KR100805834B1

KR100805834B1 - 수광소자의 테스트 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100805834B1
Application number: KR1020060022314A
Authority: KR
Inventors: 이종문; 이준택; 김학무
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-01-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2008-02-21
Also published as: TW200731444A; CN101000881B; JP2007208253A; US7408365B2; US20070159190A1; CN101000881A; KR20070074429A; TWI333254B

Abstract

본 발명은 수광소자의 테스트 장치 및 그 방법을 제공한다. 테스트는 광원으로부터 기준 수광소자에 조사된 광량과 미리 설정된 광량을 비교하여, 이들 사이에 차이가 있으면 설정된 광량에 대응하는 광량을 갖도록 광원을 보정한 후 수행된다. 테스트에 사용되는 광원으로부터의 빛은 실시간으로 감시된다. 광원을 제어하기 위한 제어 데이터와 광량 변화의 상관관계 테이블을 준비하고, 감시 결과 오류가 발생하면 새로운 상관관계 테이블을 준비하고 이로부터 광원을 제어한다.

이미지 센서, 광원, 테스트, 보정, 실시간

Description

수광소자의 테스트 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR TESTING A LIGHT RECEIVING ELEMENT AND METHOD OF THE SAME}

도 1은 본 발명에 사용되는 이미지 센서의 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 수광소자의 테스트 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 프로브 카드의 예들을 도시한다.

도 4는 기준 수광소자로 이미지 센서를 사용한 경우의 광-주파수 그래프이다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광소자의 테스트 방법을 설명하는 순서도이다.

도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수광소자의 테스트 방법을 설명하는 순서도이다.

도 6은 본 발명에 따른 상관관계 테이블의 일 예를 도시한다.

도 7은 본 발명에 따른 이미지 센서의 패키지를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 반도체 테스트 장치 및 그 방법에 관련된 것이다. 보다 상세하게는 수광소자의 테스트 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(personal communication system), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로봇 등 다양한 분야에서 이미지를 받아들이는 수광소자의 수요가 증대되고 있다. 이러한 수광소자는 예를 들어, 씨모스 이미지 센서(CMOS image sensor), 포토 다이오드(photo diode), 고체촬상소자(charge coupled device; CCD), 포토 커플러(photo coupler)가 있다.

통상적으로 수많은 반도체 공정들을 통하여 완성된 수광소자는 여러 항목의 테스트를 거쳐 양품으로 판정된 것만이 패키징을 거쳐 출하된다. 수광소자는 외부의 광(light)을 수광하여 전기적 신호로 변화시키는 소자이므로, 테스트를 수행하기 위해서는 테스트 장치의 광원(light source)이 요구된다.

정확한 수광소자의 테스트를 위해서는 광원의 성능, 예를 들면 광원으로부터의 빛의 세기(intensity)(이하, 광량으로 칭함)가 일정하게 유지될 필요가 있다. 테스트를 위한 광원으로 다른 여러 조명기들(illuminators)이 사용될 경우, 각 조명기를 비교 분석하여 조명기들 사이의 차이를 보정하여 사용되어야 한다. 그러나 테스트가 진행됨에 따라 또는 시간의 흐름에 따라 광원 특성의 변화가 발생할 수 있다. 때문에, 일정 주기 또는 필요시 조명기들을 비교 분석하여, 이들 사이의 오프셋(offset) 값을 산출하고 광원을 보정하여야 하는 불편함이 있다.

종래 기술에 따르면, 하나의 웨이퍼의 수광소자들 전체를 테스트하기 전에 수광소자 중의 일부를 미리 테스트하고, 이 테스트에서 얻어진 특성 값으로 조명기를 보정(calibration)하고 실질적인 테스트를 진행한다. 하나의 웨이퍼 내에서 측정된 수광소자들의 특성에 산포(distribution)가 존재하면, 이 산포가 웨이퍼 내의 수광소자들 사이의 특성이 불균일함에 의한 것인지 조명기의 빛이 일정하지 않음에 의한 것인지 구분할 수 없다. 따라서, 조명기 자체의 상태를 파악할 필요가 있다. 이를 위하여, 조명기를 테스트 장치로부터 분리하고 조도 계측기에 부착하여 조명기의 광량을 측정한다. 이에 근거하여 조명기의 광량을 변화시켜 원하는 광량을 조사하는 조명기로 보정한다. 그러나 종래기술에 따른 보정과 실제 테스트 시의 주변환경 즉, 온도, 습도, 전압, 주변조도 등에 차이가 있을 수 있다. 측정된 광량이 수광소자의 테스트 환경과는 다른 환경에서 얻어진 것이기 때문에, 측정 신뢰도의 감소가 필연적이다. 또한, 광량의 측정을 위하여 조명기와 테스트 장치의 분리를 위하여 많은 시간이 소모되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 요구에 부응하여 수광소자의 특성을 정확하게 테스트할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수광소자의 특성을 정확하게 테스트할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 수광소자의 테스트 장치를 제공한다. 상기 테스트 장치는 수광소자의 광 특성을 측정하기 위한 프로브 카드와, 프로브 카드에 배치된 적어도 하나의 기준 수광 소자로 구성된다.

상기 수광소자는 프로브 카드에 구비된 프로브 홀 하부에 위치하고, 탐침에 의하여 프로브 카드와 전기적으로 연결되고, 상기 기준 수광소자는 프로브 홀을 포함하는 주변영역에 정의된 유효 조도영역 내에 배치된다. 프로브 카드를 향하는 빛은 유효 조도영역 내에서는 서로 평행하게 조사된다.

상기 테스트 장치는 프로브 카드 상부에 이격되어 위치하여, 기준 수광소자 및 수광소자에 광을 조사하는 조명기를 더 포함할 수 있다. 상기 조명기는, 광원과, 광원으로부터 소정 거리 이격되고 광원과 프로브 카드 사이에 배치된 광량 조절을 위한 슬릿을 포함한다.

상기 테스트 장치는 상기 조명기로부터의 광량의 조절을 제어하는 제어부와, 제어부로부터의 제어 데이터에 의하여 구동 신호를 출력하는 구동부를 더 포함한다. 상기 구동 신호는 광원의 입력전압 및 상기 슬릿의 구멍(aperture)의 크기를 조절하는 구동전압 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 광량을 설정하는 광량 설정부와, 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량을 비교하고, 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면 광원이 설정된 광량에 대응하는 광량을 갖도록 보정하는 제어 데이터를 출력하는 보정부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 제어 데이터 변화에 대한 광량 변화의 상관관계(correlation) 테이블을 저장하는 데이터 베이스를 더 포함할 수 있다. 상기 보정부는, 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면, 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 데이터 베이스의 상관관계 테이블을 재설정하여 저장한다. 이에 따라 출력되는 제어 데이터는, 상기 설정된 광량에 대응되는 입력전압의 값 및 구동전압의 값 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 테스트 장치는, 기준 광량을 측정하기 위한 기준 수광소자와, 기준 수광소자 및 테스트를 위한 수광소자에 설정된 광량을 조사하는 조명기와, 조명기로부터의 광량의 조절을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 광원의 제어를 위한 제어 데이터 변화에 대한 광량 변화의 상관관계 테이블을 획득하고 저장하는 데이터 베이스와, 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량을 비교하여 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면, 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 데이터 베이스의 상관관계 테이블을 재설정하여 저장하고, 상기 재설정된 상관관계 테이블로부터 상기 설정된 광량에 대응하는 제어 데이터를 선택하여 출력하는 보정부를 포함할 수 있다.

본 발명은 수광소자의 테스트 방법을 제공한다. 상기 테스트 방법은 수광소자의 테스트를 위한 광량을 설정하고, 광원으로부터 기준 수광소자에 소정 광량의 빛을 조사하고, 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량을 비교하여, 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면 상기 설정된 광량에 대응하는 광량을 갖도록 상기 광원을 보정하고, 보정된 광원으로부터 수광소자에 빛을 조사하여 테스트하는 것을 포함한다. 상기 광원의 보정을 위한 제어 데이터 변화에 대한 상기 광량 변화의 상관관계 테이블을 준비하는 것이 더 포함될 수 있다.

상기 제어 데이터는, 광원의 입력전압의 값 및 광원의 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 구동전압의 값 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 광원의 보정은, 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 상관관계 테이블을 재설정하여 저장하는 것에 의하여 이루어진다. 상기 광량 변화는 전압을 변경한 상태에서, 슬릿의 구멍의 크기를 연속적으로 변화시키는 것에 의한다.

상기 광원의 보정은, 상관관계 테이블로부터 상기 설정된 광량의 빛에 대응되는 상기 입력전압 및 상기 슬릿의 구멍의 크기에 대한 제어 데이터를 선택하여, 입력전압 및 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 것에 의하여 이루어진다.

상기 기준 수광소자는 복수개로, 이들 중 적어도 하나는 일정 파장의 빛만을 조사받을 수 있다. 이에 따라, 적색, 녹색, 청색 및 백색을 구분하여 각각의 광량을 측정할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 수광소자는 씨씨디(CCD)와 씨모스 이미지 센서를 포함한다. 이하에서는 본 발명의 수광소자로 씨모스 이미지 센서(이하, 이미지 센서로 약칭한다.)를 예시하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 그대로 씨씨디에도 적용될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 사용되는 이미지 센서의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 이미지 센서(11)들이 반도체 웨이퍼(10) 상에 형성되어 있다. 상기 이미지 센서(11)는 액티브 픽셀 센서부(11a)와 주변 회로부(11b)로 구성된다.

액티브 픽셀 센서부(11a)는 2차원적으로 배열된 다수의 단위 화소를 포함한다. 다수의 단위 화소들은 광학 영상을 전기 신호로 변환하는 역할을 한다. 각각의 단위 화소들은 포토다이오드, 트랜스퍼 게이트, 리셋 게이트, 선택 게이트, 드라이브 게이트 등을 구비하고 있다.

주변 회로부(11b)는 타이밍 제너레이터(timing generator), 로우 디코더(row decoder), 로우 드라이버(row driver), 래치부(latch) 및 컬럼 디코더(column decoder) 등의 디지털 회로와 상관 이중 샘플러(correlated double sampler: CDS), 아날로그 디지털 컨버터(analog to digital converter: ADC) 등의 아날로그 회로로 구성되어 있다. 주변 회로부는 외부장치의 구동신호에 따라 영상 신호를 출력한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수광소자의 테스트 장치(100)를 설명하기 위한 개략도이다.

도 2를 참조하면, 이 테스트 장치(100)는 수광소자, 예컨대 이미지 센서의 광 특성을 측정하기 위한 프로브 카드(probe card, 110), 상기 프로브 카드(110)로부터 이격되어 프로브 카드에 빛을 조사하는 조명기(illuminator, 120), 상기 조명 기로부터의 광량을 조절하기 위하여 조명기로 구동 신호를 출력하는 구동부(130), 및 상기 구동부(130) 및 상기 프로브 카드(110)의 테스트를 제어하기 위한 제어부(140)로 구성된다.

상기 프로브 카드(110)는 프로브 홀(111)을 구비하고, 상기 프로브 홀(111) 주변에 적어도 하나의 기준 수광소자(112)가 배치된다. 상기 기준 수광소자(112)는 씨모스 이미지 센서, 포토다이오드, 고체촬상소자, 또는 포토 커플러일 수 있다. 상기 기준 수광소자(112)는 광원의 특성 변화를 측정하는 기준이 되기 때문에, 양품의 수광소자를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 기준 수광소자(112)는 상기 프로브 카드(110) 상부에 이격되어 형성될 수도 있고, 상기 프로브 카드(110) 상 또는 내에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 기준 수광소자(112)는 상기 프로브 카드(110)에 상부에 고정되어 부착된다. 테스트 대상인 이미지 센서(11)들이 형성된 반도체 웨이퍼(10)가 상기 프로브 카드(110)로부터 소정의 거리를 두고 상기 프로브 홀(111)의 하부에 배치된다. 상기 프로브 카드(110)와 상기 웨이퍼(10)의 이미지 센서들(11)은 탐침들(113)에 의해 전기적으로 연결된다.

상기 조명기(120)는 상기 프로브 카드의 상부에 이격되도록 위치하며, 이미지 센서의 테스트에 사용하기 위한 광원(light source, 121), 슬릿(122) 및 복수개의 렌즈들(123)을 구비한다. 상기 광원(121)으로부터 조사된 빛은 복수개의 렌즈들(123)을 거치면서 광로가 서로 평행한 평행광(124)으로 된다. 상기 평행광(124)은 상기 프로브 홀(111)을 통하여 이미지 센서들(11)이 형성된 반도체 웨이퍼(10) 위에 조사된다. 슬릿(122)은 광원(121)으로부터 소정 거리 이격되고 광원과 상기 프 로브 카드(110) 사이에 배치된다. 상기 조명기로부터의 광량 즉, 빛의 세기는 광원에 인가되는 입력전압과, 상기 슬릿(122)의 구멍(aperture, 122a)의 크기에 의하여 조절된다. 또한 상기 조명기는 광량 조절을 위한 필터(ND filter)와 컬러 필터 등이 추가로 설치될 수 있다.

상기 구동부(130)는 상기 제어부(140)의 제어에 의하여, 조명기(120)에 공급되는 구동 신호를 출력한다. 상기 구동 신호는 상기 광원에 입력되는 입력전압 또는 상기 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 구동전압일 수 있다. 상기 입력전압에 의하여 광원 자체의 광량이 조절되며, 예컨대 약 24V 일 수 있다. 상기 구동전압에 의하여 구동되는 정밀 구동장치(미도시) 예를 들면, 스텝모터에 의하여 상기 슬릿(122)의 구멍(122a)의 크기가 변경될 수 있으며, 이에 의하여 조명기로부터 조사되는 광량의 크기가 조절된다. 조명기로부터 조사되는 빛의 광량은 일정한 입력전압 하에서 슬릿의 구멍의 크기를 연속적으로 변경함에 의하여, 조절될 수 있다. 한편, 상기 입력전압을 약간, 예컨대 0,5V 혹은 그 이상 변경한 상태에서 슬릿의 구멍의 크기를 변경함에 의하여, 동일한 광량을 갖는 다른 조건의 조명기가 설정될 수도 있다.

상기 제어부(140)는 주제어부(141), 테스트에 필요한 광량을 설정하는 광량 설정부(142), 상기 구동부(130)에 제어 데이터를 출력하는 보정부(143), 및 데이터 베이스(DB, 144)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 보정부(143)는 상기 기준 수광소자(112)에 조사된 광량과 상기 광량 설정부(142)에서 설정된 광량을 비교하여 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면, 상기 조명기가 상기 설정된 광량에 대응하는 광량을 조사하도록 보정하는 제어 데이터를 출력한다. 상기 제어 데이터는 상기 광원의 입력전압의 값 및 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 구동전압의 값 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 데이터 베이스(144)는 상기 제어 데이터 변화에 대한 상기 광량 변화의 상관관계 테이블을 저장한다. 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면, 상기 보정부(143)는 상기 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 상기 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 상기 데이터 베이스(144)의 상기 상관관계 테이블을 재설정하여 저장하고, 상기 재설정된 상관관계 테이블로부터 상기 설정된 광량에 대응하는 제어 데이터를 선택하여 출력한다. 주제어부(141)는 광량 설정부(142), 보정부(143), 및 데이터 베이스(DB, 144)를 제어할 뿐만 아니라, 상기 프로브 카드(110)가 상기 조명기로부터 조사되는 빛에 노출된 이미지 센서의 전기적 특성을 측정하여 테스트를 수행하도록 한다.

한편, 상기 기준 수광소자(112)는 상기 조명기로부터 조사되는 빛을 받아들이고, 받아들여진 빛은 상기 기준 수광소자(112)와 상기 제어부(140) 사이에 연결된 컨버터(150)를 통하여 전압 또는 주파수 값으로 변환될 수 있다. 즉, 상기 컨버터는 광량을 전압으로 변환하는 광-전압 컨버터(light to voltage converter) 또는 광량을 주파수로 변환하는 광-주파수 컨버터(light-frequency converter)일 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 수광소자의 테스트 장치를 구성하는 프로브 카드(110)의 예들이다.

도 3a를 참조하면, 빛이 통과하는 프로브 홀(111)이 프로브 카드(110)에 형 성되어 있다. 이 프로브 홀(111)은 장방형의 개구(oblonged opening)를 가질 수 있다. 상기 프로브 홀(111)을 포함하는 주변영역이 유효 조도영역(effective illumination area, 125)으로 정의될 수 있다. 상기 유효 조도영역(125)은 조명기로부터 조사된 빛이 서로 평행하고, 상기 프로브 카드(110)의 표면에 수직으로 조사되는 영역을 의미한다. 유효 조도영역에서는 동일한 조건의 빛이 균일하게 조사된다. 상기 유효 조도영역은 상기 복수개의 렌즈들의 배치에 의하여 결정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 기준 수광소자(112)는 상기 유효 조도 영역(125) 내에 배치된다.

도 3b를 참조하면, 복수개의 기준 수광소자들(112)이 상기 프로브 홀(111)을 중심으로 양쪽에 서로 마주보며 평행하게 배치된다. 복수개의 기준 수광소자들(112)은 상기 프로브 카드의 상기 유효 조도 영역(125) 내에 배치될 수 있다. 복수개의 기준 수광소자들(112)이 사용되므로, 기준 수광소자들(112)에 측정된 광량 값을 평균하여 사용할 수 있어 테스트 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 사용되는 도중 일부의 기준 수광소자들에 문제가 생겨도, 나머지 기준 수광소자들을 활용할 수 있으므로, 테스트가 문제없이 진행될 수 있다.

본 발명은, 도 3a 내지 도 3b에 예시한 구조로 한정되는 것은 아니며, 기준 수광소자(112)는 상기 유효 조도 영역(125) 내에서 여러 형태로 배치될 수 있다.

도 4는 상기 기준 수광소자(112)로 양품의 이미지 센서를 사용하여 측정한 광량에 대한 광-주파수의 그래프이다. 도 4를 참조하면, 1 룩스(lux) 이하의 작은 광량에서도 일정한 상관관계를 갖는 결과를 보인다. 통상의 경우 수만 룩스 이상의 광량이 필요한 것을 감안하면, 높은 정밀도를 요구하는 저조도의 광량에서도 종래의 고가의 조도 계측기를 사용하지 않고도 고품질의 기준 수광소자를 얻을 수 있다. 도시된 그래프에서는 동일한 조건하에서 3개의 이미지 센서가 사용되었으며, 모두 거의 동일한 결과를 보인다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광소자의 테스트 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5a를 참조하면, 상기 조명기(120)를 구동(on)하고(S10), 상기 제어 데이터 변화에 대한 상기 광량 변화의 상관관계 테이블을 획득하여 준비한다(S11). 상기 제어 데이터는, 상기 광원의 입력전압의 값 및 상기 슬릿의 구동전압의 값 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 상관관계 테이블은 입력전압, 구동전압, 또는 이들 모두를 연속적으로 변화함에 따라 기준 수광소자에서 측정되는 광량 값으로부터 이들 서로 간의 관계를 데이터화하여 얻어진다. 전술한 바와 같이, 상기 상관관계 테이블의 획득은 테스트 시 반드시 필요한 것은 아니다. 즉, 이전에 획득되어 데이터 베이스에 저장된 상관관계 테이블을 그대로 사용할 수 있다.

도 6은 상기 상관관계 테이블의 일 예를 도시한다. 입력전압이 24.5 V로 고정된 상태에서 구동전압의 연속적 변화에 따라, 광량이 일정하게 증가하는 양상을 갖는다. 상관관계 테이블은 도 6과 같이, 선형적으로(linearly) 증가하는 양상뿐만 아니라 다양한 양상을 가질 수 있지만, 제어 데이터와 광량 사이의 일정한 관계가 정하여지는 것으로 족하다.

이미지 센서의 테스트를 위한 광량을 설정한다(S12). 상기 광량의 설정은 제 어부(140)의 광량 설정부(142)를 통하여 수행될 수 있다. 예컨대, 이미지 센서 테스트의 종류 및 방법에 따라 다른 광량이 필요할 수 있으므로, 상기 조명기가 이에 상응하는 광량의 빛을 조사하도록 광량이 설정된다.

상기 조명기의 광원(121)으로부터 프로브 카드(110)에 배치된 기준 수광소자(112)에 빛을 조사하고(S13), 상기 기준 수광소자(112)에 조사된 광량을 측정하여(S14), 상기 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량을 비교한다(S15). 비교 결과, 상기 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량의 차이가 정하여진 범위 이내이면, 즉, 정상이면, 기준 수광소자에 조사된 빛을 이용하여, 테스트 대상인 이미지 센서에 빛을 조사하고(S16), 상기 이미지 센서에 대한 테스트를 진행한다(S17). 단계 S13과 S16에서의 빛의 조사는 실질적으로는 동시에 수행될 수 있다. 테스트를 수행하는 항목은 이미지 센서의 다이나믹 레인지(dynamic range), 감도(sensitivity), 잡음(noise) 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 수광소자는 상기 프로브 카드에 구비된 프로브 홀 하부에 위치하여 탐침에 의해 상기 프로브 카드와 전기적으로 연결되고, 상기 기준 수광소자는 상기 프로브 카드에 배치될 수 있다. 상기 빛은, 상기 프로브 홀을 포함하는 주변영역에 정의된 유효 조도영역 내에서 평행하게 조사되고, 상기 기준 수광소자는 기 유효 조도영역 내에 배치된다.

다음으로, 테스트 결과로부터 나온 데이터를 근간으로 하여 이미지 센서의 양품 여부를 판정한다(S18). 상기 양품으로 판정받은 이미지 센서는 패키지를 진행하고(S19). 불량품인 경우는 재작업을 통하여 수리하거나 폐기 처분한다(S20).

상기 단계 S15에서, 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량의 차이가 상기 정하여진 범위보다 크면, 오류로 판정하여 상기 설정된 광량에 대응하는 광량을 갖도록 상기 조명기를 보정하여야 한다. 이하 보정 방법이 설명된다.

오류로 판정되면, 상기 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 상기 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 상기 상관관계 테이블을 재설정하여 데이터 베이스에 저장한다(S21). 이 단계에서의 저장에 의하여, 데이터 베이스가 저장하고 있던 상관관계 테이블을 폐기되고, 새로운 상관관계 테이블로 업데이트(update) 된다. 상기 상관관계 테이블은 단계 S11에서와 동일하게, 입력전압, 구동전압, 또는 이들 모두를 연속적으로 변화함에 따라 기준 수광소자에서 측정되는 광량 값으로부터 이들 서로 간의 관계를 데이터화하여 얻어진다. 예컨대, 상기 상관관계 테이블은 전과 동일한 입력전압 하에서 슬릿의 구멍의 크기를 연속적으로 변화함에 의하여 얻어질 수 있다. 그러나 입력전압의 변화없이 얻어진 상관관계 테이블은 동일한 오류 판정을 유발할 수 있으므로, 약간 변경된 입력전압 하에서 상기 구동전압의 변경에 의하여 상기 슬릿의 구멍의 크기를 연속적으로 변화시키는 것에 따라서 상기 기준 수광소자에서 광량 변화를 측정하여, 상기 상관관계 테이블이 얻어질 수 있다. 상기 입력전압의 변경은, 예컨대 24.5 V에서 0.5 V 정도 증가 또는 감소시키는 것일 수 있다.

상기 재설정된 상관관계 테이블로부터 상기 설정된 광량의 빛에 대응되는 상기 입력전압 및 상기 구동전압에 대한 상기 제어 데이터를 선택하여, 상기 입력전압 및 상기 슬릿의 구멍의 크기를 조절함으로써, 조명기를 보정한다(S22).

단계 S22에서 보정된 조명기로부터 조사되는 빛을 사용하여 S13 이후의 단계를 수행한다. 즉, 기준 수광소자에 빛을 조사하고, 기준 수광소자에 조사된 광량을 측정하여 설정된 광량과 비교한다. 비교 결과에 따라 오류 또는 정상을 판단하고 재보정 또는 테스트 단계가 수행될 수 있다. 단계 S15에서의 설정된 광량과 측정 광량의 비교에서, 여전히 차이가 있어 오류로 판정될 수 있다. 이 경우, 단계 S15에서 정상으로 판정될 때가지 단계 S21 및 단계 S22를 반복한다.

전술한 바와 같이, 상기 조명기를 보정하는 것은, 테스트가 수행되는 도중에 실시간으로 수행될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 테스트의 수행 전에 한번 씩 보정이 수행될 수도 있다.

도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수광소자의 테스트 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 수광소자의 테스트 방법은 상관관계 테이블의 재설정 및 보정의 단계 후에 단계 S13 내지 S15를 수행하지 않고 곧바로 단계 S16을 수행한다. 상관관계 테이블을 재설정하고 조명기를 보정한 것이므로, 특별한 경우를 제외하면 설정된 광량과 기준 수광소자에 조사된 광량에 차이가 발생하지 않을 것을 예상한 것이다.

전술한 실시예들에서는 기준 수광소자를 이용한 광량의 측정이 백색광에 대하여만 수행되었으나, 다수의 파장이 구분되어 측정될 수도 있다. 본 발명의 변형예에 의하면, 도 3b와 같이 배치된 복수개의 기준 수광소자들 중, 세개의 기준 수광소자의 상부에는 각각 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터가 배치되고, 나머지에는 컬러필터가 배치되지 않을 수 있다. 이에 따라, 각 파장 별 광량이 동시에 측정되어 조명기로부터의 빛의 변화를 보다 구체적으로 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이, 테스트를 통해 양품으로 판정된 이미지 센서에 대해, 패키지 공정을 진행하게 된다. 도 7은 본 발명에 따른 이미지 센서의 패키지를 설명하기 위한 단면도이다.

도 7을 참조하면, 하우징 키트(21)에 결합된 렌즈(22)를 통한 화상(image)은 적외선 필터(23)를 거쳐 이미지 센서(11)에 도달된다. 이미지 센서(11)는 잠자리의 겹눈과 같은 원리로, 화상(image)의 각 부분의 화소를 분리하여 데이터화한다. 이 데이터 값들은 화상 처리용 반도체 칩(24)을 통하여 처리된다. 이렇게 처리된 데이터 값의 전기적 신호는 인쇄 회로기판(printed circuit board; PCB, 25)의 저항 및 커패시터와 같은 각 수동소자(26)를 거쳐 마더보드(30)의 메모리(31)에 저장되고, 이 데이터 값은 디스플레이(32)를 통해서 화상으로 재현된다. 이미지 센서(11)와 마더보드(30)는 통상적으로 플렉서블 인쇄 회로기판(flexible printed circuit board; FPCB, 27)을 통해 연결함으로써 이미지 센서의 패키지가 완성된다. 한편, 상기 이미지 센서(11)와 반도체 칩(24)은 와이어(28a, 28b)를 통하여 상기 인쇄회로기판(25)의 접촉 패드들(29a, 29b)에 연결된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이미지 센서 테스트 장치, 테스트 방법 및 그의 제조 방법에 의하면, 조명기로부터의 빛이 항상 일정한 특성을 유지하게 되어, 정확하게 이미지 센서를 테스트할 수 있고, 테스트 장치의 보정 시간 등을 절 약할 수 있다.

종래 기술에 의하면 조명기가 보정되지 않은 상태에서 테스트가 수행되어 불량인 상태로 출하될 수도 있으며 수율이 저하되는 문제가 있었으나, 본 발명에 의하면, 실시간으로 조명기의 상태가 감시되고 보정되므로 수율을 향상시킬 수 있다. 더구나 조명기에 대한 실시간의 보정으로, 광원의 사용 수명이 연장될 수 있다. 또한, 조명기 보정시의 측정환경 변화에 기인하는 오차가 최소화될 수 있다.

Claims

수광소자의 광 특성을 측정하기 위한 프로브 카드; 및

상기 프로브 카드에 배치된 적어도 하나의 기준 수광소자를 포함하는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 수광소자는 상기 프로브 카드에 구비된 프로브 홀 하부에 위치하고, 탐침에 의하여 상기 프로브 카드와 전기적으로 연결되는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 기준 수광소자는 상기 프로브 홀을 포함하는 주변영역에 정의된 유효 조도 영역 내에 배치되되, 상기 유효 조도 영역 내에서는 상기 프로브 카드를 향하는 빛이 평행하게 조사되는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 프로브 카드 상부에 소정의 거리를 두고 위치하여, 상기 기준 수광소자 및 상기 수광소자에 광을 조사하는 조명기를 더 포함하되;

상기 조명기는,

광원과, 상기 광원으로부터 소정 거리 이격되고 상기 광원과 상기 프로브 카 드 사이에 배치된 광량 조절을 위한 슬릿을 포함하는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 기준 수광소자는 빛의 광량을 전압 또는 주파수 값으로 변환하는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 조명기로부터의 광량의 조절을 제어하는 제어부; 및

상기 제어부로부터의 제어 데이터에 의하여 구동 신호를 출력하는 구동부를 더 포함하되;

상기 구동 신호는 상기 광원의 입력전압 및 상기 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 구동전압 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 6에 있어서,

상기 제어부는,

상기 광량을 설정하는 광량 설정부; 및

상기 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량을 비교하고, 상기 조사된 광량과 상기 기준 광량에 차이가 있으면 상기 광원이 상기 설정된 광량에 대응하는 광량을 갖도록 보정하는 상기 제어 데이터를 출력하는 보정부를 포함하는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 제어부는, 상기 제어 데이터 변화에 대한 상기 광량 변화의 상관관계 테이블을 저장하는 데이터 베이스를 더 포함하되,

상기 보정부는, 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면, 상기 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 상기 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 상기 데이터 베이스의 상기 상관관계 테이블을 재설정하여 저장하는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 8에 있어서,

상기 출력되는 제어 데이터는, 상기 설정된 광량에 대응되는 상기 입력전압의 값 및 상기 구동전압의 값 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수광소자의 테스트 장치.
기준 광량을 측정하기 위한 기준 수광소자;

상기 기준 수광소자 및 테스트를 위한 수광소자에 설정된 광량을 조사하는 조명기; 및

상기 조명기로부터의 광량의 조절을 제어하는 제어부를 포함하되,

상기 제어부는,

상기 광원의 제어를 위한 제어 데이터 변화에 대한 상기 광량 변화의 상관관계 테이블을 획득하고, 저장하는 데이터 베이스; 및

상기 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량을 비교하여 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면, 상기 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 상기 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 상기 데이터 베이스의 상기 상관관계 테이블을 재설정하여 저장하고, 상기 재설정된 상관관계 테이블로부터 상기 설정된 광량에 대응하는 제어 데이터를 선택하여 출력하는 보정부를 포함하는 수광소자의 테스트 장치.
청구항 10에 있어서,

상기 제어 데이터는 상기 광원의 입력전압의 값 및 상기 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 구동전압의 값 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수광소자의 테스트 장치.
수광소자의 테스트를 위한 광량을 설정하고;

조명기로부터 기준 수광소자에 소정 광량의 빛을 조사하고;

상기 기준 수광소자에 조사된 광량과 상기 설정된 광량을 비교하여, 상기 조사된 광량과 상기 설정된 광량에 차이가 있으면 상기 설정된 광량에 대응하는 광량을 갖도록 상기 광원을 보정하고; 그리고

상기 보정된 조명기로부터 수광소자에 빛을 조사하여 테스트하는 것을 포함하는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 조명기의 보정을 위한 제어 데이터 변화에 대한 상기 광량 변화의 상관관계 테이블을 준비하는 것을 더 포함하는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 13에 있어서,

상기 제어 데이터는, 상기 광원의 입력전압의 값 및 상기 광원의 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 구동전압의 값 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 13에 있어서,

상기 조명기를 보정하는 것은,

상기 제어 데이터 변화에 따라 변화되는 상기 광량을 새롭게 획득하고, 이로부터 상기 상관관계 테이블을 재설정하여 저장하는 것을 포함하는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 15에 있어서,

상기 광량 변화는 상기 전압을 변경한 상태에서, 상기 슬릿의 구멍의 크기를 연속적으로 변화시키는 것에 의한 것인 수광소자의 테스트 방법.
청구항 16에 있어서,

상기 조명기를 보정하는 것은,

상기 상관관계 테이블로부터 상기 설정된 광량의 빛에 대응되는 상기 광원의 입력전압 및 상기 슬릿의 구멍의 크기에 대한 상기 제어 데이터를 선택하여, 상기 입력전압 및 상기 슬릿의 구멍의 크기를 조절하는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 수광소자는 상기 프로브 카드에 구비된 프로브 홀 하부에 위치하여 탐침에 의해 상기 프로브 카드와 전기적으로 연결되고, 상기 기준 수광소자는 상기 프로브 카드에 배치되는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 18에 있어서,

상기 빛은, 상기 프로브 홀을 포함하는 주변영역에 정의된 유효 조도영역 내에서 평행하게 조사되는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 기준 수광소자는 상기 유효 조도영역 내에 배치되는 수광소자의 테스트 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 기준 수광소자는 복수개로, 이들 중 적어도 하나는 일정 파장의 빛만을 조사받는 수광소자의 테스트 방법.