JPS60247142A - 光電素子検査用照明装置 - Google Patents
光電素子検査用照明装置Info
- Publication number
- JPS60247142A JPS60247142A JP59102809A JP10280984A JPS60247142A JP S60247142 A JPS60247142 A JP S60247142A JP 59102809 A JP59102809 A JP 59102809A JP 10280984 A JP10280984 A JP 10280984A JP S60247142 A JPS60247142 A JP S60247142A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- optical system
- lens
- illumination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
- H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は、固体撮像素子等の光電素子を検査するための
照明光学装置に関する。
照明光学装置に関する。
（発明の背景）
近来固体撮像素子の開発が進み、素子検査用の高性能の
照明光学系が必要になってきている。この照明光学系に
要求される性能の第１は照明光の均一性であり、第２に
は固体撮像素子の微細画素を精密に検査するための極め
て高解像の結像系を持つことである。そして、第３には
、照明光の明るさの可変、検査用パターンの切換え等の
機能を有し、これらの機能の変換が高速に行われること
である。照明光の均一性については、従来から、様々な
方法が試みられている。拡散板、積分球等を、用いる方
法や顕微鏡等の照明方式であるケーラー照明による方法
等が採られているが、これらだけでは基本的に固体撮像
素子の検査に適合した照度ムラ数パーセントという均一
照明を得ることは難しい。しかも、一般には光源の発光
照度分布の一様性は限られたものであるため、均一照明
のために照明光として用いる光束は極力狭い領域の光束
にしたいものであるが、この場合投影光学系の実質的開
口数Ｎ、＾、が小さくなって十分な解像性能を持つこと
が難しくなってしまう。即ち、照明の均一性と高解像と
は相反する関係にあり、両者を同時に満たすことは難し
いことであった。第３の高速化については各種光学素子
の小型化がまず必要であるが、照明光学系としても小型
に構成される必要がある。そして、半導体素子の各種の
検査のためには、均一照明のみならず高輝度のスポット
−照明も必要であり、これらの均一照明と高輝度スポッ
ト照明とを簡単且つ迅速に切換えることが望まれている
。さらに、この種の照明装置は固体撮像素子等の半導体
素子の製造ラインにおける一連の検査システムに組込ま
れるためには、装置全体としてより小型であることも望
まれている。
照明光学系が必要になってきている。この照明光学系に
要求される性能の第１は照明光の均一性であり、第２に
は固体撮像素子の微細画素を精密に検査するための極め
て高解像の結像系を持つことである。そして、第３には
、照明光の明るさの可変、検査用パターンの切換え等の
機能を有し、これらの機能の変換が高速に行われること
である。照明光の均一性については、従来から、様々な
方法が試みられている。拡散板、積分球等を、用いる方
法や顕微鏡等の照明方式であるケーラー照明による方法
等が採られているが、これらだけでは基本的に固体撮像
素子の検査に適合した照度ムラ数パーセントという均一
照明を得ることは難しい。しかも、一般には光源の発光
照度分布の一様性は限られたものであるため、均一照明
のために照明光として用いる光束は極力狭い領域の光束
にしたいものであるが、この場合投影光学系の実質的開
口数Ｎ、＾、が小さくなって十分な解像性能を持つこと
が難しくなってしまう。即ち、照明の均一性と高解像と
は相反する関係にあり、両者を同時に満たすことは難し
いことであった。第３の高速化については各種光学素子
の小型化がまず必要であるが、照明光学系としても小型
に構成される必要がある。そして、半導体素子の各種の
検査のためには、均一照明のみならず高輝度のスポット
−照明も必要であり、これらの均一照明と高輝度スポッ
ト照明とを簡単且つ迅速に切換えることが望まれている
。さらに、この種の照明装置は固体撮像素子等の半導体
素子の製造ラインにおける一連の検査システムに組込ま
れるためには、装置全体としてより小型であることも望
まれている。
（発明の目的）
本発明の目的は、固体撮像素子等の光電素子の検査を行
うために、十分な均一照明と高輝度スポット照明とを簡
単且つ迅速に切換えることが可能で、しかも各種光学素
子の切換えによって種々の測定を行うことのできる小型
な照明装置を提供することにある。
うために、十分な均一照明と高輝度スポット照明とを簡
単且つ迅速に切換えることが可能で、しかも各種光学素
子の切換えによって種々の測定を行うことのできる小型
な照明装置を提供することにある。
（発明の概要）
本発明は、被検光電素子上に検査用チャートを投影する
投影対物レンズを有する照明装置において、光源と、該
光源からの光束を平行光束に変換するコリメーターレン
ズと、該平行光束中に配置され前記光源の複数の二次像
を形成するオプティカルインチグレーターと、該複数の
二次光源像を前記投影対物レンズの入射瞳上に形成する
コンデンサーレンズとを有する主光学系を設け、前記光
源から前記コリメーターレンズへ入射する光束以外の光
束を集光し前記主光学系のコリメーターレンズへ導く反
射部材を有する補助光学系を設け、前記主光学系に対し
て該補助光学系を挿脱可能に構成したものである。そし
て、補助光学系を用いない場合には、光源から発する光
束のうち直接コリメーターレンズに入射する光束のみを
主光学系を通して物体面及び投影対物レンズへ導き、こ
れにより均一照明を行い、また、補助光学系を用いる場
合には、反射部材により光源から発する光束のうち直接
コリメーターレンズに入射しない光束をもコリメーター
レンズに導き、これにより高輝度のスポット照明を行う
ものである。
投影対物レンズを有する照明装置において、光源と、該
光源からの光束を平行光束に変換するコリメーターレン
ズと、該平行光束中に配置され前記光源の複数の二次像
を形成するオプティカルインチグレーターと、該複数の
二次光源像を前記投影対物レンズの入射瞳上に形成する
コンデンサーレンズとを有する主光学系を設け、前記光
源から前記コリメーターレンズへ入射する光束以外の光
束を集光し前記主光学系のコリメーターレンズへ導く反
射部材を有する補助光学系を設け、前記主光学系に対し
て該補助光学系を挿脱可能に構成したものである。そし
て、補助光学系を用いない場合には、光源から発する光
束のうち直接コリメーターレンズに入射する光束のみを
主光学系を通して物体面及び投影対物レンズへ導き、こ
れにより均一照明を行い、また、補助光学系を用いる場
合には、反射部材により光源から発する光束のうち直接
コリメーターレンズに入射しない光束をもコリメーター
レンズに導き、これにより高輝度のスポット照明を行う
ものである。
（実施例）
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図は本発明による照明装置の光学系配置図である。
光源（１）からの光束は、コリメーターレンズ（２）に
より平行光束に変換され、各種フィルター（３）を通過
してオプティカルインチブレ〜り（４）に入射する。こ
のオプティカルインチグレータ（４）は、第２図の平面
図及び第３図の側面図に示すごとく、多数の四角柱が束
ねられたもので、各四角柱の両端はそれぞれ凸球面に形
成されていてレンズ作用を有し、入射光側凸面（４ａ）
の焦点が射出光側凸面（４ｂ）にほぼ一致するごとく構
成されている。これにより、オプティカルインチグレー
タ（４）の射出面（４ｂ）上には四角柱の数に等しい多
数の二次光源が形成される。これら二次光源からの光束
はコンデンサーレンズ（５）により、検査用チャート（
６）び反射鏡（７）を介して投影対物レンズ（８）の入
射の瞳上に集光され、検査用チャート（６）に対してい
わゆるケーラー照明がなされる。また、オプティカルイ
ンチグレータ（４）の入射面（４ａ）はその射出面（４
ｂ）の凸面及びコンデンサーレンズ（５）に関して、被
照明物体としての検査用チャート（６）と共役であり、
オプティカルインチグレータ（４）を構成する多数の四
角柱の入射面の像が検査用チャート（６）上に重畳して
投影され、チャート（６）が極めて均一に照明される。
より平行光束に変換され、各種フィルター（３）を通過
してオプティカルインチブレ〜り（４）に入射する。こ
のオプティカルインチグレータ（４）は、第２図の平面
図及び第３図の側面図に示すごとく、多数の四角柱が束
ねられたもので、各四角柱の両端はそれぞれ凸球面に形
成されていてレンズ作用を有し、入射光側凸面（４ａ）
の焦点が射出光側凸面（４ｂ）にほぼ一致するごとく構
成されている。これにより、オプティカルインチグレー
タ（４）の射出面（４ｂ）上には四角柱の数に等しい多
数の二次光源が形成される。これら二次光源からの光束
はコンデンサーレンズ（５）により、検査用チャート（
６）び反射鏡（７）を介して投影対物レンズ（８）の入
射の瞳上に集光され、検査用チャート（６）に対してい
わゆるケーラー照明がなされる。また、オプティカルイ
ンチグレータ（４）の入射面（４ａ）はその射出面（４
ｂ）の凸面及びコンデンサーレンズ（５）に関して、被
照明物体としての検査用チャート（６）と共役であり、
オプティカルインチグレータ（４）を構成する多数の四
角柱の入射面の像が検査用チャート（６）上に重畳して
投影され、チャート（６）が極めて均一に照明される。
検査用チャート（６）に形成された所定のパターン ゛
は、投影対物レンズ（８）により、被検物体としてステ
ージ（９）上に載置された固体撮像素子（１０）の受光
面上に投影される。
は、投影対物レンズ（８）により、被検物体としてステ
ージ（９）上に載置された固体撮像素子（１０）の受光
面上に投影される。
そして、光源（１）の後方、すなわちコリメーターレン
ズ（２）と反対側には凹面鏡（１１）が配置されており
、またこの凹面鏡（１１）と光源（１）との間には光路
中に挿脱可能に設けられた遮光板（１２）が配置されて
いる。この遮光板（１２）は第４図の斜視図のごとく、
回転軸（１２ａ）を中心として回転可能なロータリーシ
ャッター羽根として構成されており、遮光板の挿脱すな
わち光路の切換えは極めて高速でなされる。光源（１）
から直接コリメーターレンズ（２）に入射する光束によ
って検査用チャート（６）及び被検固体撮像素子（ｌＯ
）の均一照明をおこない、光源（１）から投影対物レン
ズ（８）までによって均一照明のための主光学系が構成
され、遮光板（１２）を光路から外すことによってこの
主光路に対して凹面鏡（１１）による補助光学系が付加
され、高照度照明がなされる。
ズ（２）と反対側には凹面鏡（１１）が配置されており
、またこの凹面鏡（１１）と光源（１）との間には光路
中に挿脱可能に設けられた遮光板（１２）が配置されて
いる。この遮光板（１２）は第４図の斜視図のごとく、
回転軸（１２ａ）を中心として回転可能なロータリーシ
ャッター羽根として構成されており、遮光板の挿脱すな
わち光路の切換えは極めて高速でなされる。光源（１）
から直接コリメーターレンズ（２）に入射する光束によ
って検査用チャート（６）及び被検固体撮像素子（ｌＯ
）の均一照明をおこない、光源（１）から投影対物レン
ズ（８）までによって均一照明のための主光学系が構成
され、遮光板（１２）を光路から外すことによってこの
主光路に対して凹面鏡（１１）による補助光学系が付加
され、高照度照明がなされる。
前述したごとく、一般には照明の均一性を高めることと
、結像光束の開口数（Ｎ、Ａ、）を大きくして解像力を
高めることとは相反する関係にあるが、本発明では、ま
ず上記のごとき主光学系の構成によって、両者のバラン
スを図ることを可能としたものである。即ち、光ｓ （
１）としてはその発光部がほぼ正方形のものを用い、こ
こからの光束でオプイカルインテグレーター（４）によ
って多数の二次光源を形成すると共に、オブティカルイ
ンテグレータを構成する四角柱の入射面をそれぞれ検査
用チャート上に重畳的に投影して照明光の均一化を達成
し、しかも投影対物レンズ（８）による固体撮像素子（
１０）上へのチャートの投影解像力も十分高く維持する
ことをも可能とした。
、結像光束の開口数（Ｎ、Ａ、）を大きくして解像力を
高めることとは相反する関係にあるが、本発明では、ま
ず上記のごとき主光学系の構成によって、両者のバラン
スを図ることを可能としたものである。即ち、光ｓ （
１）としてはその発光部がほぼ正方形のものを用い、こ
こからの光束でオプイカルインテグレーター（４）によ
って多数の二次光源を形成すると共に、オブティカルイ
ンテグレータを構成する四角柱の入射面をそれぞれ検査
用チャート上に重畳的に投影して照明光の均一化を達成
し、しかも投影対物レンズ（８）による固体撮像素子（
１０）上へのチャートの投影解像力も十分高く維持する
ことをも可能とした。
このように、検査用チャート（６）及び被検査素子とし
ての固体撮像素子（１０）を均一照明するだめの主光学
系において、各種フィルター（３）の中には波長選択フ
ィルター（３ａ）が異なる波長選択フィルター（３ａ
′）と交換可能である。また、照明光の光量を変化させ
るＮＤフィルター（３ｃ）も異なる濃度のＮＤフィルタ
ー（３０′）と交換可能であり、連続的に濃度を変える
ためのいわゆる１対のウェッジフィルター（３ｂ）によ
り照明光の光量を均一性を損うことなく微調整すること
ができる。
ての固体撮像素子（１０）を均一照明するだめの主光学
系において、各種フィルター（３）の中には波長選択フ
ィルター（３ａ）が異なる波長選択フィルター（３ａ
′）と交換可能である。また、照明光の光量を変化させ
るＮＤフィルター（３ｃ）も異なる濃度のＮＤフィルタ
ー（３０′）と交換可能であり、連続的に濃度を変える
ためのいわゆる１対のウェッジフィルター（３ｂ）によ
り照明光の光量を均一性を損うことなく微調整すること
ができる。
そして、検査用チャート（６）も異なる検査用チャート
（６′）と交換可能である。従って、ある検査用チャー
トを固体撮像素子上に投影する場合には、可視光全域に
おける解像度測定や波長選択フィルターによって光の３
原色それぞれに対する特性のみならず、各波長に対して
光量を連続的に変えた感度及び解像度特性を検査するこ
とができ、所定の検査用チャートの均一照明を保ちなが
ら、種々の検査を行うことができる。
（６′）と交換可能である。従って、ある検査用チャー
トを固体撮像素子上に投影する場合には、可視光全域に
おける解像度測定や波長選択フィルターによって光の３
原色それぞれに対する特性のみならず、各波長に対して
光量を連続的に変えた感度及び解像度特性を検査するこ
とができ、所定の検査用チャートの均一照明を保ちなが
ら、種々の検査を行うことができる。
そして、高照度のスポット照明が必要な場合には、遮光
板（１２）を光路から除去し、光源（１）から発する光
束のうち直接コリメーターレンズに入射しない光束をも
凹面鏡（１１）での反射によりコリメーターレンズ（２
）へ導き、より多くの光束をコリメーターレンズに送る
ことによって検査用チャート（６）及び被検固体撮像素
子（１０）の高照度照明を行うものである。高照度照明
に際しては、遮光板（１２）の光路からの除去と共に、
検査用チャート（６）として第５図の平面図に示す如（
矩形の微小開口（６ａ）を有するスポット照明用チャー
ト（６”）を用いられる。このスポット照明用チャート
（６”）は図示なき手段により、チャートの平面内で任
意の方向に移動可能であり、このチャートを移動するこ
とによって被検固体撮像素子（１０）上の任意の位置に
スポット照明を行い、各位置でのブルーミングやスミア
現象の検査を行うことが可能である。
板（１２）を光路から除去し、光源（１）から発する光
束のうち直接コリメーターレンズに入射しない光束をも
凹面鏡（１１）での反射によりコリメーターレンズ（２
）へ導き、より多くの光束をコリメーターレンズに送る
ことによって検査用チャート（６）及び被検固体撮像素
子（１０）の高照度照明を行うものである。高照度照明
に際しては、遮光板（１２）の光路からの除去と共に、
検査用チャート（６）として第５図の平面図に示す如（
矩形の微小開口（６ａ）を有するスポット照明用チャー
ト（６”）を用いられる。このスポット照明用チャート
（６”）は図示なき手段により、チャートの平面内で任
意の方向に移動可能であり、このチャートを移動するこ
とによって被検固体撮像素子（１０）上の任意の位置に
スポット照明を行い、各位置でのブルーミングやスミア
現象の検査を行うことが可能である。
尚、高照度照明用の凹面鏡（１１）としては球面鏡が最
も簡単であるがこれに限られるものではない。
も簡単であるがこれに限られるものではない。
凹面鏡を、その曲率中心が光源の発光部に一致するよう
に配置してもよいし、やや光軸方向にずらせて配置して
も良いが、偏芯して配置することは高照度のスポット照
明といえども均一照明を損なうことになるので避けるこ
とが望ましい。また、上記の実施例では、遮光板を光路
中に挿脱することによって補助光学系の装脱を行う構成
としたが、これに限らず、凹面反射鏡自体を挿脱する構
成とすることも可能である。
に配置してもよいし、やや光軸方向にずらせて配置して
も良いが、偏芯して配置することは高照度のスポット照
明といえども均一照明を損なうことになるので避けるこ
とが望ましい。また、上記の実施例では、遮光板を光路
中に挿脱することによって補助光学系の装脱を行う構成
としたが、これに限らず、凹面反射鏡自体を挿脱する構
成とすることも可能である。
（発明の効果）
以上のごとく、本発明によれば、固体撮像素子等の光電
素子に対して極めて均一性に優れた照明光を供給し、か
つ投影対物レンズの高い解像力を維持し得ると共に、高
輝度スポット照明をも均一照明のための主光学系をその
まま用いつつ簡単かつ迅速に行い得る小型な照明装置が
達成される。
素子に対して極めて均一性に優れた照明光を供給し、か
つ投影対物レンズの高い解像力を維持し得ると共に、高
輝度スポット照明をも均一照明のための主光学系をその
まま用いつつ簡単かつ迅速に行い得る小型な照明装置が
達成される。
そして、この装置によれば、各種フィルターや検査用チ
ャートの切り換えにより、郷々の精密な検査を迅速に行
うことができ、大量生産される固体撮像素子等の光電素
子の品質管理に大きく寄与するものである。
ャートの切り換えにより、郷々の精密な検査を迅速に行
うことができ、大量生産される固体撮像素子等の光電素
子の品質管理に大きく寄与するものである。
第１図は本発明による照明装置の光学系配置図、第２図
はオプティカルインチグレーターの平面図、第３図はそ
の側面図、第４図は高照度照明用の補助光学系を示す斜
視図、第５図は検査用チャートの例を示す平面図である
。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・光源 ２・・・コリメーターレンズ４・・・オ
プティカルインチグレーター５・・・コンデンサーレン
ズ ６・・・検査用チャート ８・・・投影対物レンズ１０
・・・被検固体撮像素子 １１・・・凹面鏡 １２・・・遮光板 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡辺隆男 ） 第１図 第２図 第Ｊ図
はオプティカルインチグレーターの平面図、第３図はそ
の側面図、第４図は高照度照明用の補助光学系を示す斜
視図、第５図は検査用チャートの例を示す平面図である
。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・光源 ２・・・コリメーターレンズ４・・・オ
プティカルインチグレーター５・・・コンデンサーレン
ズ ６・・・検査用チャート ８・・・投影対物レンズ１０
・・・被検固体撮像素子 １１・・・凹面鏡 １２・・・遮光板 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡辺隆男 ） 第１図 第２図 第Ｊ図
Claims (1)
- 被検光電素子上に検査用チャートを投影する投影対物レ
ンズを有する照明装置において、光源と、該光源からの
光束を平行光束に変換するコリメーターレンズと、該平
行光束中に配置され前記光源の複数の二次像を形成する
オプティカルインチグレーターと、該複数の二次光源像
を前記投影対物レンズの入射瞳上に形成するコンデンサ
ーレンズとを有する主光学系を設け、前記光源から前記
コリメーターレンズへ入射する光束以外の光束を集光し
前記主光学系のコリメーターレンズへ導く反射部材を有
する補助光学系を設け、前記主光学系に対して該補助光
学系を挿脱可能に構成したことを特徴とする光電素子検
査用照明装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102809A JPS60247142A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 光電素子検査用照明装置 |
| US06/636,838 US4648695A (en) | 1983-08-10 | 1984-08-01 | Illumination apparatus for testing photoelectric transducer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102809A JPS60247142A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 光電素子検査用照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247142A true JPS60247142A (ja) | 1985-12-06 |
Family
ID=14337373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59102809A Pending JPS60247142A (ja) | 1983-08-10 | 1984-05-22 | 光電素子検査用照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247142A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257103A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-25 | アールディエス株式会社 | 照明光の色光変化方法およびその装置 |
| JPS63257102A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-25 | アールディエス株式会社 | 照明光の色光変化方法およびその装置 |
-
1984
- 1984-05-22 JP JP59102809A patent/JPS60247142A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257103A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-25 | アールディエス株式会社 | 照明光の色光変化方法およびその装置 |
| JPS63257102A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-25 | アールディエス株式会社 | 照明光の色光変化方法およびその装置 |
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