JP5730681B2 - 半導体検査装置用プローブピン、その製造方法及び半導体検査方法 - Google Patents
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Description
本発明の第一の主題は、導電性基材と、銅−ジルコニウム皮膜とを含む半導体検査装置用プローブピンである。
導電性基材の材質としては、特に限定はされないが、高い導電性と高い弾性率を有する金属が用いられる。一般に、該金属として、材質が硬くて弾力性のあるベリリウム銅などの銅合金、タングステン、レニウムタングステン、鋼などが使用される。また、基材の表面にはめっきが施されていてもよい。めっきとしては、例えば、クロム、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、金などからなる群から選択される1種の純金属または2種以上の合金を含むものを使用することができる。
銅−ジルコニウム皮膜におけるジルコニウム原子数の割合は、ジルコニウムと銅の総原子数に対して15〜85原子%であり、30〜70原子%であることが好ましい。ジルコニウム原子数が15原子%未満の場合、銅の割合が多くなることで表面粗さが大きくなり、スズの付着量が多くなる。一方、ジルコニウム原子数が85原子%より多い場合、アモルファス構造が得られにくくなることで表面粗さが大きくなり、スズの付着量が多くなる。
本発明の第二の主題は、半導体検査装置用プローブピンの基材上に銅−ジルコニウム皮膜を製造する方法であって、前記銅−ジルコニウム皮膜は、ターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより導電性基材上に形成されることを特徴とする半導体検査装置用プローブピンの製造方法である。
本発明にかかるスパッタリング法に用いるターゲットは、銅ターゲット又はジルコニウムターゲットである。すなわち、両ターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより、導電性基材に対して銅−ジルコニウム皮膜を形成する。
本発明にかかるスパッタリング法においては、プロセスガスとして、アルゴンガスなどの不活性ガス用いる。すなわち、アルゴンガスを真空チャンバ内に導入して、所定の条件でスパッタリングを行うことにより、銅−ジルコニウム皮膜を形成する。なお、銅−ジルコニウム−炭素皮膜を形成する場合は、プロセスガスとして、アルゴンなどの不活性ガスと炭化水素などの炭素を含むガスとの混合ガスを用いる。
本発明において、銅−ジルコニウム皮膜は、銅ターゲット及びジルコニウムターゲット、又は銅−ジルコニウム複合ターゲットを用いて、アルゴンガス中でスパッタリングを行うことにより、コンタクトプローブピンの基材上に形成される。
本発明の製造方法を用いると、コンタクトプローブピンの基材上に被覆される銅−ジルコニウム皮膜に、表面性状上の平滑さを付与させることができる。その結果、プローブピンの接触部に凝着するはんだ中のスズの量を低減させることができる。
本発明の第三の主題は、前記半導体検査装置用プローブピンの先端を、半導体素子の通電部に存在するはんだに接触させ、前記半導体素子の動作確認を行うことを特徴とする半導体検査方法である。
(導電性皮膜の形成)
神戸製鋼所社製アンバランストマグネトロンスパッタ装置(UBM202)を用いて成膜を行った。図2に、導電性皮膜を基材の上に形成した真空チャンバ1の内部の構造を示した。基材を装置内に導入後、1×10−3Pa以下に排気した後に、成膜を実施した。
皮膜の膜厚は0.5μmから1.0μmの範囲内に調整した。
比抵抗の測定は、4探針法による電気抵抗測定により行った。
スズ付着性の評価にはスズボールを用いた摺動試験を実施した。摺動試験は、ボールオンディスク試験装置(CSM社製:Tribometer)により回転摺動試験を実施した。回転半径は1.5mmで、回転速度は0.2cm/s、荷重は0.2Nとし、ボールにはSUJ2(直径9.5mm)上に10μmのスズめっきしたものを使用した。摺動距離は0.5m一定とし、摺動試験後のスズ付着量によって評価を行った。スズ付着量の評価には、摺動円周上の3点を表面粗さ計で測定し、各箇所の付着断面積を求め3点の平均値を表中に示した。付着量が0のものは、スズの付着が発生していないものである。
結果を表1、表2に示した。
[実施例2]
上記実施例1と同様の方法で、ターゲットには1つの銅−ジルコニウム複合ターゲットを用いて(1つのターゲットは使用せず)銅−ジルコニウム皮膜を成膜した試料(試料番号14〜19)を形成した。ターゲットにはジルコニウム内に銅を埋めこんだジルコニウム−銅の複合ターゲットを用いて、ターゲット印加電力が2.0kWで成膜を実施した。成膜時には基材ステージの回転を行い、基材内での組成ムラが無いように成膜を行った。なお、成膜ガスにはアルゴンガスを用い、炭化水素ガスを用いていないため炭素成分は含んでいない。
結果を表3に示した。
11 導電性基材
12 銅−ジルコニウム皮膜
20 はんだ
21 基板
30 スパッタ装置
31 真空チャンバ
32 銅ターゲット
33 ジルコニウムターゲット
34 基材ステージ
35 基材ホルダー
36 基材
Claims (5)
- 導電性基材と、銅およびジルコニウムを含有する銅−ジルコニウム皮膜とを含む半導体検査装置用プローブピンであって、
前記銅−ジルコニウム皮膜において、ジルコニウムと銅の総原子数に対するジルコニウム原子数の割合が15〜85原子%であり、
前記皮膜の膜厚が、0.05〜3μmであり、
前記銅−ジルコニウム皮膜がさらに炭素原子を含み、
前記銅−ジルコニウム皮膜の総原子数に対する炭素原子数の割合が、40原子%以下で
あることを特徴とする半導体検査装置用プローブピン。 - 前記銅−ジルコニウム皮膜が、気相成膜法によって形成されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体検査装置用プローブピン。
- 導電性基材を含む半導体検査装置用プローブピンを製造する方法であって、
ターゲットを用いて炭素を含む反応性ガス中でスパッタリングを行うことにより、前記導電性基材上に、銅、ジルコニウム、及び炭素を含有する銅−ジルコニウム−炭素皮膜を形成する半導体検査装置用プローブピンの製造方法であって、
前記銅−ジルコニウム−炭素皮膜におけるジルコニウム原子数が、ジルコニウムと銅の総原子数に対して15〜85原子%であり、
前記炭素原子の数が、前記銅−ジルコニウム−炭素皮膜の総原子数に対して40原子%以下であり、
膜厚が0.05〜3μmであることを特徴とする半導体検査装置用プローブピンの製造方法。 - 前記スパッタリングが、アンバランストマグネトロンスパッタリングである請求項3に記載の半導体検査装置用プローブピンの製造方法。
- 請求項1または2に記載の半導体検査装置用プローブピンの先端を、半導体素子の通電部に存在するはんだに接触させ、前記半導体素子の動作確認を行う半導体検査方法。
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