JPH05251523A - 電圧測定装置 - Google Patents
電圧測定装置Info
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- JPH05251523A JPH05251523A JP4049709A JP4970992A JPH05251523A JP H05251523 A JPH05251523 A JP H05251523A JP 4049709 A JP4049709 A JP 4049709A JP 4970992 A JP4970992 A JP 4970992A JP H05251523 A JPH05251523 A JP H05251523A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は電圧測定装置に関し、微細配線に流
れる高周波信号の電圧を測定しうるようにすることを目
的とする。 【構成】 原子間力顕微鏡２のプローブ３のカンチレバ
ー１３及び探針１５を導電性として構成する。プローブ
３に電圧取得回路部１６を集積化して設けて構成する。
れる高周波信号の電圧を測定しうるようにすることを目
的とする。 【構成】 原子間力顕微鏡２のプローブ３のカンチレバ
ー１３及び探針１５を導電性として構成する。プローブ
３に電圧取得回路部１６を集積化して設けて構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電圧測定装置に係り、特
に集積回路内部の線幅が数百ｎｍ以下の微細配線の電圧
を測定する装置に関する。
に集積回路内部の線幅が数百ｎｍ以下の微細配線の電圧
を測定する装置に関する。
【０００２】集積回路の高集積化及び高速化に伴って、
この動作試験において、集積回路の内部の微細な配線の
電圧を測定することが必要となる場合がある。
この動作試験において、集積回路の内部の微細な配線の
電圧を測定することが必要となる場合がある。
【０００３】このためには、プローブを微細配線に精度
良く接触させる必要がある。更には、高い周波数帯域に
対応できることが必要とされる。
良く接触させる必要がある。更には、高い周波数帯域に
対応できることが必要とされる。
【０００４】
【従来の技術】従来の電圧測定装置は、タングステン製
のプローブに電圧値取得回路部が付いており、且つプロ
ーブを動かして位置決めする移動機構が設けられた構成
である。
のプローブに電圧値取得回路部が付いており、且つプロ
ーブを動かして位置決めする移動機構が設けられた構成
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この電圧測定装置は、
プローブをパッドに接触させて使用するものであり、プ
ローブの先端のサイズ及び移動機構の精度等との関係
で、最小の被測定配線は、幅が数μｍ程度のものに限ら
れていた。
プローブをパッドに接触させて使用するものであり、プ
ローブの先端のサイズ及び移動機構の精度等との関係
で、最小の被測定配線は、幅が数μｍ程度のものに限ら
れていた。
【０００６】また、電圧値取得回路部は電子部品を利用
した一般の構成であるため、周波数帯域も数ＭＨｚまで
に制限されていた。
した一般の構成であるため、周波数帯域も数ＭＨｚまで
に制限されていた。
【０００７】そこで、本発明は、上記の課題を解決し
て、集積回路の内部の微細配線の電圧の測定を実現した
電圧測定装置を提供することを目的とする。
て、集積回路の内部の微細配線の電圧の測定を実現した
電圧測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原子
間力顕微鏡の一部をなし、カンチレバーと、該カンチレ
バーの基部を支持するカンチレバー支持部と、該カンチ
レバーの先端の探針とよりなるプローブの上記のカンチ
レバー及び探針を導電性とすると共に、該プローブに電
圧値取得回路部を設けた構成とし、最初に上記プローブ
を上記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、次いで上記プローブの探針
を上記微細配線に接触させて上記電圧値取得回路部を通
して電圧を測定する構成としたものである。
間力顕微鏡の一部をなし、カンチレバーと、該カンチレ
バーの基部を支持するカンチレバー支持部と、該カンチ
レバーの先端の探針とよりなるプローブの上記のカンチ
レバー及び探針を導電性とすると共に、該プローブに電
圧値取得回路部を設けた構成とし、最初に上記プローブ
を上記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、次いで上記プローブの探針
を上記微細配線に接触させて上記電圧値取得回路部を通
して電圧を測定する構成としたものである。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１の電圧値取得
回路部は、集積化した構造としたものである。
回路部は、集積化した構造としたものである。
【００１０】
【作用】請求項１の原子間力顕微鏡のプローブを導電性
とした構成は、プローブを電圧測定位置に位置決めする
のに原子間力顕微鏡の機能を利用することを可能とする
ように作用すると共に、微細配線への接触を可能とする
ように作用する。
とした構成は、プローブを電圧測定位置に位置決めする
のに原子間力顕微鏡の機能を利用することを可能とする
ように作用すると共に、微細配線への接触を可能とする
ように作用する。
【００１１】請求項２の電圧値取得回路部を集積化し
て、プローブ近辺に配設する構成は、信号伝達経路の静
電容量を小さくするように作用する。
て、プローブ近辺に配設する構成は、信号伝達経路の静
電容量を小さくするように作用する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例の電圧測定装置を示
す。
す。
【００１３】電圧測定装置１は、大略原子間力顕微鏡に
電圧測定機能を付加した構成である。電圧測定機能は、
主には、プローブのカンチレバー及び探針を導電性とす
ることにより与えられている。
電圧測定機能を付加した構成である。電圧測定機能は、
主には、プローブのカンチレバー及び探針を導電性とす
ることにより与えられている。
【００１４】２は原子間力顕微鏡であり、プローブを除
いて、一般的な原子間力顕微鏡と同じ構成であり、プロ
ーブ３、変位センサ４、微動機構５、ＡＤ変換器６、コ
ンピュータ７、表示装置８、操作盤９及びステージ１０
等よりなる。
いて、一般的な原子間力顕微鏡と同じ構成であり、プロ
ーブ３、変位センサ４、微動機構５、ＡＤ変換器６、コ
ンピュータ７、表示装置８、操作盤９及びステージ１０
等よりなる。
【００１５】電圧測定装置１は、上記の原子間力顕微鏡
２に、トリガ発生装置１１及び遅延回路１２等を付加し
てある構成である。
２に、トリガ発生装置１１及び遅延回路１２等を付加し
てある構成である。
【００１６】プローブ３は、図２に拡大して示すよう
に、Ａｕ製のカンチレバー１３と、このカンチレバー１
３の基部を支持するＳｉ製のカンチレバー支持部１４
と、カンチレバー１３の先端のＷ製の探針１５と、カン
チレバー支持部１４の下面の集積化された電圧取得回路
部１６とよりなる。
に、Ａｕ製のカンチレバー１３と、このカンチレバー１
３の基部を支持するＳｉ製のカンチレバー支持部１４
と、カンチレバー１３の先端のＷ製の探針１５と、カン
チレバー支持部１４の下面の集積化された電圧取得回路
部１６とよりなる。
【００１７】カンチレバー１３は、長さＬが約２００μ
ｍであり、バネ定数は１Ｎ／ｍ以下である。
ｍであり、バネ定数は１Ｎ／ｍ以下である。
【００１８】探針１５は、先端１５ａの半径が０．１μ
ｍ以下であり、十分に尖っており、幅が僅かに数１０ｎ
ｍにすぎない微細配線にも正常に接触しうる。
ｍ以下であり、十分に尖っており、幅が僅かに数１０ｎ
ｍにすぎない微細配線にも正常に接触しうる。
【００１９】探針１５及びカンチレバー１３は共に導電
性を有する。
性を有する。
【００２０】電圧値取得回路１６は、図３に示すよう
に、スイッチ１７をコンデンサ１８とよりなるサンプル
ホールド回路１９と、この次段の増幅器２０とが集積化
された構造を有する。
に、スイッチ１７をコンデンサ１８とよりなるサンプル
ホールド回路１９と、この次段の増幅器２０とが集積化
された構造を有する。
【００２１】次に、上記の電圧測定装置１を使用してＩ
Ｃチップの表面の配線の電圧を測定する動作について、
図４を併せ参照して説明する。まず、ＩＣチップ２１
を、ステージ１０上に搭載して固定する（工程３０）。
ＩＣチップ２の表面には、図５に示すように微細配線２
２-1，２２-2，２２-3…が形成してある。この線幅Ｗは
数１００ｎｍと狭い。位置Ｐ1 が電圧測定位置であると
仮定する。
Ｃチップの表面の配線の電圧を測定する動作について、
図４を併せ参照して説明する。まず、ＩＣチップ２１
を、ステージ１０上に搭載して固定する（工程３０）。
ＩＣチップ２の表面には、図５に示すように微細配線２
２-1，２２-2，２２-3…が形成してある。この線幅Ｗは
数１００ｎｍと狭い。位置Ｐ1 が電圧測定位置であると
仮定する。
【００２２】次に、電圧測定個所を定める（工程３
１）。
１）。
【００２３】プローブ３を原子間力顕微鏡２のプローブ
として使用し、ＩＣチップ２上の微細配線２２-2を検出
し、次いで、探針１５を位置Ｐ1 に対向させる。
として使用し、ＩＣチップ２上の微細配線２２-2を検出
し、次いで、探針１５を位置Ｐ1 に対向させる。
【００２４】具体的には、微動機構５によりプローブ３
をＩＣチップ２の表面の一部をこれに接近して走査する
ように移動させる。
をＩＣチップ２の表面の一部をこれに接近して走査する
ように移動させる。
【００２５】このときに、探針１５に生じた圧力による
カンチレバー１３のｎｍオーダのたわみを変位センサ４
で検出し、この出力をＡＤ変換器６を介してコンピュー
タ７で処理し、探針１５が走査した部分の画像２３（図
６）を表示装置８上に得、微細配線２２-2が検出され
る。
カンチレバー１３のｎｍオーダのたわみを変位センサ４
で検出し、この出力をＡＤ変換器６を介してコンピュー
タ７で処理し、探針１５が走査した部分の画像２３（図
６）を表示装置８上に得、微細配線２２-2が検出され
る。
【００２６】次いで、操作盤９を操作して、画像２３上
において、前記の位置Ｐ1 に対応する位置Ｐ1aを設定す
る。
において、前記の位置Ｐ1 に対応する位置Ｐ1aを設定す
る。
【００２７】これにより、微動機構５が駆動されて、プ
ローブ３が移動され、探針１５が上記微細配線２２-2上
の位置Ｐ1 に対向する。
ローブ３が移動され、探針１５が上記微細配線２２-2上
の位置Ｐ1 に対向する。
【００２８】こゝで、微動機構５は圧電素子を使用した
構造であり、プローブ３をｎｍオーダで位置制御可能で
ある。従って、探針１５は上記位置Ｐ1 に対向するよう
に精度良く位置決めされる。
構造であり、プローブ３をｎｍオーダで位置制御可能で
ある。従って、探針１５は上記位置Ｐ1 に対向するよう
に精度良く位置決めされる。
【００２９】次に、プローブ３を微小下動させて、探針
１５を配線パターン２２-2上の位置Ｐ1 に接触させる
（工程３２）。
１５を配線パターン２２-2上の位置Ｐ1 に接触させる
（工程３２）。
【００３０】既に述べたように探針１５の先端は十分に
細く、且つ探針１５は高精度に位置決めされるため、探
針１５は配線パターン２２上の位置Ｐ1 に精度良く接触
する。
細く、且つ探針１５は高精度に位置決めされるため、探
針１５は配線パターン２２上の位置Ｐ1 に精度良く接触
する。
【００３１】続いて、プローブ３を電圧取得用プローブ
として使用して電圧を取得する（工程３３）。
として使用して電圧を取得する（工程３３）。
【００３２】具体的には、図１中、トリガ発生装置１１
が図７中符号３５で示すトリガを発生する。
が図７中符号３５で示すトリガを発生する。
【００３３】トリガ３５は、一方では、ＩＣチップ２１
にも加えられ、微細配線２２-1の位置Ｐ1 の電圧が符号
３６で示すように上昇する。
にも加えられ、微細配線２２-1の位置Ｐ1 の電圧が符号
３６で示すように上昇する。
【００３４】上記トリガ３５は、他方では、遅延時間が
ｔ1 である遅延回路１２を経て遅延される。遅延された
トリガ３５ａは、ライン２５を通ってプローブ３内の電
圧値取得回路部１６に加えられると共に、ライン２６を
通ってＡＤ変換器６に加えられる。
ｔ1 である遅延回路１２を経て遅延される。遅延された
トリガ３５ａは、ライン２５を通ってプローブ３内の電
圧値取得回路部１６に加えられると共に、ライン２６を
通ってＡＤ変換器６に加えられる。
【００３５】図３の電圧取得回路部１６においては、ト
リガ３５ａによって、スイッチ１７が閉じられ、図７
中、電圧Ｖ1 が読み取られ、サンプルホールドされ、電
圧Ｖ1が増幅器２０を経て増幅され、ライン２を通って
ＡＤ変換器６に供給される。
リガ３５ａによって、スイッチ１７が閉じられ、図７
中、電圧Ｖ1 が読み取られ、サンプルホールドされ、電
圧Ｖ1が増幅器２０を経て増幅され、ライン２を通って
ＡＤ変換器６に供給される。
【００３６】ＡＤ変換器６において、電圧Ｖ1 がライン
２６を通して加えられたトリガ３５ａによって、サンプ
リングされ、ディジタル信号に変換され、コンピュータ
７により処理されて、表示装置８に表示される。
２６を通して加えられたトリガ３５ａによって、サンプ
リングされ、ディジタル信号に変換され、コンピュータ
７により処理されて、表示装置８に表示される。
【００３７】以上により、ＩＣチップ２１の微細配線２
２-2の位置Ｐ1 の電圧が測定される。
２-2の位置Ｐ1 の電圧が測定される。
【００３８】こゝで、電圧値取得回路部１６が集積化さ
れ、かつカンチレバー近辺に配設されているため、信号
伝達経路が非常に短いことから伝達経路の静電容量も相
当に小さい。
れ、かつカンチレバー近辺に配設されているため、信号
伝達経路が非常に短いことから伝達経路の静電容量も相
当に小さい。
【００３９】このため、電圧の測定は、従来より高い周
波数の信号、例えば数ＧＨｚ以上の高い周波数の信号ま
で可能となる。
波数の信号、例えば数ＧＨｚ以上の高い周波数の信号ま
で可能となる。
【００４０】なお、図２中、２７は電源ライン、２８は
アースラインである。
アースラインである。
【００４１】次に、図２のプローブ３の製造方法につい
て、図８（Ａ）乃至（Ｄ）を参照して説明する。
て、図８（Ａ）乃至（Ｄ）を参照して説明する。
【００４２】まず、同図（Ａ）に示すように、Ｓｉ基板
４０の上面に、Ａｕ膜パターン４１（これがカンチレバ
ー１３となる）を形成する。
４０の上面に、Ａｕ膜パターン４１（これがカンチレバ
ー１３となる）を形成する。
【００４３】次いで、同図（Ｂ）に示すように、半導体
製造技術によって、Ｓｉ基板４０の上面に、電圧値取得
回路部１６を集積化して作り込む。
製造技術によって、Ｓｉ基板４０の上面に、電圧値取得
回路部１６を集積化して作り込む。
【００４４】次いで、同図（Ｃ）に示すように、表面に
保護膜４２を形成し、Ｗ製探針１５をＡｕ膜パターン４
１の端に、導電性接着剤により接着して取り付ける。
保護膜４２を形成し、Ｗ製探針１５をＡｕ膜パターン４
１の端に、導電性接着剤により接着して取り付ける。
【００４５】最後に、同図（Ｄ）に示すように、Ｓｉ基
板４０のうち、Ａｕ膜パターン４１の部分を、エッチン
グ等により除去する。
板４０のうち、Ａｕ膜パターン４１の部分を、エッチン
グ等により除去する。
【００４６】これにより、図２に示すプローブ３が製造
される。
される。
【００４７】次に、プローブ３の変形例について、図９
及び図１０を参照して説明する。
及び図１０を参照して説明する。
【００４８】各図中、図２に示すプローブ３と実質上同
一部分には同一符号を付す。
一部分には同一符号を付す。
【００４９】図９のプローブ３Ａは、集積化した電圧値
取得回路部１６Ａをカンチレバー１３上に設けた構成で
ある。
取得回路部１６Ａをカンチレバー１３上に設けた構成で
ある。
【００５０】この構成によれば、信号の伝達経路を効果
的に短くし得、信号の伝達経路の静電容量を小とし得
る。
的に短くし得、信号の伝達経路の静電容量を小とし得
る。
【００５１】図１０のプローブ３Ｂは、集積化した電圧
値取得回路部１６Ｂを、カンチレバー支持部１４の上面
に設けた構成である。
値取得回路部１６Ｂを、カンチレバー支持部１４の上面
に設けた構成である。
【００５２】図９及び図１０中、４３は導電膜である。
【００５３】
【発明の効果】以上発明した様に、請求項１の発明によ
れば、ＩＣチップの表面に形成されているような微細配
線の電圧を測定することが出来る。
れば、ＩＣチップの表面に形成されているような微細配
線の電圧を測定することが出来る。
【００５４】請求項２の発明によれば、数ＧＨ以上の高
周波の電圧を測定することが出来る。
周波の電圧を測定することが出来る。
【図１】本発明の電圧測定装置の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】図１中のプローブの拡大斜視図である。
【図３】図１及び図２中の集積化された電圧値取得回路
部の回路図である。
部の回路図である。
【図４】図１の装置による電圧測定の手順を示す図であ
る。
る。
【図５】ＩＣチップ上の微細配線を示す図である。
【図６】原子間力の顕微鏡により得た図５の微細配線の
画像を示す図である。
画像を示す図である。
【図７】電圧取得を説明する図である。
【図８】図２のプローブの製造方法を示す図である。
【図９】図２のプローブの一の変形例を示す図である。
【図１０】図２のプローブの別の例の変形例を示す図で
ある。
ある。
１ 電圧測定装置 ２ 原子間力顕微鏡 ３，３Ａ，３Ｂ プローブ ４ 変位センサ ５ 微動機構 ６ ＡＤ変換器 ７ コンピュータ ８ 表示装置 ９ 操作盤 １０ ステージ １１ トリガ発生装置 １２ 遅延回路 １３ Ａｕ製カンチレバー １４ Ｓｉ製カンチレバー支持部 １５ Ｗ製探針 １６ 集積化された電圧取得回路部 １７ スイッチ １８ コンデンサ １９ サンプルホールド回路 ２０ 増幅器 ２１ ＩＣチップ ２２-1，２２-2，２２-3 微細配線 ２３ 微細配線の画像 ３０〜３３ 工程 ４０ Ｓｉ基板 ４１ Ａｕ膜パターン ４２ 保護膜 ４３ 導電性膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 善朗 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 原子間力顕微鏡（２）の一部をなし、カ
ンチレバー（１３）と、該カンチレバーの基部を支持す
るカンチレバー支持部（１４）と、該カンチレバーの先
端の探針（１５）とよりなるプローブ（３）の上記のカ
ンチレバー（１３）及び探針（１５）を導電性とすると
共に、 該プローブに電圧値取得回路部（１６）を設けた構成と
し、 最初に上記プローブを上記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
上記プローブの探針を上記微細配線に接触させて上記電
圧値取得回路部を通して電圧を測定する構成としたこと
を特徴とする電圧測定装置。 - 【請求項２】 請求項１の電圧値取得回路部（１６）
は、集積化した構造であることを特徴とする電圧測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04970992A JP3276389B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 電圧測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04970992A JP3276389B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 電圧測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251523A true JPH05251523A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3276389B2 JP3276389B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=12838721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04970992A Expired - Fee Related JP3276389B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 電圧測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276389B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6307392B1 (en) | 1997-10-28 | 2001-10-23 | Nec Corporation | Probe card and method of forming a probe card |
| JP2001326259A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Advantest Corp | プローブカードおよびその製造方法 |
| JP2008014957A (ja) * | 1996-05-17 | 2008-01-24 | Formfactor Inc | 超小型電子接触構造及びその製造方法 |
| WO2016114267A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 国立大学法人神戸大学 | オンチップモニタ回路及び半導体チップ |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP04970992A patent/JP3276389B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008014957A (ja) * | 1996-05-17 | 2008-01-24 | Formfactor Inc | 超小型電子接触構造及びその製造方法 |
| US6307392B1 (en) | 1997-10-28 | 2001-10-23 | Nec Corporation | Probe card and method of forming a probe card |
| JP2001326259A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Advantest Corp | プローブカードおよびその製造方法 |
| WO2001088551A1 (en) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Advantest Corporation | Probe card and method of producing the same |
| US6809539B2 (en) | 2000-05-18 | 2004-10-26 | Advantest Corporation | Probe card for testing an integrated circuit |
| WO2016114267A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 国立大学法人神戸大学 | オンチップモニタ回路及び半導体チップ |
| US10776484B2 (en) | 2015-01-13 | 2020-09-15 | National University Corporation Kobe University | On-chip monitor circuit and semiconductor chip |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3276389B2 (ja) | 2002-04-22 |
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