JP2000295639A - Illumination device for inspecting solid-state imaging device and adjustment tool used therefor - Google Patents
Illumination device for inspecting solid-state imaging device and adjustment tool used thereforInfo
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 カバーガラスに付着しているごみを確実に、
表裏区別して検出できる固体撮像素子検査用照明装置を
提供する。
【解決手段】 1つの垂直照明光学系と複数の斜光照明
光学系が設けられ、各照明光学系においては、光源10
からの光をレンズ系11によってケーラー照明として、
レンズ系11の後焦点位置に置かれた被検固体撮像素子
面を照射している。斜光照明光学系は照射角度が可変と
されている。固体撮像素子に欠陥がある場合は、斜光照
明光学系の照射角度を変化させても、出力が異常な素子
は変化しないが、カバーガラスに付着したごみの影は、
斜光照明光学系の照射角度を変化させるとその位置が変
化し、出力が異常な素子が変わるので、固体撮像素子の
以上と、カバーガラスに付着したごみとを区別して検出
できる。
(57) [Summary] [Problem] To surely remove dust attached to the cover glass.
Provided is a lighting device for inspecting a solid-state imaging device that can detect front and back. SOLUTION: One vertical illumination optical system and a plurality of oblique illumination optical systems are provided, and in each illumination optical system, a light source 10 is provided.
From the lens as Koehler illumination by the lens system 11,
The surface of the solid-state imaging device to be inspected, which is located at the rear focal position of the lens system 11, is irradiated. The illumination angle of the oblique illumination optical system is variable. If there is a defect in the solid-state imaging device, even if the irradiation angle of the oblique illumination optical system is changed, the device whose output is abnormal does not change, but the shadow of dust attached to the cover glass is
When the irradiation angle of the oblique illumination optical system is changed, the position changes, and the element whose output is abnormal changes. Therefore, the solid-state image pickup element and the dust adhering to the cover glass can be distinguished and detected.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を検
査するための照明装置及びそれに用いる調整工具に関す
るものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an illumination device for inspecting a solid-state imaging device and an adjustment tool used for the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】固体撮像素子は、2次元光学センサーと
して広い分野で使用されてきたが、近年、電子カメラの
普及に伴って画素数の大きなものが実用化され、200万
画素を超えるようなものも使用されるようになってきて
いる。また、単位画素の素子が受光する光の量をできる
だけ大きくしたり、受光方向を特定方向とするために、
前面にマイクロレンズを持ったものも実用化されてい
る。2. Description of the Related Art Solid-state imaging devices have been used in a wide range of fields as two-dimensional optical sensors. In recent years, with the spread of electronic cameras, those having a large number of pixels have been put into practical use, and have exceeded two million pixels. Things are also being used. Also, in order to maximize the amount of light received by the element of the unit pixel or to set the light receiving direction to a specific direction,
Those with a microlens on the front are also in practical use.
【0003】このような固体撮像素子の製造ラインにお
いては、全ての単位画素の素子に欠陥がないことを検査
する必要がある。この検査は、固体撮像素子を均一な照
明光で垂直方向から照明し、各素子からの出力が規定値
になっているかどうかを調べることにより行われてき
た。その照明装置の例を図9に示す。In such a solid-state imaging device manufacturing line, it is necessary to inspect all the elements of the unit pixel for defects. This inspection has been performed by illuminating the solid-state imaging device from the vertical direction with uniform illumination light and checking whether the output from each device is a specified value. FIG. 9 shows an example of the lighting device.
【0004】光源10から出た光を、コレクターレンズ
14を用いてフライアイインテグレータ15へ入射させ
る。フライアイインテグレータ15の出口には、光源像
が有効なフライアイレンズの数だけできている。この光
源像をコンデンサーレンズ16の前側焦点位置に位置さ
せることにより、コンデンサーレンズ16によるケーラ
ー照明として照射面(固体撮像素子面)17を照明す
る。照射面17はコンデンサーレンズ16の後側焦点位
置に位置するように配置され、これにより照明光をテレ
セントリックなものとしている。すなわち、照明均一性
を良くするために、ケーラー照明法とフライアイインテ
グレータ15を用いている。The light emitted from the light source 10 is incident on a fly-eye integrator 15 using a collector lens 14. At the exit of the fly-eye integrator 15, the number of fly-eye lenses whose light source images are effective is formed. By locating this light source image at the front focal position of the condenser lens 16, the illumination surface (solid-state imaging device surface) 17 is illuminated as Koehler illumination by the condenser lens 16. The irradiation surface 17 is disposed so as to be located at the rear focal position of the condenser lens 16, thereby making the illumination light telecentric. That is, the Koehler illumination method and the fly-eye integrator 15 are used to improve illumination uniformity.
【0005】固体撮像素子単体の検査は、以上のような
方法で行われるが、固体撮像素子をパッケージングした
後は、受光面の前にカバーガラスが設けられる。このカ
バーガラスにごみが付着していると撮像に悪影響を及ぼ
すので、カバーガラスの装着後に改めて検査を行ってい
る。この検査も、垂直照明光により固体撮像素子を照射
し、その出力を測定することにより行われる。[0005] The inspection of the solid-state imaging device alone is performed by the method described above. After the solid-state imaging device is packaged, a cover glass is provided in front of the light receiving surface. If dust adheres to this cover glass, it adversely affects the imaging, so the inspection is performed again after the cover glass is attached. This inspection is also performed by irradiating the solid-state imaging device with vertical illumination light and measuring the output.
【0006】このとき、ごみと固体撮像素子の欠陥とを
区別するために、照明光学系のF値を変化させながら検
査を行っている。F値を明るく(小さく)すると光学系
の焦点深度が浅くなるため、受光面上には無いごみの像
がぼける。これに対し、固体撮像素子の欠陥である場合
にはぼけが生じないので、ぼけが生じるか生じないか
で、カバーガラスに付着しているごみか、固体撮像素子
の欠陥かを判定する。At this time, the inspection is performed while changing the F value of the illumination optical system in order to distinguish the dust from the defect of the solid-state imaging device. When the F value is made brighter (smaller), the depth of focus of the optical system becomes shallower, so that an image of dust not present on the light receiving surface is blurred. On the other hand, if the defect is a defect of the solid-state image sensor, no blur occurs. Therefore, whether or not the blur occurs or not is determined as dust adhering to the cover glass or a defect of the solid-state image sensor.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この検
査のために必要な小さいF値を得るためには、光学系の
レンズの構成枚数を増やす必要があるためコストがかか
り、かつ、レンズの外径が大きくなるという問題があっ
た。さらに、このごみ検査方法では、カバーガラスに付
着しているごみが、カバーガラスの表面に付着している
か裏面に付着しているかの判定ができないという問題も
あった。However, in order to obtain a small F value required for this inspection, it is necessary to increase the number of lenses of the optical system, so that the cost is increased and the outer diameter of the lens is increased. There was a problem that it became large. Furthermore, this dust inspection method has a problem in that it is not possible to determine whether dust attached to the cover glass is attached to the front surface or the back surface of the cover glass.
【0008】さらに、最近の固体撮像素子においては、
表面に設けられたマイクロレンズにより、入射方向を斜
め方向に制限したものがある。このような固体撮像素子
に対しても照射光を入射させるためには、非常に小さな
F値を有する照明光学系を必要とし、事実上、このよう
な光学系を設計することが不可能であるという問題点も
あった。Further, in recent solid-state imaging devices,
In some cases, the incident direction is restricted to an oblique direction by a microlens provided on the surface. In order to make the irradiation light incident on such a solid-state imaging device, an illumination optical system having a very small F value is required, and it is virtually impossible to design such an optical system. There was also a problem.
【0009】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、照明光学系のF値を小さくしなくて
も、カバーガラスに付着しているごみを確実に、表裏区
別して検出できる固体撮像素子検査用照明装置を提供す
ることを課題とし、あわせて、表面に設けられたマイク
ロレンズにより入射方向を斜め方向に制限した固体撮像
素子の検査を可能とするような固体撮像素子検査用照明
装置を提供することを課題とする。さらに、これに加え
て、このような固体撮像素子検査用照明装置の調整に使
用するための調整工具を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to reliably detect dust adhering to a cover glass by distinguishing the front and back sides without reducing the F value of the illumination optical system. The object of the present invention is to provide a lighting device for solid-state imaging device inspection capable of inspecting a solid-state imaging device capable of inspecting a solid-state imaging device in which the incident direction is restricted to an oblique direction by a microlens provided on the surface. An object of the present invention is to provide a lighting device for lighting. It is another object of the present invention to provide an adjustment tool used for adjusting such a lighting device for inspecting a solid-state imaging device.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、光軸が被検固体撮像素子に垂直である
照明(垂直照明)光学系と、光軸が被検固体撮像素子に
対して傾いている照明(斜光照明)光学系とを有してな
り、前記斜光照明光学系の照明角度(入射角)が可変と
されていることを特徴とする固体撮像素子検査用照明装
置(請求項1)である。A first means for solving the above problems is an illumination (vertical illumination) optical system in which the optical axis is perpendicular to the solid-state imaging device to be inspected, An illumination (oblique illumination) optical system inclined with respect to the element, wherein an illumination angle (incident angle) of the oblique illumination optical system is variable. An apparatus (claim 1).
【0011】本手段においては、従来と同様の垂直照明
光学系の他に、照明角度が可変な斜光照明光学系を有す
る。斜光照明光学系の照明角度を変えて固体撮像素子を
照射すると、カバーガラスに付着しているごみの影が移
動する。よって、出力の小さい(暗い)素子があった場
合、斜光照明光学系の照明角度を変えても、出力の小さ
い(暗い)素子が変らなければ当該固体撮像素子の欠陥
であり、出力の小さい(暗い)素子が変化すれば、カバ
ーガラスに付着したごみの影の影響であることが分か
る。また、照明角度を所定角度変えたときのごみの影の
移動量によって、カバーガラスの表面に付着したごみ
か、裏面に付着したごみかが判別できる。In this means, in addition to the vertical illumination optical system similar to the conventional one, an oblique illumination optical system having a variable illumination angle is provided. When the solid-state imaging device is illuminated by changing the illumination angle of the oblique illumination optical system, the dust shadow adhering to the cover glass moves. Therefore, if there is an element with a small output (dark), even if the illumination angle of the oblique illumination optical system is changed, if the element with a small output (dark) does not change, it is a defect of the solid-state imaging device and the output is small ( If the (dark) element changes, it can be seen that the influence is due to the shadow of dust attached to the cover glass. Further, it is possible to determine whether dust adheres to the front surface or the rear surface of the cover glass based on the amount of movement of the dust shadow when the illumination angle is changed by a predetermined angle.
【0012】さらに、斜光照明光学系の照明角度(入射
角)を大きく変化させることができるので、表面に設け
られたマイクロレンズにより入射方向を斜め方向に制限
した固体撮像素子に対しても、当該斜め方向から光を照
射することができ、固体撮像素子自身の検査を確実に実
施することができる。Further, since the illumination angle (incident angle) of the oblique illumination optical system can be greatly changed, the solid-state image pickup device in which the incident direction is obliquely limited by a microlens provided on the surface is also applicable. Light can be emitted from an oblique direction, and the inspection of the solid-state imaging device itself can be reliably performed.
【0013】なお、本手段(請求項1)において、斜光
照明光学系の照明角度が可変とされているとは、1ユニ
ットの照明装置が移動することによって照明角度を可変
とするような構成のみでなく、異なった照明角度を有す
る複数ユニットの照明装置を切り換えて照明角度を変化
させるような構成をも含むものである。また、本手段
(請求項1)には、照明角度を変えると共に、被検固体
撮像素子に垂直な軸の周りに斜光照明光学系を回転さ
せ、被検固体撮像素子の撮像面に平行な面に投影した場
合に、360°の照射方向から照射光を照射するようなも
のも含まれる。In the present means (claim 1), the variable illumination angle of the oblique illumination optical system means only the configuration in which the illumination angle is variable by moving one unit of the illumination device. However, the present invention also includes a configuration in which a plurality of units of lighting devices having different lighting angles are switched to change the lighting angle. This means (claim 1) includes changing the illumination angle and rotating the oblique illumination optical system about an axis perpendicular to the solid-state imaging device to be inspected. In the case where the projection light is projected onto the light source, there is included one that emits irradiation light from a 360 ° irradiation direction.
【0014】前記課題を解決するための第2の手段は、
前記第1の手段であって、斜光照明光学系が、被検固体
撮像素子の撮像面に平行な面に投影した場合に、ほぼ90
°おきに配置された4個の照明光学系を有することを特
徴とするもの(請求項2)である。[0014] A second means for solving the above-mentioned problems is as follows.
The first means, wherein the oblique illumination optical system projects approximately 90% when projected onto a plane parallel to the imaging surface of the solid-state imaging device to be tested.
The present invention is characterized in that it has four illumination optical systems arranged every ° (claim 2).
【0015】前述のように、被検固体撮像素子に垂直な
軸の周りに、斜光照明光学系を回転させ、360°の方向
から斜め照射光を照射するようにすれば、固体撮像素子
の検査装置としては完全なものとすることができるが、
機構が複雑になり、かつ、照明角度を変えながら回転さ
せなければならないので、検査に時間がかかるという問
題点がある。As described above, the oblique illumination optical system is rotated about an axis perpendicular to the solid-state image sensor to be inspected, and the oblique illumination light is irradiated from a direction of 360 ° to inspect the solid-state image sensor. The device can be complete,
There is a problem that the inspection is time-consuming because the mechanism is complicated and it is necessary to rotate while changing the illumination angle.
【0016】本手段においては、斜光照明光学系が、ほ
ぼ90°おきに配置された4個の照明光学系を有するの
で、前記のような装置ほど厳密な検査はできないが、一
応斜め照射光がほぼ直角な4方向から入射するので、固
体撮像素子の単位素子にもれなく光を入射することがで
きる。In this means, since the oblique illumination optical system has four illumination optical systems arranged at approximately 90 ° intervals, the inspection cannot be performed as strictly as the above-mentioned apparatus. Since the light is incident from four directions that are substantially perpendicular to each other, the light can be incident on all the unit elements of the solid-state imaging device.
【0017】また、後に発明の実施の形態の欄で説明す
るように、4方向から照射を行っているので、照明角度
を変えたときに、ごみの影が撮像素子面から外れてしま
うことがなく、また、カバーガラスの裏面に付着してい
るごみのかげは、動きが小さくても、照明角度の増大に
伴って大きくなったように見えるので、ごみの検出を確
実に実施することができる。Further, as will be described later in the description of the embodiments of the present invention, since irradiation is performed from four directions, when the illumination angle is changed, the shadow of dust may come off the image sensor surface. Moreover, since the dust of the dust attached to the back surface of the cover glass appears to increase with an increase in the illumination angle even if the movement is small, the dust can be reliably detected. .
【0018】なお、「ほぼ90°」とは、厳密に90°であ
る必要はなく、おおよそ前後左右の4方向から照射すれ
ば十分であることを意味するものであり、検査される固
体撮像素子の構造や、検査に要求される精度によって、
許容範囲は当業者が容易に決定できるものである。The term "almost 90 degrees" does not need to be exactly 90 degrees, but means that it is sufficient to irradiate from approximately four directions of front, rear, left and right. Depending on the structure and the accuracy required for inspection,
The permissible range can be easily determined by those skilled in the art.
【0019】なお、本手段(請求項2)の範囲には、前
記4個の斜光照明光学系に加えて、さらに別の斜光照明
光学系を有するものが含まれる。斜光照明光学系の数を
増加させればさせるほど、費用はかかるが厳密な検査を
行うことができる。The scope of the present invention (claim 2) includes those having another oblique illumination optical system in addition to the four oblique illumination optical systems. Increasing the number of oblique illumination optics allows more costly but more rigorous inspection.
【0020】前記課題を解決するための第3の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、前記垂直照明
光学系及び斜光照明光学系のうち少なくとも1つが、照
明用レンズと、当該照明用レンズの一方の焦点位置に出
口を有する光ファイバーとを有してなり、被検固体撮像
素子は、前記照明用レンズの他方の焦点位置に配置され
るようにされていることを特徴とするもの(請求項3)
である。A third means for solving the above-mentioned problem is as follows.
The first means or the second means, wherein at least one of the vertical illumination optical system and the oblique illumination optical system includes an illumination lens, and an optical fiber having an exit at one focal position of the illumination lens. Wherein the test solid-state imaging device is arranged at the other focal position of the illumination lens (Claim 3).
It is.
【0021】本手段においては、従来用いられているフ
ライアイインテグレーターの代わりに、1本又は複数本
の光ファイバーを使用し、それによって光源から光を導
いてその端面を擬似光源とするようになっている。そし
て、照明用レンズの一方の焦点位置に光ファイバーの出
口を位置させ、被検固体撮像素子を照明用レンズの他方
の焦点位置に位置させることにより、テレセン性を有す
るケーラー照明を実現している。In this means, one or a plurality of optical fibers are used instead of the conventionally used fly-eye integrator, whereby light is guided from the light source and the end face is used as a pseudo light source. I have. Then, the exit of the optical fiber is positioned at one focal position of the illumination lens, and the test solid-state imaging device is positioned at the other focal position of the illumination lens, thereby realizing Koehler illumination having telecentricity.
【0022】特に、斜光照明光学系をこのような構成と
することにより、照明角度を変えるときに光源を移動さ
せる必要がなくなるので、機器の構成が簡単になる。ま
た、バンドル径の小さい光ファイバーを使用することに
より、照明光のF値が大きくなるので、斜め照射の際の
照明の均一性を上げることができる。さらに、1つの光
源で複数の光ファイバーへ光を入射させるようにすれ
ば、複数の照明光学系において光源を共用することがで
きる。In particular, when the oblique illumination optical system has such a configuration, it is not necessary to move the light source when the illumination angle is changed, so that the configuration of the apparatus is simplified. In addition, by using an optical fiber with a small bundle diameter, the F value of the illumination light increases, so that the uniformity of illumination during oblique irradiation can be improved. Further, if light is incident on a plurality of optical fibers by one light source, the light source can be shared by a plurality of illumination optical systems.
【0023】なお、「垂直照明光学系及び斜光照明光学
系のうち少なくとも1つ」とは、斜光照明光学系が複数
の照明装置から成り立っている場合には、これら複数の
内少なくともひとつが前記光ファイバーを用いた構成を
有していれば足り、必ずしも、斜光照明光学系の全照明
装置がこうした構成を有することを要しないことを意味
する。Note that "at least one of the vertical illumination optical system and the oblique illumination optical system" means that when the oblique illumination optical system is composed of a plurality of illumination devices, at least one of the plurality of optical devices is the optical fiber. Is sufficient, and it does not necessarily mean that all the illuminating devices of the oblique illumination optical system need to have such a configuration.
【0024】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第1の手段から第3の手段のうちいずれかにおける
斜光照明光学系を調整するために用いる調整工具であっ
て、ピンホールと、当該ピンホールを通過した光を受光
するレンズと、当該レンズを通過した光を受光するスク
リーン又は受光素子とを有してなることを特徴とする調
整工具(請求項4)である。A fourth means for solving the above-mentioned problem is:
An adjustment tool for adjusting the oblique illumination optical system in any one of the first to third means, comprising: a pinhole; a lens for receiving light passing through the pinhole; An adjustment tool comprising a screen or a light receiving element for receiving light passing through the adjustment tool.
【0025】本手段を使用するときは、ピンホールを被
検固体撮像素子の表面に対応する位置に位置させ、ピン
ホールを通過する照射光をレンズにより受光して、スク
リーン上に導く。理想的には、レンズの前焦点をピンホ
ール位置に一致されておき、レンズを通って平行になっ
た光をスクリーン又は受光素子に導く。そして、スクリ
ーンに投影された照射光の像、又は受光素子の出力を見
ながら照明光学系の位置を調整することにより、簡単に
照明光学系の位置合わせが可能となる。When this means is used, the pinhole is positioned at a position corresponding to the surface of the solid-state imaging device to be inspected, and irradiation light passing through the pinhole is received by a lens and guided onto a screen. Ideally, the front focus of the lens is matched to the pinhole position, and the parallel light through the lens is directed to the screen or light receiving element. The position of the illumination optical system can be easily adjusted by adjusting the position of the illumination optical system while viewing the image of the irradiation light projected on the screen or the output of the light receiving element.
【0026】また、ピンホールの位置を、被検固体撮像
素子の各部分に対応する位置に移動させて、照射光の像
の変化を見ることにより、テレセン性が十分であるかど
うかを確認することもできる。Further, the position of the pinhole is moved to a position corresponding to each part of the solid-state imaging device to be inspected, and it is confirmed whether the telecentricity is sufficient by observing a change in the image of the irradiation light. You can also.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の1
例を示す図である。図1において、10は光源、11は
レンズ系、12は被検固体撮像素子、13はレンズ系に
おける1つの擬似光源のF値に対応する角度である。な
お、以下の図においては、同じ構成要素には同じ符号を
付して重なる説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows Embodiment 1 of the present invention.
It is a figure showing an example. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a light source, 11 denotes a lens system, 12 denotes a solid-state image sensor to be inspected, and 13 denotes an angle corresponding to an F value of one pseudo light source in the lens system. In the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping description is omitted.
【0028】図1におけるレンズ系11は、図9に示し
たレンズ系と同じ構成となっている。すなわち、図9を
再び参照して説明すると、光源10から出た光を、コレ
クターレンズ14を用いてフライアイインテグレータ1
5へ入射させる。フライアイインテグレータ15の出口
には光源像が有効なフライアイレンズの数だけできてい
る。この光源像をコンデンサーレンズ16の前側焦点位
置に位置させることにより、コンデンサーレンズ16に
よるケーラー照明として照射面(固体撮像素子面)17
を照明する。照射面17はコンデンサーレンズ16の後
側焦点位置に位置するように配置され、これにより照明
光のテレセン性を確保している。すなわち、照明均一性
を良くするために、ケーラー照明法とフライアイインテ
グレータ15を用いている。The lens system 11 in FIG. 1 has the same configuration as the lens system shown in FIG. That is, referring to FIG. 9 again, the light emitted from the light source 10 is reflected by the fly-eye integrator 1 using the collector lens 14.
5 At the exit of the fly-eye integrator 15, the number of fly-eye lenses whose light source images are effective is formed. By locating this light source image at the front focal position of the condenser lens 16, the illumination surface (solid-state imaging device surface) 17 is used as Koehler illumination by the condenser lens 16.
To illuminate. The irradiation surface 17 is arranged so as to be located at the rear focal position of the condenser lens 16, thereby ensuring the telecentricity of the illumination light. That is, the Koehler illumination method and the fly-eye integrator 15 are used to improve illumination uniformity.
【0029】図1においては、1つの垂直照明光学系
と、2つの斜光照明光学系が示されている。なお、垂直
照明光学系の光軸を中心として、紙面に垂直な方向に切
断した断面図も図1と同じようになっている。すなわ
ち、斜光照明光学系は、平面図において90°おきに4個
設けられている。垂直照明光学系と斜光照明光学系は、
光学系自体としては同じものであるが、各斜光照明光学
系においては、その光軸が垂直照明光学系の光軸となす
角度ωが可変とされ、それにより、斜光照明の照明角度
が可変とされている。各斜光照明光学系の光軸と垂直照
明光学系の光軸は1点で交わり、その点が、被検固体撮
像素子12表面の中心にくるようにされている。FIG. 1 shows one vertical illumination optical system and two oblique illumination optical systems. A cross-sectional view of the vertical illumination optical system cut in a direction perpendicular to the paper about the optical axis is also the same as FIG. That is, four oblique illumination optical systems are provided at intervals of 90 ° in the plan view. The vertical illumination optical system and the oblique illumination optical system
Although the optical system itself is the same, in each oblique illumination optical system, the angle ω that the optical axis forms with the optical axis of the vertical illumination optical system is variable, so that the illumination angle of oblique illumination is variable. Have been. The optical axis of each oblique illumination optical system and the optical axis of the vertical illumination optical system intersect at one point, and that point is located at the center of the surface of the solid-state image sensor 12 to be inspected.
【0030】斜光照明した場合、照明エリアは照明方向
に1/cosωだけ拡がるが、照明光がテレセン光であり、
かつ、1つの擬似光源のF値に対応する角度13が小さ
い(焦点深度が深い)場合ならば、垂直照明に比べて照
射強度が減少するだけで、照明均一性の悪化にはほとん
ど寄与しない。In the case of oblique illumination, the illumination area expands in the illumination direction by 1 / cosω, but the illumination light is telecentric,
In addition, when the angle 13 corresponding to the F value of one pseudo light source is small (the depth of focus is large), only the irradiation intensity is reduced as compared with the vertical illumination, and it hardly contributes to the deterioration of the illumination uniformity.
【0031】図2は、斜光照明光学系の照明角度を変化
させることにより、カバーガラスに付着したごみを検出
可能なことを説明するための図である。図2において、
30はカバーガラス、31はカバーガラス30の表面に
付着したごみ、32はカバーガラス30の裏面に付着し
たごみである。FIG. 2 is a diagram for explaining that dust attached to the cover glass can be detected by changing the illumination angle of the oblique illumination optical system. In FIG.
Numeral 30 is a cover glass, 31 is dust attached to the surface of the cover glass 30, and 32 is dust attached to the back surface of the cover glass 30.
【0032】裏面のごみ32の影は、斜光照明光学系の
傾斜角(照明角度)ωと、カバーガラス30と非検固体
撮像素子12の隙間の間隔d2とに応じて移動距離x2
が変化し、表面のごみの影は、斜光照明光学系の照明角
度ωと、カバーガラス30の厚さd1及び前記d2とに
応じて移動距離x1が変化する。すなわち、カバーガラ
ス30の屈折率をnとすると x1 = d1*tan{sin-1(sinω/n)}+x2 x2 = d2*tanω で表される。The shadow of the dust 32 on the back surface has a moving distance x2 in accordance with the inclination angle (illumination angle) ω of the oblique illumination optical system and the gap d2 between the cover glass 30 and the solid-state image sensor 12.
Is changed, and the shadow distance of the dust on the surface changes the moving distance x1 according to the illumination angle ω of the oblique illumination optical system, the thickness d1 of the cover glass 30, and the d2. That is, assuming that the refractive index of the cover glass 30 is n, x1 = d1 * tan {sin -1 (sin ω / n)} + x2 x2 = d2 * tan ω.
【0033】表1は照明角度ω、カバーガラスの厚さd
1(屈折率は一定でn=1.5としている)及び間隔d2
の値を変えたときの移動距離x1、x2を示している。Table 1 shows the illumination angle ω and the thickness d of the cover glass.
1 (the refractive index is constant and n = 1.5) and the distance d2
Are moved distances x1 and x2 when the value of is changed.
【0034】非検固体撮像素子12上の1つの画素が壊
れている場合、この画素に対応する撮像画像上の欠損が
現れるが、これはごみと判別がつかない。しかし、この
撮像画像上の欠損は照明角度ωを変えても位置は変化し
ないのに対し、ごみの場合はその影の位置が移動するの
で、本発明では判別が可能になる。When one pixel on the non-detection solid-state image pickup device 12 is broken, a defect on the picked-up image corresponding to this pixel appears, but this is indistinguishable from dust. However, the position of the defect on the captured image does not change even if the illumination angle ω is changed, whereas the position of the shadow moves in the case of dust, so that the present invention enables the determination.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】図3に、垂直照明、斜光照明に対し、ごみ
の影が非検固体撮像素子12の撮像上にどのように現れ
るかを示す。斜光照明光学系が1つの場合は1方向の移
動のみになり、表面のごみ31の影は移動量が大きいた
め判別がしやすいが、裏面のごみ32の影は移動量が少
ないため判別がしにくくなる。また、非検固体撮像素子
12の端にごみがある場合、移動によりごみが撮像され
なくなることがある。FIG. 3 shows how dust shadows appear on an image picked up by the non-detection solid-state image sensor 12 with respect to vertical illumination and oblique illumination. In the case of a single oblique illumination optical system, only one direction of movement occurs, and the shadow of the dust 31 on the front surface is easy to discriminate because the movement amount is large. It becomes difficult. Further, when there is dust at the end of the non-detection solid-state imaging device 12, the dust may not be imaged due to the movement.
【0037】これを改善するために、図1に示す実施の
形態においては、4方向からの斜光照明を用いている。
4方向からの斜光照明の場合、図3にあるように、裏面
のごみ32の影は移動により大きくなったように判断さ
れる。また、非検固体撮像素子12の端にあるごみの像
が撮像範囲から無くなることがないため、非検固体撮像
素子12の撮像範囲すべてのごみを判断することが可能
となる。In order to improve this, in the embodiment shown in FIG. 1, oblique illumination from four directions is used.
In the case of oblique illumination from four directions, as shown in FIG. 3, it is determined that the shadow of the dust 32 on the back surface has become larger due to the movement. Further, since the image of the dust at the end of the non-detection solid-state imaging device 12 does not disappear from the imaging range, it is possible to determine the dust in the entire imaging range of the non-detection solid-state imaging device 12.
【0038】さらに、図1に示す実施の形態において
は、照明角度ωが可変であるので、特殊なマイクロレン
ズを持ち、垂直照明では光の「けられ」が起こるような
固体撮像素子においても、「けられ」が発生しない方向
から光を入射させることができ、全素子の検査を行うこ
とができる。また、光源にカラーフィルタ、光量調節フ
ィルタ、シャッタ等を付けることで、同時に色や光量等
の制御が可能になる。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, since the illumination angle ω is variable, a special microlens is used, and even in a solid-state image pickup device in which “shaking” of light occurs in vertical illumination, Light can be made incident from a direction in which “blur” does not occur, and inspection of all elements can be performed. Further, by attaching a color filter, a light amount adjustment filter, a shutter, and the like to the light source, it is possible to simultaneously control the color, the light amount, and the like.
【0039】前述したように、図1に示した実施の形態
においては、レンズ系11に図9に示したフライアイイ
ンテグレーター15を用いている。フライアイインテグ
レーター15は、ロッド状のガラス等の透明体を多数束
ねたものからなり、各々のロッド状の透明体は、入側と
出側の断面が凸状になっていて、入側から入射した光が
レンズ作用により出側断面に点状に結像するようにされ
ている。また、特開平1−295215号公報等に記載
されているような、内面反射可能な複数の側面を有し、
この内面反射によって複数の光源を形成するロッドイン
テグレーターを、フライアイインテグレーターの代わり
に用いてもよい。As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, the fly-eye integrator 15 shown in FIG. The fly-eye integrator 15 is formed by bundling a number of rod-shaped transparent bodies such as glass. Each of the rod-shaped transparent bodies has a convex cross-section on an entrance side and an exit side. The formed light is formed into a point-like image on the exit cross section by a lens action. Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-295215, etc., it has a plurality of side surfaces capable of internal reflection,
A rod integrator that forms a plurality of light sources by this internal reflection may be used instead of the fly-eye integrator.
【0040】このようにして、多数の点光源を作り出す
ことにより照明の均一性を上げているが、照明の均一性
がそれほど要求されない場合は、1本のロッドレンズを
使用して1つの点光源を作り出してもよく、さらには、
ロッドの端面を平面として、ロッドの端面の広がりを有
する面状光源を使用するようにしてもよい。In this way, the uniformity of illumination is increased by producing a large number of point light sources. However, when uniformity of illumination is not so required, one point light source is formed by using one rod lens. May be created, and furthermore,
The end surface of the rod may be a flat surface, and a planar light source having an extension of the end surface of the rod may be used.
【0041】ある程度の均一性で良い場合には、さら
に、図4に示すように、レンズ系11を、光ファイバー
を使用して構成することができる。図4において、18
は光ファイバーである。すなわち、光源10からの光を
光ファイバー18により導き、光ファイバー18の出口
をコンデンサーレンズ16の前側焦点位置に配置して構
成する。これにより、光ファイバー18の出口を擬似光
源とし、テレセン性を有するケーラー照明が実現でき
る。この構成により、図4にある光源10、コレクター
レンズ14及びフライアイインテグレータ15が、光フ
ァイバー18及びこの光ファイバーに光を入射するラン
プハウスで置き換えられる。If a certain degree of uniformity is sufficient, the lens system 11 can further be constituted by using an optical fiber as shown in FIG. In FIG. 4, 18
Is an optical fiber. That is, the light from the light source 10 is guided by the optical fiber 18, and the exit of the optical fiber 18 is arranged at the front focal position of the condenser lens 16. Thus, Koehler illumination having telecentricity can be realized by using the exit of the optical fiber 18 as a pseudo light source. With this configuration, the light source 10, the collector lens 14, and the fly's eye integrator 15 shown in FIG. 4 are replaced with an optical fiber 18 and a lamp house that enters the optical fiber.
【0042】図1における照明光学系においては、光源
10とレンズ系11が一体となって回動するが、この光
ファイバー18を利用した照明光学系ならば光源10は
移動しなくてよく、しかも、大きなレンズ系11に代え
て、光ファイバー16とコンデンサーレンズ16のみを
回動させればよいというメリットがある。In the illumination optical system shown in FIG. 1, the light source 10 and the lens system 11 rotate integrally. However, if the illumination optical system uses the optical fiber 18, the light source 10 does not need to move. There is an advantage that only the optical fiber 16 and the condenser lens 16 need to be rotated instead of the large lens system 11.
【0043】図4に示す照明光学系においては、照明光
のF値は光ファイバー18の出口径φFiberで決まり、
φFiberはあまり大きくはできないので、F値は小さく
できない。しかし、本発明では、F値が大きいほど、斜
光照明した場合、照明均一性が良くなるので、明るさが
問題とならない場合には、図4に示すような照明光学系
を使用することが好ましい。In the illumination optical system shown in FIG. 4, the F value of the illumination light is determined by the exit diameter φFiber of the optical fiber 18,
Since φFiber cannot be made too large, the F value cannot be made small. However, in the present invention, when the oblique illumination is performed, the illumination uniformity improves as the F-number increases. Therefore, when the brightness does not matter, it is preferable to use an illumination optical system as shown in FIG. .
【0044】なお、図4においては、1本の光ファイバ
ーを用いているが、複数の光ファイバーを束にして用
い、これによりフライアイインテグレーターと同様の、
擬似複数光源とすることも可能である。Although one optical fiber is used in FIG. 4, a plurality of optical fibers are used in a bundle, thereby providing the same
It is also possible to use a pseudo multiple light source.
【0045】図5は斜光照明を実際に配置した場合、被
検固体撮像素子12上の1点に、どのような光束が入る
かを断面図として示した図である。図5において、19
は照明光の中抜け部、20は擬似F値に対応する角度を
示す。図5においては、斜光照明が左右にそれぞれωの
角度からで照射されているため、疑似F値は、 F= 1/(2sinω) となり非常に小さなものとなる。しかし、1つ1つの照
明光学系の口径は小さいため19で示される範囲が中抜
けした中抜け光束となっている。図9の照明光学系で考
えた場合、フライアイインテグレータ15の出口側の径
すなわちコンデンサーレンズ16の瞳径をφFlyeye、コ
ンデンサーレンズ16の焦点距離をfとすると、照明光
のF値は F’=f/φFlyeye となる。コンデンサーレンズ16の外径φlensは照明範
囲によるが、必要な均一照明範囲をΦとすると、 φlens=Φ+2f*tan[sin-1{(1/(2F')}]≒Φ+2f/F' 以上の大きさがあればよい。しかし、通常は光源から出
る光に配光特性があるため、照明中心よりも周辺の光量
が減光する。よって、φlensは上記式よりも多少大きな
値が必要である。この対策として、レンズの歪曲収差に
負の値を初めから持たせて、照度均一性を良くすること
が好ましい。FIG. 5 is a sectional view showing what kind of light flux enters one point on the solid-state image sensor 12 when oblique illumination is actually arranged. In FIG. 5, 19
Denotes a hollow part of the illumination light, and 20 denotes an angle corresponding to the pseudo F value. In FIG. 5, since the oblique illumination is illuminated to the right and left from the angle of ω, the pseudo F value becomes very small as F = 1 / (2 sin ω). However, since the diameter of each illumination optical system is small, the area indicated by 19 is a hollow light beam that is hollow. When the diameter on the exit side of the fly-eye integrator 15, that is, the pupil diameter of the condenser lens 16 is φFlyeye and the focal length of the condenser lens 16 is f when considering the illumination optical system of FIG. 9, the F value of the illumination light is F ′ = f / φFlyeye. The outer diameter φlens of the condenser lens 16 depends on the illumination range. If the required uniform illumination range is Φ, φlens = Φ + 2f * tan [sin -1 {(1 / (2F ′)}] ≒ Φ + 2f / F However, since the light emitted from the light source usually has a light distribution characteristic, the amount of light in the periphery is smaller than that in the center of the illumination. As a countermeasure, it is preferable to make the distortion uniformity of the lens a negative value from the beginning to improve the uniformity of the illuminance.
【0046】図4に示す光ファイバー照明系の場合、コ
ンデンサーレンズの外径を決定するためには、光ファイ
バーの出口径がφFiberで表されるとすると、前記式の
φFlyeyeをφFiberに置き換えればよい。In the case of the optical fiber illumination system shown in FIG. 4, in order to determine the outer diameter of the condenser lens, assuming that the exit diameter of the optical fiber is represented by φFiber, φFlyeye in the above equation may be replaced with φFiber.
【0047】図6は、斜光照明光学系を4つ配置し、照
明角度ωを可変にした場合に得られる疑似F値と集光光
束の中抜け状況を示した図である。図6において、40
は1つのレンズによるF値に対応する立体角を表す円、
41は最大可変擬似F値に対応する立体角を表す円、4
2は最小可変擬似F値に対応する立体角を表す円、43
はレンズの外径に対応する円、44は擬似F値の可変範
囲を示す。FIG. 6 is a diagram showing a pseudo F-number obtained when four oblique illumination optical systems are arranged and the illumination angle ω is made variable, and the state of a hollow portion of a condensed light beam. In FIG. 6, 40
Is a circle representing a solid angle corresponding to the F-number of one lens,
41 is a circle representing a solid angle corresponding to the maximum variable pseudo F-number, 4
2 is a circle representing a solid angle corresponding to the minimum variable pseudo F value, 43
Denotes a circle corresponding to the outer diameter of the lens, and 44 denotes a variable range of the pseudo F value.
【0048】この図は、任意の非検固体撮像素子上の点
に集光する光束が入射する角度を、非検撮像素子面に垂
直な方向を中心として平面状に展開した図であり、面積
が立体角となる。これは、図5の疑似F値に対応する角
度を示している線(立体的には球面)20上を覆う球面
スクリーンを置いた場合、どのようにスクリーンが照明
されるかを示した図に対応する。This figure is a diagram in which the angle at which a light beam condensed on a point on an arbitrary non-detection solid-state imaging device is developed in a plane around a direction perpendicular to the surface of the non-detection imaging device. Is a solid angle. This is a diagram showing how the screen is illuminated when a spherical screen covering the line (three-dimensionally spherical) 20 indicating the angle corresponding to the pseudo F value in FIG. 5 is placed. Corresponding.
【0049】実際の照明は、小円40に対応する開口角
で行われる。そして、照明角度ωを変えることにより
(擬似F値を変化させることにより)、この小円は、矢
印で示した線44上を移動する。破線43は照明光学系
のレンズ外径を示しておりこの破線が重なる位置にレン
ズを配置することはできない。よって、ωの最小値(及
び最大擬似F値)は、42で示される円に対応して決定
される。The actual illumination is performed at an aperture angle corresponding to the small circle 40. Then, by changing the illumination angle ω (by changing the pseudo F value), this small circle moves on the line 44 indicated by the arrow. The broken line 43 indicates the outer diameter of the lens of the illumination optical system, and the lens cannot be arranged at a position where the broken line overlaps. Therefore, the minimum value of ω (and the maximum pseudo F value) is determined corresponding to the circle indicated by 42.
【0050】照明光学系に図4に示す光ファイバー照明
光学系を用いれば、光源を1つにまとめることができ
る。すなわち、光ファイバー用光源から出たファイバー
を4分岐することで同時に4つの光学系に光を入れるこ
とができる。If the optical fiber illumination optical system shown in FIG. 4 is used as the illumination optical system, the light sources can be integrated into one. That is, by splitting the fiber emitted from the optical fiber light source into four, light can be simultaneously input to four optical systems.
【0051】図7は、本発明の他の実施の形態の例を示
す概要図であり、図の書き方は図6と同じである。図7
において、45は垂直照明のF値に対応する立体角を表
す円、46は第1の斜光照明のF値に対応する立体角を
表す円、47は第2の斜光照明のF値に対応する立体角
を表す円、48は第1の斜光照明の擬似F値に対応する
立体角を表す円、49は第2の斜光照明の擬似F値に対
応する立体角を表す円である。破線は各照明光学系のレ
ンズに対応する円である。FIG. 7 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention, and the drawing is the same as that of FIG. FIG.
, 45 represents a circle representing a solid angle corresponding to the F value of vertical illumination, 46 represents a circle representing a solid angle corresponding to the F value of the first oblique illumination, and 47 represents an F value of the second oblique illumination. A circle representing a solid angle, a circle 48 representing a solid angle corresponding to the pseudo F-value of the first oblique illumination, and a circle 49 representing a solid angle corresponding to the pseudo F-value of the second oblique illumination. The broken line is a circle corresponding to the lens of each illumination optical system.
【0052】この実施の形態は、1個の垂直照明光学系
と8個の斜光照明光学系を有し、各照明光学系は固定と
されている。そして、8個の斜光照明光学系のうち、4
個は第1の斜光照明光学系とされており、円48に対応
する擬似F値を持つ位置に配置され、大きな照明角度で
照射を行うようにされている。他の4個は第2の斜光照
明光学系とされており、円49に対応する擬似F値を持
つ位置に配置され、小さな照明角度で照射を行うように
されている。This embodiment has one vertical illumination optical system and eight oblique illumination optical systems, and each illumination optical system is fixed. Then, of the eight oblique illumination optical systems, 4
Each of them is a first oblique illumination optical system, is arranged at a position having a pseudo F value corresponding to the circle 48, and performs irradiation at a large illumination angle. The other four are used as a second oblique illumination optical system, are arranged at positions having a pseudo F value corresponding to the circle 49, and perform irradiation at a small illumination angle.
【0053】この装置において検査を行うには、たとえ
ば、まず、垂直照明光学系で被検固体撮像素子を照射し
てその出力を調べ、次に第1の斜光照明光学系で被検固
体撮像素子を照射してその出力を調べ、続いて第2の斜
光照明光学系で被検固体撮像素子を照射してその出力を
調べる。このようにして、照明光の照明角度を、垂直照
明を含めて3段階に切り換えることにより、被検固体撮
像素子の検査とごみの有無の検査を行うことができる。
この際、ごみの検査は、固定された2段階の照明角度で
行われるため、誤差を生じにくくなるという特徴があ
る。さらに、これに加えて全照明光学系により照明を行
えば、小さなF値の照明で検査を行ったと等価な結果が
得られる。In order to perform the inspection in this apparatus, for example, first, the solid-state imaging device to be inspected is illuminated by a vertical illumination optical system to check the output, and then the solid-state imaging device to be inspected by a first oblique illumination optical system Then, the output is examined by irradiating the solid-state imaging device under test with the second oblique illumination optical system. In this way, by switching the illumination angle of the illumination light to three stages including the vertical illumination, the inspection of the solid-state imaging device to be inspected and the inspection of the presence or absence of dust can be performed.
In this case, since the dust inspection is performed at two fixed illumination angles, there is a feature that errors hardly occur. Further, in addition to this, if illumination is performed by the all illumination optical system, a result equivalent to inspection performed with illumination having a small F value can be obtained.
【0054】この実施の形態においては、斜光照明光学
系の照明角度を切り換えるのに、斜光光学系を移動させ
る必要がないので、複雑な機構を必要とせず、かつ、迅
速な切り換えが可能であるという特長を有する。また、
光源の強度が同じの場合には、照度は照明角度をωとす
るとcosωに比例して小さくなるが、第1の斜光照明光
学系、第2の斜光照明光学系とも照明角度は固定されて
いるため、これに応じて光源の強度を調整しておけば、
いずれの光源を使用する場合でも照度を一定にすること
ができる。In this embodiment, it is not necessary to move the oblique light optical system to switch the illumination angle of the oblique light illumination optical system, so that a complicated mechanism is not required and quick switching is possible. It has the feature of. Also,
When the intensity of the light source is the same, the illuminance decreases in proportion to cos ω when the illumination angle is ω, but the illumination angle is fixed for both the first oblique illumination optical system and the second oblique illumination optical system. Therefore, if you adjust the intensity of the light source accordingly,
The illuminance can be made constant regardless of which light source is used.
【0055】図8は斜光照明系の照明角度ωを調整する
ための工具の概要を示す図である。図8において、50
はコリメートレンズ、51はピンホール、52はスクリ
ーン、53は平行光束、54は垂直照明光の光点、55
は斜光照明光の光点である。FIG. 8 is a diagram showing an outline of a tool for adjusting the illumination angle ω of the oblique illumination system. In FIG. 8, 50
Is a collimating lens, 51 is a pinhole, 52 is a screen, 53 is a parallel light beam, 54 is a light spot of vertical illumination light, 55
Is a light spot of oblique illumination light.
【0056】(a)に示すように、照射面17に集光した
光をピンホール51で取り出し、コリメートレンズ50
で平行光束53とする。すなわち、ピンホール51はコ
リメートレンズ50の焦点位置に設けられている。平行
光束53は、スクリーン52に投影される。As shown in FIG. 5A, the light condensed on the irradiation surface 17 is taken out through a pinhole 51, and is collimated by a collimating lens 50.
To be a parallel light beam 53. That is, the pinhole 51 is provided at the focal position of the collimator lens 50. The parallel light beam 53 is projected on a screen 52.
【0057】投影された平行光束53をスクリーン52
で確認すると、(b)のように斜光照明光の光点55が分
かれて見える。このスクリーン上の光点55の位置を測
定しながら、斜光照明系の照明角度ωを調整することが
可能となる。その際、照明角度ωとスクリーン上の光点
55の位置r(垂直照明光の光点54の中心と斜光照明
光の光点55の中心の距離)が比例するようにレンズに
歪曲収差を持たせることが理想だが、これらが比例して
いなくてもレンズの歪曲収差が分かっていれば、rとω
の関係を定めることができるので問題はない。The projected parallel light beam 53 is applied to a screen 52.
The light spot 55 of the oblique illumination light appears to be divided as shown in FIG. The illumination angle ω of the oblique illumination system can be adjusted while measuring the position of the light spot 55 on the screen. At this time, the lens has distortion so that the illumination angle ω is proportional to the position r of the light spot 55 on the screen (the distance between the center of the light spot 54 of the vertical illumination light and the center of the light spot 55 of the oblique illumination light). Ideally, if these are not proportional, if the distortion of the lens is known, r and ω
There is no problem because the relationship can be determined.
【0058】調整は光点の中心位置を基準にするが、白
色光の場合、コリメートレンズ50で色消しをしていな
いと光点が拡がるため、コリメートレンズ50の後にフ
ィルターを挿入して波長範囲を制限するとさらに精度が
良くなる。また、斜光照明光学系の照明角度ωが大きい
場合、ピンホール51を通過する光束の角度も大きくな
るので、これに対応してコリメートレンズ52のF値を
小さくする必要があるが、この場合でも、非球面を用い
たコレクターレンズを用いるとレンズを1枚で構成でき
る。その場合、レンズの歪曲収差が大きいため、照明角
度ωと光点の位置が比例しないが、特に4方向斜光照明
の場合は4方向の斜光角度のバランスをとるのに役立
つ。The adjustment is based on the center position of the light spot. In the case of white light, the light spot expands unless the color is achromatized by the collimating lens 50. Therefore, a filter is inserted after the collimating lens 50 to adjust the wavelength range. Is more accurate. Further, when the illumination angle ω of the oblique illumination optical system is large, the angle of the light beam passing through the pinhole 51 also becomes large, and accordingly, it is necessary to reduce the F value of the collimating lens 52 accordingly. When a collector lens using an aspherical surface is used, a single lens can be formed. In this case, the position of the light spot is not proportional to the illumination angle ω because the distortion of the lens is large. Particularly, in the case of four-direction oblique illumination, it is useful to balance the oblique light angles in four directions.
【0059】また、図8においては、スクリーン52に
投影される光点をみて調整を行っているが、スクリーン
52の代わりに2次元受光素子(CCD、PSD等)を
置き、その出力をみて調整を行うこともできる。Also, in FIG. 8, the adjustment is performed by looking at the light spot projected on the screen 52. However, a two-dimensional light receiving element (CCD, PSD, etc.) is placed instead of the screen 52, and the adjustment is made by looking at the output. Can also be performed.
【0060】さらに、この装置を用いて照明光のテレセ
ン性を確認することができる。すなわち、照射面17の
いろいろな位置にピンホール17を位置させて測定を行
い、その際に光点55の位置が変化しなければテレセン
性が良いことが確認できる。逆に、光点55の位置が変
化する場合にはテレセン性が悪いので、光源とレンズ系
の調整が必要と判断される。Further, the telecentricity of the illumination light can be confirmed by using this device. That is, the measurement is performed with the pinholes 17 positioned at various positions on the irradiation surface 17, and it can be confirmed that telecentricity is good if the position of the light spot 55 does not change at that time. Conversely, if the position of the light spot 55 changes, the telecentricity is poor, so it is determined that adjustment of the light source and the lens system is necessary.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項1に係る発明においては、従来と同様の垂直照明光学
系の他に、照明角度が可変な斜光照明光学系を有するの
で、固体撮像素子自身の欠陥と、カバーガラスに付着し
たごみを区別して判別できると共に、表面に設けられた
マイクロレンズにより入射方向を斜め方向に制限した固
体撮像素子に対しても検査を行うことができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, in addition to a vertical illumination optical system similar to the conventional one, an oblique illumination optical system having a variable illumination angle is provided. Defects of the image sensor itself can be distinguished from dust adhering to the cover glass, and inspection can also be performed on a solid-state image sensor whose incident direction is obliquely limited by a microlens provided on the surface.
【0062】請求項2に係る発明においては、4方向か
ら照射を行っているので、照明角度を変えたときに、ご
みの影が撮像素子面から外れてしまうことがなく、ま
た、カバーガラスの裏面に付着しているごみのかげは、
動きが小さくても、照明角度の増大に伴って大きくなっ
たように見えるので、ごみの検出を確実に実施すること
ができる。According to the second aspect of the present invention, since the irradiation is performed from four directions, when the illumination angle is changed, the shadow of the dust does not come off the image pickup element surface, and the cover glass is not damaged. The garbage on the back is
Even if the movement is small, it seems that the movement becomes large with an increase in the illumination angle, so that it is possible to reliably detect dust.
【0063】請求項3に係る発明においては、光源から
の光を、光ファイバーを利用して照明用レンズの焦点位
置に導くようにしているので、照明角度を変えるときに
光源を移動させる必要がなくなり、機器の構成が簡単に
なる。また、複数の照明光学系において光源を共用する
ことができる。According to the third aspect of the present invention, since the light from the light source is guided to the focal position of the illumination lens using the optical fiber, it is not necessary to move the light source when changing the illumination angle. Therefore, the configuration of the device is simplified. Further, a light source can be shared by a plurality of illumination optical systems.
【0064】請求項4に係る発明においては、スクリー
ンに投影された照射光の像、又は受光素子の出力を見な
がら照明光学系の位置を調整することにより、簡単に照
明光学系の位置合わせが可能となる。In the invention according to claim 4, the position of the illumination optical system can be easily adjusted by adjusting the position of the illumination optical system while watching the image of the irradiation light projected on the screen or the output of the light receiving element. It becomes possible.
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す概要図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
【図2】斜光照明光学系の照明角度を変化させることに
より、カバーガラスに付着したごみを検出する方法を示
す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method of detecting dust attached to a cover glass by changing an illumination angle of an oblique illumination optical system.
【図3】垂直照明、斜光照明に対し、ごみの影が非検固
体撮像素子の撮像上にどのように現れるかを示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating how dust shadows appear on an image captured by a non-detection solid-state imaging device with respect to vertical illumination and oblique illumination.
【図4】光ファイバーを使用した照明光学系を示す概要
図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an illumination optical system using an optical fiber.
【図5】斜光照明を実際に配置した場合、被検固体撮像
素子に入る光束を示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a light beam entering a solid-state imaging device under test when oblique illumination is actually arranged.
【図6】斜光照明光学系を4つ配置し、照明角度ωを可
変にした場合に得られる疑似F値と集光光束の中抜け状
況を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a pseudo F-number obtained when four oblique illumination optical systems are arranged and the illumination angle ω is made variable, and the state of a hollow portion of a condensed light beam.
【図7】本発明の他の実施の形態を示す概要図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.
【図8】斜光照明系の照明角度ωを調整するための工具
の概要を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an outline of a tool for adjusting the illumination angle ω of the oblique illumination system.
【図9】従来垂直照明に用いられていた照明装置、及び
本発明の実施の形態の1例で用いられる照明装置の概要
を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an outline of a lighting device conventionally used for vertical lighting and a lighting device used in an example of an embodiment of the present invention.
10…光源、11…レンズ系、12…被検固体撮像素
子、13…レンズ系における1つの擬似光源のF値に対
応する角度、14…コレクターレンズ、15…フライア
イインテグレータ、16…コンデンサーレンズ、17…
照射面(固体撮像素子面)、18…光ファイバー、19
…照明光の中抜け部、20…擬似F値に対応する角度、
30…カバーガラス、31…カバーガラスの表面に付着
したごみ、32…カバーガラスの裏面に付着したごみ、
40…1つのレンズによるF値に対応する立体角を表す
円、41…最大可変擬似F値に対応する角度を表す円、
42…最小可変擬似F値に対応する角度を表す円、43
…1つのレンズの外径に対応する円、44…擬似F値の
可変範囲、45…垂直照明のF値に対応する立体角を表
す円、46…第1の斜光照明のF値に対応する立体角を
表す円、47…第2の斜光照明のF値に対応する立体角
を表す円、48…第1の斜光照明の擬似F値に対応する
立体角を表す円、49…第2の斜光照明の擬似F値に対
応する立体角を表す円、50…コリメートレンズ、51
…ピンホール、52…スクリーン、53…平行光束、5
4…垂直照明光の光点、55…斜光照明光の光点Reference numeral 10 denotes a light source, 11 denotes a lens system, 12 denotes a solid-state imaging device to be tested, 13 denotes an angle corresponding to the F value of one pseudo light source in the lens system, 14 denotes a collector lens, 15 denotes a fly-eye integrator, 16 denotes a condenser lens, 17 ...
Irradiation surface (solid-state imaging device surface), 18 ... optical fiber, 19
... the hollow part of the illumination light, 20 ... the angle corresponding to the pseudo F-number,
30: cover glass, 31: dust attached to the surface of the cover glass, 32: dust attached to the back of the cover glass,
40: a circle representing a solid angle corresponding to the F-number of one lens, 41 ... a circle representing an angle corresponding to the maximum variable pseudo F-number,
42... A circle representing an angle corresponding to the minimum variable pseudo F-number, 43
... A circle corresponding to the outer diameter of one lens, 44... A variable range of pseudo F value, 45... A circle representing a solid angle corresponding to the F value of vertical illumination, 46. Circle representing solid angle, 47: Circle representing solid angle corresponding to F value of second oblique illumination, 48 ... Circle representing solid angle corresponding to pseudo F value of first oblique illumination, 49 ... Second A circle representing a solid angle corresponding to a pseudo F-number of oblique illumination, 50... A collimating lens, 51
... Pinhole, 52 ... Screen, 53 ... Parallel beam, 5
4: Light spot of vertical illumination light 55: Light spot of oblique illumination light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G051 AA61 AA90 AB01 AB02 BA01 BB07 BB17 BC07 CA03 CA20 4M118 AA09 AA10 AB01 BA03 FA06 FB09 GD02 5C024 AA01 BA00 CA31 DA00 EA00 FA01 FA11 FA17 GA00 HA00 JA00 5C061 BB01 BB05 BB09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G051 AA61 AA90 AB01 AB02 BA01 BB07 BB17 BC07 CA03 CA20 4M118 AA09 AA10 AB01 BA03 FA06 FB09 GD02 5C024 AA01 BA00 CA31 DA00 EA00 FA01 FA11 FA17 GA00 HA00 JA00 5C061 BB01 BB01
Claims (4)
明(垂直照明)光学系と、光軸が被検固体撮像素子に対
して傾いている照明(斜光照明)光学系とを有してな
り、前記斜光照明光学系の照明角度(入射角)が可変と
されていることを特徴とする固体撮像素子検査用照明装
置。1. An illumination (vertical illumination) optical system having an optical axis perpendicular to a solid-state imaging device to be inspected, and an illumination (oblique illumination) optical system having an optical axis inclined with respect to the solid-state imaging device to be inspected. An illumination device for inspecting a solid-state imaging device, wherein an illumination angle (incident angle) of the oblique illumination optical system is variable.
明装置であって、斜光照明光学系が、被検固体撮像素子
の撮像面に平行な面に投影した場合に、ほぼ90°おきに
配置された4個の照明光学系を有することを特徴とする
固体撮像素子検査用照明装置。2. The illuminating device for inspecting a solid-state image sensor according to claim 1, wherein the oblique illumination optical system projects approximately 90 ° when projected onto a plane parallel to the imaging surface of the solid-state image sensor to be inspected. An illumination device for inspecting a solid-state imaging device, comprising: four illumination optical systems arranged in a plurality of illumination optical systems.
素子検査用照明装置であって、前記垂直照明光学系及び
斜光照明光学系のうち少なくとも1つが、照明用レンズ
と、当該照明用レンズの一方の焦点位置に出口を有する
光ファイバーとを有してなり、被検固体撮像素子は、前
記照明用レンズの他方の焦点位置に配置されるようにさ
れていることを特徴とする固体撮像素子検査用照明装
置。3. The illumination device for inspecting a solid-state imaging device according to claim 1, wherein at least one of the vertical illumination optical system and the oblique illumination optical system includes an illumination lens and the illumination lens. An optical fiber having an exit at one focal position of the lens, and the test solid-state imaging device is arranged at the other focal position of the illumination lens. Lighting device for element inspection.
項に記載の固体撮像素子検査用照明装置における斜光照
明光学系を調整するために用いる調整工具であって、ピ
ンホールと、当該ピンホールを通過した光を受光するレ
ンズと、当該レンズを通過した光を受光するスクリーン
又は受光素子とを有してなることを特徴とする調整工
具。4. One of claims 1 to 3
An adjustment tool used for adjusting the oblique illumination optical system in the solid-state imaging device inspection illumination device according to the item, comprising a pinhole, a lens that receives light passing through the pinhole, and a lens that passes through the lens. An adjustment tool comprising a screen or a light receiving element for receiving light.
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| JP11100895A JP2000295639A (en) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | Illumination device for inspecting solid-state imaging device and adjustment tool used therefor |
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- 1999-04-08 JP JP11100895A patent/JP2000295639A/en active Pending
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