JP2006194732A - 信号検出装置および信号検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】検査装置によって生成される電気信号中に含まれうる不規則信号を検査対象の破壊の有無にかかわらず迅速に検出することが可能な信号検出装置を実現する。
【解決手段】検査装置本体４によって生成された電源電圧信号を入力する信号入力部８と、所定強度の電圧値を有する電圧成分を抽出する成分抽出部９と、成分抽出部９によって抽出された電圧成分における電圧値の時間変化率を導出する変化率導出部１１と、変化率導出部１１によって導出された時間変化率が正の値を有する期間中の所定のタイミングと、時間変化率が負の値を有する期間中の所定のタイミングとの間の時間間隔を導出する計時部１２と、計時部１２によって導出された時間間隔に基づき抽出された電圧成分が不規則信号に該当するか判定する判定部１３と、判定結果を告知する告知部１４とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、所定の検査対象の電気的特性を検査する検査装置が生成した電気信号中に混入しうる信号であり突発的な電圧変動を伴う不規則信号を検出する信号検出装置および信号検出装置を用いた信号検出システムに関するものである。

従来、半導体装置等の検査対象の電気特性を検査するための検査装置が知られている。このような検査装置の構成としては、検査対象を駆動させるための電力信号や検査信号等の所定の電気信号を生成・出力する検査装置本体と、検査装置本体と所定の配線ケーブルを介して接続されると共に、検査対象と電気的に接触可能な構造を有することによって、検査装置本体から出力された検査信号等の電気信号を検査対象に対して伝送するとともに、検査対象からの応答信号を検査装置本体に伝送するテストヘッドとを備えるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

検査装置本体は、電気信号信号の生成・出力を行う機能を有すると共に、あらかじめ検査信号に対応した応答信号のパターンを記憶する機能を有する。そして、検査装置本体は、記憶した応答信号のパターンと、実際に検査対象より得られた応答信号のパターンとを比較することによって、検査対象の電気特性を検査し、良品または不良品の判断等を行っている。

特開平１１−０３０６４７号公報

しかしながら、従来の検査装置は、検査装置本体から検査対象に対して出力される電源電圧信号等の電気信号中に、突発的な電圧変化を伴ういわゆるスパイク電圧等の不規則信号が混入した場合に、検査対象に対して悪影響を与えるという課題を有する。以下、かかる課題について詳細に説明する。

突発的な電圧変化を伴う不規則信号が検査対象に入力された場合には、例えば検査対象の定格電圧よりも高いピーク電圧を有する不規則信号が入力されることによって、検査対象の電気特性の劣化・破壊されることとなる。特に、近年の検査対象は微細化に伴い耐圧が低下する傾向があることから定格電圧も低い値に設定されており、不規則信号の入力によって容易に破壊されるおそれがある。また、破壊に至らない場合であっても、何らかの影響を検査対象に及ぼす可能性は高く、例えば検査装置を用いた検査の際には特性の低下等が検出されないにもかかわらず、製品としての寿命が著しく低下する等の問題が生じる可能性がある。

もちろん、従来の検査装置でも検査装置本体が生成する電気信号中に突発的な電圧変化が生じないようあらかじめ設計されることが一般的である。しかし、検査装置本体の駆動を制御し、生成する電気信号の内容を定めるプログラム中に誤りが生じることや検査装置本体を構成する電子回路の経年劣化等により、検査装置本体が生成する電気信号中に不規則信号が生じることを完全に防止することはきわめて困難である。

従って、従来の検査装置では、検査対象に故障等の不具合が生じた場合に不規則信号に起因するものか否かを確認するため、事後的にオシロスコープ等によって電気信号の波形を観察し、不規則信号の発生を検出していた。そして、例えば所定の検査装置において不規則信号を生じていたものと認められた場合には、かかる検査装置によって電気特性の検査が行われた検査対象を別の検査装置によって再度検査する等の対応が取られていた。

しかしながら、かかる対応でも充分ではない。すなわち、不規則信号の波形等によっては、上述したように検査対象の破壊まで至らない場合があり、このような場合にはそもそも事後的にオシロスコープによる確認が行われることはなく、不規則信号の発生を確認することがきわめて困難なためである。従って、従来の検査手法では、検査対象が破壊された場合にのみ、しかも事後的に不規則信号が発生したことを認識できるというきわめて限られた効果を得ることのみ可能であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検査装置によって生成される電気信号中に含まれうる不規則信号を検査対象の破壊の有無にかかわらず迅速に検出することが可能な信号検出装置および信号検出システムを実現することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる信号検出装置は、所定の検査対象の電気的特性を検査する検査装置が生成した電気信号中に混入しうる信号であり、突発的な電圧変動を伴う不規則信号を検出する信号検出装置であって、前記電気信号の中から電圧値の絶対値が所定値以上となる電圧成分を抽出する成分抽出手段と、前記成分抽出手段によって抽出された電圧成分における電圧値の時間変化率を導出する変化率導出手段と、前記変化率導出手段によって導出された電圧値の時間変化率に基づき、前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定する判定手段と、少なくとも前記電圧成分が不規則信号に該当すると前記判定手段によって判定された際に、判定結果をユーザに告知する告知手段とを備えたことを特徴とする。

この請求項１の発明によれば、電気信号中から抽出した電圧成分に関して時間変化率を導出し、時間変化率に基づき電圧成分が不規則信号に該当するか否かの判定を行う構成を採用したため、電気信号中に本来的に含まれる通常成分と異なり突発的な電圧変動を伴う不規則信号を確実に検出することが可能である。

また、請求項２にかかる信号検出装置は、上記の発明において、前記電気信号は、検査の際に前記検査装置から前記検査対象に対して出力され、前記検査装置の駆動電力として機能する電源電圧信号であることを特徴とする。

また、請求項３にかかる信号検出装置は、上記の発明において、前記判定手段は、前記時間変化率が正の値となる期間における所定のタイミングと、負の値となる期間における所定のタイミングとの間の時間間隔に基づき、前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定することを特徴とする。

また、請求項４にかかる信号検出装置は、上記の発明において、前記時間変化率の０から正の値への変化を検出する立ち上がり検出手段と、前記時間変化率の０から負の値への変化を検出する立ち下がり検出手段とをさらに備え、前記判定手段は、前記立ち上がり変化検出手段の検出タイミングと、前記立ち下がり変化検出手段の検出タイミングとの間の時間間隔に基づき前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定することを特徴とする。

また、請求項５にかかる信号検出装置は、上記の発明において、前記判定手段は、前記時間間隔が前記電気信号中の通常成分における時間間隔の最小値よりも小さい所定の閾値以下となった場合に、前記電圧成分が不規則信号に該当すると判定することを特徴とする。

また、請求項６にかかる信号検出装置は、上記の発明において、前記判定手段によって不規則信号に該当すると判定された前記電圧成分の発生パターンに基づき前記検査装置中の不良箇所を推測する不良推測手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項７にかかる信号検出装置は、上記の発明において、前記不規則信号の発生パターンと前記検査装置の不良箇所との対応関係を記録した発生パターンデータベースをさらに備え、前記不良推測手段は、前記判定手段によって不規則信号に該当すると判定された電圧成分の発生パターンに基づき、前記データベースに記録された対応関係を参照しつつ前記検査装置の不良箇所を推測することを特徴とする。

また、請求項８にかかる信号検出装置は、上記の発明において、不規則信号の発生履歴を記録する発生履歴記録部と、前記発生履歴記録部に記録された不規則信号の発生履歴に基づき前記検査装置の修理の要否を判定する修理判定手段とをさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項９にかかる信号検出システムは、所定の検査対象の電気的特性を検査する複数の検査装置が生成した電気信号中に混入しうる信号であり突発的な電圧変動を伴う不規則信号を検出する信号検出システムであって、複数の前記検査装置のそれぞれに対応して配置され、前記電気信号の中から所定値以上の電圧値を有する電圧成分を抽出する成分抽出手段と、前記成分抽出手段によって抽出された電圧成分における電圧値の時間変化率を導出する変化率導出手段と、前記変化率導出手段によって導出された電圧値の時間変化率に基づき、前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定する判定手段とを備えた複数の信号検出装置と、複数の前記信号検出装置によって得られた判定結果を入力し、少なくとも前記電圧成分が不規則信号に該当する旨の判定結果が得られた場合に判定結果をユーザに告知する告知手段を備えた管理サーバとを備えたことを特徴とする。

この請求項９の発明によれば、複数の信号検出装置を備えた場合に、各信号検出装置によって得られた判定結果を入力し、判定結果を告知する管理サーバを備えたことによって、管理サーバが複数の信号検出装置によって得られた判定結果の告知を一括して行うことが可能である。

本発明にかかる信号検出装置および信号検出システムは、電気信号中から抽出した電圧成分に関して時間変化率を導出し、時間変化率に基づき電圧成分が不規則信号に該当するか否かの判定を行う構成を採用したため、電気信号中に本来的に含まれる通常成分と異なり突発的な電圧変動を伴う不規則信号を確実に検出できるという効果を奏する。

また、本発明にかかる信号検出システムは、複数の信号検出装置を備えた場合に、各信号検出装置によって得られた判定結果を入力し、判定結果を告知する管理サーバを備えたことによって、管理サーバが複数の信号検出装置によって得られた判定結果の告知を一括して行うことが可能であり、使用者は複数の信号検出装置のそれぞれにおける判定結果を容易に認識することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる信号検出装置および信号検出システムを実施するための最良の形態（以下、単に「実施の形態」と称する）について説明する。なお、以下に示す実施の形態によって本発明が限定されるものではないことはもちろんである。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１にかかる信号検出装置について説明する。図１は、実施の形態１にかかる信号検出装置の使用態様を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる信号検出装置１は、検査対象２に対して電気特性等の検査を行う検査装置３が生成する電気信号に含まれうる突発的な電圧変動を伴う不規則信号を検出するためのものである。

具体的には、検査装置３は、電気信号の生成を行う検査装置本体４と、検査対象２と電気的に接続する機能を有し、検査装置本体４によって生成された電気信号を検査対象２に対して出力するためのテストヘッド５と、検査装置本体４とテストヘッド５との間を電気的に接続するケーブル配線６とを備える。かかる構成の検査装置３に対して、本実施の形態１にかかる信号検出装置１は、ケーブル配線６の途上に配置されることによって、検査装置本体４からテストヘッド５に対して出力される電気信号、本実施の形態１では、検査対象２の駆動電力として機能する電源電圧信号に含まれうる不規則信号を検出する機能を有する。

検査装置本体４は、検査の際に必要となる電気信号を生成・出力する機能と、検査対象２から出力された応答信号の分析等を行う機能とを有する。本実施の形態１では、検査装置本体４は、検査の際に必要な電気信号として少なくとも検査対象２の駆動電力として用いられる電源電圧信号を生成・出力するものとする。

テストヘッド５は、検査対象２と電気的に接続するためのプローブ（図示省略）を備えると共にケーブル配線６と電気的に接続した構成を有する。かかる構成を有することによって、テストヘッド５は、ケーブル配線６を介して検査装置本体４と検査対象との間を電気的に接続し、検査対象２に対する電気信号の入出力を可能とする。

ケーブル配線６は、検査装置本体４とテストヘッド５との間を電気的に接続するためのものである。ケーブル配線６は、少なくとも検査装置本体４によって生成された電気信号を伝搬する機能を有するが、本実施の形態１では、ケーブル配線６は、検査装置本体４によって生成された電気信号のうち、検査の際に検査対象２の駆動に用いられる電源電圧信号を少なくとも伝搬するものとする。

次に、本実施の形態１にかかる信号検出装置１の構成について説明する。図２は、信号検出装置１の構成を示す模式的なブロック図である。図２に示すように、信号検出装置１は、検査装置本体４によって生成された電気信号の一例たる電源電圧信号を入力する信号入力部８と、所定強度の電圧値を有する電圧成分を抽出する成分抽出部９とを備える。また、信号検出装置１は、成分抽出部９によって抽出された電圧成分における電圧値の時間変化率を導出する変化率導出部１１と、変化率導出部１１によって導出された時間変化率が正の値を有する期間中の所定のタイミングと、時間変化率が負の値を有する期間中の所定のタイミングとの間の時間間隔を導出する計時部１２と、計時部１２によって導出された時間間隔に基づき抽出された電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定する判定部１３と、判定結果を告知する告知部１４と、信号入力部８〜告知部１４の駆動状態を制御する制御部１５とを備える。

信号入力部８は、検査装置本体４によって生成され、ケーブル配線６を経由して検査対象２に対して出力される電源電圧信号を入力するためのものである。かかる機能を実現する構成としては様々なものを用いることが可能であるが、本実施の形態１では、例えばケーブル配線６の途上にあらかじめ信号分岐機構が配置され、信号入力部８は、一般的な信号入出力用のインターフェースを備えることとする。なお、本実施の形態１では、ケーブル配線６の構造に対応した態様で信号入力を行うこととしており、具体的には、信号入力部８は、図２に示すようにケーブル配線６に備わるガード線６ａ、センス線６ｂ、フォース線６ｃ、リターン線６ｄおよびＨＧＮＤ線６ｅのうちセンス線６ｂおよびリターン線６ｄを伝搬する電気信号を入力することによって、電源電圧信号を入力する。

成分抽出部９は、所定の閾値電圧よりも絶対値が大きいと判定された電圧成分を抽出するためのものである。具体的には、成分抽出部９は、信号入力部８を介して入力された電源電圧信号に対して、所定の閾値電圧値よりも絶対値が大きい成分のみを通過させる強度フィルタ１０を備えており、成分抽出部９は、強度フィルタ１０を通過した電圧成分を制御部１５に対して出力する機能を有する。強度フィルタ１０の閾値電圧値は、例えば検査対象２に対して何らかの影響、すなわち検査対象２の破壊に至らないまでも製品寿命が低下する等の何らかの影響を及ぼしうる値とすることが好ましく、検査対象２に応じて個別独立に定めることとして良い。なお、成分抽出部９にて、入力した電気信号（電源電圧信号）を不規則信号であるか否かの判定に適した電圧値となるよう増幅処理を行うことも好ましい。

変化率導出部１１は、成分抽出部９によって抽出された電圧成分における、電圧値の時間変化率を導出するためのものである。導出する変化率としては任意のものを用いて良いが、本実施の形態１では、変化率導出部１１は、時間変化率の一例として電圧成分の時間微分値を導出することとする。

計時部１２は、変化率導出部１１によって導出された電圧成分の時間変化率に関して、時間変化率が正の値となる期間における所定のタイミングと、時間変化率が負の値となる期間における所定のタイミングとの間の時間間隔を導出するためのものである。具体的には、計時部１２は、変化率導出部１１によって導出された、電圧成分の電圧値の時間変化率を時系列データとして順次入力する構成を有すると共に、かかる時間変化率の時系列データの立ち上がりタイミング（すなわち、時間変化率が０から正の値に変化するタイミング）を検出する立ち上がり検出部１６と、時系列データの立ち下がりタイミング（すなわち、時間変化率が０から負の値に変化するタイミング）を検出する立ち下がり検出部１７とを備える。かかる構成のもと、計時部１２は、時間変化率が正の値となる期間における所定のタイミングとして時間変化率の立ち上がりタイミングを把握し、時間変化率が負の値となる期間における所定のタイミングとして時間変化率の立ち下がりタイミングを把握し、両者の間の時間間隔を導出し、導出結果を制御部１５に対して出力する機能を有する。なお、立ち上がり検出部１６および立ち下がり検出部１７は、それぞれ所定の比較器（コンパレータ）によって実現することが可能である。

判定部１３は、成分抽出部９によって抽出された電圧成分が不規則信号に該当するか否かを電圧値の時間変化率に基づき判定する機能を有する。具体的には、本実施の形態１における判定部１３は、計時部１２によって導出された、時間変化率に関する時間間隔に基づき判定動作を行うものであって、より具体的には、時間間隔が所定の電源電圧信号に含まれる通常信号における時間間隔の最小値よりも小さな所定の閾値以下の場合に電圧成分が不規則信号に該当すると判定する機能を有する。

告知部１４は、判定部１３による判定結果を告知するためのものであり、例えば、判定部１３によって所定の電圧成分が不規則信号に該当する旨の判定結果が得られた場合に当該信号検出装置の使用者に対して不規則信号が生じた旨の告知を行う機能を有する。告知部１４は、例えば判定結果を視覚的に表示するディスプレイ等によって構成しても良いし、所定の警告音によって判定結果を告知する構成としても良い。また、例えば本実施の形態１にかかる信号検出装置がインターネット等のネットワークに対して接続され、告知部１４は、かかるネットワークを介して使用者の端末に対して判定結果を記載した電子メールを送信する構成のものとしても良い。

次に、本実施の形態１にかかる信号検出装置の動作を説明する。図３は、本実施の形態１にかかる信号検出装置の動作を説明するためのフローチャートであり、図４は、信号検出装置の動作を説明するための模式的なグラフである。以下、図３および図４を適宜参照しつつ信号検出装置の動作を説明する。

まず、信号検出装置は、成分抽出部９によって、電源電圧信号の中から、電圧値の絶対値が所定値以上となる電圧成分を抽出し（ステップＳ１０１）、変化率導出部１１によって、抽出した電圧成分における電圧値の時間変化率を導出する（ステップＳ１０２）。そして、信号検出装置は、計時部１２によって時間変化率が正の値となる期間における所定のタイミングと、時間変化率が負の値となる期間における所定のタイミングとの間の時間間隔を導出する（ステップＳ１０３）。本実施の形態１では上述のように、かかるタイミングは、それぞれ時間変化率の立ち上がりタイミングおよび立ち下がりタイミングを用いることとし、これらのタイミングは立ち上がり検出部１６および立ち下がり検出部１７によって検出されるものとする。

その後、信号検出装置は、判定部１３によってステップＳ１０３にて導出された時間間隔が、所定の閾値以下であるか否かの判断を行う（ステップＳ１０４）。時間間隔が閾値以下の場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、判定部１３は電圧成分が不規則信号に該当するものと判定し（ステップＳ１０５）、判定結果が告知部１４によって告知される。一方で、時間間隔が閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、判定部１３は電圧成分が不規則信号以外のもの、例えば電源電圧信号を構成する通常成分であると判定し（ステップＳ１０６）、判定結果が告知部１４によって告知される。

ステップＳ１０１の処理は、電源電圧信号の中から検査対象２に対して有意な作用をすることのないノイズ成分を排除するためのものである。本実施の形態１にかかる信号検出装置は、検査対象２に対して破壊または破壊に至らないまでも製品寿命の低下等の影響を及ぼす程度の電圧変化を伴う不規則信号を検出するためのものであり、電圧値の絶対値が所定の閾値よりも低い微小電圧成分について解析する必要が無いためである。

また、本実施の形態１にかかる信号検出装置は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４に示したように、抽出した電圧成分の時間変化率が正の値となる期間の所定のタイミングと負の値となる期間の所定のタイミングとの間の時間間隔を用いて不規則信号の有無を判定することとしている。以下、かかる判定メカニズムについて詳細に説明する。

図４は、電源電圧信号の電圧値の時間変動および電源電圧信号の時間変化率の時間変動について示すグラフである。具体的には、図４における曲線ｌ₁は電源電圧信号の時間変動を示し、曲線ｌ₂は電源電圧信号の時間変化率の時間変動を示す模式図である。電源電圧信号の通常成分はパルス信号によって形成されるのが一般的であり、検出対象たる不規則信号は、かかるパルス信号中に突発的な電圧変動を伴った態様で発生する。図４に示す例では、曲線ｌ₁に示すように、時刻ｔ₁、ｔ₃にそれぞれ通常成分たるパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりが生じる一方で、時刻ｔ₂に突発的な電圧変動を伴う不規則信号が発生している。

かかる構成の電源電圧信号に対して本実施の形態１では、電圧成分の時間変化率を活用することによって不規則信号と通常成分とを分離し、不規則信号のみを検出することを可能とする。図４の曲線ｌ₂に示すように、電圧成分の時間変化率のグラフでは、通常成分（パルス信号）の立ち上がりおよび立ち下がりに起因したピーク（時刻ｔ₁、ｔ₃）と、不規則信号に対応したピーク（時刻ｔ₂）とが生じる。ここで、曲線ｌ₂におけるそれぞれのピークを比較すると、通常成分に対応した時間部分では、正の値または負の値のみを有するピーク間の時間間隔がある程度大きな値（図４の例では（ｔ₃−ｔ₁））となる一方で、不規則信号に起因した部分では、正の値のピークと負の値のピークとの間の時間間隔はきわめて小さな値となる。このように、不規則信号は突発的な電圧変動、すなわち瞬間的に電圧値が変化し、直後に元の値に戻るという特性を有することから、不規則信号の時間変化率は、正の値となる期間と負の値となる期間との間の時間間隔がきわめて小さな値となる。

本実施の形態１にかかる信号検出装置は、かかる時間間隔の相違を利用して不規則信号の検出を行っている。すなわち、本実施の形態１では、時間変化率が正の値となる期間の所定のタイミングと、負の値となる期間の所定のタイミングとの間の時間間隔を通常成分に関してあらかじめ導出しておき、導出した時間間隔よりも小さな値を閾値として判定部１３はあらかじめ記憶する。そして、ステップＳ１０４において、判定部１３は、あらかじめ設定した閾値と、ステップＳ１０３にて導出された電圧成分の時間変化率における時間間隔とを比較することによって、判定対象の電圧成分が不規則信号か通常成分等であるかの判定を行う。

かかる態様にて不規則信号に該当するか否かの判定を行うため、本実施の形態１にかかる信号検出装置は、確度の高い不規則信号検出が可能である。図４の曲線ｌ₂に示したように、突発的な電圧変動を伴う不規則信号は、パルス信号等によって形成される電源電圧信号の通常成分と比較して時間変化率の時系列変化パターンが著しく異なることから、両者の判別を容易に行うことが可能であり、簡易な構成にて確度の高い不規則信号検出が可能である。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる信号検出装置について説明する。実施の形態２にかかる信号検出装置は、検出した不規則信号の発生パターンに基づき不規則信号が混入した電気信号を生成した検査装置本体中の不良箇所を推測する機構を新たに備える。

図５は、実施の形態２にかかる信号検出装置２０の構成を示す模式的なブロック図である。図５に示すように、実施の形態２にかかる信号検出装置２０は、実施の形態１における信号検出装置１と同様に信号入力部８、成分抽出部９、強度フィルタ１０、変化率導出部１１、計時部１２、判定部１３、告知部１４、立ち上がり検出部１６および立ち下がり検出部１７を備える一方で、不規則信号の発生パターンと検査装置本体中の不良箇所との対応関係を記録した発生パターンデータベース２１と、検出された不規則信号の波形に基づき発生パターンデータベース２１に記録された情報を参照しつつ不良箇所の推定を行う不良推定部２２と、これらを含む各構成要素の駆動状態を制御する制御部２３とを新たに備える。

発生パターンデータベース２１は、例えば同一構成の検査装置に関して過去に生じた不規則信号の発生パターンと、検査装置中の不良箇所との間の対応関係を記録したものである。なお、発生パターンデータベース２１に記録される不規則信号の発生パターンとしては、例えば、不規則信号の発生間隔の他、検出された不規則信号の波形に関するパラメータ、例えばピーク電圧、半値幅等のデータや、波形そのもの等が挙げられる。これら以外のデータであっても、検出された不規則信号から導出される情報であって、不良箇所の推定に使用することが可能なものを発生パターンとして発生パターンデータベース２１に記録することとしても良い。

不良推定部２２は、不規則信号の発生パターンに基づき不規則信号の発生原因たる検査装置中の不良箇所を推定するためのものである。具体的には、不良推定部２２は、判定部１３によって不規則信号に該当すると判定された電圧成分の発生パターンを把握し、発生パターンデータベース２１中に記録された情報の中から、把握した発生パターンと同一または類似のものを検索し、発生パターンデータベース２１に記録された情報の中から、検索した発生パターンに対応した不良箇所の情報を取得し、制御部２３に対して出力する機能を有する。取得された不良箇所の情報は、制御部２３を経由して告知部１４に対して出力され、検出された不規則信号に対応するものと推定された不良箇所に関する情報が告知部１４によって告知される。

既に述べたように、不規則信号は生成する電気信号の内容を定めるプログラムの不具合や、検査装置を構成する電子回路の経年劣化等を原因として発生するものであり、発生原因に応じて異なる発生パターンの不規則信号が生じるものと考えられる。このため、同種の検査装置にて過去に生じた不規則信号の発生パターンと不良箇所との対応関係をあらかじめ発生パターンデータベース２１に記録しておくことによって、不規則信号の検出のみならず、検査装置にて生じた不良箇所を推定することが可能である。このように、発生パターンデータベース２１および不良推定部２２を新たに備えたことによって、実施の形態２にかかる信号検出装置は、実施の形態１における利点に加え、不規則信号が検出された際に検査装置の不良箇所を推定することが可能であり、修理等に要する手間を大幅に低減できるという利点を有する。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３にかかる信号検出装置について説明する。本実施の形態３にかかる信号検出装置は、不規則信号の発生履歴に基づき検査装置の修理の要否を推定する機構を有する。

図６は、実施の形態３にかかる信号検出装置の構成を示す模式的なブロック図である。図６に示すように、実施の形態３にかかる信号検出装置２５は、実施の形態１と同様に信号入力部８、成分抽出部９、強度フィルタ１０、変化率導出部１１、計時部１２、判定部１３、告知部１４、立ち上がり検出部１６および立ち下がり検出部１７を備える一方で、検出された不規則信号の発生履歴を記録する発生履歴記録部２６と、発生履歴記録部２６に記録された不規則信号の発生履歴に基づき検査装置３の修理の要否を判定する修理判定部２７と、これらを含む各構成要素の駆動状態を制御する制御部２８とを備える。

発生履歴記録部２６は、判定部１３によって不規則信号に該当すると判定された電圧成分の発生履歴を記録するためのものである。なお、発生履歴記録部２６に記録される発生履歴の具体的な内容としては、不規則信号の発生時のみを記録したものとしても良いが、より好ましくは、発生した不規則信号の波形等についてもあわせて記録することとする。

修理判定部２７は、発生履歴記録部２６に記録された不規則信号の発生履歴に基づき、検査装置の修理の要否を判定する機能を有する。具体的には、修理判定部２７は、記録された不規則信号の発生履歴に基づき、例えば不規則信号の発生頻度の時間変化を把握し、検査装置内部の電子回路等に修理を必要とする不良箇所が存在するか否かの判定を行う機能を有する。修理判定部２７によって得られた判定結果は、制御部２８を経由して告知部１４に対して出力され、使用者は告知部１４による告知内容によって検査装置３の修理が必要か否かを認識する。

本実施の形態３にかかる信号検出装置は、実施の形態１にかかる信号検出装置の機能に加え、不規則信号の検出対象たる検査装置３の修理の要否を判定する機能を有する。不規則信号が検出された場合に一律に検査装置３を修理することとしても良いが、実際の検査装置３の運用上では、かかる対応は運用コストの面に問題がある。すなわち、ごく稀に不規則信号が生じる検査装置３の場合には、不規則信号が検出された際の検査対象２の劣化の有無等を綿密に検査する必要があるのはもちろんであるが、必ずしも迅速な修理は必要なく、継続的に使用することが運用コストの観点から認められる場合も存在する。一方で、不規則信号が頻発する検査装置３の場合には、検査対象２の製品寿命の低下等の頻発につながることから、かかる検査装置３は速やかに修理するか新しいものと交換することが好ましいこととなる。

このため、本実施の形態３では、実施の形態１の構成に加え、不規則信号の発生履歴に基づき検査装置３の修理の要否を判定する修理判定部２７等を新たに備えることによって、検査装置３の修理の要否を判定することとしている。修理判定部２７は、発生履歴記録部２６に記録された発生履歴のうち、例えば不規則信号の発生時刻の時系列データに基づき不規則信号の発生頻度を把握し、発生頻度が所定の値以上となった場合に修理が必要であると判定する。なお、修理判定部２７の判定メカニズムとしては発生頻度のみを用いるのではなく、例えば発生履歴記録部２６に発生した不規則信号のピーク電圧等についても記録し、ピーク電圧の値等も加味して修理の要否を判定することとしても良い。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４にかかる信号検出システムについて説明する。本実施の形態４にかかる信号検出システムは、例えば半導体機器製造工場のように、大量の検査対象２の検査を行う環境に対応するため複数の検査装置を同時に使用する場合に用いられるものであって、実施の形態１等と同様の構成を有する複数の信号検出装置を管理サーバによって一元的に管理するシステムによって実現される。

図７は、本実施の形態４にかかる信号検出システムの構成を示す模式図である。図７に示すように、本実施の形態４にかかる信号検出システムは、複数の検査装置３−１〜３−ｎ（ｎ：２以上の自然数）に対して適用されるものであって、検査装置３−１〜３−ｎのそれぞれに対応して配置された信号検出装置３０−１〜３０−ｎと、信号検出装置３０−１〜３０−ｎのそれぞれが接続されたネットワーク３１と、ネットワーク３１と接続され、ネットワーク３１を介して信号検出装置３０−１〜３０−ｎから所定の情報を取得すると共に信号検出装置３０−１〜３０−ｎの管理を行う管理サーバ３２とを備える。

信号検出装置３０−１〜３０−ｎは、実施の形態１〜３のいずれか一つにかかる信号検出装置と同様の基本構成を有すると共に、ネットワーク３１と接続するための所定のインタフェースを備える。従って、実施の形態１〜３にて説明したように、電源電圧信号の中から所定強度の電圧成分を抽出し、抽出した電圧成分の時間変化率を導出し、時間変化率に基づく所定の時間間隔を導出した上で、時間間隔に基づく判定処理を行うことによって、不規則信号を検出する機能を有する。

ネットワーク３１は、信号検出装置３０−１〜３０−ｎと管理サーバ３２との間の情報伝送を可能とするためのものである。従って、ネットワーク３１の具体例としてはかかる機能を実現できるものであれば良く、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷＡＮ(Wide Area Network)、インターネット、無線ＬＡＮ等、任意の構成のものを用いることが可能である。

管理サーバ３２は、複数配置された信号検出装置３０−１〜３０−ｎを一元的に管理するためのものである。具体的には、管理サーバ３２は、信号検出装置３０−１〜３０−ｎから出力された情報が入力され、入力された情報に基づき検査装置３−１〜３−ｎのいずれかにて不規則信号が生じた場合に不規則信号の発生を使用者に対して告知する機能を最低限備える。

次に、本実施の形態４にかかる信号検出システムの利点について説明する。例えば、半導体機器の製造工場では、実施の形態１〜３にて説明した信号検出装置は、単体のみ使用するのではなく、複数の信号検出装置を並行して動作させる態様で使用されることが一般的である。かかる場合に、複数の信号検出装置のそれぞれを単独で動作させた場合、使用者はそれぞれの信号検出装置に対して不規則信号が検出されたか否かを逐一確認する必要があり、信号検出装置の運用が非常に煩雑なものとなる。

これに対して、本実施の形態４にかかる信号検出システムでは、管理サーバ３２を新たに設け、ネットワーク３１を介して複数の信号検出装置３０−１〜３０−ｎにおいて取得した情報を管理サーバ３２が一元的に管理し、不規則信号が発生した際の告知を一元的に行う構成とする。従って、本実施の形態４にかかる信号検出システムでは、使用者は信号検出装置３０−１〜３０−ｎのそれぞれを逐一確認する必要はなく、管理サーバ３２の駆動状況のみを確認することによって信号検出装置３０−１〜３０−ｎの駆動状況を把握することが可能である。従って、本実施の形態４にかかる信号検出システムは、使用者の管理上の負担を軽減できると共に、信号検出装置３０−１〜３０−ｎに対応した検査装置３−１〜３−ｎにて不規則信号が発生した場合に迅速に対処できるという利点を有する。

以上、実施の形態１〜４に渡って本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定して解釈すべきではなく、当業者であれば様々な実施例、変形例等に想到することが可能である。例えば、実施の形態１〜４では、不規則信号の混入を検出する対象たる電気信号として、電源電圧信号を用いることとしたが、電源電圧信号以外に関して不規則信号を検出する構成も有効である。例えば、検査装置内部にて用いられる電気信号においても、突発的な電圧変動を伴う不規則信号が混入することによって検査装置内部の電子回路に損傷を与える等の弊害があるため、不規則信号を検出することが有用なためである。

また、時間間隔を導出する際に基準となる、時間変化率が正の値となる期間の所定のタイミングおよび負の値となる期間の所定のタイミングは、必ずしも上述した立ち上がりタイミングおよび立ち下がりタイミングでなくとも良い。上述した不規則信号の判定メカニズムからも明らかなように、判定に用いる時間間隔は、時間変化率が正の値となる期間と負の値となる期間との間の時間間隔であれば良く、例えば、正の値のピークとなるタイミングと、負の値のピークとなるタイミングとの間の時間間隔を判定に用いることとしても良い。

さらに、上述した判定メカニズムに加え、電源電圧信号等の電気信号の予定パターンと、実際に生成された電気信号のパターンとを比較する機構を設けることも有効である。すなわち、予定パターンと異なる位置にピークが形成された場合には、かかるピークは不規則信号に該当する可能性が高いことから、上述した判定メカニズムとは別に予定パターンと実際のパターンとを比較することによって不規則信号検出を行う機構を併設することによって、より確度の高い不規則信号検出を実現できるという利点を有する。

実施の形態１にかかる信号検出装置の使用態様を示す模式図である。 信号検出装置の構成を示す模式的なブロック図である。 信号検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。 電源電圧信号およびその時間変化率の時系列データを示すグラフである。 実施の形態２にかかる信号検出装置の構成を示す模式的なブロック図である。 実施の形態３にかかる信号検出装置の構成を示す模式的なブロック図である。 実施の形態４にかかる信号検出システムの構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 信号検出装置
２ 検査対象
３ 検査装置
４ 検査装置本体
５ テストヘッド
６ ケーブル配線
６ａ ガード線
６ｂ センス線
６ｃ フォース線
６ｄ リターン線
６ｅ ＨＧＮＤ線
８ 信号入力部
９ 成分抽出部
１０ 強度フィルタ
１１ 変化率導出部
１２ 計時部
１３ 判定部
１４ 告知部
１５ 制御部
１６ 立ち上がり検出部
１７ 立ち下がり検出部
２０ 信号検出装置
２１ パターンデータベース
２１ 発生パターンデータベース
２２ 不良推定部
２３ 制御部
２５ 信号検出装置
２６ 発生履歴記録部
２７ 修理判定部
２８ 制御部
３０ 信号検出装置
３１ ネットワーク
３２ 管理サーバ

Claims (9)

1. 所定の検査対象の電気的特性を検査する検査装置が生成した電気信号中に混入しうる信号であり、突発的な電圧変動を伴う不規則信号を検出する信号検出装置であって、
   前記電気信号の中から電圧値の絶対値が所定値以上となる電圧成分を抽出する成分抽出手段と、
   前記成分抽出手段によって抽出された電圧成分における電圧値の時間変化率を導出する変化率導出手段と、
   前記変化率導出手段によって導出された電圧値の時間変化率に基づき、前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定する判定手段と、
   少なくとも前記電圧成分が不規則信号に該当すると前記判定手段によって判定された際に、判定結果をユーザに告知する告知手段と、
   を備えたことを特徴とする信号検出装置。
2. 前記電気信号は、検査の際に前記検査装置から前記検査対象に対して出力され、前記検査装置の駆動電力として機能する電源電圧信号であることを特徴とする請求項１に記載の信号検出装置。
3. 前記判定手段は、前記時間変化率が正の値となる期間における所定のタイミングと、負の値となる期間における所定のタイミングとの間の時間間隔に基づき、前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の信号検出装置。
4. 前記時間変化率の０から正の値への変化を検出する立ち上がり検出手段と、
   前記時間変化率の０から負の値への変化を検出する立ち下がり検出手段と、
   をさらに備え、
   前記判定手段は、前記立ち上がり変化検出手段の検出タイミングと、前記立ち下がり変化検出手段の検出タイミングとの間の時間間隔に基づき前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の信号検出装置。
5. 前記判定手段は、前記時間間隔が前記電気信号中の通常成分における時間間隔の最小値よりも小さい所定の閾値以下となった場合に、前記電圧成分が不規則信号に該当すると判定することを特徴とする請求項３または４に記載の信号検出装置。
6. 前記判定手段によって不規則信号に該当すると判定された前記電圧成分の発生パターンに基づき前記検査装置中の不良箇所を推測する不良推測手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の信号検出装置。
7. 前記不規則信号の発生パターンと前記検査装置の不良箇所との対応関係を記録した発生パターンデータベースをさらに備え、
   前記不良推測手段は、前記判定手段によって不規則信号に該当すると判定された電圧成分の発生パターンに基づき、前記データベースに記録された対応関係を参照しつつ前記検査装置の不良箇所を推測することを特徴とする請求項６に記載の信号検出装置。
8. 不規則信号の発生履歴を記録する発生履歴記録部と、
   前記発生履歴記録部に記録された不規則信号の発生履歴に基づき前記検査装置の修理の要否を判定する修理判定手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の信号検出装置。
9. 所定の検査対象の電気的特性を検査する複数の検査装置が生成した電気信号中に混入しうる信号であり突発的な電圧変動を伴う不規則信号を検出する信号検出システムであって、
   複数の前記検査装置のそれぞれに対応して配置され、前記電気信号の中から所定値以上の電圧値を有する電圧成分を抽出する成分抽出手段と、前記成分抽出手段によって抽出された電圧成分における電圧値の時間変化率を導出する変化率導出手段と、前記変化率導出手段によって導出された電圧値の時間変化率に基づき、前記電圧成分が不規則信号に該当するか否かを判定する判定手段とを備えた複数の信号検出装置と、
   複数の前記信号検出装置によって得られた判定結果を入力し、少なくとも前記電圧成分が不規則信号に該当する旨の判定結果が得られた場合に判定結果をユーザに告知する告知手段を備えた管理サーバと、
   を備えたことを特徴とする信号検出システム。

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