JP2001521153A

JP2001521153A - 改善された精度を有する自動マイクロ波試験システム

Info

Publication number: JP2001521153A
Application number: JP2000517289A
Authority: JP
Inventors: ベッグ，マシュー・トーマス
Original assignee: Teradyne Inc
Current assignee: Teradyne Inc
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2001-11-06
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: US6249128B1; EP1025450B1; TW394849B; EP1025450A1; JP4282897B2; CN1111747C; WO1999021025A1; CN1276872A; KR20010031308A; DE69811927D1; KR100538405B1

Abstract

(57)【要約】マイクロ波成分のための自動試験システムである。この試験システムは、内部的に切り換え可能な較正基準を含む。構成ルーチンの一部として、ソースからの入射電力が測定される。この測定の間に、較正基準は反射してソースに戻る電力の量を変化させるようにスイッチングがなされる。この変化が生じる間に入射電力の変化が連続的に測定される。結果として得られる測定値により、ソース・マッチ項を決定することが可能となる。ソース振幅への補正がなされ、ソース・マッチが調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、広くは、マイクロ波成分のための試験システムに関し、更に詳しく
は、そのようなシステムの精度を改善するための較正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

マイクロ波デバイスは、ますます、半導体製造技術を用いて作られるようにな
っている。半導体製造技術を用いることによって、マイクロ波デバイスの大量の
低コストでの製造が可能になる。また、マイクロ波デバイスは、低コストでの試
験が必要である。しかし、試験の精度を犠牲にすることは許されない。

【０００３】試験コストを低く抑える重要な方法として、自動化された試験装置が用いられ
る。デバイスを試験装置に機械的に挿入すると、一連の試験がそのデバイスに対
して迅速に実行されるというものである。現在の自動試験装置は、半導体デバイ
ス上のマイクロ波回路を試験することができる。更に、デジタル信号を発生させ
測定することも可能である。そのようにして、マイクロ波デバイスを、迅速に連
続して完全に試験することができる。

【０００４】精度を保証するために、試験システムは較正される。マイクロ波装置（microw
ave instrumentation）の伝統的な較正は、一連の較正基準を試験装置の試験ポートに接続することによって行われる。そして、試験システムが、これらの較正
基準を測定する。その際に、較正基準の実際の値は知られているので、試験シス
テムによって生じた測定誤差を識別できる。しばしばｓパラメータと称される一
連のパラメータが計算されるのであるが、これらのパラメータによって、較正基
準が接続されている地点に至るまでの測定回路の数学的モデルが形成される。こ
のモデルを用いると、測定装置を通過する信号における歪みを予測することがで
きる。このようにして、信号の歪みすなわち誤差の効果を数学的に除去すること
が可能となる。

【０００５】自動試験装置の較正における著しい進歩が、Wadellへの米国特許第５，５７２
，１６０号に記載されている。この米国特許は本出願において援用する。この米
国特許には、較正基準が自動試験システムの内部に取り付けられている自動試験
装置が記載されている。このような取り付けを行うということは伝統的な較正の
考え方とは対照的である。伝統的な較正の考え方では、試験対象デバイスが通常
取り付けられるであろう場所に較正基準を取り付けることになっていたのである
。しかし、この米国特許では、内部的な較正基準によって正確な較正を可能にす
るのに用いられるユニークな較正プロセスが記載されている。

【０００６】上述の較正プロセスによると、ときにはＶＮＡ較正とも称される方法が提供さ
れる。ＶＮＡ測定は、あるデバイスの透過係数（transmission coefficient）及
び反射係数が本質的に何であるのかを決定するのに用いられる。これらの係数は
、入射電力、透過電力及び反射電力の測定値の比率に基づく。実際に用いられた
電力は、比率が計算されるときには問題にならなくなるので、ＶＮＡ測定にとっ
ては重要性をもたない。

【０００７】試験対象デバイスに与えられた実際の電力を決定するためには、電力測定デバ
イスを用いてソース電力（source power）を測定する。上述のWadellへの米国特
許には、ソース電力を測定するのに用いられるシステムが記載されている。

【０００８】しかし、上述の較正測定は、負荷に提供される電力を変化させるような誤差を
調整することはない。そのような誤差の１つに「ソース・マッチ」（source mat
ch）と称されるものがある。ソース・マッチは、入射信号が試験対象デバイスに
よって部分的に反射されるときに誤差を生じさせる。反射された一部の波は、測
定装置の中に戻る。反射された波の一部は測定装置によって反射され、負荷に戻
る二次的な反射信号を生じる。この反射された部分は、ＶＮＡ較正測定を用いて
予測することが可能である。ｓパラメータの１つによって、この反射が記述され
る。反射部分を計算することができるのであるから、調整を行い、その反射部分
が誤差を生じさせることを防止できる。

【０００９】しかし、負荷から反射される信号のすべてが、ＶＮＡ回路に達したときに反射
して負荷に戻るとは限らない。その信号の一部は、ソースに達するまで回路の中
を移動する。ソースでは、反射信号のいくらかの部分は再び反射され、別の第２
のレベルの反射を生じる。ＶＮＡ較正プロセスはソースからの信号レベルにおけ
る変動を明らかにできないのであるから、伝統的なＶＮＡ較正を用いてもソース
からの第２のレベルの反射を明らかにすることはできない。

【００１０】典型的には、ソースからの第２のレベルの反射は無視される。多くの場合、測
定装置は試験対象デバイスに対して完全に整合されており試験対象デバイスから
ソースへの反射は存在しないと仮定される。ソースのインピーダンスとＶＮＡ回
路のインピーダンスとの整合を保証するために、測定システムを設計する際には
努力が払われることが多い。ソース・インピーダンスと回路のインピーダンスと
の整合がとれている場合には、ソースからの反射はほぼ存在しなくなる。しかし
、ソースのインピーダンスとそれが接続される回路のインピーダンスとの整合が
とれるように試験装置を設計するには、コストがかかることが多い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】

多くの場合に、ソースに到達する反射信号の量は僅かである。従って、ソース
・マッチ誤差を見つけて補正することは伝統的には考慮されてこなかったが、そ
れによって意味のある誤差を生じることもなかった。しかし、ソースを他の回路
と正確に整合させることはしないままで依然として較正によって精度を維持する
ことによってより低コストの試験システムを作ることが望まれる場合も存在する
。また、高精度が要求されており、ソース・マッチによって生じる誤差をたとえ
小さなものであっても較正によって除去することが必要であるような場合も存在
するであろう。例えば、試験装置があるデバイスのゲインや３ｄＢ圧縮点の測定
に用いられている場合には、デバイスへの真の電力を正確に測定することが重要
である。

【００１２】何らかの機構を用いてソース・マッチ誤差を調整するのでなければ、電力感知
性の測定値は、試験対象デバイスからの反射係数と共に変動する。よって、試験
プロセスは、デバイスごとに変動を示すことになるが、これは望ましくない。同
様に、電力感知性の測定値は、ソースからの反射係数と共にも変動する。従って
、試験プロセスはテスタごとの変動も示すことになる。自動化された工場の試験
プロセスにおける変動は、それがどのような形態のものであっても非常に望まし
くないものである。従って、ソース・マッチ誤差を調整するための単純で正確な
方法に対する大きな必要性が存在している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

以上を鑑みると、本発明の目的は、ソース・マッチ誤差を調整する単純で正確
な方法を提供することである。

【００１４】上述した及びそれ以外の目的は、信号経路の中に切り換え可能に接続すること
ができる較正基準を含む自動試験システムにおいて達成される。最初に１つの較
正基準がデバイスに接続され、次に第２の較正基準が接続されるのであるが、そ
の際に、第１及び第２の較正基準を用いて得られる測定値の間の位相関係が保存
されるようにするという較正ルーチンが実行される。これらの測定値は、ソース
・マッチ誤差に対する調整を計算する際に用いられ、次に、このソース・マッチ
誤差を用いて誤差の効果を減少させる。

【００１５】

【発明の実施の態様】

本発明は、以下の詳細な説明と添付の図面とを参照することによってよりよく
理解することができる。

【００１６】図１は、マイクロ波成分を試験するのに用いられるタイプの従来技術による試
験システムを示している。この試験システムは、テスタ本体１００から構成され
ている。テスタ本体１００は、試験ヘッド１０４を介して試験対象デバイス（Ｄ
ＵＴ）１０６に接続される。

【００１７】テスタ本体１００は、制御回路１０８を含む。制御回路１０８は、様々な試験
及びオペレータ・インターフェース機能を実行し一般的に数学的計算を実行する
ようにプログラムすることができる汎用コンピュータと類似している。制御回路
１０８は、特定用途向きの制御回路とＳＵＮ（登録商標）ワークステーションな
どのコンピュータ・ワークステーションとの組合せによって実現することが可能
である。しかし、制御回路１０８の具体的なアーキテクチャは試験システムの具
体的な設計に左右されるのであって、本発明にとっては重要でない。

【００１８】制御回路１０８は、様々なＲＦソース１１２と様々なＲＦ受信機１１４とを制
御する。これらのデバイスは、ＤＵＴ１０６のための試験信号を発生し測定する
。ソース及び受信機の具体的な数やそれらが実行するように設定されている機能
は試験されているデバイスの特定のタイプやそれ以外のファクタに依存し、本発
明にとっては重要でない。

【００１９】更に、試験システムは、他のタイプの試験信号を発生又は測定する装置を含む
ことがある。例えば、低周波の交流信号の直流電圧を発生するソースも存在しう
る。更に、デジタル信号を発生し測定する回路を含むこともある。しかし、これ
らの追加的な構成要素についてはこの技術分野では既に知られており、ここでは
明示的に示すことはしない。

【００２０】テスタ本体１００は、また、データ捕捉回路１１６を含む。受信機１１４が受
け取った信号は、データ捕捉回路１１６に送ることができる。データ捕捉回路１
１６は、高速サンプリング回路とメモリとを含む。従って、信号を、制御回路１
０８による処理のためにデジタル形式で記憶することができる。

【００２１】試験ヘッド１０４は、テスタ本体１００からＤＵＴ１０６へ信号をルーティン
グ（経路設定）する。試験ヘッド１０４は、複数のスイッチング・モジュール２
００を含む。各スイッチング・モジュール２００は、上述のWadellへの米国特許
第５，５７２，１６０号に記載のあるモジュールと類似している。これによって
、ＤＵＴ１０６への信号及びＤＵＴからの信号をより融通性のある処理のために
様々な方法でルーティングすることが可能となる。更なる詳細は、図２との関係
で後述する。

【００２２】次に図２を参照すると、簡略化された形式のスイッチング・モジュール２００
が示されている。好ましくは、スイッチング・モジュール２００は、ソリッドス
テート素子を用いて作ることができる。ただし、多くのそれ以外の構成技術を用
いてもかまわない。

【００２３】スイッチング・モジュール２００は、ソース１１２に接続する指向性カプラ２
１０を含む。指向性カプラ２１０の１つのポートはスイッチ２１２に接続されて
おり、スイッチ２１２は、スイッチングしてＤＵＴ１０６に接続することができ
る。このようにして、スイッチング・モジュール２００は、信号をソース１１２
からＤＵＴ１０６まで信号を送るように構成することができる。

【００２４】反射信号のようにＤＵＴ１０６から戻るすべての信号は、指向性カプラ２１０
を通過して戻すことも可能である。反射信号は、指向性カプラ２１０のポートの
中のスイッチ２１４に接続されたものにおいて生じる。スイッチ２１４は、指向
性カプラ２１０の複数のポートの間で選択を行い、そのポートにおける信号を受
信機１１４まで送ることができる。このようにして、スイッチ２１４は、ＤＵＴ
１０６から反射された信号を測定のために受信機１１４に送ることができる。

【００２５】スイッチ２１４の第２のスロー（throw）も指向性カプラ２１０に接続されている。しかし、指向性カプラ２１０の別のポートに接続されている。このポート
は、ソース側から指向性カプラ２１０に与えられる信号を出力する。このように
、受信機２１０は、指向性カプラ２１０に与えられる信号を、それがソース側又
はＤＵＴのどちらからのものでも測定することができる。

【００２６】更に、スイッチング・モジュール２００は、較正基準（calibration referenc
e）２１６を含んでいる。Wadellへの米国特許に関して既に論じたように、これらの較正基準は、試験システムのＶＮＡ較正を迅速かつ正確に実行するのに用い
ることができる。スイッチ２１２を用いると、指向性カプラ２１０を較正基準２
１６に接続することによって、ソース１１２からの信号を較正基準２１６に送り
、較正基準２１６からの反射を受信機１１４にルーティングすることができる。

【００２７】較正基準２１６は、異なる反射特性を有する複数の較正基準で構成されている
。一般に、開放（オープン：open）２２０、短絡（ショート：short）２２２、負荷２２４及び通過（thru）基準がある。開放及び短絡基準は、それぞれ、開放
又は短絡回路として現れる。負荷基準は、整合のとれた負荷として現れる。通過
基準は、２回のポート測定を行うのに用いられる別のポートに直接に接続する。
好適実施例では、較正は１ポート構成に基づき、通過基準は用いられず図２に含
まれていない。複数の基準の中の１つを、スイッチ２１８によってある時点で選
択することができる。

【００２８】一般に、較正基準が、正確に、開放、短絡又は整合された負荷であることはな
い。しかし、既知の較正技術を用いて、実際の開放、短絡又は整合された負荷の
値と理想的な値との間の差を決定することはできる。その上で、既知の計算技術
を用いて数学的に補正を行うことが可能である。ソース・マッチ誤差を決定する
ためには、ソースに接続することができる２つの基準が存在することが重要であ
る。これらの基準の具体的な値は本発明の動作にとっては重要ではない。

【００２９】図２は、ソース・マッチ誤差の問題を更に詳細に示している。電力Ｐ_iを有する入射信号がＤＵＴ１０６に与えられる。入射信号の一部２５０は反射してソー
スの方向に戻る。反射の量は、ＤＵＴ１０６に接続された回路のインピーダンス
とＤＵＴ１０６のインピーダンスとの関係に左右される。

【００３０】信号の一部２５０は、スイッチング・モジュール２００に達するとＤＵＴ１０
６に方向に反射して戻る。反射係数は、スイッチング・モジュール２００の回路
のｓパラメータによって与えられる。ｓパラメータの１つはｅ_sと称されることがあり、その反射量を与える。スイッチング・モジュール２００のｓパラメータ
・モデルは、典型的には、試験システムのための較正ルーチンの一部として計算
される。このように、この値は、既知の較正技術を用いて決定することができる
。ｅ_sの値は既知であるから、反射信号２５０の１次効果を計算することができ、ＤＵＴ１０６への放射電力全体を決定するときに調整を行うことができる。

【００３１】しかし、１次効果が説明できただけでは、反射信号２５０の効果全体を判断し
たことにはならない。信号２５０は、スイッチング・モジュール２００を通過し
て、反射信号２５２として現れる。信号２５２はソース１１２から反射して、電
力Ｐ_rを有する信号を生じる。従って、ソースからの実効電力は、Ｐ_g＋Ｐ_rである。ここで、Ｐ_gは、ソースからの実際の電力である。

【００３２】Ｐ_g及びＰ_rは同相であったり位相がずれていたりするので全体の電力はＰ_g単独の場合よりも大きかったり小さかったりすることがある点に注意しておくこと
は重要である。ソース・マッチ誤差を表すのはＰ_rの項であり、正確な測定を行うためには補正が必要である。

【００３３】図２の簡略化された図では、ソース１１２とＤＵＴ１０６との間の回路すべて
がスイッチング・モジュール２００によって表されている。現実には、ソース１
１２とＤＵＴ１０６との間には多数の物理的要素が存在する可能性がある。しか
し、それらを、１組のｓパラメータを備えた単独のデバイスとして数学的にモデ
ル化することができる。

【００３４】次に、図３を参照して、ソース・マッチ誤差の補正プロセスを説明する。図３
に示されているプロセスは、制御回路１０８の中にプログラムされているソフト
ウェアの制御の下で実行される。

【００３５】ステップ３１０では、外部較正が実行される。外部較正は、ＤＵＴ１０６を精
度が高いことが知られている較正基準（図示せず）と交換することによって実行
される。一連の測定が外部較正基準に対してなされ、その差が、較正基準の値に
基づく予測値と比較される。予測値と実際値との差はどのようなものでも、スイ
ッチング・モジュール２００によって生じた歪みに帰着可能であると考えられ、
この歪みを表すスイッチング・モジュール２００のｓパラメータを計算するのに
用いられる。このような較正は、この技術分野では広く知られている。

【００３６】やはり従来技術に含まれ上述のWadellへの米国特許に記述されている較正プロ
セスにおける追加的なステップは、値を較正基準２１６に割り当てることである
。測定は、較正基準２１６のそれぞれについてなされる。次に、較正基準２１６
は、「数学的な埋め込み解除」がなされる（mathematically de-embedded）。埋
め込み解除とは、スイッチング・モジュール２００に対して計算されたｓパラメ
ータを用いて、較正基準２１６に対して測定がなされるときに得られるのと同じ
測定値を生じるにはＤＵＴ１０６の代わりにどの値の較正基準が接続される必要
があるのか、を決定することを意味する。このように、正確な外部較正基準に関
して得られた測定値を使って、内部較正基準２１６に対して用いられる値が決定
される。

【００３７】次のステップは、ステップ３１２である。図３は、ステップ３１０とステップ
３１２との間に中断（ブレーク）があることを示している。ステップ３１０は、
非常にまれに実行されると考えられる。例えば、試験ユニットが工場にあるとき
に一度実行される。その後では、月ごとのサービスの時など、比較的まれな頻度
で実行される。内部較正基準に割り当てられる値は、測定の間の期間で用いられ
るように不揮発性メモリに記憶（格納）される。従って、図３に示されている流
れにおける中断は、ステップ３１０とステップ３１２との間の時間の経過を表し
、また、試験システムの構成の変化を表す。

【００３８】ステップ３１２では、別のＶＮＡ較正が実行される。しかし、ステップ３１２
では、較正は、内部較正基準２１６だけを用いて実行される。このステップには
、外部較正基準は必要とされない。ステップ３１２は、試験システムが工場のフ
ロアで用いられている間に周期的に実行されると考えられる。例えば、一日に１
回実行されたり、又は、８時間使用された後に実行されたりである。

【００３９】ステップ３１２における較正は、内部較正基準２１６を一度に１つスイッチ２
１２を介して接続することによって実行される。標準的な較正測定が用いられる
。しかし、較正基準の値は、ステップ３１０において既に計算され不揮発性メモ
リに記憶された値と解釈される。ステップ３１２の結果は、図２でスイッチング
・モジュール２００として示されている回路のｓパラメータ・モデルである。こ
のモデルはｅ_sに対する値を与え、これは、反射信号２５０の効果の一部を訂正するのに用いることができる。

【００４０】図３のこれ以降のステップでは、反射信号の残存効果（remaining effects）を訂正するためにゲイン・ファクタ（利得係数）が計算される。ステップ３１４
では、較正基準２１６の負荷基準がスイッチ２１２を介して接続される。スイッ
チ２１４は、受信機１１４まで入射信号を通過させるように構成される。換言す
ると、受信機１１４は、ソース１１２の方向から指向性カプラ２１０に入射する
信号を測定する。入射信号は、Ｐ_g＋Ｐ_rを含む。

【００４１】ソース１１２は、好適実施例では、試験システムの動作範囲内の周波数で正弦
波を生じるように構成されている。この周波数は、典型的には、１０ＭＨｚから
６ＧＨｚの範囲にある。選択された周波数は、試験システムが動作される周波数
である。典型的には、ソース・マッチは周波数の関数である。試験の間にソース
を複数の周波数で動作させることを意図している場合には、ソース・マッチの項
を決定して各周波数において適用することができる。複数の周波数成分を含む試
験信号を提供するようにソースをプログラムすることも可能である。そのような
場合には、各周波数成分を別々に分析するには、スペクトル処理が必要になる。

【００４２】いったん試験装置が設定されると、データ捕捉回路１１６がトリガされる。デ
ータ捕捉回路１１６は、反射信号のサンプルを記憶し始める。好適実施例では、
約４０マイクロ秒のデータが収集される。

【００４３】データ捕捉がまだプロセス中の間に、スイッチ２１８が付勢され開放基準２２
０に接続される。較正基準を変更することによって反射信号２５２の量が変化し
、従って、指向性カプラ２２０への入射電力の量が変化する。好適実施例では、
データ捕捉回路は、スイッチングがなされた後で４０マイクロ秒の間データの捕
捉を継続する。

【００４４】２つの負荷条件でのデータの十分なサンプルが採られると、データ捕捉はステ
ップ３２０において停止される。

【００４５】ステップ３２２で、捕捉されたデータを用いてソース・マッチΓ_sが計算される。ソース・マッチは、２つの項Γ_g＋ｅ_sからなっている。ｅ_sの値は、ステップ３１２におけるＶＮＡ較正から決定される。Γ_gの値は、捕捉されたデータから計算される。しかし、Γ_gの値を別々に計算することは必要ない。Γ_sの値は、
次の方程式１から直接に計算することができる

【００４６】

【数１】

【００４７】ただし、この方程式において、Γ_l1及びΓ_l2は、それぞれが、接続された負荷較
正基準と開放較正基準とに対する反射係数である。これらは、ステップ３１０に
おいて計算され記憶された値である。Ｉ₁及びＩ₂は、それぞれが、負荷較正基準
と開放較正基準とが接続された状態で受信機１１４によって得られた測定値であ
る。

【００４８】特に、Ｉ₁及びＩ₂は、較正基準がスイッチングされる前後においてデータ捕捉
回路１１６に記憶されているサンプルに対して離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実
行することによって導かれる。一貫性を保証するために、Ｉ₁及びＩ₂を計算する
際には、同じ数のサンプル・ポイントが用いられなければならない。ＤＦＴによ
って、特定の周波数における振幅と位相とを与える複素数が得られる。好適実施
例では、Ｉ₁のＤＦＴを計算するのに用いられる第１のサンプルとＩ₂のＤＦＴを
計算するのに用いられる第１のサンプルとの間のサンプル数が、これらのサンプ
ル間の間隔が測定されている信号の周期の整数倍となるように、選択される。こ
のようにして、２つのサンプルの組の間の位相関係が保存される。

【００４９】方程式１における量は複素数であることに注意しなければならない。換言する
と、それぞれの量は関連する振幅と位相とを有している。好適実施例では、Ｉ₁ 及びＩ₂は、ソース１１２又は受信機１１４に関する設定をどちらも変更せずに、また、データ収集を中断することもなく較正基準を変更することによって測定
される。このようにして、Ｉ₁及びＩ₂の測定値の間の位相関係は保存され、それ
によって、方程式１を解いてΓ_sの値を得ることができる。

【００５０】反射信号２５２の大きさ、従って、Ｐ_rの大きさは、ＤＵＴ１０６からの反射量に左右される。よって、ＤＵＴ１０６の反射係数が計算されるまでは訂正を行
うことはできない。

【００５１】ステップ３２４では、特定のＤＵＴ１０６が試験システムに接続される。この
ステップは、ＤＵＴ１０６の通常試験の一部である。接続は、ウエハ・プルーバ
（wafer prober）などの自動半導体操作装置を用いてなされる。また、手動でこ
の接続を行うことも可能である。

【００５２】ＤＵＴ１０６が接続されると、ＤＵＴの反射係数が測定される。すでに述べた
ように、従来技術による自動試験装置では、ＤＵＴ１０６のｓパラメータを測定
することができる。ｓパラメータは複数の値の比率に左右されるので、ｓパラメ
ータの測定は、ソース・マッチによって生じる不正確さの影響を受けない。この
ようにして、ＤＵＴ１０６に対する反射係数Γ_lは、ソース・マッチ誤差を訂正する前に測定することができる。

【００５３】上述の値は、ソース・マッチ項Ｐ_rに帰すことができる信号Ｐ_gへの等価なゲイ
ン量を計算するのに用いることができる。このゲイン項は、次の方程式２によっ
て与えられる。

【００５４】

【数２】

【００５５】ただし、ここで、Γ_lに対する項は負荷からの反射を表す。次に、ゲインＧ_nは、ステップ３３０においてソース１１２を調整するのに用いられる。特に、ソースの設定は、ゲインの逆数だけ変更される。このようにし
て、Ｐ_gとＰ_rとの組合せによって、所望の大きさの入射信号が得られる。

【００５６】ステップ３３２では、ＤＵＴ１０６が試験される。特に、複数の入射電力の比
率だけでなく入射電力の大きさが重要性を有するすべての試験がステップ３３２
で実行される。例えば、試験対象デバイス３ｄＢ圧縮点の測定がこのステップで
実行される。

【００５７】いったんＤＵＴ１０６が試験されると、流れ図はステップ３３４に進む。ステ
ップ３３４では、次のＤＵＴが試験システムに接続される。このステップも、手
動でも自動でもかまわない。

【００５８】ここで、流れ図はステップ３２４に戻る。ＤＵＴ１０６の反射係数の値に依存
する測定が反復され、次のＤＵＴに対する補正がなされる。このＤＵＴが次に試
験される。

【００５９】以上で１つの実施例を説明したが、多数の他の実施例や変更が可能である。例
えば、ステップ３１４及び３１８では負荷及び開放較正基準を用いて測定を行う
と説明した。較正基準の特定の値は本発明にとって重要ではない。異なる任意の
２つの基準を用いて未知数が２つである２つの方程式を作り、それによって、ソ
ース・マッチを計算することができる。

【００６０】更に、ソース・マッチ誤差を補正するステップの好適な順序を説明した。しか
し、これらのステップはほとんど任意の順序で実行することができる。実際の順
序は、好ましくは、実現の際の便宜的な問題として選択することができる。

【００６１】更に、高度に自動化のなされた自動試験システムを好適実施例として説明した
。この技術は、自動化がそれほどにはなされていないシステムにも依然として有
用である。

【００６２】方程式２を用いて計算されたゲインを用いてソースの出力レベルを調整するこ
とを説明した。より高い精度を達成するためには、ソース振幅を実際に調整する
ことは必要ない。そうではなく、入射信号の振幅に依存する測定値はすべて、計
算したゲインに基づいて調整することができる。しかし、ソースの値を実際に調
整することは、ゲイン項がすべての測定値と関連することを要しないという利点
を有し、更に、どのデバイスも同じ電力レベルで試験することが可能になるとい
う利点を有する。

【００６３】また、方程式２は、負荷に与えられる電力を制御することが望まれるときに有
用なゲインの１つの定義を提供している。実効電力や負荷まで運ばれる電力に対
してソースを較正することを望む場合には、ゲインの別の定義を適用することが
できる。このように、本発明は、与えられている特定のゲイン方程式に制限され
ない。

【００６４】更に、較正基準が切り換えられる間にデータが連続的に捕捉されると説明した
。連続的なデータの捕捉によって、結果として得られる測定値が既知の位相関係
を有することが可能となる。測定値の間の位相関係を決定する別の方法も用いる
ことができる。例えば、各信号を既知の位相を有する第３の信号と比較してもよ
い。

【００６５】更に、ソースとＤＵＴとの間のすべての回路が単一のスイッチング回路として
モデル化されている簡略化されたモデルが用いられてきている。実際の回路は、
複数の別個の回路で構成することができ、各回路のｓパラメータは別々に計算す
ることができる。特に、スイッチング・モジュールとＤＵＴとの間には固定具（
fixture）があることが多い。しかし、この技術分野では、別々の回路に対するｓパラメータをどのようにして合成された回路に対するｓパラメータに合成する
かは広く知られている。また、第１の地点と第２の地点との間でのｓパラメータ
が既知である場合に、第１の地点での反射測定値をどのようにして第２の地点で
観測されるであろう反射測定値に関連付けるかも広く知られている。従って、測
定値は厳密にここで説明した地点でのものであることは必要ない。当業者であれ
ば、ｓパラメータを決定する又は測定を行うという目的のために回路が物理的に
定義されている態様に基づいて、以上で与えた方程式を別の形式に変換すること
は容易である。

【００６６】更に、本発明は、ソース・マッチに帰すことが可能な誤差を除去するという観
点で説明されている。注意すべきであるのは、受信機のマッチに関する項によっ
て生じる誤差もありうるということである。しかし、受信機マッチは、ソース・
マッチ項と比較するとはるかに小さいことが一般的である。更に、以上で説明し
た計算は、受信機マッチに関しても較正を部分的に行う。従って、「ソース・マ
ッチ」という用語は、（ＤＵＴの方向ではなく）ソースの方向から反射された後
で試験回路に入射する信号の概念を表すのに用いられてきているので、ソースか
ら反射された信号に帰すことができる誤差だけに厳密に限定されるのでない。

【００６７】更に、測定値はソースの方向からスイッチング・モジュールに入射する信号に
関して得られるものと説明されている。方程式を、ＤＵＴの方向から入射する信
号からのゲインを計算することによって導くことも可能である。そのような電力
は、一般に、反射電力と称される。

【００６８】また、スイッチ２１８を介して接続された離散的な較正基準が示されているこ
とが説明されたことにも注意すべきである。較正基準の値を変更するにはそれ以
外の方法もありうる。例えば、米国特許第５，４３４，５１１号に記載されてい
る可変的な負荷を用いることも可能である。好適実施例に関しては、較正基準が
２つの明確なしかし予測可能な値の間で十分に高速に切り換え可能である場合に
は、データ捕捉メモリ１１６が切り換えの後でサンプルがとられる前にいっぱい
にはならなければ十分である。

【００６９】従って、本発明は、特許請求の範囲の精神と範囲とによってのみ限定されるべ
きである。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロ波成分を試験するための従来技術による自動試験システムのスケッチ
である。

【図２】従来技術による内部的較正システムのスケッチである。

【図３】本発明による新規な較正プロセスを示す流れ図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月２４日（２０００．４．２４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動試験装置をソース・マッチに関して較正する方法であっ
て、ａ）第１の較正基準を測定回路に接続するステップと、ｂ）前記測定回路に第１の方向から入射する第１の信号を測定するステップと
、ｃ）第２の較正基準を前記測定回路に接続するステップと、ｄ）前記測定回路に前記第１の方向から入射する第２の信号を、前記第１の信
号と前記第２の信号との間の位相関係が保存される態様で測定するステップと、ｅ）前記第１の信号と前記第２の信号とを用いてソース・マッチに帰属可能な
誤差の表示を計算するステップと、を含む方法。
【請求項２】ソース・マッチに帰属可能な誤差に基づいてゲインを計算し
、ソースによって提供される信号の振幅を調整するステップを更に含む、請求項
１記載の方法。
【請求項３】前記第１の方向から入射する信号はソースの方向から入射す
る、請求項１記載の方法。
【請求項４】ソース・マッチに帰属可能な誤差に基づいてゲインを計算し
、前記ソースによって提供される信号の振幅を調整するステップを更に含む、請
求項３記載の方法。
【請求項５】第１の較正基準を接続する前記ステップと第２の較正基準を
接続する前記ステップとは、内部較正基準への接続を前記自動試験装置にスイッ
チングするステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】第１の信号を測定する前記ステップと第２の信号を測定する
前記ステップとは、前記第１の較正基準が接続されるときから前記第２の較正基
準が接続されるときまで連続的にサンプリングするステップを含む、請求項１記
載の方法。
【請求項７】前記第１の信号を測定し前記第２の信号を測定する前記ステ
ップは、前記連続的にサンプリングされた信号のセグメントの離散フーリエ変換
を計算するステップを含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】半導体デバイスを前記自動試験装置に接続し、前記半導体デ
バイスからの反射係数を測定し、前記反射係数と前記計算されたソース・マッチ
項とを用いてゲインを計算するステップを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】前記計算されたゲインに従ってソースの振幅を調整するステ
ップと、その後で前記半導体デバイスに対して少なくとも１回の試験を行うステ
ップとを更に含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】ソースと、データ捕捉メモリが結合された受信機と、前記
ソース及び前記受信機に接続可能な複数の値の１つを有するように構成可能な較
正基準とを有するタイプの自動試験装置を動作させる方法であって、ａ）前記較正基準を第１の値を有するように構成し、それを前記ソースに接続
するステップと、ｂ）前記ソースからの信号を与えるステップと、ｃ）前記受信機を用いて、前記ソースの方向から入射する信号を受け取り、前
記受け取った信号の第１の複数のサンプルをデータ捕捉メモリに記憶するステッ
プと、ｄ）前記較正基準を第２の値を有するように構成するステップと、ｅ）前記受信機を用いて、前記ソースの方向から入射する信号を受け取り、前
記受け取った信号の第２の複数のサンプルを前記データ捕捉メモリに記憶するス
テップであって、前記第１の複数のサンプルと前記第２の複数のサンプルは所定
の時間関係を有する、ステップと、ｆ）前記第１の複数のサンプル及び第２の複数のサンプルを分析し、前記第１
の複数のサンプルと前記第２の複数のサンプルとの値の間の差に基づいてソース
・マッチ・ファクタを決定するステップと、を含む方法。
【請求項１１】半導体デバイスを前記自動試験装置に接続し、前記デバイ
スの特性を測定し、前記ソース・マッチ・ファクタと共に前記測定された特性を
用いて前記ソース振幅に対する調整ファクタを計算するステップを更に含む、請
求項１０記載の方法。
【請求項１２】前記計算された調整ファクタに基づいて前記ソース振幅を
調整するステップを更に含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】前記半導体デバイスを分離して第２の半導体デバイスを接
続し、前記第２のデバイスの特性を測定し、第２の調整ファクタを計算し、前記
前記ソース振幅を調整するステップを更に含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】前記自動試験装置の外部にある較正基準を接続し、前記外
部較正基準の測定を行い、前記測定値を用いて前記第１の値及び前記第２の値を
用いて構成された構成可能な較正基準を表す値を計算するステップを更に含む、
請求項１０記載の方法。
【請求項１５】第１の複数のサンプルを記憶する前記ステップと第２の複
数のサンプルを記憶する前記ステップとは、前記較正基準が前記第２の値に形成
され更にその後少なくとも２０マイクロ秒の間サンプルを連続的に採るステップ
を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】前記較正基準の第１の値は整合された負荷であり、前記較
正基準の第２の値は開放である、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】前記較正基準の第１の値は整合された負荷であり、前記較
正基準の第２の値は短絡である、請求項１５記載の方法。