半导体检测装置用接触式探针制造方法及图纸

本发明专利技术目的在于提供一种半导体检测装置用接触式探针，其是在探针与焊料接触时，防止作为焊料主要成分的锡粘着在探针的接触部，而将抗锡粘着性优异的非晶碳系导电性皮膜形成于基材表面而成的半导体检测装置用接触式探针。一种在导电性基材表面形成非晶碳系导电性皮膜而成的半导体检测装置用接触式探针，其特征在于，所述非晶碳系导电性皮膜具有如下外表面：在原子力显微镜下４μｍ２的扫描范围中，表面粗糙度（Ｒａ）为６．０ｎｍ以下，均方根斜率（ＲΔｑ）为０．２８以下，表面形态的凸部的前端曲率半径的平均值（Ｒ）为１８０ｎｍ以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在导电性基材表面形成非晶碳系导电性皮膜而成的半导体检测装置 用接触式探针，特别是涉及探针与焊料接触时，防止作为焊料主要成分的锡粘着在探针 的接触部，将抗锡粘着性优异的非晶碳系导电性皮膜形成于基材表面而成的半导体检测 装置用接触式探针。
技术介绍
半导体检测装置用接触式探针在半导体检测中，会与作为探针的对方材料的焊 料反复接触，因此，这时就有作为焊料的主要成分的锡粘着在探针的接触部的情况。若 粘着的锡被氧化，则发生阻抗的增大，在检测时引起故障。因此，锡的粘着不仅构成探 针寿命缩短的原因，而且还成为使半导体的生产率降低的原因。作为着眼于探针自身的表面性和锡对其表面的粘着性的关系的先行技术，例如 在专利文献1中提出有一种技术，其是接触端子的表面粗糙度中最大高度Ry为IOym 以下。在专利文献1中认为，该表面粗糙度能够通过对于接触端子基材表面进行机械、 化学研磨或者干式研磨而达成。此外还认为，虽然在最上面形成着含有金属元素的碳皮 膜，但碳皮膜的表面粗糙度中仍反映出基材表面的形状，而关于碳皮膜自身的表面性状 会对锡粘着性产生的影响则并未进行研究。另外，作为关于非晶碳系皮膜及其表面性状的先行技术，例如在专利文献2中 提出有一种方法，其是为了控制在电弧离子镀中发生的异物离子的附着、脱离所引起的 表面性状改变，通过形成T字形过滤电弧(filtered arc)来抑制成膜时的异物粒子的发生。 但是，在专利文献2中，并没有提出关于控制以溅射法得到的膜这样的、无异物粒子的 状态下的微细的结构的技术。先行技术文献专利文献1特开2007-24613号公报 专利文献2特开2009-6470号公报从半导体检测装置用探针高寿命化的观点出发，需要在半导体检测时与焊料的 接触中，防止作为焊料主要成分的锡粘着在探针的接触部，但至今为止所做的提案中都 得不到令人满意的答案。例如在专利文献1中提出的方法是，通过研磨探针基材的表面，使表面粗糙度 中的最大高度Ry为IOym以下。但是，根据本专利技术者等人员的研究可知，在基材上形 成皮膜时，皮膜表面的表面性状会对锡粘着性造成影响，即使在Ry满足IOym以下的表 面粗糙度的区域，由于皮膜制作时的条件等，锡的粘着仍构成问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的课题而做，其目的在于，提供一种半导体检测装置用接触式 探针，其是在导电性基材表面形成非晶碳导电性皮膜而成的半导体检测装置用接触式探3针，在探针与焊料接触时，防止作为焊料主要成分的锡粘着在探针的接触部，将抗锡粘 着性优异的非晶碳系导电性皮膜形成于基材表面而成。本专利技术者等人员就形成于半导体检测装置用探针表面的皮膜的表面性状和抗锡 粘着性的关系进行研究，在此过程中着眼于以往未经研究的、皮膜的微细区域的表面性 状带给抗锡粘着性的影响，发现通过控制皮膜的微细区域的表面性状参数，抗锡粘着性 得到显著改善，从而达成本专利技术。即，本专利技术的一个方面，是在导电性基材表面形成非晶碳系导电性皮膜而成的 半导体检测装置用接触式探针，其特征在于，所述非晶碳系导电性皮膜具有如下外表 面在原子力显微镜下4μιη2的扫描范围中，表面粗糙度(Ra)为6.0nm以下，均方根斜 率(RAq)为0. 以下，表面形态的凸部的前端曲率半径的平均值(R)为ISOnm以上。据此结构，导电性基材表面所形成的非晶碳系导电性皮膜，在检测外表面的微 细的凹凸并可对表面性状进行适当的评价的扫描范围内，因为3个表面性状参数都被控 制在上述既定的数值范围，所以能够显著降低锡对所述非晶碳系导电性皮膜的外表面的 粘着性，由此，能够降低半导体检测装置用接触式探针的故障发生，实现高寿命化。另外，所述半导体检测装置用接触式探针，优选在探针的导电性基材表面和所 述非晶碳系导电性皮膜之间具有中间层，所述中间层含有金属元素，厚度为5 600nm。 据此结构，中间层所含的金属的晶粒的生长受到抑制，因此能够减小在中间层上所形成 的非晶碳系导电性皮膜的外表面的凹凸，另外还能够确保与探针基材的附着性。另外，在所述半导体检测装置用接触式探针中，从维持接触效果并且减小非晶 碳系导电性皮膜表面的凹凸的观点出发，优选所述中间层和所述非晶碳系导电性皮膜合 并的厚度为50 2000nm。另外，优选所述中间层具有第一中间层和第二中间层，第一中间层由金属元素 构成，第二中间层含有所述金属元素和碳，并具有如下梯度组成金属元素相对于碳的 原子数的比例，在从基材表面朝向非晶碳系导电性皮膜的厚度方向上减少，所述第二中 间层被形成于所述第一中间层和所述非晶碳系导电性皮膜之间。据此结构，能够进一步 强化非晶碳系导电性皮膜对探针基材表面的附着性。根据专利技术，半导体检测装置用接触探针的导电性基材表面所形成的非晶碳系导 电性皮膜，能够在探针与焊料接触时，使作为焊料的主要成分的锡粘着在探针的接触部 的锡粘着性显著降低，由此，能够降低半导体检测装置用接触式探针的故障发生，实现 高寿命化。附图说明图1是表示通过溅射法，用于将本实施方式的非晶碳系导电性皮膜形成在基板 表面之上的溅射室内的结构的模式图。符号说明1真空室2金属靶材3钨丝/碳复合靶材4基板平台5基板载座6玻璃基板具体实施方式本专利技术的一个方向，是在探针的导电性基材的表面形成非晶碳系导电性皮膜而 成的半导体检测装置用接触式探针。首先，在实施方式1中，对于在导电性基材的表面 上直接形成非晶碳系导电性皮膜的实施方式进行说明，即，对在导电性基材表面和所述 非晶碳系导电性皮膜之间没有设置后述的中间层的实施方式进行说明。本实施方式的非晶碳系导电性皮膜，具有如下外表面在原子力显微镜下 4μ m2的扫描范围中，表面粗糙度(Ra)为6.0nm以下，均方根斜率(RAq)为0. 以下， 表面形态的凸部的前端曲率半径的平均值(R)为ISOnm以上。在本实施方式中，之所以将检测非晶碳系导电性皮膜的所述表面性状参数的外 表面的范围作为原子力显微镜下4μιη2的扫描范围，是出于以下理由。根据前述专利文献1，所公开的技术是通过研磨探针的基材，使基材的表面粗糙 度中最大高度Ry为IOym以下。在专利文献1中，是利用激光显微镜以139X277像素 测定IOOymX 200 μ m的范围而求得Ry。因此，会以大约720nm的间隔进行测定，而在 此以下的凹凸形状被错过。相对于此，在本实施方式中使用的利用原子力显微镜(AFM) 进行的2μιηΧ2μιη的测定中，数据点数在X方向为512点，在Y方向为256点，由此， 即使以256点计算，也是以7.8nm的间隔进行测定。因此根据AFM，对于激光显微镜不 能进行检测的微细的凹凸也能够进行检测。关于AFM的扫描区域的大小，例如只要在10 μ mX 10 μ m以下，便可以进行表 面性状的评价，但是若区域变大而超过2 μ mX 2 μ m，则容易受到基材的影响或污染物的 影响，有可能不能进行适当的评价。另外，低于211111\211111，例如为IymX Iym时， 表面的凹凸数量不充分，因此由测定位置导致各表面性状参数产生偏差的可能性高。因 此，将2μιηΧ2μιη = 4μιη2的区域作为扫描范围，能够适当地对非晶碳系导电性皮膜的 表面性状进行评价。其次，对于非晶碳系导电性皮膜的外表面的所述表面性状参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体检测装置用接触式探针，是在导电性基材表面上形成非晶碳系导电性皮膜而成的半导体检测装置用接触式探针，其特征在于，所述非晶碳系导电性皮膜具有如下的外表面：在原子力显微镜下４μｍ２的扫描范围中，表面粗糙度Ｒａ为６．０ｎｍ以下，均方根斜率ＲΔｑ为０．２８以下，表面形态的凸部的前端曲率半径的平均值Ｒ为１８０ｎｍ以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤弘高，山本兼司，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]