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発明の名称 固体撮像素子の検査方法および検査装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−12948(P2007−12948A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−193228(P2005−193228)
出願日 平成17年7月1日(2005.7.1)
代理人 【識別番号】100113859
【弁理士】
【氏名又は名称】板垣 孝夫
発明者 明地 秀雄
要約 課題
温度依存性をもつ欠陥の合否判定の精度向上を図った固体撮像素子の検査装置を提供する。

解決手段
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数のブロックに分割した各ブロック領域ごとに、検査対象画素領域の温度分布特性(温度勾配)に基づく固体撮像素子からの出力信号レベルの温度補正係数テーブルを予め作成して、温度補正係数テーブル記憶器4に格納しておく。検査時には、温度分布計測器8が、固体撮像素子7の検査対象画素領域の温度分布を計測し、コントローラ6が、その温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を温度補正係数テーブル記憶器4からデータ処理回路5へ出力させる。データ処理回路5は、入力された温度補正係数を基に、固体撮像素子7からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正して、判定基準値と比較する。
特許請求の範囲
【請求項1】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項2】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項3】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項4】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、
前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【請求項5】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
【請求項6】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
【請求項7】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
【請求項8】
固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、
固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、
固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、
前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、
前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子の検査装置。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体撮像素子の欠陥画素の合否判定等に適用される固体撮像素子の検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体で形成した固体撮像素子では、局部的な画素欠陥が生じることがある。そのため、このような欠陥画素(例えば白点の欠陥等)の合否判定のための検査が行われている。ところで、CCD固体撮像素子での欠陥の検査においては、欠陥画素からの出力信号レベル(欠陥レベル)が温度依存性をもつため、即ち例えば白点の欠陥は温度が高くなる程欠陥レベルが大きくなるため、従来は、ヒータブロック等による加熱、冷却を行い検査すべき固体撮像素子を一定温度にして検査していた。この場合、一定温度は、保証温度である場合もあり、若しくは保証温度範囲内の温度で、温度依存換算して合否判定している場合もある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
このような従来の技術においては、ヒータブロック、プリヒータブロック等を使用するために、検査装置が機構的に複雑になるとともに、固体撮像素子が一定温度に安定する時間が必要となり、検査に要する時間に影響を与えていた。
【0004】
さらに、ヒータブロック等の温度調節機能を備えず、室温など常温環境下で検査を行う場合、温度を一定に保持することが困難なため、温度変動による欠陥レベルのバラツキが大きかった。また固体撮像素子の構造上、動作状態では出力アンプ部からの発熱により、検査対象画素領域内で温度勾配が発生するため、欠陥画素の位置によっても欠陥レベルが変動し、正確な検査ができなかった。
【特許文献1】特開平9−113574号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記問題点に鑑み、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数のブロックに分割した各ブロック領域ごとに、検査対象画素領域の温度分布特性(温度勾配)に基づく固体撮像素子からの出力信号レベルあるいは判定基準値の温度補正係数テーブルを予め作成しておき、検査時には、検査対象画素領域の温度分布を計測して、前記温度補正係数テーブルから各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出し、固体撮像素子からの出力信号レベルあるいは判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正して、固体撮像素子からの出力信号と判定基準値を比較することにより、温度調節機能を持たない常温環境下での温度依存性をもつ欠陥の合否判定の精度向上を図り、且つ検査時間の短縮を図った固体撮像素子の検査方法および検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の請求項1記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【0007】
また、本発明の請求項2記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の請求項3記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し判定基準値と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の請求項4記載の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査方法であって、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する工程と、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルから、前記計測した温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を読み出す工程と、前記読み出した温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し固体撮像素子からの出力信号と比較する工程と、を備えることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の請求項5記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の請求項6記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の請求項7記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正し、判定基準値と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく出力信号レベルの温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて固体撮像素子からの出力信号レベルを各ブロック領域ごとに温度補正し、判定基準値と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の請求項8記載の固体撮像素子の検査装置は、固体撮像素子の検査対象画素領域の温度分布特性を基に判定基準値を温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較する固体撮像素子の検査装置であって、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとの前記温度分布特性に基づく判定基準値の温度補正係数テーブルを記憶する温度補正係数テーブル記憶器と、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の温度を計測する温度分布計測器と、前記温度補正係数テーブル記憶器から、前記温度分布計測器により計測された温度を基に各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させるコントローラと、前記コントローラにより出力された温度補正係数を用いて判定基準値を各ブロック領域ごとに温度補正し、固体撮像素子からの出力信号と比較するデータ処理回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、温度調節機能を持たない常温環境下での温度依存性をもつ欠陥の合否判定の精度向上を図り、且つ検査時間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態における固体撮像素子の検査方法および検査装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施の形態における固体撮像素子の検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【0016】
図1において、固体撮像素子の検査装置9は、駆動回路1と、A/D変換器2と、記憶器3と、温度補正係数テーブル記憶器4と、データ処理回路5と、コントローラ6と、温度分布計測器8を備える。
【0017】
駆動回路1は、固体撮像素子7を駆動する。固体撮像素子7は、駆動回路1により駆動されて、各光電変換セルから画素データ(出力信号)を出力する。A/D変換器2は、駆動回路1により駆動された固体撮像素子7からの出力信号をデジタル信号に変換する。記憶器3は、A/D変換器2からのデジタル信号を記憶する。この記憶器3に記憶された画素データは、データ処理回路5に入力される。
【0018】
温度補正係数テーブル記憶器4は、温度補正係数テーブルを記憶している。本実施の形態では、固体撮像素子の検査対象画素領域を複数の領域に分割した各ブロック領域ごとに、検査対象画素領域の温度勾配特性(温度分布特性)に基づく固体撮像素子からの出力信号レベルの温度補正係数テーブルを予め作成しておき、温度補正係数テーブル記憶器4に格納しておく。
【0019】
温度分布計測器8は、固体撮像素子7の検査対象画素領域の温度分布を計測する。コントローラ6は、温度補正係数テーブル記憶器4からデータ処理回路5へ、温度分布計測器8により計測された温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を出力させる。
【0020】
データ処理回路5は、記憶器3から入力された画素データのレベルを、温度補正係数テーブル記憶器4から入力された温度補正係数を用いて、各ブロック領域ごとに温度補正する。そして、この温度補正した画素データと判定基準値を比較して、欠陥検査のための良否判定を行う。コントローラ6は、本装置におけるデータ処理の動作手順を制御する。判定基準値は、所定の記憶領域に予め格納しておいてもよいし、判定基準データ作成部において検査処理時に作成するようにしてもよい。
【0021】
図2は、固体撮像素子のチップ温度と白点欠陥レベルとの関係を示す図である。図2に示すように、CCD固体撮像素子からの白点の欠陥に関する出力信号の値(レベル)は温度依存性を有し、チップ温度が高い程、出力信号の値が大きくなる。
【0022】
図3は、固体撮像素子の検査対象画素領域の分割方法を説明する図である。
室温など常温環境下で検査を行う場合、固体撮像素子の構造上、動作状態では出力アンプ部11からの発熱により、検査対象画素領域12内で温度勾配が発生する。すなわち、図3の下図に示すように、出力アンプ部11からの距離に応じて変化する温度の勾配(温度分布特性)が発生する。そこで、出力アンプ部11からの距離に応じて固体撮像素子の検査対象画素領域をブロック分割する。例えば、図3の上図に示すように、検査対象画素領域12をA〜Hの8ブロック領域に分割する。
【0023】
次に、本装置を用いた固体撮像素子の検査方法について説明する。
まず、駆動回路1により固体撮像素子7を駆動して、その出力信号をデジタル信号へ変換し、記憶器3に記憶する。また、このとき、白点の欠陥の合否を判定すべき固体撮像素子7の検査対象画素領域の温度分布を温度分布計測器8にて計測する。なお、温度分布を計測する手段としては、赤外線サーモグラフィのようにチップ表面温度分布を計測できるものを使うとよい。
【0024】
コントローラ6は、温度分布計測器8からの計測信号(例えば電圧信号)を基に、検査対象画素領域の実測温度分布に対応する各ブロック領域ごとの温度補正係数を温度補正係数テーブルから選択して、温度補正係数テーブル記憶器4から読み出し、データ処理回路5へ出力させる。
【0025】
データ処理回路5は、温度補正係数テーブル記憶器4から入力された温度補正係数を用いて、記憶器3に記憶された画素データのレベルを各ブロック領域ごとに温度補正する。すなわち、温度が高ければそれに応じて画素データのレベルを下げるなどして、チップ温度に応じた値に調整する。そして、判定基準値と比較して、白点の欠陥の合否を判定する。
【0026】
なお、ここでは、温度補正係数テーブルが、固体撮像素子からの出力信号レベルを温度補正するための温度補正係数をもつ場合について説明したが、判定基準値を温度補正するための温度補正係数をもつ場合も同様に実施できる。
【0027】
また、温度分布計測器8が、固体撮像素子の検査対象画素領域の出力アンプ部近傍領域とその対角領域の2箇所の温度を計測し(例えば、図3の上図に示すブロック領域Aとブロック領域F)、その2箇所の温度を基に各ブロック領域の温度補正係数が選択されるようにしてもよい。
【0028】
すなわち、図3の下図に示すように、検査対象画素領域の温度は、出力アンプ部近傍領域からの距離に応じて変化する勾配特性を有するので、その最大温度(出力アンプ部近傍領域Aの温度)と最小温度(出力アンプ部近傍領域Aの対角領域Fの温度)を基に、他のブロック領域B〜E、G、Hの温度を算出して、温度補正係数テーブル記憶器4が記憶する温度補正係数テーブルから各ブロック領域ごとの温度補正係数を選択するようにする。なお、温度分布を計測する手段としては、出力アンプ部近傍領域とその対角領域の2箇所に抵抗による温度センサーを設けるなどすればよい。
【0029】
本実施の形態によれば、固体撮像素子のチップ温度に応じて、固体撮像素子の出力信号レベルあるいは判定基準値が調整されるので、固体撮像素子に対してヒータ等による温度制御が不要となり、検査装置の小型化、簡素化が図れる。また、検査時に、固体撮像素子が一定温度に安定するまで待つ必要がなくなるので、検査に要する時間を短縮することができる。また、固体撮像素子の検査対象画素領域に発生する温度勾配特性を考慮した温度補正をできるので、欠陥の合否判定精度の向上を図ることができる。
【0030】
なお、本実施の形態では、固体撮像素子における白点の欠陥の合否判定を検査する例について説明したが、その他の諸特性、欠陥の検査にも適用することができる。さらに、固体撮像素子に対する検査に適用したが、その他の半導体素子の温度依存性をもつ特性、欠陥の検査にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明に係る固体撮像素子の検査方法および検査装置は、検査対象の半導体素子に対して、ヒータ等の温度制御が不要となり、検査装置の小型化、簡素化が可能となる。また、検査対象の半導体素子の温度が一定温度、即ち温度平行に達するまでの時間を待つ必要がなくなり、検査時間を短縮することができる。したがって、半導体素子の温度依存性をもつ特性、欠陥の検査に有益である。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の実施の形態における固体撮像素子の検査装置の概略構成を示すブロック図
【図2】固体撮像素子のチップ温度と白点欠陥レベルとの関係を示す図
【図3】本発明の実施の形態における固体撮像素子の検査対象画素領域の分割方法を説明する図
【符号の説明】
【0033】
1 駆動回路
2 A/D変換器
3 記憶器
4 温度補正係数テーブル記憶器
5 データ処理回路
6 コントローラ
7 固体撮像素子
8 温度分布計測器
9 固体撮像素子の検査装置
10 水平転送CCD
11 出力アンプ部
12 検査対象画素領域




 

 


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