(57)【要約】【課題】特異画素の特性に基づいて十分な精度で固体撮像素子を検査し、適切に良否を評価する固体撮像素子の検査方法を提供する。【解決手段】固体撮像素子は、第１，第２，第３検査工程を経て製品としての良否を判定される。第１検査工程では検査する固体撮像素子を遮光して画像データが取得される。第２検査工程では、画像データから孤立特異画素の輝度データが除去され、いくつかの特異画素の集合からなる密集特異画素が検出される。第３検査工程では、予め設定されている所定範囲ごとに固体撮像素子の検査が行われ、この所定範囲内の特異画素の個数が計数されると同時に、この所定範囲内の各特異画素の輝度データの合計値が欠陥レベルとして算出される。検査する固体撮像素子の良否は、欠陥レベルの大きさに基づいて行われる。【選択図】図３
2008219575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査する固体撮像素子を遮光した状態で画像データを取得する第１検査工程と、
前記画像データに基づいて、前記固体撮像素子の各画素が出力するデータを閾値と比較し、該閾値よりも大きな値のデータを出力する特異画素を検出する第２検査工程と、
前記画像データのうち所定範囲を単位として検査を行い、前記所定範囲内の前記特異画素が出力するデータの合計値である欠陥レベルを算出し、該欠陥レベルを所定の上限値と比較することで前記固体撮像素子の良否判定を行う第３検査工程と
を備えることを特徴とする固体撮像素子検査方法。
【請求項２】
前記第３検査工程では、前記欠陥レベルを算出するとともに検査する範囲内の前記特異画素の個数を計数し、
前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる良否判定と、前記特異画素の個数に応じて行われる良否判定とを組み合わせて、前記固体撮像素子の良否判定を行うこと
を特徴とする請求項１記載の固体撮像素子検査方法。
【請求項３】
前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定の結果に応じて、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定が行なわれること
を特徴とする請求項２記載の固体撮像素子検査方法。
【請求項４】
前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定で前記固体撮像素子が不良と判定された場合に、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定が行われること
を特徴とする請求項３記載の固体撮像素子検査方法。
【請求項５】
前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定で前記固体撮像素子が良と判定された場合に、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定が行われること
を特徴とする請求項３記載の固体撮像素子検査方法。
【請求項６】
前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定の結果に応じて、前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定が行われること
を特徴とする請求項２記載の固体撮像素子検査方法。
【請求項７】
前記第２検査工程では、前記特異画素を検出するとともに、隣接する全ての画素が前記閾値以下の値のデータを出力する画素である孤立した前記特異画素のデータを前記画像データから除去し、密集する前記特異画素のデータだけが残された検査画像データがつくられ、
前記第３検査工程は、前記検査画像データに基づいて行われること
を特徴とする請求項１乃至６何れかに記載の固体撮像素子検査方法。
【請求項８】
前記所定範囲に含まれる画素数は、前記固体撮像素子の全画素の０．００１％以上０．０１％以下であること
を特徴とする請求項１乃至７何れかに記載の固体撮像素子検査方法。
【請求項９】
検査する固体撮像素子を遮光した状態で撮像して得られる画像データに基づいて、前記固体撮像素子の各画素が出力するデータを閾値と比較し、該閾値よりも大きな値のデータを出力する特異画素を検出する特異画素検出手段と、
前記画像データのうち所定範囲を単位として、前記所定範囲内にある前記特異画素が出力したデータの合計値である欠陥レベルを算出する欠陥レベル算出手段と、
前記欠陥レベルと所定の上限値とを比較することで良否判定を行う欠陥レベル評価手段と
を備えることを特徴とする固体撮像素子検査装置。
【請求項１０】
前記所定範囲内にある前記特異画素の個数を計数する特異画素計数手段と、
前記特異画素の個数に応じて良否判定を行う特異画素数評価手段と
を備え、
前記欠陥レベル評価手段による良否判定と前記特異画素数評価手段による良否判定とを組み合わせて、前記固体撮像素子の良否判定を行うことを特徴とする請求項９記載の固体撮像素子検査装置。
【請求項１１】
前記欠陥レベル評価手段による良否判定は、前記特異画素数評価手段による良否判定の結果に応じて行われること
を特徴とする請求項１０記載の固体撮像素子検査装置。
【請求項１２】
前記欠陥レベル評価手段による良否判定は、前記特異画素数評価手段による良否判定の結果として、前記固体撮像素子が不良と判定された場合に行われることを特徴とする請求項１１記載の固体撮像素子検査装置。
【請求項１３】
前記欠陥レベル評価手段による良否判定は、前記特異画素数評価手段による良否判定の欠陥として、前記固体撮像素子が良と判定された場合に行われることを特徴とする請求項１１記載の固体撮像素子検査装置。
【請求項１４】
前記特異画素数評価手段による良否判定は、前記欠陥レベル評価手段による良否判定の結果に応じて行われることを特徴とする請求項１０記載の固体撮像素子検査装置。
【請求項１５】
請求項１乃至８何れかに記載の固体撮像素子検査方法によって検査されたことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項１６】
請求項９乃至１４何れかに記載の固体撮像素子検査装置によって検査されたことを特徴とする固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を検査する方法及び装置に関し、さらに詳しくは、固体撮像素子の画素の欠陥を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用い被写体像をデジタルな画像として取得する撮像装置、例えばデジタルカメラ，ビデオカメラ，カメラ付き携帯電話機，望遠鏡などが広く普及している。また、これらの撮像装置の普及にともない、近年では、高感度、高画素、さらには安価であることが固体撮像素子に求められている。
【０００３】
固体撮像素子としては、ＣＣＤやＣＭＯＳなどが知られており、何れもＳｉ等の半導体を微細加工して製造される。現在では、こうした固体撮像素子の製造方法は確立されているとはいえ、固体撮像素子の高感度化、高画素化が進むと、固体撮像素子の画素の欠陥は相対的に顕在化し、撮像した画像の画質を向上や、固体撮像素子の低価格化の障害となる。
【０００４】
例えば、半導体の加工時に生じる素地ムラが原因で生じる感度ムラや、熱励起された電荷が原因で生じる暗電流は、固定パターンノイズとして画像に現れることが知られている。また、基材となる半導体の結晶欠陥は、いわゆる白キズとして画像に現れることが知られている。さらにこの白キズは、半導体の結晶欠陥が原因であるから、固体撮像素子の製造後であっても、宇宙線などの影響により突発的に生じ、経時的に増加することも知られている。
【０００５】
このような画質劣化の原因となる固体撮像素子の欠陥は、実際上、完全に取り除くことは極めて困難である。そこで、歩留まりを向上させ、安価に固体撮像素子を提供するために、特異なデータを出力する画素（以下、特異画素）を検出し、この特異画素の個数、あるいは特異画素の集合の個数に応じて、固体撮像素子の良否が決められる。したがって、特異画素，特異画素の集合をある程度含む固体撮像素子が一般に流通している。
【０００６】
また、経時的に増加する白キズに関しては、これを画像処理によって補正するために、容易に白キズを検出する方法なども提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１４０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、固体撮像素子の良否は、特異画素の個数、あるいは特異画素の集合の個数に応じて決められている。しかしながら、特異画素の個数、あるいは特異画素の集合の個数に基づいて行われる固体撮像素子の検査は、十分な精度であるとは言い難い。
【０００８】
すなわち、特異画素の個数、あるいは特異画素の集合の個数が所定数以下であり、十分に少数である場合であっても、例えば、これらが常に極めて大きな値のデータを出力する特異画素であれば、撮像した画像には目立つ高輝度の点として現れ、画質の劣化は深刻である。
【０００９】
また、例えば、特異画素が周辺の画素のデータに基づいて補正可能であったり、正常なデータとさほど変わらないデータを出力する特異画素であれば、画質の劣化は軽微であり、一般的な使用目的のデジタルカメラなどには十分に使用に耐え得る場合もある。
【００１０】
このように、特異画素、あるいは特異画素の集合の個数を検出し、これだけを用いて固体撮像素子の良否を決める固体撮像素子の検査方法は、特異画素，特異画素の集合の特性を十分には反映しておらず、十分な精度の検査ではないという問題がある。
【００１１】
また、こうした不十分な精度の検査は、不良な固体撮像素子を良品としてしまうこともあるため、こうした不良な固体撮像素子が流通することで信頼性を損なう場合がある。さらに、不十分な精度の検査は、良品であるはずの固体撮像素子が不良と判断されることもあるため、結果として歩留まりを悪化させ、固体撮像素子の低価格化を阻害する。
【００１２】
本発明は上述の問題点を鑑みてなされたものであり、特異画素、あるいは特異画素の集合を適切に検出，評価し、十分な精度で固体撮像素子の欠陥を検査する検査方法及び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】
【００１３】
本発明の検査方法は、検査する固体撮像素子を遮光した状態で画像データを取得する第１検査工程と、前記画像データに基づいて、前記固体撮像素子の各画素が出力するデータを閾値と比較し、該閾値よりも大きな値のデータを出力する特異画素を検出する第２検査工程と、前記画像データのうち所定範囲を単位として検査を行い、前記所定範囲内の前記特異画素が出力するデータの合計値である欠陥レベルを算出し、該欠陥レベルを所定の上限値と比較することで前記固体撮像素子の良否判定を行う第３検査工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第３検査工程では、前記欠陥レベルを算出するとともに検査する範囲内の前記特異画素の個数を計数し、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる良否判定と、前記特異画素の個数に応じて行われる良否判定とを組み合わせて、前記固体撮像素子の良否判定を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定の結果に応じて、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定が行なわれることを特徴とする。
【００１６】
また、前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定で前記固体撮像素子が不良と判定された場合に、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定が行われることを特徴とする。
【００１７】
また、前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定で前記固体撮像素子が良と判定された場合に、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定が行われることを特徴とする。
【００１８】
また、前記欠陥レベルを所定の上限値と比較することで行われる前記固体撮像素子の良否判定の結果に応じて、前記特異画素の個数に応じて行われる前記固体撮像素子の良否判定が行われることを特徴とする。
【００１９】
また、前記第２検査工程では、前記特異画素を検出するとともに、隣接する全ての画素が前記閾値以下の値のデータを出力する画素である孤立した前記特異画素のデータを前記画像データから除去し、密集する前記特異画素のデータだけが残された検査画像データがつくられ、前記第３検査工程は、前記検査画像データに基づいて行われることを特徴とする。
【００２０】
また、前記所定範囲に含まれる画素数は、前記固体撮像素子の全画素の０．００１％以上０．０１％以下であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の検査装置は、検査する固体撮像素子を遮光した状態で撮像して得られる画像データに基づいて、前記固体撮像素子の各画素が出力するデータを閾値と比較し、該閾値よりも大きな値のデータを出力する特異画素を検出する特異画素検出手段と、前記画像データのうち所定範囲を単位として、前記所定範囲内にある前記特異画素が出力したデータの合計値である欠陥レベルを算出する欠陥レベル算出手段と、前記欠陥レベルと所定の上限値とを比較することで良否判定を行う欠陥レベル評価手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
また、前記所定範囲内にある前記特異画素の個数を計数する特異画素計数手段と、前記特異画素の個数に応じて良否判定を行う特異画素数評価手段とを備え、前記欠陥レベル評価手段による良否判定と前記特異画素数評価手段による良否判定とを組み合わせて、前記固体撮像素子の良否判定を行うことを特徴とする。
【００２３】
また、前記欠陥レベル評価手段による良否判定は、前記特異画素数評価手段による良否判定の結果に応じて行われることを特徴とする。
【００２４】
また、前記欠陥レベル評価手段による良否判定は、前記特異画素数評価手段による良否判定の結果として、前記固体撮像素子が不良と判定された場合に行われることを特徴とする。
【００２５】
また、前記欠陥レベル評価手段による良否判定は、前記特異画素数評価手段による良否判定の欠陥として、前記固体撮像素子が良と判定された場合に行われることを特徴とする。
【００２６】
また、前記特異画素数評価手段による良否判定は、前記欠陥レベル評価手段による良否判定の結果に応じて行われることを特徴とする。
【００２７】
本発明の固体撮像素子は、上述の固体撮像素子検査方法によって検査されたことを特徴とする。
【００２８】
本発明の固体撮像素子は、上述の固体撮像素子検査装置によって検査されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の固体撮像素子検査方法，固体撮像素子検査装置によれば、固体撮像素子の欠陥画素の特性に基づいて、十分な精度で固体撮像素子を検査し、適切に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１に示すように、固体撮像素子を検査する検査装置（固体撮像素子検査装置）１０は、検査されるＣＣＤ（固体撮像素子）１５を配置する遮光機構２１を備える。遮光機構２１は、欠陥検査を行うために検査装置１０に接続されたＣＣＤ１５を可視光や赤外光などＣＣＤ１５の感度のある波長域の光から遮蔽する。
【００３１】
ＣＣＤ１５は、受光面に受けた光を光電変換し、アナログの撮像信号を出力する、いわゆる固体撮像素子である。ＣＣＤ１５の受光面には、例えば長方形状の画素が一面に配列するように設けられており、各画素ごとに光電変換が行われる。すなわち、各画素は受光した光の光量に比例した電荷を蓄積し、これを撮像信号として出力する。また、検査されるＣＣＤ１５の動作は、ＣＣＤドライバ２２を介してＣＰＵ２３によって制御される。
【００３２】
ＣＣＤ１５から出力される撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）２４に入力されて、撮像信号の読み出しによって生じるノイズが除去されるとともに、信号増幅回路（ＡＭＰ）２６によって増幅される。そして、増幅された撮像信号はＡ／Ｄ変換機（Ａ／Ｄ）２７によってデジタルな画像データに変換される。
【００３３】
この画像データは、ＣＣＤ１５の各画素の蓄積電荷量に正確に比例した画像データであり、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２８に入力される。ＤＳＰ２８は、画像入力コントローラ３１、ＹＣ変換処理回路３２、圧縮伸張処理回路３３などから構成され、画像データをＲＡＭ３４に一時的に記憶し、これに各種画像処理を施す。
【００３４】
画像入力コントローラ３１は、Ａ／Ｄ２７から入力された画像データをバッファリングし、データバス３６を介して接続されたＲＡＭ３４に記憶する。ＹＣ変換処理回路３２は、ＲＡＭ３４から画像データを読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとに変換する。圧縮伸張処理回路３３は、ＹＣ変換された画像データを、例えばＴＩＦＦやＪＰＥＧといった方式で圧縮し、所定のファイル形式で出力する。
【００３５】
ＲＡＭ３４は、作業用のメモリであり、画像データを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ２３によって実行される検査装置１０の制御用プログラムなどがロードされる。ＲＯＭ３７は、検査装置１０の制御用プログラムや各種設定情報などが格納されている。ＲＯＭ３７に格納されている各種設定情報としては、例えば、検査するＣＣＤ１５を用いて撮像する際の露光時間、特異画素の検出時に用いられる閾値、ＣＣＤ１５の特異画素の特性を評価する所定範囲、この所定範囲内に許容される特異画素の上限数、優良なＣＣＤ１５の目安となる所定範囲内の特異画素の目標数、所定範囲内の特異画素の輝度データの合計値と比較される値などがある。なお、検査装置１０は、このＲＯＭ３７に格納された各種設定の値に限らず、検査するＣＣＤ１５の種類などに応じて、検査条件を変更してＣＣＤ１５の検査を行う。
【００３６】
検査装置１０によるＣＣＤ１５の実質的な検査は、検査部４１で行われる。検査部４１（良否判定手段）は、検査するＣＣＤ１５で撮像した画像データに基づいてＣＣＤ１５の特異画素を検出し、ＣＣＤ１５の製品としての良否を判定する。この検査部４１は、特異画素検出部４２、孤立特異画素除去部４３、特異画素特性算出部４４、特異画素数評価部４５、欠陥レベル評価部４６などから構成される。
【００３７】
特異画素検出部４２（特異画素検出手段）は、ＲＡＭ３４に記憶された画像データを読み出し、この画像データの各画素の輝度データと、予め定められた輝度データの閾値とを比較する。そして、閾値を上回る輝度データを持つ画素を特異画素として検出し、この特異画素の個数を計数する。また、特異画素検出部４２は、所定個数の画素が特異画素として検出されるように、例えば、３６０万画素の画像データのうち約２万画素の輝度データが閾値よりも大きな値の輝度データとなるように、閾値を調節し、この調節された閾値を実効閾値としてＲＡＭ３４に記憶する。
【００３８】
孤立特異画素除去部４３は、画像データと実効閾値に基づいて、特異画素検出部４２で検出された約２万の各特異画素に隣接する画素が特異画素であるか否かをそれぞれ調査する。そして、特異画素に隣接する画素が全て特異画素でない場合には、この特異画素を孤立特異画素と判定し、この孤立特異画素の輝度データを除去する。また、孤立特異画素除去部４３は、孤立特異画素の輝度データを除去した画像データを検査画像データとしてＲＡＭ３４に記憶する。なお、検査画像データに残る特異画素の周囲には、１以上の他の特異画素が必ず存在する。
【００３９】
また、孤立特異画素除去部４３は、輝度データを除去した特異画素の座標を孤立特異画素座標データとしてＲＡＭ３４に記憶する。この孤立画素座標データは、検査したＣＣＤ１５を用いる個別の撮像装置において、各孤立特異画素に隣接する正常な画素の輝度データに基づいて孤立特異画素の輝度データを補間し、補正する際に用いられる。
【００４０】
特異画素特性算出部４４（欠陥レベル算出手段、特異画素計数手段）は、検査画像データを読み出し、ＣＣＤ１５の特異画素の特性を検査する。具体的には、特異画素特性算出部４４は、ＣＣＤ１５の特異画素の特性として、所定範囲内の特異画素の個数を計数する。また、特異画素特性算出部４４は、特異画素の特性として、所定範囲内の特異画素の輝度データを合計を算出し、これを欠陥レベルとする。
【００４１】
特異画素数評価部４５（特異画素数判定手段）は、特異画素特性算出部４４で計数された所定範囲内の特異画素の個数と、所定個数とを比較し、ＣＣＤ１５の製品としての良否を評価する。なお、特異画素の個数との比較に用いられる所定個数として、例えば、良製品の目標となる目標個数と、所定範囲内に含まれることが許容される特異画素の上限数である許容上限個数とが予め定められる。
【００４２】
欠陥レベル評価部４６（欠陥レベル評価手段）は、特異画素特性算出部４４で算出された所定範囲内の欠陥レベルと、所定レベルとを比較し、ＣＣＤ１５の製品としての良否を評価する。なお、欠陥レベルとの比較に用いられる所定レベルとしては、ＲＯＭ３７に記憶された規定レベルを用いられるか、あるいは特異画素の検出時に記憶された実効閾値に応じて定められる実効レベルが用いられる。また、所定レベルとして実効レベルが用いられる場合には、欠陥レベル評価部４６は、規定レベルと実効閾値とに基づいて実効レベルを算出する。
【００４３】
上述のように構成される検査装置１０の作用を説明する。図２に示すように、検査するＣＣＤ１５を遮光機構２１内に配置し、ＣＣＤ１５の検査を実行すると、まず、ＣＣＤ１５で撮像し、画像データを得る第１検査工程が行われる。具体的には、検査装置１０はＣＣＤ１５の画素に既に蓄積されている電荷を転送し、この撮像信号を破棄する。こうして撮像信号を破棄した直後から、所定時間だけ遮光機構２１内で露光し、その撮像信号から画像データを得る。この画像データは、遮光機構２１内で露光された画像データであるから、理想的には全ての画素の輝度データが０である。しかしながら、第１検査工程で得られた画像データは、実際には、固定パターンノイズや白キズによって輝度データが０でない画素を含んでいる。
【００４４】
そして、上述のように第１検査工程で得られた画像データに基づいてＣＣＤ１５の特異画素を検出する第２検査工程が行われる。この第２検査工程では、各画素の輝度データと所定の閾値とが比較され、閾値を上回る輝度データを持つ特異画素が検出される。このとき、特異画素の個数が、所定数、例えば、６３０万画素中２万画素に満たない場合には、所定の閾値よりも小さな値の実効閾値を用いて、特異画素の検出が繰り返し行われる。
【００４５】
こうして、所定個数以上の特異画素が検出されると、隣接する画素が特異画素ではない孤立特異画素が検出される。孤立特異画素の輝度データは、隣接する画素の輝度データに基づいて、補間され、正しく補正されるから、重大な欠陥ではない。したがって、孤立特異画素の輝度データは画像データから除去され、特異画素が複数個密集した部分の輝度データだけが残る検査画像データがつくられる。
【００４６】
図３に示すように、第３検査工程では、この検査画像データに基づいてＣＣＤ１５の製品としての良否が判定される。この第３検査工程では、検査画像データの所定範囲、例えば１６×１６画素の領域ごとに検査が行われる。すなわち、検査を実行する所定範囲内の特異画素の個数が計数される。また、同時に、検査する所定範囲内の特異画素の輝度データの合計が算出され、所定範囲内の欠陥の程度を示す目安となる欠陥レベルが求められる。
【００４７】
この欠陥レベルは予め定められた規定レベル（上限値）と比較され、ＣＣＤ１５の良否判定が行われる。ここで用いられる規定レベルは、良品のＣＣＤ１５が所定範囲内に含まれる特異画素の輝度データの合計値として許容する値であり、検査の開始前に予め設定されている値である。
【００４８】
したがって、所定範囲の欠陥レベルが規定レベル以上の値であるときには、ＣＣＤ１５は製品として不良と判定され、ＣＣＤ１５の検査は終了する。
【００４９】
一方、所定範囲の欠陥レベルが規定レベルよりも小さな値であるときには、検査した所定範囲内の特異画素は許容される。すなわち、検査した所定範囲においてはＣＣＤ１５は良品と判定される。そして、検査する領域は、検査画像の縦（又は横）に１画素分だけ移動され（図４（Ｂ）矢印を参照）、上述の手順で検査が繰り返される。また、検査画像データの全領域について上述の検査で良品との判定がなされると、検査したＣＣＤ１５は最終的に良品と判定され、検査は終了する。
【００５０】
具体的には、例えば図４（Ａ）に示すように、検査するＣＣＤ１５を遮光して撮像を行うと、得られた画像データ５１には多数の点像が写されている。これらの点像は、全て、白キズや固定パターンノイズなどの画素の欠陥によるものである。これらの点像のうち、孤立特異画素の輝度データは、容易に補正され得る。
【００５１】
したがって、図４（Ｂ）に示すように、画像データ５１から孤立特異画素の輝度データを除去した検査画像データ５２がつくられ、この検査画像データ５２がＣＣＤ１５の良否の判定に用いられる。検査画像データ５２に残る点像は、２以上の特異画素が密集して存在することによる。このように密集した特異画素の輝度データは、隣接する画素にも特異画素が含まれていることから、周囲の画素の輝度データに基づいて適切にデータを補間し、補正することができない。このような特異画素の集合が、画像に与える影響の程度は、所定範囲５３ごとに見積もられる。すなわち、この所定範囲５３内の特異画素の個数が計数され、また、これらの特異画素の輝度データの合計値が欠陥レベルとして算出される。
【００５２】
例えば、図４（Ｃ）に示すように、密集特異画素５４は４個の特異画素からなる１つの集合であり、所定範囲５３内にはこの欠陥５４だけが含まれているとする。また、密集特異画素５４を構成する４個の特異画素のうち、２個の特異画素は閾値と比較して極めて大きな輝度データを出力し、他の２個の特異画素は閾値よりは大きいが閾値と略同程度の輝度データを出力する特異画素であるとする。このような密集特異画素５４は、特異画素の個数こそ少数ではあるが、大きな輝度データを出力する特異画素が密集して存在することから、実際には非常に目立つ欠陥となる。
【００５３】
このような密集特異画素５４を含む所定範囲５３を検査する場合に、単純に特異画素の個数だけに基づいてＣＣＤ１５の良否を判定すると、特異画素の個数の少なさから、検査するＣＣＤ１５の所定範囲５３内は良品であると判定されてしまう。しかし、検査装置１０は、この密集特異画素５４を含む所定範囲５３の欠陥レベルと、規定レベルとを比較し、欠陥レベルが規定レベルよりも大きければ、特異画素の個数の少なさにかかわらず、検査するＣＣＤ１５が重大な欠陥を含んでいることを判別し、ＣＣＤ１５を不良と正しく判定する。
【００５４】
また、例えば、図４（Ｄ）に示すように、検査を行う所定範囲５３には、いくつかの特異画素の集合からなる密集特異画素５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄが含まれているとする。また、これらの密集特異画素５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄを構成する特異画素は、何れも閾値よりは大きいが、閾値と略同程度の輝度データを出力する特異画素であるとする。このような密集特異画素５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄは、全て所定範囲５３に含まれているから、全体として特異画素の個数こそ多いものの、これらが出力する輝度データは正常な画素の輝度データと大きくは違わず、ＣＣＤ１５を用いる撮像装置の種類等によっては、大きな問題とならない場合がある。
【００５５】
このような密集特異画素５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄを含む所定範囲５３を検査する場合に単純に特異画素の個数だけに基づいてＣＣＤ１５の良否を判定すると、特異画素の個数の多さから、検査するＣＣＤ１５の所定範囲５３内は不良であると判定され、結果としてＣＣＤ１５は不良であると判定されてしまう。しかし、検査装置１０は、この密集特異画素５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄを含む所定範囲５３の欠陥レベルと、規定レベルとを比較し、欠陥レベルが規定レベルよりも小さければ、欠陥画素の個数の多さにもかかわらず、検査するＣＣＤ１５が重大な欠陥を含んでいないことを判別し、ＣＣＤ１５の所定範囲５３を良品であると正しく判定する。
【００５６】
上述のように、画素の欠陥を検査する場合に、欠陥レベルに基づいてＣＣＤ１５の良否を判定すると、特異画素の特性を十分に加味し、ＣＣＤ１５の良否を精度良く判定することができる。また、ＣＣＤ１５の良否を精度良く判定する結果として、製品の信頼性は増す。さらには、歩留まりも向上するから、ＣＣＤ１５の低価格化が実現される。
【００５７】
なお、上述のように、画素の欠陥を検査する場合に、欠陥レベルに基づいてＣＣＤ１５の良否を判定するとともに、特異画素の個数に基づいてＣＣＤ１５の良否を判定しても良い。
【００５８】
例えば、図５に示すように、第１検査工程で検査するＣＣＤ１５を用いて遮光して撮像した画像データを得る。また、第２検査工程では、この画像データにから孤立特異画素の輝度データが除去され、検査画像データがつくられる。そして、この検査画像データに基づいて実際にＣＣＤ１５の良否が判定される第３検査工程では、特異画素の個数からＣＣＤ１５の良否が判定されるとともに、欠陥レベルからＣＣＤ１５の良否が判定され、ＣＣＤ１５の良否が判定される。
【００５９】
具体的には、まず、検査する所定範囲５３内の特異画素の個数が計数され、同時に、所定範囲５３の欠陥レベルが算出される。そして、計数された所定範囲５３内の特異画素の個数が目標個数と大小を比較される。前述のように、予め定められた目標個数は、良質なＣＣＤ１５が所定範囲５３に含む目標となる特異画素の個数である。したがって、検査する所定範囲５３内の特異画素の個数が、目標個数よりも少なければ、ＣＣＤ１５の所定範囲５３は良と判定され、検査する領域が移動される。
【００６０】
一方、所定範囲５３内の特異画素の個数が目標個数よりも多い場合には、所定範囲５３内の特異画素の個数が許容上限個数と大小を比較される。前述のように、予め定められた許容上限個数は、所定範囲５３内に含むことが許容される上限の個数である。したがって、検査する所定範囲５３内の特異画素の個数が、許容上限個数よりも多い場合には、ＣＣＤ１５の所定範囲５３は不良と判定され、結果としてＣＣＤ１５は製品として不良であると判定される。
【００６１】
すなわち、個々の特異画素が画質を劣化させる程度はそれほど大きくなくても、多く特異画素が含まれていると全体としてはざらついた画像となるから、所定範囲５３内に許容上限個数よりも多くの特異画素が含まれる場合、ＣＣＤ１５は不良と判定される。また、所定範囲５３内の特異画素の個数が目標個数よりも多く、許容上限個数よりも少ない場合には、前述と同様に欠陥レベルに基づいた良否判定が行われる。
【００６２】
このように、所定範囲５３内の特異画素の個数と、所定範囲５３内の欠陥レベルとを組み合わせ、ＣＣＤ１５の良否を判定すると、特異画素の特性が十分に加味され精度の良い検査を行うことができる。
【００６３】
例えば、目標個数よりも多くの特異画素が所定範囲５３内に含まれる場合に、単純に特異画素の個数だけから良否を判定すれば、重大な欠陥を含まず本来良品であるはずもＣＣＤ１５も全て不良と判定され、歩留まりが非常に悪くなる。
【００６４】
しかし、上述のように、目標個数に基づく良否判定だけでなく、許容上限個数に基づく良否判定と、欠陥レベルに基づく良否判定とを組みあせて行うことで、所定範囲５３の特異画素の特性が十分に加味された良否判定が行われる。すなわち、特異画素の目標個数に基づく良否判定では一律に不良と判定されてしまうＣＣＤ１５のなかで、重大な特異を含まず本来使用に耐えうるＣＣＤ１５は正しく良品と判定される。
【００６５】
また、例えば、欠陥レベルだけに基づく良否判定だけを行うと、個々の特異画素が画質を劣化させる程度がそれほど大きくない場合に、広範囲にわたってざらつくような画像を生じるＣＣＤ１５は、良品と判定されてしまうことがある。しかし、上述のように、欠陥レベルに基づく良否判定に加えて、欠陥画素の個数に基づいた良否判定を行うことで、所定範囲５３の欠陥の特性が十分に加味された良否判定が行われる。すなわち、欠陥レベルがそれほど大きくないが、全体としてはざらついた画像を生じるＣＣＤ１５は、正しく不良と判定される。
【００６６】
なお、上述のように、特異画素の個数に基づいた良否判定と欠陥レベルに基づいた良否判定とを組み合わせて行うが、検査する所定範囲５３内の特異画素の個数を目標個数と比較してＣＣＤ１５の良否判定を行う必要はない。
【００６７】
例えば、図６に示すように、まずは、前述と同様に第１検査工程で検査するＣＣＤ１５を用いて遮光して撮像した画像データを得る。また、第２検査工程では、この画像データにから孤立特異画素の輝度データが除去され、検査画像データがつくられる。そして、この検査画像データに基づいて実際にＣＣＤ１５の良否が判定される。第３検査工程では、特異画素の個数からＣＣＤ１５の良否が判定されるとともに、欠陥レベルからＣＣＤ１５の良否が判定され、ＣＣＤ１５の良否が判定される。
【００６８】
この第３検査工程では、所定範囲５３内の特異画素の個数と許容上限個数との大小が比較される。そして、許容上限個数と比較して、所定範囲５３内の特異画素の個数が多い場合には、ＣＣＤ１５は不良と判定される。一方、許容上限個数と比較して所定範囲５３内の特異画素の個数が少ない場合には、欠陥レベルに基づいたＣＣＤ１５の良否判定が行われる。
【００６９】
このように、特異画素の個数と許容上限個数との大小比較に基づいた良否判定と欠陥レベルに基づいた良否判定とを行うことは、所定範囲５３内に含まれる特異画素の個数が目標個数よりも少ない場合にも欠陥レベルに基づいた良否判定を行うことと実質的に同一である。
【００７０】
したがって、特異画素の個数だけに基づいた良否判定によれば、重大な欠陥が含まれておらず実用に耐え得るＣＣＤ１５であるにもかかわらず、特異画素の個数の多さから不良と判定されてしまうＣＣＤ１５は、正しく良品と判定される。
【００７１】
さらに、重大な欠陥が含まれており実用に耐えないＣＣＤ１５であるにもかかわらず、特異画素の個数に基づいた良否判定だけを行えば、特異画素の個数の少なさから良品と判定されてしまうＣＣＤ１５は、正しく不良と判定される。
【００７２】
このように、所定範囲５３内の特異画素の個数と許容上限個数との大小比較に基づいてＣＣＤ１５の良否判定と、所定範囲５３内の欠陥レベルに基づく良否判定とを組み合わせて行うと、特異画素の特性が十分に加味され、精度の良い検査を行うことができる。
【００７３】
なお、特異画素の個数に基づくＣＣＤ１５の良否判定と、欠陥レベルに基づくＣＣＤ１５の良否判定とを組み合わせて行う場合、上述の例では、特異画素の個数に基づく良否判定を先に行い、この結果に応じて欠陥レベルに基づくＣＣＤ１５の良否判定を行うが、これに限らず、欠陥レベルに基づく良否判定を先に行い、その結果に応じて欠陥画素の個数に基づいてＣＣＤ１５の良否判定を行っても良い。
【００７４】
例えば、図７に示すように、所定範囲５３内の欠陥レベルが規定レベルよりも大きい場合には、特異画素の個数による良否判定を待たずにＣＣＤ１５を不良と判定する。一方、所定範囲５３内の欠陥レベルが規定レベルよりも小さい場合には、この所定範囲５３内の特異画素の個数を許容上限個数と比較する。そして、所定範囲５３内の欠陥レベルが規定レベルよりも小さい場合であっても、所定範囲５３内の特異画素の個数が許容上限個数よりも多い場合には、ＣＣＤ１５を不良と判定する。また、所定範囲５３内の欠陥レベルが規定レベルよりも小さく、かつ、所定範囲５３内の特異画素の個数が許容上限個数よりも小さい場合に、ＣＣＤ１５の所定範囲５３を良品と判定する。
【００７５】
このように、欠陥レベルに基づいたＣＣＤ１５の良否判定を先に行い、この結果に応じて特異画素の個数に基づいたＣＣＤ１５の良否判定を行う場合であっても、前述と同様にＣＣＤ１５の特異画素の特性を十分に加味し、精度の良い検査を行うことができる。
【００７６】
また、上述の例では、欠陥レベルに基づいてＣＣＤ１５の良否判定を行う場合に、所定範囲５３の欠陥レベルと、予め定められた規定レベルとを比較するが、これに限らず、規定レベルと実行閾値とに応じて定められる実効レベル（上限値）と、所定範囲５３の欠陥レベルとを比較することでＣＣＤ１５の良否判定を行っても良い。
【００７７】
上述のように、欠陥レベルの大小の目安とする規定レベルは、製品の仕様などに応じて予め定められている。しかし、固定パターンノイズや白キズなどを生じる特異画素は、検査時の温度などに応じて出力する輝度データの値は変化し、同じ特異画素であっても検査時の環境など様々な条件によって出力する輝度データの値は異なる。そこで、検査装置１０は、所定数の画素が特異画素として検出されるように、特異画素を検出する際に用いる閾値を調節し、ここで検出された特異画素が重大な欠陥であるか否かを欠陥レベルや特異画素の個数に基づいて判定する。
【００７８】
このように、検査時の環境などの要因によってＣＣＤ１５の検査の精度が悪化しないように、各画素が特異画素であるか否かを判断する基準となる閾値を調節するのであるから、欠陥レベルに基づいてＣＣＤ１５の良否判定を行う際に欠陥レベルと比較する基準値は、必ずしも予め定めた規定レベルである必要はなく、実効閾値に応じて定められた実効レベルであっても良い。
【００７９】
例えば、欠陥レベルに基づいてＣＣＤ１５の良否判定を行う場合には、予め定められた規定レベルと欠陥レベルとを比較すると、検査時の環境等によっては、ＣＣＤ１５が不良と判定され易い場合や、逆にＣＣＤ１５が良と判定されやすい場合が生じる恐れがある。これは、所定個数の画素が特異画素として検出されるように閾値を調節した実行閾値を用いて各画素が特異画素であるかを判断することによるものである。したがって、検査時の環境などによらず検査精度を一定とするために、欠陥レベルに基づいてＣＣＤ１５の良否判定を行う場合には、規定レベルを基準に実効閾値に応じて定めた実効レベルと、欠陥レベルとを比較することが好ましい。
【００８０】
このように、欠陥レベルに基づいてＣＣＤ１５の良否判定を行う場合に、実効レベルと欠陥レベルとを比較してＣＣＤ１５の良否を判定すれば、検査時の環境などによらず、さらに精度良くＣＣＤ１５の検査を行うことができる。
【００８１】
なお、上述の実施形態では、検査を行う単位である所定範囲の例として、６３０万画素のＣＣＤ１５の場合には１６×１６画素の範囲を単位として検査を行うが、これに限らない。例えば、検査を行う所定範囲が小さすぎると検査精度，及び検査速度は悪化し、検査を行う所定範囲が大きすぎると検査速度が著しく悪化する恐れがある。したがって、検査する固体撮像素子の全画素数の０．００１％以上０．０１％以下の画素を含む範囲を所定範囲として検査を行うことが好ましい。より好ましくは、０．００２％以上０．００８％以下の画素を含む範囲を所定範囲として検査することが好ましく、特に好ましくは、０．００３％以上０．００６％以下の画素を含む範囲を所定範囲として検査することが好ましい。このような適切な範囲を所定範囲として検査を行うことで、迅速かつ高精度に固体撮像素子の検査を行うことができる。また、規定レベルなどの良否判定の基準となる値は、この所定範囲の大きさに応じて適切に変更しなければならない。
【００８２】
なお、上述の実施形態では、検査するＣＣＤ１５からの撮像信号をデジタルな画像データに変換し、画像処理によってＣＣＤ１５の検査を行うが、これに限らず、撮像信号をデジタルな画像データに変換せず、アナログな撮像信号を用い、これを電気的に信号処理することによって上述の実施形態と同様のＣＣＤ１５の検査を行っても良い。
【００８３】
また、上述の実施形態では、検査する固体撮像素子としてＣＣＤを例に説明するが、これに限らず、ＣＭＯＳなど他の固体撮像素子も上述の実施形態と同様に検査を行うことができる。
【００８４】
なお、上述の実施形態では、容易に補正されることから、画像データから孤立特異画素の輝度データを除去した検査画像データを用いてＣＣＤ１５の検査を行うが、これに限らず、孤立特異画素の輝度データを除去していない画像データを用いてＣＣＤ１５の検査を行っても良い。
【００８５】
また、上述の実施形態では、検査画像データの所定範囲について検査を行いＣＣＤ１５の良否を判定するが、これに限らず、検査画像データの全領域の特異画素を先に検出し、特異画素の座標や所定範囲ごとの欠陥レベルをテーブル形式等で記憶し、これに基づいてＣＣＤ１５の良否の判定を行っても良い。
【００８６】
さらに、上述の実施形態では、所定領域内の特異画素の特性に応じてＣＣＤ１５の良否を判定するが、これに限らず、特異画素を検出するだけでなく、特異画素の集合である密集特異画素の大きさや、各密集特異画素ごとの欠陥レベルを算出し、こうした各密集特異画素の特性に基づいてＣＣＤ１５の良否の判定を行っても良い。
【００８７】
また、上述の実施形態では、ＣＣＤ１５の欠陥として固定パターンノイズや白キズを例に説明するが、これに限らず、ＣＣＤ１５から得られる撮像信号、又はこれに基づいた画像データに影響を及ぼす欠陥であれば、本発明の方法，装置により容易に検出し、ＣＣＤ１５の検査を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１検査工程及び第２検査工程を示すフローチャートである。
【図３】第３検査工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の検査装置による固体撮像素子の検査を示す説明図である。
【図５】特異画素の個数に基づく良否判定と欠陥レベルに基づく良否判定とを行う場合の第３検査工程を示すフローチャートである。
【図６】許容上限個数と特異画素の個数から良否を判定する場合の第３検査工程を示すフローチャートである。
【図７】欠陥レベルに基づいた良否判定が特異画素数に基づいた良否判定よりも先に行われる場合の第３検査工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１０  検査装置（固体撮像素子検査装置）
１５  ＣＣＤ（固体撮像素子）
４１  検査部
４２  特異画素検出部（特異画素検出手段）
４３  孤立特異画素除去部
４４  特異画素特性算出部（欠陥レベル算出手段、特異画素計数手段）
４５  特異画素数評価部（特異画素数評価手段）
４６  欠陥レベル評価部（欠陥レベル評価手段）
５１  画像データ
５２  検査画像データ
５３  所定範囲
５４，５６，５７，５８，５９  密集特異画素
【図１】
2008219575.tif 000003
【図２】
2008219575.tif 000004
【図３】
2008219575.tif 000005
【図４】
2008219575.tif 000006
【図５】
2008219575.tif 000007
【図６】
2008219575.tif 000008
【図７】
2008219575.tif 000009