(57)【要約】【課題】複数の撮像素子を短い所要時間で正確に検査することのできるパッケージに封入された固体撮像素子の検査装置を提供する。【解決手段】固体撮像素子をパッケージに封入した撮像デバイスを検査装置に複数個設置すると、撮像デバイスの中心に対して各撮像デバイスに照射する光の光軸はずれてしまうが、まずは、撮像デバイスの中心と各々の光軸とがずれた状態のまま、撮像デバイスに近接する位置から光を照射し、撮影を行う。このとき得られる画像は、撮像デバイスに照射される光の光量分布が変調されており、これを反映する画像の輝度データの起伏から、撮像デバイスの中心に対する光軸の位置を各々評価する。この評価に基づいて、光軸をそれぞれ移動し、各々の撮像デバイスの中心と光軸の位置とが一致した状態で光を照射し、撮影を行い、ここで得られる画像をもとに、検査を正確に行う。【選択図】図８
2008042257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージに固体撮像素子を封入した撮像デバイスに、集光光学系を通して光源からの光を照射し、前記撮像デバイスから出力される撮像信号を評価して固体撮像素子の性能を検査する検査装置において、
前記撮像デバイスの複数個を配列して保持するデバイス収容部を有し、前記デバイス収容部で保持された各々の前記撮像デバイスからの撮像信号を個別に取得する取得回路と接続されるデバイス保持手段と、
前記デバイス保持手段と前記光源との間に設けられ、前記デバイス保持手段で保持された各々の前記撮像デバイスに前記光源からの光を個別に導く複数の集光光学系を支持する光学系支持手段と、
前記取得回路から前記撮像デバイスごとに取得される信号に基づき、前記固体撮像素子に照射された光の光量分布から前記固体撮像素子に対する前記集光光学系の光軸の位置を個別に評価する評価手段と、
前記評価手段から得られた評価信号に応じて、前記固体撮像素子の受光面と平行な面内で前記集光光学系の各々を個別に移動させる移動手段と
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
【請求項２】
前記デバイス保持手段と前記光源との間で前記集光光学系を移動させ、前記固体撮像素子に前記集光光学系から光を照射する距離を調節する調節手段を備え、
前記調節手段によって、前記集光光学系を前記固体撮像素子と近接させて前記光源からの光を照射することで、前記光量分布を能動的に変調し、
前記評価手段は、前記光量分布の前記変調に基づいて、前記固体撮像素子に対する前記集光光学系の光軸の位置を評価すること
を特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の検査装置。
【請求項３】
前記取得回路は、各々の前記撮像デバイスから出力される信号を、前記光量分布を反映する略長方形の画像として取得し、
前記評価手段は、前記画像の長辺に平行な線に沿うデータと前記画像の短辺に平行な線に沿うデータとから前記固体撮像素子に対する前記集光光学系の光軸の位置を評価すること
を特徴とする請求項１乃至２何れかに記載の固体撮像素子の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の性能を検査する装置に関し、さらに詳しくは、パッケージに封入された固体撮像素子の性能を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及しているデジタルカメラなどの撮像装置には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）といった固体撮像素子が用いられている。近年では、この固体撮像素子の作製方法は確立されているとはいえ、市場に安定した製品を供給するには製造の各段階で綿密な性能検査を行うことは必須である。
【０００３】
この性能検査は、固体撮像素子をウェハ上に作製した段階で行う検査と、パッケージ化した後に行われる検査とがあるが、何れも検査時間短縮のために複数個を同時に検査することが好ましい。しかし、複数個の固体撮像素子を略同時に検査する場合、各々の固体撮像素子に照射する光の光軸が、各々の固体撮像素子の中心に一致していないと正確な検査を行うことができない。
【０００４】
このような複数個の固体撮像素子の同時検査を、パッケージ化し、ダイシングする以前に検査を行う場合には、固体撮像素子はウェハ上に高精度に位置決めされて製造されているから、各固体撮像素子間の位置は整然としており、これらの位置ずれは略問題とならないが、検査するウェハの変更などにともなう固体撮像素子の整列間隔などの変化に対応して煩雑な調節が必要であった。
【０００５】
これを改善するために、光ファイバから照射される検査光を、光ファイバの位置を調節する機構を備える固体撮像素子の検査装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方で、パッケージ化された後に、固体撮像素子を検査する場合には、各パッケージの大きさのばらつきや、検査装置に検査する固体撮像装置を設置する際の設置位置などのばらつきによって、検査する固体撮像素子と照射する検査光との光学的な位置関係がずれてしまっていた。
【０００７】
これを改善するために、検査する撮像装置から得る画像と固体撮像装置が正常に製造されている場合に得られる予定の画像とを比較し、検査光と検査する固体撮像素子との位置を補正する検査装置が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１６４５２６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４７３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示される検査装置に用いられている方法は、パッケージに封入された固体撮像素子を検査する場合のように、複数の固体撮像素子の配置にばらつきがあるときには、複数の固体撮像素子を略同時に検査することが困難であるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に示される検査装置では、検査する固体撮像素子から得られる画像の全体と予め記録されている画像の全体とを用いるから、処理する情報量は多く、複数個の固体撮像素子を検査するには時間がかかるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、複数の固体撮像素子を短い所要時間で正確に検査することのできる固体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】
【００１１】
本発明の検査装置は、パッケージに固体撮像素子を封入した撮像デバイスに、集光光学系を通して光源からの光を照射し、前記撮像デバイスから出力される撮像信号を評価して固体撮像素子の性能を検査する検査装置であり、前記撮像デバイスの複数個を配列して保持するデバイス収容部を有し、前記デバイス収容部で保持された各々の前記撮像デバイスからの撮像信号を個別に取得する取得回路と接続されるデバイス保持手段と、前記デバイス保持手段と前記光源との間に設けられ、前記デバイス保持手段で保持された各々の前記撮像デバイスに前記光源からの光を個別に導く複数の集光光学系を支持する光学系支持手段と、前記取得回路から前記撮像デバイスごとに取得される信号に基づき、前記固体撮像素子に照射された光の光量分布から前記固体撮像素子に対する前記集光光学系の光軸の位置を個別に評価する評価手段と、前記評価手段から得られた評価信号に応じて、前記固体撮像素子の受光面と平行な面内で前記集光光学系の各々を個別に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、前記デバイス保持手段と前記光源との間で前記集光光学系を移動させ、前記固体撮像素子に前記集光光学系から光を照射する距離を調節する調節手段を備え、前記調節手段によって、前記集光光学系を前記固体撮像素子と近接させて前記光源からの光を照射することで、前記光量分布を能動的に変調し、前記評価手段は、前記光量分布の前記変調に基づいて、前記固体撮像素子に対する前記集光光学系の光軸の位置を評価することを特徴とする。
【００１３】
また、前記取得回路は、各々の前記撮像デバイスから出力される信号を、前記光量分布を反映する略長方形の画像として取得し、前記評価手段は、前記画像の長辺に平行な線に沿うデータと前記画像の短辺に平行な線に沿うデータとから前記固体撮像素子に対する前記集光光学系の光軸の位置を評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の検査装置によれば、光源から撮像デバイスごとに取得される信号に基づき、各々の撮像デバイスに封入された固体撮像素子に照射された光の光量分布を評価し、この評価に応じて各々の集光光学系を移動させ、固体撮像素子に照射する光の光軸を移動させるから、設置位置にばらつきのある複数の固体撮像素子を略同時に、且つ短い時間で正確に検査することができる。
【００１５】
また、集光光学系を固体撮像素子に近接させ、固体撮像素子に照射する光の光量分布を能動的に変調し、この変調された光量分布に基づいて、固体撮像素子に対する集光光学系の光軸の位置を評価するから、固体撮像素子に対する集光光学系の光軸の位置を容易に評価することができる。
【００１６】
また、各々の撮像デバイスから出力される信号を、光量分布を反映する画像として取得し、この画像の長辺に平行な線に沿うデータと短辺に平行な線に沿うデータとから、固体撮像素子に対する集光光学系の光軸の位置を評価するから、この光軸の位置の評価に必要なデータ量や計算量は少なく、複数の固体撮像素子を短い所要時間で検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、固体撮像素子の検査装置５（検査装置）で検査する撮像デバイス１１は、イメージングチップ１２（固体撮像素子）、配線板１３、封止樹脂１４などから構成される。
【００１８】
配線板１３は、ガラスエポキシなどを基材１６として用いたプリント基板である。基材１６の上下面には、イメージングチップ１２と電気的に接続するための内部電極１７、検査装置５などの外部装置類とイメージングチップ１２とを接続するための外部電極１８などが設けられている。また、内部電極１７と外部電極１８は、基材１６に穿たれたスルーホール１９の内壁に設けられた導電膜２１によって電気的に接続されている。なお、内部電極１７、外部電極１８、及び導電膜２１は、アルミニウム、金、銅などの金属や、その合金などからなる。この配線板１３の上下面は、内部電極１７と外部電極１８の表面を除き、ソルダーレジスト２２によって覆われており、保護されている。
【００１９】
封止樹脂１４は、熱硬化性樹脂からなり、配線板１３の上面、及びイメージングチップ１２の周囲を封止する。この封止樹脂１４は、空気中の湿気や酸素による後述する入出力電極２８や内部電極１７、ボンディングワイヤ２３などの酸化や腐食を防止し、また、撮像デバイス１１の機械的強度を向上させる。
【００２０】
イメージングチップ１２は、ダイボンド用のペーストや樹脂によって配線板１３に固着される。また、イメージングチップ１２の入出力電極２８は、アルミニウムや金などの金属からなるボンディングワイヤ２３によって内部電極１７と電気的に接続される。なお、イメージングチップ１２を配線板１３に固着する際に、配線板１３に対してイメージングチップ１２が傾いて固着されてしまうと、後に撮像デバイス１１で撮影した画像にシェーディングが発生する要因となる。
【００２１】
図３及び図４に示すように、イメージングチップ１２は、イメージセンサ２６（受光面）、マイクロレンズアレイ２７、入出力電極２８、スペーサ２９、カバーガラス３１から構成される。
【００２２】
イメージセンサ２６は、シリコンやガリウム砒素などの半導体からなるウェハ３２の表面付近に、周知の半導体加工技術を用いて、所定の寸法及び整列間隔で作製される。このイメージセンサ２６は、マトリクス状に配列された多数この受光素子を有しており、この各受光素子のそれぞれに対応するようにＲ，Ｇ，Ｂの何れかを配列したカラーフィルタが作製される。このカラーフィルタによってカラー画像の取得が可能になる。また、このカラーフィルタは樹脂などを着色して作製されるから、樹脂の厚みや着色にむらができると、イメージセンサ２６の感度が不均一になる要因となる。
【００２３】
マイクロレンズアレイ２７は、イメージセンサ２６の表面に設けられ、受光素子のそれぞれに対応するようにマイクロレンズが配置されるように設けられる。このマイクロレンズアレイ２７は、イメージセンサ２６に入射する光を効率よく受光素子へ導き、イメージセンサ２６の感度を向上させる。また、このマイクロレンズは、樹脂などの成形しやすいがキズなどがつきやすい材料から作製されるから、マイクロレンズアレイ２７を作製後のイメージセンサ２６の作製工程などで損傷を受けると、撮影する画像に欠陥を生じる要因となる。
【００２４】
入出力電極２８は、イメージセンサ２６の対向する２辺に複数個ずつ整列して設けられる。この入出力電極２８は、アルミニウム、金、銅などの金属からなり、イメージセンサ２６と電気的に接続されており、イメージセンサ２６への信号入力、イメージセンサ２６からの信号出力を可能とする。
【００２５】
スペーサ２９は、シリコンなどの無機材料などを用いてロ字形状に作成され、イメージングチップ１２の表面に、イメージセンサ２６と入出力電極２８との間に、イメージセンサ２６を囲むように固着される。スペーサ２９は、カバーガラス３１とイメージングチップ１２との間に空間を作り、カバーガラス３１とマイクロレンズアレイ２７との位置的な干渉を防ぐ。
【００２６】
カバーガラス３１は、ガラス基板３３をスペーサ２９を介してウェハ３２に固着し、ダイシングすることで作製され、各イメージセンサ２６を外部から保護する。ガラス基板３３及びカバーガラス３１は、低α線ガラスであり、α線の放出が少なく、受光素子がα線によって損傷することを防止する。なお、カバーガラス３１の上面に赤外線カットフィルタや光学的ローパスフィルタを接合しても良い。
【００２７】
図５に示すように、固体撮像素子の性能を検査する検査装置５は、検査する撮像デバイス１１ａ，１１ｂに検査光を照射する照明部３６、撮像デバイスを複数個同時に設置することができる検査基板３７（デバイス保持手段）、及び照明部３６と検査基板３７とに接続された制御ユニット３８などから構成される。
【００２８】
検査基板３７は、検査する撮像デバイス１１ａ，１１ｂを設置するデバイス収容部３９ａ，３９ｂを備えている。撮像デバイス１１ａ，１１ｂは、このデバイス収容部３９ａ，３９ｂを介して後述するデータ取得部４８（取得回路）と接続される。
【００２９】
照明部３６は、光源４１、反射鏡４２、集光部４３から構成される。光源４１は、撮像デバイス１１ａ，１１ｂに照射する光を発し、反射鏡４２は、光源４１から発せられた光を反射し、効率よく集光部４３へ導く。
【００３０】
集光部４３（光学系支持手段）は、デバイス収容部３９ａの上方にレンズユニット４４ａ（集光光学系）を、デバイス収容部３９ｂの上方にレンズユニット４４ｂ（集光光学系）を備える。レンズユニット４４ａは、光源４１から、又は反射鏡４２から入射する光を集光し、デバイス収容部３９ａに設置された撮像デバイス１１ａにピンホール４６ａから検査光を照射する。また、レンズユニット４４ｂも同様に、デバイス収容部３９ｂに設置された撮像デバイス１１ｂにピンホール４６ｂから検査光を照射する。
【００３１】
制御ユニット３８は、制御部４７、データ取得部４８（取得回路）、評価部４９（評価手段）、水平移動部５１（移動手段）、垂直移動部５２（調節手段）、検査部５３などから構成される。制御部４７は、制御ユニット３８の各部を統括的に制御する。例えば、制御部４７は、照明ドライバ５４を介し、光源４１の光量など、出力を制御する。
【００３２】
データ取得部（データ取得手段）４８は、撮像デバイスドライバ５６を介して撮像デバイス１１ａ，１１ｂをそれぞれ駆動し、撮像デバイス１１ａ，１１ｂから出力される撮像信号を取得する。また、データ取得部４８は、増幅器（ＡＭＰ）６１、Ａ／Ｄ変換機（Ａ／Ｄ）６２、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６３を備える。撮像デバイス１１ａ，１１ｂは、ピンホール４６ａ，４６ｂから光を受けると、アナログの撮像信号をＡＭＰ６１に出力する。アナログの撮像信号は、ＡＭＰ６１で増幅されるともに、Ａ／Ｄ６２でデジタルな画像データに変換される。このデジタルな画像データは、撮像デバイスの各画素の蓄積電荷量に正確に比例するＲ，Ｇ，Ｂの画像データとしてＤＳＰ６３へ入力され、バッファリングされた後に、データバス７９を介してＲＡＭ６４に記録される。
【００３３】
ＲＡＭ６４は、作業用メモリであり、画像データを一時的に記録するとともに、画像データを用いた演算処理などの際に必要な一時データや検査装置５を動作させるために必要な制御用プログラムなどのデータを一時的に記録する。また、ＲＡＭ６４内には検査データなどをディスプレイ６６に表示する際に必要なデータを格納するＶＲＡＭ領域が確保されている。
【００３４】
ＲＯＭ６７は、検査装置５で行われる各種検査に必要な検査プログラム、検査装置の制御に必要な制御用プログラム、検査装置５の設定などが記録される。
【００３５】
評価部（評価手段）４９は、ＲＡＭ６４に記録された画像データをもとに、イメージセンサ２６の中心を基準として、撮像デバイスに対して照射する光の光軸の座標を評価し、評価信号として水平移動部５１に出力する。
【００３６】
水平移動部５１（移動手段）は、評価信号を受けると、複数のモータからなるモータ６８を駆動することによってレンズユニット４４ａ，４４ｂをそれぞれ水平に、すなわち撮像デバイス１１ａ，１１ｂのイメージセンサと平行に移動させ、検査する撮像デバイス１１ａ，１１ｂの各々のイメージセンサの中心に、光軸Ｌａ，Ｌｂを移動させる。また、光軸Ｌａ，Ｌｂのそれぞれの位置の移動を完了すると、検査開始信号を検査部５３に出力する。
【００３７】
垂直移動部５２（調節手段）は、モータ６９によって、後述する上下動部８３を垂直に上昇又は下降させ、レンズユニット４４ａ，４４ｂと撮像デバイス１１ａ，１１ｂとの距離を調節する。撮像デバイス１１ａ，１１ｂのそれぞれに照射する光の光軸Ｌａ，Ｌｂの位置を移動させるために撮影する場合には、レンズユニット４４ａ，４４ｂを下降させ、レンズユニット４４ａ，４４ｂを撮像デバイス１１ａ，１１ｂに近接させる。また、撮像デバイス１１ａ，１１ｂの検査を開始する場合には、レンズユニット４４ａ，４４ｂと撮像デバイス１１ａ，１１ｂとの距離が予め設定された検査に適切な距離になるようにレンズユニット４４ａ，４４ｂを垂直に移動させる。
【００３８】
検査部５３は、水平移動部５１から検査開始信号を受けると、ＲＯＭ６７から検査プログラムを読み出し、各種検査を実行する。検査部５３が実行する検査には、感度やシェーディングなどの特性の他に、点キズ、線キズといった欠陥の検査などがある。また、検査部５３は、各種検査の結果、及び検査に使用した画像データなどをハードディスクドライブ（ＨＤＤ）７１に記録する。
【００３９】
操作部７２は、検査装置５の設定などを行う際に操作されるとともに、手動で撮像デバイス１１の検査を行う際や、検査条件を変更する場合、さらに詳細な検査を実施する場合などにも操作される。
【００４０】
図６に示すように、集光部４３を構成するレンズユニット４４ａは、レンズホルダ８１ａ、駆動板８２ａ、上下動部８３などから構成される。
【００４１】
レンズホルダ８１ａは、駆動板８２ａに設けられた開口８４ａから下部に突出するように設けられる。レンズホルダ８１ａには、開口８４ａに入射する光を集光するレンズ８６ａ、レンズ８６ａによって集光された光を拡散する拡散板８７ａが設置される。また、レンズホルダ８１ａは、その底部に検査する撮像デバイス１１ａに光を照射するピンホール４６ａを備える。レンズユニット４４ａから照射される光の光軸Ｌａの位置は、ピンホール４６ａの位置によって定まり、初期設定では、この光軸Ｌａはデバイス収容部３９ａの中央に光を照射する位置にある。
【００４２】
駆動板８２ａは、略正方形状であり、光源４１又は反射鏡４２から入射する光を通す開口８４ａが中心部に設けられる。また、駆動板８２ａは、下面に歯９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄが設けられている。歯９１ａは歯車９２ａと、歯９１ｂは歯車９２ｂと、歯９１ｃは歯車９２ｃと、歯９１ｄは歯車５８ｄとそれぞれ係合する。歯車９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄは、円筒形状をしており、回転軸の周りに回転自在に設けられる。
【００４３】
歯車９２ａ又は歯車９２ｃを回転させると、それぞれ対応する歯９１ａ又は歯９１ｃは噛合い、歯車９２ａ及び歯車９２ｃの中心軸に垂直な方向に、水平に駆動板８２ａを移動させる。このとき、歯車９２ｂと歯９１ｂ、及び歯車９２ｄと歯９１ｄは、係合したまま滑り、前述の移動を妨げない。同様にして、歯車９２ｂ又は歯車９２ｄを回転させることで、歯車９２ｂ及び歯車９２ｄの回転軸に垂直な方向に、水平に駆動板８２ａを移動させることができる。
【００４４】
上下動部８３は、レンズホルダ８１ａを突出させる開口８８ａと、歯車５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄをそれぞれ回転自在に設置する溝９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄと、歯車９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄを回転させる他の歯車や配線などを納める溝９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄとを備える。この上下動部８３は、モータ６９や、図示しない歯車などを用いた周知の機構によって、鉛直方向に移動自在に設けられており、上下動部８３を鉛直方向に上下動させることによってレンズユニット４４ａ，４４ｂと、検査する撮像デバイス１１ａ，１１ｂとの距離は調節される。
【００４５】
また、図７に示すように、同一の上下動部８３に設けられるレンズユニット４４ｂもレンズユニット４４ａと同様に構成されるが、レンズユニット４４ａを構成する歯車９２ｂはモータ６８ａに、歯車９２ｃはモータ６８ｂに接続され、レンズユニット４４ｂを構成する歯車９５ｂはモータ６８ｃに、歯車９５ａはモータ６８ｄに接続される。したがって、光軸Ｌａの撮像デバイス１１ａに対する位置、光軸Ｌｂの撮像デバイス１１ｂに対する位置をそれぞれ調節するために、レンズユニット４４ａとレンズユニット４４ｂとはそれぞれ個別に移動される。
【００４６】
上記のように構成された検査装置５の作用を説明する。図８に示すように、検査する撮像デバイス１１ａ，１１ｂをデバイス収容部３９ａ，３９ｂに設置し、レンズユニット４４ａ，４４ｂを撮像デバイス１１ａ，１１ｂに近接させる。
【００４７】
このとき、図９（Ａ）に示すように、理想的な検査を行うには、光軸Ｌａは撮像デバイス１１ａの中心の位置と一致していることが望ましい。しかしながら、ウェハ３２上に作製されるイメージセンサ２６を検査する場合のように、精度良く整列して設置することは難しく、現実には図９（Ｂ）に示すように、撮像デバイス１１ａの中心は、光軸Ｌａの位置からずれてデバイス収容部３９ａに設置されてしまう。
【００４８】
そこで、図９（Ｃ）に示すように、撮像デバイス１１ａの中心に合わせてレンズユニット４４ａを移動させ、光軸Ｌａを撮像デバイス１１の中心に一致させてから各種検査を実施するために、デバイス収容部３９ａに撮像デバイス１１ａを設置した後、撮像デバイス１１ａの中心に対して光軸Ｌａの位置がずれている状態（図９（Ｂ）参照）で、撮像デバイス１１ａに光を照射し、撮影を行う。
【００４９】
そして、このとき得られる画像の輝度データ（光量分布）をもとに、撮像デバイス１１ａの中心に対する光軸Ｌａの相対的な位置を評価する。この評価に基づいて、レンズユニット４４ａを撮像デバイス１１ａの中心へと移動させる。また、同様にして撮像デバイス１１ｂに対する光軸Ｌｂの位置の評価及び移動を行い、全ての検査する撮像デバイスに対応する光軸の位置の評価及び移動が完了した後に、再び各々の撮像デバイス１１ａ，１１ｂで撮影を行い、得られる画像を用いて正確な検査を略同時に実施する。
【００５０】
このように、本発明の検査装置５は、撮像デバイスに対して、検査のために撮像デバイスに照射する光の光軸が、撮像デバイスの中心に対してずれている場合には、検査する撮像デバイスの中心に対して照射する光の光軸の位置がずれている状態のまま撮影を行い、このとき得られる画像から撮像デバイスに対する光軸の位置を評価する。
【００５１】
例えば、図１０（Ａ）に示すように、レンズユニット４４ａを撮像デバイス１１ａに近接させているから、撮像デバイス１１ａの中心と光軸Ｌａが略一致している場合には、撮影される画像９６の輝度は、画像９６の中心、すなわち光軸Ｌａが撮像デバイス１１ａと交わる中心点Ｍで最も高く、画像９６の周囲に向けて徐々に輝度が減少する。
【００５２】
したがって、例えば、図１０（Ｂ）に示すように、画像９６の長辺９７に平行な線Ｘ１−Ｘ２に沿った画像９６のデータを取得すると、点Ｘ１と点Ｘ２の中点、すなわち画像９６の中心点Ｍに極大値を持つ輝度データ９８が得られる。また、図１０（Ｃ）に示すように、画像９６の短辺９９に平行な線Ｙ１−Ｙ２に沿った画像９６のデータを取得すると、点Ｙ１と点Ｙ２の中点、すなわち画像９６の中心点Ｍに極大値を持つ輝度データ１０１が得られる。
【００５３】
このように、レンズユニット４４ａを撮像デバイス１１ａに近接させて光を撮像デバイス１１ａに照射すると、光軸Ｌａが撮像デバイス１１ａと交わる中心点Ｍではレンズユニット４４ａと撮像デバイス１１ａとの距離が近いので照射する光の光路は短く、撮像デバイス１１ａの周辺部ではレンズユニット４４ａと撮像デバイス１１ａとの距離は長いので照射する光の光路は長くなり、図１０に示すように、画像９６の中央部、すなわち中心点Ｍで輝度が高く、画像９６の周辺部で輝度が低いデータを取得することができる。
【００５４】
そこで、上述のようなレンズユニット４４ａを撮像デバイス１１ａに近接させて光を撮像デバイス１１ａに照射することによる輝度データの起伏を積極的に利用し、撮像デバイス１１ａに対する光軸Ｌａの位置を容易に評価する。
【００５５】
例えば、図１１（Ａ）に示すように、撮像デバイス１１ａの中心に対して光軸Ｌａがずれている場合に撮影することによって得られる画像１０２の輝度データは、検査光の光軸Ｌａと撮像デバイス１１ａのイメージセンサ１２とが交わる点ｍを極大値とし、点ｍから離れるにつれて減少する。
【００５６】
このとき、図１１（Ｂ）に示すように、画像１０２の長辺１０３に平行な線Ｘ１−Ｘ２に沿った画像１０２のデータを取得すると、点Ｘ３に極大値を持つ輝度データ１０４が得られる。したがって、取得した輝度データ１０４から点Ｘ３を求め、この点Ｘ３と撮像デバイス１１ａの中心点Ｍとの差ΔＸを求めることで、光軸Ｌａの位置、すなわち撮像デバイス１１ａの中心に対する画像１０２の長辺１０３方向の光軸Ｌａの位置を評価することができる。
【００５７】
同様に、図１１（Ｃ）に示すように、画像１０２の短辺１０６に平行なＹ１−Ｙ２に沿った画像１０２のデータを取得すると、点Ｙ３に極大値を持つ輝度データ１０７が得られる。したがって、取得した輝度データ１０７から点Ｙ３を求め、この点Ｙ３と撮像デバイス１１ａの中心点Ｍとの差ΔＹを求めることで、光軸Ｌａの位置、すなわち撮像デバイス１１ａの中心に対する画像１０２の短辺１０６方向の光軸Ｌａの位置を評価することができる。
【００５８】
なお、画像９６、及び画像１０２の中心点Ｍの位置は、撮像デバイス１１のイメージセンサ２６の大きさや、その画素数などから、画像９６、及び画像１０２の取得以前に既知のデータである。
【００５９】
このように、差ΔＸと差ΔＹとを求めることは、撮像デバイス１１ａの中心点Ｍに対する光軸Ｌａの相対的な位置を評価することに相当するから、差ΔＸの分だけレンズユニット４４ａを移動させ、また同時に、差ΔＹの分だけレンズユニット４４ａを移動させることで撮像デバイス１１ａの中心点Ｍに光軸Ｌａを一致させることができる。
【００６０】
以上のように、本発明の検査装置５によれば、撮像デバイスの中心に対して、照射する光の光軸とがずれている場合に、レンズユニットを検査する撮像デバイスに近接させて撮影を行い、得られる画像の輝度データに起伏を生じさせ、この変調された輝度データから撮像デバイスの中心に対して照射する光の光軸の位置を評価し、撮像デバイスの中心に照射する光の光軸を移動させるから、光軸の位置を評価し、検査に適切な位置に移動させるために必要なデータ量及び計算量は少ない。したがって、複数の撮像デバイスを略同時に、また、短い所要時間で正確に検査を実施することができる。
【００６１】
なお、上記の実施形態では、撮像デバイスの中心に対する照射する光の光軸の位置を、レンズユニットを移動させることによって一致させるが、これに限らず、検査基板に設置された撮像デバイスの位置を移動させてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態では、取得した画像から撮像デバイス１１ａの中心に対して、照射する光の光軸Ｌａの位置を評価し、移動する際に、取得した画像の中心点Ｍを通る線Ｘ１−Ｘ２、及び線Ｙ１−Ｙ２に沿った輝度データを用いたが、これに限らず、取得した画像の長辺及び短辺に平行な線に沿った輝度データをそれぞれ取得してもよい。また、必ずしも長辺及び短辺に平行な線に沿った輝度データである必要はなく、互いに平行でない線に沿った輝度データを用いることでも上記の実施形態と同様にして撮像デバイスの中心に対する光軸の位置を評価し、移動することができる。
【００６３】
さらに、上記の実施形態では、取得した画像から撮像デバイスの中心に対して、照射する光の光軸の位置を評価し、移動する際に、取得した画像の長辺及び短辺に平行な２本の線に沿ったデータを取得するが、これに限らず、３つ以上の輝度データを用いてもよい。また、使用するデータも輝度に限定されない。
【００６４】
また、上記の実施形態では、撮像デバイスとレンズユニットとを近接させることによって、輝度データに起伏を生じさせ、これに基づいて、撮像デバイスに対して照射する光の光軸の位置を評価し移動するが、これに限らず、撮像デバイスに照射する光の径を適切に絞るなどして取得する画像データを変調し、撮像デバイスの中心に対する光軸の相対的な位置を評価しても良い。
【００６５】
本発明の検査装置は、撮像デバイスの中心に照射する光の光軸を一致させることが難しい場合に有効な検査装置であるから、検査する対象は撮像デバイスに限らず、イメージングチップの検査装置としても用いることができる。さらに、イメージングチップは、その撮影方式によらず、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサを持つ撮像デバイスの検査に、本発明の検査装置を用いることができる。また、撮像装置やイメージングチップなどの製造方法や形状などは、上記の実施形態で示した例に限定されない。さらに、撮像デバイスに特別な形状又は性質のレンズなどが付属されている場合であっても、本発明の検査装置は、これを検査することができる。
【００６６】
また、上記の実施形態では、２箇所のデバイス収容部、及びこれにそれぞれ対応するレンズユニットを備え、２個の撮像デバイスを略同時に検査するが、これに限らず、デバイス収容部及びレンズユニットを複数個設け、３個以上の撮像デバイスを略同時に検査しても良い。
【００６７】
なお、上記の実施形態では、データ取得部４８（取得回路）は、制御ユニット３８に設けられるが、これに限らず、検査基板３７（デバイス保持手段）上にデータ取得部４８を設けても良い。
【００６８】
なお、本発明の検査装置５によれば、上記の実施形態に示すように、複数の撮像デバイスに対して個別に照射する光の光軸の位置を評価し移動するから、大きさなど、寸法や規格の異なる撮像デバイス同士を、略同時に検査することが可能になり、新規に固体撮像素子を開発する際などに作業を効率化することができるから、開発費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の検査装置で検査する撮像デバイスの斜視図である。
【図２】本発明の検査装置で検査する撮像デバイスの断面図である。
【図３】本発明の検査素子で検査する撮像デバイスを構成するイメージングチップの斜視図である。
【図４】本発明の検査装置で検査する撮像デバイスを作製方法を示す斜視図である。
【図５】本発明の検査装置の構成を模式的に表す概略図である。
【図６】レンズユニット及び集光部の構成を示す分解斜視図である。
【図７】複数のレンズユニットが個別に駆動することを示す斜視図である。
【図８】本発明の検査装置の作用を示すフローチャートである。
【図９】撮像デバイスの中心と光軸との位置関係を示す断面図である。
【図１０】検査光の光軸の位置が撮像デバイスの中心と一致する場合に取得される輝度データを示すグラフである。
【図１１】検査光の光軸の位置が撮像デバイスの中心からずれている場合に取得される輝度データを示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
５  検査装置
１１，１１ａ，１１ｂ  撮像デバイス
１２  イメージングチップ（固体撮像素子）
２６  イメージセンサ（受光面）
３６  照明部（検査光照射手段）
３７  検査基板（デバイス保持手段）
３９  撮像素子設置部
４１  光源
４３  集光部
４４ａ，４４ｂ  レンズユニット（集光光学系）
４６ａ，４６ｂ  ピンホール
４８  データ取得部（データ取得手段）
４９  評価部（評価手段）
５１  水平移動部（移動手段）
５２  垂直移動部（調節手段）
５３  検査部
９６，１０２  画像
９８，１０１，１０４，１０７  輝度データ（光量分布）
Ｌａ，Ｌｂ  検査光の光軸
Ｍ  中心点
ｍ  点
ΔＸ，ΔＹ  差
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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