KR101516067B1 - 폴링시스템 및 이를 이용한 폴링방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 폴링 시스템은 상부전극 및 하부전극을 포함하는 개별소자를 포함하고, 상기 개별소자가 복수개 어레이되고, 상기 개별소자의 상부전극은 각각 직렬로 연결되어 상부전극부가 형성되고, 상기 상부전극부는 복수개가 어레이되고, 상기 개별소자의 하부전극은 각각 직렬로 연결되어 하부전극부가 형성되고, 상기 하부전극부는 복수개가 어레이된 매트릭스 소자와, 복수개가 어레이된 상기 상부전극부에 각각 연결된 상부 스위치와, 복수개가 어레이된 상기 하부전극부에 각각 연결된 하부 스위치와, 상기 상부전극 및 하부전극에 각각 전압을 인가하는 폴링을 수행하는 폴링부를 포함한다.

Description

폴링시스템 및 이를 이용한 폴링방법 {Polling System and Polling Method using the same}
본 발명은 폴링시스템 및 이를 이용한 폴링방법에 관한 것이다.
최근, 관성센서는 인공위성, 미사일, 무인 항공기 등의 군수용으로부터 에어백(Air Bag), ESC(Electronic Stability Control), 차량용 블랙박스(Black Box) 등 차량용, 캠코더의 손떨림 방지용, 핸드폰이나 게임기의 모션 센싱용, 네비게이션용 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
이러한 관성센서는 가속도와 각속도를 측정하기 위해서, 일반적으로 멤브레인(Membrane) 등의 탄성 기판에 질량체를 접착시킨 구성을 채용하고 있다. 상기 구성을 통해서, 관성센서는 질량체에 인가되는 관성력을 측정하여 가속도를 산출하거나, 질량체에 인가되는 코리올리힘을 측정하여 각속도를 산출할 수 있는 것이다.
구체적으로, 관성센서를 이용하여 가속도와 각속도를 측정하는 방식을 살펴보면 다음과 같다. 우선, 가속도는 뉴턴의 운동법칙 "F=ma" 식에 의해 구할 수 있으며, 여기서, "F"는 질량체에 작용하는 관성력, "m"은 질량체의 질량, "a"는 측정하고자 하는 가속도이다. 이중, 질량체에 작용하는 관성력(F)을 감지하여 일정값인 질량체의 질량(m)으로 나누면, 가속도(a)를 구할 수 있다. 또한, 각속도는 코리올리힘(Coriolis Force) "F=2mΩ×v" 식에 의해 구할 수 있으며, 여기서 "F"는 질량체에 작용하는 코리올리힘, "m"은 질량체의 질량, "Ω"는 측정하고자 하는 각속도, "v"는 질량체의 운동속도이다. 이중, 질량체의 운동속도(v)와 질량체의 질량(m)은 이미 인지하고 있는 값이므로, 질량체에 작용하는 코리올리힘(F)을 감지하면 각속도(Ω)를 구할 수 있다.
한편, 선행기술문헌을 포함한 종래기술에 따른 관성센서 중 압전소자(piezo-electric element)를 이용할 경우, 상기 압전소자는 전압이 인가되면 변형이 발생하고 반대로 외부에서 힘이 인가되면 전하가 발생하는 특징으로 인해 각종 액츄에이터, 센서등에 다양하게 이용되고 있는 실정이다. 또한, 압전소자는 Aln, ZnO, quartz등 다양한 재료들이 있으나, 압전상수가 큰 PZT가 다양한 분야에서 많이 사용되고 있다.
그리고 압전소자는 그 특성을 향상시키기 위해 대부분 소자제조 후 동작되기 전에 폴링(poling)단계를 거치는데, 이는 온도와 전압을 인가하여 압전특성을 향상시키기 위한 것이다.
그러나, 폴링공정시 개별적으로 폴링을 수행할 경우 생산성이 저하되고, 복수의 소자를 한번에 폴링할 경우, 불량소자에 의해 정확하고 효율적인 폴링이 구현되지 못하는 문제점을 지니고 있다.
US 2012-0125096
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 관점은 매트릭스(matrix) 소자의 각각 개별소자에 대하여 전기적 특성의 측정하여, 불량소자의 검출이 가능하고, 상부 스위치와 하부 스위치를 통해 불량소자에만 과전압을 인가하여 버닝(burning)시켜 불량소자를 제거한 후, 매트릭스 소자 전체에 폴링을 수행함에 따라 정확한 폴링이 가능하고, 웨이퍼 내 전체 소자의 수율이 향상된 폴링시스템, 이를 이용한 폴링방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 폴링 시스템은 상부전극 및 하부전극을 포함하는 개별소자를 포함하고, 상기 개별소자가 복수개 어레이되고, 상기 개별소자의 상부전극은 각각 직렬로 연결되어 상부전극부가 형성되고, 상기 상부전극부는 복수개가 어레이되고, 상기 개별소자의 하부전극은 각각 직렬로 연결되어 하부전극부가 형성되고, 상기 하부전극부는 복수개가 어레이된 매트릭스 소자와, 복수개가 어레이된 상기 상부전극부에 각각 연결된 상부 스위치와, 복수개가 어레이된 상기 하부전극부에 각각 연결된 하부 스위치와, 상기 상부전극 및 하부전극에 각각 전압을 인가하는 폴링을 수행하는 폴링부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폴링 시스템에 있어서, 직렬 연결된 상기 상부전극부과 직렬 연결된 상기 하부전극부는 서로 직교하도록 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폴링 시스템에 있어서, 상기 상부 스위치 및 상기 하부 스위치에 연결되고, 상기 폴링부의 전압인가시 상기 상부 스위치 및 하부 스위치의 On 및 Off를 선택적으로 제어하기 위한 스위치 제어부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폴링 시스템에 있어서, 상기 폴링부 및 스위치 제어부에 연결되고, 폴링 및 버닝을 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폴링 시스템에 있어서, 상기 폴링부는 불량소자로 검출된 개별소자에만 상부 스위치 및 하부스위치에 통해 과전압을 인가하여 버닝시킨다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폴링 시스템에 있어서, 상기 폴링부는 불량소자로 검출된 개별소자에만 상부 스위치 및 하부스위치에 통해 과전압을 인가하여 버닝시킨다.
본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 폴링방법은 (A) 상부전극과 하부전극을 연결하여 그루핑하고, 그루핑된 상부전극과 하부전극을 복수개로 어레이하여 매트릭스 소자를 형성하는 매트릭스 소자 형성단계와, (B) 상기 매트릭스 소자의 그루핑되고 복수개로 어레이된 상부전극에 각각 상부 스위치를 연결하고, 그루핑 되고 복수개로 어레이된 하부전극에 각각 하부 스위치를 연결하고, 개별소자에 대한 전기적 특성을 측정하는 개별소자의 전기적 특성 측정단계와, (C) 검출된 불량소자에만 개별적으로 과전압을 인가하여 버닝시키는 불량소자에 개별적으로 전압 인가단계와, (D) 불량소자가 제거되어 정상화된 전체 매트릭스 소자에 폴링을 수행하는 매트릭스 소자 폴링단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 폴링방법에 있어서, (C) 단계에서, 그루핑되고 복수개로 어레이된 상기 상부전극 및 그루핑 되고 복수개로 어레이된 하부전극에 각각 연결된 복수의 상부 스위치 및 복수의 하부 스위치를 선택 조작하여 불량소자에만 과전압을 인가한다.
또한, 본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 폴링방법에 있어서, (B) 단계에서, 상기 개별소자의 전기적 특성은 저항, 전류, 유전상수 및 tangent loss일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 폴링방법에 있어서, (D) 단계에서, 복수의 상부 스위치 및 복수의 하부 스위치를 전부 On시키고 전체 매트릭스 소자에 폴링을 수행한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 매트릭스 소자의 각각 개별소자에 대하여 전기적 특성의 측정하여, 불량소자의 검출이 가능하고, 상부 스위치와 상기 하부 스위치를 통해 불량소자에만 과전압을 인가하여 버닝(burning)시켜 불량소자를 제거한 후, 매트릭스 소자 전체에 폴링을 수행함에 따라 정확한 폴링이 가능하고, 웨이퍼 내 전체 소자의 수율이 향상된 폴링시스템, 이를 이용한 폴링방법을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴링시스템을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 도 1에 도시한 폴링시스템을 이용한 폴링방법을 개략적으로 도시한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 일실시예에 따른 폴링방법을 개략적으로 도시한 순서도.
도 4는 도 1에 도시한 폴링시스템을 이용하여 폴링공정을 실시하는 과정을 개략적으로 도시한 사용상태도.
도 4는 도 1에 도시한 폴링시스템을 이용하여 폴링공정을 실시하는 과정을 개략적으로 도시한 것으로, 도 4의 (a)는 불량소자 제거고정을 개략적으로 도시한 공정도, 도 4의 (b)는 매트릭스 소자 폴링공정을 개략적으로 도시한 공정도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴링시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다. 도시한 바와 같이, 상기 폴링시스템(100)은 매트릭스(matrix) 소자(110), 상부 스위치(120), 하부 스위치(130), 스위치 제어부(140), 폴링부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 매트릭스 소자(110)는 상부전극(111) 및 하부전극(112)을 포함하는 복수의 개별소자를 포함한다. 그리고 상기 개별소자가 복수개 어레이되고, 상기 개별소자의 상부전극은 각각 직렬로 연결되어 상부전극부(111a)가 형성되고, 상기 상부전극부(111a)는 복수개가 어레이된다.
그리고 상기 개별소자의 하부전극은 각각 직렬로 연결되어 하부전극부(112a)가 형성되고, 상기 하부전극부(112a)는 복수개가 어레이된다.
또한, 직렬 연결된 상부전극부(111a)과 직렬 연결된 하부전극부(112a)는 서로 직교하도록 연결될 수 있다. 또한 직렬 연결되어 그루핑된 상기 상부전극부와 직렬 연결되어 그루핑된 하부전극부는 복수개가 어레이되어 매트릭스 소자(110)를 형성한다.
그리고 상기 상부 스위치(120)는 복수개가 연결되고, 어레이된 상부전극부(111a)에 각각 연결된다.
그리고, 상기 하부 스위치(130)는 복수개가 연결되고, 어레이된 하부전극(112a)에 각각 연결된다.
그리고 상기 상부 스위치(120)와 상기 하부 스위치(130) 각각 스위치 제어부(140)에 연결되고, 상기 스위치 제어부(140)는 상기 매트릭스 소자(110)의 상부전극(111) 및 하부전극(112)에 각각 연결된 상기 상부 스위치(120)와 상기 하부 스위치(130)의 온(On) 및 오프(Off)를 제어한다.
또한, 상기 매트릭스 소자(110)는 각각의 개별소자가 상부전극 및 하부전극으로 각각 연결됨에 따라 개별소자의 전기적 특성 예를들어, 저항, 전류, 유전상수, tangent loss 등의 측정이 가능하게 된다.
다음으로, 상기 폴링부(150)는 매트릭스 소자(110)에 전압을 인가하여 폴링을 수행하거나, 전기적 특성의 측정을 통해 검출된 불량소자에 과전압을 인가하여 버닝(burning)을 수행한다.
그리고 상기 제어부(160)는 스위치 제어부(140) 및 폴링부(150)에 연결되어 폴링 및 버닝을 제어한다.
상기한 바와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 폴링시스템(100)은 매트릭스 소자(110)의 각각 개별소자에 대하여 전기적 특성의 측정이 가능함에 따라, 개별소자의 불량검출이 가능하고, 상기 상부 스위치(120)와 상기 하부 스위치(130)를 통해 검출된 불량소자에만 과전압을 인가하여 버닝(burning)시켜 불량소자와 연결된 그룹을 정상화시킨 후, 상기 매트릭스 소자(110) 전체에 폴링을 수행할 수 있게 된다.
도 2는 도 1에 도시한 폴링시스템을 이용한 폴링방법을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 폴링방법은 상부전극 및 하부전극을 그루핑하여 매트릭스 소자를 형성하고, 상기 매트릭스 소자중에 불량부를 검출하고, 상기 검출된 불량부를 제거하고, 전체 매트릭스 소자에 대하여 폴링을 수행한다.
도 3은 본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 일실시예에 따른 폴링방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도시한 바와 같이, 상기 폴링방법(S100)은 매트릭스 소자 형성단계(S110), 개별소자의 전기적 특성 측정단계(S120), 불량소자에 개별적으로 전압 인가단계(S130), 및 매트릭스 소자 폴링단계(S140)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 매트릭스 소자 형성단계(S110)는 상부전극과 하부전극으로 그루핑하고, 그루핑된 상부전극과 하부전극을 복수개로 어레이하여 매트릭스 소자를 형성한다.
그리고 상기 개별소자의 전기적 특성 측정단계(S120)는 그루핑된 상기 매트릭스 소자의 개별소자에 대하여 전기적 특정을 측정하여 불량소자를 검출한다.
그리고 불량소자에 개별적으로 전압 인가단계(S130)는 검출된 불량소자에만 개별적으로 과전압을 인가하여 버닝시키고 이에 따라 불량소자를 제거하는 방법으로 그루핑된 상부전극 또는 하부전극을 정상화시킨다.
그리고 상기 매트릭스 소자 폴링단계(S140)는 불량소자가 제거되어 정상화된 전체 매트릭스 소자(110)를 폴링(S140)한다.
이와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 폴링시스템을 이용한 폴링방법은 불량소자의 검출이 가능하고 불량소자에만 과전압 인가가 가능하여 매트릭스 소자를 정상화 시킨 후, 매트릭스 소자 전체에 폴링을 수행할 수 있게 된다.
이하, 도 4를 참고하여 폴링시스템을 이용한 폴링공정에 대하여 보다 자세히 기술한다.
도 4는 도 1에 도시한 폴링시스템을 이용하여 폴링공정을 실시하는 과정을 개략적으로 도시한 것으로, 도 4의 (a)는 불량소자 제거고정을 개략적으로 도시한 공정도이고, 도 4의 (b)는 매트릭스 소자 폴링공정을 개략적으로 도시한 공정도이다.
보다 구체적으로, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 폴링시스템(100)은 매트릭스 소자(110), 상부 스위치(120), 하부 스위치(130), 스위치 제어부(140), 폴링부(150) 및 제어부(160)를 포함하고, 매트릭스 소자(110)는 상부전극(111) 및 하부전극(112)이 각각 그루핑되어 어레이되고, 상기 그루핑되어 어레이된 상부전극(111)에 상기 상부 스위치(120)가 연결되고, 상기 그루핑되어 어레이된 하부전극(112)에 상기 하부 스위치(130)이 연결된다.
또한, 상기 상부전극(111)에 연결된 상부 스위치(120)는 제1 상부 스위치(121), 제2 상부 스위치(122), 제3 상부 스위치(123), 제4 상부 스위치(124) 및 제5 상부 스위치(125)를 포함한다.
또한, 상기 하부전극(112)에 연결된 하부 스위치(130)는 제1 하부 스위치(131), 제2 하부 스위치(132), 제3 하부 스위치(133), 제4 하부 스위치(134), 제5 하부 스위치(135) 및 제6 하부 스위치(136)를 포함한다.
그리고 도 4의 (a)에 A로 도시한 개별소자가 A가 불량소자로 검출된 경우, 상기 제어부(160)는 상기 스위치 제어부(140)에 의해 개별소자인 A에 과전압을 인하하기 위해 상기 상부 스위치(120)의 제3 상부 스위치(123)과 하부 스위치(130)의 제5 하부 스위치(135)를 연결한다.
그리고 상기 폴링부(150)는 개별소자 A에 과전압을 인가한다.
또한, 도 4의 (a)에 B로 도시한 개별소자가 B가 불량소자로 검출된 경우, 상기 제어부(160)는 상기 스위치 제어부(140)에 의해 개별소자인 B에 과전압을 인하하기 위해 상기 상부 스위치(120)의 제5 상부 스위치(125)과 하부 스위치(130)의 제2 하부 스위치(132)를 연결한다.
그리고 상기 폴링부(150)는 개별소자 B에 과전압을 인가한다.
상기한 바와 같이, 매트릭스 소자(110)에서 불량소자로 검출된 개별소자에 과전압을 인가하여 버닝시켜 매트릭스 소자(110)를 정상화 시킨다.
다음으로, 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, 매트릭스 소자(110) 전체에 대하여 폴링을 수행하기 위해, 상부 스위치인(120)인 제1 상부 스위치(121), 제2 상부 스위치(122), 제3 상부 스위치(123), 제4 상부 스위치(124) 및 제5 상부 스위치(125)에 대하여 ON 시키고, 하부 스위치(130)인 제1 하부 스위치(131), 제2 하부 스위치(132), 제3 하부 스위치(133), 제4 하부 스위치(134), 제5 하부 스위치(135) 및 제6 하부 스위치(136)에 대하여 ON 시킨다.
그리고, 상기 폴링부(150)는 매트릭스 소자(110) 전체에 폴링을 수행한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 폴링시스템 110 : 매트릭스 소자
111 : 상부전극 112 : 하부전극
120 : 상부 스위치 121 : 제1 상부 스위치
122 : 제2 상부 스위치 123 : 제3 상부 스위치
124 : 제4 상부 스위치 130 : 하부 스위치
131 : 제1 하부 스위치 132 : 제2 상부 스위치
133 : 제3 하부 스위치 134 : 제4 하부 스위치
135 : 제5 하부 스위치
140 : 스위치 제어부 150 : 폴링부
160 : 제어부

Claims (10)

  1. 상부전극 및 하부전극을 포함하는 개별소자를 포함하고, 상기 개별소자가 복수개 어레이되고, 상기 개별소자의 상부전극은 각각 직렬로 연결되어 상부전극부가 형성되고, 상기 상부전극부는 복수개가 어레이되고, 상기 개별소자의 하부전극은 각각 직렬로 연결되어 하부전극부가 형성되고, 상기 하부전극부는 복수개가 어레이된 매트릭스 소자;
    복수개가 어레이된 상기 상부전극부에 각각 연결된 상부 스위치;
    복수개가 어레이된 상기 하부전극부에 각각 연결된 하부 스위치;
    상기 상부전극 및 하부전극에 각각 전압을 인가하는 폴링을 수행하는 폴링부; 및
    상기 상부 스위치 및 상기 하부 스위치에 연결되고, 상기 폴링부의 전압인가시 상기 상부 스위치 및 하부 스위치의 On 및 Off를 선택적으로 제어하기 위한 스위치 제어부를 포함하는 폴링시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    직렬 연결된 상기 상부전극부과 직렬 연결된 상기 하부전극부는 서로 직교하도록 연결된 것을 특징으로 하는 폴링시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴링부 및 스위치 제어부에 연결되고, 폴링 및 버닝을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴링시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴링부는 불량소자로 검출된 개별소자에만 상부 스위치 및 하부스위치를 통해 과전압을 인가하여 버닝시키는 것을 특징으로 하는 폴링시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 폴링부는 상기 제어부에 의해 불량소자로 검출된 개별소자에만 상부 스위치 및 하부스위치를 통해 과전압을 인가하여 버닝시키는 것을 특징으로 하는 폴링시스템.
  7. 청구항 1에 따른 폴링시스템을 이용한 폴링방법으로서,
    (A) 상부전극과 하부전극을 연결하여 그루핑하고, 그루핑된 상부전극과 하부전극을 복수개로 어레이하여 매트릭스 소자를 형성하는 매트릭스 소자 형성단계;
    (B) 상기 매트릭스 소자의 그루핑되고 복수개로 어레이된 상부전극에 각각 상부 스위치를 연결하고, 그루핑 되고 복수개로 어레이된 하부전극에 각각 하부 스위치를 연결하고, 개별소자에 대한 전기적 특성을 측정하는 개별소자의 전기적 특성 측정단계;
    (C) 검출된 불량소자에만 개별적으로 과전압을 인가하여 버닝시키는 불량소자에 개별적으로 전압 인가단계; 및
    (D) 불량소자가 제거되어 정상화된 전체 매트릭스 소자에 폴링을 수행하는 매트릭스 소자 폴링단계를 포함하는 폴링방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    (C) 단계에서,
    그루핑되고 복수개로 어레이된 상기 상부전극 및 그루핑 되고 복수개로 어레이된 하부전극에 각각 연결된 복수의 상부 스위치 및 복수의 하부 스위치를 선택 조작하여 불량소자에만 과전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 폴링방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    (B) 단계에서,
    상기 개별소자의 전기적 특성은 저항, 전류, 유전상수 및 tangent loss인 것으 특징으로 하는 폴링방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    (D) 단계에서,
    복수의 상부 스위치 및 복수의 하부 스위치를 전부 On시키고 전체 매트릭스 소자에 폴링을 수행하는 것을 특징으로 하는 폴링방법.
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