JPH11317429A - 直接プローブ・センシングのための改良された方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体デバイスのボンディング・パッドに対
するウエハ・プローバの自動位置合せのための改良され
た方法および装置を提供すること。 【解決手段】 本発明では、接点電極のパターンが、複
数の接点電極の低倍率像を使用して突き止められる。接
点電極の高倍率像を使用して、接点電極点を代表する形
状を複数の接点電極のそれぞれにあてはめ、あてはめら
れた形状の中心を判定する。中心の位置を複数のパッド
のそれぞれの位置と比較し、パッドと接点電極をパッド
と接点電極の間の接触のための位置へ互いに相対的に移
動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスな
どの電気接触を行うように設計された複数の位置を有す
るプローブ装置のためのシステムに関する。具体的にい
うと、本発明は、シリコン集積回路デバイスのボンディ
ング・パッドへのウェハ・プローバの自動位置合わせに
関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路は、シリコン・ウェハなどの半
導体基板上に製造されることがしばしばである。シリコ
ン・ウェハは、通常は、直径１５０ｍｍないし２００ｍ
ｍ、厚さ約２５ミル（０．６３５ｍｍ）のシリコンの薄
い円盤である。単一のウェハが集積回路であるデバイス
を多数備え、デバイスはウェハ上に格子状に形成されて
いる。各デバイスは、多数の回路の層とボンディング・
パッドの集合からなる。ボンディング・パッドは、通常
は３ミル平方（０．０７６ｍｍ平方）の小さい区域であ
り、通常はアルミニウムによって作られ、、最終的にデ
バイスのピン・リードへの接点として働く。ボンディン
グ・パッド以外のウェハの残りはパッシベーション層と
称するチッ化シリコンなどの絶縁性材料の最終層によっ
て覆われている。パッシベーション層はガラスに似てい
る。アルミニウム自体は、アルミニウム酸化物の薄い非
導電層を形成するが、これは、良好な電気的接触を形成
させる前に除去または破らなければらない。

【０００３】デバイスのパッケージングは多少高価なの
で、不良デバイスをパッケージングするのを避けるため
に、パッケージングの前にデバイスを試験することが望
ましい。このパッケージング前にデバイスを試験する処
理を、選別処理と称する。この処理には、プローブ・カ
ードと称する装置を特殊な試験機に接続することが含ま
れる。プローブ・カードは、パッケージされたデバイス
の通常のピンおよびワイヤ・リードの代わりとなる多数
の電気接点またはピンを有する。ウェハは、プローブ・
カードの接点またはピンが所与のデバイスのボンディン
グ・パッドと接触するように位置決めされ、試験機が、
デバイスに対する一連の電気試験を実行する。ウェハ・
プローバと称する特殊な機械を使用して、プローブ・カ
ードに対してウェハ上の各デバイスを位置決めする。ボ
ンディング・パッドは小さく、プローブ・カードのピン
がボンディング・パッド面以外の場所に接触した場合に
はパッシベーション層の破壊が生じ、デバイスが壊れる
可能性があるので、高い精度が必要である。

【０００４】ウエハ・プロービングの主目的は、ウェハ
上のデバイスまたはダイの集合を正確に位置決めし、デ
バイスのボンディング・パッドがプローブ・カードのプ
ローブ・チップと電気的に良好に接触し、その結果、ダ
イシングおよびパッケージングの前にデバイスを正しく
試験できるようにすることである。ウエハ・プロービン
グに関係する考慮点は複数存在する。まず、通常の大気
に露出されている間にボンディング・パッド上に非導電
性のアルミニウム酸化物の薄い層が形成されるので、プ
ローブ・チップは最初の接触からさらに垂直に移動させ
る必要がある。さらに、プローブ・カード技術の最も一
般的な形である片持ち梁プローブでは、この垂直移動の
部分がウェハの平面に沿った移動に変換され、すなわち
ひっかくような動きが、チップがアルミニウムと良好に
接触するが、酸化物に接触しないことを保証する必要が
ある。第２に、デバイスは、ボンディング・パッドを除
いて、絶縁層をコーティングされる。通常はガラスであ
るこの物質が、プローブ・チップによって冒され、結果
として発生する亀裂が、デバイスの機能を損なう可能性
がある。プローブ・チップの通常の移動量が１．５ミル
（０．０３８１ｍｍ）ないし２ミル（０．０５０８ｍ
ｍ）であり、接触が許容されるパッド寸法または区域
が、２ミル（０．０５０８ｍｍ）ないし４ミル（０．１
０１６ｍｍ）の範囲のサイズであると仮定すると、精度
の要件は明らかに重要である。

【０００５】ウェハ・プローバまたはプローバは、ウェ
ハを検査するためにいくつかのことを行えることが必要
である。まず、プローバは、ウェハを与えられた時に、
ウェハ上の指示されたダイの軸に、プローバ・モータの
移動軸に対して特定の角度で正確に位置合せできなけれ
ばならない。これは、一般に、自動位置合せを介して達
成される。自動位置合せの追加の態様として、プローバ
は、すべてのウェハをトレーニング・ウェハにしないよ
うにするために、ウェハからウェハへと繰り返して、モ
ータのある位置に対するウェハ上の既知の位置を得るこ
とができる必要がある。第２に、プローバは、プローブ
とパッドの良好な接触の要件を満足することが知られて
いるモータのある位置を知らなければならず、プローブ
とパッドの良好な接触が後続のダイで反復されるような
形で、その位置から他のダイへ正確にインデックスでき
なければならない。プローブとパッドの良好な接触を与
えるモータの位置を得る処理を、プローブ対パッド位置
合せと称する。プローブ対パッドの接触に対して時々使
用される同義語が、第１ダイの設定である。これに加え
て、プローバは、プローブの垂直接触高さを教えられな
ければならず、かつ、ウェハ厚さプロファイリングで達
成される、変化するウェハ厚さの正確な補償を実行でき
なければならない。最後に、すべてのプローブ・カード
が正確に回転できるわけではないので、プローバは、プ
ローブ・カードの角度を知り、その角度にウェハを位置
合せし、その角度で回転される軸に沿ってさらにインデ
ックスできる許容度が必要である。

【０００６】ウエハ・プローバは、実際には、３次元ポ
ジショナとみなすことができる。しかし、プロービング
処理に用いられる機能は広範囲にわたる。たとえば、試
験に合格しないダイを示すために、ユーザがダイに墨入
れすることを望む場合がある。これらのさまざまな機能
が、ユーザがそれを制御する手段および試験処理を監視
する手段と共に、プローバを決め、単純な位置決めステ
ージから区別する。

【０００７】精度とスループットの問題は、自動ウエハ
・プローバという概念の発生につながる。自動化には、
プローバがデバイスの格子を理解し、デバイスの格子と
ウェハおよびプローブ・カードとの関係を理解すること
が必要である。さらに、デバイスの種類ごとに１ウェハ
だけにシステムは目標を定め、またはプローブ・カード
位置が示される。したがって、システムは、後続の同様
のウェハ上で正確な位置決めを繰り返すことが必要にな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】良好なプロービングに
必要な３つの主な処理（ウエハの位置合せ、厚さのプロ
ファイリング、およびプローブ対パッド位置合せ）のう
ちで、プローブ対パッド位置合せだけが、これまでは自
動化されていない。以前には、面倒ではあるが、他の２
つの処理の自動化ほどプローブ対パッド位置合せの自動
化に対する要求は強くなかった。しかし、半導体技術の
開発によって、複数の理由から自動化の必要が駆り立て
られた。第１に、プローブ・カードは、現在は５００本
を超えるピンを有する場合がある。第２に、プローブ・
アレイのサイズが大きくなり、その結果、複数ダイ・ア
レイが、１方向で数インチになる場合がある。第３に、
チップ直径とパッド寸法の比率が、１に近づき、ピッチ
またはピンの間の距離が、パッド寸法に達しつつある。
その結果、操作員が顕微鏡を使用してパッドに対してプ
ローブを正確にすばやく位置合せする能力が、ますます
困難になる。したがって、プローブ対パッド位置合せを
自動化することへの要望が高まりつつある。

【０００９】半導体製造業者のすべてが、プローブ対パ
ッドの位置合せとウエハ選別に対する要求を有する。半
導体製造業者の挑戦は、最短の時間で、この相対的にあ
りふれた作業を、精度と整列とを最大に調和させるよう
にすることである。

【００１０】一般的な自動化要件のほかに、プローブ・
アレイへの上側からの顕微鏡によるアクセスが不可能に
なるプロービング技術が進歩している。従来技術の薄膜
プローブは、顕微鏡の軸線に直接にプラスティック薄膜
を置く技法であり、従来の位置合せが非実用的になる。
さらに、従来技術の高密度プローブ・アレイでも、上側
からの顕微鏡によるプローブ対パッド位置合せが行えな
くなる。これらの新しいプロービング技法に対処し、ウ
エハ選別領域での完全自動化の追求を継続するために、
半導体製造業者は、自動的な無干渉ライトオフ（light-
off ）プローブ対パッド位置合せ能力を必要としてい
る。

【００１１】さらに、アルミニウムを堆積されたブラン
ク・ウェハを使用するプローブ対パッド位置合せの困難
さを高める追加の要因が複数存在する。第１に、初期接
触時のプローブ・チップは、パッドの中央に対応してい
ない。第２に、プローブ・アレイは、連続する直線でな
いことがしばしばであり、側面や隅が欠けていたり、行
が二重であったり、他の多くの例外が存在するオフセッ
トしたパッドであることがしばしばである。第３に、ア
ルミニウム粒子の形成時のゴミが、製造工程の結果とし
てウェハ上に残されることがしばしばである。第４に、
ブランク・ウエハは、非常に反射率が高く、悪い照明と
汚れたプローバ顕微鏡光学系の問題がさらに悪化する。

【００１２】ウエハ・プローバの主要な売り手は、何ら
かの形のプローブ対パッド自動位置合わせを提供してき
た。しかし、提供される形のプローブ対パッド自動位置
合わせは、非常に小さいパッドを有し、かつ小さく、し
ばしば不完全な形状を有するプローブ・チップをする現
代の集積回路のための位置合せをするのに十分ではない
ことがしばしばである。その結果、プローブ・アレイの
位置座標と第１ダイの位置座標を十分な精度で自動的に
決定することが必要である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】複数の接点電極（たとえ
ば、ウエハ・プローバのプローブ・カードのピン）を集
積回路デバイスの複数のパッドに対して自動的に位置合
せするための改良された方法および装置を提供する。本
発明の１態様によれば、接点電極のパターンが、複数の
接点電極の低倍率像を使用して突き止められる。接点電
極表面を代表する形状が、接点電極の高倍率像を使用し
て複数の接点電極のそれぞれにあてはめられ、接点電極
の代表であるあてはめられた形状のそれぞれについて中
心が判定される。中心の位置が対応するパッドの位置と
比較され、パッドと接点電極とをパッドと接点電極の間
の接触のための位置に互いに相対的に移動させる。

【００１４】本発明のもう１つの態様によれば、複数の
接点電極および複数のパッドが、互いに相対的に正確に
位置決めされる。これを達成するために、接点電極点を
代表する形状を、複数の接点電極のそれぞれにあてはめ
る。あてはめられた形状の中心を判定する。複数の中心
のそれぞれに、複数のパッドのうちの対応する１つを関
連付ける。次に、複数の中心のそれぞれに関連する位置
と複数のパッドのそれぞれの複数の境界に対する相対的
な複数の距離を判定する。その後、複数の距離の最小距
離を最大化し、パッドと接点電極を、パッドと接点電極
の間の接触のための位置へ互いに相対的に移動する。

【００１５】本発明の上記および他の実施形態、特徴、
態様および長所は、添付図面ならびに詳細な説明および
請求の範囲から明らかになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下の記述では、説明の目的で、
本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳
細を示す。しかし、このような具体的な詳細なしで本発
明を実施できることは、当業者には明白であろう。他の
場合では、本発明を無用に不明瞭にしないように、周知
の構造および装置をブロック図形式で示す。

【００１７】集積回路（ＩＣ）デバイスまたはウエハの
ボンディング・パッドに対するウエハ・プローブ・カー
ドの接点電極の自動位置合せを、本明細書ではプローブ
対パッド自動位置合わせ（ＡＰＴＰＡ）と呼称する。Ａ
ＰＴＰＡは、人間の操作員によって操作される顕微鏡に
よる支援なしに、プローブ・カード・ツール点の位置お
よび角度を判定できるようにする方法である。ＡＰＴＰ
Ａでの基本的な発想は、以下の方法でウエハ・パッドに
対するプローブ・カード・ツール点の関係を開発するこ
とである。ウエハ・パッドをトレーニングし、位置合せ
ターゲット位置と位置決めベースがリンクされる、カメ
ラに対するウエハ・パッドの位置を知る。カメラに対し
てプローブ・カードの位置をトレーニングする。プロー
ブ・カード区域に対するカメラの移動によってプローブ
・カード・ツール点の位置を得る。パッド位置の並行移
動を介して、接点電極とＩＣ上のパッドとの間の適当な
電気接触を確立できるようにプロービングを正しくする
ことができるようにウェハ・パッド位置にツール点位置
を一致させる。

【００１８】図１は、本発明によって実施される直接プ
ローブ・センサ（ＤＰＳ）プローバの実施形態を示す図
である。このＤＰＳプローバは、パッド位置合せに対す
る自動プローブを実行する。プローバ１００はフォーサ
１０４にＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向１９９に移動できるよ
うに移動可能に結合されたウエハ・チャック１０２を備
えている。ウエハ・チャック１０２は、ウエハ１１２の
アタッチメントを受ける。プローバ１００は、プローブ
・カード１３０を受けるプローバ・チャック１４０も含
んでいる。プローブ・カード１３０は、たとえば薄膜プ
ローブ・カードを含む、異なるさまざまなプローブ・カ
ードのいずれかとすることができる。プローバ・チャッ
ク１４０は、Ｘ、Ｙ、Ｚおよびθ方向１９９のいずれか
でプローブ・カード１３０を移動させるように構成する
ことができる。プローバ・チャック１４０に受けられた
プローブ・カード１３０には、複数の導電性接点電極１
３２が含まれる。この接点電極には、１実施形態では金
属ピンを含めることができる。これらのピンは、プロー
ブ・カードとウエハがプローバ１００によって正しく位
置合せされた時にウエハ１１２のパッド１１４と接触す
る。パッドには、平坦な表面、はんだバンプ、ピンまた
はポストを含むが、これに制限されない、接点電極表面
を含めることができる。位置合せは、視覚サブシステム
を使用して達成される。本発明のプローバ１００の視覚
サブシステムでは、２台のカメラすなわち、ウエハ位置
合せカメラ１２０と構成要素１０６ないし１１０からな
るセンサ・カメラが使用される。ウエハ位置合せカメラ
１２０は、同軸および傾斜の両方の光源を含めることが
できるが、ウエハ・チャック１０２上のウエハ１１２を
見るように構成される。センサ・カメラ１０６ないし１
１０は、プローバ・チャック１４０に取り付けられたプ
ローブ・カード１３０を見るように構成される。図１に
示されたシステムでは、ウエハを水平にプロービングす
るが、ウエハの平坦な表面を図１に示された位置から９
０°回転した垂直プローバ・システムと共に本発明のさ
まざまな態様で使用できる。

【００１９】図２は、本発明によって利用されるセンサ
・カメラ２００の実施形態を示す図である。センサ・カ
メラ２００は、プローブ・カードのピンを結像するよう
に機能し、この情報を使用して、パッド位置合せに対す
る自動プローブを実行する。センサ・カメラ２００は、
倍率レベルが異なる２台のカメラからなる。しかし、カ
メラの目標は１つだけであり、光経路が２つの経路に分
割される。図１を参照すると、センサ・カメラ２００
は、前面対物レンズ１０６、カメラ・ハウジング１１０
および接続１０８からなる。前面対物レンズ１０６は、
ウエハ・チャック１０２に結合され、ウエハ・チャック
と共に移動する。カメラ・ハウジング１１０は、フォー
サ１０４に結合される。接続１０８は、前面対物レンズ
１０６とカメラ・ハウジング１１０の間を通っている。
センサ・カメラ・ハウジング１１０には、２つのＣＣＤ
ＰＣ基板カメラすなわち、高倍率カメラ２１２と低倍
率カメラ２１０が含まれる。カメラ・ハウジング１１０
には、高倍率カメラと共に使用する高倍率光学系２０８
および低倍率カメラと共に使用する低倍率光学系２０６
も含まれる。さらに、カメラ・ハウジング１１０には、
同軸照明２２２を供給するための同軸光源２０２と、傾
斜照明２２４を供給するための傾斜光源２０４も含まれ
る。カメラ・ハウジング１１０は、しばしば極端な温度
になるウエハ・チャック１０２からカメラ・ハウジング
１１０内の構成要素を保護するために、前面対物レンズ
１０６から分離されている。たとえば、ウエハ・チャッ
ク１０２は、ダイの試験中（接点電極がダイのパッドと
電気的に接触した後）に高温に加熱されることがしばし
ばである。フォーサ上に格納される熱に敏感な構成要素
をウエハ・チャック上の構成要素から分離することによ
って、これらの熱に敏感な構成要素が、ウエハ・チャッ
クの極端な温度から保護される。

【００２０】ＡＰＴＰＡを実行するための、本明細書で
説明するＤＰＳプローバの実施形態は、完全なライトオ
フ（lights-off）機能のためのものであり、これは、人
間の介入なしにパッド位置合せに対して正確で一貫性の
あるプローブが可能であることを意味する。このＡＰＴ
ＰＡの適用例では、ウエハ識別が光学式文字読取装置に
よって読み取られ、位置合せターゲットとプローバ・オ
プション・ファイルが電子ネットワークまたはハード・
ディスクを介してアクセスされ、各ウエハは自動的に位
置合せされ、プローブは第１ダイ・パッドに自動的に位
置合せされる。ウエハを整列させる初期段階では、プロ
ーブ対パッドの位置合せは、テスト・パッドまたは仮想
パッドの位置を学習し、人間の介入なしにこれらのパッ
ドに位置合せする。このシステムは、１実施形態では、
０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）のパッドと複数
ダイ・プロービング要件に対応することができる。この
システムは、エポキシ・リング・セラミック、メタル・
ブレードおよび薄膜のプローブ・カード；垂直プローブ
・カード；単一層および複数層の片持ち梁プローブ；単
一のカードからの複数ダイ・プロービングにも対応でき
る。

【００２１】プローブ対パッド位置合せの完全自動化に
は、プローブ位置情報の学習が含まれる。ウエハ・パッ
ド位置情報は、自動的にトレーニングすることができ、
また、操作員が、特定のＩＣデバイスまたはウエハのた
めの初期製品設定時に一度ウエハ・パッド位置情報をト
レーニングすることができる。この情報は、プローバ設
定パラメータ、製品設定指定および位置合せターゲット
と共に記憶され、アップロードされ、ダウンロードされ
る。位置合せターゲットは、ロットごとに手作業でトレ
ーニングまたは自動トレーニングするか、ディスク、外
部入出力または他のなんらかのネットワーキング方式を
介してダウンロードすることができる。

【００２２】ＤＰＳプローバを使用するプローブ対パッ
ド自動位置合わせによって、パッド位置合せに関連する
問題点が除去される。ＤＰＳプローバは、プローブ・チ
ップのＸ位置、Ｙ位置およびＺ位置を得ることによって
動作する。その後、ＤＰＳプローバは、平坦性について
チップ位置を検査し、プローブの中心位置を計算する。
次に、ＤＰＳプローバは、パッド・タッチ・ダウン位置
を計算し、タッチダウンを実行する。ＤＰＳプローバ
は、複数または単一のダイとともに動作することができ
る。その結果、ＤＰＳプローバによって、生産性、精度
および安全性が向上する。生産性が向上するのは、自動
化が増加し、操作員介入の必要が減少したからである。
トレーニング要件の削減とより高速のプローブ対パッド
位置合せをもたらす使い易さの改善も生産性を高める。
より高い精度は、ロット間の設定の変動の減少を介して
得られ、より高い一貫性とより高い歩留まりがもたらさ
れる。操作員への依存の減少と人間の誤りの回避は安全
性の向上につながる。ＤＰＳプローバは、ブランク・ウ
エハを使用しないので消耗品がなくなり、ブランク・ウ
エハ搬送が不要になるので、それに対応する速度の向上
がもたらされる。

【００２３】ウエハを成功裡にプローブするためには、
ウエハ・ダイのボンド・パッドとプローブ・カードのピ
ンの間の接触が良好な状態で、位置合せされるウエハを
プローブ・カードの下に置くことができるように、プロ
ーブ・カードの位置と向きを知らなければならない。Ｄ
ＰＳプローバを使用するＡＰＴＰＡでは、操作員の介入
なしにプローブ・カードの位置と角度が自動的に判定さ
れる。基本的に、ＤＰＳプローバは、パッドをトレーニ
ングし、パッドの位置をウエハ位置合せターゲットおよ
びシステム位置決めベースとリンクするようにウェハ位
置合せカメラに対するパッドの位置を知り、ウエハ位置
合せカメラに対してプローブ・カードの位置をトレーニ
ングし、ウエハ上のプローブ区域へプローブ・カードを
移動させ、ピンとそれに対応するパッドを正確に一致さ
せるためにパターン照合アルゴリズムを実行し、最適の
プローブ対パッド接触を可能にするために位置と角度を
最適化することによって、ピンの位置を得ることによっ
て、プローブ・チップとパッドの間の関係を開発する。

【００２４】位置決めのために、ＤＰＳプローバは、抽
象位置決めシステムとして、変換を伴う座標系パラダイ
ムを使用する。基本的な概念は、固定されたＸＹＺ位置
でその上にあるツールまたは対象の点を有する抽象プラ
テンまたは基準座標系（ＲＣＳ）である。プローブ・カ
ードはθ成分も有する。フォーサは、原点をウエハ・チ
ャックの中央に決め、この抽象系内を移動する。ウエハ
の概念は、ダイに分割された、理想化されたウエハまた
はウエハ座標系（ＷＣＳ）である。ダイは、ダイ座標系
（ＤＣＳ）、局所化されたＷＣＳを使用する。ＷＣＳの
原点は、プローブ対パッド位置合せが行われるダイの中
央にある。ダイの中央は、トレーニングされたダイ境界
を介して教えられる。

【００２５】ウエハ・ポイント対ツール要求（たとえ
ば、接点電極を有するプローブ・カードに対する相対的
なウエハの移動）をＤＰＳプローバ移動機械系に対する
実際の要求にするための、さまざまな変換が存在する。
一般に、使用されるシーケンスは、ウエハ温度、ウエハ
角度およびウエハ位置の判定を含むＷＣＳからフォーサ
座標系（ＦＣＳ）への変換；ＦＣＳからＲＣＳ固有ツー
ル位置への変換；ＲＣＳからプラテン（ＰＣＳ）温度へ
の変換；ＰＣＳからＤＰＳプローバ・ファームウェア要
求への変換である。Ｚ位置成分またはツール高さは、ツ
ール作業高さからウエハの厚さの補償分を減じた値にＺ
を移動するために考慮される。エレクトログラス・デバ
イス単位（Electroglas Device Unit:ＥＤＵ）は、すべ
ての位置を正確に計算できることと、プラテン全体が３
２ビット整数によって表現できることを保証するために
ＤＰＳプローバ・ソフトウェアが使用する測定単位であ
る。

【００２６】図３は、ＤＰＳプローバの動作の１実施形
態の流れ図である。この流れ図は、ブロック３０２で開
始される。動作はブロック３０４に継続され、ここで、
ウエハ位置合せカメラとＤＰＳプローバ・カメラの両方
について、カメラ位置が較正される。動作はブロック３
０６に継続され、ここで、製造業者によって提供される
製品データを使用してＤＰＳプローバをトレーニングす
る。動作はブロック３０８に継続され、ここで、プロー
ブ・カードを挿入する。ＤＰＳプローバは、ブロック３
１０で活動化される。動作はブロック３１２に継続さ
れ、ここで、プローブ・カードのＺ高さを得る。ブロッ
ク３１４で、トレーニングされたパッドから対象のパタ
ーンを展開する。

【００２７】動作はブロック３１６に継続され、ここ
で、ＤＰＳ低倍率カメラを使用して、プローブ・カード
上の対象のパターンの検索を実行する。動作はブロック
３１８に継続され、ここで、ＤＰＳ低倍率カメラを使用
して、プローブ・カードの別の位置で対象のパターンを
検証する。動作はブロック３２０に継続され、ここで、
ＤＰＳ高倍率カメラを使用して対象のパターンを検証す
る。ブロック３２２で、ＤＰＳ高倍率カメラを使用し
て、対応する点を検査する。ブロック３２４で、ピンの
平坦性を検証する。動作はブロック３２６に継続され、
ここで、高倍率のピンにあてはめた円を、対応するトレ
ーニングしたパッドと比較する。ブロック３２８で、こ
の高倍率比較からのデータに、位置最適化ルーチンを適
用して、最終位置データを供給し、最適のプローブ対パ
ッド接触を可能にするために位置と角度を最適化する。
動作はブロック３３０に継続され、ここで、プローブ・
カードのピンがウエハのダイのパッドにタッチダウンす
るように、ウエハとプローブ・カードを互いに相対的に
移動する。この流れ図は、ブロック３３２で終了する。
ブロック３０４ないし３３０に含まれる詳細を、図４な
いし図１９を参照して説明する。

【００２８】図３のさまざまなステップを他のシーケン
スで実行（または完全に省略）し、なおかつ本発明のさ
まざまな態様を使用することができることを理解された
い。また、本発明のさまざまなステップは、ディジタル
処理システム上で実行されるソフトウェアで実行できる
ことを理解されたい。通常、このソフトウェアは、ハー
ド・ディスクまたは光ディスク・ドライブもしくは他の
大容量記憶装置などのコンピュータ可読媒体に格納され
る。図２０は、そのようなディジタル処理システム２０
０１の例を示す図である。このディジタル処理システム
２００１には、大容量記憶装置２００２（そのようなソ
フトウェアを格納することができる）、プロセッサ２０
０４（通常の汎用マイクロプロセッサとすることができ
る）、メモリ２００６、表示装置２００８および入出力
コントローラ２０１２および２０１６が含まれる。ディ
ジタル処理システム２００１のこれらの構成要素は、通
常は、少なくとも１つのバス２０１０を介して互いに結
合される。入出力コントローラ２０１２は、カメラ、位
置／動きエンコーダおよびモータ・コントローラからの
入力を受け取り、ディジタル処理システム２００１によ
る使用のためにディジタル処理システム２００１にこれ
らの入力を供給する。入出力コントローラ２０１２は、
少なくともいくつかの実施形態では、光源、モータ・コ
ントローラおよびカメラへの出力も供給する。これらの
入力および出力によって、ディジタル処理システム２０
０１が、ディジタル処理システム２００１に格納された
コンピュータ・プログラムを使用して全ＤＰＳ動作を制
御できる。ユーザも、ユーザ入出力２０１８を介して指
示を与え、表示装置２００８を見ることによってディジ
タル処理システム２００１の状況を判定することができ
る。本発明は、好ましくはないが、ハードウェアでも完
全に実施できることを理解されたい。

【００２９】カメラの較正は、主に、ＤＰＳプローバ・
カメラのスケールと傾斜を決定することからなる。スケ
ールは、ウエハ・チャック・モータの移動に関する１画
素のサイズである。傾斜は、動きに対するカメラの軸で
ある。このスケールと傾斜のデータは、その後、画素単
位の位置をＦＣＳに変換するために、ＤＰＳプローバ視
覚サブシステムのソフトウェア・ルーチンによって使用
される。しかし、一般に、実際にはＷＣＳが使用され、
同等と仮定されるが、これは許容可能である。

【００３０】スケールと傾斜の較正は、ターゲット・ト
レーニングとパターン認識を使用して実行できる。基本
的に、このシステムは、まずターゲットをトレーニング
することによって機能する。低倍率ウエハ・カメラと高
倍率ウエハ・カメラに対して、ターゲットはウエハ上ま
たはウエハ・チャック上にある。その後、ＲＣＳで、フ
ォーサを、Ｘ方向のみの一連の近接点に移動し、次に、
Ｙ方向のみの一連の近接点に移動し、その結果、ターゲ
ットが視野内にとどまるようにする。その後、ターゲッ
トの位置を突き止め、位置を画素単位で記録する。これ
を完了した後に、スケールおよび傾斜の変換または座標
系変換を、Ｘ−Ｙ移動位置とＸ−Ｙ画素ターゲット位置
の間で合わせる。これは、通常は低倍率で画素当たり
０．１６ミル（０．００４０６４ｍｍ）、高倍率で画素
当たり０．０４ミル（０．００１０１６ｍｍ）の所望の
解をもたらす。傾斜は、一般に、絶対値で１０分の数°
以内でなければならない。

【００３１】ユーザは、カメラ較正結果を検証する機会
を得ることができる。これは、ウエハまたはウエハ・チ
ャック上のさまざまな位置に移動し、較正データに基づ
くターゲットの予想位置と実際に得られたターゲット位
置の両方を表示することによって行われる。

【００３２】センサ・カメラの位置は、当技術分野で既
知の、低倍率と高倍率の両方のセンサ・カメラで同時に
見ることのできるクロスヘヤがある特殊なターゲット・
ツールを使用してトレーニングされる。視覚モジュール
は、クロスヘヤの２本の直線を見つけ、その交点を見つ
けることによってクロスヘヤを検出するように要求され
る。クロスヘヤが両方のカメラから見えるようにフォー
サを位置決めした後に、各カメラで、順番にクロスヘヤ
を見つけ、その位置を記録する。クロスヘヤ位置の相違
を記録し、センサ・カメラ位置に適用する。

【００３３】センサ・カメラのＺ較正では、ピンに焦点
が合う時の点として定義される、センサ・カメラの焦点
高さを判定する。これは、特殊なピンの高さを得るため
のセンサ・カメラを用いる自動フォーカスを使用するＺ
走査（上下）と、Ｚ較正ツールと、その後のピンへの焦
点合わせによって行われる。特殊なピンの高さは、チャ
ック・プローブ接触センサ（ＣＰＣＳ）を使用すること
によって絶対的にも判定される。ＣＰＣＳは、背面接点
を介してウエハ・チャックにポテンシャルを与え、十分
なキャパシタンスを有する十分な数のピンがウエハ・チ
ャックと接触した時を検出することのできる装置であ
る。この後に、特殊なピンに、自動フォーカス技法を使
用して焦点を合わせる。高さの差を、ウエハ・チャック
頂部高さの上の距離として表される、ＤＰＳの焦点高さ
として記録する。

【００３４】Ｚ走査は、センサ・カメラの低倍率機能と
高倍率機能の両方を使用して実行される。低倍率Ｚ走査
アルゴリズムは、Ｚ高さが確立されるまで各フレームが
Ｚ方向に検索されるという意味で、増分走査と一体化さ
れている。後続の低倍率フレームでは、その高さを使用
する。これは、もちろん、必ずしも検索される特定のピ
ンを含まないフレームでＺ高さが得られる可能性がある
ことを意味するが、これは、実際には重要でない。低倍
率アルゴリズムは、プローブ・チップの高さに関して何
の前提も設けられていない３パス・アルゴリズムであ
る。第１パスでは、何かを突き止めるまで大きい増分ス
テップを使用する。何かを突き止めた時には、１増分だ
けフォール・バックする。何も見つからない場合には、
そのフレームは空であると仮定する。第２パスでは、中
間の増分ステップを使用して、自動フォーカス尺度のピ
ーク値を求めて走査する。その後、ピーク周辺の３点
を、２次多項式にあてはめ、最大の一致を解として採用
する。第３パスでは、第１パスからの解を少し下と少し
上の距離で走査する。このデータを移動平均フィルタに
よって平滑化し、最初の真のピークを求め、解として返
す。

【００３５】高倍率では、まず隅のピンからＺを走査す
る。ユーザは、Ｚ走査をこれらのピンだけに制限する選
択肢を有するが、これが選択された場合、結果のピンの
区域は、前の結果と統計的に比較され、Ｚ走査を用いて
ピンを再検査する必要があるかどうかを判定するための
条件として使用される。高倍率Ｚ走査アルゴリズムで
は、低倍率走査ルーチンからの１パスだけを使用する。
というのは、以前の低倍率または高倍率の観察から、近
似解が既知であると仮定されるからである。

【００３６】図４は、ＤＰＳプローバのカメラ位置を較
正するための流れ図である。ＤＰＳ較正は、チャックお
よびセンサ・カメラに関するＤＰＳの特性についてシス
テムに教える。必要な較正には、スケール、傾斜、Ｘ、
Ｙ、Ｚの較正を含む、複数の異なる種類の較正がある。
さらに、ＤＰＳプローバを較正するためには、複数の新
しいツールが必要である。センサ・カメラを較正する前
に、低倍率カメラを完全に較正しなければならないこと
に留意されたい。この流れ図は、ブロック４０２で開始
される。動作はブロック４０４に継続され、ここで、低
倍率ウエハ・カメラの較正を実行する。動作はブロック
４０６に継続され、ここで、高倍率ウエハ・カメラの較
正を実行する。動作はブロック４０８に継続され、ここ
で、ＤＰＳ低倍率カメラのスケールと傾きの較正を実行
する。スケールと傾きの較正は、光学ブリッジに取り付
けられたブリッジ基点を使用して実行される。ブリッジ
基点とは、自動照明判定および操作員識別のために使用
される他の多数の特徴を有するクロスヘアからなる、低
倍率センサ・カメラの近くの光学ブリッジに取り付けら
れる小さい基点である。センサ・カメラを較正する前
に、ブリッジ基点位置をトレーニングしなければならな
い。その位置は、提供される省略時データに近くなけれ
ばならない。

【００３７】動作はブロック４１２に継続され、ここ
で、センサ低倍率カメラに関する高倍率センサ・カメラ
のオフセットを較正する。このオフセットは、同一の像
をセンタリングするために高倍率と低倍率の間でプロー
バが移動しなければならない量である。この手順の目的
は、センサ高倍率カメラ位置がセンサ低倍率カメラ位置
に対してどこにあるかをプローバに知らせることであ
る。

【００３８】動作はブロック４１４に継続され、ここ
で、自動フォーカスＺ高さをセンサ低倍率カメラでのチ
ャック・プローブ接触センサ（ＣＰＣＳ）Ｚの高さに較
正する。この較正を実行する際には、較正カードをプロ
ーブ・チャックに取り付け、ウエハ・チャックを較正カ
ードの下の位置に移動させる。その後、基準ＣＰＣＳを
実行する。基準ＣＰＣＳの後に、センサ低倍率カメラを
使用してプローブ・チップを見つけ、あるピンに対する
自動フォーカスを実行して、Ｚ較正を確立する。次に、
高倍率ＤＰＳを使用してプローブ・チップを見つけ、ピ
ンに対する自動フォーカスを実行してＺ較正を確立す
る。

【００３９】動作はブロック４１６に継続され、ここ
で、ブリッジ基点ツール点をトレーニングする。動作は
ブロック４１８に継続され、ここで、ＤＰＳ低倍率カメ
ラを使用するＸＹ較正を実行する。ＤＰＳプローバＸＹ
較正は、較正ツールと称する特殊ツールを使用して実行
される。１実施形態のツールは、対物ハウジングの上に
おさまり、センサ・カメラの焦点にある頂部に小さいク
ロスヘヤ基点を有する小さいキャリアからなる。もう１
つの実施形態では、ツールは、上向きのカメラと下向き
のカメラの両方の間に挿入される、自動的に挿入される
レティクルとすることができる。その後、照明を自動調
節して、最大コントラストとし、焦点をクロスヘヤに合
わせる。その後、システムはクロスヘヤを見つける。動
作はブロック４２０に継続され、ここで、ＤＰＳ高倍率
カメラを使用するＸＹ較正を実行する。手順は、ブロッ
ク４１８と同一である。動作は、ブロック４２２に継続
され、製品がトレーニングされる。この流れ図は、ブロ
ック４２４で終了する。

【００４０】プローブ対パッド自動位置合わせは、位置
判定のためにトレーニングされたすべてのパッドのサブ
セットであるパッド・セットを使用して実行される。し
たがって、パッドがトレーニングされねばならない。そ
の結果、マスクまたは位置合せターゲットとダイ境界
も、トレーニングされなければならない。したがって、
ＤＰＳプローバは、試験する特定のデバイスに関する情
報を必要とする。デバイス製造業者に要求されるデバイ
ス情報には、製品ユーザ座標系；ダイ・サイズ、中央基
準、ベクトルを含むマスク情報；直径、平坦／ノッチ、
温度係数を含むウエハの物理情報；ダイ有効区域情報；
マスク・データの内部表現；ダイ・データの内部表現；
ダイ・セット制御マップ情報（ゾーンおよびリスト）；
ビンコード情報；ビングループ情報；プロービング・モ
ード情報；品質制御情報；ウエハ識別情報；インカ・パ
ラメータ；位置合せのモデルおよびパラメータを含める
ことができるが、これに制限されるものではない。

【００４１】図５は、ＤＰＳプローバと共に使用する、
製品をトレーニングする流れ図である。この流れ図は、
ブロック５０２から開始される。動作はブロック５０４
に継続され、ここで、カメラ位置を較正する。動作はブ
ロック５０６に継続され、ここで、ダイ・サイズがトレ
ーニングされる。ダイ・サイズは、ウエハ製造業者によ
って供給されるダイのサイズに関する情報をプローバに
ロードすることによってトレーニングされる。ダイ・サ
イズは、代表的な製品からプローバによってトレーニン
グされてもよい。ブロック５０８で、ウエハ位置合せタ
ーゲットをトレーニングする。動作はブロック５１０に
継続され、ここで、ダイ境界を設定する。ダイ境界は、
ウエハ製造業者によって提供される情報または代表的な
製品から取得されたデータを使用して設定することがで
きる。動作はブロック５１２に継続され、ここで、パッ
ドがトレーニングされる。製造業者によって供給される
情報または代表的な製品から取得されたデータを使用し
てパッドをトレーニングすることができる。

【００４２】動作はブロック５１４に継続され、ここ
で、パッド選択判断基準を設定する。パッド・セット０
は、プローブ対パッド位置合せの低倍率探索に使用さ
れ、プローブ対パッド位置合せパッド・セットは、最終
的な高倍率プローブ対パッド位置合せ計算に使用され
る。１実施形態では、プローブ対パッド位置合せ成功率
を最大にするために、４つのパッド選択判断基準に従
う。第１に、パッド・セット０は、１つの隅にユニーク
なパターンを持つのに十分な個数のパッドがなければな
らない（少なくとも４つのパッドが推奨される）。第２
に、パッド・セット０は、プローブ角度を正確に確立す
るために、十分に離れた対向する隅に１つまたは２つの
パッドを持つ必要がある。第３に、パッド・セット０
は、高倍率検証のために第３の隅に１つのパッドを持つ
必要がある。第４に、パッド・セット０は、第１検証に
問題がある場合の高倍率検証のために、ある隅に１つの
パッドを持つ必要がある。動作はブロック５１６に継続
され、ここで、プローブ・カードを挿入する。ブロック
５１８で、ＤＰＳプローバを活動化する。この流れ図
は、ブロック５２０で終了する。

【００４３】図５のブロック５１４で実行されるパッド
選択判断基準の設定に関して、図６に単一ダイを使用す
る時、図７に複数ダイ・アレイを使用する時の、トレー
ニングに推奨されるパッドの例を示す。図６は、単一ダ
イを使用する時のトレーニングに推奨されるパッドの２
つの例を示す図である。ダイ６０２は、ダイ６０４と異
なるパッドの構成を有する。ダイ６０２とダイ６０４の
どちらでも、灰色のパッドが、トレーニングに推奨され
るパッドである。番号を付されたパッドは、プローブ対
パッド位置合せパッド・セットのパッドである。

【００４４】図７は、複数ダイ・アレイでのトレーニン
グに推奨されるパッドの２つの例を示す図である。複数
ダイ・アレイ７０２は、ダイ７０４、７０６、７０８お
よび７１０からなる。複数ダイ・アレイ７２２は、ダイ
７２４、７２６、７２８および７３０からなる。複数ダ
イ・アレイ７０２と複数ダイ・アレイ７２２のどちらで
も、灰色のパッドは、トレーニングに推奨されるパッド
であり、番号を付されたパッドは、プローブ対パッド位
置合せパッド・セットのパッドである。複数ダイ・アレ
イ７０２と複数ダイ・アレイ７２２の相違は、欠けてい
るピンである。欠けているピンがあると、選択されるパ
ッドがよりユニークなパターンを形成するようになる。

【００４５】図８は、プローブ・カードのＺ高さを得る
ための流れ図である。この流れ図は、ブロック８０２か
ら開始される。動作はブロック８０４に継続され、ここ
で、ＤＰＳシステムが活動化される。動作はブロック８
０６に継続され、ここで、チャック・プローブ接触セン
サ（ＣＰＣＳ）を使用して、プローブ・カード・ピンの
Ｚ高さを判定することができる。ブロック８０６で、Ｃ
ＰＣＳを使用してＺ高さを判定する場合、動作はブロッ
ク８０８に継続され、ここで、Ｚ高さを判定するために
ＣＰＣＳを作動させる。ブロック８０８でＣＰＣＳを作
動させた後、または、プローブ・カード・ピンのＺ高さ
の判定にＣＰＣＳを使用しない場合には、動作はブロッ
ク８１０に継続される。ブロック８１０では、トレーニ
ングされたパッドから対象のパターンを展開する。この
流れ図は、ブロック８１２で終了する。

【００４６】ＡＰＴＰＡの１実施形態に使用される原理
は、ダイのそれぞれにそれなりにユニークなパターンが
存在し、このパターンを視覚サブシステムによって各ダ
イで発見できるというものである。図９は、サブシステ
ムが位置合せされるターゲット・パターン９０２を見つ
けるためにＤＰＳプローバ視覚サブシステムによって使
用されるパターン認識技法を示す図である。このターゲ
ット・パターン９０２は、ウエハの両端の点９０４およ
び９０６で角度の誤差を判定するのに使用され、一方、
特殊なターゲットすなわちオリジナルのトレーニングさ
れたターゲット・パターン９０２は、位置をゼロにする
のに使用される。１実施形態では、ウエハの端の点９０
４および９０６は、中心点に対して半径方向で８０％に
定めれられた位置で、端点にある。１実施形態では、ウ
エハの端の点９０４および９０６は、ウエハの中心を通
る同一の半径方向の軸の上にある。ターゲット・パター
ン９０８は、粗位置合せに使用され、１実施形態では、
ターゲット・パターン９０２と水平方向に位置合せされ
ている。したがって、ＤＰＳプローバは、パッドに対し
てプローブを再設定せずとも、プローブに対するウエハ
の位置合わせを繰り返し行うことができる。

【００４７】視覚サブシステムの位置合せは、パターン
認識の正規化相関法を使用して達成される。この位置合
せは、ＤＰＳプローバの１実施形態では、トレーニング
・ターゲットまたはトレーニング・ウエハを使用して、
プローブ・カード角度に一致するように移動システムを
設定することによって実行される。オフセットは、ウエ
ハ中心によって補償された、トレーニングされた製品の
デフォルト値である。ＤＰＳプローバは、トレーニング
・ターゲットの期待される位置をウエハ・カメラまで移
動する。ウエハ中心に近いターゲットは、この点での角
度誤差に敏感でなくなる。その後、ＤＰＳプローバは、
ウエハ・カメラを使用してターゲットを検索し、それを
突き止める。ＤＰＳプローバは、ターゲットに関してら
せん探索を行うことができる。次に、ＤＰＳプローバ
は、同一の移動コマンドが要求された場合にターゲット
がセンタリングされるようにするのに必要な量だけオフ
セットを訂正する。その後、ＤＰＳプローバは、１ダイ
だけステップ移動し、移動先の決定にウエハ・クラス機
能を使用して、ターゲットを検索する。その後、ＤＰＳ
プローバは、検出された角度誤差だけチャックを回転す
る。オフセットが更新され、その結果、位置合せでター
ゲットのらせん探索を行う必要がなくなる。その後、Ｄ
ＰＳプローバは、半径方向に上下に８０％の点に移動
し、同様に角度誤差を訂正する。角度誤差が、θモータ
の訂正能力（たとえば１６μラジアン）より小さい場
合、ＤＰＳプローバは、適当な座標系変換記録を更新す
る。ＤＰＳプローバは、トレーニング・ターゲットをも
う一度カメラ中心に移動させ、オフセットを訂正する。
有意の訂正を行えなくなるまで、この移動と訂正のルー
プを数回繰り返す。

【００４８】さらに、位置合せでは、第２の基準を見つ
けることができ、この第２基準は、位置合せの後に、タ
ーゲットが正しいダイの上で見つかったことの検証に使
用される。この基準は、一般に、ウエハにユニークなタ
ーゲットである。第２基準のオフセット訂正を行う時に
は、１ダイ・ステップによる訂正になる。第２基準位置
合せの代替として、ＤＰＳプローバは、端までステップ
移動し、ダイを数えることもできる。

【００４９】トレーニングは、オフセット訂正がないこ
とを除いて、位置合せに似た処理である。トレーニング
では、ターゲットは、手動または視覚サブシステムによ
って自動的にトレーニングされる。トレーニングではオ
フセット訂正を行わないが、角度訂正はウエハがその手
順の最後に位置合せされるように適用される。ターゲッ
トを中央に移動する、すなわちゼロにする手順は存在す
るが、オフセットは変更されない。その代わりに、ター
ゲットは手順の終りで再トレーニングされ、最終位置が
ターゲット位置として記憶される。

【００５０】ボンディング・パッドは、位置合せターゲ
ットを参照してトレーニングされる。トレーニングされ
るパッドは、デバイス製造業者によって供給されるデバ
イス仕様データから決定される。その代わりに、ごくわ
ずかのデバイス仕様データを用いて、視覚サブシステム
によってパッドをトレーニングすることができる。ＰＯ
Ｉは、トレーニングされたパッドから展開され、プロー
ブ・カードを検査する時には、視覚サブシステムが、プ
ローブ・カードのピンの中から同一のターゲットＰＯＩ
を検索する。これに使用される検索手順は、位置合せに
関して前に述べたものと同一である。ターゲットＰＯＩ
がプローブ・カード・ピンの中から見つかった時に、視
覚モジュールは、見つかったターゲットの画素単位の位
置を返す。この位置は、その後、タッチダウンのために
必要な訂正を行うためにシステムが使用することのでき
るＥＤＵ単位の位置に変換される。

【００５１】図１０は、ＤＰＳ低倍率カメラを使用す
る、プローブ・カード上の対象のパターンを検索するた
めの流れ図である。この流れ図は、ブロック１００２で
開始される。対象のパターンは、ブロック１００４で、
トレーニングされたパッドから展開される。動作はブロ
ック１００６に継続され、ここで、ＤＰＳカメラの単一
の視野におさまる対象のパターンについて、トレーニン
グされたパッドを分析する。動作はブロック１００８に
継続され、ここで、プローブ・カードのピンと比較する
ために、対象のパターンのサブパターンを選択する。動
作はブロック１０１０に継続され、ここで、対象のパタ
ーンのサブパターンが見つかると予想されるプローブ・
カードの区域で、ＤＰＳカメラによってプローブ・カー
ドの低倍率検査が行われる。

【００５２】図８に関して説明したようにＣＰＣＳが作
動した場合には、動作はブロック１０１８に継続され
る。ＣＰＣＳが作動しなかった場合、動作はブロック１
０１４に継続され、ここで、プローブ・カードの低倍率
検査でピンを突き止めたかどうかを判定する。ピンが突
き止められている場合、動作はブロック１０１８に継続
される。ピンが突き止められていない場合、動作はブロ
ック１０１６に継続され、ここで、低倍率自動フォーカ
スを実行する。低倍率自動フォーカスの後に、動作はブ
ロック１０１８に継続される。

【００５３】ブロック１０１６で実行される自動フォー
カスは、１実施形態ではピンが飽和または飽和に近い状
態の像を検査する自動フォーカス・アルゴリズムを使用
して実行される。このしきい値像は、形状、サイズおよ
び輝度に従って、ピン・ブロブ（blob）と非ピン・ブロ
ブに分割される。１実施形態では、像全体に対して自動
しきい値設定を実行して、空白を表す背景のグレイレベ
ルを判定する。しきい値が適用され、しきい値を超える
区域だけが次に渡される。次に渡される画素の領域のそ
れぞれをブロブと呼ぶ。この実施形態の自動フォーカス
・アルゴリズムでは、ブロブ区域の本体の勾配情報を、
最適フォーカスの尺度として使用するが、最適フォーカ
スの尺度としてのブロブ区域内で検出されたエッジ情報
の使用を含む複数の他の尺度も使用可能である。

【００５４】図１１は、本発明の１実施形態の自動フォ
ーカス・アルゴリズムの流れ図である。低倍率を使用す
るプローブ対パッド位置合せを実行する時に、動作がブ
ロック１１０２で開始され、ここで、ＤＰＳカメラが所
望のＺ高さに移動される。ブロック１１０４では、自動
しきい値アルゴリズムを像全体に適用する。ブロック１
１０６で、結果のしきい値で区分された像に対してブロ
ブ分析を実行する。各ブロブが潜在的にピンと思われる
区域を表すので、ブロック１１０８で、しきい値で区分
された像のすべてのブロブの位置を突き止める。

【００５５】動作はブロック１１１０に継続され、ここ
で、各ブロブに対して形状分析を実行する。１実施形態
では、ブロブがピンに似ていない場合に、そのブロブは
実際の自動フォーカス尺度計算から除去される。ピンに
似ているブロブは、期待される特定のタイプのプローブ
・ピンの期待されるサイズの許容幅以内のサイズに対応
するサイズのほぼ円形の輪郭形状を有するものとして定
義される。すべてのピンに似ているブロブについて、ブ
ロック１１１２で自動フォーカス尺度を計算する。使用
することのできる尺度は、ブロブ全体の面積、選ばれた
ブロブのそれぞれを囲む区域（ブロブを含む）の輝度情
報の勾配の平均、選ばれたブロブのそれぞれの内側区域
の輝度情報の勾配の平均の３つのうちのどれかである。
ブロック１１１４で、計算された自動フォーカス値を返
す。ブロブ全体の面積を使用して自動フォーカスを測定
する時には、小さい自動フォーカス値がよいフォーカス
を表す。選ばれたブロブの周囲または内側のいずれかの
区域の輝度情報の勾配の平均を使用する時には、小さい
自動フォーカス値が悪いフォーカスを表す。

【００５６】高倍率を使用するプローブ対パッド位置合
せを実行する時、アウトオブフォーカス（out-of-focu
s）アルゴリズムは、低倍率を使用するプローブ対パッ
ド位置合せを実行する時の説明と同様であるが、２つの
例外がある。まず、ブロック１１０８では１つのブロブ
だけが期待される。第２に、期待されるブロブは高倍率
視野の中央付近で突き止められなければならない。

【００５７】図１０に戻って、ブロック１０１６で低倍
率自動フォーカスを実行した後に、ＤＰＳプローバは、
ブロック１０１８でピンの可視性を最適化するために自
動照明を実行する。１実施形態では、ＤＰＳプローバ・
システム内の可視性は、背景画素またはピン以外の区域
と、前景画素またはピンの区域との間の最適の分離とし
て定義される。背景画素は、光学系の内部後方反射に起
因するか、片持ち梁やブレードなど、照明されているプ
ローブ・カード・アセンブリの他の部分のいずれかであ
る可能性がある。自動照明アルゴリズムでは、背景の画
素と接点電極の画素を区別するために照明レベルを自動
的に調節し、これによって、センサ・カメラの低倍率ま
たは高倍率の像で最適のコントラストが得られる照明レ
ベルを設定する。低倍率の場合、像視野全体を評価す
る。高倍率の場合、センタリングされ縮小された像ウィ
ンドウを使用して、像のグレイ・スケール属性を評価す
る。

【００５８】自動照明アルゴリズムでは、コントラスト
の尺度として、像の標準偏差を使用することができる。
このアルゴリズムは、光学系のゴミと背景だけで何もな
い場合にも照明されるという特性を有する。１実施形態
では、自動照明レベルは、背景と前景の差を最大にし、
それが可能な値の範囲（０ないし６３）のおおむね中央
のグレイ・スケール値を有し、明るい物体は、飽和（可
能な最大値、６３）またはそれに近い値になる。標準偏
差の大きさは、実際の物体が像にあるかどうかを示すも
のとして使用できる。

【００５９】図１２は、本発明の１実施形態の自動照明
アルゴリズムの流れ図である。この流れ図は、ブロック
１２０２で開始される。動作はブロック１２０４に継続
され、ここで、照明レベルが、当初は最も明るい公称レ
ベルに調節される。このアルゴリズムは、最も明るい照
明設定から開始し、自動照明機能のタイミングを最適化
するために、徐々に光強度を下げる。多くの場合に、自
動照明アルゴリズムによって決定される照明レベルは、
照明範囲の上限付近になる。

【００６０】動作はブロック１２０６に継続され、ここ
で、光源が新しい値に整定できるように遅延を開始す
る。この遅延の長さは、使用する光源に依存する。白熱
電球は、正しく整定するのに１秒を必要とする可能性が
あるが、発光ダイオードは、比較的短い整定時間を有す
る。動作はブロック１２０８に継続され、ここで、新た
に設定された照明レベルを使用して走査像を得る。

【００６１】走査像を得た後に、動作はブロック１２１
０に継続され、ここで、走査像のグレイ・レベルの広が
りを検査する。ブロック１２１２で、グレイ・レベルの
広がりがグレイ・スケールが飽和しない場合に可能な範
囲の９０％を超えると判定される場合には、照明レベル
が正しく、ブロック１２２２で、自動照明アルゴリズム
が終了する。ブロック１２１２で、グレイ・レベルの広
がりがグレイ・スケール飽和なしで可能な範囲の９０％
を超えないと判定される場合には、動作はブロック１２
１４に継続され、ここで、グレイ・スケール飽和の発生
に関する判定を行う。グレイ・スケール飽和が発生して
いる場合、ブロック１２１６で照明レベルを減らし、動
作はブロック１２０８に継続され、ここで、新たに設定
された照明レベルを使用して走査像を得る。ブロック１
２０８ないし１２１６のループは、得られた像でグレイ
・レベル飽和が発生しなくなるまで繰り返される。

【００６２】グレイ・スケール飽和が発生していない場
合、動作はブロック１２１８に継続され、ここで、可能
な最小の照明レベルが設定されているかどうかを判定す
る。可能な最小の照明レベルが設定されている場合、照
明レベルは可能な最善の値であり、自動照明アルゴリズ
ムはブロック１２２２で終了する。可能な最小の照明レ
ベルが設定されていない場合、ブロック１２２０で、グ
レイ・スケール範囲が十分に大きいかどうかを判定す
る。グレイ・スケール範囲が十分に大きくはない場合、
ブロック１２１６で照明レベルを下げ、動作はブロック
１２０８に継続される。グレイ・スケール範囲が十分大
きいと判定される場合、自動照明アルゴリズムはブロッ
ク１２２２で終了する。

【００６３】図１０に戻って、１実施形態では、最大コ
ントラストと結像をもたらす照明レベルが見つかった時
に、動作はブロック１０２０に継続され、ここで、自動
しきい値設定を実行して、暗い背景と明るいピンを分離
する。自動しきい値設定機能では、自動照明された像の
平均または中央値（背景）と明るいピーク（物体または
飽和付近）の間の平均を計算して、背景像の特性を適当
に無視するためのしきい値を設定する。ＤＰＳプローバ
の視野にピンが存在し、ピンに焦点が合っている場合、
それらのピンが、存在する最も明るい物体になることが
経験的に示されている。低倍率の場合、ピンは、像全体
の面積のうちのわずかな部分だけを表す。このことか
ら、視野内の最も明るいグレイ・スケール画素の上位数
％を無視することによって、背景画素の特性を推定する
ことができる。高倍率の場合、画素の大多数が背景であ
ると仮定することはできない。したがって、高倍率を使
用する時には、１つのプローブだけを含み、その結果、
このプローブが視野内の画素の大部分を占めるようにな
る、センタリングされ縮小された視野を使用する。

【００６４】自動しきい値設定アルゴリズムは、背景画
素のすべてがその値未満になるしきい値を見つけること
によって機能する。このアルゴリズムでは、像の画素の
大部分が背景であると仮定し、画素のグレイ・レベルの
中央値をとり、０．１５％の均一性係数＋１を加算する
ことによって、像の背景を効果的に除去することができ
る。したがって、しきい値設定の後には、片持ばりとピ
ンの像だけが残される。ＤＰＳプローバの低倍率ピン検
出の場合、このアルゴリズムは、視野全体を使用して適
用される。ＤＰＳプローバの高倍率ピン検出の場合、こ
のアルゴリズムは、視野内で２００画素×２００画素の
寸法を有するセンタリングされたウィンドウを使用して
適用される。しきい値の自動設定の後に、動作はブロッ
ク１０２２に継続され、ここで、プローブ・カードのピ
ンの像の中心を判定するために、自動検出像分析を実行
する。

【００６５】自動検出アルゴリズムでは、照明しきい値
とフォーカスの自動調整の後に、像の中に何かがあるか
どうかを判定するためにブロブ分析を実行する。ＤＰＳ
プローバ・アルゴリズムによって、像の中に何かがある
と判定され、その像がおそらくはピンの像である時に
は、その像を対象のパターンのサブパターンと比較し、
そのパターンに対して検証する。ブロック１０２４で、
ＤＰＳが、対象のサブパターンのパターンを認識したと
判定した場合、動作はブロック１０４０に継続され、こ
こで、ＤＰＳ低倍率カメラを使用してプローブ・カード
の別の位置で対象のパターンの検証が行われる。この流
れ図は、ブロック１０４２で終了する。

【００６６】ブロック１０２４で、ＤＰＳが対象のサブ
パターンのパターンを認識しない場合、動作はブロック
１０２６に継続され、ここで、増分走査が実施される。
１実施形態の増分走査では、アレイ全体の走査を行わな
い。そうではなくて、増分走査を使用するプローバは、
単一の視野の中におさまる対象のサブパターンについ
て、トレーニングされたパッドを分析する。その後、Ｄ
ＰＳプローバは、公称位置に基づいて扱いたいサブパタ
ーンを選択し、サブパターンが見つかると期待される場
所を低倍率で検査する。その後、ＤＰＳプローバは、必
ずしも元のサブパターンではないサブパターンを認識す
るまで、対象のパターンのサブパターンの推定位置から
位置公差の限界までらせん探索を行う。

【００６７】対象のパターンの推定位置からの増分らせ
ん探索の後に、動作はブロック１０２８に継続され、こ
こで、らせん探索を完了したかどうか、または、らせん
がダイの限界に達したかどうかを判定する。ＤＰＳプロ
ーバが、らせん探索を完了していないと判定する場合、
動作は、前に説明したブロック１０１０に継続される。
ブロック１０１０ないし１０２４で説明したステップ
は、ＤＰＳプローバがサブパターンを認識するまで繰り
返され、サブパターンが認識された時点で、ＤＰＳ低倍
率カメラを使用する、プローブ・カード上の別の位置で
の対象のパターンの検証が行われる。

【００６８】ＤＰＳプローバが、らせん探索が完了した
と判定する場合、動作はブロック１０３０に継続され、
ここで、ＤＰＳプローバが包括的走査を実施する。包括
的走査を使用して、動作はブロック１０３２に継続さ
れ、ここで、ＤＰＳプローバがＤＰＳ低倍率カメラを使
用してプローブ・カードの全区域を走査する。動作はブ
ロック１０３４に継続され、ここで、ＤＰＳプローバ
は、パターンとしてトレーニングされたパッドの実例に
対して、検出された点のすべてを数学的に探索する。動
作はブロック１０３６に継続され、ここで、ＤＰＳプロ
ーバがパターンを認識する。パターン認識の後に、ブロ
ック１０３８で、ＤＰＳプローバは、ＤＰＳ高倍率カメ
ラを使用して対応する点を検査する。この流れ図はブロ
ック１０４２で終了する。

【００６９】図１３は、ＤＰＳ低倍率カメラからの代表
的な像を示す図である。この代表的な像には、ピンのパ
ターンの像が示されている

【００７０】図１４は、ＤＰＳ低倍率カメラを使用す
る、プローブ・カード上の別の位置で対象のパターンを
検証するための流れ図である。この流れ図は、ブロック
１４０２で開始される。動作はブロック１４０４に継続
され、ここで、ＤＰＳプローバは、ＤＰＳ低倍率カメラ
を使用して、プローブ・カード・ピンの間で対象のパタ
ーンを検索する。ＤＰＳプローバがサブパターンを認識
した時に、動作はブロック１４０６に継続され、ここ
で、プローバが、ＤＰＳ低倍率カメラを用いて第２位置
でサブパターンを検証する。この検証は、前述の自動照
明、自動しきい値設定および自動検出像分析アルゴリズ
ムを使用して実行される。第２位置は、誤差と角度の計
算を最小にするために、元のパターンから最大の距離で
なければならない。ＤＰＳプローバは、三角測量と高倍
率を使用して検証する。

【００７１】動作はブロック１４０８に継続され、ここ
で、ＤＳＰプローバは、ＤＰＳ高倍率カメラを使用し
て、第３位置でサブパターンを検証する。ＤＰＳプロー
バがサブパターンの検証を試みる段階のどれにおいて
も、複数の解が存在する可能性がある。ＤＰＳプローバ
は、唯一の解が残されるまですべての解の検証を試み
る。すべての解の検証を試みる際に、ＤＰＳプローバ
は、３つの可能な結果すなわち、１つの解だけが残され
るか、複数の解が残されるか、解が残されないかのうち
の１つを得る。対象のパターンの検証の流れ図の説明の
残りでは、この３つの可能なＤＰＳプローバ結果のそれ
ぞれについて検証の流れを説明する。

【００７２】動作はブロック１４１０に継続され、ここ
で、ＤＰＳプローバがすべての解を検証する。ＤＰＳプ
ローバの解検証の結果として１つの解だけが残された時
には、動作はブロック１４２２に継続され、ここで、Ｄ
ＰＳプローバがパターンを認識する。動作はブロック１
４２４に継続され、ここで、ＤＰＳプローバが、ＤＰＳ
高倍率カメラを使用して対応する点を検査する。この流
れ図は、ブロック１４４６で終了する。

【００７３】ＤＰＳプローバ解検証の結果として解が残
されなかった場合、動作はブロック１４２６に継続さ
れ、ここで、増分走査を実施する。１実施形態の増分走
査では、サブパターンに対してトレーニングしたパッド
を分析し、サブパターンが見つかると期待される場所で
低倍率の検査を行う。その後、必ずしも元のサブパター
ンではないサブパターンを認識するまで、対象のパター
ンのサブパターンの推定位置から位置公差の限界まで、
らせん探索を行う。対象のパターンの推定位置からのら
せん探索の後に、動作はブロック１４２８に継続され、
ここで、らせん探索を完了したかどうか、または、らせ
んがダイの限界に達したかどうかの判定を行う。

【００７４】ＤＰＳプローバが、らせん探索を完了した
と判定する場合、動作はブロック１４１６に継続され、
ここで、ＤＰＳプローバが、包括的走査を実施する。包
括的走査を使用して、動作はブロック１４１８に継続さ
れ、ここで、ＤＰＳプローバが、ＤＰＳ低倍率カメラを
使用してプローブ・カードの全区域を走査する。動作
は、ブロック１４２０に継続され、ここで、ＤＰＳプロ
ーバは、パターンとしてトレーニングされたパッドの実
例に対して、検出された点のすべてを数学的に探索す
る。動作はブロック１４２２に継続され、ここで、ＤＰ
Ｓプローバがパターンを認識する。パターン認識の後
に、ブロック１４２４で、ＤＰＳプローバが、ＤＰＳ高
倍率カメラを使用して、対応する点を検査する。この流
れ図は、ブロック１４４６で終了する。

【００７５】ブロック１４２８で、らせん探索を完了し
ていないとＤＰＳプローバが判定する場合、動作はブロ
ック１４３０に継続され、ここで、対象のパターンのサ
ブパターンが見つかると推定されるプローブ・カードの
区域で、ＤＰＳカメラによってプローブ・カードの低倍
率検査が行われる。動作はブロック１４３２に継続さ
れ、ここで、ＤＰＳプローバは、ＣＰＣＳを作動させて
Ｚ高さを判定したかどうかを判定する。図８に関して説
明したようにＣＰＣＳを作動させた場合、動作はブロッ
ク１４３８に継続される。ＣＰＣＳを作動させなかった
場合、動作はブロック１４３４に継続され、ここで、プ
ローブ・カードの低倍率検査でピンが突き止められたか
どうかを判定する。ピンが突き止められている場合、動
作はブロック１４３８に継続される。ピンが突き止めら
れなかった場合、動作はブロック１４３６に継続され、
ここで、低倍率自動フォーカスを実行する。低倍率自動
フォーカスの後に、ブロック１４３８で、ＤＰＳプロー
バが、ピンの可視性を最適化するために自動照明を実行
する。１実施形態では、最大のコントラストと結像をも
たらす照明レベルが見つかった時に、動作がブロック１
４４０に継続され、ここで、暗い背景と明るいピンを分
離するために自動しきい値設定を実行する。しきい値の
自動設定の後に、動作はブロック１４４２に継続され、
ここで、プローブ・カードのピンの像の中心を判定する
ために、自動検出像分析を行う。照明、しきい値および
フォーカスの自動調節の後に、像に何かがあるかどうか
を判定するために、自動検出アルゴリズムによってブロ
ブ分析を実行する。ＤＰＳプローバのアルゴリズムが、
像に何かがあると判定し、その像がおそらくはピンの像
である時には、その像を対象のパターンのサブパターン
と比較し、そのパターンに対して検証する。ブロック１
４４４で、対象のサブパターンのパターンを認識したと
ＤＰＳが判定する場合、動作はブロック１４２２に継続
され、ここで、ＤＰＳプローバがパターンを認識する。
動作はブロック１４２４に継続され、ここで、ＤＰＳプ
ローバは、ＤＰＳ高倍率カメラを使用して、対応する点
を検査する。この流れ図は、ブロック１４４６で終了す
る。

【００７６】ブロック１４１０での解の検証で複数の解
が残された場合、動作はブロック１４１２に継続され、
ここで、ＤＰＳプローバが、ＤＰＳ高倍率カメラを使用
して第４位置でサブパターンを検証する。動作はブロッ
ク１４１４に継続され、ここで、ＤＰＳプローバは、も
う一度すべての解を検証する。１つだけ解が残された場
合には、動作は、前に説明したブロック１４２２に継続
される。解が残されない場合には、動作は、前に説明し
たブロック１４２６に継続される。複数の解が残された
場合には、動作は、前に説明したブロック１４１６に継
続される。

【００７７】包括的走査を使用して、動作はブロック１
４１８に継続され、ここで、ＤＰＳプローバは、ＤＰＳ
低倍率カメラを使用してプローブの全区域を走査する。
動作は、ブロック１４２０に継続され、ここで、ＤＰＳ
プローバは、パターンとしてトレーニングされたパッド
の実例について、検出された点のすべてを数学的に探索
する。動作はブロック１４２２に継続され、ここで、Ｄ
ＰＳプローバがパターンを認識する。動作はブロック１
４２４に継続され、ここで、ＤＰＳプローバが、ＤＰＳ
高倍率カメラを使用して、対応する点を検査する。この
流れ図は、ブロック１４４６で終了する。

【００７８】図１５は、ＤＰＳ高倍率カメラを使用す
る、対応する点の検査の流れ図である。この流れ図はブ
ロック１５０２で開始される。動作はブロック１５０４
に継続され、ここで、ＤＰＳプローバがパターンを認識
する。動作はブロック１５０６に継続され、ここで、Ｄ
ＰＳプローバが個々のプローブ・カード・ピンの高倍率
検査を行う。ブロック１５０８では、前に説明した自動
フォーカス・アルゴリズムを実行する。動作はブロック
１５１０に継続され、ここで、ピン像の最大のコントラ
ストが得られる照明レベルを見つけるために、前に説明
した自動照明アルゴリズムを実行する。動作はブロック
１５１２に継続され、ここで、ＤＰＳプローバが自動し
きい値設定を実行する。ブロック１５１４では、さらに
像を改善するために自動フォーカスを繰り返す。ブロッ
ク１５１６で自動照明を繰り返し、ブロック１５１８で
自動しきい値設定を繰り返す。動作はブロック１５２０
に継続され、ここで、ＤＰＳプローバが、プローブ・カ
ード像に関する中心を判定するために、自動検出像分析
を実行する。自動照明、自動しきい値設定、自動フォー
カスおよび自動検出の諸ステップは本明細書ですでに開
示した。

【００７９】図１６は、ＤＰＳ高倍率カメラからの代表
的な像を示す図である。この像は、傾斜照明が使用さ
れ、プローブ・ピンが暗い背景に対して白く見える、暗
い視野を使用して得られた。本明細書に記載のプローバ
の実施形態の理想的なピン形状は円である。図１６の高
倍率像では、ピンの観察された形状が、必ずしも円では
ないことが示されている。その結果、図１５に戻って、
動作はブロック１５２２に継続され、ここで、プローバ
の実施形態が、理想的なピン形状を代表する円をピンの
観察された形状にあてはめ、あてはめられた円の中心を
判定する。

【００８０】接点電極（パッドに対する電気的接触を行
うように設計される）にあてはめられる形状は、通常
は、正常に形成された接点電極（たとえばプローブ・カ
ードのピン）の形状に実質的に一致することを理解され
たい。接点電極の形状が楕円の場合、あてはめられる形
状も楕円になる。したがって、多数の代替形状（たとえ
ば正方形、長方形、楕円など）が存在し、これらを本発
明と共に使用することができる。また、像から検出され
た接点電極にあてはめられた後の形状の中心は、通常
は、物体の「質量の中心」になる。しかし、中心は、本
発明との一貫性を有する形で、接点電極がプロービング
されるウエハと物理的に接触した時に複数の接点電極が
対応するパッドとずれた位置にならない精度を高める任
意の幾何学的パラメータとすることができる。図２１の
Ａ、図２１のＢおよび図２１のＣは、像２１０１や像２
１０６などの接点電極の像に円形の形状２１０２または
形状２１０５をあてはめる処理と、あてはめられた形状
の中心を判定する処理を示す図である。図２１のＡから
わかるように、正常に形成された（「理想的な」）接点
電極（その形状が製造工程で完全に形成されたと仮定す
る）が円であっても、接点電極の像２１０１は真円では
ない。これは、不適切な照明または像取込や、接点電極
の形状が実際に正しく形成されていないなど、多数の理
由から発生する。図２１のＢは、像２１０１に円をあて
はめ、これによって、本発明の処理で判定された中心２
１０３を有する形状２１０２を作った結果を示す図であ
る。１実施形態では、中心は、あてはめられた円の中心
になるように判定される。本発明に従って判定される中
心２１０３の位置が、像２１０１の中心２１０４からど
れほどずれているかに留意されたい。図２１のＣは、形
状２１０５の中心２１０８と接点電極の像２１０６の中
心２１０７の間のずれがどれほど大きいかを示すことに
よって本発明の長所を示す図である。中心２１０８を使
用することによって、この接点電極が対応するパッドに
正しく位置合せされ、他の接点電極は対応するパッドに
位置合せされたままになる。中心２１０７を使用する場
合、プロービングを行う時に他の接点電極が正しく位置
合せされなくなる可能性が高い。

【００８１】検出されたピンに円をあてはめる際に、ブ
ロブの縁の画素が抽出される。これらの縁の画素は、周
囲の点を表す。元のピンの形状が円であると仮定する
と、縁の画素の２つの周囲の点の間で最大距離を見つけ
ることができる。この最大距離は、結像されたピンの円
の弦を表す。円あてはめアルゴリズムは、楕円に拡張す
ることができ、この場合、最大の弦を突き止め、直交す
る最小の弦を、最大の弦の中点または最大の弦によって
決定される円の中心の付近で突き止める。

【００８２】円をピンにあてはめた後に、動作はブロッ
ク１５２４に継続され、ここで、ＤＰＳプロバが、すべ
てのプローブ・カード・ピンがそれを代表する円をあて
はめられたかどうかを判定する。すべてのプローブ・カ
ード・ピンがそれを表す円をあてはめられてはいない場
合、動作はブロック１５０６に戻り、ブロック１５０６
ないし１５２２のステップが、別のピンに対して繰り返
される。すべてのプローブ・カード・ピンがそれを代表
する円をあてはめられている場合、動作はブロック１５
２６に継続される。ＣＰＣＳを作動させた場合には、動
作はブロック１５３０に継続され、ここで、自動フォー
カス・データを使用してプローブ・カードの平坦性を検
証する。ＣＰＣＳを作動させなかった場合、動作はブロ
ック１５２８に継続され、ここで、自動フォーカス・デ
ータから判定されたプローブ・カードＺ高さが適用され
る。動作はブロック１５３０に継続され、ここで、自動
フォーカス・データを使用して、プローブ・カードの平
坦性を検証する。その後、ＤＰＳプローバは、ブロック
１５３２で、あてはめられた高倍率ピン円とそれに対応
するトレーニングしたパッドを比較する。ブロック１５
３４で、位置最適化ルーチンを適用する。この流れ図は
ブロック１５３６で終了する。

【００８３】ＡＰＴＰＡは、２つのアルゴリズムすなわ
ち、相関アルゴリズムと位置最適化アルゴリズムを使用
して、最適のプローブ対パッド接触をもたらす。最適位
置決めアルゴリズムおよび関連するプローブ対パッド接
触理論に関しては、制限要因がパッド境界であることは
明らかである。というのは、プローブ移動とプローブ・
マークがパッド境界内にとどまるように制限されるから
である。さらに、この制限要因は、各パッドの局所的な
ものであり、大域的な検討は特に重要ではない。すなわ
ち、１本以外のすべてのピンがパッドの中央に完全にセ
ンタリングされる場合であっても、パッド境界を侵害す
る単一の浮遊ピンがあれば、タッチダウン全体が無効に
なる。その結果、プローブ対パッド接触の品質は、最低
品質のパッドと同程度になる。

【００８４】これを念頭におけば、まず、単一のパッド
の分析が有益になる。図１７は、パッド境界１７０４内
のプローブ接点区域１７０２またはプローブ・マークを
示す図である。パッドは、４つの部分的に開いている矩
形の交わりによって形成される区域とみなされる。プロ
ーブ・マークからパッド境界１７０４のうちのいずれか
への最小距離１７１０、１７１２、１７１４および１７
１６は、マークがその特定の境界を侵害することの相対
的な安全性を表し、距離が大きいほどマークは安全であ
る。その結果、４つの距離の最小値が、パッド全体に関
するプローブ・マークの安全性を表す。これを、プロー
ブ・マークの品質と称する。これは、次式によって記述
される。

【数１】 ここでＱ_iは、第ｉマークの品質、ｍ_iは第ｉマーク、ｂ
_jは４つの境界である。

【００８５】この量が与えられれば、ダイ全体の品質
（または複数ダイの場合はアレイの品質）を測定でき
る。大域的な検討は、最悪の個々のパッドと同等にすぎ
ないので、この品質が次式で表されることは明白であ
る。

【数２】 ここで、ｉは、ダイに含まれるすべてのマークまたはパ
ッドを表す。その結果、プローブ対パッド位置合せの目
標は、所与のダイのタッチダウン品質の値を最大化する
ことになる。変更を許容されるパラメータは、オフセッ
トと回転である。これによって、特定のマークの変換後
の品質を検討できるようになる。この変換は、ダイの基
準位置に対する相対的な変換である。

【数３】 ここで、Ｔは回転ΨとオフセットＸおよびＹによって記
述される次式の線形変換である。

【数４】 また、ｍ_jの点ｐ_jが、ｂ_jへの距離を定義する点である
ならば、Ｔ（ｐ_j）も距離を定義すると仮定する。これ
は、角度の値が小さい場合に有効である。

【００８６】同様に、ダイ（またはアレイ）のタッチダ
ウンの変換後の品質は、次式によって定義できる。

【数５】 したがって、プローブ対パッド位置合せの目標は、可能
なすべての変換すなわち回転とオフセットの値の空間に
おける変換後の品質の最大化として定義できる。

【数６】

【００８７】前述の目標は、直接にｍａｘｉ−ｍｉｎ問
題（または、品質の意味を単純に反転した後のｍｉｎｉ
ｍａｘ問題）として投影され、線形および非線形の最適
化のさまざまな技法が検討される。当然、非線形性はな
いことが望ましく、これは、角度Ψが十分に小さく、サ
インとコサインの一次近似を使用できるという仮定を使
用することによって簡単に達成できる。

【００８８】したがって、各パッドについて次のように
記述することができる。

【数７】 ここで（たとえば）、

【数８】 は、正方向の垂直境界を示し、

【数９】 は、対応する境界への距離を定義する点のｘ成分を示
し、ζは、大域的に識別されるマークから境界への距離
の変数である。次に、単体法正規形のために変数を正の
部分と負の部分に分離し、図１８の表（第ｉ片）によっ
てζを最大化する最適化問題を得る。これは、単体法の
適用によって解決される。この問題の実行不可能性は、
単に＜Ψ、Ｘ、Ｙ＞∈Ωの可能なすべての組み合わせに
対してζ＜０を意味し、これは、提示されたプローブ・
カードが位置合せ可能でないことを意味すると解釈され
ることに留意されたい。

【００８９】しかし、この解決には少し複雑なものがあ
る。各軸での各パッド２つの境界距離（すなわち、２つ
のｘ距離と２つのｙ距離）は、密に結合されている（一
方が増加する場合には他方が減少することを意味する）
が、２つの軸の間の距離は、回転によって非常に緩く結
合されている。これは、単体法によって、より悪いケー
スの距離が最大になる解が見つかるが、ワースト・ケー
スの距離を有する軸に直交する軸に沿った改善は考慮さ
れないことを意味する。これは、タッチダウンまたはマ
ークの二次の品質を導入することによって修正される。
これは、一次の品質を定義するワースト・ケース距離を
有する軸に直交する軸のパッドからマークへの最小距離
として定義される。これは、直交する軸だけの変換を検
討することによって、所与の解についてダイ全体につい
て最大化される。最大化は、各方向のワースト・ケース
の距離を集中化することによって行われる。このアルゴ
リズムでは、システム内で、マークと、ピンと、外挿に
よってよりマークに似た要素に展開される単独または複
数の点である仮想マークとに対して適用される。

【００９０】相関アルゴリズムに関して、マークの集合
が、それぞれのパッドに対して相対的に測定されると仮
定されていることに留意されたい。ＤＰＳプローバの仮
想パッドには、それぞれのパッドがない。パッドを有す
るデバイスに対する検査の通常動作では、マークをパッ
ド位置内で見つけることができると仮定される。仮想パ
ッドは空間内で外挿されるが、どのパッドに対してどの
マークまたはピンを測定するかは、先験的に明白ではな
い。したがって、ＤＰＳプローバ・データに対して何ら
かの形の初期マーク対パッド相関アルゴリズムを適用す
ることが必要になる。

【００９１】本質的に、相関の問題は、パターン照合の
１種である。すなわち、テンプレートと称する、何らか
のパターンを含む既知の位置の集合と、観察点の集合に
対して、観察内でそのパターンの１つのユニークな出現
を見つけなければならない（パターンが複数出現する場
合も全く出現しない場合もあるが、これらの場合にはエ
ラーを示さなければならない）。さらに、パターンの出
現を含む観察点とパターン内の点との間に１対１対応を
構築しなければならない。パターン自体は、さまざまな
オフセットに出現する可能性があり、テンプレートの期
待される向きに対して回転している可能性がある。

【００９２】１対１写像必要条件の問題は、単純なパタ
ーン実例の検索以上の検索になるので、通常のパターン
検索技法に対する拡張を必要とする。また、この問題は
非常に離散的である。というのは、基本的な像が、黒ま
たは白のどちらか１色の分離された小さいブロブまたは
点の集合と、ほとんど濃淡のない反対色の背景からなる
からである。したがって、像のレリーフ・ヒストグラム
（relief histogram）は、非常に特性関数またはステッ
プ関数に近くなるはずである。さらに、この問題は非常
に疎である。なぜなら、像の要素とテンプレート要素の
両方が、要素のサイズと比較して大きな距離だけ離れて
いるからである。この後者の２つの検討によって、マス
クまたは勾配を使用する標準的なパターン検索技法の簡
単な適用が排除される。実際、ほとんどの技法では、通
常は、全般的なパターン認識の問題が、実際には、実際
の世界の問題で生じると期待される自然な近似と量子化
から生じる画素とグレイ・レベルの離散的な性質を有す
る連続的な問題であると仮定されている。

【００９３】前の議論では、パターン認識を試みる前に
像の空間全体を検査することが、ある程度まで前提にな
っている。これによって、認識の問題が簡略化される
が、データ獲得が処理のボトルネックであるから、動作
の速度に悪影響を及ぼす。したがって、増分的アプロー
チを使用することが絶対必要になる。増分的アプローチ
とは、像空間が部分的に獲得され、結果の部分的なパタ
ーンを認識するアルゴリズムが、像空間の次の部分的な
獲得を指令するアプローチである。この動作は、パター
ンが完全に認識されるまに継続される。

【００９４】以下では、非増分的相関問題の正確な議論
を提示する。ｎ個の点のテンプレート、Ｔ＝｛ｔ_i｝
_i=1...nを用意する。これは、なんらかの可能なパター
ンの実例のなんらかの抽象的な原点に対する相対的な
「理想的」位置とみなすことができる。次に、像空間、
Π＝｛Ｐ_k｝_k=1...mを用意する。これには、さまざまな
角度とオフセットでのＴの実例、たとえば｛Ｔ_j、θ_j、
υ_j｝_j=1...qの相関が埋め込まれている。さらに、認識
されたパターン実例の点ｔ_ijのそれぞれ（すなわち、特
定の点Ｐ_kに対応する点）は、ある量だけ摂動を受け、
その結果、Ｓθ_,υが、θによる回転とυによるオフセ
ットを記述した変換であるならば、

【数１０】 となる。ここで、

【数１１】 は、小さいが有意な、理想からの偏差である。

【００９５】この問題は、２つに分割される。まず、関
連する位置の組み合わせを有する認識されたパターン実
例のそれぞれ、｛Ｔ_j、θ_j、υ_j｝ を見つける。次に、
認識されたパターン実例のそれぞれに関連する写像
φ_j ：Ｔ→Πを展開する。ここで、φ_j（Ｔ_i）＝Ｐ_k⇔
Ｓθ_j,υ_y（ｔ’_ij）＝Ｐ_kである。

【００９６】さらに、考慮点が３つある。第１に、認識
されたパターン実例は、完全である必要はない、すなわ
ち、認識された実例に欠けている点が存在する可能性が
ある。認識される実例には、パターンのうちの少なくと
も５０％が存在すると仮定する。第２に、空間Ｔは、適
当な範囲のθおよび

【数１２】 の値の下で、

【数１３】 の変動に関して設けられる許容量に起因する回転方向の
擬似自己相似に起因する無効な角度で誤認識が生成され
ない空間であると仮定する。第３に、空間Πは、像空間
全体の中で疎であり、離散的であり、Ｔも疎に定義され
ると仮定する。

【００９７】この問題を解くために、使用可能な多数の
技法から選択されたアプローチは、テンプレート自己参
照アプローチすなわち、サブテンプレート最適化を伴う
局所化である。このアプローチは、７つのステップを有
するが、以下でこれを説明する。第１に、空間

【数１４】 を構築する。特定の要素、

【数１５】 を選択する。一般に、この要素は、

【数１６】 が最大になるように選択することが最適である。第２
に、ｔの終点で可能な範囲にある点Ｐ₁∈Πのそれぞれ
を走査する。残りの点を走査して、後続の点Ｐ₂∈Πを
確立し、

【数１７】 の場合に、

【数１８】 かつ、

【数１９】 になるようにする。第３に、点についてΠ_p1⊆Π（１フ
レーム）を走査する。点がある場合には、ｔの期待され
る範囲全体を網羅するまで、より広範囲の走査を実行す
る。点が見つからない場合には、誤りがある。第４に、
各点（ｔの試行される代表として）について観察された
フレームの集合内で、期待される点、

【数２０】 が存在するかどうかを判定する。点が存在する場合、す
でに走査したフレーム内で対応するＰ_i∈Πを探す。こ
のように予測された点のすべてについて検索に失敗した
場合には、ｔの期待される範囲でｔ点の仮定される代表
のそれぞれについて期待される位置のすべてを網羅する
まで、第３ステップと第４ステップを継続する。すべて
を網羅した場合には、誤りがある。第５に、サブテンプ
レートの第２の点に進み、ｔの仮定された代表のそれぞ
れについて、期待される位置で像を獲得する。期待され
る位置にある点は、第２の点が第４ステップで見つから
ない場合に、角度平均位置をもたらす。サブテンプレー
トの第２の点を見つけられない場合、ｔの期待される範
囲全体を網羅するまで第３ステップおよび第４ステップ
を継続しなければならない。網羅した場合、誤りがあ
る。第６に、拡張として、包括的走査の前に、相対テン
プレートから選択された追加の点すなわち、

【数２１】 を選択することができる。これは、テンプレート全体の
広範囲の走査ではなく予備走査の基礎を形成するはずで
ある。第７に、この手順を完了した後にΠに十分な点が
残されている場合には、異なる基本テンプレート要素ま
たは異なる基本相対テンプレート要素もしくはその両方
を使用して、第１ステップおよび第２ステップを繰り返
す必要がある。

【００９８】ＡＰＴＰＡは、複数の基本機能からなる視
覚インターフェースを有する。第１機能は、フレーム内
のすべてのブロブを見つけ（低倍率について）、中心の
位置と区域を返す。第２機能は、フレーム内のすべての
ブロブを見つけ（低倍率または高倍率について）、中心
への距離によってソートされた中心の位置と区域を返
す。第３機能は、高倍率でのマークまたはピンの仮想パ
ッド検査を実行する。第４機能は、現フレームの自動フ
ォーカス（低倍率または高倍率での）測定を実行する。
これは、Ｚ発見に関連するＤＰＳプローバでのみ使用さ
れる。

【００９９】ＤＰＳプローバは、２種類の走査すなわ
ち、包括的走査と増分走査を実行する。包括的走査に関
して、基本的な走査アルゴリズムは、自動フォーカスが
使用中でない時のセンサ・カメラに対して行われる。こ
れは、大量のフレームを低倍率で検査する必要があるの
で、高い性能オーバーヘッドを有する。この走査アルゴ
リズムは、非常に単純であり、低倍率で領域全体を検査
し、見つかったブロブのすべてを報告する。領域は、蛇
行法によって検査され、オーバーラップするフレームを
使用して、何も見逃さないことを保証する。

【０１００】増分走査に関して、これは、トレーニング
されたパッドのセット全体からよいサブパターンを抽出
できる時に最もよく機能するが、アルゴリズムによっ
て、パターン認識に関するブロブの走査の諸態様が組み
合わされる。これは、全体パターンのサブパターンを検
討することによって行われ、基本的な発想は、これまで
に走査した区域におさまるサブパターンを探すというも
のである。これが行われた後に、サブパターンは、パタ
ーン全体の正しい代表として検証される。本発明の１実
施形態に使用されるアプローチは、サブテンプレートを
使用する増分テンプレート自己参照アプローチである。
このアプローチは、６つのステップを有するが、これを
以下で説明する。

【０１０１】第１ステップでは、空間

【数２２】 を構築する。特定の要素

【数２３】 を選択する。一般に、これは、

【数２４】 が最大になるように選択することが最適である。第２
に、ｔが見つかると期待される位置Ｐ₁ ∈Πを判定す
る。第３に、点についてΠ_p1⊆Π（１フレーム）を走査
する。点がない場合、ｔの期待される範囲全体を網羅す
るまで、より広範囲の走査を実行する。点が見つからな
い場合、誤りがある。第４に、各点（ｔの試行される代
表として）について観察されたフレームの集合内で、期
待される点

【数２５】 が存在するかどうかを判定する。点がある場合には、す
でに走査したフレーム内で対応するＰ_i ∈Πを探す。こ
のように予測された点のすべてについて検索に失敗した
場合には、ｔの期待される範囲でのｔ点の仮定される代
表のそれぞれについて期待される位置のすべてを網羅す
るまで、第３ステップと第４ステップを継続する。すべ
てを網羅した場合には、誤りがある。第５に、サブテン
プレートの第２の点に進み、ｔの仮定された代表のそれ
ぞれについて、期待される位置で像を獲得する。期待さ
れる位置にある点は、第２の点が第４ステップで見つか
らない場合に、角度平均位置をもたらす。サブテンプレ
ートの第２の点を見つけられない場合、ｔの期待される
範囲全体を網羅するまで第３ステップないし第５ステッ
プを継続しなければならない。網羅した場合、誤りがあ
る。第６に、サブテンプレートの第３の点の角度を用い
て第５ステップを繰り返す。像内で複数のサブテンプレ
ートが識別される場合には、第４ステップと後続の点を
継続する。１つのサブテンプレートに対する固定があれ
ば、残りのすべての点について像を獲得することがで
き、その後、完了した走査の中でパターンの残りを探す
探索を実行する。どの段階でも、像フレームは、１フレ
ームごとにできる限り多くの期待される位置を含むよう
に最適化される。

【０１０２】最適位置決めアルゴリズムを選択する際
に、プローブ対パッド位置合せに関して検討しなければ
ならない制限要因は、パッド境界である。プローブ移動
とプローブ・マークは、パッド境界内にとどまるように
制限される。さらに、この制限要因は、各パッドに対す
る局所的な要因であり、大域的な検討は特に重要ではな
い。すなわち、多数のピンのうちの１本だけがパッド境
界を侵害する場合でも、タッチダウン全体が無効にな
る。その結果、プローブ対パッド位置合せ全体の品質
は、最低の品質のパッドと同程度になる。

【０１０３】これを念頭において、パッド区域は、４つ
の部分的に開いている矩形の交わりとして定義される。
この４つの矩形のうちの１つへの最小距離が、マークが
特定の境界を侵害する可能性の相対的な安全性を表す
（すなわち、境界への距離が大きいほど、その境界に関
する状況は安全である）。そのような距離の最小値を、
ピンのアレイ全体にわたって評価する。この最小値によ
って、位置合せの品質または安全性が定義され、目標
は、すべての可能な回転および並行移動の空間内でこの
最小距離を最大化することになる。

【０１０４】三角関数に対して線形近似を使用する時に
は、この問題は、簡単にｍａｘｉｍｉｎ線形プログラミ
ング問題に投影される。この問題は、単体法正規形に簡
単に変換され、単体法の直截な適用によって解がもたら
される。単体法での適用では、２軸が同等に扱われるの
で、アルゴリズムによって、一方の軸でのワースト・ケ
ースの回答が見つかるが、他方の軸は、ワースト・ケー
ス軸のレベルまで改善されるに過ぎない。その結果、ワ
ースト・ケース軸に直交する軸は、各方向でワースト・
ケース距離を集中化するシフトを介してさらに最適化さ
れる。

【０１０５】図１９は、最終的な位置決めデータを提供
するためにＤＰＳデータに位置最適化ルーチンを適用す
るための流れ図である。この流れ図は、ブロック１９０
２で開始される。動作はブロック１９０４に継続され、
ここで、ＤＰＳプローバが、あてはめられた高倍率のピ
ンの円と対応するトレーニングしたパッドを比較する。
動作はブロック１９０６に継続され、ここで、ＤＰＳプ
ローバが、すべてのピンのあてはめられた円をトレーニ
ングしたパッドに適用する。動作はブロック１９０８に
継続され、ここで、ＤＰＳプローバが、あてはめられた
ピンの円のそれぞれの中心または４つの端の境界から、
対応するトレーニングしたパッドの境界までの距離を判
定する。動作はブロック１９１０に継続され、ここで、
ＤＰＳプローバが、距離データに単体法を適用する。図
２０に示されたものなどの処理システムは、システム内
のコンピュータ可読媒体（たとえば大容量記憶装置、ま
たはディスクまたはＣＤ−ＲＯＭ）に格納されたコンピ
ュータ・プログラムを使用してこのアルゴリズムを実行
することができる。単体法では、すべての可能な回転お
よび並行移動の空間内で、ピンのアレイ全体にわたっ
て、端の境界または中心とパッド境界の間の最小距離を
最大化する。ブロック１９１２で、ＤＰＳプローバは、
ウエハとプローブ・カードを互いに相対的に移動して、
プローブ・カードのピンを、ウエハのダイのパッドにタ
ッチダウンさせる。この流れ図は、ブロック１９１４で
終了する。

【０１０６】したがって、ウエハ・プローバをＩＣデバ
イスのボンディング・パッドに自動位置合せするための
方法および装置が提供された。具体的な実施形態に関し
て本発明を説明してきたが、請求項に記載された本発明
の広義の趣旨および範囲から逸脱することなく、これら
の実施形態にさまざまな変更を加えることができること
は明白である。したがって、本明細書および図面は、制
限的な意味ではなく、例示であるとみなさなければなら
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって実施される直接プローブ・セン
サ（ＤＰＳ）の実施形態を示す図である。

【図２】本発明によって実施されるセンサ・カメラの実
施形態を示す図である。

【図３】ＤＰＳプローバの動作の流れ図である。

【図４】ＤＰＳプローバのカメラ位置の較正の流れ図で
ある。

【図５】ＤＰＳプローバと共に使用する、製品のトレー
ニングの流れ図である。

【図６】単一ダイを使用する時のトレーニングに推奨さ
れるパッドの２つの例を示す図である。

【図７】複数ダイ・アレイでのトレーニングに推奨され
るパッドの２つの例を示す図である。

【図８】プローブ・カードのＺ高さを見つける流れ図で
ある。

【図９】サブシステムを位置合せする対象のターゲット
・パターンを見つけるためにＤＰＳプローバ視覚サブシ
ステムによって使用されるパターン認識技法を示す図で
ある。

【図１０】ＤＰＳ低倍率カメラを使用する、プローブ・
カード上の対象のパターンを検索するための流れ図であ
る。

【図１１】本発明の１実施形態の自動フォーカス・アル
ゴリズムの流れ図である。

【図１２】本発明の１実施形態の自動照明アルゴリズム
の流れ図である。

【図１３】ＤＰＳ低倍率カメラからの代表的な像を示す
図である。

【図１４】ＤＰＳ低倍率カメラを使用する、プローブ・
カード上の別の位置で対象のパターンを検証するための
流れ図である。

【図１５】ＤＰＳ高倍率カメラを使用する、対応する点
の検査の流れ図である。

【図１６】ＤＰＳ高倍率カメラからの代表的な像を示す
図である。

【図１７】パッド境界内のプローブ接点区域またはプロ
ーブ・マークを示す図である。

【図１８】単体法を使用する最適化のためのデータ・テ
ーブルを示す図である。

【図１９】最終的な位置決めデータを提供するためにＤ
ＰＳデータに位置最適化ルーチンを適用するための流れ
図である。

【図２０】システムを制御し、本明細書に記載のアルゴ
リズムおよび方法を処理するため、システム１００など
のＤＳＰプローバ・システムに結合できる、コンピュー
タ・システムなどのディジタル処理システムを示す図で
ある。

【図２１ａ、図２１ｂ、図２１ｃ】それぞれ接点電極
（たとえばプローブ・カード上のピン）、像２１０１に
合わされた形状２１０２と、像２１０６に合わされたも
う１つの形状２１０５を示す図である。

【符号の説明】

１００ プローバ １０２ ウエハ・チャック １０４ フォーサ １０６ 前面対物レンズ １０８ 接続 １１０ カメラ・ハウジング １１２ ウエハ １１４ パッド １２０ ウエハ位置合せカメラ １３０ プローブ・カード １３２ 導電性接点電極 １４０ プローバ・チャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・シャープ アメリカ合衆国・95014・カリフォルニア 州・カッパチーノ・ジュディ アヴェニ ュ・10334 (72)発明者 ティモシー・ジェイ・ボイル アメリカ合衆国・95014・カリフォルニア 州・カッパチーノ・ヘイゼルブルック ド ライブ・

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の接点電極の第１像を使用して、第
   １位置での接点電極のパターンを突き止めるステップ
   と、 複数の接点電極のうちの少なくとも１つに接点電極表面
   を代表する形状をあてはめ、前記形状の中心を判定する
   ステップと、 中心の位置を、複数のパッドのうちの少なくとも１つの
   位置と比較するステップと、 複数のパッドと複数の接点電極とのうちの少なくとも１
   つを、互いに相対的に、複数の接点電極と複数のパッド
   との間の接触のための位置へ移動させるステップとを含
   む、複数のパッドに対して相対的に複数の接点電極を正
   確に位置決めする方法。
2. 【請求項２】 第１像および第３像のうちの少なくとも
   １つを使用して第２位置で接点電極のパターンを検証す
   るステップをさらに含み、前記あてはめるステップで、
   前記接点電極のうちの少なくとも１つの第２像を使用
   し、前記第２像が、前記第１像に対して相対的に拡大さ
   れている請求項１の方法。
3. 【請求項３】 第１レベルの倍率を使用して、第１位置
   で複数の接点電極を探すステップと、 第２レベルの倍率を使用して、複数の接点電極のそれぞ
   れを検査するステップと、 接点電極表面の形状を複数の接点電極のうちの少なくと
   も１つにあてはめ、前記形状の中心を判定するステップ
   とを含む、複数の接点電極のそれぞれの位置を正確に判
   定する方法。
4. 【請求項４】 接点電極のパターンの第１像を拡大する
   ステップと、 第２位置で接点電極のパターンを検証するステップと、 複数の接点電極のそれぞれの第２像を拡大するステップ
   とをさらに含み、前記探すステップおよび前記検査する
   ステップが、複数のレベルの倍率を有するカメラを用い
   て実行される請求項３の方法。
5. 【請求項５】 第１レベルの倍率を使用して、複数の接
   点電極の像を得るステップと、 第２レベルの倍率を使用して、複数の接点電極のそれぞ
   れの像を得るステップと、 複数の接点電極のそれぞれの複数の画素と背景の複数の
   画素とを区別するために、照明レベルを自動的に調節す
   るステップと、 複数の接点電極のそれぞれの形状を判定するために像の
   フォーカスを自動的に調節するステップと、 代表形状を複数の接点電極のそれぞれの形状にあては
   め、代表形状のそれぞれの中心を判定するステップとを
   含む、複数の接点電極を結像する方法。
6. 【請求項６】 照明レベルを自動的に調節するステップ
   が、第１レベルの倍率および第２レベルの倍率を使用し
   て実行される請求項５の方法。
7. 【請求項７】 像のフォーカスを自動的に調節するステ
   ップが、第１レベルの倍率および第２レベルの倍率を使
   用して実行される請求項５の方法。
8. 【請求項８】 複数の接点電極のそれぞれに、接点電極
   表面を代表する形状をあてはめるステップと、 複数のパッドに対応する複数の中心を判定するために、
   複数の接点電極のそれぞれのあてはめられた形状の中心
   を判定するステップと、 複数の中心のそれぞれに関連する位置と、複数のパッド
   のそれぞれの複数の境界との相対的な複数の距離を判定
   するステップと、 複数の距離のうちの最小距離を最大化するステップと、 複数のパッドと複数の接点電極とのうちの少なくとも１
   つを、互いに相対的に、複数の接点電極と複数のパッド
   との間の接触位置へ移動させるステップとを含む、複数
   の接点電極と複数のパッドとを互いに相対的に正確に位
   置決めする方法。
9. 【請求項９】 複数の距離のうちの最小距離を最大化す
   るステップが、単体法を使用して実行される請求項８の
   方法。
10. 【請求項１０】 複数の接点電極のそれぞれの複数の画
    素と背景の複数の画素とを区別するように照明レベルを
    自動的に調節するステップと、 第１倍率を有するカメラを使用することによって前記接
    点電極を見るステップと、 代表形状を複数の接点電極のそれぞれの形状にあては
    め、代表形状のそれぞれの中心を判定するステップとを
    含む、ウエハ・プローバ内に置かれたプローブ・モジュ
    ール上の接点電極を見る方法。
11. 【請求項１１】 前記第１倍率が、高倍率である請求項
    １０の方法。
12. 【請求項１２】 前記カメラが、第１部分と、第１部分
    に光学的に結合された第２部分とを含み、前記第２部分
    が、熱に敏感な構成要素を収納する請求項１０の方法。
13. 【請求項１３】 処理システムによって実行された時
    に、 複数の接点電極の第１像を使用して、第１位置で接点電
    極のパターンを突き止めるステップと、 複数の接点電極のうちの少なくとも１つに接点電極表面
    を代表する形状をあてはめ、前記形状の中心を判定する
    ステップと、 中心の位置を、複数のパッドのうちの少なくとも１つの
    位置と比較するステップと、 複数のパッドと複数の接点電極とのうちの少なくとも１
    つを、互いに相対的に、複数の接点電極と複数のパッド
    との間の接触位置へ移動させるステップとを含む方法を
    処理システムに実行させる実行可能コンピュータ・プロ
    グラム命令を格納したコンピュータ可読媒体。
14. 【請求項１４】 処理システムによって実行された時
    に、 第１レベルの倍率を使用して第１位置で複数の接点電極
    を探すステップと、 第２レベルの倍率を使用して複数の接点電極のそれぞれ
    を検査するステップと、 複数の接点電極のうちの少なくとも１つに、接点電極表
    面の形状をあてはめ、前記形状の中心を判定するステッ
    プとを含む方法を処理システムに実行させる実行可能コ
    ンピュータ・プログラム命令を格納したコンピュータ可
    読媒体。
15. 【請求項１５】 処理システムによって実行された時
    に、 第１レベルの倍率を使用して複数の接点電極の像を得る
    ステップと、 第２レベルの倍率を使用して複数の接点電極のそれぞれ
    の像を得るステップと、 複数の接点電極のそれぞれの複数の画素と背景の複数の
    画素とを区別するように照明レベルを自動的に調節する
    ステップと、 複数の接点電極のそれぞれの形状を判定するために、像
    のフォーカスを自動的に調節するステップと、 代表形状を複数の接点電極のそれぞれの形状にあては
    め、代表形状のそれぞれの中心を判定するステップとを
    含む方法を処理システムに実行させる実行可能コンピュ
    ータ・プログラム命令を格納したコンピュータ可読媒
    体。
16. 【請求項１６】 処理システムによって実行された時
    に、 接点電極表面を代表する形状を複数の接点電極のそれぞ
    れにあてはめるステップと、 複数のパッドに対応する複数の中心を判定するために、
    複数の接点電極のそれぞれのあてはめられた形状の中心
    を判定するステップと、 複数の中心のそれぞれに関連する位置と、複数のパッド
    のそれぞれの複数の境界との相対的な複数の距離を判定
    するステップと、 複数の距離のうちの最小距離を最大化するステップと、 複数のパッドと複数の接点電極とのうちの少なくとも１
    つを、互いに相対的に、複数の接点電極と複数のパッド
    との間の接触位置へ移動させるステップとを処理システ
    ムに実行させる実行可能コンピュータ・プログラム命令
    を格納したコンピュータ可読媒体。