KR102039884B1

KR102039884B1 - 측정 장치

Info

Publication number: KR102039884B1
Application number: KR1020150081667A
Authority: KR
Inventors: 다카야 노구치; 아키라 오카다; 다카유키 시로토리
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2019-11-04
Also published as: DE102015210602A1; JP6237482B2; JP2016001130A; US20150362549A1; DE102015210602B4; KR20150142620A; US9684027B2

Abstract

(과제) 본 발명은, 피측정물의 전기적 특성의 측정시에 생기는 방전을 간단한 방법으로 검출할 수 있는 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결 수단) 피측정물에 전기 신호를 인가하여 해당 피측정물의 전기적 특성을 측정하는 측정부와, 해당 측정부에 접속되고, 해당 피측정물에 인가된 해당 전기 신호의 값인 전기 신호값을 취득하는 방전 검출부를 구비하되, 해당 방전 검출부는, 해당 전기 신호값이 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 있어서, 해당 전기 신호값과 해당 기준값의 차분값이, 미리 정해진 제 1 비교값보다 작아지고 나서, 해당 차분값이 해당 제 1 비교값보다 커진 경우에 외부로 방전 알람을 내고, 해당 기준값은, 방전이 없을 때의 해당 전기 신호값의 최대값 이상으로 설정되고, 해당 측정부는, 해당 피측정물의 측정의 종료시에 해당 전기 신호값이 최대가 되도록 해당 피측정물에 해당 전기 신호를 인가한다.

Description

측정 장치{MEASURING APPARATUS}

본 발명은 피측정물의 전기적 특성을 측정하는 측정 장치에 관한 것이다.

피측정물의 전기적 특성을 측정하기 위해서 피측정물에 대전류 또는 대전압을 인가하면, 예를 들면 프로브와 피측정물의 사이에 방전이 발생하는 일이 있다. 측정중에 방전이 발생한 피측정물은 어떤 데미지를 받고 있다고 생각할 수 있으므로, 확실히 방전을 검출할 필요가 있다. 방전을 놓쳐, 방전이 생긴 피측정물이 양품으로서 후속 공정으로 유출된 경우, 후속 공정에서 그 피측정물을 추출하는 것은 곤란하다.

특허 문헌 1에는 방전의 검출 방법이 개시되어 있다. 이 방전 검출 방법은, 반도체 소자 모듈의 내부에서 발생하는 방전을, 방전 펄스 전류와 음향 방출 센서에 의한 소리로 판별하는 것이다.

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제 2003－130925 호

특허 문헌 1에 개시된 기술에서는 모듈 내부의 방전을 소리로 검출하기 때문에, 웨이퍼 또는 칩 등의 피측정물에의 응용은 곤란하며, 또한 어느 정도의 정적(靜寂)을 필요로 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 피측정물의 전기적 특성의 측정시에 생기는 방전을 간단한 방법으로 검출할 수 있는 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원의 발명에 따른 측정 장치는, 피측정물에 전기 신호를 인가하고 해당 피측정물의 전기적 특성을 측정하는 측정부와, 해당 측정부에 접속되고, 해당 피측정물에 인가된 해당 전기 신호의 값인 전기 신호값을 취득하는 방전 검출부를 구비한다. 해당 방전 검출부는, 해당 전기 신호값이 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 있어서, 해당 전기 신호값과 해당 기준값의 차분값이, 미리 정해진 제 1 비교값보다 작아지고 나서, 해당 차분값이 해당 제 1 비교값보다 커진 경우에 외부로 방전 알람을 내고, 해당 기준값은, 방전이 없을 때의 해당 전기 신호값의 최대값 이상으로 설정되고, 해당 측정부는, 해당 피측정물의 측정의 종료시에 해당 전기 신호값이 최대가 되도록 해당 피측정물에 해당 전기 신호를 인가한다.

본원의 발명에 따른 다른 측정 장치는, 피측정물에 전기 신호를 인가하고 해당 피측정물의 전기적 특성을 측정하는 측정부와, 해당 측정부에 접속되고, 해당 피측정물에 인가된 해당 전기 신호의 값인 전기 신호값을 취득하는 방전 검출부를 구비한다. 해당 방전 검출부는, 미리 정해진 주기로 해당 전기 신호값을 샘플링하고, 해당 전기 신호값으로부터 미리 정해진 제 1 비교값을 차감한 값인 제 1 임계값을 계산하고, 최신의 해당 전기 신호값이, 직전의 샘플링으로 얻은 해당 제 1 임계값보다 작아진 경우에 외부로 방전 알람을 내고, 해당 측정부는, 해당 피측정물의 측정의 종료시에 해당 전기 신호값이 최대로 되도록 해당 피측정물에 해당 전기 신호를 인가하고, 해당 방전 검출부는, 해당 피측정물의 전기적 특성의 측정의 진행에 따라서 해당 제 1 비교값을 증가 또는 감소시킨다.

본 발명에 따르면, 피측정물에 인가된 전기 신호값의 변화에 근거하여 방전을 검출하기 때문에, 간단하게 방전을 검출할 수 있다.

도 1은 실시의 형태 1에 따른 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 방전 검출부의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 방전 등의 이상이 발생하지 않고 소망의 측정을 행한 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다.
도 4는 방전에 의해 전기 신호값이 급감하는 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다.
도 5는 전기 신호값이 급증하는 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다.
도 6은 발진과 방전이 발생한 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다.
도 7은 실시의 형태 3에 따른 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 방전에 의해 전기 신호값이 급감하는 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다.
도 9는 전기 신호값이 일시적으로 발진한 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 연속적인 방전이 발생한 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 아날로그 회로로 구성된 방전 검출부를 나타내는 도면이다.
도 12는 디지털 회로로 구성된 방전 검출부를 나타내는 도면이다.
도 13은 측정중에 제 1 비교값을 변화시키는 것을 나타내는 도면이다.
도 14는 연속적인 방전이 발생한 것을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시의 형태에 따른 측정 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 동일 또는 대응하는 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 설명의 반복을 생략하는 경우가 있다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 측정 장치(10)를 나타내는 도면이다. 측정 장치(10)는 절연 기판(12)과 절연 기판(12)에 고정된 프로브(14)를 구비하고 있다. 프로브(14)는 피측정물과 전기적 또한 기계적으로 접속되는 부분이다. 프로브(14)는 Z 방향으로 신축하도록 구성하고, 피측정물의 데미지를 저감하는 것이 바람직하다.

프로브(14)로서는, 스프링식 프로브, 적층 프로브, 와이어 형상 프로브, 또는 캔틸레버식 프로브를 이용해도 좋다. 프로브(14)는, 예를 들면 구리, 텅스텐, 또는 레늄 텅스텐 등의 금속으로 형성한다. 프로브(14)의 선단 부분에 예를 들면 금, 팔라듐, 탄탈, 또는 플라티늄 등의 코팅을 실시하여, 프로브의 내구성을 높여도 좋다. 또, 피측정물에 와이어 본드하는 경우는, 외부 단자(리드 프레임 또는 케이스 타입의 외부 단자 등)를 통해서 피측정물의 전기적 접속을 확보하기 때문에, 프로브(14)는 불필요하다.

절연 기판(12)의 상면에는, 프로브(14)와 전기적으로 접속된 접속부(16)가 설치되어 있다. 프로브(14)와 접속부(16)는 예를 들면 절연 기판(12)의 상면의 금속판에 의해 접속한다. 접속부(16)는 신호선(18)에 의해 측정부(20)에 접속되어 있다. 측정부(20)는 피측정물에 전기 신호를 인가하여 피측정물의 전기적 특성을 측정하는 부분이다.

절연 기판(12)은 암(30)에 의해서 지지되어 있다. 암(30)은, 신호선(32)을 통해서 측정부(20)에 접속되어 있다. 암(30)은, 측정부(20)에 의해서 제어되어 임의의 위치로 절연 기판(12)을 이동시킨다. 절연 기판(12)의 하방(Z 부(負) 방향)에는, 피측정물을 진공 흡착 또는 정전 흡착하여 유지하는 스테이지(40)가 설치되어 있다. 스테이지(40)의 측면에는 스테이지(40)와 전기적으로 접속된 접속부(41)가 설치되어 있다. 접속부(41)는 신호선(44)에 의해 측정부(20)에 접속되어 있다.

도 1에는, 스테이지(40)에 진공 흡착 또는 정전 흡착한 피측정물(42)이 나타나 있다. 피측정물(42)은, 상면 전극(42a)과 하면 전극(42b)을 갖고, 이들 사이에 전류를 흘리는 종형의 반도체 소자이다. 피측정물(42)은 예를 들면 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)이다. 또, 피측정물(42)은, 종형의 반도체 소자로 한정되지 않고, 소자의 특정 면에서 전류를 입출력하는 횡형의 반도체 소자라도 좋다.

피측정물(42)의 전기적 특성을 측정할 때, 스테이지(40)와 하면 전극(42b)이 접촉한 상태에서, 암(30)을 구사하여 복수의 프로브(14)를 상면 전극(42a)에 접촉시킨다. 또, 절연 기판(12)은 고정하고, 스테이지(40)를 절연 기판(12)에 근접시켜 프로브(14)와 상면 전극(42a)을 접촉시켜도 좋다.

각 프로브(14)에 흐르는 전류의 크기가 대략 일치하도록, 접속부(16)로부터 각 프로브(14)를 거쳐서 접속부(41)에 이르는 복수의 전류 경로 길이를 대략 일치시키는 것이 바람직하다. 그리고, 본 발명의 실시의 형태 1에서는, 접속부(16)와 접속부(41)의 사이에 복수의 프로브(14)를 배치했다.

측정부(20)에는 방전 검출부(50)가 접속되어 있다. 방전 검출부(50)는 피측정물(42)의 측정 중에 생길 수 있는 방전 등을 검출하는 부분이다. 방전 검출부(50)는, 피측정물(42)에 인가된 전기 신호의 값인 전기 신호값을, 측정부(20)로부터 취득한다.

방전 검출부(50)는, 차분값 산출부(50A), 비교값 보존부(50B), 및 비교부(50C)를 구비하고 있다. 차분값 산출부(50A)는, 전기 신호값과 미리 정해진 기준값의 차분인 차분값을 산출한다. 비교값 보존부(50B)에는, 제 1 비교값과 제 2 비교값이 보존되어 있다. 제 1 비교값과 제 2 비교값은, 방전 등을 검지하는 지표로 되는 것이다. 제 1 비교값과 제 2 비교값은, 연산 처리 상에서는 절대값으로 해도 좋다. 비교부(50C)는, 차분값 산출부(50A)에서 산출한 차분값과 제 1 비교값(또는 제 2 비교값)를 비교한다.

도 2는 방전 검출부(50)의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 도 3은 방전 등의 이상이 발생하지 않고 소망의 측정을 행한 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다. 또, 전기 신호값(Vx)은 피측정물(42)에 인가하는 「전압」이다.

방전 등의 이상이 발생하지 않는 경우에 있어서의 방전 검출부(50)의 동작을 도 2, 3을 참조하여 설명한다. 우선, 측정부(20)가 피측정물(42)에 인가하는 전기 신호를 단조 증가시켜 피측정물(42)의 측정을 개시하면, 방전 검출부(50)의 동작이 개시한다(스텝 100).

스텝 102에 있어서, 차분값 산출부(50A)가, 전기 신호값(Vx)와 기준값(V0)과의 차분값(ΔV0)을 산출한다. 기준값(V0)은, 방전이 없을 때의 전기 신호값의 최대값 이상으로 설정한다. 여기에서는 기준값(V0)과 전기 신호값의 최대값(예를 들면 수 kV)을 동일하게 했다. 또, 기준값(V0)은 유저에 의해서 설정 가능하게 하는 것이 바람직하며, 설정된 기준값(V0)은 방전 검출부(50) 내에 보존해 둔다.

스텝 102에서는 추가로, 비교부(50C)에 있어서, 차분값(ΔV0)과 제 1 비교값(ΔV1)을 비교한다. 차분값(ΔV0)은 차분값 산출부(50A)로부터 취득하고, 제 1 비교값(ΔV1)은 비교값 보존부(50B)로부터 취득한다. 또, 제 1 비교값(ΔV1)은 기준값(V0)과 제 1 임계값(V1)의 차분값이며, 전술한 바와 같이, 미리 비교값 보존부(50B)에 보존되어 있다. 예를 들면 시각 t1에서는, 차분값(ΔV0)이 제 1 비교값(ΔV1)보다 크기 때문에, 다음의 타이밍에 다시 스텝 102를 실행한다.

시간이 경과하여 시각 t2가 되면, 차분값(ΔV0)은 제 1 비교값(ΔV1)보다 작아진다. 이 경우 스텝 104에 처리를 진행시킨다. 스텝 104에서는, 측정 종료시 te에 도달했는지를 판정한다. 예를 들면 시각 t2에서는 측정 종료시 te에 도달하지 않았기 때문에, 스텝 106으로 진행된다.

스텝 106에서는, 방전에 의한 전기 신호값(Vx)의 급감이 일어나지 않는지를 판정한다. 구체적으로는, 방전에 의해서 전기 신호값(Vx)이 급감함으로써 차분값(ΔV0)이 커져, 차분값(ΔV0)이 제 1 비교값(ΔV1)보다 커지지 않는지를 판정한다. 여기에서는 방전이 발생하지 않는 경우를 상정하고 있으므로, 시각 t2로부터 측정 종료시 te까지의 사이에, ΔV0＞ΔV1로 되지 않는다. 따라서 스텝 108로 진행된다.

스텝 108에서는, 전기 신호값의 급증이 일어나지 않는지를 판정한다. 전기 신호값의 급증은, 예를 들면, 측정부(20)에 이상이 생기거나, 피측정물(42)에 대한 본딩 와이어가 박리하거나 한 경우에 생길 수 있다. 스텝 108에서는, 비교부(50C)에 의해서, 전기 신호값(Vx)이 기준값(V0)보다 크고, 또한 차분값(ΔV0)이 제 2 비교값(ΔV2)보다 큰지를 판정한다. 차분값(ΔV0)은 차분값 산출부(50A)로부터 취득하고, 제 2 비교값(ΔV2)은 비교값 보존부(50B)로부터 취득한다. 또, 제 2 비교값(ΔV2)은 기준값(V0)과 제 2 임계값(V2)의 차분값이며, 전술한 바와 같이, 미리 비교값 보존부(50B)에 보존되어 있다. 여기에서는, 방전 등의 이상이 발생하지 않는 것을 상정하고 있으므로, 스텝 104로 진행한다.

측정 종료시 te까지, 스텝 104, 스텝 106, 및 스텝 108을 반복하고, 측정 종료시 te로 되면 측정 종료한다(스텝 112). 측정 종료후는 전기 신호값이 급속히 저하한다.

다음에, 방전이 발생하는 경우에 있어서의 방전 검출부(50)의 동작을 도 2, 4를 참조하여 설명한다. 도 4는, 방전에 의해 전기 신호값이 급감하는 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다. 도 4에는, 측정 개시시부터 측정 종료시 te까지 전기 신호값(Vx)을 단조 증가시켜 피측정물에 인가하려고 했지만, 도중(시각 t3)에 방전이 발생하여 전기 신호값이 급감한 것이 나타나 있다. 전기 신호값의 급감 후에 급감 전의 전기 신호값으로 돌아오기도 하지만, 도 4에서는 전기 신호값의 급감 후에 급감 전의 전기 신호값으로 돌아오지 않는 경우를 나타낸다. 또, 도 4의 일점 쇄선은 방전이 없는 경우의 전기 신호값의 추이를 나타내고 있다.

시각 t3에서는 방전에 의한 전기 신호값(Vx)의 급감이 발생하고 있다. 그 때문에, 차분값(ΔV0)이 급증한다. 그리고, 스텝 106에 있어서, 차분값(ΔV0)이 제 1 비교값(ΔV1)보다 크다고 판정되고, 스텝 110으로 진행된다. 스텝 110에서는, 방전 검출부(50)가 외부(측정부(20))로 방전 알람을 낸다. 방전 알람이 나오면 방전 검출 처리가 실행된다.

방전 검출 처리는, 측정 정지 처리와 정보 기억 처리를 포함한다. 측정 정지 처리는, 방전 알람을 받은 측정부(20)가 피측정물(42)의 측정을 정지(중단)하는 처리이다. 방전 알람을 받아 즉석에서 측정을 정지함으로써, 프로브(14) 및 상면 전극(42a)의 파손 방지, 및 방전에 의한 피측정물(42)의 데미지 확대를 억제할 수 있다.

정보 기억 처리는, 방전 검출부(50)에 접속된 기억부(52)에, 방전이 있던 피측정물을 특정하는 정보를 기억하는 처리이다. 예를 들면 피측정물의 ID 번호를 기억한다. 피측정물이 다수의 칩을 가지는 반도체 웨이퍼인 경우는, 방전이 발생한 칩의 위치 정보를 기억부(52)에 기억한다. 또, 방전이 발생한 칩은 폐기한다.

이와 같이, 차분값(ΔV0)이 제 1 비교값(ΔV1)보다 작아지고 나서, 차분값(ΔV0)이 제 1 비교값(ΔV1)보다 커졌을 때에 방전 알람을 냄으로써, 방전을 검출할 수 있다.

다음에, 전기 신호값이 급증한 경우에 있어서의 방전 검출부(50)의 동작을 도 2, 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 전기 신호값이 급증하는 경우에 있어서의 전기 신호값의 추이를 나타내는 도면이다. 시각 t4에 대해 전기 신호값(Vx)이 급증하고 있다. 그 때문에, 스텝 108에서, 전기 신호값(Vx)이 기준값(V0)보다 크고, 또한 차분값(ΔV0)이 제 2 비교값(ΔV2)보다 크다고 판정된다. 그렇다면, 스텝 110에서 이상 알람이 나와, 상기의 방전 검출 처리와 마찬가지의 처리가 실행된다. 즉, 측정부(20)가 피측정물(42)의 측정을 정지하고, 전기 신호값이 급증한 피측정물을 특정하는 정보를 기억부(52)에 기억한다. 또, 기억부(52)에 기억된 피측정물이 이상 알람을 낸 것인지, 방전 알람을 낸 것인지를 구별할 수 있도록, 알람의 종류에 관한 정보도 피측정물과 관련지어 기억부에 기억시키는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 측정 장치(10)에 의하면, 방전 검출부(50)에서 차분값(ΔV0)과 제 1 비교값(ΔV1) 또는 제 2 비교값(ΔV2)을 비교함으로써 방전 등을 검출한다. 측정부(20)에 방전 검출부(50)를 접속하는 것만으로 측정 장치(10)를 작성할 수 있으므로, 피측정물의 전기적 특성의 측정시에 생기는 방전 등을 간단한 방법으로 검출할 수 있다.

제 1 비교값(ΔV1)과 제 2 비교값(ΔV2)은 비교값 보존부(50B)에 보존되어 있으므로, 사용자가 이들을 설정할 필요는 없다. 예를 들면, 비교부(50C)에서 제 1 임계값(V1)과 제 2 임계값(V2)을 이용하는 경우, 기준값을 변경할 경우에는 변경 후의 기준값에 맞은 제 1 임계값(V1)과 제 2 임계값(V2)을 설정할 필요가 있어, 작업 미스가 생기기 쉽다. 그러나, 본 발명의 실시의 형태 1에서는, 기준값의 변경시에는 기준값만을 변경하면 되기 때문에 작업 미스를 방지할 수 있다.

전기 신호값으로서, 피측정물에 흐르는 전류를 이용하는 경우와 피측정물에 인가하는 전압을 이용하는 경우를 생각할 수 있다. 전기 신호값으로서 전류를 이용한 경우, 단발적인 방전 발생 후 바로 원래의 전류값으로 돌아오는 것, 및 임피던스의 영향을 받아 방전 발생시의 전류값이 정해지지 않는 것 등에 의해, 방전 검출이 곤란하다.

한편, 전기 신호값으로서 전압을 이용한 경우에 대해서 생각한다. 이 경우, 단발적인 방전 발생 후, 전원, 회로 임피던스, 및 피측정물로 구성되는 회로의 충전이 끝난 후에 원래의 전압값으로 돌아온다. 즉, 상기의 충전에 시간을 필요로 하기 때문에, 방전에 의한 전압값의 급감은 어느 정도의 시간동안 계속된다. 따라서, 전기 신호값으로서 전압을 이용하는 것이 전류를 이용한 경우보다 방전 검출 정밀도를 높일 수 있다. 본 발명에서는 전기 신호값으로서 전압을 이용하고 있으므로, 방전 검출 정밀도를 높일 수 있다.

스텝 108은 기본적으로 방전 검출과는 무관하다. 또한 전기 신호값의 급증의 발생 빈도는 매우 낮다. 따라서, 도 2의 스텝 108을 생략해도 좋다. 그 경우, 비교값 보존부(50B)에 제 2 비교값(ΔV2)을 보존해 둘 필요는 없다.

방전 검출 처리는, 측정 정지 처리와 정보 기억 처리에 한정되지 않고, 예를 들면 음성에 의한 사용자에게의 통지라도 좋다. 상기의 변형예는 이하의 실시의 형태에 따른 측정 장치에도 적절히 응용할 수 있다. 이하의 실시의 형태에 따른 측정 장치는, 실시의 형태 1과의 공통점이 많기 때문에 실시의 형태 1과의 차이점을 중심으로 설명한다.

실시의 형태 2.

본 발명의 실시의 형태 2에서는, 측정부는 전기 신호로서 구형 펄스를 피측정물에 인가한다. 도 6은 피측정물에 구형 펄스를 인가하려고 했는데, 발진과 방전이 발생한 것을 나타내는 도면이다. 기간 A에서는 발진에 기인하는 전기 신호값의 움직임을 볼 수 있다. 이 발진은 피측정물의 특성 또는 측정 회로에 기인하는 것이며 방전은 아니다. 그 때문에, 기간 A에 있어서의 차분값(ΔV0)이 제 1 비교값(ΔV1) 또는 제 2 비교값(ΔV2)보다 크지 않게, 제 1 비교값(ΔV1)와 제 2 비교값(ΔV2)을 발진의 도메인보다 크게 설정한다.

기간 B에서는 연속적인 방전이 생겨 전기 신호값이 급감하고 있다. 이 경우, 차분값(ΔV0)이 제 1 비교값(ΔV1)보다 커지므로, 스텝 106으로부터 스텝 110으로 진행하고, 방전 알람이 나온다. 또, 도 6의 일점 쇄선은 방전이 없는 경우의 전기 신호값의 추이를 나타낸다.

실시의 형태 1에서는 전기 신호값을 단조 증가시켜, 실시의 형태 2에서는 전기 신호로서 구형 펄스를 이용했다. 그러나, 피측정물의 측정의 종료시에 전기 신호값이 최대로 되도록 피측정물에 전기 신호를 인가하는 한, 전기 신호의 파형은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 측정중에 전기 신호값을 의도적으로 저하시키면, 방전에 의한 전기 신호값의 급감과 전기 신호값의 의도적인 저하의 구별이 되지 않는다. 따라서, 실시의 형태 1, 2의 방전 검출부는, 전기 신호값을 유지 또는 상승시키는 측정에 유효하고, 전기 신호값을 저하시키는 측정에는 이용하지 않는다.

실시의 형태 3.

본 발명의 실시의 형태 3에서는, 피측정물의 전기적 특성의 측정중에 기준값을 전기 신호값에 추종시킨다. 즉, 기준값이 시간 변화한다. 도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 측정 장치(200)를 나타내는 도면이다. 방전 검출부(202)는, 측정부(20)에 접속되고, 피측정물(42)에 인가된 전기 신호의 값인 전기 신호값(전압)을 취득한다.

방전 검출부(202)는 미리 정해진 주기에 전기 신호값을 샘플링한다. 샘플링 주기는 예를 들면 수 ㎲ ~수십 ㎲ 정도이다. 그리고, 방전 검출부(202)는, 취득한 전기 신호값으로부터 미리 정해진 제 1 비교값을 차감한 값인 제 1 임계값을 계산한다. 제 1 임계값은 샘플링 주기마다 계산한다. 방전 검출부(202)는, 최신의 전기 신호값이, 직전의 샘플링에서 얻은 제 1 임계값보다 작아진 경우에 방전 알람을 낸다.

도 8-10을 참조하여 방전 검출부(202)의 동작에 대해 설명한다. 도 8은 방전에 의해 전기 신호값이 급감하는 것을 나타내는 도면이다. 시각 ta에 방전이 발생하고, 그 때에 샘플링된 전기 신호값은 V3이다. 방전 발생의 직전(1개 전)의 샘플링은 시각 tb에 실시되고 있다. 시각 tb에 있어서의 전기 신호값을 시각 tb에 있어서의 기준값(V0)으로 한다. 시각 tb에 있어서의 전기 신호값(기준값(V0))으로부터 제 1 비교값(ΔV1)을 차감한 제 1 임계값(V1)은 흑색 원으로 나타내고 있다. 최신의 전기 신호값(V3)이, 직전의 샘플링으로 얻은 제 1 임계값(V1)보다 작기 때문에, 방전 검출부(202)는 방전 알람을 낸다. 방전 검출 후의 처리는 실시의 형태 1과 마찬가지이다.

도 9는 전기 신호값이 일시적으로 발진한 것을 나타내는 도면이다. 시각 tc에 발진이 발생하고, 그 때에 샘플링된 전기 신호값은 V4이다. 발진 발생의 직전(1개 전)의 샘플링은 시각 td에 실시되고 있다. 시각 td에 있어서의 전기 신호값을 시각 td에 있어서의 기준값(V0)으로 한다. 시각 td에 있어서의 전기 신호값(기준값(V0))으로부터 제 1 비교값(ΔV1)을 차감한 제 1 임계값(V1)은 흑색 원으로 나타내고 있다. 최신의 전기 신호값(V4)이, 직전의 샘플링으로 얻은 제 1 임계값(V1)보다 크기 때문에 방전 알람은 나오지 않는다. 이와 같이 하여 발진에 의한 전기 신호값의 저하를 방전으로서 검출하는 것을 회피한다.

도 10은, 연속적인 방전에 의해 전기 신호값이 급감하고, 그 후 전기 신호값이 복귀하지 않는 것을 나타내는 도면이다. 이 경우, 최신(시각 tf)의 전기 신호값(V5)이, 직전(시각 tg)의 샘플링으로 얻은 제 1 임계값(V1)보다 작기 때문에, 도 8의 경우와 마찬가지로 방전 알람이 나온다.

그런데, 실시의 형태 1에서 설명한 바와 같이, 전기 신호값의 급증은 검출하지 하지 않아도 된다. 만일, 전기 신호값의 급증을 검출하는 경우는, 최신의 전기 신호값이, 직전의 샘플링으로 얻은 제 2 임계값(V2)보다 큰 경우에, 이상 알람을 내도록 한다. 또, 제 2 임계값(V2)은 전기 신호값에 미리 정해진 제 2 비교값을 가산한 값이다.

실시의 형태 1, 2의 측정 장치에서는 기준값이 고정이므로 측정 기간의 전체에서 방전 검출할 수 없다. 그 때문에, 측정 기간의 전체에서 방전이 없었던 것을 보증하려고 하면, 측정 후에 방전에 의한 데미지 등이 없는지를 확인하는 체크 공정이 필요하다.

그렇지만 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 발명에서는, 전기 신호값을 기준값으로 하기 때문에 기준값 및 기준값으로부터 산출되는 제 1 임계값이 시간 변화한다. 따라서, 측정 기간 전체에서 방전 검출을 할 수 있다. 따라서, 상기의 체크 공정을 불필요로 하면서, 측정 기간의 전체에서 방전이 없었던 것을 보증할 수 있다.

방전 검출부(202)는 아날로그 회로로 구성해도 좋고, 디지털 회로로 구성해도 좋다. 도 11은 아날로그 회로로 구성된 방전 검출부를 나타내는 도면이다. 입력부(204)는 측정부(20)로부터 전기 신호값이 입력되는 부분이다. 제 1 부분(206)은 직전의 샘플링으로 얻은 제 1 임계값을 출력한다. 제 2 부분(208)은 최신의 전기 신호값을 출력한다. 컴퍼레이터(210)는 제 1 부분(206)의 출력과 제 2 부분(208)의 출력을 입력으로 하는 것이다. 컴퍼레이터(210)는, 제 2 부분(208)의 출력(IN2)의 값이 제 1 부분(206)의 출력(IN1)의 값보다 작아진 경우에 방전 알람(하이레벨 신호)을 낸다.

도 12는 디지털 회로로 구성된 방전 검출부를 나타내는 도면이다. A/D 컨버터(220)는 전기 신호값을 디지털 변환하여 출력한다. 디지털 처리부(222)는, 디지털 변환된 전기 신호값으로부터 제 1 임계값을 산출하고, 최신의 전기 신호값이, 직전의 샘플링으로 얻은 제 1 임계값보다 작아진 경우에 방전 알람을 낸다.

그런데, 시간의 경과에 따라 전기 신호값을 유지 또는 상승시키는 측정에 있어서는, 방전 또는 피측정물의 단락시 등에 전기 신호값이 감소한다. 그래서, 도 11의 제 1 부분(206)을, 측정 개시시부터 최신의 샘플링시까지의 기간에 있어서의 최대의 전기 신호값(최대 전압값)을 출력하는 최대 전압 출력부로 대체해도 좋다. 방전에 의해 전기 신호값이 급감했을 때에는, 최대 전압값보다 최신의 전기 신호값이 작아진다. 이때 컴퍼레이터(210)는 방전 알람을 낸다. 최대 전압 출력부는, 제 1 부분(206)에서 행하는 연산이 불필요하기 때문에, 제 1 부분(206)보다 간소한 구조로 할 수 있다. 또, 측정중 약간의 전기 신호값의 저하를 일으키는 발진이 생기는 경우에는, 해당 발진이 방전으로서 검출되어 버리므로, 최대 전압 출력부는 이용할 수 없다.

실시의 형태 4.

본 발명의 실시의 형태 4에 의한 방전 검출은, 기본적으로 실시의 형태 3과 같지만, 측정의 도중에 제 1 비교값을 변경하는 점에서 실시의 형태 3과 다르다. 도 13은 측정중에 제 1 비교값을 변화시키는 것을 나타내는 도면이다. 시각 th보다 이전에서는, 제 1 비교값(ΔV1n)을 이용한다. 예를 들면 시각 ti에서는, 전기 신호값(V0n)으로부터 제 1 비교값(ΔV1n)을 차감한 값인 제 1 임계값(V1n)이 산출된다. 그리고, 시각 ti의 1개 후의 샘플링에서 얻은 최신의 전기 신호값과 제 1 임계값(V1n)이 비교된다.

시각 th 이후는 제 1 비교값(ΔV1m)을 이용한다. 제 1 비교값(ΔV1m)은 제 1 비교값(ΔV1n)보다 작다. 예를 들면 시각 tj에서는, 전기 신호값(V0m)으로부터 제 1 비교값(ΔV1m)을 차감한 값인 제 1 임계값(V1m)이 산출된다. 그리고, 시각 tj의 1개 후의 샘플링에서 얻은 최신의 전기 신호값과 제 1 임계값(V1m)이 비교된다.

피측정물의 전기적 특성 또는 측정 회로의 구성 등에 기인하여 전기 신호값이 발진하는 경우가 있다. 전기 신호값의 발진을 방전으로서 검출하는 것을 회피하기 위해서는, 발진이 생길 수 있는 기간에 있어서의 제 1 비교값을 크게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시의 형태 4에서는, 시각 th보다 이전의 기간에 발진이 생기기 쉬운 경우를 상정하고, 시각 th보다 이전의 기간의 제 1 비교값(ΔV1n)을, 시각 th 이후의 제 1 비교값(ΔV1m)보다 크게 했다. 따라서, 시각 th보다 이전의 기간에 일어나는 발진을 방전으로서 검출하는 것을 회피하면서, 시각 th 이후의 발진이 생기지 않는 기간에서는 작은 제 1 비교값을 이용하여 확실히 방전을 검출할 수 있다.

본 발명의 실시의 형태 4에서는, 최초에 큰 제 1 비교값(ΔV1n)을 이용하고, 그 후 작은 제 1 비교값(ΔV1m)을 이용하지만, 다른 방법으로 제 1 비교값을 변경해도 좋다. 발진이 생기기 쉬운 기간에 제 1 비교값을 크게 하고, 그 이외의 기간에서는 제 1 비교값을 작게 하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 예를 들면 측정의 초기에 있어서 발진이 발생하기 어렵고, 측정의 후기에 있어서 발진이 발생하기 쉬운 경우, 측정의 초기에는 작은 제 1 비교값을 이용하고 측정의 후기에는 큰 제 1 비교값을 이용한다. 또, 3개 이상의 제 1 비교값을 구사해도 좋다. 즉, 방전 검출부는, 피측정물의 전기적 특성의 측정의 진행에 따라 제 1 비교값을 증가 또는 감소시키는 한 여러 변형이 가능하다.

본 발명의 실시의 형태 4에 따른 방전 검출부는 아날로그 회로로 형성해도 좋고 디지털 회로로 형성해도 좋다. 아날로그 회로로 형성하는 경우에는, 도 11의 방전 검출부의 제 1 부분(206)에 제 1 비교값을 증감시키는 회로를 추가한다.

실시의 형태 5.

본 발명의 실시의 형태 5에서는, 실시의 형태 3에서 설명한 기준값을 변동시키는 방법을 이용하여, 구형 펄스 인가시의 방전 등을 검출한다. 도 14에는, 피측정물에 구형 펄스를 인가하려고 했는데, 최고 전압에 이르기 전에 방전이 발생했던 것을 나타내고 있다.

이러한 방전은, 실시의 형태 3의 방법으로 검출한다. 즉, 방전에 의해 최신(시각 tm)의 전기 신호값(V6)이, 직전의 샘플링(시각 tk)에서 얻은 제 1 임계값(V1)보다 작아진 것으로, 방전 알람을 낸다.

실시의 형태 2(도 6)에서는, 구형 펄스 인가시의 전압 상승 과정에 있어서의 방전 등은 검출할 수 없었지만, 실시의 형태 3에서 설명한 기준값을 변동시키는 방법을 이용함으로써 구형 펄스 인가의 전체 기간에 있어서 방전 등을 검출할 수 있다. 또, 여기까지 설명한 각 실시의 형태의 특징은 적절히 조합해 이용해도 좋다.

10 : 측정 장치 12 : 절연 기판
14 : 프로브 16, 41 : 접속부
18, 32, 44 : 신호선 20 : 측정부
30 : 암 40 : 스테이지
42 : 피측정물 50 : 방전 검출부
50A : 차분값 산출부 50B : 비교값 보존부
50C : 비교부 52 : 기억부
200 : 측정 장치 202 : 방전 검출부
206 : 제 1 부분 208 : 제 2 부분
210 : 컴퍼레이터

Claims

피측정물에 전기 신호를 인가하여 상기 피측정물의 전기적 특성을 측정하는 측정부와,
상기 측정부에 접속되고, 상기 피측정물에 인가된 상기 전기 신호의 값인 전기 신호값을 취득하는 방전 검출부
를 구비하되,
상기 방전 검출부는, 상기 전기 신호값이 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에서, 상기 전기 신호값과 상기 기준값의 차분값이, 미리 정해진 제 1 비교값보다 작아지고 나서, 상기 차분값이 상기 제 1 비교값보다 커진 경우에 외부로 방전 알람을 내고,
상기 기준값은, 방전이 없을 때의 상기 전기 신호값의 최대값 이상으로 설정되고,
상기 측정부는, 상기 피측정물의 측정의 종료시에 상기 전기 신호값이 최대가 되도록 상기 피측정물에 상기 전기 신호를 인가하는
것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 방전 검출부는, 상기 전기 신호값이 상기 기준값보다 큰 경우에서, 상기 차분값이, 미리 정해진 제 2 비교값보다 커진 경우에 외부로 이상 알람을 내는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 방전 검출부는, 상기 제 1 비교값이 보존된 비교값 보존부를 가지는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 방전 검출부는, 상기 제 1 비교값과 상기 제 2 비교값이 보존된 비교값 보존부를 가지는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
피측정물에 전기 신호를 인가하여 상기 피측정물의 전기적 특성을 측정하는 측정부와,
상기 측정부에 접속되고, 상기 피측정물에 인가된 상기 전기 신호의 값인 전기 신호값을 취득하는 방전 검출부
를 구비하되,
상기 방전 검출부는,
미리 정해진 주기로 상기 전기 신호값을 샘플링하고,
샘플링한 상기 전기 신호값으로부터 미리 정해진 제 1 비교값을 차감한 값인 제 1 임계값을 계산하고,
최신의 샘플링에서 얻은 상기 전기 신호값이, 직전의 샘플링에서 얻은 상기 제 1 임계값보다 작아진 경우에 외부로 방전 알람을 내고,
상기 측정부는, 상기 피측정물의 측정의 종료시에 상기 전기 신호값이 최대가 되도록 상기 피측정물에 상기 전기 신호를 인가하고,
상기 방전 검출부는, 상기 피측정물의 전기적 특성의 측정의 진행에 따라서 상기 제 1 비교값을 증가 또는 감소시키는
것을 특징으로 하는 측정 장치.
삭제
제 5 항에 있어서,
상기 방전 검출부는,
직전의 샘플링에서 얻은 상기 제 1 임계값을 출력하는 제 1 부분과,
최신의 상기 전기 신호값을 출력하는 제 2 부분과,
상기 제 1 부분의 출력과 상기 제 2 부분의 출력을 입력으로 하는 컴퍼레이터
를 구비한 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 방전 검출부는 디지털 회로로 구성된 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방전 검출부에 접속되고, 방전이 있던 상기 피측정물을 특정하는 정보를 기억하는 기억부를 구비한 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정부는, 상기 방전 알람이 나오면 상기 피측정물의 측정을 정지하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정부는, 상기 전기 신호를 단조 증가시켜 상기 피측정물에 인가하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정부는, 상기 전기 신호로서 구형 펄스를 상기 피측정물에 인가하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 신호값은 전압인 것을 특징으로 하는 측정 장치.