JP2013535096A - プローブステーション用高電圧チャック - Google Patents

Abstract

集積回路検査用チャックは、下側面と検査対象デバイスを支持する上側面とを有する上側導電層を具えている。上側絶縁層は、上側導電層の下側面と少なくとも部分的に対面接触する上側面と、下側面とを有している。中間導電層は、上側絶縁層の下側面と少なくとも部分的に対面接触する上側面と、下側面とを有している。

Description

本発明は、半導体ウエハを高電圧検査するのに適したチャックに関するものであり、特に動作温度範囲及び検査条件に亘って性能を改善した半導体ウエハチャックの設計（デザイン）に関するものである。

[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１０年６月７日に出願された出願番号61/352,061及び２０１０年８月２６日に出願された出願番号61/377,423の米国特許仮出願の優先権を主張するものであり、これら双方の米国特許仮出願の全ての開示内容は参考のために導入されるものである。

半導体ウエハのプロセスには、半導体ウエハ（以後単に、“ウエハ”と称する）内及びその表面上に多数の装置（デバイス）を形成するプロセスが含まれる。これらの装置の形成後、これらの装置には代表的に種々の電気的検査及び特性評価が行われる。ある場合には、電気的検査により回路の動作の特性評価を行い、他の場合には半導体プロセスの特性評価を行う。回路及びその上の装置を特性評価することにより、半導体プロセスの歩留まりを高めることができる。

高電圧検査に用いるウエハチャックは、例えば、ウエハ又は検査対象デバイス（ＤＵＴ）と接触するチャックの表面に亘って熱が均一であったり、実行する特定の検査に対する温度遷移時間が適切であったり、用いる温度範囲に亘ってチャック表面の平坦度が適切であったり、ＡＣ及びＤＣの電気的雑音を低くしたりするように、充分なパフォーマンス特性を呈している状態で、広い温度範囲に亘って動作させる必要がある。ウエハチャックは代表的に、真空を用いてウエハ又は検査対象デバイスを保持するように設計されており、このようなチャックは、検査対象デバイスを可制御的に正確に配置するとともに制御環境内でこのようにするための大きな支持構造体を必要とする。

特定の要件を達成するためにチャックの設計を変更すると、費用、品質及び検査処理時間に悪い影響を及ぼすおそれがある。例えば、チャックに材料を付加する場合、付加する特定の材料のために費用が増大したり、（プローブステーションに対する冷却装置を付加するように）温度制御装置を付加する必要があったり、熱質量が増大する為に検査処理時間を加算したり、熱遷移時間を減少させたり、温度特性の不均一性を検査対象デバイスに付与したり（従って、検査の質や精度を低下させたり）、プローブステーション内の全体の物理的なスペース条件を加えたりする（これにより他の構成素子を規模調整するか又は寸法を増大させる）おそれがある。

従って、必要なことは、上述した課題及びその他の課題に対処するようにチャックの設計を改善することである。本発明のこれらの及びその他の目的、特徴及び利点は、添付図面と関連して行う以下の本発明の詳細な説明を考慮することにより容易に理解されるであろう。

本発明をより一層完全に理解するために、本発明の実施例を図面に示す。しかし、本発明の範囲は図面の実施例に限定されるものではない。又、図面中の同様な参照符号は同様な素子を示すものである。

図１は、本発明により構成したウエハプローブステーションの代表的な実施例を示す部分正面図である。 図２Ａは、図１のウエハプローブステーションを、その筐体のドアを部分的に開いた状態で示す部分的頂面図である。 図２Ｂは、図１のウエハプローブステーションの頂面図である。 図３Ａは、図３Ｂのライン３Ａ‐３Ａに沿って断面とした拡大断面図である。 図３Ｂは、図１のプローブステーションを部分的に断面とし且つ部分的に線図として示す正面図である。 図４は、電動式位置決め機構を筐体の底面に貫通させた密閉用アセンブリを示す頂面図である。 図５Ａは、図１のライン５Ａ‐５Ａに沿って見た頂面の拡大詳細図である。 図５Ｂは、図１のライン５Ｂ‐５Ｂに沿って断面とした頂部の拡大断面図である。 図６は、図３Ｂのライン６‐６に沿って見たチャックアセンブリを部分的に線図的とした詳細頂面図である。 図６Ａは、上側チャックアセンブリ素子の、上方に面している平坦なウエハ支持面に対する真空ホールパターンを示す線図である。 図６Ｂは、図６Ａに示す上側チャックアセンブリ素子の、下方に面している面に対する底面の真空チャネルパターンを示す線図である。 図６Ｃは、上側チャックアセンブリ素子の、下方に面している平坦なウエハ支持面に対する他の真空ホールパターンを示す線図である。 図６Ｄは、図６Ｃに示す上側チャックアセンブリ素子の、下方に面している面に対する底面真空チャネルパターンを示す線図である。 図６Ｅは、上側チャックアセンブリ素子の、上方に面している平坦な多孔質のウエハ支持面を示す頂面の斜視図である。 図６Ｆは、図６Ｅにおけるような多孔質のウエハ支持面とともに使用するための真空分布用のプレート素子を示す頂面の斜視図である。 図６Ｇは、上側チャックアセンブリ素子の、上方に面している平坦な溝付ウエハ支持面を示す頂面図である。 図７は、図６のチャックアセンブリを部分的に断面として示す正面図である。 図８は、高電圧チャックを示す線図である。 図９は、絶縁破壊電圧対圧力×空隙の曲線を示す線図である。 図１０は、真空ラインを有する高電圧チャックの上側部分を示す線図である。 図１１は、真空ラインを有する高電圧チャックの中間部分を示す線図である。 図１２は、真空ラインを有する高電圧チャックの下側部分を示す線図である。 図１３は、真空ラインを有する高電圧チャックを示す線図である。 図１４は、高電圧チャックの変形例を示す線図である。 図１５は、高電圧チャックの他の変形例を示す線図である。 図１６は、高電圧チャックの更に他の変形例を示す線図である。 図１７は、絶縁され且つ保護されたリフトピンを有する高電圧チャックを示す線図である。 図１８は、絶縁されたリフトピンを有する高電圧チャックを示す線図である。 図１９Ａは、チャックトップフォース／センス面にごく接近して補助チャック、ガードリング及びその他の構造体を有する代表的なサーマルチャックを示す線図である。 図１９Ｂは、チャックトップフォース／センス面にごく接近して補助チャック、ガードリング及びその他の構造体を有する代表的なプローブ室を示す線図である。 図１９Ｃは、チャックトップフォース／センス面にごく接近して上側ガード、ガードリング及びその他の構造体を有する代表的なプローブ室を示す線図である。 図２０Ａは、チャックトップフォース／センス接続部を示す線図である。 図２０Ｂは、図２０Ａに示す接続部の透視図である。 図２０Ｃは、図２０Ａに示す接続部の側面図である。 図２０Ｄは、図２０Ａに示す接続部の断面図である。 図２０Ｅは、図２０Ａに示す接続部の切断図である。

本発明の好適な実施例を充分に理解するために、以下の詳細な説明においては種々の具体的な細部を記載する。しかし、当業者にとって理解されるように、本発明はこれらの具体的な細部無しでも実施でき、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、本発明は種々の他の例でも実施できるものである。他の例では、周知の方法、周知の手段及び周知のシステムは詳細に説明していない。

多くの場合、カスケード・マイクロテック社から入手可能なもののようなプローブステーションを用いて、半導体プロセスの特性評価を行う。図１、２及び３を参照するに、プローブステーションは、多数のジャッキ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを介してプラテン１２を支持するベース１０（部分的に示す）を具えており、これらのジャッキは、後に詳細に説明する目的のためにプラテンをベースに対し少しずつ（ほぼ０．１インチ（１インチ＝２．５４cm）ずつ）垂直方向に選択的に上昇及び降下させる。プローブステーションのベース１０によっては、電動式ポジショナ１６も支持されており、この電動式ポジショナ１６は、ウエハ又はその他の検査対象デバイスを支持するための可動式チャックアセンブリ２０を支持する方形のプランジャ１８を有している。チャックアセンブリ２０はプラテン１２の大きな孔２２を自由に貫通し、これによりポジショナ１６がチャックアセンブリをＸ、Ｙ及びＺ軸線に沿って、すなわち水平方向で２つの互いに直角な軸線Ｘ及びＹに沿って且つ垂直方向でＺ軸線に沿って、プラテンとは無関係に移動させるようになっている。同様に、プラテン１２は、ジャッキ１４により垂直方向に動かされる場合にはチャックアセンブリ２０及びポジショナ１６とは無関係に移動する。

プラテン１２の上には、２４で示すような複数の個々のプローブポジショナ（これらのうちの１つのみを図示してある）が装着されており、各プローブポジショナは延長部材２６を有し、この延長部材にはプローブホルダ２８が装着されており、このプローブホルダは、チャックアセンブリ２０上に装着されたウエハ及びその他の検査対象デバイスに接触させるためのそれぞれのプローブ３０を支持する。プローブポジショナ２４は、プローブホルダ２８の位置、従って、プローブ３０の位置をチャックアセンブリ２０に対しＸ、Ｙ及びＺ軸線にそれぞれ沿って調整するためのマイクロメータ調整装置３４、３６及び３８を有している。プローブホルダ２８とチャックアセンブリ２０との間の“接近軸線”として漠然にＺ軸線を例示的に参照するが、プローブチップとウエハ又はその他の検査対象デバイスとを互いに接触させる、垂直でもなく直線状でもない接近方向もこの“接近軸線”という用語の意味に含まれるものとする。他のマイクロメータ調整装置４０はプローブホルダ２８を調整的に傾斜させ、チャックアセンブリ２０により支持されているウエハ又はその他の検査対象デバイスに対しプローブの平面性を調整する。それぞれプローブを支持する１２個もの個々のプローブポジショナ２４を、チャックアセンブリ２０を囲むようにプラテン１２上に配置し、これらが車輪のスポークと同様にチャックアセンブリに向かう径方向で集合するようにしうる。このような構成配置にすることにより、個々のポジショナ２４がそれぞれ独立的にそのそれぞれのプローブをＸ、Ｙ及びＺ軸線方向で調整するとともに、ジャッキ１４がプラテン１２を、従って全てのポジショナ２４及びこれらのそれぞれのプローブを一斉に上昇又は降下させるようにしうる。

（完全に封止されているか、又は部分的に封止されているか、又はそれ以外の状態にある）環境制御筐体は、プラテン１２に剛固に取り付けられている上側ボックス部分４２と、ベース１０に剛固に取り付けられた下側ボックス部分４４とより成っている。これらの双方のボックス部分は、ＥＭＩ遮蔽を達成するために、スチール又はその他の適切な導電性材料から形成されている。プラテン１２を上昇又は降下させるようにジャッキ１４を動作させる場合に、２つのボックス部分４２及び４４間で僅かな垂直方向の移動を達成するようにするために、銀又は炭素が含浸されたシリコーンから構成するのが好ましい導電性で弾性の発泡ガスケット４６を、筐体の前面における嵌合連結部で下側ボックス部分４４とプラテン１２との間に周辺的に挟み込み、２つのボックス部分４２及び４４間の相対的な垂直方向移動にかかわらず、ＥＭＩ遮蔽、実質的なハーメチック遮蔽及び光遮蔽の全てが維持されるようにする。上側ボックス部分４２がプラテン１２に剛固に取り付けられているにもかかわらず、この上側ボックス部分４２とプラテンの頂面との間にも同様なガスケット４７を挟み込み、遮蔽（封止）を最大化するのが好ましい。

図５Ａ及び５Ｂを参照するに、上側ボックス部分４２の頂部には、４９Ａ及び４９Ｂのような８つの側面パネルを有する八角形のスチールボックス４８が設けられており、これらの側面パネルにはそれぞれのプローブポジショナ２４の延長部材２６が移動自在に貫通侵入しうるようになっている。各側面パネルは、上述したガスケットの材料と同様としうる弾性発泡体より成るそれぞれのシート５０が配置される中空のハウジングを具えている。この発泡体には、各側面パネルのハウジングの内面及び外面に形成された溝５４と整列するように５２のようなスリットが垂直方向で部分的にカッティング形成され、これらのスリットにそれぞれのプローブポジショナ２４のそれぞれの延長部材２６を移動自在に通し得るようになっている。スリット付の発泡体は、筐体により得られたＥＭＩ遮蔽、実質的なハーメチック遮蔽及び光遮蔽が維持された状態で、各プローブポジショナの延長部材２６をＸ、Ｙ及びＺ軸線方向に移動させる。４つの側面パネルにおいては、Ｘ及びＹ軸線方向の移動範囲を大きくするために、溝５４を有する一対のスチールプレート５５間に発泡体シート５０を挟み、これらのスチールプレートが、側面パネルのハウジングの内面及び外面内のより大きな溝５６により包囲されている移動範囲を通ってこの側面パネルのハウジング内で横方向に摺動しうるようにする。

八角形のスチールボックス４８の上には、凹型で円形とした透明な密閉窓６０が形成された円形のビューイングアパーチュア５８が設けられている。ブラケット６２は、光を選択的に密閉窓に通したり遮断したりする開口シャッタ６４を保持している。密閉窓の上側にはＣＲＴモニタに接続されたステレオスコープ(図示せず)を配置して、ウエハ又はその他の検査対象デバイスやプローブチップを拡大表示させ、セットアップ又は動作中にプローブ配置を適切にするようにしうる。或いはまた、密閉窓６０を設けずに、発泡体ガスケットにより囲まれた顕微鏡レンズ(図示せず)を、ビユーイングアパーチュア５８を経て挿入することができる。発泡体は、ＥＭＩ遮蔽、ハーメチック遮蔽及び光遮蔽を達成するものである。環境制御筐体の上側ボックス部分４２は、図２Ａに示すように、ヒンジ７０の旋回軸線を中心として外方に旋回するヒンジ付スチールドア６８をも有している。このヒンジはドアを上側ボックス部分４２の頂部に向けて下方に押圧し、従って、上側ボックス部分の頂部に対し確実に重なり合う摺動式の周辺密閉部６８Ａが形成されるようになっている。図２Ａに示すようにドアが開放され且つチャックアセンブリ２０がポジショナ１６によりドアの開放位置の下側に移動されると、このチャックアセンブリを検査対象デバイスの装填及び除去のためにアクセスしうるようになる。

図３及び４を参照するに、一連の４枚の密閉プレート７２、７４、７６及び７８が互いの上に摺動的に積み重ねるように設けられている為、電動式ポジショナ１６による位置決め移動中にも同様に、筐体の密閉の完全性が維持される。これらのプレートの寸法は、これらのそれぞれのプレート７２、７４、７６、７８に形成された中心孔７２Ａ、７４Ａ、７６Ａ、７８Ａ及び下側ボックス部分４４の底部４４Ａに形成された孔７９Ａと同様に、頂部から底部に向かって増大するようになっている。最上部のプレート７２の中心孔７２Ａは、垂直に移動しうるプランジャ１８の軸受ハウジング１８Ａを囲んで密に嵌合している。その下方に向かって次のプレート、すなわちプレート７４は上方に突出している周辺縁７４Ｂを有し、この周辺縁により、プレート７２がプレート７４の頂面を横切る方向で摺動しうる範囲を制限する。プレート７４の中心孔７４Ａは、最上部のプレート７２がプレート７４の周辺縁７４Ｂに衝突するまで、ポジショナ１６によりプランジャ１８及びその軸受ハウジング１８ＡをＸ及びＹ軸線に沿って横方向に移動させる寸法とする。しかし、中心孔７４Ａの寸法は極めて小さく、上述した衝突が生じた際に最上部のプレート７２による孔の被覆が外れることがない為、Ｘ及びＹ軸線に沿うプランジャ１８及びその軸受ハウジングの移動にかかわらず、プレート７２及び７４間の密閉が維持される。プレート７２が周辺縁７４Ｂに衝突する方向でプランジャ１８及びその軸受ハウジングが更に移動することにより、プレート７４が次の下側のプレート７６の周辺縁７６Ｂに向けて摺動する。この場合も、プレート７６の中心孔７６Ａは、プレート７４を周辺縁７６Ｂと衝突させるのに充分に大きいが、プレート７４が中心孔７６Ａの被覆を外すことを阻止する程度に充分に小さく、これにより上述した場合と同様にプレート７４及び７６間の密閉を維持する。プランジャ１８及びその軸受ハウジングを上述した場合と同じ方向に更に移動させることにより、中心孔７８Ａ及び７９Ａの被覆を外すことなく、プレート７６及び７８をこれらの下側のプレートに対し同様に摺動させて周辺縁７８Ｂ及び下側ボックス部分４４の側部にそれぞれ衝突させる。プレートを摺動させることと、中心孔の大きさを逐次増大させることとを上述したように組み合わせることにより、プランジャ１８をＸ及びＹ軸線に沿う全範囲に亘って移動させるとともに、このような位置決め移動にかかわらず筐体を密閉状態に維持させる。この構造により得られるＥＭＩ密封は、ポジショナ１６の電動機に対しても有効である。その理由は、これらの電動機は摺動するプレートの下側に位置している為である。

特に図３、６及び７を参照するに、チャックアセンブリ２０は、環境制御筐体がある場合とない場合との何れにも用いうるモジュール構造である。プランジャ１８は調整プレート７９を支持し、この調整プレートは、プローブから接近軸線に沿って逐次大きくなる距離にそれぞれ位置する第１のチャックアセンブリ素子８０、第２のチャックアセンブリ素子８１、第３のチャックアセンブリ素子８３を支持している。素子８３は導電性で方形のステージ又は遮蔽体８３であり、これにより円形の導電性素子８０及び８１を着脱自在に装着する。素子８０は平坦で上方に向いたウエハ支持面８２を有しており、このウエハ支持面には垂直孔８４のアレイが開いている。これらの垂直孔は、Ｏリング８８により互いに分離されているそれぞれの部屋に連通しており、これらの部屋は別々に異なる真空ライン９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ（図６）に連結されており、これらの真空ラインは、別々に制御される真空弁(図示せず)を経て真空源に連通されている。それぞれの真空ラインは、通常のように、それぞれの部屋及びこれらの垂直孔を真空源に選択的に連結してウエハを保持するか、又はこれに代え垂直孔を真空源から分離させてウエハを除去する。それぞれの部屋及びこれらの対応する垂直孔を別々に操作しうることにより、チャックが異なる直径のウエハを保持しうるようにする。

円形の素子８０及び８１に加えて、接点基板及び校正基板を支持する目的で、素子８３の隅部上に、素子８０及び８１とは独立してネジ(図示せず)により９２及び９４のような補助チャックを着脱自在に装着するとともに、同時に素子８０によりウエハ又はその他の検査対象デバイスを支持する。各補助チャック９２、９４は、素子８０の面８２に対し平行関係にあるそれぞれ分離した上方に面した独自の平坦面１００、１０２を有している。真空孔１０４は、各補助チャックの本体内のそれぞれの部屋との連通部から平坦面１００及び１０２を通って突出している。これらの部屋の各々は、別々の真空ラインと、互いに独立して作動する別々の真空弁(図示せず)とを介して真空源と連通し、これらの各真空弁は、素子８０の垂直孔８４の作用とは独立的に真空孔１０４のそれぞれの組を真空源に対し選択的に連結又は分離させ、それぞれの平坦面１００及び１０２上に位置する接点基板又は校正基板を、ウエハ又はその他の検査対象デバイスとは無関係に選択的に保持又は取り外すものである。素子８３のエッジからは随意である金属遮蔽体１０６を上方に突出させ、この金属遮蔽体により他の素子８０、８１及び補助チャック９２、９４を囲むようにすることができる。

素子８０の垂直孔８４は図６に示すように、ウエハ支持面８２に対して配置し、ウエハ(図示せず)を保持するのに充分強い真空吸引が得られるようにしうる。より好ましくはより多くのホール（孔）８４Ａを用い、図６Ａに（部分的に）示すように、これらを面８２Ａ上に配置し、ウエハの保持を向上させる。素子８０の底面８２Ｂには図６Ｂに示すように、真空吸引を導入するための種々の設計の、好ましくは機械加工のチャネル、すなわち溝を設け、これらの幅は３００〜３０００ミクロンとする。例えば、チャック素子のエッジにクロスドリル加工された上側チャック素子のエッジポート６００Ｂであって機械加工された溝６１０Ｂと連結されたこの上側チャック素子のエッジポート６００Ｂから、真空ラインにより、真空吸引を導入することができ、溝６１０Ｂは図示するように底面８２Ｂを囲む円形状に延在するとともに（検査対象デバイスに係合する）上側チャック面８２Ａまで延在する貫通ホール（孔）８４Ｂと連結されている。同様な機械加工した数個の溝が図示するように、底面８２Ｂのエッジ付近からこの底面８２Ｂの中央に向かうように延在するとともに、機械加工した円形の溝と連結されているとともに、上側チャック面８２Ａまで延在する複数の貫通ホールと連結されている。機械加工した溝６２０Ｂは例えば、（円形の）底面８２Ｂのエッジ付近から中央に向けて延在し且つこの底面の中央付近の数個のホール８４Ｂを相互連結する。

それぞれ図６Ａ及び６Ｂに示す真空ホールの位置及びこれらに対応する機械加工された溝は、複数のホール８４Ａを橋絡する厚肉ウエハを保持するのに充分なものとしうるが、歪んだウエハ、薄肉ウエハ又はウエハの破片を下に引き付けたり保持したりするのに充分なものとすることはできない。ウエハ又は検査対象デバイスは、これらと均一に電気接触させるための大きな力で（表面８２Ａのような）チャックの上側面に保持されるようにする必要がある。検査対象デバイスに接触する面積は測定抵抗における変数であり、できる限り一定に保つ必要がある。ウエハ又は検査対象デバイスの直下の機械加工された溝は（上側チャック面が、ウエハ又は検査対象デバイスを下に引き付けるための真空吸引を導入する真空ホールの代わりに又はこれに加えて機械加工された溝を有する限りにおいて）、接触抵抗の変化やＲＦ雑音の発生における変化の為に電気抵抗に誤差を生ぜしめる程度に充分大きいボイドをウエハの下に有する。同様に、真空ホールも（しばしばＲＦボイドと称される）同じようなボイドを、従って、同様な誤差源を有するおそれがある。更に、チャックに対するウエハの接触力がウエハに亘っての真空吸引の不均一性の為に変化する場合には、検査対象デバイスの測定値が変化する。このような測定値の変化は、検査対象デバイスのモデリングを無効にするおそれがある。

ウエハをチャックに保持するための真空ホールの領域は、全真空力を与える効果を制限する。上側チャック素子のウエハ係合面に亘って位置する真空ホールは、全効果の重なり領域及び全ウエハ係合面の周辺での均一な離間を有するように充分接近して離間させるのが好ましい。均一な全真空効果を得るには、真空ホールを全チャックウエハ／ＤＵＴ係合面に亘ってほぼ０．３８インチ以下だけ互いに離間させるのが好ましい。又、破片や互いに異なる寸法のウエハを充分な真空力で保持するように、チャックのトップの複数の区域に真空力を与えうるようにするのが好ましい。

好適実施例では、図６Ｃに示すようなウエハ係合面（すなわちチャックトップ）８２Ｃに孔８４Ｃを開け、これらの孔は相対的な関係で、ウエハ係合面８２Ｃのウエハ係合部分（又はウエハ全体）に亘って真空効果の重なり領域を（集合的に）生ぜしめるように配置する。チャックトップ８２Ｃは、検査中ウエハを保持するために、何が“連続するホールパターンのチャックトップ”として表し得るかを有効に提供するものである。このようなホールパターンは、より強くより均一なレベルの真空圧力を、支持されたウエハ（及びその上の検査対象デバイス）に与えるものである。ウエハ表面に亘ってより強い真空圧力をより均一に分布させることにより、電気接触や、ウエハ及びその上の検査対象デバイスのプロービング及び検査と関連する特性を改善させる。例えば、図６Ｃにおけるようなチャックトップ面８２Ｃによれば、電気接触抵抗及びインダクタンスをより均一でより低くし、接触領域をより均一にし、各検査対象デバイスに亘る真空分布及び各検査対象デバイス間の真空分布をより均一にし、薄肉ウエハ及びウエハの破片に対する機械的な支持をより完全に近い状態に又は完全な状態にするとともに、孔の寸法がより小さい場合に、従って、ウエハの下側に存在するより小さいボイドに対し用いるようになり、これによりＲＦ雑音源を更に減少させる。

図６Ｄは、図６Ｃに示す上側チャックアセンブリ素子の下方に面する面に対する底面真空チャネルパターンの一実施例を示す。図示するように、底面８２Ｄには機械加工した（又はその他の方法で形成した）チャネルが設けられており、これらのチャネルが、図６Ｃに示すように対応する孔８４Ｃまで貫通しているホール８４Ｄから真空吸引を導入する。ホール８４Ｄは、面８２Ｃに関してほぼ対応する逆の形態で互いに離間するように配置され、機械加工された円形の溝（すなわちチャネル）がホール８４Ｄの領域を相互連結している。好適実施例では、深くクロスドリル加工された内側のチャネルが真空吸引を円形の溝に導入する。この真空吸引を内側のチャネルに選択的に且つ制御的に適用することにより、強く均一に適用された真空吸引をウエハ係合面８２Ｃに亘って維持するようにする。これまでは、図６Ｃ及び６Ｄに示すようなチャックトッププレートの上述した深いクロスドリル加工は、（０．２３インチの厚肉チャックのトップ内に４インチ以上に制御的に且つ正確にクロスドリル加工するには）あまりにも困難なもの又は不要なものとして見られていた。その理由は、より強くより均一な真空吸引と、チャックトップ面の平坦度と、トップ面のボイドの影響とに関する特性や、その他の特性を従来は分かっていなかった為である。

例えば、真空ラインにより、図６Ｄに示すように上側チャック素子のエッジ内にクロスドリル加工された（又は別の方法で内側チャネルとして形成された）この上側チャック素子のエッジポート６００Ｄから真空吸引を導入することができ、このエッジポートは底面８２Ｄを囲む円形状に延在するとともに貫通ホール（孔）８４Ｄと連結されているように示している機械加工した（又はエッチング形成した又はその他の方法で形成した）溝６１０Ｄと連結されており、貫通ホール８４Ｄは溝６１０Ｄに接近しているとともに上側（検査対象デバイス係合）チャック面８２Ｃまで延在している。真空吸引をホール８４Ｄの別々の群に対し別々に制御するのに複数の内側チャネルを用いるのが好ましい。例えば、最外側の円形チャネルと連結されたホールのような１群のホールからの真空吸引は、エッジ真空連結部６００Ｄにより選択的に制御することができ、１つ以上の内面の円形チャネルと連結されたホールのような他の群のホールからの真空吸引は、エッジ真空連結部６０２Ｄにより選択的に制御することができ、中央に位置するホール６２０Ｄのような更に他の群のホールは、エッジ真空連結部６０４Ｄにより選択的に制御することができる。クロスドリル加工された異なる内側の真空ラインの各々は、エッジ真空連結部６００Ｄ、６０２Ｄ、６０４Ｄにおいて、図６で説明し図示してあるライン９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃのような真空ラインと連結することができる。図６にも示してある補助チャック９２及び９４のような補助チャック、又は真空ホールを有する何らかのウエハ又は検査対象デバイス係合チャック面には、真空吸引や、ここで説明した他の関連の改善点を導入することができる。例えば、補助チャック９２及び９４のホール１０４は、性能を改善するために図６Ｃにおけるようなホール位置を有するのが好ましい。

好適な実施例では、図６Ｅに示すような多孔質の焼結金属チャックトップ８２Ｅを真空分布手段として用いることができる。チャックトップ面８２Ｅのようなウエハ係合面には、ミクロンサイズの孔を有する多孔質の（導電性）材料の連続する均一の層６３０Ｅを設け、これらの孔を経て、ウエハ又はその上の検査対象デバイスを強く保持する真空吸引を行うようにするのが好ましい。多孔質層６３０Ｅを支持するのは、図６Ｆに示すような面８２Ｆを有する真空分布用（溝付）プレート６４０Ｅとするのが好ましい。この溝付プレート６４０Ｅは、多孔質層６３０Ｅに対し真空吸引を導入するための（機械加工された、又はエッチング形成した、又はその他の方法で形成した）表面チャネルを有するようにするのが好ましい。図６Ｄにおいて図示し説明したチャネル及びクロスドリル加工した内側の真空ラインと同様に、溝付プレート６４０Ｅには、クロスドリル加工した内側の真空ライン(図示せず)と連結したチャネルの群を形成する円形のチャネル６１０Ｆを有するようにするのが好ましい。真空ラインは別々に制御しうる真空ライン及びチャネルの各々に対するエッジ連結部(図示せず)に連結し、多孔質層６３０Ｅにおける孔８４Ｅ（又は真空吸引区域）の特定領域に与えられた真空吸引を選択的に制御しうるようにすることができる。

或いはまた、クロスドリル加工した内側の真空ラインの代わりに、別々の領域の各々に真空吸引を行う貫通孔を用いることができる。例えば、溝付プレート６４０Ｅ上の真空チャネル６１０Ｆ及びその他のチャネルは、面８２Ｆ上のチャネル６１０Ｆから溝付プレート６４０Ｅの裏面、すなわち下側面まで延在する貫通孔を用いて真空吸引を与えることができる。この場合、貫通孔(図示せず)は溝付プレート６４０Ｅの裏面、すなわち下側面内に形成したチャネルに、又はチャックの下側層（又はステージ）からの真空路に連結することができる。

多孔質面８２Ｅのような多孔質のウエハ係合面は、ウエハ又は検査対象デバイスに与える真空力の均一性や、ウエハの破片、歪んだウエハ又は種々の寸法のウエハを保持する順応性を高めるものである。更に、多孔質面８２Ｅは、検査対象デバイスに対する電気接触特性を改善する。ミクロンサイズの孔と均一の真空吸引によれば、測定パッド及び検査パッド構造体を含みうる検査対象デバイスの領域内でのウエハの支持を改善する。ウエハの下側面の粗さによるボイド又は真空吸引の漏洩の為に、検査対象デバイスの下側のウエハ面が完全に支持されていない場合には、前述したように、（多孔質）のチャック面に対するウエハの接触力に変化を生ぜしめ、従って、測定値に変化を生ぜしめ、これにより検査対象デバイスのモデリングを無効にするおそれがある。多孔質面８２Ｅにおけるミクロンサイズの孔は、ウエハ及び検査対象デバイスの下に、代表的に用いられている測定パッド及び検査パッドの構造体のピッチに比べて大きくないボイドを生ぜしめる。

上側チャックアセンブリ素子の溝付の（又はマイクロ溝のある）平坦な上方に面したウエハ支持面８２Ｇを図６Ｇに示す。マイクロ溝のあるウエハ支持面８２Ｇは、好ましくは少なくとも幅を５０ミクロンとし深さを１５ミクロンとした真空溝８４Ｇを有するようにする。これらの真空溝は、機械加工、化学エッチング、レーザカッテイング又はその他の方法でウエハ係合面８２Ｇ内に形成することができ、又これらの真空溝の寸法は、半導体処理で代表的に用いられている最も薄肉のウエハとほぼ同じ程度に小さく（すなわち、５０ミクロン以下に）するのが好ましい。真空溝８４Ｇは、図６Ａ〜６Ｆで説明し図示したように真空吸引を与えることができる。真空溝８４Ｇのパターンは、ほぼ図６Ｇに示すように、互いに接近させて離間された円形溝であって、不規則な寸法の破片や互いに異なる寸法のウエハを真空吸引により充分保持するように別々に選択的に制御しうる溝の複数の群（又は区域）内で相互連結されるこれら円形溝を有するようにするのが好ましい。

一般に、ウエハは、電気接触を均一にするために、大きな力でチャック表面８２Ｇに保持されるようにするのが好ましい。検査対象デバイス（ＤＵＴ）上の接触面積はＤＵＴの測定抵抗における変数であり、一定に保持するのが好ましい。機械形成した溝は通常代表的に３００〜３０００ミクロンの幅となっており、ＲＦ雑音の発生及び接触抵抗における変化の為に電気測定における誤差を生ぜしめる程度に充分大きな空洞（すなわちボイド）をウエハの下側に有するようになる。このような代表的に機械形成された真空溝によりウエハの下側に形成された空洞は端部の電界測定及び周辺部のキャパシタンス測定に変化を生ぜしめるおそれがある。これらの変化は、検査対象デバイスのモデリングを無効にするおそれがある。

しかし、マイクロ溝のある表面８２Ｇにおける溝は少なくとも５０ミクロン（幅）程度に小さくするのが好ましく、この値は代表的に半導体処理に用いられている最も薄肉のウエハの場合とほぼ同じ狭さである。マイクロ溝８４Ｇは連続的な又は均一な真空場と均一な接触面積とが得られるように間隔を充分接近させて配置し、使用する測定対象パッドのピッチに比べて大きな寸法となるおそれのあるボイド／空洞のない状態でウエハを支持するようにするのが好ましい。表面８２Ｇのウエハ支持部分と接触しない検査対象デバイス及び検査パッド構造体の直下の（真空溝上の領域のような）ウエハ領域の割合は、測定における不可避な誤差の割合に比べて極めて小さく（すなわち、重要とならないように）保たれるようにするのが好ましい。

従来のウエハ真空チャックは代表的に、ウエハの直下に真空吸引を導入するための、３００ミクロン〜３０００ミクロンの幅で変化する機械形成した溝を用いているか、又は真空吸引を導入するために有する個々のホール／孔の個数を制限した追加の頂部プレートを用いている。大きい且つ広い間隔にした機械形成溝は、これらの溝を架橋しうる厚肉のウエハを保持するのにより良好に適しており、このような厚肉のウエハに対し充分に強い真空力を与えることができる。しかし、このような設計によれば、歪んだウエハ又はウエハの破片を下に吸引し損なうとともに適切に保持し損なうおそれがあり、しかも真空力があまりにも大きいと、薄肉のウエハに物理的な損傷を生ぜしめるおそれがある。上側のチャックアセンブリの平坦な上方に面するウエハ支持面において機械形成溝の代わりに真空ホールを用いることにより、磁界／電界ボイドや薄肉ウエハの損傷のおそれを減少させることができる。

図６Ｇに示すようなマイクロ溝のある表面８２Ｇは、溝付のウエハ係合面の真空保持能力を強くする設計と、真空ホールウエハ係合面の機械的及び物理的な薄肉ウエハ支持や電界及び磁界に対する利点が得られる設計とを組み合わせるとともに、ウエハに対する、真空保持力の均一性と機械的及び電気的特性の均一性とを改善するようにするのが好ましい。

チャックアセンブリ素子８０、８１及び８３の全てと追加のチャックアセンブリ素子７９とは、これらが導電性金属から構成されているとともにネジ９６のような金属ネジにより着脱自在に相互連結されているが、互いに電気絶縁されているようにする。図３Ａ及び３Ｂを参照するに、電気絶縁は、弾性的な誘電体のＯリング８８に加えて誘電体のスペーサ８５と誘電体のワッシャ８６とを設けるという事実から得られるものである。これらによれば、ネジ９６を２つの素子のうちの下側の素子に開けた特大の孔に貫通させ、各ネジによりこれらの２つの素子を互いに連結させ、これによりネジのシャンク部と下側の素子との間を電気接触させるという事実と相俟って、所望の絶縁を達成する。図３から明らかなように、誘電体スペーサ８５は相互連結されたチャックアセンブリ素子の対向面の領域の小部分のみの上に延在し、これによりこれらの対向面間でこれらのそれぞれの領域の大部分の上に空隙を残すようにしている。このような空隙がそれぞれのチャックアセンブリ素子間のスペース内の誘電率を最小にし、これに対応してこれらチャックアセンブリ素子間のキャパシタンスを最小にするとともに一方の素子から他方の素子へ電流が漏洩する量を最少にする。スペーサ８５及びワッシャ８６は、高い寸法安定性及び高い体積抵抗率と調和した可能な限り最低の誘電率を有する材料から構成するのが好ましい。これらのスペーサ及びワッシャに適した材料は、ガラスエポキシ又はE.I.Du Pont 社によりデルリン（Delrin：登録商標）の名称で市販されているアセチルホモポリマーである。

図６及び７を参照するに、チャックアセンブリ２０は一般に１０８及び１１０として示す一対の着脱自在の電気コネクタアセンブリをも有しており、これらの電気コネクタアセンブリはそれぞれ互いに電気絶縁された少なくとも２つの導電性コネクタ素子１０８Ａ、１０８Ｂ及び１１０Ａ、１１０Ｂを有しており、コネクタ素子１０８Ｂ及び１１０Ｂはコネクタ素子１０８Ａ及び１１０Ａをその保護部材として同心的に囲むようにするのが好ましい。所望に応じ、電気コネクタアセンブリ１０８及び１１０は三軸構造として、図７に示すようにそれぞれのコネクタ素子１０８Ｂ及び１１０Ｂを囲むそれぞれの外側遮蔽体１０８Ｃ及び１１０Ｃを有するようにしうる。これらの外側遮蔽体１０８Ｃ及び１１０Ｃは所望に応じ、遮蔽ボックス１１２及びコネクタ支持ブラケット１１３を経てチャックアセンブリ素子８３に電気接続することができるが、このような電気接続は、特に周囲のＥＭＩ遮蔽筐体４２、４４を考慮する場合随意的なものである。如何なる場合にも、それぞれのコネクタ素子１０８Ａ及び１１０Ａは、ネジ１１４Ｂ及び１１４Ｃにより湾曲した放電接触面１１４Ａに沿ってチャックアセンブリ素子８０の湾曲した放電エッジに嵌合的に且つ着脱自在に連結されたコネクタプレート１１４に対し平行に電気接続されている。逆に、コネクタ素子１０８Ｂ及び１１０Ｂは、同様に素子８１に嵌合的に且つ着脱自在に連結されたコネクタプレート１１６に平行に連結されている。これらのコネクタ素子は、ボックス１１２における方形の開口１１２Ａを自由に通過し、このボックス１１２から、従ってチャックアセンブリ素子８３から電気絶縁されているとともに、互いに電気絶縁されている。１１８のような位置決めネジによりコネクタ素子をそれぞれのコネクタプレート１１４及び１１６に着脱自在に固定している。

同軸ケーブル又は図示するような三軸ケーブル１１８及び１２０は、それぞれ着脱自在の電気コネクタアセンブリ１０８及び１１０の一部を形成しており、環境制御筐体の下側部分４４の壁部を貫通するそれぞれの着脱自在の三軸コネクタ１２２及び１２４も同様に一部を形成し、従って三軸コネクタ１２２及び１２４の外側遮蔽体が筐体に電気的に接続されている。コネクタ１２２及び１２４には、検査分野に応じてヒューレットパッカード社の型番４１４２ＢのモジュラＤＣソース／モニタ又はヒューレットパッカード社の型番４２８４ＡのプレシジョンＬＣＲメータのような適切な検査装置から、他の三軸ケーブル１２２Ａ及び１２４Ａが着脱自在に接続しうるようになっている。ケーブル１１８及び１２０が単に同軸ケーブルであるか又はその他の種類の、２本の導電体を有するケーブルである場合には、一方の導電体がそれぞれのコネクタ１２２又は１２４の内側（信号）コネクタ素子とそれぞれのコネクタ素子１０８Ａ又は１１０Ａとを相互接続し、他方の導電体がそれぞれのコネクタ１２２又は１２４の中間（保護）コネクタ素子をそれぞれのコネクタ素子１０８Ｂ又は１１０Ｂと接続する。

プロービング電圧が５０００ボルト又は１００００ボルトや、それ以上のように十分に高い場合には、チャックの互いに異なる層がアーク放電するか、さもなければ互いに短絡する傾向にある。更に、プロービング電圧がこのように十分高い場合には、チャックの互いに異なる層がアーク放電するか、さもなければチャックの付近の他の構造体と短絡する傾向にある。これらの何れの場合にも、このように極度に高い電圧レベルでプロービングするのに適したチャックが必要である。

チャックの電圧能力を高める１つの技術は、チャック内の各層の厚さを著しく増大させることである。この技術は適切な技術であるかのように見えるが、このような１つの方法より成る技術には重大な制限がある。この技術によるとチャックアセンブリが著しく肉厚となり、あまりにも厚すぎると、現存のプロービングステーション内で動作しなくなるおそれがある。多くの場合、集積回路は２００℃又は３００℃やそれ以上の温度のような著しく高い温度で検査するのが望ましい。チャックの質量が増大すると、チャックの温度を制御するのが益々困難となる。特に、チャックの上面を所望温度に維持するのが益々困難となる。従って、チャックの層の厚さを著しく増大させることは一般に不所望なことである。

一般に、空隙により分離された一対の導電体間の距離が増大するにつれ、分離された導電体間に絶縁破壊を生ぜしめるのに必要な電圧レベルが増大する。従って、一般には、チャックは、高電圧破壊を生じる可能性を低減させるのに充分な距離だけ分離させた導電体又はその他の導電部材を有するようにするのが好ましい。このようにすることにより、高電圧チャックに対する設計基準が得られる。

一般には、クリーページは、２つの導電部分間の絶縁表面に沿って測定した２つの導電部分間（又は導電部分と境界表面との間）の最短通路である。十分に大きな印加電圧の場合、クリーページの結果として、絶縁表面上の又はこの絶縁表面に近い放電により絶縁材料の表面上で局部的に劣化して部分的に導電性となった通路が生じる。従って、一般的には、クリーページの結果としての高電圧破壊が生じるおそれを低減させるのに充分な距離だけ離間した導電体又はその他の導電性部材をチャックが有するようにするのが好ましい。一般に、クリーページ距離は空隙の結果として絶縁破壊が生じる距離の２倍である。このようにすることにより、高電圧チャックに対する更に他の設計基準が得られる。

更に、検査を行う温度が増大するにつれ、導電性部材間に必要とする距離とクリーページ距離との双方又は何れか一方が大きくなる。従って、検査温度が高いと、設計問題が増大する。

図８を参照するに、チャック５００は代表的に平坦な上側チャックアセンブリ素子５０２を有し、その上側面５０４は検査対象デバイス５０６を支持するのに適している。この上側チャックアセンブリ素子５０２と検査対象デバイス５０６との双方又は何れか一方は、信号電位点に接続するのが好ましい。制御式の高温測定に適したチャックの場合、上側チャックアセンブリ素子５０２はアルミニウから形成するのが好ましく、その厚さは約０．２３インチ（１インチ＝２．５４cm）とする。一般には、上側チャックアセンブリ素子５０２の厚さは、比較的コンパクトなチャックを維持するとともに、温度をより容易に制御しうる比較的低質量のチャックアセンブリを維持するために０．１インチ〜約０．５インチとするのが好ましい。その他の材料及び厚さも同様に用いることができる。図８及びその他の同様な図面は説明のためのものであり、従って実際のものに正比例して描いているものではない。

チャックは代表的に、平坦な中間のチャックアセンブリ素子５０８をも有する。この中間のチャックアセンブリ素子はガード電位点に接続するのが好ましい。制御式の高温測定に適したチャックの場合、中間のチャックアセンブリ素子５０８は比較的薄肉にするのが好ましく、例えば、０．０１インチの厚さの導電性箔とする。一般に、中間のチャックアセンブリ素子５０８の厚さは、比較的コンパクトなチャックを維持するとともに、温度をより容易に制御しうる比較的低質量のチャックアセンブリを維持するために約０．０５インチ〜０．０２インチの厚さとするのが好ましい。その他の材料及び厚さも同様に用いることができる。

チャックは代表的に、上側のチャックアセンブリ素子５０２と中間のチャックアセンブリ素子５０８との間に位置する上側のチャック絶縁素子５１０をも有する。制御式の高温測定に適したチャックの場合、上側のチャック絶縁素子５１０は、誘電率が約４．１である窒化ホウ素から形成するのが好ましい。制御式の高温測定に適したチャックの場合、上側のチャック絶縁素子５１０は比較的薄肉にするのが好ましく、例えば、０．１７インチの厚さにするのが好ましい。一般に、上側のチャック絶縁素子５１０は、比較的コンパクトなチャックを維持するとともに、温度をより容易に制御しうる比較的低質量のチャックアセンブリを維持するために約０．０５インチ〜０．４インチの厚さとするのが好ましい。更に、上側のチャック絶縁素子５１０は、約３〜約６の誘電率を有するのが好ましい。その他の材料及び厚さも同様に用いることができる。

検査に当り高電圧を印加する可能性がある場合、上側のチャック絶縁素子５１０を、上側のチャックアセンブリ素子５０２の外面５１２を越えるとともに中間のチャックアセンブリ素子５０８の外面５１４を越えるように延在させることにより、上側のチャックアセンブリ素子５０２と中間のチャックアセンブリ素子５０８との間のアーク放電距離を増大させるのが望ましい。上側のチャック絶縁素子５１０の延長部５１６は、チャックの厚さを増大させることなく、或いはチャックアセンブリの質量を殆ど増大させることなく、アーク放電距離を増大させるとともに、上側のチャックアセンブリ素子５０２と中間のチャックアセンブリ素子５０８との間のクリーページ距離を増大させる。上側のチャック絶縁素子５１０の延長部５１６は少なくとも約０．１インチとするのが好ましく、より好ましくは約０．２５インチとするものであり、しかも約０．７５インチよりも小さくするのが好ましい。延長部５１６は、上側のチャック絶縁素子５１０の厚さに応じて、この上側のチャック絶縁素子５１０の厚さとほぼ同じにするのが好ましく、より好ましくはこの上側のチャック絶縁素子５１０の厚さの約２〜３倍とし、より好ましくはこの上側のチャック絶縁素子５１０の厚さの約５倍を超えないようにする。その他の材料及び厚さも同様に用いることができる。

チャックは代表的に、中間のチャックアセンブリ素子５０８と下側のチャックアセンブリ素子５２２との間に配置された下側のチャック絶縁素子５２０をも有している。制御式の高温測定に適したチャックの場合、下側のチャック絶縁素子５２０は誘電率が約４．４である窒化ホウ素から形成するのが好ましい。制御式の高温測定に適したチャックの場合、下側のチャック絶縁素子５２０は比較的薄肉にするのが好ましく、例えば、０．１７インチの厚さにする。一般に、下側のチャック絶縁素子５２０は、比較的コンパクトなチャックを維持するとともに、温度をより容易に制御しうる比較的低質量のチャックアセンブリを維持するために約０．０５インチ〜０．３インチの厚さとするのが好ましい。更に、下側のチャック絶縁素子５２０は、約３〜約６の誘電率を有するのが好ましい。その他の材料及び厚さも同様に用いることができる。

チャックは代表的に、平坦な下側チャックアセンブリ素子５２２をも有する。この下側チャックアセンブリ素子５２２は、遮蔽体と接地電位点との双方又は何れか一方に連結するのが好ましい。制御式の高温測定に適したチャックの場合、この下側チャックアセンブリ素子５２２は比較的薄肉にするのが好ましく、例えば、０．０１インチの厚さの導電性箔にする。一般に、下側のチャックアセンブリ素子５２２は、比較的コンパクトなチャックを維持するとともに、温度をより容易に制御しうる比較的小さい質量のチャックアセンブリを維持するために約０．００５〜０．０２インチの厚さとするのが好ましい。その他の材料及び厚さも同様に用いることができる。

検査に当り高電圧を印加する可能性がある場合、チャックは、下側のチャック絶縁素子５２０を、下側のチャックアセンブリ素子５２２の外面５２４を越えるとともに中間のチャックアセンブリ素子５０８の外面５１４を越えるように延在させることにより、中間のチャックアセンブリ素子５０８と下側のチャックアセンブリ素子５２２との間のアーク放電距離を増大させることができる。下側のチャック絶縁素子５２０の延長部５２６は、チャックの厚さを増大させることなく、或いはチャックアセンブリの質量を殆ど増大させることなく、アーク放電距離を増大させるとともに、中間のチャックアセンブリ素子５０８と下側のチャックアセンブリ素子５２２との間のクリーページ距離を増大させる。下側のチャック絶縁素子５２０の延長部５２６は少なくとも約０．１インチとするのが好ましく、より好ましくは約０．２５インチとするものであり、しかも約０．７５インチよりも小さくするのが好ましい。延長部５２６は、下側のチャック絶縁素子５２０の厚さに応じて、この下側のチャック絶縁素子５２０の厚さとほぼ同じにするのが好ましく、より好ましくはこの下側のチャック絶縁素子５２０の厚さの約２〜３倍とし、より好ましくはこの下側のチャック絶縁素子５２０の厚さの約５倍を超えないようにする。その他の材料及び厚さも同様に用いることができる。多くの場合、下側のチャック絶縁素子５２０の延長部５２６は省略することができる。

チャック５００はサーマルチャック５４０により支持することができる。このサーマルチャック５４０は、この上に支持されているチャック５００に与えられる温度の増大及び減少の双方又は何れか一方を達成することができる。このサーマルチャックによれば、例えば、２００℃、３００℃又はそれ以上の温度のような適切な如何なる温度をも与えるようにすることができる。チャック５００の種々の層をこれらの相対的な種々の位置に維持するためには、このことが、他の方法では高電圧及び極端な温度の双方又は何れか一方でチャックの性能を著しく低下させるということがないように達成されるようにするのが好ましい。電圧レベルが低い場合にはある層を他の層に固着させるのにネジが適しているが、このようなネジはチャックの電気特性を著しく変化させる傾向がある。この欠点を回避するために、チャックの層の全て又は一部を、真空を用いて部分的に又は完全に一緒に維持するようにしうる。

図９を参照するに、真空通路の両側の一対の導電面間のような一対の平行プレート間の絶縁破壊電圧は非線形特性を有する。空隙（ギャップ）にまたがってアーク放電を生ぜしめるのに必要とする電圧は、圧力が減少するにつれある点まで減少する。その後、アーク放電を生ぜしめるのに必要とする電圧は、徐々に増大してその元の値を越える。更に、標準圧力を有する空隙が減少する場合も、アーク放電を生ぜしめるのに必要とする電圧において同じ特性結果が得られる。従って、長い真空ラインを設けるのは望ましくなく、しかも絶縁層の両側における一対の導電性プレートを相互接続する真空ラインを設けるのも望ましくなく、さもなければ異なる電位の領域を通過する真空ラインを設けるのも望ましくない。

図１０を参照するに、真空ライン５５０を上側のチャックアセンブリ素子５０２に取り付け、この上側のチャックアセンブリ素子内に１つ以上の通路５５２を形成するようにしうる。通路５５２は、上側面５０４に真空吸引を与え、検査対象デバイス５０６を適所に固着させるとともに、下側面５５４にも真空吸引を与えて、上側チャックアセンブリ素子５０２が上側チャック絶縁層５１０に保持されるようにするのが好ましい。従って、検査対象デバイス５０６と、上側のチャックアセンブリ素子５０２と、上側のチャック絶縁層５１０とが、検査対象デバイスを検査している間互いに固定関係に維持される。上側面５０４及び下側面５５４に与える真空吸引機能によれば、これらを互いに連結させるか又は互いに分離させることができる。更に、上側面に与える真空吸引は、検査対象デバイスの寸法に応じて選択的に１か所以上の区域に与えることができる。

図１１を参照するに、真空ライン５６０を上側のチャック絶縁層５１０に取り付け、この上側のチャック絶縁層内に１つ以上の通路５６２を形成するようにしうる。通路５６２は中間のチャックアセンブリ素子５０８に真空吸引を与えて、上側のチャック絶縁層５１０を中間のチャックアセンブリ素子５０８に保持するようにするのが好ましい。従って、検査対象デバイス５０６と、上側のチャックアセンブリ５０２と、上側のチャック絶縁層５１０と、中間のチャックアセンブリ素子５０８とが、検査対象デバイスを検査している間互いに固定関係に維持される。ある場合には、中間のチャックアセンブリ素子５０８に孔を開けることができる。この場合、真空吸引を下側のチャック絶縁層５２０にも与えることにより、この層を他の層に対し固定関係に維持する。

図１２を参照するに、真空ライン５７０を下側のチャック絶縁層５２０に取り付け、この下側のチャック絶縁層内に１つ以上の通路５７２を形成するようにしうる。通路５７２は所望に応じ中間のチャックアセンブリ素子５０８に真空吸引を与えて、下側のチャック絶縁層５２０を中間のチャックアセンブリ素子５０８に保持するようにするのが好ましい。通路５７２は所望に応じ下側のチャックアセンブリ層５２２に真空吸引を与えて、下側のチャック絶縁層５２０を下側のチャックアセンブリ層５２２に維持するようにするのが好ましい。ある場合には、下側のチャックアセンブリ層５２２に孔を開けることができる。この場合、真空吸引をサーマルチャック５４０に与えることにより、この層を他の層に対し固定関係に維持する。構造によっては、下側のチャックアセンブリ層５２２を省略することができる。

サーマルチャック５４０には真空ライン５８０を設け、このサーマルチャック内に１つ以上の通路５８２を形成するようにしうる。通路５８２により真空吸引を下側のチャックアセンブリ層５２２に与えて、この下側のチャックアセンブリ層５２２をサーマルチャック５４０に保持するようにするのが好ましい。通路５８２はサーマルチャック５４０内に維持される為、通路５８２は同じ電位、通常遮蔽体及び接地点の双方又は何れか一方の電位を有する区域内にある。下側のチャックアセンブリ層５２２に孔が開けられている場合には、サーマルチャック５４０は下側のチャックアセンブリ層５２２及び下側のチャック絶縁層５２０と固定関係に維持される。

一般に、上側のチャックアセンブリ素子はその中に真空通路を有している。上側のチャック絶縁層５１０と、下側のチャック絶縁層５２０と、サーマルチャック５４０との何れか又は任意の組み合わせには、その中に適切な層に至る真空通路を設けて、チャック５００の一体化を保つようにすることができる。ある構成では、チャック５００を囲むリング６００を設ける。このリング６００は、真空ライン５６０及び通路５６２が延在している個所と同じ電位であるガード電位点に、すなわち中間のチャックアセンブリ素子５０８のガード電位点に連結するのが好ましい。

図１３を参照するに、真空通路の好適配置では、絶縁層の一方の面からこの絶縁層の他方の面に延在する通路が存在せず、これによりこの絶縁層の両面間にアーク放電が生じるおそれを低減させるようにする。中間のチャックアセンブリ素子５０８と下側のチャックアセンブリ層５２２との双方又は何れか一方に孔がある場合、真空通路の個数を減少させた状態で追加の層を一緒に固着させることができる。多くの場合、表面間で真空吸引をより一層均等に分布させるように層の表面内に真空通路を形成することができる。

同軸モードの適切なチャック５００の構成では、大きなコロナ放電又はアーク放電を生じることなく３００℃で１０，０００ボルトを印加することができる。この同軸モードでは、信号を上側のチャックアセンブリ素子に供給し、中間のチャックアセンブリ素子と下側のチャックアセンブリ素子／サーマルチャックとを接地電位にする。この構造では、電流の漏洩は１０，０００／１０¹⁰よりも少なくするのが好ましい。

三軸モードの適切なチャック５００の構成では、大きなコロナ放電又はアーク放電を生じることなく３００℃で３，０００ボルトを印加することができる。この三軸モードでは、上側のチャックアセンブリ素子を信号電位点に接続し、中間のチャネルアセンブリ素子をガード電位点に接続し、下側のチャックアセンブリ素子／サーマルチャックを接地電位点に接続する。この（又はその他の）構成では、漏洩電流を１０ピコアンペアよりも小さくするのが好ましく、より好ましくは３ピコアンペアよりも小さくする。

延長部５１６を有する窒化ホウ素の上側チャック絶縁素子５１０の構成によれば、高電圧破壊を低減させるが、温度及び電圧の双方又は何れか一方がかなり高い場合には、かなり大きなオフセット電流が測定に生じる。チャックの構造をその材料と一緒に解析すると、オフセット電流の少なくとも一部の原因は、上側のチャック絶縁素子５１０に誘起される歪みの結果である。上側のチャック絶縁素子５１０の中央領域は、サーマルチャック５４０により与えられる温度と一致する温度を有するが、延長部５１６はこの上側のチャック絶縁素子５１０の中央領域の温度よりも幾分低い温度を有し、その結果、これらの温度に差が生じる。この温度差に加えて、上側のチャック絶縁素子５１０の中央領域は真空吸引を用いる位置に維持される為、この上側のチャック絶縁素子５１０の中央領域とこの上側のチャック絶縁素子５１０の延長部５１６の領域との間に歪みが誘起される。上側のチャック絶縁素子５１０内に誘起されたこれらの歪みにより電圧及び電流を誘起するようになる。この誘起電流は１００ピコアンペア程度になる傾向にあり、このことは定電流の測定にとって問題となる。

図１４を参照するに、変更した上側のチャック絶縁素子９００には、上側のチャックアセンブリ素子５０２の外側エッジと中間のチャックアセンブリ素子５０８の外側エッジとの双方又は何れか一方の付近で１つ以上の凹所９１０が形成されている（凹所が設けられていないとこの上側のチャック絶縁素子９００は上側のチャック絶縁素子５１０と同じである）。凹所９１０は、上側のチャック絶縁素子９００の周囲の多くの部分か、又はほぼ全てか、又は全てを囲むように延在させることができる。上側のチャック絶縁素子９００の上側面と、上側のチャック絶縁素子９００の下側面と、上側のチャック絶縁素子９００の上側面及び下側面の双方との何れかに１つ以上の凹所９１０を設けることができる。この変更した上側のチャック絶縁素子９００に歪みが誘起されると、凹所９１０は縮小して凹所がもうけられていない場合にこの上側のチャック絶縁素子９００に誘起されるおそれのある歪みを吸収する。凹所９１０は上側のチャック絶縁素子９００の厚さの少なくとも１／４だけ延在させるのが好ましく、更に好ましくは上側のチャック絶縁素子９００の厚さの１／２だけ延在させる。このようにすることにより、オフセット電流が著しく減少される。

図１５を参照するに、変更した上側のチャックアセンブリ素子９２０は、上側のチャック絶縁素子９００及び中間のチャックアセンブリ素子５２０の双方よりも小さい直径を有する寸法としうる。このようにすると、サーマルチャック５４０により与えられる温度を、上側のチャックアセンブリ素子９２０の上面５０４上で検査対象デバイス５０６に、より均一に分布させることができる。

図１６を参照するに、変更した上側の絶縁素子９４０は、その直径の大部分に亘って第１の厚さと、この上側の絶縁素子９４０の延長部５１６に隣接する、より薄肉の厚さとを有しうる。このより薄肉の厚さにより、変更した上側の絶縁素子９４０に誘起される歪みを減少させる。

自動的なウエハ装填／除去装置を用いる場合、ウエハリフトピンをチャック内に組み込む。図１７を参照するに、リフト機構１７５０がチャックトップ‐フォース層１７０１のウエハ支持面内のリフトピンホール１７４０を経て、リフトピン１７０７を上方に押圧する。図１７に示すように、高電圧三軸サーマルチャック１７００は、絶縁されたスリーブ１７０６内に、絶縁され且つ保護されたリフトピン１７０７を有し、このスリーブのフランジ１７２０はフォース‐ガード分離層１７０２の下側に延在させ、高電圧を印加するために必要なフラッシュオーバー（又はアーク放電）距離及びクリーページ距離を保つようにするのが好ましい。フランジ１７２０は、チャックトップ‐フォース層１７０１とガード箔１７０３との間のクリーページ距離を増大させるようにフォース‐ガード分離層１７０２の下側に延在させるのが好ましい。スリーブ１７０６は、導体間に追加のクリーページ距離を得るために、雌ネジ又はその他の表面積増大特徴部（例えば、正弦波又は方形波形状の物理的構造部）を有するようにしうる。又、スリーブ１７０６は、ガード‐シールド（遮蔽）分離層１７０４又はチャックシールド／接地層１７０５と接触しえないような配置及び寸法とするのが好ましい。フォース‐ガード分離層１７０２が非サーマルチャック構造に適用する場合のように空気又は高抵抗性のフィルムを有する場合には、リフトピンホール１７４０の領域内の電圧に必要とするフラッシュオーバー距離及びクリーページ距離を保つのに充分にスリーブ１７０６のフランジ１７２０を遠くまで延在させるのが好ましい。リフトピン１７０７は絶縁材料から形成するのが好ましく、且つこのリフトピン１７０７はガード箔１７０３から延在してこのリフトピン１７０７の下側部分に接続されたワイヤ１７３０として図１７に示すガード層を有するようにするか、又はこのガード層を有さないようにしうる。

図１８を参照するに、高電圧の非サーマル同軸チャック１８００は、絶縁されたスリーブ１８０２内に、絶縁されたリフトピン１８０４を有し、このスリーブのフランジ１８２０はチャックトップ‐フォース層１８０１の下側に延在させて、高電圧を印加するためのフラッシュオーバー（又はアーク放電）距離及びクリーページ距離を保つようにするのが好ましい。フランジ１８２０は、導電性のチャックトップ‐フォース層１８０１とチャックシールド／接地層１８０３との間のクリーページ距離を増大させるようにチャックトップ‐フォース層１８０１の下側に延在させるのが好ましい。スリーブ１８０２は、導体間に追加のクリーページ距離を得るために、雌ネジ１８０６又はその他の表面積増大特徴部（例えば、正弦波又は方形波形状の物理的構造部）を有するようにしうる。フランジ１８２０は、図１８に示すように、チャックトップ‐フォース層１８０１とチャックシールド／接地層１８０３との間に追加のクリーページ距離を得るために方形波形状の構造部を有する。フランジ１８２０の形状によれば、導体間の高電圧アーク放電を減少させるために大きな垂直分離をも達成する。フォース‐ガード層(図示せず)が非サーマルチャック構造に適用する場合のように空気又は高抵抗性のフィルムを有する場合には、リフトピンホール１８４０の領域内の電圧に必要とするフラッシュオーバー距離及びクリーページ距離を保つのに充分に、スリーブ１８０２のフランジ１８２０を遠くまで延在させるのが好ましい。

代表的な三軸測定の場合、ガード層の電位をソースメジャーユニット（ＳＭＵ）により小さいフォース電位の範囲内に、代表的にはミリボルトの範囲内に保持する。同軸測定に対しては“疑似三軸”測定又は“疑似ガード”技術を用い、これによりガード電位をチャックトップ電位の一部に設定（又はＳＭＵにより保持）するようにしうる。例えば、チャックトップが１０kVにある場合には、絶縁破壊電位を半分に有効に減少させるのにガード電位を５kVに設定することができる。すなわち、チャックトップが１０kVにあり、ガード電位が５kVに設定（又は保持）されている場合には、絶縁破壊電位は１０kVから５kVに有効に減少され、チャック及びプローブの製造費を有効に一層廉価にし、同軸測定に対する電流の漏洩、漏洩整定時間及び雑音を低くする。

高電圧動作では、チャックのウエハ支持面を１０kVにバイアスすることができ、好ましくはこのウエハ支持面が電気的に破壊されないように、又は周囲のガード又はシールド構造体への放電を呈さないようにする。導体間の高電圧分離は通常、２つの導体間の空隙とこれら導体を分離させる何らかの絶縁体の表面に亘るクリーページ距離との双方の観点からこれら導体間の距離を増大させることにより達成される。代表的には、表面のクリーページ距離を増大させるために、厚肉の絶縁体を用いるとともに、正弦波又は方形波形状のエッジを有するようにこの絶縁体を設計する。標準の雰囲気及び圧力では、物理的なアイソレータにより分離された導体の場合、クリーページ距離の設計基準は代表的に、より一層限定的となる。遠く離して機械的に支持した又は良好に分離された導体の場合、空隙が制限要因となる場合がある。

温度及び電圧が増大すると、高電圧電位にある表面の尖鋭なエッジが高強度の電界を有するようになり、コロナ放電で電子を放出するおそれがある。このような放電は漏洩測定を妨害し且つ高電圧破壊を引き起こすおそれがある。

周囲のガード又はシールド構造体を分離させるためには空隙を用いることができる。しかし、得られる空隙はしばしばプローブステーション及び検査室の物理的な制約及び寸法により制限される。アーク放電を阻止するには厚肉の分離材料を用いることができる。しかし、アイソレータが低誘電吸収性材料でない場合には、アイソレータ上に表面電荷を保持し、これにより低雑音測定の誤差を生ぜしめるおそれがある。従って、低雑音測定の場合には、測定導体に面する如何なる表面にも表面電荷を保持しえないようにする必要がある。

チャックの測定面にごく接近する導体を充分に分離させるには、図１９Ａ〜１９Ｃに示すように、薄肉で非導電性の低誘電吸収性被膜をサーマルチャック測定システムの表面の１つ以上、すなわち検査室壁部１９０５、ガードリング１９０１、ガードプレート１９０８の表面の１つ以上に被着するのが好ましく、より好ましくは、チャックフォース／センス測定面１９０２にごく接近しているもこれに直接接触していないガード表面及びシールド表面の全てに被着する。検査室の上側面１９０６及び上側構造部１９０７も同様に被覆するのが好ましい。非導電性の被膜はアーク放電に耐える以外に、最大強度の電界をも有効に抑制し、これによりコロナ放電による影響を低減させる。

好適実施例では、図１９Ａ〜１９Ｃに示すように、ガードリング１９０１に、ハイフロン（Hyphlon:登録商標）ＭＦＡ又はＰＴＦＥ或いはこれと等価な高分離性で低誘電吸収性の被膜を、高電圧に対し製造者が推奨する厚さで、この場合０．００５インチ以上の厚さで被覆する。低誘電吸収性で薄肉の材料は表面電荷を急速に消散させ、一方高分離性は高電圧のアーク放電に対して保護する。

他の好適な実施例には、検査室壁部１９０５及び上側面１９０６と、ガードプレート１９０８と、ガードリング１９０１との種々の組み合わせや、これらの組み合わせと、補助チャック１９０３、位置決めカメラ(図示せず)又はその他の構造体（例えば、ネジ頭１９０４）のようなチャック付近の他の構造体との双方又は何れか一方を被覆することを含める。

チャックフォース／センス測定面１９０２は、図１９Ａに示すように、絶縁性の又は非導電性ブロックを介してケルビン接続部１９５０におけるフォース及びセンスケーブルに接続するのが好ましい。このケルビン接続部１９５０は、１ミリオームよりも低いような極めて低い抵抗値を有し、低雑音測定と高電流測定との双方又は何れか一方を達成するとともに、その動作特性をチャックの全動作温度範囲（例えば、−６５℃〜３００℃）に亘って且つ高電圧チャックの動作寿命時間に亘って極めて安定に維持し、周囲の構造体に対する高電圧時の電気絶縁破壊を阻止するようにするのが好適である。

ある設計例では、測定ワイヤ／リード線をチャックトップに直接接続するか又は（例えば、プラスチック又はポリイミドのような）高温度エンジニアリング分離材料又はセラミック材料より成るアイソレータブロックに通した長いネジを用いてチャックに接続する（例えば、ステンレス鋼又はスチール）ハードウェアが用いられている。ステンレス鋼のネジ及びアルミニウのチャックトップ間の熱膨張特性の差と、アイソレータブロック及びステンレスネジ間の熱膨張特性の差との双方又は何れか一方により、時間とともに又は温度サイクリングにともなって連結を緩めるおそれがある。高温エンジニアリング分離材料は代表的に、ネジよりも大きい熱膨張率（ＣＴＥ）を有し、高温度で緊締力を幾分弱めるおそれがあり、従って、温度が元に降下した際にボルト継手における電気接触を無くすおそれがある。セラミックアイソレータは代表的に、ネジよりも著しく低いＣＴＥを有しており、高温度で緊締力、従って、接触を弱めるおそれがある。

ネジの抵抗値は、材料の抵抗率にネジの直径及び長さを乗じることにより計算しうる。ステンレス鋼のネジ及びこれらの接続能力は、半導体ウエハ検査機器及び装置における技術を高めるための充分に低い抵抗値を提供する傾向にない。このような設計の欠点は、チャックトップのエッジ上に用いうるネジの直径が物理的に制限されることにより悪化される。更に、大きなネジ直径を適合させるためにチャックトップ層の厚さを増大させることは一般に不所望なことである。その理由は、このようにネジ直径を増大させることにより、チャックシステムの熱質量、従って、熱応答に影響を及ぼす為である。

図２０Ａ〜２０Ｅを参照するに、周囲の構造体へのアーク放電から測定接続部２０１０を保護するために、ケルビン接続部１９５０に対する好適実施例の第１の群は、チャックトップ１９０２に取り付けられている絶縁ブロック２０８０又はその他の非導電性のカバーを有する。測定接続部２０１０は、緊締力に対して、従って、電気接触に対して絶縁ブロック２０８０に依存することがないようにこの絶縁ブロック２０８０を貫通するようにするのが好ましい。この絶縁ブロック２０８０を貫通する測定接続部（電気接続部）２０１０の全ての構成素子は互いに一致したＣＴＥを有するようにするのが好ましく、最も好ましくは、互いに同じ材料、例えば、黄銅とする。

この第１の群の第１の実施例は図２０Ａ〜２０Ｅに示してあり、電気接続部でないファスナ２０６０を用いてチャックトップ１９０２に取り付けた電気絶縁材料のブロック２０８０を有するようにするのが好ましい。電気接続部は、絶縁ブロック２０８０を越えて延在する中空のスタンドオフ（中空絶縁体）を貫通して延在するネジ２０７０により形成され、このネジがこのスタンドオフ上に締め付けを行ってチャックトップ１９０２に対する連続的な緊締力を、従って、電気接触を保持する。ネジ、スリーブ及びワッシャ２０４０の材料を互いに一致させ（例えば、これらの全てを黄銅から形成し）、これらのＣＴＥがアルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥと良好に適合するようにし、スリーブ２０３０により加えられた追加の導体の領域（面積）が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し（ステンレス鋼を用いる従来の設計から）材料を変更するのみに比べ１／２〜１／４まで減少させる。

前記の第１の群の第２の実施例は、電気接続部でないファスナ２０６０を用いてチャックトップ１９０２に取り付けた電気絶縁材料のブロックを有するようにするのが好ましい。電気接続部は、中空のスタンドオフを貫通して延在する、少なくとも部分的にネジ山が付されたスタッドであって、このスタンドオフ上に締め付けを行ってチャックトップ１９０２に対する連続的な緊締力を、従って、電気接触を保持するナットを有するスタッドにより形成される。ネジ山が付されたスタッドと、スリーブと、ナットと、ワッシャとの材料は全て一致させ（好ましくは黄銅から形成し）、これらのＣＴＥをアルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させ、スリーブ２０３０により加えられた追加の導体の領域が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し材料を変更するのみに比べ１／２〜１／４まで減少させる。測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持するのに追加のナットを用いることができる。

前記の第１の群の第３の実施例は、電気接続部でないファスナ２０６０を用いてチャックトップ１９０２に取り付けた電気絶縁材料のブロックを有するようにするのが好ましい。電気接続部は、少なくとも部分的にネジ山が付されたスタッド２０７０であって、チャックトップ１９０２上に締め付けを行ってこのチャックトップに対する連続的な緊締力を、従って、電気接触を保持するナットを有するスタッドにより形成される。測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持するのには追加の対のナットを用いることができる。アルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、スリーブと、ナットと、ワッシャとの材料を全て一致させるのが好ましく、この材料を黄銅とするのが好ましい。

前記の第１の群の第４の実施例は、電気接続部でないファスナ２０６０を用いてチャックトップ１９０２に取り付けた電気絶縁材料のブロックを有するようにするのが好ましい。電気接続部は、チャックトップ１９０２内に又はチャックトップ１９０２内のスタッド上にねじ込んだネジ山付のスタンドオフにより形成され、更に測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持するのにナットを用いて、チャックに対する連続的な緊締力、従って、電気接触を保持する。アルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、スリーブと、ナットと、ワッシャとの材料を全て一致させるものであり、この材料を黄銅から形成するのが好ましく、ネジ山付のスタンドオフにより加えられた追加の導体の領域が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し材料を変更するのみに比べ１／２〜１／４まで減少させる。

前記の第１の群の第５の実施例は、電気接続部でないファスナ２０６０を用いてチャックトップ１９０２に取り付けた電気絶縁材料のブロックを有するようにするのが好ましい。電気接続部は、チャックトップ１９０２に取り付けられた導電性材料のブロックにより形成し、これを少なくともその３面で絶縁ブロック内に入れる。測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持して、チャックトップ１９０２に対し連続的な緊締力を、従って、電気接触を維持するのにネジを用いる。アルミニウのチャックトップのＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、導電性ブロックと、ワッシャとの材料を一致させるものであり、この場合この材料を黄銅から形成し、接続ブロックにより加えられた追加の導体の領域が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し材料を変更するのみに比べ少なくとも１／２〜１／４だけ減少させる。

更に、図２０Ａ〜２０Ｅを参照するに、ケルビン接続部１９５０に対する好適実施例の第２の群は、測定接続部上に取り付けた絶縁スリーブ２０３０又はその他の非導電性のカバーを有し、この絶縁スリーブ２０３０をチャックトップ１９０２に取り付けることなく周囲の構造体に対するアーク放電を回避するようにしている。測定接続部２０１０は、緊締力に対して、従って、電気接触に対して絶縁スリーブに依存することがないようにこの絶縁ブロック２０８０を貫通するようにするのが好ましい。この絶縁スリーブを貫通する電気接続部の全ての構成素子は互いに一致したＣＴＥを有するようにするのが好ましく、最も好ましくは、互いに同じ材料、例えば、黄銅とする。

この第２の群の第１の実施例は、測定接続部上に取り付けた絶縁スリーブ２０３０又はその他の非導電性のカバーを有し、この絶縁スリーブ２０３０をチャックトップ１９０２に取り付けることなく周囲の構造体に対するアーク放電を回避するようにするのが好ましい。電気接続部は、絶縁スリーブ２０３０を越えて延在する中空のスタンドオフを貫通して延在するネジ２０７０により形成され、このネジがこのスタンドオフ上に締め付けを行ってチャックトップ１９０２に対する連続的な緊締力を、従って、電気接触を保持するようにするのが好ましい。アルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、中空のスタンドオフと、ワッシャとの材料を一致させるのが好適であり、より好ましくはこの材料を黄銅から形成し、スリーブにより加えられた追加の導体の領域が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し材料を変更するのみに比べて１／２〜１／４だけ減少させる。

前記の第２の群の第２の実施例は、測定接続部上に取り付けた絶縁スリーブ２０３０又はその他の非導電性のカバーを有し、この絶縁スリーブ２０３０をチャックトップ１９０２に取り付けることなく周囲の構造体に対するアーク放電を回避するようにするのが好ましい。電気接続部（測定接続部）は、中空のスタンドオフを貫通して延在する、少なくとも部分的にネジ山が付されたスタッド２０７０であって、このスタンドオフ上に締め付けを行ってチャックトップに対する連続的な緊締力を、従って、電気接触を保持するナットを有するスタッドにより形成するのが好ましい。アルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、部分的にネジ山が付されたスタッドと、中空のスタンドオフと、ナットと、ワッシャとの材料を一致させるのが好適であり、この材料は黄銅を有するようにするのが好ましく、スリーブ２０３０により加えられた追加の導体の領域が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し材料を変更するのみに比べて１／２〜１／４だけ減少させる。測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持するのに追加のナットを用いることができる。

前記の第２の群の第３の実施例は、測定接続部上に取り付けた絶縁スリーブ２０３０又はその他の非導電性のカバーを有し、これらが、この絶縁スリーブ２０３０をチャックトップ１９０２に取り付けることなく周囲の構造体に対しアーク放電をするのを回避するようにするのが好ましい。電気接続部は、少なくとも部分的にネジ山が付されたスタッド２０７０であって、チャックトップ１９０２上に締め付けを行ってこのチャックトップ１９０２に対する連続的な緊締力を、従って、電気接触を保持するナットを有するスタッドにより形成するのが好ましい。測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持するのには追加の対のナットを用いることができる。アルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、部分的にネジ山が付されたスタッドと、ナットと、ワッシャとの材料を全て一致させるのが好ましく、この材料は黄銅から形成するのが好ましい。

前記の第２の群の第４の実施例は、測定接続部上に取り付けた絶縁スリーブ２０３０又はその他の非導電性のカバーを有し、これらが、この絶縁スリーブ２０３０をチャックトップ１９０２に取り付けることなく周囲の構造体に対しアーク放電をするのを回避するようにするのが好ましい。電気接続部は、チャックトップ１９０２内に又はチャックトップ１９０２内のスタッド上にねじ込んだネジ山付のスタンドオフにより形成され、更に測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持するのにナットを用いて、チャックトップ１９０２に対する連続的な緊締力、従って、電気接触を保持する。アルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、スタンドオフと、ワッシャとの材料を一致させるのが好ましく、この材料は黄銅から形成するのが好ましく、ネジ山付のスタンドオフにより加えられた追加の導体の領域が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し材料を変更するのみに比べて１／２〜１／４だけ減少させる。

前記の第２の群の第５の実施例は、測定接続部上に取り付けた絶縁スリーブ２０３０又はその他の非導電性のカバーを有し、この絶縁スリーブ２０３０をチャックトップ１９０２に取り付けることなく周囲の構造体に対するアーク放電を回避するようにするのが好ましい。電気接続部は、チャックトップ１９０２に取り付けられた導電性材料のブロックにより形成し、これを少なくともその３面で絶縁スリーブ内に入れる。測定ケーブルに取り付けるためのワイヤラグ２０５０を保持して、チャックトップ１９０２に対し連続的な緊締力を、従って、電気接触を維持するのにネジを用いる。アルミニウのチャックトップ１９０２のＣＴＥに良好に適合させるには、ネジと、導電性ブロックと、ワッシャとの材料を一致させるのが好ましく、この材料は黄銅から形成するのが好ましく、電気接続部の導電性ブロックにより加えられた追加の導体の領域が接続部の抵抗を、所定のネジの寸法に対し材料を変更するのみに比べて少なくとも１／２〜１／４だけ減少させる。

本明細書で用いた用語及び表現は、本発明の説明のために用いたものであり、本発明はこれらの用語及び表現の意味に限定されるものではない。すなわち、これらの用語及び表現の使用においては、図示及び説明又はその一部の等価を排除するものではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって規定及び制限されるものである。

図１は、本発明により構成したウエハプローブステーションの代表的な実施例を示す部分正面図である。 図２Ａは、図１のウエハプローブステーションを、その筐体のドアを部分的に開いた状態で示す部分的頂面図である。 図２Ｂは、図１のウエハプローブステーションの頂面図である。 図３Ａは、図３Ｂのライン３Ａ‐３Ａに沿って断面とした拡大断面図である。 図３Ｂは、図１のプローブステーションを部分的に断面とし且つ部分的に線図として示す正面図である。 図４は、電動式位置決め機構を筐体の底面に貫通させた密閉用アセンブリを示す頂面図である。 図５Ａは、図１のライン５Ａ‐５Ａに沿って見た頂面の拡大詳細図である。 図５Ｂは、図１のライン５Ｂ‐５Ｂに沿って断面とした頂部の拡大断面図である。 図６は、図３Ｂのライン６‐６に沿って見たチャックアセンブリを部分的に線図的とした詳細頂面図である。 図７は、図６のチャックアセンブリを部分的に断面として示す正面図である。 図８は、高電圧チャックを示す線図である。 図９は、絶縁破壊電圧対圧力×空隙の曲線を示す線図である。 図１０は、真空ラインを有する高電圧チャックの上側部分を示す線図である。 図１１は、真空ラインを有する高電圧チャックの中間部分を示す線図である。 図１２は、真空ラインを有する高電圧チャックの下側部分を示す線図である。 図１３は、真空ラインを有する高電圧チャックを示す線図である。 図１４は、高電圧チャックの変形例を示す線図である。 図１５は、高電圧チャックの他の変形例を示す線図である。 図１６は、高電圧チャックの更に他の変形例を示す線図である。 図１７は、絶縁され且つ保護されたリフトピンを有する高電圧チャックを示す線図である。 図１８は、絶縁されたリフトピンを有する高電圧チャックを示す線図である。 図１９Ａは、チャックトップフォース／センス面にごく接近して補助チャック、ガードリング及びその他の構造体を有する代表的なサーマルチャックを示す線図である。 図１９Ｂは、チャックトップフォース／センス面にごく接近して補助チャック、ガードリング及びその他の構造体を有する代表的なプローブ室を示す線図である。 図１９Ｃは、チャックトップフォース／センス面にごく接近して上側ガード、ガードリング及びその他の構造体を有する代表的なプローブ室を示す線図である。 図２０Ａは、チャックトップフォース／センス接続部を示す線図である。 図２０Ｂは、図２０Ａに示す接続部の透視図である。 図２０Ｃは、図２０Ａに示す接続部の側面図である。 図２０Ｄは、図２０Ａに示す接続部の断面図である。 図２０Ｅは、図２０Ａに示す接続部の切断図である。

素子８０の垂直孔８４は図６に示すように、ウエハ支持面８２に対して配置し、ウエハ(図示せず)を保持するのに充分強い真空吸引が得られるようにしうる。より好ましくはより多くのホール（孔）８４を用い、これらを面８２上に配置し、ウエハの保持を向上させる。素子８０の底面には真空吸引を導入するための種々の設計の、好ましくは機械加工のチャネル、すなわち溝を設け、これらの幅は３００〜３０００ミクロンとする。例えば、チャック素子のエッジにクロスドリル加工された上側チャック素子のエッジポートであって機械加工された溝と連結されたこの上側チャック素子のエッジポートから、真空ラインにより、真空吸引を導入することができ、溝は底面を囲む円形状に延在するとともに（検査対象デバイスに係合する）上側チャック面８２まで延在する貫通ホール（孔）８４と連結されているようにする。同様な機械加工した数個の溝を、底面のエッジ付近からこの底面の中央に向かうように延在させるとともに、機械加工した円形の溝と連結させ且つ上側チャック面８２まで延在する複数の貫通ホールと連結させることができる。機械加工した溝は例えば、（円形の）底面のエッジ付近から中央に向けて延在し且つこの底面の中央付近の数個のホール８４を相互連結するようにする。

真空ホールの位置及びこれらに対応する機械加工された溝は、複数のホール８４を橋絡する厚肉ウエハを保持するのに充分なものとしうるが、歪んだウエハ、薄肉ウエハ又はウエハの破片を下に引き付けたり保持したりするのに充分なものとすることはできない。ウエハ又は検査対象デバイスは、これらと均一に電気接触させるための大きな力でチャックの上側面に保持されるようにする必要がある。検査対象デバイスに接触する面積は測定抵抗における変数であり、できる限り一定に保つ必要がある。ウエハ又は検査対象デバイスの直下の機械加工された溝は（上側チャック面が、ウエハ又は検査対象デバイスを下に引き付けるための真空吸引を導入する真空ホールの代わりに又はこれに加えて機械加工された溝を有する限りにおいて）、接触抵抗の変化やＲＦ雑音の発生における変化の為に電気抵抗に誤差を生ぜしめる程度に充分大きいボイドをウエハの下に有するようにする。同様に、真空ホールも（しばしばＲＦボイドと称される）同じようなボイドを、従って、同様な誤差源を有するおそれがある。更に、チャックに対するウエハの接触力がウエハに亘っての真空吸引の不均一性の為に変化する場合には、検査対象デバイスの測定値が変化する。このような測定値の変化は、検査対象デバイスのモデリングを無効にするおそれがある。

好適実施例では、ウエハ係合面（すなわちチャックトップ）８２に孔８４を開け、これらの孔は相対的な関係で、ウエハ係合面８２のウエハ係合部分（又はウエハ全体）に亘って真空効果の重なり領域を（集合的に）生ぜしめるように配置する。チャックトップ８２は、検査中ウエハを保持するために、何が“連続するホールパターンのチャックトップ”として表し得るかを有効に提供するものである。このようなホールパターンは、より強くより均一なレベルの真空圧力を、支持されたウエハ（及びその上の検査対象デバイス）に与えるものである。ウエハ表面に亘ってより強い真空圧力をより均一に分布させることにより、電気接触や、ウエハ及びその上の検査対象デバイスのプロービング及び検査と関連する特性を改善させる。例えば、チャックトップ面８２によれば、電気接触抵抗及びインダクタンスをより均一でより低くし、接触領域をより均一にし、各検査対象デバイスに亘る真空分布及び各検査対象デバイス間の真空分布をより均一にし、薄肉ウエハ及びウエハの破片に対する機械的な支持をより完全に近い状態に又は完全な状態にするとともに、孔の寸法がより小さい場合に、従って、ウエハの下側に存在するより小さいボイドに対し用いるようになり、これによりＲＦ雑音源を更に減少させる。

上側チャックアセンブリ素子の下方に面する面に対する底面真空チャネルパターンの一実施例では、底面に、機械加工した（又はその他の方法で形成した）チャネルを設け、これらのチャネルが、対応する孔８４まで貫通しているホールから真空吸引を導入するようにする。ホールは、面８２に関してほぼ対応する逆の形態で互いに離間するように配置し、機械加工された円形の溝（すなわちチャネル）がホールの領域を相互連結するようにする。好適実施例では、深くクロスドリル加工された内側のチャネルが真空吸引を円形の溝に導入されるようにする。この真空吸引を内側のチャネルに選択的に且つ制御的に適用することにより、強く均一に適用された真空吸引をウエハ係合面８２に亘って維持するようにする。これまでは、チャックトッププレートの上述した深いクロスドリル加工は、（０．２３インチの厚肉チャックのトップ内に４インチ以上に制御的に且つ正確にクロスドリル加工するには）あまりにも困難なもの又は不要なものとして見られていた。その理由は、より強くより均一な真空吸引と、チャックトップ面の平坦度と、トップ面のボイドの影響とに関する特性や、その他の特性を従来は分かっていなかった為である。

例えば、真空ラインにより、上側チャック素子のエッジ内にクロスドリル加工された（又は別の方法で内側チャネルとして形成された）この上側チャック素子のエッジポートから真空吸引を導入することができ、このエッジポートは底面を囲む円形状に延在するとともに貫通ホール（孔）と連結されている機械加工した（又はエッチング形成した又はその他の方法で形成した）溝と連結されており、貫通ホールは溝に接近しているとともに上側（検査対象デバイス係合）チャック面８２まで延在している。真空吸引をホールの別々の群に対し別々に制御するのに複数の内側チャネルを用いるのが好ましい。例えば、最外側の円形チャネルと連結されたホールのような１群のホールからの真空吸引は、エッジ真空連結部により選択的に制御することができ、１つ以上の内面の円形チャネルと連結されたホールのような他の群のホールからの真空吸引は、エッジ真空連結部により選択的に制御することができ、中央に位置するホールのような更に他の群のホールは、エッジ真空連結部により選択的に制御することができる。クロスドリル加工された異なる内側の真空ラインの各々は、エッジ真空連結部において、図６で説明し図示してあるライン９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃのような真空ラインと連結することができる。図６にも示してある補助チャック９２及び９４のような補助チャック、又は真空ホールを有する何らかのウエハ又は検査対象デバイス係合チャック面には、真空吸引や、ここで説明した他の関連の改善点を導入することができる。例えば、補助チャック９２及び９４のホール１０４は、性能を改善するために配置したホールを有するようにするのが好ましい。

好適な実施例では、多孔質の焼結金属チャックトップ８２を真空分布手段として用いることができる。チャックトップ面８２のようなウエハ係合面には、ミクロンサイズの孔を有する多孔質の（導電性）材料の連続する均一の層を設け、これらの孔を経て、ウエハ又はその上の検査対象デバイスを強く保持する真空吸引を行うようにするのが好ましい。多孔質層を支持するのは、面を有する真空分布用（溝付）プレートとするのが好ましい。この溝付プレートは、多孔質層に対し真空吸引を導入するための（機械加工された、又はエッチング形成した、又はその他の方法で形成した）表面チャネルを有するようにするのが好ましい。溝付プレートには、クロスドリル加工した内側の真空ラインと連結したチャネルの群を形成する円形のチャネルを有するようにするのが好ましい。真空ラインは別々に制御しうる真空ライン及びチャネルの各々に対するエッジ連結部に連結し、多孔質層における孔（又は真空吸引区域）の特定領域に与えられた真空吸引を選択的に制御しうるようにすることができる。

或いはまた、クロスドリル加工した内側の真空ラインの代わりに、別々の領域の各々に真空吸引を行う貫通孔を用いることができる。例えば、溝付プレート上の真空チャネル及びその他のチャネルは、面上のチャネルから溝付プレートの裏面、すなわち下側面まで延在する貫通孔を用いて真空吸引を与えることができる。この場合、貫通孔(図示せず)は溝付プレートの裏面、すなわち下側面内に形成したチャネルに、又はチャックの下側層（又はステージ）からの真空路に連結することができる。

多孔質のウエハ係合面は、ウエハ又は検査対象デバイスに与える真空力の均一性や、ウエハの破片、歪んだウエハ又は種々の寸法のウエハを保持する順応性を高めるものである。更に、多孔質面は、検査対象デバイスに対する電気接触特性を改善する。ミクロンサイズの孔と均一の真空吸引によれば、測定パッド及び検査パッド構造体を含みうる検査対象デバイスの領域内でのウエハの支持を改善する。ウエハの下側面の粗さによるボイド又は真空吸引の漏洩の為に、検査対象デバイスの下側のウエハ面が完全に支持されていない場合には、前述したように、（多孔質）のチャック面に対するウエハの接触力に変化を生ぜしめ、従って、測定値に変化を生ぜしめ、これにより検査対象デバイスのモデリングを無効にするおそれがある。多孔質面におけるミクロンサイズの孔は、ウエハ及び検査対象デバイスの下に、代表的に用いられている測定パッド及び検査パッドの構造体のピッチに比べて大きくないボイドを生ぜしめる。

上側チャックアセンブリ素子の溝付の（又はマイクロ溝のある）平坦な上方に面したウエハ支持面８２は、好ましくは少なくとも幅を５０ミクロンとし深さを１５ミクロンとした真空溝８４を有するようにしうる。これらの真空溝は、機械加工、化学エッチング、レーザカッテイング又はその他の方法でウエハ係合面８２内に形成することができ、又これらの真空溝の寸法は、半導体処理で代表的に用いられている最も薄肉のウエハとほぼ同じ程度に小さく（すなわち、５０ミクロン以下に）するのが好ましい。真空溝８４は、上述したように真空吸引を与えることができる。真空溝８４のパターンは、互いに接近させて離間された円形溝であって、不規則な寸法の破片や互いに異なる寸法のウエハを真空吸引により充分保持するように別々に選択的に制御しうる溝の複数の群（又は区域）内で相互連結されるこれら円形溝を有するようにするのが好ましい。

一般に、ウエハは、電気接触を均一にするために、大きな力でチャック表面８２に保持されるようにするのが好ましい。検査対象デバイス（ＤＵＴ）上の接触面積はＤＵＴの測定抵抗における変数であり、一定に保持するのが好ましい。機械形成した溝は通常代表的に３００〜３０００ミクロンの幅となっており、ＲＦ雑音の発生及び接触抵抗における変化の為に電気測定における誤差を生ぜしめる程度に充分大きな空洞（すなわちボイド）をウエハの下側に有するようになる。このような代表的に機械形成された真空溝によりウエハの下側に形成された空洞は端部の電界測定及び周辺部のキャパシタンス測定に変化を生ぜしめるおそれがある。これらの変化は、検査対象デバイスのモデリングを無効にするおそれがある。

しかし、マイクロ溝のある表面８２における溝は少なくとも５０ミクロン（幅）程度に小さくするのが好ましく、この値は代表的に半導体処理に用いられている最も薄肉のウエハの場合とほぼ同じ狭さである。マイクロ溝８４は連続的な又は均一な真空場と均一な接触面積とが得られるように間隔を充分接近させて配置し、使用する測定対象パッドのピッチに比べて大きな寸法となるおそれのあるボイド／空洞のない状態でウエハを支持するようにするのが好ましい。表面８２のウエハ支持部分と接触しない検査対象デバイス及び検査パッド構造体の直下の（真空溝上の領域のような）ウエハ領域の割合は、測定における不可避な誤差の割合に比べて極めて小さく（すなわち、重要とならないように）保たれるようにするのが好ましい。

マイクロ溝のある表面８２は、溝付のウエハ係合面の真空保持能力を強くする設計と、真空ホールウエハ係合面の機械的及び物理的な薄肉ウエハ支持や電界及び磁界に対する利点が得られる設計とを組み合わせるとともに、ウエハに対する、真空保持力の均一性と機械的及び電気的特性の均一性とを改善するようにするのが好ましい。

チャックアセンブリ素子８０、８１及び８３の全てと追加のチャックアセンブリ素子７９とは、これらが導電性金属から構成されているとともにネジ９６のような金属ネジにより着脱自在に相互連結されているが、互いに電気絶縁されているようにする。図３Ａ及び３Ｂを参照するに、電気絶縁は、弾性的な誘電体のＯリング８８に加えて誘電体のスペーサ８５と誘電体のワッシャ８６とを設けるという事実から得られるものである。これらによれば、ネジ９６を２つの素子のうちの下側の素子に開けた特大の孔に貫通させ、各ネジによりこれらの２つの素子を互いに連結させ、これによりネジのシャンク部と下側の素子との間を電気接触させるという事実と相俟って、所望の絶縁を達成する。図３Ａから明らかなように、誘電体スペーサ８５は相互連結されたチャックアセンブリ素子の対向面の領域の小部分のみの上に延在し、これによりこれらの対向面間でこれらのそれぞれの領域の大部分の上に空隙を残すようにしている。このような空隙がそれぞれのチャックアセンブリ素子間のスペース内の誘電率を最小にし、これに対応してこれらチャックアセンブリ素子間のキャパシタンスを最小にするとともに一方の素子から他方の素子へ電流が漏洩する量を最少にする。スペーサ８５及びワッシャ８６は、高い寸法安定性及び高い体積抵抗率と調和した可能な限り最低の誘電率を有する材料から構成するのが好ましい。これらのスペーサ及びワッシャに適した材料は、ガラスエポキシ又はE.I.Du Pont 社によりデルリン（Delrin：登録商標）の名称で市販されているアセチルホモポリマーである。

同軸ケーブル又は図示するような三軸ケーブル１１９及び１２０は、それぞれ着脱自在の電気コネクタアセンブリ１０８及び１１０の一部を形成しており、環境制御筐体の下側部分４４の壁部を貫通するそれぞれの着脱自在の三軸コネクタ１２２及び１２４も同様に一部を形成し、従って三軸コネクタ１２２及び１２４の外側遮蔽体が筐体に電気的に接続されている。コネクタ１２２及び１２４には、検査分野に応じてヒューレットパッカード社の型番４１４２ＢのモジュラＤＣソース／モニタ又はヒューレットパッカード社の型番４２８４ＡのプレシジョンＬＣＲメータのような適切な検査装置から、他の三軸ケーブル１２２Ａ及び１２４Ａが着脱自在に接続しうるようになっている。ケーブル１１９及び１２０が単に同軸ケーブルであるか又はその他の種類の、２本の導電体を有するケーブルである場合には、一方の導電体がそれぞれのコネクタ１２２又は１２４の内側（信号）コネクタ素子とそれぞれのコネクタ素子１０８Ａ又は１１０Ａとを相互接続し、他方の導電体がそれぞれのコネクタ１２２又は１２４の中間（保護）コネクタ素子をそれぞれのコネクタ素子１０８Ｂ又は１１０Ｂと接続する。

図１５を参照するに、変更した上側のチャックアセンブリ素子９２０は、上側のチャック絶縁素子９００及び中間のチャックアセンブリ素子５０８の双方よりも小さい直径を有する寸法としうる。このようにすると、サーマルチャック５４０により与えられる温度を、上側のチャックアセンブリ素子９２０の上面５０４上で検査対象デバイス５０６に、より均一に分布させることができる。

自動的なウエハ装填／除去装置を用いる場合、ウエハリフトピンをチャック内に組み込む。図１７を参照するに、リフト機構１７５０がチャックトップ‐フォース層１７０１のウエハ支持面内のリフトピンホール１７４０を経て、リフトピン１７０７を上方に押圧する。図１７に示すように、高電圧三軸サーマルチャック１７００は、絶縁されたスリーブ１７０６内に、絶縁され且つ保護されたリフトピン１７０７を有し、このスリーブのフランジ１７２０はフォース‐ガード分離層１７０２の下側に延在させ、高電圧を印加するために必要なフラッシュオーバー（又はアーク放電）距離及びクリーページ距離を保つようにするのが好ましい。フランジ１７２０は、チャックトップ‐フォース層１７０１とガード箔１７０３との間のクリーページ距離を増大させるようにフォース‐ガード分離層１７０２の下側に延在させるのが好ましい。スリーブ１７０６は、導体間に追加のクリーページ距離を得るために、雌ネジ１７０９又はその他の表面積増大特徴部（例えば、正弦波又は方形波形状の物理的構造部）を有するようにしうる。又、スリーブ１７０６は、ガード‐シールド（遮蔽）分離層１７０４又はチャックシールド／接地層１７０５と接触しえないような配置及び寸法とするのが好ましい。フォース‐ガード分離層１７０２が非サーマルチャック構造に適用する場合のように空気又は高抵抗性のフィルムを有する場合には、リフトピンホール１７４０の領域内の電圧に必要とするフラッシュオーバー距離及びクリーページ距離を保つのに充分にスリーブ１７０６のフランジ１７２０を遠くまで延在させるのが好ましい。リフトピン１７０７は絶縁材料から形成するのが好ましく、且つこのリフトピン１７０７はガード箔１７０３から延在してこのリフトピン１７０７の下側部分１７０８に接続されたワイヤ１７３０として図１７に示すガード層を有するようにするか、又はこのガード層を有さないようにしうる。

Claims (15)

1. （ａ）下側面と検査対象デバイスを支持する上側面とを有する上側導電層と、
   （ｂ）この上側導電層の前記下側面と少なくとも部分的に対面接触する上側面と、下側面とを有する上側絶縁層と、
   （ｃ）この上側絶縁層の前記下側面と少なくとも部分的に対面接触する上側面と、下側面とを有する中間導電層と
   を具えるチャック。
2. 請求項１に記載のチャックにおいて、前記上側絶縁層が、前記上側導電層の外側周囲面と前記中間導電層の外側面とを越えて延在しているチャック。
3. 請求項１に記載のチャックにおいて、絶縁層の一方の面からこの絶縁層の他方の面に延在する真空通路は設けられていないチャック。
4. 請求項１に記載のチャックにおいて、前記上側絶縁層が、前記上側導電層の外側周囲面と前記中間導電層の外側面とを越えて延在しており、前記上側導電層は前記中間導電層よりも小さい直径を有しているチャック。
5. 請求項１に記載のチャックにおいて、前記上側絶縁層に少なくとも１つの凹所が形成されており、この凹所が、前記上側導電層と前記中間導電層の外側面との少なくとも一方の外側周囲面に近接しているチャック。
6. 請求項１に記載のチャックにおいて、このチャックが更に、前記上側導電層の前記上側面内に形成されたリフトピンホール内で後退位置から摺動的に延在しうる絶縁されたリフトピンと、このリフトピン及び前記上側導電層間に介在され絶縁されたリフトピンスリーブとを具えており、このリフトピンスリーブは、前記リフトピンの軸線から径方向で外方に突出するフランジを有しており、このフランジは、前記チャックのアーク放電距離及びクリーページ距離の少なくとも一方を増大させる寸法及び形状となっているチャック。
7. 請求項１に記載のチャックにおいて、前記中間導電層は、信号電位とシールド電位との間で予め決定された値に保持されたガード電位を有しているチャック。
8. プローブステーション用の高電圧チャックを分離させる方法であって、前記プローブステーションのチャックフォース／センス面に近接する導電面に、非導電性で低誘電吸収性の被膜を被覆するステップを有している方法。
9. 請求項８に記載の方法において、前記導電面がガードリングを有し、前記被膜は、ハイフロン（Hyphlon:登録商標）ＭＦＡ又はＰＴＦＥ或いはこれと等価な高分離性で低誘電吸収性の被膜であって、少なくとも０．００５インチ（１インチは２．５４cm）の厚さで被着するようにする方法。
10. 集積回路を検査するチャックに対し、チャックフォース／センス層をフォース／センス測定リード線に接続する接続部であって、この接続部は、測定ケーブルに取り付けるための端子から延在する少なくとも１つのフォース／センス測定リード線を有し、このフォース／センス測定リード線を絶縁材料に通して延在させた後に、チャックフォース／センス層との緊締力又は電気接続に対し前記絶縁材料に依存することなく前記チャックフォース／センス層に緊締させるようになっている接続部。
11. 請求項１０に記載の接続部であって、前記フォース／センス測定リード線と、これに関連して存在する場合の、前記チャックフォース／センス層への前記緊締に対し必要とするワッシャ又はファスナとを構成する材料が、前記チャックフォース／センス層を構成する材料の熱膨張率に厳密に一致した熱膨張率を有している接続部。
12. 検査対象デバイスを支持するのに適した上側面を有する上側導電層を具える集積回路検査用チャックであって、前記上側面はその上に、前記検査対象デバイスを保持するための真空分配手段を有している集積回路検査用チャック。
13. 請求項１２に記載の集積回路検査用チャックにおいて、前記真空分配手段は、前記上側面に亘って配置した複数の真空ホールを有し、これら真空ホールは、前記上側面の区域に亘って中断しない真空を提供するように全真空効果の重複エリアを有するように互いに充分接近している集積回路検査用チャック。
14. 請求項１２に記載の集積回路検査用チャックにおいて、前記真空分配手段は、少なくとも１ミクロン程度に小さい寸法の孔を有する多孔質の焼結金属層を具えており、これらの孔を経て真空吸引するようになっている集積回路検査用チャック。
15. 請求項１２に記載の集積回路検査用チャックにおいて、前記真空分配手段は、少なくとも幅が５０ミクロンで深さが１５ミクロン程度の小さなマイクロ溝を有し、これらマイクロ溝は、前記上側面の区域に亘ってほぼ連続する真空場を提供するのに充分接近した間隔で前記上側面上に形成されている集積回路検査用チャック。

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