JPS58219464A - 固体撮像素子の試験評価装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は固体撮像素子を試験評価するための試験評価装
置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の従来の試験評価装置は第１図に示すように構成
されている。すなわち、１は固体撮像素子が形成された
半導体基板、２は上記半導体基板１を固定し必要に応じ
て移動させるための移動装置、３は前記固体撮像素子へ
電気信号を伝える針４を有する回路基板、５は上記回路
基板３上に設けられた交流試験駆動回路、６は交流試験
駆動信号発生回路、７は直流試験回路、８は前記回路基
板３上に設けられた交流試験と直流試験とを切シ換える
ための切換回路、９は光学系装置であってたとえは光源
、レンズ、減光フィルタ、色フィルタ、テストパターン
などを有している。１０は信号処理回路、１１は試験結
果を出力する出力機器たとえばプリンタ、１２は画像モ
ニタ、１３は制御回路である。

試験評価に際しては、移動装置２に半導体基板１を固定
する。次に、半導体基板１上に形成されている複数個の
固体撮像素子のうちの１個を選択してこれに回路基板３
からの試験信号が伝わるように針４ｆ：セッティングす
る。次に、切換回路８を直流試験側にセットし、直流試
験回路７を作動させて前記素子の不良（短絡等）の有無
な検出する。この直流試験で不良と判定された素子につ
いては、交流試験を行なおうとすると変流試験回路系を
壊わすことがあるので交流試験を行々わない。これに対
して、前記直流試験で良品と判定された素子については
切換回路８を交流試験側にセットして直流試験に移行す
る。すなわち、光学系装置９と交流試験回路系５．６と
信号処理回路１０とを使用して前記素子の撮像特性の試
験を行ない、試験結果を出力機器１１にて記録する。

ところで、前記切換回路８およびその周辺部分は第２図
に示すように構成されている。すなわち、２０および２
０はリレー切換回路であって、接点２１．２１が直流試
験側、接点２２゜２２が交流試験側である。交流試験側
において、２３は前記交流試験駆動回路５の最終段のパ
ルスドライバ、２４は回流電源を供給するための駆動直
流電圧バッファアンプ、２５はコンデンサである。なお
、供試素子の基板（サブストレート）電極端子ＳＵＢは
針４の一部を通じて接地ライン２６に接続されており、
ＰＩＮは交流試験時に光学系装置９から発生する光信号
である。

第３図は、上記素子の変流試験時における回路基板３上
の回路の等節回路を示しておシ、２、はパルスドライバ
２３の出力端と半導体基板１上の供試素子Ａの入力端子
との間のインピータンス、Ｚｚｉｔ、ｌ”Ｊｅ＜ノ臂ル
スドライバ２３の接地端子ＧＮＤと供試素子Ａの基板電
極端子ＳＵＢとの間のインピーダンス、ｚ３はバッファ
アンゾ２４の出力端と供試素子Ａの電源端子との間のイ
ンピーダンスである。

撮像素子の撮像特性の試験においては、高い測定精度が
要求される。それは、モニタ上の素子出力像では非常に
低レベルでも素子の特性が目視で判別できるからである
。高い測定精度で試験するためには、素子から良質の撮
像出力信号を得る必要があシ、このためには前記パルス
ドライバ２３の出力電流ｉ、の流路を極カ短がくし、周
辺Ｎ路への飛び込み信号の影ｗを少なくし、流路中のイ
ンピーダンスＺ１　、Ｚｇ　ｆ減少５− させることが必要である。すなわち、インピーダンスｚ
２によって発生する電圧τ＝ｉ、・ｚ２によって半導体
基板１の電位が上がり、またパルスドライバ２３の出力
端電圧ν。がＺｐ・（Ｚ１＋２２）の電圧分だけ低下し
てノ４ルス駆動波形が劣化しこれによって素子出力波形
のＳ岸が劣化し、測定精度が不足するようになるからで
ある。しかし、リレー切換回路２０の存在によって電流
ｉ、の流路が長くなシ、流路中のインピーダンスＺ、が
大きくなっている。

第４図は、前記素子の直流試験時における回路基板３上
の回路の等節回路を示しておシ、前述した交流試験時と
共通に供試素子Ａの基板電極端子ＳＵＢは接地ライン２
６に接続されている。

このため、試験入力端子ＩＮと端子ＳＵＢとの間にリー
ク電流ｉＬが発生することがあシ、この場合には端子Ｓ
ＵＢ以外の測定時にもリーク電流粋による影響があシ、
素子の不良を検出したとしても不良発生の正確な場所を
検知できない欠点がある。また、コンデンサ２５は、前
述した交６− 流試験時には駆動直流電圧を安定化して測定精度を向上
させるために有効であるが、直流試験時には供試素子Ａ
の試験出力端子ＯＵＴに接続されるので、コンデンサ２
５によって直流試験時間が長くなる問題点がある。この
試験時間は、周知の式ｔ、＝２．２ＣＲより算出される
。たとえは供試素子への電極容量Ｃの容量値Ｃ＝５００
０ｐＦリーク電流許容抵抗Ｒの抵抗値Ｒ＝１００にΩと
すると、試験出力・ぞルスの立ち上少時間ｔｒは＃ｒ＝
２．２ＣＲ＝２．２Ｘ５０００Ｘ１０　　Ｘ１００ＸＩ
Ｏ−１，１ｍｇとなる。この時間１．１　ｍｓの他に、
電源の応答性を考慮して安定状態になる時間９　ｍｓ程
度を割り当てているので、これらの合計は約１０ｍａと
なる。しかし、さらに素子外部に前記コンデンサ２５の
容量ｉｔ　ｔこれは小さい場合でも１μＦ）が１１ 付加されているので、実際の試験時間はｔｒ＝２．２Ｘ
ＩＸｌＯＸ１Ｘ１００Ｘ１０６＝２２０　　（但し、１
μＦ）−５０００ｐＦのため５０００ｐＦは無視してい
る）となる。したがって、前記コンデンサ２５によって
コンデンサ２５がない場合の試験時間１０ｍｍに比べて
２２倍の２２０　ｍｓの試験時間を要するようになる。

上述したように、従来の試験評価装置は、直流試験と交
流試験とを切り換えるためのリレー切換回路２０が設け
られていることによジインピーダンスｚ１　＋　Ｚ　Ｒ
が大きくなシ、交流試験出力信号が劣化し、測定精度が
著しく悪くなっている。また、又流試験出力信号の質の
向上を図るために供試素子Ａの端子ＳＵＢ′ｆ、接地ラ
イン２６に接続しているので、直流試験時にリーク電流
粍のために不良位置の解析が困難になっている。また、
交流試験時の直流電圧を安定化するためのコンデンサ２
５を付加しているので、直流試験時の試験時間が少なく
とも２２倍長くなっている。、、。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、供試素子
の交流試験出力信号の質を改善して測定精度を同上でき
、直流試験時の不良解析を容易に行たうことができ〜直
流試験の試験時間を著しく短縮化し得る固体撮像素子の
試験評価装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明の固体撮像素子の試験評価装置は、第
１の供試固体撮像素子の直流試験のために上記素子のた
とえば端子に接触する第１の接触子を設け、この第１の
接触子を介して上記素子との間で直流試験入出力信号を
授受し、上記素子の半導体基板電極を接地せずかつ上記
素子出力端子にコンデンサを外付けしない状態で上記素
子の直流試験を行なう直流試験手段を設け、直流試験で
良品と判定された第２の供試固体撮像素子の交流試験の
ために上記素子に接触する第２の接触子を設け、この第
２の接触子を介して上記素子に直流電源電圧および交流
試験駆動信号全供給し、かつ上記素子の半導体基板電極
を接地した状態で交流試験を行なう交流試験手段金膜け
、さらに変流試験供試素子に元入力會供給する手段を設
けたものである。

したがって、直流試験供試素子におい−て試験入力端子
から半導体基板電極へリーク電流が流れることがないの
で不良解析が容易となシ、また素子出力端子に大きな容
量が外付けされていないので直流試験出力信号の立上シ
が早くなって直流試験時間が短縮され、交流試験供試素
子に対しては前記第２の接触子の極く近くから交流試験
駆動信号を供給できるので、この駆動信号波形の劣化が
少なくカ如、素子出力信号のＳ／Ｎが良くなシ、測定精
度が向上する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第５図において、１は複数個の固体撮像素子Ａｌ　Ｉ　
Ａｇ・・・が形成されている半導体基板、５ｏは直流試
験用の一組の針、５１は直流試験用入出カライン、５３
は交流試験用の一組の針、２３は又流試験駆動回路最終
段のパルスドライバ、２４は駆動直流電圧バッファアン
プ、２６および２７は接地ライン、２５は直流電圧安定
（［Ｊ［７）コンデンサツムｈ　ｒ拍ｔハ＾仙り鶴ル基
板１以外は回路基板上に設けられている。

すなわち、本発明の試験評価装置においては、第１図を
参照して前述した試験評価装置に比べて切換回路（第１
図８）を省略し、針（第１図４）をｍ流試験用針５０と
交流試験用銅５３とに分離し、直流試験時には供試素子
の基板電極端子ＳＵＢを接地せず、しかも素子の試験出
力端子にコンデンサを外付けしないようにした点が異な
υ、その他はほぼ同様である。

第５図の構成において、固体撮像素子たとえばＡ１の直
流試験に際しては、直流試験用針５０金素子Ａ１にセッ
トし、直流試験回路（第１図７）によシ直流試験入出カ
ライン５１を通じて素子ＡＩ　との間で直流試験人、出
力信号を授受して良、不良を判定する。この場合、直流
試験出力信号の立ち上シ時間は前述したように約１０　
ｍｍでアリ、試験出力端子にコンデンサ（第１図２５）
が付加されていた従来例の試験時間２２０　ｍｓに比べ
て約１／２２に著しく短縮される。１だ、素子Ａｌの端
子ＳＵＢは接地されていないためにリーク電流（第４図
匂）が流れないので、素子Ａ、が不良と判定されたとき
に不良位置の解析が容易である。そして、素子Ａ１が不
良と判定された場合には、次の交流試験位置（本例では
素子Ａ２の位置）へ上記素子Ａ１を移動させた（自動試
験装置では自動的に行なわれる）ときに交流試験用針５
３の電圧がＯｖとなるようにバッファアンプ２４および
パルスドライバ２３の出力を設定して交流試験を行なわ
ない。これは、交流試験回路系に過電流が流れて回路が
破壊されるのを防ぐためである。これに対して、素子Ａ
１が良品と判定された場合には、素子Ａｓ　ｋ素子Ａ、
の位置へ移動させ、交流試験用針５３をセットして交流
試験を行なう。

この場合、バッファアンｆ２’４およびパルスドライバ
２３を交流試験用針５３の位置にできるだけ近づけて回
路基板上に設けておくことにより、・９ルスドライバ２
３の出力電流の流路が極力短かくなシ、第３図に示した
インピーダンスｚ、Ｉ　Ｚ２　＋　ｚ、が極力小さくな
るので、パルス駆動波形の劣化が少なく、素子の交流試
験出力のＳ／Ｎの劣化が防止され、測定精度が向上する
。

なお、素子の交流試験出力信号は第１図に示したような
信号処理回路１０に導かれるようになっている。

また、上記実施例の試験評価装置では、試験切換回ｖｌ
ｆＸ１使用しておらず、直流試験回路系と交流試験回路
系を別々に使用することができるので、素子Ａ１の直流
試験と素子Ａ２の変流試験（素子Ａ２の直流試験後）と
を同時に行なうことも可能となシ、効率的に試験を行な
うことができる。たとえば、現状では変流試験での良品
の自動判定は難しく、目視による最終判断を行なってい
る。そこで、この目視試験の時間に、次の供試素子の直
流試験を自動的に行なうことができ、半導体基板の全素
子の試験時間を従来に比べて著しく短縮できる。

また、上記交流試験全複数の試験に分割し、この各分割
試験数に対応して交流試験回路系および交流試験針を設
けておけば、同時に多数の１３− 素子を試験でき、能率的である。

なお、前記実施例の試験評価装置は、従来例に比べて針
の本数が約２倍、回路基板の針毛シ付は用面積も約２倍
必要となるが、固体撮像素子は通常のＬＳＩに比べてチ
ップサイズが大きく、これに見合って回路基板も大きく
できるので、回路基板の製作は従来技術で容易に実現で
きる。

また、前記実施例では１素子に２回針が接触するが、素
子への悪影響は無い。

第６図は、半導体基板１上の素子の構成例を示すもので
、素子Ａｌ　ｔ　Ａ２それぞれのポンディングパッド６
０（ここに前記針５０あるいは５３を接触させる）を２
辺方向（あるいは１辺方向でもよい）に集めてお９、こ
れによって隣接する素子ＡＩ＋Ａｉｌを別々に支障なく
試験を行なうことができると共に回路基板の針の配置が
容易とな９、回路基板の製作が容易になる。

図では、素子Ａ１に直流試験用針５０を接触させて直流
試験を行なっている状態を、また素子Ａ２に交流試験用
針５３を接触させて交流試験＝１４− を行々っている状態を示している。

第７図は、それぞれ集積回路（工す用パッケージによシ
パッケージングされて製品化された固体撮像素子Ａ％＋
Ａ１′を各別に試験する場合の応用例を示すもので、前
記回路基板の直流試験用針５０および交流試験用針５３
に代えて製品素子に適合する接触子としてＩＣソケッ）
　７０．７Ｊを回路基板７２上に取シ付けたものである
。このような試験評価装置によれば、製品素子に対して
前述したように直流試験時間の短縮化、血流試験不良素
子の解析の容易化、供試素子の変流試験出力信号のＳ／
Ｎの向上および測定精度の向上が可能になる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の固体撮像素子の試験評価装置に
よれば、供試素子の変流試験出力信号の質を改善して測
定精度を向上でき、直流試験時の不良解析を容易に行な
うことができ、直流試験の試験時間を著しく短縮化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体撮像素子の試験評価装置を示す構成
説明図、第２図は第１図の切換回路およびその周辺部を
取シ出して示す構成説明図、第３図は素子の交流試験時
における第２図に対応する等価回路図、第４図は素子の
直流試験時における第２図に対応する等価回路図、第５
図は本発明に係る固体撮像素子の試験評価装置の一実施
例の要部を示す構成説明図、第６図は同じく第５図の素
子ＡＩ　、Ａ、の−例を取シ出して示す構成説明図、第
７図は本発明の他の実施例を示す構成説明図である。 Ａ１　＊　ＡＱ　＊　Ａｌ　＋　１２・・・固体撮像素
子、ＰＩＮ・・・光入力、１・・・半導体基板、２３・
・・ノ９ルスドライバ、２４・・・バッファアンプ、２
５・・・コンデンサ、２６．２７・・・接地ライン、５
０・・・直流試験用針、５１・・・直流試験入出カライ
ン、５３・・・交流試験１１１１１１１１Ｙ１（ 用針、６０・・・ポンプイングツ９ツド、７０．７１・
・・ＩＣソケット。 ３３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）供試固体撮像素子の直流試験のために設けられて
   上記直流試験供試素子の所要個所に接触する第１の接触
   子と、この第１の接触子に接続され上記直流試験供試素
   子の半導体基板電極を接地せずかつ素子出力端子にコン
   デンサを外付けしない状態で上記直流試験供試素子との
   間で直流試験入出力信号を授受し上記直流試験供試素子
   の直流試験を行なう直流試験手段と、供試固体撮像素子
   の交流試験のために設けられて上記交流試験供試素子の
   所要個所に接触する第２の接触子と、この第２の接触子
   に接続され上記交流試験供試素子の半導体基板電極を接
   地した状態で交流試験駆動信号および直流電源電圧を上
   記交流試験供試素子に供給して交流試験を行なう交流試
   験手段と、前記交流試験供試素子に光入力を供給する手
   段とを具備するこ゛とを特徴とする固体撮像素子の試験
   評価装置。
2. （２）前記供試素子は半導体基板上に複数個形成された
   固体撮像素子のうちの任意の素子であシ、前記第１の接
   触子および第２の接触子はそれぞれ供試素子のビンディ
   ングパッドに接触する試験用針であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の固体撮像素子の試験評価装
   置。
3. （３）前記供試素子は集積回路用パッケージによＪ）　
   ノ臂ッケージングされて製品化された製品素子であり、
   前記第１の接触子および第２の接触子はそれぞれ集積回
   路用ソケットであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の固体撮像素子の試験評価装置。