KR101825095B1 - Probe pin coated with carbon layer for semiconductor test device and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 높은 내마모성을 가지면서도 반도체 소자의 물질과 이형성을 증가시켜 사용 수명을 증대할 수 있는 반도체 검사 장치용 프로브 핀으로서 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있는 표면부에 질소가 함유된 비정질 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 제공한다. The present invention relates to a probe pin for a semiconductor inspecting apparatus capable of increasing lifetime by increasing the material and releasability of a semiconductor element while having a high abrasion resistance, and an amorphous carbon film containing nitrogen in a surface portion capable of contacting a terminal of the semiconductor element A probe pin for a coated semiconductor inspection apparatus is provided.

Description

탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀 및 그 제조방법{Probe pin coated with carbon layer for semiconductor test device and method of fabricating the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film and a method for manufacturing the probe pin,

본 발명은 프로브 핀 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 반도체 검사 장치용 프로브 핀 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a probe pin and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a probe pin for a semiconductor inspection apparatus and a manufacturing method thereof.

반도체 소자의 전기적 특성 검사를 위해서는 반도체 소자와 테스터(tester)간에 전기적 연결이 원활하게 이루어져야 한다. 통상 반도체 소자와 테스터의 연결을 위한 검사 장치는 소켓 보드, 프로브 카드 및 커넥터 등이 있다. 반도체 소자가 반도체 패키지 형태인 경우에는 소켓 보드를 사용하고, 반도체 소자가 반도체 칩 상태인 경우에는 프로브 카드를 사용하며, 일부 개별소자(discrete device)에서는 커넥터를 반도체 소자와 테스터를 연결하는 검사 장치로 이용하기도 한다. 소켓 보드, 프로브 카드 또는 커넥터와 같은 검사 장치의 역할은, 반도체 소자의 단자와 테스터를 서로 연결시켜 전기적인 신호가 양방향으로 교환 가능하도록 하는 것이다. 이를 위하여 검사 장치 내부에 사용되는 접촉 수단이 프로브 핀이다.In order to inspect the electrical characteristics of the semiconductor device, the electrical connection between the semiconductor device and the tester must be smoothly performed. Normally, a test apparatus for connecting a semiconductor device to a tester includes a socket board, a probe card, and a connector. A socket board is used when the semiconductor element is in the form of a semiconductor package, a probe card is used when the semiconductor element is in the state of a semiconductor chip, and an inspection apparatus connecting the connector with the semiconductor element and the tester in some discrete devices It is also used. The role of a testing device, such as a socket board, probe card or connector, is to connect terminals of a semiconductor device and a tester to each other so that electrical signals can be exchanged bidirectionally. To this end, the contact means used inside the inspection apparatus is a probe pin.

관련 선행기술로는 대한민국 공개공보 제10-2011-0126366호(2011.11.23. 공개, 발명의 명칭 : 반도체 검사용 프로브 핀)가 있다.Related Prior Art Korean Patent Publication No. 10-2011-0126366 (published on November 23, 2011, entitled "Probe Pin for Semiconductor Inspection") is available.

본 발명은 높은 내마모성을 가지면서도 반도체 소자의 물질과 이형성을 증가시켜 사용 수명을 증대할 수 있는 반도체 검사 장치용 프로브 핀 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has an object to provide a probe pin for a semiconductor inspection apparatus and a method of manufacturing the same, which can increase the lifetime of the semiconductor element by increasing the material and releasability thereof while having high abrasion resistance. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 의한 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 제공한다. 상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀은 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있으며 면부에 질소가 함유된 비정질 탄소막이 코팅된다. There is provided a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film according to an aspect of the present invention. The probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with the carbon film can contact a terminal of a semiconductor device, and an amorphous carbon film containing nitrogen is coated on the surface.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀에서, 상기 표면부는 베릴륨동(Cu-Be)을 재질로 하는 모재의 표면을 포함하고, 상기 표면부와 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막 사이에 개재된 니켈 도금층 및 상기 니켈 도금층 상에 형성된 금 도금층을 더 포함할 수 있다. Wherein the surface portion includes a surface of a base material made of beryllium copper (Cu-Be), and a surface of the base portion of the nickel film interposed between the surface portion and the amorphous carbon film containing nitrogen A plating layer and a gold plating layer formed on the nickel plating layer.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀은 상기 표면부와 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막 사이에 개재된 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층을 더 포함할 수 있다. The probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with the carbon film may further include an adhesion layer containing titanium or chromium interposed between the surface portion and the amorphous carbon film containing nitrogen.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀에서, 상기 밀착층은 상기 표면부 상에 직접 서로 맞닿아 배치될 수 있다.In the probe pin for a semiconductor inspecting apparatus coated with the carbon film, the adhesion layer may be directly disposed on the surface portion.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀에서, 상기 표면부는 베릴륨동(Cu-Be)을 재질로 하는 모재의 표면을 포함하고, 상기 표면부와 상기 밀착층 사이에 개재된 니켈 도금층 및 상기 니켈 도금층 상에 형성된 금 도금층을 더 포함할 수 있다. Wherein the surface portion of the probe fin includes a surface of a base material made of beryllium copper (Cu-Be), and a nickel plating layer interposed between the surface portion and the adhesion layer and the nickel And a gold plating layer formed on the plating layer.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀은, 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막과 상기 밀착층 사이에 개재되며, 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층을 더 포함할 수 있다. The probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with the carbon film may further include a mixed layer interposed between the amorphous carbon film containing nitrogen and the adhesion layer and formed by mixing carbon and any one selected from titanium and chromium.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀에서, 상기 혼합층은 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 제 1 물질층 및 탄소를 포함하는 제 2 물질층으로 구성된 적어도 하나 이상의 단위적층체를 포함할 수 있다. In the probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with the carbon film, the mixed layer includes at least one unit laminate composed of a first material layer containing any one selected from titanium and chromium and a second material layer including carbon .

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀에서, 상기 혼합층은 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 균일 분포된 하나의 단일층을 포함할 수 있다. In the probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with the carbon film, the mixed layer may include one single layer uniformly distributed in carbon and any one selected from titanium and chromium.

본 발명의 다른 관점에 의한 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법을 제공한다. 상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법은 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있는 프로브 핀의 표면부에 형성된 오염물 내지 산화물을 제거하기 위하여 불활성가스의 이온빔 처리를 수행하는 단계, 상기 표면부 상에 스퍼터링 방법으로 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층을 형성하는 단계, 상기 밀착층 상에 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층을 형성하는 단계 및 상기 혼합층 상에 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 형성된 질소가 함유된 비정질 탄소막을 형성하는 단계를 포함한다. There is provided a method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film according to another aspect of the present invention. The method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film includes the steps of performing an ion beam treatment of an inert gas to remove contaminants or oxides formed on a surface portion of a probe pin that can contact a terminal of a semiconductor device, Forming an adhesion layer containing titanium or chromium on the substrate by a sputtering method, forming a mixed layer formed by mixing at least one selected from the group consisting of titanium and chromium on the adhesion layer and carbon, Forming a nitrogen-containing amorphous carbon film formed by a Cathodic Vacuum Arc method.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법에서, 상기 혼합층을 형성하는 단계는, 스퍼터링 방법으로 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 제 1 물질층을 형성하는 단계; 및 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 형성된 탄소를 포함하는 제 2 물질층을 형성하는 단계;를 포함하는 단위 사이클을 적어도 한 번 이상 수행함으로써 구현될 수 있다. In the method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film, the forming the mixed layer includes: forming a first material layer including any one selected from titanium and chromium by a sputtering method; And forming a second material layer including carbon formed by a filtered cathodic vacuum arc (FCVA) method.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법에서, 상기 혼합층을 형성하는 단계는 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 균일 분포된 하나의 단일층을 형성하되, 상기 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나는 스퍼터링 방법으로 구현되고 상기 탄소는 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 구현될 수 있다. In the method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film, the forming of the mixed layer may include forming a single layer uniformly distributed in carbon and one selected from titanium and chromium, wherein the single layer is selected from titanium and chromium Either one may be implemented by a sputtering method and the carbon may be implemented by a Filtered Cathodic Vacuum Arc (FCVA) method.

상기 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법에서, 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력은 상기 혼합층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력 이하이며, 상기 혼합층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력은 상기 밀착층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력 이하이며, 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력은 상기 밀착층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력 보다 낮을 수 있다. In the method for manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film, the pressure in the chamber for performing the step of forming the nitrogen-containing amorphous carbon film is equal to or lower than the pressure in the chamber for forming the mixed layer, The pressure in the chamber performing the step of forming the mixed layer is equal to or lower than the pressure in the chamber performing the step of forming the adhesion layer and the pressure in the chamber performing the step of forming the nitrogen- May be lower than the pressure in the chamber performing the forming step.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 높은 내마모성을 가지면서도 반도체 소자의 물질과 이형성을 증가시켜 사용 수명을 증대할 수 있는 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention as described above, it is possible to provide a probe pin for a semiconductor inspection apparatus capable of increasing the service life of the semiconductor device by increasing the material and releasability of the semiconductor device while having high wear resistance. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

도 1은 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 이용하여 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하는 개념적인 구성을 도해한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 구성하는 물질층들을 개요적으로 도해한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법을 수행하는 장치의 구성을 도해하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 강도를 나타낸 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 다양한 조건에서 테스트 한 후의 접촉표면부를 촬영한 사진들이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a conceptual configuration for checking electrical characteristics of a semiconductor device using a probe pin for a semiconductor inspection apparatus. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating material layers constituting a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for performing a method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus coated with a carbon film according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the strength of a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to a comparative example and an embodiment of the present invention.
Figs. 5 and 6 are photographs of contact surface portions after testing the probe pins for semiconductor test apparatus according to the comparative examples and the embodiments of the present invention under various conditions. Fig.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 적어도 일부의 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, at least some of the components may be exaggerated or reduced in size for convenience of explanation. Like numbers refer to like elements throughout the drawings.

명세서 전체에 걸쳐서, 층 또는 영역과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 상기 다른 구성요소 "상에" 접하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. It is to be understood that throughout the specification, when an element such as a layer or a region is referred to as being "on" another element, the element may be directly "on" It will be understood that there may be other intervening components. On the other hand, when an element is referred to as being "directly on" another element, it is understood that there are no other elements intervening therebetween.

도 1은 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 이용하여 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하는 개념적인 구성을 도해한 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a conceptual configuration for checking electrical characteristics of a semiconductor device using a probe pin for a semiconductor inspection apparatus. FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)은 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있다. 반도체 소자의 단자는 단자패드(240)와 솔더(220)를 포함할 수 있다. 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)은 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있는 상단 부재(110)와 상단 부재(110)의 움직임을 가이드하는 하단 부재(120)를 포함할 수 있다. 상단 부재(110)의 일단에는 반도체 소자의 단자와 직접 접촉할 수 있는 접촉탐침부가 형성되며 상단 부재(110)의 타단에는 별도의 구조체(130)가 연결되어 배치될 수 있다. 구조체(130)는, 예를 들어, 탄성 부재 또는 플런저 등을 포함할 수 있으나, 이에 의하여, 본 발명의 실시예를 제한하는 것은 아니다. Referring to FIG. 1, a probe pin 100 for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention may contact a terminal of a semiconductor device. The terminal of the semiconductor device may include the terminal pad 240 and the solder 220. The probe pin 100 for a semiconductor inspection apparatus may include an upper member 110 capable of contacting with a terminal of a semiconductor device and a lower member 120 for guiding movement of the upper member 110. A contact probe part capable of directly contacting the terminal of the semiconductor element may be formed at one end of the upper member 110 and a separate structure 130 may be connected to the other end of the upper member 110. The structure 130 may include, for example, an elastic member or a plunger, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)은 반도체 소자가 반도체 패키지 형태인 경우에는 소켓 보드에 구비되는 프로브 핀일 수 있으며, 반도체 소자가 반도체 칩 형태인 경우에는 프로브 카드에 구비되는 프로브 핀일 수 있으며, 반도체 소자가 일부 개별소자(discrete device) 형태인 경우에는 커넥터에 구비되는 프로브 핀일 수 있다. The probe pin 100 for a semiconductor testing apparatus according to an embodiment of the present invention may be a probe pin provided on a socket board when the semiconductor element is in the form of a semiconductor package or a probe pin provided on a probe card when the semiconductor element is in the form of a semiconductor chip And may be a probe pin provided on the connector when the semiconductor device is in the form of a discrete device.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)은 표면부의 적어도 일부에 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)이 코팅될 수 있다. 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)이 코팅되는 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)의 적어도 일부는 반도체 소자와 직접 접촉할 수 있는 상단 부재(110)의 표면부를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 솔더(220)와 직접 접촉하는 접촉탐침부의 표면부를 포함할 수 있다. 물론, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)에서는 상단 부재(110)의 적어도 일부 뿐만 아니라 하단 부재(120)의 적어도 일부 상에도 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)이 코팅될 수도 있다. In the probe pin 100 for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, the amorphous carbon film 115 containing nitrogen may be coated on at least a part of the surface portion. At least a part of the probe pin 100 for the semiconductor inspection apparatus coated with the nitrogen-containing amorphous carbon film 115 may include a surface portion of the upper member 110 which can directly contact the semiconductor element, for example, And may include a surface portion of the contact probe directly contacting the solder 220. Of course, in the probe pin 100 for a semiconductor inspecting apparatus according to another embodiment of the present invention, an amorphous carbon film 115 containing nitrogen may be formed on at least a part of the upper member 110 as well as at least a part of the lower member 120 May be coated.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)에서, 상술한 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)은 질소가 함유된 ta-C(tetrahedral amorphous carbon)막을 포함할 수 있다. In the probe pin 100 for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, the nitrogen-containing amorphous carbon film 115 may include a nitrogen-containing tetrahedral amorphous carbon (ta-C) film.

우선, ta-C막은 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 형성되며, sp3 결합의 비율이 상대적으로 높은 비정질 탄소계 경질 박막이다. 비정질 탄소는 sp2 결합으로만 이루어진 그라파이트(graphite)와 sp3 결합으로만 이루어진 다이아몬드 등이 있다. 예를 들어, DC 마그네트론 스퍼터나 이온 어시스트 CVD에 의해 생성되는 탄소막은 수소를 포함하고 있으므로 sp3 결합의 비율은 상대적으로 낮아진다. 이와 달리, FCVA 방법에 의해 생성되는 ta-C(tetrahedral amorphous carbon)막은 수소를 포함하지 않고 탄소만으로 구성되고 sp3 결합의 비율이 상대적으로 높다(60% 이상). 그러나, ta-C막은 상대적으로 높은 내부응력(8~10 GPa)으로 모재와의 밀착성을 확보하기가 어려워 사용 수명이 상대적으로 낮은 단점을 가질 수 있다. First, the ta-C film is formed by an FCVA (Filtered Cathodic Vacuum Arc) method and is an amorphous carbon-based hard thin film having a relatively high proportion of sp 3 bonds. Amorphous carbon includes graphite consisting only of sp 2 bonds and diamond composed of sp 3 bonds. For example, the carbon film produced by DC magnetron sputtering or ion assisted CVD contains hydrogen, so the ratio of sp 3 bonds is relatively low. On the other hand, the tetrahedral amorphous carbon (ta-C) film produced by the FCVA method does not contain hydrogen but consists only of carbon and the ratio of sp 3 bonds is relatively high (60% or more). However, the ta-C film has a relatively high internal stress (8 to 10 GPa), which makes it difficult to ensure adhesion with the base material, and thus has a short service life.

본 발명의 일 실시예에 따르면, FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 비정질 탄소막을 형성함에 있어서 질소를 첨가함으로써 질소가 함유된 비정질 탄소막(ta-C:N)을 구현할 수 있다. 질소가 함유된 비정질 탄소막은 질소 첨가에 따라 상대적으로 낮은 내부응력(1~3 GPa)을 가지므로 모재와의 밀착성을 확보하여 내구성이 개선되는 효과를 확보할 수 있음을 확인하였다. According to an embodiment of the present invention, an amorphous carbon film (ta-C: N) containing nitrogen can be realized by adding nitrogen in the formation of an amorphous carbon film by the FCVA (Filtered Cathodic Vacuum Arc) method. Since the amorphous carbon film containing nitrogen has a relatively low internal stress (1 to 3 GPa) according to nitrogen addition, it is confirmed that the durability of the amorphous carbon film can be improved by securing the adhesion with the base material.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 구성하는 물질층들을 개요적으로 도해한 도면이다. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating material layers constituting a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀은 베릴륨동(Cu-Be)을 재질로 하는 모재(111), 금 도금층(112), 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층(113), 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층(114) 및 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)으로 이루어질 수 있다. 금 도금층(112)은 전기 전도성이 우수한 장점이 있으며, 금 도금층(112)과 베릴륨동(Cu-Be)을 재질로 하는 모재(111) 사이의 밀착력과 경도를 부여하기 위하여 니켈(Ni) 도금층이 개재될 수 있다. Referring to FIG. 2, a probe pin for a semiconductor testing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a base material 111 made of beryllium copper (Cu-Be), a gold plating layer 112, A layer 113, a mixed layer 114 formed by mixing carbon with any one selected from titanium and chromium, and an amorphous carbon film 115 containing nitrogen. The gold plating layer 112 is advantageous in electrical conductivity and has a nickel plating layer 112 for imparting adhesion and hardness between the gold plating layer 112 and the base material 111 made of beryllium copper (Cu-Be) Can be intervened.

한편, 반도체 소자의 솔더부와 접촉 시 전기 전도도를 확보하고 내마모성, 이형성, 내소착성 및 내구성을 증가시키기 위하여 최외각 코팅층으로 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)에 제공된다. 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)과 금 도금층(112) 사이의 밀착력을 향상시키고 전기 전도도를 증가시키기 위하여 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층(113) 및 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층(114)을 더 개재할 수 있다. On the other hand, an amorphous carbon film 115 containing nitrogen as an outermost coating layer is provided in order to ensure electrical conductivity upon contact with a solder portion of a semiconductor device and to increase abrasion resistance, releasability, resistance to seizure and durability. In order to improve the adhesion between the amorphous carbon film 115 containing nitrogen and the gold plating layer 112 and to increase the electric conductivity, an adhesion layer 113 containing titanium or chromium and a mixture of any one selected from titanium and chromium and carbon The mixed layer 114 can be further interposed.

티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층(114)은 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층(113)과 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)의 접합력을 더욱 개선하기 위하여 제공될 수 있으며, 다양한 형태의 구성으로 구현될 수 있다. The mixed layer 114 formed by mixing any one selected from titanium and chromium with carbon may be provided to further improve the bonding strength between the adhesion layer 113 containing titanium or chromium and the amorphous carbon film 115 containing nitrogen , And may be implemented in various configurations.

밀착층(113)의 일 예로, 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층(114)은 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 제 1 물질층 및 탄소를 포함하는 제 2 물질층으로 구성된 적어도 하나 이상의 단위적층체를 포함할 수 있다. 예컨대, 혼합층(114)은 티타늄을 포함하는 제 1 물질층과 탄소를 포함하는 제 2 물질층이 서로 교번 적층되는 단위적층체가 적어도 1 회 이상 반복되는 형태로 구현될 수 있다. 여기에서 제 2 물질층을 구성하는 탄소는 FCVA 방법에 의해 생성되는 ta-C(tetrahedral amorphous carbon)를 포함할 수 있다. As an example of the adhesion layer 113, a mixed layer 114 formed by mixing carbon and any one selected from titanium and chromium may include a first material layer including any one selected from titanium and chromium and a second material layer including carbon. At least one unit laminate composed of a plurality of unit laminations. For example, the mixed layer 114 may be formed in such a manner that a unit laminate in which a first material layer including titanium and a second material layer including carbon are alternately stacked is repeated at least once. Here, the carbon constituting the second material layer may include tetrahedral amorphous carbon (ta-C) produced by the FCVA method.

밀착층(113)의 다른 예로, 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층(114)은 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 균일 분포된 하나의 단일층을 포함할 수 있다. 예컨대, 혼합층(114)은 티타늄과 탄소가 단일층 내에 균일 분포되어 구현될 수 있다. As another example of the adhesion layer 113, the mixed layer 114 formed by mixing any one of titanium and chromium with carbon may include one single layer uniformly distributed in carbon and any one selected from titanium and chromium. For example, the mixed layer 114 can be realized by uniformly distributing titanium and carbon in a single layer.

상술한 막들의 두께는, 예를 들어, 니켈(Ni) 도금층이 3㎛ 내지 5㎛, 금 도금층(112)이 50nm 내지 300nm, 밀착층(113)이 5nm 내지 100nm, 혼합층(114)이 수 nm 및 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)이 50nm 내지 500nm일 수 있다. The thicknesses of the above-described films are set to, for example, 3 to 5 占 퐉 for the nickel (Ni) plated layer, 50 to 300 nm for the gold plated layer 112, 5 to 100 nm for the adhesion layer 113, And the nitrogen-containing amorphous carbon film 115 may be 50 nm to 500 nm.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀은 베릴륨동(Cu-Be)을 재질로 하는 모재(111), 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층(113), 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층(114) 및 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)으로 구성될 수 있다. 이 경우, 베릴륨동(Cu-Be)을 재질로 하는 모재(111)와 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층(113)은 직접 접촉하며 금 도금층(112)이 개재되지 않을 수 있다. 이는 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)이 충분한 전기 전도성을 확보할 수 있기 때문에 가능한 구성이며, 생산 단가를 효과적으로 절감하는 효과를 기대할 수 있다. Meanwhile, the probe pin for a semiconductor testing apparatus according to another embodiment of the present invention may include a base material 111 made of beryllium copper (Cu-Be), an adhesion layer 113 containing titanium or chromium, A mixed layer 114 formed by mixing any one with carbon, and an amorphous carbon film 115 containing nitrogen. In this case, the base material 111 made of beryllium copper (Cu-Be) and the adhesion layer 113 containing titanium or chrome may be in direct contact with each other and the gold plating layer 112 may not be interposed. This is because the amorphous carbon film 115 containing nitrogen can ensure sufficient electrical conductivity, and the effect of effectively reducing the production cost can be expected.

한편, 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)의 전기 전도도(electrical conductivity)는 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 공정에서 첨가하는 질소의 유량에 따라 변동될 수 있다. 예를 들어, 질소의 유량이 0sccm에서 40sccm으로 증가됨에 따라 질소가 함유된 비정질 탄소막의 전기 저항(electrical resistance)은 3 kΩ에서 8 Ω으로 감소됨을 확인하였다. On the other hand, the electrical conductivity of the amorphous carbon film 115 containing nitrogen can be changed according to the flow rate of nitrogen added in the FCVA (Filtered Cathodic Vacuum Arc) process. For example, as the flow rate of nitrogen increases from 0 sccm to 40 sccm, the electrical resistance of the amorphous carbon film containing nitrogen is reduced from 3 kΩ to 8 Ω.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법을 수행하는 장치의 구성을 도해하는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for performing a method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법을 수행하기 위한 코팅 장치(300)는 이온빔 처리 장치(320), 스퍼터링 장치(330) 및 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 장치(340)가 배치되며, 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체가 실장될 수 있는 서셉터(310a 내지 310d)가 회전하면서 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체가 이온빔 처리 장치(320), 스퍼터링 장치(330) 및 FCVA 장치(340)를 순차적으로 거치도록 구성할 수 있다.  Referring to FIGS. 1 to 3, a coating apparatus 300 for performing a method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention includes an ion beam processing apparatus 320, a sputtering apparatus 330, And a susceptor 310a to 310d on which a structure including a probe pin 100 for a semiconductor inspecting apparatus can be mounted rotates and includes a probe pin 100, The structure may be configured to sequentially pass through the ion beam treatment apparatus 320, the sputtering apparatus 330, and the FCVA apparatus 340.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법은 서셉터(310b) 위치에 도달한 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체에 대하여 이온빔 처리 장치(320)를 이용하여 불활성가스의 이온빔 처리를 수행하는 단계(S100); 서셉터(310c) 위치에 도달한 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체에 대하여 마그네트론 스퍼터링 장치(330)를 이용하여 밀착층(113)을 형성하는 단계(S200); 서셉터(310c) 내지 서셉터(310d) 사이의 임의의 위치에 도달한 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체에 대하여 마그네트론 스퍼터링 장치(330) 및 FCVA 장치(340)를 이용하여 혼합층(114)을 형성하는 단계(S300); 및 서셉터(310d) 위치에 도달한 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체에 대하여 FCVA 장치(340)를 이용하여 질소가 함유된 비정질 탄소막(115)을 형성하는 단계(S400);를 포함할 수 있다. For example, in a method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, a structure including a probe pin 100 reaching a position of a susceptor 310b is used by using an ion beam processing apparatus 320 Performing an ion beam treatment of the inert gas (S100); Forming the adhesion layer 113 using the magnetron sputtering apparatus 330 on the structure including the probe pin 100 reaching the position of the susceptor 310c (S200); The magnetron sputtering apparatus 330 and the FCVA apparatus 340 are used to apply the mixed layer 114 to the structure including the probe pin 100 reaching any position between the susceptors 310c and 310d. (S300); And forming the amorphous carbon film 115 containing nitrogen by using the FCVA apparatus 340 for the structure including the probe pin 100 reaching the position of the susceptor 310d (S400). have.

불활성가스의 이온빔 처리를 수행하는 단계(S100)는, 예를 들어, 아르곤가스 분위기에서 챔버 내 압력이 5 x 10-4 torr 내지 1 x 10-3 torr 이며, 인가전압은 약 1500V, 인가전류는 100mA 의 조건에서 수행될 수 있으며, 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있는 프로브 핀의 표면부에 형성된 오염물 내지 산화물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. The step (S100) of performing the ion beam treatment of the inert gas may be performed by, for example, in a chamber atmosphere under an argon gas atmosphere of 5 x 10 -4 torr to 1 x 10 -3 torr, an applied voltage of about 1500 V, And removing the contaminants or oxides formed on the surface portion of the probe pin that can contact the terminals of the semiconductor device.

밀착층(113)을 형성하는 단계(S200)는, 예를 들어, 챔버 내 압력이 1.0 x 10-3 torr의 조건에서 수행될 수 있으며, 반도체 검사 장치용 프로브 핀(100)의 표면부 상에 스퍼터링 방법으로 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The step of forming the adhesion layer 113 (S200) may be performed, for example, under a condition of a pressure in the chamber of 1.0 x 10 < -3 > torr, and is performed on the surface portion of the probe pin 100 for a semiconductor inspection apparatus And forming an adhesion layer containing titanium or chromium by a sputtering method.

질소가 함유된 비정질 탄소막(115)을 형성하는 단계(S400)는, 예를 들어, 1 sccm 내지 40sccm 유량의 질소가스를 첨가하여 챔버 내 질소 분위기 압력이 5 x 10-4 torr 이하로 설정된 상태에서, 덕트 바이어스 파워 서플라이(duct bias power supply, 348)의 전압이 1V 내지 30V 조건에서 수행될 수 있으며, 아크 방전 파워 서플라이(342)에 연결된 탄소 타겟(344)으로부터 발생된 탄소 플라즈마가 덕트(346)를 통하여 서셉터(310d) 위치에 도달함으로써 FCVA 공정이 수행될 수 있다. 덕트(346) 사이에는 절연체(345)가 개재될 수 있다. Forming an amorphous carbon film 115 containing a nitrogen (S400), for instance, 1 sccm to the addition of the nitrogen gas flow rate of 40sccm while the nitrogen atmosphere, the pressure chamber is set to less than 5 x 10 -4 torr The duct bias power supply 348 may be operated at a voltage of 1 V to 30 V and a carbon plasma generated from the carbon target 344 connected to the arc discharge power supply 342 may be conducted to the duct 346, The FCVA process can be performed by reaching the position of the susceptor 310d. An insulator 345 may be interposed between the ducts 346.

혼합층(114)을 형성하는 단계(S300)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. The step S300 of forming the mixed layer 114 may be implemented in various ways.

일 예로, 혼합층(114)을 형성하는 단계(S300)는 서셉터(310c) 위치에 도달한 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체에 대하여 마그네트론 스퍼터링 장치(330)를 이용하여 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 제 1 물질층을 형성하는 단계(S301) 및 서셉터(310d) 위치에 도달한 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체에 대하여 FCVA 장치(340)를 이용하여 탄소를 포함하는 제 2 물질층을 형성하는 단계(S302)를 순차적으로 진행할 수 있다. 필요에 따라서는, 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체가 실장된 서셉터를 계속 회전하면서 이와 같은 단위 사이클을 반복하여 수행할 수도 있다. 이렇게 형성된 밀착층(113)의 예로, 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층(114)은 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 제 1 물질층 및 탄소를 포함하는 제 2 물질층으로 구성된 적어도 하나 이상의 단위적층체를 포함할 수 있다. 예컨대, 혼합층(114)은 티타늄을 포함하는 제 1 물질층과 탄소를 포함하는 제 2 물질층이 서로 교번 적층되는 단위적층체가 적어도 1 회 이상 반복되는 형태로 구현될 수 있다.For example, in the step S300 of forming the mixed layer 114, a structure including the probe pin 100 reaching the position of the susceptor 310c may be formed by using a magnetron sputtering apparatus 330, (S301) of forming a first material layer including one of the carbon nanotubes and the probe pin (100) reaching the position of the susceptor (310d) using a FCVA device (340) And a step of forming a material layer (S302). If necessary, such a unit cycle may be repeatedly performed while the susceptor having the structure including the probe pin 100 mounted thereon is continuously rotated. As an example of the adhesion layer 113 thus formed, a mixed layer 114 formed by mixing any one of titanium and chromium with carbon may be formed of a first material layer containing any one selected from titanium and chromium and a second material layer containing carbon And at least one unit laminate composed of a plurality of layers. For example, the mixed layer 114 may be formed in such a manner that a unit laminate in which a first material layer including titanium and a second material layer including carbon are alternately stacked is repeated at least once.

다른 예로, 혼합층(114)을 형성하는 단계(S300)는 서셉터(310c) 내지 서셉터(310d) 사이의 임의의 위치에 도달한 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체에 대하여 마그네트론 스퍼터링 장치(330) 및 FCVA 장치(340)를 동시에 이용하여 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 균일 분포된 하나의 단일층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이렇게 형성된 밀착층(113)에서는, 예를 들어, 티타늄과 탄소가 단일층 내에 균일 분포되어 구현될 수 있다. 또한, 서셉터(310c) 내지 서셉터(310d) 사이의 임의의 위치에 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체를 배치하되, 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체와 서셉터(310c) 사이의 이격거리와 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체와 서셉터(310d) 사이의 이격거리를 조절함으로써 혼합층(114) 내에서 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소의 상대적 농도를 조절할 수도 있다. 예컨대, 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체와 서셉터(310c) 사이의 이격거리가 프로브 핀(100)을 포함하는 구조체와 서셉터(310d) 사이의 이격거리 보다 더 크다면, 형성되는 혼합층(114) 내의 탄소의 농도가 티타늄이나 크롬의 농도 보다 더 높을 수 있다. As another example, the step of forming the mixed layer 114 (S300) may be performed by using a magnetron sputtering apparatus 330 (see FIG. 3) for a structure including a probe pin 100 reaching an arbitrary position between the susceptors 310c and 310d ) And the FCVA device 340 may be used simultaneously to form one monolayer of carbon and one selected from among titanium and chromium. In the adhesion layer 113 thus formed, for example, titanium and carbon may be uniformly distributed in a single layer. A structure including the probe pin 100 is disposed at an arbitrary position between the susceptor 310c and the susceptor 310d so that the distance between the structure including the probe pin 100 and the susceptor 310c The relative concentration of one selected from titanium and chromium and carbon in the mixed layer 114 may be adjusted by adjusting the distance between the distance and the structure including the probe pin 100 and the susceptor 310d. For example, if the distance between the structure including the probe pin 100 and the susceptor 310c is larger than the distance between the structure including the probe pin 100 and the susceptor 310d, 114 may be higher than the concentration of titanium or chromium.

도 4는 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 강도를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the strength of a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to a comparative example and an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀은 표면부에 질소가 함유된 비정질 탄소막(ta-C:N)이 코팅된 경우이며, 본 발명의 비교예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀은 질소가 함유되지 않은 비정질 탄소막(ta-C)이 코팅되거나 수소를 함유하는 비정질 탄소막(a-C:H)이 코팅되거나 금속이 도핑된 수소 함유 비정질 탄소막(a-C:H:Me)이 코팅되거나 니켈(Ni) 또는 금(Au)이 코팅된 경우이다. A probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention is a case where an amorphous carbon film (ta-C: N) containing nitrogen is coated on the surface portion, and a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to a comparative example of the present invention A hydrogen-containing amorphous carbon film (aC: H: Me) coated with an amorphous carbon film (ta-C) containing no nitrogen or a hydrogen-containing amorphous carbon film (aC: H) ) Or gold (Au) is coated.

본 발명의 비교예들 중에서 표면부에 질소가 함유되지 않은 비정질 탄소막(ta-C)이 코팅된 경우는 경도는 높으나 내부응력(5 내지 9 GPa)이 상대적으로 높아 코팅막 자체가 박리되는 현상이 발생되는 문제점이 발생할 수 있으며, 나머지의 경우들에서는 경도 자체가 낮아 코팅막으로 적절하지 않은 문제점이 수반된다. Among the comparative examples of the present invention, when the amorphous carbon film (ta-C) containing no nitrogen is coated on the surface portion, the hardness is high but the internal stress (5 to 9 GPa) is relatively high, In the remaining cases, the hardness itself is low, which is not suitable as a coating film.

이에 반하여 본 발명의 실시예에서는 경도도 확보하면서 상대적으로 낮은 내부응력(1~3 GPa)을 가지므로 모재와의 밀착성을 확보하여 내구성이 개선되는 효과를 확보할 수 있다. On the other hand, in the embodiment of the present invention, since it has a relatively low internal stress (1 to 3 GPa) while securing the hardness, adhesion with the base material is ensured and durability is improved.

도 5 및 도 6은 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀을 다양한 조건에서 테스트 한 후의 접촉표면부를 촬영한 사진들이다. Figs. 5 and 6 are photographs of contact surface portions after testing the probe pins for semiconductor test apparatus according to the comparative examples and the embodiments of the present invention under various conditions. Fig.

먼저, 도 5의 (a)는 본 발명의 비교예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀으로서 표면부에 금(Au)이 코팅된 경우에 해당하며, 전기전도성은 만족하지만 사용수명이 10k 내지 15k에서 마모가 발생됨을 확인할 수 있다. 또한, 솔더의 주석 이물이 과다하게 융착되어 이형성이 부족함을 확인할 수 있다. 5 (a) shows a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to a comparative example of the present invention, which corresponds to a case where gold (Au) is coated on the surface portion and satisfies electric conductivity but has a service life of 10 k to 15 k It can be confirmed that abrasion has occurred. In addition, it can be confirmed that the tin of the solder is excessively fused and the releasability is insufficient.

도 5의 (b)는 본 발명의 비교예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀으로서 표면부에 금속이 도핑된 수소 함유 비정질 탄소막(a-C:H:Me)이 코팅된 경우에 해당하며, 전기전도성은 만족하며, 사용수명이 40k 까지 개선됨을 확인할 수 있다. 다만, 솔더의 주석 이물이 융착되어 이형성이 부족함을 확인할 수 있다. 5 (b) is a view of a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to a comparative example of the present invention, which corresponds to a case where a hydrogen-containing amorphous carbon film (aC: H: Me) And the service life is improved to 40k. However, it can be confirmed that the tin of the solder is fused and the releasability is insufficient.

도 5의 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀으로서 표면부에 질소 함유 비정질 탄소막(ta-C:N)이 코팅된 경우에 해당하며, 전기전도성은 만족하며, 사용수명도 50k 까지 개선됨을 확인할 수 있다. 또한, 솔더의 주석 이물 융착이 개선되고 이물 크기도 감소되어 내소착성과 이형성이 개선됨을 확인할 수 있다. 5 (c) shows a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, which corresponds to a case where a nitrogen-containing amorphous carbon film (ta-C: N) is coated on the surface portion, And the lifetime is improved to 50k. In addition, it can be confirmed that the adhesion of the tin to the tin of the solder is improved and the size of the foreign material is also reduced, thereby improving the sintering resistance and releasability.

도 6의 (a)는 본 발명의 비교예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀으로서 표면부에 질소가 함유되지 않은 비정질 탄소막(ta-C)이 코팅된 경우에 해당하며, 높은 내부응력(8 내지 10 GPa)으로 코팅막 자체가 모재와의 밀착성을 확보하지 못하여 4k 사용 중에 코팅막이 박리되는 현상이 발생함을 확인할 수 있다.  6 (a) is a view of a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to a comparative example of the present invention, which corresponds to a case where an amorphous carbon film (ta-C) not containing nitrogen is coated on the surface portion, 10 GPa), the coating film itself can not secure the adhesion with the base material, and the coating film peels off during use of 4k.

도 6의 (b)는 본 발명의 비교예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀으로서 표면부에 크롬이 함유된 비정질 탄소막(ta-C + Cr)이 코팅된 경우에 해당하며, 내부응력(2 내지 3 GPa) 개선으로 인하여 코팅막의 수명이 40k 까지 증대됨을 확인하였다. 6 (b) is a view of a probe pin for a semiconductor inspection apparatus according to a comparative example of the present invention, which corresponds to a case where an amorphous carbon film (ta-C + Cr) 3 GPa), it was confirmed that the lifetime of the coating film was increased to 40k.

도 6의 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 검사 장치용 프로브 핀으로서 표면부에 질소 함유 비정질 탄소막(ta-C:N)이 코팅된 경우에 해당하며, 질소 첨가에 따른 내부응력(1 내지 3 GPa)이 개선되고 내구성이 100k 까지 개선됨을 확인할 수 있다. 6 (c) is a view of a probe pin for a semiconductor inspecting apparatus according to an embodiment of the present invention, in which the surface portion is coated with a nitrogen-containing amorphous carbon film (ta-C: N) 1 to 3 GPa) is improved and durability is improved to 100k.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 반도체 검사 장치용 프로브 핀
110 : 상단 부재
111 : 모재
112 : 금 도금층
113 : 밀착층
114 : 혼합층
115 : 질소가 함유된 비정질 탄소막
220 : 솔더
310 : 서셉터
320 : 이온빔 처리 장치
330 : 스퍼터링 장치
340 : FCVA 장치100: probe pin for semiconductor inspection apparatus
110: upper member
111: base metal
112: Gold plated layer
113: Adhesive layer
114: mixed layer
115: Amorphous carbon film containing nitrogen
220: Solder
310: susceptor
320: ion beam processing device
330: Sputtering device
340: FCVA device

Claims (12)

반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있는 프로브 핀의 표면부에 질소가 함유된 비정질 탄소막이 코팅되며,
상기 표면부와 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막 사이에 개재된 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층; 및
상기 질소가 함유된 비정질 탄소막과 상기 밀착층 사이에 개재되며, 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층;
을 구비하되,
상기 혼합층은 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 제 1 물질층 및 탄소를 포함하는 제 2 물질층으로 구성된 적어도 하나 이상의 단위적층체를 포함하는,
탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀.An amorphous carbon film containing nitrogen is coated on a surface portion of a probe pin which can contact a terminal of a semiconductor device,
An adhesion layer containing titanium or chromium interposed between the surface portion and the nitrogen-containing amorphous carbon film; And
A mixed layer interposed between the amorphous carbon film containing nitrogen and the adhesion layer and formed by mixing carbon and any one selected from titanium and chromium;
, ≪ / RTI &
Wherein the mixed layer comprises at least one unit laminate composed of a first material layer including any one selected from titanium and chromium and a second material layer including carbon.
Probe pin for semiconductor inspection device coated with carbon film. 제 1 항에 있어서,
상기 표면부는 베릴륨동(Cu-Be)을 재질로 하는 모재의 표면을 포함하고,
상기 표면부와 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막 사이에 개재된 니켈 도금층; 및 상기 니켈 도금층 상에 형성된 금 도금층;을 더 포함하는,
탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀.The method according to claim 1,
Wherein the surface portion includes a surface of a base material made of beryllium copper (Cu-Be)
A nickel plating layer interposed between the surface portion and the nitrogen-containing amorphous carbon film; And a gold plating layer formed on the nickel plating layer.
Probe pin for semiconductor inspection device coated with carbon film. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 밀착층은 상기 표면부 상에 직접 서로 맞닿아 배치된, 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀.The method according to claim 1,
And the adhesive layer is disposed in direct contact with the surface portion. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있는 프로브 핀의 표면부에 형성된 오염물 내지 산화물을 제거하기 위하여 불활성가스의 이온빔 처리를 수행하는 단계;
상기 표면부 상에 스퍼터링 방법으로 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층을 형성하는 단계;
상기 밀착층 상에 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층을 형성하는 단계; 및
상기 혼합층 상에 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 형성된 질소가 함유된 비정질 탄소막을 형성하는 단계;
를 포함하되,
상기 혼합층을 형성하는 단계는, 스퍼터링 방법으로 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 제 1 물질층을 형성하는 단계; 및 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 형성된 탄소를 포함하는 제 2 물질층을 형성하는 단계;를 포함하는 단위 사이클을 적어도 한 번 이상 수행함으로써 구현되는, 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법.Performing ion beam treatment of an inert gas to remove contaminants or oxides formed on a surface portion of a probe pin that can contact a terminal of a semiconductor device;
Forming an adhesion layer including titanium or chromium on the surface portion by a sputtering method;
Forming a mixed layer formed on the adhesion layer by mixing any one selected from titanium and chromium with carbon; And
Forming a nitrogen-containing amorphous carbon film formed on the mixed layer by a Filtered Cathodic Vacuum Arc (FCVA) method;
, ≪ / RTI &
The forming of the mixed layer may include forming a first material layer including any one selected from titanium and chromium by a sputtering method; And forming a second material layer including carbon formed by a filtered cathodic vacuum arc (FCVA) method, wherein the second material layer is formed by performing a unit cycle at least once. Gt; 삭제delete 반도체 소자의 단자와 접촉할 수 있는 프로브 핀의 표면부에 형성된 오염물 내지 산화물을 제거하기 위하여 불활성가스의 이온빔 처리를 수행하는 단계;
상기 표면부 상에 스퍼터링 방법으로 티타늄 또는 크롬을 포함하는 밀착층을 형성하는 단계;
상기 밀착층 상에 티타늄 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나와 탄소가 혼합되어 형성된 혼합층을 형성하는 단계; 및
상기 혼합층 상에 FCVA(Filtered Cathodic Vacuum Arc) 방법으로 형성된 질소가 함유된 비정질 탄소막을 형성하는 단계;
를 포함하되,
상기 질소가 함유된 비정질 탄소막을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력은 상기 혼합층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력 이하이며, 상기 혼합층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력은 상기 밀착층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력 이하이며, 상기 질소가 함유된 비정질 탄소막을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력은 상기 밀착층을 형성하는 단계를 수행하는 챔버 내 압력 보다 낮은, 탄소막이 코팅된 반도체 검사 장치용 프로브 핀의 제조방법.Performing ion beam treatment of an inert gas to remove contaminants or oxides formed on a surface portion of a probe pin that can contact a terminal of a semiconductor device;
Forming an adhesion layer including titanium or chromium on the surface portion by a sputtering method;
Forming a mixed layer formed on the adhesion layer by mixing any one selected from titanium and chromium with carbon; And
Forming a nitrogen-containing amorphous carbon film formed on the mixed layer by a Filtered Cathodic Vacuum Arc (FCVA) method;
, ≪ / RTI &
The pressure in the chamber performing the step of forming the nitrogen-containing amorphous carbon film is lower than the pressure in the chamber performing the step of forming the mixed layer, and the pressure in the chamber performing the step of forming the mixed layer is lower than the pressure in the chamber, Wherein the pressure in the chamber performing the step of forming the amorphous carbon film containing nitrogen is lower than the pressure in the chamber performing the step of forming the adhesion layer, A method of manufacturing a probe pin for a semiconductor inspection apparatus.
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