JP2021038999A - 電気的接続装置、検査装置及び接触対象体と接触子との電気的接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接触対象体に接触する接触子を有する電気的接続装置の作製コストを低減する。【解決手段】接触対象体に接触する接触子を備える電気的接続装置であって、前記接触対象体側の面に凹部を有する本体部と、前記凹部を覆い密閉空間を形成し、可撓性を有する可撓性部と、を備え、前記本体部は、前記密閉空間内の圧力を調整するための排気路及び給気路を有し、前記接触子は、前記可撓性部を間に挟んで前記凹部と対向するように設けられている。【選択図】図７

Description

本開示は、電気的接続装置、検査装置及び接触対象体と接触子との電気的接続方法に関する。

特許文献１には、複数のプローブピンと、これらのプローブピンを支持する支持体とを備えたコンタクタが開示されている。このコンタクタでは、プローブピンが接触端子を有する本体と、この本体の外周面に形成された螺旋溝と一部が螺合して電気的に一体化するコイルスプリングとを有する。

特開２００４−８５２６０号公報

本開示にかかる技術は、接触対象体に接触する接触子を有する電気的接続装置の作製コストを低減する。

本開示の一態様は、接触対象体に接触する接触子を備える電気的接続装置であって、前記接触対象体側の面に凹部を有する本体部と、前記凹部を覆い密閉空間を形成し、可撓性を有する可撓性部と、を備え、前記本体部は、前記密閉空間内の圧力を調整するための排気路及び給気路を有し、前記接触子は、前記可撓性部を間に挟んで前記凹部と対向するように設けられている。

本開示によれば、接触対象体に接触する接触子を有する電気的接続装置の作製コストを低減することができる。

本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図である。 本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す正面縦断面図である。 各分割領域内の構成を示す正面縦断面図である。 図３の部分拡大図である。 コンタクタの構成の概略を示す平面図である。 コンタクタの構成の概略を示す断面図である。 コンタクタの要部の拡大図である。 検査処理時の球状接触子の周辺の様子を示す断面図である。 検査処理時の球状接触子の周辺の様子を示す断面図である。 検査処理時の球状接触子の周辺の様子を示す断面図である。 検査処理時の球状接触子の周辺の様子を示す断面図である。

半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に回路パターンを持つ多数の半導体デバイスが形成される。形成された半導体デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。半導体デバイスの検査は、例えば、各半導体デバイスに分割される前のウェハの状態で、検査装置を用いて行われる。

検査装置は、例えば、ウェハが載置される載置台と、多数のプローブが設けられたプローブカードを備える。この場合、電気的特性の検査ではまず、載置台に載置されたウェハとプローブカードとが近づけられ、ウェハに形成されている半導体デバイスの各電極にプローブカードのプローブが接触する。この状態で、プローブカードの上方に設けられたテスタから各プローブを介して半導体デバイスに電気信号が供給される。そして、各プローブを介して半導体デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、当該半導体デバイスが不良品か否か選別される。

特許文献１には、前述のように、プローブとして、接触端子を有する本体と、この本体の外周面に形成された螺旋溝と一部が螺合して電気的に一体化するコイルスプリングとを有するものが開示されている。このようにコイルスプリング等の弾性的な構造を用いることで、半導体デバイスの電極に対し、適切な圧力で安定的にプローブを接触させることができる。しかし、コイルスプリングを有するプローブが設けられたプローブカードは、作製に時間を要するため、その分、高価となるので、作製コストの面で改善の余地がある。特に、プローブが多数設けられている場合は、より改善の余地がある。
上述の作製コストに関する点は、例えば、プローブカード以外の、接触子を有する他の電気的接続装置においても同様である。

そこで、本開示にかかる技術は、接触対象体に接触する接触子を有する電気的接続装置の作製コストを低減する。

以下、本実施形態にかかる電気的接続装置、検査装置及び接触対象体と接触子との電気的接続方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１及び図２はそれぞれ、本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図及び正面縦断面図である。

図１及び図２に示されるように、検査装置１は、筐体１０を有し、該筐体１０には、搬入出領域１１、搬送領域１２、検査領域１３が設けられている。搬入出領域１１は、検査装置１に対して、接触対象体及び検査対象基板としてのウェハＷの搬入出が行われる領域である。搬送領域１２は、搬入出領域１１と検査領域１３とを接続する領域である。また、検査領域１３は、ウェハＷに形成された検査対象デバイスとしての半導体デバイスの電気的特性検査が行われる領域である。

搬入出領域１１には、複数のウェハＷを収容したカセットＣを受け入れるポート２０、後述のコンタクタを収容するローダ２１、検査装置１の各構成要素を制御する制御部２２が設けられている。制御部２２は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、検査装置１における各種処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部２２にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

搬送領域１２には、ウェハＷ等を保持した状態で自在に移動可能な搬送装置３０が配置されている。この搬送装置３０は、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣと、検査領域１３との間でウェハＷの搬送を行う。また、搬送装置３０は、検査領域１３内の後述のポゴフレームに固定されていたコンタクタのうちメンテナンスが必要なものを搬入出領域１１のローダ２１へ搬送する。さらに、搬送装置３０は、新規な又はメンテナンス済みのコンタクタをローダ２１から検査領域１３内の上記ポゴフレームへ搬送する。

検査領域１３は、テスタ４０が複数設けられている。具体的には、検査領域１３は、図２に示すように、鉛直方向に３つに分割され、各分割領域１３ａには、水平方向（図のＸ方向）に配列された４つのテスタ４０からなるテスタ列が設けられている。また、各分割領域１３ａには、１つのアライナ５０と、１つのカメラ６０が設けられている。なお、テスタ４０、アライナ５０、カメラ６０の数や配置は任意に選択できる。

テスタ４０は、電気的特性検査用の電気信号をウェハＷとの間で送受するものである。
アライナ５０は、ウェハＷが載置される載置台としての後述のチャックトップ５１を移動させるものであり、テスタ４０の下方の領域内を移動自在に設けられている。具体的には、アライナ５０は、チャックトップ５１が載置された状態で、上下方向（図のＺ方向）、前後方向（図のＹ方向）及び左右方向（図のＸ方向）に移動可能に構成されている。したがって、アライナ５０は、チャックトップ５１とコンタクタとの位置調整等を行う位置調整機構として機能する。なお、アライナ５０は、チャックトップ５１を真空吸着等により着脱自在に保持可能に構成され、コンタクタを撮像するカメラ６１を備えている。
カメラ６０は、水平に移動し、当該カメラ６０が設けられた分割領域１３ａ内の各テスタ４０の前に位置して、アライナ５０上のチャックトップ５１に載置されたウェハＷを撮像する。
カメラ６０とカメラ６１の協働により、コンタクタの後述の球状接触子とウェハＷに形成された半導体デバイスの電極パッドとの位置合わせを行うことができる。

この検査装置１では、搬送装置３０が一のテスタ４０へ向けてウェハＷを搬送している間に、他のテスタ４０は他のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性の検査を行うことができる。

続いて、図３〜図７を用いて、テスタ４０の周囲の構成について説明する。図３は、各分割領域１３ａ内の構成の概略を示す正面縦断面図である。図４は、図３の部分拡大図である。図５及び図６はそれぞれ、テスタ４０の下方に位置するコンタクタの構成の概略を示す平面図及び断面図である。図７は、コンタクタの要部の拡大図である。

テスタ４０は、図３及び図４に示すように、水平に設けられたテスタマザーボード４１を底部に有する。テスタマザーボード４１には、複数の検査回路基板（図示せず）が立設状態で装着されている。また、テスタマザーボード４１の底面には複数の電極が設けられている。
さらに、テスタ４０の下方には、ポゴフレーム７０とコンタクタ８０とがそれぞれ１つずつ上側からこの順で設けられている。

ポゴフレーム７０は、コンタクタ８０を支持すると共に、当該コンタクタ８０とテスタ４０とを電気的に接続するものであり、テスタ４０とコンタクタ８０との間に位置するように配設されている。このポゴフレーム７０は、テスタ４０とコンタクタ８０とを電気的に接続するポゴピン７１を有し、具体的には、多数のポゴピン７１を保持するポゴブロック７２を有する。また、ポゴフレーム７０は、ポゴブロック７２が挿篏されることによりポゴピン７１が取り付けられる取付孔７３ａが形成されたフレーム本体７３を有する。

ポゴフレーム７０の下面には、コンタクタ８０が、当該ポゴフレーム７０に対し位置合わせされた状態で支持される。
また、ポゴフレーム７０の下面には、コンタクタ８０の取り付け位置を囲繞するように、鉛直方向に伸縮可能に構成された載置台支持部としてのベローズ７４が取り付けられている。このベローズ７４により、例えば、電気的特性検査時に、後述のチャックトップ５１上のウェハＷをコンタクタ８０の後述の球状接触子８３に接触させた状態で、コンタクタ８０とウェハＷを含む密閉空間を形成することができる。

なお、排気機構（図示せず）によって、テスタマザーボード４１はポゴフレーム７０に真空吸着され、コンタクタ８０は、ポゴフレーム７０に真空吸着される。これら真空吸着を行うための真空吸引力により、ポゴフレーム７０の各ポゴピン７１の下端は、コンタクタ８０の後述のカード本体８１の上面における、対応する電極パッドに接触し、各ポゴピン７１の上端は、テスタマザーボード４１の下面の対応する電極に押し付けられる。

上述のポゴフレーム７０の下面側に支持されたコンタクタ８０の下方の位置に、ベローズ７４を介してチャックトップ５１が支持される。
チャックトップ５１は、ウェハＷが載置されると共に該載置されたウェハＷを吸着等により保持する。このチャックトップ５１には、温度調整機構５２が埋設されている。温度調整機構５２は、電気的特性検査の際にチャックトップ５１の温度調整を行うことにより、チャックトップ５１に載置されたウェハＷの電気的特性時の温度を調整すること等を目的としたものである。

電気的特性検査の際には、ウェハＷが載置されたチャックトップ５１がアライナ５０により上昇され、コンタクタ８０の後述の球状接触子とウェハＷとが接触した状態となる。
また、電気的特性検査の際等において、チャックトップ５１が上昇されることで、ベローズ７４の下面がシール部材（図示せず）によりチャックトップ５１と密着し、チャックトップ５１とポゴフレーム７０とベローズ７４で規定される検査空間が密閉空間となる。この検査空間を真空引きすると共に、アライナ５０によるチャックトップ５１の保持を解除し、アライナ５０を下方に移動させることにより、チャックトップ５１がアライナ５０から分離され、ポゴフレーム７０側に吸着される。

コンタクタ８０は、電気的接続元としてのポゴフレーム７０と電気的接続先としてのウェハＷとを電気的に接続するものである。このコンタクタ８０は、図５〜図７に示すように、本体部としてのカード本体８１と、可撓性部としてのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）８２と、接触子としての球状接触子８３とを有する。

カード本体８１は、例えば、有機多層基板やセラミック多層基板等の積層配線基板からなり、円板状に形成されている。カード本体８１には、上面に設けられた複数の電極パッド８１ａを含む、ポゴフレーム７０と電気的に接続される導電路が形成されている。また、カード本体８１の下面すなわちウェハＷ側の面には、ウェハＷの電極パッドＷｐに対応する位置に凹部８１ｂが複数設けられている。凹部８１ｂの寸法は、例えば、長さ及び幅が１０μｍ〜１０００μｍ、深さが１０μｍ〜１０００μｍである。
カード本体８１の排気路８１ｃ及び給気路８１ｄについては後述する。

ＦＰＣ基板８２は、可撓性を有するプリント配線基板であり、例えばポリイミドからなる部材を機材として用いている。このＦＰＣ基板８２は、下面における凹部８１ｂそれぞれに対応する位置に形成された電極パッド８２ａを含む導電路が形成されている。この導電路は、カード本体８１の上述の導電路と球状接触子８３とを電気的に接続する。また、ＦＰＣ基板８２は、カード本体８１の凹部８１ｂそれぞれを覆い、当該凹部８１ｂそれぞれとの間で密閉空間Ｓを形成する。

球状接触子８３は、少なくとも検査時には、ウェハＷの半導体デバイスの電極パッドＷｐに接触する。なお、ウェハＷの電極には、電極パッドＷｐの代わりに、半田バンプが設けられている場合もある。
球状接触子８３は、球状に形成されており、例えば半田から形成される。例えば、ウェハＷの電極パッドＷｐが３０μｍ×３０μｍであった場合、球状接触子８３の直径は、５〜２００μｍとされる。
また、球状接触子８３は、ＦＰＣ基板８２を間に挟んで、カード本体８１の凹部８１ｂと対向する位置に設けられている。具体的には、球状接触子８３は、ＦＰＣ基板８２におけるカード本体８１の凹部８１ｂに対応する位置に形成された電極パッド８２ａ上に設けられている。
さらに、球状接触子８３は、カード本体８１の上面に設けられた対応する電極パッド８１ａに、ＦＰＣ基板８２に形成されている前述の導電路を介して、電気的に接続されている。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン７１、カード本体８１の上面に設けられた電極パッド８１ａ及び球状接触子８３を介して、テスタマザーボード４１とウェハＷ上の半導体デバイスとの間で、検査にかかる電気信号が送受される。

なお、検査装置１は、ウェハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を一括で行うために、球状接触子８３は、コンタクタ８０の下面略全体を覆うように多数設けられており、対応する凹部８１ｂも多数設けられている。

さらにカード本体８１について説明する。カード本体８１は、凹部８１ｂとＦＰＣ基板８２とにより形成される密閉空間Ｓ内の圧力を調整するため、排気路８１ｃ及び給気路８１ｄが形成されている。排気路８１ｃの一端は、凹部８１ｂそれぞれに連通しており、他端は排気機構１００に接続されている。また、給気路８１ｄの一端は凹部８１ｂそれぞれに連通しており、他端は給気機構１１０に接続されている。排気機構１００及び給気機構１１０は共に上記密閉空間Ｓ内の圧力を調整する圧力調整機構である。

排気機構１００は、排気管１０１と排気装置１０２とを有している。排気管１０１の一端は上述の排気路８１ｃに接続されており、他端は排気装置１０２に接続されている。排気装置１０２は、例えば真空ポンプにより構成され、カード本体８１の凹部８１ｂとＦＰＣ基板８２とにより形成される密閉空間Ｓ内のガスを排気する。また、排気管１０１にはバルブ１０１ａが設けられている。バルブ１０１ａには、例えばその開度を調整可能なものが用いられる。
給気機構１１０は、供給管１１１と乾燥エア供給源１１２とを有している。供給管１１１の一端は上述の給気路８１ｄに接続されており、他端は乾燥エア供給源１１２に供給されている。乾燥エア供給源１１２は、乾燥エアを上述の密閉空間Ｓに供給する。また、供給管１１１には、上流側から順に、流量制御弁１１１ａと開閉弁１１１ｂとが設けられている。

次に検査装置１を用いた検査処理について図８〜図１１を用いて説明する。図８〜図１１は、上記検査処理時の球状接触子８３の周辺の様子を示す断面図であり、検査処理に係る部分のみを図示している。なお、以下の説明では、ウェハＷが載置されていないチャックトップ５１が、全てのテスタ４０に対し、すなわち、全てのポゴフレーム７０に対し取り付けられた状態から、検査処理が開始するものとする。

（位置合わせ）
まず、検査対象のウェハＷとコンタクタ８０との位置合わせが行われる。具体的には、搬送装置３０等が制御部２２により制御され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣからウェハＷが取り出されて、検査領域１３内に搬入され、アライナ５０上のチャックトップ５１上に載置される。次いで、アライナ５０、カメラ６０、６１が制御部２２により制御され、カメラ６０でのウェハＷの撮像結果とカメラ６１による球状接触子８３の撮像結果とに基づいて、チャックトップ５１上のウェハＷとコンタクタ８０との水平方向にかかる位置合わせが行われる。続いて、例えば、図８に示すように、コンタクタ８０の球状接触子８３とウェハＷに形成された半導体デバイスの電極パッドＷｐとの間の距離が予め定められた距離になるまで、チャックトップ５１が上昇される。この段階では、半導体デバイスの電極パッドＷｐは絶縁層Ｎで覆われている。その後、排気機構（図示せず）が駆動されると共にアライナ５０が下降され、これにより、チャックトップ５１が切り離され、当該チャックトップ５１がポゴフレーム７０に吸着される。なお、この位置合わせ工程のときに、球状接触子８３と電極パッドＷｐとを当接させてもよい。

（電気接続）
続いて、ウェハＷ上の半導体デバイスの電極パッドＷｐと、球状接触子８３とが電気的に接続される。
具体的には、まず、排気機構１００及び給気機構１１０が駆動され、カード本体８１の凹部８１ｂとＦＰＣ基板８２とにより形成される密閉空間Ｓ内の圧力が調整され、球状接触子８３が電極パッドＷｐ上の絶縁層Ｎに繰り返し衝突され、当該絶縁層Ｎが破壊される。
より具体的には、例えば、排気機構１００により排気が開始され、上記密閉空間Ｓ内が減圧され、図９に示すように、ＦＰＣ基板８２が凹部８１ｂ側に突出するように変形され、球状接触子８３が電極パッドＷｐからさらに離間する。次いで、例えば、排気機構１００による排気が停止されると共に給気機構１１０による給気が開始され、上記密閉空間Ｓ内が加圧され、図１０に示すように、ＦＰＣ基板８２がウェハＷ側に突出するように変形され、球状接触子８３が電極パッドＷｐ上の絶縁層Ｎに衝突する。上述のように離間させてから衝突させることを繰り返すことで、言い換えると、球状接触子８３と電極パッドＷｐとの接触及び非接触の切り替えを繰り返すことで、絶縁層Ｎが破壊される。
絶縁層Ｎの少なくとも一部が破壊または除去された後、例えば、給気機構１１０が駆動され、上記密閉空間Ｓ内の圧力が調整され、図１０に示すように、球状接触子８３が電極パッドＷｐに所望の荷重で接触され、両者が互いに電気的に接続される。なお、絶縁層Ｎを破壊させるために球状接触子８３を衝突させるときの密閉空間Ｓ内の圧力をＰ１、絶縁層の破壊後に球状接触子８３と電極パッドＷｐとを電気的に接続させるときの密閉空間Ｓの圧力すなわち検査時の密閉空間Ｓの圧力をＰ２としたとき、例えばＰ１≒Ｐ２またはＰ１≧Ｐ２とされる。また、密閉空間Ｓ内の圧力の調整は、例えば、不図示の圧力計による密閉空間Ｓ内の圧力の測定結果に基づいて、給気機構１１０の流量制御弁１１１ａや排気機構１００のバルブ１０１ｂの開度を制御することで行われる。

（検査）
上述の電気的な接続後、テスタ４０からポゴピン７１等を介して球状接触子８３に電気的特性検査用の電気信号が入力され、電子デバイスの電気的特性検査が開始される。

電気的特性検査が完了すると、アライナ５０や搬送装置３０等が制御部２２に制御される。これにより、チャックトップ５１のポゴフレーム７０からの取り外し、すなわちチャックトップ５１のデチャックが行われ、当該チャックトップ５１上のウェハＷがポート２０内のカセットＣに戻される。
なお、一のテスタ４０での検査中、アライナ５０によって、他のテスタ４０へのウェハＷの搬送や他のテスタ４０からのウェハＷの回収が行われる。

続いて、コンタクタ８０の作製方法の一例について説明する。

（カード本体とＦＰＣ基板との固定）
まず、凹部８１ｂが形成されたカード本体８１に対し、ＦＰＣ基板８２が位置合わせされた状態で、張り合わせ等により、固定される。

（バリアメタル形成）
次に、ＦＰＣ基板８２の電極パッド８２ａの上に、導電性を有するアンダーバリアメタルが形成される。具体的には、例えば、まず、各電極パッド８２ａが露出するように、フォトリソグラフィー技術等により、マスクが形成される。次いで、マスクから露出した電極パッド８２ａ上に、後の工程で形成される球状接触子８３と接合するアンダーバリアメタルが形成される。アンダーバリアメタルは例えば電気めっき法等により形成することができる。

（接触子形成）
続いて、アンダーバリアメタルそれぞれの上に、半田からなる球状接触子８３が全て、電気めっき法、ボール搭載法、スクリーン印刷法等によって、一括で形成される。形成後、前述のマスクは除去される。
以上の工程により、コンタクタ８０が完成する。なお、ＦＰＣ基板８２上に球状接触子８３を形成してから、ＦＰＣ基板８２とカード本体８１とを固定するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態では、ウェハＷに接触する球状接触子８３を有するコンタクタ８０が、ウェハＷ側の面に凹部８１ｂを有するカード本体８１と、凹部８１ｂを覆い密閉空間Ｓを形成し、可撓性を有するＦＰＣ基板８２と、を備える。そして、カード本体８１が、密閉空間Ｓ内の圧力を調整するための排気路８１ｃ及び給気路８１ｄを有し、球状接触子８３が、ＦＰＣ基板８２を間に挟んで凹部８１ｂと対向するように設けられている。このコンタクタ８０は、例えば上述のような作製方法等により、短時間で作製することができるため、特許文献１のプローブを有するプローブカード等の従来の電気的接続装置に比べて、作製コストを低減することができる。特に、球状接触子８３が多数設けられる場合であっても、コンタクタ８０は短時間で作製することができる。

なお、本実施形態において、球状接触子８３はＦＰＣ基板８２に支持されているため、ウェハＷの電極パッドＷｐに弾性的に接触する。したがって、球状接触子８３は、従来のプローブと同様、ウェハＷの電極パッドＷｐに対し、適切な圧力で安定的に接触させることができる。

また、本実施形態では、ウェハＷの電極パッドＷｐに球状接触子８３を繰り返し衝突させることにより、当該電極パッドＷｐ上の絶縁層Ｎを破壊し、電極パッドＷｐと球状接触子８３との電気的な接続を確保している。従来、電極パッド上の絶縁層を破壊し当該電極パッドとプローブとの電気的な接続を確保するために、プローブに大きな荷重を加えていた。
しかし、プローブに大きな荷重を加えて電極パッドとプローブとの電気的な接続を確保する方法は、プローブカードに多数のプローブが設けられている場合、以下のような問題がある。すなわち、従来、荷重は、プローブ単位で調整することはできないため、プローブカード単位で調整しているので、プローブカードが傾いている場合等において、プローブが設けられた位置によって当該プローブに加わる荷重が異なることがあった。そのため、全てのプローブと電極パッドとの電気的な接続が確保される設定荷重の条件出しの際には、荷重を変化させる毎に、多数のプローブについて状態を検証する必要がある。したがって、上記条件出しには長時間を要する。また、プローブに対する荷重が大きすぎると、当該プローブにより電極パッドが破損してしまうことがあるため、設定荷重を単に大きくすることができない。
それに対し、本実施形態のように球状接触子８３を絶縁層Ｎに繰り返し衝突させることで電気的接続を確保する方法では、上記電気的接続を確保するための設定衝突回数は、例えば、１つの電極パッドＷｐと１つの球状接触子８３との関係が検証され、マージンをもって決定される。この決定方法では、全ての球状接触子８３ではなく１つの球状接触子８３のみに着目しているため、設定衝突回数の条件出しの時間は短時間で済む。そして、このように１つの球状接触子８３に着目し短時間で決定した設定衝突回数を、他の球状接触子８３に適用しても、当該他の球状接触子８３が接触する電極パッドＷｐを破損させずに、当該他の球状接触子と当該電極パッドとを確実に電気的に接続することができる。

また、本実施形態では、球状接触子８３を絶縁層Ｎに繰り返し衝突させることで当該絶縁層Ｎを破壊しているため、球状接触子８３への荷重が小さくても、電極パッドＷｐと球状接触子８３との電気的な接続を確保することができる。例えば、球状接触子８３に加わる荷重が、従来の接触子であるプローブに加わる荷重の半分以下であっても、球状接触子８３と電極パッドＷｐとを確実に電気的に接続することができる。したがって、球状接触子８３の荷重を受ける構造体（例えばチャックトップ５１等）に高い剛性が不要になるので、上記構造体を小型且つ安価にすることができ、その結果、検査装置を小型且つ安価にすることができる。

さらに、本実施形態では、球状接触子８３への荷重が小さいため、当該球状接触子８３が接触することによる電極パッドＷｐへのダメージが少ない。

さらにまた、本実施形態のようにウェハＷの電極パッドＷｐに対する電気的接続を確保する方法では、従来に比べ、より確実に電気的接続を確保でき、且つ、上述のように電極パッドＷｐへのダメージが少ない。そのため、プローブを用いる場合に行われていた針痕検査を省略することができる。

なお、上述の密閉空間Ｓ内の圧力を調整するための排気機構１００の排気装置１０２等と、チャックトップ５１を吸着するための排気機構の排気装置とを共通としてもよい。また、チャックトップ５１のデチャックのために乾燥エア供給源を用いる場合は、上述の密閉空間Ｓ内の圧力を調整するための給気機構１１０の乾燥エア供給源１１２と共通としてもよい。

以上では、電気的特性検査時等の球状接触子８３への荷重は、上述の密閉空間Ｓ内の圧力で調整していた。これに代えて、チャックトップ５１とポゴフレーム７０等により規定される上述の検査空間内の圧力で上記荷重を調整するようにしてもよい。

また、以上では、ウェハＷの電極パッドＷｐ上の絶縁層Ｎを破壊するために球状接触子８３を衝突させるときに、上述の密閉空間Ｓ内に乾燥エアの供給を行っていたが、単に、密閉空間Ｓを大気開放させるだけでもよい。
上記密閉空間Ｓ内への乾燥エア供給が不要な場合は、給気機構１１０の乾燥エア供給源１１２は省略され、供給管１１１のコンタクタ８０とは反対側の端部はクリーンルームの大気に開放される。
なお、乾燥エアの代わりに、不活性ガス等のガスを用いるようにしてもよい。

前述のように、チャックトップ５１は温度調整される。また、チャックトップ５１の温度に応じて、ＦＰＣ基板８２の温度も変化する。そして、ＦＰＣ基板８２の温度に応じて、当該ＦＰＣ基板８２の可撓性等が変化する。したがって、球状接触子８３を衝突させるときや電気的特性検査のために球状接触子８３を電極パッドＷｐに当接させるときの密閉空間Ｓ内の圧力をチャックトップ５１の等の温度に応じて補正するようにしてもよい。

以上では、上述の密閉空間Ｓ内の圧力を一括して制御していたが、個別に制御してもよい。また、コンタクタ８０に設けられた球状接触子８３をグループ分けし、グループ毎に、排気機構等を設け、上記密閉空間Ｓの圧力をグループ毎に制御するようにしてもよい。

以上では、可撓性部としてポリイミドを基材としたＦＰＣ基板を用いていた。ただし、可撓性部は、ＦＰＣ基板に限られず、接触子を介した電気的接続元と電気的接続先との電気的な接続のための導電路が形成されており、可撓性を有していればよい。

以上の例では、球状接触子８３を繰り返し複数回衝突させることで絶縁層Ｎを破壊するようにしていたが、一回の衝突で絶縁層Ｎを破壊するようにしてもよい。また、球状接触子８３を衝突させることに代えて、前述の密閉空間Ｓ内の圧力を高圧とし球状接触子８３に大きな荷重をかけることで絶縁層Ｎを破壊するようにしてもよい。

以上の例では、本開示にかかる技術を、コンタクタに適用していたが、接続対象体への接続端子を有する他の接続装置に適用してもよい。例えば、検査装置内であれば、ポゴフレームに本開示にかかる技術を適用してもよい。ポゴフレームに適用する場合、ＦＰＣ基板に支持された球状接触子がポゴピンの代わりとなる。
なお、以上の例では、接触子として球状接触子を用いており、接触子の形状は球状であったが、柱状や錘状であってもよい。接触子を柱状や錘状に形成する場合、接触子の材料として銅やニッケル等を用いれば、エッチングやメッキ等により、複数の接触子を一括して形成することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）接触対象体に接触する接触子を備える電気的接続装置であって、
前記接触対象体側の面に凹部を有する本体部と、
前記凹部を覆い密閉空間を形成し、可撓性を有する可撓性部と、を備え、
前記本体部は、前記密閉空間内の圧力を調整するための排気路及び給気路を有し、
前記接触子は、前記可撓性部を間に挟んで前記凹部と対向するように設けられている、電気的接続装置。
前記（１）によれば、接触対象体に接触する接触子を有する電気的接続装置の作製コストを低減することができる。

（２）前記接触子及び前記凹部はそれぞれ複数設けられている、前記（１）に記載の電気的接続装置。

（３）前記接触子は、前記密閉空間内の圧力の調整による前記可撓性部の変形に応じて、前記接触対象体に対する接触と非接触が切り替えられる、前記（１）または（２）に記載の電気的接続装置。

（４）検査対象基板を検査する検査装置であって、
前記検査対象基板が載置される載置台と、
前記（１）〜（３）のいずれか１に記載の電気的接続装置と、を含む検査装置。

（５）前記電気的接続装置の前記接触子は、前記検査対象基板の電極に接触する、前記（４）に記載の検査装置。

（６）前記排気路及び前記給気路に接続され前記密閉空間の圧力を調整する圧力調整機構を制御する制御部を備える、前記（５）に記載の検査装置。

（７）前記制御部は、前記電極に対し前記接触子が繰り返し衝突するよう、前記圧力調整機構を制御する、前記（６）に記載の検査装置。

（８）絶縁層に覆われた接触対象体と接触子とを電気的に接続する電気的接続方法であって、
接触子を備える接触装置が、さらに、前記接触対象体側に凹部を有する本体部と、前記凹部を覆い密閉空間を形成し、可撓性を有する可撓性部と、を備え、
前記接触子が、前記可撓性部を間に挟んで前記凹部と対向するように設けられ、
当該電気的接続方法は、
前記密閉空間内の圧力を調整し、前記接触対象体を覆う前記絶縁層に前記接触子を繰り返し衝突させ、当該絶縁層を破壊する工程と、
前記密閉空間内の圧力を調整し、前記絶縁層が破壊された前記接触対象体に前記接触子を当接させ、当該接触対象体と前記接触子とを電気的に接続する工程とを、有する、電気的接続方法。

８０ コンタクタ
８１ カード本体
８１ｂ 凹部
８１ｃ 排気路
８１ｄ 給気路
８２ フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）
８３ 球状接触子
Ｎ 絶縁層
Ｓ 密閉空間
Ｗ ウェハ

Claims (8)

1. 接触対象体に接触する接触子を備える電気的接続装置であって、
   前記接触対象体側の面に凹部を有する本体部と、
   前記凹部を覆い密閉空間を形成し、可撓性を有する可撓性部と、を備え、
   前記本体部は、前記密閉空間内の圧力を調整するための排気路及び給気路を有し、
   前記接触子は、前記可撓性部を間に挟んで前記凹部と対向するように設けられている、電気的接続装置。
2. 前記接触子及び前記凹部はそれぞれ複数設けられている、請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 前記接触子は、前記密閉空間内の圧力の調整による前記可撓性部の変形に応じて、前記接触対象体に対する接触と非接触が切り替えられる、請求項１または２に記載の電気的接続装置。
4. 検査対象基板を検査する検査装置であって、
   前記検査対象基板が載置される載置台と、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気的接続装置と、を含む検査装置。
5. 前記電気的接続装置の前記接触子は、前記検査対象基板の電極に接触する、請求項４に記載の検査装置。
6. 前記排気路及び前記給気路に接続され前記密閉空間の圧力を調整する圧力調整機構を制御する制御部を備える、請求項５に記載の検査装置。
7. 前記制御部は、前記電極に対し前記接触子が繰り返し衝突するよう、前記圧力調整機構を制御する、請求項６に記載の検査装置。
8. 絶縁層に覆われた接触対象体と接触子とを電気的に接続する電気的接続方法であって、
   接触子を備える接触装置が、さらに、前記接触対象体側に凹部を有する本体部と、前記凹部を覆い密閉空間を形成し、可撓性を有する可撓性部と、を備え、
   前記接触子が、前記可撓性部を間に挟んで前記凹部と対向するように設けられ、
   当該電気的接続方法は、
   前記密閉空間内の圧力を調整し、前記接触対象体を覆う前記絶縁層に前記接触子を繰り返し衝突させ、当該絶縁層を破壊する工程と、
   前記密閉空間内の圧力を調整し、前記絶縁層が破壊された前記接触対象体に前記接触子を当接させ、当該接触対象体と前記接触子とを電気的に接続する工程とを、有する、電気的接続方法。
   
   
   
   

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