KR20230024466A - 이미지 센서를 테스트하기 인터페이스 보드, 그것을 갖는 테스트 시스템, 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이미지 센서를 테스트 하기 위한 테스트 시스템은, 피검사 소자의 패드들에 접촉하는 프로브 카드, 상기 프로브 카드의 출력 신호들을 수신하는 포고 블록, 상기 포고 블록의 출력 신호들을 수신하는, 상기 수신된 신호들을 변환하고, 상기 변환된 신호들을 케이블을 통하여 출력하는 인터페이스 보드, 및 상기 인터페이스 보드에 상기 케이블을 통하여 연결되고, 상기 케이블을 통하여 수신된 신호들을 통하여 상기 피검사 소자를 테스트 하는 테스트 장치를 포함하고, 상기 인터페이스 보드는 상기 포고 블록으로부터 수신된 신호들을 증폭하고, 상기 증폭된 신호들을 상기 수신된 신호들과 동일한 주파수 신호들로 변환하고, 상기 변환된 신호들을 상기 케이블로 전송하는 액티브 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이미지 센서를 테스트하기 인터페이스 보드, 그것을 갖는 테스트 시스템, 및 그것의 동작 방법{INTERFACE BOARD FOR TESTING IMAGE SENSOR, TEST SYSTEM HAVING THE SAME, AND OPERATING METHED THEREOF}
본 발명은 이미지 센서를 테스트하기 위한 인터페이스 보드, 그것을 갖는 테스트 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서는 광학적 이미지(optical image)를 전기 신호로 변환하는 반도체 소자이다. CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서의 공정에 비해 공정이 매우 단순한 CMOS 공정을 사용하기 때문에 제조 단가를 줄일 수 있고, 신호 처리 회로와 같은 주변 회로를 단일 칩 내에 형성할 수 있는 장점이 있다. 이와 같은 특성으로 인해 CMOS 이미지 센서는 차세대 이미지 센서로서 각광을 받고 있다. CMOS 이미지 센서의 최종 출력 신호는 영상 처리부로부터 발생된다. 그러므로, CMOS 이미지 센서의 동작 특성을 테스트하기 위해서는 최종 출력 신호를 발생하는 영상 처리부의 출력을 이용하여야 한다. 그러나, CMOS 이미지 센서 내에는 수십 내지 수백 만개의 단위 픽셀들이 구비되어 있기 때문에, 픽셀들로부터 검출된 데이터를 모두 테스트할 경우 많은 테스트 시간이 소요된다.　
본 발명의 목적은 고속 신호에 적합한 이미지 센서를 테스트하기 위한 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 테스트 하기 위한 테스트 시스템은, 피검사 소자의 패드들에 접촉하는 프로브 카드; 상기 프로브 카드의 출력 신호들을 수신하는 포고 블록; 상기 포고 블록의 출력 신호들을 수신하는, 상기 수신된 신호들을 변환하고, 상기 변환된 신호들을 케이블을 통하여 출력하는 인터페이스 보드; 및 상기 인터페이스 보드에 상기 케이블을 통하여 연결되고, 상기 케이블을 통하여 수신된 신호들을 통하여 상기 피검사 소자를 테스트 하는 테스트 장치를 포함하고, 상기 인터페이스 보드는 상기 포고 블록으로부터 수신된 신호들을 증폭하고, 상기 증폭된 신호들을 상기 수신된 신호들과 동일한 주파수 신호들로 변환하고, 상기 변환된 신호들을 상기 케이블로 전송하는 액티브 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 테스트 하기 위한 인터페이스 보드는, 수신된 신호들을 DC 테스트 하기 위하여 테스트 장치로 스위치하는 DC 스위치 회로; 상기 수신된 신호들을 증폭하는 신호 보상 회로; 상기 증폭된 신호들을 상기 수신된 신호들과 동일한 주파수의 디퍼런셜 신호들로 변환하는 신호 발생 회로; 상기 이미지 센서의 통신 표준에 대응하는 회로를 갖는 표준 모드 회로; 및 상기 테스트 장치로부터 수신된 전압 제어 신호에 응답하여 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 테스트하기 위한 인터페이스 보드의 동작 방법은, 피검사 소자로부터 이미지 신호들을 수신하는 단계; 상기 수신된 이미지 신호들을 증폭시키는 단계; 상기 증폭된 신호들을 디퍼런셜 신호들로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 신호들을 케이블을 통하여 테스트 장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 테스트하기 위한 장치 및 그것의 동작 방법은, 고속 신호의 표준에 대응하는 인터페이스 모듈을 구비함으로써, 다양한 전송 방식에 따라 최적의 테스트 동작을 구현할 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다.
도 1은 일반적인 테스트 시스템(1)을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 개시된 DUT(10) 및 프로브 카드(20)를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템(1000)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 및 도 4d는 본 발명의 실시 예에 따른 MIPI 표준들을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 인터페이스 모듈(1410)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 보상 회로(1412)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 테스트 장치(1500)를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8a, 도 8b, 도 8c, 및 도 8d는 테스트 신호의 전달 과정에서 신호 파형의 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 인터페이스 보드(1400)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시 할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
도 1은 일반적인 테스트 시스템(1)을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 테스트 시스템(1)은 테스트 대상인 DUT(Device Under Test; 10, '피검사 소자'), DUT(10)를 프로브(probe)을 이용하여 전기적으로 직접 연결하는 프로브 카드(Probe Card; 20), 프로브 카드(20)와 테스트 장치(Automatic Test Equipment(ATM); 40)를 맵핑(mapping)하는 인터페이스 보드(Interface Board; 30)를 포함하고 있다.
DUT(10)는 제품 출시(release)되기 전 검증을 필요로 하는 디바이스이다. 본 발명의 실시 예에 따른 DUT(10)는 이미지 센서일 수 있다. DUT(10)는 웨이퍼(wafer) 위에 적어도 하나의 이미지 센서이거나 패키지(package) 형태로 제작된 CMOS 이미지 센서일 수 있다.
일반적으로, 이미지 센서의 구성은 크게 영상 감지부와, 영상 처리부(Image Signal Processing Unit)로 구분된다. 영상 감지부는 입력된 빛의 양을 코드화하는 기능을 수행한다. 영상 처리부는 영상 감지부에서 코드화된 신호를 보간(interpolation)하여 영상 신호로 재구성하는 영상 처리 기능을 수행한다. 실시 예에 있어서, 영상 감지부과 영상 처리부는 각각 별도의 칩으로 구성될 수도 있다. 다른 실시 예에 있어서, 영상 감지부과 영상 처리부는 SoC(System on Chip) 기술을 이용하여 단일 칩 형태로 구성될 수도 있다. 영상 감지부에 복수의 로우(row)들과 복수의 컬럼(column)들이 교차하는 영역에 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 복수의 픽셀(pixel)들이 포함된다. 각각의 픽셀은 입력된 빛에 의해 유도된 전하를 전압 값으로 변환한다. 각각의 픽셀로부터 발생된 아날로그 형태의 전압은 이중 상관 샘플링(Correlated Double Sampling; CDS)을 통해 디지털 형태로 변환된다. 변환된 디지털 데이터는 영상 처리부로 입력되어, 영상 신호로 재구성된다.
이미지 센서의 최종 출력 신호는 영상 처리부로부터 발생된다. 따라서, 이미지 센서의 동작 특성을 테스트하기 위하여, 최종 출력 신호를 발생하는 영상 처리부의 출력을 이용하여야 한다. 일반적으로 이미지 센서 내에는 수십 내지 수백 만개의 단위 픽셀들이 구비되어 있다. 이 때문에, 픽셀들로부터 검출된 데이터를 모두 테스트할 경우 많은 테스트 시간이 소요된다.
프로브 카드(20)는 DUT(10)를 전기적으로 직접 연결하는 프로브를 DUT(10)의 입력 및 출력 패드(pad)/핀(pin)만큼을 가지고 있다. 일반적으로, DUT(10)의 입력 및 출력 패드(pad)의 수가 10이고, 프로브 카드(20)의 프로브의 수가 100이라면, 테스트 장치(40)는 10개의 DUT(10)를 동시에 테스트할 수 있다. 그러나, 일반적으로 프로브 카드(20)의 프로브의 수는 테스트 장치(40)가 제공하는 채널(channel)의 수에 의하여 제한된다. 프로브 카드(20)의 입력 프로브는 DUT(10)에 연결되고, 프로브 카드(20)의 출력 프로브는 인터페이스 보드(30)로 연결된다. 따라서, 프로브 카드(20)는 테스트 장치(40)가 제공하는 채널(channel)의 수보다 더 많은 프로브들을 제공할 수 있다.
인터페이스 보드(30)는 프로브 카드(20)와 테스트 장치(40)를 맵핑(mapping)하도록 구현된다. 또한, 인터페이스 보드(30)는 DUT(10)의 출력 신호를 수신하는 출력 수신기(31)를 포함한다. 출력 수신기(31)는 프로브 카드(30)의 출력 프로브로부터 전송된 DUT(10)의 이미지 신호를 수신한다.
테스트 장치(40)는 전원 장치(DPS, 41), 피검사 소자 제어기(42), 이미지 캡쳐 보드(ICB, 43)을 포함한다. 전원 장치(DPS, 41)는 인터페이스 보드(30)에 전원을 공급하도록 구현된다. 피검사 소자 제어기(42)는 DUT(10)에서 이미지를 출력하도록 설정한다. 이미지 캡쳐 보드(ICB, 43)는 인터페이스 보드(30)에서 수신된 이미지 신호를 분석하도록 구현될 수 있다. 분석된 신호들은 컴퓨터(COM, 60)로 전송된다. 컴퓨터(60)는 전송된 신호를 영상 처리한다.
또한, 테스트 장치(40)는 입력(즉, 빛)을 DUT(10)로 전달하는 광원(50)을 포함한다. 광원(50)은 DUT(10)에 다양한 조도를 입력할 수 있다. 즉, 테스트 장치(40)는 광원(50)을 제어하여 다양한 밝기(즉, 조도)를 DUT(10)로 출력한다. DUT(10)은 입력된 조도에 해당하는 출력 신호(즉, 이미지 신호)를 프로브 카드(20)의 출력 프로브를 통해서 출력 수신기(31)로 전송한다.
도 2는 도 1에 개시된 DUT(10) 및 프로브 카드(20)를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 프로브 카드(20)는 하나의 DUT(10)와 전기적으로 연결되도록 도시되고 있다. 한편, 프로브 카드(20)는 더 많은 DUT(10)들과 연결될 수 있다.
DUT(10)는 복수의 입력 패드들(11)과 복수의 출력 패드들(12)을 포함한다. 복수의 입력 패드들(11) 각각은 프로브 카드(20)의 복수의 입력 프로브들(21) 각각과 전기적으로 연결된다. 또한, 복수의 출력 패드들(12) 각각은 프로브 카드(20)의 복수의 출력 프로브들(22) 각각과 전기적으로 연결된다. 프로브 카드(20)의 복수의 입력 프로브들(21) 각각은 인터페이스 보드(30)를 통하여 테스트 장치(40)에 연결된다. 프로브 카드(20)의 복수의 출력 프로브들(22) 각각은 인터페이스 보드(30)에 연결된다. DUT(10)는 프로브 카드(20)의 복수의 입력 프로브들(21) 각각을 통하여 테스트 장치(40)로부터 입력 및 제어 신호를 수신한다. 또한, DUT(10)는 이미지 신호를 프로브 카드(20)의 복수의 출력 프로브들(22) 각각을 통하여 인터페이스 보드(30)로 전송한다. 테스트 장치(40)는 적어도 두 개의 DUT(10)들을 동시에 테스트할 수 있다. 일반적으로 테스트 장치(40)가 동시에 테스트할 수 있는 DUT(10)의 개수는 테스트 장치의 채널 수에 의존한다.
일반적인 테스트 시스템은 웨이퍼(혹은, 피검사 소자(DUT))를 테스트함에 있어서, 프로브 카드에서 POGO 핀으로, POGO 핀에서 인터페이스 보드로, 인터페이스 보드에서 케이블로 테스트 신호를 전달하고 있다. 고속 신호는 신호 전송 길이와 콘택(contact) 구조상 신호의 열화가 발생하기 때문에, 테스트 장치(ATM)의 신호 수신부에서 이러한 테스트 신호가 수신되지 못할 수 있다. 일반적인 테스트 시스템에서는 고속 신호 테스트가 불가하다. 또한, 테스트 시스템의 설비의 세대연장을 위해서 많은 비용과 개발 기간이 소요되고 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템은 신호 전달 경로 사이에 신호 증폭 회로 및 신호 변환 회로를 추가함으로써, 고속 신호(예를 들어, 3Gbps 이상의 신호) 테스트를 수행할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템은, 신호 증폭 회로 및 신호 변환 회로를 웨이퍼(혹은 DUT)와 가장 근접하게 위치시킴으로써, 종래의 그것보다 신호 손실이 적다. 또한, 본 발명의 테스트 시스템은 프로브 카드, POGO 핀으로 인한 신호 손실을 보상할 수 있다. 또한, 이렇게 보상된 신호를 장거리 신호에 유리한 신호로 변환시킴으로써, 본 발명의 테스트 시스템은 종래의 설비 구조를 그대로 사용 가능하다. 또한, 통신 인터페이스에 대한 표준 대응 모듈을 테스트 장치에서 액티브 인터페이스 보드로 이동시킴으로써, 본 발명의 테스트 시스템은 액티브 인터페이스 보드의 교체 만으로 적은 비용과 짧은 개발 기간에 설비의 세대 교체를 가능하게 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템 및 그것의 동작 방법은, 고속 신호를 테스트 하기 위하여 웨이퍼(혹은, 피검사 소자(DUT))와 가장 근접한 곳에서 신호를 보상하고, 수신된 신호와 동일 주파수로 장거리에 유리한 신호로 변환시켜 송신함으로써 고속 신호 테스트를 가능케 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템(1000)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 테스트 시스템(1000)은 프로브 카드(1200), 포고 블록(POGO, 1300), 인터페이스 보드(1400), 및 테스트 장치(ATM, 1500)를 포함할 수 있다.
프로브 카드(1200)는 DUT(Device Under Test)의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 공정을 수행하기 위하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 프로브 카드(1200)는 웨이퍼(50)에 형성된 이미지 센서들에 전기적 신호를 인가하고, 인가된 전기적 신호에 대응하여 이미지 센서들에서 출력되는 신호에 의해 이미지 센서들의 불량 여부를 판단하기 위한 EDS(Electric Die Sorting) 공정을 수행하기 위하여 제공될 수 있다. 또한, 프로브 카드(1200)는 복수의 이미지 센서들의 불량 여부를 테스트하기 위한 임의의 테스트 공정에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 프로브 카드(1200)는 테스트 장치(1500)에서 제공된 전기적 신호, 예를 들어 전원 및 신호 중 적어도 하나를 복수의 이미지 센서들을 포함하는 웨이퍼에 인가하고, 인가된 전기적 신호에 대응하여 출력된 신호를 테스트 장치(1500)로 제공할 수 있다. 테스트 공정이 진행되는 동안, 프로브 핀은 웨이퍼의 상의 패드에 물리적으로 접촉함으로써, 웨이퍼에 전기적 신호를 전달하거나, 혹은 웨이퍼로부터 출력된 신호를 수신할 수 있다. 프로브 핀의 적어도 일부는 테스트 장치(1500)로부터 제공된 전기적 신호를 웨이퍼에 전달하기 위한 입력용 프로브 핀일 수 있다. 또한 프로브 핀(120)의 적어도 일부는 웨이퍼로부터 출력된 전기적 신호를 수신하기 위한 출력용 프로브 핀일 수 있다. 이러한 프로브 핀은 프로브 니들(needle) 혹은 프로브(probe)로 불릴 수 있다.
실시 예에 있어서, 프로브 카드(1200)는 캔틸레버형 프로브 카드(cantilever probe card), 수직형 프로브 카드(vertical probe card), 멤브레인형 프로브 카드(membrane probe card), 혹은 프로브 카드(1200)는 멤스(micro-electro-mechanical systems, MEMS) 프로브 카드일 수 있다.
포고 블록(POGO, 1300)은 프로브 카드(1200)와 인터페이스 보드(1400)를 연결하기 위한 복수의 핀들을 포함할 수 있다. 여기서 복수의 핀들의 각각은 POGO 핀을 포함할 수 있다.
인터페이스 보드(1400)는 프로브 카드(1200)와 테스트 장치(1500)를 맵핑 하도록 구현될 수 있다. 또한, 인터페이스 보드(1400)는 액티브 인터페이스 모듈(1410)을 포함할 수 있다.
액티브 인터페이스 모듈(1410)은 DUT(1100)의 통신 표준에 대응하여 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 모듈식으로 인터페이스 보드(1400)에 모듈 커넥터를 통하여 삽입하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 MIPI(Mobile Industry Processor Interface) C-PHY, MIPI D-PHY, MIPI M-PHY, 및 MIPI A-PHY 중에서 어느 하나에 적합하게 구현될 수 있다. MIPI란 프로세서와 주변 장치들 사이의 하드웨어와 소프트웨어를 연결하는 시리얼 인터페이스이다. 한편, 본 발명의 액티브 인터페이스 모듈(1410)이 상술된 MIPI 표준들에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 CMOS 이미지 센서에서 출력되는 직렬 인터페이스(serial interface) 규격에 대응하는 어떠한 종류의 통신 인터페이스에 따라 통신을 수행할 수 있다.
테스트 장치(ATM, 1500)는 프로브 카드(1200)를 통해서 적어도 하나의 이미지 센서로 입력 및 제어신호를 전송하도록 구현될 수 있다. 테스트 장치(1500)는 DUT(1100)을 동시에 테스트하도록 구현 될 수 있다. 여기서 DUT(1100)는 복수의 이미지 센서들을 갖는 웨이퍼를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 테스트 장치(1500)는 케이블(1501)을 통하여 인터페이스 보드(1400)에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템(1000)은 고속 신호를 수신하기 위해서는 웨이퍼(1100)와 가장 근접한 부근에 고속 신호를 수신하는 액티브 인터페이스 모듈(1410)를 위치 시킬 수 있다. 일반적으로, 고속 신호는 길이와 콘택 구조물이 적어야 손실이 적다. 신호가 고속화 될수록, 포고 블록(1300)과 인터페이스 보드(1400) 사이에서 신호의 손실이 발생할 수 있다.
실시 예에 있어서, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 웨이퍼(1100)[와] 프로브 카드(1200) 사이와 포고 블록(1300)과 인터페이스 보드(1400) 사이의 손실을 보상하는 신호 보상 회로를 추가할 수 있다. 실시 예에 있어서, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 주파수의 속도가 변경되지 않고 장거리에 유리한 Differential 신호 Level로 변화하는 장거리 신호 발생 회로를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 웨이퍼(1100)에서 출력되는 인터페이스가 변경되더라도 대응 할 수 있는 표준 대응 회로를 포함할 수 있다. 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 상술된 신호 보상 회로, 장거리 신호 발생 회로, 및 표준 대응 회로를 모듈화시킬 수 있다. 따라서, 이미지 센서의 제품의 신호 인터페이스 표준이 바뀌어도 액티브 인터페이스 모듈(1410)만 개발함으로써, 본 발명의 테스트 시스템(1000)은 새로운 인터페이스 표준에 보다 빠르게 테스트 가능하다.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 및 도 4d는 본 발명의 실시 예에 따른 MIPI 표준들을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 4a을 참조하면, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 MIPI C-PHY 통신 표준에 따라 DUT(1100)로부터 테스트 데이터를 수신할 수 있다. C-PHY는 최대 3개의 데이터 레인만이 있으며 D-PHY와 다르게 1개 레인당 3개의 전송 라인이 사용된다. 클록은 별도의 레인이 없고 전송되는 데이터에 임베디드시킨다. 따라서, 데이터를 받는 쪽에서 임베디드된 클록을 찾아 내는 모듈(CDR, Clock Data Recovery)가 사용된다. C-PHY에서 하나의 레인은 3개의 라인으로 구성되고, 각각의 라인은 High, Middle, Low의 신호를 전송한다. 따라서, 하나의 레인으로 총 27 종류의 신호를 보낼 수 있다. 이 중에서 차분 신호로의 특성을 살릴 수 있는 6가지만 경우만 선별하여 사용한다.
도 4b을 참조하면, 액티브 인터페이스 모듈(1410a)은 MIPI D-PHY 통신 표준에 따라 DUT(1100a)로부터 테스트 데이터를 수신할 수 있다. D-PHY는 일반적인 물리 계층(PHY)이 담당하는 기본적인 역할을 수행한다. 실제 데이터의 시작과 끝을 알리는 SoT(Start of packet)/EoT(End of packet)을 추가하고 송신을 위해 병렬데이터를 직렬로 변환하거나, 수신된 직렬 데이터를 병렬로 변환하는 작업을 수행한다. 또한 고속 영상 데이터 전송을 위한 클록 신호를 전송하기 위해 클록 시스템을 관리한다. D-PHY는 고속 모드, 혹은 저전력모드 둘 중 하나로 동작할 수 있다. 고속(High-speed) 모드는 고속 영상 데이터를 전송하기 사용되는데, SLVS(Scalable Low Voltage Signaling) 방식으로 0.2V의 공통모드 전압과 0.2V의 스윙을 갖는 80Mb/s ~ 1Gb/s 전송률의 차분신호로 2개의 전송 라인을 통해 전송된다. 고속 모드에서는 별도의 클록 레인을 통해서 클록 신호를 보낸다. D-PHY는 하나의 클록 레인과 하나 혹은 최대 4개까지의 데이터 레인으로 구성된다.
도 4c을 참조하면, 액티브 인터페이스 모듈(1410b)은 MIPI M-PHY 통신 표준에 따라 DUT(1100b)로부터 테스트 데이터를 수신할 수 있다. M-PHY에서 클록은 데이터에 포함시켜서 전송되는 임베디드 방식을 취한다. 따라서 수신단에서는 데이터에서 클록을 읽어 내기 위한 CDR(Clock Data Recovery)이 필요하다. M-PHY에서는 8b/10b 인코딩 방식을 사용한다. M-PHY의 고속 모드에서는 레인 당 최대 5.8Gb/s까지 전송이 가능하다. 저전력 모드에서는 10k ~ 600Mb/s로 전송이 가능하다. M-PHY에서는 동시에 양방향 송수신이 가능하며(전이중모드), 송신용 레인들이 모여서 송신용 서브 링크(Sub-Link)를 구성하고, 수신용 레인들이 모여서 수신용 서브 링크를 구성한다. 각각의 서브 링크는 총 4개까지의 레인을 가질 수 있다.
도 4d을 참조하면, 액티브 인터페이스 모듈(1410c)은 MIPI A-PHY 통신 표준에 따라 DUT(1100c)로부터 테스트 데이터를 수신할 수 있다. 자동차에서 MIPI기술을 사용하기 위해서 중간에 브리지역할을 해 주는 부품을 사용한다. 이를 SerDes 솔루션이라고 한다. MIPI DSI, 또는 CSI 신호는 장거리를 이동할 수 없기 때문에 Serializer(직렬화기) 부품을 통해 장거리를 이동할 수 있는 직렬 신호로 변환된다. 이동한 다음에 DeSerializer(역직렬화기)를 통해 원래의 신호로 복원된다. A-PHY 규격은 SerDes 솔루션으로 15미터까지 신호를 전송할 수 있다. 한편, MIPI A-PHY를 통해 전송되는 신호는 DP/eDP, MIPI DSI, MIPI CSI이다. 이렇게 전송된 신호들은 PAL(Protocol Adaptation Layer)를 통해 A-PHY 에 적합한 신호로 변환된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액티브 인터페이스 모듈(1410)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 DC 테스트 스위치(1411), 신호 보상 회로(1412), 신호 발생 회로(1413), 표준 모드 회로(1414), 및 기준 전압 발생 회로(1415)를 포함할 수 있다.
DC 테스트 스위치(1411)는 DUT(1100)의 핀(Pin)의 전기적 테스트를 진행하기 위해서 테스트 장치(1500)의 DC 테스트 회로로 스위치 하도록 구현될 수 있다.
신호 보상 회로(1412)는 DUT(1100)과 프로브 카드(1200) 사이와 포고 블록(1300)과 인터페이스 보드(1400) 사이의 손실을 보상하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 신호 보상 회로(1412)는 신호 증폭을 위한 연산 증폭기(OP-AMP)를 포함할 수 있다.
신호 발생 회로(1413)는 수신된 테스트 신호를 주파수의 속도가 변경되지 않고 장거리에 유리한 디퍼런셜(differential) 신호 레벨로 변화하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 신호 발생 회로(1413)는 신호 레벨의 기준값과 비교하는 비교기를 포함할 수 있다.
표준 모드 회로(1414)는 이미지 센서에서 출력된 이미지 신호의 직렬 인터페이스 규격에 대응하는 회로를 구비할 수 있다. 실시 예에 있어서, 표준 모드 회로(1414)는 DUT(1100)에서 출력되는 표준 인터페이스가 변경되더라도 정상적인 테스트를 진행하도록 구현될 수 있다.
기준 전압 발생 회로(1415)는 신호 보상 회로(1412)의 증폭기의 부품간 편차를 보상하기 위해서 테스트 장치(1500)의 기준 전압 제어기의 제어를 통해 부품간 편차 옵셋 값을 수신하고, 옵셋 값을 적용한 기준 전압을 발생하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 기준 전압 발생 회로(1415)는 고속 신호 라인에 연결된 DAC(Digital-to-Analog Converter)를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 액티브 인터페이스 모듈(1410)은 고속 신호 라인에 직렬 연결된 DC 스위치 회로(1411), 신호 보상 회로(1412), 신호 발생 회로(1413), 혹은 기준 전압 발생 회로(1415)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 보상 회로(1412)에 대한 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 신호 보상 회로(1412)는 테스트 동작에서 분기 회로로 인한 손실을 보상하도록 구현될 수 있다.
MIPI 신호는 3개의 라인들(A, B, C)로 입력되고 각각의 비교기에서 두 라인의 전압 차이를 비교하고 한다. 3개의 비교기의 각각은 A[와]B, B[와]C, C[와]A 신호를 입력 받아야 한다. 따라서 각각의 신호는 두 라인으로 분기되어 2 개의 비교기에 입력된다. 본 발명의 실시 예에 따른 신호 보상 회로(1412)는 차동 출력 연산 증폭기(OPAMP)로 구현될 수 있다. 즉, 신호 보상 회로(1412)는 차동 출력 OPAMP를 신호 분기 및 신호복원(Equalizer) 회로로 동작시킬 수 있다. 일반적으로 OPAMP는 신호를 증폭(낮은 출력 임피던스로 높은 전압을 출력) 하는 기능을 갖고 있다. 따라서, 두 라인에서 높은 전압으로 신호가 전송될 수 있다. 또한 장거리에서 전송된 신호는 고주파 성분이 저주파 성분에 비해 더 많이 감쇄 되는데 OPAMP의 출력 저항에 병렬로 capacitor 를 달아서 고주파 성분을 bypass 시켜주면 고주파 성분이 저주파 성분에 비해 더 큰 증폭률을 가지는 신호 복원 회로(Equalizer)로 동작 가능하다. 본 발명의 차동 OPAMP 출력 중 사용하지 않는 나머지 하나를 저전압 비교기(LP comparator)에 연결함으로써 신호 손실을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 테스트 장치(1500)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 테스트 장치(1500)는 신호 해석 회로(1510), DC 테스트 회로(1520), 및 기준 전압 제어기(1530)를 포함할 수 있다.
신호 해석 회로(1510)는 DUT(1100)로부터 이미지 신호를 수신하고, 수신된 이미지 신호를 해석하도록 구현될 수 있다. 신호 해석 회로(1510)는 고속의 직렬 신호가 전송 선로의 영향으로 왜곡되거나 시간 지연이 발생할 때 발생된 오류를 수정할 수 있다.
DC 테스트 회로(1520)는 DUT(1100)의 출력 패드의 전압을 수신하고, 수신된 전압을 테스트 전압과 비교함으로써 DC 테스트를 진행하도록 구현될 수 있다.
기준 전압 제어기(1530)는 부품 간의 편차를 줄이고자 인터페이스 보드(1400)의 기준 전압 발생 회로(1413)을 제어하도록 구현될 수 있다.
도 8a, 도 8b, 도 8c, 및 도 8d는 테스트 신호의 전달 과정에서 신호 파형의 예시적으로 보여주는 도면들이다. 도 8a는 DUT(1100)의 출력 신호에 대한 아이 다이어그램을 보여주고, 도 8b는 포고 블록(1300)과 인터페이스 보드(1400) 사이의 신호에 대한 아이 다이어그램을 보여준다. 여기서 이러한 신호는 신호 보상 회로(1412)에 입력된다. 도 8c는 인터페이스 보드(1400)의 신호 보상 회로(1412)의 출력 신호에 대한 아이 다이어그램을 보여준다. 도 8d는 인터페이스 보드(1400)의 장거리 신호 발생 회로(1413)의 출력 신호에 대한 아이 다이어그램을 보여준다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 인터페이스 보드(1400)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 인터페이스 보드(1400)의 동작은 다음과 같이 진행될 수 있다.
DUT(1100, 도 3 참조)로부터 제 1 인터페이스에 따른 이미지 신호들을 수신할 수 있다(S110). 수신된 이미지 신호들을 증폭시킬 수 있다(S120). 증폭된 신호들은 디퍼런셜 신호들로 변환될 수 있다(S130). 변환된 신호들은 테스트 장치(ATM)으로 전송될 수 있다(S140).
실시 예에 있어서, 피검사 소자(DUT)는 웨이퍼 상에 배치된 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 여기서 복수의 이미지 센서들의 위치에 따라 서로 다른 기준 전압이 발생될 수 있다. 즉, 웨이퍼 내의 제품 위치에 따른 기준 전압에 대한 편차가 보상될 수 있다. 실시 예에 있어서, 테스트 장치로부터 기준 전압 제어 신호를 수신하고, 기준 전압 제어 신호에 응답하여 기준 전압이 발생될 수 있다. 실시 예에 있어서, 수신된 신호들을 DC 테스트 하기 위하여 테스트 장치로 스위치 될 수 있다. 실시 예에 있어서, 수신된 신호들의 각각의 주파수와 변환된 신호들의 각각의 주파수는 동일할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템(1000)은 인터페이스 보드(1400)에 장착된 DC switch 이외에 신호 보상부(op-amp, 연산 증폭기), 장거리 신호 변환부(Comparator, 비교기), 기준전압 생성부(DAC(Digital Analog Convertor, 디지털 아날로그 변환기)가 고속 신호 라인에 직렬로 연결 될 수 있다.
일반적인 테스트 시스템은 전송 경로상의 길이 및 구조상 고속 신호 테스트가 불가능하다. 반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템은 고속 신호 테스트가 가능한 설비를 액티브 인터페이스 모듈을 구비함으로써, 고속 신호 테스트를 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 시스템은 액티브 인터페이스 모듈을 개발을 저렴한 비용으로 비교적 짧은 기간에 가능하게 하고, 기존설비의 세대 연장을 할 수 있다.
한편, 상술된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용 할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함 할 것이다.
1000: 테스트 시스템
1100: DUT
1200: 프로브 카드
1300: 포고 블록
1400: 인터페이스 보드
1500: 테스트 장치

Claims (10)

  1. 이미지 센서를 테스트 하기 위한 테스트 시스템에 있어서,
    피검사 소자의 패드들에 접촉하는 프로브 카드;
    상기 프로브 카드의 출력 신호들을 수신하는 포고 블록;
    상기 포고 블록의 출력 신호들을 수신하는, 상기 수신된 신호들을 변환하고, 상기 변환된 신호들을 케이블을 통하여 출력하는 인터페이스 보드; 및
    상기 인터페이스 보드에 상기 케이블을 통하여 연결되고, 상기 케이블을 통하여 수신된 신호들을 통하여 상기 피검사 소자를 테스트 하는 테스트 장치를 포함하고,
    상기 인터페이스 보드는 상기 포고 블록으로부터 수신된 신호들을 증폭하고, 상기 증폭된 신호들을 상기 수신된 신호들과 동일한 주파수 신호들로 변환하고, 상기 변환된 신호들을 상기 케이블로 전송하는 액티브 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피검사 소자는 웨이퍼 상에 배치된 복수의 이미지 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 인터페이스 모듈은 상기 인터페이스 보드에 모듈 커넥터를 통한 삽입이 가능한 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 인터페이스 모듈은,
    DC 테스트 여부에 따라 수신된 신호를 상기 테스트 장치로 스위치하는 DC 테스트 스위치를 포함하는 테스트 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 인터페이스 모듈은,
    상기 포고 모듈로부터 수신된 신호들을 증폭하는 신호 보상 회로를 더 포함하는 테스트 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액티브 인터페이스 모듈은,
    상기 증폭된 신호들을 디퍼런셜 신호들로 변환하는 신호 발생 회로를 더 포함하는 테스트 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 인터페이스 모듈은,
    이미지 센서에서 출력된 신호의 직렬 인터페이스 규격을 대응하는 회로를 갖는 표준 모드 회로를 더 포함하는 테스트 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 인터페이스 모듈은,
    상기 테스트 장치로부터 수신된 전압 제어 신호에 응답하여 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로를 더 포함하는 테스트 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 인터페이스 모듈은 고속 신호 라인에 직렬 연결된 DC 스위치 회로, 신호 보상 회로, 신호 발생 회로, 혹은 기준 전압 발생 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  10. 이미지 센서를 테스트 하기 위한 인터페이스 보드에 있어서,
    수신된 신호들을 DC 테스트 하기 위하여 테스트 장치로 스위치하는 DC 스위치 회로;
    상기 수신된 신호들을 증폭하는 신호 보상 회로;
    상기 증폭된 신호들을 상기 수신된 신호들과 동일한 주파수의 디퍼런셜 신호들로 변환하는 신호 발생 회로;
    상기 이미지 센서의 통신 표준에 대응하는 회로를 갖는 표준 모드 회로; 및
    상기 테스트 장치로부터 수신된 전압 제어 신호에 응답하여 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로를 포함하는 인터페이스 보드.
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