(57)【要約】【課題】複数の固体撮像素子の検査を精度良く行う。【解決手段】プローブカード４１の第２レンズ５２に入射した光は、開口５０ａ〜５０ｄを介して、固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂに照射される。第２レンズ５２に入射する光のうち主光線ＢＭ１〜ＢＭ４は、光軸Ｌに平行な状態を保持したまま、固体撮像素子の撮像面５５ｂ〜５８ｂの中心部分に照射される。撮像面５５ｂ〜５８ｂで受光した光は電気信号に光電変換される。この光電変換された電気信号に基づいて、シェーディング特性などの光学的特性が求められる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体撮像素子の検査に用いられるプローブカードにおいて、
前記複数の固体撮像素子に向けて光源から発せられた光を前記光源の光軸に対して平行な平行光に変換し、前記平行光を各固体撮像素子の撮像面に照射する平行光照射手段を備えることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記平行光照射手段はテレセントリック光学系であることを特徴とする請求項１記載のプローブカード。
【請求項３】
複数の固体撮像素子に向けて光を発する光源と、
前記光源からの光を前記光源の光軸に対して平行な平行光に変換し、前記平行光を各固体撮像素子の撮像面に照射する平行光照射手段と、
前記各固体撮像素子で光電変換された電気信号に基づいて、前記各固体撮像素子の光学的特性を測定する測定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】
複数の固体撮像素子の撮像面に向けて光源から光を発し、
前記光源からの光を前記光源の光軸に対して平行な平行光に変換し、前記平行光を各固体撮像素子の撮像面に照射し、
前記各固体撮像素子で光電変換された電気信号に基づいて、前記各固体撮像素子の光学的特性を測定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固体撮像素子の検査に用いられるプローブカード及び固体撮像素子の検査装置並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどの電子式の撮像装置には、光を電気信号に光電変換するＣＣＤ（Charge Couple Device）などの固体撮像素子が搭載されている。固体撮像素子の製造工程では、シェーディング特性などの光学的特性を調べる検査が行われている。この光学的特性の検査では、プローブカードと呼ばれる検査用治具が用いられる（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６６２５０号公報
【特許文献２】特開２００７−１０３７８７号公報
【０００３】
プローブカードは、開口が形成されたカード本体と、このカード本体の開口を覆うように設けられ、光源からの光を固体撮像素子の撮像面に当てる光学系と、固体撮像素子の電極パッドに接触させるプローブ針とを備えている。検査の際には、固体撮像素子の撮像面とプローブカードの光学系とを対向させた状態で、その固体撮像素子が配列されたウエハの上方にプローブカードを取り付ける。そして、光源からの光を、光学系を介して、固体撮像素子の撮像面に照射する。固体撮像素子で光電変換された電気信号は、プローブ針を介して、測定器に送られる。測定器は、送られてきた電気信号に基づいて、固体撮像素子の光学的特性を求める。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、検査のスピードアップを図るために、複数の固体撮像素子の撮像面に対して一斉に光を発し、同時に検査することができるプローブカードが求められている。しかしながら、複数の固体撮像素子の撮像面に対して一斉に光を発することで、各固体撮像素子の検査の精度にバラツキが出るようになってきた。
【０００５】
例えば、デジタルカメラなどの撮像装置では、その撮像装置の光学系の特性から、撮像面の中心部分の輝度値が一番高く、その中心部分から離れるにつれて輝度値が低くなるというシェーディング特性（以下「実際の光学系のシェーディング特性」という）が発生する。そのため、固体撮像素子の検査では、撮像装置に搭載したときに発生し得るシェーディング特性を予め求めている。そして、実際の撮影時では、その予め求めたシェーディング特性を用いて輝度値の補正（以下「シェーディング補正」という）を行っている。
【０００６】
しかしながら、複数の固体撮像素子の撮像面に対して一斉に光を発することで、光の光源の光軸に近いところに配置された固体撮像素子のシェーディング特性は、実際のシェーディング特性にほぼ対応しているが、光源の光軸から離れたところに配置された固体撮像素子のシェーディング特性は、実際の光学系のシェーディング特性とかけ離れたものとなることがある。この実際の光学系のシェーディング特性とかけ離れたものがシェーディング補正に用いられた場合には、そのシェーディング補正は正確に行われず、撮像画像には輝度ムラ（シェーディング）などの欠陥が残ることとなる。
【０００７】
なお、上記特許文献１においても、複数の固体撮像素子の同時検査ができるプローブカードについて記載されているが、各固体撮像素子に対して一つずつ光学モジュールを配置して検査を行っているため、検査する個数が増えると、装置が大型化するとともにコストが非常にかかってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、複数の固体撮像素子の検査を精度良く行うことができるプローブカード及び固体撮像素子の検査装置並びに方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の固体撮像素子の検査に用いられるプローブカードにおいて、前記複数の固体撮像素子に向けて光源から発せられた光を前記光源の光軸に対して平行な平行光に変換し、前記平行光を各固体撮像素子の撮像面に照射する平行光照射手段を備えることを特徴とする。前記平行光照射手段はテレセントリック光学系であることが好ましい。
【００１０】
本発明の固体撮像素子の検査装置は、複数の固体撮像素子に向けて光を発する光源と、前記光源からの光を前記光源の光軸に対して平行な平行光に変換し、前記平行光を各固体撮像素子の撮像面に照射する平行光照射手段と、前記各固体撮像素子で光電変換された電気信号に基づいて、前記各固体撮像素子の光学的特性を測定する測定手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の固体撮像素子の検査方法は、複数の固体撮像素子の撮像面に向けて光源から光を発し、前記光源からの光を前記光源の光軸に対して平行な平行光に変換し、前記平行光を各固体撮像素子の撮像面に照射し、前記各固体撮像素子で光電変換された電気信号に基づいて、前記各固体撮像素子の光学的特性を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の固体撮像素子の検査を行う際に、光源からの光をその光源の光軸に対して平行な平行光に変換し、その平行光を各固体撮像素子の撮像面に照射することで、シェーディング特性などの固体撮像素子の光学的特性を精度良く測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示すように、本発明の固体撮像素子の検査装置１０は、光源１１と、集光レンズ１２と、メカニカルスリット１３と、ＮＤフィルタターレット１４と、カラーフィルタターレット１５と、インテグレータ１６と、光拡散部１７と、パターンターレット１８と、液晶シャッターターレット１９と、第１レンズ２２と、反射ミラー２０と、検査部２１とを備えている。
【００１４】
光源１１はハロゲンランプなどから構成され、集光レンズ１２に対して光を照射する。集光レンズ１２は光源１１からの入射光を集光し、集光した光をメカニカルスリット１３に対して出射する。メカニカルスリット１３はスリットの大きさを調節する機構を有しており、この機構の調節により集光レンズ１２からの光の光量を調節する。
【００１５】
ＮＤフィルタターレット１４は、回転軸１４ａを備えた円板１４ｂと、この円板１４ｂの周方向に一定のピッチで設けられた複数のＮＤフィルタ２５とを備えている。回転軸１４ａにはモータ（図示省略）が取り付けられており、モータの回転によりいずれかのＮＤフィルタ２５が光源１１の光軸Ｌ上にセットされる。光軸Ｌ上にセットされたＮＤフィルタ２５は、メカニカルスリット１３からの光を、分光組成を保持した状態で減光する。
【００１６】
カラーフィルタターレット１５は、ＮＤフィルタ２５の代わりにカラーフィルタ２６が設けられた以外は、ＮＤフィルタターレット１４と同様の構成を備えている。光軸Ｌ上にセットされたカラーフィルタ２６は、ＮＤフィルタ２５からの光のうち、そのカラーフィルタ２６の色に対応する波長の光のみを通過させる。カラーフィルタ２６を通過した光はインテグレータ１６に入射する。
【００１７】
インテグレータ１６は内部が鏡で形成される直方体状の箱からなる。インテグレータ１６に入射した光は、内部で全反射を繰り返すことで、照度が均一化される。光拡散部１７は、複数の拡散板２８と、拡散板２８を光軸Ｌ上にセットする拡散板セット部２９とを備えている。光軸Ｌ上にセットされた拡散板２８は、インテグレータ１６からの光を拡散し、照度が均一な面状の光を発する。
【００１８】
パターンターレット１８は、ＮＤフィルタ２５の代わりに円や長方形など各種パターンが形成されたパターンフィルタ３１が設けられた以外は、ＮＤフィルタターレット１４と同様の構成を備えている。光軸Ｌ上にセットされたパターンフィルタ３１は、拡散板２８からの面状の光の一部を抽出し、そのパターンフィルタ３１のパターンの形に変換する。ここで、パターンフィルタ３１は、拡散板２８からの面状の光の一部を抽出することから、絞りとしての役割も果たす。
【００１９】
シャッターターレット１９は、ＮＤフィルタ２５の代わりに液晶シャッター３２が設けられた以外は、ＮＤフィルタターレット１４と同様の構成を備えている。液晶シャッター３２は光を透過する透過状態と遮光する遮光状態との切替が可能であり、光軸Ｌ上にセットされた液晶シャッター３２は、透過状態のときにパターンフィルタ３１からの光を透過させ、遮光状態のときにパターンフィルタ３１からの光を遮光する。
【００２０】
第１レンズ２２はタブレット型のレンズから構成されており、この第１レンズ２２の前側焦点は光軸Ｌ上のパターンフィルタ３１に合わせられている。これにより、光軸Ｌ上のパターンフィルタ３１及び第１レンズ２２によりテレセントリック光学系が形成さている。したがって、パターンフィルタ３１及び液晶シャッターを通過した主光線ＢＭ１〜ＢＭ４は、第１レンズ２０により光軸Ｌに対して平行な平行光に変換される。
【００２１】
反射ミラー２０は、第１レンズ２２からの光の向きを、時計回りに９０度回転させる。また、この反射ミラーの設置により、光源１１の光軸Ｌも時計回りに９０度回転するとともに、主光線ＢＭ１〜ＢＭ４も時計回りに９０度回転する。
【００２２】
検査部２１は、ＸＹステージ４０と、プローブカード４１と、測定器４２とを備えている。ＸＹステージ４０には、検査対象である固体撮像素子５５〜５８（図２参照）が複数形成されたウェハＷが載置されている。プローブカード４１はウエハＷの上方に設けられている。測定器４２はプローブカード４１と配線等で電気的に接続されており、プローブカード４１から送信される電気信号に基づいて、シェーディング特性などの固体撮像素子５５〜５８（図２参照）の光学的特性を求める。
【００２３】
図２に示すように、プローブカード４１は、複数の開口５０ａ〜５０ｄが一定の間隔で形成されたカード本体５０と、カード本体５０上のレンズ取付枠５１に、開口５０ａ〜５０ｄを覆うようにして取り付けられた第２レンズ５２と、開口５０ａ〜５０ｄの周囲に取り付けられ、固体撮像素子５５〜５８の電極パッド５５ａ〜５８ａと接触させるプローブ針５９とを備えている。ここで、開口５０ａ〜５０ｄの面積は、各固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂの面積よりも大きく設定されている。また、第２レンズ５２の光軸は、光源１１の光軸Ｌと一致している。また、各開口５０ａ〜５０ｄは、各固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂとそれぞれ対向している。また、第２レンズ５２と固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂの距離は、ズームレンズをテレ端にセットした場合の焦点距離に対応している。
【００２４】
第２レンズ５２に入射した光は、開口５０ａ〜５０ｄを介して、固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂに照射される。また、第２レンズ５２に入射する光のうち主光線ＢＭ１〜ＢＭ４は、光軸Ｌに平行な状態を保持したまま、固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂの中心部分に照射される。
【００２５】
図３は測定器４２で得られるシェーディング特性を示しており、縦軸は輝度値を、横軸は固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂの位置を、点線は撮像面５５ｂ〜５８ｂの中心部分を表している。図３（Ａ１）〜（Ａ４）は、テレセントリック光学系を用いて検査を行った場合の各固体撮像素子５５〜５８のシェーディング特性を表している。また、図３（Ｂ１）〜（Ｂ４）は、テレセントリック光学系を用いずに検査を行った場合の各固体撮像素子５５〜５８のシェーディング特性を表している。
【００２６】
テレセントリック光学系を用いた場合には、いずれの固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂの中心部分にも、光軸Ｌに対して平行な光が入射するため、図３（Ａ１）〜（Ａ４）に示すように、撮像面の中心部分の輝度値が一番高く、その中心部分から離れるにつれて輝度値が低くなるというシェーディング特性が得られる。このシェーディング特性は、デジタルカメラなどの撮像装置に固体撮像素子を搭載した場合に得られる実際の光学系のシェーディング特性に対応している。
【００２７】
一方、テレセントリック光学系を用いない場合には、光軸Ｌの近くに配置された固体撮像素子５６、５７の撮像面５６ｂ、５７ｂの中心部分には、光軸Ｌに比較的平行な光が入射するが、光軸Ｌから離れた位置に配置された固体撮像素子５５、５８の撮像面５５ｂ、５８ｂの中心部分には、光軸Ｌに対して斜めの光が入射してしまう。したがって、光軸Ｌの近くに配置された固体撮像素子５６、５７の場合には、図３（Ｂ２）及び（Ｂ３）に示すように、撮像面５６ｂ、５７ｂの中心部分から少し離れた部分の輝度値が一番高くなるシェーディング特性が得られる。また、光軸Ｌから離れた位置に配置された固体撮像素子５５、５８の場合には、図３（Ｂ１）及び（Ｂ４）に示すように、撮像面５５ｂ、５８ｂの中心部分からかなり離れた部分の輝度値が一番高くなるシェーディング特性が得られる。
【００２８】
以上より、いずれの固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂの中心部分にも、光軸Ｌに対して平行な光を照射することで、実際の光学系のシェーディング特性に対応したシェーディング特性を得ることができる。また、第２レンズ５２と撮像面５５ｂ〜５８ｂとの間には絞りなどがなく、撮像面５５ｂ〜５８ｂの直近に第２レンズ５２があることから、光の干渉などを防ぐことができる。
【００２９】
次に、本発明の固体撮像素子の検査装置の作用について説明する。まず、ＮＤフィルタ２５、カラーフィルタ２６、拡散板２８、パターンフィルタ３１を光軸Ｌ上にセットするとともに、光透過状態にした液晶シャッター３２を光軸Ｌ上にセットする。そして、検査対象の固体撮像素子５５〜５８が形成されたウエハＷをＸＹステージ４０に載置する。そして、ウエハＷの上方にプローブカード４１をセットし、プローブ針５９を固体撮像素子の電極パッド５５ａ〜５８ａに接触させる。プローブカード４１をセットする際には、光軸Ｌと第２レンズ５２の光軸とを一致させるとともに、カード本体５０の開口５０ａ〜５０ｄを各固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂに対向させる。
【００３０】
次に、光源１１から光を発し、その光を、集光レンズ１２、メカニカルスリット１３、ＮＤフィルタ２５、カラーフィルタ２６、インテグレータ１６、拡散板２８、パターンフィルタ３１、液晶シャッター３２、第１レンズ２２、及び反射ミラー２０を介して、プローブカード４１の第２レンズ５２まで照射する。ここで、パターンフィルタ３１及び第１レンズ２２によりテレセントリック光学系が形成されてるため、パターンフィルタ３１及び液晶シャッター３２を通過した主光線ＢＭ１〜ＢＭ４は、第１レンズ２０により光軸Ｌに対して平行な平行光に変換される。光軸Ｌに対して平行となった主光線ＢＭ１〜ＢＭ４も、反射ミラー２０を介して、プローブカード４１の第２レンズ５２まで照射される。
【００３１】
プローブカード４１の第２レンズ５２に入射した光は、開口５０ａ〜５０ｄを介して、固体撮像素子５５〜５８の撮像面５５ｂ〜５８ｂに照射される。また、第２レンズ５２に入射する光のうち主光線ＢＭ１〜ＢＭ４は、光軸Ｌに平行な状態を保持したまま、固体撮像素子の撮像面５５ｂ〜５８ｂの中心部分に照射される。
【００３２】
そして、撮像面５５ｂ〜５８ｂで受光された光は、電気信号に光電変換される。光電変換された電気信号は、プローブ針５９を介して、測定器４２に送られる。測定器４２では、固体撮像素子５５〜５８からの電気信号に基づいて、シェーディング特性などの光学的特性が求められる。
【００３３】
なお、上記実施形態で示したＮＤフィルタターレット、カラーフィルタターレット、パターンターレット、及びシャッターターレットについては、フィルタいずれかを取り外して、開口としてもよい。
【００３４】
なお、上記実施形態では、パターンフィルタ及び第１レンズでテレセントリック光学系を構成し、このテレセントリックレンズ光学系からの平行光を固体撮像素子の撮像面に照射したが、これに限らず、プローブカード上にテレセントリック光学系を直接設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の固体撮像素子の検査装置の概略図である。
【図２】本発明のプローブカードの断面図である。
【図３】固体撮像素子のシェーディング特性を示すグラフであり、（Ａ１）〜（Ａ４）はテレセントリック光学系を用いて検査を行った場合の各固体撮像素子のシェーディング特性を示すグラフであり、（Ｂ１）〜（Ｂ４）はテレセントリック光学系を用いずに検査を行った場合の各固体撮像素子のシェーディング特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  固体撮像素子の検査装置
１１  光源
２２  第１レンズ
４１  プローブカード
５２  第２レンズ
５５〜５８  固体撮像素子
５５ｂ〜５８ｂ  撮像面
Ｌ  （光源の）光軸
【図１】
2009198191.tif 000003
【図２】
2009198191.tif 000004
【図３】
2009198191.tif 000005