JP2012141267A - 半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造およびそれを備えた半導体装置の電気的特性検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的特性を正確に検査できる半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造およびそれを備えた半導体装置の電気的特性検査装置を提供する。
【解決手段】半導体装置１１の電気的特性検査装置１０の電極構造１は、第１の電極部３を備えている。第１の電極部３の半導体装置１１と接触する側の面３ａに開口するように真空チャック用の通路６が形成されている。電極構造１は、さらに半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させることができるように通路６内に挿通され、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させた状態で半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間の電圧を検出するための第２の電極部４と、第１および第２の電極部３，４のそれぞれの半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａ，４ａの高さが互いに揃うように第１および第２の電極部３，４のそれぞれを固定する支持部５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造およびそれを備えた半導体装置の電気的特性検査装置に関し、特に、一方表面と他方表面との間に電流を流すことができる半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造およびそれを備えた半導体装置の電気的特性検査装置に関するものである。

一方表面とその裏面である他方表面との間に電流を流すことができる半導体装置として、たとえば縦型のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、縦型ＭＯＳＥＦＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、ダイオードなどがある。このような半導体装置において、電気的特性を知ることは重要であるため、たとえば電圧などの電気的特性が検査される。

半導体装置の電気的特性を検査する方法として、たとえば特開２００７−１３０３４号公報（特許文献１）には、半導体チップ表面にプローブ針を当て電流を流すプローブテストが開示されている。この公報には、一般的なプローブテストとして、以下に示す方法が開示されている。半導体チップのエミッタ電極およびゲート電極にプローブ針が当てられ、裏面コレクタ電極がウェハステージに真空吸着されて接触された状態で、コレクタ電極とエミッタ電極との間に電流が流される。そのときのある電流値でのコレクタ−エミッタ間の電圧がオン電圧と定義され、規格判定が行われる。

特開２００７−１３０３４号公報

半導体装置の電気的特性検査装置では、コレクタ電極に接して半導体装置の電圧を検査するセンス部が可動する構造も考えられる。この構造に上記公報に記載された方法を組合せることも想定可能である。つまり、上記公報に記載されたように半導体装置のコレクタ電極側が真空吸着され、かつコレクタ電極に接して半導体装置の電圧を検査するセンス部が可動する構造も考えられる。この構造では、真空状態の通路内において、センス部を支持する樹脂部がその周囲の樹脂部に対して可動するように設けられる。

この構造では、センス部を支持する樹脂部とその周囲の樹脂部との隙間から真空リークが生じることがある。この真空リークを防止するため、センス部を支持する樹脂部とその周囲の樹脂部との隙間にグリースを塗布しなければならない。この場合、このグリースがセンス部の先端に付着し、半導体装置のコレクタ電極に転写されることが考えられる。その結果、センス部と半導体装置のコレクタ電極との間にグリースが挟まることにより半導体装置の電気的特性が正確に検査できないという問題が生じる。

本発明は上記課題を鑑みなされたものであり、その目的は、電気的特性を正確に検査できる半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造およびそれを備えた半導体装置の電気的特性検査装置を提供することである。

本発明の一の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造は、一方表面と前記一方表面に対向する他方表面とを有し、一方表面と他方表面との間に電流を流すことができる半導体装置の電気的特性を検査するための電気的特性検査装置の電極構造であって、半導体装置の一方表面と接触させるための第１の電極部を備えている。第１の電極部の半導体装置と接触する側の面に開口するように真空チャック用の通路が形成されている。本発明の一の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造は、さらに半導体装置の一方表面と接触させることができるように通路内に挿通され、半導体装置の一方表面と接触させた状態で半導体装置の一方表面と他方表面との間の電圧を検出するための第２の電極部と、第１および第２の電極部のそれぞれの半導体装置の一方表面と接触する面の高さが互いに揃うように第１および第２の電極部のそれぞれを固定する支持部とを備えている。

本発明の他の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造は、一方表面と前記一方表面に対向する他方表面とを有し、一方表面と他方表面との間に電流を流すことができる半導体装置の電気的特性を検査するための電気的特性検査装置の電極構造であって、半導体装置の一方表面と接触させるための第１の電極部を備えている。第１の電極部の半導体装置と接触する側の面に開口するように真空チャック用の通路が形成されている。本発明の他の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造は、さらに半導体装置の一方表面と接触させることができるように通路と離れた位置に配置され、半導体装置の一方表面と接触させた状態で半導体装置の一方表面と他方表面との間の電圧を検出するための第２の電極部を備えている。第２の電極部は、半導体装置の一方表面と接触させた状態で半導体装置と第１の電極部とが重なる方向に第１の電極部に対して相対的に移動可能に構成されている。

本発明の一の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造によれば、第２の電極部は真空チャック用の通路内に挿通され、支持部に固定されているため、第２の電極部は可動しない。第２の電極部が可動しないため、第２の電極部を固定する支持部とその周囲の支持部とに可動のための隙間が生じることはない。このため、この隙間に塗布するためのグリースは必要ない。そのため、半導体装置の一方表面と第２の電極部との間にグリースが挟まることもない。したがって、半導体装置の一方表面と第２の電極部との間にグリースが挟まることによって半導体装置の電気的特性の検査が不正確になることを防止できる。これにより、半導体装置の電気的特性を正確に検査できる。

本発明の他の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造によれば、第２の電極部は、通路と離れた位置に配置され、半導体装置の一方表面と接触させた状態で半導体装置と第１の電極部とが重なる方向に第１の電極部に対して相対的に移動可能に構成されているため、第２の電極部の移動によって通路から真空リークが生じることはない。このため、真空リークを防止するためのグリースは必要ない。そのため、半導体装置の一方表面と第２の電極部との間にグリースが挟まることもない。したがって、半導体装置の一方表面と第２の電極部との間にグリースが挟まることによって半導体装置の電気的特性の検査が不正確になることを防止できる。これにより、半導体装置の電気的特性を正確に検査できる。

本発明の実施の形態１における半導体装置の電気的特性検査装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態１における半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造の概略斜視図である。 本発明の実施の形態１における半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造の概略平面図である。 本発明の実施の形態１における半導体装置の電気的特性検査装置の検査動作を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態２における半導体装置の電気的特性検査装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態２における半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造の概略斜視図である。 本発明の実施の形態２における半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造の概略平面図である。 本発明の実施の形態２における半導体装置の電気的特性検査装置の検査動作を示す概略断面図である。

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）
最初に本発明の実施の形態１の半導体装置の電気的特性検査装置の構成について説明する。なお、本実施の形態では、半導体装置の一例として縦型ＩＧＢＴが適用されている。

図１を参照して、電気的特性検査装置１０は、電極構造１と、プローブ電極２と、電圧計１４と、真空ポンプ１５とを主に有している。なお、図１では、半導体装置１１が電極構造１上に載置された状態が示されている。

半導体装置１１は一方表面１１ａと、一方表面１１ａに対向する他方表面１１ｂとを有している。一方表面１１ａにはコレクタ電極（図示せず）が形成されている。他方表面１１ｂにはエミッタ電極（図示せず）およびゲート電極（図示せず）が形成されている。半導体装置１１は、コレクタ電極とエミッタ電極との間に電流を流すことにより一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間に電流を流すことができるように構成されている。

電気的特性検査装置１０は、電極構造１が半導体装置１１の一方表面１１ａと電気的に接続され、プローブ電極２が他方表面１１ｂと電気的に接続された状態で、半導体装置１１の電気的特性を検査するためのものである。電気的特性検査装置１０は、電極構造１により半導体装置１１の電気的特性を検査可能に構成されている。電極構造１とプローブ電極２とは相対的に移動可能に設けられている。電極構造１とプローブ電極２とは半導体装置１１を挟み込み可能に設けられている。

図１および図２を参照して、電極構造１は、第１の電極部３と、第２の電極部４と、センス電極部４ｂと、接続部４ｃと、支持部５と、通路６と、ヒーター部７とを主に有している。プローブ電極２は、プローブ保持部１２と、エミッタ側プローブ１３ｅと、ゲート側プローブ１３ｇとを主に有している。

電極構造１において、第１の電極部３は、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させるためのものである。第１の電極部３は、半導体装置１１の一方表面１１ａに設けられたコレクタ電極（図示せず）と接触して電気的に接続可能に設けられている。第１の電極部３は、第１の電極部３の半導体装置１１と接触する側の面３ａに開口３ｂを有している。

第２の電極部４は、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させた状態で半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間の電圧を検出するためのものである。第２の電極部４は、半導体装置１１の一方表面１１ａに設けられたコレクタ電極（図示せず）と接触させて電気的に接続可能に設けられている。

第１の電極部３および第２の電極部４のそれぞれは支持部５に固定されている。第１の電極部３は、第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａと対向する面側で支持部５に固定されている。第２の電極部４は、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａと対向する面側で支持部５に固定されている。

第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａの高さと第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａの高さとが互いに揃うように第１の電極部３および第２の電極部４は支持部５に固定されている。

第１および第２の電極部３，４のそれぞれの半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａ，４ａの高さが互いに揃うためには、互いの接触する面３ａ，４ａが同一平面上に位置することが理想的である。しかし、真空吸引の際に、半導体装置１１が湾曲するため、この湾曲した状態で第１および第２の電極部３，４の互いの接触する面３ａ，４ａはそれぞれ半導体装置１１の一方表面１１ａに接触するように位置していればよい。

第１の電極部３の半導体装置１１と接触する側の面３ａに開口するように真空チャック用の通路６が形成されている。通路６は半導体装置１１を真空チャックするために用いられるものである。第１の電極部３および支持部５には、開口３ｂと連通するように通路６が設けられている。通路６は、図中矢印Ａ方向への真空吸引による真空チャックにより半導体装置１１を第１の電極部３に保持するために設けられている。通路６の少なくとも一部は第２の電極部４に沿うように設けられている。通路６は、第１の電極部３と支持部５とを貫通するように設けられている。通路６の開口３ｂと反対側の開口部分は、支持部５に配置されている。

通路６は、第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する側の面３ａに対して半導体装置１１と反対側に配置された通路部６ａを有していてもよい。通路部６ａは、第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する側の面３ａに沿う方向に延びるように設けられていてもよい。この場合、通路６の開口３ｂと反対側の開口部分は、支持部５の側面に配置されていてもよい。つまり、通路６は曲がるように設けられていてもよい。

第２の電極部４は、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させることができるように通路６内に挿通されている。第２の電極部４は、半導体装置１１と接触する面４ａを有している。第２の電極部４は開口３ｂから露出するように通路６で支持部５に固定されている。第２の電極部４は第１の電極部３と離れた位置に配置されている。第２の電極部４は第１の電極部３と電気的に絶縁されている。

第２の電極部４は、センス電極部４ｂに接続部４ｃで電気的に接続されている。センス電極部４ｂは第１の電極部３と離れた位置に設けられている。センス電極部４ｂは第１の電極部３と電気的に絶縁されている。

半導体装置１１の電気的特性を検査するために、電気的特性検査装置１０により半導体装置１１を高温にした状態での試験（高温試験）が行われる。この高温試験では半導体装置１１を高温にするために半導体装置１１が加熱される。本実施の形態では、半導体装置１１を加熱するためのヒーター部７が設けられていてもよい。

ヒーター部７は支持部５の内部に固定されている。ヒーター部７は支持部５の内部に第１の電極部３の半導体装置１１と接触する面３ａに沿う方向に延びるように配置されている。ヒーター部７は、半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向において、第１の電極部３と通路部６ａとの間に配置されている。

図１および図３を参照して、第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向から見て、矩形形状を有していてもよい。第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、幅広形状を有している。なお、図３では半導体装置１１は破線で示されている。

第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、半導体装置１１の中央部に接触している。第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、半導体装置１１と面接触可能に設けられている。第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、半導体装置１１の複数のセル間に渡って接触するように設けられている。

なお、第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向から見て、矩形形状に限定されず、たとえば円形状であってもよい。

第１の電極部３の開口３ｂは、開口３ｂの開口面積の全てが半導体装置１１に覆われるように設けられている。第１の電極部３の開口３ｂの開口面積の全てが半導体装置１１に覆われるように設けられているため、開口３ｂでの真空リークが抑制される。

再び図１を参照して、プローブ電極２において、プローブ保持部１２は、エミッタ側プローブ１３ｅと、ゲート側プローブ１３ｇとを保持するためのものである。プローブ保持部１２により、エミッタ側プローブ１３ｅと、ゲート側プローブ１３ｇとは半導体装置１１に対して接触可能に保持されている。

エミッタ側プローブ１３ｅは、半導体装置１１のエミッタ電極（図示せず）と電気的に接続可能に設けられている。エミッタ側プローブ１３ｅは、半導体装置１１のエミッタ電極（図示せず）にエミッタ（Ｅ）電位を印加可能に設けられている。ゲート側プローブ１３ｇは、半導体装置１１のゲート電極（図示せず）と電気的に接続可能に設けられている。ゲート側プローブ１３ｇは、半導体装置１１のゲート電極（図示せず）にゲート（Ｇ）電位を印加可能に設けられている。なお、第１の電極部３は、半導体装置１１のコレクタ電極（図示せず）にコレクタ（Ｃ）電位を印加可能に設けられている。

電圧計１４の一方端子側は、半導体装置１１の一方表面１１ａと第２の電極部４および接続部４ｃを介して電気的に接続されたセンス電極部４ｂに電気的に接続されている。電圧計１４の他方端子側は半導体装置１１の他方表面１１ｂに電気的に接続されている。電圧計１４は、第２の電極部４が半導体装置１１の一方表面１１ａに設けられたコレクタ電極（図示せず）と接触して電気的に接続された状態で半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間の電圧を検出可能に設けられている。

真空ポンプ１５は、通路６の開口３ｂとは反対側の開口部分に接続されている。真空ポンプ１５は、真空引きにより開口部分から通路６の内部を真空状態（減圧状態）にすることができるように設けられている。真空ポンプ１５は真空引きにより半導体装置１１を第１の電極部３に吸い付けて保持可能に設けられている。

次に、本実施の形態の半導体装置の電気的特性検査装置の動作について説明する。
再び図１を参照して、電気的特性検査装置１０において、電極構造１の第１の電極部３および第２の電極部４に半導体装置１１の一方表面１１ａが接するように半導体装置１１が載置される。第１の電極部３は、半導体装置１１のコレクタ電極（図示せず）と接触する。

この状態で真空ポンプ１５によって図中矢印Ａ方向に真空吸引されて通路６の内部が減圧される。通路６の内部が減圧されることにより、第１の電極部３の半導体装置１１と接触する側の面３ａおよび第２の電極部４の半導体装置１１と接触する側の面４ａに半導体装置１１が圧着される。これにより、半導体装置１１が電極構造１に真空チャックされる。

第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａの高さと第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａの高さとが互いに揃っているため、開口３ｂからの真空リークが抑制される。そのため、確実に半導体装置１１が電極構造１に固定される。

電圧計１４は、半導体装置１１の他方表面１１ｂと、センス電極部４ｂおよび接続部４ｃを介して第２の電極部４に電気的に接続された半導体装置１１の一方表面１１ａとに電気的に接続される。

続いて、図４を参照して電極構造１とプローブ電極２とが相対的に互いに近づくように移動する。そして、プローブ電極２のエミッタ側プローブ１３ｅおよびゲート側プローブ１３ｇが半導体装置１１の他方表面１１ｂと接触する。この際、エミッタ側プローブ１３ｅは、半導体装置１１のエミッタ電極（図示せず）と接触する。ゲート側プローブ１３ｇは、半導体装置１１のゲート電極（図示せず）と接触する。

この状態で半導体装置１１のゲート電極（図示せず）にゲート（Ｇ）電位が印加され、エミッタ電極（図示せず）にエミッタ（Ｅ）電位が印加され、コレクタ電極（図示せず）にコレクタ（Ｃ）電位が印加される。たとえばゲート（Ｇ）電位にはＨｉｇｈ（高）が印加され、エミッタ（Ｅ）電位には接地電位が印加され、コレクタ（Ｃ）電位にはプラス（正）電位が印加される。

この結果、半導体装置１１の他方表面１１ｂに設けられたエミッタ電極（図示せず）から一方表面１１ａに設けられたコレクタ電極（図示せず）に電流が流れる。したがって、半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間に電流が流れる。この半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間に電流が流れている状態での半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間の電圧が電圧計１４によって検出される。

このようにして、電気的特性検査装置１０によって半導体装置１１の電気的特性が検査される。なお、上述の動作は一例であって、これに限定されず、電圧計１４の接続、真空ポンプ１５の動作のタイミングなどについて検査に適した動作が適宜適用され得る。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の半導体装置１１の電気的特性検査装置１０の電極構造１によれば、第２の電極部４は真空チャック用の通路６内に挿通され、支持部５に固定されているため、第２の電極部４は可動しない。第２の電極部４が可動しないため、第２の電極部４を固定する支持部５とその周囲の支持部５とに可動のための隙間が生じることはない。このため、この隙間に塗布するためのグリースは必要ない。そのため、半導体装置１１の一方表面１１ａと第２の電極部４との間にグリースが挟まることもない。したがって、半導体装置１１の一方表面１１ａと第２の電極部４との間にグリースが挟まることによって半導体装置１１の電気的特性の検査が不正確になることを防止できる。これにより、半導体装置１１の電気的特性を正確に検査できる。

また、第１の電極部３とヒーター部７との間に通路部６ａが配置された場合には、通路部６ａ内が真空状態（減圧状態）にされることでヒーター部７による熱が第１の電極部３に対して通路部６ａによって断熱される。その結果、第１の電極部３へのヒーター部７による熱の伝導度が悪くなる。

このため、ヒーター部７による第１の電極部３の温度調節の際に、第１の電極部３の温度の変動幅が大きくなる。そのため、半導体装置１１の温度の変動の影響が大きくなる。したがって、ヒーター部７によって半導体装置１１を高温にした状態での試験（高温試験）において、半導体装置１１の電気的特性の検査が不正確になるおそれがある。

それに対して、本実施の形態の半導体装置１１の電気的特性検査装置１０の電極構造１によれば、ヒーター部７は、半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向において、第１の電極部３と通路部６ａとの間に配置されている。このため、通路部６ａによって第１の電極部３へのヒーター部７による熱の伝導が妨げられない。そのため、第１の電極部３へのヒーター部７による熱の伝導度を良くすることができる。

これにより、ヒーター部７による第１の電極部３の温度調節の際に、第１の電極部３の温度の変動幅を抑制できる。第１の電極部３の温度の変動幅を抑制できるため、半導体装置１１の温度の変動の影響を抑制できる。したがって、ヒーター部７によって半導体装置１１を高温にした状態での試験（高温試験）において、半導体装置１１の電気的特性を正確に検査できる。

また、第２の電極部４として複数本の細いセンスピンが適用された場合、複数本の細いセンスピンで半導体装置１１の中央部に数箇所において点接触させて半導体装置１１の電気的特性が測定される。この場合、電流経路によって電圧の測定値のばらつきが大きくなるおそれがある。

それに対して、本実施の形態の半導体装置１１の電気的特性検査装置１０の電極構造１によれば、第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向から見て、矩形形状を有している。このため、第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａは、複数本の細いセンスピンが適用された場合と比較して、半導体装置１１の広い領域に接触することができる。

これにより、半導体装置１１の広い領域において、複数のセルなど複数の箇所に接触することができる。よって、半導体装置１１の広い領域において、複数の箇所のそれぞれの電流値に基づく電流経路の影響を抑制することができる。そのため、半導体装置１１の広い領域で安定して電圧を検出することができる。したがって、半導体装置１１の電気的特性を安定して正確に検査できる。

本発明の半導体装置の電気的特性検査装置によれば、上記の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造により前記半導体装置の電気的特性を検査可能に構成されている。これにより、半導体装置１１の電気的特性を正確に検査できる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と比較して電極構造の構成が主に異なっている。なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態１と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図５および図６を参照して、電極構造１は、第１の電極部３と、第２の電極部４と、センス電極部４ｂと、接続部４ｃと、支持部５と、通路６と、ヒーター部７と、空孔２１と、弾性部材２２とを主に有している。

電極構造１において、第１の電極部３は、第１の電極部３の半導体装置１１と接触する側の面３ａに開口３ｂおよび開口３ｃを有している。開口３ｂと開口３ｃとはそれぞれ別個に設けられている。開口３ｂと連通するように第１の電極部３および支持部５に通路６が設けられている。通路６はたとえば４本設けられている。そのため開口３ｃも４個設けられている。また通路６の開口３ｂと反対側の開口部分も支持部５の側面に４個配置されている。

開口３ｂと連通するように第１の電極部３および支持部５に空孔２１が設けられている。空孔２１と通路６とはそれぞれ別個に離れた位置に配置されている。第２の電極部４は空孔２１内に挿通されている。第２の電極部４は、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させることができるように通路６と離れた位置に配置されている。

第２の電極部４は弾性部材２２により支持部５に保持されている。弾性部材２２はたとえばばねが用いられる。第２の電極部４は弾性部材２２により空孔２１の延びる方向に移動可能に設けられている。第２の電極部４は、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させた状態で半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向に第１の電極部３に対して相対的に移動可能に構成されている。

図５および図７を参照して、第１の電極部３の４個の開口３ｂのそれぞれは、開口３ｃの外周側に配置されている。第１の電極部３の４個の開口３ｂは、第２の電極部４を挟んで第２の電極部４に対して略線対称に２個ずつ配置されている。なお、図７では半導体装置１１は破線で示されている。

第１の電極部３の４個の開口３ｂは、４個の開口３ｂの開口面積の全てが半導体装置１１に覆われるように設けられている。４個の開口３ｂの開口面積の全てが半導体装置１１に覆われるように設けられているため、開口３ｂでの真空リークが抑制される。

次に、本実施の形態の半導体装置の電気的特性検査装置の動作について説明する。
再び図５を参照して、半導体装置１１が載置されていない状態では、第２の電極部４は、第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａより突出するように配置されている。

この状態で第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａに半導体装置１１が載置されると、第２の電極部４が弾性部材２２に付勢されながら半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向において第１の電極部３側に移動する。第２の電極部４は、第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａに半導体装置１１の一方表面１１ａが接触するまで移動する。

このようにして、電極構造１の第１の電極部３および第２の電極部４に半導体装置１１の一方表面１１ａが接するように半導体装置１１が載置される。第１の電極部３は、半導体装置１１のコレクタ電極（図示せず）と接触する。

この状態で真空ポンプ１５によって図中矢印Ａ方向に真空吸引されて４本の通路６の内部が減圧される。４本の通路６の内部が減圧されることにより、第１の電極部３の半導体装置１１と接触する側の面３ａおよび第２の電極部４の半導体装置１１と接触する側の面４ａに半導体装置１１が圧着される。これにより、半導体装置１１が電極構造１に真空チャックされる。

この状態では、第１の電極部３の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面３ａの高さと第２の電極部４の半導体装置１１の一方表面１１ａと接触する面４ａの高さとが互いに揃っている。第２の電極部４は弾性部材２２により付勢されているため、第２の電極部４の半導体装置１１と接触する側の面４ａは半導体装置１１の一方表面に確実に接触する。

電圧計１４は、半導体装置１１の他方表面１１ｂと、センス電極部４ｂおよび接続部４ｃを介して第２の電極部４に電気的に接続された半導体装置１１の一方表面１１ａとに電気的に接続される。

続いて、図８を参照して電極構造１とプローブ電極２とが相対的に互いに近づくように移動する。そして、プローブ電極２のエミッタ側プローブ１３ｅおよびゲート側プローブ１３ｇが半導体装置１１の他方表面１１ｂと接触する。この際、エミッタ側プローブ１３ｅは、半導体装置１１のエミッタ電極（図示せず）と接触する。ゲート側プローブ１３ｇは、半導体装置１１のゲート電極（図示せず）と接触する。

この状態で半導体装置１１のゲート電極（図示せず）にゲート（Ｇ）電位が印加され、エミッタ電極（図示せず）にエミッタ（Ｅ）電位が印加され、コレクタ電極（図示せず）にコレクタ（Ｃ）電位が印加される。たとえばゲート（Ｇ）電位にはＨｉｇｈ（高）が印加され、エミッタ（Ｅ）電位には接地電位が印加され、コレクタ（Ｃ）電位にはプラス（正）が印加される。

この結果、半導体装置１１の他方表面１１ｂに設けられたエミッタ電極（図示せず）から一方表面１１ａに設けられたコレクタ電極（図示せず）に電流が流れる。したがって、半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間に電流が流れる。この半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間に電流が流れている状態での半導体装置１１の一方表面１１ａと他方表面１１ｂとの間の電圧が電圧計１４によって検出される。

このようにして、電気的特性検査装置１０によって半導体装置１１の電気的特性が検査される。なお、上述の動作は一例であって、これに限定されず、電圧計１４の接続、真空ポンプ１５の動作のタイミングなどについて検査に適した動作が適宜適用され得る。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の半導体装置１１の電気的特性検査装置１０の電極構造１によれば、第２の電極部４は、通路６と離れた位置に配置され、半導体装置１１の一方表面１１ａと接触させた状態で半導体装置１１と第１の電極部３とが重なる方向に第１の電極部３に対して相対的に移動可能に構成されているため、第２の電極部４の移動によって通路６から真空リークが生じることはない。このため、真空リークを防止するためのグリースは必要ない。そのため、半導体装置１１の一方表面１１ａと第２の電極部４との間にグリースが挟まることもない。したがって、半導体装置１１の一方表面１１ａと第２の電極部４との間にグリースが挟まることによって半導体装置１１の電気的特性の検査が不正確になることを防止できる。これにより、半導体装置１１の電気的特性を正確に検査できる。

なお、上記では半導体装置１１の一例として縦型ＩＧＢＴが適用された場合について説明したが、半導体装置１１はこれに限られない。半導体装置１１として、縦型ＭＯＳＥＦＴ、ダイオードなども適用され得る。

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。

１ 電極構造、２ プローブ電極、３ 第１の電極部、３ａ 第１の電極部の半導体装置と接触する面、３ｂ 開口、３ｃ 開口、４ 第２の電極部、４ａ 第２の電極部の半導体装置と接触する面、４ｂ センス電極部、４ｃ 接続部、５ 支持部、６ 通路、６ａ 通路部、７ ヒーター部、１０ 電気的特性検査装置、１１ 半導体装置、１１ａ 一方表面、１１ｂ 他方表面、１２ プローブ保持部、１３ｅ エミッタ側プローブ、１３ｇ ゲート側プローブ、１４ 電圧計、１５ 真空ポンプ、２１ 空間領域、２２ 弾性部材。

Claims (5)

1. 一方表面と前記一方表面に対向する他方表面とを有し、前記一方表面と前記他方表面との間に電流を流すことができる半導体装置の電気的特性を検査するための電気的特性検査装置の電極構造であって、
   前記半導体装置の前記一方表面と接触させるための第１の電極部を備え、
   前記第１の電極部の前記半導体装置と接触する側の面に開口するように真空チャック用の通路が形成されており、さらに
   前記半導体装置の前記一方表面と接触させることができるように前記通路内に挿通され、前記半導体装置の前記一方表面と接触させた状態で前記半導体装置の前記一方表面と前記他方表面との間の電圧を検出するための第２の電極部と、
   前記第１および第２の電極部のそれぞれの前記半導体装置の前記一方表面と接触する面の高さが互いに揃うように前記第１および第２の電極部のそれぞれを固定する支持部とを備えた、半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造。
2. 一方表面と前記一方表面に対向する他方表面とを有し、前記一方表面と前記他方表面との間に電流を流すことができる半導体装置の電気的特性を検査するための電気的特性検査装置の電極構造であって、
   前記半導体装置の前記一方表面と接触させるための第１の電極部を備え、
   前記第１の電極部の前記半導体装置と接触する側の面に開口するように真空チャック用の通路が形成されており、さらに
   前記半導体装置の前記一方表面と接触させることができるように前記通路と離れた位置に配置され、前記半導体装置の前記一方表面と接触させた状態で前記半導体装置の前記一方表面と前記他方表面との間の電圧を検出するための第２の電極部を備え、
   前記第２の電極部は、前記半導体装置の前記一方表面と接触させた状態で前記半導体装置と前記第１の電極部とが重なる方向に前記第１の電極部に対して相対的に移動可能に構成されている、半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造。
3. 前記半導体装置を加熱するためのヒーター部をさらに備え、
   前記通路は、前記第１の電極部の前記半導体装置の前記一方表面と接触する側の面に対して前記半導体装置と反対側に配置された通路部を含み、
   前記ヒーター部は、前記半導体装置と前記第１の電極部とが重なる方向において、前記第１の電極部と前記通路部との間に配置されている、請求項１または２に記載の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造。
4. 前記第２の電極部の前記半導体装置の前記一方表面と接触する面は、前記半導体装置と前記第１の電極部とが重なる方向から見て、矩形形状を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造を備え、
   前記半導体装置の電気的特性検査装置の電極構造により前記半導体装置の電気的特性を検査可能な半導体装置の電気的特性検査装置。

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