CN101000881B - 图像传感器测试方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学测试装置、相关的测试方法和操作方法、以及相关联的探测卡，所述探测卡被适配来光学地测试图像传感器。光学测试装置的照射源通过探测卡向所述图像传感器提供光学测试信号。所述光学测试信号具有由在与探测卡相关联的基准图像传感器和控制单元之间形成的反馈回路而变化地限定的性质，所述控制单元连接在所述基准图像传感器和照射源之间。
Description
技术领域
本发明的实施例总体涉及一种图像传感器测试方法和相关联的测试装置。具体上，本发明的实施例涉及一种图像传感器的自动测试方法和一种提供改进的测试均匀性(uniformity)的相关联的测试装置。
背景技术
改进的半导体制造技术已经产生以小大小、高质量性能和低制造成本为特征的半导体图像传感器。结果，图像传感器现在用于广泛种类的商业器件中，所述商业器件诸如数字照相机、摄像机、打印机、扫描仪和某些蜂窝电话。在总体操作中，图像传感器被适配来捕获光能量(例如可视光)，将所述光能量转换为相干的电信号，随后将所述电信号处理为可以容易地被存储、传送和操纵的数字数据。这个值得注意的处理序列的最终结果是产生图像数据，可以使用传统的可获得的数字媒体以多种不同形式可视地显示或者记录所述图像数据。
两种最广泛地使用的类型的半导体图像传感器是电荷耦合器件(CCD)和CMOS图像传感器(CIS)。CCD传感器总体提供比CIS传感器更高的性能。CCD传感器以较小的噪声和较高的器件均匀性运行。但是，CIS传感器以较低的功耗和较高的运行速度运行。由CIS传感器提供的较低的功耗和较高的运行速度使得CIS传感器是许多便携电子器件所选择的图像传感器。即，对于被有限的电池寿命在它们的设计和操作特性上限制的多个便携电子器件，降低的功耗是与相对于CCD传感器的CIS传感器的低级性能的可接受的折中。具有集成照相机的蜂窝电话是这种类型的便携电子器件的一个示例。
与便携电子器件相关联的这种当前的设计偏好在构成的(constituent)图像传感器的回路境中带来了一些困难的挑战。例如，假定存在与CIS传感器相关联的固有弱点(例如，高噪声和在个别传感器操作之间的低均匀性)，则制造CIS传感器所需要的制造处理的长序列内的质量控制和测试处理变得越来越重要。
与使用CCD或是CIS技术无关，大部分图像传感器制造商在晶片级上开始质量控制测试，以避免连续地制造故障图像传感器元件的花费，并且减少生产非功能或低于标准的产品的可能。术语“晶片级(wafer level)”指的是在包含多个个别的半导体图像传感器的晶片基底上执行的任何制造处理，包括测试和质量控制处理(参见图1)。在个别器件被从晶片切除并且被封装或连接到其他主器件部件之前，执行晶片级测试。
在存在由图像传感器提供的光电转换功能的情况下，不令人惊讶的是，光学测试(例如，与图像传感器的光照射相关联的测试)是整个质量控制处理的重要部分。在晶片级执行大量的光学测试。这样的测试直接地涉及光学测试设备的质量，具体上，涉及在光学测试设备中的照射源的质量。事实上，光学测试设备的可靠性应当总是超过被测试的图像传感器的性能规格。这个结论的结果要求在光学测试设备内的照射源在其特性(例如，强度、波长等)上被精确控制、在其在晶片上的施加上高度均匀、并且非常可靠。如果没有在照射源中的这样的质量，则不可能区分在晶片上形成的个别图像传感器之间的性能差别。
当前在图像传感器的制造中使用的传统照射源是按照定期维护时间表(例如，每运行1000到2000小时)而被人工校准的。这样的方法要求当测试设备被离线维护时中断制造过程。而且，所述人工校准处理由于其固有的“人为因素”(例如在技术人员的培训上的差别等)而有质量上的差别。
另外，由现代半导体制造设施提供的大量生产能力需要使用多个光学测试台，每个均具有照射源。理想上，在每条生产线中使用的照射源应当产生相同的产物，从而在多条生产线上的图像传感器测试是一致的。不幸的是，几乎从未如此。当前规定，每个照射源仅仅相对于“标准”照射源被测试(或者比较)，这个处理在其结果上固有地有差别。
一致地提供均匀、高质量照射源的困难由下述事实造成：所有照射源的性能趋向于随着时间变差。结果，照射源制造商提供以随时间经过的“典型”照射性能为特征的预期性能简档(profile)。这些性能简档提出了在其寿命期限的不同时段期间照射源的电压偏置调整或操作电压补偿值。但是，这样的性能简档和对应的电压补偿仅仅是与建模的结果相关联地限定的“平均”调整。它们未精确地考虑个别照射源的实际性能。
所有的上述内容导致在照射源的性能质量上的不可接受的高度差别。如果没有可靠和清楚限定的光学基准信号(例如，具有被良好控制的强度的均匀光能量)，则不可能精确地获得在晶片上形成的个别图像传感器的性能的特征。更重要的是，可以很好地明白，半导体制造处理经常在晶片的表面区域上产生有差别的结果(例如，晶片的边缘部分对于晶片的中心部分的材料层特性)。这样的制造处理差别必须被识别、认真地量化、并且被控制，以便改进图像传感器输出。如果在光学测试设备中的照射源的特性也在晶片的表面上改变，则几乎不可能在图像传感器的晶片级光学测试期间识别这样的处理差别。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供了一种光学测试装置，它被配置来测试图像传感器，并且包括：照射源，它被适配来产生光学测试信号，所述光学测试信号具有与控制信号相关联地变化地限定的性质；探测卡，它被适配来将光学测试信号通过曝光光圈而传送到与所述探测卡相关联的在晶片上形成的所选择的图像传感器，所述探测卡包括基准图像传感器，所述基准图像传感器靠近所述曝光光圈放置，并且被适配来响应于所述光学测试信号而产生光学反馈信号；控制单元，它被适配来接收光学反馈信号，并且响应于光学反馈信号而产生反馈控制信号；以及操作单元，它被适配来接收所述反馈控制信号，并且产生控制信号，其中，所述控制信号被施加到照射源，以改变所述光学测试信号的性质。
在另一个实施例中，本发明提供了一种光学测试装置，它被配置来测试图像传感器，并且包括：照射源，它被适配来通过探测卡向图像传感器提供光学测试信号，所述光学测试信号具有由经由该照射源、与所述探测卡相关联的基准图像传感器、控制单元和操作单元之间形成的反馈回路变化地限定的性质，所述控制单元连接在所述基准图像传感器和照射源之间，其中，所述基准图像传感器被适配来响应于光学测试信号而产生光学反馈信号，所述控制单元被适配来响应于所述光学反馈信号而产生反馈控制信号；以及所述操作单元被适配来响应于所述反馈控制信号而产生控制信号，其中，所述控制信号被施加到照射源，以改变所述光学测试信号的性质。
在另一个实施例中，本发明提供了一种操作光学测试装置的方法，所述光学测试装置被适配来在晶片级上测试在晶片上形成的多个图像传感器，所述方法包括：控制照射源的操作，该照射源被适配来产生光学测试信号，所述光学测试信号具有与在存储器中存储的关联表基准值数据相关联地限定的特性；与关联于晶片的探测卡相关联地检测光学测试信号的性质，并且产生对应的光学反馈信号；将所述光学反馈信号与在所述关联表中的至少一个基准值相比较；以及响应于所述比较而在关联表中重写至少一个基准值，其中，所述照射源的控制操作包括：与在关联表中的至少一个基准值相关联地产生控制信号；以及向在照射源中的光源施加控制信号，以变化地控制光学测试信号的性质。
在另一个实施例中，本发明提供了一种操作光学测试装置的方法，所述光学测试装置被适配来测试在晶片上形成的多个图像传感器，所述方法包括：在存储器中限定多个基准值；与在关联表中的至少一个基准值相关联地产生控制信号，并且向在照射源中的光源施加控制信号，以变化地控制光学测试信号的性质；使用光学测试信号，通过探测卡来照射在多个传感器中的所选择的图像传感器，所述光学测试信号具有与多个基准值相关联地变化地限定的性质；产生对应于照射所选择的图像传感器的光学测试信号的反馈值；将所述反馈值与所述多个基准值之一相比较以确定差值；在确定差值时，在存储器中重新限定所述多个基准值的至少一个，并与至少一个重新限定的基准值相关联地补偿光学测试信号；以及与光学测试信号相关联地光学测试所选择的图像传感器。
在另一个实施例中，本发明提供一种探测卡，它被适配来用于测试在晶片上形成的多个图像传感器，所述探测卡包括：曝光光圈，它被适配来将光学测试信号传送到在多个图像传感器中的所选择的图像传感器；至少一个基准图像传感器，靠近所述曝光光圈放置，以便以光学测试信号与所选择的图像传感器同时地照射所述至少一个基准图像传感器。
附图说明
参见附图来说明几个实施例。应当注意，在附图中的各种元件不必然按照比例被绘制。事实上，为了清楚，可以任意地提高或减小大小。每当适用和实用时，相同的附图标号表示相同的元件。
图1图解了包含多个图像传感器的晶片；
图2是图解按照本发明的一个实施例的、被适配来测试半导体图像传感器的示例性测试装置的示意图；
图3描述了被适配来用于图2的装置中的第一示例性探测卡；
图4描述了被适配来用于图2的装置中的第二示例性探测卡；
图5描述了被适配来用于图2的照射源的控制的示例性校正表；
图6是示出按照本发明的一个实施例的基准图像传感器的低光级传递函数的图；以及
图7A和7B是概述图2的光学测试装置的操作的示例性方法的流程图。
具体实施方式
在下面的说明中，为了说明而不是限定，本发明的实施例被给出以更彻底地理解本发明的建立和使用。但是，了解所述主题公开的本领域内的普通技术人员将明白，本发明的其他实施例是可能的。即，示例性实施例的多种修改和重新配置是可能的，不应从所附的权利要求的范围中将其去除。而且，为了简明，已经省略了测试装置和相关联的方法的具体的公知方面的说明。
本发明的实施例提供了一种光学测试装置，其中并入了较高质量的照射源，其提供具有改进的均匀性和精确控制的特性的光学测试信号(例如平行光)。本发明的实施例提供了相关联的光学测试方法，它们更能够可靠地执行区分在晶片上形成的个别图像传感器。本发明的实施例允许在半导体制造设施中正在使用的多个照射源的实际操作特性的高度精确和均匀限定。本发明的实施例提供了光学测试设备和相关联的使用方法，它们不要求例行的人为干预以校准和验证在测试设备中的照射源的操作特性。结果，本发明以降低的成本和更大的测试可靠性提供了改进的制造效率。
在整个本说明书中使用的术语“上”和“下”、“之上”和“之下”、“垂直”和“横向”与类似的相对位置的表达意欲传达关于在实施例的回路境中的两个或多个元件之间的示例性相对方位的信息。因此，这些术语应当在作为所有类似关系的示例性的讲授回路境中被解释。例如，仅仅相互翻转被描述为之上和之下的两个元件的相对方位导致仅仅倒转元件的之上和之下方位的类似关系。主题发明的实际实现可能仅仅限于如下所述的这样的元件的相对描述。
本发明的实施例例如具体应用到在晶片上形成(或者部分形成)的图像传感器的测试。图1示出了包含多个图像传感器11的示例性晶片10。晶片10可以是硅晶片，诸如在传统CCD或CIS传感器的制造中通常使用的那些。
如图1中所示，所述多个图像传感器11可以如通常那样被布置在一系列行和列中，以有效地填充晶片10的可用表面区域。每个图像传感器11总体包括有源像素传感器(APS)阵列11a和外围电路区域11b。
APS阵列11a可以被形成为以行和列排列的像素元素的矩阵。在当前的传统形式中，每个像素包括光电二极管(或者类似的光敏元件)、和连接和支撑元件的相关联的集合，该元件诸如传送晶体管、复位晶体管、选择晶体管、电源晶体管(例如，源极跟随器晶体管(source-follower transistor))等。APS的多个具体设计被本领域内的普通技术人员所理解。
类似地，外围电路区域11b的布局和设计将按照应用和使能技术而不同。但是如在传统上所理解的那样，将通常包括：各种数字电路，诸如定时产生器、行解码器、锁存器和列解码器等。而且，外围电路区域11b可以还包括各种模拟电路，诸如相关联的双采样器(CDS)和模数转换器(ADC)。而且，外围电路区域11b将通常包括多个电接触片(未示出)，它们被适配来将图像传感器11与外部电路连接。一些这样的电接触片在测试期间具有具体的应用，如下所述。
图2描述了示例性光学测试装置100，它被适配来在图像传感器的制造期间在晶片级测试图像传感器的集合。在图2的图解示例中，光学测试装置100包括：探测卡110、照射源120、操作单元130、控制单元140和转换器150。
探测卡110包括至少一个曝光光圈(例如裂缝形状的开口)111和至少一个基准图像传感器112，所述至少一个基准图像传感器112位于探测卡110上表面上接近曝光光圈111。在具体实施例中，基准图像传感器112具有与被测试的图像传感器相同或者类似的配置。如传统上所提供的那样，探测卡110还包括多个电探针113，它们从其下表面延伸。电探针113被适配来连接到位于探测卡110下的晶片10上形成的个别图像传感器的电片。
图3和4进一步图解了被适配来用于光学测试装置100中的探测卡110的独立的实施例。如图3中所示，中心形成的曝光光圈111与一个基准图像传感器112一起位于照射区域125中。照射区域125是与通过曝光光圈111从照射源120投射到暴露在所选择的图像传感器上的晶片10的上表面上的光学测试信号(例如平行光124)相关联地在其大小、形状和方位上被限定的区域。在这一点上，曝光光圈111可以与在给定的照射步骤期间要测试的图像传感器的大小和数量、被限定的照射区域125、和由照射源120投射的光学测试信号的特性(例如，平行光124的频率、强度等)相关联地在其大小、形状和方位上被限定。
按照本发明的一个实施例的探测卡110的使用在许多方面类似于传统探测卡的使用。例如，可以使用从探测卡110延伸的电探针113来向在晶片10上的所选择的图像传感器的输入片提供功率和测试信号，并且从与所选择的图像传感器相关联的输出片接收对应的输出信号。因此，如在传统上所理解的那样，探测卡110可以连接到外部测试器或测试台(未示出)，以便便利在所选择的图像传感器和相关联的测试设备之间的测试信号通信。在这一点上，位于探测卡110中的基准图像传感器112的输出可以通过由探测卡110提供的连接而类似地被输出到相关联的测试设备。在本发明的具体实施例中，这个相关联的测试设备包括例如控制单元140和转换器150。
在图3中，单个基准图像传感器112位于接近曝光光圈111中心的位置、并且在照射区域125内，而在图4中，多个基准图像传感器112被布置在曝光光圈111周围。在本发明的一些实施例中，附加的基准图像传感器112沿着和/或围绕曝光光圈111而提供在空间上相关联的、反馈基准梯度。与单个基准点相比较，这样的多个基准点将提供在由照射源120投射的光学测试信号的特性上空间变化的更详细的指示。
在图2中所示的图解示例中，光学测试装置100将照射源120布置在探测卡110之上。在这个位置，照射源120被良好地适配来在探测卡110的整个照射区域125上均匀地提供平行光124来作为光学测试信号。在所图解的实施例中，照射源120包括：光源121、光圈122、多个透镜123和一个或多个光滤波器129。
在此处，应当注意，在整个本说明书中使用的术语“光”应当被广义地理解为涵盖任何合理波长或波长范围的光能量。因此，虽然在当代的商业产品的回路境中可视光高度相关地作为示例性光学测试信号，但是本领域内的普通技术人员可以认识到，可以在本发明的实施例中类似地使用选择性地包括非可视光(例如，红外或近红外光)的光学测试信号。
以传统的理解方式，多个透镜123合作来平行校正由光源121发出的光。但是，在达到多个透镜123之前，所发射的光通过光圈122。光圈122的开口大小122a可以在操作单元130的精确控制下被调整。因此，可以通过改变光圈大小122a来精确地控制被照射源120投射到照射区域125上的平行光124的强度，以照射正在被测试的所选择的图像传感器。
与由光圈122提供的强度变化性相结合，一个或多个光滤波器129可以用于进一步调整发射光。例如，可以使用一个或多个光滤波器来从由光源121发出的光选择输入或选择输出特定的光波长。光滤波器129的提供允许使用宽带光源121，但是也提供了使用高波长特定光学测试信号来照射图像传感器的能力。
操作单元130可以具有名义上传统的设计，只要这个传统设计被进一步适配(例如重新配置和/或重新编程)以产生被适配来控制光圈122的大小122a的控制信号。事实上，许多传统的光学测试装置包括被适配来产生被应用到光源121的输入电压的操作单元。这个输入信号一般是固定电压，并且可以在操作单元130中被反馈控制。但是，本发明也考虑下述实施例，其中，被操作单元130施加到光源121的输入信号可以与由控制单元140提供的反馈和/或控制信号相关联地改变。
参见图2的图解实施例，操作单元130还可以被适配来不仅产生用于控制光源121的输入信号(例如固定或可变输入电压)，而且产生被适配来控制光圈大小122a的控制信号。各种压控的光圈机构总体可用于这个目的。而且，用于此目的的操作单元130的(重新)编程或者重新配置被认为在本领域内的普通技术人员的能力内。
在所图解的实施例中，控制单元140包括控制器141、光强度设置器件142、补偿器143和数据库144。控制器141可以是传统的处理器，它被适配来用于仪器和/或制造设备控制应用。补偿器143可以是传统的数字数据或者模拟信号比较器电路。光强度设置器件142可以是数据寄存器或者数据存储器，被适配来存储基准数据。如果被配置为数据存储器，则光强度设置器件142可以与数据库144分离地提供，或者可以被包含在数据库144中。数据库144可以具有容易被适配来存储一个或多个校正表的多个传统结构的任何一个。所述关联表可以用于多个目的，如下面以某个另外的细节所述。
控制单元140除了其他的功能之外被适配来向操作单元130提供反馈控制信号。这个反馈控制信号限定由操作单元130向光圈122和/或光源121施加的控制和/或输入信号的值。
控制器141还可以被适配来通过模数转换器150从基准图像传感器112接收光学反馈信号，并且向/从探测卡110发送和/或接收测试控制和测试数据信号。这样的测试控制和测试数据信号可以类似于与传统探测卡相关联的那些。
继续参见图2，现在说明光学测试装置100的操作的示例性方法。当其上已经形成或部分形成多个图像传感器的晶片10相对于光学测试装置100定位时，所述方法开始。一旦被定位在探测卡110下的测试位置，则所选择的图像传感器连接到电探针113，并且通过在探测卡110中的曝光光圈111而光学暴露。以这种方式，可以相对于从照射源120提供的平行光124而连续测试所选择的图像传感器。在测试一组图像传感器后，探测卡110和/或晶片10可以被重新定位以测试另一组图像传感器。
在光学测试期间，所选择的图像传感器响应于通过电探针113由控制器141(和/或其他测试设备)提供的测试控制信号，并且还响应于通过曝光光圈111的平行光124。在这些输入下，个别图像传感器向控制器141(和/或其他测试设备)输出测试数据信号。输出测试数据指示与测试条件相关联的个别图像传感器的操作性能，所述测试条件包括由照射源120提供的光学测试信号。
为了保证由照射源120提供的光学测试信号的实际特性正确，与探测卡110相关联的基准图像传感器112通过转换器150向控制器141输出光学反馈信号。所述光学反馈信号(以模拟或数字形式)可以是电压、电流、频率和/或指示基准图像传感器112响应于光学测试信号(例如平行光124)的数据值。
在晶片10上的图像传感器的任何实际测试开始之前，控制单元140初始化(或者接收)被存储在例如数据库144中的多个校正表。所述校正表包括基准数据，所述基准数据使得控制单元140产生被提供到探测卡110的适当测试控制信号和/或被提供到操作单元130的反馈控制信号。
图5描述了示例性校正表500。如图5中所示，校正表500包括三列数据。在第一(最左)列中的数据值分别指示光学测试信号的期望光强度。在第二列中的数据值指示被施加到光源121的输入信号。在图5的图解示例中，采用固定输入信号。在第三(最右)列中的数据值分别指示被施加到控制和光圈大小122a的控制信号。通过改变光圈大小122a，可以精确地控制光学测试信号的强度。
在由基准图像传感器112、控制单元140和操作单元130提供的反馈回路的影响下，照射源120可以被与在关联表500中的特定值(或者值集合)相关联地限定的控制信号控制。在一个实施例中，所选择的控制信号值和/或输入信号值被提供为被提供到操作单元130的反馈控制信号的一部分。
可以提供另外的校正表，它们说明其他测试标准或影响，诸如光源121的使用年限、回路境工作温度等。而且，在光源121包括多个发射器(例如提供标准RGB输出的单独二极管)的配置中，单独的校正表可以被建立和保存在数据库144中以控制相应的发射器。
再一次返回到图2，一旦控制器141已经访问了适当的校正表，则控制单元140可以向操作单元130发出适当确定的反馈控制信号。作为响应，操作单元130可以以任何数量的方式来控制通过照射源120的光学测试信号的输出，所述方式包括如上所述的示例(例如控制输入信号、控制信号、滤波器的选择等)以及其他方式，包括输入和控制信号的可变调制、改变操作温度、机械阻尼控制等。因此，在操作单元130的控制下，照射源120被适配来向探测卡110和所选择的图像传感器提供良好受控的、具有限定性质的均匀的光学测试信号。
当由照射源120提供的平行光124均一地落在基准图像传感器112和正在被测试的所选择图像传感器上时，可以获得关于平行光124的实际性质的实时反馈。不像传统的光学测试装置那样，本发明所图解的实施例良好地适配来跟踪被提供到正在被测试的图像传感器的平行光124的实际强度。即使在光学测试信号很低的电平下，这也为真。例如，传统的测试装置不能精确地访问低于大约1流明(lux(勒克斯))的水平的光学测试信号。结果，传统上，将昂贵的定制设备用于光学测试台，以便精确地访问在低水平的光学测试信号的性质。需要这个额外的验证步骤，因为图像传感器的低光性能是重要的性能标准。
图6是描述通过与探测卡110相关联的基准图像传感器112而指示的示例性传递函数600。如图所示，从0.0到1.0流明的输入的发光功率的范围使得基准图像传感器112(例如经由转换器150)产生具有在0.0赫兹和大约1500赫兹之间的范围的频率信号。(在所述示例性传递函数600的线性上存在轻微的缺陷的情况下，有益的是，在一些实施例中，在数据库144中提供一个或多个反馈校正表，以补偿所述线性缺陷，因为这样的缺陷可以使得光学测试装置100的性能变差)。
尽管如此，由所图解的实施例提供的如图6中所示的低光水平反馈的清晰度是显著的。很低的强度水平导致很细的输出频率区分，这允许精确地估计在很低强度水平的照射源性能。结果，不需要特殊的低光水平测试设备，并且不中断制造产量，以便确定(或验证)照射源的低光性能特性。
再一次返回图2，一旦控制器141从基准图像传感器112接收到光学反馈信号，则它可以使用补偿器143将所述光学反馈信号(或者从其得出的数据值)与在光强度设置器件142或数据库144中存储的一个或多个基准值相比较。在这一点上，补偿器143可以是基于硬件的比较器(例如反馈加法器电路)或运行在控制器141上的软件例程。
如果在光强度设置器件142中存储的基准值与所接收的光学反馈信号一致，则光学测试装置100可以因此对于所选择的图像传感器执行任何数量的光学测试，在测试结果中具有高可信度。各种感兴趣的测试可以包括整体敏感度测试、低光水平敏感测试、线性测试、噪声测试、非功能像素测试等。可以测试单个图像传感器，可以测试多个传感器，或者在具体情况下，晶片10可以被重复地重新定位以依序照射不同行的图像传感器。
但是，如果在光强度设置器件142中存储的基准值与所接收的光学反馈信号实质上不同，则例如可以通过修改被提供到操作单元130的反馈控制信号而重新配置光学测试装置100。这样的重新配置可以包含递增或递减在关联表中存储的一个或多个基准值。
例如，如果由基准图像传感器112提供的光学反馈信号指示比光学测试信号的期望强度水平(例如2.0流明)小5％的实际光学测试信号强度(例如1.9流明)，则控制单元140可以调整在对应的关联表中的适当的一或多个项目以校正这个差异。因此，以在图5中所示的表500为例，可以将对应于2.0流明的期望光强度的控制信号电压的校正表项目从2.0V提高到2.1V。这个新的关联表项目将重新限定由控制单元140向操作单元130提供的反馈控制信号。
以这种方式，可以获得对于被提供到所选择的图像传感器的实际光学测试信号的实时反馈控制。已经相对于作为光学测试信号的一个示例性性质的光强度进行了上述的说明。但是，由照射源产生的光学测试信号的任何一个或多个性质，诸如频率、波长、极性、相位、调制等，可以类似地被控制和补偿。
而且，一或多个被存储的关联表的使用仅仅是一种示例性手段，通过它，可以提供一个或多个基准值(或基准信号)以用于反馈控制回路中。在这一点上，术语“值”和“信号”当它们涉及基准和反馈功能时可以互换地使用，因为本领域内的普通技术人员认识到可以从信号得出值，并且可以从一个或多个值得出信号。
图7A和7B是概述示例性光学测试装置100的操作的示例性方法的流程图。所述操作方法被应用到图像传感器的晶片级光学测试。将所施加的光学测试信号的强度作为反馈受控的性质。
参见图7A的流程图和图2的示意图示，所述示例性方法开始(S10)于假设可胜任的校正表已经被准备和存储在数据库144中(S11)。所述关联表可以采取许多形式(例如各种数据结构或数据文件)，包括作为示例的在图5中所示的校正表500的形式。
接着，根据在关联表中存储的一个或多个基准数据值，在光学测试装置100中限定和设置期望的光学测试信号性质(S12)。所述“设置”过程可以包含：从存储器读取基准值，或者从外部源(例如管理制造设施的中央计算机系统)接收基准值，然后通过控制器141向光强度设置器件142中写入基准数据值。
使用在控制单元140中限定和设置的光学测试信号性质，可以向操作单元130提供反馈控制信号，该操作单元130继而向照射源120提供输入信号和控制信号。在这些“控制”信号的影响下，照射源120照射基准图像传感器112(S13)。
基准图像传感器112接收光学测试信号，将其转换为对应的电信号，然后将对应的电信号通过转换器150传送到控制单元140。对应的电信号是指示由照射源120向基准图像传感器112提供的光学测试信号的强度的光学反馈信号(S14)。
然后可以使用传统的技术(例如采样)从光学反馈信号得到反馈值。一旦得到，则将反馈值与例如在光强度设置器件142中存储的基准值相比较。这个比较可以由控制器141或补偿器143执行以确定在反馈值和所设置的基准值之间的潜在差别(S15)。可以然后在反馈回路中使用该差别或者没有差别，以限定光学测试装置100的进一步的操作。
如果确定了材料差别(高于所限定的阈值的差别)，则可以根据所确定的差别来更新(例如在存储器中重写)关联表项目(或者项目集合)(S21)。然后，根据在关联表中存储的更新的基准值，更新的反馈控制信号可以被限定和施加到操作单元130，以便调整(或者补偿)由照射源120输出的光学测试信号(S22)。在补偿后，照射源120再次照射基准图像传感器112(S13)，并且所述操作方法返回到在图7A中图解的主执行路径。
可以重复由所述示例性方法提供的补偿反馈回路，直到验证了光学测试信号的性质。值得注意，所述补偿反馈回路可以与光学测试信号的多个性质相关联地被重复多次。即，第一次经过补偿反馈回路可以按照需要补偿光学测试信号的强度，第二次经过补偿反馈回路可以补偿某些其他的性质。
返回图7A，如果未确定在反馈值和基准设置值之间的材料差别(S15)，则使用所述光学测试信号来照射所选择的要被测试的图像传感器(S16)，并且与光学测试信号相关联地执行一个或多个光学测试(S17)。因此，以很高的可信度来进行光学测试，因为光学测试信号的实际性质(例如强度)是已知的，并且被所提供的反馈机构所考虑。
根据光学测试的量化结果(S18)，可以将个别的图像传感器丢弃为不可接受(S20)，或者个别的图像传感器继续在制造处理中向封装进行(S19)。
图7B的流程图很类似于7A的，除了不执行返回通过再次照射基准图像传感器(S13)和再次得出被补偿的光学反馈信号的反馈值(S14)的步骤的验证回路而照射图像传感器。而是，在确定在反馈值和基准设置之间的差别时(S15)，执行补偿步骤(S21和S22)，然后照射和测试图像传感器(S16和S17)。操作光学测试装置100的这个替代方法略微更有效(即花费更少时间)，但是在其结果上略微不确定，因为在光学测试信号实际用于测试之前在补偿后不验证光学测试信号。
在其中可以使用诸如基于计算机的系统或可编程的逻辑的可编程的器件来实现上述的装置部件和/或方法的各种实施例中，应当明白，可以使用各种公知或以后开发的诸如“C”、“C++”、“FORTRAN”、“Pascal”、“VHDL”等的编程语言来实现上述的装置和方法。
因此，各种存储媒体，诸如磁计算机盘、光盘、电子存储器等，可以被准备来包含下述信息，所述信息被适配来引导诸如计算机之类的一般控制器件，以与被适配来投射可胜任的光学测试信号的器件相结合地实现上述的功能和/或方法的一些或全部。一旦这样的一般控制器件访问在所述存储媒体上包含的程序和数据，则它可以执行上述的功能和/或方法步骤的一些或全部。
例如，如果包含诸如源文件、目标文件、可执行文件等适当程序和数据信息的计算机盘被提供到计算机，则所述计算机可以接收所述信息，适当地配置其本身，并且执行上述归属于控制单元140和操作单元130的许多功能，并且实现在上述图示和流程图中概述的方法。在这一点上，操作单元130和控制单元140的功能可以被包含在公共硬件/软件平台内。
本发明的许多特征和优点从上述的说明显而易见。意欲所附的权利要求涵盖落入本发明的范围内的所有这样的特征和优点。而且，因为本领域内的技术人员可以容易地进行多种修改和改变，因此不期望将本发明限于所图解和说明的精确结构和操作。而是，所有这样的修改和等同内容落入本发明的范围中。
本申请要求2006年1月9日提交的韩国专利申请第2006-0002296号和2006年3月9日提交的韩国专利申请第2006-0022314号的优先权，其公开通过引用被整体包含在此。
Claims (26)
1.一种光学测试装置，被配置来测试图像传感器，包括：
照射源，被适配来产生光学测试信号，所述光学测试信号具有与控制信号相关联地变化地限定的性质；
探测卡，被适配来使光学测试信号通过曝光光圈而传送到与所述探测卡相关联的晶片上形成的所选择的图像传感器，所述探测卡包括至少一个基准图像传感器，其靠近所述曝光光圈而设置，并且被适配来响应于所述光学测试信号而产生光学反馈信号；
控制单元，被适配来接收该光学反馈信号，并且响应于光学反馈信号而产生反馈控制信号；以及
操作单元，被适配来接收所述反馈控制信号，并且产生控制信号，其中，所述控制信号被施加到照射源，以改变所述光学测试信号的性质。
2.按照权利要求1的测试装置，其中，所述探测卡还包括电探针，其被适配来连接与所选择的图像传感器相关联的电片，以便利于向/自所选择的图像传感器通信传输测试控制和测试数据信号。
3.按照权利要求1的测试装置，其中，所述照射源包括：
光源，被适配来发光；
光圈，被适配来选择性地通过光；
其中，所述控制信号被适配来改变光圈的大小，以便光学测试信号的强度随着光圈的大小而改变。
4.按照权利要求3的测试装置，其中，所述控制信号包括被施加到光圈的控制信号、和被施加到光源的输入信号。
5.按照权利要求4的测试装置，其中，所述输入信号是固定电压。
6.按照权利要求4的测试装置，其中，所述输入信号是可变电压，被适配来进一步控制光源的强度。
7.按照权利要求3的测试装置，其中，所述照射源还包括多个透镜，被适配来平行校正由光圈通过的光，以便所述光学测试信号包括平行光。
8.按照权利要求3的测试装置，其中，所述照射源还包括多个光滤波器，被适配来过滤由光源发出的光。
9.按照权利要求1的测试装置，其中，所述控制单元包括数据库，被适配来存储关联表，所述关联表包含多个基准值，每个基准值对应于在光学测试信号的性质上的限定的改变。
10.按照权利要求9的测试装置，其中，所述光学测试信号的性质包括强度、频率、波长、极性和调制的至少一个。
11.按照权利要求9的测试装置，其中，所述控制单元还包括：
控制器，被适配来访问数据库；以及
补偿器，被适配来响应于从光学反馈信号得出的反馈值与基准值的比较，而产生反馈控制信号。
12.按照权利要求11的测试装置，其中，所述补偿器包括数字比较电路和模拟比较电路之一。
13.一种光学测试装置，被配置来测试图像传感器，包括：
照射源，被适配来通过探测卡向图像传感器提供光学测试信号，所述光学测试信号具有由经由该照射源、与所述探测卡相关联的基准图像传感器、控制单元和操作单元形成的反馈回路变化地限定的性质，所述控制单元连接在所述基准图像传感器和该照射源之间，
其中，所述基准图像传感器被适配来响应于光学测试信号而产生光学反馈信号，
所述控制单元被适配来响应于所述光学反馈信号而产生反馈控制信号；以及
所述操作单元被适配来响应于所述反馈控制信号而产生控制信号，其中，所述控制信号被施加到照射源，以改变所述光学测试信号的性质。
14.按照权利要求13的测试装置，其中，所述光学测试信号的性质是强度。
15.一种测试在晶片上形成的图像传感器的方法，其中，所述晶片与探测卡相关联，以便利于向/从所述图像传感器通信传输测试控制和测试数据信号，并且与光学测试信号相关联地测试所述图像传感器，其中，所述方法包括：
使用所述光学测试信号来照射在探测卡上设置的基准图像传感器；以及
响应于由所述基准图像传感器产生的光学反馈信号，由控制单元产生反馈控制信号，
响应于所述反馈控制信号而产生控制信号，以及
向产生所述光学测试信号的照射源施加所述控制信号，以改变所述光学测试信号的性质。
16.按照权利要求15的方法，其中，所述光学测试信号的性质是强度，并且所述方法还包括：
将光学反馈信号与基准值相比较，并且根据所述比较来产生反馈控制信号。
17.按照权利要求16的方法，还包括：
在存储器中存储基准值的关联表；
从关联表选择基准值，并且与所选择的基准值相关联地产生控制信号。
18.按照权利要求17的方法，还包括：
响应于光学反馈信号和所述基准值的比较，而在关联表中重写基准值。
19.一种操作光学测试装置的方法，所述光学测试装置被适配来在晶片级上测试在晶片上形成的多个图像传感器，所述方法包括：
控制照射源的操作，该照射源被适配来产生光学测试信号，所述光学测试信号具有与在存储器中存储的关联表基准值数据相关联地限定的性质；
与关联于晶片的探测卡相关联地检测光学测试信号的性质，并且产生对应的光学反馈信号；
将所述光学反馈信号与在所述关联表中的至少一个基准值相比较，以及响应于所述比较而在关联表中重写至少一个基准值，
其中，所述照射源的控制操作包括：
与在关联表中的至少一个基准值相关联地产生控制信号；以及
向在照射源中的光源施加控制信号，以变化地控制光学测试信号的性质。
20.按照权利要求19的方法，其中，通过与所述多个图像传感器具有类似配置的基准图像传感器来检测所述光学测试信号的性质；以及
其中，所述基准图像传感器被布置在探测卡上，以便所述光学测试信号同时照射所述基准图像传感器和所述多个图像传感器的所选择的一个。
21.按照权利要求19的方法，还包括：
在校正表中重写所述至少一个基准值后，与光学测试信号相关联地光学测试所述多个图像传感器。
22.一种操作光学测试装置的方法，所述光学测试装置被适配来测试在晶片上形成的多个图像传感器，所述方法包括：
在存储器中限定多个基准值；
与在关联表中的至少一个基准值相关联地产生控制信号，并且向在照射源中的光源施加控制信号，以变化地控制光学测试信号的性质；
使用光学测试信号通过探测卡来照射该多个传感器中所选择的图像传感器，所述光学测试信号具有与多个基准值相关联地变化地限定的性质；
产生对应于照射所选择的图像传感器的光学测试信号的反馈值；
将所述反馈值与所述多个基准值之一相比较，以确定差别；
在确定差别后，在存储器中重新限定所述多个基准值的至少一个，并且与该至少一个重新限定的基准值相关联地补偿光学测试信号；以及
与光学测试信号相关联地光学测试所选择的图像传感器。
23.按照权利要求22的方法，其中，光学测试所选择的图像传感器紧随在补偿光学测试信号之后。
24.按照权利要求22的方法，其中，在光学测试所选择的图像传感器之前，所述方法还包括：
与该补偿的光学测试信号相关联地产生更新的反馈值，并且将该更新的反馈值与所述多个基准值的至少一个相比较，以确定差别；以及然后
仅仅在确定在该更新的反馈值和所述多个基准值的所述至少一个之间没有差别时，光学测试所选择的图像传感器。
25.按照权利要求22的方法，其中，产生反馈值包括：
在与探测卡相关联的基准图像传感器中接收光学测试信号；以及
从所述光学测试信号得出所述反馈值。
26.按照权利要求25的方法，其中，所述性质是强度。
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