特許 7573116 被検査デバイスを検査するように構成されるプローブシステム、及びプローブシステムを動作させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-16

(45)【発行日】2024-10-24

(54)【発明の名称】被検査デバイスを検査するように構成されるプローブシステム、及びプローブシステムを動作させる方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20241017BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20241017BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20241017BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

H01L21/66 H

G01R31/26 J

G01R31/28 K

【請求項の数】 29

(21)【出願番号】P 2023545330

(86)(22)【出願日】2021-10-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-31

(86)【国際出願番号】 US2021056673

(87)【国際公開番号】W WO2022164489

(87)【国際公開日】2022-08-04

【審査請求日】2023-08-10

(31)【優先権主張番号】17/506,081

(32)【優先日】2021-10-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/142,203

(32)【優先日】2021-01-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505377474

【氏名又は名称】フォームファクター， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100226263

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 未来生

(72)【発明者】

【氏名】マルティン シュインドラー

(72)【発明者】

【氏名】ステファン クレイシグ

(72)【発明者】

【氏名】トルステン キール

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５３６２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９５０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２２５６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８２８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１０１３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査デバイス（ＤＵＴ）を検査するように構成されるプローブシステムであって、該プローブシステムは、
包囲容積部を画定する電磁気的に遮蔽された筐体と、
ＤＵＴを含む基板を支持するように構成される支持面を画定する温度制御チャックであり、前記支持面は前記包囲容積部内に位置決めされる、温度制御チャックと、
前記ＤＵＴに検査信号を供給し、前記ＤＵＴから結果信号を受信することの少なくとも一方を行うように構成される複数のプローブを含むプローブアセンブリと、
前記支持面に指向した顕微鏡光軸に沿って、前記ＤＵＴの顕微鏡光学像を収集するように構成される光学顕微鏡と、
前記ＤＵＴに選択的に磁場を印加するように構成される電磁石と、
電子制御された測位アセンブリであって、
（ｉ）位置決めされるアセンブリを第１の２次元測位軸に沿って、かつ第１の２次元測位軸に少なくとも実質的に垂直な第２の２次元測位軸にも沿って、選択的に位置決めするように構成される２次元測位ステージであり、かつ前記第１の２次元測位軸及び前記第２の２次元測位軸は共に前記支持面に対して少なくとも実質的に平行である、該２次元測位ステージ、
（ii）前記光学顕微鏡を前記位置決めされるアセンブリに動作可能に取り付け、かつ前記光学顕微鏡を、前記支持面に対して少なくとも実質的に垂直である第１の１次元測位軸に沿って選択的に位置決めするように構成される第１の１次元測位ステージ、及び
（iii）前記電磁石を前記位置決めされるアセンブリに動作可能に取り付け、かつ前記電磁石を前記支持面に対して少なくとも実質的に垂直である第２の１次元測位軸に沿って選択的に位置決めするように構成される第２の１次元測位ステージ、
を含む、該電子制御された測位アセンブリと、
を備える、プローブシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記電磁気的に遮蔽された筐体は、さらに、前記包囲容積部へのアクセスを提供するように構成される開口部を画定する、プローブシステム。

【請求項3】

請求項２に記載のプローブシステムであって、
（ｉ）前記顕微鏡光軸は、前記開口部に貫通する、
（ii）前記光学顕微鏡は、前記開口部内に少なくとも部分的に位置決めされる、
（iii）前記電磁石は、前記開口部を介して前記ＤＵＴに前記磁場を印加するように構成される、及び
（iv）前記電磁石は、前記開口部内に少なくとも部分的に位置決めされる、
のうち少なくとも１つである、プローブシステム。

【請求項4】

請求項２に記載のプローブシステムであって、前記電子制御された測位アセンブリは、前記包囲容積部の外部にある、プローブシステム。

【請求項5】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記電磁気的に遮蔽された筐体は、非磁性筐体材料から完全に形成されている、プローブシステム。

【請求項6】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記温度制御チャックは、非磁性チャック材料から完全に形成されている、プローブシステム。

【請求項7】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記プローブアセンブリは、非磁性プローブアセンブリ材料から完全に形成されている、プローブシステム。

【請求項8】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記光学顕微鏡は、非磁性顕微鏡材料から完全に形成されている、プローブシステム。

【請求項9】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記電磁石は、非磁性磁石材料から完全に形成されている、プローブシステム。

【請求項10】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記電子制御された測位アセンブリは、前記第１の２次元測位軸と前記第２の２次元測位軸の両方に沿って、前記光学顕微鏡と前記電磁石との間の距離を少なくとも実質的に一定に維持するように構成される、プローブシステム。

【請求項11】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記電子制御された測位アセンブリは、非磁性測位アセンブリ材料から完全に形成されている、プローブシステム。

【請求項12】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記プローブシステムは、さらに、前記支持面から離れる方向に向けられるカメラ光軸に沿ってカメラ光学像を収集するように構成されるカメラを含む、プローブシステム。

【請求項13】

請求項１２に記載のプローブシステムであって、前記カメラは、前記包囲容積部内に位置決めされる、プローブシステム。

【請求項14】

請求項１３に記載のプローブシステムであって、前記カメラは、前記支持面から横方向にオフセットされる、プローブシステム。

【請求項15】

請求項１２に記載のプローブシステムであって、前記カメラは、前記光学顕微鏡のＤＵＴに対面する側、前記複数のプローブ、及び前記電磁石のＤＵＴに対面する側のうち少なくとも１つの前記カメラ光学像を収集するように構成される、プローブシステム。

【請求項16】

請求項１に記載のプローブシステムであって、前記プローブシステムは、さらに、磁場の磁場強度を定量化するように構成される磁場強度計を含む、プローブシステム。

【請求項17】

請求項１６に記載のプローブシステムであって、前記磁場強度計は、前記支持面から横方向にオフセットされる、プローブシステム。

【請求項18】

請求項１～１７のうちいずれか一項に記載のプローブシステムであって、前記プローブシステムは、さらに、前記電磁石を電磁石動作温度範囲内に維持するように構成される電磁石温度制御アセンブリを含む、プローブシステム。

【請求項19】

請求項１８に記載のプローブシステムであって、前記温度制御チャックは、前記ＤＵＴのＤＵＴ温度を選択的に調節するように構成され、かつ、さらに、前記電磁石温度制御アセンブリは、前記ＤＵＴ温度とは独立して前記電磁石を前記電磁石動作温度範囲内に維持するように構成される、プローブシステム。

【請求項20】

プローブシステムを動作させる方法であって、該方法は、
電子制御された測位アセンブリを用いて、電磁石を電磁気的に遮蔽された筐体の開口部の上方に少なくとも部分的に位置決めするステップであり、前記電磁石と光学顕微鏡との間の少なくとも実質的に固定された距離を維持しながら、前記電磁石及び前記光学顕微鏡を含む位置決めされるアセンブリを移動することを含む、該前記電磁石を位置決めするステップと、
前記電磁石と前記プローブシステムのプローブアセンブリの複数のプローブとの間の目標相対方位を確立するステップであり、前記電磁石のＤＵＴに面する側を向くカメラ光軸を画定するカメラを介して前記電磁石と前記複数のプローブの両方を見ることを含む、該確立するステップと、
前記電子制御された測位アセンブリを用いて、前記光学顕微鏡の顕微鏡光軸が前記開口部を通って延在するように前記光学顕微鏡を位置決めするステップであって、前記電磁石と前記光学顕微鏡との間の前記少なくとも実質的に固定された距離を維持しながら前記位置決めされるアセンブリを移動することを含む、該光学顕微鏡を位置決めするステップと、
前記複数のプローブを被検査デバイス（ＤＵＴ）に整列させるステップであり、前記光学顕微鏡を用いて、前記複数のプローブ及び前記ＤＵＴを、前記開口部を介して、前記顕微鏡光軸に沿って観察し、さらに、前記顕微鏡光軸が前記ＤＵＴを含む基板の平面基板表面に向かって延在するものとして観察することを含む、該整列させるステップと、
前記整列させるステップに続いて、前記電磁石及び前記複数のプローブを前記目標相対方位に戻すステップと、
を備える、方法。

【請求項21】

請求項２０に記載の方法であって、前記方法は、さらに、前記電磁石を用いて前記ＤＵＴに磁場を印加しながら、前記プローブシステムを用い、かつ前記複数のプローブを介して、前記ＤＵＴを検査するステップを含む、方法。

【請求項22】

請求項２１に記載の方法であって、前記複数のプローブを前記ＤＵＴと前記整列させるステップに続いて、前記方法は、さらに、前記戻すステップの間と、前記検査するステップの間、前記複数のプローブと前記ＤＵＴとの間で固定された相対方位を維持するステップを含む、方法。

【請求項23】

請求項２１に記載の方法であって、前記検査するステップ中、前記ＤＵＴは、前記電磁気的に遮蔽された筐体内に位置決めされる、方法。

【請求項24】

請求項２３に記載の方法であって、前記方法は、前記方法の全体にわたって、前記電磁気的に遮蔽された筐体を介して、前記ＤＵＴの電磁気的遮蔽を維持することを含む、方法。

【請求項25】

請求項２０に記載の方法であって、前記方法は、さらに、前記電磁石及び前記複数のプローブを前記目標相対方位に前記戻すステップを容易にするために、前記目標相対方位を電子的に記憶するステップを含む、方法。

【請求項26】

請求項２０に記載の方法であって、前記複数のプローブを前記ＤＵＴと前記整列させるステップは、
（ｉ）前記プローブアセンブリのマニピュレータを利用して、前記複数のプローブのうちの少なくとも１つのプローブを移動させるステップ、及び
（ii）前記プローブシステムのチャック測位ステージを利用して前記ＤＵＴを移動させるステップ、
のうちの少なくとも一方を含む、方法。

【請求項27】

請求項２０に記載の方法であって、前記目標相対方位を前記確立するステップ中、
（ｉ）前記顕微鏡光軸は、前記開口部の外側にある、
（ii）前記顕微鏡光軸は、前記開口部から離間している、
（iii）前記光学顕微鏡は、前記開口部を介して前記ＤＵＴを見ることができない、及び
（iv）前記電磁石は、前記光学顕微鏡に対して前記開口部に近接している、
のうちの少なくとも１つである、方法。

【請求項28】

請求項２０に記載の方法であって、前記整列させるステップ中、
（ｉ）前記電磁石は、前記開口部の外側にある、
（ii）前記電磁石は、前記開口部から離間している、
（iii）前記電磁石の前記ＤＵＴに面する側は、前記開口部から離間している、
（iv）前記電磁石の前記ＤＵＴに面する側は、前記開口部の外側にある、
（ｖ）前記電磁石の前記ＤＵＴに面する側は、前記開口部に面していない、及び
（vi）前記光学顕微鏡は、前記電磁石に対して前記開口部に近接している、
のうちの少なくとも１つである、方法。

【請求項29】

請求項２０～２８のいずれかに記載の方法であって、前記電磁石と前記光学顕微鏡との間の前記少なくとも実質的に固定された距離を前記維持するステップは、
（ｉ）前記電磁石と前記光学顕微鏡との間で固定された３次元の相対方位を維持するステップ、及び
（ii）前記顕微鏡光軸に対して少なくとも実質的に垂直に延在する平面内で、前記電磁石と前記光学顕微鏡との間で固定された相対的配向を維持するステップ、
のうちの少なくとも一方を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本特許出願は、２０２１年１０月２０日に出願された米国特許出願第１７／５０６，０８１号、及び２０２１年１月２７日に出願された米国仮特許出願６３／１４２，２０３号の優先権を主張し、これらの全部の開示は、参照により本明細書に明示的に組み込まれるものとする。

【0002】

本開示は、一般的に、被検査デバイス（ＤＵＴ：device under test）を検査するように構成されるプローブシステム、及び／又はプローブシステムを動作させる方法に関し、そして、より具体的には、ＤＵＴに磁場を印加するように構成される電磁石を含むようなプローブシステム及び／又は方法に関する。

【背景技術】

【0003】

プローブシステムは、被検査デバイス（ＤＵＴ）の動作及び／又は性能を検査及び／又は定量化するために利用されることがあり、その例には、半導体デバイス、固体デバイス、電気デバイス、光学デバイス、及び／又は光電子デバイスを含む。いくつかのＤＵＴによっては、ＤＵＴが磁場を受けるか、又は磁場に触れる間に、そのような検査を行うことが望ましい場合がある。ＤＵＴに磁場を印加するように構成されるプローブシステムが開発されている一方で、これらのプローブシステムは一般的に動作が遅く、及び／又はＤＵＴに正確に制御された磁場を印加することができない。このように、被検査デバイスを検査するように構成される改良されたプローブシステム及び／又はプローブシステムを動作させる方法に対する必要性が存在する。

【発明の概要】

【0004】

被検査デバイスを検査するように構成されるプローブシステムとプローブシステムを動作させる方法とが、本明細書に開示される。プローブシステムは、包囲容積部を画定する電磁気的に遮蔽された筐体と、ＤＵＴを含む基板を支持するように構成される支持面を画定する温度制御チャックと、を含む。前記支持面は、前記包囲容積部内に位置決めされる（positioned）。前記プローブシステムはまた、プローブアセンブリと、光学顕微鏡と、電磁石と、電子制御された測位アセンブリと、をも含む。前記プローブアセンブリは、前記ＤＵＴに検査信号を供給し、及び／又は前記ＤＵＴから結果信号を受信するように構成される複数のプローブを含む。前記光学顕微鏡は、前記支持面に向けられた顕微鏡光軸に沿って前記ＤＵＴの顕微鏡光学像を収集するように構成される。前記電磁石は、前記ＤＵＴに選択的に磁場を印加するように構成される。前記電子制御された測位アセンブリは、位置決めされるアセンブリを第１の２次元測位軸に沿って、かつ第１の２次元測位（positioning）軸に少なくとも実質的に垂直な第２の２次元測位軸にも沿って、選択的に位置決めする（position）ように構成される２次元測位ステージを含む。前記第１の２次元測位軸及び前記第２の２次元測位軸は共に前記支持面に対して少なくとも実質的に平行である。また、前記電子制御された測位アセンブリは、前記光学顕微鏡を前記位置決めされるアセンブリに動作可能に取り付け、かつ前記光学顕微鏡を、前記支持面に対して少なくとも実質的に垂直である第１の１次元測位軸に沿って選択的に位置決めするように構成される第１の１次元測位ステージをも含む。前記電子制御された測位アセンブリは、さらに、前記電磁石を前記位置決めされるアセンブリに動作可能に取り付け、前記電磁石を前記支持面に対して少なくとも実質的に垂直である第２の１次元測位軸に沿って選択的に位置決めするように構成される第２の１次元測位ステージを含む。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】本開示による、プローブシステムの一例の正面図である。

【図2】本開示による、複数のマニピュレータと複数のニードルプローブ形態のプローブアセンブリを含むプローブシステムの一部分における一例の投影図である。

【図3】本開示による、プローブカード形態のプローブアセンブリを含むプローブシステムの一部分における一例の投影図である。

【図4】本開示による、複数のマニピュレータ及び複数のニードルプローブ形態のプローブアセンブリを含むプローブシステムの一部分における一例の側面図である。

【図5】本開示による、プローブシステムの例の概略図である。

【図6】本開示による、プローブシステムを動作させる方法の例を描写したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0006】

図１～５は、本開示による、プローブシステム１０並びに／又はその構成要素及び／若しくは特徴の例を提供する。同様の、又は少なくともほぼ同様の目的を果たす要素は、図１～５の各々において同様の番号で符号付けされ、かつ、これらの要素は、図１～５の各々への参照を用いて本明細書で具体的に論じられない場合がある。同様に、全ての要素は、図１～５の各々において符号付けされない場合があるが、一貫性のために、それに関連する参照数字が本明細書で利用される場合がある。図１～５の１つ以上への参照を用いて本明細書で論じられる要素、構成要素、及び／又は特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく、図１～５のいずれかに含まれ、及び／又は共に利用される場合がある。一般的に、特定の実施形態に含まれる可能性が高い要素は実線で図示され、任意である要素は破線で図示される。しかしながら、実線で示される要素は、すべての実施形態に必須であるとは限らず、いくつかの実施形態では、本開示の範囲から逸脱することなく省略される場合がある。

【0007】

図１～５によって集合的に図示されるように、プローブシステム１０は、基板２０上に形成され、及び／又は基板２０によって支持され得る被検査デバイス（ＤＵＴ）２２を検査するように構成されてもよい。基板２０の例は、平面基板表面２４を画定する平面基板、半導体基板、及び／又は光学的に活性な基板、を含む。ＤＵＴ２２の例は、電子デバイス、半導体デバイス、光学デバイス、及び／又は光電子デバイスを含む。

【0008】

プローブシステム１０は、筐体３０を含み、またこれは、本明細書において、電磁気的に遮蔽された筐体３０と呼ばれる場合があり、及び／又は電磁気的に遮蔽された筐体３０である場合がある。筐体３０は、包囲容積部３２を形成する、画定する、取り囲む、及び／又は少なくとも部分的に境界付けすることができる。

【0009】

プローブシステム１０はまた、チャック４０を含み、またこれは、本明細書において、温度制御チャック４０とも称される、及び／又は温度制御チャック４０であり得る。チャック４０は、基板２０を支持するために形状化され、サイズ化され、及び／又は構成され得る支持面４２を画定してもよい。支持面４２は、筐体３０の包囲容積部３２内に位置決めされてもよい。

【0010】

プローブシステム１０は、さらに、プローブアセンブリ６０を含む。プローブアセンブリ６０は、複数のプローブ６２を含み、かつ、ＤＵＴ２２に検査信号８２を供給する、及び／又はＤＵＴから結果信号８４を受信するように構成されてもよい。いくつかの例では、図２及び図４～５に図示されているように、プローブアセンブリ６０は、複数のマニピュレータ６６及びそれぞれに対応する複数のニードルプローブ６８を含み、これらはプローブ６２を含んでもよい。いくつかの例では、図３及び図５に図示されるように、プローブアセンブリ６０は、プローブカード６４を含んでもよく、これは、本明細書ではプローブカードアセンブリ６４とも称され、及び／又はプローブ６２を含んでいることがあり得る。プローブ６２の例は、電気プローブ及び／又は光学プローブを含む。マニピュレータ６６の例は、１次元、２次元、及び／又は３次元マニピュレータを含み、これらは、リードスクリュー及びナットアセンブリ、ボールスクリュー及びナットアセンブリ、ラック及びピニオンアセンブリ、リニアアクチュエータ、並びに／又はロータリーアクチュエータを含でもよい。

【0011】

プローブシステム１０は、図１及び図５に図示されるように、光学顕微鏡９０も含む。光学顕微鏡９０は、顕微鏡光軸９２に沿ってＤＵＴ２２及び／又はプローブ６２の顕微鏡光学像を収集するように構成されてもよい。顕微鏡光軸９２は、支持面４２、ＤＵＴ２２、及び／又は基板２０に向けられてもよい。別の言い方をすると、顕微鏡９０は、顕微鏡光軸９２に沿って、並びに／又は顕微鏡光軸９２から、支持面４２から、ＤＵＴ２２から、及び／若しくは基板２０からそこに入射する光を収集するように構成されてもよい。

【0012】

プローブシステム１０は、図１～図５に図示されるように、電磁石１００を更に含む。電磁石１００は、図５に図示されるように、ＤＵＴ２２に磁場１０２を印加するように適合化する、構成する、設計する、及び／又は構築することができる。

【0013】

プローブシステム１０はまた、図１及び図５に図示されるように、電子制御された測位アセンブリ１１０を含む。電子制御された測位アセンブリ１１０は、２次元測位ステージ１２０、第１の１次元測位ステージ１３０、及び第２の１次元測位ステージ１４０を含む。

【0014】

引き続き図１及び図５につき説明すると、２次元測位ステージ１２０は、位置決めされるアセンブリ１２６を選択的に位置決めするように構成されてもよい。これは、図５のＸ軸に平行であってもよいなどのような第１の２次元測位軸１２２に沿って位置決めされるアセンブリを選択的に位置決めすること、かつ図５のＹ軸に平行であってもよいなどのような第２の２次元測位軸１２４にも沿って位置決めすることを含んでもよい。第２の２次元測位軸１２４は、第１の２次元測位軸１２２に対して垂直、又は少なくともほぼ垂直であってもよい。第１の２次元測位軸１２２及び第２の２次元測位軸１２４は共に、チャック４０の支持面４２に対して、及び／又は基板がチャックによって支持されているときの基板２０の上面に対して平行、又は少なくともほぼ平行であってよい。

【0015】

引き続き図６につき説明すると、第１の１次元測位ステージ１３０は、光学顕微鏡９０を位置決めされるアセンブリ１２６に動作可能に取り付けてもよく、及び／又は、光学顕微鏡を第１の１次元測位軸１３２に沿って選択的に位置決めするように構成されてもよい。第２の１次元測位ステージ１４０は、電磁石１００を位置決めされるアセンブリ１２６に動作可能に取り付けてもよく、及び／又は、電磁石を第２の１次元測位軸１４２に沿って選択的に位置決めするように構成されてもよい。第１の１次元測位軸１３２及び／又は第２の１次元測位軸１４２は、互いに平行、若しくは少なくともほぼ平行であってよく、図５のＺ軸に対して、平行、若しくは少なくともほぼ平行であってよく、及び／又はチャック４０の支持面４２に対して、若しくは基板がチャックによって支持されるときに基板２０の上面に対して、垂直、若しくは少なくともほぼ垂直であってもよい。

【0016】

筐体３０は、包囲容積部を周囲の電磁放射から遮蔽し得る、並びに／又はプローブシステム１０を囲む周囲環境を包囲容積部内で発生する電磁放射及び／若しくは磁場から遮蔽し得る、包囲容積部３２を少なくとも部分的に画定してもよい任意の適切な構造を含んでもよい。一例として、筐体３０は、図１及び図５に図示されるように、筐体材料３６を含んでもよく、及び／又は筐体材料３６から形成されてもよい。筐体材料３６は、電磁気遮蔽材料、電磁気反射材料、電磁気吸収材料、磁気遮蔽材料、磁気反射材料、及び／若しくは磁気吸収材料を含んでもよく、並びに／又はそれらであってもよい。筐体３０はまた、本明細書において、ハウジング３０、電磁気的に遮蔽されたハウジング３０、囲み３０、及び／又は電磁気的に遮蔽された囲み３０として言及される場合がある。

【0017】

いくつかの例では、筐体３０は、図１及び図５に図示されるように、開口部３４を画定してもよい。開口部３４は、存在するとき、包囲容積部３２へのアクセスを与えるように、形状化、サイズ化、位置決め、及び／又は構成されてもよい。例として、いくつかの構成では、光学顕微鏡９０は、少なくとも部分的に開口部３４内に位置決めされてもよく、顕微鏡光軸９２は、開口部３４を通って延在してもよく、電磁石１００は、開口部３４を介して磁場１０２をＤＵＴ２２に印加するように構成されてもよく、電磁石は、少なくとも部分的に開口部内に位置決めされてもよく、並びに／又はプローブアセンブリ６０の少なくとも一領域は、開口部内に及び／若しくは開口部に貫通してもよい。いくつかの例では、電子制御された測位アセンブリ１１０は、包囲容積部３２及び／若しくは開口部３４の外部、又は少なくとも部分的に外部であってもよい。

【0018】

チャック４０は、支持面４２を含んでもよく、及び／若しくは画定してもよい、並びに／又は基板２０を支持するためにサイズ化、構成、及び／若しくは形状化してもよい、任意の適切な構造を含んでもよい。いくつかの例では、詳述したように、チャック４０は、温度制御チャック４０を含む、及び／又は温度制御チャック４０であってもよい。いくつかのそのような例では、チャック４０は、チャック、基板、及び／若しくはＤＵＴ２２の温度を選択的に制御及び／若しくは調節するように構成され得るチャック温度コントローラ４８を含んでもよく、並びに／又はこれと熱的に連通してもよい。

【0019】

いくつかの例では、図５に図示されるように、チャック４０は、三軸チャック４０を含む、及び／又は三軸チャック４０であってもよい。いくつかのそのような構成では、チャック４０は、複数のチャック層４４を含んでもよい。具体的な例では、チャック層４４は、基板２０及び／又はＤＵＴ２２に電磁遮蔽を行うために、互いに相対するなどのような、異なる電位に維持されている電気伝導性チャック層について電気絶縁性チャック層４４及び電気伝導性チャック層４４を交互に、又は断続的に含んでもよい。

【0020】

いくつかの例では、プローブシステム１０及び／又はチャック４０は、図５に図示されるように、チャック測位ステージ５０を含んでもよい。チャック測位ステージ５０は、存在するとき、チャック４０をプローブアセンブリ６０に対して、光学顕微鏡９０に対して、及び／若しくは電磁石１００に対して選択的に移動、並進、並びに／又は回転させるように構成されてもよい。チャック測位ステージ５０の例には、任意の適切なリニアアクチュエータ及び／又はロータリーアクチュエータを含む。

【0021】

光学顕微鏡９０は、顕微鏡光学像を収集及び／若しくは生成するために適合化、構成、設計、並びに／又は構築され得る任意の適切な構造を含んでもよい。例として、光学顕微鏡９０は、レンズ、対物レンズ、ミラー、並びに／又は、カメラ及び／若しくは電荷結合デバイスなどのような光学撮像デバイスを含んでもよい。

【0022】

いくつかの例では、図示されるように、光学顕微鏡９０は、包囲容積部３２の外部、又は少なくとも部分的に外部に位置決めされてもよい。追加的又は代替的に、電子制御された測位アセンブリ１１０は、光学顕微鏡による顕微鏡光学像の収集を可能及び／若しくは容易にするなどのように、光学顕微鏡９０を開口部３４内並びに／又は近傍に選択的に位置決めするように構成されてもよい。

【0023】

電磁石１００は、磁場１０２を作り出す、生成する、放出する、選択的に作り出す、選択的に生成する、選択的に放出する、及び／若しくは磁場をＤＵＴに印加するために適合化、構成、設計、並びに／又は構築され得る任意の適切な構造を含んでもよい。例として、電磁石１００は、電流源、及び／又は金属コイルなどのような電気伝導性材料のコイルを含んでもよい。

【0024】

いくつかの例では、図示されるように、電磁石１００は、包囲容積部３２の外部、又は少なくとも部分的に外部に位置決めされてもよい。追加的又は代替的に、電子制御された測位アセンブリ１１０は、電磁石によるＤＵＴへの磁場の印加を可能及び／又は容易にするなどのようなために、電磁石１００を開口部３４内及び／又は近傍に選択的に位置決めするように構成されてもよい。

【0025】

電子制御された測位アセンブリ１１０は、２次元測位ステージ１２０、第１の１次元測位ステージ１３０、及び／又は第２の１次元測位ステージ１４０を含み得る任意の適切な構造を含んでもよい。追加的又は代替的に、電子制御された測位アセンブリ１１０は、基板２０及び／若しくはＤＵＴ２２に対して光学顕微鏡９０及び／若しくは電磁石１００を選択的に位置決め、若しくは独立して位置決めするために適合化、構成、設計、並びに／又は構築され得る任意の適切な構造を含んでもよい。これは、図５のＸ軸、Ｙ軸、及び／若しくはＺ軸に沿ってなどのような、１、２、及び／若しくは３次元における光学顕微鏡並びに／又は電磁石の選択的な位置決めを含んでもよい。電子制御された測位アセンブリ１１０、２次元測位ステージ１２０、第１の１次元測位ステージ１３０、及び／若しくは第２の１次元測位ステージ１４０に含まれ得る、並びに／又はそれらと共に利用され得る構造の例は、リードねじ及びナット、ボールねじ及びナット、ラック及びピニオンアセンブリ、線形アクチュエータ、圧電アクチュエータ、並びに／又はステッピングモータを含む。

【0026】

いくつかの例では、電子制御された測位アセンブリ１１０は、図１及び図５に図示されるように、電磁石１００と光学顕微鏡９０との間の距離１１２を一定、又は少なくとも実質的に一定に維持するように構成されてもよい。距離１１２は、第１の２次元測位軸１２２に沿って、第２の２次元測位軸１２４に沿って、並びに／又は第１の２次元測位及び第２の２次元測位によって画定される平面内で、測定されてもよい。

【0027】

いくつかの例では、そしておそらく図３及び図５に最もよく図示されているように、プローブシステム１０は、カメラ１５０を含んでもよく、これはまた、本明細書では上向きカメラ１５０と呼ばれる場合がある。カメラ１５０は、存在するとき、図５に図示されるように、支持面４２から離れる方向、又は支持面４２に対して垂直な方向に向けられるカメラ光軸１５２に沿ってカメラ光学像を収集するように構成されてもよい。また、図示されるように、カメラ１５０は、包囲容積部３２内に位置決めされてもよく、及び／又は、支持面４２からオフセット、若しくは横方向にオフセットされてもよい。いくつかの例では、カメラ１５０は、プローブ６２の、光学顕微鏡９０のＤＵＴに対面する側面９６の、及び／又は電磁石１００のＤＵＴに対面する側面１０６のカメラ光学像を収集するように構成されてもよい。これは、プローブ６２、光学顕微鏡９０、及び／又は電磁石１００がカメラ光軸１５２に沿って位置決めされた（positioned）及び／又は整列された（aligned）ときのカメラ光学像の収集を含んでもよい。

【0028】

一例として、プローブシステム１０は、カメラ光学像の収集を可能及び／又は容易にするために、プローブ６２、光学顕微鏡９０、及び／若しくは電磁石１００をカメラ１５０に近接並びに／又は上方に選択的に位置決めするように構成されてもよい。この選択的な位置決めは、カメラ１５０を移動及び／若しくは位置決めするためにチャック測位ステージ５０を利用し、顕微鏡９０及び／若しくは電磁石１００を移動並びに／若しくは位置決めするために電子制御された測位アセンブリ１１０を利用し、並びに／若しくはプローブ６２を移動するためにマニピュレータ６６を利用することで容易にする、並びに／又は達成することができる。

【0029】

いくつかの例では、そしておそらく図２～３及び５に最もよく図示されているように、プローブシステム１０は、磁場強度計１６２を含んでもよい。磁場強度計１６２は、存在するとき、電磁石１００によって作り出される磁場１０２の磁場強度を定量化するように構成されてもよい。一例として、プローブシステム１０は、磁場強度の定量化を可能及び／又は容易にするために、電磁石１００を磁場強度計１６２に近接及び／又は上方（例えば、図５のＺ軸に沿って）に選択的に位置決めするように構成されてもよい。磁場強度計１６２の例には、ホールセンサ及び／又は３軸磁場強度計を含む。

【0030】

図示されるように、磁場強度計１６２は、包囲容積部３２内に位置決めされてもよく、及び／又は支持面４２からオフセット、若しくは横方向にオフセットされてもよい。いくつかの例では、プローブシステム１０は、支持面から横方向にオフセットされ得る補助チャック１６０を含んでもよく、かつ、磁場強度計１６２は、補助チャックの一部を形成してもよく、及び／又は補助チャック上に画定されてもよい。

【0031】

いくつかの例では、そしておそらく図５に最もよく図示されているように、プローブシステム１０及び／又はその電磁石１００は、磁石温度制御アセンブリ１０８を含んでもよい。磁石温度制御アセンブリ１０８は、存在するとき、磁石を磁石動作温度範囲内に維持するために磁石を選択的に加熱及び／又は冷却することなどのようによって、電磁石１００を磁石動作温度範囲内に維持するように構成されてもよい。

【0032】

いくつかの例では、論じられたように、チャック４０は、ＤＵＴ２２のＤＵＴ温度を選択的に調節するように構成され得る温度制御チャックを含んでもよく、及び／又は温度制御チャックであってもよい。いくつかのそのような構成では、磁石温度制御アセンブリ１０８は、ＤＵＴ温度とは独立して磁石を磁石動作温度範囲内に維持するように構成されてもよい。換言すれば、プローブシステム１０は、電磁石１００の温度及びＤＵＴ２２の温度を独立して制御及び／又は調節するように構成されてもよい。このような構成は、ＤＵＴ２２が、目標の、指定された、若しくは特定の磁石動作温度範囲外にある、又は電磁石１００を目標の、指定された、若しくは特定の磁石動作温度範囲外にさせるＤＵＴ温度で維持されるとき、電磁石１００の動作を可能及び／又は容易にすることができる。

【0033】

本明細書でより具体的に論じられるように、プローブシステム１０は、ＤＵＴを検査している間にＤＵＴ２２に磁場を印加するために利用することができる電磁石１００を含む。このことを念頭に置いて、プローブシステム１０の１つ以上の構成要素は、磁気的に活性でない、非磁性である、及び／若しくは非鉄である対応する材料並びに／若しくは複数の材料を含んでもよい、それらから形成されてもよい、又はそれらから完全に形成されてもよい。このような構成は、磁場１０２の乱れ及び／又は不均一性の可能性を減少させ得る。

【0034】

一例として、筐体３０は、非磁性筐体材料及び／若しくは非鉄筐体材料であってもよい１つ以上の筐体材料３６から形成されてもよい、又はそれらから完全に形成されてもよい。別の例として、チャック４０は、非磁性チャック材料及び／若しくは非鉄チャック材料であってもよい１つ以上のチャック材料４６から形成されてもよい、又はそれらから完全に形成されてもよい。さらに別の例として、プローブアセンブリ６０は、非磁性プローブアセンブリ材料及び／若しくは非鉄プローブアセンブリ材料であってもよい１つ以上のプローブアセンブリ材料７０から形成されてもよい、又はそれらから完全に形成されてもよい。別の例として、光学顕微鏡９０は、非磁性顕微鏡材料及び／若しくは非鉄顕微鏡材料であってもよい１つ以上の顕微鏡材料９４から形成されてもよい、又はそれらから完全に形成されてもよい。さらに別の例として、電磁石１００は、非磁性磁石材料及び／又は非鉄磁石材料であってもよい１つ以上の磁石材料１０４から形成されてもよい、又はそれらから完全に形成されてもよい。別の例として、電子制御された測位アセンブリ１１０は、非磁性測位アセンブリ材料及び／又は非鉄測位アセンブリ材料であってもよい１つ以上の測位アセンブリ材料１１４から形成されてもよい、又はそれらから完全に形成されてもよい。

【0035】

図５に図示されるように、プローブシステム１０は、信号生成及び解析アセンブリ８０を含んでもよい。信号生成及び解析アセンブリ８０は、存在するとき、検査信号８２を生成する、結果信号８４を受信する、並びに／若しくは検査信号８２及び／若しくは結果信号８４に少なくとも部分的に基づいてＤＵＴ２２の動作を定量化するように適合化、構成、設計、並びに／又はプログラムされてもよい。

【0036】

また図５に図示されるように、プローブシステム１０は、コントローラ１７０を含んでもよい。コントローラ１７０は、存在するとき、プローブシステムの少なくとも１つの他の構成要素の動作を制御するように適合化、構成、設計、及び／又はプログラムされてもよい。一例として、コントローラ１７０は、温度制御チャック４０、プローブアセンブリ６０、光学顕微鏡９０、電磁石１００、電子制御された測位アセンブリ１１０、カメラ１５０、及び／又は磁場強度計１６２の動作を制御するようにプログラムされてもよい。

【0037】

プローブシステム１０の動作中、電子制御された測位アセンブリ１１０及び／又はカメラ１５０は、電磁石１００が開口部３４内及び／又は開口部３４に貫通する間、プローブ６２及び／又は電磁石１００をＤＵＴ２２に対して正確に位置決めするために利用してもよい。換言すれば、プローブシステム１０は、光学顕微鏡９０がプローブ及び／又は電磁石を見ることができないとき、プローブ６２、電磁石１００、及びＤＵＴ２２の間の正確な位置決め（positioning）及び／若しくは整列（alignment）を可能、並びに／又は容易にする。これは、ＤＵＴの周囲の電磁遮蔽を維持しながら、プローブシステム１０による１つ以上のＤＵＴ２２を検査することを可能、及び／又は容易にし得る。このような構成は、磁石を手動で再位置決めするために筐体を開くこと、及び／又は電磁遮蔽を「壊す」ことを必要とする先行技術のプローブシステムとは対照的であり得る。加えて、電子的に制御された測位アセンブリ１１０及びカメラ１５０は、先行技術のプローブシステムと比較して、プローブ６２、電磁石１００、及びＤＵＴ２２間のより一層正確な整列を可能及び／又は容易にし得る。

【0038】

一例として、電磁石１００は、開口部３４の上方及び／又は開口部３４内で、かつプローブ６２の上方に位置決めされてもよい。加えて、カメラ１５０は、プローブ６２及び電磁石１００の両方の下方に位置決めされてもよく、又はプローブと電磁石との間の３次元での正確な相対的配向を決定及び／又は確立するために利用されてもよい。続いて、光学顕微鏡９０は、開口部３４の上方及び／又は開口部３４内に位置決めされてもよく、かつプローブ６２をＤＵＴ２２に整列させる（align）ために利用されてもよい。その後、電磁石１００は、上方に再位置決めされ（repositioned）てもよく、開口部３４内に再位置決めされてもよく、及び／又はプローブ６２とＤＵＴ２２との間の整列（alignment）の前にその位置に戻されてもよい。電磁石は、その後、プローブ６２によるＤＵＴの検査の間にＤＵＴ２２に磁場１０２を印加するために利用されてもよい。

【0039】

電子制御された測位アセンブリ１１０は、上述の操作の間、電磁石１００及び光学顕微鏡９０を位置決めするために利用されてもよい。詳述したように、電子制御された測位アセンブリ１１０は、少なくとも第１の２次元測位軸１２２及び第２の２次元測位軸１２４によって画定される平面内で、電磁石と光学顕微鏡との間で固定された、若しくは少なくともほぼ固定された距離、並びに／又は相対方位を維持するように構成される。このように、電磁石１００とプローブ６２との間における初期整列中（during initial alignment）の電子制御された測位アセンブリの様々な構成要素の位置の知識は、カメラ１５０を利用して電磁石及び／又はプローブを見る必要なしに、電磁石とプローブとの間におけるその後の再整列（realignment）を可能にし、それによってプローブとＤＵＴとの間の整列を維持することを可能にする。

【0040】

図６は、本開示によるプローブシステムを動作させる方法２００の追加の例を描くフローチャートである。方法２００は、電磁石を位置決めするステップ２１０、目標相対方位を確立するステップ２２０を含む。方法２００は、目標相対方位を記憶するステップ２３０を含んでもよく、かつ、方法２００は、光学顕微鏡を位置決めするステップ２４０と、プローブを被検査デバイスに整列させるステップ２５０とを含む。方法２００はまた、目標相対方位に戻るステップ２６０を含み、固定相対方位を維持するステップ２７０、ＤＵＴを検査するステップ２８０、及び／又は電磁遮蔽を維持するステップ２９０を含んでもよい。

【0041】

電磁石を位置決めするステップ２１０は、電磁石を少なくとも部分的にプローブシステムの電磁気的に遮蔽された筐体の開口部の上方及び／又は近傍に位置決めするステップを含んでもよい。換言すれば、位置決めするステップ２１０は、電磁石によって作り出される磁場が筐体の中に延在し、及び／又はプローブシステムによって検査されるように位置決めされる被検査デバイス（ＤＵＴ）に印加されるように電磁石を位置決めするステップを含んでもよい。いくつかの例では、位置決めするステップ２１０は、プローブシステムの電子制御された測位アセンブリを用いて、介して、及び／又は利用して、電磁石を位置決めするステップを含んでもよい。いくつかの例では、位置決めするステップ２１０は、電磁石及び光学顕微鏡を含む測位アセンブリを移動させるステップを含んでもよい。いくつかの例では、位置決めするステップ２１０は、例えば、移動中に、電磁石と光学アセンブリとの間で固定された、又は少なくともほぼ固定された距離を維持するステップを含んでもよい。

【0042】

電磁石の例は、電磁石１００を参照して本明細書に開示されている。電磁気的に遮蔽された筐体及び開口部の例は、それぞれ電磁気的に遮蔽された筐体３０及び開口部３４を参照して本明細書に開示される。ＤＵＴの例は、ＤＵＴ２２を参照して本明細書に開示される。電子制御された測位アセンブリの例は、電子的に制御された測位アセンブリ１１０を参照して本明細書に開示される。位置決めされるアセンブリの例は、位置決めされるアセンブリ１２６を参照して本明細書に開示される。光学顕微鏡の例は、光学顕微鏡９０を参照して本明細書に開示される。電磁石と光学アセンブリとの間で固定された、又は少なくともほぼ固定された距離の例は、距離１１２を参照して本明細書に開示される。

【0043】

目標相対方位を確立するステップ２２０は、電磁石とプローブシステムのプローブアセンブリにおける複数のプローブとの間で目標相対方位を確立するステップを含み得る。いくつかの例では、確立するステップ２２０は、カメラを介して電磁石及び複数のプローブの両方を見ることを含んでもよい。カメラは、電磁石のＤＵＴに面する側面に対面し得るカメラ光軸を画定してもよい。

【0044】

確立するステップ２２０は、電磁石が開口部内に位置決めされている間、電磁石が開口部に近接して位置決めされている間、及び／又は光学顕微鏡が開口部を通して光学像を収集できないなどように電磁石が位置決めされている間、目標相対方位を確立するステップを含んでもよい。換言すれば、確立するステップ２２０の間、光学顕微鏡の顕微鏡光軸は開口部の外側にあり、顕微鏡光軸は開口部から離間し、顕微鏡は開口部を介してＤＵＴを見ることができず、及び／又は電磁石は光学顕微鏡に対して開口部に近接している場合がある。このことを念頭に置いて、確立するステップ２２０は、光学顕微鏡を用いずに、又は利用せずに、ターゲットの相対的方位を確立するステップを含んでもよい。

【0045】

複数のプローブの例は、プローブ６２を参照して本明細書に開示される。プローブアセンブリの例は、プローブアセンブリ６０を参照して本明細書に開示される。カメラの例は、カメラ１５０を参照して本明細書に開示される。

【0046】

目標相対配向を記憶するステップ２３０は、目標相対配向を記憶するステップ、保存するステップ、及び／又は他の方法で保持するステップを含んでもよい。いくつかの例では、記憶するステップ２３０は、少なくとも方法２００のサブセットを行う、及び／又はプローブシステムを制御するコントローラを介するなどのような、目標相対方位を電子的に記憶することを含んでもよい。いくつかの例では、記憶するステップ２３０は、戻すステップ２６０を可能及び／又は容易にするために、目標相対方位を記憶するステップを含んでもよい。コントローラの例は、コントローラ１７０を参照して本明細書に開示される。

【0047】

光学顕微鏡を位置決めするステップ２４０は、光学顕微鏡の顕微鏡光軸が開口部を貫通し、複数のプローブに入射し、及び／又はＤＵＴに入射するように光学顕微鏡を位置決めするステップを含んでもよい。いくつかの例では、位置決めするステップ２４０は、電子制御された測位アセンブリを用いて、介して、及び／又は利用して位置決めするステップを含んでもよい。いくつかの例では、位置決めするステップ２４０は、位置決めされるアセンブリを移動するステップを含んでもよい。いくつかのそのような例では、移動するステップは、電磁石と光学顕微鏡との間で固定された、又は少なくともほぼ固定された距離を維持しながら移動するステップを含んでもよい。

【0048】

プローブをＤＵＴに整列させるステップ２５０は、複数のプローブを、ＤＵＴ上に形成され得る、及び／又はＤＵＴによって画定され得る任意の適切な構造に整列させるステップを含んでもよい。一例として、複数のプローブは、複数の光学プローブを含んでもよい。そのような例では、整列させるステップ２５０は、複数の光学プローブをＤＵＴ上の対応する複数の結合構造に整列させるステップを含んでもよい。別の例として、複数のプローブは、複数の電気プローブを含んでもよい。そのような例では、整列させるステップ２５０は、複数の電気プローブをＤＵＴ上の対応する複数の接触位置に整列させるステップを含んでもよい。

【0049】

整列させるステップ２５０は、光学顕微鏡を用いて、開口部を介して、及び／又は顕微鏡光軸に沿って、複数のプローブ及びＤＵＴを観察するステップ、視覚的に観察するステップ、及び／又は光学的に観察するステップを含んでもよい。顕微鏡光軸は、ＤＵＴを含む及び／若しくは画定する基板の平面的な基板表面に向かって延在してもよく、並びに／又は、その基板表面に入射してもよい。

【0050】

いくつかの例では、整列させるステップ２５０は、プローブアセンブリのマニピュレータを利用して達成され得るなどのような、複数のプローブのうち少なくとも１つのプローブを動かすステップを含んでもよい。いくつかの例では、整列させるステップ２５０は、プローブシステムのチャック測位ステージを利用して達成され得るなどのような、ＤＵＴを移動するステップを含んでもよい。

【0051】

位置決めするステップ２４０は、光学顕微鏡を用いて複数のプローブ及びＤＵＴの観察を可能、並びに／又は容易にするために、電磁石を開口部から離すステップを含んでもよい。換言すれば、プローブシステムは、電磁石及び光学顕微鏡のうち一方のみを、所与の時点で開口部内及び／又は開口部の上方に位置決めするように構成されてもよく、かつ、整列させるステップ２５０中に、光学顕微鏡を、電磁石に対して開口部内に位置決めし、開口部の上に位置決めする、及び／又は開口部に近接させてもよい。このことを念頭に置いて、整列させるステップ２５０は、電磁石が開口部の外側にある間、電磁石が開口部から離間している間、電磁石のＤＵＴに面する側が開口部から離間している間、電磁石のＤＵＴに対面する側面が開口部の外側にある間、及び／又は電磁石のＤＵＴに対面する側面が開口部に対面しない間、に行われてもよい

【0052】

基板の例は、基板２０を参照して本明細書に開示される。ＤＵＴの例は、ＤＵＴ２２を参照して本明細書に開示される。マニピュレータの例は、マニピュレータ６６を参照して本明細書に開示される。チャック測位ステージの例は、チャック測位ステージ５０を参照して本明細書に開示される。

【0053】

目標相対方位に戻すステップ２６０は、確立するステップ２２０中に確立され得るなどのような、電磁石及び複数のプローブを目標相対方位に戻すステップを含んでもよく、また整列させるステップ２５０に続いて行われてもよい。これは、位置決めされるアセンブリを移動するステップ、及び／又は移動するステップ中に電磁石と光学顕微鏡との間で固定された、又は少なくともほぼ固定された距離を維持するステップを含んでもよい。

【0054】

固定された相対方位を維持するステップ２７０は、複数のプローブとＤＵＴとの間で固定された、又は少なくともほぼ固定された相対方位を維持するステップを含んでもよい。これは、整列させるステップ２５０に続いて、戻すステップ２６０中、検査するステップ２８０中、及び／又は維持するステップ２９０中に、固定された、又は少なくともほぼ固定された、相対方位を維持するステップを含んでもよい。換言すれば、確立するステップ２２０中に、電磁石と複数のプローブとの間の目標相対方位が決定、確立、及び／又は記憶されてもよい。加えて、整列させるステップ２５０中、複数のプローブを、ＤＵＴに整列させてもよい。この整列は、プローブシステムが電磁石、複数のプローブ、及びＤＵＴを同時に見ることができない場合があるという事実にもかかわらず、電磁石、複数のプローブ、及びＤＵＴの全てが所望の、目標の、又は所定の相対方位を示すように、戻すステップ２６０中に維持され得る。

【0055】

詳述したように、維持するステップ２７０は、追加的又は代替的に、電磁石と光学顕微鏡との間で固定された、又は少なくともほぼ固定された距離を維持するステップを含んでもよい。これは、位置決めするステップ２１０中、確立するステップ２２０中、記憶するステップ２３０中、位置決めするステップ２４０中、整列させるステップ２５０中、戻すステップ２６０中、検査するステップ２８０中、及び／又は維持するステップ２９０中に、一定の、又は少なくともほぼ一定の距離を維持するステップを含んでもよい。これには、３次元における電磁石と光学顕微鏡との間で固定された相対方位を維持するステップ、及び／又は、顕微鏡光軸に対して垂直若しくは少なくともほぼ垂直に延在する平面内で電磁石と光学顕微鏡との間で固定された相対方位を維持するステップを含んでもよい。

【0056】

ＤＵＴを検査するステップ２８０は、プローブシステムの使用によりＤＵＴを検査するステップを含んでもよい。これには、複数のプローブを用いて、介して、及び／若しくは利用してＤＵＴを検査するステップ、並びに／又は電磁石を用いてＤＵＴに磁場を印加しながらプローブシステムを検査するステップを含んでもよい。換言すれば、検査するステップ２８０は、さらに、電磁石の使用によりＤＵＴに磁場を印加するステップを含んでもよく、また磁場を印加するステップは、複数のプローブの少なくとも１つのプローブを介して、ＤＵＴへの検査信号の供給、及び／又は複数のプローブの少なくとも１つのプローブを介して、ＤＵＴからの結果信号の受信を少なくとも部分的に同時に行ってもよい。

【0057】

ＤＵＴは、電磁気的に遮蔽された筐体内に位置決めされてもよい。換言すれば、方法２００は、少なくとも方法２００のサブセットの間に、電磁気的に遮蔽された筐体を用いて、ＤＵＴを電磁気的に遮蔽するステップを含んでもよい。具体的な例では、方法２００は、方法２００の全体にわたって、電磁遮蔽を維持するステップ２９０を含んでもよい。これには、対応するプローブと対応するＤＵＴとの間、及び／又は対応するプローブと対応する電磁石との間の整列を可能にするために電磁遮蔽を破壊することを必要とし得る先行技術のプローブシステムと対照的であり得る。

【0058】

本明細書で使用する場合、第１の事物（entity）と第２の事物との間に置かれた用語「及び／又は」は、（１）第１の事物、（２）第２の事物、及び（３）第１の事物及び第２の事物、のうちの１つを意味する。「及び／又は」で記載された複数の事物は、同じように解釈されるべきであり、すなわち、そのように結合された事物の「一つ以上（one or more）」を意味する。他の事物は、具体的に特定された事物に関連するか否かにかかわらず、任意に、「及び／又は」句によって具体的に特定された事物以外に存在してもよい。このように、非限定的な例として、「Ａ及び／又はＢ」への言及は、「備えている（comprising）」などのようなオープンエンドな言語と併せて使用されるとき、ある実施形態では、Ａのみ（任意にＢ以外の事物を含む）、別の実施形態では、Ｂのみ（任意にＡ以外の事物を含む）、さらに別の実施形態では、Ａ及びＢ両方（任意に他の事物を含む）、と言及し得る。これらの事物は、要素、アクション、構造、ステップ、操作、値などを指す場合がある。

【0059】

本明細書で使用する場合、１つ以上の事物のリストを参照する際の「少なくとも１つ」という語句は、事物のリスト内の任意の１つ以上の事物から選択される少なくとも１つの事物を意味すると理解すべきであるが、必ずしも事物のリスト内に具体的にリストされた各事物及び全ての事物の少なくとも１つを含むものではなく、事物のリスト内の事物の任意の組み合わせを除外しない。また、この定義は、「少なくとも１つ」という語句が指す事物のリスト内で具体的に特定された実体以外に、具体的に特定された事物に関連又は無関係な事物が任意に存在し得ることを許容する。このように、非限定的な例として、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（又は、同等に「Ａ又はＢの少なくとも１つ」、又は、同等に「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、Ｂが存在せず（及び任意にＢ以外の事物を含む）、少なくとも１つの、任意に１つより多いことを含むＡを指してもよく；別の実施形態では、Ａが存在しない（及び任意にＡ以外の事物を含む）、少なくとも１つの、任意に１つより多いことを含むＢを指してもよく；さらに別の実施形態では、少なくとも１つの、任意に１つより多いことを含むＡ、及び少なくとも１つの、任意に１つより多いことを含むＢを指してもよい。言い換えれば、「少なくとも１つ」、「１つ以上」、及び「及び／又は」という語句は、動作上、接続的及び離接的の両方であるオープンエンドな表現である。例えば、表現「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」と、「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも１つ」と、「Ａ、Ｂ、及びＣの１つ以上」と、「Ａ、Ｂ、又はＣの１つ以上」と、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」の各々、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢ一緒に、Ａ及びＣ一緒に、Ｂ及びＣ一緒に、Ａ、Ｂ、及びＣ一緒に、並びに任意に上記のいずれかと他の少なくとも１つの事物との組み合わせを意味してもよい。

【0060】

特許、特許出願、又は他の文献のいくつかが参照により本明細書に組み込まれ、（１）本開示の非組み込み部分又は他の組み込み文献のいずれかと矛盾する方法で用語を定義する場合、及び／又は（２）本開示の非組み込み部分又は他の組み込み文献のいずれかと他のことで矛盾する場合には、本開示の非組み込まれた部分が支配するものとし、その中の用語又は組み込まれた開示は、その用語が定義され、及び／又は組み込まれた開示を元々存在した文献に関してのみ支配するものとする。

【0061】

本明細書で使用されるように、用語「適合化される（adapted）」及び「構成される（configured）」は、要素、構成要素、又は他の主題が、所与の機能を行うように設計及び／又は意図されていることを意味する。このように、用語「適合化される（adapted）」及び「構成される（configured）」の使用は、所与の要素、構成要素、又は他の主題が所与の機能を単に行う「能力を有する（capable of）」ことではなく、要素、構成要素、及び／又は他の主題が、機能を行う目的で特に選択、作成、実装、利用、プログラム、及び／又は設計されていることを意味すると解釈すべきである。特定の機能を行うように適合されていると説明されている要素、構成要素、及び／又は他の説明されている主題が、追加的又は代替的に、その機能を行うように構成されていると説明され得ること、及びその逆もまた、本開示の範囲内である。

【0062】

本明細書で使用されるように、本開示による１つ以上の構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び／又は方法に関して使用されるとき、「例えば（for example,）」という語句、「一例では（as an example）」という語句、及び／又は単に「例（example,）」という用語は、記載された構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び／又は方法が本開示による構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び／又は方法の例示である、非排他的例であると伝えることを意図している。このように、記載された構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び／又は方法は、限定的、必須、又は排他的／網羅的であることを意図しておらず、構造的及び／若しくは機能的に類似並びに／又は同等の構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び／若しくは方法を含む他の構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、並びに／又は方法も、本開示の範囲である。

【0063】

本明細書で使用されるように、程度又は関係を修正するときの「少なくともほぼ／実質的に（at least substantially,）」は、説明された「実質的（substantial）」の程度又は関係だけでなく、説明された程度又は関係の全範囲も含み得る。説明された程度又は関係の実質的な量は、説明された程度又は関係の少なくとも７５％を含む場合がある。例えば、材料から少なくとも実質的に形成されているオブジェクトは、オブジェクトの少なくとも７５％が材料から形成されているオブジェクトを含み、また、材料から完全に形成されているオブジェクトも含む。別の例として、第２の長さと少なくともほぼ同じ長さである第１の長さは、第２の長さの７５％以内の第１の長さを含み、第２の長さと同じ長さの第１の長さをも含む。

【0064】

本開示によるプローブシステムの例示的な非排他的な例が、以下の列挙された段落に提示される。以下の列挙された段落を含む本明細書で説明された方法の個々のステップが、追加的又は代替的に、説明された動作を行う「ためのステップ」として言及され得ることは、本開示の範囲内である。

【0065】

Ａ１．被検査デバイス（ＤＵＴ）を検査するように構成されるプローブシステムであって、該プローブシステムは、
包囲容積部を画定する電磁気的に遮蔽された筐体と、
ＤＵＴを含む基板を支持するように構成される支持面を画定する温度制御チャックであり、前記支持面は前記包囲容積部内に配置される、該温度制御チャックと、
前記ＤＵＴに検査信号を供給し、前記ＤＵＴから結果信号を受信することの少なくとも一方を行うように構成される複数のプローブを含むプローブアセンブリと、
前記支持面に指向した顕微鏡光軸に沿って、前記ＤＵＴの顕微鏡光学像を収集するように構成される光学顕微鏡と、
前記ＤＵＴに選択的に磁場を印加するように構成される電磁石と、
電子制御された測位アセンブリであって、
（ｉ）位置決めされるアセンブリを、随意的に第１の２次元測位軸に沿って、かつ第１の２次元測位軸に垂直、又は少なくとも実質的に垂直な第２の２次元測位軸にも沿って、選択的に位置決めするように構成される２次元測位ステージであり、前記第１の２次元測位軸及び前記第２の２次元測位軸は共に前記支持面に対して平行、又は少なくとも実質的に平行である、該２次元測位ステージ、
（ii）前記光学顕微鏡を前記位置決めされるアセンブリに動作可能に取り付け、かつ任意に前記光学顕微鏡を、前記支持面に対して垂直、又は少なくとも実質的に垂直である第１の１次元測位軸に沿って選択的に位置決めするように構成される第１の１次元測位ステージ、及び
（iii）前記電磁石を前記位置決めされるアセンブリに動作可能に取り付け、かつ任意に前記電磁石を前記支持面に対して垂直、又は少なくとも実質的に垂直である第２の１次元測位軸に沿って選択的に位置決めするように構成される第２の１次元測位ステージ、
を含む、該電子制御された測位アセンブリと、
を備える、プローブシステム。

【0066】

Ａ２．Ａ１に記載のプローブシステムであって、前記電磁気的に遮蔽された筐体は、さらに、前記包囲容積部へのアクセスを提供するように構成される開口部を画定する、プローブシステム。

【0067】

Ａ３．Ａ２に記載のプローブシステムであって、
（ｉ）前記顕微鏡光軸は、前記開口部に貫通する、
（ii）前記光学顕微鏡は、前記開口部内に少なくとも部分的に位置決めされる、
（iii）前記電磁石は、前記開口部を介して前記ＤＵＴに前記磁場を印加するように構成される、及び
（iv）前記電磁石は、前記開口部内に少なくとも部分的に位置決めされる、
のうち少なくとも１つである、プローブシステム。

【0068】

Ａ４．Ａ２～Ａ３のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記電子制御された測位アセンブリは、前記包囲容積部の外部にある、プローブシステム。

【0069】

Ａ５．Ａ１～Ａ４のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記電磁気的に遮蔽された筐体は、非磁性筐体材料及び非鉄筐体材料の少なくとも一方から形成されている、又は完全に形成されている、プローブシステム。

【0070】

Ａ６．Ａ１～Ａ５のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記温度制御チャックは、三軸温度制御チャックである、プローブシステム。

【0071】

Ａ７．Ａ１～Ａ６のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記温度制御チャックは、非磁性チャック材料及び非鉄チャック材料の少なくとも一方から形成されている、又は完全に形成されている、プローブシステム。

【0072】

Ａ８．Ａ１～Ａ７のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記プローブアセンブリは、
（ｉ）プローブカード、及び
（ii）複数のマニピュレータ及び前記複数のマニピュレータに動作可能に取り付けられる対応する複数のニードルプローブ、
のうちの少なくとも一方を含む、プローブシステム。

【0073】

Ａ９．Ａ１～Ａ８のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記プローブアセンブリは、非磁性プローブアセンブリ材料及び非鉄プローブアセンブリ材料の少なくとも一方から形成されている、又は完全に形成されている、プローブシステム。

【0074】

Ａ１０．Ａ１～Ａ９のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記光学顕微鏡は、少なくとも部分的に前記包囲容積部の外部に位置決めされる、プローブシステム。

【0075】

Ａ１１．Ａ１～Ａ１０のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記光学顕微鏡は、非磁性顕微鏡材料及び非鉄顕微鏡材料の少なくとも一方から形成されている、又は完全に形成されている、プローブシステム。

【0076】

Ａ１２．Ａ１～Ａ１１のいずれかに記載のプローブシステムであって前記電磁石は、少なくとも部分的に前記包囲容積部の外部に位置決めされる、プローブシステム。

【0077】

Ａ１３．Ａ１～Ａ１２のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記電磁石は、非磁性磁石材料及び非鉄磁石材料の少なくとも一方から形成されている、又は完全に形成されている、プローブシステム。

【0078】

Ａ１４．Ａ１～Ａ１３のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記電子制御された測位アセンブリは、前記第１の２次元測位軸と前記第２の２次元測位軸の両方に沿って、前記光学顕微鏡と前記電磁石との間の距離を一定、又は少なくとも実質的に一定に維持するように構成される、プローブシステム。

【0079】

Ａ１５．Ａ１～Ａ１４のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記電子制御された測位アセンブリは、非磁性測位アセンブリ材料及び非鉄測位アセンブリ材料の少なくとも一方から形成されている、又は完全に形成されている、プローブシステム。

【0080】

Ａ１６．Ａ１～Ａ１５のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記電子制御された測位アセンブリは、リードスクリュー及びナット、ボールスクリュー及びナット、ラック及びピニオンアセンブリ、リニアアクチュエータ、圧電アクチュエータ、並びにステッピングモータのうちの少なくとも１つを含む、プローブシステム。

【0081】

Ａ１７．Ａ１～Ａ１６のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記プローブシステムは、さらに、前記支持面から離れる方向に向けられるカメラ光軸に沿ってカメラ光学像を収集するように構成されるカメラを備える、プローブシステム。

【0082】

Ａ１８．Ａ１７に記載のプローブシステムであって、前記カメラは、前記包囲容積部内に配置される、プローブシステム。

【0083】

Ａ１９．Ａ１７～Ａ１８のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記カメラは、前記支持表面から横方向にオフセットされる、プローブシステム。

【0084】

Ａ２０．Ａ１７～Ａ１９のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記カメラは、前記光学顕微鏡のＤＵＴに対面する側、前記複数のプローブ、及び前記電磁石のＤＵＴに面する側のうちの少なくとも１つのカメラ光学像を収集するように構成される、プローブシステム。

【0085】

Ａ２１．Ａ１～Ａ２０のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記プローブシステムは、さらに、前記磁場の磁場強度を定量化するように構成される磁場強度計を含む、プローブシステム。

【0086】

Ａ２２．Ａ２１に記載のプローブシステムであって、前記磁場強度計は、
（ｉ）ホールセンサ、及び
（ii）３軸磁場強度計、
のうち少なくとも一方である、プローブシステム

【0087】

Ａ２３．Ａ２１～Ａ２２のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記磁場強度計は、前記支持面から横方向にオフセットされる、プローブシステム。

【0088】

Ａ２４．Ａ２１～Ａ２３のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記磁場強度計は、前記支持面から横方向にオフセットされる補助チャックの一部を形成する、プローブシステム。

【0089】

Ａ２５．Ａ１～Ａ２４のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記プローブシステムは、さらに、前記磁石を磁石動作温度範囲内に維持するように構成される磁石温度制御アセンブリを含む、プローブシステム。

【0090】

Ａ２６．Ａ２５に記載のプローブシステムであって、前記温度制御チャックは、前記ＤＵＴのＤＵＴ温度を選択的に調節するように構成され、かつ、さらに、前記磁石温度制御アセンブリは、前記ＤＵＴ温度とは独立して前記磁石を前記磁石動作温度範囲内に維持するように構成される、プローブシステム。

【0091】

Ａ２７．Ａ１～Ａ２６のいずれかに記載のプローブシステムであって、前記プローブシステムは、さらに、前記プローブシステムの少なくとも１つの他のコンポーネントの動作を制御するようにプログラムされているコントローラを含む、プローブシステム。

【0092】

Ａ２８．Ａ２７に記載のプローブシステムであって、前記コントローラは、
（ｉ）前記温度制御チャック、
（ii）前記プローブアセンブリ、
（iii）前記光学顕微鏡
（iv）前記電磁石
（ｖ）電子制御された測位アセンブリ、
（vi）カメラ、
（vii）磁場強度計、及び
（viii）磁石温度制御アセンブリ。
の少なくとも１つの動作を制御するようにプログラムされている、プローブシステム：

【0093】

Ｂ１．プローブシステムを動作させる方法であって、該方法は、
随意的には電子制御された測位アセンブリを用いて、電磁石を電磁気的に遮蔽された筐体の開口部の上方に少なくとも部分的に位置決めするステップであって、随意的には、前記電磁石を位置決めするステップは、前記電磁石と光学顕微鏡との間で固定された、又は少なくとも実質的に固定された距離を維持しながら、前記電磁石及び前記光学顕微鏡を含む位置決めされるアセンブリを動かすことを含む、ステップと、
前記電磁石と前記プローブシステムのプローブアセンブリの複数のプローブとの間の目標相対方位を確立するステップであり、前記電磁石のＤＵＴに面する側を向くカメラ光軸を画定するカメラを介して前記電磁石と前記複数のプローブの両方を見ることを含む、該確立するステップと、
随意的には前記電子制御された測位アセンブリを用いて、前記光学顕微鏡の顕微鏡光軸が前記開口部に貫通するように前記光学顕微鏡を位置決めするステップであって、随意的には、前記電磁石と前記光学顕微鏡との間で前記固定された、又は少なくとも実質的に固定された距離を維持しながら前記位置決めされるアセンブリを移動することを含むように、光学顕微鏡を位置決めするステップと、
前記複数のプローブを被検査デバイス（ＤＵＴ）に整列させるステップであって、前記複数のプローブ及び前記ＤＵＴを、前記光学顕微鏡を用いて、前記開口部を介して、前記顕微鏡光軸に沿って観察し、さらに、前記顕微鏡光軸が前記ＤＵＴを含む基板の平面基板表面に向かって延在するものとして観察することを含む、該整列させるステップと、
前記整列させるステップに続いて、前記電磁石及び前記複数のプローブを前記目標相対方位に戻すステップと、
随意的には、前記電磁石を用いて前記ＤＵＴに磁場を印加しながら、前記プローブシステムを用い、かつ前記複数のプローブを介して、前記ＤＵＴを検査するステップと、
を備える、方法。

【0094】

Ｂ２．Ｂ１に記載の方法であって、前記方法は、さらに、前記電磁石及び前記複数のプローブを前記目標相対方位に前記戻すステップを容易にするために、前記目標相対方位を電子的に記憶するステップを含む、方法。

【0095】

Ｂ３．Ｂ１～Ｂ２のいずれかに記載の方法であって、前記複数のプローブを前記ＤＵＴと前記整列させるステップは、
（ｉ）前記プローブアセンブリのマニピュレータを利用して、前記複数のプローブのうちの少なくとも１つのプローブを移動するステップと、及び
（ii）前記プローブシステムのチャック測位ステージを利用して前記ＤＵＴを移動するステップ、
の少なくとも一方を含む、方法。

【0096】

Ｂ４．Ｂ１～Ｂ３のいずれかに記載の方法であって、前記複数のプローブを前記ＤＵＴと前記整列させるステップに続いて、前記方法は、さらに、前記戻すステップ中、及び随意的に前記検査するステップ中、前記複数のプローブと前記ＤＵＴとの間で固定された相対方位を維持するステップを含む、方法。

【0097】

Ｂ５．Ｂ１～Ｂ４のいずれかに記載の方法であって、前記目標相対方位を前記確立するステップ中に、
（ｉ）前記顕微鏡光軸は、前記開口部の外側にある、
（ii）前記顕微鏡光軸は、前記開口部から離間している、
（iii）前記顕微鏡は、前記開口部を介して前記ＤＵＴを見ることができない、及び
（iv）前記電磁石は、前記光学顕微鏡に対して前記開口部に近接している、
のうち少なくとも１つである、方法。

【0098】

Ｂ６．Ｂ１～Ｂ５のいずれかに記載の方法であって、前記整列させるステップ中、
（ｉ）前記電磁石は、前記開口部の外側にある、
（ii）前記電磁石は、前記開口部から離間している、
（iii）前記電磁石の前記ＤＵＴに面する側は、前記開口部から離間している、
（iv）前記電磁石の前記ＤＵＴに面する側は、前記開口部の外側にある、
（ｖ）前記電磁石の前記ＤＵＴに面する側は、前記開口部に面していない、及び
（vi）前記光学顕微鏡は、前記電磁石に対して前記開口部に近接している、
のうち少なくとも１つである、方法。

【0099】

Ｂ７．Ｂ１～Ｂ６のいずれかに記載の方法であって、前記ＤＵＴは、前記電磁気的に遮蔽された筐体内に位置決めされる、方法。

【0100】

Ｂ８．Ｂ７に記載の方法であって、前記方法は、前記方法の全体にわたって、前記電磁気的に遮蔽された筐体を介して、前記ＤＵＴの電磁気的遮蔽を維持するステップを含む、方法。

【0101】

Ｂ９．Ｂ１～Ｂ８のいずれかに記載の方法であって、前記電磁石と前記光学顕微鏡との間で前記固定された、又は少なくとも実質的に固定された距離を維持する前記ステップは、
（ｉ）前記電磁石と前記光学顕微鏡との間で固定された３次元の相対方位を維持するステップ、及び
（ii）前記顕微鏡光軸に対して垂直、又は少なくとも実質的に垂直に延在する平面内で、前記電磁石と前記光学顕微鏡との間で固定された相対的配向を維持するステップ、
のうちの少なくとも一方を含む、方法。

【0102】

Ｂ１０．Ｂ１～Ｂ９のいずれかに記載の方法であって、前記プローブシステムは、Ａ１～Ａ２８のいずれかに記載のプローブシステムのいずれかの適切な構造を含む、方法。

【産業上の利用可能性】

【0103】

本明細書に開示されたプローブシステム及び方法は、半導体製造及び検査業界に適用可能である。

【0104】

上記の開示は、独立した有用性を有する複数の異なる発明を包含していると考えられる。これらの発明の各々は、その好ましい形態で開示されているが、多数の変形が可能であるため、本明細書に開示及び図示されるその特定の実施形態は、限定的な意味で考慮されるべきものではない。本発明の主題は、本明細書に開示された様々な要素、特徴、機能及び／又は特性の全ての新規かつ非自明な組み合わせ並びに下位の組み合わせを含むものである。同様に、請求項が「一つの（a）」又は「第１の（a first）」要素又はその同等物を記載している場合、そのような請求項は、１つ以上のそのような要素の組み込みを含むと理解されるべきであり、２つ以上のそのような要素を要求も排除もしない。

【0105】

以下の請求項は、開示された発明の１つに向けられ、新規かつ非自明である特定の組み合わせ及び下位の組み合わせを特に指摘するものであると考えられる。特徴、機能、要素、及び／又は特性の他の組み合わせ並びに下位の組み合わせで具現化される発明は、本請求項の補正又は本出願若しくは関連出願における新しい請求項の提示によって請求され得る。このような補正された請求項又は新たな請求項は、それらが異なる発明に向けられているか、又は同じ発明に向けられているか否か、元の請求項と異なるか、広いか、狭いか、又は範囲が等しいか否かにかかわらず、本開示の発明の主題内に含まれるとみなされる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】