(57)【要約】    【課題】  投影レンズを用いず検査用パターンを撮像素子の受光面に投影することができる投影ユニット及び撮像素子検査用照明装置を提供する。    【解決手段】  カラーパターンチャート３４を有する光拡散板３１に、所定距離をおいて撮像素子の受光面５にカラーパターンチャート３４の光学像を結像させる孔３２ａを有するピンホール板３２を対向配置させて、投影ユニット３０を構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査用パターンを有する光拡散板と、前記パターンと所定距離をおいて対向し、撮像素子の受光面に前記パターンの光学像を結像させる開口部を有する結像板とを備えていることを特徴とする投影ユニット。
【請求項２】
前記光拡散板の前記結像板側の面に密着配置されたパターン板に前記パターンが描かれていることを特徴とする請求項１記載の投影ユニット。
【請求項３】
前記光拡散板の前記結像板側の面に密着配置された透過型平面表示素子に前記パターンが表示されていることを特徴とする請求項１記載の投影ユニット。
【請求項４】
前記結像板は絞り板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の投影ユニット。
【請求項５】
前記絞り板は前記開口部にレンズを有することを特徴とする請求項４記載の投影ユニット。
【請求項６】
前記開口部が複数であることを特徴とする請求項４又は５記載の投影ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の投影ユニットを備えていることを特徴とする撮像素子検査用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は投影ユニット及びそれを備える撮像素子検査用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子の性能検査では、半導体ウエハ上に形成された分離前の撮像素子（機能が働く状態の素子）にさまざまな条件の光を照射し、撮像素子の出力を調べることで撮像素子の良否を判定する。
【０００３】
例えば、撮像素子に特定のパターンを投影して照明光の照射位置を調整したり、複数色のパターンを撮像素子に投影してそれぞれの色の光が投影されている部分の画素の特性を調べたりする。
【０００４】
従来、この検査には撮像素子検査用照明装置が用いられる。
【０００５】
図７は従来の撮像素子検査用照明装置の光学系を説明する概念図である。
【０００６】
撮像素子検査用照明装置は光源５１０とコンデンサレンズ５２０と検査用チャート５３４と投影レンズ５３５とを備える。
【０００７】
検査用チャート５３４は撮像素子の受光面５０５と光学的共役の位置に配置されている。検査用チャート５３４は、例えば照射位置を調整する細線レチクルや画素の特性を調べる色パターン等を描画したガラス板で構成されている。
【０００８】
光源５１０からの光束がコンデンサレンズ５２０によって検査用チャート５３４に集光され、検査用チャート５３４の像が投影レンズ５３５で撮像素子の受光面５０５上に結像され、撮像素子の性能検査が行われる。
【特許文献１】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】
【０００９】
上述したように、従来の撮像素子検査用照明装置では、撮像素子の受光面５０５と光学的に共役な面に置かれた検査用チャート５３４を撮像素子の受光面５０５に結像させるため、高価な投影レンズが採用され、撮像素子検査装置の製造コストを高くする一因となっていた。
【００１０】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は投影レンズを用いず検査用パターンを撮像素子の受光面に投影することができる投影ユニット及び撮像素子検査用照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、検査用パターンを有する光拡散板と、前記パターンと所定距離をおいて対向し、撮像素子の受光面に前記パターンの光学像を結像させる開口部を有する結像板とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の投影ユニットにおいて、前記光拡散板の前記結像板側の面に密着配置されたパターン板に前記パターンが描かれていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の投影ユニットにおいて、前記光拡散板の前記結像板側の面に密着配置された透過型平面表示素子に前記パターンが表示されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の投影ユニットにおいて、前記結像板は絞り板であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の投影ユニットにおいて、前記絞り板は前記開口部にレンズを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の投影ユニットにおいて、前記開口部が複数であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の投影ユニットを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、投影レンズを用いず検査用パターンを撮像素子の受光面に投影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１はこの発明の一実施形態に係る投影ユニットを備えた撮像素子検査用照明装置の光学系を説明する概念図、図２は投影ユニットの詳細を説明する断面図である。
【００２１】
この撮像素子検査用照明装置は光源１０とコンデンサレンズ２０と投影ユニット３０とを備える。
【００２２】
コンデンサレンズ２０は光源１０からの光を集め、投影ユニット３０に光源１０の像を結ばせることによって、撮像素子の受光面５を均等に照明する。
【００２３】
投影ユニット３０は、筒体３０ａとその光軸方向の一端側（光源１０側）に保持された光拡散板３１と、他端側に保持されたピンホール板（絞り板）３２とで構成されている。絞り板は結像板の下位概念である。
【００２４】
光拡散板３１は乳白色又は半透明のガラス板や樹脂板（例えばアクリル板）である。光拡散板３１は入射した光を広角で出射（拡散）させる。
【００２５】
光拡散板３１のピンホール板３２と対向する面には、例えばカラーバー３４ａ〜３４ｅからなるカラーパターンチャート３４（図６参照）や細線パターンチャート３５（図５参照）が、検査用パターンとして描画されている。カラーパターンチャート３４は印刷等の方法によって描くことができる。
【００２６】
なお、パターンチャート３４，３５をピンホール板３２に直接描画する代わりに、パターン板として、パターンチャート３４，３５を描いた透明ガラス、樹脂板、薄膜フィルム、パターンを打ち抜いた樹脂や金属等の不透明板を光拡散板３１のピンホール板３２と対向する面に密着配置させてもよい。
【００２７】
ピンホール板３２は樹脂板や金属板等の不透明板の中央部に１つの微小径の孔（開口部）３２ａを設けたものである。孔３２ａを通過した光は広がり、被写界深度の深い像を作る。
【００２８】
次に、細線パターンチャート３５、カラーパターンチャート３４を説明する。
【００２９】
図５は細線パターンチャートの一例を示す図、図６はカラーパターンチャートの一例を示す図である。
【００３０】
図５に示す細線パターンチャート３５は四角形３５ａと四角形３５ａの中心を通る十字３５ｂとを細線で描いたものであり、照射位置の調整や寸法を調べるために用いられる。
【００３１】
これに対し、図６に示すカラーパターンチャート３４は６色のカラーバー３４ａ〜３４ｆを所定の順序で配列したものであり、それぞれの色のカラーバー３４ａ〜３４ｆが投影されている部分の画素の特性を調べる等に用いられる。カラーバー３４ａ〜３４ｆは、例えばシアン、緑、マゼンタ、赤、青の順序で配列される。
【００３２】
細線パターン３５やカラーパターン３４は前述したように光拡散板３１のピンホール板３２と対向する面に直接又は後述のように間接的に表示される。
【００３３】
光源１０からの光束はコンデンサレンズ２０で集光され、投影ユニット３０の光拡散板３１がテレセントリックに照明される。そして、光拡散板３１に入射した光は拡散される。
【００３４】
光拡散板３１の出射面側に位置するカラーパターンチャート３４等の各種のパターンチャートが、光拡散板３１と対向するピンホール板３２によって撮像素子の受光面５に結像され（ピンホールカメラの原理）、撮像素子の性能検査が行われる。
【００３５】
なお、結像時の倍率は、光拡散板３１のピンホール板３２と対向する面とピンホール板３２との距離、ピンホール板３２と受光面５との距離をそれぞれａ、ｂとしたとき、ａ／ｂで決まる。
【００３６】
この実施形態によれば、高価な投影レンズを用いず所望のパターンチャート３４，３５を撮像素子の受光面５に投影することができるので、撮像素子検査装置の製造コストを低減することができる。。
【００３７】
図３は他の実施形態の投影ユニットの詳細を説明する断面図であり、図２の投影ユニットと共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
投影ユニット１３０は、筒体１３０ａと、その光軸方向の一端側（光源１０側）に保持された光拡散板３１と、他端側に保持された結像板としてのピンホール板（絞り板）１３２とで構成されている。
【００３９】
また、この実施形態では、パターンチャート３４，３５に直接描画する代わりに、上述した透明ガラス等にパターンチャート３４，３５を描いてなるパターン板１００を密着配置させた。
【００４０】
ピンホール板１３２は樹脂板や金属板等の遮光板に複数の微小径の孔（開口部）１３２ａを設けたものである。
【００４１】
この実施形態によれば、複数の孔１３２ａと対向する撮像素子の受光面５に光拡散板３１の複数の同一のパターンチャート３４，３５を結像させることができる。例えば複数のカラーパターンチャート３４を１つのパターン板に形成することにより、受光面５上の複数のチャート像間に色の差異が生じるのを防ぐことができる。
【００４２】
図４は他の実施形態の投影ユニットの詳細を説明する断面図であり、図２の投影ユニットと共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
投影ユニット２３０は、筒体２３０ａと、その光軸方向の一端側（光源１０側）に保持された光拡散板２３１と、他端側に保持された結像板としてのピンホール板（絞り板）２３２とで構成されている。
【００４４】
光拡散板２３１のピンホール板２３２側にＬＣＤ（透過型平面表示素子）２３１ｂが密着配置されている。
【００４５】
光拡散板２３１は乳白色又は半透明の板であり、ガラス板や樹脂板（例えばアクリル板）である。
【００４６】
ピンホール板２３２は樹脂板や金属板等の不透明板の中央部に１つの微小径の孔（開口部）２３２ａを設けたものである。孔２３２ａには微小径の集光レンズ２３５が配置されている。
【００４７】
この実施形態によれば、ＬＣＤ２３１ｂへの通電を制御することによってパターンチャート３４，３５や配色等を電気的に切り換えることができるので、検査対象の変化に応じて投影ユニットを交換する必要がなく、撮像素子の性能検査を効率良く行うことができる。
【００４８】
また、集光レンズ２３５によって孔２３２ａだけの場合より結像性能を向上させることができるとともに、多くの光量でパターンチャートを投影することができる。
【００４９】
なお、ＬＣＤ２３１ｂを光拡散板２３１の全面に配置する必要はなく、部分的に配置するようにしてもよい。
【００５０】
また、ピンホール板３２，１３２，２３２に代えて、開口を可変に設定できる絞り板を用いてもよい。この絞り板は例えばカメラ等で用いられる絞り部材と同様の構成である。
【００５１】
更に、図示しないが、ピンホール板３２，１３２，２３２に代え、結像板としてＬＣＤを用いてもよい。ＬＣＤを用いて結像板を構成すれば、通電を制御することによって光透過部（ピンホール）の径を変えてＦ値の異なる撮像素子を容易に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る投影ユニットを備えた撮像素子検査用照明装置の光学系を説明する概念図である。
【図２】図２は投影ユニットの詳細を説明する断面図である。
【図３】図３は他の実施形態の投影ユニットの詳細を説明する断面図である。
【図４】図４は他の実施形態の投影ユニットの詳細を説明する断面図である。
【図５】図５は細線パターンの一例を示す図である。
【図６】図６はカラーパターンの一例を示す図である。
【図７】図７は従来の撮像素子検査用照明装置の光学系を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００５３】
５  受光面
３１，２３１  拡散板
３２，２３２  ピンホール板（絞り板）
３２ａ，１３２ａ  孔（開口部）
３４，３５  パターンチャート
２３１Ｂ  ＬＣＤ（透過型平面表示素子）
２３５  集光レンズ
【図１】
2006138644.tif 000003
【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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