KR101552922B1 - 자기 센서 테스트 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기 센서 테스트 장치에 관한 것으로, 자기 센서를 포함하는 웨이퍼(Wafer), 상기 자기 센서를 테스트하는 프로브 카드, 상기 프로브 카드에 배치되고 상기 웨이퍼에 수직 방향의 자기장을 형성하는 수직 코일 및 상기 프로브 카드에 배치되고 상기 수직 코일을 중심으로 대칭적으로 배치된 적어도 한 쌍의 주변부 코일을 포함한다. 따라서 반도체 웨이퍼 상에서 자기 센서를 효율적으로 테스트할 수 있다.

Description

자기 센서 테스트 장치 및 방법{MAGNETIC SENSOR TEST APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 자기 센서 테스트 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 프로브 카드를 통해 반도체 웨이퍼 상에서 자기 센서를 효율적으로 테스트할 수 있는 자기 센서 테스트 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼(Wafer)는 복수의 칩들을 포함하는 반도체 기판을 의미할 수 있고, 예를 들어, 복수의 칩들은 자기 센서들에 해당할 수 있다. 자기 센서들은 후속 패키지 공정을 위해 각 칩으로 분리될 수 있고, 각 자기 센서는 패키지 과정을 거친 후 테스트가 수행될 수 있다.
자기 센서 관련 기술은 미국공개특허 제2013-0009659호에 개시된다. 미국공개특허 제2013-0009659호는 프로브 카드 내의 다축에 코일을 장착하여 패키지 상태의 마그네틱 센서를 테스트할 수 있다.
이러한 관련 기술에서, 자기 센서는 패키지 과정에서 또는 패키지 과정 후에 불량인 것으로 판정되면 정상적인 자기 센서를 다시 제조하는데 소요되는 시간 및 비용이 증가될 수 있다.
미국공개특허 제2013-0009659호
본 발명의 일 실시예는 프로브 카드를 통해 반도체 웨이퍼 상에서 자기 센서를 효율적으로 테스트할 수 있는 자기 센서 테스트 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 반도체 웨이퍼 상에서 자기 센서의 두 개의 축들을 순차적으로 또는 동시에 테스트할 수 있는 자기 센서 테스트 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 처리율을 높이기 위해 반도체 웨이퍼 상에 있는 복수의 자기 센서들을 동시에 테스트할 수 있는 자기 센서 테스트 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 자기 센서 테스트 장치는 자기 센서를 포함하는 웨이퍼(Wafer), 상기 자기 센서를 테스트하는 프로브 카드, 상기 프로브 카드에 배치되고 상기 웨이퍼에 수직 방향의 자기장을 형성하는 수직 코일 및 상기 프로브 카드에 배치되고 상기 수직 코일을 중심으로 대칭적으로 배치된 적어도 한 쌍의 주변부 코일을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 적어도 한 쌍의 주변부 코일은 상기 웨이퍼에 수평 방향의 자기장을 형성할 수 있다. 상기 적어도 한 쌍의 주변부 코일은 상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치될 수 있다. 상기 적어도 한 쌍의 주변부 코일은 4개의 코일로 이루어질 수 있다. 상기 예각은 90도 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 4개의 코일은 제1 축 상에 배치되는 한 쌍의 제1 코일 및 상기 제1 축에 수직인 제2 축 상에 배치되는 한 쌍의 제2 코일을 포함할 수 있다.
상기 자기 센서로부터 출력되는 테스트 신호를 검출하는 복수의 탐침(Probe Tip)을 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 한 쌍의 주변부 코일은 상기 수직 코일과 일정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예들 중에서, 자기 센서 테스트 장치는 복수의 자기 센서를 포함하는 웨이퍼(Wafer), 상기 웨이퍼 상에 배치되고 상기 웨이퍼에 수직 방향의 자기장을 형성하는 수직 코일, 상기 수직 코일을 중심으로 제1 축 상에 대칭적으로 배치되는 한 쌍의 제1 코일 및 상기 수직 코일을 중심으로 상기 제1 축에 수직인 제2 축 상에 대칭적으로 배치되는 한 쌍의 제2 코일을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 코일들 각각은 상기 웨이퍼에 수평 방향의 자기장을 형성할 수 있다. 상기 한 쌍의 제1 및 제2 코일들 각각은 상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치될 수 있다. 상기 예각은 90도 이하일 수 있다. 상기 한 쌍의 제1 및 제2 코일들 각각은 상기 수직 코일과 일정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
실시예들 중에서, 자기 센서 테스트 방법은 복수의 자기 센서들을 포함하는 웨이퍼(Wafer)의 자기 센서 테스트 방법에 있어서, (a) 상기 웨이퍼에 수직 방향의 자기장을 형성하는 단계 및 (b) 상기 웨이퍼에 수평 방향의 자기장을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 (a) 단계는 수직 코일에 전류 또는 전압을 인가하여 상기 자기장의 수직 성분에 대한 자기장 세기를 테스트할 수 있다. 상기 (b) 단계는 상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치된 한 쌍의 제1 및 제2 코일들에 전류 또는 전압을 인가하여 상기 자기장의 수평 성분에 대한 자기장 세기를 테스트할 수 있다.
상기 (a) 및 (b) 단계들은 상기 복수의 자기 센서들의 정상 동작 여부를 테스트할 수 있다. 상기 (a) 및 (b) 단계들의 실행 순서는 서로 무관하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기 센서 테스트 장치는 프로브 카드를 통해 반도체 웨이퍼 상에서 자기 센서를 효율적으로 테스트할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기 센서 테스트 장치는 반도체 웨이퍼 상에서 자기 센서의 두 개의 축들을 순차적으로 또는 동시에 테스트할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 처리율을 높이기 위해 반도체 웨이퍼 상에 있는 복수의 자기 센서들을 동시에 테스트할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 센서 테스트 장치를 설명하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치의 프로브 카드에 배치된 복수의 코일들을 설명하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치의 프로브 카드에 배치된 코일에서 형성되는 자기장을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치에서 수행되는 자기 센서 테스트 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치를 설명하는 평면도이다.
도 6은 도 1에 있는 자기 센서 중심 바깥 방향으로 자기 센서 테스트 장치 상의 제1 및 제2 코일들에 의해 형성된 각에 따른 자기장 세기를 설명하는 그래프이다.
도 7은 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치 상의 제1 및 제2 코일들의 각도에 따른 제1 축 및 제2 축에 대한 자기장 균일도를 설명하는 그래프이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 센서 테스트 장치를 설명하는 단면도이고, 도 2는 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치의 프로브 카드에 배치된 복수의 코일들을 설명하는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 자기 센서 테스트 장치(100)는 웨이퍼(Wafer)(10), 프로브 카드(20), 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110), 수직 코일(120) 및 복수의 탐침(130)을 포함한다.
웨이퍼(Wafer)(10)는 반도체의 얇은 판으로, 자기 센서를 포함하고 있으며, 프로브 카드(20) 내에 배치된 수직 코일(120) 및 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)에 의해 형성된 자기장을 통해 자기 센서에 대한 정상 동작 여부 테스트가 완료되면 특정 크기로 잘라질 수 있다.
프로브 카드(20)는 반도체의 동작(자기 센서의 동작)을 테스트하기 위하여 자기 센서와 테스트 헤더(미도시)를 연결하는 장치로, 탐침(130)이 웨이퍼(10) 상에 배치된 자기 센서에 접촉하면 전기를 보내고 그때 돌아오는 신호에 따라 불량 자기 센서를 선별할 수 있다. 프로브 카드(20)는 상면에 PCB(Printed Circuit Board)(20-1)가 배치되어 있고, PCB(20-1)의 양 하단에 연결된 지지대(20-2)를 통해 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)을 지지할 수 있다. 여기에서, 지지대(20-2)는 ㄴ형상으로 구현될 수 있다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 프로브 카드(20)에 배치되고 수직 코일(120)을 중심으로 대칭적으로 배치된다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 웨이퍼(Wafer)(10) 상에 배치된 자기 센서의 상단에서 자기장을 형성하고, 프로브 카드(Probe Card)(20) 내에서 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 예각(a)으로 배치된다. 여기에서, 예각(a)은 자기 센서 상면에서 형성되는 자기장에 대한 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)의 송수신 감도를 증가시킬 수 있다. 자기 센서는 홀 효과(Hall Effect)에 반응하는 홀(Hall) 소자 또는 홀(Hall) 센서를 포함한다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 전류 또는 전압을 공급받으면 양단이 N극 및 S극으로 분리되어 자기장을 형성할 수 있다. 여기에서, 자기장은 N극에서 나와 S극을 향하는 곡선의 자기력선으로 표현될 수 있고, 자기력선은 도중에 끊어지거나 서로 엇갈리지 않도록 형성될 수 있다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 타원형으로 형성되어 웨이퍼(10)에 수평 방향의 자기장을 형성할 수 있다. 여기에서, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 2개 또는 4개의 코일로 이루어질 수 있다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 수평 방향으로 제1 축 및 제2 축 방향들의 자기장을 형성하여 제1 축 및 제2 축 방향들의 자기장에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 순차적으로 또는 동시에 테스트할 수 있다. 여기에서, 제1 축은 x축(X-axis)에 해당할 수 있고, 제2 축은 y축(Y-axis)에 해당할 수 있다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 웨이퍼(10)를 향해서 예각(a)을 가지도록 기울어져 배치될 수 있다. 즉, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 웨이퍼(10)의 표면과 수직 또는 수평 방향으로 배치된 것이 아니라, 90도 이하의 기울기를 가지도록 배치될 수 있다. 여기에서, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 감긴 방향과 웨이퍼(10)의 표면 간의 각도가 90도 이하를 가지도록 배치되어 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 탐침(130)의 일단이 웨이퍼(10) 상의 자기 센서에 접한 상태에서 자기 센서에 제1 축 방향(x) 및 제2 축 방향(y)에 대한 자기장을 형성하여 자기 센서에 대한 정상 동작 여부를 테스트할 수 있다. 여기에서, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 자기 센서 상에 제1 축 및 제2 축으로 균일한 자기장을 각각 형성할 수 있다. 예를 들어, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 제1 및 제2 축들 각각에 대한 자기장을 순차적으로 또는 동시에 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 90도 이하의 각도를 형성하도록 배치될 수 있다. 여기에서, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 90도 이하의 각도 중에서 45도 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 그 이유는 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)이 45도 각도를 가지도록 형성되면 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)에 의해 웨이퍼(10) 상에서 자기 센서 각각에 균일한 자기장 세기를 형성할 수 있기 때문이다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 평행한 면을 기준으로 70 ~ 110도의 각도를 이루도록 서로 마주보면서 배치될 수 있다. 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 서로 전기적으로 연결된 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil)로 구현될 수 있다. 여기에서, 헬름홀츠 코일은 두 개의 동축 코일을 일정 반경만큼 서로 떨어뜨려 위치시킨 것으로, 두 개의 동축 코일 사이에서 자기장이 일정하게 형성되도록 할 수 있다.
적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 수직 코일(120)과 일정 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 자기 센서의 상면에서 일정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기에서, 일정 거리는 자기 센서에 균일한 자기장을 형성하도록 자기 센서의 전체 너비에 비례할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 (a)에서, 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 웨이퍼(10) 상에 배치된 자기 센서의 상면에서 [b]만큼 이격되어 제1 축 및 제2 축 각각에 배치될 수 있다. 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)은 전류 또는 전압을 공급받아 N극과 S극으로 분리되면 이격된 거리 [b] 사이에서 자기장(301a)을 형성하여 웨이퍼(10) 상의 자기 센서에 균일한 자기장(301a) 제공할 수 있다. 도 3의 (a)에서는 제1 축 또는 제2 축에 배치된 한 쌍의 주변부 코일(110)에서 형성되는 자기장(301a)에 대해서만 도시한다.
수직 코일(120)은 프로브 카드(20)에 배치되고 웨이퍼(10)에 수직 방향의 자기장을 형성한다.
수직 코일(120)은 솔레노이드 타입의 코일로 구현되어 프로브 카드(Probe Card)(20) 내에서 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)에 의해 형성된 자기장 내에 배치되고 상면에서 자기 센서를 감싸서 자기 센서의 제3 축에 대한 정상 동작 여부를 테스트한다.
일 실시예에서, 수직 코일(120)은 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110)에서 형성하는 제1 축 및 제2 축 방향들에 대한 자기장을 통해 자기 센서의 정상 동작 여부를 테스트하면 다음으로 전류 또는 전압을 인가받아 자기 센서의 제3 축에 대한 정상 동작 여부를 테스트할 수 있다. 여기에서, 제1 축, 제2 축 및 제3 축에 대한 자기 센서의 테스트 순서는 무관할 수 있다.
도 3의 (b)에서, 수직 코일(120)의 반경은 자기 센서의 전체 너비에 따라 결정될 수 있다. 여기에서, 수직 코일(120)은 자기 센서의 전체 너비에 비례한 반경을 가지도록 제작될 수 있다. 예를 들어, 수직 코일(120)의 반경은 자기 센서의 전체 너비를 감싸도록 제작되어 자기 센서 상면에서 자기 센서의 전체에 자기장을 형성할 수 있다. 다른 예를 들어, 수직 코일(120)의 반경은 자기 센서의 중심을 기준으로 자기 센서의 전체 너비 일부를 감싸도록 제작되어 자기 센서의 상면에서 자기 센서의 전체에 자기장을 형성할 수 있다.
수직 코일(120)은 웨이퍼(10) 상에 배치된 자기 센서의 상면에서 서로 마주보도록 배치된 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110) 사이에 배치될 수 있다. 수직 코일(120)은 전류 또는 전압을 공급받아 N극과 S극으로 분리되면 자기장(301b)을 형성하여 웨이퍼(10) 상의 자기 센서에 균일한 자기장(301b)을 제공할 수 있다. 도 3의 (b)에서는 제3 축에 배치된 수직 코일(120)에서 형성되는 자기장(301b)에 대해서만 도시한다.
이하, 다시 도 1을 설명한다.
복수의 탐침(130)은 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110) 또는 수직 코일(120)에서 형성된 자기장에 의하여 자기 센서로부터 출력되는 테스트 신호를 검출한다.
일 실시예에서, 복수의 탐침(130)은 적어도 한 쌍의 주변부 코일(110) 또는 수직 코일(120)에서 형성된 자기장에 의하여 테스트된 자기 센서의 정상 동작 여부에 대한 테스트 신호를 테스트 헤더(미도시)에 전달할 수 있다. 여기에서, 테스트 헤더(미도시)는 복수의 탐침(130)으로부터 수신한 테스트 신호를 분석하여 복수의 탐침(130)으로부터 수신한 테스트 신호와 미리 정의된 자기 센서에 대한 정상 동작 테스트 신호 값을 비교할 수 있다. 테스트 헤더(미도시)는 복수의 탐침(130)으로부터 수신한 테스트 신호 값과 정상 동작 테스트 신호 값이 일치하면 자기 센서를 정상으로 판정하고, 복수의 탐침(130)으로부터 수신한 테스트 신호 값과 정상 동작 테스트 신호 값이 일치하지 않으면 자기 센서를 불량으로 판정할 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치에서 수행되는 자기 센서 테스트 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 자기 센서 테스트 장치(100)는 프로브 카드(Probe Card)(20) 내에서 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 예각으로 배치된 한 쌍의 제1 코일(110)에 전류 또는 전압을 인가한다(단계 S401).
한 쌍의 제1 코일(110)은 수직 코일(120)을 중심으로 제1 축 상에 대칭적으로 배치되고 타원으로 형성되어 제1 축 방향(수평 성분)의 자기장 세기에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 테스트한다(단계 S402). 여기에서, 제1 축은 x축(X-axis)에 해당할 수 있다.
자기 센서 테스트 장치(100)는 프로브 카드(Probe Card)(20) 내에서 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 예각으로 배치된 한 쌍의 제2 코일(110)에 전류 또는 전압을 인가한다(단계 S403).
한 쌍의 제2 코일(110)은 수직 코일(120)을 중심으로 제1 축에 수직인 제2 축 상에 대칭적으로 배치되고 타원으로 형성되어 제2 축 방향(수평 성분)의 자기장 세기에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 테스트한다(단계 S404). 여기에서, 제2 축은 y축(Y-axis)에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5a에서, 한 쌍의 주변부 코일(110a)은 제1 및 제2 축들 각각에 교점을 형성하도록 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 주변부 코일(110a)을 이루는 면과 수직인 연장선은 제1 및 제2 축들(x 및 y 축들) 각각에 교차하여 교점을 형성할 수 있다. 여기에서, 한 쌍의 주변부 코일(110a)은 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 90도 각도 이하로 배치될 수 있다. 한 쌍의 주변부 코일(110a)은 90도 각도 이하 중에서 45도(이때, 45도는 본 발명의 최적의 실시를 위해 추천하는 각도에 해당하지만 이에 한정하지 않음)로 배치되는 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil)에 해당하여 웨이퍼(10) 상의 제1 및 제2 축(x 및 y) 방향들의 자기장 세기에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 동시에 테스트할 수 있다.
예를 들어, 한 쌍의 주변부 코일(110a)은 좌측 상단 모서리에서 복수의 탐침들(130)까지의 연장선 및 우측 하단 모서리에서 복수의 탐침들(130)까지의 연장선 사이에서 수직 코일(120)과 일정 거리 이격되도록 배치되어 제1 및 제2 축(x 및 y 축들) 방향들의 자기장 세기에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 동시에 테스트할 수 있다. 다른 예를 들어, 한 쌍의 주변부 코일(110a)은 좌측 하단 모서리에서 복수의 탐침들(130)까지의 연장선 및 우측 상단 모서리에서 복수의 탐침들(130)까지의 연장선 사이에서 수직 코일(120)과 일정 거리 이격되도록 배치되어 제1 및 제2 축(x 및 y) 방향들의 자기장 세기에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 동시에 테스트할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 도 5b에서, 한 쌍의 제1 코일(110b-1)은 제2 축(y)에 수직을 가지도록 제1 축(x) 상에 배치되고, 한 쌍의 제2 코일(110b-2)은 제1 축(x)에 수직을 가지도록 제2 축(y) 상에 배치될 수 있다. 여기에서, 한 쌍의 제1 코일(110b-1) 및 제2 코일(110b-2)들 각각은 프로브 카드(20) 내에서 지지대(20-2)의 지지에 의해 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 45도(이때, 45도는 본 발명의 최적의 실시를 위해 추천하는 각도에 해당하지만 이에 한정하지 않음)로 배치되는 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil)에 해당할 수 있다. 한 쌍의 제1 코일(110b-1) 및 제2 코일(110b-2)들 각각은 웨이퍼(10) 상의 제1 및 제2 축(x 및 y) 각각의 방향의 자기장 세기에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 순차적으로 테스트할 수 있다. 한 쌍의 제1 코일(110b-1) 및 제2 코일(110b-2) 각각은 수직 코일(120)과 일정 거리 이격되어 서로 마주보도록 평행하게 배치될 수 있다.
자기 센서 테스트 장치(100)는 프로브 카드(Probe Card)(20) 내에서 한 쌍의 제1 및 제2 코일들(110b-1, 110b-2)에 의해 형성된 자기장 내에 배치되고 상면에서 자기 센서를 감싸는 수직 코일(120)에 전류 또는 전압을 인가한다(단계 S405).
수직 코일(120)은 원형으로 형성되어 제3 축 방향(수직 성분)의 자기장 세기에 대한 자기 센서의 정상 동작 여부를 테스트한다(단계 S406). 여기에서, 제3 축은 z축(Z-axis)에 해당할 수 있다.
도 6은 도 1에 있는 자기 센서 중심 바깥 방향으로 자기 센서 테스트 장치 상의 제1 및 제2 코일들에 의해 형성된 각에 따른 자기장 세기를 설명하는 그래프이고, 도 7은 도 1에 있는 자기 센서 테스트 장치 상의 제1 및 제2 코일들의 각도에 따른 제1 축 및 제2 축에 대한 자기장 균일도를 설명하는 그래프이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 한 쌍의 제1 및 제2 코일들(110) 각각은 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 예각으로 배치된 자기 센서 중심 바깥 방향으로 배치되는 각도에 따라 자기장의 세기가 달라질 수 있다. 한 쌍의 제1 및 제2 코일들(110) 각각은 자기 센서에 직각(90도)으로 배치되었을 때 보다 자기 센서의 중심에서 예각(75도 ~ 10도)으로 배치되었을 때 자기장 세기가 증가할 수 있다. 여기에서, 한 쌍의 제1 및 제2 코일들(110) 각각은 자기 센서의 중심에서 20도의 예각으로 배치되었을 때 가장 큰 세기의 자기장을 형성할 수 있지만, 45도의 각도로 배치되어 웨이퍼(10) 상에 배치된 자기 센서에 균일한 자기장을 형성할 수 있다. 도 7에서, 자기 센서 테스트 장치(100)는 한 쌍의 제1 및 제2 코일들(110) 각각이 웨이퍼(10)의 표면을 기준으로 30도, 45도 또는 60도로 배치되고, 자기 센서 중심으로부터 제1 축 방향 또는 제2 축 방향에서 일정 거리 간격으로 자기 센서 상면에 형성된 자기장을 측정하면 자기 센서 중심에서 45도로 배치되었을 때 가장 일정한 자기장(여기에서, 일정한 자기장은 자기장의 균일도가 높다는 것에 해당함)을 형성할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 자기 센서 테스트 장치
110: 한 쌍의 주변부 코일(한 쌍의 제1 및 제2 코일들)
120: 수직 코일
130: 탐침
10: 웨이퍼
20: 프로브 카드
20-1: PCB(Printed Circuit Board)
20-2: 지지대

Claims (18)

  1. 웨이퍼(Wafer)에 포함된 자기 센서를 테스트하는 프로브 카드;
    상기 프로브 카드에 배치되고 상기 웨이퍼에 수직 방향의 자기장을 형성하는 수직 코일; 및
    상기 프로브 카드에서 상기 수직 코일을 중심으로 대칭적으로 배치되고 상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치되는 적어도 한 쌍의 주변부 코일을 포함하는 자기 센서 테스트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한 쌍의 주변부 코일은
    상기 웨이퍼에 수평 방향의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한 쌍의 주변부 코일은
    4개의 코일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 예각은
    90도 이하인 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 4개의 코일은
    제1 축 상에 배치되는 한 쌍의 제1 코일; 및
    상기 제1 축에 수직인 제2 축 상에 배치되는 한 쌍의 제2 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자기 센서로부터 출력되는 테스트 신호를 검출하는 복수의 탐침(Probe Tip)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한 쌍의 주변부 코일은
    상기 수직 코일과 일정 거리만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  9. 복수의 자기 센서들을 포함하는 웨이퍼(Wafer) 상에 배치되고 상기 웨이퍼에 수직 방향의 자기장을 형성하는 수직 코일;
    상기 수직 코일을 중심으로 제1 축 상에 대칭적으로 배치되고 상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치되는 한 쌍의 제1 코일; 및
    상기 수직 코일을 중심으로 상기 제1 축에 수직인 제2 축 상에 대칭적으로 배치되고 상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치되는 한 쌍의 제2 코일을 포함하는 자기 센서 테스트 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 코일들 각각은
    상기 웨이퍼에 수평 방향의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서, 상기 예각은
    90도 이하인 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 코일들 각각은
    상기 수직 코일과 일정 거리만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 장치.
  14. 복수의 자기 센서들을 포함하는 웨이퍼(Wafer)의 자기 센서 테스트 방법에 있어서,
    (a) 상기 웨이퍼에 수직 방향의 자기장을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치된 한 쌍의 제1 및 제2 코일들을 통해 수평 방향의 자기장을 형성하는 단계를 포함하는 자기 센서 테스트 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    수직 코일에 전류 또는 전압을 인가하여 상기 자기장의 수직 성분에 대한 자기장 세기를 테스트하는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 웨이퍼의 표면을 기준으로 예각으로 배치된 한 쌍의 제1 및 제2 코일들에 전류 또는 전압을 인가하여 상기 자기장의 수평 성분에 대한 자기장 세기를 테스트하는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계들은
    상기 복수의 자기 센서들의 정상 동작 여부를 테스트하는 것을 특징으로 하는 자기 센서 테스트 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 (a) 및 (b) 단계들의 실행 순서는 서로 무관한 자기 센서 테스트 방법.
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