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特表2024-537112チャック用シールド装置、チャック及びウエハプローバ設備
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-10
(54)【発明の名称】チャック用シールド装置、チャック及びウエハプローバ設備
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20241003BHJP
G01R 31/26 20200101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 B
G01R31/26 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024520563
(86)(22)【出願日】2022-09-05
(85)【翻訳文提出日】2024-04-03
(86)【国際出願番号】 EP2022074556
(87)【国際公開番号】W WO2023057143
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】102021211263.3
(32)【優先日】2021-10-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】504385432
【氏名又は名称】イーアールエス エレクトロニック ゲーエムベーハー
【氏名又は名称原語表記】ＥＲＳ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｅｔｔｉｎｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ３＋５ Ｄ－８２１１０ Ｇｅｒｍｅｒｉｎｇ Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110001597
【氏名又は名称】弁理士法人アローレインターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】ライティンガー，クレメンス
【テーマコード（参考）】
2G003
4M106
【Ｆターム（参考）】
2G003AA10
2G003AG04
2G003AG20
2G003AH01
4M106AA01
4M106BA01
4M106DD03
4M106DD10
4M106DD22
4M106DD30
4M106DH46
4M106DJ02
4M106DJ03
(57)【要約】
本発明は、チャック用シールド装置、チャック及びウエハプローバ設備を提供する。シールド装置には、チャック(CH)の外周に装着される第１リング(30a)及びチャック(CH)の垂直軸(HA)に沿って位置変更可能に第１リング(30a)に装着される第２リング(30b)を有するリング機構(30)と、チャック(CH)の上側(OS)を越えるように第２リング(30b)に対して垂直軸(HA)に沿った弾性予張力を付与する予張力装置(FE)とが装備される。第２リング(30b)は、ガス供給装置(LV)の接続部(A)付き空洞(H)及びこれに連通された複数の孔(B)を有し、ガス供給装置(LV)は第２リングの上の平板状カウンターベアリング(20;11b)と対向する孔(B)を介して空気ベアリング(LL)を形成し、プレテンション装置(FE)は第２リング(30b)及びカウンターベアリング(20;11b)が接触しないように空気ベアリング(LL)によって圧縮される。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャック(CH)用のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')であって、第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')及び第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')を有するリング機構(30;30';30'';30''';30'''')と、
プレテンション装置(FE;PH)とを備え、
前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')は前記チャック(CH)の外周に取り付け可能とされ、且つ、前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')は前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')に対して前記チャック(CH)の垂直軸(HA)に沿って位置変更可能に前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')に装着されており、
前記プレテンション装置(FE;PH)は、前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')を基準にして前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')に前記チャック(CH)の垂直軸(HA)に沿った弾性的なプレテンションを付加するように構成され、
前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')は、空洞(H)及び当該空洞(H)に連通された複数の孔(B)を有し、
前記空洞(H)は、ガス供給装置(LV)を接続する為の接続部(A;A';A'';A''';A'''')を有し、
前記ガス供給装置(LV)から供給されるガスが、前記チャック(CH)の垂直軸(HA)に関し前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')の上方に配置された平板状カウンターベアリング(20;11b)と対向する前記孔(B)を介して空気ベアリング(LL)を形成し、
前記プレテンション装置(FE;PH)は、前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')及び前記平板状カウンターベアリング(20;11b)が接触しないように、前記空気ベアリング(LL)によって圧縮可能とされていることを特徴とするシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項2】
前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''')は、前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''')のうち、横方向に関し前記チャック(CH)とは反対側又は前記チャックと対向する側において、側面が前記チャックの外周(PP)と略平行に延びた状態で位置変更可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載のシールド装置(200;200';200'';200''')。
【請求項3】
前記第２リング(30b'''')は、前記第１リング(30a'''')のリセス(AS)内に位置変更可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載のシールド装置(200'''')。
【請求項4】
流体密封型滑り軸受機構が前記第２リング(30b;30b';30b'')及び前記第１リング(30a;30a';30a'')の間に配設されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項5】
前記プレテンション装置(FE;PH)は、前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')及び前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')に配置されたスプリング機構(FE)を有していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項6】
前記プレテンション装置(FE;PH)は、前記第２リング(30b'')を前記第１リング(30a'')に対して昇降させ得る空力リフト装置(PH)を有していることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項7】
前記空力リフト装置(PH)は前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')に取り付けられており、リフトロッド(HS)を介して前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')に連結されていることを特徴とする請求項６に記載のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項8】
前記第１リング(30a;30a';30a'';30a''';30a'''')に対する前記第２リング(30b;30b';30b'';30b''';30b'''')の前記チャック(CH)の垂直軸(HA)に沿った変位を制限する停止機構(BL;MO)が設けられていることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項9】
前記停止機構(MO)は停止位置調整可能とされていることを特徴とする請求項８に記載のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項10】
前記リング機構(30;30';30'';30''';30'''')は、電気シールド材料又は磁気シールド材料で形成されていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載のシールド装置(200;200';200'';200''';200'''')。
【請求項11】
請求項１から１０の何れかに記載の前記シールド装置(200;200';200'';200''';200'''')を備えた、又は、請求項１から１０の何れかに記載の前記シールド装置(200;200';200'';200''';200'''')に一体化されたチャック(CH)。
【請求項12】
上方部分(1a)及び下方部分(1b)と、前記下方部分(1b)の上方領域に載置又は浮遊支持されたプローブカード(5)とを備え、
前記下方部分(1b)は、請求項１から１０の何れかに記載の前記シールド装置(200;200';200'';200''';200'''')を有するチャック(CH)が配設される内部(I)を有し、
前記プローブカード(5)における前記内部(I)を向く側には、テストウエハ(W)上の電気回路との接触を行うニードル装置(10A)が取り付けられたニードルヘッド(10)が設けられており、前記ニードルヘッド(10)は、前記プローブカード(5)から前記内部(I)の中へ下方に突出し、
前記チャック(CH)は、横方向(x,y)、及び、前記テストウエハ(W)の複数のテスト位置に対応した垂直方向(z)に移動可能とされており、
前記シールド装置(200;200';200'';200''';200'''')は、前記テストウエハ(W)の前記複数のテスト位置をシールドするように構成されていることを特徴とするウエハプローバ設備。
【請求項13】
前記下方部分(1b)の上方領域の内面(11b)が、前記シールド装置(200;200';200'';200''';200'''')用の平板状カウンターベアリング(20;11b)を形成していることを特徴とする請求項１２に記載のウエハプローバ設備。
【請求項14】
前記下方部分(1b)の上方領域の内面(11b)には、前記ニードル装置(10A)用の貫通開口(20a)を有するシールドプレート(20)がシール締結装置(25)によって連結されており、前記シールドプレート(20)は、前記シールド装置(200;200';200'';200''';200'''')用の平板状カウンターベアリング(20;11b)を形成していることを特徴とする請求項１２に記載のウエハプローバ設備。
【請求項15】
前記テストウエハ(W)の前記複数のテスト位置は、前記チャック(CH)によって自動的に移動されることを特徴とする請求項１１から１４の何れかに記載のウエハプローバ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チャック用シールド装置、チャック及びウエハプローバ設備に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路を製造する際の製造工程において、不良の集積回路が特定されて適切なタイミングで選び出されるように、切断前のウエハに対して機能テスト（ウエハテスト）が行われる。この目的の為に、テストされるべきウエハがウエハプローバに挿入され、その中に配置された温度調節可能なチャックによって所望テスト温度まで移行される。ウエハが所望テスト温度とされると、ニードルヘッドに配置された接触ニードル配列体によって、テストされるべき集積回路の接触表面に対する電気接続が行われる。接触ニードル付きのニードルヘッドは、当該ニードルヘッドの接触ニードルによってテスト設備とウエハとの間の接触を現出するプローブカードに装着される。一般的に、ウエハプローバのプローブカードは、ウエハプローバ内に固定され、且つ、ケーブルハーネスによってテストユニットに接続される。ウエハプローバのプローブカードは、一般的に、接触ニードル付きニードルヘッドが突出状態で取り付けられるプリント回路基板（ＰＣＢ）によって形成される。
【0003】
テストに際し、ウエハを支持するチャックはウエハプローバ内において横方向及びニードルヘッドの下において垂直方向へ移動可能とされ、テストされるべきウエハに配置された全ての集積回路がテスト位置に到達可能となっている。
【0004】
この種のウエハテストは、通常、－６０℃及び＋３００℃の間の温度範囲で実行され、例外的な場合には、温度がさらに上昇又は下降される。
【0005】
外部の環境影響（電気的インターフェース、明るさ、湿度等）又はウエハ環境の意図的な調節に対して、テストされるべきウエハをシールドするという主題は、基本的には公知である。
【0006】
ＤＥ１０２０１３２１５７８１Ａ１は、第１及び第２熱伝導プレートと、前記第１及び第２熱伝導プレートの間に配置された構造化された断熱中間層であって、前記第１プレートによって画される第１サイド及び前記第２プレートによって画される第２サイドで範囲を区切られた温度調節用流体のダクトシステムを形成する断熱中間層と、温度調節用流体を前記ダクトシステム内に導入する為の第１入口及び温度調節用流体を前記ダクトシステムから排出する為の第１出口と、ウエハプローバのプローブカードに取り付けられたニードルヘッドを介して給電する為の貫通接続開口とを含むウエハプローバ用熱シールド装置を開示している。
【0007】
ＤＥ４１０９９０８Ａ１は、テストされるべき半導体ウエハを受け止める為のプローバテーブルであって、プローブホルダーを受け止めるマウントを有するプローバテーブルを用いて半導体ウエハをテストする設備を開示しており、前記設備において、前記プローバテーブルは、上方が開口するように構成されたコンテナ内に配置され、上方が開口された前記コンテナはプローブを介して給電する為の開口が形成されたプレートによって覆われており、前記コンテナ内には、接続手段によって空気又はガス等の供給源に接続された流出部材が設けられている。
【0008】
ＤＥ６９３２２２０６Ｔ２は、テスト装置を保持する為のクランプ装置と、前記テスト装置に対する接触を行う為の電気センサ用ホルダと、少なくとも一のクランプ装置及び一のホルダの、誘導軸（leading axis）に沿った、互いに対して近接又は離間する選択動作を行う為の位置調整機構とを備えた、接地、ケルビン接続及びシールドの為の一体設備を有するウエハテストステーションを開示している。
【0009】
前記クランプ装置は、互いに対して絶縁され且つ誘導軸（leading axis）に沿って前記ホルダから徐々に離間するように配置された、少なくとも第１、第２及び第３の導電性クランプ装置部材を有している。前記クランプ装置は、さらに、テストユニットからのケーブルを取り外し可能に受け入れる為の、少なくとも一つの取り外し可能な電気コネクタを有している。前記コネクタ機構は、互いに対して電気的に接続された少なくとも二つの電気コネクタ部材を有しており、前記コネクタ部材の各々は、前記第１及び第２クランプ装置部材の他方に連動状態で電気的に接続される一方で、前記第３クランプ装置部材には電気的に接続されていない。さらに、前記クランプ装置部材の各々は、さらに、他のクランプ装置部材の表面に向けられた、少なくとも一つの表面を有している。
【0010】
前記クランプ装置は、さらに、それぞれのクランプ装置部材の表面の間に配置された誘電スペーサを有しており、前記スペーサは表面の小さい部分にのみ配置されており、従って、対向表面の間には、それぞれの表面の比較的大きな部分に亘ってエアギャップが存在している。
【0011】
ＥＰ２６５９２７９Ｂ１は、圧縮ガスラインを介して内部が過剰圧力とされ得る圧力チャンバーを備えた半導体ウエハの高電圧テスト装置であって、前記圧力チャンバーは、テストニードルを有するニードルカードに配置され、前記圧力チャンバーは、少なくとも一部が前記ニードルカードに対して相対移動可能な可動部とされており、前記半導体ウエハに対向する前記圧力チャンバーの可動部の前端部と前記半導体ウエハとの間にはエアベアリングが形成されるギャップが設けられている半導体ウエハの高電圧テスト装置を開示している。
【0012】
ウエハプロービングは、二つ、即ち、分析ウエハプロービングと称されるもの及び製造又は全自動ウエハプロービングと称されるものに分類される。分析ウエハプロービングにおいては、生産率よりも情報を多く得るという目的の為に、手動又は半自動の装置が用いられる。一方、全自動ウエハプロービングは、合否判定、生産率及び自動化に焦点が当てられている。当業界において、現状、おおよそ２０％が分析用及び８０％が自動化用と概算される。
【0013】
全自動プロービングの市場規模がかなり増大してきている。しかしながら、全自動ウエハプロービングの製品レベルにおいては、シールドに関する解決策は知られていない。
【0014】
製品レベルでの同等のシールドに関する解決手段が望まれている。
【0015】
ＤＥ６９３２２２０６Ｔ２の解決手段は、複雑過ぎである為に費用が掛かり過ぎ、全自動ウエハプローバにおいては使用すべきではないシールド部材（例えば、製品における連続作業には耐えられない金属シールドスクリーン等）で形成されているから、全自動ウエハプロービングには適用できない。
【0016】
ＤＥ４１０９９０８Ａ１の解決手段は、上方開口カバーがプロービング中において必然的にテストされるべきウエハの真下に配置されるという問題に対処している。その一方で、非常に高価なテストカードがダメージを受けるというリスクが存在する。これは、テスト中のウエハは、テストが実行されているその瞬間において保護されていないことを意味する。従って、当業界において公知の第２解決手段は、ウエハの完全なシールド又はウエハ周りの環境の意図的な調整を行う場合の使用には適さない。
【0017】
ＥＰ２６５９２７９Ｂ１の解決手段は、ウエハ表面に空気流を生成するものであり、温度の不均一性や不要な粒子搬送を招く。さらに、この解決手段は、互いに対して空間的に近接配置された一又は複数のマイクロチップに限定されるものであり、空気の電気伝導性を低減する為に環境圧力の増加を必要とする。この解決手段は、シールドの他の用途やウエハ全体のシールドには不向きである。
【0018】
前述した種々の理由により、完全自動ウエハプロービングにおいて確立された概念は当業界には存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0019】
【特許文献1】ＤＥ１０２０１３２１５７８１Ａ１
【特許文献2】ＤＥ４１０９９０８Ａ１
【特許文献3】ＤＥ６９３２２２０６Ｔ２
【特許文献4】ＥＰ２６５９２７９Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
本発明が解決しようとする課題は、製造に適しており、信頼性があり且つ経済的なチャック用シールド装置、対応するチャック及び対応するウエハプローバ設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0021】
前記課題を解決する為に、本発明は、独立請求項１に係るチャック用シールド装置、独立請求項１１に係るチャック、及び、独立請求項１２に係るウエハプローバ設備を提供する。
【0022】
独立請求項は、本発明のそれぞれの主題の有利な展開及び改良を含む。
【0023】
本発明が基礎とする思想は、第１及び第２リングを有し、シールド空間を形成し得るリング機構が装着されるシールド装置を含む。前記第１リングはチャックの外周に取り付け可能とされ、前記第２リングは前記第１リングに対し前記チャックの垂直軸に沿って変位可能なように前記第１リングに装着される。
【0024】
前記第１リングを基準にして前記第２リングに前記チャックの垂直軸に沿った弾性的なプレテンションを付加する為に使用されるプレテンション装置が配設され、これにより、前記第２リングが、装着状態の前記チャックの上側を越えて突出する。前記第２リングは、空洞及び当該空洞に連通された複数の孔を有し、前記空洞は、ガス供給装置を接続する為の接続部を有する。前記チャックの垂直軸に関し前記第２リングの上方に位置する平板状カウンターベアリングと対抗する前記孔を介して、前記ガス供給装置によって空気ベアリングが形成され得る。前記プレテンション装置は、前記第２リング及び前記平板状カウンターベアリングが接触しないように、前記空気ベアリングによって圧縮可能とされる。
【0025】
本発明に係るチャック用シールド装置、対応するチャック及び対応するウエハプローバ設備は、標準的な市販ウエハプローバへの一体化又は後付けに適しており、容易に組立及び解体を行えるという利点を有する。さらに、本発明に係るシールド装置は、好ましくは、作動流体として空気を用いることが可能であり、前記空気は対応するウエハプローバのチャックシステムにも使用され得る。即ち、この種のウエハプローバにおいては、作動流体源は既存の空気とすることができ、作動流体を供給すべきシールド装置への一体化又は後付けとして要求されるものは、単に、接続部又は制御モジュールだけとなる。
【0026】
チップ上の構造が小さくなるに従って、テスト環境の清潔さが必要となる。ウエハ先端部では、この目的の為に大変に高価なスーパークリーンルームが備えられる。これはウエハテストに慣習的ではない（非常に高価であるから、望ましいものでもない）。しかしながら、改良されたクリーンルーム状態でテストを行う必要がある場合には、最新鋭の技術としてフロントフィルターユニット（ＦＦＵ）が存在する。これは、非常に微小なフィルターであり、プローバの先端（部分的には後方）に載置される。大型ファンによってプローバを介して空気を、結果的に風のように動かすることで、非常にクリーンな状態を得ることができる。しかしながら、当然ながら、この手段は、面倒で、多くの不利な点（高価である点、大型化を要する点、チャック上の温度に不利な影響を及ぼす点）を招く。本発明に係るシールド装置によれば、より簡便に且つ費用効率の良い方法で、さらに、他の要素に関し不利な点を少なくしつつ、目的の状態を得ることができる。特に、（少量で）極少の（ろ過された）空気流がシールドチャンバーに生成され、これにより、過圧状態によって生じ得る粒子の流入が防止され、純化された非常にクリーンな圧縮エアが理想的に使用される。これは、前述のファンの費用等が削減されることを意味する。
【0027】
さらに好ましい改良によれば、前記第２リングは、前記第１リングにおける前記チャックとは反対側、又は、前記チャックと対向する側において、側面が前記チャックの外周と略平行な状態で、位置変更可能に装着される。この配置は容易に形成できる。
【0028】
さらに他の好ましい改良によれば、前記第２リングは、前記第１リングのリセス内に一変更可能に装着される。この構成は、特に、省スペース化に有効である。
【0029】
さらに他の好ましい改良によれば、前記第２リング及び前記第１リングの間に流体密封型滑り軸受機構が配設される。この構成は、特に、効果的なシールドを提供する。
【0030】
さらに他の好ましい改良によれば、前記プレテンション装置は、前記第１リング及び前記第２リングに配置されたスプリング機構を有するように構成される。
【0031】
さらに他の好ましい改良によれば、前記プレテンション装置は、前記第２リングを前記第１リングに対して昇降させ得る空力リフト装置を有するように構成される。この構成は、自動ウエハハンドラーへのアクセス性を向上させる。
【0032】
さらに好ましい改良によれば、前記空力リフト装置は前記第１リングに取り付けられて、リフトロッドを介して前記第２リングに連結される。
【0033】
さらに好ましい改良によれば、前記第１リングに対する前記第２リングの前記チャックの垂直軸に沿った変位を制限する停止機構が設けられる。この構成は、前記第２リングの移動端の安定を提供する。
【0034】
さらに好ましい改良によれば、前記停止機構は停止位置調整可能とされる。この構成は、適応性を向上する。
【0035】
さらに好ましい改良によれば、前記リング機構は、電気シールド材料又は磁気シールド材料で形成される。これによれば、シールドの部品に複数の機能性をもたせることができる。
【0036】
本発明の例示形態が図面に記載されており、下記説明においてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【発明を実施するための形態】
【0038】
図面において、同様の又は機能的に同様の部材には同一の参照符号を付している。
【0039】
図１Ａ－図１Ｃは、本発明の第１実施の形態に係るシールド装置付きウエハプローバ設備を示しており、図１Ａには断面表示が示され、図１Ｂにはチャックの平面図の部分が示され、図１Ｃにはリング機構の第２リングを通る断面の部分が示されている。
【0040】
図１において、参照符号１は、任意の上方部分１ａ及び下方部分１ｂを有するウエハプローバを示している。参照符号２は、プローブカード５用のマウントを示し、前記マウントは、前記下方部分１ｂに対して折り畳み可能又は取り外し可能とされ、且つ、前記下方部分１ｂに対してシール装置２３によって密閉される。前記上方部分１ａは、前記マウント２に対して折り畳み可能又は取り外し可能とされ、且つ、前記マウント２に対してシール装置３によって密閉される。
【0041】
前記ウエハプローバの前記下方部分１ｂ内には、温度調整装置（図示せず）によって温度調整可能とされたチャックＣＨが配置されている。前記チャックＣＨは、プログラミング可能な制御装置によってｘ、ｙ及びｚ方向へ移動可能とされたベースＳ上に配置されており、垂直調整方向又はｚ方向は、前記チャックの垂直軸ＨＡによって画される。前記下方部分１ｂ内には、前記チャックＣＨ用の電気接続部及び流体接続部並びに内部構造Ｉが設けられているが、明確化の為に本例においては図示していない。
【0042】
テストの為に複数のチップを有するテストウエハＷが前記チャックＣＨの上側ＯＳに固定されている。
【0043】
プリント回路の形態をなすプローブカード５が、例えば、ネジ又は他の締結方法で、前記マウント２に浮遊支持される。前記マウント２は、通常、前記ウエハプローバ１の支持部と同様に、アルミニウム又はスチールで形成される。
【0044】
前記プローブカード５における前記ウエハプローバ１の内部を向く側にはニードルヘッド１０が配設されており、前記ニードルヘッド１０には、ウエハＷの電気回路との接触の為のニードル装置１０Ａが取り付けられている。前記ニードル装置１０Ａを有する前記ニードルヘッド１０は、前記プローブカード５から内部Ｉの中へ下方に突出している。
【0045】
前記プローブカード５における前記内部Ｉとは反対を向く側には単一ラインのバスＳＢが配設されており、前記プローブカード５から対応するテスター（図示せず）へのテスト信号は前記バスＳＢを介して伝達される。
【0046】
第１実施の形態に係るシールド装置２００は、前記プローブカード５が固定された前記マウント２の下に配設されている。前記シールド装置はシールドプレート２０を有している。前記シールドプレート２０は、前記上方領域と同様に、前記ニードル装置１０Ａを有する前記ニードルヘッド１０の為の貫通孔２０ａを有し、且つ、シール締結装置２５を介して前記上方領域に連結されている。
【0047】
さらに、前記シールド装置２００は、内側第１リング３０ａ及び外側第２リング３０ｂを有する２パート型リング機構３０を有している。前記内側第１リング３０ａは、前記チャックＣＨの直径よりも少しだけ大きい直径を有し、且つ、例えばねじ式で前記チャックＣＨの外周ＰＰに流体密封状態で固着される。
【0048】
前記外側第２リング３０ｂは、例えば流体密封型滑り軸受機構（図示せず）によって、垂直軸、即ち、前記チャックＣＨの垂直調整方向ｚに関し位置変更可能に、前記内側第１リング３０ａに装着されている。
【0049】
前記内側第１リング３０ａ及び前記外側第２リング３０ｂの間には、第１実施の形態においてはスプリング機構ＦＥとして形成された弾性プレテンション装置が配設されている。前記プレテンション装置又は前記スプリング機構ＦＥは、前記外側リング３０ｂに、垂直軸、即ち、前記チャックＣＨの垂直調整方向ｚに沿ったプレテンションを付加し、これにより、前記外側リング３０ｂは、ウエハＷの上側を越えて、前記シールドプレート２０の方向へ突出する。
【0050】
図１は、上端位置の前記チャックＣＨを示しており、この位置においては、前記ニードル装置１０ａは、テストされるべきウエハＷにおけるチップの対応接触面上に配置される。前記上端位置は、ニードル長さ及び前記ニードルヘッド１０の他の構成パラメータによって画され、制御システムに予めプログラムされ得る。
【0051】
図１から、上端位置が浮遊状態を現出させることが明らかである。浮遊状態は、多くの小さい孔Ｂを有するリング状空洞Ｈが可動型の外側第２リング３０ｂの上方部分に設けられていることによって達成される。前記孔Ｂは、前記シールドプレート２０に対して、前記チャックＣＨの垂直調整方向ｚに沿って上方へ向けられている。前記空洞Ｈには、対応する接続部Ａを介して、別体の空気供給装置ＬＶが備えられている。
【0052】
前記空気供給装置ＬＶによって前記孔Ｂへ供給された空気は、空気ベアリングＬＬとして上方へ作用する。前記シールドプレート２０は、全ての測定位置において、前記外側第２リング３０ｂが空気ベアリングＬＬによって押圧され、これに応じてプレテンション装置又はスプリング機構ＦＥが圧縮されるような、大きさとされている。
【0053】
前記内側第１リング３０ａ及び前記外側第２リング３０ｂの間、並びに、前記内側第１リング３０ａ及び前記チャックＣＨの間の流体密封は、選択可能、又は、所望に応じて形成される。
【0054】
逆に言えば、プレテンション装置又はスプリング機構ＦＥは、例えば、自動ハンドラーによるウエハの自動交換を行う為に、前記チャックＣＨが下端位置へ移動された際には、伸長する。
【0055】
従って、テスト中のウエハは、極小の空気ベアリング隙間（通常はμレンジ）を除き、前記シールド装置２００によって完全に囲繞される。変位経路が、例えば異なるニードル長さ又はニードル装置１０Ａの異なる構成によって生じ得るチャックＣＨの異なる作業高さ、若しくは、次のチップへの移動中において前記ニードル装置１０ＡのニードルとウエハＷとの間の接触を断つ為に必要な、一般的には０．５ｍｍ程度の小さい垂直方向昇降動作を含む対応した大きさである場合には、前記空気ベアリングＬＬ及び前記プレテンション装置又はスプリング機構ＦＥによる前記外側第２リング３０ｂのスプリング装着ベアリングによってこの完全囲繞状態が現出される。
【0056】
前記シールドプレート２０における前記プローブカード５周りの面は、可及的に平坦な構成を有している。従って、前記シールドプレート２０を備えることによって、小さい部分（シールドプレート２０）に対する設計及び表面処理が、内部構造Ｉの内部上方領域に対するより容易且つ経済的に行えるという利点を有している。
【0057】
一の形態においては、前記シールドプレート２０は削除され得る（図２参照）。
【0058】
平板状カウンターベアリングに似たように、前記シールドプレート２０にぴったりと当接する空気ベアリングＬＬの助けによって、実際のウエハテストの期間中に、前記チャックＣＨの周りには制御された環境が生成され得る。これは、考え得る全ての変形構成において生じ得る。例えば、前記シールド装置の所望露点を生成する為の乾燥空気は、ライン（第１実施の形態においては図示せず。図３及び図５参照。）によって供給され得るが、ラインは、製造プロセスにおいて使用される他のガスの供給にも使用され得る。
【0059】
シールドの他の種類として電気シールドがある。前記シールド装置２００の部品は電気伝導部材によって形成され得る。結果として、前記部品は、３軸構成において、シールド又はガード電位の為に使用され得る。この構成は、究極的にはプローバの外側壁以外を無しにすることができ、比較的大きなシールド装置又はシールド室の場合において、従前の構成に比して、より干渉の無い測定を促進する。
【0060】
また、シールドの他の種類として磁気シールドがある。前記シールド装置２００の部品は、例えばミューメタル等の磁気保護材料で形成され得る。これは、テスト中のウエハに対して、例えば地球の磁場による磁気的干渉をシールドし得ることを意味する。
【0061】
また、シールドの他の種類として熱シールドがある。特に、ウエハテストが極端な高温又は低温で行われる場合において、周囲空気とウエハとの間の温度差が非常に大きくなると、しばしば、周囲空気が、良好な温度精度に対する阻害要因となる。これは、シールド装置内の空間を加熱又は冷却することによって改善され得る。
【0062】
図２は、本発明の第２実施の形態に係るシールド装置を備えたウエハプローバ設備の断面表示を示している。
【0063】
第２実施の形態においては、平板状カウンターベアリングは、下方部分１ｂの上方領域の内面１１ｂによって形成されており、前記シールドプレート２０は削除されている。これは、前記下方部分１ｂにおける上方領域内のプローブカード５の為のマウント２’が第１実施の形態に比して異なる構成とされることによって、達成される。
【0064】
その他の点については、第２実施の形態は第１実施の形態と同様の構成を有している。
【0065】
図３は、本発明の第３実施の形態に係るシールド装置を備えたウエハプローバ設備の断面表示を示している。
【0066】
第３実施の形態のシールド装置２００’は、第１及び第２実施の形態のシールド装置とは異なっている。前記シールド装置２００’は、第１リング３０ａ’及び第２リング３０ｂ’を有するリング機構３０’を備えている。
【0067】
前記第１リング３０ａ’及び前記第２リング３０ｂ’には、前記第２リング３０ｂ’が前記第１リング３０ａ’に対して前記チャックＣＨの垂直軸ＨＡに沿って変位することを制限する段差構造の形態をなす停止機構ＢＬが備えられている。
【0068】
前記第２リング３０ｂ’の動きを移動端が制御されたように構成することによって、前記第２リング３０ｂ’と前記プローブカード５又は前記シールドプレート２０との意に反した衝突の防止が保証され得る。
【0069】
前記停止機構ＢＬを設けることにより、ガス供給装置ＬＶ用の接続部Ａ’は、前記第１及び第２実施の形態におけるとは異なる位置で、前記第２リング３０ｂ’に取り付けられている。
【0070】
その他の点においては、第３実施の形態は第１実施の形態と同様の構成を有している。
【0071】
図４は、本発明の第４実施の形態に係るシールド装置を備えたウエハプローバ設備の断面表示を示している。
【0072】
第４実施の形態のシールド装置２００''は、第１及び第２実施の形態のシールド装置とは異なっている。前記シールド装置２００''は、第１リング３０ａ''及び第２リング３０ｂ''を有するリング機構３０''を備えている。
【0073】
前記シールド装置２００''は、空力リフト装置ＰＨを有するプレテンション装置を備えており、前記空力リフト装置ＰＨによって、前記第２リング３０ｂ''が、前記第１リング３０ａ''に対して昇降される。前記空力リフト装置は、例えばスプリング機構としてのエアクッション又はスプリング機構と相互作用する、例えばピストン（図示せず）によって達成される。
【0074】
前記空力リフト装置ＰＨは前記第１リング３０ａ''に取り付けられており、リフトロッドを介して前記第２リングに連結されている。
【0075】
その他の点においては、第４実施の形態は第１実施の形態と同様の構成を有している。
【0076】
図５は、本発明の第５実施の形態に係るシールド装置を備えたウエハプローバ設備の断面表示を示している。
【0077】
第５実施の形態のシールド装置２００'''は、第１及び第２実施の形態のシールド装置とは異なっている。前記シールド装置２００'''は、第１リング３０ａ'''及び第２リング３０ｂ'''を有するリング機構３０'''を備えている。
【0078】
第２実施の形態におけると同様に、前記第２リング３０ｂ'''が前記第１リング３０ａ'''に対して前記チャックＣＨの垂直軸ＨＡに沿って変位することを制限する停止機構ＭＯが備えられている。
【0079】
しかしながら、第５実施の形態においては、前記停止機構ＭＯは停止位置調整可能とされている。これは、前記停止機構が、停止部として用いられるハウジングを備えた電動モータを有することによって達成される。前記第２リング３０ｂ'''は突出部ＶＯを有しており、前記突出部ＶＯには、前記電動モータによって回転されるロッドＳが摺動可能にガイドされている。前記ロッドＳは一端部にネジ部を有し、前記ロッドのネジ部は、前記第１リング３０ａ'''のうち当該ロッドの下方に位置する領域に設けられたネジ部に作動連結されている。かかる構成により、前記第２リング３０ｂ'''の上端位置を画する停止部の高さが上昇又は下降可能とされている。
【0080】
前記停止機構ＭＯを設けることにより、ガス供給装置ＬＶ用の接続部Ａ'''は、前記第１及び第２実施の形態におけるとは異なる位置で、前記第２リング３０ｂ'''に取り付けられている。
【0081】
その他の点においては、第５実施の形態は第１実施の形態と同様の構成を有している。
【0082】
図６は、本発明の第６実施の形態に係るシールド装置を備えたウエハプローバ設備の部分断面表示を示している。
【0083】
第６実施の形態のシールド装置２００''''は、第１及び第２実施の形態のシールド装置とは異なっている。前記シールド装置２００''''は、第１リング３０ａ''''及び第２リング３０ｂ''''を有するリング機構３０''''を備えている。
【0084】
前記実施の形態においては、第２リングは、第１リングのうち、横方向に関しチャックとは反対側又はチャックと対向する側において、側面が前記チャックの外周と略平行に延びた状態で位置変更可能に装着されている。
【0085】
これに対し、第６実施の形態においては、第２リング３０ｂ''''は前記第１リング３０ａ''''のリセス内に位置変更可能に装着されている。
【0086】
ガス供給装置ＬＶ用の接続部Ａ''''は、前記第５実施の形態におけるとは異なる位置で、前記第２リング３０ｂ''''に取り付けられている。
【0087】
その他の点においては、第６実施の形態は第１実施の形態と同様の構成を有している。
【0088】
好ましい実施の形態を用いて本発明の説明を行ったが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【0089】
特に、シールド装置の幾何学的形態は円形状に限定されるものではなく、種々の形状が適用可能である。前記シールド装置を形成する材料についても、前記の記載は単なる例示であり、広範囲に亘って変更可能である。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】