(57)【要約】【課題】本発明は、被測定物の電気的特性の測定時に生じる放電を簡単な方法で検出できる測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】被測定物に電気信号を印加し該被測定物の電気的特性を測定する測定部と、該測定部に接続され、該被測定物に印加された該電気信号の値である電気信号値を取得する放電検出部と、を備え、該放電検出部は、該電気信号値が予め定められた基準値より小さい場合において、該電気信号値と該基準値との差分値が、予め定められた第１比較値よりも小さくなってから、該差分値が該第１比較値より大きくなった場合に外部へ放電アラームを出し、該基準値は、放電がないときの該電気信号値の最大値以上に設定され、該測定部は、該被測定物の測定の終了時に該電気信号値が最大となるように該被測定物に該電気信号を印加する。【選択図】図１
2016001130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に電気信号を印加し前記被測定物の電気的特性を測定する測定部と、
前記測定部に接続され、前記被測定物に印加された前記電気信号の値である電気信号値を取得する放電検出部と、を備え、
前記放電検出部は、前記電気信号値が予め定められた基準値より小さい場合において、前記電気信号値と前記基準値との差分値が、予め定められた第１比較値よりも小さくなってから、前記差分値が前記第１比較値より大きくなった場合に外部へ放電アラームを出し、
前記基準値は、放電がないときの前記電気信号値の最大値以上に設定され、
前記測定部は、前記被測定物の測定の終了時に前記電気信号値が最大となるように前記被測定物に前記電気信号を印加することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記放電検出部は、前記電気信号値が前記基準値よりも大きい場合において、前記差分値が、予め定められた第２比較値より大きくなった場合に外部へ異常アラームを出すことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記放電検出部は、前記第１比較値が保存された比較値保存部を有することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記放電検出部は、前記第１比較値と前記第２比較値が保存された比較値保存部を有することを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項５】
被測定物に電気信号を印加し前記被測定物の電気的特性を測定する測定部と、
前記測定部に接続され、前記被測定物に印加された前記電気信号の値である電気信号値を取得する放電検出部と、を備え、
前記放電検出部は、
予め定められた周期で前記電気信号値をサンプリングし、
前記電気信号値から予め定められた第１比較値を差し引いた値である第１閾値を計算し、
最新の前記電気信号値が、直前のサンプリングで得られた前記第１閾値より小さくなった場合に外部へ放電アラームを出し、
前記測定部は、前記被測定物の測定の終了時に前記電気信号値が最大となるように前記被測定物に前記電気信号を印加することを特徴とする測定装置。
【請求項６】
前記放電検出部は、
前記被測定物の電気的特性の測定の進行に伴って前記第１比較値を増加又は減少させることを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記放電検出部は、
直前のサンプリングで得られた前記第１閾値を出力する第１部分と、
最新の前記電気信号値を出力する第２部分と、
前記第１部分の出力と前記第２部分の出力を入力とするコンパレータと、を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記放電検出部はデジタル回路で構成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載の測定装置。
【請求項９】
前記放電検出部に接続され、放電のあった前記被測定物を特定する情報を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記測定部は、前記放電アラームが出されたときに前記被測定物の測定を停止することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記測定部は、前記電気信号を単調増加させて前記被測定物に印加することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記測定部は、前記電気信号として矩形パルスを前記被測定物に印加することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記電気信号値は電圧であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の電気的特性を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物の電気的特性を測定するために被測定物に大電流又は大電圧を印加すると、例えばプローブと被測定物の間で放電が発生することがある。測定中に放電が発生した被測定物は何らかのダメージを受けていると考えられるので、確実に放電を検出する必要がある。放電を見逃し、放電の生じた被測定物が良品として後工程に流出した場合、後工程にてその被測定物を抽出することは困難である。
【０００３】
特許文献１には放電の検出方法が開示されている。この放電検出方法は、半導体素子モジュールの内部で発生する放電を、放電パルス電流とアコースティックエミッションセンサによる音で判別するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３０９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術ではモジュール内部の放電を音で検出するため、ウエハ又はチップなどの被測定物への応用は困難であり、かつある程度の静寂を要する問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、被測定物の電気的特性の測定時に生じる放電を簡単な方法で検出できる測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の発明に係る測定装置は、被測定物に電気信号を印加し該被測定物の電気的特性を測定する測定部と、該測定部に接続され、該被測定物に印加された該電気信号の値である電気信号値を取得する放電検出部と、を備える。該放電検出部は、該電気信号値が予め定められた基準値より小さい場合において、該電気信号値と該基準値との差分値が、予め定められた第１比較値よりも小さくなってから、該差分値が該第１比較値より大きくなった場合に外部へ放電アラームを出し、該基準値は、放電がないときの該電気信号値の最大値以上に設定され、該測定部は、該被測定物の測定の終了時に該電気信号値が最大となるように該被測定物に該電気信号を印加する。
【０００８】
本願の発明に係る他の測定装置は、被測定物に電気信号を印加し該被測定物の電気的特性を測定する測定部と、該測定部に接続され、該被測定物に印加された該電気信号の値である電気信号値を取得する放電検出部と、を備える。該放電検出部は、予め定められた周期で該電気信号値をサンプリングし、該電気信号値から予め定められた第１比較値を差し引いた値である第１閾値を計算し、最新の該電気信号値が、直前のサンプリングで得られた該第１閾値より小さくなった場合に外部へ放電アラームを出し、該測定部は、該被測定物の測定の終了時に該電気信号値が最大となるように該被測定物に該電気信号を印加する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被測定物に印加された電気信号値の変化に基づいて放電を検出するので、簡単に放電を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る測定装置を示す図である。
【図２】放電検出部の動作を示すフローチャートである。
【図３】放電等の異常が発生せず所望の測定が行われた場合における電気信号値の推移を示す図である。
【図４】放電により電気信号値が急減する場合における電気信号値の推移を示す図である。
【図５】電気信号値が急増する場合における電気信号値の推移を示す図である。
【図６】発振と放電が発生した場合における電気信号値の推移を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る測定装置を示す図である。
【図８】放電により電気信号値が急減する場合における電気信号値の推移を示す図である。
【図９】電気信号値が一時的に発振したことを示す図である。
【図１０】連続的な放電が発生したことを示す図である。
【図１１】アナログ回路で構成された放電検出部を示す図である。
【図１２】デジタル回路で構成された放電検出部を示す図である。
【図１３】測定中に第１比較値を変化させることを示す図である。
【図１４】連続的な放電が発生したことを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る測定装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る測定装置１０を示す図である。測定装置１０は絶縁基板１２と絶縁基板１２に固定されたプローブ１４を備えている。プローブ１４は被測定物と電気的かつ機械的に接続される部分である。プローブ１４はＺ方向に伸縮するように構成し、被測定物のダメージを低減することが好ましい。
【００１３】
プローブ１４としては、スプリング式プローブ、積層プローブ、ワイヤー状プローブ、又はカンチレバー式プローブを用いてもよい。プローブ１４は、例えば銅、タングステン、又はレニウムタングステン等の金属で形成する。プローブ１４の先端部分に例えば金、パラジウム、タンタル、又はプラチナ等のコーティングを施し、プローブの耐久性を高めてもよい。なお、被測定物にワイヤボンドする場合は、外部端子（リードフレーム又はケースタイプの外部端子など）を介して被測定物の電気的接続を確保するので、プローブ１４は不要である。
【００１４】
絶縁基板１２の上面には、プローブ１４と電気的に接続された接続部１６が設けられている。プローブ１４と接続部１６は例えば絶縁基板１２の上面の金属板により接続する。接続部１６は信号線１８により測定部２０に接続されている。測定部２０は被測定物に電気信号を印加し被測定物の電気的特性を測定する部分である。
【００１５】
絶縁基板１２はアーム３０によって支持されている。アーム３０は、信号線３２を介して測定部２０に接続されている。アーム３０は、測定部２０によって制御され任意の位置に絶縁基板１２を移動させる。絶縁基板１２の下方（Ｚ負方向）には、被測定物を真空吸着又は静電吸着して保持するステージ４０が設けられている。ステージ４０の側面にはステージ４０と電気的に接続された接続部４１が設けられている。接続部４１は信号線４４により測定部２０に接続されている。
【００１６】
図１には、ステージ４０に真空吸着又は静電吸着した被測定物４２が示されている。被測定物４２は、上面電極４２ａと下面電極４２ｂを有し、これらの間で電流を流す縦型の半導体素子である。被測定物４２は例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。なお、被測定物４２は、縦型の半導体素子に限定されず、素子の特定面で電流を入出力する横型の半導体素子でもよい。
【００１７】
被測定物４２の電気的特性を測定する際には、ステージ４０と下面電極４２ｂが接触した状態で、アーム３０を駆使して複数のプローブ１４を上面電極４２ａに接触させる。なお、絶縁基板１２は固定し、ステージ４０を絶縁基板１２に近接させてプローブ１４と上面電極４２ａを接触させてもよい。
【００１８】
各プローブ１４に流れる電流の大きさが略一致するように、接続部１６から各プローブ１４を介して接続部４１に至る複数の電流経路長を略一致させることが好ましい。そこで、本発明の実施の形態１では、接続部１６と接続部４１の間に複数のプローブ１４を配置した。  
【００１９】
測定部２０には放電検出部５０が接続されている。放電検出部５０は被測定物４２の測定中に生じ得る放電等を検出する部分である。放電検出部５０は、被測定物４２に印加された電気信号の値である電気信号値を、測定部２０から取得する。
【００２０】
放電検出部５０は、差分値算出部５０Ａ、比較値保存部５０Ｂ、及び比較部５０Ｃを備えている。差分値算出部５０Ａは、電気信号値と、予め定められた基準値の差分である差分値を算出する。比較値保存部５０Ｂには、第１比較値と第２比較値が保存されている。第１比較値と第２比較値は、放電等を検知する指標となるものである。第１比較値と第２比較値は、演算処理上は絶対値としてもよい。比較部５０Ｃは、差分値算出部５０Ａで算出した差分値と第１比較値（又は第２比較値）を比較する。
【００２１】
図２は、放電検出部５０の動作を示すフローチャートである。図３は、放電等の異常が発生せず所望の測定が行われた場合における電気信号値の推移を示す図である。なお、電気信号値Ｖｘは被測定物４２に印加する「電圧」である。
【００２２】
放電等の異常が発生しない場合における放電検出部５０の動作を図２、３を参照して説明する。まず、測定部２０が被測定物４２に印加する電気信号を単調増加させて被測定物４２の測定を開始すると、放電検出部５０の動作が開始する（ステップ１００）。
【００２３】
ステップ１０２において、差分値算出部５０Ａが、電気信号値Ｖｘと基準値Ｖ０との差分値ΔＶ０を算出する。基準値Ｖ０は、放電がないときの電気信号値の最大値以上に設定する。ここでは基準値Ｖ０と電気信号値の最大値（例えば数ｋＶ）を等しくした。なお、基準値Ｖ０はユーザによって設定可能とすることが好ましく、設定された基準値Ｖ０は放電検出部５０の中に保存しておく。
【００２４】
ステップ１０２ではさらに、比較部５０Ｃにおいて、差分値ΔＶ０と第１比較値ΔＶ１を比較する。差分値ΔＶ０は差分値算出部５０Ａから取得し、第１比較値ΔＶ１は比較値保存部５０Ｂから取得する。なお、第１比較値ΔＶ１は基準値Ｖ０と第１閾値Ｖ１の差分値であり、前述のとおり、予め比較値保存部５０Ｂに保存されている。例えば時刻ｔ１では、差分値ΔＶ０が第１比較値ΔＶ１より大きいので、次のタイミングで再びステップ１０２を実行する。
【００２５】
時間が経過し時刻ｔ２になると、差分値ΔＶ０は第１比較値ΔＶ１より小さくなる。この場合ステップ１０４へ処理を進める。ステップ１０４では、測定終了時ｔｅに到達したか判定する。例えば時刻ｔ２では測定終了時ｔｅに到達していないので、ステップ１０６に進む。
【００２６】
ステップ１０６では、放電による電気信号値Ｖｘの急減が起こっていないか判定する。具体的には、放電によって電気信号値Ｖｘが急減することにより差分値ΔＶ０が大きくなり、差分値ΔＶ０が第１比較値ΔＶ１より大きくなっていないか判定する。ここでは放電が発生しない場合を想定しているので、時刻ｔ２から測定終了時ｔｅまでの間に、ΔＶ０＞ΔＶ１となることはない。従ってステップ１０８へ進む。
【００２７】
ステップ１０８では、電気信号値の急増が起こっていないか判定する。電気信号値の急増は、例えば、測定部２０に異常が生じたり、被測定物４２に対するボンディングワイヤが剥離したりした場合に生じえる。ステップ１０８では、比較部５０Ｃによって、電気信号値Ｖｘが基準値Ｖ０よりも大きく、かつ差分値ΔＶ０が第２比較値ΔＶ２より大きいか否か判定する。差分値ΔＶ０は差分値算出部５０Ａから取得し、第２比較値ΔＶ２は比較値保存部５０Ｂから取得する。なお、第２比較値ΔＶ２は基準値Ｖ０と第２閾値Ｖ２の差分値であり、前述のとおり、予め比較値保存部５０Ｂに保存されている。ここでは、放電等の異常が発生しないことを想定しているので、ステップ１０４へ進む。
【００２８】
測定終了時ｔｅまで、ステップ１０４、ステップ１０６、及びステップ１０８を繰り返し、測定終了時ｔｅになると測定終了する（ステップ１１２）。測定終了後は電気信号値が急速に低下する。
【００２９】
次に、放電が発生する場合における放電検出部５０の動作を図２、４を参照して説明する。図４は、放電により電気信号値が急減する場合における電気信号値の推移を示す図である。図４には、測定開始時から測定終了時ｔｅまで電気信号値Ｖｘを単調増加させて被測定物に印加しようとしたが、途中（時刻ｔ３）において放電が発生し電気信号値が急減したことが示されている。電気信号値の急減後に急減前の電気信号値に戻ることもあるが、図４では電気信号値の急減後に急減前の電気信号値に戻らない場合を示す。なお、図４の一点鎖線は放電がない場合の電気信号値の推移を示している。
【００３０】
時刻ｔ３では放電による電気信号値Ｖｘの急減が発生している。そのため、差分値ΔＶ０が急増する。そして、ステップ１０６において、差分値ΔＶ０が第１比較値ΔＶ１より大きいと判定され、ステップ１１０へ進む。ステップ１１０では、放電検出部５０が外部（測定部２０）へ放電アラームを出す。放電アラームが出されると放電検出処理が実行される。
【００３１】
放電検出処理は、測定停止処理と情報記憶処理を含む。測定停止処理とは、放電アラームを受けた測定部２０が被測定物４２の測定を停止（中断）する処理である。放電アラームを受けて即座に測定を止めることで、プローブ１４及び上面電極４２ａの破損防止、並びに放電による被測定物４２のダメージ拡大を抑制できる。
【００３２】
情報記憶処理は、放電検出部５０に接続された記憶部５２に、放電のあった被測定物を特定する情報を記憶する処理である。例えば被測定物のＩＤ番号を記憶する。被測定物が多数のチップを有する半導体ウエハである場合は、放電が発生したチップの位置情報を記憶部５２に記憶する。なお、放電の発生したチップは廃棄する。
【００３３】
このように、差分値ΔＶ０が第１比較値ΔＶ１よりも小さくなってから、差分値ΔＶ０が第１比較値ΔＶ１より大きくなったときに放電アラームを出すことで、放電を検出できる。
【００３４】
次に、電気信号値が急増した場合における放電検出部５０の動作を図２、５を参照して説明する。図５は、電気信号値が急増する場合における電気信号値の推移を示す図である。時刻ｔ４において電気信号値Ｖｘが急増している。そのため、ステップ１０８で、電気信号値Ｖｘが基準値Ｖ０よりも大きく、かつ差分値ΔＶ０が第２比較値ΔＶ２より大きいと判定される。そうすると、ステップ１１０で異常アラームが出され、上記の放電検出処理と同様の処理が実行される。すなわち、測定部２０が被測定物４２の測定を停止し、電気信号値が急増した被測定物を特定する情報を記憶部５２に記憶する。なお、記憶部５２に記憶された被測定物が異常アラームを出されたものなのか、放電アラームを出されたものなのか区別できるように、アラームの種類に関する情報も被測定物と関連付けて記憶部に記憶させることが好ましい。
【００３５】
このように、本発明の実施の形態１に係る測定装置１０によれば、放電検出部５０にて差分値ΔＶ０と第１比較値ΔＶ１又は第２比較値ΔＶ２を比較することで放電等を検出する。測定部２０に放電検出部５０を接続するだけで測定装置１０を作成できるので、被測定物の電気的特性の測定時に生じる放電等を簡単な方法で検出できる。
【００３６】
第１比較値ΔＶ１と第２比較値ΔＶ２は比較値保存部５０Ｂに保存されているので、使用者がこれらを設定する必要はない。例えば、比較部５０Ｃで第１閾値Ｖ１と第２閾値Ｖ２を用いる場合、基準値を変更するときには変更後の基準値に合った第１閾値Ｖ１と第２閾値Ｖ２を設定する必要があり、作業ミスが生じやすい。しかし、本発明の実施の形態１では、基準値の変更時には基準値だけを変更すればよいので作業ミスを防止できる。
【００３７】
電気信号値として、被測定物に流れる電流を用いる場合と、被測定物に印加する電圧を用いる場合が考えられる。電気信号値として電流を用いた場合、単発的な放電発生後すぐに元の電流値に戻ること、及びインピーダンスに影響されて放電発生時の電流値が定められないこと等により、放電検出が困難である。
【００３８】
他方、電気信号値として電圧を用いた場合について考える。この場合、単発的な放電発生後、電源、回路インピーダンス、及び被測定物で構成される回路の充電が終わった後に元の電圧値に戻る。つまり、上記の充電に時間を要するので、放電による電圧値の急減はある程度の時間継続する。従って、電気信号値として電圧を用いた方が電流を用いた場合よりも放電検出精度を高めることができる。本発明では電気信号値として電圧を用いているので、放電検出精度を高めることができる。
【００３９】
ステップ１０８は基本的に放電検出とは無関係である。しかも電気信号値の急増の発生頻度は非常に低い。従って、図２のステップ１０８を省略してもよい。その場合、比較値保存部５０Ｂに第２比較値ΔＶ２を保存しておく必要はない。
【００４０】
放電検出処理は、測定停止処理と情報記憶処理に限らず、例えば音声による使用者への通知でもよい。上記の変形例は以下の実施の形態に係る測定装置にも適宜応用できる。以下の実施の形態に係る測定装置は、実施の形態１との共通点が多いので実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００４１】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、測定部は、電気信号として矩形パルスを被測定物に印加する。図６は、被測定物に矩形パルスを印加しようとしたところ、発振と放電が発生したことを示す図である。期間Ａでは発振に起因する電気信号値のゆらぎが見られる。この発振は被測定物の特性又は測定回路に起因するものであり放電ではない。そのため、期間Ａにおける差分値ΔＶ０が第１比較値ΔＶ１又は第２比較値ΔＶ２より大きくならないように、第１比較値ΔＶ１と第２比較値ΔＶ２を発振の変域よりも大きく設定する。
【００４２】
期間Ｂでは連続的な放電が生じて電気信号値が急減している。この場合、差分値ΔＶ０が第１比較値ΔＶ１より大きくなるので、ステップ１０６からステップ１１０へ進み、放電アラームが出される。なお、図６の一点鎖線は放電がない場合の電気信号値の推移を示す。
【００４３】
実施の形態１では電気信号値を単調増加させ、実施の形態２では電気信号として矩形パルスを用いた。しかし、被測定物の測定の終了時に電気信号値が最大となるように被測定物に電気信号を印加する限り、電気信号の波形は特に限定されない。つまり、測定中に電気信号値を意図的に低下させると、放電による電気信号値の急減と電気信号値の意図的な低下の区別がつかない。よって、実施の形態１、２の放電検出部は、電気信号値を維持又は上昇させる測定に有効であり、電気信号値を低下させる測定には利用しない。
【００４４】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、被測定物の電気的特性の測定中に基準値を電気信号値に追従させる。つまり基準値が時間変化する。図７は、本発明の実施の形態３に係る測定装置２００を示す図である。放電検出部２０２は、測定部２０に接続され、被測定物４２に印加された電気信号の値である電気信号値（電圧）を取得する。
【００４５】
放電検出部２０２は予め定められた周期で電気信号値をサンプリングする。サンプリング周期は例えば数μsec〜数十μsec程度である。そして、放電検出部２０２は、取得した電気信号値から予め定められた第１比較値を差し引いた値である第１閾値を計算する。第１閾値はサンプリング周期ごとに計算する。放電検出部２０２は、最新の電気信号値が、直前のサンプリングで得られた第１閾値より小さくなった場合に放電アラームを出す。
【００４６】
図８−１０を参照して放電検出部２０２の動作について説明する。図８は、放電により電気信号値が急減することを示す図である。時刻ｔａにおいて放電が発生し、そのときにサンプリングされた電気信号値はＶ３である。放電発生の直前（１つ前）のサンプリングは時刻ｔｂに実施されている。時刻ｔｂにおける電気信号値を時刻ｔｂにおける基準値Ｖ０とする。時刻ｔｂにおける電気信号値（基準値Ｖ０）から第１比較値ΔＶ１を差し引いた第１閾値Ｖ１は黒丸で示されている。最新の電気信号値Ｖ３が、直前のサンプリングで得られた第１閾値Ｖ１より小さくなっているので、放電検出部２０２は放電アラームを出す。放電検出後の処理は実施の形態１と同じである。
【００４７】
図９は、電気信号値が一時的に発振したことを示す図である。時刻ｔｃにおいて発振が発生し、そのときにサンプリングされた電気信号値はＶ４である。発振発生の直前（１つ前）のサンプリングは時刻ｔｄに実施されている。時刻ｔｄにおける電気信号値を時刻ｔｄにおける基準値Ｖ０とする。時刻ｔｄにおける電気信号値（基準値Ｖ０）から第１比較値ΔＶ１を差し引いた第１閾値Ｖ１は黒丸で示されている。最新の電気信号値Ｖ４が、直前のサンプリングで得られた第１閾値Ｖ１より大きいので放電アラームは出されない。このようにして発振による電気信号値の低下を放電として検出することを回避する。
【００４８】
図１０は、連続的な放電により電気信号値が急減し、その後電気信号値が復帰しないことを示す図である。この場合、最新（時刻ｔｆ）の電気信号値Ｖ５が、直前（時刻ｔｇ）のサンプリングで得られた第１閾値Ｖ１より小さくなるので、図８の場合と同様に放電アラームが出される。
【００４９】
ところで、実施の形態１で述べたとおり、電気信号値の急増は検出してもしなくてもよい。仮に、電気信号値の急増を検出する場合は、最新の電気信号値が、直前のサンプリングで得られた第２閾値Ｖ２より大きくなった場合に、異常アラームを出すようにする。なお、第２閾値Ｖ２は電気信号値に予め定められた第２比較値を加算した値である。
【００５０】
実施の形態１、２の測定装置では基準値が固定であるので測定期間の全体で放電検出することはできない。そのため、測定期間の全体で放電がなかったことを保証しようとすると、測定後に放電によるダメージ等がないか確認するチェック工程が必要である。
【００５１】
しかしながら本発明の実施の形態３に係る発明では、電気信号値を基準値とするので基準値及び基準値から算出される第１閾値が時間変化する。従って、測定期間全体で放電検出ができる。よって、上記のチェック工程を不要としつつ、測定期間の全体で放電がなかったことを保証できる。
【００５２】
放電検出部２０２は、アナログ回路で構成してもよいし、デジタル回路で構成してもよい。図１１は、アナログ回路で構成された放電検出部を示す図である。入力部２０４は、測定部２０から電気信号値が入力される部分である。第１部分２０６は、直前のサンプリングで得られた第１閾値を出力する。第２部分２０８は、最新の電気信号値を出力する。コンパレータ２１０は、第１部分２０６の出力と第２部分２０８の出力を入力とするものである。コンパレータ２１０は、第２部分２０８の出力（ＩＮ２）の値が第１部分２０６の出力（ＩＮ１）の値より小さくなった場合に放電アラーム（ハイレベル信号）を出す。
【００５３】
図１２は、デジタル回路で構成された放電検出部を示す図である。Ａ／Ｄコンバータ２２０は電気信号値をデジタル変換して出力する。デジタル処理部２２２は、デジタル変換された電気信号値から第１閾値を算出し、最新の電気信号値が、直前のサンプリングで得られた第１閾値より小さくなった場合に放電アラームを出す。
【００５４】
ところで、時間の経過に伴い電気信号値を維持又は上昇させる測定においては、放電又は被測定物の短絡時等に電気信号値が減少する。そこで、図１１の第１部分２０６を、測定開始時から最新のサンプリング時までの期間における最大の電気信号値（最大電圧値）を出力する最大電圧出力部に置き換えてもよい。放電により電気信号値が急減したときには、最大電圧値より最新の電気信号値が小さくなる。このときコンパレータ２１０は放電アラームを出す。最大電圧出力部は、第１部分２０６で行う演算が不要であるので、第１部分２０６よりも簡素な構造にできる。なお、測定中にわずかな電気信号値の低下を引き起こす発振が生じる場合には、当該発振が放電として検出されてしまうので、最大電圧出力部は利用できない。
【００５５】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４による放電検出は、基本的に実施の形態３と同様であるが、測定の途中で第１比較値を変更する点で実施の形態３と異なる。図１３は、測定中に第１比較値を変化させることを示す図である。時刻ｔｈよりも前では、第１比較値ΔＶ１ｎを利用する。例えば時刻ｔｉでは、電気信号値Ｖ０ｎから第１比較値ΔＶ１ｎを差し引いた値である第１閾値Ｖ１ｎが算出される。そして、時刻ｔｉの１つ後のサンプリングにおいて得た最新の電気信号値と第１閾値Ｖ１ｎが比較される。
【００５６】
時刻ｔｈ以降は第１比較値ΔＶ１ｍを利用する。第１比較値ΔＶ１ｍは第１比較値ΔＶ１ｎより小さい。例えば時刻ｔｊでは、電気信号値Ｖ０ｍから第１比較値ΔＶ１ｍを差し引いた値である第１閾値Ｖ１ｍが算出される。そして、時刻ｔｊの１つ後のサンプリングにおいて得た最新の電気信号値と第１閾値Ｖ１ｍが比較される。
【００５７】
被測定物の電気的特性又は測定回路の構成等に起因して電気信号値が発振する場合がある。電気信号値の発振を放電として検出することを回避するためには、発振が生じ得る期間における第１比較値を大きくすることが好ましい。
【００５８】
本発明の実施の形態４では、時刻ｔｈより前の期間で発振が生じやすい場合を想定し、時刻ｔｈよりも前の期間の第１比較値ΔＶ１ｎを、時刻ｔｈ以降の第１比較値ΔＶ１ｍより大きくした。従って、時刻ｔｈよりも前の期間で起こる発振を放電として検出することを回避しつつ、時刻ｔｈ以降の発振が生じない期間では小さい第１比較値を利用して確実に放電を検出できる。
【００５９】
本発明の実施の形態４では、最初に大きい第１比較値ΔＶ１ｎを利用し、その後小さい第１比較値ΔＶ１ｍを利用するが、別の方法で第１比較値を変更してもよい。発振が生じやすい期間で第１比較値を大きくし、それ以外の期間では第１比較値を小さくすることが好ましい。そのため、例えば測定の初期において発振が発生しづらく、測定の後期において発振が発生しやすい場合、測定の初期では小さい第１比較値を利用し測定の後期では大きい第１比較値を利用する。また、３つ以上の第１比較値を使い分けてもよい。つまり、放電検出部は、被測定物の電気的特性の測定の進行に伴って第１比較値を増加又は減少させる限り様々な変形が可能である。
【００６０】
本発明の実施の形態４に係る放電検出部はアナログ回路で形成してもよいしデジタル回路で形成してもよい。アナログ回路で形成する場合には、図１１の放電検出部の第１部分２０６に第１比較値を増減させる回路を追加する。
【００６１】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、実施の形態３で説明した基準値を変動させる方法を用いて、矩形パルス印加時の放電等を検出する。図１４には、被測定物に矩形パルスを印加しようとしたところ、最高電圧に達する前に放電が発生したことが示されている。
【００６２】
このような放電は、実施の形態３の方法で検出する。つまり、放電により最新（時刻ｔｍ）の電気信号値Ｖ６が、直前のサンプリング（時刻ｔｋ）で得られた第１閾値Ｖ１より小さくなったことで、放電アラームを出す。
【００６３】
実施の形態２（図６）では、矩形パルス印加時の電圧上昇過程における放電等は検出できなかったが、実施の形態３で説明した基準値を変動させる方法を用いることで矩形パルス印加の全期間において放電等を検出できる。なお、ここまでで説明した各実施の形態の特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０  測定装置、  １２  絶縁基板、  １４  プローブ、  １６,４１  接続部、  １８,３２,４４  信号線、  ２０  測定部、  ３０  アーム、  ４０  ステージ、  ４２  被測定物、  ５０  放電検出部、  ５０Ａ  差分値算出部、  ５０Ｂ  比較値保存部、  ５０Ｃ  比較部、  ５２  記憶部、  ２００  測定装置、  ２０２  放電検出部、  ２０６  第１部分、  ２０８  第２部分、  ２１０  コンパレータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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