JP2008172274A - 半導体検査装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源電圧が降下変動しても測定の信頼性が損なわれることなく、検査を行うことができる半導体検査装置の制御装置を提供する。
【解決手段】コントローラ、及び、電源投入回路の電源として、電源電圧の低下に対し出力電圧を維持できるよう設計されたスイッチングレギュレータを用いるとともに電源電圧の低下を検出する手段を設け、測定中に電源電圧の低下を検出した場合、自動的に測定を停止し、電源電圧が復帰した後に自動的に再測定を実施する。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子線測長装置などを用いる半導体検査装置の制御装置に関し、電源電圧の低下に対応する制御に関する。

電子線測長装置などの半導体検査装置においては、機械的な振動や、外部磁場などの種々の外乱により検査結果の信頼性が損なわれる可能性がある。この問題に対して、例えば、特許第２９１１１４４号公報（特許文献１）に記載のように、機械的振動、または、外部磁場を検出する手段を有し、基準値以上の機械的振動、または、外部磁場を検出した場合、自動的に測定を停止する方法が提案されている。

上記の外乱により検査結果の信頼性が損なわれる可能性があるという問題は、電源電圧の低下においても例外ではなく、測定中に電源電圧が低下した場合、検査結果の信頼性が損なわれる可能性がある。しかし、電源電圧が低下した場合、検査結果の信頼性が損なわれる可能性があるという問題に加えて、装置自身が停止してしまうという問題がある。特許文献１においては、この点には言及されていない。

また、電源電圧が低下した場合、装置自身が停止してしまうという問題に対し、従来は図４に示されるように瞬時電圧低下保護装置１７を設置していた。瞬時電圧低下保護装置１７を設置した場合、短時間の電源電圧の低下が生じた場合において、装置に供給される電源電圧は低下せず、装置が停止することは無い。また、検査結果の信頼性も損なわれることは無い。しかし、瞬時電圧低下保護装置１７を設置することは装置のコストアップになり、また、瞬時電圧低下保護装置１７はフットプリント（設置面積）と大きさが大きく、結果的には半導体検査装置の制御装置が大きくなってしまう。

特許第２９１１１４４号公報

本発明は、上記の問題に鑑み、瞬時電圧低下保護装置を用いるものに比べて安価で、大きく設置個所を必要とせず、電源電圧が降下変動しても測定の信頼性が損なわれることなく検査を行うことができる半導体検査装置の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、 被検査物の測定データを電気的に処理する測定回路に供給される直流駆動電力を交流電源から生成する直流定圧供給回路へ供給される電源電圧の低下ないし所定の値への復帰に応じて、被検査物の測定の実行停止を制御することを特徴とする。

本発明よれば、スイッチングレギュレータを用いることにより、安価で、大きく設置個所を必要とせず、電源電圧の降下変動しても停止することなく検査を行なうことができる半導体検査装置の制御装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る実施例について図１、図２、図３を引用して説明する。

まず、図１に沿って半導体検査装置の制御装置のブロック図について述べる。制御装置は、コントローラ１と測定回路２を有する。測定回路２は、電子線測長装置などの測定回路部である。

測定回路２はコントローラ１からの制御信号を受け、被検査物の測定データを電気的に処理する。コントローラ１の駆動電力は、コントローラ１用のスイッチングレギュレータ３により供給される。このスイッチングレギュレータ３は、電源の交流を定圧の直流に変えてコントローラ１に供給する。スイッチングレギュレータ３は、交流の電源電圧が降下する電圧変動があっても定圧の直流をコントローラ１に供給する。このスイッチングレギュレータ３は、瞬時電圧低下保護装置に比べ、安価である。また瞬時電圧低下保護装置よりも小型なので、結果的に半導体検査装置の制御装置の設置個所を大きく必要としないのである。

測定回路２の駆動電力は、シリーズレギュレータ４により供給される。このシリーズレギュレータ４により、電源の交流を定圧の直流に変えられた駆動電力が測定回路に供給される。測定回路２の電源としてシリーズレギュレータ４を用いるのは、測定回路２に与えるノイズを低減するためである。

すなわち、電子線測長装置の測定回路は、スイッチングレギュレータのようなチョッピング方式から発生する電気的なノイズに弱く、測定不良を起こす。シリーズレギュレータは電気的なノイズを発生させないので、電子線測長装置の測定回路に好適である。

電子線測長装置以外の測定回路において、電気的なノイズの影響を受けにくい場合には、シリーズレギュレータを用いる必要はない。但し、測定回路に駆動電力を供給する直流定圧供給回路は必要である。直流定圧供給回路はシリーズレギュレータを含むものである。

スイッチングレギュレータ３、及び、シリーズレギュレータ４のそれぞれの駆動電力は、電源投入回路５、ブレーカ７を介して電力源８から供給される。ブレーカ７の入・切する動作でスイッチングレギュレータ３、及び、シリーズレギュレータ４の駆動電力は、供給されたり、遮断されたりする。

電源投入回路５はコンタクタ９、ＯＮスイッチ１５、ＯＦＦスイッチ１６を有する。この電源投入回路５の駆動電力は、電源投入回路用のスイッチングレギュレータ６により供給される。この電源投入回路５用のスイッチングレギュレータ６は、前述したコントローラ１用のスイッチングレギュレータ３と同様な機能を有し、瞬時電圧低下保護装置に比べ、安価である。また瞬時電圧低下保護装置よりも小型なので、結果的に半導体検査装置の制御装置の設置個所を大きく必要としないのである。

スイッチングレギュレータについて更に詳しく述べる。

スイッチングレギュレータ３、及び、６は、電源電圧の低下変動に対して定圧の直流出力電圧を維持するよう設計されている。

スイッチングレギュレータは、交流電圧を整流、及び、平滑した後、電圧を昇圧、または、降圧して直流電圧を生成している。交流の電源電圧が低下しても、スイッチングのパルス幅を広げるか、もしくは、周波数を上げることにより出力電圧を維持するよう設計することができる。例えば、「トランジスタ技術ＳＰＥＣＩＡＬＮｏ．２８特集最新・電源回路設計技術のすべて」（１９９１年、ＣＱ出版株式会社発行）の第８７頁等に記載の、電源電圧がＡＣ１００Ｖの場合とＡＣ２００Ｖの場合の両方に連続的に対応できるワイド入力型スイッチングレギュレータのように、スイッチングのパルス幅や周波数を制御してＡＣ９０Ｖ〜ＡＣ２７０Ｖと広い入力電圧の変化に対して出力電圧を維持するように設計することができる。また、特開平６−２３７５７９号公報に記載のように、瞬時停電時にスイッチングの周波数を制御して出力保持時間を延長するように設計することができる。

スイッチングレギュレータ３、及び、６において、例えば、入力電圧範囲がＡＣ８５Ｖ〜ＡＣ２６４Ｖと、電源電圧がＡＣ１００Ｖの場合とＡＣ２００Ｖの場合の両方に連続的に対応できるワイド入力型スイッチングレギュレータを用いることにより、電源電圧が定格の４２．５％である８５Ｖまで低下しても出力電圧を維持することができる。

スイッチングレギュレータ３、及び、６の出力電圧が維持されれば、半導体検査装置の制御装置は停止することなく検査を行なうことができる。

次に電源電圧監視回路について説明する。

上記のようにコントローラ用のスイッチングレギュレータ３、電源投入回路用のスイッチングレギュレータ６の出力電圧が維持されれば、半導体検査装置の制御装置は停止することなく検査が行なわれるのである。しかし、シリーズレギュレータは電源電圧の降下変動許容幅がスイッチングレギュレータよりも狭いので、電源電圧が基準電圧を下回ると定圧直流駆動電力の測定回路２への供給が不安定になり、測定回路２が影響を受け、測定の信頼性が損なわれる可能性がある。この測定の信頼性が損なわれるという問題に対処して電源電圧監視回路を設けるのである。

すなわち、シリーズレギュレータ４は、電源電圧が低下した場合、短時間のうちに出力電圧が低下する。シリーズレギュレータは交流電圧を整流、及び、平滑した後、電圧を降圧して直流電圧を生成している。電源電圧が一定の電圧（基準電圧）を下回ると、電源電圧の低下にあわせて出力電圧が低下する。したがって電源電圧の低下に対して短時間のうちに出力電圧が低下する。

シリーズレギュレータ４の出力電圧が低下（定圧の直流駆動電力の供給が不安定になる）した場合、半導体検査装置の制御装置の全体が停止することは無いが、測定回路２が影響を受け、測定の信頼性が損なわれる可能性がある。

そこで、電力源８の電源電圧が低下した場合、電源電圧監視回路１８により電源電圧低下信号１９がコントローラ１に伝達される。コントローラ１において、測定中に電源電圧の低下が検出された場合、自動的に測定を停止し、電源電圧が所定の値まで復帰した後に電源電圧復帰信号によって自動的に再測定を実施するようにプログラムしておけば、電源電圧の低下により測定の信頼性が損なわれても、電源電圧が復帰した後に自動的に再測定が実施されるため、最終的に得られる検査結果の信頼性は確保される。また、前記のとおり、スイッチングレギュレータ３、及び、６は、電源電圧が低下した場合にも出力電圧を維持するため、コントローラ１は正常に動作でき、上記の処理を確実に実行できる。したがって、上記の構成において、電源電圧が低下しても得られる検査結果の信頼性が損なわれることは無い。

また測定回路２に定圧の直流駆動電力を供給する直流定圧供給回路は、シリーズレギュレータに限らない。シリーズレギュレータと同様な電源電圧の降下変動許容幅が狭い直流定圧供給回路を用いた場合においても、電源電圧監視回路１８を設けることにより、電源電圧が低下しても得られる検査結果の信頼性が損なわれることは無い。

すなわち、電源電圧監視回路１８により電源電圧を監視し、測定中に電源電圧の低下が検出された場合、自動的に測定を停止し、電源電圧が復帰した後に自動的に再測定を実施することにより、測定回路２の電源が電源電圧の低下に対し出力電圧を維持できるかどうかの如何に関わらず、得られる検査結果の信頼性が損なわれることが無いという効果が得られる。

図２は電源電圧監視回路の構成を示す。

電源電圧監視回路１８は、トランス３１と、整流平滑回路３９と、ヒステリシス付き比較回路４０を有する。

電源電圧監視回路１８に入力された電源電圧２０はトランス３１を介して降圧され、整流平滑回路３９により整流、及び、平滑される。整流平滑回路３９の出力は、ヒステリシス付き比較回路４０に入力され、一定の電圧以上であるかどうかが判別され、一定の電圧を下回った場合には電源電圧低下信号１９が出力される。整流平滑回路３９の出力は交流電源の周波数に対して２倍の周波数のリップルを含むため、ヒステリシス付き比較回路４０は該リップルの幅より広いヒステリシス幅を有するヒステリシス付き比較回路でなければならない。ヒステリシス付き比較回路４０における電源電圧の低下を判別するしきい値（基準電圧に相当する）は、シリーズレギュレータ４の出力電圧が低下しない電圧以上に設定する。上記の電源電圧監視回路により、電源電圧が低下しシリーズレギュレータ４の出力電圧が低下する可能性がある場合において、電源電圧低下信号１９が出力される。

電源電圧監視回路に基づく、制御方法のフローについて説明する。

図３に本発明の電源電圧の低下を検出した場合の制御方法の一実施例であるフロー図を示す。ステップ２３の測定開始の後、ステップ４３の測定処理と並列に、ステップ４１の電源電圧が正常かどうかの判別が実施される。ステップ４１の判別は、測定処理が終了するまで繰り返される。ステップ４１において電源電圧が異常である場合は、ステップ２４に進み、測定を停止する。ステップ２４において測定を停止した後、ステップ２５に進み、電源電圧が復帰するまで待機する。ステップ２５において電源電圧が復帰した場合、ステップ２６に進み、再測定を開始する。ステップ２６の再測定開始の後、再び、ステップ４３の測定処理と、ステップ４１の電源電圧が正常かどうかの判別とが、並列に実施される。ステップ４１において、再度、電源電圧の異常が検出された場合は、再びステップ２４に進み上記のフローを繰り返す。測定処理中に、ステップ４１において電源電圧の異常が検出されなければ、ステップ２７に進み、測定を終了する。上記の制御方法により、測定中に電源電圧が低下した場合、自動的に測定が停止され、電源電圧が復帰した後に自動的に再測定が実施されるので、得られる結果の信頼性が損なわれることは無い。

本発明の実施形態に係わる実施例を示すもので、半導体検査装置の制御装置のブロック図。 本発明の実施形態に係わる実施例を示すもので、電源電圧監視回路。 本発明の実施形態に係わる実施例を示すもので、半導体検査装置の制御方法のフロー図。 従来の半導体検査装置において瞬時電圧低下保護装置を設置した場合を示すブロック図。

符号の説明

１…コントローラ、２…測定回路、３…スイッチングレギュレータ、４…シリーズレギ
ュレータ、５…電源投入回路、６…スイッチングレギュレータ、７…ブレーカ、９…コン
タクタ、１７…瞬時電圧低下保護装置、１８…電源電圧監視回路、３９…整流平滑回路、
４０…ヒステリシス付き比較回路

Claims (1)

1. 被検査物の測定データを電気的に処理する測定回路に供給される直流駆動電力を交流電源から生成する直流定圧供給回路へ供給される電源電圧の低下ないし所定の値への復帰に応じて、被検査物の測定の実行停止を制御することを特徴とする半導体検査装置の制御方法。

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