JPH11166950A - 微小電流測定方法および微小電流測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを上昇させることなく、被測定体を流
れる微小電流を十分正確に測定できる微小電流測定方法
および微小電流測定装置を提供する。 【解決手段】 第１および第２の端子に被測定体を電気
的に接続しない状態で、第１の端子に所定の電圧を印加
して（Ｓ３）、そのときのリーク電流を測定する（Ｓ
４）第１の工程と、第１および第２の端子に被測定体を
装着した状態で（Ｓ７：ＹＥＳ）、第１の端子に所定の
電圧を印加して（Ｓ９）、そのときに被測定体に流れる
微小電流を測定する（Ｓ１０）第２の工程とを含み、第
２の工程における測定電流値から第１の工程における測
定電流値を減算して真の測定電流値とする（Ｓ１３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、たとえば半導体
ディバイスなどのリーク電流のような微小な電流を測定
する微小電流測定方法、およびその微小電流測定方法の
実施に用いる微小電流測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ダイオード、発光ダイオード、
バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、Ｉ
Ｃ、あるいはＬＳＩのような半導体ディバイスは、製造
後の工場出荷前に、各種の検査が行われ、良品と不良品
とが区別される。

【０００３】このような検査は、たとえばＩＣテスタな
どの自動検査装置によって、各種の検査項目が連続的に
実行される。そして、この検査項目中に、リーク電流の
検査がある。このリーク電流の検査は、半導体ディバイ
スなどの被測定体に逆バイアスを印加し、そのときに被
測定体を流れる微小電流を測定するものである。

【０００４】このように自動検査装置によって被測定体
のリーク電流を測定する場合、必然的に、被測定体のリ
ーク電流と自動検査装置の測定回路自体のリーク電流と
の和がリーク電流として測定されることになる。したが
って、被測定体のリーク電流を正確に測定しようとする
と、自動検査装置の測定回路自体のリーク電流を被測定
体のリーク電流よりも十分に小さくする必要がある。と
ころが、半導体ディバイスの逆バイアス時のインピーダ
ンスは、絶縁体と同様に非常に大きいので、リーク電流
は極めて微小であって、たとえばｐＡあるいはｎＡのオ
ーダーであり、このような微小な電流よりも自動検査装
置の測定回路自体のリーク電流をさらに十分に小さくす
ることは非常に困難であった。なぜならば、自動検査装
置の測定回路を構成する各種の電子部品、機構部品、接
続ケーブル、あるいは端子などにリークが存在し、さら
には湿度や温度などの環境条件などによってもリークの
状態が変化するからである。

【０００５】このため、従来の自動検査装置では、被測
定体のリーク電流を十分正確に測定することができず、
良品を不良品と判断してしまうことがあり、誤判定によ
る歩留りの低下を引き起こすという課題があった。

【０００６】なお、このような問題を低減するために、
測定回路を構成する各種の電子部品、機構部品、接続ケ
ーブル、あるいは端子などとして、リークの小さいもの
を使用したり、自動検査装置の設置された部屋を空気調
整することにより湿度や温度を管理する試みがなされて
いるが、コストが非常に高価になり、しかも満足な測定
結果を必ずしも得られていなかった。

【０００７】

【発明の開示】本願発明は、上記した事情のもとで考え
出されたものであって、コストを上昇させることなく、
被測定体を流れる微小電流を十分正確に測定できる微小
電流測定方法および微小電流測定装置を提供すること
を、その課題とする。

【０００８】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００９】本願発明の第１の側面によれば、測定装置
の第１および第２の端子に被測定体を電気的に接続し、
第１の端子に所定の電圧を印加することによって、被測
定体に流れる微小電流を測定する微小電流測定方法であ
って、第１および第２の端子に被測定体を電気的に接続
しない状態で、第１の端子に所定の電圧を印加して、そ
のときのリーク電流を測定する第１の工程と、第１およ
び第２の端子に被測定体を装着した状態で、第１の端子
に所定の電圧を印加して、そのときに被測定体に流れる
微小電流を測定する第２の工程とを含み、第２の工程に
おける測定電流値から第１の工程における測定電流値を
減算して真の測定電流値とすることを特徴とする、微小
電流測定方法が提供される。

【００１０】本願発明の第２の側面によれば、被測定体
が電気的に接続される第１および第２の端子と、第１の
端子に所定の電圧を印加する電圧供給手段と、第１の端
子と第２の端子とを流れる電流を測定する電流測定手段
と、第１の端子と第２の端子との間に被測定体が電気的
に接続されておらず、かつ電圧供給手段により第１の端
子に所定の電圧が印加されている状態における、電流測
定手段による測定電流値を記憶する第１の記憶手段と、
第１の端子と第２の端子との間に被測定体が電気的に接
続されており、かつ電圧供給手段により第１の端子に所
定の電圧が印加されている状態における、電流測定手段
による測定電流値を記憶する第２の記憶手段と、第２の
記憶手段に記憶された測定電流値から第１の記憶手段に
記憶された測定電流値を減算する演算手段とを備えたこ
とを特徴とする、微小電流測定装置が提供される。

【００１１】本願発明によれば、被測定体を接続してい
ない状態における測定電流と、被測定体を接続した状態
における測定電流との差を、真の測定電流として求める
ので、コストを上昇させることなく、被測定体を流れる
微小電流を十分正確に測定できる。すなわち、測定装置
による測定結果には、真に被測定体を流れる電流と、測
定装置の測定回路自体のリーク電流とが含まれているの
で、測定結果から測定回路自体のリーク電流を減算する
ことにより、真に被測定体を流れる電流を正確に求める
ことができる。そして、この結果、測定回路を構成する
各種の電子部品、機構部品、接続ケーブル、あるいは端
子などとして、リークの小さいものを使用したり、測定
装置の設置された部屋を空気調整することにより湿度や
温度を管理する必要がなく、そのためのコストの増加を
なくすことができる。しかも、良否判定を正確に行うこ
とができ、良品を不良品と判定することによる歩留りの
低下を良好に防止できる。

【００１２】なお、被測定体のハンドリングと測定とを
交互に行う自動検査装置に本願発明の微小電流測定装置
を設けた場合、被測定体のハンドリング期間中に測定回
路自体のリーク電流を測定するように構成すれば、一連
の測定作業全体に要する時間を増加させることなく、被
測定体を接続していない状態における測定電流と、被測
定体を接続した状態における測定電流との双方を測定で
きる。

【００１３】被測定体としては、ダイオード、発光ダイ
オード、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジス
タ、ＩＣ、あるいはＬＳＩなどが考えられるが、これら
に限るものではない。

【００１４】測定装置の測定回路と被測定体との接続
は、たとえば被測定体のリード線やピンなどの端子を測
定回路側のソケットに挿入することにより実現できる
が、これに限るものではない。

【００１５】第１および第２の端子の設置数は、それぞ
れ任意である。たとえば、ダイオードの逆バイアス時に
おけるリーク電流を測定する場合、第１および第２の端
子はそれぞれ１個でよいが、バイポーラトランジスタの
リーク電流を測定する場合、第１の端子と第２の端子と
のうちの一方を２個設けることにより、接続を変更する
必要がなくなるので便利である。また、測定回路を複数
組設けてもよく、この場合当然に、第１および第２の端
子の合計はそれぞれ複数個になる。

【００１６】電圧供給手段により第１の端子に印加され
る所定の電圧は、固定であってもよいし、可変であって
もよい。

【００１７】第１および第２の記憶手段としては、ＲＡ
ＭやＥＥＰＲＯＭを用いることができるが、これらに限
るものではない。第１および第２の記憶手段として半導
体メモリを用いる場合、両者を同一のチップにより実現
してもよいし、互いに異なるチップにより実現してもよ
い。

【００１８】演算手段は、所定のプログラムに基づいて
動作するＣＰＵ（central processing unit ）により実
現できるが、これに限るものではない。

【００１９】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【００２１】図１は、本願発明に係る微小電流測定装置
を備えた自動検査装置の回路ブロック図であって、この
自動検査装置は、ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、入出
力インターフェイス４、電源回路５、測定回路６、ソケ
ット７、およびハンドリング装置８を備えている。ＣＰ
Ｕ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、および入出力インターフェ
イス４は、バス線により相互に接続されている。バス線
には、アドレスバス、データバス、および制御信号線が
含まれる。入出力インターフェイス４には、電源回路
５、測定回路６、ソケット７、およびハンドリング装置
８が接続されている。ソケット７はケーブルにより測定
回路６に接続されており、測定回路６は電源回路５に接
続されている。

【００２２】ＣＰＵ１は、自動検査装置の全体を制御す
る。ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１を動作させるためのプログラ
ムやデータを記憶している。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１にワ
ーク領域を提供するとともに、測定データなどの各種の
データを記憶する。入出力インターフェイス４は、ＣＰ
Ｕ１と電源回路５、測定回路６、およびハンドリング装
置８との間のインターフェイスとして機能する。電源回
路５は、商用電源を利用して安定化された直流電圧を生
成し、測定回路６の能動素子に供給するとともに、測定
回路６に測定用の電圧を供給する。測定回路６は、ソケ
ット７に装着されるＩＣなどの被測定体の各種電気特性
を測定する。ソケット７は、ハンドリング装置８によっ
て被測定体（図示せず）が装着されることにより、被測
定体と測定回路６とを接続する。ハンドリング装置８
は、ＭＰＵ（micro processing unit ）や油圧サーボ機
構などを備えており、ＣＰＵ１からの指令に基づいて、
測定の終了した被測定体をソケット７から引き抜いて所
定の位置に搬送するとともに、次の被測定体を所定の位
置から搬送してソケット７に装着する。

【００２３】次に、上記自動検査装置におけるＣＰＵ１
の動作について、図２のフローチャートを参照しながら
説明する。

【００２４】操作部（図示せず）に対して測定開始指示
操作が施されると、ＣＰＵ１が、入出力インターフェイ
ス４を介してハンドリング装置８に装着指示コマンドを
供給する（Ｓ１）。これによりハンドリング装置８が、
所定の位置からＩＣなどの被測定体を搬送してソケット
７に装着する、いわゆる搬入動作を開始する。そしてＣ
ＰＵ１が、入出力インターフェイス４を介して測定回路
６の回路構成をＯＮさせる（Ｓ２）。すなわち、測定回
路６の回路構成を所望の測定が可能なように切り換え
る。そしてＣＰＵ１が、電源回路５に電圧印加指示信号
を供給する（Ｓ３）。これにより電源回路５が、測定回
路６を介してソケット７の所定の端子に、測定回路６自
体のリーク電流を測定するための電圧を印加する。そし
てＣＰＵ１が、入出力インターフェイス４を介して測定
回路６による測定電流値を読み取り、ＲＡＭ３の所定領
域に記憶させる（Ｓ４）。すなわち、ソケット７に被測
定体が装着されていない状態で、測定回路６自体のリー
ク電流を測定し、その測定結果をＲＡＭ３に記憶させて
おくのである。そしてＣＰＵ１が、入出力インターフェ
イス４を介して電源回路５に電圧印加停止指示信号を供
給する（Ｓ５）。これにより電源回路５が、測定回路６
を介してソケット７の所定の端子に供給していた、測定
回路６自体のリーク電流を測定するための電圧の印加を
停止する。そしてＣＰＵ１が、測定回路６の回路構成を
ＯＦＦさせ（Ｓ６）、続いて、入出力インターフェイス
４を介してハンドリング装置８から供給される信号に基
づいて、ハンドリング装置８による搬入動作が完了した
か否かを判断する（Ｓ７）。

【００２５】ハンドリング装置８による搬入動作が完了
すれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１が、入出力インター
フェイス４を介して測定回路６の回路構成をＯＮさせ
（Ｓ８）、続いて、電源回路５に電圧印加指示信号を供
給する（Ｓ９）。これにより電源回路５が、測定回路６
を介してソケット７の所定の端子に、逆バイアス時に被
測定体を流れる電流を測定するための電圧を印加する。
この電圧は、Ｓ３における測定回路６自体のリーク電流
を測定するための電圧に等しい。そしてＣＰＵ１が、入
出力インターフェイス４を介して測定回路６による測定
電流値を読み取り、ＲＡＭ３の所定領域に記憶させる
（Ｓ１０）。すなわち、ソケット７に被測定体が装着さ
れた状態で、被測定体に逆バイアスを印加して、そのと
きに被測定体に流れる微小電流を測定し、その測定結果
をＲＡＭ３に記憶させておくのである。そしてＣＰＵ１
が、入出力インターフェイス４を介して電源回路５に電
圧印加停止指示信号を供給する（Ｓ１１）。これにより
電源回路５が、測定回路６を介してソケット７の所定の
端子に供給していた、被測定体に流れる微小電流を測定
するための電圧の印加を停止する。そしてＣＰＵ１が、
測定回路６の回路構成をＯＦＦさせ（Ｓ１２）、続い
て、Ｓ１０でＲＡＭ３に記憶させた測定電流値からＳ４
でＲＡＭ３に記憶させた測定電流値を減算することによ
り真の逆バイアスリーク電流値を演算し、その演算結果
をＲＡＭ３の所定領域に記憶させる（Ｓ１３）。そして
ＣＰＵ１が、Ｓ１３における演算結果と予め決められた
閾値とを比較して、被測定体が良品であるか不良品であ
るかを判定し、その判定結果をＲＡＭ３の所定領域に記
憶させる（Ｓ１４）。Ｓ１３における演算結果やＳ１４
における判定結果は、表示装置（図示せず）の表示画面
に表示されるとともに、プリンタ（図示せず）により記
録用紙上に随時印刷される。そしてＣＰＵ１が、被測定
体に対する多数の検査項目のための測定が全て終了した
か否かを判断する（Ｓ１５）。すなわち、被測定体の逆
バイアス時のリーク電流の他にも、多くの電気的特性の
測定が行われるのであり、各測定がＳ８〜Ｓ１５のステ
ップを一巡する間に実行される。

【００２６】被測定体に対する多数の検査項目のための
測定が全て終了すれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１
が、入出力インターフェイス４を介してハンドリング装
置８に抜取指示コマンドを供給する（Ｓ１６）。これに
よりハンドリング装置８が、ソケット７から被測定体を
抜き取って所定の位置に搬送する、いわゆる搬出動作を
開始する。そしてＣＰＵ１が、入出力インターフェイス
４を介してハンドリング装置８から入力される信号に基
づいて、ハンドリング装置８による搬出動作が完了した
か否かを判断する（Ｓ１７）。なお、Ｓ１４における判
定結果が不良であった被測定体は、ハンドリング装置８
による搬出動作の完了後に、ハンドリング装置８自体あ
るいは別の搬送装置によって、良品とは別の場所に搬送
される。

【００２７】ハンドリング装置８による搬出動作が完了
すれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、このルーチンを終了し、再
度同じルーチンにより新たな被測定体の測定を実行す
る。

【００２８】Ｓ１７において、ハンドリング装置８によ
る搬出動作が完了していなければ（Ｓ１７：ＮＯ）Ｓ１
７に戻ってハンドリング装置８による搬出動作が完了す
るのを待つ。

【００２９】Ｓ１５において、被測定体に対する多数の
検査項目のための測定が全て終了していなければ（Ｓ１
５：ＮＯ）、Ｓ８に戻って次の検査項目のための測定を
開始する。

【００３０】Ｓ７において、ハンドリング装置８による
搬入動作が完了していなければ（Ｓ７：ＮＯ）、Ｓ７に
戻ってハンドリング装置８による搬入動作が完了するの
を待つ。

【００３１】このように、被測定体をソケット７に装着
していない状態で、電源回路５により測定回路６を介し
てソケット７の所定の端子に所定の電圧を印加して、ソ
ケット７を含めた測定回路６自体のリーク電流を測定回
路６により測定し（Ｓ４）、さらに、被測定体をソケッ
ト７に装着した状態で、電源回路５により測定回路６を
介してソケット７の所定の端子に所定の電圧を印加し
て、ソケット７を含めた測定回路６自体のリーク電流と
被測定体を流れる逆バイアスリーク電流との和を測定回
路６により測定して（Ｓ１０）、それらの差を演算し
（Ｓ１３）、その演算結果を逆バイアス時における被測
定体の真のリーク電流とするので、コストを上昇させる
ことなく、被測定体を流れる微小電流を十分正確に測定
できる。

【００３２】すなわち、ソケット７に被測定体を装着し
た状態における測定回路６による測定結果には、真に被
測定体を流れる電流と、ソケット７を含めた測定回路６
自体のリーク電流とが含まれているので、測定結果から
ソケット７を含めた測定回路６自体のリーク電流を減算
することにより、真に被測定体を流れる電流を正確に求
めることができる。そして、この結果、ソケット７を含
めた測定回路６を構成する各種の電子部品、機構部品、
接続ケーブル、あるいは端子などとして、リークの小さ
いものを使用したり、自動検査装置の設置された部屋を
空気調整することにより湿度や温度を管理する必要がな
く、そのためのコストの増加をなくすことができる。

【００３３】しかも、Ｓ１３における演算結果に基づい
て被測定体の良否判定を行うので（Ｓ１４）、良否判定
を正確に行うことができ、良品を不良品と判定すること
による歩留りの低下を良好に防止できる。

【００３４】さらには、ハンドリング装置８による被測
定体のソケット７への搬入作業中にソケット７を含めた
測定回路６自体のリーク電流を測定するので（Ｓ４）、
一連の測定作業全体に要する時間を増加させることな
く、ソケット７に被測定体を装着していない状態におけ
る測定電流と、ソケット７に被測定体を装着した状態に
おける測定電流との双方を測定できる。

【００３５】なお、上記実施形態においては、１個の被
測定体を測定する毎に、ソケット７を含む測定回路６自
体のリーク電流を測定したが、ソケット７を含む測定回
路６自体のリーク電流の測定は、複数個の被測定体を測
定する毎に、あるいは所定時間おきに行ってもよい。

【００３６】また、上記実施形態においては、一連の測
定の開始と終了とを作業員が操作部に所定の操作を施す
ことによりＣＰＵ１に指示するように構成したが、所定
の位置に被測定体を検出するセンサを設け、このセンサ
からの検出信号に基づいて、ＣＰＵ１が一連の測定の開
始と終了とを自動的に判断するように構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る微小電流測定装置を備えた自動
検査装置の回路ブロック図である。

【図２】図１に示す自動検査装置におけるＣＰＵの動作
を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ＲＯＭ ３ ＲＡＭ ４ 入出力インターフェイス ５ 電源回路 ６ 測定回路 ７ ソケット ８ ハンドリング装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定装置の第１および第２の端子に被測
   定体を電気的に接続し、前記第１の端子に所定の電圧を
   印加することによって、前記被測定体に流れる微小電流
   を測定する微小電流測定方法であって、 前記第１および第２の端子に前記被測定体を電気的に接
   続しない状態で、前記第１の端子に前記所定の電圧を印
   加して、そのときのリーク電流を測定する第１の工程
   と、 前記第１および第２の端子に前記被測定体を装着した状
   態で、前記第１の端子に前記所定の電圧を印加して、そ
   のときに前記被測定体に流れる微小電流を測定する第２
   の工程とを含み、 前記第２の工程における測定電流値から前記第１の工程
   における測定電流値を減算して真の測定電流値とするこ
   とを特徴とする、微小電流測定方法。
2. 【請求項２】 被測定体が電気的に接続される第１およ
   び第２の端子と、 前記第１の端子に所定の電圧を印加する電圧供給手段
   と、 前記第１の端子と前記第２の端子とを流れる電流を測定
   する電流測定手段と、 前記第１の端子と前記第２の端子との間に前記被測定体
   が電気的に接続されておらず、かつ前記電圧供給手段に
   より前記第１の端子に所定の電圧が印加されている状態
   における、前記電流測定手段による測定電流値を記憶す
   る第１の記憶手段と、 前記第１の端子と前記第２の端子との間に前記被測定体
   が電気的に接続されており、かつ前記電圧供給手段によ
   り前記第１の端子に所定の電圧が印加されている状態に
   おける、前記電流測定手段による測定電流値を記憶する
   第２の記憶手段と、 前記第２の記憶手段に記憶された測定電流値から前記第
   １の記憶手段に記憶された測定電流値を減算する演算手
   段とを備えたことを特徴とする、微小電流測定装置。