(57)【要約】【課題】特別な構造のプローブを用いることなく、電極の表面に傷がつくのを抑制することが可能な半導体試験装置を提供する。【解決手段】この半導体試験装置は、半導体素子の電極の表面に貼付された異方導電性を有する部材の表面にプローブの先端部を接触させた状態で、プローブ、異方導電性を有する部材および電極を介して半導体素子に通電することにより、半導体素子の試験を行うように構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する半導体素子の試験を行う半導体試験装置であって、
尖った形状の先端部を有するプローブと、
前記半導体素子の前記電極の表面に異方導電性を有する部材を貼付する貼付手段とを備え、
前記半導体素子の前記電極の表面に貼付された前記異方導電性を有する部材の表面に前記プローブの前記先端部を接触させた状態で、前記プローブ、前記異方導電性を有する部材および前記電極を介して前記半導体素子に通電することにより、前記半導体素子の試験を行うように構成されている、半導体試験装置。
【請求項２】
前記貼付手段は、前記半導体素子の前記電極の表面に、異方導電性を有し、かつ、弾性を有する部材を貼付するように構成されている、請求項１に記載の半導体試験装置。
【請求項３】
前記貼付手段は、前記半導体素子の前記電極の表面に、異方導電性を有する接着材を貼付するように構成されている、請求項１または２に記載の半導体試験装置。
【請求項４】
前記貼付手段は、前記半導体素子の前記電極の表面に、前記接着材として、異方導電性フィルムを貼付するように構成されている、請求項３に記載の半導体試験装置。
【請求項５】
前記貼付手段は、前記半導体素子の前記電極の表面に、前記接着材として、異方導電性ペーストを貼付するように構成されている、請求項３に記載の半導体試験装置。
【請求項６】
尖った形状の先端部を有するプローブを備えた半導体試験装置を用いて電極を有する半導体素子の試験を行う半導体の試験方法であって、
前記半導体素子の前記電極の表面に、異方導電性を有する部材を貼付する工程と、
前記異方導電性を有する部材の表面に前記プローブの前記先端部を接触させる工程と、
前記プローブ、前記異方導電性を有する部材および前記電極を介して前記半導体素子に通電する工程とを備える、半導体の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体試験装置および半導体の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、尖った形状の先端部を有するプローブを備えた半導体試験装置が知られている。このような従来の半導体試験装置は、試験対象の半導体素子の電極の表面にプローブの尖った形状の先端部を接触（点接触）させた状態で、プローブおよび電極を介して半導体素子に通電し、半導体素子の電気特性を測定することにより、半導体素子の試験を行うように構成されている。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の半導体試験装置では、試験対象の半導体素子の電極の表面にプローブの尖った形状の先端部が接触（点接触）するため、電極の表面にプローブによる傷がつきやすいという不都合がある。
【０００４】
そこで、上記のような不都合を解消するために、従来、試験対象の半導体素子の電極の表面にプローブによる傷がつくのを抑制することが可能なプローブ端子が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１には、試験対象の半導体素子の電極の表面に面接触するように構成された先端部を有するプローブ端子が開示されている。このプローブ端子によれば、試験対象の半導体素子の電極の表面にプローブ端子の先端部が点接触せずに面接触するので、電極の表面にプローブ端子による傷がつくのが抑制される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、試験対象の半導体素子の電極の表面に傷がつくのを抑制するために、電極の表面に面接触するような特別な構造のプローブが用いられているため、プローブの構造が複雑化するという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、特別な構造のプローブを用いることなく、電極の表面に傷がつくのを抑制することが可能な半導体試験装置および半導体の試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による半導体試験装置は、電極を有する半導体素子の試験を行う半導体試験装置であって、尖った形状の先端部を有するプローブと、半導体素子の電極の表面に異方導電性を有する部材を貼付する貼付手段とを備え、半導体素子の電極の表面に貼付された異方導電性を有する部材の表面にプローブの先端部を接触させた状態で、プローブ、異方導電性を有する部材および電極を介して半導体素子に通電することにより、半導体素子の試験を行うように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、上記のように構成することによって、特別な構造のプローブを用いることなく、電極の表面に傷がつくのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態による半導体試験装置の全体構成を概略的に示した図である。
【図２】図２は、本実施形態による半導体試験装置による試験の対象となる半導体素子の上面図である。
【図３】図３は、本実施形態による半導体試験装置を用いた半導体の試験方法を説明するための模式図である。
【図４】図４は、本実施形態による半導体試験装置を用いた半導体の試験方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
まず、図１〜図４を参照して、本実施形態による半導体試験装置１００の構成について説明する。この半導体試験装置１００は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの半導体デバイスに通電することにより、半導体デバイスが正常に動作するか否かの試験を行う装置である。
【００１３】
図１に示すように、半導体素子２００（図２参照）の試験を行うための試験部１０と、試験対象の半導体素子２００に対して後述する弾性部材５０（図３および図４参照）を貼付するための貼付部２０とを備える。なお、貼付部２０は、「貼付手段」の一例である。
【００１４】
また、図１に示すように、試験部１０は、試験対象の半導体素子２００（図２参照）が載置される載置部１と、尖った形状の先端部２ａを有するプローブ２を含むプローブカード３とを備える。プローブ２は、半導体素子２００の後述する複数の電極パッド２０２（図２参照）にそれぞれ対応するように複数設けられている。また、半導体試験装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの制御装置３００に接続されている。これにより、半導体試験装置１００は、制御装置３００からの制御命令に基づいて動作するように構成されている。
【００１５】
また、図２に示すように、半導体素子２００は、シリコン基板２０１と、シリコン基板２０１の表面に形成された金属製の電極パッド２０２とを備える。電極パッド２０２は、シリコン基板２０１の表面に間隔を隔てて複数形成されている。なお、電極パッド２０２は、「電極」の一例である。
【００１６】
ここで、本実施形態では、図３に示すように、半導体試験装置１００は、半導体試験装置１００の試験を行う際に、まず、貼付部２０を用いて、半導体素子２００の電極パッド２０２の表面に、異方導電性を有する弾性部材５０を貼付するように構成されている。この弾性部材５０は、複数の導電性粒子５０ａを含む異方導電性フィルムや異方導電性ペーストなどの接着材により構成されている。なお、弾性部材５０の厚みＤ１は、電極パッド２０２の厚みＤ２よりも大きい。導電性粒子５０ａは、一例として、ニッケル層、金メッキ層および絶縁層がこの順番で内側から外側に重なった構造を有する。また、プローブ２による押圧のスケールとの関係を考慮すると、半導体素子２００の試験に適した導電性粒子５０ａの直径（粒径）は、約５μｍ以下である。
【００１７】
また、本実施形態では、図４に示すように、半導体試験装置１００は、上記のように電極パッド２０２の表面に弾性部材５０を貼付した後に、試験部１０のプローブカード３を半導体素子２００に近づく方向に移動させ、プローブ２の先端部２ａを弾性部材５０の表面に接触させるように構成されている。これにより、プローブ２の先端部２ａによって弾性部材５０が押圧され、電極パッド２０２とプローブ２とが、弾性部材５０の押圧された部分に含まれる導電性粒子５０ａ（図４の黒丸参照）を介して互いに電気的に接続される。なお、弾性部材５０の押圧されていない部分に含まれる導電性粒子５０ａ（図４の白丸参照）は、電極パッド２０２とプローブ２との間の導通に寄与しない。
【００１８】
また、本実施形態では、半導体試験装置１００は、上記のように弾性部材５０の表面にプローブ２の先端部２ａを接触させた状態で、プローブ２、弾性部材５０および電極パッド２０２を介して半導体素子２００に通電することにより、半導体素子２００が正常に動作するか否かの試験を行うように構成されている。なお、半導体試験装置１００は、上記のような通電を行うための通電手段や、制御装置３００との間で通信を行うための通信手段なども備える。
【００１９】
次に、図１、図３および図４を参照して、本実施形態による半導体試験装置１００を用いた半導体の試験方法について説明する。
【００２０】
まず、図１に示すように、試験部１０の載置部１に、電極パッド２０２を有する半導体素子２００を載置する。この状態において、プローブカード３のプローブ２の先端部２ａは、半導体素子２００の電極パッド２０２に接触していない。
【００２１】
次に、図３に示すように、試験部１０の貼付部２０を用いて、半導体素子２００の電極パッド２０２の上面に、複数の導電性粒子５０ａを含む異方導電性フィルムや異方導電性ペーストなどの接着材からなる弾性部材５０を貼付する。この状態において、試験部１０のプローブカード３のプローブ２の先端部２ａは、半導体素子２００の電極パッド２０２の表面に貼付された弾性部材５０の表面に接触していない。
【００２２】
次に、図４に示すように、試験部１０のプローブカード３を半導体素子２００に近づく方向に移動させて、プローブカード３のプローブ２の先端部２ａを、半導体素子２００の電極パッド２０２の表面に貼付された弾性部材５０の表面に接触させる。これにより、プローブ２は、プローブカード３と弾性部材５０との間で撓んだ状態となる。その結果、プローブ２の先端部２ａにより弾性部材５０が押圧され、電極パッド２０２とプローブ２とが、弾性部材５０の押圧された部分に含まれる導電性粒子５０ａ（図４の黒丸参照）を介して互いに電気的に接続される。
【００２３】
そして、弾性部材５０の表面にプローブ２の先端部２ａを接触させた状態（図４参照）で、プローブ２、弾性部材５０および電極パッド２０２を介して半導体素子２００に通電する。これにより、半導体素子２００の電気特性が測定され、半導体素子２００が正常に動作するか否かが判断される。
【００２４】
以上のようにして、半導体素子２００の試験が行われる。
【００２５】
ここで、異方導電性を有する弾性部材５０を半導体素子２００の電極パッド２０２の表面に貼付する方法（貼付方法）の一例について説明する。
【００２６】
まず、ベースフィルム上に異方導電性膜層（弾性部材５０を構成する層）が貼付されたテープを、貼付に必要な長さだけ引き出して切断する。そして、切断したテープを所定の貼付場所（半導体素子２００の電極パッド２０２の表面）に移動させる。そして、所定の圧着部材（テープ全体を一括して圧着することが可能な部材）を用いて、電極パッド２０２の表面にテープを押し付けて貼付する。そして、電極パッド２０２の表面に貼付されたテープから、ベースフィルムを剥離する。これにより、電極パッド２０２の表面に、弾性部材５０を構成する異方導電性膜層が貼付された状態となる。
【００２７】
なお、上記工程においては、異方導電性膜層（弾性部材５０）に含まれる導電性粒子５０ａの直径（粒径）や、異方導電性膜層中の導電性粒子５０ａの密度などを小さく設定したり、テープの貼付量や圧着部材の押圧力などを調整したりすることによって、異方導電性膜層を絶縁層として機能させることが可能である。すなわち、この異方導電性膜層は、半導体素子２００の試験時にプローブ２の先端部２ａによって押圧された場合に初めて導電膜として機能する。また、上記工程においては、ローラなどを用いて異方導電性フィルムなどを送り出すことによって、電極パッド２０２の上面に弾性部材５０を配置する（貼付する）ことも可能である。
【００２８】
本実施形態では、上記のように、半導体試験装置１００は、半導体素子２００の電極パッド２０２の表面に異方導電性を有する弾性部材５０を貼付する貼付部２０を備える。そして、半導体試験装置１００は、半導体素子２００の電極パッド２０２の表面に貼付された弾性部材５０の表面にプローブ２の先端部２ａを接触させた状態で、プローブ２、弾性部材５０および電極パッド２０２を介して半導体素子２００に通電することにより、半導体素子２００の試験を行うように構成されている。これにより、プローブ２の先端部２ａの形状が尖った形状であったとしても、その尖った形状の先端部２ａが、試験対象の半導体素子２００の電極パッド２０２の表面に直接接触（点接触）することがないので、電極パッド２０２の表面にプローブ２による傷がつくのを抑制することができる。その結果、電極パッド２０２の表面に面接触するような特別な構造のプローブを用いることなく、電極パッド２０２の表面に傷がつくのを抑制することができる。また、異方導電性を有するように弾性部材５０を構成することによって、弾性部材５０を電極パッド２０２とプローブ２との間のバッファ層として利用しながら、試験時に重要となる他の端子との絶縁を弾性部材５０によって確実にとることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、上記のように、電極パッド２０２の表面に貼付する部材として、異方導電性を有し、かつ、弾性を有する弾性部材５０が用いられている。これにより、電極パッド２０２の表面に貼付する部材として、弾性を有しない硬い部材を用いる場合と異なり、プローブ２の先端部２ａと硬い部材とが接触して互いに損傷するのを抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、上記のように、電極パッド２０２の表面に貼付される弾性部材５０が、異方導電性フィルムまたは異方導電性ペーストなどからなる接着材により構成されている。これにより、弾性部材５０が電極パッド２０２の表面から剥がれることに起因して、プローブ２の尖った形状の先端部２ａが電極パッド２０２に直接接触（点接触）するのを有効に抑制することができる。
【００３１】
なお、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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３２】
たとえば、上記実施形態では、半導体素子の電極パッドの表面に貼付する部材として、異方導電性を有し、かつ、弾性を有する部材を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、半導体素子の電極パッドの表面に貼付する部材は、異方導電性を有する部材であれば、弾性を有しない部材であってもよい。
【００３３】
同様に、上記実施形態では、半導体素子の電極パッドの表面に貼付する部材として、異方導電性を有する接着材を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、半導体素子の電極パッドの表面に貼付する部材は、異方導電性を有する部材であれば、接着材でなくてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
２  プローブ
２ａ  先端部
２０  貼付部（貼付手段）
５０  弾性部材
１００  半導体試験装置
２００  半導体素子
２０２  電極パッド（電極）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２０１２−８３２８８号公報
【図１】
2014178212.tif 000003
【図２】
2014178212.tif 000004
【図３】
2014178212.tif 000005
【図４】
2014178212.tif 000006