KR20190119372A - Method of testing a cmos image sensor and apparatus for performing the same - Google Patents

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Abstract

According to an inspection method of a CMOS image sensor, the CMOS image sensor (CIS) can be driven. An image can be obtained by photographing the driven CIS. A thermoelectron hot spot of the CIS can be detected from the image. Therefore, in the state in which the CIS is driven, the CIS can be photographed to obtain the image. The thermoelectron emitted from the CIS can be accurately identified since this image represents the driven CIS. Therefore, a defect detection power of the CIS can be greatly improved.

Description

시모스 이미지 센서의 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF TESTING A CMOS IMAGE SENSOR AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}Inspection method of CMOS image sensor and apparatus for performing the same {METHOD OF TESTING A CMOS IMAGE SENSOR AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 시모스 이미지 센서의 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 구동 상태에서 시모스 이미지 센서를 검사하는 방법, 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of inspecting a CMOS image sensor and an apparatus for performing the same. More specifically, the present invention relates to a method of inspecting a CMOS image sensor in a driven state, and an apparatus for performing such a method.

이미지 센서는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자일 수 있다. 최근 들어서, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라, 디지털 카메라, 캠코더, 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로봇 등 다양한 분야에서 시모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor : CIS)의 수요가 증대되고 있다. The image sensor may be a device for converting an optical image into an electrical signal. In recent years, with the development of the computer industry and the communication industry, the demand for CMOS image sensors (CIS) is increasing in various fields such as digital cameras, camcorders, game devices, security cameras, medical micro cameras, and robots. .

CIS는 외부로부터 조사되는 광을 감지하는 포토 다이오드, 및 감지된 광을 전기 신호로 처리하여 데이터화하는 회로를 포함할 수 있다. 회로에서 발생된 열 또는 노이즈가 반도체 기판을 통해서 픽셀 영역으로 전달되어, 픽셀 영역의 포토 다이오드들의 온도가 증가될 수 있다. 포토 다이오드의 온도 증가는 CIS의 불량을 야기시킬 수 있다. The CIS may include a photodiode for sensing light emitted from the outside, and a circuit for processing the sensed light into an electrical signal to make data. Heat or noise generated in the circuit may be transferred to the pixel region through the semiconductor substrate, thereby increasing the temperature of the photodiodes in the pixel region. Increasing the temperature of the photodiode can cause a failure of the CIS.

관련 기술들에 따르면, CIS의 검사는 CIS의 이미지를 테스트하는 방식과 열전자 분석 방식을 포함할 수 있다. CIS 이미지 테스트 방식은 CIS를 구동시킨 상태에서 수행될 수 있다. 반면에, 열전자 분석 방식은 CIS를 구동시키지 않은 상태에서만 수행될 수 있다. 이로 인하여, 구동된 CIS로부터 발생된 열전자를 정확하게 분석할 수 없을 수 있다. According to related technologies, inspection of a CIS may include a method of testing an image of the CIS and a thermoelectric analysis method. The CIS image test method may be performed while driving the CIS. On the other hand, the thermoelectron analysis method may be performed only without driving the CIS. As a result, it may not be possible to accurately analyze the hot electrons generated from the driven CIS.

본 발명은 CIS의 결함을 정확하게 검출할 수 있는 시모스 이미지 센서의 검출 방법을 제공한다.The present invention provides a method for detecting a CMOS image sensor capable of accurately detecting a defect of a CIS.

또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.The invention also provides an apparatus for carrying out the method described above.

본 발명의 일 견지에 따른 시모스 이미지 센서의 검출 방법에 따르면, 시모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor : CIS)를 구동시킬 수 있다. 상기 구동된 CIS를 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. 상기 이미지로부터 상기 CIS의 열전자 방출 지점(hot spot)을 검출할 수 있다.According to a method for detecting a CMOS image sensor according to an aspect of the present disclosure, a CMOS image sensor (CIS) may be driven. An image may be obtained by photographing the driven CIS. The hot electron spot of the CIS can be detected from the image.

본 발명의 다른 견지에 따른 시모스 이미지 센서의 검출 장치는 프로브 카드, 테스트 보드, 카메라 및 제어부를 포함할 수 있다. 상기 프로브 카드는 시모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor : CIS)에 전기적으로 접촉될 수 있다. 상기 테스트 보드는 상기 프로브 카드를 통해서 상기 CIS로 구동 신호를 인가할 수 있다. 상기 카메라는 상기 구동 신호에 의해 구동된 상기 CIS를 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. 상기 제어부는 상기 이미지로부터 상기 CIS의 열전자 방출 지점(hot spot)을 검출할 수 있다.According to another aspect of the present invention, an apparatus for detecting a CMOS image sensor may include a probe card, a test board, a camera, and a controller. The probe card may be in electrical contact with a CMOS image sensor (CIS). The test board may apply a driving signal to the CIS through the probe card. The camera may acquire an image by photographing the CIS driven by the driving signal. The control unit may detect a hot electron spot of the CIS from the image.

상기된 본 발명에 따르면, 프로브 카드를 통해서 CIS로 구동 신호를 인가하여 CIS를 구동시킨 상태에서, CIS를 촬영하여 hot spot의 이미지를 획득할 수 있다. 이러한 hot spot의 이미지는 구동된 CIS로부터 획득한 것이므로, 불량 위치로부터 방출된 열전자를 정확하게 파악할 수 있다. 결과적으로, CIS의 결함 검출력이 대폭 향상될 수 있다.According to the present invention described above, while driving the CIS by applying the drive signal to the CIS through the probe card, it is possible to capture the CIS to obtain an image of the hot spot. This hot spot image is obtained from the driven CIS, so that the hot electrons emitted from the defective location can be accurately identified. As a result, the defect detection power of the CIS can be greatly improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시모스 이미지 센서의 검사 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 시모스 이미지 센서를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram showing an inspection apparatus of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a method of inspecting a CMOS image sensor using the apparatus shown in FIG. 1.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

시모스 이미지 센서의 검사 장치Inspection device of CMOS image sensor

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시모스 이미지 센서의 검사 장치를 나타낸 블럭도이다. 1 is a block diagram showing an inspection apparatus of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 시모스 이미지 센서(CIS)의 검사 장치는 프로브 카드(110), 테스트 보드(120), 카메라(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 특히, 검사 장치는 이미지 테스트 방식과 열전자 분석 방식이 통합된 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 1, the inspection apparatus of the CMOS image sensor CIS may include a probe card 110, a test board 120, a camera 130, and a controller 140. In particular, the inspection apparatus may have a structure in which an image test method and a hot electron analysis method are integrated.

프로브 카드(110)는 CIS의 상부에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, CIS는 반도체 기판(S)에 형성된 복수개로 이루어질 수 있다. 따라서, 프로브 카드(110)는 반도체 기판(S)의 상부에 배치될 수 있다. 프로브 카드(110)는 반도체 기판(S) 내의 복수개의 CIS들에 전기적으로 접촉되는 복수개의 니들들을 포함할 수 있다. 프로브 카드(110)는 광을 통과시키기 위한 개구부를 가질 수도 있다. 프로브 카드(110)의 구조는 CIS의 사양에 따라 변경될 수 있다. The probe card 110 may be disposed above the CIS. In the present embodiment, the CIS may be formed of a plurality of semiconductor substrates (S). Therefore, the probe card 110 may be disposed on the semiconductor substrate S. FIG. The probe card 110 may include a plurality of needles electrically contacting the plurality of CISs in the semiconductor substrate S. The probe card 110 may have an opening for passing light. The structure of the probe card 110 may be changed according to the specifications of the CIS.

본 실시예의 검사 장치는 하나의 CIS에 대해서 개별적으로 적용되는 것이 아니라 복수개의 CIS들이 형성된 반도체 기판(S)에 대해서 일괄적으로 적용될 수 있다. 다른 실시예로서, 검사 장치는 하나의 CIS에 대해서 개별적으로 적용될 수도 있다. The inspection apparatus of the present embodiment may be applied collectively to the semiconductor substrate S on which a plurality of CISs are formed, rather than individually applied to one CIS. In another embodiment, the inspection apparatus may be individually applied to one CIS.

테스트 보드(120)는 프로브 카드(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 테스트 보드(120)는 프로브 카드(110)로 CIS를 구동하기 위한 구동 신호를 전달할 수 있다. 따라서, 구동 신호는 테스트 보드(120)로부터 프로브 카드(110)의 니들들을 통해서 CIS로 인가될 수 있다. 이에 따라, CIS는 구동 신호에 의해 구동될 수 있다. CIS의 회로에 쇼트나 단락 등과 같은 결함이 존재하면, 해당 결함 부위로부터는 정상적인 전기 신호가 출력되지 않을 것이다. 이러한 비정상적인 전기 신호로부터 CIS의 전기적 결함 부위를 검출할 수 있다. 한편, 구동 신호는 CIS를 구동하기 위한 구동 전류를 포함할 수 있다. The test board 120 may be electrically connected to the probe card 110. The test board 120 may transmit a driving signal for driving the CIS to the probe card 110. Accordingly, the driving signal may be applied from the test board 120 to the CIS through the needles of the probe card 110. Accordingly, the CIS can be driven by the drive signal. If a defect such as a short or a short is present in the circuit of the CIS, a normal electrical signal will not be output from the defective portion. It is possible to detect an electrical defect site of the CIS from this abnormal electrical signal. On the other hand, the drive signal may include a drive current for driving the CIS.

카메라(130)는 반도체 기판(S)의 상부에 배치될 수 있다. 카메라(130)는 구동 신호에 의해 구동된 CIS를 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. 즉, 카메라(130)로 촬영된 이미지는 구동된 CIS의 이미지에 해당될 수 있다. 그러므로, 구동된 CIS의 이미지에는 열전자 방출 지점이 정확하게 표시될 수 있을 것이다. 특히, 광원으로부터 발한 광을 CIS로 조사하여, CIS의 픽셀들의 광 반응 상태가 카메라(130)가 촬영한 CIS의 이미지에 포함될 수 있다. 광은 CIS로 여러 가지 각도들로 조사될 수도 있다. The camera 130 may be disposed on the semiconductor substrate S. FIG. The camera 130 may acquire an image by photographing the CIS driven by the driving signal. That is, the image photographed by the camera 130 may correspond to the image of the driven CIS. Therefore, the hot electron emission point may be accurately displayed in the image of the driven CIS. In particular, by irradiating the light emitted from the light source with the CIS, the light response state of the pixels of the CIS may be included in the image of the CIS taken by the camera 130. Light may be irradiated at various angles with the CIS.

카메라(130)에 의해 촬영된 CIS의 이미지는 제어부(140)로 전송될 수 있다. 제어부(140)는 구동된 CIS의 이미지로부터 전기적 불량 및 광학적 불량을 정확하게 파악할 수 있다. 광학적 불량은 열전자 방출 지점, 절연 불량, 불량 모델링 등을 포함할 수 있다. An image of the CIS captured by the camera 130 may be transmitted to the controller 140. The controller 140 may accurately detect electrical defects and optical defects from the image of the driven CIS. Optical failures may include hot electron emission points, poor insulation, poor modeling, and the like.

시모스 이미지 센서의 검사 방법Inspection method of CMOS image sensor

도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 시모스 이미지 센서를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a method of inspecting a CMOS image sensor using the apparatus shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 단계 ST210에서, 프로브 카드(110)의 니들들을 반도체 기판(S)에 형성된 CIS들 각각의 단자들에 전기적으로 접촉시킬 수 있다. 1 and 2, in step ST210, the needles of the probe card 110 may be electrically contacted with terminals of each of the CISs formed in the semiconductor substrate S. Referring to FIG.

단계 ST220에서, 구동 신호를 테스트 보드(120)로부터 프로브 카드(110)를 통해서 CIS로 인가할 수 있다. 따라서, 구동 신호가 인가된 CIS는 구동될 수 있다. In operation ST220, the driving signal may be applied from the test board 120 to the CIS through the probe card 110. Therefore, the CIS to which the driving signal is applied can be driven.

단계 ST230에서, 카메라(130)가 구동된 CIS를 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(130)에 의해 촬영된 이미지는 구동된 CIS의 이미지일 수 있다. 특히, 광원으로부터 발한 광을 CIS로 조사하여, CIS의 픽셀들의 광 반응 상태가 카메라(130)가 촬영한 CIS의 이미지에 포함될 수 있다. 광은 CIS로 여러 가지 각도들로 조사될 수도 있다. In operation ST230, the camera 130 may photograph the driven CIS to acquire an image. The image photographed by the camera 130 may be an image of the driven CIS. In particular, by irradiating the light emitted from the light source with the CIS, the light response state of the pixels of the CIS may be included in the image of the CIS taken by the camera 130. Light may be irradiated at various angles with the CIS.

단계 ST240에서, 카메라(130)에 의해 촬영된 이미지는 제어부(140)로 전송될 수 있다. 제어부(140)는 전송된 이미지로부터 CIS의 열전자 방출 지점을 정확하게 파악할 수 있다. 이에 따라, 제어부(140)는 구동된 CIS의 이미지로부터 CIS의 전기적 불량 및 광학적 불량을 정확하게 파악할 수 있다. 광학적 불량은 열전자 방출 지점, 절연 불량, 불량 모델링 등을 포함할 수 있다. In operation ST240, the image photographed by the camera 130 may be transmitted to the controller 140. The controller 140 may accurately determine the hot electron emission point of the CIS from the transmitted image. Accordingly, the controller 140 may accurately identify the electrical defects and the optical defects of the CIS from the image of the driven CIS. Optical failures may include hot electron emission points, poor insulation, poor modeling, and the like.

상기된 본 실시예들에 따르면, 상기된 본 발명에 따르면, 프로브 카드를 통해서 CIS로 구동 신호를 인가하여 CIS를 구동시킨 상태에서, CIS를 촬영하여 hot spot의 이미지를 획득할 수 있다. 이러한 hot spot의 이미지는 구동된 CIS로부터 획득한 것이므로, 불량 위치로부터 방출된 열전자를 정확하게 파악할 수 있다. 결과적으로, CIS의 결함 검출력이 대폭 향상될 수 있다.According to the embodiments described above, according to the present invention described above, while driving the CIS by applying a drive signal to the CIS through the probe card, it is possible to obtain the image of the hot spot by taking a CIS. This hot spot image is obtained from the driven CIS, so that the hot electrons emitted from the defective location can be accurately identified. As a result, the defect detection power of the CIS can be greatly improved.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 챔버로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, but those skilled in the art can variously modify the present invention without departing from the spirit and chamber of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

110 ; 프로브 카드 120 ; 테스트 보드
130 ; 카메라 140 ; 제어부110; Probe card 120; Test board
130; Camera 140; Control

Claims (7)

시모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor : CIS)를 구동시키고;
상기 구동된 CIS를 촬영하여 이미지를 획득하고; 그리고
상기 이미지로부터 상기 CIS의 열전자 방출 지점(hot spot)을 검출하는 것을 포함하는 시모스 이미지 센서의 검사 방법.Driving a CMOS Image Sensor (CIS);
Photographing the driven CIS to obtain an image; And
Detecting a hot electron spot of the CIS from the image. 제 1 항에 있어서, 상기 CIS를 구동시키는 것은 상기 CIS로 구동 신호를 인가하는 것을 포함하는 시모스 이미지 센서의 검사 방법.The method of claim 1, wherein driving the CIS comprises applying a driving signal to the CIS. 제 1 항에 있어서, 상기 CIS로 상기 구동 신호를 인가하는 것은 상기 CIS에 전기적으로 접촉된 프로브 카드를 통해서 상기 구동 신호를 인가하는 것을 포함하는 시모스 이미지 센서의 검사 방법.The method of claim 1, wherein applying the drive signal to the CIS comprises applying the drive signal through a probe card in electrical contact with the CIS. 제 1 항에 있어서, 상기 CIS를 구동시키는 것은 반도체 기판에 형성된 복수개의 CIS들을 구동시키는 것을 포함하는 시모스 이미지 센서의 검사 방법.The method of claim 1, wherein driving the CIS comprises driving a plurality of CISs formed on a semiconductor substrate. 시모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor : CIS)에 전기적으로 접촉된 프로브 카드;
상기 프로브 카드를 통해서 상기 CIS로 구동 신호를 인가하는 테스트 보드;
상기 구동 신호에 의해 구동된 상기 CIS를 촬영하여 이미지를 획득하는 카메라; 및
상기 이미지로부터 상기 CIS의 열전자 방출 지점(hot spot)을 검출하는 제어부를 포함하는 시모스 이미지 센서의 검사 장치.A probe card in electrical contact with a CMOS image sensor (CIS);
A test board for applying a driving signal to the CIS through the probe card;
A camera photographing the CIS driven by the driving signal to obtain an image; And
And a control unit for detecting a hot electron hot spot of the CIS from the image. 제 5 항에 있어서, 상기 프로브 카드는 상기 CIS의 상부에 배치된 시모스 이미지 센서의 검사 장치.The inspection apparatus of claim 5, wherein the probe card is disposed above the CIS. 제 5 항에 있어서, 상기 프로브 카드는 상기 복수개의 CIS들이 형성된 반도체 기판의 상부에 배치된 시모스 이미지 센서의 검사 장치.


The inspection apparatus of claim 5, wherein the probe card is disposed on a semiconductor substrate on which the plurality of CISs are formed.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11729523B2 (en) 2020-10-12 2023-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of testing image sensor using frequency domain, test system performing the same and method of manufacturing image sensor using the same

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