一种检测图像传感器晶片中像素缺陷的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像传感器检测装置，其包括电子检测系统和主处理器，其中，电子检测系统具有照亮图像传感器器晶片的光源，以产生像素数据；主处理器用于接收像素数据。与电子检测系统相连的接口卡具有可编程的处理器，以将像素数据进行处理而产生处理过的像素数据，该处理过的像素数据传送至主处理器，与未处理过的像素一起由主处理器进行分析，从而检测图像传感器晶片中的像素缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般而言，本专利技术涉及图像传感器的检测技术。更具体地讲，本专利技术涉及一种检测 图像传感器晶片、以在图像传感器晶片装入图像传感器设备之前辨别出像素缺陷如瑕疵缺 陷的装置与方法。
技术介绍
图像传感器是捕捉和处理光信号为电信号、以形成静态图像或视频的半导体设 备。图像传感器在各种消费、工业及科学研究等应用场合的使用已经十分普遍，包括数码 相机、数码摄像机、手持电话设备、网络摄像头、医疗应用、汽车应用、游戏和玩具、安全及监 测、图像识别及汽车检查等等。制造图像传感器的技术也在快速前进。目前，主要有两种类型的图像传感器电荷耦合元件(CXD)传感器与互补型金 属氧化物半导体(CMOS)传感器。在此两类中任何一类图像传感器中，收集光的光感元件 (photosite)以二维像素阵列的形式安装于半导体基板上。光感元件，一般被称为像素，把 进入的光转换成电荷。像素的数量，大小及空间决定了由传感器产生的图像分辨率。现代图像传感器一般在像素阵列中包含数以百万计的像素，以提供高分辨率的图 像。在每一像素中捕捉到的、代表了图像信息的电信号，传送至图像信号处理器(ISP)或其 它数字信号处理器(DSP)中，在此转换成数字信号，进行处理，以产生数字图像。图像传感器所产生的数字图像的质量，主要取决于其灵敏度和许多其它因素，如 与镜头相关的因素(光斑、色差)、信号处理因素、与系统控制相关的因素(聚焦及曝光错 误)、时间及运动因素、以及其它的与半导体相关的因素(暗电流、扩散及像素缺陷)。特别 地，如果忽略像素缺陷问题，很容易降低图像质量。过多的像素缺陷，即使校正了，也能够影 响图像质量。绝大多数的像素缺陷，是在图像传感器晶片的生产过程中引入的。与任何半导体 的制造过程一样，图像传感器的制造也不是无缺陷的。图像传感器晶片的制造过程与一些 设备如闪存及DRAM的制造过程相似。然而，由于图像传感器具有光敏表面，一些不能影响 整个电子设备的缺陷，也会导致图像传感器晶片的无效。在图像传感器晶片的生产过程中所产生的缺陷，可能小于一个像素或大于一个像 素。一些缺陷可以导致一个像素或若干像素完全无效。其它的缺陷可能仅仅轻微地降低像 素性能，或者在动态操作下或压力条件下如温度升高，会降低像素性能。另外一些缺陷可以 影响一个像素及邻近的像素，但通过比较邻近像素的响应，并不能辨别出来。还有一种可能 是，照射在某一像素上的光线，并不能产生期望的反应。这些缺陷可能是由于干扰或制造错 误而引发的，如尘埃粒子、划痕、高渗漏、电路缺陷、彩色滤光片不均勻、微透镜缺陷等等。像素缺陷主要有三种类型恒高(stuck high)、恒低(stuck low)及灵敏度异常 或瑕疵缺陷(blemish defect) 0当下面的像素不管其入射光的强弱，总产生高的或者接近 满程的输出(也就是白色)，就发生了恒高的缺陷。相反，当下面的像素不管其入射光的强 弱，总产生低的或者接近零的输出(也就是黑色)，就发生了恒低的缺陷。当相同曝光条件下，像素产生的输出不同于正常像素时，就发生了灵敏度异常或瑕疵缺陷。由于输出值的差 异可能很小，这些缺陷很难检测出来。像素缺陷可以通过几种技术检测出来。最常见的一类技术是在图像传感器晶片装 入图像传感设备之前，在生产设备上检查或检测图像传感器晶片。这些技术利用了传统的 检测半导体晶片的半导体检测装置，或利用特别为检测图像传感器晶片而设计的半导体检 测装置，包括由许多供应商所提供的自动测试设备(ATE)系统。某些ATE系统能够同时检 测多个图像传感器晶片。用于检测图像传感器晶片的ATE系统的例子包括位于美国麻省北雷丁的泰瑞 达股份有限公司(Teradyne，Inc.)所提供的IP750EP检测系统、位于美国加利福尼亚圣 克拉拉的爱得公司(Advantest AmericaCorporation)所提供的T6171系统、位于美国 加利福尼亚库佩蒂诺的惠瑞捷股份有限公司(Verigy，Inc.)所提供的V93000系统芯片 (S0C)检测系统、以及位于美国加利福尼亚圣荷西的奈可泰司系统公司(Nextest Systems Corporation)所提供的马格南iCP检测系统(MagnumiCP test system)。例如，马格南iCP 检测系统最高可以同时检测40个图像传感器晶片。每个图像传感器晶片都要在各种照射条件下进行检测，以评估图像传感器晶片的 反应。主处理器通过接口连接到每个图像传感器晶片，其包括装在负载板上的探针卡。图 像传感器晶片的输出传送至主处理器以供分析。主处理器一般具有测试程序库，包括图像 处理程序，以评估图像传感器晶片的输出，并检测缺陷。一般的检测包括在不同分辨率下产生一系列亮或暗的图像，以评估在一给定的图 像传感器晶片中，每一像素的数位(digitial number, DN)是否与正确的入射光量相对应。 例如，数位0对应于黑图像(全黑)及数位255对应于亮图像(全白)。当用均勻的光照射 时，一个没有任何缺陷的晶片其每一像素会产生相同的数位。这些及其它目前可用的ATE系统一般都希望能够高量高速地检测图像传感器晶 片。这样的系统可能会忽略一些直到装配后才能检测出来的轻微缺陷。例如，主处理器中 的图像处理程序，其目的一般不是为了检测微小的像素缺陷，如正在检测的图像传感器晶 片中的瑕疵缺陷。检测轻微缺陷需要产生较高分辨率的图像，但是需要采用与低分辨率检 测几乎相同的速度。例如，当一给定晶片照射均勻的光而所有的像素未能产生均勻的反应 时，这些测试仪可能就不能辨别出轻微瑕疵缺陷。当发生那样的情况时，有缺陷的图像传感器晶片就可能装入图像传感设备，因此， 该设备就可能因制造商的检测而被退货，或之后用户购买后而被退货。图像传感器制造商、 图像设备制造商以及最终用户所可能产生的成本，可能会比该缺陷在早期制造过程中发 现，也就是在将图像传感器晶片装入图像传感设备之前发现，要大得多。当图像传感器晶片已经装入图像传感设备之后，缺陷仍然存在，则能够通过使用 软件技术而检测出来，如在美国专利7，199，824及7，103，208中所描述的。这些技术涉及 使用与图像传感设备相连的图像处理单元，来评估图像传感器晶片的反应。在美国专利7，199，824中，每一像素以及其周围邻近像素的输出都要经过检测。 与其周围像素相比，高于预定阈值的像素被确定为有缺陷。然后，用从周围像素所得的值来 代替有缺陷的像素。在美国专利7，103, 208中，由图像传感设备捕捉一预定景象的图像，并通过连接于该设备的处理器进行处理，以辨别出缺陷。缺陷是通过一系列图像处理功能来辨别出的， 包括适用边缘探测器来增强被捕捉图像的边缘。图像传感设备在图像处理功能的两个路径 间进行清洁，以消除任何因设备传输表面污点所检测到的缺陷。另外，在美国专利7，209，268中，将像素探测和校正装置集成于图像传感器本身， 但其装配和处理成本较高。由于设备制造商强烈需要低成本、高质量，因而就需要在图像传 感设备装配过程中，尽可能多、尽可能早地找出缺陷。在装配过程中关于缺陷信息的早期确 定，可以更快地采取预防措施。因此，希望提供一种检测图像传感器晶片的装置和方法，其能够在图像传感器晶 片安装于图像传感设备之前辨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器检测装置，其包括：电子检测系统，其包括：用于照射图像传感器晶片以产生像素数据的光源；及用于接收所述像素数据的主处理器；及连接至所述电子检测系统的接口卡，其包括用于处理所述像素数据以产生处理过的数据的可编程的处理器，所述处理过的数据传送至所述主处理器，与所述像素数据一起通过所述主处理器进行分析，以检测所述图像传感器晶片中的像素缺陷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄家伦，吴智慧，岳约翰，
申请(专利权)人：豪威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]