JP2004172595A - Photoirradiation apparatus, test apparatus of solid state imaging device, and relay device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a light irradiation device that irradiates test light used for testing characteristics of an imaging device such as a charge coupled device (CCD) and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
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。
In a manufacturing process of an imaging device such as a CCD or a CMOS, it is necessary to irradiate the imaging device with light under various conditions and inspect its photoelectric conversion characteristics.
2. Description of the Related Art An imaging device such as a CCD or a CMOS has a large number of light receiving elements arranged two-dimensionally. In order to check whether the characteristics of these light receiving elements have the required ranges, it is necessary to irradiate each light receiving element with light having a uniform illuminance distribution. If the illuminance of the light applied to each light receiving element is not uniform, variations occur in the inspection, which also causes the yield to decrease. For this reason, in the inspection of the imaging device, the performance of a light irradiation device that irradiates light having a uniform illuminance distribution is important.
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。
By the way, in order to improve the inspection efficiency of the image sensor, it is necessary to inspect a plurality of image sensors simultaneously. In order to measure a plurality of imaging devices at the same time, for example, light from a light source was irradiated to a large area including an unnecessary area in an enlarged manner, and a plurality of imaging elements were arranged in this area to perform an inspection. .
In this case, it is necessary to expand the light from the light source by using a predetermined optical system so that the illuminance distribution becomes uniform, so that the illuminance of the irradiated light is reduced, so that light with sufficient illuminance is required. Can not respond to the case.
In addition, since the plurality of image sensors are collectively irradiated with light, the F-number of the optical system can be independently adjusted for the plurality of image sensors, or the independent light pattern can be applied to the plurality of image sensors. Can not do. For this reason, it has been difficult to accurately and uniformly equalize the illuminance of light that is simultaneously applied to a plurality of image sensors.
Further, since a large number of boards are built in the test head for performing the test, the degree of freedom of the arrangement of the light source for generating the test light is restricted, which further increases the adjustment range of the F value of the optical system. It causes narrowing.
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。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to improve the test efficiency of the photoelectric conversion characteristics of a solid-state imaging device and to easily improve the characteristics of light applied to the solid-state imaging device. Another object of the present invention is to provide a light irradiation device that can be adjusted with high accuracy.
Another object of the present invention is to provide a test apparatus capable of improving the test efficiency of the photoelectric conversion characteristics of a solid-state imaging device and easily and accurately adjusting the characteristics of light applied to the solid-state imaging device. It is in.
Still another object of the present invention is to provide a relay device such as a probe card or a motherboard suitable for use in the above-described test apparatus.
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。 The light irradiation device of the present invention is a light irradiation device capable of simultaneously irradiating a plurality of solid-state imaging devices with light, wherein a light source for emitting light, a plurality of optical fibers are bundled together at an input end, and an output end is provided. The splitting optical fiber bundle is divided into a plurality of light at the output end, and the light output from the output end of the splitting optical fiber bundle is divided into a plurality of lights at the output end. A plurality of independent optical systems that are independently adjusted and guided to each of the image sensors.
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。 Preferably, the light irradiation apparatus of the present invention further includes a common optical system that commonly adjusts light incident on the splitting optical fiber bundle from the light source.
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。 More preferably, the plurality of independent optical systems are arranged at positions symmetrical about a predetermined axis, are provided rotatably about the predetermined axis, and collectively configure the plurality of independent optical systems. And an optical component for changing.
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。 Further, the light irradiation device of the present invention optically links the guide optical fiber bundle for guiding the light from the light source to the splitting optical fiber bundle, and the guide optical fiber bundle and the splitting optical fiber bundle. It is also possible to further comprise a coupling means for coupling, wherein at least the guide optical fiber bundle is movable with respect to the division optical fiber bundle.
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。 The solid-state imaging device test device of the present invention is a test device for irradiating the solid-state imaging device with test light to test photoelectric conversion characteristics, and includes a test head, a solid-state imaging device to be tested, and the test head. A relay unit that is electrically connected and transmits a signal necessary for testing a photoelectric conversion characteristic of the solid-state imaging device, a light source provided outside the test head, and penetrates the test head; A guide optical fiber bundle for guiding light to the solid-state imaging device electrically connected to the relay means.
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。 Further, in the solid-state imaging device testing apparatus of the present invention, a plurality of optical fibers are bundled together at an input end and a plurality of optical fibers are bundled at an output end, and light from the guide optical fiber bundle incident from the input end is provided. And a splitting optical fiber bundle that splits the light into a plurality of lights at the output end and guides the light to the plurality of solid-state imaging devices in a state of being electrically connected to the relay unit.
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。 Furthermore, the test apparatus for a solid-state imaging device according to the present invention includes a coupling unit that optically couples the guide optical fiber bundle and the division optical fiber bundle, and the test head, the light source, and the guide optical fiber. The bundle is movable with respect to the splitting optical fiber bundle and the relay means.
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。 The relay device of the present invention electrically connects a test head of a test apparatus that irradiates a solid-state imaging device with test light to test photoelectric conversion characteristics with the solid-state imaging device, and performs photoelectric conversion characteristics of the solid-state imaging device. A relay device for transmitting a signal necessary for the test, a connecting means for electrically connecting to a plurality of solid-state imaging devices positioned at predetermined positions, and irradiating each of the solid-state imaging devices with the test light For the opening, a plurality of optical fibers are bundled into one at the input end and bundled into a plurality at the output end, splitting light from a light source incident from the input end into a plurality of lights at the output end, A splitting optical fiber bundle guided to each of the solid-state imaging devices through the opening.
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。 In the light irradiation device of the present invention, the light output from the light source enters from the input end of the splitting optical fiber bundle, and is split at the output end into a number of lights corresponding to the plurality of image sensors. Light from each output end is independently adjusted by each independent optical system, and is applied to the corresponding image sensor. Accordingly, the light output from the light source is efficiently used, and the illuminance distribution of the light applied to each solid-state imaging device is made uniform. Further, in the present invention, a plurality of independent optical systems are arranged at symmetrical positions about a predetermined axis, and the components of the plurality of independent optical systems are collectively arranged by optical components rotatably provided about the predetermined axis. Thus, the light whose conditions are variously changed is simultaneously applied to a plurality of image sensors.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to improve the utilization efficiency of the light from a single light source, the characteristic of the light irradiated with respect to a solid-state imaging device can be adjusted easily and accurately, and the solid-state imaging device The test efficiency of the photoelectric conversion characteristics can be improved.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light irradiation device according to an embodiment of the present invention.
The light irradiation device 1 according to the present embodiment is used to irradiate light to a light receiving surface of a solid-state imaging device in an inspection of electrical characteristics of a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) and a CMOS.
The light irradiation device 1 according to the present embodiment includes a
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。
The
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。
As the
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。
The
As shown in FIG. 1, the mechanical slit 11 is composed of two
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。
The
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。
The
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。
The fly-
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。
The common optical system has a function of adjusting the amount of light from the
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。
Here, FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the structure of the splitting
The splitting
The splitting
The
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。
Further, the number of optical fibers constituting each
The
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。
The input end of the splitting
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
FIG. 3A is a diagram illustrating an internal configuration of the
As shown in FIG. 3B, a
A plurality of independent
The
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。
The fly-
Further, each of the
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。
As shown in FIG. 3B, a plurality of types of openings OP <b> 1 to OP <b> 3 having different areas are formed at regular intervals along the circumferential direction. Each of the openings OP1 to OP3 is provided corresponding to each of the four
The
Further, the
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。
Next, an example of an inspection of an image sensor using the light irradiation device 1 having the above configuration will be described.
First, a plurality of (four) image sensors are arranged at predetermined positions with respect to the
The light from the
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。
In the splitting
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。
Each light that has entered each of the plurality of
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。 Accordingly, light whose characteristics are adjusted equally enters the light receiving surfaces of the plurality of solid-state imaging devices, so that the plurality of imaging devices can be inspected simultaneously under the same conditions.
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。
As described above, according to the present embodiment, the light from the single
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。
In addition, the plurality of
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。
In the present embodiment, the characteristic of the light incident on each
For example, a filter having an antireflection film formed on both surfaces or one surface of a transparent substrate such as a glass plate can be arranged in the optical path of each
Note that, in the present embodiment, the case where the light irradiation device 1 is used to irradiate a plurality of solid-state imaging devices with light under the same condition has been described. A configuration is also possible. In addition to the plurality of solid-state imaging devices, the light irradiation device 1 can be applied to any object that requires irradiation of light that is accurately adjusted.
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。
Second Embodiment FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a test device for a solid-state imaging device to which a light irradiation device according to another embodiment of the present invention is applied.
4, a
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。
The
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。
The
The
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。
The
The
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。
The moving
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。
The light irradiation device according to the present embodiment includes a
The
The common
The guide
The guide
The
The
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。
The splitting
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。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the structure of the
As shown in FIG. 5, the
The
The
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。
The
The
The
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。
In the
In the present embodiment, the optical path from the
In the present embodiment, the case where both the guide
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。
Further, according to the present embodiment, since the
Further, since the
Further, since the guide
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。
Third Embodiment FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a relay device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the
Note that the
This
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。
By positioning and fixing the splitting
Further, since the
In this embodiment, the output end of the splitting
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。
Fourth Embodiment FIG. 8 is a view showing another embodiment of the coupling means in the test apparatus of the present invention.
In the second embodiment, a case has been described where
On the other hand, in order to irradiate the test light under uniform conditions to the solid-
However, since the
For this reason, in the present embodiment, a fly-eye lens 221C is used between the
The connecting means of the present invention is not limited to these embodiments, but can be variously modified.
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。
The invention is not limited to the embodiments described above.
In the embodiment described above, the case of the
For example, those used when inspecting a packaged solid-state imaging device such as a socket board, and a motherboard connected to a probe card or a socket board are also included in the relay means and the relay device. In addition, a probe card or a socket board connected to a motherboard can be used as a relay unit and a relay device. If the splitting optical fiber bundle is fixed to these boards, the relay device of the present invention can be configured.
When the relay device is a socket board, for example, the connection means of the present invention is constituted by a socket.
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。
In the above-described embodiment, the case where the splitting optical fiber bundle is fixed to the
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (12)
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。 A light irradiation device capable of simultaneously irradiating light to a plurality of solid-state imaging devices,
A light source for emitting light,
A plurality of optical fibers are bundled into one at an input end and bundled into a plurality at an output end, and a splitting optical fiber bundle for splitting light from the light source incident from the input end into a plurality of lights at the output end. ,
A light irradiation device comprising: a plurality of independent optical systems that independently adjust light output from an output end of the splitting optical fiber bundle and guide the light to each of the imaging elements.
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。 The plurality of independent optical systems are arranged at positions symmetric about a predetermined axis,
The light irradiation device according to claim 1, further comprising an optical component rotatably provided around the predetermined axis and configured to collectively change the configuration of the plurality of independent optical systems.
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。 A guide optical fiber bundle for guiding light from the light source to the splitting optical fiber bundle,
Coupling means for optically coupling the guide optical fiber bundle and the splitting optical fiber bundle,
The light irradiation device according to claim 1, wherein at least the guide optical fiber bundle is movable with respect to the division optical fiber bundle.
請求項4に記載の光照射装置。 The light irradiation device according to claim 4, wherein the coupling unit includes a fly-eye lens.
請求項1に記載の光照射装置。 The light irradiation device according to claim 1, wherein each of the plurality of independent optical systems is modularized.
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。 A test apparatus for testing photoelectric conversion characteristics by irradiating test light to a solid-state imaging device,
A test head,
A relay unit that electrically connects a solid-state imaging device to be tested and the test head and transmits a signal necessary for testing a photoelectric conversion characteristic of the solid-state imaging device;
A light source provided outside the test head,
A guide optical fiber bundle for penetrating the test head and guiding the light from the light source to the solid-state imaging device electrically connected to the relay unit.
請求項7に記載の固体撮像素子の試験装置。 A plurality of optical fibers are bundled together at an input end and bundled into a plurality at an output end, and the light from the guide optical fiber bundle incident from the input end is split into a plurality of lights at the output end, The solid-state imaging device test apparatus according to claim 7, further comprising a splitting optical fiber bundle that leads to the plurality of solid-state imaging devices in a state of being electrically connected to a relay unit.
請求項8に記載の固体撮像素子の試験装置。 The solid-state imaging device testing device according to claim 8, wherein the splitting optical fiber bundle is fixed to one of objects to be positioned with respect to the solid-state imaging device to be tested.
請求項9に記載の固体撮像素子の試験装置。 The solid-state imaging device testing device according to claim 9, wherein the splitting optical fiber bundle is fixed to the relay unit.
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。 Coupling means for optically coupling the guide optical fiber bundle and the splitting optical fiber bundle,
The solid-state imaging device test apparatus according to claim 8, wherein the test head, the light source, and the guide optical fiber bundle are movable with respect to the division optical fiber bundle and the relay unit.
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。
The solid-state imaging device is electrically connected to the test head of the test apparatus that irradiates the test light with the test light to test the photoelectric conversion characteristics and the solid-state imaging device, and outputs a signal necessary for testing the photoelectric conversion characteristics of the solid-state imaging device. A relay device for transmitting,
Connection means for electrically connecting the plurality of solid-state imaging devices positioned at predetermined positions,
An opening for irradiating the solid-state imaging device with the test light,
A plurality of optical fibers are bundled together at an input end and a plurality of bundled at an output end, and light from a light source incident from the input end is split into a plurality of lights at the output end, to each of the solid-state imaging devices. A splitting optical fiber bundle guided through the opening.
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