JP2000501192A

JP2000501192A - 試験方法および該試験方法を実施するための試験ステーション

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Publication number: JP2000501192A
Application number: JP10505634A
Authority: JP
Inventors: ブロイヨハン; ピルクルルートヴィッヒ; ヴァーグナートーマス; ヴォイタラペーター; シュテーゲラーフランツ; フォゲンライターオットー; マッセウスレオン; ヤプメー―モイ; ユリヴァルター; レーンフレッド; スティーヴンツン; キノシタギャリー; シュレーダーライナー; コルンマイヤーヴェルナー
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-21
Also published as: EP0914617A1; EP0914617B1; US6154712A; WO1998003879A1; DE59712306D1; JP3102498B2

Abstract

(57)【要約】製品の試験方法たとえば製造ラインにより完成した後の製品の試験方法において、以下のステップが設けられている。ａ）第１の製品における第１のパラメータを、第１の試験装置（２）により第１の入力信号（Ｉｎ１）を用いてテストし、第１の試験結果（Ｘ１）を生じさせるステップ。ｂ）前記の第１の製品における第１のパラメータを、第２の試験装置（３）により前記第１の入力信号（Ｉｎ１）とは無関係の第２の入力信号（Ｉｎ２）を用いてテストし、第１の試験結果（Ｘ１）に依存しない第２の試験結果（Ｘ２）を生じさせるステップ。ｃ）各試験装置（２，３）により求められた試験結果（Ｘ１，Ｘ２）の差値（ΔＸ）を求めるステップ。ｄ）該差値（ΔＸ）から前記試験装置（２，３）の品質を求めるステップ。ｅ）前記試験装置（２，３）の品質が所定の値とは異なっていれば、エラーメッセージ（Ｎ）を送出させるステップ。ｆ）前記のステップａ）〜ｅ）を少なくとも１つの別のパラメータについて繰り返すステップ。

Description

【発明の詳細な説明】製品試験方法および該方法を実施する装置本発明は、製造ラインにより完成した製品の試験方法およびその方法を実施するための装置に関する。製品たとえば半導体製品を製造する場合、高い製品品質基準を保証できるようにするため、最終製品の品質を継続的に監視しなければならない。その際、試験装置の精度と信頼性が重要な役割を果たすことになる。試験装置の種々の偏差を早期に識別する目的で、それらの試験装置は所定のタイムインターバルでまえもって特色づけられた基準製品によって検査される。この種の診断手法や較正ルーチンは、たいてい手動で実行される。このことは非常に時間がかかるだけでなく、高いコストとも結びつく。なぜならば、診断／較正プロセス中は試験装置を生産的には利用できないからである。このことにより場合によっては潜行性の偏差があまりにも後になって明らかにされることも多く、そのため製品に対しコストのかかる後処理や試験が実行されることになる。また、個々の測定それ自体にも誤差が含まれているので、試験ルーチン展開時にすでに一定の試験偏差が必然的に入り込むことになる。この場合、一般に試験手段のメーカ情報が考慮される。そのような情報はたいてい調べられないし、あるいはそれを調べるのは煩雑であるし、そのことはたいてい、製造される製品の高品質基準（エラーレート≦１ｐｐｍ）の保証とは矛盾する。したがって本発明の課題は、製造ラインにより完成した製品をテストするための試験方法および試験装置において、上述の欠点を有することのないように構成することである。さらに本発明による試験方法および試験装置によって半導体素子の適正な検査を、そのために必要とされる試験装置のシステムに起因する測定誤差や安定性の検査を考慮しながら行えるように構成することにある。本発明によればこの課題は、請求項１および請求項４の特徴部分に記載の構成により解決される。従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。本発明による方法によれば、製造ラインに組み込まれたテストシステムにおいてテストシステムの偏差を、製造中すなわち製造ライン稼働中、早期に検出することができる。試験装置により求められた試験結果は、事前に規定された試験上限および試験下限と比較され、このことにより製品エラーが識別され、したがってエラーのある製品を試験手段の誤差を考慮しながら適正に排除することができる。試験装置に存在する精度または信頼性の偏差を取り除く目的で、さらに別の検査結果が同じ検査装置によって、最初の試験とは異なる電流／電圧源および試験経路を利用して求められる。今日の試験装置は複数の同じ電流／電圧源を装備しているので、このやり方は汎用的でありかつ付加的なコストをかけずに適用できる。また、別の実施形態によれば、第２の試験プロセスが第２の基準試験装置を用いて所定の抜き取り検査の回数だけ実行される。このことにより高い確率で、試験装置のうちの１つにおけるたとえば”クリティカルな”または”潜行性の”偏差が早期に明らかにされる、ということを前提とすることができる。抜き取り検査の回数は、たとえばソフトウェア制御で本発明の方法により検出された偏差に基づき自動的に変化させたり整合させたりすることができる。さらに別の実施形態によれば、本発明の方法により求められた試験装置状態値に基づき自動的な再較正を行うことができる。次に、２つの図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。図１は、本発明による試験ステーションの基本的な装置構成を示す全般的なブロック図である。図２は、目標上限および目標下限の算出を示すダイアグラムであって、そこには調整幅も書き込まれている。図３は、本発明による試験ステーションの基本的な装置構成を示す詳細ブロック図である。図４は、本発明による試験ステーションにおける試験方法に関するフローチャートである。図１にはテストすべき電力半導体が描かれており、これは適切な案内装置（図示せず）と走査装置６を介して第１の試験装置２と接続可能である。当然ながらこの場合、１つまたは複数のパラメータに基づき特性を検査すべきその他の任意の製品を用いることができるのはいうまでもない。第１の試験装置２により第１のパラメータが求められ、その後、テストすべき電力半導体１は走査装置６内の切換装置によって第２の試験装置３たとえば基準装置と接続される。この第２の試験装置３により同じパラメータがたとえば第１のものと同じ第２のテスト源に基づき求められ、試験結果が評価ユニット４へ伝達される。これら両方の試験装置２，３により求められた試験結果は評価ユニット４において互いに減算され、そのようにして求められた差値ΔＸは判定ユニット５へ転送される。判定ユニット５は制御信号を発生し、これは所定のクリティカルな値を超えたときに適切な制御信号によってたとえば信号Ｎを用いて、試験装置２，３の診断／再較正を行わせ、あるいはイネーブル信号Ｊを発生させる。その際、詳細には示されていない計算ユニットにより、収集されたデータを統計的に評価し、上述の診断／再較正を所定の統計値になってはじめて開始させることができる。この試験方法全体は以下のような経過を辿る。完成した製品この実施例では電力半導体１は、試験ステーションにおける第１の試験装置２と接続される。この試験装置２は第１のテスト源を有しており、これはたとえば半導体の場合には電流源とすることができ、これをオン状態抵抗を求めるために用いることができる。さらに試験ステーションは同じ構造をもつ第２の試験装置４を基準装置として有しており、これも図示の実施例では同様に電流源であり、さらにこの電流源は第１の電流源とは独立したものである。素子への相応の経路も２重に構成することができる。また、２つの試験装置２，３の代わりにたとえば選択的に接続可能な２つの電流源を備えたただ１つの試験装置を用いてもよい。しかし、試験装置２，３内で発生する可能性のあるエラー源を本発明による方法によって早期に識別するために有用であるのは、互いに独立した２つの同一の試験装置２，３にそれぞれライン経路、切換リレー等を設けることである。図示の実施例の場合、オン状態抵抗が両方の試験装置２，３により２つの段階に分けられて求められる。評価ユニット４はテストされたパラメータの差値ΔＸを求め、パラメータはこの実施例ではオン状態抵抗である。なお、基準として電流源を用いる代わりに、そのために電圧源等を用いることも考えられるのはいうまでもない。正常な状況であれば、すなわち試験ステーションが理想状態にあれば、両方の試験装置２，３は正確に同じオン状態抵抗を検出し、これにより評価ユニット４は差値Δｘ＝０を算出する。試験ステーションをかなり長い期間にわたり使用していると、試験源の一方がたとえば温度変化や消耗等によりその目標出力範囲において変動する可能性がある。しかしこれは経験値であり、両方の試験装置２，３は同じ方向へはドリフトしない。したがって差値Δｘによって、試験装置２，３がまだ所定の許容範囲内で動作しているかを迅速に求めることができる。算出された差値Δｘが所定の目標範囲外にあれば、判定ユニット５はエラー信号Ｎを送出する。求められた差値Δｘが所定の目標範囲内にあれば、肯定のメッセージＪが送出される。両方の試験装置２，３において同じエラーが出現するのを避けるため、第１の試験装置２へのみテストすべきすべての素子が送り込まれる。この場合、第２の試験装置３は抜き取り検査で選択されたものだけを受け取り、つまりたとえば１０番目の素子ごとにテストされる。このようにすることで、消耗や温度の影響等に起因する各試験装置２，３の同じ誤動作をきわめて確実に避けることができる。図２には、試験結果の差値の偏差に関する典型的な正規分布を示すダイアグラムが描かれている。さらに付加的に図２には、相応の調整幅をもつ目標上限値と目標下限値も書き込まれている。この場合、参照符号Ｆにより、両方の検査結果における測定値のパラメータに関する分布が描かれている。ここでＦは、製造のばらつきに対する尺度を成す。分布Ｆはこの実施例ではゼロを中心に対称的に配置されている。しかし、必ずしもこのようでなくてもよい。判定ユニット５に対する決定的な尺度として相応の限界値が書き込まれており、ここでＵＳＧは目標下限値を表し、ＯＳＧは目標上限値を表す。製品試験にあたり、試験装置２，３において測定された値Ｘ_ｉが構造規則ＵＳＧ≦Ｘ_ｉ≦ＯＳＧを満たしているか否かを調べる必要がある。しかしそのつどの測定には誤差も含まれているので、一定の測定調整幅Ｖを採用する必要がある。このため通常、測定機器のメーカ情報が考慮される。本発明による方法によれば、測定偏差の統計的な算出において測定方式の測定された特性（分布）や品質目標が考慮される。その際、条件ＵＳＧ＋Ｖ≦Ｘ_ｉ≦ＯＳＧ−Ｖが満たされているか否かを調べる必要がある。測定誤差Ｘ_ｉが正規分布であり、品質目標が最大誤差成分ｐ_max（たとえば１ｐｐｍ）であるか超過成分であるならば、測定偏差Ｖは標準正規分布の分位からＶ＝σ_Ｍ・ | Φ^-1（０.５・ｐ_max）| となる。このため図２には別の分布Ｆ_δも書き込まれており、これは試験装置２，３における測定過程の分散を表す。測定過程の分散Ｆ_δから測定調整幅Ｖを求めることができる。 σ_Ｍは特別な測定手段検査によりあるいはデルタコントロールカードにより得られ、標準偏差から計算される。デルタコントロールカードを用いた安定性検査にあたり、試験装置により求められた試験結果が前の部分で規定された試験限界値ＵＳＧ＋ＶおよびＯＳＧ−Ｖと比較され、これにより製品エラーが識別され、このようにしてエラーのある製品を試験手段の誤差を考慮しながら適正に除外することができる。試験装置において精度ないし信頼性の偏差が生じているか否かは、この時点ではわからない。この理由から、最初の試験とは異なる電流／電圧源および試験経路を用いて、同じ試験装置による別の試験結果が求められる。そして両方の試験結果を比較することにより、製品におけるエラーまたは試験装置における偏差を明確に識別することができる。今日の試験装置２，３は複数の同一の電流／電圧源を装備しているので、このような方法は汎用的であるし、付加的にコストをかけずに適用できる。試験装置２，３に適切な自動較正装置を設けることができ、この自動較正装置は判定ユニット５の信号Ｎにより起動される。選択的に判定ユニット５の信号Ｎを、たとえば特定の個数のエラーメッセージが発生したときに、つまりＯＳＧ＋Ｖよりも大きいかまたはＵＳＧ−Ｖよりも小さい差値Δｘが発生したときに、起動させることも可能である。後置接続された統計的評価装置４はたとえばマイクロプロセッサとすることができる。この種の較正装置はたとえばｎ≧１の個数後に起動させることができる。図３にはテストすべき半導体素子１が描かれており、これは適切な案内装置（図示せず）および走査装置（図示せず）を介して試験ステーションと接続可能である。なお、半導体素子の代わりに、１つまたは複数のパラメータに基づきテストすべき特性をもつあらゆる任意の製品を用いることができるのはいうまでもない。試験ステーションは、ドライバユニットＡ１と測定ユニットＡ２を有している。ドライバユニットＡ１は２つのドライバＡ１−１，Ａ１−２から成る。測定ユニットＡ２は２つの測定機器Ａ２−１，Ａ２−２から成る。この場合、ドライバユニットＡ１−１と測定機器Ａ２−１は、先に述べた第１の試験装置２を成す。また、ドライバユニットＡ２−１と測定機器Ａ２−２は、第２の試験装置３を成す。２つよりも多くのドライバを、同じ個数の測定機器とともに用いることも考えられる。ドライバＡ１−１により、半導体素子１は第１の入力信号Ｉｎ１によって初期化される。半導体素子の出力側には第１の出力信号Ｘ１が発生し、これは対応する測定機器Ａ２−１へ戻されて読み取られ、試験結果Ｘ１とされる。ドライバドライバユニットＡ１における第２のドライバＡ１−２も第１のドライバＡ１−１と同様、第２の入力信号Ｉｎ２によって半導体素子１を初期化し、そのようにして試験結果Ｘ２を生じさせ、これは測定ユニットＡ２における第２の測定機器Ａ２−２へ戻されて読み取られる。ここで本発明において基本的なことは、入力結合される入力信号Ｉｎ１，Ｉｎ２は互いに独立していることである。したがって互いに無関係な２つの出力信号Ｘ１，Ｘ２を、測定信号として出力結合することができる。切換ルーチンを用いてこの試験プロセスを反復させることができる。半導体素子１のさらに別の接続端子において適切な測定を行うことで、さらに別のパラメータについてテストすることもできる。図４には、図３に示した本発明による試験ステーションのフローチャートが描かれている。図４のフローチャートの場合には、ドライバＡ１−２と測定機器Ａ２−２が用いられる。両方の測定機器により求められた試験結果は、互いに減算される。そのようにして求められた差値δ＝Ｘ１−Ｘ２は、判定ルーチンを経てクリテイカルなコントロールリミットＵＫＬ，ＯＫＬについて調べられる。差値がこれらのコントロールリミットＵＫＬ，ＯＫＬを上回ったか下回った場合、そのことがシステムへ通報され、規定された補正アクションが導入される。これによってたとえば、ドライバユニットと測定ユニットの診断／再較正を行わせることができ、あるいは製品検査を引き続き進ませることができる。また、図示されていない計算ユニットにより、収集されたデータを統計的に評価することができるし（デルタコントロールカードを用いた安定性監視）、さらに上述の診断／再較正を所定の統計値になってからはじめて導入することができる。統計的コントロールリミットの作成のため、ｋ個の測定をまえもって行うことが必要である： δ_１＝Ｘ_１−Ｙ₁，δ₂， ... ，δ_ｋここでδ＝Ｘ−Ｙは両方の測定の差値である。δは分布関数Ｆδによる確率変数も表すし、その実現も表す。正規分布の場合、 δ〜Ｎ（μδ；σδ）であり、ここでパラメータμδとσδは算術平均と標準偏差に対応し、推定される。テスタの能力のほかにテスタの安定性もオンラインで監視できる。以下の判定基準のうち少なくとも１つが満たされていると、試験方法の安定性はもはや得られない。実践では個々の事例ごとに、どの判定基準が適用されるのかを調べる必要がある。１）差値δが下方のコントロールラインＵＫＬまたは上方のコントロールラインＯＫＬよりも外側にある場合、すなわちδ＜ＵＫＬであるかまたはδ＞ＯＫＬである場合、システムは不安定である。コントロールリミットＵＫＬまたはＯＫＬは、有意水準αの関数である逆の分布関数Ｆ_δにより決定される。コントロールリミットＵＫＬまたはＯＫＬについて、が成り立つ。２）たとえ値がコントロールリミット外になくても、ｍ個の順次連続するδが中央線の片側に位置していれば、システムは不安定である（いわゆるＲＵＮ）。この場合、ｍは２・０．５^m≦α から求めることができる。３）トレンドが存在している場合、システムは不安定である。この場合、２つの択一的な可能性がある。３ａ）ｍ個の順次連続するδ値が連続的に上昇または下降している。ここでｍはにより求められる。３ｂ）ｍ個の順次連続するポイントにより定められた回帰グレードが求められ、上昇が有意に０とは異なるか否かが調べられる（統計的テスト）。上述の条件のうちの１つが満たされれば、一連の補正措置が導入され、たとえば試験システムの較正または診断などが行われ、それらは試験システムにより自動的に導入される。本発明による方法は、テストすべきパラメータすべてについて実行される。したがって試験ステーションは、テストすべきパラメータごとに２重に構成する必要がある。試験装置２，３の品質に対し決定的な役割を果たす統計値を求めるため、計算すべき以下の値Ｃｇｋ，Ｃｇを利用することができる。これら両方の値Ｃｇｋ，Ｃｇは試験ステーション全体の性能を表し、ここでＸは平均値であり、 σは正規分布の標準偏差を表す。この場合、１つのロットまたはレポート期間におけるｎ個の測定値δ₁＝Ｘ₁− Ｙ₁，δ₂，_...，δ_nが存在する。これから分布関数Ｆ_δが求められる。これから以下の両方の性能特性値（ゲージ・ケイパビリテイ）ＣｇおよびＣｇｋが求められる。Ｃ_gk＝Minimum（Ｃ_go；Ｃ_gu）ここでΔ＝０．２５でありα＝０．００２７である。また、Ｃ_goとＣ_guはこの場合、性能値は、対応するプロセス性能値ＣｇおよびＣｇｋの品質目標に達しなければならない。本発明によるテスト手法によれば、テスト精度により良好と判定されて市場に供給されるエラーのある素子の分量が所定の品質目標を上回らないよう、目標限界値が求められる。たとえば所定のタイムインターバルで試験システムを較正するような従来の方式は、試験手段の性能のそのつどの一瞬の記録しか得られない。これによれば、そのようなタイムインターバルとタイムインターバルの間にテスタが指定範囲外で動作するようなことを、排除できない。本発明の方法によれば、システムに起因する測定エラーの状況で場合によっては機能していると評価されたエラーのある素子が市場に供給されてしまうのが回避されるのと同様、暫定的に粗悪品としてテストされる製品が繰り返しテストされるようなことも避けられる。このようにして品質目標を保証することができ、コストのかかる再測定や逆に戻すアクションを最初から避けることができる。しかも試験時間が短くなり、試験コストも低減される。また、試験システムの試験性能が著しく高められる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年９月２２日（１９９８．９．２２）【補正内容】明細書試験方法および該試験方法を実施するための試験ステーション本発明は、多数の同じ形式の製品に対しその完成後に一連の測定を実施するための試験方法ならびに該試験方法を実施するための試験ステーションに関する。製品たとえば半導体製品を製造する場合、高い製品品質基準を保証できるようにするため、最終製品の品質を継続的に監視しなければならない。その際、試験装置の精度と信頼性が重要な役割を果たすことになる。試験装置の種々の偏差を早期に識別する目的で、それらの試験装置は所定のタイムインターバルでまえもって特色づけられた基準製品によって検査される。この種の診断手法や較正ルーチンは、たいてい手動で実行される。このことは非常に時間がかかるだけでなく、高いコストとも結びつく。なぜならば、診断プロセスまたは較正プロセス中は試験装置を生産的には利用できないからである。このことにより場合によっては潜行性の偏差があまりにも後になって明らかにされることも多く、そのため製品に対しコストのかかる後処理や試験が実行されることになる。また、個々の測定それ自体にも誤差が含まれているので、試験ルーチン展開時にすでに一定の測定許容範差が必然的に入り込むことになる。この場合、一般に試験手段のメーカ情報が考慮される。そのような情報はたいてい調べられないし、あるいはそれを調べるのは煩雑であるし、そのことはたいてい、製造される製品の高品質基準（エラーレート≦１ｐｐｍ）の保証とは矛盾する。したがって本発明の課題は、多数の同じ形式の製品に対しその完成後に一連の測定を実施するための試験方法ならびに試験ステーションにおいて、上述の欠点を回避することにある。さらに本発明による試験方法および試験ステーションによって半導体素子の適正な検査を、そのために必要とされる試験装置のシステムに起因する測定エラーや安定性検査を考慮しながら行えるように構成することにある。本発明によればこの課題は、請求項１記載の試験方法ならびに請求項５記載の試験ステーションにより解決される。従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。本発明による方法によれば、製造ラインに組み込まれたテストシステムにおいてテストシステムの偏差を、製造中すなわち製造ライン稼働中、早期に検出することができる。試験装置により求められた試験結果は、事前に規定された試験上限および試験下限と比較され、このことにより製品エラーが識別され、したがってエラーのある製品を試験手段の誤差を考慮しながら適正に排除することができる。試験装置に存在する精度または信頼性の偏差を取り除く目的で、さらに別の検査結果が同じ検査装置によって、最初の試験とは異なる電流源または電圧源および試験経路を利用して求められる。今日の試験装置は複数の同じ電流源または電圧源を装備しているので、このやり方は汎用的でありかつ付加的なコストをかけずに適用できる。また、別の実施形態によれば、第２の試験プロセスが第２の基準試験装置を用いて所定の抜き取り検査の回数だけ実行される。このことにより高い確率で、試験装置のうちの１つにおけるたとえば”クリティカルな”または”潜行性の”偏差が早期に明らかにされる、ということを前提とすることができる。抜き取り検査の回数は、たとえばソフトウェア制御で本発明の方法により検出された偏差に基づき自動的に変化させたり整合させたりすることができる。さらに別の実施形態によれば、本発明の方法により求められた試験装置状態値を用いて試験装置の自動的な再較正を行うことができる。次に、４つの図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。図１は、本発明による試験ステーションの基本的な装置構成を示す全般的なブロック図である。図２は、目標上限および目標下限の算出を示すダイアグラムであって、そこには測定許容範囲も描かれている。図３は、本発明による試験ステーションの基本的な装置構成を示す詳細ブロック図である。図４は、本発明による試験ステーションにおける試験方法に関するフローチャートである。図１にはテストすべき電力半導体が描かれており、これは適切な案内装置（図示せず）および走査装置６を介して第１の試験装置２と接続されている。当然ながらこの場合、１つまたは複数のパラメータに基づき特性を検査すべきその他の任意の製品を用いることができるのはいうまでもない。第１の試験装置２により第１のパラメータが求められ、その後、テストすべき電力半導体１は走査装置６内の切換装置によって第２の試験装置３たとえば基準装置と接続される。この第２の試験装置３により同じパラメータがたとえば第１のものと同じ第２のテスト源に基づき求められ、試験結果が評価ユニット４へ伝達される。これら両方の試験装置２，３により求められた試験結果は評価ユニット４において互いに減算され、そのようにして求められた差値δは判定ユニット５へ転送される。判定ユニット５は制御信号を発生し、これは所定のクリティカルな値を超えたときに適切な制御信号によってたとえば信号Ｎを用いて、試験装置２，３の診断または再較正を行わせ、あるいはイネーブル信号Ｊを発生させる。その際、詳細には示されていない計算ユニットにより、収集されたデータを統計的に評価し、上述の診断または再較正を所定の統計値になってはじめて開始させることができる。この試験方法全体は以下のような経過を辿る。完成した製品この実施例では電力半導体１は、試験ステーションにおける第１の試験装置２と接続される。この試験装置２は第１のテスト源を有しており、これはたとえば半導体の場合には電流源とすることができ、これをオン状態抵抗を求めるために用いることができる。さらに試験ステーションは同じ構造をもつ第２の試験装置４を基準装置として有しており、これも図示の実施例では同様に電流源であり、さらにこの電流源は第１の電流源とは独立したものである。素子への相応の経路も２重に構成することができる。また、上述の２つの試験装置２，３の代わりに選択的に接続可能な２つの電流源を備えたただ１つの試験装置を設けることもできる。しかし、試験装置２，３内で発生する可能性のあるエラー源を本発明による方法によって早期に識別するために有用であるのは、互いに独立した２つの同一の試験装置２，３にそれぞれライン経路、切換リレー等を設けることである。図示の実施例の場合、オン状態抵抗が両方の試験装置２，３により２つの段階に分けられて求められる。評価ユニット４はテストされたパラメータの差値δを求める。この実施例では、パラメータはオン状態抵抗である。なお、基準として電流源を用いる代わりに、そのために電圧源等を用いることも考えられるのはいうまでもない。正常な状況であれば、すなわち試験ステーションが理想状態にあれば、両方の試験装置２，３は正確に同じオン状態抵抗を検出し、これにより評価ユニット４は差値δ＝０を算出する。試験ステーションをかなり長い期間にわたり使用していると、試験源の一方がたとえば温度変化や消耗等によりその目標出力範囲において変動する可能性がある。しかしこれは経験値であり、両方の試験装置２，３は同じ方向へはドリフトしない。したがって差値δによって、試験装置２，３がまだ所定の許容範囲内で動作しているかを迅速に求めることができる。算出された差値δが所定の許容範囲外にあれば、判定ユニット５はエラー信号Ｎを送出する。求められた差値δが所定の目標範囲内にあれば、イネーブル信号Ｊが送出される。両方の試験装置２，３において同じエラーが出現するのを避けるため、第１の試験装置２へのみテストすべきすべての素子が送り込まれる。この場合、第２の試験装置３は抜き取り検査で選択されたものだけを受け取り、つまりたとえば１０番目の素子ごとにテストされる。このようにすることで、消耗や温度の影響等に起因する各試験装置２，３の同じ誤動作をきわめて確実に避けることができる。図２には、試験結果の差値の偏差に関する典型的な正規分布を示すダイアグラムが描かれている。さらに付加的に図２には、相応の測定許容範囲をもつ目標上限値と目標下限値も書き込まれている。この場合、参照符号Ｆにより、両方の検査結果における測定値のパラメータに関する分布が描かれている。ここでＦは、製造のばらつきに対する尺度を成す。分布Ｆはこの実施例ではゼロを中心に対称的に配置されている。しかし、必ずしもこのようでなくてもよい。判定ユニット５に対する決定的な尺度として相応の限界値が書き込まれており、ここでＵＳＧは目標下限値を表し、ＯＳＧは目標上限値を表す。製品試験にあたり、試験装置２，３において測定された値Ｘ_iが構造規則ＵＳＧ≦Ｘ_i≦ＯＳＧを満たしているか否かを調べる必要がある。しかしそのつどの測定には誤差も含まれているので、一定の測定許容範囲Ｖを採用する必要がある。このため通常、測定機器のメーカ情報が考慮される。本発明による方法によれば、測定許容範囲の統計的な算出において測定値から求められた測定方式の分布Ｆや品質目標が考慮される。測定方式の上記の分布Ｆを、以下では測定方式の性能とも称する。ここで条件ＵＳＧ＋Ｖ≦Ｘ_i≦ＯＳＧ−Ｖが満たされているか否かを調べる必要がある。測定エラ−Ｘ_iが正規分布であり、品質目標が最大誤差成分ｐ_max（たとえば１ｐｐｍ）であるか超過成分であるならば、測定許容範囲Ｖは標準正規分布の分位からｖ＝σ_M・｜Φ^-1（0.5・ｐ_max）｜となる。このため図２には別の分布Ｆ_δも書き込まれており、これは試験装置２，３における測定過程の分散を表す。測定過程の分散Ｆ_δから測定許容範囲Ｖを求めることができる。 σ_Mは特別な測定手段検査によりあるいはデルタコントロールカードにより得られ、標準偏差から計算される。デルタコントロールカードを用いた安定性検査にあたり、試験装置により求められた試験結果が前の部分で規定されたテストリミット値ＵＳＧ＋ＶおよびＯＳＧ−Ｖと比較され、これにより製品エラーが識別され、このようにしてエラーのある製品を試験手段の誤差を考慮しながら適正に除外することができる。試験装置において精度ないし信頼性の偏差が生じているか否かは、この時点ではわからない。この理由から、最初の試験とは異なる電流源または電圧源および試験経路を用いて、同じ試験装置による別の試験結果が求められる。そして両方の試験結果を比較することにより、製品におけるエラーまたは試験装置における偏差を明確に識別することができる。今日の試験装置２，３は複数の同一の電流／電圧源を装備しているので、このような方法は汎用的であるし、付加的にコストをかけずに適用できる。試験装置２，３に適切な自動較正装置を設けることができ、この自動較正装置は判定ユニット５の信号Ｎにより起動される。選択的に判定ユニット５の信号Ｎを、たとえば特定の個数のエラーメッセージが発生したときに、つまりテストリミットＯＳＧ＋Ｖよりも大きいかまたはテストリミットＵＳＧ−Ｖよりも小さい差値δが発生したときに、起動させることも可能である。後置接続された統計的評価装置４はたとえばマイクロプロセッサとすることができる。この種の較正装置はたとえばｎ≧１の個数後に起動させることができる。図３にはテストすべき半導体素子１が描かれており、これは適切な案内装置（図示せず）および走査装置（図示せず）を介して試験ステーションと接続されている。なお、半導体素子の代わりに、１つまたは複数のパラメータに基づきテストすべき特性をもつあらゆる任意の製品を用いることができるのはいうまでもない。試験ステーションは、ドライバユニットＡ１と測定ユニットＡ２を有している。ドライバユニットＡ１は２つのドライバＡ１−１，Ａ１−２から成る。測定ユニットＡ２は２つの測定機器Ａ２−１，Ａ２−２から成る。この場合、ドライバユニットＡ１−１と測定機器Ａ２−１は、先に述べた第１の試験装置２を成す。また、ドライバユニットＡ２−１と測定機器Ａ２−２は、第２の試験装置３を成す。２つよりも多くのドライバを、同じ個数の測定機器とともに用いることも考えられる。ドライバＡ１−１により、半導体素子１は第１の入力信号Ｉｎ１によって初期化される。半導体素子の出力側には第１の出力信号Ｘ１が発生し、これは対応する測定機器Ａ２−１によって読み出され、試験結果Ｘ１とされる。ドライバドライバユニットＡ１における第２のドライバＡ１−２も第１のドライバＡ１−１と同様、第２の入力信号Ｉｎ２によって半導体素子１を初期化し、そのようにして試験結果Ｘ２を生じさせ、これは測定ユニットＡ２における第２の測定機器Ａ２ −２によって読み出される。ここで本発明において基本的なことは、入力結合される入力信号Ｉｎ１，Ｉｎ２は互いに独立していることである。したがって互いに無関係な２つの出力信号Ｘ１，Ｘ２を、測定信号として出力結合することができる。切換ルーチンを用いてこの試験プロセスを反復させることができる。半導体素子１のさらに別の接続端子において適切な測定を行うことで、さらに別のパラメータについてテストすることもできる。図４には、図３に示した本発明による試験ステーションのフローチャートが描かれている。図４のフローチャートの場合には、ドライバＡ１−２と測定機器Ａ２−２が用いられる。両方の測定機器により求められた試験結果は、互いに減算される。そのようにして求められた差値δ＝Ｘ１−Ｘ２は、判定ルーチンを経てクリティカルなコントロールリミットＵＫＬ，ＯＫＬについて調べられる。差値がこれらのコントロールリミットＵＫＬ，ＯＫＬを上回ったか下回った場合、そのことがシステムヘ通報され、規定された補正処理が導入される。これによってたとえば、ドライバユニットと測定ユニットの診断または再較正を行わせることができ、あるいは製品検査を引き続き進ませることができる。また、図示されていない計算ユニットにより、収集されたデータを統計的に評価することができるし（デルタコントロールカードを用いた安定性監視）、さらに上述の診断／再較正を所定の統計値になってからはじめて導入することができる。統計的コントロールリミットの作成のため、ｋ個の測定をまえもって行うことが必要である： δ₁＝Ｘ₁₁−Ｘ₂₁；δ₂＝Ｘ₁₂−Ｘ₂₂；_・・・；δ_k ここでδｘ＝X_1x−Ｘ_2x（ただしｘ＝１〜ｋ）は両方の測定の差値である。δ は分布関数Ｆ_δによる確率変数も表すし、その実現も表す。正規分布の場合、 δ〜Ｎ（μ_δ；σ_δ）であり、ここでパラメータμ_δとσ_δはそれぞれ算術平均と標準偏差に対応し、見積もられる。測定方式の性能のほかにテスト方式の安定性もオンラインで監視できる。以下の判定基準のうち少なくとも１つが満たされていると、試験方法の安定性はもはや得られない。実践では個々の事例ごとに、どの判定基準が適用されるのかを調べる必要がある。１）差値δが下方のコントロールラインＵＫＬよりも小さい場合または上方の上方のコントロールラインＯＫＬよりも大きい場合、すなわちδ＜ＵＫＬであるかまたはδ＞ＯＫＬである場合、システムは不安定である。コントロールリミットＵＫＬまたはＯＫＬは、有意水準αの関数である逆の分布関数Ｆ_δにより決定される。コントロールリミットＵＫＬまたはＯＫＬについて、が成り立つ。２）たとえ値がコントロールリミットＵＫＬ，ＯＫＬ外になくても、ｍ個の順次連続するδが中央線の片側に位置していれば、システムは不安定である（いわゆるＲＵＮ）。この場合、ｍは２・０．５^m≦α から求めることができる。３）トレンドが存在している場合、システムは不安定である。この場合、２つの択一的な可能性がある。３ａ）ｍ個の順次連続する差値δが連続的に上昇または下降している。ここでｍはにより求められる。３ｂ）ｍ個の順次連続するポイントにより定められた回帰グレードが求められ、上昇が有意に０とは異なるか否かが調べられる（統計的テスト）。上述の条件のうちの１つが満たされれば、一連の補正措置が導入され、たとえば試験システムの較正または診断などが行われ、それらは試験システムにより自動的に導入される。本発明による方法は、テストすべきパラメータすべてについて実行される。したがって試験ステーションは、テストすべきパラメータごとに２重に構成する必要がある。試験装置２，３の品質に対し決定的な役割を果たす統計値を求めるため、計算すべき以下の特性値Ｃｇｋ，Ｃｇを利用することができる。これら両方の特性値Ｃｇ，Ｃｇｋは試験ステーション仝体の性能を表す。この場合、１つのロットまたはレポート期間におけるｘ＝１−ｘ個のそれぞれ異なる測定値 δ₁＝Ｘ₁₁−Ｘ₂₁；δ₂＝Ｘ₁₂−Ｘ₂₂，_・・・，δ_X が存在する。これから分布関数Ｆδが求められる。これから、性能（ゲージ・ケイパビリティ）に関する以下の両方の特性値ＣｇおよびＣｇｋが求められる。Ｃ_gk＝Minimum（Ｃ_go；Ｃ_gu）ここでΔ＝０．２５でありα＝０．００２７である。また、Ｃ_goとＣ_guはこの場合、性能値は、対応するプロセス性能値ＣｇおよびＣｇｋの品質目標に達しなければならない。本発明によるテスト手法によれば、テスト精度により良好と判定されて市場に供給されるエラーのある素子の分量が所定の品質目標を上回らないよう、目標限界値が求められる。たとえば所定のタイムインターバルで試験システムを較正するような従来の方式は、試験手段の性能のそのつどの一瞬の記録しか得られない。これによれば、そのようなタイムインターバルとタイムインターバルの間にテスタが指定範囲外で動作するようなことを、排除できない。本発明の方法によれば、システムに起因する測定エラーの状況で場合によっては機能していると評価されたエラーのある素子が市場に供給されてしまうのが回避されるのと同様、暫定的に粗悪品としてテストされる製品が繰り返しテストされるようなことも避けられる。このようにして品質目標を保証することができ、コストのかかる再測定や逆に戻すアクションを最初から避けることができる。しかも試験時間が短くなり、試験コストも低減される。また、試験システムの試験性能が著しく高められる。請求の範囲１．複数の同じ形式の製品（１）に対しその完成後に一連の測定を実施するための試験方法において、ａ）第１の製品（１）における第１のパラメータを、第１の試験装置（２）により第１の入力信号（Ｉｎ１）を用いてテストし、第１の試験結果（Ｘ１）を生じさせるステップと、ｂ）前記の第１の製品における第１のパラメータを、第２の試験装置（３）により前記第１の入力信号（Ｉｎ１）とは無関係の第２の入力信号（Ｉｎ２）を用いてテストし、第１の試験結果（Ｘ１）に依存しない第２の試験結果（Ｘ２）を生じさせるステップと、ｃ）両方の試験装置（２，３）により求められた試験結果（Ｘ１，Ｘ２）の差値（δ）を計算するステップと、ｄ）求められた試験結果（Ｘ１，Ｘ２）およびそれから算出された差値（δ）を、以前にテストされた製品（１）の同じ形式の一連の測定により得られた先行して求められたデータとともに、コンピュータ支援により統計的に評価するステップと、ｅ）前記差値（δ）が第１の許容範囲の外にあれば、エラーメッセージ（Ｎ）を送出させるステップと、ｆ）前記のステップａ）〜ｅ）を少なくとも１つの別のパラメータについて繰り返すステップ、を有することを特徴とする、製品の試験方法。２．前記試験装置（２，３）の品質が第２の許容範囲外にあればエラーメッセージ（Ｎ）を送出させる、請求項１記載の方法。３．前記ステップａ）はテストすべき製品について実行し、前記ステップｂ）はｎ番目の製品ごとにのみ実行し、ここでｎはテストすべき製品（１）の総数以下である、請求項１または２記載の方法。４．所定数ｍのエラーメッセージが送出されると、試験装置（２，３）のうち少なくとも１つの診断および／または再較正を行い、ここでｍ≧１である、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。５．請求項１〜４のいずれか１項記載の方法を実施するための試験ステーションにおいて、１つの製品（１）におけるテストすべきパラメータごとに少なくとも２つの電流源または電圧源が設けられており、コンピュータ支援による評価ユニット（４）が設けられており、該評価ユニット（４）は、求められた試験結果（Ｘ１，Ｘ２）から差値（δ）を算出し、該差値（δ）の分布から測定エラー分布の統計的解析を行うことを特徴とする、試験ステーション。６．少なくとも２つの同一の試験装置（２，３）が設けられている、請求項５記載の試験ステーション。７．ただ１つの試験装置（２）が設けられており、該試験装置（２）において障害を受けやすいユニットはそれぞれ２重に構成されていて、第１の試験プロセス中は第１のユニットが起動され、第２の試験プロセス中は第２のユニットが起動される、請求項５記載の試験ステーション。８．請求項５〜７のいずれか１項記載の試験装置において、コンピュータ支援される前記の評価ユニット（４）は許容範囲をを求めるための手段を有することを特徴とする試験装置。９．請求項５〜８のいずれか１項記載の試験装置において、統計的な測定エラー分布から許容範囲を求めることを特徴とする試験装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ルートヴィッヒピルクルドイツ連邦共和国Ｄ―93138 ラッパースドルフドクトル―マルティン―ルター ―シュトラーセ２ (72)発明者トーマスヴァーグナードイツ連邦共和国Ｄ―82008 ウンターハッヒングビーベルガーシュトラーセ 13 アー (72)発明者ペーターヴォイタラドイツ連邦共和国Ｄ―85465 ランゲンプライジングアムホルツ２ (72)発明者フランツシュテーゲラードイツ連邦共和国Ｄ―93051 レーゲンスブルククリームヒルトシュトラーセ４アー (72)発明者オットーフォゲンライタードイツ連邦共和国Ｄ―80939 ミュンヘンオーベルンドルファーシュトラーセ４ (72)発明者レオンマッセウスドイツ連邦共和国Ｄ―80809 ミュンヘンヘレーネ―マイヤー―リング 14 (72)発明者メー―モイヤプマレーシア国 75300 マラッカイルントゥンペラーク 42―１ (72)発明者ヴァルターユリドイツ連邦共和国Ｄ―81539 ミュンヘンヴァイセンゼーシュトラーセ 87 (72)発明者フレッドレーンアメリカ合衆国 95307 カリフォルニアシービーレスレッドホーブンレーン 3805 (72)発明者ツンスティーヴンアメリカ合衆国 94560 カリフォルニアネノークポートレゾドライヴ 39644 (72)発明者ギャリーキノシタアメリカ合衆国 95050 カリフォルニアサンタクラララムケプレイス 2417 (72)発明者ライナーシュレーダードイツ連邦共和国Ｄ―75365 カルフゲルハルト―ハウプトマン―シュトラーセ２ (72)発明者ヴェルナーコルンマイヤードイツ連邦共和国Ｄ―83043 バートアイブリングガングホーファーシュトラーセ８

Claims

【特許請求の範囲】１．製品たとえば製造ラインにより完成した後の製品の試験方法において、ａ）第１の製品における第１のパラメータを、第１の試験装置（２）により第１の入力信号（Ｉｎ１）を用いてテストし、第１の試験結果（Ｘ１）を生じさせるステップと、ｂ）前記の第１の製品における第１のパラメータを、第２の試験装置（３）により前記第１の入力信号（Ｉｎ１）とは無関係の第２の入力信号（Ｉｎ２）を用いてテストし、第１の試験結果（Ｘ１）に依存しない第２の試験結果（Ｘ２）を生じさせるステップと、ｃ）各試験装置（２，３）により求められた試験結果（Ｘ１，Ｘ２）の差値（ ΔＸ）を求めるステップと、ｄ）該差値（ΔＸ）から前記試験装置（２，３）の品質を求めるステップと、ｅ）前記試験装置（２，３）の品質が所定の値とは異なっていれば、エラーメッセージ（Ｎ）を送出させるステップと、ｆ）前記のステップａ）〜ｅ）を少なくとも１つの別のパラメータについて繰り返すステップ、を有することを特徴とする、製品の試験方法。２．ステップａ）はテストすべき製品について実行し、ステップｂ）はｎ番目の製品ごとにのみ実行し、ここでｎ≦［テストすべき製品の総数］である、請求項１記載の方法。３．所定数ｍのエラーメッセージが送出されると試験装置（２，３）の診断／再較正を行い、ここでｍ≧１である、請求項１または２記載の方法。４．請求項１〜３のいずれか１項記載の方法を実施するための装置において、テストすべきパラメータごとに少なくとも２つの試験源を有する試験ステーションと、差値（ΔＸ）と統計値を求める評価ユニット（４）が設けられていることを特徴とする装置。５．前記試験ステーションはそれぞれ２つの同一の試験装置（２，３）を有する、請求項４記載の装置。６．前記試験ステーションは試験装置（２）を有しており、該試験装置（２）において障害を受けやすいユニットはそれぞれ２重に構成されていて、第１の試験プロセス中は第１のユニットが起動され、第２の試験プロセス中は第２のユニットが起動される、請求項４記載の装置。７．請求項４〜６のいずれか１項記載の方法を実施するための装置において、前記評価ユニット（４）に測定調整幅を求めるための手段が設けられていることを特徴とする装置。８．請求項４〜７のいずれか１項記載の方法を実施するための装置において、統計的な測定エラー分布に基づき測定調整幅を求めることを特徴とする装置。