JP7666866B2

JP7666866B2 - デバイス検査装置及びデバイス検査方法

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Publication number: JP7666866B2
Application number: JP2021072503A
Authority: JP
Inventors: 信弥榑林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
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Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2025-04-22
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Also published as: WO2022224843A1; US20240192257A1; JP2022167016A; US12461131B2

Description

本開示は、デバイス検査装置及びデバイス検査方法に関する。

検査対象のデバイスに電圧を印加して該デバイスを検査するデバイス検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、予め設定された測定電流のレンジに応じて並列に接続された電源回路を切り替えて検査が行われる。

特開２００１－４１９９７号公報

本開示は、検査対象のデバイスの状態によらず、短時間でデバイス特性を検査できる技術を提供する。

本開示の一態様によるデバイス検査装置は、検査対象のデバイスに電圧を印加する電圧源と、前記電圧源と前記デバイスとの間に直列に接続された複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器のうち１以上の抵抗器を含む抵抗器群の両端の電位差を検出する検出部と、前記複数の抵抗器から前記検出部が電位差を検出する前記抵抗器群を切り替える切替部と、制御部と、を備え、前記制御部は、少なくとも２以上の異なる前記抵抗器群の両端の電位差を検出するように前記検出部及び前記切替部を制御するよう構成され、かつ、前記抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に前記電位差を検出するように前記検出部及び前記切替部を制御するよう構成され、前記制御部が、前記複数の抵抗器のすべてに電流が供給されるように前記電圧源を制御し、前記複数の抵抗器のすべてに電流が供給された状態で、前記切替部が、前記合成抵抗値が最も低い抵抗器群を選択し、前記検出部が、第１時間が経過した後に前記最も低い抵抗器群の両端の電位差を検出し、次に、前記切替部が、前記最も低い抵抗器群よりも前記合成抵抗値が高い抵抗器群を選択し、前記検出部が、第２時間が経過した後に該抵抗器群の両端の電位差を検出し、前記第１時間の始点及び前記第２時間の始点は、前記複数の抵抗器のすべてに電流が流れ始めた時点である。

本開示によれば、検査対象のデバイスの状態によらず、短時間でデバイス特性を検査できる。

第１の実施形態のデバイス検査装置の電気回路の一例を示す図図１のデバイス検査装置の動作の一例を示すフローチャート図１のデバイス検査装置の動作の一例を示すタイミングチャート第２の実施形態のデバイス検査装置の電気回路の一例を示す図第３の実施形態のデバイス検査装置の電気回路の一例を示す図第４の実施形態のデバイス検査装置の電気回路の一例を示す図

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。

〔第１の実施形態〕
（デバイス検査装置）
図１を参照し、第１の実施形態のデバイス検査装置の一例について説明する。第１の実施形態のデバイス検査装置は、検査対象の半導体デバイス（ＤＵＴ：Device Under Test）に電圧を印加して種々の電気特性を検査する。

デバイス検査装置１０は、電圧源１１、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２、検出部１３、切替部１４、コントローラ１５等を備える。

電圧源１１は、ユーザが設定した電圧（以下「設定電圧」という。）をＤＵＴ１９に印加する。設定電圧の変更、電圧源１１のオン／オフの切り替えは、コントローラ１５により制御される。電圧源１１は、例えばプログラマブル直流電圧源であってよい。

抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２は、ＤＵＴ１９に対して直列に接続されている。すなわち、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２は、電圧源１１とＤＵＴ１９との間に直列に接続されている。抵抗器１２ａ_１は電圧源１１側に設けられ、抵抗器１２ａ_２はＤＵＴ１９側に設けられている。２つの抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の抵抗値は、同じであってもよく、異なっていてもよい。

検出部１３は、抵抗器１２ａ_１の両端の電位差及び抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位差を検出する。すなわち、検出部１３は、ＤＵＴ１９に供給する電流が抵抗器１２ａ_１に流れることによって発生する電位差及びＤＵＴ１９に供給する電流が抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２に流れることによって発生する電位差を検出する。検出部１３は、増幅器１３ａ、ＡＤコンバータ１３ｂ等を含む。

増幅器１３ａは、切替部１４とＡＤコンバータ１３ｂとの間に接続されている。増幅器１３ａは、抵抗器１２ａ_１の電圧源１１側と、抵抗器１２ａ_１のＤＵＴ１９側及び抵抗器１２ａ_２のＤＵＴ１９側との間の電位差を増幅し、増幅した電位差をＡＤコンバータ１３ｂに出力する。すなわち、増幅器１３ａは、抵抗器１２ａ_１の両端の電位差及び抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位差を増幅し、増幅した電位差をＡＤコンバータ１３ｂに出力する。これにより、抵抗器１２ａ_１の両端及び抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端に発生する微小な電位差が増幅されてＡＤコンバータ１３ｂに出力される。その結果、電位差の検出精度が向上する。増幅器１３ａは、例えば電流センスアンプであってよい。

ＡＤコンバータ１３ｂは、増幅器１３ａとコントローラ１５との間に接続されている。ＡＤコンバータ１３ｂは、増幅器１３ａで増幅された電位差をデジタル信号に変換し、コントローラ１５に出力する。

切替部１４は、２つの抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２から検出部１３が電位差を検出する対象の抵抗器群（抵抗器１２ａ_１、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２）を切り替える。切替部１４は、２つのスイッチ１４ａ_１，１４ａ_２を含む。スイッチ１４ａ_１は、抵抗器１２ａ_１のＤＵＴ１９側と増幅器１３ａとの接続状態を切り替える。スイッチ１４ａ_２は、抵抗器１２ａ_２のＤＵＴ１９側と増幅器１３ａとの接続状態を切り替える。

例えば、ＤＵＴ１９に供給する電流が比較的大きい場合、スイッチ１４ａ_１をＯＮに切り替え、スイッチ１４ａ_２をＯＦＦに切り替える。このとき、増幅器１３ａは、抵抗器１２ａ_１の両端の電位差、すなわち、電流が抵抗器１２ａ_１を流れることによって発生する電位差を増幅する。また、例えばＤＵＴ１９に供給する電流が比較的小さい場合、スイッチ１４ａ_１をＯＦＦに切り替え、スイッチ１４ａ_２をＯＮに切り替える。このとき、増幅器１３ａは、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位差、すなわち、電流が抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２を流れることによって発生する電位差を増幅する。なお、スイッチ１４ａ_１，１４ａ_２のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、コントローラ１５により制御される。

コントローラ１５は、例えばコンピュータであり、電圧源１１、検出部１３、切替部１４等の動作を制御する。コントローラ１５は、電圧源１１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための制御信号及び設定電圧を変更するための制御信号を電圧源１１に送信する。該制御信号は、予めユーザによって設定された電圧値に応じて生成される。また、コントローラ１５は、スイッチ１４ａ_１，１４ａ_２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための制御信号を切替部１４に送信する。該制御信号は、予めユーザによって設定された測定電流のレンジに応じて生成される。また、コントローラ１５は、抵抗器群（抵抗器１２ａ_１、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２）の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の電位差を検出するように、検出部１３及び切替部１４に制御信号を送信する。すなわち、コントローラ１５は、抵抗器１２ａ_１の両端の電位差を検出した後に、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位差を検出するように、検出部１３及び切替部１４に制御信号を送信する。

（デバイス検査方法）
図２及び図３を参照し、第１の実施形態のデバイス検査方法について、図１のデバイス検査装置１０においてＤＵＴ１９を検査する場合を例に挙げて説明する。

まず、ステップＳ１において、コントローラ１５は、ＤＵＴ１９に設定電圧が印加されるように電圧源１１をＯＮに切り替える。これにより、ＤＵＴ１９、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２に電流が供給される。

次に、ステップＳ２において、コントローラ１５は、電流レンジをＢレンジに切り替えるように切替部１４を制御する。Ｂレンジは、ＤＵＴ１９に供給する電流が比較的大きい場合に選択されるレンジである。Ｂレンジでは、コントローラ１５により、スイッチ１４ａ_１がＯＮに切り替えられ、スイッチ１４ａ_２がＯＦＦに切り替えられる。これにより、増幅器１３ａには、抵抗器１２ａ_１の両端の電位、すなわち、抵抗器１２ａ_１の電圧源１１側の電位及び抵抗器１２ａ_１のＤＵＴ１９側の電位が入力される。

次に、ステップＳ３において、コントローラ１５は、抵抗器１２ａ_１に電流が流れ始めた時点から所定の時間Ｔ_Ｂが経過するまで待機する。ここで、抵抗器１２ａ_１には、ステップＳ１にて電圧源１１がＯＮに切り替えられた時点から電流が流れ始めているので、抵抗器１２ａ_１に電流が流れ始めた時点はステップＳ１にて電圧源１１がＯＮに切り替えられた時点となる。所定の時間Ｔ_Ｂは、抵抗器１２ａ_１に電流が流れ始めた時点から抵抗器１２ａ_１の両端に生じる電位差が安定化するまでの時間である。該時間は、抵抗器１２ａ_１の抵抗値に依存する時間であり、抵抗器１２ａ_１の抵抗値が高いほど長くなり、抵抗器１２ａ_１の抵抗値が低いほど短くなる。これは、ＤＵＴ１９や電圧源１１とＤＵＴ１９とを接続する配線等がある程度の容量成分を有しており、デバイス検査装置１０に含まれる電気回路をＲＣ回路とみなすことができるためである。ＲＣ回路の時定数τは、τ＝ＲＣ（ただし、Ｒは該電気回路の抵抗値、Ｃは該電気回路の容量値である。）で算出されるところ、抵抗器１２ａ_１の抵抗値が高くなると、上記式中のＲの値が大きくなり、時定数τが大きくなる。なお、所定の時間Ｔ_Ｂは、抵抗器１２ａ_１に電流が流れ始めた時点から抵抗器１２ａ_１の両端に生じる電位差が安定化するまでの時間よりも長い時間であってよい。

次に、ステップＳ４において、コントローラ１５は、増幅器１３ａにより抵抗器１２ａ_１の両端の電位差を増幅させると共に、ＡＤコンバータ１３ｂにより増幅器１３ａで増幅された電位差をデジタル信号に変換するように検出部１３を制御する。また、コントローラ１５は、ＡＤコンバータ１３ｂが変換したデジタル信号に基づいて、ＤＵＴ１９に供給された電流値を算出する。

次に、ステップＳ５において、コントローラ１５は、電流レンジをＢレンジからＡレンジに切り替えるように切替部１４を制御する。Ａレンジは、ＤＵＴ１９に供給する電流が比較的小さい場合に選択されるレンジである。Ａレンジでは、コントローラ１５により、スイッチ１４ａ_１がＯＦＦに切り替えられ、スイッチ１４ａ_２がＯＮに切り替えられる。これにより、増幅器１３ａには、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位、すなわち、抵抗器１２ａ_１の電圧源１１側の電位及び抵抗器１２ａ_２のＤＵＴ１９側の電位が入力される。

次に、ステップＳ６において、コントローラ１５は、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２に電流が流れ始めた時点から所定の時間Ｔ_Ａが経過するまで待機する。ここで、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２には、ステップＳ１にて電圧源１１がＯＮに切り替えられた時点から電流が流れ始めているので、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２に電流が流れ始めた時点はステップＳ１にて電圧源１１がＯＮに切り替えられた時点となる。ステップＳ６では、開始時点において既にステップＳ１にて電圧源１１がＯＮに切り替えられた時点から所定の時間Ｔ_Ｂが経過している。そのため、ステップＳ６では、コントローラ１５は、所定の時間Ｔ_Ａ－Ｔ_Ｂが経過するまで待機する。所定の時間Ｔ_Ａは、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２に電流が流れ始めた時点から抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端に生じる電位差が安定化するまでの時間である。該時間は、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の合成抵抗値に依存する時間であり、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の合成抵抗値が高いほど長くなり、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の合成抵抗値が低いほど短くなる。抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の合成抵抗値は、抵抗器１２ａ_１の抵抗値よりも高い。そのため、所定の時間Ｔ_Ａは、所定の時間Ｔ_Ｂよりも長くなる。

次に、ステップＳ７において、コントローラ１５は、増幅器１３ａにより抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位差を増幅させると共に、ＡＤコンバータ１３ｂにより増幅器１３ａで増幅された電位差をデジタル信号に変換するように検出部１３を制御する。また、コントローラ１５は、ＡＤコンバータ１３ｂが変換したデジタル信号に基づいて、ＤＵＴ１９に供給された電流値を算出する。

次に、ステップＳ８において、コントローラ１５は、ステップＳ４にて測定した測定値と、ステップＳ７にて測定した測定値とに基づいて、出力する測定結果を選択する。ステップＳ４にて測定した測定値は、例えば抵抗器１２ａ_１の両端の電位差が増幅及び変換されたデジタル信号であってもよく、該デジタル信号に基づいて算出された電流値であってもよい。ステップＳ７にて測定した測定値は、例えば抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位差が増幅及び変換されたデジタル信号であってもよく、該デジタル信号に基づいて算出された電流値であってもよい。例えば、コントローラ１５は、Ａレンジでの測定値が測定可能範囲内である場合にＡレンジの測定結果を出力し、Ａレンジでの測定値が測定可能範囲内でない場合にＢレンジの測定結果を出力する。これにより、ＤＵＴ１９の状態によって、ＤＵＴ１９に大電流が流れてＡレンジでの測定値が測定可能範囲内でない場合でも、既にＤＵＴ１９に供給する電流が比較的大きい場合に選択されるＢレンジでの測定値が得られているので、正確な測定値を出力できる。なお、測定結果の出力態様は、ユーザが確認できる態様が好ましく、例えばデバイス検査装置１０の表示画面に表示する態様であってよい。

以上に説明したように、第１の実施形態によれば、コントローラ１５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部１３及び切替部１４を制御する。すなわち、コントローラ１５は、抵抗器１２ａ_１の両端の電位差を検出した後に、抵抗器１２ａ_１，１２ａ_２の両端の電位差を検出するように検出部１３及び切替部１４を制御する。これにより、ＤＵＴ１９に供給する電流が比較的小さい場合に選択されるＡレンジでの測定時間内で、ＤＵＴ１９に供給する電流が比較的大きい場合に選択されるＢレンジでの測定を行なうことができる。そのため、Ａレンジでの測定時間内で２つの電流レンジ（Ａレンジ及びＢレンジ）での測定結果を得ることができる。その結果、ＤＵＴ１９の状態によらず、短時間でデバイス特性を検査できる。

〔第２の実施形態〕
（デバイス検査装置）
図４を参照し、第２の実施形態のデバイス検査装置の一例について説明する。第２の実施形態のデバイス検査装置は、抵抗器群の数がｎ個（ｎは３以上の整数）である点で、第１の実施形態のデバイス検査装置１０と異なる。以下、第１の実施形態のデバイス検査装置１０と異なる点を中心に説明する。

デバイス検査装置２０は、電圧源２１、抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎ、検出部２３、切替部２４、コントローラ２５等を備える。

電圧源２１は、電圧源１１と同様の構成であってよい。

抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎは、ＤＵＴ２９に対して直列に接続されている。すなわち、抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎは、電圧源２１とＤＵＴ２９との間に直列に接続されている。抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎは、電圧源２１側から抵抗器２２ａ_１、抵抗器２２ａ_２、・・・、抵抗器２２ａ_ｎの順に接続されている。抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎの抵抗値は、同じであってもよく、異なっていてもよい。

検出部２３は、検出部１３と同様の構成であってよく、増幅器２３ａ、ＡＤコンバータ２３ｂ等を含む。

切替部２４は、ｎ個の抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎから検出部２３が電位差を検出する対象の抵抗器群（抵抗器２２ａ_１、抵抗器２２ａ_１，２２ａ_２、・・・、抵抗器２２ａ_１，２２ａ_２，・・・，２２ａ_ｎ）を切り替える。切替部２４は、ｎ個のスイッチ２４ａ_１～２４ａ_ｎを含む。スイッチ２４ａ_１～２４ａ_ｎは、それぞれ抵抗器２２ａ_１，２２ａ_２，・・・，２２ａ_ｎのＤＵＴ２９側と増幅器２３ａとの接続状態を切り替える。

コントローラ２５は、コントローラ１５と同様の構成であってよく、電圧源２１、検出部２３、切替部２４等の動作を制御する。コントローラ２５は、抵抗器群（抵抗器２２ａ_１、抵抗器２２ａ_１，２２ａ_２、・・・、抵抗器２２ａ_１，２２ａ_２，・・・，２２ａ_ｎ）の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように、検出部２３及び切替部２４に制御信号を送信する。

（デバイス検査方法）
第２の実施形態のデバイス検査方法は、第１の実施形態のデバイス検査方法と同様であってよい。第２の実施形態のデバイス検査方法では、コントローラ２５は、複数の抵抗器群のうちの少なくとも２以上の異なる抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部２３及び切替部２４を制御する。また、コントローラ２５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部２３及び切替部２４を制御する。

以上に説明したように、第２の実施形態によれば、コントローラ２５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部２３及び切替部２４を制御する。これにより、短い時間で複数の電流レンジでの測定を行なうことができる。その結果、ＤＵＴ２９の状態によらず、短時間でデバイス特性を検査できる。

〔第３の実施形態〕
（デバイス検査装置）
図５を参照し、第３の実施形態のデバイス検査装置の一例について説明する。第３の実施形態のデバイス検査装置は、抵抗器３２ａ_１～３２ａ_ｎのＤＵＴ３９側及び電圧源３１側と増幅器３３ａとの接続状態を切り替える切替部３４ａ，３４ｂを有する点で、第２の実施形態のデバイス検査装置２０と異なる。以下、第２の実施形態のデバイス検査装置２０と異なる点を中心に説明する。

デバイス検査装置３０は、電圧源３１、抵抗器３２ａ_１～３２ａ_ｎ、検出部３３、切替部３４ａ，３４ｂ、コントローラ３５等を備える。

電圧源３１は、電圧源２１と同様の構成であってよい。

抵抗器３２ａ_１～３２ａ_ｎは、抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎと同様の構成であってよい。

検出部３３は、検出部２３と同様の構成であってよく、増幅器３３ａ、ＡＤコンバータ３３ｂ等を含む。

切替部３４ａは、切替部２４と同様の構成であってよく、ｎ個のスイッチ３４ａ_１～３４ａ_ｎを含む。スイッチ３４ａ_１～３４ａ_ｎは、それぞれ抵抗器３２ａ_１，３２ａ_２，・・・，３２ａ_ｎのＤＵＴ３９側と増幅器３３ａとの接続状態を切り替える。

切替部３４ｂは、ｎ個のスイッチ３４ｂ_１～３４ｂ_ｎを含む。スイッチ３４ｂ_１～３４ｂ_ｎは、それぞれ抵抗器３２ａ_１，３２ａ_２，・・・，３２ａ_ｎの電圧源３１側と増幅器３３ａとの接続状態を切り替える。

コントローラ３５は、コントローラ２５と同様の構成であってよく、電圧源３１、検出部３３、切替部３４ａ，３４ｂ等の動作を制御する。コントローラ３５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように、検出部３３及び切替部３４ａ，３４ｂに制御信号を送信する。

（デバイス検査方法）
第３の実施形態のデバイス検査方法は、第２の実施形態のデバイス検査方法と同様であってよい。第３の実施形態のデバイス検査方法では、コントローラ３５は、複数の抵抗器群のうちの少なくとも２以上の異なる抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部３３及び切替部３４ａ，３４ｂを制御する。また、コントローラ３５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部３３及び切替部３４ａ，３４ｂを制御する。

以上に説明したように、第３の実施形態によれば、コントローラ３５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部３３及び切替部３４ａ，３４ｂを制御する。これにより、短い時間で複数の電流レンジでの測定を行なうことができる。その結果、ＤＵＴ３９の状態によらず、短時間でデバイス特性を検査できる。

また、第３の実施形態によれば、スイッチ３４ａ_１～３４ａ_ｎ及びスイッチ３４ｂ_１～３４ｂ_ｎのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、複数の抵抗器３２ａ_１～３２ａ_ｎのＤＵＴ３９側及び電圧源３１側と増幅器３３ａとの接続状態を切り替える。これにより、複数の抵抗器３２ａ_１～３２ａ_ｎのうち１以上の抵抗器を含む抵抗器群が選択される。その結果、選択される抵抗器群の数が多くなるため、少ない部品点数で多くの電流レンジでの測定が可能となる。

〔第４の実施形態〕
（デバイス検査装置）
図６を参照し、第４の実施形態のデバイス検査装置の一例について説明する。第４の実施形態のデバイス検査装置は、抵抗器４２ａ_１～４２ａ_ｎと切替部４４との間に増幅器４３ａ_１～４３ａ_ｎが接続されている点で、第２の実施形態のデバイス検査装置２０と異なる。以下、第２の実施形態のデバイス検査装置２０と異なる点を中心に説明する。

デバイス検査装置４０は、電圧源４１、抵抗器４２ａ_１～４２ａ_ｎ、検出部４３、切替部４４、コントローラ４５等を備える。

電圧源４１は、電圧源２１と同様の構成であってよい。

抵抗器４２ａ_１～４２ａ_ｎは、抵抗器２２ａ_１～２２ａ_ｎと同様の構成であってよい。

検出部４３は、増幅器４３ａ_１～４３ａ_ｎ、ＡＤコンバータ４３ｂ等を含む。

増幅器４３ａ_１～４３ａ_ｎは、切替部４４と抵抗器群（抵抗器４２ａ_１、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２、・・・、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２，・・・，４２ａ_ｎ）と間に接続されている。増幅器４３ａ_１～４３ａ_ｎは、それぞれ抵抗器４２ａ_１の電圧源４１側と抵抗器４２ａ_１～４２ａ_ｎのＤＵＴ４９側との間の電位差を増幅し、増幅した電位差を、切替部４４を介してＡＤコンバータ４３ｂに出力する。これにより、抵抗器群（抵抗器４２ａ_１、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２、・・・、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２，・・・，４２ａ_ｎ）の両端に発生する微小な電位差が増幅されてＡＤコンバータ４３ｂに出力される。その結果、電位差の検出精度が向上する。増幅器４３ａ_１～４３ａ_ｎは、例えば電流センスアンプであってよい。

ＡＤコンバータ４３ｂは、ＡＤコンバータ２３ｂと同様の構成であってよい。

切替部４４は、ｎ個の抵抗器４２ａ_１～４２ａ_ｎから検出部４３が電位差を検出する対象の抵抗器群（抵抗器４２ａ_１、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２、・・・、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２，・・・，４２ａ_ｎ）を切り替える。切替部４４は、ｎ個のスイッチ４４ａ_１～４４ａ_ｎを含む。スイッチ４４ａ_１～４４ａ_ｎは、それぞれ増幅器４３ａ_１～４３ａ_ｎとＡＤコンバータ４３ｂとの接続状態を切り替える。

コントローラ４５は、コントローラ２５と同様の構成であってよく、電圧源４１、検出部４３、切替部４４等の動作を制御する。コントローラ４５は、抵抗器群（抵抗器４２ａ_１、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２、・・・、抵抗器４２ａ_１，４２ａ_２，・・・，４２ａ_ｎ）の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように、検出部４３及び切替部４４に制御信号を送信する。

（デバイス検査方法）
第４の実施形態のデバイス検査方法は、第２の実施形態のデバイス検査方法と同様であってよい。第４の実施形態のデバイス検査方法では、コントローラ４５は、複数の抵抗器群のうちの少なくとも２以上の異なる抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部４３及び切替部４４を制御する。また、コントローラ４５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部４３及び切替部４４を制御する。

以上に説明したように、第４の実施形態によれば、コントローラ４５は、抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に抵抗器群の両端の電位差を検出するように検出部４３及び切替部４４を制御する。これにより、短い時間で複数の電流レンジでの測定を行なうことができる。その結果、ＤＵＴ４９の状態によらず、短時間でデバイス特性を検査できる。

なお、上記の実施形態において、コントローラ１５，２５，３５，４５は制御部の一例である。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

上記の実施形態では、切替部が複数のスイッチを含む構成である場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、切替部はマルチプレクサを含む構成であってもよい。

１０，２０，３０，４０デバイス検査装置
１１，２１，３１，４１電圧源
１２ａ_１～１２ａ_２，２２ａ_１～２２ａ_ｎ，３２ａ_１～３２ａ_ｎ，４２ａ_１～４２ａ_ｎ抵抗器
１４，２４，３４ａ，３４ｂ，４４切替部
１５，２５，３５，４５コントローラ

Claims

検査対象のデバイスに電圧を印加する電圧源と、
前記電圧源と前記デバイスとの間に直列に接続された複数の抵抗器と、
前記複数の抵抗器のうち１以上の抵抗器を含む抵抗器群の両端の電位差を検出する検出部と、
前記複数の抵抗器から前記検出部が電位差を検出する前記抵抗器群を切り替える切替部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも２以上の異なる前記抵抗器群の両端の電位差を検出するように前記検出部及び前記切替部を制御するよう構成され、かつ、前記抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に前記電位差を検出するように前記検出部及び前記切替部を制御するよう構成され、
前記制御部が、前記複数の抵抗器のすべてに電流が供給されるように前記電圧源を制御し、前記複数の抵抗器のすべてに電流が供給された状態で、前記切替部が、前記合成抵抗値が最も低い抵抗器群を選択し、前記検出部が、第１時間が経過した後に前記最も低い抵抗器群の両端の電位差を検出し、次に、前記切替部が、前記最も低い抵抗器群よりも前記合成抵抗値が高い抵抗器群を選択し、前記検出部が、第２時間が経過した後に該抵抗器群の両端の電位差を検出し、
前記第１時間の始点及び前記第２時間の始点は、前記複数の抵抗器のすべてに電流が流れ始めた時点である、
デバイス検査装置。
前記検出部は、前記切替部と前記制御部又は前記抵抗器群との間に設けられた増幅器を含む、
請求項１に記載のデバイス検査装置。
前記切替部は、前記抵抗器群の前記デバイスの側のみを切り替えるように構成される、
請求項１又は２に記載のデバイス検査装置。
前記切替部は、前記抵抗器群の前記電圧源の側及び前記デバイスの側を切り替えるように構成される、
請求項１又は２に記載のデバイス検査装置。
前記制御部は、前記検出部が検出した前記複数の電位差から選択される１つの電位差に応じた値を出力するよう構成される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のデバイス検査装置。
前記制御部は、前記検出部が検出した前記電位差に基づき前記デバイスに供給される電流を算出するよう構成される、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデバイス検査装置。
直列に接続された複数の抵抗器を介して検査対象のデバイスに電圧を印加して該デバイスを検査するデバイス検査方法であって、
前記複数の抵抗器のうち１以上の抵抗器を含む複数の抵抗器群の両端の合成抵抗値が低い順に、該複数の抵抗器群の両端の電位差を検出することを含み、
前記電位差を検出することは、前記複数の抵抗器のすべてに電流が供給された状態で、前記合成抵抗値が最も低い抵抗器群を選択し、第１時間が経過した後に前記最も低い抵抗器群の両端の電位差を検出し、次に、前記最も低い抵抗器群よりも前記合成抵抗値が高い抵抗器群を選択し、第２時間が経過した後に該抵抗器群の両端の電位差を検出することを含み、
前記第１時間の始点及び前記第２時間の始点は、前記複数の抵抗器のすべてに電流が流れ始めた時点である、
デバイス検査方法。