢查裝置的檢測處理程序作說明之流程圖。

[圖5]對本實施形態之電極墊片的針跡檢測作說明之說明圖。

[圖6]本實施形態之電極墊片的灰階畫像。

[圖7]針對露出區域之有無的判定作說明之第1說明圖。

[圖8]針對露出區域之有無的判定作說明之第2說明圖。

[圖9]針對露出區域之有無的判定作說明之第3說明圖。

[圖10]針對露出區域之有無的判定作說明之第4說明圖。

[圖11]本發明之第2實施形態之探針裝置的構成圖。

[圖12]對第2實施形態之針跡檢查裝置的檢測處理程序作說明之流程圖。

[圖13]第2實施形態之針跡檢查方法的第1說明圖。

[圖14]第2實施形態之針跡檢查方法的第2說明圖。

[圖15]用以對於本發明之第1實驗作說明的說明圖。

[圖16]用以對於本發明之第1實驗的結果作說明之說明圖。

[圖17]用以對於在先前技術之針跡檢查裝置中的課題作說明之第1說明圖。

[圖18]用以對於在先前技術之針跡檢查裝置中的課題作說明之第2說明圖。

4．．．控制部

20．．．晶圓平台

21．．．第1平台

21a．．．第1導引軌

22．．．第2平台

23．．．第3平台

23a．．．固定板

24．．．吸盤頂部

26．．．進退機構

27．．．目標物

28．．．照明手段

30．．．頭部平板

31．．．插入環

32．．．探針卡

33．．．探針

34．．．攝像機搬送部

40．．．CPU

41．．．ROM

42．．．RAM

43．．．輸入部

44．．．顯示部

45．．．探針探查用程式

46．．．針跡檢查用程式

50．．．針跡區域抽出部

51．．．灰階準位資料取得部

52．．．二值化處理部

53．．．深挖掘判定部

70．．．下攝像機

70a．．．光學系

70b．．．CCD攝像機

71．．．低倍率攝像機

72．．．上攝像機(攝像手段)

W．．．晶圓

Claims (14)

1. 一種針跡檢查裝置，係在使探針接觸被檢查基板上之電極墊片並進行了電性測定後，對被形成在前述電極墊片上之針跡作攝像，並對於電極墊片之基底層的露出之有無作檢查的針跡檢查裝置，其特徵為，具備有：對電極墊片作攝像之攝像手段；和從藉由此攝像手段所得到之畫像資料來將針跡區域之畫像資料抽出之針跡區域抽出手段；和對於藉由此針跡區域抽出手段所得到之針跡區域的畫像資料，而取得將在針跡區域之寬幅方向的中央位置處而朝向該當針跡區域之長度方向延伸之線上的像素之位置與像素之灰階準位作了對應的灰階圖案之灰階準位資料取得手段；和根據藉由此灰階準位資料取得手段所得到之灰階圖案、和因應於當基底層從針跡露出時之前述灰階圖案所決定了的基準圖案，來判定基底層是否露出之判定手段。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之針跡檢查裝置，其中，係具備有對於前述灰階準位圖案而進行用以使峰值鈍化的濾波處理之手段。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之針跡檢查裝置，其中，係具備有：將前述灰階準位圖案，藉由對應於該當灰階準位圖案之臨限值或是預先所制訂了的臨限值來進行二值化，並作 成由灰階準位較臨限值而更低之低準位區域與灰階準位較臨限值而更高之高準位區域所成的二值化圖案之手段，前述判定手段，係將以「低準位區域」、「高準位區域」、「低準位區域」之順序而並排之圖案作為基準圖案，當灰階準位圖案係包含有此基準圖案時，則判定基底層係為露出。
4. 如申請專利範圍第3項所記載之針跡檢查裝置，其中，係具備有：在前述二值化圖案中之各低準位區域全體處，分配邏輯「1」以及邏輯「0」之其中一方，並在各高準位區域全體處，分配邏輯「1」以及邏輯「0」之另外一方，而將前述二值化圖案變換為由邏輯「1」以及邏輯「0」之組合所成的邏輯圖案之手段，前述邏輯圖案，係為由邏輯「1」以及邏輯「0」的組合所成之邏輯圖案，前述判定手段，係對兩者之邏輯圖案作比較，而判定基底層是否露出。
5. 如申請專利範圍第3項所記載之針跡檢查裝置，其中，對應於前述灰階準位圖案之臨限值，係為該當灰階準位圖案之灰階準位的平均值。
6. 如申請專利範圍第3項所記載之針跡檢查裝置，其中，當在前述灰階準位圖案中，存在有2處之灰階準位為較預先所設定了的臨限值更低之低準位區域的情況時，則當較接近於切削開始位置之低準位區域的長度為預先所設 定了的長度以下時，將其作為高準位區域來處理。
7. 一種探針裝置，係為將基板載置於探針卡與載置台上，並使探針卡之探針與基板上之晶片的電極墊片相接觸，而進行晶片之電性測定的探針裝置，其特徵為：具備有如申請專利範圍第1項乃至第6項中之任一項所記載之針跡檢查裝置。
8. 一種針跡檢查方法，係在使探針接觸被檢查基板上之電極墊片並進行了電性測定後，對被形成在前述電極墊片上之針跡作攝像，並對於電極墊片之基底層的露出之有無作檢查的針跡檢查方法，其特徵為，包含有：藉由攝像手段而對電極墊片作攝像之工程；和從藉由此攝像手段所得到之畫像資料來將針跡區域之畫像資料抽出之工程；和對於所得到之針跡區域的畫像資料，取得將在針跡區域之寬幅方向的中央位置處而朝向該當針跡區域之長度方向延伸之線上的像素之位置與像素之灰階準位作了對應的灰階圖案之工程；和根據所得到之灰階圖案、和因應於當基底層從針跡露出時的前述灰階圖案所決定了的基準圖案，來判定基底層是否露出之工程。
9. 如申請專利範圍第8項所記載之針跡檢查方法，其中，對於前述灰階準位圖案而進行用以使峰值鈍化的濾波處理。
10. 如申請專利範圍第8項或第9項所記載之針跡檢查方法，其中，係包含有：將前述灰階準位圖案，藉由對應於該當灰階準位圖案之臨限值或是預先所制訂了的臨限值來進行二值化，並作成由灰階準位較臨限值而更低之低準位區域與灰階準位較臨限值而更高之高準位區所域成的二值化圖案之工程；和藉由前述判定手段，而將以「低準位區域」、「高準位區域」、「低準位區域」之順序而並排之圖案作為基準圖案，當灰階準位圖案係包含有此基準圖案時，則判定基底層係為露出之工程。
11. 如申請專利範圍第10項所記載之針跡檢查方法，其中，係包含有：在前述二值化圖案中之各低準位區域全體處，分配邏輯「1」以及邏輯「0」之其中一方，同時，在各高準位區域全體處，分配邏輯「1」以及邏輯「0」之另外一方，將前述二值化圖案變換為由邏輯「1」以及邏輯「0」之組合所成的邏輯圖案之工程，前述邏輯圖案，係為由邏輯「1」以及邏輯「0」的組合所成之邏輯圖案，前述判定手段，係對兩者之邏輯圖案作比較，而判定基底層是否露出。
12. 如申請專利範圍第10項所記載之針跡檢查方法，其中，對應於前述灰階準位圖案之臨限值，係為該當灰階準位圖案之灰階準位的平均值。
13. 如申請專利範圍第10項所記載之針跡檢查方法，其中，當在前述灰階準位圖案中，存在有2處之灰階準位為較預先所設定了的臨限值更低之低準位區域的情況時，則當較接近於切削開始位置之低準位區域的長度為預先所設定了的長度以下時，將其作為高準位區域來處理。
14. 一種記憶媒體，係為儲存有在針跡檢查裝置中所被使用之電腦程式的記憶媒體，該針跡檢查裝置，係在使探針接觸被檢查基板上之電極墊片並進行了電性測定後，對被形成在前述電極墊片上之針跡作攝像，並對於電極墊片之基底層的露出之有無作檢查，該記憶媒體，其特徵為：前述電腦程式，係以實行如申請專利範圍第8項乃至第13項中之任一項所記載之針跡檢查方法的方式，而被構成步驟群。