JP2014081231A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Akio Hasebe
昭男 長谷部
Toru Fujimura
徹 藤村
Teruo Shoji
照雄 庄司
Toshiro Kono
敏朗 河野
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Hitachi High Tech Fine Systems Corp
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Renesas Electronics Corp
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    • G01R1/06733Geometry aspects
    • G01R1/06738Geometry aspects related to tip portion

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a reproducible and stable measurement of the electrical characteristics of a semiconductor device in a semiconductor device inspection process.SOLUTION: On a surface of a vertex PAe that is a tip end of a contact part PAb of a probe pin PA and contacts an external terminal which is provided on a semiconductor device, unevenness processing is performed periodically at a first interval and a striped pattern or dotted pattern is formed. The first interval which is one value within the range from 50 nm to 5 μm allows multi-point contact between the external terminal and the vertex PAe, thereby reducing a contact resistance.

Description

本発明は半導体装置の製造技術に関し、例えば複数のプローブピンを備えるIC(Integrated Circuit)テスト用ソケットまたは複数のプローブピンを備えるプローブカードを用いて半導体集積回路の電気的特性を検査する工程を有する半導体装置の製造に好適に利用できるものである。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and includes a step of inspecting electrical characteristics of a semiconductor integrated circuit using, for example, an IC (Integrated Circuit) test socket having a plurality of probe pins or a probe card having a plurality of probe pins. It can be suitably used for manufacturing a semiconductor device.

半導体集積回路の電気的特性を検査する場合などに用いるプローブピンの形状や接点部材については、様々な提案がなされている。   Various proposals have been made regarding the shape of the probe pins and contact members used when inspecting the electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit.

例えば特開2009−53124号公報(特許文献1)には、基材の表面に、結晶粒界中に粒径が2〜200nmの超分散ナノダイヤモンド粒子を0.1〜2.0重量%の割合で分散させた貴金属薄膜層からなる接点材料が形成されたプローブピンが開示されている。   For example, in JP2009-53124A (Patent Document 1), 0.1 to 2.0% by weight of ultradispersed nanodiamond particles having a particle size of 2 to 200 nm in a crystal grain boundary is formed on the surface of a substrate. A probe pin is disclosed in which a contact material composed of a precious metal thin film layer dispersed in a proportion is formed.

また、特開2012−68269号公報(特許文献2)には、金属基材の表面に金属元素を含有する炭素被膜を形成したコンタクトプローブが開示されており、炭素被膜表面での金属元素の濃度が被膜全体の平均濃度よりも低く、かつ炭素被膜表面における金属元素の濃度が20%以下であることを特徴とすることが記載されている。   JP 2012-68269 A (Patent Document 2) discloses a contact probe in which a carbon film containing a metal element is formed on the surface of a metal substrate, and the concentration of the metal element on the surface of the carbon film. Is lower than the average concentration of the entire coating, and the concentration of the metal element on the surface of the carbon coating is 20% or less.

また、特開昭63−182501号公報(特許文献3)には、金属棒の先端部にダイヤモンドの粒を積層させ、その上に導電性物質を蒸着またはスパッタにより被覆したダイヤモンド探針が開示されている。   Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-182501 (Patent Document 3) discloses a diamond probe in which diamond particles are laminated on the tip of a metal rod and a conductive material is coated thereon by vapor deposition or sputtering. ing.

また、特開2010−54264号公報(特許文献4)には、梁部を備えたプローブ本体と、ウエハに接触する接触部であってプローブ本体のウエハ側の端部に接続される基体を含む接触部と、を有するプローブが開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2010-54264 (Patent Document 4) includes a probe main body provided with a beam portion and a base that is a contact portion that contacts the wafer and is connected to the wafer-side end of the probe main body. A probe having a contact portion is disclosed.

特開2009−53124号公報JP 2009-53124 A 特開2012−68269号公報JP 2012-68269 A 特開昭63−182501号公報JP-A 63-182501 特開2010−54264号公報JP 2010-54264 A

半導体装置の選別工程において、半導体装置の電気的特性を検査する際には、接触性能を向上させる手段として、コンタクト部に酸化し難く導電性の良い高硬度のメッキを施したプローブピンが一般に用いられている。しかし、半導体装置に備わる外部端子との接触を繰り返すと、コンタクト部の先端の変形またはコンタクト部の先端への外部端子を構成する金属屑の付着により、接触抵抗にばらつきが生じる。また、半導体装置の薄厚化が進むにつれて、接触荷重による半導体装置の破壊の問題も深刻になっている。   When inspecting the electrical characteristics of a semiconductor device in a semiconductor device selection process, a probe pin with a high hardness plating that is difficult to oxidize and is highly conductive is generally used as a means for improving contact performance. It has been. However, when the contact with the external terminal provided in the semiconductor device is repeated, the contact resistance varies due to the deformation of the tip of the contact portion or the attachment of the metal scrap constituting the external terminal to the tip of the contact portion. Further, as the thickness of the semiconductor device is reduced, the problem of destruction of the semiconductor device due to the contact load has become serious.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、プローブピンのコンタクト部の先端であって、半導体装置に備わる外部端子と接触する部分の表面に、第1間隔で周期的に凹凸加工を施して、ストライプ状のパターンまたはドット状のパターンを形成する。その第1間隔は50nm〜5μmの範囲内の1つの値である。   According to one embodiment, the surface of a portion of the contact portion of the probe pin that is in contact with the external terminal of the semiconductor device is periodically subjected to uneven processing at a first interval to form a striped pattern. Alternatively, a dot-like pattern is formed. The first interval is one value in the range of 50 nm to 5 μm.

一実施の形態によれば、半導体装置の検査工程において、再現性よく安定した半導体装置の電気的特性の測定を行うことができる。   According to one embodiment, the electrical characteristics of a semiconductor device can be measured with good reproducibility in the semiconductor device inspection process.

実施の形態1による半導体装置の要部断面図である。1 is a main part sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment; 実施の形態1によるICテスト用ソケットの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an IC test socket according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による半導体装置を挿入したICテスト用ソケットの一部を拡大して示す要部断面図である。FIG. 4 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged part of an IC test socket in which the semiconductor device according to the first embodiment is inserted; 実施の形態1によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンの構造の一例を示す要部断面図、およびプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す斜視図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing an example of a structure of a probe pin provided in the IC test socket according to the first embodiment, and a perspective view showing an enlarged tip of a contact part of the probe pin. 実施の形態1によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。FIG. 3 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged tip of a contact portion of a probe pin provided in the IC test socket according to the first embodiment. 実施の形態1によるプローブピンのコンタクト部の先端表面を拡大して示す写真である。3 is an enlarged photograph showing a tip surface of a contact portion of a probe pin according to the first embodiment. (a)、(b)および(c)は、それぞれ実施の形態1の第1変形例、第2変形例および第3変形例によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。(A), (b) and (c) are enlarged views of the tip of the contact portion of the probe pin provided in the IC test socket according to the first modification, the second modification and the third modification of the first embodiment, respectively. FIG. 実施の形態1によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。FIG. 3 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged tip of a probe pin provided in the probe card according to the first embodiment. (a)および(b)は、それぞれ実施の形態1の第1変形例および第2変形例によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。(A) And (b) is principal part sectional drawing which expands and shows the front-end | tip of the probe pin with which the probe card by the 1st modification of Embodiment 1 and the 2nd modification is each provided. 実施の形態2によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。FIG. 10 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged tip of a contact portion of a probe pin provided in an IC test socket according to a second embodiment. (a)、(b)および(c)は、それぞれ実施の形態2の第1変形例、第2変形例および第3変形例によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。(A), (b), and (c) are enlarged views of the tip of the contact portion of the probe pin provided in the IC test socket according to the first, second, and third modifications of the second embodiment, respectively. FIG. (a)および(b)は、それぞれ実施の形態2の第4変形例および第5変形例によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。(A) And (b) is principal part sectional drawing which expands and shows the front-end | tip of the contact part of the probe pin with which the socket for IC test by the 4th modification of Embodiment 2 and a 5th modification is provided, respectively. 実施の形態2によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。FIG. 9 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged tip of a probe pin provided in a probe card according to a second embodiment. (a)および(b)は、それぞれ実施の形態2の第1変形例および第2変形例によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。(A) And (b) is principal part sectional drawing which expands and shows the front-end | tip of the probe pin with which the probe card by the 1st modification of Embodiment 2 and a 2nd modification is each provided. 本発明者らが検討したプローブピンのコンタクト部の先端の頂点部と外部端子(半田ボール)との接触の様子を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the mode of contact with the vertex part of the front-end | tip of the contact part of the probe pin which the present inventors examined, and the external terminal (solder ball). (a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)は、それぞれ本発明者らが検討した実施の形態が適用される前のプローブピンの先端の一例を示す要部断面図である。(A), (b), (c), (d), (e), and (f) each show an example of the tip of the probe pin before the embodiment studied by the present inventors is applied. It is principal part sectional drawing.

以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other, and one is the other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.

また、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   In addition, when referring to “consisting of A”, “consisting of A”, “having A”, and “including A”, other elements are excluded unless specifically indicated that only that element is included. It goes without saying that it is not what you do. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Further, in the drawings used in the following embodiments, hatching may be added to make the drawings easy to see even if they are plan views. In all the drawings for explaining the following embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals in principle, and repeated description thereof is omitted. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施の形態によるプローブピンの構造がより明確となると思われるため、本発明者らによって検討された、本実施の形態が適用される前のプローブピンの構造およびその問題点について図15および図16を用いて以下に説明する。図15は、プローブピンのコンタクト部の先端の頂点部と外部端子(半田ボール)との接触の様子を説明する要部断面図である。図16(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)は、それぞれ実施の形態が適用される前のプローブピンの先端の一例を示す要部断面図である。   First, since the structure of the probe pin according to the present embodiment is considered to be clearer, the structure of the probe pin before the application of the present embodiment and its problems, which have been studied by the present inventors, are described with reference to FIG. And it demonstrates below using FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of the main part for explaining the state of contact between the apex at the tip of the contact portion of the probe pin and the external terminal (solder ball). 16 (a), (b), (c), (d), (e), and (f) are cross-sectional views of relevant parts showing an example of the tip of the probe pin before the embodiment is applied. is there.

半導体装置の組立て後の選別工程では、例えば複数のプローブピンを備えるICテスト用ソケットを用いて半導体装置の電気的検査を行っている。例えばBGA(Ball Grid Array)型の半導体装置(半導体パッケージ)の場合、ICテスト用ソケットに半導体装置を挿入し、外部端子である複数の半田ボールに複数のプローブピンをそれぞれ接触させ、この状態でテスタから複数のプローブピンへ所定の電気信号を送信して電気的検査が行われる。   In the sorting step after assembling the semiconductor device, for example, an electrical test of the semiconductor device is performed using an IC test socket having a plurality of probe pins. For example, in the case of a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device (semiconductor package), a semiconductor device is inserted into an IC test socket, and a plurality of probe pins are brought into contact with a plurality of solder balls as external terminals. A predetermined electrical signal is transmitted from the tester to the plurality of probe pins to perform electrical inspection.

図15に示すように、接触性能を向上させるために、プローブピンPEのコンタクト部の先端は先割れ形状となっており、その先割れ形状の頂点は鋭角となっている。外部端子(半田ボール)SBとプローブピンPEのコンタクト部の先端の頂点部とが接触する面の面積は、例えば100〜1000μm程度である。 As shown in FIG. 15, in order to improve the contact performance, the tip of the contact portion of the probe pin PE has a tip shape, and the apex of the tip portion has an acute angle. The area of the surface where the external terminal (solder ball) SB and the apex at the tip of the contact portion of the probe pin PE contact is, for example, about 100 to 1000 μm 2 .

さらに、接触性能を向上させるために、プローブピンPEのコンタクト部の先端は導電性膜により覆われている。例えば図16(a)に示すように、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材(工具炭素鋼材)からなる基材Es1の表面に、バリア膜Eb1を介してAu(金)、AuCo(金コバルト)、AuNi(金ニッケル)、Rh(ロジウム)、Ru(ルテニウム)、Ir(イリジウム)またはPa(パラジウム)合金からなる導電性膜Ep1が形成されたコンタクト部PEb1がある。バリア膜Eb1は、例えばNi(ニッケル)膜であり、Cu(銅)などの拡散防止層および接着層として形成されている。   Furthermore, in order to improve the contact performance, the tip of the contact portion of the probe pin PE is covered with a conductive film. For example, as shown in FIG. 16 (a), Au (gold), AuCo (gold cobalt), via a barrier film Eb1, on the surface of a base material Es1 made of BeCu (beryllium copper) or SK material (tool carbon steel material), There is a contact portion PEb1 on which a conductive film Ep1 made of AuNi (gold nickel), Rh (rhodium), Ru (ruthenium), Ir (iridium) or Pa (palladium) alloy is formed. The barrier film Eb1 is a Ni (nickel) film, for example, and is formed as a diffusion prevention layer such as Cu (copper) and an adhesive layer.

また、例えば図16(b)に示すように、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材からなる基材Es2の表面に、Rh(ロジウム)、Ru(ルテニウム)またはIr(イリジウム)からなる導電性膜Ep2が形成されたコンタクト部PEb2がある。   For example, as shown in FIG. 16B, a conductive film Ep2 made of Rh (rhodium), Ru (ruthenium) or Ir (iridium) is formed on the surface of a base material Es2 made of BeCu (beryllium copper) or SK material. There is a contact portion PEb2 in which is formed.

また、例えば図16(c)に示すように、Pd(パラジウム)合金からなる基材Es3のみにより構成されたコンタクト部PEb3もある。上記導電性膜は、例えばメッキ法により形成される。   Further, for example, as shown in FIG. 16C, there is also a contact portion PEb3 constituted only by a base material Es3 made of a Pd (palladium) alloy. The conductive film is formed by, for example, a plating method.

しかしながら、このようなプローブピンについては、以下に説明する種々の技術的課題が存在する。   However, such a probe pin has various technical problems described below.

上記構造のプローブピンでは、半田ボールへ刺さり込むコンタクト部の先端の真実接触点の面積(点数)が小さく、プローブピンと半田ボールとの接触を繰り返すと、コンタクト部の先端の変形、またはコンタクト部の先端への半田屑の付着または拡散により、真実接触点の面積にばらつきが生じる。   In the probe pin having the above structure, the area (number of points) of the true contact point at the tip of the contact portion that pierces the solder ball is small, and if the contact between the probe pin and the solder ball is repeated, the tip of the contact portion deforms or the contact portion The area of the true contact point varies due to the adhesion or diffusion of the solder scrap to the tip.

また、半田ボールの表面には、厚さが10nm前後の硬いSn(錫)酸化膜が形成されている。このSn(錫)酸化膜をコンタクト部の先端で破るために、プローブピンの先端を鋭角とすると共に、接触面積(真実接触点)の確保を目的として接触荷重を高くしているが、コンタクト部の面圧が高くなるとコンタクト部の先端が変形しやすくなる。また、半導体装置の薄厚化が進むにつれて、接触荷重による半導体装置の破壊の問題も生じる。一方で、接触荷重を低くすると、上記Sn酸化膜を破り難くなると共に、コンタクト部の先端に付着した半田屑およびコンタクト部に形成される酸化膜をスクラブ動作にて除去できなくなり、接触面積(真実接触点)も減少するため、接触抵抗が増加する。   Further, a hard Sn (tin) oxide film having a thickness of about 10 nm is formed on the surface of the solder ball. In order to break this Sn (tin) oxide film at the tip of the contact portion, the tip of the probe pin has an acute angle and the contact load is increased for the purpose of securing the contact area (true contact point). As the surface pressure increases, the tip of the contact portion is easily deformed. In addition, as the semiconductor device becomes thinner, the problem of destruction of the semiconductor device due to contact load also arises. On the other hand, when the contact load is lowered, the Sn oxide film is hard to break, and the solder waste adhering to the tip of the contact part and the oxide film formed on the contact part cannot be removed by the scrubbing operation. Since the contact point) also decreases, the contact resistance increases.

また、コンタクト部の先端に付着した半田屑および有機系汚染を除去するため、プローブピンと半田ボールとの接触を繰り返した後、コンタクト部の先端表面を研磨シートを用いて研磨している。しかし、前述の図16(a)および(b)に示したプローブピンでは、この研磨により、コンタクト部の先端形状が変化すると共に、先端を被覆する導電性膜が除去されて基材が露出してしまう。   In addition, in order to remove solder scraps and organic contamination adhered to the tip of the contact portion, contact between the probe pin and the solder ball is repeated, and then the tip surface of the contact portion is polished using a polishing sheet. However, in the probe pins shown in FIGS. 16A and 16B, the tip shape of the contact portion is changed by this polishing, and the conductive film covering the tip is removed to expose the base material. End up.

従って、プローブピンと半田ボールとの接触回数が増加すると、検査時の接触抵抗が大きくばらつき、特に、高速波形伝達テストや大電流を流す事が必要なテストにおいては、再現性よく安定した半導体装置の電気的特性の測定ができない状態となっていた。   Therefore, when the number of contact between the probe pin and the solder ball increases, the contact resistance at the time of inspection varies greatly. Especially in a high-speed waveform transmission test or a test that requires a large current to flow, a semiconductor device that is stable with high reproducibility. The electrical characteristics could not be measured.

なお、前述した種々の技術的課題は、半導体装置の組立て後に行う半導体装置の電気的検査に用いるプローブピン(スプロングピンまたは板バネピン等)だけでない。例えば半導体ウエハの主面に形成された複数の半導体チップの各々の良・不良を判定する際に用いるプローブカードに備わるプローブピン(垂直ピン、カンチ、マイクロカンチまたはMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ピン等)でも同様である。   Note that the various technical problems described above are not limited to probe pins (such as long pins or leaf spring pins) used for electrical inspection of a semiconductor device performed after the semiconductor device is assembled. For example, a probe pin (vertical pin, cantilever, micro cantilever or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) pin, etc.) provided in a probe card used when judging whether each of a plurality of semiconductor chips formed on the main surface of a semiconductor wafer is good or bad ) Is the same.

プローブカードに備わるプローブピンの先端の一例を、図16(d)、(e)および(f)に示す。例えば図16(d)に示すように、BeCu(ベリリウム銅)からなる基材Es4の表面に、バリア膜Eb4を介してAu(金)、AuCo(金コバルト)、AuNi(金ニッケル)、Rh(ロジウム)、Ru(ルテニウム)、Ir(イリジウム)またはPd(パラジウム)合金からなる導電性膜Ep4が形成されたプローブピンの先端PEb4がある。バリア膜Eb4は、例えばNi(ニッケル)膜である。   An example of the tip of the probe pin provided in the probe card is shown in FIGS. 16 (d), (e) and (f). For example, as shown in FIG. 16 (d), Au (gold), AuCo (gold cobalt), AuNi (gold nickel), Rh (via a barrier film Eb4) on the surface of a base material Es4 made of BeCu (beryllium copper). There is a probe pin tip PEb4 on which a conductive film Ep4 made of a rhodium), Ru (ruthenium), Ir (iridium) or Pd (palladium) alloy is formed. The barrier film Eb4 is a Ni (nickel) film, for example.

また、例えば図16(e)に示すように、BeCu(ベリリウム銅)からなる基材Es5の表面に、Rh(ロジウム)、Ru(ルテニウム)、Ir(イリジウム)またはPd(パラジウム)合金からなる導電性膜Ep5が形成されたプローブピンの先端PEb5がある。   Further, for example, as shown in FIG. 16 (e), a conductive material made of Rh (rhodium), Ru (ruthenium), Ir (iridium) or Pd (palladium) alloy is formed on the surface of the base material Es5 made of BeCu (beryllium copper). There is a probe pin tip PEb5 on which a conductive film Ep5 is formed.

また、例えば図16(f)に示すように、W(タングステン)、Ru(ルテニウム)、Ir(イリジウム)、ReW(レニウムタングステン)またはPd(パラジウム)合金からなる基材Es6のみにより構成されたプローブピンの先端PEb6もある。   Further, for example, as shown in FIG. 16 (f), a probe composed only of a base material Es6 made of W (tungsten), Ru (ruthenium), Ir (iridium), ReW (rhenium tungsten) or Pd (palladium) alloy. There is also a pin tip PEb6.

プローブカードに備わる複数のプローブピンの先端は、半導体ウエハの主面に形成された、主としてAl(アルミニウム)からなる複数のボンディングパッドにそれぞれ接触する。そのため、プローブピンとボンディングパッドとの接触を繰り返すと、プローブピンの先端の変形またはプローブピンの先端へのAl(アルミニウム)屑の付着または拡散が生じる。   The tips of the plurality of probe pins provided in the probe card are in contact with a plurality of bonding pads mainly made of Al (aluminum) formed on the main surface of the semiconductor wafer. Therefore, when contact between the probe pin and the bonding pad is repeated, deformation of the tip of the probe pin or adhesion or diffusion of Al (aluminum) debris to the tip of the probe pin occurs.

また、プローブピンの先端でボンディングパッドの表面に形成されているAl(アルミニウム)酸化膜を破ると共に、コンタクト部の先端に付着したAl(アルミニウム)屑およびコンタクト部に形成される酸化膜をスクラブ動作にて除去し、接触面積(真実接触点)を確保するために、プローブピンの接触荷重を高くしている。このため、プローブピンの先端が変形しやすい。   In addition, the tip of the probe pin breaks the Al (aluminum) oxide film formed on the surface of the bonding pad, and scrubs the Al (aluminum) debris attached to the tip of the contact portion and the oxide film formed on the contact portion. The contact load of the probe pin is increased to secure the contact area (true contact point). For this reason, the tip of the probe pin is easily deformed.

また、プローブピンの先端に付着したAl(アルミニウム)屑および有機系汚染を除去するため、プローブピンとボンディングパッドとの接触を繰り返した後、プローブピンの先端表面を研磨シートを用いて研磨している。しかし、前述の図16(d)および(e)に示したプローブピンでは、この研磨により、先端径が大きくなりまたは先端長が短くなりプローブピンのコンタクト寿命が短くなると共に、先端を被覆する導電性膜が除去されて基材が露出してしまう。   In addition, in order to remove Al (aluminum) debris attached to the tip of the probe pin and organic contamination, the tip surface of the probe pin is polished with a polishing sheet after repeated contact between the probe pin and the bonding pad. . However, in the probe pins shown in FIGS. 16D and 16E described above, this polishing increases the tip diameter or the tip length, shortens the contact life of the probe pin, and reduces the conductive life that covers the tip. As a result, the base film is exposed.

これらのことから、半導体装置の検査工程において用いられるプローブピンには、耐久性に優れ、かつ半導体装置の多ピン化および脆弱化からくる低コンタクト荷重であっても安定した接触抵抗が得られることが要求されている。   For these reasons, probe pins used in the inspection process of semiconductor devices have excellent durability, and stable contact resistance can be obtained even with low contact loads resulting from the increased number of pins and weakness of semiconductor devices. Is required.

(実施の形態1)
≪ICテスト用ソケットに備わるプローブピン≫
まず、半導体装置の組立て後の選別工程において行う半導体装置の電気的検査、およびこの電気的検査において用いるICテスト用ソケットに備わるプローブピンの構造について図1〜図7を用いて説明する。
(Embodiment 1)
≪Probe pin in IC test socket≫
First, an electrical inspection of a semiconductor device performed in a sorting step after the assembly of the semiconductor device and a structure of a probe pin provided in an IC test socket used in the electrical inspection will be described with reference to FIGS.

図1は、実施の形態1による半導体装置の要部断面図である。図2は、実施の形態1によるICテスト用ソケットの概略斜視図である。図3は、実施の形態1による半導体装置を挿入したICテスト用ソケットの一部を拡大して示す要部断面図である。図4は、実施の形態1によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンの構造の一例を示す要部断面図、およびプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す斜視図である。図5は、実施の形態1によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。図6は、実施の形態1によるプローブピンのコンタクト部の先端表面を拡大して示す写真である。図7(a)、(b)および(c)は、それぞれ実施の形態1の第1変形例、第2変形例および第3変形例によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。   FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic perspective view of the IC test socket according to the first embodiment. FIG. 3 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged part of the IC test socket into which the semiconductor device according to the first embodiment is inserted. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing an example of the structure of a probe pin provided in the IC test socket according to the first embodiment, and a perspective view showing an enlarged tip of a contact part of the probe pin. FIG. 5 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged tip of a contact portion of a probe pin provided in the IC test socket according to the first embodiment. FIG. 6 is an enlarged photograph showing the tip surface of the contact portion of the probe pin according to the first embodiment. 7A, 7B, and 7C show the tips of the contact portions of the probe pins provided in the IC test sockets according to the first, second, and third modifications of the first embodiment, respectively. It is principal part sectional drawing which expands and shows.

<半導体装置>
半導体装置の一例として、図1に示すワイヤボンディング接続を採用したフェースアップボンディング構造のBGA型半導体装置(半導体パッケージ)を取り上げて説明する。
<Semiconductor device>
As an example of the semiconductor device, a BGA type semiconductor device (semiconductor package) having a face-up bonding structure employing the wire bonding connection shown in FIG. 1 will be described.

図1に示すように、半導体装置SMは、これに限定されないが、配線基板ISの上面に半導体チップSCを搭載し、配線基板ISの下面(配線基板ISの上面とは反対側の面)に、外部用接続端子としてボール状の外部端子(半田ボール)SBを複数配置したパッケージ構造になっている。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device SM is not limited to this, but the semiconductor chip SC is mounted on the upper surface of the wiring board IS, and the lower surface of the wiring board IS (the surface opposite to the upper surface of the wiring board IS). The package structure has a plurality of ball-shaped external terminals (solder balls) SB arranged as external connection terminals.

・半導体チップ
半導体チップSCは、主面、およびこの主面とは反対側の裏面を有し、半導体チップSCの裏面が配線基板ISの上面と対向するように、配線基板ISの上面の中央部のチップ搭載領域にペースト状またはDAF(Die Attach Film)等のフィルム状の接着剤DFを介して半導体チップSCが搭載されている。
Semiconductor chip The semiconductor chip SC has a main surface and a back surface opposite to the main surface, and the central portion of the upper surface of the wiring board IS so that the back surface of the semiconductor chip SC faces the upper surface of the wiring board IS. The semiconductor chip SC is mounted on the chip mounting region via a film-like adhesive DF such as paste or DAF (Die Attach Film).

半導体チップSCの主面には、半導体素子と電気的に接続された複数のボンディングパッド(電極パッド)EPが配置されている。これらボンディングパッドEPは、半導体チップSCの多層配線層のうちの最上層の配線からなり、それぞれのボンディングパッドEPに対応して表面保護膜に形成された開口部により、その上面の一部が露出している。   On the main surface of the semiconductor chip SC, a plurality of bonding pads (electrode pads) EP electrically connected to the semiconductor elements are arranged. These bonding pads EP are composed of the uppermost wiring of the multilayer wiring layers of the semiconductor chip SC, and a part of the upper surface is exposed by the opening formed in the surface protective film corresponding to each bonding pad EP. doing.

・配線基板
配線基板ISは、例えばビルドアップ基板などであって、その厚さ方向と交差する平面形状が四角形になっている。配線基板ISは、これに限定されないが、主に、コア材(基材)と、このコア材の一方の面(上面)側、他方の面(下面)側、および内部に配線を有する多層配線構造になっている。
-Wiring board Wiring board IS is a buildup board etc., for example, Comprising: The plane shape which intersects the thickness direction is a rectangle. The wiring board IS is not limited to this, but mainly includes a core material (base material) and a multilayer wiring having wiring on one side (upper surface) side, the other surface (lower surface) side, and inside of the core material. It has a structure.

配線基板ISの上面には、チップ搭載領域の周囲の領域において、配線基板ISの各辺に沿って複数のボンディングリード(電極パッド)BLが配置されている。これらボンディングリードBLは、配線基板ISに形成された最上層の配線からなり、それぞれのボンディングリードBLの上面は、上面保護膜に形成された開口部により露出している。   On the upper surface of the wiring board IS, a plurality of bonding leads (electrode pads) BL are arranged along each side of the wiring board IS in an area around the chip mounting area. These bonding leads BL are composed of the uppermost wiring formed on the wiring board IS, and the upper surface of each bonding lead BL is exposed through an opening formed in the upper surface protective film.

配線基板ISの下面には、複数のバンプランド(電極パッド)BLRが配置されている。これらバンプランドBLRは、配線基板ISに形成された最下層の配線からなり、それぞれのバンプランドBLRの下面は、下面保護膜に形成された開口部により露出している。   A plurality of bump lands (electrode pads) BLR are arranged on the lower surface of the wiring board IS. These bump lands BLR are composed of the lowermost wirings formed on the wiring board IS, and the lower surfaces of the respective bump lands BLR are exposed through openings formed in the lower surface protective film.

・導電性部材(ボンディングワイヤ、ワイヤ)
半導体チップSCの表面に配置された複数のボンディングパッドEPと、配線基板ISの上面に配置された複数のボンディングリードBLとが、複数の導電性ワイヤWCによってそれぞれ電気的に接続されている。導電性ワイヤWCには、例えば15〜50μmφ程度のAu(金)線またはCu(銅)線を用いる。
・ Conductive members (bonding wires, wires)
A plurality of bonding pads EP arranged on the surface of the semiconductor chip SC and a plurality of bonding leads BL arranged on the upper surface of the wiring board IS are electrically connected by a plurality of conductive wires WC, respectively. For the conductive wire WC, for example, an Au (gold) wire or a Cu (copper) wire of about 15 to 50 μmφ is used.

・封止体
半導体チップSCおよび複数の導電性ワイヤWCは、配線基板ISの上面に形成された封止体RSによって封止されている。封止体RSは、低応力化を図る目的として、例えばフェノール系硬化剤、シリコーンゴムおよび多数のフィラー(例えばシリカ)等が添加されたエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。封止体RSは、例えばトランスファモールド法により形成される。
-Sealing body The semiconductor chip SC and the plurality of conductive wires WC are sealed by a sealing body RS formed on the upper surface of the wiring board IS. For the purpose of reducing the stress, the sealing body RS is formed of, for example, an epoxy thermosetting insulating resin to which a phenolic curing agent, silicone rubber, a large number of fillers (for example, silica) and the like are added. The sealing body RS is formed by, for example, a transfer mold method.

・外部端子
配線基板ISの下面に形成された複数のバンプランドBLRには、複数の外部端子SBが形成されており、これら外部端子SBは、複数のバンプランドBLRとそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。外部端子SBとしては、鉛を実質的に含まない鉛フリー半田組成の半田バンプ、例えば錫−3[wt%]銀−0.5[wt%]銅(Sn−3[wt%]Ag−0.5[wt%]Cu)組成の半田バンプが用いられる。
External terminals A plurality of external SBs SB are formed on the plurality of bump lands BLR formed on the lower surface of the wiring board IS, and these external terminals SB are electrically connected to the plurality of bump lands BLR and mechanically. Connected. As the external terminal SB, a solder bump having a lead-free solder composition substantially free of lead, for example, tin-3 [wt%] silver-0.5 [wt%] copper (Sn-3 [wt%] Ag-0 .5 [wt%] Cu) solder bumps are used.

<ICテスト用ソケット>
次に、実施の形態1によるICテスト用ソケットについて図2および図3を用いて説明する。
<Socket for IC test>
Next, the IC test socket according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図2および図3に示すように、ICテスト用ソケットTSは、検査時に半導体装置SMの複数の外部端子SBにそれぞれ接触させる複数のプローブピン(コンタクトピン、コンタクトプローブ、プローブ、探針)PA、複数のプローブピンPAを固定するソケットベース(プローブガイド)G1を備えている。さらに、ICテスト用ソケットTSは、半導体装置SMが収容可能なフローティング台座(パッケージガイド)G2、およびフローティング台座G2内に搭載した半導体装置SMを押圧するパッケージ押圧カバーG3を備えている。半導体装置SMに備わる複数の外部端子SBをフローティング台座G2の底面に向けて、フローティング台座G2内に半導体装置SMを搭載し、パッケージ押圧カバーG3を閉じることにより、フローティング台座G2の底面に設けられた複数の貫通孔から複数のプローブピンPAのコンタクト部の先端がそれぞれ突出する。これにより、半導体装置SMに備わる複数の外部端子SBと複数のプローブピンPAのコンタクト部の先端とがそれぞれ接触して、両者の導通をとることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the IC test socket TS has a plurality of probe pins (contact pins, contact probes, probes, probes) PA which are respectively brought into contact with the plurality of external terminals SB of the semiconductor device SM during inspection. A socket base (probe guide) G1 for fixing a plurality of probe pins PA is provided. Further, the IC test socket TS includes a floating base (package guide) G2 that can accommodate the semiconductor device SM, and a package pressing cover G3 that presses the semiconductor device SM mounted in the floating base G2. A plurality of external terminals SB provided in the semiconductor device SM are directed to the bottom surface of the floating pedestal G2, the semiconductor device SM is mounted in the floating pedestal G2, and the package pressing cover G3 is closed to provide the bottom surface of the floating pedestal G2. The tips of the contact portions of the plurality of probe pins PA protrude from the plurality of through holes, respectively. As a result, the plurality of external terminals SB provided in the semiconductor device SM and the tips of the contact portions of the plurality of probe pins PA come into contact with each other, and electrical connection between them can be established.

<プローブピンの構造>
次に、実施の形態1によるプローブピンの全体構造について図4を用いて説明する。
<Structure of probe pin>
Next, the entire structure of the probe pin according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図4に示すように、細長いピン部材であるプローブピンPAは、細長い筒状の本体部PAaと、本体部PAaの内部に摺動自在に収容され、先端が先割れ形状となったコンタクト部PAbと、本体部PAaの内部に収容され、かつコンタクト部PAbを本体部PAaから押し出す方向に押圧するバネ部材PAcと、テスト基板電極にコンタクト支持部となる支持部PAdとからなる。   As shown in FIG. 4, a probe pin PA, which is an elongated pin member, includes an elongated cylindrical body part PAa and a contact part PAb that is slidably housed inside the body part PAa and has a tip that is tapered. And a spring member PAc that is housed inside the main body part PAa and presses the contact part PAb in the direction of pushing out the main body part PAa, and a support part PAd that serves as a contact support part on the test substrate electrode.

なお、バネ部材PAcは、本体部PAaの内部で支持部PAdとコンタクト部PAbとに挟まれた状態で収納されている。従って、検査時には、コンタクト部PAbの先端が半導体装置SMに備わる外部端子SBと確実に接触するように、コンタクト部PAbに対して常にバネ部材PAcによって本体部PAaから押し出す方向に荷重が付与される構造となっている。   The spring member PAc is housed in a state of being sandwiched between the support portion PAd and the contact portion PAb inside the main body portion PAa. Therefore, at the time of inspection, a load is always applied to the contact portion PAb in the direction of pushing out from the main body portion PAa by the spring member PAc so that the tip of the contact portion PAb is surely in contact with the external terminal SB provided in the semiconductor device SM. It has a structure.

さらに、プローブピンPAでは、半導体装置SMに備わる外部端子SBと電気的接続を図るために、本体部PAa、コンタクト部PAb、バネ部材PAcおよび支持部PAdが導電性の材料によって形成されている。   Further, in the probe pin PA, the main body part PAa, the contact part PAb, the spring member PAc, and the support part PAd are formed of a conductive material in order to electrically connect with the external terminal SB provided in the semiconductor device SM.

また、半導体装置SMの外部端子SBに対する接触性能を向上させるために、コンタクト部PAbの先端は先割れ状態となっており、その先割れ形状の頂点部PAeは鋭角となっている。実施の形態1では、図4の拡大図に示すように、4つに割れた状態のコンタクト部PAbの先端を例示するが、これに限定されるものではなく、例えば8つに割れた状態であってもよい。   Further, in order to improve the contact performance with respect to the external terminal SB of the semiconductor device SM, the tip end of the contact part PAb is in a cracked state, and the apex part PAe of the tip cracked shape has an acute angle. In the first embodiment, as shown in the enlarged view of FIG. 4, the tip of the contact portion PAb that is broken into four parts is illustrated, but the present invention is not limited to this. There may be.

次に、実施の形態1によるプローブピンのコンタクト部の構造について図5および図6を用いて説明する。   Next, the structure of the contact portion of the probe pin according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図5に示すように、プローブピンPAのコンタクト部PAbは、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材からなる基材Asの表面に、バリア膜Abを介してPa(パラジウム)合金、Au(金)、AuCo(金コバルト)、Rh(ルテニウム)、Ru(ロジウム、Ir(イリジウム)またはAuNi(金ニッケル)からなる導電性膜Apが形成された構造を有している。バリア膜Abは、Cu(銅)などの拡散防止層および接着層として形成されており、例えばNi(ニッケル)膜を用いる。また、接触性能を向上させるために、酸化し難く導電率の高い導電性膜Apが形成されている。導電性膜Apは、例えばメッキ法により形成される。   As shown in FIG. 5, the contact part PAb of the probe pin PA is formed on the surface of the base material As made of BeCu (beryllium copper) or SK material with a Pa (palladium) alloy, Au (gold), via a barrier film Ab. It has a structure in which a conductive film Ap made of AuCo (gold cobalt), Rh (ruthenium), Ru (rhodium, Ir (iridium) or AuNi (gold nickel) is formed. In order to improve contact performance, a conductive film Ap that is difficult to oxidize and has high conductivity is formed. The conductive film Ap is formed by, for example, a plating method.

また、前述の図4を用いて説明したように、接触性能を向上させるために、プローブピンPAのコンタクト部PAbの先端は先割れ形状となっており、その先割れ形状の頂点部PAeは鋭角となっている。この頂点部PAeが、検査時に半導体装置SMに備わる外部端子SBに刺さり込む部分であり、外部端子SBと事実上接触する部分である。なお、プローブピンPAのコンタクト部PAbの先端とは、検査時に半導体装置SMに備わる外部端子SBと接触する頂点部PAeを含む箇所をいう。   Further, as described with reference to FIG. 4 above, in order to improve the contact performance, the tip of the contact portion PAb of the probe pin PA has a tip crack shape, and the apex portion PAe of the tip crack shape has an acute angle. It has become. This apex portion PAe is a portion that is inserted into the external terminal SB provided in the semiconductor device SM at the time of inspection, and is a portion that substantially contacts the external terminal SB. Note that the tip of the contact portion PAb of the probe pin PA refers to a portion including the apex portion PAe that contacts the external terminal SB provided in the semiconductor device SM at the time of inspection.

さらに、前述の図5の拡大図および図6に示すように、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeの表面(導電性膜Apの表面(図5では、相対的に太い線で示した部分))には、第1間隔で周期的(図6中に符号Tで示す周期)に凹凸加工(高低差が確認できる状態、平らでない状態)が施されている。例えばその凹凸加工により、第1間隔の周期性を有するストライプ状の複数のパターンが形成されている。上記第1間隔は、例えば50nm〜5μm範囲内の1つの値が適切であると考えられる(他の条件によってはこの範囲に限定されないことはもとよりである)。また、量産に適した範囲としては0.8μmを中心値とする範囲内の1つの値が最も好適と考えられる。また、一定の周期で複数のパターンが形成されることが好ましいが、加工精度等から具体的な妥当性に欠けるため、一定の周期には限定されず、上記第1間隔には一定の周期にばらつきを考慮した範囲も含まれる。   Further, as shown in the enlarged view of FIG. 5 and FIG. 6, the surface of the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb (the surface of the conductive film Ap (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 5)) ) Is subjected to irregular processing (a state in which a height difference can be confirmed, a state where it is not flat) periodically (period indicated by a symbol T in FIG. 6) at a first interval. For example, a plurality of striped patterns having a periodicity of the first interval are formed by the uneven processing. For the first interval, for example, one value in the range of 50 nm to 5 μm is considered appropriate (not to be limited to this range depending on other conditions). Further, as a range suitable for mass production, one value within a range having a central value of 0.8 μm is considered most suitable. In addition, it is preferable that a plurality of patterns be formed at a constant cycle. However, since there is a lack of specific validity in terms of processing accuracy, the pattern is not limited to a fixed cycle, and the first interval has a fixed cycle. A range that takes into account variations is also included.

また、形状維持による効果持続および長寿命化等の観点から、導電性膜Apとしては、硬度が低いAu(金)、AuCo(金コバルト)またはAuNi(金ニッケル)よりも硬度が高いRh(ルテニウム)、Ru(ロジウム、Ir(イリジウム)またはPa(パラジウム)合金の方が好ましい。   Further, from the viewpoint of sustaining the effect of maintaining the shape and prolonging the lifetime, the conductive film Ap has a higher hardness than that of Au (gold), AuCo (gold cobalt), or AuNi (gold nickel) having a low hardness. ), Ru (rhodium, Ir (iridium) or Pa (palladium) alloy is preferred.

この周期性を有するストライプ状の複数のパターンは、例えばフェムト秒レーザを用いて、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeに凹凸加工を施すことにより形成される。   The plurality of stripe-like patterns having the periodicity are formed by, for example, performing uneven processing on the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb using a femtosecond laser.

コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeの表面にストライプ状の複数のパターンを形成することにより、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeと半導体装置SMに備わる外部端子SBとの多点接触が可能となるので、外部端子SBの表面の酸化膜(例えばSn(錫)酸化膜)が破壊されやすくなる。特に、周期性を有するストライプ状の複数のパターンを形成しているので、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeの表面をランダムに荒らした場合よりも、接触点が制御できて、酸化膜をより容易に破壊することが可能となる。   By forming a plurality of striped patterns on the surface of the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb, multipoint contact between the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb and the external terminal SB provided in the semiconductor device SM is possible. Therefore, the oxide film (for example, Sn (tin) oxide film) on the surface of the external terminal SB is easily destroyed. In particular, since a plurality of stripe-shaped patterns having periodicity are formed, the contact point can be controlled and the oxide film can be made more than when the surface of the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb is randomly roughened. It can be easily destroyed.

さらに、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeの表面にストライプ状の複数のパターンを形成することにより、その表面改質効果により、外部端子SBの屑(半田屑)が付着し難くなる。また、ストライプ状の複数のパターンを形成しない場合よりも、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeの強度が向上する。   Furthermore, by forming a plurality of stripe-shaped patterns on the surface of the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb, it becomes difficult for the scraps (solder scraps) of the external terminals SB to adhere due to the surface modification effect. Further, the strength of the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb is improved as compared with the case where a plurality of stripe-shaped patterns are not formed.

以上のように、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeの表面に、第1間隔の周期性を有するストライプ状の複数のパターンを形成することにより、以下の効果を得ることができる。   As described above, the following effects can be obtained by forming a plurality of striped patterns having the periodicity of the first interval on the surface of the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb.

コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeと半導体装置SMに備わる外部端子SBとの接触が面接触から点接触となり、外部端子SBの表面の酸化膜を低い接触荷重で破壊することができる。さらに、上記真実接触点が増加したこと、およびコンタクト部PAbの先端の頂点部PAeへの半田屑の付着が低減できることから、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeと外部端子SBとの接触面積(真実接触点)が増加して、低荷重であっても安定した接触抵抗が得られる。これらにより、テストでは半導体装置SMに大電流を流す事ができて、安定した電気的特性を測定することができる。   Contact between the apex PAe at the tip of the contact portion PAb and the external terminal SB provided in the semiconductor device SM changes from surface contact to point contact, and the oxide film on the surface of the external terminal SB can be destroyed with a low contact load. Further, since the true contact point is increased and the adhesion of solder scraps to the apex portion PAe at the tip end of the contact portion PAb can be reduced, the contact area between the apex portion PAe at the tip end of the contact portion PAb and the external terminal SB ( The true contact point) increases, and a stable contact resistance can be obtained even at a low load. As a result, in the test, a large current can be passed through the semiconductor device SM, and stable electrical characteristics can be measured.

また、プローブピンPAの接触荷重を低くすることができるので、コンタクト部PAbの先端の変形を抑制することができ、また、半導体装置SMの破損を防止することができる。   In addition, since the contact load of the probe pin PA can be reduced, deformation of the tip of the contact portion PAb can be suppressed, and damage to the semiconductor device SM can be prevented.

また、コンタクト部PAbの先端の表面形状が均一となるので、その表面に付着した微小な半田屑および有機系の汚染を研磨シートで除去する際、ストライプ状の複数のパターンを形成しない場合よりも均一に研磨されるため、導電性膜Apが除去され難くなる。   Further, since the surface shape of the tip of the contact portion PAb is uniform, when removing fine solder scraps and organic contamination adhering to the surface with an abrasive sheet, it is more than when a plurality of striped patterns are not formed. Since the polishing is uniformly performed, it is difficult to remove the conductive film Ap.

なお、前述の図6には、ストライプ状のパターンを示したが、これに限定されるものではなく、例えばコンタクト部PAbの先端の頂点部PAeの表面において、x方向と、x方向と直交するy方向とに第1間隔で周期的に凹凸加工を施したドット状のパターンであっても良い。   Although FIG. 6 shows a stripe pattern, the present invention is not limited to this. For example, on the surface of the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb, the x direction is orthogonal to the x direction. It may be a dot-shaped pattern that is periodically concavo-convex with a first interval in the y direction.

<半導体装置の組立て後の検査工程>
次に、半導体装置の組立て後の検査工程について説明する。
<Inspection process after assembly of semiconductor device>
Next, an inspection process after the assembly of the semiconductor device will be described.

まず、前述の図1に示した半導体装置SMおよび前述の図2に示したICテスト用ソケットTSを準備する。半導体装置SMに備わる複数の外部端子SBをフローティング台座G2の底面に向けて、フローティング台座G2内に半導体装置SMを搭載する。続いて、パッケージ押圧カバーG3を閉じることにより、フローティング台座G2の底面に設けられた複数の貫通孔から複数のプローブピンPAのコンタクト部PAbの先端をそれぞれ突出させる。これにより、半導体装置SMに備わる複数の外部端子SBと複数のプローブピンPAのコンタクト部PAbの先端(頂点部PAe)とが接触して、外部のテスタから所定の電気信号が半導体装置SMに対して送信されて電気的検査が行われる。このとき、コンタクト部PAbの先端の頂点部PAeが外部端子SBに刺し込まれた状態となるが、頂点部PAeの表面には多数の接触点が形成されており、接触面積が大きいので、安定した接触抵抗が得られて大電流にも対応が可能となる。   First, the semiconductor device SM shown in FIG. 1 and the IC test socket TS shown in FIG. 2 are prepared. The semiconductor device SM is mounted in the floating base G2 with the plurality of external terminals SB provided in the semiconductor device SM facing the bottom surface of the floating base G2. Subsequently, by closing the package pressing cover G3, the tips of the contact portions PAb of the plurality of probe pins PA are protruded from the plurality of through holes provided on the bottom surface of the floating base G2. As a result, the plurality of external terminals SB provided in the semiconductor device SM and the tips (vertex portions PAe) of the contact portions PAb of the plurality of probe pins PA come into contact with each other, and a predetermined electrical signal is transmitted from the external tester to the semiconductor device SM. And sent for electrical inspection. At this time, the apex portion PAe at the tip of the contact portion PAb is stuck into the external terminal SB. However, a large number of contact points are formed on the surface of the apex portion PAe, and the contact area is large. Contact resistance can be obtained, and it is possible to cope with a large current.

<プローブピンの変形例>
次に、実施の形態1の変形例によるプローブピンPAについて図7(a)、(b)および(c)を用いて説明する。
<Modification of probe pin>
Next, a probe pin PA according to a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 7 (a), (b) and (c).

図7(a)に示すように、プローブピンPAの第1変形例であるプローブピンは、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材からなる基材As1の表面に、Rh(ルテニウム)、Ru(ロジウム)またはIr(イリジウム)からなる導電性膜Ap1が形成された構造のコンタクト部PAb1を有している。コンタクト部PAb1の先端の頂点部PAe1の表面(導電性膜Ap1の表面(図7(a)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図5を用いて説明したプローブピンPAと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。   As shown in FIG. 7A, a probe pin which is a first modified example of the probe pin PA has Rh (ruthenium), Ru (rhodium) on the surface of a base material As1 made of BeCu (beryllium copper) or SK material. Alternatively, the contact portion PAb1 having a structure in which a conductive film Ap1 made of Ir (iridium) is formed. The probe pin described with reference to FIG. 5 described above is provided on the surface of the apex portion PAe1 at the tip of the contact portion PAb1 (the surface of the conductive film Ap1 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 7A)). Similar to PA, uneven processing is periodically performed at the first interval.

プローブピンの表面に、Pd(パラジウム)合金、Au(金)、AuCo(金コバルト)またはAuNi(金ニッケル)よりも硬質のRh(ルテニウム)、Ru(ロジウム)またはIr(イリジウム)を導電性膜Ap1として形成することにより、導電性膜Ap1の凹凸形状を維持することができる。   Conductive film of Rh (ruthenium), Ru (rhodium) or Ir (iridium) harder than Pd (palladium) alloy, Au (gold), AuCo (gold cobalt) or AuNi (gold nickel) on the surface of the probe pin By forming as Ap1, the uneven shape of the conductive film Ap1 can be maintained.

図7(b)に示すように、プローブピンPAの第2変形例であるプローブピンは、Pd(白金)合金からなる基材As2のみでコンタクト部PAb2を構成している。コンタクト部PAb2の先端の頂点部PAe2の表面(基材As2の表面(図7(b)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図5を用いて説明したプローブピンPAと同様に、第1間隔で集積的に凹凸加工が施されている。   As shown in FIG. 7B, the probe pin, which is a second modification of the probe pin PA, constitutes the contact portion PAb2 only with the base material As2 made of Pd (platinum) alloy. The probe pin PA described with reference to FIG. 5 described above is provided on the surface of the apex portion PAe2 at the tip of the contact portion PAb2 (the surface of the base material As2 (portion indicated by a relatively thick line in FIG. 7B)). In the same manner as described above, the unevenness processing is performed in an integrated manner at the first interval.

導電性膜を形成していないので、導電性膜の剥がれの問題が生じない。   Since the conductive film is not formed, the problem of peeling of the conductive film does not occur.

図7(c)に示すように、プローブピンPAの第3変形例であるプローブピンは、バリア膜Ab3を介して基材As3の表面に導電性膜Ap3が形成されており、基本的な構造は前述の図5に示したプローブピンPAの構造と同様であるが、両者のコンタクト部の先端の形状が相違する。すなわち、前述したプローブピンPAでは、コンタクト部PAbの先端には鋭角な頂点部PAeが形成されている。これに対して、第3変形例であるプローブピンでは、コンタクト部PAb3の先端に、プローブピンを押し出す方向と垂直方向の面を有する平坦部PAfが形成されている。さらに、この平坦部PAfの表面(導電性膜Ap3の表面および外部端子SBに接する面(図7(c)に相対的に太い線で示した部分)には、前述の図5を用いて説明したプローブピンPAと同様に、第1間隔で集積的に凹凸加工が施されている。   As shown in FIG. 7C, the probe pin which is the third modification of the probe pin PA has a basic structure in which the conductive film Ap3 is formed on the surface of the base material As3 via the barrier film Ab3. Is the same as the structure of the probe pin PA shown in FIG. 5 described above, but the shapes of the tips of the contact portions are different. That is, in the probe pin PA described above, an acute apex portion PAe is formed at the tip of the contact portion PAb. On the other hand, in the probe pin as the third modification, a flat portion PAf having a surface perpendicular to the direction in which the probe pin is pushed out is formed at the tip of the contact portion PAb3. Furthermore, the surface of the flat portion PAf (the surface in contact with the surface of the conductive film Ap3 and the external terminal SB (portion indicated by a relatively thick line in FIG. 7C)) will be described with reference to FIG. As in the case of the probe pin PA, the unevenness processing is performed in an integrated manner at the first interval.

コンタクト部PAb3の先端に平坦部PAfを設けることにより、半導体装置SMに備わる外部端子SBに接触するコンタクト部PAb3の先端の数が位置ズレにより1/4箇所となった場合も、多点で酸化膜を破壊し真実接触点を確保した後、大面積でコンタクト荷重を受けるため、接触荷重の分散を図ることができ、接触荷重により生じるコンタクト部PAb3の先端の変形および半導体装置の破壊を抑制することができる。   By providing the flat portion PAf at the tip of the contact portion PAb3, even when the number of tips of the contact portion PAb3 that contacts the external terminal SB provided in the semiconductor device SM becomes ¼ due to misalignment, it is oxidized at multiple points. Since the contact load is received over a large area after the film is destroyed and the true contact point is secured, the contact load can be dispersed, and the deformation of the tip of the contact portion PAb3 caused by the contact load and the destruction of the semiconductor device are suppressed. be able to.

図示は省略するが、前述したコンタクト部PAbの変形例であるコンタクト部PAb1,PAb2も同様に、その先端に平坦部を形成し、その平坦部の表面に第1間隔で周期的に凹凸加工を施してもよい。また、接触面への均等な荷重分散を考慮すると円弧形状となるR形状が望ましい。   Although not shown, the contact portions PAb1 and PAb2, which are modifications of the contact portion PAb described above, similarly form a flat portion at the tip, and periodically perform uneven processing at a first interval on the surface of the flat portion. You may give it. Further, considering an even load distribution to the contact surface, an R shape that is an arc shape is desirable.

≪プローブカードに備わるプローブピン≫
次に、例えば半導体ウエハの主面に形成された複数の半導体チップの各々の良・不良を判定する際に用いるプローブカードに備わるプローブピンの構造について図8および図9を用いて説明する。半導体ウエハの主面は複数のチップ領域に区画され、複数のチップ領域のそれぞれの主面には、半導体集積回路と電気的に接続された複数のボンディングパッドが形成されている。
≪Probe pins on the probe card≫
Next, for example, the structure of the probe pin provided in the probe card used when determining whether each of the plurality of semiconductor chips formed on the main surface of the semiconductor wafer is good or bad will be described with reference to FIGS. The main surface of the semiconductor wafer is partitioned into a plurality of chip regions, and a plurality of bonding pads electrically connected to the semiconductor integrated circuit are formed on each main surface of the plurality of chip regions.

図8は、実施の形態1によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。図9(a)および(b)は、それぞれ実施の形態1の第1変形例および第2変形例によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。   FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the probe pin provided in the probe card according to the first embodiment. 9 (a) and 9 (b) are enlarged cross-sectional views illustrating the main parts of the probe pins provided in the probe cards according to the first modification and the second modification of the first embodiment, respectively.

<プローブピンの構造>
実施の形態1によるプローブカードに備わるプローブピンの先端の構造について図8を用いて説明する。
<Structure of probe pin>
The structure of the tip of the probe pin provided in the probe card according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図8に示すように、プローブピンの先端PBbは、BeCu(ベリリウム銅)からなる基材Bsの表面に、バリア膜Bbを介してPa(パラジウム)合金、Au(金)、AuCo(金コバルト)、Rh(ロジウム)、Ru(ルテニウム)、Ir(イリジウム)またはAuNi(金ニッケル)からなる導電性膜Bpが形成された構造を有している。バリア膜Bbは、Cu(銅)などの拡散防止層および拡散層として形成されており、例えばNi(ニッケル)膜を用いる。また、接触性能を向上させるために、酸化し難く導電率の高い導電性膜Bpが形成されている。プローブピンの先端PBbは、なだらかな円弧状となっている。   As shown in FIG. 8, the tip PBb of the probe pin is attached to the surface of a base material Bs made of BeCu (beryllium copper) via a barrier film Bb, Pa (palladium) alloy, Au (gold), AuCo (gold cobalt). , Rh (rhodium), Ru (ruthenium), Ir (iridium), or AuNi (gold nickel), a conductive film Bp is formed. The barrier film Bb is formed as a diffusion prevention layer and a diffusion layer such as Cu (copper), and for example, a Ni (nickel) film is used. In order to improve the contact performance, a conductive film Bp that is difficult to oxidize and has high conductivity is formed. The tip PBb of the probe pin has a gentle arc shape.

さらに、プローブピンの先端PBbの頂点の表面(導電性膜Bpの表面(図8に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図5に示したように、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されており、第1間隔の周期性を有するストライプ状の複数のパターンが形成されている。プローブピンの先端PBbの頂点の表面に施された凹凸加工は、ドット状の複数のパターンであってもよい。   Further, on the surface of the apex of the probe pin tip PBb (the surface of the conductive film Bp (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 8)), as shown in FIG. Unevenness is periodically applied, and a plurality of stripe-like patterns having periodicity at the first interval are formed. The uneven processing applied to the surface of the apex of the tip PBb of the probe pin may be a plurality of dot-like patterns.

このように、プローブピンの先端PBbの頂点の表面に、第1間隔の周期性を有するストライプ状(またはドット状)の複数のパターンを形成することにより、プローブカードに備わるプローブピンにおいても、前述したICテスト用ソケットに備わるプローブピンと同様の効果を得ることができる。すなわち、プローブピンの先端PBbの頂点と半導体ウエハの主面上に形成されたボンディングパッドとの接触点が増加し、ボンディングパッドの表面の酸化膜を低い接触荷重で破壊することができる。さらに、上記接触点が増加したこと、およびプローブピンの先端PBbの頂点へのボンディングパッドを構成する金属(例えばAl(アルミニウム))屑の付着を低減できることから、プローブピンの先端PBbの頂点とボンディングパッドとの接触面積(真実接触点)が増加して、低荷重であっても安定した接触抵抗が得られる。これらにより、テストでは大電流を流す事ができて、安定した電気的特性を測定することができる。   As described above, the probe pin provided in the probe card also has the above-described configuration by forming a plurality of stripe-shaped (or dot-shaped) patterns having the periodicity of the first interval on the surface of the apex of the tip PBb of the probe pin. The same effect as that of the probe pin provided in the socket for IC test can be obtained. That is, the contact point between the apex of the tip PBb of the probe pin and the bonding pad formed on the main surface of the semiconductor wafer increases, and the oxide film on the surface of the bonding pad can be destroyed with a low contact load. Further, since the contact points are increased and adhesion of metal (for example, Al (aluminum)) debris constituting the bonding pad to the apex of the probe pin tip PBb can be reduced, the apex of the probe pin tip PBb is bonded to the apex. The contact area (true contact point) with the pad increases, and a stable contact resistance can be obtained even at a low load. As a result, a large current can be passed in the test, and stable electrical characteristics can be measured.

また、プローブピンの接触荷重を低くすることができるので、プローブピンの先端PBbの変形および半導体装置の破壊を抑制することができる。   Moreover, since the contact load of the probe pin can be reduced, deformation of the tip PBb of the probe pin and destruction of the semiconductor device can be suppressed.

また、プローブピンの先端PBbの表面形状が均一となるので、その表面に付着した微小なAl(アルミニウム)屑および有機系の汚染を研磨シートで除去する際、ストライプ状(またはドット状)の複数のパターンを形成しない場合よりも、均一に研磨されるため導電性膜Bpが除去され難くなる。   In addition, since the surface shape of the tip PBb of the probe pin becomes uniform, a plurality of stripes (or dots) are formed when removing fine Al (aluminum) debris and organic contamination adhering to the surface with an abrasive sheet. The conductive film Bp is less likely to be removed because the polishing is performed more uniformly than when the pattern is not formed.

<プローブピンの変形例>
次に、実施の形態1の変形例によるプローブカードに備わるプローブピンについて図9(a)および(b)を用いて説明する。
<Modification of probe pin>
Next, probe pins provided in a probe card according to a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図9(a)に示すように、第1変形例であるプローブピンの先端PBb1は、BeCu(ベリリウム銅)からなる基材Bs1の表面に、Rh(ルテニウム)、Ru(ロジウム)、Ir(イリジウム)またはPd(パラジウム)合金からなる導電性膜Bp1が形成された構造を有している。プローブピンの先端PBb1の頂点の表面(導電性膜Bp1の表面(図9(a)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図5を用いて説明したプローブピンPAと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。   As shown in FIG. 9A, the tip PBb1 of the probe pin according to the first modification is formed on the surface of a base material Bs1 made of BeCu (beryllium copper), with Rh (ruthenium), Ru (rhodium), and Ir (iridium). Or a conductive film Bp1 made of a Pd (palladium) alloy. The probe pin PA described with reference to FIG. 5 described above is provided on the apex surface of the probe pin tip PBb1 (the surface of the conductive film Bp1 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 9A)). Similarly, uneven processing is periodically performed at the first interval.

プローブピンの表面に、硬質のRh(ルテニウム)、Ru(ロジウム)、Ir(イリジウム)またはPd(パラジウム)合金を導電性膜Bp1として形成することにより、導電性膜Bp1の剥がれおよび凹凸形状を低減することができる。   By forming hard Rh (ruthenium), Ru (rhodium), Ir (iridium) or Pd (palladium) alloy as the conductive film Bp1 on the surface of the probe pin, the peeling of the conductive film Bp1 and the uneven shape are reduced. can do.

図9(b)に示すように、第2変形例であるプローブピンの先端PB2bは、W(タングステン)、Ru(ルテニウム)、Ir(イリジウム)、ReW(レニウムタングステン)またはPd(パラジウム)合金からなる基材Bs2のみで構成されている。プローブピンの先端PBb2の頂点の表面(基材Bs2の表面(図9(b)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図5を用いて説明したプローブピンPAと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。   As shown in FIG. 9B, the probe pin tip PB2b according to the second modification is made of W (tungsten), Ru (ruthenium), Ir (iridium), ReW (rhenium tungsten) or Pd (palladium) alloy. It consists only of the base material Bs2. The surface of the apex of the tip PBb2 of the probe pin (the surface of the base material Bs2 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 9B)) is the same as the probe pin PA described with reference to FIG. In addition, irregularities are periodically formed at the first interval.

導電性膜が形成されていないので、導電性膜の剥がれの問題が生じない。   Since the conductive film is not formed, the problem of peeling of the conductive film does not occur.

(実施の形態2)
≪ICテスト用ソケットに備わるプローブピン≫
まず、半導体装置の組立て後の選別工程において行う半導体装置の電気的検査の際に用いるICテスト用ソケットに備わるプローブピンの構造について図10〜図12を用いて説明する。
(Embodiment 2)
≪Probe pin in IC test socket≫
First, the structure of a probe pin provided in an IC test socket used for electrical inspection of a semiconductor device performed in a sorting step after the assembly of the semiconductor device will be described with reference to FIGS.

図10は、実施の形態2によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。図11(a)、(b)および(c)は、それぞれ実施の形態2の第1変形例、第2変形例および第3変形例によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。図12(a)および(b)は、それぞれ実施の形態2の第4変形例および第5変形例によるICテスト用ソケットに備わるプローブピンのコンタクト部の先端を拡大して示す要部断面図である。   FIG. 10 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged tip of a contact portion of a probe pin provided in the IC test socket according to the second embodiment. 11 (a), 11 (b), and 11 (c) show the tips of the contact portions of the probe pins provided in the IC test sockets according to the first, second, and third modifications of the second embodiment, respectively. It is principal part sectional drawing which expands and shows. 12 (a) and 12 (b) are enlarged cross-sectional views of the main parts showing the tips of the contact portions of the probe pins provided in the IC test sockets according to the fourth and fifth modifications of the second embodiment, respectively. is there.

<プローブピンの構造>
実施の形態2によるプローブピンのコンタクト部の構造について図10を用いて説明する。
<Structure of probe pin>
The structure of the contact portion of the probe pin according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

図10に示すように、プローブピンのコンタクト部PCbは、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材からなる基材Csの表面に、バリア膜Cbを介してPa(パラジウム)合金からなる導電性膜Cpが形成された構造を有している。バリア膜Cbは、例えばNi(ニッケル)膜を用いる。   As shown in FIG. 10, the contact portion PCb of the probe pin has a conductive film Cp made of Pa (palladium) alloy on the surface of a base material Cs made of BeCu (beryllium copper) or SK material via a barrier film Cb. It has a formed structure. For example, a Ni (nickel) film is used as the barrier film Cb.

また、接触性能を向上させるために、プローブピンのコンタクト部PCbの先端は先割れ形状となっており、その先割れ形状の頂点部PCeは鋭角となっている。そして、前述した実施の形態1と同様に、コンタクト部PCbの先端の頂点部PCeの表面(導電性膜Cpの表面(図10に相対的に太い線で示した部分))には、第1間隔の周期性を有するストライプ状の複数のパターンが形成されている。コンタクト部PCbの先端の頂点部PCeの表面に施された凹凸加工は、ドット状の複数のパターンであってもよい。   Further, in order to improve the contact performance, the tip of the contact portion PCb of the probe pin has a tip crack shape, and the apex portion PCe of the tip crack shape has an acute angle. As in the first embodiment described above, the surface of the apex portion PCe at the tip of the contact portion PCb (the surface of the conductive film Cp (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 10)) A plurality of stripe-like patterns having periodicity of intervals are formed. The uneven processing applied to the surface of the apex portion PCe at the tip of the contact portion PCb may be a plurality of dot-like patterns.

さらに、コンタクト部PCbの先端に形成された導電性膜Cpを覆うように、硬質のDLC(ダイヤモンドライクカーボン(Diamond like Carbon))膜DCが形成されている。実施の形態2で使用するDLC膜DCは、非晶質で、かつ水素を含まない導電性の膜であり、その表面は比較的滑らかである。また、DLC膜DCが形成されても、コンタクト部PCbの先端の頂点部PCeでは、その表面の凹凸形状が維持できるように、DLC膜DCの厚さは設定される。例えば凹凸形状の周期が0.8μmの場合、DLC膜DCの厚さは0.15μm程度である。   Further, a hard DLC (Diamond Like Carbon) film DC is formed so as to cover the conductive film Cp formed at the tip of the contact portion PCb. The DLC film DC used in the second embodiment is an amorphous conductive film that does not contain hydrogen, and its surface is relatively smooth. Further, even when the DLC film DC is formed, the thickness of the DLC film DC is set so that the concavo-convex shape of the surface can be maintained at the apex portion PCe at the tip of the contact portion PCb. For example, when the period of the concavo-convex shape is 0.8 μm, the thickness of the DLC film DC is about 0.15 μm.

コンタクト部PCbの先端の表面を硬質のDLC膜DCで覆うことにより、コンタクト部PCbの先端の表面強度が向上する。従って、コンタクト部PCbの先端の頂点部PCeの表面に、周期性を有する複数のストライプ状(またはドット状)のパターンを形成した効果に加えて、その表面に形成された複数のストライプ状(またはドット状)のパターンの形状が崩れ難くなる。また、コンタクト部PCbの先端に付着した有機系の汚染を研磨シートで除去する際に、導電性膜Cpが除去され難くなり、基材Csの露出を防止することができる。   By covering the surface of the tip of the contact portion PCb with the hard DLC film DC, the surface strength of the tip of the contact portion PCb is improved. Accordingly, in addition to the effect of forming a plurality of stripe-shaped (or dot-shaped) patterns having periodicity on the surface of the apex portion PCe at the tip of the contact portion PCb, a plurality of stripe-shaped (or The shape of the (dot-like) pattern is difficult to collapse. In addition, when the organic contamination adhered to the tip of the contact portion PCb is removed with a polishing sheet, the conductive film Cp is difficult to remove, and the substrate Cs can be prevented from being exposed.

さらに、コンタクト部PCbの先端の表面を硬質のDLC膜DCで覆うことにより、、その表面の活性が低くなり、半導体装置SMに備わる外部端子SB(前述の図1および図4参照)の屑(半田屑)がコンタクト部PCbの先端に付着し難くなる。   Further, by covering the surface of the tip of the contact portion PCb with the hard DLC film DC, the activity of the surface is lowered, and the external terminal SB (refer to FIG. 1 and FIG. 4 described above) of the semiconductor device SM is scraped ( Solder scrap) is difficult to adhere to the tip of the contact portion PCb.

<プローブピンの変形例>
次に、実施の形態2によるプローブピンの変形例について図11(a)、(b)および(c)を用いて説明する。
<Modification of probe pin>
Next, a modification of the probe pin according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 (a), 11 (b) and 11 (c).

図11(a)に示すように、第1変形例であるプローブピンは、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材からなる基材Cs1の表面に、Rh(ルテニウム)、Ru(ロジウム)またはIr(イリジウム)からなる導電性膜Cp1が形成された構造のコンタクト部PCb1を有している。コンタクト部PCb1の先端の頂点部PCe1の表面(導電性膜Cp1の表面(図11(a)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図10を用いて説明したプローブピンと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。さらに、コンタクト部PCb1の先端に形成された導電性膜Cp1を覆うように、DLC膜DCが形成されている。   As shown in FIG. 11 (a), the probe pin according to the first modified example has Rh (ruthenium), Ru (rhodium) or Ir (iridium) on the surface of a base material Cs1 made of BeCu (beryllium copper) or SK material. The contact portion PCb1 having the structure in which the conductive film Cp1 is formed. On the surface of the apex portion PCe1 at the tip of the contact portion PCb1 (the surface of the conductive film Cp1 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 11A)) is the probe pin described with reference to FIG. Similarly, uneven processing is periodically performed at the first interval. Further, a DLC film DC is formed so as to cover the conductive film Cp1 formed at the tip of the contact portion PCb1.

図11(b)に示すように、第2変形例であるプローブピンは、Pd(白金)合金からなる基材Cs2のみでコンタクト部PCb2を構成している。コンタクト部PCb2の先端の頂点部PCe2の表面(基材Cs2の表面(図11(b)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図10を用いて説明したプローブピンと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。さらに、コンタクト部PCb2の先端を覆うように、DLC膜DCが形成されている。   As shown in FIG. 11B, the probe pin according to the second modified example forms the contact portion PCb2 only with the base material Cs2 made of a Pd (platinum) alloy. The surface of the apex portion PCe2 at the tip of the contact portion PCb2 (the surface of the base material Cs2 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 11B)) is the same as the probe pin described with reference to FIG. In addition, irregularities are periodically formed at the first interval. Furthermore, a DLC film DC is formed so as to cover the tip of the contact part PCb2.

図11(c)に示すように、第3変形例であるプローブピンは、バリア膜Cb3を介して基材Cs3の表面に導電性膜Cp3が形成されており、基本的な構造は前述の図10に示したプローブピンの構造と同様であるが、両者のコンタクト部の先端の形状が相違する。すなわち、前述の図10に示したプローブピンでは、コンタクト部PCbの先端には鋭角な頂点部PCeが形成されている。これに対して、第3変形例であるプローブピンでは、コンタクト部PCb3の先端に、プローブピンを押し出す方向と垂直方向の面を有する平坦部PCfが形成されている。さらに、この平坦部PCfの表面(導電性膜Cp3の表面(図11(c)に相対的に太い線で示した部分)には、前述の図10を用いて説明したプローブピンと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。さらに、コンタクト部PCb3の先端に形成された導電性膜Cp3を覆うように、DLC膜DCが形成されている。   As shown in FIG. 11C, the probe pin according to the third modification has a conductive film Cp3 formed on the surface of the base material Cs3 via the barrier film Cb3, and the basic structure is the same as that shown in FIG. 10 is the same as the structure of the probe pin shown in FIG. 10, but the shapes of the tips of both contact portions are different. That is, in the probe pin shown in FIG. 10 described above, an acute apex portion PCe is formed at the tip of the contact portion PCb. On the other hand, in the probe pin as the third modified example, a flat portion PCf having a surface perpendicular to the direction in which the probe pin is pushed out is formed at the tip of the contact portion PCb3. Further, the surface of the flat portion PCf (the surface of the conductive film Cp3 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 11C)) is similar to the probe pin described with reference to FIG. Concave and convex processing is periodically performed at intervals of 1. Further, a DLC film DC is formed so as to cover the conductive film Cp3 formed at the tip of the contact portion PCb3.

コンタクト部PCb3の先端に平坦部PCfを設けることにより、半導体装置SMに備わる外部端子SBに接触するコンタクト部PCb3の先端の数が位置ズレにより1/4箇所となった場合も、多点で酸化膜を破壊し真実接触点を確保した後、大面積でコンタクト荷重を受けるため、接触荷重の分散を図ることができ、接触荷重により生じるコンタクト部PCb3の先端の変形および半導体装置の破壊を抑制することができる。   By providing the flat portion PCf at the tip of the contact portion PCb3, even when the number of tips of the contact portion PCb3 contacting the external terminal SB provided in the semiconductor device SM becomes ¼ due to misalignment, it is oxidized at multiple points. Since the contact load is received over a large area after the film is destroyed and the true contact point is secured, the contact load can be dispersed, and the deformation of the tip of the contact portion PCb3 caused by the contact load and the destruction of the semiconductor device are suppressed. be able to.

図示は省略するが、前述したコンタクト部PCbの変形例であるコンタクト部PCb1,PCb2も同様に、その先端に平坦部を形成し、その平坦部の表面に第1間隔で周期的に凹凸加工を施し、さらにコンタクト部PCb1,PCb2の先端を覆うようにDLC膜DCを形成してもよい。また、接触面への均等な荷重分散を考慮すると円弧形状となるR形状が望ましい。   Although not shown, the contact portions PCb1 and PCb2, which are modifications of the contact portion PCb described above, similarly form a flat portion at the tip, and periodically perform uneven processing at a first interval on the surface of the flat portion. The DLC film DC may be formed so as to cover the tips of the contact portions PCb1 and PCb2. Further, considering an even load distribution to the contact surface, an R shape that is an arc shape is desirable.

次に、実施の形態2の他の変形例によるプローブピンについて図12(a)および(b)を用いて説明する。   Next, a probe pin according to another modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 12 (a) and 12 (b).

図12(a)に示すように、第4変形例であるプローブピンのコンタクト部PCb4では、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材からなる基材Cs4の表面に、例えばNi(ニッケル)膜からなるバリア膜Cb4が形成されている。コンタクト部PCb4の先端の頂点部PCe4の表面(バリア膜Cb4の表面(図12(a)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図10を用いて説明したプローブピンと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。そして、コンタクト部PCb4の先端を除いて、バリア膜Cb4の表面にAu(金)、AuCo(金コバルト)またはAuNi(金ニッケル)からなる導電性膜Cp4が形成され、コンタクト部PCb4の先端には、バリア膜Cb4の表面に直接DLC膜DCが形成されている。   As shown in FIG. 12A, in the probe pin contact portion PCb4 according to the fourth modification, a barrier made of, for example, a Ni (nickel) film is formed on the surface of the base material Cs4 made of BeCu (beryllium copper) or SK material. A film Cb4 is formed. The surface of the apex portion PCe4 at the tip of the contact portion PCb4 (the surface of the barrier film Cb4 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 12A)) is the same as the probe pin described with reference to FIG. In addition, irregularities are periodically formed at the first interval. A conductive film Cp4 made of Au (gold), AuCo (gold cobalt) or AuNi (gold nickel) is formed on the surface of the barrier film Cb4 except for the tip of the contact part PCb4. The DLC film DC is directly formed on the surface of the barrier film Cb4.

図12(b)に示すように、第5変形例であるプローブピンのコンタクト部PCb5では、BeCu(ベリリウム銅)またはSK材からなる基材Cs5の表面に、例えばNi(ニッケル)膜からなるバリア膜Cb5が形成されている。コンタクト部PCb5の先端を除いて、バリア膜Cb5の表面にAu(金)、AuCo(金コバルト)またはAuNi(金ニッケル)からなる導電性膜Cp5が形成され、コンタクト部PCb5の先端には、バリア膜Cb5の表面に直接DLC膜DCが形成されている。そして、コンタクト部PCb5の先端の頂点部PC5eの表面(DLC膜DCの表面(図12(b)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図10を用いて説明したプローブピンと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。   As shown in FIG. 12B, in the probe pin contact portion PCb5 according to the fifth modification, a barrier made of, for example, a Ni (nickel) film is formed on the surface of the base material Cs5 made of BeCu (beryllium copper) or SK material. A film Cb5 is formed. Except for the tip of the contact portion PCb5, a conductive film Cp5 made of Au (gold), AuCo (gold cobalt) or AuNi (gold nickel) is formed on the surface of the barrier film Cb5. A DLC film DC is formed directly on the surface of the film Cb5. Further, the probe described with reference to FIG. 10 described above is provided on the surface of the apex portion PC5e at the tip of the contact portion PCb5 (the surface of the DLC film DC (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 12B)). Similar to the pins, irregularities are periodically formed at the first interval.

Au(金)、AuCo(金コバルト)およびAuNi(金ニッケル)は、前述の図4で示すプローブピンPAの導通経路(コンタクト部PAb→本体部PAa(バネ部材PAc)→支持部PAd)を維持する上では優れた材質であり実績もある。しかし、比較的硬度が低いため、これらの表面に高硬度のDLC膜DCを形成すると単位面積荷重によっては、凹凸形状を維持できない場合がある。そこで、導電性膜Cp4,Cp5にAu(金)、AuCo(金コバルト)またはAuNi(金ニッケル)を用いる際には、コンタクト部PCb4,PCb5の先端のAu(金)、AuCo(金コバルト)またはAuNi(金ニッケル)を除去し、比較的硬度の高いNi(ニッケル)膜(バリア膜Cb4)の表面に凹凸加工を施した後、DLC膜DCを形成する。または、Ni(ニッケル)膜(バリア膜Cb4)上にDLC膜DCを形成した後に、第1間隔に周期的に凹凸加工を施す。   Au (gold), AuCo (gold cobalt), and AuNi (gold nickel) maintain the conduction path (contact portion PAb → main body portion PAa (spring member PAc) → support portion PAd) of the probe pin PA shown in FIG. This is an excellent material and has a proven track record. However, since the hardness is relatively low, if a high hardness DLC film DC is formed on these surfaces, the uneven shape may not be maintained depending on the unit area load. Therefore, when using Au (gold), AuCo (gold cobalt) or AuNi (gold nickel) for the conductive films Cp4 and Cp5, Au (gold), AuCo (gold cobalt) at the tips of the contact portions PCb4 and PCb5 or AuNi (gold nickel) is removed, and the surface of the Ni (nickel) film (barrier film Cb4) having a relatively high hardness is processed to form a DLC film DC. Alternatively, after the DLC film DC is formed on the Ni (nickel) film (barrier film Cb4), uneven processing is periodically performed at the first interval.

≪プローブカードに備わるプローブピン≫
次に、例えば半導体ウエハの主面に形成された複数の半導体チップの各々の良・不良を判定する際に用いるプローブカードに備わるプローブピンの構造について図13および図14を用いて説明する。
≪Probe pins on the probe card≫
Next, for example, the structure of the probe pins provided in the probe card used when determining whether each of the plurality of semiconductor chips formed on the main surface of the semiconductor wafer is good or bad will be described with reference to FIGS.

図13は、実施の形態2によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。図14(a)および(b)は、それぞれ実施の形態2の第1変形例および第2変形例によるプローブカードに備わるプローブピンの先端を拡大して示す要部断面図である。   FIG. 13 is an essential part cross-sectional view showing an enlarged tip of a probe pin provided in the probe card according to the second embodiment. 14 (a) and 14 (b) are enlarged cross-sectional views of the principal parts of the probe pins provided in the probe cards according to the first modification and the second modification of the second embodiment, respectively.

<プローブピンの構造>
実施の形態2によるプローブカードに備わるプローブピンの先端の構造について図13を用いて説明する。
<Structure of probe pin>
The structure of the tip of the probe pin provided in the probe card according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

図13に示すように、プローブピンの先端PDbは、BeCu(ベリリウム銅)からなる基材Dsの表面に、バリア膜Dbを介してPa(パラジウム)合金からなる導電性膜Dpが形成された構造を有している。バリア膜Dbは、Cu(銅)などの拡散防止層および接着層として形成されており、例えばNi(ニッケル)膜を用いる。プローブピンの先端PDbは、なだらかな円弧状となっている。   As shown in FIG. 13, the tip PDb of the probe pin has a structure in which a conductive film Dp made of Pa (palladium) alloy is formed on the surface of a base material Ds made of BeCu (beryllium copper) via a barrier film Db. have. The barrier film Db is formed as a diffusion prevention layer such as Cu (copper) and an adhesive layer. For example, a Ni (nickel) film is used. The tip PDb of the probe pin has a gentle arc shape.

さらに、プローブピンの先端PDbの頂点の表面(導電性膜Dpの表面(図13に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図10に示したように、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されており、第1間隔の周期性を有するストライプ状の複数のパターンが形成されている。プローブピンの先端PDbの頂点の表面に施された凹凸加工は、ドット状の複数のパターンであってもよい。さらに、プローブピンの先端PDbに形成された導電性膜Dpを覆うように、DLC膜DCが形成されている。   Further, on the surface of the apex of the probe pin tip PDb (the surface of the conductive film Dp (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 13)), as shown in FIG. Unevenness is periodically applied, and a plurality of stripe-like patterns having periodicity at the first interval are formed. The uneven processing applied to the surface of the apex of the tip PDb of the probe pin may be a plurality of dot-like patterns. Further, a DLC film DC is formed so as to cover the conductive film Dp formed on the tip PDb of the probe pin.

プローブピンの先端PDbの表面を硬質のDLC膜DCで覆うことにより、プローブピンの先端PDbの表面強度が向上する。従って、プローブピンの先端PDbの頂点の表面に、周期性を有する複数のストライプ状(またはドット状)のパターンを形成した効果に加えて、その表面に形成された複数のストライプ状(またはドット状)のパターンの形状が崩れ難くなる。また、プローブピンの先端PDbに付着した有機系の汚染を研磨シートで除去する際に、導電性膜Dpが除去され難くなり、基材Dsの露出を防止することができる。   The surface strength of the probe pin tip PDb is improved by covering the surface of the probe pin tip PDb with the hard DLC film DC. Accordingly, in addition to the effect of forming a plurality of stripe-shaped (or dot-shaped) patterns having periodicity on the surface of the apex of the tip PDb of the probe pin, a plurality of stripe-shaped (or dot-shaped) formed on the surface thereof. ) Pattern shape is less likely to collapse. Further, when the organic contamination adhered to the tip PDb of the probe pin is removed with the polishing sheet, the conductive film Dp becomes difficult to remove, and the substrate Ds can be prevented from being exposed.

さらに、プローブピンの先端PDbの表面を硬質のDLC膜DCで覆うことにより、その表面の活性が低くなり、半導体ウエハの主面上に形成されたボンディングパッドを構成する金属(例えばAl(アルミニウム))屑が、プローブピンの先端PDbに付着し難くなる。   Further, by covering the surface of the tip PDb of the probe pin with the hard DLC film DC, the activity of the surface is lowered, and the metal constituting the bonding pad formed on the main surface of the semiconductor wafer (for example, Al (aluminum)) ) It becomes difficult for debris to adhere to the tip PDb of the probe pin.

<プローブピンの変形例>
次に、実施の形態2の変形例によるプローブカードに備わるプローブピンについて図14(a)および(b)を用いて説明する。
<Modification of probe pin>
Next, probe pins provided in a probe card according to a modification of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 (a) and 14 (b).

図14(a)に示すように、第1変形例であるプローブピンの先端PDb1は、BeCu(ベリリウム銅)からなる基材Ds1の表面に、Rh(ルテニウム)、Ru(ロジウム)、Ir(イリジウム)またはPd(パラジウム)合金からなる導電性膜Dp1が形成された構造を有している。プローブピンの先端PDb1の頂点の表面(導電性膜Dp1の表面(図14(a)に相対的に太い線で示した部分))には、前述の図10を用いて説明したプローブピンと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。さらに、プローブピンの先端PDb1に形成された導電性膜Dp1を覆うように、DLC膜DCが形成されている。   As shown in FIG. 14A, the tip PDb1 of the probe pin according to the first modified example has Rh (ruthenium), Ru (rhodium), Ir (iridium) on the surface of a base material Ds1 made of BeCu (beryllium copper). Or a conductive film Dp1 made of a Pd (palladium) alloy. On the surface of the apex of the probe pin tip PDb1 (the surface of the conductive film Dp1 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 14A)) is the same as the probe pin described with reference to FIG. The irregularities are periodically processed at the first interval. Further, a DLC film DC is formed so as to cover the conductive film Dp1 formed on the tip PDb1 of the probe pin.

図14(b)に示すように、第2変形例であるプローブピンの先端PDb2は、W(タングステン)、Ru(ルテニウム)、Ir(イリジウム)、ReW(レニウムタングステン)またはPd(パラジウム)合金からなる基材Ds2のみで構成されている。プローブピンの先端PDb2の頂点の表面(基材Ds2の表面(図14(a)に相対的に太い線で示した部分)には、前述の図10を用いて説明したプローブピンと同様に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されている。さらに、プローブピンの先端PDb2を覆うように、DLC膜DCが形成されている。   As shown in FIG. 14 (b), the probe pin tip PDb2, which is the second modification, is made of W (tungsten), Ru (ruthenium), Ir (iridium), ReW (rhenium tungsten) or Pd (palladium) alloy. It is comprised only by the base material Ds2 which becomes. Similar to the probe pin described with reference to FIG. 10 described above, the surface of the apex of the tip PDb2 of the probe pin (the surface of the base material Ds2 (the portion indicated by a relatively thick line in FIG. 14A)) Concave and convex processing is periodically performed at intervals of 1. Further, a DLC film DC is formed so as to cover the tip PDb2 of the probe pin.

プローブピンの先端PDb1,PDb2を硬質のDLC膜DCで覆うことにより、プローブピンの先端PDb1,PDb2の表面の強度が向上して、その表面に形成された複数のストライプ状(またはドット状)のパターンの形状が崩れ難くなり、基材Ds1,Ds2の露出を防止することができる。さらに、その表面の活性が低くなり、金属屑がプローブピンの先端PDb1,PDb2に付着し難くなる。   By covering the tips PDb1 and PDb2 of the probe pins with the hard DLC film DC, the strength of the surface of the tips PDb1 and PDb2 of the probe pins is improved, and a plurality of stripes (or dots) formed on the surface are formed. It becomes difficult for the shape of the pattern to collapse, and exposure of the base materials Ds1, Ds2 can be prevented. Furthermore, the activity of the surface becomes low, and metal scraps are difficult to adhere to the tips PDb1 and PDb2 of the probe pins.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば本発明者らが検討したICテスト用ソケットに備わるプローブピンおよびプローブカードに備わるプローブピンについて実施の形態を具体的に説明したが、実施の形態で説明した各プローブピンは、ICテスト用ソケットまたはプローブカードに備わるプローブピンに限定されるものではない。   For example, the embodiments of the probe pins provided in the IC test socket and the probe pins provided in the probe card studied by the present inventors have been specifically described. However, each probe pin described in the embodiment is an IC test socket. Or it is not limited to the probe pin with which a probe card is equipped.

本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。   The present invention includes at least the following embodiments.

[付記1]
以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)主面が複数のチップ領域に区画され、前記複数のチップ領域のそれぞれに半導体集積回路が形成された半導体ウエハを準備する工程;
(b)前記複数のチップ領域のそれぞれに形成された複数のボンディングパッドに、複数のプローブピンをそれぞれ接触させて前記半導体集積回路の電気的特性を検査する工程、
ここで、前記ボンディングパッドと接触する前記プローブピンの先端の表面に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されており、前記第1間隔は50nm〜5μmの範囲内の1つの値である。
[Appendix 1]
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a step of preparing a semiconductor wafer in which a main surface is partitioned into a plurality of chip regions and a semiconductor integrated circuit is formed in each of the plurality of chip regions;
(B) a step of inspecting electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit by bringing a plurality of probe pins into contact with a plurality of bonding pads formed in each of the plurality of chip regions;
Here, the surface of the tip of the probe pin in contact with the bonding pad is periodically roughened at a first interval, and the first interval is a value within a range of 50 nm to 5 μm. .

[付記2]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端の表面には、前記凹凸加工により、ストライプ状の複数のパターンが形成されている。
[Appendix 2]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
A plurality of striped patterns are formed on the surface of the tip of the probe pin by the uneven processing.

[付記3]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端の表面には、前記凹凸加工により、ドット状の複数のパターンが形成されている。
[Appendix 3]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
On the surface of the tip of the probe pin, a plurality of dot-like patterns are formed by the uneven processing.

[付記4]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
フェムト秒レーザを用いて、前記プローブピンの先端の表面に前記凹凸加工が施されている。
[Appendix 4]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
Using the femtosecond laser, the surface of the tip of the probe pin is subjected to the uneven processing.

[付記5]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端は、BeCuを基材とし、前記基材の表面にバリア膜を介してPd合金、Au、AuCo、Rh、Ru、IrまたはAuNiからなる導電性膜が形成されており、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施されている。
[Appendix 5]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The tip of the probe pin has BeCu as a base material, and a conductive film made of Pd alloy, Au, AuCo, Rh, Ru, Ir, or AuNi is formed on the surface of the base material via a barrier film. The surface of the conductive film is subjected to the uneven processing.

[付記6]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端は、BeCuを基材とし、前記基材の表面にRh、Ru、IrまたはPd合金からなる導電性膜が形成されており、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施されている。
[Appendix 6]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The tip of the probe pin has BeCu as a base material, and a conductive film made of Rh, Ru, Ir, or Pd alloy is formed on the surface of the base material, and the unevenness processing is performed on the surface of the conductive film. Has been.

[付記7]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端は、W、Ru、Ir、ReWまたはPd合金を基材とし、前記基材の表面に前記凹凸加工が施されている。
[Appendix 7]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The tip of the probe pin is made of W, Ru, Ir, ReW or Pd alloy as a base material, and the surface of the base material is subjected to the uneven processing.

[付記8]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端は、BeCuを基材とし、前記基材の表面にバリア膜を介してPd合金からなる導電性膜が形成され、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施され、さらに前記導電性膜の表面が導電性のDLC膜により覆われている。
[Appendix 8]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The tip of the probe pin has BeCu as a base material, a conductive film made of a Pd alloy is formed on the surface of the base material via a barrier film, the surface of the conductive film is subjected to the uneven processing, and The surface of the conductive film is covered with a conductive DLC film.

[付記9]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端は、BeCuを基材とし、前記基材の表面にRh、Ru、IrまたはPd合金からなる導電性膜が形成され、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施され、さらに前記導電性膜の表面が導電性のDLC膜により覆われている。
[Appendix 9]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The tip of the probe pin has BeCu as a base material, a conductive film made of Rh, Ru, Ir, or Pd alloy is formed on the surface of the base material, and the unevenness processing is performed on the surface of the conductive film, Further, the surface of the conductive film is covered with a conductive DLC film.

[付記10]
付記1記載の半導体装置の製造方法において、
前記プローブピンの先端は、W、Ru、Ir、ReWまたはPd合金を基材とし、前記基材の表面に前記凹凸加工が施され、さらに前記基材の表面が導電性のDLC膜により覆われている。
[Appendix 10]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The tip of the probe pin is made of W, Ru, Ir, ReW or Pd alloy as a base material, and the surface of the base material is subjected to the uneven processing, and the surface of the base material is covered with a conductive DLC film. ing.

[付記11]
付記5または8に記載の半導体装置の製造方法において、前記バリア膜はNiからなる。
[Appendix 11]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 5 or 8, the barrier film is made of Ni.

[付記12]
付記5、6、8または9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記導電性膜はメッキ法により形成される。
[Appendix 12]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 5, 6, 8 or 9, the conductive film is formed by a plating method.

Ab,Ab3 バリア膜
Ap,Ap1,Ap3 導電性膜
As,As1,As2,As3 基板
Bb バリア膜
Bp,Bp1 導電性膜
Bs,Bs1,Bs2 基材
BL ボンディングリード(電極パッド)
BLR バンプランド(電極パッド)
Cb,Cb3,Cb4,Cb5 バリア膜
Cp,Cp1,Cp3,Cp4,Cp5 導電性膜
Cs,Cs1,Cs2,Cs3,Cs4,Cs5 基材
Db バリア膜
Dp,Dp1 導電性膜
Ds,Ds1,Ds2 基材
DC DLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜
DF 接着剤
Eb1,Eb4 バリア膜
Ep1,Ep2,Ep4,Ep5 導電性膜
Es1,Es2,Es3,Es4,Es5,Es6 基材
EP ボンディングパッド(電極パッド)
G1 ソケットベース(プローブガイド)
G2 フローティング台座(パッケージガイド)
G3 パッケージ押圧カバー
IS 半導体基板
PA プローブピン(コンタクトピン、コンタクトプローブ、プローブ、探針)
PAa 本体部
PAb,PAb1,PAb2,PAb3 コンタクト部
PAc バネ部材
PAd 指示部
PAe,PAe1,PAe2 頂点部
PAf 平坦部
PBb,PBb1,PBb2 プローブピンの先端
PCb,PCb1,PCb2,PCb3,PCb4,PCb5 コンタクト部
PCe,PCe1,PCe2,PCe4,PCe5 頂点部
PCf 平坦部
PDb,PDb1,PDb2 プローブピンの先端
PE プローブピン
PEb1,PEb2,PEb3 コンタクト部
PEb4,PEb5,PEb6 プローブピンの先端
RS 封止体
SB 外部端子(半田ボール)
SC 半導体チップ
SM 半導体装置
TS ICテスト用ソケット
WC 導電性ワイヤ
Ab, Ab3 Barrier film Ap, Ap1, Ap3 Conductive film As, As1, As2, As3 Substrate Bb Barrier film Bp, Bp1 Conductive film Bs, Bs1, Bs2 Base material BL Bonding lead (electrode pad)
BLR bump land (electrode pad)
Cb, Cb3, Cb4, Cb5 Barrier film Cp, Cp1, Cp3, Cp4, Cp5 Conductive film Cs, Cs1, Cs2, Cs3, Cs4, Cs5 Base material Db Barrier film Dp, Dp1 Conductive film Ds, Ds1, Ds2 Base material DC DLC (diamond-like carbon) film DF Adhesive Eb1, Eb4 Barrier film Ep1, Ep2, Ep4, Ep5 Conductive film Es1, Es2, Es3, Es4, Es5, Es6 Base material EP Bonding pad (electrode pad)
G1 socket base (probe guide)
G2 floating base (package guide)
G3 Package pressing cover IS Semiconductor substrate PA Probe pin (contact pin, contact probe, probe, probe)
PAa Body PAb, PAb1, PAb2, PAb3 Contact part PAc Spring member PAd Indicating part PAe, PAe1, PAe2 Apex part PAf Flat part PBb, PBb1, PBb2 Probe pin tip PCb, PCb1, PCb2, PCb3, PCb4, PCb5 Contact part PCe, PCe1, PCe2, PCe4, PCe5 Apex part PCf Flat part PDb, PDb1, PDb2 Probe pin tip PE Probe pin PEb1, PEb2, PEb3 Contact part PEb4, PEb5, PEb6 Probe pin tip RS Sealed body SB External terminal ( Solder balls)
SC Semiconductor chip SM Semiconductor device TS IC test socket WC Conductive wire

Claims (14)

以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)半導体チップを備え、かつ前記半導体チップの主面に形成された半導体集積回路に電気的に接続された複数の外部端子が設けられた半導体装置を準備する工程;
(b)前記複数の外部端子に複数のプローブピンをそれぞれ接触させて前記半導体集積回路の電気的特性を検査する工程、
ここで、前記プローブピンのコンタクト部の前記外部端子と接触する先端の表面に、第1間隔で周期的に凹凸加工が施されており、前記第1間隔は50nm〜5μmの範囲内の1つの値である。
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) preparing a semiconductor device including a semiconductor chip and provided with a plurality of external terminals electrically connected to a semiconductor integrated circuit formed on a main surface of the semiconductor chip;
(B) a step of inspecting electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit by bringing a plurality of probe pins into contact with the plurality of external terminals,
Here, the surface of the tip of the contact portion of the probe pin that comes into contact with the external terminal is periodically roughened at a first interval, and the first interval is one in the range of 50 nm to 5 μm. Value.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部の前記先端の表面には、前記凹凸加工により、ストライプ状の複数のパターンが形成されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
A plurality of striped patterns are formed on the surface of the tip of the contact portion by the uneven processing.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部の前記先端の表面には、前記凹凸加工により、ドット状の複数のパターンが形成されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
A plurality of dot-like patterns are formed on the surface of the tip of the contact portion by the uneven processing.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
フェムト秒レーザを用いて、前記コンタクト部の前記先端の表面に前記凹凸加工が施されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
Using the femtosecond laser, the surface of the tip of the contact portion is subjected to the uneven processing.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、BeCuまたはSK材を基材とし、前記基材の表面にバリア膜を介してPd合金、Au、AuCo、Rh、Ru、IrまたはAuNiからなる導電性膜が形成されており、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion has a BeCu or SK material as a base material, and a conductive film made of Pd alloy, Au, AuCo, Rh, Ru, Ir, or AuNi is formed on the surface of the base material through a barrier film. The unevenness is applied to the surface of the conductive film.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、BeCuまたはSK材を基材とし、前記基材の表面にRh、RuまたはIrからなる導電性膜が形成されており、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion includes a BeCu or SK material as a base material, and a conductive film made of Rh, Ru, or Ir is formed on the surface of the base material, and the unevenness processing is applied to the surface of the conductive film. Yes.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、Pd合金を基材とし、前記基材の表面に前記凹凸加工が施されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion uses a Pd alloy as a base material, and the surface of the base material is subjected to the uneven processing.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、BeCuまたはSK材を基材とし、前記基材の表面にバリア膜を介してPd合金からなる導電性膜が形成され、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施され、さらに前記導電性膜の表面が導電性のDLC膜により覆われている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion has a BeCu or SK material as a base material, a conductive film made of a Pd alloy is formed on the surface of the base material via a barrier film, and the unevenness processing is performed on the surface of the conductive film, Further, the surface of the conductive film is covered with a conductive DLC film.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、BeCuまたはSK材を基材とし、前記基材の表面にRh、RuまたはIrからなる導電性膜が形成され、前記導電性膜の表面に前記凹凸加工が施され、さらに前記導電性膜の表面が導電性のDLC膜により覆われている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion includes a BeCu or SK material as a base material, a conductive film made of Rh, Ru, or Ir is formed on the surface of the base material, and the unevenness processing is performed on the surface of the conductive film. The surface of the conductive film is covered with a conductive DLC film.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、Pd合金を基材とし、前記基材の表面に前記凹凸加工が施され、さらに前記基材の表面が導電性のDLC膜により覆われている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion is made of a Pd alloy as a base material, the surface of the base material is subjected to the uneven processing, and the surface of the base material is covered with a conductive DLC film.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、BeCuまたはSK材を基材とし、前記コンタクト部の先端以外の領域では、前記基材の表面にバリア膜を介してAu、AuCoまたはAuNiからなる導電性膜が形成され、前記コンタクト部の先端の領域では、前記基材の表面に前記バリア膜を介して導電性のDLC膜が形成され、前記バリア膜の表面に前記凹凸加工が施されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion has a BeCu or SK material as a base material, and a conductive film made of Au, AuCo, or AuNi is formed on the surface of the base material through a barrier film in a region other than the tip of the contact portion, In the region of the tip of the contact portion, a conductive DLC film is formed on the surface of the base material via the barrier film, and the unevenness processing is performed on the surface of the barrier film.
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記コンタクト部は、BeCuまたはSK材を基材とし、前記コンタクト部の先端以外の領域では、前記基材の表面にバリア膜を介してAu、AuCoまたはAuNiからなる導電性膜が形成され、前記コンタクト部の先端の領域では、前記基材の表面に前記バリア膜を介して導電性のDLC膜が形成され、前記DLC膜の表面に前記凹凸加工が施されている。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The contact portion has a BeCu or SK material as a base material, and a conductive film made of Au, AuCo, or AuNi is formed on the surface of the base material through a barrier film in a region other than the tip of the contact portion, In the region at the tip of the contact portion, a conductive DLC film is formed on the surface of the base material via the barrier film, and the unevenness processing is performed on the surface of the DLC film.
請求項5、8、11または12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記バリア膜はNiからなる。   13. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, 8, 11, or 12, wherein the barrier film is made of Ni. 請求項5、6、8、9、11または12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、前記導電性膜はメッキ法により形成される。   13. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 5, 6, 8, 9, 11, or 12, wherein the conductive film is formed by a plating method.
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