(57)【要約】【課題】固体撮像素子の検査に要する処理量を低減する。【解決手段】２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子を検査する。前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た、前記画素領域のうちの前記垂直走査回路とは反対側に位置する一部の領域に配置された画素からの信号を、蓄積する。蓄積された信号を、行毎に、前記一部の領域のみに渡って積算する。前記積算段階で得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する。【選択図】図５
2010187232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子を検査する、固体撮像素子の検査方法であって、
前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た、前記画素領域のうちの前記垂直走査回路とは反対側に位置する一部の領域に配置された画素からの信号を、蓄積する蓄積段階と、
前記蓄積段階で蓄積された信号を、行毎に、前記一部の領域のみに渡って積算する積算段階と、
前記積算段階で得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定段階と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項２】
前記一部の領域は、前記画素領域の１／２以下の領域であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の検査方法。
【請求項３】
前記一部の領域は、前記画素領域の１／４以下の領域であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の検査方法。
【請求項４】
２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子の検査方法であって、
前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た前記複数の画素からの信号を蓄積する蓄積段階と、
前記蓄積段階で蓄積された信号を、行毎に、前記画素領域の全体に渡って積算する積算段階と、
前記積算段階で得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定段階と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項５】
前記蓄積段階において、前記固体撮像素子に光を照射した状態で複数回得た信号を蓄積し、
前記積算段階において、前記信号を前記複数回に渡って積算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像素子の検査方法。
【請求項６】
前記判定段階は、前記積算段階で得られた行毎の積算値に対して１次元のメディアンフィルタ処理を施す段階と、前記積算段階で得られた行毎の積分値と前記１次元のメディアンフィルタ処理が施された行毎の値との差分を得る段階と、前記差分に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子の検査方法。
【請求項７】
前記判定段階は、前記積算段階で得られた行毎の積算値の平均値を得る段階と、前記積算段階で得られた行毎の積算値と前記平均値との比を得る段階と、前記比に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子の検査方法。
【請求項８】
前記複数の画素の光入射側に、所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが配置され、
前記積算段階において、前記信号を、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎に積算し、
前記判定段階において、前記積算段階で得られた、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像素子の検査方法。
【請求項９】
２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子を検査する、固体撮像素子の検査装置であって、
前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た、前記画素領域のうちの前記垂直走査回路とは反対側に位置する一部の領域に配置された画素からの信号を、蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段により蓄積された信号を、行毎に、前記一部の領域のみに渡って積算する積算手段と、
前記積算手段により得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
【請求項１０】
２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子の検査装置であって、
前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た前記複数の画素からの信号を蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段により蓄積された信号を、行毎に、前記画素領域の全体に渡って積算する積算手段と、
前記積算手段により得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
【請求項１１】
前記蓄積手段は、前記固体撮像素子に光を照射した状態で複数回得た信号を蓄積し、
前記積算手段は、前記信号を前記複数回に渡って積算することを特徴とする請求項９又は１０記載の固体撮像素子の検査装置。
【請求項１２】
前記判定手段は、前記積算手段により得られた行毎の積算値に対して１次元のメディアンフィルタ処理を施す手段と、前記積算手段により得られた行毎の積分値と前記１次元のメディアンフィルタ処理が施された行毎の値との差分を得る手段と、前記差分に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する手段と、を含むことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子の検査装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、前記積算手段により得られた行毎の積算値の平均値を得る手段と、前記積算手段により得られた行毎の積算値と前記平均値との比を得る手段と、前記比に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する手段と、を含むことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子の検査装置。
【請求項１４】
前記複数の画素の光入射側に、所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが配置され、
前記積算手段は、前記信号を、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎に積算し、
前記判定手段は、前記積算手段により得られた、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の固体撮像素子の検査装置。
【請求項１５】
２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子の製造方法であって、
請求項１乃至８のいずれかに記載の検査方法又は請求項９乃至１４のいずれかに記載の検査装置を用いて、前記固体撮像素子の検査を行う検査段階を備えたことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の検査方法及びその装置、並びに、その検査方法又は装置を用いた固体撮像素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ型などの固体撮像素子は、シリコンウエハ上で完成された後や、チップに分離してパッケージに搭載された後に良品検査が行われる。このような良品検査においても、多数の検査の種類がある。その中で重要なものは、欠陥画素の有無による良品検査が挙げられる。下記特許文献１には、その一例として、固体撮像素子の画素欠陥検査検査方法及び検査装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された検査方法は、固体撮像素子によって撮像された画像データを取得するステップと、この画像データを平均処理するステップと、平均処理前の画像データの各画素における輝度レベルと処理後の画像データの各画素における輝度レベルとの比を算出するステップと、この算出された輝度レベルの比から欠陥画素を検出するステップとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６０５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された検査方法では、全ての画素の各々についていちいち、平均処理前の画像データの各画素における輝度レベルと処理後の画像データの各画素における輝度レベルとの比を算出し、全ての画素の各々についていちいち、算出された比から当該画素が欠陥画素であるかを判定しなければならない。したがって、検査に要する処理量が多くなってしまい、システムが複雑化したり検査に要する時間も長くなったりしていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、検査に要する処理量を低減することができる固体撮像素子の検査方法及びその装置、並びに、その検査方法又はその装置を用いた固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による固体撮像素子の検査方法は、２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子を検査する、固体撮像素子の検査方法であって、（i）前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た、前記画素領域のうちの前記垂直走査回路とは反対側に位置する一部の領域に配置された画素からの信号を、蓄積する蓄積段階と、（ii）前記蓄積段階で蓄積された信号を、行毎に、前記一部の領域のみに渡って積算する積算段階と、（iii）前記積算段階で得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定段階と、を備えたものである。
【０００８】
第２の態様による固体撮像素子の検査方法は、前記第１の態様において、前記一部の領域は、前記画素領域の１／２以下の領域であるものである。
【０００９】
第３の態様による固体撮像素子の検査方法は、前記第１の態様において、前記一部の領域は、前記画素領域の１／４以下の領域であるものである。
【００１０】
第４の態様による固体撮像素子の検査方法は、２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子の検査方法であって、（i）前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た前記複数の画素からの信号を蓄積する蓄積段階と、（ii）前記蓄積段階で蓄積された信号を、行毎に、前記画素領域の全体に渡って積算する積算段階と、（iii）前記積算段階で得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定段階と、を備えたものである。
【００１１】
第５の態様による固体撮像素子の検査方法は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記蓄積段階において、前記固体撮像素子に光を照射した状態で複数回得た信号を蓄積し、前記積算段階において、前記信号を前記複数回に渡って積算するものである。
【００１２】
第６の態様による固体撮像素子の検査方法は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記判定段階は、前記積算段階で得られた行毎の積算値に対して１次元のメディアンフィルタ処理を施す段階と、前記積算段階で得られた行毎の積分値と前記１次元のメディアンフィルタ処理が施された行毎の値との差分を得る段階と、前記差分に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する段階と、を含むものである。
【００１３】
第７の態様による固体撮像素子の検査方法は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記判定段階は、前記積算段階で得られた行毎の積算値の平均値を得る段階と、前記積算段階で得られた行毎の積算値と前記平均値との比を得る段階と、前記比に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する段階と、を含むものである。
【００１４】
第８の態様による固体撮像素子の検査方法は、前記第１乃至第７のいずれかの態様において、前記複数の画素の光入射側に、所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが配置され、前記積算段階において、前記信号を、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎に積算し、前記判定段階において、前記積算段階で得られた、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定するものである。
【００１５】
第９の態様による固体撮像素子の検査装置は、２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子を検査する、固体撮像素子の検査装置であって、（i）前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た、前記画素領域のうちの前記垂直走査回路とは反対側に位置する一部の領域に配置された画素からの信号を、蓄積する蓄積手段と、（ii）前記蓄積手段により蓄積された信号を、行毎に、前記一部の領域のみに渡って積算する積算手段と、（iii）前記積算手段により得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定手段と、を備えたものである。
【００１６】
第１０の態様による固体撮像素子の検査装置は、２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子の検査装置であって、（i）前記固体撮像素子に光を照射した状態で得た前記複数の画素からの信号を蓄積する蓄積手段と、（ii）前記蓄積手段により蓄積された信号を、行毎に、前記画素領域の全体に渡って積算する積算手段と、（iii）前記積算手段により得られた行毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定する判定手段と、を備えたものである。
【００１７】
第１１の態様による固体撮像素子の検査装置は、前記第９又は第１０の態様において、前記蓄積手段は、前記固体撮像素子に光を照射した状態で複数回得た信号を蓄積し、前記積算手段は、前記信号を前記複数回に渡って積算するものである。
【００１８】
第１２の態様による固体撮像素子の検査装置は、前記第９乃至第１１のいずれかの態様において、前記判定手段は、前記積算手段により得られた行毎の積算値に対して１次元のメディアンフィルタ処理を施す手段と、前記積算手段により得られた行毎の積分値と前記１次元のメディアンフィルタ処理が施された行毎の値との差分を得る手段と、前記差分に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する手段と、を含むものである。
【００１９】
第１３の態様による固体撮像素子の検査装置は、前記第９乃至第１１のいずれかの態様において、前記判定手段は、前記積算手段により得られた行毎の積算値の平均値を得る手段と、前記積算手段により得られた行毎の積算値と前記平均値との比を得る手段と、前記比に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する手段と、を含むものである。
【００２０】
第１４の態様による固体撮像素子の検査装置は、前記第９乃至第１３のいずれかの態様において、前記複数の画素の光入射側に、所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが配置され、前記積算手段は、前記信号を、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎に積算し、前記判定手段は、前記積算手段により得られた、同色のカラーフィルタが配置された画素からの信号毎の積算値に基づいて、前記固体撮像素子の良否を判定するものである。
【００２１】
第１５の態様による固体撮像素子の製造方法は、２次元に配置された複数の画素からなる画素領域と、前記画素領域の行方向の一方側に配置され前記複数の画素に行毎に駆動信号を供給する垂直走査回路と、を有する固体撮像素子の製造方法であって、前記第１乃至第８のいずれかの態様による検査方法又は前記第９乃至第１４のいずれかの態様による検査装置を用いて、前記固体撮像素子の検査を行う検査段階を備えたものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、検査に要する処理量を低減することができる固体撮像素子の検査方法及びその装置、並びに、その検査方法又はその装置を用いた固体撮像素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による検査方法及び検査装置の検査対象の一例となる固体撮像素子を概略的に示す回路図である。
【図２】図１中の１つの画素を示す回路図である。
【図３】図１に示す固体撮像素子における横線欠陥の発生状況の一例及びこれに応じて得られる画素の出力を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による検査装置を示す概略構成図である。
【図５】図４に示す検査装置の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【図６】図５中の各ステップでそれぞれ得られる各データの例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による検査装置の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【図８】図１に示す固体撮像素子における横線欠陥の発生状況の他の例及びこれに応じて得られる画素の出力を示す図である。
【図９】図８に示す横線欠陥の発生状況に応じて、本発明の第１の実施の形態及び第３の実施の形態においてそれぞれ得られる１次元配列データの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明による固体撮像素子の検査方法及びその装置、並びに、固体撮像素子の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００２５】
［検査対象の例］
図１は、本発明による検査方法及び検査装置の検査対象の一例となる固体撮像素子１を概略的に示す回路図である。この固体撮像素子１は、一般的なＣＭＯＳ型固体撮像素子である。
【００２６】
図１に示すように、この固体撮像素子１は、２次元状に配置された複数の画素１０からなる画素領域２と、画素領域２の行方向の一方側に配置され画素１０から垂直信号線７に信号を出力させるための垂直走査回路３と、垂直信号線７から水平信号線１１にＣＤＳ回路（相関二重サンプリング回路）９を介して出力させるための水平走査回路４とを有している。また、それぞれの垂直信号線７には定電流源８が、水平信号線１１には出力アンプ１２が備えられている。なお、ＣＤＳ回路９等は周知技術であるため、ここではその詳細な説明は省略する。なお、図１では、４×４個の画素１０を示しているが、勿論、画素数はこれに限られない。
【００２７】
図２は、図１中の１つの画素１０を示す回路図である。各画素１０は、入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部としてのフォトダイオードＰＤと、フローティングディフュージョンＦＤと、フローティングディフュージョンＦＤの電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタＡＭＰと、フォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに電荷を転送する転送トランジスタＴＸと、フローティングディフュージョンＦＤの電位をリセットするリセットトランジスタＲＥＳと、当該画素１０を選択するための選択トランジスタＳＥＬとを有し、図２に示すように接続されている。図２において、Ｖｄｄは、電源用配線２２（図１では省略）を介して供給される電源電圧である。
【００２８】
図面には示していないが、この固体撮像素子１はカラー撮像用として構成され、各画素１０のフォトダイオードＰＤの光入射側には、カラーフィルタ（図示せず）が設けられている。本実施の形態では、カラーフィルタの組み合わせとしてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）を用いる系が採用され、その色配列としてベイヤー配列が採用されている。もっとも、ストライプ配列などを採用してもよいし、また、補色系（例えば、マゼンタ、グリーン、シアン及びイエローを用いる系）を採用してもよい。もっとも、この固体撮像素子１は、各画素１０のフォトダイオードＰＤの光入射側にカラーフィルタを配置せずに、モノクロ撮像用として構成してもよい。
【００２９】
増幅用トランジスタＡＭＰを除き、各トランジスタＴＸ，ＲＥＳ，ＳＥＬのゲートは、行方向に共通に、駆動用配線２０を介して垂直走査回路３と接続されている。垂直走査回路３は、行毎にこれらのトランジスタＴＸ，ＲＥＳ，ＳＥＬを駆動するための駆動信号（制御信号）φＴＸ，φＲＥＳ，φＳＥＬを出力する。これらの駆動信号は、２値信号（ハイレベル信号とローレベル信号）とされている。各トランジスタＴＸ，ＲＥＳ，ＳＥＬは、垂直走査回路３からの駆動信号φＴＸ，φＲＥＳ，φＳＥＬを受けて駆動される。これにより、フォトダイオードＰＤで生成された電荷に対応して増幅トランジスタＡＭＰで増幅された信号が、垂直信号線７に出力される。
【００３０】
そして、水平走査回路４から駆動信号線２１を介して供給される駆動パルスに従って、垂直信号線７に出力された信号は、ＣＤＳ回路９、水平信号線１１及び出力アンプ１２を介して外部に出力される。
【００３１】
このように、この固体撮像素子１では、画素領域２の行方向の一方側に配置された垂直走査回路３から、画素領域２の画素１０に行毎に駆動信号φＴＸ，φＲＥＳ，φＳＥＬが供給される。そのために、画素領域２には、複数の駆動用配線２０が行方向に延びるように配置されている。その他、画素領域２には、電源用配線２２や、図示しないＧＮＤ用配線などが設けられている。このような固体撮像素子１では、更に微細化が進み、これらの配線間の間隔は極めて小さくなってきている。
【００３２】
本発明者の研究の結果、このような固体撮像素子１では、画素から信号が出力されない欠陥画素が生ずる場合には、画素領域２のある点から行方向に垂直走査回路３とは反対側へ延びた線上の画素１０の全部が欠陥画素となる確率が高い一方、ある点のみの画素１０が欠陥画素となったり、画素領域２の全ての画素１０が欠陥画素になったり、列方向の線上の画素１０が欠陥画素となったりする確率は低いことが、経験的に判明した。説明の便宜上、画素領域２のある点から行方向に垂直走査回路３とは反対側へ延びた線上の画素の全部が欠陥画素となる現象を、横線欠陥と呼ぶ。
【００３３】
図３（ａ）は、図１に示す固体撮像素子１において、欠陥画素が生ずる場合において高い発生確率を占める横線欠陥の発生状況の一例を模式的に示す図である。図３（ａ）に示す例では、画素領域２の点ａから行方向に垂直走査回路３とは反対側（図３中の右側）へ延びた線上の画素の全部が、欠陥画素となっている。図３（ｂ）は、固体撮像素子１に照射光を均一に照射した状態で得られる、図３（ａ）中の正常出力の行（欠陥画素のない行）の各画素１０の出力信号（出力値）を示す図である。図３（ｃ）は、固体撮像素子１に照射光を均一に照射した状態で得られる、図３（ａ）中の欠陥画素のある行の各画素１０の出力信号（出力値）を示す図である。図３（ｂ）及び図３（ｃ）の横軸は画素の行方向位置を示し、縦軸は画素の出力信号（出力値）を示している。ただし、図３（ｂ）及び図３（ｃ）では、同一色のカラーフィルタが設けられた画素（同一色の画素）の出力信号のみを示している。これは、異なる色の画素間では、通常は、感度が異なるので、均一な白色の照射光を照射しても、異なる色の画素間で出力信号（出力値）が異なるためである。図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、正常な画素ではほぼ一定の高い出力値が得られ、欠陥画素では出力値がほぼゼロとなっていて出力が得られていない。なお、図３（ａ）中の１次元配列データについては、後に説明する。
【００３４】
本発明者の解析の結果、横線欠陥の原因の１つが、駆動用配線２０間あるいは駆動用配線２０とその他の配線２２等との間のショートであることが判明した。それらの配線の抵抗値が理想的にゼロであれば、そのショートの箇所の行の画素全部に駆動信号が適切に供給されないので、そのショートの箇所の行の画素全部が欠陥画素となるはずである。ところが、配線は比較的大きい抵抗値を有しているため、そのショートの箇所の行の画素のうち、ショートの箇所付近よりも垂直走査回路３側の画素１０には、駆動信号が適切に供給される一方、ショートの箇所付近よりも垂直走査回路３とは反対側の画素１０には駆動信号が適切に供給されなくなる。このため、前述した配線間のショートによって、ある点（図３（ａ）の例では、ａ点）を起点とする横線欠陥が生ずるのである。
【００３５】
前述したように、固体撮像素子１では、配線間の間隔が極めて小さくなってきているので、ゴミの付着やフォトリソエッチングでの異常などが生ずると、極めて容易に配線間のショートが発生してしまう。したがって、欠陥画素が生ずる場合において、横線欠陥が高い発生確率を占めるものと考えられる。
【００３６】
本発明は、欠陥画素が生ずる場合において横線欠陥が高い発生確率を占めるという、固体撮像素子１の特性に着眼してなされたものである。
【００３７】
［第１の実施の形態］
図４は、本発明の第１の実施の形態による検査装置３０を示す概略構成図である。
【００３８】
本実施の形態による検査装置３０は、検査対象物３１に光を照射する照射光学系３２と、検査対象物３１を搭載するステージ３３と、タイミングジェネレータ３４と、システムコントローラ３５と、演算回路部３６と、信号処理部３７と、メモリ３８と、インターフェース部３９とを備えている。
【００３９】
照射光学系３２は、図面には示しない光源とレンズからなる光学系とを有しており、検査対象物３１に均一光を照射する。ステージ３３は、システムコントローラ３５からの指令に従って、検査対象物３１を移動させる。検査対象物３１は、前述した固体撮像素子１であるが、ここではウエハに完成されチップ分割される前の状態の固体撮像素子１である。多数の固体撮像素子１がウエハ上に配置されており、ステージ３３は、照射光学系３２からの均一光の照射野内に、各固体撮像素子１を順次移動させる。もっとも、これに限らず、検査対象物３１は、チップ分割されパッケージに組み込まれた後の固体撮像素子１でもよい。
【００４０】
システムコントローラ３５は、ステージ３３に移動指令を出すと共に、タイミングジェネレータ３４の動作制御を行う。タイミングジェネレータ３４は、システムコントローラ３５による制御下で、検査対象物３１（固体撮像素子１）を駆動させるためのタイミング信号を固体撮像素子１に供給する。このタイミング信号に応答して、固体撮像素子１の垂直走査回路３及び水平走査回路４は、前述した駆動信号φＴＸ，φＲＥＳ，φＳＥＬ等を出力し、固体撮像素子１の出力アンプ１２から、固体撮像素子１の出力信号（各画素１０からの信号）が出力される。
【００４１】
信号処理部３７は、固体撮像素子１の出力信号を増幅し、ＡＤ変換してデジタルの画像データに変換する。信号処理部３７でＡＤ変換された画像データは、メモリ３８に記憶される。本実施の形態では、メモリ３８が、検査対象物３１（固体撮像素子１）に光を照射した状態で固体撮像素子１の各画素１０からの信号を蓄積する蓄積手段を構成している。なお、固体撮像素子１がＡＤ変換器を内蔵し、出力信号をデジタル信号として出力する場合には、信号処理部３７はＡＤ変換等の処理を行うことなく、固体撮像素子１からのデジタルの画像データをメモリ３８に記憶させる処理のみを行う。
【００４２】
演算回路部３６は、システムコントローラ３５による制御下で、システムコントローラ３５を経由してメモリ３８に蓄積された前記画像データを読み出して、後述する所定の処理を行い、画素欠陥の有無による検査対象物３１（固体撮像素子１）の良否判定を行い、その判定結果をメモリ３８に記憶させる。インターフェース部３９は、システムコントローラ３５へ利用者からの指令等の情報を入力するとともに、システムコントローラ３５からの指令に応答してメモリ３８内の前記判定結果等を表示させる。
【００４３】
図５は、本実施の形態による検査装置３０の動作の一例を示す概略フローチャートである。ここでは、検査対象物３１の固体撮像素子１がカラー撮像用として構成され、各画素１０のフォトダイオードＰＤの光入射側に、ベイヤー配列よるＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタのいずれかが配置されているものとする。
【００４４】
本実施の形態による検査装置３０は、動作を開始すると、まず、システムコントローラ３５は、ステージ３３を制御して、検査装置３０のウエハのうちの所定の固体撮像素子１を照射光学系３２の照射野内に位置させ、白色の均一な照射光を所定の固体撮像素子１に照射させる。この状態で、システムコントローラ３５は、タイミングジェネレータ３４を介して前記所定の固体撮像素子１を駆動し、この固体撮像素子１から出力信号を出力させ、その出力信号を信号処理部３７によって増幅・ＡＤ変換して画像データとし、これをメモリ３８に蓄積させる（ステップＳ１）。この画像データの各画素値が、固体撮像素子１の各画素１０からの出力信号の値（出力値）に相当する。ここでは、この画像データの取得は１回だけとし、１フレームの画像データを取得するものとする。しかし、ノイズ等の影響を低減して検査精度をより高めるために、この画像データの取得を複数回（Ｎ回）行い、Ｎフレームの画像データを取得してもよい。この場合、Ｎ回に渡って得たＮフレームの画像データを画素毎に積算して、Ｎ回に渡る積算値の画像データを取得し、以下に説明する処理において、この積算値の画像データを、画像データの取得を１回だけとして取得した１フレームの画像データに置き換えて取り扱えばよい。
【００４５】
次いで、信号処理部３７は、メモリ３８に一旦蓄積された１フレームの画像データに対してＲＧＢの分離を行い、各色毎の画像データに分離し、分離された各色の画像データをメモリ３８に蓄積する（ステップＳ２）。ここで、ＲＧＢの分離を行うのは、各色毎に以下の処理を行うことで、検査精度をより高めるためである。先に説明したように、異なる色の画素間では、通常は、感度が異なるので、均一な白色の照射光を照射しても、異なる色の画素間で出力信号（出力値）が異なる。したがって、色毎に別々に処理せずに、色とは無関係に全ての画素の信号を一括して以下の処理を行えば、異なる色の画素間での出力信号（出力値）の差に応じて、検査精度が低下する。しかし、本実施の形態のように、ＲＧＢの分離を行い、各色毎に以下の処理を行えば、異なる色の画素間での出力信号（出力値）の差の影響がなくなるため、検査精度をより高めることができるので、好ましい。もっとも、本発明では、ＲＧＢの分離を行わずに、色とは無関係に全ての画素の信号を一括して処理してもよい。勿論、検査対象物３１の固体撮像素子１がモノクロ撮像用として構成されている場合には、ＲＧＢの分離を行わずに、全ての画素の信号を一括して処理すればよい。
【００４６】
ここで、検査対象物３１の固体撮像素子１に、前述した図３（ａ）に示すような横線欠陥が生じていることを考える。この場合、ステップＳ２のＲＧＢの分離で得られた所定色の画像データにおける、正常出力の行（欠陥画素のない行）の各画素の出力値は図３（ｂ）に示すものとなり、その所定色の画像データにおける、欠陥画素のある行の各画素の出力値は図３（ｃ）に示すものとなる。
【００４７】
次に、演算回路部３６は、システムコントローラ３５を介して、ステップＳ２で色分離されてメモリ３８に蓄積された各色の画像データを順次読み出し、各色の画像データ毎に、その画像データから１次元配列データを得る（ステップＳ３）。Ｒの１次元配列データは、Ｒの画像データの画素値を行毎に画素領域２の所定範囲（本実施の形態では、画素領域２の全体）に渡って積算して得た積算値を、それぞれ前記所定範囲内の列数（前記所定範囲内の１行の画素数）で除算した値（行方向平均値）の集合である。このように、１次元配列データの各要素である各行方向平均値は、各行に対応してそれぞれ得られる結果、各行の列方向位置に対応して得られる。このことを概念的に示すために、前述した図３（ａ）には１次元配列データを記入している。Ｇの１次元配列データ及びＢの１次元配列データについても、Ｒの１次元配列データと同様である。
【００４８】
図６（ａ）は、前述した図３（ａ）に示すような横線欠陥が生じている場合において得られる所定色の１次元配列データの例を示す図である。図６（ａ）において、横軸は画像データにおける列方向位置を示し、縦軸は行方向平均値を示している。
【００４９】
図６（ａ）に示すように、各色の１次元配列データでは、欠陥画素のある行の行方向平均値は、欠陥画素がなく正常な画素だけを有する行の行方向平均値よりも低くなる。よって、図６（ａ）では、欠陥画素のある行の行方向平均値が、正常な画素だけを有する行の行方向平均値から低い方に突出した線となってプロットされている。
【００５０】
したがって、１次元配列データの行方向平均値が所定閾値以下であるか否かを判別すれば、その行方向平均値の行に欠陥画素があるか否かを判定することができる。本発明では、そのような手法で欠陥画素の有無を判定してもよい。この場合には、各色毎に、１次元配列データの各行方向平均値が所定閾値（各色毎に最適化されて、通常は各色毎に異なる値に設定される。）以下であるか否かを判定し、いずれの色の１次元配列データのいずれの行方向平均値も所定閾値以下でなければ、検査対象物３１の固体撮像素子１には欠陥画素がなくその固体撮像素子１は良品であると判定する一方、いずれかの色の１次元配列データのいずれかの行方向平均値が所定閾値以下であれば、検査対象物３１の固体撮像素子１には欠陥画素がありその固体撮像素子１は不良品であると判定してもよい。
【００５１】
しかしながら、この場合には、画素の特性ばらつきや固体撮像素子１に照射される光のばらつきやなどの影響を受け易く、それにより検出精度が低下するおそれがある。そこで、本実施の形態では、画素の特性ばらつきや照射光のばらつき等を反映した、１次元配列データ中のいわばバックグラウンドを、１次元配列データに対して１次元のメディアンフィルタ処理を施すことで得る（ステップＳ４）。そして、１次元配列データからメディアンフィルタ処理後のデータ（バックグラウンド）を差し引くことで、１次元配列データからバックグラウンドを排除した欠陥成分を抽出し（ステップＳ５）、これを用いて欠陥画素の有無の判定を行う（ステップＳ６）。これらのステップＳ４〜Ｓ６について、以下に詳述する。
【００５２】
ステップＳ３の後に、演算回路部３６は、ステップＳ３で得た各色の１次元配列データに対して１次元のメディアンフィルタ処理をそれぞれ施すことで、各色の１次元のメディアンフィルタ処理後のデータを得る（ステップＳ４）。１次元のメディアンフィルタ処理は、１次元データについて、ｎ個（例えば、５個）の局所１次元領域における要素値を小さい順に並べ、真ん中にくる要素値を当該局所１次元領域中央の要素の値とする処理である。したがって、各色の１次元のメディアンフィルタ処理後のデータでは、元の１次元配列データからいわゆる点状のゴマ塩状雑音に匹敵する画素欠陥に相当する成分が除去され、元の１次元配列データにおけるいわばバックグラウンド成分が残ることになる。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す配列データに対して１次元のメディアンフィルタ処理を施した後のデータを示す図である。図６（ｂ）において、横軸は列方向位置を示し、縦軸はデータ値を示している。
【００５３】
次に、演算回路部３６は、各色毎に、ステップＳ４で得た１次元のメディアンフィルタ処理後のデータから、ステップＳ３で得た１次元配列データを減算して、両者の差分を示す差分データを得る（ステップＳ５）。この差分データには、１次元配列データからバックグラウンドを排除した欠陥成分のみが抽出されて残ることになる。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す配列データから図６（ｂ）に示す１次元のメディアンフィルタ処理後のデータを減算して得た差分データを示す図である。図６（ｃ）において、横軸は列方向位置を示し、縦軸はデータ値を示している。
【００５４】
引き続いて、演算回路部３６は、各色毎に、ステップＳ５で得た差分データの各データ値が所定閾値（規格値。各色毎に最適化されて、通常は各色毎に異なる値に設定される。）以下であるか否かを判定し（ステップＳ６）、いずれの色の差分データのいずれのデータ値も所定閾値以下でなければ、検査対象物３１の固体撮像素子１には欠陥画素がなくその固体撮像素子１は良品であると判定してステップＳ８へ移行する一方、いずれかの色の差分データのいずれかのデータ値が所定閾値以下であれば、検査対象物３１の固体撮像素子１には欠陥画素がありその固体撮像素子１は不良品であると判定してステップＳ７へ移行する。
【００５５】
ステップＳ７において、システムコントローラ３５は、検査対象物３１の当該固体撮像素子１は不良品である旨の判定結果（検査結果）を、メモリ３８に書き込むとともにインターフェース部３９に表示させる。また、ステップＳ８において、システムコントローラ３５は、検査対象物３１の当該固体撮像素子１は良品である旨の判定結果（検査結果）を、メモリ３８に書き込むとともにインターフェース部３９に表示させる。
【００５６】
ステップＳ７又はステップＳ８の終了の後、当該固体撮像素子１に関する一連の検査処理を終了し、検査対象物３１であるウエハの全ての固体撮像素子１に関する一連の検査処理が終了していれば検査装置３０は動作を終了する一方、検査対象物３１であるウエハの全ての固体撮像素子１に関する一連の検査処理が終了していなければ、次の固体撮像素子１について前述したステップＳ１〜Ｓ８の一連の検査処理を繰り返す。
【００５７】
本実施の形態では、前述したように、画像データの画素値を行毎に所定範囲に渡って積算して得た積算値を利用した前記１次元配列データを用いて、欠陥画素の有無を判定している。したがって、本実施の形態によれば、前述した従来の検査方法のように全ての画素の各々についていちいち当該画素が欠陥画素であるかを判定する場合に比べて、検査に要する処理量を低減することができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、欠陥画素が生ずる場合において横線欠陥が高い発生確率を占めるという固体撮像素子１の特性に応じて、画像データの画素値を行毎に所定範囲に渡って行方向に積算して得た積算値を利用しているので、例えば画像データの画素値を列毎に所定範囲に渡って列方向に積算して得た積算値を利用する場合に比べて、欠陥成分の信号レベルが相対的に大きくなる。よって、本実施の形態によれば、欠陥成分のＳＮ比が高くなるため、検査精度が高まる。
【００５９】
このように、本実施の形態によれば、欠陥画素が生ずる場合において横線欠陥が高い発生確率を占めるという固体撮像素子１の特性を巧みに利用することで、検査精度を高めつつ、検査に要する処理量を低減することができるのである。
【００６０】
なお、本実施の形態では、前述したように、画像データの画素値を行毎に所定範囲に渡って行方向に積算して得た積算値を、行方向平均値の形で利用している。しかしながら、行方向平均値は、その積算値を定数である所定画素数で除算した値である。よって、本実施の形態において、行方向平均値に代えて、行方向の積算値をそのまま利用するように変形してもよく、その場合も本実施の形態と実質的に同じである。この点は、後述する各実施の形態についても同様である。
【００６１】
［第２の実施の形態］
図７は、本発明の第２の実施の形態による検査装置の動作の一例を示す概略フローチャートであり、図５に対応している。本実施の形態による検査装置が前記第１の実施の形態による検査装置３０と異なる所は、画素の特性ばらつきや照射光のばらつき等の影響を低減する手法として、１次元メディアンフィルタ処理を用いた手法に代えて比率を用いた手法を採用している点であり、具体的には、ステップＳ４〜Ｓ６に代えてステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が行われる点のみである。
【００６２】
本実施の形態では、ステップＳ３の後に、ステップＳ１４において、演算回路部３６は、ステップＳ３で得た各色の１次元配列データについて、それぞれ全データ値の平均値を算出する。
【００６３】
次いで、演算回路部３６は、各色毎に、ステップＳ３で得た１次元配列データの各データ値をステップＳ１４で算出した平均値で除算することで、平均値に対する１次元配列データの各データ値の比率を示すデータ値からなる比率データを得る（ステップＳ１５）。
【００６４】
その後、演算回路部３６は、各色毎に、ステップＳ１５で得た比率データの各データ値が所定閾値（規格値。各色毎に最適化されて、通常は各色毎に異なる値に設定される。）以下であるか否かを判定し（ステップＳ１６）、いずれの色の比率データのいずれのデータ値も所定閾値以下でなければ、検査対象物３１の固体撮像素子１には欠陥画素がなくその固体撮像素子１は良品であると判定してステップＳ８へ移行する一方、いずれかの色の比率データのいずれかのデータ値が所定閾値以下であれば、検査対象物３１の固体撮像素子１には欠陥画素がありその固体撮像素子１は不良品であると判定してステップＳ７へ移行する。
【００６５】
本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。
【００６６】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施の形態による検査装置は、前記第１の実施の形態による検査装置３０を以下に説明するように変形したものである。
【００６７】
図８（ａ）は、図１に示す固体撮像素子１において、横線欠陥の発生状況を模式的に示す他の図であり、図３（ａ）に対応している。図８（ａ）では、画素領域２を、垂直走査回路３とは反対側の領域である右側領域Ｒ１と、垂直走査回路３側の領域である左側領域Ｒ２とに分けて考える。図８（ａ）では、画素領域２のうちの右側領域Ｒ１の点ｂを起点とする横線欠陥が生じている。図８（ｂ）は、固体撮像素子１に照射光を均一に照射した状態で得られる、図８（ａ）中の正常出力の行（欠陥画素のない行）の各画素１０の出力信号（出力値）を示す図であり、図３（ｂ）と同一となっている。図８（ｃ）は、固体撮像素子１に照射光を均一に照射した状態で得られる、図８（ａ）中の欠陥画素のある行の各画素１０の出力信号（出力値）を示す図であり、図３（ｃ）に対応している。図８（ａ）中の横線欠陥の起点ｂは、図３（ａ）中の横線欠陥の起点ａと異なるため、それに応じて、図８（ｃ）は図３（ｃ）と異なっている。
【００６８】
本実施の形態による検査装置が前記第１の実施の形態による検査装置３０と異なる所は、ステップＳ３の１次元配列データの取得処理のみである。
【００６９】
前記第１の実施の形態では、ステップＳ３において、各色の１次元配列データとして、当該色の画像データの画素値を行毎に画素領域２の全体（領域Ｒ１＋領域Ｒ２）に渡って積算して得た積算値を、それぞれ前記画素領域２の全体の列数（１行の全画素数）で除算した値（行方向平均値）の集合を得る。図９（ａ）は、前述した図８（ａ）に示すような横線欠陥が生じている場合において、前記第１の実施の形態におけるステップＳ３で得られる所定色の１次元配列データの例を示す図である。図９（ａ）において、横軸は画像データにおける列方向位置を示し、縦軸は行方向平均値を示している。
【００７０】
これに対し、本実施の形態では、ステップＳ３において、各色の１次元配列データとして、当該色の画像データの画素値を行毎に画素領域２の右側領域（垂直走査回路３とは反対側の領域）Ｒ１のみに渡って積算して得た積算値を、それぞれ前記画素領域２の右側領域Ｒ１の列数（１行の右側領域Ｒ１内の画素数）で除算した値（行方向平均値）の集合を得る。図９（ｂ）は、前述した図８（ａ）に示すような横線欠陥が生じている場合において、本実施の形態におけるステップＳ３で得られる所定色の１次元配列データの例を示す図である。図９（ｂ）において、横軸は画像データにおける列方向位置を示し、縦軸は行方向平均値を示している。
【００７１】
図８（ａ）に示す右側領域Ｒ１内の点ｂを起点とする横線欠陥を有する行については、欠陥画素は右側領域Ｒ１のみに存在して左側領域Ｒ２には存在しない。したがって、図８（ａ）に示す右側領域Ｒ１内の点ｂを起点とする横線欠陥を有する行については、図８（ｂ）に示すように、左側領域Ｒ２の画素の出力値は全て高くなる一方、右側領域Ｒ１の画素の出力値は、点ｂよりも左側の画素の出力値は高くなるが点ｂよりも右側の画素の出力値は低くなる。このため、図８（ａ）に示す右側領域Ｒ１内の点ｂを起点とする横線欠陥を有する行について本実施の形態におけるステップＳ３で得られる行方向平均値（図９（ｂ）中の欠陥成分に相当）は、図８（ａ）に示す右側領域Ｒ１内の点ｂを起点とする横線欠陥を有する行について前記第１の実施の形態におけるステップＳ３で得られる行方向平均値（図９（ａ）中の欠陥成分に相当）よりも、低下する。
【００７２】
よって、本実施の形態によれば、基本的に前記第１の実施の形態と同様の利点を得ることができるだけでなく、前記第１の実施の形態に比べて、欠陥成分のＳＮ比がより高くなるため、より検査精度が高まるという利点も得られる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、図８（ａ）中の点ｃを起点とする横線欠陥が生じた場合でも、その行の右側領域Ｒ１の全体にも欠陥画素が生ずるので、欠陥成分のＳＮ比が高くなり、検査精度は高くなる。
【００７４】
本実施の形態において、より欠陥成分のＳＮ比を高めて検査精度を高めるためには、右側領域Ｒ１は狭い方が好ましく、右側領域Ｒ１は画素領域２の１／２以下であることが好ましく、右側領域Ｒ１は画素領域２の１／４以下であることが一層好ましい。
【００７５】
なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同じく、ステップ１において、固体撮像素子１から画素領域２の全体の画像データを取得している。しかしながら、本実施の形態では、画素領域２の左側領域Ｒ２の画像データは利用しないので、ステップＳ１において、画素領域２の右側領域Ｒ１のみの画像データを取得するようにしてもよい。
【００７６】
また、本発明では、前記第１の実施の形態を変形して前記第３の実施の形態を得たのと同様の変形を、前記第２の実施の形態に適用してもよい。
【００７７】
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態による固体撮像素子の製造方法では、半導体製造工程等を利用した周知の工程により前述した固体撮像素子１をウエハ段階の最終工程まで行い、そのウエハ上の固体撮像素子１について、前記第１乃至第３の実施の形態による検査装置又はその前述した変形例を用いて検査を行い、その後、そのウエハをチップ分割し、分割された固体撮像素子１のうち、前記検査において良品と判定された固体撮像素子１のみを、パッケージに組み込む。
【００７８】
［第５の実施の形態］
本発明の第５の実施の形態による固体撮像素子の製造方法では、半導体製造工程等を利用した周知の工程により前述した固体撮像素子１をウエハ段階の最終工程まで行い、更に、そのウエハをチップ分割し、分割された固体撮像素子１をパッケージに組み込み、パッケージに組み込まれた固体撮像素子１について、前記第１乃至第３の実施の形態による検査装置又はその前述した変形例を用いて検査を行い、その検査において良品と判定されたもののみを製品として採用する。
【００７９】
以上、本発明の各実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、本発明による検査方法及び検査装置の検査対象は、前述した固体撮像素子１に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８０】
１  固体撮像素子
３０  検査装置
３１  検査対象物
３２  照射光学系
３３  Ｘ−Ｙステージ
３４  タイミングジェネレータ
３５  システムコントローラ
３６  演算回路部
３７  信号処理部
３８  メモリ
３９  インターフェース部
【図１】
2010187232.tif 000003
【図２】
2010187232.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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