JP2012021223A - Plasma treatment apparatus and surface modifying method of contact probe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LSI等の半導体集積回路の電気的諸特性を測定する際に用いられるプローブカード用コンタクトプローブの表面改質方法に関する。 The present invention relates to a method for modifying the surface of a contact probe for a probe card used when measuring various electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit such as an LSI.
LSI等の半導体集積回路を構成する半導体ウエハの製造工程において、半導体ウエハ上の集積回路等の電気的諸特性を測定するためにプローブカードが使用される。プローブカードに用いられる測定用コンタクトプローブには、耐摩耗性、可撓性等が要求されることからタングステン、レニウムタングステン、銅ベリリウム、パラジウム銀系合金などが素材として用いられる。 In a manufacturing process of a semiconductor wafer constituting a semiconductor integrated circuit such as an LSI, a probe card is used to measure various electrical characteristics of the integrated circuit on the semiconductor wafer. The contact probe for measurement used in the probe card is required to have wear resistance, flexibility, etc., and therefore, tungsten, rhenium tungsten, copper beryllium, palladium silver alloy, etc. are used as the material.
一方、プローブカードによる測定対象物であるLSI等の半導体集積回路の電極パッドには、一般的にアルミニウムやアルミニウム合金が採用されている。これらの電極パッドに接触する微細なコンタクトプローブの先端部は通電時に加熱され、プローブの先端部に電極パッドから剥がれたアルミニウム屑が付着して酸化され、接触抵抗が増大するため正確な電気諸特性が測定できなくなる。従って、コンタクト回数に応じてアルミニウム酸化物を毎回除去しなければならないと云う煩わしさがあった。また、頻繁にプローブカードを交換する必要があった。 On the other hand, aluminum or an aluminum alloy is generally used for an electrode pad of a semiconductor integrated circuit such as LSI, which is an object to be measured by a probe card. The tips of the fine contact probes that come into contact with these electrode pads are heated during energization, and the aluminum chips peeled off from the electrode pads adhere to the tip of the probe and oxidize. Cannot be measured. Therefore, there is a problem that the aluminum oxide must be removed every time depending on the number of contacts. Moreover, it was necessary to frequently replace the probe card.
この問題を解決する方法として前記コンタクトプローブの少なくとも先端部にアルミニウムが凝着し難いダイヤモンドライクカーボン膜(以下、DLC膜と略記する)をコーティングする技術が開発されてきた。従来の製造方法によるDLC膜は、一般的に電気的に絶縁性膜であるか高抵抗膜である。従って、低抵抗のDLC膜を得るために導電性微粒子を含むDLC膜や金属元素を添加したDLC膜が開発されてきた。 As a method for solving this problem, a technique for coating a diamond-like carbon film (hereinafter abbreviated as a DLC film) on which at least the tip of the contact probe hardly adheres to aluminum has been developed. A DLC film formed by a conventional manufacturing method is generally an electrically insulating film or a high resistance film. Therefore, in order to obtain a low-resistance DLC film, a DLC film containing conductive fine particles and a DLC film to which a metal element is added have been developed.
特許文献1では、タングステンまたはレニウムタングステンからなるプローブの先端部の少なくとも接触部に金属を含むDLC膜を形成する技術が開示されている。前記混入金属としては、タングステン、モリブデン、金、銀、ニッケル、コバルト、クロム、パラジウム、ロジウム、鉄、インジウム、スズ、鉛、アルミニウム、タンタル、チタン、銅、マンガン、白金、ビスマス、亜鉛、カドミウムのうちの少なくとも1種類の元素を含むものとされ、その含有量は1重量%以上50重量%以下とされている。
しかし、特許文献1によれば、カーボンだけからなるDLC膜の抵抗率は251.6Ω・m、タングステンを12.5重量%含むDLC膜の抵抗率は34.11Ω・m、モリブデンを12.5重量%含むDLC膜の抵抗率は5.82Ω・mで、タングステンだけからなるコンタクトプローブの抵抗率10−6Ω・mオーダーに比較して極めて大きいことが示されている。実際のプローブ先端の接触部における電気抵抗は数十Ωから数kΩになり、接触部が発熱するという課題があった。発熱を抑制するには、コンタクトプローブ先端部のDLC膜の抵抗率を10−2Ω・m以下に低減する必要がある。However, according to
また、プラズマ処理装置内で前記コンタクトプローブの先端部に負のバイアス電圧を印加して密着性に優れたDLC被膜を形成する場合、前記コンタクトプローブの先端部に高電界が集中するためコンタクトプローブの先端部に異常放電が発生し、コンタクトプローブの先端部が損傷を受けるという課題があった。 In addition, when a negative bias voltage is applied to the tip of the contact probe in the plasma processing apparatus to form a DLC film having excellent adhesion, a high electric field concentrates on the tip of the contact probe, so that the contact probe There was a problem that abnormal discharge occurred at the tip, and the tip of the contact probe was damaged.
更に、低効率が10−2Ω・m以下の導電性DLC被膜を形成するためには、前記コンタクトプローブの先端部を250℃乃至450℃に保持してDLC被膜を形成する必要があるが、微細なコンタクトプローブの先端部を加熱する方法及びその温度を制御する方法が確立されていないという課題があった。Furthermore, in order to form a conductive DLC film having a low efficiency of 10 −2 Ω · m or less, it is necessary to form the DLC film while maintaining the tip of the contact probe at 250 ° C. to 450 ° C. There has been a problem that a method for heating the tip of a fine contact probe and a method for controlling the temperature have not been established.
本発明は、上記課題に鑑みて発明されたもので、前記コンタクトプローブの少なくとも先端部に抵抗率が10−2Ω・m以下、硬度が600Hv以上のDLC膜をコーティングする技術及びプラズマ処理装置を提供し、長期間安定に使用できるコンタクトプローブの表面改質方法、及びこの表面改質方法によって製造されたコンタクトプローブ、及び該コンタクトプローブを用いたプローブカードを提供することを目的としている。The present invention has been invented in view of the above problems, and provides a technique and a plasma processing apparatus for coating a DLC film having a resistivity of 10 −2 Ω · m or less and a hardness of 600 Hv or more on at least the tip of the contact probe. It is an object of the present invention to provide a contact probe surface modification method that can be used stably for a long period of time, a contact probe manufactured by the surface modification method, and a probe card using the contact probe.
本発明の請求項1に係るプラズマ処理装置は、プラズマ処理容器と、該プラズマ処理容器内を真空排気する真空排気手段と、原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、前記プラズマ処理容器内に放電プラズマを発生させるプラズマ発生手段と、被加工物を支持する支持手段と、前記被加工物の表面にプラズマを接触させて表面改質するためのバイアス電圧を印加するバイアス電源とを備えたプラズマ処理装置において、前記支持手段がコンタクトプローブ基材を挟止する構造であって、前記コンタクトプローブの先端部の周囲に切欠部を有する構造の支持手段であることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus, a plasma processing container, a vacuum exhaust means for evacuating the plasma processing container, a raw material gas introducing means for introducing a raw material gas, and a discharge in the plasma processing container. Plasma processing comprising plasma generating means for generating plasma, support means for supporting the workpiece, and a bias power source for applying a bias voltage for surface modification by bringing the plasma into contact with the surface of the workpiece The apparatus is characterized in that the support means is a structure for clamping a contact probe base material, and is a support means having a structure having a notch around the tip of the contact probe.
本発明の請求項2に係るプラズマ処理装置は、請求項1記載のプラズマ処理装置において、前記支持手段が前記コンタクトプローブ基材を挟止する構造であって、コンタクトプローブの先端部の周囲に切欠部を有し、前記コンタクトプローブの先端部と前記支持手段の放電プラズマに対向する面とがほぼ同一面となるように狭止されていることを特徴とする。 A plasma processing apparatus according to a second aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein the support means sandwiches the contact probe base material, and a notch is formed around the tip of the contact probe. And the tip of the contact probe is narrowed so that the surface of the support means facing the discharge plasma is substantially the same surface.
本発明の請求項3に係るプラズマ処理装置は、請求項1又は2記載のプラズマ処理装置において、前記支持手段に電気的に絶縁された加熱手段及び温度制御装置が付随していることを特徴とする。 A plasma processing apparatus according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in the plasma processing apparatus according to
本発明の請求項4に係るプラズマ処理装置は、請求項1から3のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、前記放電プラズマ発生手段が低インダクタンス誘導結合型高周波アンテナであることを特徴とする。 A plasma processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the discharge plasma generating means is a low inductance inductively coupled high frequency antenna.
本発明の請求項5に係るプラズマ処理装置は、請求項1から4のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、前記バイアス電源が電圧1kV乃至15kVの負のパルス電圧を出力するパルス電源であることを特徴とする。 The plasma processing apparatus according to claim 5 of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of
本発明の請求項6に係るプラズマ処理装置は、請求項1から4のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、前記バイアス電源が電圧200V乃至1kVの負の脈流電圧又は直流電圧を出力する電源であることを特徴とする。 A plasma processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the bias power source outputs a negative pulsating voltage or a DC voltage having a voltage of 200 V to 1 kV. It is characterized by being.
本発明の請求項7に係るコンタクトプローブの表面改質方法は、プラズマ処理容器内に前記コンタクトプローブ基材を挟止した前記支持手段を設置し、前記プラズマ処理容器内にアルゴンガスを導入して、プラズマ発生手段によって放電プラズマを発生させ、該放電プラズマに前記コンタクトプローブ基材の少なくとも先端部を接触させ、前記支持具とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧を印加してプローブ基材表面をクリーニングする工程(a)と、窒素又は窒素化合物ガスと炭化水素ガスを含む放電プラズマを発生させ、前記支持具とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧を印加して前記基材表面に窒素イオンと炭素イオンを照射して基材金属の窒化物と炭化物の混合被膜を形成する工程(b)と、更に炭化水素ガスを導入して放電プラズマを発生させ、前記支持具とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧を印加して前記混合被膜表面に導電性ダイヤモンドライクカーボン被膜を形成する工程(c)とからなることを特徴とする。 In the contact probe surface modification method according to claim 7 of the present invention, the support means sandwiching the contact probe base material is installed in a plasma processing container, and argon gas is introduced into the plasma processing container. The discharge plasma is generated by the plasma generating means, at least the tip of the contact probe base is brought into contact with the discharge plasma, and a negative bias voltage is applied to the support and the contact probe base to Cleaning (a), generating a discharge plasma containing nitrogen or nitrogen compound gas and hydrocarbon gas, applying a negative bias voltage to the support and the contact probe base material, A step (b) of irradiating carbon ions to form a mixed film of nitride and carbide of the base metal, and further introducing a hydrocarbon gas; And (c) forming a conductive diamond-like carbon film on the surface of the mixed film by generating a discharge plasma and applying a negative bias voltage to the support and the contact probe base material. To do.
本発明の請求項8に係るコンタクトプローブの表面改質方法は、請求項7に記載のコンタクトプローブ表面改質方法に関し、前記工程(a)から(c)において、前記負のバイアス電圧が波高値1kV乃至15kVの負のパルス電圧であることを特徴とする。 A contact probe surface modification method according to an eighth aspect of the present invention relates to the contact probe surface modification method according to the seventh aspect, wherein in the steps (a) to (c), the negative bias voltage has a peak value. It is a negative pulse voltage of 1 kV to 15 kV.
本発明の請求項9に係るコンタクトプローブの表面改質方法は、請求項7に記載のコンタクトプローブ表面改質方法に関し、前記工程(c)において、前記負のバイアス電圧が200V乃至1kVの負の脈流電圧又は直流電圧であることを特徴とする。 A surface modification method for a contact probe according to a ninth aspect of the present invention relates to the surface modification method for a contact probe according to the seventh aspect, wherein in the step (c), the negative bias voltage is a negative voltage of 200 V to 1 kV. It is a pulsating current voltage or a direct current voltage.
本発明の請求項10に係るプコンタクトローブの表面改質方法は、請求項7から9のいずれかに記載のプローブ表面改質方法の工程(c)において、前記プローブ基材の温度を250℃乃至450℃に保持してダイヤモンドライクカーボン被膜を形成することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for surface modification of a precontact lobe, wherein the probe base material temperature is 250 ° C. in step (c) of the probe surface modification method according to any one of the seventh to ninth aspects. A diamond-like carbon film is formed by maintaining at a temperature of 450 ° C.
本発明の請求項11に係るコンタクトプローブの表面改質方法は、請求項7から10のいずれかに記載のコンタクトプローブ表面改質方法において、前記導電性ダイヤモンドライクカーボン被膜の電気抵抗率が10−2Ω・m乃至10−5Ω・m、硬度が600Hv乃至2000Hvの導電性ダイヤモンドライクカーボン膜であることを特徴とする。The contact probe surface modification method according to
本発明の請求項12に係るプローブカードは本発明の請求項1から6のいずれかに記載のプラズマ処理装置及び/又は請求項7から11のいずれかに記載の表面改質方法によって表面改質されたコンタクトプローブを用いて製造する。 A probe card according to a twelfth aspect of the present invention is surface-modified by the plasma processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects of the present invention and / or the surface modification method according to any one of the seventh to eleventh aspects. Manufactured using the contact probe.
本発明によって、前記コンタクトプローブの少なくとも先端部に抵抗率が10−2Ω・m以下、硬度が600Hv以上のDLC膜をコーティングできるプラズマ処理装置及びコンタクトプローブの表面改質方法を提供し、このプラズマ処理装置及びコンタクトプローブの表面改質方法によって、長期間安定に使用できるコンタクトプローブの製造を可能にし、このプローブを用いたプローブカードを提供することができる。According to the present invention, there is provided a plasma processing apparatus capable of coating a DLC film having a resistivity of 10 −2 Ω · m or less and a hardness of 600 Hv or more on at least the tip of the contact probe, and a surface modification method of the contact probe. By the surface modification method of the processing apparatus and the contact probe, it is possible to manufacture a contact probe that can be used stably for a long period of time, and a probe card using this probe can be provided.
本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズマ処理容器と、該プラズマ処理容器内を真空排気する真空排気手段と、原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、前記プラズマ処理容器内に放電プラズマを発生させるプラズマ発生手段と、被加工物を支持する支持手段と、前記被加工物の表面にプラズマを接触させて表面改質するためのバイアス電圧を印加するバイアス電源とを備えたプラズマ処理装置において、前記支持手段がコンタクトプローブ基材を挟止する構造であって、前記コンタクトプローブの先端部の周囲に切欠部を有する構造の支持手段を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置である。 The plasma processing apparatus according to the present invention generates a plasma plasma, a vacuum exhaust means for evacuating the plasma processing container, a raw material gas introducing means for introducing a raw material gas, and discharge plasma in the plasma processing container. In the plasma processing apparatus, comprising: a plasma generating means; a supporting means for supporting the workpiece; and a bias power source for applying a bias voltage for bringing the plasma into contact with the surface of the workpiece to modify the surface. The plasma processing apparatus is characterized in that the support means has a structure that clamps the contact probe base material, and has a support means that has a notch around the tip of the contact probe.
本発明に係るプラズマ処理装置の模式図を図1に示す。プラズマ発生手段は、前記プラズマ処理容器21内に低インダクタンス誘導結合型高周波アンテナ22がフィードスルー32を介して導入されている。前記誘導結合型高周波アンテナは整合器24を介して高周波電源23に接続されている。原料ガスはガス導入口33から導入され、真空排気手段(図示せず)によって排気口34から排気され、原料ガス圧力が調整される。前記支持手段25は前記誘導結合型高周波アンテナ22に対向して設置され、その一方の面に被加工物であるコンタクトプローブ26が挟止され、他方の面には絶縁板30を挟んで加熱板29が取り付けられている。前記支持手段はアルミニウム等の電気伝導及び熱伝導に優れた材料で構成され、フィードスルー32を介してバイアス電源28に接続されている。また、加熱板はフィードスルー32を介して温度制御装置31に接続されている。 A schematic diagram of a plasma processing apparatus according to the present invention is shown in FIG. As for the plasma generating means, a low inductance inductively coupled
本発明に係る前記支持手段25の一実施形態の斜視図を図2に示す。前記支持手段は支持具25aと支持具25bから構成され、両者間にコンタクトプローブ26が挟止された構造とする。コンタクトプローブ26の先端部261の周囲に切欠部27を設ける。前記コンタクトプローブの先端部261と前記支持手段25の放電プラズマに対向する面251とがほぼ同一面となるように狭止する。 A perspective view of an embodiment of the support means 25 according to the present invention is shown in FIG. The support means includes a support tool 25a and a support tool 25b, and a
このような構成とすることによって、コンタクトプローブ基材に高電圧のバイアス電圧、例えば5kV以上の負のパルス電圧を印加した時にコンタクトプローブの先端部261に高電界が集中するのを緩和することができる。従って、プローブ先端部261へのスパーク放電等による損傷を回避できる効果がある。この構成の他の効果は、支持手段25を所定温度に加熱することによって、熱伝導と輻射熱によって前記コンタクトプローブ及びその先端部261の温度を所定温度に保持することができることである。 By adopting such a configuration, when a high bias voltage, for example, a negative pulse voltage of, for example, 5 kV or more is applied to the contact probe base material, the concentration of a high electric field on the
前記コンタクトプローブの先端部261と前記支持手段25の放電プラズマに対向する面251とがほぼ同一面となるように狭止するということは、完全に同一面である必要はなく、上記二つの効果が発揮できる範囲であれば、前記コンタクトプローブの先端部261が支持手段25の放電プラズマに対向する面251よりも突出していてもよいことを意味している。前記コンタクトプローブの先端部261が支持手段25の面251より若干沈降していることが望ましい。 The fact that the
前記切欠部27の役割は、プローブ先端部に発生する高電界を緩和すると同時にプローブ先端部の周囲にイオン照射を可能にし、導電性DLC被膜の形成に不可欠なものである。その形状は、図2に示すような溝形状とすることができるが、溝形状に特定されるものではなく、前記二つの効果を損なわない形状、例えば、コンタクトプローブの先端部を中心とする円筒状、或いは楕円筒状とすることができる。また、切欠部の大きさ及び深さも特定されるものではなく、印加するバイアス電圧やDLC被膜の被覆領域を考慮して設計される事項である。 The role of the
加熱手段としては電気加熱プレート、或いはランプ加熱を採用することができる。前記放電プラズマ発生手段は棒状又はコの字形の低インダクタンス誘導結合型高周波アンテナ(LIA:Low Inductance Antenna)を採用することができる。LIAによるICPでは密度が1011個/cm3以上の放電プラズマが容易に得られ、導電性DLC被膜を形成するのに好適である。高周波電力の周波数は特に限定されるものではないが、13.56MHz乃至54MHzの高周波電力が好適である。An electric heating plate or lamp heating can be employed as the heating means. The discharge plasma generating means may employ a rod-like or U-shaped low inductance inductively coupled high frequency antenna (LIA). ICP by LIA can easily obtain discharge plasma having a density of 10 11 pieces / cm 3 or more, and is suitable for forming a conductive DLC film. The frequency of the high frequency power is not particularly limited, but high frequency power of 13.56 MHz to 54 MHz is preferable.
前記バイアス電源28は、前記支持手段とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧を印加して基材表面に高エネルギーイオンを照射するためのもので、出力電圧1kV〜15kV、パルス幅2μs〜10μs、繰り返し周波数1kHz〜4kHzの負のパルス電圧を発生するパルス電源である。また、導電性DLC被膜を形成する工程では、1keV以下の低エネルギーイオンを照射することができ、電圧200V〜1000V、周波数10kHz〜100kHzの負の脈流電圧、又は直流電圧を発生するバイアス電源を使用することができる。 The
本発明に係るコンタクトプローブの表面改質方法は、前記プラズマ処理容器内に設置した支持手段にコンタクトプローブ基材を挟止し、プラズマ処理容器内にアルゴンガスを導入して、プラズマ発生手段によって放電プラズマを発生させ、該放電プラズマに前記コンタクトプローブ基材の少なくとも先端部を接触させ、前記支持手段とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧を印加してプローブ基材表面をクリーニングする工程(a)と、窒素又は窒素化合物ガスと炭化水素ガスを含む放電プラズマを発生させ、前記支持手段とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧を印加して前記基材表面に窒素イオンと炭素イオンを照射して基材金属の窒化物と炭化物の混合被膜を形成する工程(b)と、更に炭化水素ガスを導入して放電プラズマを発生させ、前記支持手段とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧を印加して前記混合被膜表面に導電性DLC被膜を形成する工程(c)とからなる。 In the surface modification method for a contact probe according to the present invention, a contact probe base material is sandwiched between supporting means installed in the plasma processing vessel, an argon gas is introduced into the plasma processing vessel, and discharge is performed by the plasma generating means. (A) generating plasma, bringing at least the tip of the contact probe base material into contact with the discharge plasma, and applying a negative bias voltage to the support means and the contact probe base material to clean the probe base surface And generating a discharge plasma containing nitrogen or a nitrogen compound gas and a hydrocarbon gas, applying a negative bias voltage to the support means and the contact probe base material, and irradiating the surface of the base material with nitrogen ions and carbon ions. A step (b) of forming a mixed film of nitride and carbide of the base metal, and further introducing a hydrocarbon gas to Is generated Ma, consisting said supporting means and by applying a negative bias voltage to the contact probe substrate forming a conductive DLC film on the mixed coating surface (c).
本発明に係るコンタクトプローブの表面改質方法の概略工程を図3に示す。工程(a)では、コンタクトプローブ基材の表面をクリーニングする工程でアルゴンガス又はアルゴンと水素の混合ガスの放電プラズマ中で前記支持手段とコンタクトプローブ基材に5〜15kVの負のパルス電圧を印加し、アルゴンイオン及び水素イオンを照射してクリーニング処理を行う。一般的に金属基材の表面には絶縁物である金属酸化物が存在するが、これを除去する。 A schematic process of the surface modification method for a contact probe according to the present invention is shown in FIG. In the step (a), a negative pulse voltage of 5 to 15 kV is applied to the support means and the contact probe base material in the discharge plasma of argon gas or a mixed gas of argon and hydrogen in the step of cleaning the surface of the contact probe base material. Then, a cleaning process is performed by irradiation with argon ions and hydrogen ions. In general, a metal oxide which is an insulator is present on the surface of the metal substrate, but this is removed.
工程(b)では、窒素化合物ガス、例えば窒素ガスと炭化水素ガスの放電プラズマを発生させ、窒素イオン及び炭素イオンを前記コンタクトプローブ基材に5〜15kVの負のパルス電圧を印加してイオン照射する。一例としてタングステンプローブ基材11の場合、基材表面に窒素及び炭素との化合物、WN,WC及びWCN等の混合物被膜12が形成される。これらの混合物被膜は基材11とこの表面に製膜する導電性DLC被膜13との密着性の改善と導電性DLC被膜13の成長に不可欠な工程である。窒素ガスと炭化水素ガスの混合割合は基材の材質によって調整することが望ましい。また、工程の前半では10keV以上の高エネルギー窒素イオンを照射し、後半では10keV以下の低エネルギー炭素イオンを照射して傾斜機能被膜を形成することができる。 In the step (b), a nitrogen compound gas, for example, a discharge plasma of a nitrogen gas and a hydrocarbon gas is generated, and a negative pulse voltage of 5 to 15 kV is applied to the contact probe base material by applying a negative pulse voltage to the contact probe substrate. To do. As an example, in the case of the tungsten
工程(c)では、炭化水素ガスを導入して放電プラズマを発生させ、前記支持手段とコンタクトプローブ基材に負のバイアス電圧、例えば負のパルス電圧を印加して前記混合被膜表面に導電性DLC被膜を積層する。負のパルス電圧としては、1kV乃至10kV、デュティ比0.3%乃至10%のパルス電圧を用いることができる。前記導電性DLC被膜の電気抵抗率は10−2Ω・m以下であることが望ましく10−3Ω・m乃至10−5Ω・mである。また、硬度は600Hv乃至2000Hvの導電性DLC被膜であることが望ましい。In the step (c), a hydrocarbon gas is introduced to generate discharge plasma, and a negative bias voltage, for example, a negative pulse voltage, is applied to the support means and the contact probe base to apply conductive DLC to the mixed coating surface. Laminate the coating. As the negative pulse voltage, a pulse voltage of 1 kV to 10 kV and a duty ratio of 0.3% to 10% can be used. The electrical resistivity of the conductive DLC film is preferably 10 −2 Ω · m or less, and is 10 −3 Ω · m to 10 −5 Ω · m. Moreover, it is desirable that the hardness is a conductive DLC film having a hardness of 600 Hv to 2000 Hv.
本発明に係る工程(a)では、コンタクトプローブ基材表面をスパッタエッチするため、また、工程(b)では窒素イオン及び炭素イオンを注入するため、前記負のバイアス電圧は波高値が1kV以上、好ましくは5kV乃至15kVの負のパルス電圧であることが望ましい。更に、工程(c)では、前記負のバイアス電圧として前記負の高電圧パルスに加えて、200V乃至1kVの負の脈流電圧又は直流電圧を印加して導電性DLC被膜を形成することができる。 In the step (a) according to the present invention, the surface of the contact probe base material is sputter etched, and in the step (b), nitrogen ions and carbon ions are implanted. Therefore, the negative bias voltage has a peak value of 1 kV or more, A negative pulse voltage of 5 kV to 15 kV is desirable. Furthermore, in the step (c), in addition to the negative high voltage pulse as the negative bias voltage, a negative pulsating voltage or DC voltage of 200 V to 1 kV can be applied to form a conductive DLC film. .
本発明によれば、工程(c)においては、前記プローブ基材の温度を250℃乃至450℃に保持して導電性DLC被膜を形成する。発明者らの実験結果によれば、抵抗率10−2Ω・m以下、硬度1000Hv以上の導電性DLC被膜を得るには基材温度が前記温度範囲であることが不可欠である。According to the present invention, in step (c), the temperature of the probe base material is maintained at 250 ° C. to 450 ° C. to form a conductive DLC film. According to the experimental results of the inventors, it is indispensable that the substrate temperature is in the above temperature range in order to obtain a conductive DLC film having a resistivity of 10 −2 Ω · m or less and a hardness of 1000 Hv or more.
上記表面改質方法によって表面改質したコンタクトプローブを用いれば、集積回路等の電極パッド金属が凝着しない、且つ耐摩耗性に優れたプローブカードを提供することができる。 If the contact probe surface-modified by the surface modification method is used, it is possible to provide a probe card in which electrode pad metal such as an integrated circuit does not adhere and has excellent wear resistance.
以下、コンタクトプローブの表面改質方法について図1を用いて説明する。プラズマ処理装置21内に誘導結合型高周波アンテナ22を設置し、該高周波アンテナに対向して前記コンタクトプローブ基材26を挟止した支持手段25を配置した。支持手段の背面に絶縁板30を介して加熱板29を取り付けた。コンタクトプローブにはレニウム入りタングステン基材を使用し、その温度は温度制御装置31によって所定温度に保持した。 Hereinafter, a method for modifying the surface of the contact probe will be described with reference to FIG. An inductively coupled high-
工程(a)では、前記プラズマ処理装置内を予め高真空に排気して十分ガス出しした後、ガス導入口33から水素ガス20%とアルゴンガス80%の混合ガスを導入して圧力0.6パスカルに調整し、周波数13.56MHz、出力1kWの高周波電力を誘導結合型高周波アンテナ22に給電して放電プラズマを発生させた。前記支持手段25及びコンタクトプローブ基材26に10kVの負のパルス電圧を印加して前記コンタクトプローブ基材表面をクリーニングした。前記支持手段25及びコンタクトプローブ基材26は300℃に保持した。 In step (a), the inside of the plasma processing apparatus is evacuated to a high vacuum in advance, and the gas is sufficiently discharged. Then, a mixed gas of 20% hydrogen gas and 80% argon gas is introduced from the
次ぎに工程(b)では、原料ガスとして窒素ガス70%とアセチレンガス30%の混合ガスを導入してガス圧力を0.5パスカルに調整し、前記高周波アンテナ22に700Wの電力を給電して放電プラズマを発生させた。支持手段25には−15kV、パルス幅5μs、繰り返し周波数1kHzのパルス電圧を印加した。前記支持手段及びコンタクトプローブ基材はイオン照射によって加熱されるため、加熱板29に加える電力を制御してほぼ300℃に保持した。この条件で10分間イオン照射した後、窒素ガス30%、アセチレンガス70%に混合割合を変えて、10分間イオン照射した。 Next, in step (b), a mixed gas of 70% nitrogen gas and 30% acetylene gas is introduced as a raw material gas, the gas pressure is adjusted to 0.5 Pascal, and 700 W of electric power is supplied to the
工程(c)では、原料ガスとしてメタンガス70%とアセチレンガス30%の混合ガスを導入してガス圧力を0.8パスカルに調整し、前記高周波アンテナ22に700Wの電力を給電して放電プラズマを発生させた。支持手段25には−5kV、パルス幅5μs、繰り返し周波数2kHzのパルス電圧を印加した。前記支持手段及びコンタクトプローブ基材の温度は220℃から450℃まで変化させてDLC被膜を形成した。前記製膜条件で15分間製膜して厚さ0.2μmの導電性DLC膜を得た。 In step (c), a mixed gas of methane gas 70% and
本発明に係る導電性DLC膜の物性及び電気特性を評価するために、前記コンタクトプローブ先端部へのDLC被膜形成と同時にシリコン基板の酸化膜上に導電性DLC膜を形成し、その特性を評価した。XRDによるX線解析結果を図4に示す。24度と45度近辺のブロードなピークはsp2結合のグラファイト微結晶によるものであり、50度付近の鋭いピークはsp3結合のダイヤモンド微結晶(200面)によるものである。本発明によるDLC膜は非晶質炭素の中にsp2結合のグラファイト微結晶とsp3結合のダイヤモンド微結晶が混在しているものであることが明らかになった。In order to evaluate the physical properties and electrical characteristics of the conductive DLC film according to the present invention, a conductive DLC film is formed on the oxide film of the silicon substrate simultaneously with the formation of the DLC film on the tip of the contact probe, and the characteristics are evaluated. did. The X-ray analysis result by XRD is shown in FIG. Broad peak near 24 degrees and 45 degrees is due to graphite crystallites of sp 2 bond, sharp peak near 50 degrees is due to sp 3 bonds the diamond crystallites (200 surface). DLC film according to the present invention has revealed that those diamond crystallites of the graphite crystallites and the sp 3 bonds sp 2 bonds in the amorphous carbon are mixed.
4探針測定器Napson、RT−7による抵抗率の測定結果を図5に示す。DLC被膜の抵抗率は基板温度220℃では2×10−2Ω・m、400℃で1.2×10−4Ω・mで、基板温度が高くなると抵抗率が低下することが分かる。基板温度が高いほど微結晶の割合が増加することによるものと考えられる。FIG. 5 shows the resistivity measurement results using a four-probe measuring instrument Napson, RT-7. The resistivity of the DLC film is 2 × 10 −2 Ω · m at a substrate temperature of 220 ° C. and 1.2 × 10 −4 Ω · m at a temperature of 400 ° C. It can be seen that the resistivity decreases as the substrate temperature increases. This is thought to be due to an increase in the proportion of microcrystals as the substrate temperature is higher.
工程(a)及び工程(b)は実施例1と同条件で行い、工程(c)では、原料ガスとしてメタンガス70%とアセチレンガス30%の混合ガスを導入してガス圧力を0.8パスカルに調整し、前記高周波アンテナ22に700Wの電力を給電して放電プラズマを発生させた。支持手段25及びコンタクトプローブ基材26には−900V、パルス幅15μs、繰り返し周波数33kHzのパルス電圧を印加した。前記支持手段及びコンタクトプローブ基材の温度は250℃から450℃まで変化させてDLC被膜を形成した。前記製膜条件で15分間製膜して厚さ0.25μmの導電性DLC膜を得た。 Step (a) and step (b) are performed under the same conditions as in Example 1. In step (c), a mixed gas of 70% methane gas and 30% acetylene gas is introduced as a raw material gas, and the gas pressure is adjusted to 0.8 Pascal. The
4探針法による抵抗率の測定結果を図5に示す。実施例1と同様に基板温度とともに抵抗率が低下することが明らかになった。 FIG. 5 shows the measurement results of resistivity by the four-probe method. It became clear that the resistivity decreased with the substrate temperature as in Example 1.
上記実施例では、放電プラズマ発生手段にLIAによるICP放電プラズマを用いたが、これに特定されるものではなくプラズマ密度が1011個/cm3程度以上の放電プラズマが発生できるプラズマ発生手段、例えばCCP放電プラズマ、ECR放電プラズマ、直流グロー放電等によるプラズマ発生手段を採用することができ、導電性DLC被膜の成膜方法としてプラズマイオン注入成膜法(PBIID)、プラズマCVD法、スパッタ法、真空アーク蒸着法等を用いることができることは云うまでもない。また、工程(c)における原料ガスはメタンガスとアセチレンガスに限定さえるものではなく、エタン、エチレン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素ガス、或いはこれらの混合ガスを用いることができる。In the above embodiment, ICP discharge plasma by LIA is used as the discharge plasma generation means, but it is not limited to this, and plasma generation means capable of generating discharge plasma having a plasma density of about 10 11 pieces / cm 3 or more, for example, Plasma generation means such as CCP discharge plasma, ECR discharge plasma, direct current glow discharge, etc. can be adopted. As a method for forming a conductive DLC film, plasma ion implantation film formation (PBIID), plasma CVD, sputtering, vacuum Needless to say, an arc evaporation method or the like can be used. Further, the raw material gas in the step (c) is not limited to methane gas and acetylene gas, and hydrocarbon gas such as ethane, ethylene, benzene, toluene, or a mixed gas thereof can be used.
更に、上記実施例では、コンタクトブローブにレニウム入りタングステン基材を使用した実施例について説明したが、銅合金やアルミニウム合金のコンタクトプローブ基材にも適用することができる。 Furthermore, although the said Example demonstrated the Example which used the tungsten base material containing rhenium for a contact probe, it can apply also to the contact probe base material of a copper alloy or an aluminum alloy.
11、26 コンタクトプローブ基材
12 窒化物・炭化物混合被膜
13 導電性DLC被膜
21 プラズマ処理容器
22 誘導結合型アンテナ
23 高周波電源
24 整合器
25 支持手段
27 切欠部
28 バイアス電源
29、加熱板
31 温度制御装置11, 26 Contact
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Cited By (4)
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KR20150111289A (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-05 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | Film deposition apparatus and film deposition method |
US9188624B2 (en) | 2012-04-26 | 2015-11-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Inspection apparatus |
JP2018508344A (en) * | 2015-01-22 | 2018-03-29 | セルン チェン,チア | Non-thermal soft plasma cleaning |
CN114774845A (en) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 渭南木王智能科技股份有限公司 | Surface treatment process for probe needle head |
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2010
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9188624B2 (en) | 2012-04-26 | 2015-11-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Inspection apparatus |
KR20150111289A (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-05 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | Film deposition apparatus and film deposition method |
KR101653917B1 (en) | 2014-03-25 | 2016-09-02 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | Film deposition apparatus and film deposition method |
JP2018508344A (en) * | 2015-01-22 | 2018-03-29 | セルン チェン,チア | Non-thermal soft plasma cleaning |
CN114774845A (en) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 渭南木王智能科技股份有限公司 | Surface treatment process for probe needle head |
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