(57)【要約】【課題】半導体装置の電気的特性を評価する際に異物を除去する技術を提供する。【解決手段】半導体装置の評価装置は、チャックステージ（３）と、チャックステージの上面に設けられる異物除去部（７）と、絶縁性基体（１６）と、絶縁性基体の下面から突出して設けられるコンタクトプローブ（１０）と、評価部（４）とを備える。異物除去部は、壁部（７ｄ）と、気体吹き付け部（６）と、排気機構とを備える。そして、絶縁性基体、異物除去部およびチャックステージによって半導体装置（１７）を内部に収容する密閉空間（２０）を形成する。【選択図】図１
2019212707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の電気的特性を測定する半導体装置の評価装置であり、
前記半導体装置を固定するチャックステージと、
前記チャックステージの上面に設けられる異物除去部と、
前記チャックステージの上方において前記チャックステージと対向して設けられ、かつ、前記チャックステージに対して相対的に移動可能である絶縁性基体と、
前記絶縁性基体の下面から突出して設けられ、かつ、前記チャックステージに固定された前記半導体装置の上面に接触することによって、前記半導体装置と電気的に接続されるコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブと電気的に接続され、かつ、前記半導体装置の電気的特性を評価する評価部とを備え、
前記異物除去部は、
前記チャックステージに固定された前記半導体装置を覆い、かつ、上方に第１の開口部を有する壁部と、
前記半導体装置に向けて気体を吹き付ける気体吹き付け部と、
吹き付けられた前記気体を排気する排気機構とを備え、
前記絶縁性基体が、前記壁部における前記第１の開口部を塞ぐように前記異物除去部の上面に配置されることで、前記絶縁性基体、前記異物除去部および前記チャックステージによって前記半導体装置を内部に収容する密閉空間を形成する、
半導体装置の評価装置。
【請求項２】
前記気体吹き付け部は、平面視における、前記チャックステージに固定された前記半導体装置の周囲から前記半導体装置に向かう方向である第１の方向に気体を吹き付け、
前記排気機構は、前記第１の方向とは反対の方向である第２の方向に前記気体を排気する、
請求項１に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項３】
前記排気機構は、平面視において、前記チャックステージに固定された前記半導体装置を取り囲んで配置される、
請求項１または請求項２に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項４】
前記気体吹き付け部は、前記密閉空間において、前記半導体装置の上面に接触していない状態の前記コンタクトプローブに前記気体を吹き付ける、
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項５】
前記壁部の、前記チャックステージに固定された前記半導体装置に対向する面は、前記チャックステージから離れるにつれて前記第１の方向に向かう傾斜面である、
請求項２に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項６】
前記壁部は、柔軟性を有する材料からなる、
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項７】
前記排気機構は、
前記気体を排気するための排気経路と、
前記排気経路の途中に形成され、かつ、前記気体を外部に放出する貫通孔とを備える、
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項８】
前記排気機構は、
前記貫通孔に設けられるフィルターをさらに備える、
請求項７に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項９】
前記排気機構は、
前記排気経路の端部に設けられる異物回収部をさらに備える、
請求項７または請求項８に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１０】
異物回収フィルターを介して、前記排気機構の前記異物回収部に接続される排気部をさらに備える、
請求項９に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１１】
前記チャックステージは、前記半導体装置を固定するための吸着管を備え、
前記排気部は、前記吸着管と接続される、
請求項１０に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１２】
前記気体吹き付け部は、
前記気体を噴出させる気体噴出口と、
噴出させる前記気体を導出する気体導出管と、
噴出させる前記気体を供給する気体供給部とを備える、
請求項２に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１３】
前記気体噴出口は、前記第１の方向に、または、平面視において前記第１の方向から傾斜する方向に前記気体を噴出させる、
請求項１２に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１４】
前記気体噴出口から噴出される前記気体は、イオンを含む気体である、
請求項１２または請求項１３に記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１５】
前記気体噴出口から噴出される前記気体は、二酸化炭素ガスまたは窒素ガスのいずれかである、
請求項１２から請求項１４のうちのいずれか１つに記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１６】
前記気体噴出口は、連続的または断続的に前記気体を噴出する、
請求項１２から請求項１５のうちのいずれか１つに記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１７】
前記チャックステージの上面からはみ出して設けられ、かつ、平面視において前記チャックステージに固定された前記半導体装置を内包する第２の開口部を有する設置プレートをさらに備え、
前記異物除去部は、前記設置プレートの上面に設けられる、
請求項１から請求項１６のうちのいずれか１つに記載の半導体装置の評価装置。
【請求項１８】
半導体装置の電気的特性を測定する半導体装置の評価方法であり、
前記半導体装置を固定するチャックステージと、前記チャックステージの上面に設けられる異物除去部と、前記チャックステージの上方において前記チャックステージと対向して設けられ、かつ、前記チャックステージに対して相対的に移動可能である絶縁性基体とによって前記半導体装置を内部に収容する密閉空間を形成し、
前記絶縁性基体には、前記チャックステージに固定された前記半導体装置の上面に接触することによって、前記半導体装置と電気的に接続されるコンタクトプローブが下面から突出して設けられ、
前記異物除去部は、
前記チャックステージに固定された前記半導体装置を覆い、かつ、上方に第１の開口部を有する壁部を備え、
前記絶縁性基体が、前記壁部における前記第１の開口部を塞ぐように前記異物除去部の上面に配置されることで、前記密閉空間が形成され、
前記密閉空間において、前記半導体装置と、前記半導体装置の上面に接触していない状態の前記コンタクトプローブとに気体を吹き付け、その後、前記半導体装置の上面に前記コンタクトプローブを接触させ、
前記コンタクトプローブが前記半導体装置の上面に接触している状態で、前記密閉空間において、前記半導体装置の電気的特性を評価する、
半導体装置の評価方法。
【請求項１９】
前記密閉空間において、前記半導体装置と、前記半導体装置の上面に接触していない状態の前記コンタクトプローブとに前記気体を吹き付けるとともに、前記半導体装置と前記コンタクトプローブとに吹き付けられた前記気体を前記密閉空間から排気し、その後、前記半導体装置の上面に前記コンタクトプローブを接触させる、
請求項１８に記載の半導体装置の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願明細書に開示される技術は、半導体装置の電気的特性を測定する半導体装置の評価装置、および、半導体装置の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ状態または半導体チップ状態の半導体装置の電気的特性を評価する際、真空吸着などによって、半導体装置の下面（すなわち、設置面）は、チャックステージの上面に接触された状態で固定される。
【０００３】
半導体装置の厚みの方向に電圧が印加される縦型仕様の半導体装置であれば、チャックステージの上面が一方の電極となる。電気的な入出力を行うために、他方の電極として、半導体装置の上面の接続パッドにコンタクトプローブが接触される。
【０００４】
大電流および高電圧印加の要求などによって、コンタクトプローブの多ピン化が図られており、この場合、コンタクトプローブは密に設置される。コンタクトプローブの設置位置は、半導体装置の外周端部の近傍にまで及ぶ場合もある。
【０００５】
このような状況の下、半導体装置の電気的特性を評価する際に、密に設置されたコンタクトプローブ間、コンタクトプローブと半導体装置との間、または、高電圧となる半導体装置の外周端部の近傍などに部分放電現象が生じて、半導体装置の部分的な破損および不具合が生じることが知られている。
【０００６】
この部分放電現象の原因には、導電性を有する異物などに起因する電流経路の発生も含まれる。導電性を有する異物としては、たとえば、半導体装置の製造過程で半導体装置の外周において発生し得る屑または欠片、または、製造の前工程または半導体装置の搬送時に半導体装置に付着し得る金属屑などがある。なお、絶縁性を有する異物であっても、電界強度に関する場合は、放電発生の要因となり得る。
【０００７】
部分放電が生じてしまった半導体装置が良品として後工程に流出した場合、後工程においてこのような半導体装置を抽出することは困難である。そのため、このような部分放電の発生を抑制することは重要であり、事前に部分放電の発生を抑制する措置の１つとして、異物の除去を行うことが望ましい。
【０００８】
また、コンタクトプローブと半導体装置との間に異物が介在することで、電気的特性を評価する際に半導体装置に破損が生じるおそれもあるため、半導体装置の電気的特性を評価する前に異物の除去を行うことが望ましい。
【０００９】
これに対し、異物を除去する手法が、たとえば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【００１０】
たとえば、特許文献１に開示される技術では、半導体装置の電気的特性を検査する前に、プローブ針に気体を吹き付けてプローブ針に付着している異物を除去する。そして、除去された異物を気体とともに吸引ノズルで吸引することによって、異物を除去しつつ生産性を向上させる。
【００１１】
また、たとえば、特許文献２に開示される技術では、半導体装置の電気的特性を検査する前に、検査対象物に近接して気体を吹き付けることによって検査対象物に付着している異物を除去する。そして、除去された異物を近接する吸引口で吸引することによって、異物の除去効率を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２７３１７４号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、たとえば、特許文献１に開示された技術では、遮蔽されていない空間に置かれた半導体検査装置によって異物の除去と吸引とが実施される。そのため、吸引の実施によって、半導体検査装置の外部から半導体検査装置の内部へ新たな異物を取り込んでしまう可能性があるという問題点があった。この問題を解決するためには、たとえば、半導体検査装置の設置場所を、清浄化されたクリーンルーム内に限る必要がある。
【００１４】
また、気体の吹き付けによって除去される異物の吹き飛ばされる方向によっては、異物が吸引されず、検査対象物である半導体基板などに異物が再付着するおそれがあるという問題点もあった。また、異物の除去および異物の吸引に関するノズルなどの設置方法については開示されておらず、既存の装置へ容易に適用することができないという問題点があった。
【００１５】
また、特許文献２に開示された技術では、照明光導出用リング盤が設けられているため処理空間の遮蔽性は向上するものの、遮蔽されていない空間に置かれた半導体検査装置を用いて異物の除去および異物の吸引を実施する点は特許文献１と同様である。よって、吸引の実施によって、半導体検査装置の外部から半導体検査装置の内部へ新たな異物を取り込んでしまう可能性があるという問題点があった。この問題を解決するためには、たとえば、半導体検査装置の設置場所を、清浄化されたクリーンルーム内に限る必要がある。
【００１６】
また、気体の吹き付けによって除去される異物の吹き飛ばされる方向によっては、異物が吸引されず、検査対象物である半導体基板などに異物が再付着するおそれがあるという問題点もあった。
【００１７】
本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を解決するためになされたものであり、半導体装置の電気的特性を評価する際に異物を効果的に除去することができる技術を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願明細書に開示される技術の第１の態様は、半導体装置の電気的特性を測定する半導体装置の評価装置であり、前記半導体装置を固定するチャックステージと、前記チャックステージの上面に設けられる異物除去部と、前記チャックステージの上方において前記チャックステージと対向して設けられ、かつ、前記チャックステージに対して相対的に移動可能である絶縁性基体と、前記絶縁性基体の下面から突出して設けられ、かつ、前記チャックステージに固定された前記半導体装置の上面に接触することによって、前記半導体装置と電気的に接続されるコンタクトプローブと、前記コンタクトプローブと電気的に接続され、かつ、前記半導体装置の電気的特性を評価する評価部とを備え、前記異物除去部は、前記チャックステージに固定された前記半導体装置を覆い、かつ、上方に第１の開口部を有する壁部と、前記半導体装置に向けて気体を吹き付ける気体吹き付け部と、吹き付けられた前記気体を排気する排気機構とを備え、前記絶縁性基体が、前記壁部における前記第１の開口部を塞ぐように前記異物除去部の上面に配置されることで、前記絶縁性基体、前記異物除去部および前記チャックステージによって前記半導体装置を内部に収容する密閉空間を形成する。
【００１９】
本願明細書に開示される技術の第２の態様は、半導体装置の電気的特性を測定する半導体装置の評価方法であり、前記半導体装置を固定するチャックステージと、前記チャックステージの上面に設けられる異物除去部と、前記チャックステージの上方において前記チャックステージと対向して設けられ、かつ、前記チャックステージに対して相対的に移動可能である絶縁性基体とによって前記半導体装置を内部に収容する密閉空間を形成し、前記絶縁性基体には、前記チャックステージに固定された前記半導体装置の上面に接触することによって、前記半導体装置と電気的に接続されるコンタクトプローブが下面から突出して設けられ、前記異物除去部は、前記チャックステージに固定された前記半導体装置を覆い、かつ、上方に第１の開口部を有する壁部を備え、前記絶縁性基体が、前記壁部における前記第１の開口部を塞ぐように前記異物除去部の上面に配置されることで、前記密閉空間が形成され、前記密閉空間において、前記半導体装置と、前記半導体装置の上面に接触していない状態の前記コンタクトプローブとに気体を吹き付け、その後、前記半導体装置の上面に前記コンタクトプローブを接触させ、前記コンタクトプローブが前記半導体装置の上面に接触している状態で、前記密閉空間において、前記半導体装置の電気的特性を評価する。
【発明の効果】
【００２０】
本願明細書に開示される技術の第１の態様は、半導体装置の電気的特性を測定する半導体装置の評価装置であり、前記半導体装置を固定するチャックステージと、前記チャックステージの上面に設けられる異物除去部と、前記チャックステージの上方において前記チャックステージと対向して設けられ、かつ、前記チャックステージに対して相対的に移動可能である絶縁性基体と、前記絶縁性基体の下面から突出して設けられ、かつ、前記チャックステージに固定された前記半導体装置の上面に接触することによって、前記半導体装置と電気的に接続されるコンタクトプローブと、前記コンタクトプローブと電気的に接続され、かつ、前記半導体装置の電気的特性を評価する評価部とを備え、前記異物除去部は、前記チャックステージに固定された前記半導体装置を覆い、かつ、上方に第１の開口部を有する壁部と、前記半導体装置に向けて気体を吹き付ける気体吹き付け部と、吹き付けられた前記気体を排気する排気機構とを備え、前記絶縁性基体が、前記壁部における前記第１の開口部を塞ぐように前記異物除去部の上面に配置されることで、前記絶縁性基体、前記異物除去部および前記チャックステージによって前記半導体装置を内部に収容する密閉空間を形成するものである。このような構成によれば、半導体装置の電気的特性を評価する前の密閉空間が形成された状態で、半導体装置に向けて気体を吹き付け、かつ、吹き付けられた気体を排気することによって、密閉空間の外部から新たな異物を取り込むことを抑制することができる。そのため、気体の吹き付けによって一旦除去された異物が再度半導体装置に付着することも抑制し、半導体装置の電気的特性を評価する際に、半導体装置の周囲またはコンタクトプローブなどに付着する異物を効果的に除去することができる。
【００２１】
本願明細書に開示される技術の第２の態様は、半導体装置の電気的特性を測定する半導体装置の評価方法であり、前記半導体装置を固定するチャックステージと、前記チャックステージの上面に設けられる異物除去部と、前記チャックステージの上方において前記チャックステージと対向して設けられ、かつ、前記チャックステージに対して相対的に移動可能である絶縁性基体とによって前記半導体装置を内部に収容する密閉空間を形成し、前記絶縁性基体には、前記チャックステージに固定された前記半導体装置の上面に接触することによって、前記半導体装置と電気的に接続されるコンタクトプローブが下面から突出して設けられ、前記異物除去部は、前記チャックステージに固定された前記半導体装置を覆い、かつ、上方に第１の開口部を有する壁部を備え、前記絶縁性基体が、前記壁部における前記第１の開口部を塞ぐように前記異物除去部の上面に配置されることで、前記密閉空間が形成され、前記密閉空間において、前記半導体装置と、前記半導体装置の上面に接触していない状態の前記コンタクトプローブとに気体を吹き付け、その後、前記半導体装置の上面に前記コンタクトプローブを接触させ、前記コンタクトプローブが前記半導体装置の上面に接触している状態で、前記密閉空間において、前記半導体装置の電気的特性を評価する。このような構成によれば、密閉空間において、半導体装置と、半導体装置の上面に接触していない状態のコンタクトプローブとに気体を吹き付けることによって、半導体装置の上面およびコンタクトプローブの先端などに付着している異物を、半導体装置の電気的特性を評価する前に除去することができる。
【００２２】
本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置の外観の例を示す側面図である。
【図２】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置の一部の構成の例を概略的に示す断面図である。
【図３】実施の形態に関する半導体装置の評価装置の、評価動作の前に検査対象に吹き付けられる気体の流れの例を概略的を示す図である。
【図４】実施の形態に関する、チャックステージと排気部とを含む構成の例を概略的に示す平面図である。
【図５】実施の形態に関する、チャックステージと排気部とを含む別の構成の例を概略的に示す平面図である。
【図６】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置におけるプローブ基体の構成の例を概略的に示す下面図である。
【図７】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置におけるコンタクトプローブの動作を説明するための図である。
【図８】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置におけるコンタクトプローブの動作を説明するための図である。
【図９】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置におけるコンタクトプローブの動作を説明するための図である。
【図１０】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置の動作手順の例を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態に関する、半導体装置の評価装置の一部の構成の例を概略的を示す断面図である。
【図１２】図１１に例が示されたチャックステージの一部と排気部とを含む構成の例を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。
【００２５】
なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。
【００２６】
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。
【００２７】
また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。
【００２８】
また、以下に記載される説明において、「第１の」、または、「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。
【００２９】
＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置および、半導体装置の評価方法について説明する。
【００３０】
＜半導体装置の評価装置の構成について＞
図１は、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置の外観の例を示す側面図である。また、図２は、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置の一部の構成の例を概略的に示す断面図である。また、図３は、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置の、評価動作の前に検査対象に吹き付けられる気体の流れの例を概略的を示す図である。
【００３１】
図１に例が示されるように、半導体装置の評価装置１は主に、プローブ基体２と、チャックステージ３と、評価部４と、気体吹き付け部６と、異物除去部７と、排気部１９と、移動アーム９とを備える。なお、図１において、異物除去部７の内部構造は、一部の構成のみが破線を用いて示されている。
【００３２】
図１では、チャックステージ３の上面３ｄに固定された半導体装置１７の電気的特性を評価する前の状態が示されている。半導体装置１７の電気的特性の評価は、図２に例が示されるように、半導体装置１７の上面の接続パッド（詳細は図７を参照）と、チャックステージ３の上方においてチャックステージ３と対向して設けられるプローブ基体２におけるコンタクトプローブ１０とが接触した状態で評価部４によって行われる。一方で、図１に例が示される、半導体装置１７の電気的特性を評価する前の状態では、半導体装置１７の上面の接続パッドとプローブ基体２におけるコンタクトプローブ１０とは非接触の状態となる。
【００３３】
図１の、接続パッドとコンタクトプローブ１０とが非接触の状態から、図２に例が示されるように、プローブ基体２をチャックステージ３の上面３ｄの方向に接近させた状態に移行した上で、図３に例が示されるように、気体吹き付け部６の気体噴出口６ａから気体の吹き付けを行う。当該気体の吹き付けは、半導体装置１７の電気的特性を評価する前に、半導体装置１７の周囲からコンタクトプローブ１０に向かう方向に向けて行う。
【００３４】
上記の気体の吹き付けおよび排気によって、半導体装置１７の周囲、つまりは半導体装置１７の上面、側面またはその近傍に存在する異物、および、コンタクトプローブ１０に付着している異物の除去と、排気を利用する効率的な異物の吸引とが実施される。なお、排気は、平面視において半導体装置１７を囲んで配置される異物除去部７によって行われるため、異物の除去のために吹き付けられた気体は、吹き付けの方向とは反対の方向に吸引される。
【００３５】
上記の気体の吹き付けによって吹き付けられる気体の流れは、図３の破線矢印１００によって示される。気体の吹き付けは、異物除去部７の壁部７ｄとプローブ基体２の絶縁性基体１６とが接触した状態で行われるため、絶縁性基体１６、異物除去部７およびチャックステージ３によって半導体装置１７を内部に収容する密閉空間を形成され、半導体装置１７の周囲は外部に対して遮蔽される。そのため、除去された異物の外部への拡散は抑制される。
【００３６】
半導体装置１７の電気的特性の評価は、図２に例が示されるように、半導体装置１７の接続パッド１８（詳細は図７を参照）とコンタクトプローブ１０とを接触させた後に、図３に例が示されるように、気体吹き付け部６の気体噴出口６ａから絶縁性の気体を吹き付けて、半導体装置１７の周囲の評価空間２０に絶縁性気体が充満した状態で行う。これによって、半導体装置１７の電気的特性を評価する際の放電の発生を抑制する。
【００３７】
次に、図１、図２および図３を参照しつつ、半導体装置の評価装置１の構成を説明する。
【００３８】
本実施の形態では、半導体装置１７の縦方向、つまり面外方向に大きな電流を流す縦型構造の半導体装置１７が一例として示されるが、半導体装置１７の構造はこれに限られるものではなく、半導体装置の一面において入出力を行う、横型構造の半導体装置であってもよい。
【００３９】
縦型構造の半導体装置１７の電気的特性を評価する際、外部と接続するための一方の電極は、半導体装置１７の上面に設けられた接続パッド１８（詳細は図７を参照）と接触するコンタクトプローブ１０である。そして、他方の電極は、半導体装置１７の下面、つまり、設置面において半導体装置１７と接触するチャックステージ３の上面３ｄである。チャックステージ３は、電極として機能する必要があるため、導電性の材料、たとえば、金属材料を用いて作製される。
【００４０】
図１に例が示されるように、プローブ基体２は、コンタクトプローブ１０と、絶縁性基体１６と、接続部８ｂとを備える。コンタクトプローブ１０は、絶縁性基体１６に固定されており、かつ、絶縁性基体１６の接続部８ｂに接続された信号線５ｂを介して、評価部４と電気的に接続されている。
【００４１】
図１に例が示されるように、チャックステージ３は、チャックステージ３の側面に設けられた接続部８ａにさらに接続された信号線５ａを介して、評価部４と電気的に接続されている。
【００４２】
なお、コンタクトプローブ１０は、大電流が印加されることを想定して複数個設置されている。それぞれのコンタクトプローブ１０に印加される電流密度が略一致するように、それぞれのコンタクトプローブ１０から、信号線５ｂと絶縁性基体１６との接続位置である接続部８ｂまでの距離と、それぞれのコンタクトプローブ１０から、チャックステージ３の側面に設けられた接続部８ａまでの距離とが、どのコンタクトプローブ１０を介する場合であっても略一致する位置に、接続部８ａおよび接続部８ｂが設けられることが望ましい。
【００４３】
すなわち、接続部８ａおよび接続部８ｂは、それぞれのコンタクトプローブ１０を挟んで対向する位置に設けられることが望ましい。また、それぞれのコンタクトプローブ１０と接続部８ｂとの間は、たとえば、絶縁性基体１６の上面に設けられた金属板（ここでは、図示しない）を介して接続されている。
【００４４】
図１に例が示されるように、プローブ基体２は、移動アーム９によって任意の方向へ移動可能に保持されている。ここでは、１つの移動アーム９のみでプローブ基体２を保持する構成が示されたが、プローブ基体２を保持する構成はこれに限られるものではなく、複数の移動アームによってプローブ基体２を安定的に保持する構成であってもよい。
【００４５】
また、移動アームがチャックステージ３を移動可能に保持する構成とし、プローブ基体２を移動するのではなく、半導体装置１７、つまり、チャックステージ３を移動させる構成であってもよい。
【００４６】
図１に例が示されるように、チャックステージ３は、半導体装置１７の設置面と接触して半導体装置１７を固定する台座である。チャックステージ３は、半導体装置１７を固定するための機能として、たとえば、真空吸着の機能を有する。当該吸着には、チャックステージ３の内部に設けられた吸着管３ｂおよび吸着管３ｂに接続された排気部１９を利用する。
【００４７】
図１に例が示されるように、チャックステージ３の上面３ｄには、吸着溝３ａと複数の吸着孔３ｃ（詳細は図４を参照）が設けられる。吸着溝３ａおよび複数の吸着孔３ｃは、吸着管３ｂと接続される。なお、半導体装置１７を固定するための手段は真空吸着に限られるものではなく、たとえば、静電吸着などであってもよい。
【００４８】
本実施の形態では、チャックステージ３の上面３ｄに、平面視で半導体装置１７を取り囲んで、異物除去部７が設置される。異物除去部７は、半導体装置１７の周囲またはコンタクトプローブ１０から異物を除去し、かつ、吸引する機能と、半導体装置１７の周囲の評価空間２０を絶縁性基体１６とともに遮蔽する機能とを備えている。
【００４９】
異物除去部７には、半導体装置１７を評価する前に存在していた異物の除去と、半導体装置１７を評価している間に生じ得る放電の抑制とを行うために、気体吹き付け部６を構成する一対の気体噴出口６ａが互いに対向して設置される。
【００５０】
半導体装置１７の電気的特性を評価する前は、半導体装置１７の上面を含む半導体装置１７の周囲とコンタクトプローブ１０とに、双方の気体噴出口６ａから気体が吹き付けられる。
【００５１】
また、半導体装置１７の電気的特性を評価している間は、半導体装置１７の周囲の評価空間２０に、気体噴出口６ａから絶縁性気体が吹き付けられ、評価空間２０は絶縁性気体で充満される。
【００５２】
図１に例が示されるように、気体吹き付け部６は、気体噴出口６ａと、気体導出管６ｂと、気体供給部６ｃとを備えている。気体噴出口６ａは、異物除去部７の上部において、壁部７ｄを貫通して設置される。
【００５３】
また、気体供給部６ｃは、気体導出管６ｂを介して、２つの気体噴出口６ａに気体を供給する。また、気体供給部６ｃは、評価部４によって制御される。
【００５４】
評価部４は、気体供給部６ｃから気体噴出口６ａへ、気体導出管６ｂを介する気体の供給を開始する２度のタイミングにおいて、気体供給部６ｃを制御する。
【００５５】
上記のうちの１度目のタイミングは、半導体装置１７の電気的特性を評価する前である。当該タイミングでは、異物の除去と吸引とが目的である。当該タイミングでは、気体噴出口６ａへ供給された気体によって、異物が評価空間２０内から取り除かれる。
【００５６】
上記のうちの２度目のタイミングは、半導体装置１７の電気的特性を評価している間である。当該タイミングでは、電気的特性を評価している間に生じ得る部分放電を抑制することが目的である。当該タイミングでは、気体噴出口６ａへ供給された絶縁性気体によって、評価空間２０が満たされる。
【００５７】
異物の除去および吸引の際に気体噴出口６ａから吹き付けられる気体は、具体的には、絶縁性気体である二酸化炭素ガス、窒素ガス、圧縮空気、または、イオンを含む気体などである。しかしながら、当該気体は、これらに限られるものではない。なお、イオンを含む気体であれば、静電気を除去する効果を有するため、静電気を除去することによって、付着した異物の除去を促進する効果が見込める。
【００５８】
また、半導体装置１７の電気的特性を評価している間に気体噴出口６ａから吹き付けられる気体は、絶縁性気体である。当該気体は、熱的および化学的に安定であり、絶縁性能に優れ、かつ、電離性の低い気体であることが望ましい。具体的には、二酸化炭素ガスまたは窒素ガスなどである。しかしながら、これらに限られるものではない。上述の特性を有する気体によって評価空間２０が満たされた状態で半導体装置１７の電気的特性を評価することによって、半導体装置１７の表面近傍に生じ得る部分放電を抑制することが可能となる。
【００５９】
ここで、気体噴出口６ａはノズルを備えていてもよい。すなわち、気体噴出口６ａの気体を噴出する先端がノズル状に形成されることによって、気体を高速で噴出させて、気体が確実に半導体装置１７の周囲またはコンタクトプローブ１０に吹き付けられる構成としてもよい。この場合、半導体装置１７の周囲またはコンタクトプローブ１０に付着または固着などしている異物を、効率よく除去することができる。
【００６０】
２つの気体噴出口６ａは、半導体装置１７を挟んで対向する位置に設置されているが、２つの気体噴出口６ａの配置はこのような場合に限られず、たとえば、平面視において２つの気体噴出口６ａから吹き付けられる気体の方向同士が直交するような位置関係であってもよい。２つの気体噴出口６ａから同時に気体が吹き付けられる場合は、２つの気体噴出口６ａが半導体装置１７を挟んで対向する位置に設置されていると吹き付けられる気体の勢いが弱め合うこととなってしまうため、そのような場合には、平面視において２つの気体噴出口６ａから吹き付けられる気体の方向同士が直交するような位置関係の方が望ましい。
【００６１】
なお、気体を連続的にではなく、断続的に交互に吹き付ける場合であれば、２つの気体噴出口６ａが半導体装置１７を挟んで対向する位置に設置されていても構わない。気体を断続的に吹き付ける場合であれば、吹き付け開始時に気体が異物とぶつかる際の衝撃を異物に複数回与えることができるため、当該衝撃に起因する異物の除去の効果が見込める。
【００６２】
また、半導体装置１７の方向へ気体を吹き付ける気体噴出口６ａと、コンタクトプローブ１０の方向へ気体を吹き付ける気体噴出口６ａとを分けて設置してもよい。すなわち、半導体装置１７の方向のみへ気体を吹き付ける気体噴出口６ａと、コンタクトプローブ１０の方向のみへ気体を吹き付ける気体噴出口６ａとをそれぞれ設置してもよい。また、気体を吹き付ける方向で分けるのではなく、吹き付ける気体の種類によって、複数の気体噴出口６ａを使い分けてもよい。
【００６３】
また、気体噴出口６ａは、２つに限らず、さらに多くの数の気体噴出口６ａを設置してもよい。
【００６４】
気体が吹き付けられることによって、半導体装置１７の周囲などから除去された異物は、異物除去部７に設けられた排気経路としての複数の異物回収孔７ｂで回収される。異物回収孔７ｂは、半導体装置１７に対向する異物除去部７の内側側面に設けられ、かつ、評価空間２０から排気を行う孔である。
【００６５】
本実施の形態では、平面視において四角形の半導体装置１７のそれぞれの側面に対向して異物除去部７の内側側面が配置される。そして、異物除去部７の内側側面それぞれに、異物回収孔７ｂが設けられる。
【００６６】
それぞれの異物回収孔７ｂは、異物回収部７ｃと連通している。そして、異物回収部７ｃは、排気部１９に接続されている。
【００６７】
半導体装置１７の周囲などから除去された異物は、排気に誘導され、複数設けられた異物回収孔７ｂに吸引される。そしてさらに、当該異物は、異物回収部７ｃに回収される。
【００６８】
異物回収部７ｃは、図２または図３に例が示される排気管７ａを介して排気部１９に接続される。そして、回収された異物は、異物回収部７ｃから排出される。
【００６９】
異物除去部７の壁面には、フィルター７ｈとともに、複数の貫通孔７ｇが設けられる。そして、それぞれの貫通孔７ｇを通じて、吹き付けられた気体の一部が外部へ流れ出る。貫通孔７ｇが設けられることによって、異物回収孔７ｂの内部の圧力増加が抑制されるため、気体の吹き付けが円滑となる。
【００７０】
また、フィルター７ｈが設けられることによって、異物はフィルター７ｈで留まる。そのため、貫通孔７ｇから外部への異物の拡散が抑制される。
【００７１】
壁部７ｄは、チャックステージ３に固定された半導体装置１７を覆い、かつ、平面視において半導体装置１７の周囲を取り囲むように、異物除去部７の内側側面の上部に設けられる。壁部７ｄの、半導体装置１７と対向する面は傾斜しており、Ｚ軸正方向に向かうにつれて半導体装置１７に近づくように傾斜する壁部傾斜面７ｅとなっている。
【００７２】
壁部７ｄの上部には、壁部７ｄの内側の評価空間２０と通じるように、開口部７ｆが設けられる。この開口部７ｆを通じて、コンタクトプローブ１０が評価空間２０内に差し込まれる。開口部７ｆの周囲は、評価空間２０を遮蔽する際に、絶縁性基体１６と接触する接触面７ｉとなる。
【００７３】
評価空間２０が遮蔽された状態で異物の除去と回収とが行われるため、異物の外部への拡散が抑制される。なお、異物が外部へ拡散してしまうと、半導体装置１７の搬送時に、外部へ拡散した異物が半導体装置１７に再び付着するおそれがある。さらに、半導体装置の評価装置が設置される評価室内が、拡散した異物によって汚染されるおそれがある。
【００７４】
異物除去部７は、チャックステージ３の上面３ｄに設置される。そのため、非導電性の材料、たとえば、エンジニアリングプラスチックなどの樹脂材料を用いて作製される。樹脂材料を用いる場合には、作製および加工が容易であるため、製造コストを低く抑えることができる。
【００７５】
なお、壁部７ｄは、柔軟性を有する材料、たとえば、シリコーンゴムなどのゴム系の材料を用いて作製されることが望ましい。
【００７６】
半導体装置１７の電気的特性の評価を行う前の、異物の除去および回収は、評価空間２０が遮蔽され、かつ、コンタクトプローブ１０と半導体装置１７とが非接触の状態で行われる。また、半導体装置１７の電気的特性の評価は、評価空間２０が遮蔽され、かつ、コンタクトプローブ１０と半導体装置１７とが接触している状態で行われる。
【００７７】
上記の双方の状態に対応すべく、壁部７ｄは柔軟性を有していることが望ましい。ただし、壁部７ｄは、柔軟性を有する材料のみによって構成されている必要はなく、壁部７ｄが、絶縁性基体１６との接触箇所にのみ柔軟性を有する材料を用いて構成されていても構わない。なお、コンタクトプローブ１０の絶縁性基体１６の下面から突出する長さが調整可能であってもよい。
【００７８】
＜チャックステージおよび排気部について＞
次に、チャックステージ３および排気部１９について説明する。図４は、本実施の形態に関するチャックステージ３と排気部１９とを含む構成の例を概略的に示す平面図である。
【００７９】
図４に例が示されるように、チャックステージ３の上面３ｄは、半導体装置１７を固定する台座である。上面３ｄにおいて、異物除去部７が半導体装置１７を平面視で取り囲んで設けられる。また、異物除去部７の側面には、排気部１９が接続される。
【００８０】
本実施の形態では、平面視における半導体装置１７の外形は四角形であり、半導体装置１７の側面にそれぞれ対向して、異物除去部７の異物回収孔７ｂが配置されている。
【００８１】
それぞれの異物回収孔７ｂは、異物除去部７の外周に沿って異物除去部７の内部に設けられた異物回収部７ｃと通じている。図４において、破線で囲まれた領域が異物回収部７ｃである。
【００８２】
異物回収部７ｃは排気管７ａに接続される。そして、排気管７ａは、バルブ１９ｂと異物回収フィルター１９ａとを介して、排気部１９に接続される。
【００８３】
排気部１９は、具体的には、レギュレータまたは真空源などである。排気部１９は、排気によって異物を回収し、また、吸着によって半導体装置１７の固定を行う装置である。
【００８４】
排気管７ａにはバルブ１９ｂが設けられており、バルブ１９ｂの開閉によって排気の開始と終了とが制御される。また、排気部１９の上流側には異物回収フィルター１９ａが設けられており、回収された異物を異物回収フィルター１９ａに留めることによって、排気部１９への異物の混入を抑制することができる。なお、排気部１９に異物が混入してしまうと、排気部１９の故障の原因となり得る。
【００８５】
半導体装置１７は、チャックステージ３の上面３ｄの中央近傍に設置され、かつ、固定される。図４に示される例では、半導体装置１７の設置の例として、設置された状態の半導体装置１７の外形が一点鎖線で示されている。
【００８６】
半導体装置１７の設置面は、チャックステージ３の上面３ｄに設けられた吸着溝３ａ、および、複数の吸着孔３ｃと対向するように設置される。吸着孔３ｃは吸着管３ｂに接続される。また、吸着管３ｂは、バルブ１９ｂを介して排気部１９に接続される。
【００８７】
排気管７ａのバルブ１９ｂが開閉することによって、吸着溝３ａ、および、複数の吸着孔３ｃの吸着の開始と終了とが制御される。なお、ここでは図示されていないが、リーク弁を付与することによって、半導体装置１７のチャックステージ３からの着脱を容易にしてもよい。
【００８８】
本実施の形態では、１つの排気部１９を、排気による異物の回収と、吸着による半導体装置１７の固定との双方に利用することによって、半導体装置の評価装置１の構成を簡素化している。
【００８９】
なお、本実施の形態においては、気体噴出口６ａは、半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０に対向して配置されており、これらに気体を直接吹き付けるように設けられている。しかしながら、気体噴出口６ａの配置は、これに限られるものではない。
【００９０】
＜チャックステージおよび排気部の別の例について＞
図５は、本実施の形態に関するチャックステージ３と排気部１９とを含む別の構成の例を概略的に示す平面図である。
【００９１】
４つの気体噴出口６０ａの気体を噴出する先端部は、半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０に対向しては配置されておらず、半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０に向かう方向に対して傾斜して設けられている。
【００９２】
上記の気体の吹き付けによって吹き付けられる気体の流れは、図５の破線矢印１０１によって示される。気体が、半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０に向かう方向に対して傾斜して吹き付けられることによって、気体の渦流１０２が形成される。このように、渦流１０２を形成するように気体を吹き付けることによって、異物に対して異なる方向から気体を吹き付けることとなり、異物の除去効果の向上が見込まれる。
【００９３】
＜プローブ基体の構成について＞
図６は、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置１におけるプローブ基体２の構成の例を概略的に示す下面図である。絶縁性基体１６の下面から突き出して、複数のコンタクトプローブ１０が配置される。
【００９４】
図６の例において、絶縁性基体１６の内部において破線で示された領域７０ｉが、壁部７ｄとの接触面７ｉに対向する部分である。また、絶縁性基体１６の内部において一点鎖線で示された領域１７０は、半導体装置１７と対向する部分である。
【００９５】
コンタクトプローブ１０は、半導体装置１７の上面に設けられた接続パッドと対向するように設置されている。
【００９６】
＜コンタクトプローブについて＞
次に、コンタクトプローブ１０について説明する。図７、図８および図９は、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置１におけるコンタクトプローブ１０の動作を説明するための図である。なお、図７は、コンタクトプローブ１０の動作のうちの初期状態を示す。また、図８は、コンタクトプローブ１０の動作のうちの接触状態を示す。また、図９は、コンタクトプローブ１０の動作のうちの押圧状態を示す。
【００９７】
コンタクトプローブ１０は、下向き、すなわち、Ｚ軸負方向に向けた状態で絶縁性基体１６に固定されている。コンタクトプローブ１０は、絶縁性基体１６に固定される設置部１４と、半導体装置１７の上面に設けられた接続パッド１８と機械的および電気的に接触するコンタクト部１１を有する先端部１２と、内部に組み込まれたスプリングなどのばね部材を介して接触時に摺動可能な押し込み部１３と、先端部１２と電気的に通じ、かつ、外部への出力端となる電気的接続部１５とを備えている。
【００９８】
コンタクトプローブ１０は、導電性を有する、たとえば、銅、タングステンまたはレニウムタングステンなどの金属材料により形成される。しかしながら、コンタクトプローブ１０を構成する材料は、これらに限られるものではなく、特に、コンタクト部１１は、導電性向上または耐久性向上などの観点から、別の部材、たとえば、金、パラジウム、タンタルまたはプラチナなどで被覆されていてもよい。
【００９９】
コンタクトプローブ１０が、図７に示される初期状態から、半導体装置１７の上面に設けられた接続パッド１８に向けてＺ軸負方向に下降する。そして、図８に例が示されるように、接続パッド１８とコンタクト部１１とが接触する。
【０１００】
その後、コンタクトプローブ１０がさらにＺ軸負方向に下降すると、図９に例が示されるように、押し込み部１３が設置部１４内にばね部材を介して押し込まれて、半導体装置１７の接続パッド１８との接触を確実なものとなる。
【０１０１】
また、ここでは、コンタクトプローブ１０が、Ｚ軸方向に摺動性を有するスプリング式のものである場合が説明されたが、コンタクトプローブ１０の構成はこれに限られるものではない。たとえば、コンタクトプローブ１０は、カンチレバー式のコンタクトプローブであってもよい。なお、Ｚ軸方向に摺動性を有するものである場合であっても、スプリング式に限らず、積層プローブまたはワイヤープローブなどであってもよい。
【０１０２】
＜半導体装置の評価装置の動作について＞
次に、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置１の動作手順について説明する。図１０は、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置１の動作手順の例を示すフローチャートである。
【０１０３】
まず、半導体装置１７の電気的特性を評価する前に、それぞれのコンタクトプローブ１０のコンタクト部１１の平行度を揃える（図１０におけるステップＳＴ１）。
【０１０４】
次に、半導体装置１７をチャックステージ３の上面３ｄへ固定する前に、評価部４の制御によって、気体噴出口６ａから、チャックステージ３の上面３ｄへ気体が吹き付けられる。そして、気体が吹き付けられる際に、排気部１９によって異物回収孔７ｂを通じての排気も開始される。
【０１０５】
チャックステージ３の上面３ｄへの気体の吹き付けによって、チャックステージ３の上面３ｄまたはその近傍に残存して付着または固着などしている異物が除去される。そして、除去された異物は、異物回収孔７ｂを通じて回収される（図１０におけるステップＳＴ２）。
【０１０６】
半導体装置１７をチャックステージ３の上面３ｄへ固定する前に、チャックステージ３の上面３ｄに残存する異物が存在すると、半導体装置１７とチャックステージ３との間に当該異物が挟み込まれてしまう場合がある。そうすると、半導体装置１７をチャックステージ３に密着して固定させることができない。そのため、半導体装置１７をチャックステージ３の上面３ｄへ固定する前に、チャックステージ３の上面３ｄにおける異物を除去しておくことが望ましい。
【０１０７】
その後、半導体装置１７の設置面とチャックステージ３の上面３ｄとが接触している状態で、半導体装置１７は、排気部１９からの排気によってチャックステージ３に吸着され、さらに、固定される（図１０におけるステップＳＴ３）。
【０１０８】
半導体装置１７としては、たとえば、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハまたは半導体チップそのものが考えられるが、これらに限られるものではなく、真空吸着などによって固定される半導体装置１７であればよい。
【０１０９】
半導体装置１７がチャックステージ３の上面３ｄへ固定された後、移動アーム９によって、プローブ基体２が移動される（図１０におけるステップＳＴ４）。移動後のプローブ基体２の位置は、コンタクトプローブ１０が半導体装置１７の上面の接続パッド１８に対向する位置である。
【０１１０】
そして、評価空間２０は、絶縁性基体１６の下面と壁部７ｄの接触面７ｉとが接触することによって遮蔽される。
【０１１１】
そして、図３に例が示されたような、コンタクトプローブ１０が接続パッド１８と接触していない状態で、評価部４の制御によって、気体噴出口６ａから気体が吹き付けられる。そして、気体の吹き付け時に、排気部１９によって、異物回収孔７ｂを通じての排気も開始される。
【０１１２】
半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０の方向への気体の吹き付けによって、半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０の表面またはその近傍に付着または固着などしている異物が除去される。その後、異物回収孔７ｂを通じて当該異物が回収される（図１０におけるステップＳＴ５）。
【０１１３】
この際、評価空間２０が遮蔽されているため、外部から異物が取り込まれることがなく、かつ、除去された異物の外部への拡散も抑制される。
【０１１４】
コンタクトプローブ１０が接続パッド１８と接触していない状態で上記の気体の吹き付けを行うのは、コンタクトプローブの先端部１２に異物が付着などしている場合、コンタクトプローブ１０と接続パッド１８とが接触した後では、当該異物の除去が困難となるからである。
【０１１５】
あらかじめ定められた時間、気体の吹き付けと排気とを行い、異物の除去と回収とを行う。そして、所定の時間の経過後に、気体の吹き付けと排気とを終了する。
【０１１６】
なお、気体の吹き付けと排気とは同時に終了させるのではなく、まず気体の吹き付けを終了し、しばらく排気を継続させ、その後排気を終了させることが望ましい。
【０１１７】
気体吹き付け部６からの気体の吹き付けによって半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０の周囲から除去された異物は、除去後しばらくは評価空間２０を浮遊する場合がある。それらの異物を確実に回収するために、排気をしばらく継続させ、その後終了させる。
【０１１８】
異物の除去と回収とを行った後、接続パッド１８を介してコンタクトプローブ１０と半導体装置１７とが接触することによって、電気的に接続される。なお、評価空間２０の遮蔽は継続される。
【０１１９】
その後、評価部４の制御によって、絶縁性気体が気体噴出口６ａから評価空間２０に吹き付けられ、評価空間２０は絶縁性気体で満たされる（図１０におけるステップＳＴ６）。なお、当該ステップＳＴ６は省略可能である。
【０１２０】
そして、評価空間２０が絶縁性気体で満たされた後、評価部４によって、半導体装置１７に対して所望の電気的特性に関する評価が実施される（図１０におけるステップＳＴ７）。
【０１２１】
そして、評価部４は、上記の評価の終了とともに絶縁性気体の供給も終了させる（図１０におけるステップＳＴ８）。このように、絶縁性気体によって評価空間２０が満たされた状態で評価が実施されるため、半導体装置１７の近傍で部分放電が発生することを効果的に抑制することができる。
【０１２２】
なお、ここでは排気を利用して、効果的に異物を回収する動作手順についてのみ示されたが、これに限られるものではなく、排気を利用せず、気体の吹き付けと異物回収孔とを用いることで、異物の除去と回収とを行ってもよい。
【０１２３】
次に、移動アーム９によって、プローブ基体２が移動される（図１０におけるステップＳＴ９）。そして、半導体装置１７が搬送される（図１０におけるステップＳＴ１０）。
【０１２４】
以上のように、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置１は、半導体装置１７を固定するチャックステージ３と、チャックステージ３に固定された半導体装置１７に接続パッド１８を介して電気的に接続され、かつ、半導体装置１７の電気的特性を評価するために用いられるコンタクトプローブ１０と、半導体装置１７またはコンタクトプローブ１０の方向に気体を吹き付ける気体吹き付け部６と、複数の異物回収孔７ｂを有する異物除去部７とを備える。
【０１２５】
したがって、コンタクトプローブ１０によって半導体装置１７の電気的特性を評価する前に、気体吹き付け部６によって半導体装置１７などに気体を吹き付けることで、複数の異物回収孔７ｂから異物を効率よく回収することができる。
【０１２６】
また、評価空間２０を遮蔽することによって、外部からの異物の取り込みと、除去された異物の外部への拡散が抑制される。
【０１２７】
また、コンタクトプローブ１０によって半導体装置１７の電気的特性を評価する際に、気体吹き付け部６によって評価空間２０内の半導体装置１７に絶縁性気体を吹き付けて評価空間２０を絶縁性気体で満たすことによって、評価の際の部分放電の発生が抑制される。
【０１２８】
このため、半導体装置１７への異物の再付着と評価時の部分放電とが抑制され、半導体装置１７の歩留り向上を図ることができる。また、異物除去部７は、既存のチャックステージに容易に適用することが可能である。
【０１２９】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置の評価装置、および、半導体装置の評価方法について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０１３０】
＜半導体装置の評価装置の構成について＞
図１１は、本実施の形態に関する半導体装置の評価装置の一部の構成の例を概略的を示す断面図である。また、図１２は、図１１に例が示されたチャックステージ３０の一部と排気部１９とを含む構成の例を概略的に示す平面図である。なお、図１２では、異物除去部７は図示が省略されている。
【０１３１】
第１の実施の形態では、異物除去部７がチャックステージ３の上面３ｄに設置されていた。一方で、図１１および図１２に例が示された本実施の形態においては、外形が小さいチャックステージ３０において、設置プレート２１を介して異物除去部７がチャックステージ３０の上部に設置されている。設置プレート２１は、チャックステージ３０の上面からはみ出して設けられる。なお、他の構成については、第１の実施の形態に記載されたものと同様であるため、説明を省略する。
【０１３２】
平面視において、チャックステージ３０の外形が、異物除去部７の下面の開口部分よりも小さい場合、そのままでは異物除去部７をチャックステージ３０の上面３０ｄに設置することはできない。
【０１３３】
その際は、開口部２１ａを有する設置プレート２１がチャックステージ３０の上面３０ｄに設置され、その設置プレート２１の上部に異物除去部７が設置される。
【０１３４】
ここで、設置プレート２１の開口部２１ａは、半導体装置１７がチャックステージ３０の上面３０ｄに固定されることを妨げないように繰り抜かれた部位である。設置プレート２１の開口部２１ａは、平面視においてチャックステージ３０に固定された半導体装置１７を内包する。その設置プレート２１の開口部２１ａの外縁部において、下面がチャックステージ３０の上面３０ｄと接触する。
【０１３５】
異物除去部７が設置プレート２１を介してチャックステージ３０の上面３０ｄに設置されることによって、平面視におけるチャックステージ３０の外形が、異物除去部７の下面の開口部分よりも小さい場合であっても、異物除去部７の形状を変更せずに、そのまま異物除去部７をチャックステージ３０の上面３０ｄに設置することができる。
【０１３６】
設置プレート２１は、設置プレート２１の上部に異物除去部７が設置されても変形しない板状の剛体で作製される。具体的には、鉄などの金属材料、または、ｐｏｌｙ  ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ（ＰＰＳ）などのエンジニアリングプラスチックで作製されることが望ましいが、設置プレート２１の材料はこれらに限られるものではない。
【０１３７】
このように、異物除去部７が設置プレート２１を介してチャックステージ３０の上面３０ｄに設置されることによって、平面視におけるチャックステージ３０の外形が、異物除去部７の下面の開口部分よりも小さい場合であっても、半導体装置の評価装置の構成に大きな変更を伴わずに、異物の除去と異物の回収とが可能となる。よって、低いコストで、半導体装置１７への異物の再付着と評価時の部分放電とを抑制することができ、半導体装置１７の歩留り向上を図ることができる。
【０１３８】
なお、上記の実施の形態においては、異物除去部７は一体化されて構成されたものであったが、異物除去部７は、分割して構成され、かつ、設置の自由度を向上させるものであってもよい。
【０１３９】
＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。
【０１４０】
また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例が示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。
【０１４１】
以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置１７の電気的特性を測定する半導体装置の評価装置は、半導体装置１７を固定するチャックステージ３と、チャックステージ３の上面に設けられる異物除去部７と、チャックステージ３の上方においてチャックステージ３と対向して設けられ、かつ、チャックステージ３に対して相対的に移動可能である絶縁性基体１６と、絶縁性基体１６の下面から突出して設けられるコンタクトプローブ１０と、コンタクトプローブ１０と電気的に接続され、かつ、半導体装置１７の電気的特性を評価する評価部４とを備える。ここで、コンタクトプローブ１０は、チャックステージ３に固定された半導体装置１７の上面に接触することによって、半導体装置１７と電気的に接続される。また、異物除去部７は、壁部７ｄと、気体吹き付け部６と、排気機構とを備える。ここで、排気機構は、たとえば、異物回収孔７ｂ、異物回収部７ｃ、貫通孔７ｇおよびフィルター７ｈを備える構造に対応するものである。壁部７ｄは、チャックステージ３に固定された半導体装置１７を覆う。また、壁部７ｄは、上方に第１の開口部を有する。ここで、第１の開口部は、たとえば、開口部７ｆに対応するものである。気体吹き付け部６は、半導体装置１７に向けて気体を吹き付ける。排気機構は、吹き付けられた気体を排気する。そして、絶縁性基体１６が、壁部７ｄにおける開口部７ｆを塞ぐように異物除去部７の上面に配置されることで、絶縁性基体１６、異物除去部７およびチャックステージ３によって半導体装置１７を内部に収容する密閉空間を形成する。ここで、密閉空間は、たとえば、評価空間２０に対応するものである。
【０１４２】
このような構成によれば、半導体装置の電気的特性を評価する前の密閉空間が形成された状態で、半導体装置１７に向けて気体を吹き付け、かつ、吹き付けられた気体を排気することによって、密閉空間の外部から新たな異物を取り込むことを抑制することができる。そのため、気体の吹き付けによって一旦除去された異物が再度半導体装置に付着することも抑制し、半導体装置の電気的特性を評価する際に、半導体装置の周囲またはコンタクトプローブなどに付着する異物を効果的に除去することができる。また、気体の吹き付けおよび排気を行う機構が異物除去部７に設けられ、かつ、異物除去部７がチャックステージ３の上面に設けられることによって、既存の半導体装置の評価装置への適用、特に、従来のチャックステージへの適用が容易な構造となる。また、密閉空間において気体の吹き付け、および、異物の吸引がともに行われるため、半導体装置１７を半導体装置の評価装置１の外部へ搬送する際にも、半導体装置１７に異物が再度付着することを抑制することができる。
【０１４３】
なお、これらの構成以外の本願明細書に例が示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。
【０１４４】
しかしながら、本願明細書に例が示される他の構成のうちの少なくとも１つを、以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては言及されなかった本願明細書に例が示される他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。
【０１４５】
また、以上に記載された実施の形態によれば、気体吹き付け部６は、平面視における、チャックステージ３に固定された半導体装置１７の周囲から半導体装置１７に向かう方向である第１の方向に気体を吹き付ける。また、排気機構は、第１の方向とは反対の方向である第２の方向に気体を排気する。このような構成によれば、気体が吹き付けられることによって半導体装置１７の周囲またはコンタクトプローブ１０などから除去された異物が、平面視において半導体装置１７の周囲に位置する排気機構に吸引されるため、当該異物が再度半導体装置１７などに付着することを抑制することができる。
【０１４６】
また、以上に記載された実施の形態によれば、排気機構は、平面視において、チャックステージ３に固定された半導体装置１７を取り囲んで配置される。このような構成によれば、気体が吹き付けられることによって半導体装置１７の周囲またはコンタクトプローブ１０などから除去された異物は、平面視において半導体装置１７を取り囲む排気機構に吸引されるため、当該異物が再度半導体装置１７などに付着することを抑制することができる。
【０１４７】
また、以上に記載された実施の形態によれば、気体吹き付け部６は、評価空間２０において、半導体装置１７の上面に接触していない状態のコンタクトプローブ１０に気体を吹き付ける。このような構成によれば、密閉空間を形成した状態で、半導体装置１７の上面に接触していない状態のコンタクトプローブ１０に気体を吹き付けることができるため、密閉空間の外部から新たな異物を取り込むことを抑制しつつ、コンタクトプローブ１０の先端などに付着している異物も除去することができる。
【０１４８】
また、以上に記載された実施の形態によれば、壁部７ｄの、チャックステージ３に固定された半導体装置１７に対向する面は、チャックステージ３から離れるにつれて第１の方向に向かう傾斜面である。このような構成によれば、壁部７ｄの下方に位置する異物回収孔７ｂから異物を回収する際に、回収漏れを抑制することできる。また、気体吹き付け部６によって気体を吹き付けた際に異物回収孔７ｂから回収されなかった異物に関しても、壁部７ｄの傾斜面に沿って評価空間２０内の下方へ落ち込むため、当該異物も後に異物回収孔７ｂから回収することができる。
【０１４９】
また、以上に記載された実施の形態によれば、壁部７ｄは、柔軟性を有する材料からなる。このような構成によれば、壁部７ｄの変形によって、コンタクトプローブ１０と半導体装置１７の上面との間の距離を調整することができるため、密閉空間を形成した状態で、コンタクトプローブ１０と半導体装置１７の上面とが非接触の状態、および、コンタクトプローブ１０と半導体装置１７の上面とが接触している状態を双方実現することができる。
【０１５０】
また、以上に記載された実施の形態によれば、排気機構は、排気経路と、貫通孔７ｇとを備える。ここで、排気経路は、たとえば、異物回収孔７ｂに対応するものである。異物回収孔７ｂは、気体を排気するための孔である。貫通孔７ｇは、異物回収孔７ｂの途中に形成され、かつ、気体を外部に放出する。このような構成によれば、異物回収孔７ｂの途中に貫通孔７ｇが形成されるため、異物回収孔７ｂ内の圧力が過剰に上昇することを抑制することができる。したがって、異物回収孔７ｂに吸引された気体の流動を円滑化させることができる。
【０１５１】
また、以上に記載された実施の形態によれば、排気機構は、貫通孔７ｇに設けられるフィルター７ｈを備える。このような構成によれば、貫通孔７ｇから外部へ放出される気体はフィルター７ｈを介して外部へ放出されるため、半導体装置１７の周辺またはコンタクトプローブ１０などから除去された異物が外部へ放出されることを抑制することができる。そのため、半導体装置１７を半導体装置の評価装置１の外部へ搬送する際にも、半導体装置１７に異物が再度付着することを抑制することができる。
【０１５２】
また、以上に記載された実施の形態によれば、排気機構は、異物回収孔７ｂの端部に設けられる異物回収部７ｃを備える。このような構成によれば、異物回収孔７ｂから吸引された異物は異物回収部７ｃにおいて回収される。そのため、半導体装置１７の周辺またはコンタクトプローブ１０などから除去された異物が外部へ放出されることを抑制することができる。したがって、半導体装置１７を半導体装置の評価装置１の外部へ搬送する際にも、半導体装置１７に異物が再度付着することを抑制することができる。
【０１５３】
また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置の評価装置は、異物回収フィルター１９ａを介して、排気機構の異物回収部７ｃに接続される排気部１９を備える。このような構成によれば、異物回収孔７ｂから吸引された異物は異物回収部７ｃ、さらには、排気部１９において回収される。そのため、半導体装置１７の周辺またはコンタクトプローブ１０などから除去された異物が外部へ放出されることを抑制することができる。また、吸引された異物は、異物回収フィルター１９ａを介して異物回収部７ｃ、さらには、排気部１９に回収されるため、異物回収フィルター１９ａにおいて確実に保持される。
【０１５４】
また、以上に記載された実施の形態によれば、チャックステージ３は、半導体装置１７を固定するための吸着管３ｂを備える。また、排気部１９は、吸着管３ｂと接続される。このような構成によれば、半導体装置１７を固定するための吸着管３ｂにおける吸引と、異物を回収するための異物回収孔７ｂにおける吸引とを、共通する排気部１９によって行うことができる。
【０１５５】
また、以上に記載された実施の形態によれば、気体吹き付け部６は、気体を噴出させる気体噴出口６ａと、噴出させる気体を導出する気体導出管６ｂと、噴出させる気体を供給する気体供給部６ｃとを備える。このような構成によれば、気体噴出口６ａにノズルなどを付与することによって、気体の噴出力を増強することができる。
【０１５６】
また、以上に記載された実施の形態によれば、気体噴出口６ａは、第１の方向に、または、平面視において第１の方向から傾斜する方向に気体を噴出させる。このような構成によれば、気体噴出口６ａは、第１の方向に気体を噴出させることによって、異物に直接的に気体を当てて当該異物を除去することができる。また、気体噴出口６ａは、第１の方向から傾斜する方向に気体を噴出させることによって気体の回転流を生じさせ、異物に異なる方向から気体を当てて当該異物を除去することができる。
【０１５７】
また、以上に記載された実施の形態によれば、気体噴出口６ａから噴出される気体は、イオンを含む気体である。このような構成によれば、吹き付けられる気体の静電気除去効果によって、異物の除去精度が高まる。
【０１５８】
また、以上に記載された実施の形態によれば、気体噴出口６ａは、連続的または断続的に気体を噴出する。このような構成によれば、連続的に気体が吹き付けられる場合には、短時間で異物を除去することができる。また、断続的に気体が吹き付けられる場合には、気体と異物とがぶつかる際の衝撃を異物に対して複数回与えることができるため、当該衝撃によって異物の除去精度が高まる。また、断続的に気体が吹き付けられる場合には、気体と異物とがぶつかる際の衝撃を異物に対して複数回与えることができるため、異物除去のために吹き付ける気体の量を抑えることができる。
【０１５９】
また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置の評価装置は、設置プレート２１を備える。設置プレート２１は、チャックステージ３０の上面からはみ出して設けられる。また、設置プレート２１は、平面視においてチャックステージ３０に固定された半導体装置１７を内包する第２の開口部を有する。ここで、第２の開口部は、たとえば、開口部２１ａに対応するものである。異物除去部７は、設置プレート２１の上面に設けられる。このような構成によれば、大きさの異なるチャックステージに対しても、設置プレート２１を介して異物除去部７を設置することができる。したがって、異物除去部７を設置可能なチャックステージの種類を増やすことができる。
【０１６０】
以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置１７の電気的特性を測定する半導体装置の評価方法において、半導体装置１７を固定するチャックステージ３と、チャックステージの上面に設けられる異物除去部７と、チャックステージ３の上方においてチャックステージ３と対向して設けられ、かつ、チャックステージ３に対して相対的に移動可能である絶縁性基体１６とによって半導体装置１７を内部に収容する評価空間２０を形成する。ここで、絶縁性基体１６には、チャックステージ３に固定された半導体装置１７の上面に接触することによって、半導体装置１７と電気的に接続されるコンタクトプローブ１０が下面から突出して設けられる。また、異物除去部７は、チャックステージ３に固定された半導体装置１７を覆い、かつ、上方に開口部７ｆを有する壁部７ｄを備える。また、絶縁性基体１６が、壁部７ｄにおける開口部７ｆを塞ぐように異物除去部７の上面に配置されることで、評価空間２０が形成される。そして、評価空間２０において、半導体装置１７と、半導体装置１７の上面に接触していない状態のコンタクトプローブ１０とに気体を吹き付け、その後、半導体装置１７の上面にコンタクトプローブ１０を接触させる。そして、コンタクトプローブ１０が半導体装置１７の上面に接触している状態で、評価空間２０を絶縁性気体で満たす。そして、絶縁性気体で満たされた評価空間２０において、半導体装置１７の電気的特性を評価する。
【０１６１】
このような構成によれば、密閉空間において、半導体装置１７と、半導体装置１７の上面に接触していない状態のコンタクトプローブ１０とに気体を吹き付けることによって、半導体装置１７の上面およびコンタクトプローブ１０の先端などに付着している異物を、半導体装置１７の電気的特性を評価する前に除去することができる。さらに、コンタクトプローブ１０が半導体装置１７の上面に接触している状態で、評価空間２０を絶縁性気体で満たすことによって、半導体装置１７の電気的特性を評価する際に放電が生じることを抑制することができる。
【０１６２】
なお、これらの構成以外の本願明細書に例が示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。
【０１６３】
しかしながら、本願明細書に例が示される他の構成のうちの少なくとも１つを、以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては言及されなかった本願明細書に例が示される他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。
【０１６４】
また、特段の制限がない場合には、それぞれの処理が行われる順序は変更することができる。
【０１６５】
また、以上に記載された実施の形態によれば、評価空間２０において、半導体装置１７と、半導体装置１７の上面に接触していない状態のコンタクトプローブ１０とに気体を吹き付けるとともに、半導体装置１７とコンタクトプローブ１０とに吹き付けられた気体を評価空間２０から排気する。そして、その後、半導体装置１７の上面にコンタクトプローブ１０を接触させる。このような構成によれば、密閉空間において、半導体装置１７と、半導体装置１７の上面に接触していない状態のコンタクトプローブ１０とに気体を吹き付けるとともに、半導体装置１７とコンタクトプローブ１０とに吹き付けられた気体を評価空間２０から排気することによって、半導体装置１７の周囲またはコンタクトプローブ１０などから一旦除去された異物が、再度半導体装置１７などに付着することを抑制することができる。
【０１６６】
＜以上に記載された実施の形態における変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。
【０１６７】
したがって、例が示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施の形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【０１６８】
また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよいものとする。
【０１６９】
さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。
【０１７０】
また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。
【０１７１】
また、本願明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。
【０１７２】
また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１７３】
１  半導体装置の評価装置、２  プローブ基体、３，３０  チャックステージ、３ａ  吸着溝、３ｂ  吸着管、３ｃ  吸着孔、３ｄ，３０ｄ  上面、４  評価部、５ａ，５ｂ  信号線、６  気体吹き付け部、６ａ，６０ａ  気体噴出口、６ｂ  気体導出管、６ｃ  気体供給部、７  異物除去部、７ａ  排気管、７ｆ，２１ａ  開口部、７ｂ  異物回収孔、７ｃ  異物回収部、７ｄ  壁部、７ｅ  壁部傾斜面、７ｇ  貫通孔、７ｈ  フィルター、７ｉ  接触面、８ａ，８ｂ  接続部、９  移動アーム、１０  コンタクトプローブ、１１  コンタクト部、１２  先端部、１３  押し込み部、１４  設置部、１５  電気的接続部、１６  絶縁性基体、１７  半導体装置、１８  接続パッド、１９  排気部、１９ａ  異物回収フィルター、１９ｂ  バルブ、２０  評価空間、２１  設置プレート、７０ｉ，１７０  領域、１００，１０１  破線矢印、１０２  渦流。
【図１】
2019212707.tif 000003
【図２】
2019212707.tif 000004
【図３】
2019212707.tif 000005
【図４】
2019212707.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019212707.tif 000009
【図８】
2019212707.tif 000010
【図９】
2019212707.tif 000011
【図１０】
2019212707.tif 000012
【図１１】
2019212707.tif 000013
【図１２】
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