JP2006093270A - Apparatus and method for evaluating solid state imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は固体撮像素子の評価装置および評価方法に関する。 The present invention relates to a solid-state image sensor evaluation apparatus and evaluation method.
固体撮像素子のマルチメディア用途への進出が目覚ましく、特にデジタルスチルカメラ用固体撮像素子では小型化、高画素化、多機能化の要求はますます高まっている。 Solid-state image pickup devices have made remarkable progress in multimedia applications, and the demand for downsizing, high pixel count, and multi-functionality has been increasing especially for solid-state image pickup devices for digital still cameras.
従来、固体撮像素子の電気的特性を評価する場合、ウエハ状態でテスタにより自動評価を行い、組み立て後テスタまたは実装評価装置による官能検査により評価するのが一般的である。固体撮像素子は、電気的特性の中に画質に対する規定が設けられており、この規定を満足する製品を正確かつ迅速に評価することが必要である。 Conventionally, when evaluating the electrical characteristics of a solid-state imaging device, it is common to perform automatic evaluation by a tester in a wafer state, and to evaluate by sensory inspection using a tester or a mounting evaluation device after assembly. In the solid-state imaging device, provisions for image quality are provided in the electrical characteristics, and it is necessary to accurately and promptly evaluate products that satisfy the provisions.
近年、固体撮像素子の光学サイズの縮小化や、固体撮像素子を組み込む撮像装置の小型化とともに光学レンズと固体撮像素子との距離が縮まってきている。このため、実際の固体撮像素子において、その受光面の中央部分では平行光の成分が多く、周辺部分では斜め光の成分が多くなっている。 In recent years, the distance between the optical lens and the solid-state image sensor has been reduced along with the reduction in the optical size of the solid-state image sensor and the downsizing of the image pickup apparatus incorporating the solid-state image sensor. For this reason, in an actual solid-state image sensor, the central portion of the light receiving surface has a large amount of parallel light components, and the peripheral portion has a large amount of oblique light components.
従来の固体撮像素子の評価装置では、例えば特許文献1に記載されているように、平行光を照射する標準的な固体撮像素子の測定用光源に対して、プローブカード上に実際の固体撮像素子を用いた撮像装置で組み込まれるレンズ系と同じものまたは同様な光学特性を備えた光学系を配置するものが提案されている。特許文献1における固体撮像素子の評価装置を図に基づいて説明する。
In a conventional solid-state image sensor evaluation apparatus, as described in
図7に示すように、光源23には発光源23aと、発光源23aから出射された光を平行光に変換するレンズ23bとが設けられている。さらに、プローブカード21にはプローブ針21aが取り付けられており、このプローブ針21aを測定対象のウエハ10に形成された固体撮像素子の電極パッド(図示せず)に接触させることで信号の入出力を行う。また、図7に示す評価装置では、光源23から出射される平行光を受けて、ウエハ10に形成された固体撮像素子の受光面における中央部分から周辺部分へ向かうに従い受光面に対する垂直方向の光量より斜め方向の光量を強くする光学系21b、およびプローブカード21から得た電気信号に基づき所定の特性測定を行う回路を備えた測定用基板22を備えた構成となっている。
しかしながら上記従来技術では、光源23から出射される平行光を受けて、ウエハ10に形成された固体撮像素子の受光面における中央部分から周辺部分へ向かうに従い受光面に対する垂直方向の光量より斜め方向の光量を強くする光学系(主にレンズ)から入射できない大角度の斜め光や、複数方向からの斜め光によって個別(方向別)に特性評価ができない。
However, in the above prior art, the light parallel to the
本発明は、このような問題点を解決し、斜め光入射時の電気的特性を個別に評価することを可能とする固体撮像素子の評価装置および評価方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such problems and to provide an evaluation device and an evaluation method for a solid-state imaging device that can individually evaluate electrical characteristics when oblique light is incident.
前記の目的を達成するため、本発明は、プローブカード上の制御可能な電極に接続した発光源を、固体撮像素子の受光部に複数の角度で光を入射できるように複数配置して、電圧または電圧信号による制御信号でひとつずつ発光源を発光し、固体撮像素子から得られる画像信号を個別に演算処理する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of light emitting sources connected to controllable electrodes on a probe card so that light can be incident on a light receiving portion of a solid-state imaging device at a plurality of angles, Alternatively, the light emission source emits light one by one with a control signal based on a voltage signal, and an image signal obtained from the solid-state imaging device is individually processed.
本発明によれば、斜め光入射時の電気的特性を個別に評価することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to individually evaluate the electrical characteristics when oblique light is incident.
以下に、本発明における固体撮像素子の評価装置の実施の形態を図に基づいて説明する。 Embodiments of an evaluation apparatus for a solid-state image sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1はプローブカードおよびそれを含めた本発明の第1の実施形態の主要部の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a probe card and a first embodiment of the present invention including the probe card.
プローブカード21には、プローブ針21aが取り付けられており、このプローブ針21aを測定対象のウエハ10に形成された固体撮像素子の電極パッドに接触させることで信号の入出力を行い、それで得られる画像信号を取り込み、演算処理を行い、その演算結果をもって、特性評価を行っている。本実施形態では、ウエハ10に形成された固体撮像素子の受光面に対し、斜め方向から光を照射できるように定電圧または電圧信号により制御するために、プローブカード21上の端子に接続した発光源11が配置されている。本実施形態ではプローブカード21上に発光源11を配置しているが、測定基板上やまたはそれ以外のところに配置してもよく同様な効果が得られ、斜め方向から光を照射して特性評価を行うことができる。また、通常、固体撮像素子の品種によりプローブカードが対応するため、発光源11をプローブカード21上に配置することによって、固体撮像素子の品種毎に異なった配置が可能である。また発光源11に於いては、斜め光の入射角が一様になるように平行光が得られるものであれば適用可能であり、発光ダイオード、レーザー光源等が好ましい。
A
図2は本発明の第2の実施形態のプローブカードの上からみた平面図である。この第2の実施形態は、複数の発光源11(本実施形態では8個)およびこれらの発光源11とを電気的に接続する電極12を、プローブカード21上に円状に配置したものであり、8個の発光源11a〜11hが個別制御できるように構成されている。このプローブカード21を、図1に示す第1の実施形態と同様、測定基板と組み合わせ、ウエハ10に形成された固体撮像素子の電極パッドに接触させることによって信号の入出力を行い、それで得られる画像信号を測定器に取り込み、演算処理を行い、その演算結果をもって、特性評価を行う。そして、測定器からの制御信号により、固体撮像素子に対して各方向の発光源11a〜11hを個別に点灯し、個別に特性評価する。
FIG. 2 is a plan view of the probe card according to the second embodiment of the present invention as viewed from above. In the second embodiment, a plurality of light emitting sources 11 (eight in this embodiment) and
図3は本発明の第3の実施形態の主要部の断面図であり、複数の発光源11をプローブカード21平面から高さが異なる位置に、複数段配置したものである。図3の断面図では発光源11は6個であるが、平面方向は複数配置していることは言うまでもない。このプローブカード21を、図1に示す第1の実施形態と同様、測定基板と組み合わせ、ウエハ10に形成された固体撮像素子の電極パッドに接触させることで信号の入出力を行い、それで得られる画像信号を測定器に取り込み、演算処理を行い、その演算結果をもって、特性評価を行う。測定器からの制御信号により発光源を個別に点灯し、個別に特性評価する。それにより異なる平面方向、異なる入射角の斜め光での特性評価を個別に行うことができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the third embodiment of the present invention, in which a plurality of
図4は本発明の第4の実施形態の構成を示す断面図であり、垂直に光を照射するため光源23とプローブカード21とを組み合わせた構成を有している。図4(a)は図1に示す第1の実施形態または図2に示す第2の実施形態でのプローブカード21との組み合わせ、図4(b)は図3に示す第3の実施形態でのプローブカード21との組み合わせによる構成断面図である。便宜上、評価装置の全体構成を説明する図5を含めて説明する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention, which has a configuration in which a
図5は評価装置全体の模式図であり、評価装置1は、プローバー2と測定器3とを組み合わせた構成となっている。このうちプローバー2は、固体撮像素子が形成されたウエハ10の上に配置するプローブカード21と、プローブカード21を取り付ける測定用基板22と、固体撮像素子へ光を照射する光源23とから構成され、測定器3はプローバー2、測定用基板22および光源23を制御する制御系を備えた構成となっている。
FIG. 5 is a schematic diagram of the entire evaluation apparatus. The
また、図4に示すように、光源23には発光源23aと、発光源23aから出射された光を平行光に変換するレンズ23bとが設けられている。本実施形態における評価装置1で固体撮像素子の特性評価を行うには、先ず、評価対象となる固体撮像素子が形成されたウエハ10を図5に示すプローバー2にセットし、そのウエハ10の上方に測定用基板22およびプローブカード21を配置する。
As shown in FIG. 4, the
なお、このプローブカード21には、先に説明したような発光源が取り付けられているものとする。ここで光源23から固体撮像素子への光路をさえぎらないように、発光源11が配置されているのが条件となる。
It is assumed that the
次に、プローブカード21とウエハ10との位置合わせを行い、評価対象となる固体撮像素子の電極パッドにプローブ針21aを接触させ、ウエハ10上の固体撮像素子の受光部に光を照射した状態で、固体撮像素子の電極パッドから出力される電気信号(光電変換によって得られた信号)を予め電極パッドに接触させておいたプローブ針21aを介して取り込み、プローブカード21から測定用基板22へ送る。取り込まれた電気信号は測定値として測定用基板22から図5に示す測定器3に送られ、ここで所定の演算処理を行って特性評価を行う。
Next, the
次に、第4の実施形態における固定撮像素子からの出力信号を測定する工程について、図6を参照しながら説明する。まず図4に示す光源23の発光源23aからの光を、レンズ23bを介して平行光に変換して出射し、特性評価を行う(ステップ1,2)。ここで得られる特性評価値は従来の発光源に配置しないプローブカードでの特性評価値と同等である。次に制御信号により光源23を消灯状態または遮光状態にし、別の制御信号により発光源11群の一つ、例えば、最初に発光源11aを点灯させ、固体撮像素子の受光面に対して特定の方向からの斜め光を集中的に照射した状態(ステップ3)で、上記平行光と同様、測定器3に送り、所定の演算によって特性評価を行う(ステップ4)。さらに制御信号により発光源群中発光源を切り替えて点灯して同様の特性評価することで複数の方向からの斜め光の照射した状態での電気的特性を個別に特性評価することができる。同様に発光源11a〜11hを1つずつ点灯し、特性評価を個別に行う(ステップ3〜ステップ18)。
Next, the process of measuring the output signal from the fixed image sensor in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. First, the light from the light source 23a of the
以上説明したように、本発明は固体撮像素子の斜め光入射時の光学特性の測定および評価に有用である。 As described above, the present invention is useful for measuring and evaluating optical characteristics of a solid-state imaging device when oblique light is incident.
1 評価装置
2 プローバー
3 測定器
10 ウエハ
11,11a,11b,11c,11d,11e,11f,11g,11h (本発明での)発光源
21 プローブカード
21a プローブ針
21b (従来方法での)光学系
22 測定用基板
23 光源
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光源から光を照射して得られる画像情報と、前記発光源から光を照射して得られる画像情報を用いて評価を行うことを特徴とする固体撮像素子の評価方法。 A light source for irradiating light substantially perpendicularly to the light receiving surface of the solid-state image sensor to be evaluated, and a position that does not obstruct light irradiation from the light source to the solid-state image sensor, An evaluation method for a solid-state imaging device using an evaluation apparatus provided with a light emitting source for irradiating light from an oblique direction,
An evaluation method for a solid-state imaging device, wherein evaluation is performed using image information obtained by irradiating light from the light source and image information obtained by irradiating light from the light emitting source.
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JP2004274652A JP2006093270A (en) | 2004-09-22 | 2004-09-22 | Apparatus and method for evaluating solid state imaging device |
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KR101377168B1 (en) | 2007-07-23 | 2014-03-25 | 주식회사 코리아 인스트루먼트 | Apparatus for inspecting an image sensor and method for inspecting the same |
CN113805025A (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-17 | 均豪精密工业股份有限公司 | Photoelectric detection system and method for detecting crystal grains |
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