(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト装置をプロービングするプローブステーションにおいて、
（ａ）テスト装置をプロービングしている間、このテスト装置を支持するため側方に延びる支持面を有するチャック装置と、
（ｂ）前記支持面をほぼ包囲する包囲体であって、この包囲体に対して前記チャック装置が相対的に側方に移動することを可能にした導電性の環境制御包囲体と、
（ｃ）前記チャック装置に相互連結するよう前記環境制御包囲体に設けた可撓性の壁組立体と
を具え、この壁組立体は、前記チャック組立体に対して側方にオフセットさせて側方に延在する複数の可撓性のひだを有し、可撓的に伸長、収縮できるひだ付き材料により構成し、前記ひだが互いに異なる横方向に側方に延在し、前記壁組立体が前記チャック装置の互いに直交する複数の横方向への可撓的な移動を許容する構成とし、前記可撓性の壁組立体の少なくとも主要部を導電材料からなるものとし、さらに、
（ｄ）前記導電性の環境制御包囲体に、それぞれ異なる電気的ポテンシャルを選択的に発生させる３路スイッチを
具えたことを特徴とするプローブステーション。
【請求項２】
前記ひだは前記チャック装置の側方をほぼ全体的に包囲するものとした請求項１に記載のプローブステーション。
【請求項３】
前記ひだの少なくとも若干は、互いに直交する異なる横方向に沿ってほぼ直線的に延在するものとした請求項１に記載のプローブステーション。
【請求項４】
前記ひだの少なくとも若干は、前記チャック装置の側方を少なくとも部分的に湾曲した経路に沿って延在するものとした請求項１に記載のプローブステーション。
【請求項５】
前記可撓性の壁組立体の少なくとも主要部を流体不透過材料からなるものとした請求項１に記載のプローブステーション。
【請求項６】
前記可撓性の壁組立体の少なくとも主要部を不透明材料からなるものとした請求項１に記載のプローブステーション。
【請求項７】
テスト装置をプロービングするプローブステーションにおいて、
（ａ）テスト装置をプロービングしている間、このテスト装置を支持するため側方に延びる支持面を有するチャック装置と、
（ｂ）前記支持面をほぼ包囲する包囲体であって、
この包囲体に対して前記チャック装置が相対的に側方に移動することを可能にした導電性の環境制御包囲体と、
（ｃ）前記チャック装置に相互連結するよう前記環境制御包囲体に設けた可曲性壁組立体と
を具え、この壁組立体は、可曲的に伸長、収縮できる材料により構成し、前記チャック装置の互いに角度をなす複数の横方向への可曲的な移動を許容し、前記テスト装置をプロービングするための位置決めをすることができるようにし、前記可曲性壁組立体の少なくとも主要部を導電材料からなるものとし、さらに、
（ｄ）前記導電性の環境制御包囲体に、それぞれ異なる電気的ポテンシャルを選択的に発生させる３路スイッチを
具えたことを特徴とするプローブステーション。
【請求項８】
前記可曲性壁組立体の少なくとも主要部を流体不透過材料からなるものとした請求項７に記載のプローブステーション。
【請求項９】
前記可曲性壁組立体の少なくとも主要部を不透明材料からなるものとした請求項７に記載のプローブステーション。
【請求項１０】
前記可曲性伸長、収縮する材料により、前記壁組立体は、前記チャック装置の互いに直交する複数の横方向への可曲的移動を許容する構成とした請求項７に記載のプローブステーション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置を手動で、半自動で、又は完全に自動でテストするのに使用されるパッケージプローブ、又はウエハプローブとして一般に知られるプローブステーションに関するものであり、また特に、本発明は乾燥雰囲気、電磁妨害シールド雰囲気、及び／、又は光不透過雰囲気を得るための環境制御包囲体を有するプローブステーションに関するものである。
本明細書中、「プロービング」とはプローブ、即ち探針を使用して半導体装置等の特性を測定することを言う。
【０００２】
【従来の技術】
この種のプローブステーションはここに援用する米国特許第5266889 号、及び第5457398 号に開示されている。これ等のプローブステーションはテスト装置を支持するチャック装置を環境制御包囲体に対し直交Ｘ、Ｙ横軸線に沿って横方向に動かすことが可能であり、これによりプロービングのためテスト装置を適正に位置決めしている。環境制御包囲体の完全性を維持しながら、チャック装置をこのように移動させることができるようにするため、環境制御包囲体の底部に摺動金属板を設け、完全なＸ、Ｙ範囲の運動ができるようにしている。これ等の摺動金属板は手動の用途、又は半自動の用途には良く作動する。しかし、完全に自動化された用途では、運動速度が非常に早く、作動は毎日、ほぼ２４時間に及び、毎年、３６５日に及ぶ。従って、上述の摺動板よりも摩擦、慣性、及び摩耗が一層少なく、一層早い運動に適合し得るようにした構造が望ましい。このような構造は特に完全に自動化された用途に対して必要であると共に、手動、及び半自動の用途にとっても望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は移動部の摩擦、慣性、及び摩耗が殆ど無く、運動部の一層早い運動が可能で、手動の用途から完全な自動化された用途まで広く使用し得るプローブステーションを得るにある。
【０００４】
【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は、（ａ）テスト装置をプロービングしている間、このテスト装置を支持するため側方に延びる支持面を有するチャック装置と、（ｂ）前記支持面をほぼ包囲する環境制御包囲体とを具え、この環境制御包囲体に対し前記チャック装置を側方に移動可能に構成し、テスト装置をプロービングするプローブステーションにおいて、（ｃ）前記環境制御包囲体が前記チャック装置に相互に連結された可撓性壁組立体を具え、この壁組立体は可撓的に伸長、収縮できる少なくとも１個の第１壁素子と、可撓的に伸長、収縮できる第２壁素子とを具え、これ等の各壁素子は互いにほぼ直角方向のそれぞれの側方撓み軸線に沿って互いに独立して伸長、収縮可能であり、前記第１壁素子がその側方撓み軸線に沿って撓むのと同時に前記第２壁素子がその側方撓み軸線の横方向に沿って移動可能であるよう構成したことを特徴とする。
【０００５】
上述したように、本発明プローブステーションは、包囲する環境制御包囲体に対し側方に移動し得るチャック装置を有する。この環境制御包囲体は大きなＸ、Ｙ方向の運動をすることができるようにチャック装置に相互に連結された可撓性壁組立体を有する。
この壁素子は可撓的に曲がり得るのが好適である。ここに「可撓的」とは壁素子材料の隣接する部分の間を関節的に接合、即ち螺着したような他の形式の可撓性をも包含する。
【０００６】
【実施例】
図面に示す本発明プローブステーション１０の例示の実施例は導電性の外側包囲体１２を有し、この外側包囲体１２に電気的に接続された導電性の上方に上げることができる蝶着された蓋１２ａをこの外側包囲体は有する。直交座標に配置される横Ｘ軸線位置決め装置と、横Ｙ軸線位置決め装置とを有するチャック位置決め装置により、テスト装置を支持するチャック装置１４を横方向に対し位置決めできるようにする。横Ｘ軸線位置決め装置１６は電動機１８によって駆動される横方向に延在する位置決めねじ（図示せず）を有する。Ｘ軸線位置決め装置１６は導電ハウジング１６ａによって一部包囲されている。場合により、塵埃粒子の侵入、排出を防止しながら、位置決め運動が行えるよう、Ｘ軸線位置決め装置１６を可撓性ひだ付きゴムブーツ１６ｂによって包囲する。
【０００７】
ハウジング１６ａの外側、及び包囲体１２の内側の両方に設けたそれぞれの誘電陽極酸化コーティングによって導電ハウジング１６ａを外側包囲体１２に対し絶縁し、高インピーダンス電気経路２２によって図２に線図的に示した通常のモータケーブル、及び接地モータ電源回路（図示せず）によって交流アース大地に、導電ハウジング１６ａを間接的に電気的に接続する。Ｘ軸線位置決め装置１６はこのＸ軸線位置決め装置１６に対し垂直に指向するＹ軸線位置決め装置２４をＸ軸線に沿って選択的に動かす。
【０００８】
横Ｙ軸線位置決め装置２４はＸ軸線位置決め装置１６と同様に構成されており、外側導電ハウジング２４、及び場合により可撓性ひだ付きゴムブーツ２４ｂを有する。導電ハウジング２４ａをＸ軸線位置決め装置のハウジング１６ａに電気的に接続する。Ｙ軸線位置決め装置２４の電動機２６を包囲体１２の側部の水平スロット２８（図３参照）から突出し、これによりＸ軸線位置決め装置１６によりＹ軸線位置決め装置２４をＸ軸線に沿って自由に動かし得るようにする。代案として、包囲体１２を一層大きくしてスリット２８を無くしてもよい。
【０００９】
ハウジング２４ａに電気的に接続された導電ハウジング３０ａを有する通常のＺ軸線位置決め装置３０をＹ軸線位置決め装置２４によってＹ軸線に沿って移動できるようにする。Ｚ軸線位置決め装置３０はそれぞれの内部電動機（図示せず）を有し、これ等電動機により既知のようにプランジャ組立体３０ｂを選択的に垂直に往復動させ、垂直軸線の周りに限定された範囲でプランジャ３０ｂを選択的に回転させる。
【００１０】
外側導電包囲体１２を低インピーダンス経路３２（図２参照）によって交流大地に直接接続する。外側包囲体１２、蓋１２ａ、及び位置決めハウジング１６ａ、２４ａ、３０ａを集合的に共働させ、導電性の外側シールド包囲体を構成する。環境雑音源が包囲体１２の外側であっても、又は位置決め装置のハウジングの内側で包囲体１２の内側にある場合でも、この包囲体はこのプローブステーションの残部を環境雑音源から分離する。そのような雑音源としては電動機１８、２６、Ｚ軸線位置決め装置３０内の電動機、及びケーブル、加熱用ヒータ、エンコーダ、スイッチ、センサ等のようなその他の電気構成部分である。
【００１１】
誘電スペーサ３４によってプランジャ組立体３０ｂから電気的に絶縁して、方形の導電チャックシールド３６をプランジャ組立体３０ｂの頂部に取り付ける。導電チャックシールド３６は下方に懸垂する導電円筒裾部３６ａを有する。誘電スペーサ３８によってチャックシールド３６から電気的に絶縁して、導電チャックガード素子４０をチャックシールド３６の頂部に取り付ける。このガード素子４０は周縁円筒導電ガード裾部４０ａを有する。ガード裾部４０ａは導電チャック素子４２の周縁を離間した関係に包囲する。チャック素子４２はガード素子４０、及びガード裾部４０ａに対し誘電スペーサ４４によって絶縁されており、プロービング操作中、テスト装置を支持するため、チャック素子４２は支持面４２ａを有する。Ｚ軸線位置決め装置３０が支持面４２ａを上方にプロービング位置に上昇させた時、プローブ（図示せず）がテスト装置に接触するようプローブをプローブリング４６に取り付け、又はプローブを適当な形式のプローブホルダに取り付ける。
【００１２】
図２に線図的に示すように、測定器機に相互に接続された３軸ケーブル３７のシールド導線にチャックシールド３６を電気的に接続する。ガード素子４０をガード裾部４０ａと共に３軸ケーブルのガード導線に接続し、チャック素子４２を３軸ケーブル３７の中心導線、即ち信号導線に接続する。導電板４８の形状の他のガード素子も３軸ケーブルのガード導線に電気的に接続されており、この導電板４８を誘電スペーサ５０によってプローブステーションの残部に対して絶縁する。支持面４２ａに対向する関係に導電板４８を懸垂する。この導電板４８もプローブガード（図示せず）の底部にあるガード素子に接続されている。これ等の電気的な接続、及びチャック素子を相互に絶縁するのに利用される誘電スペーサの詳細はここに援用する米国特許第5457398 号に説明されている。このような米国特許に説明されているように、チャック素子４０、４２への接続によってこのような素子をほぼ等ポテンシャルにし、両者間の漏洩電流を最少にする。
【００１３】
またプローブステーションの環境制御包囲体としても作用するのが好適な導電内側シールド包囲体５２はEMI(電磁妨害) シールドの目的と共に、乾燥環境、及び／又は暗環境維持の目的のためであり、この包囲体５２は、外側包囲体１２とチャック素子４０、４２との間に介挿され、しかも外側包囲体１２とチャック素子４０、４２とに対し絶縁されるよう外側包囲体１２の内側に誘電スペーサ５４を介して取り付けられる。チャックシールド３６と同様に、測定器機に関連する３軸ケーブル３７のシールド導線に包囲体５２を接続する。図２に３路スイッチ５６として線図的に示す選択コネクタ機構は包囲体５２にそれぞれ異なるポテンシャルを選択的に発生させることができる。選択機構５６は平素は「浮動」位置にあり、従って包囲体５２のポテンシャルは測定器機に関連する３軸シールドによって定まる。しかし、代わりに選択コネクタ機構５６によって包囲体５２は電気的にバイアスされるか、又は特別な用途に必要であれば包囲体５２は外側包囲体１２に相互に接続される。内側包囲体５２が外側包囲体１２に電気的に接続されていない平素の状態では、外側シールドの構成部分１２、１２ａ、１６ａ、２４ａ、３０ａは外部雑音源に対し内側シールドを保護し、従って内側シールドはチャック素子４０、及び／又は４２に作用する雑音誘導スプリアス電流を最小にすることができ、これによりテスト測定の正確さを増大することができる。
【００１４】
それぞれＸ軸線位置決め装置１６、及びＹ軸線位置決め装置２４によるチャック装置１４の横方向への運動は、プローブ、又は複数個のプローブに対してテスト装置を位置決めするため後退しているＺ軸線位置決め装置によって達成する。このような運動中、内側包囲体５２の環境保全性は導電可撓性壁組立体５８によって維持される。壁組立体５８は、Ｘ軸線に沿って伸長、収縮できる１対の可撓的伸縮ひだ付き壁素子５８ａと、Ｙ軸線に沿って可撓的に伸長、収縮できる同様の他の１対の壁素子５８ｂとを有する。
【００１５】
壁素子５８ａの最外側端は、ねじ（図示せず）によって内側包囲体５２の内面に電気的に接続される。壁素子５８ａの最内側端は、同様に長方形金属フレーム６０に接続される。この長方形金属フレーム６０はブラケット６２（図３参照）と誘電スペーサ６４とを介してＹ軸線位置決め装置のハウジング２４ａに支持される。この誘電スペーサ６４はフレーム６０をＹ軸線位置決め装置のハウジング２４ａに対し絶縁する。一方、可撓性壁素子５８ｂの最外側端は、ねじ（図示せず）によってフレーム６０の両端の内面に電気的に接続されており、可撓性壁素子５８ｂの最内側端は、Ｚ軸線位置決め装置のハウジング３０ａの頂部に誘電ブラケット６８によって絶縁して支持されるそれぞれの導電バー６６に同様に接続される。導電板７０を導電バー６６に電気的に接続し、この導電板７０によってチャックシールド裾部３６ａを離間した関係に包囲する。
【００１６】
Ｘ軸線位置決め装置１６がＹ軸線位置決め装置２４とチャック装置とをＸ軸線に沿って動かすと、壁素子５８ａが伸長、収縮し、フレーム６０とその収容する壁素子５８ｂとを動かす。この反対に、Ｙ軸線位置決め装置２４がＺ軸線位置決め装置とチャック装置とをＹ軸線に沿って動かすと、壁素子５８ｂはＹ軸線に沿って同様に伸長、収縮する。
【００１７】
図４に、可撓性壁素子５８ａの例示的なひだ７２の横断面を示す。ひだ付き材料から成る導電コア７４は銅、及びニッケルを化学的にコーティングした微細なメッシュのポリエステルである。PCV(ポリ塩化ビニル) 強化材を有するナイロン織物であるそれぞれの層７６の間にサンドイッチ状にコア７４を配置する。ポリウレタンのそれぞれの外層７８によってそれぞれの層７６を覆う。ひだ付き材料は流体不透過性で、不透明であるのが好適であり、従って、内側包囲体５２は乾燥環境制御室、及び／又は暗環境制御室として作用すると共に、EMI(電磁妨害）シールドとしても作用する。しかし、内側包囲体５２を単にシールドとして作用させようとするならば、ひだ付き材料は流体不透過性、又は不透明である必要はない。この反対に、内側包囲体５２がEMI シールド作用を行わず、乾燥環境制御、及び／又は暗環境制御を目的とする環境制御室としてのみ作用するようにしようとするならば、ひだ付き材料の導電コア７４を省略することができる。また、薄い非常に可撓性の不銹鋼、又はその他の全ての金属シート材料のような他の組成から成る代わりのひだ付き材料を使用することができる。
【００１８】
更に代案として、チャック装置１４を包囲するひだ８２の円形の、又は扁円形の湾曲リングを有する一体可撓性壁組立体８０（図５参照）を壁組立体５８の代わりに設け、放射方向のＸ方向、及びＹ方向に可撓的に伸長、収縮し得るようにすることができる。この壁組立体８０の外端を湾曲導電フレーム８４によって内側シールド包囲体５２に電気的に接続する。円形導電リング８６、及びＺ軸線位置決め装置のハウジング３０ａ上にあり、ブラケット６８に匹敵する下にある円形誘電ブラケット（図示せず）によって壁組立体８０の内端を支持する。
【００１９】
更に代案として、可撓性壁組立体の一層望ましい特性が必要でない場合には、可撓性壁組立体５８の代わりに、ここに援用する米国特許第5457398 号に示されるもののように、導電性、又は非導電性の摺動板を内側包囲体５２が利用することができる。更に代案として、壁組立体５８内のひだ付き材料の代わりに、ひだの無い可撓的伸長、収縮材料を使用することができる。
【００２０】
上述の明細書中に採用した語、及び表現は記述のための語として使用しており、本発明の要旨を限定するものでない。また、そのような語や表現の使用は、図示、及び記載の要旨と同等の要旨を除外するものでなく、本発明の範囲は特許請求の範囲に明確である。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部の構造を示すための一部を除去して示す例示の本発明のプローブステーションの平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う線図的部分断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿う線図的部分断面図である。
【図４】図１の実施例の可撓性壁素子の一部の拡大断面図である。
【図５】本発明の代案の実施例の部分平面図である。
【符号の説明】
１０  プローブステーション
１２  外側包囲体
１２ａ  蓋
１４  チャック装置
１６  Ｘ軸線位置決め装置
１８、２６  電動機
２４  Ｙ軸線位置決め装置
３０  Ｚ軸線位置決め装置
３０ｂ  プランジャ組立体
３４、３８、４４、５０、５４、６４  誘電スペーサ
３６  導電チャックシールド
３７  ３軸ケーブル
４０  導電チャックガード素子
４０ａ  導電ガード裾部
４２  チャック素子
４２ａ  支持面
４６  プローブリング
４８  導電板
５２  内側シールド包囲体
５６  ３路スイッチ、選択コネクタ機構、選択機構
５８  導電可撓性壁組立体
５８ａ、５８ｂ  壁素子
６０  長方形金属フレーム
６２  ブラケット
６６  導電バー
６８  誘電ブラケット
７０  導電板
７２  ひだ
７４  導電コア
７６  層
７８  外層
８０  一体可撓性壁組立体
８２  ひだ
８４  湾曲導電フレーム
【図１】
0004024386.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004024386.tif 000005
【図５】
0004024386.tif 000006