JP2008151718A - 半導体試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現状のＲＦ出力モジュールを使用してＤＵＴピンへの印加出力レベルが大きくとれ、ケーブル長の制約のない半導体試験装置を提供する。
【解決手段】 高周波信号源１１から設定レベルＡ_ｉｎで出力される高周波信号がケーブル２を経由して被測定デバイス４に印加される半導体試験装置において、ケーブル２を経由して送られる高周波信号を可変ゲイン増幅器３１４で増幅して被測定デバイス４に印加し、被測定デバイス４に印加される高周波信号の信号レベルＡ_ｍをレベル検出部３１２で測定し、制御手段３１３が設定レベルＡ_ｉｎと信号レベルＡ_ｍとから演算したケーブル２での損失を補正ゲインとして可変ゲイン増幅器３１４にフィードバックする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＳＩテスタなどの半導体試験装置における、ＲＦ出力モジュールなど、高周波信号源の出力レベルの自動補正に関する。

従来から、ＬＳＩテスタなどの半導体試験装置において、無線通信システム用ＬＳＩなどを試験する場合、無線周波数（Radio Frequency：以下ＲＦと呼ぶ）出力モジュール（以下ＲＦ出力モジュールと呼ぶ）を用いてＲＦ信号をＬＳＩに印加することが行われている。

図２はこのようなことを目的とした従来の半導体試験装置を示す構成ブロック図である。ＲＦ出力モジュール１１はテスタ本体架体１に実装され、ＲＦ出力レベル設定及びＲＦ周波数設定に従ったレベル及び周波数のＲＦ信号を発生するＲＦ信号源である。ケーブル２はＲＦ出力モジュール１１とＲＦマルチプレクサ部３１とを接続するものであり、その長さは例えば４ｍ以下という制約がある。ＲＦマルチプレクサ部３１はテストヘッド３に設けられ、ケーブル２と被試験デバイス（Device Under Test：以下ＤＵＴと呼ぶ）４の間に接続される。ＲＦマルチプレクサ部３１において、マルチプレクサ３１１はケーブル２を経由して出力されるＲＦ信号をＤＵＴ４の４本のピンに分配する。

上記の装置の動作を以下に説明する。ＲＦ出力モジュール１１はＲＦ周波数設定ｆ_ｉｎ及びＲＦ出力レベル設定Ａ_ｉｎにより指定される所定の可変周波数及びレベルのＲＦ信号をケーブル２に出力する。ケーブル２を伝播したＲＦ信号はＲＦマルチプレクサ部３１のマルチプレクサ３１１により選択されたＤＵＴ４のピンに印加され、異なる信号周波数及び信号レベルにおいて各種の測定が行われる。マルチプレクサ３１１によりピンが順次切り替えられて、異なるピンについて同様な試験が繰り返される。

ＲＦ信号モジュールの利得補償に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特表２００３−５１１８８８号公報

上記の装置の場合、ＲＦ出力モジュール１１の出力信号レベルＡ_ｉｎ、ケーブル２における線路損失Ａ_ｌｏｓ及びＤＵＴ４の端子での信号レベルＡ_ｍとの間には次の関係がある。
Ａ_ｉｎ＝Ａ_ｍ＋Ａ_ｌｏｓ （１）
したがって、ＤＵＴ端子での出力レベルはＲＦ出力モジュール１１の出力レベルより小さくなるので、ＲＦ出力モジュール１１の出力レベルの最大値をＤＵＴ端子に印加することはできない。

また、線路損失Ａ_ｌｏｓを補正するには、ＤＵＴ端子にパワーメータを接続して特定周波数にて補正値を算出し、予めジョブプログラムに反映してＲＦ出力モジュール１１の出力レベルを大きくしておく必要がある。しかし、ＲＦ出力モジュール１１の出力レベルは限られているため、線路損失が大きくなると補正しきれなくなる。このため、線路損失を小さくする設計が必要となり、テスタ本体とテストヘッド間のケーブル長に制約が生じる（上記の装置でケーブル長に例えば４ｍの制約があるのはそのためである）。

また、特定周波数以外の周波数は近似計算により補正値を求めており、特定周波数以外の誤差が問題となる場合がある。

本発明はこのような課題を解決しようとするもので、現状のＲＦ出力モジュールを使用して、ＤＵＴピンへの印加出力レベルが大きくとれ、ケーブル長の制約のない半導体試験装置を提供することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明に係る半導体試験装置は、
高周波信号源から所定の設定レベルで出力される高周波信号がケーブルを経由して被測定デバイスに印加される半導体試験装置において、
前記ケーブルを経由して送られる高周波信号を増幅して前記被測定デバイスに印加する可変ゲイン増幅器と、
前記被測定デバイスに印加される高周波信号の信号レベルを測定するレベル検出部と、
前記設定レベルと前記信号レベルとから演算した前記ケーブルでの損失を補正ゲインとして前記可変ゲイン増幅器に設定する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載の半導体試験装置において、
前記可変ゲイン増幅器の出力を前記被測定デバイスの選択した端子に印加するマルチプレクサ部
を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、
請求項１又は請求項２記載の半導体試験装置において、
前記高周波信号源はテスタ本体に設けられ、
前記可変ゲイン増幅器、前記レベル検出部及び前記制御手段はテストヘッド上に設けられた
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、
請求項３記載の半導体試験装置において、
前記レベル検出部はパフォーマンスボード上に設けられた
ことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、
請求項３又は請求項４記載の半導体試験装置において、
前記マルチプレクサ部は前記テストヘッド上に設けられた
ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の半導体試験装置において、
前記設定レベルが変更されたとき前記補正ゲインを再設定する
ことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の半導体試験装置において、
前記高周波信号源の設定周波数が変更されたとき前記補正ゲインを再設定する
ことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の半導体試験装置において、
前記制御手段は前記設定レベルのデシベル値と前記信号レベルのデシベル値との差分を演算し、演算した値を前記可変ゲイン増幅器のゲインとして設定する
ことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の半導体試験装置において、
前記高周波信号源がＲＦ信号を出力するＲＦ出力モジュールである
ことを特徴とする。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、高周波信号源から所定の設定レベルで出力される高周波信号がケーブルを経由して被測定デバイスに印加される半導体試験装置において、前記ケーブルを経由して送られる高周波信号を可変ゲイン増幅器で増幅して前記被測定デバイスに印加し、前記被測定デバイスに印加される高周波信号の信号レベルをレベル検出部で測定し、制御手段が前記設定レベルと前記信号レベルとから演算した前記ケーブルでの損失を補正ゲインとして前記可変ゲイン増幅器に設定することにより、前記被測定デバイスに印加される高周波信号のレベルを自動的に大きくすることができるので、現状の高周波信号源を使用してケーブル長の制約のない半導体試験装置を提供することができる。

以下本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る半導体試験装置の一実施例を示す構成ブロック図である。図２と同じ部分は同一の記号を付して重複する説明を省略する。ＲＦマルチプレクサ部３１ａはテストヘッド３に設けられ、ケーブル２とＤＵＴ４の間に接続する。ＲＦマルチプレクサ部３１ａにおいて、可変ゲイン増幅器３１４は、ケーブル２を経由して送られたＲＦ信号を増幅する可変ゲイン増幅器で、そのゲイン設定入力端子へのフィードバックによりケーブル２で生じた経路損失を補正（補償）する。マルチプレクサ３１１は可変ゲイン増幅器３１４で増幅されたＲＦ信号を、ＤＵＴ４に４本のピンのいずれかを選択して印加する。レベル検出器３１２の入力部にはマルチプレクサ３１１から各ピンへの出力ラインが接続し、各ピンに出力されるＲＦ信号の信号レベルを検出する。制御部３１３はレベル検出部３１２で検出されたレベル信号とＲＦ出力モジュール１１のレベル設定信号とから前記ケーブル２における線路損失を演算し、演算した値を可変ゲイン増幅器３１４の補正ゲインとして、そのゲイン設定入力端子に送る。

上記の装置の動作を以下に説明する。ケーブル２を伝播したＲＦ信号は線路損失Ａ_ｌｏｓ（ｄＢｍ）によってレベルが低下した後、可変ゲイン増幅器３１４に入力する。可変ゲイン増幅器３１４の出力はマルチプレクサ３１１で選択されたＤＵＴ４のピンに印加されるとともに、レベル検出部３１２で信号レベルＡ_ｍが検出される。制御部３１３はＲＦ出力モジュール１１のレベル設定信号Ａ_ｉｎ（ｄＢｍ）とレベル検出部３１２で検出したレベル信号Ａ_ｍ（ｄＢｍ）との差分（Ａ_ｉｎ−Ａ_ｍ）（ｄＢｍ）の値をもつ補正ゲイン（利得）を可変ゲイン増幅器３１４に設定する。すなわち、制御手段３１３により、線路損失Ａ_ｌｏｓ（ｄＢｍ）と等しい補正ゲインが、可変ゲイン増幅器３１４のゲイン設定入力端子にフィードバックされる。その結果ＤＵＴ４のピンに印加されるＲＦ信号レベルは
Ａ_ｍ＝Ａ_ｉｎ−Ａ_ｌｏｓ＋Ａ_ｌｏｓ＝Ａ_ｉｎ（ｄＢｍ） （２）
となってレベル設定信号Ａ_ｉｎ（ｄＢｍ）と等しくなり、線路損失を完全に補正することができる。例えば、ＲＦ出力設定にて０ｄＢｍ出力設定、レベル検出部３１２にて検出したレベルが−２ｄＢｍであれば、その差分のゲイン２ｄＢｍが可変ゲイン増幅器３１４に設定され、線路損失が補正される。上記の補正動作は、周波数設定ｆ_ｉｎ、レベル設定Ａ_ｉｎが変更されるごとに実施される。

上記のような構成の半導体試験装置によれば、ケーブル２を経由して送られるＲＦ信号を可変ゲイン増幅器３１４で増幅してＤＵＴ４に印加し、ＤＵＴ４に印加されるＲＦ信号のレベルをレベル検出部３１２で測定し、制御手段３１３が設定レベルとレベル検出部３１２で測定された信号レベルとから演算したケーブル２での損失を補正ゲインとして可変ゲイン増幅器３１４にフィードックすることにより、ＤＵＴ４に印加されるＲＦ信号のレベルを自動的に補正して大きくすることができるので、現状のＲＦ出力モジュールを使用してケーブル長の制約のない半導体試験装置を提供することができる。その結果、従来装置における本体架体１―テストヘッド３間のケーブル長４ｍの制約はなくなり、ＲＦ出力モジュールを用いない他の本体架体―テストヘッド間のケーブル長（７ｍ等）と同じ長さとすることができる。

また、従来のように線路損失の補正値を取得してジョブプログラムに反映する手間が不要となり、補正値を意識せずにＲＦ信号を出力することができる。

また、従来、ＲＦ出力モジュールの機能確認は診断治具を使用してＲＦ測定モジュールとつき合わせることで実現していたが、上記実施例によればレベル検出部３１２の出力を観測することにより機能確認することができる。

また、全ての設定周波数についてゲインを自動補正するので、特定周波数以外の誤差が問題となることはない。

なお、上記の実施例ではＲＦモジュールを用いて信号周波数がＲＦ周波数である場合を示したが、ケーブルで信号が減衰する他の高周波の高周波信号源にも適用することができる。

また、上記の制御部３１３における補正ゲインの演算はケーブルでの損失を求めることができればよく、差分演算に限らず、例えば設定レベルとレベル検出部で測定された信号レベルの比を割算器などで演算して補正ゲインとしてもよい。

また、上記の実施例でレベル検出部３１２はＲＦマルチプレクサ部３１ａに設けたが、その先のパフォーマンスボード上（図示せず）などその他の部分に実装してもよい。

また、ＤＵＴのピン数は４ピンに限らず、任意のピン数のＤＵＴに適用することができる。

本発明の実施の形態に係る半導体試験装置の一実施例を示す構成ブロック図である。 従来の半導体試験装置を示す構成ブロック図である。

符号の説明

１ テスタ本体
２ ケーブル
３ テストヘッド
４ 被測定デバイス
１１ 高周波信号源，ＲＦ出力モジュール
３１１ マルチプレクサ部
３１２ レベル検出部
３１３ 制御手段
３１４ 可変ゲイン増幅器
Ａ_ｉｎ 設定レベル
Ａ_ｍ 信号レベル
ｆ_ｉｎ 設定周波数

Claims (9)

1. 高周波信号源から所定の設定レベルで出力される高周波信号がケーブルを経由して被測定デバイスに印加される半導体試験装置において、
   前記ケーブルを経由して送られる高周波信号を増幅して前記被測定デバイスに印加する可変ゲイン増幅器と、
   前記被測定デバイスに印加される高周波信号の信号レベルを測定するレベル検出部と、
   前記設定レベルと前記信号レベルとから演算した前記ケーブルでの損失を補正ゲインとして前記可変ゲイン増幅器に設定する制御手段と
   を備えたことを特徴とする半導体試験装置。
2. 前記可変ゲイン増幅器の出力を前記被測定デバイスの選択した端子に印加するマルチプレクサ部
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体試験装置。
3. 前記高周波信号源はテスタ本体に設けられ、
   前記可変ゲイン増幅器、前記レベル検出部及び前記制御手段はテストヘッド上に設けられた
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体試験装置。
4. 前記レベル検出部はパフォーマンスボード上に設けられた
   ことを特徴とする請求項３記載の半導体試験装置。
5. 前記マルチプレクサ部は前記テストヘッド上に設けられた
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の半導体試験装置。
6. 前記設定レベルが変更されたとき前記補正ゲインを再設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の半導体試験装置。
7. 前記高周波信号源の設定周波数が変更されたとき前記補正ゲインを再設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の半導体試験装置。
8. 前記制御手段は前記設定レベルのデシベル値と前記信号レベルのデシベル値との差分を演算し、演算した値を前記可変ゲイン増幅器のゲインとして設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の半導体試験装置。
9. 前記高周波信号源がＲＦ信号を出力するＲＦ出力モジュールである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の半導体試験装置。

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