KR101748082B1 - Probe tip including amorphous alloy or nanocrystalline shape memory alloy using amorphous precursor, probe card including the same and method of recovering shape of the same - Google Patents

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Abstract

비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁이 제공된다. 구체적으로, 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁은 선단부 및 몸체부를 포함한다. 선단부는 도전성 재질을 포함하고, 반도체 장치의 검사 패드와 접촉하도록 구성된다. 몸체부는 선단부에 연결되어 선단부에 대해 전기 신호를 전달하도록 구성된다. 도전성 재질은, NiaTibHfcMd으로 표현되는 형상기억합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)이다.There is provided a probe tip including a nanocrystalline shape memory alloy using an amorphous precursor. Specifically, a probe tip including a nanocrystalline shape memory alloy using an amorphous precursor includes a tip portion and a body portion. The tip includes a conductive material and is configured to contact the test pad of the semiconductor device. The body portion is connected to the distal end portion and configured to transmit an electrical signal to the distal end portion. The conductive material is a shape memory alloy represented by Ni a Ti b Hf c M d wherein a is not less than 40 and not more than 50, b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, B19 'composed of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixing sequence with Ni, Ti and Hf, and satisfying a + b + c + d = 100, Which is a metal that can be employed.

Description

비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금 또는 비정질 합금을 포함하는 프로브 팁, 이를 포함하는 프로브 카드 및 이의 형상 회복 방법{PROBE TIP INCLUDING AMORPHOUS ALLOY OR NANOCRYSTALLINE SHAPE MEMORY ALLOY USING AMORPHOUS PRECURSOR, PROBE CARD INCLUDING THE SAME AND METHOD OF RECOVERING SHAPE OF THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a probe tip including a nanocrystalline shape memory alloy or an amorphous alloy using an amorphous precursor, a probe card including the probe tip, and a method for recovering the shape of the probe card. OF RECOVERING SHAPE OF THE SAME}

본 발명은 프로브 팁, 이를 포함하는 프로브 카드 및 이의 형상 회복 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 장치의 검사 공정에 사용될 수 있고 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금 또는 비정질 합금을 포함하는 프로브 팁, 이를 포함하는 프로브 카드 및 이의 형상 회복 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a probe tip, a probe card including the probe tip, and a method for recovering the shape of the probe tip. More particularly, the present invention relates to a probe tip including a nanocrystalline shape memory alloy or amorphous alloy using an amorphous precursor, , A probe card including the probe card, and a shape recovery method thereof.

일반적으로, 반도체 장치는 웨이퍼 상에 전기 소자들이 포함된 회로 패턴 및 이를 검사하기 위한 접촉 패드가 형성되는 패브리케이션(fabrication) 공정과, 접촉 패드에 전기적으로 접촉하여 회로 패턴의 이상 유무를 검사하는 검사(electrical die sorting) 공정과, 검사 결과 양호한 품질로 선정된 회로 패턴이 반도체 패키지로 조립되는 패키지 조립(assembly) 공정을 포함하여 제조된다.Generally, a semiconductor device includes a fabrication process in which a circuit pattern including electrical elements on a wafer and a contact pad for inspecting the circuit pattern are formed on the wafer, a test for checking whether a circuit pattern is abnormal by making electrical contact with the contact pad, an electrical die sorting process, and a package assembly process in which a circuit pattern selected with good quality is assembled into a semiconductor package.

상기 검사 공정의 경우, 접촉 패드에 전기 신호를 제공하기 위해 프로브 카드가 사용된다. 프로브 카드는 전기 신호를 인가하는 테스터에 전기적으로 연결되며, 프로브 팁을 반도체 장치의 접촉 패드에 접촉시킴으로써, 테스터로부터 인가되는 전기 신호를 전달한다. 프로브 카드를 통해 테스터로부터 접촉 패드에 인가된 전기 신호는 다시 테스터에 수신됨으로써, 반도체 장치의 불량 여부가 테스트된다.In the case of the inspection process, a probe card is used to provide electrical signals to the contact pads. The probe card is electrically connected to a tester for applying an electrical signal, and transmits the electric signal applied from the tester by bringing the probe tip into contact with the contact pad of the semiconductor device. The electric signal applied to the contact pad from the tester via the probe card is again received by the tester, thereby testing whether the semiconductor device is defective or not.

프로브 팁은 일반적으로, 접촉 패드 표면의 산화막을 제거하거나 전기 신호를 용이하게 전달하기 위해, 첨형이거나 접촉 단면이 좁은 형상의 선단부를 가질 수 있다.The probe tip may have a sharp tip or a tip with a narrow contact surface in order to remove the oxide film on the surface of the contact pad or to easily transmit an electric signal.

한편, 최근에는 반도체칩의 집적도가 커짐에 따라, 웨이퍼 상에서 이웃하는 접촉 패드들 간의 간격이 매우 좁아지며, 이에 접촉하기 위한 프로브 팁들 또한 미세한 형태로 제조되고 있다.On the other hand, in recent years, as the degree of integration of semiconductor chips increases, the interval between neighboring contact pads on the wafer becomes very narrow, and probe tips for contacting the contact pads are also made in a minute shape.

또한, 접촉 패드의 표면이 공기 중에 노출되어 산화막이 형성된 경우 접촉 패드에 전기 신호를 전달하기 위해서는 프로브 팁에 충분한 힘을 가해 접촉 패드의 표면 산화막을 제거하거나 스크래치(scratch)해야 할 수 있는데, 이로 인해 여러 웨이퍼들의 검사에 사용되는 프로브 팁의 형상이 원래 갖고 있는 형상과 달리 변형되거나 왜곡될 수 있는 문제가 있다.Further, when an oxide film is formed by exposing the surface of the contact pad to air, in order to transmit an electric signal to the contact pad, sufficient force may be applied to the probe tip to remove or scratch the surface oxide film of the contact pad. There is a problem that the shape of the probe tip used for inspection of various wafers may be deformed or distorted unlike the shape that the probe tip originally possesses.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반도체 웨이퍼의 반복된 검사 공정에서 재사용되더라도 선단부의 변형 및 왜곡이 감소될 수 있는 프로브 팁, 이러한 프로브 팁을 포함한 프로브 카드, 및 사용된 프로브 팁의 변형을 용이하게 회복시킬 수 있는 프로브 팁의 형상 회복 방법을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION A problem to be solved by the present invention is to provide a probe tip capable of reducing deformation and distortion of the tip even when it is reused in a repeated inspection process of a semiconductor wafer, a probe card including such a probe tip, And to provide a method for restoring the shape of a probe tip that can be recovered.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁을 제공한다. 상기 프로브 팁은 선단부 및 몸체부를 포함한다. 상기 선단부는 도전성 재질을 포함하고, 반도체 장치의 검사 패드와 접촉하도록 구성된다. 상기 몸체부는 상기 선단부에 연결되어 상기 선단부에 대해 전기 신호를 전달하도록 구성된다. 상기 도전성 재질은, NiaTibHfcMd으로 표현되는 형상기억합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a probe tip including a nanocrystalline shape memory alloy using an amorphous precursor. The probe tip includes a tip portion and a body portion. The tip portion includes an electrically conductive material and is configured to contact the test pad of the semiconductor device. The body is connected to the distal end to transmit an electrical signal to the distal end. Wherein the conductive material is a shape memory alloy represented by Ni a Ti b Hf c M d wherein a is not less than 40 and not more than 50, b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, d B19 'phase consisting of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixing column with Ni, Ti and Hf and satisfies a + b + c + d = 100, Lt; / RTI > metal).

상기 형상기억합금의 M은, Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있다.M of the shape memory alloy may be a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.

상기 형상기억합금은 1 nm 이상 및 1 μm 미만의 크기를 갖는 결정립을 포함할 수 있다.The shape memory alloy may include crystal grains having a size of 1 nm or more and less than 1 占 퐉.

상기 형상기억합금은 400 K 이상 및 650 K 이하의 범위에서 형상이 회복되도록 구성될 수 있다.The shape memory alloy may be configured to recover its shape in the range of 400 K or more and 650 K or less.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 비정질 합금을 포함하는 프로브 팁을 제공한다. 상기 프로브 팁은 선단부 및 몸체부를 포함한다. 상기 선단부는 도전성 재질을 포함하고, 반도체 장치의 검사 패드와 접촉하도록 구성된다. 상기 몸체부는 상기 선단부에 연결되어 상기 선단부에 대해 전기 신호를 전달하도록 구성된다. 상기 도전성 재질은, NiaTibHfcMd으로 표현되는 비정질 합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a probe tip including an amorphous alloy. The probe tip includes a tip portion and a body portion. The tip portion includes an electrically conductive material and is configured to contact the test pad of the semiconductor device. The body is connected to the distal end to transmit an electrical signal to the distal end. Wherein the conductive material is an amorphous alloy represented by Ni a Ti b Hf c M d wherein a is not less than 40 and not more than 50, b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, B19 'composed of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixing sequence with Ni, Ti and Hf, and satisfying a + b + c + d = 100, Which is a metal that can be employed.

상기 비정질 합금의 M은, Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있다.M of the amorphous alloy may be a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn,

상기 선단부 및 상기 몸체부는 일체로 형성될 수 있다.The distal end portion and the body portion may be integrally formed.

상기 선단부는, 상기 몸체부에 전기적으로 접속되고 상기 몸체부로부터 분리될 수 있도록 구성될 수 있다.The distal end portion may be electrically connected to the body portion and configured to be detachable from the body portion.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 프로브 카드를 포함한다. 상기 프로브 카드는 인쇄회로기판, 프로브 헤드, 및 복수의 프로브 팁들을 포함한다. 상기 인쇄회로기판은 회로 패턴을 포함한다. 상기 프로브 헤드는 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된다. 상기 각각의 프로브 팁들은 상기 프로브 헤드 상에서, 상기 인쇄회로기판이 대향하는 면의 반대 면에 돌출되도록 배치되어, 상기 회로 패턴에 전기적으로 연결된다. 상기 프로브 팁은 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁으로서, NiaTibHfcMd으로 표현되는 합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a probe card. The probe card includes a printed circuit board, a probe head, and a plurality of probe tips. The printed circuit board includes a circuit pattern. The probe head is electrically connected to the printed circuit board. Each of the probe tips is disposed on the probe head so as to protrude from a surface opposite to the surface on which the printed circuit board is opposed, and is electrically connected to the circuit pattern. Wherein the probe tip is a probe tip comprising a nanocrystalline shape memory alloy using an amorphous precursor, the alloy being represented by Ni a Ti b Hf c M d wherein a is greater than or equal to 40 and less than or equal to 50, b is greater than or equal to 25, C is not less than 10 and not more than 20, d is not less than 5 and not more than 10 and satisfies a + b + c + d = 100, and M is a solute element having a negative mixing column with Ni, Which is a metal that can be solubilized on B2-B19 'consisting of Ni-Ti-Hf.

상기 합금의 M은, Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있다.The M of the alloy may be a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.

상기 합금은 1 nm 이상 및 1 μm 미만의 크기를 갖는 결정립을 포함하는 형상기억합금일 수 있다.The alloy may be a shape memory alloy comprising crystal grains having a size of 1 nm or more and less than 1 占 퐉.

상기 프로브 팁은 상기 프로브 헤드에 대해 분리될 수 있도록 구성될 수 있다.The probe tip may be configured to be removable relative to the probe head.

상기 프로브 팁의 적어도 일부는 400 K 이상 및 650 K 이하의 범위에서 형상이 회복되도록 구성될 수 있다.At least a portion of the probe tip may be configured to recover its shape in the range of greater than 400K and less than 650K.

상기 형상이 회복되도록 구성되는 프로브 팁의 부분은, 상기 프로브 팁의 선단부일 수 있다.The portion of the probe tip configured to recover the shape may be the tip of the probe tip.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁의 형상 회복 방법을 제공한다. 상기 방법은, (a) 프로브 팁을 프로브 카드로부터 분리하는 단계; (b) 상기 프로브 팁을 미리 설정된 제1 온도로 가열하는 단계; (c) 상기 프로브 팁을 미리 설정된 제2 온도로 냉각하는 단계; 및 (d) 상기 프로브 팁을 프로브 카드에 재조립하는 단계를 포함한다. 상기 프로브 팁은 NiaTibHfcMd으로 표현되는 형상기억합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)을 포함한다. 상기 제1 온도는 400 K 이상 및 650 K 이하의 온도이고, 상기 제2 온도는 273 K 이상 및 450 K 이하의 온도이다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for recovering a shape of a probe tip including a nanocrystalline shape memory alloy using an amorphous precursor. The method comprises the steps of: (a) separating a probe tip from a probe card; (b) heating the probe tip to a predetermined first temperature; (c) cooling the probe tip to a second predetermined temperature; And (d) reassembling the probe tip into the probe card. Wherein the probe tip is a shape memory alloy represented by Ni a Ti b Hf c M d wherein a is greater than or equal to 40 and less than or equal to 50, b is greater than or equal to 25 and less than or equal to 35, c is greater than or equal to 10 and less than or equal to 20, B19 'composed of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixing sequence with Ni, Ti and Hf, and satisfying a + b + c + d = 100, Lt; / RTI > metal). The first temperature is a temperature of 400 K or more and 650 K or less, and the second temperature is a temperature of 273 K or more and 450 K or less.

상기 형상기억합금의 M은, Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있다.M of the shape memory alloy may be a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.

상기 형상기억합금은 1 nm 이상 및 1 μm 미만의 크기를 갖는 결정립을 포함할 수 있다.The shape memory alloy may include crystal grains having a size of 1 nm or more and less than 1 占 퐉.

본 발명에 따르면, 반도체 장치의 검사 공정에 사용될 수 있는 프로브 팁의 형상이 반복된 검사 공정에 의해 지속적으로 압력을 받아 변형되거나 왜곡되더라도, 이러한 왜곡된 형상을 회복시켜 재사용할 수 있게 함으로써, 반도체 장치의 검사 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, even if the shape of the probe tip that can be used in the inspection process of the semiconductor device is deformed or distorted by the repeated inspection process under pressure, such a distorted shape can be recovered and reused, It is possible to reduce the cost of the inspection process.

또한, 프로브 팁의 형상을 간단한 열처리에 의해 용이하게 회복시킴으로써, 프로브 팁의 재사용성을 증가시키고 반도체 장치의 검사 공정에 관련된 전체적인 비용을 절감할 수 있다.In addition, by easily recovering the shape of the probe tip by a simple heat treatment, it is possible to increase the reusability of the probe tip and reduce the overall cost associated with the inspection process of the semiconductor device.

다만, 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들을 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁의 예를 도시한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁의 제조방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금의 비정질 전구체들의 X선 회절도(X-ray diffraction, XRD)들이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함되는 형상기억합금의 유리천이에 따른 과냉각 액상 영역에서의 초소성 특징을 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함된 형상기억합금의 결정화 거동을 온도에 따라 도시한 시차주사열량분석(differential scanning calorimetry, DSC) 그래프들이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함되는 결정화된 형상기억합금의 X선 회절도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함되는 형상기억합금의 합금 조성에 따른, 결정화 이후 승온 및 냉각 시 상변태 온도의 변화를 나타내는 시차주사열량분석(DSC) 그래프들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁의 형상 회복 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금의 이차전자영상(secondary electron image)을 도시한 도면들이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금의 TEM(transmission electron microscopy) 이미지들 및 SAD(selected area diffraction) 패턴을 나타낸 도면들이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a probe card according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are views showing examples of a probe tip according to embodiments of the present invention.
3 is a flowchart showing a flow of a method of manufacturing a probe tip according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A-4D are X-ray diffraction (XRD) diagrams of amorphous precursors of shape memory alloys that may be included in probe tips according to embodiments of the present invention.
FIG. 5A is a graph showing super-plasticity characteristics in a supercooled liquid phase region according to a glass transition of a shape memory alloy included in a probe tip according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5B is differential scanning calorimetry (DSC) graphs showing the crystallization behavior of a shape memory alloy included in a probe tip according to embodiments of the present invention with temperature.
5C is an X-ray diffraction diagram of a crystallized shape memory alloy included in a probe tip according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are graphs of differential scanning calorimetry (DSC) graphs showing the change in the temperature of the phase transformation upon heating and cooling after crystallization, according to the alloy composition of the shape memory alloy included in the probe tip according to one embodiment of the present invention .
7 is a flowchart illustrating a procedure of a shape recovery method of a probe tip according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are diagrams illustrating a secondary electron image of a shape memory alloy that may be included in a probe tip according to an embodiment of the present invention.
9A to 9D are TEM (transmission electron microscopy) images and SAD (selected area diffraction) patterns of a shape memory alloy that can be included in a probe tip according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.

도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장 또는 축소된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참고번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In the drawings, where a layer is referred to as being "on" another layer or substrate, it may be formed directly on another layer or substrate, or a third layer may be interposed therebetween. In the drawings, the thicknesses of the layers and regions may be exaggerated or reduced for clarity. Like reference numerals throughout the specification denote like elements.

프로브 카드Probe card

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a probe card according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브 카드는, 인쇄회로기판(11), 프로브 헤드(15) 및 복수의 프로브 팁들(17)을 포함한다. 상기 프로브 카드는, 복수의 전도성 탄성 접속 핀들(13), 하나 이상의 보강판들(21, 23, 25), 판 스프링(31), 및 하나 이상의 고정부재들(41, 43, 45)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a probe card according to the present embodiment includes a printed circuit board 11, a probe head 15, and a plurality of probe tips 17. The probe card further includes a plurality of conductive elastic connection pins 13, one or more gussets 21, 23 and 25, a leaf spring 31 and one or more holding members 41, 43 and 45 can do.

인쇄회로기판(11)은 전도성 탄성 접속 핀들(13)을 통해 프로브 헤드(15)에 대해 전기적인 신호를 제공하기 위한 회로부분으로서, 반도체 장치의 검사용 접촉 패드들을 통해 반도체 장치의 불량 여부를 확인하기 위한 전기 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 전기 신호는 별도로 구비되는 테스터(미도시됨)로부터 제공되는 신호일 수 있다. 인쇄회로기판(11)에 제공된 전기 신호는 전도성 탄성 접속 핀들(13)을 통해 프로브 헤드(15)로 전달되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 인쇄회로기판(11)에는 전도성 탄성 접속 핀들(13)이 회로에 전기적으로 연결될 수 있도록 복수의 접속 홀들이 정의될 수 있다. 다만, 인쇄회로기판(11)이 프로브 헤드(15)와 전도성 탄성 접속 핀들(13)에 의해 전기적으로 연결되는 것은 예시적인 것으로서, 다른 실시예들에서는 얼마든지 다양한 방법으로 인쇄회로기판(11)의 전기 신호가 프로브 헤드(15)에 전달되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(11) 상에 프로브 헤드(15)가 직접 배치되어 접촉되거나 그들 사이에 다른 부재가 더 배치되어 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는, 예시적으로, 전도성 탄성 접속 핀들(13)에 의해 인쇄회로기판(11) 및 프로브 헤드(15)가 전기적으로 연결되는 것으로 가정한다.The printed circuit board 11 is a circuit part for providing an electrical signal to the probe head 15 through the conductive elastic connection pins 13 and checks whether or not the semiconductor device is defective through the contact pads for inspection of the semiconductor device To transmit the electrical signal for the < / RTI > The electrical signal may be a signal provided from a separately provided tester (not shown). The electrical signal provided to the printed circuit board 11 can be configured to be transmitted to the probe head 15 through the conductive elastic connection pins 13. [ To this end, a plurality of connection holes can be defined in the printed circuit board 11 so that the conductive elastic connection pins 13 can be electrically connected to the circuit. However, the printed circuit board 11 is electrically connected to the probe head 15 by the conductive elastic connection pins 13, and in other embodiments, the printed circuit board 11 may be electrically connected to the printed circuit board 11 An electrical signal may be transmitted to the probe head 15. For example, the probe head 15 may be arranged directly on the printed circuit board 11 and contacted, or another member may be further disposed therebetween, so that the probe head 15 is electrically connected. In this embodiment, it is assumed that the printed circuit board 11 and the probe head 15 are electrically connected by the conductive elastic connection pins 13 by way of example.

전도성 탄성 접속 핀들(13)은 인쇄회로기판(11) 및 프로브 헤드(15)의 사이에 배치될 수 있다. 전도성 탄성 접속 핀들(13)은 인쇄회로기판(11)의 접속 홀들에 각각 삽입되고 부분적으로 돌출될 수 있다. 실시예에 따라, 전도성 탄성 접속 핀들(13)은 인쇄회로기판(11) 및 프로브 헤드(15) 사이의 이격된 거리가 적어도 부분적으로 변할 수 있도록 상기 인쇄회로기판(11) 및 프로브 헤드(15)의 사이에서 굴곡진(curved) 형상을 가질 수 있다. 이러한 굴곡진 형상이 탄성에 의해 변형 및 회복됨으로써, 인쇄회로기판(11) 및 프로브 헤드(15) 사이의 이격 거리가 변할 수 있다. 다만, 이러한 탄성 부재가 인쇄회로기판(11) 및 프로브 헤드(15) 사이에 배치되는 것은 예시적인 것으로서, 실시예에 따라서는 탄성 부재가 프로브 헤드(15) 및 후술할 프로브 팁들(17) 사이에 배치되는 등 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이와 같이, 탄성 부재는 프로브 팁들(17)을 통해 반도체 장치의 검사용 기판에 압력이 가해지는 방향을 따라 탄성을 제공하도록 프로브 카드 내에서 다양한 위치에 배치될 수 있다.The conductive elastic connection pins 13 may be disposed between the printed circuit board 11 and the probe head 15. [ The conductive elastic connection pins 13 may be respectively inserted into the connection holes of the printed circuit board 11 and partially protruded. The conductive elastic connection pins 13 may be mounted on the printed circuit board 11 and the probe head 15 such that the spaced distance between the printed circuit board 11 and the probe head 15 may be at least partially varied, And may have a curved shape in between. This curved shape is deformed and restored by the elasticity, so that the distance between the printed circuit board 11 and the probe head 15 can be changed. It is to be noted that such an elastic member is disposed between the printed circuit board 11 and the probe head 15 by way of example and the elastic member may be provided between the probe head 15 and the probe tips 17 And the like. As such, the elastic member can be disposed at various locations within the probe card to provide elasticity along the direction in which pressure is applied to the inspection substrate of the semiconductor device via the probe tips 17. [

프로브 헤드(15)는 전도성 탄성 접속 핀들(13)로부터 제공되는 전기 신호를 프로브 팁(17)으로 전달하도록 구성될 수 있다. 프로브 헤드(15)는 전도성 탄성 접속 핀들(13)에 의해 인쇄회로기판(11)과 이격될 수 있으며, 인쇄회로기판(11)에 대향할 수 있다.The probe head 15 may be configured to transmit an electrical signal provided from the conductive elastic connection pins 13 to the probe tip 17. [ The probe head 15 can be spaced apart from the printed circuit board 11 by the conductive elastic connection pins 13 and can be opposed to the printed circuit board 11. [

프로브 팁들(17)은 프로브 헤드(15)로부터 돌출되도록, 프로브 헤드(15)의 일 면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 프로브 팁들(17)은 프로브 헤드(15)가 인쇄회로기판(11)에 대향하는 면의 반대 면에서 돌출되도록 배치될 수 있다. 프로브 팁(17)은 전도성 탄성 접속 핀들(13)로부터 제공되는 전기 신호를 반도체 장치의 검사용 접촉 패드에 대해 전달하도록 구성될 수 있다. 프로브 팁(17)의 형상은 다양할 수 있는데, 프로브 팁(17)에 대해서는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.The probe tips 17 may be disposed on one side of the probe head 15 so as to protrude from the probe head 15. Specifically, the probe tips 17 may be arranged so that the probe head 15 protrudes from the opposite surface of the surface opposed to the printed circuit board 11. The probe tip 17 can be configured to transmit an electric signal provided from the conductive elastic connection pins 13 to the inspection contact pad of the semiconductor device. The shape of the probe tip 17 may vary, and the probe tip 17 will be described in more detail with reference to FIGS. 2A to 2C.

프로브 팁Probe tip

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁의 예를 도시한 도면들이다.2A to 2C are views showing examples of a probe tip according to embodiments of the present invention.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁은 반도체 장치의 검사용 접촉 패드와 접촉할 수 있는 선단부(17a)를 포함한다. 프로브 팁은 선단부(17a)에 연결되고 선단부에 대해 전기 신호를 전달하도록 구성되는 몸체부(17b)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 프로브 팁의 선단부(17a)와 몸체부(17b)는 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 프로브 팁의 선단부(17a) 및 몸체부(17b)는 동일한 성분으로 조성될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서는, 프로브 팁의 선단부(17a)가 몸체부(17b)와 분리되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 프로브 팁의 선단부(17a)에는 프로브 팁의 몸체부(17b)로부터 전기 신호가 전달될 수 있다. 즉, 프로브 팁의 선단부(17a)는 프로브 팁의 몸체부(17b)에 전기적으로 접속될 수 있다. 다만, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 프로브 팁은 예시적인 것으로서, 본 발명에 따른 프로브 팁이 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예들만으로 한정되는 것은 아니고, 얼마든지 이와 다른 형상을 갖도록 구성될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.Referring to FIGS. 2A to 2C, the probe tip according to the embodiments of the present invention includes a tip portion 17a that can contact a contact pad for inspection of a semiconductor device. The probe tip may further include a body portion 17b connected to the distal end 17a and configured to transmit an electrical signal to the distal end. According to the embodiment, the tip portion 17a of the probe tip and the body portion 17b may be integrally formed. In this case, the distal end portion 17a and the body portion 17b of the probe tip can be made of the same components. Alternatively, in another embodiment, the distal end portion 17a of the probe tip may be configured to be separated from the body portion 17b. In this case, an electrical signal can be transmitted from the body portion 17b of the probe tip to the tip portion 17a of the probe tip. That is, the tip portion 17a of the probe tip can be electrically connected to the body portion 17b of the probe tip. However, the probe tips shown in Figs. 2A to 2C are illustrative, and the probe tips according to the present invention are not limited to the embodiments shown in Figs. 2A to 2C, but may be configured to have different shapes It should be understood that there is.

이러한 프로브 팁은 반도체 장치의 검사 공정에서, 반도체 장치의 검사용 접촉 패드에 대해 소정의 압력으로 직접 접촉될 수 있다. 이때, 프로브 팁이 반도체 장치의 검사 공정에 반복하여 사용됨에 따라, 검사용 접촉 패드에 접하는 프로브 팁의 형상이 부분적으로 변형되거나 왜곡될 수 있다. 예를 들어, 반도체 장치의 검사용 접촉 패드에 접하는 프로브 팁의 선단부(17a)가 첨형 형상을 갖는 경우, 프로브 팁의 선단부(17a)가 소정의 압력으로 여러 접촉 패드에 반복하여 접촉됨으로써, 첨형 형상이 변형되어 둔탁한 형상으로 왜곡될 수 있다. 이 경우, 프로브 팁(17a)의 왜곡된 형상에 의해 반도체 장치의 검사 결과가 영향을 받을 수 있다.In the inspection process of the semiconductor device, such a probe tip can be brought into direct contact with the inspection contact pad of the semiconductor device at a predetermined pressure. At this time, as the probe tip is repeatedly used in the inspection process of the semiconductor device, the shape of the probe tip in contact with the contact pad for inspection may be partially deformed or distorted. For example, when the tip portion 17a of the probe tip in contact with the contact pad for inspection of the semiconductor device has an acute shape, the tip portion 17a of the probe tip is repeatedly contacted with various contact pads at a predetermined pressure, Can be deformed and distorted into a blunt shape. In this case, the inspection result of the semiconductor device may be influenced by the distorted shape of the probe tip 17a.

이와 같은 프로브 팁의 형상 왜곡을 바로잡기 위해, 본 실시예에 따른 프로브 팁은 형상기억합금 또는 비정질 합금을 포함할 수 있다. 즉, 프로브 팁은 반도체 장치의 검사용 접촉 패드에 대해 전기 신호를 제공하기 위해, 도전성 재질을 포함하는데, 특히, 프로브 팁의 선단부(17a)는 도전성 재질로서, NiaTibHfcMd로 표현되는 형상기억합금 또는 비정질 합금을 포함할 수 있다. 여기서, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족한다. 또한, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속 성분으로서, 보다 구체적으로는, Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있다.In order to correct such shape distortion of the probe tip, the probe tip according to the present embodiment may include a shape memory alloy or an amorphous alloy. That is, the probe tip includes a conductive material in order to provide an electrical signal to the inspection contact pad of the semiconductor device. In particular, the tip portion 17a of the probe tip is made of a conductive material, Ni a Ti b Hf c M d And may include a shape memory alloy or an amorphous alloy to be expressed. Wherein a is not less than 40 and not more than 50, b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, d is not less than 5 and not more than 10 and a + b + c + d = 100 . Further, M is a metal component which can be solidified on B2-B19 'formed of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixed heat with Ni, Ti and Hf, and more specifically, Zr, Pd, Pt , Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr, and V.

일반적으로 형상기억합금은 형상기억(shape memory) 특성 및 초탄성(superelasticity) 특성을 가진다. 형상기억 특성은, 형상기억합금이 저온 냉각되어 얻어진 저온 안정 상(phase)의 마르텐사이트(martensite)를, 낮은 온도에서 외부 형상을 변형시킨 후 가열하면, 고온 안정 상의 오스테나이트(austenite)로 상변태(phase transformation)되면서 변형 전의 형상을 회복하는 특성이다.Generally, shape memory alloys have shape memory characteristics and superelasticity characteristics. The shape memory property is obtained by modifying martensite of low temperature stable phase obtained by cooling the shape memory alloy at a low temperature and modifying the external shape at a low temperature and then heating it to a high temperature stable phase austenite phase transformation, and recover the shape before deformation.

초탄성 특성은 고온 안정 상(phase)의 온도 영역에서 응력(stress)을 가한 뒤 가해진 응력을 제거하면, 변형되었던 합금이 안정한 고온 상으로 돌아가면서 초기 형상으로 복원되는 특성이다.The superelastic property is a characteristic that the deformed alloy is restored to its initial shape after returning to a stable high temperature phase by removing the applied stress after applying stress in a high temperature stable phase region.

이러한 형상기억합금의 형상기억 특성 및 초탄성 특성은 고온/저온 안정 상의 오스테나이트 또는 마르텐사이트가 상변태함에 따라 나타나는 특성으로서, 온도에 따라 안정한 상의 종류 및 정도 등의 물리적인 특성이 달라지므로, 형상기억합금을 적용함에 있어서, 형상기억합금의 상변태 온도가 중요한 요인이 된다.The shape memory and superelastic characteristics of such shape memory alloys are characteristics that appear as austenite or martensite phase transition at a high / low temperature stable phase, and physical characteristics such as the type and degree of the stable phase depend on the temperature, In applying the alloy, the phase transformation temperature of the shape memory alloy is an important factor.

통상적인 형상기억합금의 경우, Ni-Ti의 2원계 형상기억합금을 사용함으로써, 합금을 적용할 수 있는 온도 범위가 약 80℃ 이하로 제한된다. 이에 따라, 고온 환경에 노출될 수 있는 부품에는 이러한 2원계 Ni-Ti 형상기억합금을 적용하기에 어려움이 있다.In the case of a typical shape memory alloy, by using a Ni-Ti binary shape memory alloy, the temperature range in which the alloy can be applied is limited to about 80 캜 or less. As a result, it is difficult to apply such a binary Ni-Ti shape memory alloy to a component that can be exposed to a high temperature environment.

또한, Ni-Ti의 2원계 형상기억합금에 다른 원소를 첨가하여 고온용 형상기억합금을 개발하는 시도도 이뤄지고 있으나, 이 경우 가용 한계 온도가 상승할수록 성형성이 급속히 완화되어 실제 부품에 적용되기는 어렵다. 또한, 고온용 형상기억합금의 결정립을 초미세화하기 위해서는 약 600℃ 이상의 높은 온도에서 강소성 가공(severe plastic working)을 수행해야 하는 문제가 있다.In addition, attempts have been made to develop a shape memory alloy for high temperature by adding another element to the binary alloy of Ni-Ti, but in this case, as the available temperature becomes higher, the moldability is rapidly alleviated, . Further, in order to miniaturize the crystal grains of the high-temperature shape memory alloy, it is necessary to perform severe plastic working at a temperature of about 600 ° C or higher.

특히, 반도체 장치의 크기가 미세화되고, 그와 함께 반도체 장치의 검사용 접촉 패드의 크기 또한 미세화됨에 따라, 이러한 초소형 반도체 장치의 검사용 접촉 패드에 접촉하는 프로브 팁의 형상 또한 정밀하게 가공될 필요가 있다. 그러나, 이러한 형상기억합금이 나노 결정립을 갖도록 가공하기 위해서는 강소성 가공법이 수행되어야 하므로, 프로브 팁의 형상을 원하는 형태로 가공하기에 복잡한 공정이 필요하고 높은 비용이 소요될 수 있다.Particularly, as the size of the semiconductor device is miniaturized and the size of the contact pad for inspection of the semiconductor device is also miniaturized, the shape of the probe tip in contact with the contact pad for inspection of such a miniaturized semiconductor device also needs to be precisely processed have. However, in order to process the shape memory alloy so as to have nanocrystalline grains, a complicated process is required to process the shape of the probe tip into a desired shape and a high cost may be required.

그러나, 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함되는 형상기억합금은, NiaTibHfcMd로 표현되는 비정질 전구체 합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)의 과냉각 액상 영역에서의 간단한 열소성 가공 및 열처리 공정에 의해 나노 결정립을 갖도록 제조될 수 있어, 프로브 팁의 제조비용이 감소되면서도, 형상기억합금의 형상기억 특성을 이용한 프로브 팁의 재사용성이 향상될 수 있다.However, the shape memory alloy included in the probe tip according to the embodiments of the present invention is an amorphous precursor alloy represented by Ni a Ti b Hf c M d (where a is not less than 40 and not more than 50, and b is not less than 25 And not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, d is not less than 5 and not more than 10, and satisfies a + b + c + d = 100 and M has a negative mixing column with Ni, Ti and Hf Can be manufactured to have nanocrystalline grains by a simple thermo plastic working and heat treatment process in a supercooled liquid phase region of a metal (which is a metal which can be dissolved on B2-B19 'made of Ni-Ti-Hf as a solute element) The reusability of the probe tip using the shape memory property of the shape memory alloy can be improved while the manufacturing cost is reduced.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁이 NiaTibHfcMd로 표현되는 비정질 합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)을 포함하는 경우에는, 상기 프로브 팁이 결정립 합금을 포함하는 경우에 비해 탄성 변형률이 약 2% 이상으로 향상되고(결정립의 경우 1% 미만의 탄성 변형률을 보임), 합금의 강도가 높아져서, 소성 변형에 대한 저항성이 증가한다. 따라서, 프로브 팁이 이러한 비정질 합금을 포함하는 경우에는, 반도체 장치의 반복적인 검사 공정에서 결정립 합금을 포함한 프로브 팁에 비해 탄성 회복성이 향상되어 프로브 팁의 수명이 증가할 수 있다.Meanwhile, the probe tip according to embodiments of the present invention may be an amorphous alloy represented by Ni a Ti b Hf c M d (where a is at least 40 and not more than 50, b is at least 25 and not more than 35, c is at least 10 And M is a solute element having a negative mixing sequence with Ni, Ti and Hf, and Ni-Ti-Hf < RTI ID = 0.0 > , The elastic strain of the probe tip is improved to about 2% or more (in the case of the crystal grains, less than 1% of the crystal grain is contained) ), The strength of the alloy increases, and resistance to plastic deformation increases. Therefore, when the probe tip includes such an amorphous alloy, elastic recovery can be improved in the repeated inspection process of the semiconductor device as compared with the probe tip including the crystal alloy, so that the life of the probe tip can be increased.

한편, 이와 같이, NiaTibHfcMd로 표현되는 비정질 합금 또는 NiaTibHfcMd로 표현되는 비정질 전구체를 이용한 나노결정립을 포함한 형상기억합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)의 원자 비율(atm.%)이 상술한 범위를 벗어나는 경우에는, 비정질 합금 또는 비정질 전구체 합금의 부분 결정화에 따라, 비정질 합금으로서 향상된 탄성 변형률을 얻기 어렵거나, 결정립 합금으로서 나노결정립을 형성하기 어렵게 만든다. 이러한 비정질 (전구체) 합금의 부분 결정화는 첨부된 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 후술하도록 한다.On the other hand, this way, Ni a Ti b Hf c M d shape memory alloy containing nanocrystalline using an amorphous precursor is represented by an amorphous alloy or a Ni a Ti b Hf c M d is represented as (where, a is 40 - and 50 B is 25 or more and 35 or less, c is 10 or more and 20 or less, d is 5 or more and 10 or less and a + b + c + d = 100, M is Ni, Ti and Hf (Atomic%) of the solute element having a negative mixed heat and being a metal which can be solved on B2-B19 'made of Ni-Ti-Hf is out of the above-mentioned range, the amorphous alloy or Partial crystallization of the amorphous precursor alloy makes it difficult to obtain an improved elastic strain as an amorphous alloy or to form nano-crystal grains as a crystal grain alloy. The partial crystallization of such an amorphous (precursor) alloy is described below with reference to FIGS. 4A to 4D.

이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁의 제조방법은 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a probe tip according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

Ni-Ti-Hf-M계 형상기억합금을 포함한 프로브 팁의 제조방법Method for manufacturing a probe tip including a Ni-Ti-Hf-M based shape memory alloy

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁의 제조방법의 흐름을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart showing a flow of a method of manufacturing a probe tip according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁의 형상기억합금을 제조하는 방법은, Ni-Ti-Hf-M계(M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임) 합금을 급속응고하여 비정질 전구체 합금으로 주조하는 단계(S12), 비정질 전구체 합금을 과냉각 액상 영역에서 100 MPa 이하의 하중으로 성형하는 단계(S14), 및 성형된 비정질 전구체 합금을 결정화 완료 온도 이상으로 가열하는 단계(S16)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a method of manufacturing a shape memory alloy of a probe tip according to an embodiment of the present invention includes forming a Ni-Ti-Hf-M alloy (M is a solute having a negative mixed heat with Ni, (Step S12) of rapidly solidifying and alloying the amorphous precursor alloy into an amorphous precursor alloy, which is a metal that can be solidified on B2-B19 'made of Ni-Ti-Hf as an element, (S14) molding the amorphous precursor alloy into a load, and heating the formed amorphous precursor alloy to a crystallization completion temperature or higher (S16).

본 실시예에서, 프로브 팁은 선단부 및 몸체부가 일체로 형성되거나, 선단부가 몸체로부터 분리 가능하도록 형성될 수 있다(도 2a 내지 도 2c 참조). 이때, 어느 경우이든지 프로브 팁의 선단부는 형상기억합금을 포함한다. 실시예에 따라서는, 프로브 팁의 선단부 및 몸체부가 일체로 형성되더라도, 각각 서로 다른 조성비의 형상기억합금을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로브 팁의 선단부는 Ni50Ti33Hf12Zr5의 나노 결정립 형상기억합금을 포함하도록 구성되고, 프로브 팁의 몸체부는 Ni50Ti28Hf12Zr10의 나노 결정립 형상기억합금을 포함하도록 구성될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 프로브 팁의 선단부 및 몸체부가 일체로 형성되어 동일한 조성의 형상기억합금을 포함하는 것으로 가정한다.In this embodiment, the probe tip may be formed integrally with the distal end portion and the body portion or may be formed such that the distal end thereof is detachable from the body (see Figs. 2A to 2C). In either case, the tip of the probe tip includes a shape memory alloy. According to the embodiment, even if the tip portion and the body portion of the probe tip are integrally formed, the shape memory alloy may have different composition ratios. For example, the tip of the probe tip is configured to include a nanocrystalline shape memory alloy of Ni 50 Ti 33 Hf 12 Zr 5 , and the body of the probe tip includes a nanocrystalline shape memory alloy of Ni 50 Ti 28 Hf 12 Zr 10 . However, in the present embodiment, it is assumed that the tip end portion and the body portion of the probe tip are integrally formed and include the shape memory alloy of the same composition for the convenience of explanation.

단계 S12에서는, Ni-Ti-Hf-M계 합금이 급속 응고되어 비정질 전구체 합금으로 주조될 수 있다. 이때, M은 Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속일 수 있다. 이러한 비정질 전구체 합금의 조성은 도 4a 내지 도 4d의 X선 회절도(X-ray diffraction, XRD)에서 확인된다.In step S12, the Ni-Ti-Hf-M based alloy is rapidly solidified and can be cast into an amorphous precursor alloy. In this case, M may be a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, The composition of such an amorphous precursor alloy is confirmed by X-ray diffraction (XRD) of FIGS. 4A to 4D.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금의 비정질 전구체들의 X선 회절도들이다.Figures 4A-4D are X-ray diffraction diagrams of amorphous precursors of shape memory alloys that may be included in a probe tip according to embodiments of the present invention.

도 4a를 참조하면, 형상기억합금의 조성으로서, Ni50Ti33Hf12M5인 경우, Ni47Ti32Hf13M5인 경우, Ni45Ti35Hf15M5인 경우, Ni40Ti33Hf20M7인 경우의 XRD가 확인된다. 도 4a를 참조하면, 각각의 경우 모두, 2θ= 40 deg. 근방에서 넓은 피크(peak)를 갖는 비정질 구조를 나타냄을 확인할 수 있다. 이때, Ni-Ti-Hf-M계의 형상기억합금의 조성에서, M으로서 Zr이 사용되었다. 후술하는 도 4b 내지 도 4d에서도 M으로서 Zr이 사용되었지만, 본 실시예에 따른 형상기억합금의 조성에서 M이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속이며, Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V 중에서 선택된 하나의 금속일 수 있다. 도 4a에서는, Ni-Ti-Hf-M계의 형상기억합금의 조성에서 특히, Ni이 40 내지 50의 범위로 포함되는 경우의 비정질 상태를 나타낸다. 이에 반해, Ni이 상기 40 내지 50의 범위를 벗어나는 경우에는 합금의 XRD 패턴이 부분적으로 결정화된 상태로 나타나는데, 이는 도 4b를 참조하여 설명하도록 한다.Referring to FIG. 4A, when the composition of the shape memory alloy is Ni 50 Ti 33 Hf 12 M 5 , Ni 47 Ti 32 Hf 13 M 5 , and Ni 45 Ti 35 Hf 15 M 5 , Ni 40 Ti 33 XRD in the case of Hf 20 M 7 is confirmed. Referring to FIG. 4A, in each case, 2? = 40 deg. And shows an amorphous structure having a broad peak in the vicinity thereof. At this time, in the composition of the Ni-Ti-Hf-M type shape memory alloy, Zr was used as M. 4B to 4D described later, Zr is used as M, but M is not limited to the composition of the shape memory alloy according to this embodiment. That is, M is a solute element having a negative mixed heat with Ni, Ti and Hf, and is a metal that can be solidified on B2-B19 'formed of Ni-Ti-Hf, and Zr, Pd, Pt, Au, , Cu, Sn, Cr, and V. < RTI ID = 0.0 > 4A shows an amorphous state in the case where Ni is included in the range of 40 to 50, particularly in the composition of the Ni-Ti-Hf-M type shape memory alloy. On the contrary, when the Ni exceeds the range of 40 to 50, the XRD pattern of the alloy appears to be partially crystallized, which will be described with reference to FIG. 4B.

도 4b를 참조하면, 형상기억합금의 조성으로서, Ni53Ti30Hf12M5인 경우 및 Ni38Ti35Hf17M10인 경우의 XRD가 확인된다. 도 4b를 참조하면, 두 경우 모두, 부분적으로 결정화된(partially crystallized) 모습의 XRD 피크들이 확인되는데, 구체적으로, Ni53Ti30Hf12M5인 경우에는 2θ= 30 deg., 42 deg., 60 deg. 등에서 부분적으로 좁은 피크가 발생하는 것으로 확인된다. 또한, Ni38Ti35Hf17M10인 경우에는 2θ= 42 deg.에서 강한 피크가 발생하는 것으로 확인된다. 따라서, 도 4a 및 도 4b에 비추어 볼 때, Ni-Ti-Hf-M계 형상기억합금의 조성 비율 중 Ni의 함량이 40 미만이거나 50을 초과하는 경우, 비정질 전구체 합금이 부분적으로 결정화되는 것을 알 수 있었다.Referring to FIG. 4B, XRD in the case of Ni 53 Ti 30 Hf 12 M 5 and Ni 38 Ti 35 Hf 17 M 10 is confirmed as the composition of the shape memory alloy. Referring to FIG. 4B, in both cases, partially crystallized XRD peaks are observed, specifically, in the case of Ni 53 Ti 30 Hf 12 M 5 , 2θ = 30 deg., 42 deg. 60 deg. It is confirmed that a narrow peak is generated in some cases. Also, it was confirmed that a strong peak occurs at 2? = 42 deg. When Ni 38 Ti 35 Hf 17 M 10 is used. 4A and 4B, when the Ni content in the composition ratio of the Ni-Ti-Hf-M type shape memory alloy is less than 40 or more than 50, it is found that the amorphous precursor alloy is partially crystallized I could.

도 4c를 참조하면, 형상기억합금의 조성으로서, Ni50Ti33Hf12M5인 경우 및 Ni50Ti28Hf12M10인 경우의 XRD가 확인된다. 도 4c를 참조하면, 두 경우 모두, 비정질 상태로서 2θ= 40 deg.에서 넓은 피크가 나타나는 것으로 확인된다. 따라서, Ti이 25 내지 35의 범위의 조성비로 포함되고, M이 5 내지 10의 범위의 조성비로 포함되는 경우, 본 발명에 따른 프로브 팁에 사용되기 위한 비정질 전구체로서의 특징을 가질 수 있음을 알 수 있다. 이에 반해, M의 조성비가 5 내지 10의 범위를 벗어나거나, Ti의 조성비가 25 내지 35의 범위를 벗어나는 경우에는 비정질 전구체가 부분적으로 결정화될 수 있는데, 이는 도 4d를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Referring to FIG. 4C, XRD in the case of Ni 50 Ti 33 Hf 12 M 5 and Ni 50 Ti 28 Hf 12 M 10 is confirmed as the composition of the shape memory alloy. Referring to FIG. 4C, in both cases, it is confirmed that a broad peak appears at 2? = 40 deg. In an amorphous state. Thus, it can be seen that when Ti is included in the composition ratio in the range of 25 to 35 and M is included in the composition ratio in the range of 5 to 10, it can have the characteristic as an amorphous precursor for use in the probe tip according to the present invention have. On the other hand, when the composition ratio of M is out of the range of 5 to 10, or when the composition ratio of Ti is out of the range of 25 to 35, the amorphous precursor can be partially crystallized, which will be described in detail with reference to FIG. 4D.

도 4d를 참조하면, 형상기억합금의 조성으로서, Ni50Ti23Hf12M15인 경우, Ni50Ti25Hf12M13인 경우, Ni50Ti35Hf12M3인 경우, Ni50Ti38Hf12인 경우의 XRD가 확인된다. 도 4d에서는 4개의 XRD 모두 부분적으로 결정화된 모습의 패턴이 나타나는데, 도 4d에 도시된 2번째 및 3번째의 XRD를 도 4c의 경우와 비교하면, M이 5 내지 10의 범위를 벗어나는 경우에, 합금이 부분적으로 결정화되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 4d에 도시된 1번째 및 4번째의 XRD를 도 4c의 경우와 비교하면, Ti이 25 내지 35의 범위를 벗어나는 경우와, Ni-Ti-Hf의 3원계 합금만으로 조성되는 경우에도 합금이 부분적으로 결정화된 것이 확인되었다.Referring to Figure 4d, as a composition of the shape memory alloy, Ni 50 Ti 23 Hf 12 M 15 of the case, Ni 50 Ti 25 Hf 12 M 13 of the case, Ni 50 Ti 35 Hf 12 when the M 3, Ni 50 Ti 38 XRD in the case of Hf 12 is confirmed. In FIG. 4D, a pattern of a partially crystallized state appears in all four XRDs. When the second and third XRDs shown in FIG. 4D are compared with those in FIG. 4C, when M is out of the range of 5 to 10, It can be confirmed that the alloy is partially crystallized. In addition, when the first and fourth XRDs shown in FIG. 4D are compared with the case of FIG. 4C, even when the Ti is out of the range of 25 to 35 and only the ternary alloy of Ni-Ti-Hf is formed, It was confirmed that this was partially crystallized.

따라서, 본 발명에 따른 프로브 팁에 사용되기 위한 Ni-Ti-Hf-M계의 형상기억합금 NiaTibHfcMd의 조성비율이, a는 40 내지 50이고, b는 25 내지 35이며, c는 10 내지 20이고, d는 5 내지 10일 경우(a+b+c+d=100)에 비로소, Ni-Ti-Hf-M계의 형상기억합금이 나노결정립을 갖기 위한 비정질 전구체로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, the composition ratio of the Ni-Ti-Hf-M shape memory alloy Ni a Ti b Hf c M d for use in the probe tip according to the present invention is such that a is from 40 to 50, b is from 25 to 35 (a + b + c + d = 100), the shape memory alloy of the Ni-Ti-Hf-M type is an amorphous precursor for obtaining nanocrystalline grains Can be used.

한편, 전술한 Ni-Ti-Hf-M계의 비정질 전구체를 이용한 형상기억합금의 조성비율은, 비정질 합금에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 원자 비율로 설명된 형상기억합금 또는 비정질 합금의 조성비는, Ni 28 내지 45wt%, Ti 14 내지 26wt%, Hf 22 내지 42wt%, 잔부 M 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있으며, 상기 M은 Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V 중에서 선택될 수 있다.On the other hand, the composition ratio of the shape memory alloy using the aforementioned Ni-Ti-Hf-M amorphous precursor can be similarly applied to the amorphous alloy. As described above, the composition ratio of the shape memory alloy or the amorphous alloy described in terms of atomic ratios may include 28 to 45 wt% of Ni, 14 to 26 wt% of Ti, 22 to 42 wt% of Hf, the remainder M and unavoidable impurities , M may be selected from Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.

원자 비율(at.%)Atomic ratio (at.%) 중량 비(wt.%)Weight ratio (wt.%) 최소at least 최대maximum 최소at least 최대maximum NiNi 4040 5050 2828 4545 TiTi 2525 3535 1414 2626 HfHf 1010 2020 2222 4242 MM 55 1010 잔부Remainder 잔부Remainder

이하에서는, 설명의 편의를 위해, Ni-Ti-Hf-M계의 합금의 조성비를 원자 비율로 표현하여 설명하도록 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the composition ratio of the Ni-Ti-Hf-M alloy will be described by the atomic ratio.

다시 도 3을 참조하면, 단계 S14에서는 앞선 단계 S12에서 주조된 비정질 (전구체) 합금을 과냉각 액상 영역에서 100 MPa 이하의 하중으로 성형할 수 있다. 통상적인 Ni-Ti에 다른 금속을 첨가한 3원계 형상기억합금(예컨대, Ni50Ti38Hf12)의 경우, 결정립을 초미세화하여 형상기억특성을 향상시키기 위해서는 약 600℃ 이상의 고온에서 강소성 가공을 수행해야 한다. 이에 따라, 미세화된 결정립을 갖는 형상기억합금을 처리하는 데에 필요한 공정이 복잡해지고, 제조비용 및 시간이 많이 소요된다.Referring again to FIG. 3, in step S14, the amorphous (precursor) alloy cast in the preceding step S12 can be formed into a load of 100 MPa or less in the supercooled liquid phase region. In the case of a ternary shape memory alloy (for example, Ni 50 Ti 38 Hf 12 ) in which other metals are added to ordinary Ni-Ti, in order to improve the shape memory characteristics by making crystal grains extremely fine, Should be done. As a result, the steps required to process the shape memory alloy having the finely grained crystal are complicated, and the manufacturing cost and time are increased.

이에 반해, 단계 S14에서는 주조된 비정질 (전구체) 합금을 과냉각 액상 영역에서 수 MPa 내지 수십 MPa의 현저히 낮은 하중으로 성형함으로써, 비정질 (전구체) 합금의 성형 공정을 단순화하고 제조비용도 감소시킬 수 있다. 이러한 성형 공정을 통해 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁을 원하는 형상으로 성형할 수 있다.On the other hand, in step S14, the molding process of the amorphous (precursor) alloy can be simplified and the manufacturing cost can be reduced by molding the cast amorphous (precursor) alloy in a supercooled liquid phase region at a remarkably low load of several MPa to several tens MPa. Through this molding process, the probe tip according to the embodiments of the present invention can be formed into a desired shape.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함되는 형상기억합금의 유리천이에 따른 과냉각 액상 영역에서의 초소성 특징을 도시한 도면이다.FIG. 5A is a graph showing super-plasticity characteristics in a supercooled liquid phase region according to a glass transition of a shape memory alloy included in a probe tip according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 5a를 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브 팁에 포함된 형상기억합금은 Ni-Ti-Hf-M계(M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임) 비정질 전구체 합금이 유리천이됨에 따라 과냉각 액상 영역 중 약 400℃ 내지 약 550℃의 온도 영역에서 초소성(super plasticity) 특성이 나타는 것을 확인할 수 있다. 이러한 초소성 특성이 나타나는 온도 영역은 본 발명의 실시예들에 따른 형상기억합금을 원하는 형상으로 성형하는 데에 사용될 수 있다.5A, the shape memory alloy included in the probe tip according to the present embodiment is a Ni-Ti-Hf-M alloy (M is a Ni-Ti- Hf). As the amorphous precursor alloy is glass transitioned, super plasticity is exhibited in the supercooled liquid phase region at a temperature range of about 400 ° C to about 550 ° C Can be confirmed. The temperature region in which such superplasticity characteristics appear can be used to shape the shape memory alloy according to the embodiments of the present invention into a desired shape.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 팁이 Ni-Ti-Hf-M계(M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)의 비정질 합금을 포함하는 경우에는, 상술한 단계 S12 및 S14에 의해 과냉각 액상 영역에서 성형된 프로브 팁이 그 자체로, 반도체 검사 공정에 사용되도록 구성될 수 있다. 이 경우, Ni-Ti-Hf-M계의 비정질 합금을 급속 응고하여, 전술한 원자 비율의 조성비를 포함하는 비정질 합금으로 주조하고(S12), 이를 과냉각 액상 영역에서 100 MPa 이하의 하중으로 성형함으로써(S14), 프로브 팁을 제조할 수 있다. 이렇게 비정질 합금을 포함하여 제조된 경우, 프로브 팁의 탄성 변형률이 향상되고, 프로브 팁에 포함된 합금의 강도가 높아져서, 소성 변형에 대한 저항성이 증가할 수 있다. 이에 따라, 반도체 장치의 반복적인 검사 공정에서 프로브 팁의 탄성 회복성이 향상되고, 프로브 팁의 수명이 증가할 수 있다.Meanwhile, when the probe tip according to the embodiment of the present invention is a Ni-Ti-Hf-M type (M is a B2-B19 'phase formed of Ni-Ti-Hf as a solute element having negative mixing heat with Ni, Ti and Hf , The probe tip formed in the supercooled liquid phase region by steps S12 and S14 described above can be configured to be used by itself in the semiconductor inspection process. In this case, the amorphous alloy of Ni-Ti-Hf-M type is rapidly solidified and cast into an amorphous alloy containing the composition ratio of the above-mentioned atomic ratio (S12), and is molded into a supercooled liquid phase region at a load of 100 MPa or less (S14), and a probe tip can be manufactured. When such an amorphous alloy is prepared, the elastic strain of the probe tip is improved, the strength of the alloy contained in the probe tip is increased, and the resistance to plastic deformation can be increased. Thus, in the repeated inspection process of the semiconductor device, the elastic recovery property of the probe tip can be improved, and the life of the probe tip can be increased.

다시 도 3을 참조하면, 프로브 팁이 Ni-Ti-Hf-M계(M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)의 비정질 전구체를 이용한 나노결정립을 포함하는 형상기억합급인 경우, 단계 S16에서는 단계 S14에서 성형된 비정질 전구체 합금을, 결정화 완료 온도 이상으로 가열하여, 결정화시킬 수 있다. 이렇게 결정화된 Ni-Ti-Hf-M계(M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임) 형상기억합금은 서브 마이크로미터 크기의 결정립을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 단계에서 결정화된 Ni-Ti-Hf-M계 형상기억합금은 1 nm 이상 및 1 μm 미만의 크기의 결정립을 가질 수 있다. 이와 같이, 초미세화된 결정립을 갖는 형상기억합금이 제조됨에 따라, 반도체 장치의 미세화된 검사용 접촉 패드에 적용되는 미세 성형된 프로브 팁의 형상이 왜곡되거나 변형되더라도 원래의 형상으로 회복되도록 하는 형상회복 특성을 향상시킬 수 있다.Referring again to FIG. 3, the probe tip is immersed in a solution of Ni-Ti-Hf-M (M is employed on B2-B19 'formed of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixed heat with Ni, Ti and Hf In step S16, the amorphous precursor alloy formed in step S14 can be crystallized by heating to a temperature exceeding the crystallization completion temperature in the case of the shape memory alloy containing nanocrystalline using amorphous precursor of the amorphous precursor. This crystallized Ni-Ti-Hf-M system (M is a metal that can be dissolved on B2-B19 'made of Ni-Ti-Hf as a solute element having negative mixing heat with Ni, Ti and Hf) The memory alloy may include submicrometer sized grains. For example, the Ni-Ti-Hf-M based shape memory alloy crystallized in this step may have a grain size of 1 nm or more and less than 1 占 퐉. As described above, since the shape memory alloy having ultra-fine crystal grains is produced, the shape recovery of the shape of the micro-formed probe tip applied to the miniaturized inspection touch pad of the semiconductor device is restored to its original shape even if it is distorted or deformed The characteristics can be improved.

도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함된 형상기억합금의 결정화 거동을 온도에 따라 도시한 시차주사열량분석(differential scanning calorimetry, DSC) 그래프들이고, 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함되는 결정화된 형상기억합금의 X선 회절도이다.FIG. 5B is a differential scanning calorimetry (DSC) graph showing the crystallization behavior of a shape memory alloy included in a probe tip according to an embodiment of the present invention. FIG. X-ray diffraction diagram of the crystallized shape memory alloy included in the probe tip according to the example.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함된 형상기억합금이, Ni50Ti33Hf12Zr5의 조성을 포함하거나, Ni50Ti33Hf12Cu5의 조성을 포함하는 경우, 비정질 전구체 합금을 약 0.33 K/s로 가열할 때 약 770 K 내지 약 800 K의 온도 범위에서 결정화되는 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 단계 S16에서의 비정질 전구체 합금을 가열시키기 위한 결정화 완료 온도는 약 800 K일 수 있다. 즉, 단계 S14에서 100 MPa 미만의 비교적 낮은 하중으로 성형된 비정질 전구체 합금은 약 0.33 K/s의 속도로 800 K 이상의 온도로 가열됨에 따라 수 내지 수백 나노미터 크기의 결정립을 갖도록 결정화될 수 있다.Referring to FIG. 5B, when the shape memory alloy included in the probe tip according to the embodiments of the present invention includes a composition of Ni 50 Ti 33 Hf 12 Zr 5 or a composition of Ni 50 Ti 33 Hf 12 Cu 5 , It can be confirmed that when the amorphous precursor alloy is heated to about 0.33 K / s, it crystallizes in a temperature range of about 770 K to about 800 K. In this case, the crystallization completion temperature for heating the amorphous precursor alloy in step S16 may be about 800K. That is, in step S14, the amorphous precursor alloy formed at a relatively low load of less than 100 MPa can be crystallized to have a grain size of several to several hundred nanometers as heated to a temperature of 800 K or more at a rate of about 0.33 K / s.

도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁이 Ni50Ti33Hf12Zr5의 형상기억합금을 포함하여 결정화된 경우, 도 5c에 도시된 바와 같은 오스테나이트 상 및 마르텐사이트 상의 XRD를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 5C, when the probe tip according to an embodiment of the present invention is crystallized including the shape memory alloy of Ni 50 Ti 33 Hf 12 Zr 5, the austenite phase and the martensite phase XRD. ≪ / RTI >

이와 같이 제조된 형상기억합금이 프로브 팁에 포함되는 경우, 형상기억합금의 형상기억 특성을 이용하여 프로브 팁의 왜곡된 형상이 회복될 수 있는데, 이에 대해서는 도 6a, 도 6b 및 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.When the shape memory alloy thus produced is included in the probe tip, the distorted shape of the probe tip can be restored using the shape memory property of the shape memory alloy, which will be described with reference to FIGS. 6A, 6B and 7 More detailed description will be given.

프로브 팁의 형상 회복 방법How to recover shape of probe tip

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함되는 형상기억합금의 합금 조성에 따른, 결정화 이후 승온 및 냉각 시 상변태 온도의 변화를 나타내는 시차주사열량분석(DSC) 그래프들이다.6A and 6B are graphs of differential scanning calorimetry (DSC) graphs showing the change in the temperature of the phase transformation upon heating and cooling after crystallization, according to the alloy composition of the shape memory alloy included in the probe tip according to one embodiment of the present invention .

도 6a를 참조하면, 본 실시예에 따른 형상기억합금이 Ni-Ti-Hf-Zr계 합금(보다 구체적으로는, Ni50Ti33Hf12Zr5)을 포함하는 경우, 이러한 형상기억합금이 냉각되면 고온 상(phase)이 저온 상으로 변태되는 마르텐사이트 변태(martensitic transformation)를 겪게 되는데, 이 변태가 시작되는 온도를 마르텐사이트 변태 개시온도(Ms)라 하고, 변태가 종료되는 온도를 마르텐사이트 변태 종료온도(Mf)라 한다.6A, when the shape memory alloy according to the present embodiment includes a Ni-Ti-Hf-Zr alloy (more specifically, Ni 50 Ti 33 Hf 12 Zr 5 ), the shape memory alloy is cooled A martensitic transformation in which a high temperature phase is transformed into a low temperature phase is called a martensitic transformation start temperature (Ms), and a temperature at which the transformation is terminated is called a martensitic transformation And the termination temperature (Mf).

반면에, 본 실시예에 따른 형상기억합금이 가열될 경우, 저온 상은 고온 상으로 오스테나이트 변태(austensitic transformation)되는데, 고온 상으로 변태되기 시작하는 온도를 오스테나이트 변태 개시온도(As), 변태가 종료되는 온도를 오스테나이트 변태 종료온도(Af)라 한다.On the other hand, when the shape memory alloy according to the present embodiment is heated, the low temperature phase is subjected to austensitic transformation into a high temperature phase. The temperature at which the transformation into the high temperature phase starts is called the austenite transformation start temperature (As) The termination temperature is referred to as an austenite transformation end temperature (Af).

이 경우, 마르텐사이트 변태 종료온도(Mf) 이하의 온도에서는 마르텐사이트가 안정한 상(phase)이다. 이에 따라, 마르텐사이트에 응력이 가해져서 합금의 형상이 변형된 경우, 상기 변형된 형상의 합금을 고온 상의 안정 온도인 오스테나이트 변태 종료온도(Af) 이상으로 가열함으로써, 오스테나이트 상으로 변태시킬 수 있다. 이때, 형상기억합금은, 오스테나이트 상변태가 이뤄짐에 따라, 마르텐사이트 변태 종료온도(Mf) 이하에서 왜곡되었던 형상과 달리, 원래 성형 시에 의도했던 형상으로 회복될 수 있다. 다만, 오스테나이트 상은 고온에서 안정한 상이므로, 반도체 장치의 검사 환경과 같은 저온에서 안정한 상으로 만들기 위해, 이어서, 오스테나이트 변태 종료온도(Af) 이상의 온도에서 안정한 오스테나이트를, 외부의 형상 변화 없이 마르텐사이트 변태 종료온도(Mf) 이하의 온도로 냉각시켜, 저온의 안정 상인 마르텐사이트로 변태시킬 수 있다. 이와 같이, 오스테나이트 상변태 및 후속된 마르텐사이트 상변태를 거치면, 저온에서 가해진 응력에 의해 왜곡되었던 형상이 원래의 형상으로 회복될 수 있다.In this case, at a temperature lower than the martensitic transformation end temperature (Mf), martensite is a stable phase. Accordingly, when the shape of the alloy is deformed due to the stress applied to the martensite, the alloy of the deformed shape can be transformed into the austenite phase by heating to the austenite transformation end temperature Af have. At this time, the shape memory alloy can be restored to the shape originally intended for molding, unlike the shape which was distorted below the martensitic transformation end temperature (Mf) as the austenite phase transformation was achieved. However, since the austenite phase is a stable phase at a high temperature, a stable austenite at a temperature equal to or higher than the austenite transformation end temperature (Af) is used as a stable phase at a low temperature such as an inspection environment of a semiconductor device, It is cooled to a temperature equal to or lower than the site transformation end temperature (Mf), and can be transformed into martensite, which is a low temperature stable phase. As described above, after the austenite phase transformation and the subsequent martensite phase transformation, the shape distorted by the stress applied at low temperature can be restored to the original shape.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 팁에 포함된 형상기억합금은, NiaTibHfcMd의 조성(a+b+c+d=100) 중, 금속 M의 몰 비(atm.%)에 따라 오스테나이트 변태 온도범위 및 마르텐사이트 변태 온도범위가 달라질 수 있다. 예를 들어, NiaTibHfcMd의 조성(a+b+c+d=100) 중 금속 M이 포함되는 비율이 상대적으로 더 크면, 오스테나이트 변태 온도범위 및 마르텐사이트 변태 온도범위가, 더 높은 온도 쪽으로 시프트(shift)될 수 있다. 구체적으로, Ni50Ti33Hf12Zr5의 마르텐사이트 변태 종료온도(Mf) 및 오스테나이트 변태 종료온도(Af)에 비해, Ni50Ti28Hf12Zr10의 마르텐사이트 변태 종료온도(Mf) 및 오스테나이트 변태 종료온도(Af)가 더 높게 나타난다.6A and 6B, the shape memory alloy included in the probe tip according to the embodiments of the present invention has a composition (a + b + c + d = 100) of Ni a Ti b Hf c M d , Depending on the molar ratio (atm.%) Of the metal M, the austenite transformation temperature range and the martensitic transformation temperature range may vary. For example, if the proportion of the metal M in the composition (a + b + c + d = 100) of Ni a Ti b Hf c M d is relatively larger, the austenite transformation temperature range and the martensitic transformation temperature range , And can be shifted toward a higher temperature. Specifically, the martensitic transformation end temperature (Mf) of Ni 50 Ti 28 Hf 12 Zr 10 and the martensite transformation end temperature (Mf) of Ni 50 Ti 33 Hf 12 Zr 5 are compared with the martensitic transformation end temperature (Mf) and the austenite transformation end temperature The austenite transformation end temperature (Af) is higher.

도 6a 및 도 6b에서, 본 실시예에 따른 프로브 팁에 포함되는 형상기억합금은 NiaTibHfcMd의 조성(a+b+c+d=100, a는 40 이상 및 50 이하, b는 25 이상 및 35 이하, c는 10 이상 및 20 이하, d는 5 이상 및 10 이하)에서, 금속 M으로서 Zr이 사용될 수 있다. 다만, 상기 금속 M이 Zr에 한정되는 것이 아니고, M은 예를 들어 Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속일 수 있다. 도 6b에서는 비교를 위해, 형상기억합금의 조성이 Ni-Ti-Hf의 3원계인 경우(즉, Zr의 몰 비율이 0 atm.%인 경우)의 시차주사열량분석 그래프도 도시되었다. 그러나 이러한 Ni-Ti-Hf의 3원계 형상기억합금은 주조 시 부분적으로 결정화가 발생하여 과냉각 액상 영역에서의 균일한 형상 가공이 제한적이고, 균일한 초미세 결정립을 갖게 하기 위해서는 전술한 바와 같이 강소성 가공에 의한 처리가 필요하므로, 제조공정이 복잡화되고 비용이 상승될 것이다.6A and 6B, the shape memory alloy included in the probe tip according to the present embodiment has a composition (a + b + c + d = 100, a: not less than 40 and not more than 50) of Ni a Ti b Hf c M d , b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, d is not less than 5 and not more than 10). However, the metal M is not limited to Zr, and M may be any metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, . In FIG. 6B, a graph of a differential scanning calorimetry analysis for the case where the composition of the shape memory alloy is a ternary system of Ni-Ti-Hf (that is, the molar ratio of Zr is 0 atm.%) Is also shown for comparison. However, such a ternary shape memory alloy of Ni-Ti-Hf is partially crystallized during casting, so that uniform shape processing in the supercooled liquid phase region is limited. In order to have uniform ultrafine grains, The manufacturing process will be complicated and the cost will increase.

다시, 도 6a 및 도 6b를 함께 참조하면, 형상기억합금의 조성 NiaTibHfcZrd (a+b+c+d=100, a는 40 이상 및 50 이하, b는 25 이상 및 35 이하, c는 10 이상 및 20 이하, d는 5 이상 및 10 이하)에서 Zr이 10 atm.% 포함되는 경우에는, Zr이 5 atm.% 포함되는 경우에 비해 오스테나이트 변태 및 마르텐사이트 변태를 위한 개시온도 및 종료온도가 더 높게 나타난다. 이에 따라, 형상기억합금의 형상기억 특성을 이용하여 원래의 형상을 회복하기 위한 가열 및 냉각이 더 높은 온도에서 수행될 수 있다.Referring again to FIGS. 6A and 6B, the composition of the shape memory alloy Ni a Ti b Hf c Zr d (a + b + c + d = 100, a is 40 or more and 50 or less, b is 25 or more and 35 , C is 10 or more and 20 or less, d is 5 or more, and 10 or less), when Zr is contained at 10 atm.%, The amount of Zr is not more than 5 atm.% For austenite transformation and martensite transformation The start temperature and the end temperature are higher. Thus, the heating and cooling for recovering the original shape using the shape memory property of the shape memory alloy can be performed at a higher temperature.

이와 같이, 형상기억합금의 NiaTibHfcMd의 조성(a+b+c+d=100, a는 40 이상 및 50 이하, b는 25 이상 및 35 이하, c는 10 이상 및 20 이하, d는 5 이상 및 10 이하)에서 금속 M의 몰 비율을 5 atm.% 내지 10 atm.% 범위에서 달리 구성함에 따라, 다양한 가공 온도에서 적용되는 부품에 상기 형상기억합금을 적용시킬 수 있다. 본 발명의 실시예들에서는, 이러한 조성의 형상기억합금이 반도체 장치의 검사 공정에 사용되는 프로브 카드의 프로브 팁에 적용된다. 즉, 반도체 장치의 검사 공정에서 접촉 패드들에 반복적으로 접촉함에 따라, 프로브 팁의 형상이 원래의 형상과 다르게 변형될 수 있는데, 형상기억합금의 전술한 형상기억 특성을 이용하여 왜곡된 형상을 원래의 형상으로 바로잡을 수 있다. 프로브 팁의 왜곡된 형상을 회복시키는 방법은 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.Thus, the composition (a + b + c + d = 100, a is not less than 40 and not more than 50, b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20) of Ni a Ti b Hf c M d of the shape memory alloy. , D is 5 or more, and 10 or less) in the range of 5 atm.% To 10 atm.%, It is possible to apply the shape memory alloy to a part to be applied at various processing temperatures . In the embodiments of the present invention, the shape memory alloy having such a composition is applied to the probe tip of the probe card used in the inspection process of the semiconductor device. That is, as the probe tip is repeatedly contacted with the contact pads in the inspection process of the semiconductor device, the shape of the probe tip may be deformed differently from the original shape. By using the shape memory property of the shape memory alloy, Can be corrected to the shape of FIG. A method of restoring the distorted shape of the probe tip will be described in more detail with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁의 형상 회복 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a procedure of a shape recovery method of a probe tip according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브 팁의 형상 회복 방법은, 프로브 팁을 프로브 카드로부터 분리하는 단계(S22), 프로브 팁을 미리 설정된 제1 온도 이상으로 가열하는 단계(S24), 가열된 프로브 팁을 미리 설정된 제2 온도 이하로 냉각하는 단계(S26), 및 냉각된 프로브 팁을 프로브 카드에 재조립하는 단계(S28)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, a method for recovering a shape of a probe tip according to the present embodiment includes separating a probe tip from a probe card (S22), heating the probe tip to a predetermined first temperature or higher (S24) Cooling the probe tip to a predetermined second temperature or lower (S26), and reassembling the cooled probe tip to the probe card (S28).

단계 S22에서는, 프로브 팁을 프로브 카드로부터 분리할 수 있다. 프로브 카드는 프로브 팁뿐만 아니라, 인쇄회로기판, 프로브 헤드 등과 같은 여러 부품들을 포함하여 구성되므로, 프로브 팁의 형상기억 특성을 회복시키기 위해 높은 온도로 가열하는 경우 다른 부품들이 손상될 수 있다. 따라서, 프로브 팁을 프로브 카드로부터 분리시켜 프로브 팁에 대해서만 후속되는 가열 및 냉각 공정을 처리하는 것이 바람직하다. 이때, 분리된 프로브 팁은, 원래 제조된 형상과 달리, 반도체 장치의 검사 공정에서 반도체 장치의 접촉 패드들에 반복적으로 접촉 및 가압됨으로써 적어도 부분적으로 왜곡된 형상을 가질 수 있다.In step S22, the probe tip can be separated from the probe card. Since the probe card is made up of various parts such as a probe tip, a printed circuit board, a probe head, etc., other parts may be damaged if heated to a high temperature to restore shape memory characteristics of the probe tip. Therefore, it is desirable to separate the probe tip from the probe card and process the subsequent heating and cooling process only for the probe tip. At this time, the separated probe tip may have an at least partially distorted shape by being repeatedly contacted and pressed against the contact pads of the semiconductor device in the inspection process of the semiconductor device, unlike the originally formed shape.

단계 S24에서는, 프로브 카드로부터 분리된 프로브 팁을 미리 설정된 제1 온도 이상으로 가열할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 제1 온도는, 프로브 팁에 포함되고 저온의 안정 상인 마르텐사이트 상을 갖는 형상기억합금이 고온의 안정 상인 오스테나이트 상으로 변태되기 위해 필요한 온도, 즉, 오스테나이트 변태 종료온도(도 6a의 Af 또는 도 6b의 Af)를 나타낸다. 예를 들어, 상기 형상기억합금이 Ni50Ti33Hf12Zr5의 조성을 포함하는 경우, 상기 제1 온도(도 6a의 Af)는 약 400 K 일 수 있다. 이 경우, 상기 프로브 팁은 약 0.33 K/s의 속도로 가열될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 형상기억합금이 Ni50Ti28Hf12Zr10의 조성을 포함하는 경우, 상기 제1 온도(도 6b의 Af)는 약 650 K 일 수 있다. 이 경우, 상기 프로브 팁은 약 0.67 K/s의 속도로 가열될 수 있다. 어느 경우든지, 상기 가열은 상기 형상기억합금의 녹는점 미만의 소정 온도까지 이뤄질 수 있다.In step S24, the probe tip separated from the probe card can be heated to a predetermined first temperature or higher. Here, the predetermined first temperature is a temperature required to transform the shape memory alloy contained in the probe tip and having a martensitic phase as a low temperature stable phase into a high temperature stable phase austenite phase, that is, the austenite transformation end temperature (Af in FIG. 6A or Af in FIG. 6B). For example, if the shape memory alloy comprises a composition of Ni 50 Ti 33 Hf 12 Zr 5 , the first temperature (Af in FIG. 6A) may be about 400K. In this case, the probe tip may be heated at a rate of about 0.33 K / s. In another embodiment, if the shape memory alloy comprises a composition of Ni 50 Ti 28 Hf 12 Zr 10 , the first temperature (Af in FIG. 6B) may be about 650 K. In this case, the probe tip may be heated at a rate of about 0.67 K / s. In any case, the heating may be performed to a predetermined temperature below the melting point of the shape memory alloy.

이때, 프로브 팁의 왜곡된 형상은, 상기 가열 처리에 의해 형상기억합금이 오스테나이트 상으로 상변태됨에 따라, 반도체 검사 공정에서 왜곡되었던 모습이 아닌, 원래 제조되었던 형상으로 회복될 수 있다.At this time, the distorted shape of the probe tip can be restored to the shape originally produced, not distorted in the semiconductor inspection process, as the shape memory alloy is transformed into the austenite phase by the above heat treatment.

단계 S26에서는, 가열된 프로브 팁을 미리 설정된 제2 온도 이하로 냉각시킬 수 있다. 여기서, 미리 설정된 제2 온도는, 프로브 팁에 포함되고 고온의 안정 상인 오스테나이트 상을 갖는 형상기억합금이 저온의 안정 상인 마르텐사이트 상으로 변태되기 위해 필요한 온도, 즉, 마르텐사이트 변태 종료온도(도 6a 또는 도 6b의 Mf)를 나타낸다. 예를 들어, 상기 형상기억합금이 Ni50Ti33Hf12Zr5의 조성을 포함하는 경우, 상기 제2 온도는 약 273 K 일 수 있다. 예를 들어, 상기 형상기억합금이 Ni50Ti28Hf12Zr10의 조성을 포함하는 경우, 상기 제2 온도는 약 450 K 일 수 있다.In step S26, the heated probe tip can be cooled to a predetermined second temperature or lower. Here, the predetermined second temperature is a temperature required to transform the shape memory alloy contained in the probe tip and having the austenite phase of the high temperature stable phase into the martensite phase of the low temperature stable phase, that is, the martensitic transformation end temperature 6a or Mf in Fig. 6B). For example, if the shape memory alloy comprises a composition of Ni 50 Ti 33 Hf 12 Zr 5 , the second temperature may be about 273 K. For example, if the shape memory alloy comprises a composition of Ni 50 Ti 28 Hf 12 Zr 10 , the second temperature may be about 450 K.

이때, 상기 냉각 처리 동안에는 상기 프로브 팁의 형상기억합금에 대해 별도의 외력이 작용하지 않고, 이미 회복된 형상이 실질적으로 그대로 유지될 수 있다.At this time, no additional external force acts on the shape memory alloy of the probe tip during the cooling process, and the already recovered shape can be substantially maintained.

단계 S28에서는, 냉각된 프로브 팁을 프로브 카드에 재조립할 수 있다. 저온의 안정 상인 마르텐사이트 상으로 변태된 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁은, 단계 S26에서 예를 들어 260 K 이하로 냉각되어 있을 수 있다. 이 경우, 프로브 카드의 적절한 동작 온도(예컨대, -5℃ ~ 50℃)에 맞추어 프로브 팁이 상온(room temperature)으로 승온될 때까지 기다린 후 비로소, 프로브 카드에 재조립될 수 있다.In step S28, the cooled probe tip can be reassembled into the probe card. The probe tip including the shape memory alloy transformed into the martensite phase, which is a low temperature stable phase, may be cooled to, for example, 260 K or less in step S26. In this case, the probe card can be reassembled into the probe card only after waiting for the probe tip to rise to room temperature in accordance with the appropriate operating temperature of the probe card (for example, -5 ° C to 50 ° C).

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금의 이차전자영상(secondary electron image)을 도시한 도면들이다. 도 8b는 도 8a의 일부분을 확대한 도면이다.8A and 8B are diagrams illustrating a secondary electron image of a shape memory alloy that may be included in a probe tip according to an embodiment of the present invention. FIG. 8B is an enlarged view of a portion of FIG. 8A.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금은 비정질 전구체의 과냉각 액상 영역 온도 범위에서 초소성(super plasticity) 특성을 이용한 성형을 통해 초미세화된 형상을 갖도록 성형될 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 제조된 나노 결정립을 포함한 형상기억합금은 초미세화된 반도체 장치를 검사하기 위한 프로브 팁을 초미세한 형상으로 제조할 수 있게 한다. 또한, 성형된 비정질 전구체를 결정화 온도 이상에서의 열처리를 통해 형상기억특성을 갖는 나노결정립을 포함하는 프로브 팁으로 제조함에 따라, 프로브 팁의 형상이 검사 공정에 의해 변형되거나 왜곡되더라도 간단한 열처리에 의해 원래의 형상을 회복할 수 있게 하여 프로브 팁의 재사용성을 향상시킬 수 있다.8A and 8B, the shape memory alloy, which can be included in the probe tip according to the present embodiment, has a superfine shape through the molding using the super plasticity characteristic in the supercooled liquid phase region temperature range of the amorphous precursor Respectively. The shape memory alloy containing nanocrystalline particles produced by using such a characteristic makes it possible to manufacture a probe tip for inspection of ultra-miniaturized semiconductor devices in an ultra-fine shape. In addition, since the formed amorphous precursor is manufactured as a probe tip including nanocrystalline grains having shape memory characteristics through heat treatment at a crystallization temperature or higher, even if the shape of the probe tip is deformed or distorted by the inspection process, The shape of the probe tip can be recovered, and the reusability of the probe tip can be improved.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금의 TEM(transmission electron microscopy) 이미지들 및 SAD(selected area diffraction) 패턴을 나타낸 도면들이다. 도 9a 및 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 팁에 포함될 수 있는 형상기억합금의 TEM 이미지를 나타내고, 도 9b 및 도 9d는 도 9a 및 도 9c의 경우에 대한 SAD 패턴을 각각 나타낸다.9A to 9D are TEM (transmission electron microscopy) images and SAD (selected area diffraction) patterns of a shape memory alloy that can be included in a probe tip according to an embodiment of the present invention. FIGS. 9A and 9C show a TEM image of a shape memory alloy that can be included in a probe tip according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 9B and 9D show SAD patterns for the case of FIGS. 9A and 9C, respectively.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 비정질 전구체 합금의 경우 TEM 이미지에서 결정립이 확인되지 않고 전체적으로 비정질인 상태(우측 상단을 제외한 나머지 회색 부분)로 나타난다. 이 경우, SAD 패턴에서는 비정질 시편으로 인한 조사 광의 회절이 연속적인 선형(구체적으로는, 고리(ring) 형태)으로 확인된다.Referring to FIGS. 9A and 9B, in the case of the amorphous precursor alloy, the crystal grains are not observed in the TEM image, and the amorphous precursor alloy is in an amorphous state as a whole (gray portion excluding the upper right corner). In this case, in the SAD pattern, the diffraction of the irradiation light due to the amorphous specimen is confirmed as a continuous linear shape (specifically, a ring shape).

도 9c 및 도 9d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 전구체를 열처리하여 얻어진 나노결정립 형상기억합금의 경우, TEM 이미지에서는 수 나노미터 크기의 미세한 결정립들이 확인된다. 또한, SAD 패턴에서는 이러한 나노결정립들로 인한 회절 광이, 분산된 스팟(spot) 형태로 확인된다.Referring to FIGS. 9C and 9D, in the case of a nanocrystalline shape memory alloy obtained by heat-treating an amorphous precursor according to an embodiment of the present invention, fine grains having a size of several nanometers are confirmed in a TEM image. Also, in the SAD pattern, diffracted light due to these nanocrystalline grains is identified in a dispersed spot form.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 비정질 전구체 합금을 이용한 나노결정립 형상기억합금을 프로브 팁에 적용함으로써, 미세하게 성형된 프로브 팁의 형상이 왜곡되거나 변형되더라도 나노결정립을 갖는 형상기억합금의 형상기억 특성을 이용하여 프로브 팁을 용이하게 회복시킬 수 있다.Therefore, by applying the nanocrystalline shape memory alloy using the amorphous precursor alloy according to the embodiments of the present invention to the probe tip, even if the shape of the finely shaped probe tip is distorted or deformed, the shape memory Characteristics can be used to easily recover the probe tip.

상기와 같이, 본 발명에 따르면, 반도체 장치의 검사 공정에 사용될 수 있는 프로브 팁의 형상이 반복된 검사 공정에 의해 지속적으로 압력을 받아 변형되거나 왜곡되더라도, 이러한 왜곡된 형상을 회복시켜 재사용할 수 있게 함으로써, 반도체 장치의 검사 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.As described above, according to the present invention, even if the shape of the probe tip that can be used in the inspection process of the semiconductor device is deformed or distorted by the pressure repeatedly inspected by the repeated inspection process, the distorted shape can be recovered and reused Thus, the cost required for the inspection process of the semiconductor device can be reduced.

또한, 프로브 팁의 형상을 강소성 가공법을 이용하지 않고도 간단한 열처리에 의해 용이하게 회복시킴으로써, 프로브 팁의 재사용성을 증가시키고 반도체 장치의 검사 공정에 관련된 전체적인 비용을 절감할 수 있다.In addition, the shape of the probe tip can be easily restored by a simple heat treatment without using a rigid processing method, thereby increasing the reusability of the probe tip and reducing the overall cost associated with the inspection process of the semiconductor device.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

11: 인쇄회로기판
13: 전도성 탄성 접속 핀
15: 프로브 헤드
17: 프로브 팁
17a: 선단부
17b: 몸체부
21, 23, 25: 보강판
41, 43, 45: 고정부재
11: printed circuit board
13: Conductive elastic connecting pin
15: probe head
17: Probe tip
17a:
17b:
21, 23, 25: reinforced plate
41, 43, 45: fixing member

Claims (17)

도전성 재질을 포함하고, 반도체 장치의 검사 패드와 접촉하도록 구성되는 선단부; 및
상기 선단부에 연결되어 상기 선단부에 대해 전기 신호를 전달하도록 구성되는 몸체부를 포함하고,
상기 도전성 재질은,
NiaTibHfcMd으로 표현되는 형상기억합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)인, 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁.
A tip including a conductive material and configured to contact an inspection pad of a semiconductor device; And
And a body portion connected to the distal end portion and configured to transmit an electric signal to the distal end portion,
The conductive material may include,
Ni a Ti b Hf c M d wherein a is not less than 40 and not more than 50, b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, d is not less than 5 and not more than 10 And M can be solubilized on B2-B19 'consisting of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixing column with Ni, Ti and Hf, wherein a + b + c + Metal), the nanocrystalline shape memory alloy comprising an amorphous precursor.
제1항에 있어서,
상기 형상기억합금의 M은,
Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속인, 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁.
The method according to claim 1,
M of the shape memory alloy is represented by the following formula:
Wherein the amorphous precursor is a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.
제1항에 있어서,
상기 형상기억합금은 1 nm 이상 및 1 μm 미만의 크기를 갖는 결정립을 포함하는, 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁.
The method according to claim 1,
Wherein the shape memory alloy comprises crystal grains having a size of greater than or equal to 1 nm and less than 1 < RTI ID = 0.0 > um. ≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 형상기억합금은 400 K 이상 및 650 K 이하의 범위에서 형상이 회복되도록 구성되는, 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁.
The method according to claim 1,
Wherein the shape memory alloy is configured to recover its shape in the range of 400 K or more and 650 K or less.
도전성 재질을 포함하고, 반도체 장치의 검사 패드와 접촉하도록 구성되는 선단부; 및
상기 선단부에 연결되어 상기 선단부에 대해 전기 신호를 전달하도록 구성되는 몸체부를 포함하고,
상기 도전성 재질은,
NiaTibHfcMd으로 표현되는 비정질 합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)인, 비정질 합금을 포함하는 프로브 팁.
A tip including a conductive material and configured to contact an inspection pad of a semiconductor device; And
And a body portion connected to the distal end portion and configured to transmit an electric signal to the distal end portion,
The conductive material may include,
Ni a Ti b Hf c amorphous alloy represented by M d (stage, a is at least 40 and less than 50, b is at least 25, 35 or less, c is 10 or more and 20 or less, d is at least 5 and not more than 10 Wherein M is a solute element having a negative mixing column with Ni, Ti and Hf, and a metal which can be solubilized on B2-B19 'formed of Ni-Ti-Hf, wherein a + b + c + d = Lt; RTI ID = 0.0 > amorphous < / RTI > alloy.
제5항에 있어서,
상기 비정질 합금의 M은,
Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속인, 비정질 합금을 포함하는 프로브 팁.
6. The method of claim 5,
The M of the amorphous alloy is,
Wherein the amorphous alloy is a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 선단부 및 상기 몸체부는 일체로 형성되는, 프로브 팁.
6. The method according to claim 1 or 5,
And the tip portion and the body portion are integrally formed.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 선단부는, 상기 몸체부에 전기적으로 접속되고 상기 몸체부로부터 분리될 수 있도록 구성되는, 프로브 팁.
6. The method according to claim 1 or 5,
And the distal end portion is configured to be electrically connected to the body portion and to be detachable from the body portion.
회로 패턴을 포함하는 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 프로브 헤드; 및
상기 프로브 헤드 상에서, 상기 인쇄회로기판이 대향하는 면의 반대 면에 돌출되도록 배치되어, 상기 회로 패턴에 각각 전기적으로 연결되는 복수의 프로브 팁들을 포함하고,
각각의 상기 프로브 팁들은
NiaTibHfcMd으로 표현되는 합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)을 포함하는, 프로브 카드.
A printed circuit board including a circuit pattern;
A probe head electrically connected to the printed circuit board; And
And a plurality of probe tips electrically connected to the circuit patterns, the probe tips being disposed on the probe head so as to protrude from opposite surfaces of the opposite surfaces of the printed circuit board,
Each of the probe tips
Ni a Ti b Hf c M d wherein a is not less than 40 and not more than 50, b is not less than 25 and not more than 35, c is not less than 10 and not more than 20, d is not less than 5 and not more than 10 , a + b + c + d = 100, and M is a metal that can be solidified on B2-B19 'consisting of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixing column with Ni, Ti and Hf ). ≪ / RTI >
제9항에 있어서,
상기 합금의 M은,
Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속인, 프로브 카드.
10. The method of claim 9,
The M of the alloy is,
Wherein the metal is a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.
제9항에 있어서,
상기 합금은 1 nm 이상 및 1 μm 미만의 크기를 갖는 결정립을 포함하는 형상기억합금인, 프로브 카드.
10. The method of claim 9,
Wherein the alloy is a shape memory alloy comprising crystal grains having a size of 1 nm or more and less than 1 占 퐉.
제9항에 있어서,
상기 프로브 팁은 상기 프로브 헤드에 대해 분리될 수 있도록 구성되는 프로브 카드.
10. The method of claim 9,
Wherein the probe tip is configured to be removable relative to the probe head.
제9항에 있어서,
상기 프로브 팁의 적어도 일부는 400 K 이상 및 650 K 이하의 범위에서 형상이 회복되도록 구성되는, 프로브 카드.
10. The method of claim 9,
Wherein at least a portion of the probe tip is configured to recover its shape in the range of greater than 400K and less than 650K.
제13항에 있어서,
상기 형상이 회복되도록 구성되는 프로브 팁의 부분은, 상기 프로브 팁의 선단부인 프로브 카드.
14. The method of claim 13,
Wherein a portion of the probe tip configured to recover the shape is a tip portion of the probe tip.
(a) 프로브 팁을 프로브 카드로부터 분리하는 단계;
(b) 상기 프로브 팁을 미리 설정된 제1 온도로 가열하는 단계;
(c) 상기 프로브 팁을 미리 설정된 제2 온도로 냉각하는 단계; 및
(d) 상기 프로브 팁을 프로브 카드에 재조립하는 단계를 포함하고,
상기 프로브 팁은 NiaTibHfcMd으로 표현되는 형상기억합금(단, a는 40 이상 및 50 이하이고, b는 25 이상 및 35 이하이며, c는 10 이상 및 20 이하이고, d는 5 이상 및 10 이하로서, a+b+c+d=100을 만족하며, M은 Ni, Ti 및 Hf과 음의 혼합열을 갖는 용질 원소로서 Ni-Ti-Hf으로 이뤄진 B2-B19' 상에 고용될 수 있는 금속임)을 포함하며,
상기 제1 온도는 400 K 이상 및 650 K 이하의 온도이고, 상기 제2 온도는 273 K 이상 및 450 K 이하의 온도인 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁의 형상 회복 방법.
(a) separating the probe tip from the probe card;
(b) heating the probe tip to a predetermined first temperature;
(c) cooling the probe tip to a second predetermined temperature; And
(d) reassembling the probe tip to the probe card,
Wherein the probe tip is a shape memory alloy represented by Ni a Ti b Hf c M d wherein a is greater than or equal to 40 and less than or equal to 50, b is greater than or equal to 25 and less than or equal to 35, c is greater than or equal to 10 and less than or equal to 20, B19 'composed of Ni-Ti-Hf as a solute element having a negative mixing sequence with Ni, Ti and Hf, and satisfying a + b + c + d = 100, Which is a metal that can be employed,
Wherein the first temperature is greater than or equal to 400 K and less than or equal to 650 K, and the second temperature is greater than or equal to 273 K and less than or equal to 450 K. A method of recovering shape of a probe tip comprising a nanocrystalline shape memory alloy using an amorphous precursor.
제15항에 있어서,
상기 형상기억합금의 M은,
Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr 및 V로 이루어진 군에서 선택되는 금속인 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁의 형상 회복 방법.
16. The method of claim 15,
M of the shape memory alloy is represented by the following formula:
Wherein the amorphous precursor is a metal selected from the group consisting of Zr, Pd, Pt, Au, Al, Fe, Cu, Sn, Cr and V.
제15항에 있어서,
상기 형상기억합금은 1 nm 이상 및 1 μm 미만의 크기를 갖는 결정립을 포함하는 비정질 전구체를 이용한 나노결정립 형상기억합금을 포함하는 프로브 팁의 형상 회복 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the shape memory alloy comprises a nanocrystalline shape memory alloy using an amorphous precursor comprising crystal grains having a size of 1 nm or more and less than 1 占 퐉.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001516812A (en) 1997-09-17 2001-10-02 フォームファクター,インコーポレイテッド Method for producing a structure with improved material properties by mildly heat treating a metal coating

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