KR100702087B1 - 자기 센서를 테스트하기 위한 프로브 카드 및 방법 - Google Patents

자기 센서를 테스트하기 위한 프로브 카드 및 방법 Download PDF

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Abstract

프로브 카드는 자기 센서에 변화가능한 방향의 자계를 인가하기 위한 복수의 코일 및 자기 센서의 출력 신호를 검출하기 위한 프로브 그룹을 포함한다. 자기 센서의 제조 비용이 감소될 수 있다.
프로브 카드, 자기 센서, 자계, 코일, 프로브 그룹

Description

자기 센서를 테스트하기 위한 프로브 카드 및 방법{PROBE CARD AND METHOD FOR TESTING MAGNETIC SENSOR}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테스팅 시스템을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의해 테스트될 자기 센서 모듈(300)을 설명하는 개략도.
도 3은 테스트시의 프로브 카드의 주변을 나타내는 확대도.
도 4는 프로브 카드를 나타내는 평면도.
도 5a 내지 5c는 코일들에 공급되는 전류와 결합 자계의 관계를 설명하는 그래프들.
도 6은 프로브 카드(130)를 장착한 프로버(prober)(100)를 이용하여 자기 센서 모듈(300)을 테스트하는 흐름도.
도 7은 코일들이 직사각형 형상들을 갖는 프로브 카드를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 프로브 카드(135)를 나타내는 개략도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 프로브 카드(136)를 나타내는 개략도.
도 10은 프로브 카드(136)의 코일(165)에 의해 발생된 자계(SF3)를 나타내는 개략도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 프로브 카드(136)를 나타내는 개략도.
도 12는 프로브 카드(136)의 코일(165)에 의해 발생된 자계(SF3)를 나타내는 개략도.
도 13a는 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 프로브 카드(136)를 나타내는 개략도이며, 도 13b는 프로브 카드(136)의 코일(165)에 의해 발생된 자계(SF3)를 나타내는 개략도.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의한 자기 센서 모듈들(300)의 웨이퍼에 대한 테스트를 설명하는 흐름도.
도 15는 도 14의 단계 S104에서 실행되는 프로세스들을 나타내는 흐름도.
도 16은 자기 센서 테스트를 위한 프로세스들을 나타내는 흐름도.
도 17은 본 발명의 제2 실시예의 제1 변형예에 따른 프로브 카드(430)를 나타내는 평면도.
도 18은 테스트시의 프로브 카드(430)를 나타내는 확대도.
도 19는 본 발명의 제2 실시예의 제2 변형예에 따른 자기 센서 모듈의 테스트를 나타내는 흐름도.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 따른 테스팅 시스템(2)을 나타내는 개략도.
도 21은 테스트 시의 제3 실시예에 따른 테스팅 소켓(500)을 나타내는 확대도.
도 22는 코일들이 타원 형상들을 가지는 테스팅 소켓을 나타내는 평면도.
도 23은 본 발명의 제3 실시예에 따른 테스팅 시스템(2)에 의한 자기 센서 모듈(300)의 출고 검사를 나타내는 흐름도.
도 24는 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 따른 테스팅 소켓을 나타내는 평면도.
도 25는 테스팅 시의 제3 실시예의 변형예에 따른 테스팅 소켓을 나타내는 확대도.
도 26은 본 발명의 제3 실시예의 다른 변형예에 따른 테스팅 소켓을 나타내는 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
302: 자기 센서
350: 전원
330: 메모리
340: 디지털 신호 프로세서
320: A/D 변환기
특허문헌 1: 일본 특개평 09-50601호
특허문헌 2: 일본 특개소 62-55977호
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2004년 7월 9일에 출원한 일본 특허출원 2004-203281호, 일본 특허 출원 참조 번호 C50094-1, 및 일본 특허 출원 참조 번호 C50095-1에 기초하며, 그 전체 내용이 참조로 본원에 포함된다.
본 발명은 프로브 카드, 및 자기 센서를 테스트하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래에는 자기 센서 테스트시, 패키지된 자기 센서로부터의 출력 신호는, 헬름홀츠(Helmholtz) 코일 등에 의해 생성된 자계에 센서를 배치함으로써 측정된다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조바람).
특허문헌 1에 개시된 테스트 방법은 자기 센서가 패키지된 후 테스트가 실행되기 때문에 자기 센서가 불량으로 판단되면 자기 센서를 조립하는 비용이 낭비된다.
반대로, 특허문헌 2는 자기 발생기로서 코일 프로버(prober)를 가지는 테스팅 장치로 자기 센서를 테스트하는 방법을 개시한다. 이러한 테스트 방법에서는, 웨이퍼 내의 자기 센서로부터의 출력 신호는, 자기 센서에 코일 프로버의 팁을 접근시키고 자기 센서에 자계를 가함으로써 측정된다. 따라서, 자기 센서는 웨이퍼 상태에서 테스트될 수 있다.
그러나, 코일 프로버의 팁으로부터 발생된 자계는 단일 방향이다. 따라서, 외부 자계들의 다수의 방향에 대응하는 자계 센서의 출력들을 테스트하기 위해, 코일 프로버 및 자기 센서는 상대적으로 회전되어야 한다.
본 발명의 목적은 자기 센서 모듈의 제조 비용을 감소시킬 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자기 센서 모듈의 제조 비용을 감소시킬 수 있는 자기 센서 모듈을 테스트하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 자기 센서에 가변 방향들로 자계를 인가하기 위한 다수의 코일; 및 자기 센서의 출력 신호를 검출하기 위한 프로브 그룹을 포함하는 프로브 카드가 제공된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, (a) 자기 센서가 형성되는 웨이퍼에 프로브 카드를 접촉시키는 단계; (b) 프로브 카드에 형성된 다수의 코일에 전류를 공급함으로써 자기 센서에 자계를 인가하는 단계; (c) 프로브 카드를 이용하여 자기 센서의 출력 신호를 검출하는 단계; 및 (d) 다수의 코일에 공급되는 전류를 변화시켜 자기 센서에 인가되는 자계의 방향을 변화시키는 단계를 포함하는 자기 센서 테스트 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, (a) 웨이퍼에 형성된 자기 센서 모듈들중 적어도 하나를, 자기 센서에 자계를 인가하기 위한 코일을 갖는 프로브 카드에 접촉시키는 단계 - 자기 센서 모듈 각각은 자기 센서 및 디지털 신호 프로세서를 포함함 - ; (b) 프로브 카드를 통해 디지털 신호 프로세서에 테스트 신호를 입력하고 프로브 카드를 통해 디지털 신호 프로세서로부터의 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 얻음으로써 디지털 신호 프로세서를 테스트하는 단계; (c) 자기 센서에 자계를 인가하기 위한 코일에 전류를 공급하고 프로브 카드를 통해 자기 센서 모듈로부터 응답 신호를 얻음으로써 자기 센서를 테스트하는 단계; 및 (d) 프로브 카드로부터 자기 센서 모듈을 분리하는 단계를 포함하는 자기 센서 모듈 테스트 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, (a) 자기 센서 및 디지털 신호 프로세서를 갖는 패키징된 자기 센서 모듈을, 자기 센서에 자계를 인가하기 위한 코일을 갖는 테스팅 소켓에 넣는 단계; (b) 테스팅 소켓을 통해 디지털 신호 프로세서에 테스팅 신호를 입력하고 테스팅 소켓을 통해 디지털 신호 프로세서로부터 테스팅 신호에 대응하는 응답 신호를 얻음으로써 디지털 신호 프로세서를 테스트하는 단계; (c) 자기 센서에 자계를 인가하기 위한 코일에 전류를 공급하고 테스팅 소켓을 통해 자기 센서 모듈로부터 응답 신호를 얻음으로써 자기 센서를 테스트하는 단계; 및 (d) 테스팅 소켓으로부터 패키징된 자기 센서 모듈을 제거하는 단계를 포함하는 자기 센서 모듈 테스트 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테스팅 시스템을 나타내는 개략도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)은 프로버(100), 테스터의 본체(200) 등을 포함하고 웨이퍼(30)에 형성된 자기 센서 모듈을 테스트한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의해 테스트될 자기 센서 모듈(300)을 설명하는 개략도이다.
자기 센서 모듈(300)은 자기 센서(302), 자기 센서(304), 아날로그-디지털 변환기(이후부터 A/D 변환기로 부름)(320), 메모리(330), 디지털 신호 프로세서(340), 전원(350) 등을 포함한다.
자기 센서(302) 및 자기 센서(304)는 외부 자계들에 대응하는 아날로그 신호들을 출력하고 그들의 센싱 방향들은 직각으로 교차한다. 또한, 자기 센서 모듈은 단지 하나의 자기 센서 또는 2개 이상의 자기 센서들을 가질 수 있다. 이후부터, 자기 센서(302) 및 자기 센서(304)는 집합적으로 자기 센서들로 불릴 것이다.
A/D 변환기(320)는 자기 센서들로부터 출력된 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환한다.
저장 장치로서 메모리(330)는 자기 센서들의 보정값 및 온도 보상값 등과 같은 다양한 데이터를 저장하기 위한 불휘발성 메모리이다.
디지털 신호 프로세서(340)는 단자(360)에 대한 클럭 신호 입력에 동기화하고 다양한 신호 처리를 실행한다. 예를 들어, 디지털 신호 프로세서(340)는 자기 센서 출력들, 메모리(330)에 저장된 보정값 및 온도 보상값 등에 따라 외부 자계의 방향을 나타내는 신호(이후부터 각도 신호(angle signal)로 부름)를 생성한다. 그 이외에, 디지털 신호 프로세서(340)는 각도 신호를 단자(362)에 출력하고, 메모리(330)에 다양한 데이터를 기입하고 메모리(330)로부터 다양한 데이터를 판독한다.
전원(350)은 입력으로서 단자(364)에 인가되는 전압에 의해 자기 센서 모듈(300)의 각 구성성분에 전력을 공급한다. 이후부터, 단자들(360 내지 364)은 집합적으로 단자들로 부를 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프로버(100)는 프로버의 본체(110) 등을 포함한다. 웨이퍼(30)는 본체(110)에 부착되고 프로브 카드는 본체(110)에 배치되고 테스터 본체(200)에 접속된 테스트 스테이션(120)에 부착된다.
도 3은 테스트시 프로브 카드의 주변을 나타내는 확대도이다. 도 4는 프로브 카드를 나타내는 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 테스트 스테이션(120)은 프로버의 본체(110)에 대한 자신의 상대적 위치를, 프로브 카드(130)가 웨이퍼(30)에 보다 가까워지는 방향 및 프로브 카드(130)가 웨이퍼(30)로부터 멀어져 가는 방향으로 변화시킨다. 이후부터, 실시예는 프로버의 테스트 스테이션(120)을 향해 본체(110)가 위아래(화살표 Z로 표시함)로 움직인다고 가정한 상태에서 설명될 것이다.
프로브 카드(130)는 프로브 헤드(140), 인쇄 배선 기판(150), 코일(161 내지 164)(도 4) 등을 포함한다. 프로브 카드(130)는 웨이퍼에 형성되는 집적 회로 등의 전기 특성을 테스트하기 위한 테스팅 장치(프로버)(100)에 부착된다. 프로브 카드(130)를 장착한 프로버(100)는 도 5에 도시된 외부 자계에 대응하여 웨이퍼(30)에 형성된 자기 센서 모듈(자기 센서 칩)(300)의 출력 신호를 측정할 수 있다. 프로브 카드(130)는 후술하는 프로브들(입/출력 단자들)의 팁들 근처의 자계의 방향을 임의적으로 제어할 수 있어; 컴파스 센서(compass sensor)와 같이 외부 자계의 방향에 따라 출력 신호가 변화하는 자기 센서를 테스트하는데 특히 유용하다.
인쇄 배선 기판(150)은 테스트 스테이션(120)에 고정되어 있고 테스트 스테이션(120)을 통해 테스터의 본체(200)와 전기적으로 접속된다.
프로브 헤드(140)는 베이스(142) 및 다수의 프로브(144)를 가지고 인쇄 배선 기판(150)에 고정된다. 프로브들(144)은 베이스(142)의 중심에 배치된다. 각 프로브(144)의 하나의 에지는 인쇄 배선 기판(150)의 대향측인 베이스(142)의 표면으로부터 수직으로 돌출된다. 베이스(142)로부터 돌출하는 각 프로브(144)의 팁은 자기 센서 모듈(300)의 테스트시에 자기 센서 모듈(300)의 단자와 접촉한다. 프로브들(144)은 베이스(142)의 중심이 아닌 다른 영역에 배치될 수 있다.
코일들(161 내지 164)은 프로브 헤드(140)에 고정된다. 예를 들어, 코일들(161, 162, 163, 164)이 인쇄 배선 기판(150)을 관통하고, 그 바닥들이 베이스(142) 상에 형성되는 4개의 오목부들(142a)로 삽입함으로써 고정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 코일들(161, 162)은 베이스(142)의 중심에 대해 대칭적이도록 프로브들(144)을 통해 배치된다. 마찬가지로, 코일들(163, 164)은 베이스(142)의 중심에 대해 대칭적이도록 프로브들(144)을 통해 배치된다. 코일들(161, 162)은, 베이스(142)의 중심을 회전 중심으로 설정함으로써 코일들(163, 164)이 90도 회전되는 위치에 배열된다. 이후부터, 코일(161)로부터 코일(162)로의 방향은 X-방향(도면에서 화살표 X로 나타냄)으로 불리우고, 코일(163)로부터 코일(164)로의 방향은 Y-방향(도면에서 화살표 Y로 나타냄)으로 불리운다. 또한, 코일들(161 내지 164)은 도면에 도시된 것 이외의 구조에 의해 오목부들(142a)로 삽입될 수 있다. 상술한 실시예에서는, 코일들(161 내지 164)이 오목부들(142a)로 삽입되어 있지만, 코일들을 고정시키기 위한 방법은 이에 한정되지 않는다. 또한, 페라이트(ferrite), 퍼말로이(permalloy) 등과 같은 자기 재료, 또는 코어 재료가 코일들(161 내지 164)의 중심들에 배치될 수 있다. 이 경우, 큰 자계가 작은 전류에 의해 생성될 수 있다.
코일(161) 및 코일(162)은, 코일들 내부로 향하거나 그 반대의 자계를 생성하기 위해 전기적으로 직렬방식으로 접속된다. 전류들이 코일들(161, 162)에 공급되는 경우, 프로브들(144)의 팁들 근방 부분이 X-방향(또는 X-방향의 반대 방향)을 향하는 자계(SF1)가 생성될 것이다. 마찬가지로, 코일(163) 및 코일(164)은, 코일들 내부로 향하거나 그 반대의 자계를 생성하기 위해 전기적으로 직렬방식으로 접속된다. 전류들이 코일들(163, 164)에 공급되는 경우, 프로브들(144)의 팁들 근방 부분이 Y-방향(또는 Y-방향의 반대 방향)을 향하는 자계(SF2)가 생성될 것이다. 즉, 코일들(161 내지 164)에 전류를 공급함으로써, 자계(SF1) 및 자계(SF2)의 방향들이 프로브들(144)의 팁들 근방에서 직각으로 교차한다.
자계들(SF1 및 SF2)이 생성된 조건 하에서, 자계들(SF1 및 SF2)의 결합 자계(CF1)는 프로브들(144)의 팁들 근방에서 생성된다. 프로브들(144)의 팁들 근방의 결합 자계(CF1)의 방향 및 결합 자계(CF1)의 크기는 자계들(SF1 및 SF2)의 방향들 및 크기들을 제어함으로써 임의적으로 제어될 수 있다. 자계(SF1)의 크기는 코일들(161 및 162)에 공급되는 전류의 세기들에 의해 제어될 수 있고 자계(SF1)의 방향은 코일들(161 및 162)에 공급되는 전류의 방향들에 의해 제어될 수 있다. 마찬가지로, 자계(SF2)의 방향 및 크기는 코일들(163 및 164)에 공급되는 전류의 방향들 및 세기들을 제어함으로써 제어될 수 있다.
예를 들어, 프로브들(144)의 팁들 근방 부분이 X-방향과 각도 θ의 방향으로 향하는 결합 자계(CF1)를 생성하기 위해, 다음의 수학식 1에 의해 표현되는 전류 (I1: 도 5a 참조)가 코일들(161 및 162)에 공급되고 다음의 수학식 2에 의해 표현되는 전류(I2: 도 5b 참조)가 코일들(163 및 164)에 공급된다. 수학식 1 및 2에서, I1 및 I2의 절대값들은 각각 코일(161)(코일 (162)) 및 코일(163)(코일 (164))에 공급되는 전류의 세기들을 나타내고 I1 및 I2의 부호들은 각각 코일(161)(코일 (162)) 및 코일(163)(코일 (164))에 공급되는 전류의 방향들을 나타낸다. 이후부터, 결합 자계(CF1)의 방향은 X-방향(화살표 X 참조)에서의 각도로 표현될 것이다.
I1 = aCOSθ
I2 = aSINθ
상술한 바와 같이, 프로브들(144)의 팁들 근방 부분이 임의 방향에 있는 결합 자계(CF1)가 생성된다(도 5c 참조). 결합 자계의 크기(m)는 최대 전류값(a)에 대응하고, 그들 간의 관계는 코일들(161 내지 164)의 권선들의 권수(number of turns in windings) 등에 의해 정의된다. 자계(SF1) 및 자계(SF2)가 직각으로 교차하기 때문에, 코일들(161 내지 164)에 공급되는 크기들 및 방향들은 결합 자계(CF1)의 프로브들(144)의 팁들 근방의 자계의 크기 및 방향으로부터 용이하게 얻어질 수 있다. 따라서, 코일들(161 내지 164)은 바람직하게는 상술한 배열로 구성된다. 그러나, 자계(SF1) 및 자계(SF2)가 평행이 아니면, 코일들(161 내지 164)의 다른 구성이 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 테스터의 본체(200)(테스터 본체)는, 테스트 스테이션(120)을 위아래로 제어하고, 프로브 카드(130)를 통해 자기 센서 모듈(300)에 테스팅 신호를 입력하고, 프로브 카드(130)의 코일들(161 내지 164)의 자계들을 생성하고, 테스팅 신호에 대응하는 자기 센서 모듈(300)의 응답 신호를 취득함으로써 자기 센서 모듈(300)을 테스트한다.
도 6은 프로브 카드(130)를 장착한 프로버(100)에 의해 자기 센서 모듈(300)을 테스트하기 위한 흐름도이다. 이러한 흐름도는 외부 자계에 대응하여 웨이퍼(30)에 형성된 자기 센서 모듈(300)로부터 출력된 출력 신호를 측정하기 위한 프로세스들의 흐름을 나타낸다. 이러한 테스트에서, 결합 자계(CF1)는 자기 센서로서의 자기 센서 모듈(300)에 외부 자계로서 인가된다. 또한, 자기 센서는 홀 소자(hall element) 또는 자기 저항 소자일 수 있다.
단계 S10에서, 프로브들(144)의 팁들이 측정되지 않은 자기 센서 칩(6)의 전극들에 접촉된다.
단계 S11에서, 측정되지 않은 방향을 향하는 외부 자계가 자기 센서 모듈(300)에 인가된다. 예를 들어, 코일(161)(코일(162)) 및 코일(163)(코일(164))에 공급되는 전류들을 제어함으로써, 프로브들(144)의 팁들 근방의 자계의 결합 자계(CF1)가 측정되지 않은 방향으로 향한다. 22.5도의 간격으로 360도 외부 자계들에 대응하는 출력 신호를 테스트하는 경우, 결합 자계들(CF1)은 0도, 22.5도, 45.0도, ..., 337.5도의 순서로 지향되도록 생성될 것이다.
자기 센서 모듈(300)에 인가되는 외부 자계의 크기는 테스트 대상에 따라 결정된다. 따라서, 프로브 카드(130)는 소정 범위의 크기들의 결합 자계(CF1)를 생성할 수 있는 것이 바람직하다. 소정 범위의 크기들의 결합 자계(CF1)가 생성될 수 있는 경우, 다수의 대상들에 대한 테스트들은 예를 들어 자기 센서 모듈(300)에 서로 다른 크기들의 결합 자계들(CF1)을 인가함으로써 한번에 실행될 수 있다. 예를 들어, 소정 범위의 크기들은 0.4A/m 내지 4000A/m의 범위의 크기일 수 있다. 0.4A/m의 크기는 존재하는 자기 센서의 해상도에 있어 최소값이며, 4000A/m는 지자기의 크기로부터 계산된 최대값이다. 또한, 프로브 카드(130)는 0.4A/m의 크기보다는 작고 또한 4000A/m의 크기보다 큰 결합 자계 CF1도 발생할 수 있다.
단계 S12에서, 자기 센서 모듈(300)의 출력을 측정한다. 예를 들면, 자기 센서 모듈(300)의 전극들과 접촉하고 있는 프로브들(130)은 자기 센서 모듈(300)의 출력 신호를 판독한다.
단계 S13에서, 출력 신호가 자기 센서 모듈(300)로부터 출력되었는지의 여부가 판정된다. 자기 센서 모듈(300)이 신호를 출력할 때, 프로세스는 단계 S14로 진행한다. 자기 센서 모듈(300)이 신호를 출력하지 않는 경우에는, 자기 센서 모듈(300)을 결함으로서 간주하여, 측정되지 않은 방향의 외부 자계가 존재한다고 하더라도 자기 센서 모듈(300)의 측정은 종료되고, 대신에 측정되지 않은 자기 센서가 테스트될 것이다, 즉, 프로세스는 단계 S16으로 진행할 것이다. 또한, 자기 센서 모듈(300)이 신호를 출력하지 않는 경우, 단계 S13에서의 프로세스를 실행하지 않고 측정이 계속될 수 있다.
단계 S14에서, 단계 S12의 측정 결과가 기록된다. 예를 들면, 측정의 결과로서 출력 신호에 대응하는 데이터는 메모리 등의 저장 매체에 저장된다.
단계 S15에서, 외부 자계들의 모든 방향들에 의한 측정이 완료되었는지 아닌지의 여부가 판정된다. 외부 자계의 측정되지 않은 방향이 존재하면, 프로세스는 단계 S11로 돌아간다. 외부 자계들의 모든 방향들에 의한 측정이 완료되면, 프로세스는 단계 S16으로 진행한다.
단계 S16에서, 외부 자계들의 모든 방향들에 대응하는 자기 센서 모듈(300)로부터의 모든 출력 신호들이 적당한지 아닌지의 여부가 판정되고, 그 결과가 기록될 것이다. 예를 들면, 외부 자계의 각 방향에 대응하는 자기 센서 모듈(300)로부터의 이상적인 출력 신호와 단계 S14에서의 측정 결과 사이의 차이가 계산되고, 그 차이가 소정의 범위 내에 있는지 아닌지의 여부가 판정된다. 단계 S16에서의 판정 규칙은 임의로 결정될 수 있다.
단계 S17에서, 웨이퍼(30) 상에 형성된 모든 자기 센서 모듈(300)에 대한 테스트가 완료되었는지 아닌지의 여부가 판정된다. 아직 테스트되지 않은 자기 센서 모듈(300)이 존재하면, 프로세스는 단계 S10으로 돌아간다. 웨이퍼(30) 상에 형성된 모든 자기 센서 모듈들(300)에 대한 테스트가 완료되었으면, 프로세스는 단계 S18로 진행한다.
단계 S18에서, 테스트의 결과들에 따라 자기 센서 모듈들(300)이 표시된다. 예를 들면, 결함이 있는 자기 센서 모듈들(300)은 소정의 위치에 소정의 표시를 인쇄함으로써 결함으로서 표시될 것이다. 테스트 결과에 따른 표시는 그외의 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 결함을 갖는 자기 센서 모듈들(300)의 소정의 위치는 기록될 수 있고, 또는 결함이 없는 자기 센서 모듈들(300)은 소정의 위치에 소정의 표시를 인쇄하여 정상 제품으로서 표시될 것이다. 또한, 단계 S18에서의 프로세스는 소정의 개수의 웨이퍼(30)에 대한 테스트를 완료한 후에 실행될 수 있다. 이 경우에, 소정의 개수의 웨이퍼(30)에 대한 테스트 결과는 메모리 등에 저장될 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브 카드(130)에 의해서, 코일들(161~164)에 전류를 인가함으로써 결합 자계 CF1가 생성된다. 외부 자계에 대응하는 웨이퍼(30) 상에 형성된 자기 센서 모듈들(300)로부터의 출력 신호들은 자기 센서 모듈(300)에 외부 자계로서의 결합 자계 CF1를 인가함으로써 측정될 수 있다. 자기 센서 모듈들(300)은 패키지로 밀봉하기 전에 테스트될 수 있기 때문에, 자기 센서들을 조립하기 위한 비용은 낭비되지 않을 것이다. 또한, 테스팅 결과는 제조 프로세스에서 신속하게 사용될 수 있다.
또한, 결합 자계 CF1의 프로브(144)의 팁 근방의 자계의 방향은 코일들(161~164)에 공급되는 전류의 크기와 세기를 조절함으로써 제어될 수 있다. 따라서, 복수의 방향의 외부 자계들에 대응하는 자기 센서 모듈(300)의 출력 신호들을 프로브 카드(130)와 웨이퍼(30) 사이의 상대적 위치를 변경시키지 않고도 측정할 수 있다.
제1 실시예에서는 각각이 원형 단면을 갖는 코일들(161~164)에 대하여 설명하였지만, 코일들의 형상은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 코일들(161~164)의 단면의 형상은 프로브 카드(51)에 도시된 것과 같은 직사각형(도 7)일 수 있거나 또는 타원형(도 22)일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예의 제1 변경예에 따른 프로브 카드(135)를 보여주는 개략도이다. 제2 실시예에 따른 프로브 카드(132)는 프로브(144) 주위의 4개 측면의 각각에 2개의 코일들을 갖는다. 제1 실시예와 동일한 변경 예들의 구성요소들은 제1 실시예와 동일한 참조부호로서 표시되며, 그 구성요소들에 대한 설명은 생략할 것이다.
프로브 카드(135)는 8개의 코일들, 즉 코일들(161a, 162a, 163a, 164a, 161b, 162b, 163b, 164b)을 갖는다. 코일들(161a, 162a, 163a, 164a, 161b, 162b, 163b, 164b)은 오목부(142a)로 넣어진다. 코일(161a)과 코일(162a)은 베이스(142)의 중심을 통과하는 가상 직선 L1에 대해 대칭이 되도록 프로브(144)를 경유하여 배치되며, 코일(161b, 162b)은 마찬가지로 배치된다. 코일(163a)과 코일(164a)은 가상 직선 L1을 직교로 교차하는 가상 직선에 대해 대칭이 되도록 프로브(144)를 경유하여 배치되고, 코일(163b)과 코일(164b)은 마찬가지로 배치된다. 프로브 카드(135)의 프로브(144)의 각 측면에 2개의 코일들이 배치되어 있지만, 프로브(144)의 각 측면에 3개 또는 4개의 코일들이 배치될 수 있다.
제1 실시예의 코일들(161, 162)과 마찬가지로, 코일(161a)과 코일(162a)은 서로 전기적으로 접속되어 있으며, 또한 코일(161b)과 코일(162b)도 서로 전기적으로 접속되어 있다. 제1 실시예에서의 코일들(163, 164)과 마찬가지로, 코일(163a)과 코일(164a)은 서로 전기적으로 접속되어 있으며, 또한 코일(163b)과 코일(164b)도 서로 전기적으로 접속되어 있다.
프로브들의 팁 근방의 코일(161a)(코일(162a)) 및 코일(161b)(코일(162b))에 의해 발생된 자계들의 방향들은 동일하고, 프로브들의 팁 근방의 코일(163a)(코일(164a)) 및 코일(163b)(코일(164b))에 의해 발생된 자계들의 방향들은 동일하다. 즉, 프로브들(144)의 팁들이 자기 센서 모듈(300)의 전극들과 전기적으로 접속되어 있는 경우에는 서로 평행한 자속들이 자기 센서 모듈(300)을 완전히 통과하기 때문에, 외부 자계에 대응하는 자기 센서 모듈(300)의 출력의 테스트를 정밀하게 수행할 수 있는 것이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예의 제2 변경예에 따른 프로브 카드(136)를 보여주는 개략도이다. 도 10은 프로브 카드(136)의 코일(165)에 의해 발생되는 자계 SF3를 보여주는 개략도이다. 제3 실시예에 따른 프로브 카드(136)는 베이스(142)의 표면에 대해 수직 방향인 자계 SF3를 생성하는 코일(165)을 갖는다. 제1 실시예와 유사한 제2 변경예의 구성요소들은 제1 실시예와 동일한 참조부호로서 표시되며, 그 구성요소들에 대한 설명은 생략할 것이다.
코일(165)은 프로브 카드(136)의 베이스(142)에 고정된다. 코일(165)에 전류를 공급하는 것에 의해 프로브(144)의 팁 근방에 Z-방향(도 10의 화살표 Z를 참조)으로 향하는 자계 SF3가 발생된다. 더욱이, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(30)가 놓여있는 테스팅 보드는 코일(166)을 가질 수 있다. 그 경우에, 코일(165) 및 코일(166)은 전기적으로 직렬로 접속되어 코일 내부의 방향과 동일한 방향을 향하는 자계들을 발생시킨다.
코일(161) 및 코일(162)에 의해 발생된 자계 SF1 및 코일(165)에 의해 발생된 자계 SF3를 제어함으로써, 임의의 방향을 향하며 베이스(142)의 표면에 수직으 로 서있는 가상 평면에 평행한 결합 자계 CF2가 발생될 수 있다.
상술한 제1 실시예 및 그의 변경된 예들에서는 프로브(144)가 베이스(142)로부터 수직으로 돌출되지만, 프로브들(144)의 형상은 거기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 13a 및 도 13b에 도시된 프로브 카드(137)와 같이, 프로브들(144)은 베이스(142)에 기울어져서 돌출될 수 있다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의한 자기 센서 모듈(300)의 웨이퍼에 대한 테스트를 설명하는 흐름도이다. 이 흐름도는 웨이퍼(30) 상에 형성된 복수의 자기 센서 모듈(300) 중에서 하나의 임의의 자기 센서 모듈(300)을 테스트하기 위한 프로세스들을 보여준다. 이 제2 실시예에서는, 제1 실시예와 동일한 테스팅 시스템이 사용된다. 제1 실시예와 유사한 제2 실시예의 구성요소들은 제1 실시예와 동일한 참조부호로서 표시되며, 그 구성요소들에 대한 설명은 생략할 것이다.
단계 S100에서, 테스터 본체(200)는 제로-자계(zero-magnetic field) 조정을 실행한다. 예를 들면, 테스터 본체(200)는 자계 SF1과 자계 SF2에 의해 자기 센서 모듈(300)에 부여된 노이즈 자계를 소거하기 위해 필요한 코일에 공급되는 공급 전류값(이하에서는 제로-자계 보정값으로 칭함)을 획득한다. 노이즈 자계는 지자기 및 전자 장치들이 발생시키는 자계를 말한다.
예를 들면, 제로-자계 조정을 이하의 방식으로 실행한다. 우선, 외부 자계가 제거될 때의 출력이 공지되어 있는 자기 센서 모듈(300)을 갖는 웨이퍼(6)를 프로버 본체(110)에 부착한다. 테스터 본체(200)는 코일들(161~164)에 공급되는 공 급 전류 값을 변화시키면서, 자기 센서 모듈(300)의 응답 신호가 제로-자계 보정값으로서 제로-자계 조건을 나타내는 경우의 공급 전류값을 판독한다. 그 다음에, 테스터 본체(200)는 제로-자계 보정값을 테스팅 시스템(1)의 저장 장치, 즉 테스터 본체(200)에 구비된 메모리(도면에는 도시되지 않음)에 저장한다. 테스터 본체(200)가 자기 센서 모듈(300)과 접촉하는 프로브 카드(130)를 통해 자기 센서 모듈(300)의 출력 신호를 판독함으로써, 테스터 본체(200)에 의한 자기 센서 모듈(300)의 응답 신호의 측정이 실행된다. 응답 신호를 측정하는 방법은 이하에 상세히 기술될 것이다. 또한, 제로-자계 조정은 항상 수행되어야만 하는 것이 아니라 테스팅의 소정 횟수마다 수행될 것이다. 그 외에도, 프로브(144) 근방에 가우스 미터 등과 같은 자계 측정 장치를 구성하고 자계 측정 장치에 의해 외부 자계를 측정함으로써 제로-자계 조정을 실행할 수 있다.
단계 S101에서, 테스터 본체(200)는 프로브 카드(130) 쪽으로 자기 센서 모듈(300)의 위치를 조정한다. 예를 들면, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)의 위치를 이동시켜, 프로브 카드(130)의 X-방향과 자기 센서(302)의 설계된 센싱 방향을 서로 평행하게 만들 수 있고, 프로브 카드(130)의 Y-방향과 자기 센서(304)의 설계된 센싱 방향을 서로 평행하게 만들 수 있다. 이 때, 프로브 카드(130)는 바람직하게는 웨이퍼(30) 상에 형성된 정규 패턴(32)(도 2)에 따라 자기 센서 모듈(300) 방향으로 배치된다. 정규 패턴은 웨이퍼(30) 상에 규칙적으로 나타나는 패턴이다. 예를 들어, 그것은 수지로 피복된 후에 노광될 웨이퍼, 스크럽 라인들, 또는 단자들 상의 현상 패턴에 포함되는 패드들의 패턴일 수 있다. 정밀도를 향상시키기 위해, 소정의 길이를 갖고 X 방향 및 Y 방향을 제외한 한 방향으로 연장하는 정규 패턴을 사용하는 것이 바람직하다. 정규 패턴(32)에 따라 프로브 카드(130) 쪽으로 자기 센서 모듈(300)을 배치함으로써, 예를 들어, 다이싱 후에 자기 센서 모듈(300) 상에 형성된 정렬 마크를 따라 칩 상태의 자기 센서 모듈(300)을 향하여 배치하는 것, 또는 패키징된 자기 센서 모듈(300)을 소켓에 부착함으로써 패키징된 자기 센서 모듈(300)을 향해 자계들을 인가하는 코일들을 배치하는 것과 비교하여, 자기 센서 모듈(300)을 향하여 코일들을 갖는 프로브 카드(130)를 정확히 배치하는 것이 가능할 것이다. 그 결과, 프로브 카드(130)의 코일에 의해 결합 자계 CF1을 정확한 방향으로 인가함으로써 자기 센서를 테스트할 수 있기 때문에, 자기 센서를 테스트하는 정밀도를 증가시킬 수 있다.
단계 S102에서, 프로브 카드(130)는 자기 센서 모듈(300)과 접촉한다. 예를 들면, 테스터 본체(200)는 테스트 스테이션(120)을 올려서, 프로브 카드(130)의 프로브들(144)이 자기 센서 모듈(300)의 단자들과 접촉하도록 한다. 그 결과, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)과 전기적으로 접속되어 있다.
단계 S104에서, 자기 센서 모듈(300)은 결합 자계 CF1을 인가하지 않고 테스트된다.
도 15는 도 14의 단계 S104에서 실행되는 프로세스들을 보여주는 흐름도이다.
단계 S200에서, 테스터 본체는 개방-단락 테스트를 실행한다. 개방-단락 테스트에서, 테스터 본체(200)는 공지의 테스팅 방법에 의해 자기 센서 모듈(300)이 개방 또는 단락 회로 배선을 갖는지 아닌지의 여부를 테스트한다. 공지의 테스팅 방법은, 예를 들면, 단자들에 전류를 인가함으로써 소정의 단자들(입력 또는 출력 단자 이외의 테스트용 단자를 포함함) 사이의 전기적 연속성을 테스트하는 테스팅 방법 또는 경계 스캐닝 등과 같은 테스팅 방법이다.
단계 S202에서, 테스터 본체(200)는 누설 전류 테스트를 실행한다. 누설 전류 테스트에서, 테스터 본체(200)는 프로브 카드(130)를 통해 자기 센서 모듈(300)의 소정의 단자들(입력 또는 출력 단자 이외의 테스트용 단자를 포함함)에 전압을 인가함으로써 누설 전류를 측정하고, 자기 센서 모듈(300)이 정상인지 비정상인지의 여부를 판정한다.
단계 S204에서, 테스터 본체는 기능 테스트를 실행한다. 기능 테스트에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)을 테스트하여 디지털 신호 프로세서(340)가 설계된 대로 동작하는지 아닌지의 여부를 판정한다.
예를 들면, 기능 테스트는 이하의 방식으로 실행된다. 테스팅 시스템(1)은 테스팅 신호들, 및 이 테스팅 신호들이 정상적으로 동작하는 디지털 신호 프로세서에 입력될 때 출력되는 응답 신호들의 복수의 패턴들을 저장한다. 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)의 단자(364)에 프로브 카드(130)를 통해 전원 전압을 인가하고, 단자(360)에 클럭 신호를 입력하고, 단자(362)에 테스팅 신호들 중 하나를 입력한다. 그 결과, 디지털 신호 프로세서(340)는 테스팅 신호에 대응하는 응답 신호를 출력한다. 테스터 본체(200)는 프로브 카드(130)를 통해 응답 신호를 판독한다. 그 다음에 테스터 본체(200)는 디지털 신호 프로세서(340)로부터 출력 된 응답 신호와 정상 응답 신호를 비교하여 디지털 신호 프로세서(340)가 설계된대로 동작하는지 아닌지의 여부를 판정한다. 테스터 본체(200)는 복수의 테스팅 신호들 및 저장 장치에 저장된 대응하는 정상 응답 신호들을 사용하는 것에 의해 상술한 일련의 프로세스들을 반복함으로써 디지털 신호 프로세서(340)의 복수의 기능들을 테스트한다. 또한, 단계 S104에서의 테스팅 단계에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)에 결합 자계 CF를 인가하지 않고 오직 자기 센서 모듈(300)의 테스트를 실행할 필요가 있으며, 개방-단락 테스트, 누설 전류 테스트 및 기능 테스트를 실행할 필요는 없다.
단계 S104에서 테스트를 완료한 후에, 프로세스는 도 14로 돌아가고, 단계 S106에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)의 자기 센서들을 테스트한다. 기능 테스트로부터 계속되는 자기 센서 테스트시, 자기 센서 모듈(300)에 결합 자계 CF1가 인가되는 한편, 전원 전압 및 클럭 신호가 자기 센서 모듈(300)에 공급된다.
도 16은 자기 센서 테스트의 프로세스들을 보여주는 흐름도이다.
단계 S300에서 단계 S302까지, 테스터 본체(200)는 감도 테스트를 실행한다. 예를 들면, 단계 S300에서, 테스터 본체(200)는 최소 세기의 감도 범위에서 외부 자계를 자기 센서들에 인가한다. 더욱 상세하게는, 테스터 본체(200)는 결합 자계 CF1을 발생시켜, 제로-자계 보정값을 고려한 전류를 코일들(161~164)에 공급함으로써 최소 세기의 감도 범위에서 외부 자계를 자기 센서들에 인가한다. 다음에, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)로부터의 응답 신호를 프로브 카드(130)를 통하여 판독하고, 판독된 응답 신호가 인가한 외부 자계에 대응하는지의 여부를 판정함으로써 자기 센서들의 감도를 테스트한다. 그 후에, 단계 S302에서, 테스터 본체(200)는 감도 테스트의 테스트 결과를 테스팅 시스템(1)의 저장 장치에 저장한다.
단계 S304에서 단계 S308까지, 테스터 본체(200)는 직각도(perpendicularity) 테스트를 실행한다. 예를 들면, 단계 S304에서, 테스터 본체(200)는 외부 자계를 0도에서 자기 센서들에 인가한다. 또한, 상세하게는, 테스터 본체(200)는 결합 자계 CF1을 발생시켜, 제로-자계 보정값을 고려한 전류를 코일들(161~164)에 공급함으로써 0도에서 외부 자계를 자기 센서들에 인가한다. 다음에 단계 S306에서, 테스터 본체(200)는 디지털 신호 프로세서(340)가, 자기 센서(302)의 출력을 나타내는 응답 신호와 자기 센서(304)의 출력을 나타내는 응답 신호를 출력하게 하고, 그 응답 신호들을 프로브 카드(130)를 통해 판독한다. 그 다음에 단계 S308에서, 테스터 본체(200)는 판독된 응답 신호들로부터 자기 센서들(302, 304)의 출력들의 직각도를 결정하고, 자기 센서들(302, 304)의 출력들의 직각도를 테스팅 시스템(1)의 저장 장치에 저장한다. 게다가, 외부 자계를 인가하는 방향은 0도 이외의 임의의 각도일 수 있다. 또한, 자기 센서들(302, 304)의 출력들의 직각도는 복수의 방향들(복수의 각도로 인가됨)의 외부 자계들에 대응하는 응답 신호들에 의해 판정될 수 있다.
단계 S310에서 단계 S318까지, 테스터 본체(200)는 360도에 대한 소정의 간격에서 자기 센서 모듈(300)에 외부 자계를 인가하고, 상이한 방향으로의 외부 자 계가 인가될 때마다 외부 자계에 대응하는 응답 신호들로서의 각도 신호들을 자기 센서 모듈(300)에 인가한다. 이하에서는, S310으로부터 S318까지의 프로세스들은 검출 각도 테스트라고 칭한다. 각도 신호들을 얻은 결과로서, 예를 들어 X 방향 및 Y 방향으로의 좌표들 측의 내부에서 출력들의 방향 원을 얻을 수 있다. 테스트는 방향 원이 폐쇄형인지 또는 타원형인지와 원의 중심이 이동했는지를 판정한다.
단계 S310에서, 테스터 본체(200)는 측정안된 방향을 향한 외부 자계를 자기 센서 모듈(300)에 인가한다. 예를 들면, 22.5도의 간격에서의 360도 외부 자계에 대응하는 출력 신호를 테스팅하는 경우에, 테스터 본체(200)는 0도, 22.5도, 45.0도,...,337.5도의 순서로 향하는 결합 자계 CF1을 발생시킨다.
단계 S312에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)의 응답 신호들을 프로브 카드(130)를 통해 판독한다.
단계 S314에서, 테스터 본체(200)는 응답 신호들이 자기 센서 모듈(300)로부터 출력되었는지 아닌지의 여부를 판정한다. 자기 센서 모듈(300)이 신호들을 출력하는 경우에는, 프로세스는 단계 S316으로 진행한다. 자기 센서 모듈(300)이 그 신호를 출력하지 않는 경우에는, 자기 센서 모듈(300)은 결함으로서 간주되어, 측정되지 않은 방향의 외부 자계가 존재한다고 하더라도 자기 센서 모듈(300)의 측정이 종료된다. 또한, 자기 센서 모듈(300)이 신호들을 출력하지 않는 경우, 측정이 계속될 수 있다.
단계 S316에서, 테스터 본체(200)는 단계 S312에서의 측정의 결과(판독된 응답 신호)를 테스팅 시스템(1)의 저장 장치에 저장한다.
단계 S318에서, 테스터 본체(200)는 외부 자계들의 모든 방향들에 의한 측정들이 완료되었는지 아닌지의 여부를 판정한다. 측정되지 않은 방향의 외부 자계가 존재하면, 프로세스는 단계 S310으로 진행한다. 외부 자계들의 모든 방향에 의한 측정이 완료되었으면, 프로세스는 단계 S320으로 진행하고, 테스터 본체(200)는 코일들(161~164)에 전류를 공급하는 것을 중지함으로써 결합 자계를 제거한다. 또한, 결합 자계 CF1을 제거하는 타이밍은 외부 자계들의 모든 방향의 측정이 완료된 후의 언제든지 가능하다.
단계 S322에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서들이 외부 자계들의 모든 방향에 대응하는 적절한 신호들을 출력하는지 아닌지의 여부를 판정하고, 판정 결과를 검출 각도 테스트의 테스트 결과로서 테스팅 시스템(1)의 저장 장치에 저장한다. 예를 들어, 직각도(perpendicularity) 테스트 결과를 고려하여, 테스터 본체(200)는 측정된 응답 신호들과 인가된 외부 자계들에 대응하는 이상적인 응답 신호들 사이의 차이에 따라 외부 자계들의 모든 방향에 대응하는 자기 센서들의 출력 신호들을 평가한다.
전술한 검출 각도 테스트가 완료된 후, 프로세스는 도 14의 단계 S108의 테스팅 프로세스로 진행된다.
단계 S108에서, 테스터 본체(200)는 다양한 테스트들의 테스팅 결과들에 대응하는 보정값들을 자기 센서 모듈(300)의 메모리(330)에 기입한다.
단계 S110에서, 테스터 본체(200)는 전원 전류를 테스트한다. 예를 들어, 테스터 본체(200)는 소정의 동작시에 자기 센서 모듈(300)의 소비 전류를 측정한 다. 예를 들어, 소정의 동작시에는 자기 센서 모듈(300)이 작동하지 않을 때 또는 각도 신호들(angle signals)이 판독될 때이다. 테스터 본체(200)는 측정된 소비 전류와 정상의 자기 센서 모듈(300)의 소비 전류를 비교함으로써 전원 전류의 정상 및 비정상(결함)을 판정한다.
단계 S112에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)로부터 프로브 카드(probe card)(130)를 분리한다. 예를 들어, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)을 내려서, 자기 센서 모듈(300)의 단자들(360 내지 364)로부터 프로브 카드(130)의 프로브들(144)을 분리한다.
전술한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의한 자기 센서 모듈(300)의 웨이퍼의 테스트는 디지털 신호 프로세서(340) 및 자기 센서들을 테스트하고, 자기 센서 모듈(300)과 프로브 카드(130)의 하나의 접속에서 자기 센서들의 보정값들을 메모리(330)에 기입할 수 있다. 자기 센서 모듈(300)을 위한 테스팅 프로세스들은 이와 같이 간략화될 수 있고, 이로써, 자기 센서 모듈(300)의 제조 비용이 감소될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 웨이퍼 테스트에서 각각의 테스트의 테스트 결과가 자기 센서 모듈(300)의 결함을 나타내는 경우, 후속 테스트가 실행될 필요가 없고, 측정되지 않은(테스트되지 않은) 자기 센서 모듈(300)이 대신 테스트될 수 있다. 그뿐만 아니라, 테스터 본체(200)는 매 테스트에 대해 테스팅 결과를 판정하지 않아도 된다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 대한 제1 변경예에 따른 프로브 카드(430) 를 도시한 평면도이다. 도 18은 테스트시의 프로브 카드(430)를 도시한 확대도이다. 제2 실시예의 이러한 제1 변경에서, 프로브 카드(430) 이외의 모든 구성요소들은 제1 및 제2 실시예들에서의 구성요소들과 실질적으로 동일하다.
프로브 카드(430)는 프로브 헤드(440), 인쇄 배선 기판(printed wiring board)(450), 코일들(461 내지 468) 등을 포함한다. 인쇄 배선 기판(450)은 제1 및 제2 실시예들에서의 인쇄 배선 기판(150)과 실질적으로 동일하다.
프로브 헤드(440)는 베이스(base)(442) 및 다수의 프로브 그룹들(445)을 갖는다. 다수의 프로브 그룹들(445)은 베이스(442)의 중앙 근처에 격자형으로 배치되고, 각각의 프로브 그룹(445)은 제1 및 제2 실시예들에서의 프로브들(144)과 실질적으로 동일한 프로브들(444)을 포함한다. 프로브 카드(430)는 웨이퍼(30) 상에 형성된 다수의 자기 센서 모듈들(300)과 접촉할 수 있다. 또한, 프로브 그룹들(445)의 수는 도면에 도시된 바와 같이 4개로 한정되지 않고, 2개, 3개 또는 4개 이상일 수 있다. 그뿐만 아니라, 프로브 그룹들(445)의 위치들은 웨이퍼(30) 상에 형성된 자기 센서 모듈들(300)의 배치에 따라 정의되고, 이로써, 프로브 그룹들(445)은 베이스(442) 상에 임의의 방식으로 배열될 수 있다.
코일들(461 내지 468)은 제1 및 제2 실시예들에서의 코일들(151 내지 164)과 유사하게 프로브 헤드(440)에 고정된다. 코일(461)과 코일(462)은 프로브 그룹들(445)의 대향하는 측면들에 배치되고, 코일들(161 및 162)과 동일하게 접속된다. 코일(461)과 코일(462)은 전류 공급에 의해 프로브 그룹들(445)의 팁(tip)들 근처에 자계 MF1를 발생시킨다. 코일(463)과 코일(464)은 프로브 그룹들(445)의 대향면들에 배치되어, 자계 MF1와 동일한 방향으로 프로브 그룹들(445)의 팁들 근처에 자계 MF2를 발생시킨다.
코일(465)과 코일(466)은 프로브 그룹들(445)의 대향하는 측면들에 배치되어, 자계들 MF1 및 MF2와 90도 각도로 교차하는 방향으로 프로브 그룹들(445)의 팁들 근처에 자계 MF3를 발생시킨다. 코일(467)과 코일(468)은 프로브 그룹들(445)의 대향하는 측면들에 배치되어, 자계 MF3와 동일한 방향으로 프로브 그룹들(445)의 팁들 근처에 자계 MF4를 발생시킨다. 이하, 코일(461)로부터 코일(462)로의 방향을 X2-방향(화살표 X2를 가리킴)이라 칭하고, 코일(465)로부터 코일(466)로의 방향을 Y2-방향(화살표 Y2를 가리킴)이라 칭한다.
프로브 그룹들(445)의 각 측면에 2개의 코일들을 배치함으로써, 자계 MF1 및 자계 MF2에 의해 프로브 그룹들(445)의 팁들 근처에 X2-방향으로 균일화된 자계들이 인가될 수 있고, 자계 MF3 및 자계 MF4에 의해 프로브 그룹들(445)의 팁들 근처에 Y2-방향으로 균일화된 자계들이 인가될 수 있다. 또한, 프로브 그룹들(445)의 각 측면에 2개 이상의 코일들이 배치될 수 있다.
제2 실시예의 제1 변경예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의해 웨이퍼 상에 형성된 자기 센서 모듈(300)을 테스트하는 각 단계는, 다수의 자기 센서 모듈들(300)이 각 단계에서 동시에 테스트된다는 점을 제외하고, 제2 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의해 웨이퍼 상에 형성된 자기 센서 모듈(300)을 테스팅하는 각 단계와 실질적으로 동일하다.
제2 실시예의 제1 변경예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의해 웨이퍼 상에 형성 된 자기 센서 모듈(300)을 테스트할 때, 디지털 신호 프로세서들 및 자기 센서들은 프로브 카드(430)를 자기 센서 모듈들(300)에 한번 접속함으로써 테스트되고, 이로써, 프로브 카드(430)를 자기 센서 모듈들(300)에 접속하는 횟수가 감소될 수 있다. 결과로서, 각각의 자기 센서 모듈(300)에 대한 테스팅 시간이 단축될 수 있고, 이에 따라, 자기 센서 모듈(300)의 제조 비용이 더 감소될 수 있다.
도 19는 본 발명의 제2 실시예의 제2 변경예에 따른 자기 센서 모듈의 테스트를 도시한 흐름도이다. 도 19에 도시된 흐름도에서는, 제로-자계 조정 단계가 생략된다.
제2 실시예에 따른 웨이퍼 테스트에 있어서, 제2 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의한 자기 센서 모듈(300)의 웨이퍼 테스트는, 디지털 신호 프로세서(340) 및 자기 센서들을 테스트하고, 자기 센서 모듈(300)과 프로브 카드(130)의 하나의 접속에서 자기 센서들의 보정값들을 메모리(330)에 기입할 수 있다. 그러나, 자기 센서 모듈이, 자기 센서들의 보정값들이 전기적으로 기입될 수 있는 저장 장치(예를 들어, 제2 실시예에 따른 메모리(330))를 포함하지 않는 경우, 제2 실시예는 변경없이 적용될 수 없다. 따라서, 이러한 제2 변경예에서는, 제조 비용을 감소시킬 수 있는 전기적으로 기입가능한 저장 장치(electrically writable storage device)가 없는 자기 센서 모듈에 대한 테스팅 방법을 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예의 제2 변경예에 따른 자기 센서 모듈은 자기 센서 모듈(300)의 메모리(330) 대신에 레이저-기입 메모리(laser-writing memory)를 갖는다. 따라서, 이 예에서의 테스팅 시스템은 전술한 실시예들에서의 테스팅 시스템 (1)과 동일한 구성요소들에 추가하여 레이저-조사 장치(laser-radiating device)를 갖는다.
제2 실시예에서의 단계 S101과 유사한 단계 S400에서, 테스터 본체(200)는 웨이퍼(30) 상에 형성된 측정되지 않은 자기 센서 모듈(300)에 프로브 카드(130)를 위치시킨다.
단계 S402에서, 테스터 본체(200)는 웨이퍼(30) 상에 형성된 측정되지 않은 자기 센서 모듈(300)과 프로브 카드(130)를 접촉시킨다.
제2 실시예에서의 단계 S104 내지 단계 S110와 유사한 단계 S404에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈(300)의 다양한 테스트들을 실행한다. 그러나, 테스터 본체(200)는 단계 S108에 대응하는 프로세스, 즉, 자기 센서들의 보정값들을 레이저 기입 메모리에 기입하는 프로세스를 실행하지 않고, 그 보정값들을 테스팅 시스템의 저장 장치에 저장한다. 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈들(300) 전부가 테스트된 후에 정상 제품들이라고 판정된 모든 자기 센서 모듈들(300)의 보정값들을 레이저-기입 메모리에 기입한다. 세부사항은 단계 S410에서 설명하기로 한다.
단계 S406에서, 테스터 본체(200)는 자기 센서 모듈로부터 프로브 카드(130)를 분리한다.
단계 S408에서, 테스터 본체(200)는 모든 자기 센서 모듈들이 테스트되었는지 여부를 판정한다. 테스트되지 않은 자기 센서 모듈이 존재하는 경우, 프로세스는 단계 S400로 리턴하고, 테스터 본체(200)는 테스트되지 않은 자기 센서 모듈을 테스트한다. 모든 자기 센서 모듈들이 테스트되었다면, 프로세스는 단계 S410로 진행된다.
단계 S410에서, 테스터 본체(200)는 테스팅 시스템의 저장 장치에 저장된 보정값들을 레이저-조사 장치에 의해 정상 제품들이라고 판정된 자기 센서 모듈들의 대응하는 메모리들에 기입한다. 예를 들어, 테스터 본체(200)는, 자기 센서들의 보정값들을 레이저-기입 메모리에 기입하기 위한 레이저 광선에 의해 레이저-기입 메모리의 메모리 회로의 일부를 절단하기 위해 레이저-조사 장치가 레이저-기입 메모리에 레이저 광선을 조사하게 한다.
제2 실시예의 제2 변경예에 따른 웨이퍼 테스트에서, 자기 센서들의 보정값들은 웨이퍼(30) 상에 형성된 모든 자기 센서 모듈들이 테스트된 후에 메모리에 기입되고, 이로써, 프로브 카드(130)에 의해 자기 센서 모듈(300)을 테스트하는 것과 레이저-조사 장치에 의해 자기 센서들의 보정값들을 메모리에 기입하는 것이 교대로 실행되는 경우에 비해, 자기 센서 모듈을 테스트하기 위한 프로세스들이 간략화될 수 있다. 따라서, 자기 센서 모듈의 제조 비용이 감소될 수 있다.
또한, 제2 실시예의 제2 변경예에 따른 웨이퍼 테스트는 전기적으로 기입가능한 메모리를 포함하는 자기 센서 모듈에 적용될 수 있다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 따른 테스팅 시스템(2)을 도시한 개략도이다. 제1 및 제2 실시예들과 유사한 제3 실시예의 구성요소들은 제1 및 제2 실시예들에서와 동일한 참조 번호들로 표시되고, 이러한 구성요소들의 설명은 생략하기로 한다.
제3 실시예에 따른 테스팅 시스템(2)은 테스팅 소켓(프로브 카드)(500), 서브-기판(601), 메인-기판(610), 테스트 스테이션(100), 테스터 본체(200) 등을 포함하고, 패키징된 후에 자기 센서 모듈(300)의 테스트들 즉, 소위 출고 검사(delivery inspection)를 실행한다.
테스팅 소켓(500)은 테스트될 자기 센서 모듈(300)을 둘러싼다(도 21 참조). 테스팅 소켓(500)은 서브-기판(601)에 고정되고, 서브-기판(601)과 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 테스팅 소켓(500)의 입력/출력 핀들은 서브-기판(601)의 단자들에 납땜된다. 서브-기판(601)은 메인-기판(610)에 고정되고, 메인-기판(610)과 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 서브-기판(601)은 메인-기판(610)에 접속된다. 메인-기판(610)은 테스트 스테이션(100)에 고정되고, 테스트 스테이션(100)의 내부 회로와 전기적으로 접속된다. 테스트 스테이션(100)은 케이블(240)을 이용하여 테스터 본체(200)에 접속된다.
도 21은 테스트시에 제3 실시예에 따른 테스팅 소켓(500)을 도시한 확대도이다.
테스팅 소켓(500)은 어댑터 소켓(510), 소켓 본체(520), 코일들(161 내지 164) 등을 포함한다.
소켓 본체(520)는 베이스(530), 뚜껑(lid)(540), 프로브들(550) 등을 포함한다. 베이스(530)는 자기 센서 모듈(300)을 둘러싸기 위한 오목부(concave part)(532)를 갖는다. 프로브들(550)은 자기 센서 모듈(300)의 단자와 대응하여 베이스(530)의 오목부(532) 내부에 배치된다. 프로브들(550)은 테스트시에 자기 센서 모듈(300)의 단자에 접속한다. 결과로서, 테스터 본체(200)는 프로브들(550)을 통하여 자기 센서 모듈(300)과 전기적으로 접속될 것이다. 프로브들(550)과 같은 테스팅 소켓(500)의 금속 구성요소들은 감자화되는 것이 바람직하다. 금속 구성요소들을 감자화시킴으로써, 코일들(161 내지 164)에 의해 발생된 자계들에 의한 금속 소자들의 자화(magnetization)가 방지될 수 있다. 결과로서, 자기 센서들의 테스트 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 프로브(550)의 형상들은 도면에 도시된 것으로 한정되지 않고, 자기 센서 모듈(300)의 단자들에 접속될 수 있는 임의의 타입일 수 있다.
뚜껑(540)은, 뚜껑(540)의 위치가 오목부(532)를 개방하기 위한 위치(도 21에서 점선으로 된 뚜껑을 가리킴)로부터 오목부(532)를 폐쇄하기 위한 위치(도 21에서 실선으로 된 뚜껑을 가리킴)로 이동될 수 있는 상태에서 베이스(530)에 접속된다. 오목부(532)를 폐쇄하기 위한 위치에서, 뚜껑(540)은 자기 센서 모듈(300)의 단자들에 프로브(550)를 가깝게 접촉시키기 위한 방향으로 자기 센서 모듈(300)을 밀어낸다. 결과로서, 프로브(550)는 자기 센서 모듈(300)의 단자들과 확고하게 접촉될 수 있다. 또한, 뚜껑은 베이스(530)에 접속되지 않을 수 있다. 그 경우, 뚜껑(540)은 폐쇄 위치에서 핀들 등에 의해 베이스(530)에 고정될 것이다. 그뿐만 아니라, 소켓 본체(520)는 프로브(550)가 자기 센서 모듈(300)의 단자들과 확고하게 접촉될 수 있는 경우에 뚜껑(540)을 갖지 않을 수 있다.
코일들(161 내지 164)은 어댑터 소켓(510)에 고정된다. 코일들의 다른 특징들은 제1 실시예에서의 코일들과 실질적으로 동일하다. 소켓(500)의 평면도는 도 4에 도시된 제1 실시예의 프로브 카드(130)와 거의 동일하고, 이에 따라 그 설명은 생략하기로 한다. 그뿐만 아니라, 코일들(161 내지 164)의 단면들의 형상은 프로브 카드(51)에 도시된 직사각형(도 7) 또는 타원형(도 22)일 수 있다.
소켓 본체(520)는, 소켓 본체(520)가 어댑터 소켓(510)에 임의로 탈부착되는 상태에서 어댑터 소켓(510)에 접속된다. 결과로서, 자기 센서 모듈(300)의 단자들과의 마찰에 의해 프로브들(550)이 마멸된 경우에 소켓 본체(520)만이 대체될 필요가 있다. 또한, 소켓 본체(520)가 코일들(161 내지 164)을 갖는 경우, 어댑터 소켓은 생략될 수 있다.
도 20에 도시된 테스터 본체(200)는 테스팅 소켓(500)의 프로브들(550)을 통하여 자기 센서 모듈(300)에 테스팅 신호를 입력하고, 테스팅 소켓(500)의 코일들(161 내지 164)에 자계들을 발생시키고, 테스팅 소켓(500)의 프로브들(550)을 통해 테스팅 신호에 대응하는 자기 센서 모듈(300)의 응답 신호를 획득함으로써, 자기 센서 모듈(300)을 테스트한다.
도 23은 본 발명의 제3 실시예에 따른 테스팅 시스템(2)에 의한 자기 센서 모듈(300)의 출고 검사를 도시한 흐름도이다. 제2 실시예에 따른 테스팅 시스템(1)에 의한 자기 센서 모듈들(300)의 웨이퍼에 대한 테스트에서와 실질적으로 동일한 단계들(S100, S104 내지 S110)은 제1 실시예에서와 동일한 참조 부호들로 표시되고, 이러한 단계들의 설명은 생략하기로 한다.
단계 S100에서, 제1 실시예와 유사한 제로-자계 조정이 실행된다.
단계 S103에서, 자기 센서 모듈(300)이 테스팅 소켓(500)에 부착된다. 결과 로서, 자기 센서(300)의 단자들은 테스팅 소켓(500)의 프로브들(550)과 접촉되고, 자기 센서 모듈(300)은 프로브들(550)을 통하여 테스터 본체(200)와 전기적으로 지속된다.
단계 S104 내지 단계 S110에서, 제1 실시예와 유사한 다양한 테스트들 등이 실행된다.
단계 S113에서, 테스팅 소켓(500)으로부터 자기 센서 모듈(300)이 제거된다.
제3 실시예에 따른 테스팅 시스템(2)에 의한 패키징된 자기 센서 모듈(300)의 출고 검사에 있어서, 디지털 신호 프로세서(340) 및 자기 센서 모듈(300)의 자기 센서들을 테스트하는 것과 자기 센서들의 보정값들을 메모리(330)에 기입하는 것은 테스팅 소켓(500)에 자기 센서 모듈(300)을 한번 배치함으로써 실행될 수 있다. 따라서, 자기 센서 모듈(300)의 테스팅 프로세스들이 간략화될 수 있고, 자기 센서 모듈(300)의 제조 비용이 감소될 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 출고 검사에서의 각각의 테스트의 테스팅 결과가 자기 센서 모듈(300)의 결함을 나타내는 경우, 후속 테스트가 수행될 필요가 없고, 측정되지 않은(테스트되지 않은) 자기 센서 모듈(300)이 대신 테스트될 수 있다. 그뿐만 아니라, 테스터 본체(200)는 매 테스트에 대한 테스팅 결과를 판정하지 않아도 된다.
도 24는 본 발명의 제3 실시예의 변경예에 따른 테스팅 소켓을 도시한 평면도이다. 도 25는 테스트시에 제3 실시예의 변경예에 따른 테스팅 소켓을 도시한 확대도이다.
제3 실시예의 이러한 변경에 있어서, 테스팅 소켓(600) 이외의 모든 구성요소들은 제3 실시예에서의 구성요소들과 실질적으로 동일하다.
제3 실시예의 변경예에 따른 테스팅 소켓(600)은 제1 실시예의 제1 변경예에 따른 프로브 카드(135)의 모든 구성요소들에 추가하여 코일(561)을 포함한다. 코일(561)은 어댑터 소켓(510)에 고정되고, 코일(561)에 전류를 공급함으로써 테스팅 소켓(600)의 프로브들(550) 근처에 Z3-방향(도면에서의 화살표 Z3)으로 자계 MF5를 발생시킬 수 있다.
제3 실시예의 변경예에 따른 테스팅 소켓(600)은 테스팅 소켓(600)의 프로브들(550) 근처에 발생된 3-차원의 임의의 방향을 향하여 결합 자계를 발생시킬 수 있다.
또한, 코일(561)은 본 명세서에서 임의의 타입의 테스팅 소켓 또는 프로브 카드에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이, 코일(561)은 타원형의 코일들(161 내지 164)을 포함하는 제3 실시예에 따른 테스팅 소켓(600)에 추가될 수 있다.
또한, 본 명세서에서의 각각의 실시예의 각각의 변경예는 본 발명의 전술한 실시예들 중 임의의 실시예에서도 이용될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예들과 관련하여 설명되었다. 본 발명은 전술한 실시예들로만 한정되지 않는다. 다양한 변경들, 개선들, 조합들 등이 이 기술분야의 당업자들에 의해 이루어질 수 있다는 것이 명백하다.
본 발명에 의하면, 자기 센서 모듈의 제조 비용을 감소시킬 수 있는 프로브 카드가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 자기 센서 모듈의 제조 비용을 감소시킬 수 있는 자기 센서 모듈을 테스트하기 위한 방법이 제공된다.

Claims (10)

  1. 변화가능한 방향들의 자계를 자기 센서(302, 304)에 인가하기 위한 복수의 코일(161, 162, 163, 164); 및
    상기 자기 센서(302, 304)의 출력 신호를 검출하기 위한 프로브(144)들의 그룹
    을 포함하는 프로브 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 코일(161, 162, 163, 164)은 상기 프로브(144)들의 그룹의 각 측면에 배치되어 있는 프로브 카드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로브(144)들은 감자화되는(demagnetized) 프로브 카드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로브 카드는 상기 자기 센서(302, 304)를 둘러싸는 프로브 카드.
  5. 자기 센서를 테스트하는 방법으로서,
    (a) 자기 센서(302, 304)가 형성된 웨이퍼(30)에 프로브 카드(130)를 접촉시키는 단계;
    (b) 상기 프로브 카드(130)에 형성된 복수의 코일(161, 162, 163, 164)에 전류를 공급함으로써 상기 자기 센서(302, 304)에 자계를 인가하는 단계;
    (c) 상기 프로브 카드(130)를 이용하여 상기 자기 센서(302, 304)의 출력 신호를 검출하는 단계; 및
    (d) 상기 복수의 코일(161, 162, 163, 164)에 공급된 상기 전류를 변화시켜 상기 자기 센서(302, 304)에 인가되는 상기 자계의 방향을 변경하는 단계
    를 포함하는 자기 센서 테스트 방법.
  6. 자기 센서 모듈을 테스트하는 방법으로서,
    (a) 웨이퍼(30) 상에 형성된 자기 센서 모듈(300)들 - 각각의 자기 센서 모듈(300)은 자기 센서(302, 304) 및 디지털 신호 프로세서(340)를 가짐 - 중 적어도 하나를, 상기 자기 센서(302, 304)에 자계를 인가하기 위한 코일(161, 162, 163, 164)을 갖는 프로브 카드(130)와 접촉시키는 단계;
    (b) 상기 프로브 카드(130)를 통해 상기 디지털 신호 프로세서(340)에 테스팅 신호를 입력하고 상기 프로브 카드(130)를 통해 상기 디지털 신호 프로세서(340)로부터의 상기 테스팅 신호에 대응하는 응답 신호를 얻음으로써 상기 디지털 신호 프로세서(340)를 테스트하는 단계;
    (c) 상기 자기 센서(302, 304)에 자계를 가하기 위한 상기 코일(161, 162, 163, 164)에 전류를 공급하고 상기 프로브 카드(130)를 통해 상기 자기 센서 모듈(300)로부터의 응답 신호를 얻음으로써 상기 자기 센서(302, 304)를 테스트하는 단계; 및
    (d) 상기 프로브 카드(130)로부터 상기 자기 센서 모듈(300)을 분리하는 단계
    를 포함하는 자기 센서 모듈 테스트 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (a)는 상기 웨이퍼(30) 상에 형성된 정규 패턴(32)에 따라 상기 자기 센서 모듈(300)에 상기 프로브 카드(130)를 위치시키는 자기 센서 모듈 테스트 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (a)는 한번에 복수의 상기 자기 센서 모듈(300)과 상기 프로브 카드(130)를 접촉시키고,
    상기 단계 (c)는 상기 전류 공급에 의해 발생되는 상기 자계를 상기 복수의 자기 센서 모듈(300)의 상기 자기 센서(302, 304)들에 인가하는 자기 센서 모듈 테스트 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    (e) 상기 단계 (c)에서의 테스트 결과에 대응하는 상기 자기 센서(302, 304)의 보정값을 상기 프로브 카드(130)를 통해 상기 자기 센서 모듈(300)에 입력함으로써 상기 자기 센서 모듈(300)의 저장 장치(330)에 상기 자기 센서(302, 304)의 보정값을 저장하는 단계
    를 더 포함하는 자기 센서 모듈 테스트 방법.
  10. 자기 센서 모듈을 테스트하는 방법으로서,
    (a) 자기 센서(302, 304) 및 디지털 신호 프로세서(340)를 갖는 패키징된 자기 센서 모듈(300)을, 자계를 상기 자기 센서(302, 304)에 인가하기 위한 코일(161, 162, 163, 164)을 갖는 테스팅 소켓(500)에 넣는 단계;
    (b) 상기 테스팅 소켓(500)을 통해 상기 디지털 신호 프로세서(340)에 테스팅 신호를 입력하고 상기 테스팅 소켓(500)을 통해 상기 디지털 신호 프로세서(340)로부터 상기 테스팅 신호에 대응하는 응답 신호를 얻음으로써 상기 디지털 신호 프로세서(340)를 테스트하는 단계;
    (c) 상기 자기 센서(302, 304)에 자계를 인가하기 위한 상기 코일(161, 162, 163, 164)에 전류를 공급하고 상기 테스팅 소켓(500)을 통해 상기 자기 센서 모듈(300)로부터 응답 신호를 얻음으로써 상기 자기 센서(302, 304)를 테스트하는 단계; 및
    (d) 상기 테스팅 소켓(500)으로부터 상기 패키징된 자기 센서 모듈(300)을 제거하는 단계
    를 포함하는 자기 센서 모듈 테스트 방법.
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