[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6280495B2 - Sample fixing device - Google Patents

Sample fixing device Download PDF

Info

Publication number
JP6280495B2
JP6280495B2 JP2014238700A JP2014238700A JP6280495B2 JP 6280495 B2 JP6280495 B2 JP 6280495B2 JP 2014238700 A JP2014238700 A JP 2014238700A JP 2014238700 A JP2014238700 A JP 2014238700A JP 6280495 B2 JP6280495 B2 JP 6280495B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
sample fixing
fixing device
micro
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014238700A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016100301A (en
Inventor
昭登 森
昭登 森
明日美 杠
明日美 杠
井上 修二
修二 井上
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.)
Aoi Electronics Co Ltd
Original Assignee
Aoi Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aoi Electronics Co Ltd filed Critical Aoi Electronics Co Ltd
Priority to JP2014238700A priority Critical patent/JP6280495B2/en
Publication of JP2016100301A publication Critical patent/JP2016100301A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6280495B2 publication Critical patent/JP6280495B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

この発明は、微小試料を固定する試料固定装置に関する。   The present invention relates to a sample fixing device for fixing a minute sample.

試料固定装置は、半導体素材や、バイオのナノ材料等の微小試料を電子顕微鏡等により分析する際の試料固定用として用いられる。微小試料は、試料固定装置の試料固定電極部に固定されて分析装置に取り付けられる。
微小試料に電圧を印加した状態で、微小試料の特性や、動作の変化を分析する分析装置が検討されている。このような分析装置に取り付けられる試料固定装置の一例として、微小試料に電気的に接続される第1の配線構造を設けたメッシュと、第1の配線構造に接続される第2の配線構造を有し、メッシュを保持する試料ホルダとを備えたものがある。微小試料は、電子線を透過できる厚さにあらかじめ薄膜化され、試料押え治具と押えばねを用いてメッシュに固定される(例えば、特許文献1の図2(b)参照)。
The sample fixing device is used for fixing a sample when analyzing a micro sample such as a semiconductor material or a bio nano material with an electron microscope or the like. The micro sample is fixed to the sample fixing electrode portion of the sample fixing device and attached to the analyzer.
Analyzing apparatuses that analyze changes in characteristics and operations of a micro sample while a voltage is applied to the micro sample are being studied. As an example of a sample fixing device attached to such an analyzer, a mesh provided with a first wiring structure electrically connected to a micro sample and a second wiring structure connected to the first wiring structure are provided. And a sample holder for holding a mesh. The micro sample is thinned in advance to a thickness capable of transmitting an electron beam, and fixed to the mesh using a sample pressing jig and a pressing spring (see, for example, FIG. 2B of Patent Document 1).

特開2007−303946号公報JP 2007-303946 A

上記特許文献1に記載された試料固定装置では、試料をメッシュに固定する作業に時間を要する。   In the sample fixing device described in Patent Document 1, it takes time to fix the sample to the mesh.

この発明の試料固定装置は、半導体基板により形成され、基体部および一対の試料固定片が形成された試料取付部を有する微小試料台と、微小試料台の一面に設けられた絶縁膜と、絶縁膜を介して微小試料台上に形成された少なくとも一対の導体構造部とを備え、一対の試料固定片は、それぞれ、互いに対向する内側側面および上面を有し、各導体構造部は、一対の試料固定片のいずれか一方の内側側面および上面に形成された試料固定電極部を有し、試料は一対の試料固定片の内側側面の間に、一対の試料固定電極部を介して電圧が印加可能に保持される。 Sample fixing apparatus of this invention is formed by the semiconductor substrate, the base portion, and the micro sample stage having a sample mounting portion in which a pair of sample fixing piece is formed, an insulating film provided on one surface of the micro sample stage, And at least a pair of conductor structure portions formed on a micro sample stage via an insulating film, each of the pair of sample fixing pieces has an inner side surface and an upper surface facing each other, and each conductor structure portion is a pair of conductor structure portions . The sample fixing electrode portion is formed on the inner side surface and the upper surface of one of the sample fixing pieces , and the sample is voltage between the inner side surfaces of the pair of sample fixing pieces via the pair of sample fixing electrode portions. Is held to be impressable.

本発明の試料固定装置によれば、試料の試料固定装置への取り付けを能率的に行うことができる。   According to the sample fixing device of the present invention, it is possible to efficiently attach the sample to the sample fixing device.

本発明の試料固定装置の実施形態1を示す平面図。The top view which shows Embodiment 1 of the sample fixing device of this invention. 図1に図示された試料固定装置のII−II線断面図。The II-II sectional view taken on the line of the sample fixing device illustrated in FIG. 図1に図示された試料固定装置に導体構造部を形成する前の微小試料台を示す平面図。The top view which shows the micro sample stand before forming a conductor structure part in the sample fixing device illustrated in FIG. 図1に図示された試料固定装置の試料固定電極部の拡大斜視図。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a sample fixing electrode portion of the sample fixing device illustrated in FIG. 1. 図4に図示された試料固定電極部に試料が保持された状態を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which a sample is held on the sample fixed electrode portion illustrated in FIG. 4. 試料の電気抵抗を測定する方法を説明するための平面図。The top view for demonstrating the method to measure the electrical resistance of a sample. 4端子測定法により微小試料の電気抵抗を測定する方法を説明するための等価回路。The equivalent circuit for demonstrating the method to measure the electrical resistance of a micro sample by the 4-terminal measuring method. 本発明の試料固定装置の実施形態2を示す平面図。The top view which shows Embodiment 2 of the sample fixing device of this invention. 本発明の試料固定装置の実施形態3を示す平面図。The top view which shows Embodiment 3 of the sample fixing device of this invention. 図9におけるX−X線断面図。XX sectional drawing in FIG.

−実施形態1−
以下、この発明の試料固定装置の実施形態1を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の試料固定装置の実施形態1を示す平面図であり、図2は、図1に図示された試料固定装置のII−II線断面図であり、図3は、図1に図示された試料固定装置に導体構造部を形成する前の微小試料台を示す平面図である。図4は、図1に図示された試料固定装置の試料固定電極部の拡大斜視図であり、図5は、図4に図示された試料固定電極部に試料が保持された状態を示す斜視図である。
試料固定装置100は、シリコン等の半導体材料により形成された微小試料台10と、微小試料台10の表面に形成される絶縁膜20(図2)と、絶縁膜20上に形成された一対の導体構造部30とにより構成されている。
Embodiment 1
Hereinafter, Embodiment 1 of the sample fixing device of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a plan view showing Embodiment 1 of the sample fixing device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the sample fixing device shown in FIG. 1, and FIG. It is a top view which shows the micro sample stand before forming a conductor structure part in the sample fixing device shown in figure. 4 is an enlarged perspective view of the sample fixing electrode portion of the sample fixing device shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the sample is held on the sample fixing electrode portion shown in FIG. It is.
The sample fixing device 100 includes a micro sample table 10 formed of a semiconductor material such as silicon, an insulating film 20 (FIG. 2) formed on the surface of the micro sample table 10, and a pair of electrodes formed on the insulating film 20. The conductor structure part 30 is comprised.

微小試料台10は、半導体基板を、エッチング等の加工により形成される平板状部材であり、図3に図示されるように、概略、半径Rが数mm(1〜2mm)程度またはそれ以下の円弧状の外周部を有する基体部11と、基体部11の上部側に、基体部11と一体化して形成された試料取付部12とを有する。
なお、以下では、左右方向および上下方向を、それぞれ、図示の方向として説明する。
微小試料台10の試料取付部12の左右には、試料取付部12の上方に突出されたガード部13が形成されている。ガード部13は、基体部11および試料取付部12と一体化して形成されている。ガード部13は、微小試料台10に微小試料71(図5参照)を固定したり、固定された微小試料71を分析したりする作業において、微小試料71に分析装置等が衝突するのを防止するためのものである。また、試料固定装置100が落下した場合に微小試料71をガードする。
微小試料台10は、中心線CLに対して、線対称な形状を有しており、左右のガード部13は、同一の形状に形成されている。
The micro sample table 10 is a flat plate member formed by processing a semiconductor substrate by etching or the like. As shown in FIG. 3, the radius R is approximately several mm (1 to 2 mm) or less. A base part 11 having an arcuate outer peripheral part and a sample mounting part 12 formed integrally with the base part 11 are provided on the upper side of the base part 11.
In the following description, the left-right direction and the up-down direction will be described as directions shown in the drawings.
Guard parts 13 protruding above the sample mounting part 12 are formed on the left and right sides of the sample mounting part 12 of the micro sample table 10. The guard part 13 is formed integrally with the base part 11 and the sample mounting part 12. The guard unit 13 prevents the analysis device or the like from colliding with the micro sample 71 in the operation of fixing the micro sample 71 (see FIG. 5) to the micro sample stage 10 or analyzing the fixed micro sample 71. Is to do. Further, when the sample fixing device 100 falls, the micro sample 71 is guarded.
The micro sample stage 10 has a line-symmetric shape with respect to the center line CL, and the left and right guard portions 13 are formed in the same shape.

試料取付部12は、先細り状のほぼ台形形状を有する脚部17と、脚部17上に形成された試料固定体18を有する。図4に示すように、試料固定体18には、上部に一対の試料固定片18aが形成されている。試料固定片18aは、互いに対向する面側の内側側面51、内側側面51の反対面側の外側側面52および上面53を有している。試料固定片18aは、内側側面51が、先端側に向かって間隔が広がる方向に傾斜して先細り状に形成されている。脚部17および一対の試料固定片18aを有する試料固定体18は、1つの半導体基板により、基体部11と一体に形成されている。   The sample mounting portion 12 includes a leg portion 17 having a tapered substantially trapezoidal shape and a sample fixing body 18 formed on the leg portion 17. As shown in FIG. 4, the sample fixing body 18 is formed with a pair of sample fixing pieces 18 a at the top. The sample fixing piece 18 a has an inner side surface 51 on the surface side facing each other, an outer side surface 52 on the opposite side of the inner side surface 51, and an upper surface 53. The sample fixing piece 18a is formed in a tapered shape with the inner side surface 51 inclined in a direction in which the interval increases toward the tip side. The sample fixing body 18 having the leg portion 17 and the pair of sample fixing pieces 18a is formed integrally with the base body 11 by one semiconductor substrate.

図2に図示されるように、微小試料台10の表面は、酸化膜等により形成された絶縁膜20により覆われている。微小試料台10は、シリコン等の半導体基板により形成されているので、微小試料台10の加工中および加工後に、微小試料台10の全面に自然酸化膜が形成される。絶縁膜20は、このように微小試料台10の表面に形成される自然酸化膜により構成される。自然酸化膜上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機ケイ化膜を形成して絶縁膜20としてもよい。   As shown in FIG. 2, the surface of the micro sample table 10 is covered with an insulating film 20 formed of an oxide film or the like. Since the micro sample table 10 is formed of a semiconductor substrate such as silicon, a natural oxide film is formed on the entire surface of the micro sample table 10 during and after the processing of the micro sample table 10. The insulating film 20 is composed of a natural oxide film formed on the surface of the micro sample table 10 in this way. An insulating film 20 may be formed by forming an inorganic silicide film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film on the natural oxide film.

微小試料台10の一方の表面10aを覆って形成された絶縁膜20上に、金や銅により形成された一対の導体構造部30が形成されている。
図1に図示されるように、各導体構造部30は、基体部11上に形成された外部電圧用パッド(外部電圧印加用パッド)31と、測定用パッド32と、試料取付部12上に延在された試料固定電極部33とを有する。外部電圧用パッド31と、測定用パッド32と、試料固定電極部33とは、引き回し部34により電気的に接続されている。
A pair of conductor structures 30 made of gold or copper is formed on the insulating film 20 formed so as to cover one surface 10a of the micro sample table 10.
As shown in FIG. 1, each conductor structure portion 30 is formed on an external voltage pad (external voltage application pad) 31, a measurement pad 32, and a sample attachment portion 12 formed on the base portion 11. It has the sample fixed electrode part 33 extended. The external voltage pad 31, the measurement pad 32, and the sample fixing electrode portion 33 are electrically connected by a routing portion 34.

導体構造部30は、例えば、微小試料台10の一方の表面10aを覆う絶縁膜20上の全面に、スパッタ、蒸着などにより下地金属膜を成膜し、下地金属膜上に電気めっき膜を形成し、マスクを用いてエッチングによりパターン形成する、所謂、フォトエッチングにより形成することができる。   For example, the conductor structure unit 30 forms a base metal film on the entire surface of the insulating film 20 covering one surface 10a of the micro sample table 10 by sputtering, vapor deposition, or the like, and forms an electroplated film on the base metal film. The pattern can be formed by etching using a mask, so-called photoetching.

図4に図示されるように、導体構造部30の試料固定電極部33は、試料固定体18の試料固定片18aの表面上に形成された表面電極部33d、試料固定片18aの内側側面51上に形成された内側面33a、外側側面52上に形成された外側面33bおよび上面53上に形成された上端面33cを有し、絶縁膜20を介在して形成されている。一方の導体構造部30と他方の導体構造部30とは、短絡しないよう離間して形成されている。   As shown in FIG. 4, the sample fixing electrode portion 33 of the conductor structure portion 30 includes a surface electrode portion 33 d formed on the surface of the sample fixing piece 18 a of the sample fixing body 18, and an inner side surface 51 of the sample fixing piece 18 a. It has an inner surface 33a formed on the upper surface, an outer surface 33b formed on the outer side surface 52, and an upper end surface 33c formed on the upper surface 53, and is formed with the insulating film 20 interposed therebetween. One conductor structure 30 and the other conductor structure 30 are formed so as not to be short-circuited.

微小試料71は、図5に図示されるように、微小試料台10の試料固定片18a間に挟まれて取り付けられる。この状態で、各試料固定片18aに設けられた導体構造部30の試料固定電極部33の内側面33aに密着する。従って、微小試料71には、導体構造部30を介して外部から電圧を印加することができる。そして、外部から電圧を印加した状態で、例えば、半導体材料や、半導体材料にイオン等を打ち込んで形成した微小試料71を電子顕微鏡等の検出装置により観察して、無印加状態と印加状態との特性の変化や、動作の変化を対比することができる。あるいは、微小試料にイオンビームを照射し、微小試料から放出される二次イオンを不図示の二次イオン検出器により検出して、その物性等を分析することができる。微小試料として、バイオ材料を用いることも可能である。
また、四端子測定法を用いて、微小試料71の電気抵抗を正確に測定することも可能である。以下、このことについて、説明する。
As shown in FIG. 5, the micro sample 71 is attached by being sandwiched between the sample fixing pieces 18 a of the micro sample table 10. In this state, it closely adheres to the inner side surface 33a of the sample fixing electrode portion 33 of the conductor structure portion 30 provided on each sample fixing piece 18a. Therefore, a voltage can be applied to the micro sample 71 from the outside via the conductor structure 30. Then, in a state where a voltage is applied from the outside, for example, a semiconductor material or a micro sample 71 formed by implanting ions or the like into the semiconductor material is observed with a detection device such as an electron microscope, and a non-application state and an application state are observed. It is possible to contrast changes in characteristics and changes in operation. Alternatively, it is possible to irradiate a micro sample with an ion beam, detect secondary ions emitted from the micro sample with a secondary ion detector (not shown), and analyze the physical properties thereof. It is also possible to use a biomaterial as a minute sample.
It is also possible to accurately measure the electrical resistance of the micro sample 71 using a four-terminal measurement method. This will be described below.

図6は、試料の電気抵抗を測定する方法を説明するための平面図である。また、図7は、4端子測定法により微小試料の電気抵抗を測定する方法を説明するための等価回路である。
図6に図示されるように、各導体構造部30の外部電圧用パッド31および測定用パッド32に、マイクロプローブ73を接触する。
図7に図示されるように、マイクロプローブ73を介して電源74により電圧を印加する。電源74から外部電圧用パッド31に流れる電流を電流計75により計測する。また、マイクロプローブ73を介して、測定用パッド32間の電圧を電圧計76により計測する。
FIG. 6 is a plan view for explaining a method of measuring the electrical resistance of the sample. FIG. 7 is an equivalent circuit for explaining a method of measuring the electrical resistance of a minute sample by a four-terminal measurement method.
As shown in FIG. 6, the microprobe 73 is brought into contact with the external voltage pad 31 and the measurement pad 32 of each conductor structure 30.
As shown in FIG. 7, a voltage is applied by a power source 74 through a microprobe 73. A current flowing from the power supply 74 to the external voltage pad 31 is measured by an ammeter 75. Further, the voltage between the measurement pads 32 is measured by the voltmeter 76 through the microprobe 73.

微小試料71の電気抵抗をRS、電圧計76の内部インピーダンスをRvとし、ri、Riを、それぞれ、接触抵抗、導体構造部30の導体の電気抵抗とすると、キルヒホッフの電流の法則から次の式が得られる。

Figure 0006280495
(但し、i=is+iv
上記式により、微小試料71の電気抵抗RSを求めることができる。 The electric resistance of the micro-sample 71 R S, the internal impedance of the voltmeter 76 and R v, r i, the R i, respectively, the contact resistance, when the electrical resistance of the conductor of the conductor structure 30, Kirchhoff's law of currents The following equation is obtained from
Figure 0006280495
(However, i = i s + i v )
The electrical resistance R S of the micro sample 71 can be obtained from the above formula.

上記実施形態1によれば、下記の効果を奏する。
(1)微小試料台10に一対の試料固定片18aを設け、微細試料71を試料固定片18a間に挟んで固定する構造とした。このため、微小試料71の固定を、容易かつ効率的に行うことができる。
According to the said Embodiment 1, there exist the following effects.
(1) A pair of sample fixing pieces 18a is provided on the micro sample table 10, and the fine sample 71 is fixed between the sample fixing pieces 18a. For this reason, the micro sample 71 can be fixed easily and efficiently.

(2)微小試料台10を、半導体基板により形成するようにした。半導体基板は、エッチング等により、高精度で能率的に加工することが可能であるため、試料固定装置100を高精度に作製でき、かつ、生産効率を高めることができる。 (2) The micro sample table 10 is formed of a semiconductor substrate. Since the semiconductor substrate can be efficiently processed with high accuracy by etching or the like, the sample fixing device 100 can be manufactured with high accuracy and the production efficiency can be increased.

(3)微小試料台10と導体構造部30とを絶縁する絶縁膜20を、微小試料台10の加工工程中および加工後に、微小試料台10に形成される酸化膜を用いて形成した。このため、絶縁膜20の形成が能率的となり、このことによっても、試料固定装置100の生産性を高めることができる。 (3) The insulating film 20 that insulates the micro sample table 10 from the conductor structure 30 is formed using an oxide film formed on the micro sample table 10 during and after the processing of the micro sample table 10. For this reason, the formation of the insulating film 20 becomes efficient, and the productivity of the sample fixing device 100 can also be improved by this.

(4)試料固定装置100に、試料固定電極部33と外部電圧用パッド31とを有する導体構造部30を設けた。外部電圧用パッド31に、直接、外部電源に接続されたマイクロプローブ73を接触するだけで微小試料71に外部から電圧を印加することができる。そして、この状態で微小試料71の特性や、動作の変化を分析することが可能である。このため、微小試料71を試料固定装置100に固定して分析を開始するまでの時間を短縮することができる。 (4) The sample fixing device 100 is provided with the conductor structure portion 30 having the sample fixing electrode portion 33 and the external voltage pad 31. A voltage can be applied to the micro sample 71 from the outside simply by directly contacting the external voltage pad 31 with the micro probe 73 connected to an external power source. In this state, it is possible to analyze the characteristics of the micro sample 71 and changes in operation. For this reason, it is possible to shorten the time until the analysis is started after the micro sample 71 is fixed to the sample fixing device 100.

(5)上記実施形態1に示す試料固定装置100は、導体構造部30を有していない従来の試料固定装置に対して、導体構造部30を追加するだけで形成することができる。つまり、微小試料71に電圧を印加しないで分析する従来の試料固定装置をそのまま用いて本発明の微小試料台10を作製することができる。
従って、本実施形態の試料固定装置100を用いて、外部から微小試料71に電圧を印加して行う分析と、従来の試料固定装置を用いて、微小試料71に電圧を印加せずに行う分析とを、同一の分析装置を用いて行うことができる。すなわち、分析装置を改良することなく、そのまま、使用することが可能となるので、設備投資の面でも有利である。また、作製する微小試料71の共通化を図ることができ、微小試料の作製の効率化を図ることができる。さらに、従来の微小試料の分析データを参照することも可能である。
(5) The sample fixing device 100 shown in the first embodiment can be formed only by adding the conductor structure 30 to a conventional sample fixing device that does not have the conductor structure 30. That is, the micro sample stage 10 of the present invention can be manufactured by using a conventional sample fixing device that performs analysis without applying a voltage to the micro sample 71 as it is.
Therefore, an analysis performed by applying a voltage to the micro sample 71 from the outside using the sample fixing device 100 of the present embodiment and an analysis performed without applying a voltage to the micro sample 71 using a conventional sample fixing device. Can be performed using the same analyzer. That is, since it can be used as it is without improving the analyzer, it is advantageous in terms of capital investment. In addition, the micro sample 71 to be manufactured can be shared, and the efficiency of manufacturing the micro sample can be improved. Furthermore, it is possible to refer to analysis data of a conventional minute sample.

(6)導体構造部30は、試料固定電極部33と、試料固定電極部33に接続される外部電圧用パッド31および測定用パッド32を有する構造とした。このため、4端子測定法を用いて微小試料71の電気特性を正確に計測することができる。 (6) The conductor structure portion 30 has a structure having a sample fixing electrode portion 33, an external voltage pad 31 and a measurement pad 32 connected to the sample fixing electrode portion 33. For this reason, the electrical characteristics of the micro sample 71 can be accurately measured using the four-terminal measurement method.

−実施形態2−
図8は、本発明の試料固定装置の実施形態2を示す平面図である。
実施形態2に示す試料固定装置100Aの微小試料台10Aは、3つの試料取付部12を備えている。
微小試料台10Aの各試料取付部12には、実施形態1の試料固定装置100と同様の、一対の試料固定片18aを有する試料固定体18が形成されている。
各試料固定片18aには、導体構造部30または30Aが基体部11から延在されている。
Embodiment 2
FIG. 8 is a plan view showing Embodiment 2 of the sample fixing device of the present invention.
The micro sample stage 10A of the sample fixing device 100A shown in the second embodiment includes three sample mounting portions 12.
Similar to the sample fixing device 100 of the first embodiment, a sample fixing body 18 having a pair of sample fixing pieces 18a is formed on each sample mounting portion 12 of the micro sample table 10A.
Each sample fixing piece 18 a has a conductor structure 30 or 30 </ b> A extending from the base body 11.

微小試料取付台10Aの左右方向の両端には、実施形態1の試料固定装置100と同様な、導体構造部30が設けられている。すなわち、導体構造部30は、外部電圧用パッド31と、測定用パッド32と、試料固定電極部33と、引き回し部34とを有する。   At both ends in the left-right direction of the micro sample mounting base 10A, a conductor structure portion 30 similar to the sample fixing device 100 of the first embodiment is provided. That is, the conductor structure portion 30 includes an external voltage pad 31, a measurement pad 32, a sample fixing electrode portion 33, and a routing portion 34.

微小試料取付台10Aの中央の試料取付部12と中央の試料取付部12に隣接する試料取付部12との間には導体構造部30Aが形成されている。導体構造部30Aは、各試料取付部12に設けられた一対の試料固定電極部33のうち、互いに隣接して形成された試料固定電極部33を接続部36により接続する構造を有する。各導体構造部30Aは、試料固定電極部33に対して1つの測定用パッド32を有する。各導体構造部30Aは、外部電圧用パッド31を有していない。
実施形態2における他の構成は実施形態1と同様である。
A conductor structure portion 30A is formed between the sample mounting portion 12 at the center of the small sample mounting base 10A and the sample mounting portion 12 adjacent to the sample mounting portion 12 at the center. The conductor structure portion 30 </ b> A has a structure in which the sample fixing electrode portions 33 formed adjacent to each other among the pair of sample fixing electrode portions 33 provided in each sample mounting portion 12 are connected by the connection portion 36. Each conductor structure portion 30 </ b> A has one measurement pad 32 for the sample fixed electrode portion 33. Each conductor structure portion 30 </ b> A does not have the external voltage pad 31.
Other configurations in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.

実施形態2の試料固定装置100Aにおいて、3つの試料取付部12には、それぞれ、導体構造部30、30Aを構成する一対の試料固定片18aを有する試料固定体18が設けられている。試料固定体18は、一対の試料固定片18aの間に微小試料71を挟んで保持し、この状態で微小試料71の分析を行うことができる。また、一対の試料固定片18aの間に微小試料71を挟んだ状態で、4端子測定法により、微小試料71の電気抵抗を測定することができる。   In the sample fixing device 100A of the second embodiment, the three sample mounting portions 12 are provided with a sample fixing body 18 having a pair of sample fixing pieces 18a constituting the conductor structure portions 30 and 30A, respectively. The sample fixing body 18 holds and holds the micro sample 71 between the pair of sample fixing pieces 18a, and the micro sample 71 can be analyzed in this state. Further, the electrical resistance of the micro sample 71 can be measured by the four-terminal measurement method with the micro sample 71 sandwiched between the pair of sample fixing pieces 18a.

従って、実施形態2においても、実施形態1と同様な効果を奏する。
また、実施形態2では、複数の微小試料71を、各試料固定体18に同時に固定することができるため、微小試料71を連続して分析することが可能となり、分析作業の効率を上げることができる。
Therefore, the second embodiment also has the same effect as the first embodiment.
In the second embodiment, since a plurality of micro samples 71 can be simultaneously fixed to each sample fixing body 18, the micro samples 71 can be continuously analyzed, and the efficiency of analysis work can be increased. it can.

−実施形態3−
図9は、本発明の試料固定装置の実施形態3を示す平面図であり、図10は、図9におけるX−X線断面図である。
実施形態3の試料固定装置100Bは、導体構造部30Bを備えている。導体構造部30Bは、試料固定電極部33と、外部電圧用パッド31と、試料固定電極部33と外部電圧用パッド31とを接続する接続部37とを有する。
図10に図示されるように、導体構造部30Bの外部電圧用パッド31に対向する部分の絶縁膜20には、微小試料台10の表面10aを露出する開口部21が設けられている。開口部21を覆って設けられた導体構造部30Bは、この開口部21から露出する微小試料台10の表面10aに接合されている。すなわち、金属製の外部電圧用パッド32とシリコン等の接合によりショットキーダイオードのように電位障壁を有するダイオードが形成される。
上述したように、微小試料71は、一対の試料固定片18a間に挟まれ、各試料固定体18に電気的に導通した状態で保持されている。
Embodiment 3
FIG. 9 is a plan view showing Embodiment 3 of the sample fixing device of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view taken along line XX in FIG.
The sample fixing device 100B of Embodiment 3 includes a conductor structure portion 30B. The conductor structure section 30B includes a sample fixing electrode section 33, an external voltage pad 31, and a connection section 37 that connects the sample fixing electrode section 33 and the external voltage pad 31.
As shown in FIG. 10, an opening 21 that exposes the surface 10 a of the micro sample table 10 is provided in a portion of the insulating film 20 facing the external voltage pad 31 of the conductor structure 30 </ b> B. The conductor structure 30 </ b> B provided so as to cover the opening 21 is joined to the surface 10 a of the micro sample table 10 exposed from the opening 21. That is, a diode having a potential barrier such as a Schottky diode is formed by joining a metal external voltage pad 32 and silicon or the like.
As described above, the micro sample 71 is sandwiched between the pair of sample fixing pieces 18 a and is held in an electrically conductive state with each sample fixing body 18.

この状態で、マイクロプローブを、各導体構造部30Bの外部電圧用パッド31に接触して、外部電圧を印加する。これにより、図10に図示されるように、微小試料台10の外部電圧用パッド31間に電流iが流れる。
ここで、不図示の光源により熱エネルギーを照射して試料固定装置100Bを加熱し、試料固定装置100Bに固定されている微小試料71を加温する。
シリコン等の半導体材料で形成された微小試料台10には、上述したように、導体構造部30Bとの接合面に電位障壁を有するダイオードが形成される。この種のダイオードには温度と許容電流との間に相関があるため、外部電圧用パッド32間に流れる電流を検出することにより、微小試料台10の温度、ひいては微小試料71の温度を検出することができる。
従って、微小試料71を分析することにより、微小試料71の物性や、動作の温度特性を分析することが可能となる。
実施形態3における他の構成は、実施形態1と同様である。
In this state, the microprobe is brought into contact with the external voltage pad 31 of each conductor structure 30B to apply an external voltage. As a result, a current i flows between the external voltage pads 31 of the micro sample stage 10 as shown in FIG.
Here, the sample fixing device 100B is heated by irradiating thermal energy from a light source (not shown), and the micro sample 71 fixed to the sample fixing device 100B is heated.
As described above, a diode having a potential barrier at the junction surface with the conductor structure portion 30B is formed on the micro sample table 10 formed of a semiconductor material such as silicon. Since this type of diode has a correlation between temperature and allowable current, the temperature of the microsample table 10 and thus the temperature of the microsample 71 are detected by detecting the current flowing between the external voltage pads 32. be able to.
Therefore, by analyzing the micro sample 71, it is possible to analyze the physical properties of the micro sample 71 and the temperature characteristics of the operation.
Other configurations in the third embodiment are the same as those in the first embodiment.

実施形態3においても、実施形態1に記載した効果(1)〜(5)を奏することができる。
さらに、実施形態3においては、試料固定装置100B自体に温度センサの機能を持たることができ、微小試料71の物性や、動作の温度特性の分析を、安価にかつ効率的に行うことができるという効果を奏する。
Also in the third embodiment, the effects (1) to (5) described in the first embodiment can be achieved.
Furthermore, in the third embodiment, the sample fixing device 100B itself can have the function of a temperature sensor, and the physical properties of the micro sample 71 and the temperature characteristics of the operation can be analyzed inexpensively and efficiently. There is an effect.

なお、上記各実施形態では、一対の試料固定片18aは、それぞれ、先端側に向かって、相互の間隔が広がる方向に傾斜する先細り状に形成された構造とした。しかし、試料固定片18aは垂直面としたり、あるいは内側側面に微細な凹凸や段部を設けたりしてもよい。   In each of the above embodiments, each of the pair of sample fixing pieces 18a is formed in a tapered shape that is inclined in a direction in which the distance between the sample fixing pieces 18a increases toward the distal end side. However, the sample fixing piece 18a may be a vertical surface or may be provided with fine irregularities or steps on the inner side surface.

上記各実施形態では、導電構造部30、30A、30B(以下、代表して「30」とする)を、微小試料台10上に、絶縁膜20を介してスパッタやめっきにより形成された導電膜として例示した。しかし、導体構造部30を、金や銅等の導電性金属箔により形成し、微小試料台10に接着するようにしてもよい。この構造の場合、微小試料台10は、試料取付部12に、一対の試料固定片18aを形成しない構造とする。つまり、試料取付部12の上方に、導体構造部30の一対の試料固定電極部33のみが突出される構造とする。微小試料71は、導電性金属箔により形成された一対の試料固定電極部33の間に挟まれて保持される。この構造では、試料固定電極部33の可撓性を大きくすることができるので、微小試料71の固定が容易となる。   In each of the above embodiments, the conductive structures 30, 30 </ b> A, 30 </ b> B (hereinafter, representatively “30”) are formed on the micro sample table 10 by sputtering or plating via the insulating film 20. As an example. However, the conductor structure 30 may be formed of a conductive metal foil such as gold or copper and adhered to the micro sample table 10. In the case of this structure, the micro sample stage 10 has a structure in which the pair of sample fixing pieces 18 a are not formed on the sample mounting portion 12. That is, only the pair of sample fixing electrode portions 33 of the conductor structure portion 30 protrudes above the sample mounting portion 12. The micro sample 71 is sandwiched and held between a pair of sample fixing electrode portions 33 formed of a conductive metal foil. In this structure, since the flexibility of the sample fixing electrode portion 33 can be increased, the micro sample 71 can be easily fixed.

上記各実施形態では、微小試料台10は、その全体が半導体基板により形成されている部材として例示した。しかし、基体部11と試料取付部12を半導体基板により形成し、試料取付部12のみ表面にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機ケイ素膜形成し、母材を取り除いて、試料取付部12の無機ケイ素膜により形成してもよい。このような構造の微小試料台は、特開2010−271101号公報に開示されている。また、微小試料台10を半導体以外の部材により形成してもよい。   In each said embodiment, the micro sample stand 10 was illustrated as a member in which the whole was formed with the semiconductor substrate. However, the base portion 11 and the sample mounting portion 12 are formed of a semiconductor substrate, an inorganic silicon film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the surface of only the sample mounting portion 12, the base material is removed, and the sample mounting portion 12 You may form with an inorganic silicon film. A micro sample stage having such a structure is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-271101. Further, the micro sample table 10 may be formed of a member other than a semiconductor.

その他、本発明は、種々、変形して適用することが可能であり、要は、試料取付部を有する微小試料台の一面上に一対の導体構造部を設け、各導体構造部は、試料取付部から突き出して形成された試料固定電極部を有し、一対の試料固定電極部の間に試料を挟んで保持可能とされているものであればよい。   In addition, the present invention can be applied in various modifications. In short, a pair of conductor structure portions are provided on one surface of a micro sample table having a sample attachment portion, and each conductor structure portion is provided with a sample attachment portion. What is necessary is just to have the sample fixed electrode part formed protruding from the part and to be able to hold the sample between the pair of sample fixed electrode parts.

10 微小試料台
10a 表面
11 基体部
12 試料取付部
13 ガード部
17 脚部
18 試料固定体
18a 試料固定片
20 絶縁膜
21 開口部
30、30A、30B 導体構造部
31 外部電圧用パッド(外部電圧印加用パッド)
32 測定用パッド
33 試料固定電極部
33a 内側面
33b 外側面
33c 上端面
34 引き回し部
36 引き回し部
71 微小試料
73 マイクロプローブ
100、100A、100B 試料固定装置


DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Minute sample stand 10a Surface 11 Base part 12 Sample mounting part 13 Guard part 17 Leg part 18 Sample fixing body 18a Sample fixing piece 20 Insulating film 21 Opening part 30, 30A, 30B Conductor structure part 31 External voltage pad (external voltage application) Pad)
32 Measurement pad 33 Sample fixing electrode portion 33a Inner side surface 33b Outer side surface 33c Upper end surface 34 Leading portion 36 Leading portion 71 Micro sample 73 Micro probe 100, 100A, 100B Sample fixing device


Claims (5)

半導体基板により形成され、基体部および一対の試料固定片が形成された試料取付部を有する微小試料台と、
前記微小試料台の一面に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜を介して前記微小試料台上に形成された少なくとも一対の導体構造部とを備え、
前記一対の試料固定片は、それぞれ、互いに対向する内側側面および上面を有し、
前記各導体構造部は、前記一対の試料固定片のいずれか一方の前記内側側面および前記上面に形成された試料固定電極部を有し、
試料は一対の前記試料固定片の前記内側側面の間に、前記一対の試料固定電極部を介して電圧が印加可能に保持される試料固定装置。
Formed by the semiconductor substrate, and the minute sample table having a base portion, and the sample mount portion in which a pair of sample fixing piece is formed,
An insulating film provided on one surface of the micro sample table ;
Comprising at least a pair of conductor structures formed on the micro sample table via the insulating film;
Each of the pair of sample fixing pieces has an inner side surface and an upper surface facing each other,
Each conductor structure portion has a sample fixing electrode portion formed on the inner side surface and the upper surface of one of the pair of sample fixing pieces ,
A sample fixing device in which a sample is held between the inner side surfaces of a pair of the sample fixing pieces so that a voltage can be applied via the pair of sample fixing electrode portions .
請求項1に記載の試料固定装置において、
前記微小試料台は、シリコン基板により形成されている試料固定装置。
The sample fixing device according to claim 1,
The micro sample stage is a sample fixing device formed of a silicon substrate .
請求項1または2に記載の試料固定装置において、
前記各導体構造部は、前記微小試料台の前記基体部に設けられ、外部端子部材が接触する外部電圧印加用パッドを備えている試料固定装置。
In the sample fixing device according to claim 1 or 2 ,
Each said conductor structure part is provided in the said base | substrate part of the said micro sample stand, The sample fixing device provided with the pad for an external voltage application which an external terminal member contacts.
請求項に記載の試料固定装置において、
前記外部電圧印加用パッドは、前記試料固定電極部に接続された外部電圧用パッドおよび測定用パッドを備えている試料固定装置。
The sample fixing device according to claim 3 , wherein
The sample fixing device, wherein the external voltage application pad includes an external voltage pad and a measurement pad connected to the sample fixing electrode section.
請求項4に記載の試料固定装置において、The sample fixing device according to claim 4, wherein
前記導体構造部の前記外部電圧用パッドは、前記絶縁膜に設けられた開口部を介して前記基体部の表面に接合されている試料固定装置。The sample fixing device, wherein the external voltage pad of the conductor structure part is bonded to the surface of the base part through an opening provided in the insulating film.
JP2014238700A 2014-11-26 2014-11-26 Sample fixing device Active JP6280495B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014238700A JP6280495B2 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Sample fixing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014238700A JP6280495B2 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Sample fixing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016100301A JP2016100301A (en) 2016-05-30
JP6280495B2 true JP6280495B2 (en) 2018-02-14

Family

ID=56077464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014238700A Active JP6280495B2 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Sample fixing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6280495B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6531975B2 (en) * 2015-03-17 2019-06-19 株式会社リコー Micro-object electrical characteristic measuring apparatus and micro-object electrical characteristic measuring method
JP2017103067A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 株式会社メルビル Sample installation member and method of manufacturing the same

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0569660U (en) * 1991-03-29 1993-09-21 日本電子株式会社 Sample holder for electrical resistance measurement
JPH06310069A (en) * 1993-04-21 1994-11-04 Hitachi Ltd Sample support device and method for electron microscope
JP3576677B2 (en) * 1996-01-19 2004-10-13 キヤノン株式会社 Electrostatic actuator, probe using the actuator, scanning probe microscope, processing device, recording / reproducing device
JP2001198896A (en) * 2000-01-19 2001-07-24 Hitachi Ltd Micro-manipulator for electron microscope
JP3495037B2 (en) * 2003-02-10 2004-02-09 株式会社日立製作所 Charged particle beam apparatus and method of assembling parts using the same
JP4319555B2 (en) * 2004-01-26 2009-08-26 セイコーインスツル株式会社 Tweezers, manipulator system provided with tweezers, and manufacturing method of tweezers
JP2006244796A (en) * 2005-03-02 2006-09-14 Jeol Ltd Sample holder of electron microscope
JP4923716B2 (en) * 2006-05-11 2012-04-25 株式会社日立製作所 Sample analysis apparatus and sample analysis method
JP5378830B2 (en) * 2009-02-20 2013-12-25 株式会社日立ハイテクサイエンス Focused ion beam apparatus and sample processing method using the same
JP5101563B2 (en) * 2009-05-20 2012-12-19 アオイ電子株式会社 Manufacturing method of micro sample stage
JP5699207B2 (en) * 2011-04-28 2015-04-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ Sample holding device for electron microscope and electron microscope device
JP6276681B2 (en) * 2014-11-14 2018-02-07 アオイ電子株式会社 Sample fixing device and sample analyzer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016100301A (en) 2016-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10914758B2 (en) Inspection jig provided with probe, substrate inspection device provided with same, and method for manufacturing inspection jig
US8159245B2 (en) Holding member for inspection, inspection device and inspecting method
JP5432700B2 (en) Semiconductor device inspection equipment
JP2010539678A5 (en)
JP6872960B2 (en) Electrical connection device
JP6365953B1 (en) Prober
JP5691092B2 (en) ELECTRODE STRUCTURE OF SEMICONDUCTOR DEVICE ELECTRICAL CHARACTERISTICS INSPECTION DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE ELECTRICAL CHARACTERISTIC INSPECTION DEVICE HAVING THE SAME
JP6280495B2 (en) Sample fixing device
JP2017054773A (en) Connection jig, substrate inspection device, and manufacturing method for connection jig
JP6276681B2 (en) Sample fixing device and sample analyzer
US10495593B2 (en) Testing method for sheet resistance of sheet material
JP2011258591A (en) Inspection method of semiconductor device, inspection apparatus of semiconductor device and semiconductor device
JP2014110381A (en) Prober
KR102127728B1 (en) Probe having an improved gripping structure
US12000863B2 (en) Probe pin having gripping structure
US11796567B2 (en) Method and device for electrically contacting components in a semiconductor wafer
JP2003270267A (en) Probe unit, probe card, measuring device and production method for probe card
JP4783265B2 (en) Contact probe and method of manufacturing contact probe
TWI744958B (en) Probe with improved grasping structure
CN115472549A (en) Wafer stage
JP2007273580A (en) Semiconductor device evaluator and evaluation method
JP2014238330A (en) Contact probe, contact probe unit and method for measuring electric characteristic
JP2007121015A (en) Semiconductor inspection device and wafer chuck
JP2023056787A (en) Contact probe and method for manufacturing contact probe
JP2010050155A (en) Method of manufacturing semiconductor device, and inspecting device for semiconductor used therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160708

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170417

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170718

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6280495

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250