KR20120139795A

KR20120139795A - 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120139795A
Application number: KR1020127026648A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 마스다
Original assignee: 가부시키가이샤 어드밴티스트
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2012-12-27
Also published as: US20130038340A1; TW201142312A; JPWO2011151856A1; US9140734B2; WO2011151856A1

Abstract

피측정 소자와 직렬로 설치된 직렬 저항과, 피측정 소자 및 직렬 저항을 포함한 직렬 회로의 양단 및 직렬 저항의 양단을 차례로 선택하는 스위칭부와, 스위칭부가 차례로 선택하는 양단의 각각에, 미리 설정되는 설정값에 따른 인가 전압 또는 인가 전류를 인가하는 인가부와, 스위칭부가 차례로 선택하는 양단의 각각에서, 인가부가 설정값에 따른 인가 전압을 인가하는 경우에 전류를 측정하고, 인가부가 설정값에 따른 인가 전류를 인가하는 경우에 전압을 측정하는 측정부와, 스위칭부가 차례로 선택하는 양단에 대해서, 인가부에 차례로 설정되는 설정값 또는 측정부가 차례로 측정하는 측정값의 일방에 기초하여, 피측정 소자의 저항값을 산출하는 저항 산출부를 포함하는 측정 장치를 제공한다.

Description

측정 장치 및 방법{MEASUREMENT DEVICE AND MEASUREMENT METHOD}

본 발명은 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래, 피측정 저항의 저항값을 측정하는 방법으로서, 피측정 저항에 소정의 전류를 공급한 때의 피측정 저항의 양단 전압을 측정하여, 전류 전압비로부터 저항값을 산출하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본특허공개 평6-123751호 공보

그러나, 상기의 방법에서는, 인가 전류값 및 측정 전압값의 쌍방을 양호한 정밀도로 취득하지 않으면, 피측정 저항의 저항값을 양호한 정밀도로 측정할 수 없다. 이 때문에, 인가 회로 및 측정 회로의 쌍방에 대해, 높은 정밀도의 회로를 준비해야 한다. 또한, 피측정 저항의 저항값이 0Ω에 가까워지면 측정계가 쇼트에 가깝게 되므로, 인가 회로 및 측정 회로의 구성이 곤란해진다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 태양에서는, 피측정 소자의 저항값을 측정하는 측정 장치에 있어서, 피측정 소자와 직렬로 설치된 직렬 저항과, 피측정 소자 및 직렬 저항을 포함하는 직렬 회로의 양단 및 직렬 저항의 양단을 차례로 선택하는 스위칭부와, 스위칭부가 차례로 선택하는 양단의 각각에, 미리 설정되는 설정값에 따른 인가 전압 또는 인가 전류를 인가하는 인가부와, 스위칭부가 차례로 선택하는 양단의 각각에서, 인가부가 설정값에 따른 인가 전압을 인가하는 경우에 전류를 측정하고, 인가부가 설정값에 따른 인가 전류를 인가하는 경우에 전압을 측정하는 측정부와, 스위칭부가 차례로 선택하는 양단에 대해서, 인가부에 차례로 설정되는 설정값 또는 측정부가 차례로 측정하는 측정값의 일방에 기초하여, 피측정 소자의 저항값을 산출하는 저항 산출부를 포함하는 측정 장치를 제공한다.

덧붙여 상기의 발명의 개요는, 본 발명의 필요한 특징의 모두를 열거한 것은 아니다. 또한, 이러한 특징군의 서브 콤비네이션도 또한 발명이 될 수 있다.

도 1은 피측정 소자(200)의 저항값을 측정하는 측정 장치(100)의 구성을 피측정 소자(200)와 함께 도시한다.
도 2는 측정부(140)에서의 측정값에 기초하여 피측정 소자(200)의 저항값을 산출하는 경우의 측정 장치(100)의 동작 플로우 차트를 도시한다.
도 3은 인가부(130)에서의 설정값에 기초하여 피측정 소자(200)의 저항값을 산출하는 경우의 측정 장치(100)의 동작 플로우 차트를 도시한다.
도 4는 측정 장치(100)의 다른 구성예를 나타낸다.
도 5는 측정 장치(100)에서 피시험 디바이스(210)를 시험하는 기능 구성을 도시한다.
도 6은 측정 장치(100)의 다른 동작예를 도시한다.
도 7은 측정 장치(100)의 다른 구성예를 도시한다.
도 8a는 피시험 디바이스(210)를 격납하는 패키지(230)의 단면의 일례를 도시한다.
도 8b는 베이스부(234)의 피시험 디바이스(210)가 재치되는 면의 일례를 도시한다.

이하, 발명의 실시의 형태를 통해서 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시 형태는 청구의 범위에 포함되는 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태 중에서 설명되고 있는 특징의 조합의 모두가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.

도 1은 피측정 소자(200)의 저항값을 측정하는 측정 장치(100)의 구성을, 피측정 소자(200)와 함께 도시한다. 피측정 소자(200)는, 저항 소자이어도 되고, 배선 등의 회로 요소이어도 되고, 복수의 소자의 조합이어도 된다. 또한, 측정 장치(100)는, 소정의 회로에 포함되는 피측정 소자(200)의 저항값을 측정하여도 된다.

측정 장치(100)는, 직렬 저항(110), 스위칭부(120), 인가부(130), 측정부(140) 및 저항 산출부(150)를 구비한다. 직렬 저항(110)은, 피측정 소자(200)와 직렬로 설치된다. 여기서, 피측정 소자(200) 및 직렬 저항(110)으로 구성되는 회로를 직렬 회로(112)라 칭한다. 직렬 회로(112)의 양단을, 노드(114) 및 노드(118)라 한다. 또한, 피측정 소자(200) 및 직렬 저항(110)의 접속점을 노드(116)라 한다.

스위칭부(120)는, 직렬 회로(112)의 양단(노드(114)와 노드(118)) 및 직렬 저항(110)의 양단(노드(116)와 노드(118))을 차례로 선택한다. 본 예에서는, 각각의 양단에서 노드(118)가 공통되므로, 스위칭부(120)는, 노드(114)와 노드(116)를 차례로 선택한다.

스위칭부(120)는, 선택한 노드를 인가부(130) 및 측정부(140)에 접속한다. 스위칭부(120)는, 인가부(130)를 노드(114) 및 노드(116) 중 어느 것에 접속할지를 스위칭하는 스위치(122)와, 측정부(140)를 노드(114) 및 노드(116) 중 어느 것에 접속할지를 스위칭하는 스위치(124)를 가진다. 스위치(122) 및 스위치(124)는, 동일한 노드를 동기하여 선택한다.

인가부(130)는, 스위칭부(120)가 차례로 선택하는, 직렬 회로(112)의 양단(노드(114)와 노드(118)) 및 직렬 저항(110)의 양단(노드(116)와 노드(118))의 각각에, 미리 설정되는 설정값에 따른 인가 전압 또는 인가 전류를 인가한다. 본 예의 인가부(130)는, 미리 설정되는 설정값에 따른 인가 전류를 출력하는 전류 유닛(132)과, 전류 유닛(132)에 접속되는 저항(134)을 가진다. 저항(134)의 저항값은 충분히 작은 것이 바람직하다. 전류 유닛(132)은, 스위치(122) 및 노드(118) 사이에 설치되어, 설정값에 따른 인가 전류를 출력한다.

측정부(140)는, 스위칭부(120)가 차례로 선택하는, 직렬 회로(112)의 양단(노드(114)와 노드(118)) 및 직렬 저항(110)의 양단(노드(116)와 노드(118))의 각각에 인가되는 전압 또는 전류를 측정한다. 구체적으로는, 측정부(140)는, 인가부(130)가 설정값에 따른 인가 전압을 출력하는 경우에 전류를 측정하고, 인가부(130)가 설정값에 따른 인가 전류를 출력하는 경우에 전압을 측정한다.

본 예의 측정부(140)는, 스위치(124) 및 노드(118) 사이에 설치되어 스위치(124) 및 노드(118) 사이의 전압을 측정하는 전압 유닛(142)과, 전압 유닛(142)과 병렬로 설치되는 저항(144)을 가진다. 저항(144)의 저항값은 충분히 큰 것이 바람직하다.

덧붙여 인가부(130)가 설정값에 따른 인가 전압을 출력하는 경우, 인가부(130)는, 도 1에 도시된 측정부(140)와 같은 구성을 가져도 된다. 이 경우, 인가부(130)가 가지는 전압 유닛(142)은, 설정값에 따른 인가 전압을 출력한다. 또한, 측정부(140)가 전류를 측정하는 경우, 측정부(140)는, 도 1에 도시된 인가부(130)와 같은 구성을 가져도 된다. 이 경우, 측정부(140)가 가지는 전류 유닛(132)은, 스위치(124) 및 노드(118) 사이에 흐르는 전류를 측정한다.

저항 산출부(150)는, 스위칭부(120)가 차례로 선택하는 양단에 대해서, 인가부(130)에 차례로 설정되는 설정값 또는 측정부(140)가 차례로 측정하는 측정값의 일방에 기초하여, 피측정 소자(200)의 저항값을 산출한다. 또한, 저항 산출부(150)는, 설정값을 인가부(130)에 설정하여도 된다.

도 2는 측정부(140)에서의 측정값에 기초하여 피측정 소자(200)의 저항값을 산출하는 경우의, 측정 장치(100)의 동작 플로우 차트를 도시한다. 본 예에서는, 인가부(130)가 설정값에 따른 인가 전류를 출력하여, 측정부(140)가 전압을 측정하는 예를 설명한다.

또한 본 예에서, 측정부(140)에 실제로 입력되는 레벨에 대한 측정값의 오차율이, 인가부(130)가 실제로 출력하는 레벨에 대한 설정값의 오차율보다도 작다고 한다. 또한 오차율이란, 측정값 또는 설정값에 대한 오차의 비율을 나타낸다. 단, 인가부(130)는, 설정값에 대한 출력 레벨의 오차는 크지만, 동일한 설정값이 입력된 경우의 출력 레벨이 실질적으로 동일하게 되는 정도로 출력의 재현성은 높다고 한다.

S202에서, 스위칭부(120)는 직렬 저항(110)을 선택한다(제1 선택 단계). 즉, 스위치(122) 및 스위치(124)는 노드(116)를 선택한다. 인가부(130)는, 설정값 S1에 따른 인가 전류 Is를 직렬 저항(110)에 흘린다(제1 인가 단계). 측정부(140)는, 이 때의 직렬 저항(110)의 양단 간의 전압 Vm1을 측정한다(제1 측정 단계). 직렬 저항(110)의 저항값을 Rs라 하면, 측정한 전압 Vm1는 수학식 1로 표시된다.

[수학식 1]

Vm1 = Is×Rs

S204에서, 스위칭부(120)는 직렬 회로(112)를 선택한다(제2 선택 단계). 즉 스위치(122) 및 스위치(124)는 노드(114)를 선택한다. 인가부(130)는, S202와 동일한 설정값 S1에 따른 인가 전류 Is를 직렬 회로(112)에 흘린다(제2 인가 단계). 즉 인가부(130)는, 스위칭부(120)가 차례로 선택하는 양단에 대해서, 동일한 설정값에 따른 동일한 인가 전류를 인가한다. 측정부(140)는, 이 때의 직렬 회로(112)의 양단 간의 전압 Vm2를 측정한다(제2 측정 단계). 피측정 소자(200)의 저항값을 Rm라 하면, 측정한 전압 Vm2는 수학식 2로 표시된다.

[수학식 2]

Vm2 = Is×Rm ＋ Is×Rs

덧붙여 S202 및 S204는, 어느 것이 먼저 수행되어도 된다. 단, 후술하는 바와 같이, S202를 먼저 실시하는 것이 바람직하다. 그리고, S206에서 저항 산출부(150)는, 측정부(140)가 차례로 측정한 측정값(Vm1, Vm2)에 기초하여, 피측정 소자(200)의 저항값을 산출한다(저항 산출 단계). 저항 산출부(150)는, 해당 측정값의 차분으로부터, 피측정 소자(200)의 저항값을 산출하여도 된다. 해당 측정값의 차분을 산출하는 것으로써, 수학식 3으로 표시된 바와 같이 직렬 저항 Rs의 항이 상쇄되게 된다.

[수학식 3]

Vm2 - Vm1 = Is×Rm

그리고, 수학식 3 및 수학식 1로부터, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm은 수학식 4와 같이 산출할 수 있다.

[수학식 4]

Rm = (Rs×(Vm2 - Vm1))/Vm1

수학식 4로부터 분명한 바와 같이, 본 예의 측정 장치(100)에 의하면, 인가부(130)의 출력값을 이용하지 않고, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm을 측정할 수 있다. 이 때문에, 비교적으로 낮은 정밀도인 인가부(130)를 이용할 수 있어, 측정 장치(100)의 코스트 및 회로 규모를 저감할 수 있다.

또한 저항 산출부(150)에는, 직렬 저항(110)의 저항값 Rs가 미리 주어져도 된다. 직렬 저항(110)의 저항값 Rs는, 높은 정밀도의 측정기에 의해 미리 측정되어도 된다. 이 경우, 저항 산출부(150)는, 수학식 4에 표시된 바와 같이, 측정부(140)에서의 측정값과 직렬 저항(110)의 저항값 Rs에 기초하여, 피측정 소자(200)의 저항값의 절대값을 산출하여도 된다.

또한, 저항 산출부(150)는, 수학식 4에 표시된 바와 같이, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm으로서, 직렬 저항(110)의 저항값 Rs에 대한 비율 (Vm2 - Vm1)/Vm1을 산출하여도 된다. 측정 장치(100)가 복수의 피측정 소자(200)의 저항값을 차례차례 측정하는 경우에, 동일한 직렬 저항(110)을 이용해 각각의 피측정 소자(200)의 해당 비율을 산출하여 비교하는 것으로, 불량의 피측정 소자(200)를 검출할 수 있다.

또한, S202 및 S204 중 어느 것에서도, 측정 장치(100)는 직렬 저항(110)을 포함하는 계의 전압을 측정한다. 이 때문에, 피측정 소자(200)의 저항값이 0Ω에 가깝게 되어도, 측정 대상의 계의 저항값을 직렬 저항(110)의 저항값 Rs 이상으로 유지할 수 있으므로, 측정값을 안정적으로 취득할 수 있다.

또한, 측정값의 차분을 산출하므로, 측정 대상의 계에서의 리크 전류의 영향을 저감할 수 있다. 예를 들면 피측정 소자(200)가 반도체 칩의 내부 소자인 경우, S202 및 S204 중 어느 측정에서도, 해당 반도체 칩의 표면 등을 전송하는 리크 전류가 존재하지만, 측정값의 차분을 산출하는 것으로, 해당 리크 전류를 상쇄할 수 있다.

도 2에서는, 전류를 인가하여 전압을 측정하는 예를 설명했지만, 전압을 인가하여 전류를 측정하는 경우도 마찬가지로 된다. 이 경우, S202에서 인가부(130)는, 설정값 S1에 따른 인가 전압 Vs를 직렬 저항(110)의 양단 간에 인가한다. 측정부(140)는, 이 때에 직렬 저항(110)에 흐르는 전류 Im1을 측정한다. 측정한 전류 Im1은 수학식 5로 표시된다.

[수학식 5]

Im1 = Vs/Rs

S204에서 인가부(130)는, S202와 동일한 설정값 S1에 따른 인가 전압 Vs를 직렬 회로(112)의 양단 간에 인가한다. 측정부(140)는, 이 때에 직렬 회로(112)에 흐르는 전류 Im2를 측정한다. 측정한 전류 Im2는 수학식 6으로 표시된다.

[수학식 6]

Im2 = Vs/(Rm ＋ Rs)

수학식 5 및 수학식 6으로부터, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm은, 측정값 Im1, Im2를 이용해 수학식 7과 같이 산출할 수 있다.

[수학식 7]

Rm = (Rs×(Im2 - Im1))/Im1

저항 산출부(150)는, 수학식 7과 같이, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm을 산출한다. 상술한 바와 같이 저항 산출부(150)는, 피측정 소자(200)의 저항값의 절대값을 산출하여도 되고, 직렬 저항(110)의 저항값에 대한 피측정 소자(200)의 저항값의 비율을 산출하여도 된다. 또한, S202 및 S204의 전에, 피측정 소자(200)와 직렬로 직렬 저항(110)을 마련하는 준비 단계를 더 수행하여도 된다.

도 3은 인가부(130)에서의 설정값에 기초하여 피측정 소자(200)의 저항값을 산출하는 경우의, 측정 장치(100)의 동작 플로우 차트를 도시한다. 본 예에서는, 인가부(130)가 설정값에 따른 인가 전류를 출력하여, 측정부(140)가 전압을 측정하는 예를 설명한다.

또한 본 예에서, 인가부(130)가 실제로 출력하는 레벨에 대한 설정값의 오차율이, 측정부(140)에 실제로 입력되는 레벨에 대한 측정값의 오차율 보다도 작다고 한다. 단, 측정부(140)는, 입력 레벨에 대한 측정값의 오차는 크지만, 동일한 입력 레벨에 대해서는 측정값이 실질적으로 동일하게 되는 정도로 측정의 재현성은 높다고 한다.

S302에서 인가부(130)는, 설정값 S1에 따른 인가 전류 Is1을 직렬 저항(110)에 흘린다. 측정부(140)는, 이 때의 직렬 저항(110)의 양단 간의 전압 Vm을 측정한다. 이 때 측정한 전압 Vm은 수학식 8로 표시된다.

[수학식 8]

Vm = Is1×Rs

S304에서, 인가부(130) 및 측정부(140)는 직렬 회로(112)의 양단에 접속된다. 그리고, 저항 산출부(150)는, 측정부(140)가 측정하는 직렬 회로(112)의 양단 간의 전압 Vm이, S302에서의 측정값 Vm과 동일하게 되도록, 인가부(130)에 입력하는 설정값 S2를 조정한다.

인가부(130)는, 설정값 S2에 따른 인가 전류 Is2를 직렬 회로(112)에 흘린다. 이 때 측정부(140)가 측정한 전압 Vm은 수학식 9로 표시된다.

[수학식 9]

Vm = Is1×Rs ＋ Is2×Rm

수학식 8 및 수학식 9로부터 수학식 10을 얻을 수 있다.

[수학식 10]

Rm=(Rs×(Is2 - Is1))/Is1

인가부(130)에서 설정값 및 출력값의 오차는 작기 때문에, 수학식 10으로부터 수학식 11을 얻을 수 있다.

[수학식 11]

Rm=(Rs×(S2 - S1))/S1

덧붙여 S302 및 S304는 어느 하나를 먼저 수행하여도 된다.

S306에서, 저항 산출부(150)는, 인가부(130)에 차례로 설정된 설정값 S1 및 S2에 기초하여, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm을 산출한다. 수학식 11에 표시된 바와 같이, 저항 산출부(150)는, 설정값의 차분 S2 - S1에 기초하여, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm을 산출하여도 된다.

수학식 11로부터 분명한 바와 같이, 본 예의 측정 장치(100)에 의하면, 측정부(140)의 측정값을 이용하지 않고, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm을 측정할 수 있다. 이 때문에, 비교적으로 낮은 정밀도인 측정부(140)를 이용할 수 있어, 측정 장치(100)의 코스트 및 회로 규모를 저감할 수 있다.

도 3에서는, 전류를 인가하여 전압을 측정하는 예를 설명했지만, 전압을 인가하여 전류를 측정하는 경우도 마찬가지로 된다. 이 경우, S302에서 인가부(130)는, 설정값 S1에 따른 인가 전압 Vs1을 직렬 저항(110)의 양단 간에 인가한다. 측정부(140)는, 이 때에 직렬 저항(110)에 흐르는 전류 Im을 측정한다.

S304에서 저항 산출부(150)는, 측정부(140)가 측정하는 직렬 회로(112)에 흐르는 전류 Im이, S302에서의 측정값 Im과 동일하게 되도록, 인가부(130)에 입력하는 설정값 S2를 조정한다. 인가부(130)는, 설정값 S2에 따른 인가 전압 Vs2를 직렬 회로(112)의 양단 간에 인가한다. S306에서 저항 산출부(150)는, 수학식 11에 표시된 바와 같이, 설정값 S1 및 S2에 기초하여, 피측정 소자(200)의 저항값 Rm을 산출한다.

도 3에 관련해 설명한 예에서도, 저항 산출부(150)는, 피측정 소자(200)의 저항값의 절대값을 산출하여도 된다. 또한, 저항 산출부(150)는, 직렬 저항(110)의 저항값에 대한 피측정 소자(200)의 저항값의 비율을 산출하여도 된다.

덧붙여 스위칭부(120)는, 직렬 저항(110)의 양단을, 직렬 회로(112)의 양단 보다 먼저 선택하여도 된다. 그리고, 인가부(130)는, 직렬 저항(110)의 양단에 인가 전압 또는 인가 전류를 인가한 때에, 측정부(140)가 측정하는 측정값이 미리 정해진 범위 내가 되도록, 설정값을 조정하여도 된다. 그리고, 인가부(130)는, 직렬 회로(112)의 양단에 인가 전압 또는 인가 전류를 인가하는 때에, 조정한 해당 설정값을 이용하여도 된다.

이러한 처리에 의해, 직렬 회로(112)에 전압 및 전류를 공급하기 전에, 직렬 저항(110)을 이용해, 측정 대상의 계에 공급되는 전압 및 전류가 적절한 범위가 되도록, 설정값을 조정할 수 있다. 그리고, 설정한 조정값을 이용해 직렬 회로(112)에 전압 및 전류를 공급하므로, 피측정 소자(200) 및 피측정 소자(200)를 내장하는 디바이스 등을 보호할 수 있다.

도 4는 측정 장치(100)의 다른 구성예를 도시한다. 본 예의 측정 장치(100)는, 도 1에 관련해 설명한 측정 장치(100)의 구성에 대해서, 인가부(130) 및 측정부(140)에 대신해 직류 회로(160-1) 및 직류 회로(160-2)를 가진다. 다른 구성 요소는, 도 1에 관련해 설명한 측정 장치(100)와 동일하여도 된다. 덧붙여 각각의 직류 회로(160-1 및 160-2)를, 직류 회로(160)로 약칭하는 경우가 있다.

각각의 직류 회로(160)는, 도 1 내지 도 3에 관련해 설명한 인가부(130) 및 측정부(140)의 적어도 일부로서 기능한다. 예를 들면 직류 회로(160-1) 및 직류 회로(160-2)의 2개가 조합되어 인가부(130)로서 기능한다. 또한 더하여 직류 회로(160-1) 및 직류 회로(160-2)의 2개가 조합되어 측정부(140)로서 기능한다.

보다 구체적으로는, 직류 회로(160-1)는, 설정값에 따른 인가 전류를, 스위치(122)를 통해서 노드(114) 또는 노드(116)에 대해서 출력하는 한편, 그 때의 노드(114 또는 116)에서의 전압을, 스위치(124)를 통해서 측정한다. 직류 회로(160-2)는, 노드(118)에 정전압을 인가하여도 된다.

이 경우, 직렬 저항(110)의 일단(노드(116))은 피측정 소자(200)에 접속되고, 타단(노드(118))에 정전압이 인가된다. 따라서, 직류 회로(160-1)가 측정하는 진폭 측정값과 해당 정전압과의 차분으로부터, 직렬 회로(112) 또는 직렬 저항(110)의 양단 간의 전압을 산출할 수 있다. 직류 회로(160-2)는, 노드(118)를 접지하는 회로이어도 된다.

이러한 구성에 의해도, 피측정 소자(200)의 저항을 측정할 수 있다. 각각의 직류 회로(160)는, 전압을 인가 또는 측정하는 전압 유닛과 전류를 인가 또는 측정하는 전류 유닛을 가지는 것이 바람직하다.

덧붙여 전압 유닛 또는 전류 유닛의 일방이, 상술한 인가부(130) 또는 측정부(140)과 같이, 비교적으로 낮은 정밀도의 유닛이어도, 도 2 및 도 3에 관련해 설명한 방법에 따라, 피측정 소자(200)의 저항값을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 직류 회로(160)의 특성에 불균형이 존재하는 경우에서도, 2회의 측정에서의 측정값 또는 설정값의 차분을 이용하므로, 해당 특성의 불균형을 상쇄할 수 있다.

또한, 직류 회로(160)는, 반도체 디바이스 등의 피시험 디바이스를 시험하는 시험 장치에 설치되는 회로이어도 된다. 즉, 해당 시험 장치를, 측정 장치(100)로서 이용하여도 된다. 이 경우, 측정 장치(100)는, 피시험 디바이스를 시험하는 기능을 가진다.

도 5는 측정 장치(100)에서 피시험 디바이스(210)를 시험하는 기능 구성을 도시한다. 측정 장치(100)는, 도 5에 도시된 구성 외에, 피측정 소자(200)의 저항값을 측정하는 도 1 내지 도 4에 도시된 구성을 더 구비한다. 단, 직류 회로(160)는, 도 4에 관련해 설명한 형태와 도 5에 관련해 설명하는 형태에서 공통의 회로이다.

측정 장치(100)는, 직류 회로(160), 시험부(170) 및 설정부(180)를 구비한다. 본 예에서의 직류 회로(160)는, 설정값에 따른 인가 전압을 피시험 디바이스(210)에 출력하고, 그 때에 피시험 디바이스(210)에 공급되는 전류를 측정하지만, 다른 예에서는, 설정값에 따른 인가 전류를 피시험 디바이스(210)에 출력하고, 그 때에 피시험 디바이스(210)에 인가되는 전압을 측정하여도 된다.

본 예의 직류 회로(160)는, 전압원(161), 차동 회로(162), 파워 앰프(163), 전류 검출용 저항(164), 전류 검출기(165), AD 컨버터(166), 포스 단자(167) 및 센스 단자(168)을 가진다. 전압원(161)은, 설정부(180)로부터 수취하는 설정값에 따른 전압을 출력한다.

차동 회로(162)는, 전압원(161)이 출력하는 전압과 피시험 디바이스(210)의 전원 단자에 인가되는 전압의 차분에 따른 전압을 출력한다. 차동 회로(162)는, 피시험 디바이스(210)의 전원 단자에 인가되는 전압이, 전압원(161)이 출력하는 전압과 일치하는 전압을 출력한다.

파워 앰프(163)는, 전압원(161)이 출력하는 전압을 증폭하여 출력한다. 또한 파워 앰프(163)는, 피시험 디바이스(210)의 전원 단자에 공급해야 할 전류를 출력한다. 전류 검출용 저항(164)은, 파워 앰프(163)의 출력단과 포스 단자(167) 사이에 설치된다. 포스 단자(167)는, 피시험 디바이스(210)의 전원 단자와 전기적으로 접속된다. 센스 단자(168)는, 피시험 디바이스(210)의 전원 단자와 차동 회로(162)의 입력단을 전기적으로 접속한다.

전류 검출기(165)는, 전류 검출용 저항(164)의 양단 간의 전압을 검출한다. AD 컨버터(166)는, 전류 검출기(165)가 검출한 전압을 디지털 값으로 변환한다. 시험부(170)는, AD 컨버터(166)가 출력하는 디지털 값에 기초하여, 피시험 디바이스(210)를 시험한다. 예를 들면 시험부(170)는, 해당 디지털 값이 소정의 범위 내인지 여부에 의해, 피시험 디바이스(210)의 양부를 판정한다.

또한 시험부(170)는, 피시험 디바이스(210)의 데이터 핀에 패턴 데이터를 입력하는 것으로, 피시험 디바이스(210)의 내부 회로를 동작시켜도 된다. 시험부(170)는, 내부 회로를 동작시킨 상태에서, AD 컨버터(166)가 출력하는 디지털 값에 기초하여, 피시험 디바이스(210)의 양부를 판정하여도 된다.

측정 장치(100)는, 피시험 디바이스(210)의 직류 시험을 실시하는 직류 회로(160)을, 인가부(130) 및 측정부(140)로서 기능시킬 수 있다. 이 경우, 직류 회로(160-1)의 포스 단자(167) 및 센스 단자(168)는, 스위치(122) 및 스위치(124)에 접속되어도 된다.

직류 회로(160-2)의 포스 단자(167) 및 센스 단자(168)는, 노드(118)에 접속된다. 직류 회로(160-2)가, 정전압을 노드(118)에 인가하는 경우, 직류 회로(160-2)는, 센스 단자(168)를 갖지 않고, 포스 단자(167)와 노드(118)가 하나의 배선으로 접속되어도 된다.

도 6은 측정 장치(100)의 다른 동작예를 도시한다. 본 예의 측정 장치(100)는, 피시험 디바이스(210)와 측정 장치(100) 사이의 콘택 저항을 측정한다. 피시험 디바이스(210)는, 적어도 2개의 전원 단자(202, 204)를 가진다. 전원 단자(202) 및 전원 단자(204)는, 피시험 디바이스(210)의 내부의 전원 배선으로 전기적으로 접속된다. 피시험 디바이스(210)는, 각각 전원 단자(202)와 내부의 전원 배선으로 접속되는 2개의 전원 단자(204)를 가져도 된다.

각각의 전원 단자(202, 204)는, 측정 장치(100)의 대응하는 콘택(102)과 전기적으로 접속된다. 본 예에서는, 전원 단자(202)와 대응하는 콘택(102)을 포함하는 영역을 피측정 소자(200)로 하여, 저항값을 측정한다. 측정 장치(100)의 다른 구성은, 도 1 내지 도 5에 관련해 설명한 어느 하나의 측정 장치(100)와 동일하다. 도 6에서는, 도 4에 도시된 측정 장치(100)의 구성을 예로서 도시한다.

직렬 저항(110)은, 전원 단자(202)에 대응하는 콘택(102)과 직렬로 접속된다. 본 예의 노드(114)는, 피시험 디바이스(210)의 내부 노드를 나타내어도 된다. 스위칭부(120)는, 직렬 회로(112)의 양단(노드(114)와 노드(118)) 및 직렬 저항(110)의 양단(노드(116)와 노드(118))을 차례로 선택한다. 또한 본 예에서 직렬 회로(112)는, 전원 단자(202)와, 전원 단자(202)에 대응하는 콘택(102)과, 직렬 저항(110)을 포함한다.

저항 산출부(150)는, 직류 회로(160)에서의 설정값 또는 측정값에 기초하여, 전원 단자(202)와 콘택(102)의 콘택 저항값을 산출한다. 해당 콘택 저항값은, 피측정 소자(200)의 저항값이어도 된다. 또한, 전원 단자(202) 및 콘택(102)의 저항값이 이미 알려진 경우, 저항 산출부(150)는, 피측정 소자(200)의 저항값으로부터, 전원 단자(202) 및 콘택(102)의 저항값을 뺀 값을 콘택 저항값이라고 하여도 된다.

이러한 구성에 의해, 피시험 디바이스(210)와 측정 장치(100) 사이의 콘택 저항을 측정할 수 있다. 또한 측정 장치(100)는, 저항 산출부(150)가 산출한 콘택 저항값에 기초하여, 피시험 디바이스(210)를 시험하는 시험부를 더 구비하여도 된다. 덧붙여 본 예에서는, 피시험 디바이스(210)의 내부에서 전원 배선으로 접속되는 전원 단자(202 및 204)를 예로서 설명했지만, 콘택(102)에 접속되는 피시험 디바이스(210)의 단자는, 전원 단자에 한정되지 않는다. 피시험 디바이스(210)의 내부의 배선으로 전기적으로 접속되는 단자이면, 상술한 방법에 의해 콘택 저항을 측정할 수 있다.

도 7은 측정 장치(100)의 다른 구성예를 도시한다. 본 예의 측정 장치(100)는, 도 6에 관련해 설명한 측정 장치(100)의 구성에 더하여 시험부(170)를 더 구비한다. 다른 구성 요소는, 도 6에 관련해 설명한 측정 장치(100)와 동일하여도 된다.

시험부(170)는, 저항 산출부(150)가 산출한, 전원 단자(202) 및 콘택(102)에서의 콘택 저항값에 기초하여, 피시험 디바이스(210)를 시험한다. 시험부(170)는, 피시험 디바이스(210)의 내부의 로직 회로(220)에 소정의 패턴 데이터를 입력하여, 로직 회로(220)가 출력하는 출력 데이터에 기초하여, 로직 회로(220)의 양부를 판정하여도 된다.

시험부(170) 및 로직 회로(220)는, 데이터 단자(206) 및 콘택(102)을 통해서 접속된다. 데이터 단자(206)는, 전원 단자(202)와 동일한 형상, 전기적 특성을 가져도 된다.

시험부(170)는, 저항 산출부(150)가 산출하는 콘택 저항값이, 미리 정해진 허용값을 넘은 경우에, 로직 회로(220)의 시험을 중지하여도 된다. 즉, 시험부(170)는, 전원 단자(202) 및 콘택(102) 사이의 콘택 저항값이 허용값을 넘은 경우에, 전원 단자(202) 및 콘택(102)과 동일한 형상 및 전기적 특성을 가지는 데이터 단자(206) 및 콘택(102)에 대해서도, 콘택 저항값이 허용값을 넘었다고 판단한다.

이 경우, 로직 회로(220)를 양호한 정밀도로 시험할 수 없기 때문에, 시험부(170)는, 로직 회로(220)의 시험을 중지한다. 이에 의해, 시험의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 시험부(170)가 시험하는 대상은, 로직 회로(220)에 한정되지 않는다. 시험부(170)는, 도 5에 관련해 설명한 바와 같이, 피시험 디바이스(210)에 공급되는 전원 전압 또는 전원 전류를 측정하는 것으로 피시험 디바이스(210)를 시험하여도 된다.

또한, 직렬 저항(110)은, 피시험 디바이스(210)의 내부에 설치되어도 되고, 피시험 디바이스(210)를 고정하는 소켓에 설치되어도 된다. 또한, 직렬 저항(110)은, 해당 소켓이 설치되는 소켓 기판에 설치되어도 되고, 피시험 디바이스(210)와 전기적으로 접속되는 퍼포먼스 보드에 설치되어도 된다. 또한, 직렬 저항(110)은, 직류 회로(160)와 동일 기판 내에 설치되어도 되고, 시험부(170)와 동일 기판 내에 설치되어도 된다.

도 8a는 피시험 디바이스(210)를 격납하는 패키지(230)의 단면의 일례를 도시한다. 본 예의 피시험 디바이스(210)는, 웨이퍼로부터 잘려진 다이 상태이어도 된다. 패키지(230)는, 피시험 디바이스(210)의 시험에서 이용되는 임시 패키지이고, 시험 후에 제거되어도 된다. 패키지(230)는, 베이스부(234) 및 커버부(232)를 포함한다. 베이스부(234)는, 피시험 디바이스(210)를 재치한다. 베이스부(234)는, 수지 필름 등의 플렉서블 기판이다.

커버부(232)는, 피시험 디바이스(210)를 덮도록 베이스부(234)에 고정된다. 베이스부(234) 및 커버부(232)는, 피시험 디바이스(210)를 밀폐하도록 설치되어도 된다. 베이스부(234) 및 커버부(232)의 적어도 일방에는, 피시험 디바이스(210)의 단자와 전기적으로 접속되는 배선 패턴과 해당 배선 패턴을 플렉서블 기판의 이면으로 이끄는 비아 배선이 형성된다.

도 8b는 베이스부(234)의 피시험 디바이스(210)가 재치되는 면의 일례를 도시한다. 본 예에서 직렬 저항(110)은, 피시험 디바이스(210)의 단자와 접촉하는 도전 재료가 설치되는 패키지(230)에 형성된다. 본 예에서는, 베이스부(234)의 피시험 디바이스(210)가 재치되는 영역에, 피시험 디바이스(210)의 단자와 접촉하는 콘택(102)이 설치된다.

또한, 베이스부(234)에는, 해당 면에서 이면까지 관통하는 바아 홀(104)이, 각각의 콘택(102)에 대해서 설치된다. 바아 홀(104)은, 베이스부(234)의 이면에서, 측정 장치(100) 등의 외부 장치와 전기적으로 접속된다. 또한, 베이스부(234)에는, 각각의 콘택(102) 및 바아 홀(104)을 접속하는 배선(103)이 설치된다.

본 예에서, 베이스부(234)의 해당 면에, 직렬 저항(110)이 설치된다. 보다 구체적으로는, 직렬 저항(110)은, 어느 하나의 배선(103) 상에 설치된다. 이러한 구성에 의해, 측정 장치(100)가 직렬 저항(110)을 가지지 않아도, 피시험 디바이스(210)의 내부에 설치된 피측정 소자(200)의 저항값을 측정할 수 있다. 또한, 스위칭부(120)도, 베이스부(234) 또는 커버부(232)에 형성되어도 된다.

또한, 직렬 저항(110)은, 커버부(232)에 설치되어도 된다. 이 경우, 커버부(232) 및 베이스부(234)에는, 직렬 저항(110)에 접속되는 배선이 설치된다. 또한, 직렬 저항(110)은 베이스부(234)의 이면에 설치되어도 된다.

또한, 패키지(230)는, 도 8a 및 도 8b에 관련해 설명한 형태와는 달라도 된다. 패키지(230)는, 커버부(232)를 갖지 않아도 되고, 피시험 디바이스(210)의 출하용으로 이용되는 패키지이어도 된다. 또한, 베이스부(234)에서의 바아 홀(104)이 피시험 디바이스(210)의 각 단자와 접촉하는 위치에 형성되어, 배선(103)이 설치되지 않아도 된다. 또한, 베이스부(234) 및 커버부(232)의 적어도 일방이 플렉서블 기판이 아니고, 수지 등의 기판이어도 된다.

이상, 본 발명을 실시의 형태를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태에 기재된 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시의 형태에, 다양한 변경 또는 개량을 더하는 것이 가능하다라고 하는 것이 당업자에게 분명하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 더한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이, 청구의 범위의 기재로부터 분명하다.

청구의 범위, 명세서, 및 도면 중에서 나타낸 장치, 시스템, 프로그램, 및 방법에서의 동작, 순서, 스텝 및 단계 등의 각 처리의 실행 순서는, 특별히 「보다 전에」, 「앞서며」등으로 명시하고 있지 않고, 또한, 전의 처리의 출력을 후의 처리로 이용하지 않는 한, 임의의 순서로 실현할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 청구의 범위, 명세서, 및 도면 중의 동작 플로우에 관해서, 편의상 「우선,」, 「다음에,」등을 이용해 설명했다고 해도, 이 순서로 실시하는 것이 필수인 것을 의미 하는 것은 아니다.

100???측정 장치
102???콘택
103???배선
104???바아 홀
110???직렬 저항
112???직렬 회로
114, 116, 118???노드
120???스위칭부
122, 124???스위치
130???인가부
132???전류 유닛
134???저항
140???측정부
142???전압 유닛
144???저항
150???저항 산출부
160???직류 회로
161???전압원
162???차동 회로
163???파워 앰프
164???전류 검출용 저항
165???전류 검출기
166???AD 컨버터
167???포스 단자
168???센스 단자
170???시험부
180???설정부
200???피측정 소자
202, 204???전원 단자
206???데이터 단자
210???피시험 디바이스
220???로직 회로
230???패키지
232???커버부
234???베이스부

Claims

피측정 소자의 저항값을 측정하는 측정 장치에 있어서,
상기 피측정 소자와 직렬로 설치된 직렬 저항;
상기 피측정 소자 및 상기 직렬 저항을 포함하는 직렬 회로의 양단, 및 상기 직렬 저항의 양단을 차례로 선택하는 스위칭부;
상기 스위칭부가 차례로 선택하는 상기 양단의 각각에, 미리 설정되는 설정값에 따른 인가 전압 또는 인가 전류를 인가하는 인가부;
상기 스위칭부가 차례로 선택하는 상기 양단의 각각에서, 상기 인가부가 상기 설정값에 따른 상기 인가 전압을 인가하는 경우에 전류를 측정하고, 상기 인가부가 상기 설정값에 따른 상기 인가 전류를 인가하는 경우에 전압을 측정하는 측정부; 및
상기 스위칭부가 차례로 선택하는 상기 양단에 대해서, 상기 인가부에 차례로 설정되는 상기 설정값 또는 상기 측정부가 차례로 측정하는 측정값의 일방에 기초하여, 상기 피측정 소자의 저항값을 산출하는 저항 산출부
를 포함하는,
측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정부에 실제로 입력되는 레벨에 대한 상기 측정값의 오차율이, 상기 인가부가 실제로 출력하는 레벨에 대한 상기 설정값의 오차율 보다도 작고,
상기 인가부는, 상기 스위칭부가 차례로 선택하는 상기 양단에 대해서, 동일한 상기 설정값에 따른 동일한 상기 인가 전압 또는 상기 인가 전류를 인가하고,
상기 저항 산출부는, 상기 측정부가 차례로 측정한 상기 측정값에 기초하여, 상기 피측정 소자의 저항값을 산출하는,
측정 장치.
제2항에 있어서,
상기 저항 산출부는, 상기 측정부가 차례로 측정한 상기 측정값의 차분에 기초하여, 상기 피측정 소자의 저항값을 산출하는,
측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 인가부가 실제로 출력하는 레벨에 대한 상기 설정값의 오차율이, 상기 측정부에 실제로 입력되는 레벨에 대한 상기 측정값의 오차율 보다도 작고,
상기 인가부는, 상기 스위칭부가 차례로 선택하는 상기 양단에 대해서, 상기 측정부에서의 상기 측정값이 동일하게 되도록 상기 인가 전압 또는 상기 인가 전류를 인가하고,
상기 저항 산출부는, 상기 인가부에 차례로 설정되는 상기 설정값에 기초하여, 상기 피측정 소자의 저항값을 산출하는,
측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 저항 산출부는, 상기 인가부에 차례로 설정되는 상기 설정값의 차분에 기초하여, 상기 피측정 소자의 저항값을 산출하는,
측정 장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저항 산출부는, 미리 주어지는 상기 직렬 저항의 저항값에 더 기초하여, 상기 피측정 소자의 저항값을 산출하는,
측정 장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저항 산출부는, 상기 피측정 소자의 저항값을, 상기 직렬 저항의 저항값에 대한 비율로서 산출하는,
측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 측정 장치는, 복수의 상기 피측정 소자의 저항값을 차례차례 측정하는 경우에, 동일한 상기 직렬 저항을 이용하는,
측정 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 직렬 저항은, 일단이 상기 피측정 소자에 접속되고, 타단에 정전압이 인가되는,
측정 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위칭부는, 상기 직렬 저항의 양단을, 상기 직렬 회로의 양단보다 먼저 선택하고,
상기 인가부는, 상기 직렬 저항의 양단에 상기 인가 전압 또는 상기 인가 전류를 인가한 때에, 상기 측정부가 측정하는 측정값이 미리 정해진 범위 내가 되도록 상기 설정값을 조정하고, 상기 직렬 회로의 양단에 상기 인가 전압 또는 상기 인가 전류를 인가하는 때에, 조정한 해당 설정값을 이용하는,
측정 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 장치는, 피시험 디바이스를 시험하는 시험부를 더 포함하고,
상기 피시험 디바이스를 시험하는 경우에,
상기 인가부는, 상기 피시험 디바이스의 단자에 상기 설정값에 따른 인가 전압 또는 인가 전류를 인가하고,
상기 측정부는, 상기 인가부가 상기 설정값에 따른 상기 인가 전압을 인가하는 경우에 상기 피시험 디바이스의 상기 단자에 흐르는 전류를 측정하고, 상기 인가부가 상기 설정값에 따른 상기 인가 전류를 인가하는 경우에 상기 피시험 디바이스의 상기 단자의 전압을 측정하고,
상기 시험부는, 상기 측정부의 측정값에 기초하여, 상기 피시험 디바이스의 양부를 판정하는,
측정 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 장치는, 피시험 디바이스를 시험하는 시험부를 더 포함하고,
상기 피시험 디바이스는, 상기 피시험 디바이스의 내부의 배선으로 전기적으로 접속되는 한편, 상기 측정 장치의 대응하는 콘택과 전기적으로 접속되는 2개의 단자를 가지고,
상기 직렬 저항은, 어느 하나의 상기 콘택과 직렬로 접속되고,
상기 스위칭부는, 상기 직렬 저항과 직렬로 접속되는 상기 콘택 및 상기 단자와, 상기 직렬 저항을 포함하는 상기 직렬 회로의 양단 및 상기 직렬 저항의 양단을 차례로 선택하고,
상기 저항 산출부는, 상기 피시험 디바이스의 상기 단자와 상기 측정 장치의 상기 콘택의 콘택 저항을 산출하고,
상기 시험부는, 상기 저항 산출부가 산출한 상기 콘택 저항에 기초하여, 상기 피시험 디바이스를 시험하는,
측정 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 피시험 디바이스의 단자와 전기적으로 접촉하는 도전 재료가 설치되는 패키지를 더 포함하고,
상기 직렬 저항은, 상기 패키지에 설치되는,
측정 장치.
피측정 소자의 저항값을 측정하는 방법에 있어서,
상기 피측정 소자와 직렬로 직렬 저항을 마련하는 준비 단계;
상기 피측정 소자 및 상기 직렬 저항을 포함하는 직렬 회로의 양단 및 상기 직렬 저항의 양단을 차례로 선택하는 선택 단계;
상기 선택 단계에서 차례로 선택하는 상기 양단의 각각에, 미리 설정되는 설정값에 따른 인가 전압 또는 인가 전류를 인가하는 인가 단계;
상기 선택 단계에서 차례로 선택하는 상기 양단의 각각에서, 상기 인가 단계에서 상기 설정값에 따른 상기 인가 전압을 인가하는 경우에 전류를 측정하고, 상기 인가 단계에서 상기 설정값에 따른 상기 인가 전류를 인가하는 경우에 전압을 측정하는 측정 단계;
상기 선택 단계에서 차례로 선택하는 상기 양단에 대해서, 상기 인가 단계에서 차례로 설정되는 상기 설정값 또는 상기 측정 단계에서 차례로 측정하는 측정값의 일방에 기초하여, 상기 피측정 소자의 저항값을 산출하는 저항 산출 단계
를 포함하는,
측정 방법.