半导体评价装置及其评价方法_2

文档序号:9786069阅读:来源:国知局
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I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。
[0036]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I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。
[0037]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。
[0038]在本实施方式I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。
[0039]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。
[0040]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I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。
[0041]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。
[0042]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。
[0043]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I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。
[0044]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I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。
[0045]在本实施方式I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。
[0046]另外,在本实施方式I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。
[0047]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。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]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。
[0053]<表面探针11以及延长电极用表面探针17>
[0054]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。
[0055]图3是表示本实施方式I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lid。
[0056]基体设置部Ila作为基座而形成,与探针基体21机械连接。前端部Ilb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llbl。
[0057]在接触部Ilbl与表面电极52a接触时,通过在基体设置部Ila的内部安装的弹簧等弹性部件,压入部Ilc能够摆动。S卩,压入部Ilc能够将与表面电极52a接触的接触部Ilbl向表面电极52a预紧,并且变更基体设置部Ila与前端部Ilb之间的距离。另外,压入部Ilc将接触部Ilbl与外部连接部Ild电连接。与接触部Ilbl电连通的外部连接部Ild作为向外部(探针连接部22a)的输出端起作用。
[0058]如上述所示,在本实施方式I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Ilbl与表面电极52a分离的状态起使表面探针11朝下侧(一 Z侧)下降,则如图3(b)所示那样接触部Ilbl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Ilc被压入基体设置部Ila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。
[0059]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。
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