KR100698567B1 - Illuminator - Google Patents

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KR100698567B1
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야스시 이치자와
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요코가와 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

고체 촬상 소자의 중앙부와 주변부에 균일한 검사광을 조사할 수 있는 광원 장치를 실현하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to realize a light source device capable of irradiating uniform inspection light to a central portion and a peripheral portion of a solid state imaging element.

본 발명은 고체 촬상 소자의 검사에 사용되는 광원 장치로 개량을 가한 것이다. 본 장치는 광을 출력하는 광 생성부와, 이 광 생성부로부터의 광을 입사하고, 고체 촬상 소자에 광을 조사하는 렌즈부와, 이 렌즈부와 광 생성부 사이에 렌즈부의 초점 거리보다 짧은, 원하는 위치에 배치되는 개구 조리개를 구비한 것을 특징으로 하는 장치이다.This invention adds the improvement to the light source device used for the test | inspection of a solid-state image sensor. The apparatus includes a light generating section for outputting light, a lens section for injecting light from the light generating section, and irradiating light onto the solid-state image sensor, and a shorter focal length between the lens section and the light generating section. And an aperture stop arranged at a desired position.

고체 촬상 소자, 광 생성부, 개구 조리개, 렌즈부, 전하 결합 소자 Solid-state image sensor, light generation unit, aperture stop, lens unit, charge coupled device

Description

광원 장치{ILLUMINATOR}Light source device {ILLUMINATOR}

도 1은 종래의 광원 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a conventional light source device.

도 2는 도 1에 나타낸 장치의 렌즈부(7)의 구체 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the lens portion 7 of the apparatus shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 나타낸 장치의 조도비를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the illuminance ratio of the apparatus shown in FIG.

도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 구성도이다.4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 나타낸 장치의 동작을 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.

도 6은 도 4에 나타낸 장치의 조도비를 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing the illuminance ratio of the apparatus shown in FIG. 4.

도 7은 디지털 카메라의 개략 구성을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera.

도 8은 본 발명의 제2의 실시예를 나타낸 구성도이다.8 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

도 9는 도 8에 나타낸 장치의 동작을 나타낸 도면이다.9 is a view showing the operation of the apparatus shown in FIG.

본 발명은 예를 들면, CCD 센서, CMOS 센서 등의 고체 촬상 소자의 검사에 사용되는 광원 장치에 관한 것이며, 고체 촬상 소자의 중앙부와 주변부에 균일한 검사광을 조사할 수 있는 광원 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a light source device used for inspection of solid-state imaging elements such as, for example, a CCD sensor and a CMOS sensor, and relates to a light source device capable of irradiating uniform inspection light to a central portion and a peripheral portion of the solid-state imaging element. .

종래, CCD(Charge Coupled Devices: 전하결합소자) 센서나 CMOS(Complementaly Metal 0xide Semiconductor: 상보형금속산화막반도체) 센서 등의 고체 촬상 소자의 검사에서는 광원 장치를 사용하여, 피검사 대상인 고체 촬상 소자를 기존의 색이나 광량의 광을 조사하고, 고체 촬상 소자로부터의 출력된 전기 신호를 모니터한다는 구성이 이용되어 있다.Conventionally, in the inspection of solid-state imaging devices such as a charge coupled device (CCD) sensor and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor, a light source device is used to inspect a solid-state imaging device to be inspected. The structure which irradiates the light of the color and the quantity of light, and monitors the electric signal output from the solid-state image sensor is used.

예를 들면 일본국 특개 2002-314054호 공보, 일본국 특개 2004-61154호 공보 등에 나타나 있다.For example, it is shown to Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-314054, and Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-61154.

이하 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 할로겐 램프(1)는 광을 출력한다. 렌즈(2)는 할로겐 램프(1)로부터의 광을 입사하고, 대략 평행광 또는 약간 수렴하는 광속으로 한다. 감광(減光) 개구부(3)는 렌즈(2)에 의해 유도된 광속을 기계적으로 차광할 수 있는 개구부에서 프로그램으로 개구 면적을 제어할 수 있다. ND(Neutral Density: 뉴트럴 밀도) 필터부(4)는 모터(4a)로 회전하는 원반상에 투과율이 상이한 ND 필터(4b)가 배치되고, 감광 개구부(3)로부터의 광을 ND 필터(4b)를 통과시킨다. 컬러 필터부(5)는 모터(5a)로 회전하는 원반상에 색이 상이한 컬러 필터(5b)가 배치되고, ND 필터부(4)로부터의 광을 컬러 필터(5b)를 통과시킨다. 조도 균일화 소자(6)는 컬러 필터부(5)로부터의 광을 입사면으로부터 입사하고, 광속을 대략 동일 조도 분포로 해서 출사면으로부터 조사한다. 렌즈부(7)는 조도 균일화 소자(6)로부터의 광을 결상한다. CCD 센서(8)는 고체 촬상 소자에서 렌즈부(7)로부터의 광이 조사된다.A description with reference to FIG. 1 is as follows. As shown in Fig. 1, the halogen lamp 1 outputs light. The lens 2 enters light from the halogen lamp 1 into a light beam that is approximately parallel light or slightly converges. The photosensitive opening 3 can control the opening area programmatically in an opening capable of mechanically shielding the light flux guided by the lens 2. In the ND (Neutral Density) filter unit 4, an ND filter 4b having different transmittances is disposed on a disk rotated by the motor 4a, and the light from the photosensitive opening 3 is transferred to the ND filter 4b. Pass it through. In the color filter part 5, the color filter 5b from which a color differs is arrange | positioned on the disk which rotates with the motor 5a, and the light from the ND filter part 4 passes the color filter 5b. The illuminance uniforming element 6 enters the light from the color filter part 5 from the incident surface, and irradiates from the emission surface with the light beam as approximately the same illuminance distribution. The lens portion 7 forms light from the illuminance equalization element 6. The CCD sensor 8 is irradiated with light from the lens portion 7 in the solid-state image sensor.

다음에, 렌즈부(7)의 구체적인 구성을 도 2에 나타내어 설명한다. 도 2에 나 타낸 바와 같이, 렌즈(7a, 7b)는 凸 렌즈, 凹 렌즈를 맞댄 타블렛이라고 하는 렌즈로, 초점 거리가 같은 것을 조합하여 곡률이 큰 면을 내측으로 향해 맞춘다. 그리고 렌즈(7a) 측의 광축 상 결상 거리의 위치에, 조도 균일화 소자(6)(물체면)가 배치되고, 렌즈(7b) 측의 광축 상 결상 거리의 위치에, CCD 센서(8)(상(像)이 맺히는 면)가 배치된다. 개구 조리개(7c)는 렌즈(7a, 8b)의 사이에 설치되고, 조리개 직경을 바꿈으로써 개구수를 바꿀 수가 있다.Next, the concrete structure of the lens part 7 is shown and demonstrated in FIG. As shown in Fig. 2, the lenses 7a and 7b are lenses called a zoom lens and a tablet back to the zoom lens, and the surfaces having the large curvature are aligned inward by combining the same focal lengths. The illuminance equalization element 6 (object surface) is disposed at the position of the optical axis image forming distance on the lens 7a side, and the CCD sensor 8 (the image is positioned at the position of the optical axis image forming distance on the lens 7b side). (像) is a side). The aperture stop 7c is provided between the lenses 7a and 8b, and the numerical aperture can be changed by changing the aperture diameter.

이와 같은 장치의 동작을 이하에 설명한다. 할로겐 램프(1)의 광이, 렌즈(2), 감광 개구부(3), ND 필터부(4)의 ND 필터(4b), 컬러 필터부(5)의 컬러 필터(5b)를 통과하고, 조도 균일화 소자(6)에 입사된다. 조도 균일화 소자(6)가 조도를 균일화하여, 렌즈부(7)에 광을 입사시키고, 렌즈부(7)로부터 CCD 센서(8)에 광이 입사된다. 그리고 도시하지 않은 IC 테스터에 의해, CCD 센서(8)의 시험이 수행된다.The operation of such a device is described below. Light of the halogen lamp 1 passes through the lens 2, the photosensitive opening part 3, the ND filter 4b of the ND filter part 4, and the color filter 5b of the color filter part 5, and illuminance. Incident on the homogenizing element 6. The illuminance uniforming element 6 equalizes illuminance, injects light into the lens portion 7, and injects light into the CCD sensor 8 from the lens portion 7. And the test of the CCD sensor 8 is performed by the IC tester which is not shown in figure.

렌즈(7a, 7b) 사이의 개구 조리개(7c)는 물체면(조도 균일화 소자(6))으로부터 상면(CCD 센서(8))에 이르는 광선 중, 광축으로 되는 각 α가 가장 큰 광선을 결정하는 부재로, 이 광선 보다 큰 각도로 나온 광선은 이 조리개(7c)에 의해 차단되어 상면에 이르지 않는다. 그리고 렌즈(7a, 7b)의 대칭 렌즈의 중앙에 개구 조리개(7c)가 위치하므로, 코마 수차는 조리개 전후의 렌즈(7a, 7b)에 의해 상쇄된다. 또, 뒤틀림(왜곡수차)은 개구 조리개(7c)의 위치에 의해 변화되고, 렌즈(7a, 7b)의 대칭 렌즈의 중앙에 위치함으로써 상쇄된다.The aperture diaphragm 7c between the lenses 7a and 7b is used to determine the light ray from the object plane (illumination equalization element 6) to the top surface (CCD sensor 8) that the angle α as the optical axis is the largest. As a member, the light rays emitted at an angle larger than this light beam are blocked by the stop 7c and do not reach the upper surface. Since the aperture stop 7c is located at the center of the symmetrical lens of the lenses 7a and 7b, coma aberration is canceled by the lenses 7a and 7b before and after the aperture. The distortion (distortion aberration) is changed by the position of the aperture stop 7c and canceled by being located at the center of the symmetrical lenses of the lenses 7a and 7b.

이와 같은 장치에서는, 코마 수차와 뒤틀림을 상쇄할 수 있지만, 주변 광량은 화각(畵角) β에 대해, 코사인 4승 규칙에 의해 주변 광량이 저하된다. 도 3에 광학 설계 소프트에 의한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 가로축이 상 높이, 세로축이 조도비이다. 상 높이에 의해 주변 광량의 저하량은 상이하지만, 통상, 수% ~ 10% 정도의 저하가 보인다.In such a device, coma aberration and distortion can be canceled, but the amount of ambient light is reduced by the cosine quadratic rule with respect to the angle of view β. 3 shows the simulation results by the optical design software. The horizontal axis represents the height and the vertical axis represents the roughness ratio. Although the amount of fall of the amount of ambient light differs with an image height, the fall of several%-about 10% is seen normally.

이와 같은 광을 CCD 센서(8)에 조사하면, 중앙부와 주변부에 해당하는 광량이 상이하므로, 정확한 검사를 행할 수 없었다. 또, CCD 센서(8)의 주변으로 갈수록, 입사하는 광의 각도가 비스듬히 CCD 센서(8)의 중앙부와 주변부로 검사 조건이 상이하게 되어, 정확한 검사가 행해지지 않는다는 문제점이 있었다.When such light is irradiated to the CCD sensor 8, since the quantity of light corresponding to a center part and a periphery part differs, accurate inspection was not able to be performed. Moreover, as the direction of the incident light obliquely changes toward the periphery of the CCD sensor 8, inspection conditions differ from the center part and the periphery part of the CCD sensor 8, and there existed a problem that an accurate inspection is not performed.

본 발명이 해결하려고하는 과제는 고체 촬상 소자의 중앙부와 주변부에 균일한 검사광을 조사할 수 있는 광원 장치를 실현하는 것이다.An object of the present invention is to realize a light source device capable of irradiating uniform inspection light to a central portion and a peripheral portion of a solid-state imaging element.

이하 본 발명을 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 주요부 구성도이다. 여기서, 도 1과 동일한 것은 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 4 is a block diagram illustrating main parts of an embodiment of the present invention. Here, the same components as those in Fig. 1 are given the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 4에 나타낸 바와 같이, 렌즈(9, 10)는 렌즈부(7) 대신에 설치되고, 凸 렌즈, 凹 렌즈를 맞댄 타블렛이라고 하는 렌즈로, 초점 거리가 같은 것을 조합시켜 곡률 반경이 작은 쪽을 서로 마주 보게 해서 약간 간극을 두고 밀착시킨다. 그리고 렌즈(9) 측의 광축 상 결상 거리의 위치에, 조도 균일화 소자(6)(물체면)가 배치되고, 렌즈(10) 측의 광축 상 결상 거리보다 짧은 원하는 위치에, CCD 센서(8)(상면)가 배치된다. 개구 조리개(11)는 렌즈(9)와 조도 균일화 소자(6) 사이에, 렌즈(9, 10)의 합성 초점 거리보다 짧은 원하는 위치에 배치되고, 조리개 직경을 바꿈으로써 개구수를 바꾼다. 합성 초점 거리 f는, 1/f=1/fa+1/fb-d/(fa·fb), fa: 렌즈(9)의 초점 거리, fb: 렌즈(10)의 초점 거리, d: 렌즈(9, 10)의 간격으로 구한다.As shown in FIG. 4, the lenses 9 and 10 are provided in place of the lens unit 7 and are lenses called a lens and a lens back to the lens. Make them face each other so that there is a little gap between them. The illuminance equalization element 6 (object surface) is disposed at the position of the optical axis image forming distance on the lens 9 side, and the CCD sensor 8 at a desired position shorter than the optical axis image forming distance on the lens 10 side. (Upper surface) is arranged. The aperture stop 11 is disposed between the lens 9 and the illuminance equalization element 6 at a desired position shorter than the combined focal length of the lenses 9 and 10, and the numerical aperture is changed by changing the aperture diameter. The composite focal length f is 1 / f = 1 / fa + 1 / fb-d / (fafb), fa: focal length of the lens 9, fb: focal length of the lens 10, d: lens ( 9, 10).

이와 같은 장치의 동작을 이하에 설명한다. 할로겐 램프(1)의 광이 렌즈(2), 감광 개구부(3), ND 필터부(4)의 ND 필터(4b), 컬러 필터부(5)의 컬러 필터(5b)를 통과하고, 조도 균일화 소자(6)에 입사된다. 조도 균일화 소자(6)가 조도를 균일화하여, 개구 조리개(11)에 광을 조사하고, 개구 조리개(11)가 개구수를 제한하여, 렌즈(9, 10)에 광을 출사한다. 그리고 렌즈(10)가 CCD 센서(8)에 광을 출사하고, 도시하지 않은 IC 테스터에 의해, CCD 센서(8)의 시험이 수행된다.The operation of such a device is described below. Light of the halogen lamp 1 passes through the lens 2, the photosensitive opening part 3, the ND filter 4b of the ND filter part 4, and the color filter 5b of the color filter part 5, and equalize illuminance. It is incident on the element 6. The illuminance uniforming element 6 equalizes illuminance, irradiates light to the aperture stop 11, and the aperture stop 11 restricts the numerical aperture and emits light to the lenses 9 and 10. Then, the lens 10 emits light to the CCD sensor 8, and the test of the CCD sensor 8 is performed by an IC tester (not shown).

여기서, 도 4에 나타낸 주요부의 동작을 보다 상세하게 설명한다. 도 5는 도 4에 나타낸 장치의 동작을 설명하는 도면이다. 여기서, 렌즈(9, 10)는 1개의 렌즈로서 간략하게 기재한다. (a)는 개구 조리개(11)를 렌즈(9, 10)의 직후에 배치한 경우, (b)는 개구 조리개(11)를 렌즈(9, 10)로부터 조금 떨어져서 물체면 측에 배치한 경우, (c)는 개구 조리개(11)를 렌즈(9, 10)의 합성 초점 거리의 물체면 측의 위치에 배치한 경우이다.Here, the operation of the main part shown in Fig. 4 will be described in more detail. 5 is a view for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. Here, the lenses 9 and 10 are briefly described as one lens. (a) is a case where the aperture stop 11 is disposed immediately after the lenses 9 and 10, and (b) is a case where the aperture stop 11 is arranged slightly on the object surface side from the lenses 9 and 10, (c) is a case where the aperture stop 11 is arrange | positioned at the position of the object surface side of the combined focal length of the lens 9,10.

(a)는 조도 균일화 소자(6)로부터 나온 광이, 렌즈(9, 10)의 중앙을 통하여 CCD 센서(8)에 이른다. (b)는 조도 균일화 소자(6)로부터 나온 광(주광선)이 렌즈(9, 10), 렌즈(9, 10)의 중심으로부터 약간 멀어진 위치를 통과하고, CCD 센서(8)에 이른다. (c)는 조도 균일화 소자(6)로부터 나온 광(주광선)이 CCD 센서(8) 측에서 광축과 평행으로 되어, 상(像) 측에서 평행광선으로 되는 상측 텔레센트릭 광학계로 된다. 여기서, CCD 센서(8)측의 주광선과 광축의 각도 θ1 ~ θ3은, 개구 조리개(11)의 조리개가 렌즈(9, 10)로부터 멀어져 초점 거리의 위치에 가까워지는 것에 따라 각도가 작아진다. 그러나 텔레센트릭 광학계로 하면, 렌즈에 매우 가까운 주변까지 광선이 투과하도록 되고, 그 광선 직경 D3는 다른 광선 직경 D1, D2보다 크게 되어, (c)의 경우, 렌즈(9, 10)는 대구경의 렌즈로 할 필요가 있다.In (a), the light emitted from the illuminance equalization element 6 reaches the CCD sensor 8 through the center of the lenses 9 and 10. (b) passes through the position where light (primary ray) from the illuminance equalization element 6 is slightly away from the center of the lens 9, 10 and the lens 9, 10, and reaches the CCD sensor 8. As shown in FIG. (c) is an upper telecentric optical system in which the light (primary rays) emitted from the illuminance equalization element 6 is parallel to the optical axis on the CCD sensor 8 side and becomes parallel rays on the image side. Here, the angles θ1 to θ3 of the chief ray on the CCD sensor 8 side and the optical axis become smaller as the aperture of the aperture stop 11 moves away from the lenses 9 and 10 and approaches the focal length position. However, with the telecentric optical system, the light beams are transmitted to the periphery very close to the lens, and the light beam diameter D3 is larger than the other light beam diameters D1 and D2. In the case of (c), the lenses 9 and 10 have a large diameter. We need to do with lens.

또, (c), 즉, 텔레센트릭 광학계의 경우를, 광학 소프트로 시뮬레이션한 결과 도 6에 나타낸 바와 같이 된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 가로축은 상 높이, 세로축은 조도비이다. 즉, 주변 광량이 수% ~ 10% 높아진다.(C) That is, as a result of simulating the case of the telecentric optical system by optical software, it becomes as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the horizontal axis represents image height, and the vertical axis represents roughness ratio. That is, the amount of ambient light increases by several percent to ten percent.

이와 같은 장치에서는, 개구 조리개(11)의 위치를 렌즈(9, 10)의 앞쪽의 합성 초점 위치의 내측에 설치하였으므로, 주변부의 주광선이 광축에 대략 평행으로, 조도를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 고정 촬상 소자에 균일한 검사광을 조사할 수 있어 검사를 양호한 정밀도로 행할 수 있다. 또, 조리개 직경을 변화시켜도, 주변 광량비가 변하지 않기 때문에, 조도 균일화를 유지하면서 원하는 F 값이 얻어진다.In such an apparatus, since the position of the aperture stop 11 is provided inside the combined focal position in front of the lenses 9 and 10, the main beam of the peripheral portion can be roughly parallel to the optical axis, so that the illuminance can be made uniform. Therefore, uniform inspection light can be irradiated to a fixed image pick-up element, and inspection can be performed with favorable precision. In addition, even if the diaphragm diameter is changed, the ambient light quantity ratio does not change, so that a desired F value is obtained while maintaining uniformity of illuminance.

또, 렌즈(9, 10)로부터의 광은 광축에 수직으로 놓인 평면에 결상하는 것이 이상적이지만, 반드시 평면에 결상하지 않고, 중심에서는 명확한 상이 비치고 있는데, 주변이 희미해져 버린다. 그런데 핀과 위치를 어긋나게 하면, 중심이 희미해져 주변상이 합성된다. 즉, 렌즈(9, 10)의 위치를, CCD 센서(8)에 대해서 광축 상 결상 거리보다 짧은 원하는 위치로 하였으므로, 중앙부가 적당히 희미해져 조도 균일화 소자(6)의 미세한 표면의 상처나 먼지의 부착에 의해 조도 분포가 산만하게 되는 것을 완화할 수 있다.The light from the lenses 9 and 10 is ideally formed in a plane perpendicular to the optical axis. However, the light is not necessarily formed in the plane and a clear image is reflected in the center, but the surroundings are blurred. However, if the position is shifted from the pin, the center becomes blurred and the surrounding image is synthesized. That is, since the positions of the lenses 9 and 10 are set to a desired position shorter than the imaging distance on the optical axis with respect to the CCD sensor 8, the center part is appropriately blurred so that the scratches and dusts on the minute surface of the illuminance uniformity element 6 are adhered. This can alleviate the dispersion of the illuminance distribution.

또, 조도 균일화 소자(6)가 중앙부의 조도가 높아지고, 주변 광량이 약간 떨어지는 경향이 있지만, 개구 조리개(11)의 위치를 조정함으로써, 조도의 보정이 가능해진다.In addition, although the illuminance equalization element 6 tends to have high illuminance at the center portion and slightly decreases in the amount of ambient light, the illuminance can be corrected by adjusting the position of the aperture stop 11.

다음에, 온 칩 마이크로 렌즈가 부착된 CCD 센서를 시험하는 경우에 대하여 설명한다. 온 칩 마이크로 렌즈가 부착된 CCD 센서는 예를 들면 일본국 특개평 5-6986호 공보, 일본국 특개평 6-125071호 공보 등에 기재되어 있다. 이하, 디지털 카메라의 구성을 도 7을 사용하여 설명한다.Next, a case of testing a CCD sensor with an on-chip microlens will be described. CCD sensors with on-chip microlenses are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-6986, Japanese Patent Laid-Open No. 6-125071, and the like. Hereinafter, the configuration of the digital camera will be described with reference to FIG.

도 7에 나타낸 바와 같이, 온 칩 마이크로 렌즈가 부착된 CCD 센서(80)는 기판(81), 포토 다이오드(82), 수직 전하 전송 라인(83), 온 칩 마이크로 렌즈(84)로 이루어진다. 다수의 포토 다이오드(82)는 기판(81)에 형성된다. 다수의 수직 전하 전송 라인(83)은 인접하는 포토 다이오드(82) 사이에 형성된다. 다수의 온 칩 마이크로 렌즈(84)는 CCD 센서(80)의 중심에 대하여 시프트하여, 포토 다이오드(82)마다 설치되고, 포토 다이오드(82)에 광을 안내한다. 렌즈(90)는 CCD 센서(80)의 상부에 설치되고, CCD 센서(80)에 광을 안내한다. 개구 조리개(100)는 렌즈(90)에 근접하여, 렌즈(90)로부터의 광을 조리개, CCD 센서(80)에 광을 맞춘다.As shown in FIG. 7, the CCD sensor 80 with the on-chip microlens is composed of a substrate 81, a photodiode 82, a vertical charge transfer line 83, and an on-chip microlens 84. A plurality of photodiodes 82 are formed on the substrate 81. Multiple vertical charge transfer lines 83 are formed between adjacent photodiodes 82. Many on-chip microlenses 84 are shifted with respect to the center of the CCD sensor 80 and are provided for each photodiode 82 to guide light to the photodiode 82. The lens 90 is installed above the CCD sensor 80 and guides light to the CCD sensor 80. The aperture diaphragm 100 is close to the lens 90, and adjusts the light from the lens 90 to the diaphragm and the CCD sensor 80.

이와 같이, 개구 조리개(100)의 위치를 낮게 하고, 패키지의 소형화를 도모하기 위해, 온 칩 마이크로 렌즈(84)의 피치는 개구 조리개(100)를 향해 구성된다. 즉, A점의 포토 다이오드(82)에서는, 수직으로 광이 입사하기 때문에 온 칩 마이크로 렌즈(83)는 포토 다이오드에 대해서 시프트되지 않지만, B점의 포토 다이오드 (82)에서는, 넘어져 입사하는 광을 고려하여, 수직 전하 전송 라인(83)이나 도시하지 않은 차광막, 컬러 필터 등으로 렌즈의 비네팅(vignetting of lens)이 발생하지 않도록 시프트하고 있다.In this way, in order to lower the position of the aperture stop 100 and to miniaturize the package, the pitch of the on-chip microlens 84 is configured toward the aperture stop 100. That is, in the photodiode 82 at point A, since the light is incident vertically, the on-chip microlens 83 is not shifted with respect to the photodiode, but in the photodiode 82 at the point B, light falling and incident on the photodiode 82 is detected. In consideration of this, shifting of the vignetting of the lens does not occur with the vertical charge transfer line 83, a light shielding film (not shown), a color filter, or the like.

이와 같은 온 칩 마이크로 렌즈가 부착된 CCD 센서(80)의 시험 동작을, 도 8을 사용하여 설명한다. 여기서, 도 4와 동일한 것은 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 조명 영역 규제 패턴(12)은 조도 균일화 소자(6)의 조사 면에 근접하여 설치되고, 조명 영역을 규제한다. 그리고 CCD 센서(8) 대신에, 검사 대상이 CCD 센서(80)로 되어 있다.The test operation of the CCD sensor 80 with such an on-chip microlens will be described with reference to FIG. 8. Here, the same reference numerals as those in Fig. 4 are assigned the same reference numerals and explanation thereof will be omitted. As shown in FIG. 8, the illumination region regulation pattern 12 is provided in proximity to the irradiation surface of the illuminance uniformity element 6, and regulates an illumination region. Instead of the CCD sensor 8, the inspection target is the CCD sensor 80.

이와 같은 장치의 동작을 설명한다. 할로겐 램프(1)의 광이, 렌즈(2), 감광 개구부(3), ND 필터부(4)의 ND 필터(4b), 컬러 필터부(5)의 컬러 필터(5b)를 통과하고, 조도 균일화 소자(6)에 입사된다. 조도 균일화 소자(6)가 조도를 균일화하여, 조명 영역 규제 패턴(12)에 의해, 조명 영역이 규제되어 개구 조리개(11)에 광이 조사된다. 그리고 개구 조리개(11)가 개구수를 제한하여, 렌즈(9, 10)에 광을 출사한다. 렌즈(10)가 CCD 센서(80)에 광을 출사한다.The operation of such a device will be described. Light of the halogen lamp 1 passes through the lens 2, the photosensitive opening part 3, the ND filter 4b of the ND filter part 4, and the color filter 5b of the color filter part 5, and illuminance. Incident on the homogenizing element 6. The illuminance uniforming element 6 equalizes illuminance, the illumination region is regulated by the illumination region regulation pattern 12, and light is irradiated to the aperture stop 11. The aperture stop 11 restricts the numerical aperture and emits light to the lenses 9 and 10. The lens 10 emits light to the CCD sensor 80.

일반적으로, CCD 센서(80)를 검사하는 경우, 조도 균일화 소자(6)의 출사광을, 핀홀을 통하여, CCD 센서(80)에 조사되고, CCD 센서(80)의 주변부에는, 광이 비스듬히 조사되도록 하고 있다. 그러나 도 8의 a에 나타낸 바와 같이, 주변 광량이 적게 되어, 검사정밀도에 큰 지장을 초래해 버린다.Generally, when inspecting the CCD sensor 80, the light emitted from the illuminance equalization element 6 is irradiated to the CCD sensor 80 through a pinhole, and light is irradiated obliquely to the peripheral part of the CCD sensor 80. I am trying to. However, as shown in a of FIG. 8, the amount of ambient light is small, which causes a great problem in inspection accuracy.

그래서, 개구 조리개(11)의 위치를, 렌즈(9, 10)의 앞쪽의 합성 초점 위치의 내측에 설치하였으므로, 도 8의 b에 나타낸 바와 같이, 주변 광량을 증가시켜, 중 앙부와 주변부의 조도를 균일화할 수 있음과 동시에, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, CCD 센서(80)의 주변부(8)에 대해서 광을 경사지게 댈 수가 있다. 도 8의 c는 조명 영역 규제 패턴(12)에 의해, 조명 영역이 제한된 경우이다.Therefore, since the position of the aperture stop 11 is provided inside the combined focal position in front of the lenses 9 and 10, as shown in FIG. 8B, the amount of ambient light is increased to illuminate the central portion and the peripheral portion. 5 can be made uniform and light can be inclined with respect to the peripheral part 8 of the CCD sensor 80 as shown in FIG. 8C illustrates a case in which the illumination region is restricted by the illumination region regulation pattern 12.

또, 핀홀에 의한 조명의 검사에서는, CCD 센서(80)는 통상 직사각형이므로, 대각을 커버하는 직경의 원형 조명으로 되어 버린다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 조명 영역 L1, L2와 같이 되어, 인접하는 CCD 센서(80)까지 여분의 광이 조사되고, CCD 센서(80)와 동일한 피치로 같은 수의 핀홀을 열어버리면, 원추형의 광이 중첩되어, 조도의 균일성이 손상된다. 그래서, CCD 센서(80)를 1개 건너뛰어 검사해야 한다. 그러나 조명 영역 규제 패턴(12)에 의해 조명 영역을 결정한 다음, 개구 조리개(11)의 위치를, 렌즈(9, 10)의 앞쪽의 합성 초점 거리의 내측에 설치함으로써, 도 9에 나타낸 바와 같이, 조명 영역 L3, L4와 같이 되어, 인접하는 CCD 센서(80)에 균일한 조도의 광을 댈 수가 있다.Moreover, in the inspection of the illumination by a pinhole, since the CCD sensor 80 is normally rectangular, it will become circular illumination of the diameter which covers a diagonal. That is, as shown in FIG. 9, when it becomes like illumination area | region L1, L2, and extra light is irradiated to the adjacent CCD sensor 80, and the same number of pinholes are opened with the same pitch as CCD sensor 80, Cone-shaped light is superimposed and the uniformity of illumination is impaired. Therefore, one CCD sensor 80 should be skipped and inspected. However, as shown in FIG. 9, after the illumination region is determined by the illumination region regulation pattern 12, the position of the aperture stop 11 is provided inside the combined focal length in front of the lenses 9 and 10. It becomes like illumination area | regions L3 and L4, and can apply light of uniform illumination to the adjacent CCD sensor 80. FIG.

이 결과, 예를 들면 낙사(落射) 광속의 직경을 50mm, CCD 센서(80)의 피치를 6mm로 하면, 동시에 조사할 수 있는 CCD 센서(80)의 개수는, 50mm/6mm = 8개로 된다. 1개 건너뛰는 경우는 절반인 4개로 된다. 즉, 시험 시간을 단축할 수 있다.As a result, for example, if the diameter of the falling light beam is 50 mm and the pitch of the CCD sensor 80 is 6 mm, the number of CCD sensors 80 that can be irradiated at the same time is 50 mm / 6 mm = 8 pieces. If one is skipped, it is half of four. That is, the test time can be shortened.

그리고 본 발명은 이에 한정되지 것은 아니며, 광원으로서 할로겐 램프(1)를 사용하였지만, 발광 소자를 사용해도 된다.In addition, although this invention is not limited to this and the halogen lamp 1 was used as a light source, you may use a light emitting element.

또, 렌즈(9, 10)의 2개의 렌즈에 의한 렌즈부의 예를 나타냈으나, 1개의 렌즈나 복수의 렌즈에 의해 렌즈부를 구성해도 된다.Moreover, although the example of the lens part by two lenses of the lenses 9 and 10 was shown, you may comprise a lens part by one lens or some lens.

이상 설명한 바로부터 명백한 바와 같이 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.As apparent from the above description, the present invention has the following effects.

(1) 개구 조리개의 위치를 렌즈부의 앞쪽의 초점 위치의 내측에 설치하였으므로, 조도를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 고체 촬상 소자에 균일한 검사광을 조사할 수 있어 검사를 양호한 정밀도로 행할 수 있다. 또, 조리개 직경을 변화시켜도, 주변 광량비가 변하지 않기 때문에, 조도 균일화를 유지하면서 원하는 F 값이 얻어진다.(1) Since the position of the aperture stop is provided inside the focal position in front of the lens portion, the illuminance can be made uniform. Therefore, uniform inspection light can be irradiated to a solid-state image sensor, and inspection can be performed with favorable precision. In addition, even if the diaphragm diameter is changed, the ambient light quantity ratio does not change, so that a desired F value is obtained while maintaining uniformity of illuminance.

(2) 렌즈부의 위치를 고체 촬상 소자에 대해서 광축 상 결상 거리보다 짧은 원하는 위치로 했으므로, 중앙부가 적당히 희미해져 광 생성부의 미세한 표면의 상처나 먼지의 부착에 의한 조도 분포의 혼란을 완화할 수 있다.(2) Since the position of the lens portion is a desired position shorter than the imaging distance on the optical axis with respect to the solid-state image pickup device, the center portion is appropriately blurred so that the disturbance in the illuminance distribution due to the scratches or adhesion of the minute surface of the light generating portion can be alleviated. .

(3) 조도 균일화 소자가 중앙부의 조도가 높아지고, 주변 광량이 약간 떨어지는 경향이 있지만, 개구 조리개의 위치를 조정함으로써, 조도의 보정이 가능하다.(3) Although the illuminance equalization element tends to have higher illuminance in the center portion and slightly decrease the amount of ambient light, the illuminance can be corrected by adjusting the position of the aperture stop.

(4) 조명 영역 규제 패턴에 따라 조명 영역을 결정할 수 있어 인접하는 고체 촬상 소자에 균일한 조도의 광을 댈 수가 있다.(4) The illumination region can be determined according to the illumination region regulation pattern, and light of uniform illuminance can be applied to the adjacent solid-state imaging element.

(5) 개구 조리개의 위치를, 렌즈부의 앞쪽의 초점 위치의 내측에 설치하였으므로, 주변 광량을 증가시켜, 중앙부와 주변부의 조도를 균일화할 수 있음과 동시에, 주변부에 대해서 광을 경사지게 댈 수가 있어 온 칩 마이크로 렌즈부의 고체 촬상 소자의 시험을 행할 수 있다.(5) Since the position of the aperture stop is provided inside the focal position in front of the lens portion, the amount of ambient light can be increased to uniform the illuminance of the center portion and the peripheral portion, and the light can be inclined with respect to the peripheral portion. The solid-state imaging device of the chip microlens portion can be tested.

Claims (5)

고체 촬상 소자의 검사에 사용하는 광원 장치에 있어서, In the light source device used for the inspection of a solid-state image sensor, 광을 출력하는 광 생성부와,A light generating unit for outputting light; 상기 광 생성부로부터 입사한 광을, 상기 고체 촬상 소자에 조사하는 렌즈부와,A lens unit for irradiating the solid state imaging element with light incident from the light generating unit; 상기 렌즈부와 상기 광 생성부 사이에, 상기 렌즈부의 초점 거리보다 짧은, 원하는 위치에 배치되는 개구 조리개An aperture stop disposed at a desired position between the lens portion and the light generation portion, which is shorter than a focal length of the lens portion; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.Light source device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 렌즈부는 상기 고체 촬상 소자에 대해서, 광축 상 결상 거리보다 짧은 원하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.And the lens portion is disposed at a desired position shorter than the imaging distance on the optical axis with respect to the solid-state imaging element. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 광 생성부는, 입사한 광을 조도를 균일화해서 출사하는 조도 균일화 소자인 것을 특징으로 하는 광원 장치.The light generation unit is an illuminance equalization element that uniformly illuminates the incident light and outputs the incident light. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 광 생성부의 출사면에 근접하여, 조명 영역 규제 패턴을 설치한 것을 특징으로 하는 광원 장치.A light source device comprising an illumination region regulation pattern provided in proximity to an exit surface of the light generation unit. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 고체 촬상 소자는 온 칩 마이크로 렌즈가 부착된 것임을 특징으로 하는 광원 장치.The solid-state imaging device is a light source device, characterized in that the on-chip micro lens attached.
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