JPH1038916A - Probe device and electrically connecting method for minute region - Google Patents

Probe device and electrically connecting method for minute region

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JPH1038916A
JPH1038916A JP8213187A JP21318796A JPH1038916A JP H1038916 A JPH1038916 A JP H1038916A JP 8213187 A JP8213187 A JP 8213187A JP 21318796 A JP21318796 A JP 21318796A JP H1038916 A JPH1038916 A JP H1038916A
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JP
Japan
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probe
cantilever
tip
lever portion
probe device
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Application number
JP8213187A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Nakagiri
伸行 中桐
Hiroyuki Sugimura
博之 杉村
Takuma Yamamoto
琢磨 山本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH1038916A publication Critical patent/JPH1038916A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the damage of a substance to be connected. SOLUTION: A prove device has a cantilever 2, and makes electric connection by contact to a minute region of a substance 1 to be connected. The cantilever 2 has a lever section 2b having a probe 2a in the tip-side region, and a supporting substance 2c for supporting the lever section 2b. The tip of the probe 2a has conductivity. The cantilever 2 has a conductive path reaching the supporting substance 2c side from the tip of the probe 2a. If the tip of the probe 2a comes in contact with the substance 1 to be connected to make an electric connection to the substance 1 to be connected, the lever section 2b bends.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスや
マイクロマシーン等の被接続体の微小領域に対して接触
による電気的接続を行うプローブ装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe apparatus for making electrical connection by contact to a minute area of a body to be connected such as a semiconductor device or a micro machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体デバイスやマイクロマ
シーン等の被接続体の微小領域に給電(電気を供給)し
たり、当該微小領域から信号を取り出したりするために
は、先鋭な棒状の金属製の針を用いたプローブ装置が提
供されている。この従来のプローブ装置では、この針を
3次元マニピュレータ等に取り付けて当該針の先端を所
望の微小領域に接触させている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to supply power (supply electricity) to a minute area of a connected body such as a semiconductor device or a micromachine or to take out a signal from the minute area, a sharp rod-shaped metal is used. A probe device using the needle is provided. In this conventional probe device, the needle is attached to a three-dimensional manipulator or the like, and the tip of the needle is brought into contact with a desired minute area.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のプローブ装置では、前記針の剛性は高いので、針の
先端を被接続体に接触させたときに被接続体を損傷させ
てしまう欠点があった。また、前記従来のプローブ装置
針の被接続体に対する接触圧を検出することができなか
ったので、所望の一定の圧力にすることができなかっ
た。このため、針の先端と被接続体との間の接触抵抗の
大きさがばらつくこととなり、例えば、被接続体の所望
の複数の箇所間の抵抗値などの測定の精度が悪化した
り、被接続体に対する給電量の精度が悪化したりする欠
点があった。
However, the conventional probe device has a drawback that when the tip of the needle is brought into contact with the connected object, the connected object is damaged because the rigidity of the needle is high. Was. In addition, since the contact pressure of the conventional probe device needle with respect to the connected object could not be detected, a desired constant pressure could not be obtained. For this reason, the magnitude of the contact resistance between the tip of the needle and the connected object varies, and for example, the accuracy of measurement of the resistance value between a plurality of desired portions of the connected object deteriorates, There is a drawback that the accuracy of the power supply amount to the connection body is deteriorated.

【0004】また、半導体デバイスやマイクロマシーン
等の微細化に伴い、被接続体に接触する部分の先端が十
分に微小であるとともに、複数のプローブ装置による被
接続体への接触箇所間の距離を十分に近づけることがで
きることが望ましい。
Further, with the miniaturization of semiconductor devices, micro machines, and the like, the tip of a portion in contact with a device to be connected is sufficiently small, and the distance between contact points of a plurality of probe devices with the device to be connected is reduced. It is desirable to be able to get close enough.

【0005】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、被接続体の損傷を防止することができるプローブ装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a probe device that can prevent damage to a connected object.

【0006】また、本発明は、被接続体に対する接触抵
抗を一定に保つことができるプローブ装置を提供するこ
とを他の目的とする。
It is another object of the present invention to provide a probe device capable of maintaining a constant contact resistance with a connected object.

【0007】さらに、本発明は、被接続体に接触する部
分の先端が十分に微小であるとともに、複数のプローブ
装置による被接続体への接触箇所間の距離を十分に近づ
けることができるプローブ装置を提供することを更に他
の目的とする。
Further, the present invention provides a probe device in which the tip of a portion in contact with a connected object is sufficiently small and the distance between contact points of the plurality of probe devices with the connected object can be sufficiently reduced. Yet another object is to provide

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】従来、被接続体の微小領
域に対して接触による電気的接続を行うプローブ装置の
分野においては、前述したように金属製の針を用いるこ
とが当然の前提として考えられており、前述したような
課題が存在することすら何ら問題視されていなかった。
Conventionally, in the field of a probe device for making electrical connection by contact to a minute area of a connected object, as described above, it is naturally assumed that a metal needle is used. It has been considered, and even the existence of the above-mentioned problem has not been regarded as a problem.

【0009】本発明者は、このような従来見過ごされて
いた課題に着目し、原子間力顕微鏡などの走査型プロー
ブ顕微鏡の分野において用いられている半導体製造技術
を用いて製造されているカンチレバーを応用することを
着想するに至った。なお、走査型プローブ顕微鏡のカン
チレバーは、カンチレバーの探針と試料表面との間の相
互作用により働く力(例えば、原子間力、磁気力、静電
力等)を変位に変換する力−変位変換器として用いられ
ており、その原理自体は、被接続体の微小領域に対して
接触による電気的接続を行うプローブ装置の原理と本質
的に全く無関係であり、両者は技術分野を全く異にす
る。
The present inventor has paid attention to such a conventionally overlooked problem, and has developed a cantilever manufactured using a semiconductor manufacturing technique used in the field of a scanning probe microscope such as an atomic force microscope. I came up with the idea of applying it. Note that the cantilever of the scanning probe microscope is a force-displacement converter that converts a force (eg, an atomic force, a magnetic force, an electrostatic force, etc.) acting by an interaction between the probe of the cantilever and the sample surface into a displacement. The principle itself is essentially completely unrelated to the principle of a probe device for making electrical connection by contact to a minute area of a connected object, and both are completely different technical fields.

【0010】本発明は、このような本発明者の課題の究
明と技術分野の全く異なる技術を応用せんとする着想と
に基づいてなされたものである。
The present invention has been made on the basis of the investigation of the problems of the present inventor and the idea of applying a completely different technology in the technical field.

【0011】本発明の第1の態様によるプローブ装置
は、被接続体の微小領域に対して接触による電気的接続
を行うプローブ装置において、先端側領域に探針を有す
るレバー部と、該レバー部を支持する支持体とを有する
カンチレバーを備え、前記探針の先端が導電性を有し、
前記カンチレバーは、前記探針の先端から前記支持体側
に至る導電路を更に有するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a probe device for electrically connecting a minute region of a body to be connected by contact with the lever portion, the lever portion having a probe in a tip side region, and the lever portion. A cantilever having a support for supporting the tip, the tip of the probe has conductivity,
The cantilever further has a conductive path from the tip of the probe to the support.

【0012】この第1の態様によれば、カンチレバーは
探針の先端が導電性を有するとともに探針の先端から支
持体側に至る導電路を有しているので、該導電路に対し
て測定回路や給電回路等を電気的に接続しておけば、探
針の先端を被接続体に接触させることにより、前記測定
回路や給電回路等を被接続体の微小領域に対して電気的
に接続させることができる。そして、先鋭な棒状の金属
製の針の場合と異なり、カンチレバーの探針の先端を被
接続体に接触させても、カンチレバーのレバー部が撓む
ので、その撓みにより被接続体に大きな力が加わらなく
なる。このため、被接続体の損傷を防止することができ
る。
According to the first aspect, the cantilever has a conductive path at the tip of the probe and has a conductive path from the tip of the probe to the support. If the probe and the power supply circuit are electrically connected, the measurement circuit and the power supply circuit are electrically connected to a minute region of the connected body by bringing the tip of the probe into contact with the connected body. be able to. Unlike the case of a sharp rod-shaped metal needle, even when the tip of the probe of the cantilever is brought into contact with the connected object, the lever portion of the cantilever bends. Will not join. For this reason, damage to the connected object can be prevented.

【0013】本発明の第2の態様によるプローブ装置
は、前記第1の態様によるプローブ装置において、前記
レバー部の撓みを検出する撓み検出手段を更に備えたも
のである。
[0013] A probe device according to a second aspect of the present invention is the probe device according to the first aspect, further comprising a flexure detecting means for detecting flexure of the lever portion.

【0014】レバー部の撓みによりカンチレバーの探針
の被接続体への接触開始や被接続体への接触圧を知るこ
とができる。したがって、前記第2の態様のように、プ
ローブ装置が撓み検出手段を有していれば、その検出信
号に基づいて、探針の被接続体への接触のための相対的
な移動を制御することができ、これにより、接触のため
の前記移動の過程においても被接続体に加わる力を必要
最小限に抑えることができるとともに、最終的に探針の
接触圧が所望の圧力となるようにすることができる。こ
のため、被接続体の損傷を一層効果的に防止することが
できるとともに、探針の先端と被接続体との間の接触抵
抗を常に一定にすることができて精度の良い測定や給電
等が可能となる。
The start of contact of the probe of the cantilever with the connected object and the contact pressure on the connected object can be known from the bending of the lever portion. Therefore, if the probe device has the deflection detecting means as in the second aspect, the relative movement of the probe for contact with the connected object is controlled based on the detection signal. This makes it possible to minimize the force applied to the connected object even in the course of the movement for contact, and to adjust the contact pressure of the probe to a desired pressure finally. can do. For this reason, damage to the connected object can be prevented more effectively, and the contact resistance between the tip of the probe and the connected object can always be kept constant, so that accurate measurement and power supply can be performed. Becomes possible.

【0015】本発明の第3の態様によるプローブ装置
は、前記第2の態様によるプローブ装置において、前記
レバー部が前記撓み検出手段を有するものである。
A probe device according to a third aspect of the present invention is the probe device according to the second aspect, wherein the lever portion has the deflection detecting means.

【0016】前記第2の態様では、レバー部自身が撓み
検出手段を有している必要はなく、例えば、撓み検出手
段として、原子間力顕微鏡等において周知である、光て
こ法による検出手段(レバー部にレーザ光等の光を照射
する発光器及びレバー部からの反射光の位置を検出する
2分割フォトダイオード等の光検出器)や、光干渉法に
よる検出手段を採用してもよい。しかし、このような検
出手段を採用すると、光学系の位置合わせ等に手数を要
する。のみならず、かなりの空間を占有してしまうとと
もに被接続体を固定してカンチレバーの方を移動させる
ことが困難であるため、プローブ装置を複数同時に用い
て被接続体の複数の箇所に同時に電気的接続を行うよう
な場合(例えば、被接続体の2点間の抵抗値を測定する
場合)には、これらの箇所間の間隔を狭めることができ
なくなったり、被接続体の電気的な接続箇所の位置に制
約が生ずるなどの不都合が生じてしまう。この点、前記
第3の態様では、カンチレバーのレバー部自身が撓み検
出手段を有しているので、このような不都合が生じな
い。
In the second embodiment, the lever itself does not need to have the deflection detecting means. For example, as the deflection detecting means, a detecting means (optical lever method) which is well known in an atomic force microscope or the like is used. A light emitting device that irradiates the lever portion with light such as a laser beam, a photodetector such as a two-segment photodiode that detects the position of reflected light from the lever portion, or a detection unit using an optical interference method may be employed. However, if such a detecting means is adopted, it takes time and effort to align the optical system. Not only does it occupy a considerable amount of space, but also it is difficult to move the cantilever with the connected object fixed. When making an electrical connection (for example, when measuring a resistance value between two points of a connected body), it is impossible to reduce the interval between these points, or the electrical connection of the connected body is not possible. Inconveniences such as restriction on the position of the place occur. In this regard, in the third aspect, such a disadvantage does not occur because the lever portion of the cantilever has the deflection detecting means.

【0017】本発明の第4の態様によるプローブ装置
は、前記第3の態様によるプローブ装置において、前記
撓み検出手段が、前記レバー部に形成され加えられた圧
力に応じて抵抗値が変化する抵抗体あるいは前記レバー
部に形成された圧電又は電歪特性を有する薄膜を含むも
のである。この第4の態様は、カンチレバーのレバー部
自身が撓み検出手段を有する場合の具体例である。
The probe device according to a fourth aspect of the present invention is the probe device according to the third aspect, wherein the deflection detecting means is configured to change the resistance value according to the pressure applied to the lever portion. And a thin film having piezoelectric or electrostrictive characteristics formed on the body or the lever portion. The fourth embodiment is a specific example in a case where the lever portion of the cantilever has a deflection detecting means.

【0018】本発明の第5の態様によるプローブ装置
は、前記第2乃至第4のいずれかの態様によるプローブ
装置において、前記カンチレバーを前記被接続体に対し
て相対的に移動させる移動手段と、前記撓み検出手段か
らの検出信号に基づいて、前記微小領域に対する前記探
針の接触圧が所望の圧力となるように、前記移動手段を
制御する制御手段と、を更に備えたものである。
The probe device according to a fifth aspect of the present invention is the probe device according to any one of the second to fourth aspects, wherein the moving means for moving the cantilever relatively to the connected object; And control means for controlling the moving means based on a detection signal from the deflection detecting means such that a contact pressure of the probe with the minute area becomes a desired pressure.

【0019】この第5の態様によれば、探針の接触圧が
所望の圧力にされるので、探針の先端と被接続体との間
の接触抵抗を常に一定にすることができ、精度の良い測
定や給電等が可能となる。
According to the fifth aspect, the contact pressure of the probe is set to a desired pressure, so that the contact resistance between the tip of the probe and the connected object can be kept constant, and the accuracy can be improved. Measurement and power supply are possible.

【0020】本発明の第6の態様によるプローブ装置
は、前記第1乃至第5のいずれかの態様によるプローブ
装置において、前記カンチレバーが半導体製造技術を用
いて製造されたものである。
A probe apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the probe apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the cantilever is manufactured by using a semiconductor manufacturing technique.

【0021】この第6の態様によれば、カンチレバーが
原子間力顕微鏡等のカンチレバーと同様に半導体製造技
術を用いて製造されたものであるので、探針の先端を十
分に微小にすることができるとともに、カンチレバーの
レバー部を小型化することができて複数のプローブ装置
による被接続体への接触箇所間の距離を十分に近づける
ことができる。
According to the sixth aspect, since the cantilever is manufactured by using a semiconductor manufacturing technique like a cantilever such as an atomic force microscope, it is possible to make the tip of the probe sufficiently small. In addition, the size of the lever portion of the cantilever can be reduced, and the distance between the contact points of the plurality of probe devices with the connected object can be sufficiently reduced.

【0022】本発明の第7の態様による電気的接続方法
は、先端側領域に探針を有するレバー部と、該レバー部
を支持する支持体とを有するカンチレバーであって、前
記探針の先端が導電性を有し、前記探針の先端から前記
支持体側に至る導電路を有するカンチレバーを用い、前
記探針の先端を被接続体の微小領域に接触させることに
より、前記微小領域に接触による電気的な接続を行うも
のである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electrical connection method comprising: a cantilever having a lever having a probe in a tip side region; and a support for supporting the lever. Is conductive, using a cantilever having a conductive path from the tip of the probe to the side of the support, by contacting the tip of the probe to a minute area of the connected body, by contact with the minute area The electrical connection is made.

【0023】この第7の態様によれば、前記カンチレバ
ーを用いているので、前記第1の態様と同様に、被接続
体の損傷を防止することができる。
According to the seventh aspect, since the cantilever is used, similarly to the first aspect, damage to the connected object can be prevented.

【0024】本発明の第8の態様による電気的接続方法
は、前記第7の態様による電気的接続方法において、前
記レバー部の撓みを検出し、その検出信号に基づいて、
前記探針の接触圧が所望の圧力となるように、前記カン
チレバーを前記被接続体に対して相対的に移動させるも
のである。
An electrical connection method according to an eighth aspect of the present invention is the electrical connection method according to the seventh aspect, wherein the bending of the lever portion is detected, and
The cantilever is moved relatively to the connected object so that the contact pressure of the probe becomes a desired pressure.

【0025】この第8の態様によれば、前記5の態様と
同様に、探針の先端と被接続体との間の接触抵抗を常に
一定にすることができ、精度の良い測定や給電等が可能
となる。
According to the eighth aspect, similarly to the fifth aspect, the contact resistance between the tip of the probe and the connected object can be always kept constant, and accurate measurement and power supply can be performed. Becomes possible.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるプローブ装置
及び微小領域に対する電気的接続方法について、図面を
参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a probe device and a method for electrically connecting a minute area according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】図1は、本発明の一実施の形態によるプロ
ーブ装置を示す概略構成図である。本実施の形態による
プローブ装置は、半導体デバイスやマイクロマシーン等
の被接続体1の微小領域に対して接触による電気的接続
を行うものであり、カンチレバー2を備えている。該カ
ンチレバー2は、先端側領域に探針2aを有するレバー
部2bと、該レバー部2bを支持する支持体2cとを有
している。探針2aの先端は、導電性を有している。ま
た、カンチレバー2は、探針2aの先端から支持体2c
側に至る導電路を有している。レバー部4は、例えば、
0.1〜100N/m程度のばね定数を有することが好
ましい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a probe device according to an embodiment of the present invention. The probe device according to the present embodiment is for making an electrical connection by contact to a minute region of the connected body 1 such as a semiconductor device or a micromachine, and includes a cantilever 2. The cantilever 2 has a lever portion 2b having a probe 2a in a tip side region, and a support 2c for supporting the lever portion 2b. The tip of the probe 2a has conductivity. Further, the cantilever 2 is moved from the tip of the probe 2a to the support 2c.
A conductive path to the side. The lever portion 4 is, for example,
It is preferable to have a spring constant of about 0.1 to 100 N / m.

【0028】ここで、カンチレバー2の一例について、
図2を参照して説明する。図2はカンチレバー2の一例
を示す図であり、図2(a)はその概略平面図、図2
(b)はその概略断面図である。なお、理解を容易にす
るため、図2(b)は、図2(a)中のA−A線断面と
図2(a)中のB−B線断面とを合成したものを示して
いる。
Here, an example of the cantilever 2 will be described.
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view showing an example of the cantilever 2, and FIG. 2 (a) is a schematic plan view thereof.
(B) is a schematic sectional view thereof. Note that, for easy understanding, FIG. 2B shows a combination of a cross section taken along line AA in FIG. 2A and a cross section taken along line BB in FIG. 2A. .

【0029】本例によるカンチレバー2では、レバー部
2bは、図2に示すように、酸化珪素膜21と、該酸化
珪素膜21上に積層されたシリコン層22と、該シリコ
ン層22内の上面側に形成されたボロン拡散層23と、
シリコン層22上に形成された酸化珪素膜24と、ボロ
ン拡散層23上に形成された酸化珪素膜25とから構成
され、略々コ字状に構成されている。ボロン拡散層23
はピエゾ抵抗の一種であり、本実施の形態では、ボロン
拡散層23が、レバー部2bに形成され加えられた圧力
に応じて抵抗値が変化する抵抗体を構成している。した
がって、本例では、ボロン拡散層23が、レバー部2b
の撓みを検出する撓み検出手段を構成している。
In the cantilever 2 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the lever portion 2b includes a silicon oxide film 21, a silicon layer 22 laminated on the silicon oxide film 21, and an upper surface in the silicon layer 22. A boron diffusion layer 23 formed on the side;
It comprises a silicon oxide film 24 formed on the silicon layer 22 and a silicon oxide film 25 formed on the boron diffusion layer 23, and has a substantially U shape. Boron diffusion layer 23
Is a kind of piezoresistor, and in the present embodiment, the boron diffusion layer 23 forms a resistor whose resistance value changes in accordance with the pressure applied to the lever portion 2b. Therefore, in this example, the boron diffusion layer 23 is
Constitutes a flexure detecting means for detecting the flexure.

【0030】また、本例によるカンチレバー2では、探
針2aは、シリコン層22の突起部分22aと、該突起
部分22a上の酸化珪素膜24,25の部分と、更にこ
の上に形成された導電膜26とから構成されている。レ
バー部2bの酸化珪素膜25上には、導電膜26と電気
的に接続された配線パターン27が形成されている。
In the cantilever 2 according to the present embodiment, the probe 2a is composed of the protruding portion 22a of the silicon layer 22, the portions of the silicon oxide films 24 and 25 on the protruding portion 22a, and the conductive film formed thereon. And a film 26. A wiring pattern 27 electrically connected to the conductive film 26 is formed on the silicon oxide film 25 of the lever portion 2b.

【0031】さらに、本例によるカンチレバー2では、
支持体2cは、シリコン層28と、該シリコン層28上
に延在した酸化珪素膜21,22、シリコン層25及び
ボロン拡散層23の部分と、シリコン層28の下面に形
成された酸化珪素膜29,30とから構成されている。
前記配線パターン27は支持体2c上にも延びて、支持
体2cの酸化珪素膜25上に形成された外部との電気的
接続のための電極パターン(電極パッド)31に接続さ
れている。本例では、導電膜26、配線パターン27及
び電極パターンが、探針2aの先端から支持体2c側に
至る導電路を構成している。また、酸化珪素膜25に
は、支持体2c上に延在したボロン拡散層23の部分に
電気的接続を行うための開口25a,25bが形成さ
れ、これらの開口25a,25bを介してボロン拡散層
23と接続されるように、配線パターン32,33が支
持体2cの酸化珪素膜25上にそれぞれ形成されてい
る。配線パターン32,33は、支持体2cの酸化珪素
膜25上に形成された外部との電気的接続のための電極
パターン34,35にそれぞれ接続されている。
Further, in the cantilever 2 according to the present embodiment,
The support 2 c includes a silicon layer 28, silicon oxide films 21 and 22 extending on the silicon layer 28, portions of the silicon layer 25 and the boron diffusion layer 23, and a silicon oxide film formed on the lower surface of the silicon layer 28. 29 and 30.
The wiring pattern 27 also extends on the support 2c and is connected to an electrode pattern (electrode pad) 31 formed on the silicon oxide film 25 of the support 2c for electrical connection to the outside. In this example, the conductive film 26, the wiring pattern 27, and the electrode pattern form a conductive path from the tip of the probe 2a to the support 2c side. In the silicon oxide film 25, openings 25a and 25b for making electrical connection are formed at portions of the boron diffusion layer 23 extending on the support 2c, and boron diffusion is performed through these openings 25a and 25b. Wiring patterns 32 and 33 are formed on silicon oxide film 25 of support 2c so as to be connected to layer 23, respectively. The wiring patterns 32 and 33 are connected to electrode patterns 34 and 35 formed on the silicon oxide film 25 of the support 2c for electrical connection to the outside, respectively.

【0032】なお、本例では、導電膜26、配線パター
ン27及び電極パターン31は、同一の導電材料により
連続して形成されている。同様に、配線パターン32及
び電極パターン34は同一の導電材料により連続して形
成され、配線パターン33及び電極パターン35は同一
の導電材料により連続して形成されている。
In this embodiment, the conductive film 26, the wiring pattern 27 and the electrode pattern 31 are continuously formed of the same conductive material. Similarly, the wiring pattern 32 and the electrode pattern 34 are continuously formed of the same conductive material, and the wiring pattern 33 and the electrode pattern 35 are continuously formed of the same conductive material.

【0033】次に、図2に示すカンチレバー2の製造方
法の一例について、図3乃至図5を参照して説明する。
図3は、図2に示すカンチレバー2の製造工程の一例を
示す概略断面図(図2(b)に対応する合成した概略断
面図)である。図4は、図3に示す製造工程に引き続く
製造工程を示す概略断面図(図2(b)に対応する合成
した概略断面図)である。図5は、図3及び図4に示す
製造工程の一部の工程を示す概略平面図である。図5
(a)は図3(c)と同一の工程を示し、図5(b)は
図4(a)と同一の工程を示し、図5(c)は図4
(c)と同一の工程を示している。なお、図3乃至図5
において、図2中の各要素に対応する要素には、同一符
号を付している。
Next, an example of a method for manufacturing the cantilever 2 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (combined schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 2B) showing an example of a manufacturing process of the cantilever 2 shown in FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (synthesized schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 2B) showing a manufacturing process subsequent to the manufacturing process shown in FIG. FIG. 5 is a schematic plan view showing a part of the manufacturing process shown in FIG. 3 and FIG. FIG.
(A) shows the same step as FIG. 3 (c), FIG. 5 (b) shows the same step as FIG. 4 (a), and FIG.
It shows the same step as (c). 3 to 5
, The elements corresponding to the respective elements in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0034】まず、シリコン基板28上に酸化珪素膜2
1が形成され、該酸化珪素膜21上にシリコン層22が
形成された積層基板40を用意する(図3(a))。こ
の積層基板40としては、いわゆるSOI基板として市
販されているウエハを用いることができる。なお、前記
積層基板40では、(111)面のシリコン基板28及
び(100)面のシリコン層22が用いられている。
First, a silicon oxide film 2 is formed on a silicon substrate 28.
1 is formed, and a laminated substrate 40 in which a silicon layer 22 is formed on the silicon oxide film 21 is prepared (FIG. 3A). As the laminated substrate 40, a wafer commercially available as a so-called SOI substrate can be used. In the laminated substrate 40, a (111) silicon substrate 28 and a (100) silicon layer 22 are used.

【0035】次に、この基板上にフォトレジストを塗布
した後にこれをパターニングして、探針2aに対応する
部分のフォトレジスト41(図3(b)参照)のみを残
す。
Next, after a photoresist is applied on the substrate, the photoresist is patterned to leave only a portion of the photoresist 41 (see FIG. 3B) corresponding to the probe 2a.

【0036】その後、SF6とC2ClF5の混合ガスを
用いてシリコン層22をドライエッチングする。このと
き、フォトレジスト41の下にあるシリコンを残してシ
リコン層22がエッチングされるため、フォトレジスト
41の下部は最初に柱状になるが、更にエッチングを続
けるとサイドエッチングが進行し、針状の形をしたシリ
コンの突起部分22aが残り、フォトレジスト41が除
去される。この時点でエッチングを止める(図3
(b))。
Thereafter, the silicon layer 22 is dry-etched using a mixed gas of SF 6 and C 2 ClF 5 . At this time, since the silicon layer 22 is etched while leaving the silicon under the photoresist 41, the lower portion of the photoresist 41 first becomes columnar. However, if the etching is further continued, side etching proceeds, and a needle-like shape is formed. The photoresist 41 is removed, leaving the shaped silicon protrusion 22a. At this point, the etching is stopped (FIG. 3).
(B)).

【0037】次いで、CVD法等によりシリコン層22
上面及びシリコン基板28の下面に酸化珪素膜24,2
9をそれぞれ形成し、酸化珪素膜24をフォトリソエッ
チング法によりレバー部2bの形状に合わせてパターニ
ングする(図3(c)、図5(a))。その後、酸化珪
素膜24をマスクとしてシリコン層22をエッチング除
去し、酸化珪素膜24の下方のシリコン層22のみを残
す(図3(d))。
Next, the silicon layer 22 is formed by a CVD method or the like.
Silicon oxide films 24, 2 are formed on the upper surface and the lower surface of the silicon substrate 28.
9 are formed, and the silicon oxide film 24 is patterned according to the shape of the lever portion 2b by a photolithographic etching method (FIGS. 3C and 5A). Thereafter, the silicon layer 22 is etched away using the silicon oxide film 24 as a mask, leaving only the silicon layer 22 below the silicon oxide film 24 (FIG. 3D).

【0038】次に、ボロン拡散層23に相当する所望の
領域の酸化珪素膜24を、フォトリソエッチング法によ
り除去し、これにより露出したシリコン層22にボロン
をドープし、シリコン層22内の上面側にボロン拡散層
23を形成する(図4(a)、図5(b))。
Next, the silicon oxide film 24 in a desired region corresponding to the boron diffusion layer 23 is removed by photolithography, and the exposed silicon layer 22 is doped with boron. Next, a boron diffusion layer 23 is formed (FIGS. 4A and 5B).

【0039】その後、図4(a)及び図5(b)に示す
状態の基板の両面に再びCVD法等により酸化珪素膜2
5,30を形成する(図4(b))。次いで、フォトリ
ソエッチング法により、酸化珪素膜25をレバー部2b
及び支持体2cの形状に合わせてパターニングするとと
もに、酸化珪素膜25にボロン拡散層23に電気的接続
を行うための開口25a,25bを形成し、また、酸化
珪素膜29,30を支持体2cの形状に合わせてパター
ニングする(図4(c)、図5(c))。
Thereafter, the silicon oxide film 2 is again formed on both surfaces of the substrate in the state shown in FIGS. 4A and 5B by the CVD method or the like.
5 and 30 are formed (FIG. 4B). Next, the silicon oxide film 25 is removed from the lever portion 2b by photolithographic etching.
In addition to patterning according to the shape of the support 2c, openings 25a and 25b for making electrical connection to the boron diffusion layer 23 are formed in the silicon oxide film 25, and the silicon oxide films 29 and 30 are formed in the support 2c. (FIG. 4 (c), FIG. 5 (c)).

【0040】次に、酸化珪素膜25の上面に金、白金、
アルミニウム等の金属層をリフトオフ法などによりパタ
ーニングすることによって、前記導電膜26、配線パタ
ーン27,32,33及び電極パターン31,34,3
5を形成する(図4(d))。
Next, on the upper surface of the silicon oxide film 25, gold, platinum,
By patterning a metal layer such as aluminum by a lift-off method or the like, the conductive film 26, the wiring patterns 27, 32, 33 and the electrode patterns 31, 34, 3 are formed.
5 is formed (FIG. 4D).

【0041】最後に、図4(d)に示す状態の基板を加
熱したテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド溶
液等のシリコンエッチング液に浸し、不要なシリコン部
分のみを溶出する。これにより、図2に示すカンチレバ
ー2が完成する。なお、その後、必要に応じて、レバー
部2bの部分の酸化珪素膜21を除去してもよい。
Finally, the substrate in the state shown in FIG. 4D is immersed in a heated silicon etching solution such as a tetramethylammonium hydroxide solution to elute only unnecessary silicon portions. Thereby, the cantilever 2 shown in FIG. 2 is completed. After that, if necessary, the silicon oxide film 21 in the portion of the lever portion 2b may be removed.

【0042】再び図1を参照すると、本実施の形態によ
るプローブ装置では、カンチレバー2を被接続体1に対
して移動させる移動装置としての3次元マニピュレータ
(図示せず)に取り付けられている。すなわち、本実施
の形態では、3次元マニピュレータのチャック51に取
付自在の金属棒52の先端にマーコール製のセラミック
からなるカンチレバーホルダー53が設けられ、該カン
チレバーホルダー53によりカンチレバー2が保持され
ている。該カンチレバーホルダー53は、カンチレバー
2を図1中の矢印X方向に移動させる微動機構としての
圧電アクチュエータ54を有しており、該圧電アクチュ
エータ54を介してカンチレバー2の支持体2aを着脱
自在に保持できるように構成されている。もっとも、マ
ニピュレータの性能にもよるが、圧電アクチュエータ5
4は必ずしも設ける必要はない。
Referring again to FIG. 1, the probe device according to the present embodiment is attached to a three-dimensional manipulator (not shown) as a moving device for moving the cantilever 2 with respect to the connected object 1. That is, in the present embodiment, a cantilever holder 53 made of Markor ceramic is provided at the tip of a metal rod 52 that can be attached to a chuck 51 of a three-dimensional manipulator, and the cantilever 2 is held by the cantilever holder 53. The cantilever holder 53 has a piezoelectric actuator 54 as a fine movement mechanism for moving the cantilever 2 in the direction of arrow X in FIG. 1, and detachably holds the support 2a of the cantilever 2 via the piezoelectric actuator 54. It is configured to be able to. However, depending on the performance of the manipulator, the piezoelectric actuator 5
4 need not necessarily be provided.

【0043】また、本実施の形態によるプローブ装置
は、図1に示すように、カンチレバー2の前記電極パタ
ーン34,35間の抵抗値(すなわち、ボロン拡散層2
3の抵抗値)に応じた検出信号(この信号は、カンチレ
バー2のレバー部2bの撓み、すなわち、カンチレバー
2の探針2aの先端と被接続体1との間の接触圧を示す
ことになる。)を発生する信号処理部55を備えてい
る。該信号処理部55としては、例えば、直流電圧でバ
イアスされたホイートストンブリッジを用いることがで
きる。
Further, as shown in FIG. 1, the probe device according to this embodiment has a resistance value between the electrode patterns 34 and 35 of the cantilever 2 (that is, the boron diffusion layer 2).
3 (the resistance value of the cantilever 2), the detection signal indicates the bending of the lever portion 2b of the cantilever 2, that is, the contact pressure between the tip of the probe 2a of the cantilever 2 and the connected object 1. ) Is generated. As the signal processing unit 55, for example, a Wheatstone bridge biased with a DC voltage can be used.

【0044】さらに、本実施の形態によるプローブ装置
は、図2に示すように、キーボード等の操作部56と、
前記信号処理部55からの検出信号及び操作部56から
の指令信号に基づいて、前記マニピュレータのアクチュ
エータ及び圧電アクチュエータ54を制御する制御部5
7とを備えている。制御部57は、操作部56からの指
令信号に応じて、カンチレバー2の探針2aの先端が被
接続体1の所望の箇所に接触するように、前記マニピュ
レータのアクチュエータ及び圧電アクチュエータ54を
制御する。このとき、信号処理部55からの検出信号が
変化したとき(すなわち、探針2aの先端が被接続体1
に接触し始めたとき)に、圧電アクチュエータ2aによ
る微動動作に切り換えてカンチレバーを微動させる。そ
して、信号処理部55からの検出信号が所定レベルとな
ったとき(すなわち、探針2aの接触圧が所望の圧力と
なったとき)にカンチレバー2の移動を停止させ、探針
2aの先端の被接続体1への接触動作を終了する。
Further, as shown in FIG. 2, the probe device according to the present embodiment includes an operation unit 56 such as a keyboard,
A control unit 5 for controlling an actuator of the manipulator and a piezoelectric actuator 54 based on a detection signal from the signal processing unit 55 and a command signal from an operation unit 56
7 is provided. The control unit 57 controls the actuator of the manipulator and the piezoelectric actuator 54 according to a command signal from the operation unit 56 such that the tip of the probe 2 a of the cantilever 2 comes into contact with a desired portion of the connected body 1. . At this time, when the detection signal from the signal processing unit 55 changes (that is, when the tip of the probe 2a is
Is started), the operation is switched to the fine movement operation by the piezoelectric actuator 2a to finely move the cantilever. When the detection signal from the signal processing unit 55 reaches a predetermined level (that is, when the contact pressure of the probe 2a becomes a desired pressure), the movement of the cantilever 2 is stopped, and the tip of the probe 2a is stopped. The contact operation to the connected object 1 is terminated.

【0045】本実施の形態によるプローブ装置によれ
ば、カンチレバー2の前記電極パターン31に測定回路
や給電回路等を予め電気的に接続しておく。そして、前
述した接触動作により、カンチレバー2の探針2aの先
端を被接続体1に接触させる。電極パターン31は、配
線パターン27を介して探針2aの先端を構成する導電
膜こ26aに接続されているので、前記測定回路や給電
回路等を被接続体1の所望の箇所(微小領域)に対して
電気的に接続されることになる。したがって、例えば、
図1に示すように、2つのプローブ装置(図1では、1
つのプローブ装置は、そのカンチレバー2のみを示して
いる)を用いれば、被接続体1の2点間の電気抵抗等を
測定することができる。
According to the probe device of the present embodiment, a measuring circuit, a power supply circuit and the like are electrically connected to the electrode pattern 31 of the cantilever 2 in advance. Then, the tip of the probe 2 a of the cantilever 2 is brought into contact with the connected object 1 by the contact operation described above. Since the electrode pattern 31 is connected to the conductive film 26a constituting the tip of the probe 2a via the wiring pattern 27, the measurement circuit, the power supply circuit, and the like can be connected to a desired portion (a minute area) of the body 1 to be connected. Is electrically connected to the So, for example,
As shown in FIG. 1, two probe devices (in FIG. 1, 1
One probe device only shows the cantilever 2), and it is possible to measure the electrical resistance and the like between two points of the connected body 1.

【0046】そして、本実施の形態では、カンチレバー
2のレバー部2bの撓み(すなわち、探針2aの接触
圧)を示す前記検出信号に基づいて、前述したようにカ
ンチレバーの移動を制御しているので、接触のためのカ
ンチレバー2の移動の過程においても被接続体1に加わ
る力を必要最小限に抑えることができるとともに、最終
的に探針2aの接触圧が所望の圧力となるようにするこ
とができる。このため、被接続体1の損傷を効果的に防
止することができるとともに、探針2aの先端と被接続
体1との間の接触抵抗を常に一定にすることができて精
度の良い測定や給電等が可能となる。もっとも、本発明
では、必ずしもカンチレバー2のレバー部2bの撓みを
検出して前述したような制御を行わなくてもよい。その
場合であっても、従来のプローブ装置で用いられていた
先鋭な棒状の金属製の針の場合と異なり、カンチレバー
2の探針2aの先端を被接続体1に接触させても、カン
チレバー2のレバー部2aが撓むので、その撓みにより
被接続体1に大きな力が加わらなくなり、被接続体1の
損傷を防止することができる。
In the present embodiment, the movement of the cantilever is controlled as described above based on the detection signal indicating the deflection of the lever portion 2b of the cantilever 2 (that is, the contact pressure of the probe 2a). Therefore, in the process of moving the cantilever 2 for contact, the force applied to the connected object 1 can be minimized, and the contact pressure of the probe 2a is finally set to a desired pressure. be able to. Therefore, damage to the connected object 1 can be effectively prevented, and the contact resistance between the tip of the probe 2a and the connected object 1 can always be kept constant, so that accurate measurement and accurate measurement can be performed. Power supply becomes possible. However, in the present invention, it is not always necessary to detect the bending of the lever portion 2b of the cantilever 2 and perform the above-described control. Even in this case, unlike the case of the sharp rod-shaped metal needle used in the conventional probe device, even if the tip of the probe 2a of the cantilever 2 is brought into contact with the connected object 1, the cantilever 2 Since the lever portion 2a is bent, a large force is not applied to the connected body 1 due to the bending, and damage to the connected body 1 can be prevented.

【0047】また、本実施の形態によるプローブ装置で
は、カンチレバー2のレバー部4a自身が撓み検出手段
としてのボロン拡散層23を有しているので、光てこ法
や光干渉法等による撓み検出手段を採用する場合に比べ
て、(1)光学系の位置合わせ等が不要になる、(2)
撓み検出のための空間の占有がほとんどない、(3)プ
ローブ装置を複数同時に用いて被接続体の複数の箇所に
同時に電気的接続を行うような場合においてこれらの箇
所間の間隔を狭めることができる、(4)被接続体1で
なくカンチレバー1の方を移動させることができて被接
続体1の電気的な接続箇所の位置に制約がなくなる、な
どの利点が得られる。もっとも、本発明では、撓み検出
手段として、光てこ光や光干渉法等によるものを採用し
てもよい。
In the probe device according to the present embodiment, since the lever portion 4a of the cantilever 2 has the boron diffusion layer 23 as the deflection detecting means, the deflection detecting means by the optical lever method, the optical interference method, or the like. (1) It becomes unnecessary to align the optical system, etc.
(3) In the case where a plurality of probe devices are used at the same time to electrically connect to a plurality of locations of a connected body at the same time, the space between these locations can be narrowed. It is possible to obtain advantages such as (4) the cantilever 1 can be moved instead of the connected object 1 so that the position of the electrical connection portion of the connected object 1 is not restricted. However, in the present invention, a device using an optical leverage, an optical interference method, or the like may be employed as the deflection detecting means.

【0048】さらに、本実施の形態によるプローブ装置
では、カンチレバー2が原子間力顕微鏡等のカンチレバ
ーと同様に半導体製造技術を用いて製造されたものであ
るので、探針2aの先端を十分に微小にすることができ
るとともに、カンチレバー2のレバー部4を小型化する
ことができて複数のプローブ装置による被接続体への接
触箇所間の距離を十分に近づけることができる。また、
探針2aの形状を工夫することにより、先端を観察し易
くすることができ、例えば、電子顕微鏡下で0.1ミク
ロン以内の精度で探針を所望の位置に接触させることも
可能であり、サンプルに1ミクロン以下の距離に、複数
のプローブ装置の探針2a先端を接触させて、局所的な
電気的性質を調べるなどが可能となる。
Further, in the probe device according to the present embodiment, the cantilever 2 is manufactured by using a semiconductor manufacturing technique in the same manner as a cantilever such as an atomic force microscope. The size of the lever portion 4 of the cantilever 2 can be reduced, and the distance between the contact points of the plurality of probe devices with the connected object can be sufficiently reduced. Also,
By devising the shape of the probe 2a, the tip can be easily observed. For example, the probe can be brought into contact with a desired position with an accuracy of within 0.1 micron under an electron microscope. By contacting the tips of the probes 2a of a plurality of probe devices with the sample at a distance of 1 micron or less, it becomes possible to examine local electrical properties and the like.

【0049】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでは
ない。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

【0050】例えば、図1中のカンチレバー2として、
図2に示すカンチレバーに代えて、図6に示すカンチレ
バーを採用することもできる。図6は、カンチレバー2
の他の例を示す図であり、図6(a)はその概略平面
図、図6(b)はその概略断面図である。
For example, as the cantilever 2 in FIG.
Instead of the cantilever shown in FIG. 2, a cantilever shown in FIG. 6 can be adopted. FIG. 6 shows the cantilever 2
FIG. 6A is a schematic plan view thereof, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view thereof.

【0051】本例によるカンチレバー2では、レバー部
2bは、図6に示すように、窒化珪素膜61,62と、
該窒化珪素膜62上に形成されたタンタル層63と、該
タンタル層63上に形成された下部電極としての白金層
64と、該白金層64上に形成された圧電又は電歪特性
を有する薄膜としてのPZT(ジルコニウム酸チタン酸
鉛)膜65と、該PZT膜65上に形成された上部電極
としての白金層66と、窒化珪素膜61の下面に形成さ
れた導電膜67とから構成されている。本例では、PZ
T膜65が、レバー部2bに形成されレバー部2bの撓
みを検出する撓み検出手段を構成している。なお、前記
膜65の材料としては、PZTに代えて、チタン酸ジル
コニウム酸塩−酸化ランタン固溶体、ニオブ酸マグネシ
ウム酸鉛−チタン酸鉛固溶体、チタン酸バリウムなどを
用いてもよい。下部電極64としては、薄膜形成時の熱
処理に耐えること、窒化珪素膜62等のレバー部16b
の基材と強固に結合することなどが要求されるため、前
述したように白金を主原料とすることが好ましい。さら
にこれらの2つの条件に関して特性を向上させるため、
バッファ層として前記タンタル層63(タンタルに代え
てチタン等でもよい)を形成することが好ましい。
In the cantilever 2 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the lever portion 2b includes silicon nitride films 61 and 62,
A tantalum layer 63 formed on the silicon nitride film 62, a platinum layer 64 as a lower electrode formed on the tantalum layer 63, and a thin film having piezoelectric or electrostrictive properties formed on the platinum layer 64 (PZT (lead zirconate titanate)) film 65, a platinum layer 66 as an upper electrode formed on the PZT film 65, and a conductive film 67 formed on the lower surface of the silicon nitride film 61. I have. In this example, PZ
The T film 65 is formed on the lever portion 2b and constitutes a deflection detecting means for detecting the deflection of the lever portion 2b. As the material of the film 65, zirconate titanate-lanthanum oxide solid solution, lead magnesium niobate-lead lead titanate solid solution, barium titanate, or the like may be used instead of PZT. The lower electrode 64 is made of a material that can withstand heat treatment at the time of forming a thin film, and the lever portion 16 b of the silicon nitride film 62 or the like.
Therefore, it is preferable to use platinum as a main raw material, as described above, because it is required to be firmly bonded to the base material. In order to further improve the characteristics with respect to these two conditions,
It is preferable to form the tantalum layer 63 (titanium or the like may be used instead of tantalum) as a buffer layer.

【0052】また、本例によるカンチレバー2では、探
針2bは、前記窒化珪素膜62の一部と、前記導電膜6
7の一部とから構成されている。また、本例では、支持
体2cは、シリコン層68と、該シリコン層68上に延
在した窒化珪素膜61,62等の部分と、シリコン層6
8下面の窒化珪素膜69,70と、導電膜67の一部と
から構成されている。
Further, in the cantilever 2 according to the present embodiment, the probe 2 b is formed by a part of the silicon nitride film 62 and the conductive film 6.
7. Further, in this example, the support 2 c includes the silicon layer 68, portions such as the silicon nitride films 61 and 62 extending on the silicon layer 68, and the silicon layer 6.
8 is composed of silicon nitride films 69 and 70 on the lower surface and a part of the conductive film 67.

【0053】次に、図6に示すカンチレバー2の製造方
法の一例について、図7を参照して説明する。図7は、
図6に示すカンチレバー2の製造工程の一例を示す概略
断面図である。
Next, an example of a method for manufacturing the cantilever 2 shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 7 is a schematic sectional view illustrating an example of a manufacturing process of the cantilever 2 illustrated in FIG. 6.

【0054】まず、(100)面方位のシリコン基板6
8の両面にCVD法により窒化珪素膜61,69を成膜
し、この膜61の一部に反応性ドライエッチングにより
窓61aを開け、この窓61aから水酸化カリウムを用
いた異方性エッチングによりシリコン基板68にトレン
チ68aを作る(図7(a))。次に、図7(a)に示
す状態の基板の両面にCVD法により再び窒化珪素膜6
2,70を成膜する(図7(b))。その後、窒化珪素
膜62上にフォトリソグラフィによりタンタル層63を
0.1μmの厚みで形成し、さらにその上に白金層64
を0.1μmの厚みで形成する。次いで、この上にスパ
ッタ法によりPZT膜65を1μmの厚みで形成した後
に、白金層66を形成する(図7(c))。その後、窒
化珪素膜61,62,69,40を所望の形状にパター
ニングし(図7(d))、異方性エッチングにてシリコ
ン基板68を支持体2cに相当する部分以外を除去す
る。最後に、図7(a)に示す状態の基板の下面の全面
に金属膜67を真空蒸着等により形成する。これによ
り、図6に示すカンチレバーが完成する。
First, the silicon substrate 6 having the (100) plane orientation
8, silicon nitride films 61 and 69 are formed by a CVD method, a window 61a is opened in a part of the film 61 by reactive dry etching, and anisotropic etching using potassium hydroxide is performed through the window 61a. A trench 68a is formed in the silicon substrate 68 (FIG. 7A). Next, the silicon nitride film 6 is again formed on both surfaces of the substrate in the state shown in FIG.
2 and 70 are formed (FIG. 7B). Thereafter, a tantalum layer 63 having a thickness of 0.1 μm is formed on the silicon nitride film 62 by photolithography, and a platinum layer 64 is further formed thereon.
Is formed with a thickness of 0.1 μm. Next, after a PZT film 65 is formed thereon with a thickness of 1 μm by a sputtering method, a platinum layer 66 is formed (FIG. 7C). Thereafter, the silicon nitride films 61, 62, 69, and 40 are patterned into a desired shape (FIG. 7D), and the silicon substrate 68 is removed by anisotropic etching except for a portion corresponding to the support 2c. Finally, a metal film 67 is formed on the entire lower surface of the substrate in the state shown in FIG. Thus, the cantilever shown in FIG. 6 is completed.

【0055】なお、本例では、PZT膜65として前述
したようにスパッタ法により作製されたPZT膜が用い
られているが、この膜65として、圧電定数が劣りかつ
不安定なゾルゲル法により作製されたPZT膜や、物性
的に圧電定数が低いZnOを用いてもよい。
In this embodiment, the PZT film 65 is a PZT film formed by the sputtering method as described above. However, the PZT film 65 is formed by a sol-gel method having an inferior piezoelectric constant and being unstable. A PZT film or ZnO having a low piezoelectric constant in physical properties may be used.

【0056】なお、走査型プローブ顕微鏡において知ら
れているカンチレバーに対して、探針の先端に導電性を
持たせたり、探針の先端から支持体側に至る導電路を形
成したりするなどの変形を加えることにより、本発明で
用いることができるカンチレバーを提供することができ
る。また、走査型プローブ顕微鏡において知られている
探針先鋭化技術を適用することにより、探針を一層先鋭
化することもできる。
The cantilever known in the scanning probe microscope is deformed by giving conductivity to the tip of the probe or forming a conductive path from the tip of the probe to the support. By adding, a cantilever that can be used in the present invention can be provided. Further, by applying a tip sharpening technique known in a scanning probe microscope, the tip can be further sharpened.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被接続体の損傷を防止することができる。また、本発明
によれば、被接続体に対する接触抵抗を一定に保つこと
ができる。さらに、本発明によれば、被接続体に接触す
る部分の先端が十分に微小であるとともに、複数のプロ
ーブ装置による被接続体への接触箇所間の距離を十分に
近づけることができるプローブ装置を提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
Damage to the connected object can be prevented. Further, according to the present invention, the contact resistance with respect to the connected object can be kept constant. Further, according to the present invention, there is provided a probe device in which the tip of a portion that contacts the connected object is sufficiently small and the distance between the contact points of the plurality of probe devices with the connected object can be sufficiently reduced. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態によるプローブ装置を示
す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a probe device according to an embodiment of the present invention.

【図2】カンチレバーの一例を示す図であり、図2
(a)はその概略平面図、図2(b)はその概略断面図
である。
FIG. 2 is a view showing an example of a cantilever, and FIG.
2A is a schematic plan view, and FIG. 2B is a schematic sectional view.

【図3】図2に示すカンチレバーの製造工程の一例を示
す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a manufacturing process of the cantilever shown in FIG.

【図4】図3に示す製造工程に引き続く製造工程を示す
概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process subsequent to the manufacturing process shown in FIG.

【図5】図3及び図4に示す製造工程の一部の工程を示
す概略平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a part of the manufacturing process shown in FIGS. 3 and 4.

【図6】カンチレバーの他の例を示す図であり、図6
(a)はその概略平面図、図6(b)はその概略断面図
である。
FIG. 6 is a view showing another example of the cantilever, and FIG.
(A) is a schematic plan view thereof, and FIG. 6 (b) is a schematic sectional view thereof.

【図7】図6に示すカンチレバーの製造工程の一例を示
す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of a manufacturing process of the cantilever shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被接続体 2 カンチレバー 2a 探針 2b レバー部 2c 支持体 26,67 導電膜 23 ボロン拡散層23 27,32,33 配線パターン 31,34,35 電極パターン 65 PZT膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Connected object 2 Cantilever 2a Probe 2b Lever part 2c Support 26,67 Conductive film 23 Boron diffusion layer 23 27,32,33 Wiring pattern 31,34,35 Electrode pattern 65 PZT film

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被接続体の微小領域に対して接触による
電気的接続を行うプローブ装置において、先端側領域に
探針を有するレバー部と、該レバー部を支持する支持体
とを有するカンチレバーを備え、前記探針の先端が導電
性を有し、前記カンチレバーは、前記探針の先端から前
記支持体側に至る導電路を更に有することを特徴とする
プローブ装置。
1. A probe device for making electrical connection by contact to a minute area of a connected body, comprising: a cantilever having a lever portion having a probe in a distal end side region and a support member supporting the lever portion. A probe device, wherein the tip of the probe has conductivity, and the cantilever further has a conductive path extending from the tip of the probe to the support.
【請求項2】 前記レバー部の撓みを検出する撓み検出
手段を更に備えたことを特徴とする請求項1記載のプロ
ーブ装置。
2. The probe device according to claim 1, further comprising a bending detecting means for detecting bending of the lever portion.
【請求項3】 前記レバー部が前記撓み検出手段を有す
ることを特徴とする請求項2記載のプローブ装置。
3. The probe device according to claim 2, wherein said lever portion has said deflection detecting means.
【請求項4】 前記撓み検出手段が、前記レバー部に形
成され加えられた圧力に応じて抵抗値が変化する抵抗体
あるいは前記レバー部に形成された圧電又は電歪特性を
有する薄膜を含むことを特徴とする請求項3記載のプロ
ーブ装置。
4. The deflection detecting means includes a resistor formed on the lever portion, the resistance value of which varies according to the applied pressure, or a thin film formed on the lever portion and having piezoelectric or electrostrictive characteristics. The probe device according to claim 3, wherein:
【請求項5】 前記カンチレバーを前記被接続体に対し
て相対的に移動させる移動手段と、前記撓み検出手段か
らの検出信号に基づいて、前記微小領域に対する前記探
針の接触圧が所望の圧力となるように、前記移動手段を
制御する制御手段と、を更に備えたことを特徴とする請
求項2乃至4のいずれかに記載のプローブ装置。
5. A contact pressure of the probe with respect to the minute area based on a detection signal from a moving unit that relatively moves the cantilever with respect to the connected body and a detection signal from the bending detection unit. The probe device according to any one of claims 2 to 4, further comprising control means for controlling the moving means.
【請求項6】 前記カンチレバーが半導体製造技術を用
いて製造されたものであることを特徴とする請求項1乃
至5のいずれかに記載のプローブ装置。
6. The probe device according to claim 1, wherein the cantilever is manufactured using a semiconductor manufacturing technique.
【請求項7】 先端側領域に探針を有するレバー部と、
該レバー部を支持する支持体とを有するカンチレバーで
あって、前記探針の先端が導電性を有し、前記探針の先
端から前記支持体側に至る導電路を有するカンチレバー
を用い、前記探針の先端を被接続体の微小領域に接触さ
せることにより、前記微小領域に接触による電気的な接
続を行うことを特徴とする微小領域に対する電気的接続
方法。
7. A lever portion having a probe in a tip side region,
A cantilever having a support for supporting the lever portion, wherein the tip of the probe has conductivity, and a cantilever having a conductive path from the tip of the probe to the support is used. An electrical connection by contacting the micro-region by contacting the tip of the micro-region with the micro-region of the body to be connected.
【請求項8】 前記レバー部の撓みを検出し、その検出
信号に基づいて、前記探針の接触圧が所望の圧力となる
ように、前記カンチレバーを前記被接続体に対して相対
的に移動させることを特徴とする請求項7記載の微小領
域に対する電気的接続方法。
8. A flexure of the lever portion is detected, and the cantilever is moved relative to the connected object based on a detection signal so that a contact pressure of the probe becomes a desired pressure. 8. The method according to claim 7, wherein the electrical connection is made to a minute area.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000010016A1 (en) * 1998-08-12 2000-02-24 Tokyo Electron Limited Contactor and production method for contactor
WO2001046674A1 (en) * 1999-12-20 2001-06-28 Japan Science And Technology Corporation Apparatus for evaluating electrical characteristics
JP2002323429A (en) * 2001-04-26 2002-11-08 Seiko Instruments Inc Scanning probe microscope
WO2005119204A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-15 Pioneer Corporation Probe head manufacturing method
JP2007121317A (en) * 2007-02-01 2007-05-17 Sii Nanotechnology Inc Microcontact prober
JP2007298322A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Japan Electronic Materials Corp Probe card
JP2008035600A (en) * 2006-07-27 2008-02-14 Stanley Electric Co Ltd Piezoelectric actuator and its manufacturing method
JP2008040240A (en) * 2006-08-08 2008-02-21 Stanley Electric Co Ltd Light deflector and its manufacturing method
JP2009092554A (en) * 2007-10-10 2009-04-30 Ulvac Japan Ltd Conductive probe, method for manufacturing the same, and method for measuring magnetic characteristic
JP2010271187A (en) * 2009-05-21 2010-12-02 Denso Corp Cantilever for shape measurement, and method for manufacturing the same

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000010016A1 (en) * 1998-08-12 2000-02-24 Tokyo Electron Limited Contactor and production method for contactor
USRE41515E1 (en) 1998-08-12 2010-08-17 Tokyo Electron Limited Contactor and production method for contactor
US6833719B2 (en) 1999-12-20 2004-12-21 Japan Science And Technology Corporation Apparatus for evaluating electrical characteristics
WO2001046674A1 (en) * 1999-12-20 2001-06-28 Japan Science And Technology Corporation Apparatus for evaluating electrical characteristics
JP2001174491A (en) * 1999-12-20 2001-06-29 Japan Science & Technology Corp Apparatus for evaluating electric characteristic
JP4526626B2 (en) * 1999-12-20 2010-08-18 独立行政法人科学技術振興機構 Electrical property evaluation equipment
JP4598300B2 (en) * 2001-04-26 2010-12-15 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 Scanning probe microscope and physical property measurement method using the same
JP2002323429A (en) * 2001-04-26 2002-11-08 Seiko Instruments Inc Scanning probe microscope
WO2005119204A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-15 Pioneer Corporation Probe head manufacturing method
JP2007298322A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Japan Electronic Materials Corp Probe card
JP2008035600A (en) * 2006-07-27 2008-02-14 Stanley Electric Co Ltd Piezoelectric actuator and its manufacturing method
JP2008040240A (en) * 2006-08-08 2008-02-21 Stanley Electric Co Ltd Light deflector and its manufacturing method
JP4498368B2 (en) * 2007-02-01 2010-07-07 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 Micro contact type prober
JP2007121317A (en) * 2007-02-01 2007-05-17 Sii Nanotechnology Inc Microcontact prober
JP2009092554A (en) * 2007-10-10 2009-04-30 Ulvac Japan Ltd Conductive probe, method for manufacturing the same, and method for measuring magnetic characteristic
JP2010271187A (en) * 2009-05-21 2010-12-02 Denso Corp Cantilever for shape measurement, and method for manufacturing the same

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