(57)【要約】【課題】一種類のストローブパターンをロードするだけで多数の固体撮像素子の検査を少ない容量のフレームメモリ，ビデオメモリで連続して行う。【解決手段】固体撮像素子１から出力される画像信号列をストローブパターンによりデータサンプリングして固体撮像素子の検査を行う検査装置において、画像信号列を間引きながらデータサンプリングするストローブパターンを保持する記憶手段２２と、記憶手段２２から読み出されたストローブパターンを前記画像信号列に対して所定分ずらしたパターンで画像信号列をデータサンプリングさせる遅延手段２１とを備える。【選択図】図１
2007266476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子から出力される画像信号列をストローブパターンによりデータサンプリングして前記固体撮像素子の検査を行う固体撮像素子の検査方法において、前記画像信号列を間引きながらデータサンプリングするストローブパターンを用いた第１検査を行い、該ストローブパターンを前記画像信号列に対して所定分ずらしたパターンで前記画像信号列をデータサンプリングし第２検査を行うことを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項２】
前記固体撮像素子が単板式カラー固体撮像素子であり、前記第１検査が前記固体撮像素子に搭載されている所定色の画素検査であり、前記第２検査が前記固体撮像素子に搭載されている前記所定色と異なる色の画素検査であ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】
固体撮像素子から出力される画像信号列をストローブパターンによりデータサンプリングして前記固体撮像素子の検査を行う固体撮像素子の検査装置において、前記画像信号列を間引きながらデータサンプリングするストローブパターンを保持する記憶手段と、該記憶手段から読み出された前記ストローブパターンを前記画像信号列に対して所定分ずらしたパターンで該画像信号列をデータサンプリングさせる遅延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４】
前記固体撮像素子が単板式カラー固体撮像素子であり、前記ストローブパターンを用いた検査が前記固体撮像素子に搭載されている所定色の画素検査であり、前記ずらしたパターンを用いた検査が前記固体撮像素子に搭載されている前記所定色と異なる色の画素検査であることを特徴とする請求項３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、固体撮像素子の検査方法及びその装置に係り、特に、多画素化が進展した固体撮像素子を安価な構成で検査することができる固体撮像素子の検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の固体撮像素子検査装置の機能ブロック図である。検査対象となる固体撮像素子１を検査する従来の固体撮像素子検査装置２は、固体撮像素子１を駆動する撮像素子駆動部３と、固体撮像素子１から出力された画像信号を相関二重サンプリング処理するＣＤＳ回路４と、ＣＤＳ回路４から出力される画像信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部５とを備える。
【０００３】
Ａ／Ｄ変換部５は、アナログの画像信号をデジタルデータに変換するとき、後述するストローブパターン１１に従ってデータサンプリングを行い、サンプリングデータのデジタル値を出力する。
【０００４】
この固体撮像素子検査装置２は更に、Ａ／Ｄ変換部５から出力されるデジタルデータを格納するフレームメモリ６と、フレームメモリ６からその格納データの転送を受けるビデオメモリ７と、ビデオメモリ７のデータを表示するモニタ装置８と、ビデオメモリ７内の格納データを演算処理する演算部９と、これらを統括制御する制御部１０とを備える。
【０００５】
図６は、固体撮像素子１の表面模式図である。ＣＣＤ型の固体撮像素子１の表面部には、二次元アレイ状に多数のフォトダイオード１ａが配列形成されており、奇数行のフォトダイオード行に対して偶数行のフォトダイオード行が１／２ピッチづつずらして形成されている。水平方向に隣接するフォトダイオード間には垂直方向に蛇行する垂直転送路１ｂが設けられており、各垂直転送路１ｂの端部には水平方向に信号電荷を転送する水平転送路１ｃが設けられる。また、水平転送路１ｃの端部には、水平転送路１ｃ上を転送されてきた信号電荷の電荷量に応じた電圧値信号を出力するアンプ１ｄが設けられる。
【０００６】
各フォトダイオード１ａ上に記載した「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」は、当該フォトダイオード１ａに積層されたカラーフィルタの色（赤＝Ｒ，緑＝Ｇ，青＝Ｂ）を示している。図示する例では、ｉ行のフォトダイオード行では「ＲＢＲＢＲＢ…」の順にカラーフィルタが配列され、ｉ＋１行では「Ｇ１Ｇ２Ｇ１Ｇ２…」（Ｇ１＝Ｇ２であるが、左斜め上がＲの場合にＧ１、左斜め上がＢの場合にＧ２としている。）の順に配列され、ｉ＋２行では「ＢＲＢＲＢＲ…」と順に配列され、ｉ＋３行では「Ｇ２Ｇ１Ｇ２Ｇ１…」と順に配列されている。尚、図示する固体撮像素子は原色系カラーフィルタを搭載しているが、補色系カラーフィルタを搭載したものもある。
【０００７】
斯かる固体撮像素子１からカラー画像信号を読み出すとき、例えば第１フィールドの前半でｉ行の画像信号を読み出し、後半でｉ＋１行の画像信号を読み出す。また、第２フィールドの前半でｉ＋２行の画像信号を読み出し、後半にｉ＋３行の画像信号を読み出す。
【０００８】
固体撮像素子１から読み出されＣＤＳ処理されたアナログ画像信号の配列は、上述した配列と同じである。これをＡ／Ｄ変換部がデジタルデータに変換するとき、図７にストローブ（イ）として図示したストローブパターンに従ってデータサンプリングが行われ、１画素１画素の画像信号がアナログ画像信号から切り出され、デジタル値に変換されてフレームメモリ内に格納される。
【０００９】
固体撮像素子１の検査には、色毎の画像データに基づいて検査を行うものがある。例えば欠陥画素を検出する場合、同一色だけの画像信号により検査する。このため、Ｒの画像信号だけをストローブパターン（ロ）によって切り出してフレームメモリ６に格納し、これをビデオメモリ７に転送し演算部９が演算処理して欠陥画素を検出する。同様に、Ｂの画像信号だけをストローブパターン（ハ）によって切り出してフレームメモリ６に格納し、これをビデオメモリ７に転送し演算部９が演算処理する。
【００１０】
尚、従来技術に関連するものとして下記の特許文献１記載のものがある。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１―２３１０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の固体撮像素子に対し、近年の固体撮像素子の画素数は飛躍的に増大している。このため、検査装置が必要とするフレームメモリ容量，ビデオメモリ容量も増大の一途を辿っている。しかし、検査対象となる固体撮像素子の画素数が増えたからといって、メモリ容量を増大した新しい検査装置を導入すると、検査装置にかかるコストが固体撮像素子の製造コストに反映してしまい、固体撮像素子の低コスト化を阻害することになる。
【００１３】
そこで、既存の固体撮像素子用検査装置を用い、画素数の多い固体撮像素子の検査を行う必要が生じる。この場合、図７の下段で説明したように、ストローブパターン（イ）（ロ）の２つを用意し、パターン（イ）でＲ画像信号とＧ１画像信号を小容量のフレームメモリ，ビデオメモリに取り出して検査を行い、その後に、パターン（ロ）でＢ画像信号とＧ２画像信号とを同じフレームメモリ，ビデオメモリに取り出して検査を行うことで、検査に必要となるフレームメモリ容量，ビデオメモリ容量を削減することができる。
【００１４】
しかし、固体撮像素子を検査するとき、ストローブパターンのパターンファイルを検査装置にロードするのに時間がかかる。例えば、５００万画素の固体撮像素子を検査するときのパターンファイルをロードする時間として約８秒かかる。これは、検査時間のおよそ１０％に該当する。
【００１５】
このため、大量生産した固体撮像素子の各々を、２つのストローブパターンを交互に使用して検査する場合、個々の固体撮像素子を検査する毎に各パターンファイルをロードし直さなければならず、検査時間が長大になって検査コストが嵩んでしまうという問題が生じる。
【００１６】
本発明の目的は、一種類のストローブパターンをロードするだけで多数の固体撮像素子の検査を少ない容量のフレームメモリ，ビデオメモリで連続して行うことができる固体撮像素子の検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子から出力される画像信号列をストローブパターンによりデータサンプリングして前記固体撮像素子の検査を行う固体撮像素子の検査方法において、前記画像信号列を間引きながらデータサンプリングするストローブパターンを用いた第１検査を行い、該ストローブパターンを前記画像信号列に対して所定分ずらしたパターンで前記画像信号列をデータサンプリングし第２検査を行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明の固体撮像素子の検査方法は、前記固体撮像素子が単板式カラー固体撮像素子であり、前記第１検査が前記固体撮像素子に搭載されている所定色の画素検査であり、前記第２検査が前記固体撮像素子に搭載されている前記所定色と異なる色の画素検査であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子から出力される画像信号列をストローブパターンによりデータサンプリングして前記固体撮像素子の検査を行う固体撮像素子の検査装置において、前記画像信号列を間引きながらデータサンプリングするストローブパターンを保持する記憶手段と、該記憶手段から読み出された前記ストローブパターンを前記画像信号列に対して所定分ずらしたパターンで該画像信号列をデータサンプリングさせる遅延手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の固体撮像素子の検査装置は、前記固体撮像素子が単板式カラー固体撮像素子であり、前記ストローブパターンを用いた検査が前記固体撮像素子に搭載されている所定色の画素検査であり、前記ずらしたパターンを用いた検査が前記固体撮像素子に搭載されている前記所定色と異なる色の画素検査であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、画像信号列を間引きながらデータサンプリングするため、少ないメモリ容量で画素数の多い固体撮像素子の検査が可能となる。また、ストローブパターンをずらすことで異なるストローブパターンとするため、使用するストローブパターン数を減らすことが可能となる。これにより、既存の検査装置を利用して画素数の多い固体撮像素子を短時間に検査することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る固体撮像素子検査装置の機能ブロック図である。本実施形態の固体撮像素子検査装置２０は、被検査用の固体撮像素子１を駆動する撮像素子駆動部３と、固体撮像素子１から出力されたアナログのＲ，Ｇ，Ｂ画像信号列を取り込み相関二重サンプリング処理するＣＤＳ回路４と、ＣＤＳ回路４から出力されるアナログのＲ，Ｇ，Ｂ画像信号列をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部５とを備える。
【００２４】
本実施形態のＡ／Ｄ変換部５には、遅延制御手段２１と、該遅延制御手段２１を介してＡ／Ｄ変換部５に１種類のストローブパターンを与える記憶手段２２（以下、ストローブパターン２２ともいう。）とが接続される。
【００２５】
この固体撮像素子検査装置２０は更に、Ａ／Ｄ変換部５から出力されるデジタルデータを格納するフレームメモリ６と、フレームメモリ６からその格納データの転送を受けるビデオメモリ７と、ビデオメモリ７のデータを表示するモニタ装置８と、ビデオメモリ７内の格納データを演算処理して欠陥画素を検出する演算部９と、これらを統括制御する制御部１０とを備える。
【００２６】
本実施形態では、上述した様に、１種類のストローブパターン２２を使用してＡ／Ｄ変換部５がデータサンプリングを行うのであるが、制御部１０からの指示を受けた遅延制御手段２１は、Ａ／Ｄ変換部５に出力するストローブパターン２２のタイミング制御を行う。
【００２７】
遅延制御手段２１は、ストローブパターン２２をそのままＡ／Ｄ変換部５に出力しアナログＲ，Ｇ，Ｂ画像信号列のデータサンプリングを行なわせる第１モードと、このストローブパターン２２を所定タイミングだけ遅延させた（ずらした）パターンをＡ／Ｄ変換部５に出力しアナログＲ，Ｇ，Ｂ画像信号列のデータサンプリングを行わせる第２モードの２つのモードの切り替えを行う。
【００２８】
以下、本実施形態の検査装置２０の動作について説明する。検査対象とする固体撮像素子１は、図６で説明した画素配列，カラー配列になっており、インターレース駆動されるものとする。
【００２９】
図１の制御部１０からの指示を受けた撮像素子駆動部３が、固体撮像素子１に対し、図２に示す第１フィールドシフト信号３１を出力すると、この固体撮像素子１からは、第１フィールドの前半で「ＲＢＲＢＲＢ…」の画像信号が読み出され、後半で「Ｇ１Ｇ２Ｇ１Ｇ２Ｇ１Ｇ２…」の画像信号が読み出される。
【００３０】
また、第１フィールドの画像信号が読み出された後、撮像素子駆動部３が固体撮像素子１に対して第２フィールドシフト信号３２を出力すると、固体撮像素子１からは、第２フィールドの前半で「ＢＲＢＲＢＲ…」の画像信号が読み出され、後半で「Ｇ２Ｇ１Ｇ２Ｇ１…」の画像信号が読み出される。即ち、第１フィールドの信号順序と、第２フィールドの信号順序が逆になる。
【００３１】
図３は、制御部１０が実行する検査プログラムの処理手順を示すフローチャートである。先ず、ストローブパターンのパターンファイルをロードする（ステップＳ１）。これにより、ストローブパターン２２が記憶手段２２に格納される。このストローブパターン２２は、固体撮像素子１から出力される画像信号列の中から、第１画像信号，第３画像信号，第５画像信号，…と奇数番目の画像信号をデータサンプリングするパターンになっている。
【００３２】
次に、固体撮像素子１のＤＣ検査を行う（ステップＳ２）。ＤＣ検査とは、固体撮像素子１の駆動以外の検査、例えば、図６に示すアンプ１ｄの特性検査とか、リーク電流検査等である。
【００３３】
次のステップＳ３でパターンファイルをスタートさせ、ステップＳ４で撮像検査を行い、ステップＳ５でパターンファイルをストップさせる。パターンファイルをスタートさせるとパターン２２に従ったデータサンプリングが実行され、検査に必要な画像信号がフレームメモリに取り込まれ、ステップＳ４での撮像検査が可能となる。
【００３４】
１個の固体撮像素子１の検査が終わるとパターンファイルがストップされ（ステップＳ５）、次に検査する固体撮像素子チップが存在するか否かが判定される（ステップＳ６）。次に検査する固体撮像素子チップがある場合には、ステップＳ２に戻り、既にステップＳ１でロードされたパターン２２を用いて新たな検査対象固体撮像素子の検査を行い、検査対象の全ての固体撮像素子の検査が終了すると、この検査プログラムを終了する。
【００３５】
図４は、図３の撮像検査ステップＳ４の詳細処理手順を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ４１で、予め設定してある２つの操作Ｉ，IIのうちの操作Ｉを選択する。
【００３６】
この操作Ｉでは、制御部１０の指示で第１フィールドシフト信号３１が固体撮像素子１に出力されたときパターン２２でデータサンプリングを行い、第２フィールドシフト信号３２が固体撮像素子１に出力されたとき、パターン２２を遅延制御手段２１が所定タイミングだけ遅延させたパターン（以下、遅延パターン２２という。）でデータサンプリングを行う。
【００３７】
パターン２２は、固体撮像素子１から出力される画像信号列の第１，第３，第５，…の奇数番目の画像信号をデータサンプリングするパターンであるため、第１フィールドの前半の画像信号列からはＲ画像信号だけが、後半の画像信号列からはＧ１画像信号だけがサンプリングされデジタルデータとしてフレームメモリ６に取り込まれる（ステップＳ４２）。
【００３８】
遅延パターン２２は、固体撮像素子１から出力される画像信号列を１画像信号分だけ遅延させたパターンとなっており、このため、この遅延パターン２２は、固体撮像素子１から出力される画像信号列の第２，第４，第６，…の偶数番目の画像信号をデータサンプリングするパターンとなっている。
【００３９】
このため、第２フィールドの前半の画像信号列からはＲ画像信号だけが、後半の画像信号列からはＧ１画像信号だけがサンプリングされ、デジタルデータとしてフレームメモリ６に取り込まれる（ステップＳ４２）。
【００４０】
第１フィールドのＲ画像信号と第２フィールドのＲ画像信号とにより１画面分のＲ画像信号の検査を行うことができる。すなわち、固体撮像素子１の受光面に設けられた赤色フィルタ搭載画素（Ｒ画素）のうちの欠陥画素の検査が可能となる。同様に、第１フィールドのＧ１画像信号と第２フィールドのＧ１画像信号とにより１画面分のＧ１画素の検査を行うことができる。
【００４１】
フレームメモリ６に１画面分のＲ画像信号とＧ１画像信号とが別々に格納された後は、次のステップＳ４３でこれらＲ画像信号とＧ１画像信号とを別々にビデオメモリ７に転送し、ステップ４４で、演算部９がＲ画素とＧ１画素の夫々の画素欠陥検査を行う。
【００４２】
次のステップＳ４５では、操作IIを選択する。操作IIは、操作Ｉで固体撮像素子１から第１フィールドの画像信号列，第２フィールドの画像信号列が出力された後、再び固体撮像素子１から第１フィールドの画像信号列と第２フィールドの画像信号列が出力されるとき選択される。
【００４３】
この操作IIでは、制御部１０の指示で第１フィールドシフト信号３１が固体撮像素子１に出力されたとき遅延パターン２２でデータサンプリングを行い、第２フィールドシフト信号３２が固体撮像素子１に出力されたとき、パターン２２でデータサンプリングを行う。
【００４４】
これにより、第１フィールドの画像信号列の前半からＢ画像信号だけがサンプリングされ、後半からＧ２画像信号だけがサンプリングされる。また、第２フィールドの画像信号列の前半からＢ画像信号だけがサンプリングされ、後半からＧ２画像信号がサンプリングされる。
【００４５】
サンプリングされデジタルデータ化されたＢ画像信号とＧ２画像信号は夫々フレームメモリ６に格納され（ステップＳ４６）、その後にＢ画像信号とＧ２画像信号とはビデオメモリ７に転送される（ステップＳ４７）。そして、演算部９は、ビデオメモリ７の格納データにより、Ｂ画素の欠陥検査とＧ２画素の欠陥検査を行い（ステップＳ４８）、この撮像検査処理を終了して図３のステップＳ５に進む。
【００４６】
以上述べた様に、本実施形態によれば、使用するストローブパターンとしてはパターン２２の一種類だけを用意すれば済むため、検査時間の短縮を図ることが可能となる。また、固体撮像素子１から出力される画像信号列を、パターン２２または遅延パターン２２を用いて１／２に間引いてデータサンプリングするため、固体撮像素子１の画素数より少ないメモリ容量しか持たない検査装置でも検査が可能となり、検査コストの低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る検査方法及びその装置は、固体撮像素子の検査で使用するストローブパターンの種類を削減し且つ少ないメモリ容量でも検査ができるようにしたため、多画素化の進展した固体撮像素子の検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子検査装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す検査装置の動作説明図である。
【図３】図１に示す検査装置の検査プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す撮像検査処理の詳細処理手順を示すフローチャートである。
【図５】従来の検査装置の機能ブロック図である。
【図６】検査対象とする固体撮像素子の一例を示す表面模式図である。
【図７】従来の検査装置における動作説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  検査対象の固体撮像素子
５  Ａ／Ｄ変換部
６  フレームメモリ
７  ビデオメモリ
９  演算部
１０  制御部
２０  検査装置
２１  遅延制御手段
２２  ストローブパターン格納用の記憶手段
【図１】
2007266476.tif 000003
【図２】
2007266476.tif 000004
【図３】
2007266476.tif 000005
【図４】
2007266476.tif 000006
【図５】
2007266476.tif 000007
【図６】
2007266476.tif 000008
【図７】
2007266476.tif 000009