JP2007114040A - Probing device - Google Patents

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JP2007114040A
JP2007114040A JP2005305586A JP2005305586A JP2007114040A JP 2007114040 A JP2007114040 A JP 2007114040A JP 2005305586 A JP2005305586 A JP 2005305586A JP 2005305586 A JP2005305586 A JP 2005305586A JP 2007114040 A JP2007114040 A JP 2007114040A
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JP2005305586A
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Fumiko Yano
史子 矢野
Hiroshi Yanagida
博史 柳田
Takayuki Mizuno
貴之 水野
Hideji Kiyota
秀治 清田
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SEIKO SETTEN KINZOKU KK
Renesas Technology Corp
Original Assignee
SEIKO SETTEN KINZOKU KK
Renesas Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probing device having a probe which is easy to handle, when it is processed or replaced. <P>SOLUTION: The probe 1 of the probing device consists of a cylindrical holding part 3, made of a second electrically conductive material and a probe member 2 which is provided at nearly the central part of one end face of the holding part 3 and has a sharp-pointed shape, consisting of a conical part and a cylindrical part which are made of a first electrically conductive material. The diameter of the probe member 2 is set to be not larger than 100 μm, the diameter of the holding part 3 is set to be not smaller than 100 μm, and the relation between the length L of the probe member 2 and the diameter R of the holding part 3 is set to be L>R/2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プロービング装置に関し、特に、例えばナノメータ(nm)スケールの微小素子の配線またはコンタクトに探針を直接接触させて、微小素子の電気的特性を評価するプロービング装置に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a probing apparatus, and in particular, a technique effective when applied to a probing apparatus that evaluates electrical characteristics of a microelement by bringing a probe directly into contact with, for example, a nanometer (nm) scale microelement wiring or contact. It is about.

プローブのカンチレバー及び探針を導電性とすると共に、プローブに電圧値取得回路部を設けた構成とし、最初にプローブを原子間力顕微鏡のプローブとして使用して微細配線上の電圧測定個所を定め、次いでプローブの探針を微細配線に接触させて電圧値取得回路部を通して電圧を測定する構成とした電圧測定装置が開示されている(例えば特許文献1参照。)。   The probe cantilever and probe are made conductive, and the probe is provided with a voltage value acquisition circuit. First, the probe is used as a probe for an atomic force microscope to determine the voltage measurement location on the fine wiring. Next, a voltage measuring apparatus is disclosed in which a probe is brought into contact with a fine wiring and a voltage is measured through a voltage value acquisition circuit unit (see, for example, Patent Document 1).

鋭利な先端を有する複数本の探針を、試料表面の法線から傾け(30〜60°)、かつ方位角30°以上の間隔で配置することにより、サブミクロン領域に同時に複数本の探針を接触させて実デバイス上での回路素子の特性解析を行う電子素子評価装置が開示されている(例えば特許文献2参照。)。
特開平5−251523号公報(段落[0016]〜[0020]、図2) 特開平9−26436号公報(段落[0010]、[0011]、図1、図2)
A plurality of probes having sharp tips are tilted from the normal of the sample surface (30 to 60 °) and arranged at intervals of 30 ° or more in azimuth angle, thereby simultaneously providing a plurality of probes in the submicron region. An electronic element evaluation apparatus is disclosed that performs characteristic analysis of circuit elements on an actual device by bringing them into contact (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-5-251523 (paragraphs [0016] to [0020], FIG. 2) JP-A-9-26436 (paragraphs [0010], [0011], FIGS. 1 and 2)

近年、ナノメータスケールの単体半導体素子の配線またはコンタクトに先端径が10nm程度の探針を直接接触させて、単体半導体素子の電気的特性を測定するプロービング装置が採用されている。この測定で得られる単体半導体素子の電気的特性は、製品開発や不良解析の基礎データとして用いられる。   2. Description of the Related Art In recent years, a probing apparatus that measures the electrical characteristics of a single semiconductor element by bringing a probe having a tip diameter of about 10 nm directly into contact with a wiring or contact of a single semiconductor element on a nanometer scale has been adopted. The electrical characteristics of the single semiconductor element obtained by this measurement are used as basic data for product development and failure analysis.

ところで、先端径が10nm程度の上記探針は、微細な配線またはコンタクトに直接接触させるため、その先端の曲率を小さくすることが望ましく、通常、探針は数10μm程度の径を有する線材から製造される。また、探針は電気的な接触をとるために微細な配線またはコンタクトに繰り返し接触させるが、これによって探針の先端の形状が変形するので、変形する度に探針を交換する必要がある。これらのことから、探針はピンセット等で手軽に扱えるものでなければならない。そこで、本発明者らは、保持部となるCu線の表面に探針を溶接することによって、探針を扱い易くしている。   By the way, since the probe having a tip diameter of about 10 nm is directly brought into contact with a fine wiring or contact, it is desirable to reduce the curvature of the tip. Usually, the probe is manufactured from a wire having a diameter of about several tens of μm. Is done. In addition, the probe is repeatedly brought into contact with fine wiring or contacts in order to make electrical contact. However, this changes the shape of the tip of the probe, and it is necessary to replace the probe every time it is deformed. For these reasons, the probe must be easily handled with tweezers. Therefore, the present inventors make the probe easy to handle by welding the probe to the surface of the Cu wire serving as the holding portion.

しかしながら、保持部を溶接した探針であっても、単体半導体素子の電気的特性を測定している途中に探針が保持部から取れることがあり、探針を度々交換する必要があった。さらに、溶接の再現性や探針の取り付け角度の制御性が悪いために探針の向きがばらつき、使い勝手が悪いという問題もあった。   However, even with a probe welded to the holding portion, the probe may be removed from the holding portion while measuring the electrical characteristics of the single semiconductor element, and the probe has to be frequently replaced. Further, since the reproducibility of welding and the controllability of the probe mounting angle are poor, there is a problem that the direction of the probe varies and the usability is poor.

本発明の目的は、加工時または交換時において取り扱いやすい探針を備えるプロービング装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a probing apparatus including a probe that is easy to handle during processing or replacement.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明によるプロービング装置は、円錐部分および円柱部分からなる先端が尖った形状の探針材と円柱形状の保持部とから構成され、保持部の一方の端面のほぼ中央部に探針材が設けられた1本または2本以上の探針を備えており、探針材の直径が100μm以下、探針材の先端の径が10〜500nm、保持部の直径が100μm以上、探針材の長さLと保持部の直径Rとの関係がL>R/2とするものである。   The probing device according to the present invention is composed of a tip-shaped probe material consisting of a conical portion and a cylindrical portion, and a cylindrical holding portion, and the probe material is provided at substantially the center of one end surface of the holding portion. One or two or more probes are provided, the diameter of the probe material is 100 μm or less, the tip diameter of the probe material is 10 to 500 nm, the diameter of the holding part is 100 μm or more, and the length of the probe material The relationship between the length L and the diameter R of the holding portion is L> R / 2.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

探針の加工時または交換時において探針の取り扱いが容易になる。   The probe can be handled easily when processing or replacing the probe.

本実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In this embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.

また、本実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、本実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、本実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Also, in this embodiment, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), unless otherwise specified, or in principle limited to a specific number in principle. The number is not limited to the specific number, and may be a specific number or more. Further, in the present embodiment, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily essential unless particularly specified and apparently essential in principle. Yes. Similarly, in this embodiment, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, etc. substantially, unless otherwise specified, or otherwise considered in principle. It shall include those that are approximate or similar to. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、本実施の形態においては、電界効果トランジスタを代表するMIS・FET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)をMISと略す。   In the drawings used in the present embodiment, hatching may be added even in a plan view for easy understanding of the drawings. In the present embodiment, a MIS • FET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) representing a field effect transistor is abbreviated as MIS.

また、本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   In all the drawings for explaining the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals in principle, and the repeated description thereof is omitted. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施の形態による探針を図1および図2を用いて説明する。図1に探針の斜視図を示し、図2に探針の断面図を示す。   The probe according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a perspective view of the probe, and FIG. 2 shows a sectional view of the probe.

プロービング装置に備わる探針1は、第1導電性材料からなる円錐部分2bおよび円柱部分2cからなる先端2aが尖った形状の探針材2と第2導電性材料からなる円柱形状の保持部3とから構成され、探針材2は保持部3の一方の端面のほぼ中央部に、例えば溶接によって接続されている。さらに、探針材2の先端2aの径は、例えば10〜500nm程度であり、探針材2の円柱部分2cの直径rは100μm以下、保持部3の直径Rは100μm以上に設定されている。さらに、探針材2の長さLと保持部3の直径RとがL>R/2の関係を満たしている。典型的な寸法として、探針材2の先端2aの径は100nm、探針材2の円柱部分2cの直径rは50μm、保持部3の直径Rは500μm、探針材2の長さLは300μm、保持部3の長さは10mmを例示することができる。   The probe 1 provided in the probing apparatus includes a probe material 2 having a pointed tip 2a made of a conical portion 2b and a cylindrical portion 2c made of a first conductive material, and a columnar holding portion 3 made of a second conductive material. The probe material 2 is connected to a substantially central portion of one end face of the holding portion 3 by, for example, welding. Further, the diameter of the tip 2a of the probe material 2 is, for example, about 10 to 500 nm, the diameter r of the cylindrical portion 2c of the probe material 2 is set to 100 μm or less, and the diameter R of the holding part 3 is set to 100 μm or more. . Further, the length L of the probe material 2 and the diameter R of the holding portion 3 satisfy the relationship L> R / 2. As typical dimensions, the diameter of the tip 2a of the probe material 2 is 100 nm, the diameter r of the cylindrical portion 2c of the probe material 2 is 50 μm, the diameter R of the holding portion 3 is 500 μm, and the length L of the probe material 2 is The length of 300 μm and the holding part 3 can be exemplified as 10 mm.

なお、第1および第2導電性材料としては、耐酸化性および加工性に優れ、かつ低抵抗で安価な導電性材料が好ましい。例えば第1導電性材料はFe、W、Pt、Ag、Au、Pd、Ir、Cu、Mo、CNT(Carbon nanotube)、Fe合金、W合金、Pt合金、Ag合金、Au合金、Pd合金、Ir合金、Cu合金またはMo合金であり、第2導電性材料はSUS、Fe、W、Pt、Ag、Au、Pd、Ir、Cu、Ni、Co、Mo、Fe合金、W合金、Pt合金、Ag合金、Au合金、Pd合金、Ir合金、Cu合金、Ni合金、Co合金またはMo合金である。第1の導電材料と第2の導電材料とは同じ導電性材料を選択してもよく、または異なる導電性材料を選択してもよい。   The first and second conductive materials are preferably conductive materials that are excellent in oxidation resistance and workability, have low resistance, and are inexpensive. For example, the first conductive material is Fe, W, Pt, Ag, Au, Pd, Ir, Cu, Mo, CNT (Carbon nanotube), Fe alloy, W alloy, Pt alloy, Ag alloy, Au alloy, Pd alloy, Ir Alloy, Cu alloy or Mo alloy, and the second conductive material is SUS, Fe, W, Pt, Ag, Au, Pd, Ir, Cu, Ni, Co, Mo, Fe alloy, W alloy, Pt alloy, Ag Alloy, Au alloy, Pd alloy, Ir alloy, Cu alloy, Ni alloy, Co alloy or Mo alloy. The first conductive material and the second conductive material may be selected from the same conductive material, or different conductive materials may be selected.

図3に、本実施の形態による探針を備えたプロービング装置を用いて単体半導体素子(MIS)の電気的特性を測定する際の概念図を示す。なお、図3では4本の探針を例示したが、その本数はこれに限定されるものではなく、プロービング装置は1本または2本以上の探針を備えることができる。   FIG. 3 is a conceptual diagram when measuring the electrical characteristics of a single semiconductor element (MIS) using the probing apparatus provided with the probe according to the present embodiment. In FIG. 3, four probes are illustrated, but the number is not limited to this, and the probing apparatus can include one probe or two or more probes.

図3に示すように、探針1の先端2aを、例えばナノメータスケールのMISのゲート電極4およびソース・ドレインにそれぞれ接続されたプラグ5等に直接接触させて電圧を印加し、出力する電流を探針1に接続された測定器6が読み取ることによりMISの電気的特性を測定することができる。また、図示はしないが、探針1の先端2aを、例えばMISの上層に形成される配線に直接接触させて、配線抵抗またはコンタクト抵抗等を測定することができる。   As shown in FIG. 3, the tip 2a of the probe 1 is directly brought into contact with, for example, a nanometer-scale MIS gate electrode 4 and a plug 5 connected to the source and drain, respectively, and a voltage is applied to output current. The electrical characteristics of the MIS can be measured by reading by the measuring device 6 connected to the probe 1. Although not shown, the tip resistance 2a of the probe 1 can be directly brought into contact with, for example, a wiring formed in an upper layer of the MIS, and wiring resistance or contact resistance can be measured.

探針1の先端2aを接触させるMISの各パターンは、例えば直径が100〜500nm程度の楕円形状またはほぼ円形状である。また、探針1の先端2aをMISの各パターンに直接接触させる際には、探針1の操作部に備わるXYZ3軸の駆動機構を用いて探針1の先端2aを所望するパターンへと近づけ、そして接触させる。このため、探針1の先端2aの曲率が小さいことが望ましい。そこで、まず、探針1の先端2aの径は、前述したように10〜500nmが適切な範囲と考えられる(他の条件によってはこの範囲に限定されないことはもとよりである)。なお、量産に適した範囲としては50〜200nm等の100nmを中心値とする周辺範囲が最も好適と考えられる。   Each MIS pattern with which the tip 2a of the probe 1 is brought into contact has an elliptical shape or a substantially circular shape with a diameter of about 100 to 500 nm, for example. Further, when the tip 2a of the probe 1 is brought into direct contact with each pattern of the MIS, the tip 2a of the probe 1 is brought close to a desired pattern by using an XYZ triaxial drive mechanism provided in the operation unit of the probe 1. , And contact. For this reason, it is desirable for the curvature of the tip 2a of the probe 1 to be small. Therefore, first, the diameter of the tip 2a of the probe 1 is considered to be an appropriate range of 10 to 500 nm as described above (it is not limited to this range depending on other conditions). As a range suitable for mass production, a peripheral range having a central value of 100 nm, such as 50 to 200 nm, is considered most preferable.

さらに、探針1の先端2aの曲率は小さいことが望まれることから、探針材2の微細加工が必要となる。そこで、探針材2の一部を構成する円柱部分2cの直径rは100μm以下、量産に適した範囲としては40〜50μmが最も好適な範囲と考えられる。さらに、探針材2の先端2aはMISの各パターンに繰り返し接触するため、探針材2の一部を構成する円錐部分2bの形状は変形し易く、探針材2を度々取り替える必要がある。このため、探針材2は扱い易いことが望ましい。そこで、探針材2の加工や探針1の取り替えなどを比較的容易に行うために、保持部3の直径Rは100μm以上が最も好適な範囲と考えられる。さらに、探針材2の長さLと保持部3の直径Rとの関係をL>R/2とすることにより、振動が少なく、かつMISの各パターンに比較的容易に探針1の探針材2を接触させることができる。   Further, since the curvature of the tip 2a of the probe 1 is desired to be small, the probe material 2 needs to be finely processed. Therefore, the diameter r of the cylindrical portion 2c constituting a part of the probe material 2 is 100 μm or less, and 40 to 50 μm is considered the most suitable range for mass production. Furthermore, since the tip 2a of the probe material 2 repeatedly contacts each MIS pattern, the shape of the conical portion 2b constituting a part of the probe material 2 is easily deformed, and the probe material 2 needs to be replaced frequently. . For this reason, it is desirable that the probe material 2 is easy to handle. Therefore, in order to process the probe material 2 and replace the probe 1 with relative ease, the diameter R of the holding portion 3 is considered to be the most preferable range of 100 μm or more. Further, by setting the relationship between the length L of the probe material 2 and the diameter R of the holding portion 3 to L> R / 2, there is less vibration and the probe 1 can be detected in each MIS pattern relatively easily. The needle material 2 can be brought into contact.

図4(a)、(b)、(c)、(d)および(e)に、前記図1および図2に示した探針の変形例を示す。これら図は、各探針の断面図である。   4 (a), 4 (b), 4 (c), 4 (d) and 4 (e) show modifications of the probe shown in FIG. 1 and FIG. These drawings are sectional views of the respective probes.

図4(a)に示す探針1aは、第1導電性材料により製作された探針材2、および中心に置かれた第1導電性材料とその第1導電性材料の外周に形成された第2導電性材料との2つの導電性材料により製作された保持部3から構成され、探針材2を構成する第1導電性材料と保持部3の一部を構成する第1導電性材料とは一体をなす。   The probe 1a shown in FIG. 4A is formed on the probe material 2 made of the first conductive material, the first conductive material placed in the center, and the outer periphery of the first conductive material. The first conductive material that is composed of the holding part 3 made of two conductive materials and the second conductive material, and that forms part of the holding part 3 and the first conductive material that forms the probe material 2 And one.

図4(b)に示す探針1bは、第1導電性材料により製作された探針材2、および中心に置かれた第1導電性材料とその第1導電性材料の外周に導電性を有する2層以上のパイプ材とを重ねて形成された2つ以上の導電性材料により製作された保持部3から構成され、探針材2を構成する第1導電性材料と保持部3の一部を構成する第1導電性材料とは一体をなす。図4(b)には、第1導電性材料C1と、第1パイプ材P1、第2パイプ材P2および第3パイプ材P3からなる保持部3との4層からなる探針1bを例示しているが、層数はこれに限定されるものではない。また、これら4層を全て異なる材料としてもよく、または一部同じ材料を用いても良い。例えば第1導電性材料C1と第2パイプ材P2とを同じ材料、第1パイプ材P1と第3パイプ材P3とを同じ材料とすることもできる。このように保持部3を多層構造とすることにより、保持部3の加工を容易とすることができる。   The probe 1b shown in FIG. 4 (b) has conductivity on the probe material 2 made of the first conductive material, the first conductive material placed in the center, and the outer periphery of the first conductive material. The holding portion 3 is made of two or more conductive materials formed by superposing two or more layers of pipe material having the first conductive material constituting the probe material 2 and one of the holding portions 3. The first conductive material constituting the part is integrated. FIG. 4B illustrates a probe 1b composed of four layers of the first conductive material C1 and the holding portion 3 composed of the first pipe material P1, the second pipe material P2, and the third pipe material P3. However, the number of layers is not limited to this. These four layers may all be made of different materials, or some of the same materials may be used. For example, the first conductive material C1 and the second pipe material P2 can be the same material, and the first pipe material P1 and the third pipe material P3 can be the same material. Thus, by making the holding part 3 have a multilayer structure, the processing of the holding part 3 can be facilitated.

図4(c)に示す探針1cは、探針材2と保持部3とを同じ導電性材料により製作しており、一体型の探針である。   A probe 1c shown in FIG. 4 (c) is an integrated probe in which the probe material 2 and the holding portion 3 are made of the same conductive material.

前記図4(a)、(b)および(c)にそれぞれ示した探針1a,1bおよび1cの外見は、前記図1に示した探針1の外見と同じであるが、次に説明する図4(d)および(e)にそれぞれ示す探針1dおよび1eは、前記図1に示した探針1の外見とは異なる。   The appearances of the probes 1a, 1b and 1c shown in FIGS. 4A, 4B and 4C are the same as the appearance of the probe 1 shown in FIG. Probes 1d and 1e shown in FIGS. 4D and 4E are different from the appearance of the probe 1 shown in FIG.

図4(d)に示す探針1dは、第1導電性材料により製作された探針材2、および第2導電性材料により製作された保持部3から構成されるが、保持部3の探針材2側の端面が外に凸となる湾曲した形状を有している。また、図4(e)に示す探針1eは、第1導電性材料により製作された探針材2、および第2導電性材料により製作された保持部3から構成されるが、探針材2の一部分が一定の角度を持って斜めに曲がった形状を有しており、単体半導体素子の各パターンとの接触を比較的容易に行うことができる。   The probe 1d shown in FIG. 4 (d) is composed of a probe material 2 made of a first conductive material and a holding part 3 made of a second conductive material. The end surface on the side of the needle material 2 has a curved shape that is convex outward. A probe 1e shown in FIG. 4 (e) is composed of a probe material 2 made of a first conductive material and a holding part 3 made of a second conductive material. A part of 2 has a shape bent obliquely with a certain angle, and contact with each pattern of a single semiconductor element can be performed relatively easily.

図5(a)、(b)、(c)、(d)および(e)に、前記図1および図2に示した探針1にマーカを付けたマーカ付き探針の例を示す。これら図は、各マーカ付き探針の斜視図である。   5 (a), (b), (c), (d) and (e) show examples of a probe with a marker in which a marker is attached to the probe 1 shown in FIG. 1 and FIG. These figures are perspective views of each marker-equipped probe.

図5(a)に示すマーカ付き探針1fは、保持部3の探針材2側の一方の端部から反対側のもう一方の端部まで、保持部3の表面に突起7からなる細長いマーカが形成されている。図5(b)に示すマーカ付き探針1gは、保持部3の表面の一部に保持部3の長さよりも短い突起7からなるマーカが形成されている。図5(c)に示すマーカ付き探針1hは、保持部3の探針材2側の一方の端部から反対側のもう一方の端部まで、保持部3の表面に切り込み8からなる細長いマーカが形成されている。図5(d)に示すマーカ付き探針1iは、保持部3の表面の一部に保持部3の長さよりも短い切り込み8からなるマーカが形成されている。図5(e)に示すマーカ付き探針1jは、保持部3の探針材2側の一方の端部から反対側のもう一方の端部まで、保持部3の表面にペイント9からなる細長いマーカが形成されている。なお、このペイント9は、保持部3の表面の一部に保持部3の長さよりも短く形成してもよい。このように、探針1の表面にマーカを形成することにより、探針1の位置や角度等を容易に確認することができる。   A marker-provided probe 1 f shown in FIG. 5A is a long and narrow projection formed on the surface of the holding unit 3 from one end of the holding unit 3 on the probe material 2 side to the other end on the opposite side. A marker is formed. In the marker-equipped probe 1 g shown in FIG. 5B, a marker including a protrusion 7 shorter than the length of the holding unit 3 is formed on a part of the surface of the holding unit 3. A marker-provided probe 1h shown in FIG. 5C is a long and narrow slit 8 formed on the surface of the holding unit 3 from one end of the holding unit 3 on the probe material 2 side to the other end on the opposite side. A marker is formed. In the marker-equipped probe 1 i shown in FIG. 5D, a marker having a cut 8 shorter than the length of the holding unit 3 is formed on a part of the surface of the holding unit 3. A marker-equipped probe 1j shown in FIG. 5 (e) is an elongated piece of paint 9 on the surface of the holding unit 3 from one end of the holding unit 3 on the probe material 2 side to the other end on the opposite side. A marker is formed. The paint 9 may be formed on a part of the surface of the holding unit 3 to be shorter than the length of the holding unit 3. Thus, by forming a marker on the surface of the probe 1, the position and angle of the probe 1 can be easily confirmed.

なお、図5では、前記図1および図2に示した探針1にマーカを付けたマーカ付き探針の一例を示したが、前記図4に示した探針1a,1b,1c,1dまたは1eに上記マーカを付けることも可能であり、これにより、探針1a,1b,1c,1dまたは1eの位置や角度等を確認することができる。   FIG. 5 shows an example of a probe with a marker in which a marker is attached to the probe 1 shown in FIGS. 1 and 2, but the probes 1a, 1b, 1c, 1d shown in FIG. It is also possible to attach the marker to 1e, whereby the position and angle of the probe 1a, 1b, 1c, 1d or 1e can be confirmed.

このように、本実施の形態によれば、プロービング装置に備わる探針1を円錐部分2bおよび円柱部分2cからなる先端2aが尖った形状の探針材2と円柱形状の保持部3とから構成し、保持部3の一方の端面のほぼ中央部に探針材2を設けて、円柱部分2cの直径rを100μm以下、保持部3の直径Rを100μm以上、探針材2の長さLと保持部3の直径Rとの関係をL>R/2と設定することにより、探針1の加工時または交換時において探針1の取り扱いが容易になる。   As described above, according to the present embodiment, the probe 1 provided in the probing apparatus is configured by the probe material 2 having a pointed tip 2a composed of the conical portion 2b and the cylindrical portion 2c and the cylindrical holding portion 3. Then, the probe material 2 is provided at substantially the center of one end surface of the holding portion 3, the diameter r of the cylindrical portion 2 c is 100 μm or less, the diameter R of the holding portion 3 is 100 μm or more, and the length L of the probe material 2 And the diameter R of the holding portion 3 are set such that L> R / 2, the probe 1 can be easily handled when the probe 1 is processed or replaced.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、前記実施の形態では、ナノメータスケールの単体半導体素子の電気的特性を測定するプロービング装置について説明したが、例えば微細な先端径を有する探針を用いた他のマルチプロービングシステムにも適用することができて、同様の効果を得ることができる。   For example, in the above-described embodiment, the probing apparatus that measures the electrical characteristics of a single-meter semiconductor element on the nanometer scale has been described. However, the present invention can be applied to other multi-probing systems using a probe having a fine tip diameter, for example. And the same effect can be obtained.

本発明は、10〜500nm(典型的には100nm程度)の先端径を有する微細な探針を備えるプロービング装置またはマルチプロービングシステムに適用することができる。   The present invention can be applied to a probing apparatus or a multi-probing system including a fine probe having a tip diameter of 10 to 500 nm (typically about 100 nm).

本発明の一実施の形態による探針の要部斜視図である。It is a principal part perspective view of the probe by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による探針の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the probe by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態による探針を備えたプロービング装置を用いてMISの電気的特性を測定する際の概念図である。It is a conceptual diagram at the time of measuring the electrical characteristic of MIS using the probing apparatus provided with the probe by one embodiment of this invention. (a)〜(e)は本発明の一実施の形態による探針の変形例を示す探針の要部断面図である。(A)-(e) is principal part sectional drawing of the probe which shows the modification of the probe by one embodiment of this invention. (a)〜(e)は本発明の一実施の形態によるマーカ付き探針を示す要部斜視図である。(A)-(e) is a principal part perspective view which shows the probe with a marker by one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 探針
1a,1b,1c,1d,1e 探針
1f,1g,1h,1i,1j マーカ付き探針
2 探針材
2a 先端
2b 円錐部分
2c 円柱部分
3 保持部
4 ゲート電極
5 プラグ
6 測定器
7 突起
8 切り込み
9 ペイント
C1 第1導電性材料
L 長さ
P1 第1パイプ材
P2 第2パイプ材
P3 第3パイプ材
r 直径
R 直径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 1a, 1b, 1c, 1d, 1e Probe 1f, 1g, 1h, 1i, 1j Probe with marker 2 Probe material 2a Tip 2b Conical part 2c Cylindrical part 3 Holding part 4 Gate electrode 5 Plug 6 Measuring instrument 7 Projection 8 Cut 9 Paint C1 First conductive material L Length P1 First pipe material P2 Second pipe material P3 Third pipe material r Diameter R Diameter

Claims (5)

円錐部分および円柱部分からなる先端の尖った形状の探針材と円柱状の保持部とから構成され、前記保持部の一方の端面のほぼ中央部に前記探針材が設けられた1本または2本以上の探針を備え、素子を構成する各パターンに前記探針の前記探針材の先端を直接接触させて、前記素子の電気的特性を測定するプロービング装置であって、
前記探針材の直径が100μm以下、前記保持部の直径が100μm以上、前記探針材の長さLと前記保持部の直径Rとの関係がL>R/2であることを特徴とするプロービング装置。
A probe material having a pointed shape consisting of a conical portion and a cylindrical portion and a cylindrical holding portion, and one probe surface provided with the probe material substantially at the center of one end surface of the holding portion or A probing device comprising two or more probes, and measuring the electrical characteristics of the element by directly contacting the tip of the probe material of the probe to each pattern constituting the element,
The diameter of the probe material is 100 μm or less, the diameter of the holding portion is 100 μm or more, and the relationship between the length L of the probe material and the diameter R of the holding portion is L> R / 2. Probing device.
請求項1記載のプロービング装置において、前記探針の一部を構成する前記探針材の先端の径が10〜500nmであることを特徴とするプロービング装置。   2. The probing apparatus according to claim 1, wherein a diameter of a tip of the probe material constituting a part of the probe is 10 to 500 nm. 請求項1記載のプロービング装置において、前記探針の一部を構成する前記探針材の一部分が一定の角度を持って斜めに曲がっていることを特徴とするプロービング装置。   2. The probing apparatus according to claim 1, wherein a part of the probe material constituting a part of the probe is bent obliquely with a certain angle. 請求項1記載のプロービング装置において、前記探針の一部を構成する前記保持部は1つの材料で形成される、または2つ以上の材料を層状に重ねて形成されることを特徴とするプロービング装置。   2. The probing apparatus according to claim 1, wherein the holding portion constituting a part of the probe is formed of one material, or two or more materials are stacked in layers. apparatus. 請求項1記載のプロービング装置において、突起、切り込みまたはペイントからなるマーカが、前記探針の一部を構成する前記保持部の表面の一部に形成されていることを特徴とするプロービング装置。   2. The probing apparatus according to claim 1, wherein a marker made of a protrusion, a notch, or a paint is formed on a part of the surface of the holding portion constituting a part of the probe.
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