JP2006349442A - Lighting system for inspecting solid state imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、固体撮像素子の特性及び品質検査のために、固体撮像素子に検査用の照明光を照射する固体撮像素子検査用照明装置に関する。 The present invention relates to a solid-state image sensor inspection illumination device that irradiates a solid-state image sensor with illumination light for inspection for characteristics and quality inspection of the solid-state image sensor.
固体撮像素子例えばCCDイメージセンサは、広く普及しているが、よりよい画質を得るため、さらなる高性能化が要求されている。高性能なCCDイメージセンサを開発及び製造するにあたっては、その特性や品質を調べるための検査が重要である。このような検査は、一般的には、検査用照明装置によって検査用の照明光を生成してCCDイメージセンサに照射し、このときのCCDイメージセンサの応答を調べることによって行われる。検査用照明装置は、光源から発された照明光を各種光学部品に透過させることにより、検査項目に応じた特性を有する検査用の照明光を生成する。 Solid-state imaging devices such as CCD image sensors are widely used. However, in order to obtain better image quality, higher performance is required. In developing and manufacturing a high-performance CCD image sensor, inspection for examining its characteristics and quality is important. In general, such inspection is performed by generating illumination light for inspection by an inspection illumination device and irradiating the CCD image sensor, and examining the response of the CCD image sensor at this time. The inspection illumination device generates illumination light for inspection having characteristics corresponding to the inspection item by transmitting the illumination light emitted from the light source to various optical components.
例えば、特許文献1に記載された検査用照明装置では、光源とCCDイメージセンサとの間に、それぞれ光透過率が異なるフィルタが挿入された複数の光路が設定されており、これらの複数の光路のうちいずれか1つを選択するように構成されている。1つの検査用照明装置で、照射する照明光の光量を違えた検査を行うことができる。 For example, in the inspection illumination device described in Patent Document 1, a plurality of optical paths in which filters having different light transmittances are inserted are set between a light source and a CCD image sensor. It is comprised so that any one may be selected. One inspection illumination device can perform inspection with different amounts of illumination light to be irradiated.
特許文献2に記載された検査用照明装置では、光源とCCDイメージセンサとの間の光路上に、検査用チャートと、この検査用チャートよりも下流側に配置されたアダプタとのいずれかを選択して挿入するように構成されている。アダプタには拡散板が備えられている。CCDイメージセンサをウエハの状態で検査する場合に、検査用チャートを投映して行う検査と、複数のCCDイメージセンサを一様に照明して行う検査との両方を行うことができる。
しかしながら、上記各特許文献に記載された検査用照明装置では、それぞれ2種類の照明光しか生成することができず、検査項目が少数に限られていた。仮に、特許文献1の構成で多種類の照明光を生成しようとすると、選択できる光路を増やさなければならず、装置が大型化してしまう。また、特許文献2の構成で多種類の照明光を生成しようとすると、多数の光学部品を光路に沿って配置することから光路長が長くなり、やはり装置が大型化してしまう。
However, each of the inspection illumination devices described in the above patent documents can generate only two types of illumination light, and the number of inspection items is limited. If it is going to generate | occur | produce many types of illumination light with the structure of patent document 1, the optical path which can be selected must be increased and an apparatus will enlarge. In addition, when trying to generate many types of illumination light with the configuration of
また、CCDイメージセンサの高性能化の要求に伴って、検査精度も高いレベルで要求されており、このため、検査用照明装置において、光路上に挿入される光学部品の位置決め精度が高いレベルで要求されるようになっている。特に、この光学部品の位置決めは、光路に対して直交する平面上ばかりでなく、光路に対して平行な方向でも要求される。例えば、シェーディングの影響を調べるため、光学部品として広角レンズや望遠レンズを用いて照明光の照射角度を変化させる場合があるが、この場合には、各レンズのピント調整、つまり光路に対して平行な方向での位置決めが必要になる。 In addition, along with the demand for higher performance of CCD image sensors, inspection accuracy is also required at a high level. For this reason, in inspection illumination devices, the positioning accuracy of optical components inserted in the optical path is at a high level. It has come to be required. In particular, the positioning of the optical component is required not only on a plane orthogonal to the optical path but also in a direction parallel to the optical path. For example, in order to investigate the influence of shading, the illumination angle of illumination light may be changed using a wide-angle lens or a telephoto lens as an optical component. In this case, focus adjustment of each lens, that is, parallel to the optical path Positioning in a different direction is required.
本発明では、多種類且つ良質な照明光を照射することができる小型な固体撮像素子検査用照明装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a small solid-state imaging device inspection illumination device capable of irradiating a wide variety of high-quality illumination light.
本発明は、固体撮像素子に検査用の照明光を照射する固体撮像素子検査用照明装置に関し、光源からの照明光を透過させて照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品と、前記複数種類の光学部品を保持する光学部品ホルダと、前記光学部品ホルダからいずれか1つの光学部品を選択して保持するハンドと、前記ハンドを変位させ、選択した光学部品を前記光源と前記固体撮像素子との間の光路上で位置決めするハンド変位機構とを備えたことを特徴とする。 The present invention relates to an illumination apparatus for inspecting a solid-state image sensor that irradiates a solid-state image sensor with illumination light for inspection, a plurality of types of optical components that transmit illumination light from a light source and change characteristics of the illumination light, and the plurality An optical component holder for holding a kind of optical component, a hand for selecting and holding any one optical component from the optical component holder, and displacing the hand, and selecting the selected optical component for the light source and the solid-state imaging device And a hand displacement mechanism for positioning on the optical path between the two.
前記ハンド変位機構は、前記ハンドを互いに直交する3軸方向で変位させるように構成されており、この3軸のうちの1軸は前記固体撮像素子の検査面に対して垂直な方向に延びていることが好ましい。 The hand displacement mechanism is configured to displace the hand in three axial directions orthogonal to each other, and one of the three axes extends in a direction perpendicular to the inspection surface of the solid-state imaging device. Preferably it is.
前記複数種類の光学部品には広角レンズ及び望遠レンズが含まれており、この各レンズが選択された場合には、前記ハンド及び前記ハンド変位機構により各レンズを前記垂直な方向に移動させてピント調整を行うことが好ましい。 The plurality of types of optical components include a wide-angle lens and a telephoto lens. When these lenses are selected, each lens is moved in the vertical direction by the hand and the hand displacement mechanism to focus. Adjustment is preferably performed.
本発明の固体撮像素子検査用照明装置によれば、光源からの照明光を透過させて照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品と、これら複数種類の光学部品を保持する光学部品ホルダと、この光学部品ホルダからいずれか1つの光学部品を選択して保持するハンドと、このハンドを変位させ、選択した光学部品を前記光源と前記固体撮像素子との間の光路上で位置決めするハンド変位機構とを備えたので、複数種類の光学部品の中から検査に応じたものを選択し、この選択した光学部品を的確な位置に高精度に位置決めすることができるため、多種類且つ良質な照明光を固体撮像素子に照射することができる。また、複数種類の光学部品は光学部品ホルダに並べられ、検査に応じた光学部品が取り出されて使用される構成であり、装置を小型化することができる。 According to the solid-state imaging device inspection illumination device of the present invention, a plurality of types of optical components that transmit illumination light from a light source to change the characteristics of the illumination light, and an optical component holder that holds the plurality of types of optical components, , A hand for selecting and holding any one optical component from the optical component holder, and a hand displacement for displacing the hand and positioning the selected optical component on the optical path between the light source and the solid-state imaging device Because it is equipped with a mechanism, it is possible to select one from a plurality of types of optical components according to the inspection, and to position the selected optical components at a precise position with high accuracy. Light can be applied to the solid-state imaging device. Further, a plurality of types of optical components are arranged in the optical component holder, and the optical components corresponding to the inspection are taken out and used, and the apparatus can be miniaturized.
ハンド変位機構を、ハンドを互いに直交する3軸方向で変位させるように構成し、この3軸のうちの1軸が固体撮像素子の検査面に対して垂直な方向に延びているようにすることで、選択した光学部品を前記垂直な方向に高精度に位置決めすることができる。特に、光学部品として広角レンズや望遠レンズを用いる場合には、各レンズのピント調整が高精度に行われる。 The hand displacement mechanism is configured to displace the hand in three axial directions orthogonal to each other, and one of the three axes extends in a direction perpendicular to the inspection surface of the solid-state imaging device. Thus, the selected optical component can be positioned with high accuracy in the perpendicular direction. In particular, when a wide-angle lens or a telephoto lens is used as an optical component, focus adjustment of each lens is performed with high accuracy.
図1に示すように、CCDイメージセンサ検査用照明装置(以下、照明装置)2は、照明光を発する光源光学系3と、照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品(各光学部品の詳細は後述する)と、これら複数種類の光学部品が載置される光学部品ホルダ4と、光学部品ホルダ4からいずれか1つの光学部品を選択して把持するハンド5と、このハンド5を位置決めするロボット(ハンド変位機構)6とを有している。以下の説明においては、X,Y,Z座標系を用いて方向を示す。
As shown in FIG. 1, a CCD image sensor inspection illumination device (hereinafter referred to as illumination device) 2 includes a light source
光源光学系3は、照明光を発する光源12を有している。この光源12の照明光照射方向下流側(Y軸マイナス側)には、順に、減光フィルタ円板13、カラーフィルタ円板14、拡散板15、ミラー16が配置されている。減光フィルタ円板13は、その周方向に沿って減光量が異なる複数の減光フィルタ13a,13b,13cを有し、回転によりいずれか1つの減光フィルタが光路上に配される。カラーフィルタ円板14は、その周方向に沿って透過色が異なる複数のカラーフィルタ14a,14b,14cを有し、回転によりいずれか1つのカラーフィルタが光路上に配される。減光フィルタ及びカラーフィルタは検査項目に応じて切り替えられる。拡散板15は、入射した照明光を均一にして出射させるものである。ミラー16は、拡散板15を出射した照明光を反射させ、照明光をZ軸マイナス方向へと進行させる。なお、図中一点鎖線で示すのが光路17である。
The light source
ミラー16に反射してZ軸マイナス方向へと進行した照明光は、複数種類の光学部品のうちいずれか1つの光学部品を透過してから、検査するCCDイメージセンサ20の検査面20aに照射される。光学部品としては、広角レンズ22、望遠レンズ23、検査用チャート24、及びパタンピンホール25がある。広角レンズ22及び望遠レンズ23は、照明光の照射角度を変化させるものであり、シェーディング等を検査する際に用いられる。なお、広角レンズ22のほうが照射角度が大きく(検査面20aに垂直な方向に対する角度が大きく)なる。検査用チャート24は、解像度を検査する際に用いられる。パタンピンホール25は、平板に2つの孔25aが形成されたものであり、CCDイメージセンサ20に塵埃が付着している場合に、この塵埃がマイクロレンズ上に付着したものか、感光部上に付着したものかを判断する際に用いられる。なお、光学部品は上記の4種に限られるものではない。
Illumination light reflected by the
これらの光学部品は、不使用時には、光学部品ホルダ4に載置されている。光学部品ホルダ4の上面には、各光学部品に対応させて溝部4a〜4dが形成されており、各光学部品はこの溝部4a〜4dに載置される。なお、前述した検査用チャート24には、角部に4本の脚部24aが設けられ、検査用チャート24が溝部4cに載置された状態であっても後述するハンド5によって把持され易い状態になっている。前述したパタンピンホール25にも、角部に4本の脚部25aが設けられている。
These optical components are placed on the optical component holder 4 when not in use.
ハンド5は、ハンド本体30と、このハンド本体30に設けられたグリップ31とから構成される。グリップ31は、グリップ31を閉じて対象物を把持する閉状態と、グリップ31を開いて対象物を放す開状態との2状態をとることができる。このグリップ31の駆動はハンド制御部32によって制御され、ハンド制御部32はシステム制御部33の指示に基づいて動作する。
The
ロボット6は、ハンド5をX,Y,Z軸方向の3軸方向で変位させて位置決めするものである。ロボット6は、X軸方向に延びるボールネジ35と、このボールネジ35を回転させるモータ36と、ボールネジ35に螺合する雌ネジ部が形成された移動ブロック37とを有している。移動ブロック37は、ボールネジ35の回転に伴って、図示しないガイドレールに沿って姿勢を保ってX軸方向で移動する。
The robot 6 positions the
ロボット6は、上記と同様の構成で、Y軸方向に延びるボールネジ38、モータ39、及び移動ブロック40を有するとともに、Z軸方向に延びるボールネジ41、モータ42、及び移動ブロック43を有している。移動ブロック40はY軸方向で移動し、移動ブロック43はZ軸方向で移動する。モータ39は移動ブロック37に固定され、モータ42は移動ブロック40に固定されている。
The robot 6 has the same configuration as described above, and includes a ball screw 38 extending in the Y-axis direction, a
前述したハンド5のハンド本体30は、移動ブロック43に固定されている。各モータ36,39,42の駆動はロボット制御部43によって制御され、ロボット制御部43はシステム制御部33の指示に基づいて動作する。
The hand body 30 of the
ロボット制御部43には、光学部品ホルダ4上の各光学部品の位置情報、及び検査するCCDイメージセンサ20の位置情報等が記録されたメモリ44が接続されており、このメモリ44から必要に応じて各情報を取得している。なお、視覚センサによって取得した画像データに基づいて、各光学部品等の位置情報を算出する構成であってもよい。
The
システム制御部33には、操作部45が接続されており、オペレータはこの操作部45を操作することにより、検査項目の選択等の各種設定を行うことができる。
An
以下、上記構成による作用について説明する。オペレータは、操作部45を操作して検査項目を選択する。選択した検査項目情報はシステム制御部33へと送られ、システム制御部33によって照明装置2の各部が制御される。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described. The operator operates the
オペレータがシェーディングの検査を行う項目を選択した場合を以下に説明する。シェーディングの検査を行う場合には、光学部品として広角レンズ22と望遠レンズ23とが用いられる。光源光学系3では、減光フィルタ円板13及びカラーフィルタ円板14が回転し、シェーディングの検査に応じた減光フィルタ及びカラーフィルタが設定される。
A case where the operator selects an item to be inspected for shading will be described below. When inspecting shading, a wide-
また、ロボット6が駆動してハンド5が移動するとともにハンド5が開閉し、ハンド5が光学部品ホルダ4の溝部4aに載置された広角レンズ22を把持する。ハンド5は、広角レンズ22を把持したまま、広角レンズ22の光軸が光路17の中心に一致する位置まで移動する。これにより、広角レンズ22がXY平面で位置決めされる。この後、ハンド5がZ軸方向で移動し、広角レンズ22がZ軸方向で位置決めされピントが調整される。
Further, the robot 6 is driven to move the
広角レンズ22が3軸方向で位置決めされると、光源12から照明光が発される。照明光は、各フィルタ及び拡散板15を透過した後、広角レンズ22を透過して照射角度が変化された状態で、CCDイメージセンサ20の検査面20aに照射される。そして、このときのCCDイメージセンサ20の応答が調べられる。
When the wide-
広角レンズ22を用いた検査を終えた後、望遠レンズ23を用いた検査が同様の手順で行われる。これにより、CCDイメージセンサ20のシェーディングの検査が完了する。
After the inspection using the wide-
シェーディングの検査を終えたCCDイメージセンサ20に対して、他の検査、例えば解像度の検査や塵埃の付着箇所を特定する検査などを行う場合には、ハンド5が他の光学部品を把持して、上記と同様の手順で検査が行われる。
When the
なお、検査するCCDイメージセンサが複数並べられている場合には、所定の光学部品を用いて複数のCCDイメージセンサに対して検査を行った後に、光学部品を交換し、再び複数のCCDイメージセンサに対して検査を行うような手順にしてもよい。 When a plurality of CCD image sensors to be inspected are arranged, after inspecting a plurality of CCD image sensors using predetermined optical parts, the optical parts are replaced, and a plurality of CCD image sensors are again used. The procedure may be such that an inspection is performed on the above.
なお、上記実施形態では、固体撮像素子はCCDイメージセンサであったが、例えばCMOSイメージセンサなど他のものであってもよい。 In the above-described embodiment, the solid-state imaging device is a CCD image sensor, but may be another device such as a CMOS image sensor.
上記実施形態では、ロボットは3軸を互いに直交させて組み合わせた直交座標系ロボットであったが、例えば複数のアームを連結させた3自由度の多関節ロボットであってもよい。また、上記実施形態では、ロボットは3自由度の構成であったが、特にZ軸方向での位置決めが重要でない場合には2自由度の構成であってもよい。 In the above embodiment, the robot is an orthogonal coordinate system robot in which three axes are orthogonally combined with each other. However, for example, a three-degree-of-freedom multi-joint robot in which a plurality of arms are connected may be used. In the above-described embodiment, the robot has a configuration with three degrees of freedom. However, when the positioning in the Z-axis direction is not important, a configuration with two degrees of freedom may be used.
上記実施形態では、ハンドは光学部品を把持する構成であったが、例えば光学部品を磁力により保持する構成であってもよい。 In the above embodiment, the hand is configured to grip the optical component, but may be configured to hold the optical component by magnetic force, for example.
2 CCDイメージセンサ検査用照明装置
4 光学部品ホルダ
5 ハンド
6 ロボット
20 CCDイメージセンサ
32 ハンド制御部
33 システム制御部
43 ロボット制御部
2 CCD image sensor inspection illumination device 4
Claims (3)
光源からの照明光を透過させて照明光の特性を変化させる複数種類の光学部品と、
前記複数種類の光学部品を保持する光学部品ホルダと、
前記光学部品ホルダからいずれか1つの光学部品を選択して保持するハンドと、
前記ハンドを変位させ、選択した光学部品を前記光源と前記固体撮像素子との間の光路上で位置決めするハンド変位機構とを備えたことを特徴とする固体撮像素子検査用照明装置。 In the solid-state image sensor inspection illumination device that irradiates the solid-state image sensor with illumination light for inspection,
Multiple types of optical components that change the characteristics of the illumination light by transmitting the illumination light from the light source,
An optical component holder for holding the plurality of types of optical components;
A hand that selects and holds any one optical component from the optical component holder;
An illumination device for inspecting a solid-state image sensor, comprising: a hand displacement mechanism for displacing the hand and positioning a selected optical component on an optical path between the light source and the solid-state image sensor.
The plurality of types of optical components include a wide-angle lens and a telephoto lens. When these lenses are selected, each lens is moved in the vertical direction by the hand and the hand displacement mechanism to focus. The solid-state imaging device inspection illumination device according to claim 2, wherein adjustment is performed.
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JP2005174751A JP2006349442A (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Lighting system for inspecting solid state imaging device |
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