[發明專利]圖像傳感器的晶圓級測試系統及方法

有效

• 申請號: 201310683319.4
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103730385A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 熊望明;趙立新;李文強
• 申請（專利權）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L27/146
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王剛

技術領域

本發明涉及半導體測試領域，特別涉及一種圖像傳感器的晶圓級測試系統及方法。

背景技術

CMOS（Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，互補金屬氧化物半導體）圖像傳感器的制作過程為：設計、wafer（晶圓）生產、彩色濾膜、CSP（Chip?Scale?Package，芯片級封裝）、測試。在晶圓測試步驟中，需要對所述晶粒進行電性測試，以確保在封裝之前，硅晶圓上的晶粒是合格的產品，因此晶圓測試是提高半導體器件良率的關鍵步驟之一。

一般而言，到達測試的CMOS圖像傳感器產品是切割好的單個產品，但是隨著CMOS圖像傳感器尺寸越來越小單個測試產品的尺寸也越來越小，單個測試產品的測試操作越來越困難。另一方面，單個產品測試中，需要反復進行單個芯片的拾放操作，容易損傷芯片導致成品率降低，因此降低了測試效率影響最終芯片的產能；而且拾放動作需要較長的輔助時間，因此也降低了測試效率。

CMOS圖像傳感器的晶圓級測試的主要工作原理為：在LED背光源提供亮、暗兩種不同光照環境下，通過連接有其他配套裝置的測試針卡與晶圓中的每個晶粒的焊球點接觸提取相應電壓、電流以及圖像的信息，從而實現對產品良率的判斷。

然而，在現有工藝中，隨著測試的CMOS圖像傳感器產品越來越小，現有的圖像傳感器的晶圓級測試系統難以達到的CMOS圖像傳感器的晶圓級測試的對準精度需求，從而不能準確地對晶圓中的各個晶粒進行電性測試，因此，降低了CMOS圖像傳感器的晶圓級測試的準確性和真實性。

綜上所述，提供一種能夠對CMOS圖像傳感器進行準確的電壓、電流以及圖像特性測試的晶圓級測試系統與測試方法，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供一種高準精度、低復雜度的圖像傳感器的晶圓級測試系統與測試方法。

為了達到上述目的，本發明提供一種圖像傳感器的晶圓級測試系統，所述測試系統包括：

光源單元，所述光源單元豎直方向設置，提供豎直向上方向的光源；

承載裝置，其設置于所述光源單元的上部；所述承載裝置對應于光源單元的中部區域設置有透明的透光承載件；

測試晶圓，其設置于所述透光承載件上；所述測試晶圓的感光面朝向所述透光承載件；所述測試晶圓上包含有多個晶粒，每個晶粒的對應于所述感光面的反面包含有多個焊球點；

測試針卡裝置，其對應設置于所述測試晶圓的上部；所述測試針卡裝置包含有對應于所述焊球點的至少兩個測試針；所述測試晶圓設置于所述光源單元與所述測試針卡裝置之間；

第一狀態：所述光源單元提供光源，并沿豎直方向向上靠近所述承載裝置，或所述承載裝置沿豎直方向向下靠近所述光源單元；所述測試針卡裝置對應于所述光源單元沿豎直向下靠近所述測試晶圓；所述光源單元與測試針卡裝置匹配固定所述測試晶圓；所述測試針接觸所述焊球點進行規則化測試；

第二狀態：所述光源單元與所述測試針卡裝置分別沿豎直方向離開測試晶圓，所述承載件裝置沿水平方向移動使得所述光源單元與所述測試針卡裝置對應于測試晶圓的另一位置；或所述承載裝置與所述測試針卡裝置分別沿豎直方向離開光源單元，所述承載裝置沿水平方向移動使得所述光源單元與所述測試針卡裝置對應于測試晶圓的另一個位置；

重復上述的第一狀態、第二狀態，對所述測試晶圓的多個晶粒的同時進行規則化測試。

優選地，所述光源單元包括：分隔設置的至少兩個光源槽，所述光源槽沿豎直方向排布，對應提供多條分隔的光源以對應于測試的晶粒的光中心。

優選地，所述光源單元包括：平面光源板，通過控制光源顯示的位置和光源的強度，以對應照射所述晶粒的光中心。

優選地，在所述第一狀態時，所述測試針的位置分別對應于所述光源槽的位置。

優選地，所述測試針卡裝置包含有透光的定位窗口；所述測試晶圓包含有不少于兩個的定位點；在所述第一狀態時，所述測試針卡裝置通過位于其上的捕捉裝置經由所述定位窗口尋找測試晶圓上的定位點，進而調整晶圓的角度，使得所述測試針卡裝置與所述測試晶圓平行，匹配測試晶圓的位置。