(57)【要約】【課題】高照度で、被検基板上のなるべく多くの素子の同時検査を可能とする光照射装置を提供する。【解決手段】複数の撮像素子が整列されて形成された被検基板１１が載置される載置手段１２と、前記載置手段に載置された前記被検基板に対して光を照射し、矩形状の照明領域１０を前記被検基板上に形成する照射手段４〜９と、前記矩形状の照明領域の辺方向の、前記撮像素子の整列方向に対しての傾斜角を変化させる回動手段１６とを備える。【選択図】  図１
2006222325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像素子が整列されて形成された被検基板が載置される載置手段と、
前記載置手段に載置された前記被検基板に対して光を照射し、矩形状の照明領域を前記被検基板上に形成する照射手段と、
前記矩形状の照明領域の辺方向の、前記撮像素子の整列方向に対しての傾斜角を変化させる回動手段と
を備えたことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光照射装置において、
前記照射手段は、前記矩形状の照明領域を形成するための光学部材を有し、
前記回動手段は、前記光学部材を光軸周りに回動させることにより、前記矩形状の照明領域の辺方向の、前記撮像素子の整列方向に対しての傾斜角を変化させることを特徴とする光照射装置。
【請求項３】
被検基板に対して光を照射し、矩形状の照明領域を前記被検基板上に形成する照射手段と、
前記矩形状の照明領域を前記光の照射方向を軸として回動させる回動手段と
を備えたことを特徴とする光照射装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光照射装置において、
前記照射手段は、前記矩形状の照明領域を形成するための光学部材を有し、
前記回動手段は、前記光学部材を光軸周りに回動させることにより、前記矩形状の照明領域を回動させることを特徴とする光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検対象に光を照射する光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等に使用される固体撮像素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）は、シリコンウエハ表面にＣＶＤ、フォトリソグラフィー工程等により半導体集積回路を積層形成して作られ、一般的に１枚のウエハ表面に多数の固体撮像素子がマトリクス状に整列した状態で形成される。このようにして作られた各固体撮像素子は、ウエハ上に整列形成された状態で性能検査が行われ、その検査に合格した固体撮像素子が個々に切り離されてデジタルカメラ等に使用される。
【０００３】
このように固体撮像素子がウエハ上に整列形成された状態で検査を行うための検査装置は、一般に光源装置とプローバとテスタから構成される。プローバはウエハを移動させるステージ、ウエハに通電するプローブピンを有している。そして、ウエハをステージ上に載せ、検査しようとする固体撮像素子をプローブピンの位置に移動させ、固体撮像素子の出力端子にプローブピンを接触させて通電する。その状態で固体撮像素子の表面に、光源装置により照度均一性の高い検査光を照射し、このときの固体撮像素子の出力端子からの電気出力をプローブピンを介して取り込み、テスタに送る。
【０００４】
なお、このような検査に用いられる光源装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】実用新案登録第２５８２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の検査装置では、一般的に照度均一性の高い検査光を作り出すために、ロッドレンズやフライアイが均一化のための光学手段として用いられており、そのため正方形の照野を有するものがほとんどである。
【０００６】
近年、検査中のウエハの移動を少なくし、スループットを向上させる目的で、複数の固体撮像素子に同時に検査光を照射して、複数個の同時検査をすることが行われている。この場合、同時検査できる固体撮像素子の数が多ければ多いほど、換言すると照明領域が広ければ広いほどスループットは高くなる。反面、照明領域が広ければ広いほど、単位面積当たりの光量（照度）が小さくなる。この場合、検査に必要な照度が確保できなくなる場合がある。
【０００７】
本発明は、高照度で、被検基板上のなるべく多くの素子の同時検査を可能とする光照射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の解決のため請求項１に係る発明は、
複数の撮像素子が整列されて形成された被検基板が載置される載置手段と、
前記載置手段に載置された前記被検基板に対して光を照射し、矩形状の照明領域を前記被検基板上に形成する照射手段と、
前記矩形状の照明領域の辺方向の、前記撮像素子の整列方向に対しての傾斜角を変化させる回動手段と
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の光照射装置において、
前記照射手段は、前記矩形状の照明領域を形成するための光学部材を有し、
前記回動手段は、前記光学部材を光軸周りに回動させることにより、前記矩形状の照明領域の辺方向の、前記撮像素子の整列方向に対しての傾斜角を変化させることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、
被検基板に対して光を照射し、矩形状の照明領域を前記被検基板上に形成する照射手段と、
前記矩形状の照明領域を前記光の照射方向を軸として回動させる回動手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、
請求項３に記載の光照射装置において、
前記照射手段は、前記矩形状の照明領域を形成するための光学部材を有し、
前記回動手段は、前記光学部材を光軸周りに回動させることにより、前記矩形状の照明領域を回動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高照度で、被検基板上の多くの素子を同時に検査することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の光照射装置を検査装置に適用した実施形態の構成を示す図である。この検査装置は、光源装置１、プローバ２、テスタ３とから構成されている。
光源装置１の光学系は、光源４、コレクタレンズ５、インプットレンズ６、インテグレータロッド７、フライアイレンズ８、コンデンサレンズ９とで構成されている。光源４から出射した光は、コレクタレンズ５で集光され、ほぼ平行な光となり、インプットレンズ６でインテグレータロッド７の光入射面７ａに集光される。インテグレータロッド７の光入射面７ａには、光源４の像が形成される。光源４は、矩形状のフィラメントを有するランプである。インテグレータロッド７は、棒状のガラス材料（断面は矩形状）からなり、ロッドレンズまたはロッド型オプティカルインテグレータとも呼ばれる。インテグレータロッド７の光出射面７ｂは、光源装置１の被照射面１０と共役な面に配置されている。
【００１３】
インテグレータロッド７の内部では、光入射面７ａから入射した光が、その入射角度に応じた回数で内面反射（つまり側面７ｃでの全反射）を繰り返し、光出射面７ｂに向けて伝搬する。そして光出射面７ｂでは、反射回数の異なる光が重なり、光量分布が均一化される。つまり、上記の光源４、コレクタレンズ５、インプットレンズ６、インテグレータロッド７によって、光出射面７ｂ（つまり被照射面１０に共役な面）内で光量分布が均一化された光像を生成することができる。
【００１４】
インテグレータロッド７の後段にフライアイレンズ８とコンデンサレンズ９とが配置され、これらの光学素子によって、インテグレータロッド７の光出射面７ｂの光像が被照射面１０に投影される。被照射面１０は光像面と共役であり、インテグレータロッド７の光出射面７ｂは光像面に配置される。上記した通り、インテグレータロッド７の断面が矩形状で、光出射面７ｂの光像が矩形状であるため、被照射面１０に投影された光像（つまり照明領域）も矩形状となる。また、光出射面７ｂの光像の光量分布が均一化されているため、被照射面１０における光像（つまり照明領域）も均一な光量分布となる。
【００１５】
さらに、フライアイレンズ８は、２次元配列された複数のレンズ素子（その断面は矩形状）からなり、これらのレンズ素子を、全体の断面形状がインテグレータロッド７の断面形状とほぼ一致するように積み重ねたものである。フライアイレンズ８の光入射面８ａは、インテグレータロッド７の光出射面７ｂ（つまり被照射面１０に共役な面）の近傍に配置される。光出射面８ｂは、コンデンサレンズ９の瞳面と共役な面に配置されている。なお、コンデンサレンズ９の瞳面は、光出射面７ｂの光像を被照射面１０に投影する光学素子(８、９)の瞳面に相当する。光学素子(８、９)の瞳面は、フライアイレンズ８の光出射面８ｂと共役な面に配置されている。
【００１６】
フライアイレンズ８を設けたことにより、インテグレータロッド７の光出射面７ｂから出射した均一な光は、フライアイレンズ８に入射して各レンズ素子ごとに集光作用を受け、光出射面８ｂに複数(つまりレンズ素子と同数)の光源像を形成する。さらに、フライアイレンズ８の光出射面８ｂにおける複数の光源像は、コンデンサレンズ９を介して被照射面１０に重畳的に投影される。
【００１７】
したがって、被照射面１０における光像（つまり照明領域）の光量分布は、インテグレータロッド７の光出射面７ｂにおける光像の光量分布と比較して、さらに均一化されたものとなる。
【００１８】
プローバ２は、ステージ１２、ステージ駆動装置１３、プローブピン１４を有している。ステージ１２上に検査対象であるウエハ１１が載置される。ステージ駆動装置１３からの指令により、ステージ１２は、Ｘ方向（光軸と垂直で紙面方向）、Ｙ方向（光軸と垂直で紙面と垂直方向）、θ方向（ウエハ１１を紙面と垂直な面内で回転させる方向）に移動可能である。
【００１９】
プローブピン１４は、ウエハ表面に形成された固体撮像素子の出力端子に接触して電気的に接続される。そして、固体撮像素子からの電気信号を取り込んで、テスタ３に送る。テスタ３０は、プローバ２のプローブピン１４からの電気出力を入力し、検査を行う。本実施形態においては、プローブピン１４は、同時に複数個の固体撮像素子の出力端子に接続でき、複数個の固体撮像素子からの電気信号を同時に出力可能となっている。
【００２０】
プローバ２のステージ１２に載置されるウエハ１１は、その表面が光源装置１による被照射面１０と一致するように構成されている。光源装置１の光源４、コレクタレンズ５、インプットレンズ６、インテグレータロッド７、フライアイレンズ８は、鏡筒１５内に固定されている。この鏡筒１５は光学系の光軸を中心として回動可能に支持されている。
【００２１】
鏡筒１５の外周には、歯車１５ａが形成されている。駆動モータ１６の回転軸には、歯車１７が取り付けられており、この歯車１７は、鏡筒１５の歯車１５ａと噛み合っている。したがって、駆動モータ１６を駆動して、歯車１７を回動させることにより、鏡筒１５を回動させることができる。駆動部１８は、駆動モータ１６を駆動制御する。駆動部１８は、鏡筒１５に対して必要な角度の回動をさせるために、駆動モータ１６を駆動制御する。判断部１９は、駆動部１８に対して必要な回動角度のデータを送る。駆動部１８は、この送られたデータに基づいて、駆動モータ１６を制御して、鏡筒１５を回動させる。
【００２２】
次に、光源装置１による照明領域の大きさと、ウエハ１１の載置のしかたとの関係について説明する。
図２は、ウエハ上に整列されて形成された横９．８ｍｍ、縦７．６ｍｍの大きさの複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係を示す図である。整列された固体撮像素子を縦方向の１個おきに複数個同時に検査する。図２においては、斜線で示した４個を同時に検査する。この場合、図２（ａ）に示すように、照明領域の大きさは縦方向が５３．２ｍｍ必要となる。照明領域は正方形であるから、横方向も５３．２ｍｍとなる。通常、プローバ２のステージ１２にウエハを載置する場合、ステージ１２のＸ軸方向、Ｙ軸方向と、ウエハ１１上の矩形形状の固体撮像素子の横、縦の辺の方向（配列方向）とを一致させて載置する。そして、図２（ａ）においては、光源装置１による矩形形状の照明領域の横、縦の辺の方向と、ウエハ１１上の矩形形状の固体撮像素子の横、縦の辺の方向とが一致するように光源装置１から照射している。すなわち、この場合、ステージ１２のＸ軸方向、Ｙ軸方向と照明領域の横、縦の辺の方向とが一致するようになっている。
【００２３】
図２（ｂ）においては、照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向に対して４５度傾けて照射している。その結果、図２（ａ）と同様の４つの固体撮像素子を検査するための照明領域は、一辺４４．６ｍｍの正方形とすることができる。したがって、同じ検査を図２（ａ）よりも小さい照明領域で行うことができることになる。
【００２４】
このように照明領域を傾けるのは、前述のように光源装置１の駆動モータ１６を駆動制御して、鏡筒１５を所定角度だけ回動させることによって行うことができる。最初に照明領域の横方向の辺と、ステージ１２のＸ軸とが一致するような位置に鏡筒の位置を設定しておき、その後、判断部１９で所望の回動角度（ここでは４５度）を設定する。そして、駆動部１８を介して駆動モータ１６を駆動制御し、鏡筒１５を所望の角度だけ回動させることにより、照明領域を所望の角度だけ傾けることができる。以下、図３〜図６の場合も、同様の動作で、照明領域を傾けることができる。
【００２５】
なお、照明領域の大きさは、対物レンズ９の倍率を変更することによって、変えることができる。
図３は、図２と同様のウエハ上の横９．８ｍｍ、縦７．６ｍｍの大きさの複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係を示す図である。図３においては、整列された固体撮像素子を横方向の１個おきに複数個同時に検査する。図３においては、斜線で示した４個を同時に検査する。図２（ａ）と同様に、照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向と一致させて検査する場合、図３（ａ）に示すように、照明領域は、横方向が６８．６ｍｍの長さが必要となり、一辺６８．６ｍｍの正方形となる。図２（ｂ）と同様に、照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向に対して４５度傾けて検査する場合、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）と同様の検査をするための照明領域は、一辺５３．９ｍｍの正方形とすることができる。したがって、同じ検査を図３（ａ）よりも小さい照明領域で行うことができることになる。
【００２６】
図４は、図２と同様のウエハ上の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係を示す図である。図４においては、整列された固体撮像素子を縦方向の１個おきに斜め方向に複数個同時に検査する。図４においては、斜線で示した４個を同時に検査する。照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向と一致させて検査する場合、照明領域は、図４（ａ）に示すように、図２（ａ）と同様に、縦方向が５３．２ｍｍ必要となり、一辺５３．２ｍｍの正方形となる。図４（ｂ）に示すように、照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向に対して１１度傾けて検査する場合、照明領域は、一辺４８．６ｍｍの正方形とすることができる。したがって、同じ検査を図４（ａ）よりも小さい照明領域で行うことができることになる。
【００２７】
図５は、図２と同様のウエハ上の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係を示す図である。図５においては、整列された固体撮像素子を横方向の１個おきに斜め方向に複数個同時に検査する。図５においては、斜線で示した４個を同時に検査する。照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向と一致させて検査する場合、照明領域は、図５（ａ）に示すように、図３（ａ）と同様に、縦方向が６８．６ｍｍ必要となり、一辺６８．６ｍｍの正方形となる。図５（ｂ）に示すように、照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向に対して２４度傾けて検査する場合、照明領域は、一辺５６．２ｍｍの正方形とすることができる。したがって、同じ検査を図５（ａ）よりも小さい照明領域で行うことができることになる。
【００２８】
図６は、ウエハ上に整列されて形成された横８ｍｍ、縦８６ｍｍの大きさの複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係を示す図である。整列された固体撮像素子を縦方向の１個おきに斜め方向に複数個同時に検査する。図６においては、斜線で示した４個を同時に検査する。照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向と一致させて検査する場合、照明領域は、図６（ａ）に示すように、縦方向が５６ｍｍ必要となり、一辺５６ｍｍの正方形となる。図６（ｂ）に示すように、照明領域の横、縦の辺の方向を固体撮像素子の配列方向に対して１９度傾けて検査する場合、照明領域は、一辺４８．２ｍｍの正方形とすることができる。したがって、同じ検査を図６（ａ）よりも小さい照明領域で行うことができることになる。
【００２９】
なお、本実施形態では、照明領域を傾けるために、光源装置１の鏡筒１５を回動させる構成としたが、光源装置１側は固定して、ステージ１２を回動させてもよい。前述のように、本実施形態のように、ステージ１２がθ方向（ウエハ１１を紙面と垂直な面内で回転させる方向）に移動できる機能を有していれば可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光照射装置を検査装置に適用した実施形態の構成を示す図である。
【図２】ウエハ上に整列されて形成された複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係の例を示す図である。
【図３】ウエハ上に整列されて形成された複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係の別の例を示す図である。
【図４】ウエハ上に整列されて形成された複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係の別の例を示す図である。
【図５】ウエハ上に整列されて形成された複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係の別の例を示す図である。
【図６】ウエハ上に整列されて形成された複数の固体撮像素子を検査する場合の、固体撮像素子と照明領域との位置関係の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：光源装置、２：プローバ、３：テスタ、４：光源、５：コレクタレンズ、６：インプットレンズ、７：インテグレータロッド、８：フライアイレンズ、９：対物レンズ、１０：被照射面、１１：ウエハ、１２：ステージ、１３：ステージ駆動装置、１４：プローブピン、１５：鏡筒、１６：駆動モータ、１７：歯車、１８：駆動部、１９：判断部。
【図１】
2006222325.tif 000003
【図２】
2006222325.tif 000004
【図３】
2006222325.tif 000005
【図４】
2006222325.tif 000006
【図５】
2006222325.tif 000007
【図６】
2006222325.tif 000008