(57)【要約】【課題】  測定装置の切替えを迅速に行えるようにする。【解決手段】    切替手段１２５６、１２５８に接続されている複数の測定手段を切り替えて、半導体素子である被測定素子１０の複数種類の電気特性を測定する際に、被測定素子を第２の測定手段から切り離し第１の測定手段に接続し、次いで、電圧を第１の測定手段により被測定素子に切替手段を通じて印加して第２の測定手段の出力電圧を合わせる。そして、被測定素子１０を第１の測定手段から切り離して第２の測定手段に接続して測定する。【選択図】        図３
2007024718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切替手段に接続されている第１及び第２の測定手段を切り替えて、半導体素子である被測定素子の複数種類の電気特性を測定するための制御方法であって、
切替手段により、前記被測定素子を前記第２の測定手段から電気的に切り離し、前記第１の測定手段に電気的に接続するステップと、
第１の電気特性を測定するための電圧を前記第１の測定手段により前記被測定素子に前記切替手段を通じて印加し、前記第２の測定手段の出力電圧を、測定を行う前記第１の測定手段の出力電圧に合わせて保つステップと、
前記切替手段により、前記被測定素子を前記第１の測定手段から電気的に切り離し、前記第２の測定手段に電気的に接続するステップと、
前記被測定素子の第２の電気特性を前記第２の測定手段によって測定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記切替手段は、前記被測定素子に接続されて前記第１の測定手段からの電気的接続を接続あるいは切り離す第１のスイッチと、前記被測定素子に接続されて前記第２の測定手段からの電気的接続を接続あるいは切り離す第２のスイッチと、前記第２のスイッチの切り替え部分を覆い前記第２の測定手段のガード出力に接続されたガードパイプとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記保つステップは、前記第１の測定手段の出力電圧の直流成分と、前記第２の測定手段の出力電圧の直流成分とを略同一にするステップであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の測定手段は電気容量測定装置であり、前記第２の測定手段は電圧電流特性測定装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
切替手段と該切替手段に接続されている複数の測定手段とを制御するコンピュータにおいて動作し、半導体素子である被測定素子の複数種類の電気特性を測定するための制御プログラムであって、
前記コンピュータにより、前記被測定素子を前記第２の測定手段から電気的に切り離し、前記第１の測定手段に電気的に接続するよう前記切替手段を制御するステップと、
前記コンピュータにより、第１の電気特性を測定するための電圧を前記被測定素子に前記切替手段を通じて印加するよう前記第１の測定手段を制御し、測定を行う前記第１の測定手段の出力電圧に出力電圧を合わせるよう前記第２の測定手段を制御することにより、前記切替手段における端子間の電圧差を小さく保つステップと、
前記コンピュータにより、前記被測定素子を前記第１の測定手段から電気的に切り離し、前記第２の測定手段に電気的に接続するよう前記切替手段を制御するステップと、
前記コンピュータにより、前記被測定素子の第２の電気特性を測定するよう前記第２の測定手段を制御するステップと
を含む制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体特性測定装置の制御方法に関する。特に、本発明は、集積回路素子やディスクリート電子回路素子の電気特性測定装置を、接続を切り替えて測定を行う測定装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体などからなる集積回路素子やディスクリート電子回路素子などの被測定素子（または、被試験デバイス、以下「ＤＵＴ」という）の電気的特性を測定する装置が知られている。この測定においては、一つの被測定素子に対して複数の測定が行われる。例えば、ＭＯＳゲート酸化膜の膜厚評価のための容量測定とゲートリーク電流の評価との組み合わせ、配線間容量評価と線間リーク評価との組み合わせ、バイポーラトランジスタのジャンクション容量評価とＩＶ特性評価との組み合わせ等によって切り替えて測定が行われる。
【０００３】
図１は、プローブ装置１００を用いてＤＵＴ１０をプローブすることによって電気特性あるいは電圧電流特性を測定する装置の従来例を示している。従来から、電気容量を測定できるユニット（キャパシタンスメジャーユニット、以下、「ＣＭＵ」という）２２をＤＵＴ１０に接続して用いる。また、本従来例では、直流の電圧源、電流源、電圧計、電流計を統合し、任意の組み合わせで 利用できるユニットもＤＵＴ１０に接続して用いる。このユニットは、ソースモニタユニット、または、ソースメジャーユニット（以下「ＳＭＵ」という）と呼ばれており、単独で、あるいは、複数を組合わせて用いることができる。図では、複数のＳＭＵ２０１、２０２によって測定を行う例を示している。これらのＣＭＵ２２とＳＭＵ２０を用いた測定を行なうために、機器ラック２００に備えられたそれぞれの装置と、ＤＵＴをプローブしているプローブ装置１００とを接続し、ＣＭＵ２２とＳＭＵ２０の切替を行う、ＳＣＵＵ（ＳＭＵ  ＣＭＵ  Ｕｎｉｆｙ  Ｕｎｉｔ：ＳＭＵ  ＣＭＵ統合ユニット）を用いることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
係るＳＣＵＵを用いると、ＤＵＴ１０とＣＭＵ２２とを接続して測定を行った後に、ＤＵＴ１０とＳＭＵ２０とを接続すると、ＳＣＵＵ内で微小な電流が生じてしまい、測定に待ち時間を設けなくてはならない場合がある。例えば、ＣＭＵ２２によって１００Ｖ程度の電圧によって測定を行った後に、ＳＭＵ２０によって１ｆＡ（フェムトアンペア）以下の高精度の測定をするためには６０秒程度の待ち時間を設けなくてはいけない場合があり、このような場合には、ＳＣＵＵによって迅速に切り替えを行ってもすぐに測定が行えない。
本発明は上記問題点を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては、切替手段に接続されている第１と第２の測定手段を切り替えて、半導体素子である被測定素子の複数種類の電気特性を測定するための制御方法であって、切替手段により、前記被測定素子を前記第２の測定手段から電気的に切り離し、前記第１の測定手段に電気的に接続するステップと、第１の電気特性を測定するための電圧を前記第１の測定手段により前記被測定素子に前記切替手段を通じて印加し、前記第２の測定手段の出力電圧を、測定を行う前記第１の測定手段の出力電圧に合わせて保つステップと、前記切替手段により、前記被測定素子を前記第１の測定手段から電気的に切り離し、前記第２の測定手段に電気的に接続するステップと、前記被測定素子の第２の電気特性を前記第２の測定手段によって測定するステップとを含む方法が提供される。
【０００６】
このような制御方法によって上記問題点が解決される。すなわち、被測定素子（ＤＵＴ）と第１の測定手段（ＣＭＵ）とを接続して測定を行った後に、例えばＳＣＵＵ内にある切替手段を切り替えてＤＵＴと第２の測定手段（ＳＭＵ）とを接続しても、切り替え手段による電流が生じない。この理由について、本願発明者は、ＤＵＴとＣＭＵとを接続してＣＭＵによって測定を行うことにより、ＳＣＵＵ内部のスイッチ（切替手段）の端子間において誘電吸収が生じているために上記電流が生じているためであり、ＳＭＵの出力電圧をＣＭＵの出力電圧にあわせることにより、その誘電吸収の発生が防止できるためであると推測している。誘電吸収とは、実際の誘電体において多少なりとも生じる現象であり、通常、コンデンサーなどの誘電体において定電圧印加後に徐々に減少する直流電流として観察される現象であり、正負の電荷が分離して誘電体内のある部分に集積されることを原因とするものをいう。本願発明者らの推測によれば、本発明では、各測定手段の出力電圧を制御することにより、この誘電吸収の発生が防止されている。具体的には、第２の測定手段の出力電圧を、測定を行う第１の測定手段の出力電圧に合わせる。両測定手段の出力電圧を合わせるのは、積極的に何らの制御をしない場合に比べて互いの出力電圧差が近づくようにすることをさす。典型的には、電圧差を０ボルトに近づけるように制御するが、０ボルトにする場合以外も含む。切替手段の端子とは、切り替え手段に設けられる任意の導体部分のうち、外部の配線（配線トレースを含む）との接続が可能な任意のものをいう。
【０００７】
本発明において、前記切替手段は、前記被測定素子に接続されて前記第１の測定手段からの電気的接続を接続あるいは切り離す第１のスイッチと、前記被測定素子に接続されて前記第２の測定手段からの電気的接続を接続あるいは切り離す第２のスイッチと、前記第２のスイッチの切り替え部分を覆い前記第２の測定手段のガード出力に接続されたガードパイプとを備えると好適である。ガード出力に接続されたガードパイプを備えるスイッチを用いると、スイッチの切り替え部分において、誘電吸収、漏れ電流、電磁ノイズによる測定誤差などの誤差要因を除去することができ、高精度の測定を実現することができる。
【０００８】
本発明においては、前記保つステップは、前記第１の測定手段の出力電圧の直流成分と、前記第２の測定手段の出力電圧の直流成分とを略同一にするステップであると好適である。
【０００９】
直流成分は、被測定素子に印加するＤＣバイアスなどである。一例としては、第１の測定手段によってＤＣバイアスを印加しながら交流成分を測定しているときに、第２の測定手段の出力電圧を同じＤＣバイアスに合わせる。誘電吸収を小さくするためには、直流成分の電位差を小さくすることが有効であるため、両測定手段の出力電圧の直流成分を略同一にし、特に好ましくは、数１０ｍＶ〜数ｍＶ程度以下の精度で一致させる。
【００１０】
前記第１の測定手段は電気容量測定装置であり、前記第２の測定手段は電圧電流特性測定装置であると好適である。
【００１１】
電気容量測定装置とは、例えばＬＣＲメータである。また、電圧電流特性測定装置とは、例えば、ソースモニタユニットである。電気容量測定装置では、主に交流での被測定素子の性質を測定し、電圧電流特性測定装置では、主に直流での被測定素子の性質を測定する。
【００１２】
電気容量測定装置においては、比較的高い電圧による測定を行うことがあり、この後に電流電圧特性測定装置によって測定を行う場合には、特に誘電吸収が問題となるため、上記の制御方法により測定装置を切り替えることが有効である。
【００１３】
本発明は、コンピュータプログラムにより実現することもできる。すなわち、切替手段と該切替手段に接続されている複数の測定手段とを制御するコンピュータにおいて動作し、半導体素子である被測定素子の複数種類の電気特性を測定するための制御プログラムであって、前記コンピュータにより、前記被測定素子を前記第２の測定手段から電気的に切り離し、前記第１の測定手段に電気的に接続するよう前記切替手段を制御するステップと、前記コンピュータにより、第１の電気特性を測定するための電圧を前記被測定素子に前記切替手段を通じて印加するよう前記第１の測定手段を制御し、測定を行う前記第１の測定手段の出力電圧に出力電圧を合わせるよう前記第２の測定手段を制御することにより、前記切替手段における端子間の電圧差を小さく保つステップと、前記コンピュータにより、前記被測定素子を前記第１の測定手段から電気的に切り離し、前記第２の測定手段に電気的に接続するよう前記切替手段を制御するステップと、前記コンピュータにより、前記被測定素子の第２の電気特性を測定するよう前記第２の測定手段を制御するステップとを含む制御プログラムが提供される。
【００１４】
切り替え手段、測定手段は、例えばＧＰ−ＩＢなどの測定機器インターフェース通信によってコンピュータから制御される。上記制御プログラムによって、コンピュータから、切り替え手段と測定手段を互いに連携させて動作させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の制御方法および制御プログラムを用いれば、被測定素子の特性を測定する際に、第１の測定手段による測定から第２の測定手段による測定に切り替えるための時間を短くすることができ、測定処理のスループットが改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図２は、本発明の制御方法が実施される測定機器およびＤＵＴとそれらの接続に用いるＳＣＵＵ１２の構造を示すブロック図であり、ＣＭＵを用いた電気容量の測定とＳＭＵを用いた電気特性のＤＣ成分の測定とを切り替えて行なう場合の実施の形態を示す。図２には、機器ラック２００に搭載された測定器２１０が記載されている。測定器２１０には、ＣＭＵ２２（第１の測定手段）とＳＭＵ２０（ＳＭＵ２０１、２０２、第２の測定手段）が備えられている。測定器２１０は、これらの測定手段によりＤＵＴ（被測定素子）１０の電気特性の測定を行なう。
【００１８】
本発明の第１の実施形態は、例えば、図２に示すＳＣＵＵ１２において測定を行う際の切替手段（スイッチ）や測定手段の制御方法である。ここで、ＳＭＵ２０１、２０２は、直流の電圧源、電流源、電圧計、電流計を統合し、任意の組み合わせで利用することができる測定手段であり、主に直流成分を測定し、微弱な電流を測定するために用いることができる。これらのＳＭＵ２０１、２０２をあわせてＳＭＵ２０と呼ぶ。ＳＭＵ２０においては、ケルビン接続が可能となるよう、ＳＭＵ２０１とＳＭＵ２０２にトライアキシャル出力であるフォース端子Ｆ１、Ｆ２と、トライアキシャル出力であるセンス端子Ｓ１、Ｓ２とが含まれている。トライアキシャル出力になっている各出力は、中心導体により信号が伝達され、外側シールド導体はコモンに接続され、中心導体と外側シールド導体の間にあるガード導体には中心導体の信号と同電位に保たれたガード信号が伝達される。
【００１９】
ＣＭＵ２２は、一般にはインピーダンスを測定することができ、Ｌ（インダクタンス）、Ｃ（容量）、Ｒ（抵抗）を様々な印加波形や条件で測定することができ、ＤＣバイアスを印加しながら高周波特性を測定することができる。すなわち、ＣＭＵ２２は、インダクタンス測定手段、容量測定手段、抵抗測定手段となりうる測定手段である。ＣＭＵ２２には、接続装置１２のスイッチ１２５６および１２５８を制御するためのコントローラ２２２が含まれている。このコントローラは、必ずしもＣＭＵ２２に備えられている必要は無く、測定器２１０に備えられているか、または測定器２１０から制御できれば十分である。このコントローラは、ＳＭＵ２０１とＳＭＵ２０２のそれぞれにも制御信号を伝達する。
【００２０】
ＣＭＵ２２は、＋（Ｈｉｇｈ）側の電流を出力する測定コネクタＨＣ、＋側の電圧を測定する測定コネクタＨＰ、−（Ｌｏｗ）側の電流を出力する測定コネクタＬＣ、−側の電圧を測定する測定コネクタＬＰを備える。なお、ＣＭＵ２２の各同軸測定コネクタＨＣ，ＨＰ，ＬＣ，ＬＰのシールド導体は、ＣＭＵ２２の筐体グランドからはフローティングされている。ここで、ＤＵＴ１０の端子に関して機器との接続を区別するために＋側および−側との表現を用いるが、区別のための便宜的なものであり、特に電位の高低を意味するものではない。
【００２１】
ＤＵＴ１０は、例えば、シリコンウエハーを用いて作製されて、集積回路製造プロセスのプロセス条件の最適プロセスを定めるために用いられるＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）などの素子や、トランジスターなどの半導体素子であるが、これらに限られない。その他にも、このＤＵＴ１０においては、コネクタ１２０２、１２０４を介して、例えば、プローブ装置（図示しない）のプローブ針などによって、＋側および−側の電極に信号が印加され、応答が検出される。
【００２２】
接続装置１２は、ＤＵＴ１０の＋側の接続に用いるトライアキシャル出力のコネクタ１２０２と、ＤＵＴ１０の−側の接続に用いるトライアキシャル出力のコネクタ１２０４とを有している。
【００２３】
測定器２１０と接続装置１２は、接続３０に示される接続態様に接続される。この接続は、本発明においては、測定器２１０と接続装置１２とを直接接続することによって実現されることができる。あるいは、測定器２１０と接続装置１２とを中継するケーブルアセンブリを用いて実現されていることができる。
【００２４】
スイッチ１２５６および１２５８（切替手段）には、ＳＭＵ２０が有している複数の測定コネクタＳ１、Ｆ１、Ｓ２、Ｆ２に接続するようにされている複数のコネクタ１２６０〜１２６６が接続されている。また、スイッチ１２５６および１２５８には、ＣＭＵ２２が有している複数の測定コネクタＨＣ、ＨＰ、ＬＰ、ＬＣに接続するようにされている複数のコネクタ１２６８〜１２７４が接続されている。
【００２５】
接続装置１２は、制御信号コネクタ１２５２を有している。制御信号コネクタ１２５２から切替信号を受けたスイッチ駆動手段１２５４は、スイッチ１２５６および１２５８を切り替える。ここで、スイッチ１２５８と１２５６は連動している。すなわち、スイッチ１２５８が端子Ｔ１を選択したときには、スイッチ１２５６もＴ１端子を選択し、スイッチ１２５８が端子Ｔ２を選択したときには、スイッチ１２５６もＴ２端子を選択する。このように、スイッチ１２５８とスイッチ１２５６とを用いて、接続装置１２は、ＤＵＴ１０の測定にＣＭＵ２２を用いるか、ＳＭＵ２０を用いるかを切り替える。すなわち、スイッチ１２５６および１２５８は、コントローラ２２２からの切替信号に基づいて、第２のコネクタ１２６０〜１２６６か、第１のコネクタ１２６８〜１２７４かのいずれがＤＵＴ１０と電気的に接続されるかを切り替える。
【００２６】
図３および４によって、ＳＣＵＵ１２にあるスイッチ１２５８の構成をさらに詳細に説明する。なお、スイッチ１２５８と１２５６とは同様の構成を有している。なお、スイッチ１２５８が切り替える接続は、図２においては、中心導体のみの接続によって模式的に表現しているが、より詳細には、図３および４に示したように、中心導体の接続と、ＳＭＵに接続するコネクタ１２６０や１２６２の場合のガード導体（ＣＭＵに接続するコネクタ１２６８や１２７０においては、シールド導体）の接続との両接続である。
【００２７】
スイッチ１２５８は、スイッチ１２５８Ａ、Ｂ、Ｃによって構成される。ラインＬ１は、コネクタ１２６０および１２６２の中心導体に接続され、かつ、スイッチ１２５８Ｂの上リードに接続される。ラインＧ１は、コネクタ１２６０および１２６２のガード導体に接続され、かつ、スイッチ１２５８Ａの上リードとスイッチ１２５８Ｃの上リードに接続される。ラインＬ２は、コネクタ１２６８および１２７０の中心導体に接続され、かつ、スイッチ１２５８Ａの下リードに接続される。ラインＧ２は、コネクタ１２６８および１２７０のシールド導体に接続され、かつ、スイッチ１２５８Ｃの下リードに接続される。ラインＬ３は、スイッチ１２５８Ａの上下のリードに接続され、かつ、スイッチ１２５８の下リードに接続される。ラインＬ４は、コネクタ１２０２の中心導体に接続され、かつ、スイッチ１２５８Ｂの上下のリードに接続される。ラインＧ４は、コネクタ１２０２のガード導体に接続され、かつ、スイッチ１２５８Ｃの上下のリードに接続される。ところで、ラインＧ１は、さらに、スイッチ１２５８Ｂのガードパイプ１２５８Ｐにも接続される。このガードパイプ１２５８Ｐは、スイッチ１２５８Ｂにおける誘電吸収、漏れ電流、及び、ノイズの影響を防止するために設けられている。各スイッチ１２５８Ａ〜Ｃは、上リードか下リードかのいずれか一方を排他的に選択して接続する。この制御はスイッチ駆動手段１２５４により互いに連動して行われる。
【００２８】
図３は、ＣＭＵ２２により測定を行う場合のスイッチの状態を示し、図４は、ＳＭＵ２０により測定を行う場合のスイッチの状態を示す。ＣＭＵ２２により測定を行う場合（図３）には、スイッチ１２５８Ａ〜Ｃの上リードは離れて下リードがつながり、ＳＭＵ２０により測定を行う場合（図４）には、この逆に、スイッチ１２５８Ａ〜Ｃの上リードはつながり下リードが離れる。
【００２９】
本実施の形態においては、まず、スイッチ１２５８Ａ〜Ｃの状態が図３のように設定されて、ＣＭＵ２２による測定が行われる。ＣＭＵ２２は、ＤＣバイアスを印加しながら周波数と振幅を設定してＡＣ測定電圧を発生させて、ＤＣバイアスの下で所定の周波数におけるＤＵＴ１０の容量を測定する。このとき、ラインＧ２とＧ４がスイッチ１２５８Ｃにより接続されている。ガードパイプ１２５８Ｐは、Ｇ１に接続されてＳＭＵのガード電位にあり、また、ラインＬ１がＳＭＵ２０１の中心導体の電位にある。したがって、スイッチ１２５８Ｂの上リードとガードパイプ１２５８Ｐとの間の電位は、ＳＭＵ２０１のガード導体とＳＭＵ２０１の中心導体との間の電位に等しい。図３および図４の回路図の接続を実現するための実際の回路では、１２５８Ｂのスイッチは、リードスイッチなどのリレースイッチによって構成される。このため、スイッチ１２５８Ｂの上リードとガードパイプ１２５８Ｐとの間には、例えば、リードスイッチのガラス管とテフロン（登録商標）製の支持部とが介在する。これらの部材による誘電吸収は、スイッチ１２５８Ｂの上リードのラインＬ４とガードパイプ１２５８Ｐとの間の電圧差の影響を受ける。このため、本実施の形態では、ＣＭＵ２２によるＤＣバイアス電圧と同じ電圧をＳＭＵ２０１の中心導体から出力することによって、ＳＭＵ２０１のガード導体からも中心導体とほぼ同じ電圧が結果的に出力され、スイッチ１２５８Ｂにおいて上リードにつながる端子の電圧とガードパイプ１２５８Ｐの電圧を合わせることができる。ＣＭＵ２２による測定はこの状態で行われる。ＣＭＵ２２のＤＣバイアス電圧を変化させた時には、ＳＭＵ２０１の出力電圧もそれに合わせて変化させ、結果としてガードパイプ１２５８Ｐの電圧も変化するため、ガードパイプ１２５８Ｐの電圧はスイッチ１２５８Ｂの上リードのラインＬ４の電圧に合うように保たれ、誘電吸収の影響はほとんど観測されない。
【００３０】
次に、スイッチ１２５８Ａ〜Ｃの状態を切り替えて、図４のように設定する。このときには、ＳＭＵ２０１は、中心導体がラインＬ１とスイッチ１２５８ＢによりラインＬ４に接続され、ガード導体がラインＧ１とスイッチ１２５８ＣによりラインＧ４に接続される。ラインＬ２は、スイッチ１２５８ＡによりラインＬ３から絶縁され、また、ラインＧ２も、スイッチ１２５８ＣによりラインＧ４から絶縁されている。ＳＭＵ２０１による測定はこの状態で行われる。本実施の形態においては、スイッチ１２５６はスイッチ１２５８と同様に構成され、同様の動作を行う。また、ＳＭＵ２０２もＳＭＵ２０１と組み合わせて、スイッチ１２５６における電圧を合わせるように動作する。
【００３１】
ＣＭＵ２２による測定の際にＤＣバイアス成分と同じ電位をＳＭＵ２０１により出力したために、スイッチ１２５８Ｂにおける誘電吸収が防止でき、セトリングの時間を短縮してＳＭＵ２０１と２０２を用いる高精度な測定が迅速に開始できる。
【００３２】
なお、ＳＭＵ２０による測定の際には、ＣＭＵ２２のＤＣバイアスを出力する必要はない。ＣＭＵ２２は交流測定を行うため、誘電吸収によって残留する非常に小さなＤＣ成分は殆ど測定に影響しないためである。
【００３３】
なお、上記の説明では、ＳＭＵ２０１からのＳＣＵＵ１２のセンス端子１２６０が端子Ｔ１でフォース端子１２６２に接続される例に基づいて説明したが、センス端子の接続形態については、各種の変形が考えられる。例えば、図示しないが、センス端子１２６０がフォース端子１２６２に接続されずに、コネクタ１２０２とは独立にＤＵＴ１０へのセンス出力端子となる別個の出力端子が設けられて、その別個の出力端子とセンス端子１２６０が断続可能なスイッチを介して接続されていることができる。この接続形態では、ＳＭＵを測定に使用する場合にだけ、ＳＭＵのセンス信号がセンス出力端子に出力されるように構成される。その場合、ＤＵＴ１０へのセンス出力端子となる図示されてない別個のコネクタは、トライアキシャルコネクタとなり、ＳＭＵからのセンス出力端子のガード導体は、フォース出力端子であるコネクタ１２０２のガード導体に接続されてガード電位を提供する。センス出力端子の中心導体は、ＣＭＵからは接続されないように構成される。
【００３４】
［第２実施形態］
次に、本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態においては、切り替え手段はＳＣＵＵではなくスイッチングマトリクスに備えられる。図５は、本発明の実施の形態に係るスイッチングマトリクス３００である。このスイッチングマトリクスの例は、アジレント社製Ｅ５２５０ＡとＥ５２５０オプション００１の１０×１２マトリックススイッチカードとの組み合わせによって実現される。コネクタＳＭＵ１〜５には、ＳＭＵ２０１、２０２などの外部のＳＭＵの測定コネクタからケーブルが接続され、コネクタＨＦ１、ＣＶ１、ＨＦ２、ＣＶ２には，ＣＭＵ２２などの外部のＣＭＵの測定コネクタからケーブル（図示しない）が接続される。例えば、図１のＳＭＵ２０１のＳ１端子とＦ１端子は共にＳＭＵ５の端子に接続され、ＳＭＵ２０２のには、図１のＳ２端子とＦ２端子は共にＳＭＵ６の端子に接続され、ＣＭＵ２２のＨＣ端子はＨＦ１端子に、ＨＰ端子はＣＶ１端子に、ＬＰ端子はＨＦ２端子に、ＬＣ端子はＣＶ２端子にそれぞれ接続される。このスイッチングマトリクス３００においては、リレースイッチ３２０のそれぞれを個別に制御して、各列の上端に図示される第１〜第１２の出力コネクタと、コネクタＳＭＵ１〜５、コネクタＨＦ１、ＣＶ１、ＨＦ２、ＣＶ２との接形態を種々に変更して用いる測定手段の組み合わせを切り替える。第１〜第１２の出力コネクタにはＤＵＴ１０などのＤＵＴが接続される。
【００３５】
なお、ＳＭＵ５端子とＳＭＵ６端子に設けられているスイッチは、図に示したように、中心導体のリード（上リード）を囲むようにガードパイプが設けられ、ガードパイプは、各ＳＭＵ端子のガード導体（中心導体とシールド導体の間の導体）に接続されている。また、図５、６のＳＭＵ５、６の３重丸で記載されたコネクタはトライアキシャルコネクタを表し、ＨＦ１、２、ＣＶ１、２の２重丸によって示されるコネクタは同軸コネクタを示している。本スイッチングマトリクス３００は、必要に応じてどちらのケーブルを用いることもできる。
【００３６】
図６は、このスイッチングマトリクス３００のコネクタＳＭＵ５とＨＦ１とＣＶ１の一部分を拡大して示す。コネクタＳＭＵ５に外部のＳＭＵが接続されており、コネクタＨＦ１やＣＶ１に外部のＣＭＵが接続されている場合に、外部のＣＭＵにおいて測定を行うときには、外部のＣＭＵによるＤＣバイアスと外部のＳＭＵの電位差がスイッチ３４０（切替手段）に印加される。したがって、この電位差によって生じるスイッチ３４０に生じる誘電吸収を防止するために、本実施の形態においても、外部のＣＭＵによってＤＵＴ１０の容量測定を行っており外部のＳＭＵがＤＵＴ１０と絶縁されているときに、外部のＳＭＵの出力電圧を外部のＣＭＵのＤＣバイアス電位に合わせて出力する。そして、スイッチ３４０を切り替えて外部のＳＭＵによる測定を行う。
【００３７】
この場合であっても、外部のＣＭＵによる測定の際にＤＣバイアス成分と同じ電位を外部のＳＭＵにより出力したために、スイッチ３４０における誘電吸収が防止でき、セトリングの時間を短縮して外部のＳＭＵを用いる高精度な測定が迅速に開始できる。
【００３８】
［第３実施形態］
本発明においては、例えば、コンピュータプログラムとして上記制御方法を実施することができる。コンピュータにおいて動作するプログラムによって複数の測定機器（ＳＭＵやＣＭＵ）と切替手段を含むＳＣＵＵとを制御して、この制御方法を実施することができる。このとき、例えばＧＰ−ＩＢなどの通信インターフェースによってコンピュータから測定機器や切替手段を制御することができる。本発明を実施するコンピュータプログラムにおいては、誘電吸収を考慮する必要がないため、セトリング時間に起因するプログラム処理に設けるウエイト時間を短くできるので、測定処理を迅速に行うことができる。
【００３９】
以上のように、いくつかの例示的な実施形態が本発明に関して詳細に説明された。当業者には、本発明の新規な開示および効果から実質的に離れることなくこれら実施形態を様々に改良することが可能であることが分るであろう。したがって、そのような改良も全て本発明の範囲に含められるべきことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の半導体素子特性測定器と被測定素子の構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態における接続装置の構成を示す図。
【図３】本発明の実施の形態における接続装置のある接続態様を示す図。
【図４】本発明の実施の形態における接続装置のもう一つの接続態様を示す図。
【図５】本発明の他の実施の形態における接続装置の構成を示す図。
【図６】本発明の他の実施の形態における接続装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１０   被測定素子
１２   接続装置
３０   接続
１００ プローブ装置
２００ 機器ラック
２１０ 測定器
２２２ コントローラ
３００ スイッチングマトリクス
３２０ リレースイッチ
３４０ スイッチ
１２０２、１２０４、１２６０〜１２７４    コネクタ
１２５２      制御信号コネクタ
１２５４      スイッチ駆動手段
１２５６、１２５８   スイッチ
１２５８Ａ〜Ｃ       スイッチ
１２５８Ｐ    ガードパイプ
ＨＣ、ＨＰ、ＬＰ、ＬＣ      測定コネクタ
Ｌ１〜Ｌ４、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ４       ライン
Ｔ１、Ｔ２    端子
ＳＭＵ１〜５  コネクタ
【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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【図６】
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