接触子および接触子の製造方法
【課題】アスペクト比、ストローク量、接触面積、形成容易性その他の性能を向上させることができる接触子および接触子の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の接触子１においては、ばね部３として、一体化ビーム基材６Ｂに２個のバイメタル膜７Ａ、７Ｂをその湾曲方向が反対になるように配置することによりそれら各上端面５Ａａ〜５Ｄａが電極パッド５０ａと平行になるように形成されたビーム部５Ａ〜５Ｄが４個形成されている。このビーム部５Ａ〜５Ｄは、２個のビーム基材６Ａ１、６Ａ２の各表面に同一のバイメタル膜７Ａ、７Ｂを１個ずつ形成し、一方のビーム基材６Ａ２を反転させて２個のビーム基材６Ａ１、６Ａ２の各端部を結合することにより形成される。
【解決手段】本発明の接触子１においては、ばね部３として、一体化ビーム基材６Ｂに２個のバイメタル膜７Ａ、７Ｂをその湾曲方向が反対になるように配置することによりそれら各上端面５Ａａ〜５Ｄａが電極パッド５０ａと平行になるように形成されたビーム部５Ａ〜５Ｄが４個形成されている。このビーム部５Ａ〜５Ｄは、２個のビーム基材６Ａ１、６Ａ２の各表面に同一のバイメタル膜７Ａ、７Ｂを１個ずつ形成し、一方のビーム基材６Ａ２を反転させて２個のビーム基材６Ａ１、６Ａ２の各端部を結合することにより形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触子および接触子の製造方法に係り、特に、アレイ配置が容易な垂直伸縮型接触子（プローブ）に好適に利用できる接触子および接触子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、プローブカードにおいてはプローブと称される接触子が用いられている。昨今の接触子のピッチ間距離は益々狭まっているため、現在の接触子に対しては、接触子の全幅に対してその高さが高いこと、言い換えると、高アスペクト比が求められている。
【０００３】
従来の接触子の製造方法としては、種々の方法が挙げられる。その一例として、図１８に示すように、水平型カンチレバー部１０２を外力により１個ずつ引き起こすことにより接触子１０１を製造する方法や（特許文献１を参照）、図１９および図２０の順に示すように、フォトレジストの露光および現像により三次元的にレジストめっき型１１２を形成し、めっき型１１２の内部に例えば立体らせん状の接触子１１１をめっき形成した後、レジストめっき型１１２を除去する接触子１１１の製造方法（特許文献２を参照）などがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９７６１７号公報
【特許文献２】特開２００８−５３０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の接触子においては、以下に示す問題点があった。
【０００６】
例えば、図１８に示すように、水平型カンチレバー部１０２を外力により１個ずつ引き起こして製造された接触子１０１においては、その第１の問題点として、外力による引き起こし量に比例して接触子１０１の高さが決定されるため、引き起こし量を一定にしてすべての接触子１０１の高さを一致させることが極めて困難であるという問題があった。すべての接触子１０１の高さが一致していないと、ウェハテストされるチップ１５０のすべての電極パッド（接触対象）１５０ａにすべての接触子１０１を均一の弾性力（接触力）で接触させることができなくなり、接触力の弱い電極パッド１５０ａと接触子１０１との間の接触抵抗が増大する原因となってしまう。この接触抵抗の増大現象は、接触子１０１の高さの差が大きくなるほど顕著に現れるという問題があった。
【０００７】
また、上記の接触子１０１においては、その第２の問題点として、図１８に示すように、接触対象となる電極パッド１５０ａに対して接触子１０１の角をもって接触するため、それらを面接触させることができないという問題があった。面接触ができないと、上記と同様、電極パッド１５０ａと接触子１０１との間の接触抵抗が増大する原因となってしまう。
【０００８】
さらに、上記の接触子１０１においては、その第３の問題点として、図１８および図２１の順に示すように、接触子１０１を押圧した際、接触子１０１の接触部が上下方向だけでなく、接触子１０１の本来の延在方向すなわち水平方向にも移動するため、接触子１０１を深く押圧したときに接触子１０１が電極パッド１５０ａから離間してしまうという問題があった。また、接触子１０１が直線状に形成されているため、押圧時に左右に挙動を乱すこともあった。そのため、接触子１０１の高さを高くしても、電極パッド１５０ａとの接触を維持するためにそのストローク量を大きくすることができないという問題もあった。
【０００９】
また、図１９および図２０に示すような、レジストめっき型１１２を用いてめっき形成された接触子１１１においては、高アスペクト比のレジストめっき型１１２の形成が困難であったり、高アスペクト比のレジストめっき型１１２の内部にめっき液を充填させることが困難であるため、接触子１１１を高アスペクト比に形成することが困難であるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、アスペクト比、ストローク量、接触面積、形成容易性その他の性能を向上させることができる接触子および接触子の製造方法を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明の接触子は、その第１の態様として、１個のビーム基材または複数個のビーム基材の各端部を接合してなる一体化ビーム基材に対して、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する少なくとも２個以上の湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、その上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するように形成されたビーム部を１個または複数個用いて形成されているばね部を備えていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第１の態様の接触子によれば、少なくとも２個以上の湾曲膜の湾曲力を利用してばね部を上方に大きく湾曲させることができるとともに、対向する湾曲力を利用して接触子の接触面に対して最上方のビーム部の上端面が平行になるので、最上方のビーム部の上端面またはそこに接続した接触部の頂面を接触対象の接触面と平行に接触させることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様の接触子は、第１の態様の接触子において、湾曲膜は、ビーム部の側面視において点対称となるようにビーム部の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第２の態様の接触子によれば、同一の湾曲量および湾曲力を有する同種の湾曲膜をビーム部に２個配置することによりビーム部を形成することができるので、ビーム部の形成容易性および省コスト性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第３の態様の接触子は、第１または第２の態様の接触子において、ばね部は、一体化ビーム基材を用いて形成されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第３の態様の接触子によれば、例えば、湾曲膜が各表面にそれぞれ配置された２個のビーム基材のうちの一方のビーム基材を反転させて他方のビーム基材に接合することにより１個のビーム部を形成することができるので、１個のビーム基材の表面および裏面の両面に湾曲膜をそれぞれ配置するよりも、ビーム部を容易に形成することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様の接触子は、第１から第３のいずれか１の態様の接触子において、ばね部は、平行に配置された２個のビーム部の各上端を１個または複数個のビーム基材により接続してなる略Ｕ字状に形成された１個または複数個のＵ字型ビーム部を用いて形成されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の第４の態様の接触子によれば、Ｕ字型ビーム部は、例えば、直線状に形成されたビーム部よりも幅広に形成することができるので、接触子の押圧時においてビーム部が左右に挙動を乱すことを防止することができる。
【００１９】
本発明の第５の態様の接触子は、第１から第４のいずれか１の態様の接触子において、ばね部は、複数個のビーム部または複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第５の態様の接触子によれば、接触子の全幅を拡大することなくその高さを高くすることができる。
【００２１】
本発明の第６の態様の接触子は、第５の態様の接触子において、上段に配置されたＵ字型ビーム部は、下段に配置されたＵ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されていることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第６の態様の接触子によれば、接触子の押圧時において上段のＵ字型ビーム部が下段のＵ字型ビーム部に接触することを回避することができるので、接触子のストローク量を大きくすることができる。
【００２３】
本発明の第７の態様の接触子は、第１から第６のいずれか１の態様の接触子において、湾曲膜は、バイメタルであることを特徴としている。
【００２４】
本発明の第７の態様の接触子によれば、湾曲膜における湾曲制御容易性、形成容易性およびコストパフォーマンスを向上させることができる。
【００２５】
本発明の第８の態様の接触子は、第１から第７のいずれか１の態様の接触子において、最上方に位置するビーム部の上端に接続されているとともに接触対象に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として備えていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の第８の態様の接触子によれば、接触対象との接触面積を容易に拡大することができるとともに、最上方のビーム部の上端面を接触部とした場合と比較して接触部の位置変更を容易に行なうことができる。
【００２７】
また、前述した目的を達成するため、本発明の接触子の製造方法は、その第１の態様として、複数枚の母材板にそれぞれ形成された表面層および埋込層をそれぞれパターニングすることにより、表面層を用いて複数枚の母材板に複数個のビーム基材を形成するビーム基材形成工程と、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する湾曲膜を複数個のビーム基材の各表面にそれぞれ少なくとも１個以上形成する湾曲膜形成工程と、ある１枚の母材板に形成されたビーム基材の端部と他の母材板に形成されたビーム基材の端部とを接合した後に埋込層を除去して母材板から剥離することにより、複数個のビーム基材を一体化させてなる一体化ビーム基材に対して湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、環境変化または内部応力に応じてその上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するビーム部を１個または複数個形成するビーム部形成工程と、ビーム部形成工程の後にまたはその工程と同時に湾曲膜に対して環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なうことにより、１個または複数個のビーム部が上方に湾曲した接触子のばね部を形成するばね部形成工程とを備えることを特徴としている。
【００２８】
本発明の第１の態様の接触子の製造方法によれば、ばね部が少なくとも２個の湾曲膜の湾曲力を利用して上方に大きく湾曲させることができるとともに、対向する湾曲力を利用して接触対象の接触面に対して最上方のビーム部の上端面が平行になるので、最上方のビーム部の上端面またはそこに接続した接触部の頂面を接触対象の表面と平行に接触させることができる接触子を製造することができる。また、ビーム部形成工程においては湾曲膜が各表面にそれぞれ配置された２個のビーム基材のうちの一方のビーム基材を反転させて他方のビーム基材に接合することにより１個のビーム部が形成されているので、１個のビーム基材の表面および裏面の両面に湾曲膜をそれぞれ配置するよりもビーム部を容易に形成することができる。
【００２９】
本発明の第２の態様の接触子の製造方法は、第１の態様の接触子の製造方法において、湾曲膜形成工程においては、湾曲膜が、一体化ビーム基材の側面視において点対称となるように一体化ビーム基材の表面および裏面の両面に１個ずつ形成されていることを特徴としている。
【００３０】
本発明の第２の態様の接触子の製造方法によれば、同一の湾曲量および湾曲力を有する同一の湾曲膜をビーム部に２個配置することによりビーム部を形成することができるので、ビーム部の形成容易性および省コスト性を向上させることができる。
【００３１】
本発明の第３の態様の接触子の製造方法は、第１または第２の態様の接触子の製造方法において、ビーム基材形成工程においては、略Ｕ字状に形成されたビーム基材および略Ｕ字状に形成されたビーム基材の幅と同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材のうちのどちらか一方または両方を複数枚の母材板にそれぞれ形成し、ビーム部形成工程においては、複数枚の母材板にそれぞれ形成された略Ｕ字状に形成されたビーム基材の端部および平行配置した２個のビーム基材の各端部を接合することにより、１個または複数個のＵ字型ビーム部を形成することを特徴としている。
【００３２】
本発明の第３の態様の接触子の製造方法によれば、Ｕ字型ビーム部は、例えば、直線状に形成されたビーム部よりも幅広に形成することができるので、接触子の押圧時においてビーム部が左右に挙動を乱すことを防止する接触子を製造することができる。
【００３３】
本発明の第４の態様の接触子の製造方法は、第１から第３のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、ばね部は、複数個のビーム部または複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていることを特徴としている。
【００３４】
本発明の第４の態様の接触子の製造方法によれば、接触子の全幅を拡大することなくその高さを高くすることができる。
【００３５】
本発明の第５の態様の接触子の製造方法は、第４の態様の接触子の製造方法において、上段に配置されたＵ字型ビーム部は、下段に配置されたＵ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されていることを特徴としている。
【００３６】
本発明の第５の態様の接触子の製造方法によれば、接触子の押圧時において上段のＵ字型ビーム部が下段のＵ字型ビーム部に接触することを回避することができるので、接触子のストローク量を大きくすることができる。
【００３７】
本発明の第６の態様の接触子の製造方法は、第１から第５のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、湾曲膜は、バイメタルであることを特徴としている。
【００３８】
本発明の第６の態様の接触子の製造方法によれば、湾曲膜における湾曲制御容易性、形成容易性およびコストパフォーマンスを向上させることができる。
【００３９】
本発明の第７の態様の接触子の製造方法は、第１から第６のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、ビーム基材形成工程後であってばね部形成工程前において、接触子として最上方に配置される予定のビーム部に用いられるビーム基材の上端に対し、接触対象に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として形成する接触部形成工程を備えることを特徴としている。
【００４０】
本発明の第７の態様の接触子の製造方法によれば、接触対象との接触面積を容易に拡大することができるとともに、最上方のビーム部の上端面を接触部とした場合と比較して導通膜により形成された接触部の位置変更を容易に行なうことができる。
【００４１】
本発明の第８の態様の接触子の製造方法は、第１から第７のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、母材板は、ＳＯＩウェハであり、表面層は、ＳＯＩ層であり、埋込層は、ＢＯＸ層であることを特徴としている。
【００４２】
本発明の第８の態様の接触子の製造方法によれば、従来より確立されたＳＯＩウェハの製造方式により表面層および埋込層を形成することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の接触子および接触子の製造方法によれば、ビーム部を点対称形状にしてその上端面を平行に形成したり、湾曲膜の物性により決まる湾曲量から得られる一定の湾曲力によりビーム部を湾曲させたり、ビーム部をつづら折れ状に段組みしたり、ばね部にＵ字型ビーム部を採用したりといった措置を講じたので、アスペクト比、ストローク量、接触面積、形成容易性その他の性能を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図２】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図３】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図４】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図５】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図６】本実施形態の接触子の一例においてビーム部が直線状に形成された状態を示す斜視図
【図７】本実施形態の接触子の一例においてビーム部がＵ字形状に形成された状態を示す斜視図
【図８】本実施形態の接触子の一例において下段のＵ字型ビーム部が上段のＵ字型ビーム部よりも小さく形成された状態を示す平面図
【図９】本実施形態の接触子の製造方法の一例をＡからＦの順に示す縦断面図
【図１０】本実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する一方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１１】本実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する他方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１２】他の実施形態の接触子の製造方法の一例をＡからＦの順に示す縦断面図
【図１３】他の実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する一方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１４】他の実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する他方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１５】他の実施形態の接触子の製造方法の一例をＡからＦの順に示す縦断面図
【図１６】図１５に示した接触子の製造方法において中間部材の形成工程の一例を示す縦断面図
【図１７】図１５に示した接触子の製造方法において図１６に示した中間部材の形成工程の次の工程の一例を示す縦断面図
【図１８】従来の水平カンチレバー型接触子を引き起こした状態の一例を示す縦断面図
【図１９】従来のめっき形成型接触子の製造方法の一工程の一例を示す縦断面図
【図２０】従来のめっき形成型接触子の一例を示す縦断面図
【図２１】図１８に示した従来の接触子の問題点の一例を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の接触子および接触子の製造方法をその一実施形態により説明する。
【００４６】
はじめに、本実施形態の接触子１を説明する。本実施形態の接触子１は、例えばプローブカードのプローブとして用いられるものであり、図１に示すように、配線基板２の表面２ａにおいて、ばね部３および接触部４を備えている。
【００４７】
ばね部３は、図１に示すように、例えば４個のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ。５ＡＬや５ＡＵなど「５」はビーム部の総括番号、１つ目のアルファベットはばね部における段数、２つ目のアルファベット大文字はビーム部の形状（２つ目のアルファベット大文字が付されていない場合にはビーム部の形状に限定がないことを示す。）を示す。なお、５Ａａなどの２つ目のアルファベット小文字はビーム部における場所を表す。）を有している。ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の個数は限定的ではなく、図２に示すように、１個のビーム部５Ａによってばね部３が形成されていても良いし、例えば図３に示すように、４個以外の複数個のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）によってばね部３が形成されていても良い。
【００４８】
各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）は、各々の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるという条件を満たすように形成されている。前述の条件を満たすため、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）においては、１個のビーム基材６Ａの表面および裏面に対して、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂの湾曲方向が互いに反対になるように、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂが１個ずつ配置されている。
【００４９】
ビーム基材６Ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）などの接触子１の弾性力源となるばね材質を用いて形成されている。また、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を構成する１個のビーム基材６Ａは、図４に示すように、一体化ビーム基材６Ｂとして、例えば２個などの複数個のビーム基材６Ａの各端部を接合することにより形成されていても良い。各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を１個のビーム基材６Ａにより構成するか、一体化ビーム基材６Ｂにより構成するかは、弾性力の制御容易性、耐久性、形成容易性、コストパフォーマンスなどの観点から決定すればよい。本実施形態においては、ばね部３は、図４に示すように、一体化ビーム基材６Ｂを用いて形成されている。
【００５０】
湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・とは、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する膜のことをいう。この湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・としては、例えば、温度制御により湾曲変化させるバイメタルや形状記憶合金、磁性制御により湾曲変化させる強磁性形状記憶合金、引張応力や圧縮応力などの内部応力を利用して所定の方向に湾曲変形するシリコンにホウ素を拡散させたシリコン拡散層などがその一例としてあげられる。本実施形態の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・としては、形成容易性やコストパフォーマンスなどの観点から、バイメタルが選択されている。
【００５１】
２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂが各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）における１個のビーム基材６Ａまたは一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面に１個ずつ配置されている理由は、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に配置された２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂの湾曲方向を反対方向にし、それらの湾曲量の合計が各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の下端面（例えば５Ａｂ〜５Ｄｂ）から上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）にかけておおむね±０にすることにより、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）および下端面（接触対象５０の接触面５０ａと配線基板２とが平行の場合には５Ａｂ〜５Ｄｂ）が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるように形成するためである。したがって、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に配置された複数個の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が同一のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に配置されたいずれかの湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向と反対方向になっており、かつ、複数個の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲量の合計が各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の下端面（例えば５Ａｂ〜５Ｄｂ）から上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）にかけておおむね±０になっていれば、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が、例えば図５に示すように、ビーム基材６Ａの表面または裏面のいずれか一方の面にすべて配置されていてもよいし、２個以上配置されていてもよい。
【００５２】
ここで、本実施形態においては、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が、図１から図４に示すように、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の側面視において点Ｐ（大抵はビームの側面視中央が点Ｐとなる。）の点対称となるようにビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されていることが好ましい。
【００５３】
また、ばね部３は、例えば、図６に示すように、直線状に形成された複数のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＣＬ）を上下に段組みした形状に形成されていても良い。また、ばね部３は、図７に示すように、略Ｕ字状に形成された１個または複数個のＵ字型ビーム部を上下に段組みした形状に形成されていても良い。このＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）は、平行に配置された直線状の２個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）の各上端に直線状のビーム基材６Ａを接続した形状に形成されたものである。２個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）の各上端を接続するビーム基材６Ａは、１個であっても良いし、図示はしないが複数個であっても良い。本実施形態のばね部３においては、Ｕ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を用いて形成されている。なお、ビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）およびＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）については、図２に示すように、１段でばね部３を形成しても良い。
【００５４】
さらに、ばね部３は、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の組み合わせや段組の態様に応じて、種々の形状に形成されていても良い。例えば、ばね部３は、図１、図４、図６または図７に示すように、複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていても良い。また、図３に示すように、ばね部３が同一方向に延在しながら段組みされた形状に形成されていても良い。本実施形態のばね部３は、図７に示すように、複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されている。
【００５５】
図７に示すように、複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状にばね部３を形成する場合、図８に示すように、上段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ〜５ＤＵ）は、下段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＣＵ）の内部に収納される大きさに形成されていることが好ましい。
【００５６】
また、本実施形態の接触子１においては、図１に示すように、最上方に位置するビーム部（例えば５Ｄ）の上端５Ｄａに、柱状に形成された接続部材４Ｂが接続部４として接続されていることが好ましい。この接続部材４Ｂは、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有するように形成されている。ただし、この接続部材４Ｂは、接触子１として必須の構成ではなく、図２に示すように、最上方に位置するビーム部５Ａの上端面５Ａａを接続部４として利用しても良い。各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）は、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の条件として、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成されているからである。
【００５７】
なお、特に図示はしないが、接触子１の導電性を向上させるため、接触子１の表面にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの高導電性の金属膜を形成するなどの導電性向上処理を施しても良い。
【００５８】
次に、本実施形態の接触子１の製造方法を説明する。
【００５９】
本実施形態の接触子１の製造方法は、その一例として、図９Ａ〜Ｆに示すように、ビーム基材形成工程、湾曲膜形成工程、ビーム部形成工程およびばね部形成工程を備えている。また、本実施形態の接触子１の製造方法は、任意の工程として、接触部材形成工程を備えている。
【００６０】
ビーム基材形成工程においては、図９Ａに示すように、複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・にそれぞれ形成された表面層１１および埋込層１２をそれぞれパターニングすることにより、表面層１１を用いて複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・に複数個のビーム基材６Ａを形成する。
【００６１】
母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・としては、例えば、ＳＯＩウェハ（ＳＯＩ（Silicon on Insulator：絶縁体上に形成されたＳｉ）層の下層にＢＯＸ（Buried OXide：埋込酸化物）層（絶縁膜）を形成したウェハ）を用いることができる。この場合、表面層１１はＳＯＩ層（活性層）であり、埋込層１２はＢＯＸ層（絶縁層）である。ＳＯＩ層を厚くしたい場合、ＳＯＩウェハは、ＳＩＭＯＸ(Separation by IMplantation of OXygen)方式による製造方法ではなく、張り合わせ方式による製造方法を採用することが好ましい。
【００６２】
母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・の使用枚数は、ビーム基材６Ａの形状および構造ならびにばね部３の段数その他の要因により異なる。例えば、図８に示すように、接触子１のばね部３を構成するビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が、複数個のビーム基材６Ａを一体化させてなる一体化ビーム基材６Ｂによって構成されており、その一体化ビーム基材６Ｂの形状がＵ字形状かつ下段から上段に向かって小さくなる場合、図１０および図１１に示すように、少なくとも２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂを使用すれば一体化ビーム基材６Ｂが形成される。ビーム基材形成工程の形成容易化およびコストパフォーマンスの向上のため、母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・の使用枚数としては２枚が好ましい。以下、母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・の使用枚数を２枚に設定して説明する。
【００６３】
表面層１１および埋込層１２の各パターニングについては、まず、２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂの各表面層１１にフォトリソグラフィおよびエッチングを行なって各表面層１１をパターニングする。その後、２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂの各表面層１１から露出した埋込層１２をエッチングする。所定の形状にパターニングされた各表面層１１を各ビーム基材６Ａとすると、２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂの表面にはビーム基材６Ａが複数個形成される。以下、図９Ｆに示す形状を基準として、図９Ａに示すように、配線基板２に対して上方に湾曲することになるビーム基材を順方向湾曲ビーム基材６Ａ１と称し、下方に湾曲することになるビーム基材を逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２と称する。
【００６４】
ここで、図８に示すように、一体化ビーム基材６Ｂの形状をＵ字形状とする場合、ビーム基材形成工程においては、図１０および図１１に示すように、略Ｕ字状に形成されたビーム基材６Ａｄおよび略Ｕ字状ビーム基材６Ａｄの幅と同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材６Ａｃのうちのどちらか一方または両方を複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂにそれぞれ形成する。具体的に説明すると、図１１に示した母材板１０Ｂには、略Ｕ字状のビーム基材６Ａｄが３個形成されている。このＵ字状ビーム基材６Ａｄは、逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２として用いられ、図９Ａに示す上方に位置する母材板１０Ｂに形成される。なお、図１１に示した母材板１０Ｂの中央に配置された直線状のビーム基材６Ａｄは、後に説明する接触部材４Ｂの一部として兼用される。また、図１０に示した母材板１０Ａには、図１１において３個の略Ｕ字状ビーム基材６Ａｄの幅とそれぞれ同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材６Ａｃが３組形成されている。これら３組のビーム基材６Ａｃは、順方向湾曲ビーム基材６Ａ１として用いられ、図９Ａに示す下方に位置する母材板１０Ａに形成される。なお、図１０に示した母材板１０Ａの中央に配置された直線状のビーム基材６Ａｃは、後に説明する接触部材４Ｂの一部として兼用される。
【００６５】
湾曲膜形成工程においては、図９Ｂに示すように、ビーム基材６Ａの各表面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・を形成する。湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・は、各ビーム基材６Ａに配置されることにより各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の湾曲力を生み出すため、各ビーム基材６Ａに対して少なくとも１個以上形成される。
【００６６】
湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・としてバイメタルを選択する場合、順方向湾曲ビーム基材６Ａ１の各表面には熱膨張係数の小さい金属膜が上方（接触対象）側に積層されたバイメタルを形成し、逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２の各表面には熱膨張係数の小さい金属膜が下方（配線基板２）側に積層されたバイメタルを形成する。バイメタルの種類としては、ビーム基材６ＡがＳｉを用いて形成されている場合、Ａｌ／Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮなどのＳｉバイメタルが好ましい。また、バイメタル形成時に行なうパターニングはビーム基材６Ａの表面保護のためにウェットエッチングが好ましい。
【００６７】
ビーム部形成工程においては、図９Ｃに示すように、ある１枚の母材板（例えば図９Ｃの下方の母材板１０Ａ）に形成されたビーム基材６Ａの端部と他の母材板（例えば図９Ｃの上方の母材板１０Ｂまたは図示しない他の母材板）に形成されたビーム基材６Ａの端部とを接合して一体化ビーム基材６Ｂを形成する。ビーム基材６ＡがＳｉであれば直接接合する。その後、図９Ｄに示すように、一体化ビーム基材６Ｂが形成された各母材板１０Ａ、１０Ｂの埋込層１２をおおむね除去し、上方の母材板１０Ｂから一体化ビーム基材６Ｂを剥離する。埋込層１２がＢＯＸ層であれば、ＨＦ（フッ化水素）蒸気を用いて除去量を制御することにより、最下方の一体化ビーム基材６Ｂの順方向湾曲ビーム基材６Ａ１と配線基板２との間の埋込層１２を多少残しておきながら他の埋込層１２を除去することができる。これにより、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が反対になるように２個または３個以上の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が一体化ビーム基材６Ｂに配置される。このように湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向を制御しているので、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲量を調整することにより、図９Ｆに示すように、環境変化または内部応力に応じてビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）が配線基板２の表面２ａと平行な接触対象５０の接触面５０ａと平行になるビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が形成される。
【００６８】
湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が反対になる場合とは例えば次の通りである。１個の一体化ビーム基材６Ｂに対して湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が２個配置される場合、図９Ｃに示すように、湾曲方向が相互に反対になる２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂをそれぞれ１個ずつ配置すればよい。これは、図９Ｃに示すように一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面にそれぞれ１個ずつ配置されていても良いし、図示はしないが、一体化ビーム基材６Ｂの表面または裏面のいずれか一方の面に２個配置されていても良い（図５を参照）。また、１個の一体化ビーム基材６Ｂに対して湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が３個以上配置される場合（図５を参照）、例えば２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂの湾曲方向が同一であって残り１個以上の湾曲膜（例えば７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、・・・）の湾曲方向が逆方向に設定されているような、それらの湾曲方向がいずれかの湾曲方向と反対になるように配置されていればよい。上記具体例は、図５に示した複数個の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置により示した通りである。
【００６９】
ここで、ビーム部形成工程においては、図９Ｃに示すように、一体化ビーム基材６Ｂの側面視において点Ｐの点対称となるように湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面の両面に１個ずつ形成されていることが好ましい。この場合、湾曲膜形成工程においては、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂが同一の種類、同一の形状、同一の寸法、同一の湾曲力および湾曲量その他それらの湾曲方向以外の要素が同一となるように形成されていることが好ましい。そして、湾曲膜形成工程においては、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂがビーム部形成工程において点Ｐの点対称となるような位置にそれぞれ配設されていることが好ましい。
【００７０】
また、ばね部３を図９Ｆに示すように段組みした形状に形成する場合、ばね部３がつづら折れ状に段組みした形状に形成されるように、ビーム基材６Ａまたは一体化ビーム基材６Ｂを接合することが好ましい。これは、線状に形成された複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）を使用する場合（図６参照）であっても、複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を使用する場合（図７参照）であっても同様である。
【００７１】
さらに、前述のビーム部形成工程においては、図９Ｃおよび図９Ｄに示すように、図１１の母材板１０Ｂに示した略Ｕ字状ビーム基材６Ａｄの端部および図１０の母材板１０Ａに示した３組の平行配置した２個のビーム基材６Ａｃの各端部を相互に接合することにより、図７に示すようなＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＣＵ）を形成することが好ましい。この際、図８、図１０および図１１に示すように、母材板１０Ａ、１０Ｂの内側に形成されておりばね部３の上段に配置される予定のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）は、母材板１０Ａ、１０Ｂの外側に形成されており下段に配置される予定のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）の内部に収納される大きさに形成されていることが好ましい。
【００７２】
接触部材形成工程は任意の工程である。この接触部材形成工程においては、図９Ｅに示すように、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有する接触部材４Ｂを接触部４として形成する。本実施形態の接触部材４Ｂは、柱状に形成された接触部材本体と、最上方に配置される予定のビーム部（例えば５Ｄ。図９Ｅにおいては奥に配設されている。）から水平方向または傾斜方向に延在しており接触部材本体を支持する支持部（直線状のビーム部（例えば５Ｄ）を代用しても良い。）とによって形成されている。この接触部材４Ｂは、接触子１として最上方に配置される予定のビーム部（例えば５Ｄ）に用いられるビーム基材６Ａの上端に形成される。接触部材４Ｂは、ビーム基材６Ａとの接続の関係から、ビーム基材６Ａと同様の形成方法および接合方法を採用すると良い。この接触部材形成工程はビーム基材形成工程後であってばね部形成工程前において実行されていればよい。例えば、ビーム基材形成工程後であって湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の形成前に接触部材４Ｂが形成されてもよい。また、本実施形態のようにビーム部形成工程後であってばね部形成工程前において接触部材４Ｂが形成されても良い。
【００７３】
ばね部形成工程においては、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が形成された後または各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の形成と同時に、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・に環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なうことにより、１個または複数個のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が上方に湾曲した接触子１のばね部３を形成する。例えば、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・にバイメタルを用いる場合は、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・に熱を加えることにより接触子１のばね部３を所定の方向に湾曲させればよい。磁気や光などの環境変化に応じて湾曲変形する湾曲膜については、バイメタルを用いた湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・と同様に環境変化を付与すればよい。また、内部応力を利用して所定の方向に湾曲変形する材料を湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・に用いる場合は、内部応力を押さえ込む埋込層１２をエッチングしてビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を引き止める外力を除去することにより、接触子１のばね部３を所定の方向に湾曲させればよい。つまり、内部応力を利用して湾曲変形させる湾曲膜を湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・として用いる場合は、ビーム部形成工程を行なうことによってばね部形成工程が同時に行なわれることになる。この場合、任意工程の接触部材形成工程はビーム部形成工程の前に行なうことが好ましい。
【００７４】
以上の工程を経て、本実施形態の接触子１が製造される。
【００７５】
次に、本実施形態の接触子１の作用効果を説明する。
【００７６】
本実施形態の接触子１においては、図１から図４に示すように、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を構成する１個のビーム基材６Ａまたは一体化ビーム基材６Ｂに湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が配置されている。そのため、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲力を利用してばね部３を上方に大きく湾曲させることができる。また、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）においては、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向を制御しながら各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に少なくとも２個以上配置することにより、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるように形成されている。このため、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面またはそこに接続した接続部材４Ｂの頂面を接続部４として接触対象５０の接触面５０ａと平行に、かつ、大きな接触面積を確保しながら、接触させることができる。
【００７７】
また、本実施形態の接触子１においては、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・がビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の側面視において点Ｐの点対称となるようにビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されていることが好ましい。この場合、同一の湾曲量および湾曲力を有する同種の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に２個配置することにより、順方向湾曲ビーム基材６Ａ１および逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２の湾曲量が同一になってその湾曲方向が逆方向になるので、図５に示すように湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・を配置するよりも、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）を接触対象５０の接触面５０ａと平行にして接触子１を形成することが容易になる。また、これによって接触子１の省コスト性を向上させることができる。
【００７８】
また、本実施形態の接触子１においては、図４に示すように、ばね部３の各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が１個のビーム基材６Ａではなく複数のビーム基材６Ａを接合してなる一体化ビーム基材６Ｂにより構成されていることが好ましい。これにより、図９Ｃに示すように、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が各表面にそれぞれ配置された２個のビーム基材６Ａのうちの一方のビーム基材６Ａ（例えば上方の母材板１０Ｂ側のビーム部）を反転させて他方のビーム基材６Ａに接合することにより１個のビーム部（例えば５Ａ）を形成することができる。そのため、図１に示すように、１個のビーム基材６Ａの表面および裏面の両面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をそれぞれ配置するよりも、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を容易に形成することができる。
【００７９】
また、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を湾曲させる湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・は、バイメタルであることが好ましい。これにより、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・における湾曲制御容易性、形成容易性およびコストパフォーマンスを向上させることができる。
【００８０】
また、本実施形態の接触子１においては、図６または図７に示すように、ばね部３が複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていることが好ましい。この場合、図３に示すような同一方向に延在させて段組した形状に形成された接触子１と比較して、図６または図７に示す接触子１の全幅を拡大させることなく、その高さを高くすることができる。
【００８１】
ここで、本実施形態の接触子１においては、図７に示すように、ばね部３が１個または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を用いて形成されていることが好ましい。Ｕ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）は、図６に示した直線状のビーム部（５ＡＬ〜５ＤＬ）よりも幅広に形成することができるので、接触子１の押圧時においてビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が左右に挙動を乱すことを防止することができる。
【００８２】
さらに、図７に示すように、ばね部３が複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みして形成されており、かつ、上段および下段のＵ字型ビーム部（例えば図７の５ＡＵ〜５ＣＵ）の大きさが同じ場合、上段のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下方に押圧されたときに上段のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下段のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）に接触してしまうおそれがある。そこで、図８に示すように、本実施形態の接触子１においては、上段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）の内部に収納される大きさに形成されていることがより好ましい。これにより、接触子１の押圧時において上段のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下段のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）に接触することを回避することができるので、接触子１のストローク量を大きくすることができる。
【００８３】
そして、本実施形態の接触子１においては、例えば図７に示すように、最上方に位置するビーム部５Ｃの上端５Ｃａに接触部材４Ｂが接触部４として接続されていることが好ましい。この接触部材４Ｂは接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有して形成されており、その頂面の寸法は最上方に位置するビーム部５Ｃの上端面５Ｃａの寸法よりも自由に設定することができるので、例えば図６に示すように最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面を接触部４とした場合と比較して接触対象５０の接触面５０ａとの接触面積を容易に拡大することができる。また、接触部材４Ｂの形成位置も最上方に位置するビーム部５Ｃの上端面５Ｃａの位置よりも自由に設定することができるので、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面を接触部４とした場合と比較して接触部４の位置変更を容易に行なうことができる。
【００８４】
次に、本実施形態の接触子１の製造方法の作用効果を説明する。
【００８５】
本実施形態の接触子１の製造方法においては、図９Ａに示すように、表面層１１および埋込層１２を有する複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂを用いて複数個のビーム基材６Ａを形成し、図９Ｂに示すように、それらの各表面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・を少なくとも１個以上形成した後、図９Ｃに示すように、各ビーム基材６Ａの各端部を接合することにより、図９Ｆに示すように、一体化ビーム基材６Ｂに対して湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置している。そのため、少なくとも２個以上の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲力を利用してばね部３の一体化ビーム基材６Ｂを上方に大きく湾曲させることができる。また、一体化ビーム基材６Ｂに配置された少なくとも２個以上の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が逆方向なので、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面を接触対象５０の接触面５０ａと平行に形成することができる。これは、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面に接続した接触部４の頂面にも同様のことがいえる。
【００８６】
また、本実施形態の接触子１の製造方法においては、図９Ｃに示すように、２個のビーム基材６Ａのうちの一方のビーム基材６Ａを反転させて他方のビーム基材６Ａに接合しているので、１個のビーム基材６Ａの表面および裏面の両面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をそれぞれ配置するよりもビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を容易に形成することができる。
【００８７】
また、母材板１０Ａ、１０ＢはＳＯＩウェハであり、表面層１１はＳＯＩ層、埋込層１２はＢＯＸ層であることが好ましい。これにより、従来より確立されたＳＩＭＯＸ方式により表面層１１および埋込層１２を形成することができる。
【００８８】
なお、（１）湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・は一体化ビーム基材６Ｂの側面視において点対称となるように一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面の両面に１個ずつ形成されていること、（２）ばね部３が１個または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を有していること、（３）ばね部３が複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていること、（４）上段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ〜５ＤＵ）が下段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＣＵ）の内部に収納される大きさに形成されていること、（５）湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・がバイメタルであること、および、（６）接触子１として最上方に配置される予定のビーム部（例えば５Ｄ）に用いられるビーム基材６Ａの上端に対し、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有する接触部材４Ｂを接触部４として形成することについては、上記で示した本実施形態の接触子１による作用効果と同様である。
【００８９】
すなわち、本実施形態の接触子１および接触子１の製造方法によれば、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を点対称形状にしてその上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）を平行に形成したり、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の物性により決まる湾曲量から得られる一定の湾曲力によりビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を湾曲させたり、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）をつづら折れ状に段組みしたり、ばね部３にＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を採用したりといった措置を講じたので、アスペクト比、ストローク量、接触面積、形成容易性その他の性能を向上させることができるという作用効果を生じる。
【００９０】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００９１】
例えば、本実施形態の接触子１は、プローブカードのプローブとして用いられているが、他の実施形態においては、リレースイッチ素子や温度補正用キャパシタなど、上下のばね伸縮機能を有する素子であれば適用可能である。
【００９２】
また、本実施形態のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）は図６に示すような直線状または図７に示すようなＵ字状に形成されているが、他の実施形態においては、例えば、Ｃ字状、波状、円板状や楕円状その他の板状、環状などの種々の形状を採用することができる。その際、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向を制御しながら上記の他の形状を採用した各ビーム部に少なくとも２個以上配置することにより、上記の他の形状を採用したビーム部の上端面が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるように形成される。
【００９３】
また、本実施形態のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）は、図９Ｆに示すように、ビーム基材６Ａが湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置側に湾曲するように形成されているが、他の実施形態においては、図１２Ｆに示すように、ビーム基材６Ａが湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置側の反対側に湾曲するようにビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が形成されていても良い。この場合、図９Ａおよび図９Ｂと図１２Ａおよび図１２Ｂとを比較すると明らかな通り、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置面が対応する位置において逆になっている以外に大きな差はない。図１２に示した接触子１にＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を使用したい場合、複数個の所定形状のビーム基材６Ａを母材板１０Ａ、１０Ｂに対して図１３および図１４に示すように形成すればよい。図１０および図１１と図１３および図１４とを比較すると明らかな通り、それらが逆になっている以外に大きな差はない。
【００９４】
また、本実施形態の接触子１の製造方法においては、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に一体化ビーム基材６Ｂを用いて接触子１を製造したが、他の実施形態においては、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に１個のビーム基材６Ａを用いて接触子１を製造しても良い。その場合、図１５Ａ〜Ｆに示す順に、１個のビーム基材６Ａ、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）、ばね部３などを形成すればよい。基本的には本実施形態の接触子１の製造方法と大差はない。
【００９５】
また、上段のビーム部（例えば５Ｂ〜５Ｄ）に配置された湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・と下段のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｃ）に配置された湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・とが環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なう前に当接等する場合、下段のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｃ）と上段のビーム部（例えば５Ｂ〜５Ｄ）との間に図１６および図１７の順に示すような中間部材２０を表面層１１などのビーム基材６Ａと同一の材料を用いて形成すると良い。
【符号の説明】
【００９６】
１ 接触子
２ 配線基板
３ ばね部
４ 接触部
５Ａ〜５Ｄ ビーム部
５Ａａ〜５Ｄａ （ビーム部の）上端面
５Ａｂ〜５Ｄｂ （ビーム部の）下端面
５ＡＬ〜５ＤＬ 直線状ビーム部
５ＡＵ〜５ＤＵ Ｕ字型ビーム部
６Ａ〜６Ｄ ビーム基材
６Ａ１ 順方向湾曲ビーム基材
６Ａ２ 逆方向湾曲ビーム基材
７Ａ、７Ｂ 湾曲膜
１０Ａ、１０Ｂ 母材板
１１ 表面層
１２ 埋込層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触子および接触子の製造方法に係り、特に、アレイ配置が容易な垂直伸縮型接触子（プローブ）に好適に利用できる接触子および接触子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、プローブカードにおいてはプローブと称される接触子が用いられている。昨今の接触子のピッチ間距離は益々狭まっているため、現在の接触子に対しては、接触子の全幅に対してその高さが高いこと、言い換えると、高アスペクト比が求められている。
【０００３】
従来の接触子の製造方法としては、種々の方法が挙げられる。その一例として、図１８に示すように、水平型カンチレバー部１０２を外力により１個ずつ引き起こすことにより接触子１０１を製造する方法や（特許文献１を参照）、図１９および図２０の順に示すように、フォトレジストの露光および現像により三次元的にレジストめっき型１１２を形成し、めっき型１１２の内部に例えば立体らせん状の接触子１１１をめっき形成した後、レジストめっき型１１２を除去する接触子１１１の製造方法（特許文献２を参照）などがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９７６１７号公報
【特許文献２】特開２００８−５３０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の接触子においては、以下に示す問題点があった。
【０００６】
例えば、図１８に示すように、水平型カンチレバー部１０２を外力により１個ずつ引き起こして製造された接触子１０１においては、その第１の問題点として、外力による引き起こし量に比例して接触子１０１の高さが決定されるため、引き起こし量を一定にしてすべての接触子１０１の高さを一致させることが極めて困難であるという問題があった。すべての接触子１０１の高さが一致していないと、ウェハテストされるチップ１５０のすべての電極パッド（接触対象）１５０ａにすべての接触子１０１を均一の弾性力（接触力）で接触させることができなくなり、接触力の弱い電極パッド１５０ａと接触子１０１との間の接触抵抗が増大する原因となってしまう。この接触抵抗の増大現象は、接触子１０１の高さの差が大きくなるほど顕著に現れるという問題があった。
【０００７】
また、上記の接触子１０１においては、その第２の問題点として、図１８に示すように、接触対象となる電極パッド１５０ａに対して接触子１０１の角をもって接触するため、それらを面接触させることができないという問題があった。面接触ができないと、上記と同様、電極パッド１５０ａと接触子１０１との間の接触抵抗が増大する原因となってしまう。
【０００８】
さらに、上記の接触子１０１においては、その第３の問題点として、図１８および図２１の順に示すように、接触子１０１を押圧した際、接触子１０１の接触部が上下方向だけでなく、接触子１０１の本来の延在方向すなわち水平方向にも移動するため、接触子１０１を深く押圧したときに接触子１０１が電極パッド１５０ａから離間してしまうという問題があった。また、接触子１０１が直線状に形成されているため、押圧時に左右に挙動を乱すこともあった。そのため、接触子１０１の高さを高くしても、電極パッド１５０ａとの接触を維持するためにそのストローク量を大きくすることができないという問題もあった。
【０００９】
また、図１９および図２０に示すような、レジストめっき型１１２を用いてめっき形成された接触子１１１においては、高アスペクト比のレジストめっき型１１２の形成が困難であったり、高アスペクト比のレジストめっき型１１２の内部にめっき液を充填させることが困難であるため、接触子１１１を高アスペクト比に形成することが困難であるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、アスペクト比、ストローク量、接触面積、形成容易性その他の性能を向上させることができる接触子および接触子の製造方法を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明の接触子は、その第１の態様として、１個のビーム基材または複数個のビーム基材の各端部を接合してなる一体化ビーム基材に対して、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する少なくとも２個以上の湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、その上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するように形成されたビーム部を１個または複数個用いて形成されているばね部を備えていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第１の態様の接触子によれば、少なくとも２個以上の湾曲膜の湾曲力を利用してばね部を上方に大きく湾曲させることができるとともに、対向する湾曲力を利用して接触子の接触面に対して最上方のビーム部の上端面が平行になるので、最上方のビーム部の上端面またはそこに接続した接触部の頂面を接触対象の接触面と平行に接触させることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様の接触子は、第１の態様の接触子において、湾曲膜は、ビーム部の側面視において点対称となるようにビーム部の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第２の態様の接触子によれば、同一の湾曲量および湾曲力を有する同種の湾曲膜をビーム部に２個配置することによりビーム部を形成することができるので、ビーム部の形成容易性および省コスト性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第３の態様の接触子は、第１または第２の態様の接触子において、ばね部は、一体化ビーム基材を用いて形成されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第３の態様の接触子によれば、例えば、湾曲膜が各表面にそれぞれ配置された２個のビーム基材のうちの一方のビーム基材を反転させて他方のビーム基材に接合することにより１個のビーム部を形成することができるので、１個のビーム基材の表面および裏面の両面に湾曲膜をそれぞれ配置するよりも、ビーム部を容易に形成することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様の接触子は、第１から第３のいずれか１の態様の接触子において、ばね部は、平行に配置された２個のビーム部の各上端を１個または複数個のビーム基材により接続してなる略Ｕ字状に形成された１個または複数個のＵ字型ビーム部を用いて形成されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の第４の態様の接触子によれば、Ｕ字型ビーム部は、例えば、直線状に形成されたビーム部よりも幅広に形成することができるので、接触子の押圧時においてビーム部が左右に挙動を乱すことを防止することができる。
【００１９】
本発明の第５の態様の接触子は、第１から第４のいずれか１の態様の接触子において、ばね部は、複数個のビーム部または複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第５の態様の接触子によれば、接触子の全幅を拡大することなくその高さを高くすることができる。
【００２１】
本発明の第６の態様の接触子は、第５の態様の接触子において、上段に配置されたＵ字型ビーム部は、下段に配置されたＵ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されていることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第６の態様の接触子によれば、接触子の押圧時において上段のＵ字型ビーム部が下段のＵ字型ビーム部に接触することを回避することができるので、接触子のストローク量を大きくすることができる。
【００２３】
本発明の第７の態様の接触子は、第１から第６のいずれか１の態様の接触子において、湾曲膜は、バイメタルであることを特徴としている。
【００２４】
本発明の第７の態様の接触子によれば、湾曲膜における湾曲制御容易性、形成容易性およびコストパフォーマンスを向上させることができる。
【００２５】
本発明の第８の態様の接触子は、第１から第７のいずれか１の態様の接触子において、最上方に位置するビーム部の上端に接続されているとともに接触対象に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として備えていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の第８の態様の接触子によれば、接触対象との接触面積を容易に拡大することができるとともに、最上方のビーム部の上端面を接触部とした場合と比較して接触部の位置変更を容易に行なうことができる。
【００２７】
また、前述した目的を達成するため、本発明の接触子の製造方法は、その第１の態様として、複数枚の母材板にそれぞれ形成された表面層および埋込層をそれぞれパターニングすることにより、表面層を用いて複数枚の母材板に複数個のビーム基材を形成するビーム基材形成工程と、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する湾曲膜を複数個のビーム基材の各表面にそれぞれ少なくとも１個以上形成する湾曲膜形成工程と、ある１枚の母材板に形成されたビーム基材の端部と他の母材板に形成されたビーム基材の端部とを接合した後に埋込層を除去して母材板から剥離することにより、複数個のビーム基材を一体化させてなる一体化ビーム基材に対して湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、環境変化または内部応力に応じてその上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するビーム部を１個または複数個形成するビーム部形成工程と、ビーム部形成工程の後にまたはその工程と同時に湾曲膜に対して環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なうことにより、１個または複数個のビーム部が上方に湾曲した接触子のばね部を形成するばね部形成工程とを備えることを特徴としている。
【００２８】
本発明の第１の態様の接触子の製造方法によれば、ばね部が少なくとも２個の湾曲膜の湾曲力を利用して上方に大きく湾曲させることができるとともに、対向する湾曲力を利用して接触対象の接触面に対して最上方のビーム部の上端面が平行になるので、最上方のビーム部の上端面またはそこに接続した接触部の頂面を接触対象の表面と平行に接触させることができる接触子を製造することができる。また、ビーム部形成工程においては湾曲膜が各表面にそれぞれ配置された２個のビーム基材のうちの一方のビーム基材を反転させて他方のビーム基材に接合することにより１個のビーム部が形成されているので、１個のビーム基材の表面および裏面の両面に湾曲膜をそれぞれ配置するよりもビーム部を容易に形成することができる。
【００２９】
本発明の第２の態様の接触子の製造方法は、第１の態様の接触子の製造方法において、湾曲膜形成工程においては、湾曲膜が、一体化ビーム基材の側面視において点対称となるように一体化ビーム基材の表面および裏面の両面に１個ずつ形成されていることを特徴としている。
【００３０】
本発明の第２の態様の接触子の製造方法によれば、同一の湾曲量および湾曲力を有する同一の湾曲膜をビーム部に２個配置することによりビーム部を形成することができるので、ビーム部の形成容易性および省コスト性を向上させることができる。
【００３１】
本発明の第３の態様の接触子の製造方法は、第１または第２の態様の接触子の製造方法において、ビーム基材形成工程においては、略Ｕ字状に形成されたビーム基材および略Ｕ字状に形成されたビーム基材の幅と同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材のうちのどちらか一方または両方を複数枚の母材板にそれぞれ形成し、ビーム部形成工程においては、複数枚の母材板にそれぞれ形成された略Ｕ字状に形成されたビーム基材の端部および平行配置した２個のビーム基材の各端部を接合することにより、１個または複数個のＵ字型ビーム部を形成することを特徴としている。
【００３２】
本発明の第３の態様の接触子の製造方法によれば、Ｕ字型ビーム部は、例えば、直線状に形成されたビーム部よりも幅広に形成することができるので、接触子の押圧時においてビーム部が左右に挙動を乱すことを防止する接触子を製造することができる。
【００３３】
本発明の第４の態様の接触子の製造方法は、第１から第３のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、ばね部は、複数個のビーム部または複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていることを特徴としている。
【００３４】
本発明の第４の態様の接触子の製造方法によれば、接触子の全幅を拡大することなくその高さを高くすることができる。
【００３５】
本発明の第５の態様の接触子の製造方法は、第４の態様の接触子の製造方法において、上段に配置されたＵ字型ビーム部は、下段に配置されたＵ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されていることを特徴としている。
【００３６】
本発明の第５の態様の接触子の製造方法によれば、接触子の押圧時において上段のＵ字型ビーム部が下段のＵ字型ビーム部に接触することを回避することができるので、接触子のストローク量を大きくすることができる。
【００３７】
本発明の第６の態様の接触子の製造方法は、第１から第５のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、湾曲膜は、バイメタルであることを特徴としている。
【００３８】
本発明の第６の態様の接触子の製造方法によれば、湾曲膜における湾曲制御容易性、形成容易性およびコストパフォーマンスを向上させることができる。
【００３９】
本発明の第７の態様の接触子の製造方法は、第１から第６のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、ビーム基材形成工程後であってばね部形成工程前において、接触子として最上方に配置される予定のビーム部に用いられるビーム基材の上端に対し、接触対象に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として形成する接触部形成工程を備えることを特徴としている。
【００４０】
本発明の第７の態様の接触子の製造方法によれば、接触対象との接触面積を容易に拡大することができるとともに、最上方のビーム部の上端面を接触部とした場合と比較して導通膜により形成された接触部の位置変更を容易に行なうことができる。
【００４１】
本発明の第８の態様の接触子の製造方法は、第１から第７のいずれか１の態様の接触子の製造方法において、母材板は、ＳＯＩウェハであり、表面層は、ＳＯＩ層であり、埋込層は、ＢＯＸ層であることを特徴としている。
【００４２】
本発明の第８の態様の接触子の製造方法によれば、従来より確立されたＳＯＩウェハの製造方式により表面層および埋込層を形成することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の接触子および接触子の製造方法によれば、ビーム部を点対称形状にしてその上端面を平行に形成したり、湾曲膜の物性により決まる湾曲量から得られる一定の湾曲力によりビーム部を湾曲させたり、ビーム部をつづら折れ状に段組みしたり、ばね部にＵ字型ビーム部を採用したりといった措置を講じたので、アスペクト比、ストローク量、接触面積、形成容易性その他の性能を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図２】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図３】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図４】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図５】本実施形態の接触子の一例を示す正面図
【図６】本実施形態の接触子の一例においてビーム部が直線状に形成された状態を示す斜視図
【図７】本実施形態の接触子の一例においてビーム部がＵ字形状に形成された状態を示す斜視図
【図８】本実施形態の接触子の一例において下段のＵ字型ビーム部が上段のＵ字型ビーム部よりも小さく形成された状態を示す平面図
【図９】本実施形態の接触子の製造方法の一例をＡからＦの順に示す縦断面図
【図１０】本実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する一方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１１】本実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する他方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１２】他の実施形態の接触子の製造方法の一例をＡからＦの順に示す縦断面図
【図１３】他の実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する一方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１４】他の実施形態のＵ字型ビーム部を形成する際に使用する他方の母材板の形状の一例を示す斜視図
【図１５】他の実施形態の接触子の製造方法の一例をＡからＦの順に示す縦断面図
【図１６】図１５に示した接触子の製造方法において中間部材の形成工程の一例を示す縦断面図
【図１７】図１５に示した接触子の製造方法において図１６に示した中間部材の形成工程の次の工程の一例を示す縦断面図
【図１８】従来の水平カンチレバー型接触子を引き起こした状態の一例を示す縦断面図
【図１９】従来のめっき形成型接触子の製造方法の一工程の一例を示す縦断面図
【図２０】従来のめっき形成型接触子の一例を示す縦断面図
【図２１】図１８に示した従来の接触子の問題点の一例を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明の接触子および接触子の製造方法をその一実施形態により説明する。
【００４６】
はじめに、本実施形態の接触子１を説明する。本実施形態の接触子１は、例えばプローブカードのプローブとして用いられるものであり、図１に示すように、配線基板２の表面２ａにおいて、ばね部３および接触部４を備えている。
【００４７】
ばね部３は、図１に示すように、例えば４個のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ。５ＡＬや５ＡＵなど「５」はビーム部の総括番号、１つ目のアルファベットはばね部における段数、２つ目のアルファベット大文字はビーム部の形状（２つ目のアルファベット大文字が付されていない場合にはビーム部の形状に限定がないことを示す。）を示す。なお、５Ａａなどの２つ目のアルファベット小文字はビーム部における場所を表す。）を有している。ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の個数は限定的ではなく、図２に示すように、１個のビーム部５Ａによってばね部３が形成されていても良いし、例えば図３に示すように、４個以外の複数個のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）によってばね部３が形成されていても良い。
【００４８】
各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）は、各々の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるという条件を満たすように形成されている。前述の条件を満たすため、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）においては、１個のビーム基材６Ａの表面および裏面に対して、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂの湾曲方向が互いに反対になるように、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂが１個ずつ配置されている。
【００４９】
ビーム基材６Ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）などの接触子１の弾性力源となるばね材質を用いて形成されている。また、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を構成する１個のビーム基材６Ａは、図４に示すように、一体化ビーム基材６Ｂとして、例えば２個などの複数個のビーム基材６Ａの各端部を接合することにより形成されていても良い。各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を１個のビーム基材６Ａにより構成するか、一体化ビーム基材６Ｂにより構成するかは、弾性力の制御容易性、耐久性、形成容易性、コストパフォーマンスなどの観点から決定すればよい。本実施形態においては、ばね部３は、図４に示すように、一体化ビーム基材６Ｂを用いて形成されている。
【００５０】
湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・とは、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する膜のことをいう。この湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・としては、例えば、温度制御により湾曲変化させるバイメタルや形状記憶合金、磁性制御により湾曲変化させる強磁性形状記憶合金、引張応力や圧縮応力などの内部応力を利用して所定の方向に湾曲変形するシリコンにホウ素を拡散させたシリコン拡散層などがその一例としてあげられる。本実施形態の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・としては、形成容易性やコストパフォーマンスなどの観点から、バイメタルが選択されている。
【００５１】
２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂが各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）における１個のビーム基材６Ａまたは一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面に１個ずつ配置されている理由は、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に配置された２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂの湾曲方向を反対方向にし、それらの湾曲量の合計が各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の下端面（例えば５Ａｂ〜５Ｄｂ）から上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）にかけておおむね±０にすることにより、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）および下端面（接触対象５０の接触面５０ａと配線基板２とが平行の場合には５Ａｂ〜５Ｄｂ）が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるように形成するためである。したがって、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に配置された複数個の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が同一のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に配置されたいずれかの湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向と反対方向になっており、かつ、複数個の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲量の合計が各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の下端面（例えば５Ａｂ〜５Ｄｂ）から上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）にかけておおむね±０になっていれば、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が、例えば図５に示すように、ビーム基材６Ａの表面または裏面のいずれか一方の面にすべて配置されていてもよいし、２個以上配置されていてもよい。
【００５２】
ここで、本実施形態においては、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が、図１から図４に示すように、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の側面視において点Ｐ（大抵はビームの側面視中央が点Ｐとなる。）の点対称となるようにビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されていることが好ましい。
【００５３】
また、ばね部３は、例えば、図６に示すように、直線状に形成された複数のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＣＬ）を上下に段組みした形状に形成されていても良い。また、ばね部３は、図７に示すように、略Ｕ字状に形成された１個または複数個のＵ字型ビーム部を上下に段組みした形状に形成されていても良い。このＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）は、平行に配置された直線状の２個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）の各上端に直線状のビーム基材６Ａを接続した形状に形成されたものである。２個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）の各上端を接続するビーム基材６Ａは、１個であっても良いし、図示はしないが複数個であっても良い。本実施形態のばね部３においては、Ｕ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を用いて形成されている。なお、ビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）およびＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）については、図２に示すように、１段でばね部３を形成しても良い。
【００５４】
さらに、ばね部３は、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の組み合わせや段組の態様に応じて、種々の形状に形成されていても良い。例えば、ばね部３は、図１、図４、図６または図７に示すように、複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていても良い。また、図３に示すように、ばね部３が同一方向に延在しながら段組みされた形状に形成されていても良い。本実施形態のばね部３は、図７に示すように、複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されている。
【００５５】
図７に示すように、複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状にばね部３を形成する場合、図８に示すように、上段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ〜５ＤＵ）は、下段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＣＵ）の内部に収納される大きさに形成されていることが好ましい。
【００５６】
また、本実施形態の接触子１においては、図１に示すように、最上方に位置するビーム部（例えば５Ｄ）の上端５Ｄａに、柱状に形成された接続部材４Ｂが接続部４として接続されていることが好ましい。この接続部材４Ｂは、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有するように形成されている。ただし、この接続部材４Ｂは、接触子１として必須の構成ではなく、図２に示すように、最上方に位置するビーム部５Ａの上端面５Ａａを接続部４として利用しても良い。各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）は、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の条件として、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成されているからである。
【００５７】
なお、特に図示はしないが、接触子１の導電性を向上させるため、接触子１の表面にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの高導電性の金属膜を形成するなどの導電性向上処理を施しても良い。
【００５８】
次に、本実施形態の接触子１の製造方法を説明する。
【００５９】
本実施形態の接触子１の製造方法は、その一例として、図９Ａ〜Ｆに示すように、ビーム基材形成工程、湾曲膜形成工程、ビーム部形成工程およびばね部形成工程を備えている。また、本実施形態の接触子１の製造方法は、任意の工程として、接触部材形成工程を備えている。
【００６０】
ビーム基材形成工程においては、図９Ａに示すように、複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・にそれぞれ形成された表面層１１および埋込層１２をそれぞれパターニングすることにより、表面層１１を用いて複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・に複数個のビーム基材６Ａを形成する。
【００６１】
母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・としては、例えば、ＳＯＩウェハ（ＳＯＩ（Silicon on Insulator：絶縁体上に形成されたＳｉ）層の下層にＢＯＸ（Buried OXide：埋込酸化物）層（絶縁膜）を形成したウェハ）を用いることができる。この場合、表面層１１はＳＯＩ層（活性層）であり、埋込層１２はＢＯＸ層（絶縁層）である。ＳＯＩ層を厚くしたい場合、ＳＯＩウェハは、ＳＩＭＯＸ(Separation by IMplantation of OXygen)方式による製造方法ではなく、張り合わせ方式による製造方法を採用することが好ましい。
【００６２】
母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・の使用枚数は、ビーム基材６Ａの形状および構造ならびにばね部３の段数その他の要因により異なる。例えば、図８に示すように、接触子１のばね部３を構成するビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が、複数個のビーム基材６Ａを一体化させてなる一体化ビーム基材６Ｂによって構成されており、その一体化ビーム基材６Ｂの形状がＵ字形状かつ下段から上段に向かって小さくなる場合、図１０および図１１に示すように、少なくとも２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂを使用すれば一体化ビーム基材６Ｂが形成される。ビーム基材形成工程の形成容易化およびコストパフォーマンスの向上のため、母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・の使用枚数としては２枚が好ましい。以下、母材板１０Ａ、１０Ｂ、・・・の使用枚数を２枚に設定して説明する。
【００６３】
表面層１１および埋込層１２の各パターニングについては、まず、２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂの各表面層１１にフォトリソグラフィおよびエッチングを行なって各表面層１１をパターニングする。その後、２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂの各表面層１１から露出した埋込層１２をエッチングする。所定の形状にパターニングされた各表面層１１を各ビーム基材６Ａとすると、２枚の母材板１０Ａ、１０Ｂの表面にはビーム基材６Ａが複数個形成される。以下、図９Ｆに示す形状を基準として、図９Ａに示すように、配線基板２に対して上方に湾曲することになるビーム基材を順方向湾曲ビーム基材６Ａ１と称し、下方に湾曲することになるビーム基材を逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２と称する。
【００６４】
ここで、図８に示すように、一体化ビーム基材６Ｂの形状をＵ字形状とする場合、ビーム基材形成工程においては、図１０および図１１に示すように、略Ｕ字状に形成されたビーム基材６Ａｄおよび略Ｕ字状ビーム基材６Ａｄの幅と同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材６Ａｃのうちのどちらか一方または両方を複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂにそれぞれ形成する。具体的に説明すると、図１１に示した母材板１０Ｂには、略Ｕ字状のビーム基材６Ａｄが３個形成されている。このＵ字状ビーム基材６Ａｄは、逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２として用いられ、図９Ａに示す上方に位置する母材板１０Ｂに形成される。なお、図１１に示した母材板１０Ｂの中央に配置された直線状のビーム基材６Ａｄは、後に説明する接触部材４Ｂの一部として兼用される。また、図１０に示した母材板１０Ａには、図１１において３個の略Ｕ字状ビーム基材６Ａｄの幅とそれぞれ同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材６Ａｃが３組形成されている。これら３組のビーム基材６Ａｃは、順方向湾曲ビーム基材６Ａ１として用いられ、図９Ａに示す下方に位置する母材板１０Ａに形成される。なお、図１０に示した母材板１０Ａの中央に配置された直線状のビーム基材６Ａｃは、後に説明する接触部材４Ｂの一部として兼用される。
【００６５】
湾曲膜形成工程においては、図９Ｂに示すように、ビーム基材６Ａの各表面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・を形成する。湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・は、各ビーム基材６Ａに配置されることにより各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の湾曲力を生み出すため、各ビーム基材６Ａに対して少なくとも１個以上形成される。
【００６６】
湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・としてバイメタルを選択する場合、順方向湾曲ビーム基材６Ａ１の各表面には熱膨張係数の小さい金属膜が上方（接触対象）側に積層されたバイメタルを形成し、逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２の各表面には熱膨張係数の小さい金属膜が下方（配線基板２）側に積層されたバイメタルを形成する。バイメタルの種類としては、ビーム基材６ＡがＳｉを用いて形成されている場合、Ａｌ／Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮなどのＳｉバイメタルが好ましい。また、バイメタル形成時に行なうパターニングはビーム基材６Ａの表面保護のためにウェットエッチングが好ましい。
【００６７】
ビーム部形成工程においては、図９Ｃに示すように、ある１枚の母材板（例えば図９Ｃの下方の母材板１０Ａ）に形成されたビーム基材６Ａの端部と他の母材板（例えば図９Ｃの上方の母材板１０Ｂまたは図示しない他の母材板）に形成されたビーム基材６Ａの端部とを接合して一体化ビーム基材６Ｂを形成する。ビーム基材６ＡがＳｉであれば直接接合する。その後、図９Ｄに示すように、一体化ビーム基材６Ｂが形成された各母材板１０Ａ、１０Ｂの埋込層１２をおおむね除去し、上方の母材板１０Ｂから一体化ビーム基材６Ｂを剥離する。埋込層１２がＢＯＸ層であれば、ＨＦ（フッ化水素）蒸気を用いて除去量を制御することにより、最下方の一体化ビーム基材６Ｂの順方向湾曲ビーム基材６Ａ１と配線基板２との間の埋込層１２を多少残しておきながら他の埋込層１２を除去することができる。これにより、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が反対になるように２個または３個以上の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が一体化ビーム基材６Ｂに配置される。このように湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向を制御しているので、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲量を調整することにより、図９Ｆに示すように、環境変化または内部応力に応じてビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）が配線基板２の表面２ａと平行な接触対象５０の接触面５０ａと平行になるビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が形成される。
【００６８】
湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が反対になる場合とは例えば次の通りである。１個の一体化ビーム基材６Ｂに対して湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が２個配置される場合、図９Ｃに示すように、湾曲方向が相互に反対になる２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂをそれぞれ１個ずつ配置すればよい。これは、図９Ｃに示すように一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面にそれぞれ１個ずつ配置されていても良いし、図示はしないが、一体化ビーム基材６Ｂの表面または裏面のいずれか一方の面に２個配置されていても良い（図５を参照）。また、１個の一体化ビーム基材６Ｂに対して湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が３個以上配置される場合（図５を参照）、例えば２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂの湾曲方向が同一であって残り１個以上の湾曲膜（例えば７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、・・・）の湾曲方向が逆方向に設定されているような、それらの湾曲方向がいずれかの湾曲方向と反対になるように配置されていればよい。上記具体例は、図５に示した複数個の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置により示した通りである。
【００６９】
ここで、ビーム部形成工程においては、図９Ｃに示すように、一体化ビーム基材６Ｂの側面視において点Ｐの点対称となるように湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面の両面に１個ずつ形成されていることが好ましい。この場合、湾曲膜形成工程においては、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂが同一の種類、同一の形状、同一の寸法、同一の湾曲力および湾曲量その他それらの湾曲方向以外の要素が同一となるように形成されていることが好ましい。そして、湾曲膜形成工程においては、２個の湾曲膜７Ａ、７Ｂがビーム部形成工程において点Ｐの点対称となるような位置にそれぞれ配設されていることが好ましい。
【００７０】
また、ばね部３を図９Ｆに示すように段組みした形状に形成する場合、ばね部３がつづら折れ状に段組みした形状に形成されるように、ビーム基材６Ａまたは一体化ビーム基材６Ｂを接合することが好ましい。これは、線状に形成された複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）を使用する場合（図６参照）であっても、複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を使用する場合（図７参照）であっても同様である。
【００７１】
さらに、前述のビーム部形成工程においては、図９Ｃおよび図９Ｄに示すように、図１１の母材板１０Ｂに示した略Ｕ字状ビーム基材６Ａｄの端部および図１０の母材板１０Ａに示した３組の平行配置した２個のビーム基材６Ａｃの各端部を相互に接合することにより、図７に示すようなＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＣＵ）を形成することが好ましい。この際、図８、図１０および図１１に示すように、母材板１０Ａ、１０Ｂの内側に形成されておりばね部３の上段に配置される予定のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）は、母材板１０Ａ、１０Ｂの外側に形成されており下段に配置される予定のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）の内部に収納される大きさに形成されていることが好ましい。
【００７２】
接触部材形成工程は任意の工程である。この接触部材形成工程においては、図９Ｅに示すように、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有する接触部材４Ｂを接触部４として形成する。本実施形態の接触部材４Ｂは、柱状に形成された接触部材本体と、最上方に配置される予定のビーム部（例えば５Ｄ。図９Ｅにおいては奥に配設されている。）から水平方向または傾斜方向に延在しており接触部材本体を支持する支持部（直線状のビーム部（例えば５Ｄ）を代用しても良い。）とによって形成されている。この接触部材４Ｂは、接触子１として最上方に配置される予定のビーム部（例えば５Ｄ）に用いられるビーム基材６Ａの上端に形成される。接触部材４Ｂは、ビーム基材６Ａとの接続の関係から、ビーム基材６Ａと同様の形成方法および接合方法を採用すると良い。この接触部材形成工程はビーム基材形成工程後であってばね部形成工程前において実行されていればよい。例えば、ビーム基材形成工程後であって湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の形成前に接触部材４Ｂが形成されてもよい。また、本実施形態のようにビーム部形成工程後であってばね部形成工程前において接触部材４Ｂが形成されても良い。
【００７３】
ばね部形成工程においては、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が形成された後または各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の形成と同時に、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・に環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なうことにより、１個または複数個のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が上方に湾曲した接触子１のばね部３を形成する。例えば、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・にバイメタルを用いる場合は、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・に熱を加えることにより接触子１のばね部３を所定の方向に湾曲させればよい。磁気や光などの環境変化に応じて湾曲変形する湾曲膜については、バイメタルを用いた湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・と同様に環境変化を付与すればよい。また、内部応力を利用して所定の方向に湾曲変形する材料を湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・に用いる場合は、内部応力を押さえ込む埋込層１２をエッチングしてビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を引き止める外力を除去することにより、接触子１のばね部３を所定の方向に湾曲させればよい。つまり、内部応力を利用して湾曲変形させる湾曲膜を湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・として用いる場合は、ビーム部形成工程を行なうことによってばね部形成工程が同時に行なわれることになる。この場合、任意工程の接触部材形成工程はビーム部形成工程の前に行なうことが好ましい。
【００７４】
以上の工程を経て、本実施形態の接触子１が製造される。
【００７５】
次に、本実施形態の接触子１の作用効果を説明する。
【００７６】
本実施形態の接触子１においては、図１から図４に示すように、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を構成する１個のビーム基材６Ａまたは一体化ビーム基材６Ｂに湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が配置されている。そのため、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲力を利用してばね部３を上方に大きく湾曲させることができる。また、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）においては、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向を制御しながら各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に少なくとも２個以上配置することにより、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるように形成されている。このため、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面またはそこに接続した接続部材４Ｂの頂面を接続部４として接触対象５０の接触面５０ａと平行に、かつ、大きな接触面積を確保しながら、接触させることができる。
【００７７】
また、本実施形態の接触子１においては、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・がビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の側面視において点Ｐの点対称となるようにビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されていることが好ましい。この場合、同一の湾曲量および湾曲力を有する同種の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に２個配置することにより、順方向湾曲ビーム基材６Ａ１および逆方向湾曲ビーム基材６Ａ２の湾曲量が同一になってその湾曲方向が逆方向になるので、図５に示すように湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・を配置するよりも、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）の上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）を接触対象５０の接触面５０ａと平行にして接触子１を形成することが容易になる。また、これによって接触子１の省コスト性を向上させることができる。
【００７８】
また、本実施形態の接触子１においては、図４に示すように、ばね部３の各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が１個のビーム基材６Ａではなく複数のビーム基材６Ａを接合してなる一体化ビーム基材６Ｂにより構成されていることが好ましい。これにより、図９Ｃに示すように、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・が各表面にそれぞれ配置された２個のビーム基材６Ａのうちの一方のビーム基材６Ａ（例えば上方の母材板１０Ｂ側のビーム部）を反転させて他方のビーム基材６Ａに接合することにより１個のビーム部（例えば５Ａ）を形成することができる。そのため、図１に示すように、１個のビーム基材６Ａの表面および裏面の両面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をそれぞれ配置するよりも、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を容易に形成することができる。
【００７９】
また、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を湾曲させる湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・は、バイメタルであることが好ましい。これにより、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・における湾曲制御容易性、形成容易性およびコストパフォーマンスを向上させることができる。
【００８０】
また、本実施形態の接触子１においては、図６または図７に示すように、ばね部３が複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていることが好ましい。この場合、図３に示すような同一方向に延在させて段組した形状に形成された接触子１と比較して、図６または図７に示す接触子１の全幅を拡大させることなく、その高さを高くすることができる。
【００８１】
ここで、本実施形態の接触子１においては、図７に示すように、ばね部３が１個または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を用いて形成されていることが好ましい。Ｕ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）は、図６に示した直線状のビーム部（５ＡＬ〜５ＤＬ）よりも幅広に形成することができるので、接触子１の押圧時においてビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が左右に挙動を乱すことを防止することができる。
【００８２】
さらに、図７に示すように、ばね部３が複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みして形成されており、かつ、上段および下段のＵ字型ビーム部（例えば図７の５ＡＵ〜５ＣＵ）の大きさが同じ場合、上段のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下方に押圧されたときに上段のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下段のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）に接触してしまうおそれがある。そこで、図８に示すように、本実施形態の接触子１においては、上段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）の内部に収納される大きさに形成されていることがより好ましい。これにより、接触子１の押圧時において上段のＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ、５ＣＵ）が下段のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ、５ＢＵ）に接触することを回避することができるので、接触子１のストローク量を大きくすることができる。
【００８３】
そして、本実施形態の接触子１においては、例えば図７に示すように、最上方に位置するビーム部５Ｃの上端５Ｃａに接触部材４Ｂが接触部４として接続されていることが好ましい。この接触部材４Ｂは接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有して形成されており、その頂面の寸法は最上方に位置するビーム部５Ｃの上端面５Ｃａの寸法よりも自由に設定することができるので、例えば図６に示すように最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面を接触部４とした場合と比較して接触対象５０の接触面５０ａとの接触面積を容易に拡大することができる。また、接触部材４Ｂの形成位置も最上方に位置するビーム部５Ｃの上端面５Ｃａの位置よりも自由に設定することができるので、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面を接触部４とした場合と比較して接触部４の位置変更を容易に行なうことができる。
【００８４】
次に、本実施形態の接触子１の製造方法の作用効果を説明する。
【００８５】
本実施形態の接触子１の製造方法においては、図９Ａに示すように、表面層１１および埋込層１２を有する複数枚の母材板１０Ａ、１０Ｂを用いて複数個のビーム基材６Ａを形成し、図９Ｂに示すように、それらの各表面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・を少なくとも１個以上形成した後、図９Ｃに示すように、各ビーム基材６Ａの各端部を接合することにより、図９Ｆに示すように、一体化ビーム基材６Ｂに対して湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置している。そのため、少なくとも２個以上の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲力を利用してばね部３の一体化ビーム基材６Ｂを上方に大きく湾曲させることができる。また、一体化ビーム基材６Ｂに配置された少なくとも２個以上の湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向が逆方向なので、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面を接触対象５０の接触面５０ａと平行に形成することができる。これは、最上方のビーム部（例えば５Ｄ）の上端面に接続した接触部４の頂面にも同様のことがいえる。
【００８６】
また、本実施形態の接触子１の製造方法においては、図９Ｃに示すように、２個のビーム基材６Ａのうちの一方のビーム基材６Ａを反転させて他方のビーム基材６Ａに接合しているので、１個のビーム基材６Ａの表面および裏面の両面に湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・をそれぞれ配置するよりもビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を容易に形成することができる。
【００８７】
また、母材板１０Ａ、１０ＢはＳＯＩウェハであり、表面層１１はＳＯＩ層、埋込層１２はＢＯＸ層であることが好ましい。これにより、従来より確立されたＳＩＭＯＸ方式により表面層１１および埋込層１２を形成することができる。
【００８８】
なお、（１）湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・は一体化ビーム基材６Ｂの側面視において点対称となるように一体化ビーム基材６Ｂの表面および裏面の両面に１個ずつ形成されていること、（２）ばね部３が１個または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を有していること、（３）ばね部３が複数個のビーム部（例えば５ＡＬ〜５ＤＬ）または複数個のＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）をつづら折れ状に段組みした形状に形成されていること、（４）上段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＢＵ〜５ＤＵ）が下段に配置されたＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＣＵ）の内部に収納される大きさに形成されていること、（５）湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・がバイメタルであること、および、（６）接触子１として最上方に配置される予定のビーム部（例えば５Ｄ）に用いられるビーム基材６Ａの上端に対し、接触対象５０の接触面５０ａに平行に形成された頂面を有する接触部材４Ｂを接触部４として形成することについては、上記で示した本実施形態の接触子１による作用効果と同様である。
【００８９】
すなわち、本実施形態の接触子１および接触子１の製造方法によれば、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を点対称形状にしてその上端面（例えば５Ａａ〜５Ｄａ）を平行に形成したり、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の物性により決まる湾曲量から得られる一定の湾曲力によりビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）を湾曲させたり、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）をつづら折れ状に段組みしたり、ばね部３にＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を採用したりといった措置を講じたので、アスペクト比、ストローク量、接触面積、形成容易性その他の性能を向上させることができるという作用効果を生じる。
【００９０】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００９１】
例えば、本実施形態の接触子１は、プローブカードのプローブとして用いられているが、他の実施形態においては、リレースイッチ素子や温度補正用キャパシタなど、上下のばね伸縮機能を有する素子であれば適用可能である。
【００９２】
また、本実施形態のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）は図６に示すような直線状または図７に示すようなＵ字状に形成されているが、他の実施形態においては、例えば、Ｃ字状、波状、円板状や楕円状その他の板状、環状などの種々の形状を採用することができる。その際、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の湾曲方向を制御しながら上記の他の形状を採用した各ビーム部に少なくとも２個以上配置することにより、上記の他の形状を採用したビーム部の上端面が接触対象５０の接触面５０ａと平行になるように形成される。
【００９３】
また、本実施形態のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）は、図９Ｆに示すように、ビーム基材６Ａが湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置側に湾曲するように形成されているが、他の実施形態においては、図１２Ｆに示すように、ビーム基材６Ａが湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置側の反対側に湾曲するようにビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）が形成されていても良い。この場合、図９Ａおよび図９Ｂと図１２Ａおよび図１２Ｂとを比較すると明らかな通り、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・の配置面が対応する位置において逆になっている以外に大きな差はない。図１２に示した接触子１にＵ字型ビーム部（例えば５ＡＵ〜５ＤＵ）を使用したい場合、複数個の所定形状のビーム基材６Ａを母材板１０Ａ、１０Ｂに対して図１３および図１４に示すように形成すればよい。図１０および図１１と図１３および図１４とを比較すると明らかな通り、それらが逆になっている以外に大きな差はない。
【００９４】
また、本実施形態の接触子１の製造方法においては、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に一体化ビーム基材６Ｂを用いて接触子１を製造したが、他の実施形態においては、各ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）に１個のビーム基材６Ａを用いて接触子１を製造しても良い。その場合、図１５Ａ〜Ｆに示す順に、１個のビーム基材６Ａ、湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・、ビーム部（例えば５Ａ〜５Ｄ）、ばね部３などを形成すればよい。基本的には本実施形態の接触子１の製造方法と大差はない。
【００９５】
また、上段のビーム部（例えば５Ｂ〜５Ｄ）に配置された湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・と下段のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｃ）に配置された湾曲膜７Ａ、７Ｂ、・・・とが環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なう前に当接等する場合、下段のビーム部（例えば５Ａ〜５Ｃ）と上段のビーム部（例えば５Ｂ〜５Ｄ）との間に図１６および図１７の順に示すような中間部材２０を表面層１１などのビーム基材６Ａと同一の材料を用いて形成すると良い。
【符号の説明】
【００９６】
１ 接触子
２ 配線基板
３ ばね部
４ 接触部
５Ａ〜５Ｄ ビーム部
５Ａａ〜５Ｄａ （ビーム部の）上端面
５Ａｂ〜５Ｄｂ （ビーム部の）下端面
５ＡＬ〜５ＤＬ 直線状ビーム部
５ＡＵ〜５ＤＵ Ｕ字型ビーム部
６Ａ〜６Ｄ ビーム基材
６Ａ１ 順方向湾曲ビーム基材
６Ａ２ 逆方向湾曲ビーム基材
７Ａ、７Ｂ 湾曲膜
１０Ａ、１０Ｂ 母材板
１１ 表面層
１２ 埋込層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個のビーム基材または複数個のビーム基材の各端部を接合してなる一体化ビーム基材に対して、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する少なくとも２個以上の湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、その上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するように形成されたビーム部を１個または複数個用いて形成されているばね部を備えている
ことを特徴とする接触子。
【請求項２】
前記湾曲膜は、前記ビーム部の側面視において点対称となるように前記ビーム部の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の接触子。
【請求項３】
前記ばね部は、前記一体化ビーム基材を用いて形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接触子。
【請求項４】
前記ばね部は、平行に配置された２個の前記ビーム部の各上端を１個または複数個の前記ビーム基材により接続してなる略Ｕ字状に形成された１個または複数個のＵ字型ビーム部を用いて形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項５】
前記ばね部は、前記複数個のビーム部または前記複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項６】
上段に配置された前記Ｕ字型ビーム部は、下段に配置された前記Ｕ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の接触子。
【請求項７】
前記湾曲膜は、バイメタルである
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項８】
最上方に位置する前記ビーム部の上端に接続されているとともに接触対象の接触面に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として備えている
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項９】
複数枚の母材板にそれぞれ形成された表面層および埋込層をそれぞれパターニングすることにより、前記表面層を用いて前記複数枚の母材板に複数個のビーム基材を形成するビーム基材形成工程と、
光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する湾曲膜を前記複数個のビーム基材の各表面にそれぞれ少なくとも１個以上形成する湾曲膜形成工程と、
ある１枚の前記母材板に形成された前記ビーム基材の端部と他の前記母材板に形成された前記ビーム基材の端部とを接合した後に前記埋込層を除去して前記母材板から剥離することにより、前記複数個のビーム基材を一体化させてなる一体化ビーム基材に対して前記湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、前記環境変化または内部応力に応じてその上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するビーム部を１個または複数個形成するビーム部形成工程と、
前記ビーム部形成工程の後にまたはその工程と同時に前記湾曲膜に対して環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なうことにより、１個または複数個の前記ビーム部が上方に湾曲した接触子のばね部を形成するばね部形成工程と
を備えることを特徴とする接触子の製造方法。
【請求項１０】
前記湾曲膜形成工程においては、前記湾曲膜が、前記一体化ビーム基材の側面視において点対称となるように前記一体化ビーム基材の表面および裏面の両面に１個ずつ形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の接触子の製造方法。
【請求項１１】
前記ビーム基材形成工程においては、略Ｕ字状に形成された前記ビーム基材および前記略Ｕ字状に形成されたビーム基材の幅と同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材のうちのどちらか一方または両方を複数枚の母材板にそれぞれ形成し、
前記ビーム部形成工程においては、複数枚の母材板にそれぞれ形成された前記略Ｕ字状に形成されたビーム基材の端部および前記平行配置した２個のビーム基材の各端部を接合することにより、１個または複数個のＵ字型ビーム部を形成する
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の接触子の製造方法。
【請求項１２】
前記ばね部は、前記複数個のビーム部または前記複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されている
ことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【請求項１３】
上段に配置された前記Ｕ字型ビーム部は、下段に配置された前記Ｕ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の接触子の製造方法。
【請求項１４】
前記湾曲膜は、バイメタルである
ことを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【請求項１５】
前記ビーム基材形成工程後であって前記ばね部形成工程前において、接触子として最上方に配置される予定の前記ビーム部に用いられる前記ビーム基材の上端に対し、接触対象の接触面に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として形成する接触部材形成工程を備える
ことを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【請求項１６】
前記母材板は、ＳＯＩウェハであり、
前記表面層は、ＳＯＩ層であり、
前記埋込層は、ＢＯＸ層である
ことを特徴とする請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【請求項１】
１個のビーム基材または複数個のビーム基材の各端部を接合してなる一体化ビーム基材に対して、光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する少なくとも２個以上の湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、その上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するように形成されたビーム部を１個または複数個用いて形成されているばね部を備えている
ことを特徴とする接触子。
【請求項２】
前記湾曲膜は、前記ビーム部の側面視において点対称となるように前記ビーム部の表面および裏面の両面に１個ずつ配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の接触子。
【請求項３】
前記ばね部は、前記一体化ビーム基材を用いて形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接触子。
【請求項４】
前記ばね部は、平行に配置された２個の前記ビーム部の各上端を１個または複数個の前記ビーム基材により接続してなる略Ｕ字状に形成された１個または複数個のＵ字型ビーム部を用いて形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項５】
前記ばね部は、前記複数個のビーム部または前記複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項６】
上段に配置された前記Ｕ字型ビーム部は、下段に配置された前記Ｕ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の接触子。
【請求項７】
前記湾曲膜は、バイメタルである
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項８】
最上方に位置する前記ビーム部の上端に接続されているとともに接触対象の接触面に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として備えている
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の接触子。
【請求項９】
複数枚の母材板にそれぞれ形成された表面層および埋込層をそれぞれパターニングすることにより、前記表面層を用いて前記複数枚の母材板に複数個のビーム基材を形成するビーム基材形成工程と、
光、熱、電気、磁気その他の物理的もしくは化学的な環境変化または内部応力に応じて所定の方向に湾曲変形する湾曲膜を前記複数個のビーム基材の各表面にそれぞれ少なくとも１個以上形成する湾曲膜形成工程と、
ある１枚の前記母材板に形成された前記ビーム基材の端部と他の前記母材板に形成された前記ビーム基材の端部とを接合した後に前記埋込層を除去して前記母材板から剥離することにより、前記複数個のビーム基材を一体化させてなる一体化ビーム基材に対して前記湾曲膜をその湾曲方向がいずれかと反対になるように配置することにより、前記環境変化または内部応力に応じてその上端面が接触対象の接触面との平行を維持したまま上方に湾曲変形するビーム部を１個または複数個形成するビーム部形成工程と、
前記ビーム部形成工程の後にまたはその工程と同時に前記湾曲膜に対して環境変化の付与または内部応力を抑える外力の除去を行なうことにより、１個または複数個の前記ビーム部が上方に湾曲した接触子のばね部を形成するばね部形成工程と
を備えることを特徴とする接触子の製造方法。
【請求項１０】
前記湾曲膜形成工程においては、前記湾曲膜が、前記一体化ビーム基材の側面視において点対称となるように前記一体化ビーム基材の表面および裏面の両面に１個ずつ形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の接触子の製造方法。
【請求項１１】
前記ビーム基材形成工程においては、略Ｕ字状に形成された前記ビーム基材および前記略Ｕ字状に形成されたビーム基材の幅と同じ距離だけ離間させて平行配置した２個のビーム基材のうちのどちらか一方または両方を複数枚の母材板にそれぞれ形成し、
前記ビーム部形成工程においては、複数枚の母材板にそれぞれ形成された前記略Ｕ字状に形成されたビーム基材の端部および前記平行配置した２個のビーム基材の各端部を接合することにより、１個または複数個のＵ字型ビーム部を形成する
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の接触子の製造方法。
【請求項１２】
前記ばね部は、前記複数個のビーム部または前記複数個のＵ字型ビーム部をつづら折れ状に段組みした形状に形成されている
ことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【請求項１３】
上段に配置された前記Ｕ字型ビーム部は、下段に配置された前記Ｕ字型ビーム部の内部に収納される大きさに形成されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の接触子の製造方法。
【請求項１４】
前記湾曲膜は、バイメタルである
ことを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【請求項１５】
前記ビーム基材形成工程後であって前記ばね部形成工程前において、接触子として最上方に配置される予定の前記ビーム部に用いられる前記ビーム基材の上端に対し、接触対象の接触面に平行に形成された頂面を有する接触部材を接触部として形成する接触部材形成工程を備える
ことを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【請求項１６】
前記母材板は、ＳＯＩウェハであり、
前記表面層は、ＳＯＩ層であり、
前記埋込層は、ＢＯＸ層である
ことを特徴とする請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の接触子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２８１６２７（Ｐ２０１０−２８１６２７Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３３９２１（Ｐ２００９−１３３９２１）
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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