プロービング冶工具および高電圧検査装置
【課題】ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御して、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避することができる高電圧検査装置を提供する。
【解決手段】先端が突出したコンタクトプローブ２，３と、コンタクトプローブ２に導通して一方放電球４ａが配設された放電ギャップの他方放電球４ｂがコンタクトプローブ３に導通するように配設された除電用プローブ５と、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ３の移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有している。
【解決手段】先端が突出したコンタクトプローブ２，３と、コンタクトプローブ２に導通して一方放電球４ａが配設された放電ギャップの他方放電球４ｂがコンタクトプローブ３に導通するように配設された除電用プローブ５と、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ３の移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩチップ検査におけるプロービング冶工具および、このプロービング冶工具を用いて高電圧印加検査を行う高電圧検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロービング冶工具としては、デバイスの端子に対して接続するコンタクトプローブを基板に固定搭載したプローブカードや、このコンタクトプローブをアームに固定したマニピュレータなどを示している。この従来のプロービング冶工具を用いて行う供給電圧の大きさは、信頼性検査で代表的なＥＳＤ試験（静電放電信頼性試験）などを対象としており、およそ１〜１０ＫＶレベルの高電圧を対象としている。コンタクトプローブ間の距離が１ｍｍに対して印加できる高電圧は１ＫＶ程度である。要するに、この高電圧検査は、人体や機械からの静電気がＬＳＩチップに流れた場合の耐久性について試験するものである。
【０００３】
図８は、従来のプロービング冶工具を用いて高電圧検査を行う場合のプローブ保護シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【０００４】
まず、図８に示すように、ステップＳ１１でデバイスの端子にコンタクトプローブを接続するデバイスコンタクトを行うチップコンタクト工程を実施する。
【０００５】
次に、ステップＳ１２でチップ有無を確認するため電気的検査を実施する。つまり、コンタクトプローブから端子を通してチップ回路の通電確認を行う。各コンタクトプローブで例えばＬＥＤの２端子を接触させれば、チップ回路を介してＬＥＤが点灯するなどデバイスが動作することにより、各コンタクトプローブがＬＥＤの２端子などデバイスの端子に接触したかどうかが簡単に確認できる。この場合、コンタクト試験を実施するための電気計測器が必要である。ステップＳ１２でデバイスがない場合、例えばＬＥＤが点灯しないなどデバイスが動作しない場合に、「デバイスなし」として検査を終了する。また、ステップＳ１２で、デバイスがある場合、例えばＬＥＤが点灯するなどデバイスが何らかの動作をした場合に、「デバイスあり」として、次のステップＳ１３の処理に移行する。
【０００６】
続いて、ステップＳ１３では、各コンタクトプローブ介してデバイスの各端子に高電圧を印加する試験を行う。この試験実施において、規定の高電圧がかかる試験ではそのまま試験を実施する。試験中に、雷サージなど、規定以上の高電圧がかかった場合、電気的に保護素子による電流バイパス機能が働き、デバイスや試験回路の破壊を防止することができる。
【０００７】
このように、高電圧を用いたＬＳＩチップ検査では、デバイスの複数の端子に、コンタクトプローブを介して高電圧や大電流を印加する検査を実施しているが、このとき、コンタクトプローブがデバイスの端子に接触しない状態で、ある閾値を超えた高電圧がコンタクトプローブに印加されてしまうと、電圧差のあるコンタクトプローブ間において、光や熱を放射する放電現象が確認できる。コンタクトプローブ間で放電が起こった場合、気中放電による発熱がプローブ先端で起こるため、プローブ先端径が微細な場合には、この放電熱によってプローブ先端が溶断したり熔解して変形したりプローブ先端部分が酸化によって変色したり、電気的なプローブによる接触自体が困難となったり、コンタクトプローブとの接触抵抗の変化により正しい測定や検査が継続できなくなる。
【０００８】
上記放電閾値は、印加電圧やコンタクトプローブ間の距離、温度・湿度などによって変化する。現行技術として、コンタクトプローブやデバイスの保護を目的とした対策は、以下の（１）および（２）ように大別される。
【０００９】
即ち、（１）試験回路内に電気的に動作する保護素子を組み込む手段と、（２）機械的な構造による放電ギャップ回路を付加した保護手段である。（１）の保護素子は自己整流素子による電流バイパス回路を示しており、サイリスタ・ＧＴＯ（保護素子）・ＩＧＢＴ（保護素子）などが代表的である。このように、コンタクトプローブやデバイスの保護対策として、保護素子を用いた電気的手段と放電ギャップに関する機械的手段の２種類がある。この保護素子については特許文献１、２に開示されている。また、放電ギャップ回路については特許文献３に開示されている。
【００１０】
図９は、特許文献１に開示されている従来の電気負荷駆動回路の回路図である。
【００１１】
図９において、従来の電気負荷駆動回路１００は、電流容量を大きくすることなく、出力ＭＯＳトランジスタ１０１を静電気から保護する保護用素子が開示されている。この保護用素子として、出力ＭＯＳトランジスタ１０１のドレイン・ソース間にツェナーダイオードＺＤ１が設けられ、出力ＭＯＳトランジスタ１０１のゲート・グランド間にダイオードＤ１が逆方方向に設けられている。なお、１０３は直流電源、Ｒ０は抵抗、ＳＷはスイッチ、ＴＤは電源端子、ＴＣはコントロール端子、ＴＢは電源端子、ＴＬは電気負荷１０２が接続される負荷端子である。
【００１２】
上記構成により、電気負荷１０２側から正の静電気が印加されると、ツェナーダイオードＺＤ１および出力ＭＯＳトランジスタ１０１の寄生ダイオードＤ０に順方向に電流が流れて静電気が吸収される。また、負の静電気が印加された際には、ツェナーダイオードＺＤ１に降伏電流が流れて、ドレイン−ソース間が所定電圧にクランプされ、その後、ダイオードＤ１の動作によって出力ＭＯＳトランジスタ１０１がオンする。よって、保護用素子としてのツェナーダイオードＺＤ１およびダイオードＤ１の電流容量（素子面積）を大きくすることなく、出力ＭＯＳトランジスタ１０１を静電気から確実に保護することができる。
【００１３】
図１０は、特許文献２に開示されている従来の静電保護素子付き高周波集積回路における静電保護素子の回路図である。
【００１４】
図１０において、従来の静電保護素子付き高周波集積回路２００は、入出力端子を有する高周波回路２０１と、化合物半導体基板上に形成され、入出力端子の一方の端子が高周波回路２０１の入出力端子に接続され、他方の端子が第１の基準電位に接続され、ゲートが抵抗２０２を介して第２の基準電位に接続されたエンハンスメントタイプ電界効果トランジスタ２０３とを有している。入出力端子２０４からノイズや高圧パルスが印加されたときに、電界効果トランジスタ２０３を低インピーダンス化しＥＳＤ保護を行うようにしている。
【００１５】
図１１は、特許文献３に開示されている従来の半導体装置の試験装置の構成図である。
【００１６】
図１１において、従来の半導体装置の試験装置３００は、ＩＣ３０１を載せて固定する絶縁体３０２と、静電気放電電荷を発生させるための高電圧源３０３、コンデンサ３０４および抵抗３０５と、金属片３０６と放電電極３０７からなっている隙間長が可変な放電ギャップ３０８と、放電ギャップ３０８の前段として設けられ、隙間長が固定された放電ギャップ３０９と、放電回路に挿入される放電抵抗３１０と、静電気放電電荷を放電回路側に導くスイッチ３１１とを含んで構成される。ＩＣ３０１の被試験端子３１２に高電圧を印加する際に、被試験端子３１２に試験端子３１３を接続し、スイッチ３１１を実線側に切り換えてコンデンサ３０４に電気を貯めた後に、スイッチ３１１を破線側に切り換えて、放電ギャップ３０８にコロナ放電または火花放電を発生させて、立ち上がりの早い急激な通電が行われる。これによって、実際の静電気放電現象に近い状態が再現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−１６０７４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４６１８号公報
【特許文献３】特開平６−５１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献１、２に開示されている従来の保護素子を用いた電気的手段では、一般的に、１０ｎｓ以下のオーダで高速に動作する製品が多数あるものの、多数のデバイスを検査する場合、この電気的な装置機能としての保護素子自体の耐久性を考慮する必要があった。
【００１９】
特許文献３に開示されている従来の放電ギャップに関する機械的手段のように、印加される過剰電圧を想定してギャップ長を調整できる手法は多いものの、ギャップ長は事前に設計製作するものであって、リアルタイムに放電ギャップ長を可変する手段は、処理時間の制約上、実現できない。
【００２０】
その他の従来構成において、例えばデバイスの端子に対するコンタクトプローブのコンタクト状態を電気的に検査し、デバイスの有無により、高電圧の通電を制御する方法があるが、当然のことながら、端子に対するコンタクトプローブのコンタクト状態を電気的に検出する電気的な装置機能が必要になる。
【００２１】
また、複数のデバイスを同時に検査する場合には、ウェハの外周部分の検査時において、ウェハ外周エッジをはみ出すコンタクト領域に対しては、プローバ機能により通電しない制御ができるものの、このような電気的な計測装置や複雑なプロービング制御が必要となるため、電気的な装置機能や装置価格が増大する。
【００２２】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電を確実に回避することができるプロービング冶工具および、このプロービング冶工具を用いて高電圧検査を行う高電圧検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のプロービング冶工具は、先端が突出した第１コンタクトプローブと、先端が突出した第２コンタクトプローブと、該第１コンタクトプローブに導通して一方放電ギャップ端が配設された放電ギャップの他方放電ギャップ端が該第２コンタクトプローブに導通するように配設された除電用プローブと、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブを該ウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動した該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかの移動により、該オーバドライブ動作の変位量を該放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有したものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
また、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長変換機構は、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび上側の該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長変換機構は、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるクレーンアームの下端根元部は、前記固定の第２プローブ支持アームに回転自在に軸支され、該クレーンアームと前記上側の第１プローブ支持アームとが係合して該クレーンアームが該上側の第１プローブ支持アームにスライド自在に構成されている。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちの高電圧用のコンタクトプローブは、前記端子へのコンタクト機能と放電ギャップ端を兼ねている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちのグランド用のコンタクトプローブは、前記第１プローブ支持アームに軸支され、前記除電用プローブは、該第１プローブ支持アームにスライド自在に取り付けられ、かつ前記第２プローブ支持アームに軸支された前記クレーンアームに取り付けられている。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるオーバドライブ動作の変位量は、前記ウェハの厚さよりも小さく、適正な放電ギャップ長が確保できる変位量である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブは前記ウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成されている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有する。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを更に有する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方が軸支されている第１プローブ支持アームに所定以上の回動を阻止するストッパー部材が設けられ、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端は互いの当接により、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれか一方が軸支されている第１プローブ支持アームおよび前記クレーンアームを支持している。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長は、前記ウェハステージのオーバドライブ量に応じて調整可能とする。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれかと、前記２本の第１プローブ支持アームと、前記固定の第２プローブ支持アームとにより、可動の平行４辺形が構成されている。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるクレーンアームは、前記固定の第２プローブ支持アームと軸支された支点を上下方向に変更することにより初期角度と前記ウエハステージのオーバドライブ動作量に対する角度変化率を調整可能としている。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるクレーンアームは、アーム長を変更することにより前記放電ギャップ長を調整可能とする。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における除電用プローブは、前記ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端とが当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有する。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における除電用プローブは、前記クレーンアームの先端に一端が取り付けられ、前記他方放電ギャップ端が設けられた他端が前記一方放電ギャップ端に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が平面形状であり、他方が球面形状である。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状は共に球面形状である。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブ、前記第２コンタクトプローブ、前記除電用プローブおよび前記放電ギャップ長変換機構の上方を覆うシールドボックスを更に有し、該シールドボックスは、高電圧印加による電磁放射ノイズを電磁遮蔽するように導電性の金属で形成されてＧＮＤ接続されている。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブと、前記第２コンタクトプローブと、前記除電用プローブと、前記放電ギャップ長変換機構との組を複数設けて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１プローブ支持アームと、前記第２プローブ支持アームと、前記クレーンアームとで囲まれた形状が三角形状であり、該第１プローブ支持アームと該第２プローブ支持アームの各端部が回動自在に軸支されて第１支点とされ、該第２プローブ支持アームと該クレーンアームの下端部が回動自在に軸支されて第２支点とされ、該クレーンアームと該第１プローブ支持アームとがスライド自在に係合されて、該第１支点を中心とした該第１プローブ支持アームの回動動作に応じて、該第２支点を中心とした該クレーンアームの回動動作が該第１プローブ支持アームと係合してスライドすることにより行われる。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブが複数、前記第２コンタクトプローブが単数設けられ、該第２コンタクトプローブの反対側に前記一方放電ギャップ端が設けられ、該第１コンタクトプローブに前記放電ギャップ長変換機構を介した前記除電用プローブの他方放電ギャップ端の組が複数組設けられて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長変換機構は、シーソ形式により、前記オーバドライブ動作による前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブの移動に連動して、該オーバドライブ動作の変位量を前記放電ギャップの放電ギャップ長に変換する。
【００４７】
本発明の高電圧検査装置は、本発明の上記プロービング冶工具を用いて前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブから前記ウエハ上のデバイスに対して高電圧印加検査を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４８】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００４９】
本発明においては、先端が突出した第１コンタクトプローブと、先端が突出した第２コンタクトプローブと、第１コンタクトプローブに導通して一方放電ギャップ端が配設された放電ギャップの他方放電ギャップ端が第２コンタクトプローブに導通するように配設された除電用プローブと、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、第１コンタクトプローブおよび第２コンタクトプローブをウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動した第１コンタクトプローブおよび第２コンタクトプローブのいずれかの移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有している。
【００５０】
これによって、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長が制御されて、コンタクトプローブ間の放電がより確実に回避される。
【発明の効果】
【００５１】
以上により、本発明によれば、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが無い状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが有りの状態を示す図である。
【図３】図１および図２のプロービング冶工具の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが無い状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが有りの状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態３におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【図７】本発明の実施形態４におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【図８】従来のプロービング冶工具を用いて高電圧検査を行う場合のプローブ保護動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】特許文献１に開示されている従来の電気負荷駆動回路の回路図である。
【図１０】特許文献２に開示されている従来の静電保護素子付き高周波集積回路における静電保護素子の回路図である。
【図１１】特許文献３に開示されている従来の半導体装置の試験装置の構成図である。
【図１２】本発明の実施形態２のプロービング冶工具における変形例として一方放電ギャップ端が凹面形状で他方放電ギャップ端が球面形状の場合を模式的に示す要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下に、本発明のプロービング冶工具の実施形態１〜４を高電圧検査装置に適用した場合について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００５４】
（実施形態１）
図１および図２はそれぞれ、本発明の実施形態１におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、図１は放電ギャップが無い状態を示す図、図２は放電ギャップが有りの状態を示す図である。
【００５５】
図１において、本実施形態１のプロービング冶工具１は、平行四辺形の枠組みの縦方向の一辺を構成し、先端が尖って突出した高電圧印加用のコンタクトプローブ２（第１コンタクトプローブ）と、平行四辺形の枠組みの縦方向の一辺を構成し、先端が尖ったグランド側のコンタクトプローブ３（第２コンタクトプローブ）と、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電球４ａ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が下端部に設けられた除電用プローブ５と、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がグランド側の平行四辺形の枠組みに取り付けられて、グランド側のコンタクトプローブ３の上下動を角度に変換して除電用プローブ５を上下動させるためのクレーンアーム６と、コンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み、コンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み、除電用プローブ５およびクレーンアーム６上を覆うシールドボックス７とを有している。
【００５６】
高電圧印加用のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ２に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム２１，２２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム２１，２２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、コンタクトプローブ２に対向する縦方向のプローブ支持アーム２３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム２３がカード基板またはマニピュレータ８に取り付けられている。このコンタクトプローブ２がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。高電圧印加用のコンタクトプローブ２と放電球４ａ間は導電部材により導通しているものとする。
【００５７】
グランド側のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ３に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム３１，３２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム３１，３２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ軸支され、コンタクトプローブ３に対向する縦方向のプローブ支持アーム３３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム３３がカード基板またはマニピュレータ９に取り付けられている。このコンタクトプローブ３がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。グランド側のコンタクトプローブ３と除電用プローブ５の先端の放電球４ｂとの間は導電部材により導通して接地されているものとする。
【００５８】
これらのように、コンタクトプローブ２と、２本のプローブ支持アーム２１，２２と、固定のプローブ支持アーム２３とにより、可動の平行４辺形が構成されていると共に、コンタクトプローブ３と、２本のプローブ支持アーム３１，３２と、固定のプローブ支持アーム３３とにより、可動の平行４辺形が構成されているため、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成することができる。コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触すると、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのが回避される。また、コンタクトプローブ２，３がウエハの端子に接触した瞬間に一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端（放電球４ａ、４ｂ）の当接状態から離間してタイムラグがない。
【００５９】
除電用プローブ５は、クレーンアーム６の先端に一端が取り付けられ、他方放電ギャップ端（放電球４ｂ）が設けられた他端が一方放電ギャップ端（放電球４ａ）に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている。この除電用プローブ５は、ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、一方放電ギャップ端（放電球４ａ）と他方放電ギャップ端（放電球４ｂ）とが当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有している。これによって、コンタクトプローブ２，３がデバイスの端子に接続されていない期間は、放電球４ａ，４ｂを当接して高電圧用のコンタクトプローブ２およびグランド用のコンタクトプローブ３とをショートさせて滞留電荷を除去することができる。この場合の放電球４ａ，４ｂは共に球面形状であるため、対向電極との放電特性において、クレーンアーム６の設定角度に依存せずに接触位置や離間位置が変わっても放電特性は変わらない。
【００６０】
さらに、ウェハを搭載するウェハステージ（図示せず）を動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ３の移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構が設けられている。この放電ギャップ長変換機構は、グランド側のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み構成の他に、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がプローブ支持アーム３３に回動自在に取り付けられて、コンタクトプローブ３および上側のプローブ支持アーム３１の動作が角度に変換されて除電用プローブ５を上下動させて放電ギャップ長を制御するクレーンアーム６を有している。
【００６１】
クレーンアーム６は、固定のプローブ支持アーム３３と軸支された支点を上下方向に変更することにより初期角度とウエハステージのオーバドライブ動作量に対する角度変化率を調整可能としている。また、クレーンアーム６は、アーム長を変更することにより放電ギャップ長を調整することもできる。
【００６２】
クレーンアーム６の下端部は、プローブ支持アーム３３に回転自在に軸支され、クレーンアーム６の途中に立設されたピン部材が、上側のプローブ支持アーム３１の長穴に通されてスライド自在に係合されている。したがって、コンタクトプローブ３が上に移動すると、プローブ支持アーム３１が他方端部を中心に時計回りに回動することにより、クレーンアーム６を時計回りに回動させてその角度が大きくなって立ち、除電用プローブ５の放電球４ｂがコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電球４ａに対して上方向に離間するように動作する。この場合、図１から図２の状態になる。逆に、コンタクトプローブ３が下に移動すると、プローブ支持アーム３１が他方端部を中心に反時計回りに回動することにより、クレーンアーム６が反時計回りに回動させてその角度が小さくなって寝て、除電用プローブ５の放電球４ｂがコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電球４ａ側に近づき、さらに放電球４ａ，４ｂが互いに当接する。この場合、図２から図１の状態になる。
【００６３】
このように、プローブ支持アーム３１，３３とクレーンアーム６とを三角形部Ａ１およびＢ１にリンクする状態とし、チップコンタクト時におけるウェハステージのオーバドライブ変位量をクレーンアーム６の角度に変換して、放電球４ａ、４ｂ間の放電ギャップ長を増大させるように構成されている。また、プローブ支持アーム３１，３３とクレーンアーム６は、２点の回動自在な支点と、１点のスライド支持で構成している。これによって、プローブ支持アーム３１の角度に応じてクレーンアーム６の角度を変えることができる。要するに、チップコンタクト時のオーバドライブ変位量を、平行四辺形の枠組みおよびクレーンアーム６を介して、除電用プローブ５の放電球４ｂによる放電ギャップ長に増幅変換する。
【００６４】
即ち、動作を実現するための構成としては、グランド側のコンタクトプローブ２、３と除電用プローブ５の２種類のプローブで構成されている。ウェハステージのオーバドライブ動作と、コンタクトプローブ３の動作により、プローブ支持アーム３１，３３とクレーンアーム６が連動して除電用プローブ５を移動するように機能する。除電用プローブ５の放電球４ｂによる放電ギャップ長は、ウェハステージのオーバドライブ変位量に対してクレーンアーム６の角度変化により決定することができる。十分な放電ギャップ長を確保することで絶縁状態となり、デバイス側に高電圧を与えることができる。放電ギャップ長の設計は、クレーンアーム６の角度だけでなく、クレーンアーム長を変更することによってもギャップ長の設計が可能である。具体的には、ウェハステージのオーバドライブ変位量が５０μｍのとき、１０倍となるレバー比で設計すると、５００μｍの放電ギャップ長を確保することができる。最適な放電ギャップ長は印加電圧により決定する。
【００６５】
コンタクトプローブ２、３は、高電圧供給側の１本と、ＧＮＤ側の１本で構成され、除電用プローブ５はＧＮＤ側の１本で構成されている。また、高電圧供給側のコンタクトプローブ２は、プローブの両端において、デバイスの端子へのコンタクト機能と放電ギャップ端を兼ねている。さらに、ＧＮＤ側のコンタクトプローブ３は可動するプローブ支持アーム３１に軸支され、除電用プローブ５は、可動するプローブ支持アーム３１にスライドするように取り付けられ、固定のプローブ支持アーム３３に軸支されたクレーンアーム６に取り付けられている。
【００６６】
さらに、オーバドライブ動作の変位量は、ウェハの厚さよりも小さく、適正な放電ギャップ長が確保できる変位量である。コンタクトプローブ２，３はウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成されている。これによって、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのを回避することができる。
【００６７】
さらに、コンタクトプローブ２が軸支されている上側のプローブ支持アーム２１が所定以上の回動するのを阻止するように、プローブ支持アーム２１の下側にストッパー部材（図示せず）が設けられている。このストッパー部材（図示せず）は、突起でもよく、突起とプローブ支持アーム２１との間に緩衝部材や弾性部材を設けてもよい。放電球４ａ，４ｂが互いに当接することにより、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して接触していない状態で、コンタクトプローブ３が軸支されている第１プローブ支持アーム３１およびクレーンアーム６を支持することによりコンタクトプローブ３が下方に落ちないようにしている。このように、コンタクトプローブ２が連結されているプローブ支持アーム２１の下側にストッパー部材を置いて、コンタクトプローブ２が所定位置でそれ以上、下方向に移動しないように支持すると共に、放電球４ａ，４ｂが互いに当接することにより、クレーンアーム６を介してプローブ支持アーム３１を支持し、これによって、コンタクトプローブ３もそれ以上、下方向に移動しないように支持することができるようになっている。
【００６８】
コンタクトプローブ２，３、除電用プローブ５および放電ギャップ長変換機構の上方を覆うシールドボックス７を更に有している。シールドボックス７は、高電圧印加による電磁放射ノイズを電磁遮蔽するように導電性の金属で形成されて、ＧＮＤ接続されている。
【００６９】
上記構成により、以下、本実施形態１のプロービング冶工具１の動作について説明する。
【００７０】
図３は、図１および図２のプロービング冶工具１の動作について説明するためのフローチャートである。
【００７１】
図３に示すように、まず、ステップＳ１で、デバイスの端子にコンタクトプローブ２、３を接続するチップコンタクト工程を実施する。このとき、放電球４ａ，４ｂが当接してコンタクトプローブ２、３が下に下がらずバランスしている。一般に、コンタクトプローブ２、３で例えばＬＥＤの２端子を接触させれば、ＬＥＤが点灯して、コンタクトプローブ２、３がＬＥＤの２端子に接触したかどうかが分かるが、本実施形態１では、デバイスの動作が無くても、コンタクトプローブ２、３がＬＥＤの２端子に接触したかどうかが機械的に分かるようになっている。
【００７２】
即ち、ウエハステージ上にウエハが搭載され、ウエハ上の各デバイスの端子に、コンタクトプローブ２、３が接触することになるが、そのウエハステージがウエハと共に下から上に移動し、ウエハ上の各デバイスの端子にコンタクトプローブ２、３が接触して、コンタクトプローブ２、３を下から上に、ウエハの厚さよりも少ない量だけ持ち上げる。このとき、「デバイスあり」と判定して次のステップＳ２に移行する。
【００７３】
ステップＳ２で、ウエハ上の各デバイスの端子にコンタクトプローブ２、３が接触した状態で、コンタクトプローブ２、３を下から上に持ち上げに連動して、二つの平行四辺形の枠組みがそれぞれ変形し、図２に示すように、クレーンアーム６が立って放電球４ａ，４ｂが離間して放電ギャップが開放される。このとき、コンタクトプローブ２、３がそれぞれデバイスの各端子に接続されているので、高電圧がコンタクトプローブ２、３間に印加されたとしても、印加された高電圧はコンタクトプローブ２からデバイス側に抜けて、コンタクトプローブ２、３間で放電することはない。
【００７４】
また、ウエハステージ上にウエハが搭載されていない場合には、ウエハの厚み分までは、ウエハステージが下から上に移動してもコンタクトプローブ２、３を下から上に持ち上げることはない。この場合、「デバイスなし」と判定して次のステップＳ３に移行する。ステップＳ３で、図１に示すように、放電球４ａ，４ｂは当接したままで、コンタクトプローブ２、３はショート状態にある。
【００７５】
次に、ステップＳ４で高電圧印加試験を実施する。これは、プローブ支持アーム２１または３１などの機械的な動きを検知するリミットスイッチなどを用いて「デバイスあり」を検出して自動的に高電圧印加工程に移行することもできるし、人が眼で「デバイスあり」を検知してスイッチ操作などによって高電圧印加工程に移行することもできる。いずれの場合にも、高電圧はデバイスに吸収されてコンタクトプローブ２、３間で放電することはない。「デバイスなし」の場合は、コンタクトプローブ２、３間に高電圧が印加されても、放電球４ａ，４ｂが接触したままなので、ステップＳ５でコンタクトプローブ２、３間にかかる高電圧は放電ギャップをバイパスして短絡し、コンタクトプローブ２，３間（高圧電源−ＧＮＤ）に放電は起こらない。
【００７６】
チップ移動時に高電圧回路内部の除電機能も兼ねている。チップ移動時とＣＨＩＰが存在しない場合には、放電球４ａ，４ｂが接触した図１の状態になる。
る。
【００７７】
このようにして、プロービング冶工具１を用いてコンタクトプローブ２，３からウエハ上のデバイスの各端子に対して高電圧を印加して高電圧検査を行うことができる。
【００７８】
以上により、本実施形態１によれば、上記従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避して、コンタクトプローブの放電ダメージを回避することができる。また、本実施形態１の放電ギャップ機構は、高電圧試験回路の残留電荷をディスチャージするための断続リレー機能があるため、高電圧回路内に搭載すべき除電リレーを削除することができる。さらに、電気的な保護回路や保護素子が必要ないことから通電すべき高電圧回路のコンパクト化を実現することができる。
【００７９】
このように、デバイスコンタクト状態は、ウェハステージのオーバドライブ変位量をデバイスを介して自動的に検知し、このオーバドライブ動作を機械的に放電ギャップ長に変換するため、低機能・低価格のプロービング装置で検査を実施することができる。
【００８０】
（実施形態２）
図４および図５はそれぞれ、本発明の実施形態２におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、図４は放電ギャップが無い状態を示す図、図５は放電ギャップが有りの状態を示す図である。なお、図４および図５はそれぞれ、図１および図２と同一の作用効果を奏する部材には同一の部材番号を付して説明する。
【００８１】
図４および図５において、本実施形態２のプロービング冶工具１Ａは、先端が尖って突出した高電圧印加用のコンタクトプローブ２（第１コンタクトプローブ）と、先端が尖って突出したグランド側のコンタクトプローブ３（第２コンタクトプローブ）と、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電平板４ｃ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が下端部に設けられた除電用プローブ５と、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がグランド側の枠組みに取り付けられて、グランド側のコンタクトプローブ３の上下動を角度に変換して除電用プローブ５を上下動させるためのクレーンアーム６と、コンタクトプローブ２を縦一辺に含む枠組み、コンタクトプローブ３を縦一辺に含む枠組み、除電用プローブ５およびクレーンアーム６上を覆うシールドボックス７とを有している。
【００８２】
高電圧印加用のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む枠組みは、コンタクトプローブ２に一端が回動自在に軸支され、横方向に配置されるプローブ支持アーム２１（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム２１の他端が上端に回動自在に軸支され、コンタクトプローブ２に対向する縦方向のプローブ支持アーム２４（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム２４がカード基板またはマニピュレータ８に取り付けられている。このコンタクトプローブ２が上下方向に移動可能とするように、枠組みが変形可能に軸支されて取り付けられている。高電圧印加用のコンタクトプローブ２と放電球４ａ間は導電部材により導通しているものとする。
【００８３】
グランド側のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む枠組みは、コンタクトプローブ３に一端が回動自在に軸支され、横方向に配置されるプローブ支持アーム３１（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム３１の他端が上端に軸支され、コンタクトプローブ３に対向する縦方向のプローブ支持アーム３３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム３３がカード基板またはマニピュレータ９に取り付けられている。このコンタクトプローブ３が上下方向に移動可能とするように、枠組みが変形可能に軸支されて取り付けられている。グランド側のコンタクトプローブ３と除電用プローブ５の先端の放電球４ｂとの間は導電部材により導通して接地されているものとする。
【００８４】
本実施形態２では、上記実施形態のようなプローブ支持アーム２２やプローブ支持アーム３２がなく、平行四辺形の枠組みが構成できないものの、プローブ支持アームの形状は、カンチレバー形状で上記実施形態の場合と同一機能を有する。
【００８５】
即ち、コンタクトプローブ２と、プローブ支持アーム２１と、固定のプローブ支持アーム２３とにより、可動の枠組みが構成されていると共に、コンタクトプローブ３と、プローブ支持アーム３１と、固定のプローブ支持アーム３３とにより、可動の枠組みが構成されている。このため、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成する。コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触すると、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのが回避される。また、コンタクトプローブ２，３がウエハの端子に接触した瞬間に一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端の当接状態から離間してタイムラグがない。
【００８６】
また、一方放電ギャップ端としての放電平板４ｃと他方放電ギャップ端としての放電球４ｂのように一方が平面形状で、他方が球面形状である。この放電ギャップ端の一方を平面形状にすることによって、機械的な位置誤差を吸収することができる。
【００８７】
なお、上記実施形態１、２では、コンタクトプローブ２，３と、除電用プローブ５と、放電ギャップ長変換機構との組を１組設けた場合について説明したが、これに限らず、コンタクトプローブ２，３と、除電用プローブ５と、放電ギャップ長変換機構との組を複数組設けてもよく、各組がデバイスの有無により独立に動作可能とする。
【００８８】
また、上記実施形態１、２では、コンタクトプローブ２を高電圧印加用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３をグランド（接地）用のコンタクトプローブとして構成したが、これに限らず、逆であってもよい。即ち、コンタクトプローブ２をグランド（接地）用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３を高電圧印加用のコンタクトプローブとして構成してもよい。この場合には、高電圧印加用のコンタクトプローブ側に放電ギャップ長変換機構が設けられることになる。
【００８９】
なお、上記実施形態２では、一方放電ギャップ端の形状が平面形状であり、他方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電平板４ｃ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合について説明したが、これに限らず、他方放電ギャップ端の形状が平面形状であり、一方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電球４ｂ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電平板４ｃ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合についても上記実施形態１，２を適用することができる。要するに、一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が平面形状であり、他方が球面形状である。
【００９０】
また、上記実施形態２では、一方放電ギャップ端の形状が平面形状であり、他方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電平板４ｃ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合について説明したが、これに限らず、一方放電ギャップ端の形状が凹面形状であり、他方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、図１２に示すように、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電凹板４ｄ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合についても上記実施形態１，２を適用することができる。このように、一方放電ギャップ端としての放電凹板４ｄと他方放電ギャップ端としての放電球４ｂのように、放電ギャップ端の一方が放電凹板４ｄで受け皿形状とし、他方が放電球４ｂで球面形状とする。または、他方放電ギャップ端の形状が凹面形状であり、一方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電球４ｂ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電凹板４ｄ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合についても上記実施形態１，２を適用することができる。要するに、一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が凹面形状であり、他方が球面形状である。放電凹板４ｄの受け皿形状は、中央部分が低く外周部分が高い、下に凸の断面曲線状の曲面で構成されている。
【００９１】
以上のように、放電ギャップ端の一方を受け皿形状（放電凹板４ｄ）とし、放電ギャップ端の他方を球面形状（放電球４ｂ）とすることにより、機械的な位置誤差を強制的に規定の接点位置に補正することができる。
【００９２】
（実施形態３）
図６は、本発明の実施形態３におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【００９３】
図６において、本実施形態３のプロービング冶工具１Ｃでは、放電平板４１ａに対して複数の放電球４１ｂ、４２ｂおよび４３ｂ（ここでは３つ）が当接している。放電平板４１ａは、グランド用のコンタクトプローブ３の反対側に設けられ、放電球４１ｂは、除電用プローブ５１の下端に設けられた他方放電ギャップ端である。この他は、上記実施形態１，２の構成とそれぞれ同じである。要するに、本実施形態３のプロービング冶工具１Ｃが上記実施形態１，２と異なるのは、グランド用のコンタクトプローブ３の上方に大きい放電平板４１ａが設けられ、高電圧印加用のコンタクトプローブ２側に放電ギャップ長変換機構さらに除電用プローブ５１を介して、その下端に放電球４１ｂが設けられている点である。しかも、この他に、高電圧印加用のコンタクトプローブ２側に放電ギャップ長変換機構さらに除電用プローブ５２を介して、その下端に放電球４２ｂが設けられ、高電圧印加用のコンタクトプローブ２側に放電ギャップ長変換機構さらに除電用プローブ５３を介して、その下端に放電球４３ｂが設けられている。グランド用のコンタクトプローブ３が１本で、高電圧印加用のコンタクトプローブ２が複数本（ここでは３本）ある。
【００９４】
本実施形態３のプロービング冶工具１Ｃは、コンタクトプローブ２が複数、コンタクトプローブ３が単数設けられ、コンタクトプローブ３の反対側に一方放電ギャップ端（放電平板４１ａ）が設けられ、コンタクトプローブ２に放電ギャップ長変換機構（クレーンプローブ６を含む）を介した除電用プローブ５１〜５３のいずれかの組が複数組（ここでは３つ）設けられて、各組がデバイスの有無により同時に動作可能とする。
【００９５】
即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ２に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム２１，２２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム２１，２２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ軸支され、コンタクトプローブ２に対向する縦方向のプローブ支持アーム２３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム２３がカード基板またはマニピュレータ９に取り付けられている。このコンタクトプローブ２がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。高電圧印加用のコンタクトプローブ２と除電用プローブ５１〜５３のいずれかの先端の放電球４１ｂ〜４３ｂのいずれかとの間は導電部材により導通して接地されている。
【００９６】
グランド用のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ３に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム３１，３２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム３１，３２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、コンタクトプローブ３に対向する縦方向のプローブ支持アーム３３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム３３がカード基板またはマニピュレータ８に取り付けられている。このコンタクトプローブ３がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。グランド用のコンタクトプローブ３と放電球４ａ間は導電部材により導通しているものとする。
【００９７】
これらのように、コンタクトプローブ２と、２本のプローブ支持アーム２１，２２と、固定のプローブ支持アーム２３とにより、可動の平行４辺形が構成されていると共に、コンタクトプローブ３と、２本のプローブ支持アーム３１，３２と、固定のプローブ支持アーム３３とにより、可動の平行４辺形が構成されているため、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成することができる。コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触すると、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのが回避される。また、コンタクトプローブ２，３がウエハの端子に接触した瞬間に一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端（放電球４ａ、４ｂ）の当接状態から離間してタイムラグがない。
【００９８】
除電用プローブ５１〜５３はそれぞれ、クレーンアーム６の先端に一端が取り付けられ、他方放電ギャップ端（放電球４１ｂ〜４３ｂ）が設けられた他端が一方放電ギャップ端（放電平板４１ａ）に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている。この除電用プローブ５１〜５３はそれぞれ、ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、一方放電ギャップ端（放電平板４１ａ）と各他方放電ギャップ端（放電球４１ｂ〜４３ｂ）とがそれぞれ当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有している。これによって、コンタクトプローブ２，３がデバイスの端子に接続されていない期間は、放電平板４１ａと放電球４１ｂ〜４３ｂとをそれぞれ当接して高電圧用のコンタクトプローブ２およびグランド用のコンタクトプローブ３とをショートさせて滞留電荷を除去することができる。
【００９９】
ウェハを搭載するウェハステージ（図示せず）を動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ２の移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構が設けられている。この放電ギャップ長変換機構は、グランド側のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み構成の他に、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がプローブ支持アーム２３に回動自在に取り付けられて、コンタクトプローブ２および上側のプローブ支持アーム２１の動作が角度に変換されて除電用プローブ５１〜５３を上下動させて放電ギャップ長を制御する各クレーンアーム６をそれぞれ有している。
【０１００】
なお、上記実施形態３では、コンタクトプローブ２を高電圧印加用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３をグランド（接地）用のコンタクトプローブとして構成したが、これに限らず、逆であってもよい。即ち、コンタクトプローブ２をグランド（接地）用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３を高電圧印加用のコンタクトプローブとして構成してもよい。この場合には、高電圧印加用のコンタクトプローブ側に放電ギャップ長変換機構が設けられることになる。
【０１０１】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【０１０２】
図７において、本実施形態４のプロービング冶工具１Ｄが、上記実施形態１〜３とことなるのは、シーソ形式であるという点である。高電圧印加用のコンタクトプローブ２４がプローブ支持アーム２５を介して支点５４ａの回りに回転自在に軸支され、コンタクトプローブ２４が突き上げられると、放電球４４ａ，４４ｂが離間するようになっている。また同様に、グランド用のコンタクトプローブ３４も、プローブ支持アーム３５を介して支点５４ｂの回りに回転自在に軸支され、コンタクトプローブ３４が突き上げられると、放電球４５ａ，４５ｂが離間するようになっている。
【０１０３】
または、高電圧印加用のコンタクトプローブ２４、３４がそれぞれプローブ支持アーム２５、３５をそれぞれ介して支点５４ａ、５４ｂの回りに回転自在にそれぞれ軸支され、コンタクトプローブ２４、３４が突き上げられると、放電球４４ａ，４４ｂが離間すると共に放電球４５ａ，４５ｂが離間するようにしてもよい。この場合は、グランド用のコンタクトプローブは放電球４４ｂ，４５ｂに接続されている。
【０１０４】
この場合、上記放電ギャップ長変換機構は、シーソ形式により、コンタクトプローブ２４，３４の移動に連動して、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する。
【０１０５】
なお、本実施形態１〜４では、特に説明しなかったが、例えば、先端が突出したコンタクトプローブ２，３と、コンタクトプローブ２に導通して一方放電球４ａが配設された放電ギャップの他方放電球４ｂがコンタクトプローブ３に導通するように配設された除電用プローブ５と、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ２，３のいずれかの移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有している。これによって、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御して、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避することができる本発明の目的を達成することができる。
【０１０６】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、ＬＳＩチップ検査におけるプロービング冶工具および、このプロービング冶工具を用いて高電圧印加検査を行う高電圧検査装置の分野において、記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１Ａ、１Ｃ，１Ｄ プロービング冶工具
２、２４ 高電圧印加用のコンタクトプローブ（第１コンタクトプローブ）
２１、２２、２５、３５ プローブ支持アーム（第１プローブ支持アーム）
２３、２４ 固定のプローブ支持アーム（第２プローブ支持アーム）
３、３４ グランド用のコンタクトプローブ（第２コンタクトプローブ）
３１、３２ プローブ支持アーム（第１プローブ支持アーム）
３３、３４ プローブ支持アーム（第２プローブ支持アーム）
４ａ、４４ｂ，４５ｂ 放電球（一方放電ギャップ端）
４ｂ，４１ｂ〜４３ｂ、４４ａ、４５ａ 放電球（他方放電ギャップ端）
４ｃ、４ｄ、４１ａ 放電平板（一方放電ギャップ端）
５、５１〜５３ 除電用プローブ
６ クレーンアーム
７ シールドボックス
８，９ カード基板またはマニピュレータ
５４ａ、５４ｂ 支点
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２ 三角形部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩチップ検査におけるプロービング冶工具および、このプロービング冶工具を用いて高電圧印加検査を行う高電圧検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロービング冶工具としては、デバイスの端子に対して接続するコンタクトプローブを基板に固定搭載したプローブカードや、このコンタクトプローブをアームに固定したマニピュレータなどを示している。この従来のプロービング冶工具を用いて行う供給電圧の大きさは、信頼性検査で代表的なＥＳＤ試験（静電放電信頼性試験）などを対象としており、およそ１〜１０ＫＶレベルの高電圧を対象としている。コンタクトプローブ間の距離が１ｍｍに対して印加できる高電圧は１ＫＶ程度である。要するに、この高電圧検査は、人体や機械からの静電気がＬＳＩチップに流れた場合の耐久性について試験するものである。
【０００３】
図８は、従来のプロービング冶工具を用いて高電圧検査を行う場合のプローブ保護シーケンスを説明するためのフローチャートである。
【０００４】
まず、図８に示すように、ステップＳ１１でデバイスの端子にコンタクトプローブを接続するデバイスコンタクトを行うチップコンタクト工程を実施する。
【０００５】
次に、ステップＳ１２でチップ有無を確認するため電気的検査を実施する。つまり、コンタクトプローブから端子を通してチップ回路の通電確認を行う。各コンタクトプローブで例えばＬＥＤの２端子を接触させれば、チップ回路を介してＬＥＤが点灯するなどデバイスが動作することにより、各コンタクトプローブがＬＥＤの２端子などデバイスの端子に接触したかどうかが簡単に確認できる。この場合、コンタクト試験を実施するための電気計測器が必要である。ステップＳ１２でデバイスがない場合、例えばＬＥＤが点灯しないなどデバイスが動作しない場合に、「デバイスなし」として検査を終了する。また、ステップＳ１２で、デバイスがある場合、例えばＬＥＤが点灯するなどデバイスが何らかの動作をした場合に、「デバイスあり」として、次のステップＳ１３の処理に移行する。
【０００６】
続いて、ステップＳ１３では、各コンタクトプローブ介してデバイスの各端子に高電圧を印加する試験を行う。この試験実施において、規定の高電圧がかかる試験ではそのまま試験を実施する。試験中に、雷サージなど、規定以上の高電圧がかかった場合、電気的に保護素子による電流バイパス機能が働き、デバイスや試験回路の破壊を防止することができる。
【０００７】
このように、高電圧を用いたＬＳＩチップ検査では、デバイスの複数の端子に、コンタクトプローブを介して高電圧や大電流を印加する検査を実施しているが、このとき、コンタクトプローブがデバイスの端子に接触しない状態で、ある閾値を超えた高電圧がコンタクトプローブに印加されてしまうと、電圧差のあるコンタクトプローブ間において、光や熱を放射する放電現象が確認できる。コンタクトプローブ間で放電が起こった場合、気中放電による発熱がプローブ先端で起こるため、プローブ先端径が微細な場合には、この放電熱によってプローブ先端が溶断したり熔解して変形したりプローブ先端部分が酸化によって変色したり、電気的なプローブによる接触自体が困難となったり、コンタクトプローブとの接触抵抗の変化により正しい測定や検査が継続できなくなる。
【０００８】
上記放電閾値は、印加電圧やコンタクトプローブ間の距離、温度・湿度などによって変化する。現行技術として、コンタクトプローブやデバイスの保護を目的とした対策は、以下の（１）および（２）ように大別される。
【０００９】
即ち、（１）試験回路内に電気的に動作する保護素子を組み込む手段と、（２）機械的な構造による放電ギャップ回路を付加した保護手段である。（１）の保護素子は自己整流素子による電流バイパス回路を示しており、サイリスタ・ＧＴＯ（保護素子）・ＩＧＢＴ（保護素子）などが代表的である。このように、コンタクトプローブやデバイスの保護対策として、保護素子を用いた電気的手段と放電ギャップに関する機械的手段の２種類がある。この保護素子については特許文献１、２に開示されている。また、放電ギャップ回路については特許文献３に開示されている。
【００１０】
図９は、特許文献１に開示されている従来の電気負荷駆動回路の回路図である。
【００１１】
図９において、従来の電気負荷駆動回路１００は、電流容量を大きくすることなく、出力ＭＯＳトランジスタ１０１を静電気から保護する保護用素子が開示されている。この保護用素子として、出力ＭＯＳトランジスタ１０１のドレイン・ソース間にツェナーダイオードＺＤ１が設けられ、出力ＭＯＳトランジスタ１０１のゲート・グランド間にダイオードＤ１が逆方方向に設けられている。なお、１０３は直流電源、Ｒ０は抵抗、ＳＷはスイッチ、ＴＤは電源端子、ＴＣはコントロール端子、ＴＢは電源端子、ＴＬは電気負荷１０２が接続される負荷端子である。
【００１２】
上記構成により、電気負荷１０２側から正の静電気が印加されると、ツェナーダイオードＺＤ１および出力ＭＯＳトランジスタ１０１の寄生ダイオードＤ０に順方向に電流が流れて静電気が吸収される。また、負の静電気が印加された際には、ツェナーダイオードＺＤ１に降伏電流が流れて、ドレイン−ソース間が所定電圧にクランプされ、その後、ダイオードＤ１の動作によって出力ＭＯＳトランジスタ１０１がオンする。よって、保護用素子としてのツェナーダイオードＺＤ１およびダイオードＤ１の電流容量（素子面積）を大きくすることなく、出力ＭＯＳトランジスタ１０１を静電気から確実に保護することができる。
【００１３】
図１０は、特許文献２に開示されている従来の静電保護素子付き高周波集積回路における静電保護素子の回路図である。
【００１４】
図１０において、従来の静電保護素子付き高周波集積回路２００は、入出力端子を有する高周波回路２０１と、化合物半導体基板上に形成され、入出力端子の一方の端子が高周波回路２０１の入出力端子に接続され、他方の端子が第１の基準電位に接続され、ゲートが抵抗２０２を介して第２の基準電位に接続されたエンハンスメントタイプ電界効果トランジスタ２０３とを有している。入出力端子２０４からノイズや高圧パルスが印加されたときに、電界効果トランジスタ２０３を低インピーダンス化しＥＳＤ保護を行うようにしている。
【００１５】
図１１は、特許文献３に開示されている従来の半導体装置の試験装置の構成図である。
【００１６】
図１１において、従来の半導体装置の試験装置３００は、ＩＣ３０１を載せて固定する絶縁体３０２と、静電気放電電荷を発生させるための高電圧源３０３、コンデンサ３０４および抵抗３０５と、金属片３０６と放電電極３０７からなっている隙間長が可変な放電ギャップ３０８と、放電ギャップ３０８の前段として設けられ、隙間長が固定された放電ギャップ３０９と、放電回路に挿入される放電抵抗３１０と、静電気放電電荷を放電回路側に導くスイッチ３１１とを含んで構成される。ＩＣ３０１の被試験端子３１２に高電圧を印加する際に、被試験端子３１２に試験端子３１３を接続し、スイッチ３１１を実線側に切り換えてコンデンサ３０４に電気を貯めた後に、スイッチ３１１を破線側に切り換えて、放電ギャップ３０８にコロナ放電または火花放電を発生させて、立ち上がりの早い急激な通電が行われる。これによって、実際の静電気放電現象に近い状態が再現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−１６０７４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１１４６１８号公報
【特許文献３】特開平６−５１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献１、２に開示されている従来の保護素子を用いた電気的手段では、一般的に、１０ｎｓ以下のオーダで高速に動作する製品が多数あるものの、多数のデバイスを検査する場合、この電気的な装置機能としての保護素子自体の耐久性を考慮する必要があった。
【００１９】
特許文献３に開示されている従来の放電ギャップに関する機械的手段のように、印加される過剰電圧を想定してギャップ長を調整できる手法は多いものの、ギャップ長は事前に設計製作するものであって、リアルタイムに放電ギャップ長を可変する手段は、処理時間の制約上、実現できない。
【００２０】
その他の従来構成において、例えばデバイスの端子に対するコンタクトプローブのコンタクト状態を電気的に検査し、デバイスの有無により、高電圧の通電を制御する方法があるが、当然のことながら、端子に対するコンタクトプローブのコンタクト状態を電気的に検出する電気的な装置機能が必要になる。
【００２１】
また、複数のデバイスを同時に検査する場合には、ウェハの外周部分の検査時において、ウェハ外周エッジをはみ出すコンタクト領域に対しては、プローバ機能により通電しない制御ができるものの、このような電気的な計測装置や複雑なプロービング制御が必要となるため、電気的な装置機能や装置価格が増大する。
【００２２】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電を確実に回避することができるプロービング冶工具および、このプロービング冶工具を用いて高電圧検査を行う高電圧検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のプロービング冶工具は、先端が突出した第１コンタクトプローブと、先端が突出した第２コンタクトプローブと、該第１コンタクトプローブに導通して一方放電ギャップ端が配設された放電ギャップの他方放電ギャップ端が該第２コンタクトプローブに導通するように配設された除電用プローブと、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブを該ウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動した該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかの移動により、該オーバドライブ動作の変位量を該放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有したものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
また、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長変換機構は、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび上側の該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長変換機構は、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるクレーンアームの下端根元部は、前記固定の第２プローブ支持アームに回転自在に軸支され、該クレーンアームと前記上側の第１プローブ支持アームとが係合して該クレーンアームが該上側の第１プローブ支持アームにスライド自在に構成されている。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちの高電圧用のコンタクトプローブは、前記端子へのコンタクト機能と放電ギャップ端を兼ねている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちのグランド用のコンタクトプローブは、前記第１プローブ支持アームに軸支され、前記除電用プローブは、該第１プローブ支持アームにスライド自在に取り付けられ、かつ前記第２プローブ支持アームに軸支された前記クレーンアームに取り付けられている。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるオーバドライブ動作の変位量は、前記ウェハの厚さよりも小さく、適正な放電ギャップ長が確保できる変位量である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブは前記ウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成されている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有する。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを更に有する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方が軸支されている第１プローブ支持アームに所定以上の回動を阻止するストッパー部材が設けられ、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端は互いの当接により、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれか一方が軸支されている第１プローブ支持アームおよび前記クレーンアームを支持している。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長は、前記ウェハステージのオーバドライブ量に応じて調整可能とする。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれかと、前記２本の第１プローブ支持アームと、前記固定の第２プローブ支持アームとにより、可動の平行４辺形が構成されている。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるクレーンアームは、前記固定の第２プローブ支持アームと軸支された支点を上下方向に変更することにより初期角度と前記ウエハステージのオーバドライブ動作量に対する角度変化率を調整可能としている。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具におけるクレーンアームは、アーム長を変更することにより前記放電ギャップ長を調整可能とする。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における除電用プローブは、前記ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端とが当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有する。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における除電用プローブは、前記クレーンアームの先端に一端が取り付けられ、前記他方放電ギャップ端が設けられた他端が前記一方放電ギャップ端に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が平面形状であり、他方が球面形状である。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状は共に球面形状である。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブ、前記第２コンタクトプローブ、前記除電用プローブおよび前記放電ギャップ長変換機構の上方を覆うシールドボックスを更に有し、該シールドボックスは、高電圧印加による電磁放射ノイズを電磁遮蔽するように導電性の金属で形成されてＧＮＤ接続されている。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブと、前記第２コンタクトプローブと、前記除電用プローブと、前記放電ギャップ長変換機構との組を複数設けて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１プローブ支持アームと、前記第２プローブ支持アームと、前記クレーンアームとで囲まれた形状が三角形状であり、該第１プローブ支持アームと該第２プローブ支持アームの各端部が回動自在に軸支されて第１支点とされ、該第２プローブ支持アームと該クレーンアームの下端部が回動自在に軸支されて第２支点とされ、該クレーンアームと該第１プローブ支持アームとがスライド自在に係合されて、該第１支点を中心とした該第１プローブ支持アームの回動動作に応じて、該第２支点を中心とした該クレーンアームの回動動作が該第１プローブ支持アームと係合してスライドすることにより行われる。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具において、前記第１コンタクトプローブが複数、前記第２コンタクトプローブが単数設けられ、該第２コンタクトプローブの反対側に前記一方放電ギャップ端が設けられ、該第１コンタクトプローブに前記放電ギャップ長変換機構を介した前記除電用プローブの他方放電ギャップ端の組が複数組設けられて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明のプロービング冶工具における放電ギャップ長変換機構は、シーソ形式により、前記オーバドライブ動作による前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブの移動に連動して、該オーバドライブ動作の変位量を前記放電ギャップの放電ギャップ長に変換する。
【００４７】
本発明の高電圧検査装置は、本発明の上記プロービング冶工具を用いて前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブから前記ウエハ上のデバイスに対して高電圧印加検査を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４８】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００４９】
本発明においては、先端が突出した第１コンタクトプローブと、先端が突出した第２コンタクトプローブと、第１コンタクトプローブに導通して一方放電ギャップ端が配設された放電ギャップの他方放電ギャップ端が第２コンタクトプローブに導通するように配設された除電用プローブと、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、第１コンタクトプローブおよび第２コンタクトプローブをウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動した第１コンタクトプローブおよび第２コンタクトプローブのいずれかの移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有している。
【００５０】
これによって、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長が制御されて、コンタクトプローブ間の放電がより確実に回避される。
【発明の効果】
【００５１】
以上により、本発明によれば、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが無い状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが有りの状態を示す図である。
【図３】図１および図２のプロービング冶工具の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが無い状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、放電ギャップが有りの状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態３におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【図７】本発明の実施形態４におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【図８】従来のプロービング冶工具を用いて高電圧検査を行う場合のプローブ保護動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】特許文献１に開示されている従来の電気負荷駆動回路の回路図である。
【図１０】特許文献２に開示されている従来の静電保護素子付き高周波集積回路における静電保護素子の回路図である。
【図１１】特許文献３に開示されている従来の半導体装置の試験装置の構成図である。
【図１２】本発明の実施形態２のプロービング冶工具における変形例として一方放電ギャップ端が凹面形状で他方放電ギャップ端が球面形状の場合を模式的に示す要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下に、本発明のプロービング冶工具の実施形態１〜４を高電圧検査装置に適用した場合について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００５４】
（実施形態１）
図１および図２はそれぞれ、本発明の実施形態１におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、図１は放電ギャップが無い状態を示す図、図２は放電ギャップが有りの状態を示す図である。
【００５５】
図１において、本実施形態１のプロービング冶工具１は、平行四辺形の枠組みの縦方向の一辺を構成し、先端が尖って突出した高電圧印加用のコンタクトプローブ２（第１コンタクトプローブ）と、平行四辺形の枠組みの縦方向の一辺を構成し、先端が尖ったグランド側のコンタクトプローブ３（第２コンタクトプローブ）と、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電球４ａ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が下端部に設けられた除電用プローブ５と、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がグランド側の平行四辺形の枠組みに取り付けられて、グランド側のコンタクトプローブ３の上下動を角度に変換して除電用プローブ５を上下動させるためのクレーンアーム６と、コンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み、コンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み、除電用プローブ５およびクレーンアーム６上を覆うシールドボックス７とを有している。
【００５６】
高電圧印加用のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ２に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム２１，２２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム２１，２２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、コンタクトプローブ２に対向する縦方向のプローブ支持アーム２３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム２３がカード基板またはマニピュレータ８に取り付けられている。このコンタクトプローブ２がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。高電圧印加用のコンタクトプローブ２と放電球４ａ間は導電部材により導通しているものとする。
【００５７】
グランド側のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ３に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム３１，３２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム３１，３２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ軸支され、コンタクトプローブ３に対向する縦方向のプローブ支持アーム３３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム３３がカード基板またはマニピュレータ９に取り付けられている。このコンタクトプローブ３がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。グランド側のコンタクトプローブ３と除電用プローブ５の先端の放電球４ｂとの間は導電部材により導通して接地されているものとする。
【００５８】
これらのように、コンタクトプローブ２と、２本のプローブ支持アーム２１，２２と、固定のプローブ支持アーム２３とにより、可動の平行４辺形が構成されていると共に、コンタクトプローブ３と、２本のプローブ支持アーム３１，３２と、固定のプローブ支持アーム３３とにより、可動の平行４辺形が構成されているため、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成することができる。コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触すると、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのが回避される。また、コンタクトプローブ２，３がウエハの端子に接触した瞬間に一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端（放電球４ａ、４ｂ）の当接状態から離間してタイムラグがない。
【００５９】
除電用プローブ５は、クレーンアーム６の先端に一端が取り付けられ、他方放電ギャップ端（放電球４ｂ）が設けられた他端が一方放電ギャップ端（放電球４ａ）に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている。この除電用プローブ５は、ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、一方放電ギャップ端（放電球４ａ）と他方放電ギャップ端（放電球４ｂ）とが当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有している。これによって、コンタクトプローブ２，３がデバイスの端子に接続されていない期間は、放電球４ａ，４ｂを当接して高電圧用のコンタクトプローブ２およびグランド用のコンタクトプローブ３とをショートさせて滞留電荷を除去することができる。この場合の放電球４ａ，４ｂは共に球面形状であるため、対向電極との放電特性において、クレーンアーム６の設定角度に依存せずに接触位置や離間位置が変わっても放電特性は変わらない。
【００６０】
さらに、ウェハを搭載するウェハステージ（図示せず）を動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ３の移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構が設けられている。この放電ギャップ長変換機構は、グランド側のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み構成の他に、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がプローブ支持アーム３３に回動自在に取り付けられて、コンタクトプローブ３および上側のプローブ支持アーム３１の動作が角度に変換されて除電用プローブ５を上下動させて放電ギャップ長を制御するクレーンアーム６を有している。
【００６１】
クレーンアーム６は、固定のプローブ支持アーム３３と軸支された支点を上下方向に変更することにより初期角度とウエハステージのオーバドライブ動作量に対する角度変化率を調整可能としている。また、クレーンアーム６は、アーム長を変更することにより放電ギャップ長を調整することもできる。
【００６２】
クレーンアーム６の下端部は、プローブ支持アーム３３に回転自在に軸支され、クレーンアーム６の途中に立設されたピン部材が、上側のプローブ支持アーム３１の長穴に通されてスライド自在に係合されている。したがって、コンタクトプローブ３が上に移動すると、プローブ支持アーム３１が他方端部を中心に時計回りに回動することにより、クレーンアーム６を時計回りに回動させてその角度が大きくなって立ち、除電用プローブ５の放電球４ｂがコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電球４ａに対して上方向に離間するように動作する。この場合、図１から図２の状態になる。逆に、コンタクトプローブ３が下に移動すると、プローブ支持アーム３１が他方端部を中心に反時計回りに回動することにより、クレーンアーム６が反時計回りに回動させてその角度が小さくなって寝て、除電用プローブ５の放電球４ｂがコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電球４ａ側に近づき、さらに放電球４ａ，４ｂが互いに当接する。この場合、図２から図１の状態になる。
【００６３】
このように、プローブ支持アーム３１，３３とクレーンアーム６とを三角形部Ａ１およびＢ１にリンクする状態とし、チップコンタクト時におけるウェハステージのオーバドライブ変位量をクレーンアーム６の角度に変換して、放電球４ａ、４ｂ間の放電ギャップ長を増大させるように構成されている。また、プローブ支持アーム３１，３３とクレーンアーム６は、２点の回動自在な支点と、１点のスライド支持で構成している。これによって、プローブ支持アーム３１の角度に応じてクレーンアーム６の角度を変えることができる。要するに、チップコンタクト時のオーバドライブ変位量を、平行四辺形の枠組みおよびクレーンアーム６を介して、除電用プローブ５の放電球４ｂによる放電ギャップ長に増幅変換する。
【００６４】
即ち、動作を実現するための構成としては、グランド側のコンタクトプローブ２、３と除電用プローブ５の２種類のプローブで構成されている。ウェハステージのオーバドライブ動作と、コンタクトプローブ３の動作により、プローブ支持アーム３１，３３とクレーンアーム６が連動して除電用プローブ５を移動するように機能する。除電用プローブ５の放電球４ｂによる放電ギャップ長は、ウェハステージのオーバドライブ変位量に対してクレーンアーム６の角度変化により決定することができる。十分な放電ギャップ長を確保することで絶縁状態となり、デバイス側に高電圧を与えることができる。放電ギャップ長の設計は、クレーンアーム６の角度だけでなく、クレーンアーム長を変更することによってもギャップ長の設計が可能である。具体的には、ウェハステージのオーバドライブ変位量が５０μｍのとき、１０倍となるレバー比で設計すると、５００μｍの放電ギャップ長を確保することができる。最適な放電ギャップ長は印加電圧により決定する。
【００６５】
コンタクトプローブ２、３は、高電圧供給側の１本と、ＧＮＤ側の１本で構成され、除電用プローブ５はＧＮＤ側の１本で構成されている。また、高電圧供給側のコンタクトプローブ２は、プローブの両端において、デバイスの端子へのコンタクト機能と放電ギャップ端を兼ねている。さらに、ＧＮＤ側のコンタクトプローブ３は可動するプローブ支持アーム３１に軸支され、除電用プローブ５は、可動するプローブ支持アーム３１にスライドするように取り付けられ、固定のプローブ支持アーム３３に軸支されたクレーンアーム６に取り付けられている。
【００６６】
さらに、オーバドライブ動作の変位量は、ウェハの厚さよりも小さく、適正な放電ギャップ長が確保できる変位量である。コンタクトプローブ２，３はウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成されている。これによって、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのを回避することができる。
【００６７】
さらに、コンタクトプローブ２が軸支されている上側のプローブ支持アーム２１が所定以上の回動するのを阻止するように、プローブ支持アーム２１の下側にストッパー部材（図示せず）が設けられている。このストッパー部材（図示せず）は、突起でもよく、突起とプローブ支持アーム２１との間に緩衝部材や弾性部材を設けてもよい。放電球４ａ，４ｂが互いに当接することにより、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して接触していない状態で、コンタクトプローブ３が軸支されている第１プローブ支持アーム３１およびクレーンアーム６を支持することによりコンタクトプローブ３が下方に落ちないようにしている。このように、コンタクトプローブ２が連結されているプローブ支持アーム２１の下側にストッパー部材を置いて、コンタクトプローブ２が所定位置でそれ以上、下方向に移動しないように支持すると共に、放電球４ａ，４ｂが互いに当接することにより、クレーンアーム６を介してプローブ支持アーム３１を支持し、これによって、コンタクトプローブ３もそれ以上、下方向に移動しないように支持することができるようになっている。
【００６８】
コンタクトプローブ２，３、除電用プローブ５および放電ギャップ長変換機構の上方を覆うシールドボックス７を更に有している。シールドボックス７は、高電圧印加による電磁放射ノイズを電磁遮蔽するように導電性の金属で形成されて、ＧＮＤ接続されている。
【００６９】
上記構成により、以下、本実施形態１のプロービング冶工具１の動作について説明する。
【００７０】
図３は、図１および図２のプロービング冶工具１の動作について説明するためのフローチャートである。
【００７１】
図３に示すように、まず、ステップＳ１で、デバイスの端子にコンタクトプローブ２、３を接続するチップコンタクト工程を実施する。このとき、放電球４ａ，４ｂが当接してコンタクトプローブ２、３が下に下がらずバランスしている。一般に、コンタクトプローブ２、３で例えばＬＥＤの２端子を接触させれば、ＬＥＤが点灯して、コンタクトプローブ２、３がＬＥＤの２端子に接触したかどうかが分かるが、本実施形態１では、デバイスの動作が無くても、コンタクトプローブ２、３がＬＥＤの２端子に接触したかどうかが機械的に分かるようになっている。
【００７２】
即ち、ウエハステージ上にウエハが搭載され、ウエハ上の各デバイスの端子に、コンタクトプローブ２、３が接触することになるが、そのウエハステージがウエハと共に下から上に移動し、ウエハ上の各デバイスの端子にコンタクトプローブ２、３が接触して、コンタクトプローブ２、３を下から上に、ウエハの厚さよりも少ない量だけ持ち上げる。このとき、「デバイスあり」と判定して次のステップＳ２に移行する。
【００７３】
ステップＳ２で、ウエハ上の各デバイスの端子にコンタクトプローブ２、３が接触した状態で、コンタクトプローブ２、３を下から上に持ち上げに連動して、二つの平行四辺形の枠組みがそれぞれ変形し、図２に示すように、クレーンアーム６が立って放電球４ａ，４ｂが離間して放電ギャップが開放される。このとき、コンタクトプローブ２、３がそれぞれデバイスの各端子に接続されているので、高電圧がコンタクトプローブ２、３間に印加されたとしても、印加された高電圧はコンタクトプローブ２からデバイス側に抜けて、コンタクトプローブ２、３間で放電することはない。
【００７４】
また、ウエハステージ上にウエハが搭載されていない場合には、ウエハの厚み分までは、ウエハステージが下から上に移動してもコンタクトプローブ２、３を下から上に持ち上げることはない。この場合、「デバイスなし」と判定して次のステップＳ３に移行する。ステップＳ３で、図１に示すように、放電球４ａ，４ｂは当接したままで、コンタクトプローブ２、３はショート状態にある。
【００７５】
次に、ステップＳ４で高電圧印加試験を実施する。これは、プローブ支持アーム２１または３１などの機械的な動きを検知するリミットスイッチなどを用いて「デバイスあり」を検出して自動的に高電圧印加工程に移行することもできるし、人が眼で「デバイスあり」を検知してスイッチ操作などによって高電圧印加工程に移行することもできる。いずれの場合にも、高電圧はデバイスに吸収されてコンタクトプローブ２、３間で放電することはない。「デバイスなし」の場合は、コンタクトプローブ２、３間に高電圧が印加されても、放電球４ａ，４ｂが接触したままなので、ステップＳ５でコンタクトプローブ２、３間にかかる高電圧は放電ギャップをバイパスして短絡し、コンタクトプローブ２，３間（高圧電源−ＧＮＤ）に放電は起こらない。
【００７６】
チップ移動時に高電圧回路内部の除電機能も兼ねている。チップ移動時とＣＨＩＰが存在しない場合には、放電球４ａ，４ｂが接触した図１の状態になる。
る。
【００７７】
このようにして、プロービング冶工具１を用いてコンタクトプローブ２，３からウエハ上のデバイスの各端子に対して高電圧を印加して高電圧検査を行うことができる。
【００７８】
以上により、本実施形態１によれば、上記従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避して、コンタクトプローブの放電ダメージを回避することができる。また、本実施形態１の放電ギャップ機構は、高電圧試験回路の残留電荷をディスチャージするための断続リレー機能があるため、高電圧回路内に搭載すべき除電リレーを削除することができる。さらに、電気的な保護回路や保護素子が必要ないことから通電すべき高電圧回路のコンパクト化を実現することができる。
【００７９】
このように、デバイスコンタクト状態は、ウェハステージのオーバドライブ変位量をデバイスを介して自動的に検知し、このオーバドライブ動作を機械的に放電ギャップ長に変換するため、低機能・低価格のプロービング装置で検査を実施することができる。
【００８０】
（実施形態２）
図４および図５はそれぞれ、本発明の実施形態２におけるプロービング冶工具を模式的に示す要部構成図であって、図４は放電ギャップが無い状態を示す図、図５は放電ギャップが有りの状態を示す図である。なお、図４および図５はそれぞれ、図１および図２と同一の作用効果を奏する部材には同一の部材番号を付して説明する。
【００８１】
図４および図５において、本実施形態２のプロービング冶工具１Ａは、先端が尖って突出した高電圧印加用のコンタクトプローブ２（第１コンタクトプローブ）と、先端が尖って突出したグランド側のコンタクトプローブ３（第２コンタクトプローブ）と、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の反対側に設けられた放電平板４ｃ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が下端部に設けられた除電用プローブ５と、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がグランド側の枠組みに取り付けられて、グランド側のコンタクトプローブ３の上下動を角度に変換して除電用プローブ５を上下動させるためのクレーンアーム６と、コンタクトプローブ２を縦一辺に含む枠組み、コンタクトプローブ３を縦一辺に含む枠組み、除電用プローブ５およびクレーンアーム６上を覆うシールドボックス７とを有している。
【００８２】
高電圧印加用のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む枠組みは、コンタクトプローブ２に一端が回動自在に軸支され、横方向に配置されるプローブ支持アーム２１（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム２１の他端が上端に回動自在に軸支され、コンタクトプローブ２に対向する縦方向のプローブ支持アーム２４（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム２４がカード基板またはマニピュレータ８に取り付けられている。このコンタクトプローブ２が上下方向に移動可能とするように、枠組みが変形可能に軸支されて取り付けられている。高電圧印加用のコンタクトプローブ２と放電球４ａ間は導電部材により導通しているものとする。
【００８３】
グランド側のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む枠組みは、コンタクトプローブ３に一端が回動自在に軸支され、横方向に配置されるプローブ支持アーム３１（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム３１の他端が上端に軸支され、コンタクトプローブ３に対向する縦方向のプローブ支持アーム３３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム３３がカード基板またはマニピュレータ９に取り付けられている。このコンタクトプローブ３が上下方向に移動可能とするように、枠組みが変形可能に軸支されて取り付けられている。グランド側のコンタクトプローブ３と除電用プローブ５の先端の放電球４ｂとの間は導電部材により導通して接地されているものとする。
【００８４】
本実施形態２では、上記実施形態のようなプローブ支持アーム２２やプローブ支持アーム３２がなく、平行四辺形の枠組みが構成できないものの、プローブ支持アームの形状は、カンチレバー形状で上記実施形態の場合と同一機能を有する。
【００８５】
即ち、コンタクトプローブ２と、プローブ支持アーム２１と、固定のプローブ支持アーム２３とにより、可動の枠組みが構成されていると共に、コンタクトプローブ３と、プローブ支持アーム３１と、固定のプローブ支持アーム３３とにより、可動の枠組みが構成されている。このため、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成する。コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触すると、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのが回避される。また、コンタクトプローブ２，３がウエハの端子に接触した瞬間に一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端の当接状態から離間してタイムラグがない。
【００８６】
また、一方放電ギャップ端としての放電平板４ｃと他方放電ギャップ端としての放電球４ｂのように一方が平面形状で、他方が球面形状である。この放電ギャップ端の一方を平面形状にすることによって、機械的な位置誤差を吸収することができる。
【００８７】
なお、上記実施形態１、２では、コンタクトプローブ２，３と、除電用プローブ５と、放電ギャップ長変換機構との組を１組設けた場合について説明したが、これに限らず、コンタクトプローブ２，３と、除電用プローブ５と、放電ギャップ長変換機構との組を複数組設けてもよく、各組がデバイスの有無により独立に動作可能とする。
【００８８】
また、上記実施形態１、２では、コンタクトプローブ２を高電圧印加用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３をグランド（接地）用のコンタクトプローブとして構成したが、これに限らず、逆であってもよい。即ち、コンタクトプローブ２をグランド（接地）用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３を高電圧印加用のコンタクトプローブとして構成してもよい。この場合には、高電圧印加用のコンタクトプローブ側に放電ギャップ長変換機構が設けられることになる。
【００８９】
なお、上記実施形態２では、一方放電ギャップ端の形状が平面形状であり、他方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電平板４ｃ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合について説明したが、これに限らず、他方放電ギャップ端の形状が平面形状であり、一方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電球４ｂ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電平板４ｃ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合についても上記実施形態１，２を適用することができる。要するに、一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が平面形状であり、他方が球面形状である。
【００９０】
また、上記実施形態２では、一方放電ギャップ端の形状が平面形状であり、他方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電平板４ｃ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合について説明したが、これに限らず、一方放電ギャップ端の形状が凹面形状であり、他方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、図１２に示すように、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電凹板４ｄ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電球４ｂ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合についても上記実施形態１，２を適用することができる。このように、一方放電ギャップ端としての放電凹板４ｄと他方放電ギャップ端としての放電球４ｂのように、放電ギャップ端の一方が放電凹板４ｄで受け皿形状とし、他方が放電球４ｂで球面形状とする。または、他方放電ギャップ端の形状が凹面形状であり、一方放電ギャップ端の形状が球面形状である場合、即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２の先端の反対側に設けられた放電球４ｂ（一方放電ギャップ端）に対して当接または離間可能とする放電凹板４ｄ（他方放電ギャップ端）が除電用プローブ５の下端部に設けられた場合についても上記実施形態１，２を適用することができる。要するに、一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が凹面形状であり、他方が球面形状である。放電凹板４ｄの受け皿形状は、中央部分が低く外周部分が高い、下に凸の断面曲線状の曲面で構成されている。
【００９１】
以上のように、放電ギャップ端の一方を受け皿形状（放電凹板４ｄ）とし、放電ギャップ端の他方を球面形状（放電球４ｂ）とすることにより、機械的な位置誤差を強制的に規定の接点位置に補正することができる。
【００９２】
（実施形態３）
図６は、本発明の実施形態３におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【００９３】
図６において、本実施形態３のプロービング冶工具１Ｃでは、放電平板４１ａに対して複数の放電球４１ｂ、４２ｂおよび４３ｂ（ここでは３つ）が当接している。放電平板４１ａは、グランド用のコンタクトプローブ３の反対側に設けられ、放電球４１ｂは、除電用プローブ５１の下端に設けられた他方放電ギャップ端である。この他は、上記実施形態１，２の構成とそれぞれ同じである。要するに、本実施形態３のプロービング冶工具１Ｃが上記実施形態１，２と異なるのは、グランド用のコンタクトプローブ３の上方に大きい放電平板４１ａが設けられ、高電圧印加用のコンタクトプローブ２側に放電ギャップ長変換機構さらに除電用プローブ５１を介して、その下端に放電球４１ｂが設けられている点である。しかも、この他に、高電圧印加用のコンタクトプローブ２側に放電ギャップ長変換機構さらに除電用プローブ５２を介して、その下端に放電球４２ｂが設けられ、高電圧印加用のコンタクトプローブ２側に放電ギャップ長変換機構さらに除電用プローブ５３を介して、その下端に放電球４３ｂが設けられている。グランド用のコンタクトプローブ３が１本で、高電圧印加用のコンタクトプローブ２が複数本（ここでは３本）ある。
【００９４】
本実施形態３のプロービング冶工具１Ｃは、コンタクトプローブ２が複数、コンタクトプローブ３が単数設けられ、コンタクトプローブ３の反対側に一方放電ギャップ端（放電平板４１ａ）が設けられ、コンタクトプローブ２に放電ギャップ長変換機構（クレーンプローブ６を含む）を介した除電用プローブ５１〜５３のいずれかの組が複数組（ここでは３つ）設けられて、各組がデバイスの有無により同時に動作可能とする。
【００９５】
即ち、高電圧印加用のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ２に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム２１，２２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム２１，２２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ軸支され、コンタクトプローブ２に対向する縦方向のプローブ支持アーム２３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム２３がカード基板またはマニピュレータ９に取り付けられている。このコンタクトプローブ２がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。高電圧印加用のコンタクトプローブ２と除電用プローブ５１〜５３のいずれかの先端の放電球４１ｂ〜４３ｂのいずれかとの間は導電部材により導通して接地されている。
【００９６】
グランド用のコンタクトプローブ３を縦一辺に含む平行四辺形の枠組みは、コンタクトプローブ３に各一端がそれぞれ回動自在に軸支され、横方向に配置される互いに所定距離を置いて対向した２本のプローブ支持アーム３１，３２（第１プローブ支持アーム）と、プローブ支持アーム３１，３２の各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、コンタクトプローブ３に対向する縦方向のプローブ支持アーム３３（第２プローブ支持アーム）とを有している。このプローブ支持アーム３３がカード基板またはマニピュレータ８に取り付けられている。このコンタクトプローブ３がそれぞれ上下方向に移動可能とするように、平行四辺形の枠組みが変形可能に各四隅で回動自在に軸支されて取り付けられている。グランド用のコンタクトプローブ３と放電球４ａ間は導電部材により導通しているものとする。
【００９７】
これらのように、コンタクトプローブ２と、２本のプローブ支持アーム２１，２２と、固定のプローブ支持アーム２３とにより、可動の平行４辺形が構成されていると共に、コンタクトプローブ３と、２本のプローブ支持アーム３１，３２と、固定のプローブ支持アーム３３とにより、可動の平行４辺形が構成されているため、コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成することができる。コンタクトプローブ２，３がウエハの各端子に対して垂直に接触すると、コンタクトプローブ２，３の先端部分が撓み過ぎて破損するのが回避される。また、コンタクトプローブ２，３がウエハの端子に接触した瞬間に一方放電ギャップ端と他方放電ギャップ端（放電球４ａ、４ｂ）の当接状態から離間してタイムラグがない。
【００９８】
除電用プローブ５１〜５３はそれぞれ、クレーンアーム６の先端に一端が取り付けられ、他方放電ギャップ端（放電球４１ｂ〜４３ｂ）が設けられた他端が一方放電ギャップ端（放電平板４１ａ）に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている。この除電用プローブ５１〜５３はそれぞれ、ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、一方放電ギャップ端（放電平板４１ａ）と各他方放電ギャップ端（放電球４１ｂ〜４３ｂ）とがそれぞれ当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有している。これによって、コンタクトプローブ２，３がデバイスの端子に接続されていない期間は、放電平板４１ａと放電球４１ｂ〜４３ｂとをそれぞれ当接して高電圧用のコンタクトプローブ２およびグランド用のコンタクトプローブ３とをショートさせて滞留電荷を除去することができる。
【００９９】
ウェハを搭載するウェハステージ（図示せず）を動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ２の移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構が設けられている。この放電ギャップ長変換機構は、グランド側のコンタクトプローブ２を縦一辺に含む平行四辺形の枠組み構成の他に、除電用プローブ５が先端に取り付けられ、根元側がプローブ支持アーム２３に回動自在に取り付けられて、コンタクトプローブ２および上側のプローブ支持アーム２１の動作が角度に変換されて除電用プローブ５１〜５３を上下動させて放電ギャップ長を制御する各クレーンアーム６をそれぞれ有している。
【０１００】
なお、上記実施形態３では、コンタクトプローブ２を高電圧印加用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３をグランド（接地）用のコンタクトプローブとして構成したが、これに限らず、逆であってもよい。即ち、コンタクトプローブ２をグランド（接地）用のコンタクトプローブとし、コンタクトプローブ３を高電圧印加用のコンタクトプローブとして構成してもよい。この場合には、高電圧印加用のコンタクトプローブ側に放電ギャップ長変換機構が設けられることになる。
【０１０１】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４におけるプロービング冶工具の要部を模式的に示す構成図である。
【０１０２】
図７において、本実施形態４のプロービング冶工具１Ｄが、上記実施形態１〜３とことなるのは、シーソ形式であるという点である。高電圧印加用のコンタクトプローブ２４がプローブ支持アーム２５を介して支点５４ａの回りに回転自在に軸支され、コンタクトプローブ２４が突き上げられると、放電球４４ａ，４４ｂが離間するようになっている。また同様に、グランド用のコンタクトプローブ３４も、プローブ支持アーム３５を介して支点５４ｂの回りに回転自在に軸支され、コンタクトプローブ３４が突き上げられると、放電球４５ａ，４５ｂが離間するようになっている。
【０１０３】
または、高電圧印加用のコンタクトプローブ２４、３４がそれぞれプローブ支持アーム２５、３５をそれぞれ介して支点５４ａ、５４ｂの回りに回転自在にそれぞれ軸支され、コンタクトプローブ２４、３４が突き上げられると、放電球４４ａ，４４ｂが離間すると共に放電球４５ａ，４５ｂが離間するようにしてもよい。この場合は、グランド用のコンタクトプローブは放電球４４ｂ，４５ｂに接続されている。
【０１０４】
この場合、上記放電ギャップ長変換機構は、シーソ形式により、コンタクトプローブ２４，３４の移動に連動して、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する。
【０１０５】
なお、本実施形態１〜４では、特に説明しなかったが、例えば、先端が突出したコンタクトプローブ２，３と、コンタクトプローブ２に導通して一方放電球４ａが配設された放電ギャップの他方放電球４ｂがコンタクトプローブ３に導通するように配設された除電用プローブ５と、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、コンタクトプローブ２，３をウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動したコンタクトプローブ２，３のいずれかの移動により、オーバドライブ動作の変位量を放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有している。これによって、上記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御して、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避することができる本発明の目的を達成することができる。
【０１０６】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、ＬＳＩチップ検査におけるプロービング冶工具および、このプロービング冶工具を用いて高電圧印加検査を行う高電圧検査装置の分野において、記のような従来の電気的な装置機能を用いることなく、ＬＳＩ試験において測定対象のチップの有無に応じて、機械的な動作で放電ギャップ長を制御することにより、コンタクトプローブ間の放電をより確実に回避することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１Ａ、１Ｃ，１Ｄ プロービング冶工具
２、２４ 高電圧印加用のコンタクトプローブ（第１コンタクトプローブ）
２１、２２、２５、３５ プローブ支持アーム（第１プローブ支持アーム）
２３、２４ 固定のプローブ支持アーム（第２プローブ支持アーム）
３、３４ グランド用のコンタクトプローブ（第２コンタクトプローブ）
３１、３２ プローブ支持アーム（第１プローブ支持アーム）
３３、３４ プローブ支持アーム（第２プローブ支持アーム）
４ａ、４４ｂ，４５ｂ 放電球（一方放電ギャップ端）
４ｂ，４１ｂ〜４３ｂ、４４ａ、４５ａ 放電球（他方放電ギャップ端）
４ｃ、４ｄ、４１ａ 放電平板（一方放電ギャップ端）
５、５１〜５３ 除電用プローブ
６ クレーンアーム
７ シールドボックス
８，９ カード基板またはマニピュレータ
５４ａ、５４ｂ 支点
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２ 三角形部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が突出した第１コンタクトプローブと、先端が突出した第２コンタクトプローブと、該第１コンタクトプローブに導通して一方放電ギャップ端が配設された放電ギャップの他方放電ギャップ端が該第２コンタクトプローブに導通するように配設された除電用プローブと、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブを該ウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動した該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかの移動により、該オーバドライブ動作の変位量を該放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有したプロービング冶工具。
【請求項２】
前記放電ギャップ長変換機構は、
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび上側の該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項３】
前記放電ギャップ長変換機構は、
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項４】
前記クレーンアームの下端根元部は、前記固定の第２プローブ支持アームに回転自在に軸支され、該クレーンアームと前記上側の第１プローブ支持アームとが係合して該クレーンアームが該上側の第１プローブ支持アームにスライド自在に構成されている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項５】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちの高電圧用のコンタクトプローブは、前記端子へのコンタクト機能と放電ギャップ端を兼ねている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項６】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちのグランド用のコンタクトプローブは、前記第１プローブ支持アームに軸支され、前記除電用プローブは、該第１プローブ支持アームにスライド自在に取り付けられ、かつ前記第２プローブ支持アームに軸支された前記クレーンアームに取り付けられている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項７】
前記オーバドライブ動作の変位量は、前記ウェハの厚さよりも小さく、適正な放電ギャップ長が確保できる変位量である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項８】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブは前記ウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成されている請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項９】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有する請求項２に記載のプロービング冶工具。
【請求項１０】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを更に有する請求項３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１１】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方が軸支されている第１プローブ支持アームに所定以上の回動を阻止するストッパー部材が設けられ、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端は互いの当接により、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれか一方が軸支されている第１プローブ支持アームおよび前記クレーンアームを支持している請求項９または１０に記載のプロービング冶工具。
【請求項１２】
前記放電ギャップ長は、前記ウェハステージのオーバドライブ量に応じて調整可能とする請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項１３】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれかと、前記２本の第１プローブ支持アームと、前記固定の第２プローブ支持アームとにより、可動の平行４辺形が構成されている請求項２または９に記載のプロービング冶工具。
【請求項１４】
前記クレーンアームは、前記固定の第２プローブ支持アームと軸支された支点を上下方向に変更することにより初期角度と前記ウエハステージのオーバドライブ動作量に対する角度変化率を調整可能としている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１５】
前記クレーンアームは、アーム長を変更することにより前記放電ギャップ長を調整可能とする請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１６】
前記除電用プローブは、前記ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端とが当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有する請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１７】
前記除電用プローブは、前記クレーンアームの先端に一端が取り付けられ、前記他方放電ギャップ端が設けられた他端が前記一方放電ギャップ端に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１８】
前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が平面形状であり、他方が球面形状である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項１９】
前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状は共に球面形状である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２０】
前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が受け皿形状であり、他方が球面形状である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２１】
前記第１コンタクトプローブ、前記第２コンタクトプローブ、前記除電用プローブおよび前記放電ギャップ長変換機構の上方を覆うシールドボックスを更に有し、該シールドボックスは、高電圧印加による電磁放射ノイズを電磁遮蔽するように導電性の金属で形成されてＧＮＤ接続されている請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２２】
前記第１コンタクトプローブと、前記第２コンタクトプローブと、前記除電用プローブと、前記放電ギャップ長変換機構との組を複数設けて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２３】
前記第１プローブ支持アームと、前記第２プローブ支持アームと、前記クレーンアームとで囲まれた形状が三角形状であり、該第１プローブ支持アームと該第２プローブ支持アームの各端部が回動自在に軸支されて第１支点とされ、該第２プローブ支持アームと該クレーンアームの下端部が回動自在に軸支されて第２支点とされ、該クレーンアームと該第１プローブ支持アームとがスライド自在に係合されて、該第１支点を中心とした該第１プローブ支持アームの回動動作に応じて、該第２支点を中心とした該クレーンアームの回動動作が該第１プローブ支持アームと係合してスライドすることにより行われる請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項２４】
前記第１コンタクトプローブが複数、前記第２コンタクトプローブが単数設けられ、該第２コンタクトプローブの反対側に前記一方放電ギャップ端が設けられ、該第１コンタクトプローブに前記放電ギャップ長変換機構を介した前記除電用プローブの他方放電ギャップ端の組が複数組設けられて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２５】
前記放電ギャップ長変換機構は、シーソ形式により、前記オーバドライブ動作による前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブの移動に連動して、該オーバドライブ動作の変位量を前記放電ギャップの放電ギャップ長に変換する請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれかに記載のプロービング冶工具を用いて前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブから前記ウエハ上のデバイスに対して高電圧印加検査を行う高電圧検査装置。
【請求項１】
先端が突出した第１コンタクトプローブと、先端が突出した第２コンタクトプローブと、該第１コンタクトプローブに導通して一方放電ギャップ端が配設された放電ギャップの他方放電ギャップ端が該第２コンタクトプローブに導通するように配設された除電用プローブと、ウェハを搭載するウェハステージを動作させて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブを該ウェハの各端子にそれぞれ接続させるチップコンタクト時のオーバドライブ動作に連動した該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかの移動により、該オーバドライブ動作の変位量を該放電ギャップの放電ギャップ長に変換する放電ギャップ長変換機構とを有したプロービング冶工具。
【請求項２】
前記放電ギャップ長変換機構は、
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび上側の該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項３】
前記放電ギャップ長変換機構は、
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか一方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有すると共に、該除電用プローブが先端に取り付けられ、根元側が該第２プローブ支持アームに回動自在に取り付けられて、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかおよび該第１プローブ支持アームの動作が角度に変換されて該除電用プローブを上下動させて前記放電ギャップ長を制御するクレーンアームを有する請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項４】
前記クレーンアームの下端根元部は、前記固定の第２プローブ支持アームに回転自在に軸支され、該クレーンアームと前記上側の第１プローブ支持アームとが係合して該クレーンアームが該上側の第１プローブ支持アームにスライド自在に構成されている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項５】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちの高電圧用のコンタクトプローブは、前記端子へのコンタクト機能と放電ギャップ端を兼ねている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項６】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのうちのグランド用のコンタクトプローブは、前記第１プローブ支持アームに軸支され、前記除電用プローブは、該第１プローブ支持アームにスライド自在に取り付けられ、かつ前記第２プローブ支持アームに軸支された前記クレーンアームに取り付けられている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項７】
前記オーバドライブ動作の変位量は、前記ウェハの厚さよりも小さく、適正な放電ギャップ長が確保できる変位量である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項８】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブは前記ウエハの各端子に対して垂直に接触するように構成されている請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項９】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に各一端がそれぞれ回動自在に軸支されて横方向に配置された２本の第１プローブ支持アームと、該２本の第１プローブ支持アームの各他端がそれぞれ上端および下端にそれぞれ回動自在に軸支され、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれかに対向する縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを有する請求項２に記載のプロービング冶工具。
【請求項１０】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方に一端が回動自在に軸支されて横方向に配置された第１プローブ支持アームと、該第１プローブ支持アームの他端が回動自在に軸支された縦方向の固定の第２プローブ支持アームとを更に有する請求項３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１１】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれか他方が軸支されている第１プローブ支持アームに所定以上の回動を阻止するストッパー部材が設けられ、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端は互いの当接により、該第１コンタクトプローブおよび該第２コンタクトプローブのいずれか一方が軸支されている第１プローブ支持アームおよび前記クレーンアームを支持している請求項９または１０に記載のプロービング冶工具。
【請求項１２】
前記放電ギャップ長は、前記ウェハステージのオーバドライブ量に応じて調整可能とする請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項１３】
前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブのいずれかと、前記２本の第１プローブ支持アームと、前記固定の第２プローブ支持アームとにより、可動の平行４辺形が構成されている請求項２または９に記載のプロービング冶工具。
【請求項１４】
前記クレーンアームは、前記固定の第２プローブ支持アームと軸支された支点を上下方向に変更することにより初期角度と前記ウエハステージのオーバドライブ動作量に対する角度変化率を調整可能としている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１５】
前記クレーンアームは、アーム長を変更することにより前記放電ギャップ長を調整可能とする請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１６】
前記除電用プローブは、前記ウエハ上のデバイスを移動するコンタクトＯＦＦ期間に、前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端とが当接して、試験回路の残留電荷を除電するスイッチング機能を有する請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１７】
前記除電用プローブは、前記クレーンアームの先端に一端が取り付けられ、前記他方放電ギャップ端が設けられた他端が前記一方放電ギャップ端に対してその真上に位置するように下方に折り曲げられている請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項１８】
前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が平面形状であり、他方が球面形状である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項１９】
前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状は共に球面形状である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２０】
前記一方放電ギャップ端と前記他方放電ギャップ端の形状のいづれか一方が受け皿形状であり、他方が球面形状である請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２１】
前記第１コンタクトプローブ、前記第２コンタクトプローブ、前記除電用プローブおよび前記放電ギャップ長変換機構の上方を覆うシールドボックスを更に有し、該シールドボックスは、高電圧印加による電磁放射ノイズを電磁遮蔽するように導電性の金属で形成されてＧＮＤ接続されている請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２２】
前記第１コンタクトプローブと、前記第２コンタクトプローブと、前記除電用プローブと、前記放電ギャップ長変換機構との組を複数設けて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２３】
前記第１プローブ支持アームと、前記第２プローブ支持アームと、前記クレーンアームとで囲まれた形状が三角形状であり、該第１プローブ支持アームと該第２プローブ支持アームの各端部が回動自在に軸支されて第１支点とされ、該第２プローブ支持アームと該クレーンアームの下端部が回動自在に軸支されて第２支点とされ、該クレーンアームと該第１プローブ支持アームとがスライド自在に係合されて、該第１支点を中心とした該第１プローブ支持アームの回動動作に応じて、該第２支点を中心とした該クレーンアームの回動動作が該第１プローブ支持アームと係合してスライドすることにより行われる請求項２または３に記載のプロービング冶工具。
【請求項２４】
前記第１コンタクトプローブが複数、前記第２コンタクトプローブが単数設けられ、該第２コンタクトプローブの反対側に前記一方放電ギャップ端が設けられ、該第１コンタクトプローブに前記放電ギャップ長変換機構を介した前記除電用プローブの他方放電ギャップ端の組が複数組設けられて、各組がデバイスの有無により同時または独立に動作可能とする請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２５】
前記放電ギャップ長変換機構は、シーソ形式により、前記オーバドライブ動作による前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブの移動に連動して、該オーバドライブ動作の変位量を前記放電ギャップの放電ギャップ長に変換する請求項１に記載のプロービング冶工具。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれかに記載のプロービング冶工具を用いて前記第１コンタクトプローブおよび前記第２コンタクトプローブから前記ウエハ上のデバイスに対して高電圧印加検査を行う高電圧検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６９７１１（Ｐ２０１２−６９７１１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２８６９（Ｐ２０１０−２１２８６９）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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