CN105548852B - 半导体评价装置及其评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种在纵向型半导体装置的评价中能够确保绝缘的技术。背面电位导出部(18)具有：在由半导体晶片保持部(6)保持的半导体晶片(51)的背面侧配置的一端部分、以及在由半导体晶片保持部(6)保持的半导体晶片(51)的表面侧配置的另一端部分。半导体晶片(51)以及保持半导体晶片(51)的半导体晶片保持部(6)能够沿半导体晶片(51)的面内方向移动。在半导体晶片(51)以及保持半导体晶片(51)的半导体晶片保持部(6)沿面内方向移动的情况下，在半导体晶片(51)的移动区域以外的附近，对背面电位导出部(18)中的、相对于半导体晶片(51)位于面内方向的部分进行固定。

Description

半导体评价装置及其评价方法

技术领域

本发明涉及一种对设置于半导体晶片的多个纵向型半导体装置进行评价的半导体评价装置以及半导体评价方法。

背景技术

在对半导体晶片、半导体芯片等被测定物的电气特性进行测定(评价)时，一般使用在通过真空吸附使被测定物的设置面与卡盘台接触并进行固定的方法。在对能够使电流在半导体晶片的面外方向流动的纵向型构造的半导体装置进行评价的评价装置中，对半导体晶片的设置面进行固定的卡盘台作为测定电极之一而使用。在这种评价装置中，连接于卡盘台的电缆与评价部连接，但电缆的长度与对电缆进行绕引的量相对应而变长。由于电缆变长，使得测定路径的寄生电感变大，因此存在纵向型半导体装置的评价精度变差的问题。

另一方面，例如，在专利文献1中提出了一种晶片检查装置，为了能够实现测定路径的缩短、寄生电感的减少，该晶片检查装置在晶片保持部的基础上，还具有探针接触区域。另外，例如，在专利文献2中提出了一种装置，为了能够减少测定线的电阻，将接触板与被测定物接近设置。

专利文献1：日本特开2013－118320号公报

专利文献2：日本特开2013－32938号公报

但是，在现有技术中，电压为高压的部分(在专利文献1中是卡盘台以及探针接触区域)的面积大，并且这些部分相互接近，因此存在评价时施加的电压越高，越难以确保绝缘的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种在纵向型半导体装置的评价中能够确保绝缘的技术。

本发明所涉及的半导体评价装置对设置于半导体晶片的多个纵向型半导体装置进行评价，所述纵向型半导体装置具有在所述半导体晶片的表面以及背面分别设置的表面电极以及背面电极，所述半导体评价装置具有：半导体晶片保持部，其对所述半导体晶片进行保持；表面探针，其在与由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述表面电极接触的情况下，与所述表面电极电连接；以及背面连接部，其在与由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述背面电极接触的情况下，与所述背面电极电连接。另外，所述半导体评价装置具有：背面电位导出部，其具有一端部分及另一端部分，该一端部分设置在由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述背面侧并与所述背面连接部电连接，该另一端部分设置在由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述表面侧并与所述一端部分电连接；以及评价部，其通过经由所述表面探针和所述背面电位导出部的所述另一端部分，向所述表面电极和所述背面电极通电，从而对所述纵向型半导体装置的电气特性进行评价。所述半导体晶片以及保持该半导体晶片的所述半导体晶片保持部能够沿所述半导体晶片的面内方向移动，或者，所述表面探针、所述背面连接部以及所述背面电位导出部能够沿所述半导体晶片的面内方向移动。在所述半导体晶片以及保持该半导体晶片的所述半导体晶片保持部沿所述面内方向移动，或者所述表面探针、所述背面连接部以及所述背面电位导出部沿所述面内方向移动的情况下，在所述半导体晶片、和所述背面电位导出部中的相对于所述半导体晶片位于所述面内方向的部分中的某一者的移动区域外的附近，固定另一者。

发明的效果

根据本发明，与现有技术相比，能够使高电位的部分缩小，因而在纵向型半导体装置的评价中易于确保绝缘。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图2是表示实施方式1所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图3是用于说明实施方式1所涉及的表面探针的侧视图。

图4是表示实施方式1所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图5是表示变形例2所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图6是表示变形例3所涉及的工作台中设置的电极部的概略结构的俯视图。

图7是表示变形例4所涉及的工作台中设置的电极部的概略结构的俯视图。

图8是表示变形例5所涉及的工作台的概略结构的侧视图。

图9是表示变形例6所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图10是表示变形例7所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图11是表示变形例8所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图12是表示变形例9所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图13是表示实施方式2所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

图14是表示实施方式2所涉及的半导体评价装置的概略结构的剖视图。

标号的说明

1半导体评价装置，6半导体晶片保持部，11表面探针，14工作台，14a电极部，14a1集电极感应电极，14a2集电极施电电极，15配线部，16延长电极，17延长电极用表面探针，18背面电位导出部，21探针基体，21a第1探针基体，21b第2探针基体，22a探针连接部，23测试头，27评价控制部，34背面探针，38可动机构，51半导体晶片，52纵向型半导体装置，52a表面电极，52b背面电极。

具体实施方式

<实施方式1>

图1以及图2是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体评价装置1的概略结构的剖视图。图1以及图2示出半导体评价装置1的不同的动作状态。此外，在图2中还示出了由圆包围的部分的放大图。

半导体评价装置1是对设置于半导体晶片51的多个纵向型半导体装置52，即，能够使大电流在面外方向(纵向，Z方向)流动的纵向型构造的例如晶体管、二极管这样的半导体装置进行评价的装置。如图2所示，作为评价对象的纵向型半导体装置52具有在半导体晶片51的表面(+Z侧面)以及背面(－Z侧面)分别设置的表面电极52a以及背面电极52b。此外，表面电极52a分别分离地设置在多个纵向型半导体装置52，但背面电极52b在晶片状态的情况下一般没有进行分离，而是一体化的。

在图2中，为了方便，图示出将3个纵向型半导体装置52设置于半导体晶片51的状态，但当然也可以设置2个或者大于或等于4个纵向型半导体装置52。另外，在图2及其以后，为了方便，有时省略纵向型半导体装置52、表面电极52a以及背面电极52b的图示。

半导体评价装置1具有：半导体晶片保持部6、移动臂7、表面探针11、工作台14、背面电位导出部18、探针基体21、探针连接部22a、22b、测试头23、信号线26、以及对它们进行统一控制的评价控制部27。并且，背面电位导出部18具有：配线部15、延长电极16、以及延长电极用表面探针17。

半导体晶片保持部6保持半导体晶片51。在本实施方式1中，半导体晶片保持部6与半导体晶片51的外周部的全部或者部分接触而保持半导体晶片51。此外，在图1中，半导体晶片保持部6在半导体晶片51的两端部分处分离而示出，但它们在纸面前侧以及里侧中的至少任一者处连接。

如图1以及图2所示，移动臂7将半导体晶片保持部6以及由其保持的半导体晶片51主要沿半导体晶片51的面内方向(X、Y方向)移动。即，在本实施方式1中，半导体晶片51以及保持半导体晶片51的半导体晶片保持部6能够相对于表面探针11、工作台14(电极部14a)以及背面电位导出部18沿半导体晶片51的面内方向移动。一边进行以上这样的半导体晶片51等的移动，一边使纵向型半导体装置52逐个按顺序地与表面探针11等接触而进行评价。

但是，也可以如后面描述的变形例那样，使大于或等于2个纵向型半导体装置52一起与表面探针11等接触而进行评价。另外，也可以并非通过1个移动臂7保持以及移动半导体晶片保持部6，而是通过多个移动臂7稳定地保持以及移动半导体晶片保持部6。

表面探针11是用于在进行纵向型半导体装置52的评价时将表面电极52a与外部(探针连接部22a)连接的电极。表面探针11在与由半导体晶片保持部6保持的半导体晶片51的表面电极52a接触的情况下，与表面电极52a电连接。表面探针11不管是否与表面电极52a接触，都与探针基体21机械连接，并与探针连接部22a电连接。此外，在图1中，为了方便，仅示出1根表面探针11，但在流过较大的电流(例如大于或等于5A)等的情况下，也可以设置多根表面探针11。

工作台14是与以往使用的对半导体晶片整体进行设置的工作台相比充分小的小型的卡盘台，例如，如果逐个对纵向型半导体装置52进行评价，则相当于1个该纵向型半导体装置52的大小(芯片尺寸)。利用这种工作台14，能够抑制在由于破损、表面粗糙等而进行更换时的费用。另外，相比于使背面探针与纵向型半导体装置52的背面电极52b直接接触的情况，能够缓和电流密度的上升，抑制发热。

设置于工作台14的电极部14a是用于在进行纵向型半导体装置52的评价时将背面电极52b与外部(探针连接部22b)连接的电极。电极部14a设置在与半导体晶片51的背面机械接触并且电接触的工作台14的表面。此外，在图2及其以后，为了方便，有时还省略电极部14a的图示。

在本实施方式1中，以上述方式构成的电极部14a在与由半导体晶片保持部6保持的半导体晶片51的背面电极52b接触的情况下，作为与背面电极52b电连接的背面连接部而使用。电极部14a不管是否与背面电极52b接触，都通过配线部15与延长电极16电连接。

此外，工作台14的主体部由镍等金属形成，电极部14a的材料例如应用铜这样的金属。但不限于此，从提高电极部14a的导电性、耐久性等观点出发，电极部14a也可以由其他部件例如金、钯、钽以及铂等进行包覆。

背面电位导出部18具有：在由半导体晶片保持部6保持的半导体晶片51的背面侧配置的一端部分、以及在由半导体晶片保持部6保持的半导体晶片51的表面侧配置的另一端部分。在本实施方式1中，配线部15充当背面电位导出部18的一端部分，延长电极用表面探针17充当背面电位导出部18的另一端部分。背面电位导出部18的一端部分与工作台14的电极部14a电连接，背面电位导出部18的另一端部分经由配线部15等与背面电位导出部18的一端部分电连接。

接着，对背面电位导出部18的结构要素(配线部15、延长电极16、以及延长电极用表面探针17)分别进行说明。

配线部15将工作台14的电极部14a与延长电极16进行电连接。配线部15使用电缆或者金属板等导电部件，在此，假设使用形状难以变化、容易确保截面积的金属板而进行说明。

延长电极16充当背面电位导出部18的上述一端部分以外的部分，与该一端部分电连接。作为其一个例子，在本实施方式1中，延长电极16经由配线部15与工作台14的电极部14a电连接。延长电极16的材料例如使用与工作台14相同的材料。

延长电极用表面探针17与探针基体21机械连接，并且与探针连接部22b电连接。此外，在图1以及图2中，为了方便，仅示出1根延长电极用表面探针17，但在流过较大的电流(例如大于或等于5A)等的情况下，也可以设置多根延长电极用表面探针17。

在本实施方式1中，延长电极16与延长电极用表面探针17以能够接触/分离的方式构成。在延长电极16与延长电极用表面探针17接触的情况下，电极部14a与延长电极用表面探针17电连接，在延长电极16与延长电极用表面探针17分离的情况下，电极部14a与延长电极用表面探针17之间的电连接被切断。此外，也可以在延长电极16中的、与延长电极用表面探针17接触的表面处设置与电极部14a相同的电极部。

另外，在本实施方式1中，在半导体晶片51以及保持半导体晶片51的半导体晶片保持部6如图1及图2那样沿半导体晶片51的面内方向移动的情况下，在半导体晶片51的移动区域外的附近，对背面电位导出部18中的、相对于半导体晶片51位于面内方向的部分进行固定。即，在背面电位导出部18中的、对应于半导体晶片51面内方向的部分，与半导体晶片51的移动区域的端部接近的状态下，对背面电位导出部18进行固定。利用这种结构，能够尽可能短地构成配线部15，能够减少寄生电感。

作为绝缘性基体的探针基体21对表面探针11以及延长电极用表面探针17进行固定。该探针基体21是用于经由探针(表面探针11以及延长电极用表面探针17)将纵向型半导体装置52的表面电极52a以及背面电极52b与探针连接部22a、22b分别进行电连接的部件。

探针基体21对应于半导体晶片51或者纵向型半导体装置52的种类而准备，通过将探针基体21更换为其他探针基体21，从而能够将表面探针11以及延长电极用表面探针17也分别更换为其他表面探针11以及其他延长电极用表面探针17。利用这种结构，通过探针基体21(探针板)的更换，从而能够变更纵向型半导体装置52中的表面探针11的接触位置。因此，能够应对半导体晶片51的多种尺寸、或者纵向型半导体装置52的多种尺寸、个数或接触位置。另外，能够容易地进行各探针的破损时的更换。

探针连接部22a、22b例如是连接器，构成为可将测试头23与探针基体21自由地进行拆装。

测试头23在安装有探针基体21的情况下，经由探针连接部22a与表面探针11电连接，并且经由探针连接部22b与延长电极用表面探针17电连接。

另外，测试头23具有向纵向型半导体装置52供给电压、电流的部分，对电压及电流进行测量的部分，以及对上述部分的使用进行选择性切换的机构。该测试头23经由信号线26与后级的评价控制部27电连接，除了评价控制部27之外还与纵向型半导体装置52接近配置。

作为评价部的评价控制部27通过对测试头23进行控制，从而经由表面探针11向表面电极52a通电，或者经由充当背面电位导出部18的另一端部分的延长电极用表面探针17向背面电极52b通电。评价控制部27利用这些通电，对纵向型半导体装置52的电气特性进行评价。

<表面探针11以及延长电极用表面探针17>

下面，对表面探针11以及延长电极用表面探针17的构造详细地进行说明。此外，延长电极用表面探针17的构造与表面探针11的构造基本相同，因此主要说明表面探针11的构造。

图3是表示本实施方式1所涉及的表面探针11的概略结构以及动作的侧视图。表面探针11具有：基体设置部11a、前端部11b、压入部11c、以及外部连接部11d。

基体设置部11a作为基座而形成，与探针基体21机械连接。前端部11b具有能够与纵向型半导体装置52的表面电极52a的表面进行机械接触且电接触的接触部11b1。

在接触部11b1与表面电极52a接触时，通过在基体设置部11a的内部安装的弹簧等弹性部件，压入部11c能够摆动。即，压入部11c能够将与表面电极52a接触的接触部11b1向表面电极52a预紧，并且变更基体设置部11a与前端部11b之间的距离。另外，压入部11c将接触部11b1与外部连接部11d电连接。与接触部11b1电连通的外部连接部11d作为向外部(探针连接部22a)的输出端起作用。

如上述所示，在本实施方式1中，将内置有弹簧的弹簧探针应用于表面探针11。作为这种表面探针11的动作，如果从如图3(a)所示那样表面探针11的接触部11b1与表面电极52a分离的状态起使表面探针11朝下侧(－Z侧)下降，则如图3(b)所示那样接触部11b1与表面电极52a接触。然后，如果进一步下降，则如图3(c)所示那样压入部11c被压入基体设置部11a内。利用以上述方式构成的表面探针11，能够可靠地进行表面探针11与纵向型半导体装置52的表面电极52a之间的接触、以及它们之间的电连接。

在以上说明的表面探针11的结构中，除了将表面电极52a以及探针连接部22a置换为延长电极16以及探针连接部22b以外，延长电极用表面探针17与表面探针11相同。

即，在本实施方式1中，将内置有弹簧的弹簧探针应用于延长电极用表面探针17。利用这种结构，延长电极用表面探针17能够进行图3(a)～(c)所示的动作，因而能够容易地进行相对于延长电极16的Z方向的位置对齐。

此外，在上面的说明中，表面探针11以及延长电极用表面探针17是在Z轴方向上具有摆动性的弹簧式的弹簧探针，但不限于此，例如也可以是悬臂式的接触探针。另外，在表面探针11以及延长电极用表面探针17采用在Z轴方向上具有摆动性的探针的情况下，也不限于弹簧式，例如还可以是层叠探针以及线探针等。

表面探针11以及延长电极用表面探针17的材料例如使用铜、钨、以及钨铼等具有导电性的金属材料。但不限于此，特别地，从提高导电性、提高耐久性等观点出发，接触部11b1等也可以由其他部件例如金、钯、钽以及铂等进行包覆。

<动作>

下面，对本实施方式1所涉及的半导体评价装置1的动作顺序进行说明。

首先，如图4所示，在将包含多个纵向型半导体装置52的半导体晶片51载置于半导体晶片保持部6之后，对半导体晶片51进行移动，从而使得在表面探针11以及工作台14之间，例如要进行评价的1个纵向型半导体装置52的表面电极52a位于表面探针11的正下方。

然后，从半导体晶片51的表面侧使表面探针11接近半导体晶片51，从背面侧使工作台14接近半导体晶片51，使表面探针11以及电极部14a分别接触要进行评价的1个纵向型半导体装置52的表面电极52a以及背面电极52b。在此，在本实施方式1中，配线部15使用金属板，因此，工作台14、配线部15以及延长电极16实质上作为1个固体物而进行了一体化。利用这种结构，如图1所示，大致在电极部14a与背面电极52b接触的同时，延长电极16与延长电极用表面探针17接触。

然后，关于期望的电气特性，实施纵向型半导体装置52的评价。在评价结束后，将表面探针11以及工作台14从表面电极52a以及背面电极52b分别分离。在此，在本实施方式1中，配线部15使用了金属板，因此，如图4所示，与电极部14a从背面电极52b离开基本上同时地，延长电极16从延长电极用表面探针17分离。

在上述分离之后，为了将表面探针11等与接下来要进行评价的1个纵向型半导体装置52连接，使用与半导体晶片保持部6连接的移动臂7，使半导体晶片51主要沿其面内方向移动。由此，不仅能够如图1所示那样对设置在半导体晶片51的周边部处的纵向型半导体装置52进行评价，还能够如图2所示那样对设置在半导体晶片51的中央部处的纵向型半导体装置52进行评价。

在此，在本实施方式1中，表面电极52a以及背面电极52b的俯视观察时的形状具有旋转对称性，半导体晶片保持部6构成为能够将半导体晶片51在其俯视观察时转动180度。并且，在如图1所示那样从半导体晶片51的周边部开始进行评价，到达如图2所示那样对半导体晶片51的中央部进行评价的情况下，并不是保持在此之前的半导体晶片51的移动方向而进行剩余的评价，而是使半导体晶片51旋转180度。然后，使半导体晶片51向从图2返回至图1的方向移动，并进行剩余的评价。

利用这种结构，半导体晶片51的移动区域的最大宽度不会达到2个半导体晶片51左右，而是成为1.5个半导体晶片51左右。因此，能够减小半导体评价装置1进行评价所需的空间。

此外，也可以按下述方式构成，即，在半导体晶片51进行了转动的情况下，能够将表面探针11以及工作台14的电极部14a在维持它们的位置的状态下向与半导体晶片51的转动相同的方向(或者相反的方向)转动180度。在以上述方式构成的情况下，即使表面电极52a以及背面电极52b的形状并非旋转对称，也能够得到与上述相同的效果。

<实施方式1的总结>

根据以上述方式构成的本实施方式1所涉及的半导体评价装置1及其评价方法，在半导体晶片51以及保持半导体晶片51的半导体晶片保持部6沿半导体晶片51的面内方向移动的情况下，在半导体晶片51的移动区域外的附近，对背面电位导出部18中的、相对于半导体晶片51位于面内方向的部分进行固定。

利用这种结构，与现有技术相比，能够使高电位的部分(范围)缩小，因而容易确保绝缘。由此，可望实现提高评价的可靠性、提高评价的精度、低成本化、以及工序缩短化等。另外，可望实现与接触于半导体晶片51的探针相关的配线(例如配线部15等)的缩短、以及寄生电感的减少。此外，与配线部15等的缩短相伴，还可望实现半导体评价装置1的小型化。

另外，在本实施方式1中，配线部15由金属板构成。利用这种结构，容易确保配线部15的截面积，因此能够抑制由于施加较大的电流时的发热而产生的高温化。

<实施方式1的变形例>

下面，对实施方式1的变形例1～9进行说明。此外，在此说明的变形例1～9也能够适用于后面描述的实施方式2。

<变形例1>

在实施方式1中，半导体晶片51以及保持半导体晶片51的半导体晶片保持部6能够相对于表面探针11、工作台14(电极部14a)、以及背面电位导出部18，沿半导体晶片51的面内方向(X、Y方向)移动。但不限于此，例如，也可以通过在包含表面探针11、工作台14(电极部14a)、以及背面电位导出部18的结构中设置可动机构，从而能够使它们相对于半导体晶片51以及保持半导体晶片51的半导体晶片保持部6，沿半导体晶片51的面内方向(X、Y方向)移动。

并且，在表面探针11、工作台14(电极部14a)、以及背面电位导出部18沿半导体晶片51的面内方向移动的情况下，可以在背面电位导出部18中的、相对于半导体晶片51位于面内方向的部分的移动区域外的附近，对半导体晶片51进行固定。根据这种本变形例1所涉及的结构，能够得到与实施方式1相同的效果。

<变形例2>

在实施方式1中，半导体评价装置1具有对表面探针11以及延长电极用表面探针17这两者进行机械固定的1个探针基体21。

与此相对，如图5所示，本变形例2所涉及的半导体评价装置1具有：对表面探针11进行固定的第1探针基体21a(第1绝缘性基体)、以及对延长电极用表面探针17进行固定的第2探针基体21b(第2绝缘性基体)。另外，本变形例2所涉及的半导体评价装置1具有保持第1及第2探针基体21a、21b的框架31。

本变形例2所涉及的测试头23在安装有第1探针基体21a的情况下，经由探针连接部22a与表面探针11电连接，在安装有第2探针基体21b的情况下，经由探针连接部22b与延长电极用表面探针17电连接。并且，通过将第1探针基体21a更换为其他第1探针基体21a，从而能够将表面探针11也更换为其他表面探针11。

根据以上这样的本变形例2所涉及的半导体评价装置1，如果对第1探针基体21a进行更换，则能够在维持将延长电极用表面探针17以及第2探针基体21b相对于测试头23基本固定的情况下，应对多种半导体晶片51以及多种纵向型半导体装置52。因此，能够使更换变得容易，可望实现低成本化。

<变形例3>

图6是表示本变形例3所涉及的工作台14中设置的电极部14a的概略结构的俯视图。下面，使用图6和在变形例2中使用的图5，对本变形例3所涉及的半导体评价装置1进行说明。此外，在本变形例3中，并非必须具有第1及第2探针基体21a、21b。

如图6所示，1个电极部14a包含：用于测定向纵向型半导体装置52施加的电压的集电极感应电极14a1(感应(sense)电极)、以及用于向纵向型半导体装置52供给电流及电压的集电极施电电极14a2(施电(force)电极)。即，将1个电极部14a分割为集电极感应电极14a1和集电极施电电极14a2。

集电极感应电极14a1以及集电极施电电极14a2相互电绝缘，集电极感应电极14a1以及集电极施电电极14a2能够与纵向型半导体装置52的相对应的背面电极52b同时接触。

利用上述这样的设置有集电极感应电极14a1以及集电极施电电极14a2的本变形例3所涉及的半导体评价装置1，能够提高评价的精度。

此外，在图5中，与集电极感应电极14a1以及集电极施电电极14a2相对应地，设置有2根延长电极16和2根延长电极用表面探针17。但不限于此，延长电极16也可以维持图5的2根延长电极16的绝缘而将这2根延长电极16汇集为1根，延长电极用表面探针17也可以维持图5的2根延长电极用表面探针17的绝缘而将这2根延长电极用表面探针17汇集为1根。

<变形例4>

图7是表示本变形例4所涉及的工作台14中设置的电极部14a的概略结构的俯视图。此外，在本变形例4中，各电极部14a并非必须包含集电极感应电极14a1以及集电极施电电极14a2。

如图7所示，将多个(在此是2个)电极部14a设置于工作台14。另外，2个电极部14a能够与2个纵向型半导体装置52同时接触。此外，虽然并未图示，但表面探针11也同样能够与2个纵向型半导体装置52同时接触。并且，评价控制部27能够并行评价与表面探针11以及2个电极部14a接触的2个纵向型半导体装置52的电气特性。

利用上述这样的本变形例4所涉及的半导体评价装置1，能够与多个纵向型半导体装置52一起取得接触而进行评价，因而能够缩短评价工序。

此外，在图7中，电极部14a的数量为2个，但不限于此，也可以是大于或等于3个。

<变形例5>

图8是表示本变形例5所涉及的工作台14的概略结构的侧视图。在本变形例5中，与实施方式1相同地将电极部14a设置于工作台14。但是，在本变形例5中，电极部14a能够更换为其他电极部14a。

利用上述这样的本变形例5所涉及的半导体评价装置1，通过根据纵向型半导体装置52的大小、背面电极52b的大小而更换电极部14a，从而能够使用适当大小的电极部14a。另外，与工作台14本身的更换相比，调换较为容易，可望实现低成本化。

此外，在图8中，示出了将面积小的电极部14a安装于工作台14的状态，但当然也可以将面积大的电极部14a安装于工作台14。另外，作为电极部14a与工作台14的连接，设想为通过嵌合、螺钉而实现的连接，但不限于这些连接方式。此外，如果构成为在电极部14a以及工作台14中的至少一者处设置用于与定位销嵌合的凹部，则更换时的定位变得容易。

<变形例6>

在实施方式1中，配线部15由金属板构成。与此相对，如图9所示，在本变形例6中，配线部15由形状可变的电缆构成。即，在本变形例6中，工作台14、配线部15以及延长电极16并未作为1个固体物而进行一体化。

利用上述这样的本变形例6所涉及的半导体评价装置1，能够在使延长电极16以及延长电极用表面探针17相互接触的状态下，使工作台14(电极部14a)相对于半导体晶片51接触和分离。由此，能够减少使延长电极16以及延长电极用表面探针17接触和分离的次数，减少与它们的再次接触动作相伴的Z方向的定位等工作量。另外，还可望实现评价工序的缩短。

<变形例7>

在实施方式1中，半导体晶片保持部6与半导体晶片51的外周部接触而保持半导体晶片51。另外，上述背面连接部包含工作台14的电极部14a而构成。

但是，近年来，形成纵向型半导体装置52的半导体晶片51的厚度正在不断变薄(例如，小于或等于100μm)。因此，在仅对半导体晶片51的外周部进行保持的结构中，容易发生半导体晶片51的挠曲，另外，与探针、工作台的接触时有时会产生破损。在本变形例7所涉及的半导体评价装置1中，能够解决这样的问题。

图10是表示本变形例7所涉及的半导体评价装置1的概略结构的剖视图。在本变形例7中，半导体晶片保持部6为托盘状，对半导体晶片51的背面进行保持。另外，半导体晶片保持部6由具有导电性的金属(例如铜)构成，与半导体晶片51的背面接触，能够进行电连接。并且，背面连接部并非由电极部14a构成，而是由半导体晶片保持部6构成。

利用以上述方式构成的本变形例7所涉及的半导体评价装置1，能够抑制不断进行薄膜化的半导体晶片51的破损。

此外，如果在以具有机械强度的方式构成半导体晶片保持部6的基础上使半导体晶片保持部6较薄，则还能够抑制电压下降的问题。另外，在此虽然并未图示，但为了提高半导体晶片51与半导体晶片保持部6之间的紧贴性，也可以在托盘状的半导体晶片保持部6中附加真空吸附用的机构。

<变形例8>

在实施方式1、至此为止说明的结构中，通过在表面探针11的正上方设置向Z方向延伸的探针连接部22a，从而以最短距离将表面探针11与测试头23电连接。另外，进行评价的纵向型半导体装置52在其正下方与工作台14接触。

与此相对，如图11所示，在本变形例8中，探针连接部22a还沿水平方向(X、Y方向)延伸设置。并且，探针连接部22a中的与测试头23连接的部分(下面记作“测试头连接部分”)的水平方向的位置与进行评价的纵向型半导体装置52的水平方向的位置错开。另外，工作台14能够经由半导体晶片保持部6的沿水平方向延伸的部分，与进行评价的纵向型半导体装置52电连接，测试头连接部分的水平方向的位置与工作台14的水平方向的位置接近。

利用以上述方式构成的本变形例8所涉及的半导体评价装置1，将表面探针11和测试头23电连接的探针连接部22a(部件)的导电路径的方向、与半导体晶片保持部6的导电路径的方向平行并且为逆向。由此，在探针连接部22a中流动的电流的流向与在半导体晶片保持部6中流动的电流的流向相反，因而能够减少电感。

此外，即便是高电流，由于探针连接部22a与半导体晶片保持部6充分地分离，因此绝缘性也得到确保。

<变形例9>

图12是表示本变形例9所涉及的半导体评价装置1的概略结构的剖视图。在本变形例9中，背面连接部并非电极部14a以及半导体晶片保持部6中的某一者，而是包含背面探针34而构成。以上述方式构成的本变形例9所涉及的半导体评价装置1也能够得到与实施方式1相同的效果。

<实施方式2>

图13以及图14是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体评价装置1的概略结构的剖视图。图13和图14示出相互不同的结构。此外，在本实施方式2所涉及的半导体评价装置1中，对于与上面说明的结构要素相同或类似的要素，标注相同的参照标号，主要对不同的部分进行说明。

在本实施方式2中，延长电极用表面探针17被省略，延长电极16沿Z方向延伸设置至探针基体21，与探针连接部22b电连接。即，背面电位导出部18由配线部15以及延长电极16构成，配线部15充当背面电位导出部18的一端部分，延长电极16充当背面电位导出部18的另一端部分。此外，延长电极16例如构成为利用与设置于探针基体21的插座之间的嵌合而可以拆装，但不限于此。

在本实施方式2中，背面电位导出部18具有可动机构38，该可动机构38能够使工作台14的电极部14a相对于表面探针11接近以及分离。在图13的结构中，背面电位导出部18在配线部15与延长电极16的连接部分处具有可动机构38，在图14的结构中，背面电位导出部18在配线部15的中途处具有可动机构38。此外，设想为可动机构38例如利用具有转动机构的接头，但不限于此。

<实施方式2的总结>

在实施方式1中，每次使半导体晶片51移动，都使延长电极用表面探针17与延长电极16接触和分离。与此相对，根据本实施方式2所涉及的半导体评价装置1，通过设置可动机构38，即使不进行上述的接触和分离，也能够使工作台14(电极部14a)相对于半导体晶片51接触和分离。其结果，无需进行延长电极用表面探针17与延长电极16的导通检查，因而工序变得容易。另外，还能够抑制延长电极用表面探针17与延长电极16的接触部分的发热。

此外，根据图14的结构，与图13的结构相比，能够减小工作台14可动的空间，因而还可望实现半导体评价装置1的小型化。

此外，本发明能够在该发明的范围内自由地组合各实施方式以及各变形例，能够对各实施方式以及各变形例适当地进行变形、省略。

Claims (15)

1.一种半导体评价装置，其对设置于半导体晶片的多个纵向型半导体装置进行评价，

所述纵向型半导体装置具有在所述半导体晶片的表面以及背面分别设置的表面电极以及背面电极，

所述半导体评价装置具有：

半导体晶片保持部，其对所述半导体晶片进行保持；

表面探针，其在与由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述表面电极接触的情况下，与所述表面电极电连接；

背面连接部，其在与由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述背面电极接触的情况下，与所述背面电极电连接；

背面电位导出部，其具有一端部分及另一端部分，该一端部分设置在由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述背面侧并与所述背面连接部电连接，该另一端部分设置在由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述表面侧并与所述一端部分电连接；以及

评价部，其通过经由所述表面探针和所述背面电位导出部的所述另一端部分，向所述表面电极和所述背面电极通电，从而对所述纵向型半导体装置的电气特性进行评价，

所述半导体晶片以及保持该半导体晶片的所述半导体晶片保持部能够沿所述半导体晶片的面内方向移动，或者，所述表面探针、所述背面连接部以及所述背面电位导出部能够沿所述半导体晶片的面内方向移动，

在所述半导体晶片以及保持该半导体晶片的所述半导体晶片保持部沿所述面内方向移动，或者所述表面探针、所述背面连接部以及所述背面电位导出部沿所述面内方向移动的情况下，在所述半导体晶片、和所述背面电位导出部中的相对于所述半导体晶片位于所述面内方向的部分中的某一者的移动区域外的附近，固定另一者。

2.根据权利要求1所述的半导体评价装置，其中，

所述背面连接部包含背面探针而构成，或者包含设置于所述半导体晶片的工作台处的电极部而构成，或者由与所述半导体晶片的所述背面以能够电连接的方式接触的所述半导体晶片保持部构成。

3.根据权利要求1或2所述的半导体评价装置，其中，

所述背面电位导出部包含：

与所述一端部分电连接的延长电极；以及

充当所述另一端部分的延长电极用表面探针，

所述延长电极与所述延长电极用表面探针能够接触和分离。

4.根据权利要求1或2所述的半导体评价装置，其中，

所述背面电位导出部具有可动机构，该可动机构能够使所述背面连接部相对于所述表面探针接近以及分离。

5.根据权利要求1所述的半导体评价装置，其中，

所述半导体晶片保持部与所述半导体晶片的外周部接触而保持所述半导体晶片。

6.根据权利要求3所述的半导体评价装置，其中，

所述背面电位导出部还包含充当所述一端部分并将所述背面连接部与所述延长电极电连接的金属板或者电缆。

7.根据权利要求2所述的半导体评价装置，其中，

所述背面连接部包含设置于所述工作台的多个所述电极部而构成，

所述多个电极部能够与大于或等于2个所述纵向型半导体装置同时接触。

8.根据权利要求2所述的半导体评价装置，其中，

所述背面连接部包含设置于所述工作台的所述电极部而构成，

所述电极部能够更换为其他电极部。

9.根据权利要求2所述的半导体评价装置，其中，

所述背面连接部包含设置于所述工作台的所述电极部而构成，

1个所述电极部包含感应电极以及施电电极，

所述感应电极以及所述施电电极能够与所述纵向型半导体装置的相对应的所述背面电极同时接触。

10.根据权利要求3所述的半导体评价装置，其中，

所述半导体评价装置还具有：

绝缘性基体，其对所述表面探针以及所述延长电极用表面探针进行固定；以及

测试头，其与所述评价部电连接，并且在安装有所述绝缘性基体的情况下与所述表面探针以及所述延长电极用表面探针电连接，

通过将所述绝缘性基体更换为其他绝缘性基体，从而能够将所述表面探针以及所述延长电极用表面探针也分别更换为其他表面探针以及其他延长电极用表面探针。

11.根据权利要求3所述的半导体评价装置，其中，

所述半导体评价装置还具有：

第1绝缘性基体，其对所述表面探针进行固定；

第2绝缘性基体，其对所述延长电极用表面探针进行固定；以及

测试头，其与所述评价部电连接，并且在安装有所述第1绝缘性基体的情况下与所述表面探针电连接，在安装有所述第2绝缘性基体的情况下与所述延长电极用表面探针电连接，

通过将所述第1绝缘性基体更换为其他第1绝缘性基体，从而能够将所述表面探针也更换为其他表面探针。

12.根据权利要求3所述的半导体评价装置，其中，

所述延长电极用表面探针包含内置有弹簧的弹簧探针。

13.根据权利要求2所述的半导体评价装置，其中，

所述半导体评价装置还具有与所述表面探针电连接的测试头，

所述背面连接部由与所述半导体晶片的所述背面以能够电连接的方式接触的所述半导体晶片保持部构成，

将所述表面探针和所述测试头进行电连接的部件的导电路径的方向、与所述半导体晶片保持部的导电路径的方向平行。

14.根据权利要求1所述的半导体评价装置，其中，

所述半导体晶片保持部能够将所述半导体晶片在其俯视观察时转动180度。

15.一种半导体评价方法，其对设置于半导体晶片的多个纵向型半导体装置进行评价，

所述纵向型半导体装置具有在所述半导体晶片的表面以及背面分别设置的表面电极以及背面电极，

所述半导体评价方法具有下述工序：

(a)利用半导体晶片保持部对所述半导体晶片进行保持；

(b)使表面探针与由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述表面电极接触，而将所述表面探针与所述表面电极电连接；

(c)使背面连接部与由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述背面电极接触，而将所述背面连接部与所述背面电极电连接；

(d)将背面电位导出部的与所述背面连接部电连接的一端部分设置在由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述背面侧，将背面电位导出部的与所述一端部分电连接的另一端部分设置在由所述半导体晶片保持部保持的所述半导体晶片的所述表面侧；以及

(e)通过经由所述表面探针和所述背面电位导出部的所述另一端部分，向所述表面电极和所述背面电极通电，从而对所述纵向型半导体装置的电气特性进行评价，

所述半导体晶片以及保持该半导体晶片的所述半导体晶片保持部能够沿所述半导体晶片的面内方向移动，或者，所述表面探针、所述背面连接部以及所述背面电位导出部能够沿所述半导体晶片的面内方向移动，

在所述半导体晶片以及保持该半导体晶片的所述半导体晶片保持部沿所述面内方向移动，或者所述表面探针、所述背面连接部以及所述背面电位导出部沿所述面内方向移动的情况下，在所述半导体晶片、和所述背面电位导出部中的相对于所述半导体晶片位于所述面内方向的部分中的某一者的移动区域外的附近，固定另一者。