(57)【要約】【課題】多種類の照明光を照射することができる検査用照明装置を提供する。【解決手段】ＣＣＤイメージセンサ２０の検査用照明装置２を、照明光を発する光源光学系３と、照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品と、これら複数種類の光学部品が載置される光学部品ホルダ４と、光学部品を把持するハンド５と、このハンド５を位置決めするロボット６とから構成する。光学部品として広角レンズ２２を用いる場合には、広角レンズ２２をＺ軸方向で位置決めしてピント調整を行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子に検査用の照明光を照射する固体撮像素子検査用照明装置において、
光源からの照明光を透過させて照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品と、
前記複数種類の光学部品を保持する光学部品ホルダと、
前記光学部品ホルダからいずれか１つの光学部品を選択して保持するハンドと、
前記ハンドを変位させ、選択した光学部品を前記光源と前記固体撮像素子との間の光路上で位置決めするハンド変位機構とを備えたことを特徴とする固体撮像素子検査用照明装置。
【請求項２】
前記ハンド変位機構は、前記ハンドを互いに直交する３軸方向で変位させるように構成されており、この３軸のうちの１軸は前記固体撮像素子の検査面に対して垂直な方向に延びていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子検査用照明装置。
【請求項３】
前記複数種類の光学部品には広角レンズ及び望遠レンズが含まれており、この各レンズが選択された場合には、前記ハンド及び前記ハンド変位機構により各レンズを前記垂直な方向に移動させてピント調整を行うことを特徴とする請求項２記載の固体撮像素子検査用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の特性及び品質検査のために、固体撮像素子に検査用の照明光を照射する固体撮像素子検査用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子例えばＣＣＤイメージセンサは、広く普及しているが、よりよい画質を得るため、さらなる高性能化が要求されている。高性能なＣＣＤイメージセンサを開発及び製造するにあたっては、その特性や品質を調べるための検査が重要である。このような検査は、一般的には、検査用照明装置によって検査用の照明光を生成してＣＣＤイメージセンサに照射し、このときのＣＣＤイメージセンサの応答を調べることによって行われる。検査用照明装置は、光源から発された照明光を各種光学部品に透過させることにより、検査項目に応じた特性を有する検査用の照明光を生成する。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された検査用照明装置では、光源とＣＣＤイメージセンサとの間に、それぞれ光透過率が異なるフィルタが挿入された複数の光路が設定されており、これらの複数の光路のうちいずれか１つを選択するように構成されている。１つの検査用照明装置で、照射する照明光の光量を違えた検査を行うことができる。
【０００４】
特許文献２に記載された検査用照明装置では、光源とＣＣＤイメージセンサとの間の光路上に、検査用チャートと、この検査用チャートよりも下流側に配置されたアダプタとのいずれかを選択して挿入するように構成されている。アダプタには拡散板が備えられている。ＣＣＤイメージセンサをウエハの状態で検査する場合に、検査用チャートを投映して行う検査と、複数のＣＣＤイメージセンサを一様に照明して行う検査との両方を行うことができる。
【特許文献１】特開平１０−３１１７７８号公報
【特許文献２】特開２００３−１５６４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記各特許文献に記載された検査用照明装置では、それぞれ２種類の照明光しか生成することができず、検査項目が少数に限られていた。仮に、特許文献１の構成で多種類の照明光を生成しようとすると、選択できる光路を増やさなければならず、装置が大型化してしまう。また、特許文献２の構成で多種類の照明光を生成しようとすると、多数の光学部品を光路に沿って配置することから光路長が長くなり、やはり装置が大型化してしまう。
【０００６】
また、ＣＣＤイメージセンサの高性能化の要求に伴って、検査精度も高いレベルで要求されており、このため、検査用照明装置において、光路上に挿入される光学部品の位置決め精度が高いレベルで要求されるようになっている。特に、この光学部品の位置決めは、光路に対して直交する平面上ばかりでなく、光路に対して平行な方向でも要求される。例えば、シェーディングの影響を調べるため、光学部品として広角レンズや望遠レンズを用いて照明光の照射角度を変化させる場合があるが、この場合には、各レンズのピント調整、つまり光路に対して平行な方向での位置決めが必要になる。
【０００７】
本発明では、多種類且つ良質な照明光を照射することができる小型な固体撮像素子検査用照明装置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】
【０００８】
本発明は、固体撮像素子に検査用の照明光を照射する固体撮像素子検査用照明装置に関し、光源からの照明光を透過させて照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品と、前記複数種類の光学部品を保持する光学部品ホルダと、前記光学部品ホルダからいずれか１つの光学部品を選択して保持するハンドと、前記ハンドを変位させ、選択した光学部品を前記光源と前記固体撮像素子との間の光路上で位置決めするハンド変位機構とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記ハンド変位機構は、前記ハンドを互いに直交する３軸方向で変位させるように構成されており、この３軸のうちの１軸は前記固体撮像素子の検査面に対して垂直な方向に延びていることが好ましい。
【００１０】
前記複数種類の光学部品には広角レンズ及び望遠レンズが含まれており、この各レンズが選択された場合には、前記ハンド及び前記ハンド変位機構により各レンズを前記垂直な方向に移動させてピント調整を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の固体撮像素子検査用照明装置によれば、光源からの照明光を透過させて照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品と、これら複数種類の光学部品を保持する光学部品ホルダと、この光学部品ホルダからいずれか１つの光学部品を選択して保持するハンドと、このハンドを変位させ、選択した光学部品を前記光源と前記固体撮像素子との間の光路上で位置決めするハンド変位機構とを備えたので、複数種類の光学部品の中から検査に応じたものを選択し、この選択した光学部品を的確な位置に高精度に位置決めすることができるため、多種類且つ良質な照明光を固体撮像素子に照射することができる。また、複数種類の光学部品は光学部品ホルダに並べられ、検査に応じた光学部品が取り出されて使用される構成であり、装置を小型化することができる。
【００１２】
ハンド変位機構を、ハンドを互いに直交する３軸方向で変位させるように構成し、この３軸のうちの１軸が固体撮像素子の検査面に対して垂直な方向に延びているようにすることで、選択した光学部品を前記垂直な方向に高精度に位置決めすることができる。特に、光学部品として広角レンズや望遠レンズを用いる場合には、各レンズのピント調整が高精度に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示すように、ＣＣＤイメージセンサ検査用照明装置（以下、照明装置）２は、照明光を発する光源光学系３と、照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品（各光学部品の詳細は後述する）と、これら複数種類の光学部品が載置される光学部品ホルダ４と、光学部品ホルダ４からいずれか１つの光学部品を選択して把持するハンド５と、このハンド５を位置決めするロボット（ハンド変位機構）６とを有している。以下の説明においては、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標系を用いて方向を示す。
【００１４】
光源光学系３は、照明光を発する光源１２を有している。この光源１２の照明光照射方向下流側（Ｙ軸マイナス側）には、順に、減光フィルタ円板１３、カラーフィルタ円板１４、拡散板１５、ミラー１６が配置されている。減光フィルタ円板１３は、その周方向に沿って減光量が異なる複数の減光フィルタ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを有し、回転によりいずれか１つの減光フィルタが光路上に配される。カラーフィルタ円板１４は、その周方向に沿って透過色が異なる複数のカラーフィルタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有し、回転によりいずれか１つのカラーフィルタが光路上に配される。減光フィルタ及びカラーフィルタは検査項目に応じて切り替えられる。拡散板１５は、入射した照明光を均一にして出射させるものである。ミラー１６は、拡散板１５を出射した照明光を反射させ、照明光をＺ軸マイナス方向へと進行させる。なお、図中一点鎖線で示すのが光路１７である。
【００１５】
ミラー１６に反射してＺ軸マイナス方向へと進行した照明光は、複数種類の光学部品のうちいずれか１つの光学部品を透過してから、検査するＣＣＤイメージセンサ２０の検査面２０ａに照射される。光学部品としては、広角レンズ２２、望遠レンズ２３、検査用チャート２４、及びパタンピンホール２５がある。広角レンズ２２及び望遠レンズ２３は、照明光の照射角度を変化させるものであり、シェーディング等を検査する際に用いられる。なお、広角レンズ２２のほうが照射角度が大きく（検査面２０ａに垂直な方向に対する角度が大きく）なる。検査用チャート２４は、解像度を検査する際に用いられる。パタンピンホール２５は、平板に２つの孔２５ａが形成されたものであり、ＣＣＤイメージセンサ２０に塵埃が付着している場合に、この塵埃がマイクロレンズ上に付着したものか、感光部上に付着したものかを判断する際に用いられる。なお、光学部品は上記の４種に限られるものではない。
【００１６】
これらの光学部品は、不使用時には、光学部品ホルダ４に載置されている。光学部品ホルダ４の上面には、各光学部品に対応させて溝部４ａ〜４ｄが形成されており、各光学部品はこの溝部４ａ〜４ｄに載置される。なお、前述した検査用チャート２４には、角部に４本の脚部２４ａが設けられ、検査用チャート２４が溝部４ｃに載置された状態であっても後述するハンド５によって把持され易い状態になっている。前述したパタンピンホール２５にも、角部に４本の脚部２５ａが設けられている。
【００１７】
ハンド５は、ハンド本体３０と、このハンド本体３０に設けられたグリップ３１とから構成される。グリップ３１は、グリップ３１を閉じて対象物を把持する閉状態と、グリップ３１を開いて対象物を放す開状態との２状態をとることができる。このグリップ３１の駆動はハンド制御部３２によって制御され、ハンド制御部３２はシステム制御部３３の指示に基づいて動作する。
【００１８】
ロボット６は、ハンド５をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の３軸方向で変位させて位置決めするものである。ロボット６は、Ｘ軸方向に延びるボールネジ３５と、このボールネジ３５を回転させるモータ３６と、ボールネジ３５に螺合する雌ネジ部が形成された移動ブロック３７とを有している。移動ブロック３７は、ボールネジ３５の回転に伴って、図示しないガイドレールに沿って姿勢を保ってＸ軸方向で移動する。
【００１９】
ロボット６は、上記と同様の構成で、Ｙ軸方向に延びるボールネジ３８、モータ３９、及び移動ブロック４０を有するとともに、Ｚ軸方向に延びるボールネジ４１、モータ４２、及び移動ブロック４３を有している。移動ブロック４０はＹ軸方向で移動し、移動ブロック４３はＺ軸方向で移動する。モータ３９は移動ブロック３７に固定され、モータ４２は移動ブロック４０に固定されている。
【００２０】
前述したハンド５のハンド本体３０は、移動ブロック４３に固定されている。各モータ３６，３９，４２の駆動はロボット制御部４３によって制御され、ロボット制御部４３はシステム制御部３３の指示に基づいて動作する。
【００２１】
ロボット制御部４３には、光学部品ホルダ４上の各光学部品の位置情報、及び検査するＣＣＤイメージセンサ２０の位置情報等が記録されたメモリ４４が接続されており、このメモリ４４から必要に応じて各情報を取得している。なお、視覚センサによって取得した画像データに基づいて、各光学部品等の位置情報を算出する構成であってもよい。
【００２２】
システム制御部３３には、操作部４５が接続されており、オペレータはこの操作部４５を操作することにより、検査項目の選択等の各種設定を行うことができる。
【００２３】
以下、上記構成による作用について説明する。オペレータは、操作部４５を操作して検査項目を選択する。選択した検査項目情報はシステム制御部３３へと送られ、システム制御部３３によって照明装置２の各部が制御される。
【００２４】
オペレータがシェーディングの検査を行う項目を選択した場合を以下に説明する。シェーディングの検査を行う場合には、光学部品として広角レンズ２２と望遠レンズ２３とが用いられる。光源光学系３では、減光フィルタ円板１３及びカラーフィルタ円板１４が回転し、シェーディングの検査に応じた減光フィルタ及びカラーフィルタが設定される。
【００２５】
また、ロボット６が駆動してハンド５が移動するとともにハンド５が開閉し、ハンド５が光学部品ホルダ４の溝部４ａに載置された広角レンズ２２を把持する。ハンド５は、広角レンズ２２を把持したまま、広角レンズ２２の光軸が光路１７の中心に一致する位置まで移動する。これにより、広角レンズ２２がＸＹ平面で位置決めされる。この後、ハンド５がＺ軸方向で移動し、広角レンズ２２がＺ軸方向で位置決めされピントが調整される。
【００２６】
広角レンズ２２が３軸方向で位置決めされると、光源１２から照明光が発される。照明光は、各フィルタ及び拡散板１５を透過した後、広角レンズ２２を透過して照射角度が変化された状態で、ＣＣＤイメージセンサ２０の検査面２０ａに照射される。そして、このときのＣＣＤイメージセンサ２０の応答が調べられる。
【００２７】
広角レンズ２２を用いた検査を終えた後、望遠レンズ２３を用いた検査が同様の手順で行われる。これにより、ＣＣＤイメージセンサ２０のシェーディングの検査が完了する。
【００２８】
シェーディングの検査を終えたＣＣＤイメージセンサ２０に対して、他の検査、例えば解像度の検査や塵埃の付着箇所を特定する検査などを行う場合には、ハンド５が他の光学部品を把持して、上記と同様の手順で検査が行われる。
【００２９】
なお、検査するＣＣＤイメージセンサが複数並べられている場合には、所定の光学部品を用いて複数のＣＣＤイメージセンサに対して検査を行った後に、光学部品を交換し、再び複数のＣＣＤイメージセンサに対して検査を行うような手順にしてもよい。
【００３０】
なお、上記実施形態では、固体撮像素子はＣＣＤイメージセンサであったが、例えばＣＭＯＳイメージセンサなど他のものであってもよい。
【００３１】
上記実施形態では、ロボットは３軸を互いに直交させて組み合わせた直交座標系ロボットであったが、例えば複数のアームを連結させた３自由度の多関節ロボットであってもよい。また、上記実施形態では、ロボットは３自由度の構成であったが、特にＺ軸方向での位置決めが重要でない場合には２自由度の構成であってもよい。
【００３２】
上記実施形態では、ハンドは光学部品を把持する構成であったが、例えば光学部品を磁力により保持する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ＣＣＤイメージセンサ検査用照明装置の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
２  ＣＣＤイメージセンサ検査用照明装置
４  光学部品ホルダ
５  ハンド
６  ロボット
２０  ＣＣＤイメージセンサ
３２  ハンド制御部
３３  システム制御部
４３  ロボット制御部
【図１】
2006349442.tif 000003