JP6455413B2 - 検査装置 - Google Patents

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本発明は、被検査素子に電圧を印加して被検査素子に流れる電流を検出する検査装置に関する。
半導体素子のゲートリーク電流を測定する一般的な検査装置は、電流測定器と、被検査素子に接触させるコンタクトプローブピンを有する検査治具と、電流測定器と検査治具を接続する配線ケーブルとを備える。なお、被検査素子と検査ステージをシールドで遮蔽する検査装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１１１７８９号公報
一般的な検査装置で、数ｎＡ（１０−９Ａ）以下の微小電流領域のリーク電流を測定する場合、測定環境に起因する外乱の影響が大きくなり、正確な測定ができない。また、特許文献１の検査装置では、プローブカードの上面側が全く遮蔽されていない。数μＡから数ｎＡ程度の電流測定であれば特許文献１の検査装置でも問題ないが、数ｐＡの電流測定では外乱の影響が大きくなり、数ｐＡ（１０−１２Ａ）程度の微小なゲートリーク電流を測定することはできない。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は従来の検査装置を大幅に変更することなく、数ｐＡ程度の微小な電流を測定することができる検査装置を得るものである。
本発明に係る検査装置は、電流測定器と、被検査素子に電圧を印加する第１のコンタクトプローブピンと、前記被検査素子に流れる電流を検出する第２のコンタクトプローブピンとを有する検査治具と、前記電流測定器と前記検査治具の前記第１のコンタクトプローブピンを接続する第１の配線ケーブルと、前記電流測定器と前記検査治具の前記第２のコンタクトプローブピンを接続する第２の配線ケーブルと、少なくとも前記被検査素子及び前記検査治具を覆って外部から全面遮蔽する金属製のシールドボックスとを備え、前記シールドボックスは前記電流測定器及び前記第１及び第２の配線ケーブルは覆わず、前記第２の配線ケーブルはトライアキシャルケーブルであり、前記トライアキシャルケーブルの最外周のシールド線と前記シールドボックスの筐体を接続し、前記トライアキシャルケーブルのガード線は前記電流測定器の接地端子に接続されていることを特徴とする。
本発明では、金属製のシールドボックスが、少なくとも被検査素子及び検査治具を覆って外部から全面遮蔽する。これにより、従来の検査装置を大幅に変更することなく、測定環境に起因する外乱の影響を抑えることができるため、数ｐＡ程度の微小な電流を測定することができる。
本発明の実施の形態１に係る検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る検査装置を示す図である。
本発明の実施の形態に係る検査装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る検査装置を示す図である。電流測定器１内において、電圧源ＶＣＣの低圧側が接地端子２に接続され、高圧側が電圧出力端子３に接続されている。電流計４の一端が接地端子２に接続され、他端が電流入力端子５に接続されている。接地端子２はグラウンドに接続されている。
検査治具６は、電圧入力端子７と、電流出力端子８と、コンタクトプローブピン９〜１２とを有する。検査治具６内において、電圧入力端子７とコンタクトプローブピン９が接続され、コンタクトプローブピン１０，１１同士が接続され、電流出力端子８とコンタクトプローブピン１２が接続されている。
コンタクトプローブピン９は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である被検査素子１３のゲートにコンタクトしてゲート電圧を印加する。コンタクトプローブピン１０は被検査素子１３のコレクタに接続され、コンタクトプローブピン１１は被検査素子１３のエミッタに接続される。コンタクトプローブピン１２も被検査素子１３のエミッタに接続され、被検査素子１３に流れる電流を検出する。
配線ケーブル１４が電流測定器１の電圧出力端子３を検査治具６の電圧入力端子７を介してコンタクトプローブピン９に接続する。配線ケーブル１５が電流測定器１の電流入力端子５を検査治具６の電流出力端子８を介してコンタクトプローブピン１２に接続する。
金属製のシールドボックス１６が、被検査素子１３、検査治具６、電流測定器１及び配線ケーブル１４，１５を全面的に覆って外部から全面遮蔽する。シールドボックス１６の筐体はグラウンドに接続されている。
本実施の形態では、金属製のシールドボックス１６が、少なくとも被検査素子１３及び検査治具６を覆って外部から全面遮蔽する。これにより、測定環境に起因する外乱の影響を抑えることができるため、従来の検査装置を大幅に変更することなく、数ｐＡ程度の微小なゲートリーク電流を測定することができる。さらに、電流測定器１及び配線ケーブル１４，１５も含む検査装置全体を外部から全面遮蔽することで、外乱の影響を確実に抑えることができる。
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る検査装置を示す図である。本実施の形態ではシールドボックス１６は被検査素子１３及び検査治具６のみを覆って電流測定器１及び配線ケーブル１４，１５は覆わない。このようにシールドボックス１６で覆う範囲を必要最小限とすることで、実施の形態１と同様に外乱の影響を抑えつつ、シールドボックス１６のサイズを小さくすることができる。実施の形態１のように検査装置全体を覆うとシールドボックス１６が大きくなり過ぎてしまう場合に本実施の形態が有効である。
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係る検査装置を示す図である。本実施の形態では、実施の形態２の配線ケーブル１４，１５の代わりに３軸のトライアキシャルケーブル１７，１８を用いる。トライアキシャルケーブル１７，１８の最外周のシールド線はシールドボックス１６の筐体に接続されている。トライアキシャルケーブル１７，１８の内側のガード線は電流測定器１の接地端子２に接続されている。
シールドボックス１６に覆われていない配線ケーブルにトライアキシャルケーブル１７，１８を用いて外部から遮蔽することで、更に確実に外乱の影響を抑えることができる。なお、電流検出側の配線ケーブルはトライアキシャルケーブルである必要があるが、高圧側の配線ケーブルは２軸のケーブルでもよい。
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４に係る検査装置を示す図である。本実施の形態では、実施の形態３の電流検出側のコンタクトプローブピン１２の代わりに２軸の同軸プローブ１９を用いている。同軸プローブ１９のガード線はトライアキシャルケーブル１８のガード線を通して電流測定器１の接地端子２に接続されている。このように電流検出側の配線を被検査素子１３の直近までガード線で遮蔽することで、更に確実に外乱の影響を抑えることができる。
実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５に係る検査装置を示す図である。電圧印加側の配線経路であるトライアキシャルケーブル１７の途中に、抵抗２０，２１とコンデンサ２２からなるローパスフィルタ２３が設けられている。また、ローパスフィルタ２３はシールド線によりシールドされており、シールド線は電流測定器１の接地端子２に接続されている。ローパスフィルタ２３により電圧源ＶＣＣから発生する高調波ノイズ（数百ｋＨｚ）を除去することができる。
１ 電流測定器、６ 検査治具、９〜１２ コンタクトプローブピン、１３ 被検査素子、１４，１５ 配線ケーブル、１６ シールドボックス、１７，１８ トライアキシャルケーブル、１９ 同軸プローブ、２２ ローパスフィルタ

Claims (3)

  1. 電流測定器と、
    被検査素子に電圧を印加する第１のコンタクトプローブピンと、前記被検査素子に流れる電流を検出する第２のコンタクトプローブピンとを有する検査治具と、
    前記電流測定器と前記検査治具の前記第１のコンタクトプローブピンを接続する第１の配線ケーブルと、
    前記電流測定器と前記検査治具の前記第２のコンタクトプローブピンを接続する第２の配線ケーブルと、
    少なくとも前記被検査素子及び前記検査治具を覆って外部から全面遮蔽する金属製のシールドボックスとを備え、
    前記シールドボックスは前記電流測定器及び前記第１及び第２の配線ケーブルは覆わず、
    前記第２の配線ケーブルはトライアキシャルケーブルであり、
    前記トライアキシャルケーブルの最外周のシールド線と前記シールドボックスの筐体を接続し、
    前記トライアキシャルケーブルのガード線は前記電流測定器の接地端子に接続されていることを特徴とする検査装置。
  2. 前記第２のコンタクトプローブピンは同軸プローブであり、
    前記同軸プローブのガード線は前記トライアキシャルケーブルの前記ガード線を通して前記電流測定器の接地端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
  3. 前記第１の配線ケーブルはローパスフィルタを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
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