(57)【要約】【課題】撮像素子の光電変換特性を複数個同時に検査できるとともに、各撮像素子に対して照射する光を独立して調整することができ、同一条件の複数の光を同時に照射可能な光照射装置を提供する。【解決手段】光源２と、複数の光ファイバが入力端で一つに束ねられかつ出力端で複数に束ねられ、入力端から入射した光束を出力端で複数の光束に分岐する光ファイバ束２０と、光ファイバ束２０の出力端から出力される光束を独立して調整し、撮像素子に導く複数の独立光学系を内蔵する光学系ユニット３０とを有する。【選択図】図１
2004172595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体撮像素子に同時に光を照射可能な光照射装置であって、
光を出射する光源と、
複数の光ファイバが入力端で一つに束ねられかつ出力端で複数に束ねられ、前記入力端から入射した前記光源からの光を前記出力端で複数の光に分割する分割用光ファイバ束と、
前記分割用光ファイバ束の出力端から出力される光を独立して調整し、前記各撮像素子に導く複数の独立光学系と
を有する光照射装置。
【請求項２】
前記光源から前記分割用光ファイバ束に入射する光を共通に調整する共通光学系をさらに有する請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記複数の独立光学系は、所定軸を中心に対称な位置に配置されており、
前記所定軸を中心として回転可能に設けられ、前記複数の独立光学系の構成を一括して変更する光学部品をさらに有する
請求項１に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記光源からの光を前記分割用光ファイバ束へ案内するガイド用光ファイバ束と、
前記ガイド用光ファイバ束と前記分割用光ファイバ束とを光学的に結合する結合手段とをさらに有し、
少なくとも前記ガイド用光ファイバ束が前記分割用光ファイバ束に対して移動可能となっている
請求項１に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記結合手段は、フライアイレンズを有する
請求項４に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記複数の独立光学系は、それぞれモジュール化されている
請求項１に記載の光照射装置。
【請求項７】
固体撮像素子に試験用光を照射して光電変換特性を試験する試験装置であって、
テストヘッドと、
試験すべき固体撮像素子と前記テストヘッドとを電気的に接続し、前記固体撮像素子の光電変換特性の試験に必要な信号を伝達する中継手段と、
前記テストヘッドの外部に設けられた光源と、
前記テストヘッドを貫通し、前記光源からの光を前記中継手段と電気的に接続された固体撮像素子へ導くためのガイド用光ファイバ束と
を有する固体撮像素子の試験装置。
【請求項８】
複数の光ファイバが入力端で一つに束ねられかつ出力端で複数に束ねられ、前記入力端から入射する前記ガイド用光ファイバ束からの光を前記出力端で複数の光に分割し、前記中継手段と電気的に接続された状態の前記複数の固体撮像素子へ導く分割用光ファイバ束をさらに有する
請求項７に記載の固体撮像素子の試験装置。
【請求項９】
前記分割用光ファイバ束は、試験すべき固体撮像素子に対して位置決めされる対象のいずれかに固定されている
請求項８に記載の固体撮像素子の試験装置。
【請求項１０】
前記分割用光ファイバ束は、前記中継手段に固定されている
請求項９に記載の固体撮像素子の試験装置。
【請求項１１】
前記ガイド用光ファイバ束と前記分割用光ファイバ束とを光学的に結合する結合手段とを有し、
前記テストヘッド、光源およびガイド用光ファイバ束は、前記分割用光ファイバ束および中継手段に対して移動可能となっている
請求項８に記載の固体撮像素子の試験装置。
【請求項１２】
固体撮像素子に試験用光を照射して光電変換特性を試験する試験装置のテストヘッドと前記固体撮像素子とを電気的に接続し、前記固体撮像素子の光電変換特性の試験に必要な信号を伝達する中継装置であって、
所定の位置に位置決めされた複数の固体撮像素子と電気的に接続する接続手段と、
前記試験用光を前記各固体撮像素子へ照射するための開口部と、
複数の光ファイバが入力端で一つに束ねられかつ出力端で複数に束ねられ、前記入力端から入射した光源からの光を前記出力端で複数の光に分割し、前記各固体撮像素子へ前記開口部を通じて導く分割用光ファイバ束と
を有する中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 等の撮像素子の特性の検査に用いられる試験用光を照射する光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の製造工程においては、撮像素子に種々の条件の光を照射し、その光電変換特性を検査する必要がある。
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子は、二次元状に配列された多数の受光素子を有している。これらの受光素子の特性がそれぞれ要求される範囲の特性をもっているかを検査するためには、各受光素子に均一な照度分布をもつ光を照射する必要がある。各受光素子に照射される光の照度が均一でないと、検査にばらつきが発生し、歩留りが低下する原因にもなる。このため、撮像素子の検査においては、均一な照度分布をもつ光を照射する光照射装置の性能が重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、撮像素子の検査効率を高めるためには、撮像素子を複数個同時に検査する必要がある。撮像デバイスを複数個同時に測定するには、たとえば、光源からの光を不要なエリアを含む広いエリアに拡大して照射し、このエリアの中に複数の撮像素子を配置し、検査を行っていた。
この場合、光源からの光を所定の光学系を用いて照度分布が均一となるように拡大する必要があるため、照射される光の照度が低下するため、充分な照度の光が要求される場合に対応することができない。
また、一括して複数の撮像素子に光を照射するため、光学系のＦ値を複数の撮像素子に対して独立して調整することや、複数の撮像素子に対して独立した光パターンの照射を行うことができない。このため、複数の撮像素子に同時に照射される光の照度を正確に均一にすることが困難であった。
また、試験を行うテストヘッドには、多数のボード類が内蔵されるため、試験用光を発生する光源の配置の自由度は制約を受け、このことが光学系のＦ値の調整範囲をさらに狭める原因となる。
【０００４】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、固体撮像素子の光電変換特性を試験効率を向上でき、固体撮像素子に対して照射する光の特性を容易にかつ精度良く調整することができる光照射装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、固体撮像素子の光電変換特性を試験効率を向上でき、固体撮像素子に対して照射する光の特性を容易にかつ精度良く調整することができる試験装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上記の試験装置に用いて好適なプローブカードやマザーボード等の中継装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光照射装置は、複数の固体撮像素子に同時に光を照射可能な光照射装置であって、光を出射する光源と、複数の光ファイバが入力端で一つに束ねられかつ出力端で複数に束ねられ、前記入力端から入射した前記光源からの光を前記出力端で複数の光に分割する分割用光ファイバ束と、前記分割用光ファイバ束の出力端から出力される光を独立して調整し、前記各撮像素子に導く複数の独立光学系とを有する。
【０００６】
好適には、本発明の光照射装置は、前記光源から前記分割用光ファイバ束に入射する光を共通に調整する共通光学系をさらに有する。
【０００７】
さらに好適には、前記複数の独立光学系は、所定軸を中心に対称な位置に配置されており、前記所定軸を中心として回転可能に設けられ、前記複数の独立光学系の構成を一括して変更する光学部品をさらに有する。
【０００８】
また、本発明の光照射装置は、前記光源からの光を前記分割用光ファイバ束へ案内するガイド用光ファイバ束と、前記ガイド用光ファイバ束と前記分割用光ファイバ束とを光学的に結合する結合手段とをさらに有し、少なくとも前記ガイド用光ファイバ束が前記分割用光ファイバ束に対して移動可能となっている構成とすることも可能である。
【０００９】
本発明の固体撮像素子の試験装置は、固体撮像素子に試験用光を照射して光電変換特性を試験する試験装置であって、テストヘッドと、試験すべき固体撮像素子と前記テストヘッドとを電気的に接続し、前記固体撮像素子の光電変換特性の試験に必要な信号を伝達する中継手段と、前記テストヘッドの外部に設けられた光源と、前記テストヘッドを貫通し、前記光源からの光を前記中継手段と電気的に接続された固体撮像素子へ導くためのガイド用光ファイバ束とを有する。
【００１０】
また、本発明の固体撮像素子の試験装置は、複数の光ファイバが入力端で一つに束ねられかつ出力端で複数に束ねられ、前記入力端から入射する前記ガイド用光ファイバ束からの光を前記出力端で複数の光に分割し、前記中継手段と電気的に接続された状態の前記複数の固体撮像素子へ導く分割用光ファイバ束をさらに有する。
【００１１】
さらに、本発明の固体撮像素子の試験装置は、前記ガイド用光ファイバ束と前記分割用光ファイバ束とを光学的に結合する結合手段とを有し、前記テストヘッド、光源およびガイド用光ファイバ束は、前記分割用光ファイバ束および中継手段に対して移動可能となっている。
【００１２】
本発明の中継装置は、固体撮像素子に試験用光を照射して光電変換特性を試験する試験装置のテストヘッドと前記固体撮像素子とを電気的に接続し、前記固体撮像素子の光電変換特性の試験に必要な信号を伝達する中継装置であって、所定の位置に位置決めされた複数の固体撮像素子と電気的に接続する接続手段と、前記試験用光を前記各固体撮像素子へ照射するための開口部と、複数の光ファイバが入力端で一つに束ねられかつ出力端で複数に束ねられ、前記入力端から入射した光源からの光を前記出力端で複数の光に分割し、前記各固体撮像素子へ前記開口部を通じて導く分割用光ファイバ束とを有する。
【００１３】
本発明の光照射装置では、光源から出力された光は分割用光ファイバ束の入力端から入射し、出力端で複数の撮像素子に対応した数の光に分割される。各出力端からの光はそれぞれの独立光学系により独立して調整され、対応する撮像素子に照射される。これにより、光源から出力される光が効率良く利用され、各固体撮像素子に照射される光の照度分布が均一化される。また、本発明では、複数の独立光学系を所定軸を中心に対称な位置に配置し、この所定軸を中心として回転可能に設けられた光学部品によって、複数の独立光学系の構成を一括して変更することにより、条件を種々変更した光が複数の撮像素子に同時に照射される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、単一の光源からの光の利用効率を高めることができるとともに、固体撮像素子に対して照射する光の特性を容易にかつ精度良く調整することができ、固体撮像素子の光電変換特性を試験効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る光照射装置の概略構成図である。
本実施形態に係る光照射装置１は、たとえば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) やＣＭＯＳ等の固体撮像素子の電気的特性の検査において、固体撮像素子の受光面に光を照射するのに用いられる。
本実施形態に係る光照射装置１は、光源２と、コンデンスレンズ１０と、メカニカルスリット１１と、ＮＤフィルタータレット１２と、カラーフィルタータレット１３と、フライアイレンズ１５と、分割用光ファイバ束２０と、光学系ユニット３０とを有する。
【００１６】
なお、光源２、コンデンスレンズ１０、メカニカルスリット１１、ＮＤフィルタータレット１２、カラーフィルタータレット１３およびフライアイレンズ１５は、ボックスＯＢに収納されており、これらは本発明の共通光学系の一実施態様を構成している。また、光学系ユニット３０は、後述するように、本発明の複数の独立光学系に対応する光学系を内蔵している。
【００１７】
光源２は、たとえば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。この光源２は、発光した光を所定の方向に反射集光する図示しない反射鏡を具備している。
【００１８】
コンデンスレンズ１０は、光源２からの光をメカニカルスリット１１の方向に集中させる。
メカニカルスリット１１は、図１に示すように、２枚の可動板１１Ａ，１１Ｂから構成され、可動板１１Ａ，１１Ｂの移動調整により、これらの間に形成される開口１１Ｃの面積が調整される。開口１１Ｃの面積を調整することにより、コンデンスレンズ１０で集光された光の光量を調整する。
【００１９】
ＮＤフィルタータレット１２は、支持軸１４を中心に回転可能に支持されている。このＮＤフィルタータレット１２は、周方向に沿って複数種のＮＤ(Neutral Density) フィルターを保持している。ＮＤフィルターは、メカニカルスリット１１を透過した光源２からの光を分光組成を変えないで所定の割合で減光する。ＮＤフィルタータレット１２を回転させて割り出すことにより、所望の減光量のＮＤフィルターが選択される。なお、ＮＤフィルタータレット１２は単なる開口も備えており、減光しない場合には、この開口をそのまま通過させる。
【００２０】
カラーフィルタータレット１３は、支持軸１４を中心に回転可能に支持されている。この、カラーフィルタータレット１３は周方向に沿って複数種のカラーフィルターを保持している。光源２からの光は、カラーフィルターを通過することにより、カラーフィルターの色に応じた波長の光が生成される。カラーフィルタータレット１３を回転させて割り出すことにより、所望のカラーフィルタが選択される。なお、カラーフィルタータレット１３は単なる開口も備えており、波長を選択しない場合には、この開口をそのまま通過させる。
【００２１】
フライアイレンズ１５は、単レンズを縦横にマトリクス状に配列した光学素子である。このフライアイレンズ１５は、光源２からの光の照度分布を均一化するために設けられている。また、フライアイレンズ１５は矩形状の外形を有している。
【００２２】
上記の共通光学系は、光源２からの光の光量、照度、照度分布、波長等を調整する機能を有する。
【００２３】
ここで、図２は、分割用光ファイバ束２０の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線方向の断面図である。
分割用光ファイバ束２０は、多数の光ファイバの束で構成される。分割用光ファイバ束２０の一端は、支持部材２１で支持されている。この支持部材２１は、たとえば、直径５０μｍの光ファイバを断面寸法が２０ｍｍ×２０ｍｍの矩形となるように束ねている。なお、支持部材２１は、ボックスＯＢに設けられている。
分割用光ファイバ束２０は、中途から複数（４本）の束２０ａに分割して束ねられており、分割された複数の光ファイバの束２０ａの端部には、光ガイド２３が接続されている。
光ガイド２３は、後述する光学系ユニット３０に接続されており、分割された複数の光ファイバの束２０ａの端部から出力される光を光学系ユニット３０に導く。
【００２４】
また、各光ファイバの束２０ａを構成する光ファイバの本数は、それぞれ等しい。
分割用光ファイバ束２０の支持部材２１側が光が入射する入力端となり、分割用光ファイバ束２０の光ガイド２３側が出力端となる。
【００２５】
分割用光ファイバ束２０の入力端は、上記したように、断面が矩形状となっている。この入力端の形状は、上記のフライアイレンズ１５の外形状と略合致している。これは、分割用光ファイバ束２０の入力端の断面形状を円形とする場合よりも、フライアイレンズ１５との結合効率を高くすることができるからである。
【００２６】
光学系ユニット３０は、図１に示すように、分割用光ファイバ束２０の各出力端からそれぞれ出力される光の光量、照度、照度分布等の特性を独立して調整し、複数の独立した光ＲＬを出力する。これらの光ＲＬは、後述するように、光学系ユニット３０の下方の所定位置に配置された検査すべき複数の固体撮像素子の受光面にそれぞれ照射される。
【００２７】
図３（ａ）は、光学系ユニット３０の内部の構成を示す図であり、図３（ｂ）は光学系ユニット３０の構成部品である。
図３（ｂ）に示すように、光学系ユニット３０の下方にはステージ１００が設けられ、このステージ１００上の所定の位置に検査すべき撮像素子１０１が配置される。これらの撮像素子１０１は、図示しない試験装置に電気的に接続される。
光学系ユニット３０の内部には、複数の独立した光学系３１が設けられている。光学系３１は、レンズ３２、フライアイレンズ３３、レンズ３４、拡散板３５、センターフィルター３６、結像レンズ３７，３８およびアイリスタレット３９から構成されている。
なお、光学系３１は、分割用光ファイバ束２０の４つの出力端に対応して設けられているとともに、アイリスタレット３９は４つの光学系３１に共通に設けられている。
【００２８】
フライアイレンズ３３、拡散板３５およびセンターフィルター３６は、分割用光ファイバ束２０の各出力端から光ガイド２３を通じて入射する光の照度分布を均一化するために設けられている。なお、センターフィルター３６は、光の照度分布が光の断面の周辺部に向かって次第に低下するのを防止し、断面全域にわたって均一化されるように、断面の中央部に向かって次第に減光の度合いを高めたフィルターである。
また、各拡散板３５および各センターフィルター３６は、最終的に出力される４本の光ＲＬがそれぞれ所望の光量、照度、照度分布等をもつように、それぞれ独立に選択される。たとえば、４本の光ＲＬが互いに等しい光量、照度および照度分布をもつように、拡散板３５やセンターフィルター３６を選択することができる。
【００２９】
アイリスタレット３９は、図３（ｂ）に示すように、周方向に沿って一定間隔で面積の異なる複数種の開口ＯＰ１〜ＯＰ３が形成されている。各開口ＯＰ１〜ＯＰ３は、４つの光学系３１にそれぞれ対応して設けられている。
このアイリスタレット３９は、光学系３１のＦ値を制御するために設けられている。
また、アイリスタレット３９は、回転軸４０を中心に回転可能に設けられている。回転軸４０はモータ等の駆動装置によって回転駆動される。この駆動装置を制御してアイリスタレット３９の割り出しを行うことにより、４つの光学系３１に対して開口ＯＰ１〜ＯＰ３のいずれかが同時に選択され、４つの光学系３１のＦ値（口径比）は一括して変更される。
【００３０】
次に、上記構成の光照射装置１を用いた撮像素子の検査の一例について説明する。
まず、光学系ユニット３０に対して所定の位置に複数（４個）の撮像素子を配置するとともに、光源２から光を照射する。
光源２からの光は、コンデンスレンズ１０、メカニカルスリット１１、ＮＤフィルタータレット１２、カラーフィルタータレット１３およびフライアイレンズ１５を通じて、光量、照度、照度分布、波長等の特性が所望に調整されたのち、分割用光ファイバ束２０に入射する。
【００３１】
分割用光ファイバ束２０では、支持部材２１側から入射した光が複数に分割されて光ガイド２３から出力される。このとき、光ガイド２３に接続された分割用光ファイバ束２０の各出力端の光ファイバの本数は互いに等しいため、各光ガイド２３に入射する光の光量および照度は略等しくなる。
【００３２】
分割用光ファイバ束２０を通じて複数の光学系３０にそれぞれ入射した各光は、フライアイレンズ３３、拡散板３５、センターフィルター３６およびアイリスタレット３９を通じて光量、照度分布等の特性が独立して調整される。これにより、複数の光学系３０を通じて出力される各光は、光量、照度等の特性が互いに等しくなり、この光がステージ１００上に配置された複数の撮像素子の受光面にそれぞれ入射される。
【００３３】
これにより、複数の固体撮像素子の受光面に特性が等しく調整された光が入射するため、複数の撮像素子を同一の条件で同時に検査することが可能となる。
【００３４】
以上のように、本実施形態によれば、分割用光ファイバ束２０を用いて、単一の光源２からの光を複数の光に等しく分割し、この分割した光をそれぞれ独立の光学系３０を用いて調整し、対応する固体撮像素子へ照射する。このため、光源２からの光を有効に利用することができる。これに加えて、各光学系３０に入射される光に照度差等が発生したとしても、これを各光学系３０でそれぞれ独立に調整できるため、複数の固体撮像素子へ同一条件の光を同時に照射することが可能となる。
【００３５】
また、複数の光学系３０を回転軸４０に関して対称な位置に配置し、この回転軸４０を中心に、たとえば、アイリスタレット３９等の光学部品を回転可能に設け、このアイリスタレット３９により複数の光学系３０の構成を一括して変更することにより、複数の固体撮像素子に照射する光の条件を同時に変更することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、拡散板３５やセンターフィルター３６を用いて各光学系３０に入射する光の特性を調整する構成としたが、各光学系３０から出力される光に照度差が発生する可能性もあり、その場合には微調整する必要がある。
たとえば、ガラス板等の透明基板の両面あるいは片面に反射防止膜を形成したフィルターを各光学系３０の光路中に配置し、照度差の微調整を行うことができる。すなわち、反射防止膜を形成したフィルターの枚数を各光学系３０において独立に調整することで、照度差の微調整が可能となる。
なお、本実施形態では、光照射装置１は、複数の固体撮像素子に同一の条件の光を照射するのに用いる場合について説明したが、複数の固体撮像素子にそれぞれ異なる条件の光を照射する構成とすることも可能である。また、複数の固体撮像素子以外にも、正確に調整された光の照射を要する対象物であれば、光照射装置１を適用することは可能である。  
【００３７】
第２実施形態
図４は、本発明の他の実施形態に係る光照射装置が適用された固体撮像素子の試験装置の構成を示す図である。
図４において、試験装置２００は、たとえば、ウェーハ４００に形成された固体撮像素子（たとえば、ＣＣＤ）の光電変換特性を検査する。この試験装置２００は、テスタ２０１、テストヘッド２０１、プローブカード２５０、移動ステージ２６０等から構成される。
【００３８】
テスタ２０１は、テストヘッド２０１を管理し、テストヘッド２０１を通じてウェーハ４００に形成された固体撮像素子から得られる信号に基づいて、固体撮像素子４０１の検査を行う。
【００３９】
テストヘッド２０１は、基台２０５上に設置されている。このテストヘッド２０１は、基台２０５に設けられた駆動アーム２０２と連結されており、駆動アーム２０２の旋回により、テストヘッド２０１は基台２０５から移動する。テストヘッド２０１を基台２０５から移動させるのは、たとえば、メインテナンス等のときである。
テストヘッド２０１は、後述するプローブカード２５０と図示しない配線により電気的に接続される。テストヘッド２０１は、たとえば、固体撮像素子４０１にプローブカード２５０を通じて印加する電源、タイミングジェネレータ、パターンジェネレータ等の各種の信号発生部、プローブカード２５０を通じて測定した固体撮像素子４０１の信号を取得する入力部等から構成される。
【００４０】
プローブカード２５０は、テストヘッド２０１の下方の所定の位置に設置されている。このプローブカード２５０は、固体撮像素子４０１のパッドに接触するプローブ針２５１を備えており、テストヘッド２０１と固体撮像素子４０１とを電気的に接続する。
このプローブカード２５０には、複数の固体撮像素子４０１へ光を照射するための開口２５０ａが形成されており、この開口２５０ａに後述する光学モジュール３０Ａが設けられている。この光学モジュール３０Ａは、本発明のモジュール化された独立光学系の一実施態様である。
【００４１】
移動ステージ２６０は、ウェーハ４００をチャックし、このウェーハ４００をプローブカード２５０に対して位置決めする。また、移動ステージ２６０は、検査の終了後にウェーハ４００をプローブカード２５０から離隔させる。
【００４２】
本実施形態に係る光照射装置は、光源２、共通光学系２１０、ガイド用光ファイバ束２２０、カプラー２２１Ａ，２２１Ｂ、分割用光ファイバ束２２５、光学モジュール３０Ａから構成されている。
光源２は、テストヘッド２０２に設けられており、第１の実施形態に係る光源２と同様の構成である。
共通光学系２１０は、テストヘッド２０２に設けられており、第１の実施形態に係る共通光学系と同様の機能を有している。
ガイド用光ファイバ束２２０は、テストヘッド２０２に設けられており、多数の光ファイバの束で構成されており、たとえば、直径５０μｍの光ファイバを断面寸法が２０ｍｍ×２０ｍｍの矩形となるように束ねられている。
このガイド用光ファイバ束２２０は、共通光学系２１０を通じて入射される光源２からの光を分割用光ファイバ束２２５へ導く。
カプラー２２１Ａ，２２１Ｂは、レンズ等の光学部品からなり、ガイド用光ファイバ束２２０と分割用光ファイバ束２２５とを結合する。カプラー２２１Ａは、ガイド用光ファイバ束２２０側に設けられている。カプラー２２１Ｂは分割用光ファイバ束２２５側に設けられている。
カプラー２２１Ａ，２２１Ｂは、本発明の結合手段の一実施態様である。
【００４３】
分割用光ファイバ束２２５は、基台２０５側に設けられており、プローブカード２５０に対して位置決めされている。この分割用光ファイバ束２２５は、第１の実施形態に係る分割用光ファイバ束２０と同様の構成であり、カプラー２２１Ｂ側の端部は一つに束ねられており、プローブカード２５０側の端部は複数（４本）に分割され、それぞれ、光学モジュール３０Ａに対して位置決めされている。
【００４４】
図５は、光学モジュール３０Ａの構造を示す断面図である。
光学モジュール３０Ａは、図５に示すように、フランジ３０１と、集光レンズ３０２と、拡散板３０３と、ピンホール板３０４とを有する。なお、光学モジュール３０Ａは複数設けられているが、同様の光学特性を有する。
フランジ３０１は、円筒状の部材からなり、プローブカード２５０上に固定されている。フランジ３０１は、金属等の光を透過しない材料で形成されている。
集光レンズ３０２、拡散板３０３およびピンホール板３０４は、フランジ３０１の内周に保持されている。
【００４５】
集光レンズ３０２は、上記した分割用光ファイバ束２２５から導かれた光源２からの光Ｌを集光する。
拡散板３０３は、集光レンズ３０２を通過した光を拡散させて、光量、照度および照度分布を制御する。
ピンホール板３０４は、光軸上にピンホール３０４ｐが形成されており、拡散板３０３を通過した光をこのピンホール３０４ｐを通じて照射する。これにより、ピンホール３０４ｐの下方に位置決めされた固体撮像素子４０１に検査用の光Ｌが照射される。このピンホール３０４ｐの直径によってＦ値が規定される。
【００４６】
上記構成の試験装置２００では、メインテナンスのとき等に、図６に示すように、駆動アーム２０２を旋回させることにより、テストヘッド２０２を基台２０５上から移動させる。
本実施形態では、光源２から検査対象である固体撮像素子までの光路をガイド用光ファイバ束２２０と分割用光ファイバ束２２５とで構成し、両者をカプラー２２１Ａ，２２１Ｂにより分離可能に結合したことにより、テストヘッド２０２の移動を可能としている。  本実施形態のように、複数の固体撮像素子４０１を同時に検査する場合には、光学特性を均一化する観点から、光照射装置の構成要素間の位置関係が重要であり、特に、プローブカード２５０に対する独立光学系や分割用光ファイバ束２２５の位置が重要である。本実施形態では、本発明の独立光学系を構成する集光レンズ３０２、拡散板３０３およびピンホール板３０４を一体化したので、光学モジュール３０Ａとプローブカード２５０との位置合わせを精度良く行うことができる。
なお、本実施形態では、ガイド用光ファイバ束２２０と分割用光ファイバ束２２５の双方を使用した場合について説明したが、たとえば、複数同時に試験せず単一の固体撮像素子４０１を試験する場合には、ガイド用光ファイバ束２２０のみを用いて、単一の固体撮像素子４０１に試験用光を導く構成とすることも可能である。
【００４７】
また、本実施形態によれば、光源２と共通光学系２１０をテストヘッド２０２の外部に設置したことにより、テストヘッド２０２の容積が拡大しない。
また、熱源である光源２をテストヘッド２０２の外部に配置しているので、テストヘッド２０２内の各種基板が熱の影響を受けることがない。
さらに、ガイド用光ファイバ束２２０をテストヘッド２０２を貫通させ、光源２からの光を固体撮像素子４０１の近くまでガイド用光ファイバ束２２０によって導いているので、光の利用効率を向上させることができるとともに、各固体撮像素子４０１へ照射する光のＦ値の調整範囲を拡大させることができる。
【００４８】
第３の実施形態
図７は、本発明の中継装置の一実施形態の構造を示す断面図である。なお、図７において、第２の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を使用している。
図７に示す中継装置５００は、プローブカード２５０に形成された各開口部２５０ａに分割用光ファイバ束２２５の出力端が光学モジュール３０Ａを介して固定されている。
なお、各開口部２５０ａに対応して設けられたプローブ針２５１は、本発明の接続手段の一実施態様である。
この中継装置５００を第２実施形態に係る試験装置２００のプローブカード２５０および分割用光ファイバ束２２５に代えて使用し、固体撮像素子の試験を行う。
【００４９】
あらかじめ分割用光ファイバ束２２５をプローブカード２５０に位置決め固定しておくことにより、試験装置の組み立てが容易となり、また、試験中においても、分割用光ファイバ束２２５とプローブカード２５０との位置がずれない。
また、プローブカード２５０と固体撮像素子とは位置決めされるので、固体撮像素子と分割用光ファイバ束２２５との位置関係が安定する。この結果、特性の安定した試験用光を固体撮像素子へ照射することが可能となる。
なお、本実施形態では、分割用光ファイバ束２２５の出力端を光学モジュール３０Ａを介してプローブカード２５０ヘ固定する構成としたが、光学モジュール３０Ａを用いずに分割用光ファイバ束２２５の出力端をプローブカード２５０ヘ直接固定する構成を採用することも可能である。
【００５０】
第４の実施形態
図８は、本発明の試験装置における結合手段の他の実施形態を示す図である。
第２の実施形態においては、ガイド用光ファイバ束２２０と分割用光ファイバ束２２５とを光学的に結合する結合手段として、光学部品からなるカプラー２２１Ａ，２２１Ｂを用いた場合について説明した。
一方、固体撮像素子４０１へ均一な条件の試験用光を照射するためには、ガイド用光ファイバ束２２０の光軸Ｏａと分割用光ファイバ束２２５の光軸Ｏｂを精度良く合わせる必要がある。
しかしながら、テストヘッド２０２を移動可能にしているので、ガイド用光ファイバ束２２０Ｏａと分割用光ファイバ束２２５の光軸Ｏｂを精度良く位置合わせするのは容易ではない。
このため、本実施形態では、光学部品２２１Ａ，２２１Ｂの間にフライアイレンズ２２１Ｃを使用する。フライアイレンズ２２１Ｃは光の強度分布を均一化するように作用するので、ガイド用光ファイバ束２２０Ｏａと分割用光ファイバ束２２５の光軸Ｏｂとが多少ずれたとしても、このずれによる影響を吸収することができる。この結果、ガイド用光ファイバ束２２０Ｏａと分割用光ファイバ束２２５の光軸Ｏｂとのずれによる固体撮像素子へ照射される試験用光の特性のばらつきの発生を抑制することができる。
なお、本発明の結合手段は、これらの実施形態に限定されることなく、種々に変更可能である。
【００５１】
本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、本発明の中継手段および中継装置として、プローブカード２５０の場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。
たとえば、ソケットボード等のパッケージングされた固体撮像素子を検査する際に用いられるものや、プローブカードやソケットボードと接続されるマザーボードも中継手段および中継装置に含まれる。また、プローブカードやソケットボードとマザーボードとを接続した状態のものを中継手段および中継装置とすることができる。これらのボード類に分割用光ファイバ束を固定すれば、本発明の中継装置を構成することができる。
なお、たとえば、ソケットボードを中継装置とした場合には、本発明の接続手段はソケットで構成される。
【００５２】
また、上述した実施形態では、分割用光ファイバ束がプローブカード２５０に固定されている場合について説明したが、試験すべき固体撮像素子に対して位置決めされる対象であれば、プローブカード等のボード類に限定されない。たとえば、プローブカードと試験すべき固体撮像素子との位置決めを行うプローバのウェーハを保持するテーブル側や、パッケージングされた後の固体撮像素子を検査する際に用いるハンドラーに分割用光ファイバ束を固定してもよい。このように構成することにより、固体撮像素子と試験すべき分割用光ファイバ束との位置関係を精度良く保つことができ、より正確な試験が可能となる。  また、本発明のテストヘッドには、半導体装置を試験する一般的なテストヘッドに加えて、これらのテストヘッドと同等、類似の機能を有する均等物が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る光照射装置の概略構成図である。
【図２】分割用光ファイバ束の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図３】（ａ）は光学系ユニットの内部の構成を示す図であり、（ｂ）は光学系ユニットの構成部品である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る光照射装置が適用された固体撮像素子の試験装置の構成を示す図である。
【図５】光学モジュールの構造を示す断面図である。
【図６】試験装置のテストヘッドを移動させた状態を示す図である。
【図７】本発明の中継装置の一実施形態の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の試験装置における結合手段の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…光照射装置
２…光源
１０…コンデンスレンズ
１１…メカニカルスリット
１２…ＮＤフィルター
１３…カラーフィルター
１５…フライアイレンズ
２０…分割用光ファイバ束
３０…光学系ユニット
３１…光学系
１００…ステージ
１０１…撮像素子
２００…試験装置
２０１…テスター
２０２…テストヘッド
２０７…駆動アーム
２２０…ガイド用光ファイバ束
５００…中継装置
【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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