JP2006066708A - 受光素子の検査方法 - Google Patents

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一男 西田
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Abstract


【課題】 複数の受光領域を備える受光面部を有する受光素子の検査方法であって、容易に受光素子と照射位置とを位置決めすることができる受光素子の検査方法を提供する。
【解決手段】 受光素子の検査方法によれば、第1方向Xに伸びる長手状の照射領域21となるように検査用の光12を照射し、受光部20の全域にわたって検査用の光12が照射されるように、第2方向Yに検査用の光12を走査し、走査している期間にわたって各受光領域19の出力を検出する。照射領域21が1つの受光領域19だけではなく、複数の受光領域19を含む照射領域21となるように照射されるので、受光領域19と照射領域21との位置決めを容易に行うことができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、複数の受光領域を備える受光面部を有する受光素子の各受光領域の出力を検査する受光素子の検査方法に関する。
図12は、従来の技術の受光素子の検査方法に用いられる検査装置1を簡略化して示すブロック図である。検査装置1では、複数の受光領域を有する受光素子2の出力を検査する。検査装置1による検査方法では、レーザ3から出射されるレーザビーム3aを円形に絞込手段によって絞込み、第1方向Xおよび第2方向Yにレーザビーム3aの照射位置を走査手段4によって走査する。各受光領域の面積よりも充分小さなビーム径で各受光領域の1つだけにレーザビームを照射し、各受光領域毎の出力を測定する。走査手段4によって、第1方向Xおよび第2方向Yにレーザビームを移動し、順次、他の分割された受光領域を同様にして測定する。
特開2002−181658号公報
従来の技術の受光素子の検査方法では、受光素子2のパッケージ外形を基準に位置決めを行うので、受光素子2のパッケージ外形と受光面との位置関係のばらつき、およびパッケージ外形のバリによって、10μm〜100μm程度受光面に対する照射位置がばらつく。レーザビーム3aは、分割された1つの受光領域だけに照射し、他の受光領域には照射しないよう制御されるので、画像認識システム5を用いた高精度の位置決め機構6によって照射位置の位置補正を行い、走査手段4によって第1方向Xおよび第2方向Yにレーザビームを動かす必要がある。このような位置補正を行って、分割された各受光領域毎に、順次、レーザビーム3aを照射して検査すると、レーザビーム3aの照射位置の位置決めに多くの時間が必要であり、作業性が悪い。
したがって本発明の目的は、複数の受光領域を備える受光面部を有する受光素子の検査方法であって、容易に受光素子と照射位置とを位置決めすることができる受光素子の検査方法を提供することである。
本発明は、複数の受光領域を有する受光部を備える受光素子を検査する方法であって、
走査方向に垂直な幅方向に関して、受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有する検査用の光を、走査方向へ走査して照射し、
各受光領域における受光量を求めることを特徴とする受光素子の検査方法である。
本発明に従えば、幅方向に関して、受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有する検査用の光を、走査方向へ走査して照射し、各受光領域における受光量を求める。これによって照射領域に検査用の光の光強度分布にばらつきがあっても、走査方向に関しての受光量のばらつきを抑えることができ、高精度に受光量を求めることができる。また受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有するので、受光素子と照射領域との位置決めを容易に行うことができる。
また本発明は、各受光領域が複数の列方向に並んで配置される受光部を備える受光素子を検査する方法であって、
検査用の光を各列方向へ走査して照射し、
各列方向への走査毎に、各受光領域における受光量を求めることを特徴とする。
本発明に従えば、検査用の光を各列方向へ走査して照射し、各列方向への走査毎に、各受光領域における受光量を求める。各列方向の各受光領域における受光量を比較することによって、走査方向による受光量の傾向性を判断することができる。これによって高精度に各受光領域の出力を検出することができる。
さらに本発明は、検査用の光を一定速度で走査させることを特徴とする。
本発明に従えば、検査用の光を一定速度で走査させるので、求められた受光量と各受光領域における位置との関係を容易に求めることができる。これによって求められた受光量に基づいて、異常のある部位を特定することができる。
さらに本発明は、幅方向に関して、受光部の寸法に2つの受光領域の寸法を加えた寸法の照射領域を有する検査用の光を照射することを特徴とする。
本発明に従えば、幅方向に関して、受光部の寸法に2つの受光領域の寸法を加えた寸法の照射領域を有する検査用の光を照射する。したがって受光素子と照射領域とを容易に位置決めすることができる。
さらに本発明は、各列方向に関して、各受光領域における受光量を比較することを特徴とする。
本発明に従えば、各列方向に関して、各受光領域における受光量を比較する。このように比較することによって、1つの受光領域に対する、他の受光領域との比率を求めることができる。
さらに本発明は、検査用の光をガルバノミラーによって走査することを特徴とする。
本発明に従えば、ガルバノミラーを用いて、検査用の光を走査するので、高速で高精度に検査用の光を走査することができる。
さらに本発明は、検査用の光をボールねじを用いて走査することを特徴とする。
本発明に従えば、ボールねじを用いて、検査用の光を走査するので、高速で高精度に検査用の光を走査することができる。
さらに本発明は、前記受光素子の検査方法によって検査されたことを特徴とする受光素子である。
本発明に従えば、受光素子は、前述の受光素子の検査方法によって検査されるので、受光素子の各受光領域の出力を明確にすることができる。
さらに本発明は、複数の受光領域を有する受光部を備える受光素子を検査する装置であって、
走査方向に垂直な幅方向に関して、受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有する検査用の光を照射する照射手段と、
検査用の光を走査方向へ走査する走査手段と、
各受光領域における受光量を求める演算手段とを含むことを特徴とする受光素子の検査装置である。
本発明に従えば、照射手段は、幅方向に関して、受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有する検査用の光を照射する。したがって照射領域と受光素子とを容易に位置決めすることができる。走査手段は、検査用の光を走査方向へ走査し、演算手段は、各受光領域における受光量を求める。これによって照射領域に検査用の光の光強度分布にばらつきがあっても、走査方向に関しての受光量のばらつきを抑えることができ、高精度に受光量を求めることができる。
本発明によれば、照射領域に検査用の光の光強度分布にばらつきがあっても、走査方向に関しての受光量のばらつきを抑えることができ、高精度に受光量を求めることができる。また受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有するので、受光素子と照射領域との位置決めを容易に行うことができる。
また本発明によれば、各列方向の各受光領域における受光量を比較することによって、走査方向による受光量の傾向性を判断することができる。これによって高精度に各受光領域の出力を検出することができる。
さらに本発明によれば、求められた受光量に基づいて、異常のある部位を特定することができる。
さらに本発明によれば、受光素子と照射領域とを容易に位置決めすることができる。
さらに本発明によれば、1つの受光領域に対する、他の受光領域との比率を求めることができる。
さらに本発明によれば、ガルバノミラーを用いることによって、検査の再現性を確実に得ることができる。
さらに本発明によれば、ボールねじを用いることによって、検査の再現性を確実に得ることができる。
さらに本発明によれば、受光素子の各受光領域の出力を明確にすることができる。
さらに本発明によれば、照射領域と受光部とを容易に位置決めすることができる。照射領域に検査用の光の光強度分布にばらつきがあっても、走査方向に関しての受光量のばらつきを抑えることができ、高精度に受光量を求めることができる。
図1は、本発明の実施の一形態である受光素子の検査装置10を示すブロック図である。図2は、受光素子の検査装置10を簡略化して示すブロック図である。図1および図2では、理解を容易にするため、受光素子11を固定する固定手段、受光素子11のリードピンに接続されるコンタクトプローブ、レーザの制御系、および受光素子11の信号処理系などは省略して示す。検査装置10は、検査用の光12を出射する第1レーザ13と第2レーザ14と、各レーザ13,14の照射位置を操作する第1ステージ15と第2ステージ16と、各ステージ15,16を制御するCPU部17、および受光素子11が載置される位置決め機構18を含んで構成される。
受光素子11は、複数、本実施の形態では4つの受光領域19を備える受光部20を有する。各受光領域19は、光が照射されると、照射された光の光量に応じて、各受光領域19毎に照射された光の光量に基づく情報を出力する。
第1レーザ13および第2レーザ14は、照射手段であって、走査方向に垂直な幅方向に関して、受光部20の寸法よりも大きい寸法の照射領域21を有する検査用の光12を照射する。第1レーザ13は、光軸に対して略垂直な照射領域21が、光軸を法線とする仮想平面における予め定める第2方向Yに伸びる長手状になるように検査用の光12を出射する。第2レーザ14は、光軸に対して略垂直な照射領域21が、光軸を法線とする仮想平面における第2方向Yに略直交する第1方向Xに伸びる長手状になるように検査用の光12を出射する。受光部20における照射領域21の形状は、受光部20の寸法よりも大きく、幅方向に関して、受光部20の寸法に2つの受光領域19の寸法を加えた寸法の照射領域21を有する検査用の光12を照射する。本実施の形態では、照射領域21の長さ方向の長さ寸法を300μm、長さ方向に垂直な幅方向の幅寸法を30μmとなるように設定する。
第1ステージ15および第2ステージ16は、走査手段であって、検査用の光12を走査方向へ走査する。第1ステージ15は、第1レーザ13の照射位置を走査方向である第1方向Xに走査する。第2ステージ16は、第2レーザ14の照射位置を第2方向Yに走査する。第1ステージ15および第2ステージ16は、受光部20における照射位置を一定の速さで走査する。
CPU部17は、第1ステージ15および第2ステージ16を制御して、第1レーザ13および第2レーザ14の照射位置を受光部20の各受光領域19の大きさに基づいて制御する。CPU部17は、演算手段であって、各受光領域19における受光量を求める。CPU部17は、各受光領域19に電気的に接続され、各受光領域19からの受光量に基づく情報に基づいて、受光量を求める。
位置決め機構18は、受光素子11が載置され、第1方向Xおよび第2方向Yにスライド変位可能に構成される載置台22、および載置台22を前記2方向へスライド変位駆動する駆動手段23を含んで構成される。駆動手段23に与えられる駆動指令に基づいて、載置台22をスライド変位させて、第1レーザ13および第2レーザ14の照射位置に対して受光素子11の位置決めを行う。位置決め機構18は、CPU部17から与えられる駆動指令に基づいて制御される。
図3は、第1レーザ13の構成の簡略化して示す斜視図である。第1レーザ13は、対物レンズ24、スリット板25、コリメータレンズ26および光源27を含んで構成される。光源27から出射された検査用の光12は、コリメータレンズ26に導かれ、平行光に変換され、スリット板25に導かれる。スリット板25には、厚み方向に貫通するスリット25aが形成されており、検査用の光12はスリット25aを通過して、対物レンズ24に導かれる。対物レンズ24に導かれた検査用の光12は、集光されて、受光素子11に導かれる。このように第1レーザ13は構成されるので、スリット板25に形成されるスリット25aの形状を選択することによって、照射領域21の形状を選択することができる。第1レーザ13では、前述したように、照射領域21が第2方向Yに伸びる長手状になるようにスリット25aの形状が選択される。第2レーザ14は、第1レーザ13の構成に対して、スリット板25に形成されるスリット25aの形状が異なり、照射領域21が第1方向Yに伸びる長手状になるように形成され、残余の構成は同様の構成であるので、説明を省略する。
図4は、第1ステージ15の構成を簡略化して示す正面図である。光源27は、ボールねじ30を用いて、第1方向Xにスライド変位可能に構成される。ボールねじ30は、サーボモータ31から与えられる駆動力によって、第1方向Xにスライド変位して、光源27を変位させる。第2ステージ16に関しても同様の構成であるので、説明を省略する。このようにボールねじ30を用いて検査用の光12を走査するので、高速で高精度に検査用の光12を走査することができる。したがって検査の再現性を確実に得ることができる。
図5は、検出用の光18の照射領域21と、受光部20とを示す平面図である。受光部20は、各受光領域が複数、本実施の形態では2つの列方向に並んで配置される。受光部20は、たとえば4つの受光領域19に分割される。各受光領域19の面積および光電変換効率は、互いに等しくなるように構成される。受光部20は、略正方形状であって、各受光領域19も略正方形状に形成される。各受光領域19は、受光部20にマトリクス状に配置され、隣接する受光領域19とは間隔をあけて設けられる。4つの受光領域19の内、第1方向X他方および第2方向Y一方に位置する領域を第1領域Aとし、他の受光領域19を、時計周りに、順次、第2領域B、第3領域C、および第4領域Dとする。
受光部20は、長さ方向および幅方向がそれぞれ第1方向Xおよび第2方向Yと略平行となるように配置される。したがって第1レーザ13の照射領域21の長手方向と、受光部20の長さ方向は略直交し、第2レーザ14の照射領域21の幅方向と、受光部20の幅方向は略直交する。
図6は、本発明の実施の一形態である受光素子の検査方法を示すフローチャートである。ステップa0では、受光素子11が位置決め機構18に載置され、受光素子の検査方法が開始され、ステップa1に移る。ステップa1では、CPU部17は、受光素子11の位置を位置決め機構18に駆動指令を与えて位置決めし、ステップa2に移る。ステップa2では、CPU部17は、第1レーザ13が検査用の光12を出射するように制御し、ステップa3に移る。
ステップa3では、CPU部17は、第1ステージ15を制御して、第1レーザ13から出射された検査用の光12の照射位置を第1方向Xに走査し、ステップa4に移る。照射位置は、受光部20の全域にわたって検査用の光12が照射されるように、走査される。ステップa4では、CPU部17は、第1方向Xへの走査したときの、各受光領域における受光量を求め、ステップa5に移る。
ステップa5では、CPU部17は、第2レーザ14が検査用の光12を出射するように制御し、ステップa6に移る。ステップa6では、CPU部17は、第2ステージ16を制御して、第2レーザ14から出射された検査用の光12の照射位置を第2方向Yに走査し、ステップa7に移る。ステップa7では、CPU部17は、第2方向Yへの走査したときの、各受光領域における受光量を求め、ステップa8に移る。ステップa8にて、ステップa0からの一連の処理を終了する。このように受光素子11を検査することによって、位置決めが容易であっても、確実に受光素子11を検査することができる。
図7は、受光領域19の出力と走査時刻との関係を示すグラフである。縦軸は、受光領域19の出力を示し、横軸は走査時刻を示す。図7では、第1レーザ13の照射位置を第1方向Xに走査した場合の、第1領域Aと第2領域Bとの出力が示されている。図7に示すように、先ず、時刻T1にて照射領域21が第1領域Aに重なると、照射領域21と第1領域Aとが重なっている領域に応じて、第1領域Aからの出力が得られ、時刻T2から時刻T3にわたって、最大の出力が得られる。換言すると、時刻T2から時刻T3にわたって、照射領域21のすべてが第1領域Aと重なっている。
次に、時刻T3から照射領域21の一部が第2領域Bに重なり、照射領域21と第2領域Bとが重なっている領域に応じて、第2領域Bからの出力が得られ、時刻T4から時刻T5にわたって、最大の出力が得られる。時刻T6にて、照射領域21と第2領域Bとの重なる領域が無くなる。これらの波形は、第3領域Cと第4領域Dとにおいても同様の波形となる。
受光部20のたとえば第2領域Bに異物がある場合、異物によって検査用の光12が遮られるので、図4に示すように凹部ができる。凹部の幅寸法dを計測することによって、異物の大きさを特定することができる。また凹部の位置を計測することによって、異物の位置を特定することができる。
第1レーザ13の照射位置を第1方向Xに走査した場合、第1方向Xに関して、照射強度の均一性を保つことができるので、第1領域Aおける時刻T2から時刻T3までの出力の平均値と最小値との差AXと、第2領域Bにおける時刻T4から時刻T5までの出力の平均値と最小値との差BXとは等しい。これは第3領域Cと第4領域Dとにおいても同様である。
第2レーザ14の照射位置を第2方向Yに走査した場合、第2方向Yに関して、照射強度の均一性を保つことができるので、前述したように、第1領域Aにおける最大出力の平均値と最小値との差AYと、第4領域Dにおける最大出力の平均値と最小値との差DYとは等しい。これは第2領域Bと第3領域Cとにおいても同様である。
各受光領域19A,B,C,Dの各出力の比率検査をするとき、第1領域Aの第1向方向に走査した場合の出力AY、第2方向Yに走査した場合の出力AYが予め定める値になるように第1レーザ13、および第2レーザ14の出力を調整する。そして出力BXと出力AXとの比率(BX/AX)、出力DYと出力AYの比率(DX/AY)、BX/AX×CY/BY、またはDY/AY×CX/DXの比率を計算することによって第1領域Aの出力に対しての第2領域B、第3領域Cおよび第4領域Dの比率を求めることができる。
以上説明したように、本発明の受光素子の検査方法によれば、幅方向に関して、受光部20の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有する検査用の光を、走査方向へ走査して照射し、各受光領域19における受光量を求める。これによって照射領域21に検査用の光の光強度分布にばらつきがあっても、走査方向に関しての受光量のばらつきを抑えることができ、高精度に受光量を求めることができる。また受光部20の寸法よりも大きい寸法の照射領域21を有するので、受光素子11と照射領域21との位置決めを容易に行うことができる。これによって位置決めを行う機構を、従来の技術のような高精度な位置決め機構にする必要が無く、簡単な構成で検査装置を実現することができる。検査装置10の製造コストを低減することができる。
受光部20の全域を覆う照射領域となるように検査用の光12を制御すると、受光面部の面積を大きくなると、照射領域における光量の強度分布にばらつきができ、精度よく検出することが困難であるが、照射領域21を線状にすることによって光量の強度分布のばらつきを可及的に抑えて、複数の受光領域19に検査用の光12を照射することができ、精度よく検出することができる。
また検査用の光12を各列方向へ走査して照射し、各列方向への走査毎に、各受光領域19における受光量を求める。各列方向の各受光領域19における受光量を比較することによって、走査方向による受光量の傾向性を判断することができる。これによって高精度に各受光領域19の出力を検出することができる。各列方向は、本実施の形態では、2方向であったけれども、これに限ることはない。
また検査用の光12を走査させる速さは、一定であるので、検出された出力と各受光領域19における位置との関係を容易に求めることができる。これによって検出された出力に異常がある場合、検出された出力に基づいて、異常のある部位を特定することができる。
また受光部20における照射領域21の第1方向Xの寸法は、受光面部の第1方向Xの寸法より大きくなるように設定される。したがって受光面部と照射領域21とを容易に位置決めすることができる。
また各列方向に関して、各受光領域19における受光量を比較する。このように比較することによって、1つの受光領域19に対する、他の受光領域19との比率を求めることができる。
図8は、検査用の光12を走査する走査手段の他の構成を簡略化して示す斜視図である。走査手段は、第1方向X周りに回転駆動される第1軸ガルバノミラー28、および第2方向Y周りに回転駆動される第2軸ガルバノミラー29によって実現される。ガルバノミラーの光軸に対して角変位させることによって、検査用の光12を走査することができる。このようにガルバノミラーを用いて検査用の光12を走査するので、高速で高精度に検査用の光12を走査することができる。したがって検査の再現性を確実に得ることができる。
図9は、第2レーザ14の照射領域21と、2つの受光部20とを示す平面図である。図10は、2つの受光素子11が電気的に接続される電気回路図である。本発明の受光素子の検査方法を用いて、2つの受光素子11の照射領域21に接続されるスイッチ40の動作を確認する方法を示す。2つの受光素子11は、第2方向Yに間隔をあけて、受光部20の幅方向および長さ方向が略平行となるように配置される。各受光部20の第1領域A1,A2は、図9に示す2つのダイオード41のアノード側の端子にそれぞれ接続される。2つのダイオード41のカノードのいずれか一方が、スイッチによって、オペアンプ42の負の入力端子に接続されている。これによってスイッチ40のスイッチング態様を切換えることによって、オペアンプ42の出力は、いずれか一方の第1領域A1、A2の出力となる。
図11は、図10におけるオペアンプ42の出力と、走査時刻との関係を示すグラフである。縦軸は、オペアンプ42の出力を示し、横軸は走査時刻を示す。図11では、第2レーザ14の照射位置を第2方向Yに走査し、スイッチング態様を切換えた場合のオペアンプ42の出力が示されている。図11では、オペアンプ42の負の入力端子が第1領域A1に接続されているときの波形を実線L1で示し、オペアンプ42の負の入力端子が第1領域A2に接続されているときの波形を破線L2で示す。図11に示すように、オペアンプ42の負の入力端子が第1領域A1に接続されているときの波形は、第1領域A2に接続されている波形よりも、早い時刻で高い出力を得ている。このように走査開始時刻からの各出力と走査時刻との関係を比べることにより、2つの各受光領域19の接続を切換えるスイッチ40が正常に動作している否かを調べることができる。
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。
本発明の実施の一形態である受光素子の検査装置10を示すブロック図である。 受光素子の検査装置10を簡略化して示すブロック図である。 第1レーザ13の構成の簡略化して示す斜視図である。 第1ステージ15の構成を簡略化して示す正面図である。 検出用の光18の照射領域21と、受光部20とを示す平面図である。 本発明の実施の一形態である受光素子の検査方法を示すフローチャートである。 受光領域19の出力と走査時刻との関係を示すグラフである。 検査用の光12を走査する走査手段の他の構成を簡略化して示す斜視図である。 第2レーザ14の照射領域21と、2つの受光部20とを示す平面図である。 2つの受光素子11が電気的に接続される電気回路図である。 図10におけるオペアンプ42の出力と、走査時刻との関係を示すグラフである。 従来の技術の受光素子の検査方法に用いられる検査装置1を簡略化して示すブロック図である。
符号の説明
10 受光素子の検査装置
11 受光素子
12 検査用の光
13 第1レーザ
14 第2レーザ
15 第1ステージ
16 第2ステージ
17 CPU部
18 位置決め機構
19 受光領域
20 受光面部
21 照射領域
28 第1軸ガルバノミラー
29 第2軸ガルバノミラー
30 ボールねじ

Claims (9)

  1. 複数の受光領域を有する受光部を備える受光素子を検査する方法であって、
    走査方向に垂直な幅方向に関して、受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有する検査用の光を、走査方向へ走査して照射し、
    各受光領域における受光量を求めることを特徴とする受光素子の検査方法。
  2. 各受光領域が複数の列方向に並んで配置される受光部を備える受光素子を検査する方法であって、
    検査用の光を各列方向へ走査して照射し、
    各列方向への走査毎に、各受光領域における受光量を求めることを特徴とする請求項1に記載の受光素子の検査方法。
  3. 検査用の光を一定速度で走査させることを特徴とする請求項1または2記載の受光素子の検査方法。
  4. 幅方向に関して、受光部の寸法に2つの受光領域の寸法を加えた寸法の照射領域を有する検査用の光を照射することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の受光素子の検査方法。
  5. 各列方向に関して、各受光領域における受光量を比較することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の受光素子の検査方法。
  6. 検査用の光をガルバノミラーによって走査することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の受光素子の検査方法。
  7. 検査用の光をボールねじを用いて走査することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の受光素子の検査方法。
  8. 請求項1〜7に記載の受光素子の検査方法によって検査されたことを特徴とする受光素子。
  9. 複数の受光領域を有する受光部を備える受光素子を検査する装置であって、
    走査方向に垂直な幅方向に関して、受光部の寸法よりも大きい寸法の照射領域を有する検査用の光を照射する照射手段と、
    検査用の光を走査方向へ走査する走査手段と、
    各受光領域における受光量を求める演算手段とを含むことを特徴とする受光素子の検査装置。
JP2004248607A 2004-08-27 2004-08-27 受光素子の検査方法 Pending JP2006066708A (ja)

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