(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接触体に接触させる頭部と当該頭部に同軸的に設けられかつ該頭部よりも拡径されたフランジ部とを有する導電性針状体を軸線方向に出没自在に支持すると共に、前記頭部を突出させる方向に前記フランジ部を弾発付勢する圧縮コイルばねを受容する導電性接触子のホルダであって、
前記ホルダが、前記頭部を同軸的に往復動自在に支持する小径孔部を形成された第１のシリコン層と、前記フランジ部及び前記圧縮コイルばねを受容する大径孔部を形成された第２のシリコン層と、前記両シリコン層間に設けられかつ前記小径孔部と同軸かつ同一径の連通孔を形成されたシリコン酸化膜とを有し、
前記突出方向に対して前記フランジ部が前記シリコン酸化膜に衝当することにより前記頭部の突出量が規制されることを特徴とする導電性接触子のホルダ。
【請求項２】
被接触体に接触させる頭部と当該頭部に同軸的に設けられかつ該頭部よりも拡径されたフランジ部とを有する導電性針状体を軸線方向に出没自在に支持すると共に、前記頭部を突出させる方向に前記フランジ部を弾発付勢する圧縮コイルばねを受容する導電性接触子のホルダの製造方法であって、
第１のシリコン層と、第２のシリコン層と、前記両シリコン層の間に設けられるシリコン酸化膜との積層構造で形成されるシリコンウェハを用いて、
前記第１のシリコン層に前記頭部を同軸的に往復動自在に支持する小径孔部を形成すると共に前記第２のシリコン層に前記フランジ部及び前記圧縮コイルばねを受容する大径孔部を形成する過程と、
前記シリコン酸化膜層に前記小径孔部と同軸かつ同一径の連通孔を形成する過程とを有することを特徴とする導電性接触子のホルダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性針状体を圧縮コイルばねにより弾発付勢して、プリント配線板や半導体素子の検査やウェハテストを行うのに適する導電性接触子のホルダ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の検査ポイントを有する基板や多ピンの半導体素子に対して多点同時測定や検査を行うべく、板状の支持体に複数の孔をホルダとして設け、各孔内に導電性針状体と圧縮コイルばねとを受容した導電性接触子構造が同一出願人により提案されている（例えば特願平５−３０３４８０号参照）。それによれば、各導電性針状体毎に多数のパイプ状ホルダを制作する必要がないと共に、別部品のホルダを設ける必要がないことから各導電性針状体間のピッチを極力狭めることができ、検査対象側の小ピッチ化に好適に対応し得るという効果を奏する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の導電性接触子構造におけるホルダにおいて絶縁性から合成樹脂材を用いて、その合成樹脂材に対してドリルなどの機械加工による孔明け加工を行った場合に、その孔を大小径の孔にすると共にその小径孔により導電性針状体の突出量を規制することができるが、上記したような機械加工では、各孔の深さのばらつきが小さくすることは極めて困難である。そのため、ウェハテストに用いられるような極めて多数の接触子を配設したものにあっては、各針状体間に突出量の違いが生じ易く、接触状態が不安定になるものが生じる虞があるという問題がある。
【０００４】
また、近年、高温雰囲気下で使用可能な半導体素子に対する要望が生じ、大面積（例えば直径２００mm）のウェハテストにおいて高温雰囲気での実施が要求されるようになってきた。したがって、ウェハテストに使用される多点同時測定可能な導電性接触子ユニットにあっても、ウェハと同等の耐熱性及び熱膨張性が要求される。しかしながら、ウェハの材料となるシリコンと同程度の耐熱性及び小さな熱膨張率を有する材料の場合には、加工性が極めて悪く、生産性が低いという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、導電性針状体の突出量を高精度化し得ると共にウェハに対する高温雰囲気下における多点同時測定時の位置精度を向上することを実現するために、本発明に於いては、被接触体に接触させる頭部と当該頭部に同軸的に設けられかつ該頭部よりも拡径されたフランジ部とを有する導電性針状体を軸線方向に出没自在に支持すると共に、前記頭部を突出させる方向に前記フランジ部を弾発付勢する圧縮コイルばねを受容する導電性接触子のホルダであって、前記ホルダが、前記頭部を同軸的に往復動自在に支持する小径孔部を形成された第１のシリコン層と、前記フランジ部及び前記圧縮コイルばねを受容する大径孔部を形成された第２のシリコン層と、前記両シリコン層間に設けられかつ前記小径孔部と同軸かつ同一径の連通孔を形成されたシリコン酸化膜とを有し、前記突出方向に対して前記フランジ部が前記シリコン酸化膜に衝当することにより前記頭部の突出量が規制されるものとした。あるいは、被接触体に接触させる頭部と当該頭部に同軸的に設けられかつ該頭部よりも拡径されたフランジ部とを有する導電性針状体を軸線方向に出没自在に支持すると共に、前記頭部を突出させる方向に前記フランジ部を弾発付勢する圧縮コイルばねを受容する導電性接触子のホルダの製造方法であって、第１のシリコン層と、第２のシリコン層と、前記両シリコン層の間に設けられるシリコン酸化膜との積層構造で形成されるシリコンウェハを用いて、前記第１のシリコン層に前記頭部を同軸的に往復動自在に支持する小径孔部を形成すると共に前記第２のシリコン層に前記フランジ部及び前記圧縮コイルばねを受容する大径孔部を形成する過程と、前記シリコン酸化膜層に前記小径孔部と同軸かつ同一径の連通孔を形成する過程とを有するものとした。
【０００６】
このようにして、シリコン酸化膜を極めて高精度（μ単位）に形成することができ、そのシリコン酸化膜を導電性針状体の突出量を規制するストッパとすることにより、導電性針状体の突出量を高精度に規制することができる。また、シリコンウェハの検査にあっては、ホルダが被測定体と同一の材質であることから、高温雰囲気下でのテストにおいても熱膨張率が同一であることから、多点同時測定における各針状体間の位置がずれることがない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明が適用された導電性接触子１の模式的縦断面図である。なお、通常は複数の被接触箇所を設けられている検査対象に対して多点同時検査を行うために、図に示されるような導電性接触子１を並列に複数配設して用いる。
【０００９】
本導電性接触子１にあっては、図における下側にバーンインボードなどからなる基板２が設けられており、基板２の上面側には、その上面と同一面を形成する配線パターン２ａが一体的に設けられている。上記基板２の図における上面には、本発明が適用されたホルダとしてのプレート３が載置状態に一体化されている。なお、プレート３と基板２とは図示されないねじなどの結合手段により互いに結合されて使用されるものであって良い。
【００１０】
本プレート３は、第１のシリコン層４と、シリコン酸化膜５と、第２のシリコン層６とを積層したように形成されている。第１のシリコン層４及びシリコン酸化膜５には両者を厚さ方向に貫通する小径孔部７が形成され、第２のシリコン層６には、小径孔部７と同軸的にかつ厚さ方向に貫通して上記配線パターン２ａに臨むようにされた大径孔部８が形成されている。
【００１１】
上記小径孔部７により、導電性針状体９の頭部９ａが同軸的にかつ軸線方向に往復動自在に支持されており、大径孔部８により、導電性針状体９の上記頭部９ａよりも拡径されたフランジ部９ｂが同軸的に受容されている。また、大径孔部８内には、その内径よりも若干小径の圧縮コイルばね１０が、フランジ部９ｂと配線パターン２ａとの間にて所定量圧縮された状態で概ね同軸的に受容されており、導電性針状体９が、その頭部９ａを外方に突出させる方向に付勢されている。なお、導電性針状体９には、上記フランジ部９ｂから同軸的に圧縮コイルばね１０内に延出するようにされたボス部９ｃとボス部９ｃよりも小径の軸部９ｄとが形成されている。
【００１２】
このようにして組み付けられた導電性接触子１を接触させて半導体素子などの検査を行うことができるが、そのような被接触体としての被検査体１１を検査する際には、導電性針状体９の頭部９ａを被検査体１１の端子１１ａに接触させて、基板２（配線パターン２ａ）との間で電気信号の授受を行う。
【００１３】
本発明による導電性接触子１にあっては、図１に示されるように、圧縮コイルばね１０が圧縮変形により湾曲するため、圧縮コイルばね１０の内周部の一部が軸部９ｄに接触する。また、圧縮コイルばね１０にあっては、図１の待機状態（組み付け状態）で軸部９ｄと接触する部分から配線パターン２ａに当接するコイル端に至るまでを密着巻きされている。
【００１４】
したがって、電気信号は、導電性針状体９の軸部９ｄから圧縮コイルばね１０の密着巻き部１０ａを軸線方向に流れ、配線パターン２ａに達する。また、圧縮コイルばね１０の密着巻き部１０ａでは、電流はコイル状に流れずに、軸線方向に流れ得ることから、高周波の場合に特に低インダクタンス化及び低抵抗化を向上し得る。
【００１５】
なお、図に示されるように平坦面形状の端子１１ａの場合には、導電性針状体９の頭部９ａの突出端を先鋭に形成して、皮膜などを突き破って確実に接触させるようにすると良いが、被検査体の端子が半田ボールのような場合には、導電性針状体９の頭部９ａの突出端形状を平坦に形成すると良い。
【００１６】
次に、本発明に基づくプレート３の形成方法の一例について図２を参照して以下に示す。本プレート３は、図２（ａ）に示されるように第１のシリコン層４とシリコン酸化膜５と第２のシリコン層６とを積層状態にして形成される。第１のシリコン層４と第２のシリコン層６とは、所望の板厚に高精度に仕上げられており、両者間に設けられるシリコン酸化膜５は、例えば１μｍ程度の膜厚であっても良く、かつ高精度に形成されている。特に、第１のシリコン層４とシリコン酸化膜５とは、導電性接触子の突出量を高精度に均一化するために、μｍ単位の精度で形成されている。
【００１７】
まず、図２（ｂ）に示されるように、第１のシリコン層４と第２のシリコン層６との各表面（図における上下面）に、小径孔部７用開口を有するパターンマスクＭ１と大径孔部８用開口を有するパターンマスクＭ２とをそれぞれ貼り付け、図の矢印ａ・ｂに示されるように上下方向からそれぞれプラズマエッチングにより小径孔部７及び大径孔部８を形成する。この時のプラズマ出力はシリコン酸化膜５を加工できない程度にする。
【００１８】
そして、図２（ｃ）に示されるように、シリコン酸化膜５に対して、上記図２（ｂ）におけるプラズマエッチングの孔明け加工とは異なる条件（例えば異雰囲気）により、シリコン酸化膜５の小径孔部７と大径孔部８とを連通する連通孔１２となる部分を除去する。なお、連通孔１２の孔径は、小径孔部７と同一にする。そして、両孔部７・８と連通孔１２とにより形成された貫通孔の内周面に絶縁膜を生成する。
【００１９】
このようにすることにより、導電性針状体９の大径孔部８に受容されるフランジ部９ｂが圧縮コイルばね１０により弾発付勢されてシリコン酸化膜５に衝当し、その状態で導電性針状体９の頭部９ａの突出量が規制される。その突出量を規制するためのストッパとして、本発明によればシリコン酸化膜５を適用することから、そのシリコン酸化膜５を上記したように形成することによりその深さ方向の精度をμ単位とすることができ、それにより、頭部９ａの突出量を極めて高精度に規制することができる。
【００２０】
本発明による導電性接触子１は、多数の端子に対して同時に接触させて検査などを行うのに適するものである。したがって、図１には単体のみが示されているが、比較的広い面積のものとして例えばシリコンウェハ（例えば直径２００mm）の全面に対する多点同時検査を行うためには、プレート３も同程度の広大な面積にて形成することになり、そのような大径のプレート３に、図１に示される導電性接触子１を互いに並列に複数配設して検査ユニットを構成することになる。
【００２１】
そのような広大な面積を有する装置にて多点同時に接触させた場合でも、本発明によれば上記したように各導電性針状体の突出量を高精度に均一化することができるため、突出量のばらつきによる接触不良を生じることがない。
【００２２】
さらに、シリコンウェハ検査におけるウェハレベルバーンイン（ＷＬＢＩ）テストなど高温雰囲気下で検査などを行う場合には、プレート３の熱膨張による影響が大きいと、複数の導電性接触子１の離れたもの同士にあっては、一方を被検査体の対応する端子に合わせても、他方が対応する端子に合わなくなってしまう。それに対して、本発明によればシリコンウェハと同一の材質のシリコン層によりプレート３を形成しており、熱膨張率の違いがなく、上記したような位置ずれが生じることがない。
【００２３】
また、例えば８インチサイズのウェハにおいて多数（例えば２２４００箇所）の測定点を有するものの場合には、プレート３に同数の多数の孔明け加工を行う必要があるが、上記したようにプラズマエッチング加工することにより、量産にも対応できる。また、孔明け加工時にシリコン酸化膜５がストッパになり、孔ピッチ・孔径・孔深さをμ単位で形成することができる。
【００２４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、導電性針状体の突出量を規制するストッパとしてホルダの孔径の違いによる段部をシリコン酸化膜によるものとしたことから、導電性針状体の突出量を高精度に規制することができる。また、シリコンウェハの検査にあっては、ホルダが被測定体と同一の材質であることから、高温雰囲気下でのテストにおいても熱膨張率が同一であることから、多点同時測定における各針状体間の位置がずれることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された導電性接触子の模式的縦断面図。
【図２】（ａ）はシリコン酸化膜を形成する過程を示す模式的要部破断側面図であり、（ｂ）は大小径の孔部を形成する過程を示す模式的要部破断側面図であり、（ｃ）はホルダとして形成された状態を示す模式的要部破断側面図である。
【符号の説明】
１  導電性接触子
２  基板、２ａ  配線パターン
３  プレート
４  第１のシリコン層
５  シリコン酸化膜
６  第２のシリコン層
７  小径孔部
８  大径孔部
９  導電性針状体、９ａ  頭部、９ｂ  フランジ部、９ｃ  ボス部、９ｄ  軸部
１０  圧縮コイルばね、１０ａ  密着巻き部
１１  被検査体、１１ａ  端子
１２  連通孔
【図１】
0004124520.tif 000002
【図２】
0004124520.tif 000003