JP4683267B2 - Solid-state image sensor inspection system - Google Patents
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Description
本発明は固体撮像素子検査システムに関するものであり、詳しくは、検査機能の拡張にも容易に対応できて全体の検査時間を短縮でき、検査状況を効率よく把握認識できる固体撮像素子検査システムに関するものである。 The present invention relates to a solid-state image sensor inspection system, and more particularly to a solid-state image sensor inspection system that can easily cope with expansion of inspection functions, shorten the entire inspection time, and can efficiently grasp and recognize the inspection status. It is.
特許文献1には、カラー固体撮像素子の検査を短時間で行うことができる装置の構成が開示されている。 Patent Document 1 discloses a configuration of an apparatus capable of inspecting a color solid-state imaging device in a short time.
特許文献2の図1には、半導体ウエハの外観検査装置を構成するモニタに表示されるGUIの一例が開示されている。
FIG. 1 of
CCD,CMOSなどの固体撮像素子は、例えばデジタルカメラの撮像素子として用いられているが、表示解像度の高分解能化の要求に伴って高集積化が進んでいる。特にCMOS固体撮像素子は、従来のCMOSの製造工程を転用できるという利点もある。 Solid-state imaging devices such as CCDs and CMOSs are used as imaging devices for digital cameras, for example, and higher integration is being promoted with the demand for higher display resolution. In particular, the CMOS solid-state imaging device has an advantage that a conventional CMOS manufacturing process can be diverted.
図3は、固体撮像素子とその良否検査を行う検査方法を説明するための概念構成例図である。図において、固体撮像素子1は、カラーフィルタ2と光電変換部3とで構成されている。
FIG. 3 is a conceptual configuration diagram for explaining a solid-state imaging device and an inspection method for performing a quality inspection thereof. In the figure, the solid-state imaging device 1 is composed of a
カラーフィルタ2は、複数のG1カラーフィルタ、Bカラーフィルタ、Rカラーフィルタ、G2カラーフィルタから構成されている。G1カラーフィルタとG2カラーフィルタは緑色の光を透過するが、特性が異なっているため区別される。BカラーフィルタとRカラーフィルタは、それぞれ青色と赤色の光を透過する。
The
光電変換部3は、G1カラーフィルタ、Bカラーフィルタ、Rカラーフィルタ、G2カラーフィルタに対向配置して、光電変換素子PDHV(H,V:整数)を設ける。この光電変換素子PDHVは、G1カラーフィルタ、Bカラーフィルタ、Rカラーフィルタ、G2カラーフィルタにより、色覚を持ったセンサとなる。 The photoelectric conversion unit 3 is disposed to face the G1 color filter, the B color filter, the R color filter, and the G2 color filter, and is provided with a photoelectric conversion element PD HV (H, V: integer). This photoelectric conversion element PD HV becomes a sensor with color vision by the G1 color filter, the B color filter, the R color filter, and the G2 color filter.
光源4は、一定照度で均一白色の光を固体撮像素子1に照射する。
The
このような構成において、光源4が一定照度で均一白色の光を一定時間にわたって固体撮像素子1に照射すると、光電変換部3の光電変換素子PDHVに蓄積される電荷量は一定とならず、光電変換素子PDHVの上に装着されるカラーフィルタ2の各カラー毎に異なる。これは装着されているカラーフィルタ2の各カラー毎の分光透過特性が異なるためであって、光電変換素子PDHVで変換される電荷量はカラーフィルタ2の分光特性に依存した量となる。
In such a configuration, when the
このような固体撮像素子1の良否検査には、各カラー毎に分離して行う方法と、全てのカラーを混在させたグレー画像として行う方法がある。各カラー毎に分離した特性検査が必要な場合には、特許文献1に記載されているように、固体撮像素子1より得た画像データをカラー別に振り分けて、カラーフィルタに対応する光電変換素子PDHV毎に演算処理を行う。 Such a quality inspection of the solid-state imaging device 1 includes a method of performing separation for each color and a method of performing a gray image in which all colors are mixed. When a characteristic inspection separated for each color is necessary, as described in Patent Document 1, image data obtained from the solid-state imaging device 1 is sorted according to color, and the photoelectric conversion device PD corresponding to the color filter. Arithmetic processing is performed for each HV .
これに対し、グレー画像として扱う場合には、固体撮像素子1より得た全画像データをカラー別に振り分けることなく、画像演算処理の対象とする。 On the other hand, in the case of handling as a gray image, all image data obtained from the solid-state imaging device 1 is subjected to image calculation processing without being sorted by color.
図4は、このような従来の固体撮像素子検査システムの一例を示すブロック図である。図4において、検査対象である固体撮像素子1は、DUTボード5に載置され電気的に接続される。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of such a conventional solid-state image sensor inspection system. In FIG. 4, the solid-state imaging device 1 to be inspected is placed on and electrically connected to a
CPU6は、操作設定部7から設定入力される検査対象とする固体撮像素子1の仕様規格に対応した検査プログラムに基づいて、固体撮像素子検査装置全体の動作を統括制御する。
The
光源駆動制御部8は、CPU6から入力される検査対象とする固体撮像素子1の仕様規格に対応した制御信号に基づき、光源4を点灯駆動する。
The light source
素子駆動制御部9は、CPU6から入力される検査対象とする固体撮像素子1の仕様規格に対応した制御信号に基づき、固体撮像素子1を駆動するための直流信号や駆動クロックを供給する。固体撮像素子1を駆動している状態で固体撮像素子1に光源4の出力光が照射されることにより、固体撮像素子1から画像データが出力される。
The element drive control unit 9 supplies a DC signal and a drive clock for driving the solid-state image sensor 1 based on a control signal corresponding to the specification standard of the solid-state image sensor 1 to be inspected input from the
固体撮像素子1から出力される画像データは、A/D変換器10によりデジタルデータに変換される。A/D変換器10で変換されたデジタルデータは、データメモリ11に格納される。
Image data output from the solid-state imaging device 1 is converted into digital data by the A /
データメモリ11に格納された画像データは、DMAC(ダイレクトメモリアクセスコントローラ)12を介して、画像処理メモリ13に転送される。
The image data stored in the data memory 11 is transferred to the
DSP14は、CPU6から入力される検査対象とする固体撮像素子1の仕様規格に対応した制御信号に基づき、画像処理メモリ11に転送された画像データに対して所定の画像演算処理を行い、処理結果をCPU6に出力する。
The DSP 14 performs predetermined image calculation processing on the image data transferred to the image processing memory 11 based on the control signal corresponding to the specification standard of the solid-state imaging device 1 to be inspected, which is input from the
CPU6は、DSP14から入力される処理結果に基づき検査対象とする固体撮像素子1の良否判定を行う。検査対象とする固体撮像素子1の処理結果や判定結果は、CPU6を介して表示部15に表示される。
The
このような検査装置を構成するDSP14の画像演算処理によれば、例えばドット欠陥検査などの固体撮像素子1に対する標準的な検査処理は行えるが、本来は検査者の主観的判断に基づく官能検査項目に属する「しみ」や「むら」などは、一般にはDSP14の画像演算処理に含まれていないことが多い。
According to the image calculation processing of the
そこで、検査装置導入後において、固体撮像素子1を製造する検査装置のユーザーが、これら「しみ」や「むら」などのDSP14の画像演算処理に含まれていないその他の検査を希望する場合には、DSP14の画像演算処理の他に、検査装置の画像データや検査データを外部の画像評価手段に入力してこれらその他の検査を行わなければならないことがある。
Therefore, after the inspection apparatus is introduced, when the user of the inspection apparatus that manufactures the solid-state imaging device 1 desires other inspections that are not included in the image calculation processing of the
ところで、前述のような検査装置では、現在の検査状況をユーザーに知らせるのにあたり、検査対象とする固体撮像素子1のウエハマップやデータログを表示部15に表示させている。
By the way, in the inspection apparatus as described above, in order to inform the user of the current inspection state, the
このような構成の固体撮像素子検査装置では、固体撮像素子からの画像を取得して画像検査を行っているが、検査装置側の原因でエラーが起こった場合には、その原因追求のために検査が完了した際に保存されている画像を見ることになる。そのためには、画像が保存されている場所等を見つけ、ツールを利用して画像を開かなければならず、かなりの工数がかかってしまう。 In the solid-state image sensor inspection device having such a configuration, an image from the solid-state image sensor is acquired and image inspection is performed. If an error occurs due to a cause on the inspection device side, the cause is pursued. When the inspection is completed, the stored image is viewed. For this purpose, it is necessary to find a place where the image is stored and open the image using a tool, which takes a considerable amount of man-hours.
本発明は、このような従来の問題点を解決するものであり、その目的は、検査機能の拡張にも容易に対応できて全体の検査時間を短縮でき、検査状況を効率よく把握認識できる固体撮像素子検査システムを提供することにある。 The present invention solves such a conventional problem, and its purpose is to be able to easily cope with the expansion of the inspection function, shorten the entire inspection time, and efficiently grasp and recognize the inspection state. An object of the present invention is to provide an image sensor inspection system.
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
固体撮像素子検査装置に画像処理部と前記固体撮像素子検査装置から入力される画像データに基づく画像をリアルタイムで表示する表示部を含むリアルタイムモニタが接続される固体撮像素子検査システムであって、
前記画像処理部は、ネットワークを介して相互に接続され、高精細な画像処理検査を高速に実行する機能を有し、複数個の固体撮像素子チップそれぞれに対応するように設けられた複数の画像処理ユニットを含み、
前記リアルタイムモニタは、データ分離部と表示画面生成部と表示部とで構成され、前記データ分離部は前記ネットワークを介して前記固体撮像素子検査装置及び前記画像処理部から転送されてくる画像データ及び測定結果を分離して前記表示画面生成部に入力し、前記表示画面生成部はこれら分離された画像データ及び測定結果を適宜組み合わせて前記表示部に表示すべきリアルタイム画像、データログ表示及びウエハマップの表示画面を生成することを特徴とする。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
A solid-state imaging device inspection system to which a real-time monitor including a display unit that displays an image based on image data input from the image processing unit and the solid-state imaging device inspection device in real time is connected to the solid-state imaging device inspection device,
The image processing unit is connected to each other via a network, has a function of executing high-definition image processing inspection at high speed, and a plurality of images provided to correspond to each of the plurality of solid-state image sensor chips. Including a processing unit,
The real-time monitor includes a data separation unit, a display screen generation unit, and a display unit, and the data separation unit includes image data transferred from the solid-state imaging device inspection device and the image processing unit via the network. The measurement results are separated and input to the display screen generation unit, and the display screen generation unit appropriately combines the separated image data and measurement results to be displayed on the display unit, a real-time image, a data log display, and a wafer map The display screen is generated .
請求項2記載の発明は、請求項1記載の固体撮像素子検査システムにおいて、
前記表示部は、前記固体撮像素子検査装置から入力される画像データに基づく画像とともに、画像処理ユニットにおける画像処理結果に基づく測定対象である固体撮像素子のウエハマップを表示する。
The invention described in
The display unit displays a wafer map of a solid-state image sensor which is a measurement target based on an image processing result in an image processing unit, together with an image based on image data input from the solid-state image sensor inspection apparatus.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の固体撮像素子検査システムにおいて、
前記表示部は、さらに、測定対象である固体撮像素子のデータログを表示することを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the solid-state imaging device inspection system according to
The display unit further displays a data log of a solid-state imaging device that is a measurement target.
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の固体撮像素子検査システムにおいて、
前記各画像処理ユニットは画像縮小処理部を備え、前記表示部に画面表示領域に適切なサイズに縮小された画像を出力することを特徴とする。
The invention according to
Each of the image processing units includes an image reduction processing unit, and outputs an image reduced to an appropriate size in a screen display area on the display unit .
請求項5記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の固体撮像素子検査システムにおいて、
前記表示部の一部に前記各画像処理ユニットの動作状態を表示することを特徴とする。
The invention according to
The operation state of each image processing unit is displayed on a part of the display unit .
本発明によれば、検査機能の拡張にも容易に対応できて全体の検査時間を短縮でき、検査状況を効率よく把握認識できる固体撮像素子検査システムが実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a solid-state imaging device inspection system that can easily cope with the expansion of the inspection function, shorten the entire inspection time, and can efficiently grasp and recognize the inspection state.
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の一実施例の主要部を示すブロック図であり、図4と共通する部分には同一の符号を付けている。図1において、DUTボード5には、固体撮像素子1から出力される画像データをデジタルデータに変換するA/D変換器10、A/D変換器10で変換されたデジタルデータを格納するデータメモリ11、データメモリ11に格納された画像データを外部の画像処理部19に転送する画像データ転送部17が実装されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the main part of one embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG. In FIG. 1, a
検査装置18は、CPU6と操作設定部7と光源駆動制御部8と素子駆動制御部9とで構成されている。ここで、検査装置18を既存のLSI試験装置と比較すると、光源駆動制御部8はテストパターン発生部に対応し、素子駆動制御部9はDUT駆動制御部に対応するものであって、比較的簡単な変更を施すことで既存のLSI試験装置を検査装置18として転用できる。
The
画像データ転送部17から出力される画像データは、画像処理部19を構成する各チップに対応した複数の画像処理ユニット201〜20nに入力されている。
The image data output from the image
画像処理部19は、複数の画像処理ユニット201〜20nと制御ユニット21とスイッチングハブ22とで構成されている。これら複数の画像処理ユニット201〜20nと制御ユニット21とスイッチングハブ22は、例えば1GBASEイーサネット(登録商標)のような高速の専用ネットワーク23を介して相互に接続されている。
The image processing unit 19 includes a plurality of
画像処理ユニット201〜20nは、本来は検査者の主観的判断に基づく官能検査項目に属する「しみ」や「むら」などの検査装置18には組み込まれていない高精細な画像処理検査を高速に実行する機能を有するものであり、複数n個の固体撮像素子チップそれぞれに対応するように複数n個が設けられている。
The
各画像処理ユニット201〜20nは、DMAC(ダイレクトメモリアクセスコントローラ)241〜24n、画像処理メモリ251〜25n、画像処理演算部261〜26n、画像転送部271〜27nなどで構成されている。画像処理演算部261〜26nには、それぞれが独立して画像処理を行う画像処理プログラムが実装されている。
Each of the
制御ユニット21は、固体撮像素子検査装置18と画像処理ユニット201〜20nとの間での各種信号の授受を制御する機能を有するものである。
The
検査装置18と画像処理部19は、例えば100BASEイーサネット(登録商標)のような汎用のネットワーク28を介して相互に接続されている。このネットワーク28は例えば工場基幹ネットワークを構築するものであり、固体撮像素子検査装置18から入力される画像データに基づく画像をリアルタイムで表示する表示部を含むリアルタイムモニタ29も接続されている。
The
図2は、リアルタイムモニタ29の具体例を示すブロック図である。リアルタイムモニタ29は、データ分離部30と表示画面生成部31と表示部32とで構成されている。表示部32には、リアルタイム画像表示部33と、データログ表示部34と、ウエハマップ表示部35が設けられている。リアルタイムモニタ29には、システム操作選択部36が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the real-
データ分離部30は、ネットワーク28を介して固体撮像素子検査装置18および画像処理部19から転送されてくる画像データ及び測定結果を分離し、表示画面生成部31に入力する。表示画面生成部31は、これら分離された画像データ及び測定結果を適宜組み合わせて、表示部32に表示すべきリアルタイム画像、データログ表示およびウエハマップの表示画面を生成する。
The
このように構成される固体撮像素子検査システムの動作を説明する。
CPU6は、操作設定部7で設定されるテスト項目に応じて、所定のテストパターンで光源駆動制御部8および素子駆動制御部9を動作させるとともに、検査結果の良否判定を行うための期待パターンの内部設定なども行う。
The operation of the solid-state imaging device inspection system configured as described above will be described.
The
固体撮像素子1から入射光に応じて出力される画像データは、A/D変換器10でデジタルデータに変換されてデータメモリ11に格納される。データメモリ11に格納された画像データは、画像データ転送部17によって外部の画像処理部19を構成する複数の画像処理ユニット201〜20nに自動的に転送される。
Image data output from the solid-state imaging device 1 according to incident light is converted into digital data by the A /
各画像処理ユニット201〜20nでは、データメモリ11から転送される画像データをDMAC241〜24nが受け取り、各画像処理メモリ251〜25nに蓄える。各画像処理演算部261〜26nは各画像処理メモリ251〜25nに蓄えられている画像データに基づいて固体撮像素子1の各チップに対する官能検査を行い、その結果を各画像処理メモリ251〜25nに蓄える。
Each image processing unit 20 1 to 20 n, the image data transferred from the data memory 11 receives the DMAC24 1 ~24 n, stores the respective image processing memory 25 1 to 25 n. Each of the image
各画像転送部271〜27nは各画像処理メモリ251〜25nから画像データおよび官能検査結果を取得し、制御ユニット21とスイッチングハブ22を介して固体撮像素子検査装置18およびリアルタイムモニタ29へ自動的に転送する。
The
固体撮像素子検査装置18のCPU6は、各画像処理メモリ251〜25nから固体撮像素子1の各チップの画像データを取得し、検査結果の良否判定を行う。
The
リアルタイムモニタ29は、固体撮像素子検査装置18の検査結果、画像処理部19から転送された画像データおよび官能検査結果を取得し、固体撮像素子1のリアルタイム画像、データログおよびウエハマップを適切に表示する。すなわち、固体撮像素子1の各チップについてテスト中に撮像される画像データをリアルタイムに表示できる。
The real-
なお、上記一連の動作の中で、各画像転送部271〜27nは、リアルタイムモニタ29へ画像データを転送するのにあたり、リアルタイムモニタ29のリアルタイム画像表示部33の表示分解能(8bit表示、画像サイズ等)にあわせ、画像データを縮小間引き処理して転送する。
In the series of operations described above, the
これにより、ネットワークを流れる画像データ量を減らすことができ、画像データトラフィックを削減できる。画像データトラフィックの削減は、それらの削減分を各画像処理ユニット201〜20nへの命令伝達やその他のデータ転送に有効利用できることになり、システム全体の検査時間の短縮が図れる。
Thereby, the amount of image data flowing through the network can be reduced, and the image data traffic can be reduced. Reduction of the image data traffic, will be able to effectively use these reductions in the instruction transmission or other data transfer to the
また、操作設定部7からCPU6に検査対象とする固体撮像素子1の種別などをデータセット切替命令として設定入力することで、検査装置18上で動作するプログラムおよびパラメータだけではなく、検査装置18に接続される複数の画像処理ユニット201〜20nを駆動するためのソフトおよびパラメータも検査対象の種別に応じて自動的に切り替えて動作させることができる。
Further, by setting and inputting the type of the solid-state imaging device 1 to be inspected as a data set switching instruction from the
以上説明したように、本発明によれば、検査中の固体撮像素子1の画像をリアルタイムで表示するので、より簡単に早い段階でシステム起因で起こるエラー等を検出できる。 As described above, according to the present invention, since the image of the solid-state imaging device 1 under inspection is displayed in real time, an error caused by the system can be detected more easily at an early stage.
また、画像データ転送を行う際に、表示分解能にあわせてスケール変換や画像縮小などを行うので、画像データトラフィック負荷を減らすことができて検査時間のロスがなくなり、タクトタイムを遅らすことなく画像データをリアルタイムに見ることができる。 Also, when transferring image data, scale conversion and image reduction are performed in accordance with the display resolution, so the load on image data traffic can be reduced, there is no loss of inspection time, and image data is not delayed. Can be seen in real time.
また、固体撮像素子1のリアルタイム画像、データログおよびウエハマップを1台のモニタに表示することにより、作業者はそのモニタ画面を見るだけで、すべての情報を得ることが可能となる。 Further, by displaying the real-time image, data log, and wafer map of the solid-state imaging device 1 on one monitor, the operator can obtain all the information just by looking at the monitor screen.
イーサネット(登録商標)を利用して画像転送を行うため、ネットワークにつながっている汎用パソコンで画像データをリアルタイムに見ることが可能となり、専用モニタは不要になる。 Since image transfer is performed using Ethernet (registered trademark), image data can be viewed in real time on a general-purpose personal computer connected to the network, and a dedicated monitor becomes unnecessary.
さらに、複数の画像処理ユニット201〜20nを用いる場合、これらが正しく動作しているか否かを監視する表示画面をリアルタイムモニタ29の表示部32の一部に設けることにより、各画像処理ユニット201〜20nの動作状況を常にリアルタイムで確認することができる。
Further, when a plurality of
1 固体撮像素子
4 光源
5 DUTボード
6 CPU
7 操作設定部
8 光源駆動制御部
9 素子駆動制御部
10 A/D変換器
11 データメモリ
18 固体撮像素子検査装置
19 画像処理部
20 画像処理ユニット
21 画像処理制御部
22 スイッチングハブ
24 DMAC
25 画像処理メモリ
26 画像処理演算部
27 画像転送部
28 ネットワーク
29 リアルタイムモニタ
30 データ分離部
31 表示画面生成部
32 表示部
33 リアルタイム画像表示部
34 データログ表示部
35 ウエハマップ表示部
36 システム操作選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-
DESCRIPTION OF
25
Claims (5)
前記画像処理部は、ネットワークを介して相互に接続され、高精細な画像処理検査を高速に実行する機能を有し、複数個の固体撮像素子チップそれぞれに対応するように設けられた複数の画像処理ユニットを含み、
前記リアルタイムモニタは、データ分離部と表示画面生成部と表示部とで構成され、前記データ分離部は前記ネットワークを介して前記固体撮像素子検査装置及び前記画像処理部から転送されてくる画像データ及び測定結果を分離して前記表示画面生成部に入力し、前記表示画面生成部はこれら分離された画像データ及び測定結果を適宜組み合わせて前記表示部に表示すべきリアルタイム画像、データログ表示及びウエハマップの表示画面を生成することを特徴とする固体撮像素子検査システム。 A solid-state imaging device inspection system to which a real-time monitor including a display unit that displays an image based on image data input from the image processing unit and the solid-state imaging device inspection device in real time is connected to the solid-state imaging device inspection device,
The image processing unit is connected to each other via a network, has a function of executing high-definition image processing inspection at high speed, and a plurality of images provided to correspond to each of the plurality of solid-state image sensor chips. Including a processing unit,
The real-time monitor includes a data separation unit, a display screen generation unit, and a display unit. The data separation unit includes image data transferred from the solid-state imaging device inspection device and the image processing unit via the network, The measurement results are separated and input to the display screen generation unit, and the display screen generation unit appropriately combines the separated image data and measurement results to be displayed on the display unit, a real-time image, a data log display, and a wafer map A solid-state image sensor inspection system, characterized by generating a display screen .
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