(57)【要約】【課題】データ転送時に発生するノイズによる測定精度の劣化を防止しつつ、高速な測定が可能な測定方法、モジュールおよび測定システムを提供する。【解決手段】上記課題は、アナログ測定信号を受信してデジタルデータを出力するモジュールと、前記デジタルデータを受信してデータ処理を行うコントローラを有する測定システムであって、前記モジュールが、アナログ測定信号をデジタルデータに変換して測定を行う測定手段と、前記デジタルデータを出力する出力手段と、前記測定のタイミングと前記出力のタイミングを制御する制御手段とを有し、前記制御手段が複数の前記測定の合間に前記出力を行う制御を行うことを特徴とする前記測定システムにより解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ測定信号をデジタルデータに変換して測定を行う測定手段と、
前記デジタルデータを出力する出力手段と、
前記測定手段と前記出力手段を制御する制御手段とを有するモジュールにより複数の前記測定を行う測定方法であって、
前記複数の測定間に前記出力を行うことを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記測定のタイミング及び前記出力のタイミングが、書き換え可能なプログラムにより制御されていることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
アナログ測定信号をデジタルデータに変換して測定を行う測定手段と、
前記デジタルデータを出力する出力手段と、
前記測定のタイミングと前記出力のタイミングを制御する制御手段であって、複数の前記測定の合間に前記出力を行う制御を行う前記制御手段とを有する測定モジュール。
【請求項４】
前記デジタルデータを演算する演算手段を更に有し、
前記演算手段の入力データのデータ量よりも、前記演算手段からの出力データのデータ量の方が小さいことを特徴とする請求項３記載の測定モジュール。
【請求項５】
前記制御手段が、前記演算手段が前記演算を実行している間は、前記測定手段および前記出力手段の動作を停止させることを特徴とする請求項４記載の測定モジュール。
【請求項６】
アナログ測定信号を受信してデジタルデータを出力するモジュールと、
前記デジタルデータを受信してデータ処理を行うコントローラを有する測定システムであって、
前記モジュールが、
アナログ測定信号をデジタルデータに変換して測定を行う測定手段と、
前記デジタルデータを出力する出力手段と、
前記測定のタイミングと前記出力のタイミングを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、複数の前記測定の合間に前記出力を行う制御を行うことを特徴とする前記測定システム。
【請求項７】
前記制御手段がプログラムにより制御され、前記コントローラより前記モジュールに前記プログラムを転送することを特徴とする請求項６記載の測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ信号の測定方法に関し、特にモジュールとコントローラ間の測定データ転送を行う測定系の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩやＴＦＴアレイなどの半導体デバイスの諸特性を測定する測定システムでは、被測定信号入力数が多く、測定したデータを統合して解析するため、参考文献１記載の技術にようにアナログ測定およびアナログデジタル変換（ＡＤＣ）を担当するモジュールと、モジュールで得られたデジタルデータをデータ処理して解析を行うコントローラ部分に分離したアーキテクチャを採用することが多い。
【０００３】
モジュールとコントローラとに分離したアーキテクチャをもつ代表的な測定システムを、図４の構成図および図５のタイムチャート参照下に、説明する。図４のシステムは、複数の測定器１５０、１６０と、各測定器に接続された複数のモジュール２５０、２６０と、各モジュール２５０、２６０に接続されたコントローラ３５０から構成される。図において各構成要素間の実線（２６１、２６４）はデジタル信号線、破線（１５１、１６１）はアナログ信号線、二重線（２６２、３６１等）はデジタルデータのデータバスを表す。モジュール２５０は、測定器１５０からのアナログ測定信号を受信するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２５１と、ＡＤＣ２５１出力に接続されたＦＩＦＯ２５３と、ＦＩＦＯ２５３出力に接続された通信部２５４、ＡＤＣ２５１および通信部２５４を制御する制御部２５５により構成されている。他のモジュール２６０の内部構成もモジュール２５０と同じであるため、図４においては特に図示していない。また、コントローラ３５０は、各モジュール２５０、２６０からの出力データを受信する通信部３５５、３５６と、受信したデータ３５４を格納するメモリ３５２と、該データ３５４を処理して測定解析結果を求めるプロセッサ３５１からなる。
【０００４】
次に、上記測定システムの動作を説明する。まず、測定器１５０からのアナログ測定信号が入力されると、ＡＤＣ２５１は、制御部２５５にデータ入力があったことを通知するとともに、アナログ測定信号をデジタルデータ変換する。図４のシステムにおいては、測定器１５０からは３種類のアナログ測定信号（図５ではａ，ｂ，ｃと表示）が出力される構成となっているため、ＡＤＣ２５１は３種類のデータを順次デジタルデータに変換し、ＦＩＦＯ２５３に蓄積する。同様な測定を３回（１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ）繰り返して測定が終了すると、制御部２５５が通信部２５４に対してデータ転送命令を行う。すると、通信部２５４はＦＩＦＯ２５３に蓄積されたデジタルデータを順次コントローラ３５０に転送する。コントローラ３５０側の通信部３５５では、受信したデジタルデータを順次メモリ３５２に格納する。プロセッサ３５１は、３種類のデータ（ａ，ｂ，ｃ）３５４がそろった時点で演算処理を開始して解析結果を求める。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５２２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４のようなアーキテクチャをもつ測定器では、モジュール２５０とコントローラ３５０間のデータ転送が必要となるが、データ転送で発生したノイズがアナログ信号線１５１、１６１に混入すると測定精度が劣化する。このため、図４の測定器では、図５のタイミングチャートから明らかなように、アナログ測定後にデータ転送を行っている。しかし、このような測定シーケンスをとると、測定後にデータ転送を行う時間が必要となり、さらにコントローラ３５０の演算処理がデータ転送後に開始することになるため、測定開始から測定結果を得るまでに必要な時間が大幅に増加してしまう。
【０００７】
測定時間の短縮のためには、各測定間（１ｃと２ａの間や２ｃと３ａの間）にデータを転送すればよいが、モジュール２５０の制御部２５５は測定器１５０からのアナログ測定信号が入力されるタイミングを把握していないため、データ転送中に次のアナログ測定信号が入力しノイズの影響を受けてしまうおそれがあるため、測定間にデータ転送を行うことはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、アナログ測定信号を受信してデジタルデータを出力するモジュールと、前記デジタルデータを受信してデータ処理を行うコントローラを有する測定システムであって、前記モジュールが、アナログ測定信号をデジタルデータに変換して測定を行う測定手段と、前記デジタルデータを出力する出力手段と、前記測定のタイミングと前記出力のタイミングを制御する制御手段とを有し、前記制御手段が複数の前記測定の合間に前記出力を行う制御を行うことを特徴とする前記測定システムにより、上記課題を解決する。
【０００９】
すなわち、測定シーケンスをモジュールの制御手段が管理することによって、アナログ測定信号が入力されるタイミングをモジュール側で把握できるため、測定間にデジタルデータの転送を行っても、転送中に次のアナログ測定信号が入力することがない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の測定方法、モジュール、システムにより、データ転送時に発生するノイズによる測定精度の劣化を防止しつつ、高速な測定が可能となる。
【実施例】
【００１１】
以下に図面を参照して、本発明の好適実施形態となる測定システムについて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る計測システムであるＴＦＴアレイ基板測定システムの概略構成図である。本システムは、測定器１００と、測定器に接続された複数のモジュール２００、２２０と、各モジュール２００、２２０に接続されたコントローラ３００から構成される。図において各構成要素間の実線（２１１、２１５等）はデジタル信号線、破線（１０１、１０２）はアナログ信号線、二重線（２１０、３１１等）はデジタルデータのデータバスを表す。
【００１２】
測定器１００は、ＴＦＴアレイ基板の測定器であり、アレイ基板に流れる複数の測定点における電流、電圧、電荷などのアナログ信号を出力する。測定器１００は、電流計や電圧計などの測定装置に限られるものではなく、光センサや圧電素子などの測定素子でもよい。また、測定器の数は１つに限られるものではなく複数であってもよい。
【００１３】
モジュール２００は、測定器１００からのアナログ測定信号を受信してアナログデジタル変換を行う測定手段であるアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０１と、ＡＤＣ２０１出力からデータバス２１０で接続された演算手段であるプロセッサ２０２と、プロセッサ２０２とデータバス２１２で接続されたＦＩＦＯ２０３と、ＦＩＦＯ２０３出力とデータバス２１３で接続された出力手段である通信部２０４と、ＡＤＣ２０１および通信部２０４と制御信号線２１１、２１４で接続された制御手段である制御部２０５により構成されている。制御部２０５は制御プログラム２０６が格納できるような書き換え可能なメモリを有している。他のモジュール２２０の内部構成もモジュール２００と同じであるため、図１においては特に図示しない。なお、本発明の実施において、モジュールは２つに限られるものではなく、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００１４】
コントローラ３００は、各モジュール２００、２１０からの出力データを受信する通信部３０５、３０６と、通信部３０５とデータバス３１２、３１３で接続されたメモリ３０２と、メモリ３０２とデータバス３１１で接続されたプロセッサ３０１からなる。モジュール２００とコントローラ３００間のデータ転送は、８B／１０B変換（例えば、特開昭５９−０１００５６号公報記載の変換技術）を利用したシリアル転送方式を利用しているため、少ない本数のデータ線２１５、２１６でデータ転送を行うことができる。メモリ３０２には、モジュール２００の制御プログラム３０３とモジュール２００から受信したデータ３０４が格納される。
【００１５】
次に、本システムの動作について、図１の構成図および図２のタイムチャート参照下に説明を行う。なお、本実施例のシステムは、ＴＦＴアレイの良品判定を行う測定システムであり、モジュール２００では、アレイ内の各画素について３種類の輝度に応じた電流を測定して輝度と電流の関係を測定している。また、モジュール２１０では各画素の結線の良否を判断するために導通測定を行っており、コントローラ３００が両モジュールの結果に基づいてＴＦＴアレイの良否判定や各画素ごとの補正係数を求める。
【００１６】
オペレータが、コントローラ３００のメモリ３０２に格納されている複数の制御プログラム３０３の中から、ＴＦＴアレイ基板測定を行うプログラムを選択すると、選択されたプログラムがコントローラ３００側の通信部３０５からモジュール２００側の通信部２０４を介して転送され、モジュール２００の制御部２０５に格納される。制御プログラム２０６は図３のような内容となっており、測定器からアナログ信号を受信（データ取込）、コントローラ３００にデジタルデータを転送（データ転送）、何も動作を行わない（待機）といったモジュール２００の動作が時間を追って記載されており、制御部２０５は、内部クロックに従って、制御プログラム２０６の内容を順次実行する。
【００１７】
最初のデータ取込命令４００により、制御部２０５はＡＤＣ２０１に測定器１００からのアナログ測定信号を受信するように制御を行う。ＡＤＣ２０１は１番目の画素の１番目の輝度に相当する電流値（アナログ測定信号）をデジタルデータに変換してプロセッサ２０２に送信する（図２のデータ１ａ）。プロセッサ２０２は、３種類の輝度に対応するデジタルデータ（ａ、ｂ、ｃ）が入力されると画素の輝度と電流の相関を求めるように設計されているが、この時点では、１番目の輝度に対するデータしか入力されていないため、入力されたデジタルデータを保持するだけで演算処理は行わない。
【００１８】
同様に、２番目のデータ取込命令４０１と３番目のデータ取込命令４０２が実行されて、２番目と３番目の輝度に対応するアナログ電流値が、ＡＤＣ２０１でデジタルデータに変換されて、プロセッサ２０２に送られる（図２のデータ１ｂ、１ｃ）。プロセッサ２０２は、３番目のデータが入力された時点で、３つのデータ（１ａ、１ｂ、１ｃ）から１次近似によって１番目の画素の輝度に対する電流値の傾きを求める。これにより測定結果のデータ量を、３つの輝度データから１つの傾きデータに減らし、モジュール２００とコントローラ３００間の伝送データ量を１／３にすることができる。求めた傾きはＦＩＦＯ２０３に送信する。なお、プロセッサ２０２が演算処理を行っている間は、待機命令４０３によって、ＡＤＣ２０１と通信部２０４とは、ともに動作を行わない。
【００１９】
次にデータ転送命令４０４が実行される。通信部２０４はＦＩＦＯ２０３から１番目の画素の傾きのデータを受信して８Ｂ／１０Ｂ変換およびパラレルシリアル変換を行ってコントローラ３００にデータ出力を行う。コントローラ３００の通信部３０５では、シリアルパラレル変換や伸張処理などを行ってデジタルデータを再生し、１番目の画素の傾きをメモリ３０２に格納する。本実施例では、プロセッサ２０２によりデータ転送前にデータ量を小さくしているため、図４の背景技術例の転送に比べ、転送に必要な時間が短くなる。
【００２０】
モジュール２００が１番目の画素の輝度と電流の相関を測定している間に、モジュール２２０では１番目の画素の結線の導通測定を行っており、測定データがメモリ３０４に格納される。プロセッサ３０１は、モジュール２００から傾きのデータと、モジュール２１０が並行して測定を行って得られた導通データから、１番目の画素の良否判定と補正データの算出を行う。
同様に６番目から１０番目の命令群４０５により、モジュール２００は２番目の画素の輝度と電流の測定（２ａ、２ｂ、２ｃ）を行って、輝度と電流の相関関係を求め、コントローラ３００に転送する。そして、コントローラ３００は、モジュール２０１により測定された２番目の画素の導通データとあわせて、２番目の画素の良否判定などを行う。
【００２１】
本実施例の測定器１００は、１番目の画素の測定と２番目の画素の測定間に、測定画素を変更するために必要な時間を利用して演算処理・転送を行っているが、測定画素変更に必要な時間が短い場合には、測定画素の変更の間に演算処理のみを実行し、測定間隔が空いたときにＦＩＦＯ２０３に格納されたデータをまとめて転送するように制御プログラム２０６の設計を行えばよい。また、プロセッサ２０２の演算処理は上述したような取得データの相関値を求めるものに限らず、複数のデータの平均値を求めたり、圧縮処理を行うなど、データ量を低減させる処理を行うものであればよい。さらに、本実施例では１番目の画素と２番目の画素に同様な測定を順次行っているが、本発明における「複数の測定」とは同様な測定を複数回繰り返してを行う場合のみならず、異なる測定を順次実行する場合も含まれる。
【００２２】
本実施例のタイムチャートである図２と背景技術のタイムチャートである図５を比較すれば明らかなように、本測定システムでは、制御プログラムにより各モジュールが測定シーケンスを把握しているため、アナログ測定信号の測定に合間の時間を利用してデータ処理や転送を効率よく行うことが可能となる。これにより、データ転送にともなうノイズが測定信号にのることを防止して高い測定精度を維持しつつ、測定作業全体に必要な時間を低減させることができる。また、ＡＤＣ２０１や通信部２０４の制御をソフトウェアで行なうことによりハードウェアの構成が簡単になるうえ、当該ソフトウェアをコントローラ３００のメモリ３０３で一元管理しているため、測定シーケンスの変更も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例である測定システムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例である測定システムのタイムチャートである。
【図３】本発明の実施例における制御プログラムの例である。
【図４】背景技術の測定システムの概略構成図である。
【図５】背景技術の測定システムのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１００、１１０  測定器
２００、２２０  モジュール
２０１  アナログデジタル変換器
２０２  プロセッサ
２０４  通信部
２０５  制御部
２０６、３０３  制御プログラム
３００  コントローラ
３０５、３０６  通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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