JP3238659B2 - プローブ先端付着異物の除去部材および除去部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハの
テストを行うプローブカードのプローブの先端に付着し
た、例えば金属や金属酸化物および電気的接触を阻害す
る汚染物質等を除去するための除去部材およびその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハに形成された半導体チップ
の電気的特性を測定するテスタと、半導体チップと間で
やりとりされる電気信号のインタフェースとなるプロー
ブカードのプローブは、半導体チップに設けられたアル
ミ合金のボンディングパッドを削るように押圧接触させ
られる。このため、プローブの先端にはボンディングパ
ッドの材料が削り取られたアルミおよびアルミ酸化物、
またはボンディング表面に残った汚染物質が付着する。
したがって、この付着物をプローブ先端から除去しなけ
ればプローブとボンディングパッド間の接触抵抗が増加
するので、正確に半導体チップの電気的特性が測定でき
なくなり、又、プローブ先端に付着物が堆積した状態で
長期間使用すると接触抵抗が時間に伴って増大する。そ
こで、所定回数のプロービングを行うごとにプローブの
先端をクリーニングして異物を除去することが行われて
いる。

【０００３】そして、例えば特開平７−２４４０７４号
公報では、弾性を有する母材に研磨用の微粉研磨剤を混
ぜ、シート状に成形して研磨シートとし、この研磨シー
トを半導体ウエハとプローブカードとの接触動作を実現
するプロービング装置のウエハ移動テーブルに半導体ウ
エハの代わりに取り付け、ウエハ移動テーブルを上下に
動かしてプローブの先端を研磨シートの表面に押圧し、
プローブの先端表面と研磨シート内に分散された微粉研
磨剤との間に接触摩擦をおこすことにより、プローブ先
端に付着した異物を除去することが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプローブ先端に
付着した異物を除去するための研磨シートは、以上のよ
うに弾性を有する母材に微粉研磨剤を混ぜて形成され、
プローブの先端を研磨シートの表面に押圧する際に変形
するので、場合によっては図１０に示すように、プロー
ブ１の先端が母材２内に押入されるため、所定の範囲に
わたって微粉研磨剤３によって研磨されてしまい、クリ
ーニングを繰り返して実施する間に先端がやせて細くな
り、最後には強度不足となって曲がったり折れてしまう
という問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、プローブの先端がやせて細くな
るのを防止し、長寿命化が可能なプローブ先端付着異物
の除去部材およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るプローブ先端付着異物の除去部材は、樹脂部材と、上
記樹脂部材の表面に成膜された金属部材と、上記金属部
材の表面に成膜されたセラミック部材とで構成され、プ
ローブ先端を上記セラミック部材の表面に押圧して付着
異物を除去するプローブ先端付着異物の除去部材であっ
て、上記樹脂部材は、上記セラミック部材の表面が上記
プローブ先端面に沿って変形可能となるよう所定の弾性
変形特性を有し、上記金属部材は、上記セラミック部材
に押圧された上記プローブ先端が上記樹脂部材に突き刺
さらないよう所定の引っ張り強度を有し、上記セラミッ
ク部材は、曲げによりクラックが発生しないようその厚
さを所定の値以下に設定したものである。

【０００７】また、この発明の請求項２に係るプローブ
先端付着異物の除去部材は、ヤング率が１００〜４００
ｋｇｆ／ｍｍ²なる樹脂部材と、樹脂部材の表面に２０
ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０
オングストロームの厚さで成膜された金属部材と、金属
部材の表面に５ミクロン以下の厚さで成膜されたセラミ
ック部材とで構成されたものである。

【０００８】また、この発明の請求項３に係るプローブ
先端付着異物の除去部材は、弾性変形する樹脂部材と、
樹脂部材の表面に成膜され所定の引っ張り強度を有する
金属部材と、金属部材の表面に成膜され金属部材より大
きな伸びを有する第２の金属部材と、第２の金属部材の
表面に所定の厚さで成膜されたセラミック部材とで構成
されたものである。

【０００９】また、この発明の請求項４に係るプローブ
先端付着異物の除去部材は、ヤング率が１００〜４００
ｋｇｆ／ｍｍ²なる樹脂部材と、樹脂部材の表面に２０
ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０
オングストロームの厚さで成膜された金属部材と、金属
部材の表面にＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕのいずれか又はこ
れらの合金で成膜された第２の金属部材と、第２の金属
部材の表面に５ミクロン以下の厚さで成膜されたセラミ
ック部材とで構成されたものである。

【００１０】また、この発明の請求項５に係るプローブ
先端付着異物の除去部材は、請求項１ないし４のいずれ
かにおいて、セラミック部材の表面の面粗度を大に形成
したものである。また、この発明の請求項６に係るプロ
ーブ先端付着異物の除去部材は、樹脂部材と、上記樹脂
部材の表面に成膜された金属部材と、上記金属部材の表
面に成膜されためっき層と、上記めっき層に分散固着さ
れた硬質粒子とで構成され、プローブ先端を上記めっき
層の表面に押圧して付着異物を除去するプローブ先端付
着異物の除去部材であって、上記樹脂部材は、上記めっ
き層の表面が上記プローブ先端面に沿って変形可能とな
るよう所定の弾性変形特性を有し、上記金属部材は、上
記めっき層に押圧された上記プローブ先端が上記樹脂部
材に突き刺さらないよう所定の引っ張り強度を有し、上
記めっき層は、その厚さを５ミクロン以下に設定したも
のである。

【００１１】また、この発明の請求項７に係るプローブ
先端付着異物の除去部材は、ヤング率が１００〜４００
ｋｇｆ／ｍｍ ² なる樹脂部材と、樹脂部材の表面に２０
ｋｇｆ／ｍｍ ² 以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０
オングストロームの厚さで成膜された金属部材と、金属
部材の表面に５ミクロン以下の厚さのニッケルメッキに
より分散固着され少なくともニッケルメッキの厚さより
小さい径を有するセラミックの粒子とで構成されたもの
である。

【００１２】また、この発明の請求項８に係るプローブ
先端付着異物の除去部材は、ヤング率が１００〜４００
ｋｇｆ／ｍｍ ² なる樹脂部材と、樹脂部材の表面に２０
ｋｇｆ／ｍｍ ² 以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０
オングストロームの厚さで成膜された金属部材と、金属
部材の表面に５ミクロン以下の厚さのニッケルメッキに
より分散固着され少なくともニッケルメッキの厚さより
小さい径を有するシリコンの粒子とで構成されたもので
ある。

【００１３】また、この発明の請求項９に係るプローブ
先端付着異物の除去部材は、請求項１ないし８のいずれ
かにおいて、樹脂部材としてポリイミド系樹脂、ポリテ
トラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂のいず
れかを用いたものである。

【００１４】また、この発明の請求項１０に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、請求項１ないし９のいず
れかにおいて、樹脂部材の表面の面粗度を大に形成した
ものである。

【００１５】また、この発明の請求項１１に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、弾性変形する繊維部材
と、上記繊維部材の表面に成膜され所定の引っ張り強度
を有する金属部材と、上記金属部材の表面に所定の厚さ
で成膜されたセラミック部材とで構成され、上記繊維部
材内にアルコールを含浸したものである。

【００１６】また、この発明の請求項１２に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、弾性変形する繊維部材
と、繊維部材の表面に成膜され所定の引っ張り強度を有
する金属部材と、金属部材の表面に成膜された第２の金
属部材と、第２の金属部材の表面に所定の厚さで成膜さ
れたセラミック部材とで構成されたものである。

【００１７】また、この発明の請求項１３に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、請求項１ないし１０のい
ずれかにおいて、表面に液体を吸収して保持する液体保
持部材を設けたものである。

【００１８】また、この発明の請求項１４に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、請求項１３において、液
体保持部材に揮発性液体を保持させたものである。

【００１９】また、この発明の請求項１５に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、請求項１３または１４に
おいて、液体保持部材の表面を蒸発防止部材で覆ったも
のである。

【００２０】また、この発明の請求項１６に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、請求項１ないし１５のい
ずれかにおいて、シリコンウエハの表面に接着層を介し
て貼着されたものである。

【００２１】また、この発明の請求項１７に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材は、請求項１ないし１５のい
ずれかにおいて、シリコンウエハと同一形状、同一寸法
に形成された基台の表面に接着層を介して貼着されたも
のである。

【００２２】また、この発明の請求項１８に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材の製造方法は、シリコンウエ
ハまたは上記シリコンウエハと同一形状、同一寸法に形
成された基台上に請求項１ないし１０のいずれかに記載
の樹脂部材、金属部材およびセラミック部材を順次成膜
してなるプローブ先端付着異物の除去部材の製造方法に
おいて、上記樹脂部材を上記シリコンウエハまたは基台
上に接着層を介して載置し真空中で圧着することにより
成膜するようにしたものである。

【００２３】また、この発明の請求項１９に係るプロー
ブ先端付着異物の除去部材の製造方法は、シリコンウエ
ハまたは上記シリコンウエハと同一形状、同一寸法に形
成された基台上に請求項１ないし１０のいずれかに記載
の樹脂部材、金属部材およびセラミック部材を順次成膜
してなるプローブ先端付着異物の除去部材の製造方法に
おいて、上記樹脂部材を上記シリコンウエハまたは基台
上にスピンコートにて成膜するようにしたものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１における
プローブ先端付着異物の除去部材の構成を示す断面図で
ある。図において、４はプローブで先端面４ａは球状に
形成されている。５は例えばヤング率が３００ｋｇｆ／
ｍｍ²のポリイミド樹脂でなる基材としての樹脂部材、
６はこの樹脂部材５の表面に比較的引っ張り強度の高い
金属材料、例えば２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引っ張り強
度を有するＴｉを、５０〜１５０オングストロームの厚
さで成膜して形成される金属部材、７はこの金属部材６
の表面にＴｉＮを５ミクロン以下の厚さで成膜して形成
されたセラミック部材である。

【００２５】上記のように構成されたプローブ先端付着
異物の除去部材において、まず基材としての樹脂部材５
は、プローブ４の先端面４ａの球状（例えば球Ｒ０．０
０５〜０．０２ｍｍ）に沿って変形する必要がある。そ
のためには機械的性質としてヤング率が１００〜４００
ｋｇｆ／ｍｍ²である必要があるので、これを満足する
ヤング率が３００ｋｇｆ／ｍｍ²のポリイミド樹脂を適
用している。なお、樹脂部材５はポリイミド樹脂に限定
されるものではなく、上記ヤング率を満足する弾性材料
であれば良く、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シ
リコン系樹脂等を適用してもプローブ４の先端面４ａの
球状に沿って変形する。

【００２６】又、例えば先端部の直径が０．０３ｍｍ、
先端面４ａが球Ｒ０．０２ｍｍのプローブ４が接触圧力
７ｇで樹脂部材５の表面に接触した場合、樹脂部材５の
表面に働く引っ張り応力は１００ｋｇｆ／ｍｍ²のオー
ダになる。したがって、ポリイミドの一般的な引っ張り
強さ１０〜２０ｋｇｆ／ｍｍ²では、プローブ４の先端
部が樹脂部材５に突き刺さってしまうことになる。そこ
で樹脂部材５の表面にＴｉを５０〜１５０オングストロ
ームの厚さで成膜することにより金属部材６を形成し接
触応力に耐えうるようにしている。

【００２７】すなわち、Ｔｉは通常薄膜でない状態での
引っ張り強度は最大６０ｋｇｆ／ｍｍ²程度となるが、
薄膜化することで材料欠陥の存在確立が減少し、室温、
バルクでの最大の引っ張り強度に比べて２〜３倍に向上
するため、５０〜１５０オングストロームの薄膜とする
ことにより最大１８０ｋｇｆ／ｍｍ²の引っ張り強度と
なるので、プローブ４が樹脂部材５に突き刺さって表面
が破れるのを防止している。なお、金属部材６はＴｉに
限定されるものではなく、比較的引っ張り強度の高い金
属材料、例えば２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引っ張り強度
を有するＷ等でも良い。

【００２８】さらに又、金属部材６の表面に研磨層とし
て機能するセラミック部材７としてＴｉＮを０．１〜５
ミクロンの厚さで成膜する。このＴｉＮ膜の厚さが０．
１ミクロンの時、ＴｉＮ膜の面粗さはほとんど樹脂部材
５の面粗さが反映され０．０５ミクロンＲｍａｘ程度と
なる。又、ＴｉＮ膜の厚さが増えるにしたがって面粗さ
は悪くなるが、ＴｉＮ膜の厚さが５ミクロン程度の時に
は１ミクロンＲｍａｘ程度となる。そして、これ以上の
膜厚さとなると膜の柔軟性を失わせ、ＴｉＮ膜に曲げに
よるクラックが入り膜が剥がれることがある。なお、セ
ラミック部材７としては、ＴｉＮの他にダイヤモンド、
ＴｉＣＮ、Ｓｉ等のセラミック系材料で、ＣＶＤ、スパ
ッタリングおよびイオンプレーティング等で成膜可能な
ものであれば何でも適用できる。

【００２９】このように上記実施の形態１によれば、基
材としてヤング率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ²でな
る樹脂部材５を用いることにより、プローブ４の先端面
４ａに沿って変形が可能になり、又、この樹脂部材５の
表面に２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引っ張り強度を有し５
０〜１５０オングストロームの厚さで成膜された金属部
材６を配置することにより、プローブ４の先端が樹脂部
材５に突き刺さって表面が破れるのを防止し、さらに
又、金属部材６の表面に研磨層として０．１〜５ミクロ
ンの厚さのセラミック部材７を形成することにより、セ
ラミック部材７が金属部材６から剥がれるのを防止して
いるので、クリーニングを繰り返してもプローブ４の先
端がやせて細くなるのを防止することが可能となり、且
つ寿命の長いプローブ先端付着異物の除去部材を得るこ
とができる。

【００３０】なお、上記実施の形態１における構成で
は、樹脂部材５としてポリイミド樹脂を用いているが、
ポリイミド樹脂は耐熱性に優れているため、金属部材６
の成膜時に樹脂部材５が２５０〜２６０℃に昇温する
が、十分に耐えることが可能である。

【００３１】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２におけるプローブ先端付着異物の除去部材の構成を
示す断面図である。図において、上記実施の形態１にお
けると同様な部分は同一符号を付して説明する。８は金
属部材６の表面にＡｌ合金を０．１ミクロンの厚さで成
膜して形成される第２の金属部材で、金属部材６とセラ
ミック部材７との間に介在されている。

【００３２】このように上記実施の形態２によれば、金
属部材６とセラミック部材７との間にＡｌ合金を０．１
ミクロンの厚さで成膜して形成された第２の金属部材８
を介在させたので、プローブの先端面の接触による曲げ
モーメントで、万が一セラミック部材７に亀裂が発生し
ても、伸びの大きい第２の金属部材８により亀裂が金属
部材６に伝播するのをくい止めることができる。なお、
上記構成では第２の金属部材８としてＡｌ合金を適用し
たが、材料として伸びの大きいＣｕ、Ａｇ、Ａｕのいず
れか、又はこれらの合金で成膜することにより同様の効
果を得ることができる。

【００３３】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３におけるプローブ先端付着異物の除去部材の構成を
示す断面図である。図において、上記実施の形態１にお
けると同様な部分は同一符号を付して説明する。９は金
属部材６の表面にＴｉＮを５ミクロン以下の厚さで成膜
され、その表面にイオン粒子１０を照射して荒らすこと
により面粗度が大に形成されたセラミック部材である。

【００３４】このように上記実施の形態３によれば、研
磨層としてのセラミック部材９の表面をスパッタリング
により荒らして面粗度を大にしているので、研磨特性を
向上させて付着異物の除去を容易とする。

【００３５】なお、上記実施の形態１のように、樹脂部
材５の表面に金属部材６を５０〜１５０オングストロー
ムの厚さで形成し、さらにその表面に０．１ミクロンの
厚さでセラミック部材７を形成した場合、上述したよう
にその表面粗さは、ほとんど樹脂部材５の表面粗さが反
映され０．０５ミクロンＲｍａｘ程度となり、膜の厚さ
が厚くなるにしたがって面粗さも悪くなるが、セラミッ
ク部材７としてＴｉＮを適用した場合、膜の柔軟性、コ
ストの面から厚さ５ミクロンが限界であり、このときの
面粗さは１ミクロン程度であるが、本実施の形態３にお
けるようにスパッタリングでセラミック部材９の表面を
荒らすことにより、最大３ミクロン程度の面粗さに加工
することが可能になり研磨特性は向上する。

【００３６】実施の形態４． 図４はこの発明の実施の形態４におけるプローブ先端付
着異物の除去部材の構成を示す断面図である。図におい
て、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号
を付して説明する。１１は金属部材６の表面に１ミクロ
ンの厚さで形成されたニッケルメッキ層、１２はこのニ
ッケルメッキ層１１により分散固着されたＳｉ粒子で、
ニッケルメッキ層１１の厚さより小さい値の０．３ミク
ロンの径を有している。

【００３７】このように上記実施の形態４によれば、金
属部材６の表面に５ミクロン以下のニッケルメッキ層１
１を形成し、このニッケルメッキ層１１によりＳｉ粒子
１２を分散固着させるようにしているので、図に示すよ
うにＳｉ粒子１２の角がニッケルメッキ層１１から突出
し、プローブの先端面に付着した異物をこすり落とすた
め、汚染物質を効率良く除去できる。なお、上記構成で
はＳｉ粒子１２をニッケルメッキ層１１により分散固着
させて研磨層としているが、これに限定されるものでは
なくセラミック系材料の粒子を適用することもできる。
しかしながら、Ｓｉ粒子１２を適用すれば、プローブの
先端面に付着したアルミがシリコンとの化学反応により
凝着し、より効率的に汚染物質が除去できる。又、メッ
キ層としては無電解メッキが最も適しているが、金属部
材６に成膜しているため電解メッキも可能である。

【００３８】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５におけるプローブ先端付着異物の除去部材の構成を
示す断面図である。図において、上記実施の形態１にお
けると同様な部分は同一符号を付して説明する。１３は
表面が例えば化学薬品による腐食、イオン粒子の衝突、
サンドブラスト等により荒らされ、面粗度が大に形成さ
れた樹脂部材、１４、１５はこの樹脂部材１３の表面に
順次成膜して形成された金属部材およびセラミック部材
で、上記実施の形態１における金属部材６およびセラミ
ック部材７と同様のものが適用されている。

【００３９】このように上記実施の形態５によれば、樹
脂部材１３の表面の面粗度を大に形成し、その上に順次
金属部材１４およびセラミック部材１５を成膜により形
成するようにしているので、除去部材の表面として１〜
１０ミクロンオーダの粗さを容易に得ることができ、プ
ローブ先端付着異物の除去効率の向上を図ることが可能
になる。なお、上記実施の形態５においては、上記実施
の形態１におけると同様に、樹脂部材１３の上に金属部
材１４およびセラミック部材１５を順次形成した場合に
ついて説明したが、上記実施の形態２におけると同様
に、金属部材１４とセラミック部材１５の間に第２の金
属部材が形成された場合に適用しても同様の効果を発揮
し得ることは言うまでもない。

【００４０】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６におけるプローブ先端付着異物の除去部材の構成を
示す断面図である。図において、上記実施の形態１にお
けると同様な部分は同一符号を付して説明する。１６は
例えばポリイミド繊維等でなる繊維部材で、見かけ上の
ヤング率が上記実施の形態１における樹脂部材５と同程
度のものが用いられており、内部にアルコールが含浸さ
れている。１７、１８はこの繊維部材１６の表面に順次
成膜して形成された金属部材およびセラミック部材で、
上記実施の形態１における金属部材６およびセラミック
部材７と同様のものが適用されている。

【００４１】このように上記実施の形態６によれば、最
下層に繊維部材１６を形成しているので、プローブ４の
先端４ａがセラミック部材１８および金属部材１７を突
き抜けて繊維部材１６と接触し、先端４ａと繊維部材１
６との相対滑りによりプローブ先端付着異物が除去さ
れ、さらに、繊維部材１６内に含浸されたアルコールの
表面張力によりプローブ先端付着異物除去の際に発生す
る微細なゴミを捕らえて、大気中に飛散するのを防止す
ることができる。

【００４２】なお、上記実施の形態６の構成では、繊維
部材１６としてポリイミド繊維等の樹脂繊維を例に説明
したが、布状に加工ができ、見かけ上のヤング率が樹脂
繊維と同じ程度にできれば、金属繊維を適用できること
は言うまでもない。

【００４３】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７におけるプローブ先端付着異物の除去部材の構成を
示す断面図である。図において、上記実施の形態１にお
けると同様な部分は同一符号を付して説明する。１９は
セラミック部材７の表面に設けられ、例えば細い繊維で
加工された布、スポンジ等でなる液体保持部材で、例え
ばアルコール等の液体２０が含浸されている。２１は液
体保持部材１９の表面を覆うように設けられ、例えば樹
脂フイルム等でなる蒸発防止部材である。

【００４４】このように、上記実施の形態７によれば、
セラミック部材７の表面に液体２０が含浸された液体保
持部材１９を設け、プローブ４の先端４ａが液体保持部
材１９を突き抜けてセラミック部材７の表面に接触する
ようにしているので、プローブ４の先端４ａとセラミッ
ク部材７の相対滑りによりプローブ４から除去された酸
化アルミ等のゴミや、接触によって割られたセラミック
部材７の破片が発生しても、液体保持部材１９の繊維で
引っかけるとともに液体２０の表面張力により吸着する
ことができるので、研磨後のプローブ４の清浄度が維持
でき、ウエハテスト時における接触不良等の不具合を防
止することが可能になる。

【００４５】また、液体保持部材１９の表面を覆うよう
に蒸発防止部材２１を設けているので、アルコール等の
液体２０の蒸発を防止することが可能になる。なお、液
体２０としてアルコールを例に説明したが、プローブ先
端付着異物の除去作業後にプローブ４を腐食させず、揮
発するものであれば良くこれに限定されるものではな
い。

【００４６】実施の形態８． 図８はこの発明の実施の形態８におけるプローブ先端付
着異物の除去部材の構成を示す平面図、図９は図８にお
ける線ＩＸ−ＩＸに沿った断面を示す断面図である。図
において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同
一符号を付して説明する。２２は例えばポリテトラフル
オロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラ
スチック板でなる基台で、シリコンウエハと同一形状、
同一寸法に形成されており、表面に樹脂部材５、金属部
材６およびセラミック部材７でなる除去部材２３が、例
えばポリイミド材料もしくはエポキシ系の接着剤でなる
接着層２４を介して貼着されている。

【００４７】このように上記実施の形態８によれば、除
去部材２３をシリコンウエハと同一形状、同一寸法に形
成された基台２２の表面に貼着させたので、プロービン
グ装置によりシリコンウエハと同様に搬送することがで
きるようになるため、シリコンウエハの所定枚数毎に除
去部材２３が貼着された基台２２をセットしておくこと
で、プローブの先端に付着した異物を自動的に除去する
ことができ、また、基台２２にポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチック
板を適用すれば、耐薬品性に優れているため、除去部材
２３に付着したアルミ等を酸やアルカリで化学的に除去
し、繰り返し再生できるので除去部材２３の長寿命化が
可能になる。さらにまた、基台２２に代えてシリコンウ
エハに除去部材２３を直接、接着層２４を介して貼着す
るようにしても同様の効果を得ることができる。

【００４８】実施の形態９．上記実施の形態１ないし８
においては、除去部材の構成について説明を行ったが、
この実施の形態９では上記実施の形態８におけるよう
に、基台２２または直接シリコンウエハ上に除去部材２
３を貼着する製造方法について説明する。まず、基台２
２上に例えば硬化前のポリイミド材料もしくはエポキシ
系の接着剤等の接着層２４を介して樹脂部材５を載置す
る。そして、真空中においてプレスで加圧することによ
り樹脂部材５を基台２２上に圧着する。その後、この樹
脂部材５の上に金属部材６およびセラミック部材７を順
次成膜して、プローブ先端付着異物の除去部材が完成す
る。

【００４９】このように上記実施の形態９によれば、基
台２２上に接着層２４を介して樹脂部材５を載置し、真
空中で加圧することにより樹脂部材５と基台２２を圧着
するようにしているので、樹脂部材５として十分な厚み
のものを容易に得ることができるようになる。

【００５０】実施の形態１０．上記実施の形態９では、
基台２２上に接着層２４を介して樹脂部材５を載置し、
真空中で加圧することにより樹脂部材５と基台２２を圧
着するようにしているが、この実施の形態１０における
製造方法は、樹脂材料を基台２２上に載置しこれをスピ
ンコートすることにより膜を形成するとともに、加熱乾
燥させることにより硬化して樹脂部材５を形成し、その
後、この樹脂部材５の上に金属部材６およびセラミック
部材７を順次成膜して、プローブ先端付着異物の除去部
材を完成するようにしたものである。

【００５１】このように上記実施の形態１０によれば、
樹脂材料を基台２２上に直接スピンコートすることによ
り樹脂部材５を形成するようにしているので、接着工程
を省略することができ、製造コストの低減や製造期間の
短縮を図ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、樹脂部材と、上記樹脂部材の表面に成膜された金
属部材と、上記金属部材の表面に成膜されたセラミック
部材とで構成され、プローブ先端を上記セラミック部材
の表面に押圧して付着異物を除去するプローブ先端付着
異物の除去部材であって、上記樹脂部材は、上記セラミ
ック部材の表面が上記プローブ先端面に沿って変形可能
となるよう所定の弾性変形特性を有し、上記金属部材
は、上記セラミック部材に押圧された上記プローブ先端
が上記樹脂部材に突き刺さらないよう所定の引っ張り強
度を有し、上記セラミック部材は、曲げによりクラック
が発生しないようその厚さを所定の値以下に設定したの
で、プローブの先端がやせて細くなるのを防止し、長寿
命化が可能なプローブ先端付着異物の除去部材を提供す
ることができる。

【００５３】また、この発明の請求項２によれば、ヤン
グ率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ²なる樹脂部材と、
樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引っ張り強
度を有し５０〜１５０オングストロームの厚さで成膜さ
れた金属部材と、金属部材の表面に５ミクロン以下の厚
さで成膜されたセラミック部材とで構成したので、プロ
ーブの先端がやせて細くなるのを防止し、長寿命化が可
能なプローブ先端付着異物の除去部材を提供することが
できる。

【００５４】また、この発明の請求項３によれば、弾性
変形する樹脂部材と、樹脂部材の表面に成膜され所定の
引っ張り強度を有する金属部材と、金属部材の表面に成
膜され金属部材より大きな伸びを有する第２の金属部材
と、第２の金属部材の表面に所定の厚さで成膜されたセ
ラミック部材とで構成したので、プローブの先端がやせ
て細くなるのを防止するとともに、セラミック部材の亀
裂が金属部材に伝播するのを防止して、さらに長寿命化
が可能なプローブ先端付着異物の除去部材を提供するこ
とができる。

【００５５】また、この発明の請求項４によれば、ヤン
グ率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ²なる樹脂部材と、
樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引っ張り強
度を有し５０〜１５０オングストロームの厚さで成膜さ
れた金属部材と、金属部材の表面にＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、
Ａｕのいずれか又はこれらの合金で成膜された第２の金
属部材と、第２の金属部材の表面に５ミクロン以下の厚
さで成膜されたセラミック部材とで構成したので、プロ
ーブの先端がやせて細くなるのを防止するとともに、セ
ラミック部材の亀裂が金属部材に伝播するのを防止し
て、さらに長寿命化が可能なプローブ先端付着異物の除
去部材を提供することができる。

【００５６】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１ないし４のいずれかにおいて、プローブの先端がや
せて細くなるのを防止し、長寿命化が可能であることは
勿論のこと、研磨特性の向上が可能なプローブ先端付着
異物の除去部材を提供することができる。また、この発
明の請求項６によれば、樹脂部材と、上記樹脂部材の表
面に成膜された金属部材と、上記金属部材の表面に成膜
されためっき層と、上記めっき層に分散固着された硬質
粒子とで構成され、プローブ先端を上記めっき層の表面
に押圧して付着異物を除去するプローブ先端付着異物の
除去部材であって、上記樹脂部材は、上記めっき層の表
面が上記プローブ先端面に沿って変形可能となるよう所
定の弾性変形特性を有し、上記金属部材は、上記めっき
層に押圧された上記プローブ先端が上記樹脂部材に突き
刺さらないよう所定の引っ張り強度を有し、上記めっき
層は、その厚さを５ミクロン以下に設定したので、プロ
ーブの先端がやせて細くなるのを防止し、長寿命化が可
能であることは勿論のこと、研磨特性の向上が可能なプ
ローブ先端付着異物の除去部材を提供することができ
る。

【００５７】また、この発明の請求項７によれば、ヤン
グ率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ ² なる樹脂部材と、
樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／ｍｍ ² 以上の引っ張り強
度を有し５０〜１５０オングストロームの厚さで成膜さ
れた金属部材と、金属部材の表面に５ミクロン以下の厚
さのニッケルメッキにより分散固着され少なくともニッ
ケルメッキの厚さより小さい径を有するセラミックの粒
子とで構成したので、プローブの先端がやせて細くなる
のを防止し、長寿命化が可能であることは勿論のこと、
研磨特性の向上が可能なプローブ先端付着異物の除去部
材を提供することができる。

【００５８】また、この発明の請求項８によれば、ヤン
グ率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ ² なる樹脂部材と、
樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／ｍｍ ² 以上の引っ張り強
度を有し５０〜１５０オングストロームの厚さで成膜さ
れた金属部材と、金属部材の表面に５ミクロン以下の厚
さのニッケルメッキにより分散固着され少なくともニッ
ケルメッキの厚さより小さい径を有するシリコンの粒子
とで構成したので、プローブの先端がやせて細くなるの
を防止し、長寿命化が可能であることは勿論のこと、さ
らに研磨特性の向上が可能なプローブ先端付着異物の除
去部材を提供することができる。

【００５９】また、この発明の請求項９によれば、請求
項１ないし８のいずれかにおいて、樹脂部材としてポリ
イミド系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シ
リコーン系樹脂のいずれかを用いたので、プローブの先
端がやせて細くなるのを防止し、長寿命化が可能である
ことは勿論のこと、基材の耐熱性を向上させることが可
能なプローブ先端付着異物の除去部材を提供することが
できる。

【００６０】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項１ないし９のいずれかにおいて、樹脂部材の表面の
面粗度を大に形成したので、プローブの先端がやせて細
くなるのを防止し、長寿命化が可能であることは勿論の
こと、除去効率の向上が可能なプローブ先端付着異物の
除去部材を提供することができる。

【００６１】また、この発明の請求項１１によれば、弾
性変形する繊維部材と、上記繊維部材の表面に成膜され
所定の引っ張り強度を有する金属部材と、上記金属部材
の表面に所定の厚さで成膜されたセラミック部材とで構
成され、上記繊維部材内にアルコールを含浸したので、
プローブの先端がやせて細くなるのを防止し、長寿命化
が可能であることは勿論のこと、除去異物の大気中への
飛散を防止することが可能なプローブ先端付着異物の除
去部材を提供することができる。

【００６２】また、この発明の請求項１２によれば、弾
性変形する繊維部材と、繊維部材の表面に成膜され所定
の引っ張り強度を有する金属部材と、金属部材の表面に
成膜された第２の金属部材と、第２の金属部材の表面に
所定の厚さで成膜されたセラミック部材とで構成したの
で、プローブの先端がやせて細くなるのを防止し、長寿
命化が可能であることは勿論のこと、除去異物の大気中
への飛散を防止することが可能なプローブ先端付着異物
の除去部材を提供することができる。

【００６３】また、この発明の請求項１３によれば、請
求項１ないし１０のいずれかにおいて、表面に液体を吸
収して保持する液体保持部材を設けたので、プローブの
先端がやせて細くなるのを防止し、長寿命化が可能であ
ることは勿論のこと、除去異物の大気中への飛散を防止
することが可能なプローブ先端付着異物の除去部材を提
供することができる。

【００６４】また、この発明の請求項１４によれば、請
求項１３において、液体保持部材に揮発性液体を保持さ
せたので、プローブの先端がやせて細くなるのを防止
し、長寿命化が可能であることは勿論のこと、除去異物
の大気中への飛散をさらに防止することが可能なプロー
ブ先端付着異物の除去部材を提供することができる。

【００６５】また、この発明の請求項１５によれば、請
求項１３または１４において、液体保持部材の表面を蒸
発防止部材で覆ったので、液体の蒸発を防止することが
可能なプローブ先端付着異物の除去部材を提供すること
ができる。

【００６６】また、この発明の請求項１６によれば、請
求項１ないし１５のいずれかにおいて、シリコンウエハ
の表面に接着層を介して貼着するようにしたので、自動
化が可能なプローブ先端付着異物の除去部材を提供する
ことができる。

【００６７】また、この発明の請求項１７によれば、請
求項１ないし１５のいずれかにおいて、シリコンウエハ
と同一形状、同一寸法に形成された基台の表面に接着層
を介して貼着するようにしたので、自動化ならびに長寿
命化が可能なプローブ先端付着異物の除去部材を提供す
ることができる。

【００６８】また、この発明の請求項１８によれば、シ
リコンウエハまたは上記シリコンウエハと同一形状、同
一寸法に形成された基台上に請求項１ないし１０のいず
れかに記載の樹脂部材、金属部材およびセラミック部材
を順次成膜してなるプローブ先端付着異物の除去部材の
製造方法において、上記樹脂部材を上記シリコンウエハ
または基台上に接着層を介して載置し真空中で圧着する
ことにより成膜するようにしたので、十分な厚みの樹脂
部材を容易に得ることが可能なプローブ先端付着異物の
除去部材の製造方法を提供することができる。

【００６９】また、この発明の請求項１９によれば、シ
リコンウエハまたは上記シリコンウエハと同一形状、同
一寸法に形成された基台上に請求項１ないし１０のいず
れかに記載の樹脂部材、金属部材およびセラミック部材
を順次成膜してなるプローブ先端付着異物の除去部材の
製造方法において、上記樹脂部材を上記シリコンウエハ
または基台上にスピンコートにて成膜するようにしたの
で、接着工程を省略することが可能なプローブ先端付着
異物の除去部材の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態３におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態４におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態５におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態６におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態７におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態８におけるプローブ先
端付着異物の除去部材の構成を示す平面図である。

【図９】 図８における線ＩＸ−ＩＸに沿った断面を示
す断面図である。

【図１０】 従来のプローブ先端付着異物の除去部材の
研磨時におけるプローブとの関係を示す断面図である。

【符号の説明】

４ プローブ、４ａ 先端、５，１３ 樹脂部材、６，
１４，１７ 金属部材、７，９，１５，１８ セラミッ
ク部材、８ 第２の金属部材、１０ イオン粒子、１１
ニッケルメッキ層、１２ Ｓｉ粒子、１６ 繊維部
材、１９ 液体保持部材、２０ 液体、２１ 蒸発防止
部材、２２ 基台、２３ 除去部材、２４ 接着層。

フロントページの続き (72)発明者 三木 一伸 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 加納 睦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 長田 隆弘 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−244074（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−26772（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 1/06 G01R 31/28

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂部材と、上記樹脂部材の表面に成膜
   された金属部材と、上記金属部材の表面に成膜されたセ
   ラミック部材とで構成され、プローブ先端を上記セラミ
   ック部材の表面に押圧して付着異物を除去するプローブ
   先端付着異物の除去部材であって、 上記樹脂部材は、上記セラミック部材の表面が上記プロ
   ーブ先端面に沿って変形可能となるよう所定の弾性変形
   特性を有し、 上記金属部材は、上記セラミック部材に押圧された上記
   プローブ先端が上記樹脂部材に突き刺さらないよう所定
   の引っ張り強度を有し、 上記セラミック部材は、曲げによりクラックが発生しな
   いようその厚さを所定の値以下に設定した ことを特徴と
   するプローブ先端付着異物の除去部材。
2. 【請求項２】 ヤング率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ
   ^２なる樹脂部材と、上記樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／
   ｍｍ^２以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０オングス
   トロームの厚さで成膜された金属部材と、上記金属部材
   の表面に５ミクロン以下の厚さで成膜されたセラミック
   部材とで構成されたことを特徴とするプローブ先端付着
   異物の除去部材。
3. 【請求項３】 弾性変形する樹脂部材と、上記樹脂部材
   の表面に成膜され所定の引っ張り強度を有する金属部材
   と、上記金属部材の表面に成膜され上記金属部材より大
   きな伸びを有する第２の金属部材と、上記第２の金属部
   材の表面に所定の厚さで成膜されたセラミック部材とで
   構成されたことを特徴とするプローブ先端付着異物の除
   去部材。
4. 【請求項４】 ヤング率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ
   ^２なる樹脂部材と、上記樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／
   ｍｍ^２以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０オングス
   トロームの厚さで成膜された金属部材と、上記金属部材
   の表面にＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕのいずれか又はこれら
   の合金で成膜された第２の金属部材と、上記第２の金属
   部材の表面に５ミクロン以下の厚さで成膜されたセラミ
   ック部材とで構成されたことを特徴とするプローブ先端
   付着異物の除去部材。
5. 【請求項５】 セラミック部材の表面の面粗度が大に形
   成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れかに記載のプローブ先端付着異物の除去部材。
6. 【請求項６】 樹脂部材と、上記樹脂部材の表面に成膜
   された金属部材と、上記金属部材の表面に成膜されため
   っき層と、上記めっき層に分散固着された硬質粒子とで
   構成され、プローブ先端を上記めっき層の表面に押圧し
   て付着異物を除去するプローブ先端付着異物の除去部材
   であって、 上記樹脂部材は、上記めっき層の表面が上記プローブ先
   端面に沿って変形可能となるよう所定の弾性変形特性を
   有し、 上記金属部材は、上記めっき層に押圧された上記プロー
   ブ先端が上記樹脂部材に突き刺さらないよう所定の引っ
   張り強度を有し、 上記めっき層は、その厚さを５ミクロン以下に設定した
   ことを特徴とするプローブ先端付着異物の除去部材。
7. 【請求項７】 ヤング率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ
   ^２なる樹脂部材と、上記樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／
   ｍｍ^２以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０オングス
   トロームの厚さで成膜された金属部材と、上記金属部材
   の表面に５ミクロン以下の厚さのニッケルメッキにより
   分散固着され少なくとも上記ニッケルメッキの厚さより
   小さい径を有するセラミックの粒子とで構成されたこと
   を特徴とするプローブ先端付着異物の除去部材。
8. 【請求項８】 ヤング率が１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ
   ^２なる樹脂部材と、上記樹脂部材の表面に２０ｋｇｆ／
   ｍｍ^２以上の引っ張り強度を有し５０〜１５０オングス
   トロームの厚さで成膜された金属部材と、上記金属部材
   の表面に５ミクロン以下の厚さのニッケルメッキにより
   分散固着され少なくとも上記ニッケルメッキの厚さより
   小さい径を有するシリコンの粒子とで構成されたことを
   特徴とするプローブ先端付着異物の除去部材。
9. 【請求項９】 樹脂部材はポリイミド系樹脂、ポリテト
   ラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂のいずれ
   かであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか
   に記載のプローブ先端付着異物の除去部材。
10. 【請求項１０】 樹脂部材の表面は面粗度が大に形成さ
    れていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか
    に記載のプローブ先端付着異物の除去部材。
11. 【請求項１１】 弾性変形する繊維部材と、上記繊維部
    材の表面に成膜され所定の引っ張り強度を有する金属部
    材と、上記金属部材の表面に所定の厚さで成膜されたセ
    ラミック部材とで構成され、 上記繊維部材内にアルコールを含浸した ことを特徴とす
    るプローブ先端付着異物の除去部材。
12. 【請求項１２】 弾性変形する繊維部材と、上記繊維部
    材の表面に成膜され所定の引っ張り強度を有する金属部
    材と、上記金属部材の表面に成膜された第２の金属部材
    と、上記第２の金属部材の表面に所定の厚さで成膜され
    たセラミック部材とで構成されたことを特徴とするプロ
    ーブ先端付着異物の除去部材。
13. 【請求項１３】 表面に液体を吸収して保持する液体保
    持部材が設けられていることを特徴とする請求項１ない
    し１０のいずれかに記載のプローブ先端付着異物の除去
    部材。
14. 【請求項１４】 液体保持部材には揮発性液体が保持さ
    れていることを特徴とする請求項１３記載のプローブ先
    端付着異物の除去部材。
15. 【請求項１５】 液体保持部材の表面を蒸発防止部材で
    覆ったことを特徴とする請求項１３または１４記載のプ
    ローブ先端付着異物の除去部材。
16. 【請求項１６】 シリコンウエハの表面に接着層を介し
    て貼着されていることを特徴とする請求項１ないし１５
    のいずれかに記載のプローブ先端付着異物の除去部材。
17. 【請求項１７】 シリコンウエハと同一形状、同一寸法
    に形成された基台の表面に接着層を介して貼着されてい
    ることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記
    載のプローブ先端付着異物の除去部材。
18. 【請求項１８】 シリコンウエハまたは上記シリコンウ
    エハと同一形状、同一寸法に形成された基台上に請求項
    １ないし１０のいずれかに記載の樹脂部材、金属部材お
    よびセラミック部材を順次成膜してなるプローブ先端付
    着異物の除去部材の製造方法において、上記樹脂部材を
    上記シリコンウエハまたは基台上に接着層を介して載置
    し真空中で圧着することにより成膜するようにしたこと
    を特徴とするプローブ先端付着異物除去部材の製造方
    法。
19. 【請求項１９】 シリコンウエハまたは上記シリコンウ
    エハと同一形状、同一寸法に形成された基台上に請求項
    １ないし１０のいずれかに記載の樹脂部材、金属部材お
    よびセラミック部材を順次成膜してなるプローブ先端付
    着異物の除去部材の製造方法において、上記樹脂部材を
    上記シリコンウエハまたは基台上にスピンコートにて成
    膜するようにしたことを特徴とするプローブ先端付着異
    物の除去部材の製造方法。