(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＣＤの各画素の入射光に対する位相シフト特性検査を可能にする光源装置とこれを有する撮像素子検査装置を提供すること。【解決手段】光源１１と、前記光源からの光を被検物である撮像素子２５に照射する光学系と、前記光源から射出される光を変調する光源変調装置２２とを有する光源装置５０と、前記撮像素子に照射する光の周波数が設定可能な発信回路２３と、前記発信回路から出力された信号の位相をシフトする位相シフト回路２４と、前記位相シフト回路で位相シフトされた変調信号で前記光源を変調する光源変調装置５０と、前記撮像素子が形成されたウエハーに電力を供給する電力供給部４０と、前記光源装置から光が照射された際の前記撮像素子からの信号を検出して前記検出信号と前記位相シフトされた信号とを対比するテスタ装置６０を有する撮像素子検査装置。【選択図】図２
2007184835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を被検物である撮像素子に照射する光学系と、
前記撮像素子に照射する光の周波数が設定可能な発信回路と、
前記発信回路から出力された信号の位相をシフトする位相シフト回路と、
前記位相シフト回路で位相シフトされた変調信号で前記光源から射出される光を変調する光源変調装置を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源はＬＥＤからなり、
前記光源は、前記光源変調装置で変調されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
光源と、
前記光源からの光を被検物である撮像素子に照射する光学系と、
前記光源から射出される光を変調する光源変調装置とを有する光源装置と、
前記撮像素子に照射する光の周波数が設定可能な発信回路と、
前記発信回路から出力された信号の位相をシフトする位相シフト回路と、
前記位相シフト回路で位相シフトされた変調信号で前記光源を変調する光源変調装置と、
前記撮像素子が形成されたウエハーに電力を供給する電力供給部と、
前記光源装置から光が照射された際の前記撮像素子からの信号を検出して前記検出信号と前記位相シフトされた信号とを対比するテスタ装置を有することを特徴とする撮像素子検査装置。
【請求項４】
前記光源はＬＥＤからなり、
前記光源は、前記光源変調装置で変調されることを特徴とする請求項３に記載の撮像素子検査装置。
【請求項５】
前記発信回路と前記位相シフト回路は、前記光源装置に配設されているこことを特徴とする請求項３または４に記載の撮像素子検査装置。
【請求項６】
前記発信回路と前記位相シフト回路は、前記テスターに配設されることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の撮像素子検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子検査装置に用いられる光源装置とこれを有する撮像素子検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子（以後、本明細書中ではＣＣＤと記す）の検査装置として、照明光の色、レンズのＦナンバー、及び瞳距離等を変えて連続光をＣＣＤに照射し、ＣＣＤの応答特性を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６１１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近、被検物に照射する照明光の被検物からの反射光がＣＣＤの各画素に到達する時間の差を検出して被検物の距離を検出するものが知られている。このような目的に用いられるＣＣＤでは、各画素の入射光に対する位相シフト特性が重要となる。
【０００４】
しかしながら、ＣＣＤの各画素の入射光に対する位相シフト特性検査をするために必要な光源装置とこれを搭載した撮像素子検査装置が用意されていないと言う問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて行われたものであり、ＣＣＤの各画素の入射光に対する位相シフト特性検査を可能にする光源装置とこれを有する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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、光源と、前記光源からの光を被検物である撮像素子に照射する光学系と、前記撮像素子に照射する光の周波数が設定可能な発信回路と、前記発信回路から出力された信号の位相をシフトする位相シフト回路と、前記位相シフト回路で位相シフトされた変調信号で前記光源から射出される光を変調する光源変調装置を有することを特徴とする光源装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、光源と、前記光源からの光を被検物である撮像素子に照射する光学系と、前記光源から射出される光を変調する光源変調装置とを有する光源装置と、前記撮像素子に照射する光の周波数が設定可能な発信回路と、前記発信回路から出力された信号の位相をシフトする位相シフト回路と、前記位相シフト回路で位相シフトされた変調信号で前記光源を変調する光源変調装置と、前記撮像素子が形成されたウエハーに電力を供給する電力供給部と、前記光源装置から光が照射された際の前記撮像素子からの信号を検出して前記検出信号と前記位相シフトされた信号とを対比するテスタ装置を有することを特徴とする撮像素子検査装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＣＣＤの各画素の入射光に対する位相シフト特性検査を可能にする光源装置とこれを有する撮像素子検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る光源装置とこれを有する撮像素子検査装置（以後、ＣＣＤ検査装置と記す）の外観図を示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。ＣＣＤ検査装置３０は、図１（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の表面（ここでは上面）に検査光を照射する光源装置である光照射装置５０と、半導体ウエハ１をＣＣＤの受光面を上に向けて所定の位置に保持し、光照射装置５０からの光が照射された各ＣＣＤから出力される電気信号を検出するプローバ装置４０、検出した電気信号からＣＣＤの特性を検査するテスタ装置６０から構成される。
【００１１】
光照射装置５０は、検査面である半導体ウエハ１の上面の所定領域に光強度が均一な光を照射する。強度が均一な光が照射される検査面上領域は、半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤの全ての受光面を含む大きさであっても、一部のＣＣＤの受光面のみを含む大きさであってもよく、少なくとも検査対象となっているＣＣＤの受光面全域を含んでいる大きさを有している必要がある。なお、光強度が均一な領域を半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤ全ての受光面を含む大きさにするか、一部のＣＣＤの受光面のみを含む大きさにするかは、半導体ウエハ１上に形成されたＣＣＤの大きさやＣＣＤ検査装置３０の規模等によって異なる。本実施形態では検査面上の光強度が均一な領域は１つのＣＣＤのみを含む大きさであり、半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤに対して順に光を照射して検査を行う。
【００１２】
プローバ装置４０は、半導体ウエハ１を搬送して所定位置に保持し、不図示の検査用ピンを半導体ウエハ１の電極に接触させる。半導体ウエハ１から検査用ピンを介して出力される信号はテスタ装置６０に送られ所定の検査が実行されＣＣＤ及び半導体ウエハ１の良否判定が行われる。
【００１３】
次に、ＣＣＤ検査装置３０で半導体ウエハ１上に形成されたＣＣＤの特性を検査する手順について説明する。作業者が図２に示すテスタ装置６０の検査開始スイッチ６２（図２では不図示）を操作すると、プローバ装置４０内に備えられた不図示のウエハ搬送保持装置が動き始め、プローバ装置４０内の不図示のウエハ収容部から半導体ウエハ１が取り出されて所定の検査領域内に移動する。半導体ウエハ１が検査領域内へ移動したら、ウエハ搬送保持装置は検査対象のＣＣＤが不図示のプローブに接触するように半導体ウエハ１を移動させる。ＣＣＤに電力を供給する電力供給部であるプローブによって電源からの電力がＣＣＤに供給されると共に、ＣＣＤからの電気信号がプローブを介してテスタ装置６０に出力される。
【００１４】
次に所望の色及び強度に設定された後述する変調光が、光照射装置５０から検査面上のＣＣＤに照射される。照射領域内では光強度は均一である。電荷が供給された状態のＣＣＤに光が照射されると、その電荷の一部は電流となって流れ、ＣＣＤ内部の電圧が低下する。このＣＣＤ内部の電圧降下は電気信号に変換されてテスタ装置６０に送られる。ＣＣＤから出力された電気信号と後述する光照射装置５０の発信回路２１からのパルス変調信号Ｐ１とに基づいて、テスタ装置６０は、被検ＣＣＤの良品・不良品の判定を行う。具体的には、ＣＣＤから送られてきた電気信号が発信回路２１からのパルス変調信号Ｐ１に対して所定の位相シフト比に達している場合には、テスタ装置６０はその被検ＣＣＤを良品と判定し、電気信号が所定の位相シフト比から外れていればその被検ＣＣＤを不良品と判定する。
【００１５】
テスタ装置６０による被検ＣＣＤの特性検査が終了すると、ウエハ搬送保持装置は被検ＣＣＤをプローブから離す方向（下方）に移動させ、被検ＣＣＤをプローブから離間させて電源からＣＣＤへの電力の供給を停止させる。半導体ウエハ１上には複数のＣＣＤが形成されているので、全てのＣＣＤの検査が終了するまで上記の動作を繰り返し、全てのＣＣＤを検査する。
【００１６】
次に光照射装置５０の構成を説明する。図２は、本発明の第１実施の形態にかかる光源装置とこれを有するＣＣＤ検査装置の構成ブロック図を示す。
【００１７】
図２において、光源１１から射出された光は、不図示のレンズによってほぼ平行な光に変換される。光源１１としては白色ＬＥＤなどが使用される。光源１１から射出した光は、可変カラーフィルタ１２に入射し、特定の波長範囲の光が選択される。可変カラーフィルタ１２は特定の波長を選択する複数のカラーフィルタを備えたものであり、光路中に挿入するカラーフィルタを変えることによって波長を選択する。
【００１８】
可変カラーフィルタ１２から射出された光は、可変色温度フィルタ１３に入射する。可変温度フィルタ１３を射出した光は、光の強度を調整する可変ＮＤフィルタ１４に入射する。可変ＮＤフィルタ１４は複数の透過率の異なるＮＤフィルタを備えたものであり、光路中に挿入するＮＤフィルタを変えることによって光の強度を調整する。可変ＮＤフィルタ１４としては、連続的に透過率を変化させることのできるＮＤウエッジを使用しても構わない。
【００１９】
可変ＮＤフィルタ１４を射出した光は、光路中に挿入された偏向光学部材１５によってその一部が偏向され、照度モニタ１６に入射し照度が測定される。照度モニタ１６は、検査対象であるＣＣＤ２５に照射する照度を監視するために設けられているものである。偏向光学部材１５としては、プリズムやミラーが使用され、光束の周辺の一部にプリズムやミラーを挿入し、一部の光を９０度偏向させて照度モニタ１６に入射させる。
【００２０】
偏向光学部材１５を透過した光は、シャッタ１７を通過し可変チャート１８に入射する。可変チャート１８は、複数のチャートを有し光束中に挿入するチャートを変えることによって、ＣＣＤ２５に照射される光束の形状等を変えることができる。チャートとしては、例えば照射位置を調整する細線レチクルや画素の特性を調べる色パターンチャートなどを使用する。なお、ＣＣＤ２５上に均一な光を照射する時は、可変チャート１８を光路から外しても良いし、パターンレスの可変チャート１８を用いても良い。
【００２１】
可変チャート１８を通過した光は不図示の投影光学系に入射後、Ｆナンバまたは瞳位置を切替えることのできる可変光学系１９に入射する。可変光学系１９は、Ｆナンバまたは瞳の距離を変えるための光学ユニットを複数有しており、光路中に挿入する光学ユニットを変えることによってＣＣＤ２５に照射する光のＦナンバ、瞳位置を変えることができる。
【００２２】
可変カラーフィルタ１２、可変温度フィルタ１３、可変ＮＤフィルタ１４、シャッタ１７、可変チャート１８及び可変光学系１９はＣＰＵ２０から制御される。ＣＰＵ２０は、コントローラ２３に接続されており、作業者がコントローラ２３に、ＣＣＤ２５に照射する光の色、強度、形状、Ｆナンバ、瞳位置を入力すると、その情報がＣＰＵ２０に出力され、この情報に基づいてＣＰＵ２０が接続されている機器を制御する。
【００２３】
次に照明光を変調する構成について説明する。作業者がコントローラ２３に撮像素子２５に照射する光の変調周波数、デューティー比、光強度などを入力する。また、ＣＰＵ２０には、テスタ装置６０から位相シフト比が伝達される。なお、位相シフト比は、コントローラ２３で設定することも可能である。変調周波数は、ＬＥＤを駆動できる最大周波数から検査に使用する周波数を設定する。デューティー比としては０〜７５％の間、位相シフト比としては０〜５０％の間で設定可能である。
【００２４】
コントローラ２３に入力された変調周波数等は、ＣＰＵ２０に出力され設定された変調周波数等が発信回路２１に伝えられる。発信回路２１では、設定された変調周波数等に従って矩形のパルス変調信号Ｐ１が生成される。なお、変調信号は、パルス変調信号Ｐ１に限らず正弦波の変調信号であっても良い。
【００２５】
生成されたパルス変調信号Ｐ１は、位相シフト回路２４に入力される。位相シフト回路２４は、ＣＰＵ２０からの位相シフト比に基づいて、パルス変調信号Ｐ１に対して所定比位相シフトされた位相シフトパルス変調信号Ｐ２が生成される。
【００２６】
生成された位相シフトパルス変調信号Ｐ２は、光源１１であるＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路２２に入力される。ＬＥＤ駆動回路２２は、入力された位相シフトパルス変調信号Ｐ２に従って光源１１であるＬＥＤを駆動する電流値を変調する。ＬＥＤは、この変調された電流値に従った強度の光を射出する。
【００２７】
所定の周波数で変調された光源光は、可変カラーフィルタ１２、可変温度フィルタ１３、可変ＮＤフィルタ１４、偏向光学部材１５、シャッタ１７、可変チャート１８及び可変光学系１９を順に通過して、所定の周波数で変調された、所定の波長の、所定強度の光がＣＣＤ２５に照射され、ＣＣＤ２１の各画素からの電気信号がプローバ装置４０で検出され、テスタ装置６０で検査される。
【００２８】
本第１実施の形態によれば、位相シフトされた変調光を被検物であるＣＣＤ２５に照射することができるのでＣＣＤ２５の位相シフト変調光に対する特性を検査することができる。具体的には、発信回路２１で生成された基準となるパルス変調信号Ｐ１に対して、所定比位相シフトされた変調光をＣＣＤ２５に照射し、ＣＣＤ２５の各画素からの電気信号が所定の位相シフト比となっているかを検査することが可能になる。つまり、所定の位相シフト比となっていない電気信号が発生した画素が不良な画素であることが判る。
【００２９】
（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態に係る光源装置とこれを有するＣＣＤ検査装置の構成ブロック図である。本第２実施の形態と第１実施の形態との差異は、発信回路２１と位相シフト回路２４が光照射装置５０に配設されているかテスタ装置６０に配設されているかにある。第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明を省略する。
【００３０】
図３において、可変カラーフィルタ１２、可変温度フィルタ１３、可変ＮＤフィルタ１４、シャッタ１７、可変チャート１８及び可変光学系１９はＣＰＵ１２０から制御される。ＣＰＵ１２０は、コントローラ１２３に接続されており、作業者がコントローラ１２３に、撮像素子２５に照射する光の色、強度、形状、Ｆナンバ、瞳位置を入力すると、その情報がＣＰＵ１２０に出力され、この情報に基づいてＣＰＵ１２０が接続されている機器を制御する。また、後述するテスタ装置１６０からの変調信号に基づき光原１１を駆動するＬＥＤ駆動回路２２が設けられている。このようにして、光源装置である光照射装置１５０が構成されている。
【００３１】
また、テスタ装置１６０のＣＰＵ１６１には、コントローラ１６２が接続されている。作業者がコントローラ１６２にＣＣＤ２５に照射する光の変調周波数、デューティー比、位相シフト比などを入力する。変調周波数は、ＬＥＤを駆動できる最大周波数から検査に使用する周波数を設定する。デューティー比としては０〜７５％の間、位相シフト比としては０〜５０％の間で設定可能である。
【００３２】
コントローラ１６２に入力された変調周波数等は、ＣＰＵ１６１に出力され設定された変調周波数等が発信回路２１に伝えられる。発信回路２１では、設定された変調周波数等に従って矩形のパルス変調信号Ｐ１が生成される。なお、変調信号は、パルス変調信号に限らず正弦波の変調信号であっても良い。
【００３３】
生成されたパルス変調信号Ｐ１は、位相シフト回路２４に入力される。位相シフト回路２４は、ＣＰＵ１６１からの位相シフト比に基づいて、パルス変調信号Ｐ１に対して所定比位相シフトされた位相シフトパルス変調信号Ｐ２が生成される。
【００３４】
生成された位相シフトパルス変調信号Ｐ２は、光源１１であるＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路２２に入力される。ＬＥＤ駆動回路２２は、入力された位相シフトパルス変調信号Ｐ２に従って光源１１であるＬＥＤを駆動する電流値を変調する。ＬＥＤは、この変調された電流値に従った強度の光を射出する。
【００３５】
所定の周波数で変調された光源光は、可変カラーフィルタ１２、可変温度フィルタ１３、可変ＮＤフィルタ１４、偏向光学部材１５、シャッタ１７、可変チャート１８及び可変光学系１９を順に通過して、所定の周波数で変調された、所定の波長の、所定強度の光がＣＣＤ２５に照射され、ＣＣＤ２１の各画素からの電気信号がプローバ装置４０で検出され、テスタ装置１６０で検査される。
【００３６】
本第２実施の形態によれば、位相シフトされた変調光を被検物であるＣＣＤ２５に照射することができるのでＣＣＤ２５の位相シフト変調光に対する特性を検査することができる。具体的には、発信回路２１で生成された基準となるパルス変調信号に対して、所定比位相シフトされた変調光をＣＣＤ２５に照射し、ＣＣＤ２５の各画素からの電気信号が所定の位相シフト比となっているかを検査することが可能になる。
【００３７】
本発明によれば、被検物までの距離測定に用いられるＣＣＤの検査に必要な光源装置とこれを有するＣＣＤ検査装置（撮像素子検査装置）を提供することが可能になる。
【００３８】
また、本発明によれば、位相シフト回路により、種々の位相シフト比を与えた光源光をＣＣＤに照射することが可能となり、ＣＣＤの各画素の位相シフト特性を検査することが可能になる。なお、本発明に係る光源装置は、ＣＣＤ以外の撮像素子の位相シフト特性の検査に使用可能である。
【００３９】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る光源装置とこれを有する撮像素子検査装置の構成外観図を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図をそれぞれ示す。
【図２】本発明の第１実施の形態にかかる光源装置とこれを有するＣＣＤ検査装置の構成ブロック図を示す。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る光源装置とこれを有するＣＣＤ検査装置の構成ブロック図を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１１  光源
１２  可変カラーフィルタ
１３  可変色温度フィルタ
１４  可変ＮＤフィルタ
１５  偏向光学部材
１６  照度モニタ
１７  シャッタ
１８  可変チャート
１９  可変光学系
２０、１２０、１６１  ＣＰＵ
２１  発振回路
２２  ＬＥＤ駆動回路
２３、１２３、１６２  コントローラ
２４  位相シフト回路
２５  撮像素子（ＣＣＤ）
３０  ＣＣＤ検査装置
４０  プローバ装置
５０、１５０  光照射装置
６０  テスタ装置
６２  検査開始スイッチ
【図１】
2007184835.tif 000003
【図２】
2007184835.tif 000004
【図３】
2007184835.tif 000005