WO2017141706A1 - 検査用導電性接触子、および半導体検査装置 - Google Patents

検査用導電性接触子、および半導体検査装置 Download PDF

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ridges
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浩平 広中
一也 相馬
哲 荘司
諒輔 山口
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    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2601—Apparatus or methods therefor

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus.
  • a display device typified by a liquid crystal display device, an EL (Electroluminescence) display device, and the like is also a kind of electronic component, and although it is manufactured on a glass or plastic substrate, many thin films are formed as in a semiconductor integrated circuit. It is formed through a forming process.
  • the thin film formation process is performed in an environment where the contamination of foreign matters is highly regulated, it includes several hundreds of processes, so it is difficult to completely prevent substrate and circuit damage and patterning defects. . For this reason, it is necessary to inspect various characteristics of the electronic component to prevent entry of defective products.
  • a semiconductor inspection device When inspecting the electrical characteristics of an electronic component, it is generally performed using an inspection device called a semiconductor inspection device.
  • the tip of a thin needle electrode called a conductive contact is brought into contact with an electrode or wiring formed on a semiconductor integrated circuit to acquire various electrical information.
  • the size of the electrode and the wiring depends on the semiconductor integrated circuit, but if it is small, it is an area of a few hundred tens ⁇ m square. Therefore, in order to perform an inspection with high accuracy, it is important to ensure that the conductive contact is in electrical contact with such a small area electrode or wiring.
  • the electrodes and wirings are not necessarily arranged horizontally, and the shape is not limited to a plane.
  • a lead terminal extended from the package may have a curved structure.
  • a spherical solder ball formed on the package is used as an inspection electrode. For this reason, in order to ensure electrical contact between the electrode or wiring and the conductive contact, conductive contacts having various shapes of end portions are known.
  • One of the objects of the present invention is to provide a conductive contact that can reliably achieve electrical contact with a semiconductor integrated circuit to be inspected or an electrode or wiring of an electronic component including the semiconductor integrated circuit.
  • One of the objects of the present invention is to provide a conductive contact having excellent durability, for example, durability of an end portion that contacts an electrode or wiring.
  • One of the objects of the present invention is to provide a conductive contact that can reduce the need to consider the shape of the electrode or wiring when the conductive contact is installed in the conductive contact unit.
  • One of the objects of the present invention is to provide a conductive contact unit including one or two or more conductive contacts, or a semiconductor inspection apparatus including the conductive contact unit.
  • One embodiment of the present invention is a conductive contact having a first end and a second end opposite the first end.
  • the first end has first to fourth linear ridges and first to fifth vertices, and the first to fourth linear ridges are separated from each other and form a cross. Be placed.
  • the first to fourth vertices are on the outer periphery of the first end, and are between the first linear ridge and the second linear ridge, and between the second linear ridge and the third linear ridge, respectively. , Between the third linear ridge and the fourth linear ridge, and between the fourth linear ridge and the first linear ridge.
  • the first to fourth linear ridges may be parallel to the radial direction of the conductive contact.
  • the first to fourth linear ridges may exist on the same plane as the fifth vertex.
  • the fifth vertex may be located at the intersection of the crosses. Alternatively, it may exist on the same plane as the surface formed by the first to fourth vertices, or may exist on a different plane.
  • the distance from the fifth vertex to the second end is greater than the distance from each of the first to fourth linear ridges to the second end. It may be small.
  • the distance from each of the first to fourth vertices and the second end is determined from each of the first to fourth linear ridges and the second end. It may be smaller than the distance up to.
  • Each of the first to fourth linear ridges may be shorter than the radius of the conductive contact.
  • the first to fourth vertices may be present on the outer peripheral surface of the conductive contact.
  • Each of the first to fourth linear ridges may reach the outer peripheral surface of the conductive contact.
  • the first to fourth linear ridges may exist on the same plane as the first to fourth vertices.
  • the plane may be parallel to the radial direction.
  • One embodiment of the present application is a conductive contact unit having a conductive contact.
  • One embodiment of the present invention is a semiconductor inspection apparatus having a conductive contact unit.
  • FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the electroconductive contactor of one Embodiment of this invention. It is a perspective view of the conductive contact of one embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the electroconductive contactor of one Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the electroconductive contactor of one Embodiment of this invention. It is a perspective view of the conductive contact of one embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the electroconductive contactor of one Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the electroconductive contactor of one Embodiment of this invention. It is a perspective view of the conductive contact of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing a configuration of a semiconductor inspection apparatus according to the first embodiment.
  • the semiconductor inspection apparatus 100 includes a conductive contact unit 120 and a conductive contact 110 provided therein.
  • the number of the conductive contacts 110 may be one or more, and usually a plurality (for example, several tens to several thousands) of conductive contacts 110 are installed.
  • the conductive contact 110 exchanges electric signals with the circuit board 140.
  • the circuit board 140 is connected to the tester 150.
  • the tester 150 includes units such as a measurement power supply 152, an LCR measurement device 154, and a pulse generator 156.
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the conductive contact 110 and the conductive contact unit 120 shown in FIG. 1A.
  • the conductive contact 110 is accommodated in the conductive contact unit 120, and the end portion (first end portion 230) is exposed.
  • the first end portion 230 comes into contact with the electrode or wiring of the inspection object 170, and the electrical characteristics are measured.
  • the inspection object 170 include an integrated circuit formed on a semiconductor substrate and an IC package in which the integrated circuit is packaged. Note that the second end portion opposite to the first end portion 230 is 240.
  • the conductive contact unit 120 is formed using an insulator such as resin or ceramic.
  • the plurality of conductive contacts 110 are arranged so as to have the same height. Further, the arrangement may be determined according to the electrode to be inspected and the wiring pattern.
  • the conductive contact 110 includes a conductive material, for example, a metal such as gold, copper, nickel, palladium, tungsten, or an alloy of the above metals. Alternatively, a conductive material may be included and the surface may be plated using gold or the like.
  • the conductive contact 110 has a first plunger 200 and a second plunger 210.
  • the first plunger 200 makes electrical contact with the electrode and wiring of the inspection object 170 at its end, that is, the first end 230.
  • the first and second plungers 200 and 210 preferably have a columnar shape, and this embodiment will be described as a columnar shape.
  • the conductive contact unit 120 is further provided with a coil spring 220.
  • the coil spring 220 is axially moved. By expanding and contracting, the impact on the inspection object can be reduced.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the first end 230 of the conductive contact 110.
  • the first end 230 has four linear ridges (first to fourth linear ridges) R1 to R4 and five vertices (first to second) indicated by bold lines in the drawing. Fifth vertex) T1 to T5.
  • FIGS. 2 and 3A are schematic cross-sectional views taken along dotted lines A1-A2 and B1-B2 shown in FIG. 2, respectively.
  • the first to fourth linear ridges R1 to R4 exist on the same plane and are separated from each other. The direction is parallel to the radial direction of the conductive contact 110 (x-axis direction in the figure). That is, the first to fourth linear ridges R1 to R4 extend radially toward the central axis of the conductive contact parallel to the direction indicated by the y-axis in the drawing.
  • the first to fourth linear ridges R1 to R4 are provided so as to form a cross.
  • first linear ridge R1 and the third linear ridge R3 are on the same straight line (first straight line), and the second linear ridge R2 and the fourth linear ridge R4 are the same straight line ( The first straight line and the second straight line are orthogonal to each other.
  • the angle formed by the first straight line and the second straight line is not limited to a right angle, and can be set to an arbitrary angle.
  • the first to fourth vertices T1 to T4 exist on the same plane.
  • the plane is parallel to the radial direction of the conductive contact.
  • the fifth vertex T5 is also present on the plane. That is, all of the first vertex T1 to the fifth vertex T5 exist on the same plane.
  • the fifth vertex T5 includes a straight line (first straight line) passing through the first linear ridge R1 and the third linear ridge R3, a second linear ridge R2, and a fourth linear ridge R4. Exists at the intersection with a straight line passing through (second straight line).
  • the diameter of the first end portion 230 decreases in the direction toward the distal end. Is provided. That is, the ends of the linear ridges R1 to R4 and the vertices T1 to T4 are all formed inside the cross section of the maximum diameter portion of the first end 230.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, for example, the fifth vertex T5. May exist outside the plane formed by the other vertices T1 to T4.
  • all of the first to fifth vertices T1 to T5 are present on the same plane as the plane formed by the first to fourth linear ridges R1 to R4.
  • the form is not limited to this. For example, only the fifth vertex exists on the same surface as the surface formed by the first to fourth linear ridges R1 to R4, and the other vertex exists outside the surface. May be.
  • the diameter of the first end portion 230 decreases as it goes in the distal direction, and linear ridges R1 to R4 and vertices T1 to T5 are formed at the ends thereof.
  • the first end portion 230 may maintain a cylindrical shape up to the tip, and linear ridges R1 to R4 and vertices T1 to T5 may be provided at the tip. The embodiment described above will be described later.
  • the first end portion 230 having such a shape can be formed using a rotary cutting tool or the like when turning the cylindrical first plunger 200, for example.
  • the first to fourth linear ridges R 1 to R 4 are separated from each other, and the length thereof is shorter than the radius of the conductive contact 110. More specifically, the length of each of the first to fourth linear ridges R 1 to R 4 is smaller than the maximum radius of the first plunger 200 including the first end 230. Further, it is preferably 10 ⁇ m or more and 15% or less of the diameter of the tip portion of the first end portion 230. Further, each of the first to fourth linear ridges R 1 to R 4 reaches the outer periphery of the conductive contact 110. That is, each of the first to fourth linear ridges R 1 to R 4 extends from the side surface of the first plunger 200 including the first end 230 toward the central axis.
  • the first to fourth vertices T1 to T4 exist on the side surface of the conductive contact 110.
  • the first to fourth vertices T ⁇ b> 1 to T ⁇ b> 4 are located on the outer periphery of the first plunger 200 including the first end portion 230.
  • the conductive contact 110 having such an end shape can be in contact with an electrode or wiring to be inspected using a plurality of lines as contact parts.
  • all of the first to fourth linear ridges R1 to R4 can contribute to electrical contact.
  • the fifth vertex T5 is on the same plane as the plane including the first to fourth linear ridges R1 to R4, the fifth vertex T5 is added to the first to fourth linear ridges R1 to R4, The vertex T5 also contributes to electrical contact.
  • Patent Documents 1 and 4 and 5 disclose a conductive contact having a plurality of conical or pyramidal contact portions, but in this case, the contact with the electrode and the wiring is a plurality of points. Only done. Therefore, by adopting the end shape of the present embodiment, not only more reliable electrical contact is possible, but also wear or loss of the end of the conductive contact 110 can be prevented or reduced. It is.
  • Patent Document 2 discloses a conductive contact having a single linear ridge at the end, but in this case, when contact is made from an oblique direction with respect to the electrode or wiring, only one point is disclosed. Contact. Therefore, by using the terminal shape of the present embodiment, more reliable electrical contact with the inspection object is possible.
  • the conductive contact has only a two-fold rotation axis (C2 axis: a rotation axis that gives the same state by rotation of 180 degrees), and therefore, along the central axis Depending on the rotation, the direction in which the linear ridge comes into contact with the electrode and the wiring changes greatly. Therefore, it is necessary to install the conductive contact unit so as to prohibit rotation along the central axis, and the shape of the opening provided in the conductive unit for storing the conductive contact may be, for example, an ellipse or a large number. It needs to be square.
  • the conductive contact of this embodiment has a four-fold rotation axis (C4 axis: a rotation axis that gives the same state by rotation of 90 degrees), the influence of the rotation along the central axis of the conductive contact. Therefore, there is no need to consider the rotation along the central axis when installing on the conductive contact unit. Therefore, the shape of the opening can be made circular, and the processability of the conductive contact unit can be improved.
  • C4 axis a rotation axis that gives the same state by rotation of 90 degrees
  • FIGS. 4, 5A, and 5B are schematic cross-sectional views taken along dotted lines A1-A2 and B1-B2 shown in FIG. 4, respectively.
  • the first end 230 of the conductive contact 110 has four linear ridges (first to fourth linear ridges) R1 to R4 and five apexes (first To fifth vertex) T1 to T5.
  • the difference from the first embodiment is that although the fifth vertex T5 exists on the same plane as the first to fourth linear ridges R1 to R4, the first to fourth vertices T1 to T4 are Are on different planes. More specifically, the fifth vertex T5 includes a straight line (first straight line), a second straight ridge R2, and a fourth straight line passing through the first straight ridge R1 and the third straight ridge R3.
  • the first to fourth vertices T1 to T4 exist at positions closer to the second end portion 240, though they exist at the intersections of the straight lines passing through the ridge R4. That is, the first to fourth vertices T1 to T4 exist at lower positions along the y-axis in the drawing. Except for the configuration described above, the second embodiment is the same as the first embodiment, and a detailed description thereof is omitted.
  • the conductive contact 110 having such an end shape also includes four lines and one line by a plurality of lines by the first to fourth linear ridges and the fifth vertex T5.
  • a point can be contacted with an electrode or wiring to be inspected as a contact site. Therefore, it is possible not only to make more reliable electrical contact, but also to prevent or reduce wear and loss of the end of the conductive contact 110.
  • the terminal shape of the present embodiment also has a C4 axis, it is possible to reduce the necessity of considering the rotation along the central axis when installing the conductive contact unit. The workability of the can be improved.
  • a spherical solder ball when used as an inspection electrode, electrical contact is possible in various contact modes, depending on its size. For example, electrical contact is possible using one point in the first linear ridge R1, the first vertex T1, and the fifth vertex T5. Therefore, more reliable electrical contact with the electrode or wiring to be inspected is possible.
  • FIGS. 6, 7A, and 7B are schematic cross-sectional views taken along dotted lines A1-A2 and B1-B2 shown in FIG. 6, respectively.
  • the first end 230 of the conductive contact 110 has four linear ridges (first to fourth linear ridges) R1 to R4, and five It has vertices (first to fifth vertices) T1 to T5.
  • the difference from the first and second embodiments is that the first to fifth vertices T1 to T5 exist on the same plane, but the plane includes the first to fourth linear ridges R1 to R4. Are located on different planes and are closer to the second end 240. That is, with respect to the y-axis direction, the first to fifth vertices exist at positions lower than the first to fourth linear ridges R1 to R4.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment, and a detailed description thereof is omitted.
  • the conductive contact 110 having such an end shape is also an electrode to be inspected by using a plurality of lines of the first to fourth linear ridges as four contact points. And can be in contact with wiring. Therefore, it is possible not only to make more reliable electrical contact, but also to prevent or reduce wear and loss of the end of the conductive contact 110.
  • the terminal shape of the present embodiment also has a C4 axis, it is possible to reduce the necessity of considering the rotation along the central axis when installing the conductive contact unit. The workability of the can be improved.
  • FIGS. 8, 9A, and 9B are schematic cross-sectional views taken along dotted lines A1-A2 and B1-B2 shown in FIG. 4, respectively. Note that a description of the same configuration as in the first to third embodiments is omitted.
  • the first end 230 of the conductive contact 110 has four linear ridges (first to fourth linear ridges) R1 to R4 and five apexes. (First to fifth vertices) T1 to T5.
  • the first to fourth linear ridges R1 to R4 and the first to fifth vertices T1 to T5 exist on the same plane.
  • the difference between the conductive contact 110 according to the present embodiment and that according to the first embodiment is that, in the latter case, the diameter of the first end portion 230 decreases in the direction of the distal end, and the straight ridges R1 to R4 are further formed. And vertices T1 to T5 are provided.
  • the diameter of the first end 230 is constant, and linear ridges R1 to R4 and vertices T1 to T5 are provided at the tip.
  • the conductive contact 110 having such an end shape is also formed by a plurality of lines formed by the first to fourth linear ridges and the first to fifth vertices T1 to T5.
  • One straight line and five points can be used as contact parts to contact an electrode or wiring to be inspected. Therefore, it is possible not only to make more reliable electrical contact, but also to prevent or reduce wear and loss of the end of the conductive contact 110.
  • the terminal shape of the present embodiment also has a C4 axis, it is possible to reduce the necessity of considering the rotation along the central axis when installing the conductive contact unit. The workability of the can be improved.
  • a spherical solder ball when used as an inspection electrode, electrical contact is possible in various contact modes, depending on its size. For example, electrical contact is possible using one point in the first linear ridge R1, the first vertex T1, and the fifth vertex T5. Therefore, more reliable electrical contact with the electrode or wiring to be inspected is possible.
  • the durability test of the conductive contact 110 shown in the second embodiment and the result are described.
  • the durability test was performed by installing the conductive contact 110 shown in FIG. 4 on the conductive contact unit 120 and pressing the metal plate plated with solder from the top with the conductive contact 110. This operation was repeated, and the shape of the first end 230 of the conductive contact 110 was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the amount of wear at the tip was measured (Sample 1).
  • SEM scanning electron microscope
  • a similar test was performed on a conductive contact (sample 2) having four apexes at the tip but no linear ridge as shown in FIG.

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Abstract

第１の端部と、第１の端部と対向する第２の端部とを有する導電性接触子を提供する。第１の端部は、第１から第４の直線状リッジと第１から第５の頂点を有し、第１から第４の直線状リッジは互いに隔たれ、かつ十字を形成するように配置される。第１から第４の頂点は第1の端部の外周にあり、それぞれ第１の直線状リッジと第２の直線状リッジの間、第２の直線状リッジと第３の直線状リッジの間、第３の直線状リッジと第４の直線状リッジの間、第４の直線状リッジと第１の直線状リッジの間に設けられる。

Description

検査用導電性接触子、および半導体検査装置
　本発明は検査装置に関する。例えば半導体集積回路や表示装置など、半導体を用いた回路を有する電子部品、あるいはこれを含む電子機器の検査に用いるための導電性接触子（針状接触子）、および導電性接触子を備える半導体検査装置に関する。
　半導体集積回路はほぼ全ての電子部品、電子機器（以下、纏めて電子部品と記す）に用いられており、半導体基板上に多数の薄膜（絶縁膜、導電膜、半導体膜など）を形成・加工して作製される。液晶表示装置、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などに代表される表示装置も電子部品の一種であり、ガラスやプラスチックの基板上に作製されるという相違はあるものの、半導体集積回路と同様、数多くの薄膜形成工程を経て形成される。
　薄膜形成工程は異物の混入を高度に規制する環境下で行われるものの、数百以上の工程を含むため、基板や回路の損傷や、パターニング不良の発生などを完全に抑制することは困難である。このため、電子部品に対して種々の特性を検査して不良品の混入を防止する必要がある。
　電子部品の電気特性を検査する場合、一般的に半導体検査装置と呼ばれる検査装置を用いて行われる。この検査では、半導体集積回路上に形成された電極や配線に対して導電性接触子と呼ばれる細い針状電極の先端を接触させ、種々の電気的情報を取得する。電極や配線の大きさは半導体集積回路にも依存するが、小さい場合には百数十μｍ四方の領域である。したがって、精度の良い検査を行うためには、このような狭い面積の電極や配線に対して導電性接触子を確実に電気的に接触させることが重要である。
　さらに、電極や配線は必ずしも水平に配置されているとは限られず、また、その形状も平面に限られない。例えば半導体集積回路が形成された半導体チップを内蔵するパッケージを測定する場合、パッケージから引き伸ばされたリード端子は湾曲した構造を有している場合がある。また、パッケージ上に形成された球状の半田ボールを検査用電極として使用する場合もある。このため、電極や配線と導電性接触子との電気的接触を確実に行うため、様々な形状の端部を有する導電性接触子が知られている。
特開２０００－３２９７８９号公報 特開２００８－１５７９０４号公報 ＷＯ２０１３／０１８８０９号公報 特許第５７８３７１５号公報 特開２００９－１９８２３８号公報
　本発明の課題の一つは、検査対象である半導体集積回路、あるいはこれを含む電子部品の電極あるいは配線との電気的接触を確実に達成できる導電性接触子を提供することである。本発明の課題の一つは、耐久性、例えば電極あるいは配線と接触する端部の耐久性に優れた導電性接触子を提供することである。本発明の課題の一つは、導電性接触子ユニットに導電性接触子を設置する際、電極あるいは配線の形状を考慮する必要性を低減可能な導電性接触子を提供することである。本発明の課題の一つは、上記導電性接触子を一つ、あるいは二つ以上備える導電性接触子ユニット、またはこれを備える半導体検査装置を提供することである。
　本発明の一実施形態は、第１の端部と、第１の端部と対向する第２の端部を有する導電性接触子である。第１の端部は、第１から第４の直線状リッジと第１から第５の頂点を有しており、第１から第４の直線状リッジは互いに隔たれ、かつ十字を形成するように配置される。第１から第４の頂点は第１の端部の外周にあり、それぞれ第１の直線状リッジと第２の直線状リッジの間、第２の直線状リッジと第３の直線状リッジの間、第３の直線状リッジと第４の直線状リッジの間、第４の直線状リッジと第１の直線状リッジの間に設けられる。
　第１から第４の直線状リッジは導電性接触子の半径の方向に対して平行でもよい。また、第１から第４の直線状リッジは、第５の頂点と同一平面上に存在してもよい。
　第５の頂点は、十字の交点に位置していてもよい。あるいは第１から第４の頂点が形成する面と同一平面上に存在してもよく、異なる平面上に存在していてもよい。
　前記導電性接触子の軸に平行な方向において、第５の頂点と第２の端部までの距離は、第１から第４の直線状リッジの各々と第２の端部までの距離よりも小さくてもよい。
　前記導電性接触子の軸に平行な方向において、第１から第４の頂点の各々と第２の端部までの距離は、第１から第４の直線状リッジの各々と第２の端部までの距離よりも小さくてもよい。
　第１から第４の直線状リッジの各々は、導電性接触子の半径よりも短くてもよい。
　第１から第４の頂点は、導電性接触子の外周面に存在していてもよい。
　第１から第４の直線状リッジの各々は、導電性接触子の外周面に達していてもよい。
　第１から第４の直線状リッジは、第１から第４の頂点と同一平面上に存在してもよい。また、その平面は半径の方向に平行でもよい。
　本出願の一実施形態は、導電性接触子を有する導電性接触子ユニットである。
　本発明の一実施形態は、導電性接触子ユニットを有する半導体検査装置である。
本発明の一実施形態の半導体検査装置の斜視図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の斜視図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の斜視図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の斜視図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の斜視図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 本発明の一実施形態の導電性接触子の断面図である。 実施例のサンプル２の導電性接触子の斜視図である。 実施例における導電性接触子の耐久性テストの結果である。
　以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
　また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
　本明細書ならびに請求の範囲において、複数の直線や点が同一の平面上に存在するという表記は、これら複数の直線や点が近接した二つの平面間に存在することを意味しており、同じ平面内に完全に存在している場合のみならず、略、あるいは実質的に同一平面内に存在する場合も含む。また、複数の直線のベクトルがある平面に対して３°以内の角度で交わる場合も、これらの直線が同一平面上に存在していると定義する。
（第１実施形態）
＜１．半導体検査装置の構成＞
　図１Ａは第１実施形態に係る本発明の半導体検査装置の構成を示す模式図である。半導体検査装置１００は、導電性接触子ユニット１２０と、それに備えられた導電性接触子１１０を有する。導電性接触子１１０は１つ以上であればよく、通常複数（例えば数十から数千）の導電性接触子１１０が設置される。導電性接触子１１０は回路基板１４０との間で電気信号の授受を行う。なお図１Ａでは、回路基板１４０はテスタ１５０と接続される。テスタ１５０には計測電源１５２やＬＣＲ測定器１５４、パルス発生器１５６などのユニットが含まれる。
　図１Ｂは図１Ａで示した導電性接触子１１０、および導電性接触子ユニット１２０の断面模式図である。図１Ｂに示すように、導電性接触子１１０は導電性接触子ユニット１２０に収納されており、末端部（第１の端部２３０）が露出している。この第１の端部２３０が検査対象１７０の電極や配線と接触し、電気特性が測定される。検査対象１７０は、例えば半導体基板上に形成された集積回路や、集積回路がパッケージングされたＩＣパッケージなどが挙げられる。なお、第１の端部２３０に対向する第２の端部が２４０である。
　導電性接触子ユニット１２０は、樹脂やセラミックなどの絶縁物を用いて形成される。複数の導電性接触子１１０は、高さが揃うように配置されている。また、検査対象の電極や配線パターンに応じてその配置を決定してもよい。導電性接触子１１０は導電性材料を含み、例えば金、銅、ニッケル、パラジウム、タングステンなどの金属、あるいは上記金属の合金を含む。あるいは導電性材料を含み、かつ表面を金などを用いてめっき加工してもよい。
　導電性接触子１１０は、第１のプランジャ２００と第２のプランジャ２１０を有している。第１のプランジャ２００は、その端部、すなわち第１の端部２３０において検査対象１７０の電極や配線と電気的な接触を行う。第１と第２のプランジャ２００、２１０は円柱形状を有することが好ましく、本実施形態でも円柱状の形状として説明を行う。
　導電性接触子ユニット１２０にはさらにコイルばね２２０が備えられており、導電性接触子１１０の第１の端部２３０が検査対象１７０の電極や配線と接触する際、コイルばね２２０が軸方向に伸縮することによって検査対象への衝撃をやわらげることができる。
＜２．導電性接触子先端部の構成＞
　図２に導電性接触子１１０の第１の端部２３０の斜視図を示す。図２に示すように第１の端部２３０には、図中、太線で示される４つの直線状リッジ（第１から第４の直線状リッジ）Ｒ１からＲ４、および５つの頂点（第１から第５の頂点）Ｔ１からＴ５を有している。
　図３Ａと図３Ｂはそれぞれ、図２で示した点線Ａ１－Ａ２とＢ１－Ｂ２における断面模式図である。図２および図３Ａに示すように、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４は、互いに同一平面上に存在しており、かつ互いに隔たれている。また、その方向は導電性接触子１１０の半径方向（図中、ｘ軸方向）に平行である。すなわち、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４は、図中ｙ軸で示した方向に平行な導電性接触子の中心軸に向かって放射状に延びている。本実施形態では、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４は十字を形成するように設けられている。すなわち、第１の直線状リッジＲ１と第３の直線状リッジＲ３は同一直線（第１の直線）上に存在し、第２の直線状リッジＲ２と第４の直線状リッジＲ４は同一直線（第２の直線）上に存在し、かつ、第１の直線と第２の直線は直交している。なお、第１の直線と第２の直線とのなす角は直角に限られず、任意の角度に設定することができる。
　図２および図３Ｂに示すように、第１から第４の頂点Ｔ１からＴ４は同一平面上に存在する。また、その平面は導電性接触子の半径方向に平行である。本実施形態では、第５の頂点Ｔ５も前記平面上に存在する。すなわち、第１の頂点Ｔ１から第５の頂点Ｔ５全てが同一平面上に存在する。また、第５の頂点Ｔ５は、第１の直線状リッジＲ１と第３の直線状リッジＲ３を通る直線（第１の直線）と、第２の直線状リッジＲ２と第４の直線状リッジＲ４を通る直線（第２の直線）との交点に存在する。
　なお、本実施形態では図１Ｂや図３Ａ、図３Ｂで示すように、第１の端部２３０は先端方向に向かうに従って直径が小さくなり、その先に直線状リッジＲ１からＲ４と頂点Ｔ１からＴ５が設けられている。すなわち、直線状リッジＲ１からＲ４の端部および頂点Ｔ１からＴ４は、いずれも第１の端部２３０の最大直径部分の断面よりも内側に形成されている。
　本実施形態では第１の頂点Ｔ１から第５の頂点Ｔ５の全てが同一平面上に存在する例を記載するが、本発明の実施形態はこれに限られることはなく、例えば第５の頂点Ｔ５が、他の頂点Ｔ１からＴ４で形成される平面外に存在していてもよい。また本実施形態では、第１から第５の頂点Ｔ１からＴ５の全てが、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４が形成する面と同じ面に存在しているが、本発明の実施形態はこれに限られることはなく、例えば第５の頂点のみが第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４が形成する面と同じ面に存在し、他の頂点が前記面外に存在してもよい。さらに本実施形態では、第１の端部２３０は先端方向に向かうに従って直径が小さくなり、その先に直線状リッジＲ１からＲ４と頂点Ｔ１からＴ５が形成されるが、本発明の実施形態はこれに限られることはなく、第１の端部２３０は先端まで円柱状の形状を維持し、その先に、直線状リッジＲ１からＲ４と頂点Ｔ１からＴ５を設けてもよい。上述した実施形態は後述する。
　このような形状を有する第１の端部２３０は、例えば円柱状の第１のプランジャ２００を旋盤加工時に回転式切削工具などを用いて形成することができる。この場合、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４は互いに隔たることになり、その長さは導電性接触子１１０の半径よりも短い。より具体的には、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４各々の長さは、第１の端部２３０を包含する第１のプランジャ２００の最大半径よりも小さい。また、好ましくは１０μｍ以上であり、かつ第１の端部２３０の先端部の直径の１５％以下である。さらに、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４の各々は、導電性接触子１１０の外周に達する。つまり、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４の各々は、第１の端部２３０を包含する第１のプランジャ２００の側面から中心軸方向に向かって伸びている。
　一方、第１から第４の頂点Ｔ１からＴ４は、導電性接触子１１０の側面に存在する。換言すると、第１から第４の頂点Ｔ１からＴ４は、第１の端部２３０を包含する第１のプランジャ２００の外周に位置する。
　このような端部形状を有する導電性接触子１１０は、複数の線を接触部位として検査対象の電極や配線と接触することができる。例えば平面状の電極や配線に対して垂直な方向から接触を行う場合、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４の全てが電気的接触に寄与することができる。第５の頂点Ｔ５が第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４が含まれる平面と同一平面上に存在する場合には、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４に加え、第５の頂点Ｔ５も電気的接触に寄与する。これに対し、例えば特許文献１や４、５には複数の円錐状あるいは角錐状の接触部を有する導電性接触子が開示されているが、この場合、電極や配線との接触は複数の点のみで行われる。したがって、本実施形態の端部形状を採用することで、より確実な電気的接触が可能になるだけでなく、導電性接触子１１０の端部の摩耗や欠損を防止、あるいは軽減することが可能である。
　また、検査対象の電極や配線に対して斜め方向から接触を行う場合でも、少なくとも２つの直線状リッジが電気的接触に寄与することができる。一方、特許文献２では単一の直線状リッジを端部に有する導電性接触子が開示されているが、この場合、電極や配線に対して斜め方向から接触を試みると、一つの点のみでの接触となる。したがって、本実施形態の末端形状を用いることで、検査対象とのより確実な電気的接触が可能となる。
　さらに、単一の直線状リッジを端部に有する場合、導電性接触子は二回回転軸（Ｃ２軸：１８０度の回転によって同一の状態を与える回転軸）しか持たないため、中心軸に沿った回転次第では、直線状リッジが電極や配線と接触する向きが大きく変化する。したがって、中心軸に沿った回転を禁止するように導電性接触子ユニットに設置する必要があり、導電性接触子を収納するために導電性ユニットに設けられる開口部の形状を、例えば楕円や多角形にする必要がある。これに対し本実施形態の導電性接触子は四回回転軸（Ｃ４軸：９０度の回転によって同一の状態を与える回転軸）を有するため、導電性接触子の中心軸に沿った回転の影響が小さく、導電性接触子ユニットへ設置する際、中心軸に沿った回転を考慮する必要性が無い。したがって、開口部の形状を円形にすることができ、導電性接触子ユニットの加工性を向上させることができる。
（第２実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態とは異なる末端形状を有する導電性接触子について、図４、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。図４は導電性接触子１１０の第１の端部２３０の斜視図、図５Ａと図５Ｂはそれぞれ、図４で示した点線Ａ１－Ａ２とＢ１－Ｂ２における断面模式図である。
　第１実施形態と同様に、導電性接触子１１０の第１の端部２３０には、４つの直線状リッジ（第１から第４の直線状リッジ）Ｒ１からＲ４、および５つの頂点（第１から第５の頂点）Ｔ１からＴ５を有している。第１実施形態と異なる点は、第５の頂点Ｔ５が第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４と同一平面上に存在するものの、第１から第４の頂点Ｔ１からＴ４は上記平面とは異なる平面上に存在する点である。より具体的には、第５の頂点Ｔ５は、第１の直線状リッジＲ１と第３の直線状リッジＲ３を通る直線（第１の直線）と第２の直線状リッジＲ２と第４の直線状リッジＲ４を通る直線の交点に存在しているが、第１から第４の頂点Ｔ１からＴ４は、より第２の端部２４０に近い位置に存在している。つまり、第１から第４の頂点Ｔ１からＴ４は、図中のｙ軸に沿って、より低い位置に存在している。上述した構成以外は実施形態１と同じであり、詳細な記述は省略する。
　実施形態１と同様に、このような端部形状を有する導電性接触子１１０も、第１から第４の直線状リッジによる複数の線、および第５の頂点Ｔ５によって、４つの直線と１つの点を接触部位として検査対象の電極や配線と接触することができる。したがって、より確実な電気的接触が可能になるだけでなく、導電性接触子１１０の端部の摩耗や欠損を防止、あるいは軽減することが可能である。また、本実施形態の末端形状もＣ４軸を有するため、導電性接触子ユニットへ設置する際、中心軸に沿った回転を考慮する必要性を軽減することが可能であり、導電性接触子ユニットの加工性を向上させることができる。
　また、球状の半田ボールを検査用電極として使用する場合、その大きさにも依存するが、種々の接触様式で電気的接触が可能になる。例えば、第１の直線状リッジＲ１中の一点、第１の頂点Ｔ１、および第５の頂点Ｔ５を用いて電気的接触が可能である。したがって、検査対象の電極や配線とより確実な電気的接触が可能となる。
（第３実施形態）
　本実施形態では、第１および第２実施形態とは異なる末端形状を有する導電性接触子について、図６、図７Ａ、図７Ｂを用いて説明する。図６は導電性接触子１１０の第１の端部２３０の斜視図、図７Ａと図７Ｂはそれぞれ、図６で示した点線Ａ１－Ａ２とＢ１－Ｂ２における断面模式図である。
　第１、および第２実施形態と同様に、導電性接触子１１０の第１の端部２３０には、４つの直線状リッジ（第１から第４の直線状リッジ）Ｒ１からＲ４、および５つの頂点（第１から第５の頂点）Ｔ１からＴ５を有している。第１、および第２実施形態と異なる点は、第１から第５の頂点Ｔ１からＴ５は互いに同一平面上に存在するものの、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４が含まれる平面とは異なる平面上に位置しており、かつ、より第２の端部２４０に近いという点である。すなわち、ｙ軸方向に関し、第１から第５の頂点は第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４よりもより低い位置に存在している。上述した構成以外は実施形態１と同じであり、詳細な記述は省略する。
　実施形態１および２と同様に、このような端部形状を有する導電性接触子１１０も、第１から第４の直線状リッジによる複数の線によって、４つの直線を接触部位として検査対象の電極や配線と接触することができる。したがって、より確実な電気的接触が可能になるだけでなく、導電性接触子１１０の端部の摩耗や欠損を防止、あるいは軽減することが可能である。また、本実施形態の末端形状もＣ４軸を有するため、導電性接触子ユニットへ設置する際、中心軸に沿った回転を考慮する必要性を軽減することが可能であり、導電性接触子ユニットの加工性を向上させることができる。
　また、球状の半田ボールを検査用電極として使用する場合、その大きさにも依存するが、第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４各々の一点、合計４つの点での電気的接触も可能であり検査対象の電極や配線とより確実な電気的接触が可能となる。
（第４実施形態）
　本実施形態では、第１乃至第３実施形態とは異なる末端形状を有する導電性接触子について、図８、図９Ａ、図９Ｂを用いて説明する。図８は導電性接触子１１０の第１の端部２３０の斜視図、図９Ａと図９Ｂはそれぞれ、図４で示した点線Ａ１－Ａ２とＢ１－Ｂ２における断面模式図である。なお、第１乃至第３実施形態と同じ構成に関しての記述は省略する。
　第１乃至第３実施形態と同様に、導電性接触子１１０の第１の端部２３０には、４つの直線状リッジ（第１から第４の直線状リッジ）Ｒ１からＲ４、および５つの頂点（第１から第５の頂点）Ｔ１からＴ５を有している。第１から第４の直線状リッジＲ１からＲ４、および第１から第５の頂点Ｔ１からＴ５は同一平面上に存在する。
　本実施形態に係る導電性接触子１１０と第１実施形態に係るそれとの相違は、後者では第１の端部２３０は先端方向に向かうに従って直径が小さくなり、その先に直線状リッジＲ１からＲ４と頂点Ｔ１からＴ５が設けられている。これに対して本実施形態の導電性接触子１１０では、第１の端部２３０の直径は一定であり、その先端部に直線状リッジＲ１からＲ４と頂点Ｔ１からＴ５が設けられている。
　実施形態１と同様に、このような端部形状を有する導電性接触子１１０も、第１から第４の直線状リッジによる複数の線、および第１から第５の頂点Ｔ１からＴ５によって、４つの直線と５つの点を接触部位として検査対象の電極や配線と接触することができる。したがって、より確実な電気的接触が可能になるだけでなく、導電性接触子１１０の端部の摩耗や欠損を防止、あるいは軽減することが可能である。また、本実施形態の末端形状もＣ４軸を有するため、導電性接触子ユニットへ設置する際、中心軸に沿った回転を考慮する必要性を軽減することが可能であり、導電性接触子ユニットの加工性を向上させることができる。
　また、球状の半田ボールを検査用電極として使用する場合、その大きさにも依存するが、種々の接触様式で電気的接触が可能になる。例えば、第１の直線状リッジＲ１中の一点、第１の頂点Ｔ１、および第５の頂点Ｔ５を用いて電気的接触が可能である。したがって、検査対象の電極や配線とより確実な電気的接触が可能となる。
　本実施例では、本実施形態２で示した導電性接触子１１０の耐久性試験、およびその結果を記す。耐久性試験は、図４に示した導電性接触子１１０を導電性接触子ユニット１２０に設置し、上部から半田めっきされた金属板を導電性接触子１１０押し当てることによって行った。この操作を繰り返し、導電性接触子１１０の第１の端部２３０の形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、先端部の摩耗量を測定した（サンプル１）。比較として、図１０に示すような、先端部に４つの頂点を有するものの直線状のリッジを持たない導電性接触子（サンプル２）に対しても同様の試験を行った。
　図１１に耐久性テストの結果を示すように、サンプル１の方が先端部の摩耗量が小さいことが分かった。例えば金属板の押し当て回数が１０６回数の時、図１０で示す先端構造を有するサンプル２では摩耗量が２５μｍを超えるのに対し、本発明に係る導電性接触子１１０のサンプル１の摩耗量は１５μｍ程度であった。このように、本発明に係る導電性接触子は物理的な衝撃に対して高い耐久性を有しており、端部の摩耗や欠損を防止できることが確認された。
　本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。
１００：半導体検査装置、１１０：導電性接触子、１２０：導電性接触子ユニット、１４０：回路基板、１５０：テスタ、１５２：計測電源、１５４：ＬＣＲ測定器、１５６：パルス発生器、１７０：検査対象、２００：第１のプランジャ、２１０：第２のプランジャ、２２０：コイルばね、２３０：第１の端部、２４０：第２の端部

Claims (12)

  1. 　第１の端部と、
    　前記第１の端部と対向する第２の端部とを有し、
    　前記第１の端部は、第１から第４の直線状リッジと第１から第５の頂点を有し、
    　前記第１から第４の直線状リッジは互いに隔たれ、かつ十字を形成するように配置され、
    　前記第１から第４の頂点は前記第1の端部の外周にあり、それぞれ前記第１の直線状リッジと前記第２の直線状リッジの間、前記第２の直線状リッジと前記第３の直線状リッジの間、前記第３の直線状リッジと前記第４の直線状リッジの間、前記第４の直線状リッジと前記第１の直線状リッジの間に設けられる、導電性接触子。
  2. 　前記第１から第４の直線状リッジは、前記導電性接触子の半径の方向に対して平行である、請求項１に記載の導電性接触子。
  3. 　前記第１から第４の直線状リッジは、前記第５の頂点と同一平面上に存在する、請求項１に記載の導電性接触子。
  4. 　前記第５の頂点は前記十字の交点に位置する、請求項１に記載の導電性接触子。
  5. 　前記第５の頂点は、前記第１から第４の頂点が形成する面と異なる平面上に存在する、請求項１に記載の導電性接触子。
  6. 　前記導電性接触子の軸に平行な方向において、前記第１から第４の頂点の各々と前記第２の端部までの距離は、前記第１から第４の直線状リッジの各々と前記第２の端部までの距離よりも小さい、請求項１に記載の導電性接触子。
  7. 　前記第１から第４の直線状リッジの各々は、前記導電性接触子の半径よりも短い、請求項１に記載の導電性接触子。
  8. 　前記第１から第４の直線状リッジの各々は、前記導電性接触子の外周に達する、請求項１に記載の導電性接触子。
  9. 　前記第１から第４の直線状リッジは、前記第１から第４の頂点と同一平面上に存在し、
    　前記平面は前記導電性接触子の半径の方向に平行である、請求項１に記載の導電性接触子。
  10. 　前記第５の頂点は、前記第１から第４の頂点が形成する面上に存在する、請求項１に記載の導電性接触子。
  11. 　請求項１に記載の前記導電性接触子を有する導電性接触子ユニット。
  12. 　請求項１１に記載の前記導電性接触子ユニットを有する半導体検査装置。
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