JP2010169638A - Fine needle, method of manufacturing the same, electric characteristic evaluating method, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Fine needle, method of manufacturing the same, electric characteristic evaluating method, and method of manufacturing semiconductor device Download PDF

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Hironao Ikeda
洋直 池田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine needle significantly reducing the value and variation of contact resistance, a method of manufacturing the fine needle, an electric characteristic evaluating method using the fine needle, a method of manufacturing a semiconductor device, and the like. <P>SOLUTION: In this method of manufacturing the needle, by irradiating the tip of the needle made of tungsten 1a with ion beams formed of gallium ions 4, argon ions, iodine ions, or cesium ions, a surface layer 3a containing gallium, argon, iodine, or cesium is formed at the tip of the needle. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細針、微細針の製造方法、電気特性評価方法及び半導体装置の製造方法等に関し、特に接触抵抗の値及びばらつきを大幅に低減することができる微細針、微細針の製造方法、微細針を用いた電気特性評価方法及び半導体装置の製造方法等に関する。   The present invention relates to a fine needle, a fine needle manufacturing method, an electrical property evaluation method, a semiconductor device manufacturing method, and the like, and in particular, a fine needle capable of greatly reducing the value and variation of contact resistance, a fine needle manufacturing method, The present invention relates to a method for evaluating electrical characteristics using a fine needle, a method for manufacturing a semiconductor device, and the like.

半導体装置におけるデバイス内部の素子の電気特性評価は、素子電極から引き出したPAD、もしくは電極に接続するビアに直接微細針を接触させることにより、電気特性を評価する。この微細針は、水酸化カリウム水溶液中で電界研磨を行い、80℃の水、エタノールの順で洗浄して作製している。また、微細針の材質には、硬くて耐磨耗性に優れたタングステンが用いられることが多い(例えば特許文献1参照)。   In evaluating the electrical characteristics of the elements inside the device in the semiconductor device, the electrical characteristics are evaluated by bringing a fine needle into direct contact with the PAD drawn from the element electrodes or vias connected to the electrodes. The fine needle is produced by performing electropolishing in an aqueous potassium hydroxide solution and washing in the order of 80 ° C. water and ethanol. In addition, tungsten, which is hard and has excellent wear resistance, is often used as the material for the fine needles (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−49599号公報(段落0001〜0005)JP 2006-49599 A (paragraphs 0001 to 0005)

図6は、従来の微細針の表面層の成分分析結果を示す図である。但し、成分分析の測定精度を考慮して微細針の先端部ではなく、側面部にて成分分析を行った結果である。図6に示すように、微細針の表面には炭素と酸素から構成される酸化膜層が付着していることが読み取れる。つまり、タングステンからなる微細針の表面層には、自然酸化膜が形成されていることとなる。この自然酸化膜が微細針の表面に付着していることにより、微細針を素子電極から引き出したPAD、もしくは直接ビアに接触させた場合、接触抵抗のばらつきの値が高く、高精度の解析が出来ない。   FIG. 6 is a diagram showing a component analysis result of a surface layer of a conventional fine needle. However, this is a result of component analysis performed on the side surface instead of the tip of the fine needle in consideration of the measurement accuracy of the component analysis. As shown in FIG. 6, it can be seen that an oxide film layer composed of carbon and oxygen is attached to the surface of the fine needle. That is, a natural oxide film is formed on the surface layer of the fine needle made of tungsten. Because this natural oxide film adheres to the surface of the fine needle, when the fine needle is brought into contact with the PAD drawn out from the device electrode or directly into the via, the contact resistance variation value is high and high accuracy analysis is possible. I can't.

本発明は上述したことを考慮してなされたものであり、本発明に係る態様は、自然酸化膜の付着を抑制することにより接触抵抗の値及びばらつきを大幅に低減することができる微細針、微細針の製造方法、微細針を用いた電気特性評価方法及び半導体装置の製造方法等である。   The present invention has been made in consideration of the above, and an aspect according to the present invention is a fine needle that can significantly reduce the value and variation of contact resistance by suppressing the adhesion of a natural oxide film, These include a method for manufacturing a fine needle, a method for evaluating electrical characteristics using the fine needle, a method for manufacturing a semiconductor device, and the like.

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る微細針は、金属からなる針と、
前記針の先端に形成されたガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層と、
を具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a fine needle according to one aspect of the present invention includes a needle made of metal,
A surface layer containing gallium or argon or iodine or cesium formed at the tip of the needle;
It is characterized by comprising.

上記微細針によれば、前記針の先端に形成されたガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層を形成している。これにより、接触抵抗の値及びばらつきを大幅に低減するとともに、自然酸化膜が発生しにくくなり、接触抵抗の値及びばらつきを大幅に低減した状態を長期間保つことができる。   According to the fine needle, the surface layer containing gallium, argon, iodine or cesium formed at the tip of the needle is formed. As a result, the value and variation of the contact resistance are greatly reduced, and a natural oxide film is hardly generated, and the state in which the value and variation of the contact resistance are greatly reduced can be maintained for a long time.

また、本発明に係る微細針において、前記針の径は10μm以下であることが好ましい。   In the fine needle according to the present invention, it is preferable that the diameter of the needle is 10 μm or less.

また、本発明に係る微細針において、前記金属はタングステンであることが好ましい。   In the fine needle according to the present invention, the metal is preferably tungsten.

本発明に係る微細針の製造方法は、金属からなる針の先端に、ガリウムイオン又はアルゴンイオン又はヨウ素イオン又はセシウムイオンによるイオンビームを照射することにより、前記針の先端にガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層を形成することを特徴とする。   In the method for producing a fine needle according to the present invention, the tip of the needle is irradiated with an ion beam of gallium ion, argon ion, iodine ion, or cesium ion, so that the tip of the needle is gallium, argon, iodine, or A surface layer containing cesium is formed.

本発明に係る電気特性評価方法は、半導体装置又は半導体装置に電気的に接続された電極に微細針を接触させ、前記半導体装置又は前記電極に、前記微細針を通して信号を入力することにより電気特性を評価する工程を有する電気特性評価方法であって、
前記微細針は、
金属からなる針と、
前記針の先端に形成されたガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層と、
を具備することを特徴とする。
According to the electrical property evaluation method of the present invention, a semiconductor device or an electrode electrically connected to the semiconductor device is brought into contact with a fine needle, and a signal is input to the semiconductor device or the electrode through the fine needle. An electrical property evaluation method comprising a step of evaluating
The fine needle is
A metal needle,
A surface layer containing gallium or argon or iodine or cesium formed at the tip of the needle;
It is characterized by comprising.

本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置又は半導体装置に電気的に接続された電極に微細針を接触させ、前記半導体装置又は前記電極に、前記微細針を通して信号を入力することにより電気特性を評価する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記微細針は、
金属からなる針と、
前記針の先端に形成されたガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層と、
を具備することを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a fine needle is brought into contact with a semiconductor device or an electrode electrically connected to the semiconductor device, and a signal is input to the semiconductor device or the electrode through the fine needle. A method of manufacturing a semiconductor device including a step of evaluating characteristics,
The fine needle is
A metal needle,
A surface layer containing gallium or argon or iodine or cesium formed at the tip of the needle;
It is characterized by comprising.

(a)及び(b)は、本発明の実施形態に係る微細針の作製方法を説明する為の図。(A) And (b) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the fine needle | hook concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るイオンビーム照射後における微細針の表面層の成分分析結果を示す図。The figure which shows the component analysis result of the surface layer of the fine needle after the ion beam irradiation which concerns on embodiment of this invention. 接触抵抗測定を説明する為の図。The figure for demonstrating a contact resistance measurement. (a)及び(b)は、本発明の実施形態に係る微細針の先端部に形成された表面層の成分分析結果を示す図。(A) And (b) is a figure which shows the component analysis result of the surface layer formed in the front-end | tip part of the microneedle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の電気特性評価方法を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the electrical property evaluation method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 従来の微細針の表面層の成分分析結果を示す図。The figure which shows the component analysis result of the surface layer of the conventional fine needle | hook. 従来の微細針の先端部の成分分析結果を示す図。The figure which shows the component analysis result of the front-end | tip part of the conventional fine needle | hook.

以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1(a)及び(b)は、本発明の実施形態による微細針の作製方法を説明する為の図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining a method of manufacturing a fine needle according to an embodiment of the present invention.

図1(a)に示すように、FIB(focused ion beam)装置の真空チャンバーに、例えば0.1〜0.2μmの径の微細針1aをセットする。微細針1aの材質としては、金属が好ましく、例えばタングステンが用いられる。また、微細針1aの表面には、自然酸化膜2aが付着している。次いで、微細針1aの先端にガリウムイオン4を用いてイオンビームを照射する。この際に、使用するイオンビームの一例としては、加速電圧30kV、プローブ電流320pA、ビーム径54nmであり、処理条件はエッチング深さ30nmで行う。なお、本実施形態では微細針の径を0.1〜0.2μmとしているが、この範囲の径に限定されるものではなく、本発明の微細針の径は、10μm以下であれば種々の径を用いることが可能であり、より好ましくは1μm以下である。   As shown in FIG. 1A, a fine needle 1a having a diameter of, for example, 0.1 to 0.2 μm is set in a vacuum chamber of a FIB (focused ion beam) apparatus. The material of the fine needle 1a is preferably a metal, such as tungsten. A natural oxide film 2a is attached to the surface of the fine needle 1a. Next, the tip of the fine needle 1a is irradiated with an ion beam using gallium ions 4. At this time, as an example of the ion beam to be used, the acceleration voltage is 30 kV, the probe current is 320 pA, the beam diameter is 54 nm, and the processing conditions are the etching depth of 30 nm. In this embodiment, the diameter of the fine needle is 0.1 to 0.2 μm. However, the diameter is not limited to this range, and the diameter of the fine needle of the present invention may be various as long as it is 10 μm or less. The diameter can be used, more preferably 1 μm or less.

ガリウムイオン4を用いたイオンビームによりスパッタリング現象が起こり、微細針1aの表面に付着している自然酸化膜2b及びタングステン1bが真空中にたたき出される。   A sputtering phenomenon occurs by an ion beam using gallium ions 4, and the natural oxide film 2b and tungsten 1b adhering to the surface of the fine needle 1a are knocked out in a vacuum.

次いで、図1(b)に示すように、イオンビームを照射した微細針1aの先端部は、表面に付着した自然酸化膜2aが除去されるとともに、微細針1aの一部が除去される。その後、露出した微細針1aの先端部の表面にはタングステンにガリウムが含まれた表面層3aが形成される。この表面層3aの厚さは、1〜20nmが好ましい。   Next, as shown in FIG. 1B, the tip of the fine needle 1a irradiated with the ion beam is removed of the natural oxide film 2a attached to the surface and a part of the fine needle 1a. Thereafter, a surface layer 3a containing gallium in tungsten is formed on the surface of the exposed tip of the fine needle 1a. The thickness of the surface layer 3a is preferably 1 to 20 nm.

なお、本実施形態では、微細針1aの先端にGaイオンによるイオンビームを照射することによりWとGaを含む表面層3aを形成しているが、微細針の先端にArイオン又はIイオン又はCsイオンによるイオンビームを照射することによりWとAr又はI又はCsを含む表面層を形成しても良い。   In this embodiment, the surface layer 3a containing W and Ga is formed by irradiating the tip of the fine needle 1a with an ion beam of Ga ions. However, Ar ion, I ion, or Cs is formed on the tip of the fine needle. A surface layer containing W and Ar or I or Cs may be formed by irradiation with an ion beam of ions.

図2は、図1(b)に示すガリウムイオン4によるイオンビーム照射後における微細針1aの表面層3aの成分分析を示す図である。また、成分分析の測定精度を考慮して微細針1aの先端部ではなく、側面部にて成分分析を行っている。この際に、微細針1aの側面部において、先端部と同様にガリウムイオン4によるイオンビーム照射し、タングステンにガリウムが含まれた表面層3aを形成している。図2に示す成分分析において、図6に示す従来の微細針1aの表面層3aの成分分析と比較して、自然酸化膜2aを構成する炭素と酸素の成分が減少していることが読み取れる。さらに、微細針1aの表面層3aには、ガリウムの成分が含まれていることが読み取れる。   FIG. 2 is a diagram showing component analysis of the surface layer 3a of the fine needle 1a after the ion beam irradiation with the gallium ions 4 shown in FIG. 1 (b). In consideration of the measurement accuracy of the component analysis, the component analysis is performed on the side surface instead of the tip of the fine needle 1a. At this time, the surface layer 3a in which gallium is contained in tungsten is formed on the side surface portion of the fine needle 1a by irradiating an ion beam with gallium ions 4 in the same manner as the tip portion. In the component analysis shown in FIG. 2, it can be seen that the components of carbon and oxygen constituting the natural oxide film 2a are reduced as compared with the component analysis of the surface layer 3a of the conventional fine needle 1a shown in FIG. Furthermore, it can be read that the surface layer 3a of the fine needle 1a contains a gallium component.

図3は、微細針1aによる接触抵抗測定を説明する為の図である。図3に示すように、絶縁膜30に形成されたAl膜31を電気的に接続するWプラグ32があり、このWプラグ32に図1(b)に示す微細針1aを接触させ、微細針1aに接続された電源より電圧を印加する。この際に、印加する電圧をV、電流をIとして接触抵抗をV/2Iとして求めている。   FIG. 3 is a diagram for explaining the contact resistance measurement by the fine needle 1a. As shown in FIG. 3, there is a W plug 32 for electrically connecting an Al film 31 formed on the insulating film 30. The fine needle 1a shown in FIG. A voltage is applied from a power source connected to 1a. At this time, the applied voltage is V, the current is I, and the contact resistance is V / 2I.

上述したような微細針を6本作製し、それぞれの微細針による接触抵抗を測定し、それらの接触抵抗の平均値AVE及び接触抵抗のばらつきを示す標準偏差σを表1に示す。また、上述した微細針の先端部に形成された表面層3aの成分分析結果を図4(a)に示す。さらに、上述した微細針をイオンビーム照射直後から30日間大気雰囲気で放置した後に、微細針の先端部に形成された表面層3aの成分分析結果を図4(b)に示す。   Six microneedles as described above were prepared, and the contact resistance of each microneedle was measured. The average value AVE of the contact resistances and the standard deviation σ indicating variations in the contact resistance are shown in Table 1. Moreover, the component analysis result of the surface layer 3a formed in the front-end | tip part of the fine needle | hook mentioned above is shown to Fig.4 (a). Further, FIG. 4B shows the component analysis result of the surface layer 3a formed at the tip of the fine needle after the fine needle described above is left in the atmosphere for 30 days immediately after the ion beam irradiation.

また、表1には、上述した微細針を7日間及び80日間大気雰囲気で放置した後に上述した方法で接触抵抗を測定し、それらの接触抵抗の平均値AVE及び接触抵抗のばらつきを示す標準偏差σを表1に示す。   Table 1 shows the standard deviation indicating the average value AVE of the contact resistance and the variation in the contact resistance after measuring the contact resistance by the method described above after leaving the above-mentioned fine needle in the air atmosphere for 7 days and 80 days. Table 1 shows σ.

また、表1には、ガリウムイオンによるイオンビーム照射されていない従来の微細針を6本作製し、それぞれの微細針による接触抵抗を測定し、それらの接触抵抗の平均値AVE及び接触抵抗のばらつきを示す標準偏差σを表1に示す。また、上述した従来の微細針の先端部の成分分析結果を図7に示す。   Table 1 also shows that six conventional fine needles that are not irradiated with an ion beam of gallium ions are prepared, the contact resistance of each fine needle is measured, the average value AVE of the contact resistances, and the variation in contact resistance. Table 1 shows the standard deviation σ indicating Moreover, the component analysis result of the front-end | tip part of the conventional fine needle | hook mentioned above is shown in FIG.

Figure 2010169638
Figure 2010169638

表1に示すように、従来のイオンビーム照射無しの微細針による接触抵抗はAVE=4.1E+7、σ=7.9E+7であるのに対して、イオンビーム照射直後の微細針による接触抵抗はAVE=11.7、σ=4.0である。図7に示す従来のイオンビーム照射無しの微細針の先端部における成分分析によると、酸素が検出されており微細針の表面に自然酸化膜が形成されているが、図4(a)に示すイオンビーム照射直後の微細針の先端部における成分分析からは酸素が検出されておらず自然酸化膜が形成されていないことがわかる。また、微細針1aの先端部は、針形状であり太さが一定ではない為、側面部と比較して成分分析の測定精度が低下する。その為、表面層3aに含まれる微量のガリウムが検出されない。   As shown in Table 1, the contact resistance of the conventional fine needle without ion beam irradiation is AVE = 4.1E + 7 and σ = 7.9E + 7, whereas the contact resistance of the fine needle immediately after ion beam irradiation is AVE. = 11.7 and σ = 4.0. According to the component analysis at the tip of the conventional fine needle without ion beam irradiation shown in FIG. 7, oxygen is detected and a natural oxide film is formed on the surface of the fine needle. From the component analysis at the tip of the fine needle immediately after the ion beam irradiation, it is understood that oxygen is not detected and a natural oxide film is not formed. Moreover, since the tip part of the fine needle 1a has a needle shape and is not constant in thickness, the measurement accuracy of component analysis is lower than that of the side part. Therefore, a trace amount of gallium contained in the surface layer 3a is not detected.

また、イオンビーム照射後7日経った微細針には、接触抵抗はAVE=12.6Ω、σ=4.1であり、処理直後とほとんど変化がないことがわかる。さらに、イオンビーム照射後80日経った微細針においても、接触抵抗はAVE=12.4Ω、σ=4.2であり、処理直後とほとんど変化がないことがわかる。また、図4(b)に示すイオンビーム照射後30日経った微細針1aの先端部に形成された表面層3aの成分分析によると、イオンビーム照射直後とほとんど変わらず、酸素が検出されておらず自然酸化膜が形成されていないことがわかる。   In addition, the contact resistance of the fine needle 7 days after the ion beam irradiation is AVE = 12.6Ω and σ = 4.1, and it can be seen that there is almost no change immediately after the treatment. Further, even in the fine needle 80 days after the ion beam irradiation, the contact resistance is AVE = 12.4Ω and σ = 4.2, and it can be seen that there is almost no change immediately after the treatment. Further, according to the component analysis of the surface layer 3a formed at the tip of the fine needle 1a 30 days after the ion beam irradiation shown in FIG. 4B, oxygen is detected almost the same as immediately after the ion beam irradiation. It can be seen that a natural oxide film is not formed.

次いで、図1(b)に示す微細針を用いた半導体装置の電気特性評価方法について説明する。図5は、本発明の実施形態による半導体装置の電気特性評価方法を説明するための断面図である。   Next, a method for evaluating the electrical characteristics of the semiconductor device using the fine needle shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method for evaluating electrical characteristics of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

図5に示すように、シリコン基板10の表面上に素子分離膜であるLOCOS酸化膜11を形成する。次いで、シリコン基板10の表面上にゲート絶縁膜12となるゲート酸化膜を熱酸化法にて形成する。次いで、ゲート絶縁膜12及びLOCOS酸化膜11の上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法にてポリシリコン膜を成膜し、このポリシリコン膜をフォトリソグラフィー法及びドライエッチング法にて加工形成する。これにより、ゲート絶縁膜12上にゲート電極13が形成される。次いで、シリコン基板10にLDD領域の拡散層24が形成される。   As shown in FIG. 5, a LOCOS oxide film 11 which is an element isolation film is formed on the surface of the silicon substrate 10. Next, a gate oxide film to be the gate insulating film 12 is formed on the surface of the silicon substrate 10 by a thermal oxidation method. Next, a polysilicon film is formed on the gate insulating film 12 and the LOCOS oxide film 11 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and this polysilicon film is processed and formed by a photolithography method and a dry etching method. Thereby, the gate electrode 13 is formed on the gate insulating film 12. Next, a diffusion layer 24 in the LDD region is formed on the silicon substrate 10.

次いで、ゲート電極13及びLOCOS酸化膜11を含む基板の全面上に例えばシリコン窒化膜をCVD法により成膜する。その後、エッチバック法にてシリコン窒化膜をエッチングすることにより、ゲート電極13の側壁にサイドウォール14が形成される。次いで、ソース・ドレイン領域の拡散層23が形成される。次いで、ゲート電極13、サイドウォール14及びLOCOS酸化膜11を含む基板の全面上にCVD法にて第1の層間絶縁膜22を成膜する。その後、第1の層間絶縁膜22にホール形成する。次いで、このホール内及び第1の層間絶縁膜22上にスパッタリング法により金属膜を成膜し、その後、CMP法により、第1の層間絶縁膜22上の金属膜を除去することにより、第1のプラグ15が形成される。その後、スパッタリング法により第1の層間絶縁膜22上及び第1のプラグ15上に配線層を成膜し、この配線層をフォトリソグラフィー法及びドライエッチング法にて加工形成することにより、配線層からなる第1の配線17が形成される。   Next, for example, a silicon nitride film is formed on the entire surface of the substrate including the gate electrode 13 and the LOCOS oxide film 11 by a CVD method. Thereafter, the silicon nitride film is etched by the etch back method, whereby the sidewalls 14 are formed on the side walls of the gate electrode 13. Next, a diffusion layer 23 in the source / drain region is formed. Next, a first interlayer insulating film 22 is formed on the entire surface of the substrate including the gate electrode 13, the sidewalls 14, and the LOCOS oxide film 11 by the CVD method. Thereafter, holes are formed in the first interlayer insulating film 22. Next, a metal film is formed in the hole and on the first interlayer insulating film 22 by a sputtering method, and then the metal film on the first interlayer insulating film 22 is removed by a CMP method, thereby removing the first film. Plug 15 is formed. Thereafter, a wiring layer is formed on the first interlayer insulating film 22 and the first plug 15 by a sputtering method, and this wiring layer is processed and formed by a photolithography method and a dry etching method. The first wiring 17 is formed.

その後、第1の層間絶縁膜22及び第1の配線17上にCVD法にて第2の層間絶縁膜16を成膜する。その後、第2の層間絶縁膜16にホール形成する。次いで、このホール内及び第2の層間絶縁膜16上にスパッタリング法により金属膜を成膜し、その後、CMP法により、第2の層間絶縁膜16上の金属膜を除去する。これによって、第2の層間絶縁膜16には第1の配線17に電気的に接続された第2のプラグ18が形成される。その後、スパッタリング法により第2の層間絶縁膜16上及び第2のプラグ18上に配線層を成膜し、この配線層をフォトリソグラフィー法及びドライエッチング法にて加工形成することにより、配線層からなる第2の配線20が形成される。   Thereafter, a second interlayer insulating film 16 is formed on the first interlayer insulating film 22 and the first wiring 17 by a CVD method. Thereafter, holes are formed in the second interlayer insulating film 16. Next, a metal film is formed in this hole and on the second interlayer insulating film 16 by a sputtering method, and then the metal film on the second interlayer insulating film 16 is removed by a CMP method. As a result, a second plug 18 electrically connected to the first wiring 17 is formed in the second interlayer insulating film 16. Thereafter, a wiring layer is formed on the second interlayer insulating film 16 and the second plug 18 by a sputtering method, and this wiring layer is processed and formed by a photolithography method and a dry etching method. The second wiring 20 is formed.

その後、第2の層間絶縁膜16及び第2の配線20上にCVD法にて第3の層間絶縁膜19を成膜する。その後、第3の層間絶縁膜19にホール形成する。次いで、このホール内及び第3の層間絶縁膜19上にスパッタリング法により金属膜を成膜し、その後、CMP法により、第3の層間絶縁膜19上の金属膜を除去する。これによって、第3の層間絶縁膜19には第2の配線20に電気的に接続された第3のプラグ21が形成される。   Thereafter, a third interlayer insulating film 19 is formed on the second interlayer insulating film 16 and the second wiring 20 by a CVD method. Thereafter, holes are formed in the third interlayer insulating film 19. Next, a metal film is formed in the hole and on the third interlayer insulating film 19 by a sputtering method, and then the metal film on the third interlayer insulating film 19 is removed by a CMP method. As a result, a third plug 21 electrically connected to the second wiring 20 is formed in the third interlayer insulating film 19.

その後、第2の配線20に電気的に接続された第3のプラグ21に図1(b)に示す微細針1aを接触させ、微細針1aに接続されたテスター(図示せず)により電気特性評価用の信号をトランジスタに入力することにより、電気特性評価を行う。   Thereafter, the fine needle 1a shown in FIG. 1B is brought into contact with the third plug 21 electrically connected to the second wiring 20, and the electrical characteristics are obtained by a tester (not shown) connected to the fine needle 1a. Electrical characteristics are evaluated by inputting an evaluation signal to the transistor.

以上、本発明の実施形態によれば、微細針1aの表面にガリウムイオンによるイオンビーム照射を行い、微細針1aの表面に付着した自然酸化膜2aを除去するとともに、微細針の先端にガリウムとタングステンを含む表面層3aを形成している。これにより、接触抵抗の値及びばらつきを大幅に低減するとともに、自然酸化膜が発生しにくくなり、接触抵抗の値及びばらつきを大幅に低減した状態を長期間保つことができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, ion beam irradiation with gallium ions is performed on the surface of the fine needle 1a to remove the natural oxide film 2a attached to the surface of the fine needle 1a, and gallium and A surface layer 3a containing tungsten is formed. As a result, the value and variation of the contact resistance are greatly reduced, and a natural oxide film is hardly generated, and the state in which the value and variation of the contact resistance are greatly reduced can be maintained for a long time.

また、微細針の先端表面に自然酸化膜が付着しにくい金属膜をコーティングする方法をとった場合は微細針の先端径が太くなってしまうのに対し、本実施形態では、微細針1aの先端径をほぼ変化させることがないという利点もある。   Further, when the method of coating the metal film on which the natural oxide film is difficult to adhere to the tip surface of the fine needle, the tip diameter of the fine needle becomes thick, whereas in the present embodiment, the tip of the fine needle 1a. There is also an advantage that the diameter is hardly changed.

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上述した電気特性評価方法を行う工程を含む半導体装置の製造方法も本発明の範囲に含むものとする。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a method for manufacturing a semiconductor device including a step of performing the above-described electrical property evaluation method is also included in the scope of the present invention.

1a・・・微細針、1b・・・タングステン、2a,2b・・・自然酸化膜、3a・・・表面層、4・・・ガリウムイオン、30・・・絶縁膜、31・・・Al膜、32・・・Wプラグ、10・・・シリコン基板、11・・・LOCOS酸化膜、12・・・ゲート絶縁膜、13・・・ゲート電極、24・・・LDD領域の拡散層、23・・・ソース・ドレイン領域の拡散層、14・・・サイドウォール、22・・・第1の層間絶縁膜、15・・・第1のプラグ、17・・・第1の配線、16・・・第2の層間絶縁膜、18・・・第2のプラグ、20・・・第2の配線、19・・・第3の層間絶縁膜、21・・・第3のプラグ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Fine needle, 1b ... Tungsten, 2a, 2b ... Natural oxide film, 3a ... Surface layer, 4 ... Gallium ion, 30 ... Insulating film, 31 ... Al film 32 ... W plug, 10 ... silicon substrate, 11 ... LOCOS oxide film, 12 ... gate insulating film, 13 ... gate electrode, 24 ... LDD region diffusion layer, ..Diffusion layer in source / drain region, 14... Sidewall, 22... First interlayer insulating film, 15... First plug, 17. Second interlayer insulating film, 18 ... second plug, 20 ... second wiring, 19 ... third interlayer insulating film, 21 ... third plug

Claims (6)

金属からなる針と、
前記針の先端に形成されたガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層と、
を具備することを特徴とする微細針。
A metal needle,
A surface layer containing gallium or argon or iodine or cesium formed at the tip of the needle;
A fine needle characterized by comprising:
請求項1において、前記針の径は10μm以下であることを特徴とする微細針。   2. The fine needle according to claim 1, wherein the diameter of the needle is 10 [mu] m or less. 請求項1又は2において、前記金属はタングステンであることを特徴とする   3. The metal according to claim 1, wherein the metal is tungsten. 金属からなる針の先端に、ガリウムイオン又はアルゴンイオン又はヨウ素イオン又はセシウムイオンによるイオンビームを照射することにより、前記針の先端にガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層を形成することを特徴とする微細針の製造方法。   By irradiating the tip of a metal needle with an ion beam of gallium ion, argon ion, iodine ion, or cesium ion, a surface layer containing gallium, argon, iodine, or cesium is formed at the tip of the needle. A method for producing fine needles. 半導体装置又は半導体装置に電気的に接続された電極に微細針を接触させ、前記半導体装置又は前記電極に、前記微細針を通して信号を入力することにより電気特性を評価する工程を有する電気特性評価方法であって、
前記微細針は、
金属からなる針と、
前記針の先端に形成されたガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層と、
を具備することを特徴とする電気特性評価方法。
An electrical property evaluation method comprising a step of contacting a semiconductor device or an electrode electrically connected to the semiconductor device with a fine needle and inputting a signal to the semiconductor device or the electrode through the fine needle to evaluate the electrical property. Because
The fine needle is
A metal needle,
A surface layer containing gallium or argon or iodine or cesium formed at the tip of the needle;
An electrical property evaluation method comprising:
半導体装置又は半導体装置に電気的に接続された電極に微細針を接触させ、前記半導体装置又は前記電極に、前記微細針を通して信号を入力することにより電気特性を評価する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記微細針は、
金属からなる針と、
前記針の先端に形成されたガリウム又はアルゴン又はヨウ素又はセシウムを含む表面層と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Manufacturing of a semiconductor device comprising a step of bringing a fine needle into contact with a semiconductor device or an electrode electrically connected to the semiconductor device, and inputting a signal to the semiconductor device or the electrode through the fine needle to evaluate electric characteristics A method,
The fine needle is
A metal needle,
A surface layer containing gallium or argon or iodine or cesium formed at the tip of the needle;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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JP2005063802A (en) * 2003-08-12 2005-03-10 Hitachi Ltd Method for manufacturing conductive needle and conductive needle manufactured thereby
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