(57)【要約】【課題】温度依存性をもつ欠陥の合否判定の精度向上を図った固体撮像素子の検査装置を提供する。【解決手段】固体撮像素子の検査対象画素領域を複数のブロックに分割した各ブロック領域ごとに、検査対象画素領域の温度分布特性（温度勾配）に基づく固体撮像素子からの出力信号レベルの温度補正係数テーブルを予め作成して、温度補正係数テーブル記憶器４に格納しておく。検査時には、温度分布計測器８が、固体撮像素子７の検査対象画素領域の温度分布を計測し、コントローラ６が、その温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を温度補正係数テーブル記憶器４からデータ処理回路５へ出力させる。データ処理回路５は、入力された温度補正係数を基に、固体撮像素子７からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正して、判定基準値と比較する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項２】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項３】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項４】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項５】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、
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６】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、
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７】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、
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８】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、
を備えることを特徴とする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、固体撮像素子の欠陥画素の合否判定等に適用される固体撮像素子の検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体で形成した固体撮像素子では、局部的な画素欠陥が生じることがある。そのため、このような欠陥画素（例えば白点の欠陥等）の合否判定のための検査が行われている。ところで、ＣＣＤ固体撮像素子での欠陥の検査においては、欠陥画素からの出力信号レベル（欠陥レベル）が温度依存性をもつため、即ち例えば白点の欠陥は温度が高くなる程欠陥レベルが大きくなるため、従来は、ヒータブロック等による加熱、冷却を行い検査すべき固体撮像素子を一定温度にして検査していた。この場合、一定温度は、保証温度である場合もあり、若しくは保証温度範囲内の温度で、温度依存換算して合否判定している場合もある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような従来の技術においては、ヒータブロック、プリヒータブロック等を使用するために、検査装置が機構的に複雑になるとともに、固体撮像素子が一定温度に安定する時間が必要となり、検査に要する時間に影響を与えていた。
【０００４】
さらに、ヒータブロック等の温度調節機能を備えず、室温など常温環境下で検査を行う場合、温度を一定に保持することが困難なため、温度変動による欠陥レベルのバラツキが大きかった。また固体撮像素子の構造上、動作状態では出力アンプ部からの発熱により、検査対象画素領域内で温度勾配が発生するため、欠陥画素の位置によっても欠陥レベルが変動し、正確な検査ができなかった。
【特許文献１】特開平９−１１３５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数のブロックに分割した各ブロック領域ごとに、検査対象画素領域の温度分布特性（温度勾配）に基づく固体撮像素子からの出力信号レベルあるいは判定基準値の温度補正係数テーブルを予め作成しておき、検査時には、検査対象画素領域の温度分布を計測して、前記温度補正係数テーブルから各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出し、固体撮像素子からの出力信号レベルあるいは判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正して、固体撮像素子からの出力信号と判定基準値を比較することにより、温度調節機能を持たない常温環境下での温度依存性をもつ欠陥の合否判定の精度向上を図り、且つ検査時間の短縮を図った固体撮像素子の検査方法およ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】
【０００６】
本発明の請求項１記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項８記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、温度調節機能を持たない常温環境下での温度依存性をもつ欠陥の合否判定の精度向上を図り、且つ検査時間の短縮を図ることができる。
【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おける固体撮像素子の検査方法および検査装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態における固体撮像素子の検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、固体撮像素子の検査装置９は、駆動回路１と、Ａ／Ｄ変換器２と、記憶器３と、温度補正係数テーブル記憶器４と、データ処理回路５と、コントローラ６と、温度分布計測器８を備える。
【００１７】
駆動回路１は、固体撮像素子７を駆動する。固体撮像素子７は、駆動回路１により駆動されて、各光電変換セルから画素データ（出力信号）を出力する。Ａ／Ｄ変換器２は、駆動回路１により駆動された固体撮像素子７からの出力信号をデジタル信号に変換する。記憶器３は、Ａ／Ｄ変換器２からのデジタル信号を記憶する。この記憶器３に記憶された画素データは、データ処理回路５に入力される。
【００１８】
温度補正係数テーブル記憶器４は、温度補正係数テーブルを記憶している。本実施の形態では、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとに、検査対象画素領域の温度勾配特性（温度分布特性）に基づく固体撮像素子からの出力信号レベルの温度補正係数テーブルを予め作成しておき、温度補正係数テーブル記憶器４に格納しておく。
【００１９】
温度分布計測器８は、固体撮像素子７の検査対象画素領域の温度分布を計測する。コントローラ６は、温度補正係数テーブル記憶器４からデータ処理回路５へ、温度分布計測器８により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させる。
【００２０】
データ処理回路５は、記憶器３から入力された画素データのレベルを、温度補正係数テーブル記憶器４から入力された温度補正係数を用いて、各ブロック領域ごとに温度補正する。そして、この温度補正した画素データと判定基準値を比較して、欠陥検査のための良否判定を行う。コントローラ６は、本装置におけるデータ処理の動作手順を制御する。判定基準値は、所定の記憶領域に予め格納しておいてもよいし、判定基準データ作成部において検査処理時に作成するようにしてもよい。
【００２１】
図２は、固体撮像素子のチップ温度と白点欠陥レベルとの関係を示す図である。図２に示すように、ＣＣＤ固体撮像素子からの白点の欠陥に関する出力信号の値（レベル）は温度依存性を有し、チップ温度が高い程、出力信号の値が大きくなる。
【００２２】
図３は、固体撮像素子の検査対象画素領域の分割方法を説明する図である。
室温など常温環境下で検査を行う場合、固体撮像素子の構造上、動作状態では出力アンプ部１１からの発熱により、検査対象画素領域１２内で温度勾配が発生する。すなわち、図３の下図に示すように、出力アンプ部１１からの距離に応じて変化する温度の勾配（温度分布特性）が発生する。そこで、出力アンプ部１１からの距離に応じて固体撮像素子の検査対象画素領域をブロック分割する。例えば、図３の上図に示すように、検査対象画素領域１２をＡ〜Ｈの８ブロック領域に分割する。
【００２３】
次に、本装置を用いた固体撮像素子の検査方法について説明する。
まず、駆動回路１により固体撮像素子７を駆動して、その出力信号をデジタル信号へ変換し、記憶器３に記憶する。また、このとき、白点の欠陥の合否を判定すべき固体撮像素子７の検査対象画素領域の温度分布を温度分布計測器８にて計測する。なお、温度分布を計測する手段としては、赤外線サーモグラフィのようにチップ表面温度分布を計測できるものを使うとよい。
【００２４】
コントローラ６は、温度分布計測器８からの計測信号（例えば電圧信号）を基に、検査対象画素領域の実測温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を温度補正係数テーブルから選択して、温度補正係数テーブル記憶器４から読み出し、データ処理回路５へ出力させる。
【００２５】
データ処理回路５は、温度補正係数テーブル記憶器４から入力された温度補正係数を用いて、記憶器３に記憶された画素データのレベルを各ブロック領域ごとに温度補正する。すなわち、温度が高ければそれに応じて画素データのレベルを下げるなどして、チップ温度に応じた値に調整する。そして、判定基準値と比較して、白点の欠陥の合否を判定する。
【００２６】
なお、ここでは、温度補正係数テーブルが、固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正するための温度補正係数をもつ場合について説明したが、判定基準値を温度補正するための温度補正係数をもつ場合も同様に実施できる。
【００２７】
また、温度分布計測器８が、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の２箇所の温度を計測し（例えば、図３の上図に示すブロック領域Ａとブロック領域Ｆ）、その２箇所の温度を基に各ブロック領域の温度補正係数が選択されるようにしてもよい。
【００２８】
すなわち、図３の下図に示すように、検査対象画素領域の温度は、出力アンプ部近傍領域からの距離に応じて変化する勾配特性を有するので、その最大温度（出力アンプ部近傍領域Ａの温度）と最小温度（出力アンプ部近傍領域Ａの対角領域Ｆの温度）を基に、他のブロック領域Ｂ〜Ｅ、Ｇ、Ｈの温度を算出して、温度補正係数テーブル記憶器４が記憶する温度補正係数テーブルから各ブロック領域ごとの温度補正係数を選択するようにする。なお、温度分布を計測する手段としては、出力アンプ部近傍領域とその対角領域の２箇所に抵抗による温度センサーを設けるなどすればよい。
【００２９】
本実施の形態によれば、固体撮像素子のチップ温度に応じて、固体撮像素子の出力信号レベルあるいは判定基準値が調整されるので、固体撮像素子に対してヒータ等による温度制御が不要となり、検査装置の小型化、簡素化が図れる。また、検査時に、固体撮像素子が一定温度に安定するまで待つ必要がなくなるので、検査に要する時間を短縮することができる。また、固体撮像素子の検査対象画素領域に発生する温度勾配特性を考慮した温度補正をできるので、欠陥の合否判定精度の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、固体撮像素子における白点の欠陥の合否判定を検査する例について説明したが、その他の諸特性、欠陥の検査にも適用することができる。さらに、固体撮像素子に対する検査に適用したが、その他の半導体素子の温度依存性をもつ特性、欠陥の検査にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る固体撮像素子の検査方法および検査装置は、検査対象の半導体素子に対して、ヒータ等の温度制御が不要となり、検査装置の小型化、簡素化が可能となる。また、検査対象の半導体素子の温度が一定温度、即ち温度平行に達するまでの時間を待つ必要がなくなり、検査時間を短縮することができる。したがって、半導体素子の温度依存性をもつ特性、欠陥の検査に有益である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における固体撮像素子の検査装置の概略構成を示すブロック図
【図２】固体撮像素子のチップ温度と白点欠陥レベルとの関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態における固体撮像素子の検査対象画素領域の分割方法を説明する図
【符号の説明】
【００３３】
１      駆動回路
２      Ａ／Ｄ変換器
３      記憶器
４      温度補正係数テーブル記憶器
５      データ処理回路
６      コントローラ
７      固体撮像素子
８      温度分布計測器
９      固体撮像素子の検査装置
１０      水平転送ＣＣＤ
１１      出力アンプ部
１２      検査対象画素領域
【図１】
2007012948.tif 000003
【図２】
2007012948.tif 000004
【図３】
2007012948.tif 000005