特許 6026306 磁気メモリ用プローバチャック及びそれを備えた磁気メモリ用プローバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6026306

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】磁気メモリ用プローバチャック及びそれを備えた磁気メモリ用プローバ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20161107BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20161107BHJP

   H01L 21/8246 20060101ALI20161107BHJP

   H01L 27/105 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 B

   H01L21/68 N

   H01L27/10 447

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-20591(P2013-20591)

(22)【出願日】2013年2月5日

(65)【公開番号】特開2014-154588(P2014-154588A)

(43)【公開日】2014年8月25日

【審査請求日】2015年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】302042379

【氏名又は名称】株式会社東栄科学産業

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山城 智万

(72)【発明者】

【氏名】劔重 博幸

(72)【発明者】

【氏名】内海 良一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 茂行

【審査官】 溝本 安展

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−００４７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０１３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／８２４６

Ｈ０１Ｌ ２７／１０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気メモリが形成されたウエハを保持する磁気メモリ用プローバチャックであって、
導電材料で形成され、前記ウエハが載置されるチャックトップと、
絶縁材料で形成され、前記チャックトップの底面を支持する絶縁層と、
導電材料で形成されると共に前記絶縁層の下方に配置され、前記絶縁層により前記チャックトップと絶縁されているガード層と、を備え、
前記チャックトップ及び前記ガード層を含む前記チャックを構成する全ての部材は、非磁性体で構成されていることを特徴とする磁気メモリ用プローバチャック。

【請求項2】

絶縁材料で形成され、前記ガード層の下方に配置される第２の絶縁層と、
導電材料で形成されると共に前記第２の絶縁層の下方に配置され、前記第２の絶縁層により前記ガード層と絶縁されているグランド層と、を更に備える請求項１に記載の磁気メモリ用プローバチャック。

【請求項3】

前記絶縁層及び前記第２の絶縁層は、前記ガード層よりも寸法が大きく形成され、前記絶縁層及び前記第２の絶縁層の間には、前記ガード層が介在しない領域が形成されており、当該領域には、双方の絶縁層同士を固定する非磁性体の固定部が設けられている請求項２に記載の磁気メモリ用プローバチャック。

【請求項4】

前記固定部は、非磁性体の絶縁接着剤である請求項３に記載の磁気メモリ用プローバチャック。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれかに記載の磁気メモリ用プローバチャックと、
前記チャックをＺ軸回りに回転可能に且つＸ軸Ｙ軸に沿って移動可能に支持するθＸＹステージと、
取付けられたプローブカードの針をＺ軸に沿って移動させることにより、前記チャックに保持されるウエハに対して前記針を接離可能にするＺステージと、
前記チャックの下方に配置され、前記チャックを通過させて前記ウエハに磁場を印加する磁場発生部と、を備え、
前記θＸＹステージは、前記チャックの下方を避けた側方に足場が配置され、前記磁場発生部を配置するための中空空間を前記チャックの下方に有する中空ステージであり、前記チャックのＺ軸の位置が不変となるように動作方向が設定されていることを特徴とする磁気メモリ用プローバ。

【請求項6】

前記Ｚステージには、非磁性体の導電材料で形成され、検査時に前記ウエハの上方に配置される第２のガード層が設けられている請求項５に記載の磁気メモリ用プローバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハ上に形成される磁気メモリの電気的な検査を行うため使用される、ウエハを保持する磁気メモリ用プローバチャック及びそれを備えた磁気メモリ用プローバに関する。

【背景技術】

【0002】

磁気メモリではないが、集積回路などの半導体素子は、一般的に、ウエハ上に形成された後、切り離され、電子部品として組み立てられてパッケージングされて製造される。検査工程として、各素子を切り離す前に、ウエハ上の各々の素子の動作を確認するプローブテストが実施される。

【0003】

プローブテストでは、プローバが用いられる。プローバは、ウエハを保持するプローバチャックと、ウエハと接触するための針に対してチャックを相対移動させるためのステージとを有する。まず、ウエハをチャックに載置して保持し、ステージの動作により半導体素子の電極と針とを接触させ、針を介してテスタから電気信号を素子に供給し、素子から出力される信号をテスタで検出して、素子が正常に動作するかを検査する。

【0004】

低リーク評価を可能にするため、微小電流を高精度で測定可能な低リークチャックとして、例えば特許文献１には、ウエハが載置される導電性チャックトップと、導電性チャックトップの底面を保持する絶縁部材と、絶縁部材の下表面に形成されるニッケルメッキなどの導電材からなるガード層と、を有するプローバ用チャックが開示されている。ここでは、ウエハ背面に接触するシグナル層としての導電性チャックトップとガード層とに同電位を印加することにより、シグナル層から図示されていないグランド層（アース）へ流れるリーク電流を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−４７３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年、磁気メモリが注目されている。磁気メモリは、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）やＳＴＴ−ＲＡＭ（Spin Transfer Torque RAM）と呼ばれ、電子のスピンをメモリ素子として利用するスピンエレクトロニクスを採用したメモリである。磁気メモリは、磁性層に磁化を与える方向の違いを利用してデータを記憶する。具体的には、絶縁層を挟む２つの磁性層を有する磁気トンネル接合（ＭＴＪ；Magnetic Tunnel Junction）素子を記憶素子とし、２つの磁性層のうち片方の磁性層を磁化方向が固定された固定層とし、他方の磁性層を磁化方向が可変な可変層とし、可変層の磁化方向を変化させることで抵抗値を切り替え、各々の状態を０と１に対応させて使用される。

【0007】

このような磁気メモリの動作を検査する際にも、半導体素子と同様に、リーク電流を抑制することが好ましい。リーク電流を抑制するために、上記で述べたシグナル層とガード層とを同電位にしてリーク電流を抑制する構造をプローバチャックに搭載することが考えられる。

【0008】

磁気メモリのプローブテストでは、磁気メモリの可変層の磁化方向をテストに必要な所望の方向に強制的に切り替えるために、磁気メモリ（ウエハ）に対して例えば１Ｔ（テスラ）等の磁場を印加することが考えられる。この場合、従来の半導体素子用のプローバチャックは、シグナル層及びガード層を構成する導電材料、ネジ等の接合部材、その他の金属部材に、低コスト及び強度確保のために、鉄などの磁性材料が使用されるのが一般的である。このようなチャックに、例えば０．１Ｔ（テスラ）以上の磁場を印加した場合、磁性材料を含むチャックが磁力により物理的に引っ張られ、振動してノイズ源となり、低リーク評価が難しくなってしまう。

【0009】

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、磁場が印加される環境下において磁気メモリの低リーク評価を実施可能なプローバチャック及びそれを備えた磁気メモリ用プローバを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

【0011】

すなわち、本発明の磁気メモリ用プローバチャックは、磁気メモリが形成されたウエハを保持する磁気メモリ用プローバチャックであって、導電材料で形成され、前記ウエハが載置されるチャックトップと、絶縁材料で形成され、前記チャックトップの底面を支持する絶縁層と、導電材料で形成されると共に前記絶縁層の下方に配置され、前記絶縁層により前記チャックトップと絶縁されているガード層と、を備え、前記チャックトップ及び前記ガード層を含む前記チャックを構成する全ての部材は、非磁性体で構成されていることを特徴とする。

【0012】

非磁性体は、例えば１Ｔ（テスラ）などの所定強さの磁場において引力及び斥力を発現しない部材を意味する。非磁性体の導電材料は、例えば、金、アルミ、銅、チタン、白金が挙げられる。絶縁材料では、各種セラミック材、各種樹脂材などが挙げられる。

【0013】

このように、チャックトップ及びガード層を含むチャックを構成する全ての部材は非磁性部材で構成されているので、ウエハに対して磁場を印加しても、チャックを構成する部材が磁場において引力及び斥力を発現しないので、磁場を印加することに起因する振動を防止し、低リーク評価が可能となる。それでいて、ウエハが載置されるチャックトップが導電材料であり、その下方に絶縁層を介して導電材料のガード層が配置されているので、双方に同電位を印加すれば、リーク電流が発現したとしてもその影響を低減又は無くすことができ、低リーク評価が可能となる。

【0014】

より一層低リーク評価に適したチャックを提供するためには、絶縁材料で形成され、前記ガード層の下方に配置される第２の絶縁層と、導電材料で形成されると共に前記第２の絶縁層の下方に配置され、前記第２の絶縁層により前記ガード層と絶縁されているグランド層と、を更に備えることが好ましい。

【0015】

上記各層を、磁場の影響を受けず且つ強度を確保して固定するためには、前記絶縁層及び前記第２の絶縁層は、前記ガード層よりも寸法が大きく形成され、前記絶縁層及び前記第２の絶縁層の間には、前記ガード層が介在しない領域が形成されており、当該領域には、双方の絶縁層同士を固定する非磁性体の固定部が設けられていることが好ましい。
固定部には、ネジ、ボルトやナットなどの締着具、接着剤などが挙げられる。

【0016】

電気的な影響を回避しつつ、チャックの薄型化を追求するためには、前記固定部は、非磁性体の絶縁接着剤であることが好ましい。

【0017】

上記チャックは、下記プローバに好適である。
すなわち、本発明の磁気メモリ用プローバは、上記磁気メモリ用プローバチャックと、前記チャックをＺ軸回りに回転可能に且つＸ軸Ｙ軸に沿って移動可能に支持するθＸＹステージと、取付けられたプローブカードの針をＺ軸に沿って移動させることにより、前記チャックに保持されるウエハに対して前記針を接離可能にするＺステージと、前記チャックの下方に配置され、前記チャックを通過させて前記ウエハに磁場を印加する磁場発生部と、を備え、前記θＸＹステージは、前記チャックの下方を避けた側方に足場が配置され、前記磁場発生部を配置するための中空空間を前記チャックの下方に有する中空ステージであり、前記チャックのＺ軸の位置が不変となるように動作方向が設定されていることを特徴とする。

【0018】

鉛直方向をＺ軸、水平方向のうち或る方向をＸ軸、水平方向のうちＸ軸に直交する方向をＹ軸としている。
この構成によれば、中空空間に配置した磁場発生部とチャックで保持するウエハの距離が常に一定となるので、磁場発生装置がウエハに印加する磁場の強さを一定にでき、計測に適したプローバを提供することが可能となる。

【0019】

より一層低リーク評価に適したチャックを提供するためには、前記Ｚステージには、非磁性体の導電材料で形成され、検査時に前記ウエハの上方に配置される第２のガード層が設けられていることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係る磁気メモリ用プローバチャックを模式的に示す断面図。

【図2A】チャックを構成する各部材の径を示す模式平面図。

【図2B】第２のガード層を模式的に示す平面図。

【図3】本実施形態に係る磁気メモリ用プローバを模式的に示す正面図。

【図4】本発明の上記以外の実施形態に係るチャック及びチャックを備えたプローバを模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態の磁気メモリ用のプローバチャック１及びそれを備えたプローバ３について、図面を参照して説明する。

【0022】

図１に示すように、プローバチャック１は、ウエハＷ上に形成された磁気メモリの電気的な検査を行うために用いられ、磁気メモリが形成されたウエハＷを保持する。プローバチャック１は、シグナル層としてのチャックトップ１０と、絶縁層１１と、ガード層１２と、第２の絶縁層１３と、グランド層１４とを有し、各々の部材１０〜１４が円盤状で、積層構造をなしている。

【0023】

チャックトップ１０は、非磁性体の導電材料で形成され、ウエハＷが載置される。非磁性体は、例えば１Ｔ（テスラ）などの所定強さの磁場において引力及び斥力を発現しない部材を意味する。また、外部磁場（環境磁場）に影響を与えない部材ともいえる。本実施形態では、材料として金が用いられているが、非磁性体の導電材料であれば、これ以外も利用可能である。例えば、アルミ、銅、チタン、白金などが挙げられる。ウエハＷとの接触抵抗を低減するためには、金を用いることが好ましい。

【0024】

絶縁層１１は、非磁性体の絶縁材料で形成され、チャックトップ１０の底面を支持する。本実施形態では、アルミナや窒化珪素等のセラミックが用いられているが、非磁性体の絶縁材料であれば、これ以外も利用可能である。例えば、各種セラミック材、各種樹脂材、Ｐｅｅｋ（高絶縁抵抗体）などが挙げられる。検査の際には、ウエハを介してかなりの荷重がかけられるため、薄くても強度のあるセラミックを用いることが好ましい。なお、「Ｐｅｅｋ」は、英国のビクトレックス社の登録商標で、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とも呼ばれる。

【0025】

ガード層１２は、非磁性体の導電材料で形成されると共に絶縁層１１の下方に配置され、絶縁層１１によりチャックトップ１０と絶縁されている。本実施形態では、金が用いられているが、ガード層１２もチャックトップ１０と同様に、非磁性体の導電材料であれば、これ以外も利用可能である。

【0026】

第２の絶縁層１３は、非磁性体の絶縁材料で形成され、ガード層１２の下方に配置される。本実施形態では、絶縁層１１と同じ材料が用いられる。

【0027】

グランド層１４は、非磁性体の導電材料で形成されると共に第２の絶縁層１３の下方に配置され、第２の絶縁層１３によりガード層１２と絶縁されている。本実施形態では、金が用いられているが、ガード層１２もチャックトップ１０と同様に、非磁性体の導電材料であれば、これ以外も利用可能である。

【0028】

図２Ａに示すように、チャックトップ１０の径Ｒ１は、ガード層１２の径Ｒ２よりも小さい。これにより、シグナル層としてのチャックトップ１０をガード層１２で電気的に保護でき、より一層低リーク評価に好ましくなる。グランド層１４の径Ｒ３はガード層１２の径Ｒ２以上あればよい。本実施形態では、グランド層１４の径Ｒ３はガード層１２の径Ｒ２よりも大きくしてある。すなわち、チャックトップ１０の径Ｒ１＜ガード層１２の径Ｒ２＜グランド層１４の径Ｒ３、となる。このように導電層（チャックトップ１０、ガード層１２、グランド層１４）の全ての径が異なるので、配線の引き出しを容易にしてある。勿論、チャックトップ１０の径Ｒ１＜ガード層１２の径Ｒ２≦グランド層１４の径Ｒ３でもよい。

【0029】

なお、図示しないが、チャック１は、ガード層１２及びグランド層１４と電気的に接続される接続端子を有する。また、チャック１の種類によっては、チャック１に、ウエハＷを吸引するためのエアー穴、溝が形成されている場合がある。

【0030】

図３は、上記プローバチャック１を備えるプローバ３を模式的に示す正面図である。プローブテストの際には、上記チャック１の上方のスペースには、ウエハＷ上の磁気メモリに針４ａを接触させて電気的な検査を行うためのプローブカード４が配置されるため、電磁石などの磁場発生部３０は、チャック１の下方に配置されている。図１に示すように、磁場発生部３０からチャック１を通過させて磁場ＨをウエハＷに印加するためには、チャック１の厚みが薄いほど磁場Ｈの強さの減衰が小さくなるので、チャック１は可能な限り薄いことが好ましい。チャック１の厚みが厚ければ、強力な電磁石３０が必要となり、電磁石が大型化してしまうからである。また、上記のように複数層構造のチャック１を製造するには、チャック１を構成する部材を固定する手段が必要となる。

【0031】

そこで、本実施形態では、チャック１を薄く形成するために、チャックトップ１０、ガード層１２及びグランド層１４を金メッキで絶縁材料に形成している。一般的に、金メッキを絶縁材料に施すためには、ニッケルなどの磁性体の導電材料を下地として用いるが、磁性体を使用できないため、例えば非磁性体である銅を下地として用いる。勿論、下地を用いずに、メッキすることも有効である。例えば、絶縁材料の表面を粗くすることでメッキを可能にすることも可能である。その他、導電材料を絶縁材料に薄く形成する手段には、スパッタリングや真空蒸着といったドライプロセスが挙げられる。ドライプロセスでは、下地としてアルミ、チタン、白金などを用いることが可能である。

【0032】

本実施形態では、下地無しの金メッキ処理により、絶縁層１１の上面にチャックトップ１０を形成し、絶縁層１１の下面にガード層１２を形成している。また、第２の絶縁層１３の下面にグランド層１４を形成している。勿論、ガード層１２を第２の絶縁層１３の上面に形成してもよい。

【0033】

図２Ａに示すように、絶縁層１１と第２の絶縁層１３の径Ｒ４は、ガード層１２の径Ｒ２よりも大きい寸法に設定されている。これにより、図１に示すように、絶縁層１１及び第２の絶縁層１３の間には、ガード層１２が介在しない領域Ａｒ１が形成されている。絶縁層１１と第２の絶縁層１３とを固定するために、この領域Ａｒ１には、双方の絶縁層同士１１、１２を固定する非磁性体の固定部１５が設けられている。具体的に、固定部１５は、非磁性体の絶縁接着剤である。本実施形態では、固定部１５は、エポキシ系接着剤を用いているが、これに限定されない。ここで、接着剤に絶縁材料を用いているのは、接着剤は絶縁層１１と第２の絶縁層１３に或る程度浸透するため、導電材料を使用すれば、これら絶縁層の絶縁機能が低下してしまうからである。なお、本実施形態の固定部１５は接着剤であるが、ネジ、ボルト、ナット、クランプ機構などの非磁性体の締着具を用いてもよい。

【0034】

本実施形態では、図１に示すように、チャックトップ１０、絶縁層１１、ガード層１２、第２の絶縁層１３及びグランド層１４を含むチャック１の厚みＤ１は、約４ｍｍに設定されている。磁場発生部３０の大型化を避けてウエハＷに十分な強さの磁場を印加するためには、約５ｍｍ以下であることが好ましい。約５ｍｍよりも厚くなると、電磁石（磁場発生部３０）が大型化してしまうからである。内訳として、絶縁層１１及び第２の絶縁層の各層はそれぞれ約２ｍｍ以下であり、チャックトップ１０、ガード層１２及びグランド層１４の各層は２０μｍ以下である。なお、絶縁材料は一般的に厚みがあるほど、絶縁効果が高くなるので、集積回路などの一般的な半導体素子を検査するために用いるチャックでは、絶縁効果を高くするために絶縁層が厚く形成されており、チャックは少なくとも１０ｍｍ以上の厚みに設定されているのが通例である。

【0035】

次に、上記プローバチャック１を備えるプローバ３について図３を用いて説明する。なお、この明細書において、鉛直方向をＺ軸、水平方向のうち或る方向をＸ軸、水平方向のうちＸ軸に直交する方向をＹ軸として説明する。

【0036】

磁気メモリ用プローバ３は、上記プローバチャック１と、θＸＹステージ３１と、Ｚステージ３２と、磁場発生部３０と、を有する。

【0037】

θＸＹステージ３１は、チャック１をＺ軸回りに回転可能に且つＸ軸Ｙ軸に沿って移動可能に支持する。θＸＹステージ３１は、チャック１の下方を避けた側方に足場が配置され、これにより、磁場発生部３０を配置するための中空空間ＳＰがチャック１の下方に形成された中空ステージである。θＸＹステージ３１の動作方向は、チャック１のＺ軸の位置が不変となるように設定されている。θＸＹステージ３１は、Ｙステージ３３と、Ｘステージ３４と、θステージ３５とを有する。

【0038】

具体的には、図３に示すように、図示しない筐体に対してＹステージ３３が設けられている。Ｙステージ３３は、足場として配置される対をなすＹレール部３３ａと、両Ｙレール部３３ａにＹ軸に沿って移動可能に支持されるＹステージ本体３３ｂとを有する。Ｙステージ本体３３ｂは、板状をなし端部がＹレール部３３ａに支持される。Ｙステージ本体３３ｂの中央部には、磁場発生部３０を配置するための孔が形成されている。

【0039】

Ｘステージ３４は、Ｙステージ本体３３ｂ上に設けられている。Ｘステージ３４は、足場として配置される対をなすＸレール部３４ａと、両Ｘレール部３４ａにＸ軸に沿って移動可能に支持されるＸステージ本体３４ｂとを有する。Ｘステージ本体３４ｂは、板状をなし端部がＸレール部３４ａに支持される。Ｘステージ本体３４ｂの中央部には、磁場発生部３０を配置するための孔が形成されている。

【0040】

θステージ３５は、Ｘステージ本体３４ｂ上に設けられている。θステージ３５は、足場として配置される環状のθレール部３５ａと、Ｚ軸回りに回転可能にθレール部３５ａに支持されるθステージ本体３５ｂとを有する。θステージ本体３５ｂは、板状をなし端部がθレール部３５ａに支持される。θステージ本体３５ｂの中央部には孔が形成されている。その孔の周縁には、プローバチャック１を保持するチャック保持部（図示せず）が設けられている。

【0041】

このように、チャック１の下方を避けた側方に各々の足場（３３ａ、３４ａ、３５ａ）が配置され、各々の足場に板状のステージ本体（３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ）が掛け渡された形状であるので、θＸＹステージ３１は、磁場発生部３０を配置するための中空空間ＳＰをチャック１の下方に有する中空ステージを構成している。また、各ステージ３３，３４，３５の動作方向は、Ｘ軸に沿った直線動作、Ｙ軸に沿った直線動作、Ｚ軸回りの回転動作のみであるので、チャック１のＺ軸の位置が不変となる。

【0042】

Ｚステージ３２は、プローブカード４が取付け可能であり、取付けられたプローブカード４の針４ａをＺ軸に沿って移動させることにより、チャック１に保持されるウエハＷに対して針４ａを接離させる。具体的には、Ｚステージ３２は、プローブカード４が取付けられる板状のＺステージ本体３２ｂと、図示しない筐体を足場としてＺステージ本体３２ｂをＺ軸に沿って移動可能に支持するＺ支持部３２ａとを有する。Ｚステージ３２には、非磁性体の導電材料で形成され、検査時にウエハＷの上方に配置される第２のガード層２が設けられている。図２Ｂに示すように、第２のガード層２の中央部には、プローブカード４の針４ａを通すための孔２ｈが形成されている。

【0043】

図３に示すように、磁場発生部３０は、チャック１の下方に配置され、チャック１を通過させてウエハＷに磁場Ｈを印加する（図１参照）。本実施形態では、垂直磁化膜の磁気デバイスを検査対象としているので、垂直磁場を印加する電磁石を磁場発生部３０として設けているが、磁気メモリに応じて面内磁場を印加する電磁石を用いてもよい。磁場発生部３０は、チャック１の底面に近接し、例えば約１ｍｍ離間した状態で配置される。なお、磁場発生部３０は、電磁石が好ましいが、場合によっては永久磁石を用いることも可能である。

【0044】

図１に示すように、プローブテストの際には、テスタ５とプローブカード４とが接続され、シグナル層（チャックトップ１０）、ガード層１２及び第２のガード層２が同電位に印加され、グランド層１４が接地される。磁場発生部３０は、ウエハＷに対して約１Ｔ（テスラ）の磁場を印加する。プローバ３は、テスト対象となる磁気メモリに対して針４ａが接触するように、ステージ３２〜３５の駆動を制御する。ウエハＷには所定強さの磁場が印加された状態で検査が実施される。

【0045】

以上のように、本実施形態の磁気メモリ用プローバチャック１は、磁気メモリが形成されたウエハＷを保持するチャックであって、導電材料で形成され、ウエハＷが載置されるチャックトップ１０と、絶縁材料で形成され、チャックトップ１０の底面を支持する絶縁層１１と、導電材料で形成されると共に絶縁層１１の下方に配置され、絶縁層１１によりチャックトップ１０と絶縁されているガード層１２と、を備え、チャックトップ１０及びガード層１２を含むチャック１を構成する全ての部材は、非磁性体で構成されている。

【0046】

このように、チャックトップ１０及びガード層１２を含むチャック１を構成する全ての部材は非磁性部材で構成されているので、ウエハＷに対して磁場を印加しても、チャック１を構成する部材が磁場において引力及び斥力を発現しないので、磁場を印加することに起因する振動を防止し、低リーク評価が可能となる。それでいて、ウエハＷが載置されるチャックトップ１０が導電材料であり、その下方に絶縁層１１を介して導電材料のガード層１２が配置されているので、双方に同電位を印加すれば、リーク電流が発現したとしてもその影響を低減又は無くすことができ、低リーク評価が可能となる。

【0047】

特に、本実施形態のチャック１は、絶縁材料で形成され、ガード層１２の下方に配置される第２の絶縁層１３と、導電材料で形成されると共に第２の絶縁層１３の下方に配置され、第２の絶縁層１３によりガード層１２と絶縁されているグランド層１４と、を更に備える。
この構成によれば、チャック１にグランド層１４が設けられるので、グランド層１４を接地すれば、外乱ノイズをチャック１にて防ぐことができ、より一層低リーク評価に適したチャックを提供することが可能となる。

【0048】

上記構成のチャックを製造するにあたり、磁場の減衰を抑えるために、チャックは可能な限り薄いことが好ましく、複数層構造のチャックを製造するためには、各層を固定する手段が必要となる。そこで、本実施形態では、前記絶縁層及び前記第２の絶縁層は、前記ガード層よりも寸法が大きく形成され、前記絶縁層及び前記第２の絶縁層の間には、前記ガード層が介在しない領域が形成されており、当該領域には、双方の絶縁層同士を固定する非磁性体の固定部が設けられている。
この構成によれば、非磁性体の固定部１５を用いて絶縁層１１及び第２の絶縁層１３を固定しているので、磁場において固定部１５が引力及び斥力を発現しせず、低リーク評価を実現することが可能となる。それでいて、ガード層１２が介在しない領域Ａｒ１において固定部１５が絶縁層と第２の絶縁層に接触して固定しているので、強度を確保することも可能となる。

【0049】

上記固定部１５に、ネジ、ボルトやナット、クランプ機構などの締着具を用いて双方の絶縁層１１，１３を固定することも不可能ではないが、絶縁層１１，１３に或る程度の厚みが必要となる。そこで、本実施形態では、前記固定部は、非磁性体の絶縁接着剤にしている。この構成によれば、チャック１の厚みを薄くしても、双方の絶縁層１１，１３を的確に固定することが可能となる。さらに、接着剤に絶縁材料を用いているので、接着剤が電気的な影響を与えることもない。したがって、上記構成のチャックの薄型化を追求することが可能となる。

【0050】

本実施形態のチャック１は、下記プローバ３に適用するのが好ましい。すなわち、本実施形態の磁気メモリ用プローバ３は、磁気メモリ用プローバチャック１と、チャック１をＺ軸回りに回転可能に且つＸ軸Ｙ軸に沿って移動可能に支持するθＸＹステージ３１と、取付けられたプローブカード４の針４ａをＺ軸に沿って移動させることにより、チャック１に保持されるウエハＷに対して針４ａを接離可能にするＺステージ３２と、チャック１の下方に配置され、チャック１を通過させてウエハＷに磁場を印加する磁場発生部３０と、を備え、θＸＹステージ３１は、チャック１の下方を避けた側方に足場（３３ａ，３４ａ，３５ａ）が配置され、磁場発生部３０を配置するための中空空間ＳＰをチャック１の下方に有する中空ステージであり、チャック１のＺ軸の位置が不変となるように動作方向が設定されている。

【0051】

この構成によれば、中空空間ＳＰに配置した磁場発生部３０と、チャック１で保持するウエハＷの距離が常に一定となるので、磁場発生部３０がウエハＷに印加する磁場の強さを一定にでき、計測に適したプローバ３を提供することが可能となる。

【0052】

さらに、本実施形態では、Ｚステージ３２には、非磁性体の導電材料で形成され、検査時にウエハＷの上方に配置される第２のガード層２が設けられている。この構成によれば、ガード層１２と第２のガード層２とがウエハＷを挟む位置関係となるので、双方のガード層１２，２を同電位にすれば、空気層からのリーク電流及びノイズを低減することが可能となり、より一層低リーク評価に適したチャックを提供することが可能となる。

【0053】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0054】

［他の実施形態］
例えば、本実施形態では、図３に示すように、プローバ３のＺステージに第２のガード層２を設けているが、これを省略することも可能である。

【0055】

また、本実施形態では、図１に示すように、グランド層１４がチャック１に一体に組み込まれているが、図４に示すように、グランド層をチャック１０１に組み込まず、プローバ１０３にグランド層１１４を設けてもよい。

【0056】

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0057】

Ｗ…ウエハ
１…プローバチャック
１０…チャックトップ
１１…絶縁層
１２…ガード層
１３…第２の絶縁層
１４…グランド層
１５…固定部（接着剤）
３…プローバ
３１…θＸＹステージ
３２…Ｚステージ
３０…磁場発生部（電磁石）

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】