(57)【要約】【課題】  耐摩耗性に優れ，電気抵抗が小さく，電極屑が付着し難いという特性を長期間発揮すると共に，酸化被膜の貫通性が良いＩＣソケット用接触子を，環境や生態系等に対する負荷の少ない方法で得る。【解決手段】  パッケージングされた半導体デバイス２０の検査に使用するＩＣソケット１５に設けられた接触子１０であり，この接触子１０は，検査対象である前記半導体デバイス２０の電極２１と電気的に接触するものである。この接触子１０の前記電極２１との接触部分に，気相成長法，好ましくはＣＶＤ法，例えば熱フィラメントＣＶＤ法により，ホウ素等の不純物をドーピングしながら導電性ダイヤモンドの多結晶体を成長させて被膜を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの検査に使用するＩＣソケットに設けられ，検査対象である前記半導体デバイスの電極と電気的に接触する接触子において，
前記電極との接触部分を，不純物をドーピングした導電性ダイヤモンドの多結晶体から成る被膜でコーティングしたことを特徴とするＩＣソケット用接触子。
【請求項２】
前記被膜を，原料ガス，キャリアガス及び不純物ガスの共存下においてＣＶＤ法により製膜したことを特徴とする請求項１記載のＩＣソケット用接触子。
【請求項３】
前記不純物がホウ素であり，前記被膜がｐ型の電気伝導性を有することを特徴とする請求項１又は２記載のＩＣソケット用接触子。
【請求項４】
前記接触子の基材が，タングステン，タングステン合金，又はＳＫ鋼，銅合金の中から選択されたいずれか１つの材質により構成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のプローブカード用接触子。
【請求項５】
半導体デバイスの検査に使用するＩＣソケットに設けられ，検査対象である前記半導体デバイスの電極と電気的に接触する接触子において，
前記接触子の基体を形成し，当該接触子の基体のうち前記電極と接触する部分に，気相成長法により不純物をドーピングしながら導電性ダイヤモンドの多結晶体から成る被膜を形成したことを特徴とするＩＣソケット用接触子の製造方法。
【請求項６】
前記被膜の形成を，原料ガス，キャリアガス及び不純物ガスの共存下においてＣＶＤ法により行うことを特徴とする請求項５記載のＩＣソケット用接触子の製造方法。
【請求項７】
前記不純物がホウ素である請求項５又は６記載のＩＣソケット用接触子の製造方法。
【請求項８】
前記接触子の基体を，タングステン，タングステン合金，又はＳＫ鋼，銅合金の中から選択されたいずれか１つの材質により作製したことを特徴とする請求項５〜７いずれか１項記載のＩＣソケット用接触子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，パッケージングが完了したＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスの検査に使用されるＩＣソケットに用いられ，前記半導体デバイスのパッケージに形成された電極と電気的に接触される接触子，及び前記接触子の製造方法に関する。
【０００２】
なお，本発明において接触子と接触する前記半導体デバイスの電極は，ピン形状，帯状板形状のものの他，半田ボール等によるボールグリッドアレイ等，基板等との電気的な接続に使用されるものを広く含む。
【背景技術】
【０００３】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスの製造工程を大別すると，「前工程」と，これに続く「後工程」の２つの工程に分けることができる。
【０００４】
このうちの「前工程」は，多数のプロセスを経て，最終的にシリコンウエハー上に複数のＩＣ回路（ＩＣチップ）を作製する工程である。
【０００５】
一方，前記「後工程」は，前工程で完成したシリコンウエハー上のＩＣチップを切り分け（ダイシング），良品チップをリードフレーム上に載置し（マウント），チップ上の電極とリードフレーム上の電極を金線で結線し（ボンディング），ＩＣチップをモールドし，更にリード（電極）のメッキや形状加工等，多くの工程を経てＩＣやＬＳＩをパッケージングされた製品として完成させる工程である。
【０００６】
以上のようにＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスの製造工程において，後工程で製品として完成した半導体デバイスは，ＩＣの機能・性能に関する特性検査，リード（電極）形状・寸法・捺印状態，その他の外観状態，信頼性試験等が行われ，製品として出荷等される。
【０００７】
このような半導体デバイス２０の検査を行うために，半導体デバイス２０のパッケージ２２に設けた電極２１との電気的な接続を行うために使用されるＩＣソケット１５の構成を示せば，図３に示す通りである。
【０００８】
このＩＣソケット１５は，例えば樹脂等で形成された本体部分の中央に，検査対象とする半導体デバイス２０を所定の向きで嵌合可能に形成された開口部１６を備えており，前記開口部１６内に，検査対象とする半導体デバイス２０に設けられた電極２１の配置に従って接触子１０が配置されており，検査対象とする半導体デバイス２０を前記開口部１６内に所定の向きで嵌合すると，この半導体デバイス２０のパッケージ２２に設けた電極２１が接触子１０と接触して，前記電極２１と接触子１０間に電気的な接触が行われるように構成されている。
【０００９】
そして，このＩＣソケット１５に接続された図示せざるテスターが，所定のチェック用プログラムに従って前記接触子１０を介して前記半導体デバイス２０の電極２１に所定の通電パターンで検査信号を入力すると共に，この半導体デバイス２０より出力された信号を受信して検査し，所定の性能，特性等を満たすか否かの検査が行われる。
【００１０】
このようなＩＣソケット１５に使用される前記接触子１０の構成例を，図４及び図５を参照して説明すると，図４の接触子１０は，ＳＫ鋼等の金属板を所定の形状に加工することにより形成したものであり，図示の例では図４（Ｂ）に示すように上向きコ字状の本体部分１０１と，この本体部分１０１の一端側より突出した腕状部１０２を備えた形状に形成され，前記腕状部１０２の先端を，検査対象とする半導体デバイス２０の電極２１と接触する接触部１０３としている。
【００１１】
そして，このように形成された接触子１０を，図４（Ａ）に示すようにＩＣソケット１５に設けた前記開口部１６の底部に形成されたスリット１７内に，該スリット１７底部に設けたプリント配線１８と接触するように収容すると共に，上向きコ字状に形成された本体部分１０１に，例えばゴム等で形成された棒状の弾性材料１９を嵌合することで，前記腕状部１０２の接触部１０３に半導体デバイス２０の電極２１を接触させて押し下げると，接触子１０が揺動して電極２１の変形等を防止しながら電極２１と電気的に接触すると共に，半導体デバイス２０を取り外して押圧力より開放すると，接触子１０が弾性材料１９の付勢力によって元の位置に復帰するように構成されている。
【００１２】
また，図５に示す接触子１０は，円筒状のスリーブ１０４の両端より，内部に収容されたスプリング１０６によって付勢された円柱状のシャフト１０５ａ，１０５ｂをそれぞれ突出した構成であり〔図５（Ａ），（Ｂ）参照〕，この接触子１０を，前記シャフト１０５ａ，１０５ｂの一方１０５ｂが前記開口部１６の底部等に形成したプリント配線に接続されるように長さ方向を高さ方向として立設し，前記開口部１６内に検査対象とする半導体デバイス２０が嵌合された際，この半導体デバイス２０の電極２１が，前記接触子１０のシャフトの他方１０５ａと接触するように構成されている。
【００１３】
そして，シャフト１０５ａが開口部１６内に挿入された半導体デバイス２０の電極２１によって押し下げられると，シャフト１０５ａがスプリング１０６の付勢力に抗して円筒状スリーブ１０４内に後退して衝撃を緩衝し，電極２１の変形等を防止しつつ，電極２１と接触子１０との電気的な接触を確保できるように構成されている。
【００１４】
以上のような，半導体デバイス２０の検査に使用されるＩＣソケット１５の接触子１０は，従来，ＳＫ鋼やベリリウム銅等に，ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ）等の導電性の良好な金属のメッキを施したものを使用しているが，継続的な使用により電極２１との接触部分において表面に施されたメッキ層が摩耗したり，また，検査対象とする半導体デバイス２０の電極屑が表面に付着するため，導電性能が変化する等して正確な検査を行うことができなくなる。
【００１５】
特に検査対象とする半導体デバイス２０の電極２１が，半田のボールやメッキである場合には，この半田のボールやメッキとの接触によりＩＣソケット１５の接触子１０に半田が転写されて付着し易い。
【００１６】
そこで，前述のような摩耗や電極屑の付着により検査の信頼性が低下することを防止するために，接触子１０や，場合によってはＩＣソケット１５自体を定期的に交換したり，また，接触子１０に付着した電極屑を除去するためのクリーニングを定期的に行う必要がある。
【００１７】
また，ＩＣソケット１５の接触子１０は，前述したように半導体デバイス２０のパッケージ２２に設けた電極２１と電気的に接触する必要があるが，電極２１が半田材料等で構成されている場合，表面に生じている酸化被膜の存在により接触子１０と電極２１との電気的な接触が妨げられる場合がある。
【００１８】
そこで，ＩＣソケット１５の接触子１０として，電極２１表面の酸化被膜を削り取り，確実に電気的な接触を行うことができるように，例えば図４を参照して説明した接触子１０のように，接触子１０が揺動する等して接触部１０３を電極２１に摺接させて，酸化被膜の掻き取りを行うように構成したものもあるが，このように電極２１と摺接する形式の接触子１０では，より一層の耐摩耗性が要求される。
【００１９】
また，現状では一般にＩＣソケット１５における接触子１０の放熱特性までは着目されることはないが，ＩＣソケット１５の接触子１０の通電による発熱，その他の熱を早期に放熱する放熱性等を備えるものであればより好ましい。
【００２０】
さらに，ＩＣソケット１５の接触子１０には，半導体デバイス２０の高性能化，高集積化に伴う改良も要求されており，前述の接触子１０はＩＣソケット１５の通電部品であるが故に，高周波への対応，大電流への対応等の電気的特性の向上，例えば電気抵抗が小さいこと等もその特性として要求されている。
【００２１】
そして，接触子１０がこれらの性能を満足していないこと，例えば耐久性不足により生じる頻繁な交換，電極屑の付着によるクリーニング等のメンテナンス作業の増加等は，半導体検査装置のランニングコストを増加させ，このコスト増加はそのまま半導体デバイス２０の価格に反映されるために，廉価な半導体デバイス２０の提供を阻害する要因となる。
【００２２】
接触子１０に対するこのような要求に対し，従来のＩＣソケット用接触子にあっては，接触子１０の合金材料を選択し，又は接触子に金属メッキ膜を形成することにより，前述したような特性の向上が図られてきた。
【００２３】
一方，金属メッキによって要求される特性を付与しようとする場合，電極との接触摩擦によってこのメッキが摩耗したり剥離等した場合には，最早所望の特性を発揮させることはできず，交換が必要となる。
【００２４】
なお，環境や生態系等に対する社会の感覚が鋭敏化した今日にあっては，分野を問わず，あらゆる製品の製造等が環境や生態系に対して低負荷で行われることが要求されており，このような要求はＩＣソケット用の接触子の製造においても例外ではない。
【００２５】
そして，前述したような合金化等に伴う材質の選定や金属メッキ膜の形成では，有害な重金属や薬品等が使用され，排出される場合も多く，この場合には環境等に対する負荷の少ない製品作りという要求にも対応することができない。
【００２６】
なお，ＩＣソケット用の接触子１０に関するものではないが，ＩＣチップ検査用のプローブカードに設けたプローブに関する発明において，耐用寿命が長く，安定した検査を行うことができるプローブを提供するために，タングステン（Ｗ）等のＶａ属又はＶｌａ属（後掲の特許文献１には，「Ｖａ属又はＶｌａ属」と記載されているが，正しくは「Ｖｂ属，ＶＩｂ属」と思われる。）の単金属もしくはこれらの合金よりなる針状体の，少なくとも電極パッドとの接触部を，気相合成法によるダイヤモンド被膜で被覆し，このダイヤモンド被覆の外表面にニッケル等の導電性金属を被覆した接触子も提案されている〔特許文献１の請求項１他；図５（Ａ）参照〕。
【００２７】
この発明の先行技術文献情報としては，次のものがある。
【特許文献１】特開平９−８９９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
前記特許文献１として説明した従来技術の構成にあっては，図６（Ａ）に示すようにプローブ５０の，電極パッドとの接触部分５０ａにダイヤモンド被膜５１を形成したことから，このダイヤモンド被膜５１の下層側に形成されているタングステン基体５０’を摩耗等から保護することはできる。
【００２９】
しかし，特許文献１のプローブ５０にあっては，ダイヤモンド被膜５１と，その外表面の導電性金属被膜（ニッケル被膜）５２という，２種類の被膜の形成が必要であり，製造コストが嵩む。
【００３０】
しかも，ダイヤモンド被膜５１の外表面に形成された，ニッケル被膜５２は，ダイヤモンド被膜５１による保護を受けていないため，ＩＣ回路の電極パッドとの接触時の摩擦によって摩耗し，その下層に形成されたダイヤモンド被膜５１が露出する〔図６（Ｂ），図６（Ｃ）参照〕。
【００３１】
このニッケル被膜５２は，絶縁材料であるダイヤモンド被膜５１で被覆されたプローブ５０に導電性を付与するために設けられたものであるために（特許文献１の「0023」欄），その消失によりプローブ５０と電極パッドとの電気的な接触が不能となる。
【００３２】
この点に関し，前掲の特許文献１における説明では，ニッケル被膜５２が摩耗した図６（Ｂ）に示す状態においても，側面部分に残ったニッケル被膜５２によって電極パッドとの電気的な接触が行われるとするが（特許文献１の「0017」欄），プローブ５０は，その先端部分が電極パッドの酸化被膜を削り取るように摺接されていることから，電極パッドに対するプローブ５０の接触は，先端の平面部分のみならず側面部分においても行われ，図６（Ｃ）に示すように側面に形成されたニッケル被膜５２についても一部摩耗して，電極パッドに対する電気的な接触が行われなくなる。
【００３３】
また，仮に特許文献１の説明の通り図６（Ｂ）に示す状態の側面部分に残った金属被膜によって電気的な接触が行われるとしても，通電部分の接触面積は極めて狭く不安定であり，プローブ５０と電極パッドとの相対的な位置関係が僅かに変位しただけでも接触不良が生じ得る。
【００３４】
さらに，前記特許文献１に記載のプローブ５０においても，ダイヤモンド被膜５１を形成したことにより電極屑等が付着し難いという効果が得られるとするが（特許文献１「0017」欄），この効果は，ダイヤモンド被膜５１の外表面に形成されたニッケル被膜５２が摩耗してダイヤモンド被膜５１が露出する迄は得ることができず，ダイヤモンド被膜５１が露出する迄の間はクリーニング等によるメンテナンス作業が必要となる。
【００３５】
一方，ダイヤモンド被膜５１が露出した後は，前述したように電気的な接触ができないか，又は不安定となり，プローブカードの交換が必要となるため，電極屑が付着し難いという前述の効果は，実質上，特許文献１の構成では享受できるものとはなっていない。
【００３６】
従って，前記特許文献１に記載の構成を，ＩＣソケット１５の接触子１０の構成に適用したとしても，前述した従来技術における問題を解消することはできない。
【００３７】
本発明は，上記従来技術における欠点を解消するために成されたものであり，耐摩耗性に優れ，電気抵抗が小さく，電極屑が付着し難いという効果のいずれ共に，使用の開始直後から，寿命を全うする迄の間中，安定して得ることができると共に，長期間これらの効果が失われず，しかも，例えば電極に酸化被膜が形成されている場合であっても，電気的な接触を確保することができるＩＣソケット用接触子を，環境や生態系等に対する負荷の少ない方法で得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
上記目的を達成するために，本発明のＩＣソケット用接触子１０及びその製造方法は，パッケージングされた半導体デバイス２０の検査に使用するＩＣソケット１５に設けられ，検査対象である前記半導体デバイス２０の電極２１と電気的に接触する接触子１０において，
前記電極２１との接触部分を，不純物をドーピングした導電性ダイヤモンドの多結晶体から成る被膜，好ましくは，気相成長法により不純物をドーピングしながら成長させた前記導電性ダイヤモンドの多結晶体から成る被膜でコーティングしたことを特徴とする（請求項１，５）。
【００３９】
前記構成のＩＣソケット用接触子１０において，前記被膜は，原料ガス，キャリアガス及び不純物ガスの共存下においてこれをＣＶＤ法により作製することができる（請求項２，６）。
【００４０】
また，前記不純物としては形成されたダイヤモンド被膜に導電性を付与することができるものであれば各種のものを使用することができ，形成されたダイヤモンド被膜をリン，硫黄等を不純物として添加してｎ型とする研究もされているが，好ましくはホウ素（Ｂ）を使用し，該ホウ素（Ｂ）のドーピングにより前記被膜にｐ型の電気伝導性を付与する（請求項３，６）。
【００４１】
なお，前記接触子１０の基材としては，これをタングステン（Ｗ）又はタングステン合金，ＳＫ鋼，ベリリウム銅など銅合金より選択したいずれか１つを使用することができる（請求項４，８）。
【発明の効果】
【００４２】
以上で説明した本発明の構成により，物質中で最高の硬度を持つダイヤモンド被膜が形成された接触部は，極めて摩耗が生じ難く，しかもこのダイヤモンド被膜自体が導電性を有するために，長期間に亘って電気的に安定した電極２１との接触状態を確保できる接触子１０を提供することができる。
【００４３】
また，表面に形成されたダイヤモンド被膜は，耐摩耗性に優れるだけでなく，電極屑等の汚れが付着し難いことから，ＩＣソケット１５の交換や，接触子１０先端のクリーニング等の頻度を減少させることができ，その結果，交換やメンテナンスに要するコストを低減することができた。
【００４４】
気相成長法により不純物をドーピングしながら前記ダイヤモンド被膜を成長させることで，ダイヤモンド被膜の形成と導電性の付与を同時に行うことができ，めっき層の形成等，導電性を得るための別途の工程を設ける必要がなく，作業工数を減らすことができると共に，めっき層の形成等に必要な装置類が不要となった。
【００４５】
また，前記方法によりドーピングを行うことで得られたダイヤモンド被膜にあっては，不純物を高濃度でドーピングすることができ，ダイヤモンド被膜の電気抵抗を低く抑えることができ，その結果，電気的な特性においても優れた接触子１０を得ることができた。
【００４６】
さらに，ダイヤモンドの結晶は，角のあるとがった形状を成し，多結晶構造のダイヤモンド被膜は，表面に多数の微小な突起が形成されることから（図２参照），電極２１と接触させた際にこの突起が酸化被膜を貫通してその下の基材層に接触するために，特別な加工等を行うことなしに接触子１０の先端形状を電極２１表面の酸化被膜を削り取るに適した構造とすることができた。
【００４７】
さらに，前述のようにダイヤモンド被膜の成形と同時に酸化被膜を貫通するメカニズムを有することとなるため，コンタクト時の荷重を低くすることが可能となり，電極２１の変形や損傷を防止することができるとともに接触子の荷重負担を軽減できる。
【００４８】
また，前述した導電性ダイヤモンドの被膜は，原料中に重元素等の有毒元素や放射性元素等の環境や生態系に対して負荷の大きい元素が含まれていないため，従来の合金やメッキによる材料開発に比較して排出物の安全性が高い。
【００４９】
なお，前記ダイヤモンド被膜の形成を，メタンガス等の原料ガス，水素ガス等のキャリアガス及びトリメチルボロン（TMB）等の不純物ガスの共存下において，熱フィラメントＣＶＤ法等のＣＶＤ法で得る場合には，１バッチで大量の接触子を製造することができると共に，原料が安価であるために低コストでの接触子の製造が可能である。
【００５０】
さらに，大掛かりな製造設備等が不要であり，初期投資を低く抑えることができると共に，排出物質の安全性が高く，環境や生態系等に対する負荷の低減された方法で，前述した優れた効果を有する接触子１０を製造することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
次に，本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。
【００５２】
１．接触子の基本形状等
本発明のＩＣソケット用接触子１０は，ＩＣソケット１５に設けられる個々の接触子１０として使用されるもので，検査対象となる半導体デバイス２０のパッケージ２２に設けられた電極２１と接触して，電気的な接続を確立し得るものであれば，板バネ状に形成された接触子等の既知の接触子，その他の如何なる形状に形成しても良い。
【００５３】
このような接触子１０として，本実施形態にあっては，図４及び図５を参照して説明した接触子１０をそれぞれ使用した。
【００５４】
一例として，図４に示す接触子は，ベリリウム銅製の金属板を加工して図示の形状に形成したもので，一例としてそのサイズは，厚み０．２５mm，全高（h）１．３mm，幅（w）２．０mmである（図４（Ｂ）参照）。
【００５５】
また，図５に示す接触子は，少なくとも電極２１と接触するシャフト１０５ａをベリリウム銅によって形成したもので，一例として円筒状スリーブ１０４の直径０．３５mm，シャフト１０５ａ，１０５ｂの直径０．１５mm，全長３．０mmである。
【００５６】
なお，図示の例では，電極２１と接触するシャフト１０５ａの先端に，図５（Ｃ）に示すように２本のＶ字状の溝を直交するように形成して，先端部分に４箇所の突出部分を形成しており，これにより例えば電極２１として半田ボールを設けた半導体デバイス２０を検査対象とする際，この４つの突出部分内に半田ボールを安定して抱持することができるように構成している。
【００５７】
以上，ＩＣソケット１５で使用する接触子１０の構成例につき説明したが，本発明で対象とする接触子１０は，前記形状及び構造のものに限定されず，検査対象とする半導体デバイス２０の電極２１との電気的な接触を確保し得るものであれば如何なる形状に形成しても良く，図４及び図５を参照して説明した形状，構造に限定されない。
【００５８】
この接触子１０の基体（ダイヤモンド被膜を除く部分）１０’を構成する材質は，後述する多結晶構造の導電性ダイヤモンド被膜を形成可能な材質であれば，如何なる材質を使用しても良く，ＩＣソケット１５用の接触子１０の材質として既知のものを使用することができ，一例として，ＳＫ鋼，タングステン（Ｗ），タングステン合金，特に，酸化による接触抵抗の悪化を防ぐ上では，ベリリウム銅など銅合金等を好適に使用することができる。
【００５９】
一例として，本実施形態にあっては接触子の基材を構成する材質として既知のベリリウム銅によって，前記接触子１０の基体１０’を作製した。
【００６０】
このように形成された接触子１０の基体１０’の，少なくとも電極２１と接触する部分，好ましくはこの接触部分を含む先端部の一定範囲に，多結晶構造を成す導電性ダイヤモンドの被膜を形成した。
【００６１】
２．ダイヤモンド被膜
ダイヤモンドの被膜は，現在，半導体分野や電気材料の分野で種々の製膜方法が提案されており，これらの各種の方法を使用して作製することができる。
【００６２】
このようなダイヤモンドの製膜技術の一例として，ＭＯ−ＣＶＤ法，熱フィラメントＣＶＤ法，マイクロ波プラズマＣＶＤ法，燃焼炎法，ＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ法，電気分解法等を挙げることができ，好ましくは気相成長によって製膜する。
【００６３】
本実施形態にあっては，大規模部品や高額な機材を必要としないため経済的であると共に，有害ガスの発生がない熱フィラメントＣＶＤ法により前述のダイヤモンドを製膜した。
【００６４】
一般には絶縁性物質であるダイヤモンドに導電性を持たせるために，本発明では前述の熱フィラメントＣＶＤ法によるダイヤモンドの製膜工程において併せて不純物のドーピングを行い，製膜されたダイヤモンドに電気伝導性を持たせた。本実施形態にあっては，この不純物としてホウ素のドーピングを行い，得られたダイヤモンド被膜にｐ型の電気導電性を持たせた。
【００６５】
このように，ダイヤモンド被膜の成長中に併せてドーピングを行うことで，めっき等による金属被膜の形成を行うことなくダイヤモンド被膜自体に低電気抵抗率の導電性を付与することができる。
【００６６】
３．ダイヤモンド被膜の製造方法
前記ダイヤモンドの製膜方法の一例を示せば，以下の通りである。
【００６７】
（１）製膜装置
図１中の３０は，前記ダイヤモンド被膜５１の形成に使用した熱フィラメントＣＶＤ装置である。
【００６８】
この熱フィラメントＣＶＤ装置３０は，内部を真空状態に吸引可能なチャンバー３１と，このチャンバー３１内に，メタン，エチルアルコール，アセトン等の炭化水素から成る原料ガス（炭素源）を導入するガスボンベ３２，Ｂ2Ｈ6，Ｂ2Ｏ3，Ｂ2(ＣＨ3)3，Ｂ(ＯＣＨ3)3等の不純物であるホウ素を含む不純物ガスを導入するガスボンベ３４，及び前記原料ガスや不純物ガスを希釈する，水素ガス等のキャリアガスを導入するガスボンベ３３，及びそれぞれのガスボンベ３２〜３４と前記チャンバー３１間のガス導入流路に設けられ，前記チャンバー３１に対する各ガスの導入量を制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３２ａ，３３ａ，３４ａを備えている。
【００６９】
また，前述のチャンバー３１内には，前記チャンバー３１外に配置された電源３５に接続された電極３６ａ，３６ｂと，この電極３６ａ，３６ｂ間に設けられたタンタル線等の熱フィラメント線３７が配置されており，この熱フィラメント線３７によってチャンバー３１内を高温空間とすることができるように構成されていると共に，この熱フィラメント線３７の下方に，処理対象となる接触子の基体１０’を載置する作業台３８が設けられ，本実施形態にあってはこの作業台３８上に取付治具３９に取り付けた接触子の基体１０’を載置している。
【００７０】
このチャンバー３１には，このチャンバー３１内を吸引するための真空ポンプ４１が設けられていると共に，この真空ポンプ４１によって吸引されたチャンバー３１内のガスを導入して，例えば再利用可能なガス等を回収するためのガス回収装置４２が設けられ，該ガス回収装置４２で処理された後の排気ガスが，機外にパージされるように構成されている。
【００７１】
なお，図３中４３は，チャンバー３１内の圧力を測定する圧力計である。
【００７２】
（２）製造条件等
以上のように構成された熱フィラメントＣＶＤ装置３０のチャンバー３１内に，ベリリウム銅製の接触子（基体）１０’を収容する。
【００７３】
チャンバー３１内に対する接触子（基体）１０’の収容は，前述したように取付治具３９等にこれを固定して行うことができ，この場合，ダイヤモンド被膜を形成する接触子（基体）１０’の部分，即ち電極２１との接触部分が取付治具３９によって覆われることなく，露出するように取り付ける。
【００７４】
なお，図５に示す構成の接触子１０にあっては，円筒状スリーブ１０４にシャフト１０５ａ，１０５ｂとを組み付ける前に，シャフト１０５ａのみを前記チャンバー３１内に収容してその先端部にダイヤモンド被膜を形成するように構成しても良い。
【００７５】
このようにして，ダイヤモンド被膜が未形成の状態にある接触子（基体）１０’をチャンバー３１内に収容した後，チャンバー３１内の圧力を真空ポンプ４１によって吸引し，キャリアガスとしてガスボンベ３３内の水素ガス９５〜９９．９％，好ましくは９７〜９９．５％，原料ガスとしてガスボンベ３２内のメタンガス０．１〜５％，好ましくは０．５〜３％，不純物ガスとしてガスボンベ３４内のＢ2(ＣＨ3)3（０．１ ppm 〜 １００ ppm）をそれぞれ導入し，５〜２００Torr，好ましくは２０〜１６０Torrとし，タンタルフィラメント線３７でチャンバー３１内を加熱してダイヤモンド被膜の成長を行い，約０．３〜１０μm，好ましくは１〜５μm厚のダイヤモンド被膜５１を作製した。
【００７６】
以上のようにして得たダイヤモンド被膜５１の表面顕微鏡写真を図２に示す。
【００７７】
（３）性能評価等
（３−１）耐摩耗性及び電極屑の付着性
以上のようにして，接触子１０の電極２１との接触部分に形成されたダイヤモンド被膜５１は，物質中で最高の硬度を誇るダイヤモンドによって構成された高硬度のものであることから，長期間に亘る使用によっても摩耗等が生じず，Ａｌ製電極との接触試験において，１０万回の使用後の観察においてもダイヤモンド被膜５１の摩滅は確認できなかった。
【００７８】
また，併せて観察した電極屑の付着状態においても，洗浄等が必要となる程の電極屑の付着は確認できず，前記使用回数での電極屑の付着による洗浄等のメンテナンスは不要であった。
【００７９】
さらに，前記電極として比較的転写が生じ易い半田ボールとの接触を行った場合においても半田の付着は確認できなかった。
【００８０】
（３−２）導電性
形成されたダイヤモンド被膜の表面抵抗は，１００mΩ以下で，十分に低い値であり，ＩＣソケットの接触子１０として要求される電気的特性を満たすものであった。
【００８１】
（３−３）電極との接触性
ダイヤモンドの結晶は角張った形状を成し，多結晶体として形成されたダイヤモンド被膜の表面には，図２に示したようにとがった先端を有する１〜１．５μm程度の多数の微小な突起が形成されていることが確認された。
【００８２】
従って，半導体デバイスの電極２１に前記ダイヤモンド被膜を形成した接触子１０を接触させると，ダイヤモンド被膜の表面に形成された前記突起が電極２１表面の酸化被膜を貫通し，その下層にある電極材と接触する。
【００８３】
その結果，接触子１０の基体１０’自体の形状を，酸化被膜を貫通し易い形状，例えば先細りの形状等に成形しなかった場合であっても，電極パッドと接触子１０間の確実な電気的接続状態を得ることができ，特に図４を参照して説明したように，接触部が電極２１と摺接する構造の接触子１０にあっては，酸化被膜等の掻き取り能力が高い。
【００８４】
また，このように酸化被膜の存在によっても確実に電気的な接触を得ることができることから，電極を強く押圧する必要がなく，電極に変形，破損等を生じさせ難いものであった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】熱フィラメントＣＶＤ装置の概略説明図。
【図２】本発明の方法により製膜されたダイヤモンド被膜の表面電子顕微鏡写真。
【図３】ＩＣソケットの概略説明図。
【図４】ＩＣソケットに組み込んだ状態の接触子を示し，（Ａ）は平面図，（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】ＩＣソケット用の別の接触子であり，（Ａ）は正面図，（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図（円筒状スリーブのみを切断），（Ｃ）は，シャフトの先端部分の斜視図。
【図６】従来の接触子（特許文献１）の先端部の概略断面図であり，（Ａ）は接触部及び側面共にニッケル被膜（導電性金属）で覆われた状態，（Ｂ）は接触部におけるニッケル被膜が摩耗してダイヤモンド被膜が露出した状態，（Ｃ）は，側面のニッケル被膜が摩耗した状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００８６】
１０  接触子
１０１  本体
１０２  腕状部
１０３  接触部
１０４  円筒状スリーブ
１０５ａ，１０５ｂ  シャフト
１０６  スプリング
１０’  基体（接触子の）
１５  ＩＣソケット
１６  開口部
１７  スリット
１８  プリント配線
１９  弾性材料
２０  半導体デバイス
２１  電極
２２  パッケージ
３０  熱フィラメントＣＶＤ装置
３１  チャンバー
３２  ガスボンベ（原料ガス）
３３  ガスボンベ（キャリアガス）
３４  ガスボンベ（不純物ガス）
３２ａ，３３ａ，３４ａ  マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
３５  電源
３６ａ，３６ｂ  電極
３７  熱フィラメント線
３８  作業台
３９  取付治具
４１  真空ポンプ
４２  ガス回収装置
４３  圧力計
５０  プローブ
５０’  タングステン基体
５０ａ  接触部分
５１  ダイヤモンド被膜
５２  ニッケル被膜
【図１】
2008146852.tif 000003
【図３】
2008146852.tif 000004
【図４】
2008146852.tif 000005
【図５】
2008146852.tif 000006
【図６】
2008146852.tif 000007
【図２】
2008146852.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月7日(2006.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記接触子の基材が，タングステン，タングステン合金，又はＳＫ鋼，銅合金の中から選択されたいずれか１つの材質により構成されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のＩＣソケット用接触子。