(57)【要約】【課題】被測定デバイスに正確なバイアスの印加が行われたかを検出可能にして試験の精度を向上することを目的とする。【解決手段】電子部品1に印加するバイアスを出力するバイアス電源31と、バイアスが印加された電子部品の出力する信号を検出する検出器14と、検出器の出力するアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するアナログ／デジタル変換器15と、を備え、電子部品の電気特性を検査する半導体試験装置であって、バイアス電源の出力するバイアスを検出するモニタ回路33と、モニタ回路の出力するバイアスアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するバイアス電源用アナログ／デジタル変換器34と、を備える。【選択図】図３
2008190922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に印加するバイアスを出力するバイアス電源と、
前記バイアスが印加された前記電子部品の出力する信号を検出する検出器と、
前記検出器の出力するアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、を備え、前記電子部品の電気特性を検査する半導体試験装置であって、
前記バイアス電源の出力するバイアスを検出するモニタ回路と、
前記モニタ回路の出力するバイアスアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するバイアス電源用アナログ／デジタル変換器と、を備えることを特徴とする電子部品試験装置。
【請求項２】
電子部品に印加するバイアスを出力するバイアス電源と、
前記バイアスが印加された前記電子部品の出力する信号を検出する検出器と、
前記検出器の出力するアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、を備え、前記電子部品の電気特性を検査する電子部品試験装置であって、
前記バイアス電源の出力するバイアスを検出するモニタ回路と、
前記検出器の出力するアナログ検出信号及び前記モニタ回路の出力するバイアスアナログ検出信号が入力され、一方を選択的に出力する選択回路と、備え、
前記アナログ／デジタル変換器は、前記選択回路の出力する前記アナログ検出信号及び前記バイアスアナログ検出信号を時分割で変換することを特徴とする電子部品試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の電気特性を検査する半導体試験装置（テスタ）に関し、特にトランジスタ、ダイオードなどの個別半導体素子、抵抗、アナログ回路などを有する半導体装置などで、個別の形になった電子部品（電子デバイス）の電気特性を試験する電子部品試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタ、ダイオードなどの半導体素子及びアナログ回路を有する半導体回路素子や抵抗素子などの個別電子部品（電子デバイス）の製造工程では、半導体ウエハなどの薄い板状の基板に多数のチップ（ダイ）を形成する。基板上に形成したダイは、切り離す前に試験する場合もあるが、切り離したダイや部品の形に組み立てられた状態で試験が行われる。
【０００３】
このような試験に使用される電子部品試験装置は、テスタと呼ばれる。
【０００４】
図１は、このような試験に使用される従来の電子部品試験装置の構成を示す図である。図１の（Ａ）において、参照番号１は、試験の対象である電子デバイス（ＤＵＴ:device under test)を示す。電子部品試験装置１０は、ＤＵＴ１の端子に接触するプローブ１１と、プローブ１１に試験のためのバイアスを印加するバイアス電源１２と、プローブ１１を通して流れる電流を検出する電流検出器１４と、電流検出器１４の出力するアナログ検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１５と、Ａ／Ｄ変換器１５の出力するデジタル信号を受信すると共に各部の制御を行うＣＰＵ１６と、を有する。バイアス電源１２は内部にＤ／Ａ変換器１３を有し、Ｄ／Ａ変換器１３はＣＰＵ１６からの制御信号に応じた電圧信号を生成して出力する。バイアス電源１２の出力するバイアスは、電流検出器１４及びプローブ１１を介してＤＵＴ１の端子に印加され、これに応じてＤＵＴ１が動作する。図１では、プローブ１１は１個だけであるように示したが、通常ＤＵＴの端子数分設けられる。複数の端子に発生した電気信号を１個の検出器１３及びＡ／Ｄ変換器１４で測定するため、マルチプレクサなどの切り換え回路を設けて、検出器１３に接続する端子を切り換える場合もある。
【０００５】
試験は、ＤＵＴ１にバイアスを印加し、それに応じてバイアス電源１２からＤＵＴ１に流れる電流を電流検出器１４で測定する。そして、この測定値が規格値（リミット値）以内であるかを判定し、良／不良を判定する。
【０００６】
図１の（Ａ）は所定の電圧であるバイアスを生成してＤＵＴに印加し、バイアス電源１２からＤＵＴ１に流れる電流を電流検出器１４で測定する構成であるが、試験内容によっては各種の変形例がある。例えば、図１の（Ｂ）は、バイアス電源１７が所定の電流（定電流）を生成してＤＵＴ１に印加し、その時端子及びプローブ１１に生じる電圧を電圧検出器１９で検出する構成例を示す。この場合、バイアス電源１７内のＤ／Ａ変換器１８は、ＣＰＵからの制御信号に応じた定電流を生成する。
【０００７】
他にも、発光ダイオードの場合などには、所定の電圧又は電流であるバイアスをプローブを介してＤＵＴに印加し、それに応じてＤＵＴは発生する光の波長や光量を測定する場合もある。この場合、検出器は光検出器になる。
【０００８】
図２は、図１の（Ａ）の試験装置を使用した試験例を示す図である。
【０００９】
図２の（Ａ）は、抵抗Ｒの抵抗値を測定する試験の構成を示す。図示のように、バイアス電源２１が発生する所定の電圧は、電流検出器２２及びプローブ２３を介して、抵抗Ｒの一方の端子に印加される。抵抗Ｒの他方の端子は、プローブ２４を介して接地される。印加されるのは所定の電圧であるから、この時の電流検出器２２の検出する電流で所定の電圧を除算すれば、抵抗Ｒの抵抗値が算出できる。
【００１０】
図２の（Ｂ）は、ダイオードＤの特性を測定する試験の構成を示す。図示のように、バイアス電源２１が発生する所定の電圧は、電流検出器２２及びプローブ２３を介して、ダイオードＤのアノード端子に印加される。バイアス電源２１には、ダイオードＤの破壊を防止するため、電流制限回路が設けられている。ダイオードＤのカソード端子は、プローブ２４を介して接地される。印加する電圧を変えて、電流検出器２２の検出する電流との関係を求めれば、ダイオードＤの特性が得られる。
【００１１】
図２の（Ｃ）は、トランジスタＴの特性を測定する試験の構成を示す。図示のように、バイアス電源２１Ａが発生する所定の電圧は、電流検出器２２Ａ及びプローブ２３Ａを介して、トランジスタＴのドレイン端子に印加される。また、バイアス電源２１Ｂが発生する所定の電圧は、電流検出器２２Ｂ及びプローブ２３Ｂを介して、トランジスタＴのゲート端子に印加される。トランジスタＴのソース端子は、プローブ２４を介して接地される。バイアス電源２１Ａ及び２１Ｂの生成する電圧を変えて、電流検出器２２Ａ及び２２Ｂの検出する電流との関係を求めれば、トランジスタＴの特性が得られる。
【００１２】
なお、図２は試験例の一部を示すに過ぎず、他にも各種の例があり、図示の例でも、例えばプローブ２４をバイアス源に接続して所定の電圧を印加できるようにする場合もある。
【００１３】
上記のような電子部品試験装置については、特許文献１などに記載されており、広く知られているので詳しい説明は省略する。
【００１４】
【特許文献１】特開平８−１０５９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の試験装置では、バイアス電源の生成するバイアスは、所定の値であることを前提として試験を行っていた。そして、バイアス電源が正しいバイアスを発生しているかを、定期的に行う精度確認プログラムを実行することにより確認していた。プログラムが実行された後は、次にプログラムが実行されるまでバイアス電源が正しいバイアスを発生しているものとみなして試験を行っていた。このため、次の精度確認を行うまでの間に試験装置に精度不良が発生した場合、不良発生から精度確認までの間に生じた不良を見逃す可能性があった。
【００１６】
試験は上記のように行うが、大きな電流の測定で、プローブの接触抵抗が一時的に増大した場合、試験装置のユーザプログラムの指定方法が適切でなかった場合、試験装置の調整ずれや故障などが原因で指定した電流が流れず、バイアス印加が正しく行われなかった場合が起こり得る。このような場合、本来は測定値が規格値外になり不良と判定されるはずであるが、測定パラメータによっては、得られた測定値が規格値以内となることが起こる。この場合、正しいバイアス印加を行っていない測定値にもかかわらず、試験装置は正しい測定値として判断してしまうことになる。量産ラインでは、測定値に応じて選別が行われるが、このような問題が生じると誤選別が発生する。
【００１７】
また、毎回の測定で、ＤＵＴとのコンタクト部での接触不良による一時的なバイアス印加精度不良は、定期的な精度確認では見つけることができず、毎回正確なバイアスの印加及び測定が行われている保証がなかった。
【００１８】
本発明はこのような問題を解決して、被測定デバイスに正確なバイアスの印加が行われたかを検出可能にして試験の精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を実現するため、本発明の電子部品試験装置は、バイアス電源の発生するバイアスを常時監視するモニタ回路を設け、モニタ回路の出力する検出信号をデジタル信号に変換して、試験結果と一緒に記録できるようにする。
【００２０】
すなわち、本発明の電子部品試験装置は、電子部品に印加するバイアスを出力するバイアス電源と、前記バイアスが印加された前記電子部品の出力する信号を検出する検出器と、前記検出器の出力するアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、を備え、前記電子部品の電気特性を検査する半導体試験装置であって、前記バイアス電源の出力するバイアスを検出するモニタ回路と、前記モニタ回路の出力するバイアスアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するバイアス電源用アナログ／デジタル変換器と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
この構成であれば、デジタル変換された検出信号と、デジタル変換されたバイアス検出信号の両方が常時出力されるので、バイアス検出信号が正しくない時には、警告を発生したり、試験を停止するようにして、オペレータにバイアスの異常発生を報知できる。これにより、直ちにバイアスの確認が行えるので、不正確なバイアス印加状態での試験を回避することができる。
【００２２】
上記の構成では、検出器の出力するアナログ検出信号をデジタル検出信号に変換するアナログ／デジタル変換器とバイアス電源用アナログ／デジタル変換器とが設けられている。アナログ／デジタル（Ａ/Ｄ）変換器は、比較的高価な電子部品であり、特に高速でビット数の大きい（分解能の小さい）ものは非常に高価である。そのため、Ａ／Ｄ変換器を２個使用するとコストの増加が大きくなるという問題がある。そこで、検出器の出力するアナログ検出信号とモニタ回路の出力するバイアスアナログ検出信号の一方を選択してＡ／Ｄ変換器に出力する選択回路（マルチプレクサ（ＭＵＸ））を設けて、Ａ／Ｄ変換器を共通化してもよい。この場合、Ａ／Ｄ変換器は、検出器の出力するアナログ検出信号とモニタ回路の出力するバイアスアナログ検出信号を、選択回路の切り換えに応じて時分割でデジタル変換する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、印加したバイアスが毎回の試験と合わせて測定できるので、被測定デバイスに正確なバイアスの印加が行われたかが検出可能になり、試験の精度を向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図３は、本発明の第１実施例の電子部品試験装置の構成を示す図であり、図３の（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ図１の（Ａ）と（Ｂ）に対応する。
【００２５】
図３の（Ａ）を図１の（Ａ）と比較して明らかなように、実施例の電子部品試験装置は、図１の（Ａ）の従来例において、バイアス電源３１内に、Ｄ／Ａ変換器３２の出力するバイアス（所定の電圧）を監視するモニタ回路３３を設け、さらにモニタ回路３３の出力するバイアス検出信号をデジタル信号に変換するバイアス電源用Ａ／Ｄ変換器３４を設けた点が異なる。この構成により、モニタ回路３３はバイアスの電圧値を常時検出し、バイアス電源用Ａ／Ｄ変換器３４を所定の周期でデジタル信号に変換する。従って、ＣＰＵ１６は、Ａ／Ｄ変換器１５の出力するデジタル測定値を読み取るタイミングで、同時にバイアス電源用Ａ／Ｄ変換器３４の出力するバイアス電圧値をほぼ同時に読み取ることができる。
【００２６】
読み取ったバイアス電圧値は、ユーザプログラムの値と比較され、指定の範囲内であれば正常なバイアス印加が行えたと判定して測定値をそのまま使用する。読み取ったバイアス電圧値が、指定の範囲外であれば、正常なバイアス印加が行えなかったので、警告を表示したり、エラー停止することで、オペレータに正常な測定ができなかったことを知らせる。また、バイアス電圧値が、指定の範囲外である時に測定したデバイスは、良品とせずに、再測定を行う。
【００２７】
ＤＵＴ１の端子とプローブ１１の接触不良による一時的なバイアス印加精度が生じた場合、バイアス電圧値は正常であっても測定値が規格外となり従来は不良と判定されることになるが、このような場合、一端ＤＵＴ１の端子とプローブ１１を離して再度接触させて再度バイアス電圧値の確認と測定を行う。接触不良が原因であれば、再度接触させることにより、接触不良が解消される場合があるので、そのような場合には正確な測定が行える。再測定でも測定値が規格外であれば不良と判定する。
【００２８】
また、連続してバイアス電圧値が規格外と判定された時には試験装置に精度不良の原因があると考えられるので、その旨オペレータに警告する。これにより、試験装置の故障を早期に発見できるようになり、検査不良の部品数を低減できる。
【００２９】
図３の（Ｂ）に示す実施例の電子部品試験装置は、図１の（Ｂ）と比較して明らかなように、図１の（Ｂ）の従来例において、バイアス電源４１内に、Ｄ／Ａ変換器４２の出力するバイアス（所定の電圧）を監視するモニタ回路４３を設け、さらにモニタ回路４３の出力するバイアス検出信号をデジタル信号に変換するバイアス電源用Ａ／Ｄ変換器４４を設けた点が異なる。従来例と比較した効果は、図３の（Ａ）の構成と同じである。
【００３０】
図４は、本発明の第２実施例の電子部品試験装置の構成を示す図である。第２実施例の電子部品試験装置は、図３の（Ａ）と比較して明らかなように、選択回路（マルチプレクサ（ＭＵＸ））３５を設け、バイアス電源用Ａ／Ｄ変換器４４を除いた点が第１実施例の電子部品試験装置と異なる。ＭＵＸ３５は、入力される電流検出器１４の出力するアナログ検出信号とモニタ回路３３の出力するバイアスアナログ検出信号の一方を選択してＡ／Ｄ変換器１５に出力する。測定を行う時には、ＭＵＸ３５はモニタ回路３３の出力するバイアスアナログ検出信号を選択してＡ／Ｄ変換器１５に出力する。ＣＰＵ１６は、Ａ／Ｄ変換器１５の出力するバイアス電圧値を読み取り、バイアス電圧値が指定の範囲内であればＭＵＸ３５が電流検出器１４の出力するアナログ検出信号を選択してＡ／Ｄ変換器１５に出力するように切り換えて、Ａ／Ｄ変換器１５の出力する測定値を読み取り、良／不良を判定する。
【００３１】
読み取ったバイアス電圧値が、指定の範囲外であれば、正常なバイアス印加が行えなかったので、警告を表示したり、エラー停止することで、オペレータに正常な測定ができなかったことを知らせる。
【００３２】
第２実施例では、高価なＡ／Ｄ変換器を１個使用するだけなので、コストを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、アナログ測定値を測定する必要のある電子部品試験装置であれば、どのようなものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の試験装置の構成を示す図である。
【図２】個別電子部品の試験例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例の試験装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例の試験装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    被試験デバイス（ＤＵＴ）
１０    試験装置（テスタ）
１１    プローブ
１４    電流検出器
１５    Ａ／Ｄ変換器
１６    ＣＰＵ
３１    バイアス電源
３２    Ｄ／Ａ変換器
３３    モニタ回路
３４    バイアス電源用Ａ／Ｄ変換器
【図１】
2008190922.tif 000003
【図２】
2008190922.tif 000004
【図３】
2008190922.tif 000005
【図４】
2008190922.tif 000006