JPH06102318A - Probe device - Google Patents

Probe device

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Publication number
JPH06102318A
JPH06102318A JP4250261A JP25026192A JPH06102318A JP H06102318 A JPH06102318 A JP H06102318A JP 4250261 A JP4250261 A JP 4250261A JP 25026192 A JP25026192 A JP 25026192A JP H06102318 A JPH06102318 A JP H06102318A
Authority
JP
Japan
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conductor
wiring
conductive
cantilever
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP4250261A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Ozaki
一幸 尾崎
Shinichi Wakana
伸一 若菜
Akio Ito
昭夫 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP4250261A priority Critical patent/JPH06102318A/en
Priority to US07/987,959 priority patent/US5331275A/en
Publication of JPH06102318A publication Critical patent/JPH06102318A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a probe device which can measure the fine wiring of a sub-micron width at high speed without increasing the size of a device and has a function to apply voltage to wirings, related to an inspection device for testing an electronic circuit in its operating condition and particularly related to the measuring device for the voltage applied to a fine wiring formed on a plane. CONSTITUTION:A probe device comprises a conductive needle 1 which can come into contact with a wiring, a conductive cantilever 2 connected to the conductive needle 1, a photoconductor film for forming a photoconductive gate part 3, a first conductor 4 which comes into contact with a part of the photoconductor film and is connected to the cantilever 1, and a second conductor 5 which is opposite to the first conductor 4 and comes into contact with a part of the photoconductor film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,電子回路を動作状態で
試験する検査装置に関し,特に平面上に形成された微細
配線に印加される電圧の測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection device for testing an electronic circuit in an operating state, and more particularly to a device for measuring a voltage applied to a fine wiring formed on a plane.

【0002】電子回路中に形成された配線の電圧を測定
することは, しばしば要求されるところである。特に,
半導体集積回路(IC)の製造において, 素子特性の試験を
行い, 動作不良がある場合その原因を調べること( 故障
解析) は不可欠である。
[0002] It is often required to measure the voltage of wiring formed in electronic circuits. In particular,
In the manufacture of semiconductor integrated circuits (ICs), it is indispensable to test the device characteristics and investigate the cause of malfunctions (fault analysis).

【0003】しかし, 近年 LSI等, ICの高集積化に伴
い, I/O ピンの数は膨大になり, LSIテスタ等によりI/O
ピンの信号を測定する方法だけでは正確な故障解析を
行うことが困難になってきている。そのため, ICの中の
微細配線の電圧を測定することが必要になっている。し
かし, ICの高集積化, 高速化のため, 従来の測定方法で
は測定精度が不十分になり,精度の高い新らしい測定方
法の開発が要望されている。
However, with the high integration of ICs such as LSIs in recent years, the number of I / O pins has become enormous and I / O
It is becoming difficult to perform accurate failure analysis only by measuring the pin signal. Therefore, it is necessary to measure the voltage of the fine wiring in the IC. However, due to the high integration and high speed of ICs, the measurement accuracy is insufficient with conventional measurement methods, and the development of new measurement methods with high accuracy is desired.

【0004】[0004]

【従来の技術】ICにおける微細配線の電圧及びその時間
的変動を測定するために, 電子ビームや光ビームを用い
る装置が研究或いは実用化されている。
2. Description of the Related Art A device using an electron beam or a light beam has been studied or put into practical use in order to measure the voltage of a fine wiring in an IC and its time variation.

【0005】電子ビームを用いる装置とは, 細く絞った
電子ビームをICの内部配線に照射し, 照射点より放出さ
れる二次電子のエネルギー分析を行うことにより, 照射
点における電圧を測定するものである。電圧の短時間(
例えば, 1 ns以下) の変化を測定するためには, 電子ビ
ームをパルス化して行うサンプリング法が用いられる。
A device using an electron beam is a device that measures the voltage at the irradiation point by irradiating the internal wiring of the IC with a narrowed electron beam and performing energy analysis of secondary electrons emitted from the irradiation point. Is. Short voltage (
For example, in order to measure the change of 1 ns or less), a sampling method in which the electron beam is pulsed is used.

【0006】この電子ビームを用いる装置ではサブミク
ロン幅の微細配線の電圧を測定することは可能である
が, 電子ビームを細く絞ることにより電子ビーム中の電
子数が減少するために電圧の測定分解能が低下する。従
って, 十分な分解能を確保するためには長時間の測定が
必要になる。又, 電圧の時間変化測定に対して, 時間分
解能をを高くするため電子ビームパルス幅を短くする場
合にも上と同様に長時間の測定が必要になる。一方, 二
次電子の走行時間効果のために, 例えば, 5 psより高い
時間分解能の実現は原理的に困難である。
With this device using an electron beam, it is possible to measure the voltage of fine wiring with a submicron width. However, by narrowing the electron beam, the number of electrons in the electron beam is reduced, so that the voltage measurement resolution is reduced. Is reduced. Therefore, long-term measurement is required to secure sufficient resolution. Also, when measuring the voltage change over time, a long time measurement is required as in the case above, when the electron beam pulse width is shortened in order to increase the time resolution. On the other hand, due to the transit time effect of secondary electrons, it is theoretically difficult to realize a time resolution higher than 5 ps, for example.

【0007】光ビームを用いる一つの電圧測定法として
は, 微小な電気光学結晶をICの内部配線近傍に置き, 配
線電圧が該結晶に誘起する電気光学効果を利用して電圧
を測定する方法( EOサンプリング法 )がある。( 例え
ば, Valdmanis J. A., Electron. Lett. 23, 1308-131
0, 1987 ) 電圧分解能は電子ビームを用いる方法より
も高い。しかし,光の波長から決まる空間分解能のため
に, 1 μm 以下の微細配線の電圧測定は原理的に困難で
ある。又, 電圧の時間変化測定においては0.5 ps以上の
分解能が得られている。
As one voltage measurement method using a light beam, a minute electro-optic crystal is placed in the vicinity of the internal wiring of the IC, and the voltage is measured by utilizing the electro-optic effect induced by the wiring voltage in the crystal ( EO sampling method). (For example, Valdmanis JA, Electron. Lett. 23, 1308-131
0, 1987) The voltage resolution is higher than the method using electron beam. However, due to the spatial resolution determined by the wavelength of light, it is theoretically difficult to measure the voltage of fine wiring of 1 μm or less. Moreover, a resolution of 0.5 ps or more was obtained in the measurement of voltage change over time.

【0008】光ビームを用いる別の電圧測定法として,
光導電ゲートを利用する方法がある。光導電ゲートは,
光を照射しない状態では導電率が極めて小さい( ゲート
・オフ状態) が, 光を照射すると短時間導電率が増大す
る。( ゲート・オン状態) この効果を利用して光導電ゲ
ートの電流を検出することにより, ゲートに印加される
電圧, 即ち配線電圧を測定することができる。
As another voltage measuring method using a light beam,
There is a method of utilizing a photoconductive gate. Photoconductive gate
The conductivity is extremely low when light is not irradiated (gate off state), but the conductivity increases for a short time when light is irradiated. (Gate-on state) By utilizing this effect to detect the current of the photoconductive gate, the voltage applied to the gate, that is, the wiring voltage can be measured.

【0009】この方法では, 高速光応答特性を有する光
導電材料を使用し, 且つ, 入射光をパルス化してサンプ
リング法を用いることにより, ps程度の高い時間分解能
が得られた。又, 適当な光導電材料を選択することによ
り, 電気光学効果を用いた場合の電圧測定感度の10倍以
上の測定感度を得ることができる。
In this method, a photoconductive material having a high-speed photoresponse characteristic is used, and a sampling method is used in which incident light is pulsed to obtain a time resolution as high as ps. Also, by selecting an appropriate photoconductive material, it is possible to obtain a measurement sensitivity that is 10 times higher than the voltage measurement sensitivity when the electro-optic effect is used.

【0010】又, 光導電ゲートにバイアス電圧を印加し
た状態で光を照射するとカンチレバーに電圧を生じて測
定対象に電圧を印加することができる。但し,光導電ゲ
ートをSOS (Silicon On Sapphier) に放射線損傷を与え
て形成するような場合,被測定LSI チップ上に予め光導
電ゲートを作りつけておかねばならなかった。被測定LS
I チップ上に予め光導電ゲートを作りつけておかない例
もあるが, その場合, 電気的接触をとる電極パッドが大
きいために, 微細な配線にプロービングできないという
問題があった。又, 仮に接触電極を微小にすることがで
きたとしても, サブミクロン幅の微細配線に対して, 精
度良く接触電極をプロービングすることはできなかっ
た。
When light is irradiated with a bias voltage applied to the photoconductive gate, a voltage is generated in the cantilever and the voltage can be applied to the object to be measured. However, when forming a photoconductive gate by radiation damage to SOS (Silicon On Sapphier), the photoconductive gate had to be built in advance on the LSI chip to be measured. LS to be measured
In some cases, the photoconductive gate is not prefabricated on the I-chip in advance, but in that case, there was a problem in that it was impossible to probe fine wiring because the electrode pads that made electrical contact were large. Moreover, even if the contact electrode could be made minute, it was not possible to accurately probe the contact electrode for fine wiring of submicron width.

【0011】上に述べられたように, サブミクロン幅の
微細配線を高速測定する一般的な方法がないという困難
を克服するために, 発明者らは, 先端径が0.1 μm 程度
の微小な導電性針と, 導電性のカンチレバーと, 電気光
学結晶を備えたプローブ並びにそれらを用いた電圧測定
装置を提案した。( 特許 平03-324696 明細書参照 )
As described above, in order to overcome the difficulty that there is no general method for measuring fine wiring of submicron width at high speed, the inventors of the present invention have developed a small conductive wire whose tip diameter is about 0.1 μm. We proposed a probe equipped with a sex needle, a conductive cantilever, and an electro-optic crystal, and a voltage measuring device using them. (See Japanese Patent No. 03-324696 Specification)

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし, 91P11279 の
開示によれば, 電圧測定用光源として半導体レーザーを
用いている。これは, 超LSI 内部の信号波形を電子ビー
ムを用いる装置の 1/10以下の時間で測定できる可能性
はあるが, それでも1 波形の測定に数十乃至数百秒もの
時間を要するという問題がある。
However, according to the disclosure of 91P11279, a semiconductor laser is used as a light source for voltage measurement. It is possible that the signal waveform inside the VLSI can be measured in less than 1/10 of the time of the equipment using an electron beam, but it still takes tens to hundreds of seconds to measure one waveform. is there.

【0013】又, 該開示によれば, AFM ( Atomic Force
Microscopy ) 動作に用いられる,カンチレバーで反射
された光と, 電気光学結晶で反射された光( 電圧測定)
の二つの光をそれぞれ別の検出器によって測定する必要
があるために, 装置構成が複雑化, 大型化するという問
題がある。
According to the disclosure, AFM (Atomic Force)
Light reflected by the cantilever and light reflected by the electro-optic crystal (voltage measurement) used for Microscopy operation
Since it is necessary to measure each of the two lights of the above by separate detectors, there is a problem that the device configuration becomes complicated and large.

【0014】更に, 一般に, プローブ装置には, 配線の
電圧測定に加えて, 配線への電圧印加という機能が必要
になる場合があるが, 開示されたプローブ装置にその機
能はない。
Further, in general, the probe device may require a function of applying a voltage to the wiring in addition to the voltage measurement of the wiring, but the disclosed probe device does not have the function.

【0015】そこで, 本発明は, 装置を大型化するよう
なことなく, サブミクロン幅の微細配線を高速に測定で
き, なお且つ配線に電圧を印加する機能をもつプローブ
装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a probe device capable of measuring fine wiring of submicron width at high speed without increasing the size of the device and having a function of applying a voltage to the wiring. And

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題は,下記の装置
によって解決する。即ち,配線に接触することができる
導電性針と,該導電性針に接続された導電性カンチレバ
ーと,光導電ゲート部を形成する光導電体膜と,該光導
電体膜の一部に接触し,該カンチレバーに接続する第1
の導電体と,該第1の導電体に対向して,該光導電体膜
の一部に接触する第2の導電体とを有するプローブ装
置。
The above problems can be solved by the following device. That is, a conductive needle capable of contacting the wiring, a conductive cantilever connected to the conductive needle, a photoconductor film forming a photoconductive gate portion, and a part of the photoconductor film are contacted. The first to connect to the cantilever
And a second conductor facing the first conductor and contacting a part of the photoconductor film.

【0017】図1 は本発明の原理説明図である。図にお
いて, 1 は導電性針, 2 は導電性カンチレバー, 3 は光
導電ゲート, 4, 5は導電体, 6 は基板, 7 は配線, 8, 9
は入射ビーム, 10は反射ビームを表す。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. In the figure, 1 is a conductive needle, 2 is a conductive cantilever, 3 is a photoconductive gate, 4, 5 are conductors, 6 is a substrate, 7 is wiring, 8, 9
Is the incident beam and 10 is the reflected beam.

【0018】導電性針1 と導電性カンチレバー2 の構造
及び機能は91P11279に開示されるものと同一である。導
電性針1 と配線7 表面間に作用する原子間力( 1 nm 乃
至10nm のオーダーの距離において作用する) を用いて,
試料表面の高さを極めて高い分解能( サブnm乃至 1 nm
のオーダー) で測定することが可能である。
The structure and function of the conductive needle 1 and the conductive cantilever 2 are the same as those disclosed in 91P11279. Using the atomic force acting between the conductive needle 1 and the surface of the wiring 7 (acting at a distance of the order of 1 nm to 10 nm),
High resolution of sample surface height (sub nm to 1 nm
Can be measured).

【0019】更に, 配線接触部に対して試料を垂直方向
に微動(nm オーダーの刻み) させる機能及び, 測定され
たカンチレバーの撓みに基づいてフィードバックにより
カンチレバーの撓み(導電性針1 と配線表面の距離) を
一定に保持する機能が備わる。叉, 配線接触部に対して
試料を水平方向に, 微小刻み(nm オーダー) で二次元走
査する機能も備わる。
Further, based on the function of finely moving the sample in the vertical direction with respect to the wiring contact portion (in the order of nm), and the bending of the cantilever by feedback based on the measured bending of the cantilever (conductive needle 1 and wiring surface It has a function to keep (distance) constant. In addition, it also has a function to scan the sample horizontally with respect to the wiring contact area in two-dimensional steps with minute increments (nm order).

【0020】以上の機能により, 試料表面のnm〜 μm
の微小形状を測定することが可能である。尚, 試料を固
定し, 電圧測定装置全体を二次元走査する構成も可能で
ある。
With the above functions, the sample surface nm ~ μm
It is possible to measure the minute shape of. It is also possible to fix the sample and scan the entire voltage measuring device two-dimensionally.

【0021】又, 試料表面の配線による凹凸像( 或い
は, ライン・プロファイル) を得ることができる。これ
を観測しながら走査位置を変化させることにより, 測定
しょうとする配線7を見出す。プローブをその着目配線
上の目標点( 例えば, 配線幅の中央) に移動させた後,
導電性針1 を配線上の目標点に接触させることにより,
配線7を導電性針1 ( 従って, 導電性カンチレバー2 )
に導通させる。プローブの基板6 の上に形成された光導
電ゲート3 は,導電性カンチレバー2 , 従って導電性針
1 と接続される。
Further, it is possible to obtain a concavo-convex image (or line profile) due to the wiring on the sample surface. The wiring 7 to be measured is found by changing the scanning position while observing this. After moving the probe to the target point on the target wiring (for example, the center of the wiring width),
By bringing the conductive needle 1 into contact with the target point on the wiring,
Wire 7 to conductive needle 1 (and therefore conductive cantilever 2)
To conduct. The photoconductive gate 3 formed on the substrate 6 of the probe is a conductive cantilever 2 and thus a conductive needle.
Connected with 1.

【0022】本構造により, 電圧測定においては,電気
光学効果を利用した場合に比較し,配線の電圧信号波形
を一定の分解能で測定するのに必要な時間を短縮するこ
とができると共に装置をより小型化が実現される。更
に, 導電性針1 を接触させた微細配線に電圧( 連続/ パ
ルス) を印加することもできる。
With this structure, in the voltage measurement, the time required to measure the voltage signal waveform of the wiring with a constant resolution can be shortened and the apparatus can be further improved, as compared with the case where the electro-optic effect is used. Miniaturization is realized. Further, it is also possible to apply a voltage (continuous / pulse) to the fine wiring with which the conductive needle 1 is in contact.

【0023】[0023]

【作用】本発明では, AFM の機能を実現するための導電
性微小針を備えた導電性カンチレバーに光導電ゲートが
接続される。
In the present invention, the photoconductive gate is connected to the conductive cantilever having the conductive microneedles for realizing the AFM function.

【0024】光導電ゲートは電気光学効果に較べて感度
が高いため, 短時間測定が可能になる。又, ゲート0N状
態の電流( 電圧に比例する) を検出することにより電圧
測定を行うために電気光学効果を利用する場合のよう
に, 反射光を検出するための光学系が不要になる。従っ
て, 装置を簡素化, 小型化することができる。
Since the photoconductive gate has a higher sensitivity than the electro-optical effect, it enables measurement in a short time. Also, the optical system for detecting the reflected light is not required as in the case of using the electro-optical effect to measure the voltage by detecting the current in the gate 0N state (proportional to the voltage). Therefore, the device can be simplified and downsized.

【0025】更に又, 光導電ゲートにバイアス電圧を印
加してレーザー光( 連続, パルス)を照射することによ
り, 微細配線に電圧( 連続, パルス) を印加することが
可能である。
Furthermore, by applying a bias voltage to the photoconductive gate and irradiating it with laser light (continuous, pulse), it is possible to apply a voltage (continuous, pulse) to the fine wiring.

【0026】[0026]

【実施例】本発明の四つの実施例について, 図を参照し
ながら説明する。図中, 同一符号は同一部材, 同一装置
を表す。 第1の実施例 図2 は第1の実施例によるプローブの構造を模式的に示
す図である。図2(a)はその平面図を, 図2(b)はその立面
図を表す。サファイアのような絶縁性基板6 上に, イオ
ン照射したシリコン(Si)結晶, アモルファスSi, 或いは
損傷を受けたガリウム砒素結晶のような光導電性物質よ
り成る光導電ゲート3 が形成され, 更にその上に平行ギ
ャップ15を介して金属電極4,5 が形成される。電極の幅
は例えば50μm で, ギャップ15の幅は例えば10μm であ
る。又, 電圧測定感度を増大するため, 平行ギャップの
代わりに, 図2(c)に示されるような形状のギャップ13も
可能である。
Embodiments Four embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals represent the same members and the same devices. First Example FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of a probe according to the first example. Figure 2 (a) shows the plan view and Figure 2 (b) shows the elevation view. A photoconductive gate 3 made of photoconductive material such as ion-irradiated silicon (Si) crystal, amorphous Si, or damaged gallium arsenide crystal is formed on an insulating substrate 6 such as sapphire. Metal electrodes 4, 5 are formed on the top of the parallel gap 15. The width of the electrode is, for example, 50 μm, and the width of the gap 15 is, for example, 10 μm. Also, in order to increase the voltage measurement sensitivity, a gap 13 having a shape as shown in FIG. 2 (c) is possible instead of the parallel gap.

【0027】導電性針1 の荷重は例えば10-8 Nで, 導電
性カンチレバー2 のバネ定数は例えば1 N/m である。導
電性カンチレバー2 に直接接続されない電極5 には電流
検出器11, 又はバイアス電源が接続される。
The load of the conductive needle 1 is, for example, 10 −8 N, and the spring constant of the conductive cantilever 2 is, for example, 1 N / m. A current detector 11 or a bias power source is connected to the electrode 5 which is not directly connected to the conductive cantilever 2.

【0028】図3 は第1の実施例によるプローブを, 配
線検査装置に適用した例について,装置構成を模式的に
示す図である。図において, 21はXYZ ステージ, 22はXY
Z アクチュエータ, 23は位置検出用受光器, 24は配線検
知制御部, 25は電圧波形測定制御部, 26はLSI 駆動装
置, 27は光導電ゲート照射用レーザー, 28は導電性カン
チレバー照射用レーザー, 29は光ファイバー, 30はLSI
チップである。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the device configuration of an example in which the probe according to the first embodiment is applied to a wiring inspection device. In the figure, 21 is the XYZ stage, 22 is the XYZ stage.
Z actuator, 23 is a position detection light receiver, 24 is a wiring detection control unit, 25 is a voltage waveform measurement control unit, 26 is an LSI drive device, 27 is a photoconductive gate irradiation laser, 28 is a conductive cantilever irradiation laser, 29 is an optical fiber, 30 is an LSI
It's a chip.

【0029】レーザー28により, ファイバー29を介して
レーザー光9 が導電性カンチレバー2 に入射する。導電
性カンチレバー2 よりの反射光10を位置検出用受光器23
により検出し, 配線検知制御部24によりXYZ アクチュエ
ータ22を制御するAFM の機能によってLSI30表面の配線7
による凹凸像( 或いは, ライン・プロファイル) を得る
ことができる。これを観測しながら走査位置を変化させ
ることにより, 測定しょうとする配線7を見出す。プロ
ーブをその着目配線上の目標点( 例えば, 配線幅の中
央) に移動させた後, 導電性針1 を配線上の目標点に接
触させることにより, 配線7を導電性針1 ( 従って, 導
電性カンチレバー2 ) に導通させる。プローブの基板6
の上に形成された光導電ゲート3 は,導電性カンチレバ
ー2 , 従って導電性針1 と接続される。LSI 30を駆動す
るLSI 駆動装置26に同期して,レーザー27により, ファ
イバー29を介してレーザー光パルス8が光導電ゲート3
に入射する。目標点における電圧は, 電流検出器11によ
って検出され電圧波形測定制御部にデータとしてストァ
される。タイミング制御部31によって, レーザー光パル
ス8のタイミングを走査しながら上記動作を行うことに
よって電圧波形データが得られる。 第2の実施例 本実施例は第1の実施例の変形である。図4 は本実施例
を説明する模式図で,図5 はプローブの構造を模式的に
示す図である。図5(a)はその立面図を, 図5(b)はその平
面図を表す。
The laser beam 9 is made incident on the conductive cantilever 2 by the laser 28 through the fiber 29. Position detection receiver 23 for reflected light 10 from the conductive cantilever 2
Wiring on the surface of the LSI 30 is detected by the AFM function that controls the XYZ actuator 22 by the wiring detection control unit 24.
An uneven image (or line profile) can be obtained by. The wiring 7 to be measured is found by changing the scanning position while observing this. After moving the probe to the target point on the wire of interest (for example, the center of the wire width), bring the conductive needle 1 into contact with the target point on the wire to move the wire 7 to the conductive needle 1 (thus Conductive cantilever 2). Probe board 6
The photoconductive gate 3 formed on is connected to the conductive cantilever 2, and thus the conductive needle 1. In synchronization with the LSI drive device 26 that drives the LSI 30, the laser light pulse 8 is transmitted via the fiber 29 by the laser 27 to the photoconductive gate 3
Incident on. The voltage at the target point is detected by the current detector 11 and stored as data in the voltage waveform measurement control unit. The voltage waveform data is obtained by performing the above operation while scanning the timing of the laser light pulse 8 by the timing control unit 31. Second Embodiment This embodiment is a modification of the first embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the present embodiment, and FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure of the probe. FIG. 5 (a) shows the elevation view and FIG. 5 (b) shows the plan view.

【0030】サファイヤのような透明基板14の裏面( 入
射光8 と反対側の面) に光導電ゲート3 及び電極4, 5が
形成されている。本構造においては, 導電性カンチレバ
ー2と光導電ゲート3 を接続する電極4 を透明基板14の
側面上にも形成する必要がないという製造技術上の利点
がある。 第3の実施例 一般的に,電極間のギャップが狭いほど電圧測定感度は
高く( 従って電圧測定の分解能も高く) なるが,他方
で,電界によって光導電ゲートが破壊される耐圧は低下
する。従って,できる限り高感度でしかも必要な耐圧を
有する光導電ゲートを形成するためには電極間のギャッ
プをμm のオーダーで制御する必要がある。そのために
は,高分解能の露光装置が必要になる。
A photoconductive gate 3 and electrodes 4 and 5 are formed on the back surface (the surface opposite to the incident light 8) of a transparent substrate 14 such as sapphire. This structure has an advantage in manufacturing technology that it is not necessary to form the electrode 4 connecting the conductive cantilever 2 and the photoconductive gate 3 also on the side surface of the transparent substrate 14. Third Embodiment In general, the narrower the gap between the electrodes, the higher the voltage measurement sensitivity (and therefore the higher the voltage measurement resolution), but the lower the breakdown voltage at which the photoconductive gate is destroyed by the electric field. Therefore, it is necessary to control the gap between the electrodes in the order of μm in order to form a photoconductive gate with the highest possible sensitivity and withstand voltage. For that purpose, a high resolution exposure apparatus is required.

【0031】図6 はプローブの構造を模式的に示す図で
ある。図6(a)はその立面図を, 図6(b)はその平面図を表
す。図に示されるように, 二枚の電極と光導電性膜は,
例えば透明基板14の裏面( 入射光8 と反対側の面) にお
いて入射光8 方向に積層した構造を有する。基板に近い
方の電極5'は, 例えばITO のような透明電極とする。光
導電性膜3 の厚さをサブミクロン精度で制御することは
それほど困難ではない。従って, 本構造においては, 光
導電性膜3 の厚さによって電圧測定感度と耐圧を変える
ことができるので, 高分解能露光装置を用いることなし
に電圧測定感度及び耐圧を高精度に制御できる。 第4の実施例 本実施例は,第3の実施例の変形である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the structure of the probe. FIG. 6 (a) shows the elevation view and FIG. 6 (b) shows the plan view. As shown in the figure, the two electrodes and the photoconductive film are
For example, the transparent substrate 14 has a structure in which the back surface (the surface opposite to the incident light 8) is laminated in the incident light 8 direction. The electrode 5'closer to the substrate is a transparent electrode such as ITO. It is not so difficult to control the thickness of the photoconductive film 3 with submicron accuracy. Therefore, in this structure, the voltage measurement sensitivity and the withstand voltage can be changed depending on the thickness of the photoconductive film 3, so that the voltage measurement sensitivity and the withstand voltage can be controlled with high accuracy without using a high resolution exposure apparatus. Fourth Embodiment This embodiment is a modification of the third embodiment.

【0032】図7 はプローブの構造を模式的に示す図で
ある。図7(a)はその立面図を, 図7(b)はその平面図を表
す。図7(a)に示されるように, 導電性カンチレバー2 の
代わりに窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜より成る透
明カンチレバー2'が形成され, 更にその上に光導電ゲー
ト3, 電極4 及び透明電極5'が形成された構造である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing the structure of the probe. FIG. 7 (a) shows the elevation view and FIG. 7 (b) shows the plan view. As shown in Fig. 7 (a), a transparent cantilever 2'made of a silicon nitride film or a silicon oxide film is formed in place of the conductive cantilever 2, and the photoconductive gate 3, the electrode 4, and the transparent electrode 5 are further formed thereon. 'Is a formed structure.

【0033】本実施例においては, 窒化シリコン膜又は
酸化シリコン膜を制御して, バネ定数の小さい透明カン
チレバー2'を形成することができるという利点がある。
In this embodiment, there is an advantage that the transparent cantilever 2 ′ having a small spring constant can be formed by controlling the silicon nitride film or the silicon oxide film.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によって, 装置を大型化するよう
なことなく, サブミクロン幅の微細配線の電圧を高速に
測定でき, なお且つ配線に電圧を印加する機能をもつプ
ローブ装置が提供される。その結果, 高速・高集積ICの
動作状態における検査の高効率化に寄与するところが大
きい。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention provides a probe device capable of measuring the voltage of a fine wiring of submicron width at high speed without increasing the size of the device and having a function of applying a voltage to the wiring. . As a result, it greatly contributes to the high efficiency of inspection in the operating state of high-speed and highly integrated ICs.

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

【図1】 本発明の原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention.

【図2】 第1の実施例のプローブの構造を模式的に示
す図
FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of the probe of the first embodiment.

【図3】 第1の実施例によるプローブを, 配線検査装
置に適用した例について, 装置構成を模式的に示す図
FIG. 3 is a diagram schematically showing a device configuration of an example in which the probe according to the first embodiment is applied to a wiring inspection device.

【図4】 第2の実施例を説明する模式図FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a second embodiment.

【図5】 第2の実施例のプローブの構造を模式的に示
す図
FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure of the probe of the second embodiment.

【図6】 第3の実施例のプローブの構造を模式的に示
す図
FIG. 6 is a diagram schematically showing the structure of the probe of the third embodiment.

【図7】 第4の実施例のプローブの構造を模式的に示
す図
FIG. 7 is a diagram schematically showing the structure of the probe of the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導電性針 2 導電性カンチレバー 2' 透明カンチレバー 3 光導電ゲート 4, 5 導電体電極 5' 透明電極 6 基板 7 配線 8, 9 入射光 10 反射光 11 電流検出器 12 バイアス電源 13 ギャップ 14 透明基板 15 平行ギャップ 21 XYZ ステージ 22 XYZ アクチュエータ 23 位置検出用受光器 24 配線検知制御部 25 電圧波形測定制御部 26 LSI 駆動装置 27 光導電ゲート照射用レーザー 28 導電性カンチレバー照射用レーザー 29 光ファイバー 30 LSI チップ 31 タイミング制御部 1 conductive needle 2 conductive cantilever 2'transparent cantilever 3 photoconductive gate 4, 5 conductive electrode 5'transparent electrode 6 substrate 7 wiring 8, 9 incident light 10 reflected light 11 current detector 12 bias power supply 13 gap 14 transparent substrate 15 Parallel gap 21 XYZ stage 22 XYZ actuator 23 Position detection light receiver 24 Wiring detection control unit 25 Voltage waveform measurement control unit 26 LSI driving device 27 Photoconductive gate irradiation laser 28 Conductive cantilever irradiation laser 29 Optical fiber 30 LSI chip 31 Timing controller

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平面に形成された微細配線に接触して,
印加されている電圧を測定するプローブ装置において,
配線に接触することができる導電性針と,該導電性針に
接続された導電性カンチレバーと,光導電ゲート部を形
成する光導電体膜と,該光導電体膜の一部に接触し,該
カンチレバーに接続する第1の導電体と,該第1の導電
体に対向して,該光導電体膜の一部に接触する第2の導
電体と,を有することを特徴とするプローブ装置。
1. Contacting fine wiring formed on a plane,
In a probe device that measures the applied voltage,
A conductive needle capable of contacting the wiring, a conductive cantilever connected to the conductive needle, a photoconductive film forming a photoconductive gate portion, and a part of the photoconductive film, A probe device comprising: a first conductor connected to the cantilever; and a second conductor facing the first conductor and contacting a part of the photoconductor film. .
【請求項2】 前記第1の導電体と第2の導電体は,基
板上に形成された前記光導電体膜上において対向するよ
うに形成されることを特徴とする請求項1記載のプロー
ブ装置。
2. The probe according to claim 1, wherein the first conductor and the second conductor are formed to face each other on the photoconductor film formed on a substrate. apparatus.
【請求項3】 前記光導電体膜と,前記第1の導電体
と,第2の導電体とは透明基板の一つの面上のみに形成
され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 according to claim 2, wherein the photoconductor film, the first conductor, and the second conductor are formed only on one surface of a transparent substrate. apparatus.
【請求項4】 前記光導電ゲート部は,前記第1の導電
体と,前記光導電体膜と,前記第2の導電体の積層構造
を有し, 一方の導電体は透明導電体であることを特徴と
する請求項1記載のプローブ装置。
4. The photoconductive gate portion has a laminated structure of the first conductor, the photoconductor film, and the second conductor, and one conductor is a transparent conductor. The probe device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記導電性カンチレバーは透明絶縁体膜
と導電体膜より成ることを特徴とする請求項1記載のプ
ローブ装置。
5. The probe device according to claim 1, wherein the conductive cantilever includes a transparent insulating film and a conductive film.
【請求項6】 IC配線を動作状態で検査する配線検査装
置において,導電性針を配線上の特定点位置に移動さ
せ,該電性針を該配線上の特定点に接触させる機構と,
該導電性針に接続された導電性カンチレバーと,光導電
ゲート部を形成する光導電体膜と,該光導電体膜の一部
に接触し,該カンチレバーに接続する第1の導電体と,
該第1の導電体に対向して,該光導電体膜の一部に接触
する第2の導電体と,IC駆動装置に連動して, 該導電ゲ
ートを照射する光照射装置と,該第2の導電体に接続さ
れるスイッチ手段と,該スイッチ手段によって切り換え
られる電流検出装置及びバイアス電源装置とを有するこ
とを特徴とする配線検査装置。
6. A wiring inspection device for inspecting an IC wiring in an operating state, wherein a conductive needle is moved to a specific point position on the wiring, and the conductive needle is brought into contact with a specific point on the wiring.
A conductive cantilever connected to the conductive needle, a photoconductor film forming a photoconductive gate portion, and a first conductor contacting a part of the photoconductor film and connected to the cantilever,
A second conductor facing the first conductor and contacting a part of the photoconductor film; a light irradiating device for irradiating the conductive gate in conjunction with an IC driving device; 2. A wiring inspection apparatus comprising: a switch unit connected to the second conductor; and a current detection unit and a bias power supply unit which are switched by the switch unit.
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