(57)【要約】【課題】半導体素子の通電試験後に、人の手の介在なく、自動で短時間に、複数の部材を互いに分離させることが可能な半導体試験装置、およびその分離方法を提供する。【解決手段】半導体試験装置１００は、冷却板２と、間材３と、加圧部６と、電流供給部４と、１対の分離機構７とを備えている。冷却板２は半導体素子１を載置する。間材３は半導体素子１の一方の主表面１Ａに載置され、加圧部６は間材３の半導体素子１と反対側に配置される。電流供給部４は半導体素子１に電流を流す。１対の分離機構７は間材３に含まれる第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２を把持可能である。１対の分離機構７は、間材３を間材３以外の部材から分離可能である。１対の分離機構７のうち少なくともいずれかは、間材３を把持すべく半導体素子１の一方の主表面１Ａに沿って移動可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主表面および前記一方の主表面と反対側の他方の主表面を含む半導体素子を載置する冷却板と、
前記冷却板に前記他方の主表面が接するように載置された前記半導体素子の前記一方の主表面上に載置された間材と、
前記間材の前記半導体素子と反対側に配置され、前記間材上に配置されることにより前記半導体素子に対して加圧可能な加圧部と、
前記半導体素子の前記一方の主表面から前記他方の主表面に電流を流す電流供給部と、
前記間材に含まれる第１の端面および前記第１の端面と反対側の第２の端面を把持可能な１対の分離機構とを備え、
前記１対の分離機構は、前記間材を前記間材以外の部材から分離可能であり、
前記１対の分離機構のうち少なくともいずれかは、前記間材を把持すべく前記一方の主表面に沿って移動可能である、半導体試験装置。
【請求項２】
前記１対の分離機構のうち少なくともいずれかは、前記間材と接触可能な分離ツールを含み、
前記分離ツールは、前記間材の前記第１および第２の端面に沿う平坦面を有し、
前記分離ツールは、前記平坦面により前記間材を把持可能である、請求項１に記載の半導体試験装置。
【請求項３】
前記分離ツールは、前記冷却板の前記半導体素子が載置される面よりも前記加圧部側に配置される、請求項２に記載の半導体試験装置。
【請求項４】
前記分離ツールは、前記間材の上面を把持可能な把持部を有する、請求項２または３に記載の半導体試験装置。
【請求項５】
前記１対の分離機構のうち少なくともいずれかは、前記分離ツールの前記間材と反対側にアクチュエータを含み、
前記アクチュエータはシリンダである、請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体試験装置。
【請求項６】
前記１対の分離機構は、前記間材の前記第１の端面を把持可能であり前記一方の主表面に沿って移動可能な第１の分離機構と、前記間材の前記第２の端面と当接可能に前記冷却板上に固定された第２の分離機構としての当て板とを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体試験装置。
【請求項７】
前記１対の分離機構は、前記間材の前記第１の端面を把持可能であり前記一方の主表面に沿って移動可能な第１の分離機構と、前記間材の前記第２の端面を把持可能であり前記一方の主表面に沿って移動可能な第２の分離機構とを含み、
前記第１の分離機構と前記第２の分離機構とは、ラックおよびピニオンにより移動可能であり、前記間材を把持する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体試験装置。
【請求項８】
前記間材の真上に配置可能であり、前記間材の前記半導体素子と反対側から前記間材を吸引可能な真空吸着パッドをさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体試験装置。
【請求項９】
冷却板上に、一方の主表面および前記一方の主表面と反対側の他方の主表面を含む半導体素子を、前記他方の主表面が前記冷却板上に接するように載置する工程と、
前記半導体素子の前記一方の主表面上に間材を載置する工程と、
前記間材の前記半導体素子と反対側から、加圧部を用いて前記半導体素子に対して加圧する工程と、
前記半導体素子の前記一方の主表面から前記他方の主表面に電流を流すことにより前記半導体素子を評価測定する工程と、
前記評価測定する工程の後に、１対の分離機構を用いて、前記間材に含まれる第１の端面および前記第１の端面と反対側の第２の端面を把持し、前記間材を前記間材以外の部材から分離する工程とを備え、
前記分離する工程においては、前記１対の分離機構のうち少なくともいずれかが移動し前記間材が把持される、半導体試験装置による分離方法。
【請求項１０】
前記１対の分離機構のうち少なくともいずれかは、前記間材と接触可能な分離ツールを含み、
前記分離ツールは、前記間材の前記第１および第２の端面に沿う平坦面を有し、
前記分離する工程においては、前記分離ツールは、前記平坦面により前記間材を把持する、請求項９に記載の分離方法。
【請求項１１】
前記分離する工程においては、前記分離ツールは、前記冷却板の前記半導体素子が載置される面よりも前記加圧部側に配置される、請求項１０に記載の分離方法。
【請求項１２】
前記分離ツールは、前記間材の上面を把持可能な把持部を有し、
前記分離する工程においては、前記把持部により前記間材の上面が把持される、請求項１０または１１に記載の分離方法。
【請求項１３】
前記分離する工程に用いられる前記１対の分離機構のうち少なくともいずれかは、前記分離ツールの前記間材と反対側にアクチュエータを含み、
前記アクチュエータはシリンダである、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１４】
前記１対の分離機構は、前記間材の前記第１の端面を把持可能であり前記一方の主表面に沿って移動可能な第１の分離機構と、前記間材の前記第２の端面と当接可能に前記冷却板上に固定された第２の分離機構としての当て板とを含み、
前記分離する工程において、前記第２の端面は前記当て板に当接される、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１５】
前記１対の分離機構は、前記間材の前記第１の端面を把持可能であり前記一方の主表面に沿って移動可能な第１の分離機構と、前記間材の前記第２の端面を把持可能であり前記一方の主表面に沿って移動可能な第２の分離機構とを含み、
前記分離する工程において、前記第１の分離機構と前記第２の分離機構とは同期できるように動作する、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１６】
前記間材の真上に配置可能であり、前記間材の前記半導体素子と反対側から前記間材を吸引可能な真空吸着パッドをさらに備え、
前記分離する工程において、前記真空吸着パッドが前記間材を吸い上げる、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の分離方法。
【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分離方法に関し、特に、半導体素子に直流の大電流を通電する半導体試験装置、およびその半導体試験装置と半導体素子との分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大電流を流す用途の半導体素子の電気的特性を通電により評価するための通電評価装置としては、たとえば国際公開第２０１４／１４８２９４号（特許文献１）のようなものが存在する。国際公開第２０１４／１４８２９４号に開示の装置は、半導体素子に加圧板を直接載置し、加圧板が半導体素子に下向きの押圧力を加えながら半導体素子に大電流を流す構成を有している。しかしこの場合、半導体素子に加圧板が直接接触するため、半導体素子の試験時に加圧板が半導体素子に悪影響を及ぼす懸念がある。そこでそのような悪影響を防ぐ観点から、たとえば特開２０１６−１１８６２号公報（特許文献２）のように、半導体素子と加圧板との間に積層金属箔などの間材を挟むことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１４８２９４号
【特許文献２】特開２０１６−１１８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特開２０１６−１１８６２号公報においては、試験時に半導体素子に大電流を流すことにより、積層金属箔などの間材に、加圧板などの部材が溶着することが考えられる。そのような場合は、互いに溶着した２つの部材のうちの一方を真空吸着等することにより固定した状態で、２つの部材のうちの他方を人の手で引っ張ることにより、２つの部材のうちの他方を、２つの部材のうちの一方から分離させる必要がある。このように人の手で間材をそこに溶着した部材から分離する作業は手間を要し、工程の自動化に逆行しているという問題がある。
【０００５】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体素子の通電試験後に、人の手の介在なく、自動で短時間に、複数の部材を互いに分離させることが可能な半導体試験装置、およびその分離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体試験装置は、冷却板と、間材と、加圧部と、電流供給部と、１対の分離機構とを備えている。冷却板は半導体素子を載置する。間材は半導体素子の一方の主表面に載置され、加圧部は間材の半導体素子と反対側に配置される。電流供給部は半導体素子に電流を流す。１対の分離機構は間材に含まれる第１の端面および第２の端面を把持可能である。１対の分離機構は、間材を間材以外の部材から分離可能である。１対の分離機構のうち少なくともいずれかは、間材を把持すべく半導体素子の一方の主表面に沿って移動可能である。
【０００７】
本発明の分離方法は、まず冷却板上に半導体素子が載置され、半導体素子上に間材が載置される。間材の半導体素子と反対側から、加圧部を用いて半導体素子に対して加圧される。半導体素子に電流を流すことにより半導体素子が評価測定される。評価測定する工程の後に、１対の分離機構を用いて、間材の第１の端面および第２の端面が把持され、間材が間材以外の部材から分離される。分離する工程においては、１対の分離機構のうち少なくともいずれかが移動し間材が把持される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、たとえ通電評価時に間材が間材以外の部材に溶着したとしても、分離機構により、自動で短時間に、間材を間材以外の部材から、人の手の介在なく分離させることができる。なお分離機構が可動であり分離時以外には分離機構を間材から退避できることから、分離機構が通電評価の妨げになる不都合を排除できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の半導体試験装置の構成を示す概略断面図であり、概ね図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分の概略断面図に相当する図面である。
【図２】実施の形態１の半導体試験装置の構成を示す概略平面図であり、概ね図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分から平面視した態様を示す図面である。
【図３】実施の形態１の半導体試験装置の構成を、図１中の矢印ＩＩＩが示す方向から見た概略側面図である。
【図４】実施の形態１における分離方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図５】実施の形態１における分離方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図６】実施の形態１における分離方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図７】実施の形態１における分離方法の第４工程を示す概略断面図である。
【図８】実施の形態１における分離方法の第５工程を示す概略断面図である。
【図９】実施の形態２の半導体試験装置の構成を図１と同じ方向から見た概略断面図である。
【図１０】実施の形態３の半導体試験装置の構成を図１と同じ方向から見た概略断面図である。
【図１１】実施の形態４の半導体試験装置の構成を示す概略断面図であり、概ね図１２中のＸＩ−ＸＩ線に沿う部分の概略断面図に相当する図面である。
【図１２】実施の形態４の半導体試験装置の構成を示す概略平面図であり、概ね図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う部分から平面視した態様を示す図面である。
【図１３】実施の形態５の半導体試験装置の構成を示す概略断面図であり、概ね図１５中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う部分の概略断面図に相当する図面である。
【図１４】実施の形態５の半導体試験装置の構成を、図１３中の矢印ＸＩＶが示す方向から見た概略側面図である。
【図１５】実施の形態５の半導体試験装置の構成を示す概略平面図であり、概ね図１３中のＸＶ−ＸＶ線に沿う部分から平面視した態様を示す図面である。
【図１６】実施の形態６の半導体試験装置の構成を示す概略断面図であり、概ね図１７中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う部分の概略断面図に相当する図面である。
【図１７】実施の形態６の半導体試験装置の構成を示す概略平面図であり、概ね図１６中のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う部分から平面視した態様を示す図面である。
【図１８】実施の形態７の半導体試験装置の構成を示す概略断面図であり、概ね図１９中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う部分の概略断面図に相当する図面である。
【図１９】実施の形態７の半導体試験装置の構成を示す概略平面図であり、概ね図１８中のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う部分から平面視した態様を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
実施の形態１．
まず本実施の形態の、半導体試験装置１００の構成について、図１〜図３を用いて説明する。なお、説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。図１において、Ｘ方向は２つの分離機構７，７同士が互いに隣り合う方向である。Ｙ方向は平面視におけるＸ方向に直交する方向である。Ｚ方向はＸ方向およびＹ方向の双方に直交する方向であって、半導体デバイス１（半導体素子）とプローブ４とを結ぶ方向に沿う方向である。また図１は概略断面図であるが、部分的にＩ−Ｉ線に沿う部分に含まれず、たとえば当該部分から見た側面図に現れる部材を示している場合がある。図２は概略平面図であるが、特に図１中のＩＩ−ＩＩ線の下方の領域を示している。
【００１１】
図１、図２および図３を参照して、本実施の形態の半導体試験装置１００は、大電流を流す用途で用いられる半導体デバイス１の電気的特性を評価するために用いられる装置である。半導体デバイス１は一方の主表面１Ａと、一方の主表面１Ａと反対側の他方の主表面１Ｂとを有するチップ状の部材である。ここでは半導体デバイス１のＺ方向上側を一方の主表面１Ａとし、半導体デバイス１のＺ方向下側を他方の主表面１Ｂとする。半導体デバイス１は基本的に矩形の平面形状を有するが、その矩形を構成する４つの端面はＸ方向またはＹ方向に沿って延びるように配置される。
【００１２】
半導体試験装置１００は、冷却板２と、間材３と、プローブ４と、プローブ保持板５と、加圧板６と、分離機構７とを主に備えており、分離機構７は、アクチュエータ８と、分離ツール９とを有しており、装置全体はシャフト１０によりＺ方向に延びている。なお間材３は実際には半導体試験装置１００には組み込まれていないが、半導体試験装置１００を用いた電気的特性の評価に不可欠な部材であるため、ここでは間材３も半導体試験装置１００の構成要素の１つであるものとして説明する。
【００１３】
冷却板２は、半導体デバイス１を載置するための土台となる板状の部材であり、半導体デバイス１の他方の主表面１Ｂが接するように、半導体デバイス１を載置可能である。半導体デバイス１の一方の主表面１Ａおよび他方の主表面１ＢがＸＹ平面に沿うように載置可能となるよう、冷却板２の主表面はＸＹ平面に沿うように配置される。冷却板２は矩形の平面形状を有するが、その矩形を構成する４つの端面はＸ方向またはＹ方向に沿って延びるように配置される。冷却板２は、半導体試験装置１００が通電評価を行なう際に発熱した半導体デバイス１を冷却させるための部材である。冷却板２は、熱伝導性が高く導電性を有するアルミニウム、銅、カーボンからなる群から選択されるいずれかにより形成されることが好ましい。
【００１４】
半導体デバイス１の、冷却板２と接する他方の主表面１Ｂと反対側の一方の主表面１Ａ上には、間材３が載置されている。間材３はたとえば矩形状の主表面３Ａと、これと反対側の矩形状の主表面３Ｂとを有し、ブロック状の間材本体３Ｃを有するブロック状の部材であるが、これに限られない。ここでは間材３のＺ方向上側を主表面３Ａとし、間材３のＺ方向下側を主表面３Ｂとする。間材３は矩形の平面形状を有するが、その矩形を構成する４つの端面はＸ方向またはＹ方向に沿って延びるように配置される。
【００１５】
間材３の主表面３Ａは後述のように図１の状態に対して下降可能なプローブ４と接触可能であり、主表面３Ｂは半導体デバイス１と接触可能である。間材３の主表面３Ａ，３Ｂは、プローブ４と半導体デバイス１との接触面積を増やすために、研磨されることにより面粗さを小さくすることが好ましい。間材３の主表面３Ａ，３Ｂの平面視における大きさは、半導体デバイス１の一方および他方の主表面１Ａ，１Ｂ、ならびにプローブ４の平面視における大きさよりも大きい。間材３のＺ方向の厚みは、分離ツール９に把持されても座屈して塑性変形しない程度に厚いことが好ましく、たとえば２０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
間材３は、冷却板２と同様に熱伝導性が高く導電性を有するが、プローブ４よりも軟らかい材質であるアルミニウムまたは銅により形成されることが好ましい。間材３は、下降したプローブ４の底面と半導体デバイス１の一方の主表面１Ａとの平行度のずれを吸収し、両者間の平行度をより良好にする役割を有している。
【００１７】
プローブ４は、間材３の真上に配置され、間材３と接触することにより半導体デバイス１の一方の主表面１Ａから他方の主表面１Ｂに電流、特に大電流を流すことができる電流供給部として配置されている。プローブ４のＺ方向上側にはプローブ保持板５が固定されており、プローブ保持板５のＺ方向上側には加圧板６が固定されている。プローブ４はたとえばＺ方向に沿うように延びるようプローブ保持板５に固定された円筒形状を有している。プローブ４は一般的に炭素工具鋼により形成されているが、プローブ４を構成する材質はこれに限られない。またプローブ保持板５および加圧板６についても同様であり、炭素工具鋼により形成されていることが好ましい。
【００１８】
プローブ４の平面視における大きさは間材３の主表面３Ａ，３Ｂの平面視における大きさよりも小さいが、プローブ保持板５の平面視における大きさは間材３の主表面３Ａ，３Ｂの平面視における大きさよりも大きい。また加圧板６はプローブ保持板５よりも平面視において大きく、その平面視における大きさは冷却板２とほぼ等しい。
【００１９】
冷却板２はたとえば矩形の平面形状を有するが、その４つの角部には、たとえば円形の平面形状を有する図示されない貫通孔が形成されており、その４つの貫通孔のそれぞれには、たとえば円筒形状のシャフト１０が差し込まれている。たとえばシャフト１０のＺ方向最下部と冷却板２のＺ方向最下面とが互いにツライチとなるように、シャフト１０が差し込まれ冷却板２に固定されていることが好ましい。冷却板２に固定された４本のシャフト１０は、冷却板２からＺ方向上側に延びている。一方、加圧板６もたとえば矩形の平面形状を有し、その４つの角部にはたとえば円形の平面形状を有する図示されない貫通孔が形成されている。そして加圧板６の４つの貫通孔のそれぞれに、冷却板２からＺ方向上方に延びた４本のシャフト１０のそれぞれが差し込まれている。加圧板６の４つの貫通孔とシャフト１０とは、すきまばめの嵌め合いとなっており、これにより加圧板６はシャフト１０の延びるＺ方向に沿って直線摺動することができる。加圧板６は油圧プレスなどによりＺ方向に関して昇降することができる。この昇降により加圧板６は、たとえばプローブ保持板５を介して加圧板６と固定されたプローブ４の底面が間材３の主表面３Ａに接触しながらこれをＺ方向下方へ押圧することにより、間材３および半導体デバイス１に対して加圧することができる。すなわち加圧板６は、間材３の半導体デバイス１と反対側すなわちＺ方向上側に配置され、間材３のＺ方向上方に配置されることにより半導体デバイス１に対して加圧することができる加圧部としての役割を有している。加圧板６が上昇した状態においては、プローブ４は間材３と接触せず、両者間に空間を隔てるように配置されている。
【００２０】
このような構成を有するため、加圧板６の主表面は、冷却板２の主表面と平行であることが好ましい。すなわち加圧板６の主表面は、ＸＹ平面に沿う方向に延びることが好ましい。これに伴い、加圧板６の主表面に固定されるプローブ保持板５、およびプローブ保持板５に固定されるプローブ４も、ＸＹ平面に沿う面を有するように互いに固定されることが好ましい。
【００２１】
プローブ４の底面は、下降および半導体デバイス１への加圧時に、間材３との接触面積を増やすために、研磨されることにより面粗さを小さくすることが好ましい。
【００２２】
半導体試験装置１００は、半導体デバイス１の電気的特性の評価を行なうための通電部１１をさらに有している。通電部１１は電極端子１２を有しており、電極端子１２として２つの電極端子１２Ａ，１２Ｂを有している。電極端子１２Ａは電源の正極または負極の一方の電極が接続される端子として存在し、電極端子１２Ｂは電源の正極または負極の他方の電極が接続される端子として存在している。電極端子１２Ａは冷却板２に、電極端子１２Ｂはプローブ保持板５に、それぞれ接続されている。
【００２３】
通電評価時には、加圧板６の下降によりプローブ４が間材３の主表面３Ａに接触し、間材３にＺ方向下向きの加圧力を加えるために、半導体デバイス１も加圧される。すると間材３にはＺ方向に圧縮力が加わり、間材３が弾性域内で変形する。この変形により間材３は、プローブ４および半導体デバイス１と平面視において重なる領域の全体において、プローブ４および半導体デバイス１と接触する。これにより間材３とプローブ４との接触部分、および間材３と半導体デバイス１との接触部分における電気抵抗が小さくなり、安定した通電試験が行なえる。
【００２４】
しかし、半導体デバイス１は大電流を流す用途で用いられるものであるため、その通電評価における通電時には大電流を流す。このためプローブ４と間材３との接触面、および間材３と半導体デバイス１との接触面の接触抵抗が高くなり、プローブ４と間材３との接触面が溶融し、プローブ４と間材３とが互いに溶着する可能性がある。
【００２５】
そこで本実施の形態の半導体試験装置１００には、分離機構７が備えられている。分離機構７は、冷却板２の主表面上の半導体デバイス１が載置される領域に対してＸ方向正側（右側）とＸ方向負側（左側）とに１つずつ、たとえば１対配置されている。これら１対の分離機構７はいずれも同じ構造を有しているため、以下では１対のうち間材３のＸ方向正側の分離機構７について説明する。
【００２６】
本実施の形態において、１対の分離機構７のそれぞれに含まれるアクチュエータ８は、流体エネルギおよび電気エネルギなどを機械的なエネルギに変換する駆動機器である。アクチュエータ８は、間材３を把持および解放できるだけの力を発生させることができれば、たとえばエアシリンダのような機械式のアクチュエータであっても、たとえばサーボモータのような電気式のアクチュエータであってもよい。ここではエアシリンダとしての、機械式のアクチュエータ８を用いた場合について説明する。
【００２７】
本実施の形態におけるアクチュエータ８は、ガイド付きのシリンダ（エアシリンダ）であり、アクチュエータ本体８Ａと、直動部品８Ｂと、ガイドロッド８Ｃとを含んでいる。アクチュエータ本体８Ａの内部には図示されないが円筒形状の空間があり、その空間のたとえばＸ方向に関する一方および他方の端部のそれぞれには孔が設けられており、そのうちの一方を空気を吸入する孔、他方を空気を排出する孔とすることができる。その空間内には円盤形状のピストンが内蔵しており、空間を２つに区切るように配置されている。そのピストンの円盤形状の中心には直動部品８Ｂが固定されている。
【００２８】
直動部品８Ｂはたとえば円筒形状を有し、その円筒形状の軸がＸ方向に沿うように延びるよう配置されている。直動部品８Ｂは、アクチュエータ本体８ＡのＸ方向負側のＹＺ平面に沿う面から外部すなわちＸ方向負側に突出可能な構造となっている。この構造により、たとえばアクチュエータ本体８Ａ内の空間に圧縮空気が供給され、アクチュエータ本体８Ａ内のＸ方向負側の空間を外部とオープンにして空気を排出する。これにより、アクチュエータ本体８Ａ内のピストンが圧縮空気の圧力を受けてＸ方向負側に移動する。これにより、ピストンに固定された直動部品８ＢがＸ方向負側に突出する。
【００２９】
直動部品８ＢをＸ方向正側に移動させる場合には、アクチュエータ本体８Ａの内部の円筒形状の空間の一方および他方端部に設けられた孔における圧縮空気の吸入および排出を、Ｘ方向負側に移動させる場合と逆になるように切り替える。この切り替えは電磁バルブによりなされる。
【００３０】
なおアクチュエータ８は、プローブ４に溶着した間材３が分離できる押し付け力が発生できるものが用いられる。
【００３１】
図２に示すように、直動部品８ＢのＹ方向に関する奥行き側および手前側の双方に、ガイドロッド８Ｃが設けられている。１対のガイドロッド８Ｃのそれぞれは、直動部品８ＢとＹ方向に関する間隔をあけて配置されている。ガイドロッド８Ｃもたとえば円筒形状を有し、その円筒形状の軸がＸ方向に沿うように延びるよう配置されている。すなわちガイドロッド８Ｃの軸は直動部品８Ｂの軸とほぼ平行となるように配置されている。ガイドロッド８Ｃは、直動部品８Ｂに加わるＸ方向以外の方向の力を受け持つ役割を有する。たとえば図２の半導体試験装置１００のガイドロッド８Ｃは、Ｚ方向の力を受け持つ。
【００３２】
間材３のＸ方向正側および負側の双方に配置される直動部品８ＢのそれぞれがＸ方向正側および負側に移動する。これにより１対の分離機構７は、間材３に含まれる第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２を把持可能であり、これにより間材３を把持可能である。なおここで第１の端面３Ｅ１とは平面視において矩形状の間材３の４つの端面のうち、Ｘ方向負側を向き、Ｘ方向負側の分離機構７に対向する端面を意味する。またここで第２の端面３Ｅ２とは、間材３のＸ方向正側を向きＸ方向正側の分離機構７に対向する端面（第１の端面３Ｅ１と反対側の端面）を意味する。つまり１対の分離機構７のうちＸ方向負側の分離機構７は第１の端面３Ｅ１を把持可能であり、Ｘ方向正側の分離機構７は第２の端面３Ｅ２を把持可能である。
【００３３】
ここで分離機構７が間材３に含まれる第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２を把持可能であるとは、基本的には分離機構７が第１の端面３Ｅ１または第２の端面３Ｅ２を固定するように支持可能であることを指す。しかしこれに限らず、たとえば第１の端面３Ｅ１または第２の端面３Ｅ２に交差する間材３の主表面３Ａ，３Ｂのうち第１の端面３Ｅ１または第２の端面３Ｅ２に隣接する領域にて分離機構７が固定するように支持可能である場合を含むものとする。
【００３４】
１対の分離機構７は、間材３を間材３以外の部材（たとえばプローブ４）から分離可能である。具体的には、１対の分離機構７のそれぞれが、間材３を把持すべくＸ方向に沿って、間材３に近づくように移動可能となっている。すなわち図１の状態においては１対の分離機構７のそれぞれは間材３と間隔をあけて冷却板２上に載置されているが、実際に分離機構７が間材３を他の部材から分離する工程においては、これら１対の分離機構７のそれぞれが冷却板２上をＸ方向に沿う方向に移動して間材３に接触することにより間材３を挟むように把持可能となる。１対の分離機構７のそれぞれは、これらが間材３を挟み込む方向すなわちＸ方向に沿う方向に延びるように、かつ一方の主表面１Ａに沿うように、配置されている。さらに言い換えれば、１対の分離機構７のそれぞれは、間材３に接触するようにＸ方向に関して互いに接近し間材３を把持する第１の状態と、特にＸ方向に関して間材３から離れるように互いに離散する第２の状態との双方の状態をとることができる。第１の状態に比べて第２の状態においては、１対の分離機構７間の距離が大きくなり、分離機構７と間材３との間のスペースが広く生じる。
【００３５】
１対の分離機構７のそれぞれは、アクチュエータ８の間材３側、すなわち図１および図２のＸ方向内側に、分離ツール９を含んでいる。分離ツール９は、たとえば立方体の形状を有しており、この部分が間材３と接触可能となっている。すなわち１対の分離ツール９は間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２のそれぞれに対向している。Ｘ方向負側の分離機構７の分離ツール９のＸ方向正側の端面が第１の端面３Ｅ１に接触し、Ｘ方向正側に加圧する。またＸ方向正側の分離機構７の分離ツール９のＸ方向負側の端面が第２の端面３Ｅ２に接触し、Ｘ方向負側に加圧する。これらの加圧力により、分離ツール９は間材３を把持する。
【００３６】
分離ツール９が間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２と接触する端面は平坦面９Ｓである。Ｘ方向負側の分離ツール９の平坦面９Ｓは間材３の第１の端面３Ｅ１に沿っており、Ｘ方向正側の分離ツール９の平坦面９Ｓは間材３の第２の端面３Ｅ２に沿っている。すなわち分離ツール９の平坦面９Ｓは第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２のそれぞれとほぼ平行になっている。１対の分離ツール９は、１対の平坦面９Ｓにより間材３を把持可能である。
【００３７】
以上をまとめると、分離機構７は、分離ツール９の間材３と反対側、すなわちＸ方向に関して分離ツール９の外側にアクチュエータ８を含んでいる。当該アクチュエータ８はたとえばエアシリンダである。
【００３８】
その他、分離ツール９（特に平坦面９Ｓ）は、冷却板２のＺ方向最上面、すなわち半導体デバイス１が載置される面よりも加圧部側、すなわちＺ方向上側に配置されている。また分離ツール９のＸ方向の厚みは、間材３を把持した際にたわまない程度に厚いことが好ましい。
【００３９】
次に図４〜図８を用いて、以上の構成を有する半導体試験装置１００による通電評価後の、間材３をプローブ４から分離させる分離方法について説明する。
【００４０】
図４を参照して、まず図１〜図３に示す上記の構成を有する半導体試験装置１００が準備される。半導体試験装置１００の冷却板２上に、一方の主表面１Ａおよび他方の主表面１Ｂを含む半導体デバイス１が、他方の主表面１Ｂが冷却板２上に接するように載置される。半導体デバイス１は、Ｘ方向に関して互いに間隔をあけて１対並ぶ分離機構７の間に挟まれた領域に載置される。
【００４１】
図５を参照して、半導体デバイス１の一方の主表面１Ａ上に間材３が載置される。間材３は矩形状の主表面３Ｂが半導体デバイス１の一方の主表面１Ａに接するように、また平面視において矩形状の４つの端面のうちの第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２がＸ方向に直交する（ＹＺ平面に沿う）ように、載置される。
【００４２】
図６を参照して、加圧板６が下降されることにより、間材３の半導体デバイス１と反対側（Ｚ方向上側）から、半導体デバイス１に対して加圧される。これにより、加圧板６に固定されたプローブ保持板５に固定されたプローブ４の底面が、間材３の主表面３Ａに接触し、さらにＺ方向下方に圧力を加える。したがって間材３の真下の半導体デバイス１も加圧される。
【００４３】
この状態で、通電部１１が、電極端子１２Ａに接続される冷却板２と電極端子１２Ｂに接続されるプローブ保持板５との間に電流を流す。これにより、加圧板６などから押圧されている半導体デバイス１の一方の主表面１Ａから他方の主表面１Ｂに電流を流し、半導体デバイス１が評価測定される。
【００４４】
図７を参照して、半導体デバイス１の評価測定の後に、１対の分離機構７を用いて、間材３に含まれる第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２が把持され、間材３が間材３以外の部材であるたとえばプローブ４から分離される。上記のように１対の分離機構７のそれぞれは、アクチュエータ８と分離ツール９とを有している。
【００４５】
具体的には、１対のアクチュエータ８（シリンダ）のそれぞれに含まれる直動部品８Ｂが、アクチュエータ本体８Ａ内の空間への圧縮空気の供給およびそこからの圧縮空気の排出により、間材３の配置される側に移動する。これにより、１対の分離ツール９の平坦面９Ｓの一方が第１の端面３Ｅ１に、他方が第２の端面３Ｅ２に接するまで移動し、その後は平坦面９Ｓと当該端面とが接する状態を保ちながら、分離ツール９から間材３側に向かうＸ方向の力が印加される。この分離ツール９から間材３側に向かうＸ方向の押圧力により、間材３は分離ツール９に把持される。
【００４６】
平坦面９Ｓの押圧力により、間材３が把持される。このとき分離ツール９（特に平坦面９Ｓ）は、冷却板２のＺ方向最上面、すなわち半導体デバイス１が載置される面よりも加圧部側、すなわちＺ方向上側に配置される。
【００４７】
図８を参照して、図７のように１対の分離機構７のそれぞれがＸ方向に関して間材３側に移動し、平坦面９Ｓにて間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２のそれぞれを把持することにより、間材３が間材３以外の部材、すなわちプローブ４から分離される。具体的には、１対の分離ツール９が間材３を挟むように把持力を与えたままの状態で、プローブ４を上昇させる。これにより、分離ツール９が間材３を把持する力により発生した摩擦力が、プローブ４と間材３との溶着力よりも大きくなる。このようになれば、プローブ４のみが上昇し、間材３はプローブ４から分離される。
【００４８】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
上記のように、間材３をＸ方向から把持する分離機構７を有する半導体試験装置１００を用いることにより、間材３をプローブ４から分離させる工程を、人の手に依らずに行なうことができるため、自動で短時間に行なうことができる。分離機構７は間材３を把持すベくＸ方向に関して可動であり、通電評価後に間材３をこれに溶着したプローブ４から分離させる際に間材３側へ移動させ、それ以外のたとえば通電評価時には間材３に対して退避させておくことができる。このため通電評価時に分離機構７が間材３に干渉することにより通電評価作業の妨げになるなどの不具合を抑制することができる。
【００４９】
本実施の形態においては、分離ツール９の平坦面９Ｓが間材３を把持する力による摩擦力を利用して、間材３をそこに溶着したプローブ４などから分離させることができる。この際に分離ツール９の平坦面９Ｓと接触する間材３の第１の端面３Ｅ１などが凹むなどの変形は発生しないため、間材３を繰り返し使用することができる。
【００５０】
なお分離ツール９が間材３を挟み込む力が弱く、当該挟み込む力よりもプローブ４と間材３との溶着力の方が大きいために、間材３とプローブ４とを分離することができない場合は、エアシリンダのアクチュエータ８による分離ツール９の把持力を高くしたり、分離ツール９の平坦面９Ｓの面粗さをより粗くすることが好ましい。
【００５１】
ここで分離ツール９が冷却板２の半導体デバイス１が載置される面よりも加圧板６側に配置されることにより、分離機構７が冷却板２に干渉することなく、分離機構７は間材３を挟み込むことができ、プローブ４と間材３とを分離させることができる。
【００５２】
分離機構７は、分離ツール９の間材３と反対側にアクチュエータ８としてのシリンダを有している。これにより、半導体デバイス１に対して間材３がＸ方向のいずれか一方側に偏った配置で溶着していたとしても、１対の分離機構７のそれぞれのアクチュエータ８としてのシリンダが独立して必要な大きさの把持力を発生させることができる。このため、間材３の配置態様にかかわらず確実に間材３を把持することができる。
【００５３】
実施の形態２．
図９を参照して、本実施の形態の半導体試験装置２００は、実施の形態１の半導体試験装置１００と大筋で同様の構成を有しており、これを用いた間材３のプローブ４からの分離方法についても実施の形態１と同様である。このため図９において実施の形態１と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。なお実施の形態２以降においては、通電部１１および電極端子１２の図示は省略されている。
【００５４】
図９に示すように、本実施の形態の半導体試験装置２００においては、分離ツール９が、把持部としての引っかけ爪９Ａと、引っかけ爪９Ａに連なる分離ツール本体９Ｂとを有する構成となっている。この点において本実施の形態の半導体試験装置２００は、分離ツール９が分離ツール本体のみからなり引っかけ爪に相当する部分を有さない実施の形態１の半導体試験装置１００と異なっている。
【００５５】
本実施の形態においては、１対の分離ツール９の双方とも、間材３の上側の主表面３Ａと、これに交差する第１の端面３Ｅ１または第２の端面３Ｅ２との双方に接触することでこれら双方の面にて間材３を把持することが可能な構成となっている。このため本実施の形態においては、１対の分離ツール９が間材３を把持しながら把持する。
【００５６】
本実施の形態のように、間材３の上面を把持可能な把持部を有する分離ツール９を用いる場合には、分離する工程において、引っかけ爪９Ａが間材３の上面としての主表面３Ａと接触し、分離ツール本体９Ｂが間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２と接触する。これにより、分離する工程において、引っかけ爪９Ａにより間材３の主表面３Ａおよび端面３Ｅ１，３Ｅ２が把持される。引っかけ爪９Ａを有する分離ツール９は、たとえばアクチュエータ８による間材３の把持力を十分に強くすることができない場合、または間材３と分離ツール９との摩擦力を十分に大きくすることができない場合に有効である。なおアクチュエータ８による間材３の把持力を十分に強くすることができない場合とは、たとえばアクチュエータ８の配置可能スペースに制限があるためにアクチュエータ８を十分に大きくすることができない結果、アクチュエータ８が分離ツール９に与える把持力を十分に大きくすることができない場合などを指す。
【００５７】
つまり本実施の形態のような構成を有することにより、分離ツール９は間材３に対して、より強い把持力または摩擦力を与えることができるため、より確実に間材３をプローブ４から分離させることができる。したがって、分離ツール９がＸ方向に関して間材３の端面３Ｅ１，３Ｅ２を挟み込む力がたとえ十分に強くなくても、引っかけ爪９Ａがその把持力を補うことができ、より確実に間材３をプローブ４から分離させることができる。
【００５８】
なお引っかけ爪９Ａの形状は、分離ツール９がプローブ４と干渉することなく、間材３をプローブ４から分離させることが可能である限り任意である。
【００５９】
また間材３のＹ方向の寸法が大きく、分離ツール９の引っかけ爪９Ａのたわみの発生が避けられない場合には、直動部品８ＢをＹ方向に関して互いに間隔をあけて２本並ぶ構成のアクチュエータ８としてもよい。
【００６０】
実施の形態３．
図１０を参照して、本実施の形態の半導体試験装置３００は、実施の形態１の半導体試験装置１００と大筋で同様の構成を有しており、これを用いた間材３のプローブ４からの分離方法についても実施の形態１と同様である。このため図１０において実施の形態１と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６１】
図１０に示すように、本実施の形態の半導体試験装置３００においては、他の実施の形態と同様に１対の分離機構７、すなわち第１の分離機構と第２の分離機構とを有している。第１の分離機構は他の実施の形態と同様に、間材３の第１の端面３Ｅ１と接触するようにこれを把持可能であり、半導体デバイス１の一方の主表面１Ａに沿って（すなわち冷却板２の主表面に沿って）Ｘ方向に移動可能である。図１０においては第１の分離機構は間材３のＸ方向負側の分離機構７である。これに対して第２の分離機構は、間材３の第２の端面３Ｅ２と当接可能に冷却板２上に固定された当て板としての当て面プレート１３となっている。図１０においては第２の分離機構７は間材３のＸ方向正側の当て面プレート１３である。
【００６２】
この点において本実施の形態の半導体試験装置３００は、１対の分離機構７のうち第１の分離機構が間材３の第１の端面３Ｅ１を把持可能であり冷却板２の主表面に沿って移動可能であり、第２の分離機構が間材３の第２の端面３Ｅ２を把持可能であり冷却板２の主表面に沿って移動可能である半導体試験装置１００，２００と構成上異なっている。
【００６３】
なお図１０においては、間材３の第１の端面３Ｅ１側に移動可能な第１の分離機構７が、第２の端面３Ｅ２側に冷却板２上に固定された当て面プレート１３が設けられている。しかし逆に、間材３の第１の端面３Ｅ１側に冷却板２上に固定された当て面プレート１３が、第２の端面３Ｅ２側に移動可能な第１の分離機構７が設けられてもよい。いずれにせよ本実施の形態の半導体試験装置３００は、１対の分離機構のうち少なくともいずれか一方は、間材３を把持すべく半導体デバイス１の一方の主表面１Ａに沿って移動可能であるが、１対の分離機構７のうち他方は冷却板２に固定されており、一方の移動可能な分離機構７と併せて間材３を挟むように把持可能な構成を有している。つまり１対の分離機構のうち少なくともいずれかは、間材３に接触すべくＸ方向に関して間材３に接近し間材３を把持する第１の状態と、特にＸ方向に関して間材３から離れるように離散する第２の状態との双方の状態をとることができる。
【００６４】
本実施の形態においては、分離する工程において、間材３の第２の端面３Ｅ２は当て面プレート１３に当接される。このために当て面プレート１３はその主表面がＹＺ平面に拡がるように、冷却板２の主表面にほぼ垂直となるように設置される。このようにすれば、間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２がＹＺ平面に沿うように拡がるため、これらの端面３Ｅ１，３Ｅ２とほぼ平行となり、これらの端面３Ｅ１，３Ｅ２と当接可能となる。なお当て面プレート１３は冷却板２と別体として設けられてもよいし、冷却板２と一体となるように形成されてもよい。
【００６５】
本実施の形態においては、１対の分離機構のうち移動可能でアクチュエータ８と分離ツール９とを有する第１の分離機構７を１点のみにし、他の１点を第２の分離機構７とすることとなる。第２の分離機構７は冷却板２上に当て面プレート１３が固定されただけであり、第１の分離機構７に比べて非常に単純な構成である。このため本実施の形態によれば、実施の形態１，２の構成に比べて、半導体試験装置３００の部品点数を減らすことができ、装置価格を下げることができる。
【００６６】
実施の形態４．
図１１および図１２を参照して、本実施の形態の半導体試験装置４００は、実施の形態１の半導体試験装置１００と大筋で同様の構成を有しており、これを用いた間材３のプローブ４からの分離方法についても実施の形態１と同様である。このため図１１および図１２において実施の形態１と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。なお図１１は概略断面図であるが、部分的にＸＩ−ＸＩ線に沿う部分に含まれず、たとえば当該部分から見た側面図に現れる部材を示している場合がある。図１２は概略平面図であるが、特に図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線の下方の領域の各部材を重畳するように示している。
【００６７】
本実施の形態の半導体試験装置４００においては、実施の形態１と同様に、一方の主表面１Ａに沿ってＸ方向に関して移動可能な１対の分離機構７が用いられている。これらの１対の分離機構７は、間材３の第１の端面３Ｅ１を把持可能である第１の分離機構と、間材３の第２の端面３Ｅ２を把持可能である第２の分離機構とを含んでいる。
【００６８】
ただし分離機構７が、アクチュエータ８の代わりに、ピニオン１４に噛み合うラック１５と、ラック１５に固定されたリニアガイドブロック１６、リニアガイドレール１７および角棒１８とを含む構成となっている。これらの各部材と、実施の形態１などと同様の分離ツール９とにより、分離機構７が構成されている。
【００６９】
ラック１５およびピニオン１４は、回転力を直線の動きに変換するために用いられる、一般公知の歯車の一種である。すなわち図示されないモータなどに取り付けられ回転可能な円盤状の歯車であるピニオン１４に、直線上であり多数の歯が形成されたラック１５が噛み合っている。ピニオン１４が回転することにより、その歯に噛み合ったラック１５が直線状に移動可能となっている。なおラック１５とピニオン１４とは、それらの周辺の部品の配置スペースを確保する観点から、冷却板２のＺ方向下側に設置されることが好ましい。
【００７０】
冷却板２のＺ方向下側の領域における半導体デバイス１のたとえば真下の位置に、図示されないモータなどの駆動系により回転可能なピニオン１４が配置されている。ピニオン１４の回転軸はＺ軸とほぼ平行となるように設置されており、その回転軸はベアリングホルダとベアリングとシャフトとを介して冷却板２に固定されている。
【００７１】
図１２に示すように、ピニオン１４の歯には、２本のラック１５の歯が噛み合うように配置されている。２本のラック１５は、Ｙ方向に関してピニオン１４を挟むように配置されており、言い換えれば２本のラック１５は、Ｙ方向に関して互いに間隔をあけて、かつＸ方向に沿って延びるように、配置されている。２本のうち一方のラック１５は、たとえば図１２においてはピニオン１４を基準にＸ方向正側かつＹ方向正側に配置されており、他方のラック１５はピニオン１４を基準にＸ方向負側かつＹ方向負側に配置されている。これら１対のラック１５およびその付属部材はいずれも同じ構造を有しているため、以下では１対のうち間材３のＸ方向正側のラック１５およびその付属部材について説明する。
【００７２】
本実施の形態において、ラック１５の背面すなわちラック１５の歯が付いている面とＹ方向に関して反対側の面には、リニアガイドブロック１６が、ラック１５の延在方向に関する一方端および他方端に隣接する領域に１つずつ固定されている。リニアガイドブロック１６は、リニアガイドレール１７に沿って直線状にスライドする。ここでリニアガイドレール１７は、Ｘ方向に沿って延びるように冷却板２のＺ方向下側の主表面上に固定されている。またラック１５には角棒１８が固定されている。角棒１８は、冷却板２のＺ方向上側の主表面から下側の主表面までこれを貫通するように延びる貫通孔２ａ内をＺ方向に貫通している。また角棒１８は、冷却板２のＺ方向上側の主表面よりもＺ方向上方まで延びており、この部分の間材３に対向する面には分離ツール９が固定されている。分離ツール９は実施の形態１等のものと同様であり、間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２に接触することにより間材３、および間材３の端面３Ｅ１，３Ｅ２を把持可能である。
【００７３】
以上の構成を有することにより、本実施の形態の半導体試験装置４００は、第１の分離機構と第２の分離機構とが、ラック１５およびピニオン１４によりＸ方向に移動可能な構成を有しており、それらの移動により、Ｘ方向に関して間材３を挟み込むように把持する。具体的には、間材３をプローブ４から分離する工程においては、第１の分離機構とは第２の分離機構とは、２本のリニアガイドレール１７により同調するように、すなわち同期できるように、動作することができる。これは第１の分離機構のラック１５の歯と第２の分離機構のラック１５の歯とがともにピニオン１４の歯に噛み合っているため、ピニオン１４の回転により第１の分離機構のラック１５と第２の分離機構のラック１５とが同時にＸ方向に移動するためである。
【００７４】
言い換えれば本実施の形態においては、１対の分離機構７のそれぞれは全体としては、これらが間材３を挟み込む方向すなわちＸ方向に沿う方向に延びるように、かつ一方の主表面１Ａに沿うように、配置されている。
【００７５】
本実施の形態においては、ピニオン１４をＺ方向に沿って延びる回転軸周りに回転させることにより、ラック１５および角棒１８を介して、分離ツール９を含む１対の分離機構７のそれぞれをＸ軸に平行に移動することができる。このため実施の形態１と同様に、間材３をプローブ４から分離する工程において、Ｘ方向から間材３を把持することができる。
【００７６】
本実施の形態によれば、第１の分離機構とは第２の分離機構とは、２本のリニアガイドレール１７により同期できるように動作する。このため、１対の分離機構７のそれぞれに含まれる分離ツール９の動作のタイミング、速度および把持力をほぼ同じにすることができ、半導体試験装置４００を用いて間材３をプローブ４から分離する工程を行なう際の当該装置の設定等をより容易にすることができる。
【００７７】
ただし本実施の形態の変形例として、１対の分離機構７は必ずしも同期できるように動作しなくてもよい。たとえば１対の分離機構７は非同期だが１本のリニアガイドレールにより異なる時期に２つのステージで動作できる機構であってもよい。
【００７８】
実施の形態５．
図１３、図１４および図１５を参照して、本実施の形態の半導体試験装置５００は、実施の形態１の半導体試験装置１００と大筋で同様の構成を有しており、これを用いた間材３のプローブ４からの分離方法についても実施の形態１と同様である。このため図１３〜図１５において実施の形態１と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。なお図１３は概略断面図であるが、部分的にＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う部分に含まれず、たとえば当該部分から見た側面図に現れる部材を示している場合がある。また図１３〜図１５においては、プローブ４、プローブ保持板５および加圧板６などの図示は省略されている。
【００７９】
本実施の形態の半導体試験装置５００は、１対の分離機構７のそれぞれに含まれるアクチュエータ８が、アクチュエータ本体８Ａ、直動部品８Ｂ、ガイドロッド８Ｃに加え、水平アクチュエータ８Ｅと、垂直アクチュエータ８Ｆとをさらに含んでいる。また分離ツール９が実施の形態１などのものよりもＺ方向に長く延びている。
【００８０】
水平アクチュエータ８Ｅは、垂直アクチュエータ８Ｆが配置されることに伴い配置される部分であり、アクチュエータ本体８Ａと垂直アクチュエータ８Ｆとを平面視において水平方向に橋渡しする領域である。垂直アクチュエータ８Ｆは大型化されたアクチュエータ８における、たとえばエアシリンダなどの部材である。
【００８１】
本実施の形態においては、半導体デバイス１とその真上の間材３との間に、さらに間材１９が挟まれている。なお間材１９も間材３と同様に、ここでは半導体試験装置５００の構成要素の１つであるものとして以下説明する。
【００８２】
この間材１９はたとえば間材３に比べて平面視におけるサイズが大きくＺ方向の厚みが薄いが、間材３と同様に矩形の平面形状を有している。図１３においてはＺ方向下方から、半導体デバイス１、間材１９、間材３の順に積層されている。間材１９は間材３よりも材料費の安い材質により形成された、シート状の部材である。
【００８３】
また本実施の形態の半導体試験装置５００は、真空吸着パッド２０をさらに備えている。真空吸着パッド２０は間材３，１９の真上に配置可能であり、間材３，１９の半導体デバイス１と反対側すなわちＺ方向上側から間材３，１９を吸引可能な構成を有している。真空吸着パッド２０は間材３の真上の領域をＺ方向に移動可能である。
【００８４】
特に図１３および図１５に示すように、本実施の形態においては、分離ツール９は、間材３よりも薄くて大きい間材１９のＸ方向負側およびＸ方向正側の各端面に隣接する領域を、Ｚ方向上方から下方の冷却板２上に押し付けるように押圧している。これにより分離ツール９は、間材１９を冷却板２上に固定している。つまり図１３中に矢印で示すように、本実施の形態の分離ツール９は、Ｘ方向に沿う方向のみならず、Ｚ方向に沿う方向にも移動可能となっている。分離ツール９がＸ方向およびＺ方向に関して移動可能である構成は、分離機構７のアクチュエータ８が実施の形態１の構成に加えて垂直アクチュエータ８Ｆなどをさらに有することにより達成できる。
【００８５】
本実施の形態における、通電評価後の分離方法は以下のとおりである。間材３からプローブ４を分離する方法は、基本的には実施の形態１などと同様である。すなわち図示されないが、Ｘ方向に関して移動する分離ツール９が間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２を把持することにより、間材３からプローブ４が分離される。
【００８６】
次に、間材３と間材１９とを分離する際は以下のとおりである。１対の分離機構７はいずれも同じ構造を有しているため、以下では１対のうち間材３のＸ方向正側の分離機構７について説明する。まず図１３に示すように分離ツール９がＸ方向およびＺ方向に移動し、間材１９をＺ方向上方から冷却板２上に押さえ込む。このような態様とするために、いったん分離機構７に含まれるアクチュエータ８をＸ方向正側に退避させる。このとき間材３と分離ツール９とは非接触となる。次に、垂直アクチュエータ８ＦをＺ方向下側に下降させ、分離ツール９で間材１９を冷却板２上に押さえつける。言い換えればＺ方向に関して分離ツール９と冷却板２とに間材１９の主表面のうち第１および第２の端面に隣接する領域が挟まり互いに接触する態様とされる。次にこの状態を維持しながら、たとえば先にプローブ４を間材３から分離させその真上から退避させた代わりに真空吸着パッド２０を間材３の真上に設置する。そのためにはプローブ４と真空吸着パッド２０との双方が、たとえば加圧板６のＺ方向下側の面上に取り付けられており、加圧板６を設置し直すことにより間材３の真上に配置される部材をプローブ４または真空吸着パッド２０のいずれかに設定し直すことが好ましい。このためにはたとえばプローブ４と真空吸着パッド２０との双方が取り付けられた加圧板６がＸＹ平面における中央部を中心に回転されることにより、間材３の真上にプローブ４が設置された状態から真空吸着パッド２０が設置された状態へと切り替えられる。そして真空吸着パッド２０を間材３の上側の主表面３Ａに吸着させる。これにより、真空吸着パッド２０は間材３をＺ方向上方に吸い上げ、間材３をこれに溶着した間材１９から分離させる。このようにするために、真空吸着パッド２０の真空圧力および吸着パッドの平面視における大きさすなわち直径が調整される。
【００８７】
あるいは上記のようなプローブ４と真空吸着パッド２０とが同一の部材に取り付けられる場合に限らず、たとえば真空吸着パッド２０がプローブ４とは別の部材に取り付けられる構成であってもよい。すなわちたとえば、図示されないが真空吸着パッド２０専用のアクチュエータが設けられ、Ｚ方向に移動可能なアクチュエータと、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能なアクチュエータとを用いて真空吸着パッド２０を動作させる構成であってもよい。この場合においても、真空吸着パッド２０を間材３の上側の主表面３Ａに吸着させることで間材３を上方に吸い上げ間材１９から分離させることができる。
【００８８】
なお上記のいずれの構成であっても、当該真空吸着パッド２０を用いて、逆に間材３および半導体デバイス１などを冷却板２上に供給することもできる。
【００８９】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
半導体デバイスの通電評価においては、製造現場などで多数の半導体デバイス１を試験することになる。このため、ランニングコストを削減する観点から、間材３は複数回使用することが好ましい。しかし半導体デバイス１の一方の主表面１Ａなどに異物が付着していれば、通電評価時にプローブ４により間材３に加えられる圧縮力により、間材３には異物が付着する。その状態で再度その異物が付着した間材３が使用されれば、異物が原因で半導体デバイス１の主表面に傷をつけてしまう。
【００９０】
このような問題は、本実施の形態のように、間材３よりもＺ方向に関して薄く材料費が安いシート状の間材１９を間材３の下に敷き、間材１９のみを毎回交換することにより解決できる。つまりこのようにすれば異物が間材１９のみに固着するため、間材３には異物が付着しない。このため間材３は繰り返し使用することができる。間材３よりも安価な間材１９のみを毎回交換すれば済むため、ランニングコストを削減することができる。しかし、通電評価時に間材３と間材１９とが溶着するため、たとえば実施の形態１の半導体試験装置１００のように分離機構７のみを有する構成によれば、間材３と間材１９とを分離することが困難である。
【００９１】
そこで本実施の形態のように、真空吸着パッド２０を備える半導体試験装置５００を用い、分離する工程において真空吸着パッド２０が間材３をＺ方向上方から吸い上げる処理を行なう。これにより、互いに溶着した間材３と間材１９とを、人の手に依らず自動で短時間に分離することができる。
【００９２】
実施の形態６．
これまでの各実施の形態は、基本的に間材３を間材３以外の部材（プローブ４）から分離するための半導体試験装置および分離方法について説明している。しかし半導体デバイス１を間材３，１９から、人の手を介さず自動で短時間に分離することも、半導体デバイス１をこれに溶着した間材３，１９から分離するために重要となる。
【００９３】
図１６および図１７を参照して、本実施の形態の半導体試験装置６００は、実施の形態１の半導体試験装置１００と大筋で同様の構成を有しており、かつ半導体試験装置５００と同様に真空吸着パッド２０を有している。このため図１６〜図１７において実施の形態１，５と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００９４】
図１６に示すように、半導体試験装置６００においては、冷却板２のＺ方向上側の主表面の一部に溝２１が設けられている。この溝２１は半導体デバイス１のＺ方向寸法の一部が収納可能な厚みを有している。すなわち溝２１のＺ方向の深さは、半導体デバイス１のＺ方向の厚みに比べて浅くなっている。溝２１内に半導体デバイス１が設置され、その半導体デバイス１の一方の主表面１Ａ上に間材１９が載置されている。間材１９は間材３に比べて平面視におけるサイズが大きいため、溝２１の外側の領域において、冷却板２の主表面上の一部を覆うように配置されている。ただし半導体試験装置６００においては、１対の分離機構７は設けられていない。
【００９５】
半導体試験装置６００においては、半導体試験装置５００と同様の真空吸着パッド２０が、半導体デバイス１のＺ方向上方に配置されている。ただし本実施の形態の真空吸着パッド２０は、Ｚ方向に移動可能な機構のみならず、Ｘ方向およびＹ方向に関しても移動可能な機構が追加されている。この点において本実施の形態の真空吸着パッド２０は、Ｚ方向に関してのみ移動可能な実施の形態５の真空吸着パッド２０と、構成上異なっている。
【００９６】
次に、上記の半導体試験装置６００を用いた、間材１９から半導体デバイス１を分離させる方法について説明する。通電評価により半導体デバイス１の一方の主表面１Ａ上に溶着した間材１９の上側の主表面上に、真空吸着パッド２０を下降させ吸着させる。真空吸着パッド２０が間材１９を吸引した状態を維持しながら、真空吸着パッド２０をＸ方向およびＹ方向の一方、または双方に関して移動させる。すると、たとえば真空吸着パッド２０が半導体デバイス１の端面を通る際に、半導体デバイス１の端面が、冷却板２の上側の主表面と、溝２１との境界線としての段差の部分に衝突する。この衝突により、半導体デバイス１と間材１９との溶着部にせん断力が発生し、このせん断力が間材１９から半導体デバイス１を分離させる。
【００９７】
なお本実施の形態においても実施の形態５と同様に、半導体デバイス１の一方の主表面１Ａ上に間材３が載置されており、間材３の上に間材１９が積層されてもよい。あるいは本実施の形態においても実施の形態１と同様に、半導体デバイス１の一方の主表面１Ａ上に間材３のみが載置されており、間材１９が載置されない態様であってもよい。このような構成に対して、間材３から半導体デバイス１を分離させることは、真空吸着パッド２０を用いて、上記と同様の分離方法により可能となる。
【００９８】
以上の装置構成および方法によりなされる本実施の形態によれば、半導体デバイス１を間材３，１９から、人の手を介さず自動で短時間に分離することができる。
【００９９】
実施の形態７．
実施の形態１〜４は、基本的に間材３を間材３以外の部材（プローブ４）から分離するための半導体試験装置および分離方法について説明している。しかし実施の形態１〜４においては実際には、間材３をプローブ４から分離させることのみならず、半導体デバイス１を冷却板２から、人の手を介さず自動で短時間に分離することも、半導体デバイス１をこれに溶着した冷却板２から分離するために重要である。また同様に、実施の形態１〜４においては、半導体デバイス１を間材３から、人の手を介さず自動で短時間に分離することも、半導体デバイス１をこれに溶着した間材３から分離するために重要となる。本実施の形態では上記の実施の形態１〜４において、半導体デバイス１をこれに溶着した冷却板２および間材３から分離する方法について説明する。
【０１００】
図１８および図１９を参照して、本実施の形態の半導体試験装置７００は、実施の形態１の半導体試験装置１００と大筋で同様の構成を有しており、かつ半導体試験装置５００と同様に真空吸着パッド２０を有している。このため図１８〜図１９において実施の形態１，５と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。
【０１０１】
本実施の形態においては、半導体デバイス１の他方の主表面１Ｂをこれに接触し溶着された冷却板２のＺ方向上側の主表面から分離させ、また一方の主表面１Ａをこれに接着し溶着された間材３のＺ方向下側の主表面から分離させる。具体的には、当該半導体試験装置７００の１対の分離機構７は、半導体デバイス１に含まれる第３の端面１Ｅ１および第４の端面１Ｅ２を把持可能である。すなわち分離ツール９が半導体デバイス１の載置される位置とＺ方向に関して同じ高さの位置に配置可能となっている。なお分離ツール９はＺ方向に移動することにより、半導体デバイス１の上の間材３も把持可能な構成となっていてもよい。あるいは上記の各半導体試験装置１００〜４００が、間材３のみならず半導体デバイス１を把持可能とすべく、Ｚ方向に移動可能な構成を有していてもよい。
【０１０２】
また図１９に示すように、本実施の形態においては、分離ツール９が半導体デバイス１の第３の端面１Ｅ１および第４の端面１Ｅ２と接触する端面の構成において、実施の形態１などと異なっている。具体的には、１対の分離機構７のうちＸ方向負側の分離機構７に含まれる分離ツール９の端面は、半導体デバイス１の第３の端面１Ｅ１に沿うようにＹ方向に延びる平坦面９Ｓとしての部分と、そこから屈折してＸ方向およびＹ方向に対して斜め方向に延びる斜め部分９ＤＳとを有している。１対の分離機構７のうちＸ方向正側の分離機構７に含まれる分離ツール９の端面についても同様である。
【０１０３】
なお分離ツール９の端面の斜め部分９ＤＳは、Ｘ方向負側の分離ツール９とＸ方向正側の分離ツール９との間で、Ｙ方向に関して互いに反対側に配置される。すなわち図１７においてはＸ方向負側の分離ツール９の端面のうち斜め部分９ＤＳはＹ方向正側（図１９の下側）に、Ｘ方向正側の分離ツール９の端面のうち斜め部分９ＤＳはＹ方向負側（図１９の上側）に、それぞれ配置されている。またＸ方向負側の分離ツール９の斜め部分９ＤＳは、Ｙ方向正側に向かうにつれＸ方向に関する間材３との距離が大きくなるよう、Ｘ方向およびＹ方向に対して斜め方向に延びている。同様にＸ方向正側の分離ツール９の斜め部分９ＤＳは、Ｙ方向負側に向かうにつれＸ方向に関する間材３との距離が大きくなるよう、Ｘ方向およびＹ方向に対して斜め方向に延びている。すなわち１対の分離ツール９の端面は、間材３および半導体デバイス１に対して互いに点対称の位置関係となるよう（１８０度回転により同じ形状となるよう）配置されることが好ましい。
【０１０４】
なお半導体試験装置７００は、実施の形態６の半導体試験装置６００と比較して、１対の分離機構７を有している点と、冷却板２の主表面上に半導体デバイス１を載置するための溝２１が設けられていない点において異なっている。これらの点において半導体試験装置７００は半導体試験装置６００よりも実施の形態１〜４の半導体試験装置１００〜４００に類似した構成となっている。
【０１０５】
このような構成を有する半導体試験装置７００を用いて、通電評価後に半導体デバイス１を冷却板２および間材３から分離する工程がなされる。具体的には、まず実施の形態１などと同様に、間材３をプローブ４から分離する工程がなされることが好ましい。ここでは分離ツール９の端面が間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２に把持されることにより間材３をプローブ４から分離される。このとき分離ツール９の端面のうちＹ方向に平行に延びる平坦面９Ｓの部分が間材３の第１の端面３Ｅ１および第２の端面３Ｅ２に接触することが好ましい。
【０１０６】
間材３がプローブ４から分離された後、分離ツール９は間材３などから離れるようにＸ方向、およびＺ方向（すなわち加圧板６側）に関していったん退避する。次に、たとえば分離機構７がＺ方向下方に移動することにより、分離ツール９が半導体デバイス１の載置される位置とＺ方向に関して同じ高さの位置に配置される。
【０１０７】
次に、実施の形態５と同様に、プローブ４を間材３の真上から退避させた代わりに真空吸着パッド２０が間材３の真上に設置されるように切り替えられる。そして真空吸着パッド２０が間材３の上側の主表面３Ａを吸着する。この状態を維持しながら、１対の分離機構７のそれぞれをＸ方向に関して半導体デバイス１の第３の端面１Ｅ１および第４の端面１Ｅ２に向けて急速に移動させ、第３の端面１Ｅ１および第４の端面１Ｅ２に衝突させる。具体的には分離ツール９の端面のうちまずＹ方向に延びる平端面９Ｓが半導体デバイス１の端面１Ｅ１，１Ｅ２に接触し、その後半導体デバイス１に回転方向の力が加わることによりその回転後には斜め部分９ＤＳが端面１Ｅ１，１Ｅ２に接触する。このようにしてこれらの端面１Ｅ１，１Ｅ２に衝撃力を与えることが好ましい。
【０１０８】
この衝撃力により、半導体デバイス１には回転方向の力が加えられ、半導体デバイス１の一方の主表面１Ａと間材３の主表面との間にせん断力が発生する。また同様に、半導体デバイス１に加えられる回転方向の力により、半導体デバイス１の他方の主表面１Ｂと冷却板２の主表面との間にもせん断力が発生する。このせん断力により半導体デバイス１の一方の主表面１Ａおよび他方の主表面１Ｂと、冷却板２および間材３のそれぞれとの溶着部が分離し、半導体デバイス１は冷却板２および間材３のそれぞれから分離される。
【０１０９】
なお上記の工程によっては間材３が半導体デバイス１から分離されるが冷却板２が半導体デバイス１から分離されない場合は、上記工程によりいったん間材３を半導体デバイス１から分離除去した後、再度真空吸着パッド２０で半導体デバイス１の一方の主表面１Ａを吸着させながら分離機構７を半導体デバイス１に衝突させる。これにより上記と同様の回転力およびせん断力を与え、半導体デバイス１を冷却板２から分離させる。
【０１１０】
以上によれば、実施の形態１〜４において、間材３をプローブ４から分離させるのみならず、間材３を半導体デバイス１から分離させることもでき、また半導体デバイス１を冷却板２から分離させることもできる。
【０１１１】
なお半導体試験装置７００においては、たとえばロボットアームを用いて半導体デバイス１を物理的に把持した状態で、半導体デバイス１から冷却板２および間材３を分離させることもできる。このことは、特に半導体試験装置７００の平面視におけるスペースをより大きくすることが可能であり、より大きな部材を搭載する余裕がある場合に実益がある。
【０１１２】
以上に述べた各実施の形態に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。
【０１１３】
今回開示された実施の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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【符号の説明】
【０１１４】
１  半導体デバイス、１Ａ  一方の主表面、１Ｂ  他方の主表面、１Ｅ１  第３の端面、１Ｅ２  第４の端面、２  冷却板、３，１９  間材、３Ａ，３Ｂ  主表面、３Ｃ  間材本体、３Ｅ１  第１の端面、３Ｅ２  第２の端面、４  プローブ、５  プローブ保持板、６  加圧板、７  分離機構、８  アクチュエータ、８Ａ  アクチュエータ本体、８Ｂ  直動部品、８Ｃ  ガイドロッド、８Ｅ  水平アクチュエータ、８Ｆ  垂直アクチュエータ、９  分離ツール、９Ａ  引っかけ爪、９Ｂ  分離ツール本体、９ＤＳ  斜め部分、９Ｓ  平坦面、１０  シャフト、１１  通電部、１２，１２Ａ，１２Ｂ  電極端子、１３  当て面プレート、１４  ピニオン、１５  ラック、１６  リニアガイドブロック、１７  リニアガイドレール、１８  角棒、２０  真空吸着パッド、２１  溝、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００  半導体試験装置。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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