JPH07283280A - 接続装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査対象について、多点かつ高密度で接触で
きる接触端子を有する接続装置およびその製造方法を提
供する。 【構成】 接触端子１０３を形成するための型となる穴
を、シリコンウエハの異方性エッチングにより形成し
て、この型を用いて、接触端子１０３、ポリイミド膜よ
りなる絶縁フィルム１０４および引き出し用配線１０５
を形成する。更に、該絶縁フィルム１０４と配線基板１
０７との間に、緩衝層１０８および基板１０９となるシ
リコンウエハを挾みこんで一体とし、型を除去する。そ
の後、配線基板１０７の電極１１０ａに、引き出し用配
線１０５をはんだ１１１で接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対接する電極に接触し
た接触端子を通して電極に電気信号を伝送する接続装置
およびその製造方法、ならびに、それを用いた試験装置
に関し、特に、半導体素子検査用の多数で高密度の電極
に対して接触することに好適な接続装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１７（Ａ）に示したウエハ１は、その
面上に多数のＬＳＩ用の半導体素子（チップ）２が設け
られ、切り離して使用に供される。図１７（Ｂ）は、上
記半導体素子２の内の１個を拡大して示した斜視図であ
る。該半導体素子２の表面には、その周囲に沿って多数
の電極３が列設されている。

【０００３】こうした半導体素子２を工業的に多数生産
し、その電気的性能を検査するには、図１８および図１
９に示すような構造の接続装置が用いられている。この
接続装置は、プローブカード４と、これから斜めに出た
タングステン針からなるプローブ５とで構成される。こ
の接続装置による検査では、プローブ５のたわみを利用
した接触圧により前記電極３をこすって接触をとり、そ
の電気特性を検査する方法が用いられている。

【０００４】また、半導体素子の高密度化が進み、図２
０に示したように、はんだ接続に供するはんだバンプ６
をその電極上に有するチップ状の半導体素子２が開発さ
れている。このような半導体素子２についての検査とし
て、図２１に示すように、半導体素子２を、配線基板７
の表面の電極８に対向させ、上記はんだバンプ６を介し
て接続する方法がある。この方法は、高密度実装、歩留
まりの高い一括接続に適することから、その応用が拡大
している。

【０００５】上記のような半導体素子の高密度化、狭ピ
ッチ化がさらに進み、高速信号による動作試験が必要に
なった場合の半導体素子の特性検査を可能とする検査方
法および検査装置として、特開昭６４−７１１４１号公
報に記載された技術がある。この技術は、互いに反対方
向に突出するようにバネで付勢された２本の可動ピン
を、チューブに出没自在に嵌め込んだ形状のスプリング
プローブを用いるものである。すなわち、このスプリン
グプローブの一端側の可動ピンを、検査対象物の電極に
当接させ、他端側の可動ピンを、測定回路側の基板に設
けられた端子に当接することにより、検査を行う。

【０００６】スプリングプローブ以外の極細プローブの
例として、１９８８年度のＩＴＣ（インターナショナル
テスト コンファレンス）の講演論文集の６０１頁か
ら６０７頁に記載された技術がある。図２２は、その構
造概略図、図２３は同じく要部拡大斜視図である。ここ
で用いられる導体検査用のプローブは、フレキシブルな
誘電体膜２０の上面にリソグラフ技術で配線２１を形成
し、被検査対象の半導体の電極に対応する位置に設けた
誘電体膜２０のスルーホール２２にめっきにより、半円
形のバンプ２３を形成したものを接触端子として用いる
ものである。この技術は、誘電体膜２０の表面に形成し
た配線２１および配線基板２４を通じて検査回路（図示
せず）に接続されているバンプ２３を、板ばね２５によ
って、検査対象の半導体素子の電極に押し当てて、信号
の授受を行って検査する方法である。

【０００７】また、特開平５−２１１２１８号公報に記
載されるものがある。これは、金属板、例えば、ステン
レス板に、テフロン等の非導電皮膜物で部分的に覆い、
覆われていない金属部分に、先端が尖った形状である突
起を有する窪みツールを用いて、その突起を押しつける
ことにより、突起の形状に相当する形状の窪みを形成
し、これに、金属を鍍金して金属層を形成し、さらに、
それに、誘電体基体が積層される。そして、金属層を含
む誘電体基体を金属板から剥がして、構成される。すな
わち、このものは、基体上に、尖った接触部分を有する
コネクタパッドが複数個配置されたものである。そし
て、この尖った接触部分を集積回路パッドに押しつけ
て、検査を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体素子の高密度化に伴って、検査用のプローブの高密度
多ピン化が進み、半導体素子の電極と検査回路間で電気
信号を伝送するための簡便な接続装置の開発が望まれて
いる。そこで、このような観点から、上記従来の技術に
ついて検討する。

【０００９】図１７、図１８に示した従来のプローブカ
ードの検査方法では、プローブ５の形状から、そこでの
集中インダクタンスが大きく、高速信号での検査に限界
がある。すなわち、プローブカード上での信号線の特性
インピーダンスをＲ、プローブの集中インダクタンスを
Ｌとすると、時定数はＬ／Ｒとなり、Ｒ＝５０ｏｈｍ、
Ｌ＝５０ｎＨの場合で１ｎｓで、この程度の高速信号を
扱うと、波形がなまり、正確な検査ができない。従っ
て、通常は、直流的な特性検査に限られている。また、
上記のプロービング方式では、プローブの空間的な配置
に限界があり、半導体素子の電極の高密度化、総数の増
大に対応できなくなっている。

【００１０】一方、２個の可動ピンからなるスプリング
プローブを用いる方法は、プローブの長さが比較的短い
ため高速電気特性を検査することが可能である。但し、
自己インダクタンスは、裸のプローブ長にほぼ比例す
る。したがって、直径０．２ｍｍ、長さ１０ｍｍのプロ
ーブの場合、そのインダクタンスは、９ｎＨ程度とな
る。高速電気信号を乱すクロストークノイズおよびグラ
ンドレベルの変動（グランドのリターン電流）は、上記
自己インダクタンスの関数となり、裸のプローブ長にほ
ぼ比例する。このため、数百ＭＨｚ以上の高速信号を用
いる場合は、１０ｍｍ以下の短いプローブが必要であ
る。しかし、このようなスプリングプローブを製作する
ことは、困難であり、現実的ではない。

【００１１】また、図２２、図２３に示した銅配線の一
部にめっきにより形成したバンプをプローブとする方法
は、バンプの先端部が平坦あるいは半円形となるため、
アルミニウム電極やはんだ電極などの材料表面に酸化物
を生成する被接触材料に対しては、接触抵抗が不安定に
なり、接触時の荷重を数百ｍＮ以上にする必要がある。
しかし、接触時の荷重を大きくしすぎることには問題が
ある。すなわち、半導体素子の高集積化が進み、高密度
多ピン、狭ピッチの電極が半導体素子表面に形成されて
いる。そのため、電極直下に多数の能動素子が形成され
ているため、半導体素子検査時のプローブの電極への接
触圧が大き過ぎると、電極およびその直下の能動素子に
損傷を与えるおそれがある。

【００１２】また、特開平５−２１１２１８号公報に開
示される方法は、成形型とする金属板に、窪みツールを
押しつけることにより、機械的に穴をあけるため、穴あ
け精度が悪いという問題がある。すなわち、機械的な操
作で行われるため、位置決め精度に限界がある。また、
穴のあき方にもばらつきを生じる。この結果、突起の位
置、形状および大きさにばらつきが生じるという問題が
ある。

【００１３】さらに、特開平５−２１１２１８号公報に
開示される方法には、各突起の接触圧を適度な値とする
ことが配慮されていない。特に、特開平５−２１１２１
８号公報に開示される方法には、突起の形状等にばらつ
きが生じることが予想されるため、接触が不十分な突起
を完全に接触させるには、全体として大きな接触圧が必
要となり、部分的には、過大な接触圧となってしまうと
いう問題がある。

【００１４】本発明の第１の目的は、被検査対象につい
て、多点かつ高密度で接触できる接触端子を有する接続
装置およびその製造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の第２の目的は、プローブの長さを
短くできて、高周波数まで対応できる電気特性を有する
接続装置およびその製造方法を提供することにある。

【００１６】本発明の第３の目的は、加工精度が高く、
しかも、微細な組立て作業を要せずに製造できる接続装
置およびその製造方法を提供することにある。

【００１７】本発明の第４の目的は、小さな接触圧で、
接触特性が安定な接触端子を実現させる接続装置および
その製造方法を提供することにある。

【００１８】また、本発明の第５の目的は、高密度かつ
多ピンで、電気特性の優れた接続装置を有する検査装置
を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１ないし第３の目
的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、検査
対象と電気的に接触して、電気信号を授受するための接
続装置であって、検査対象と電気的に接触するための複
数個の接触端子と、各接触端子から引出される引出し用
配線とを備え、前記接触端子は、結晶性の型材を異方性
エッチングして得られる先端が尖った形状のエッチング
穴に充填して得られる形態を有する突起で構成され、該
突起は、少なくともその先端側に、導電性部分を有する
ことを特徴とする接続装置が提供される。

【００２０】また、本発明の第２の態様によれば、検査
対象と電気的に接触して、電気信号を授受するための接
続装置の製造方法であって、型材の予め定めた複数箇所
で、該型材を異方性エッチングして、先端が尖った形状
のエッチング穴をそれぞれ形成する工程と、該各エッチ
ング穴ごとに、接触端子用の突起および引出し用配線を
形成すると共に、型材を除去して、接触端子を形成する
工程とを有することを特徴とする接続装置の製造方法が
提供される。

【００２１】上記本発明の第４の目的を達成するため、
本発明の第３の態様によれば、前記第１の態様にさら
に、絶縁フィルムと、緩衝層と、基板とをさらに有し、
前記接触端子は、該絶縁フィルム表面から先端が突出し
て形成され、前記絶縁フィルムは、緩衝層を挟んで基板
に固定される構成の接続装置が提供される。

【００２２】また、本発明の第４の態様によれば、上記
第２の態様にさらに、前記接触端子を形成する工程は、
前記エッチング穴形成後、型材のエッチング穴のある側
の面に導電性薄膜を成膜する工程と、該導電性薄膜の、
各エッチング穴の箇所以外の部分を、絶縁フィルムで覆
う工程と、各エッチング穴の箇所に導電性材料を充填す
る工程とを含み、前記接触端子を形成する工程は、前記
エッチング穴の箇所に導電性材料を充填した後、型材を
除去する前に、前記絶縁フィルムを、緩衝層を介して基
板に固定する工程をさらに含むことを特徴とする接続装
置の製造方法が提供される。

【００２３】また、本発明の第５の目的を達成するた
め、本発明の第５の態様によれば、多数の電極が配置さ
れた検査対象の各電極に接触して、電気信号を授受して
検査を行う検査装置において、検査対象物を変位自在に
支持する試料支持系と、第３の態様の接続装置を有し、
該接続装置の接触端子のある面が、試料支持系の検査対
象物と対向するように配置されるプローブ系と、前記試
料支持系の検査対象の変位駆動を制御する駆動制御系
と、前記プローブ系と接続されて検査を行うテスタとを
有することを特徴とする検査装置が提供される。

【００２４】また、本発明の第６の態様によれば、多数
の電極が配置された検査対象の各電極に接触して、電気
信号を授受して検査を行う検査装置において、検査対象
物を支持する試料支持部、および、第３の態様の接続装
置を有し、該接続装置は、その接触端子のある面が、試
料支持部の検査対象物と対向するように配置される、少
なくとも１の個別プローブ系と、前記個別プローブ系と
接続されて検査を行うテスタとを有し、前記個別プロー
ブ系は、マザーボードに装着され、該マザーボードを介
して、テスタと接続されることを特徴とする検査装置が
提供される。

【００２５】なお、第６の態様では、個別プローブ系
は、マザーボードに装着され、該マザーボードを介し
て、テスタと接続されるが、マザーボードを用いずに、
個別プローブ系をテスタに接続してもよい。

【００２６】また、本発明の各態様において用いられる
接触端子は、例えば、先端側になるほど断面積が小さく
なり、かつ、基端側から先端側に向かう複数本の稜を有
する形態の突起で構成され、該突起は、少なくともその
先端側に、導電性部分を有する構造とすることができ
る。

【００２７】

【作用】上記の構成によれば、接触端子を、型材の異方
性エッチング穴を型として形成される突起で構成するこ
とができる。異方性エッチングによれば、例えば、角錐
形状の先端が尖った形状の穴が得られる。この穴を型と
することにより、先端側になるほど断面積が小さくな
り、かつ、基端側から先端側に向かう複数本の稜を有す
る形態の突起が得られる。また、エッチング条件を管理
することにより、微細で、高密度の接触端子を、多数
個、高精度に配置することができる。従って、測定対象
物の高密度化に対応することができる。

【００２８】また、異方性エッチングによる穴を利用す
ることにより、接触端子の長さを、接触端子をシリコン
のエッチング工程で形成しうる程度に短く（０．００１
〜０．５ｍｍ）形成することができる。これにより、高
速信号の乱れを小さくすることができる。

【００２９】また、高密度多ピン、狭ピッチの半導体素
子の表面電極を全ピン接触することにより、半導体素子
全面で電源供給可能な電圧変動の少ない安定した動作状
態での検査が実現できる。その結果、高速ＡＣ検査が可
能となり、半導体素子の高速動作の確認と出力波形の詳
細な観察が可能となり、半導体素子の特性マージンを把
握することができることにより、半導体素子の設計への
効率の良いフィードバックが可能となる。

【００３０】また、緩衝層を設けることにより、電極と
接触端子の間隔のばらつきを吸収することができる。す
なわち、絶縁フィルムの材料、膜厚、および、緩衝層の
弾性率を適宜に設定することにより、接触端子は、プロ
ービング時に電極およびその直下の能動素子に損傷を与
えない適度な値に容易に設定することが可能である。ま
た、接触対象である電極に多少の段差があっても、絶縁
フィルムのたわみおよび緩衝層の弾性により、所定の力
にて電極に接触することができる。

【００３１】電極パターンの変更に対しては、エッチン
グパターンを取り換えるのみで容易に対応することがで
きる。

【００３２】絶縁フィルムの材料として、ポリイミドの
ような高温で使用できる材料を用いることにより、高温
での動作試験が可能となり、検査対象がシリコン系の半
導体素子の場合は、接触端子を形成した上記絶縁膜をシ
リコン基板に固着することにより、線膨張率の差による
変位が少ない接続装置が実現でき、例えば、ウエハ状態
でも容易に高温で検査可能である。

【００３３】また、上記接続装置の接続端子の先端位置
を、製造時の温度と実使用時での温度との差を考慮し
て、製造時に材料間の線膨張率の差による先端位置の変
位をあらかじめ設計値に入れて設計したホトレジストマ
スクを用いて接続端子を形成することにより、高温でも
接続端子の先端位置精度が極めて良好な接続装置が実現
できる。

【００３４】従って、半導体素子の電極を被接触対象と
した高密度、超多ピンで高速信号による動作試験が可能
で、高温でも接触端子の先端位置精度が良好で電極パタ
ーンの変更にも容易に対応できる接触装置が製作可能で
ある。

【００３５】なお、本発明の接続装置は、接触対象が半
導体素子に限定されることなく、対向する電極の接触装
置としても対応でき、狭ピッチ、多ピンであっても製作
可能である。

【００３６】

【実施例】以下、本発明に係る接続装置、接触端子、お
よび、検査装置について、実施例に基づいて説明する。

【００３７】図１４は、本発明の接続装置の第１実施例
の要部を示す。本実施例の接続装置は、基板１０９と、
その上に設けられた緩衝層１０８と、絶縁フィルム１０
４と、接触端子１０３と、絶縁フィルム１０４に設けら
れ、該接触端子１０３から引出された引出し用配線１０
５とを有する。基板１０９は、配線基板１０７に搭載さ
れ、絶縁フィルム１０４は、その周縁部が基板１０９よ
り外側に延長するように設けられ、延長部１０４ａは、
基板１０９の外側で滑らかに折り曲げられて、配線基板
１０７上に固定されている。その際、引出し用配線１０
５が、配線基板１０７に設けられている電極１１０ａ
に、電気的に接続される。接続は、例えば、はんだ１１
１を用いて行われる。なお、図１４では、簡単のため、
接触端子１０３を１つのみ示す。

【００３８】配線基板１０７は、例えば、ポリイミド樹
脂、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂材からなり、内部配線
１０７ａおよび接続端子１０７ｂを有している。前記電
極１１０ａは、例えば、内部配線１０７ａの一部に接続
されるスルーホール１１０ｂで構成される。配線基板１
０７と基板１０９とは、例えば、シリコン系接着剤を用
いて接着される。

【００３９】絶縁フィルム１０４は、可撓性があり、好
ましくは、耐熱性がある樹脂で形成する。本実施例で
は、ポリイミド樹脂が用いられる。緩衝層１０８は、エ
ラストマ等の弾性を有する物質で構成される。具体的に
は、シリコンゴム等が用いられる。接触端子１０３およ
び引出し用配線１０５は、導電性材料で構成される。こ
れらの詳細については、後述する。また、図１４では、
接触端子１０３および引出し用配線１０５は、説明の簡
単のため、１の接触端子分のみ示すが、もちろん、実際
には、後述するように複数個が配置される。

【００４０】図１５に本発明の接続装置の第２実施例の
要部を示す。図１５に示す接続装置は、接触端子１１２
および引出し用配線１１４の構造が異なる他は、上記図
１４に示す接続装置と同様に構成される。すなわち、本
実施例では、絶縁フィルム１１３に突起部を設け、これ
に導体膜を設けて、接触端子１１２を構成したのもので
ある。本実施例では、導体膜は、引出し用配線１１４
と、同じ材料で、同じプロセスで一体的に設けられる。
また、引出し用配線１１４は、上記図１４の例とは異な
り、配線基板１０７とは対向しない面に設けられる。従
って、配線基板１０７の電極１１０ａと接続するため
に、絶縁フィルム１１４に、金属めっきで充填されたビ
ア１１５が設けてある。なお、ビアでなく、ワイヤボン
ディングによって接続するようにしてもよい。

【００４１】図１６に本発明の接続装置の第３実施例の
要部を示す。図１６に示す接続装置は、接触端子１１６
および引出し用配線１１４の構造が異なる他は、上記図
１４および図１５に示す接続装置と同様に構成される。
すなわち、本実施例では、絶縁フィルム１１７に図１４
に示す実施例と同様の突起部を設け、これに導体膜を設
けて、接触端子１１６を構成したものである。導体膜
は、引出し用配線１１４と共に、図１５に示す実施例と
同様にして設けられる。

【００４２】上述した第１実施例および第３実施例は、
接触端子１０３および１１６を、導電性材料で構成して
いる。そのため、この部分が他の部分より硬くなるた
め、測定対象物の電極に当接させた際に、接触がより良
好となる。また、第２実施例および第３実施例は、接触
端子１１２および１１６の導電性被覆と配線とを同じプ
ロセスで形成できるので、製造が簡単となる。

【００４３】これらの接続装置における接触端子の配置
および引出し用配線の配線パターンは、測定対象物、例
えば、半導体集積回路の電極パターンに対応して種々構
成される。図１２および図１３に、それらの例を示す。

【００４４】図１２（ａ）は、本発明の接続装置におけ
る接触端子の配置および引出し用配線の一例を示す平面
図である。図１２（ｂ）は、その配線が設けられている
絶縁フィルムを折り曲げた状態を示す斜視図である。ま
た、図１３（ａ）は、本発明の接続装置における接触端
子の配置および引出し用配線の他の例を示す平面図であ
る。図１３（ｂ）は、その配線が設けられている絶縁フ
ィルムを折り曲げた状態を示す斜視図である。なお、こ
れらの図において、接触端子および引出し配線は、図示
および説明の簡単のため、数を少なくし、また、密度を
低くして表示してある。実際には、さらに、多数の接触
端子を設けることができ、また、高密度で配置できるこ
とはいうまでもない。

【００４５】図１２（ａ）、（ｂ）、および、図１３
（ａ）、（ｂ）に示すように、接続装置は、例えば、ポ
リイミド膜で構成される絶縁フィルム１０４上に、測定
対象の電極に対応する位置に配置された接触端子１０３
と、これらの接触端子１０３に一端が接続され、他端が
絶縁フィルム１０４の周縁部１０４ａに設けられる端子
部１０５ａまで引き回される引出し用配線１０５とが設
けられる。引出し用配線１０５は、種々の態様で配線で
きる。例えば、各配線を一方向に引出して配線したり、
放射状に配線したりすることができる。具体的にいえ
ば、図１２（ａ）および（ｂ）の例は、絶縁フィルム１
０４を長方形状に形成し、両端部に端子部１０５ａを配
置してある。また、図１３（ａ）、（ｂ）の例は、絶縁
フィルム１０４を八角形状に形成し、八角形の各辺に設
けられる端子部１０５ａまで引出し用配線１０５が設け
られる。

【００４６】次に、これらの接続装置の製造の概要につ
いて説明する。なお、接触端子の製造の詳細について
は、後述する。

【００４７】検査装置本体へ電気信号を伝送するための
接続装置における配線の引き出し方法として、例えば、
検査対象がウエハに形成されたＬＳＩ表面の電極である
場合は、次のように行う。まず、図１２（ａ）または図
１３（ａ）に示したように、該ＬＳＩ形成ウエハの領域
１０１よりもひと回り大きな接触端子形成用型材１０２
を用いて、該ＬＳＩ形成ウエハと同じ領域１０１に、接
触端子１０３を形成するための穴を、異方性エッチング
により形成して、型を製作する。そして、この型を用い
て、接触端子１０３を構成するための突起を設ける。さ
らに、接触端子形成用型材１０２の表面に、ポリイミド
膜よりなる絶縁フィルム１０４、および、引き出し用配
線１０５を形成する。また、必要に応じて、絶縁フィル
ム１０４に、図１３（ａ）に示したように、切れ目１０
６を入れる。そして、絶縁フィルム１０４を、型から外
した後、図１２（ｂ）あるいは図１３（ｂ）に示すよう
に、該ＬＳＩ形成ウエハの領域１０１に対応する、接触
端子１０３を形成した領域を、多角形で囲うように折り
曲げる。さらに、図１４に示したように、該絶縁フィル
ム１０４と配線基板１０７との間に、緩衝層１０８とな
るエラストマ、および、基板１０９となるシリコンウエ
ハを挾みこんで、該配線基板１０７の電極１１０ａに、
引き出し用配線１０５をはんだ１１１で接続する。

【００４８】なお、この例では、絶縁フィルム１０４
を、型から外してから、折り曲げて、配線基板１０７上
に載置する例を示したが、本発明は、これに限られな
い。後述するように、型から外す前に、緩衝層１０８お
よび基板１０９を一体的に取り付けてから、配線基板に
載置することができる。

【００４９】次に、上記第１実施例の接続装置の接触端
子部分の構造および製造方法について説明する。

【００５０】図２に示す接続装置は、絶縁フィルム１０
４としてポリイミド膜３２を有し、かつ、これに接触端
子１０３とが設けられている。接触端子１０３は、突起
を構成するためのバンプ３５と、その先端部に被着され
た導電性被覆３１およびめっき膜３１ｂとで構成され
る。また、この接続装置は、ポリイミド膜３２の一方の
面（基板対向面）に、引出し用配線１０５を構成する、
配線３８およびめっき膜３９が、その一端を前記バンプ
３５に接触させて設けられている。さらに、この上に、
緩衝層１０８を構成するエラストマとしてシリコンゴム
４１と、基板１０９を構成するシリコンウェハ４０とが
配置される。導電性被覆３１は、本実施例では、金膜で
構成される。また、めっき膜３１ｂは、ロジウム膜で構
成される。めっき膜３１ｂとして、ロジウムを用いる理
由は、ロジウム膜の硬度が金膜より大きいことによる。

【００５１】図２に、本実施例の接続装置の各部の代表
的な寸法を示す。図２に示す寸法例から明らかなよう
に、本実施例では、底面の一辺が４０μｍの四角錐形状
の接触端子が実現できる。しかも、この四角錐は、型材
について、フォトリソグラフィによりパターニングされ
るので、位置および大きさが高精度に決められる。ま
た、異方性エッチングにより形成されるので、形状がシ
ャープに形成できる。すなわち、断面積が先端側ほど小
さくなり、かつ、稜を持つ形状とすることができる。特
に、先端を、後述する表に示すように、尖った形状とす
ることができる。これらの特徴は、他の実施例において
も共通する。

【００５２】また、本実施例の接続装置における、この
ような接触端子の寸法および加工精度の一例を、表１に
示す。なお、寸法および配置は、一例であって、本発明
は、これに限定されるものではない。また、本実施例に
限らず、他の実施例においても、同様の寸法および加工
精度が実現できる。

【００５３】

【表１】

【００５４】接触端子の先端を尖った形状とするのは、
次の理由からである。

【００５５】測定対象の電極がアルミニウムの場合、表
面に酸化膜が形成されていて、接触時の抵抗が不安定と
なる。このような電極に対して、接触時の抵抗値の変動
が０．５Ω以下の安定した抵抗値を得るためには、接触
端子の先端部が、電極表面の酸化膜をつき破って、良好
な接触を確保する必要がある。そのためには、例えば、
接触端子の先端が半円形の場合、１ピン当たり３００ｍ
Ｎ以上の接触圧で、各接触端子を電極に擦りつける必要
がある。一方、接触端子の先端部が、直径１０μｍ−３
０μｍの範囲の平坦部を有する形状の場合には、１ピン
当たり１００ｍＮ以上の接触圧で、各接触端子を電極に
擦りつける必要がある。

【００５６】一方、上記した数値で示される形状を持つ
本実施例の接続装置の接触端子の場合には、１ピン当た
り５ｍＮ以上の接触圧があれば、電極に擦り突けること
なく、単に押圧するだけで、安定した接触抵抗で、通電
を行うことができる。その結果、低針圧で電極に接触す
ればよいため、電極、または、その直下にある素子に損
傷を与えることが防止できる。また、全接触端子にピン
圧をかけるために必要な力を小さくすることができる。
その結果、この接続装置を用いる試験装置におけるプロ
ーバ駆動装置の耐荷重を軽減し、製造コストを低減する
ことができる。

【００５７】なお、１ピン当たり１００ｍＮ以上の荷重
をかけることができる場合には、例えば、底面の一辺が
４０μｍの四角錐台の突起であれば、先端部は、一辺を
３０μｍより小さくするならば、点のように尖っていな
くともよい。ただし、上述した理由から、可能な限り、
先端部の面積は小さくすることが好ましい。

【００５８】次に、図１４に示す接続装置を形成するた
めの製造プロセスについて、図１を参照して説明する。

【００５９】図１は、図１４に示す接続装置を形成する
ための製造プロセスのうち、特に、型材であるシリコン
ウエハに異方性エッチングで形成した四角錐の穴を用い
て、四角錐の接触端子先端部を薄膜で形成するための製
造プロセスを工程順に示したものである。

【００６０】図１（ａ）は、厚さ０．２〜０．４ｍｍの
シリコンウエハ２６の（１００）面の両面に熱酸化によ
り二酸化シリコン膜２７を形成する工程を示す。シリコ
ンウエハ２６の酸化は、例えば、ウェット酸素中で酸化
温度１０００℃で１００分の熱酸化により行なう。これ
により、二酸化シリコン膜２７を０．５μｍ程度形成す
る。

【００６１】図１（ｂ）は、上記二酸化シリコン膜２７
の表面にホトレジストマスク２８を形成し、二酸化シリ
コン膜２７をエッチングする工程を示す。ホトレジスト
マスク２８の形成およびパターニングは、次のように行
う。まず、二酸化シリコン膜２７の表面に、ＯＦＰＲ８
００（東京応化工業製）を塗布する。ついで、接触端子
を形成する位置に、一辺が数十μｍの正方形の開口部２
９のパターンを露光し、ＮＭＤ３（東京応化工業製）に
より現像する。次に、開口部２９により露出した二酸化
シリコン膜２７を、フッ化水素酸とフッ化アンモニウム
液の１：７混液に浸漬してエッチングする。

【００６２】図１（ｃ）は、上記ホトレジストマスク２
８を除去し、二酸化シリコン膜２７をマスクとして、シ
リコンウエハ２６を異方性エッチングして、（１１１）
面に囲まれた四角錐のエッチング穴２６ａを形成する工
程を示す。ホトレジストマスク２８は、剥離剤としてＳ
５０２ａ（東京応化工業製）を用いて除去する。シリコ
ンウエハ２６のエッチングは、例えば、水酸化カリウム
と水の混液に浸漬することにより行う。なお、この液に
代えて、水酸化カリウムとイソプロパノールと水の混液
を用いてもよい。

【００６３】図１（ｄ）は、異方性エッチングしたシリ
コンウエハ２６の（１１１）面に、ウェット酸素中での
熱酸化により、二酸化シリコン膜３０を、０．５μｍ程
度形成する工程を示す。

【００６４】図１（ｅ）は、異方性エッチングしたシリ
コンウエハ２６の表面の二酸化シリコン膜３０の表面
に、下地膜３１ａおよび導電性被覆３１を形成する工程
を示す。導電性被覆３１形成工程、ここでは、金膜の形
成は、薄膜形成プロセス、例えば、スパッタリング法あ
るいは蒸着法で形成される。具体的には、スパッタリン
グにより、下地膜３１ａとなる金属として、二酸化シリ
コンと密着性のよいクロムを０．０２μｍ被着した後、
スパッタリングにより、導電性被覆３１となる金を０．
５μｍ被着して、形成される。

【００６５】なお、導電性被覆３１は、スパッタリング
法あるいは蒸着法で、下地膜３１ａとして、二酸化シリ
コンと密着性のよいチタンを０．０２μｍ被着した後、
導電性被覆３１となる金を０．５μｍ被着して、形成す
ることもできる。また、導電性被覆３１は、金、ロジウ
ムなどの貴金属を０．１〜０．２μｍ程度、蒸着法ある
いはスパッタリング法で被着した膜に、ニッケルを１〜
２μｍ程度スパッタリング法あるいは蒸着法により被着
して形成してもよい。

【００６６】図１（ｆ）は、上記導電性被覆３１の表面
に、絶縁フィルムとなるポリイミド膜３２を膜状に形成
し、ついで、接触端子を形成すべき位置３３にあるポリ
イミド膜３２を、上記導電性被覆３１の表面に至るまで
除去する工程を示す。ポリイミド膜３２は、例えば、感
光性ポリイミドを１０〜３０μｍ程度塗布し、露光、現
像することにより形成される。この際、ポリイミド膜３
２の、接触端子を形成すべき位置３３に、開口部３４
が、予め定めたマスクパターンを用いて、露光、現像す
ることにより形成される。

【００６７】なお、開口部３４の形成は、他の方法で行
ってもよい。例えば、次のように行う。上記導電性被覆
３１の表面に、ポリイミドを１０〜３０μｍ程度塗布し
てベークし、露光、現像して、ポリイミド膜を形成す
る。または、熱硬化したポリイミドの下面に、熱硬化前
のポリイミドを塗布した二層のポリイミド膜を、上記導
電性被覆３１の表面に真空中で接着して、加熱硬化して
ポリイミド膜３２を形成する。そのポリイミド膜３２の
表面に、接触端子を形成すべき位置３３に開口部を設け
たアルミニウムのマスクを形成する。そして、ドライエ
ッチングにより、ポリイミド膜３２を、酸素プラズマ異
方性ドライエッチングあるいはエキシマレーザアブレー
ションにより、導電性被覆３１の表面に至るまで除去
し、上記アルミニウムのマスクを除去して、開口部３４
を形成する。

【００６８】図１（ｇ）は、接触端子を形成すべき位置
３３に形成したポリイミド膜３２の開口部３４に露出し
た導電性被覆３１に、導電性被覆３１を電極として、ニ
ッケルのような硬度の高い材料を電気めっきして、接触
端子とするバンプ３５を形成する工程を示す。

【００６９】ここで、めっき材料としては、例えば、周
期表第VIII属あるいはＩＢ属の金属およびそれらの合金
が挙げられる。これらの金属または合金を電気めっきす
るか、ニッケルボロン、ニッケルリン等を無電解めっき
すればよい。合金めっきとしては、例えば、Ｎｉ−Ｐ
ｄ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｃｕ、Ａｕ−Ａｇ、Ａｕ−Ｎｉ
を用いる。

【００７０】図１（ｈ）は、上記ポリイミド膜３２およ
びバンプ３５の表面に、銅を、スパッタリング法あるい
は蒸着法により成膜することにより、厚さ１μｍ程度の
導電膜３６を形成して、その表面に配線形成用のホトレ
ジストマスク３７を形成する工程を示す。ホトレジスト
マスク３７は、銅の導電膜３６の表面に、感光性ポリイ
ミドを塗布し、配線パターンを露光、現像することによ
り、形成する。

【００７１】図１（ｉ）は、上記ホトレジストマスク３
７を用いて導電膜３６（図１（ｈ）参照）をエッチング
することにより、配線３８を形成し、ホトレジストマス
ク３７を除去して、配線３８に厚さ数十μｍの銅のめっ
き膜３９を形成する工程を示す。

【００７２】図１（ｊ）は、めっき膜３９による配線を
形成した上記ポリイミド膜３２の表面とシリコン基板４
０との間にシリコンゴム４１を挟みこんで、一体化する
工程を示す。

【００７３】なお、めっき膜３９による配線を形成した
上記ポリイミド膜３２の表面に、配線の保護膜として、
ポリイミドを一層形成して、そのポリイミド層の表面と
シリコン基板４０との間に、シリコンゴム４１を挟みこ
んで一体化しても良い。また、必要に応じて、シリコン
ゴム４１を省略することもできる。本実施例では、例え
ば、厚さが０．５〜３ｍｍで、硬さ（ＪＩＳＡ）が１５
〜７０程度のシリコンゴムを、エラストマとして用いて
いる。しかし、エラストマは、これに限定されない。な
お、ポリイミド膜３２とシリコン基板４０との接着は、
シリコンゴム４１自体に接着能力があるので、格別に接
着剤を用いることがない。なお、接着剤を用いて接着す
るようにしてもよい。

【００７４】図１（ｋ）は、二酸化シリコン膜３０およ
びシリコンウエハ２６を導電性被覆３１の表面に至るま
で、それぞれエッチングして除去した後、さらに、下地
膜３１ａをエッチングして除去して、導電性被覆３１を
露出させ、この導電性被覆３１の表面の接触端子先端部
となる部分を覆うようにホトレジストマスク４２を形成
する工程を示す。例えば、下地膜３１ａとして、クロム
を用いた場合には、クロムの除去には、フェリシアン化
カリウムと水酸化ナトリウムの混液を用いる。

【００７５】また、導電性被覆３１として、金、ロジウ
ム等の貴金属膜を用いて、該導電性被覆３１を、下地膜
３１ａを形成せずに、二酸化シリコン膜３０の表面に形
成した場合は、二酸化シリコン膜３０とその表面に形成
した貴金属膜との界面を剥離して、貴金属膜の表面の接
触端子先端部となる部分を覆うようにホトレジストマス
ク４２を形成してもよい。この方法によれば、二酸化シ
リコン膜３０およびシリコンウエハ２６をエッチングす
る工程およびクロムあるいはチタンをエッチングする工
程を除くことができるので、製造時間を短縮することが
できる。

【００７６】図２は、上記導電性被覆３１をポリイミド
膜３２の表面に至るまでエッチングして、個々の四角錐
形状を有する導電性被覆３１を必要に応じて電気的に分
離し、ホトレジストマスク４２を除去する工程を示す。

【００７７】この後に、接触端子先端部の四角錐形状を
有する導電性被覆３１の表面に、金あるいはロジウムか
らなるめっき膜３１ｂを形成する。これにより、図２に
示す構造の接触端子が形成される。金あるいはロジウム
をめっきすることにより、電気的な接触特性を安定に
し、かつ、向上させることができる。なお、金またはロ
ジウムのめっきを省略してもよい。

【００７８】なお、導電性被覆３１より硬度が大きいめ
っき膜を設けると、接触端子を接触させる電極の酸化膜
等を突き破ることに好都合である。例えば、導電性被覆
３１が金である場合、それより硬度が大きいロジウムを
用いてめっき膜を形成する。

【００７９】本実施例によれば、電極パッド部のピッチ
として、１０μｍ程度の接触端子まで容易に形成でき
る。また、接触端子の高さの精度として、±２μｍ以内
の精度を達成できる。

【００８０】次に、図１４に示す接続装置を形成するた
めの他の製造プロセスについて、図３を参照して説明す
る。なお、図１に示すプロセスと同じ工程については、
説明を省略する。

【００８１】図３（ａ）は、前記の図１（ｃ）の異方性
エッチングしたシリコンウエハ２６の表面に、下地膜３
１ａ形成し、その上に導電性被覆３１を形成する工程を
示す。この工程では、下地膜３１ａとして、シリコンと
密着性のよい材料、例えば、クロムを用いている。ま
た、導電性被覆３１として、例えば、金を用いている。
クロムおよび金を、順次、スパッタリング法あるいは蒸
着法で被着する。なお、下地膜３１ａとして、クロムに
代えて、チタンを用いていもよい。

【００８２】なお、導電性被覆３１として、金、ロジウ
ムなどの貴金属を、０．１〜０．２μｍ程度、蒸着法あ
るいはスパッタ法で被着した膜に、ニッケルを１〜２μ
ｍ程度、スパッタリング法あるいは蒸着法で被覆した膜
を用いてもよい。

【００８３】次に、図１（ｆ）から図１（ｊ）と同様な
製造工程を実施し、図３（ｂ）に示すように、銅のめっ
き膜３９による配線を形成した上記ポリイミド膜３２の
表面とシリコン基板４０の間にシリコンゴム４１を挟み
こんで一体化する。

【００８４】その後、図３（ｃ）に示すように、二酸化
シリコン膜２７およびシリコンウエハ２６を導電性被覆
３１の表面に至るまで、それぞれエッチングして除去す
る。さらに、導電性被膜３１の表面にある下地膜３１ａ
をエッチングして除去して、導電性皮膜３１の、接触端
子先端部となる部分を覆うように、ホトレジストマスク
４２を形成する。その後、導電性被膜３１をポリイミド
膜３２の表面に至るまでエッチングする。これにより、
個々の四角錐形状を有した導電性被覆３１を必要に応じ
て電気的に分離する。

【００８５】次に、ホトレジストマスク４２を除去し
て、図３（ｄ）に示す接続装置を形成する。

【００８６】なお、この後に、接触端子先端部の四角錐
形状を有する導電性被覆３１の表面に、金やロジウムを
めっきしてもよい。これにより、電気的な接触特性を安
定にし、かつ、向上させることができる。

【００８７】次に、図１５に示す接続装置を形成するた
めの製造プロセスについて、図４を参照して説明する。

【００８８】図４は、図１５に示す接続装置を形成する
ための製造プロセスのうち、特に、型材であるシリコン
ウエハに異方性エッチングで形成した四角錐の穴を用い
て、四角錐の接触端子先端部を薄膜で形成するための製
造プロセスを工程順に示したものである。なお、図１に
示す工程と同じ工程については、説明を省略する。

【００８９】図４（ａ）は、前記の図１（ｅ）の異方性
エッチングしたシリコンウエハ２６の表面の二酸化シリ
コン膜３０の表面に、下地膜３１ａおよび導電性被覆３
１を形成する工程を示す。下地膜３１ａは、例えば、ス
パッタリング法あるいは蒸着法で、クロムを０．０２μ
ｍ被着して形成する。導電性被覆３１は、例えば、スパ
ッタリング法あるいは蒸着法で、下地膜３１ａ上に、金
を０．２μｍ被着して形成される。また、下地膜３１ａ
は、クロムに代えて、チタンを、スパッタリング法ある
いは蒸着法で、０．０２μｍ被着してもよい。さらに、
導電性被覆３１は、金膜上に、ニッケルを１〜２μｍ程
度、スパッタリング法あるいは蒸着法で成膜し、その表
面に、ニッケル、銅または両者を、２〜４０μｍ程度電
気めっきするようにしてもよい。

【００９０】なお、導電性被覆３１として、金、ロジウ
ムなどの貴金属を、０．１〜０．０２μｍ程度、スパッ
タ法あるいは蒸着法で被着した膜に、ニッケルを１〜２
μｍ程度、スパッタ法あるいは蒸着法で被着した膜を用
いてもよい。

【００９１】次に、図４（ｂ）に示すように、上記の導
電性被覆３１の表面に、絶縁フィルム１１３（図１５参
照）を構成するポリイミド膜４３を形成し、そのポリイ
ミド膜４３の表面とシリコン基板４０の間にシリコンゴ
ム４５を挟みこんで一体化する。ポリイミド膜４３とし
ては、例えば、ポリイミドを１０〜３０μｍ程度塗布し
て、加熱硬化して形成したものを用いることができる。
また、熱硬化したポリイミドの下面に熱硬化前のポリイ
ミドを塗布した二層のポリイミド膜を、上記導電性被覆
３１の表面に真空中で接着して、加熱硬化して形成した
ものを用いることができる。

【００９２】図４（ｃ）は、二酸化シリコン膜３０およ
びシリコンウエハ２６をそれぞれエッチングして除去し
た後、下地膜３１ａをエッチングして除去し、さらに、
導電性被膜３１表面の接触端子先端部となる部分および
配線部分を覆うように、ホトレジストマスク４６を形成
する工程を示す。

【００９３】なお、導電性被覆３１として、金、ロジウ
ム等の貴金属膜を用いた場合は、二酸化シリコン膜３０
とその表面に形成した貴金属膜との界面を剥離して、貴
金属膜の表面の接触端子先端部となる部分および配線部
分を覆うように、ホトレジストマスク４６を形成しても
よい。この場合には、上述したように、エッチング工程
を省略できて、製造時間を短縮することができる。

【００９４】図４（ｄ）は、上記導電性被覆３１をポリ
イミド膜４３の表面に至るまでエッチングして、個々の
四角錐形状を有する導電性被覆３１を、必要に応じて電
気的に分離して配線を形成し、ホトレジストマスク４６
を除去する工程を示す。

【００９５】なお、この後に、接触端子先端部の四角錐
形状を有した導電性膜３１の表面に、金やロジウムをめ
っきしてもよい。それにより、電気的な接触特性を安定
にし、かつ、向上させることができる。

【００９６】次に、図１５に示す接続装置を形成するた
めの他の製造プロセスについて、図５を参照して説明す
る。なお、図４に示すプロセスと同じ工程については、
説明を省略する。

【００９７】図５（ａ）は、前記の図１（ｃ）の異方性
エッチングしたシリコンウエハ２６の表面に、下地膜３
１ａおよび導電性被覆３１を形成する工程を示す。下地
膜３１ａは、例えば、シリコンと密着性のよい、クロム
またはチタンを、スパッタリング法あるいは蒸着法で被
着して形成される。導電性被覆３１としては、例えば、
金を、下地膜上３１ａに、スパッタリング法あるいは蒸
着法で被着して形成される。

【００９８】次に、図５（ｂ）に示すように、上記導電
性被覆の表面に、ポリイミド膜４３を形成し、この上
に、緩衝層であるシリコンゴム４５をはさんで、シリコ
ン基板４０を一体的に固定する。この工程は、図４
（ｂ）に示す工程と同様である。

【００９９】この後、図５（ｃ）に示すように、二酸化
シリコン膜２７およびシリコンウエハ２６を、それぞれ
エッチングして除去する。さらに、導電性被覆３１の接
触端子先端部となる部分および配線となる部分を覆うよ
うに、ホトレジストマスク４６を形成する。

【０１００】その後、図４（ｄ）に示すプロセスと同様
にして、図５（ｄ）に示す接続装置を形成する。

【０１０１】なお、この後に、接触端子先端部の四角錐
形状を有する導電性被覆３１の表面に、金やロジウムを
めっきしてもよいことは、前述したとおりである。

【０１０２】次に、図１６に示す接続装置を形成するた
めの製造プロセスについて、図６を参照して説明する。

【０１０３】図６は、図１６に示す接続装置を形成する
ための製造プロセスのうち、特に、型材であるシリコン
ウエハに異方性エッチングで形成した四角錐の穴を用い
て、四角錐の接触端子先端部を薄膜で形成するための製
造プロセスを工程順に示したものである。なお、図１ま
たは図４に示す工程と同じ工程については、説明を省略
する。

【０１０４】図６（ａ）は、前記の図１（ｃ）の異方性
エッチングした後、二酸化シリコン膜３０を形成した図
１（ｄ）に示す状態にあるシリコンウェハ２６の、二酸
化シリコン膜３０の表面に、下地膜３１ａおよび導電性
被覆３１を形成する工程を示す。下地膜３１ａは、上記
した各実施例と同様に、例えば、スパッタリング法また
は蒸着法で、二酸化シリコン膜３０の密着性のよい、ク
ロムまたはチタンを０．０２μｍ被着して形成すること
ができる。導電性被覆３１は、上記した各実施例と同様
に、例えば、スパッタリング法または蒸着法で、下地膜
３１ａ上に、金を０．２μｍ被着して形成することがで
きる。また、導電性被覆３１は、その上に、ニッケルを
１〜２μｍ程度、スパッタリング法または蒸着法により
被着し、その表面に、ニッケル、銅または両者を、２〜
４０μｍ程度めっきするようにしてもよい。それによ
り、電気的な接触特性を安定にし、かつ、向上させるこ
とができる。

【０１０５】なお、導電性被覆３１として、金、ロジウ
ムなどの貴金属を０．１〜０．２μｍ程度、蒸着法また
はスパッタリング法で被着した膜に、ニッケルを１〜２
μｍ程度スパッタリング法または蒸着法で被着し、さら
に、ニッケル、銅または両者を２〜４０μｍ程度めっき
して形成される膜を用いることもできる。

【０１０６】次に、図６（ｂ）に示すように、上記の導
電性被覆３１の表面に、絶縁フィルム１１７（図１６参
照）を構成するためのポリイミド膜３２を膜状に形成す
る。このポリイミド膜３２に、図１（ｆ）および（ｇ）
に示すように、導電性被覆３１を電極として、ニッケル
のような硬度の高い材料を電気めっきして、バンプ３５
を形成する。

【０１０７】そのポリイミド膜３２の表面とシリコン基
板４０の間にシリコンゴム４１を挟みこんで一体化す
る。ポリイミド膜３２としては、例えば、ポリイミドを
１０〜３０μｍ程度塗布して加熱硬化したもの、また
は、熱硬化したポリイミドの下面に熱硬化前のポリイミ
ドを塗布した二層のポリイミド膜を上記導電性被覆３１
の表面に真空中で接着して加熱硬化したものを用いるこ
とができる。

【０１０８】図６（ｃ）は、二酸化シリコン膜３０およ
びシリコンウエハ２６をそれぞれエッチングして除去し
た後、下地膜３１ａをエッチングして除去して、導電性
被覆３１の接触端子先端部となる部分および配線となる
部分を覆うようにホトレジストマスク４６を形成する工
程を示す。

【０１０９】図６（ｄ）は、上記ホトレジストマスク４
６で覆われていない導電性被覆３１を、ポリイミド膜３
２の表面に至るまでエッチングして、個々の四角錐形状
を有した導電性被覆３１を電気的に分離して、配線を形
成し、ホトレジストマスク４６を除去し、導電性被覆３
１の表面に金属めっきする工程を示す。すなわち、ここ
では、導電性被覆３１の上に、ロジウムからなるめっき
膜３１ｂが形成される。これにより、これにより、電気
的な接触特性を安定にし、かつ、向上させることができ
る。

【０１１０】なお、図６（ｄ）には、各部の寸法の一例
と、導電性被覆３１の膜構造とを示している。導電性被
覆３１は、絶縁フィルム側から、金、ロジウムの順に積
層されている。

【０１１１】次に、図１６に示す接続装置を形成するた
めの他の製造プロセスについて、図７を参照して説明す
る。なお、図６に示すプロセスと同じ工程については、
説明を省略する。

【０１１２】図７（ａ）は、前記の図１（ｃ）の異方性
エッチング後、上記図６に示す導電性被覆３１と同じよ
うにして、導電性被覆３１をシリコンウェハ２６に被着
する。

【０１１３】次に、図７（ｂ）に示すように、上記の導
電性被覆３１の表面に、絶縁フィルム１１７（図１６参
照）を構成するためのポリイミド膜３２を膜状に形成す
る。このポリイミド膜３２の接触端子を形成すべき位置
３３に、図１（ｆ）および（ｇ）に示すように、導電性
被覆３１を電極として、ニッケルのような硬度の高い材
料を電気めっきして、バンプ３５を形成する。

【０１１４】これに引き続いて、バンプ３５を形成した
ポリイミド膜３２の表面と、シリコン基板４０の間にエ
ラストマ４１を挟みこんで一体化する工程を示す。

【０１１５】なお、バンプ３５を形成した上記ポリイミ
ド膜３２の表面に、保護膜として、ポリイミドを一層形
成して、その表面とシリコン基板４０の間にシリコンゴ
ム４１を挟みこんで一体化しても良い。また、必要に応
じて、シリコンゴム４１を省略することもできる。

【０１１６】図７（ｃ）は、二酸化シリコン膜２７およ
びシリコンウエハ２６を、それぞれエッチングして除去
した後、下地膜３１ａをエッチングして除去し、露出し
た導電性被覆３１の表面の接触端子先端部となる部分お
よび配線となる部分を覆うようにホトレジストマスク４
６を形成する工程を示す。

【０１１７】図７（ｄ）は、上記導電性被覆３１をポリ
イミド膜３２の表面に至るまでエッチングして、個々の
四角錐形状を有した導電性被覆３１を必要に応じて電気
的に分離して配線を形成し、ホトレジストマスク４６を
除去する工程を示す。

【０１１８】なお、この後に、接触端子先端部の四角錐
形状を有した導電性被覆３１の表面に金やロジウムをめ
っきしてもよい。これにより、電気的な接触特性を安定
にし、かつ、向上させることができる。

【０１１９】上記の図１ないし図７に示した実施例で
は、前記の図１（ｅ）の異方性エッチングしたシリコン
ウエハ２６の表面の二酸化シリコン膜３０の表面に形成
する導電性被覆３１の形成工程として、スパッタリング
法あるいは蒸着法で導電材料を被着して形成する工程を
示したが、異方性エッチングしたシリコンウエハ２６の
表面の二酸化シリコン膜３０の表面に、下地膜３１ａを
形成せずに、導電性被覆３１として、有機導電性膜を形
成してもよい。例えば、有機系導電性ポリマーとして、
ポリピロールを塗布した後、希硫酸溶液に浸漬して導電
性膜を形成すればよい。また、前記導電性被覆３１とし
て、カーボン膜、パラジウム膜等を用いてもよい。すな
わち、カーボンブラック懸濁液に異方性エッチングした
前記シリコンウエハを浸漬することにより、カーボン膜
を導電性被覆３１として形成するか、あるいは、塩化パ
ラジウムと塩化錫の塩酸水溶液に異方性エッチングした
前記シリコンウエハを浸漬した後、硫酸水溶液に浸漬し
てパラジウムを導電性被覆３１として形成すればよい。
また、金属の無電解めっき膜を設けてもよい。

【０１２０】また、図１（ｈ）および図１（ｉ）に示し
た実施例では、ホトレジストマスク３７を用いて導電膜
３６をエッチングすることにより、配線３８を形成し、
ホトレジストマスク３７を除去して、配線３８に銅のめ
っき膜３９を形成したが、配線３８を形成する他の方法
として、前記の図１（ｇ）のポリイミド膜３２の開口部
３４に接触端子とするバンプ３５を形成した後、図２４
（ｈ）に示すように、ポリイミド膜３２およびバンプ３
５の表面に導電膜３６を形成し、その表面に配線形成用
のホトレジストマスク４７を形成し、図２４（ｉ）に示
すように、上記ホトレジストマスク４７に被覆されてい
ない導電膜３６の表面に、銅のめっき膜３９を形成し、
ホトレジストマスク４７を除去した後、銅のめっき膜３
９で被覆されていない導電膜３６を選択エッチングによ
り除去して、配線３８を形成してもよい。ここで、ホト
レジストマスク４７としては、例えば、導電膜３６の表
面にポジ型ホトレジストＬＰ−１０（ヘキストジャパン
製）を塗布し、配線パターンを露光、現像することによ
り形成する。

【０１２１】その後は、図１（ｊ）、図１（ｋ）および
図２と同様な製造工程を実施して、図２４（ｊ）に示す
接続装置を形成すればよい。

【０１２２】なお、上記導電膜３６を形成する工程とし
て、ポリイミド膜３２およびバンプ３５の表面に導電膜
３６をウェット処理により形成してもよい。すなわち、
導電膜３６はポリピロールを塗布した後、希硫酸溶液に
浸漬して導電性膜を形成する。

【０１２３】なお、図１ないし図７あるいは図２４に示
した実施例は、図８（ａ）に示すような二酸化シリコン
膜５０の正方形のマスク５１を用いて、シリコンウエハ
５２の（１００）面を異方性エッチングして、四角錐の
接触先端部を有する接触端子を形成する例である。しか
し、本発明は、これに限られない。例えば、図８（ｂ）
に示すような二酸化シリコン膜５０の正方形のマスク５
１を用いて、シリコンウエハ５２の（１００）面を異方
性エッチングして、先端部に（１００）面の平坦部を有
し、四角錐状の（１１１）面で囲まれた接触先端部を有
する接触端子を形成することができる。図８（ｃ）に示
すような二酸化シリコン膜５３の長方形のマスク５４を
用いて、シリコンウエハ５５の（１００）面を異方性エ
ッチングして、接触端子の接触先端形状を形成すること
ができる。図８（ｄ）に示すような二酸化シリコン膜５
３の長方形のマスク５４を用いて、シリコンウエハ５５
の（１００）面を異方性エッチングして、先端部に（１
００）面の平坦部を有し、四角錐状の（１１１）面で囲
まれた接触端子の接触先端形状を形成することができ
る。また、図８（ｅ）に示すような二酸化シリコン膜５
６の正方形のマスク５７を用いて、シリコンウエハ５８
の（１１０）面を異方性エッチングして、接触端子の接
触先端形状を形成することができる。さらに、図８
（ｆ）に示すような二酸化シリコン膜５９の長方形のマ
スク６０を用いて、シリコンウエハ６１の（１１０）面
を異方性エッチングして、接触端子の接触先端形状を形
成してもよい。

【０１２４】なお、これまで述べた例では、接触端子を
形成するための型材として、シリコンウエハを用いてい
る。しかし、本発明は、これに限定されない。異方性エ
ッチングによって、先端が尖った形状の穴が形成できる
結晶であれば、他の結晶を用いてもよい。

【０１２５】また、上記各例では、接触端子として設け
られたものは、全て配線が接続され、有効に使用できる
ものである。しかし、配線が接続されない、単なる突起
としてのみ機能するダミー接触端子を設けることができ
る。すなわち、接触端子の高さと同じか、または、適宜
に設定した高さで、ダミーの接触端子を、必要に応じて
適度に配置することができる。これにより、接触端子の
高さばらつき、または、被接触対象への押し付け圧力の
調整が容易になり、接触特性および信頼性を向上するこ
とができる。

【０１２６】図９は、本発明の接続装置を用いた一実施
例である検査装置の要部を示す説明図である。

【０１２７】本実施例において、検査装置は、半導体素
子の製造におけるウエハプローバとして構成されてい
る。この検査装置は、被検査物を支持する試料支持系１
６０と、被検査物に接触して電気信号の授受を行なうプ
ローブ系１００と、試料支持系１６０の動作を制御する
駆動制御系１５０と、測定を行なうテスタ１７０とで構
成される。なお、被検査物としては、半導体ウエハ１を
対象としている。この半導体ウエハ１の表面には、外部
接続電極としての複数の電極１ａが形成されている。

【０１２８】試料支持系１６０は、半導体ウエハ１が着
脱自在に載置される、ほぼ水平に設けられた試料台１６
２と、この試料台１６２を支持する、垂直に配置される
昇降軸１６４と、この昇降軸１６４を昇降駆動する昇降
駆動部１６５と、この昇降駆動部１６５を支持するＸ−
Ｙステージ１６７とで構成される。Ｘ−Ｙステージ１６
７、筐体１６６の上に固定される。昇降駆動部１６５
は、例えば、ステッピングモータなどからなる。Ｘ−Ｙ
ステージ１６７の水平面内における移動動作と、昇降駆
動部１６５による上下動などを組み合わせることによ
り、試料台１６２の水平および垂直方向における位置決
め動作が行われるものである。また、試料台１６２に
は、図示しない回動機構が設けられており、水平面内に
おける試料台１６２の回動変位が可能にされている。

【０１２９】試料台１６２の上方には、プローブ系１０
０が配置される。すなわち、当該試料台１６２に平行に
対向する姿勢で接続装置１００ａおよび配線基板１０７
が設けられる。この接続装置１００ａには、接触端子１
０３を有する絶縁フィルム１０４と、緩衝層１０８およ
び基板１０９が一体的に設けられている。各々の接触端
子１０３は、該接続装置１００ａの絶縁フィルム１０４
に設けられた引出し用配線１０５を介して、配線基板１
０７の下部電極１１０ａおよびスルーホール１１０ｂ
と、内部配線１０７ａとを通して、該配線基板１０７に
設けられた接続端子１０７ｂに接続されている。なお、
本実施例では、接続端子１０７ｂは、同軸コネクタで構
成される。この接続端子１０７ｂに接続されるケーブル
１７１を介して、テスタ１７０と接続される。ここで用
いられる接続装置は、図１４に示した構造のものである
が、これに限定されない。図１５あるいは図１６に示す
構造のものを用いることもできる。

【０１３０】駆動制御系１５０は、ケーブル１７２を介
してテスタ１７０と接続されている。また、駆動制御系
１５０は、試料支持系１６０の各駆動部のアクチュエー
タに制御信号を送って、その動作を制御する。すなわ
ち、駆動制御系１５０は、内部にコンピュータを備え、
ケーブル１７２を介して伝達されるテスタ１７０のテス
ト動作の進行情報に合わせて、試料支持系１６０の動作
を制御する。また、駆動制御系１５０は、操作部１５１
を備え、駆動制御に関する各種指示の入力の受付、例え
ば、手動操作の指示を受け付ける。

【０１３１】以下、本実施例の検査装置の動作について
説明する。試料台１６２の上に、半導体ウエハ１を固定
し、Ｘ−Ｙステージ１６７および回動機構を用いて、該
半導体ウエハ１に形成された電極１ａを、接続装置１０
０ａに形成された接触端子１０３の直下に位置決めする
ため、調整する。その後、駆動制御系１５０は、昇降駆
動部１６５を作動させ、試料台１６２を所定の高さまで
上昇させることによって、複数の接触端子１０３の各々
の先端を目的の半導体素子における複数の電極１ａの各
々に所定圧で接触させる。ここまでは、操作部１５１か
らの操作指示に従って、駆動制御系１５０により実行さ
れる。なお、これらの位置決め等の調整を自動的に行な
うようにしてもよい。例えば、半導体ウェハ１に基準位
置のマークを予め付しておき、これを読み取り装置で読
み取って、座標の原点を設定するようにして、行なうこ
とができる。この場合、電極の位置は、予め設計データ
を受け取ることにより、駆動制御部１５０において既知
となる。

【０１３２】この状態で、ケーブル１７１、配線基板１
０７、絶縁フィルム１０４、および接触端子１０３を介
して、半導体ウエハ１に形成された半導体素子とテスタ
１７０との間で、動作電力や動作試験信号などの授受を
行い、当該半導体素子の動作特性の可否などを判別す
る。上記の一連の試験動作が、半導体ウエハ１に形成さ
れた複数の半導体素子の各々について実施され、動作特
性の可否などが判別される。

【０１３３】次に、本発明の接続装置を用いた一実施例
である半導体素子のバーンイン工程での検査装置の一例
について説明する。

【０１３４】図１０は、本発明の接続装置を用いた一実
施例である半導体素子のバーンイン工程での検査装置の
要部を示す斜視図、図１１は、バーンイン用の半導体素
子検査装置の断面図である。

【０１３５】本実施例は、ウエハ状態の半導体素子に電
気および温度ストレスを高温状態で加え、半導体素子の
特性検査を実施するウエハプローバとして構成されてい
る。また、本実施例は、一度に複数枚のウエハ１を恒温
槽（図示せず）に入れた状態で、特性検査が行なえるよ
うになっている。

【０１３６】すなわち、本実施例は、図１１に示すよう
に、恒温槽（図示せず）に置かれる支持具１９０に垂直
に取り付けられるマザーボード１８１と、これに垂直
に、すなわち、前記支持具１９０に並行にマザーボード
１８１に取り付けられる、複数の個別プローブ系１８０
とで構成される。

【０１３７】マザーボード１８１は、各個別プローブ系
１８０ごとに設けられるコネクタ１８３と、マザーボー
ド１８１を介して前記コネクタ１８３と通じているケー
ブル１８２とを有する。ケーブル１８２は、本実施例で
は図示していないが、前記図９に示すテスタ１７０と同
様なテスタに接続される。

【０１３８】個別プローブ系１８０は、被検査物ごとに
設けられる。この個別プローブ系１８０は、上記した接
続装置１００ａと、この接続装置が固定される配線基板
１０７と、被検査物である半導体ウェハ１を支持するウ
ェハ支持基板１８５と、このウェハ支持基板１８５が載
置され、個別プローブ系自体をマーザーボード１８１に
取り付けるための支持ボード１８４と、前記接続装置１
００ａを半導体ウェハ１に当接させるための押さえ基板
１８６とを有する。

【０１３９】ウェハ支持基板１８５より上方にある各部
は、図１０に示す構造となっている。すなわち、ウェハ
支持基板１８５は、例えば、金属板で形成され、半導体
ウェハ１を着脱自在に収容するための凹部１８５ａと、
位置決めのためのノックピン１８７を有する。

【０１４０】接続装置１００ａは、上述したように、絶
縁フィルム１０４、およびこれに設けられている接触端
子１０３群と、緩衝層１０８および基板１０９とで構成
される。この接続装置１００ａは、配線基板１０７に搭
載され、各接触端子１０３から引出される配線が、配線
１０７ｄを介して、コネクタ端子１０７ｃに接続され
る。このコネクタ端子１０７ｃは、前記コネクタ１８３
と嵌合するようになっている。なお、この例は、接続装
置１００ａとして、図１４に示すものを用いているが、
これに限定されない。例えば、図１５および図１６に示
すものを用いることができる。

【０１４１】この接続装置１００ａの上方には、押さえ
基板１８６が装着される。この押さえ基板１８６は、チ
ャネル状に形成され、そのチャネル１８６ａ内に、配線
基板１０７が収容される。また、この押さえ基板１８６
の周縁部には、前記ノックピン１８７と嵌合する穴１８
８が設けられている。

【０１４２】次に、本実施例の測定動作について、説明
する。

【０１４３】ウエハ支持基板１８５の凹部１８５ａに、
半導体ウエハ１を固定し、ノックピン１８７を用いて、
該半導体ウエハ１に形成された各電極を、接続装置１０
０ａに形成された各接触端子１０３の直下に位置決めし
て、複数の接触端子１０３の各々の先端を、半導体素子
における複数の電極のうち目的の電極の各々に、所定圧
で接触させる。この状態で、ケーブル１８２、マザーボ
ード１８１、コネクタ１８３、配線基板１０７、絶縁フ
ィルム１０４に設けられた図１０には示していない引出
し用配線１０５（図１４参照）、および、接触端子１０
３を介して、半導体ウエハ１に形成された半導体素子と
テスタとの間で、動作電力や動作試験信号などの授受を
行い、当該半導体素子の動作特性の可否などを判別す
る。上記の一連の操作が、恒温槽（図示せず）内に設置
された支持具１９０に固定されたマザーボード１８１に
固定されたウエハ支持基板１８５に搭載された半導体ウ
エハ１の各々について実施され、動作特性の可否などが
判別される。

【０１４４】なお、接続装置の接触端子を電極に接触さ
せる場合、上記実施例では、接触端子と電極とを一対一
対応に接続させているが、これに限られない。すなわ
ち、１の電極について、複数個の接触端子を接触させる
ようにしてもよい。これにより、より確実な接触を確保
できる。

【０１４５】上記の例では、マザーボード１８１を用い
ているが、これを用いないで、個別プローブ系１８０に
ケーブルを介してテスタに接続することにより検査を行
なうようにしてもよい。この場合、個別プローブ系１８
０は、マザーボード１８１に取り付けられるものと異な
る構造であってもよい。例えば、マザーボード１８１に
取り付けるための部材等を省略することができる。

【０１４６】また、上記接続装置の接触端子の先端位置
を、製造時の温度と実使用時での温度との差を考慮し
て、製造時に材料間の線膨張率の差による先端位置の変
位をあらかじめ設計値に入れて設計したホトレジストマ
スクを用いて接触端子を形成することにより、高温でも
接触端子の先端位置精度が極めて良好な接続装置が実現
できる。その一例を次に述べる。

【０１４７】ポリイミドの線膨張率が４×１０^-5／℃
で、検査対象の電極を形成したシリコンウェハの線膨張
率が２．９×１０^-6／℃であり、マスク形成時の温度が
２０℃で、実使用時の温度が１５０℃であった場合につ
いて、膨張率および温度差を考慮したポリイミドパター
ン設計する場合の計算は、次式で行なう。例えば、８イ
ンチウェハ表面の中心から１００ｍｍの電極位置用ホト
レジストマスクは、次式により、ホトレジストマスクの
中心から９９．５２０１９５ｍｍの位置として設計すれ
ばよい。言い換えれば、２０℃でのシリコンウェハの電
極位置の設計値に対して、その設計値の０．９９５２０
１９５倍の尺度でホトレジストマスクの電極位置を設計
すればよい。

【０１４８】

【数１】

【０１４９】上記各実施例では、引出し用配線１０５お
よび１１４を通常の集中定数系での配線として扱ってき
たが、本発明は、これに限定されない。接地層を設ける
ことによって、各引出し用配線１０５および１１４を、
マイクロストリップ線路とする構成としてもよい。

【０１５０】これより、ＤＣ検査、高周波域、例えば、
数ＧＨｚ帯までのＡＣ検査等の、半導体素子の特性検査
が可能となる。

【０１５１】上記の特性検査が可能な接続装置１００ａ
を用いることにより、例えば、図１０に示した前記個別
プローブ系１８０、および、図１１に示した半導体素子
検査装置を、前述のバーンイン検査に限ることなく、半
導体素子の製造における特性検査用のウェハプローバと
して用いることができる。この場合、半導体素子とテス
タ１７０との間の動作電力や動作試験信号などの授受
が、特性検査用とバーンイン用とで異なる場合でも、テ
スタからの信号の切り換え、または、マザーボードを交
換することにより、前記の個別プローブ系１８０に一旦
ウェハを装着すれば、一連の検査項目が終了するまで、
個別プローブ系１８０に装着したままで検査することが
可能となる。

【０１５２】以上説明した実施例によれば、異方性エッ
チングにより、深さおよび形態のそろった穴を形成で
き、その穴を型にして、接触端子のための突起を形成で
きる。従って、接触端子を、フォトリソグラフィ技術に
より、高密度かつ高精度に形成することができる。しか
も、多数個の接触端子を、位置精度よく一括して形成で
きる。また、穴を形成する際、電極位置を定める設計情
報を利用することにより、接触端子を、検査対象物の電
極位置に正確に対応させることができる。

【０１５３】以上に説明した各実施例は、シリコンウェ
ハを用いているが、本発明は、これに限定されない。結
晶性の他の材料を用いることもできる。

【０１５４】また、上記図１４、１５および１６に示す
各実施例では、基板１０９を介して配線基板に接続装置
を搭載しているが、基板を介さずに、緩衝層を介して絶
縁フィルムを配線基板に固定するようにしてもよい。

【０１５５】

【発明の効果】本発明によれば、接続装置の接触端子
を、多点、かつ、高密度化できる。しかも、多端子化に
おいて、配線基板の電極パッド部に高密度かつ高精度に
先端部が尖った接続端子を一括形成することができるの
で接続装置の組立性を大幅に向上させる効果がある。

【０１５６】また、接触端子を薄膜プロセスで微細形状
に形成できるので、プローブの長さを短くできて、高周
波数まで対応できる電気特性を持たせることができる。

【０１５７】さらに、接続端子の高さ方向ばらつきは、
シリコンの（１００）面の異方性エッチングによる（１
１１）面で囲まれた四角錐の形状を形成することによ
り、横方向ばらつきと同様に、ホトレジストマスクパタ
ーンの寸法精度に近いレベルにもっていくことができ
る。これにより、接続端子の先端部位置精度を大幅に向
上させる効果がある。しかも、薄膜プロセスで形成する
ので、加工精度が高く、しかも、微細な組立て作業を要
せずに製造できる。

【０１５８】また、本発明の構成による緩衝層の弾性力
によって接続端子を対向した電極に接触させる接続装置
においては、接触端子と電極とのあいだの距離のばらつ
きを吸収して、小さな荷重で、各接触端子に均等の圧力
が加わるようにすることができる。それにより、全ピン
の接触を確実に行うことができる。また、検査対象物に
過大な荷重をかけることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）−（ｋ）は、本発明に関わる接続装
置を形成する製造プロセスの一実施例の工程の一部を示
す断面図である。

【図２】図２は、本発明に関わる接続装置を形成する製
造プロセスの一実施例の工程の残部を示す断面図であ
る。

【図３】図３（ａ）−（ｄ）は、本発明に関わる接続装
置を形成する製造プロセスの他の実施例の工程を示す断
面図である。

【図４】図４（ａ）−（ｄ）は、本発明に関わる接続装
置を形成する製造プロセスの他の実施例の工程を示す断
面図である。

【図５】図５（ａ）−（ｄ）は、本発明に関わる接続装
置を形成する製造プロセスの他の実施例を示す断面図で
ある。

【図６】図６（ａ）−（ｄ）は、本発明に関わる接続装
置を形成する製造プロセスの他の実施例を示す断面図で
ある。

【図７】図（ａ）−（ｄ）は、本発明に関わる接続装置
を形成する製造プロセスの他の実施例を示す断面図であ
る。

【図８】図（ａ）−（ｆ）は、本発明に関わる接続装置
の接触端子を形成するための各種形状の型を示す斜視図
である。

【図９】半導体素子検査装置の駆動部の構成図である。

【図１０】バーンイン用の半導体素子検査装置の個別プ
ローブの要部を示す斜視図である。

【図１１】バーンイン用の半導体素子検査装置の断面図
である。

【図１２】図１２（ａ）は、本発明に関わる半導体素子
検査装置の接触端子および引き出し用配線を形成したポ
リイミド膜の一実施例を示す平面図、図１２（ｂ）は、
斜視図である。

【図１３】図１３（ａ）は、本発明に関わる半導体素子
検査装置の接触端子および引き出し用配線を形成したポ
リイミド膜の一実施例を示す平面図、図１３（ｂ）は、
斜視図である。

【図１４】本発明の接続装置の第１実施例の要部を示す
断面図である。

【図１５】本発明の接続装置の第２実施例の要部を示す
断面図である。

【図１６】本発明の接続装置の第３実施例の要部を示す
断面図である。

【図１７】ウエハの斜視図および半導体素子の斜視図で
ある。

【図１８】従来の検査用プローブの断面図である。

【図１９】従来の検査用プローブの平面図である。

【図２０】はんだボールを電極上に有する半導体素子を
示す斜視図である。

【図２１】はんだ溶融接続をした半導体素子の実装状態
を示す斜視図である。

【図２２】従来のめっきによるバンプを用いた半導体素
子検査装置の要部断面図である。

【図２３】図２２のめっきによるバンプ部分を示す斜視
図である。

【図２４】図２４（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）は、本発明に
関わる接続装置を形成する製造プロセスの他の実施例の
工程の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ウエハ、２…半導体素子、３…電極、４…プローブ
カード、５…プローブ、６…はんだバンプ、７…配線基
板、８…電極、２０…誘電体膜、２１…配線、２２…ビ
ア、２３…バンプ、２４…配線基板、２５…板ばね、２
６…シリコンウエハ、２７…二酸化シリコン膜、２８…
ホトレジストマスク、２９…開口部、３０…二酸化シリ
コン膜、３１…導電性被覆、３２，４３…ポリイミド
膜、３３…接触端子、３４…開口部、３５…バンプ、３
６…導電膜、３７、４２、４６、４７…ホトレジストマ
スク、３８…配線、３９…めっき膜、４０…シリコン基
板、４１、４５…シリコンゴム、５０…二酸化シリコン
膜、５１…正方形のマスク、５２…シリコンウエハ、５
３…二酸化シリコン膜、５４…長方形のマスク、５５…
シリコンウエハ、５６…二酸化シリコン膜、５７…正方
形のマスク、５８…シリコンウエハ、５９…二酸化シリ
コン膜、６０…長方形のマスク、１００…プローブ系、
１００ａ…接続装置、１０１…ＬＳＩ形成ウエハの領
域、１０２…接触端子形成用ウエハ、１０３、１１２、
１１６…接触端子、１０４、１１３、１１７…絶縁フィ
ルム、１０４ａ…絶縁フィルムの周縁部、１０５、１１
４…引き出し用配線、１０５ａ…絶縁フィルムの端子
部、１０６…ポリイミド膜の切れ目、１０７…配線基
板、１０７ａ…内部配線、１０７ｂ…接続端子、１０７
ｃ…コネクタ端子、１０７ｄ…配線、１０８…緩衝層、
１０９…基板、１１０ａ…電極、１１０ｂ…スルーホー
ル、１１１…はんだ、１１５…ビア、１５０…駆動制御
系、１５１…操作部、１６０…試料支持系、１６２…試
料台、１６４…昇降軸、１６５…昇降駆動部、１６６…
筐体、１６７…Ｘ−Ｙステージ、１７０…テスタ、１７
１、１７２…ケーブル、１８０…個別プロ−ブ、１８１
…マザ−ボ−ド、１８２…ケ−ブル、１８３…コネク
タ、１８４…支持ボ−ド、１８５…ウエハ支持基板、１
８５ａ…ウエハ支持基板の凹部、１８６…押え基板、１
８６ａ…チャンネル、１８７…ノックピン、１８８…ノ
ックピンと嵌合する穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田勢 隆 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 石野 正和 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 樫村 隆司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象と電気的に接触して、電気信号を
   授受するための接続装置であって、 検査対象と電気的に接触するための複数個の接触端子
   と、 各接触端子から引出される引出し用配線とを備え、 前記接触端子は、結晶性の型材を異方性エッチングして
   得られる先端が尖った形状のエッチング穴に充填して得
   られる形態を有する突起で構成され、該突起は、少なく
   ともその先端側に、導電性部分を有することを特徴とす
   る接続装置。
2. 【請求項２】請求項１において、絶縁フィルムをさらに
   有し、前記接触端子は、該絶縁フィルム表面から先端が
   突出して形成される接続装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記接触端子は、前記
   絶縁フィルムから突出している部分の表面に、それを覆
   うように設けられる導電性被覆を有し、前記導電性部分
   は、該導電性被覆である接続装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記接触端子は、それ
   自体が導電性材料で形成されるものである接続装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記接触端子は、前記
   絶縁フィルムを貫通して設けられる接続装置。
6. 【請求項６】請求項５において、前記引出し用配線は、
   前記絶縁フィルム上に設けられ、前記接触端子を介して
   前記導電性被覆と接続される接続装置。
7. 【請求項７】請求項５において、前記引出し用配線は、
   前記絶縁フィルム上に、前記導電性被覆と一体的に設け
   られる接続装置。
8. 【請求項８】請求項３において、前記接触端子は、前記
   絶縁フィルムと同じ材料で構成される接続装置。
9. 【請求項９】請求項８において、前記引出し用配線は、
   前記絶縁フィルム上に、前記導電性被覆と一体的に設け
   られる接続装置。
10. 【請求項１０】請求項１において、前記型材は、シリコ
    ンウェハである接続装置。
11. 【請求項１１】請求項２において、緩衝層と基板とをさ
    らに有し、前記絶縁フィルムは、緩衝層を挟んで基板と
    固定される接続装置。
12. 【請求項１２】請求項１１において、配線基板をさらに
    有し、前記引出し用配線と配線基板との配線とが接続さ
    れる接続装置。
13. 【請求項１３】検査対象と電気的に接触して、電気信号
    を授受するための接続装置の製造方法であって、 型材の予め定めた複数箇所で、該型材を異方性エッチン
    グして、先端が尖った形状のエッチング穴をそれぞれ形
    成する工程と、 該各エッチング穴ごとに、接触端子用の突起および引出
    し用配線を形成すると共に、型材を除去して、接触端子
    を形成する工程とを有することを特徴とする接続装置の
    製造方法。
14. 【請求項１４】請求項１３において、前記接触端子を形
    成する工程は、前記エッチング穴形成後、型材のエッチ
    ング穴のある側の面に導電性薄膜を成膜する工程と、該
    導電性薄膜の、各エッチング穴の箇所以外の部分を、絶
    縁フィルムで覆う工程と、エッチング穴の箇所に導電性
    材料を充填する工程とを含むことを特徴とする接続装置
    の製造方法。
15. 【請求項１５】請求項１４において、前記接触端子を形
    成する工程は、前記エッチング穴の箇所に導電性材料を
    充填した後、型材を除去する前に、前記絶縁フィルム
    を、緩衝層を介して基板に固定する工程をさらに含むこ
    とを特徴とする接続装置の製造方法。
16. 【請求項１６】請求項１５において、前記接触端子を形
    成する工程は、前記エッチング穴の箇所に導電性材料を
    充填する工程と、前記絶縁フィルムを基板に固定する工
    程との間に、前記絶縁フィルム上に、一端が、充填され
    た導電性材料のそれぞれと接続される引出し用配線を形
    成する工程を含むことを特徴とする接続装置の製造方
    法。
17. 【請求項１７】請求項１６において、前記接触端子を形
    成する工程は、型材を除去した後、前記導電性薄膜の、
    前記接触端子用突起を覆う部分を残して、他の部分をエ
    ッチングにより除去することを特徴とする接続装置の製
    造方法。
18. 【請求項１８】請求項１６において、 前記導電性薄膜を成膜する工程は、下地膜を成膜し、さ
    らに、接触端子を覆う導電性被覆を成膜し、 前記接触端子を形成する工程は、型材を除去した後、前
    記導電性薄膜の内、下地膜を除去し、さらに、前記導電
    性被覆の、接触端子用突起を覆う部分を残して、他の部
    分をエッチングにより除去することを特徴とする接続装
    置の製造方法。
19. 【請求項１９】請求項１５において、前記接触端子を形
    成する工程は、型材を除去した後、前記導電性薄膜の、
    前記接触端子用突起を覆う部分および引出し用配線を形
    成する部分を残して、他の部分をエッチングにより除去
    して、引出し用配線を形成する工程を含むことを特徴と
    する接続装置の製造方法。
20. 【請求項２０】請求項１５において、 前記導電性薄膜を成膜する工程は、下地膜を成膜し、さ
    らに、接触端子を覆う導電性被覆を成膜し、 前記接触端子を形成する工程は、型材を除去した後、前
    記導電性薄膜の内、下地膜を除去し、さらに、前記導電
    性被覆の、接触端子用突起を覆う部分および引出し用配
    線を形成する部分を残して、他の部分をエッチングによ
    り除去することを特徴とする接続装置の製造方法。
21. 【請求項２１】請求項１３において、前記接触端子を形
    成する工程は、前記エッチング穴形成後、型材のエッチ
    ング穴のある側の面に導電性薄膜を成膜する工程と、該
    導電性薄膜を覆う絶縁フィルムを形成する工程とを含む
    ことを特徴とする接続装置の製造方法。
22. 【請求項２２】請求項２１において、前記接触端子を形
    成する工程は、前記絶縁フィルムを形成した後、型材を
    除去する前に、前記絶縁フィルムを、緩衝層を介して基
    板に固定する工程をさらに含むことを特徴とする接続装
    置の製造方法。
23. 【請求項２３】請求項２２において、前記接触端子を形
    成する工程は、型材を除去した後、前記導電性薄膜の、
    前記接触端子用突起を覆う部分および引出し用配線を形
    成する部分を残して、他の部分をエッチングにより除去
    して、引出し用配線を形成する工程を含むことを特徴と
    する接続装置の製造方法。
24. 【請求項２４】請求項２２において、 前記導電性薄膜を成膜する工程は、下地膜を成膜し、さ
    らに、接触端子を覆う導電性被覆を成膜し、 前記接触端子を形成する工程は、型材を除去した後、前
    記導電性薄膜の内、下地膜を除去し、さらに、前記導電
    性被覆の、接触端子用突起を覆う部分および引出し用配
    線を形成する部分を残して、他の部分をエッチングによ
    り除去することを特徴とする接続装置の製造方法。
25. 【請求項２５】請求項１３において、型材として結晶性
    の材料を用い、該型材の特定の面を、エッチング穴を形
    成する箇所以外の部分をマスクで覆って、異方性エッチ
    ングを行うことを特徴とする接続装置の製造方法。
26. 【請求項２６】請求項２５において、型材として、シリ
    コンウェハを用い、該シリコンウェハに二酸化シリコン
    膜を形成して、これをマスクとしてエッチングを行うこ
    とを特徴とする接続装置の製造方法。
27. 【請求項２７】請求項２６において、前記接触端子を形
    成する工程は、前記エッチング穴形成後、型材のエッチ
    ング穴のある側の面に、二酸化シリコン膜を形成する工
    程と、該二酸化シリコン膜上に、二酸化シリコンと密着
    性のよい金属の薄膜を少なくとも１層含む導電性薄膜を
    成膜する工程と、該金属薄膜の、各エッチング穴の箇所
    以外の部分を、絶縁フィルムで覆う工程と、エッチング
    穴の箇所に導電性材料を充填する工程とを含むことを特
    徴とする接続装置の製造方法。
28. 【請求項２８】請求項２７において、 前記導電性薄膜を成膜する工程は、二酸化シリコンと密
    着性のよい金属の薄膜を下地膜として成膜し、その上
    に、導電性被覆を成膜し、 前記接触端子を形成する工程は、型材を除去すると共
    に、二酸化シリコンと密着性のよい金属の薄膜を除去す
    る工程と、前記導電性被覆の、接触端子用突起を覆う部
    分を少なくとも残して、他の部分をエッチングにより除
    去する工程とをさらに有することを特徴とする接続装置
    の製造方法。
29. 【請求項２９】請求項２７において、前記絶縁フィルム
    で覆う工程は、絶縁フィルムとしてポリイミド膜を形成
    することを特徴とする接続装置の製造方法。
30. 【請求項３０】請求項１３において、エッチング穴を形
    成する工程において、各エッチング穴の位置は、製造時
    の温度と実使用時の温度との温度差による熱膨張の変位
    を差し引いて設定される接続装置の製造方法。
31. 【請求項３１】請求項１７または１９において、前記接
    触端子を形成する工程は、前記導電性薄膜のエッチング
    の際に除去せずに残こした部分に、めっき膜を成膜する
    工程をさらに有する接続装置の製造方法。
32. 【請求項３２】請求項１８、２０、２４または２８にお
    いて、前記接触端子を形成する工程は、前記導電性被覆
    のエッチングの際に除去せずに残こした部分に、めっき
    膜を成膜する工程をさらに有する接続装置の製造方法。
33. 【請求項３３】請求項３２において、めっき膜は、導電
    性被覆より硬度の大きい材料で形成される接続装置の製
    造方法。
34. 【請求項３４】多数の電極が配置された検査対象の各電
    極に接触して、電気信号を授受して検査を行う検査装置
    において、 検査対象物を変位自在に支持する試料支持系と、 請求項１２記載の接続装置を有し、該接続装置の接触端
    子のある面が、試料支持系の検査対象物と対向するよう
    に配置されるプローブ系と、 前記試料支持系の検査対象の変位駆動を制御する駆動制
    御系と、 前記プローブ系と接続されて検査を行うテスタとを有す
    ることを特徴とする検査装置。
35. 【請求項３５】多数の電極が配置された検査対象の各電
    極に接触して、電気信号を授受して検査を行う検査装置
    において、 検査対象物を支持する試料支持部、および、請求項１２
    記載の接続装置を有し、該接続装置は、その接触端子の
    ある面が、試料支持部の検査対象物と対向するように配
    置される、少なくとも１の個別プローブ系と、 前記個別プローブ系と接続されて検査を行うテスタとを
    有することを特徴とする検査装置。
36. 【請求項３６】多数の電極が配置された検査対象の各電
    極に接触して、電気信号を授受して検査を行う検査装置
    において、 検査対象物を支持する試料支持部、および、請求項１２
    記載の接続装置を有し、該接続装置は、その接触端子の
    ある面が、試料支持部の検査対象物と対向するように配
    置される、少なくとも１の個別プローブ系と、 前記個別プローブ系と接続されて検査を行うテスタとを
    有し、 前記個別プローブ系は、マザーボードに装着され、該マ
    ザーボードを介して、テスタと接続されることを特徴と
    する検査装置。
37. 【請求項３７】請求項１４において、前記導電性薄膜
    は、有機導電性膜、カーボン膜およびパラジウム膜のい
    ずれかで形成されるものである接続装置の製造方法。
38. 【請求項３８】検査すべき半導体素子に接触して、信号
    の授受を行なう複数の接触端子、および、各接触端から
    引きだされる引出し用配線を有するプローブと、これら
    の複数の接触端子と接続され、接触端子を解して半導体
    素子に信号を送ると共に、該半導体素子から信号を取り
    込んで検査を行なうテスタとを備える検査装置による半
    導体素子の検査方法において、 前記複数の接触端子を前記半導体素子の電極に押し当
    て、 電気信号を入力して動作試験を行うテスタから前記半導
    体素子に入力信号を供給して、前記半導体素子を電気的
    に動作させ、 前記半導体素子の出力信号を前記テスタに取り込んで、 前記入力信号および出力信号に基づいて検査を行い、 前記各接触端子は、先端側になるほど断面積が小さくな
    り、かつ、基端側から先端側に向かう複数本の稜を有す
    る突起を有し、該突起は、少なくともその先端側に、前
    記引き出し用配線と接続される導電性部分を有し、この
    導電性部分を前記半導体素子の電極に押し当てることを
    特徴とする半導体素子の検査方法。
39. 【請求項３９】検査対象と電気的に接触して、電気信号
    を授受するための接続装置であって、 検査対象と電気的に接触するための複数個の接触端子
    と、 各接触端子から引出される引出し用配線とを備え、 前記接触端子は、先端側になるほど断面積が小さくな
    り、かつ、基端側から先端側に向かう複数本の稜を有す
    る形態の突起で構成され、該突起は、少なくともその先
    端側に、導電性部分を有することを特徴とする接続装
    置。