JP2016217919A - probe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大規模集積回路（ＬＳＩ）の検査などに好適なプローブに関するものである。 The present invention relates to a probe suitable for inspection of a large scale integrated circuit (LSI).
従来から、ＬＳＩの検査のためのプローブの材料として、Ｗ（タングステン）からなる細線が使用されている。大規模集積回路（ＬＳＩ）の検査は、Ｓｉ（シリコン）ウェハに半導体素子等からなる電子回路を形成した後、つまりパッケージに挿入する前に実施される。タングステンの細線（以下、Ｗ線と称する。）は、直径の異なる種々の線材が市販されている（非特許文献１参照）。 Conventionally, fine wires made of W (tungsten) have been used as a probe material for LSI inspection. A large-scale integrated circuit (LSI) inspection is performed after an electronic circuit made of a semiconductor element or the like is formed on a Si (silicon) wafer, that is, before being inserted into a package. Various thin wires of tungsten having different diameters are commercially available (see Non-Patent Document 1).
ＬＳＩの検査において、Ｓｉウェハに形成されたＬＳＩの電極となるボンディングパッドが、複数のプローブにより接触される。複数のプローブが接続された各ＬＳＩには、電源や検査用の信号が接続され、各ＬＳＩの機能が、ＬＳＩテスターで検査される。良品と判別されたＬＳＩだけが、ＬＳＩのパッケージに挿入される。所定の大きさに切断された各ＬＳＩ、つまり、チップのボンディングパッドとパッケージの端子とが、金線等のボンディングワイヤにより結線される。ボンディングパッドは、Ａｌ（アルミニウム）等の金属で形成されている。 In the LSI inspection, bonding pads serving as LSI electrodes formed on the Si wafer are contacted by a plurality of probes. Each LSI to which a plurality of probes are connected is connected to a power source and an inspection signal, and the function of each LSI is inspected by an LSI tester. Only LSIs that are determined to be non-defective are inserted into the LSI package. Each LSI cut into a predetermined size, that is, the bonding pad of the chip and the terminal of the package are connected by a bonding wire such as a gold wire. The bonding pad is made of a metal such as Al (aluminum).
しかしながら、ＬＳＩの検査で使用されるプローブは、ボンディングパッドのＡｌとの接触を繰り返し行うことで、Ｗ線にＡｌの付着が生じることがある。これにより、Ｗ線に付着したＡｌの酸化により、プローブの接触抵抗が増大してしまう。 However, the probe used in the LSI inspection may cause Al to adhere to the W line by repeatedly contacting the bonding pad with Al. Thereby, the contact resistance of the probe increases due to oxidation of Al adhering to the W line.
プローブの接触抵抗が増大すると、各ＬＳＩの電源の供給や、ＬＳＩテスターによる検査に支障が生じる。プローブの接触抵抗が増大した場合には、プローブの交換が必要になる。ＬＳＩのピン数は数十から数百ピンにも及ぶ。複数のプローブを用いるＩＣプローバーにおいて、プローブの交換には多大なコストが掛かってしまう。 When the contact resistance of the probe increases, there is a problem in the power supply of each LSI and the inspection by the LSI tester. When the contact resistance of the probe increases, the probe needs to be replaced. The number of pins of LSI ranges from tens to hundreds. In an IC prober that uses a plurality of probes, replacement of the probes is very expensive.
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により、プローブの先端部にＡｌの付着が生じ難く、接触抵抗が小さく、かつ、長期間使用できるプローブを提供することを目的としている。 In view of the above, the present invention has an object to provide a probe that can be used for a long period of time with a simple configuration, in which Al does not easily adhere to the tip of the probe, has low contact resistance.
本発明のプローブは、Ｗ、ＲｅＷ、ＢｅＣｕ、Ａｌ、炭素工具鋼及び樹脂の何れかでなる芯材と、芯材を被覆する緩衝金属層と、緩衝金属層を被覆するＩｒ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈの何れかでなる被覆層とを含むプローブであって、直径が１５μｍのプローブ先端をＡｌからなる電極に接触させ、接触回数を少なくとも８万回繰り返したときの接触抵抗が、１Ω以下となることを特徴とする。 The probe of the present invention includes a core material made of any of W, ReW, BeCu, Al, carbon tool steel and resin, a buffer metal layer covering the core material, and Ir, Ni, Ru, A probe including a coating layer made of any of Rh, and the contact resistance when the probe tip having a diameter of 15 μm is brought into contact with an electrode made of Al and the number of times of contact is repeated at least 80,000 times becomes 1Ω or less. It is characterized by that.
上記構成において、緩衝金属層はＡｕからなることが好ましい。
芯材と緩衝金属層との間には、好ましくは密着層が形成される。
プローブとＡｌからなる電極との接触回数が、少なくとも８万回繰り返した際に、被覆層の剥がれが生じないことが望ましい。
プローブとＡｌからなる電極との接触におけるプローブのオーバドライブ量は、好ましくは、５０μｍである。
プローブとＡｌからなる電極との接触におけるプローブのオーバドライブ速度は、好ましくは、５０μｍ／ｓｅｃである。
プローブとＡｌからなる電極との接触におけるプローブ１本当たりの荷重は、好ましくは、８ｇｆである。
In the above configuration, the buffer metal layer is preferably made of Au.
An adhesion layer is preferably formed between the core material and the buffer metal layer.
It is desirable that the coating layer does not peel off when the number of contact between the probe and the electrode made of Al is repeated at least 80,000 times.
The probe overdrive amount in contact between the probe and the electrode made of Al is preferably 50 μm.
The overdrive speed of the probe in contact between the probe and the electrode made of Al is preferably 50 μm / sec.
The load per probe in contact between the probe and the electrode made of Al is preferably 8 gf.
本発明によれば、簡単な構成により、Ａｌからなる電極との接触回数が少なくとも８万回繰り返した場合にもＡｌ等の付着物が生じ難く、接触抵抗が小さく、かつ、長期間使用できるプローブを提供することができる。 According to the present invention, with a simple configuration, even when the number of times of contact with an electrode made of Al is repeated at least 80,000 times, deposits such as Al hardly occur, the contact resistance is small, and the probe can be used for a long period of time. Can be provided.
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明によるプローブ１の構造を示し、（Ａ）はプローブの一部を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉに沿った断面図である。
図１に示すように、プローブ１は、芯材２と、芯材２を被覆する緩衝金属層３と、緩衝金属層３を被覆する被覆層４とからなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
1A and 1B show a structure of a probe 1 according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view showing a part of the probe, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line II of FIG.
As shown in FIG. 1, the probe 1 includes a core material 2, a buffer metal layer 3 that covers the core material 2, and a cover layer 4 that covers the buffer metal layer 3.
芯材２としては、Ｗ（タングステン）、レニウムタングステン（ＲｅＷ）のようなＷと他の金属の合金、ベリリウムＣｕ（ＢｅＣｕ）、Ａｌ、鋼材、炭素工具鋼（ＳＫ材）、樹脂等を用いることができる。 As the core material 2, an alloy of W and other metals such as W (tungsten) or rhenium tungsten (ReW), beryllium Cu (BeCu), Al, steel material, carbon tool steel (SK material), resin, or the like is used. Can do.
とくに、芯材２として、Ｗ、ＲｅＷ（レニウムタングステン）を好適に用いることができる。ここでは、プローブ１の芯材２をＷとした例を用いて説明する。 In particular, W and ReW (rhenium tungsten) can be suitably used as the core material 2. Here, a description will be given using an example in which the core 2 of the probe 1 is W.
緩衝金属層３は、芯材２に被覆層４を形成したプローブ１に曲げ応力が加わった場合の剥がれを防止するために挿入される層である。緩衝金属層３は、展延性のある金属からなるのが好ましく、Ａｕ等を用いることができる。ここでは、緩衝金属層３をＡｕとした例を用いて説明する。 The buffer metal layer 3 is a layer inserted in order to prevent peeling when bending stress is applied to the probe 1 in which the coating layer 4 is formed on the core material 2. The buffer metal layer 3 is preferably made of a malleable metal, and Au or the like can be used. Here, description will be made using an example in which the buffer metal layer 3 is Au.
緩衝金属層３となるＡｕ等の厚さは、０．１μｍ〜１μｍとすることができる。Ａｕの厚さが、０．１μｍよりも薄いと緩衝金属層３の作用が生じないので好ましくない。緩衝金属層３の作用はＡｕの厚さが、１μｍ以下で十分であり、１μｍよりも厚くしなくともよい。 The thickness of Au or the like used as the buffer metal layer 3 can be 0.1 μm to 1 μm. If the thickness of Au is thinner than 0.1 μm, the action of the buffer metal layer 3 does not occur, which is not preferable. The buffer metal layer 3 has an effect that the Au thickness is 1 μm or less, and does not need to be thicker than 1 μm.
被覆層４は、Ａｌが付着し難く、対磨耗性、対温度性、耐食性等のある材料が好ましく、Ｉｒ（イリジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の高融点金属を用いることができる。被覆層４は、Ｉｒとして説明する。 The coating layer 4 is preferably made of a material that hardly adheres to Al and has wear resistance, temperature resistance, corrosion resistance, and the like, and has a high melting point such as Ir (iridium), Ni (nickel), Ru (ruthenium), or Rh (rhodium). Metal can be used. The coating layer 4 will be described as Ir.
被覆層４となるＩｒの厚さは、０．１μｍ〜１μｍとすることができる。Ｉｒの厚さが、０．１μｍよりも薄いと芯材２の保護膜の作用が生じないので好ましくない。Ｉｒの厚さが、１μｍを超えると曲げ試験において、めっき表面にクラックが発生するので好ましくない。 The thickness of Ir used as the coating layer 4 can be 0.1 micrometer-1 micrometer. If the thickness of Ir is less than 0.1 μm, the protective film of the core material 2 does not act, which is not preferable. If the thickness of Ir exceeds 1 μm, it is not preferable because cracks occur on the plating surface in the bending test.
図２は、本発明によるプローブの別の実施形態の平面図を示している。図２に示すように、プローブ１Ａは、図１のプローブ１において、さらに芯材２と緩衝金属層３との間に密着層６を挿入した構造を有している。密着層６を挿入することにより、芯材２と緩衝金属層３との密着性を向上させることが可能となる。密着層６には、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等の材料を使用できる。芯材２が樹脂からなる場合には、密着層６としてＮｉ等を挿入することが好ましい。 FIG. 2 shows a plan view of another embodiment of a probe according to the invention. As shown in FIG. 2, the probe 1 </ b> A has a structure in which an adhesion layer 6 is further inserted between the core material 2 and the buffer metal layer 3 in the probe 1 of FIG. 1. By inserting the adhesion layer 6, the adhesion between the core material 2 and the buffer metal layer 3 can be improved. A material such as Ni, Cr, or Mo can be used for the adhesion layer 6. When the core material 2 is made of resin, it is preferable to insert Ni or the like as the adhesion layer 6.
図３は、本発明によるプローブのさらに別の実施形態の平面図を示し、（Ａ）はストレート型、（Ｂ）はカンチレバー型を示す平面図である。
図３（Ａ）に示すストレート型のプローブ１０は、直線状の形状を有していて、プローブ１０の先端側において、プローブの直径が徐々に細くなるテーパー部１２を有している。
図３（Ｂ）に示すカンチレバー型プローブ１５は、図３（Ａ）のストレート型のプローブ１０のテーパー部１２が、さらに先端側で折り曲げられ、直線部１７と、直線部１７に対して所定の角度θで曲げられた先端部１８を有している。カンチレバー型プローブ１５では、先端部１８の長さを、１００μｍ〜１ｍｍ、或いは１２０μｍ〜８００μｍとすることができる。角度θは、先端部１８の長さや後述する針圧に応じて、１００〜１１０°とすることができる。先端部１８の長さは、測定するＬＳＩチップの形状や、ボンディングパッドの数、つまりパッケージの寸法や、後述するプローブカードに応じて適宜に設定すればよい。
3A and 3B are plan views showing still another embodiment of the probe according to the present invention, in which FIG. 3A is a plan view showing a straight type and FIG. 3B is a cantilever type.
A straight type probe 10 shown in FIG. 3A has a linear shape, and has a tapered portion 12 on the distal end side of the probe 10 in which the diameter of the probe gradually decreases.
In the cantilever type probe 15 shown in FIG. 3B, the taper portion 12 of the straight type probe 10 in FIG. The tip 18 is bent at an angle θ. In the cantilever type probe 15, the length of the tip 18 can be set to 100 μm to 1 mm, or 120 μm to 800 μm. The angle θ can be set to 100 to 110 ° depending on the length of the distal end portion 18 and a needle pressure described later. The length of the tip 18 may be set as appropriate according to the shape of the LSI chip to be measured, the number of bonding pads, that is, the dimensions of the package, and the probe card described later.
図４は、本発明によるプランジャー型のプローブ２０を示す平面図である。図４に示すように、プランジャー型のプローブ２０は、大きな電流が流せるように、面積の大きい先端部２２を有している。プランジャー型のプローブ２０においては、本発明のプローブ構造を、先端部２２に適用すればよい。 FIG. 4 is a plan view showing a plunger-type probe 20 according to the present invention. As shown in FIG. 4, the plunger-type probe 20 has a tip 22 having a large area so that a large current can flow. In the plunger type probe 20, the probe structure of the present invention may be applied to the distal end portion 22.
プランジャー型のプローブ２０以外の板状の電極を有しているプローブにも本発明のプローブ構造を適用できる。この場合、大電流用プローブのボンディングパッドに接触する先端部に、本発明のプローブ構造を適用すればよい。本発明のプローブは上記したいずれかの形状、構造のものに限られるものではない。プローブが他の形状や構造であっても、プローブとして、芯材２が緩衝金属層３と被覆層４とを被覆して構成することができる。本発明の上記プローブ１、１Ａ、１０、１５、２０の芯材２、緩衝金属層３、被覆層４を含めばよい。 The probe structure of the present invention can also be applied to a probe having a plate-like electrode other than the plunger-type probe 20. In this case, the probe structure of the present invention may be applied to the tip that contacts the bonding pad of the high current probe. The probe of the present invention is not limited to any of the shapes and structures described above. Even if the probe has another shape or structure, the core material 2 can be configured to cover the buffer metal layer 3 and the covering layer 4 as the probe. What is necessary is just to include the core material 2, the buffer metal layer 3, and the coating layer 4 of the probes 1, 1A, 10, 15, and 20 of the present invention.
（製造方法）
次に、本発明のプローブ１、１Ａ、１０、１５、２０の製造方法について説明する。
図５は、本発明のプローブ１、１Ａ、１０、１５、２０の製造方法を示す図である。図５に示すように、本発明のプローブ１、１Ａ、１０、１５、２０は、芯材２を所定の形状に加工する工程１と、芯材２に緩衝金属層３を形成する工程２と、緩衝金属層３に被覆層４を形成する工程３とを、含んでいる。
(Production method)
Next, the manufacturing method of the probe 1, 1A, 10, 15, 20 of this invention is demonstrated.
FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing the probes 1, 1A, 10, 15, and 20 of the present invention. As shown in FIG. 5, the probes 1, 1 </ b> A, 10, 15, and 20 of the present invention include a step 1 for processing the core material 2 into a predetermined shape, and a step 2 for forming the buffer metal layer 3 on the core material 2. Step 3 of forming the coating layer 4 on the buffer metal layer 3 is included.
以下、工程１〜３の各工程について説明する。
（工程１）
芯材２を、所定の形状に加工する工程である。所定の直径の芯材２を加工して、プローブの先端部１８の直径やテーパー形状を所望の形状に加工する。プローブの先端部１８の直径やテーパー形状は、研削加工、エッチング、電解エッチング等により加工することができる。
Hereinafter, each process of process 1-3 is demonstrated.
(Process 1)
This is a step of processing the core material 2 into a predetermined shape. The core material 2 having a predetermined diameter is processed, and the diameter and taper shape of the tip 18 of the probe are processed into a desired shape. The diameter and taper shape of the probe tip 18 can be processed by grinding, etching, electrolytic etching, or the like.
（工程２）
芯材２に緩衝金属層３を形成する工程であり、メッキ、ＣＶＤ（化学蒸気堆積）、ＰＶＤ（物理蒸気堆積）等の各種の膜堆積法を使用できる。芯材２にムラなく一様に緩衝金属層３を形成するには、メッキ法を好適に用いることができる。
(Process 2)
This is a step of forming the buffer metal layer 3 on the core material 2, and various film deposition methods such as plating, CVD (chemical vapor deposition), and PVD (physical vapor deposition) can be used. In order to uniformly form the buffer metal layer 3 on the core material 2 without unevenness, a plating method can be suitably used.
メッキ法としては、無電解メッキ又は電解メッキを用いることができる。無電解メッキ法においては、無電解メッキ液の温度、メッキ時間を調整して、所望の厚さの緩衝金属層３を形成することができる。電解メッキ法においては、電解メッキ液の温度、電極に流す電流、メッキ時間を調整して、所望の厚さの緩衝金属層３を形成することができる。 As the plating method, electroless plating or electrolytic plating can be used. In the electroless plating method, the buffer metal layer 3 having a desired thickness can be formed by adjusting the temperature of the electroless plating solution and the plating time. In the electrolytic plating method, the buffer metal layer 3 having a desired thickness can be formed by adjusting the temperature of the electrolytic plating solution, the current flowing through the electrode, and the plating time.
図２に示す密着層６を有するプローブ１Ａの場合には、緩衝金属層３を形成する前に、密着層６を形成する工程を追加すればよい。密着層６の形成は、緩衝金属層３を形成する工程２と同様の工程で行うことができる。 In the case of the probe 1 </ b> A having the adhesion layer 6 shown in FIG. 2, a process for forming the adhesion layer 6 may be added before the buffer metal layer 3 is formed. The adhesion layer 6 can be formed in the same process as the process 2 of forming the buffer metal layer 3.
（工程３）
緩衝金属層３に被覆層４を形成する工程であり、メッキ、ＣＶＤ（化学蒸気堆積）、ＰＶＤ（物理蒸気堆積）等の各種の膜堆積法を使用できる。緩衝金属層３にムラなく一様に被覆層４を形成するには、メッキ法を好適に用いることができる。
(Process 3)
This is a step of forming the coating layer 4 on the buffer metal layer 3, and various film deposition methods such as plating, CVD (chemical vapor deposition), and PVD (physical vapor deposition) can be used. In order to uniformly form the coating layer 4 on the buffer metal layer 3 without unevenness, a plating method can be suitably used.
メッキ法としては、工程２と同様に、無電解メッキ又は電解メッキを用いることができる。無電解メッキ法においては、無電解メッキ液の温度、メッキ時間を調整して、所望の厚さの緩衝金属層３を形成することができる。電解メッキ法では、電解メッキ液の温度、電極に流す電流、メッキ時間を調整して、所望の厚さの緩衝金属層３を形成することができる。 As the plating method, electroless plating or electrolytic plating can be used as in step 2. In the electroless plating method, the buffer metal layer 3 having a desired thickness can be formed by adjusting the temperature of the electroless plating solution and the plating time. In the electrolytic plating method, the buffer metal layer 3 having a desired thickness can be formed by adjusting the temperature of the electrolytic plating solution, the current flowing through the electrode, and the plating time.
本発明のプローブ１、１Ａ、１０、１５、２０によれば、芯材２として、Ｗ、ＲｅＷ、ＢｅＣｕ（ベリリウム銅）、Ａｌ、炭素工具鋼及び樹脂の何れかとし、緩衝金属層３をＡｕとし、被覆層４をＩｒ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈの何れかとすることにより、被覆層４が緩衝金属層３を介して芯材２を被覆しているので、被覆層４が剥離、つまり剥がれないようにすることができる。
これにより、本発明のプローブの先端１、１Ａ、１０、１５、２０はＩｒ等の被覆層４で被覆されているので、被覆層４には、Ａｌの異物やＡｌ屑、酸化Ａｌが付着し難くなり、プローブ１、１Ａ、１０、１５、２０とＡｌの電極とが大凡８万回以上の接触回数を経過しても、接触抵抗が非常に低い状態を保持することが可能となる。接触抵抗は、プローブ１、１Ａ、１０、１５、２０の先端の直径とプローブの針圧に依存する。
According to the probes 1, 1A, 10, 15, and 20 of the present invention, the core material 2 is any one of W, ReW, BeCu (beryllium copper), Al, carbon tool steel, and resin, and the buffer metal layer 3 is Au. By setting the covering layer 4 to any one of Ir, Ni, Ru, and Rh, the covering layer 4 covers the core material 2 via the buffer metal layer 3, so that the covering layer 4 is not peeled off, that is, is not peeled off. Can be.
As a result, the tips 1, 1A, 10, 15, and 20 of the probe of the present invention are covered with the coating layer 4 such as Ir, so that Al foreign matter, Al debris, and Al oxide adhere to the coating layer 4. This makes it difficult to maintain a very low contact resistance even when the probe 1, 1A, 10, 15, 20 and the Al electrode have been contacted more than 80,000 times. The contact resistance depends on the diameters of the tips of the probes 1, 1A, 10, 15, and 20 and the probe needle pressure.
図６は、針圧を説明する図であり、（Ａ）はプローブ１５を押圧したときの針圧を説明するための模式図、（Ｂ）はカンチレバー型プローブ１５を押圧した後のボンディングパッド４０を示す平面図である。
図６（Ａ）に示すように、プローブカード３０には、カンチレバー型プローブ１５が取り付けられている。
6A and 6B are diagrams for explaining the needle pressure. FIG. 6A is a schematic diagram for explaining the needle pressure when the probe 15 is pressed, and FIG. 6B is a bonding pad 40 after the cantilever probe 15 is pressed. FIG.
As shown in FIG. 6A, a cantilever probe 15 is attached to the probe card 30.
プローブカード３０は、複数のカンチレバー型プローブ１５が取り付けられる測定用部品である。点線で示すカンチレバー型プローブ１５は、カンチレバー型プローブ１５がチップのボンディングパッドに接触したときの図である。実線で示すカンチレバー型プローブ１５は、チップを載置しているステージを押し上げ、先端部１８に荷重が加えられたときの図である。 The probe card 30 is a measurement component to which a plurality of cantilever probes 15 are attached. A cantilever type probe 15 indicated by a dotted line is a view when the cantilever type probe 15 contacts a bonding pad of a chip. The cantilever type probe 15 indicated by a solid line is a view when the stage on which the chip is placed is pushed up and a load is applied to the tip portion 18.
入射角度（θｐ）は、取り付け角度とも呼ばれ、カンチレバー型プローブ１５がプローブカード３０に取り付けられる角度である。θｐは、図６（Ａ）に示す自由端長Ｌを求めるときに使用される。いま、先端部１８に荷重Ｆが印加されると、先端部はδだけたわむ。このたわみ量であるδ（μｍ）は、後述するようにオーバドライブ量とも呼ばれている。荷重Ｆは、針圧や接触圧力とも呼ばれている。針圧の単位は、ｇｆである。１ｇｆは、１０−２Ｎである。 The incident angle (θp) is also called an attachment angle, and is an angle at which the cantilever type probe 15 is attached to the probe card 30. θp is used when obtaining the free end length L shown in FIG. Now, when a load F is applied to the tip portion 18, the tip portion bends by δ. This deflection amount δ (μm) is also called an overdrive amount as will be described later. The load F is also called needle pressure or contact pressure. The unit of the needle pressure is gf. 1 gf is 10 −2 N.
図６（Ｂ）に示すように、実線で示す荷重が印加されたカンチレバー型プローブ１５は、ボンディングパッド４０上を滑り、この滑り摩擦によりボンディングパッド４０に跡がつき、所謂スクラブマーク４２を形成する。スクラブマーク４２の一番長い寸法はスクラブ量や滑り量（μｍ）と呼ばれている。 As shown in FIG. 6B, the cantilever probe 15 to which a load indicated by a solid line is applied slides on the bonding pad 40, and the bonding pad 40 is marked by this sliding friction to form a so-called scrub mark 42. . The longest dimension of the scrub mark 42 is called a scrub amount or a slip amount (μm).
針圧の近似式は、下記（１）式により表される。 The approximate expression of the needle pressure is expressed by the following expression (1).
（１）式のパラメータを以下に示す。
Ｆ：針圧（ｇｆ）
δ：オーバドライブ量（たわみ量）
Ｓｃ：スクラブ量（滑り量）
Ｄ：プローブニードル直径（μｍ）
Ｌ：自由端長（取り付け長さ）（ｍｍ）
Ｅ：プローブのヤング率
θｐ：入射角度（取り付け角度）
β：テーパーや形状に依存する減衰係数
The parameters of the formula (1) are shown below.
F: Needle pressure (gf)
δ: Overdrive amount (deflection amount)
Sc: Scrub amount (slip amount)
D: Probe needle diameter (μm)
L: Free end length (mounting length) (mm)
E: Young's modulus of the probe
θp: Incident angle (mounting angle)
β: Damping coefficient depending on taper and shape
下記パラメータを与えたときの針圧Ｆは、大凡７ｇｆ（０．０７Ｎ）となる。プローブの材料はＷとし、テーパーや形状に依存する減衰係数であるβを１とした。
δ：５０μｍ
Ｓｃ：３０μｍ
Ｄ：２５０μｍ
Ｌ：５ｍｍ
Ｅ：３．９２×１０５Ｎ／ｍｍ２
β：１
The needle pressure F when the following parameters are given is approximately 7 gf (0.07 N). The probe material was W, and β, which is an attenuation coefficient depending on the taper and shape, was 1.
δ: 50 μm
Sc: 30 μm
D: 250 μm
L: 5mm
E: 3.92 × 10 5 N / mm 2
β: 1
カンチレバー型プローブ１５の先端部１８の最初の直径が少なくとも１５μｍ以上、針圧が８ｇｆであれば、大凡８万回以上の接触回数を経過しても、少なくとも１Ω以下の接触抵抗とすることができ、長期間の使用が可能となる。 If the initial diameter of the tip 18 of the cantilever type probe 15 is at least 15 μm and the needle pressure is 8 gf, the contact resistance can be at least 1Ω or less even if the number of contact times is approximately 80,000 times or more. Long-term use is possible.
本発明によれば、簡単な構成により、Ａｌからなる電極との接触回数が少なくとも８万回繰り返した際に酸化Ａｌ等の付着物が生じ難たく、接触抵抗が小さく、かつ、長期間使用できるプローブを提供することができる。
本発明のプローブ１５の実施例を、以下さらに詳細に説明する。
According to the present invention, with a simple configuration, when the number of times of contact with an electrode made of Al is repeated at least 80,000 times, deposits such as Al oxide hardly occur, the contact resistance is small, and it can be used for a long time. A probe can be provided.
Examples of the probe 15 of the present invention will be described in further detail below.
（実施例１）
実施例１のＷを用いたカンチレバー型のプローブ１５を、以下のようにして製造した。
直径２５μｍのＷ線を、カンチレバー型のプローブ１５に加工した。カンチレバー型のプローブ１５の先端の直径は、１５μｍとし、先端部の長さは約８５０μｍ、角度θは、約１０５°とした。カンチレバー型のプローブ１５に加工したＷ線に、厚さが０．５μｍのＡｕ層からなる緩衝金属層３と、厚さが０．６５μｍのＩｒからなる被覆層４を、メッキにより形成した。
なお、実施例及び比較例のカンチレバー型のプローブ１５は、単にプローブ１５とも呼ぶ。
Example 1
The cantilever type probe 15 using W of Example 1 was manufactured as follows.
A W wire having a diameter of 25 μm was processed into a cantilever type probe 15. The diameter of the tip of the cantilever probe 15 was 15 μm, the length of the tip was about 850 μm, and the angle θ was about 105 °. A buffer metal layer 3 made of an Au layer having a thickness of 0.5 μm and a coating layer 4 made of Ir having a thickness of 0.65 μm were formed on the W line processed into the cantilever type probe 15 by plating.
In addition, the cantilever type probe 15 of an Example and a comparative example is also only called the probe 15. FIG.
（実施例２）
芯材２をＲｅＷ（Ｒｅ３ｗｔ／％）とした以外は、実施例１と同様にしてカンチレバー型のプローブ１５を製造した。
(Example 2)
A cantilever type probe 15 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the core material 2 was changed to ReW (Re3 wt /%).
図７は、実施例１のカンチレバー型のプローブ１５の先端の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示し、（Ａ）は１００倍、（Ｂ）は１０００倍、（Ｃ）は４０００倍、（Ｄ）は１００００倍である。図７に示すように、Ｗ線のカンチレバー型のプローブ１５の表面には、倍率を上げるに従い、Ｗ線の表面が細かい線状の形状を呈していることが分かる。 FIG. 7 shows a scanning electron microscope (SEM) image of the tip of the cantilever type probe 15 of Example 1, (A) is 100 times, (B) is 1000 times, (C) is 4000 times, (D ) Is 10,000 times. As shown in FIG. 7, it can be seen that the surface of the W line cantilever type probe 15 has a fine linear shape as the magnification is increased.
図８は、実施例１のプローブ１５のＳＥＭ像を示し、（Ａ）は観察した断面、（Ｂ）は（Ａ）の破線で囲った部分の一部を示す拡大断面図である。
図８に示すように、直径１５μｍのＷ線に、厚さが０．５μｍのＡｕ層からなる緩衝金属層３と、厚さが０．６５μｍのＩｒからなる被覆層４が形成されていることが分かる。
8A and 8B show SEM images of the probe 15 of Example 1. FIG. 8A is an observed cross section, and FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view showing a part of a portion surrounded by a broken line in FIG.
As shown in FIG. 8, a buffer metal layer 3 made of an Au layer having a thickness of 0.5 μm and a covering layer 4 made of Ir having a thickness of 0.65 μm are formed on a W line having a diameter of 15 μm. I understand.
図９（Ａ）は実施例１のカンチレバー型のプローブ１５の表面のＳＥＭ像、（Ｂ）は表面の質量分析結果を示す図である。ＳＥＭ像の観察は、加速電圧が２０ｋＶ、倍率が２０００倍で行った。図９（Ｂ）の横軸はＸ線エネルギー（ｋｅＶ）であり、縦軸はカウント数である。図９（Ｂ）に示すように、プローブ１５の表面に存在している元素はＩｒであり、プローブの最外層がＩｒからなる被覆層４であることが分かる。 FIG. 9A is a SEM image of the surface of the cantilever type probe 15 of Example 1, and FIG. 9B is a diagram showing the results of mass analysis of the surface. The SEM image was observed at an acceleration voltage of 20 kV and a magnification of 2000 times. The horizontal axis of FIG. 9B is X-ray energy (keV), and the vertical axis is the count number. As shown in FIG. 9B, it can be seen that the element present on the surface of the probe 15 is Ir, and the outermost layer of the probe is the covering layer 4 made of Ir.
（カンチレバー型のプローブの曲げ試験）
プローブ１５に故意に曲げ応力を印加し、極端な曲げ部を形成し、カンチレバーの先端部１８をＳＥＭにより観察した。
図１０は、実施例１の極端な曲げ部を形成したカンチレバー型のプローブ１５の先端のＳＥＭ像を示し、（Ａ）は１００倍、（Ｂ）は１０００倍、（Ｃ）〜（Ｅ）は４０００倍である。図１０（Ｃ）〜（Ｅ）は、図１０（Ｂ）に示す曲げ部を、３方向から観察したＳＥＭ像である。
(Bending test of cantilever type probe)
Bending stress was intentionally applied to the probe 15 to form an extreme bending portion, and the tip 18 of the cantilever was observed by SEM.
FIG. 10 shows an SEM image of the tip of the cantilever-type probe 15 in which the extreme bent portion of Example 1 is formed. (A) is 100 times, (B) is 1000 times, and (C) to (E) are 4000 times. FIGS. 10C to 10E are SEM images obtained by observing the bending portion shown in FIG. 10B from three directions.
図１０（Ａ）及び（Ｂ）から、故意に形成した曲げ部の形状が分かる。さらに、図１０（Ｃ）〜（Ｅ）により、メッキ後に、カンチレバー型のプローブ１５に極端な曲げ部を形成しても、最外層のＩｒからなる被覆層４の剥がれが全く生じないことが分かった。 From FIGS. 10A and 10B, the shape of the bend formed intentionally can be seen. Further, from FIGS. 10C to 10E, it is found that even if an extreme bent portion is formed on the cantilever type probe 15 after plating, the coating layer 4 made of Ir as the outermost layer does not peel off at all. It was.
実施例２のカンチレバー型のプローブ１５の曲げ曲げ試験においても、実施例１と同様に最外層のＩｒからなる被覆層４の剥がれが全く生じなかった。 Also in the bending and bending test of the cantilever type probe 15 of Example 2, peeling of the coating layer 4 made of Ir as the outermost layer did not occur at all as in Example 1.
（比較例１）
次に、実施例１と比較する比較例１について説明する。
比較例１は、実施例１において、カンチレバー型のプローブに加工したＷ線そのもの、つまり無垢のＷ線とした。
(Comparative Example 1)
Next, the comparative example 1 compared with Example 1 is demonstrated.
In Comparative Example 1, the W line processed into a cantilever type probe in Example 1, that is, a solid W line was used.
（比較例２）
比較例２は、実施例２において、カンチレバー型のプローブに加工したＲｅＷ線そのもの、つまり無垢のＲｅＷ線とした。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, the ReW line processed into a cantilever type probe in Example 2, that is, a solid ReW line was used.
（接触抵抗特性）
鉄板の表面を金メッキで被覆した金プレート（大きさ：直径１００ｍｍ）と実施例１のカンチレバー型のプローブ１５との接触抵抗を測定した。
(Contact resistance characteristics)
The contact resistance between a gold plate (size: diameter 100 mm) whose surface was coated with gold plating and the cantilever type probe 15 of Example 1 was measured.
接触抵抗は、以下の手順により測定した。
金プレートにカンチレバー型のプローブ１５を接触させ、１μｍ単位でオーバドライブ量を変化させながら、接触抵抗値を計測した。実施例１及び比較例１のカンチレバー型のプローブ１５を使用し、１本のプローブ１５で上記の計測を９回行った。
ここで、オーバドライブ量δとは、プローブ１５が、金プレートに最初に接触したときに、さらに、プローブ１５に所定の荷重を与えるために金プレートを載置しているステージを押し上げる距離である。接触抵抗の測定は、自社製プローブカード検査装置（ＭＰＣ１２０）により金プレートとカンチレバー型のプローブ１５との接触を行い、接触抵抗の値は、日本ナショナルインスツルメンツ社製ＰＸＩ−１０３１を使用した測定器により計測した。
Contact resistance was measured by the following procedure.
The cantilever type probe 15 was brought into contact with the gold plate, and the contact resistance value was measured while changing the overdrive amount in units of 1 μm. Using the cantilever type probe 15 of Example 1 and Comparative Example 1, the above measurement was performed nine times with one probe 15.
Here, the amount of overdrive δ is a distance that pushes up the stage on which the gold plate is placed in order to give a predetermined load to the probe 15 when the probe 15 first contacts the gold plate. . The contact resistance is measured by using a probe card inspection device (MPC120) manufactured by our company to contact the gold plate and the cantilever type probe 15. Measured.
図１１は実施例１の接触抵抗を示す図であり、図１２は比較例１の接触抵抗を示す図である。図１１及び図１２の横軸はオーバドライブ量（μｍ）、縦軸は接触抵抗（Ω）である。
図１１から明らかなように、実施例１のＩｒの被覆層４を有するカンチレバー型のプローブ１５の接触抵抗は、オーバドライブ量が約４μｍ以上では、接触抵抗の値が１Ω以下となり、接触抵抗が非常に低いことが判明した。
FIG. 11 is a diagram showing the contact resistance of Example 1, and FIG. 12 is a diagram showing the contact resistance of Comparative Example 1. 11 and 12, the horizontal axis represents the amount of overdrive (μm), and the vertical axis represents the contact resistance (Ω).
As apparent from FIG. 11, the contact resistance of the cantilever type probe 15 having the Ir coating layer 4 of Example 1 is 1Ω or less when the overdrive amount is about 4 μm or more. It turned out to be very low.
これに対し、図１２の比較例１から明らかなように、比較例の無垢のＷ線からなるカンチレバー型のプローブ１５の接触抵抗は、初回の接触抵抗の値が２〜８Ωと大きく、オーバドライブ量が約４〜２５μｍ以下では、接触抵抗の値が０．３〜２Ωと大きく変動した。さらに、オーバドライブ量が約２５μｍ以上にしないと接触抵抗が０．６Ω以下に低下しないことが判明した。 On the other hand, as is clear from Comparative Example 1 in FIG. 12, the contact resistance of the cantilever type probe 15 made of the solid W line of the comparative example has a large initial contact resistance value of 2 to 8Ω, which is an overdrive. When the amount was about 4 to 25 μm or less, the value of the contact resistance varied greatly from 0.3 to 2Ω. Further, it has been found that the contact resistance does not decrease to 0.6Ω or less unless the overdrive amount is about 25 μm or more.
上記実施例１及び比較例１のカンチレバー型のプローブ１５における接触抵抗の測定結果から、Ｉｒの被覆層４を有する実施例１のプローブ１５は、無垢のＷからなる比較例１のプローブよりも少ないオーバドライブ量で低い接触抵抗が得られることが分かった。 From the measurement results of the contact resistance in the cantilever type probe 15 of Example 1 and Comparative Example 1, the probe 15 of Example 1 having the Ir coating layer 4 is less than the probe of Comparative Example 1 made of solid W. It was found that a low contact resistance can be obtained with an overdrive amount.
（接触回数と接触抵抗との関係）
実施例１及び２と比較例２のカンチレバー型のプローブ１５を、厚さ１μｍのＡｌを堆積したＳｉ（シリコン）基板に接触させたときの接触回数（コンタクト回数）と抵抗接触の関係を調べた。プローブ１５をＳｉ基板の同一箇所に接触しないように、接触回数毎にＳｉ基板の異なる位置に接触するようにした。具体的には、Ｓｉ基板を載置したＸ−Ｙステージを、接触回数毎に微細移動しながらプローブ１５との接触を行うことができる自社製の接触装置を使用した。接触抵抗の測定は、図１０の測定と同様に日本ナショナルインスツルメンツ社製ＰＸＩ−１０３１を使用した測定器により計測した。
(Relationship between contact frequency and contact resistance)
The relationship between the number of contacts (number of contacts) and resistance contact when the cantilever type probe 15 of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 was brought into contact with a Si (silicon) substrate on which Al having a thickness of 1 μm was deposited was examined. . The probe 15 is brought into contact with a different position of the Si substrate for every contact so that the probe 15 does not contact the same portion of the Si substrate. Specifically, an in-house contact device that can make contact with the probe 15 while finely moving the XY stage on which the Si substrate is placed for each contact count is used. The contact resistance was measured by a measuring instrument using PXI-1031 manufactured by Japan National Instruments, as in the measurement of FIG.
プローブ１５とＳｉ基板との接触条件を以下に示す。
オーバドライブ量：５０μｍ
オーバドライブ速度：５０μｍ／ｓｅｃ
プローブ１本当たりの荷重：８ｇｆ
ここで、オーバドライブ速度は、プローブ１５に荷重を与えるオーバドライブ量に要する時間である。上記条件では、プローブ１５には１秒で５０μｍのオーバドライブ量が印加される。
The contact conditions between the probe 15 and the Si substrate are shown below.
Overdrive amount: 50 μm
Overdrive speed: 50 μm / sec
Load per probe: 8gf
Here, the overdrive speed is the time required for the amount of overdrive that applies a load to the probe 15. Under the above conditions, an overdrive amount of 50 μm is applied to the probe 15 in one second.
図１３は、実施例１及び比較例２の接触抵抗の接触回数依存性を示す図である。図１３の横軸は接触回数、縦軸は接触抵抗（Ω）である。接触回数は、２０００回〜８５０００回である。
図１３から明らかなように、実施例１のＩｒの被覆層４を有するカンチレバー型のプローブ１５の接触抵抗は、０．０７Ω〜０．８９Ωであった。これに対し、比較例２の無垢のＲｅＷからなるカンチレバー型のプローブ１５の接触抵抗は、０．０７Ω〜２．２９Ωであった。
上記実施例１及び比較例２のカンチレバー型のプローブ１５における接触抵抗の回数依存性の測定結果から、Ｉｒの被覆層４を有する実施例１のプローブ１５は、８５０００回の接触回数において、接触抵抗の値は、最小値は０．０７Ωと比較例２と同じであるが、実施例１の接触抵抗の最大値は、比較例２の２．６分の１以下であり、比較例２よりも低接触抵抗で測定できることが判明した。
FIG. 13 is a diagram illustrating the contact frequency dependency of the contact resistance in Example 1 and Comparative Example 2. In FIG. 13, the horizontal axis represents the number of contacts, and the vertical axis represents the contact resistance (Ω). The contact frequency is 2000 times to 85000 times.
As is apparent from FIG. 13, the contact resistance of the cantilever type probe 15 having the Ir coating layer 4 of Example 1 was 0.07Ω to 0.89Ω. On the other hand, the contact resistance of the cantilever type probe 15 made of solid ReW of Comparative Example 2 was 0.07Ω to 2.29Ω.
From the measurement result of the contact resistance frequency dependency in the cantilever type probe 15 of Example 1 and Comparative Example 2, the probe 15 of Example 1 having the Ir coating layer 4 has a contact resistance of 85000 times. The minimum value of 0.07Ω is the same as that of Comparative Example 2, but the maximum value of the contact resistance of Example 1 is 2.6 times or less that of Comparative Example 2 and is smaller than that of Comparative Example 2. It was found that measurement was possible with low contact resistance.
大凡８万回以上の接触回数を経過した後のカンチレバー型のプローブ１５の先端部１８の直径を光学顕微鏡により観察した。その結果、実施例１の先端部１８の直径は大凡３０μｍとなり、比較例２のカンチレバー型のプローブの先端部の直径よりも小さいことが分かった。これにより、本発明のカンチレバー型のプローブ１５は、比較例２に比較して、先端部１８の磨耗も小さく、長期間使用できることが判明した。また、接触抵抗の測定によりＩｒからなる被覆層４の剥離も生じなかった。これにより、実施例１のカンチレバー型のプローブ１５の先端には、Ａｌの異物、Ａｌ屑、酸化アルミニウムが付着し難いことが分かった。 The diameter of the tip 18 of the cantilever type probe 15 after having passed about 80,000 times or more was observed with an optical microscope. As a result, the diameter of the tip 18 of Example 1 was about 30 μm, which was found to be smaller than the diameter of the tip of the cantilever probe of Comparative Example 2. As a result, it was found that the cantilever type probe 15 of the present invention has less wear on the tip 18 compared to Comparative Example 2, and can be used for a long time. Moreover, peeling of the coating layer 4 made of Ir did not occur by measuring the contact resistance. Thus, it was found that Al foreign matter, Al debris, and aluminum oxide hardly adhere to the tip of the cantilever type probe 15 of Example 1.
図１４は、実施例１及び比較例２の接触抵抗の接触回数依存性を示す図である。図１４の横軸及び縦軸は図１３と同じである。接触回数は、５０００回〜１０５０００回である。
図１４から明らかなように、実施例１のＩｒの被覆層４を有するカンチレバー型１５のプローブの接触抵抗は、０．１Ω〜０．４３Ωであった。これに対し、比較例２の無垢のＲｅＷからなるカンチレバー型のプローブの接触抵抗は、０．２５Ω〜１．５Ωであった。
FIG. 14 is a diagram illustrating the contact frequency dependency of the contact resistance in Example 1 and Comparative Example 2. The horizontal and vertical axes in FIG. 14 are the same as those in FIG. The contact frequency is 5000 times to 105000 times.
As is apparent from FIG. 14, the contact resistance of the probe of the cantilever type 15 having the Ir coating layer 4 of Example 1 was 0.1Ω to 0.43Ω. On the other hand, the contact resistance of the cantilever type probe made of pure ReW of Comparative Example 2 was 0.25Ω to 1.5Ω.
上記実施例１及び比較例２のカンチレバー型のプローブ１５における接触抵抗の回数依存性の測定結果から、Ｉｒの被覆層４を有する実施例１のプローブ１５は、１０５０００回の接触回数において、実施例１の接触抵抗の最小値は、比較例２の２．５分の１であり、実施例１の接触抵抗の最大値は、比較例２の約３．５分の１以下であり、比較例２よりも著しく低接触抵抗で測定できることが判明した。 From the measurement results of the contact resistance frequency dependence in the cantilever type probe 15 of Example 1 and Comparative Example 2 described above, the probe 15 of Example 1 having the Ir coating layer 4 has the number of contact times of 105,000. The minimum value of the contact resistance of 1 is 1 / 2.5 of that of Comparative Example 2, and the maximum value of the contact resistance of Example 1 is about 1 / 3.5 or less of that of Comparative Example 2. It was found that measurement can be performed with a contact resistance significantly lower than 2.
図１５は、実施例２及び比較例２の接触抵抗の接触回数依存性を示す図である。図１５の横軸及び縦軸は図１３と同じである。接触回数は、５０００回〜１８５０００回である。
図１５から明らかなように、実施例２のＩｒの被覆層４を有するカンチレバー型のプローブ１５の接触抵抗は、０．０７Ω〜０．８９Ωであった。これに対し、比較例２の無垢のＲｅＷからなるカンチレバー型のプローブの接触抵抗は、０．０７Ω〜２．２９Ωであった。
FIG. 15 is a diagram illustrating the contact frequency dependency of the contact resistance of Example 2 and Comparative Example 2. The horizontal and vertical axes in FIG. 15 are the same as those in FIG. The contact frequency is 5000 times to 185000 times.
As is apparent from FIG. 15, the contact resistance of the cantilever type probe 15 having the Ir coating layer 4 of Example 2 was 0.07Ω to 0.89Ω. On the other hand, the contact resistance of the cantilever type probe made of pure ReW of Comparative Example 2 was 0.07Ω to 2.29Ω.
上記実施例２及び比較例２のカンチレバー型のプローブ１５における接触抵抗の回数依存性の測定結果から、Ｉｒの被覆層４を有する実施例２のプローブ１５は、１８５０００回の接触回数において、接触抵抗の値は、最小値は比較例２の０．０７Ωと同じであるが、実施例２の接触抵抗の最大値は、比較例２の２．６分の１以下であり、比較例２よりも著しく低接触抵抗で測定できることが判明した。 From the measurement result of the contact resistance frequency dependency in the cantilever type probe 15 of Example 2 and Comparative Example 2, the probe 15 of Example 2 having the Ir coating layer 4 has a contact resistance of 185,000 times. The minimum value is the same as 0.07Ω of Comparative Example 2, but the maximum value of the contact resistance of Example 2 is less than 2.6 times of Comparative Example 2 and is smaller than that of Comparative Example 2. It was found that measurement can be performed with extremely low contact resistance.
実施例１及び２において、接触回数を繰り返して接触抵抗を測定した結果、芯材２がＷ、ＲｅＷの何れの場合も、Ｉｒの被覆があるので、接触抵抗が１Ω以下と小さく、比較例１の無垢のＷや比較例２の無垢のＲｅＷの接触抵抗よりも低いことが分かった。 In Examples 1 and 2, the contact resistance was measured by repeating the number of times of contact. As a result, the contact resistance was as small as 1 Ω or less because Ir coating was present when the core material 2 was either W or ReW. It was found that the contact resistance was lower than that of the pure W of Comparative Example 2 and the pure ReW of Comparative Example 2.
図１４及び図１５の接触抵抗の測定の後、実施例１及び２のカンチレバー型のプローブ１５の先端を光学顕微鏡で観察したが、実施例１及び２の場合は、比較例２よりも大きな異物の付着が少ないことが判明した。また、接触抵抗の測定によりＩｒからなる被覆層４の剥離も生じなかった。これにより、実施例１及び２のカンチレバー型のプローブ１５の先端には、Ａｌの異物、Ａｌ屑、酸化アルミニウムが付着し難いことが分かった。 14 and 15, the tip of the cantilever type probe 15 of Examples 1 and 2 was observed with an optical microscope. In the case of Examples 1 and 2, a foreign material larger than Comparative Example 2 was observed. It turned out that there was little adhesion of. Moreover, peeling of the coating layer 4 made of Ir did not occur by measuring the contact resistance. Thus, it was found that Al foreign matter, Al scrap, and aluminum oxide hardly adhere to the tip of the cantilever type probe 15 of Examples 1 and 2.
（スクラブ量）
実施例２と比較例２のカンチレバー型のプローブ１５において、プローブ１５のオーバドライブ量とプローブがボンディングパッド４０のＡｌに接触して生じる痕跡の最大寸法、つまりスクラブ量との関係を測定した。スクラブ量は、以下の手順により測定した。
厚さ１μｍのＡｌを堆積したＳｉ基板に接触する際、オーバドライブ量を変化させ、各オーバドライブ量の接触時に生じるプローブ跡を、オーバドライブ量毎にＳＥＭで測定し、ＳＥＭで測定したプローブ跡の最大寸法をスクラブ量（μｍ）として求めた。
オーバドライブ量とオーバドライブ速度は、以下のように設定した。
オーバドライブ量：１０〜９０μｍ
オーバドライブ速度：２０ｍｍ／ｓｅｃ
(Scrub amount)
In the cantilever type probe 15 of Example 2 and Comparative Example 2, the relationship between the amount of overdrive of the probe 15 and the maximum size of the trace generated when the probe contacts Al of the bonding pad 40, that is, the amount of scrub was measured. The amount of scrub was measured by the following procedure.
When contacting a 1 μm thick Al-deposited Si substrate, the amount of overdrive is changed, and the probe traces generated at the time of contact of each overdrive amount are measured with the SEM for each overdrive amount, and the probe traces measured with the SEM Was determined as the scrub amount (μm).
The overdrive amount and overdrive speed were set as follows.
Overdrive amount: 10 to 90 μm
Overdrive speed: 20mm / sec
図１６は、実施例２のＩｒからなる被覆層４を設けたカンチレバー型のプローブ１５のオーバドライブ量とスクラブ量の関係を調べたＳＥＭ像を示し、オーバドライブ量は、（Ａ）が１０μｍ、（Ｂ）が２０μｍ、（Ｃ）が３０μｍ、（Ｄ）が４０μｍ、（Ｅ）が５０μｍ、（Ｆ）が６０μｍ、（Ｇ）が７０μｍ、（Ｈ）が８０μｍ、（Ｉ）が９０μｍである。
図１６から明らかなように、オーバドライブ量が１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍにおけるスクラブ量は、それぞれ、７．４８μｍ、９．３０μｍ、１２．５６μｍ、１２．８８μｍ、１８．７２μｍ、１８．１０μｍ、１７．８０μｍ、２０．５７μｍ、２２．６８μｍであることが分かった。
FIG. 16 shows an SEM image in which the relationship between the overdrive amount and the scrub amount of the cantilever-type probe 15 provided with the coating layer 4 made of Ir in Example 2 was examined. (B) is 20 μm, (C) is 30 μm, (D) is 40 μm, (E) is 50 μm, (F) is 60 μm, (G) is 70 μm, (H) is 80 μm, and (I) is 90 μm.
As is apparent from FIG. 16, the scrub amounts when the overdrive amount is 10 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, 60 μm, 70 μm, 80 μm, and 90 μm are 7.48 μm, 9.30 μm, 12.56 μm, and 12.12, respectively. It was found to be 88 μm, 18.72 μm, 18.10 μm, 17.80 μm, 20.57 μm, and 22.68 μm.
図１７は、比較例２の無垢のＲｅＷからなるカンチレバー型のプローブ１５のオーバドライブ量とスクラブ量の関係を調べたＳＥＭ像を示し、オーバドライブ量は、（Ａ）が１０μｍ、（Ｂ）が２０μｍ、（Ｃ）が３０μｍ、（Ｄ）が４０μｍ、（Ｅ）が５０μｍ、（Ｆ）が６０μｍ、（Ｇ）が７０μｍ、（Ｈ）が８０μｍ、（Ｉ）が９０μｍである。
図１７から明らかなように、オーバドライブ量が１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍにおけるスクラブ量は、それぞれ、９．１６μｍ、１２．０８μｍ、１５．５８μｍ、１５．２０μｍ、１９．８７μｍ、２０．２９μｍ、２１．７２μｍ、２４．０３μｍ、２８．４４μｍであることが分かった。表１は、実施例２及び比較例２のオーバドライブ量とスクラブ量との関係を纏めた表である。
As is clear from FIG. 17, the scrub amounts when the overdrive amount is 10 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, 60 μm, 70 μm, 80 μm, and 90 μm are 9.16 μm, 12.08 μm, 15.58 μm, 15. It was found to be 20 μm, 19.87 μm, 20.29 μm, 21.72 μm, 24.03 μm, and 28.44 μm. Table 1 summarizes the relationship between the amount of overdrive and the amount of scrub in Example 2 and Comparative Example 2.
上記実施例２及び比較例２のカンチレバー型のプローブ１５におけるオーバドライブ量とスクラブ量との関係から、実施例２のＩｒからなる被覆層４を設けたカンチレバー型のプローブ１５において、スクラブ量は無垢のＲｅＷからなる比較例２のカンチレバー型のプローブと比較すると、スクラブ量は低下し、被覆層４を設けてもスクラブ量は、大凡同じであることが判明した。 From the relationship between the overdrive amount and the scrub amount in the cantilever type probe 15 of Example 2 and Comparative Example 2, the cantilever type probe 15 provided with the coating layer 4 made of Ir in Example 2 has a pure scrub amount. As compared with the cantilever type probe of Comparative Example 2 made of ReW, the amount of scrub decreased, and it was found that the amount of scrub was almost the same even when the coating layer 4 was provided.
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention. Nor.
１、１Ａ：プローブ
２：芯材
３：緩衝金属層
４：被覆層
６：密着層
１０：ストレート型のプローブ
１２：テーパー部
１５：カンチレバー型のプローブ
１７：直線部
１８：先端部
２０：プランジャー型のプローブ
２２：先端部
３０：プローブカード
４０：ボンディングパッド
４２：スクラブマーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A: Probe 2: Core material 3: Buffer metal layer 4: Coating layer 6: Adhesion layer 10: Straight type probe 12: Tapered part 15: Cantilever type probe 17: Linear part 18: Tip part 20: Plunger Mold probe 22: tip 30: probe card 40: bonding pad 42: scrub mark
Claims (7)
直径が１５μｍの上記プローブ先端をＡｌからなる電極に接触させ、接触回数を少なくとも８万回繰り返したときの接触抵抗が、１Ω以下となる、プローブ。 W, ReW, BeCu, Al, carbon tool steel and resin core material, buffer metal layer covering the core material, and any of Ir, Ni, Ru, Rh covering the buffer metal layer A probe comprising a coating layer comprising:
A probe having a contact resistance of 1Ω or less when the tip of the probe having a diameter of 15 μm is brought into contact with an electrode made of Al and the number of contacts is repeated at least 80,000 times.
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