(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）半導体チップを備え、かつ前記半導体チップに形成された半導体集積回路に電気的に接続する複数の外部端子を備える半導体装置を準備する工程；
（ｂ）複数の前記外部端子のそれぞれにプローブピンを接触させて前記半導体集積回路の電気的特性を測定する工程、
ここで、前記プローブピンは、
（i）前記プローブピンの上部を構成し、前記外部端子に接触するコンタクト部を有する、中空構造の第１プランジャと、
（ii）前記第１プランジャと離れて前記プローブピンの下部を構成し、前記第１プランジャと反対側の端部に底部を有する、中空構造の第２プランジャと、
（iii）前記第１プランジャの内部に収容され、前記コンタクト部の先端からその一部が突出し、かつ、外側面に凹凸部が形成されたクリーニングシャフトと、
（iv）前記第１プランジャの外側面および前記第２プランジャの外側面に巻かれ、前記第１プランジャと前記第２プランジャとを電気的に接続する第１コイルスプリングと、
（v）前記第１プランジャの内部および前記第２プランジャの内部に、前記クリーニングシャフトと前記第２プランジャの前記底部との間に挟まれた状態で収容された第２コイルスプリングと、
を備え、
前記クリーニングシャフトの一部が前記コンタクト部の先端を出入りするときに、前記クリーニングシャフトの前記外側面に形成された前記凹凸部が前記コンタクト部の前記先端と相対する高さ位置を通過することによって、前記コンタクト部の前記先端に付着した異物が除去される。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記外部端子と前記プローブピンとが接触していないときは、前記クリーニングシャフトの一部は、前記コンタクト部の先端から突出している、半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記外部端子と前記プローブピンとが接触していないときは、前記クリーニングシャフトの一部は、前記コンタクト部の先端から突出しており、
前記コンタクト部の先端から突出している前記クリーニングシャフトの一部を、前記コンタクト部の先端から前記第１プランジャの内部へ押し込むときに、前記クリーニングシャフトの一部が、前記コンタクト部の内側面と接する、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記外部端子と前記プローブピンとが電気的に接続したときは、前記クリーニングシャフトは、前記コンタクト部の先端から突出していない、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、さらに、前記（ｂ）工程は、以下の工程を含む：
（ｂ１）前記クリーニングシャフトの一部が前記コンタクト部の先端から突出した複数の前記プローブピンを備える測定用ソケットを準備し、複数の前記外部端子と複数の前記プローブピンとをそれぞれ対向させて、前記半導体装置を前記測定用ソケットに挿入する工程；
（ｂ２）前記半導体装置を押圧して、前記外部端子と前記コンタクト部の先端から突出している前記クリーニングシャフトとを接触させる工程；
（ｂ３）前記半導体装置を押圧して、前記第２コイルスプリングを圧縮することにより、前記コンタクト部の先端から突出している前記クリーニングシャフトの一部を、前記第１プランジャの内部へ押し込む工程；
（ｂ４）前記半導体装置を押圧して、前記第１コイルスプリングおよび前記第２コイルスプリングを圧縮することにより、前記外部端子と前記コンタクト部の先端とを電気的に接続させて、前記半導体装置の電気的特性を測定する工程；
（ｂ５）前記半導体装置の押圧を止めて、前記外部端子を前記コンタクト部の先端から離し、前記第１コイルスプリングおよび前記第２コイルスプリングの圧縮を解除して、前記クリーニングシャフトの一部を前記コンタクト部の先端から突出させる工程。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ３）工程において、前記コンタクト部の先端に付着した異物を除去する、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１コイルスプリングの第１バネ圧は、前記第２コイルスプリングの第２バネ圧よりも高い、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２コイルスプリングは、前記クリーニングシャフトおよび前記第２プランジャの前記底部に固定されていない、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１プランジャの内側面と、前記クリーニングシャフトの外側面との間には、４μｍ以上、かつ６μｍ以下の間隙が設けられている、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１プランジャ、前記第２プランジャおよび前記第１コイルスプリングは、導電材料からなり、前記クリーニングシャフトは、導電材料または絶縁材料からなる、半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置に製造方法において、
前記第１プランジャは、金めっきを施したステンレス鋼または白金合金からなり、前記クリーニングシャフトは、ステンレス鋼からなる、半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１プランジャの前記コンタクト部は、先割れ形状の先端を有し、前記先端の頂点は鋭角である、半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１プランジャの前記コンタクト部は、前記プローブピンが押される方向に窪んだ円錐形状の先端を有する、半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記クリーニングシャフトの前記外側面に、複数の研磨粒子が埋め込まれている、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造技術に関し、例えば複数のプローブピンを備えるＩＣ（Integrated Circuit）テスト用ソケットまたは複数のプローブピンを備えるプローブカードを用いて半導体集積回路の電気的特性を検査する工程を有する半導体装置の製造に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
端子に押圧したプローブ針を回転させる回転機構を具備する半導体試験装置が特開２００６−３４３１１３号公報（特許文献１）に記載されている。回転機構は、プローブ針の側面に設けられた螺旋状の凸部と、収容部の内側面に形成され、凸部が嵌る螺旋状の溝と、プローブ針の後端部に取り付けられ、プローブ針を収容部から押し出す方向に付勢するバネ部材とを具備する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４３１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の選別工程において、半導体装置の電気的特性を検査する際には、接触性能を向上させる手段として、コンタクト部に導電性の良い高硬度のメッキを施したプローブピンが一般に用いられている。しかし、半導体装置に備わる外部端子との接触を繰り返すと、コンタクト部の先端に外部端子を構成する金属の屑が付着し、これに起因して、接触抵抗がばらつき、接触不良が生じる。
【０００５】
従来は、検査装置の稼働を止めて、金属ブラシまたはクリーニングシートを使用したコンタクト部の先端の清掃を行い、コンタクト部の先端に付着した金属の屑を定期的に除去していた。しかし、この方法では、検査装置の稼働を止めるため、検査装置の稼働効率が悪くなり、また、手間も掛かるという問題があった。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態によれば、第１プランジャと、第２プランジャと、クリーニングシャフトと、第１コイルスプリングと、第２コイルスプリングとから構成されるプローブピンを、半導体装置の外部端子に接触させて、半導体装置の電気的特性を検査する。第１プランジャは、プローブピンの上部を構成し、外部端子に接触するコンタクト部を有する、中空の構造体である。第２プランジャは、第１プランジャと離れてプローブピンの下部を構成し、第１プランジャとは反対側の端部に底部を有する、中空の構造体である。クリーニングシャフトは、第１プランジャの内部に収容され、その一部はコンタクト部の先端から突出する。第１コイルスプリングは、第１プランジャの外側面および第２プランジャの外側面に巻かれ、第１プランジャと第２プランジャと、を電気的に接続する。第２コイルスプリングは、第１プランジャの内部および第２プランジャの内部に、クリーニングシャフトと第２プランジャの底部との間に挟まれた状態で収容される。そして、クリーニングシャフトの一部がコンタクト部の先端から出入りすることによって、コンタクト部の先端に付着した金属の屑を除去する。
【発明の効果】
【０００８】
一実施の形態によれば、半導体装置の検査工程において、再現性よく安定した半導体装置の電気的特性の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施の形態による半導体装置の要部断面図である。
【図２】一実施の形態によるＩＣテスト用ソケットの概略斜視図である。
【図３】一実施の形態による半導体装置を挿入したＩＣテスト用ソケットの一部を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、一実施の形態による外部端子と接触していないときのプローブピンの概略図、外部端子と接触していないときのプローブピンの断面図および外部端子と接触しているときのプローブピンの断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、一実施の形態による外部端子と接触しているときの第１プランジャを拡大して示す断面図および外部端子と接触した後の第１プランジャを拡大して示す断面図である。
【図６】一実施の形態による第１および第２コイルスプリングのバネ圧を説明するプローブピンの断面図である。
【図７】一実施の形態による第２コイルスプリングの固定の態様を説明するプローブピンの断面図である。
【図８】一実施の形態による第１プランジャとクリーニングシャフトとの間隔を説明するプローブピンの一部の断面図であり、（ａ）は、外部端子と接触していないときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図、（ｂ）は、外部端子と接触しているときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【図９】一実施の形態による第１プランジャおよびクリーニングシャフトの材料を説明するプローブピンの一部を拡大して示す斜視図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、一実施の形態による外部端子と接触していないときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図および外部端子と接触しているときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【図１１】一実施の形態によるプローブピンの一連の動作を説明するフロー図である。
【図１２】一実施の形態によるプローブピンの一連の動作を説明するプローブピンの断面図である。
【図１３】一実施の形態によるプローブピンの一連の動作を説明するプローブピンの断面図である。
【図１４】一実施の形態による第１プランジャのコンタクト部の先端に付着する半田屑を説明するプローブピンの断面図であり、（ａ）は、半田屑が付着したコンタクト部の先端を拡大して示す断面図、（ｂ）は、半田屑の一部を除去した後のコンタクト部の先端を拡大して示す断面図である。
【図１５】一実施の形態によるプローブピンの一連の動作を説明するプローブピンの断面図である。
【図１６】一実施の形態による第１プランジャのコンタクト部の先端に付着する半田屑を説明するプローブピンの断面図であり、（ａ）は、半田屑が付着したコンタクト部の先端を拡大して示す断面図、（ｂ）は、半田屑の一部を除去した後のコンタクト部の先端を拡大して示す断面図である。
【図１７】一実施の形態によるクリーニングシャフトの動きを説明するプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、一実施の形態によるクリーニングシャフトの種々の形状を示す側面図である。
【図１９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、一実施の形態による第１プランジャのコンタクト部の種々の形状を示す斜視図である。
【図２０】一実施の形態によるＢＧＡ型半導体装置の検査工程における電気的特性の測定例を説明する図であり、（ａ）は、半導体装置全体を示す概略図、（ｂ）は、外部端子およびプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【図２１】一実施の形態によるＱＦＰ型半導体装置またはＳＯＰ型半導体装置の検査工程における電気的特性の測定例を説明する図であり、（ａ）は、半導体装置全体を示す概略図、（ｂ）は、外部端子およびプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【図２２】一実施の形態によるＱＦＮ型半導体装置の検査工程における電気的特性の測定例を説明する図であり、（ａ）は、半導体装置全体を示す概略図、（ｂ）は、外部端子およびプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【図２３】一実施の形態の変形例によるプローブカードに備わるプローブピンを説明する断面図である。
【図２４】（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態が適用される前のプローブピンの断面図およびプローブピンの先端部分を拡大して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１１】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１２】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１３】
また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１４】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、図面を分かりやすくするため、特定の部位を相対的に大きく表示する場合があり、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（解決しようとする課題の詳細な説明）
まず、本実施の形態によるプローブの構造がより明確となると思われるため、本発明者によって検討された、本実施の形態が適用される前のプローブピンの構造およびその問題点について図２４（ａ）および（ｂ）を用いて以下に説明する。図２４（ａ）は、本実施の形態が適用される前のプローブピンの断面図である。図２４（ｂ）は、本実施の形態が適用される前のプローブピンの先端部分を拡大して示す斜視図である。
【００１７】
半導体装置の組立て後の選別工程では、例えば複数のプローブピンを備えるＩＣテスト用ソケットを用いて半導体装置の電気的検査を行っている。例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）型の半導体装置（半導体パッケージ）の場合、ＩＣテスト用ソケットに半導体装置を挿入し、外部端子である複数の半田バンプに複数のプローブピンをそれぞれ接触させ、この状態でテスタから複数のプローブピンへ所定の電気信号を送信して電気的検査が行われる。
【００１８】
図２４（ａ）に示すように、プローブピン（コンタクトピン、コンタクトプローブ、プローブ、探針）ＣＰＲは、先端がバネで伸縮する可動型プローブピンである。プローブピンＣＰＲは、半田バンプへ刺さり込むコンタクト部（接点部）ＣＴＲを備える第１プランジャＰＬＲ１と、第１プランジャＰＬＲ１と機能的一体性を有する第２プランジャＰＬＲ２と、第１プランジャＰＬＲ１と第２プランジャＰＬＲ２との継電部として機能するコイルスプリング（コイルバネ）ＣＳＲとから構成される。コイルスプリングＣＳＲは、第１プランジャＰＬＲ１の外側面にコイルが固定して密巻された固定部ＣＳＲａと、第２プランジャＰＬＲ２の外側面に伸縮可能な状態でコイルが巻かれた伸縮部ＣＳＲｂとからなる。
【００１９】
また、図２４（ｂ）に示すように、接触性能を向上させるために、第１プランジャＰＬＲ１のコンタクト部ＣＴＲの先端は先割れ形状となっており、その先割れ形状の頂点は鋭角となっている。
【００２０】
しかしながら、このようなプローブピンＣＰＲについては、以下に説明する種々の技術的課題が存在する。
【００２１】
上記構造のプローブピンＣＰＲでは、半田バンプへ刺さり込むコンタクト部ＣＴＲの先端の真実接触点の面積（点数）が小さい。このため、プローブピンＣＰＲと半田バンプとの接触を複数回繰り返すと、コンタクト部ＣＴＲの先端への半田屑ＳＯの付着により、真実接触点の面積にばらつきが生じる。
【００２２】
また、半田バンプの主成分はＳｎ（錫）であるため、コンタクト部ＣＴＲの先端に付着したＳｎ（錫）は、容易に酸化されてＳｎＯまたはＳｎＯ２（酸化錫）となる。このため、コンタクト部ＣＴＲの先端に付着する半田屑ＳＯは絶縁体となり、接触抵抗を増加させる。
【００２３】
また、コンタクト部ＣＴＲの先端に付着した半田屑ＳＯを除去するため、プローブピンＣＰＲと半田バンプとの接触を繰り返した後、コンタクト部ＣＴＲの先端表面を、例えば金属ブラシまたは研磨シートを用いて清掃する必要がある。しかし、プローブピンＣＰＲを清掃するためには、検査装置の稼働を停止しなくてはならず、検査装置の稼働効率が悪くなり、また、手間も掛かるという問題がある。
【００２４】
このように、プローブピンＣＰＲと半田バンプとの接触回数が増加すると、検査時の接触抵抗が大きくばらつき、特に、高速波形伝達テストまたは大電流を流す事が必要なテストにおいては、再現性よく安定した半導体装置の電気的特性の測定ができない状態となっていた。
【００２５】
（実施の形態）
本実施の形態である、半導体装置の組立て後の選別工程において行う半導体装置の電気的検査、およびこの電気的検査において用いるＩＣテスト用ソケットに備わるプローブピンについて説明する。
【００２６】
≪半導体装置≫
半導体装置の一例として、図１に示すワイヤボンディング接続を採用したフェースアップボンディング構造のＢＧＡ型半導体装置（半導体パッケージ）を取り上げて説明する。図１は、本実施の形態による半導体装置の要部断面図である。
【００２７】
図１に示すように、半導体装置ＳＭは、これに限定されないが、配線基板ＩＳの上面に半導体チップＳＣを搭載し、配線基板ＩＳの下面（配線基板ＩＳの上面とは反対側の面）に、外部用接続端子としてボール状の外部端子ＯＴを複数配置したパッケージ構造になっている。
【００２８】
（１）半導体チップ
半導体チップＳＣは、主面、およびこの主面とは反対側の裏面を有し、半導体チップＳＣの裏面が配線基板ＩＳの上面と対向するように、配線基板ＩＳの上面の中央部のチップ搭載領域にペースト状またはＤＡＦ（Die Attach Film）などのフィルム状の接着剤ＤＦを介して半導体チップＳＣが搭載されている。
【００２９】
半導体チップＳＣの主面には、半導体素子と電気的に接続された複数のボンディングパッド（電極パッド）ＥＰが配置されている。これらボンディングパッドＥＰは、半導体チップＳＣの多層配線層のうちの最上層の配線からなり、それぞれのボンディングパッドＥＰに対応して表面保護膜に形成された開口部により、その上面の一部が露出している。
【００３０】
（２）配線基板
配線基板ＩＳは、例えばビルドアップ基板などであって、その厚さ方向と交差する平面形状が四角形になっている。配線基板ＩＳは、これに限定されないが、主に、コア材（基材）と、このコア材の一方の面（上面）側、他方の面（下面）側、および内部に配線を有する多層配線構造になっている。
【００３１】
配線基板ＩＳの上面には、チップ搭載領域の周囲の領域において、配線基板ＩＳの各辺に沿って複数のボンディングリード（電極パッド）ＢＬが配置されている。これらボンディングリードＢＬは、配線基板ＩＳに形成された最上層の配線からなり、それぞれのボンディングリードＢＬの上面は、上面保護膜に形成された開口部により露出している。
【００３２】
配線基板ＩＳの下面には、複数のバンプランド（電極パッド）ＢＬＲが配置されている。これらバンプランドＢＬＲは、配線基板ＩＳに形成された最下層の配線からなり、それぞれのバンプランドＢＬＲの下面は、下面保護膜に形成された開口部により露出している。
【００３３】
（３）導電性部材
半導体チップＳＣの表面に配置された複数のボンディングパッドＥＰと、配線基板ＩＳの上面に配置された複数のボンディングリードＢＬとが、複数の導電性ワイヤ（ボンディングワイヤ、ワイヤ）ＣＷによってそれぞれ電気的に接続されている。導電性ワイヤＣＷには、例えば１５〜５０μｍφ程度のＡｕ（金）線またはＣｕ（銅）線を用いる。
【００３４】
（４）封止体
半導体チップＳＣおよび複数の導電性ワイヤＣＷは、配線基板ＩＳの上面に形成された封止体ＲＳによって封止されている。封止体ＲＳは、低応力化を図る目的として、例えばフェノール系硬化剤、シリコーンゴムおよび多数のフィラー（例えばシリカ）などが添加されたエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。封止体ＲＳは、例えばトランスファモールド法により形成される。
【００３５】
（５）外部端子
配線基板ＩＳの下面に形成された複数のバンプランドＢＬＲには、複数の外部端子ＯＴが形成されており、これら外部端子ＯＴは、複数のバンプランドＢＬＲとそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。外部端子ＯＴとしては、鉛を実質的に含まない鉛フリー半田組成の半田バンプ、例えばＳｎ−３［ｗｔ％］Ａｇ−０．５［ｗｔ％］Ｃｕ（錫−３［ｗｔ％］銀−０．５［ｗｔ％］銅）組成の半田バンプが用いられる。
【００３６】
≪ＩＣテスト用ソケット≫
本実施の形態によるＩＣテスト用ソケットについて図２および図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態によるＩＣテスト用ソケットの概略斜視図である。図３は、本実施の形態による半導体装置を挿入したＩＣテスト用ソケットの一部を拡大して示す要部断面図である。
【００３７】
図２および図３に示すように、ＩＣテスト用ソケットＴＳは、検査時に半導体装置ＳＭの複数の外部端子ＯＴにそれぞれ接触させる複数のプローブピン（コンタクトピン、コンタクトプローブ、プローブ、探針）ＣＰ、複数のプローブピンＣＰを固定するソケットベース（プローブガイド）Ｇ１を備えている。さらに、ＩＣテスト用ソケットＴＳは、半導体装置ＳＭが収容可能なフローティング台座（パッケージガイド）Ｇ２、およびフローティング台座Ｇ２内に搭載した半導体装置ＳＭを押圧するパッケージ押圧カバーＧ３を備えている。半導体装置ＳＭに備わる複数の外部端子ＯＴをフローティング台座Ｇ２の底面に向けて、フローティング台座Ｇ２内に半導体装置ＳＭを搭載し、パッケージ押圧カバーＧ３を閉じる。これにより、フローティング台座Ｇ２の底面に設けられた複数の貫通孔からそれぞれ突出する複数のプローブピンＣＰのコンタクト部の先端と、半導体装置ＳＭに備わる複数の外部端子ＯＴとがそれぞれ接触して、両者の導通をとることができる。
【００３８】
≪プローブピンの構造≫
（１）まず、本実施の形態によるプローブピンの全体構造について図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を用いて説明する。図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本実施の形態による外部端子と接触していないときのプローブピンの概略図、外部端子と接触していないときのプローブピンの断面図および外部端子と接触しているときのプローブピンの断面図である。
【００３９】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、細長いピン部材であるプローブピンＣＰは、先端がバネで伸縮する可動型プローブピンである。プローブピンＣＰは、半導体装置に備わる外部端子などへ刺さり込むコンタクト部（接点部）ＣＴを備える第１プランジャＰＬ１と、第１プランジャＰＬ１と機能的一体性を有する第２プランジャＰＬ２と、第１プランジャＰＬ１と第２プランジャＰＬ２との継電部として機能する第１コイルスプリング（コイルバネ）ＣＳ１とを有している。
【００４０】
第１コイルスプリングＣＳ１は、第１プランジャＰＬ１の外側面にコイルが固定して密巻された固定部ＣＳ１ａと、第２プランジャＰＬ２の外側面に伸縮可能な状態でコイルが巻かれた伸縮部ＣＳ１ｂとからなる。
【００４１】
また、接触性能を向上させるために、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端は先割れ形状となっており、その先割れ形状の頂点は鋭角となっている。
【００４２】
さらに、第１プランジャＰＬ１は、プローブピンＣＰの伸縮方向に貫通する穴が設けられた中空構造体であり、第１プランジャＰＬ１の内部に、摺動自在なクリーニングシャフトＳＨが収容されている。クリーニングシャフトＳＨの形状は、外部端子と接触する上面と、上面とは反対側の下面とを有する略円柱状であり、上面および下面からそれぞれ離れた一部外側面に、その外周を一周するように凸部が設けられている。
【００４３】
第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴにおける貫通穴の直径は、他の部分における貫通穴の直径よりも小さく、貫通穴の直径が互いに異なる位置に形成される段差に、クリーニングシャフトＳＨの一部外側面に設けられた凸部が当たることにより、クリーニングシャフトＳＨが第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴから抜け出すことを防いでいる。
【００４４】
また、第２プランジャＰＬ２は、中空構造体であり、第１プランジャＰＬ１とは反対側の端部に底部を有している。
【００４５】
さらに、第１プランジャＰＬ１および第２プランジャＰＬ２の内部には、クリーニングシャフトＳＨを第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴから押し出す方向に押圧する第２コイルスプリング（コイルバネ）ＣＳ２が収容されている。第２コイルスプリングＣＳ２は、クリーニングシャフトＳＨと第２プランジャＰＬ２の底部とに挟まれた状態で収納されており、第２コイルスプリングＣＳ２の一端は、クリーニングシャフトＳＨの一部外側面に設けられた凸部よりも下面側（第２プランジャＰＬ２側）のクリーニングシャフトＳＨの周囲に螺旋状に巻き付けられている。しかし、第２コイルスプリングＣＳ２の一端は、クリーニングシャフトＳＨに固定されておらず、その他端も第２プランジャＰＬ２の底部に固定されていない。
【００４６】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、プローブピンＣＰが外部端子と接触しない待機時には、クリーニングシャフトＳＨは、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端から突出している。このため、プローブピンＣＰは、クリーニングシャフトＳＨに対して、第１プランジャＰＬ１から押し出す方向に荷重が第２コイルスプリングＣＳ２によって付与される構造となっている。
【００４７】
一方、図４（ｃ）に示すように、プローブピンＣＰが外部端子と接触する検査時には、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端が、半導体装置に備わる半田バンプＳＢを介して押圧される。この押圧力によってクリーニングシャフトＳＨは、第１プランジャＰＬ１の内部に押し込められる。また、これと同時に、第１プランジャＰＬ１は第２プランジャＰＬ２方向へ移動する。これにより、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端が半導体装置に備わる半田バンプＳＢと確実に接触することができる。
【００４８】
プローブピンＣＰでは、半導体装置に備わる半田バンプＳＢと電気的接続を図るために、第１プランジャＰＬ１、第２プランジャＰＬ２および第１コイルスプリングＣＳ１は導電材料によって形成される。第１コイルスプリングＣＳ１は、例えばＡｕ（金）めっきを施したステンレス鋼からなる。第２コイルスプリングＣＳ２は、導電材料または絶縁材料のいずれであってもよい。
【００４９】
また、クリーニングシャフトＳＨは、第１プランジャＰＬ１または第２プランジャＰＬ２と同一の導電材料によって形成される。好ましくは、第１プランジャＰＬ１または第２プランジャＰＬ２よりも高抵抗で、プローブピンＣＰ全体での抵抗値が５０ｍΩ〜２００ｍΩに対し、クリーニングシャフトＳＨの抵抗値が１Ω以上となる導電材料によって、クリーニングシャフトＳＨは形成される。より好ましくは、クリーニングシャフトＳＨは絶縁材料によって形成される。
【００５０】
なお、第１コイルスプリングＣＳ１は、コイルが固定して密巻された固定部ＣＳ１ａと、伸縮可能な状態でコイルが巻かれた伸縮部ＣＳ１ｂとからなる構造としたが、これに限定されるものではない。例えば上記固定部ＣＳ１ａを導電性の材料からなる筒状の板によって構成してもよい。
【００５１】
（２）次に、本実施の形態によるプローブピンのコンタクト部に付着する金属の屑ついて図５（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態による外部端子と接触しているときの第１プランジャを拡大して示す断面図および外部端子と接触した後の第１プランジャを拡大して示す断面図である。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、例えばＢＧＡ型半導体装置の場合、ＩＣテスト用ソケットに半導体装置を挿入し、外部端子である複数の半田バンプＳＢに複数のプローブピンＣＰをそれぞれ接触させ、この状態でテスタから複数のプローブピンＣＰへ所定の電気信号を送信して電気的検査が行われる。
【００５３】
接触性能を向上させるために、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端は先割れ形状となっており、その先割れ形状の頂点は鋭角となっている。コンタクト部ＣＴの先端を半田バンプＳＢへ接触させると、その先端は半田バンプＳＢへ刺さり込む。
【００５４】
このため、図５（ｂ）に示すように、コンタクト部ＣＴの先端には、半田屑ＳＯが付着する。プローブピンＣＰでは、半田バンプＳＢへ刺さり込むコンタクト部ＣＴの先端の真実接触点の面積（点数）が小さいため、プローブピンＣＰと半田バンプＳＢとの接触を複数回繰り返すと、コンタクト部ＣＴの先端への半田屑ＳＯの付着により、真実接触点の面積にばらつきが生じる。
【００５５】
また、半田バンプＳＢの主成分はＳｎ（錫）であるため、コンタクト部ＣＴの先端に付着したＳｎ（錫）は、容易に酸化されてＳｎＯまたはＳｎＯ２（酸化錫）となる。このため、コンタクト部ＣＴの先端に付着する半田屑ＳＯは絶縁体となり、接触抵抗を増加させる。
【００５６】
（３）次に、本実施の形態による第１および第２コイルスプリングのバネ圧について図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態による第１および第２コイルスプリングのバネ圧を説明するプローブピンの断面図である。
【００５７】
第１プランジャＰＬ１および第２プランジャＰＬ２の外側面に巻かれた第１コイルスプリングＣＳ１は、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を、半導体装置に備わる外部端子に押圧し、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端と半導体装置に備わる外部端子とを接触させるための圧縮コイルバネである。従って、接触抵抗を低減するために、第１コイルスプリングＣＳ１のバネ圧は、相対的に高く設定され、例えば３５ｇｆ程度である。
【００５８】
一方、第１プランジャＰＬ１および第２プランジャＰＬ２の内部に収容された第２コイルスプリングＣＳ２は、クリーニングシャフトＳＨを第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴから突出させるための圧縮コイルバネである。従って、第２コイルスプリングＣＳ２のバネ圧が高くなり過ぎると、押圧した後に、押圧が無くなっても押圧前の位置（元の状態）に戻りにくくなるので、第２コイルスプリングＣＳ２のバネ圧は、相対的に低く設定され、例えば１０ｇｆ程度である。
【００５９】
また、第１コイルスプリングＣＳ１と第２コイルスプリングＣＳ２との合計の接圧が高くなり過ぎると、プッシャー（例えば前述の図２に示すパッケージ押圧カバーＧ３）で押すことができなくなる。そのため、第１コイルスプリングＣＳ１と第２コイルスプリングＣＳ２との合計の接圧は、例えば４５ｇｆ程度とすることが望ましい。
【００６０】
（４）次に、本実施の形態による第２コイルスプリングの固定の態様について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態による第２コイルスプリングの固定の態様を説明するプローブピンの断面図である。
【００６１】
第１プランジャＰＬ１および第２プランジャＰＬ２の内部に収容された第２コイルスプリングＣＳ２は、クリーニングシャフトＳＨと第２プランジャＰＬ２の底部とに挟まれた状態で収納されているが、第２コイルスプリングＣＳ２の両端は固定されていない。
【００６２】
図７に示すＡ領域において、第２コイルスプリングＣＳ２の一端は、クリーニングシャフトＳＨの一部外側面に設けられた凸部よりも下面側（第２プランジャＰＬ２側）のクリーニングシャフトＳＨの周囲に螺旋状に巻き付けられている。しかし、第２コイルスプリングＣＳ２は加締められておらず（固定されておらず）、クリーニングシャフトＳＨが自由に回転したり、傾いたりすることができるようになっている。
【００６３】
また、図７に示すＢ領域において、第２コイルスプリングＣＳ２の他端は、第２プランジャＰＬ２の底部に固定されておらず、第２コイルスプリングＣＳ２が自由に回転することができるようになっている。これにより、クリーニングシャフトＳＨがより自由に動きやすくなる。
【００６４】
第２コイルスプリングＣＳ２が右巻きのスプリングの場合、第２コイルスプリングＣＳ２は、押し縮められたときには時計回りに回転するが、押圧した後に、押圧が無くなり元の位置に戻る際には反時計回りに回転する。この現象を利用して、クリーニングシャフトＳＨが第１プランジャＰＬ１の内部で、常に位置が変わり、偏りがなくなるようにすることができる。
【００６５】
（５）次に、本実施の形態による第１プランジャとクリーニングシャフトとの間隔について図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態による第１プランジャとクリーニングシャフトとの間隔を説明するプローブピンの一部の断面図であり、（ａ）は、外部端子と接触していないときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図、（ｂ）は、外部端子と接触しているときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【００６６】
図８（ａ）に示すように、プローブピンＣＰが外部端子と接触していないときは、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの内側面（内壁）とクリーニングシャフトＳＨの外側面との間には、クリーニングシャフトＳＨの摺動性を向上させるため、一定の間隔Ｌａ，Ｌｂが設けられている。間隔Ｌａ，Ｌｂは、例えば４〜６μｍ程度であり、代表的な値としては、５μｍ（Ｌａ＝Ｌｂ＝５μｍ）を例示することができる。
【００６７】
図８（ｂ）に示すように、プッシャーに押されて、プローブピンＣＰが外部端子と接触したときは、クリーニングシャフトＳＨは傾き、クリーニングシャフトＳＨは、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの内側面（内壁）と接触する。これは、前述の図７を用いて説明したように、第２コイルスプリングＣＳ２は、固定されていないので、プローブピンＣＰの伸縮方向には押し縮まらずにたわむためである。
【００６８】
（６）次に、本実施の形態による第１プランジャおよびクリーニングシャフトの材料について図９および図１０を用いて説明する。図９は、本実施の形態による第１プランジャおよびクリーニングシャフトの材料を説明するプローブピンの一部を拡大して示す斜視図である。図１０（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態による外部端子と接触していないときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図および外部端子と接触しているときのプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【００６９】
図９に示す第１プランジャＰＬ１は、接触抵抗を小さくするために、低抵抗の材料により構成される。第１プランジャＰＬ１は、例えばＡｕ（金）めっきを施したステンレス鋼またはＰｄ（白金）合金などからなる。
【００７０】
図９に示すクリーニングシャフトＳＨは、導電材料または絶縁材料によって形成されるが、接触抵抗を大きくして、不具合が発生した場合にその不具合を早期に発見するために、高抵抗の材料により形成することが好ましい。クリーニングシャフトＳＨは、例えばステンレス鋼または非金属などからなる。
【００７１】
なお、上記不具合が発生した場合とは、例えば図１０（ａ）に示すように、第１プランジャＰＬ１の内側面（内壁）とクリーニングシャフトＳＨの外側面との間に、半田屑ＳＯなどの異物が侵入して、クリーニングシャフトＳＨの摺動が妨げられる場合である。
【００７２】
この場合、図１０（ｂ）に示すように、クリーニングシャフトＳＨが第１プランジャＰＬ１の内部に入らなくなるため、半田バンプＳＢが第１プランジャＰＬ１に届かなくなり、測定をすることができなくなる。この測定結果を早期にフィードバックして、測定を止めることにより、半田バンプＳＢの潰れの大量発生および流出などを防止することができる。
【００７３】
なお、第２プランジャは、導電材料または絶縁材料のいずれであってもよく、第１プランジャＰＬ１と同じ材料であってもよく、互いに異なる材料であってもよい。
【００７４】
≪半導体装置の組立て後の検査工程≫
本実施の形態による半導体装置の組立て後の検査工程について説明する。
【００７５】
まず、前述の図１に示した半導体装置ＳＭおよび前述の図２に示したＩＣテスト用ソケットＴＳを準備する。半導体装置ＳＭに備わる複数の外部端子ＯＴをフローティング台座Ｇ２の底面に向けて、フローティング台座Ｇ２内に半導体装置ＳＭを搭載する。続いて、パッケージ押圧カバーＧ３を閉じる。これにより、フローティング台座Ｇ２の底面に設けられた複数の貫通孔から複数のプローブピンを構成する第１プランジャのコンタクト部の先端がそれぞれ突出し、半導体装置ＳＭに備わる複数の外部端子ＯＴと複数のプローブピンを構成する第１プランジャのコンタクト部の先端とが接触して、外部のテスタから所定の電気信号が半導体装置ＳＭに対して送信されて電気的検査が行われる。このとき、例えば前述の図５（ａ）に示したように、コンタクト部ＣＴの先端が外部端子ＯＴである半田バンプＳＢに刺し込まれた状態となる。
【００７６】
≪プローブピンの一連の動作≫
本実施の形態によるプローブピンの一連の動作について図１１〜図１６を用いて説明する。図１１は、本実施の形態によるプローブピンの一連の動作を説明するフロー図である。図１２および図１３は、本実施の形態によるプローブピンの一連の動作を説明するプローブピンの断面図である。図１４は、本実施の形態による第１プランジャのコンタクト部の先端に付着する半田屑を説明するプローブピンの断面図であり、（ａ）は、半田屑が付着したコンタクト部の先端を拡大して示す断面図、（ｂ）は、半田屑の一部を除去した後のコンタクト部の先端を拡大して示す断面図である。図１５は、本実施の形態によるプローブピンの一連の動作を説明するプローブピンの断面図である。図１６は、本実施の形態による第１プランジャのコンタクト部の先端に付着する半田屑を説明するプローブピンの断面図であり、（ａ）は、半田屑が付着したコンタクト部の先端を拡大して示す断面図、（ｂ）は、半田屑の一部を除去した後のコンタクト部の先端を拡大して示す断面図である。
【００７７】
（I）１回目の半導体装置の電気的検査
まず、複数のプローブピンＣＰを備える未使用のＩＣテスト用ソケットおよび電気的検査を行う半導体装置を準備し、半導体装置をＩＣテスト用ソケットに挿入する（図１１の工程Ｓ１）。半導体装置は、ＢＧＡ型の半導体パッケージであって、外部端子として半田バンプＳＢを有する半導体装置を例示する。このときのプローブピンＣＰの態様を図１２（ａ）に示す。
【００７８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、プッシャーを下降させて半導体装置を押圧することにより、半導体装置に備わる半田バンプＳＢをプローブピンＣＰに近づけて、半田バンプＳＢをクリーニングシャフトＳＨに当てる（図１１の工程Ｓ２）。
【００７９】
次に、図１２（ｃ）に示すように、プッシャーをさらに下降させて半導体装置を押圧することにより、クリーニングシャフトＳＨのみを押圧し、第１プランジャＰＬ１の内部にクリーニングシャフトＳＨを押し込み、半田バンプＳＢを第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に当てる（図１１の工程Ｓ３）。ここでは、第２コイルスプリングＣＳ２のみが圧縮される。
【００８０】
次に、図１２（ｄ）に示すように、プッシャーをさらに下降させて半導体装置を押圧することにより、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨを押圧し、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を半田バンプＳＢに刺し込む。そして、この状態で、テスタから複数のプローブピンＣＰへ所定の電気信号を送信して電気的検査を行う（図１１の工程Ｓ４）。ここでは、第１コイルスプリングＣＳ１および第２コイルスプリングＣＳ２が圧縮される。
【００８１】
次に、図１２（ｅ）に示すように、プッシャーを上昇させて半導体装置をＩＣテスト用ソケットに装着した時の元の位置に戻すことにより、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨから半田バンプＳＢを離す（図１１の工程Ｓ５）。ここでは、第１コイルスプリングＣＳ１および第２コイルスプリングＣＳ２の圧縮が解除されて、押圧前の元の状態に戻り、同時に、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨは上昇して、押圧前の元の位置に戻る。
【００８２】
上記工程Ｓ１〜工程Ｓ５を１サイクルとして、ＩＣテスト用ソケットに搭載された１回目の半導体装置の電気的検査が終了する。
【００８３】
（II）２回目の半導体装置の電気的検査
続いて電気的検査を行う半導体装置を準備し、半導体装置をＩＣテスト用ソケットに挿入する（図１１の工程Ｓ１）。第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端には、１回目の半導体装置の電気的検査において付着した半田屑ＳＯが付着している。
【００８４】
このときのプローブピンＣＰの態様を図１３（ａ）に示し、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑ＳＯの態様を図１４（ａ）に示す。
【００８５】
次に、図１３（ｂ）に示すように、プッシャーを下降させて半導体装置を押圧することにより、半導体装置に備わる半田バンプＳＢをプローブピンＣＰに近づけて、半田バンプＳＢをクリーニングシャフトＳＨに当てる（図１１の工程Ｓ２）。
【００８６】
次に、図１３（ｃ）に示すように、プッシャーをさらに下降させて半導体装置を押圧することにより、クリーニングシャフトＳＨのみを押圧し、第１プランジャＰＬ１の内部にクリーニングシャフトＳＨを押し込み、半田バンプＳＢを第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に当てる（図１１の工程Ｓ３）。ここでは、第２コイルスプリングＣＳ２のみが圧縮される。
【００８７】
このときの第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑ＳＯの態様を図１４（ｂ）に示す。クリーニングシャフトＳＨが第１プランジャＰＬ１の内部に押し込まれることにより、半田屑ＳＯの一部が除去される。コンタクト部ＣＴの先端に付着した全ての半田屑ＳＯを除去することは難しいが、一部の半田屑ＳＯが除去されることにより、半田屑ＳＯが全く除去されない場合と比較して、半田バンプＳＢへ刺さり込むコンタクト部ＣＴの先端の真実接触点の面積を大きくすることができる。特に、コンタクト部ＣＴの内側面（内壁）に付着した殆どの半田屑ＳＯは除去することが可能であることから、真実接触点の面積のばらつきをほぼ一定に維持することができる。
【００８８】
コンタクト部ＣＴの先端から除去された半田層ＳＯは、第２プランジャＰＬ２の底部に蓄積していく。
【００８９】
次に、図１３（ｄ）に示すように、プッシャーをさらに下降させて半導体装置を押圧することにより、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨを押圧し、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を半田バンプＳＢに刺し込む。そして、この状態で、テスタから複数のプローブピンＣＰへ所定の電気信号を送信して電気的検査を行う（図１１の工程Ｓ４）。ここでは、第１コイルスプリングＣＳ１および第２コイルスプリングＣＳ２が圧縮される。
【００９０】
前述したように、１回目の半導体装置の電気的検査において付着した半田屑ＳＯの一部は除去されていることから、検査時の接触抵抗の増加およびバラツキを抑制することができる。これにより、再現性よく安定した半導体装置の電気的検査を実施することができる。
【００９１】
次に、図１３（ｅ）に示すように、プッシャーを上昇させて半導体装置をＩＣテスト用ソケットに装着した時の元の位置に戻すことにより、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨから半田バンプＳＢを離す（図１１の工程Ｓ５）。ここでは、第１コイルスプリングＣＳ１および第２コイルスプリングＣＳ２の圧縮が解除されて、押圧前の元の状態に戻り、同時に、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨは上昇して、押圧前の元の位置に戻る。このときにも、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑ＳＯの一部をクリーニングシャフトＳＨによって除去することができる。
【００９２】
上記工程Ｓ１〜工程Ｓ５を１サイクルとして、ＩＣテスト用ソケットに搭載された２回目の半導体装置の電気的検査が終了する。
【００９３】
（III）３回目の半導体装置の電気的検査
続いて電気的検査を行う半導体装置を準備し、半導体装置をＩＣテスト用ソケットに挿入する（図１１の工程Ｓ１）。第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端には、１回目の半導体装置の電気的検査において付着した半田層ＳＯの一部および２回目の半導体装置の電気的検査において付着した半田屑ＳＯが付着している。
【００９４】
このときのプローブピンＣＰの態様を図１５（ａ）に示し、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑ＳＯの態様を図１６（ａ）に示す。
【００９５】
次に、図１５（ｂ）に示すように、プッシャーを下降させて半導体装置を押圧することにより、半導体装置に備わる半田バンプＳＢをプローブピンＣＰに近づけて、半田バンプＳＢをクリーニングシャフトＳＨに当てる（図１１の工程Ｓ２）。
【００９６】
次に、図１５（ｃ）に示すように、プッシャーをさらに下降させて半導体装置を押圧することにより、クリーニングシャフトＳＨのみを押圧し、第１プランジャＰＬ１の内部にクリーニングシャフトＳＨを押し込み、半田バンプＳＢを第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に当てる（図１１の工程Ｓ３）。ここでは、第２コイルスプリングＣＳ２のみが圧縮される。
【００９７】
このときの第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑ＳＯの態様を図１６（ｂ）に示す。前述の２回目の半導体装置の電気的検査と同様に（前述の図１４（ｂ）参照）、クリーニングシャフトＳＨが第１プランジャＰＬ１の内部に押し込まれることにより、半田屑ＳＯの一部が除去される。
【００９８】
次に、図１５（ｄ）に示すように、プッシャーをさらに下降させて半導体装置を押圧することにより、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨを押圧し、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を半田バンプＳＢに刺し込む。そして、この状態で、テスタから複数のプローブピンＣＰへ所定の電気信号を送信して電気的検査を行う（図１１の工程Ｓ４）。ここでは、第１コイルスプリングＣＳ１および第２コイルスプリングＣＳ２が圧縮される。
【００９９】
前述したように、１回目および２回目の半導体装置の電気的検査において付着した半田屑ＳＯの一部は除去されていることから、検査時の接触抵抗の増加およびバラツキを抑制することができる。これにより、再現性よく安定した半導体装置の電気的検査を実施することができる。
【０１００】
次に、図１５（ｅ）に示すように、プッシャーを上昇させて半導体装置をＩＣテスト用ソケットに装着した時の元の位置に戻すことにより、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨから半田バンプＳＢを離す（図１１の工程Ｓ５）。ここでは、第１コイルスプリングＣＳ１および第２コイルスプリングＣＳ２の圧縮が解除されて、押圧前の元の状態に戻り、同時に、第１プランジャＰＬ１およびクリーニングシャフトＳＨは上昇して、押圧前の元の位置に戻る。このときにも、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑ＳＯの一部をクリーニングシャフトＳＨによって除去することができる。
【０１０１】
上記工程Ｓ１〜工程Ｓ５を１サイクルとして、ＩＣテスト用ソケットに搭載された３回目の半導体装置の電気的検査が終了する。
【０１０２】
その後、同様にして、上記工程Ｓ１〜工程Ｓ５を１サイクルとして、ＩＣテスト用ソケットに搭載された半導体装置の電気的検査を行う。
【０１０３】
図１７は、本実施の形態によるクリーニングシャフトの動きを説明するプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【０１０４】
本実施の形態においては、プローブピンを中空構造とし、その内部に設けられたクリーニングシャフトの摺動によって、プローブピンを構成する第１プランジャのコンタクト部の先端に付着した金属の屑、例えば半田屑を除去することが主要な特徴となっている。
【０１０５】
図１７に示すように、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑は、プッシャーによってクリーニングシャフトＳＨが第１プランジャＰＬ１の内部に押し込まれるとき（前述の図１１の工程Ｓ３参照）と、クリーニングシャフトＳＨが上昇するとき（前述の図１１の工程Ｓ５参照）に除去される。
【０１０６】
すなわち、プッシャーによって押される力と、第２コイルスプリングＣＳ２の圧縮前の元の状態に戻る力とを利用してクリーニングシャフトＳＨを摺動させることにより、半田屑の一部は第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端から削り落とされる。
【０１０７】
ただし、第２コイルスプリングＣＳ２の戻る力は、プッシャーによって押される力よりも弱いことから、半田屑は、主に、プッシャーによってクリーニングシャフトＳＨが第１プランジャＰＬ１の内部に押し込まれるときに削り落とされる。
【０１０８】
≪プローブピンの形状≫
本実施の形態によるプローブピンの種々の形状について図１８および図１９を用いて説明する。
【０１０９】
図１８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本実施の形態によるクリーニングシャフトの種々の形状を示す側面図である。
【０１１０】
図１８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、クリーニングシャフトＳＨは、略円柱形状を有している。これにより、第１プランジャＰＬ１の内部に形成された貫通穴を摺動可能としている。また、クリーニングシャフトＳＨの外側面は平坦でもよく（図１８（ａ））、凹凸を有していてもよい（図１８（ｂ）および（ｃ））。クリーニングシャフトＳＨの外側面を凹凸とすることにより、コンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑を削り落とす効果をより高めることができる。
【０１１１】
凹凸を有する外側面としては、例えば図１８（ｂ）に示すように、摺動方向に凸部と凹部とを一定の間隔で周期的に繰り返した側面、または図１８（ｃ）に示すように、ランダムに研磨粒子ＡＰを埋め込んだ側面とすることができる。このような凹凸は、コンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑を削り落とす効果をより高めるために設けられるものであるため、少なくともコンタクト部ＣＴの先端を通過するクリーニングシャフトＳＨの外側面の一部に形成されていればよい。
【０１１２】
図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、本実施の形態によるプローブピンのコンタクト部の種々の形状を示す斜視図である。
【０１１３】
図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴとして、先割れ形状、平坦形状、凹型の円錐形状（プローブピンが押圧される方向に円錐状に窪んだ形状）および凸型の円錐形状を例示することができる。
【０１１４】
図１９（ａ）に示すように、コンタクト部ＣＴの先端を先割れ形状とし、その先割れ形状の頂点を鋭角とすることにより、コンタクト部ＣＴの先端が外部端子に突き刺さりやすくなるので、接触性能を向上させることができる。また、図１９（ｃ）および（ｄ）に示すように、コンタクト部ＣＴの先端を円錐形状とすることにより、ボール状の外部端子（例えば半田バンプ）を用いた場合、外部端子が滑りにくくなるので、外部端子を確実に第１プランジャＰＬ１で受けることができる。
【０１１５】
図１９（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、平坦形状および円錐形状のコンタクト部ＣＴの場合も、コンタクト部ＣＴの先端に半田屑が付着することがある。しかし、このような形状であっても、クリーニングシャフトＳＨによって、コンタクト部ＣＴの先端に付着した半田屑を除去することができる。
【０１１６】
≪種々の半導体装置の測定例≫
本実施の形態による種々の半導体装置の測定例について図２０、図２１および図２２を用いて説明する。
【０１１７】
図２０は、本実施の形態によるＢＧＡ型半導体装置の検査工程における電気的特性の測定例を説明する図であり、（ａ）は、半導体装置の全体を示す概略図、（ｂ）は、外部端子およびプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【０１１８】
ＢＧＡ型半導体装置は、前述の図１に示したように、表面実装型の半導体パッケージの一種であり、パッケージからの引き出し用電極（外部端子）は、ボール状の半田などの金属からなり、ケース下面に格子状に配列されている。
【０１１９】
図２０に示すように、ＧＢＡ型半導体装置では、ケース（封止体ＲＳ）下面に格子状に配列された複数の外部端子ＯＴにそれぞれプローブピンＣＰを構成する第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を刺し込んで、半導体装置の電気的特性を測定する。
【０１２０】
図２１は、本実施の形態によるＱＦＰ（Quad Flat Package）型半導体装置またはＳＯＰ（Small Outline Package）型半導体装置の検査工程における電気的特性の測定例を説明する図であり、（ａ）は、半導体装置の全体を示す概略図、（ｂ）は、外部端子およびプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【０１２１】
ＱＦＰ型半導体装置は、表面実装型の半導体パッケージの一種であり、ケースの４側面からリードピン（外部端子）が外側に出ており、そのリードピンはＬ（エル）字型（ガルウィング状）に曲げられている。また、ＳＯＰ型半導体装置は、表面実装型の半導体パッケージの一種であり、ケースの対向する２側面からリードピン（外部端子）が外側に出ており、そのリードピンはＬ（エル）字型（ガルウィング状）に曲げられている。
【０１２２】
図２１に示すように、ＱＦＰ型半導体装置またはＳＯＰ型半導体装置では、ケース（封止体ＲＳ）側面から伸びた複数の外部端子ＯＴにそれぞれプローブピンＣＰを構成する第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を刺し込んで、半導体装置の電気的特性を測定する。
【０１２３】
図２２は、本実施の形態によるＱＦＮ（Quad For Non-Lead Package）型半導体装置の検査工程における電気的特性の測定例を説明する図であり、（ａ）は、半導体装置の全体を示す概略図、（ｂ）は、外部端子およびプローブピンの一部を拡大して示す断面図である。
【０１２４】
ＱＦＮ型半導体装置は、表面実装型の半導体パッケージの一種であり、パッケージからの引き出し用電極（外部端子）は、ケース下面の周縁部に配列されている。
【０１２５】
図２２に示すように、ＱＦＰ型半導体装置では、ケース（封止体ＲＳ）下面に配列された複数の外部端子ＯＴにそれぞれプローブピンＣＰを構成する第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を刺し込んで、半導体装置の電気的特性を測定する。
【０１２６】
≪本実施の形態の変形例≫
前記実施の形態では、半導体装置を組立てた後の電気的検査の際に用いるＩＣテスト用ソケットに備わるプローブピンについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば半導体ウェハの主面に区画形成された複数の半導体チップの各々の良・不良を判断する際に用いるプローブカードに備わるプローブピンにも適用することができる。
【０１２７】
図２３は、本実施の形態の変形例によるプローブカードに備わるプローブピンを説明する断面図である。
【０１２８】
図２３に示すように、半導体ウェハＳＷは複数のチップ領域ＣＡに区画され、複数のチップ領域ＣＡのそれぞれの主面には、半導体集積回路と電気的に接続された複数の電極パッドＥＰＡが形成されている。これら電極パッドＥＰＡは、例えば半導体集積回路の多層配線層のうち最上層の配線からなり、それぞれの電極パッドＥＰＡに対応して表面保護膜ＳＰに形成された開口部ＯＰによりその上面の一部が露出している。電極パッドＥＰＡは、例えばＡｌ（アルミニウム）またはＣｕ（銅）などからなる。
【０１２９】
複数の電極パッドＥＰＡにそれぞれプローブピンＣＰを構成する第１プランジャＰＬ１のコンタクト部ＣＴの先端を刺し込んで、半導体集積回路の電気的特性を測定する。この場合も、前述したＩＣテスト用ソケットに備わるプローブピンと同様に、コンタクト部ＣＴの先端に付着した金属の屑をクリーニングシャフトＳＨによって除去することができる。
【０１３０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１３１】
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。
【０１３２】
〔付記１〕
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）主面が複数のチップ領域に区画され、前記複数のチップ領域のそれぞれに半導体集積回路が形成された半導体ウェハを準備する工程；
（ｂ）前記複数のチップ領域のそれぞれに形成された複数の電極パッドのそれぞれに、プローブピンを接触させて前記半導体集積回路の電気的特性を測定する工程、
ここで、前記プローブピンは、
（i）前記プローブピンの上部を構成し、前記電極パッドに接触するコンタクト部を有する、中空構造の第１プランジャと、
（ii）前記第１プランジャと離れて前記プローブピンの下部を構成し、前記第１プランジャと反対側の端部に底部を有する、中空構造の第２プランジャと、
（iii）前記第１プランジャの内部に収容され、前記コンタクト部の先端からその一部が突出するクリーニングシャフトと、
（iv）前記第１プランジャの外側面および前記第２プランジャの外側面に巻かれ、前記第１プランジャと前記第２プランジャとを電気的に接続する第１コイルスプリングと、
（v）前記第１プランジャの内部および前記第２プランジャの内部に、前記クリーニングシャフトと前記第２プランジャの前記底部との間に挟まれた状態で収容された第２コイルスプリングと、
を備え、
前記クリーニングシャフトの一部が前記コンタクト部の先端を出入りするときに、前記コンタクト部の先端に付着した異物が除去される。
【０１３３】
〔付記２〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記電極パッドと前記プローブピンとが接触していないときは、前記クリーニングシャフトの一部は、前記コンタクト部の先端から突出している、半導体装置の製造方法。
【０１３４】
〔付記３〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記電極パッドと前記プローブピンとが接触していないときは、前記クリーニングシャフトの一部は、前記コンタクト部の先端から突出しており、
前記コンタクト部の先端から突出している前記クリーニングシャフトの一部を、前記コンタクト部の先端から前記第１プランジャの内部へ押し込むときに、前記クリーニングシャフトの一部が、前記コンタクト部の内側面と接する、半導体装置の製造方法。
【０１３５】
〔付記４〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記電極パッドと前記プローブピンとが電気的に接続したときは、前記クリーニングシャフトは、前記コンタクト部の先端から突出していない、半導体装置の製造方法。
【０１３６】
〔付記５〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１コイルスプリングの第１バネ圧は、前記第２コイルスプリングの第２バネ圧よりも高い、半導体装置の製造方法。
【０１３７】
〔付記６〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２コイルスプリングは、前記クリーニングシャフトおよび前記第２プランジャの前記底面に固定されていない、半導体装置の製造方法。
【０１３８】
〔付記７〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１プランジャの内側面と、前記クリーニングシャフトの外側面との間には、４μｍ以上、かつ６μｍ以下の間隙が設けられている、半導体装置の製造方法。
【０１３９】
〔付記８〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１プランジャ、前記第２プランジャおよび前記第１コイルスプリングは、導電材料からなり、前記クリーニングシャフトは、導電材料または絶縁材料からなる、半導体装置の製造方法。
【０１４０】
〔付記９〕
付記１記載の半導体装置に製造方法において、
前記第１プランジャは、金めっきを施したステンレス鋼または白金合金からなり、前記クリーニングシャフトは、ステンレス鋼からなる、半導体装置の製造方法。
【０１４１】
〔付記１０〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１プランジャのコンタクト部は、先割れ形状の先端を有し、前記先端の頂点は鋭角である、半導体装置の製造方法。
【０１４２】
〔付記１１〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記クリーニングシャフトの外側面に、凸部と凹部とが前記プローブピンが押される方向に交互に繰り返して形成されている、半導体装置の製造方法。
【０１４３】
〔付記１２〕
付記１記載の半導体装置の製造方法において、
前記クリーニングシャフトの外側面に、複数の研磨粒子が埋め込まれている、半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１４４】
ＡＰ  研磨粒子
ＢＬ  ボンディングリード（電極パッド）
ＢＬＲ  バンプランド（電極パッド）
ＣＡ  チップ領域
ＣＰ，ＣＰＲ  プローブピン（コンタクトピン、コンタクトプローブ、プローブ、探針）
ＣＳ１  第１コイルスプリング（コイルバネ）
ＣＳ１ａ  固定部
ＣＳ１ｂ  伸縮部
ＣＳ２  第２コイルスプリング（コイルバネ）
ＣＳＲ  コイルスプリング（コイルバネ）
ＣＳＲａ  固定部
ＣＳＲｂ  伸縮部
ＣＴ，ＣＴＲ  コンタクト部（接点部）
ＣＷ  導電性ワイヤ（ボンディングワイヤ、ワイヤ）
ＤＦ  接着剤
ＥＰ  ボンディングパッド（電極パッド）
ＥＰＡ  電極パッド
Ｇ１  ソケットベース（プローブガイド）
Ｇ２  フローティング台座（パッケージガイド）
Ｇ３  パッケージ押圧カバー
ＩＳ  配線基板
ＯＰ  開口部
ＯＴ  外部端子
ＰＬ１，ＰＬＲ１  第１プランジャ
ＰＬ２，ＰＬＲ２  第２プランジャ
ＲＳ  封止体
ＳＢ  半田バンプ
ＳＣ  半導体チップ
ＳＨ  クリーニングシャフト
ＳＭ  半導体装置
ＳＯ  半田屑
ＳＰ  表面保護膜
ＳＷ  半導体ウェハ
ＴＳ  ＩＣテスト用ソケット
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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