(57)【要約】【課題】半導体装置の電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドに良好に接触させることが可能なプローブ装置を提供する。【解決手段】プローブ装置２は、プローブ基板７とカンチレバー式の複数のコンタクトプローブ８ａ、８ｂとから構成される。コンタクトプローブ８ａは、相対的に接触面積の大きい接触部１１ａを有する。コンタクトプローブ８ｂは、相対的に接触面積の小さい接触部１１ｂを有する。接触部１１ｂとプローブ基板７との距離ＤＳが、接触部１１ａとプローブ基板７との距離ＤＬよりも短い。【選択図】図２
2015010980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物と間隔を隔てて対向するように配置されることになるプローブ基板と、
前記プローブ基板に配置され、前記被測定物が位置することになる方向に向かって延在し、前記被測定物に接触する接触部をそれぞれ有する複数のコンタクトプローブと
を備え、
複数の前記コンタクトプローブのうち、一のコンタクトプローブの接触部の接触面積と、他のコンタクトプローブの接触部の接触面積とが異なり、
前記一のコンタクトプローブの前記接触部と前記プローブ基板との距離と、前記他のコンタクトプローブの前記接触部と前記プローブ基板との距離とが異なっている、プローブ装置。
【請求項２】
前記一のコンタクトプローブおよび前記他のコンタクトプローブのそれぞれは、前記プローブ基板に対して交差するように配置され、
前記一のコンタクトプローブと前記プローブ基板とのなす角度と、前記他のコンタクトプローブと前記プローブ基板とのなす角度とは異なっている、請求項１記載のプローブ装置。
【請求項３】
前記プローブ基板の面から平面視的に見て、前記一のコンタクトプローブの延在する方向に対して、前記他のコンタクトプローブの延在する方向が交差している、請求項１または２に記載のプローブ装置。
【請求項４】
前記一のコンタクトプローブおよび前記他のコンタクトプローブは、カンチレバー式のコンタクトプローブを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項５】
前記一のコンタクトプローブおよび前記他のコンタクトプローブは、スプリング式のコンタクトプローブを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項６】
前記一のコンタクトプローブの長さと、前記他のコンタクトプローブの長さとは異なる長さか、または、同じ長さに設定されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項７】
前記一のコンタクトプローブの太さと、前記他のコンタクトプローブの太さとは異なる太さか、または、同じ太さに設定されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項８】
前記一のコンタクトプローブの硬さと、前記他のコンタクトプローブの硬さとは異なる硬さか、または、同じ硬さに設定されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項９】
前記一のコンタクトプローブの材料と、前記他のコンタクトプローブの材料とは異なる材料か、または、同じ材料によって形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項１０】
複数の前記コンタクトプローブのそれぞれおよび前記プローブ基板のいずれか一方に設けられて、他方を係止する係止部を備えた、請求項１〜９のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項１１】
前記係止部は高さ位置調整部を含む、請求項１０記載のプローブ装置。
【請求項１２】
前記係止部は前記コンタクトプローブに設けられ、
前記プローブ基板には、前記係止部が嵌まる凹部が形成された、請求項１０または１１に記載のプローブ装置。
【請求項１３】
前記プローブ基板には、前記コンタクトプローブが延在する方向と交差する方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記係止部は前記貫通孔に挿入されて前記コンタクトプローブに向かって延在するように設置された、請求項１０または１１に記載のプローブ装置。
【請求項１４】
前記係止部は弾性部材から形成された、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項１５】
複数の前記コンタクトプローブのそれぞれおよび前記プローブ基板の一方に設けられて、他方を係止する第１係止部と、
前記他方に設けられて、前記一方を係止する第２係止部と
を備えた、請求項１〜９のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項１６】
複数の前記コンタクトプローブのうちの一部のコンタクトプローブおよび前記プローブ基板のいずれか一方に設けられて、他方を係止する係止部を備えた、請求項１〜９のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項１７】
前記プローブ基板に、前記プローブ基板と前記被測定物との距離を計測する距離センサが配置された、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプローブ装置に関し、特に、コンタクトプローブを備えたプローブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体装置の電気的特性を評価する工程がある。この工程では、外部の計測装置等と半導体装置とを電気的に接続するために、プローブ基板を備えたプローブ装置が使用される。プローブ基板に設けられたコンタクトプローブを、半導体装置における所定の電極パッドに接触させることによって、半導体装置とプローブ装置との電気的な接続が図られる。
【０００３】
半導体装置として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が形成されたパワー半導体装置では、一般的に、サイズの比較的大きい電極パッドが形成されており、その電極パッドに複数のコンタクトプローブを接触させて、数百アンペア程度の大きな電流が流されることになる。
【０００４】
しかしながら、半導体装置のすべての電極パッドに対して、大きな電流を流すわけではない。たとえば、ゲート電極に電気的に接続されている電極パッドでは、接触させるコンタクトプローブの本数も少なく、電極パッドとしては、サイズの比較的小さい電極パッドでも構わない。このため、一つのパワー半導体装置では、サイズの異なる電極パッドが混在することになる。また、接触するコンタクトプローブの本数も、電極パッドによって異なることになる。
【０００５】
複数のコンタクトプローブが設置された従来のプローブ装置では、同一仕様のコンタクトプローブが、同一仕様をもって設置されている。このため、コンタクトプローブが電極パッドに接触した際に電極パッドに形成されるプローブ痕の範囲（面積）は常に同じであった。大電流が印加される電極パッドに形成されるプローブ痕の面積に合わせて電極パッドのサイズを設計すると、サイズの比較的小さい電極パッドに十分に対応することができず、サイズの小さい電極パッドの設計が制約を受けることになる。
【０００６】
なお、サイズとして半導体装置のサイズが異なる半導体装置の電気的特性を評価する際に使用されるプローブ装置を開示した文献として、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１２２０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のプローブ装置では、電極パッドに形成されるプローブ痕の面積がほぼ同じになるように設計されているため、サイズの異なる電極パッドのそれぞれに対し、それぞれのサイズに対応したプローブ痕が形成されるようにコンタクトプローブを適切に接触させることが困難であった。
【０００９】
また、特許文献１に開示されているプローブ装置においても、サイズの異なる半導体装置の電気的特性を評価することができるとされているものの、サイズの異なる電極パッドのそれぞれに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることが困難であった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体装置の電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドに良好に接触させることが可能なプローブ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るプローブ装置は、プローブ基板と複数のコンタクトプローブとを備えている。プローブ基板は、被測定物と間隔を隔てて対向するように配置されることになる。複数のコンタクトプローブは、プローブ基板に配置され、被測定物が位置することになる方向に向かって延在し、被測定物に接触する接触部をそれぞれ有する。複数のコンタクトプローブのうち、一のコンタクトプローブの接触部の接触面積と、他のコンタクトプローブの接触部の接触面積とが異なる。一のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離と、他のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離とが異なる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るプローブ装置によれば、一のコンタクトプローブの接触部の接触面積と、他のコンタクトプローブの接触部の接触面積とが異なり、一のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離と、他のコンタクトプローブの接触部とプローブ基板との距離とが異なる。これにより、コンタクトプローブによって被測定部に形成されるプローブ痕の範囲を規制することができ、被測定物の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施の形態に係るプローブ装置が適用される半導体試験装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るプローブ装置の側面図である。
【図３】同実施の形態において、プローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する手順を説明するための第１の状態を示す側面図である。
【図４】同実施の形態において、図３に示す第１の状態の後の第２の状態を示す側面図である。
【図５】同実施の形態において、コンタクトプローブによって電極パッドに形成されるプローブ痕を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るプローブ装置の側面図である。
【図７】同実施の形態において、プローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する手順を説明するための側面図であり、図７（Ａ）は第１の状態を示す側面図であり、図７（Ｂ）は、第１の状態の後の第２の状態を示す側面図であり、図７（Ｃ）は、第２の状態の後の第３の状態を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るプローブ装置の側面図である。
【図９】同実施の形態において、コンタクトプローブによって電極パッドに形成されるプローブ痕を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係るプローブ装置の側面図である。
【図１１】同実施の形態において、プローブ装置の上面図である
【図１２】同実施の形態において、コンタクトプローブによって電極パッドに形成されるプローブ痕を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係るプローブ装置の側面図である。
【図１４】同実施の形態において、変形例に係るプローブ装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
はじめに、各実施の形態に係るプローブ装置が適用される半導体検査装置の概要について説明する。
【００１５】
半導体試験装置は、被測定物である半導体装置を所定のステージに載置した状態で、半導体装置の電気的特性を評価する装置である。図１に示すように、半導体試験装置１は、半導体装置５が載置されるチャックステージ４と、半導体装置５との電気的な接続をするためのプローブ装置２と、プローブ装置２を移動させるための移動アーム部３とを備えている。
【００１６】
半導体装置５として、具体的には、半導体ウェハや半導体チップそのもの等が、チャックステージ４に保持された状態で、半導体装置５の電気的特性が測定されることになる。半導体装置５は、たとえば、真空吸着や静電吸着等によってチャックステージ４に保持されることになるが、このような手法に限られるものではない。
【００１７】
電気的特性を測定する際に、半導体装置５と半導体試験装置１とは、プローブ装置２を介して電気的に接続される。プローブ装置２のコンタクトプローブが半導体装置に形成された所定の電極パッドに接触することになる。プローブ装置２には移動アーム部３が取り付けられている。移動アーム部３によって、プローブ装置２が３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に対して移動可能とされる。なお、移動アーム部３によってプローブ装置２を移動させる手法の他に、チャックステージ４を移動させることによって、所望の半導体装置とプローブ装置の位置決めを行うようにしてもよい。以下、半導体試験装置１のプローブ装置２について、具体的に説明する。
【００１８】
実施の形態１
実施の形態１に係るプローブ装置について説明する。
【００１９】
図２に示すように、プローブ装置２は、プローブ基板７とカンチレバー式の複数のコンタクトプローブ８ａ、８ｂとから構成される。複数のコンタクトプローブ８ａ、８ｂのそれぞれは、半導体装置（所定の電極パッド）が位置することになる方向に向かって延在するように、プローブ基板７に取り付けられている。コンタクトプローブ８ａとプローブ基板７とのなす角度θ１と、コンタクトプローブ８ｂとプローブ基板７とのなす角度θ１とは同じ角度に設定されている。
【００２０】
コンタクトプローブ８ａ、８ｂの先端部１２には、半導体装置の電極パッド（図示せず）に機械的に、かつ、電気的に接触することになる接触部１１ａ、１１ｂが形成されている。先端部１２は、その接触部１１ａ、１１ｂの面積に応じて針状の絞り加工が施されている。このプローブ装置２では、コンタクトプローブとして、相対的に接触面積の大きい接触部１１ａを有するコンタクトプローブ８ａと、相対的に接触面積の小さい接触部１１ｂを有するコンタクトプローブ８ｂとが少なくとも取り付けられている。
【００２１】
接触部１１ａのＺ方向の位置（高さ）と、接触部１１ｂのＺ方向の位置（高さ）とは異なっている。すなわち、接触部１１ｂとプローブ基板７（絶縁性基体９）との距離ＤＳが、接触部１１ａとプローブ基板７（絶縁性基体９）との距離ＤＬよりも短くなるように、コンタクトプローブ８ａ、８ｂがプローブ基板７に取り付けられている。
【００２２】
コンタクトプローブ８ａ、８ｂの先端部１２とは反対側の端部には、プローブ基板７の絶縁性基体９に取り付けられる設置部１４が設けられている。設置部１４は、プローブ基板７の基台をなす絶縁性基体９に機械的に固定される。また、その端部には、接触部１１と電気的に接続されて外部への出力端となる接続部１５が設けられている。接続部１５は、絶縁性基体９に設けられた信号線６に、たとえば、電線を介して電気的に接続されるか、または、直接的に半田等によって電気的に接続される。
【００２３】
先端部１２と設置部１４との間には、撓むことで電極パッドとの接続を確実にする撓み部１３が設けられている。つまり、カンチレバー式のコンタクトプローブ８ａ、８ｂでは、プローブ基板７と半導体装置（電極パッド）とを相対的に接近させて両者の距離（間隔）を縮めることにより接触部１１が電極パッドに接触した際に、棒状に延在するコンタクトプローブ８ａ、８ｂの撓み部１３が撓むことになる。
【００２４】
コンタクトプローブ８ａ、８ｂは、導電性を有する、たとえば、タングステン、ベリリウム銅等の金属材料によって形成されるが、これらの材料に限られるものではない。特に、先端部１２および接触部１１は、導電性を高めて耐久性を向上させる等の観点から、たとえば、金、パラジウム、タンタル、プラチナ等が被覆されていてもよい。また、上述したプローブ装置２のコンタクトプローブ８ａ、８ｂでは、先端部１２のみに傾斜をつけた構造とされているが、コンタクトプローブとしては、多段式のクランク状のコンタクトプローブを適用してもよい。
【００２５】
なお、図２では、簡略化のために、特徴とされる、接触面積の異なる接触部１１を有する２本のコンタクトプローブ８ａ、８ｂのみが示されているが、３本以上のコンタクトプローブを備えていてもよい。
【００２６】
次に、上述したプローブ装置２によって半導体装置の電気的特性を評価する手順について、説明する。
【００２７】
まず、半導体試験装置１のチャックステージ４に、半導体装置５が載置されて保持される（図１参照）。次に、図３に示すように、プローブ基板７とチャックステージ４（半導体装置５）との距離Ｄ（間隔）を徐々に縮めることによって、最初に、コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触する。さらに、図４に示すように、その距離Ｄ（間隔）を縮めることによって、コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触する。
【００２８】
コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触してから、コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触するまでの間に、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａは電極パッド１０ａの表面をスライドし、電極パッド１０ａの表面にはプローブ痕が形成されることになる。
【００２９】
コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触してから、距離Ｄをさらに所定の距離まで縮めることによって、コンタクトプローブ８ｂの接触部１１ｂは電極パッド１０ｂの表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａも電極パッド１０ａの表面をさらにスライドする。これにより、図５に示すように、電極パッド１０ａの表面には、コンタクトプローブ８ａがスライドすることによってプローブ痕２１ａが形成される。また、電極パッド１０ｂの表面にはコンタクトプローブ８ｂがスライドすることによってプローブ痕２１ｂが形成される。
【００３０】
次に、コンタクトプローブ８ａ、８ｂを電極パッド１０ａ、１０ｂに接触させた状態で、半導体装置の所定の電気的特性が評価される。電気的特性の評価が終了した後、プローブ基板７と半導体装置５との距離Ｄ（間隔）が当初の距離になるまで、プローブ基板７と半導体装置５とが離されて、一連の電気的特性の評価が完了する。電気的特性の評価が完了した半導体装置５は、チャックステージ４から取外されて、次の工程へ送られることになる。
【００３１】
上述したプローブ装置２では、相対的に接触面積の大きい接触部１１ａを有するコンタクトプローブ８ａと、相対的に接触面積の小さい接触部１１ｂを有するコンタクトプローブ８ｂとが取り付けられ、接触部１１ｂの位置（Ｚ方向）が、接触部１１ａの位置（Ｚ方向）よりも高い位置に配置されている。
【００３２】
これにより、プローブ基板７と半導体装置５とを所定の間隔（距離）にまで縮める際に、接触面積の小さい接触部１１ｂ（コンタクトプローブ８ｂ）が電極パッド１０ｂの表面をスライドする長さは、接触面積の大きい接触部１１ａ（コンタクトプローブ８ａ）が電極パッド１０ａの表面をスライドする長さよりも短くなる。
【００３３】
その結果、図５に示すように、プローブ痕２１ａとプローブ痕２１ｂでは、接触部１１ｂの中心が移動する長さＬＢは、接触部１１ａの中心が移動する長さＬＡよりも短くなるとともに、プローブ痕２１ｂの長さＰＬＡは、プローブ痕２１ａの長さＰＬＢよりも短くなって、サイズの比較的小さい電極パッドに対して接触部１１ｂを良好に接触させることができる。
【００３４】
こうして、上述したプローブ装置２では、コンタクトプローブ８ａ、８ｂの接触部１１ａ、１１ｂとして、接触面積の大きい接触部１１ａと、接触面積の小さい接触部１１ｂとを設け、その接触部１１ｂを、接触部１１ａよりもプローブ基板７の側に接近させて配置することで、半導体装置の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブ８ａ、８ｂを良好に接触させることができる。電極パッドのサイズを最適化することができることで、半導体装置の縮小化を図ることができ、半導体装置の小型化と低コスト化に寄与することができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させて電気的特性を評価することができる。
【００３５】
実施の形態２
前述したプローブ装置のコンタクトプローブとして、カンチレバー式のコンタクトプローブを例に挙げて説明した。ここでは、スプリング式のコンタクトプローブを備えたプローブ装置について説明する。
【００３６】
図６に示すように、プローブ装置２では、接触面積の小さいコンタクトプローブとして、スプリング式のコンタクトプローブ８ｃがプローブ基板７に取り付けられている。コンタクトプローブ８ｃの先端部１２には、接触部１１ｃが設けられ、先端部１２と反対側の端部には、プローブ基板７の絶縁性基体９に取り付けられる設置部１４が設けられている。先端部１２と設置部１４との間には、押し込み部１６が設けられている。設置部１４内にスプリング（図示せず）が配置されている。
【００３７】
接触部１１ｃとプローブ基板７（絶縁性基体９）との距離ＤＳは、接触部１１ａとプローブ基板７（絶縁性基体９）との距離ＤＬよりも短く、接触部１１ｃが、接触部１１ａよりもプローブ基板７の側に接近するように、コンタクトプローブ８ｃ、８ｂがプローブ基板７に取り付けられている。なお、これ以外の構成については、図２に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００３８】
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際における、特に、コンタクトプローブ８ｃの動きについて説明する。
【００３９】
まず、図７（Ａ）に示す初期状態から、プローブ基板（図示せず）を下方（Ｚ軸下方）に下げて半導体装置５に近づけることで、図７（Ｂ）に示すように、接触部１１ｃが、電極パッド１０ｂに接触する。その後、プローブ基板をさらに下げることで、図７（Ｃ）に示すように、押し込み部１６がばね部材を介して設置部１４内に押し込まれ、接触部１０ｃが電極パッド１０に確実に接触することになる。
【００４０】
スプリング式のコンタクトプローブ８ｃでは、コンタクトプローブ８ｃが上下方向に伸縮するため、接触部１０ｃが電極パッド１０ｂの表面をスライドすることはほとんどなく、サイズのより小さい電極パッドに接触させるコンタクトプローブとして適用することができる。
【００４１】
実施の形態３
実施の形態１では、コンタクトプローブとプローブ基板とのなす角度がいずれも同じ角度に設定されたプローブ装置について説明した。ここでは、その角度が異なるコンタクトプローブを備えたプローブ装置について説明する。
【００４２】
図８に示すように、プローブ基板７には、接触面積の大きい接触部１１ａを有するコンタクトプローブ８ａと、接触面積の小さい接触部１１ｂを有するコンタクトプローブ８ｂとが少なくとも取り付けられている。コンタクトプローブ８ｂとプローブ基板７とのなす角度θ２は、コンタクトプローブ８ａとプローブ基板７とのなす角度θ１よりも大きく設定されている（θ１＜θ２）。なお、これ以外の構成については、図２に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００４３】
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際のコンタクトプローブ８ａ、８ｂの動きについて説明する。
【００４４】
コンタクトプローブ８ａ、８ｂの動きは、実施の形態１において説明したプローブ装置の場合と実質的に同じである。プローブ基板７とチャックステージ４（半導体装置５）との距離Ｄ（図３および図４参照）が徐々に縮められて、コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触し、さらに、その距離Ｄ（図３および図４参照）が縮められることによって、コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触する。
【００４５】
コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触してから、コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触するまでの間に、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａは電極パッド１０ａの表面をスライドし、電極パッド１０ａの表面にはプローブ痕が形成される。コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触してから、距離Ｄがさらに所定の距離まで縮められることによって、コンタクトプローブ８ｂの接触部１１ｂは電極パッド１０ｂの表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａも電極パッド１０ａの表面をさらにスライドする。
【００４６】
これにより、図９に示すように、電極パッド１０ａの表面には、コンタクトプローブ８ａがスライドすることによってプローブ痕２１ａが形成される。また、電極パッド１０ｂの表面には、コンタクトプローブ８ｃがスライドすることによってプローブ痕２１ｃが形成される。
【００４７】
このプローブ装置２では、コンタクトプローブ８ｂとプローブ基板７とのなす角度θ２が、コンタクトプローブ８ａとプローブ基板７とのなす角度θ１よりも大きく設定されている。そのため、実施の形態１に係るプローブ装置の場合と比べると、特に、プローブ痕２１ｃでは、接触部１１ｂの中心が移動する長さＬＣは、接触部１１ｂ（図２等参照）の中心が移動する長さＬＢ（図５参照）よりも短くなるとともに、プローブ痕２１ｃの長さＰＬＣも、プローブ痕２１ｂの長さＰＬＢよりも短くなる。その結果、サイズのさらに小さい電極パッドに対して、接触部１１ｃを良好に接触させることができる。
【００４８】
接触部１１ｂの中心が移動する長さＬＣがより短くなるのは、コンタクトプローブ８ｃにおける撓み部１３の撓み量が、角度θ２を変えること（大きくする）で、少なくなったためである。このように、コンタクトプローブの接触部の接触面積を変えること、そして、コンタクトプローブとプローブ基板７との角度を変えることで、プローブ痕の範囲（領域）を調整することができ、半導体装置の電極パッドとして、その特性に応じた最適の電極パッドを配置させることができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることができる。
【００４９】
なお、上述したプローブ装置では、コンタクトプローブとプローブ基板とのなす角度を変えることによって撓み部の撓み量を変えて、プローブ痕の範囲を調整する場合について説明した。この他に、コンタクトプローブの、撓み部の長さ、太さ、硬さ、材料等を変えることで、撓み量を変えて、プローブ痕の範囲を調整するようにしてもよい。これは、他の実施の形態に係るプローブ装置についてもいえることである。
【００５０】
実施の形態４
ここでは、プローブ装置のプローブ基板における、コンタクトプローブの配置のバリエーションについて説明する。
【００５１】
図１０および図１１に示すように、プローブ基板７には、接触面積の大きい接触部１１ａを有するコンタクトプローブ８ａと、接触面積の小さい接触部１１ｂを有するコンタクトプローブ８ｄとが少なくとも取り付けられている。プローブ基板７から平面視して、コンタクトプローブ８ａが延在する方向と、コンタクトプローブ８ｄが延在する方向とは、交差する。この場合、コンタクトプローブ８ａはＸ軸に平行に配置され、コンタクトプローブ８ｄは、Ｘ（Ｙ）軸と交差するように配置されている。なお、これ以外の構成については、図２に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００５２】
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際のコンタクトプローブ８ａ、８ｄの動きについて説明する。
【００５３】
コンタクトプローブ８ａ、８ｄの動きは、実施の形態１において説明したプローブ装置の場合（図３および図４参照）と実質的に同じである。プローブ基板７とチャックステージ４（半導体装置５）との距離Ｄが徐々に縮められて、コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触し、さらに、その距離Ｄが縮められることによって、コンタクトプローブ８ｄが電極パッド１０ｂに接触する（図３および図４参照）。
【００５４】
コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触してから、コンタクトプローブ８ｄが電極パッド１０ｂに接触するまでの間に、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａは電極パッド１０ａの表面をスライドし、電極パッド１０ａの表面にはプローブ痕が形成される。コンタクトプローブ８ｄが電極パッド１０ｂに接触してから、距離Ｄがさらに所定の距離まで縮められることによって、コンタクトプローブ８ｄの接触部１１ｂは電極パッド１０ｂの表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａも電極パッド１０ａの表面をさらにスライドする（図３および図４参照）。
【００５５】
これにより、図１２に示すように、電極パッド１０ａの表面には、コンタクトプローブ８ａがスライドすることによってプローブ痕２１ａが形成される。また、電極パッド１０ｂの表面には、コンタクトプローブ８ｄがスライドすることによってプローブ痕２１ｄが形成される。
【００５６】
特に、図１２に示されるプローブ痕２１ｄと、図５に示されるプローブ痕２１ｂとを比較すると、接触部１１ｄの中心のスライド方向の長さＬＤと、接触部１１ｂ（図２参照）の中心のスライド方向の長さＬＢとは実質的に同じ長さであり、プローブ痕２１ｄの長さＰＬＢと、プローブ痕２１ｂの長さＰＬＢとは実質的に同じ長さである。
【００５７】
一方、スライド方向の長さＬＤのＸ方向成分の長さＬＤＸは、長さＬＤよりも短くなる。このように、Ｘ方向（またはＹ方向）のように特定の方向の接触部の長さを短くすることができることで、サイズのより小さい電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。
【００５８】
上述したプローブ装置では、コンタクトプローブによって電極パッドの表面に形成されるプローブ痕の範囲（面積）を変えることができ、半導体装置の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。電極パッドのサイズを最適化することができることで、半導体装置の縮小化を図ることができ、半導体装置の小型化と低コスト化に寄与することができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることができる。
【００５９】
実施の形態５
ここでは、コンタクトプローブを係止する係止部を備えたプローブ装置について説明する。
【００６０】
図１３に示すように、プローブ基板７には、接触面積の大きい接触部１１ａを有するコンタクトプローブ８ａと、接触面積の小さい接触部１１ｂを有するコンタクトプローブ８ｂとが少なくとも取り付けられている。プローブ基板７には、コンタクトプローブ８ａ、８ｂを係止する係止部１７が取り付けられている。係止部１７は、コンタクトプローブ８ａ、８ｂが延在する方向と交差するように配置されている。なお、これ以外の構成については、図２に示すプローブ装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００６１】
次に、上述したプローブ装置によって半導体装置の電気的特性を評価する際のコンタクトプローブ８ａ、８ｂの動きについて説明する。
【００６２】
コンタクトプローブ８ａ、８ｂの動きは、実施の形態１において説明したプローブ装置の場合（図３および図４参照）と実質的に同じである。プローブ基板７とチャックステージ４（半導体装置５）との距離Ｄが徐々に縮められて、コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触し、さらに、その距離Ｄが縮められることによって、コンタクトプローブ８ｄが電極パッド１０ｂに接触する（図３および図４参照）。
【００６３】
コンタクトプローブ８ａが電極パッド１０ａに接触してから、コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触するまでの間に、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａは電極パッド１０ａの表面をスライドし、電極パッドの表面にはプローブ痕が形成される（図３および図４参照）。コンタクトプローブ８ｂが電極パッド１０ｂに接触してから、距離Ｄがさらに所定の距離まで縮められると、係止部１７の端部が、コンタクトプローブ８ａ、８ｂに上方から当接する。
【００６４】
係止部１７が当接するまでの間に、コンタクトプローブ８ｂの接触部１１ｂは電極パッド（図示せず）の表面をスライドするとともに、コンタクトプローブ８ａの接触部１１ａも電極パッド（図示せず）の表面をさらにスライドする。これにより、電極パッドには、コンタクトプローブ８ａがスライドすることによるプローブ痕と、コンタクトプローブ８ｂがスライドすることによるプローブ痕が形成されることになる。このとき、係止部１７が上方からコンタクトプローブ８ａ、８ｂに当接して、コンタクトプローブ８ａ、８ｂが撓むのを阻止することで、プローブ痕の範囲が所望の範囲以上に拡がるのを阻止することができる。
【００６５】
上述したプローブ装置では、コンタクトプローブ８ａ、８ｂを係止する係止部１７が、ストッパとしてプローブ基板７に取り付けられている。これにより、コンタクトプローブ８ａ、８ｂがスライドすることによって電極パッドに形成されるプローブ痕の範囲を所望の範囲に規制することができる。
【００６６】
また、コンタクトプローブ８ａ、８ｂに当接する係止部１７の部分には、コンタクトプローブに傷や衝撃が生じないように、ゴムまたは樹脂材料等による弾性部材によって少なくとも被覆されていることが好ましい。
【００６７】
また、係止部１７は、プローブ基板７の絶縁性基体９に設けられた貫通孔に挿通させることによって取り付けられている。このため、係止部１７とコンタクトプローブとが当接する位置（高さ）を容易に調整することができ、プローブ痕の範囲を電極パッドのサイズに対応した所望の範囲に容易に調整することができる。
【００６８】
さらに、絶縁性基体９における複数の箇所に貫通孔を設け、係止部を挿通する貫通孔を変えることによっても、係止部とコンタクトプローブとが当接する位置（高さ）を変えることができ、プローブ痕の範囲を所望の範囲に容易に調整することができる。また、係止部にネジを設けて、係止部とコンタクトプローブとが当接する位置（高さ）を微調整するようにしてもよい。
【００６９】
なお、棒状に延在するコンタクトプローブ８ａ、８ｂに対して、略直交する方向から係止部１７が当接するように、係止部１７とコンタクトプローブ８ａ、８ｂとを配置することで、係止部１７をストッパとして確実に機能させることができる。
【００７０】
また、上述したプローブ装置２では、係止部１７がプローブ基板７に取り付けられた場合を例に挙げて説明したが、図１４に示すように、係止部１７がコンタクトプローブ８ａ、８ｂのそれぞれに取り付けられていてもよい。この場合にも、係止部１７が、プローブ基板７（絶縁性基体９）に当接することで、コンタクトプローブ８ａ、８ｂがスライドすることによって電極パッドに形成されるプローブ痕の範囲を所望の範囲に規制することができる。
【００７１】
また、プローブ基板７（絶縁性基体９）において、係止部１７が当接する部分に、係止部１７の端部を受け入れる凹部１８を形成することで、プローブ痕の範囲を確実に所望の範囲に規制することができる。
【００７２】
さらに、図１４に示すように、プローブ基板７（絶縁性基体９）に、半導体装置（図示せず）との距離を計測する距離センサ１９を配置してもよい。プローブ装置２と半導体装置との距離を安定的に制御することによっても、プローブ痕の範囲を所望の範囲に規制することができる。また、距離センサとしては、一箇所に限らず、プローブ基板７における複数個所に配置することで、半導体装置に対するプローブ基板７の傾きを検出して、補正するようにしてもよい。
【００７３】
また、この実施の形態では、係止部１７がプローブ基板７に取り付けられたプローブ装置と、係止部１７がコンタクトプローブ８ａ、８ｂのそれぞれに取り付けられたプローブ装置とを例に挙げて説明したが、係止部としては、プローブ基板に取り付けらた係止部と、コンタクトプローブに取り付けられた係止部との双方を備えていてもよい。また、すべてのコンタクトプローブに対して係止部を設ける必要はなく、機能が損なわれない範囲で、間引いて係止部を配置するようにしてもよい。
【００７４】
上述したプローブ装置では、コンタクトプローブによって電極パッドの表面に形成されるプローブ痕の範囲を規制することができ、半導体装置の電極パッドとして、その電気的特性に対応した最適なサイズの電極パッドを配置させて、その電極パッドにコンタクトプローブを良好に接触させることができる。電極パッドのサイズを最適化することができることで、半導体装置の縮小化を図ることができ、半導体装置の小型化と低コスト化に寄与することができる。また、逆に、半導体装置の特性に応じて最適化された電極パッドに対して、コンタクトプローブを適切に接触させることができる。
【００７５】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、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でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、半導体装置の製造において、半導体装置の電気的特性の評価に有効に利用される。
【符号の説明】
【００７７】
１  半導体試験装置、２  プローブ装置、３  移動アーム部、４  チャックステージ、５  半導体装置、６  信号線、７  プローブ基板、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  コンタクトプローブ、９  絶縁性基体、１０ａ、１０ｂ  電極パッド、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  接触部、１２  先端部、１３  撓み部、１４  設置部、１５  接続部、１６  押し込み部、１７  係止部、１８  凹部、１９  距離センサ、２１ａ、２１ｂ  プローブ痕、ＤＬ、ＤＳ、Ｄ  距離、ＬＡ、ＬＢ、ＰＬＡ、ＰＬＢ  長さ。
【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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