JP2022070475A - 検査治具および試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査治具の温度上昇を十分に抑制することができる検査治具および試験装置を提供する。【解決手段】検査治具１０は、第１固定板１１と、ホルダ３０と、複数のプローブ１５と、パイプ１３とを備えている。第１固定板１１は、第１面１１ａと、第２面１１ｂとを含んでいる。ホルダ３０は、第２面１１ｂに対して第１面１１ａとは反対側に配置されている。複数のプローブ１５は、ホルダ３０に接続されている。複数のプローブ１５は、第１面１１ａから第２面１１ｂとは反対側に突出している。パイプ１３は、第１固定板１１およびホルダ３０に接続されている。ホルダ３０は、複数のプローブ１５の各々に電流を流すように構成されている。ホルダ３０は、パイプ１３に流体Ｆを流すように構成されている。パイプ１３は、流体Ｆを第１面１１ａから吐出するように構成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、検査治具および試験装置に関するものである。

大電流が印加される半導体デバイスは、高温での動作が求められている。大電流が印加される半導体デバイスは、例えば、パワーデバイスと呼ばれる電力用の半導体デバイス等である。また、近年、高い電流密度を有する電流が流れる半導体デバイスの製造技術の進歩によって、半導体デバイスは、小型化している。高い電流密度を有する電流が流れる半導体デバイスは、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）デバイス等である。このため、単位面積あたりの半導体デバイスの発熱量は、増加傾向にある。よって、高い発熱量を有する半導体デバイスを冷却できる半導体デバイスの冷却技術が必要である。

半導体デバイスの検査工程において、半導体デバイスに電流を印加することで半導体デバイスの欠陥不良を検出する試験が行われる。試験において、半導体デバイスの発熱が半導体デバイスおよび半導体デバイスの周辺の検査治具の温度を上昇させる。これにより、半導体デバイスの電極および検査治具が損傷するため、製造歩留の低下および検査治具の寿命の低下という問題が生じる。

例えば、特許第２５５６２４５号公報（特許文献１）に記載されたプローブカード（検査治具）では、プローブ固定用板（第１固定板）とプローブカード基板（第２固定板）との間に送風用パイプ（パイプ）が配置されている。送風用パイプからプローブ針（プローブ）に向かって吐出されたエア（流体）によってプローブ針が冷却される。

特許第２５５６２４５号公報

第１固定板（プローブ固定用板）の半導体集積回路（半導体装置）と向かい合う第１面は、半導体集積回路によって加熱された空気によって加熱される。しかしながら、上記公報に記載された検査治具（プローブカード）では、流体（エア）は、第１固定板の第１面と向かい合う第２面と第２基板（プローブカード基板）との間において送風用パイプから吐出されている。このため、第１固定板の第１面は十分に冷却されない。よって、第１固定板の温度は、上昇する。したがって、検査治具の温度を十分に抑制することができない。

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査治具の温度上昇を十分に抑制することができる検査治具および試験装置を提供することである。

本開示の検査治具は、第１固定板と、ホルダと、複数のプローブと、パイプとを備えている。第１固定板は、第１面と、第２面とを含んでいる。第２面は、第１面に対向している。ホルダは、第２面に対して第１面とは反対側に配置されている。複数のプローブは、ホルダに接続されている。複数のプローブは、第１面から第２面とは反対側に突出している。パイプは、第１固定板およびホルダに接続されている。ホルダは、複数のプローブの各々に電流を流すように構成されている。ホルダは、パイプに流体を流すように構成されている。パイプは、流体を第１面から吐出するように構成されている。

本開示の検査治具によれば、パイプは、流体を第１面から吐出するように構成されている。第１面に向かい合うように配置された半導体装置と第１面との間の空気は、半導体装置によって加熱される。加熱された空気は、パイプによって第１面から吐出された流体によって流される。これにより、第１固定板の第１面を冷却することができる。したがって、検査治具の温度上昇を十分に抑制することができる。

実施の形態１に係る試験装置の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る試験装置の検査治具およびステージの構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る試験装置およびステージの他の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る検査治具の構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態１に係る検査治具のホルダの構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る検査治具のホルダの構成を概略的に示す上面図である。 実施の形態１に係る検査治具のホルダの構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態１の第１の変形例に係る試験装置の検査治具およびステージの構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１の第１の変形例に係る試験装置の検査治具の構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態１の第２の変形例に係る試験装置の検査治具およびステージの構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１の第２の変形例に係る試験装置の検査治具の構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態１の第３の変形例に係る試験装置の検査治具の構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態１の第４の変形例に係る試験装置の検査治具およびステージの構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態１の第４の変形例に係る試験装置の検査治具の構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態１の第４の変形例に係る試験装置の構成を概略的に示す回路図である。 実施の形態１の第４の変形例に係る試験装置が動作するタイミングを概略的に示すグラフである。 実施の形態１に係るステージの移動を待機している状態を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係る試験装置の半導体装置の検査を行う前の状態を概略的に示す断面図である。 実施の形態２に係る試験装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１９のＸＸ－ＸＸ線に沿った断面図である。 実施の形態３に係る試験装置の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態３に係る試験装置のステージ、スリットノズル、スリット付き板およびステージ固定台ならびに半導体装置の構成を概略的に示す上面図である。 図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２２のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。 実施の形態３に係る試験装置のステージ、ヒートシンク、スリットノズル、スリット付き板およびステージ固定台の構成を概略的に示す下面図である。 実施の形態３の変形例に係る試験装置のステージおよびヒートシンクならびに半導体装置の構成を概略的に示す上面図である。

以下、実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下では、同一または相当する部分に同一の符号を付すものとし、重複する説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１～図７を用いて、実施の形態１に係る検査治具１０および試験装置１００の構成を説明する。

図１に示されるように、試験装置１００は、半導体装置ＳＣを試験するための試験装置である。本実施の形態において、半導体装置ＳＣの試験は、半導体装置ＳＣの通電試験である。半導体装置ＳＣは、例えば、電力用の半導体装置である。電力用の半導体装置は、パワーデバイスと呼ばれることがある。試験装置１００は、検査治具１０と、ステージ２１とを含んでいる。試験装置１００は、ステージ固定台４１、Ｚ軸モータ４３ａ、θ軸モータ４３ｂ、Ｘ軸モータ４３ｃ、Ｙ軸モータ４３ｄ、第１リニアガイド４４１、第２リニアガイド４４２、第３リニアガイド４４３、筐体支柱４５および筐体底板４６をさらに含んでいてもよい。なお、Ｙ軸モータ４３ｄの外形は、破線によって示されている。

図２に示されるように、検査治具１０は、半導体装置ＳＣを試験するための検査治具である。検査治具１０は、第１固定板１１と、パイプ１３と、複数のプローブ１５と、ホルダ３０とを含んでいる。本実施の形態において、検査治具１０は、第２固定板１２と、支柱１４とをさらに含んでいる。複数のプローブ１５とステージ２１との間に配置された半導体装置ＳＣに電流が流されることで、検査対象である半導体装置ＳＣの通電試験が実施される。通電試験において半導体装置ＳＣに流れる電流は、例えば、１００Ａを超える。また、半導体装置ＳＣに流れる電流によって、半導体装置ＳＣが発熱する。半導体装置ＳＣの温度は、例えば、１５０℃以上になる。このため、半導体装置ＳＣの上方の空気は、加熱される。第１固定板１１は、半導体装置ＳＣの上方の加熱された空気に面している。よって、第１固定板１１は、加熱される。

第１固定板１１は、第１面１１ａと、第２面１１ｂとを含んでいる。第１固定板１１の第１面１１ａは、半導体装置ＳＣと向かい合うように配置可能である。第２面１１ｂは、第１面１１ａに対向している。

第１固定板１１には、第１貫通孔ＴＨ１が設けられている。図２では、第１貫通孔ＴＨ１は、第１面１１ａに設けられた後述される凹部１６および第２面１１ｂを貫通している。第１貫通孔ＴＨ１の形状および数は、第１貫通孔ＴＨ１が凹部１６を貫通していれば、適宜に決められてもよい。第１貫通孔ＴＨ１の吐出口は、凹部１６に設けられている。

第１固定板１１には、複数の第１挿通孔ＩＨ１が設けられている。複数の第１挿通孔ＩＨ１は、第１面１１ａに設けられた凹部１６から第２面１１ｂまで貫通している。

本実施の形態において、第１面１１ａには、凹部１６が設けられている。凹部１６は、パイプ１３に連通している。凹部１６は、少なくとも１つの第１貫通孔ＴＨ１に連通している。凹部１６は、第２面１１ｂに向かって凹んでいる。凹部１６は、切り欠き形状に構成されている。凹部１６は、第１固定板１１の側面に連通している。なお、第１固定板１１の側面は、第１面１１ａと第２面１１ｂとを接続している面である。

本実施の形態において、第１固定板１１には、排出孔１７が設けられている。排出孔１７は、凹部１６に連通している。図２では、排出孔１７は、第１面１１ａに設けられた凹部１６から第２面１１ｂまで貫通している。排出孔１７の形状は、排出孔１７が第１面１１ａを貫通していれば、適宜に決められてもよい。

第２固定板１２には、複数のプローブ１５が固定されている。第２固定板１２は、第３面１２ａおよび第４面１２ｂを含んでいる。第３面１２ａは、第２面１１ｂから間隔を空けて第２面１１ｂに向かい合っている。第４面１２ｂは、第３面１２ａに対して第１固定板１１とは反対側に配置されている。

第２固定板１２には、第２貫通孔ＴＨ２が設けられている。第２貫通孔ＴＨ２は、第３面１２ａおよび第４面１２ｂを貫通している。第２貫通孔ＴＨ２は、第４面１２ｂ上において吸気口として構成されている。

第２固定板１２には、複数の第２挿通孔ＩＨ２が設けられている。複数の第２挿通孔ＩＨ２は、第３面１２ａから第４面１２ｂまで貫通している。

パイプ１３は、第１固定板１１およびホルダ３０に接続されている。パイプ１３は、流体Ｆを第１面１１ａから吐出するように構成されている。パイプ１３は、第１面１１ａとステージ２１との間に流体Ｆを吐出するように構成されている。流体Ｆは、例えば、乾燥空気である。流体Ｆは、低い温度を有する冷却空気であってもよい。流体Ｆは、例えば、検査治具１０および半導体装置ＳＣよりも低い温度を有する冷却空気である。この場合、第１固定板１１、複数のプローブ１５および半導体装置ＳＣが冷却されやすい。パイプ１３から吐出された流体Ｆは、半導体装置ＳＣに対してパイプ１３とは反対側に排出される。また、パイプ１３から吐出された流体Ｆは、排出孔１７を通って排出される。

パイプ１３は、第１貫通孔ＴＨ１および第２貫通孔ＴＨ２の各々に挿入されている。パイプ１３は、第１貫通孔ＴＨ１および第２貫通孔ＴＨ２の各々に、例えば図示されない接着剤によって固定されている。パイプ１３は、第１貫通孔ＴＨ１および第２貫通孔ＴＨ２の各々に、例えば圧入されることで固定されていてもよい。

パイプ１３の材料は、例えば、高い耐熱温度を有している金属、またはポリイミド等の樹脂系の材料であることが好ましい。パイプ１３の材料は、適宜に決められてもよい。パイプ１３の形状は、例えば、直線状である。パイプ１３の形状は、直線状に限られず、後述されるように屈曲していてもよい。

支柱１４は、第２面１１ｂに固定されている。支柱１４は、第３面１２ａに固定されている。支柱１４は、第１固定板１１と第２固定板１２とを固定している。支柱１４は、第１固定板１１および第２固定板１２が互いに向かい合うように、第１固定板１１および第２固定板１２を固定している。支柱１４は、好ましくは、第１固定板１１および第２固定板１２が平行に向かい合うように第１固定板１１および第２固定板１２を固定している。

複数のプローブ１５は、半導体装置ＳＣに接触することで半導体装置ＳＣを検査するためのプローブ１５である。複数のプローブ１５は、ホルダ３０に接続されている。複数のプローブ１５は、第１面１１ａから第２面１１ｂとは反対側に突出している。複数のプローブ１５の各々は、凹部１６において第１固定板１１を貫通している。複数のプローブ１５の各々は、複数の第１挿通孔ＩＨ１の各々にそれぞれ挿入されている。複数のプローブ１５の各々は、複数の第２挿通孔ＩＨ２の各々にそれぞれ挿入されている。

プローブ１５は、導電体部と、絶縁被覆部とを含んでいる。導電体部は、絶縁被覆部に部分的に覆われている。具体的には、絶縁被覆部は、導電体部を部分的にコーティングしている。導電体部の両端は、導電体部から露出している。このため、プローブ１５の両端は、導電性を有している。導電体部は、母材部と、めっき部とを含んでいる。母材部の材料は、例えば、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）合金等である。めっき部は、母材部を覆っている。めっき部は、例えば、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の表面めっきである。

プローブ１５は、第１端部および第２端部を含んでいる。第１端部は、半導体装置ＳＣに接触するように構成されている。第１端部の形状は、半球状であってもよいし平坦であってもよい。また、第１端部は、ニードル状に構成されていてもよい。第１端部の形状は、適宜に定められてもよい。第２端部は、ホルダ３０に接続されている。

プローブ１５の直径は、例えば、数十μｍ以上数百μｍ以下である。また、隣り合うプローブ１５同士の間隔は、例えば、数百μｍである。プローブ１５は、図２に示されるように屈曲していてもよいし、図３に示されるように直線状であってもよい。

また、複数のプローブ１５は半導体装置ＳＣのパッド以外の場所に荷重を作用させるように配置されてもよい。半導体装置ＳＣの裏面の熱抵抗および電気接触抵抗が下がるため、通電試験における半導体装置ＳＣの温度上昇が抑制される。なお、この場合、半導体装置ＳＣの表面に傷がつくことを抑制するために、プローブ１５の先端はフラット形状であることが好ましい。

図４に示されるように、複数のプローブ１５は、第１面１１ａと第２面１１ｂとが向かい合う方向に交差する方向において、パイプ１３と排出孔１７との間に配置されている。第１面１１ａと第２面１１ｂとが向かい合う方向に交差する方向は、第１面１１ａの面内方向に沿っている。複数のプローブ１５は、パイプ１３から吐出された流体Ｆが第１面１１ａおよびステージ２１（図２参照）との間において流れる方向に沿って、第１貫通孔ＴＨ１と排出孔１７との間に配置されている。

凹部１６の幅は、半導体装置ＳＣの幅よりも広い。これにより、第１面１１ａおよび第２面１１ｂが互いに向かい合う方向に沿った平面視において、半導体装置ＳＣは、凹部１６に向かい合うように配置されている。なお、図４において、半導体装置ＳＣの外形は、破線によって示されている。

パイプ１３は、複数のパイプ部１３０を含んでいる。第１貫通孔ＴＨ１は、複数の第１貫通部ＴＨ１０を含んでいる。複数のパイプ部１３０は、複数の第１貫通部ＴＨ１０の各々にそれぞれ挿入されている。複数のパイプ部１３０の各々は、第１面１１ａから流体を吐出するように構成されている。

図２に示されるように、ステージ２１は、半導体装置ＳＣが載置可能である。具体的には、ステージ２１は、平坦面２１ａを有している。半導体装置ＳＣは、ステージ２１の平坦面２１ａに載置されている。ステージ２１は、第１固定板１１から間隔を空けて第１固定板１１に向かい合うように配置可能である。

ステージ２１は、電極として構成されている。ステージ２１は、電極受け端子２３等によって半導体装置ＳＣに電流を印加可能である。プローブ１５を流れる電流は、半導体装置ＳＣ、ステージ２１および電極受け端子２３の順に流れる。ステージ２１は、導電体の材料を含んでいる。ステージ２１の材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）または金（Ａｕ）等によってめっきされた銅（Ｃｕ）系の材料である。

ホルダ３０は、第２面１１ｂに対して第１面１１ａとは反対側に配置されている。ホルダ３０は、第２固定板１２の第４面１２ｂに固定されている。ホルダ３０は、第５面３０ａと、第６面３０ｂとを含んでいる。第５面３０ａは、第２固定板１２に固定されている。第６面３０ｂは、第５面３０ａに対向している。

図５および図６に示されるように、ホルダ３０は、信号端子電極３１、電流端子電極３２、複数の信号端子受け電極３４、電流端子受け電極３５、シール３６、流路３７および継手３８を含んでいる。信号端子電極３１のプローブ受け面３１ａと電流端子電極３２のプローブ受け面３２ａに複数のプローブ１５（図２参照）のホルダ側接触部の各々が接続されている。信号端子電極３１の配線接続面３１ｂは、信号配線３３ａによって複数の信号端子受け電極３４の配線接続面３４ａに接続されている。電流端子電極３２の配線接続面３２ｂは、電流配線３３ｂによって電流端子受け電極３５の配線接続面３５ａに接続されている。

図２および図５に示されるように、ホルダ３０は、複数のプローブ１５の各々に電流を流すように構成されている。具体的には、ホルダ３０は、信号端子電極３１および電流端子電極３２によって複数のプローブ１５の各々に電流を流すように構成されている。

ホルダ３０は、パイプ１３に流体Ｆを流すように構成されている。具体的には、ホルダ３０は、流路３７および継手３８によってパイプ１３に流体Ｆを流すように構成されている。流路３７は、第５面３０ａと第６面３０ｂとを貫通している。流路３７は、継手側吸入口３７ａおよびプローブユニット側吐出口３７ｂを含んでいる。継手側吸入口３７ａは、継手３８に接続されている。流路３７のプローブユニット側吐出口３７ｂにパイプ１３の吸入口が接続されている。流路３７のプローブユニット側吐出口３７ｂとパイプ１３の吸入口とは、シール３６によって囲まれている。これにより、流路３７のプローブユニット側吐出口３７ｂとパイプ１３の吸入口とは、密封されている。

継手３８の外部から流体Ｆが継手３８に流入する。継手３８の外部から流入した流体Ｆは、ホルダ３０の流路３７およびパイプ１３を通って第１固定板１１から吐出される。

図７に示されるように、流路３７のプローブユニット側吐出口３７ｂは、多角形状を有していてもよい。

図８に示されるように、パイプ１３は、屈曲していてもよい。パイプ１３の先端は、半導体装置ＳＣに向くように配置されていてもよい。パイプ１３の先端は、第１固定板１１に対して傾斜した状態で設置される。これにより、パイプ１３の先端から半導体装置ＳＣに向かう向きにおける流体Ｆの流速が増加する。具体的には、パイプ１３が直線状である場合よりも、パイプ１３の先端から半導体装置ＳＣに向かう向きにおける流体Ｆの流速が増加する。よって、半導体装置ＳＣによって加熱された空気は、効果的に排出される。図８および図９に示されるように、第１貫通孔ＴＨ１は、第１面１１ａと第２面１１ｂとが向かい合う方向に対して交差するように設けられている。第１貫通孔ＴＨ１は、第１面１１ａと第２面１１ｂとが互いに向かい合う方向に沿って、半導体装置ＳＣに重なるように配置されている。

図１０に示されるように、検査治具１０は、排出パイプ１８をさらに含んでいてもよい。排出パイプ１８は、排出孔１７に挿入されている。排出パイプ１８は、流体Ｆを第１面１１ａから吸引するように構成されている。このため、半導体装置ＳＣによって加熱された空気は、第１面１１ａとステージ２１との間から排出パイプ１８を通って、検査治具１０の外に排出される。また、排出パイプ１８は、屈曲している。排出パイプ１８の先端は、半導体装置ＳＣに向くように配置されている。これにより、半導体装置ＳＣから排出パイプ１８に向かう向きにおける流体Ｆの流速が増加する。具体的には、排出パイプ１８が直線状である場合よりも、半導体装置ＳＣから排出パイプ１８に向かう向きにおける流体Ｆの流速が増加する。したがって、検査治具１０の冷却効果が高まる。

なお、検査治具１０が排出パイプ１８を含んでいる場合には、流体Ｆは、排出パイプ１８によって吸引されるため、図１１に示されるように凹部１６は側面まで達していなくてもよい。すなわち、凹部１６は、第２面１１ｂ内において閉じられた形状であってもよい。

パイプ１３の吐出口の形状は、円形に限られない。図１２に示されるように、パイプ１３の吐出口の形状は、矩形状であってもよい。これにより、パイプ１３の幅の寸法が一定に維持された状態で吐出口の面積を大きくしやすいため、パイプ１３から吐出される流体Ｆの流量を増加させることができる。

図１３に示されるように、試験装置１００は、複数の半導体装置ＳＣを一緒に検査するように構成されていてもよい。図１３および図１４に示されるように、試験装置１００は、例えば、４つの半導体装置ＳＣを検査するように構成されていてもよい。なお、試験装置１００が複数の半導体装置ＳＣを検査するように構成されている場合、パイプ１３は、第１面１１ａから複数の半導体装置ＳＣの各々に向かって流体Ｆを吐出するように構成されている。第１固定板１１には、２つの凹部１６が設けられている。２つの凹部１６の各々は、第１面１１ａの第１端から第２端まで達している。１つの凹部１６は、２つの半導体装置ＳＣに向かい合っている。パイプ１３から排出された流体Ｆは、２方向に分かれて流れる。

図１５に示されるように、試験装置１００は、複数の検査治具１０を含んでいてもよい。試験装置１００は、複数の検査治具１０の各々によって複数の半導体装置ＳＣの各々をそれぞれ試験可能である。試験装置１００は、例えば、第１の検査治具１０ａ～第４の検査治具１０ｄを含んでいる。電源６０によって供給された電流は、周期的に４つの半導体装置ＳＣに振り分けられて印加される。これにより、４つの半導体装置ＳＣの各々の発熱量を低減することができる。

電源６０の高電圧端子６０ａは、第１配線部によって電流分配器６１に接続されている。電流分配器６１は、第１切替素子６１ａ、第２切替素子６１ｂ、第３切替素子６１ｃおよび第４切替素子６１ｄを含んでいる。第１配線部は、第１切替素子６１ａ、第２切替素子６１ｂ、第３切替素子６１ｃおよび第４切替素子６１ｄの各々に並列に接続されている。

第１切替素子６１ａは、第１の検査治具１０ａに接続された電極受け端子２３に電気的に接続されている。第２切替素子６１ｂは、第２の検査治具１０ｂに接続された電極受け端子２３に電気的に接続されている。第３切替素子６１ｃは、第３の検査治具１０ｃに接続された電極受け端子２３に電気的に接続されている。第４切替素子６１ｄは、第４の検査治具１０ｄに接続された電極受け端子２３に電気的に接続されている。第１の検査治具１０ａの電流端子受け電極３５、第２の検査治具１０ｂの電流端子受け電極３５、第３の検査治具１０ｃの電流端子受け電極３５および第４の検査治具１０ｄの電流端子受け電極３５の各々は、電源６０の低電圧端子６０ｂに電気的に接続されている。

信号制御器６２は、ゲートドライバ６２ａ、温度センサ６２ｂおよび制御電源６２ｃを含んでいる。信号制御器６２は、第１の検査治具１０ａの信号端子受け電極３４、第２の検査治具１０ｂの信号端子受け電極３４、第３の検査治具１０ｃの信号端子受け電極３４および第４の検査治具１０ｄの信号端子受け電極３４に電気的に接続されている。

図１５および図１６に示されるように、第１の検査治具１０ａによって試験される半導体装置ＳＣには、第１切替素子６１ａによって、第１のタイミング６４ａにおいて電流が印加される。なお、図１６の縦軸は電流の大きさを示し、横軸は時間を示している。第２の検査治具１０ｂによって試験される半導体装置ＳＣには、第２切替素子６１ｂによって、第２のタイミング６４ｂにおいて電流が印加される。第３の検査治具１０ｃによって試験される半導体装置ＳＣには、第３切替素子６１ｃによって、第３のタイミング６４ｃにおいて電流が印加される。第４の検査治具１０ｄによって試験される半導体装置ＳＣには、第４切替素子６１ｄによって、第４のタイミング６４ｄにおいて電流が印加される。

図１６に示されるように、第１のタイミング６４ａ、第２のタイミング６４ｂ、第３のタイミング６４ｃおよび第４のタイミング６４ｄは、互いにずれている。このため、あるタイミングにおいては、第１の検査治具１０ａ、第２の検査治具１０ｂ、第３の検査治具１０ｃおよび第４の検査治具１０ｄのうちいずれか１つの検査治具のみによって半導体装置ＳＣが試験されている。

なお、本実施の形態においての検査治具１０の数が４つの場合について説明されたが、の検査治具１０の数は適宜に決められてもよい。また、本実施の形態において複数の検査治具１０が並列に接続されたが、複数の検査治具１０は直列に接続されてもよい。

次に、主に図１、図１７および図１８を用いて、試験装置１００の詳細な構成および動作について説明する。

図１に示されるように、ステージ２１は、ステージ固定台４１に固定されている。Ｚ軸モータ４３ａは、第１リニアガイド４４１の第１ボールねじ４４１ａに取り付けられている。θ軸モータ４３ｂは、検査治具１０のホルダ３０および第１リニアガイド４４１の第１ステージ部４４１ｂに取り付けられている。Ｘ軸モータ４３ｃは、筐体支柱４５および筐体底板４６に取り付けられている。Ｙ軸モータ４３ｄは、第２リニアガイド４４２に取り付けられている。なお、Ｙ軸モータ４３ｄの外形は、破線によって示されている。

なお、本実施の形態において、Ｚ軸方向は、検査治具１０とステージ２１とが向かい合う方向である。Ｚ軸は、筐体支柱４５に沿っている。図１および図４に示されるように、Ｙ軸方向は、平面視においてパイプ１３および排出孔１７が並べられた方向である。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各々に交差する方向である。θ軸は、Ｚ軸に沿った方向であり、かつＺ軸とはＹ軸方向に沿ってずれている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、好ましくは、互いに直交している。

第１リニアガイド４４１は、第１ボールねじ４４１ａおよび第１ステージ部４４１ｂを含んでいる。第１ステージ部４４１ｂによって、第１ボールねじ４４１ａとθ軸モータ４３ｂとが接続されている。第１ボールねじ４４１ａの移動によって、θ軸モータ４３ｂは、Ｚ軸方向に沿って移動可能である。第２リニアガイド４４２は、第２ボールねじ４４２ａおよび第２ステージ部４４２ｂを含んでいる。第２ステージ部４４２ｂによって、第１リニアガイド４４１と第２ボールねじ４４２ａとが接続されている。第２ボールねじ４４２ａの移動によって、第１リニアガイド４４１は、Ｙ軸方向に沿って移動可能である。第３リニアガイド４４３は、第３ボールねじ４４３ａおよび第３ステージ部４４３ｂを含んでいる。第３ステージ部４４３ｂによって、ステージ２１と第３ボールねじ４４３ａとが接続されている。第３ボールねじ４４３ａの移動によって、ステージ２１は、Ｘ軸方向に沿って移動可能である。

検査治具１０は、Ｚ軸モータ４３ａ、θ軸モータ４３ｂ、Ｙ軸モータ４３ｄ、第１リニアガイド４４１および第２リニアガイド４４２によって移動可能である。これにより、検査治具１０は、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向およびθ方向の各々に沿って移動する。ステージ２１は、Ｘ軸モータ４３ｃおよび第３リニアガイド４４３によって移動可能である。これにより、ステージ２１は、Ｘ軸方向に沿って移動可能する。

図１７では、試験装置１００は、ステージ２１の移動を待機している。半導体装置ＳＣは、Ｘ軸方向に沿ってプローブ１５から離れた位置に配置されている。半導体装置ＳＣが図示されない吸着コレット等によってステージ２１上に配置される。また、半導体装置ＳＣが図示されない吸着コレット等によってステージ２１上から載せ替えられてもよい。

続いて、図１８に示されるように、半導体装置ＳＣは、検査位置に移動する。図１８に示された試験装置１００は、半導体装置ＳＣを試験する前の状態の試験装置１００である。ステージ２１は、第３リニアガイド４４３によって検査治具１０の下方に移動する。これにより、半導体装置ＳＣは、検査治具１０の下方に配置される。半導体装置ＳＣは、Ｙ軸方向に沿ってプローブ１５から離れた位置に配置されている。さらに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各々に沿った半導体装置ＳＣの移動量が微調整される。これにより、半導体装置ＳＣの表面のパッドとプローブ１５の先端とが接触するように、半導体装置ＳＣの位置が決められる。

続いて、図１および図２に示されるように、検査治具１０は、接触位置に移動する。検査治具１０は、第１リニアガイド４４１によってＺ軸方向に沿って半導体装置ＳＣに接近する。半導体装置ＳＣの表面のパッドとプローブ１５の先端とが接触する。また、プローブ１５がたわむように変形することによって、プローブ１５の先端が半導体装置ＳＣのパッドに荷重を作用させる。これにより、検査治具１０は、半導体装置ＳＣを検査する。また、検査治具１０が半導体装置ＳＣを検査している状態では、半導体装置ＳＣが発熱する。このため、半導体装置ＳＣの上方の空気、検査治具１０およびステージ２１が加熱される。

検査治具１０が半導体装置ＳＣを検査している状態において、パイプ１３は、流体Ｆを第１面１１ａから吐出する。また、パイプ１３は、流体Ｆを第１面１１ａとステージ２１との間に吐出する。これにより、第１面１１ａとステージ２１との間の空気は、流体Ｆによって流される。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態１に係る検査治具１０によれば、図２に示されるように、パイプ１３は、流体Ｆを第１面１１ａから吐出するように構成されている。第１面１１ａに向かい合うように配置された半導体装置ＳＣと第１面１１ａとの間の空気は、半導体装置ＳＣによって加熱される。加熱された空気は、パイプ１３から第１面１１ａから吐出された流体Ｆによって流される。これにより、第１固定板１１の第１面１１ａを冷却することができる。また、加熱された空気によって半導体装置ＳＣから第１固定板１１に伝わる熱を流体Ｆによって遮蔽することができる。よって、第１固定板１１の温度上昇を抑制することができる。したがって、検査治具１０の温度上昇を十分に抑制することができる。

図２に示されるように、第１面１１ａには、凹部１６が設けられている。このため、パイプ１３から吐出された流体Ｆは、凹部１６に沿って流れる。凹部１６が半導体装置ＳＣと向かい合うように設けられているため、パイプ１３から吐出された流体Ｆは、半導体装置ＳＣの上方の加熱された空気と一緒に凹部１６に沿って流れる。このため、検査治具１０の温度上昇を抑制することができる。

図４に示されるように、複数のプローブ１５は、第１面１１ａと第２面１１ｂとが向かい合う方向に交差する方向において、パイプ１３と排出孔１７との間に配置されている。このため、パイプ１３から吐出された流体Ｆは、複数のプローブ１５を通ってから排出孔１７に流れる。これにより、パイプ１３から排出孔１７に流れる気流が形成される。よって、加熱された空気を効果的に排出孔１７に流すことができる。したがって、検査治具１０の温度上昇を抑制することができる。

図２に示されるように、第２固定板１２には、複数のプローブ１５が固定されている。このため、複数のプローブ１５が移動することを抑制することができる。

図２に示されるように、支柱１４は、第１固定板１１と第２固定板１２とを固定している。このため、第２固定板１２が第１固定板１１に対して相対的に移動することが抑制される。また、第１固定板１１および第２固定板１２が半導体装置ＳＣに対して相対的に移動することが抑制される。よって、第１固定板１１および第２固定板１２に固定されている複数のプローブ１５が半導体装置ＳＣに対して相対的に移動することを抑制することができる。具体的には、複数のプローブ１５が半導体装置ＳＣのチップから離れるように移動することを抑制できる。したがって、複数のプローブ１５によって半導体装置ＳＣのチップに荷重をかけることができる。

実施の形態１に係る試験装置１００によれば、図２に示されるように、パイプ１３は、流体Ｆを第１面１１ａから吐出するように構成されている。第１面１１ａに向かい合うように配置された半導体装置ＳＣと第１面１１ａとの間の空気は、半導体装置ＳＣによって加熱される。加熱された空気は、パイプ１３から第１面１１ａから吐出された流体Ｆによって流される。これにより、第１固定板１１の第１面１１ａを冷却することができる。また、加熱された空気によって半導体装置ＳＣから第１固定板１１に伝わる熱を流体Ｆによって遮蔽することができる。よって、第１固定板１１の温度上昇を抑制することができる。したがって、検査治具１０の温度上昇を十分に抑制することができる。

例えば、半導体装置ＳＣの温度が１５０℃以上１８０℃以下、第１固定板１１とステージ２１との離間距離が０．２ｍｍ、吐出される流体Ｆの流量が約３リットル／分の条件で試験装置１００による連続２時間の試験が行われた。この場合、プローブ１５の損傷は確認されなかった。

パイプ１３は、第１貫通孔ＴＨ１に挿入されている。このため、流体Ｆの流路の断面積は、第１貫通孔ＴＨ１およびパイプ１３の内径によって設計される。よって、第１固定板１１の冷却に必要な流体Ｆの流量を供給可能な設計を容易に行うことができる。

実施の形態２．
次に、図１９および図２０を用いて、実施の形態２に係る試験装置１００の構成を説明する。実施の形態２は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図１９に示されるように、本実施の形態において、試験装置１００は、ファン９１と、整流板９２とをさらに含んでいる。ファン９１は、パイプ１３が流体Ｆを吐出する向きに沿って第１固定板１１とステージ２１との間に気体Ｇ１を流すように構成されている。ファン９１は、半導体装置ＳＣに対してパイプ１３とは反対側に配置されている。ファン９１は、高さ方向に沿って検査治具１０と同程度の位置に配置されている。このため、ファン９１による気流は、検査治具１０に対して平行に流入する。なお、図１９では、ファン９１が気体Ｇ１を吸入することによって気体Ｇ１を流しているが、ファン９１は、気体Ｇ１を排出することによって気体Ｇ１を流してもよい。

図１９および図２０に示されるように、整流板９２は、検査治具１０の側面を覆うように配置されている。このため、整流板９２は、検査治具１０を覆うためのケースとして構成されている。ファン９１は、整流板９２に囲まれている。整流板９２には、開口部ＯＰが設けられている。このため、ファン９１は、整流板９２の外部から整流板９２の内部に開口部ＯＰを介して気体Ｇ１を吸い込むことができる。整流板９２は、例えば、透明な板である。これにより、整流板９２を通して検査治具１０を見ることができる。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態２に係る試験装置１００によれば、図１９に示されるように、ファン９１は、パイプ１３が流体Ｆを吐出する向きに沿って第１固定板１１とステージ２１との間に気体Ｇ１を流すように構成されている。このため、パイプ１３から吐出された流体Ｆは、第１固定板１１とステージ２１との間において、パイプ１３からファン９１に向かって移動する。これにより、パイプ１３から吐出された流体Ｆのパイプ１３からファン９１に向かう向きに沿った流速が増加する。したがって、検査治具１０の温度上昇を抑制することができる。また、第１固定板１１とステージ２１との間から吐出された流体Ｆの流速もファン９１によって増加する。このため、加熱された流体Ｆも素早く取り除くことができる。

実施の形態３．
次に、図２１～図２６を用いて、実施の形態３に係る試験装置１００の構成を説明する。実施の形態３は、特に説明しない限り、上記の実施の形態２と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図２１に示されるように、本実施の形態において、試験装置１００は、ヒートシンク２２をさらに含んでいる。ヒートシンク２２は、ベース部２２１と、複数のフィン部２２２とを含んでいる。なお、図２１では、複数のフィン部２２２は、紙面手前側および紙面奥側に沿って配置されている。

試験装置１００は、スリットノズル２４およびスリット付き板２５をさらに含んでいてもよい。スリットノズル２４は、スリット付き板２５によってステージ２１およびヒートシンク２２に接続されている。

スリットノズル２４は、乾燥気体Ｇ２を噴射するように構成されている。乾燥気体Ｇ２は、例えば、乾燥した空気である。スリットノズル２４から乾燥気体Ｇ２がヒートシンク２２に流入する。これにより、スリット付き板２５のスリット２５１からヒートシンク２２に乾燥気体Ｇ２が噴射される。

スリット付き板２５には、スリット２５１が設けられている。スリット付き板２５は、ステージ２１に対して検査治具１０とは反対側でベース部２２１に接続されている。スリット付き板２５のスリット２５１がスリットノズル２４のノズル径よりも大きい場合には、ヒートシンク２２に流入した乾燥気体Ｇ２がスリットノズル２４に逆流することが抑制される。このため、スリット付き板２５のスリット２５１がスリットノズル２４のノズル径よりも大きいことが望ましい。ヒートシンク２２に流入した乾燥気体Ｇ２は、複数のフィン部２２２同士の間を通過し、ヒートシンク２２の外に排出される。

図２２に示されるように、スリットノズル２４は、ステージ２１の側方に突出している。

図２３に示されるように、ベース部２２１は、ステージ２１に対して検査治具１０とは反対側でステージ２１に接続されている。ベース部２２１の上面は、ステージ２１の裏面に固定されている。ベース部２２１とステージ２１とは、例えば、図示されないボルト等の締結部材によって固定されている。ステージ２１の裏面およびベース部２２１の上面には、熱伝導グリスが塗られてもよい。すなわち、ステージ２１とベース部２２１とは、熱伝導グリスを挟み込んでいてもよい。これにより、ステージ２１からヒートシンク２２への熱の移動が促進される。

複数のフィン部２２２は、ベース部２２１からステージ２１とは反対側に向かって突出している。図２３および図２４に示されるように、複数のフィン部２２２は、流体Ｆが流れる方向に交差するように並べられている。

図２５に示されるように、スリットノズル２４は、ステージ２１の側方から空気を吸引するように構成されている。スリットノズル２４によって吸引された空気は、複数のフィン部２２２同士の隙間を通ってヒートシンク２２の外に吐出される。

図２６に示されるように、ヒートシンク２２は、水冷式のヒートシンクであってもよい。水冷式のヒートシンクでは、ステージ２１は液体の冷媒Ｒによって冷却される。水冷式のヒートシンクは、内部に冷媒流路２７が設けられている。冷媒Ｒは、冷媒流路２７に沿って流れる。冷媒流路２７の第１端には、入口側継手２８ａが接続されている。冷媒流路２７の第２端には、出口側継手２８ｂが接続されている。冷媒Ｒは、入口側継手２８ａから出口側継手２８ｂに向かって流れる。また、水冷式のヒートシンク２２では、液体の冷媒Ｒは、図示されないポンプによる強制対流によって移動する。一般に、強制対流による液体の熱伝達率は、気体の熱伝達率よりも高いため、効果的に半導体装置ＳＣおよびステージ２１を冷却することができる。

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

実施の形態３に係る試験装置１００によれば、図２３に示されるように、複数のフィン部２２２は、ベース部２２１からステージ２１とは反対側に向かって突出している。このため、複数のフィン部２２２によってステージ２１を効果的に冷却することができる。よって、ステージ２１に載置された半導体装置ＳＣを効果的に冷却することができる。これにより、半導体装置ＳＣの上方の空気が加熱されることを抑制することができる。したがって、検査治具１０の検査治具１０の温度上昇を抑制することができる。

図２１に示されるように、試験装置１００は、スリットノズル２４を含んでいる。スリットノズル２４は、乾燥気体Ｇ２を噴射するように構成されている。このため、ヒートシンク２２から伝わった熱によって加熱された空気をスリットノズル２４によってヒートシンク２２の外に排出することができる。したがって、検査治具１０の温度上昇を抑制することができる。

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。本開示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。

１０ 検査治具、１１ 第１固定板、１１ａ 第１面、１１ｂ 第２面、１２ 第２固定板、１３ パイプ、１４ 支柱、１５ プローブ、１６ 凹部、１７ 排出孔、２１ ステージ、２２ ヒートシンク、３０ ホルダ、９１ ファン、１００ 試験装置、２２１ ベース部、２２２ フィン部、Ｆ 流体、ＳＣ 半導体装置。

Claims (7)

1. 第１面と、前記第１面に対向する第２面とを含む第１固定板と、
   前記第２面に対して前記第１面とは反対側に配置されたホルダと、
   前記ホルダに接続され、かつ前記第１面から前記第２面とは反対側に突出する複数のプローブと、
   前記第１固定板および前記ホルダに接続されたパイプとを備え、
   前記ホルダは、前記複数のプローブの各々に電流を流すように構成されており、かつ前記パイプに流体を流すように構成されており、
   前記パイプは、前記流体を前記第１面から吐出するように構成されている、検査治具。
2. 前記第１面には、前記パイプに連通している凹部が設けられており、
   前記凹部は、前記第２面に向かって凹んでいる、請求項１に記載の検査治具。
3. 前記複数のプローブの各々は、前記凹部において前記第１固定板を貫通しており、
   前記第１固定板には、前記凹部に連通している排出孔が設けられており、
   前記複数のプローブは、前記第１面と前記第２面とが向かい合う方向に交差する方向において、前記パイプと前記排出孔との間に配置されている、請求項２に記載の検査治具。
4. 支柱と、
   第２固定板とをさらに備え、
   前記支柱は、前記第１固定板と前記第２固定板とを固定しており、
   前記第２固定板には、前記複数のプローブが固定されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の検査治具。
5. 半導体装置を試験するための試験装置であって、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の前記検査治具と、
   前記半導体装置が載置可能であり、かつ前記第１固定板から間隔を空けて前記第１固定板に向かい合うように配置可能であるステージとを備え、
   前記第１固定板の前記第１面は、前記半導体装置と向かい合うように配置可能であり、
   前記パイプは、前記第１面と前記ステージとの間に前記流体を吐出するように構成されている、試験装置。
6. ファンをさらに備え、
   前記ファンは、前記パイプが前記流体を吐出する向きに沿って前記第１固定板と前記ステージとの間に気体を流すように構成されている、請求項５に記載の試験装置。
7. ベース部と、複数のフィン部とを含むヒートシンクをさらに備え、
   前記ベース部は、前記ステージに対して前記検査治具とは反対側で前記ステージに接続されており、
   前記複数のフィン部は、前記ベース部から前記ステージとは反対側に向かって突出している、請求項５または６に記載の試験装置。
   

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