(57)【要約】【課題】  照度分布が均一でありながら色度・光量がコントロール可能で、テストヘッドのスコープホールがないテストシステムにも対応が可能な超小型のパッケージに集約した光源装置を提供する。【解決手段】  検査用光源装置は、異なる分光輝度分布を持つ複数の発光素子と、前記複数の発光素子による光束を概ね同一照度分布となるように合成する光学系を具備し、撮像素子に前記光束を照射することにより当該撮像素子の特性を検査する検査用光源装置であって、前記複数の発光素子は、ＲＧＢの３原色の発光素子の他に、白色発光素子からなり、前記白色発光素子には可視光の波長域において連続して均一な輝度強度が得られるよう設計された誘電体多層膜フィルタを組み合わせて、分光輝度分布的に均一な白色が得られるようにしたことである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる分光輝度分布を持つ複数の発光素子と、前記複数の発光素子による光束を概ね同一照度分布となるように合成する光学系を具備し、撮像素子に前記光束を照射することにより当該撮像素子の特性を検査する検査用光源装置であって、
前記複数の発光素子は、ＲＧＢの３原色の発光素子の他に、白色発光素子からなり、
前記白色発光素子には可視光の波長域において連続して均一な輝度強度が得られるよう設計された誘電体多層膜フィルタを組み合わせて、分光輝度分布的に均一な白色が得られるようにしたことを特徴とする検査用光源装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子は、相対的に光量の少ない発光素子を複数設置し、各波長帯域の分光輝度分布が概ね同一強度になるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記複数の発光素子からの出射光は、入射光をその内部のみを伝導するように形成されたガラス又はプラスチック等の透明多角柱の一方の端面に入射し、前記透明多角柱の他方の端面からの出射光を、前記撮像素子に照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の検査用光源装置。
【請求項４】
前記透明多角柱の出射端面の像を少なくとも１つ以上の結像レンズを用いて、前記撮像素子上に結像することを特徴とする請求項３に記載の検査用光源装置。
【請求項５】
前記透明多角柱を折り曲げた屈曲部には全反射するように金属又は誘電体を蒸着した照度均一化素子を具備したことを特徴とする請求項３に記載の検査用光源装置。
【請求項６】
前記照度均一化素子は内面に反射面を向けた平面鏡で形成したことを特徴とする請求項５に記載の検査用光源装置。
【請求項７】
前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の検査用光源装置。
【請求項８】
撮像素子を試験するＩＣテスタであって、
信号の授受を行い試験を行うテストヘッドと、
前記テストヘッドと電気的に接続し、該テストヘッドと信号の授受を行うパフォーマンスボードと、
前記パフォーマンスボードと電気的に接続され、円筒形状に形成されたコンタクトリングと、
前記コンタクトリングと電気的に接続し、プローブにより前記撮像素子と電気的に接続するプローブカードとからなり、
前記コンタクトリング内に、前記撮像素子方向に光線を照射する光源ユニットを備えたことを特徴とするＩＣテスタ。
【請求項９】
前記光源ユニットは、異なる分光輝度分布を持つ複数の発光素子と、前記複数の発光素子による光束を概ね同一照度分布となるように合成する光学系を具備し、
前記複数の発光素子は、ＲＧＢの３原色の発光素子の他に、白色発光素子からなり、
前記白色発光素子には可視光の波長域において連続して均一な輝度強度が得られるよう設計された誘電体多層膜フィルタを組み合わせて、分光輝度分布的に均一な白色が得られるようにしたことを特徴とする請求項８に記載のＩＣテスタ。
【請求項１０】
前記複数の発光素子は、相対的に光量の少ない発光素子を複数設置し、各波長帯域の分光輝度分布が概ね同一強度になるようにしたことを特徴とする請求項９に記載のＩＣテスタ。
【請求項１１】
前記複数の発光素子からの出射光は、入射光をその内部のみを伝導するように形成されたガラス又はプラスチック等の透明多角柱の一方の端面に入射し、前記透明多角柱の他方の端面からの出射光を、前記撮像素子に照射するようにしたことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載のＩＣテスタ。
【請求項１２】
前記透明多角柱の出射端面の像を少なくとも１つ以上の結像レンズを用いて、前記撮像素子上に結像するようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のＩＣテスタ。
【請求項１３】
前記透明多角柱を折り曲げた屈曲部には全反射するように金属又は誘電体を蒸着した照度均一化素子を具備し、前記コンタクトリング内に収納が可能なサイズに構成したことを特徴とする請求項１１に記載のＩＣテスタ。
【請求項１４】
前記透明多角柱の入射端面の近傍にチップタイプＬＥＤを密集して実装したプリント基板を配置したことを特徴とする請求項１１に記載のＩＣテスタ。
【請求項１５】
前記光源ユニットの光量、分光分布が前記撮像素子毎に応じて設定できるようにしたことを特徴とする請求項８に記載のＩＣテスタ。
【請求項１６】
前記光源ユニットは、前記コンタクトリングに設けた位置決めピンによって位置決めされ、且つ調整しないで交換可能にしたことを特徴とする請求項８に記載のＩＣテスタ。
【請求項１７】
前記照度均一化素子は、内面に反射面を向けた平面鏡で形成したことを特徴とする請求項１３に記載のＩＣテスタ。
【請求項１８】
前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項８に記載のＩＣテスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査用光源装置及びＩＣテスタに関し、詳しくは照度分布が均一で且つ小型軽量化を図った検査用光源装置及びＩＣテスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、撮像素子の検査においては、検査対象物、製造メーカーにより検査項目が異なるが、撮像素子検査装置用の光源への主な要求仕様には次のようなものがある。
１．被検査撮像素子に照射する光量を高速に変更できること。
２．被検査撮像素子に照射する光の色（相関色温度）を高速に変更できること。
３．被検査撮像素子の撮像面全体にわたって均一な照度分布を持つこと（照度分布）。
４．可視光全体にわたって分光的に抜けがないこと（分光分布）。
５．照度の経時変化、温度変化を補償できること。
６．ランプの寿命が長いこと。
７．多数個測定時における、測定部毎の補正が出来ること（色、光量）。
８．被検査撮像素子の飽和輝度を超える十分な光量が得られること。
９．所望のＦ値で検査できること。
１０．本体の小型軽量はもとより、休眠ユニット（チェンジキットなど）の保管スペースが小さいこと。
１１．品種交換が容易且つ安定し、その都度調整が発生しないこと。
【０００３】
上記の要求仕様を達成することができる光源装置として、［１］ハロゲンランプを用いた検査用光源装置、［２］ＬＥＤランプを用いた簡易型検査用光源装置がある。以下、夫々について、図面を参照して説明する。
【０００４】
［１］ハロゲンランプを用いた検査用光源装置
ハロゲンランプを用いた検査用光源装置は、ハロゲンランプを光源に用いフィルタを機構的に切り替えるもので、それは図４に示すように、ハロゲンランプ１１０と、ハロゲンランプ１１０からの光線を平行光線にする第１レンズ１１１と、絞り１１２と、第１レンズ１１１を通過した光線に対して光量を調整するための第１モータ１１３で回転させＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタが配置されている第１ＮＤフィルタ１１４と、第３モータ１１５で回転するカラーフィルタ１１６と、カラーフィルタ１１６を通過した光線に対して照度を均一にする照度均一化素子１１７と、照度均一化素子１１７で照度が均一にされた光線の光量を調節するための第２モータ１１８で回転する第２ＮＤフィルタ１１９と、第２ＮＤフィルタ１１９で光量が調節された光線に対して被検査撮像素子１２１上で結像させるための第２レンズ１２０とから大略構成されている。
【０００５】
第１ＮＤフィルタ１１４は第１モータ１１３で回転する円盤上には回転対象に透過率の異なるＮＤフィルタが配置されている。第２ＮＤフィルタ１１９は第２モータ１１８で回転するようになっていて、構造は第１ＮＤフィルタ１１４と同一である。カラーフィルタ１１６は第３モータ１１５で回転する円盤上に回転対象に色の異なるフィルタが配置されている。
【０００６】
このような構成からなるハロゲンランプを用いた検査用光源装置において、ハロゲンランプ１１０から出射した光束を第１レンズ１１１でほぼ平行光にし、第１ＮＤフィルタ１１４の絞り１１２で光束を制限し、照度均一化素子１１７で照度分布を均一にした後、第２レンズ１２０で被検査撮像素子１２１に照射する。
【０００７】
［２］ＬＥＤランプを用いた簡易型検査用光源装置
ＬＥＤランプを用いた簡易型検査用光源装置は、ＬＥＤランプ直近に透過拡散板を具備した光源であり、それは図５に示すように、ＬＥＤランプＲ（１３１）とＬＥＤランプＧ（１３２）とＬＥＤランプＢ（１３３）の３個のＬＥＤランプを一組にして複数組配列して形成された光源１３５と、光源１３５からの光束を透過させて拡散させる透過拡散板１３６と、透過拡散板１３６を介した光源１３５と反対方向に位置した被検査撮像素子１３７とから大略構成されている。
このような構成からなるＬＥＤランプを用いた簡易型検査用光源装置は、先ず、ほぼ光度が等しいＬＥＤランプＲ（１３１）、ＬＥＤランプＧ（１３２）、ＬＥＤランプＢ（１３３）をそれぞれ同一個数、平面上に対象に配置して発光させ、この配置したＬＥＤランプの光軸上に擦りガラス又は乳白色のアクリル等でできた透過拡散板１３６を配置することで、各ＬＥＤランプの光束はこの透過拡散板１３６に入射し、被検査撮像素子１３７側からみれば、この透過拡散板１３６が拡散光源のようにみえ、被検査撮像素子１３７に好みの色のついた光を照射することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１４２２９４号公報（第２頁  第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来技術で説明した［１］ハロゲンランプを用いた検査用光源装置の場合は、図４に示すように、ハロゲンランプ１１０は駆動電流を変化させると光束と同時に色温度が変化する。従って、光量だけの変更にはフィルタを使わなければならない。従来例では第１ＮＤフィルタ１１４と第２ＮＤフィルタ１１９をそれぞれ第１モータ１１３と第２モータ１１８を用いて回転させて光量を変化させるが、機械的な動作のため切替時間は１００ｍｓｅｃ程度が限度である。色温度の切替の場合も同じような時間が必要である。検査の高速化が要求される用途ではこの切替時間は許容されない時間である。
【００１０】
又、ハロゲンランプ１１１の寿命（ランプが点灯しなくなるまでの時間）は２０００時間程度であるが、通常はそこまで達する前に光束が低下したり、色温度が変化してしまうため通常は２週間から１ヶ月程度でランプを交換している。交換に要する時間は装置が停止してしまい検査作業が止まるという問題がある。
【００１１】
又、被検査撮像素子１２１に照射される光量の確認のために、定期的に被検査撮像素子１２１の位置に照度計を用いて照度を確認する必要がある。
更に、ハロゲンランプ１１１という構造上、大量の発熱が発生するため、ハロゲンランプ１１１の冷却と、テストシステムへの断熱を図るためにもランプハウス構造は大型になり、光源の冷却、など装置の小型化には向かず、装置価格も高額になる。
【００１２】
［２］ＬＥＤランプを用いた簡易型検査用光源の場合は、図５に示すように、この光源１３５は簡易的な光源である。Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１３１、１３２、１３３からの光束を透過拡散板１３６を用いて空間的に合成し擬似白色光にしているが、図６に示すように、分光分布はそれぞれ局所的（Ｒ、Ｇ、Ｂの波長域）にしか光が存在しないことになるため、分光分布が抜けている波長部分で起きる不具合を検出できないという問題がある。
又、透過拡散板１３６を用いて光束を空間的に合成しているが、照度分布や色ムラを少なくするためには透過拡散板１３６と各ＬＥＤランプ１３１、１３２、１３３の距離や透過拡散板１３６と被検査撮像素子１３７の距離を十分に取る必要があるが、そうすると光量が低下しすぎるため、実用上は照度分布をある程度犠牲にしなければならない。また、照度分布を対象にするためにはＬＥＤランプＲ（１３１）、ＬＥＤランプＧ（１３２）、ＬＥＤランプＢ（１３３）をそれぞれ同一個数、対象に配置する必要があり、それぞれの光度も同一程度のものを選定する必要がある。
【００１３】
又、被検査撮像素子１３７に照射される光量とそれぞれの確認のために、定期的に被検査撮像素子１３７の位置に照度計を置いて照度を確認する必要がある。
多数個同時測定においては、透過拡散板１３６による照度分布の均一化を図っている点から、局所的な制御は不可能で、光軸の中心の被検査撮像素子１３７と最外の被検査撮像素子１３７では主光軸の倒れ、照度分布による局所的に似た輝度強度の傾きなど、同時測定の条件を合わせこむことは叶わず正確な測定はできない。
【００１４】
図７は、上記のハロゲンランプ検査用光源装置を用いた従来のＩＣテスタの一例を示す構成図である。
図７において、テストヘッド１４３は、測定信号１５２の授受を行いウェハー１４９の被検査素子の試験を行う。テストヘッド１４３には、スコープホール１４２が設けられ、必要に応じこのスコープホール１４２内にカメラや顕微鏡（図示せず）などを設置して撮像素子の状態をモニタする。
パフォーマンスボード１４５は、テストヘッド１４３に設けられたポゴピン１４４ａにより電気的に接続され、テストヘッド１４３と測定信号１５２の授受を行う。
コンタクトリング１４６は、円筒形状に形成され、ポゴピン１４４ｂを備え、このポゴピン１４４ｂによりパフォーマンスボード１４５と電気的に接続され、測定信号１５２を中継する。
プローブカード１４７は、コンタクトリング１４６に備えられたポゴピン１４４ｃでコンタクトリング１４６と電気的に接続される。また、プローブカード１４７は、プローブ１４８を備え、このプローブ１４８によりウェハー１４９の被検査素子と電気的に接続される。
プローバー１５０は、ウェハー１４９を移動させて位置決めを行うと共にプローブカード１４７のプローブ１４８をウェハー１４９上の被検査素子の電極に接触させる。
【００１５】
導光部材１４１は、上記の検査用光源装置の一部を示したものであって、この導光部材１４１の一端は、スコープホール１４２、パフォーマンスボード１４５を通り、コンタクトリング１４６の空洞内まで挿入され、ハロゲンランプ（図示せず）の光を検査光１５１としてウェハー１４９の被検査素子に照射する。被検査素子は、検査光１５１の照射により信号を出力する。この信号が測定信号１５２としてプローブカード１４７、コンタクトリング１４６、パフォーマンスボード１４５を介してテストヘッド１４３に送られ、テストヘッド１４３に接続された図示しないテスタ本体でこの測定信号１５２を解析して、被検査素子の検査を行う。テスタ本体は、信号測定器、信号発生器、電源およびコントローラなどを備えている。また、検査用光源装置は、別途設けられた図示しない光源用制御装置により制御される。
【００１６】
このような被検査撮像素子のウェハーレベルの検査では、基準光に対して電気信号の測定を行う。基準光はテストヘッド１４３のスコープホール１４２を使って検査光をウェハー１４９上に照射する構造で、テストヘッド１４３を用いないでワイヤーで電気信号を引き出しているシステムでは光源のサイズ制限はないが、テストヘッド１４３を用いたシステムではスコープホール１４２の直径や深さが導光部材を含む光源装置のサイズの制限となる。また、近年、スコープホールを持たないテストヘッドの要求もあり、これに対応できる光源がないのが実情である。
【００１７】
本発明は、このような従来の検査用光源装置およびＩＣテスタが有していた問題を解決しようとするものであり、照度分布が均一でありながら色度・光量がコントロール可能で、超小型のパッケージに集約した光源ユニットにより、アプリケーション一体型の検査用光源装置およびＩＣテスタを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本願発明の検査用光源装置及びＩＣテスタは、次に示す構成にしたことである。
【００１９】
（１）検査用光源装置は、異なる分光輝度分布を持つ複数の発光素子と、前記複数の発光素子による光束を概ね同一照度分布となるように合成する光学系を具備し、撮像素子に前記光束を照射することにより当該撮像素子の特性を検査する検査用光源装置であって、前記複数の発光素子は、ＲＧＢの３原色の発光素子の他に、白色発光素子からなり、前記白色発光素子には可視光の波長域において連続して均一な輝度強度が得られるよう設計された誘電体多層膜フィルタを組み合わせて、分光輝度分布的に均一な白色が得られるようにしたことである。
【００２０】
（２）前記複数の発光素子は、相対的に光量の少ない発光素子を複数設置し、各波長帯域の分光輝度分布が概ね同一強度になるようにしたことを特徴とする（１）に記載の光源装置。
【００２１】
（３）前記複数の発光素子からの出射光は、入射光をその内部のみを伝導するように形成されたガラス又はプラスチック等の透明多角柱の一方の端面に入射し、前記透明多角柱の他方の端面からの出射光を、前記撮像素子に照射することを特徴とする（１）又は（２）に記載の検査用光源装置。
【００２２】
（４）前記透明多角柱の出射端面の像を少なくとも１つ以上の結像レンズを用いて、前記撮像素子上に結像することを特徴とする（３）に記載の検査用光源装置。
【００２３】
（５）前記透明多角柱を折り曲げた屈曲部には全反射するように金属又は誘電体を蒸着した照度均一化素子を具備し、接続リング内に収納が可能なサイズに構成したことを特徴とする（３）に記載の検査用光源装置。
【００２４】
（６）前記照度均一化素子は内面に反射面を向けた平面鏡で形成したことを特徴とする（５）に記載の検査用光源装置。
【００２５】
（７）前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする（１）に記載の検査用光源装置。
【００２６】
（８）ＩＣテスタは、撮像素子を試験するＩＣテスタであって、信号の授受を行い試験を行うテストヘッドと、前記テストヘッドと電気的に接続し、該テストヘッドと信号の授受を行うパフォーマンスボードと、前記パフォーマンスボードと電気的に接続され、円筒形状に形成されたコンタクトリングと、前記コンタクトリングと電気的に接続し、プローブにより前記撮像素子と電気的に接続するプローブカードとからなり、前記コンタクトリング内に、前記撮像素子方向に光線を照射する光源ユニットを備えたことである。
【００２７】
（９）前記光源ユニットは、異なる分光輝度分布を持つ複数の発光素子と、前記複数の発光素子による光束を概ね同一照度分布となるように合成する光学系を具備し、前記複数の発光素子は、ＲＧＢの３原色の発光素子の他に、白色発光素子からなり、前記白色発光素子には可視光の波長域において連続して均一な輝度強度が得られるよう設計された誘電体多層膜フィルタを組み合わせて、分光輝度分布的に均一な白色が得られるようにしたことを特徴とする（８）に記載のＩＣテスタ。
【００２８】
（１０）前記複数の発光素子は、相対的に光量の少ない発光素子を複数設置し、各波長帯域の分光輝度分布が概ね同一強度になるようにしたことを特徴とする（９）に記載のＩＣテスタ。
【００２９】
（１１）前記複数の発光素子からの出射光は、入射光をその内部のみを伝導するように形成されたガラス又はプラスチック等の透明多角柱の一方の端面に入射し、前記透明多角柱の他方の端面からの出射光を、前記撮像素子に照射するようにしたことを特徴とする（８）、（９）又は（１０）に記載のＩＣテスタ。
【００３０】
（１２）前記透明多角柱の出射端面の像を少なくとも１つ以上の結像レンズを用いて、前記撮像素子上に結像するようにしたことを特徴とする（１１）に記載のＩＣテスタ。
【００３１】
（１３）前記透明多角柱を折り曲げた屈曲部には全反射するように金属又は誘電体を蒸着した照度均一化素子を具備し、前記コンタクトリング内に収納が可能なサイズに構成したことを特徴とする（１１）に記載のＩＣテスタ。
【００３２】
（１４）前記透明多角柱の入射端面の近傍にチップタイプＬＥＤを密集して実装したプリント基板を配置したことを特徴とする（１１）に記載のＩＣテスタ。
【００３３】
（１５）前記光源ユニットの光量、分光分布が前記撮像素子毎に応じて設定できるようにしたことを特徴とする（８）に記載のＩＣテスタ。
【００３４】
（１６）前記光源ユニットは、前記コンタクトリングに設けた位置決めピンによって位置決めされ、且つ調整しないで交換可能にしたことを特徴とする（８）に記載のＩＣテスタ。
【００３５】
（１７）前記照度均一化素子は、内面に反射面を向けた平面鏡で形成したことを特徴とする（１３）に記載のＩＣテスタ。
（１８）前記発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする（８）に記載のＩＣテスタ。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の検査用光源装置及びＩＣテスタは、複数の発光素子がＲＧＢの３原色の発光素子の他に、白色発光素子からなり、この白色発光素子には可視光の波長域において連続して均一な輝度強度が得られるよう設計された誘電体多層膜フィルタを組み合わせたことにより、分光輝度分布的に均一な白色が得られると共に、コンタクトリング内に位置決めして収容できるようにしたことで小型化を図り且つ調整不要な光源ユニットを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、本願発明に係る検査用光源装置及びＩＣテスタの実施例について、図面を参照して説明する。
（実施例１）
【００３８】
本願発明の検査用光源装置はウェハーに生成された撮像素子を試験するＩＣテスタに具現化される。
図１は、本発明の検査用光源装置およびＩＣテスタの一実施例を示す構成図である。
図１において、テストヘッド１１は、測定信号３０の授受や制御信号３１で光源の制御をして撮像素子１６の試験を行う。テストヘッド１１には、スコープホール２８が設けられ、必要に応じこのスコープホール２８内にカメラや顕微鏡（図示せず）などを設置して撮像素子の状態をモニタする。
【００３９】
パフォーマンスボード１３は、テストヘッド１１に設けられたポゴピン１２ａにより電気的に接続され、テストヘッド１１と測定信号３０や制御信号３１の授受を行う。
コンタクトリング１４は、円筒形状に形成され、ポゴピン１２ｂを備え、このポゴピン１２ｂによりパフォーマンスボード１３と電気的に接続され、測定信号３０を中継する。
光源ユニット１８は、コンタクトリング１４内に収められ、パフォーマンスボード１３とポゴピン１９で電気的に接続され、ウェハー１５の撮像素子１６方向に光線を照射する。
プローブカード１７は、コンタクトリング１４に備えられたポゴピン１２ｃでコンタクトリング１４と電気的に接続される。また、プローブカード１７は、プローブ２６を備え、このプローブ２６によりウェハー１５の撮像素子１６と電気的に接続される。
プローバー２７は、ウェハー１５を移動させて位置決めを行うと共にプローブカード１７のプローブ２６をウェハー１５上の撮像素子１６の電極に接触させる。
【００４０】
光源ユニット１８は、テストヘッド１１からの制御信号３１により光量や色などの照射条件が設定され、被検査対象である撮像素子１６にその条件の光線を照射する。撮像素子１６は、この光線を受けて信号を出力し、この信号が測定信号３０としてプローブカード１７、コンタクトリング１４、パフォーマンスボード１３を介してテストヘッド１１に送られ、テストヘッド１１に接続された図示しないテスタ本体でこの測定信号３０を解析して、被検査対象の検査を行う。また、光源ユニット１８の照射条件の設定もテスタ本体で行われる。テスタ本体は、信号測定器、信号発生器、電源およびコントローラなどを備えている。
【００４１】
光源ユニット１８は、コンタクトリング１４内に設けた位置決めピン２０で位置決めされ、且つ調整しないで交換可能な構成になっている。
この光源ユニット１８は、異なる分光輝度分布を持つ複数の発光素子と、この複数の発光素子による光束を概ね同一照度分布となるように合成する光学系とを具備した構成になっている。
複数の発光素子は、発光ダイオードであり、発光輝度分布の異なる１種類以上のチップタイプＬＥＤ２１をプリント基板２２に表面実装にて可能な限り密集させて実装する、このチップタイプＬＥＤ２１は発光輝度分布が２波長若しくは３波長発光可能なパッケージＬＥＤであってもよい。
密集して実装したチップタイプＬＥＤ２１に接する程度近傍に照度均一化素子２３を配置し、発光光束が照度均一化素子２３に導かれるようにする。より多くの光束を導く為に透明樹脂又は透明接着剤などでその空間を充填してもよい。
【００４２】
プリント基板２２には通常Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３原色を実装し、３原色の発光輝度強度を任意に設定することで所望の照明色を得られるものとする。又、ＲＧＢのように特定波長に一つのピークを持つＬＥＤの他に、可視光領域で分光輝度分布が連続的な白色チップタイプＬＥＤ（白色発光素子）をプリント基板２２に実装する。可視光領域で分光輝度に抜けがないため、特定の波長で起きる欠陥を見落とすことがない。分光輝度分布に抜けがない光としてこのままで良いが、一般的に白色チップタイプＬＥＤは分光輝度分布が４６０ｎｍ付近にピーク波長のある青色発光を黄色の蛍光体を光らすことで擬似的に白色を得ている為、その分光分布強度が均一ではない。連続的に均一な分光輝度分布が得られるように波長ごとに透過率を設計した色フィルタや誘電体多層膜フィルタと組み合わせることで、分光輝度分布が均一な連続光が得られる。このように、ＲＧＢ３原色から作られる白色光と白色チップタイプＬＥＤに補正フィルタを組み合わせて得られる白色光を同時に発光させることで、被検査撮像素子１６の飽和輝度を超える十分な光量が得られる。
【００４３】
光学系は、拡散板２５と、コ字型形状に形成された透明多角柱からなる照度均一化素子２３と、レンズ２４とからなる。
照度均一化素子２３は、入射光をその内部のみを伝導するように形成され、全面を研磨したガラス又はプラスチック等の透明多角柱、所謂、ライトパイプであり、内面に反射面を向けた平面鏡で形成されている。実施例においては多角柱であるが円柱でもよい。
【００４４】
この場合、入射端面から入った光束は柱の側面で反射を繰り返し、出射端面では光束の分布が空間的に均一になる。装置のサイズに規定が無い場合、ストレート形状で製作するのがコスト的に有利であることから均一化に必要な長さを確保している（当然、ストレートな構造であっても良い。）。図１では折り曲げとなるコーナーは４５度で構成しているが特に指定はない。折曲部では円柱、角柱内部の全反射が期待できないことから、屈曲部には全反射するように金属蒸着又は誘電体を蒸着して全反射する構造となっている。又、図１では「コ」の字型をしているが、［Ｌ］や更に複雑な多段折り曲げなど必要な長さを確保するうえで最適な形状を選択できるようになっている。均一化に必要な長さとは断面寸法に対して、１５倍程度以上が目安になるが、発光部の分布などにより状況は異なるため、チップタイプＬＥＤ２１と照度均一化素子２３の間に拡散板１３若しくは集光効率の改善が図られるボールレンズを入れるなど照度均一化素子２３の補助的機能を持たせ、全長の短縮を図った構造となっている。
また、チップタイプＬＥＤには、ＲＧＢ３原色と白色という少ない種類が用いられるので、発光面積が小さくなり、これに応じて照度均一化素子の断面寸法をも小さくでき、照度均一化素子の全長を短くすることが可能となる。
【００４５】
これにより、光源ユニットの小型化が可能となり、コンタクトリング１４内に設置することができる。従って、スコープホールが光源ユニットのサイズに影響を及ぼすことがなくなるばかりでなく、スコープホールのないＩＣテスタにも対応させられる。
また、光束の分布が均一となった照度均一化素子２３の出射端の先に、出射端を被検査撮像素子１６に結像する性能を有するレンズ２４を配置し、均一面を結像照射することで光量のロスが最小で、照度分布が非常に良い照明が得られる。このレンズ２４は変倍、絞り可変であっても良いが、サイズ的には制限があることから、所望する照明サイズになるよう設計された倍率に固定し、且つケラレの発生しないレンズ２４内部に絞りを具備することで所望のＦ値での検査光が得られるレンズとする。又、このレンズ２４は非常に小型でありながら、明るいレンズであることが求められることから、変倍、絞り可変機構は有さず、シンプルな鏡筒でレンズ、絞り（一定の穴径を有した円盤）を保持した形態となる。被検査撮像素子１６の品種毎に設計された鏡筒と絞り径で１品種１光源対応としている。
【００４６】
上記構成が、被検査撮像素子１６が１つ毎に１つ並ぶことにより、４個同時測定においては４個並列の構成となる。ここで、所望する照明サイズに対しレンズ径が小型になれば図１に示すとおり照明エリアは隣接して得られる。
【００４７】
このような構造をした光源ユニット１８は、コンタクトリング１４から出ている位置決めピン２０に対し位置決めされる。コンタクトリング１４は予めウェハー１５との位置関係が正確に出されているため、光源ユニット１８をコンタクトリング１４に対して位置決めすることで品種毎によって被検査撮像素子１６との位置情報は確保される。即ち、光源ユニット１８の光量、分光分布がウェハー１５に生成された撮像素子１６毎に応じて設定されたものを、位置決めピン２０に対して位置決めすることのみで、その他の調整等を不要にして品種毎の検査を行うことができるのである。
【００４８】
光源ユニット１８のテストヘッド側（図１では上側）には電源供給及び電圧測定用にポゴピン１９を備え、測定の際のマザーボードとなるパフォーマンスボード１３に対して電気的接続を取っている。また、パフォーマンスボード１３も同様にポゴピン１２でテストヘッド１１に対して電気的な接続を取っていることからテスタから光源のコントロールが可能となり、一元管理が可能となることで操作性、信頼性が大幅に向上する。フラットケーブルなどで光源ユニット１８からケーブル引出しも可能であるが、コンタクトリング１４の周辺は非常に複雑で高密集であることからケーブル引き回しも容易でない。
【００４９】
図２は、レンズの径が大きいため、被検査撮像素子１６を隣接した照明エリアが得られないときのものを示したもので、レンズ２４の先端にもう一つの集光レンズ２６を設けることで周辺の照射光を中央に寄せ集めることで隣接が可能になる。
【００５０】
図３は、従来の３つの装置と、本発明のＬＥＤランプ装置内蔵型の光源装置とを、寿命、色切替速度、照度分布、分光分布、光量、経時変化、価格、小型軽量、Ｆ値可変、隣接測定、測定部毎補正、品種交換性について比較したものを一覧表示したもので、この表から判るように、本発明の光源装置は、隣接測定に弱みがあるが、これは図２に示す集光レンズ２６を使用することで解決でき、特に小型軽量の点で従来の光源装置に比べて勝っていることが理解できる。
【００５１】
このような構成からなる光源装置及びＩＣテスタにおいては、下記に示すような様々な効果を得ることができる。
１．ＬＥＤランプの寿命はハロゲンランプの１００倍以上、理論的には１０年程度あるため、実質的にはランプ交換は不要となる。
２．光量、色温度の切替時間がフィルタ切替のものに対して１／１０００以下である。
３．可視光領域で分光輝度分布に抜けがないため、特定の波長で起きる欠陥を見落とすことがない。
４．インデックスタイムに各ＬＥＤの光量をモニタし、光量に変化があった場合にはすぐにフィードバックすることが可能であり、ランプ切れの検出もできる。
５．生産性が大幅に改善され、隣接出来ずに１つ飛ばしで照明した場合に対し、最大１５０パーセントの生産効率となる。これはハロゲンランプのフィルタ切替え時間削減よりはるかに生産性向上につながる。
６．光源装置がテストヘッドと一体となればテスタが有している測定系や制御系などを利用することにより電圧や電流などの高精度測定や制御が可能で、新たに測定系を備える必要がなくなる。パフォーマンスボードを中継して電気的な系統を統一できれば、「テスタ」＋「プローバー」＋「光源」の構成が「テスタ」＋「プローバー」となり、テストシステムの小型化、メンテナンスの一元化などを達成することができる。
７．被検査撮像素子の撮像面全体にわたって均一な照度分布が得られる。
８．照度の経時変化、温度変化を補償できる。
９．多数個測定の被検査撮像素子それぞれに対し、分光分布、光量の補正が出来る。
１０．被検査撮像素子の飽和輝度を超える十分な光量が得られる。
１１．所望のＦ値で検査が出来る。
１２．本体の小型軽量はもとより、休眠ユニット（チェンジキットなど）の保管スペースが小さくなり、クリーンルーム内の省スペース化に寄与することができる。
１３．品種毎に光源ユニットとして正確に精度出ししたユニットの交換で済むため、誰にでも交換が容易安定した性能が得られ、その都度の調整も発生しない。
１４．拡散板を使ったＬＥＤ光源では拡散性と光量のバランスをとるため、小型といってもコンタクトリング内に収納できるサイズには出来ず、テストヘッドとのスペースの遣り繰りが発生し、品種毎の設計上双方に制限が発生する。内蔵サイズに出来ることでアプリケーション対応が可能になる。
【００５２】
以上説明した本発明の光源装置に使用されている光学系は超小型ながら、Ｆ値可変と、分光分布の切替え、光量の設定が行える高機能と照度分布、分光分布が均一という高性能を併せ持ちながら、超小型のヘッドであることから、画像検査装置の光源、ラボユースに展開が可能である。
【００５３】
また、ＲＧＢ３原色から作られる白色光と白色ＬＥＤに補正フィルタを組み合わせて得られる白色光を同時に発光させることで、被検査撮像素子の飽和輝度を超える十分な光量が得られる光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の検査用光源装置およびＩＣテスタの一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の集光レンズを加えた光源装置の一例を略示的に示した説明図である。
【図３】従来の光源装置と本発明の光源装置との特徴を比較して一覧表示した図である。
【図４】従来技術におけるハロゲンランプを用いた光源装置の一例を略示的に示した説明図である。
【図５】従来技術におけるＬＥＤランプを用いた簡易型検査用光源装置の一例を略示的に示した説明図である。
【図６】ＲＧＢの波長をグラフ表示した図である。
【図７】従来のＩＣテスタの一例を示した構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１      テストヘッド
１２ａ      ポゴピン
１２ｂ      ポゴピン
１２ｃ      ポゴピン
１３      パフォーマンスボード
１４      コンタクトリング
１５      ウェハー
１６      撮像素子
１７      プローブカード
１８      液晶ユニット
１９      ポゴピン
２０      位置決めピン
２１      チップタイプＬＥＤ
２２      プリント基板
２３      照度均一化素子
２４      レンズ
２５      拡散板
２６      集光レンズ。
２７      プローバ−
【図１】
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【図２】
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【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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