JPS59180799A - 複数項目測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の測定器と被測定物との間をスイッチマト
リクスを介して接続する測定装置に関し、本発明の適用
分野がこれに限られるというわけではないが、たとえば
半導体素子の研究開発、また製造ラインにおける品質管
理等の分野ではウェファ上等の半導体素子の任意の端子
間の容量の測定、或はある端子に電圧を印加した場合の
同じ端子または他の端子に流れる微小な電流の測定がし
ばしば必要となる。これらの測定は通常複数対の端子に
ついて行なわれるため、端子毎に専用の測定器を配する
ことは測定器の必要台数の増加のため極めて不経済であ
る。このため測定器群と半導体素子の複数の端子との間
に、これらの間の接続を切換えるためのスイッチマトリ
クスが設けられる。

さて、測定器群と半導体素子とを密着させて配置するこ
とはできないので、スイッチマトリクスをこの両者のど
の位置に設けるかが問題になる。

１つの方法として、半導体素子の直近までは各測定器か
らの伝送経路、すなわちこの場合はケーブル、を延長し
、ここにスイッチマトリクスを設けて半導体の各端子に
接続される各チャネルとの間の切換接続を行なっても良
い。しかしながらスイ測定において半導体素子との接続
を得るためしばしば使用されるマニュアルプローバの使
用ニあたって、この様な大型のスイッチマ）　ＩＪクス
の存在は好ましいものではない。

上述の問題を回避するため測定器群の近傍にスイッチマ
トリクスを設け、このスイッチマトリクスと前述の各チ
ャネルとの間を夫々１系統のケーを接続するケーブルに
関して以下の様な問題が生じる。

微小電流を測定するだめの信号が通るケーブルに特に要
求される特性はたとえば特に低雑音かっ高絶縁であるこ
とである。

一方、容量測定のだめの信号が通るケーブルに対しては
特に交流特性が良いことが要求される。

ところがこの両者を兼備するケーブルは存在しないため
、上述の構成では容量測定或は微小電流測定のどちらか
一方の性能を犠牲にしなげればならない。

本発明は上述の間頂点な屏消し、スイッチマトリクスと
各チャネルとの間をケーブル等の伝送経路で接続する構
成でありながら、どの測定項目についても性能を低下さ
せることがない測定装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においてはスイッチマ
トリクスと各チャネル間を接続する伝送経路を夫々複数
本設け、更に各チャネル毎に複数の伝送経路を当該チャ
ネルに選択的に接続するスイッチを設けている。本構成
によれば、測定器群と各チャネルとの間の接続の切換の
大部分はチャネル部から離れたスイッチマトリクスによ
って行なわれる。よってチャネル部に設けられるスイッ
チは中漬ですむため、小型になる。また、スイッチマト
リクスと各チャネル間には夫々複数の伝送経路が設げら
れるので、測定信号の種類に応じて最適の伝送経路を使
用することができる。なおここでは測定器という用語を
電圧源や電流源を含む広い意味で使用していａ以下、図
面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。第１図は
本発明にかかる容量及び微小電流を測定できる測定装置
の概略のブロック図である。第１図において、ｌは高周
波の定電圧源、２は電流計、３Ａ、３Ｂは定電圧源、４
は微小電流計、Ｆｌ乃至Ｆ４は微小電流測定に適した特
性（たとえば高絶縁、特に振動時の低雑音性、低誘電吸
収）を有するケーブル、Ｃ１乃至Ｃ４は容量測定に適し
た特性Ｃたとえば高周波特性が良好で諸定数のバラツキ
が小さい）を有するケーブル、Ｓ１□乃至Ｓ２４は定電
圧源ｌ・電流計２とケーブルＣ８乃至Ｃ４とを選択的に
接続するスイッチ、Ｔ＋を乃至′ｒ３４は定（社）圧源
３Ａ、３Ｂ・微小電流計４とケーブルＦ、乃至Ｆ４とを
選択的に接続するスイッチ、５はスイッチ８１１乃至Ｓ
２４及び’Ｉ’ｌ＋乃至Ｔａ２とを含むスイッチマトリ
クス、ＣＨ，乃至Ｃ１４４は被測定半導体素子にＩＣブ
ローバ等（図示せず）を介して接続されるチャネル、Ｕ
、乃至Ｕ４は夫々チャネルＣＨ，乃至ＣＨ４をケーブル
Ｆ１乃至Ｆ４と選択的に接続するスイッチ、ｖｌ乃至ｖ
４は夫々チャネルＣＨ，乃至ＣＨ４をケーブルＣＩ乃至
Ｃ４と選択的に接続するスイッチ、６はスイッチＵ、乃
至Ｕ４及びＶｌ乃至ｖ４を含むスイッチ群：　また７は
スイッチマトリクス５及びスイッチ群６中の各スイッチ
の開閉を制御する制御装置である。スイッチ群６と被測
定半導体素子との距離はできるだけ短か（なる様に構成
する。

なお、第１図においては図面の見易さのため測定器とチ
ャネルとを結合するケーブルを１本の線として示してい
るが、実際には各ケーブルは芯線及びこれを被覆するこ
とにより外部よりの誘導等の影響を受けない様にするだ
めのガード線とを有する。またスイッチ部分の漏洩抵抗
や浮遊容量の影響を回避するためには、スイッチマトリ
クス中の各スイッチに特別の構造を持つものを使用する
ことが望ましい。ガード線付きのケーブル間の接続及び
そこで使用されるスイッチの例はたとえば「マトリクス
・スイッチ１と映された実願昭５６−１７０２１　　（
実開昭５７−１３１７４３）の明細書及び図面に示され
ている。

以下では第１図に示される測定装置を用いた容量及び微
小電流の測定法を説明する。ここでチャネルＣＨ，乃至
ＣＨ４は夫々ウェファ上の半導体素子、たとえばＦＢＴ
、）ランジスタ、ダイオード、各種の集積回路、に接続
されているものである。

先ず容量測定について説明する。たとえばチャネルＣＨ
，、ＣＨ２間に接続された端子間の容量を測定する場合
は、先ずスイッチ群６中のスイッチ■ｌ及びＦ２を閉じ
ることによりチャネルＣＨ，及びＣＨ２を容量測定に適
した特性を有するケーブルＣ１及びＣ２に夫々接続する
。更にスイッチＳ１１及び８２２を閉じることにより、
高周波の電圧源１によってチャネルＣＨ工及びＣＨ２間
に流れる電流を電流計２によって測定することができる
。電圧源１０′屯圧と電流計２によって測定された電流
匝との関係からチャネルＣＨ，及びＣＨ２間に接続され
た端子間の容量（及び抵抗成分も）が求められる。

次に微小電流の測定について説明する。たとえばチャネ
ルＣＨ１，ＣＨ２間に電圧を与えてＭＯＳＦＥＴのゲー
トの漏洩電流の様な微小電流を測定する場合は、先ずス
イッチ群６中のスイッチＵ。

及びＣ２を閉じることによりチャネルＣＨ１及びＣＨ２
を微小電流測定に適した特性を有するケーブルＦ１及び
Ｆ２に夫々接続する。更にスイッチマトリンスス５中の
スイッチ’Ｉ’１１及びＴａ２を閉じることにより、定
電圧源３ＡによってチャネルＣＨ，及びＣＨ２間に流れ
る微小電流が微小電流計４によって測定される。なおこ
の様にケーブルを容量測定用と微小電流測定用とに分離
したことにより、スイッチの切換後微小電流の測定直が
短時間で安定になムまた、あるチャネルに電圧を与え、
その状態での他のチャネルにおける容量や微小電流の測
定を行なうことも可能である。また他の測定項目、たと
えばインダクタンス分、についても同じ測定装置で測定
できる。この場合より好ましい特性を持つている方のケ
ーブルを使用すればよいし、また別のケーブルを設けて
も良い。

なお上の説明では半導体素子の測定に例をとったが被測
定物はこれに限られないし、また測定項目も上に例示し
たものに限られないことは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる測定装置の概略のブロック図で
ある。 １：定電圧源、　　２：電流計、３Ａ、３Ｂ：定電圧源
、４：微小電流計、５：スイッチマトリクス６：スイッ
チ群、Ｃ１乃至Ｃ４：容量測定に適した特性を有するケ
ーブル、Ｆ＋乃至Ｆ４：微小電流測定に適した特性を有
するケーブル、ＣＨ，乃至ＣＨ４：チャネル。 出願人　横向・ヒユーレット・パッカード株式会社代理
人　弁理士　　長　谷　川　　次　　男ＣＨＩ　　　　
　ＣＨ２ＣＨ３ＣＨ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定物の端子に夫々接続される複数のチャネルと、前
   記複数のチャネルに接続される複数の伝送経路と、複数
   の測定器と、 前記複数の測定器と前記複数の伝送経路とを選択的に接
   続するスイッチマトリクス とを有し、前記スイッチマトリクスの接続切換によって
   前記被測定物の任意の端子について複数の測定項目中の
   任意の項目を測定する複数項目測定装置において、 前記複数のチャネルの各々と前記スイッチマトリクスと
   の間には電気的特性が互いに異なる複数の伝送経路が設
   けられるとともに該電気的特性が互いに異なる複数の伝
   送経路と対応するチャネルとを選択的に接続するスイッ
   チ群を設けたことを特徴とする複数項目測定装置。