(57)【要約】【課題】変調光に対する撮像素子の応答を検査することのできる撮像素子検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】光源から射出された光は可変カラーフィルタ、色温度フィルタ、ＮＤフィルタを通過して所定の色、強度の光に調整される。所定の色、強度に調整された光は、投射レンズにより撮像素子に照射され、撮像素子の性能が検査される。  光源は、撮像素子の１フィールドまたは１フレームのスキャンに同期した信号で制御され、１フィールドまたは１フレーム内で、所定時間光源が点灯する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に照射する光を射出する光源と、
前記撮像素子の１フィールドまたは１フレーム内で、所定時間前記光源を点灯させる光源駆動装置とを有すること
を特徴とする撮像素子検査装置。
【請求項２】
前記光源駆動装置は、前記撮像素子を電子シャッタ動作させる信号により前記光源を点灯させること
を特徴とする請求項１に記載の撮像素子検査装置。
【請求項３】
撮像素子に照射する光を射出する光源と、
前記光源から射出される光の強度を変調する光源変調装置とを備えたこと
を特徴とする撮像素子検査装置。
【請求項４】
撮像素子に照射する光を射出する光源と、
前記光源を変調する信号を出力する変調回路と、
前記光源を前記撮像素子の１フィールドまたは１フレーム内で、所定時間点灯させる信号を出力する発信回路と、
前記撮像素子を電子シャッタ動作させる信号を出力するシャッタ信号回路と、
前記変調回路と前記発振回路と前記シャッタ信号回路とに接続され、前記変調回路と前記発振回路と前記シャッタ信号回路から出力される信号を選択し、前記光源を駆動させる選択駆動回路とを有すること
を特徴とする撮像素子検査装置。
【請求項５】
前記光源は発光ダイオードであること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像素子検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ等の撮像素子検査装置として、様々な色の連続光を照明しその照明光に対するＣＣＤの応答特性や、レンズのＦナンバや瞳距離などを変えてＣＣＤの応答特性を検査する検査装置が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６１１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の撮像素子検査装置では変調された照射光に対する応答特性を検査することができないと言う問題があった。
本発明は撮像素子の変調光に対する応答を検査することのできる撮像素子検査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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、撮像素子に照射する光を射出する光源と、前記撮像素子の１フィールドまたは１フレーム内で、所定時間前記光源を点灯させる光源駆動装置とを有することを特徴とする撮像素子検査装置を提供する。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記光源駆動装置は、前記撮像素子を電子シャッタ動作させる信号により前記光源を点灯させることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子検査装置を提供する。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、撮像素子に照射する光を射出する光源と、前記光源から射出される光の強度を変調する光源変調装置とを備えたことを特徴とする撮像素子検査装置を提供する。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、撮像素子に照射する光を射出する光源と、前記光源を変調する信号を出力する変調回路と、前記光源を前記撮像素子の１フィールドまたは１フレーム内で、所定時間点灯させる信号を出力する発信回路と、前記撮像素子を電子シャッタ動作させる信号を出力するシャッタ信号回路と、前記変調回路と前記発振回路と前記シャッタ信号回路とに接続され、前記変調回路と前記発振回路と前記シャッタ信号回路から出力される信号を選択し、前記光源を駆動させる選択駆動回路とを有することを特徴とする撮像素子検査装置を提供する。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像素子検査装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は撮像素子の変調光に対する応答を検査することのできる撮像素子検査装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）
図１に本実施形態のＣＣＤ検査装置の外観図を示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。ＣＣＤ検査装置３０は、図１（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の表面（ここでは上面）に検査光を照射する光照射装置５０と、半導体ウエハ１をＣＣＤの受光面を上に向けて所定の位置に保持し、光照射装置５０からの光が照射された各ＣＣＤから出力される電気信号を検出するプローバ装置４０、検出した電気信号からＣＣＤの特性を検査するテスタ装置６０から構成される。
【００１２】
光照射装置５０は、検査面である半導体ウエハ１の上面の所定領域に光強度が均一な光を照射する。強度が均一な光が照射される検査面上領域は、半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤの全ての受光面を含む大きさであっても、一部のＣＣＤの受光面のみを含む大きさであってもよい。しかしながら少なくとも検査対象となっているＣＣＤの受光面全域を含んでいる大きさを有している必要がある。なお、光強度が均一な領域を半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤ全ての受光面を含む大きさにするか、一部のＣＣＤの受光面のみを含む大きさにするかは、半導体ウエハ１上に形成されたＣＣＤの大きさやＣＣＤ検査装置３０の規模等によって異なる。本実施形態では検査面上の光強度が均一な領域は１つのＣＣＤのみを含む大きさであり、半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤに対して順に光を照射して検査を行う。
【００１３】
プローバ装置４０は、半導体ウエハ１を搬送して所定位置に保持し、検査用ピンを半導体ウエハ１の電極に接触させる。検査用ピンから出力される信号はテスタ装置６０に送られ検査される。
【００１４】
次に、ＣＣＤ検査装置１０で半導体ウエハ１上に形成されたＣＣＤの特性を検査する手順について説明する。作業者が図２に示すテスタ装置の検査開始スイッチ６２を操作すると、プローバ装置４０内に備えられた不図示のウエハ搬送保持装置が動き始め、プローバ装置４０内の不図示のウエハ収容部から半導体ウエハ１が取り出されて所定の検査領域内に移動する。半導体ウエハ１が検査領域内へ移動したら、ウエハ搬送保持装置は検査対象のＣＣＤが不図示のプローブに接触するように半導体ウエハ１を移動させる。プローブによって電源からの電力がプＣＣＤに供給される。
【００１５】
次に所望の色及び強度に設定された光が、光照射装置５０から検査面上のＣＣＤに照射される。照射領域内では光強度は均一である。電荷が供給された状態のＣＣＤに光が照射されると、その電荷の一部は電流となって流れ、ＣＣＤ内部の電圧が低下する。このＣＣＤ内部の電圧降下は電気信号に変換されてテスタ装置６０に送られる。ＣＣＤから出力された電気信号に基づいて、テスタ装置６０は、被検ＣＣＤの良品・不良品の判定を行う。具体的には、ＣＣＤから送られてきた電気信号が所定の規定値に達している場合には、テスタ装置６０はその被検ＣＣＤを良品と判定し、電気信号が規定値に達していなければその被検ＣＣＤを不良品と判定する。
【００１６】
テスタ装置６０による被検ＣＣＤの特性検査が終了すると、ウエハ搬送保持装置は被検ＣＣＤをプローブから離す方向（下方）に移動させ、被検ＣＣＤをプローブから離間させて電源からＣＣＤへの電力の供給を停止させる。半導体ウエハ１上には複数のＣＣＤが形成されているので、全てのＣＣＤの検査が終了するまで上記の動作を繰り返し、全てのＣＣＤを検査する。
【００１７】
次に光照射装置５０の構成を説明する。図２に本実施形態のＣＣＤ検査装置の構成のブロック図を示す。光源１１から射出された光は、不図示のレンズによってほぼ平行な光に変換される。光源１１としては白色ＬＥＤなどが使用される。光源１１から射出した光は、可変カラーフィルタ１２に入射し、特定の波長範囲の光が選択される。可変カラーフィルタ１２は特定の波長を選択する複数のカラーフィルタを備えたものであり、光路中に挿入するカラーフィルタを変えることによって波長を選択する。
【００１８】
可変カラーフィルタ１２から射出された光は、可変色温度フィルタ１３に入射                    する。可変温度フィルタで選択された光は、光の強度を調整する可変ＮＤフィルタ１４に入射する。可変ＮＤフィルタ１４は複数の透過率の異なるＮＤフィルタを備えたものであり、光路中に挿入するＮＤフィルタを変えることによって光の強度を調整する。可変ＮＤフィルタとしては、連続的に透過率を変化させることのできるＮＤウエッジを使用しても構わない。
【００１９】
可変ＮＤフィルタ１４を射出した光は、光路中に挿入された偏向光学部材１５によってその一部が偏向され、照度モニタ１６に入射し照度が測定される。照度モニタ１６は、検査対象である撮像素子２５に照射する照度を監視するために設けられているものである。偏向光学部材１５としては、プリズムやミラーが使用され、光束の周辺の一部にプリズムやミラーを挿入し、一部の光を９０度偏向させて照度モニタに入射させる。
【００２０】
偏向光学部材１５で偏向されなかった光は、シャッタ１７を通過し可変チャート１８に入射する。可変チャート１８は、複数のチャートを有し光束中に挿入するチャートを変えることによって、撮像素子２５に照射される光束の形状等を変えることができる。チャートとしては、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チャートなどを使用する。
【００２１】
可変チャート１８を通過した光は不図示の投影光学系に入射後、Ｆナンバまたは瞳位置を切替えることのできる可変光学系１９に入射する。可変光学系１９は、Ｆナンバまたは瞳の距離を変えるための光学ユニットを複数有しており、光路中に挿入する光学ユニットを変えることによって撮像素子２５に照射する光のＦナンバ、瞳位置を変えることができる。
【００２２】
可変カラーフィルタ１２、可変温度フィルタ１３、可変ＮＤフィルタ１４、シャッタ１７、可変シャーと１８及び可変光学系１９はＣＰＵ２０から制御される。ＣＰＵ２０は、コントローラ２３に接続されており、作業者がコントローラ２３に、撮像素子２５に照射する光の色、強度、形状、Ｆナンバ、瞳位置を入力すると、その情報がＣＰＵ２０に出力され、この情報に基づいてＣＰＵ２０が接続されている機器を制御する。
【００２３】
次に照明光を変調する構成について説明する。作業者がコントローラ２３に撮像素子２５に照射する光の変調周波数、デューティー比、光強度などを入力する。変調周波数は、ＬＥＤを駆動できる最大周波数から検査に使用する周波数を設定する。デューティー比としては０〜７５％の間で設定した。
【００２４】
コントローラ２３に入力された変調周波数等は、ＣＰＵ２０に出力され設定された変調周波数等が発信回路２１に伝えられる。発信回路２１では、設定された変調周波数等に従って矩形の変調信号が生成される。
【００２５】
生成された変調信号は、光源１１であるＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路２２に入力される。ＬＥＤ駆動回路２２は、入力された変調信号に従って光源１１であるＬＥＤを駆動する電流値を変調する。ＬＥＤは、この変調された電流値に従った強度の光を射出する。
【００２６】
所定の周波数で変調された光源光は、可変カラーフィルタ１２、可変温度フィルタ１３、可変ＮＤフィルタ１４、偏向光学部材１５、シャッタ１７、可変シャーと１８及び可変光学系１９を順に通過して、所定の周波数で変調された、所定の波長の、所定強度の光が撮像素子２５に照射され、撮像素子２１がプローバ装置４０で検査される。
【００２７】
本実施形態によれば、変調光を撮像素子２５に照射することができるので撮像素子２５の変調光に対する特性を検査することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態のＣＣＤ検査装置の構成のブロック図を図３（ａ）に示す。第１実施形態と同じ部材には同じ番号を付し、説明は省略する。本実施形態は、光源を変調させるタイミングを撮像素子の画像取得のタイミングに同期させる点が、第１実施形態と異なる。
【００２８】
光照射装置５０の構成は、第１実施形態と基本的に同じであるが、テスタ装置６０からの撮像素子２５の画像取得を制御する信号、すなわち１フィールドまたは１フレームで蓄積した電荷を読み出すための信号を、パルス発生回路２７に入力する。以下の説明では１フィールドの場合を説明するが、１フレームの場合でも同様である。
【００２９】
ＣＣＤに光を照射すると、ＣＣＤのそれぞれの画素に電荷が蓄積され、照射光量が一定の場合には、時間に比例して電荷が蓄積される。１フィールドの画像取得が終了すると、読み出し信号により蓄積した電荷が読み出される。しかし照射光量が強く、１フィールドの間露光すると電荷が飽和してしまう場合には、１フィールドの初期に蓄積した電荷を排出信号により排出して信号として使用せず、電荷を排出した後の所定時間の間に蓄積した電荷を読み出す電子シャッタを使用する。この場合、最後の排出信号から読出し信号までの時間がシャッタ時間になる。
【００３０】
本実施形態のＣＣＤ検査装置３０では、コントローラ２３でシャッタ時間を設定する。コントローラ２３で設定されたシャッタ時間は、ＣＰＵ２０に送られ、ＣＰＵ２０からパルス発生回路２７に送られる。テスタ装置６０は１フィールドの画像取得が終了すると、撮像素子２５に読出し信号（フィールド信号）を出力するが、同時にパルス発生回路２７にも読出し信号（フィールド信号）を出力する。
【００３１】
図３（ｂ）に示すようにパルス発生回路２７は、入力された読出し信号（フィールド信号）に同期し、ＣＰＵ２０から入力されたシャッタ時間でＬＥＤを駆動する（点灯させる）出力信号を発生させる。例えば１秒間に３０フィールド撮像し、シャッタ時間を１／６０秒とすると、読出し信号（フィールド信号）終了後（簡単のため読出し信号の時間幅は０とする）１／６０秒後にオン（ハイレベル）になり、その１／６０秒（シャッタ時間）後にオフ（ローレベル）になる信号が、パルス発生回路２７から出力される
パルス発生回路２７からのパルス信号は、ＬＥＤ駆動回路２２に入力され、入力信号に応じた駆動信号がＬＥＤ駆動回路２２から光源１１に出力される。光源１１は、図３（ｂ）のパルス発生回路の信号に従って、ハイレベルの時に点灯し、ローレベルでは消灯する。
【００３２】
光源１１から射出されたパルス光は、第１実施形態と同じ照明光学系を通過して撮像素子２５に照射される。すなわちテスタ装置６０から読出し信号（フィールド信号）が出力されてから所定時間後に、光源１１からのパルス光が光が所定時間撮像素子２５に照射される。光源１１からのパルス光の照射が終了すると読出し信号により、撮像素子２５の各画素に蓄積された電荷が読み出される。従って、撮像素子２５は電子シャッタを使用しなくても、電子シャッタを使用したのと同じ状態で検査される。
【００３３】
本実施形態により、撮像素子２５の１フィールドまたは１フレームに同期した所定時間幅を持ったパルス光が光源１１から射出され、撮像素子２５に照射される。従って撮像素子２５の１フィールドまたは１フレーム内の所定時間だけ光が撮像素子２５に照射されるので、電子シャッタを使用しなくとも電子シャッタを使用したのと同等の状態で撮像素子２５の検査、すなわち撮像素子２５の電荷蓄積量を測定することができる。
【００３４】
なお本実施形態のＣＣＤ検査装置３０において、パルス光を照射している間に可変ＮＤフィルタ１４のＮＤフィルタの透過率を変えることによって、同一パルス内で撮像素子２５に照射する光量を変えることもできる。
（第３実施形態）
第３実施形態のＣＣＤ検査装置の構成のブロック図を図４に示す。第２実施形態と同じ部材には同じ番号を付し、説明は省略する。本実施形態は、ＬＥＤ駆動回路２２に入力する信号をパルス変調回路２３を介さずに、直接テスタ装置６０から出力する点が、第２実施形態と異なる。
【００３５】
光照射装置５０の構成は、第２実施形態と基本的に同じであるが、テスタ装置６０から撮像素子２５の電子シャッタを制御するための信号を、撮像素子２５には出力せず、ＬＥＤ駆動回路２２に出力する。テスタ装置６０から撮像装置２５には、読出し信号は出力されるが電子シャッタを制御するための信号は出力されない。
【００３６】
コントローラ２３で設定されたシャッタ時間は、テスタ装置６０に出力される。テスタ装置６０は、撮像素子２５に出力する読出し信号に同期した電子シャッタ信号をＬＥＤ駆動回路２２に出力する。電子シャッタ信号は、第２実施形態と同様に読出し信号（フィールド信号）に同期し、読み出し信号終了後の所定時間にオン（ハイレベル）になり、その後シャッタ時間経過後にオフ（ローレベル）になる信号である。
【００３７】
この電子シャッタ信号がＬＥＤ駆動回路２２に入力すると、入力信号に応じた駆動信号がＬＥＤ駆動回路２２から光源１１に出力される。光源１１は、この信号に従って、ハイレベルの時に点灯し、ローレベルでは消灯する。
【００３８】
本実施形態のＣＣＤ検査装置でも、第２実施形態と同様に電子シャッタを使用しなくとも電子シャッタを使用したのと同等の状態で撮像素子２５の検査、すなわち撮像素子２５の電荷蓄積量を測定することができる。
（第４実施形態）
第４実施形態のＣＣＤ検査装置の構成のブロック図を図５に示す。第１実施形態から第３実施形態と同じ部材には同じ番号を付し、説明は省略する。第１実施形態から第３実施形態で光源１１を変調する３種類の装置について記載したが、本実施形態は光源１１を変調するための信号を複数有し、ＬＥＤ駆動信号切換え回路７１でそれらの信号を切換え、ＬＥＤ駆動回路２２に出力することに特徴がある。
【００３９】
光照射装置５０の構成は、光学系の部分は第１実施形態と基本的に同じであるが、ＬＥＤ駆動回路２２に入力するための信号を切換えるＬＥＤ駆動信号切換え回路７１がＬＥＤ駆動回路２２に接続されている。ＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力される信号は４種類ある。第１の信号は光源１１を所定の輝度で連続点灯させる信号、第２の信号は光源１１を変調させて点灯する信号、第３の信号は電子シャッタの代わりに光源１１を所定のシャッタ時間の間パルス点灯させるための信号、第４の信号は電子シャッタの信号を直接利用して光源１１を点灯させるための信号である。
【００４０】
次に第１、第２、第３、第４の信号をＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力する構成について説明する。まず第１の信号を入力する構成について説明する。作業者はコントローラ２３で光源１１から射出される光の輝度を設定する。設定された輝度情報は、ＣＰＵ２０を介して電圧の情報としてＤ／Ａコンバータ２８でアナログ信号に変換され、ＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力される。
【００４１】
第２の信号を入力する構成は、第１実施形態と同じ構成で、コントローラ２３で設定された変調周波数が、ＣＰＵ２０を介して発振回路２１に入力され、変調信号としてＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力される。第３の信号を出力する構成は、第２実施形態と同じ構成で、コントローラ２３でシャッタ時間を設定し、ＣＰＵ２０を介してパルス発生回路２７に入力される。またテスタ装置６０からの出力される読出し信号（フィールド信号またはフレーム信号）もパルス発生回路２７に入力され、読出し信号に同期し設定されたシャッタ時間の時間幅を持った信号がＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力される。第４の信号は、第３実施形態と同じ構成で、コントローラ２３で設定したシャッタ時間に対応する電子シャッタ信号が、テスタ装置６０からＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力される。
【００４２】
作業者はコントローラ２３にから上記４つの信号のうち、どの信号を使用して光源１１を点灯させるかを選択する。選択された信号に対応する情報は、ＣＰＵ２０を介してＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力される。ＬＥＤ駆動信号切換え回路７１には、第１〜第４の信号が入力されているが、ＣＰＵ２０からＬＥＤ駆動信号切換え回路７１に入力された選択信号に従って、ＬＥＤ駆動信号切換え回路７１からＬＥＤ駆動回路２２に出力する信号を選択する。
【００４３】
例えば作業者がテスタ装置６０から出力される電子シャッタ信号で、ＬＥＤを駆動するモードをコントローラ２３で選択すると、その情報に基づいてＬＥＤ駆動信号切換え回路７１は、入力された信号のうち第４の信号を選択し、ＬＥＤ駆動回路２２にパルス信号を出力する。ＬＥＤ駆動回路２２は第３実施形態と同様にＬＥＤ駆動信号切換え回路７１からの信号に従って光源１１をパルス点灯する。撮像素子２５には光源１１から射出されたパルス光が照射され、電子シャッタを使用したのと同等の状態で撮像素子２５の検査、すなわち撮像素子２５の電荷蓄積量を測定することができる。
【００４４】
なお第１実施形態から第４実施形態では、半導体ウエハ１上に形成され未だ半導体ウエハ１から切り出されていない状態のＣＣＤを検査する場合を説明したが、検査対象はこれに限られず、半導体ウエハ１から切り出され駆動回路にパッケージされた状態のＣＣＤや、最終的な製品としてのデジタルカメラに搭載された状態のＣＣＤを検査しても構わない。
【００４５】
駆動回路にパッケージされた状態のＣＣＤでは、パルス発生回路２７に出力する読出し信号はテスタ装置６０ではなく、駆動回路中の読出し回路からパルス発生回路２７に出力される。またＬＥＤ駆動回路２２に直接電子シャッタ信号を出力する場合にも、駆動回路から直接電子シャッタ信号を出力する。
【００４６】
デジタルカメラに搭載された状態のＣＣＤを検査する場合には、デジタルカメラから読み出し信号または電子シャッタ信号を取り出し、それぞれをパルス発生回路２７、ＬＥＤ駆動回路２２に出力すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＣＣＤ検査装置の外観を示す図
【図２】第１実施形態のＣＣＤ検査装置の構成図
【図３】（ａ）第２実施形態のＣＣＤ検査装置の構成図。（ｂ）撮像素子の読出し信号と、パルス発生回路から出力される信号のタイミングを示す図。
【図４】第３実施形態のＣＣＤ検査装置の構成図
【図５】第４実施形態のＣＣＤ検査装置の構成図
【符号の説明】
【００４８】
１１  光源
１２  可変カラーフィルタ
１３  可変色温度フィルタ
１４  可変ＮＤフィルタ
１５  偏向ミラー
１６  照度モニタ
１７  シャッタ
１８  可変チャート
１９  可変光学系
２０  ＣＰＵ
２１  発振回路
２２  ＬＥＤ駆動回路
２３  コントローラ
２５  撮像素子
２６  プローバ装置
２７  パルス発生回路
２８  Ｄ／Ａコンバータ
３０  ＣＣＤ検査装置
４０  プローバ装置
５０  光照射装置
６０  テスタ装置
６２  検査開始スイッチ
７１  ＬＥＤ駆動信号切換え回路
【図１】
2006170830.tif 000003
【図２】
2006170830.tif 000004
【図３】
2006170830.tif 000005
【図４】
2006170830.tif 000006
【図５】
2006170830.tif 000007