(57)【要約】【課題】  単一の固体撮像素子の面内で、ショットのつなぎ合わせに起因する面欠陥を定量的に検出することで、固体撮像素子の良否を検査するのに好適な検査方法を提供する。【解決手段】  固体撮像素子の画素の出力変動を検出することで画質の欠陥を検出する固体撮像素子の検査方法であって、直線状に並んだ前記複数の画素のうち、直線方向に沿って順に、画素単位又は予め決まった数の画素ごとにそれぞれ出力値を検出する出力値検出工程と、出力値と該出力値の直前に検出した出力値との出力差を算出する出力差演算工程とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子の画素の出力変動を検出することで画質の欠陥を検出する固体撮像素子の検査方法であって、
直線状に並んだ前記複数の画素のうち、直線方向に沿って順に、画素単位又は予め決まった数の画素ごとにそれぞれ出力値を検出する出力値検出工程と、
前記出力値と該出力値の直前に検出した出力値との出力差を算出する出力差演算工程とを有することを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項２】
前記出力差が予め設定された許容値より大きくなった場合に、欠陥があると判別することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の検査方法。
【請求項３】
前記複数の画素に対する前記出力差の関係に基づいて、前記複数の画素における、露光工程時のショットのつなぎ部の位置を解析することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像素子の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の固体撮像素子の面内で、露光工程の際に複数の露光領域（ショット）をつなぎ合わせてなるものについて、そのショット間のつなぎ部分の出力差を検出することで、固体撮像素子の感度ばらつきの良否を検査する検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子の欠陥としては、点欠陥，線欠陥，面欠陥（または、シミ、ムラ欠陥ともよばれる。）などがある。これらの欠陥は、固体撮像素子で撮像した画質を劣化させる大きな要因となるため、固体撮像素子の画出し検査の対象となっている。通常、画出し検査は、作業者により目視による検査が行われている。固体撮像素子の画像の欠陥を検査する手段としては、例えば、下記特許文献１及び２のものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２９５９７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、固体撮像素子の画素数の増加に伴い、固体撮像素子のサイズが大型化している。図４は、ウエハ上に固体撮像素子を露光する状態を説明する図であり、図５は、図４の固体撮像素子に比べて大きい素子を露光する状態を説明する図である。図４及び図５に示すように、固体撮像素子の製造において、リソグラフィ工程では、ウエハWの表面にフォトレジストを塗付した後、露光装置において、レジスト薄膜が形成されたウエハ上にマスクパターンを転写する。このとき、露光装置において一回の転写によって露光（以下、ショットともいう。）される露光領域があり、ウエハＷ上にマスクパターンを転写する際には、ウエハＷ上において面方向の位置をずらしてショットを繰り返す。図４に示すように、小型サイズの固体撮像素子については、１ショットについて複数の固体撮像素子の露光部ｄをウエハＷに転写することが可能である。しかし、図５に示す大型サイズの固体撮像素子については、１ショットでは単一の固体撮像素子の露光部Ｄを形成することができない。そこで、図６に示すように、ウエハＷ上において複数のショットＳ１〜Ｓ４をつなぎ合わせることで、固体撮像素子の露光部Ｄを形成する手法が採用されている。
【０００５】
しかし、複数のショットＳ１〜Ｓ４をつなぎ合わせた場合、これらショットＳ１〜Ｓ４同士がつなぎ合わされた部分（以下、つなぎ部分という。）Ｃａ，Ｃｂ近傍において感度が変動することで、固体撮像素子の画面上の対応する位置に面欠陥が生じてしまい、画質の劣化を引き起こすことがある点で改善の余地があった。
【０００６】
また、固体撮像素子の面欠陥を目視で検査すると、検査する人の感性の相違により、欠陥とする基準にばらつきが生じてしまっていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、単一の固体撮像素子の面内で、ショットのつなぎ合わせに起因する面欠陥を定量的に検出することで、固体撮像素子の良否を検査するのに好適な検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、固体撮像素子の画素の出力変動を検出することで画質の欠陥を検出する固体撮像素子の検査方法であって、直線状に並んだ前記複数の画素のうち、直線方向に沿って順に、画素単位又は予め決まった数の画素ごとにそれぞれ出力値を検出する出力値検出工程と、前記出力値と該出力値の直前に検出した出力値との出力差を算出する出力差演算工程とを有することを特徴とする固体撮像素子の検査方法によって達成される。
【０００９】
本発明の固体撮像素子の検査方法は、各画素又は複数の画素単位の出力値を検出し、該出力値と直前に検出した出力値との出力差を算出することで、画素の出力変動を正確に検出できる。そして、この検査方法を固体撮像素子の画像欠陥の検査に適用することで、画素の変動に基づき、点欠陥、線欠陥、面欠陥の位置を特定できるだけでなく、定量化して判別することができる。このため、固体撮像素子の感度ばらつきの良否を、従来の目視検査よりも確実に検査することができる。
特に、上記検査方法を、単一の固体撮像素子の面内で、露光工程の際に複数の露光領域をつなぎ合わせてなる大型サイズの固体撮像素子の検査に適用すれば、配列された画像における出力変動を定量的に捉えることでき、また、該出力変動に基づいてそのショット間のつなぎ部分の位置を確実に特定することができるといった顕著な効果を得ることができる。
【００１０】
また、直線上に並んだ画素の出力値と、該出力値と直前に検出した出力値との出力差を演算する手順を繰り返せばよいため、検査装置を制御する際に、複雑な制御プログラムを必要とせずに、検査作業を自動制御で実行することが可能である。
【００１１】
上記固体撮像素子の検査方法は、出力差が予め設定された許容値より大きくなった場合に、欠陥があると判別することが好ましい。こうすれば、画素の出力差が大きい、つまり、感度バランスが良くない固体撮像素子を、他の出力差が小さく、感度バランスの良い固体撮像素子から分別することができ、その後の検査工程などの対象から外し、その後の工程にかかる時間のロスを削減することができる。
【００１２】
複数の画素に対する出力差の関係に基づいて、複数の画素における、露光工程時におけるショットのつなぎ部の位置を解析することが好ましい。こうすれば、配列された画像における出力変動を出力差に基づいて定量的に捉えることでき、また、該出力変動に基づいてそのショットのつなぎ部分の位置を確実に特定することができるといった顕著な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、単一の固体撮像素子の面内で、ショットのつなぎ合わせに起因する面欠陥を定量的に検出することで、固体撮像素子の良否を確実に検査する検査方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる固体撮像素子の検査方法の手順を説明する図である。図２は、固体撮像素子の検査方法の手順を説明するフロー図である。なお、図１に示すように、本実施形態において、固体撮像素子１０は、マトリクス状に配置された画素を有している。本発明にかかる検査方法の対象となる固体撮像素子の画素の配置は、特に限定されず、一定の規則性を有していれば、例えばハニカム状の配列であってもよい。
【００１５】
図１に示すように、固体撮像素子１０において、規則的に配列された複数の画素の出力値を検出する。本実施形態では、固体撮像素子の各行について図中矢印で示す方向に画素の出力を検出する。しかし、画素を検出する方向は、矢印で示す方向に限らず、各列ごとに図１の上下方向に検出してもよい。本発明の検査方法においては、任意の一方向に直線状に複数の画素が配列されていることを前提として、その直線方向に沿って順に検出することができる。
【００１６】
また、直線状に配列された複数の画素の出力を検出する場合、１画素づつ出力値を検出することができる。または、複数の画素のうち、予め決められた数の画素（例えば、１０画素）づつ、出力値を検出することもできる。予め決められた数の画素の出力値を検出する場合には、これらの画素全体の平均出力値を検出してもよく、または、これらの画素全体の最大出力値又は最小出力値を検出してもよい。
【００１７】
図１に示すように、固体撮像素子１０の画面において、検査対象となる行に複数の画素Ａ１からＡ６が配列されており、これら複数の画素Ａ１からＡ６の出力値を検出する手順を説明する。なお、本実施形態では、画素Ａ１からＡ６は、いずれも最小画素単位である１画素を意味するものとする。
【００１８】
検査装置の出力検出部を、検出方向に向って断続的に駆動制御することによって、画素Ａ１から順に、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６の順で各画素の出力値を検出する出力値検出工程を行う。
【００１９】
固体撮像素子の画面の位置情報を座標で表した位置データを予め設定し、各画素の位置をその位置データに対応させ、検査装置の出力検出部へ位置データに基づいた駆動信号を出力することで、検査対象となる画素に応じて検出部を走査させることができる。
【００２０】
また、出力値検出工程で検出した出力値について、その出力値の直前に検出した出力値との出力差を算出する出力差演算工程を行う。例えば、図１に示すように、画素Ａ３で検出した出力値をPnとすると、この出力値Pnと、Ａ３の出力値の直前に検出した出力値、つまり、画素Ａ２の出力値Pn-1との出力差を算出する。すなわち、画素Ａ３とＡ２との出力差を出力値Pnと出力値Pn-1との差分Pn−Pn-1として算出する。こうして、同様に画素Ａ１〜Ａ６について、出力差を算出していくことができる。
【００２１】
出力差の算出は、出力値検出工程と同期して行ってもよい。つまり、出力値を検出するごとに、該出力値と該出力値の直前に検出した出力値との出力差を算出してもよい。または、検査対象となる複数の画素全体について出力値検出工程によって全ての出力値を検出した後、出力差をそれぞれ算出してもよい。
【００２２】
本実施形態において、検査対象とする画素の範囲を予め設定してもよい。例えば、固体撮像素子の画面において、任意の行又は列又は所定の領域を、検査したい欠陥などに応じて、適宜選択してもよい。検査対象とする画素の範囲を設定する場合には、座標による画素の位置データを検査装置に予め入力し、設定した範囲においてのみ出力検出部を走査制御することができる。単一の固体撮像素子の画面内で、露光工程の際に複数のショットのつなぎ合わせてなるものについては、直線状に配列された画素を、つなぎ合わせ近傍の画素を含むように直線方向の前後にわたって出力の検出を行ってもよい。こうすれば、画面全体について検出を行わなくても、つなぎ合わせの部分を含む出力変動が大きい画素を特定し、最大となる出力差が許容できる範囲か否か確認することができる。
【００２３】
次に、単一の固体撮像素子の面内で、露光工程の際に複数のショットのつなぎ合わせてなるものについて、検査する画素の領域を指定して出力を検出する手順を図２を参照して説明する。最初に、画素の差分を算出する領域を検査装置に入力する（ステップＳ１１）。画素の差分を算出する領域は、上述したように、固体撮像素子の画面に対する画素の位置を座標で示した位置データとして入力することができる。
【００２４】
検査装置は、指定された領域の範囲について、出力検出部を走査させ、領域に含まれる画素について、出力値を検出し、算出した出力値に基づいて、出力差（差分）を算出する（ステップＳ１２）。
【００２５】
その後、出力検出部が指定された領域について全ての出力差を算出したか判別し（ステップＳ１３）、指定された領域について算出していない範囲がある場合には、出力検出部の検出する画素の座標データを更新（ここでは、１画素だけ検出方向に移動するものとした。）し、該出力検出部を移動させる（ステップＳ１４）。そして、次の検出の対象の画素について、出力値の検出及び出力差の算出を行う。このように、指定された領域全てについて出力差の算出を完了するまで、ステップＳ１１及びステップＳ１２と同様の手順を繰り返す。
【００２６】
指定された領域全てについて出力差を算出した後、算出した全ての出力差からショットのつなぎ部の座標における出力差を特定する。図３は、検査した領域の座標に対して出力差の値をプロットして示したグラフである。図３に示すように、通常、ショットのつなぎ部においては、他の画素に比べて出力値の変動が著しく大きくなることから、ショットのつなぎ部の位置を含む指定された領域を検査した場合、出力差のピーク値を形成する座標をショットのつなぎ部の位置と推定することが可能である。こうして、ショットのつなぎ部の位置に相当する座標の出力差のピーク値が許容値の範囲であるか否かを確認することで、固体撮像素子の画面におけるショットのつなぎ部で不適正な出力変動が生じていないかを判別することが可能である。
【００２７】
なお、ショットのつなぎ部の近傍では、出力差が大きくなる現象が見られ、出力差の値がピーク値を頂点とした緩やかなカーブを描く。これは、固体撮像素子の画面におけるショットのつなぎ部が、線状ではなく、帯状の領域を形成していることを意味する。ショットのつなぎ部の位置をより具体的に検査するには、出力検出部による一回の検出で出力値を検出する範囲をできるだけ小さい範囲（例えば、画素単位）とし、出力検出部の移動する距離を短い間隔（例えば、１画素）にして出力差を算出すればよい。
【００２８】
ここで、本実施形態のように所定の画素単位における出力差によって検出することとしたのは、ショット全面同士の出力値に基づく差異から出力差を求めた場合にシェーディングの影響を受けてしまうためである。ショットのつなぎ部付近の所定画素数での出力差異を求めることで、光源による影響を受けにくく、差異をとることが容易になるためである。このとき、つなぎ部付近の移動平均の差異を例えば下記式のように求めることで、差異のピーク値がショットのつなぎ部のアドレスに起因するものか否か確認でき、また、つなぎ部において不適正な出力差異の有無の確認と、それが他の要因によるものなのかの判別が可能になる。
差異(n)=(m+(m+1)+(m+2)+・・・+(m+10))−(n+(n+1)+(n+2)+ ・・・+(n+10))
（但し、m=n+10とする。）
【００２９】
このように、上記固体撮像素子の検査方法によれば、各画素又は複数の画素単位の出力値を検出し、該出力値と直前に検出した出力値との出力差を算出することで、画素の出力変動を正確に検出できる。そして、この検査方法を固体撮像素子の画像欠陥の検査に適用することで、画素の変動に基づき、点欠陥、線欠陥、面欠陥の位置を特定できるだけでなく、定量化して判別することができる。このため、固体撮像素子の感度ばらつきの良否を、従来の目視検査よりも確実に検査することができる。
【００３０】
また、直線上に並んだ画素の出力値と、該出力値と直前に検出した出力値との出力差を演算する手順を繰り返せばよいため、検査装置を制御する際に、複雑な制御プログラムを必要とせずに、検査作業を自動制御で実行することが可能である。
【００３１】
特に、上記実施形態のように、単一の固体撮像素子の面内で、露光工程の際に複数の露光領域をつなぎ合わせてなる大型サイズの固体撮像素子の検査に適用すれば、配列された画像における出力変動を定量的に捉えることでき、また、該出力変動に基づいてそのショット間のつなぎ部分の位置を確実に特定することができるといった顕著な効果を得ることができる。
【００３２】
出力差が予め設定された許容値より大きくなった場合に、欠陥があると判別するようにすれば、画素の出力差が大きい、つまり、感度バランスが良くない固体撮像素子を、他の出力差が小さく、感度バランスの良い固体撮像素子から区別して処理することができ、その後の検査工程などの対象から外し、その後の工程にかかる時間のロスを削減することができる。
【００３３】
複数の画素に対する出力差の関係に基づいて、複数の画素における、露光工程時におけるショットのつなぎ部の位置を解析するようにすれば、配列された画像における出力変動を出力差に基づいて定量的に捉えることでき、また、該出力変動に基づいてそのショットのつなぎ部分の位置を確実に特定することができるといった顕著な効果を得ることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、出力差を検出するとともに、出力値のばらつき（標準偏差）を比較対象として算出してもよく、こうすることで、良好な検出精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる固体撮像素子の検査方法の手順を説明する図である。
【図２】固体撮像素子の検査方法の手順を説明するフロー図である。
【図３】検査した領域の座標に対して出力差の値をプロットして示したグラフである。
【図４】ウエハ上に固体撮像素子を露光する状態を説明する図である。
【図５】図４の固体撮像素子に比べて大きい素子を露光する状態を説明する図である。
【図６】ウエハ上においてショットのつなぎ合わせた状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  固体撮像素子
Ａ１〜Ａ６  画素
【図１】
2006332252.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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