(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象物上に配列された電極の群と電気的に接触して電気信号の授受を行うためのプロービング装置において、
配線基板に取り付けられた支持部材と、
複数の接触端子をプロービング側の領域部に並設し、該各接触端子に電気的につながって周辺部に引き出されて前記配線基板に接続される複数の引き出し配線を有する多層フィルムと、
該多層フィルムの前記領域部の裏面に接着固定される押さえ板及び該押さえ板に固定される押さえ板保持基板から構成される押さえ部材と、
前記支持部材の中央部に高さ方向に調整可能に固定され、前記押さえ板保持基板の上面中央に対してセンター押圧力を付与するばねを装着したセンタースプリングプランジャと、
該センタースプリングプランジャを中心にしてその周辺に等角度間隔で配置され、前記センター押圧力よりも低荷重で、前記接触端子の群の先端面を前記電極の群の被接触面に対して平行だし倣い動作をするように押圧力を付与するばねを装着した複数のスプリングプランジャと、
前記接触端子の群の先端面が前記電極の群の被接触面と接触していないとき、前記各スプリングプランジャの下部先端部で前記押さえ板保持基板の上面に押圧力を付与して前記押さえ板保持基板の下方への動きを規制するように前記押さえ部材を支え、さらに前記押さえ板保持基板の横方向のずれを規制して前記押さえ板保持基板を上方に可動できるように前記押さえ部材を案内する仮平行だし支え部材とを備え、
前記電極の群を前記接触端子の群に対して相対的に上昇させることによって、前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与された押さえ部材が前記仮平行だし支え部材に平行だしされて支えらた状態で前記電極の群の被接触面を前記接触端子の群の先端面に接触を開始させ、さらに前記押さえ部材を前記仮平行だし支え部材から浮上させることによって前記センタースプリングプランジャ及び前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与されて前記接触端子の群を前記電極の群に加圧して接触させるように構成したことを特徴とするプロービング装置。
【請求項２】
被検査対象物上に配列された電極の群と電気的に接触して電気信号の授受を行うためのプロービング装置において、
配線基板に取り付けられた支持部材と、
複数の接触端子をプロービング側の領域部に並設し、該各接触端子に電気的につながって周辺部に引き出されて前記配線基板に接続される複数の引き出し配線を有する多層フィルムと、
該多層フィルムの前記領域部の外側の裏面に接着固定される枠、前記領域部の裏面との間に緩衝材を挟むように前記枠内に局所的な凸部を有して前記枠に固定される局部押さえ部材及び該局部押さえ部材に固定される局部押さえ部材保持基板から構成される押さえ部材と、
前記支持部材の中央部に高さ方向に調整可能に固定され、前記局部押さえ部材保持基板の上面中央に対してセンター押圧力を付与するばねを装着したセンタースプリングプランジャと、
該センタースプリングプランジャを中心にしてその周辺に等角度間隔で配置され、前記センター押圧力よりも低荷重で、前記接触端子の群の先端面を前記電極の群の被接触面に対して平行だし倣い動作をするように押圧力を付与するばねを装着した複数のスプリングプランジャと、
前記接触端子の群の先端面が前記電極の群の被接触面と接触していないとき、前記各スプリングプランジャの下部先端部で前記局部押さえ部材保持基板の上面に押圧力を付与して前記局部押さえ部材保持基板の下方への動きを規制するように前記押さえ部材を支え、さらに前記局部押さえ部材保持基板の横方向のずれを規制して前記局部押さえ部材保持基板を上方に可動できるように前記押さえ部材を案内する仮平行だし支え部材とを備え、
前記電極の群を前記接触端子の群に対して相対的に上昇させることによって、前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与された押さえ部材が前記仮平行だし支え部材に平行だしされて支えらた状態で前記電極の群の被接触面を前記接触端子の群の先端面に接触を開始させ、さらに前記押さえ部材を前記仮平行だし支え部材から浮上させることによって前記センタースプリングプランジャ及び前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与されて前記接触端子の群を前記電極の群に加圧して接触させるように構成したことを特徴とするプロービング装置。
【請求項３】
前記仮平行だし支え部材は、下部に支え部を有する筒状体から構成することを特徴とする請求項１または２記載のプロービング装置。
【請求項４】
配線基板に取り付けられた支持部材と、複数の接触端子をプロービング側の領域部に並設し、該各接触端子に電気的につながって周辺部に引き出されて前記配線基板に接続される複数の引き出し配線を有する多層フィルムと、該多層フィルムの前記領域部の裏面に接着固定される押さえ板及び該押さえ板に固定される押さえ板保持基板から構成される押さえ部材と、前記支持部材の中央部に高さ方向に調整可能に固定され、前記押さえ板保持基板の上面中央に対してセンター押圧力を付与するばねを装着したセンタースプリングプランジャと、該センタースプリングプランジャを中心にしてその周辺に等角度間隔で配置され、前記センター押圧力よりも低荷重で、前記接触端子の群の先端面を前記電極の群の被接触面に対して平行だし倣い動作をするように押圧力を付与するばねを装着した複数のスプリングプランジャと、前記接触端子の群の先端面が前記電極の群の被接触面と接触していないとき、前記各スプリングプランジャの下部先端部で前記押さえ板保持基板の上面に押圧力を付与して前記押さえ板保持基板の下方への動きを規制するように前記押さえ部材を支え、さらに前記押さえ板保持基板の横方向のずれを規制して前記押さえ板保持基板を上方に可動できるように前記押さえ部材を案内する仮平行だし支え部材とを備えて構成されたプロービング装置を用いて、前記引き出し配線および前記配線基板を介してテスタに接続された接触端子の群と、半導体素子に配列された電極の群とを、相対的に位置合せを行って前記電極の群を前記接触端子の群に対して相対的に上昇させることによって、前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与された押さえ部材が前記仮平行だし支え部材に平行だしされて支えらた状態で前記電極の群の被接触面を前記接触端子の群の先端面に接触を開始させ、さらに前記押さえ部材を前記仮平行だし支え部材から浮上させることによって前記センタースプリングプランジャ及び前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与されて前記接触端子の群を前記電極の群に加圧して接触させて電気的に接続し、この接続されたテスタと前記電極との間で電気信号の授受を行って前記半導体素子の電気的特性について検査して半導体素子を製造することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項５】
配線基板に取り付けられた支持部材と、複数の接触端子をプロービング側の領域部に並設し、該各接触端子に電気的につながって周辺部に引き出されて前記配線基板に接続される複数の引き出し配線を有する多層フィルムと、該多層フィルムの前記領域部の外側の裏面に接着固定される枠、前記領域部の裏面との間に緩衝材を挟むように前記枠内に局所的な凸部を有して前記枠に固定される局部押さえ部材及び該局部押さえ部材に固定される局部押さえ部材保持基板から構成される押さえ部材と、前記支持部材の中央部に高さ方向に調整可能に固定され、前記局部押さえ部材保持基板の上面中央に対してセンター押圧力を付与するばねを装着したセンタースプリングプランジャと、該センタースプリングプランジャを中心にしてその周辺に等角度間隔で配置され、前記センター押圧力よりも低荷重で、前記接触端子の群の先端面を前記電極の群の被接触面に対して平行だし倣い動作をするように押圧力を付与するばねを装着した複数のスプリングプランジャと、前記接触端子の群の先端面が前記電極の群の被接触面と接触していないとき、前記各スプリングプランジャの下部先端部で前記局部押さえ部材保持基板の上面に押圧力を付与して前記局部押さえ部材保持基板の下方への動きを規制するように前記押さえ部材を支え、さらに前記局部押さえ部材保持基板の横方向のずれを規制して前記局部押さえ部材保持基板を上方に可動できるように前記押さえ部材を案内する仮平行だし支え部材とを備えて構成されたプロービング装置を用いて、前記引き出し配線および前記配線基板を介してテスタに接続された接触端子の群と、半導体素子に配列された電極の群とを、相対的に位置合せを行って前記電極の群を前記接触端子の群に対して相対的に上昇させることによって、前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与された押さえ部材が前記仮平行だし支え部材に平行だしされて支えらた状態で前記電極の群の被接触面を前記接触端子の群の先端面に接触を開始させ、さらに前記押さえ部材を前記仮平行だし支え部材から浮上させることによって前記センタースプリングプランジャ及び前記各スプリングプランジャによって押圧力が付与されて前記接触端子の群を前記電極の群に加圧して接触させて電気的に接続し、この接続されたテスタと前記電極との間で電気信号の授受を行って前記半導体素子の電気的特性について検査して半導体素子を製造することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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して半導体素子あるいは配線基板等の被検査対象物の良否判定を実施する接続装置および検査システムに関し、特に、半導体素子等の被検査対象物の狭ピッチ多ピンの電極に対して、所望の荷重を加えて確実に接触し、半導体素子等の被検査対象物の電気信号検査を行う接続装置および検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の製造方法および半導体素子へのプロービング方法を含めて接続装置および検査システムの従来技術としては、特開平７−７０５６号公報（従来技術１）、特開平１０−３０８４２３号公報（従来技術２）および特開平１１−２３６１５号公報（従来技術３）等において知られている。
従来技術１には、薄膜支持フレームと、この支持フレームに固定されたフレキシブルな薄膜と、試験される装置の接触パッド上に加圧されるように薄膜の外面の中央領域に設けられた複数の試験プローブ接触子と、各プローブ接触子を試験回路へ接続する薄膜上の複数の導電性トレースと、プローブ試験接触子が試験されるべき装置の接触パッド上に加圧されたときに前記薄膜中央領域を自動的に回動させる手段（中央領域の薄膜の内面に固定された加圧プレートとこの加圧プレートの中央をピボット的に加圧する頭部が半球形のピボットポストとからなる）とを具備した自己水平化薄膜試験プローブが記載されている。
【０００３】
また、従来技術２、３には、支持部材と、先端を尖らせた接触端子をプロービング側の領域部に複数並設し、該各接触端子に電気的につながって引き出される複数の引き出し用配線と絶縁膜を挾んでグランド層とを有する多層フィルムと、多層フィルムにおける裏側に前記領域を囲むように固定された枠と、前記多層フィルムにおける前記領域の弛みをなくすように領域部を張り出させる部分を有して前記枠を取り付ける押さえ部材と、前記各接触端子の先端を各電極に接触させるための接触圧を前記支持部材から前記押さえ部材に対して付与する接触圧付与手段と、前記接触端子群の先端面を前記電極群の面に接触させる際、接触端子群の先端面が電極群の面に倣って平行出しされるように前記押さえ部材を前記支持部材に対して係合させるコンプライアンス機構とを備えた接続装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術１は、接触端子を加圧するために薄膜の周辺部を完全に固定し、薄膜全体が伸びた状態で、加圧する方式である。したがって加圧プレートと被検査対象物との平行出しは薄膜の張力に依存しており、動作できる角度にも限界がある。加圧時にはより多くの引っ張り力が薄膜にかかってしまうため、断線してしまう可能性がある。また、薄膜が伸びた状態であるため、接触端子個別の変位も小さくなってしまう。さらに、ピボットポストと加圧プレートには、初期的な平行だし機構がなく、かなり傾いた状態で被検査対象物に片当たりしてしまう可能性もあり、被検査対象物を損傷する恐れが大きい。
【０００５】
また、従来技術２および３では、接触端子群が被検査対象面に接触していない初期の状態での押さえ部材の平行出しを多層フィルムの周辺の弛みに頼っているため、不安定であり、実際に接触端子群を被検査対象面に対して接触させた際、片当たりが生じて平行出しならいが円滑に実行することが難しい課題を有している。しかも、従来技術２および３では、接触圧荷重も、平行出しならいも、センターピボットの周囲に設けられたスプリングプローブで行われるため、両立するようにスプリング圧を設定することも難しく、さらに押さえ部材が横方向に大きくずれてしまうという課題を有していた。
以上説明したように、何れの従来技術においても、半導体素子等の被検査対象物の高密度化に伴う狭ピッチ多ピンへのプロービングを、被検査対象物および接触端子を損傷させることなく、低荷重で安定して実現しようとする点について、十分考慮されていなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、接触端子群を半導体素子等の電極群に対して低荷重で平行に近い状態で加圧しはじめるようにして接触端子群のならい動作を確実にして、接触端子および半導体素子等の電極の損傷を防止することができるようにした接続装置および検査システムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、接触端子群が被接触対象の電極群に接触しはじめてから、全接触端子群が全電極群に接触して、その後もある程度加圧する（押し込まれる）までの微小な変位（１００〜２００μｍ程度）の間、ほぼ一定の所望の荷重を保持でき、しかも接触端子群のならい動作を確実にして、接触端子および半導体素子等の電極の損傷を防止することができるようにした接続装置および検査システムを提供することにある。
また、本発明の更に他の目的は、接触端子群が半導体素子等の電極群と接触する際の位置精度を良好にして、接触端子群が確実に半導体素子等の電極群にプロービングができるようにした接続装置および検査システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被検査対象物上に配列された電極と電気的に接触して電気信号の授受を行うための接続装置およびその検査システムにおいて、前記接続装置を支持する支持部材と、前記接続装置の接触端子をプロービング側の領域部に複数並設し、該各接触端子に電気的につながって周辺部に引き出される複数の引き出し用配線を有する多層フィルムと、該多層フィルムを取り付ける押さえ部材と、前記支持部材に取り付けられ、前記押さえ部材をスプリング性を有した押圧機構で押圧した際、前記押さえ部材の一部を押しつけることにより仮平行だしして支える仮平行だし支え部材と、前記各接触端子の先端を各電極に接触させるための接触圧を前記支持部材から前記押さえ部材に対して付与する接触圧付与手段と、前記接触端子群の先端面を前記電極群の面に接触させる際、前記押圧機構で押圧される押さえ部材を前記仮平行だし支え部材から浮上させて接触端子群の先端面が電極群の面に倣って平行出しされるように前記押さえ部材を前記支持部材に対して係合させるコンプライアンス機構とを備えたことを特徴とする接続装置およびその検査システムである。
【０００８】
また、本発明は、被検査対象物上に配列された電極と電気的に接触して電気信号の授受を行うための接続装置およびその検査システムにおいて、前記接続装置を支持する支持部材と、前記接続装置の接触端子をプロービング側の領域部に複数並設し、該各接触端子に電気的につながって周辺部に引き出される複数の引き出し用配線を有する多層フィルムと、前記多層フィルムにおける前記領域部の弛みをなくすようにして多層フィルムを取り付ける押さえ部材と、前記支持部材に取り付けられ、前記押さえ部材をスプリング性を有した押圧機構で押圧した際、前記押さえ部材の一部を押しつけることにより仮平行だしして支える仮平行だし支え部材と、前記各接触端子の先端を各電極に接触させるための接触圧を前記支持部材から前記押さえ部材に対して付与する接触圧付与手段と、前記接触端子群の先端面を前記電極群の面に接触させる際、前記押圧機構で押圧される押さえ部材を前記仮平行だし支え部材から浮上させて接触端子群の先端面が電極群の面に倣って平行出しされるように前記押さえ部材を前記支持部材に対して係合させるコンプライアンス機構とを備えたことを特徴とする接続装置およびその検査システムである。
【０００９】
また、本発明は、前記接続装置およびその検査システムにおける接触圧付与手段は、前記支持部材から前記押さえ部材の中心部に対して押圧力を付与するようにスプリング性を有する押圧機構（例えばスプリングプランジャ）で構成することを特徴とする。
また、本発明は、前記接続装置およびその検査システムにおける仮平行だし支え部材は、前記押さえ部材が所望の値以上に横ずれが生じないように前記押さえ部材を上下動可能に案内する機能を有することを特徴とする。
また、本発明は、前記接続装置およびその検査システムにおける仮平行だし支え部材は、下端に支え部を有する筒状体で形成することを特徴とする。
以上説明したように、前記構成によれば、半導体素子の高密度化に伴う狭ピッチ多ピンへのプロービングを、被検査対象物および接触端子を損傷させることなく、低荷重で安定してすることができる。
【００１０】
また、前記構成によれば、多層フィルムにおける接触端子を並設した領域部の弛みをなくすと共に、あらかじめある程度平行出ししておく機構および傾きを補正してならわせるためのコンプライアンス機構を設けることによって、接触端子の群を被検査対象物上の電極の群に、１ピン当たり低荷重（３〜１５０ｍＮ程度）で、単に押しつけることによって、安定した接続を実現することができる。特に、多層フィルムを取り付けた押さえ部材を、仮平行だし支え部材に複数のスプリングプランジャで押し当てることにより、機械精度および組立精度の範囲であらかじめある程度平行だししておくことができ、片当たりを極力少なくして、直ちに被接触対象面に安定してならわせることができ、その結果、半導体素子の高密度化に伴う狭ピッチ多ピンへのプロービングを、被検査対象物および接触端子を損傷させることなく、低荷重で安定してすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る接続装置および検査システムの実施の形態について図面を用いて説明する。
被検査対象の一例であるＬＳＩ用の半導体素子（チップ）２は、図６に示すようにウエハ１に多数並設されて形成され、その後切り離されて使用に供される。図６（ａ）はＬＳＩ用の半導体素子２が多数並設されたウエハ１を示す斜視図であり、図６（ｂ）は１個の半導体素子２を拡大して示した斜視図である。半導体素子２の表面には、周辺に沿って多数の電極３が配列されている。
ところで、半導体素子は高集積化に伴って上記電極３が高密度化および狭ピッチ化が更に進む状況にある。電極の狭ピッチ化としては、０．２ｍｍ程度以下で、例えば、０．１３ｍｍ、０．１ｍｍ、それ以下となってきており、電極の高密度化としては、周辺に沿って、１列から２列へ、更に全面に配列される傾向となってきている。
【００１２】
本発明に係る接続装置（プロービング装置）は、ウエハの状態において、多数並設された半導体素子の内、１個または多数個の半導体素子について同時に、所望の接触圧（１ピン当たり３〜１５０ｍＮ程度）で半導体素子の電極に確実に接続させて、テスタにより各半導体素子について動作試験を行うものである。即ち、本発明に係る接続装置（プロービング装置）は、上記電極の高密度化および狭ピッチ化に対応でき、しかも多数個チップ同時プロービングによる検査を可能にするものである。
【００１３】
まず、本発明に係る接続装置の第１の実施の形態について図１および図３を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明に係る接続装置の第１の実施の形態の要部を示す断面図であり、図１（ｂ）は、その主要部品を分解して図示した斜視図である。
本接続装置の第１の実施の形態は、支持部材（上部固定板）７と、該支持部材７の中央部に高さ方向に調整可能に固定され、下部先端に球１３ａを有してセンターピボットの働きをし、押圧力を付与するばね１３ｂを装填したセンタースプリングプランジャ１３と、該センタースプリングプランジャ１３を中心に３方向に対称に上記支持部材７に固定設置され、下部先端に球１４ａを有し、押圧力を付与するばね１４ｂを装填した３個のスプリングプランジャ１４と、多層フィルム６に接着固定された押さえ板８ａと該押さえ板８ａにねじ止め固定した押さえ板保持基板８ｂとからなる押さえ部材８と、上記多層フィルム６の中央に形成された接触端子群４が半導体素子２の電極群３（被接触対象面）と接触していないとき、各スプリングプランジャ１３および１４の先端の球と上記押さえ板保持基板８ｂとの係合を維持させるために上記押さえ板保持基板８ｂの下方への動きを規制し、しかも上記押さえ板保持基板８ｂの横方向のずれを±５μｍ〜±１５μｍ程度に規制するように案内（ガイド）し、上記支持部材７の下面に取付けられた下部に支え部を有する筒状体からなる仮平行だし支え部材１０とを備え、上記スプリングプランジャ１３および１４を、装填しているばね（スプリング）１３ｂ、１４ｂによる押圧力により球１３ａ、１４ｂを介して押さえ板保持基板８ｂに対して押し付け係合させながら、押さえ部材８を中央部に設置したセンタースプリングプランジャ１３の先端の球１３ａにより微傾動可能に保持し、該センタースプリングプランジャ１３および周囲に設置した低荷重（１プランジャ当たり１．５Ｎ程度）のスプリングプランジャ１４により、所望のほぼ一定の押付け力（例えば、図４に示す２５０ピン程度の場合、押し込み量１５０μｍで３０Ｎ程度、図３に示す５００ピン程度の場合、押し込み量１５０μｍで７０Ｎ程度）を付与する（押圧する）構造のコンプライアンス機構である。なお、押さえ板保持基板８ｂの上面中央には、球１３ａと係合する円錐溝が形成されている。
【００１４】
上記多層フィルム６は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、シートのプロービング側の中央領域部に半導体素子２の電極群３と接触するための接触端子群４を形成し、４つの周辺部に多層配線基板５０との信号授受のための電極群５を形成し、該接触端子群４と電極群５との間に多数の引き出し配線２０と絶縁層を挾んでグランド層とを形成した多層薄膜で形成される。更に、上記接触端子群４を形成した領域の多層フィルム６の裏面には、押さえ板８ａが接着固定され、信号授受のための多層フィルム６の周辺の電極群５を形成した部分の裏面には、電極押さえ板９が接着固定される。更に、上記押さえ板８ａは、押さえ板保持基板８ｂにねじ止めされる。この押さえ板保持基板８ｂは、仮平行だし支え部材１０によって横方向のずれを±５μｍ〜±２０μｍ程度に規制するように案内（ガイド）され、常に、センタースプリングプランジャ１３の下部先端の球１３ａが、押さえ板保持基板８ｂの上面中央に形成された円錐溝と係合するように構成される。この場合、押さえ板保持基板８ｂの外径（外形が四角、多角形、円、楕円等の形状を含む）と仮平行だし支え部材（下部に支え部を有する筒状体からなる。）１０の内径（内形が四角、多角形、円、楕円等の形状を含む）との間の間隙が片側で５μｍ〜２０μｍ程度である。特に、押さえ板保持基板８ｂが仮平行だし支え部材１０によって、２次元的に高精度（片側で５μｍ〜２０μｍ程度以下）に位置決めされるので、接触端子群４を半導体素子２の電極群３に対して高精度にプロービングをすることができる。押さえ板保持基板８ｂの外径および仮平行だし支え部材１０の内径が円形でも２次元的に位置決めされるので、使用することが可能となる。このように円形形状にすれば、加工は容易となる。
【００１５】
また、押さえ板保持基板８ｂの下部の四角形部分８ｃの形状に合わせて、仮平行だし支え部材１０の下部の押し付け部分１０ａの形状を、該押さえ板保持基板８ｂの下部の四角形部分８ｃとのクリアランス（５〜２０μｍ程度）を確保した四角形形状にすれば、図２（ｂ）に示すように押さえ板保持基板８ｂの上部の外径および仮平行だし支え部材１０の上部の内径が両者とも加工が容易な円形としても高精度に位置決めが可能となる。
そして、多層フィルム６の周辺の電極群５を多層配線基板５０の内周部に配列された電極群に接触させ、ついで上記支持部材７の外枠部分を多層配線基板５０の内周部に取り付けることにより、図１（ａ）に示す接続装置が得られる。なお、多層フィルム６の周辺の電極群５と多層配線基板５０の内周部に配列された電極群との接続は、電極押さえ板９をねじで押圧することによって行われる。なお、多層フィルム６については、例えば、特開平１０−３０８４２３号公報および特開平１１−２３６１５号公報に記載された方法を用いて製造することができる。
【００１６】
ところで、従来技術（特開平１０−３０８４２３号公報、特開平１１−２３６１５号公報）と比較して本接続装置の特徴とするところは、次に説明することである。
（１）押さえ部材８を微傾動可能に球１３ａを介して係合させる中央部のセンタースプリングプランジャ１３にも、微小な変位（例えば、０．２ｍｍ程度のストローク）の範囲ではほぼ一定のばね圧を有するばね（押圧手段）１３ｂを内蔵したことにある。これにより、センタースプリングプランジャ１３は、その先端の球１３ａにより、ならい機構（コンプライアンス機構）の働きをすると同時に、内蔵したばね（押圧手段）１３ｂにより、微小な変位（例えば、０．２ｍｍ程度のストローク）の範囲では、ほぼ所望の一定の接触荷重を付加することができる。即ち、センタースプリングプランジャ１３により、押さえ部材８の微傾動に関係無く中心部から接触端子群４に対して所望の一定の接触荷重を付与することができる。
【００１７】
（２）接触端子群４を形成した領域の多層フィルム６の裏面に接着固定された押さえ部材８は、接触端子群４が被接触対象面（半導体素子２の電極群３）と接触していないとき仮平行だし支え部材１０によって下方向の動きが規制されて平行だしされると共にスプリングプランジャ１３および１４との係合を維持し、しかも仮平行だし支え部材１０によって横方向にずれが生じないように上下動可能に案内されるので、３つのスプリングプランジャ１４からの押圧力によって接触端子群４の被接触対象面に対して平行だしならい（左右の接触圧の均一化）がなされる。なお、接触端子群４が被接触対象面に接触して所望の接触荷重を付与した際、押さえ板保持基板８ｂの下面は、仮平行だし支え部材１０から離間（浮上）することになる。また、押さえ部材８は、仮平行だし支え部材１０に対して、仮平行維持が可能なように、あらかじめ機械精度および組立精度（４０μｍ以内程度）で、取り付けられている。即ち、初期状態では、押さえ部材８の両端が仮平行だし支え部材１０で支えられるので、接触端子群４を被接触対象面（半導体素子等の電極群）に対して低荷重で平行に近い状態で加圧をしはじめることが可能なり、その結果被接触対象面に対する接触端子群のならい動作を確実にして、片当たりによる接触端子および半導体素子等の電極の損傷を防止することができる。
【００１８】
このように押さえ部材８の下方向の動きを仮平行だし支え部材１０で支え、上記押さえ部材８に対して上記センタースプリングプランジャ１３を主に接触荷重を付与すると共に微傾動可能に係合させ、スプリングプランジャ１４で左右の接触圧の均一化（平行だしならい）を図ることにある。即ち、複数のスプリングプランジャ１４で押さえ部材８を、接続装置本体である支持部材７に固定された仮平行だし支え部材１０に押し当てることにより、機械精度および組立精度の範囲（例えば、２０〜４０μｍ程度）であらかじめある程度平行だししておくことができるので、実際に接触端子群４を被接触対象面に接触させて食い込ませた際片当たりを極力少なくして、直ちに被接触対象面にならわせることが可能となる。
【００１９】
その結果、図３に示すような押し込み量（変位）と荷重との関係が得られる。即ち、接触端子群４を被接触対象面に接触させた際、主としてセンタースプリングプランジャ１３による押圧力により０．１５ｍｍ程度のストロークで、１ピン当たり０．１４５Ｎ程度（５００ピンで７２．５Ｎ程度）のほぼ一定値を実現することが可能となり、しかも予め押さえ板保持基板８ｂの両端を仮平行だし支え部材１０で支えて４０μｍ以下で平行だしされた状態から、センタースプリングプランジャ１３の周辺に等角度間隔で配置された複数のスプリングプランジャ１４からの低荷重の押圧力によって接触端子群４が被接触対象面に対して平行だしならいに移行されるので、接触端子群４の被接触対象面に対する平行だしならい（左右の接触圧の均一化）を確実に高信頼度で実現することができる。
【００２０】
次に、本発明に係る接続装置の第２の実施の形態を図２および図４を用いて説明する。図２（ａ）は、本発明に係る接続装置の第２の実施の形態の要部を示す断面図であり、図２（ｂ）は、その主要部品を分解して図示した斜視図である。本接続装置の第２の実施の形態における第１の実施の形態と相違する点は、多層フィルム６の裏面への押さえ部材２２の取付け方法およびその構造にある。即ち、局部押さえ部材２２を、多層フィルム６の接触端子群４が形成された領域の外側の裏面に接着固定された枠２１と、多層フィルム６の接触端子群４が形成された領域の裏面との間にシリコーンシートなどの緩衝材２３を挾むための局所的な凸部（例えば枠状の突起）を中央部に有し、上記枠２１にねじ止めされる局部押さえ部材２２ａと、該局部押さえ部材２２ａにねじ止めされる局部押さえ板保持基板２２ｂとにより構成する。そして、この局部押さえ板保持基板２２ｂと仮平行だし支え部材１０との関係は、第１の実施の形態における押さえ板保持基板８ｂと仮平行だし支え部材１０との関係と同様である。図２に示す場合、局部押さえ板保持基板２２ｂの側面（外周面）には、局部押さえ板保持基板２２ｂが仮平行だし支え部材１０に対してより多く傾動可能なように円弧形状に形成している。第１の実施の形態においても、押さえ板保持基板８ｂの側面（外周面）を円弧形状に形成してもよい。このように、局部押さえ板保持基板２２ｂおよび押さえ板保持基板８ｂの側面（外周面）を円弧形状に形成した場合、局部押さえ板保持基板２２ｂおよび押さえ板保持基板８ｂの外径（外形が四角、多角形、円、楕円等の形状を含む）と仮平行だし支え部材１０の内径（内形が四角、多角形、円、楕円等の形状を含む）との間の間隙を片側で例えば５μｍ程度に狭めることも可能となる。
【００２１】
以上説明した第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。その結果、図４に示すような押し込み量（変位）と荷重との関係が得られる。即ち、接触端子群４を被接触対象面に接触させた際、主としてセンタースプリングプランジャ１３による押圧力により０．１５ｍｍ程度のストロークで、１ピン当たり０．１４５Ｎ程度（２５０ピンで３６Ｎ程度）のほぼ一定値を実現することが可能となり、しかも予め局部押さえ板保持基板２２ｂの両端を仮平行だし支え部材１０で支えて４０μｍ以下で平行だしされた状態から、センタースプリングプランジャ１３の周辺に等角度間隔で配置された複数のスプリングプランジャ１４からの低荷重の押圧力によって接触端子群４が被接触対象面に対して平行だしならいに移行されるので、接触端子群４の被接触対象面に対する平行だしならい（左右の接触圧の均一化）を確実に高信頼度で実現することができる。
【００２２】
更に、第２の実施の形態の場合、中央部に局所的な凸部を有する局部押さえ部材２２ａを枠２１にねじ締め固定する際、多層フィルム６における接触端子群４が形成された領域がシリコーンシートなどの緩衝材２３を介して適宜に押し出されて張り出されて弛みをなくすことが可能なる。その結果、弛みがなくなることにより、第１の実施の形態よりも、接触端子群４の均一性を良くすること、即ち接触端子群４の平坦度を高精度に確保することが可能となる。また、緩衝材２３は、当然、接触端子群４が被接触対象面に接触した際の緩衝の役目も果たすことができる。
【００２３】
次に、以上説明した本発明に係る接続装置（プロービング装置）を用いて被検査対象である半導体素子（チップ）に対する電気的特性検査について図５を用いて説明する。
図５は、本発明に係る検査装置の全体構成を示す図である。
検査装置は、半導体装置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、被検査対象である半導体ウエハ１を支持する試料支持系１６０と、被検査対象（ウエハ）１の電極群３に接触して電気信号の授受を行なうプローブ系１２０と、試料支持系１６０の動作を制御する駆動制御系１５０と、被検査対象１の温度制御を行なう温度制御系１４０と、半導体素子（チップ）２の電気的特性の検査を行なうテスタ１７０とで構成される。この半導体ウエハ１は、多数の半導体素子（チップ）が配列され、各半導体素子の表面には、半導体素子の高集積化に伴って外部接続電極としての電極群３が配列されている。試料支持系１６０は、半導体ウエハ１を着脱自在に載置してほぼ水平に設けられた試料台１６２と、この試料台１６２を支持するように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１６７は、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構成される。試料台１６２の水平および垂直方向における位置決め動作は、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による上下動などとを組み合わせることにより行われる。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。
【００２４】
試料台１６２の上方には、プローブ系１２０が配置される。即ち、ブローブ系１２０は、図１または図２に示す如く筐体１６６上に取り付けられる多層配線基板５０に装着された接続装置（プロービング装置）によって構成され、試料台１６２に平行に対向する姿勢で設けられる。多層フィルム６に設けられた接触端子群４は、引出し用配線２０を介して、多層配線基板５０の電極５０ａおよびビア５０ｄと、内部配線５０ｂとを通して、多層配線基板５０に設けられた接続端子５０ｃに接続され、該接続端子５０ｃ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。
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。
試料台１６２には、半導体素子２を加熱させるためのヒータ１４１が備えられている。温度制御系１４０は、試料台１６２のヒータ１４１あるいは冷却治具を制御することにより、試料台１６２に搭載された半導体ウエハ１の温度を制御する。また、温度制御系１４０は、操作部１５１を備え、温度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。
【００２５】
以下、検査装置の動作について説明する。まず、被検査対象である半導体ウエハ１は、試料台１６２の上に位置決めして載置され、Ｘ−Ｙステージ１６７および回動機構を駆動制御し、半導体ウエハ１上に配列された複数個の半導体素子上に形成された電極群３を、接続装置に並設された多数の接触端子群４の直下に位置決めする。その後、駆動制御系１５０は、昇降駆動部１６５を作動させて、多数の電極（被接触材）３の全体の面が接触端子の先端に接触した時点から１５０μｍ程度押し上げる状態になるまで試料台１６２を上昇させることによって、多層フィルム６において多数の接触端子が並設された領域部４ａを張り出させて平坦度を高精度に確保された接触端子群４における接触端子の各々の先端を、コンプライアンス機構により半導体素子に配列された多数の電極群（全体）３の面に追従するように倣って平行出しすると共に、主にスプリングプランジャ１３の押圧力により０．１５ｍｍ程度のストロークで、１ピン当たり０．１４５Ｎ程度のほぼ一定値の接触荷重を付与することによって半導体ウエハ１上に配列された各被接触材（電極）に倣って均一な荷重（１ピン当たり３〜１５０ｍＮ程度）に基づく押し込みによる接触が行われ、接触端子群４と電極群３との間において低抵抗（０．０１Ω〜０．１Ω）で接続されることになる。
【００２６】
特に、本発明に係る接続装置においては、前述したように、主にセンタースプリングプランジャ１３の押圧力により０．１５ｍｍ程度のストロークで、１ピン当たり０．１４５Ｎ程度のほぼ一定値の接触荷重を付与し、しかも周辺に設けられた複数のスプリングプランジャ１４からの低荷重の押圧力で容易に平行出し倣いができるように構成したので、従来技術（特開平１０−３０８４２３号公報、特開平１１−２３６１５号公報）のようにセンタピボットの周辺に設けられた複数のスプリングプローブで接触荷重と平行出し倣いとを併用する場合に比較して、確実に高信頼度で所望の接触荷重と平行だしならいとを得ることができ、その結果、均一な荷重（１ピン当たり３〜１５０ｍＮ程度）に基づく押し込みによる接触が確実に行われ、接触端子群４と電極群３との間において確実に高信頼度で低抵抗（０．０１Ω〜０．１Ω）で接続させることが可能となる。
【００２７】
さらに、ケーブル１７１、配線基板５０、多層フィルム６、および接触端子４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。さらに、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。
【００２８】
本実施の形態によれば、多層フィルムに接触端子を形成した領域部の弛みをなくすと共に平行出しするコンプライアンス機構を設けることによって、接触端子の群を被検査対象物上の電極の群に、１ピン当たり低荷重（３〜１５０ｍＮ程度）で、単に押しつけることによって、０．０５Ω〜０．１Ω程度の低抵抗で安定した接続を実現することができる。
【００２９】
即ち、本実施の形態によれば、以下の諸効果を実現した。
本実施の形態によれば、多層フィルムにおける接触端子を並設した領域部の弛みをなくすと共に、あらかじめある程度平行出ししておく機構および傾きを補正してならわせるためのコンプライアンス機構を設けることによって、接触端子の群を被検査対象物上の電極の群に、１ピン当たり低荷重（３〜１５０ｍＮ程度）で、単に押しつけることによって、安定した接続を実現することができる。特に、多層フィルムを取り付けた押さえ部材を、該押さえ部材の該多層フィルムを取り付けた反対部分でつり下げるように接続装置本体に固定された押さえ部材仮平行だし板に複数のスプリングプランジャーで、該押さえ部材を押さえ部材仮平行だし板に押し当てることにより、機械精度および組立精度の範囲（例えば、２０〜４０μｍ程度）であらかじめある程度平行だししておくことができ、片当たりを極力少なくして、直ちに被接触面にならわせることができる。
【００３０】
また、本実施の形態によれば、多層フィルムを取り付けた押さえ部材と接続装置本体に固定された押さえ部材平行だし板とのクリアランスを小さく（例えば、１５μｍ程度）することにより、接触端子が半導体素子の電極群と接触する位置精度が良好な（例えば、３０μｍ以内）接続装置を実現することができる。
また、本実施の形態によれば、球状の先端部を有したスプリングプランジャーを使用することにより、コンプライアンス機構にばね性を付加させることにより、接続装置の接触端子を被接触対象の電極に接触させる場合に、該接触端子が該電極に接触しはじめてから、全接触端子が全電極に接触して、その後もある程度加圧する（押し込まれる）までの微小な変位（１００〜２００μｍ程度）の間、ほぼ一定の所望の荷重を保持できる加圧機構を実現することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、接触端子群を半導体素子等の電極群に対して低荷重で平行に近い状態で加圧しはじめるようにして接触端子群のならい動作を確実にして、接触端子および半導体素子等の電極の損傷を防止することができ、その結果、接触端子の群を被検査対象物上の電極の群に、１ピン当たり低荷重（３〜１５０ｍＮ程度）で、単に押しつけることによって、０．０５Ω〜０．１Ω程度の低抵抗で安定した接続を実現することができる効果を奏する。
【００３２】
また、本発明によれば、接触端子群が被接触対象の電極群に接触しはじめてから、全接触端子群を全電極群に接触して、その後もある程度加圧する（押し込まれる）までの微小な変位（１００〜２００μｍ程度）の間、ほぼ一定の所望の荷重を保持でき、しかも接触端子群のならい動作を確実にして、接触端子および半導体素子等の電極の損傷を防止することができるようにした接続装置および検査システムを実現することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、接触端子群が半導体素子等の電極群と接触する際の位置精度を良好にして、接触端子群が確実に半導体素子等の電極群にプロービングができるようにした接続装置および検査システムを実現することができる。
また、本発明によれば、ウエハの状態において、多数並設された半導体素子（チップ）の内、１個または多数個の半導体素子の電極に確実に接続させて、テスタにより各半導体素子について動作試験を行うことができる。即ち、前記構成によれば、電極の高密度化および狭ピッチ化に対しても、チップ電極に損傷を与えない状態で多数個チップ同時プロービングによる検査を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明に係る接続装置の第１の実施の形態における押さえ部材を含んだ多層フィルムの要部を示す断面図であり、（ｂ）はその主要部品を分解して図示した斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係る接続装置の第２の実施の形態における局所押さえ部材および枠を含んだ多層フィルムの要部を示す断面図であり、（ｂ）はその主要部品を分解して図示した斜視図である。
【図３】本発明に係る接続装置の第１の実施の形態の接続装置の押し込み量と荷重の関係を示す図である。
【図４】本発明に係る接続装置の第２の実施の形態の接続装置の押し込み量と荷重の関係を示す図である。
【図５】本発明に係る検査システムの一実施の形態を示す全体概略構成を示す図である。
【図６】（ａ）は、半導体素子（チップ）が配列された被接触対象であるウエハを示す斜視図であり、（ｂ）は半導体素子（チップ）を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ウエハ、２…半導体素子（チップ）、３…電極群（被接触材）、４…接触端子群、５…電極、６…多層フィルム、７…支持部材（上部固定板）、８…押さえ部材、８ａ…押さえ板、８ｂ…押さえ板保持基板、９…電極押さえ板、１０…仮平行だし支え部材、１３…センタースプリングプランジャ、１３ａ…球、１３ｂ…ばね、１４…スプリングプランジャ、１４ａ…球、１４ｂ…ばね、２０…引き出し配線、２１…枠、２２ａ…局部押さえ部材、２２ｂ…局部押さえ部材保持基板、２３…緩衝材、５０…多層配線基板、５０ａ…電極、５０ｂ…内部配線、５０ｃ…接続端子、５０ｄ…ビア、１２０…プロ−ブ系、１４０…温度制御系、１４１…ヒータ、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…、１６７…Ｘ−Ｙステージ、１７０…テスタ、１７１…ケーブル、１７２…ケーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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