JPH0786345A - テスト素子微小電流測定方法 - Google Patents

テスト素子微小電流測定方法

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JPH0786345A
JPH0786345A JP5252623A JP25262393A JPH0786345A JP H0786345 A JPH0786345 A JP H0786345A JP 5252623 A JP5252623 A JP 5252623A JP 25262393 A JP25262393 A JP 25262393A JP H0786345 A JPH0786345 A JP H0786345A
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JP
Japan
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land
test element
test
current
lands
Prior art date
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Application number
JP5252623A
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English (en)
Inventor
Shin Furuto
伸 古戸
Masato Matsui
正人 松井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 テスト素子微小電流測定の高速化及び高精度
化を図る。 【構成】 プロセスモニタ用として半導体装置基板に形
成された複数のテスト素子R1,TFT,R2は少なく
とも一部共有を含む多数のランドa〜eを備えている。
全ランド同時にプローブ1を当接させ、スイッチャー4
の切換操作により個々のテスト素子の電気特性を電圧電
流測定テスター5等で逐次測定する。共有ランドbを介
して互いに隣接するテスト素子R1,TFTの一方(例
えばTFT)に流れる微小電流Ibdを測定する際、他
方のテスト素子R1に属する別のランドaに対して該共
有ランドbと同電位となる様に対応するプローブ1aの
電位を制御する。これにより、測定対象外のテスト素子
R1側に流れる微小電流を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセスモニタ用とし
て半導体装置基板に形成されたテスト素子の微小電流測
定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】先ず発明の技術的な背景を明らかにする
為、図3を参照してテスト素子を簡潔に説明する。ここ
では、半導体装置の一例としてアクティブマトリクス型
液晶表示素子の駆動基板を示している。図示する様に、
絶縁基板101の表面には、マトリクス状に交差配列し
たゲートライン102と信号ライン103が形成されて
いる。交差部には画素電極104とこれを駆動するスイ
ッチング素子が形成されている。本例ではこのスイッチ
ング素子は薄膜トランジスタ105からなる。絶縁基板
101上には走査回路106も形成されており、各ゲー
トライン102に接続している。又駆動回路107も形
成されており各信号ライン103に接続している。さら
に、絶縁基板101の一端側には外部接続用の電極端子
108が形成されている。加えて絶縁基板101の周辺
部には複数のテスト素子が形成されるモニタ領域109
が設けられている。
【0003】かかる構成を有する駆動基板は半導体プロ
セスを駆使して製造される。即ち、絶縁基板101の上
に成膜された半導体薄膜に対して種々の半導体プロセス
を適用しスイッチング素子や走査回路、駆動回路を構成
する薄膜トランジスタ素子等を集積的に形成する。この
際、半導体プロセスが適正に行なわれているかどうかを
モニタする為、モニタ領域109に種々のテスト素子を
同時に形成する。これらのテスト素子は集積回路を構成
する各種要素と同等の構造を有している。各テスト素子
の電気特性を測定する事により半導体プロセスが適正に
行なわれたかどうかを判定する事ができる。測定結果は
プロセスにフィードバックされ工程管理に利用できる
他、不良解析にも有用である。
【0004】図4は、図3に示したモニタ領域109に
形成されるテスト素子の一例を模式的に示したものであ
る。この例では、2個の抵抗素子R1,R2と1個の薄
膜トランジスタ素子TFTが含まれている。但し、実際
には集積回路の規模等に応じて、モニタ領域109には
多種多様のテスト素子が含まれる。各テスト素子には電
気特性測定用のランド(又はパッド)が設けられてお
り、測定機側に接続したプローブが当接できる様になっ
ている。図4の例では、個々のテスト素子毎に分離した
ランドが設けられている。例えば、抵抗素子R1の両端
に一対のランドa,b1が設けられている。薄膜トラン
ジスタ素子TFTには3個のランドb2,c,d1が設
けられている。抵抗素子R2にはその両端に一対のラン
ドd2,eが設けられている。しかしながら、個々のテ
スト素子に対応して夫々別個にランドを設けると、テス
ト素子の個数が増大するにつれ、ランドの占める面積が
大きくなり、モニタ領域109を拡張しなければならな
い。図3に示す様に、モニタ領域109は基板101の
周辺部に設けられており、実際の集積回路動作には関与
していない。従って、モニタ領域109の面積は実用上
の観点からできる限り小さい事が好ましい。
【0005】図5は、各テスト素子のランドの共通化を
図った例を示しており、モニタ領域の面積縮小に寄与す
る。図4の例では別個に設けられていたランドb1,b
2が、図5の例では共通化され1個のランドbになって
いる。同様に、図4の例では別個に設けられていたラン
ドd1,d2が、図5の例では共通化され1個のランド
dになっている。
【0006】一方、テスト素子の電気特性測定作業を合
理化する為、全ランド同時にプローブ1を当接する方法
が適宜行なわれている。図示の例では、模式的に5本の
プローブ1がホルダ2に取り付けられている。このホル
ダ2を上下に移動させる事により、全ランド同時にプロ
ーブ1を接触させる事ができる。各プローブ1は夫々ケ
ーブル3を介してスイッチャー4に接続されている。こ
のスイッチャー4はリレー制御により逐次測定対象とな
るテスト素子に属するランドに接触したプローブを選択
切り換えし、電気特性測定用テスターに接続するもので
ある。ここでは、単に例示の為、電圧電流測定テスター
5と容量テスター6が用いられている。これらのテスタ
ーは各テスト素子の電気特性測定項目に応じて適宜選択
される。なお、プロセスモニタ用として半導体装置基板
にテスト素子を設ける技術は、例えば特開昭60−29
89号公報に開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】引き続き図5を参照し
て発明が解決しようとする課題を簡潔に説明する。テス
ト素子によっては微小電流測定を行なう場合がある。例
えば、図示のテスト素子TFTが図3に示したスイッチ
ング素子105に対応して設けられたものである場合、
特に電流リーク特性の評価が重要となり、数十pFオーダ
の微小電流測定が必須である。即ち、図3に示したスイ
ッチング素子105に電流リーク欠陥があると、液晶表
示素子として組み立てた場合輝点欠陥が発生し表示品位
を著しく損なう事になる。この電流リーク欠陥を半導体
プロセスの中で抑えていく為には、テスト素子TFTの
リーク電流を随時モニタする必要がある。
【0008】しかしながら、ランドの共有を図り、且つ
全ランド同時プロービング方式を採用した場合、テスト
用薄膜トランジスタ素子TFTのリーク電流を迅速且つ
正確に測定する事が困難であるという課題があった。ス
イッチャー4を制御して、ランドb,c,dを選択し、
TFTのチャネルに流れるリーク電流Ibdを測定する
場合、同時に共有ランドbを介して隣接するテスト用抵
抗素子R1にも微小電流Ibaが流れてしまう。この微
小電流Ibaは主として、ランドb、抵抗素子R1、ラ
ンドa、ケーブル3a(以下、特定のランドに対応する
ケーブル、プローブを明示する場合、ランド符号を参照
番号に添える。)のループに生じる誘電吸収現象に起因
している。例えば、ケーブル3aに含まれる絶縁材料が
誘電分極し電荷が流れる事になる。この誘電吸収現象は
過渡的なものであるが、飽和に達するまで長時間を要し
電気特性測定の高速化を阻害していた。誘電吸収現象に
起因する微小電流Ibaは正味のリーク電流Ibdを遥
かに超えるレベルに達する場合があり、電荷蓄積が終了
するまで信頼に足る測定データを得る事ができない。か
かる弊害を防止する為には、例えば微小電流測定を要す
るテスト素子のランドのみを他のテスト素子から独立し
て設ける事が考えられる。しかしながらこれではランド
数が全体として増加する事になり、モニタ領域の縮小化
に相反する事になる。あるいは、他の対策として全ラン
ド同時プロービング方式に代え、微小電流測定を要する
テスト素子のみにプロービングを行なう事も考えられ
る。しかしながら、これではプロービング操作が煩雑と
なり測定作業能率が低下してしまう。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明はテスト素子の微小電流を高速且つ高
精度で測定可能な方法を提供する事を目的とする。かか
る目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発
明にかかるテスト素子微小電流測定方法においては、前
提として半導体装置基板に形成されたプロセスモニタ用
の複数のテスト素子は少なくとも一部共有を含む多数の
ランドを備えている。又、全ランド同時にプローブを当
接させ切換操作により個々のテスト素子の電気特性を逐
次測定するものである。本発明の特徴事項として、共有
ランドを介して互いに隣接するテスト素子の一方に流れ
る微小電流を測定する際、他方のテスト素子に属する別
のランドに対して該共有ランドと同電位となる様に対応
するプローブの電位を制御する。本発明にかかるテスト
素子微小電流測定方法は、例えば薄膜トランジスタから
なるテスト素子に流れるリーク電流測定に適用可能であ
る。
【0010】
【作用】本発明によれば、共有ランドを介して互いに隣
接するテスト素子の一方に流れる微小電流を測定する
際、他方のテスト素子に属する別のランドと該共有ラン
ドが同電位となる様にしている。この為、前述した誘電
吸収現象を抑制でき、当該共有ランドから前記別のラン
ドに不要な微小電流が殆ど流れない。従って、測定対象
となるテスト素子に流れる正味の微小電流を高速且つ高
精度で測定可能になる。
【0011】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本発明にかかるテスト素子微小
電流測定方法の一例を示す模式図である。測定系の全体
構成は図5に示した先の例と類似しており、対応する部
分には対応する参照番号及び参照符号を付して理解を容
易にしている。図示する様に、プロセスモニタ用として
半導体装置基板(本例ではアクティブマトリクス液晶表
示素子用駆動基板)に形成された複数のテスト素子R
1,TFT,R2は少なくとも一部共有を含む多数のラ
ンドを備えている。本例では、テスト素子R1の一方の
端子とテスト素子TFTのドレイン端子Dが共有ランド
bに接続されている。又、テスト素子TFTのソース端
子Sとテスト素子R2の一方の端子が共有ランドdに接
続されている。なおTFTのゲート端子Gは単独のラン
ドcに接続している。R1の他方の端子は単独のランド
aに接続している。同様にR2の他方の端子も単独のラ
ンドeに接続している。かかる構成において、全ランド
a〜e同時にプローブ1を当接させ、切換操作により個
々のテスト素子R1,TFT,R2の電気特性を逐次測
定する。この切換操作は、ケーブル3を介して各プロー
ブ1に接続したスイッチャー4のリレー制御により行な
われる。このスイッチャー4には電気特性を測定する
為、電圧電流測定テスター5と容量テスター6が接続さ
れている。特に微小電流測定を行なう場合には電圧電流
測定テスター5が選択される。
【0012】本発明においては、共有ランドを介して互
いに隣接するテスト素子の一方に流れる微小電流を測定
する際、他方のテスト素子に属する別のランドに対して
該共有ランドと同電位となる様に対応するプローブの電
位を制御している。例えば、共有ランドbを介して互い
に隣接するテスト素子R1,TFTに着目すると、一方
のテスト素子TFTに流れる微小電流を測定する際、他
方のテスト素子R1に属する別のランドaに対して該共
有ランドbと同電位となる様に対応するプローブ3aの
電位を制御している。より具体的には、テスト素子TF
Tの微小リーク電流Ibdを測定する時、ドレイン端子
D側のランドbには10Vの電圧を印加し、ソース端子
S側のランドdには0Vの電圧を印加する。又ゲート端
子Gに接続するランドcには0Vを印加しn型TFTの
チャネルをオフ状態としておく。この時テスト素子R1
の他方の端子側のランドaにも10Vの電圧を印加す
る。テスト素子R1の両側に位置するランドa,bを同
電位にセットする事により、前述した誘電吸収現象を効
果的に抑制でき、テスト素子R1側には微小電流が殆ど
流れない。従って、瞬時且つ高精度でTFTに流れる正
味のリーク電流Ibdを測定する事が可能である。又、
同様な理由によりテスト素子R2の両端に位置するラン
ドd,eも同電位となる様にする。
【0013】図2は比較の為テスト素子微小電流測定方
法の参考例を示している。微小電流測定系の構成は基本
的に図1と同様であり、理解を容易にする為、対応する
部分には対応する参照番号及び参照符号を付してある。
又、測定対象も同一であり、TFTのリーク電流Ibd
を測定する。従って、TFTのドレイン端子D側に位置
するランドbには10Vが印加され、ソース端子S側の
ランドdにはプローブを介して0Vが印加され、ゲート
端子Gに接続したランドcにはプローブを介し0Vが印
加される。図1に示した本発明の実施例と異なる点は、
ランドaに接触するプローブ1aの電位を不定としてい
る事である。同様にランドeに接触しているプローブ1
eの電位も不定状態にしている。この場合、例えばケー
ブル3a等の誘電吸収現象により、ランドbからランド
aに微小電流Ibaが過渡的に流れる。この微小電流I
baのオーダは数百pFに達する場合がある。一方TFT
の正味のリーク電流Ibdは例えば10pF〜100pF程
度である。従って、微小電流Ibaが流れる過渡期にお
いては正確なリーク電流測定は不可能である。この過渡
時間は例えば30秒〜60秒程度に達する。この間、待
機状態を余儀なくされ測定サイクルの長期化を招く。
【0014】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、微
小電流測定の対象となるテスト素子についても、他のテ
スト素子と同様にランドの共有化が図れる為、テスト素
子群の設計自由度が増すという効果がある。ランド共有
化が可能となる為テスト素子群の全ランド数を最小化で
きモニタ領域の縮小が可能になるとともに、プロービン
グの信頼性が高くなるという効果がある。さらに、スイ
ッチャーの切換能力等の制限により、同時プロービング
可能なランド数が決定されるが、本発明によれば一度の
プロービングで測定可能なテスト素子の数を増やす事が
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるテスト素子微小電流測定方法の
一実施例を示す模式図である。
【図2】テスト素子微小電流測定方法の参考例を示す模
式図である。
【図3】プロセスモニタ用として形成されたテスト素子
を有する半導体装置基板の一例を示す模式的な平面図で
ある。
【図4】従来のテスト素子のランド構成を示す模式図で
ある。
【図5】同じく従来のテスト素子のランド構成の他の例
を示す模式図である。
【符号の説明】
1 プローブ 3 ケーブル 4 スイッチャー 5 電圧電流測定テスター TFT テスト素子 R1 テスト素子 R2 テスト素子 a 単独ランド b 共有ランド c 単独ランド d 共有ランド e 単独ランド
【手続補正書】
【提出日】平成5年11月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【発明が解決しようとする課題】引き続き図5を参照し
て発明が解決しようとする課題を簡潔に説明する。テス
ト素子によっては微小電流測定を行なう場合がある。例
えば、図示のテスト素子TFTが図3に示したスイッチ
ング素子105に対応して設けられたものである場合、
特に電流リーク特性の評価が重要となり、数十pAオー
ダの微小電流測定が必須である。即ち、図3に示したス
イッチング素子105に電流リーク欠陥があると、液晶
表示素子として組み立てた場合輝点欠陥が発生し表示品
位を著しく損なう事になる。この電流リーク欠陥を半導
体プロセスの中で抑えていく為には、テスト素子TFT
のリーク電流を随時モニタする必要がある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】図2は比較の為テスト素子微小電流測定方
法の参考例を示している。微小電流測定系の構成は基本
的に図1と同様であり、理解を容易にする為、対応する
部分には対応する参照番号及び参考符号を付してある。
又、測定対象も同一であり、TFTのリーク電流Ibd
を測定する。従って、TFTのドレイン端子D側に位置
するランドbには10Vが印加され、ソース端子S側の
ランドdにはプローブを介して0Vが印加され、ゲート
端子Gに接続したランドcにはプローブを介し0Vが印
加される。図1に示した本発明の実施例と異なる点は、
ランドaに接触するプローブ1aの電位を不定としてい
る事である。同様にランドeに接触しているプローブ1
eの電位も不定状態にしている。この場合、例えばケー
ブル3a等の誘電吸収現象により、ランドbからランド
aに微小電流Ibaが過渡的に流れる。この微小電流I
baのオーダは数百pAに達する場合がある。一方TF
Tの正味のリーク電流Ibaは例えば10pA〜100
pA程度である。従って、微小電流Ibaが流れる過渡
期においては正確なリーク電流測定は不可能である。こ
の過渡時間は例えば30秒〜60秒程度に達する。この
間、待機状態を余儀なくされ測定サイクルの長期化を招
く。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセスモニタ用として半導体装置基板
    に形成された複数のテスト素子は少なくとも一部共有を
    含む多数のランドを備えており、全ランド同時にプロー
    ブを当接させ切換操作により個々のテスト素子の電気特
    性を逐次測定する方法であって、 共有ランドを介して互いに隣接するテスト素子の一方に
    流れる微小電流を測定する際、他方のテスト素子に属す
    る別のランドに対して該共有ランドと同電位となる様に
    対応するプローブの電位を制御する事を特徴とするテス
    ト素子微小電流測定方法。
  2. 【請求項2】 前記一方のテスト素子は薄膜トランジス
    タからなり、そのリーク電流測定に適用される事を特徴
    とする請求項1記載のテスト素子微小電流測定方法。
JP5252623A 1993-09-14 1993-09-14 テスト素子微小電流測定方法 Pending JPH0786345A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007024512A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Denso Corp 電気回路の検査方法及び電気回路の製造方法
CN111313390A (zh) * 2020-05-15 2020-06-19 佛山市联动科技股份有限公司 一种功率板卡的保护系统

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