JP2007258378A

JP2007258378A - 試験対象物の保護回路、試験対象物の保護方法、試験装置、及び試験方法

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Publication number: JP2007258378A
Application number: JP2006079637A
Authority: JP
Inventors: Yasutoku Kumagai; 泰徳熊谷; Masaru Shinozaki; 大篠崎; Shigekazu Komatsu; 茂和小松; Katsuaki Sakamoto; 勝昭坂本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-22
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Abstract

【課題】試験対象物への過電圧の印加を防止することができる試験対象物の保護回路を提供する。
【解決手段】テスト回路５は、直流電源１３と、コレクタが直流電源１３の正極にテスト回路保護用ＩＧＢＴ１６を介して接続された負荷コイル１７と、該負荷コイル１７の他端及び複数のＩＧＢＴ１１を有するパワーデバイス１０のコレクタ側の導体１２ａを接続する配線１８と、パワーデバイス１０のエミッタ側の導体１２ｂ及び直流電源１３の負極を接続する配線２０と、パワーデバイス１０と並列に配置され、且つＩＧＢＴを有するパワーデバイス保護回路２１とを備え、パワーデバイス１０のＬ負荷試験において、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴがオフ状態からオン状態にスイッチした後、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１がオン状態からオフ状態にスイッチする。
【選択図】図３

Description

本発明は、試験対象物の保護回路、試験対象物の保護方法、試験装置、及び試験方法に関し、特に、導通／非導通状態を切り替え可能な試験対象物の保護回路に関する。

大電流を流すことができるパワーデバイスとして絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor、以下「ＩＧＢＴ」と称する。）を用いたものが知られている。ＩＧＢＴはＭＯＳＦＥＴ（MOS型 Field Effect Transistor）をゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタである。ＩＧＢＴはゲート−エミッタ間の電圧で駆動され、コレクタ−エミッタ間の導通（オン）／非導通（オフ）状態を切り替える。

ＩＧＢＴを用いるパワーデバイスは成膜処理やエッチング処理などを通じてウエハ上に複数形成される。各パワーデバイスには電流が流されて電気的特性の試験が行われる。パワーデバイスの電気的特性試験には、ウエハを載置する載置台と、該載置台と対向して配置され且つ複数の接触子を有するプローブカードと、該プローブカードに配線を介して接続されたテスト回路とを備える試験装置が用いられる。この試験装置では、載置台上のウエハにおける所定のパワーデバイスとプローブカードの接触子とを位置合わせした後、載置台が上昇してウエハに形成された所定のパワーデバイスに複数の接触子を接触させ、該複数の接触子を介してオン状態の所定のパワーデバイスに大電流を流すことによってパワーデバイスの電気的特性試験を行う。

ここで、電気的特性試験中にパワーデバイスが短絡すると過電流が急激に印加されて該パワーデバイス、プローブカード及びテスト回路等が破壊される。これに対して、テスト回路及プローブカードを接続する配線に電流制限回路を設けて急激な過電流の印加を抑制する試験装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、パワーデバイスが短絡しなくても、以下に説明するように、パワーデバイスに過電圧が印加されることがある。例えば、試験装置の配線は数ｍに達するため、該配線は所定の寄生インダクタンスを有する。パワーデバイスの電気的特性試験中、電線には比較的緩やかに変化する電流、若しくは一定の電流が流れるが、電気的特性試験後、パワーデバイスをオフ状態にしたときには配線を流れる電流が急激に変化する。このとき、電流の急変及び配線の寄生インダクタスに起因して過電圧が発生し、該過電圧は配線が接続されているパワーデバイスに印加される。

パワーデバイスをオフ状態にしたときに発生する過電圧を解消する手段としていわゆるスナバ回路が知られている。該スナバ回路は発生した過電圧を熱に変換して消費する（例えば、非特許文献１参照。）。
特開２００４−７７１６６号公報 "日立パワーデバイス技術情報ＰＤＲｏｏｍ"、[online]、１９９７年５月、株式会社日立製作所、[平成１７年１０月７日検索]、インターネット、＜URL：http://www.pi.hitachi.co.jp/ICSFiles/afieldfile/2004/06/14/pdrm06j.pdf ＞

しかしながら、スナバ回路自身も配線を有するため、寄生インダクタンスを有する。また、スナバ回路は過電圧を消費するのみなので、スナバ回路は寄生インダクタンスを除去することはできず、パワーデバイスへの過電圧の印加を完全に防止することはできない。また、スナバ回路の寄生インダクタンスを小さくするためにはスナバ回路をパワーデバイスの近傍に配置して配線長を短縮する必要があるが、試験装置は多数の配線を有して配置場所に余裕がないことから、スナバ回路をパワーデバイスの近傍に配置するのは困難である。すなわち、パワーデバイスへの過電圧の印加を防止するのは困難である。

本発明の目的は、試験対象物への過電圧の印加を防止することができる試験対象物の保護回路、試験対象物の保護方法、試験装置、及び試験方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の試験対象物の保護回路は、配線を介して電流が供給され、且つ導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物と並列に配置される試験対象物の保護回路であって、導通／非導通状態が切り替え可能であり、前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする。

請求項２記載の試験対象物の保護回路は、請求項１記載の試験対象物の保護回路において、前記試験対象物が導通状態から非導通状態に切り替わる前に、非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする。

請求項３記載の試験対象物の保護回路は、請求項２記載の試験対象物の保護回路において、前記試験対象物が所望の試験状態に移行した後、非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする。

請求項４記載の試験対象物の保護回路は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の試験対象物の保護回路において、前記試験対象物及び前記保護回路は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項５記載の試験対象物の保護方法は、配線を介して電流が供給され、且つ導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物の保護方法であって、導通／非導通状態が切り替え可能な保護回路を前記試験対象物と並列に配置する保護回路配置ステップと、前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わる保護回路導通ステップとを有することを特徴とする。

請求項６記載の試験対象物の保護方法は、請求項５記載の試験対象物の保護方法において、前記保護回路導通ステップでは、前記試験対象物が導通状態から非導通状態に切り替わる前に、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする。

請求項７記載の試験対象物の保護方法は、請求項６記載の試験対象物の保護方法において、前記保護回路導通ステップでは、前記試験対象物が所望の試験状態に移行した後、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする。

請求項８記載の試験対象物の保護方法は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の試験対象物の保護方法において、前記試験対象物及び前記保護回路は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項９記載の試験装置は、電流を供給する電源と、導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物及び前記電源を接続する配線とを備える試験装置において、前記試験対象物と並列に配置される、導通／非導通状態が切り替え可能な保護回路を備え、前記電流が供給されている前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１０記載の試験方法は、電流を供給する電源と、導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物及び前記電源を接続する配線とを備える試験装置を用いた試験方法であって、導通／非導通状態が切り替え可能な保護回路を前記試験装置において前記試験対象物と並列に配置する保護回路配置ステップと、前記試験対象物を導通状態に設定し、該試験対象物に前記電流を供給する動特性試験ステップと、前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わる保護回路導通ステップとを有することを特徴とする。

請求項１１記載の試験方法は、請求項１０記載の試験方法において、前記試験対象物の静特性試験を行う静特性試験ステップをさらに有することを特徴とする。

請求項１２記載の試験方法は、請求項１１記載の試験方法において、前記動特性試験ステップの前に前記試験対象物の静特性試験を行う第１の静特性試験ステップと、前記動特性試験ステップの後に前記試験対象物の静特性試験を行う第２の静特性試験ステップとを有することを特徴とする。

請求項１記載の試験対象物の保護回路、請求項５記載の試験対象物の保護方法、請求項９記載の試験装置、及び請求項１０記載の試験方法によれば、試験対象物と並列に配置される試験対象物の保護回路が、試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて非導通状態から導通状態に切り替わるので、試験対象物を導通状態から非導通状態に切り替えても配線を流れる電流が急変することがなく、これにより、電流の急変及び配線の寄生インダクタスに起因する過電圧の発生を防止することができ、もって、試験対象物への過電圧の印加を防止することができる。

請求項２記載の試験対象物の保護回路及び請求項６記載の試験対象物の保護方法によれば、試験対象物が導通状態から非導通状態に切り替わる前に、保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わるので、電流の流路を遮断することがなく、確実に電流の急変を防止することができ、もって、試験対象物への過電圧の印加を確実に防止することができる。

請求項３記載の試験対象物の保護回路及び請求項７記載の試験対象物の保護方法によれば、試験対象物が所望の試験状態に移行した後、保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わるので、保護回路の非導通状態から導通状態への切り替わりによって試験対象物の試験が阻害されるのを防止することができる。

請求項４記載の試験対象物の保護回路及び請求項８記載の試験対象物の保護方法によれば、試験対象物及び保護回路は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備えるので、試験対象物を導通状態から非導通状態に切り替える際、電流を円滑に保護回路へ流すことができる。また、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備える保護回路はコンパクトであるため、試験装置に容易に配置することができる。

請求項１１記載の試験方法によれば、試験対象物の静特性試験を行うので、試験対象物が破壊されているか否かを正確に把握することができ、もって、不良品の流出を防止することができる。

請求項１２記載の試験方法によれば、動特性試験の前に試験対象物の静特性試験を行い、さらに、動特性試験の後に試験対象物の静特性試験を行うので、無駄な動特性試験を行うのを回避することができると共に、動特性試験において試験対象物が破壊されたか否かを把握することでき、もって、不良品の流出を確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係る試験装置の概略構成を示す図である。

図１において、試験装置１は、複数の後述するパワーデバイス１０（試験対象物）が形成されたウエハＷを載置し、且つ図中上下方向及び左右方向に移動可能な載置台２と、該載置台２に載置されたウエハＷに対向するように配置されるプローブカード３と、該プローブカード３に信号線４（配線）を介して接続されたテスト回路５と、各構成要素の動作を制御する制御装置（図示しない）とを備える。

各パワーデバイス１０は、図２に示すように、多数、例えば、１〜２万個のＩＧＢＴ１１を備える。各ＩＧＢＴ１１のコレクタは導体１２ａに接続する一方、各ＩＧＢＴ１１のエミッタは導体１２ｂに接続する。したがって、各ＩＧＢＴ１１は互いに並列に配置されている。また、各ＩＧＢＴ１１のゲートは集約されている。一般にＩＧＢＴは高い耐圧（耐電圧）を有し、パワーデバイス１０では多数のＩＧＢＴ１１が並列に配置されているので、パワーデバイス１０には大電流を流すことができる。

図１に戻り、プローブカード３は、例えば、２９８本の接触子６ａと、例えば、２本の接触子６ｂとを有する。各接触子６ａはエミッタ側の導体１２ｂに対応し、各接触子６ｂは集約されたＩＧＢＴ１１のゲートに対応する。試験装置１では、制御装置が載置台２上のウエハＷにおける所定のパワーデバイス１０と、プローブカード３の接触子６ａ，６ｂとの位置合わせを制御して、エミッタ側の導体１２ｂと接触子６ａとを接触させると共に、集約されたＩＧＢＴ１１のゲートと接触子６ｂとを接触させる。

図３は、図１の試験装置におけるテスト回路、プローブカード、信号線及びパワーデバイスの回路図である。なお、図３において、パワーデバイスは１つのＩＧＢＴの記号によって示されている。

図３において、テスト回路５は、直流電源１３と、一端が直流電源１３の正極に接続され、且つ他端が直流電源１３の負極に接続された放電用抵抗１４と、直列に配置された３つのコンデンサからなり、放電用抵抗１４と並列に配置された蓄電用コンデンサ群１５と、コレクタが直流電源１３の正極に接続されたテスト回路保護用ＩＧＢＴ１６と、一端がテスト回路保護用ＩＧＢＴ１６のエミッタと接続された負荷コイル１７と、該負荷コイル１７の他端及びパワーデバイス１０のコレクタ側の導体１２ａを接続する配線１８と、接触子６ａ、プローブカード３及び信号線４を介して、パワーデバイス１０のエミッタ側の導体１２ｂ及び直流電源１３の負極を接続する配線２０と、円環状の電流検出器であって、中心穴に配線１８を貫通させる電流検出器２２とを備える。

また、テスト回路５はパワーデバイス保護回路２１（試験対象物の保護回路）を備える。パワーデバイス保護回路２１はＩＧＢＴを備え、該ＩＧＢＴのコレクタは配線１８に接続される一方、エミッタは配線２０に接続される。したがって、パワーデバイス保護回路２１はパワーデバイス１０と並列に配置されている。ここで、パワーデバイス保護回路２１の電流容量はパワーデバイス１０の電流容量より大きく設定され、パワーデバイス保護回路２１の内部抵抗はパワーデバイス１０の内部抵抗より小さく設定されている。

なお、テスト回路５において、テスト回路保護用ＩＧＢＴ１６、負荷コイル１７及びパワーデバイス保護回路２１はそれぞれ回生電流用のダイオード２２，２３，２４を有する。

放電用抵抗１４は配線１８や配線２０が断線した場合等に各配線に蓄積された電荷を熱エネルギーに変換して放出する。蓄電用コンデンサ群１５は直流電源１３からの電荷を蓄積し、所定量の電荷を蓄積した後、該電荷を電流としてテスト回路保護用ＩＧＢＴ１６及び負荷コイル１７を介してパワーデバイス１０へ供給する。

テスト回路保護用ＩＧＢＴ１６のゲートはゲート抵抗（ＲＧ）２５を介してゲートドライブユニット２６に接続される。ゲートドライブユニット２６はゲートに駆動電圧を印加することにより、テスト回路保護用ＩＧＢＴ１６のオン／オフ状態を切り替え（スイッチし）、パワーデバイス１０への電流の供給の開始／停止を制御する。

負荷コイル１７は所定量、例えば、５０μＨのインダクタンスを有する。また、負荷コイル１７は蓄電用コンデンサ群１５及びパワーデバイス１０の間に介在するので、蓄電用コンデンサ群１５からパワーデバイス１０へ供給される電流の量を制御する。

電流検出器２２は配線１８を流れる電流の量を検出する。また、電流検出器２２はオシロスコープ２７に接続され、オシロスコープ２７は電流検出器２２が検出した電流の量を表示する。また、電流検出器２２とゲートドライブユニット２６とは接続され、電流検出器２２が配線１８を流れる電流の急増を検知したとき、電流の急増の旨は電流検出器２２からゲートドライブユニット２６に伝達され、ゲートドライブユニット２６は電流の急増の旨を受信すると、パワーデバイス１０への電流の供給を停止する。

パワーデバイス１０における集約されたゲートは、接触子６ｂ、プローブカード３、信号線４及びゲート抵抗２５を介して、ゲートドライブユニット２９に接続される。ゲートドライブユニット２９は上記集約されたゲートに駆動電圧を印加することにより、パワーデバイス１０における各ＩＧＢＴ１１のオン／オフ状態をスイッチする。また、ゲートドライブユニット２９はパワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴのゲートにゲート抵抗３０を介して接続され、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴのゲートに駆動電圧を印加することにより、上記ＩＧＢＴのオン／オフ状態をスイッチする。

ゲートドライブユニット２９は、パワーデバイス１０における各ＩＧＢＴ１１のオン／オフ状態のスイッチタイミングと、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴのオン／オフ状態のスイッチタイミングとを調整することにより、配線１８を流れる電流の供給先をパワーデバイス１０及びパワーデバイス保護回路２１のいずれかに設定する。

次に、本発明の実施の形態に係る試験方法としてのパワーデバイス特性試験について説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係る試験方法としてのパワーデバイス特性試験処理のフローチャートである。本処理は、載置台２上のウエハＷにおける所定のパワーデバイス１０と、プローブカード３の接触子６ａ，６ｂとの位置合わせが行われ、エミッタ側の導体１２ｂと接触子６ａとが接触し、且つパワーデバイス１０における集約されたゲートと接触子６ｂとが接触した後、テスト回路５が実行する。また、本処理はパワーデバイス１０の動特性試験であるＬ負荷試験（Inductive Load Test）として実行される。

図４において、まず、直流電源１３と蓄電用コンデンサ群１５とがスイッチ（図示しない）によって接続されて、直流電源１３が蓄電用コンデンサ群１５の各コンデンサに電荷を充電（チャージ）する（ステップＳ１０１）。蓄電用コンデンサ群１５の各コンデンサに充電された電荷の総量が所定量に達すると、上記スイッチによって直流電源１３と蓄電用コンデンサ群１５とが切り離される。

次いで、ゲートドライブユニット２６がテスト回路保護用ＩＧＢＴ１６をオフ状態からオン状態にスイッチし（ステップＳ１０２）、さらに、ゲートドライブユニット２９がパワーデバイス１０における各ＩＧＢＴ１１をオフ状態からオン状態にスイッチする（ステップＳ１０３）。このとき、蓄電用コンデンサ群１５に充電された電荷は電流としてテスト回路保護用ＩＧＢＴ１６、負荷コイル１７、及び配線１８を介してパワーデバイス１０のコレクタへ供給される。また、各ＩＧＢＴ１１のコレクタ−エミッタ間を流れる電流、引いてはパワーデバイス１０を流れる電流は、負荷コイル１７のインダクタンスや蓄電用コンデンサ群１５が供給する電荷の量に応じて、時間の経過と共に増加する。

次いで、増加する電流の量が一定量に到達するか否かによってパワーデバイス１０の異常の有無を判別し（ステップＳ１０４）、電流の量が一定量に到達しない等のパワーデバイス１０の異常が確認された場合、ステップＳ１０８に進み、パワーデバイス１０を「ＮＧ」と判定し（ステップＳ１０８）、本処理を終了する。

また、ステップＳ１０４の判別の結果、電流の量が一定量に到達し（所望の試験状態に移行し）、パワーデバイス１０の異常が確認されない場合、ゲートドライブユニット２９は、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴをオフ状態からオン状態にスイッチし（ステップＳ１０５）、さらに、２００ｎｓｅｃ経過した後、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチする（ステップＳ１０６）。試験装置１では、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１がオン状態にあり、且つパワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴがオフ状態にある場合（図５（Ａ））には、電流（図中白抜き矢印で示す。）がパワーデバイス１０へ供給されるが、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１がオフ状態にあり、且つパワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴがオン状態にある場合（図５（Ｂ））には、電流（図中白抜き矢印で示す。）がパワーデバイス保護回路２１へ供給される。このとき、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１がオフ状態にスイッチする前に、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴがオン状態にスイッチするため、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチしても、配線１８や配線２０を流れる電流の流路が遮断されることはない。

次いで、パワーデバイス１０を「ＯＫ」と判定し（ステップＳ１０７）、本処理を終了する。

図４の処理によれば、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１がオン状態からオフ状態へスイッチする（ステップＳ１０６）前に、パワーデバイス１０と並列に配置されるパワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴがオフ状態からオン状態にスイッチする（ステップＳ１０５）ので、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチしても、配線１８や配線２０を流れる電流の流路が遮断されることがない。したがって、配線１８や配線２０を流れる電流が急変することがなく、これにより、電流の急変及び配線１８や配線２０の寄生インダクタスに起因する過電圧の発生を防止することができ、もって、パワーデバイス１０への過電圧の印加を確実に防止することができる。

また、パワーデバイス１０を流れる電流が一定量に到達した後、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴがオフ状態からオン状態にスイッチするので、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴのスイッチによって発生する外乱等によってパワーデバイス１０のＬ負荷試験が阻害されるのを防止することができる。

上述したテスト回路５では、パワーデバイス保護回路２１の電流容量がパワーデバイス１０の電流容量より大きく設定され、パワーデバイス保護回路２１の内部抵抗がパワーデバイス１０の内部抵抗より小さく設定されているため、電流の供給先の変更（パワーデバイス１０からパワーデバイス保護回路２１への変更）を円滑に行うことができ、外乱等の発生を防止することができる。

また、Ｌ負荷試験等においてパワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１のコレクタ−エミッタ間に大電流を流したとき、該ＩＧＢＴをオフ状態にスイッチしても、コレクタ−エミッタ間に電流が流れ続けることがある（ラッチアップ現象）。このラッチアップ現象は、パワーデバイスが備える多数のセルのうち、多くても数個でしか発生しない。ここで、パワーデバイスと並列に配置されたパワーデバイス保護回路を有さない従来の試験装置において、パワーデバイスにおける数個のセルにラッチアップ現象が発生すると、該数個のセルに大電流が集中して破壊される。一方、上述したテスト回路５では、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１がオフ状態にスイッチされたとき、電流の供給先がパワーデバイス保護回路２１に変更されているため、パワーデバイス１０における数個のセルにラッチアップ現象が発生しても、該数個のセルに大電流が集中して流れることがない。したがって、テスト回路５はラッチアップ現象によるセルの破壊を防止することができる。

上述した図４の処理では、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴをオフ状態からオン状態にスイッチし、さらに、２００ｎｓｅｃ経過した後、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチしたが、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴをオフ状態からオン状態にスイッチすると同時に、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチしてもよい。ＩＧＢＴでは、オフ状態からオン状態にスイッチされたときにコレクタ−エミッタ間が導通可能となるのに要する時間が、オン状態からオフ状態にスイッチされたときにコレクタ−エミッタ間が導通不可となるのに要する時間よりも極めて短い。したがって、両者のスイッチングを同時に行っても、流れる電流の電路が遮断されることがなく、該電流が急変することがない。

また、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴのオフ状態からオン状態へのスイッチは、Ｌ負荷試験において該パワーデバイス１０を流れる電流が一定量に到達した後、直ちに行ってもよい。

ところで、パワーデバイス１０は多数のセルを備えるため、数個のセルが破壊されていても、大電流を流すことが可能である。ここで、上述したＬ負荷試験はパワーデバイス１０を流れる電流が一定量に到達するか否かを確認する試験である。したがって、Ｌ負荷試験ではパワーデバイス１０において全てのセルが正常であるか否かを正確に判定するのは困難である。また、セルはＬ負荷試験前に破壊されていることがあり、若しくはＬ負荷試験において電流を供給した際に破壊されることもある。

これに対応して、上述した図４の処理を実行する前及び後に、パワーデバイス１０の静特性試験を行うのが好ましい。静特性試験としては、オフ状態にあるパワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１におけるコレクタ−エミッタ間の絶縁性を確認するリーク試験、ゲートに印加する駆動電圧を上昇させたときに一定量に到達するコレクタ−エミッタ間の電流を測定するサチュレート（V saturate）試験、及びオン状態にスイッチするときの駆動電圧を測定する電圧閾値試験（V threshold）試験等が該当する。これにより、無駄なＬ負荷試験を行うのを回避することができると共に、Ｌ負荷試験においてパワーデバイス１０のＩＧＢＴが破壊されたか否かを把握することでき、もって、不良品の流出を確実に防止することができる。

上述した本実施の形態では、試験装置１によって試験が行われる試験対象物がＩＧＢＴを備えるパワーデバイスである場合について説明したが、試験対象物はこれに限られず、オン／オフ状態を切り替え可能であって、大電流を流すことが可能な装置であればよく、また、試験対象物の保護回路もＩＧＢＴを備える必要はなく、オン／オフ状態を切り替え可能であって、大電流を流すことが可能な回路であればよい。

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

実施例
まず、上述した試験装置１及び複数のパワーデバイス１０が形成されたウエハＷを準備し、該試験装置１によってウエハＷに形成されたパワーデバイス１０のＬ負荷試験を行った。このＬ負荷試験では、該パワーデバイス１０を流れる電流が一定量に到達したことを確認した後、パワーデバイス保護回路２１のＩＧＢＴをオフ状態からオン状態にスイッチし、さらに、２００ｎｓｅｃ経過した後、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチした。この間、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１におけるゲート−エミッタ間の電圧Ｖ_ＧＥ及びコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖ_ＣＥをモニタし、これらを図６（Ｂ）に示すグラフに示した。

比較例
まず、上述した試験装置１のテスト回路５からパワーデバイス保護回路２１を除去した試験装置、及び複数のパワーデバイス１０が形成されたウエハＷを準備し、該試験装置によってウエハＷに形成されたパワーデバイス１０のＬ負荷試験を行った。このＬ負荷試験では、該パワーデバイス１０を流れる電流が一定量に到達したことを確認した後、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチした。この間、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１におけるゲート−エミッタ間の電圧Ｖ_ＧＥ及びコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖ_ＣＥをモニタし、これらを図６（Ａ）に示すグラフに示した。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のグラフを比較すると、比較例ではパワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチすると、コレクタ−エミッタ間に過電圧が印加されたのに対し、実施例ではパワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチしても、コレクタ−エミッタ間に過電圧が印加されなかったことが分かった。これにより、テスト回路５においてパワーデバイス１０と並列に配置されるパワーデバイス保護回路２１を設けることにより、パワーデバイス１０の各ＩＧＢＴ１１をオン状態からオフ状態にスイッチしても、過電圧の発生を防止できることが分かった。

本発明の実施の形態に係る試験装置の概略構成を示す図である。試験対象物としてのパワーデバイスの概略構成を示す回路図である。図１の試験装置におけるテスト回路、プローブカード、信号線及びパワーデバイスの回路図である。本発明の実施の形態に係る試験方法としてのパワーデバイス特性試験処理のフローチャートである。パワーデバイスの各ＩＧＢＴのオン／オフ状態のスイッチ及びパワーデバイス保護回路のＩＧＢＴのオン／オフ状態のスイッチに応じた電流供給先の変化を示す図であり、（Ａ）はパワーデバイスの各ＩＧＢＴがオン状態にあり、且つパワーデバイス保護回路のＩＧＢＴがオフ状態にある場合を示す図であり、（Ｂ）はパワーデバイスの各ＩＧＢＴがオフ状態にあり、且つパワーデバイス保護回路のＩＧＢＴがオン状態にある場合を示す図である。パワーデバイス保護回路の有無によるパワーデバイスへの過電圧の印加状態を示すグラフであり、（Ａ）はパワーデバイス保護回路が無い場合を示すグラフであり、（Ｂ）はパワーデバイス保護回路が有る場合を示すグラフである。

符号の説明

Ｗウエハ
１試験装置
５テスト回路
６ａ，６ｂ接触子
１０パワーデバイス
１１ＩＧＢＴ
１８，２０配線
２１パワーデバイス保護回路

Claims

配線を介して電流が供給され、且つ導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物と並列に配置される試験対象物の保護回路であって、
導通／非導通状態が切り替え可能であり、前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする試験対象物の保護回路。
前記試験対象物が導通状態から非導通状態に切り替わる前に、非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする請求項１記載の試験対象物の保護回路。
前記試験対象物が所望の試験状態に移行した後、非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする請求項２記載の試験対象物の保護回路。
前記試験対象物及び前記保護回路は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の試験対象物の保護回路。
配線を介して電流が供給され、且つ導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物の保護方法であって、
導通／非導通状態が切り替え可能な保護回路を前記試験対象物と並列に配置する保護回路配置ステップと、
前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わる保護回路導通ステップとを有することを特徴とする試験対象物の保護方法。
前記保護回路導通ステップでは、前記試験対象物が導通状態から非導通状態に切り替わる前に、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする請求項５記載の試験対象物の保護方法。
前記保護回路導通ステップでは、前記試験対象物が所望の試験状態に移行した後、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする請求項６記載の試験対象物の保護方法。
前記試験対象物及び前記保護回路は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の試験対象物の保護方法。
電流を供給する電源と、導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物及び前記電源を接続する配線とを備える試験装置において、
前記試験対象物と並列に配置される、導通／非導通状態が切り替え可能な保護回路を備え、
前記電流が供給されている前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わることを特徴とする試験装置。
電流を供給する電源と、導通／非導通状態が切り替え可能な試験対象物及び前記電源を接続する配線とを備える試験装置を用いた試験方法であって、
導通／非導通状態が切り替え可能な保護回路を前記試験装置において前記試験対象物と並列に配置する保護回路配置ステップと、
前記試験対象物を導通状態に設定し、該試験対象物に前記電流を供給する動特性試験ステップと、
前記試験対象物の導通状態から非導通状態への切り替わりに応じて、前記保護回路が非導通状態から導通状態に切り替わる保護回路導通ステップとを有することを特徴とする試験方法。
前記試験対象物の静特性試験を行う静特性試験ステップをさらに有することを特徴とする請求項１０記載の試験方法。
前記動特性試験ステップの前に前記試験対象物の静特性試験を行う第１の静特性試験ステップと、
前記動特性試験ステップの後に前記試験対象物の静特性試験を行う第２の静特性試験ステップとを有することを特徴とする請求項１１記載の試験方法。