(57)【要約】【課題】従来の半導体ウェハの搬送機構を流用して切断後の半導体チップのセットが可能であり、かつ半導体チップの大きさにかかわらず容易にこれをセットすることが可能であり、さらに歩留りの低下を抑制することができる試験治具、当該試験治具を用いる半導体評価装置および半導体評価方法を提供することである。【解決手段】半導体評価装置１００は、円形の試験治具３と、試験治具３が載置されるステージ１と、評価装置部９とを備えている。円形の試験治具３は、半導体ウェハから個片化された半導体装置１２を収納可能な凹部１１を複数含んでいる。評価装置部９は、半導体装置１２の電気的特性を評価可能である。試験治具３では、凹部１１の半導体装置１２が載置される底面の、平面視における中央部から離れた領域に、底面から底面に対向する対向面に達する貫通孔が形成されている。【選択図】図１
2016095272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハから個片化された半導体装置を収納可能な凹部を複数含む円形の試験治具と、
前記試験治具が載置されるステージと、
前記半導体装置に電流および電圧を印加することにより前記半導体装置の電気的特性を評価可能な評価装置部とを備え、
前記試験治具では、前記凹部の前記半導体装置が載置される底面の、平面視における中央部から離れた領域に、前記底面から前記底面に対向する対向面に達する貫通孔が形成されている、半導体評価装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記底面の縁部から離れた領域に形成されている、請求項１に記載の半導体評価装置。
【請求項３】
前記貫通孔は、平面視において、前記縁部に隣り合う領域に形成されている、請求項２に記載の半導体評価装置。
【請求項４】
前記凹部には、前記縁部を含むように溝部が形成されている、請求項２または３に記載の半導体評価装置。
【請求項５】
前記溝部は、前記凹部の底面に複数形成されている、請求項４に記載の半導体評価装置。
【請求項６】
前記凹部は矩形状を有しており、
前記凹部の平面視における１辺の長さ以下の任意の大きさの前記半導体装置を前記縁部に合わせるように前記凹部内に収納することが可能である、請求項２〜５のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記底面側において前記対向面側よりも平面視における面積が小さくなるように側壁が傾斜している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項８】
前記ステージの、前記試験治具が載置される載置面には、前記試験治具を真空吸着するための前記載置面に沿うように延びる吸着溝と、前記吸着溝と連続する吸着孔とが形成されており、
前記試験治具の前記貫通孔は、前記吸着溝と平面視において互いに重なるように配置される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項９】
前記試験治具の前記対向面には、前記貫通孔と連続するように形成され、前記対向面に沿うように延びる連結溝部が形成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項１０】
前記試験治具の外周部における、前記対向面には、柔軟性を有する枠部を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項１１】
前記試験治具の前記対向面には、導電性を有するシートが接着されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項１２】
前記凹部の側壁面の少なくとも一部は、前記試験治具の主表面に直交する方向に対して傾斜している、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項１３】
前記凹部の側壁面の、前記底面から最も離れた端部は曲面状である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項１４】
前記試験治具は導電性を有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体評価装置。
【請求項１５】
半導体ウェハから個片化された半導体装置を収納可能な凹部を複数含む円形の試験治具の複数の前記凹部のそれぞれに前記半導体装置を収納する工程と、
前記半導体装置が収納された前記試験治具をステージに載置する工程と、
前記半導体装置に電流および電圧を印加することにより前記半導体装置の電気的特性を評価する工程とを備え、
前記試験治具は、前記凹部の前記半導体装置が載置される底面の、平面視における中央部から離れた領域に、前記底面から前記底面に対向する対向面に達する貫通孔が形成されている、半導体評価方法。
【請求項１６】
前記試験治具をステージに載置する工程においては、前記貫通孔から真空吸着により前記半導体装置が前記底面に固定される、請求項１５に記載の半導体評価方法。
【請求項１７】
前記貫通孔は、前記底面の縁部から離れた領域に形成されている、請求項１５または１６に記載の半導体評価方法。
【請求項１８】
前記試験治具は絶縁性を有する、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の半導体評価方法。
【請求項１９】
半導体ウェハから個片化された半導体装置を収納可能な複数の収納部と、
前記収納部の前記半導体装置が載置される底面の、平面視における中央部から離れた領域に、前記底面から前記底面に対向する対向面に達するように形成された真空吸着部とを備え、
平面視において円形を有している、半導体評価用の試験治具。
【請求項２０】
前記真空吸着部は、前記底面の縁部から離れた領域に形成されている、請求項１９に記載の半導体評価用の試験治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体評価装置、半導体評価方法および試験治具に関し、特に、半導体装置の電気的特性を評価するための半導体評価装置、当該半導体評価装置を用いた半導体評価方法、および当該半導体評価装置に用いられる試験治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）およびパワーＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタなどの大電流を制御する素子が搭載された半導体装置は、半導体ウェハに素子が形成された後、当該半導体ウェハがパッケージに封止するための個々の半導体チップに分割されることにより形成される。個々の半導体チップに分割された後に当該半導体チップとしての半導体装置の電気的特性を評価するための半導体評価装置およびそれを用いた半導体評価方法が、たとえば以下の各特許文献に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５６−４９１４３号公報
【特許文献２】特開平６−１３４５４号公報
【特許文献３】特開平１０−１６３２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２においては、矩形のチップトレイに、切断後の半導体チップをセットしたうえで、半導体チップの評価を行なう。これにより、たとえば半導体チップの切断前に評価を行なった場合に起こり得る歩留りの低下などの問題の可能性を低減することができる。しかし特許文献１においては、矩形のチップトレイが用いられる。分割前の半導体チップ、すなわち丸い半導体ウェハの搬送用の機構を用いて矩形のチップトレイをチャックステージにセットすることができない。このため、特許文献１のチップトレイを用いる場合には、評価装置の構成要素として当該チップトレイを搬送するための機構など、新たな評価設備を構築する必要が生じる。
【０００５】
また特許文献２のチップトレイにおいては、チップの載置面の平面視における中央部に貫通孔を設けることにより、チップが当該載置面に対して過剰に密着し、チップのトレイに対する剥離が困難になることを抑制している。しかし中央部に貫通孔を１つ設けただけであれば、たとえばチップトレイにおける個々に仕切られた載置面の大きさに比べて、非常に小さいチップを載置する際には、それが載置面の中央部に乗るようにその位置を精密に制御する必要が生じる。載置面に比べて非常に小さい（貫通孔よりは大きい）チップ（個片）を、載置面の中央部の貫通孔に重なるように位置を調整することは困難である。
【０００６】
その点特許文献３においては、分割前の丸い半導体ウェハが搭載板に接着され、これが分割された後に、そのまま電気的特性の測定がなされるため、半導体ウェハの搬送用の機構を用いて半導体ウェハをセットすることができる。特許文献３においてはダイシング工程に用いた接着テープを流用して搭載板への固定状態を保ったまま半導体ウェハの電気的特性の測定ができるが、たとえば特許文献１のように個々の半導体チップへの切断後にこれをチップトレイにセットする際に逐一接着テープで接着するのは非常に煩雑である。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の半導体ウェハの搬送機構を流用して切断後の半導体チップのセットが可能であり、かつサイズの異なる半導体チップに対応し容易にこれをセットすることが可能であり、さらに歩留りの低下を抑制することができる試験治具、当該試験治具を用いる半導体評価装置および半導体評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体評価装置は、円形の試験治具と、試験治具が載置されるステージと、評価装置部とを備えている。円形の試験治具は、半導体ウェハから個片化された半導体装置を収納可能な凹部を複数含んでいる。評価装置部は、半導体装置の電気的特性を評価可能である。試験治具では、凹部の半導体装置が載置される底面の、平面視における中央部から離れた領域に、底面から底面に対向する対向面に達する貫通孔が形成されている。
【０００９】
本発明の半導体評価方法は、まず半導体ウェハから個片化された半導体装置を収納可能な凹部を複数含む円形の試験治具の複数の凹部のそれぞれに半導体装置が収納される。半導体装置が収納された試験治具がステージに載置される。半導体装置に電流および電圧を印加することにより半導体装置の電気的特性が評価される。試験治具は、凹部の半導体装置が載置される底面の、平面視における中央部から離れた領域に、底面から底面に対向する対向面に達する貫通孔が形成されている。
【００１０】
本発明の試験治具は、平面視において円形を有しており、複数の収納部と、真空吸着部とを備えている。複数の収納部は、半導体ウェハから個片化された半導体装置を収納可能である。真空吸着部は、収納部の半導体装置が載置される底面の、平面視における中央部から離れた領域に、底面から底面に対向する対向面に達するように形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、個片化された半導体装置を収納可能であり、かつ収納部の中央部から離れた領域に貫通孔が形成された円形の試験治具を半導体評価装置のステージにセットし、半導体装置の電気的特性が評価可能である。このため追加の搬送機構などを要さず、半導体ウェハの搬送機構を流用して容易に小さな半導体装置をセットすることができ、かつ電気的特性の測定による歩留りの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施の形態における半導体評価装置の概略断面図である。
【図２】図１のウェハ搬送機構部の概略平面図である。
【図３】図１の試験治具の概略平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の概略断面図である。
【図５】図４の点線で囲まれた領域Ｖの第１例の概略平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分に半導体チップが載置された態様を示す概略断面図である。
【図７】図４の点線で囲まれた領域Ｖの第２例の概略平面図である。
【図８】実施の形態１において、吸着孔および吸着溝が形成されたステージ主表面上に貫通孔を含む試料治具が載置される態様の第１例を示す概略断面図である。
【図９】吸着孔および吸着溝が形成されたステージ主表面の態様を示す概略平面図である。
【図１０】図９のステージ主表面上に試料治具が載置された態様を、吸着孔および吸着溝と、試料治具の収納部とを重ねあわせて示す概略平面図である。
【図１１】実施の形態１において、吸着孔および吸着溝が形成されたステージ主表面上に貫通孔を含む試料治具が載置される態様の、図８とは異なる第２例を示す概略断面図である。
【図１２】コンタクトプローブの電極パッドとの接触方法の第１工程を示す概略断面図（Ａ）と、コンタクトプローブの電極パッドとの接触方法の第２工程を示す概略断面図（Ｂ）と、コンタクトプローブの電極パッドとの接触方法の第３工程を示す概略断面図（Ｃ）とである。
【図１３】実施の形態１における半導体評価方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図１４】図１３の第１工程が終了した時点での、試料治具に半導体チップが収納される態様を示す概略平面図である。
【図１５】実施の形態１における半導体評価方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図１６】実施の形態１の作用効果を説明するための、図１２（Ｂ）に対応するコンタクトプローブが電極パッドを押圧する第２工程を示す概略断面図（Ａ）と、実施の形態１の作用効果を説明するための、図１２（Ｃ）に対応するコンタクトプローブが電極パッドを押圧する第３工程を示す概略断面図（Ｂ）とである。
【図１７】実施の形態２の、図４に相当する試験治具の概略断面図である。
【図１８】実施の形態２において、吸着孔および吸着溝が形成されたステージ主表面上に貫通孔を含む試料治具が載置される態様を示す概略断面図である。
【図１９】実施の形態３の第１例の、図６に相当する収納部内に半導体チップが載置された態様を示す概略断面図である。
【図２０】実施の形態３の第２例の、図６に相当する収納部内に半導体チップが載置された態様を示す概略断面図である。
【図２１】実施の形態４の、図６に相当する収納部内に半導体チップが載置された態様を示す概略断面図である。
【図２２】実施の形態５の、図３に相当する試験治具の概略平面図である。
【図２３】図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う部分の概略断面図である。
【図２４】図２２のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿う部分の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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評価装置の概略的な全体の構成について、図１を用いて説明する。なお図１においては全体の大まかな構成のみの図示に留めており、細部の図示が省略されている場合がある。また説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。
【００１４】
図１を参照して、本実施の形態の半導体評価装置１００は、半導体ウェハの電気的特性の測定用の装置を流用して、半導体ウェハから個片化された半導体チップを収納および測定することを可能とするものである。本実施の形態の半導体評価装置１００は、チャックステージ１（ステージ）と、試験治具３と、プローブ基体６と、評価装置部９とを、主に有している。なおこれらの他に、半導体評価装置１００にはウェハ搬送機構部５を含んでいてもよいが、ウェハ搬送機構部５は半導体評価装置１００と共に利用する（半導体評価装置１００には含まれない）部材であってもよい。
【００１５】
チャックステージ１は、その主表面であるステージ主表面１ａ上に、被測定物である素子（縦型半導体素子など）が形成された半導体装置を収納した試験治具３を載置し固定するための台座である。チャックステージ１は、少なくともステージ主表面１ａの形成部分において、導電性の材料により形成されていることが好ましい。
【００１６】
試験治具３には互いに間隔をあけて複数の収納部１１が形成されている。収納部１１は、たとえば平面視において矩形状の凹部として形成されており、収納部１１内には半導体装置としての半導体チップ１２が収納可能となっており、その下方には貫通孔２１が形成されている。収納部１１内の半導体チップ１２は収納部１１に吸着されるように固定される。半導体チップ１２は、たとえばシリコンウェハからダイシングして作成されたシリコン基板からなる。
【００１７】
本実施の形態においては試験治具３はたとえば銅またはアルミニウムなどの導電性の材料により形成されており、半導体チップ１２の表側の主表面と裏側の主表面との間に電流および電圧が印加される。これにより、半導体チップ１２に形成された縦型半導体素子（縦型ＭＯＳトランジスタなど）に、半導体チップ１２の表側の主表面と裏側の主表面との間を貫通するように流れる縦方向の大電流の測定が可能となっている。
【００１８】
図２を参照して、ウェハ搬送機構部５は、半導体ウェハなどの測定対象物を保持し、搬送するための機構である。ウェハ搬送機構部５としては様々な態様のものが考えられるが、一例として図２に示すように、ウェハ把持部５ａと、搬送機構本体部５ｂとを有し、ウェハ把持部５ａが測定対象物の側面に接触することにより側面から測定対象物を把持するものが挙げられる。あるいはたとえば図２の搬送部上面５ｄの上に測定対象物を載置するものであってもよい。
【００１９】
なおウェハ把持部５ａは半導体ウェハなどを把持可能とするために、少なくとも半導体ウェハなどの丸い（少なくとも部分的に円形状の）対象物の外周の半周分以上と互いに接することが可能な円弧状の形状部分を有していることが好ましい。また半導体ウェハなどの把持をより確実にする観点から、ウェハ把持部５ａの延長部５ｃを有していてもよい。またウェハ搬送機構部５は図１においては試験治具３の左側のみに設置されているが、試験治具３の右側にも左側と同様のウェハ搬送機構部５が設置され、左右両側から試験治具３を挟み込むように把持可能な構成であってもよい。この場合はウェハ搬送機構部５は図２の延長部５ｃを有さない構成であってもよい。
【００２０】
プローブ基体６は、チャックステージ１と対向するように設けられ、特にステージ主表面１ａ上に載置された試験治具３と対向するように設けられている。プローブ基体６は、コンタクトプローブ７と、絶縁性基体１４と、移動アーム１６とを主に有している。
【００２１】
コンタクトプローブ７は、半導体チップ１２の電気的特性の測定時に下降して半導体チップ１２の電極パッドなどが半導体チップ１２の外部と接続するための１対の電極のうちの一方として機能する。本実施の形態においては縦型半導体素子の評価がされるため、上記１対の電極のうちもう一方の電極は、半導体チップ１２の載置される収納部１１の真下の、試験治具３の下側の主表面（治具下側主表面３ｂ）に接触するステージ主表面１ａである。コンタクトプローブ７は、たとえば５Ａ以上の大電流を流すために１つの半導体チップ１２に対して複数が接触することを想定して、１つのプローブ基体６（絶縁性基体１４）に対して複数設置されてもよい。ただし図１においては、複数のコンタクトプローブ７のそれぞれは別個の半導体チップ１２のそれぞれに１か所（１つ）ずつ接触可能な配置となっている。
【００２２】
コンタクトプローブ７は、絶縁性基体１４を貫通するような態様で、絶縁性基体１４に支えられている。絶縁性基体１４は、チャックステージ１に対向し、図１のＺ方向に交差する方向（図１のＸ方向および図１の紙面奥行き方向であるＹ方向）に沿って延びるようにその主表面を有する板状の部材であり、絶縁性の材料により形成されている。
【００２３】
また絶縁性基体１４には、これを図の左右方向に移動可能とするための移動部材としての移動アーム１６が取り付けられている。移動アーム１６の終端部にはたとえば図示されないモータやアクチュエータなどが取り付けられており、移動アーム１６を図１のＸ方向および紙面奥行き方向（Ｙ方向）に（絶縁性基体１４が試験治具３と対向する領域内を）自由に移動可能としている。移動アーム１６の移動により、絶縁性基体１４を含むプローブ基体６は、試験治具３と対向する領域内を試験治具３に対して移動可能となっている。  
【００２４】
なお図１においては移動アーム１６は絶縁性基体１４に対してＸ方向の右側に１つのみ取り付けられているが、これに限らず、複数の移動アーム１６が複数の方向から絶縁性基体１４を把持することにより、絶縁性基体１４をより安定に支持する構成であってもよい。これらのように、移動アーム１６を絶縁性基体１４に取り付けることでプローブ基体６側を試験治具３に対して移動可能としている。しかしたとえば、試験治具３が載置されるチャックステージ１側に（移動アーム１６以外の）移動機構（部材）を設けることにより、コンタクトプローブ７が固定された絶縁性基体１４に対してチャックステージ１が移動可能な構成としてもよい。
【００２５】
評価装置部９は、プローブ基体６から被測定物（半導体チップ１２）にかけての領域の電流や電圧の測定および制御を行なうものであり、これにより半導体チップ１２（に形成された半導体素子）の電気的特性を評価可能とする。チャックステージ１は接続部１８に、また絶縁性基体１４（のたとえば表面に設けられ、かつコンタクトプローブ７と接続された金属板）は接続部２０に、それぞれ接続されている。接続部１８と評価装置部９と、および接続部２０と評価装置部９とは、信号線１７により電気的に接続される。これにより、接続部１８，２０および信号線１７を介在して、チャックステージ１（に載置された試験治具３の収納部１１内の半導体チップ１２）とプローブ基体６（に接続されたコンタクトプローブ７）とが互いに電気的に接続される。
【００２６】
接続部１８および接続部２０は、接続部２０からコンタクトプローブ７を介して接続部１８に至るまでの経路が、複数のコンタクトプローブ７のうちいずれのコンタクトプローブ７を通ってもほぼ同じ長さになるように形成されることが好ましい。このため図１においては、一例として図１の絶縁性基体１４上の表面の端部（左端部など）に接続部２０を配置することもできる。このようにすれば、各コンタクトプローブ７を通る電流の経路の長さをほぼ等しくすることができ、より信頼性の高い測定をすることができる。ただしたとえば絶縁性基体１４に形成される、コンタクトプローブ７と接続部２０とを互いに電気的に接続する図示されない金属配線のレイアウトを調整して上記経路の長さが複数のコンタクトプローブ７の間でほぼ等しくなるようにすることが可能であれば、上記以外の箇所に接続部２０を配置してもよい。
【００２７】
次に、図２〜図１１を用いて、図１に示す各部材について詳細に説明する。
図３の概略平面図に示すように、本実施の形態における試験治具３は、平面視において円形状を有している。すなわち試験治具３は、平面視において半導体ウェハ（のオリエンテーションフラットを除く部分）と同じ形状および大きさを有していることが好ましい。また本実施の形態においては、ウェハ搬送機構部５は基本的に切断前の半導体ウェハを搬送することを前提とした設計仕様となったものがそのまま流用されている。
【００２８】
このため図２に示すように、ウェハ搬送機構部５は、直接試験治具３と接触しながら把持するウェハ把持部５ａが、上記のように試験治具３すなわち半導体ウェハと同じ外周形状を有する円弧状の平面形状を有することが好ましい。ウェハ把持部５ａに試験治具３の円弧状の外周部が直接宛がわれることにより、試験治具３が把持され得る。また搬送機構本体部５ｂは、ウェハ把持部５ａと一体となるように接続され、ウェハ搬送機構部５の外の一部と接続されている。このため搬送機構本体部５ｂの平面形状は任意であり、図２においては一例として図のＸ方向に延在する長尺形状としている。
【００２９】
図３および図４を参照して、試験治具３は、半導体ウェハがダイシングされることにより個片化された複数の半導体チップ１２（図１参照）を収納した状態でチャックステージ１のステージ主表面１ａ上に固定されることにより、チャックステージ１上に複数の半導体チップ１２を安定に固定するための治具である。図３の試験治具３においては、合計３２個の矩形状（１辺の長さがａのほぼ正方形状）の収納部１１が互いに間隔をあけて行列状に形成されているが、このような態様に限られない。また試験治具３は、これがチャックステージ１に載置されるときに最上面となる治具上側主表面３ａと、最下面となる治具下側主表面３ｂとを有している。
【００３０】
収納部１１は、底面１１ａと側壁面１１ｂとにより構成されている。底面１１ａは収納部１１としての空間のうち、もっとも下側の（治具下側主表面３ｂに近い）境界を構成するたとえば矩形状の平面である。側壁面１１ｂは平面視において底面１１ａを囲み、底面１１ａにほぼ直交する平面である。側壁面１１ｂが底面１１ａの矩形状の各辺を構成する四方から底面１１ａを囲むことにより、矩形の平面形状を有する収納部１１が形成されている。収納部１１は凹部であるため、試験治具３は、収納部１１が形成されている領域において、収納部１１が形成されている領域以外の領域に比べて、厚みが薄くなっている。
【００３１】
底面１１ａは、半導体チップ１２が載置される部分にダメージを与えないようにするために、洗浄および研磨工程を経て、バリおよび突起物が除去された平坦な面とすることが好ましい。
【００３２】
収納部１１の底面１１ａには、少なくとも１つの貫通孔２１が形成されている。この貫通孔２１は、後述するように、試験治具３をチャックステージ１に吸着固定させ、かつ収納部１１に載置された半導体チップ１２を真空吸着により収納部１１の底面１１ａに吸着固定させるためのものである。
【００３３】
貫通孔２１は、底面１１ａから、これに対向する底面１１ａの真下の治具下側主表面３ｂ（対向面）に達するように図４のＺ方向に延び、底面１１ａの下側の領域を貫通するように形成されている。図３においては貫通孔２１は、平面視において円形を有しているがこれに限らず、たとえば矩形の平面形状を有していてもよい。
【００３４】
貫通孔２１は、底面１１ａの平面視における中央部から離れた領域に形成されており、図３においては底面１１ａの中央部よりも左下側に寄った位置に形成されている。ただし図３のように、複数の収納部１１に形成された貫通孔２１のすべてが平面視において互いにほぼ同じ位置（中央部の左下側）に形成されなくてもよく、それぞれの貫通孔２１が平面視において互いに異なる位置に形成されてもよい。具体的には、たとえば複数の貫通孔２１のうちの一部は収納部１１の左下側に、他の一部の貫通孔２１は収納部１１の右上側に形成されてもよい。
【００３５】
しかし貫通孔２１は、底面１１ａの縁部１１ｅ（底面１１ａと側壁面１１ｂとが交わってできる交線）から離れた領域に形成されることが好ましい。具体的には、図３に示すように、底面１１ａの縁部１１ｅと貫通孔２１との間にピッチｂが形成されていることが好ましい。ただし上記のように貫通孔２１は底面１１ａの中央部から離れた領域に形成されるため、貫通孔２１は平面視において底面１１ａの縁部１１ｅに隣り合う領域（縁部１１ｅに程近い領域）に形成されていることが好ましいといえる。より具体的には、貫通孔２１と縁部１１ｅとの最短距離である図３のピッチｂが、底面１１ａの１辺の長さの１０％以下である程度に、貫通孔２１と縁部１１ｅとは互いに近接していることが好ましい。
【００３６】
なお試料治具３の本体は、金属板を切削して円形に加工することにより形成される。またザグリ加工により収納部１１が、たとえばドリル加工により貫通孔２１が、それぞれ形成される。
【００３７】
真空吸引により試験治具３がチャックステージ１に吸着される。ただしこの半導体評価装置１００は半導体ウェハの測定用の装置が流用されたものであるため、チャックステージ１のステージ主表面１ａは通常、その上に半導体ウェハが載置および固定されることが想定された設計となっている。このため金属製の薄板である試験治具３をチャックステージ１に固定した場合には、半導体ウェハを固定した場合のような半導体ウェハのたわみによるチャックステージ１との密着性の向上が期待できない。試験治具３がチャックステージ１にしっかり密着しなければ、半導体チップ１２の収納部１１に対する密着力も低下し、測定の精度に影響を及ぼす可能性がある。
【００３８】
そこで本実施の形態においては、試験治具３とチャックステージ１との密着性を高めるため、治具下側主表面３ｂの外周部に沿って、円環状の枠部２２が設けられている。枠部２２は柔軟性を有する薄い素材であり、たとえばテフロン（登録商標）のようなシールテープ材により形成されることが好ましいがこれに限られない。
【００３９】
図５は図４の点線で囲んだ領域に相当する平面図であるが、図４において簡略化されている領域（側壁面１１ｂが底面１１ａに直交するような形状など）を図４よりやや実製品に近い形状となるように詳細に図示している。図５および図６を参照して、収納部１１の、底面１１ａの一部には溝部２３が形成されている。溝部２３は底面１１ａの一部がＺ方向の下側により深く掘られるように形成された凹部形状を有するものである。言い換えれば、底面１１ａに形成された溝部２３においては、底面１１ａの溝部２３以外の領域に比べて、その溝部２３の底面から治具下側主表面３ｂまでのＺ方向に関する厚みが薄くなっている。
【００４０】
溝部２３は、底面１１ａの縁部１１ｅ（底面１１ａと側壁面１１ｂとが交わってできる交線）から、底面１１ａの中央部に向けて延びるように、すなわち縁部１１ｅを含むように、収納部１１（底面１１ａ）に形成されていてもよい。また図５のように底面１１ａの縁部１１ｅに沿って（縁部１１ｅの交線に重なる部分に）収納部１１を囲むように溝部２３が形成されていてもよい。また溝部２３は必ずしも底面１１ａの縁部１１ｅに接する必要はない。すなわち図７を参照して、溝部２３は少なくとも底面１１ａの一部を含むように（底面１１ａのみに）形成されていればよく、底面１１ａに複数形成されていることがより好ましい。また図５および図７においては溝部２３は平面視において長尺形状（矩形状）を有しているがこれに限られない。
【００４１】
以上においては、基本的に収納部１１および貫通孔２１はその側壁（収納部１１の側壁面１１ｂおよび貫通孔２１の外周壁面）がＺ方向に沿って延びるものとしている。しかしこのような態様に限らず、これらの側壁は傾斜してもよい。
【００４２】
図６を参照して、ここでは収納部１１の側壁面１１ｂが、試験治具３の主表面３ａ，３ｂに直交する方向（Ｚ方向）に対して傾斜するように延びている。具体的には、収納部１１はその最下部すなわち底面１１ａにおいて平面視における面積が最も小さく、そこから上方（治具上側主表面３ａ側）に向かうにつれて漸次平面視における面積が大きくなるように傾斜している。
【００４３】
この場合、平面視において底面１１ａが矩形状（ほぼ正方形状）であれば、その最小の底面１１ａの１辺の長さａ（図３参照）以下の任意の大きさの前記半導体装置を前記縁部に合わせるように前記凹部内に収納することが可能であることが好ましい。
【００４４】
収納部１１の側壁面１１ｂがＺ方向に延びる場合には、収納部１１のＺ方向に関するすべての位置において平面視における面積が等しい（底面１１ａの面積に等しい）。また図６のように側壁面１１ｂが傾斜する場合には、収納部１１内のうち底面１１ａの平面視における面積が最小になる。また通常、半導体チップ１２は、収納部１１内のうち底面１１ａ上に載置されるように収納される。
【００４５】
したがって、たとえば最小の底面１１ａの１辺の長さａ以下の１辺の長さを有する半導体チップ１２を収納部１１内に収納できる。また、貫通孔２１が底面１１ａの中央部から離れた位置に（いずれかの縁部１１ｅに近い領域に）形成されるため、貫通孔２１の配置される側に寄せて縁部１１ｅに宛がうように（縁部１１ｅに合わせるように）半導体チップ１２を載置すれば、たとえ最小の底面１１ａよりも小さい半導体チップ１２であっても、半導体チップ１２は貫通孔２１からの真空吸引により試験治具３に安定に固定できる。このことから、上記のように、最小の底面１１ａの１辺の長さａ（図３参照）以下の任意の大きさの前記半導体装置を収納部１１内に収納可能であるといえる。
【００４６】
したがって、たとえばサイズの異なる半導体チップ１２毎に別個の試験治具３を準備する必要がなくなり、単一の試験治具３を用いて様々なサイズの半導体チップ１２を安定に固定することが可能となる。
【００４７】
また貫通孔２１は、底面１１ａ側において平面視における面積が（治具下側主表面３ｂ側よりも）小さく、治具下側主表面３ｂ側において（底面１１ａ側よりも）平面視における面積が大きくなるように、その側壁２１ａが傾斜している。言い換えれば、貫通孔２１はその最上部すなわち底面１１ａにおいて平面視における面積が最も小さく、そこから下方（治具下側主表面３ｂ側）に向かうにつれて漸次平面視における面積が大きくなるように傾斜している。このため図５における貫通孔２１は、底面１１ａに形成された最上面よりも面積の大きい最下面（治具下側主表面３ｂ）の縁部が、底面１１ａを示す実線の円形状の周囲に、点線の円形状で示されている。
【００４８】
次に図８および図９を参照して、たとえば図６に示す断面形状を有する試験治具３がチャックステージ１に載置される態様について説明する。ステージ主表面１ａ（載置面）には、吸着溝３１が形成されている。吸着溝３１は、ステージ主表面１ａに沿うように、たとえばＸ方向およびＹ方向のそれぞれに沿うように延びる長尺状の平面形状を有しており、Ｘ方向に延びる吸着溝３１とＹ方向に延びる吸着溝３１とが互いに交差する態様となっている。Ｘ方向に延びる吸着溝３１とＹ方向に延びる吸着溝３１とはいずれも複数、互いに間隔をあけて配置されている。
【００４９】
吸着孔３０は、吸着溝３１よりもＺ方向に関する下方に、吸着溝３１と互いに連続するように形成されており、図のＺ方向の下方に延びる形状を有する孔部である。すなわち吸着溝３１の内部は吸着孔３０の内部と互いに連続する態様となっている。Ｘ方向に延びる吸着溝３１とＹ方向に延びる吸着溝３１とが交わる部分が複数形成されている。吸着孔３０は、複数の上記交わる部分のうちの一部と平面的に重なる領域に形成されることが好ましい。
【００５０】
図示が省略された吸着孔３０の下方から、吸着溝３１内および吸着孔３０内が真空に引かれる。なお図示が省略された吸着孔３０の下方については、チャックステージ１を貫通するようにその最下部に達するように形成されてもよいし、チャックステージ１の内部において屈曲するように形成されてもよい。
【００５１】
これにより、ステージ主表面１ａの吸着溝３１を覆うように載置された試験治具３はステージ主表面１ａに真空吸引され、試験治具３はチャックステージ１に固定される。また図９および図１０を参照して、吸着溝３１は試験治具３の貫通孔２１と平面視においてほぼ重なる位置に形成される。したがって貫通孔２１の内部が吸着孔３０および吸着溝３１の内部と連続するため、貫通孔２１の内部においても吸着孔３０内および吸着溝３１内と同様に真空に引かれ、その上方に接する半導体チップ１２が収納部１１の底面１１ａに吸着固定される。なお先の図８は、図１０のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う部分に相当する領域を示している。
【００５２】
以上においてはステージ主表面１ａに上側から吸着溝３１、吸着孔３０の順に形成された構成が示されているが、図１１を参照して、逆にステージ主表面１ａに上側から吸着孔３０、吸着溝３１の順に形成された構成であってもよい。図１１においては、複数の貫通孔２１のそれぞれの真下に、少なくとも貫通孔２１の一部と平面視において重なるように、ステージ主表面１ａに複数の吸着孔３０が互いに間隔をあけて形成され、当該複数の吸着孔３０に接続するようにその下側に吸着溝３１が形成されている。
【００５３】
次に図１２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、半導体チップ１２は、たとえばシリコン基板からなる土台としてのチップ基板１２ａと、チップ基板１２ａの一方の主表面上に形成された縦型半導体素子の電気信号を取り出すための電極パッド１２ｂとを有している。そして、コンタクトプローブ７を収納部１１内（底面１１ａ上）にセットされた半導体チップ１２の電極パッド１２ｂに接触させることにより、コンタクトプローブ７は電極パッド１２ｂと信号線１７との間で電気信号を媒介することが可能となる。
【００５４】
図１２（Ａ）〜（Ｃ）においてはコンタクトプローブ７の動きが時系列で示されているが、半導体チップ１２および試験治具３はこれらの各図において共有されている。コンタクトプローブ７は、図１２の下側から順に、コンタクト部７ａと、先端部７ｂと、押し込み部７ｃと、基体設置部７ｄと、電気的接続部７ｅとを有している。コンタクト部７ａは電極パッド１２ｂと機械的かつ電気的に接触可能な部分である。先端部７ｂはコンタクト部７ａを含むコンタクトプローブ７全体の先端側（図の下側）の部分である。押し込み部７ｃは、コンタクト部７ａが電極パッド１２ｂに接触する際に基体設置部７ｄ内に組み込まれたばね部材を介して摺動可能な領域であり、図の上下方向に延在している。基体設置部７ｄは、コンタクトプローブ７全体の土台として設置され、絶縁性基体１４内を貫通するように絶縁性基体１４と固定される領域である。電気的接続部７ｅは、先端部７ｂと電気的に通じることにより、外部との電気信号の入出力部となる部分である。
【００５５】
コンタクトプローブ７は導電性を有する、銅、タングステン、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がこれらに限るものではない。特にコンタクト部７ａは導電性向上および耐久性向上の観点から、別の部材である金、パラジウム、タンタル、プラチナなどで被覆されてもよい。
【００５６】
図１２（Ａ）を参照して、半導体チップ１２の測定前の初期状態においては、コンタクトプローブ７のコンタクト部７ａは電極パッド１２ｂと接触しておらず、コンタクトプローブ７は電極パッド１２ｂの上方に位置した状態となっている。図１２（Ｂ）を参照して、プローブ基体６（図１参照）がＺ軸下方向に下降することにより、絶縁性基体１４に固定されたコンタクトプローブ７も下降する。コンタクト部７ａと電極パッド１２ｂとが近接し、やがてコンタクト部７ａと電極パッド１２ｂとが接触する。図１２（Ｃ）を参照して、プローブ基体６がさらに下降すれば、基体設置部７ｄの内部に配置されたばね部材の機能により、押し込み部７ｃが当該ばね部材の内側に収納されるように押し込まれる。これにより、電極パッド１２ｂとコンタクトプローブ７との電気的な接続が確実になされる。
【００５７】
なおコンタクトプローブ７は図１２の上下方向に摺動性を有したばねを用いて上下方向に摺動可能な態様に限るものではなく、いわゆる積層プローブまたはワイヤプローブが用いられてもよい。またたとえばいわゆるカンチレバー式のコンタクトプローブ７が用いられてもよい。さらに上記の電気的接続部７ｅは、図示されない配線および回路等により接続部２０と電気的に接続されている。
【００５８】
次に図１３〜図１５を用いて、本実施の形態の半導体評価装置１００を用いた評価方法について説明する。
【００５９】
図１３および図１４を参照して、半導体ウェハがたとえばダイシングにより個片化された半導体チップ１２を収納可能な収納部１１を複数含む、特に外周部が円形の平面形状を有し半導体ウェハと同様の大きさを有する試験治具３が準備される。複数の収納部１１のそれぞれに半導体チップ１２が収納される。
【００６０】
収納部１１内への半導体チップ１２の収納は、機械作業によりなされる。具体的には、たとえばコレット４０を用いて半導体チップ１２がたとえば真空吸着され、これが所望の収納部１１の真上へ搬送される。そして収納部１１の底面１１ａに半導体チップ１２が接触するように搬送されたところでコレット４０の吸着が解放され、これにより半導体チップ１２が所望の収納部１１内に載置される。
【００６１】
収納部１１の最小の１辺の大きさ（たとえば底面１１ａの１辺の平面視における大きさ）よりも小さい１辺の長さを有する半導体チップ１２は、底面１１ａの中央部から離れた領域に、すなわち一方向に偏って形成された貫通孔２１と重なるように（貫通孔２１を覆うように）載置されることが好ましい。たとえば図１４に示すように貫通孔２１が底面１１ａの中央部よりも左下側に形成されている場合には、底面１１ａよりも小さい半導体チップ１２は、底面１１ａの左下側に寄り、半導体チップ１２の外縁が底面１１ａの左側および下側の縁部１１ｅと接触するように載置されることが好ましい。
【００６２】
このようにするために、たとえば試験治具３を図１４のＸ方向の左側およびＹ方向の下側が（Ｚ方向に関して）低くなるように傾けた状態で半導体チップ１２がコレット４０から解放され収納されることが好ましい。
【００６３】
次に、図１３および図１４の工程により半導体チップ１２が収納された試験治具３が、ウェハ搬送機構部５によりチャックステージ１のステージ主表面１ａ上に載置されるように搬送される。このとき、試験治具３の収納部１１に形成された貫通孔２１と、ステージ主表面１ａに形成された吸着溝３１とが互いに平面視において重なるように試験治具３がセットされる。その後、チャックステージ１内に設けられた図示されない吸着機構を用いて、吸着孔３０および吸着溝３１内、ならびにこれらに接続された貫通孔２１内が真空に引かれる。これにより貫通孔２１上の底面１１ａに載置された半導体チップ１２は、貫通孔２１内の真空により底面１１ａに吸着固定されるとともに、試験治具３自身もチャックステージ１に吸着されるように固定される。
【００６４】
図１５を参照して、チャックステージ１に試験治具３が載置および固定された後、プローブ基体６において移動アーム１６により絶縁性基体１４が移動する。具体的には、絶縁性基体１４に固定されたコンタクトプローブ７が評価を行なう半導体チップ１２の真上に位置するように、絶縁性基体１４が移動する。このとき絶縁性基体１４には複数のコンタクトプローブ７が、試験治具３の複数の収納部１１のそれぞれに載置される複数の半導体チップ１２の位置に対応するように（複数の半導体チップ１２の真上に位置するように）配置されている。また図１５における複数のコンタクトプローブ７は、（特に大電流を流すことを想定して）１つの半導体チップ１２に複数のコンタクトプローブ７が接触するように考慮された配置となっている。
【００６５】
そしてコンタクトプローブ７を下降させ、コンタクト部７ａが半導体チップ１２の電極パッド１２ｂに接触するようにする。なお図１５のようにコンタクトプローブ７が複数個ある場合は、複数のコンタクトプローブ７が同時に下降し、それぞれに対向する半導体チップ１２の電極パッド１２ｂに接触することになる。この状態で、半導体チップ１２の（縦型）半導体素子に対して電流および電圧が印加され、当該半導体素子の電気的特性が評価される。
【００６６】
図示されないが、上記状態での電気的特性の評価の終了後、コンタクトプローブ７が電極パッド１２ｂから離間するように上昇し、次に評価を行なう他の半導体チップ１２上にコンタクトプローブ７が位置するようにプローブ基体６が移動する。そして、コンタクトプローブ７を再度下降させることで他の半導体チップ１２の電極パッド１２ｂとコンタクト部７ａとが接触するようにセットされ、再度電気的特性が評価される。
【００６７】
以上の動作を繰り返して試験治具３にセットされたすべての半導体チップ１２の評価が終了した後、チャックステージ１内の真空引きが終了し、試験治具３がチャックステージ１から外されるとともに、半導体チップ１２が底面１１ａに吸着された状態が解除される。
【００６８】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
特にＩＧＢＴおよびパワーＭＯＳトランジスタなどの大電流を制御する半導体素子は、その電気的特性などの評価をなるべく早い工程段階で（なるべく最初に近い工程で）実施することにより、その製造コストを大幅に削減することができる。この観点から、半導体素子が形成された半導体ウェハを切断する前の段階で、半導体ウェハを用いて電気的特性の評価が行なわれる場合が多く、半導体ウェハの評価用の半導体評価装置が多く出回っている。
【００６９】
しかしながら、高電圧を印加したり大電流を流したりする必要のある評価においては、部分放電現象などが生じ、これに起因して、被測定物である半導体ウェハ等に破損および不具合が生じる場合がある。仮に評価の最中に半導体ウェハの一部に不具合が発生すれば、たとえ部分的な破損であったとしても当該半導体ウェハの全体に不具合の影響が及び、歩留りを大幅に低下させる可能性がある。
【００７０】
また、半導体ウェハの状態での評価においては、半導体評価装置を構成する部材の一つであるチャックステージの表面上に、測定しようとする半導体ウェハが直接セットされる場合がある。この場合、たとえば特に半導体ウェハに形成された素子に対して高電圧を印加したり大電流を流したりする試験を行なう場合には、当該半導体ウェハの全体に大きなエネルギが付加されるため、半導体ウェハが破損し、その全体を不良品にしてしまう可能性があることは上述のとおりである。しかしそれだけではなく、さらに破損した被測定物の一部がチャックステージの表面に付着したり埋め込まれることにより、当該チャックステージがダメージを受け、その後被測定物を安定に載置するステージとして用いることができなくなる可能性がある。
【００７１】
このため、チャックステージの表面を破損から保護し、かつ想定される被測定物の破損によるダメージを最小限に抑える観点から、半導体ウェハがダイシングにより個片化されて当該半導体ウェハの個片化されたものが治具にセットされた上で、その電気的特性の評価がなされることが好ましい。
【００７２】
半導体ウェハを個々の半導体チップに分割したうえで測定するためには、分割後の半導体チップを載置するチップトレイが必要となる。しかし当該評価に必要なコストを削減する観点からは、丸い半導体ウェハの評価に用いる半導体評価装置、すなわち丸いウェハの搬送機構および丸いウェハを載置するチャックステージを備える半導体評価装置が用いられることが好ましい。
【００７３】
そこで本実施の形態においては、半導体ウェハから個片化された半導体チップ１２を収納可能な収納部１１を複数含む、平面視において円形の試験治具３が、評価装置部９を用いた当該半導体チップ１２の評価用に用いられている。これがチャックステージ１の表面上に載置された状態で測定されるため、既存の丸い半導体ウェハの評価用の半導体評価装置を流用して個片化されたチップを搬送および測定することが可能である。このため当該評価に要する費用を大幅に削減することができる。
【００７４】
また被測定物がチャックステージ１上に直接載置されるわけではないことから、評価中の大電流によるチャックステージ１の表面の破損が抑制される。これは試験治具３の載置によりチャックステージ１の表面が保護されるためである。さらに個片化された半導体チップ１２を用いた測定がなされるため、半導体チップ１２の１つに破損が生じたとしても、当該半導体チップ１２以外の他の半導体チップ１２には当該破損の影響が及ばず、半導体ウェハ全体の破損により生じ得る歩留りの大幅な低下を抑制することができる。
【００７５】
また本実施の形態においては、試験治具３に半導体チップ１２を真空吸着するための真空吸着部としての貫通孔２１が、試験治具３の収納部１１の平面視における中央部から離れた領域（底面１１ａの縁部１１ｅに隣り合う、縁部１１ｅに近い領域）に形成されている。これにより、たとえば評価しようとする半導体チップ１２が収納部１１（内のうち最少面積を有する底面１１ａ）の面積よりも小さい場合においても、貫通孔２１の形成される側に半導体チップ１２を寄せて縁部１１ｅに接触させることにより、容易に半導体チップ１２を収納部１１に真空吸着させることができる。収納部１１に密着させるように半導体チップ１２が固定されれば、電気的特性の評価時に当該密着固定部分の電気抵抗成分が小さくなる。このため測定精度をより向上させることができる。
【００７６】
ただし貫通孔２１は収納部１１の平面視における中央部からは離れていたとしても、底面１１ａの縁部１１ｅに接するのではなく、縁部１１ｅから離れた位置に形成されることにより、半導体チップ１２を真空吸着によりバランスよく安定するように真空吸着させることができる。
【００７７】
次に、貫通孔２１の上側の平面視における面積が下側の平面視における面積よりも小さくなるよう側壁２１ａが傾斜していることから、測定時に下降したコンタクトプローブ７の先端による半導体チップ１２の破損を抑制することができる。これについて次の図１６を用いて説明する。
【００７８】
図１６（Ａ），（Ｂ）を参照して、コンタクト部７ａが電極パッド１２ｂに接触された図１６（Ａ）の状態から、コンタクトプローブ７がさらに下降した図１６（Ｂ）の状態へ移行される。このとき、仮に電極パッド１２ｂの直下に貫通孔２１が配置されていれば、コンタクトプローブ７の下降時に電極パッド１２ｂが上側から受ける力と釣り合う下側からの力が存在しないために、電極パッド１２ｂは上側からの力により破損する可能性がある。
【００７９】
このような状況を回避する観点から、貫通孔２１の、特に電極パッド１２ｂと接し得る上側の領域の平面視における面積が小さい方が好ましい。このようにすれば、電極パッド１２ｂの真下に貫通孔２１が存在する割合を低減することができるため、上記の破損が発生する可能性を低減することができる。
【００８０】
また、貫通孔２１がその下側すなわち吸着孔３０および吸着溝３１に通じるステージ主表面１ａに接触する部分の面積を大きくすることにより、貫通孔２１がより容易に吸着溝３１に重なるように位置合わせされる。このため、貫通孔２１と吸着溝３１との内部の真空引きをより容易に可能とする。ステージ主表面１ａに吸着溝３１が形成され、貫通孔２１が吸着溝３１と平面視において互いに重なるように配置されるため、吸着溝３１内を真空に引くことにより、貫通孔２１内も真空に引くことができ、その真上の試験治具３などをステージ主表面１ａに吸着させることができる。
【００８１】
以上は主に貫通孔２１による作用効果であるが、次に、治具下側主表面３ｂの平面視における外周部に柔軟性を有する枠部２２が形成されることにより、たわみの少ない試験治具３がチャックステージ１に固定される場合においても、治具下側主表面３ｂとステージ主表面１ａとの密着性を良好にすることができる。このためたとえば枠部２２の外側から空気が貫通孔２１内に入り込むことにより貫通孔２１から半導体チップ１２を真空吸着する作用が弱くなる不具合を抑制することができる。
【００８２】
次に収納部１１に関して、その上側の平面積が下側の平面積よりも大きくなるように側壁面１１ｂが試験治具３の主表面に直交する方向（Ｚ方向）に対して傾斜している。これにより、傾斜した側壁面１１ｂをガイドとして滑らすように、底面１１ａ上に半導体チップ１２を容易にセットすることができる。収納部１１の上側の方が下側よりも間口が広くなっているため、半導体チップ１２は周囲からの拘束を受けることなく容易に収納部１１内にセットすることができる。
【００８３】
また収納部１１には縁部１１ｅを含むように溝部２３が形成されることにより、収納部１１内に載置される半導体チップ１２の外縁などに付着したバリなどの異物が、半導体チップ１２と底面１１ａとの間に進入することによる測定精度の低下を抑制することができる。すなわち上記の異物は、溝部２３内に収まることにより、上記の不具合が抑制される。半導体チップ１２の収納部１１内への載置時には、半導体チップ１２の外縁は縁部１１ｅと接触するように載置されることが多い。このため縁部１１ｅを含むように形成された溝部２３は、特に半導体チップ１２の外縁に付着した異物を収納することができるため、当該異物が外部に飛散する不具合発生の可能性を低減することができる。
【００８４】
また上記のように、収納部１１は（たとえば貫通孔２１の平面視における位置を工夫することにより）様々な大きさの半導体チップ１２を載置可能としている。このため溝部２３は底面１１ａに複数形成されていることが好ましい。このように溝部２３が数多く存在すれば、たとえ半導体チップ１２が小さくても当該半導体チップ１２を収納部１１内に載置した時にいずれかの溝部２３と重なる可能性が高くなるため、半導体チップ１２裏面の異物の拡散を抑制する効果が高められる。
【００８５】
（実施の形態２）
図１７および図１８を参照して、本実施の形態においては、基本的に実施の形態１と同様のチャックステージ１を含む半導体評価装置１００（図１参照）が用いられ、実施の形態１と同様の態様の試験治具３３が用いられる。しかし試験治具３が導電性材料により形成されているのに対し、本実施の形態の試験治具３３は絶縁性の材料により形成されている。
【００８６】
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００８７】
試験治具３３がたとえば樹脂材料である場合、当該樹脂材料を成形加工することにより、たとえば金属製の試験治具３よりも容易に試験治具３３（収納部１１および貫通孔２１を含む）を形成することができる。
【００８８】
また実施の形態１のように試験治具３が導電性材料で形成される場合は、収納部１１内の半導体チップ１２からその下側のチャックステージ１に導通することにより縦型半導体素子の評価が可能であったのに対し、本実施の形態においては半導体チップ１２の上側の表面から２つ以上の入出力端子を取り出すことにより、たとえば横型半導体素子の評価を行なうことができる。この場合は、たとえば図１の複数のコンタクトプローブ７のうち２つを、単一の半導体チップ１２内の異なる電極パッド１２ｂ上に接触させることにより、横型半導体素子の２つの電極の双方がコンタクトプローブ７から取り出される。
【００８９】
（実施の形態３）
図１９を参照して、本実施の形態の第１例においては、図８の点線で囲まれる領域Ａに相当する部分において、収納部１１の側壁面１１ｂの一部に角斜面１１ｃが形成されている。すなわち側壁面１１ｂの下側（底面１１ａに近い領域）においては側壁面１１ｂはほぼＺ方向に沿うように（治具上側主表面３ａにほぼ直交する方向に）延びるのに対し、それより上側（底面１１ａから最も離れており、治具上側主表面３ａに近い領域）においてはＺ方向に対して傾斜するように延びている。言い換えれば、たとえば実施の形態１の図６においては側壁面１１ｂの全体がＺ方向に対して傾斜するように延びているのに対して、図１９においては側壁面１１ｂの一部のみがＺ方向に対して傾斜するように延びている。ただし図１９においても角斜面１１ｃの下側の側壁面１１ｂが角斜面１１ｃよりも主表面３ａ，３ｂに直交する方向に対する傾斜角が小さい傾斜面であってもよい。
【００９０】
このように側壁面１１ｂは、その少なくとも一部が試験治具９の主表面に直交する方向に対して傾斜する構成であればよい。この場合においても、図６の場合と同様に、傾斜した角斜面１１ｃをガイドとして滑らせることにより、底面１１ａ上に載置するように半導体チップ１２を容易にセットすることができる。収納部１１の上側の方が下側よりも間口が広くなっているため、半導体チップ１２のセットが容易になる。
【００９１】
また図１９においては図６よりも側壁面１１ｂの傾斜した領域が縮小されるため、収納部１１の加工がより簡単になり、試験治具３の全体の加工時間を短縮することができる。またこれに伴い加工コストを削減することができる。
【００９２】
また図１９においては、試験治具３の治具下側主表面３ｂの、貫通孔２１が形成される領域を除く領域に、導電性を有するシート状の部材である導電性シート４１が接着されている。導電性シート４１は、たとえば異方性導電シート（ゴム）またはアルミニウム箔などが適した部材である。
【００９３】
導電性シート４１が形成されることにより、試験治具３の治具下側主表面３ｂとステージ主表面１ａとを電気的に導通させることができる。また導電性シート４１が比較的容易に変形する材料により形成されれば、これが治具下側主表面３ｂとステージ主表面１ａとの間に挟まることにより、治具下側主表面３ｂとステージ主表面１ａとの密着性を向上させることができる。
【００９４】
図２０を参照して、本実施の形態の第２例においては、図１９の第１例と基本的に同様の構成を有しているが、側壁面１１ｂの一部において、角斜面１１ｃの代わりに曲面状側壁面１１ｄが形成されている点において、図１９の第１例と異なっている。具体的には、側壁面１１ｂのうち、底面１１ａから最も離れたＺ方向の上側の領域に、曲面状側壁面１１ｄが形成されている。言い換えれば、曲面状側壁面１１ｄは、Ｚ方向に関する収納部１１の側壁面１１ｂの端部に形成されている。
【００９５】
なお図２０においても図１９と同様に、側壁面１１ｂの下側の領域はほぼＺ方向に沿うように（治具上側主表面３ａにほぼ直交する方向に）延びている。ただし図２０においても曲面状側壁面１１ｄの下側の側壁面１１ｂが、主表面３ａ，３ｂに直交する方向に対する傾斜角の比較的小さい傾斜面であってもよい。
【００９６】
曲面状側壁面１１ｄはたとえば球形の表面の一部のような形状を有している。曲面状側壁面１１ｄの存在により、図２０の収納部１１は、たとえば図１９の収納部１１と同様に、その上側の方が下側よりも間口が広くなっているため、半導体チップ１２のセットが容易になる。
【００９７】
また側壁面１１ｂの、底面１１ａから最も離れた上側の端部を曲面状とすることにより、当該端部における角部の形成が抑制され、電気的特性の評価時における部分放電現象の発生の原因となる電界集中が抑制される。
【００９８】
なお図１９および図２０において、試験治具３は実施の形態１に示す導電性材料により形成されたものを想定しているが、これに限らず、たとえば実施の形態２に示す絶縁性材料により形成された試験治具３３に対して、収納部１１が角斜面１１ｃを有したり、導電性シート４１によりチャックステージ１と密着された構成が用いられてもよい。絶縁性材料の試験治具３３とチャックステージ１との密着性を良好にしたい場合等に、絶縁性材料の試験治具３３とチャックステージ１との間に導電性シート４１を挟むことの実益がある。
【００９９】
また、たとえば実施の形態１の図４および図６が示す形状の収納部１１を有する試験治具３の治具下側主表面３ｂに、導電性シート４１が接着されてもよい。
【０１００】
（実施の形態４）
図２１を参照して、本実施の形態においては、図８の点線で囲まれる領域Ａに相当する部分において、単一の収納部１１に複数（たとえば２つ）の貫通孔２１が形成されている点において、上記の各実施の形態と構成上異なっている。図２１の２つの貫通孔２１の断面形状はいずれもその上側よりも下側の平面積が大きくなるように側壁２１ａが傾斜した形状となっているが、これに限らずたとえば貫通孔２１の側壁２１ａが傾斜せずＺ方向に沿って延びる形状であってもよい。
【０１０１】
なお図２１の２つの貫通孔２１のいずれもが、ステージ主表面１ａに形成された吸着溝３１と平面視において重なることにより、その内部が吸着溝３１の内部と連続するように形成されている。したがって複数の貫通孔２１が間隔をあけて形成される場合、チャックステージ１に形成される複数の吸着溝３１のいずれかと平面視において重なるように複数の貫通孔２１が形成されることが好ましい。このようにすれば、複数の貫通孔２１のそれぞれが、複数の吸着孔３０のそれぞれおよび吸着溝３１とともに、その内部を容易に真空状態にすることができる。
【０１０２】
また図２１の２つの貫通孔２１のいずれもが、実施の形態１の貫通孔２１と同様に、平面視において収納部１１の底面１１ａの中央部から離れた領域（ただし底面１１ａの縁部１１ｅからも離れた領域）に形成されている。
【０１０３】
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【０１０４】
本実施の形態のように貫通孔２１が複数形成された底面１１ａ上に半導体チップ１２が搭載されてもよい。この場合、特に複数の貫通孔２１のいずれもを覆うように半導体チップ１２が載置されれば、当該半導体チップ１２をより安定に固定することができる。
【０１０５】
（実施の形態５）
図２２〜図２４を参照して、本実施の形態においては、試験治具３の治具下側主表面３ｂに、連結溝部５１が形成されている。連結溝部５１は、試験治具３の収納部１１に形成された貫通孔２１と、チャックステージ１のステージ主表面１ａに形成された吸着溝３１（または吸着孔３０）とを連結するために、治具下側主表面３ｂの一部がＺ方向に深く掘られるように形成された凹部形状を有するものである。言い換えれば、治具下側主表面３ｂに形成された連結溝部５１においては、治具下側主表面３ｂの連結溝部５１以外の領域に比べて、その連結溝部５１の底面から治具下側主表面３ｂまでのＺ方向に関する厚みが薄くなっている。そしてチャックステージ１上に試験治具３がセットされる際には、連結溝部５１は、貫通孔２１と吸着溝３１（吸着孔３０）との間に配置され、貫通孔２１と吸着溝３１（吸着孔３０）とを接続する。
【０１０６】
図２２〜図２４においては一例として、連結溝部５１は、貫通孔２１と平面視において重なる（その内部において貫通孔２１と連続する）ように、Ｘ方向に延びている。連結溝部５１の端部から貫通孔２１側への空気の進入を抑制する観点から、連結溝部５１は試験治具３のＸ方向に関する最外縁に達しないように、試験治具３のＸ方向に関する一部の領域のみに形成されることが好ましい。
【０１０７】
また連結溝部５１はＹ方向に延びてもよいし、Ｘ方向およびＹ方向の双方に延びてもよい。あるいは連結溝部５１は図２２の平面視において、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにも沿わずにＸ方向およびＹ方向の双方に対して斜めの方向に延びる形状であってもよく、連結溝部５１の延びる方向は吸着溝３１の延びる方向に沿わなくてもよい。すなわち連結溝部５１は試験治具３の治具下側主表面３ｂに沿うように延び、かつその内部が貫通孔２１の内部と連続していれば、図２２の平面視において（ＸＹ平面上において）連結溝部５１の延びる方向は任意である。
【０１０８】
なお図２３および図２４においては、図２０と同様に、収納部１１の側壁面１１ｂの上側の端部に曲面状側壁面１１ｄが形成された態様が示されている。しかし本実施の形態における収納部１１の断面形状はこれに限らず、上記の各実施の形態のいずれの形状が用いられてもよい。
【０１０９】
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【０１１０】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
たとえば実施の形態１のように連結溝部５１が形成されない場合においても、試験治具３の貫通孔２１とステージ主表面１ａの吸着溝３１とが連続するように配置される。しかしながら貫通孔２１はその面積が比較的小さいため、これと吸着溝３１とが平面視において重なるように両者を連結させるためには位置決めの精度が必要となる。
【０１１１】
そこで本実施の形態のように、貫通孔２１に連続するように長尺の平面形状を有する連結溝部５１が形成される。このようにすれば、たとえ貫通孔２１と吸着溝３１とが互いに位置ずれして重ならなくても、貫通孔２１の周囲を延びる連結溝部５１の一部と吸着溝３１とが互いに重なって連結できさえすれば、貫通孔２１と吸着溝３１とを連続させることが可能となり、容易に貫通孔２１内の真空引きが可能となる。
【０１１２】
したがって本実施の形態においては、たとえば図２３のように、貫通孔２１と吸着孔３０との平面視における位置がまったく異なっていても、当該貫通孔２１と吸着孔３０とを（吸着溝３１を介在させて）連結させて両者を一体として真空引きすることができる。このため貫通孔２１の位置の自由度が向上し、その製造が容易となる。
【０１１３】
なお、特に図２２および図２４に示すように、平面視において連結溝部５１の延びる方向（たとえばＸ方向）に交差する方向（たとえばＹ方向）に関する連結溝部５１の幅は、連結溝部５１と連続する（平面視において重なる）貫通孔２１の上記交差する方向（Ｙ方向）に関する幅よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、連結溝部５１の位置が多少吸着溝３１からずれたとしても、連結溝部５１と吸着溝３１との連結をより容易にすることができる。
【０１１４】
上記の各実施の形態、および各実施の形態中に記載された各例は、適宜組み合わせることができる。
【０１１５】
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】
【０１１６】
１  チャックステージ、１ａ  ステージ主表面、３，３３  試験治具、３ａ  治具上側主表面、３ｂ  治具下側主表面、５  ウェハ搬送機構部、５ａ  ウェハ把持部、５ｂ  搬送機構本体部、５ｃ  延長部、５ｄ  搬送部上面、６  プローブ基体、７  コンタクトプローブ、７ａ  コンタクト部、７ｂ  先端部、７ｃ  押し込み部、７ｄ  基体設置部、７ｅ  電気的接続部、９  評価装置部、１１  収納部、１１ａ  底面、１１ｂ  側壁面、１１ｃ  角斜面、１１ｄ  曲面状側壁面、１１ｅ  縁部、１２  半導体チップ、１２ａ  チップ基板、１２ｂ  電極パッド、１４  絶縁性基体、１６  移動アーム、１７  信号線、１８，２０  接続部、２１ａ  側壁、２２  枠部、２３  溝部、３０  吸着孔、３１  吸着溝、４０  コレット、４１  導電性シート、５１  連結溝部、１００  半導体評価装置。
【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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【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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