(57)【要約】【課題】光源装置から出射される平行光を受けて、固体撮像素子の受光面における中央部分から周辺部分へ向かうに従い受光面に対する垂直方向の光量より斜め方向の光量を強くする光学系を備えるプローブカード構成では、固体撮像素子に入射できない大角度の斜め光や、複数方向からの斜め光で方向別の特性評価ができない。【解決手段】評価対象である固体撮像素子の受光面に対し、特定の斜め方向から光を照射するための発光源１１ａ〜１１ｈを備え、これら発光源１１ａ〜１１ｈがプローブカード上に配置されており、最初に光源２３から固体撮像素子の受光面に対して平行光を照射して出力信号を測定して特性評価を行い、次に、光源２３を消灯し、発光源１１ａ〜１１ｈを順に発光させ、発光させる発光源１１を切り換えるごとに出力信号を測定して特性評価を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象である固体撮像素子の受光面に対し、特定の斜め方向から光を照射するための発光源を備えたことを特徴とする固体撮像素子の評価装置。
【請求項２】
固体撮像素子の電極パッドに接触するプローブ針を有するプローブカードを備え、前記発光源が前記プローブカード上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の評価装置。
【請求項３】
前記発光源が、前記プローブカード平面上の、固体撮像素子の撮像中心を中心とした円状に複数配置されていることを特徴とする請求項２記載の固体撮像素子の評価装置。
【請求項４】
前記発光源が、前記プローブカード平面からの高さが異なる位置に複数配置されていることを特徴とする請求項２記載の固体撮像素子の評価装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子の受光面にほぼ垂直に光を照射するための光源をさらに備え、前記発光源は前記光源から前記固体撮像素子へ光の照射を阻害しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像素子の評価装置。
【請求項６】
前記発光源に印加する電圧を制御することにより発光制御を可能とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の固体撮像素子の評価装置。
【請求項７】
前記発光源から前記固体撮像素子に照射される光が平行光であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の固体撮像素子の評価装置。
【請求項８】
評価対象である固体撮像素子の受光面に対し、ほぼ垂直に光を照射するための光源、および前記光源から前記固体撮像素子へ光の照射を阻害しない位置に配置され、前記受光面に特定の斜め方向から光を照射するための発光源を備えた評価装置を用いた固体撮像素子の評価方法であって、
前記光源から光を照射して得られる画像情報と、前記発光源から光を照射して得られる画像情報を用いて評価を行うことを特徴とする固体撮像素子の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像素子の評価装置および評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子のマルチメディア用途への進出が目覚ましく、特にデジタルスチルカメラ用固体撮像素子では小型化、高画素化、多機能化の要求はますます高まっている。
【０００３】
従来、固体撮像素子の電気的特性を評価する場合、ウエハ状態でテスタにより自動評価を行い、組み立て後テスタまたは実装評価装置による官能検査により評価するのが一般的である。固体撮像素子は、電気的特性の中に画質に対する規定が設けられており、この規定を満足する製品を正確かつ迅速に評価することが必要である。
【０００４】
近年、固体撮像素子の光学サイズの縮小化や、固体撮像素子を組み込む撮像装置の小型化とともに光学レンズと固体撮像素子との距離が縮まってきている。このため、実際の固体撮像素子において、その受光面の中央部分では平行光の成分が多く、周辺部分では斜め光の成分が多くなっている。
【０００５】
従来の固体撮像素子の評価装置では、例えば特許文献１に記載されているように、平行光を照射する標準的な固体撮像素子の測定用光源に対して、プローブカード上に実際の固体撮像素子を用いた撮像装置で組み込まれるレンズ系と同じものまたは同様な光学特性を備えた光学系を配置するものが提案されている。特許文献１における固体撮像素子の評価装置を図に基づいて説明する。
【０００６】
図７に示すように、光源２３には発光源２３ａと、発光源２３ａから出射された光を平行光に変換するレンズ２３ｂとが設けられている。さらに、プローブカード２１にはプローブ針２１ａが取り付けられており、このプローブ針２１ａを測定対象のウエハ１０に形成された固体撮像素子の電極パッド（図示せず）に接触させることで信号の入出力を行う。また、図７に示す評価装置では、光源２３から出射される平行光を受けて、ウエハ１０に形成された固体撮像素子の受光面における中央部分から周辺部分へ向かうに従い受光面に対する垂直方向の光量より斜め方向の光量を強くする光学系２１ｂ、およびプローブカード２１から得た電気信号に基づき所定の特性測定を行う回路を備えた測定用基板２２を備えた構成となっている。
【特許文献１】特開平１１−２６５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来技術では、光源２３から出射される平行光を受けて、ウエハ１０に形成された固体撮像素子の受光面における中央部分から周辺部分へ向かうに従い受光面に対する垂直方向の光量より斜め方向の光量を強くする光学系（主にレンズ）から入射できない大角度の斜め光や、複数方向からの斜め光によって個別（方向別）に特性評価ができない。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決し、斜め光入射時の電気的特性を個別に評価することを可能とする固体撮像素子の評価装置および評価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】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は、プローブカード上の制御可能な電極に接続した発光源を、固体撮像素子の受光部に複数の角度で光を入射できるように複数配置して、電圧または電圧信号による制御信号でひとつずつ発光源を発光し、固体撮像素子から得られる画像信号を個別に演算処理する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、斜め光入射時の電気的特性を個別に評価することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明における固体撮像素子の評価装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１２】
図１はプローブカードおよびそれを含めた本発明の第１の実施形態の主要部の断面図である。
【００１３】
プローブカード２１には、プローブ針２１ａが取り付けられており、このプローブ針２１ａを測定対象のウエハ１０に形成された固体撮像素子の電極パッドに接触させることで信号の入出力を行い、それで得られる画像信号を取り込み、演算処理を行い、その演算結果をもって、特性評価を行っている。本実施形態では、ウエハ１０に形成された固体撮像素子の受光面に対し、斜め方向から光を照射できるように定電圧または電圧信号により制御するために、プローブカード２１上の端子に接続した発光源１１が配置されている。本実施形態ではプローブカード２１上に発光源１１を配置しているが、測定基板上やまたはそれ以外のところに配置してもよく同様な効果が得られ、斜め方向から光を照射して特性評価を行うことができる。また、通常、固体撮像素子の品種によりプローブカードが対応するため、発光源１１をプローブカード２１上に配置することによって、固体撮像素子の品種毎に異なった配置が可能である。また発光源１１に於いては、斜め光の入射角が一様になるように平行光が得られるものであれば適用可能であり、発光ダイオード、レーザー光源等が好ましい。
【００１４】
図２は本発明の第２の実施形態のプローブカードの上からみた平面図である。この第２の実施形態は、複数の発光源１１（本実施形態では８個）およびこれらの発光源１１とを電気的に接続する電極１２を、プローブカード２１上に円状に配置したものであり、８個の発光源１１ａ〜１１ｈが個別制御できるように構成されている。このプローブカード２１を、図１に示す第１の実施形態と同様、測定基板と組み合わせ、ウエハ１０に形成された固体撮像素子の電極パッドに接触させることによって信号の入出力を行い、それで得られる画像信号を測定器に取り込み、演算処理を行い、その演算結果をもって、特性評価を行う。そして、測定器からの制御信号により、固体撮像素子に対して各方向の発光源１１ａ〜１１ｈを個別に点灯し、個別に特性評価する。
【００１５】
図３は本発明の第３の実施形態の主要部の断面図であり、複数の発光源１１をプローブカード２１平面から高さが異なる位置に、複数段配置したものである。図３の断面図では発光源１１は６個であるが、平面方向は複数配置していることは言うまでもない。このプローブカード２１を、図１に示す第１の実施形態と同様、測定基板と組み合わせ、ウエハ１０に形成された固体撮像素子の電極パッドに接触させることで信号の入出力を行い、それで得られる画像信号を測定器に取り込み、演算処理を行い、その演算結果をもって、特性評価を行う。測定器からの制御信号により発光源を個別に点灯し、個別に特性評価する。それにより異なる平面方向、異なる入射角の斜め光での特性評価を個別に行うことができる。
【００１６】
図４は本発明の第４の実施形態の構成を示す断面図であり、垂直に光を照射するため光源２３とプローブカード２１とを組み合わせた構成を有している。図４（ａ）は図１に示す第１の実施形態または図２に示す第２の実施形態でのプローブカード２１との組み合わせ、図４（ｂ）は図３に示す第３の実施形態でのプローブカード２１との組み合わせによる構成断面図である。便宜上、評価装置の全体構成を説明する図５を含めて説明する。
【００１７】
図５は評価装置全体の模式図であり、評価装置１は、プローバー２と測定器３とを組み合わせた構成となっている。このうちプローバー２は、固体撮像素子が形成されたウエハ１０の上に配置するプローブカード２１と、プローブカード２１を取り付ける測定用基板２２と、固体撮像素子へ光を照射する光源２３とから構成され、測定器３はプローバー２、測定用基板２２および光源２３を制御する制御系を備えた構成となっている。
【００１８】
また、図４に示すように、光源２３には発光源２３ａと、発光源２３ａから出射された光を平行光に変換するレンズ２３ｂとが設けられている。本実施形態における評価装置１で固体撮像素子の特性評価を行うには、先ず、評価対象となる固体撮像素子が形成されたウエハ１０を図５に示すプローバー２にセットし、そのウエハ１０の上方に測定用基板２２およびプローブカード２１を配置する。
【００１９】
なお、このプローブカード２１には、先に説明したような発光源が取り付けられているものとする。ここで光源２３から固体撮像素子への光路をさえぎらないように、発光源１１が配置されているのが条件となる。
【００２０】
次に、プローブカード２１とウエハ１０との位置合わせを行い、評価対象となる固体撮像素子の電極パッドにプローブ針２１ａを接触させ、ウエハ１０上の固体撮像素子の受光部に光を照射した状態で、固体撮像素子の電極パッドから出力される電気信号（光電変換によって得られた信号）を予め電極パッドに接触させておいたプローブ針２１ａを介して取り込み、プローブカード２１から測定用基板２２へ送る。取り込まれた電気信号は測定値として測定用基板２２から図５に示す測定器３に送られ、ここで所定の演算処理を行って特性評価を行う。
【００２１】
次に、第４の実施形態における固定撮像素子からの出力信号を測定する工程について、図６を参照しながら説明する。まず図４に示す光源２３の発光源２３ａからの光を、レンズ２３ｂを介して平行光に変換して出射し、特性評価を行う（ステップ１，２）。ここで得られる特性評価値は従来の発光源に配置しないプローブカードでの特性評価値と同等である。次に制御信号により光源２３を消灯状態または遮光状態にし、別の制御信号により発光源１１群の一つ、例えば、最初に発光源１１ａを点灯させ、固体撮像素子の受光面に対して特定の方向からの斜め光を集中的に照射した状態（ステップ３）で、上記平行光と同様、測定器３に送り、所定の演算によって特性評価を行う（ステップ４）。さらに制御信号により発光源群中発光源を切り替えて点灯して同様の特性評価することで複数の方向からの斜め光の照射した状態での電気的特性を個別に特性評価することができる。同様に発光源１１ａ〜１１ｈを１つずつ点灯し、特性評価を個別に行う（ステップ３〜ステップ１８）。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上説明したように、本発明は固体撮像素子の斜め光入射時の光学特性の測定および評価に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の主要部の構成断面図
【図２】本発明の第２の実施形態のプローブカード平面図
【図３】本発明の第３の実施形態の主要部の構成断面図
【図４】本発明の第４の実施形態の主要部の構成断面図
【図５】評価装置全体の模式図
【図６】本発明の第４の実施形態による測定フロー図
【図７】従来方法による構成断面図
【符号の説明】
【００２４】
１  評価装置
２  プローバー
３  測定器
１０  ウエハ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ  （本発明での）発光源
２１  プローブカード
２１ａ  プローブ針
２１ｂ  （従来方法での）光学系
２２  測定用基板
２３  光源
【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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