特開 2024-156428 検査治具および試験装置

(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】P2024156428

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】検査治具および試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20200101AFI20241029BHJP

   G01R 1/067 20060101ALI20241029BHJP

   G01R 1/06 20060101ALI20241029BHJP

   G01R 1/073 20060101ALI20241029BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

G01R31/26 J

G01R1/067 C

G01R1/06 D

G01R1/073 D

G01R31/28 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070879

(22)【出願日】2023-04-24

(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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅井 俊太

【テーマコード（参考）】

2G003

2G011

2G132

【Ｆターム（参考）】

2G003AA07

2G003AG03

2G003AG10

2G003AG12

2G003AG16

2G011AA15

2G011AA21

2G011AB01

2G011AB04

2G011AB08

2G011AC02

2G011AC14

2G011AE02

2G011AF04

2G132AB01

2G132AB03

2G132AE04

2G132AF02

2G132AF06

2G132AL03

(57)【要約】

【課題】プローブと半導体装置との間における接触不良の発生を抑制可能な検査治具および試験装置を提供する。
【解決手段】検査治具１００は、半導体装置４０の検査に用いられる検査治具であって、プローブ１０と、保持部品２０と、案内部品３３とを有している。半導体装置４０は、電極４１を有している。プローブ１０は、先端部１２と、弾性変形部１１とを有している。弾性変形部１１は、先端部１２に作用する荷重により弾性曲げ変形する。保持部品２０は、プローブ１０を保持している。案内部品３３は、プローブ１０が電極４１を押圧する際に電極４１から先端部１２に加わる反力を利用して、電極４１から離れる方向に沿って保持部品２０を移動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極を有する半導体装置の検査に用いられる検査治具であって、
先端部と、前記先端部に作用する荷重により弾性曲げ変形する弾性変形部と、を有するプローブと、
前記プローブを保持している保持部品と、
前記プローブが前記電極を押圧する際に前記電極から前記先端部に加わる反力を利用して、前記電極から離れる方向に沿って前記保持部品を移動させる案内部品と、を備える、検査治具。

【請求項2】

弾性体と、
係合部が設けられている位置決め部品と、
前記案内部品、前記位置決め部品および前記弾性体の各々を支持している筐体と、を備え、
前記保持部品において、前記係合部に対応する被係合部が設けられており、
前記弾性体は、前記係合部と前記被係合部とが係合するように、前記保持部品を前記位置決め部品に押し付ける、請求項１に記載の検査治具。

【請求項3】

前記電極は、前記先端部と接触する接触面を有し、
前記プローブが前記電極に押し付けられる方向を押し付け方向とした場合、
前記接触面は、前記押し付け方向に垂直な方向に沿って延びており、
前記案内部品が前記保持部品を移動させる方向は、前記接触面に対して前記押し付け方向と反対の方向に傾斜している、請求項１または請求項２に記載の検査治具。

【請求項4】

前記電極は、前記先端部と接触する接触面を有し、
前記接触面は、前記案内部品が前記保持部品を移動させる方向と反対の方向に向かうにつれて前記接触面の高さが高くなるように傾斜している、請求項１または請求項２に記載の検査治具。

【請求項5】

請求項１または請求項２に記載の検査治具と、
前記検査治具を介して前記半導体装置に電気を印加する試験回路と、を備える、試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検査治具および試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程において、半導体装置の欠陥および異物などに起因して生じる不良を出荷前に検出するため、半導体装置の電気的特性の検査およびバーンイン試験が実施される。

【0003】

半導体装置の電気的特性の検査において、導電性を有するプローブが半導体装置の電極に接触する。プローブを介して端子に電気が印加されることによって、適正な電圧または適正な電流が半導体装置に印加されるか否かが確認される。バーンイン試験においては、予め決められた時間の間、端子に電圧または電流を印加し続けることによって、半導体装置の性能の劣化または半導体装置の破壊が生じるか否かが確認される。

【0004】

プローブの一例として、特開２０１４－０７４６７４号公報（特許文献１）には、本体部と、コンタクト部とを備えているプローブが記載されている。コンタクト部は、本体部から延在している。コンタクト部は、弾性を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－０７４６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１に記載されているプローブによれば、コンタクト部が半導体装置の電極に押圧される際に、コンタクト部は弾性変形する。コンタクト部の変形によって、コンタクト部が電極上を滑ることがある。この結果、プローブと半導体装置との間において、接触不良が生じることがある。

【0007】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、プローブと半導体装置との間における接触不良の発生を抑制可能な検査治具および試験装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る検査治具は、半導体装置の検査に用いられる検査治具であって、プローブと、保持部品と、案内部品とを備えている。半導体装置は、電極を有している。プローブは、先端部と、弾性変形部とを有している。弾性変形部は、先端部に作用する荷重により弾性曲げ変形する。保持部品は、プローブを保持している。案内部品は、プローブが電極を押圧する際に電極から先端部に加わる反力を利用して、電極から離れる方向に沿って保持部品を移動させる。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係る検査治具によれば、プローブが電極を押圧する際に、先端部が電極上を滑る代わりに、電極から離れる方向に沿って保持部品およびプローブが移動するため、先端部が電極上を滑ることを抑制できる。これによって、プローブと半導体装置との間における接触不良の発生を抑制可能な検査治具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る試験装置の構成を示す一部断面模式図である。

【図2】実施の形態１に係る試験装置の構成を示す模式図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面模式図である。

【図4】実施の形態１に係る検査治具の構成を示す平面模式図である。

【図5】実施の形態１に係るプローブの構成を示す正面模式図である。

【図6】実施の形態１に係る保持部品およびプローブの構成を示す第１斜視模式図である。

【図7】実施の形態１に係る保持部品およびプローブの構成を示す第２斜視模式図である。

【図8】プローブが変形する様子を示す模式図である。

【図9】プローブの変形によってプローブの先端が移動する量について説明する模式図である。

【図10】半導体装置をステージに配置する工程を示す正面模式図である。

【図11】プローブを半導体装置の電極に接触させる工程を示す一部断面模式図である。

【図12】プローブを半導体装置の電極に押し付ける工程を示す一部断面模式図である。

【図13】実施の形態２に係る検査治具の構成を示す一部断面模式図である。

【図14】実施の形態３に係る検査治具の構成を示す一部断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面に基づいて本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

【0012】

実施の形態１．
＜試験装置の構成＞
まず、図１から図４を用いて、実施の形態１に係る試験装置２００の構成について説明する。図１および図２に示されるように、試験装置２００は、検査治具１００と、試験回路５０と、配線５１と、ステージ４２とを有している。検査治具１００は、半導体装置４０と電気的に接続する。試験回路５０は、検査治具１００を介して半導体装置４０に電圧および電流を印加する。配線５１は、試験回路５０と検査治具１００とを電気的に接続している。ステージ４２は、半導体装置４０を支持する。ステージ４２は、検査治具１００から離間している。検査治具１００からステージ４２に向かう方向は、第１方向１０１とされる。試験装置２００は、半導体装置４０の電気的特性を検査する。試験装置２００は、たとえば半導体装置４０にバーンイン試験を実施する。半導体装置４０は、たとえば本体部４０ｂと、電極４１とを有している。

【0013】

試験回路５０は、電源５２と、計測回路５３と、制御回路５４と、端子５９と、を有している。電源５２は、検査治具１００を介して、半導体装置４０に電圧および電流を印加する。計測回路５３は、半導体装置４０に印加される電圧および電流を測定する。制御回路５４は、電源５２および計測回路５３の各々を制御する。具体的には、制御回路５４は、電源５２に信号を出力することによって、電源５２が半導体装置４０に印加する電流の大きさ、電源５２が半導体装置４０に印加する電圧の大きさ、電源５２が半導体装置４０に電圧および電流を印加する時間、および電源５２が半導体装置４０に電圧および電流を印加する周期の各々を制御する。制御回路５４は、計測回路５３に信号を出力することによって、半導体装置４０に印加される電圧および電流を測定するタイミングを制御する。

【0014】

図１から図４に示されるように、検査治具１００は、プローブ１０と、第１保持部品２０ａと、第２保持部品２０ｂと、案内部品３３と、位置決め部品３９と、弾性体３２と、筐体３０とを主に有している。検査治具１００は、半導体装置４０の検査に用いられる。

【0015】

プローブ１０は、電極４１に接触する。第１保持部品２０ａおよび第２保持部品２０ｂの各々は、プローブ１０を保持している。案内部品３３は、第１保持部品２０ａおよび第２保持部品２０ｂの各々の移動方向を制限する。位置決め部品３９は、保持部品２０を位置決めする。弾性体３２は、第１保持部品２０ａおよび第２保持部品２０ｂの各々を位置決め部品３９に押し付ける。筐体３０は、案内部品３３、位置決め部品３９および弾性体３２の各々を支持している。

【0016】

図１に示されるように、第１保持部品２０ａと第２保持部品２０ｂとは、第１方向１０１に垂直な方向に沿って並んでいる。第１保持部品２０ａと第２保持部品２０ｂとが並ぶ方向は、第２方向１０２とされる。第１方向１０１および第２方向１０２の各々に垂直な方向は第３方向１０３とされる。

【0017】

第１保持部品２０ａと第２保持部品２０ｂとは、互いに離間している。第１保持部品２０ａと第２保持部品２０ｂとの間に位置し且つ第２方向１０２に垂直な仮想面を、中心面Ａとする。第１保持部品２０ａと第２保持部品２０ｂとは、互いに、中心面Ａに対して実質的に面対称に設けられていてもよい。第１保持部品２０ａの形状は、第２保持部品２０ｂの形状と実質的に同じである。以下、第１保持部品２０ａと第２保持部品２０ｂとを合わせて、単に保持部品２０とも称する。検査治具１００は、２つの保持部品２０を有している。検査治具１００の形状は、中心面Ａに対して実質的に面対称であってもよい。２つの保持部品２０の各々は、樹脂などの電気絶縁性の材料によって構成されている。

【0018】

図１、図３および図４に示されるように、２つの保持部品２０の各々は、ベース部２２と、第１凸部２５と、第２凸部２６とを有している。第１凸部２５は、ベース部２２に連なっている。第１凸部２５は、ベース部２２から第３方向１０３に沿って凸状である。第１凸部２５の形状は、たとえば直方体状である。第１凸部２５は、たとえば第１方向１０１および第３方向１０３の各々に垂直な方向に沿って延びている。第１凸部２５の延びる方向は、第２方向１０２とされる。第１凸部２５は、筐体３０から離間している。

【0019】

第２凸部２６は、ベース部２２に連なっている。第２凸部２６は、ベース部２２に対して第１凸部２５の反対側に設けられている。別の観点から言えば、ベース部２２は、第１凸部２５と第２凸部２６との間に設けられている。第２凸部２６は、第３方向１０３と反対の方向に沿って凸状である。第２凸部２６の形状は、たとえば直方体状である。第２凸部２６は、たとえば第２方向１０２に沿って延びている。第２凸部２６は、筐体３０から離間している。なお、説明の便宜のため、図３において、弾性体３２は図示されていない。

【0020】

図１に示されるように、プローブ１０は、先端部１２と、配線接続部１３とを有している。プローブ１０は、銅および銅合金などの金属材料によって構成されている。先端部１２は、保持部品２０から中心面Ａに向かう方向に突出している。先端部１２の延びる方向は、保持部品２０から中心面Ａに向かう方向に対して第１方向１０１に傾斜している。先端部１２は、電極４１に接触する。

【0021】

配線接続部１３は、第１方向１０１と反対の方向に沿って、保持部品２０から突出している。配線接続部１３は、先端部１２と電気的に接続されている。配線接続部１３は、配線５１と電気的に接続されている。別の観点から言えば、配線５１によって、プローブ１０は、試験回路５０と電気的に接続されている。配線接続部１３は、配線５１と嵌合されていてもよい。別の観点から言えば、配線接続部１３の形状は、配線５１の端子に嵌合可能な形状であってもよい。配線接続部１３は、たとえばはんだ（図示せず）によって、配線５１と接合されていてもよい。プローブ１０の詳細な構成は後述する。

【0022】

図３および図４に示されるように、検査治具１００は、複数のプローブ１０を有している。複数のプローブ１０は、保持部品２０によって積層状に配置されている。複数のプローブ１０は、第３方向１０３に沿って並んでいる。複数のプローブ１０の各々は、保持部品２０によって互いに電気的に絶縁されている。複数のプローブ１０の各々は、保持部品２０によって互いに隔てられている。複数のプローブ１０の各々は、配線５１（図１参照）と接続されている。たとえば、複数のプローブ１０の各々の配線接続部１３に配線５１が嵌合されている。検査治具１００は、たとえば複数の配線５１を有している。複数の配線５１の数は、たとえば複数のプローブ１０の数と同じである。

【0023】

案内部品３３は、たとえば複数の第１ローラ６１と、複数の第２ローラ６２とを有している。複数の第１ローラ６１の各々は、筐体３０に取り付けられている。複数の第１ローラ６１の各々は、保持部品２０に対して第１方向１０１に設けられている。複数の第１ローラ６１の各々は、保持部品２０を支持している。具体的には、たとえば第１凸部２５および第２凸部２６の各々は、複数の第１ローラ６１に支持されている。複数の第１ローラ６１の各々は自転可能である。複数の第１ローラ６１は、たとえば軸（図示せず）と、ベアリング（図示せず）とによって構成されている。

【0024】

複数の第２ローラ６２の各々は、筐体３０に取り付けられている。複数の第２ローラ６２の各々は、保持部品２０に対して第１方向１０１と反対の方向に設けられている。複数の第２ローラ６２の各々は、保持部品２０と接触している。具体的には、たとえば第１凸部２５および第２凸部２６の各々は、複数の第２ローラ６２と接触している。第１凸部２５および第２凸部２６の各々は、複数の第１ローラ６１と複数の第２ローラ６２とに挟まれている。複数の第２ローラ６２の各々は自転可能である。複数の第２ローラ６２は、たとえば軸（図示せず）と、ベアリング（図示せず）とによって構成されている。保持部品２０は、案内部品３３によって移動可能に支持されている。保持部品２０は、たとえば第２方向１０２に沿って移動可能である。

【0025】

図１および図４に示されるように、位置決め部品３９は、２つの保持部品２０の間に設けられている。位置決め部品３９は、筐体３０に連なっている。位置決め部品３９は、中心面Ａと交差している。位置決め部品３９の形状は、中心面Ａに対して実質的に面対称であってもよい。位置決め部品３９は、中間部３６と、２つの位置決めピン３４とを有している。

【0026】

中間部３６は、２つの位置決め面３５を有している。２つの位置決め面３５の各々は、保持部品２０に接する。２つの位置決め面３５の各々は、互いに中心面Ａに対して実質的に面対称に設けられている。２つの位置決め面３５の各々は、たとえば第２方向１０２に垂直な方向に沿って拡がっている。保持部品２０は、位置決め面３５に押し当てられる。２つの位置決め面３５の各々において、位置決めピン３４が設けられている。位置決めピン３４の形状は、中間部３６から保持部品２０に向かう方向に凸状である。なお、説明の便宜のため、図４において、位置決め部品３９の一部は図示されていない。

【0027】

弾性体３２は、保持部品２０に対して位置決め部品３９の反対側に設けられている。別の観点から言えば、保持部品２０は、弾性体３２と位置決め部品３９との間に設けられている。弾性体３２は、保持部品２０と筐体３０との間に設けられている。弾性体３２は、保持部品２０および筐体３０の各々に接触している。弾性体３２は、たとえば第２方向１０２に沿って伸縮可能である。弾性体３２は、たとえば圧縮コイルばねである。

【0028】

図１、図３および図４に示されるように、筐体３０は、保持部品２０、案内部品３３、弾性体３２および位置決め部品３９の各々を取り囲んでいる。筐体３０は、樹脂などの電気絶縁性の材料によって構成されている。筐体３０の形状は、たとえば環状である。筐体３０の形状は、中心面Ａに対して実質的に面対称であってもよい。

【0029】

ステージ４２は、載置面４３を有している。載置面４３は、第１方向１０１に垂直な方向に沿って拡がっている。ステージ４２は、電極支持部４２ａを有している。電極支持部４２ａは、載置面４３に設けられている。電極支持部４２ａは、載置面４３から第１方向１０１と反対の方向に凸状である。

【0030】

試験装置２００は、搬送機構（図示せず）を有している。ステージ４２は、搬送機構によって移動可能である。ステージ４２は、半導体装置４０をステージ４２へ搭載する第１位置、半導体装置４０を検査する第２位置およびステージ４２から半導体装置４０を排出する第３位置の各々に移動可能である。

【0031】

第１位置、第２位置および第３位置の各々は、たとえば第１方向１０１に垂直な面上に位置している。ステージ４２は、第２位置にから、検査治具１００が半導体装置４０へ押し込まれる第４位置および検査治具１００から半導体装置４０が解放される第５位置の各々へ移動可能である。第５位置は、第４位置に対して第１方向１０１にある。第２位置は、たとえば第５位置に対して第１方向１０１にある。

【0032】

次に、図５を用いてプローブ１０の構成について説明する。図５は、第３方向１０３に見たプローブ１０の構成を示している。図５において、第３方向１０３に見た保持部品２０の外形が破線を用いて示されている。

【0033】

図５に示されるように、プローブ１０は、被支持部１５と、弾性変形部１１を有している。被支持部１５は、配線接続部１３に連なっている。被支持部１５は、配線接続部１３に対して第１方向１０１に設けられている。被支持部１５は、保持部品２０に取り囲まれている。被支持部１５は、保持部品２０に支持されている。

【0034】

弾性変形部１１は、被支持部１５および先端部１２の各々に連なっている。弾性変形部１１の一部は、保持部品２０に取り囲まれている。弾性変形部１１は、弾性曲げ変形可能である。弾性変形部１１は、曲線部１６と直線部１７とを有している。

【0035】

曲線部１６は、被支持部１５に連なっている。曲線部１６の少なくとも一部は、保持部品２０から離間している。第２方向１０２に見て、曲線部１６の形状は、たとえば円弧状である。

【0036】

直線部１７は、曲線部１６に連なっている。直線部１７は、被支持部１５から離間している。直線部１７は、保持部品２０から離間している。直線部１７は、被支持部１５に対して第１方向１０１に設けられている。直線部１７は、第２方向１０２に沿って延びている。第２方向１０２における直線部１７の長さ、第１方向１０１における直線部１７の幅の各々は、検査治具１００から半導体装置４０へ加えられる荷重に基づいて設定される。

【0037】

先端部１２は、被支持部１５から離間している。先端部１２は、先端１９を有している。先端１９は、半導体装置４０の電極４１（図１参照）と接触する部分である。先端１９は、たとえば先端部１２の角である。先端１９において、先端部１２は丸みを帯びていてもよい。先端１９における先端部１２の形状は、電極４１の材質および電極４１の表面処理などに基づいて設定される。

【0038】

プローブ１０は、カンチレバー方式のプローブである。プローブ１０の形状は板状である。プローブ１０は導電性を有している。プローブ１０において、メッキなどの表面処理が施されていてもよい。

【0039】

次に、図６および図７を用いて、保持部品２０およびプローブ１０の構成について説明する。図６において、保持部品２０を構成する部品とプローブ１０とが分解された状態における各部品の構成が示されている。図７において、保持部品２０を構成する部品とプローブ１０とが組み立てられた状態における各部品の構成が示されている。

【0040】

図６および図７に示されるように、保持部品２０は、プローブ支持部２１と、ベース部２２とを有している。プローブ支持部２１は、複数のプローブ１０の各々を支持している。プローブ支持部２１は、プローブ１０の被支持部１５（図５参照）に接触している。プローブ支持部２１において、複数の溝部２１ａが設けられている。複数の溝部２１ａの各々は、第２方向１０２に沿って延びている。複数の溝部２１ａの各々に、プローブ１０が配置されている。

【0041】

プローブ支持部２１において、第１取り付け孔２１ｂが設けられている。第１取り付け孔２１ｂは、第１方向１０１に沿って延びている。第１取り付け孔２１ｂは、プローブ支持部２１を貫通している。

【0042】

ベース部２２は、支持面２２ａを有している。支持面２２ａは、プローブ支持部２１を支持している。支持面２２ａにおいて、第２取り付け孔２１ｃが設けられている。第２取り付け孔２１ｃは、第１方向１０１に沿って延びている。第２取り付け孔２１ｃは、ベース部２２を貫通している。第１取り付け孔２１ｂと第２取り付け孔２１ｃとに、たとえば棒（図示せず）が差し込まれることによって、プローブ支持部２１とベース部２２とは、互いに固定されている。

【0043】

ベース部２２において、穴２２ｃが設けられている。穴２２ｃは、第２方向１０２と反対の方向に向かって開口している。穴２２ｃは、位置決めピン３４に対応している。位置決めピン３４（図１参照）は、穴２２ｃと係合する。穴２２ｃは、被係合部である。位置決めピン３４（図１参照）は、係合部である。弾性体３２は、位置決めピン３４と穴２２ｃとが係合するように、保持部品２０を位置決め部品３９に押し付ける（図１参照）。

【0044】

＜プローブの変形＞
次に、図８および図９を用いて、プローブ１０の変形について説明する。図８に示されるように、プローブ１０の先端１９に荷重Ｐが加えられた場合、プローブ１０は変形する。荷重Ｐの方向は、第１方向１０１と反対の方向である。先端１９に荷重Ｐが加えられることによって、弾性変形部１１は、弾性曲げ変形する。具体的には、曲線部１６と直線部１７の各々が第１方向１０１と反対の方向にたわむ。

【0045】

被支持部１５が移動しないように被支持部１５が固定されている場合、弾性変形部１１の変形によって、先端１９が移動する。具体的には、第３方向１０３に見て、先端１９は、回転中心１４を中心とする円９５に沿って移動する。第２方向１０２において、弾性変形部１１の弾性曲げ変形によって、先端１９が移動する距離は、移動距離ΔＬとされる。別の観点から言えば、弾性変形部１１の弾性曲げ変形によって、第２方向１０２における被支持部１５と先端１９との間の距離が移動距離ΔＬだけ長くなる。

【0046】

図９を用いてプローブ１０の弾性曲げ変形による先端１９の移動距離について説明する。図９において、プローブ１０の先端部１２および弾性変形部１１の一部（図８参照）が２点鎖線を用いて示されている。図９に示されるように、プローブ１０が弾性曲げ変形する前において、第２方向１０２における回転中心１４と先端１９との間の距離は第１水平距離Ｌ１とされる。第１方向１０１における回転中心１４から先端１９までの距離は、第１高さＤ１とされる。回転中心１４と先端１９との間の距離Ｅは、（Ｌ１^２＋Ｄ１^２）^１／２である。

【0047】

第１方向１０１において、プローブ１０の変形によって先端１９が移動した距離を押し込み量ｓｔとする。プローブ１０が弾性曲げ変形した後において、第１方向１０１における回転中心１４から先端１９までの距離は、第２高さＤ２とされる。第２高さＤ２は、第１高さＤ１から押し込み量ｓｔを差し引いた長さ（Ｄ１－ｓｔ）である。プローブ１０の変形の前後において、回転中心１４と先端１９との間の距離Ｅが一定であると仮定すると、プローブ１０が押し込み量ｓｔだけ押し込まれた後において、第２方向１０２における回転中心１４と先端１９との間の距離（第２水平距離Ｌ２）は、数式１によって求められる。

【0048】

Ｌ２＝（Ｌ１^２＋２・Ｄ１・ｓｔ－ｓｔ^２）^１／２ ・・・（数式１）
移動距離ΔＬは、第２水平距離Ｌ２から第１水平距離Ｌ１を差し引いた値である。具体的には、移動距離ΔＬは、数式２によって求められる。また、数式２を変形することによって、数式３が得られる。数式３に示されるように、押し込み量ｓｔが第１高さＤ１以下である場合、押し込み量ｓｔが大きくなるにつれて、移動距離ΔＬは大きくなる。

【0049】

ΔＬ＝（Ｌ１^２＋２・Ｄ１・ｓｔ－ｓｔ^２）^１／２－Ｌ１ ・・・（数式２）
ΔＬ＝（－（ｓｔ－Ｄ１）^２＋Ｌ１^２－Ｄ１^２）^１／２－Ｌ１ ・・・（数式３）
先端部１２に、直線部１７の延びる方向（第２方向１０２）に沿う力が加えられた場合、先端部１２が直線部１７の延びる方向に沿って移動するように、弾性変形部１１は変形する。具体的には、直線部１７の延びる方向における直線部１７の長さが短くなるように直線部１７が変形しつつ、直線部１７から曲線部１６に向かう方向に沿って、曲線部１６がたわむ。

【0050】

＜半導体装置の検査方法＞
次に、図１０から図１２を用いて試験装置２００を用いた半導体装置４０の検査方法について説明する。

【0051】

図１０に示されるように、まず、ステージ４２に半導体装置４０が配置される。載置面４３において、ステージ４２は、本体部４０ｂに接触する。電極支持部４２ａは、電極４１に接触する。

【0052】

半導体装置４０の本体部４０ｂの内部において、半導体チップ（図示せず）が基板（図示せず）に実装されている。電極４１は、ワイヤボンドなどによって、半導体チップに接合されている。電極４１の一部、半導体チップおよび基板は、たとえばモールド樹脂によって封止されている。電極４１は、本体部４０ｂから突出している。

【0053】

電極４１は、平坦部４１ａと、傾斜部４１ｂとを有している。平坦部４１ａは、本体部４０ｂに連なっている。平坦部４１ａは、第２方向１０２に沿って延在している。傾斜部４１ｂは、平坦部４１ａに連なっている。傾斜部４１ｂは、本体部４０ｂから離間している。傾斜部４１ｂは、第１方向１０１に垂直な方向に対して傾斜している。具体的には、傾斜部４１ｂは、平坦部４１ａから離間するにつれて、傾斜部４１ｂの高さが低くなるように傾斜している。

【0054】

電極支持部４２ａは、本体部４０ｂと電極４１との間に位置する。電極支持部４２ａは、本体部４０ｂと電極４１との間に挟まれてもよい。これによって、半導体装置４０が位置決めされる。

【0055】

次に、図１１に示されるように、プローブ１０と電極４１とが接触する。具体的には、先端１９において、先端部１２が、たとえば平坦部４１ａ（図１０参照）に接触する。先端１９と接触する平坦部４１ａの面は、接触面４０ａとされる。別の観点から言えば、接触面４０ａの延びる方向は、先端１９が電極４１に接触しつつ移動する場合における先端１９の移動方向である。接触面４０ａは、たとえば第１方向１０１に垂直な方向に沿って延びている。

【0056】

図１２に示されるように、第１方向１０１に沿って、検査治具１００が半導体装置４０に押し付けられる。具体的には、プローブ１０が電極４１に押し付けられる。プローブ１０が電極４１に押し付けられる方向（押し付け方向）は、たとえば第１方向１０１である。先端部１２は、先端部１２から電極４１へ向かう方向に沿う押し付け荷重Ｐ１を電極４１に加える。押し付け荷重Ｐ１の方向は第１方向１０１である。先端部１２が電極４１に押し付けられることによって、接触面４０ａに形成されている絶縁性の酸化膜（図示せず）が破壊される。電極支持部４２ａは、電極４１を支持する。このため、プローブ１０の荷重によって電極４１が変形することを抑制できる。

【0057】

電極４１から先端部１２に反力Ｐ２が加えられる。反力Ｐ２の方向は、接触面４０ａに実質的に垂直な方向である。具体的には、反力Ｐ２の方向は、先端１９と接触面４０ａとが接触している点における接触面４０ａの接平面に実質的に垂直な方向である。反力Ｐ２の方向は、たとえば第２方向１０２である。反力Ｐ２によって、弾性変形部１１が弾性曲げ変形する。第２方向１０２における被支持部１５と先端１９との間の距離が長くなるように、弾性変形部１１は変形する（図８および図９参照）。先端１９と電極４１との間に摩擦力（図示せず）が生じる。このため、弾性変形部１１の変形によって、先端１９が移動する代わりに、保持部品２０が移動する。別の観点から言えば、反力Ｐ２を利用して、案内部品３３が、電極４１から離れる方向に沿って保持部品２０を移動させる。案内部品３３が保持部品２０を移動させる方向は、たとえば第２方向１０２である。これによって、プローブ１０は、先端１９と電極４１との間における摩擦力によって先端１９が電極４１上に留まりつつ、保持部品２０によって第２方向１０２に引っ張られる。保持部品２０は、位置決め部品３９から離間する。

【0058】

保持部品２０が移動する際に、複数の第１ローラ６１および複数の第２ローラ６２の各々は回転する。これによって、保持部品２０と案内部品３３との間に生じる摩擦力を低減できる。配線５１（図１参照）は、保持部品２０に追従するようにたわむ。弾性体３２は、第２方向１０２に沿って縮む。

【0059】

次に、半導体装置４０の電気的特性が検査される。制御回路５４は、電源５２に信号を出力することによって、配線５１およびプローブ１０を介して、電極４１に電圧および電流を印加する。制御回路５４は、計測回路５３に信号を出力することによって、半導体装置４０に印加されている電圧および電流を測定する。

【0060】

試験回路５０は、測定された電圧値および電流値の各々に基づいて、半導体装置４０が良品であるか否かを判定する。具体的には、測定された電圧値および電流値の各々が、予め決められた範囲内に入っているか否かを判断する。以上によって、半導体装置４０の検査が実施される。

【0061】

検査治具１００は、第１方向１０１と反対の方向に沿って移動する。先端部１２が電極４１から離間する。弾性体３２の弾性力によって、保持部品２０は、第２方向１０２と反対の方向に沿って移動する。位置決め面３５において、保持部品２０は、筐体３０に接触する。これによって、保持部品２０は、自動的に初期位置に復帰できる。

【0062】

次に、実施の形態１に係る検査治具１００および試験装置２００の作用効果について説明する。

【0063】

半導体装置４０の検査において、導電性を有するプローブが用いられる。具体的には、たとえばカンチレバー方式のプローブが用いられる。弾性変形部としてばねを用いる場合と比較すると、カンチレバー方式のプローブは、プローブの構成を簡易にすることができる。このため、カンチレバー方式のプローブは、比較的小型の半導体装置４０に大電流を印加する検査において用いられる場合がある。

【0064】

半導体装置４０の検査において、カンチレバー方式のプローブは、半導体装置４０からの反力によって弾性変形する。これによって、プローブの形状およびプローブの取り付け位置のばらつきによって、プローブと半導体装置４０との間の接触不良が生じることを抑制する。

【0065】

特に、半導体装置４０の検査に複数のプローブが用いられる場合、複数のプローブの各々の平行度のばらつき、取り付け精度のばらつきおよび寸法のばらつきに起因して、複数のプローブの各々の先端の位置にばらつきが生じることがある。半導体装置４０の検査において、プローブの押し込み量を、プローブが弾性変形可能な範囲内に設定することによって、複数のプローブの各々の先端の位置のばらつきを小さくできる。これによって、複数のプローブの各々が半導体装置４０に適切に接触できる。

【0066】

しかしながら、プローブの変形によって、プローブの先端が半導体装置４０の接触面の上を滑ることがある。半導体装置４０へプローブを押し付ける荷重が大きくなるにつれて、プローブの先端の移動量は大きくなる。

【0067】

プローブの先端の移動量が過度に大きい場合、プローブの先端が、接触可能な電極４１の部分から外れるおそれがある。具体的には、たとえばプローブが半導体装置４０の本体部４０ｂに接触することがある。この結果、プローブが本体部４０ｂに乗り上げることによって、プローブと電極４１との間において接触不良が発生する。一方で、押し込み量を過度に小さくすることによってプローブの先端部の移動量を小さくする場合、プローブを電極４１へ押し付ける荷重が過度に小さくなる。この結果、プローブと電極４１との間において接触不良が発生する。

【0068】

実施の形態１に係る検査治具１００は、プローブ１０と、保持部品２０と、案内部品３３とを有している。保持部品２０は、プローブ１０を保持している。案内部品３３は、プローブ１０が電極４１を押圧する際に、電極４１から先端部１２に加わる反力Ｐ２を利用して、電極４１から離れる方向に沿って保持部品２０を移動させる。このため、プローブ１０が半導体装置４０に押し付けられる際に、先端部１２が移動する代わりに保持部品２０が移動することができる。これによって、先端部１２が電極４１上を滑ることを抑制できる。結果として、プローブ１０と半導体装置４０との間における接触不良の発生を抑制できる。

【0069】

半導体装置４０に長時間通電する通電試験を行う場合、プローブ１０が発熱することがある。この場合、プローブ１０が熱膨張することによって、被支持部１５と先端１９との間の距離が長くなる。従って、先端部１２が移動することによって、プローブ１０と半導体装置４０との間において接触不良が発生することがある。この場合、プローブ１０と半導体装置４０との間の接触抵抗が増大することによって、プローブ１０が過度に発熱する。結果としてプローブ１０の寿命が短くなる。実施の形態１に係る検査治具１００によれば、通電試験の際にプローブ１０が熱膨張した場合において、先端部１２が移動する代わりに保持部品２０が移動することができる。これによって、プローブ１０と半導体装置４０との間における接触不良の発生を抑制できる。

【0070】

実施の形態１に係る検査治具１００は、弾性体３２と、位置決め部品３９とを有している。位置決め部品３９において、係合部が設けられている。保持部品２０において、被係合部が設けられている。弾性体３２は、係合部と被係合部とが係合するように、保持部品２０を位置決め部品３９に押し付ける。このため、保持部品２０の位置決めがされる。これによって、電極４１に対するプローブ１０の位置がずれることを抑制できる。

【0071】

＜実施の形態１の変形例＞
上記において、実施の形態１に係る検査治具１００の構成について説明したが、本開示に係る検査治具１００の構成は、上記の構成に限定されない。具体的には、複数のプローブ１０の各々は、試験回路５０の１つの端子５９に電気的に接続されてもよい。導電性部材（図示せず）によって、複数のプローブ１０の各々は、互いに電気的に接続されていてもよい。案内部品３３は、レールによって構成されていてもよい。保持部品２０は、レール上を摺動してもよい。

【0072】

半導体装置４０の構成は上記の構成に限定されない。本体部４０ｂは、半導体ウェハであってもよい。電極４１は、半導体ウェハ上に形成されていてもよい。半導体装置４０は、半導体チップであってもよい。半導体装置４０は、半完成品であってもよい。具体的には、半導体装置４０は、基板に半導体チップが搭載されており、且つモールド樹脂によって封止されていなくてもよい。電極４１は、塑性加工によって曲げられた部分を有していてもよい。当該部分の曲げ方向および曲率は特に限定されない。

【0073】

実施の形態２．
次に、図１３を用いて、実施の形態２に係る検査治具１００の構成について説明する。実施の形態２に係る検査治具１００は、主に、案内部品３３が保持部品２０を移動させる方向が第２方向１０２に対して傾斜している点において、実施の形態１に係る検査治具１００の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態１に係る検査治具１００の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態１に係る検査治具１００の構成と異なる点を中心に説明する。

【0074】

図１３に示されるように、保持部品２０は、第１方向１０１に垂直な方向に対して傾斜していてもよい。具体的には、保持部品２０の第１凸部２５および第２凸部２６の各々（図３参照）は、第４方向１０４に沿って延びている。第４方向１０４は、第２方向１０２に対して第１方向１０１と反対の方向に傾斜している。別の観点から言えば、第４方向１０４は、接触面４０ａに対して第１方向１０１と反対の方向に傾斜している。第２方向１０２に対する第４方向１０４の角度は、傾斜角θとされる。

【0075】

保持部品２０は、第４方向１０４に沿って移動可能である。別の観点から言えば、案内部品３３は、第４方向１０４に沿って保持部品２０を移動させる。位置決め面３５は、第４方向１０４に垂直な方向に沿って拡がっている。位置決めピン３４は、第４方向１０４に沿って凸状である。弾性体３２は、第４方向１０４に沿って伸縮可能である。弾性変形部１１（図５参照）は、第４方向１０４に沿って延びている。

【0076】

実施の形態２に係る検査治具１００によれば、案内部品３３は、第４方向１０４に沿って保持部品２０を移動させる。第４方向１０４は、接触面４０ａに対して第１方向１０１と反対の方向に傾斜している。このため、保持部品２０の移動方向が第１方向１０１に垂直な方向（第２方向１０２）である場合と比較して、反力Ｐ２における保持部品２０の移動方向の成分が大きくなる。これによって、反力Ｐ２を保持部品２０の移動に利用することができる。このため、保持部品２０が移動しやすくなる。結果として、先端部１２の移動を抑制できる。

【0077】

反力Ｐ２における保持部品２０の移動方向の成分は、弾性変形部１１の直線部１７（図５参照）の延びる方向（第４方向１０４）に沿う力として、先端部１２に作用する。このため、先端部１２が直線部１７の延びる方向に沿って移動するように、弾性変形部１１は変形する。以下、当該変形を直線部１７の延びる方向に沿う変形と称する。直線部１７の延びる方向に沿う変形によって先端部１２に加わる荷重の方向は、直線部１７の延びる方向に沿う方向である。一方で、弾性変形部１１の弾性曲げ変形によって先端部１２に加わる荷重の方向は、円９５（図８参照）に沿って先端１９が移動する方向に沿う方向である。このため、第２方向１０２において、直線部１７の延びる方向に沿う変形によって先端部１２に加わる荷重と、弾性変形部１１の弾性曲げ変形によって先端部１２に加わる荷重とは互いに打ち消し合う。これによって、先端部１２の移動を抑制できる。

【0078】

なお、実施の形態２に係る検査治具１００において、傾斜角θは、直線部１７の延びる方向に沿う変形に対する弾性変形部１１のばね定数に合わせて設定される。当該ばね定数が大きくなるにつれて、直線部１７の延びる方向に沿う変形によって生じる荷重が大きくなる。このため、当該ばね定数が大きくなるにつれて、傾斜角θは小さく設定される。これによって、弾性変形部１１の弾性曲げ変形によって先端部１２に生じる荷重の大きさと、直線部１７の延びる方向に沿う変形によって生じる荷重の大きさとの差を小さくすることができる。

【0079】

実施の形態３．
次に、図１４を用いて、実施の形態３に係る検査治具１００の構成について説明する。実施の形態３に係る検査治具１００は、主に、プローブ１０の先端部１２が電極４１の傾斜部４１ｂに接触する点において、実施の形態１に係る検査治具１００の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態１に係る検査治具１００の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態１に係る検査治具１００の構成と異なる点を中心に説明する。

【0080】

図１４に示されるように、先端１９において、先端部１２は、傾斜部４１ｂに接触する。傾斜部４１ｂは、接触面４０ａを構成する。接触面４０ａは、第１方向１０１に垂直な方向に対して傾斜している。具体的には、接触面４０ａは、第２方向１０２と反対の方向に向かうにつれて、接触面４０ａの高さが高くなるように傾斜している。別の観点から言えば、先端１９に対して第２方向１０２と反対の方向に位置している接触面４０ａの高さは、先端１９に対して第２方向１０２に位置している接触面４０ａの高さよりも高い。反力Ｐ２の方向は、第１方向１０１と反対の方向に対して第２方向１０２に傾斜する。

【0081】

第１方向１０１に垂直な方向に対する接触面４０ａの傾斜角は、プローブ１０の弾性変形部１１のばね定数に基づいて設定される。ばね定数が大きくなるにつれて、接触面４０ａの傾斜角は、小さく設定される。

【0082】

実施の形態３に係る検査治具１００によれば、接触面４０ａは、第２方向１０２と反対の方向に向かうにつれて、接触面４０ａの高さが高くなるように傾斜している。このため、プローブ１０が電極４１から受ける反力Ｐ２は、第１方向１０１と反対の方向に対して、第２方向１０２に傾斜している。これによって、接触面４０ａが第１方向１０１に垂直である場合と比較して、反力Ｐ２における第２方向１０２の成分が大きくなる。このため、反力Ｐ２の一部は、保持部品２０の移動に利用される。これによって、保持部品２０が移動しやすくなる。結果として、先端部１２の移動を抑制できる。

【0083】

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。

【0084】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
電極を有する半導体装置の検査に用いられる検査治具であって、
先端部と、前記先端部に作用する荷重により弾性曲げ変形する弾性変形部と、を有するプローブと、
前記プローブを保持している保持部品と、
前記プローブが前記電極を押圧する際に前記電極から前記先端部に加わる反力を利用して、前記電極から離れる方向に沿って前記保持部品を移動させる案内部品と、を備える、検査治具。
（付記２）
弾性体と、
係合部が設けられている位置決め部品と、
前記案内部品、前記位置決め部品および前記弾性体の各々を支持している筐体と、を備え、
前記保持部品において、前記係合部に対応する被係合部が設けられており、
前記弾性体は、前記係合部と前記被係合部とが係合するように、前記保持部品を前記位置決め部品に押し付ける、付記１に記載の検査治具。
（付記３）
前記電極は、前記先端部と接触する接触面を有し、
前記プローブが前記電極に押し付けられる方向を押し付け方向とした場合、
前記接触面は、前記押し付け方向に垂直な方向に沿って延びており、
前記案内部品が前記保持部品を移動させる方向は、前記接触面に対して前記押し付け方向と反対の方向に傾斜している、付記１または付記２に記載の検査治具。
（付記４）
前記電極は、前記先端部と接触する接触面を有し、
前記接触面は、前記案内部品が前記保持部品を移動させる方向と反対の方向に向かうにつれて前記接触面の高さが高くなるように傾斜している、付記１または付記２に記載の検査治具。
（付記５）
付記１から付記４のいずれか１項に記載の検査治具と、
前記検査治具を介して前記半導体装置に電気を印加する試験回路と、を備える、試験装置。

【符号の説明】

【0085】

１０ プローブ、１１ 弾性変形部、１２ 先端部、１３ 配線接続部、１４ 回転中心、１５ 被支持部、１６ 曲線部、１７ 直線部、１９ 先端、２０ 保持部品、２０ａ 第１保持部品、２０ｂ 第２保持部品、２１ プローブ支持部、２１ａ 溝部、２１ｂ 第１取り付け孔、２１ｃ 第２取り付け孔、２２ ベース部、２２ａ 支持面、２２ｃ 穴、２５ 第１凸部、２６ 第２凸部、３０ 筐体、３２ 弾性体、３３ 案内部品、３４ 位置決めピン、３５ 位置決め面、３６ 中間部、３９ 位置決め部品、４０ 半導体装置、４０ａ 接触面、４０ｂ 本体部、４１ 電極、４１ａ 平坦部、４１ｂ 傾斜部、４２ ステージ、４２ａ 電極支持部、４３ 載置面、５０ 試験回路、５１ 配線、５２ 電源、５３ 計測回路、５４ 制御回路、５９ 端子、６１ 第１ローラ、６２ 第２ローラ、９５ 円、１００ 検査治具、１０１ 第１方向、１０２ 第２方向、１０３ 第３方向、１０４ 第４方向、２００ 試験装置、Ａ 中心面、Ｄ１ 第１高さ、Ｄ２ 第２高さ、Ｅ 距離、Ｌ１ 第１水平距離、Ｌ２ 第２水平距離、Ｐ 荷重、Ｐ１ 押し付け荷重、Ｐ２ 反力、ｓｔ 押し込み量、θ 傾斜角。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】