適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，包括：通過豎直方向移動光源單元或承載裝置使光源單元與承載裝置沿豎直方向相互靠近，測試針卡裝置沿豎直方向向下移動；提供設(shè)置于測試針卡的定位窗口，提供測試晶圓中至少兩個的定位點；測試針卡裝置由定位窗口通過相機(jī)尋找測試晶圓上的定位點，進(jìn)而調(diào)整晶圓的角度，使得所述的測試針卡裝置與所述的測試晶圓平行，匹配測試晶圓的位置；提供設(shè)置于測試針卡裝置的輔助對針單元，輔助對針單元的至少兩個輔助針頭暴露出測試針卡裝置的下表面；輔助對針單元的輔助針頭接觸于晶粒的焊球點，匹配測試針卡裝置與測試晶圓的晶粒的位置，實現(xiàn)測試針卡裝置與測試晶圓的對準(zhǔn)。
【專利說明】適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器的制作過程為:設(shè)計、wafer (晶圓)生產(chǎn)、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(jìn)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(chǎn)品，因此晶圓測試是提高半導(dǎo)體器件良率的關(guān)鍵步驟之一。
[0003]一般而言，到達(dá)測試的CMOS圖像傳感器產(chǎn)品是切割好的單個產(chǎn)品，但是隨著CMOS圖像傳感器尺寸越來越小單個測試產(chǎn)品的尺寸也越來越小，單個測試產(chǎn)品的測試操作越來越困難。另一方面，單個產(chǎn)品測試中，需要反復(fù)進(jìn)行單個芯片的拾放操作，容易損傷芯片導(dǎo)致成品率降低，因此降低了測試效率影響最終芯片的產(chǎn)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。
[0004]CMOS圖像傳感器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(huán)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(yīng)電壓、電流以及圖像的信息，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品良率的判斷。
[0005]然而，在現(xiàn)有工藝中，隨著測試的CMOS傳感器產(chǎn)品越來越小，由于測試針卡與焊球點的對準(zhǔn)精度低，難以達(dá)到的CMOS圖像傳感器晶圓級測試的對準(zhǔn)精度需求，從而不能準(zhǔn)確地對晶圓中的各個晶粒進(jìn)行電性測試，降低了 CMOS圖像傳感器晶圓級測試的準(zhǔn)確性。
[0006]因此，提供一種適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
[0007]公開于該發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高對準(zhǔn)精度和低復(fù)雜度的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，提供光源單元、位于其上部的測試針卡裝置、承載于一承載裝置上的測試晶圓，所述的測試晶圓的感光面朝向承載裝置設(shè)置，所述的測試晶圓沿豎直方向置于所述的光源單元與所述的測試針卡裝置之間，所述的測試針卡裝置的一面設(shè)置有至少兩個測試針，所述的晶圓對準(zhǔn)方法包括如下所述的步驟:
[0010]A)通過豎直方向移動光源單元或承載裝置使所述的光源單元與所述的承載裝置沿豎直方向相互靠近；相應(yīng)的，測試針卡裝置沿豎直方向向下移動；[0011]B)提供設(shè)置于所述測試針卡的定位窗口 ；提供所述測試晶圓中至少兩個的定位點；所述的測試針卡裝置由所述定位窗口通過相機(jī)尋找測試晶圓上的定位點，進(jìn)而調(diào)整晶圓的角度，使得所述的測試針卡裝置與所述的測試晶圓平行，匹配測試晶圓的位置；
[0012]C)提供設(shè)置于測試針卡裝置的輔助對針單元；所述的輔助對針單元的至少兩個輔助針頭暴露出所述測試針卡裝置的下表面；所述的測試針卡裝置靠近所述的測試晶圓，所述的輔助對針單元的輔助針頭接觸于所述晶粒的焊球點，匹配測試針卡裝置與測試晶圓的晶粒的位置，實現(xiàn)測試針卡裝置與測試晶圓的對準(zhǔn)。
[0013]優(yōu)選地，所述的輔助對針單元為針式材質(zhì)或透光的孔式材質(zhì)，其貫穿設(shè)置于所述的測試針卡裝置。
[0014]優(yōu)選地，所述的輔助對針單元與相鄰所述測試針的距離為N*晶粒間的距離，其中，N為大于等于I的自然數(shù)。
[0015]優(yōu)選地，所述的定位窗口為兩個，其間隔設(shè)置于所述的測試針卡裝置中部，并貫穿設(shè)置于所述的測試針卡裝置。
[0016]優(yōu)選地，所述的輔助對針單元設(shè)置于所述的兩個定位窗口之間的區(qū)域，并貫穿設(shè)置于所述的測試針卡裝置。
[0017]優(yōu)選地，所述的步驟C)中，所述的輔助對針單元的輔助針頭接觸于所述晶粒的焊球點，將相應(yīng)的位置信息傳輸于一終端，所述終端通過分析確認(rèn)所述的位置是否匹配；
[0018]其中，若匹配，則結(jié)束晶圓對準(zhǔn)；
[0019]若不匹配，則通過所述承載裝置控制所述的測試晶圓于水平方向微調(diào)一距離，通過所述輔助針頭與所述焊球點的接觸進(jìn)一步傳輸相應(yīng)的位置信息于所述的控制終端進(jìn)行分析，重復(fù)分析與微調(diào)直到匹配。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，能夠使測試針卡裝置與晶圓精確地對準(zhǔn)，從而能準(zhǔn)確地對晶圓中的各個晶粒進(jìn)行電性測試，提高了 CMOS圖像傳感器晶圓級測試的準(zhǔn)確度，并且采用晶圓級測試提高了測試的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]通過說明書附圖以及隨后與說明書附圖一起用于說明本發(fā)明某些原理的【具體實施方式】，本發(fā)明所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或得以更為具體地闡明。
[0022]圖1為本發(fā)明所利用圖像傳感器晶圓級測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的測試針卡裝置的示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法的流程圖。
[0025]應(yīng)當(dāng)了解，說明書附圖并不一定按比例地顯示本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)，并且在說明書附圖中用于說明本發(fā)明某些原理的圖示性特征也會采取略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。
[0026]在說明書附圖的多幅附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的相同或等同的部分。【具體實施方式】[0027]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0028]本發(fā)明提供一種適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，該方法能提供較高的對準(zhǔn)精度并且實現(xiàn)復(fù)雜度低。
[0029]所述對準(zhǔn)方法首先提供圖像傳感器晶圓級測試裝置，所述測試裝置包括:光源單元、位于所述光源單元上部的測試針卡裝置和承載于一承載裝置上的測試晶圓，所述測試晶圓感光面朝向承載裝置設(shè)置，所述測試晶圓在豎直方向中置于所述光源單元與所述測試針卡裝置之間，其中，所述測試針卡、所述測試晶圓和所述光源單元沿豎直方向依次排列，并且所述測試晶圓水平地設(shè)置所述光源單元與所述測試針卡裝置之間，所述測試針卡裝置的一面設(shè)置有至少兩個測試針，以同時測試晶圓中的多個晶粒。其中，本發(fā)明中所涉及的豎直方向是指基本垂直于地面的方向，與地面之間的角度范圍在85°到95°之間。
[0030]所述晶圓對準(zhǔn)方法包括如下所述步驟:
[0031]A)通過沿豎直方向移動光源單元或承載裝置使所述光源單元與所述承載裝置沿豎直方向相互靠近；相應(yīng)地，測試針卡裝置沿豎直方向向下移動，使得所述光源單元和測試針卡裝置在豎直方向上靠近晶圓；
[0032]B)提供設(shè)置于所述測試針卡裝置中的定位窗口 ；提供所述測試晶圓中至少兩個定位點；所述測試針卡裝置通過位于測試針卡裝置上方的捕捉裝置經(jīng)由所述定位窗口尋找測試晶圓上的定位點，進(jìn)而調(diào)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，從而使所述測試針卡裝置與所述測試晶圓對準(zhǔn)；其中，所述定位窗口為兩個，其間隔設(shè)置于所述測試針卡裝置中部，并貫穿設(shè)置于所述測試針卡裝置；所述捕捉裝置可以為相機(jī)、攝像機(jī)以及可以捕獲圖像的任何合適的裝置；
[0033]具體而言，當(dāng)測試針卡裝置對應(yīng)晶圓上的兩個定位點時，通過找出所述兩個定位點在圖像傳感器晶圓級測試裝置的機(jī)電控制XY馬達(dá)平臺的XY坐標(biāo)系中位置，通過調(diào)整所述XY馬達(dá)平臺以調(diào)整晶圓的角度，使兩個定位點在XY坐標(biāo)系的Y方向的值匹配，從而使測試針卡裝置與晶圓平行。其中，所述XY馬達(dá)平臺用于驅(qū)動承載所述晶圓的承載裝置移動，從而通過所述XY馬達(dá)平臺調(diào)整晶圓的位置。
[0034]C)提供設(shè)置于測試針卡裝置的輔助對針單元；所述輔助對針單元的至少兩個輔助針頭暴露出所述測試針卡裝置的下表面；所述測試針卡裝置靠近所述測試晶圓，所述輔助對針單元的輔助針頭接觸于所述晶粒的焊球點，匹配測試針卡裝置與測試晶圓的晶粒的位置，實現(xiàn)測試針卡裝置與測試晶圓的進(jìn)一步對準(zhǔn)。其中，所述輔助對針單元為針式材質(zhì)或透光的孔式材質(zhì)，并且貫穿設(shè)置于所述測試針卡裝置。所述輔助對針單元與相鄰所述測試針的距離為NX晶粒間的距離，其中，N為大于等于I的自然數(shù)，使得在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的情況下，在所述測試針卡裝置靠近測試晶圓時，所述輔助對針的單元的輔助針頭能夠接觸測試晶圓上對應(yīng)晶粒的焊球點。
[0035]具體而言，在所述步驟C)中，所述輔助對針單元的輔助針頭接觸于所述晶粒的焊球點，將相應(yīng)的位置信息傳輸至一終端，所述終端通過分析確認(rèn)所述位置是否匹配；其中，所述位置信息是通過相機(jī)獲取的圖像中的輔助針頭的圖像位置數(shù)據(jù)，可通過現(xiàn)有軟件判斷輔助針頭的位置和方向是否與晶圓的晶粒上的焊球點的位置數(shù)據(jù)之間的差異來確定所述輔助針頭與所述焊球點的位置是否匹配。
[0036]若匹配，則結(jié)束晶圓對準(zhǔn)；
[0037]若不匹配，則通過所述承載裝置控制所述測試晶圓于水平方向微調(diào)一距離，通過所述輔助針頭與所述焊球點的接觸進(jìn)一步傳輸相應(yīng)的位置信息以提供給所述控制終端進(jìn)行分析，重復(fù)分析與微調(diào)直到匹配，這樣進(jìn)一步提高了對準(zhǔn)的精確度。
[0038]下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行描述。請參閱圖1所示，圖1示出了本發(fā)明所利用圖像傳感器晶圓級測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述圖像傳感器晶圓級測試裝置包括光源單元101，所述光源單元101提供圖像傳感器晶圓測試所需豎直方向上的光源并且亮度可調(diào)節(jié)；承載裝置102，所述承載裝置102設(shè)置于所述光源單元101豎直方向的上部；測試晶圓103，所述測試晶圓103承載于所述承載裝置102上，并且所述測試晶圓103感光面朝向光源單元101，所述測試晶圓104上包含有多個晶粒，每個晶粒的對應(yīng)于所述感光面的反面包含有多個焊球點；測試針卡裝置104，所述測試針卡裝置104位于所述測試晶圓103上部，所述測試針卡裝置104朝向測試晶圓103的一面設(shè)有至少兩個測試針。
[0039]圖2示出了本發(fā)明的測試針卡裝置的示意圖。在本實施例中所述測試針卡裝置104朝向測試晶圓103的一面設(shè)置有四個測試針201、202、203、204，因此可同時對測試晶圓103上的四個晶粒進(jìn)行測試；并且所述測試卡裝置104上還設(shè)置有兩個定位窗口 205、206，所述定位窗口 205、206間隔設(shè)置于所述測試針卡裝置104中部，并貫穿設(shè)置于所述測試針卡裝置104，以透過所述定位窗口 205、206尋找測試晶圓103上的定位點；所述輔助對針單元設(shè)置于所述兩個定位窗口 205和206之間的區(qū)域207，并貫穿設(shè)置于所述測試針卡104裝置，其中，所述測試針201、202、203、204分別位于定位窗口 205、206的兩側(cè)。
[0040]圖3示出了本發(fā)明的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法的流程圖，所述的晶圓對準(zhǔn)方法包括如下所述的步驟:
[0041]A)通過豎直方向移動光源單元101或承載裝置102使所述的光源單元101與所述的承載裝置102沿豎直方向相互靠近，即，所述光源單元101靠近測試晶圓103的下表面；相應(yīng)的，測試針卡裝置104沿豎直方向向下移動，使測試針卡裝置104靠近測試晶圓103的上表面；
[0042]B)提供設(shè)置于所述測試針卡104的定位窗口 205、206 ;所述測試晶圓103上提供至少兩個的定位點(未示出)；所述的測試針卡裝置104通過位于測試針卡裝置上方的相機(jī)經(jīng)由所述定位窗口 205、206尋找測試晶圓103上的至少兩個定位點，進(jìn)而通過找出所述至少兩個定位點在圖像傳感器晶圓級測試裝置的機(jī)電控制XY馬達(dá)平臺(未示出)的XY坐標(biāo)系中位置，通過調(diào)整所述XY馬達(dá)平臺以調(diào)整測試晶圓103的角度，使至少兩個定位點在XY坐標(biāo)系的Y方向的值匹配，從而使所述測試針卡裝置104與測試晶圓103平行。其中，所述XY馬達(dá)平臺用于驅(qū)動承載所述測試晶圓103的承載裝置102移動，從而通過所述XY馬達(dá)平臺調(diào)整所述測試晶圓103的位置；
[0043]C)提供的設(shè)置于測試針卡裝置104的輔助對針單元；所述的輔助對針單元的至少兩個輔助針頭暴露出所述測試針卡裝置104的下表面，在本實施例中所述輔助對針單元包括四個輔助針頭208，為了圖示清楚起見，在圖2中僅標(biāo)記出其中的一個輔助針頭；所述的測試針卡裝置104靠近所述的測試晶圓103，所述輔助對針單元的輔助針頭208接觸于對應(yīng)的測試晶圓103的晶粒的焊球點，進(jìn)一步實現(xiàn)測試針卡裝置104與測試晶圓103的對準(zhǔn)。其中，所述輔助對針單元為針式材質(zhì)或透光的孔式材質(zhì)，并且貫穿設(shè)置于所述測試針卡裝置104。所述輔助對針單元與相鄰所述測試針的距離為NX晶粒間的距離，其中，N為大于等于I的自然數(shù)。
[0044]在所述步驟C)中，所述輔助對針單元的輔助針頭208接觸于對應(yīng)的晶粒的焊球點，捕捉裝置，在本實施例中為相機(jī)，將相應(yīng)的位置信息傳輸于一終端，所述終端通過分析確認(rèn)所述位置是否匹配；其中，所述位置信息是通過相機(jī)獲取的圖像中的輔助針頭208的圖像位置數(shù)據(jù)，可通過現(xiàn)有軟件判斷輔助針頭208的位置和方向是否與測試晶圓103的晶粒上的焊球點的位置數(shù)據(jù)之間的差異來確定所述輔助針頭208與所述焊球點的位置是否匹配。
[0045]若匹配，則結(jié)束晶圓對準(zhǔn)；若不匹配，則通過所述承載裝置102控制所述測試晶圓103于水平方向微調(diào)一距離，通過所述輔助針頭208與所述焊球點的接觸進(jìn)一步傳輸相應(yīng)的位置信息以提供給所述控制終端進(jìn)行分析，重復(fù)分析與微調(diào)直到匹配，這樣進(jìn)一步提高了對準(zhǔn)的精確度。
[0046]所述圖像傳感器晶圓級測試按照如下方式運行:首先通過定位機(jī)構(gòu)掃描晶圓上的定位點，找到整個晶圓的晶粒的定位坐標(biāo)，測試時根據(jù)晶粒的分布圖坐標(biāo)按照一定規(guī)則測試，測試時先將光源單元接近晶圓以支撐晶圓并提供光源，將測試插座下壓，測試插座中的測試針接觸晶圓上的焊球點，然后進(jìn)行電性能和圖像測試，測試結(jié)果形成一個測試圖樣，并將測試圖樣提供給挑晶機(jī)臺進(jìn)行測試分類。
[0047]上述實施例是用于例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，對上述實施例進(jìn)行修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)如本發(fā)明的權(quán)利要求書覆蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，其特征在于:提供光源單元、位于所述光源單元上部的測試針卡裝置和承載于一承載裝置上的測試晶圓，所述測試晶圓的感光面朝向承載裝置設(shè)置，所述測試晶圓在豎直方向中置于所述光源單元與所述測試針卡裝置之間，所述測試針卡裝置的一面設(shè)置有至少兩個測試針，所述晶圓對準(zhǔn)方法包括如下步驟: A)通過沿豎直方向移動光源單元或承載裝置使所述光源單元與所述承載裝置沿豎直方向相互靠近；相應(yīng)地，測試針卡裝置沿豎直方向向下移動； B)提供設(shè)置于所述測試針卡裝置中的定位窗口；提供所述測試晶圓中至少兩個定位點；所述測試針卡裝置利用位于其上方的捕捉裝置通過所述定位窗口尋找測試晶圓上的定位點，進(jìn)而調(diào)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； C)提供設(shè)置于測試針卡裝置的輔助對針單元；所述輔助對針單元的至少兩個輔助針頭暴露出所述測試針卡裝置的下表面；所述測試針卡裝置靠近所述測試晶圓，所述輔助對針單元的輔助針頭接觸于所述測試晶圓的晶粒的焊球點，匹配測試針卡裝置與測試晶圓的晶粒的位置，實現(xiàn)測 試針卡裝置與測試晶圓的對準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，其特征在于:所述輔助對針單元為針式材質(zhì)或透光的孔式材質(zhì)，其貫穿設(shè)置于所述測試針卡裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，其特征在于:所述輔助對針單元與相鄰所述測試針的距離為NX晶粒間的距離，其中，N為大于等于I的自然數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，其特征在于:所述定位窗口為兩個，其間隔設(shè)置于所述測試針卡裝置中部，并貫穿設(shè)置于所述測試針卡裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，其特征在于:所述輔助對針單元設(shè)置于所述兩個定位窗口之間的區(qū)域，并貫穿設(shè)置于所述測試針卡>j-U ρ?α裝直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的適用于圖像傳感器晶圓級測試的晶圓對準(zhǔn)方法，其特征在于:所述步驟C)中，所述輔助對針單元的輔助針頭接觸于所述晶粒的焊球點，將相應(yīng)的位置信息傳輸于一終端，所述終端通過分析確認(rèn)所述位置是否匹配； 其中，若匹配，則結(jié)束晶圓對準(zhǔn)； 若不匹配，則通過所述承載裝置控制所述測試晶圓于水平方向微調(diào)一距離，通過所述輔助針頭與所述焊球點的接觸進(jìn)一步將相應(yīng)的位置信息傳輸給所述控制終端進(jìn)行分析，重復(fù)分析與微調(diào)直到匹配。
【文檔編號】H01L21/66GK103700602SQ201310684987
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】熊望明, 趙立新, 李文強(qiáng) 申請人:格科微電子（上海）有限公司