KR100200714B1 - 집적회로 측정 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집적회로(IC) 측정 방법 및 장치를 공개한다. ADC를 포함하는 시스템에서 수행되는 그 방법은, IC를 측정하기 위한 정보를 포함하는 아날로그 신호의 신호 레벨과 ADC의 초대 동작 레벨을 비교하는 단계와, 신호 레벨이 최대 동작 레벨보다 높거나 낮으면 신호레벨을 최대동작 레벨과 일치하도록 조정하는 단계 및 최대 동작 레벨로 레벨이 조정된 아날로그 신호를 ADC로 출력하여 디지탈 신호로 변환하는 단계 및 디지탈 신호를 이용하여 IC를 측정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하고, 신호 크기에 따라 몇배의 분해능을 가지고, 피검사물을 정밀하게 측정할 수 있으며, 낮은 분해능을 가진 ADC를 이용하여 정밀한 측정을 수행하도록 하기 때문에 원가절감 및 IC의 품질을 향상시킬 수 있고, 측정 장치의 내부에 장착될 수도 있는 효과가 있다.

Description

집적회로 측정 방법 및 이를 위한 장치

제1도는 종래의 IC측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제2도는 본 발명에 의한 IC측정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

제3도는 제2도에 도시된 방법을 수행하는 본 발명에 의한 IC측정장치를 설명하기 위한 블럭도.

제4a 및 4b도들은 제3도에 도시된 IC의 출력신호와, ADC의 입력신호를 각각 나타내는 타이밍도들이다.

본 발명은 반도체 측정에 관한 것으로서, 특히, 낮은 분해능을 가진 측정 장치로 높은 분해능이 필요한 반도체 집적 회로(IC : integrated circuit)를 측정하는 방법 및 이를 수행하는 측정 장치에 관한 것이다.

반도체 측정 장치에 있어서, 아날로그 신호를 해석하기 위해서는 그 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기(ADC : Analog to digital converter)가 필요하다. 한정된 분해능을 가진 ADC를 이용하여 IC를 측정하기 위한 종래의 방법을 다음과 같이 설명한다.

제1도는 종래의 IC측정 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 측정대상(10), ADC(20) 및 데이타 처리 장치(30)로 구성되어 있다.

제1도에 도시된 ADC(20)는 측정 대상(10)인 IC로부터 출력되는 아날로그 신호를 입력하여 디지탈 신호로 변환하고, 변환된 디지탈 신호를 데이타 처리장치(30)로 출력한다.

데이타 처리 장치(30)는 ADC(20)로부터 입력한 디지탈 신호를 처리하고, 필요한 정보를 얻어 측정값을 표시하는 따위의 작업을 수행한다.

이 때, IC(10)에서 출력되는 아날로그 신호를 최대한 정밀하게 측정하기 위해서는 그 아날로그 신호를 입력하여 디지탈 신호로 변환하는 ADC(20)가 충분한 분해능과 정확성이 있어서 하는데, 이 때, 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 분해능은 ADC(20) 자체의 비트수와 최소신호처리의 한계 때문에 제한이 있게 된다.

또한, ADC(20) 자체의 비트수와 필요한 분해능을 만족할 정도로 높이는 것은 한계가 있으며, 기술적으로 가능한 방법이 존재한다하더라도 측정 장치로 구현하기는 환경 구성이 매우 어려운 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 측정 장치의 가격도 분해능이 높을수록 매우 비싸져서 IC(10)의 측정 가격에 직접적인 영향을 미치게 되고, IC측정장치의 범용성이 없어져 생산성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 한정된 분해능을 가진 ADC를 이용하여 IC를 고분해능으로 측정하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 본 발명에 의한 IC측정 방법을 수행하는 IC측정 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 아날로그/디지탈 변환기를 포함하는 시스템에서 수행되는 본 발명에 의한 집적회로 측정 방법은, 상기 집적회로를 측정하기 위한 정보를 포함하는 아날로그 신호의 신호 레벨과 상기 아날로그/디지탈 변환기의 최대 동작 레벨을 비교하는 단계와, 상기 신호 레벨이 상기 최대 동작 레벨보다 높거나 낮으면 상기 신호레벨을 상기 최대 동작 레벨과 일치하도록 조정하는 단계 및 상기 최대 동작 레벨로 레벨이 조정된 상기 아날로그 신호를 상기 아날로그/디지탈변환기로 출력하여 디지탈 신호로 변환하는 단계 및 상기 디지탈 신호를 이용하여 상기 집적회로를 측정하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 집적회로 측정 장치는, 소정의 집적 회로를 측정하고, 상기 측정된 결과를 외부의 데이타 처리 장치로 출력하며, 상기 집적 회로를 측정하기 위해 내부에 아날로그/디지탈 변환 수단을 포함하는 측정 장치에 있어서, 집적회로로부터 출력되며, 측정을 위한 정보를 포함하는 아날로그 신호의 레벨을 소정 오차신호에 응답하여 일정 레벨로 조정하는 신호 레벨 조정수단, 신호 레벨 조정수단으로부터 출력되는 신호의 레벨이 일정 레벨인가를 검출하는 신호 레벨 검출수단, 신호 레벨 검출 수단에서 검출된 레벨과, 아날로그 /디지탈 변환 수단의 최대 동작 레벨과의 오차를 측정하고, 측정된 결과를 오차 신호로서 출력하는 레벨 오차 측정 수단 및 신호 레벨 조정수단의 출력을 디지탈 신호로 변환하고, 변환된 결과를 집적회로의 측정 결과로서 데이타 신호 처리 장치로 출력하는 아날로그/디지탈 변환수단으로 구성되는 것이 바람직하다.

아하, 본 발명에 의한 IC측정 방법 및 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 IC 측정 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 신호 레벨과 최대 동작 레벨을 비교한 결과에 따라 레벨을 조정하는 단계(제40 및 42단계)와, 디지탈 신호로 변환하여 IC를 측정하는 단계(제44 및 46단계)로 이루어져 있다.

제3도는 제2도에 도시된 방법을 수행하는 본 발명에 의한 IC 측정장치를 설명하기 위한 블럭도로서, IC(50)와, IC(50)로부터 출력되며, 측정을 위한 정보를 포함하는 아날로그 신호의 레벨을 오차신호에 응답하여 조정하는 신호 레벨 조정부(52), 입력한 신호 레벨 조정부(52)의 출력을 디지탈 신호로 변환하여 IC(50)를 분석하는 데이타 신호 처리부(60)로 출력하는 ADC(54), 신호 레벨 조정부(52)로부터 출력되는 신호의 레벨을 검출하는 신호 레벨 검출부(56) 및 신호 레벨 검출부(56)에서 검출된 레벨과 ADC(54)의 최대 동작 레벨과의 오차를 측정하고, 측정된 오차신호를 출력하는 레벨 오차 측정부(58)로 구성되는 IC 측정장치(70) 및 데이타 처리 장치(60)로 구성된다.

제4a 및 4b도들은 제3도에 도시된 IC(50)의 출력신호와, ADC(54)의 입력신호를 각각 나타내는 타이밍도들이다.

본 발명에 의한 IC측정장치(70)의 신호 레벨 조정부(52)는 집적회로(50)로부터 출력되는 제4a도에 도시된 연속적인 아날로그 신호를 입력하고, 입력한 아날로그 신호를 레벨 오차 측정부(58)로부터 출력되는 오차신호에 응답하여 소정 레벨로 조정하고, 조정된 결과를 ADC(54) 및 신호 레벨 검출부(56)로 각각 출력한다. 여기에서, 소정 레벨은 바람직하게는, ADC(54)에서 얻을 수 있는 최대 전압 레벨을 나타낼 수 있다.

신호 레벨 검출부(56)는 신호 레벨 조정부(52)에서 출력되는 아날로그 신호의 레벨이 소정 레벨인가를 검출하여 검출된 결과를 레벨 오차 측정부(58)로 출력한다.

제3도에 도시된 레벨 오차 측정부(58)는 ADC(54)의 초대 동작 레벨(Vr)과 신호 레벨 검출부(56)로부터 출력되는 아날로그 신호레벨(Vd)을 입력하여, 두 신호 레벨의 차에 상응하는 오차신호(Ve)를 다음 식(1)과 같이 구하고, 구해진 결과를 신호 레벨 조정부(52)로 출력한다.

여기서, k는 상수이다.

신호 레벨 조정부(52)는 오차신호(Ve)가 거의 무시할 정도인가를 판단한다. 즉, 아날로그 신호의 신호레벨과 최대 동작 레벨이 일치하는가를 비교한다(제40단계). 만일, 일치하지 않으면, 오차 신호에 응답하여 신호레벨을 최대 동작 레벨과 일치하도록 조정한다(제42단계). 구체적으로, 아날로그 신호 레벨을 ADC(54)의 최대 동작 레벨과 일치시키는 과정은 다음과 같이 이루어진다. 즉, 제42단계에서는 제4a도에 도시된 아날로그 신호의 피크간(peak-to-peak) 전압을 Vd라 할때, Vd는 제4b도에 도시된 ADC(54)의 최대 동작 레벨인 Vr에 맞추어진다. 여기에서, 최대 동작 레벨(Vr)은 예를 들어, ADC(54)가 12비트의 분해능을 갖도록 설계되었다고 가정할 때, 상기 12비트를 조합한 결과로서 얻을 수 있는 최대의 전압 레벨을 나타낸다. 따라서, 상기 오차신호(Ve)를 아날로그 신호의 피크간 전압(Vd)에 더하여 신호 레벨을 최대 동작 레벨(Vr)로 조정한다. 제42단계후에, 신호 레벨 조정부(52)는 레벨이 조정된 아날로그 신호를 ADC(54)로 출력하며, ADC(54)는 이를 입력하여 디지탈 신호로 변환하고(제44단계), 변환된 디지탈 신호를 데이타 처리 장치(60)로 출력한다. 데이타 처리 장치(60)는 디지탈 신호를 입력하여 신호 해석을 하거나 필요한 정보를 얻는다(제46단계).

예를 들어, 12비트의 ADC(54)를 사용하고, IC(50)에서 출력되는 아날로그 신호의 크기(Vd)가 ADC(50)의 최대 동작 범위의 1/2일 때, 신호가 작은 크기에서 측정하는 것과, 신호의 크기를 조절하여 큰 크기에서 측정하는 것은 분해능이 2배의 차이가 생김을 알 수 있다. 즉, ADC(54)에서 받아들이는 데이타의 분해능을 비교했을 때, 종래의 IC측정장치의 분해능은 2*Vr/2048 볼트이고, 본 발명에 의한 IC측정 장치의 분해능은 1*Vr/2048 볼트로서, 본 발명에 의한 장치는 1/2배의 신호에서 1비트의 변환을 가져오기 때문에 종래의 장치보다 2배의 분해능을 제공할 수 있다.

마찬가지로, 아날로그 신호의 신호 레벨(Vd)이 큰 경우, 신호 레벨 조정부(52)는 오차 신호에 응답하여, 신호 레벨을 작게 조정하여 줌으로서, 분해능을 높일 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 IC 측정방법 및 이를 수행하는 장치는 IC(50)로부터 출력되는 아날로그 신호의 레벨을 일정하게 하여 ADC(54)로 출력시켜 주기 때문에, 신호 크기에 따라 몇 배의 분해능을 가지고, 피검사물을 정밀하게 측정할 수 있으며, 즉, 측정 장치 측면에서는 신호크기에 따라 높은 분해능을 가지는 ADC를 사용하는 것과 동일한 효과의 측정 결과를 얻을 수 있고, 낮은 분해능을 가진 ADC를 이용하여 정밀한 측정을 수행하도록 하기 때문에 원가절감 및 IC의 품질을 향싱시킬 수 있고, 측정 장치의 내부에 장착될 수도 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 소정의 집적 회로를 측정하기 위해 내부에 아날로그/디지탈 변환기를 포함하는 집적 회로 측정 장치에서 수행되는 측정 방법에 있어서, 상기 집적회로를 측정하기 위한 정보를 포함하는 아날로그 신호의 신호 레벨과 상기 아날로그/디지탈 변환기의 최대 동작 레벨을 비교하는 단계; 상기 신호 레벨이 상기 최대 동작 레벨보다 높거나 낮으면 상기 신호레벨을 상기 최대 동작 레벨과 일치하도록 조정하는 단계; 상기 최대 동작 레벨로 레벨이 조정된 상기 아날로그 신호를 상기 아날로그/디지탈 변환기로 출력하여 디지탈 신호로 변환하는 단계; 및 상기 디지탈 신호를 이용하여 상기 집적회로를 측정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 집적회로 측정 방법.
2. 소정의 집적 회로를 측정하고, 상기 측정된 결과를 외부의 데이타 처리 장치로 출력하며, 상기 집적 회로를 측정하기 위해 내부에 아날로그/디지탈 변환 수단을 포함하는 측정 장치에 있어서, 상기 집적 회로로부터 출력되며, 측정을 위한 정보를 포함하는 아날로그 신호의 레벨을 오차신호에 응답하여 소정 레벨로 조정하는 신호 레벨 조정수단; 상기 신호 레벨 조정수단으로부터 출력되는 신호의 레벨이 소정 레벨인가를 검출하는 신호 레벨 검출수단; 상기 신호 레벨 검출 수단에서 검출된 레벨과, 상기 아날로그/디지탈 변환 수단의 최대 동작 레벨과의 오차를 측정하고, 측정된 결과를 상기 오차 신호로서 출력하는 레벨 오차 측정 수단; 및 상기 신호 레벨 조정수단의 출력을 디지탈 신호로 변환하고, 상기 변환된 결과를 상기 집적회로의 측정 결과로서 상기 데이타 신호 처리 장치로 출력하는 아날로그/디지탈 변환수단을 구비하는 것을 특징으로 하고, 상기 아날로그/디지탈 변환 수단의 최대 동작 레벨은, 상기 아날로그/디지탈 변환 수단이 N비트의 분해능을 갖는다고 가정할 때, 상기 N비트의 조합에 의해 얻을 수 있는 최대 전압 레벨을 나타내는 것을 특징으로하는 집적 회로 측정 장치.