特開 2024-123831 半導体試験装置および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123831

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】半導体試験装置および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20240905BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

G01R31/26 B

G01R31/26 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031564

(22)【出願日】2023-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】野村 典嗣

(72)【発明者】

【氏名】吉村 卓哉

【テーマコード（参考）】

2G003

4M106

【Ｆターム（参考）】

2G003AA02

2G003AA05

2G003AA10

2G003AG03

2G003AG04

4M106AA01

4M106AA02

4M106AB01

4M106AB06

4M106BA01

4M106CA01

4M106DD01

4M106DD22

4M106DJ02

(57)【要約】

【課題】部分放電の発生を低減しかつ半導体装置の電気特性の試験を安定的に行う。
【解決手段】半導体試験装置１０１は、ステージ１０、プローブ２０、分離部３０およびガス供給部４０を含む。プローブ２０は、ステージに保持された半導体装置２００に対して電気的な入出力を行う。分離部３０は、ステージ１０に保持された半導体装置２００の上方の空間を、加圧空間５０と、プローブ２０を含むプローブ空間６０と、に分離する。ガス供給部４０は、加圧空間５０にガスを供給して加圧空間５０を加圧する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置の電気特性を評価する半導体試験装置であって、
ステージと、
前記ステージに保持された前記半導体装置に対して電気的な入出力を行うプローブと、
前記ステージに保持された前記半導体装置の上方の空間を、加圧空間と、前記プローブを含むプローブ空間と、に分離することが可能な分離部と、
前記加圧空間にガスを供給して前記加圧空間を加圧するガス供給部と、を備える、半導体試験装置。

【請求項2】

前記加圧空間の前記ガスを排気する排気部、または、前記加圧空間の圧力を調整する圧力調整部を、さらに備える、請求項１に記載の半導体試験装置。

【請求項3】

前記分離部は、平面視において、リング形状を有する、請求項１に記載の半導体試験装置。

【請求項4】

前記ガス供給部は、前記半導体装置の上面に対して斜め方向から前記ガスを吹き付けるように設置された噴出口を、さらに備える、請求項１に記載の半導体試験装置。

【請求項5】

請求項１に記載の半導体試験装置を用いて、半導体装置の電気特性を評価して、前記半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体装置を前記ステージに保持する工程と、
前記分離部により、前記ステージに保持された前記半導体装置の上方の空間を、前記加圧空間と、前記プローブ空間とに分離する工程と、
前記ガス供給部により、前記加圧空間にガスを供給して、前記加圧空間を加圧する工程と、
その後、前記ステージに保持された前記半導体装置に対して、前記プローブを介して電気的な入出力を行う工程と、を備える、半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記加圧空間の前記ガスを排気する工程、または、前記加圧空間の圧力を調整する工程を、さらに備える、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記分離部は、平面視において、リング形状を有する、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】

前記ガスを供給する工程において、前記ガスは、前記半導体装置の上面に対して斜め方向から吹き付けられる、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記加圧空間を加圧する工程において、前記加圧空間は、密閉されている、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記加圧空間を加圧する工程において、前記プローブ空間は、密閉されている、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項11】

前記半導体装置に対して前記電気的な入出力を行う工程において、前記加圧空間の圧力は、前記プローブ空間の圧力よりも高い、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体試験装置および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の電気特性を評価する半導体試験装置は、その半導体装置の表面に設けられた電極に、電気的な入出力を行うためのプローブを接触させる。半導体装置が、縦方向つまり表面と垂直方向に電流が流れる縦型構造を有する場合には、その試験中に、ステージと同電位の半導体装置の部分と、半導体装置の表面の電極との間で放電（以下、部分放電という。）が発生する場合がある。この部分放電は、半導体装置の部分的な破損や、半導体装置の不具合などを引き起こす。

【0003】

特許文献１に開示された試験装置は、被試験体が載置された圧力容器内の気圧を加圧した状態で試験を行う。それによって、試験装置は被試験体の高電圧試験中に発生する部分放電を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２５２７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

半導体試験装置のプローブは、その直径が小型化される傾向にあり、例えば、細線化されたワイヤープローブなど様々な種類のプローブが提案されている。プローブの種類によっては、加圧時の圧力容器内へのガスの封入により、プローブが変形する可能性がある。そのような変形は、半導体装置の電気特性の試験の品質に影響を与える。

【0006】

本開示は、上記の課題を解決するため、部分放電の発生を低減しかつ半導体装置の電気特性の試験を安定的に行うことができる半導体試験装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る半導体試験装置は、半導体装置の電気特性を評価する。半導体試験装置は、ステージ、プローブ、分離部およびガス供給部を含む。プローブは、ステージに保持された半導体装置に対して電気的な入出力を行う。分離部は、ステージに保持された半導体装置の上方の空間を、加圧空間と、プローブを含むプローブ空間と、に分離する。ガス供給部は、加圧空間にガスを供給して加圧空間を加圧する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、部分放電の発生を低減しかつ半導体装置の電気特性の試験を安定的に行うことを可能にする半導体試験装置が提供される。

【0009】

本開示の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１における半導体試験装置の構成を示す断面図である。

【図2】半導体試験装置の断面構成および平面構成を示す図である。

【図3】半導体試験装置の断面構成および平面構成を示す図である。

【図4】実施の形態１における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図5】実施の形態２における半導体試験装置の構成を示す断面図である。

【図6】半導体試験装置の断面構成および平面構成を示す図である。

【図7】実施の形態３における半導体試験装置の構成を示す断面図である。

【図8】半導体試験装置の断面構成および平面構成を示す図である。

【図9】半導体試験装置の断面構成および平面構成を示す図である。

【図10】実施の形態３の変形例における半導体試験装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜実施の形態１＞
（半導体試験装置の構成）
図１は、実施の形態１における半導体試験装置１０１の構成を示す断面図である。図２は、半導体試験装置１０１の断面構成および平面構成を示す図である。図２の上側に示された断面図は、その下側の平面図に示されたＡ－Ａにおける断面を示している。図３は、半導体試験装置１０１の断面構成および平面構成を示す図である。図３の上側に示された断面図は、その下側の平面図に示されたＢ－Ｂにおける断面を示している。図２および図３の平面図は、半導体試験装置１０１の一部の部品を透視してその平面構成を示している。

【0012】

半導体試験装置１０１は、試験対象物である半導体装置２００の電気特性を評価する。半導体装置２００は、ウエハから切り出されて個別化された半導体チップであってもよいし、個別化前の複数の半導体チップが集積された半導体ウエハであってもよい。半導体装置２００は、例えば、Ｓｉ等の半導体によって、または、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ_２Ｏ_３、ダイヤモンド等のいわゆるワイドバンドギャップ半導体によって形成されている。半導体装置２００は、例えば、電力制御用の半導体装置、いわゆるパワー半導体装置である。半導体装置２００は、複数の半導体素子（図示せず）を含む。それら半導体素子は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ショットキーバリアダイオード等である。または、半導体素子は、ＩＧＢＴおよび還流ダイオードが１つの半導体基板内に形成されたＲＣ－ＩＧＢＴ（Reverse-Conducting IGBT）であってもよい。

【0013】

実施の形態１における半導体装置２００の上面には表面電極（図示せず）が設けられ、下面には裏面電極（図示せず）が設けられている。半導体装置２００は、その表面電極と裏面電極との間に電流が流れる縦型構造を有する。また、半導体装置２００は、素子形成領域２０１と耐圧保持領域２０２とを含む。素子形成領域２０１には、半導体素子が形成されている。耐圧保持領域２０２には、半導体装置２００の耐圧を保持するための耐圧保持構造が形成されている。実施の形態１における耐圧保持構造は、平面視において、素子形成領域２０１の周囲を取り囲むように形成されている。耐圧保持構造は、例えば、半導体装置２００の上面側の表層に形成されるＦＬＲ（Field Limiting Ring）である。

【0014】

半導体試験装置１０１は、ステージ１０、複数のプローブ２０、分離部３０、ガス供給部４０および圧力調整部（図示せず）を含む。

【0015】

ステージ１０は、半導体装置２００を保持するための台座である。ステージ１０の表面は、外部装置（図示せず）と電気的に接続されており、半導体試験装置１０１における１つの電極として機能する。試験の際、半導体装置２００はステージ１０上に載置され、ステージ１０の表面は半導体装置２００の裏面電極と接触する。実施の形態１における半導体試験装置１０１は、半導体装置２００を真空吸着によってステージ１０の表面に固定する。その固定手段つまり保持手段は、真空吸着に限定されるものではなく、静電吸着等であってもよい。ステージ１０は、１つまたは複数の半導体装置を保持可能である。以下、説明を簡単にするため、１つの半導体装置２００がステージ１０に保持される例を説明する。

【0016】

複数のプローブ２０の各々は、ステージ１０に保持された半導体装置２００に対して電気的な入出力を行う。プローブ２０は、ソケットを介して、プローブ基板２１に取り付けられている。プローブ２０は、外部装置と電気的に接続されており、半導体試験装置１０１の別の電極として機能する。試験の際、プローブ２０は、半導体装置２００の表面電極と接触する。複数のプローブ２０が設けられていることにより、半導体試験装置１０１は５Ａ以上の電流を半導体装置２００に印加することが可能である。

【0017】

分離部３０は、上板３０Ａ、第１側壁３０Ｂ、第２側壁３０Ｃおよび保護部材３０Ｄを含む。第１側壁３０Ｂおよび第２側壁３０Ｃは上板３０Ａの下面に設けられている。保護部材３０Ｄは、第１側壁３０Ｂの下端に設けられている。保護部材３０Ｄは、例えば柔軟性を有する弾性体で形成されている。上板３０Ａ、第１側壁３０Ｂ、第２側壁３０Ｃおよび保護部材３０Ｄで構成される断面形状は逆Ｕ字型である。言い換えると、分離部３０は、断面視において、トンネル状の空間を形成している。また、分離部３０は、平面視において、そのトンネル状の空間が周回する構造を有する。すなわち、分離部３０は、平面視において、リング形状を有する。

【0018】

第１側壁３０Ｂおよび第２側壁３０Ｃの位置は、ステージ１０に保持された半導体装置２００における素子形成領域２０１および耐圧保持領域２０２の配置に基づいて決定されることが好ましい。例えば、第１側壁３０Ｂは、試験の際に、保護部材３０Ｄが耐圧保持領域２０２よりも半導体装置２００の内側の領域に接触するように設けられる。第２側壁３０Ｃは、試験の際に、半導体装置２００の外縁部の外側に位置するよう設けられることが好ましい。

【0019】

分離部３０は、試験の際、ステージ１０に保持された半導体装置２００の上方の空間のうち、耐圧保持領域２０２の上方の空間に対応する加圧空間５０を覆う。言い換えると、加圧空間５０は、分離部３０および耐圧保持領域２０２で取り囲まれたトンネル状の空間に対応する。第１側壁３０Ｂは、半導体装置２００の上方の空間のうち、プローブ空間６０と加圧空間５０とを分離する。プローブ空間６０とは、半導体装置２００の上面に対向するプローブ２０を含む空間に対応する。言い換えると、プローブ空間６０は、素子形成領域２０１の上方に位置するプローブ２０を含む空間に対応する。

【0020】

ガス供給部４０は、分離部３０に設けられている。試験の際、ガス供給部４０は、加圧空間５０にガスを供給して加圧空間５０を加圧する。ガス供給部４０は、第１側壁３０Ｂの保護部材３０Ｄと半導体装置２００の表面との接触の検知に基づいて、ガスの供給が可能となるように制御されている。

【0021】

実施の形態１においては、複数のガス供給部が設けられている。それら複数のガス供給部のうち少なくとも１つのガス供給部４０は、半導体装置２００の上面に対して図３に示すように斜め方向からガスを吹き付けるように設置された噴出口４０Ａを含む。ここでは、噴出口４０Ａは、分離部３０の上板３０Ａに対して傾いて設置されている。また、ガス供給部４０は、噴出口４０Ａから吹き出されたガスが、リング状の加圧空間５０を周回する流れを形成するように設けられている。さらに、ガス供給部４０は、ガスの供給時の加圧空間５０を均一に加圧できるように設けられることが好ましい。

【0022】

図示しない圧力調整部は、加圧空間５０の圧力を調整する。圧力調整部は、例えば、ガス供給部４０によって加圧空間５０に供給されるガスの供給量を制御して、加圧空間５０の圧力を調整する。

【0023】

（半導体装置の製造方法）
次に、半導体試験装置１０１を用いて半導体装置２００を製造する方法を説明する。図４は、実施の形態１における半導体装置２００の製造方法を示すフローチャートである。この製造方法は、半導体試験装置１０１を用いて、半導体装置２００の電気特性を評価する製造工程を含む、半導体装置２００を製造する方法である。以下、当該評価する製造工程について説明する。

【0024】

ステップＳ１１において、複数のプローブ２０の先端部に対応するコンタクト部の平行度を揃える。

【0025】

ステップＳ１２において、半導体装置２００がステージ１０に載置される。半導体装置２００は、例えば、ステージ１０の予め定められた位置に載置される。ステージ１０に載置された半導体装置２００は、真空吸着等により固定される、つまりステージ１０に保持される。

【0026】

ステップＳ１３において、分離部３０が降下し、半導体装置２００に近接する。分離部３０は、ステージ１０に保持された半導体装置２００の上方の空間のうち、耐圧保持領域２０２の上方の空間に対応する加圧空間５０を覆う。分離部３０の降下により、第１側壁３０Ｂの保護部材３０Ｄは半導体装置２００の上面に接触する。保護部材３０Ｄは、好ましくは、耐圧保持領域２０２よりも半導体装置２００の内側の領域に接触する。第１側壁３０Ｂはプローブ空間６０と加圧空間５０とを分離している。第２側壁３０Ｃは、半導体装置２００の外縁部の外側に位置している。第２側壁３０Ｃの下端は、ステージ１０に接していない。

【0027】

ステップＳ１４において、ガス供給部４０は加圧空間５０にガスを供給して加圧空間５０を加圧する。実施の形態１におけるガス供給部４０は、第１側壁３０Ｂの保護部材３０Ｄと半導体装置２００の表面との接触の検知に基づいて、ガスの供給が可能となるように制御されている。実施の形態１における図３に示すガス供給部４０の噴出口４０Ａは、半導体装置２００の耐圧保持領域２０２に対して斜め方向からガスを吹き付ける。その斜め方向から吹き付けられたガスによって、半導体装置２００の耐圧保持領域２０２に付着していた異物が除去される。また、斜め方向に吹き出されたガスによって、リング状の加圧空間５０には、時計回りもしくは反時計回りのガスの流れが発生する。そのガスの流れによっても、半導体装置２００に付着している異物は効果的に浮き上がって吹き飛ばされる。第２側壁３０Ｃはステージ１０に接していないため、異物は第２側壁３０Ｃの下端とステージ１０との間隙から排出される。

【0028】

ステップＳ１５において、圧力調整部は、加圧空間５０の圧力を設定圧力に調整する。圧力調整部は、例えば、ガス供給部４０によって加圧空間５０に供給されるガスの供給量を制御する。設定圧力は、試験が実行される際の温度および印加電圧に依存するが、例えば、２０ｋＰａ以上である。このステップＳ１５は、ステップＳ１４と同時に実行されてもよい。

【0029】

ステップＳ１６において、複数のプローブ２０が降下し、半導体装置２００の表面電極に接触する。半導体試験装置１０１は、プローブ２０を介して、半導体素子に電流を流して試験を開始する。つまり、半導体試験装置１０１は、半導体装置２００に対してプローブ２０を介して電気的な入出力を行う。この試験の際、加圧空間５０の圧力は、プローブ空間６０の圧力よりも高い。つまり、加圧空間５０は加圧されている。その結果、耐圧保持領域２０２で生じ得る部分放電の可能性が低減する。このステップＳ１６は、ステップＳ１５の後に実行されてもよいし、ステップＳ１５と同時に実行されてもよい。

【0030】

ステップＳ１７において、ガス供給部４０はガスの供給を停止する。加圧空間５０の圧力が元に戻る。プローブ２０および分離部３０が半導体装置２００の表面から離間する。

【0031】

ステップＳ１８において、試験が終了した半導体装置２００がステージ１０から取り外される。以上で、半導体装置２００の試験が終了し、半導体装置２００は次の製造工程へと流される。その後、半導体試験装置１０１は別の半導体装置を試験する。つまり、ステップＳ１１またはステップＳ１２が再び実行される。

【0032】

このような構成においては、試験の際、部分放電が発生しやすい耐圧保持領域２０２の周辺の空間、つまり加圧空間５０が加圧されている。そのため、部分放電の発生の可能性が低減する。

【0033】

その加圧空間５０にガス供給部４０からガスが供給される際、第１側壁３０Ｂによって加圧空間５０とプローブ空間６０とが分離されている。そのため、高圧のガスが、プローブ空間６０のプローブ２０に直接吹き付けられることがない。したがって、プローブ２０の種類によらず、そのプローブ２０において吹き付けに起因する変形が抑制される。例えば、直径が小型化された細いピン型のプローブ、あるいは、細線化されたワイヤー型のプローブが用いられる場合であっても、それらのプローブ２０において吹き付けに起因する変形が抑制される。プローブ２０の変形は接触によるものに抑えられることから、半導体試験装置１０１は、半導体装置２００の電気特性の試験を安定して行うことを可能にする。

【0034】

プローブ２０がガスの供給による影響を受けることがないため、ガス供給部４０は半導体装置２００の耐圧保持領域２０２に対して、ガスを強く吹き付けることができる。その結果、耐圧保持領域２０２の異物の除去率が向上し、部分放電の発生の可能性がさらに低減する。

【0035】

また、分離部３０によって、部分放電が発生しやすい加圧空間５０のみが加圧されるため、ガスの使用量が削減されるとともに、その加圧工程が効率化される。

【0036】

以上をまとめると、実施の形態１における半導体試験装置１０１は、半導体装置２００の電気特性を評価する。半導体試験装置１０１は、ステージ１０、プローブ２０、分離部３０およびガス供給部４０を含む。プローブ２０は、ステージ１０に保持された半導体装置２００に対して電気的な入出力を行う。分離部３０は、ステージ１０に保持された半導体装置２００の上方の空間を、加圧空間５０とプローブ空間６０とを分離する。加圧空間５０は、半導体装置２００の耐圧を保持するために半導体装置２００に形成された耐圧保持領域２０２の上方の空間に対応する。プローブ空間６０は、半導体装置２００に対向するプローブ２０を含む。ガス供給部４０は、加圧空間５０にガスを供給して加圧空間５０を加圧する。

【0037】

このような半導体試験装置１０１は、部分放電の発生を低減し、半導体装置２００の電気特性の試験を安定的に行うことを可能にする。部分放電に起因した不良品の発生が低減し、また、正確に電気特性が評価されるため、半導体装置２００の歩留まりおよび信頼性が向上する。

【0038】

半導体試験装置１０１には、試験対象の半導体装置２００の仕様に応じて、大電流または高電圧を印加することが要求される。そのような要求に対して、多ピン化されたプローブ２０が用いられる。また、プローブ２０の接触による半導体装置２００へのダメージ低減も求められている。そのため、プローブ２０の直径が小型化された細いピン型のプローブ、ワイヤー型のプローブなど細線構造のプローブ２０が提案されている。実施の形態１に示された半導体試験装置１０１によれば、それら細線構造のプローブ２０が用いられた場合であっても、加圧時に、プローブ２０の変形は接触によるものに抑えられる。そのため、試験結果の信頼性が向上し安定する。

【0039】

また、実施の形態１における分離部３０の保護部材３０Ｄは、柔軟性を有する弾性体で形成されている。そのため、試験対象の半導体装置２００ごとに、接触が繰り返される第１側壁３０Ｂの下部の耐久性が高まる。また、第１側壁３０Ｂと半導体装置２００との接触性および密着性が向上する。

【0040】

＜実施の形態２＞
実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。

【0041】

図５は、実施の形態２における半導体試験装置１０２の構成を示す断面図である。図６は、半導体試験装置１０２の断面構成および平面構成を示す図である。図６の上側に示された断面図は、その下側の平面図に示されたＣ－Ｃにおける断面を示している。図６の平面図は、半導体試験装置１０２の一部の部品を透視してその平面構成を示している。

【0042】

分離部３１は、上板３１Ａ、第１側壁３１Ｂ、第２側壁３１Ｃおよび保護部材３１Ｄを含む。上板３１Ａの下面は、実施の形態１の上板３０Ａの下面よりも下方に位置する。試験の際、上板３１Ａは、耐圧保持領域２０２に近接するように設けられている。

【0043】

ガス供給部４０は、ガス流路４０Ｂを含む。ガス流路４０Ｂは、上板３１Ａを貫通するように設けられている。ここでは、ガス流路４０Ｂは、第１側壁３１Ｂに沿って設けられている。言い換えると、ガス流路４０Ｂは、第１側壁３１Ｂに接するように設けられている。

【0044】

実施の形態２における半導体試験装置１０２の動作は、実施の形態１における半導体試験装置１０１の動作（図４）と基本的に同じである。ただし、図４のステップＳ１３～Ｓ１５の詳細が実施の形態１とは異なる。

【0045】

ステップＳ１３において、分離部３１が降下し、半導体装置２００に近接する。分離部３１は、耐圧保持領域２０２の上方の加圧空間５０を覆う。分離部３１の降下により、第１側壁３１Ｂの保護部材３１Ｄは半導体装置２００の上面に接触し、分離部３１の上板３１Ａは耐圧保持領域２０２に近接する。実施の形態２における上板３１Ａと耐圧保持領域２０２との距離は、実施の形態１における上板３０Ａと耐圧保持領域２０２との距離よりも短い。第１側壁３１Ｂは、プローブ空間６０と加圧空間５０とを分離している。半導体装置２００の外縁部の外側に位置している第２側壁３１Ｃはステージ１０に接していない。

【0046】

ステップＳ１４において、ガス供給部４０は、ガス流路４０Ｂを通じて加圧空間５０にガスを供給して加圧空間５０を加圧する。実施の形態２におけるガス供給部４０は、第１側壁３１Ｂの保護部材３１Ｄと半導体装置２００の表面との接触の検知に基づいて、ガスの供給が可能となるように制御されている。ガス流路４０Ｂを通じて加圧空間５０に供給されたガスは、耐圧保持領域２０２に吹き付けられる。その結果、耐圧保持領域２０２上の異物は、吹き飛ばされる。第２側壁３１Ｃはステージ１０に接していないため、その異物は第２側壁３１Ｃの下端とステージ１０との間隙から排出される。

【0047】

ステップＳ１５において、圧力調整部は、加圧空間５０の圧力を調整する。圧力調整部は、例えば、ガス流路４０Ｂを通じて加圧空間５０に供給されるガスの供給量を制御する。

【0048】

以上のような半導体試験装置１０２による試験においても、加圧空間５０は加圧されている。そのため、部分放電の発生の可能性が低減する。

【0049】

加圧空間５０にガス供給部４０からガスが供給される際、第１側壁３１Ｂによって加圧空間５０とプローブ空間６０とが分離されている。そのため、高圧のガスが、プローブ空間６０のプローブ２０に吹き付けられることがない。そのため、プローブ２０の種類によらずプローブ２０において吹き付けに起因する変形が抑制される。

【0050】

実施の形態２においては、分離部３１の上板３１Ａの下面が半導体装置２００の耐圧保持領域２０２に近接している。そのため、加圧空間５０が狭まり、ガス供給部４０から供給されたガスの流速が速まる。その結果、耐圧保持領域２０２上の異物が効果的に除去される。また、加圧空間５０の容積が小さいため、加圧空間５０の効果的な加圧が可能となる。

【0051】

＜実施の形態３＞
実施の形態３において、実施の形態１と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。

【0052】

図７は、実施の形態３における半導体試験装置１０３の構成を示す断面図である。図８は、半導体試験装置１０３の断面構成および平面構成を示す図である。図８の上側に示された断面図は、その下側の平面図に示されたＤ－Ｄにおける断面を示している。図９は、半導体試験装置１０３の断面構成および平面構成を示す図である。図９の上側に示された断面図は、その下側の平面図に示されたＥ－Ｅにおける断面を示している。図８および図９の平面図は、半導体試験装置１０３の一部の部品を透視してその平面構成を示している。

【0053】

半導体試験装置１０３は、ステージ１０、複数のプローブ２０、分離部３２、複数のガス供給部４０、圧力調整部（図示せず）および排気部（図示せず）を含む。

【0054】

分離部３２は、上板３０Ａ、第１側壁３０Ｂ、第２側壁３０Ｃ、第１保護部材３２Ｄおよび第２保護部材３２Ｅを含む。第１保護部材３２Ｄは、第１側壁３０Ｂの下端に設けられている。第２保護部材３２Ｅは、第２側壁３０Ｃの下端に設けられている。第１保護部材３２Ｄおよび第２保護部材３２Ｅは、例えば柔軟性を有する弾性体で形成されている。上板３０Ａ、第１側壁３０Ｂ、第２側壁３０Ｃ、第１保護部材３２Ｄおよび第２保護部材３２Ｅで構成される断面形状は逆Ｕ字型である。

【0055】

複数のガス供給部４０は、試験の際、加圧空間５０にガスを供給する。各ガス供給部４０は、第２側壁３０Ｃの第２保護部材３２Ｅとステージ１０の表面との接触の検知に基づいて、ガスの供給が可能となるように制御されている。各ガス供給部４０は、半導体装置２００の上面に対して斜め方向からガスを吹き付けるように設置された図９に示す噴出口４０Ａを含む。複数のガス供給部４０は、平面視において、半導体装置２００の耐圧保持領域２０２の角部に一致するように配置される。各ガス供給部４０は、各噴出口４０Ａから吹き出されたガスがリング状の加圧空間５０を周回する流れを形成するように設けられている。また、各ガス供給部４０は、ガスの供給時の加圧空間５０を均一に加圧できるように設けられている。

【0056】

図示しない排気部は、加圧空間５０のガスを排気する。圧力調整部は、加圧空間５０の圧力を調整する。圧力調整部は、ガス供給部４０によって加圧空間５０に供給されるガスの供給量または排気部によって加圧空間５０から排気されるガスの排気量を制御する。

【0057】

実施の形態３における半導体試験装置１０３の動作は、実施の形態１における半導体試験装置１０１の動作（図４）と基本的に同じである。ただし、図４のステップＳ１３およびＳ１４の詳細が実施の形態１とは異なる。

【0058】

ステップＳ１３において、分離部３２が降下し、半導体装置２００に近接する。分離部３２は、耐圧保持領域２０２の上方の加圧空間５０を覆う。分離部３２の降下により、第１側壁３０Ｂの第１保護部材３２Ｄは半導体装置２００に接触し、かつ、第２側壁３０Ｃの第２保護部材３２Ｅがステージ１０に接触する。第１側壁３０Ｂは、プローブ空間６０と加圧空間５０とを分離している。また、加圧空間５０は、分離部３２、半導体装置２００およびステージ１０によって密閉されている。

【0059】

ステップＳ１４において、ガス供給部４０は加圧空間５０にガスを供給し、排気部は加圧空間５０のガスを排気する。実施の形態３におけるガス供給部４０は、第２側壁３０Ｃの保護部材３０Ｅとステージ１０の表面との接触の検知に基づいて、ガスの供給が可能となるように制御されている。図９のガス供給部４０の噴出口４０Ａは、半導体装置２００の耐圧保持領域２０２に対して斜め方向からガスを吹き付ける。その斜め方向から吹き付けられたガスによって、半導体装置２００の耐圧保持領域２０２に付着していた異物が除去される。さらに、実施の形態３においては、ガスの噴出口４０Ａが半導体装置２００の耐圧保持領域２０２の角部に一致するように配置されているため、効率の良いガスの回転流が生み出される。その結果、異物の除去効果が向上する。また、排気部から加圧空間５０のガスが排気されることに伴い、耐圧保持領域２０２から離脱した異物は加圧空間５０の外部へ排出される。

【0060】

以上のような半導体試験装置１０３による試験においても、加圧空間５０は加圧されている。そのため、部分放電の発生の可能性が効果的に低減する。加圧空間５０にガスが供給される際に、加圧空間５０は密閉されている。そのため、高圧のガスが、プローブ空間６０のプローブ２０に吹き付けられることがない。したがって、プローブ２０の種類によらず、そのプローブ２０において吹き付けに起因する変形が抑制される。

【0061】

（実施の形態３の変形例）
図１０は、実施の形態３の変形例における半導体試験装置１０４の構成を示す断面図である。半導体試験装置１０４は、実施の形態３に示された半導体試験装置１０３のプローブ基板２１と分離部３０とが一体化された構成を有する。具体的には、プローブ基板２１は、分離部３０の第１側壁３０Ｂの上端に接合されている。

【0062】

試験の際、分離部３０が降下し、第１側壁３０Ｂの第１保護部材３２Ｄは半導体装置２００に接触する。プローブ空間６０は、プローブ基板２１、分離部３０の第１側壁３０Ｂ、第１保護部材３２Ｄおよび半導体装置２００の上面によって密閉されている。

【0063】

このような構成であっても、実施の形態３と同様の効果が得られる。また、プローブ基板２１と分離部３０とが一体化された構成は、実施の形態１の半導体試験装置１０１および実施の形態２の半導体試験装置１０２にも適用可能である。

【0064】

本開示は、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【0065】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0066】

（付記１）
半導体装置の電気特性を評価する半導体試験装置であって、
ステージと、
前記ステージに保持された前記半導体装置に対して電気的な入出力を行うプローブと、
前記ステージに保持された前記半導体装置の上方の空間を、加圧空間と、前記プローブを含むプローブ空間と、に分離することが可能な分離部と、
前記加圧空間にガスを供給して前記加圧空間を加圧するガス供給部と、を備える、半導体試験装置。

【0067】

（付記２）
前記加圧空間の前記ガスを排気する排気部、または、前記加圧空間の圧力を調整する圧力調整部を、さらに備える、付記１に記載の半導体試験装置。

【0068】

（付記３）
前記分離部は、平面視において、リング形状を有する、付記１または付記２に記載の半導体試験装置。

【0069】

（付記４）
前記ガス供給部は、前記半導体装置の上面に対して斜め方向から前記ガスを吹き付けるように設置された噴出口を、さらに備える、付記１から付記３のいずれかに記載の半導体試験装置。

【0070】

（付記５）
付記１から付記４のいずれかに記載の半導体試験装置を用いて、半導体装置の電気特性を評価して、前記半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体装置を前記ステージに保持する工程と、
前記分離部により、前記ステージに保持された前記半導体装置の上方の空間を、前記加圧空間と、前記プローブ空間とに分離する工程と、
前記ガス供給部により、前記加圧空間にガスを供給して、前記加圧空間を加圧する工程と、
その後、前記ステージに保持された前記半導体装置に対して、前記プローブを介して電気的な入出力を行う工程と、を備える、半導体装置の製造方法。

【0071】

（付記６）
前記加圧空間の前記ガスを排気する工程、または、前記加圧空間の圧力を調整する工程を、さらに備える、付記５に記載の半導体装置の製造方法。

【0072】

（付記７）
前記分離部は、平面視において、リング形状を有する、付記５または付記６に記載の半導体装置の製造方法。

【0073】

（付記８）
前記ガスを供給する工程において、前記ガスは、前記半導体装置の上面に対して斜め方向から吹き付けられる、付記５から付記７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

【0074】

（付記９）
前記加圧空間を加圧する工程において、前記加圧空間は、密閉されている、付記５から付記８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

【0075】

（付記１０）
前記加圧空間を加圧する工程において、前記プローブ空間は、密閉されている、付記５から付記９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

【0076】

（付記１１）
前記半導体装置に対して前記電気的な入出力を行う工程において、前記加圧空間の圧力は、前記プローブ空間の圧力よりも高い、付記５から付記１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

【符号の説明】

【0077】

１０ ステージ、２０ プローブ、２１ プローブ基板、３０ 分離部、３０Ａ 上板、３０Ｂ 第１側壁、３０Ｃ 第２側壁、３０Ｄ 保護部材、３１ 分離部、３１Ａ 上板、３１Ｂ 第１側壁、３１Ｃ 第２側壁、３１Ｄ 保護部材、３２ 分離部、３２Ｄ 第１保護部材、３２Ｅ 第２保護部材、４０ ガス供給部、４０Ａ 噴出口、４０Ｂ ガス流路、５０ 加圧空間、６０ プローブ空間、１０１～１０４ 半導体試験装置、２００ 半導体装置、２０１ 素子形成領域、２０２ 耐圧保持領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】