(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点装置を製造する方法であって、
支持層の上に第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の上に金属または合金を含む第２導電膜を形成する工程と、
前記第２導電膜の上に第３導電膜を形成する工程と、
酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記第２導電膜の金属を拡散させて前記第３導電膜の表面に析出させて酸化させた前記第２導電膜の金属の酸化物を含み、対向する接点に当接する表面層を形成する工程とを備え、
前記加熱処理の温度は、前記金属または合金と前記第１導電膜とが合金を形成する温度よりも低い
接点装置の製造方法。
【請求項２】
接点装置を製造する方法であって、
支持層の上に第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の上に金属または合金を含む第２導電膜を形成する工程と、
前記第２導電膜の上に第３導電膜を形成する工程と、
酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記第２導電膜の金属を拡散させて前記第３導電膜の表面に析出させて酸化させた前記第２導電膜の金属の酸化物を含み、対向する接点に当接する表面層を形成する工程とを備え、
前記加熱処理の温度は、前記金属または合金と前記第３導電膜とが合金を形成する温度よりも低い
接点装置の製造方法。
【請求項３】
接点装置を製造する方法であって、
支持層の上に第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の上に金属または合金を含む第２導電膜を形成する工程と、
前記第２導電膜の上に第３導電膜を形成する工程と、
酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記第２導電膜の金属を拡散させて前記第３導電膜の表面に析出させて酸化させた前記第２導電膜の金属の酸化物を含み、対向する接点に当接する表面層を形成する工程とを備え、
前記第３導電膜において前記金属または合金が拡散する拡散係数は、前記第１導電膜において前記金属または合金が拡散する拡散係数よりも大きい
接点装置の製造方法。
【請求項４】
接点装置を製造する方法であって、
支持層の上に第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜の上に金属または合金を含む第２導電膜を形成する工程と、
前記第２導電膜の上に第３導電膜を形成する工程と、
酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記第２導電膜の金属を拡散させて前記第３導電膜の表面に析出させて酸化させた前記第２導電膜の金属の酸化物を含み、対向する接点に当接する表面層を形成する工程とを備え、
前記第１導電膜は金（Ａｕ）を含み、前記第３導電膜は金（Ａｕ）または金パラジウム（Ａｕ−Ｐｄ）合金を含む
接点装置の製造方法。
【請求項５】
前記第３導電膜におけるパラジウムの含有率が２０原子％以下である請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記金属または合金は、ニッケル（Ｎｉ）を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記表面層は、前記表面層の表面から深さ３０ｎｍ以下の範囲に前記金属または合金の酸化物を含む請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法により製造された接点装置。
【請求項９】
接点装置であって、
金属または合金により形成された金属膜と、
前記金属膜の上に形成された導電膜と、
前記金属膜および前記導電膜を、酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記金属膜の金属を前記導電膜に拡散させて、前記導電膜の表面まで析出した前記金属または合金を酸化させた酸化物を含み、対向する接点に当接する表面層と
を有する接点を備え、
前記金属膜は、前記導電膜よりも前記金属または合金が拡散しにくい材料で形成された導電性支持層により支持される
接点装置。
【請求項１０】
前記表面層は、前記表面層の表面から深さ３０ｎｍ以下の範囲に前記金属または合金の酸化物を含む請求項９に記載の接点装置。
【請求項１１】
前記金属または合金は、ニッケル（Ｎｉ）を含む請求項９又は１０に記載の接点装置。
【請求項１２】
前記金属膜に含まれる前記金属または合金は、加熱により前記導電膜の表面に到達するまで前記導電膜に拡散する請求項９から１１のいずれか１項に記載の接点装置。
【請求項１３】
前記導電性支持層は、金（Ａｕ）を含み、前記導電膜は金（Ａｕ）または金パラジウム（Ａｕ−Ｐｄ）合金を含む請求項９から１２のいずれか１項に記載の接点装置。
【請求項１４】
前記導電膜におけるパラジウムの含有率が２０原子％以下である請求項１３に記載の接点装置。
【請求項１５】
支持層に固定された固定接点と、
前記支持層に対して近接および離間するアクチュエータと、
前記アクチュエータに支持され、前記アクチュエータの近接および離間に伴って、前記固定接点に対して当接および離間する可動接点と
を備え、前記固定接点および前記可動接点が当接した場合に電気的に導通する接点装置であって、
前記固定接点は、
前記支持層の上に形成された第１導電膜と、
前記第１導電膜の上に形成された金属または前記金属の合金を含む第２導電膜と、
前記第２導電膜の上に形成された第３導電膜と、
酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記第２導電膜の金属を拡散させて前記第３導電膜の表面に析出させて酸化させた前記第２導電膜の金属の酸化物を含み、前記可動接点に当接する表面層と
を有する接点装置。
【請求項１６】
前記可動接点は、
前記アクチュエータの上に形成された第１導電膜と、
前記第１導電膜の上に形成された金属または前記金属の合金を含む第２導電膜と、
前記第２導電膜の上に形成された第３導電膜と、
酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記第２導電膜の金属を拡散させて前記第３導電膜の表面に析出させて酸化させた前記第２導電膜の金属の酸化物を含み、前記固定接点に当接する表面層と
を有する請求項１５に記載の接点装置。
【請求項１７】
前記アクチュエータは、電圧が印加されることにより伸縮する圧電材料層を含む請求項１５又は１６に記載の接点装置。
【請求項１８】
前記アクチュエータは、電流が通電されることにより発熱するヒータ、および、前記ヒータにより加熱されて伸長する部材を有するバイモルフを含む請求項１５から１７のいずれか１項に記載の接点装置。
【請求項１９】
請求項８から１８のいずれか１項に記載された接点装置を備え、半導体試験装置において試験信号を断続または切り替えするスイッチ。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたスイッチを備える半導体試験装置。
【請求項２１】
半導体試験装置のプローブであって、
金属または合金により形成された金属膜と、
前記金属膜の上に形成された導電膜と、
前記金属膜および前記導電膜を、酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、前記金属膜の金属を前記導電膜に拡散させて、前記導電膜の表面まで析出した前記金属または合金を酸化させた酸化物を含み、対向するパッドに当接する表面層とを先端に有し、
前記金属膜は、前記導電膜よりも前記金属または合金が拡散しにくい材料で形成された導電性支持層により支持される
プローブ。
【請求項２２】
請求項２１に記載されたプローブを備える半導体試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接点装置およびその製造方法に関する。より詳しくは、接点圧力が低い接点、例えばＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチなどに用いられる接点装置およびその製造方法に関する。【０００２】
本出願は、下記の日本出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
１．特願２００６−１１０２８      出願日  ２００６年１月１９日
２．特願２００６−２０８８４１    出願日  ２００６年７月３１日
【背景技術】
【０００３】
ＭＥＭＳスイッチの例として、下記の特許文献１および特許文献２には、Ｓｉ基板等を材料として、ウェハプロセスにより製造された接点装置が記載される。これらの接点装置は、バイメタルまたはバイモルフにより変位する可動接点を備えたスイッチであり、微小な駆動電力で動作する。【０００４】
上記のようなＭＥＭＳスイッチにおいては、接点圧力が１０ｍＮ以下程度と非常に低いので、接点同士の接触抵抗を下げる目的で、接点材料として軟らかい金属を用いる場合がある。このような場合に用いられる接点材料としてはＡｕまたはその合金がある。【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８１９８８号公報
【特許文献２】特開２００４−０５５４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
接点材料として軟らかい金属を使用することにより、接触抵抗を低下させて良好な電気特性を得ることができる。しかしながら、接点に柔らかい金属を用いた場合、互いに当接する接点の間で溶着が生じて、スイッチとしての機能が失われる場合があった。このため、製造過程で融着が生じた場合は製造歩留りが低下し、実装後に融着が生じた場合はそのスイッチが実装された回路全体の寿命が尽きるという問題があった。【０００７】
なお、接点圧力が１０ｍＮ以上と高い接点装置の場合は、接点相互の当接面にロジウム（Ｒｈ）などの薄い酸化皮膜を形成する場合がある。しかしながら、このような被膜を備えた接点は、接点寿命こそ長くなるが、接点における接触抵抗が高くなる。従って、前記のように接点圧力が低い接点装置には相応しい構造ではない。【０００８】
このように、溶着に起因する接点寿命低下の防止と、接点同士の接触抵抗による電気特性の劣化防止とはトレードオフの関係にあり、長い寿命と低い接触抵抗とを両立させることは難しいとされている。【０００９】
この発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作され、接点寿命を長く、かつ接点同士の接触抵抗を低くすることができる接点装置およびその製造方法を提供することを目的とする。【００１０】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる接点装置およびその製造方法を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する目的で、本発明の第１の形態として、接点装置を製造する方法であって、支持層の上に第１導電膜を形成する工程と、第１導電膜の上に金属または合金を含む第２導電膜を形成する工程と、第２導電膜の上に第３導電膜を形成する工程と、酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、第２導電膜の金属を拡散させて第３導電膜の表面に析出させて酸化させた第２導電膜の金属の酸化物を含み、対向する接点に当接する表面層を形成する工程とを備える接点装置の製造方法が提供される。これにより、接点の表面に、第２導電膜に含まれる金属または合金の酸化物を含む非常に薄い表面層が形成される。この表面層は、接点の溶着を抑制する一方で、接点の接触抵抗を上昇させることがない。従って、高い製造歩留りおよび長い寿命と良好な電気特性とを兼ね備える接点装置が製造される。【００１２】
また、ひとつの実施形態によると、上記製造方法において、加熱処理の温度は、金属または合金と第１導電膜とが合金を形成する温度よりも低いことが好ましい。これにより、第２導電膜の金属または合金が、第３導電膜に対して効率よく拡散される。また、合金化により第１導電膜が硬化し、あるいは、電気的特性が劣化することがない。【００１３】
更に、他の実施形態によると、上記製造方法において、加熱処理の温度は、金属または合金と第３導電膜とが合金を形成する温度よりも低いことが好ましい。これにより、第２導電膜の金属または合金が、第３導電膜に対して効率よく拡散され、更に、第３導電膜の表面に効率良く析出する。【００１４】
また他の実施形態によると、上記製造方法において、第３導電膜において金属または合金が拡散する拡散係数は、第１導電膜において金属または合金が拡散する拡散係数よりも大きいことが好ましい。これにより、第１導電膜よりも第３導電膜において、より効率よく金属または合金が拡散されるので、所望の構造の接点装置を効率よく製造できる。【００１５】
また他の実施形態によると、上記製造方法において、金属または合金は、ニッケル（Ｎｉ）を含む。これにより、入手が容易で廉価なＮｉを用いて、製造歩留りが向上され、長寿命で電気的特性に優れた接点装置を製造できる。【００１６】
また他の実施形態によると、上記製造方法において、第１導電膜は金（Ａｕ）を含み、第３導電膜は金（Ａｕ）または金パラジウム（Ａｕ−Ｐｄ）合金を含む。これにより、電気的特性に優れて接触抵抗が低く、化学的にも安定した長寿命な接点装置を製造できる。【００１７】
また他の実施形態によると、上記製造方法において、第３導電膜におけるパラジウムの含有率が２０原子％以下であることが好ましい。これにより、第３導電膜の電気抵抗を低く保つことができる。【００１８】
また他の実施形態によると、上記製造方法において、表面層は、表面層の表面から深さ３０ｎｍ以下の範囲に金属または合金の酸化物を含む。これにより、接点の接触抵抗が上昇することなく、接点の溶着を抑制できる。【００１９】
また、本発明の第２の形態として、上記の製造方法により製造された接点装置が提供される。これにより、良好な電気的特性と高歩留りおよび長寿命とを兼ね備えた接点装置が供給される。【００２０】
更に、本発明の第３の形態として、接点装置であって、金属または合金により形成された金属膜と、金属膜の上に形成された導電膜と、金属膜および導電膜を、酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、金属膜の金属を導電膜に拡散させて、導電膜の表面まで析出した金属または合金を酸化させた酸化物を含み、対向する接点に当接する表面層とを有する接点を備える接点装置が提供される。これにより、接点の表面に非常に薄い表面層を形成し、接触抵抗を上昇させることなく、溶着を防止できる。【００２１】
また、ひとつの実施形態によると、上記接点装置において、表面層は、表面層の表面から深さ３０ｎｍ以下の範囲に金属または合金の酸化物を含む。これにより、接点における接触抵抗を増加させることなく接点の融着を防止できる。【００２２】
また、他の実施形態によると、上記接点装置において、金属または合金は、ニッケル（Ｎｉ）を含む。これにより、廉価で入手が容易な材料により、上記接点装置を形成できる。【００２３】
また他の実施形態によると、上記接点装置において、金属膜に含まれる金属または合金は、加熱により当接面に到達するまで導電膜に拡散する。これにより、表面層が磨耗した場合に、表面層を修復できる。【００２４】
また他の実施形態によると、上記接点装置において、金属膜は、導電膜よりも金属または合金が拡散しにくい材料で形成された導電性支持層により支持される。これにより、金属層を形成する金属または合金を、効率よく拡散させることができる。【００２５】
また他の実施形態によると、上記接点装置において、導電性支持層は、金（Ａｕ）を含み、導電膜は金（Ａｕ）または金パラジウム（Ａｕ−Ｐｄ）合金を含む。これにより、化学的に安定で、接触抵抗の低い接点を形成できる。【００２６】
また他の実施形態によると、上記接点装置において、導電膜におけるパラジウムの含有率が２０原子％以下であることが好ましい。これにより、第３導電膜の電気抵抗を低く保つことができる。【００２７】
本発明の第４の形態として、支持層に固定された固定接点と、支持層に対して近接および離間するアクチュエータと、アクチュエータに支持され、アクチュエータの近接および離間に伴って、固定接点に対して当接および離間する可動接点とを備え、固定接点および可動接点が当接した場合に電気的に導通する接点装置であって、固定接点は、支持層の上に形成された第１導電膜と、第１導電膜の上に形成された金属または金属の合金を含む第２導電膜と、第２導電膜の上に形成された第３導電膜と、酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、第２導電膜の金属を拡散させて第３導電膜の表面に析出させて酸化させた第２導電膜の金属の酸化物を含み、可動接点に当接する表面層とを有する接点装置が提供される。これにより、融着が抑制され、製造歩留りが高く長寿命で、接触抵抗が低く電気的特性の優れた接点装置を使用できる。【００２８】
また他の実施形態によると、上記接点装置において、可動接点は、アクチュエータの上に形成された第１導電膜と、第１導電膜の上に形成された金属または金属の合金を含む第２導電膜と、第２導電膜の上に形成された第３導電膜と、酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、第２導電膜の金属または合金を拡散させて第３導電膜の表面に析出させて酸化させた第２導電膜の金属または合金の酸化物を含み、固定接点に当接する表面層とを有する。これにより、厚い接点を有し、多くの接点装置における接点と代替できる接点を備えた接点装置が形成される。【００２９】
また他の実施形態によると、上記接点装置において、アクチュエータは、電圧が印加されることにより伸縮する圧電材料層を含む。また、他の実施形態によると、上記接点装置において、アクチュエータは、電流が通電されることにより発熱するヒータ、および、ヒータにより加熱されて伸長する部材を有するバイモルフを含む。これにより、僅かな電力で動作し、低い接点抵抗と高歩留り且つ長寿命を兼ね備えた接点装置が供給される。【００３０】
本発明の第５の形態として、上記の接点装置を有し、半導体試験装置において試験信号を断続するスイッチが提供される。これにより、試験信号を劣化させることなく切り替えることができ、長寿命な半導体試験装置が供給される。【００３１】
本発明の第６の形態として、上記スイッチを備える半導体試験装置が提供される。これにより、種々の試験信号を切り替えて試験を実施できるので汎用性が高く、長寿命な半導体試験装置が供給される。【００３２】
また、本発明の第７の形態として、半導体試験装置のプローブであって、金属または合金により形成された金属膜と、金属膜の上に形成された導電膜と、金属膜および導電膜を、酸素を含む雰囲気中で加熱処理し、金属膜の金属を導電膜に拡散させて、導電膜の表面まで析出した金属または合金を酸化させた酸化物を含み、対向するパッドに当接する表面層とを先端に有するプローブが提供される。これにより、接触抵抗が低く、寿命の長いプローブを用いて半導体の試験を実施できる。また、プローブの表面層が磨耗した場合は、熱処理により表面層を修復できるので、プローブの寿命がさらに延長される。【００３３】
更に、本発明の第８の形態として、上記のプローブを備える半導体試験装置が提供される。これにより、プローブによる接触抵抗が低く、長期間にわたって精密な試験を実施できる半導体試験装置が供給される。【００３４】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【００３５】
上記接点装置およびその製造方法によれば、接点圧力の低い接点装置において、接触抵抗を上昇させることなく、接点の溶着を防止できる。即ち、この接点装置は、対向する接点に対して当接する接点の表面に、金属または合金の酸化物を含む表面層が形成される。この表面層は後述するように非常に薄いので、導体膜を硬化させることがなく、多くは非導電性である酸化物を含むにもかかわらず、接点の接触抵抗を上昇させることがない。また、互いに当接する接点の間に表面層が介在することにより、接点の溶着が抑制される。【００３６】
上記のような表面層は、表面層を支持する導体膜に金属または合金を拡散させ、更に、導体膜の表面まで拡散して析出した金属または合金を酸素含有雰囲気に触れさせることにより形成できる。【００３７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ひとつの実施形態に係る接点装置における接点１０の製造過程を示す断面図である。
【図２】ひとつの実施形態に係る接点装置における接点１０の構造を示す断面図である。
【図３】接点１０の表面から膜厚方向に測定した金属元素の分布を示すグラフである。
【図４】接点１０における接触抵抗および他の接点との溶着の発生率について、Ｐｄ濃度に対する依存性を示すグラフである。
【図５】図２の接点装置をバイモルフスイッチ１００に適用した例を示す平面図である。
【図６】図５のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図７】マイクロスイッチ２００の断面図である。
【図８】基板２０６の斜視図である。
【図９】マイクロスイッチ２００の製造における基板用意段階、可動部形成段階、およびリード形成段階を示す図である。
【図１０】マイクロスイッチ２００の製造における貫通孔形成段階を示す図である。
【図１１】マイクロスイッチ２００の製造における配線基板用意段階を示す図である。
【図１２】マイクロスイッチ２００の製造における固着段階を示す図である。
【図１３】マイクロスイッチ２００の製造における電気的接続段階を示す図である。
【図１４】マイクロスイッチ２００の製造における密封段階を示す図である。
【図１５】配線基板２１２の全体を示す図である。
【図１６】基板２０６の全体を示す図である。
【図１７】基板２１６の全体を示す図である。
【図１８】固着段階、密封段階、および電気的接続段階を示す図である。
【図１９】切断段階を示す図である。
【図２０】複数種類の接点装置を備えた半導体試験装置４００全体の構造を模式的に示す図である。
【図２１】半導体試験装置４０１に含まれる接点装置の一例である切り替えスイッチ２０１およびプローブピン３１０の機能を模式的に示す図である。
【図２２】半導体試験装置４０１に実装されるプローブピン３１０の形状と構造を示す図である。
【図２３】半導体試験装置４００に含まれる接点装置の他の一例である切り替えスイッチ２０１およびプローブピン３２０の機能を模式的に示す図である。
【図２４】半導体試験装置４０２に実装されるプローブピン３２０の形状と構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  接点、１１  基体、１２  第１導電膜、１３  第２導電膜、１４  第３導電膜、１５  酸化物、１６  拡散金属、１７  表面層、１００  バイモルフスイッチ、１０２  可動接点、１０４  固定接点、１０６  低膨張率部材、１０８  バイモルフ部、１１０  バイモルフ支持層、１１２  ヒータ電極、１１４  貫通孔、１１６  裏面金属層、１２６  基板、１２８  ヒータ、１３０  高膨張率部材、２００  マイクロスイッチ、２０１  切り替えスイッチ、２０２  可動部、２０４  リード、２０６  基板、２０８  貫通孔、２１０  貫通孔、２１２  配線基板、２１４  電極パッド、２１６  基板、２１８  固定接点、２２０  接地電極、２２２  バイモルフ、２２４  ヒータ、２２６  可動接点、２２８、２３２、２３４  ＳｉＯ２層、２３０  Ａｌ層、２３６  凹部、２３８  ボンディング機具、３００、３１０、３２０  プローブピン、３１２、３２２  先端部、３１４、３２４  本体部、３２６  接着材、３２８  プローブ基板、４００、４０１、４０２  半導体試験装置、４１０  ハンドラ、４２０  テストヘッド、４２２  ロジック信号発生器、４２４  ＲＦ信号発生器、４２６  プローブステージ、４２８  プッシャ、４３０  主装置、４４０  ケーブル、４５０  被試験半導体デバイス、４５２  パッド
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。【００４１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。【００４２】
図１は、ひとつの実施形態に係る接点装置の製造過程における接点１０の層構造を示す断面図である。同図に示すように、この接点１０は、基体１１の表面に形成された第１導電膜１２と、その上に順次積層された第２導電膜１３および第３導電膜１４を備える。【００４３】
この接点１０の製造過程を以下に説明する。まず、絶縁物または誘電物により形成された基体１１の表面に、金（Ａｕ）を用いたメッキ法により第１導電膜１２を形成する。【００４４】
次いで、第１導電膜１２の上に、Ｎｉを含む単体金属または合金としてのニッケルクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金により、膜厚が１００ｎｍ以上の第２導電膜１３を形成する。続いて、第２導電膜１３の上に、パラジウムの含有率が２０原子％以下の金パラジウム（Ａｕ−Ｐｄ）合金により、膜厚１μｍ以下の第３導電膜１４を形成する。第２導電膜１３および第３導電膜１４の成膜法はスパッタ法とした。こうして、図１に示した積層構造を有する接点１０が形成された。ただし、この接点１０はまだ製造過程の途中にあり、後述する熱処理を経て完成される。【００４５】
図２は、熱処理を経て完成された接点１０の層構造を示す断面図である。同図に示すように、熱処理をすることにより、第２導電膜１３に含まれる金属または合金は、拡散金属１６として第３導電膜１４内に拡散され、やがて第３導電膜１４の表面に到達して析出する。一方、熱処理は酸素含有雰囲気下で実施され、第３導電膜１４の表面に析出した拡散金属１６は酸素含有雰囲気に触れて酸化される。こうして、第３導電膜１４の表面および表面近傍においては、拡散または析出した金属または合金の酸化物１５が形成される。なお、本実施例では、図１に示した接点１０を、大気または酸素ガス中で２５０℃に加熱して熱処理とした。【００４６】
上記のように熱処理された接点１０においては、第３導電膜１４の表面に近い部分において拡散金属１６が酸化されて酸化物１５となる。このため、第３導電膜１４の表面および表面近傍には、拡散金属１６の酸化物１５を含む表面層１７が形成される。【００４７】
なお、このような熱処理において拡散金属１６が第３導電膜１４の表面まで到達するように、第３導電膜１４の膜厚は、拡散金属１６に対する拡散係数を考慮して決定することが好ましい。また、形成される表面層１７の厚さは、加熱温度および第３導電膜１４の膜厚などによらず略一定となるので、第３導電膜１４の緻密さや拡散エネルギに依存すると考え得る。ここで、接点１０における接触抵抗を、例えば０．５Ω以下とするには、表面層１７の厚さを３０ｎｍ以下とすることが好ましい。【００４８】
また、第２導電膜１３に含まれる金属または合金は、第１導電膜１２にも拡散する。そこで、第１導電膜１２における拡散係数を、第３導電膜１４における拡散係数よりも低くすることにより、第３導電膜１４に金属または合金を効率良く拡散させることができる。【００４９】
更に、第２導電膜１３に含まれる金属または合金が、有効な酸化物を形成し得る状態で第３導電膜１４の表面まで拡散するように、熱処理する場合の加熱温度は、第２導電膜１３の材料が第３導電膜１４と合金化する温度よりも低くすることが好ましい。また、第２導電膜１３に含まれる金属または合金が効率良く第３導電膜１４に拡散されるように、熱処理する場合の加熱温度が、第２導電膜１３の材料が第１導電膜１２と合金化する温度よりも低くすることが好ましい。【００５０】
上記のような条件を総合的に勘案した接点装置の材料の組み合わせとしては、既に実施例に挙げた、第１導電膜１２として金（Ａｕ）を、第２導電膜としてニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）を、第３導電膜１４として金−パラジウム合金（Ａｕ−Ｐｄ）を用いた組み合わせを例示できるが、これに限定されるわけではない。【００５１】
図３は、上記加熱処理後の接点１０において、その表面からの深さ方向について金属元素の濃度分布をオージェ分光測定装置により測定した結果を示すグラフである。同図において、縦軸は線形目盛で表した金属元素の濃度（ａｔ％）、横軸は線形目盛で表した、接点の表面から膜厚方向に測った深さ（ｎｍ）である。同図に示すように、第３導電膜１４の表面でもある表面層１７においては、深さ２０ｎｍ程度までの範囲に拡散金属１６としてのＮｉと酸素が豊富に存在し、Ｎｉの酸化物１５が形成されていることが判る。この酸化物１５が障壁となり、後述するように接点同士の溶着が抑制される。【００５２】
また、上記のように、Ｎｉの酸化物１５を含む表面層１７の厚さは２０ｎｍ程度と非常に薄いので、Ｎｉ酸化物が存在している領域においてもトンネル電流が流れる部分が含まれるものと推測される。更に、図３に示すように、接点１０の表面には第３導電膜１４に含まれるＡｕも存在している。これにより、接点１０の表面を覆う酸化物１５が非常に薄いことが判る。従って、この接点１０の表面に対して他の接点を当接させた場合、接点圧力が低くても接点同士の接触抵抗を低く保つことができる。【００５３】
図４は、上記のようにして作製された接点１０を備えた接点装置について、接点同士の接触抵抗と、接点の固着の発生率とを評価した結果をプロットしたグラフである。同図において、縦軸は、左側に線形目盛りで表した接触抵抗を、右側に固着の発生率示す。また、横軸には、第３導電膜１４中のＰｄ濃度（ａｔ％）を線形目盛りで示す。固着の発生率は、後述するように１枚のウェハに複数の接点を形成して各々接点装置に組み立てた場合に、溶着の発生した接点装置の個数の割合により評価し、「プロセス中のｓｔｉｃｋ発生率（％）」として記載した。更に、比較のために、表面層１７が形成されていない図１に示した層構造の接点１０を備えた接点装置についても同様に評価して、図４に併せてプロットした。なお、これも後述するように、この接点装置は加熱により動作するアクチュエータを備えているので、プロセス中の温度上昇によっても実質的に動作する。従って、「プロセス中のｓｔｉｃｋ発生率（％）」は、実使用における溶着の発生と深い相関がある。【００５４】
同図に示す通り、上記の実施形態のＮｉ酸化物を含む表面層を有する接点では、接点同士のくっつき易さはＰｄ濃度によらず低い値（くっつき難い）で一定となっている。【００５５】
一方、接点同士の接触抵抗はＰｄ濃度２０原子％程までは、Ｐｄ濃度によらず低い値で一定となっており、これを超えると、多少大きくなる傾向にある。なお、この実施の形態のＮｉ酸化物を含む表面層１７を有する接点では、接点同士の接触抵抗は、Ｎｉ酸化物を含む表面層の厚さにより多少変動する。【００５６】
これに対して、Ｎｉ酸化物を含む表面層のない接点では、接点の最上層のＡｕＰｄ合金中のＰｄ濃度に依存して接触抵抗、および、くっつき易さが変化し、これらの間にトレードオフの関係があることが分かる。【００５７】
図５、図６は、上記接点装置を適用した、ＭＥＭＳスイッチの一種であるバイモルフスイッチ１００の構成を示す図である。図５は平面図であり、図６は図５のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。【００５８】
このバイモルフスイッチ１００は、カンチレバーを有する片持ち梁スイッチであり、シリコンよりなる基板１２６、バイモルフ部１０８、バイモルフ支持層１１０、可動接点１０２、および固定接点１０４を備える。また、この実施形態では、固定接点１０４に図２に示した構造を有する接点装置の構成を適用している。【００５９】
バイモルフ部１０８は、バイモルフスイッチ１００におけるカンチレバーに対応する。そのバイモルフ部１０８は、熱膨張率の低い材料である酸化シリコンにより形成された低膨張率部材１０６と、熱膨張率の高い材料である金属ガラスにより形成された高膨張率部材１３０と、低膨張率部材１０６内に設けられたＣｒ−Ｐｔ−Ｃｒのヒータ１２８と、ヒータ１２８と接続されたヒータ電極１１２とを備えている。また、バイモルフ部１０８は、基板１２６に設けられた貫通孔１１４と対向するように配置された可動接点１０２を保持している。【００６０】
バイモルフ支持層１１０は、基板１２６表面に形成された酸化シリコンよりなり、バイモルフ部１０８の一端側でバイモルフ部１０８を支持している。【００６１】
固定接点１０４は、固定接点１０４の一端側が基板１２６表面に固定され、その他端が、バイモルフ部１０８の可動接点１０２の横の方から貫通孔１１４に接点部分をのぞかせるように設けられている。なお、基板１２６の裏面には裏面金属層１１６が設けられている。【００６２】
バイモルフ部１０８は、ヒータ１２８の加熱により低膨張率部材１０６と高膨張率部材１３０の熱膨張率差を利用して可動接点１０２を上下に駆動して、貫通孔１１４上で可動接点１０２と固定接点１０４とを電気的に接続する。【００６３】
上記バイモルフスイッチ１００は、次のようにして作製することができる。以下に、その製造方法の一例を簡単に説明する。【００６４】
バイモルフスイッチ１００の製造方法は、固定接点形成工程と、犠牲層形成工程と、バイモルフ部形成工程と、除去工程と、可動接点形成工程とで形成される。【００６５】
まず、固定接点形成工程において、半導体装置の製造方法における薄膜の形成方法とパターニング方法を用いて、基板１２６上に下層から順にＡｕ膜と、Ｎｉ膜またはＮｉ合金膜と、ＡｕＰｄ膜による積層構造を形成する。後に、その積層構造を酸素雰囲気中で加熱処理し、Ｎｉ膜またはＮｉ合金膜中のＮｉを拡散させてＡｕＰｄ膜表面に析出させ、酸素との反応によりＡｕＰｄ膜上にＮｉ酸化物を形成する。これにより、下層から順にＡｕ膜と、Ｎｉ膜またはＮｉ合金膜と、ＡｕＰｄ膜およびＮｉ酸化物による積層構造を有する固定接点１０４となる。【００６６】
次いで、犠牲層形成工程において、固定接点１０４を覆う酸化シリコン膜を有する犠牲層を形成する。この犠牲層は、後にバイモルフ支持層１１０となる。【００６７】
次に、バイモルフ部形成工程において、半導体装置の製造方法における薄膜の形成方法とパターニング方法を用いて、犠牲層の上にバイモルフ部１０８を形成する。【００６８】
次いで、除去工程において、固定接点１０４の端部に当たる部分の基板１２６を裏面からエッチングし、基板１２６の表面に達する貫通孔１１４を形成する。続いて、固定接点１０４を覆う一部の犠牲層を除去する。【００６９】
次に、可動接点形成工程において、基板１２６の裏面側から、デポジションなどにより、下層から順にＡｕ膜（第１導電膜）と、Ｎｉ膜またはＮｉ合金膜（第２導電膜）と、ＡｕＰｄ膜（第３導電膜）とにより積層構造を形成するとともに、裏面金属層１１６が基板１２６の裏面に形成される。【００７０】
次いで、可動接点１０２および固定接点１０４を形成する目的で、酸素を含む雰囲気中で加熱処理を行い、可動接点１０２および固定接点１０４の形成領域において、ＡｕＰｄ膜を通してＮｉを拡散させてＡｕＰｄ膜の表面にＮｉを析出させ、酸素との反応によりＡｕＰｄ膜の表面にＮｉの酸化物（表面層）を形成する。これにより、高膨張率部材１３０の基板１２６の貫通孔１１４との対向面に可動接点１０２が形成されるとともに、可動接点１０２と対向する箇所に、前に説明したように固定接点１０４が形成される。【００７１】
以上のような、実施の形態に係る接点装置を備えたバイモルフスイッチ１００では、図２に示す接点装置を備えているので、接点圧力の低い接点において、接点同士の溶着を抑制しつつ、接点同士の接触抵抗を低く維持することができる。【００７２】
例えば、この実施形態の接点装置においては、第２導電膜１３の金属材料としてＮｉまたはＮｉ合金を用いているが、これらに限られない。接点圧力の低い接点において、第３導電膜１４中を拡散することができ、その酸化物が接点同士の溶着を抑制することができる金属であればよい。【００７３】
また、第１導電膜１２をメッキ法により、第２導電膜１３をスパッタ法により、第３導電膜１４をスパッタ法によりそれぞれ形成しているが、これに限らず、他の適切な成膜方法を採用することができる。【００７４】
また、接点の種類によっては、第１導電膜１２に相当する金属の機械的強度が十分であれば、基体１１を省略することもできる。【００７５】
また、第２導電膜１３を構成する元素が第１導電膜１２の方へ拡散するのを防ぐ目的で、第２導電膜１３と第１導電膜１２の間に、第２導電膜１３を構成する元素の拡散を阻止するためのバリア膜、例えばＰｔ膜、Ｍｏ膜、Ｗ膜などを介在させてもよい。【００７６】
上記接点はバイモルフスイッチ１００の接点に適用しているが、これに限定されるわけではなく、他のマイクロスイッチなどの接点にも適用できる。図７は、他の実施形態に係る接点装置としてのマイクロスイッチ２００の構造を示す断面図である。また、図８は、図７に示すマイクロスイッチ２００を斜め上方から見た様子を示す斜視図である。【００７７】
マイクロスイッチ２００は、可動部２０２を懸架する基板２０６と、基板２０６と略平行に、可動部２０２に離間して設けられた配線基板２１２とを有する。基板２０６は、貫通孔２０８および２１０が形成される。可動部２０２は、一端を基板２０６に固着され、他端を貫通孔２０８上に自由に保持され、接点装置における一方の接点となる可動接点２２６を有する。配線基板２１２は、導電性部材のリード２０４を介して可動接点２２６に接続される電極パッド２１４と、接点装置の他方の接点となる固定接点２１８と、固定接点２１８の周囲に配置された接地電極２２０とを有する。また、基板２０６の上面において貫通孔２０８および２１０を塞ぐようにキャップ基板２１６が装着される。後述するように、このマイクロスイッチ２００は、電気的に外部と接続されて動作する。【００７８】
可動部２０２は、アクチュエータの一例であるバイモルフ２２２と、バイモルフ２２２を加熱するヒータ２２４とを有して、可動接点２２６は、バイモルフ２２２の先端に配置される。バイモルフ２２２は、熱膨張率が異なる複数の材料が積層されて形成され、具体的にはＳｉＯ２層２２８、Ａｌ層２３０、ＳｉＯ２層２３２、およびＳｉＯ２層２３４を含む。また、ヒータ２２４は、ＳｉＯ２層２３２とＳｉＯ２層２３４との間に、Ｃｒ層、Ｐｔ層、Ｃｒ層がこの順に積層されて形成される。なお、可動部２０２は、バイモルフ２２２に換えて圧電材料により形成することも、静電力により駆動する静電電極により形成することもできる。【００７９】
可動接点２２６とは反対の端部において、可動部２０２にはリード２０４の一端が接続される。リード２０４の他端は配線基板２１２の電極パッド２１４に貫通孔２１０の中心軸の近傍において電気的に接続される。リード２０４および電極パッド２１４は、リード２０４の延伸方向における貫通孔２１０の中心軸の近傍において電気的に接続されてもよい。また、リード２０４および電極パッド２１４は、例えばＡｕ等の同一の導電性部材により形成されることが好ましい。リード２０４および電極パッド２１４が同一の導電性部材により形成されることにより、機械的かつ電気的に安定して接続される。【００８０】
上記のようなマイクロスイッチ２００は、半導体プロセスにより製造できる。以下、図９から図１４までを参照して、マイクロスイッチ２００の製造工程をその段階毎に説明する。【００８１】
図９は、基板用意段階、可動部形成段階、およびリード形成段階を示す。まず、同図に示すように、基板用意段階において、Ｓｉ基板である基板２０６を用意する。次に、基板２０６の下面の一部をエッチングにより除去し、凹部２３６を形成する。次いで、可動部形成段階において、スパッタ法又は蒸着法によりバイモルフ２２２の材料を凹部２３６の底面に順次積層させて、可動部２０２を形成する。更に、リード形成段階において、スパッタ法又は蒸着法により可動部２０２の表面および凹部２３６の底面に導電性材料を積層させ、基板２０６の下面にリード２０４を形成する。【００８２】
図１０は、貫通孔形成段階を示す。同図に示すように、まず、貫通孔形成段階において、可動部２０２の一端が基板２０６に固着され、他端が自由に保持されるように、基板２０６に貫通孔２０８を形成する。次に、リード２０４の一端が基板２０６に固着され、他端が自由に保持されるように、基板２０６に貫通孔２１０を形成する。具体的には、基板２０６の上面にレジスト層を形成して、当該レジスト層をエッチングマスクとして、基板２０６の上面から基板２０６の一部をドライエッチングにより除去する。このとき、可動部２０２がＳｉ基板である基板２０６と接触する部分に有するＳｉＯ２層２２８がエッチングストッパとなり、貫通孔２０８は、ＳｉＯ２層２２８が露出するまでＳｉ基板である基板２０６を除去することにより形成される。また、貫通孔２０８および２１０は、ウェットエッチングにより形成されてもよく、異方性のエッチングにより形成されることが好ましい。【００８３】
次いで、可動部２０２が設けられた面の裏面に相当する上面から基板２０６をエッチングして貫通孔２０８および２１０を形成する。これにより、エッチング量を精度よく調整することができ、貫通孔２０８および２１０を形成する領域全体において基板２０６を均一な厚さで除去できる。また、貫通孔２０８および２１０を高い寸法精度で形成できるので、可動部２０２の貫通孔２０８への延伸部分の長さ、リード２０４の貫通孔２１０への延伸部分の長さ、および気密部分（即ち、基板２０６、配線基板２１２、および基板２１６で囲まれる空間）の大きさを精度よく形成できる。こうして、マイクロスイッチ２００のデバイス毎のばらつきを低減して、所期の電力で可動部２０２に所望の変位が生じるマイクロスイッチ２００を再現性よく製造できる。【００８４】
図１１は、配線基板用意段階を示す。同図に示すように、配線基板２１２は、接地電極２２０、固定接点２１８および電極パッド２１４を備える。また、これら配線基板２１２は、接地電極２２０、固定接点２１８および電極パッド２１４は、ビアホールを介して配線基板２１２の下面に接続される。更に、接点装置における一方の接点である固定接点２１８には、図１および図２を参照して既に説明した過程経て、表面層１７を有する層構造が形成される。【００８５】
図１２は、固着段階を示す。同図に示すように、基板２０６の下面と配線基板２１２とが対向するように、基板２０６および配線基板２１２が固着される。配線基板２１２がガラス基板である場合は、陽極接合により基板２０６および配線基板２１２を接合できる。また、基板２０６および配線基板２１２の接合面にそれぞれ金属膜を形成し、金属結合により基板２０６および配線基板２１２を接合することもできる。【００８６】
図１３は、電気的接続段階を示す。同図に示すように、この段階では、基板２０６側に装着されたリード２０４が、配線基板２１２上の電極パッド２１４に結合される。リード２０４は、貫通孔２１０の方向に延伸した部分が曲げられることにより、電極パッド２１４に電気的に接続される。ここで、貫通孔２１０を通じて、基板２０６の上面から下面の方向へボンディング機具２３８の先端を挿入して、リード２０４を湾曲させ、更に電極パッド２１４に押圧することができる。このとき、貫通孔２１０と略同一幅のボンディング機具２３８を貫通孔２１０に挿入して、リード２０４を電極パッド２１４に押圧してもよい。また、基板２０６の面内方向において貫通孔２１０と略同一断面形状のボンディング機具２３８を貫通孔２１０に挿入して、リード２０４を電極パッド２１４に押圧してもよい。ボンディング機具２３８は、例えば超音波ウェッジであり、リード２０４に超音波振動を供給しながら電極パッド２１４に押圧して圧着できる。このように、リード２０４と電極パッド２１４とを直接押圧して圧着することにより、リード２０４と電極パッド２１４とを確実に電気的に接続することができる。【００８７】
図１４は、密封段階を示す。同図に示すように、まず、基板２０６の上面において貫通孔２０８および２１０を塞ぐように、基板２０６と基板２１６とを固着し、基板２０６、配線基板２１２、および基板２１６により、可動部２０２およびリード２０４を密封する。基板２１６がガラス基板である場合は、陽極接合により基板２０６と基板２１６とを接合できる。また、基板２０６および基板２１６の接合面にそれぞれ金属膜を形成し、金属結合により基板２０６および基板２１６を接合することもできる。こうして、図７および図８に示した構造を有するマイクロスイッチ２００が製造される。【００８８】
図１５から図１９までは、上記マイクロスイッチ２００を工業的に製造する工程を段階毎に示す図である。【００８９】
図１５は、配線基板２１２となるＳｉ基板全体を示す。同図に示すように、一枚のＳｉ基板上に、各々が配線基板２１２となる複数の領域２４０が一括して形成される。これらの領域２４０の各々には、図１１に示したように電極パッド２１４、固定接点２１８および接地電極２２０がそれぞれ形成される。また、固定接点２１８に対する熱処理も、Ｓｉ基板全体に一括して実施される。【００９０】
図１６は、基板２０６となるＳｉ基板全体を示す。同図に示すように、基板２０６についても、図９および図１０を参照した可動部形成段階が、複数の領域２４２について一括して実施される。これにより、領域２４２の各々には、図７および図８に示した可動部２０２およびリード２０４が、それぞれに形成される。また、貫通孔形成段階についても同様に、基板２０６に形成された複数の可動部２０２のそれぞれに対して、貫通孔２０８がそれぞれ形成され、複数のリード２０４毎に複数の貫通孔２１０がそれぞれ形成される。【００９１】
図１７は、基板２１６となるＳｉ基板全体を示す。同図に示すように、それぞれがマイクロスイッチ２００の一部である基板２１６となる複数の領域２４４が、一枚のＳｉ基板上に一括して形成される。【００９２】
図１８は、図１５から図１７に示したＳｉ基板に対する固着段階、密封段階および電気的接続段階を示す。同図に示すように、固着段階においては、まず、電極パッド２１４が形成された配線基板２１２と、可動部２０２およびリード２０４が形成された基板２０６とが固着される。次に、電気的接続段階において、複数の貫通孔２１０にボンディング機具２３８が挿入され、リード２０４が複数の電極パッド２１４にそれぞれ電気的に接続される。このとき、複数の貫通孔２１０のそれぞれに先端が挿入される形状のボンディング機具２３８を用いて、複数のリード２０４および複数の電極パッド２１４を同時に電気的に接続することが好ましい。続いて、密封段階において、基板２０６と基板２１６と固着し、複数の可動部２０２およびリード２０４をそれぞれ密封する。【００９３】
図１９は、切断段階を示す。同図に示すように、上記密封段階の後、切断段階において、可動部２０２およびリード２０４をそれぞれが密封された状態で、基板２０６、配線基板２１２、および基板２１６をダイシングにより切断し、マイクロスイッチ２００の各々をチップ化する。なお、切断段階では、ダイシングによる熱の上昇を防ぐ目的で、Ｓｉ基板の表面に水を流しながら切断する。しかしながら、このマイクロスイッチ２００は密封段階の後に切断するので、可動部２０２およびリード２０４を水圧から保護できる。【００９４】
図２０は、多くの種類の接点装置を有する半導体試験装置４００の全体構造を模式的に示す図である。同図に示すように、半導体試験装置４００は、被試験半導体デバイス４５０を物理的に操作するハンドラ４１０と、ハンドラ４１０によって順次供給される被試験半導体デバイス４５０に対して試験を実行するテストヘッド４２０と、被試験半導体デバイス４５０に対して実行する試験を制御すると共に試験結果を評価する処理を実行する主装置４３０とを含んでいる。【００９５】
ここで、主装置４３０は、ケーブル４４０を介してテストヘッド４２０に接続され、その動作を制御している。また、テストヘッド４２０は、ハンドラ４１０から供給される被試験半導体デバイス４５０の各々に対してその都度電気的に結合され、主装置４３０による試験を被試験半導体デバイス４５０上で実行させる。実行された試験の結果により評価を受けた被試験半導体デバイス４５０は、再びハンドラ４１０により搬送され、評価結果に応じて分類されて格納される。【００９６】
このような半導体試験装置４００においては、試験対象となるひとつの半導体装置に対して、その機能を検査するファンクション試験、動作電圧、ロジックレベル等を検査するＤＣパラメトリック試験、および、動作のタイミング等を検査するＡＣパラメトリック試験等の種々の試験が実行される。このため、テストヘッド４２０は異なる信号源を有すると共に切り替えスイッチ２０１を備え、被試験半導体デバイスを異なる信号源に結合できる。【００９７】
図２１は、接点装置としての切り替えスイッチ２０１およびプローブピン３１０を備えた半導体試験装置４０１の構造を模式的に示すブロック図である。同図に示すように、この半導体試験装置４０１のテストヘッド４２０は、ロジック信号発生器４２２およびＲＦ信号発生器４２４を含む複数の試験機能を有し、切り替えスイッチ２０１により、所望の信号を被試験半導体デバイス４５０に接続することができる。【００９８】
この半導体試験装置４０１において、被試験半導体デバイス４５０に対する信号経路の接続は、プローブピン３１０を介して形成される。即ち、ハンドラ４１０によりプローブステージ４２６の上に置かれた被試験半導体デバイス４５０のパッド４５２に、プローブピン３１０の先端部３１２を当接させることにより、テストヘッド４２０および被試験半導体デバイス４５０は電気的に接続される。更に、切り替えスイッチ２０１を動作させることにより、プローブピン３１０は、ロジック信号発生器４２２またはＲＦ信号発生器４２４を選択的に被試験半導体デバイス４５０に伝達して、所望の試験動作を実行できる。【００９９】
なお、プローブピン３１０はパッド４５２に対して当接しているにすぎないので、プローブピン３１０を上昇させることにより被試験半導体デバイス４５０に対する電気的接続を絶ち、次の被試験半導体デバイス４５０と容易に交換できる。また、図２１では各要素をひとつずつ描いているが、実際の半導体試験装置４０１は、被試験半導体デバイス４５０に形成された多数のパッド４５２に対応した多数のプローブピン３１０および切り替えスイッチ２０１が多数実装される。従って、ひとつひとつの切り替えスイッチ２０１およびプローブピン３１０は小型であることが望ましく、また、切り替えスイッチ２０１は、動作電力も小さいことが好ましい。このような観点から、図７に示したような微小な構造を有するマイクロスイッチ２００は、切り替えスイッチ２０１として好適に使用できる。【０１００】
また、プローブピン３１０もまた、試験信号を劣化させることなく被試験半導体デバイス４５０に伝達することが求められる。また、プローブピン３１０も、被試験半導体デバイス４５０を交換する毎に、パッド４５２に対する当接および離間を繰り返す。従って、個々のプローブピン３１０についても、接触抵抗が低く、固着に対する耐久性が高いことが求められる。このような観点からも、図２に示した接点構造を有する切り替えスイッチ２０１が好ましく使用できる。【０１０１】
図２２は、そのようなプローブピン３１０の形状と構造を模式的に示す図である。同図に示すように、プローブピン３１０は、試験の対象となる半導体装置のパッド４５２に当接して、テストヘッド４２０および半導体装置の間の電気的接続を形成する先細りの先端部３１２と、先端部３１２を後方から支持すると同時に、テストヘッド４２０の内部回路との電気的接続を媒介する円筒状の本体部３１４とを備える。【０１０２】
また、プローブピン３１０において、その先端部３１２は、被試験半導体デバイス４５０のパッド４５２に対して当接して、試験中の一時的な電気的接続を形成する。この場合、半導体装置を傷めるような大きな圧力をかけることはできない。一方、試験中は、試験の対象となる半導体装置が何らかの回路に実装されて動作する場合と同様の信号あるいは電力を印加されるので、有効な試験を実施するためには、プローブピン３１０およびパッド４５２の間においても、はんだ付けあるいはボンディング等に匹敵する良好な電気的特性が求められる。そこで、半導体装置のパッド４５２に当接するプローブピン３１０の先端部３１２に、第２導電膜１３および第３導電膜１４を含む図２に示した層構造を形成することが好ましい。また、熱処理により、プローブピン３１０の先端部３１２の先端面には、第２導電膜１３の金属または合金の酸化物を含む表面層１７が形成される。これにより、プローブピン３１０およびパッド４５２の良好な電気的接続と、プローブピン３１０のパッド４５２に対する溶着防止とを同時に実現される。【０１０３】
図２３は、接点装置としての切り替えスイッチ２０１およびプローブピン３２０を備えた半導体試験装置４０２の構造を模式的に示すブロック図である。同図に示すように、この半導体試験装置４０２のテストヘッド４２０も、ロジック信号発生器４２２およびＲＦ信号発生器４２４を含む複数の試験機能を有し、切り替えスイッチ２０１により、所望の信号を被試験半導体デバイス４５０に接続することができる。【０１０４】
この半導体試験装置４０１において、被試験半導体デバイス４５０に対する信号経路の接続は、プローブピン３２０を介して形成される。即ち、プローブピン３２０は、プローブ基板３２８の上面に複数装着されている。このプローブピン３２０に対して、上方からプッシャ４２８に保持された被試験半導体デバイス４５０のパッド４５２が当接され、テストヘッド４２０および被試験半導体デバイス４５０の間の電気的接続が形成される。更に、切り替えスイッチ２０１を動作させることにより、プローブピン３２０は、ロジック信号発生器４２２またはＲＦ信号発生器４２４を選択的に被試験半導体デバイス４５０に伝達して、所望の試験動作を実行できる。【０１０５】
なお、この半導体試験装置４０２においても、プローブピン３２０および切り替えスイッチ２０１は、被試験半導体デバイス４５０に形成された多数のパッド４５２に対応して多数実装される。このような、多数のプローブピン３２０を備えたプローブ基板３２８は、プローブカード等と呼ばれ、半導体試験装置４０２のパフォーマンスボード（不図示）に固定して使用される。【０１０６】
プローブピン３２０の先端部３２２は、プローブピン３２０自体の弾性によりパッド４５２に対して押圧されている。従って、プッシャ４２８を介して被試験半導体デバイス４５０を上昇させることにより被試験半導体デバイス４５０に対する電気的接続を絶ち、次の被試験半導体デバイス４５０と容易に交換できる。【０１０７】
プローブピン３２０も、被試験半導体デバイス４５０を交換する毎に、パッド４５２に対する当接および離間を繰り返す。また、プローブピン３２０もまた、試験信号を劣化させることなく被試験半導体デバイス４５０に伝達することが求められる。従って、個々のプローブピン３２０についても、接触抵抗が低く、固着に対する耐久性が高いことが求められる。【０１０８】
図２４は、そのようなプローブピン３２０の形状と構造を模式的に示す図である。同図に示すように、プローブピン３２０は、接着材３２６により一端をプローブ基板３２６に接着される。また、薄く長い本体部３２４を介した他端は、プローブピン３２０の先端部３２２として、被試験半導体デバイス４５０のパッド４５２に当接する平坦な先端部３２２を形成する。【０１０９】
更に、プローブピン３２０において、その先端部３２２は、第２導電膜１３および第３導電膜を含む図２に示した層構造が形成される。熱処理により、プローブピン３２０の先端部３２２の先端面には、第２導電膜１３の金属または合金の酸化物を含む表面層１７が形成される。これにより、プローブピン３２０およびパッド４５２の良好な電気的接続と、プローブピン３２０のパッド４５２に対する溶着防止とが同時に実現される。【０１１０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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