JPS61187672A - 密着型イメ−ジセンサの欠陥検査方法および欠陥検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、密着型原稿読み取り用−次元イメージセンサ
のビット欠陥の検査方法および検査装置に関するもので
ある。

〔従来技術とその問題点〕

最近ファクシミリ等の原稿読み取り装置を小型化するた
めに、密着型イメージセンサの開発が活発に進められて
いる。これは原稿と同じ幅の長尺−次元イメージセンサ
を内蔵する光電変換デバイスである。従来のＣＣＤやＭ
ＯＳ型のＩＣイメージセンサを有する光電変換系では原
稿をイメージセンサ上に投影する縮小レンズ系を必要と
し、その光路長確保のために装置内に大きな空間を有し
ており、そのため装置の小型化が難しい欠点があった。

ところが、上述の密着型イメージセンサでは、この縮小
レンズ系が不要でイメージセンサと原稿がほぼ密着し、
そのため装置の大幅な小型化が達成される。

密着型イメージセンサの光電変換部は、微小な受光面積
を有する光センサ素子を少なくとも原稿と同じ幅に一列
に配置した構造となっている。例えば、Ａ４サイズの原
稿を８本／ｍｍの密度で読み取るためには、１７２８素
子の光センサ素子を約２１ｃｍの長さに配置しなければ
ならない。このためには、大面積に一様な薄膜が形成で
き、また可視光に対する感度が高く、さらに安価なガラ
ス基板が使えるように比較的低温で形成できる水素化非
晶質シリコンが密着型イメージセンサの光電変換材料と
して通している。水素化非晶質シリコン膜は、高抵抗の
良質な半導体薄膜なので、ブロッキング電極を有するサ
ンドインチ構造にすることにより、非常にリーク電流の
少ないホトダイオードを形成することができる（例えば
、Ｓ、Ｋａｎｅｋｏ　ｅｔ　ａｌ、ＩＥＤＭ、３２８　
　（１９８２）　）　、このホトダイオードを上述の光
センサ素子として使うことにより、高速読み取り可能な
密着型イメージセンサが実現できる。

ところで、このイメージセンサを商品化するためには、
無欠陥が絶対的条件である。数千ビットのうち１ビツト
でも欠陥があれば１．イメージセンサとしての価値がな
（なってしまう。従って、製造プロセス中における欠陥
検査は製造コストの点から重要である。特に駆動用ＩＣ
はユニット全体に占るコスト割合が大きいため、全品に
ついて駆動用ＩＣを実装する前にセンサ基板の欠陥を検
査する必要がある。従って、多数のセンサ基板を検査す
るためには短時間で評価できる欠陥検査法の確立および
欠陥検査装置の開発が重要となる。

センサ基板の欠陥の１つの原因として、電極配線の断線
および配線間の短絡がある。センサ基板上の配線は、共
通電極および個別電極の２種類の電極配線がある。一般
に共通電極は面積が大きく、断線等の欠陥はほとんど起
こらない。ところが個別電極は、センサの読み取り密度
が高くなるほど配線幅が狭くなる。例えば８本／ｍｍの
読み取り密度の場合、配線幅は５０μｍであり、１６本
／ｍｍでは２５μｍになってしまう。このような細線で
は、ホトリソグラフィ工程において、ごみやエノチング
不良で断線や線間短絡が起きる可能性がある。

従来の配線欠陥の検査の方法は、顕微鏡を用いた目視検
査であった。この目視検査は、個別電極を一本ずつ丹念
に見なければならず、非常に時間がかかる。しかも欠陥
の見逃しもあり、不完全な検査法であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような欠点を除去せしめて、短時
間に個別電極パターンの欠陥の有無を検査する方法およ
び装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明の密着型イメージセンサの欠陥検査方法は、複数
のホトダイオードを同一基板上に一列に並べた密着型イ
メージセンサの前記ホトダイオードと、前記密着型イメ
ージセンサの基板表面に形成された駆動用ＩＣとの接続
用パッドとを結ぶ個別電極パターンの欠陥を、前記ホト
ダイオードに光を照射した時の明信号により検出するこ
とを特徴としている。

本発明の密着型イメージセンサの欠陥検査装置は、複数
のホトダイオードを同一基板上に一列に並べた密着型イ
メージセンサを固定でき、前記ホトダイオードの配列方
向に前記密着型イメージセンサの少なくとも読み取り幅
以上のストロークのある可動ステージと、 前記密着型イメージセンサの基板表面に形成された駆動
用ＩＣとの接続用ノで・ノ日こ接触し？昇る複数の探針
および孔を通して前記ホトダイオードＧこ光を照射する
光源が設けられたプローブカードと、このプローブカー
ドを支持する支持部へ取りイ寸けられ、前記ホトダイオ
ードを順次走査するスイッチング回路および前記ホトダ
イオードＧこ光を照射した時の明信号を検出する検出回
路を有する駆動回路とを備え、 前記ホトダイオードの１プロ・ツクに対応する前記接続
用パッドに前記プローブカードの探針を接触させて、前
記明信号を測定し、前記可動ステージを移動させて前記
測定を前記ホトダイオードの各ブロックごとに順次行う
ことにより、前記密着型イメージセンサの個別電極ツマ
ターンの欠陥ヲ検査することを特徴としている。

〔作用〕

センサ基板の個別電極配線は、ホトダイオードに流れる
電流を外部回路との接続用ノぐノドに取り出す働きをし
ていると考えることができる。従って、個別電極配線に
欠陥があるかどうか番よ、ホトダイオードに流れる電流
を接続用パッドで測定できるかどうかで判断するのがも
っとも確実である。

ホトダイオードに流れる電流はホトダイオードのリーク
電流と光照射によって発生する光電流がある。配線検査
のための信号源としては、光電流を用いる方が良い。な
ぜなら、光電流は、リーク電流より３〜４桁大きぐ、し
かもその電流値は、照射する光の強度を一定値にするこ
とにより、一定値になる。一方、リーク電流は、非常に
小さく、断線との区別がつけにくく、また、その大きさ
もホトダイオードの特性の違いにより、バラツキがあり
、欠陥検査用の信号源としては不向きである。

光電流の検出方法としては、ホトダイオード自体の欠陥
検査において、ホトダイオードを電荷蓄積モードで駆動
し、明信号を測定する動特性評価法がある。動特性評価
法の原理を第３図の駆動回路図を用いて説明する。第３
図において、ホトダイオード２３の片方の電極は共通電
極２４に接続されている。もう一方の電極は個別電極２
５に接続され、個別電極は駆動用ＩＣ２６との接続用パ
ッド２７に接続されている。接続用ノイ・ノドは、駆動
用ＩＣ２６のＭＯＳ　　ＦＥＴスイ・ノチ２８を介して
出力端子２９に接続されている。さらに、出力端子２９
は検出回路（図示せず）に接続されている。ＭＯＳ　　
ＦＥＴスイッチ２８は駆動用ＩＣ２６内のシフトレジス
タ３０によって順次ＯＮしていく。ある時間にＭＯＳ　
　ＦＥＴスイ・ノチ２８がＯＦＦになり、電荷蓄積時間
に入ると、光電流とホトダイオードのリーク電流の和に
より、ホトダイオード２３が放電していく。一定時間（
電荷蓄積時間）後にＭＯＳ　　ＦＥＴスイッチ２８が再
びＯＮとなる時のこのホトダイオード２３の電圧降下を
、あるいはＯＮ後にホトダイオード２３＆こ流れ込む再
充電電流を検出することによって、明信号が得られる。

従って、ホトダイオードの動特性の測定は、電荷蓄積時
間で完了する。通常蓄積時間は５ｍｓ前後であるから、
動特性評価法は非常に高速の欠陥検査法である。

本発明の個別電極パターンの欠陥検査法は、上述の動特
性評価法において得られる明信号を検出することにより
個別電極パターンの欠陥を検査しようとするものである
。個別電極ノでターンに欠陥がある場合の出力について
、第４図を用し１て説明する。ここでは、再充電電流を
積分する電荷読み取り法によって明信号を検出すると仮
定する。欠陥がなく正常な信号出力波形は（Ａ）のよ乞
こなる。もし、１ケ所断線があると、ホトダイオードを
充電することができず、そのビットの出力しこ対応した
信号のみが（Ｂ）に示すように０になる。

また、個別電橋同士が短絡した場合は、短絡しているビ
ットのうちはじめに読み出されると・ノドの出力は２つ
のホトダイオードを再充電する電荷力く流れるので、出
力信号は２倍になる。次に読み出されるビットは、すで
に充電されてし）るので出力信号はＯになる。よって、
明信号による欠陥検査法を用いると、出力信号によって
断線と線間短絡を区別して検出することができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の密着型イメージセンサの欠陥検査方
法の一実施例を説明するための図である。

第１図において、■は検査の対象となる密着型イメージ
センサすなわちセンサ基板であり、複数のホトダイオー
ド２が同一基板上に一列に並べて配列されている。これ
らホトダイオードのカソードは共通電極３に接続され、
アノードは個別電極４に接続されている。これら個別電
極は、外部回路との接続用パッド５にそれぞれ接続され
ている。

ホトダイオード２は通常１つのデバイスに数千個有り、
２０ｃｍ以上に渡って一列に配置されており、したがっ
て個別電極４も数千率あり、このような多数の個別電極
を一緒に検査するのは検査装置との関係で現実的ではな
い。そこで、本実施ではホトダイオード列を数十から百
数十のホトダイオードのブロックに分割しイブロック毎
に測定していくものとする。

第１図において、６は駆動回路であり、シフトレジスタ
７と、このシフトレジスタにより順次ＯＮされるＭＯＳ
　　ＦＥＴスイッチ８と、検出回路９とを備えている。

検出回路９は、センサ基板１のホトダイオード２に流れ
る再充電電流の積分値を検出する回路である。駆動回路
６は、検査しようとするセンサ基板１の個別電極４が接
続されている接続用パッド５に例えば探針ｌＯを経て接
続される。

センサ基板１の個別電極パターンの欠陥を検査するには
、センサ基板１のホトダイオード２に光を照射した状態
で、第１図に示すように１ブロツクのホトダイオードに
関連した接続用パッドに探針１０を接触させる。そして
、駆動回路６のシフトレジスタ７によりＭＯＳ　　ＦＥ
Ｔスイッチ８を順次ＯＮする。ある時間にＭＯＳ　　Ｆ
ＥＴスイッチ８がＯＦＦになり、電荷蓄積時間に入ると
、光電流とホトダイオードのリーク電流の和により、ホ
トダイオード２が放電していく。一定時間（電荷蓄積時
間）後にＭＯＳ　　ＦＥＴスイッチ８が再びＯＮとなっ
た後にホトダイオード２に流れ込む再充電電流を検出回
路９により検出することによって、明信号が得られる。

この明信号により、センサ基板１の前記ブロックに関連
した個別電極パターンの欠陥を検査できることは前述し
たとおりである。以上の検査を各ブロック毎の個別電極
パターンに順次行っていくことにより、センサ基板１の
全部の個別電極パターンを検査することができる。

なお、本実施例では、検出回路９は、ホトダイオードに
流れる再充電電流の積分値を検出する電荷読み取り方式
を採用しているが、放電によるホトダイオードの電圧降
下を検出する電圧読み取り方式であってもよい。

次に、本発明の密着型イメージセンサの欠陥検査方法を
用いた欠陥検査装置について詳細に説明する。第２図は
欠陥検査装置の一実施例を示す斜視図である。この欠陥
検査装置は、検査の対象となるセンサ基板１を固定する
ことのできる可動ステージ１１を備えており、この可動
ステージ１１は、−この可動ステージを一軸方向に移動
させる駆動台１２上に固定されており、この駆動台は前
記−軸方向と直交する方向に駆動台１２を移動させる駆
動台１３上に固定されている。これら駆動台１２．１３
により可動ステージ１１を直交する２方向に動かすこと
ができる。可動ステージ１１上に張り出すようにプロー
ブカード支持部１４が駆動台１３の静止部に固定されて
いる。

プローブカード支持部１４にはプローブカード１５が取
り付けられており、このプローブカードと可動ステージ
１１上に固定されたセンサ基板１との間隔は約２ｍｍ程
度に保たれる。このプローブカード１５の可動ステージ
１１例の面には、センサ基板１上の接続用パッドに接触
し得る複数本の探針１６が設けられている。これら探針
は、接続用パッドの配列方向に一致するように配列され
ており、プローブカード１５に設けられた調整用の孔１
７の近辺に設けられている。

また、プローブカード１５の近くのプローブカード支持
部１４には、第１図において説明したシフトレジスタと
スイッチング用ＦＢＴと検出回路を具備する駆動回路１
８が固定されている。検出回路は、放電によるホトダイ
オードの電圧降下を検出する電圧読み取り方式でも、ホ
トダイオードに流れる再充電電流の積分値を検出する電
荷読み取り方式でも良い。この検出回路を用いて、後述
するように数十のホトダイオードからなる１ブロツク分
を一度に検査するために、シフトレジスタによりスイッ
チング用ＦＥＴを順次ＯＮさせスキャナとしての機能を
得ている。駆動回路１８は、配線１９によって探針１６
に接続されている。このように、配線１９を短くするこ
とにより、配線容量を小さくでき、雑音にも強くなる。

また、後述するシールドボックスの外にあるデータ処理
系へ接続する配線の数も少なくなる長所が生じる。

プローブカード１５には孔２０が設けられており、この
孔の上に位置するうに光源２１がプローブカード１５に
取り付けられている。この光源２１は、センサ基板１の
ホトダイオードを光で照射するためのものであり、前述
したようにプローブカード１５とセンサ基板１との間隔
が約２ｍｍＬかないので、この間に光源を設けることが
できずプローブカード１５上に設けるようにしている。

光源２１からの光は、孔２０を経てセンサ基板１のホト
ダイオードに照射される。なお、ホトダイオードである
水素化非晶質シリコンダイオ−、ドは可視光全域に渡っ
て感度が高いので、波長に対する制約は特になく、した
がって光源２１としてＬＥＤや螢光灯等が使える。

以上説明した構成要素はすべてシールドボックス２２内
に収納され、外部雑音が検査に影響を与えないようにな
されている。

一般に、ホトダイオードは通常１つのデバイスに数千個
有り、２０ｃｍ以上に渡って一列に配置されている。こ
のように密着型イメージセンサは長尺デバイスであり、
基本的にはホトダイオードの数だけ探針を立て検出回路
に接続すればよいが、プローブカードの配線密度や精度
の問題、プローブカードからの引き出し線の多さ等の問
題があり、現実的でない。そこでホトダイオード列を数
十から百数十のホトダイオードのブロックに分割し、ブ
ロック毎に測定していく。センサ基板１の端から端まで
測定するには、少なくともセンサ基板１をホトダイオー
ド列の長さだけ動かす必要があり、このことがらセンサ
基板１を固定する可動ステージ１１は、ホトダイオード
の配列方向に少なくともイメージセンサの読み取り幅の
ストロークがなければならない。

本実施例の装置によりセンサ基板１の個別電極パターン
の欠陥を検査するためには、駆動台１２および１３によ
り可動ステージ１１を動かしてプローブカード１５に対
するセンサ基板１の一方の端に位置決めする。このとき
、プローブカード１５の探針１６が、１ブロツクのホト
ダイオードに対応する接続用パッドに接触するようにす
る。第１図において説明したようにして１ブロツクの個
別電極パターンの欠陥を検査する。１ブロツクの測定が
終了したら、プローブカード１５をセンサ基板１から離
し、ステージ１１を移動させ、次の測定位置で再び探針
１６を次のブロックの接続用バンドに接触させて検査を
行う。このような測定を繰り返すことにより、短時間で
密着型イメージセンサの欠陥検査を行うことができる。

例えば５５０ｎｍのＬＥＤを光源に使用し、センサ表面
の照度を３００　ｌｕｘとし、検出方法として、再充電
電流を積分して出力を得る電荷読み取り法を用いた場合
には、蓄積時間を５ｍｓとして出力波形を観察すると、
１■程度の明信号が得られた。

断線したビットを測定すると、ＭＯＳ　　ＦＥＴのスイ
ッチング雑音と思われる３０ｍＶの出力が得られた。従
って、明信号により断線等の配線欠陥が容易に検査でき
た。

次に、本検査装置を用いて一枚のセンサ基板を測定する
のに必要な時間について述べる。センサの素子数は、Ａ
４サイズで８本／ｌｌｌｌ１１の場合、１７２８素子あ
り、実験に使用した駆動回路が６４ビツトのシフトレジ
スタを有しているとすると、１度の測定で６４ビツト測
定できる。よって、全ビットを測定するには、２７回の
測定を繰り返せば良い。探針の移動時間も含めて、−回
（６４ビツト分）の測定は１０秒以内で完了し、センサ
基板一枚（１７２８ビット分）の検査が約５分でできた
。この時間は、充分実用的な値である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、センサに光を照射
し、動特性の明信号を測定することにより、個別電極配
線の欠陥が検出でき、しかも、基板一枚の測定に要する
時間は短（なり、実用的な密着型イメージセンサの高速
検査方法および装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密着型イメージセンサの欠陥検査方法
の一実施例を説明するための図、第２図は本発明の密着
型イメージセンサの欠陥検査装置の一実施例の斜視図、 第３図は明信号を測定する動的評価法を説明するための
図、 第４図は正常および欠陥のある場合の明信号の波形図で
ある。 ｌ・・・・・・センサ基板 ２・・・・・・ホトダイオード ３・・・・・・共通電極 ４・・・・・・個別電極 ５・・・・・・接続用パッド ６．１８・・・駆動回路 ７・・・・・・シフトレジスタ ８・・・・・・ＭＯＳ　　ＦＥＴ ９・・・・・・検出回路 １０．１６・・探針 １１・・・・・可動ステージ １２．１３・・駆動台 １４・・・・・プローブカード支持部 １５・・・・・プローブカード １９・・・・・配線 ２０・・・・・光源用孔 ２１・・・・・光源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のホトダイオードを同一基板上に一列に並べ
   た密着型イメージセンサの前記ホトダイオードと、前記
   密着型イメージセンサの基板表面に形成された駆動用Ｉ
   Ｃとの接続用パッドとを結ぶ個別電極パターンの欠陥を
   、前記ホトダイオードに光を照射した時の明信号により
   検出することを特徴とする密着型イメージセンサの欠陥
   検査方法。
2. （２）複数のホトダイオードを同一基板上に一列に並べ
   た密着型イメージセンサを固定でき、前記ホトダイオー
   ドの配列方向に前記密着型イメージセンサの少なくとも
   読み取り幅以上のストロークのある可動ステージと、 前記密着型イメージセンサの基板表面に形成された駆動
   用ＩＣとの接続用パッドに接触し得る複数の探針および
   孔を通して前記ホトダイオードに光を照射する光源が設
   けられたプローブカードと、このプローブカードを支持
   する支持部に取り付けられ、前記ホトダイオードを順次
   走査するスイッチング回路および前記ホトダイオードに
   光を照射した時の明信号を検出する検出回路を有する駆
   動回路とを備え、 前記ホトダイオードの１ブロックに対応する前記接続用
   パッドに前記プローブカードの探針を接触させて、前記
   明信号を測定し、前記可動ステージを移動させて前記測
   定を前記ホトダイオードの各ブロックごとに順次行うこ
   とにより、前記密着型イメージセンサの個別電極パター
   ンの欠陥を検査することを特徴とする密着型イメージセ
   ンサの欠陥検査装置。