[发明专利]图像传感器的晶圆级测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体测试领域，特别涉及一种图像传感器的晶圆级测试系统及方法。

背景技术

CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）图像传感器的制作过程为：设计、wafer（晶圆）生产、彩色滤膜、CSP（Chip Scale Package，芯片级封装）、测试。在晶圆测试步骤中，需要对所述晶粒进行电性测试，以确保在封装之前，硅晶圆上的晶粒是合格的产品，因此晶圆测试是提高半导体器件良率的关键步骤之一。

一般而言，到达测试的CMOS图像传感器产品是切割好的单个产品，但是随着CMOS图像传感器尺寸越来越小单个测试产品的尺寸也越来越小，单个测试产品的测试操作越来越困难。另一方面，单个产品测试中，需要反复进行单个芯片的拾放操作，容易损伤芯片导致成品率降低，因此降低了测试效率影响最终芯片的产能；而且拾放动作需要较长的辅助时间，因此也降低了测试效率。

CMOS图像传感器的晶圆级测试的主要工作原理为：在LED背光源提供亮、暗两种不同光照环境下，通过连接有其他配套装置的测试针卡与晶圆中的每个晶粒的焊球点接触提取相应电压、电流以及图像的信息，从而实现对产品良率的判断。

然而，在现有工艺中，随着测试的CMOS图像传感器产品越来越小，现有的图像传感器的晶圆级测试系统难以达到的CMOS图像传感器的晶圆级测试的对准精度需求，从而不能准确地对晶圆中的各个晶粒进行电性测试，因此，降低了CMOS图像传感器的晶圆级测试的准确性和真实性。

综上所述，提供一种能够对CMOS图像传感器进行准确的电压、电流以及图像特性测试的晶圆级测试系统与测试方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种高准精度、低复杂度的图像传感器的晶圆级测试系统与测试方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种图像传感器的晶圆级测试系统，所述测试系统包括：

光源单元，所述光源单元竖直方向设置，提供竖直向上方向的光源；

承载装置，其设置于所述光源单元的上部；所述承载装置对应于光源单元的中部区域设置有透明的透光承载件；

测试晶圆，其设置于所述透光承载件上；所述测试晶圆的感光面朝向所述透光承载件；所述测试晶圆上包含有多个晶粒，每个晶粒的对应于所述感光面的反面包含有多个焊球点；

测试针卡装置，其对应设置于所述测试晶圆的上部；所述测试针卡装置包含有对应于所述焊球点的至少两个测试针；所述测试晶圆设置于所述光源单元与所述测试针卡装置之间；

第一状态：所述光源单元提供光源，并沿竖直方向向上靠近所述承载装置，或所述承载装置沿竖直方向向下靠近所述光源单元；所述测试针卡装置对应于所述光源单元沿竖直向下靠近所述测试晶圆；所述光源单元与测试针卡装置匹配固定所述测试晶圆；所述测试针接触所述焊球点进行规则化测试；

第二状态：所述光源单元与所述测试针卡装置分别沿竖直方向离开测试晶圆，所述承载件装置沿水平方向移动使得所述光源单元与所述测试针卡装置对应于测试晶圆的另一位置；或所述承载装置与所述测试针卡装置分别沿竖直方向离开光源单元，所述承载装置沿水平方向移动使得所述光源单元与所述测试针卡装置对应于测试晶圆的另一个位置；

重复上述的第一状态、第二状态，对所述测试晶圆的多个晶粒的同时进行规则化测试。

优选地，所述光源单元包括：分隔设置的至少两个光源槽，所述光源槽沿竖直方向排布，对应提供多条分隔的光源以对应于测试的晶粒的光中心。

优选地，所述光源单元包括：平面光源板，通过控制光源显示的位置和光源的强度，以对应照射所述晶粒的光中心。

优选地，在所述第一状态时，所述测试针的位置分别对应于所述光源槽的位置。

优选地，所述测试针卡装置包含有透光的定位窗口；所述测试晶圆包含有不少于两个的定位点；在所述第一状态时，所述测试针卡装置通过位于其上的捕捉装置经由所述定位窗口寻找测试晶圆上的定位点，进而调整晶圆的角度，使得所述测试针卡装置与所述测试晶圆平行，匹配测试晶圆的位置。