(57)【要約】【課題】従来のパワーデバイス用の検査装置の場合には、保護回路５が大電流を検出して遮断するまでの時間が数１０μ秒と長く、しかも接触子２Ａの本数も少ないため、場合によってはパワーデバイスの損壊等により接触抵抗の低い接触子２Ａに大電流が一気に集中して、その集中電流によって、接触子２Ａが損傷したり、接触子２Ａがパワーデバイスに溶着することがあった。【解決手段】本発明の検査装置１０は、パワーデバイスに複数の接触子１２Ａを接触させ、パワーデバイスに電流を印加して電気的特性検査を行う際に、パワーデバイスに異常があった時に電流を遮断する検査装置であって、接触子１２Ａの数を増やし、全ての接触子１２Ａを、それぞれの電流を制限する電流制限素子１５に接続したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーデバイスに複数の接触子を接触させ、上記パワーデバイスに電流を印加して電気的特性検査を行う際に、上記パワーデバイスに異常があった時に上記電流を遮断する検査装置において、上記接触子の数を増やし、全ての接触子を、それぞれの電流を制限する電流制限手段に接続したことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
上記各接触子は、それぞれ２本１組で上記パワーデバイスと接触してフリッティング現象を起こす接触子として構成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。
【請求項３】
上記各接触子は、それぞれフリッティング回路に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
上記電流制限手段は、定電流源に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
上記各接触子は、上記被処理体との接触部の接触抵抗を検出する手段に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触子を用いてパワーデバイスの電気的特性検査を行う検査装置に関し、更に詳しくは、検査時のパワーデバイスからの過電流から接触子を保護することができる検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワーデバイスは、例えば電力用等のデバイスとして利用され、一般に高電圧、大電流下で使用されるものが多い。パワーデバイス用の検査装置は、例えば図３に示すように、複数のパワーデバイスが形成されたウエハＷを載置する載置台１と、この載置台１と対向して配置され且つ複数の接触子２Ａを有するプローブカード２と、このプローブカード２に信号ライン３を介して接続されたテスト回路４とを備え、アライメント機構を介して載置台１上のウエハＷとプローブカード２の接触子２Ａとを位置合わせした後、載置台１が上昇してその上のウエハＷに形成された所定のパワーデバイスに複数の接触子２Ａを接触させ、大電流を流してパワーデバイスの電気的特性検査を行う。
【０００３】
パワーデバイスの検査時に、何等かの原因でパワーデバイスが破損したりすると、パワーデバイスから接触子２Ａに大電流が集中することがあり、この時の集中電流によって接触子２Ａが損傷する虞があった。このような事態を防止するために、テスト回路４には、例えば図４に示すように保護回路５が設けられている。この保護回路５は、同図に示すように、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）５Ａと、電流検出器５Ｂと、プロテクト回路５Ｃとを備え、接触子２Ａに集中電流が流れる前に、電流検出器５Ｂがその電流を検出しプロテクト回路５Ｃを介してＩＧＢＴ５Ａをターンオフして大電流を一気に遮断して、接触子２Ａに大電流が流れるのを防いで、テスト回路４や接触子２Ａを過電流から保護している。電流検出器５Ｂは電流の検出に１μ秒以下で済むが、検出からプロテクト回路５Ｃを介して過電流を遮断するまで更に数１０μ秒を要している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のパワーデバイス用の検査装置の場合には、保護回路５が大電流を検出して遮断するまでの時間が数１０μ秒と長く、しかも接触子２Ａの本数も少ないため、場合によってはパワーデバイスの損壊等により接触抵抗の低い接触子２Ａに大電流が一気に集中して、その集中電流が保護回路４におけるＩＧＢＴ５ＡのＳＣＳＯＡ（Short-Circuit Safe Operation Area)を超えて、ＩＧＢＴ５Ａを壊し、保護回路５の機能を損ない、その後の過電流によって、接触子２Ａが損傷したり、接触子２Ａがパワーデバイスに溶着することがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、パワーデバイスが損壊した場合であっても、接触子への電流集中を抑制し、パワーデバイスへの印加電流を確実に遮断して、接触子のパワーデバイスへの溶着等による損傷を確実に防止することができる検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の検査装置は、パワーデバイスに複数の接触子を接触させ、上記パワーデバイスに電流を印加して電気的特性検査を行う際に、上記パワーデバイスに異常があった時に上記電流を遮断する検査装置において、上記接触子の数を増やし、全ての接触子を、それぞれの電流を制限する電流制限手段に接続したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載の検査装置は、請求項１に記載の発明において、上記各接触子は、それぞれ２本１組で上記パワーデバイスと接触してフリッティング現象を起こす接触子として構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載の検査装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記各接触子は、それぞれフリッティング回路に接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載の検査装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記電流制限手段は、定電流源に接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載の検査装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記各接触子は、上記被処理体との接触部の接触抵抗を検出する手段に接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、パワーデバイスが損壊した場合であっても、接触子への電流集中を抑制し、パワーデバイスへの印加電流を確実に遮断して、接触子のパワーデバイスへの溶着等による損傷を確実に防止することができる検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１、図２に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明の検査装置の一実施形態の要部を示す構成図、図２は本発明の検査装置の他の実施形態の要部を示す構成図である。
【００１３】
第１の実施形態
本実施形態の検査装置１０は、例えば図１に示すように、複数のパワーデバイスの形成されたウエハＷを載置し且つ上下方向及び水平方向に移動可能な載置台１１と、この載置台１１の上方に配置されたプローブカード１２と、このプローブカード１２に信号ライン１３を介して接続されたテスト回路１４とを備え、制御装置（図示せず）の制御下で、プローブカード１２の接触子１２ＡとウエハＷとが電気的に接触し、テスト回路１４の指令下でウエハＷに形成されたパワーデバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。
【００１４】
而して、プローブカード１２には多数（例えば３００本程度）の接触子１２Ａが取り付けられている。接触子１２Ａの本数は、従来の接触子の本数より多く取り付けられている。従来の接触子は例えば数本程度のポゴピン等によって形成されていたが、本実施形態の接触子１２Ａは、例えばマイクロマシーン加工技術等を用いて形成されたもので、従来と比較して格段に多い本数になっている。このように接触子１２Ａの本数を増やすことによって、パワーデバイスの検査に用いられる大電流を多数の接触子１２Ａに分流し、一本あたりに流れる電流値を従来と比較して各段に小さくしている。接触子１２Ａ一本あたりの電流値を下げることによって、電流の遮断速度を速くすることができる。
【００１５】
また、図１に示すように、各接触子１２Ａはそれぞれ信号ライン１３を介してテスト回路１４に接続され、各信号ライン１３にはそれぞれ電流制限素子１５が個別に介在している。従って、検査時には各接触子１２Ａからテスト回路１４へ流れる電流は、それぞれの電流制限素子１５によって所定の電流値に制限されるため、パワーデバイスから接触子１２Ａへ過大な電流が流れようとしても、電流制限素子１５の働きでパワーデバイスから各接触子１２Ａに流れる電流値が制限されて、各接触子１２Ａはパワーデバイスとの接触部において損傷したり、パワーデバイスに溶着したりすることがない。
【００１６】
次に、動作について説明する。制御装置（図示せず）の制御下で、複数のパワーデバイスが形成されたウエハＷを載置台１１上に載置し、アライメント機構（図示せず）と載置台１１とが協働して載置台１１上のウエハＷとプローブカード１２の接触子１２Ａとの位置合わせを行う。引き続き、載置台１１が上昇し、所定のパワーデバイスと複数の接触子１２Ａとが接触する。この時、テスト回路１４が作動して複数の接触子１２Ａを介してパワーデバイスに対して大電流を印加して所定の検査を行う。
【００１７】
この際、何等かの原因でパワーデバイスが壊れて電流が局部に集中することがある。この場合本実施形態では、接触子１２Ａの本数が多く、大きな電流が局部に集中しようとしてもこの集中電流を複数の接触子１２に分流して、接触子１２Ａ一本あたりに流れる電流が従来と比較して格段に小さくなる。しかも各接触子１２Ａにはそれぞれ電流制限素子１５が接続されているため、接触子１２Ａ一本に過大な電流が流れようとしても電流制限素子１５によって電流値を制限し、許容値を超える電流が各接触子１２Ａを流れる虞はない。
【００１８】
上述のように各接触子１２Ａに過電流が流れようとすると、それぞれの電流制限素子１５が限界電流値以上流れないようにリミッタとして働く。このため各接触子１２Ａが損傷したり、パワーデバイスに溶着したりすることはない。従って、テスト回路１４への影響もない。
【００１９】
以上説明したように本実施形態によれば、従来の検査装置よりも接触子１２Ａの数を増やし、全ての接触子１２Ａを、それぞれの電流を制限する電流制限素子１５に接続したため、各接触子１２Ａを流れる電流値を小さくすることができ、しかも各接触子１２Ａに流れる電流値をそれぞれの電流制限素子１５によって一本一本制限することができ、大電流の流入を防止することができる。この結果、検査の際、パワーデバイスに異常があった時でも電流制限素子１５により限界電流値以上流れないようにリミッタが働き、接触子１２Ａの損傷やパワーデバイスとの溶着を確実に防止することができる。
【００２０】
第２の実施形態
本実施形態の検査装置２０は、同図に示すように、載置台２１、プローブカード２２、第１、第２信号ライン２３Ａ、２３Ｂ及びテスト回路２４を備えている。プローブカード２２には上記実施形態と同様に多数（例えば３００本程度）の接触子が取り付けられているが、本実施形態では２本の第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂが対を成し、後述のフリッティング現象を起こすための１組の接触子として構成されている。プローブカード２２自体は上記実施形態のものと同様に構成されている。各組の第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ第１、第２信号ライン２３Ａ、２３Ｂを介してテスト回路２４に接続されている。尚、図２では１組の第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂのみを代表して図示してあるが、実際には多数組みの第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂがプローブカード２２に取り付けられている。
【００２１】
また、第１、第２信号ライン２３Ａ、２３Ｂにはそれぞれ第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂが設けられ、これらの電流制限回路２５Ａ、２５Ｂによって第１、第２信号ライン２３Ａ、２３Ｂを流れる電流を制限している。第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂは、それぞれ電流制御回路２６の制御下で機能し、パワーデバイスからテスト回路２４への電流の電流値を所定の範囲内に制限するようにしてある。パワーデバイスの損傷に起因する大電流が第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂを流れても、その電流は第１の実施形態と同様に従来と比較して格段に小さいため、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂを流れる電流の遮断速度が格段に速くなる。しかも、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂではそれぞれの第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂを介して電流値を所定の範囲内に制限して第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂでの過電流を防止することができるため、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂはパワーデバイスとの接触部において損傷したり、パワーデバイスに溶着したりすることがない。
【００２２】
また、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂにはそれぞれの第１、第２フリッティングライン２３Ｃ、２３Ｄを介してフリッティング回路２７が接続され、フリッティング回路２７によって第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ間でフリッティング現象が生じ、パワーデバイスと電極パッドとの間で電気的接触を確実に取ることができるようにしてある。このフリッティング回路２７は、電圧回路２７Ａ及び電流制限回路２７Ｂを有し、後述のように電圧回路２７Ａから第１接触子２２Ａ側に電圧を印加し、電流制限回路２７Ｂによって第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂを流れる電流を検出し、制限電流に達した時点で電圧印加を停止するようにしてある。
【００２３】
即ち、全ての第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂが所定の接触圧力でパワーデバイスと接触すると、フリッティング回路２７が駆動し、電圧回路２７Ａから第１フリッティングライン２３Ｃを介して第１接触子２２Ａに電圧を印加し、第１、第２接触子２２Ａ、２２ＢとウエハＷとの接触部の電圧が徐々に昇圧すると、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ間で始めは電極パッドの酸化膜を介して微小電流が流れた後、フリッティング現象によって酸化膜を破って急激に大きくなった電流がフリッティングライン２３Ｃ、２３Ｄを流れる。この電流は第２接触子２２Ｂから第２フリッティングライン２３Ｄを経由してフリッティング回路２７に達し、電流制限回路２７Ｂにおいて制限電流値を検出し、制限電流値を超えるものは遮断し、設定時間だけ電圧電流を印加して停止する。このフリッティング現象によって第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂは電極パッドと検査可能な導通状態で接触する。
【００２４】
また、第１、第２フリッティングライン２３Ｃ、２３Ｄは増幅器２８を介してアナログ−デジタル変換器（ＡＤ変換器）２９に接続され、ＡＤ変換器２９を介して第１、第２フリッティングライン２３Ｃ、２３Ｄ間の電位差に基づいたデジタル信号をテスタ回路２４へ送信する。テスタ回路２４は、ＡＤ変換器２９からの信号に基づいて第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂの接触抵抗値を算出し、この算出値が規定値に達していない場合、つまり第１、第２接触子２２Ａ、２２ＢとウエハＷの接触抵抗が大きく第２電流制限回路２５Ｂの制限電流値に満たない場合には、フラグを立て検査可能な状態になるまで、電圧を印加し続けるようにしてある。
【００２５】
次に、動作について説明する。検査時には第１の実施形態と同様に全ての第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂをパワーデバイスと軽く（例えば、１ｍＮ以下）接触する。ここで、本実施形態では第１の実施形態とは異なり、まずフリッティング回路２７が駆動する。フリッティング回路２７が駆動すると、電圧回路２７Ａから全ての第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ間に電圧を印加する。パワーデバイスの各電極パッド上では第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ間で始めは微小電流が流れ、第１、第２接触子２２Ａ、２２ＢとウエハＷとの接触抵抗に即して電圧が上昇し、フリッティング現象により各電極パッドの酸化膜がそれぞれ同時に破れ、フリッティング現象により第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ間を流れる電流が急激に大きくなり、その電流を電流制限回路２７Ｂが所定の制限電流値内に制限する。また、電流制限回路２７Ｂが制限電流値を検出すると、制限電流値を超えるものは遮断し、設定時間だけ電圧回路２７Ａから第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂへの電圧電流を印加し、停止する。
【００２６】
一方、フリッティング回路２７では電圧回路２７Ａから第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂへの電圧印加を停止するまで第１、第２フリッティングライン２３Ｃ、２３Ｄから増幅器２８及びＡＤ変換器２９を介して接触抵抗値に基づく電位差信号がテスト回路２４へ送信され、フリッティング現象が起こるまでの第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ間の電位差に基づいて接触抵抗値を監視する。接触抵抗値が低下し、電圧回路２７Ａからの電圧印加を停止した時点で、テスト回路２４が第１、第２信号ライン２３Ａ、２３Ｂと第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂとを電気的に接続する。また、第１、第２接触子２２Ａ、２２ＢとウエハＷ間の接触抵抗が変動してもこれら両接触子２２Ａ、２２Ｂ間に定電流が流れ、安定したフリッティング現象を生じさせることができる。
【００２７】
引き続き、テスト回路２４から第１、第２信号ライン２３Ａ、２３Ｂを介して第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂへ検査用信号を送信し、パワーデバイスの電気的特性検査を行なう。
【００２８】
検査中に何等かの原因でパワーデバイスが損傷すると、いずれかの接触抵抗の低い第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂに大電流が集中しようとするが、本実施形態においても第１の実施形態と同様に第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂの本数が多く、大電流が多数の第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂに分流して、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ一本当たりに流れる電流が従来と比較して格段に小さくなる。しかも第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂには第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂがそれぞれ接続されているため、第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂによって第１、第２接触子２２Ｂ、２２Ｂを流れる電流が制限されて過大になることもない。つまり、定電流源を含む電流制御回路２６の制御下で電流制限回路２５Ａ、２５Ｂが働いて第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂを流れる電流値が一定の制限電流値に制限される。
【００２９】
上述のように第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂに過電流が流れようとすると、電流制限回路２５Ａ、２５Ｂのリミッタが動作し、制限電流値を超える電流を遮断する。この時、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂには小電流が流れ、しかも第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂによって電流を制限しているため、パワーデバイスから第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂに流れ込む小電流を円滑に遮断し、遮断までの時間が極めて短く、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂが損傷したり、パワーデバイスに溶着したりすることはない。従って、テスト回路２４への影響もない。
【００３０】
以上説明したように本実施形態によれば、多数組みの第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂにはそれぞれ第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂが接続されているため、多数組みの第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂを流れる電流値を小さくすることができ、しかも第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂに流れる電流値をそれぞれの第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂによって一本一本制限して過大な電流の流入を防止することができ、第１の実施形態と同様に作用効果を奏する。また、本実施形態によれば、第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ２本１組でフリッティング現象を利用してパワーデバイスと電気的に接触する接触子として構成されているため、フリッティング現象によって複数組の第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂ間の導通をそれぞれ確実に取ることができ、パワーデバイスの検査を確実且つ安定的に行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、複数組の第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂはそれぞれフリッティング回路２７に接続されているため、多数組の第１、第２接触子２２Ａ、２２Ｂそれぞれにおいてフリッティング現象を確実に生じさせてパワーデバイスの検査を確実且つ安定的に行うことができる。また、フリッティング回路２７は、定電流源に接続されているため、第１、第２接触子２２Ａ、２２ＢとウエハＷとの接触部の抵抗が変化しても一定の電流が流れ、この電流で接触部の抵抗値が高い時にはその抵抗に応じて電圧が高くなり、安定したフリッティング現象を起こさせることができる。更に、第１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂには定電流源を含む電流制限回路２６に接続されているため、第１、第２信号ライン２３Ａ、２３Ｂに過大な電流を流れようとすると、１、第２電流制限回路２５Ａ、２５Ｂには定電流源を含む電流制限回路２６が協働して過電流を防止することができる。
【００３２】
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではない。上記各実施形態において電流制限手段として用いられる電流制限素子や第１、第２電流制限回路は、それぞれの機能を備えている限り、種々の電流制限素子や電流制限回路として具体化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、パワーデバイスの検査を行う検査装置に対して好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の検査装置の一実施形態の要部を示す構成図である。
【図２】本発明の検査装置の他の実施形態の要部を示す構成図である。
【図３】従来の検査装置の一例の要部を示す構成図である。
【図４】図１に示す検査装置に用いられた保護回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０、２０    検査装置
１２Ａ、２２Ａ、２２Ｂ  接触子
１５    電流制限素子（電流制限手段）
２５Ａ、２５Ｂ  電流制限回路
２７    フリッティング回路
２８    増幅器（接触抵抗を検出する手段）
２９    ＡＤ変換器（接触抵抗を検出する手段）
Ｗ    ウエハ
【図１】
2006319209.tif 000003
【図２】
2006319209.tif 000004
【図３】
2006319209.tif 000005
【図４】
2006319209.tif 000006