(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブステーションにおいて、
（ａ）平行移動可能な位置ステージ（１８４）と、
（ｂ）チャック組立体（２０）を支持し得る調整板（１８２）であって、前記位置ステージ（１８４）に対して回転可能に、この位置ステージ（１８４）に支持した該調整板（１８２）と、
（ｃ）前記位置ステージ（１８４）に固定し、この位置ステージ（１８４）に対して回転不能に、かつ位置ステージ（１８４）と一緒に移動可能にした補助チャック（１８０）と
を備えたことを特徴とするプローブステーション。
【請求項２】
前記回転可能な調整板（１８２）を前記位置ステージ（１８４）とともに側方に動かす、移動ステージ（２０４）を有するものとした請求項１のプローブステーション。
【請求項３】
前記補助チャック（１８０）は、キャリブレーション基材を支持する構成とした請求項１のプローブステーション。
【請求項４】
前記補助チャック（１８０）は、前記回転可能な調整板（１８２）の上方の位置で、前記キャリブレーション基材を支持するよう構成されている請求項３のプローブステーション。
【請求項５】
前記回転可能な調整板（１８２）を、前記位置ステージ（１８４）とともに、中心プランジャ（２００）を有する移動ステージ（２０４）により支持し、前記回転可能な調整板（１８２）を前記中心プランジャ（２００）により回転可能にし、
前記中心プランジャ（２００）が前記回転可能な調整板（１８２）を回転させている間、前記位置ステージ（１８４）の内側に設けた軸受により、前記回転可能な調整板（１８２）を回転可能にし、また前記回転可能な調整板（１８２）によって加わる負荷を支持するよう構成した請求項２記載のプローブステーション。
【請求項６】
前記回転可能な調整板（１８２）はタブ（２０３）を有し、前記中心プランジャ（２００）はこのタブ（２０３）に掛合するレセプタクル（２０１）を有している請求項５のプローブステーション。
【請求項７】
前記移動ステージ（２０４）は離間した１組の直線軸受（２０６）を有し、これら直線軸受（２０６）により前記位置ステージ（１８４）を支持することにより、前記回転可能な調整板（１８２）を、前記位置ステージ（１８４）とともに側方に移動可能にした請求項５または６に記載のプローブステーション。
【請求項８】
前記回転可能な調整板（１８２）を回転させる前記プランジャ（２００）は、前記回転可能な調整板（１８２）に対してほぼ一定の垂直位置を維持するよう構成した請求項５のプローブステーション。
【請求項９】
前記移動ステージ（２０４）が前記位置ステージ（１８４）に、垂直方向すなわちＺ方向の運動を与えるとき、前記プランジャ（２００）の前記回転可能な調整板（１８２）に対するほぼ一定の垂直位置を維持するよう構成されている請求項８のプローブステーション。
【請求項１０】
前記位置ステージ（１８４）をプローブステーション外方の側方に移動させる前に、前記回転可能な調整板（１８２）を、予め限定した範囲内における回転方位に復帰させる構成とした請求項２に記載のプローブステーション。
【請求項１１】
前記予め限定した回転方位を最初の零回転位置とした請求項１０のプローブステーション。
【請求項１２】
前記位置ステージ（１８４）が前記移動ステージ（２０４）に対し側方に突出した位置にある間、前記回転可能な調整板（１８２）は回転運動を行わないように維持される請求項１０のプローブステーション。
【請求項１３】
前記回転可能な調整板（１８２）に対する前記チャック組立体（２０）の方位を調整している間、前記回転可能な調整板（１８２）と前記チャック組立体（２０）とを張力を受ける状態に維持しながら、前記回転可能な調整板（１８２）に対する前記チャック組立体（２０）の方位を調整するよう、前記回転可能な調整板（１８２）を堅固に前記チェック組立体（２０）に取り付けるねじ（２４０）と、前記回転可能な調整板（１８２）と前記チャック組立体（２０）との間に間隔を調整するジャッキねじ（２４２）と、前記調整板（１８２）と前記ねじ（２４０）との間に介在させたばね（２５０）と、を具えた、請求項１に記載のプローブステーション。
【請求項１４】
請求項１に記載のプローブステーションを安定して支持する分離ステージと、
前記プローブステーション、及び前記分離ステージの側方を少なくとも部分的に包囲するフレームと
を具えたことを特徴とする組立体。
【請求項１５】
前記フレームを前記プローブステーションから分離している請求項１４の組立体。
【請求項１６】
前記プローブステーションは、周囲制御包囲体を有し、この周囲制御包囲体は、複数個の壁部材により構成し、
周囲制御包囲体における互いに９０゜の角度をなして隣接する壁部材の全ての又は大部分の結合部において、隣接する壁部材の一方はＬ字状コーナーを有するものとし、互いに隣接する壁部材相互がＬ字状コーナーで２側面接触を生じて重複し、これにより、前記周囲制御包囲体の内部と、外部との間に、漏電電流を流しやすい直線経路を生ずる間隙がない構成とした請求項１４または１５に記載の組立体。
【請求項１７】
前記周囲制御包囲体には、いかなる前記直線経路もないようにした請求項１６記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエハのような検査を受ける装置を保持するプローブステーション用チャック組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１〜図４におけるプローブステーションは多数のジャッキ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを介して、プラテン１２を支持するベース１０（図面には一部を示す）を具える。次に記載する目的で、ジャッキはほぼ0.25mm（ほぼ0.1 インチ）づつ、僅かづつ、ベースに対し相対的に、垂直にプラテンを選択的に上下動させる。このプローブステーションのベース１０によって、動力位置決め装置１６を支持する。この位置決め装置１６が有する長方形のプランジャ１８はウエハ、又はその他の検査を受ける装置を支持するため、移動自在のチャック組立体２０を支持する。チャック組立体２０はプラテン１２の大きな孔２２を自由に貫通しており、これにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの軸線に沿って、即ち、相互に垂直な２個の軸線Ｘ、及びＹに沿う水平方向に、及び軸線Ｚに沿う垂直方向に、位置決め装置１６によって、プラテンから独立して、チャック組立体を動かすことができる。同様に、ジャッキ１４によってプラテン１２が垂直に動かされた時、プラテン１２はチャック組立体２０、及び位置決め装置１６から独立して動く。
【０００３】
プラテン１２の頂部には多数の個々のプローブ位置決め装置２４（１個のみを示す）を取り付ける。各プローブ位置決め装置２４は延長部材２６を有し、この延長部材２６にプローブホルダ２８を取り付ける。チャック組立体２０の頂部に取り付けられたウエハ、及びその他の検査を受ける装置に接触するよう、それぞれのプローブ３０をプローブホルダ２８によって支持する。チャック組立体２０に対して、それぞれＸ、Ｙ、Ｚ軸線に沿って、プローブホルダ２８の位置、即ちプローブ３０の位置を調整するため、プローブ位置決め装置２４にマイクロメータ調整装置３４、３６、３８を設ける。プローブホルダ２８とチャック組立体２０との間の「接近軸線」として、ここで例としてＺ軸線を挙げる。しかし、プローブチップと、ウエハ、又はその他の検査を受ける装置とが相互に接触しようとして動く時に沿う、垂直でもなく、直線状でもない接近方向もこの「接近軸線」に含まれる。
【０００４】
別個のマイクロメータ調整装置４０はプローブホルダ２８を調整するように傾け、チャック組立体２０によって支持されるウエハ、又はその他の検査を受ける装置に対し、プローブの平面性を調整する。それぞれのプローブをそれぞれ支持する１２個もの個々のプローブ位置決め装置２４をチャック組立体２０の周りに、プラテン１２上に配置し、車輪のスポークと同様に、チャック組立体に向け、半径方向にプローブ位置決め装置が集まることができるようにする。このような構成の場合、各個々の位置決め装置２４はそのそれぞれのプローブをＸ、Ｙ、Ｚ方向に独立して調整することができると共に、ジャッキ１４を作動させて、プラテン１２、従って、位置決め装置２４、及びそのそれぞれのプローブを全て、一体に上下動させることができる。
【０００５】
周囲制御包囲体はプラテン１２に剛固に取り付けた上部箱部４２と、ベース１０に剛固に取り付けた下部箱部４４とから成る。これ等上部、下部の箱部は共に、鋼、又はその他適切な導電材料で造られ、電磁干渉シールドができるようにする。ジャッキ１４を作動させて、プラテン１２を上下動させた時、２個の箱部４２、４４が僅かに垂直に動くのを調整するため、銀、又は炭素含浸シリコーンから成るのが好適な導電性弾性発泡ガスケット４６を下部箱部４４とプラテン１２との間の周縁に介挿し、２個の箱部４２、４４の間が相対的に垂直に移動しても、電磁干渉シール、密封シール、及び光のシールが全て維持される。上部箱部４２がプラテン１２に剛固に取り付けているにも拘らず、上部箱部４２と、プラテンの頂部との間に同様のガスケット４７を介挿し、最高のシールを行うのが好適である。
【０００６】
図６（Ａ）、（Ｂ）において、上部箱部４２の頂部は８個の側パネル４９ａ、４９ｂを有する八角形の鋼箱４８を具え、この鋼箱４８を通じて、それぞれのプローブ位置決め装置２４の延長部材２６を貫通して動かすことができる。各側パネルは上述のガスケット材料と同様の弾性発泡体のそれぞれのシート５０を内部に設置する中空ハウジングを具える。各パネルハウジングの内面、及び外面に形成された溝孔５４に一線に、発泡体内に部分的にスリット５２を垂直に切り、これ等を通して、それぞれのプローブ位置決め装置２４のそれぞれの延長部材２６を動かして通すことができる。
【０００７】
スリットを形成したこの発泡体によって、各プローブ位置決め装置の延長部材２６のＸ、Ｙ、Ｚ軸線方向の運動を可能にすると共に、包囲体によって設けた電磁干渉シール、実質的な密封シール、及び光に対するシールを維持する。４個の側パネル内で、一層大きな範囲のＸ方向、及びＹ方向の運動を行えるようにするため、溝孔５４を有する１対の鋼板５５の間に、サンドイッチ状に発泡シート５０を挟む。パネルハウジングの内面、及び外面の一層大きな溝孔５６によって包囲される移動範囲にわたり、鋼板５５はパネルハウジング内で、横方向に摺動可能である。
【０００８】
八角形の箱４８の頂部に、円形覗き孔５８を設け、この孔５８に凹形の透明なシール窓６０を設ける。ブラケット６２によって、孔付き摺動シャッタ６４を保持し、窓を通じて、選択的に透過させたり、透過を妨げたりする。CRT モニタに接続されたステレオスコープ（図示せず）を窓の上方に設け、設定中、又は操作中、適切にプローブを設置するため、プローブの先端、及びウエハ、又はその他検査を受ける装置の拡大した表示が得られるようにする。代案として、電磁干渉をシールドし、密封し、光を遮るシールをする発泡体によって包囲された顕微鏡レンズを窓60の代わりに、覗き孔５８に挿入することができる。
【０００９】
周囲制御包囲体の上部箱部４２に蝶着鋼ドア６８を設け、図３に示すヒンジ７０の枢着軸線の周りに、ドア６８を外方に回動させ得るようにする。このヒンジは上部箱部４２の頂部に向け、ドアを下方に押圧し、上部箱部の頂部に対する緊密な、重複する摺動周縁のシール６８ａを形成する。ドアを開いた時、図３に示すように開いているドアの下の位置決め装置１６によって、チャック組立体２０を動かした時、チャック組立体はウエハを乗せ、又は降ろすために接近することができる。
【００１０】
図４、及び図５において、一連の４個のシール板７２、７４、７６、７８を相互に摺動するように重ねて設けることにより、動力位置決め装置１６による位置決め運動にわたり、包囲体のシールの完全性が維持される。これ等の板の寸法は頂部の板から底部の板まで徐々に増大し、同じ傾向にそれぞれの板７２、７４、７６、７８に中心孔７２ａ、７４ａ、７６ａ、７８ａを形成し、下部箱部４４の底４４ａに孔７９ａを形成する。頂板７２の中心孔７２ａは垂直に移動し得るプランジャ１８の軸受ハウジング１８ａの周りに密接整合する。下方に進んで、次の板である板７４は上方に突出する周端縁７４ｂを有し、板７４の頂部を横切って、板７２が摺動する程度を限定する。
【００１１】
頂板７２の端縁が板７４の周端縁７４ｂに衝合するまで、位置決め装置１６がプランジャ１８とその軸受ハウジング１８ａとをＸ軸線、及びＹ軸線に沿って動かすことができるように、板７４の中心孔７４ａの寸法を定める。しかし、上述のような衝合が起きた時、この孔７４ａの寸法は非常に小さいので、頂板７２によって、孔７４ａは必ず覆われる。従って、プランジャ１８、及びその軸受ハウジングがＸ軸線、及びＹ軸線に沿って動くこととは無関係に、板７２、７４間にシールを維持することができる。板７２が周端縁７４ｂに衝合する方向に、プランジャ１８、及びその軸受ハウジングが更に動くと、板７４が下にある板７６の周端縁７６ｂに向け摺動する。ここでも、板７６の中心孔は板７４が周端縁７６ｂに衝合するに十分に大きいが、板７４が孔７６ａを覆わないようにするには中心孔７６ａは非常に小さいから、必ず孔を覆い、板７４、７６間にも同様にシールを維持することができる。
【００１２】
プランジャ１８、及び軸受ハウジングが同一方向に更に移動すると、板７６、７８をその下にある板に対し相対的に摺動させ、周端縁７８ｂ、及び箱部４４の側部にそれぞれ衝合させ、しかも、孔７８ａ、７９ａが覆いを外れることがない。摺動板、及び中心孔の徐々に増大する寸法のこの組合せによって、位置決め装置１６によるＸ軸線、Ｙ軸線に沿うプランジャ１８の全範囲にわたる移動が可能になると共に、このような位置決めの運動にも拘らず、包囲体をシールされた状態に維持する。位置決め装置１６の電動機についても、この構造による電磁干渉シールは有効である。それは摺動板の下方に電動機があるからである。
【００１３】
特に図４、図７、及び図８において、このチャック組立体は周囲制御包囲体があっても、無くとも使用し得るモジューラ構造である。プランジャ１８は調整板７９を支持し、調整板７９は第１、第２、及び第３のチャック組立体素子８０、８１、及び８３をそれぞれ支持する。これ等素子は接近軸線に沿って、プローブから累進的に増大する距離に位置している。素子８３は導電性の長方形ステージ、又はシールド８３であって、このシールド８３は円形の導電性の素子８０、８１を着脱自在に取り付けている。素子８０は平坦な上方に向くウエハ支持面８２を有し、この支持面は一連の垂直孔８４を有する。
【００１４】
これ等の孔８４はＯリング８８によって分離されるそれぞれの室に連通し、これ等の室は異なる真空の管９０ａ、９０ｂ、９０ｃ（図７参照）に別々に連結されており、これ等の真空の管は別個に制御される真空弁（図示せず）を介して真空源に連通する。通常のように、それぞれの真空の管は選択的にそれぞれの室、及び室の孔を真空源に連結して、ウエハを保持し、又は代わりに室の孔を真空源から分離し、ウエハを釈放する。それぞれの室、及び対応する孔を別個に操作し得ることにより、チャックは種々の直径のウエハを保持することができる。
【００１５】
接触基材、又はキャリブレーション基材を支持し、素子８０によって、ウエハ、又はその他の検査を受ける装置を同時に支持する目的で、円形の素子８０、８１に加えて、ねじ（図示せず）によって、補助チャック９２、９４を素子８０、８１から独立して、素子８３の隅角部に着脱自在に取り付ける。各補助チャック９２、９４は素子８０の表面８２に対し平行な関係にある別個の上方に向く平坦面１００、１０２を有する。真空孔１０４は各補助チャックの本体内のそれぞれの室に連通し、表面１００、１０２に通る。
【００１６】
各これ等の室は別個の真空の管、及び別個の独立して作動する真空弁（図示せず）を介して、真空源に連通する。このような各弁は素子８０の孔８４の作用とは独立して、それぞれの孔１０４のそれぞれの組を選択的に真空源に連結し、又は真空源から分離し、ウエハ、又は検査を受ける装置から独立して、それぞれの表面１００、１０２上にある接触基材、又はキャリブレーション基材を選択的に保持し、又は釈放する。必須ではない任意の金属シールド１０６を素子８３の端縁から上方に突出し、他の素子８０、８１、及び補助チャック９２、９４を包囲するようにしてもよい。
【００１７】
全てのチャック組立体素子８０、８１、８３、及び付加的チャック組立体素子である調整板７９は導電性金属で構成されており、金属のねじ９６によって着脱自在に相互に連結されているが、相互に電気的に絶縁されている。図４において、弾性の誘電Ｏリング８８に加えて、誘電スペーサ８５、及び誘電座金８６を設けることによって、この電気的絶縁が行われる。ねじ９６により相互に結合している２個の素子のうちの下側の素子の過大な孔にねじ９６が貫通していることにより、ねじのシャンクと下側の素子との間の電気的接触を防止することと結びついて、希望する絶縁を達成している。
【００１８】
図４から明らかなように、誘電スペーサ８５は相互に連結されたチャック組立体素子の対向する表面積の僅かな部分の上に延在するに過ぎず、これ等のそれぞれの面積の主要な部分にわたり、対向する表面間に空気間隙を残している。このような空気間隙はそれぞれのチャック組立体素子間の間隙内の誘電率を最小にし、これにより、対応して、これ等の素子間のキャパシタンスを最小にし、一方の素子から他方の素子に電流が漏洩する可能性を最小にする。高い寸法的安定性と、高い体積抵抗率に両立する可能最低限の誘電率を有する材料でそれぞれスペーサ８５、及び座金８６を構成するのが好適である。スペーサ、及び座金にとって適切な材料はE.I.DuPont社からDelrinの商標名で市販されているアセチルホモポリマ、又はガラスエポキシである。
【００１９】
図７、及び図８において、チャック組立体２０も１対の着脱自在の電気コネクタ組立体１０８、１１０を有し、各電気コネクタは少なくとも２個のそれぞれ相互に電気的に絶縁された導電コネクタ素子１０８ａ、１０８ｂ、及び１１０ａ、１１０ｂを有する。コネクタ素子１０８ｂ、１１０ｂはガードとして、コネクタ素子１０８ａ、１１０ａを同軸に包囲しているのが好適である。望ましければ、図８に示すように、それぞれのコネクタ素子１０８ｂ、１１０ｂを包囲するそれぞれの外側シールド１０８ｃ、１１０ｃを有するよう、電気コネクタ組立体１０８、１１０を三軸の形態にすることができる。望ましければ、シールド箱１１２、及びコネクタ支持ブラケット１１３を介して、外側シールド１０８ｃ、１１０ｃをチャック組立体素子８３に電気的に接続してもよい。しかし、このような電気的な接続は包囲する電磁干渉シールド包囲体である上部箱部４２、および下部箱部４４にかんがみ、特にオプションである。
【００２０】
いずれの場合でも、チャック組立体素子８０の湾曲端縁に、ねじ１１４ｂ、１１４ｃによって、湾曲接触面１１４ａに沿って、相互に着脱自在に連結されているコネクタ板１１４に、並列にそれぞれのコネクタ素子１０８ａ、１１０ａは電気的に接続されている。逆に、同様に、素子８１に相互に着脱自在に連結されているコネクタ板１１６に並列に、コネクタ素子１０８ｂ、１１０ｂは接続されている。このコネクタ素子は箱１１２の長方形の開口１１２ａに自由に貫通しており、このコネクタ素子は箱１１２に対し、電気的に絶縁されており、従って、素子８３からも、また相互に電気的に絶縁されている。止めねじ１１８はコネクタ素子をそれぞれのコネクタ板１１４、１１６に着脱自在に緊締する。
【００２１】
同軸ケーブル、又は図示のような三軸ケーブル１１８、１２０はそれぞれの外し得る電気コネクタ組立体１０８、１１０の一部を形成しており、それぞれの着脱自在の三軸コネクタ１２２、１２４は周囲制御包囲体の下部箱部４４の壁に貫入し、三軸コネクタ１２２、１２４の外側シールドを包囲体に電気的に接続する。他の三軸ケーブル１２２ａ、１２４ａを適当な検査装置からコネクタ１２２、１２４に着脱自在に接続することができる。検査装置は検査の用途によってHewlett-Packard 4142B モジュラ直流電源モニタ、又はHewlett-Packard 4284A 精密LCR メータ等である。ケーブル１１８、１２０が単に同軸ケーブルであるか、又は唯２個の導線を有する他の形式のケーブルであれば、１個の導線がそれぞれのコネクタ１２２、又は１２４の（単一の）内部コネクタ素子をそれぞれのコネクタ素子１０８ａ、又は１１０ａに相互に接続すると共に、他の導線はそれぞれのコネクタ１２２、又は１２４の（ガードの）中間コネクタ素子をそれぞれのコネクタ素子１０８ｂ、１１０ｂに接続する。米国特許第5532609 号はプローブステーション、及びチャックを開示しており、ここに援用する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はウエハ、又は検査すべき装置にプローブを当てる際、プローブに対して、ウエハを一層容易に正確に配列することができ、発生する動揺、及びプランジャに加わる応力を減らしたチャック組立体を有するプローブステーションを得るにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明プローブステーション用チャック組立体は回転部材と、補助チャックとを有するチャック組立体において、前記回転部材はチャックを支持するのに適しており、前記チャック組立体に対し回転自在に構成されており、前記補助チャックは前記チャック組立体に対し回転しないよう構成されていることを特徴とする。
【００２４】
添付図面を参照して、次に本発明を詳細に説明し、本発明の上述の、及びその他の目的、要旨、及び利点を一層明らかにする。
【００２５】
【実施例】
補助チャック９２、９４によって支持されるキャリブレーション基材上の検査構造を使用して、プローブをキャリブレートすることができる。キャリブレーションを行っている間、本明細書の前文で説明したように、通常、チャック組立体２０をプローブに対し配列する。また通常、チャック組立体２０に設置されたウエハは補助チャック９２、９４に正確に配列されておらず、従って、プローブに対して正確に配列されていない。ウエハを検査するため、補助チャック９２、９４を含む全体のチャック組立体２０を回転し、位置決め装置２４、及びそのそれぞれのプローブに対し、ウエハを配列する。通常は、検査中、チャック組立体２０を回転し、補助チャック９２、９４によって支持されるキャリブレーション基材上の検査構造をプローブに対し再配列する。
【００２６】
更にキャリブレーションを行った後、補助チャック９２、９４を含む全体のチャック組立体２０を再び回転させ、位置決め装置２４、及びそのそれぞれのプローブに対し、ウエハを配列させる。しかし、チャック組立体２０の角度調整は益々小さくなって行く傾向の装置構造に対して、十分に正確なものでない。チャック組立体２０を何回も角度調整すると、チャック組立体２０の配列に僅かながら誤差を生ずる。このような配列の誤差の結果、操作者はチャック組立体２０の角度の方位を面倒な手動調整しなければならなくなる。ここに「方位」とは平面的な方向でなく、三次元的な方向を意味する。
【００２７】
一層小さい周囲制御包囲体は正確な測定のため周囲制御包囲体内に適切な周囲条件を生ぜしめるのに一層短い時間で済む。検査のため、チャック組立体がプローブの下のウエハ全体を動かすため、周囲制御包囲体は十分に大きい。しかし、チャック組立体が周囲制御包囲体に対して回転可能であると、チャック組立体２０の隅角部が周囲制御包囲体の側面に衝撃を与えるのを防止するため、周囲制御包囲体には付加的な幅が必要である。
【００２８】
チャック組立体を支持するこのステージ内のエンコーダは通常、全移動範囲にわたり、Ｘ方向、及びＹ方向に正確な運動を達成するため、非比例運動のためのソフトウェアに基づく補償装置を有する。このエンコーダのソフトウェアの補償はプローブに対するチャックのＸ位置、及びＹ位置による。言い換えれば、チャックの全移動範囲にわたる種々のＸ位置、及びＹ位置で、エンコーダに与えられる補償の量は変化する。チャックのＸ位置、Ｙ位置によって定まるこの可変の補償は適切なエンコーダ制御のため複雑な空間的な計算となる。補助チャックのキャリブレーションを行うため、チャックが回転する時、この空間的な計算は更に複雑になる。
【００２９】
ウエハの角度の方位の配列誤差に関連する制約に打ち勝つため、更に、周囲制御包囲体の寸法を減らすため、及び／又はＸ方向、及びＹ方向の運動にわたりエンコーダのための補償を簡単化するため、図９に示すように、本願の発明者等はウエハを支持するチャックは補助チャックに対し回転すべきであるという着想に到達した。図９は調整板１８２と位置ステージ１８４とを示す。従って、プローブ位置決め装置、及びそのそれぞれのプローブに対し、固定されたＸ方向、及びＹ方向を維持するのが好適である。このようにして、補助チャックはプローブ位置決め装置、及びプローブと共に、常に適正な方位にある。
【００３０】
使用中、（調整板１８２によって支持され）その上にウエハがあるチャックはウエハをプローブで検査するため、プローブに対する適正な角度位置まで回転する。その後は、ウエハの次のプローブによる検査、及び補助チャックを使用する再キャリブレーション中、チャックのこの角度調整は固定維持される。このようにして、通常、全体のウエハの完全なプローブによる検査を達成するために、チャック組立体はＸ方向、及びＹ方向、及び潜在的にＺ方向に動くだけでよい。従って、位置ステージの回転を可能にするために、周囲制御包囲体は必ずしも十分に広くある必要はない。また、エンコーダの補償は簡単化することができる。
【００３１】
本明細書の前文で説明したように、チャック組立体２０によって、プローブによる検査を行っている間、ウエハの端縁に向けてのプローブ作用はウエハ、及びチャック組立体２０を動揺させる傾向があることが明らかになった。更に、若干の現存するプローブ組立体には１組の直線軸受によって支持されたチャック組立体素子を含み、ウエハをチャック組立体に積載するため、軸受と共に上部チャック組立体素子を周囲制御包囲体の外に摺動させ得るようにしている。構成されている構造は重く、チャック組立体２０のＺ軸線方向の運動方向の頂部に固着されたプランジャによって支持され、頂部に位置している。
【００３２】
プローブによる検査を行っている間に発生する動揺を減少させ、プランジャに加わる応力を減らすため、本願の発明者等は、プランジャに加わる垂直負荷を殆ど無くするよう改良した構成を開発した。図１０において、改良した構成は調整板１８２、従ってその上に支持されたチャックに回転運動を与える中心プランジャ２００を有する。中心プランジャ２００は、調整板１８２に設けたタブ２０３に掛合するレセプタクル２０１を有する。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の運動を生ぜしめる中心プランジャ２００を包囲するステージ２０４によって、位置ステージ１８４、及び補助チャック１８０を支持する。
【００３３】
このステージ２０４が中心プランジャ２００を有するのが好適である。この位置ステージ１８４は内側の軸受（図示せず）を有し、この軸受上で調整板１８２が回転する。従って、この位置ステージ１８４は調整板１８２、及びその上のチャックのための基本負荷支持部材である。離間する直線軸受２０６は回転チャックのための垂直、及び側方負荷を支持する支持体となると共に、中心プランジャ２００は基本負荷支持部材とは関係なく、チャックに回転運動を与える。ステージ２０４が位置ステージ１８４の垂直なＺ方向の運動を与える時、プランジャ２００は調整板１８２に対し、ほぼ一定の垂直位置を維持するのが好適である。
【００３４】
一層容易にウエハを設置するため、ロックを解くことによって、回転チャックを含む位置ステージ１８４をプローブステーションの外に摺動させる。通常は、位置ステージ１８４を突出させ、ステージ上のウエハを調整し、又は次の検査のため、異なるウエハに置き代える。チャックの回転運動（角度調整）と共に、プローブステーションの内外にステージを繰り返し動かした後、本願の発明者はチャックの生ずる角度運動は最初の「零」回転と著しく相違していると結論を下した。言い換えれば、繰り返して使用した後は、顕著な回転角度のオフセットのため、調整板１８２がオフセットする。このような顕著な潜在的な角度のオフセットはロールアウトサービスループによって通常生ずるチャックへの「より合わせ」を生じ、これがチャック組立体に巻き付き、そのためケーブルに非常に大きな張力を生じ、又はケーブル、又はチャックを損傷する。調整板１８２に「零」の周りの回転角制限を設け、潜在的な損傷を最小にしてもよい。
【００３５】
適切な回転角度制限は±7.5 度である。更なる制限は調整板１８２がその回転限界近くの位置まで回転する場合に存在し、これは他のウエハを配列する時、使用者がこの方向に更に回転させようとすることは許されず、使用者の挫折感を生ずるからである。これ等の制限に打ち勝つため、位置ステージ１８４をプローブステーションの外に摺動させる前に、調整板１８２（チャック）の回転方位を「零」に復帰させる。このようにして、ウエハがチャック上に位置している時、チャックの０度のような一定回転位置に常に置き、ワイヤ、及びチャック組立体への他の相互接続部に意図しない張力が加わることによるプローブステーションを損傷する可能性を減少させる。更に、位置ステージ１８４の外に摺動する前に、チャックの方位を定める範囲は任意の予め定めた値でよい。また、更に配列操作を行っている間、使用者は必要に応じ、調整板１８２を回転させることができる。
【００３６】
位置ステージ１８４を突出させたまま、使用者は調整板１８２を回転させるように試みることができる。都合が悪いことには、このことは、位置ステージ１８４を後退させた時、タブ２０３をレセプタクル２０１に掛合するのを困難にする。この困難は現存する設計のように、位置ステージを回転させず、プランジャ２００を回転させる結果である。
【００３７】
図１１において、ロック機構を有する機械的構成により、「零」回転ロックアウト手段を設けることができる。回転ハンドル２１０を位置ステージ１８４の上板２１２に取り付ける。ハウジング、即ちステージ２０４に剛固に取り付けられた位置ステージ１８４の下板２１４にブロック２１６を取り付ける。ブロック２１６に画成された溝孔２２０内に指片２１８を挿入し、上板２１２を所定位置に剛固にロックする。ハンドル２１０を回転して、指片２１８を溝孔２２０から除去し、下板２１４に対し、上板２１２を相対的に動かすことができる。
【００３８】
図１２において、ハンドル２１０は軸２３０を有し、その端部に溝孔２３２を有する。ハンドル２１０が閉じた位置にある場合、溝孔２３２は調整板１８２の後部に取り付けられた配列板２３４に一線をなす。調整板１８２を回転して、その上のウエハを適正に配列する際、配列板２３４は溝孔２３２内を移動する。ハンドル２１０のロックを解くため、調整板１８２を「零」に再配列し、ハンドル２１０を回転運動させると共に、同時に、調整板１８２の回転運動を（ほぼ全く）防止する。任意適正なロックアウト機構を同様に使用することができる。
【００３９】
１個、又はそれ以上のチャック組立体素子を調整板１８２によって支持する時、チャック組立体の上面はプローブに対して、同一平面のような適切な方位を有する。図１３において、チャック組立体の方位を調整するためには、位置ステージ１８４を突出させ、ねじ２４０を緩めるための便利なアクセスが得られる。ねじ２４０はチャックを調整板１８２に相互に連結する。次に、調整ねじ、例えばジャッキねじ２４２を回転して、調整板とチャック組立体との間の間隔を調整する。次にねじ２４０を締め付けて、調整板をチャックに剛固に取り付ける。次に、位置ステージをプローブステーション内に戻して摺動させ、所定位置にロックする。この時点で、チャック組立体の上面の実際の方位が決定される。通常、正確な方位を達成するため、位置ステージは数回、調整される。都合の悪いことには、位置決めステージをプローブステーションから突出させる試行錯誤のプロセスと、１個、又はそれ以上の調整ねじ（ジャッキねじ）２４２を調整することによるチャック組立体の上面の方位調整と、プローブステーションにおける位置決めステージを再位置決めすることは著しく時間を要する。
【００４０】
プローブ組立体の上面の方位を調整するこの長いプロセスを考慮して、本願の発明者等はねじ２４０を緩め、調整板１８２からチャックを解放する着想に達した。どの程度、解放するかを決定するのは困難である。これはチャック組立体の重量はチャック、ジャッキねじ、及び調整板を合体保持していることを明らかにしているからである。また、ジャッキねじ２４２を調整し、チャック組立体の生ずる運動を測定すると、不正確な結果になる。チャック、及び調整板の緩みを減少させるため、本願の発明者等はねじ２４０に張力を加え、チャックが調整板に対し、著しく弛緩しないようにすることを決めた。図１４において、ねじに張力を加える一つの技術はねじのヘッドの下に１組のばね２５０を設け、ねじ２４０を緩めた時、ねじのヘッドに外方に押圧する力が働くようにする。
【００４１】
このようにして、チャックと調整板との間の弛緩を減らし、上部チャック組立体素子の方位の調整を一層正確に見込めるようにする。このようにして、チャック組立体を適正に方位定めする際、プローブステーションの操作者が体験する挫折感を減少させる。更に、ねじを僅かに緩めることにより、プローブステーションをプローブステーション内のそのロック位置に置いたまま、ジャッキねじを調整することにより、チャック組立体の方位を一層容易に定めることができる。その後、位置ステージを突出させ、ねじを締め付ける。調整板とチャック組立体素子との間の間隔を調整できるようにするか、又はチャックの方位を調整することができるようにしながら、チャック組立体素子と調整板との間に張力を加えるには、任意の構造を使用することができることは明らかである。
【００４２】
通常、検査中は、プローブステーションをアース、又はその他の近くの装置から分離するのが重要である。このような装置はプローブステーション、従って検査を受ける装置に振動、又はその他の運動を与える。適正に分離した場合、そのプローブステーションは一層正確な測定を行うことができる。通常、プローブステーションはプローブステーションより若干広い表面を有する平坦なテーブル上に設置され、安定した表面を与え、プローブステーションがこのテーブルから不随意に滑る可能性を減少させる。このテーブルは床と、このテーブルの表面との間に空気シリンダのような分離装置を有する。また、テーブル、及び／又はプローブステーションを損傷せず、制御された状態で、プローブステーションをテーブル上に持ち上げるのは困難である。更に、プローブステーションは衝撃を加えると破損し易い。
【００４３】
プローブステーションの寸法に関せず、上述の制約に打ち勝つため、本願の発明者等は図１５に示すように、一体化した分離ステージ、プローブステーション、及びフレームによって希望する利点を達成することを実現するに至った。この一体化した分離ステージ、及びプローブステーションによって、プローブステーションが分離ステージから落下する可能性を無くしている。分離ステージの頂部は同様にプローブステーションのためのベースを形成しており、これにより、プローブステーションの全体の高さを減少させると共に、同時にプローブステーションのための安定した支持体を提供している。プローブステーションを不随意に破損させることを防止するため、分離ステージと、プローブステーションとを少なくとも部分的に包囲するフレームを設ける。
【００４４】
広い範囲をシールドし、現存する周囲包囲体をガードしても、ノイズは依然として低レベルになると思われる。潜在的なノイズ源を考慮して、本願の発明者等は僅かな漏洩電流が存在する周囲制御包囲体の構造を決定した。現存する周囲制御包囲体は隣接する板にねじ止め、又はその他の方法で取り付けた１個の板を有する。このようにして、これ等周囲制御包囲体と隣接する板との間における結合部は両者間に配列誤差と、周囲制御包囲体の内部から外部にいたる僅かな直線的間隙とを生ぜしめる傾向がある。このような直線的間隙、又は直線経路によって、漏洩電流のための都合のよい経路を生ずる。図１６、及び図１７において、漏洩電流のこの原因の制約に打ち勝つため、本願の発明者等は、周囲制御包囲体における互いに９０゜の角度をなして隣接する壁部材の全ての（又は大部分の）結合部において、隣接する壁部材の一方はＬ字状コーナーを有するものとし、互いに隣接する壁部材相互がＬ字状コーナーで２側面接触を生じて重複（オーバーラップ）する特性を有するように周囲制御包囲体を再設計した。このようにして、周囲制御包囲体の内部から外部までの直線経路を含む多数の結合部が著しく減少し、又は消滅させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明チャック組立体を使用するウエハプローブステーションの例示の部分前面図である。
【図２】  図１のウエハプローブステーションの平面図である。
【図３】  包囲体のドアを一部開いた状態の図１のプローブステーションの部分平面図である。
【図４】  図１のプローブステーションを示し、（Ａ）はその部分断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の３Ａ−３Ａ線上の断面図である。
【図５】  動力位置決め装置が包囲体の底に貫通する場合のシール組立体の平面図である。
【図６】  図１のプローブステーションを示し、（Ａ）は図１の５Ａ−５Ａの矢印の方向に見た拡大詳細平面図、（Ｂ）は図１の５Ｂ−５Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図７】  図４（Ａ）の６−６の矢印の方向に見たチャック組立体の平面詳細図である。
【図８】  図７のチャック組立体の部分断面図である。
【図９】  本発明チャック組立体の調整板と、その周りの位置ステージとの斜視図である。
【図１０】  本発明チャック組立体の位置ステージを突出した位置に示す図である。
【図１１】  本発明チャック組立体の位置ステージのためのロック機構を示す部分斜視図である。
【図１２】  本発明チャック組立体の調整板のためのロック機構と、調整板の回転掛合のためのタブとを示す図である。
【図１３】  チャックの方位を調整する昔からの方法を示す図である。
【図１４】  本発明チャック組立体のチャックの方位を調整する改良した方法を示す図である。
【図１５】  本発明チャック組立体のフレームによって包囲された分離ステージ、及び分離ステージによって支持されたプローブステーションを示す図である。
【図１６】  本発明チャック組立体の周囲制御包囲体の側面の掛合状態を示す図である。
【図１７】  本発明チャック組立体の周囲制御包囲体へのドアの掛合状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  ベース
１２  プラテン
１４  ジャッキ
１６  動力位置決め装置
２０  チャック組立体
２４  プローブ位置決め装置
２６  延長部材
２８  プローブホルダ
３０  プローブ
４２  上部箱部
４４  下部箱部
７２、７４、７６、７８  シール板
７９  調整板
８０  第１チャック組立体素子
８１  第２チャック組立体素子
８３  第３チャック組立体素子
９２、９４  補助チャック
１８２  調整板
１８４  位置ステージ
２００  中心プランジャ
２０１  レセプタクル
２０３  タブ
２０４  ステージ
２０６  直線軸受
２１０  回転ハンドル
２１２  上板
２１４  下板
２１６  ブロック
２１８  指片
２２０  溝孔
２３０  軸
２３２  溝孔
２３４  配列板
２４０  ねじ
２５０  ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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