JP2017003295A - 測定装置、半導体装置の測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、周知の測定装置をそのまま用いることができ、かつ様々なパッド配置の半導体装置の電気的特性を測定できる測定装置、及び半導体装置の測定方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板と、該基板に固定され、長手方向に伸縮可能な第１プローブと、該基板に固定され、長手方向に伸縮可能な第２プローブと、該第１プローブの先端にあたり該第１プローブに力が及ぼされていない状態に比べて該第１プローブを縮ませ、該第２プローブを通す開口部を有するマスクと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの半導体装置の電気的特性を測定する測定装置と、半導体装置の測定方法に関する。

特許文献１には、複数の伸縮可能なプローブ（導電性接触子）を備えた測定装置が開示されている。この測定装置で半導体装置の電気的特性を測定する際には、あるプローブを半導体装置の端子に接触させつつ、別のプローブはガイドプレートで縮ませることで半導体装置の端子に接触させない。より具体的に言えば、ガイドプレートの開口径を小さくすることで測定に使用しないプローブをガイドプレートに接触させ、これを縮ませる。

特開２０１２−１４５４５４号公報

しかしながら、上記特許文献の測定装置では、ガイドプレートとプローブを接触させるために、プローブの短手方向に突出部を設けなければならない。このように特殊な形状を有する測定装置を用いることはコスト高の原因となる。

しかも、プローブの短手方向に突出部を設けることにより、プローブ同士を接近させることができないので、高密度でプローブを設けることができない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、基板にプローブが固定された周知の測定装置をそのまま用いることができ、かつ様々な電極配置の半導体装置の電気的特性を測定できる測定装置、及び半導体装置の測定方法を提供することを目的とする。

本願の発明に係る測定装置は、基板と、該基板に固定され、長手方向に伸縮可能な第１プローブと、該基板に固定され、長手方向に伸縮可能な第２プローブと、該第１プローブの先端にあたり該第１プローブに力が及ぼされていない状態に比べて該第１プローブを縮ませ、該第２プローブを通す開口部を有するマスクと、を備えたことを特徴とする。

本願の発明に係る他の測定装置は、半導体装置の上面と下面を露出させつつ、該半導体装置を支持するトレイと、該トレイの上方にある第１基板と、該第１基板に固定され、該トレイの方向に伸縮可能な第１プローブと、該第１基板に固定され、該トレイの方向に伸縮可能な第２プローブと、該トレイの下方にある第２基板と、該第２基板に固定され、該トレイの方向に伸縮可能な第３プローブと、該第２基板に固定され、該トレイの方向に伸縮可能な第４プローブと、を備えたことを特徴とする。

本願の発明に係る半導体装置の測定方法は、ステージに、上面電極を有する半導体装置をのせる工程と、基板と、該基板に固定され、該ステージの方向に伸縮可能な第１プローブと、該基板に固定され、該ステージの方向に伸縮可能な第２プローブと、該第１プローブの先端にあたり該第１プローブに力が及ぼされていない状態に比べて該第１プローブを縮ませ、該第２プローブを通す開口部を有するマスクと、を有する測定治具を、該上面電極に近づけ、該第２プローブを該上面電極に接触させる接触工程と、該第２プローブに電流を流して該半導体装置の電気的特性を測定する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも１つのプローブをマスクで使用できない状態にすることで、基板にプローブが固定された周知の測定装置をそのまま用いることができ、かつ様々なパッド配置の半導体装置の電気的特性を測定できる。

実施の形態１に係る測定装置を示す構成図である。 長手方向に伸縮する第１プローブの正面図である。 マスクの断面図である。 マスクの底面図である。 ステージの上にのせた半導体装置等を示す図である。 電極とプローブの接触状態を示す図である。 接触工程を終えた後の測定治具等を示す図である。 実施の形態２に係る測定装置と半導体装置を示す一部断面図である。 実施の形態３に係る測定装置と半導体装置を示す一部断面図である。 実施の形態４に係る測定装置と半導体装置を示す一部断面図である。 実施の形態５に係る測定装置と半導体装置を示す図である。 接触工程後の測定装置と半導体装置を示す図である。 実施の形態６に係る測定装置と半導体装置を示す図である。 接触工程後の測定装置と半導体装置を示す図である。 実施の形態７に係る半導体装置の測定方法を示す図である。

本発明の実施の形態に係る測定装置と、半導体装置の測定方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る測定装置を示す構成図である。この測定装置は例えばセラミックを材料とする基板１０を備えている。基板１０には、長手方向（Ｚ方向）に伸縮可能な第１プローブ１４と、長手方向（Ｚ方向）に伸縮可能な第２プローブ１６、１８が固定されている。図１では５本の第１プローブ１４と、１本の第２プローブ１６と、１本の第２プローブ１８が示されている。第１プローブ１４と第２プローブ１６、１８は、長手方向に伸縮可能であれば特に限定されないが、例えば周知のスプリング式プローブである。

図２は、長手方向に伸縮する第１プローブ１４の正面図である。第１プローブ１４は基体部１４ａを備えている。基体部１４ａの上端は基板１０に接続される。基体部１４ａには、内部にスプリング等のバネ部材が組み込まれて伸縮が可能となっている伸縮部１４ｃがつながっている。伸縮部１４ｃには、半導体装置の上面電極３０ａに接触する先端部１４ｄが接続されている。先端部１４ｄの上面電極３０ａに対向する部分は丸みを帯びた形状となっており、この丸みを帯びた部分が機械的かつ電気的に上面電極３０ａに接触する。基体部１４ａの上部分には、先端部１４ｄと電気的に接続され、外部への出力端となる接続部１４ｂが接続されている。

第１プローブ１４の材料は、導電性材料であれば特に限定されないが、例えば銅、タングステン、又はレニウムタングステンである。先端部１４ｄには、例えば金、パラジウム、タンタル、又はプラチナ等を被覆して、導電性及び耐久性を向上させてもよい。

図２Ａには、第１プローブ１４と上面電極３０ａが離れた初期状態が示されている。図２Ｂは、第１プローブ１４を矢印方向（Ｚ負方向）に移動させて、先端部１４ｄを上面電極３０ａに接触させたことを示す図である。図２Ｃは、図２Ｂの状態から第１プローブ１４をさらに下降させることで、伸縮部１４ｃのばねが縮み伸縮部１４ｃが基体部１４ａ内に押し込まれた状態を示す。図２Ｃの状態では、先端部１４ｄが上面電極３０ａに対して適度な力で押圧されることで、第１プローブ１４と上面電極３０ａが確実に接触する。なお、第２プローブ１６、１８についても、第１プローブ１４と同じ構成となっている。

図１の説明に戻る。基板１０にはマスク１２が固定されている。マスク１２は第１プローブ１４を覆うものであるが、第１プローブ１４が見えるようにマスク１２の断面を示す。マスク１２は基板１０に対して任意の方法で取り外し可能な状態で固定される。例えば、基板１０に設けた溝にマスク１２を嵌め込むことで、マスク１２を基板１０に固定する。あるいは、マスク１２を基板１０にねじ止めしてもよい。マスク１２を設ける目的の１つは、予め定められたプローブを縮ませ、測定に利用できない状態にすることである。図１には、マスク１２が第１プローブ１４の先端にあたり第１プローブ１４に力が及ぼされていない状態に比べて第１プローブ１４を縮ませていることが示されている。マスク１２には開口部１２ａが設けられている。第２プローブ１６、１８はこの開口部１２ａを通りマスク１２の外に伸びている。

基板１０の上面に接続部２０が設けられている。接続部２０は、例えば基板１０の上に設けられた金属板により、第１プローブ１４及び第２プローブ１６、１８に電気的に接続されている。接続部２０は、信号線２２を介して測定部２４に接続されている。したがって、第１プローブ１４及び第２プローブ１６、１８と、測定部２４は電気的に接続されている。

半導体装置をのせるためにステージ３２が設けられている。ステージ３２は、半導体装置に接触しそれを固定するものであれば特に限定されないが、半導体装置単体(チップ)あるいは複数の半導体装置が形成されたウエハを真空吸着又は静電吸着させるチャックステージである。チャックステージはメンテナンス性に優れるため従来から広く用いられている。半導体装置の下面電極と接触するステージ３２の表面は、ステージの側面に設けた接続部３４に電気的に接続されている。そして、接続部３４は信号線３６を介して測定部２４と電気的に接続されている。ステージ３２は、測定時の下側電極として機能するように、例えば銅又はアルミなどの金属材料で作成される。なお、ステージ３２の表面に、例えば金、アルミ、又はニッケル等の被覆を施し、ステージの導電性及び耐久性を向上させてもよい。

半導体装置の測定時には、半導体装置の上面電極に接触したプローブ、接続部２０、信号線２２、測定部２４、信号線３６、接続部３４、及び半導体装置の下面電極に接触したステージ３２で構成される経路に電流を流す。各プローブに加わる電流密度が略一致するように、接続部２０から接続部３４の電流経路長が、どのプローブを介しても略一致する位置に各接続部を設けるのがよい。具体的には、各プローブのＸ座標が、接続部２０のＸ座標と接続部３４のＸ座標の間の値となるようにすることが好ましい。

基板１０はアーム４０により任意の方向へ移動可能になっている。ここでは、一つのアーム４０で基板１０を保持する構成としたが、これに限るものではなく、複数のアームで基板１０を安定的に保持してもよい。なお、基板１０を移動するのではなく、半導体装置をのせたステージ３２を移動させてもよい。

測定部２４は、アームを任意の方向に移動させるとともに、測定時には予め定められた測定項目のデータを取得するために半導体装置に電流を流したり、電圧を印加したりする。測定部２４は、例えば、プログラムが保存されたメモリと、そのプログラムを実行するプロセッサを備える。

図３は、マスク１２等の断面図である。マスク１２は、基板１０に固定（接続）されるために設けられた接続部１２Ａと、接続部１２Ａにつながり、縮んだ状態における第１プローブ１４の先端に接する接触部１２Ｂを備えている。接続部１２Ａの材料はＰＰＳ樹脂などの絶縁体でもよいし、アルミニウム又はステンレスなどの金属でもよい。接触部１２Ｂは、金属部１２Ｃと、金属部１２Ｃの上面に設けられた第１絶縁部１２Ｄと、金属部１２Ｃの下面に設けられた第２絶縁部１２Ｅを備えている。

第１プローブ１４の先端は第１絶縁部１２Ｄに接触している。これにより、第１プローブ１４と金属部１２Ｃを絶縁することができる。第１絶縁部１２Ｄを例えばポリイミドなどの絶縁性があり、ある程度柔らかい材料にすることで、第１プローブ１４が第１絶縁部１２Ｄに接触してダメージを受けることを防止できる。

第２絶縁部１２Ｅは、マスク１２のステージに対向する面（下面）に形成されている。第２絶縁部１２Ｅは、測定対象となる半導体装置に近接又は接触する部分である。そのため、第２絶縁部１２Ｅについても、絶縁性を有するとともにある程度の柔らかさを有する材料とすることが好ましい。第２絶縁部１２Ｅの材料は例えばポリイミドである。

図４は、マスク１２の底面図である。開口部１２ａは平面視で四角形である。開口部１２ａの面積を半導体装置の上面電極の面積以下とし、開口部１２ａの直下に上面電極だけがあるようにすることが好ましい。これにより、確実に上面電極とプローブを接触させることができる。

上述の測定装置を用いた半導体装置の測定方法について説明する。まず、測定の準備作業として、プローブの平行度を揃える。そして、測定部２４に登録された測定メニュー（プログラム）を参照して、これから測定しようとする半導体装置の上面電極の配置の情報を取得する。この情報をディスプレイなどに表示し、作業者はその表示を参照して半導体装置の上面電極の配置にあわせたマスク１２を基板１０に固定する。

その後、ステージに半導体装置をのせる。図５は、ステージ３２の上にのせた半導体装置３０等を示す図である。半導体装置３０は、上面電極３０ａ、３０ｂと下面電極３０ｃを有している。半導体装置３０は、縦方向、つまり面外方向に大きな電流を流す縦型構造のＩＧＢＴである。そしてこの場合、上面電極３０ａはゲート電極であり、上面電極３０ｂはエミッタ電極であり、下面電極３０ｃはコレクタ電極である。下面電極３０ｃはステージ３２に接触している。なお、測定対象は、ＩＧＢＴ以外の縦型構造の半導体装置でもよいし、半導体装置の一面（上面）において入出力を行う横型構造の半導体装置でもよい。

図５に示されるように、ステージ３２は、開口部１２ａからマスク１２の外に伸びる第２プローブ１６、１８と対向する位置にある。そして、第１プローブ１４と第２プローブ１６、１８は、ステージ３２の方向に伸縮するように基板１０に固定されている。開口部１２ａを通してステージ３２の方向に伸びている第２プローブ１６、１８は伸縮可能な状態である。他方、第１プローブ１４はマスク１２によって縮んだ状態を維持している。

次いで、接触工程へと処理を進める。接触工程では、測定治具（プローブ及びそれと一体となっている構造物のことをいう、以下同じ）を、上面電極３０ａ、３０ｂに近づけ、第２プローブ１６，１８を上面電極３０ａ、３０ｂに接触させる。図６には、上面電極３０ａ、３０ｂに第２プローブ１６、１８が接触し、下面電極３０ｃにステージ３２が接触した状態が示されている。半導体装置３０に大電流を流す場合は、上面電極３０ｂに複数の第２プローブを接触させることが望ましい。

その後、測定治具をさらに半導体装置３０に近づける。そうすると、第２プローブ１６、１８が縮まり、第２プローブ１６、１８が適度な力で上面電極３０ａ、３０ｂに押しつけられる。図７は、接触工程を終えた後の測定治具等を示す図である。接触工程を終えると、マスクが半導体装置の上面に接触する。具体的には、第２絶縁部１２Ｅ（図３参照）が、半導体装置の上面電極３０ｂに接触する。第２絶縁部１２Ｅを半導体装置の上面電極以外部分に広く接触させてもよい。マスク１２を半導体装置３０に接触させることで、半導体装置３０を固定する効果が期待できる。また、半導体装置３０の上面で測定時に放電が起こることを防止できる。第２絶縁部１２Ｅをある程度柔らかい材料とすれば、マスク１２と半導体装置３０が接触することによる半導体装置３０の損傷を抑制できる。

次いで、第２プローブ１６、１８とステージ３２の間に電流を流して半導体装置３０の電気的特性を測定する。測定は予め定められた測定シーケンスに基づいて測定部２４が実行する。このような測定に加えて、測定値が予め定められた規格値の範囲内にあるか否かを判定する評価を行ってもよい。測定が終了すると、測定部２４はアーム４０を駆使して基板１０を上方向に移動させ、測定治具を半導体装置３０から離す。

測定対象となる半導体装置が１枚だけであればこの段階で処理を終了する。しかし、測定対象となる半導体装置が複数であれば、未測定の半導体装置に対して測定を実施する。測定を終えた半導体装置の上面電極の配置と、次回測定対象となる半導体装置の上面電極の配置が異なる場合は、マスクの交換が必要となる。そのため、次の測定に進む前にマスクの交換が必要であるか否かを測定部２４で判定し、マスク交換が必要であれば作業者に知らせることが望ましい。

本発明の実施の形態１に係る測定装置は、周知の測定装置にマスク１２を固定するだけで製作できるので低コスト化に好適である。また、特許文献１のプローブと異なりプローブの短手方向に突出部を設ける必要が無いので、プローブを高密度に設けることができる。マスク１２のうち、第１プローブ１４と接触する部分を絶縁性を有する材料とすることで、第１プローブ１４の絶縁性を確保できる。

平面視で、開口部１２ａを半導体装置３０の上面電極３０ａ、３０ｂより小さくすることで、開口部１２ａの直下に上面電極だけがあるようにすることができる。これにより、開口部１２ａを貫く第２プローブを確実に上面電極に接触させることができる。開口部１２ａは平面視で円形となるように形成してもよい。マスクが金属で形成された場合は、マスクの角部に電界が集中し放電するおそれがあるが、開口部を円形とすることで放電を抑制できる。また、円形の開口部は機械加工で容易に形成できるのでマスクの製造コストを削減できる。

マスク１２の材料については様々な変形が可能である。例えば、マスクの少なくとも一部をＰＰＳ樹脂などの樹脂で形成することができる。樹脂は絶縁性を有しているので測定時の放電を抑制でき、しかも成形加工が容易である。他方、マスクの少なくとも一部を金属で形成してもよい。マスクの少なくとも一部を金属とすることで、樹脂で形成した場合と比べて、十分な耐熱性及び剛性を確保することができる。第１プローブ１４と半導体装置３０の導通を防止できれば、マスクの材料は任意である。

図３の第１絶縁部１２Ｄの構成及び材料については様々な変形が可能である。例えば、第１絶縁部１２Ｄは、金属部１２Ｃに貼り付けられた絶縁シートと、絶縁シートに貼り付けられた絶縁シートよりも柔らかい軟質シートと、を備えてもよい。絶縁シートは例えばＰＰＳ樹脂である。第１絶縁部としてこのような積層構造を採用することで、通電を防止できるとともに、プローブ先端を保護できる。また、第１絶縁部を、絶縁性を有するとともに、金属部１２Ｃよりも柔らかい材料（例えばポリイミドなどの軟性材料）で形成することで、積層構造を設けることなく第１プローブの通電防止及びプローブ先端の保護ができる。

第２絶縁部１２Ｅについても、金属部１２Ｃに接する絶縁シートと、絶縁シートに接し絶縁シートよりも柔らかい軟質シートの積層構造にしたり、ポリイミドなどの軟性材料で形成したりすることで、放電と半導体装置へのダメージを抑制できる。これらの変形は以下の実施の形態に係る測定装置及び半導体装置の測定方法にも適宜応用できる。なお、以下の実施の形態については、実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る測定装置と半導体装置を示す一部断面図である。基板１０の下に複数の半導体装置３０、３１がある。基板１０の下にある半導体装置の数は複数であれば特に限定されない。複数の半導体装置３０、３１を予め定められた場所に設置するために、ステージ３２上に仕切り５０をのせている。ステージ３２のうち仕切り５０から露出した場所に半導体装置３０、３１をのせる。接触工程では、第２プローブを複数の半導体装置３０、３１に接触させる。そして、複数の半導体装置３０、３１の測定を逐次的に行うことで効率的に測定を進めることができる。

このように、実施の形態２に係る測定治具は、複数の半導体装置に接触できるように横方向に長く形成する必要があるので、比較的大きいものとなる。他方、実施の形態１のように、基板１０の下に１つの半導体装置３０を設ける場合には、ステージ３２と基板１０のサイズを小さくできるので、測定装置の構成を簡素化できる。

実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る測定装置と半導体装置を示す一部断面図である。基板１０の下には複数のステージ６０、６２がある。基板１０の下にあるステージの数は複数であれば特に限定されない。ステージ間に仕切り５２を設けることでステージを予め定められた場所に正確に配置できる。１つのステージには少なくとも１つの半導体装置がのせられている。具体的には、ステージ６０には半導体装置３０がのせられ、ステージ６２には半導体装置３１がのせられている。接触工程では、基板１０に固定された複数の第２プローブを、複数のステージ６０、６２にのせられた半導体装置３０、３１に接触させる。

大きなステージに多数の半導体装置を真空吸着する場合、ステージの場所によって吸着圧が異なることで、複数の半導体装置に対する吸着圧を均一化できないことがある。しかしながら、実施の形態３のように複数のステージを備え、ステージ毎に半導体装置を吸着することにより半導体装置に対する吸着圧を均一化できる。また、損傷を受けたステージを個別に交換できるのでステージ交換に伴うコストの削減が期待できる。

実施の形態４．
図１０は、実施の形態４に係る測定装置と半導体装置を示す一部断面図である。測定対象となる半導体装置は、複数の半導体装置２９、３０、３３、３５が形成されたウエハである。そして、接触工程では、第２プローブを複数の半導体装置２９、３０、３３、３５（ウエハの複数のチップ）の上面電極に接触させる。このように、１つの測定治具を、複数の半導体装置に接触させることで、測定を迅速化できる。

実施の形態５．
図１１は、実施の形態５に係る測定装置と半導体装置３０を示す図である。実施の形態５に係る測定装置は、半導体装置３０の上面と下面を露出させつつ、半導体装置３０を支持するトレイ１００を備えている。トレイ１００の上方には、第１基板１１と、第１基板１１に固定され、トレイ１００の方向に伸縮可能な第１プローブ１４、第２プローブ１６、１８がある。第１マスク１３は、実施の形態１のマスク１２と同じものであり、第１プローブ１４の先端にあたり第１プローブ１４に力が及ぼされていない状態に比べて第１プローブ１４を縮ませ、第２プローブ１６、１８を通す開口部を有する。

トレイ１００の下方には、第２基板１０２と、第２基板１０２に固定され、トレイ１００の方向に伸縮可能な第３プローブ１０４ａ、１０４ｇ、第４プローブ１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆがある。第３プローブ１０４ａ、１０４ｇと第４プローブ１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆは測定部２４に電気的に接続されている。第１基板１１と第２基板１０２は例えば測定部２４からの指令で制御されるアームによって任意の位置に移動できる。

トレイ１００に半導体装置３０をのせてから接触工程に処理を進める。接触工程では、図１１の矢印で示す方向に第１基板１１と第２基板１０２を移動させ、第１基板１１と第２基板１０２を半導体装置３０に近づける。接触工程を終えると、図１２に示すように、第２プローブ１６、１８が上面電極３０a、３０ｂに接触し、第４プローブ１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆが下面電極３０ｃに接触する。第３プローブ１０４ａ、１０４ｇは、トレイ１００の下面に接触するため、半導体装置３０に接触しない。

下面電極３０ｃにステージを接触させる場合、下面電極３０ｃとステージの間に異物が挟まり、この異物が半導体装置３０にダメージを与えたり、測定精度を低下させたりする問題があった。しかし、本発明の実施の形態５のように、下面電極３０ｃにプローブを接触させることで、異物による弊害を防止できる。

トレイ１００の下方と上方の測定治具は、基板とプローブについては全く同じものである。どちらの測定治具も（マスクを除き）周知の構成であるので、低コスト化に好適である。

実施の形態６．
図１３は、実施の形態６に係る測定装置と半導体装置を示す図である。実施の形態６に係る測定装置は第１マスク１３と、第２マスク１２２を備えている。第１マスク１３は、第１プローブ１４の先端にあたり第１プローブ１４に力が及ぼされていない状態に比べて第１プローブ１４を縮ませ、第２プローブ１６、１８を通す開口部を有する。第２マスク１２２は、第３プローブ１２４の先端にあたり第３プローブ１２４に力が及ぼされていない状態に比べて第３プローブ１２４を縮ませ、第４プローブ１２６、１２８を通す開口部を有する。

図１４は、接触工程後の測定装置と半導体装置を示す図である。第２プローブ１６、１８の直下に第４プローブ１２６、１２８がある。具体的には、半導体装置のうち、第２プローブ１６によって下方に押される部分は第４プローブ１２６によって上方に押され、第２プローブ１８によって下方に押される部分は第４プローブ１２８によって上方に押される。したがって、半導体装置にかかる荷重が均等となり、半導体装置の割れを防止することができる。

第１基板１１に固定されたすべてのプローブを利用する場合には第１マスク１３を省略してもよい。第２基板１２０に固定されたすべてのプローブを利用する場合には第２マスク１２２を省略してもよい。

実施の形態７．
図１５は、実施の形態７に係る半導体装置の測定方法を示す図である。この実施形態では、半導体装置３０をステージ３２にのせた後に、マスク１３０をステージ３２に固定する。そして、接触工程では、第１プローブ１４がマスク１３０に接触し長手方向に縮む。他方、第２プローブ１６、１８はマスク１３０の開口部を通り、上面電極３０a、３０ｂに接触する。

実施の形態１などで説明したようにマスク１２を基板１０に固定すると、マスク１２を固定していない場合と比べて測定治具の外形が大きくなる。そのため、移動する測定治具が既存のパーツに衝突したり、アームで測定治具をつかみづらくなったりすることが考えられる。しかしながら、本発明の実施の形態７のように、マスク１３０をステージ３２に固定することで、上記の弊害を回避できる。

ここまでに説明した各実施の形態に係る測定装置と半導体装置の測定方法の特徴を適宜組み合わせてもよい。

１０ 基板、 １２ マスク、 １２Ａ 接続部、 １２Ｂ 接触部、 １２Ｃ 金属部、 １２Ｄ 第１絶縁部、 １２Ｅ 第２絶縁部、 １２ａ 開口部、 １３ 第１マスク、 １４ 第１プローブ、 １６,１８ 第２プローブ、 ３０ 半導体装置、 ３０ａ,３０ｂ 上面電極、 ３０ｃ 下面電極

Claims (25)

1. 基板と、
   前記基板に固定され、長手方向に伸縮可能な第１プローブと、
   前記基板に固定され、長手方向に伸縮可能な第２プローブと、
   前記第１プローブの先端にあたり前記第１プローブに力が及ぼされていない状態に比べて前記第１プローブを縮ませ、前記第２プローブを通す開口部を有するマスクと、を備えたことを特徴とする測定装置。
2. 前記第１プローブ及び前記第２プローブに電気的に接続された測定部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 前記開口部から前記マスクの外に伸びる前記第２プローブと対向する位置にあるステージを備え、
   前記第１プローブと前記第２プローブは、前記ステージの方向に伸縮するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
4. 前記マスクは、金属部と、前記金属部に接する第１絶縁部を備え、
   前記第１プローブの先端は前記第１絶縁部に接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定装置。
5. 前記第１絶縁部の材料はポリイミドであることを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
6. 前記第１絶縁部は、前記金属部に貼り付けられた絶縁シートと、前記絶縁シートに貼り付けられた前記絶縁シートよりも柔らかい軟質シートと、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
7. 前記第１絶縁部は、絶縁性を有するとともに、前記金属部よりも柔らかい材料で形成されたことを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
8. 前記マスクは、前記マスクの前記ステージに対向する面に形成された第２絶縁部を備えることを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
9. 前記第２絶縁部はポリイミドであることを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
10. 前記第２絶縁部は、絶縁シートと、前記絶縁シートよりも柔らかい軟質シートの積層構造となっていることを特徴とする請求項８に記載の測定装置。
11. 前記ステージを複数備え、
    前記基板の直下に複数の前記ステージがあることを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
12. 前記マスクの少なくとも一部は金属で形成され、前記開口部は、平面視で円形であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の測定装置。
13. 前記マスクの少なくとも一部は樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の測定装置。
14. 前記マスクは前記基板に固定されたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の測定装置。
15. 前記マスクは、前記ステージに固定されたことを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
16. 半導体装置の上面と下面を露出させつつ、前記半導体装置を支持するトレイと、
    前記トレイの上方にある第１基板と、
    前記第１基板に固定され、前記トレイの方向に伸縮可能な第１プローブと、
    前記第１基板に固定され、前記トレイの方向に伸縮可能な第２プローブと、
    前記トレイの下方にある第２基板と、
    前記第２基板に固定され、前記トレイの方向に伸縮可能な第３プローブと、
    前記第２基板に固定され、前記トレイの方向に伸縮可能な第４プローブと、を備えたことを特徴とする測定装置。
17. 前記第１プローブの先端にあたり前記第１プローブに力が及ぼされていない状態に比べて前記第１プローブを縮ませ、前記第２プローブを通す開口部を有する第１マスクを備えたことを特徴とする請求項１６に記載の測定装置。
18. 前記第３プローブの先端にあたり前記第３プローブに力が及ぼされていない状態に比べて前記第３プローブを縮ませ、前記第４プローブを通す開口部を有する第２マスクを備えたことを特徴とする請求項１６に記載の測定装置。
19. 前記第１プローブの先端にあたり前記第１プローブに力が及ぼされていない状態に比べて前記第１プローブを縮ませ、前記第２プローブを通す開口部を有する第１マスクと、
    前記第３プローブの先端にあたり前記第３プローブに力が及ぼされていない状態に比べて前記第３プローブを縮ませ、前記第４プローブを通す開口部を有する第２マスクと、を備え、
    前記第２プローブの直下に前記第４プローブがあることを特徴とする請求項１６に記載の測定装置。
20. ステージに、上面電極を有する半導体装置をのせる工程と、
    基板と、前記基板に固定され、前記ステージの方向に伸縮可能な第１プローブと、前記基板に固定され、前記ステージの方向に伸縮可能な第２プローブと、前記第１プローブの先端にあたり前記第１プローブに力が及ぼされていない状態に比べて前記第１プローブを縮ませ、前記第２プローブを通す開口部を有するマスクと、を有する測定治具を、前記上面電極に近づけ、前記第２プローブを前記上面電極に接触させる接触工程と、
    前記第２プローブに電流を流して前記半導体装置の電気的特性を測定する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の測定方法。
21. 平面視で、前記開口部は前記上面電極より小さいことを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置の測定方法。
22. 前記基板の下には、１つの前記半導体装置があることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置の測定方法。
23. 前記基板の下には、前記半導体装置が複数あることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置の測定方法。
24. 前記基板の下には前記ステージが複数あり、
    前記基板には複数の前記第２プローブが固定され、
    前記接触工程では、複数の前記ステージにのせられた前記半導体装置に対して、前記第２プローブを接触させることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置の測定方法。
25. 前記半導体装置はウエハであり、
    前記基板には複数の前記第２プローブが固定され、
    前記接触工程では、前記ウエハの複数のチップの上面電極に対して、前記第２プローブを接触させることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置の測定方法。

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