(57)【要約】【課題】  ステージ交換が不要な低コストの半導体検査装置を提供する。【解決手段】  本願が提供する半導体検査装置は、ステージと、ステージ上に載置されており、半導体チップが載置される領域を有し、その領域内に貫通孔を有する導電性のプレートと、プレートの下面側の空間を減圧して、プレートをステージ側に吸着する減圧吸着機構と、半導体チップの表面電極に接触する第１プローブと、プレートまたはステージの上面に接触する第２プローブと、プレートの貫通孔を通じて半導体チップの裏面電極に接触するセンスピンと、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型半導体が形成された半導体チップの電気的試験を行う半導体検査装置であって、
ステージと、
ステージ上に載置されており、半導体チップが載置される領域を有し、その領域内に貫通孔を有する導電性のプレートと、
プレートの下面側の空間を減圧して、プレートをステージ側に吸着する減圧吸着機構と、
半導体チップの表面電極に接触する第１プローブと、
プレートまたはステージの上面に接触する第２プローブと、
プレートの貫通孔を通じて半導体チップの裏面電極に接触するセンスピンと、
を備えている半導体検査装置。
【請求項２】
ステージのプレートが載置される部分に位置決めピンが形成されており、
プレートの半導体チップが載置される領域外に、位置決めピンを差し込む位置決め孔が形成されている、請求項１に記載の半導体検査装置。
【請求項３】
前記貫通孔は、プレートの下面側の空間と上面側の空間を連通し、
プレートに載置される半導体チップは、前記減圧吸着機構によってプレートに吸着されるようになっている、請求項１または２に記載の半導体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの電気的試験を行う半導体検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、複数個の半導体チップの電気的試験を連続的に実行可能な半導体検査装置が記載されている。この半導体検査装置は、円盤状のチャックステージを備えており、チャックステージ上面側のステージ部材には、ステージ部材と一体化された５つの導電性部が形成されている。５つの導電性部上にそれぞれ半導体チップを載置することができ、チャックステージの下方の真空機構によって、載置された半導体チップを導電性部に吸着固定することができる。半導体チップの上下面および導電性部にプローブを接触させて、半導体チップに縦方向（チップ厚さ方向）の電流を流すことによって、半導体チップの検査を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４０９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パワー半導体が形成された半導体チップ等では、半導体チップに大電流を流して検査を行う場合がある。特許文献１に記載された半導体検査装置の導電性部側に、高電圧側の電極が面するように半導体チップを載置し、半導体チップに大電流を流して検査を行うと、半導体チップが溶融した場合に、溶融物が導電性部に付着することがある。導電性部に溶融物が付着していると、その後に載置する半導体チップが汚染される。特許文献１では、導電性部が汚染された場合には、ステージ部材全体を交換する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願は、縦型半導体が形成された半導体チップの電気的試験を行う半導体検査装置を開示する。この半導体検査装置は、ステージと、ステージ上に載置されており、半導体チップが載置される領域を有し、その領域内に貫通孔を有する導電性のプレートと、プレートの下面側の空間を減圧して、プレートをステージ側に吸着する減圧吸着機構と、半導体チップの表面電極に接触する第１プローブと、プレートまたはステージの上面に接触する第２プローブと、プレートの貫通孔を通じて半導体チップの裏面電極に接触するセンスピンと、を備えている。
【０００６】
上記の半導体検査装置では、ステージ上に載置されたプレートの上面に、半導体チップの裏面電極が接するように載置される。プレートは減圧吸着機構が作動することによってステージ側に吸着されて固定されるため、半導体チップの検査時にずれることがない。電気的試験において半導体チップが溶融する等によりプレートが汚損した場合は、プレートのみを交換することができる。従来のように、ステージ部材全体を交換する必要がないため、半導体チップの検査を低コストで実施することができる。
【０００７】
ステージのプレートが載置される部分に位置決めピンが形成されており、プレートの半導体チップが載置される領域外に、位置決めピンを差し込む位置決め孔が形成されていてもよい。プレートを取り付ける際の位置あわせが容易になるとともに、減圧吸着機構が作動していない場合にも、ステージに対するプレートの位置がずれることを抑制できる。
【０００８】
プレートの貫通孔は、プレートの下面側の空間と上面側の空間を連通し、プレートに載置される半導体チップが、減圧吸着機構によってプレートに吸着されるようになっていてもよい。プレートをステージに吸着する減圧吸着機構で、半導体チップをプレートに吸着できるため、装置構成を簡易化することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本願に係る半導体検査装置によれば、プレートが汚損した場合に、プレートのみを交換することができるため、半導体チップの検査を低コストで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の半導体検査装置の斜視図である。
【図２】半導体検査装置のステージ部等の平面図である。
【図３】図２において、プレートを外した状態を示す平面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の半導体検査装置で、プローブカードを下方に移動させた状態を示す図である。
【図６】変形例のプレートを示す平面図である。
【図７】変形例のプレートを設置したステージ部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本願に係る半導体検査装置は、半導体チップを１つだけステージに載置して検査するものであってもよく、複数の半導体チップを１つのステージに載置して検査するものであってもよい。複数の半導体チップを１つのステージに載置する場合には、１つのステージに複数のプレートが設置されており、複数のプレートのそれぞれに半導体チップを載置することが好ましい。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図４に示すように、半導体検査装置１は、プローブカード１０と、ステージ部２０とを備えている。ステージ部２０は、下部機構２１２に固定されたステージ２０２と、ステージ２０２上に載置されているプレート２０１と、下部機構２１２に固定されたセンスブロック２０３と、ステージ２０２を下部機構２１２に固定する固定ピン２０４とを備えている。ステージ２０２は、固定ピン２０４を取り外すことによって、下部機構２１２から取り外すことができる。ステージ２０２には、位置決めピン２０８が形成されており、位置決めピン２０８はプレート２０１の位置決め孔２１８に差し込まれている。プレート２０１は導電性であり、本実施例では、外表面にＡｕ／Ｎｉめっき（Ａｕが外表面側）が施されたＣｕ材料によって形成されている。半導体チップ２は、プレート２０１の上面に裏面電極が接触するように載置される。半導体チップ２は、縦型のパワー半導体装置であり、裏面電極が高電圧電極であり、表面電極が低電圧電極である。プレート２０１とステージ２０２は電気的に接続している。
【００１３】
図３，図４に示すようにステージ２０２は、プレート２０１を載置する窪み２２２が形成されている。プレート２０１と窪み２２２のｘ軸方向の大きさは、ほぼ同じであり、ｘ軸方向において、プレート２０１の側面は窪み２２２の側面に接して嵌り込むように設計されている。プレート２０１を窪み２２２に設置したときに、プレート２０１が窪み２２２よりもｙ軸の負方向に僅かに突出するように、プレート２０１は窪み２２２よりやや大きく設計されている。プレート２０１をステージ２０２から取り外す際に、プレート２０１の窪み２２２から突出した部分を支持すれば、プレート２０１を窪み２２２から取り外し易い。ステージ２０２および下部機構２１２を平面視したときの中央部には、円筒形状の孔部２２３が設けられている。孔部２２３にはセンスステージ２２６が下方側から差し込まれている。平面視したときに、孔部２２３の内面の描く円は、センスステージ２２６の外周が描く円よりも大きくなっている。このため、孔部２２３の内面とセンスステージ２２６の外面との間には空間２４０ができる。ステージ２０２には、エアコネクタ２２７と空間２４０とを接続するエア通路２１３が形成されている。エアコネクタ２２７は減圧機構（図示していない）と接続されている。センスステージ２２６の上面には、複数のセンスピン２２５が固定されている。センスピン２２５は、その下端がセンスステージ２２６の上面に埋め込まれて固定され、その上端に半導体チップ２に接触する先端部が形成されている。センスピン２２５は、センスブロック２０３と電気的に接続している。図２に示すように、プレート２０１には、４つの貫通孔２２１が形成されている。貫通孔２２１は、半導体チップ２が載置される領域３内に形成されている。図４に示すように、貫通孔２２１の下方にはセンスピン２２５が配置されている。このため、押し上げ棒２１９によってセンスステージ２２６を上方に押し上げると、貫通孔２２１を通ってセンスピン２２５の先端がステージ２０２の上面側に押し出される。これによって、センスピン２２５の先端をプレート２０１の上面に載置された半導体チップ２の裏面電極に接触させることができる。センスステージ２２６の上面には、切欠き２１５が形成されている。切欠き２１５は、空間２４０に連通する一方で、貫通孔２２１には連通していない。センスステージ２２６の上面がプレート２０１の下面に近接する場合においても、切欠き２１５によって、センスステージ２２６の上面とプレート２０１の下面との間の空間の体積を確保できる。
【００１４】
半導体チップ２をプレート２０１上の領域３内に載置すると、半導体チップ２の裏面によって貫通孔２２１が覆われる。この状態で減圧機構を作動すると、半導体チップ２、プレート２０１、ステージ２０２、センスステージ２２６によって囲まれた空間２４０が、エア通路２１３等を介して減圧され、プレート２０１がステージ２０２側に吸着されるとともに、半導体チップ２がプレート２０１側に吸着される。これによって、プレート２０１および半導体チップ２は、ステージ２０２に吸着固定される。エア通路２１３、エアコネクタ２２７および減圧機構は、プレート２０１及び半導体チップ２を吸着する減圧吸着機構として機能する。なお、センスステージ２２６の上面がプレート２０１の下面に近接する場合にも、切欠き２１５によってセンスステージ２２６の上面とプレート２０１の下面との間の空間の体積が確保されるため、プレート２０１および半導体チップ２は、ステージ２０２に十分に吸着固定される。減圧吸着機構は、空間２４０に連通するエア通路２１３等のエア圧力を測定する機構をさらに備えていてもよい。エア圧力を測定することによって、プレート２０１および半導体チップ２がステージ２０２に十分に固定されているか否かを検査することができる。また、減圧機構の作動／停止を切り替えるだけで、プレート２０１の装着および取り外しを行なうことができるため、容易にプレート２０１を交換できる。
【００１５】
プローブカード１０は、第１プローブ１２と、第２プローブ１０１とセンスプローブ１０３とを備えている。プローブカード１０は、テスター（図示しない）と電気的に接続している。第２プローブ１０１、センスプローブ１０３は、それぞれプローブカード１０の内部配線を介してテスター（図示しない）と電気的に接続している。第１プローブ１２、第２プローブ１０１、センスプローブ１０３は、プローブカード１０内で互いに絶縁されている。
【００１６】
減圧機構を作動させた状態では、半導体チップ２の裏面電極（高電圧電極）は、プレート２０１およびセンスピン２２５に接触している。図５に示すように、プローブカード１０を下方に移動させると、第１プローブ１２は、半導体チップ２の表面電極（低電圧電極）に接触し、第２プローブ１０１は、プレート２０１の上面に接触し、センスプローブ１０３は、センスブロック２０３の上面に接触する。図５の状態では、裏面電極は、プレート２０１、第２プローブ１０１を介して、テスターに電気的に接続される。また、センスピン２２５は、センスブロック２０３、センスプローブ１０３を介して、テスターに電気的に接続される。
【００１７】
図５の状態で第１プローブ１２を接地し、第２プローブ１０１に正電圧を印加すると、半導体チップ２の裏面側から表面側へ電流が流れる。第２プローブ１０１とセンスプローブ１０３はテスターに電気的に接続されているため、テスターに電流信号が送信され、半導体チップの検査を実施することができる。半導体チップ２にはパワー半導体素子が形成されており、大電流を流して検査を行う。半導体チップ２が不良品である場合には、不良箇所に電流集中が起こり、発熱により半導体チップ２が溶融する場合がある。
【００１８】
本実施例に係る半導体検査装置１によれば、電気的試験において半導体チップ２が溶融する等によりプレート２０１が汚損した場合に、プレート２０１のみを交換することができる。従来のように、ステージ部材全体を交換する必要がないため、検査装置のメンテナンスを低コストで実施することができる。プレート２０１は、減圧吸着機構が作動することによってステージ２０２側に吸着されて固定されるため、半導体チップ２の検査時にずれることがない。従来のようにステージ全体を交換する場合には、固定ピンを緩めてステージを交換した後、固定ピンを締める作業を行なう必要があり、作業が複雑で、ステージの高さを合わせることが困難であった。本願に係る半導体検査装置１では、減圧吸着機構によってプレート２０１をステージ２０２に固定するため、プレート２０１の脱着作業が容易である上に、固定ピンを締める作業を行う必要がないため設置作業の誤差によるプレートの高さのばらつきが抑制できる。また、ステージ２０２のプレート２０１が載置される部分（窪み２２２）に位置決めピン２０８が形成されており、プレート２０１に、位置決めピン２０８を差し込む位置決め孔２１８が形成されているため、プレートを取り付ける際の位置あわせが容易になるとともに、減圧吸着機構が作動していない場合にも、ステージ２０２に対するプレート２０１の位置がずれることを抑制できる。
【００１９】
（変形例）
本願に係るプレートの形状は、実施例１で説明したプレート２０１の形状に限られない。例えば、図６に示すように、長方形状であってもよい。また、プレートは、位置決め孔を複数有していてもよい。例えば、プレート３０１は、位置決め孔３１８ａ、３１８ｂを有しており、位置決め孔３１８ａと位置決め孔３１８ｂの位置が入れ替わるようにプレート３０１を裏返すと、孔部２２３と４つの貫通孔３２１の位置が、裏返す前と同じ位置にできるような位置関係に配置されている。このため、プレート３０１の表面が汚損した場合に、プレート３０１を裏返して使用することが可能となる。
【００２０】
実施例１では、プレート２０１は、窪み２２２から突出するように、窪み２２２よりもやや大きく形成されていたが、図７に示すように、窪み２２２よりも小さいプレート４０１を用いてもよい。プレートの大きさは、孔部２２３よりも大きい平面積を有しており、孔部２２３を覆うことができる大きさであればよい。プレート４０１には、４つの貫通孔４２１と位置決め孔４１８が形成されている。位置決めピン４０８は、プレート４０１の位置に合わせて、位置決めピン２０８よりも孔部２２３に近い位置に設けられている。
【００２１】
また、第２プローブ１０１は、プレート２０１でなく、ステージ２０２上に接触するようにしてもよい。ステージ２０２は、プレート２０１と電気的に接続しているため、第２プローブは、ステージ２０２およびプレート２０１を介して半導体チップ２の裏面電極と電気的に接続することができる。
【００２２】
チップテストごとに、プレートの形状や大きさを変更してもよい。例えば、プレートが汚損する頻度が高い場合には、プレートのコストを優先して小さいプレートを用いて第２プローブをステージに接触させるようにしてもよい。プレートが汚損する頻度が低い場合には、大きなプレートを用いて第２プローブをプレートに接触させ、プレートとステージ間の抵抗の影響を小さくするようにしてもよい。複数のプレートを用いる場合には、異なる形状および大きさのプレートに対応できるように、位置決めピンおよび位置決め孔の位置を孔部２２３により近い位置に配置することが好ましい。
【００２３】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００２４】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２５】
１      半導体検査装置
２      半導体チップ
１０    プローブカード
１２    第１プローブ
２０    ステージ部
１０１  第２プローブ
１０３  センスプローブ
２０１，３０１，４０１  プレート
２０２  ステージ
２０３  センスブロック
２０４  固定ピン
２０８，４０８  位置決めピン
２１２  下部機構
２１３  エア通路
２１８，３１８ａ，３１８ｂ，４１８  位置決め孔
２１９  押し上げ棒
２２１，３２１，４２１  貫通孔
２２３  孔部
２２５  センスピン
２２６  センスステージ
２２７  エアコネクタ
【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】
2012163515.tif 000008
【図７】
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