JP7843442B2 - Probe chuck - Google Patents
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Description
本発明は、プローバ用チャックに係り、特に半導体ウェーハを保持するプローバ用チャックに関する。 This invention relates to a prober chuck, and more particularly to a prober chuck for holding semiconductor wafers.
半導体製造工程では、半導体ウェーハ(以下、ウェーハと言う。)に各種の処理を施して、デバイスを有する複数のチップを形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで分断された後、リードフレーム等に固定されて組み立てられる。 In the semiconductor manufacturing process, various processes are applied to semiconductor wafers (hereinafter referred to as "wafers") to form multiple chips containing devices. Each chip is then inspected for electrical characteristics, subsequently diced using a dicer, and finally fixed to a lead frame or similar component for assembly.
電気的特性の検査は、テスタを備えたプローバによって実施される。プローバは、ウェーハをチャックの保持面に保持させて、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から電源及び各種の試験信号をチップに供給し、チップの電極から出力される信号を解析することによりチップが正常に動作するかを確認する(例えば特許文献1参照)。 Electrical characteristics testing is performed using a prober equipped with a tester. The prober holds the wafer in the chuck's holding surface and contacts the electrode pads of each chip with its probe. The tester supplies power and various test signals to the chip through terminals connected to the probe, and verifies whether the chip is functioning correctly by analyzing the signals output from the chip's electrodes (see, for example, Patent Document 1).
チップの電気的特性の検査においては、ウェーハとヒータが発熱するため、ウェーハを保持するチャックを媒体によって冷却することでウェーハの温度を調整する。その際に、チャックの温度を常温近傍の20度から30度程度に調整して検査を行う場合がある。常温近傍の測定においては、液体またはエアなどの媒体をチャック内に供給することにより、チャックの温度を所望の温度に調整するが、液体の場合は、液体を冷却するための装置(チラー)が必要になり大掛かりなシステムになる。そこで、常温近傍の温度であれば、圧縮エアを簡易クーラで冷却することで調整可能であり、液体を用いるよりも簡便なシステムで運用が可能となる。 In testing the electrical characteristics of a chip, the wafer and heater generate heat, so the wafer temperature is adjusted by cooling the chuck holding the wafer with a medium. In some cases, the chuck temperature is adjusted to around 20 to 30 degrees Celsius, close to room temperature, for testing. For measurements near room temperature, the chuck temperature is adjusted to the desired temperature by supplying a medium such as liquid or air into the chuck. However, using liquid requires a cooling device (chiller), resulting in a large-scale system. Therefore, for temperatures near room temperature, it is possible to adjust the temperature by cooling compressed air with a simple cooler, allowing for a simpler system than using liquid.
しかしながら、媒体としてエアを採用した場合、エアの比熱は液体の比熱よりも小さい。このため、例えばチャックに備えられたエア導入口の近傍でチャックからエアへの熱交換がほぼ終了してしまう場合がある。その結果、チャックの保持面において、エア導入口からエア導出口に向かって温度差が生じるという問題がある。 However, when air is used as the fluid medium, its specific heat is lower than that of the liquid. Therefore, heat exchange from the chuck to the air may almost completely finish near the air inlet, for example. As a result, a temperature difference arises on the chuck's holding surface, from the air inlet to the air outlet.
近年、チャックの保持面の温度均一性は、デバイス測定の歩留まりに影響を及ぼすことから重要な要件となっている。このため、チャックでは、保持面の温度均一化が求められている。 In recent years, temperature uniformity of the chuck's holding surface has become a crucial requirement because it affects the yield of device measurements. Therefore, temperature uniformity of the holding surface is required in chucks.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハを保持する保持面の温度均一化を図ることが可能な媒体にエアを採用するプローバ用チャックを提供することを目的とする。 This invention has been made in view of these circumstances, and aims to provide a prober chuck that uses air as a medium capable of achieving temperature uniformity on the wafer holding surface.
本発明のプローバ用チャックは、本発明の目的を達成するために、ウェーハを保持するためのプローバ用チャックであって、ウェーハを保持可能な保持面を有するチャック本体と、チャック本体の一端に設けられたエア導入口と、チャック本体の一端とは異なる他端に設けられたエア導出口と、エア導入口から導入されたエアを、チャック本体の内部において保持面の面内方向の複数箇所に分散配置された熱交換位置まで導く導入流路と、各熱交換位置に導かれたエアを、エア導出口まで導く導出流路と、を備える。 The prober chuck of the present invention, in order to achieve the object of the present invention, is a prober chuck for holding a wafer, comprising: a chuck body having a holding surface capable of holding a wafer; an air inlet provided at one end of the chuck body; an air outlet provided at the other end of the chuck body, different from the one end; an introduction channel that guides the air introduced from the air inlet to multiple heat exchange positions dispersed at the in-plane direction of the holding surface inside the chuck body; and an outlet channel that guides the air from each heat exchange position to the air outlet.
本発明の一形態は、各熱交換位置における導入流路の断面積は導出流路の断面積よりも大きく形成され、各熱交換位置には、導入流路と導出流路との間に形成された段差面により構成される熱交換促進面が設けられることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the cross-sectional area of the introduction channel at each heat exchange location is larger than the cross-sectional area of the outlet channel, and that each heat exchange location is provided with a heat exchange promoting surface formed by a stepped surface between the introduction channel and the outlet channel.
本発明の一形態は、各熱交換位置は、チャック本体の中心から等距離の同心円上に配置されることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that each heat exchange position is arranged on concentric circles equidistant from the center of the chuck body.
本発明の一形態は、各熱交換位置は、同心円の周方向に沿って均等に分散配置されることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that each heat exchange position is evenly distributed along the circumferential direction of concentric circles.
本発明の一形態は、熱交換位置は少なくとも3箇所に分散配置され、第1熱交換位置と、第2熱交換位置と、第3熱交換位置と、を含み、導入流路は、エア導入口から第1熱交換位置まで延びる主流路と、主流路から分岐して第2熱交換位置まで延びる第1分岐流路と、主流路から分岐して第3熱交換位置まで延びる第2分岐流路と、を有することが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the heat exchange positions are distributed at least three times, including a first heat exchange position, a second heat exchange position, and a third heat exchange position. Preferably, the introduction channel includes a main channel extending from the air inlet to the first heat exchange position, a first branch channel branching from the main channel and extending to the second heat exchange position, and a second branch channel branching from the main channel and extending to the third heat exchange position.
本発明の一形態は、第1分岐流路と第2分岐流路は、主流路の流路方向に直交する同一直線上に沿って設けられることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the first branch channel and the second branch channel are provided along the same straight line perpendicular to the flow direction of the main channel.
本発明の一形態は、導入流路の少なくとも一部は、プラスチック製のパイプ材により構成されることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that at least a portion of the introduction channel is made of plastic pipe material.
本発明の一形態は、パイプ材は、チャック本体の内壁面から隙間をあけて配置されることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the pipe material is arranged with a gap between it and the inner wall surface of the chuck body.
本発明の一形態は、パイプ材は、ゴムパッキンを介してエア導入口と接続されていることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the pipe material is connected to the air inlet via a rubber gasket.
本発明の一形態は、導出流路は、各熱交換位置からエア導出口に向かう途中で互いに連通された連通流路を有することが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the outlet channels have interconnected channels that communicate with each other on their way from each heat exchange position to the air outlet.
本発明によれば、ウェーハを保持する保持面の温度均一化を図ることが可能となる。 According to the present invention, it becomes possible to achieve temperature uniformity on the wafer holding surface.
以下、添付図面に従って本発明に係るプローバ用チャックの実施形態について詳説する。 The following describes in detail an embodiment of the prober chuck according to the present invention, with reference to the attached drawings.
図1は、実施形態のプローバ用チャック(以下、チャックと言う。)10が搭載されたプローバ12の構成を示す概略図である。図1に示すように、プローバ12には、ウェーハWを保持するためのチャック10が搭載されており、このチャック10は、ウェーハWを保持可能な保持面14を有するチャック本体16を備えている。チャック本体16は、例えばアルミニウム、銅等の金属、又は熱伝導性の良好なセラミック等の材料によって製作されている。本例のチャック本体16は、本発明のチャック本体の一例である。 Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a prober 12 equipped with a prober chuck (hereinafter referred to as "chuck") 10 of an embodiment. As shown in Figure 1, the prober 12 is equipped with a chuck 10 for holding wafers W, and this chuck 10 comprises a chuck body 16 having a holding surface 14 capable of holding wafers W. The chuck body 16 is made of a material such as aluminum, copper, or ceramic with good thermal conductivity. The chuck body 16 in this example is an example of the chuck body of the present invention.
また、プローバ12は、検査するチップの電極に接触されるプローブ18を有するプローブカード20と、テスタ22と、を備えている。テスタ22は、テスタ本体24と、テスタ本体24の端子とプローブカード20の端子とを電気的に接続するインターフェイス26と、を有する。テスタ22は、プローブ18に接続される端子から電源及び各種の試験信号をチップに供給し、チップの電極に出力される信号を解析することによりチップが正常に動作するかを確認する。 Furthermore, the prober 12 includes a probe card 20 having probes 18 that contact the electrodes of the chip to be tested, and a tester 22. The tester 22 has a tester body 24 and an interface 26 that electrically connects the terminals of the tester body 24 to the terminals of the probe card 20. The tester 22 supplies power and various test signals to the chip from the terminals connected to the probes 18, and verifies whether the chip is functioning correctly by analyzing the signals output to the chip's electrodes.
次に、チャック本体16を、例えば常温近傍の20度から30度程度に冷却するための冷却システムについて説明する。本例の冷却システムは、エア(圧縮エア)を冷却するクーラ28と、クーラ28によって冷却されたエアをチャック本体16のエア導入口30に供給する供給側流路32と、熱交換後のエアをチャック本体16のエア導出口34と、排気側流路36と、を備えている。また、チャック本体16内には、エア導入口30からエア導出口34に向けてエアを導く冷媒流路38が備えられている。したがって、本例の冷却システムは、クーラ28によって冷却されたエアを供給側流路32から冷媒流路38に供給し、冷媒流路38から排気側流路36を介して大気に放出する構成を有している。 Next, a cooling system for cooling the chuck body 16 to, for example, around 20 to 30 degrees Celsius, near room temperature, will be described. The cooling system in this example includes a cooler 28 for cooling compressed air, a supply-side flow path 32 for supplying the air cooled by the cooler 28 to the air inlet 30 of the chuck body 16, and an air outlet 34 and an exhaust-side flow path 36 for the air after heat exchange. Furthermore, a refrigerant flow path 38 is provided within the chuck body 16 to guide air from the air inlet 30 to the air outlet 34. Therefore, the cooling system in this example has a configuration in which the air cooled by the cooler 28 is supplied from the supply-side flow path 32 to the refrigerant flow path 38, and then released from the refrigerant flow path 38 to the atmosphere via the exhaust-side flow path 36.
ここで、実施形態のチャック10は、保持面14の温度均一化を図ることを目的として、以下の構成を有している。 In this embodiment, the chuck 10 has the following configuration in order to achieve temperature uniformity of the holding surface 14.
図2は、チャック本体16の内部構造を示した斜視図であり、特に冷媒流路38の構成を示した斜視図である。図2に示すように、本例のチャック本体16は、一例として外観が円盤状に構成されている。なお、チャック本体16の構成を説明する際に、1時から12時で表現される、いわゆるクロックポジションを用いて説明する場合がある。 Figure 2 is a perspective view showing the internal structure of the chuck body 16, and in particular, a perspective view showing the configuration of the refrigerant flow path 38. As shown in Figure 2, the chuck body 16 in this example has a disc-shaped external structure. Note that when explaining the configuration of the chuck body 16, the so-called clock position, represented from 1 o'clock to 12 o'clock, may be used.
図2に示すように、チャック本体16の外周面40には、エア導入口30に接続されるジョイント42と、エア導出口34に接続されるジョイント44と、が設けられている。エア導入口30とエア導出口34は、例えばエア導入口30の位置を6時の位置とした場合、エア導出口34は略12時の位置に設けられている。すなわち、エア導入口30は、チャック本体16の一端側(6時の位置)に設けられ、エア導出口34は、チャック本体16の一端側(6時の位置)とは異なる他端(略12時の位置)に設けられている。本例のエア導入口30は、本発明のエア導入口の一例であり、本例のエア導出口34は、本発明のエア導出口の一例である。 As shown in Figure 2, the outer circumferential surface 40 of the chuck body 16 is provided with a joint 42 connected to the air inlet 30 and a joint 44 connected to the air outlet 34. For example, if the air inlet 30 is positioned at the 6 o'clock position, the air outlet 34 is positioned approximately at the 12 o'clock position. That is, the air inlet 30 is located at one end of the chuck body 16 (at the 6 o'clock position), and the air outlet 34 is located at the other end of the chuck body 16 (approximately at the 12 o'clock position). The air inlet 30 in this example is an example of an air inlet according to the present invention, and the air outlet 34 in this example is an example of an air outlet according to the present invention.
チャック本体16の面内には、既述の冷媒流路38が配設されている。冷媒流路38は、導入流路52と導出流路54を備えている。導入流路52は、エア導入口30(図1参照)から導入されたエアを、チャック本体16の内部において各熱交換位置46、48、50まで導く流路である。導出流路54は、各熱交換位置46、48、50に導かれたエアを、エア導出口34まで導く流路である。なお、各熱交換位置46、48、50については後述する。また、本例の導入流路52においては、後述する主流路56がパイプ材70により構成されている。また、導入流路52及び導出流路54(パイプ材70が配設されている部分を除く)は、流路方向に直交した断面形状が、一例として凹形状に形成されている。 The refrigerant flow path 38 described above is arranged within the plane of the chuck body 16. The refrigerant flow path 38 comprises an inlet flow path 52 and an outlet flow path 54. The inlet flow path 52 guides the air introduced from the air inlet 30 (see Figure 1) to the heat exchange positions 46, 48, and 50 inside the chuck body 16. The outlet flow path 54 guides the air from the heat exchange positions 46, 48, and 50 to the air outlet 34. The heat exchange positions 46, 48, and 50 will be described later. In this example, the inlet flow path 52 also has a main flow path 56, which will be described later, made of pipe material 70. Furthermore, the inlet flow path 52 and the outlet flow path 54 (excluding the portion where the pipe material 70 is installed) have a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction, which is, for example, a concave shape.
導入流路52は、エア導入口30から熱交換位置46まで延びる主流路56と、主流路56から分岐して熱交換位置48まで延びる第1分岐流路58と、主流路56から分岐して熱交換位置50まで延びる第2分岐流路60と、を有している。第1分岐流路58及び第2分岐流路60は、主流路56の側部分からそれぞれ分岐している。また、第1分岐流路58及び第2分岐流路60は、主流路56の流路方向に直交する同一直線上に沿って設けられている。このように構成された導入流路52によれば、エア導入口30から導入流路52に導入されたエアは、主流路56を流れて熱交換位置46に到達する。また、主流路56の途中で第1分岐流路58に導入されたエアは、第1分岐流路58を流れて熱交換位置48に到達する。また、主流路56の途中で第2分岐流路60に導入されたエアは、第2分岐流路60を流れて熱交換位置50に到達する。 The introduction channel 52 has a main channel 56 extending from the air inlet 30 to the heat exchange position 46, a first branch channel 58 branching off from the main channel 56 and extending to the heat exchange position 48, and a second branch channel 60 branching off from the main channel 56 and extending to the heat exchange position 50. The first branch channel 58 and the second branch channel 60 branch off from the side portion of the main channel 56, respectively. Furthermore, the first branch channel 58 and the second branch channel 60 are provided along the same straight line perpendicular to the flow direction of the main channel 56. With the introduction channel 52 configured in this way, air introduced into the introduction channel 52 from the air inlet 30 flows through the main channel 56 and reaches the heat exchange position 46. Also, air introduced into the first branch channel 58 midway through the main channel 56 flows through the first branch channel 58 and reaches the heat exchange position 48. Furthermore, air introduced into the second branch channel 60 midway through the main channel 56 flows through the second branch channel 60 and reaches the heat exchange position 50.
図2に示すように、導出流路54は、熱交換位置46からエア導出口34に至る第1連通流路62と、熱交換位置48から第1連通流路62に至る第2連通流路64と、熱交換位置50から第1連通流路62に至る第3連通流路66と、を有している。 As shown in Figure 2, the outlet channel 54 includes a first communication channel 62 leading from the heat exchange position 46 to the air outlet 34, a second communication channel 64 leading from the heat exchange position 48 to the first communication channel 62, and a third communication channel 66 leading from the heat exchange position 50 to the first communication channel 62.
第2連通流路64は、熱交換位置48からチャック本体16の外周部(9時方向)に向けて延設され、且つチャック本体16の外周部の位置でエア導出口34に向けて折り返されてチャック本体16の外周部に沿って円弧状に配設されている。そして、第2連通流路64は、エア導出口34の近傍で第1連通流路62に連通されている。第3連通流路66は、熱交換位置50からチャック本体16の外周部(3時方向)に向けて延設され、且つチャック本体16の外周部の位置でエア導出口34に向けて折り返されてチャック本体16の外周部に沿って円弧状に配設されている。そして、第3連通流路66は、エア導出口34の近傍で第1連通流路62に連通されている。すなわち、導出流路54は、各熱交換位置46、48、50からエア導出口34に向かう途中で互いに連通された連通流路(第1乃至第3連通流路62、64、66)を有している。このように構成された導出流路54によれば、各熱交換位置46、48、50に到達したエアをエア導出口34まで導くことができる。なお、上記の第2連通流路64及び第3連通流路66の各流路構成は一例である。 The second communication channel 64 extends from the heat exchange position 48 toward the outer circumference (9 o'clock direction) of the chuck body 16, and then bends back toward the air outlet 34 at the outer circumference of the chuck body 16, and is arranged in an arc shape along the outer circumference of the chuck body 16. The second communication channel 64 is connected to the first communication channel 62 near the air outlet 34. The third communication channel 66 extends from the heat exchange position 50 toward the outer circumference (3 o'clock direction) of the chuck body 16, and then bends back toward the air outlet 34 at the outer circumference of the chuck body 16, and is arranged in an arc shape along the outer circumference of the chuck body 16. The third communication channel 66 is connected to the first communication channel 62 near the air outlet 34. In other words, the outlet channel 54 has interconnected channels (first to third interconnected channels 62, 64, and 66) that are connected to each other on the way from each heat exchange position 46, 48, and 50 to the air outlet 34. With this configuration, the outlet channel 54 can guide the air that has reached each heat exchange position 46, 48, and 50 to the air outlet 34. Note that the channel configurations of the second interconnected channel 64 and the third interconnected channel 66 described above are examples.
次に、各熱交換位置46、48、50においてエアによる熱交換を促進するための構成について説明する。図3は、熱交換位置50の構成を示した拡大斜視図である。なお、本例では熱交換位置50の構成を例に挙げて説明し、熱交換位置46、48の構成については、熱交換位置50の構成と同様なのでその説明は省略する。 Next, we will describe the configurations for promoting heat exchange by air at each heat exchange position 46, 48, and 50. Figure 3 is an enlarged perspective view showing the configuration of heat exchange position 50. In this example, we will use the configuration of heat exchange position 50 as an example for explanation; the configurations of heat exchange positions 46 and 48 are similar to those of heat exchange position 50, so their explanation will be omitted.
図3に示すように、熱交換位置50における第2分岐流路60(導入流路52)の断面積は、第3連通流路66(導出流路54)の断面積よりも大きく形成されている。例えば、第2分岐流路60は、第3連通流路66の断面積に対して5~10倍の断面積を有している。このような構成によって、熱交換位置50には、第2分岐流路60と第3連通流路66との間に形成された段差面により構成される熱交換促進面68が設けられる。この熱交換促進面68は、一例として、第2分岐流路60の矢印Aで示す流路方向に直交する面として構成されている。このような熱交換促進面68を有する実施形態のチャック10によれば、第2分岐流路60に導入されたエアは、断面積の大きい第2分岐流路60を流れて、熱交換位置50に設けられた熱交換促進面68に略垂直に衝突する。これにより、熱交換位置50において、エアとチャック本体16と間で熱交換が効果的に促進される。また、実施形態のチャック10では、他の2箇所の熱交換位置46、48(図2参照)においても、同様の熱交換促進面68が設けられているため、チャック本体16の面内においてエアによる熱交換が効果的に促進可能となっている。その結果、保持面14の温度均一化を図ることが可能となっている。 As shown in Figure 3, the cross-sectional area of the second branch channel 60 (inlet channel 52) at the heat exchange position 50 is larger than the cross-sectional area of the third connecting channel 66 (outlet channel 54). For example, the second branch channel 60 has a cross-sectional area 5 to 10 times larger than that of the third connecting channel 66. With this configuration, the heat exchange position 50 is provided with a heat exchange promoting surface 68, which is formed by a stepped surface between the second branch channel 60 and the third connecting channel 66. This heat exchange promoting surface 68 is configured, for example, as a surface perpendicular to the flow direction indicated by arrow A in the second branch channel 60. In the chuck 10 of this embodiment having such a heat exchange promoting surface 68, the air introduced into the second branch channel 60 flows through the second branch channel 60, which has a larger cross-sectional area, and collides with the heat exchange promoting surface 68 provided at the heat exchange position 50 at approximately perpendicular. As a result, heat exchange between the air and the chuck body 16 is effectively promoted at the heat exchange position 50. Furthermore, in the chuck 10 of this embodiment, similar heat exchange promoting surfaces 68 are also provided at the other two heat exchange positions 46 and 48 (see Figure 2), allowing for effective promotion of heat exchange by air within the plane of the chuck body 16. As a result, it is possible to achieve uniform temperature of the holding surface 14.
図2に示すように、上記の熱交換位置46、48、50は、チャック本体16の保持面14(図1参照)の面内方向に分散配置されている。 As shown in Figure 2, the heat exchange positions 46, 48, and 50 are dispersed in the in-plane direction of the holding surface 14 (see Figure 1) of the chuck body 16.
各熱交換位置46、48、50は、一例として、チャック本体16の中心Cから等距離に位置する、仮想線で示す同心円S上にそれぞれ配置されている。上記同心円Sの半径は、例えばチャック本体16の半径の50~80%程度である。また、各熱交換位置46、48、50は、同心円Sの周方向に沿って均等に分散配置されている。すなわち、クロックポジションを用いて説明すれば、中心Cから見て熱交換位置46は略12時の位置に、熱交換位置48は略8時の位置に、熱交換位置50は略4時の位置にそれぞれ配置されている。 Each heat exchange position 46, 48, and 50 is, for example, positioned on a concentric circle S, shown by a dashed line, equidistant from the center C of the chuck body 16. The radius of the concentric circle S is, for example, approximately 50-80% of the radius of the chuck body 16. Furthermore, each heat exchange position 46, 48, and 50 is evenly distributed along the circumferential direction of the concentric circle S. That is, using clock positions, when viewed from the center C, heat exchange position 46 is approximately at the 12 o'clock position, heat exchange position 48 is approximately at the 8 o'clock position, and heat exchange position 50 is approximately at the 4 o'clock position.
ここで、本例の熱交換位置46、48、50は、本発明の熱交換位置の一例である。また、本例の熱交換位置46は、本発明の第1熱交換位置の一例であり、本例の熱交換位置48は、本発明の第2熱交換位置の一例であり、本例の熱交換位置50は、本発明の第3熱交換位置の一例である。 Here, heat exchange positions 46, 48, and 50 in this example are examples of heat exchange positions according to the present invention. Furthermore, heat exchange position 46 in this example is an example of a first heat exchange position according to the present invention, heat exchange position 48 is an example of a second heat exchange position according to the present invention, and heat exchange position 50 is an example of a third heat exchange position according to the present invention.
また、実施形態のチャック10によれば、エアによる熱交換を更に効果的に促進するために、以下の構成を有している。すなわち、図2に示すように、主流路56には、プラスチック製のパイプ材70が配設されている。パイプ材70を構成する材料としては、例えば熱伝導率が低いプラスチックが採用されている。このパイプ材70は、一端側の開口部70Aがチャック本体16のエア導入口30と接続され、他端側の開口部70Bが熱交換位置46の熱交換促進面68に対向配置されている。すなわち、本例の導入流路52は、主流路56がパイプ材70により構成されている。したがって、供給側流路32(図1参照)からエア導入口30に導入されたエアは、パイプ材70の開口部70Aからパイプ材70に導入され、パイプ材70を流れてパイプ材70の開口部70Bから熱交換位置46の熱交換促進面68に噴射される。このように主流路56を熱伝導率の低いプラスチック製のパイプ材70によって構成することにより、チャック本体16に対する断熱効果を高めることができるので、パイプ材70を通過するエアの温度変化(温度上昇)を抑制することができる。つまり、チャック本体16によるエアとの熱交換を抑制することができる。 Furthermore, according to the chuck 10 of this embodiment, the following configuration is provided to more effectively promote heat exchange by air. Specifically, as shown in Figure 2, a plastic pipe material 70 is provided in the main flow path 56. As the material constituting the pipe material 70, for example, a plastic with low thermal conductivity is used. One end of this pipe material 70 has an opening 70A connected to the air inlet 30 of the chuck body 16, and the other end has an opening 70B facing the heat exchange promoting surface 68 of the heat exchange position 46. In other words, in this example, the introduction flow path 52 has the main flow path 56 made of pipe material 70. Therefore, the air introduced from the supply side flow path 32 (see Figure 1) to the air inlet 30 is introduced into the pipe material 70 from the opening 70A of the pipe material 70, flows through the pipe material 70, and is injected from the opening 70B of the pipe material 70 onto the heat exchange promoting surface 68 of the heat exchange position 46. By constructing the main flow path 56 using a plastic pipe material 70 with low thermal conductivity, the heat insulation effect on the chuck body 16 can be enhanced, thereby suppressing temperature changes (temperature rise) of the air passing through the pipe material 70. In other words, heat exchange with the air by the chuck body 16 can be suppressed.
図3に示すように、パイプ材70には、第1分岐流路58に連通した開口部72と、第2分岐流路60に連通した開口部74と、が形成されている。したがって、パイプ材70に導入されたエアの一部は、開口部72から第1分岐流路58を流れて熱交換位置48の熱交換促進面68(図2参照)に衝突し、且つ開口部74から第2分岐流路60を流れて熱交換位置50の熱交換促進面68に衝突する。なお、本例の導入流路52は、導入流路52を流れるエアの温度変化を抑制することを目的として、導入流路52の一部である主流路56をパイプ材70により構成したが、第1分岐流路58と第2分岐流路60の一方又は両方をパイプ材70によって構成してもよい。 As shown in Figure 3, the pipe material 70 has an opening 72 communicating with the first branch channel 58 and an opening 74 communicating with the second branch channel 60. Therefore, a portion of the air introduced into the pipe material 70 flows through the first branch channel 58 from opening 72 and collides with the heat exchange promoting surface 68 (see Figure 2) at the heat exchange position 48, and also flows through the second branch channel 60 from opening 74 and collides with the heat exchange promoting surface 68 at the heat exchange position 50. In this example, the introduction channel 52 is constructed with the main channel 56, which is part of the introduction channel 52, made of pipe material 70, in order to suppress temperature changes in the air flowing through the introduction channel 52. However, one or both of the first branch channel 58 and the second branch channel 60 may also be constructed with pipe material 70.
図4は、チャック本体16に対するパイプ材70の配設形態の一例を示した断面図である。図4に示すように、パイプ材70は、チャック本体16の内壁面16A(主流路56の壁面)から隙間76をあけて配置されている。この構成によれば、隙間76によってチャック本体16に対する断熱効果を高めることができるので、導入流路52を流れるエアの温度変化を更に抑制することができる。 Figure 4 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement of the pipe material 70 relative to the chuck body 16. As shown in Figure 4, the pipe material 70 is arranged with a gap 76 between it and the inner wall surface 16A (the wall surface of the main flow path 56) of the chuck body 16. This configuration enhances the heat insulation effect on the chuck body 16 due to the gap 76, thereby further suppressing temperature changes in the air flowing through the introduction flow path 52.
図5は、エア導入口30とパイプ材70を含むその近傍位置の断面図である。図5に示すように、エア導入口30は、フランジ80が形成された短小のパイプ材82の端部に形成されている。このパイプ材82は、金属製であり、パイプ材82のフランジ80がパイプ部材70の端部に形成されたフランジ84にゴムパッキン78を介して突き合わされた状態でネジ86によりパイプ材70に連結されている。また、フランジ84のゴムパッキン78が配置された面とは反対側の面は、ゴムパッキン88を介してチャック本体16に接続されている。この構成によれば、ゴムパッキン78によってパイプ材82に対する断熱効果を高めることができ、また、ゴムパッキン88によってチャック本体16に対する断熱効果を高めることができるので、導入流路52を流れるエアの温度変化を更に抑制することができる。 Figure 5 is a cross-sectional view of the air inlet 30 and its vicinity, including the pipe material 70. As shown in Figure 5, the air inlet 30 is formed at the end of a short pipe material 82 on which a flange 80 is formed. This pipe material 82 is made of metal, and the flange 80 of the pipe material 82 is abutted against a flange 84 formed at the end of the pipe member 70 via a rubber packing 78, and connected to the pipe material 70 by a screw 86. Furthermore, the side of the flange 84 opposite to the side where the rubber packing 78 is located is connected to the chuck body 16 via the rubber packing 88. With this configuration, the heat insulation effect on the pipe material 82 can be enhanced by the rubber packing 78, and the heat insulation effect on the chuck body 16 can also be enhanced by the rubber packing 88, thereby further suppressing temperature changes in the air flowing through the inlet channel 52.
次に、上記の如く構成されたチャック10の作用について説明する。図1のクーラ28によって所定の温度に冷却されたエアは、供給側流路32からエア導入口30に導入されて、パイプ材70の開口部70Aからパイプ材70に導入される。そして、エアは、パイプ材70の開口部72、74(図3参照)の位置で熱交換位置46に向かう第1方向(12時方向)と、熱交換位置48に向かう第2方向(9時方向)と、熱交換位置50に向かう第3方向(3時方向)と、に分岐される。 Next, the operation of the chuck 10 configured as described above will be explained. Air cooled to a predetermined temperature by the cooler 28 in Figure 1 is introduced from the supply-side flow path 32 to the air inlet 30, and then into the pipe material 70 through the opening 70A. The air then branches at the openings 72 and 74 of the pipe material 70 (see Figure 3) into a first direction (12 o'clock direction) toward the heat exchange position 46, a second direction (9 o'clock direction) toward the heat exchange position 48, and a third direction (3 o'clock direction) toward the heat exchange position 50.
図2に示すように、第1方向に流れたエアは、パイプ材70を流れて熱交換位置46の熱交換促進面68に衝突し、第2方向に流れたエアは、第1分岐流路58を流れて熱交換位置48の熱交換促進面68に衝突し、第3方向に流れたエアは、第2分岐流路60を流れて熱交換位置50の熱交換促進面68に衝突する。これにより、チャック本体16は、3箇所の熱交換位置46、48、50において、エアとの間で効果的に熱交換が行われることから、3箇所の熱交換位置46、48、50を起点として全体が均等に冷却される。その結果、実施形態のチャック10によれば、保持面14の温度均一化を図ることが可能となる。 As shown in Figure 2, air flowing in the first direction flows through the pipe material 70 and collides with the heat exchange promoting surface 68 at the heat exchange position 46, air flowing in the second direction flows through the first branch channel 58 and collides with the heat exchange promoting surface 68 at the heat exchange position 48, and air flowing in the third direction flows through the second branch channel 60 and collides with the heat exchange promoting surface 68 at the heat exchange position 50. As a result, the chuck body 16 effectively exchanges heat with the air at the three heat exchange positions 46, 48, and 50, and the entire chuck is cooled uniformly starting from these three heat exchange positions 46, 48, and 50. Consequently, according to the chuck 10 of this embodiment, it is possible to achieve uniform temperature of the holding surface 14.
そして、3箇所の熱交換位置46、48、50において熱交換が終了したエアは、第1連通流路62、第2連通流路64、及び第3連通流路66を介してエア導出口34から排気側流路36に流れ、その後、大気に放出される。 Then, the air, after heat exchange has been completed at the three heat exchange locations 46, 48, and 50, flows from the air outlet 34 to the exhaust side flow path 36 via the first communication passage 62, the second communication passage 64, and the third communication passage 66, and is subsequently released into the atmosphere.
したがって、実施形態のチャック10によれば、エア導入口30から導入されたエアを、少なくとも3箇所に分散配置された熱交換位置46、48、50まで導く導入流路52と、各熱交換位置46、48、50に導かれたエアを、エア導出口34まで導く導出流路54と、を備え、各熱交換位置46、48、50に熱交換促進面68を設けた構成を採用したので、チャック本体16の保持面14の温度均一化を図ることが可能となる。その結果、エアによって保持面14の温度を例えば常温近傍の温度で均一に調整可能となる。 Therefore, according to the chuck 10 of this embodiment, an introduction channel 52 guides the air introduced from the air inlet 30 to at least three dispersed heat exchange positions 46, 48, and 50, and an outlet channel 54 guides the air from each heat exchange position 46, 48, and 50 to the air outlet 34. Since a heat exchange promoting surface 68 is provided at each heat exchange position 46, 48, and 50, it becomes possible to equalize the temperature of the holding surface 14 of the chuck body 16. As a result, the temperature of the holding surface 14 can be uniformly adjusted by air to, for example, a temperature near room temperature.
また、実施形態のチャック10によれば、導入流路52の少なくとも一部をパイプ材70によって構成したので、導入流路52を流れるエアの温度変化を抑制することができる。その結果、熱交換位置46、48、50における熱交換が効果的に促進される。 Furthermore, according to the chuck 10 of this embodiment, since at least a portion of the introduction channel 52 is constructed from pipe material 70, temperature changes in the air flowing through the introduction channel 52 can be suppressed. As a result, heat exchange at heat exchange positions 46, 48, and 50 is effectively promoted.
また、実施形態のチャック10によれば、上述のように各熱交換位置46、48、50を同心円Sの周方向に沿って均等に分散配置する際に、第1分岐流路58と第2分岐流路60を、主流路56の流路方向に直交する同一直線上に沿って設けた構成を採用したので、第1分岐流路58と第2分岐流路60の各流路長を最短にすることができる。これにより、第1分岐流路58と第2分岐流路60を流れるエアの温度変化を最小限に抑制することができる。その結果、熱交換位置48、50における熱交換が効果的に促進される。 Furthermore, according to the chuck 10 of this embodiment, when the heat exchange positions 46, 48, and 50 are evenly distributed along the circumferential direction of the concentric circle S as described above, the first branch flow path 58 and the second branch flow path 60 are provided along the same straight line perpendicular to the flow direction of the main flow path 56. This allows the flow path lengths of the first branch flow path 58 and the second branch flow path 60 to be minimized. As a result, temperature changes in the air flowing through the first branch flow path 58 and the second branch flow path 60 can be minimized. Consequently, heat exchange at the heat exchange positions 48 and 50 is effectively promoted.
更に、実施形態のチャック10によれば、図4に示したように、パイプ材70をチャック本体16の内壁面16A(主流路56)から隙間76をあけて配置したので、導入流路52を流れるエアの温度変化を抑制することができる。その結果、熱交換位置46、48、50における熱交換が更に効果的に促進される。 Furthermore, according to the chuck 10 of this embodiment, as shown in Figure 4, the pipe material 70 is positioned with a gap 76 between it and the inner wall surface 16A (main flow path 56) of the chuck body 16, thereby suppressing temperature changes in the air flowing through the introduction flow path 52. As a result, heat exchange at heat exchange positions 46, 48, and 50 is promoted even more effectively.
更にまた、実施形態のチャック10によれば、図5に示したように、ゴムパッキン78を介してパイプ材70をパイプ材82に接続し、ゴムパッキン88を介してパイプ材70をチャック本体16に接続したので、導入流路52を流れるエアの温度変化を抑制することができる。その結果、熱交換位置46、48、50における熱交換がより一層効果的に促進される。 Furthermore, according to the chuck 10 of this embodiment, as shown in Figure 5, the pipe material 70 is connected to the pipe material 82 via the rubber packing 78, and the pipe material 70 is connected to the chuck body 16 via the rubber packing 88. This suppresses temperature changes in the air flowing through the introduction channel 52. As a result, heat exchange at the heat exchange positions 46, 48, and 50 is promoted even more effectively.
以下、本発明の変形例について簡単に説明する。 The following briefly describes some variations of the present invention.
〈第1変形例〉
実施形態のプローバ用チャック10では、好ましい態様として、3箇所に分散配置された熱交換位置46、48、50を有するチャック本体16を例示したが、熱交換位置は3箇所に限定されるものではなく、熱交換位置が4箇所以上であってもよい。
<First variation>
In the prober chuck 10 of this embodiment, a preferred example is a chuck body 16 having three heat exchange positions 46, 48, and 50 distributed at three locations. However, the number of heat exchange positions is not limited to three, and there may be four or more heat exchange positions.
〈第2変形例〉
実施形態のプローバ用チャック10では、各熱交換位置46、48、50を同心円S上に配置したチャック本体16を例示したが、この配置例に限定されるものではなく、必ずしも各熱交換位置46、48、50が同心円S上に配置されていなくてもよい。但し、保持面14(図1参照)の温度均一化を図る観点から各熱交換位置46、48、50が同心円S上に配置されていることが好ましい。また、複数の同心円S上にそれぞれ複数の熱交換位置(例えば、各同心円Sにそれぞれ3つの熱交換位置)が配置されていてもよい。
<Second variation>
In the prober chuck 10 of the embodiment, a chuck body 16 is shown with the heat exchange positions 46, 48, and 50 arranged on concentric circles S. However, the invention is not limited to this arrangement, and the heat exchange positions 46, 48, and 50 do not necessarily have to be arranged on concentric circles S. However, from the viewpoint of achieving uniform temperature on the holding surface 14 (see Figure 1), it is preferable that the heat exchange positions 46, 48, and 50 are arranged on concentric circles S. Furthermore, multiple heat exchange positions (for example, three heat exchange positions on each concentric circle S) may be arranged on multiple concentric circles S.
〈第3変形例〉
実施形態のプローバ用チャック10では、各熱交換位置46、48、50を同心円Sの周方向に沿って均等に分散配置したチャック本体16を例示したが、この配置例に限定されるものではなく、例えば、各熱交換位置46、48、50は同心円Sの周方向に沿った間隔が互いに異なっていてもよい。但し、保持面14(図1参照)の温度均一化を図る観点から同心円Sの周方向に沿って均等に分散配置することがより好ましい。
<Third variation>
In the prober chuck 10 of the embodiment, the chuck body 16 is shown as having the heat exchange positions 46, 48, and 50 evenly distributed along the circumferential direction of the concentric circle S. However, the invention is not limited to this arrangement example, and for example, the heat exchange positions 46, 48, and 50 may be spaced differently from each other along the circumferential direction of the concentric circle S. However, from the viewpoint of achieving temperature uniformity on the holding surface 14 (see Figure 1), it is more preferable to distribute them evenly along the circumferential direction of the concentric circle S.
〈第4変形例〉
実施形態のプローバ用チャック10では、図2に示したように、各熱交換位置46、48、50を同心円Sの周方向に沿って均等に分散配置する場合の好ましい態様の一例として、第1分岐流路58と第2分岐流路60を、主流路56の流路方向に直交する同一直線上に沿って設けた構成を例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、主流路56におけるチャック本体16の中心Cに位置する部分を起点として放射状に、熱交換位置48に向けて第1分岐流路58を設けると共に、熱交換位置50に向けて第2分岐流路60を設けてもよい。但し、この構成では、第1分岐流路58と第2分岐流路60の各流路長が図2の形態と比較して長くなるので、保持面14(図1参照)の温度均一化を図る観点から図2の形態であることが好ましい。
<Fourth variation>
In the prober chuck 10 of the embodiment, as shown in Figure 2, as an example of a preferred configuration in which each heat exchange position 46, 48, and 50 is evenly distributed along the circumferential direction of the concentric circle S, a configuration in which the first branch flow path 58 and the second branch flow path 60 are provided along the same straight line perpendicular to the flow direction of the main flow path 56 is illustrated, but the embodiment is not limited to this configuration. For example, the first branch flow path 58 may be provided radially from the part located at the center C of the chuck body 16 in the main flow path 56 toward the heat exchange position 48, and the second branch flow path 60 may be provided toward the heat exchange position 50. However, in this configuration, the flow path lengths of the first branch flow path 58 and the second branch flow path 60 become longer compared to the configuration in Figure 2, so the configuration in Figure 2 is preferred from the viewpoint of achieving temperature uniformity on the holding surface 14 (see Figure 1).
〈第5変形例〉
実施形態のプローバ用チャック10では、熱交換促進面68を、流路方向に直交する面として構成したチャック本体16を例示したが、これに限定されるものではなく、上記の流路方向に傾斜した傾斜面として構成されたチャック本体であっても適用できる。また、熱交換促進面68は、導入流路52の断面積を導出流路54の断面積よりも大きくすることにより形成されるようにしたが、導入流路52と導出流路54の断面積を等しくても各熱交換位置46、48、50にオリフィス管やベンチュリ管を設けることにより形成してもよい。
<Fifth variation>
In the prober chuck 10 of the embodiment, a chuck body 16 is provided as an example in which the heat exchange promoting surface 68 is configured as a surface perpendicular to the flow direction. However, the invention is not limited to this, and a chuck body configured as an inclined surface inclined in the flow direction can also be applied. Furthermore, although the heat exchange promoting surface 68 is formed by making the cross-sectional area of the introduction flow path 52 larger than the cross-sectional area of the outlet flow path 54, it may also be formed by providing orifice tubes or venturi tubes at each heat exchange position 46, 48, 50 even if the cross-sectional areas of the introduction flow path 52 and the outlet flow path 54 are equal.
〈第6変形例〉
チャック本体16の形状は円形に限定されない。その場合、チャック本体16の面内方向の複数箇所に設けられる各熱交換位置を均等に分散配置することがより好ましい。
<Sixth variation>
The shape of the chuck body 16 is not limited to a circle. In that case, it is more preferable to evenly distribute the heat exchange positions, which are provided at multiple locations in the in-plane direction of the chuck body 16.
以上、本発明に係るプローバ用チャックの一例について説明したが、本発明の技術は実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、いくつかの改良又は変形を行ってもよい。 The above describes an example of a prober chuck according to the present invention. However, the technology of the present invention is not limited to the embodiments, and several improvements or modifications may be made without departing from the spirit of the invention.
10…チャック、12…プローバ、14…保持面、16…チャック本体、18…プローブ、20…プローブカード、22…テスタ、24…テスタ本体、26…インターフェイス、28…クーラ、30…エア導入口、32…供給側流路、34…エア導出口、36…排気側流路、38…冷媒流路、40…外周面、42…ジョイント、44…ジョイント、46…熱交換位置、48…熱交換位置、50…熱交換位置、52…導入流路、54…導出流路、56…主流路、58…第1分岐流路、60…第2分岐流路、62…第1連通流路、64…第2連通流路、66…第3連通流路、68…熱交換促進面、70…パイプ材、72…開口部、74…開口部、76…隙間、78…ゴムパッキン、80…フランジ、82…パイプ材、84…フランジ、86…ネジ、88…ゴムパッキン 10...Chuck, 12...Probe, 14...Holding surface, 16...Chuck body, 18...Probe, 20...Probe card, 22...Tester, 24...Tester body, 26...Interface, 28...Cooler, 30...Air inlet, 32...Supply side flow path, 34...Air outlet, 36...Exhaust side flow path, 38...Refrigerant flow path, 40...Outer surface, 42...Joint, 44...Joint, 46...Heat exchange position, 48...Heat exchange position 50…Heat exchange position, 52…Inlet channel, 54…Outlet channel, 56…Main channel, 58…First branch channel, 60…Second branch channel, 62…First connecting channel, 64…Second connecting channel, 66…Third connecting channel, 68…Heat exchange promoting surface, 70…Pipe material, 72…Opening, 74…Opening, 76…Gap, 78…Rubber gasket, 80…Flange, 82…Pipe material, 84…Flange, 86…Screw, 88…Rubber gasket
Claims (10)
前記ウェーハを保持可能な保持面を有するチャック本体と、
前記チャック本体の一端に設けられたエア導入口と、
前記チャック本体の前記一端とは異なる他端に設けられたエア導出口と、
前記エア導入口から導入されたエアを、前記チャック本体の内部において前記保持面の面内方向の複数箇所に分散配置された熱交換位置まで導く導入流路と、
各前記熱交換位置に導かれたエアを、前記エア導出口まで導く導出流路と、
を備え、
各前記熱交換位置における前記導入流路の断面積は前記導出流路の断面積よりも大きく形成され、
各前記熱交換位置には、前記導入流路と前記導出流路との間に形成された段差面により構成される熱交換促進面が設けられる、
プローバ用チャック。 A prober chuck for holding wafers,
A chuck body having a holding surface capable of holding the wafer,
An air inlet is provided at one end of the chuck body,
An air outlet is provided at the other end of the chuck body, which is different from the one end mentioned above.
An introduction channel guides the air introduced from the air inlet to heat exchange positions which are dispersed at multiple locations in the in-plane direction of the holding surface inside the chuck body,
An outlet channel that guides the air introduced to each of the heat exchange positions to the air outlet,
Equipped with,
The cross-sectional area of the introduction channel at each of the heat exchange locations is formed to be larger than the cross-sectional area of the outlet channel.
Each of the heat exchange locations is provided with a heat exchange promoting surface, which is formed by a stepped surface between the introduction channel and the discharge channel .
Probe chuck.
請求項1に記載のプローバ用チャック。 Each of the heat exchange positions is arranged on a concentric circle equidistant from the center of the chuck body.
A prober chuck according to claim 1 .
前記ウェーハを保持可能な保持面を有するチャック本体と、A chuck body having a holding surface capable of holding the wafer,
前記チャック本体の一端に設けられたエア導入口と、An air inlet is provided at one end of the chuck body,
前記チャック本体の前記一端とは異なる他端に設けられたエア導出口と、An air outlet is provided at the other end of the chuck body, which is different from the one end mentioned above.
前記エア導入口から導入されたエアを、前記チャック本体の内部において前記保持面の面内方向の複数箇所に分散配置された熱交換位置まで導く導入流路と、An introduction channel guides the air introduced from the air inlet to heat exchange positions which are dispersed at multiple locations in the in-plane direction of the holding surface inside the chuck body,
各前記熱交換位置に導かれたエアを、前記エア導出口まで導く導出流路と、An outlet channel that guides the air introduced to each of the heat exchange positions to the air outlet,
を備え、Equipped with,
各前記熱交換位置は、前記チャック本体の中心から等距離の同心円上に配置される、Each of the heat exchange positions is arranged on a concentric circle equidistant from the center of the chuck body.
プローバ用チャック。Probe chuck.
請求項2又は3に記載のプローバ用チャック。 Each of the heat exchange positions is evenly distributed along the circumferential direction of the concentric circles.
A prober chuck according to claim 2 or 3.
前記導入流路は、前記エア導入口から前記第1熱交換位置まで延びる主流路と、前記主流路から分岐して前記第2熱交換位置まで延びる第1分岐流路と、前記主流路から分岐して前記第3熱交換位置まで延びる第2分岐流路と、を有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載のプローバ用チャック。 The heat exchange positions are distributed across at least three locations, including a first heat exchange position, a second heat exchange position, and a third heat exchange position.
The introduction channel comprises a main channel extending from the air inlet to the first heat exchange position, a first branch channel branching from the main channel and extending to the second heat exchange position, and a second branch channel branching from the main channel and extending to the third heat exchange position.
A prober chuck according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載のプローバ用チャック。 The first branch channel and the second branch channel are provided along the same straight line perpendicular to the flow direction of the main channel.
A prober chuck according to claim 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載のプローバ用チャック。 At least a portion of the aforementioned introduction channel is made of plastic pipe material.
A prober chuck according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載のプローバ用チャック。 The pipe material is positioned with a gap between it and the inner wall surface of the chuck body.
A prober chuck according to claim 7.
請求項7又は8に記載のプローバ用チャック。 The aforementioned pipe material is connected to the air inlet via a rubber gasket.
A prober chuck according to claim 7 or 8.
請求項1から9のいずれか1項に記載のプローバ用チャック。 The aforementioned outlet channels have communicating channels that are connected to each other on their way from each of the heat exchange positions to the air outlet.
A prober chuck according to any one of claims 1 to 9.
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