JP2003302444A - 試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、試験装置に関し、例えば集積回路
の各種特性の試験に供する半導体試験装置に適用して、
蓄積電荷による高電圧の印加を簡易かつ確実に防止する
ことができるようにする。 【解決手段】 本発明は、測定対象に接続されたケーブ
ルの蓄積電荷を放電させる放電回路４、６を設け、制御
プログラムによる試験の指示に対応して、この放電回路
４、６の動作を下位のプログラムにより制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試験装置に関し、
例えば集積回路の各種特性の試験に供する半導体試験装
置に適用することができる。本発明は、測定対象に接続
されたケーブルの蓄積電荷を放電させる放電回路を設
け、制御プログラムによる試験の指示に対応して、この
放電回路の動作を下位のプログラムにより制御すること
により、蓄積電荷による高電圧の印加を簡易かつ確実に
防止することができるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造工程においては、半導
体試験装置により種々の特性を測定して出荷するように
なされている。

【０００３】このような半導体試験装置においては、複
数台の測定ユニット、スイッチユニットを所定の制御回
路により制御して、またプローブを交換することによ
り、種々の試験対象について、種々の項目を試験できる
ようになされている。

【０００４】すなわち測定ユニットは、電源回路、電圧
測定回路、電流測定回路等をユニット化した装置であ
り、制御回路の制御により、これら回路の動作を立ち上
げ、出力端子より所定の電圧、電流を出力し、また測定
端子を介して測定対象の電圧、電流等を測定する。スイ
ッチユニットは、制御回路の制御により、これら測定ユ
ニットの出力端子、測定端子とプローブとの間の接続を
切り換える。プローブは、電気的接点であるコンタクト
ピンを所定ピッチにより配置して構成され、これらコン
タクトピンが測定対象の端子にぞれぞれ接触して各端子
との間の導通を確保できるようになされている。

【０００５】これにより半導体試験装置においては、例
えば所定の集積回路の特性を測定する場合、この集積回
路のパッケージ形状、端子配列に対応するようにプロー
ブが交換されるようになされている。また測定する項目
に応じて、スイッチユニットの設定が切り換えられ、ま
た測定ユニットの設定が切り換えられるようになされて
いる。すなわち例えば集積回路の所定の端子間におい
て、漏れ電流を測定する場合には、漏れ電流測定用の高
電圧を出力し、またこの高電圧により流れる電流を測定
するように、測定ユニットが設定され、またこの測定ユ
ニットを対応する端子に接続するように、スイッチユニ
ットの設定が切り換えられる。またこのようにして漏れ
電流を測定した後に、例えばこの集積回路の電圧電流特
性を測定する場合、電圧電流特性の測定に対応して低電
圧の所定範囲をスキャンして電流を測定するように、測
定ユニットの設定が切り換えられ、またこの測定ユニッ
トを対応する端子に接続するようにスイッチユニットの
設定が切り換えられるようになされている。

【０００６】このような半導体試験装置においては、測
定ユニットからプローブまでの接続が比較的長いことに
より、これらの間における浮遊容量が数千〔ｐＦ〕もの
値になる。これにより半導体試験装置においては、この
ような試験項目の切り換えにより、試験対象への印加電
圧を高電圧から低電圧に切り換える場合、一連の処理手
順を示す制御プログラムにより、それまで印加していた
高電圧による電圧を一旦低い電圧に切り換え、浮遊容量
に蓄積した電荷を十分に放電させた後、スイッチユニッ
トの接続を切り換え、これにより測定対象に予定外の高
電圧を印加しないようになされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのように制
御プログラムの記述により、浮遊容量に蓄積した電荷を
放電させて予定外の高電圧を印加しないようにする場
合、制御プログラムの記述を間違う場合もあり、またこ
のような高電圧の印加を防止する手順を記述し忘れる場
合もある。

【０００８】このような場合、半導体製造装置における
試験においては、蓄積電荷が放電させないで接続が切り
換えられることにより、高電圧の印加が禁止される端子
間に、瞬間的に高電圧が印加され、その結果、測定対象
の特性を劣化させ、さらには測定対象を静電破壊するこ
とになる。

【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、蓄積電荷による高電圧の印加を簡易かつ確実に防止
することができる試験装置を提案しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１の発明においては、測定対象に電圧を印加し
て測定対象の特性を試験する試験装置において、測定対
象に電圧を印加する電源回路と、電圧の印加結果を測定
する測定回路と、少なくとも測定対象に接続されたケー
ブルの蓄積電荷を放電させる放電回路と、電源回路、測
定回路、放電回路の動作を制御する制御回路とを備え、
制御回路は、制御プログラムを下位のプログラムで解析
して電源回路、測定回路、放電回路の動作を制御するこ
とにより、制御プログラムに記述された試験項目を順次
実行し、制御プログラムによる試験の指示に対応して、
下位のプログラムにより、制御プログラム中の試験項目
を実行している期間の間だけ、対応するケーブルについ
て、放電回路による放電の動作を中止制御する。

【００１１】また請求項２の発明においては、放電回路
が、ケーブルをアースラインに短絡させるスイッチ回路
であるようにする。

【００１２】請求項１の構成によれば、制御回路が、制
御プログラムによる試験の指示に対応して、下位のプロ
グラムにより、制御プログラム中の試験項目を実行して
いる期間の間だけ、対応するケーブルについて、放電回
路による放電の動作を中止制御することにより、試験を
実施している期間の間だけ、電源回路による電圧を測定
対象に印加し、測定終了後においては、蓄積電荷を放電
させることができる。これによりこの蓄積電荷による高
電圧の印加を防止することができる。また制御回路にお
いては、この放電回路の制御を、制御プログラムによる
試験の指示に対応して、下位のプログラムにより実行す
ることにより、制御プログラムにおいて、高電圧の印加
を防止する処理手順が記述されていない場合でも、試験
を実施している期間の間だけ、電源回路による電圧を測
定対象に印加し、測定終了後においては、蓄積電荷を放
電させることができ、これにより簡易かつ確実に、蓄積
電荷による高電圧の印加を防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００１４】（１）第１の実施の形態 （１−１）第１の実施の形態の構成 図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体試験装
置を示すブロック図である。この半導体試験装置１にお
いて、測定ユニット２Ａ〜２Ｎは、電源回路、電圧測定
回路、電流測定回路等をユニット化した装置であり、制
御回路３の制御によりこれら回路の動作を立ち上げ、出
力端子より所定の電圧、電流を出力し、また測定端子を
介して測定対象の電圧、電流等を測定する。すなわち測
定ユニット２Ａ〜２Ｎにおいて、電源回路２ＡＡは、測
定対象の特性試験用の電源を制御回路３の制御により出
力し、測定ユニット２Ａ〜２Ｎにおいては、この電源の
印加により測定対象に流れる電流等を測定する測定回路
を内蔵するようになされている。測定ユニット２Ａ〜２
Ｎは、この測定回路による測定結果を制御回路３の指示
により制御回路３に通知する。

【００１５】測定ユニット２Ａ〜２Ｎは、それぞれこの
ような電圧、電流を出力するホット側、コールド側によ
る１対の出力端子と、電流、電圧測定用であるホット
側、コールド側による１対の測定端子を有し、半導体試
験装置１では、これら出力端子及び測定端子がケーブル
によりリレーユニット４を介してスイッチユニット５に
接続されるようになされている。

【００１６】リレーユニット４は、制御回路３の制御に
より、これら測定ユニット２Ａ〜２Ｎとスイッチユニッ
ト５とを接続するケーブルについて、これらのケーブル
の蓄積電荷を放電させる放電回路であり、制御回路３の
制御により放電の処理を中止する。具体的に、リレーユ
ニット４は、測定ユニット２Ａ〜２Ｎとスイッチユニッ
ト５とを接続する各ラインに設けられたリレーであり、
制御回路３により放電が指示された場合には、オン状態
に切り換わって、これらのラインをそれぞれアースライ
ンに短絡させ、蓄積電荷を放電されるようになされてい
る。

【００１７】スイッチユニット５は、制御回路３の制御
により、測定ユニット２Ａ〜２Ｎ側に配置されたリレー
ユニット４と、プローブ７側に配置されたリレーユニッ
ト６との接続を切り換える機構であり、マトリックス状
に配置した複数スイッチの接点を切り換えることによ
り、測定対象に応じて、測定ユニット２Ａ〜２Ｎからの
ラインをプローブ７の対応するラインに接続するように
なされている。

【００１８】リレーユニット６は、制御回路３の制御に
より、スイッチユニット５とプローブ７とを接続するケ
ーブルについて、蓄積電荷を放電させる放電回路であ
り、制御回路３の制御により放電の処理を中止する。具
体的に、リレーユニット６は、スイッチユニット５とプ
ローブ７とを接続する各ラインに設けられたリレーであ
り、制御回路３により放電が指示された場合には、オン
状態に切り換わって、これらのラインをそれぞれアース
ラインに短絡させ、蓄積電荷を放電されるようになされ
ている。

【００１９】プローブ７は、コンタクトピンを所定ピッ
チにより配置して構成され、これらコンタクトピンが図
示しないコネクタを介してリレーユニット６に接続され
るようになされている。これらによりこの半導体試験装
置１においては、測定対象に応じてプローブ７を交換
し、測定ユニット２Ａ〜２Ｎの設定、スイッチユニット
５の設定を切り換えることにより、所望する測定対象を
試験することができるようになされている。また測定ユ
ニット２Ａ〜２Ｎの設定、スイッチユニット５の設定を
切り換え、測定項目を切り換えることができるようにな
されている。

【００２０】制御回路３は、この半導体試験装置１の各
部を制御するシステムコントローラであり、コンピュー
タにより構成される。制御回路３は、基本プログラムで
あるシステムソフト、この基本プログラムに対して上位
のアプリケーションプログラムによる制御プログラムが
実装される。制御回路３は、ユーザーにより選択された
制御プログラムの記述に従って、制御プログラムから発
行されるコマンド等をシステムソフトにより解析して各
部に制御データを出力することにより、また各部より得
られるステータス等のデータを制御プログラムに返すこ
とにより、この制御プログラムに記述された試験項目を
逐次実行するようになされている。

【００２１】すなわち制御プログラムにおいては、実施
する試験項目が、試験の条件と共に記述される。ここで
試験の条件とは、例えば試験項目が漏れ電流の測定であ
った場合、電源として機能させる測定ユニット、電流を
測定する測定ユニット、測定対象の端子、印加する電
圧、電圧の印加時間等である。また試験項目が電圧電流
特性の場合、同様に電源として機能させる測定ユニッ
ト、電流を測定する測定ユニット、測定対象の端子、印
加する電圧の範囲、可変ピッチ等である。制御プログラ
ムにおいては、この記述に従ってシステムソフトにコマ
ンド等を発行し、また測定結果を制御プログラムの指定
により記録する。

【００２２】制御回路３は、これらの処理において、下
位のプログラムであるシステムソフトにより、測定対象
に電圧を印加して制御プログラム中の試験項目を実行し
ている期間の間だけ、対応するケーブルについて、リレ
ーユニット４、６による放電の動作を中止制御する。こ
れにより制御回路３は、例えば所定の端子間で漏れ電流
を測定した後、異なる端子間で電圧電流特性を試験する
場合、漏れ電流測定のために、スイッチユニット５、測
定ユニット２Ａ〜２Ｎの設定を切り換えている期間の
間、全てのラインを接地するように、リレーユニット
４、６を制御し、試験の開始により対応するラインだけ
接地を中止して電源電圧を立ち上げる。またこのように
して漏れ電流の測定を終了すると、一旦、全てのライン
を接地するように、リレーユニット４、６を制御し、続
く電圧電流特性の測定のために、スイッチユニット５、
測定ユニット２Ａ〜２Ｎの設定を切り換えて試験を開始
すると、対応するラインだけ接地を中止する。また電圧
電流特性の測定を終了すると、全てのラインを接地する
ように、リレーユニット４、６を制御する。

【００２３】（１−２）第１の実施の形態の動作 以上の構成において、この半導体試験装置１において
は、測定対象に対応するプローブ７がセットされ、また
この測定対象にて試験する試験項目、試験条件がオペレ
ータにより制御プログラムに記述される。半導体試験装
置１においては、測定対象が所定位置にセットされる
と、この制御プログラムにより、試験が開始される。

【００２４】すなわち半導体試験装置１においては、試
験の内容に応じて、スイッチユニット５が設定されて測
定対象の端子と測定に供する測定ユニット２Ａ〜２Ｎが
接続され、この測定に供する測定ユニット２Ａ〜２Ｎの
動作が立ち上げられる。これにより例えば測定ユニット
２Ａに内蔵の電源より高電圧を印加して流れる電流が測
定され、漏れ電流が測定される。また同様に、測定ユニ
ット２Ａに内蔵の電源より、所定範囲で順次段階的に印
加電圧が可変され、この印加電圧に対応する電流が測定
され、電圧電流特性が測定される。

【００２５】半導体試験装置１においては、このように
して各項目を試験するにつき、実際に電圧を印加して試
験している期間の間だけ、対応するラインについて、放
電回路であるリレーユニット４、６による接地が解除さ
れ、これにより試験が終了した後においては、直後に、
ケーブルに蓄積された蓄積電荷が放電される。これによ
り半導体試験装置１においては、この蓄積電荷による試
験対象への高電圧の印加が防止される。

【００２６】半導体試験装置１においては、このような
リレーユニット４、６による接地の解除が、制御プログ
ラムのコマンドを解析して各部を制御する下位のプログ
ラムであるシステムソフトにより実行されることによ
り、オペレータにおいて、従来のような高電圧の印加を
防止する一連の処理手順を制御プログラムに記述し忘れ
た場合であっても、確実に蓄積電荷による試験対象への
高電圧の印加を防止することができる。またこのような
高電圧の印加を防止する一連の処理手順を制御プログラ
ムに記述しなくてもよいことにより、制御プログラムの
作成が簡易化される。

【００２７】なおこのような高電圧の印加を確実に防止
できることにより、続く試験については、このような高
電圧の印加による影響を回避することができ、その分、
試験精度も向上させることができる。また試験直後にプ
ローブ７を交換する等の、メンテナンス時においても、
蓄積電荷が放電されていることにより、蓄積電荷による
感電事故、この感電事故による二次的な事故を防止する
ことができる。

【００２８】またこれらとは逆に、高電圧の印加を防止
する一連の処理手順を記述してなる制御プログラムによ
り試験する場合でも、何ら、問題なく試験することがで
き、これにより従来装置に使用した制御プログラムを有
効に利用することもできる。

【００２９】（１−３）第１の実施の形態の効果 以上の構成によれば、測定対象に接続されたケーブルの
蓄積電荷を放電させる放電回路を設け、制御プログラム
による試験の指示に対応して、この放電回路の動作を下
位のプログラムにより制御することにより、蓄積電荷に
よる高電圧の印加を簡易かつ確実に防止することができ
る。

【００３０】（２）第２の実施の形態 図２は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体試験装
置を示すブロック図である。この半導体試験装置１１に
おいては、スイッチユニット１５に放電回路であるリレ
ーユニット１６が組み込まれるようになされている。な
おこの図２においては、プローブの構成を省略して示
す。

【００３１】すなわちこの半導体試験装置１１におい
て、切り換えユニット（ＭＰＸ）１９は、制御回路１３
の制御により、試験対象である半導体（ＤＵＴ）１８Ａ
及び１８Ｂを交互にスイッチユニット１５に接続する。
これにより半導体試験装置１１は、２つの試験対象を交
互に試験することができるようになされ、その分、試験
対象の切り換えに要する待ち時間を省略して、効率良く
試験できるようになされている。

【００３２】スイッチユニット１５は、制御回路１３の
制御により、測定ユニット２Ａ〜２Ｎ側と、切り換えユ
ニット１９との接続を切り換える機構であり、マトリッ
クス状に配置した複数スイッチの接点を切り換えること
により、測定対象に応じて、測定ユニット２Ａ〜２Ｎか
らのラインを切り換えユニット１９の対応するラインに
接続するようになされている。

【００３３】スイッチユニット１５において、リレーユ
ニット１６は、このように切り換えユニット１９からの
各ラインを接地抵抗１６Ａにより接地可能に、スイッチ
回路を配置して構成される。これにより半導体試験装置
１１では、このスイッチ回路の接点の切り換えにより、
切り換えユニット１９に接続されるケーブルについて、
さらには切り換えユニット１９を介して試験対象１８
Ａ、１８Ｂ側に延長するケーブルについて、蓄積電荷を
放電させることができるようになされている。

【００３４】制御回路１３は、第１の実施の形態につい
て上述した制御回路３と同様に、コンピュータにより構
成されるシステムコントローラであり、上位の制御プロ
グラムの記述に従って、下位のシステムソフトにより各
部に制御データを出力することにより、この制御プログ
ラムに記述された試験項目を逐次実行する。制御回路１
３は、これらの処理において、下位のプログラムである
システムソフトにより、測定対象に電圧を印加して制御
プログラム中の試験項目を実行している期間の間だけ、
対応するケーブルについて、リレーユニット１６による
放電の動作を中止制御する。これによりこの半導体試験
装置１１においても、制御プログラムによる試験の指示
に対応して、放電回路の動作を下位のプログラムにより
制御して蓄積電荷を放電させることにより、浮遊容量の
蓄積電荷による高電圧の印加を簡易かつ確実に防止する
ことができるようになされている。

【００３５】なおこの半導体試験装置１１においては、
同様の制御回路１３の制御により、又は測定ユニット２
Ａ〜２Ｎに内蔵の電源回路２ＡＡ〜２ＡＮの機能によ
り、測定対象への電圧の印加が終了すると、端子電圧を
０〔Ｖ〕に立ち下げるようになされ、これによりスイッ
チユニット１５から測定ユニット２Ａ〜２Ｎまでの間の
ケーブルについても、蓄積電荷を放電させて一段と信頼
性を確保するようになされている。因みに、このような
スイッチユニット１５から測定ユニット２Ａ〜２Ｎまで
の間のケーブルについては、リレーユニット１６の接点
の切り換えと、スイッチユニット１５における接点の切
り換えとの連動によっても、実行することができる。

【００３６】図２の構成によれば、スイッチユニット１
５に放電回路を組み込むようにしても、第１の実施の形
態と同様の効果を得ることができる。

【００３７】（３）他の実施の形態 なお上述の第１の実施の形態においては、測定ユニット
側、プローブ側にそれぞれ放電回路であるリレーユニッ
トを設けて蓄積電荷を放電させる場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、実用上十分な場合には、何
れか一方のみに放電回路を配置するようにしてもよい。

【００３８】また上述の実施の形態においては、漏れ電
流、電圧電流特性を試験する場合を例に説明したが、本
発明はこれに限らず、種々の項目を試験する場合に広く
適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、測定対象
に接続されたケーブルの蓄積電荷を放電させる放電回路
を設け、制御プログラムによる試験の指示に対応して、
この放電回路の動作を下位のプログラムにより制御する
ことにより、浮遊容量の蓄積電荷による高電圧の印加を
簡易かつ確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体試験装置を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１……半導体試験装置、２Ａ〜２Ｎ……測定ユニット、
３……制御回路、４、６……リレーユニット、５……ス
イッチユニット、７……プローブ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月２９日（２００２．３．２
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体試験装置を示
すブロック図である。

【図２】本発明の他の実施の形態に係る半導体試験装置
を示すブロック図である。

【符号の説明】 １、１１……半導体試験装置、２Ａ〜２Ｎ……測定ユニ
ット、３、１３……制御回路、４、６、１６……リレー
ユニット、５、１５……スイッチユニット、７……プロ
ーブ

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 邦夫 東京都港区新橋４丁目６番８号 株式会社 シバソク内 Ｆターム(参考） 2G003 AG03 AH00 AH01 AH07 2G036 CA00 CA11 2G132 AA00 AE12 AE22 AE23 AE26 AE27 AF01 AL00 AL31

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象に電圧を印加して前記測定対象の
   特性を試験する試験装置において、 前記測定対象に前記電圧を印加する電源回路と、 前記電圧の印加結果を測定する測定回路と、 少なくとも前記測定対象に接続されたケーブルの蓄積電
   荷を放電させる放電回路と、 前記電源回路、前記測定回路、前記放電回路の動作を制
   御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、 制御プログラムを下位のプログラムで解析して前記電源
   回路、前記測定回路、前記放電回路の動作を制御するこ
   とにより、前記制御プログラムに記述された試験項目を
   順次実行し、 前記制御プログラムによる試験の指示に対応して、前記
   下位のプログラムにより、前記制御プログラム中の試験
   項目を実行している期間の間だけ、対応するケーブルに
   ついて、前記放電回路による放電の動作を中止制御する
   ことを特徴とする試験装置。
2. 【請求項２】前記放電回路が、 前記ケーブルをアースラインに短絡させるスイッチ回路
   であることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。