JP5181174B2 - 光軸確認可能な光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、撮像素子の特性検査用の照明光を照射するのに用いられる光源装置に関する。

デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に利用されるＣＣＤ（charge
coupled device）やＣＭＯＳ（complementary metal oxide
semiconductor）等の固体撮像素子（イメージセンサ）は、ウエハ完成後や製品出荷前にその光電特性が正常か否かの検査が行われる。例えば、図１１は、ウエハに形成した撮像素子の光電特性を検査する装置の概略図を示しており、検査装置は、撮像素子Ｐを照明する光源装置１００と、ウエハＷをステージ１２２上に載置しつつ搬送するとともにプローブカード１２１を介して撮像素子Ｐからの電気出力信号を取り出すプローバ装置１２０と、プローバ装置１２０が取り出した信号を取得して素子特性検査するテスタ装置１４０と、を備えている。光源装置１００は、ハロゲンランプ等の光源１２と、光源からの光を照度分布の均一な光を生成する多数のレンズやフィルタを有した照明光学系１８と、照明光学系１８を通過した照明光を撮像素子Ｐに対して投影するように鏡筒１９内に配置される複数のレンズを有した投影光学系２０と、を含む光学系１４と、を有しており、撮像素子Ｐの受光面に均一な照明光を照射するようになっている。光源装置は、検査対象の撮像素子Ｐの受光面に対して照度分布が均一な光を照射する必要があるが、照明光の光軸と撮像素子の受光面との間にずれや傾きが生じると、正常な撮像素子であっても撮像素子が均一な光を受けることができず、テスタ装置への電気出力が不均一となる結果、不良品と判断してしまい正確な特性検査が行えない。

一方、特許文献１には、撮像素子の特性検査に際し、光源の光軸と撮像素子との水平方向の相対的な位置ずれを検出し、撮像素子を水平方向に位置補正して、照射位置ずれを補正する検査装置が開示されている。
特開２００２−１６４５２６号公報

しかしながら、特許文献１の検査装置では、光源からの光の光軸と撮像素子の受光面との水平方向の相対的なずれに対して補正する技術については開示されているが、光源から出射される照明光の光軸が水平に配置された撮像素子の受光面に対して傾いた状態で照射されていないか、すなわち光源から出射される照明光の光軸方向が適正か否かについては確認できなかった。例えば、図１１に示すような光源装置１００では、多数のレンズが配置されているが、レンズの配置に僅かなずれや傾きが生じていると、撮像素子に向けて出射される照明光の光軸が傾いてしまい、プローバ装置に適正に配置された撮像素子が均一な光を受けることができず、精度の高い特性検査が行えなくなってしまう。特に、画素数の大きい撮像素子では照明光のわずかな傾きが検査結果に大きく影響してしまう問題があった。よって、光源装置自体の光学系の光軸が適正であるかを確認し、特性検査に用いる光源装置として有効に適用できるものかどうかを確認したい要求が高まっている。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、光源装置の光軸の確認を簡便に精度良く行ってこれを保証し、対象物の特性検査を正確に実行できる信頼性の高い光源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、周囲を閉鎖し内部を暗部とした筐体１１と、筐体内に組み付けられる光源１２と、筐体１１内部に収容され光源１２からの光を照度分布が均一な平行光として外部へ投射するように平行光を生成するためのレンズ（２２、２４）を含む光学系１４と、光学系１４の出射側に配置され、光を逆方向に反射させて光源に向けて戻す反射装置であり、理想的な光軸に対して直交した反射面を有する反射装置３４と、筐体１１内において平行光生成のための光学系と反射装置３４との中間に挿脱可能に配置され反射光を受光する受光装置３２であって、光学系からの平行光を通過させる通過孔３６を有するプレート４０を含む受光装置３２と、反射装置３４からの反射光が当たる受光装置３２のプレート４０の裏面側にプレート４０の通過孔３８を囲む所要のマーキング表示（４４）を有し光軸が適正か否かを確認する光軸確認手段１６と、を含むことを特徴とする光源装置１０から構成される。

また、光学系１４は複数の単レンズが縦横マトリクス状に配置されたフライアイレンズ２４を含み、プレート４０は、フライアイレンズ２４の後方側に配置されると共に、同フライアイレンズ２４の光源側には光源からの通過光を所要の光束に拘束設定する光束設定装置（４６）が設けられていることとしてもよい。光束設定装置は、例えば、ピンホールからなることとしてもよい。

また、反射装置３４は、光学系１４の出射外部側に着脱可能に取り付けられる反射ユニット４２からなることとしてもよい。

また、少なくとも光学系１４は周囲を閉鎖された暗部内に収容されており、受光装置３２による反射光Ｒの受光状態を外部から確認する監視判定装置（６０）が設けられていることとしてもよい。

本発明の光源装置によれば、光源と、光源からの光を照度分布が均一な平行光として外部へ投射する光学系と、を含み、対象物の受光面に光軸を交差させる方向に光を照射して対象物の特性を検査する光源装置であって、装置自体の内部での光束の光軸が適正か否かを確認する光軸確認手段を備えたことから、例えば、光学装置の出荷時や撮像素子等の対象物の特性検査前に装置からの照射光の光軸が適正か否かを簡単に確認することができる結果、テスターやプローバ等との接続の精度が保証され、光源装置が特性検査に適用された際に高精度で検査を行うことが可能であり、信頼性の高い光源装置を供給することができる。

また、光軸確認手段は、光が通過する往路を確保する光路装置と、通過した光を逆方向に反射させる反射装置であり、光軸との直交面を有する反射装置と、その反射光を受光する受光装置と、を備えたことから、光軸確認手段を簡単な構造で具体的に実現できる。

また、光を通過する孔を有し、裏面側にその光の反射光を受光する受光面を有するプレートが設けられたことから、単純かつ簡単な構造で、光源装置の製造コストを高くすることなく具現できる。

また、裏面側の受光面には光の通過孔の周囲に光軸設定の正否を判定するマーキングが表示されている構成とすることにより、受光面においてマーキングと反射光の受光位置とを例えばカメラ像で見て比較して光軸設定が適正か否かを簡単に確認することができる。

また、光学系は複数の単レンズが縦横マトリクス状に配置されたフライアイレンズを含み、プレートは、フライアイレンズの往路光の進行方向に対して後方側に配置されると共に、同フライアイレンズの前方側には光源からの通過光を所要の光束に拘束設定する光束設定装置が設けられている構成とすることにより、光束を分割して均一化させるフライアイレンズが設置された光学系であっても、往路光を所要の光束に拘束設定することに伴って反射光の光束も拘束されることとなり、反射光の断面面積をある程度小さくして判別しやすくなり、これにより光軸確認を行いやすい。

また、反射装置は、光学系の出射外部側に着脱可能に取り付けられる反射ユニットからなることから、簡単に反射ユニットを取り付けて照明光の光軸確認を行えるとともに、対象物の特性検査時には反射ユニットを取り外して検査を行える。

また、少なくとも光学系は周囲を閉鎖された暗部内に収容されており、受光装置による反射光の受光状態を外部から確認する監視判定装置が設けられている構成とすることにより、光源以外の外乱光が光学系に入射されて生じるノイズ等や光学系へのほこり等の付着等を確実に防止して、対象物の特性検査用照射光を良好に得るとともに、受光面での反射光の受光状態を正確に把握することができ良好に光軸確認を行える。

以下添付図面を参照しつつ本発明の光軸確認可能な光源装置について説明する。本発明の光源装置は、光源と、光源からの光を照度分布が均一な光として外部へ投射する光学系と、を含み、対象物の受光面に光軸を交差させる方向に光を照射して対象物の特性を検査する光源装置であって、光軸確認手段を有しており、装置からの照明光の光軸が適正か否かを簡便に確認できる。

図１ないし図５は、本発明の光源装置の第１の実施形態を示している。なお、従来の光源装置１００と同一部材には同一符号を付して説明している。図１は、本実施形態に係る光源装置の概略説明図であり、本実施形態において、光源装置１０は、図１に示すように、光源１２と、光学系１４と、を含み、さらに、光軸確認手段１６を備えている。本実施形態に係る光学装置１０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の光電変換特性検査において、該撮像素子の受光面に光を照射するのに用いられる。

光源１２は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハロイドランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）等が用いられる。光学系１４は、光源１２から出射された光を照度分布が均一な光として外部へ投射し、さらに検査用の光として所要の光学条件を与えるものである。本実施形態では、光学系１４は、照明光学系１８と、投影光学系２０と、を含む。照明光学系１８は、複数のフィルタやレンズ群から構成されており、分光、均一化、光量調整等を行い、ある広がりを持った平行光として生成する。照明光学系１８は、撮像素子の特性検査に必要な光学条件を与える図示しないフィルタやレンズ等を含むフィルタ・レンズ群２２と、フライアイレンズ２４と、接続レンズ２６と、を含む。フィルタ・レンズ群２２は、例えば、赤・緑・青の各色カラーフィルタ、色温度変換フィルタ、ＮＤフィルタ、ウェッジフィルタ等のフィルタや、ホモジナイザ、コレクタレンズ等、その他集光又は分光、光量の調整、光束の平行化、光強度分布の均一化或いは赤、青、緑色等の光へ変換等を行う種々のフィルタ、レンズ等を組み合わせられており、所要の検査に応じて各フィルタ等を出し入れ、交換等される。フライアイレンズ２４は、複数の単レンズが縦横マトリクス状に配置されたレンズ体であり、フィルタ・レンズ群２２を通過してくる光束を分割し、光源の輝度むらを分散させ、照射面で一様な強度（照度）分布を得ることができる。なお、本実施形態では、フライアイレンズ２４の各単レンズの径は、例えば、約５ｍｍ程度に設定されている。接続レンズ２６は、フライアイレンズ２４で分散した光束を所定の照射範囲に導入して投影光学系２０に向けて出射させる。投影光学系２０は、鏡筒１９内に配置された複数のレンズ２１１、・・・、２１ｎからなる投影レンズを含み、照明光学系１８で所要の光学条件に調整された光束を平行光として外部（対象物）に向けて出射させる。本実施形態では、投影光学系２０は、投下ミラー２８を介して照明光学系１８から横方向に進む光束を下方に向けて反射され、この光を下方に向けて投影し出射する。なお、図上、一点鎖線は、照明光学系１８と投影光学系２０とを含む光学系１４における光軸、すなわち照射光の光軸のずれや傾きの無い理想的な光軸Ｌを表している。

本実施形態では、光源１２及び照明光学系１８と投影光学系２０とを含む光学系１４は、筐体１１内に組み付けられて１つの構造体としているとともに、筐体１１を介して周囲を閉鎖された暗部内に収容されており、光源１２以外の太陽光や室内照明、その他外乱光等の外部からの光が光学系中に入るのを防止している。

図１、図２に示すように、光軸確認手段１６は、光源装置１０において該装置１０自体の内部での光束の光軸、すなわち光学系１４の光軸が適正か否かを確認する光軸確認手段である。本実施形態では、光軸確認手段１６は、光が通過する往路を確保する光路装置３０と、光路装置３０を通過した光を反射する反射装置３４と、光路装置３０を通過した光の反射光を受光する受光装置３２と、を備えている。本実施形態では、光軸確認手段１６は、光源１２からフィルタ・レンズ群２２を通過してくる光を往路光Ｓとして光路装置３０に通過させ、該往路光Ｓが投影光学系２０を通過した後、反射装置３４を介して反射させて、該反射光Ｒを受光装置３２に受光させる。なお、図１、図２、図５上では、説明のために往路光Ｓや反射光Ｒはそれらの光軸のみ示している。

具体的には、光軸確認手段１６は、照明光学系１８中に配置され光を通過する通過孔３６と裏面側にその光の反射光Ｒを受光する受光面３８とを有したプレート４０と、反射装置３４として投影光学系２０の出射外部側に設置される反射ユニット４２と、を有している。本実施形態では、プレート４０は、光路装置３０及び受光装置３２として機能しており、通過孔３６を光路装置３０とするとともに受光面３８を受光装置３２として、これらを一体化して設けられている。反射ユニット４２は、照射光の理想的な光軸Ｌと直交な反射面４３を備えており、図５に示すように、光源からの往路光Ｓは、プレート４０の通過孔３６を通過して、鏡筒１９内の投影光学系２０を経て一旦外部に出射され、該投影光学系２０の出射外部側に取り付けられた反射ユニットの反射面４３を介して反射光Ｒが光路を折り返して光源側へ向けて逆に進むこととなる。例えば、光学系の光軸が理想的に設定されている場合には、反射光Ｒが往路光Ｓの光路と全く同一の光路で戻ることとなりプレート４０の裏面側から通過孔３６を通過して光源側へ進むため、基本的には受光面３８には反射光は現れない。一方、例えば、投影光学系中のレンズが傾いていることにより光軸に角度θの傾きが生じている場合には、反射ユニットの反射面４３に往路光Ｓが法線Ｎに対して角度θの傾きで入射されることとなり、反射の原理により反射光Ｒも法線Ｎに対して角度θで反射される。その結果、プレートの受光面３８で受ける反射光Ｒは適正な光軸の場合の位置より２θ分の傾きでずれて戻ることとなる。すなわち、光軸のわずかな傾きであっても２倍の角度として受光面３８に表示されることとなり、高精度で光軸の傾きを確認できる。よって、図３、図４にも示すように、プレート４０の受光面３８での反射光Ｒの受光位置と、往路光Ｓの通過位置（通過孔３６）或いは後述のマーキング４４と、を比較して、光軸の正否を簡便に判断できるようになっている。なお、光の回折等の現象が現れる場合には、それらを考慮して判断するとよい。

図１、図２に示すように、本実施形態では、プレート４０は、例えば、両面を黒く塗装されたアルミニウム等の金属製又はプラスチック等の合成樹脂製等の平板部材からなり、フライアイレンズ２４よりもやや大きく形成され、厚さが３ｍｍ程度で設けられている。プレート４０はフライアイレンズ２４の往路光Ｓの進行方向に対して後方側の位置に挿脱可能に、往路光Ｓの光軸に対して垂直に配置されている。なお、プレート４０は、往路光Ｓの進行方向に対して正対する面（光源１２側となる面）を表面とし、後方側となる面が裏面側となり該裏面側に受光面３８が形成されている。プレート４０の中心はフライアイレンズ２４の中心の単レンズの位置、すなわち照明光学系１８の光軸に対応した位置に一致しており、該プレート４０の中心に円形の通過孔３６が穿孔されている。通過孔３６の径の大きさは、例えば、４〜５ｍｍ程度に設定されており、大きくともフライアイレンズの１つの単レンズの径、例えば５ｍｍよりも小さく設定される。本実施形態では、通過孔３６は、フライレンズ２４の中心の単レンズを通過する光束のみを通過させる往路を確保する光路確保手段であるとともに、該通過孔３６の周囲のプレート板面部分が中心以外の他の単レンズを通過してくる光を遮る遮光手段となっている、また、プレート４０は、後述の光束設定用プレート４６の通過孔４８と協働して、光束を所定範囲に拘束設定する光束限定手段或いは絞りとしても機能する。これにより、光軸確認時には、往路光Ｓの光束の断面面積を比較的小さく設定することにより、反射光の光束の断面積を小さく設定し、反射光Ｒと往路光Ｓを区別させて光軸確認をしやすくできる。なお、通過孔３６は円形に限らず、例えば、三角形、四角形、その他任意の多角形、その他任意の形状の貫通孔でもよい。また、プレート４０の板厚や通過孔３６の大きさは任意に設定してもよい。また、通過孔の大きさが調整可能に設けられていても良い。

プレート４０の裏面側の受光面３８は、本実施形態では、例えば、上記のように黒く塗装された平面からなるので、反射光Ｒが明るく映るようになっており、該反射光の受光位置を例えば、目視やカメラ等で簡単に確認できる。すなわち、プレート４０は、光源１２からの往路光Ｓを遮光しつつ一部を通過させて通過孔３６の像を形成するとともに、反射した該像を写すスクリーンとなっている。この受光面３８に映る反射光Ｒの位置により、光軸の傾き角度及び傾き方向を判断することができる。図３、図４に示すように、受光面３８には、光を通過する通過孔３６の周囲に光軸設定の正否を判定するマーキング４４が表示されている。本実施形態では、マーキング４４は、円形の通過孔３６と同心で描かれた円形マークからなる。上述のように、光軸が理想的に設定されている場合には、反射光Ｒは通過光Ｓと同じ位置、すなわち通過孔３６の位置に戻ることとなるが、このマーキング４４は、光学系の光軸設定の許容誤差の範囲を示している。なお、光軸の設定に高精度が要求される場合には、例えば、円形マークの半径を小さくし、通過孔３６の径に近付ければよい。図３に示すように、マーキング４４の範囲円内に反射光Ｒが映る場合には、照射光の光軸設定が許容誤差の範囲内として適正であると判断される。一方、図４に示すように、マーキング４４の範囲円外に反射光Ｒの一部又は全体が映る場合には、照射光の光軸にズレや傾きが生じており、不適であると判断される。このようにして、光軸設定の正否を具体的に確認できる。なお、マーキング４４は、例えば、反射光Ｒの中心からの距離と傾き方向を簡単に測定できるように受光面３８に通過孔３６の中心を原点とするｘｙ平面のマス目を形成してもよい。また、通過孔３６の孔縁を光軸の正否を判定する基準（目印）としてもよい。また、受光面３８に光センサを配置してもよく、光軸が傾いている場合の反射光Ｒを受光検知した際に外部に音や光等で報知するようにしてもよい。また、プレートの裏面側に黒いフィルム等を貼り付けて受光面を形成してもよい。

図１に示すように、反射ユニット４２は、本実施形態では、通過光Ｓを反射してプレート４０の受光面３８に反射光Ｒを受光させるための反射手段３４である。反射ユニット４２は、上端側を開口しつつ下端側を閉鎖した有底短筒部材５０の中空内底部に、光学系１４の適正な光軸Ｌと直交する反射面４３を上面とする精度の保証された平面鏡５２が設置されている。反射ユニット４２は、短筒部材５０の上端側開口縁部に形成された外側に向けて張り出したフランジ部５１により、光学系の出射外部位置に直近して蓋状に覆い被さりながら該光学系の出射部を閉鎖しながら、筐体１１の外部側に着脱可能に配置される。短筒部材５０の内部は暗部として設けられており、光源からの光以外の外乱光等が入るのを防止する。反射ユニット４２は、照射光の光軸確認時に取り付けられ、撮像素子の特性検査の際には取り外されるように着脱自在に固定されればよく、例えば、ネジ止めや、筐体にフランジを受ける受凹部を設けたり、その他任意の着脱手段で取り付けられる。

さらに、本実施形態では、図１、図２に示すように、フライアイレンズ２４の往路光Ｓの進行方向の前方側には上記プレート４０と略同じ構成で通過孔４８を有する光束設定用プレート４６が挿脱自在に配置されている。光束設定用プレート４６は、例えば、プレート４０と同様に、両面を黒く塗装されたアルミニウム等の金属製又はプラスチック等の合成樹脂製等の平板部材からなり、フライアイレンズ２４よりもやや大きく形成され、厚さが３ｍｍ程度で設けられている。光束設定用プレート４６の中心はフライアイレンズ２４の中心の単レンズの位置、すなわち照明光学系１８の光軸に対応した位置に一致しており、該プレート４６の中心に、例えば、４〜５ｍｍ程度の直径の円形の通過孔４８が穿孔されている。撮像素子の検査時には、撮像素子の受光面に対応してある程度広がった照射範囲の光束を生成する必要があるが、図３に示すように、光軸確認手段１６による光軸の正否の確認時には、照射範囲すなわち光束の断面面積をある程度小さく設定した方が、反射光を受光面３８で確認しやすい。光束設定用プレート４６は、光源１２からの通過光（Ｓ）を所要の光束に拘束設定する光束設定装置であり、該光束設定用プレート４６が光束を分割するフライアイレンズ２４の前方側に光軸に対して垂直に立てて配置されて往路光Ｓを所要の光束に拘束設定することにより、フライアイレンズの中心の単レンズにのみ光束を入射するとともに、フライアイレンズ２４の他の単レンズに光が入射するのを防ぐ。これにより、往路光Ｓは、所要の光束で安定した出力を得ることができるとともに、往路光Ｓに応じた安定した反射光Ｒを得ることができる。なお、フィルタ・レンズ群２２中のある位置に光束設定用プレート４６を１つ又は複数個配置してもよい。また、通過孔４８は円形に限らず、例えば、三角形、四角形、その他任意の多角形、その他任意の形状の貫通孔でもよい。また、光束設定用プレート４６の板厚や通過孔４８の大きさは任意に設定してもよい。また、通過孔４８の大きさが調整可能に設けられていても良い。

なお、図６に示すように、光束設定用プレート４６を設けずにフライレンズ２４の後方にプレート４０を１枚配置した構造としてもよい。その際、通過孔３６を有するプレート４０単独で光束設定装置として機能し、往路光を所要の光束に拘束設定する。

また、図７、図８に示すように、光束設定用プレート４６、プレート４０は、例えば、種々のフィルタ等を光学系中に設置させるタレット５４，５６を介して支持されることで、光学系中に挿脱自在に設置されることとしてもよい。例えば、図８に示すように、光束設定用プレート４６は、赤色、青色、緑色等のカラーフィルタ５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂを変換するタレット５４に設けられているフィルタ等設置用の複数の貫通孔５４ａのうち１つの孔位置に支持させる。プレート４０も同様に、例えば、光量を調整するフィルタ５９を支持しつつそれらを変換するタレット５６に設けられている貫通孔５６ａのうち１つの孔位置に支持される。各タレット５４、５６には該タレットを回転駆動させる駆動モータ５５、５７が設けられており、タレット５４、５６を必要に応じて回転駆動させる。例えば、光軸確認時にはフライアイレンズ２４の前後に光束設定用プレート４６、プレート４０を配置させ、撮像素子の特性検査時にはフライアイレンズ２４の前後にフィルタ５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂ、５９や貫通孔等の位置を配置させる。

図１に戻って、筐体１１の内部には、プレート４０の裏面側の受光面３８による反射光Ｒの受光状態を外部から確認するカメラ６０等からなる監視判定装置が設けられている。例えば、カメラ６０は、筐体１１の内部に受光面３８に撮像方向を向けた状態で固定されており、図示しない出力線が筐体外部に引き出されてモニタに接続されている。そして、例えば、図３、図４に示すような受光面３８での反射光Ｒの受光状態を作業者が該モニタ等で確認できるようになっている。なお、カメラ等の監視判定装置を介さずに、筐体１１の一部又は全部を開口して該プレートの受光面３８を直接目で見て確認するようにしてもよいし、光学系を用いて受光面の像を確認してもよい。

次に、本実施形態に係る光源装置の作用を説明する。例えば、撮像素子の特性検査を行う前に光軸確認を行う際には、図１に示すように、照明光学系１４中のフライアイレンズ２４の前方側に光束設定用プレート４６、後方側にプレート４０を設置するとともに、投影光学系２０の出射外部側に反射ユニット４２を取り付けて、光軸確認手段１６を設定する。光源１２からフィルタ・レンズ群２２を通過する通過光Ｓは、光束設定用プレート４６で所要の光束に拘束されてフライアイレンズの中心の単レンズのみを通過し、後方側のプレート４０の通過孔３６を介して通過される。プレート４０の通過孔を通過した往路光Ｓは、投下ミラー２８で反射されて投影光学系２０を通過して外部に出射され、投影光学系２０の出射外部側に取り付けられた反射ユニット４２の反射面４３を介して反射され、光源側へ向けて反射光Ｒが進み、プレート４０の受光面３８での反射光Ｒの受光位置と、往路光Ｓの通過位置（通過孔３６）或いは後述のマーキング４４と、を比較して、光軸の正否を簡便に判断できる。例えば、照射光の光軸が理想的に設定されている場合には、反射光Ｒが往路光Ｓの光路と全く同一の光路で戻ることとなりプレート４０の裏側から通過孔３６を通過して光源側へ進むため、基本的には受光面３８には反射光は現れない。また、図３に示すように、マーキング４４の範囲円内に反射光Ｒが映る場合には、光学系の光軸設定が許容誤差の範囲内として適正であると判断される。一方、図４に示すように、マーキング４４の範囲円外に反射光Ｒの一部又は全体が映る場合には、照射光の光軸にズレや傾きが生じており、不適であると判断される。このように、プレート４０と、反射ユニット４２と、を含む光軸確認手段１６の各構成部材は、光源装置１０における光軸確認システム又は光軸確認構造を実現しており、必要に応じて該光源装置において光軸の正否を確認できる。そして、光軸の正否が確認できた後には、プレート４０、光束設定用プレート４６を光学系から離脱させるとともに、反射ユニット４２を取り外し、該光源装置１０の光軸が適正であれば、例えば、図１１に示すように、従来の光源装置と同様に、撮像素子Ｐが固定されたウエハＷが設置されるプローバ装置１２０の上方にセットして、ウエハにプローブカード１２１を接続し、光源装置からの照度分布が均一化された照射光を撮像素子の受光面に照射してその出力をテスタ装置１４０に取り出して、撮像素子の特性検査を有効に行える。これにより、光軸確認手段１６を介して光源装置１０の光学系１４の光軸すなわち装置自体の内部での光の光軸が適正か否かを確認できることにより、光源装置を撮像素子の特性検査に用いる際に高精度で検査でき、信頼性の高い光源装置を得ることができる。なお、光源装置１０は、周知の撮像素子等の特性検査用の光源装置に、上記したようなプレートや反射鏡ユニット等を含む光軸確認手段１６を取り付けて、本実施形態に係る光源装置を製造することとしてもよい。

次に、図９、図１０を参照しつつ本発明の光源装置の第２の実施形態について説明する。第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、光源装置１０は、略同一構成をしており、反射装置３４の構成が異なる。本実施形態では、反射装置３４は、上記実施形態の反射ユニット４２に代えて、例えば、プローバ装置１２０のウエハＷが設置されるステージ１２２上に設置されるウエハ状反射ユニット６２が用いられる。すなわち、本実施形態では、光軸確認手段１６は、プレート４０と、光束設定用プレート４６と、ウエハ状反射ユニット６２と、を含む構成となっている。ウエハ状反射ユニットは、ステージ１２２に着脱自在に設置されるようになっており、上面側に平面な反射面６３が形成されている。これにより、光源装置１０の光学系１４の光軸と、プローバ装置のステージ１２２の載置面、すなわち、ステージに載置されるウエハ上の撮像素子の受光面と、の相対的な傾きを判断することができる。よって、例えば、プローブ装置１２０のステージ１２２側の水平性が確保されている状態であれば、上記実施形態同様に、図６に示す態様と同様に、光源装置１０の光学系１２の光軸の傾きを確認できる。一方、例えば、上記実施形態での反射ユニット４２を用いて、光源装置１０の光学系１２の光軸の正否を確認した後に、反射ユニット４２を取り外して、プローブ装置１２０のステージ１２２に上記ウエハ状反射ユニット６２を設置して光軸確認を行うことで、ステージ１２２側の傾きを確認することができる。この場合、図１０に示すように、ステージ側１２２のウエハ状反射ユニット６２が角度θの傾きが生じている場合には、ウエハ状反射ユニット６２で反射される反射光Ｒが２θ傾くこととなり、プレート４０の受光面３８に受光され、該受光面３８における反射光Ｒの位置と通過孔３６との位置を比較して、ステージ１２２の傾きが許容範囲であるか否かを確認できる。なお、撮像素子を備えたパッケージを搬送するハンドラに反射装置をセットしてもよい。また、光源装置が光を照射する対象物を設置する他の装置に、該対象物の代わりに対象物状反射ユニットを設置することで、光源装置の光学系の光軸と他の装置との傾きを確認することができる。したがって、対象物の特性検査に先立って光軸等の正否を確認することで、高精度で信頼性の高い特性検査を行える。

以上説明した本発明の光源装置は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。

本発明の光源装置は、例えば、撮像素子の光電特性検査等の照明光源として用いられる。

本発明の光源装置の第１の実施形態の概略説明図である。 図１の光源装置の一部を簡略して示す要部拡大図である。 図１の光源装置のプレートの受光面の説明図及び光学系の光軸が適正である場合の受光面における反射光の受光状態を表す説明図である。 光学系の光軸が適正でない場合の受光面における反射光の受光状態を表す説明図である。 図１の光源装置の光軸確認手段の概略を示す説明図である。 他の実施形態の光源装置の要部概略説明図である。 他の実施形態の光源装置の要部概略説明図である。 図７のＡ−Ａ線矢視の要部概略図である。 本発明の光源装置の第２の実施形態の概略説明図である。 図９の光源装置の光軸確認手段の概略作用説明図である。 光源装置を用いて撮像素子の特性検査を行う際の概略説明図である。

１０ 光源装置
１２ 光源
１４ 光学系
１６ 光軸確認手段
１８ 照明光学系
２０ 投影光学系
２４ フライアイレンズ
３０ 光路装置
３２ 受光装置
３４ 反射装置
３６ 通過孔
３８ 受光面
４０ プレート
４２ 反射ユニット
４４ マーキング
４６ 光束設定用プレート
６０ カメラ

Claims (4)

1. 周囲を閉鎖し内部を暗部とした筐体と、
   筐体内に組み付けられる光源と、
   筐体内部に収容され光源からの光を照度分布が均一な平行光として外部へ投射するように平行光を生成するためのレンズを含む光学系と、
   光学系の出射側に配置され、光を逆方向に反射させて光源に向けて戻す反射装置であり、理想的な光軸に対して直交した反射面を有する反射装置と、
   筐体内において平行光生成のための光学系と反射装置との中間に挿脱可能に配置され反射光を受光する受光装置であって、光学系からの平行光を通過させる通過孔を有するプレートを含む受光装置と、
   反射装置からの反射光が当たる受光装置のプレートの裏面側にプレートの通過孔を囲む所要のマーキング表示を有し光軸が適正か否かを確認する光軸確認手段と、を含むことを特徴とする光源装置。
2. 光学系は複数の単レンズが縦横マトリクス状に配置されたフライアイレンズを含み、
   プレートは、フライアイレンズの後方側に配置されると共に、同フライアイレンズの光源側には光源からの通過光を所要の光束に拘束設定する光束設定装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 反射装置は、筐体の光学系の出射外部側に着脱可能に取り付けられる反射ユニットからなることを特徴とする請求項１又は２記載の光源装置。
4. 受光装置による反射光の受光状態を外部から確認する監視判定装置が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光源装置。

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