JP2002318263A - 測定針の針跡検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッドの表面状態に左右されることなく、パ
ッドに付けられた針跡のみを容易且つ正確に特定できる
測定針の針跡検査方法を提供すること。 【解決手段】 検査対象のパッド３１について測定針の
針跡３が付けられる前後の画像データＡとＢとを取得
し、これら画像データＡとＢとを比較することにより針
跡３のみの画像データＣを得て、検査対象のパッド３１
に付けられた針跡３を特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テスターの測定針
を半導体チップのパッドに接触させて行う電気的特性の
測定の際にパッドに付けられた測定針の針跡がパッド上
で許容範囲内にあるかどうかを検査する測定針の針跡検
査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示すように、半導体ウェーハＷ上
には多数（数百〜数千）の半導体チップＴが形成されて
いる。図４は半導体チップＴの拡大平面図を示し、半導
体チップＴには、この半導体チップＴの電気的特性の測
定の際に測定針が接触するパッド１が複数形成されてい
る。図５はパッド１の拡大平面図を示し、パッド１は例
えばアルミニウム材料よりなり、このパッド１の周囲に
は他の部分との絶縁を図る目的などのために保護膜２が
形成されている。

【０００３】半導体チップＴの電気的特性の測定は、パ
ッド１に、テスターのテストヘッドに取り付けられた測
定針を接触させることによって行う。測定針はパッド１
に接触後、パッド１上を削るようにして滑らされる。こ
れにより、両者は適度な圧接状態とされ両者間で十分な
電気的導通が確保される。この状態でテスターが所定の
電気信号を測定針及びパッド１を介して半導体チップＴ
に出力すると共にその半導体チップＴからの戻り信号を
受け半導体チップＴの電気的特性を測定する。測定が終
わると測定針はパッド１から離れるが、パッド１上には
測定針の針跡３が残る。

【０００４】電気的特性の測定の後に続いて、その針跡
３の検査が行われる。これは、測定針がパッド１からず
れた位置で圧接してしまうと（このときの針跡３を図４
で一点鎖線で示す）、十分な電気的導通が確保されずに
不正確な測定となるばかりでなく、測定針がパッド１周
囲の保護膜２を突き破ったり、保護膜２にクラック４等
を生じさせてしまい製品不良となってしまうため、パッ
ド１上に付けられた針跡３の位置を確認する検査が行わ
れる。

【０００５】この針跡検査を行うためには、パッド１上
でどれが針跡３であるかを特定する必要がある。従来、
針跡３を特定する方法の１つとして、基準パッド（測定
針による接触測定前の状態）と、検査対象パッドの測定
針による接触測定を行った後の状態とを比較する方法が
あった。

【０００６】これについて図６を参照して説明すると、
先ず、複数あるパッドの中から基準パッド１１を１つ選
び、この基準パッド１１の、測定針による接触測定前の
状態をＣＣＤカメラで撮影し、この画像データＡ’をメ
モリに記憶する。基準パッド１１としては、パッド表面
にシミやゴミなどがない表面状態の比較的よいものが選
ばれる。画像データとしては、濃淡が白（割り当てられ
る整数値としては０）と、黒（割り当てられる整数値と
しては０）の２値化された画像データとして処理され
る。すなわち、ある濃度値をしきい値として各画素を白
画素”０”と、黒画素”１”とに区別して表す。２値化
することにより画像データ量を少なくして、処理を簡単
にし、またメモリも節約できる。この場合は、パッド表
面に針跡やシミなどのない部分が白画素”０”の背景と
して、針跡やシミなどが黒画素”１”として表される。

【０００７】次いで、検査対象のパッド２１に測定針を
接触させて電気的特性の測定を行った後、この接触測定
後のパッド２１をＣＣＤカメラで撮影し、この画像デー
タＢ’をメモリに記憶する。

【０００８】次いで、基準パッド１１の画像データＡ’
と検査対象パッド２１の画像データＢ’とを比較してこ
れらの差を検出することで針跡３を特定する。具体的に
は、ＣＰＵがメモリから両画像データＡ’、Ｂ’を読み
出して、対応する各画素ごとに論理演算（ＥＸＯＲ演
算）を行う。すなわち、両画像データＡ’、Ｂ’間で対
応するある画素（ｍ行ｎ列目の画素）が白画素”０”と
白画素”０”どうし、あるいは黒画素”１”と黒画素”
１”どうしであった場合にはそのｍ行ｎ列目の画素を白
画素”０”とし、対応する各画素が白画素”０”と黒画
素”１”というように異なっていれば、そのｍ行ｎ列目
の画素を黒画素”１”として処理して画像データＣ’を
得る。すなわち、画像データＣ’は、画像データＡ’に
は表れていないが、画像データＢ’には表れているもの
を黒画素”１”として抽出した画像データである。測定
針の接触測定前後で両画像データＡ’とＢ’との違いと
しては針跡３のみであるはずなので、画像データＣ’に
おいては黒画素”１”として表されているものを針跡３
として認識できる。

【０００９】次に、このようにして得られた画像データ
Ｃ’に、予め設定された許容範囲Ｌをかぶせて（合成し
て）画像データＤ’を得る。許容範囲Ｌはその輪郭を黒
画素”１”として画像データＣ’に合成される。そし
て、例えばオペレータが画像データＤ’を顕微鏡で見
て、図示のように針跡３が許容範囲Ｌ内にあれば測定針
は位置ずれを起こさず正常にパッド２１に接触されたと
判断する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、検査対
象パッド２１と比較される基準パッド１１は任意に選ば
れるものであり、よって比較される両者は同一のパッド
ではない。従って、検査対象パッド２１にシミやゴミ５
ａ〜５ｃ（一点鎖線で示したが実際には画像データＢ’
上で黒画素として表れる）があった場合には、これらも
画像データＡ’、Ｂ’間の差として抽出される。すなわ
ち、シミやゴミ５ａ〜５ｃまでも画像データＣ’で黒画
素として出てきて針跡として認識されてしまう。そし
て、シミやゴミ５ａ〜５ｃは、画像データＤ’におい
て、許容範囲Ｌ外にあるので、本来の針跡３は許容範囲
Ｌ内にあるにもかかわらず、結局、針跡が許容範囲Ｌ外
にある不良品と判断されてしまう。

【００１１】また、針跡３と、シミやゴミ５ａ〜５ｃと
の濃度値の差に基づいて画像データＢ’にフィルタ処理
を施し針跡３以外の対象を見え難くする方法がある。し
かし、２値（白／黒）化処理された画像データでは針跡
３に近い明暗のシミやゴミ５ａ〜５ｃはフィルタ処理を
いくら試みても針跡３と区別する事は難しく、実際には
判別できない場合が多い。このフィルタ処理を有効にす
るためには、画像データの階調数（濃度分解能）を大き
くすればよいが、この場合、画像の持つ情報量が大きく
なり処理の迅速化の妨げとなり、またメモリにおける記
憶容量も多くとってしまう。

【００１２】従って、従来は、結局、検査対象パッド２
１の測定針接触後の画像データＢ’のみを取得して、こ
の画像データＢ’をオペレータが顕微鏡を使って目視で
検査していた。すなわち、針跡３を形状や大きさなどか
らシミやゴミ５ａ〜５ｃ、他の表面異常などと区別して
特定しており、オペレータの経験や能力に依存してい
た。これでは、オペレータに負担がかかると共に時間も
かかってしまう。また、例えば針跡３につながるように
して形成されたシミや、針跡３と同じような形状で同じ
様な大きさのシミなどがあるとどれが針跡か特定するの
が困難である。

【００１３】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、パッ
ドの表面状態に左右されることなく、パッドに付けられ
た針跡のみを容易且つ正確に特定できる測定針の針跡検
査方法を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では、検査対象の
パッドについて測定針の針跡が付けられる前後の画像デ
ータを取得し、これら画像データを比較することにより
検査対象のパッドに付けられた針跡を特定する。

【００１５】これにより、測定針による接触測定後のパ
ッド表面にシミやゴミの付着、表面異常等があっても、
これらは接触測定前にもこの検査対象パッドに存在して
いるので、前記両画像データの差分をとることにより相
殺されて、結果として針跡のみを抽出することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
針跡検査方法について図１、２を参照して説明する。

【００１７】先ず、検査対象パッドに対して測定針を非
接触の状態で位置決めする（図１のステップＳ１）。

【００１８】次いで、ステップＳ２として、図２に示す
画像データＡを得る。これは、測定針接触前の検査対象
パッド３１を例えばＣＣＤカメラで撮影して得られる画
像データである。画像データとしては、従来と同様、各
画素を白画素”０”と、黒画素”１”との２値化された
画像データとして処理される。この場合も、パッド表面
に針跡やシミなどのない部分が白画素”０”の背景とし
て、針跡やシミ５ｄなどが黒画素”１”として表され
る。そして、この画像データＡはメモリに記憶される。

【００１９】次いで、検査対象のパッド３１に測定針を
接触させて電気的特性の測定を行い（ステップＳ３）、
この接触測定後のパッド３１をＣＣＤカメラで撮影し、
この画像データＢをメモリに記憶する（ステップＳ
４）。

【００２０】次いで、ステップＳ５として、画像処理手
段としてのＣＰＵがメモリから両画像データＡ、Ｂを読
み出して、対応する各画素ごとに論理演算（ＥＸＯＲ演
算）を行う。すなわち、両画像データＡ、Ｂ間で対応す
るある画素（ｍ行ｎ列目の画素）が白画素”０”と白画
素”０”どうし、あるいは黒画素”１”と黒画素”１”
どうしであった場合にはそのｍ行ｎ列目の画素を白画
素”０”とし、対応する各画素が白画素”０”と黒画
素”１”というように異なっていれば、そのｍ行ｎ列目
の画素を黒画素”１”として処理して画像データＣを得
る。このようにして得られた画像データＣはメモリに記
憶される。

【００２１】以上のような処理により、画像データＣに
は、両画像データＡ、Ｂ間の差が表れる。すなわち、シ
ミ５ｄは測定針接触前後で両画像データＡ、Ｂ双方に表
れているので、上述した処理により画像データＣ上では
白画素”０”の背景として表され、結局、画像データＡ
には表れていないが画像データＢには表れている針跡３
のみが黒画素”１”として画像データＣ上に抽出され
る。これにより、検査対象パッド３１の表面状態に左右
されることなく、パッド３１に付けられた針跡３を正確
且つ迅速に特定できる。

【００２２】次に、ステップＳ６として、ＣＰＵがメモ
リから画像データＣを読み出して、この画像データＣ
に、予め設定された許容範囲Ｌをかぶせて（合成して）
画像データＤを得る。許容範囲Ｌはその輪郭を黒画素”
１”として画像データＣに合成される。そして、例えば
オペレータが画像データＤを顕微鏡で見て、図示のよう
に針跡３が許容範囲Ｌ内にあれば測定針は位置ずれを起
こさず正常にパッド３１に接触されたと判断する。ある
いは、許容範囲Ｌ外に位置する画素が黒画素”１”のデ
ータを有しているかどうかをＣＰＵにて判断してもよ
い。このようにすれば、全検査工程（ステップＳ１〜Ｓ
６）にわたって、人手を介しない自動化が実現できる。

【００２３】また、画像データＡの取得〜測定針による
接触測定〜接触測定後の画像データＢの取得に至る工程
を１パッドについて断続的に行うのでなく、あるパッド
で測定針の接触測定を行っている間に、次に接触測定を
行うべきパッドの測定針接触前の画像データを取得して
おくようにすれば、複数のパッドについての検査を連続
的に行うことができ検査時間の短縮化が図れる。

【００２４】更に、画像データＡ、Ｂは１パッドずつ撮
影するのではなく、高解像度のＣＣＤカメラを用いて、
１チップに形成された複数のパッドを同時にまとめて、
あるいは１ウェーハに形成された複数のパッドを同時に
まとめて撮影すれば、更なる検査工程の短縮化が図れ
る。更には、より処理能力の高いＣＰＵを用いて、両画
像データＡ、Ｂ間の比較や、この比較によって得られる
針跡３のリミット判定の処理を複数のパッドについて同
時に行えば、更なる時間の短縮化が図れる。

【００２５】また、上記２値化処理において、白画素を
整数値”１”に、黒画素を整数値”０”に割り当てても
よい。あるいは、２階調より大きな階調数の画像データ
として処理してもよい。この場合、ステップＳ５におけ
る画像データＡとＢとの比較は、対応する各画素の濃度
値（整数値）を単に画像データＡ、Ｂ間で引き算すれ
ば、画像データＡとＢとで同じ濃度値の部分は０とな
り、異なる部分、すなわち針跡３のみが、ある整数値と
して抽出できる。

【００２６】また、画像データＡとＢとの比較をＣＰＵ
で行うのではなく、オペレータの目視による比較で針跡
を特定してもよい。この場合でも、従来のように画像デ
ータＢ’（図６）を目視して、形状や大きさなどからシ
ミやゴミと区別して針跡３を特定するよりも、図２から
明らかなように、目視であっても画像データＡとＢとを
比較すれば容易且つ確実に針跡３の特定を行える。

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、針跡を誤認
することなく且つ容易に特定でき、正確な針跡検査を行
える。

【００２８】本発明の請求項２によれば、針跡の特定作
業を自動化でき、オペレータの負担を軽減できる。

【００２９】本発明の請求項３または請求項４によれ
ば、針跡検査に要する時間の短縮化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による針跡検査方法の手順
を示すフローチャートである。

【図２】本発明の実施の形態による針跡検査方法の概念
を示す模式図である。

【図３】半導体ウェーハの平面図である。

【図４】半導体チップの拡大平面図である。

【図５】パッドの拡大平面図である。

【図６】従来の針跡検査方法の概念を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

２……保護膜、３……針跡、３１……パッド、Ｌ……許
容範囲、Ｔ……半導体チップ、Ｗ……半導体ウェーハ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AF02 AF03 AG03 AG12 AG13 AH05 AH07 2G011 AC02 AC14 AE03 2G051 AA51 AB02 CA03 CA04 EA08 EA11 EA14 EB01 EB02 ED07 4M106 AA01 AA20 BA10 CA38 DB04 DB21 DJ18 DJ20 DJ21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップに形成されたパッドに付け
   られた測定針の針跡を検査する測定針の針跡検査方法に
   おいて、 検査対象のパッドについて前記針跡が付けられる前後の
   画像データを取得し、これら画像データを比較すること
   により前記検査対象のパッドに付けられた前記針跡を特
   定することを特徴とする測定針の針跡検査方法。
2. 【請求項２】 前記針跡が付けられる前後の画像データ
   間の差を画像処理手段により検出し、この検出結果に基
   づいて前記パッドに前記針跡のみが表れた画像データを
   得ることを特徴とする請求項１に記載の測定針の針跡検
   査方法。
3. 【請求項３】 前記検査対象のパッドに前記測定針が接
   触して測定を行っているときに、次の検査対象のパッド
   の前記測定針の接触前の画像データを取得しておくこと
   を特徴とする請求項１に記載の測定針の針跡検査方法。
4. 【請求項４】 前記針跡が付けられる前後の画像データ
   のうち少なくとも一方の画像データを、複数のパッドに
   ついて同時に取得することを特徴とする請求項１に記載
   の測定針の針跡検査方法。