JP2019505791A - 基準マーク付きプローブ、該プローブを含むプローブシステム、及び関連する方法 - Google Patents

Abstract

基準マーク付きのプローブ、このプローブを含むプローブシステム、及び関連する方法を開示する。これらのプローブは、ビーム部分、及び被試験デバイス（ＤＵＴ）に接触するように構成されたプローブ先端を含み、ビーム部分上に形成された基準マークをさらに含み、この基準マークはプローブとＤＵＴとの位置合わせを促進するように構成されている。基準マークは、光学アセンブリにとって可視であるように構成され、光学アセンブリの焦点がビーム部分のどこかに合うような被写界深度よりも小さい、光学アセンブリの被写界深度内で、光学アセンブリの焦点が当該基準マークに合う。上記方法は、これらのプローブを利用及び／または製造する方法を含む。

Description

関連出願
本願は、２０１６年１月１５日に出願された米国特許出願第１４／９９７３７１号に基づいて優先権を主張し、その全開示を参照することによって本明細書に含める。

発明の分野
本発明は一般に、基準マークを有するプローブ、こうしたプローブを含むプローブシステム、及び関連する方法に関するものである。

発明の背景
プローブシステムを利用して、集積回路デバイスの接点パッドをプローブシステムのプローブに接触させることによって、集積回路デバイスの動作及び／または性能を試験（検査、テスト）することができる。集積回路デバイスは、数十ミクロン幅のオーダーの接点パッドを含むことができる。一例として、現在の最先端の集積回路デバイスは一般に、３０〜５０ミクロン幅である接点パッドを含む。

従って、プローブを接点パッドと位置合わせすることは、プローブ及び／または接点パッドの位置の精密な測定及び操作を必要とする、ということになる。この位置合わせプロセスは自動化することができる。こうした自動位置合わせプロセスは、光学顕微鏡のような光学アセンブリの焦点を接点パッド及び／またはプローブに合わせて、接点パッド及び／またはプローブの相対位置を識別することを含み得る。しかし、光学アセンブリでプローブを識別すること及び／またはプローブ上に焦点を合わせることは、高い信頼性で、かつ一貫して実現することが困難なことがある。従って、光学アセンブリによりプローブ上に焦点を合わせてプローブの空間位置を正確に識別することを促進するための特徴機能を含むプローブの必要性が存在する。

基準マークを有するプローブ、こうしたプローブを含むプローブシステム、及び関連する方法を本明細書中に開示する。これらのプローブは、ビーム（梁）部分、及びビーム部分から延びるプローブ先端を含み、プローブ先端は被試験デバイス（ＤＵＴ：device under test）に接触するように構成されている。これらのプローブは、ビーム部分上に形成された基準マークを含む。プローブとＤＵＴとの位置合わせを促進するように構成されている。この基準マークは、プローブがＤＵＴとの接触に至る際に、より具体的には、光学アセンブリの焦点がビーム部分のどこかに合うような被写界深度よりも小さい、光学アセンブリの離散的被写界深度内で、光学アセンブリの焦点がプローブに合っている際に、この基準マークは光学アセンブリにとって可視であるように構成されている。

このプローブシステムは、複数のＤＵＴを試験（検査、テスト）するように構成され、対応する複数の基準マークを有する複数のプローブを含む。このプローブシステムは、支持面を規定するチャックをさらに含み、この支持面は、複数のＤＵＴを含む基板、並びに複数のプローブの少なくとも一部分及び／または基板の少なくとも一部分の光学的測定を実行するように構成されている。

上記関連する方法は、プローブをＤＵＴと位置合わせする方法を含み、この方法は、プローブ上の基準マークを利用してプローブとＤＵＴとの位置合わせを促進するステップを含む。具体的には、こうした方法は、ＤＵＴの表面をプローブのプローブ先端に接触させてスクラブマーク（磨き跡）を生成するステップと；光学アセンブリの焦点を少なくとも実質的にスクラブマークに合わせ、そして基準マークに合わせて、スクラブマークに対する基準マークの相対位置を測定するステップと；プローブ先端をＤＵＴに対して平行移動させて、プローブ先端とＤＵＴとを少なくとも実質的に位置合わせするステップとを含む。

上記関連する方法は、基準マーク付きプローブを製造する方法を追加的に含み、この方法は、ビーム部分及びプローブ先端を有するプローブを用意するステップと、ビーム部分に材料を追加すること及び／またはビーム部分から材料を除去することによってプローブのビーム部分上に基準マークを形成するステップとを含む。

本発明によるプローブシステムの一部分の例を示す概略側面図である。 本発明によるプローブシステムの一部分の例を示す概略側面図である。 本発明によるプローブの一部分の例を示す概略側面図である。 本発明によるプローブシステムの一部分の一例を示す概略上面図である。 本発明による基準マークの一例を示す概略上面図である。 本発明による基準マークの一例を示す概略上面図である。 本発明による基準マークの一例を示す概略上面図である。 本発明による基準マークの一例を示す概略上面図である。 本発明による基準マークの一例を示す概略上面図である。 本発明による基準マークの一例を示す概略上面図である。 本発明によるプローブシステムの一部分の一例を示す概略上面図である。 本発明によるプローブシステムの一部分の一例の概略表現図である。 本発明による、プローブと被試験デバイスとを位置合わせする方法を表現するフローチャートである。 本発明による、基準マーク付きプローブを製造する方法を表現するフローチャートである。

発明の詳細な説明及び最良の形態
図１〜１４はプローブシステム１００の例を提供し、プローブシステム１００は、プローブシステムを動作させ、及び／または利用する方法２００、及び／または基準マーク付きプローブを製造する方法３００における、基準マーク１１６付きのプローブ１１０を含む。図１〜１４の各々では、同様な、あるいは実質的に同様な目的を果たす要素には同様な番号で符号を付け、本明細書では、これらの要素は図１〜１４の各々を参照して説明しないことがある。同様に、図１〜１４の各々では、必ずしもすべての要素に符号を付けないことがあるが、本明細書では、一貫性のために、これらの要素に関連する参照番号を利用することがある。図１〜１４のうちの１つ以上を参照して本明細書中に説明する要素、構成要素、及び／または特徴は、本発明の範囲から逸脱することなしに、図１〜１４のいずれかに含めること、及び／または図１〜１４のいずれかと共に利用することができる。

一般に、所定の（即ち、特定の）実施形態に含まれることの多い要素は実線で示すのに対し、所定の実施形態にとって任意である要素は破線で示す。しかし、実線で示す要素は必ずしもすべての実施形態にとって不可欠ではなく、実線で示す要素は、本発明の範囲から逸脱することなしに、所定の実施形態から省略することができる。

図１は、本発明によるプローブ１１０を含むプローブシステム１００の一部分の概略側面図である。プローブ１１０は、ビーム部分１１２、及びビーム部分から延びるプローブ先端１１４を含み、プローブ先端は被試験デバイス１４０に接触するように構成されている。本明細書中に用いる被試験デバイス１４０は、追加的に、あるいは代替的にＤＵＴ１４０と称することがある。プローブ１１０は基準マーク１１６を追加的に含み、基準マーク１１６はビーム部分１１２上に形成されて、プローブ１１０とＤＵＴ１４０の一部分、例えば接点パッド１４４との位置合わせを促進する。具体的には、、基準マーク１１６は、少なくともプローブ１１０がＤＵＴ１４０と位置合わせされる際、及び／またはＤＵＴ１４０との接触に至る際に、光学アセンブリ１５０にとって可視であるように構成されている。

光学アセンブリ１５０は、光軸１５２に沿って光学像を受けるように構成され、デジタル撮像デバイス、電荷結合素子、カメラ、及び／または光学顕微鏡を含むこと、あるいはデジタル撮像デバイス、電荷結合素子、カメラ、及び／または光学顕微鏡とすることができる。光学アセンブリ１５０は、当該光学アセンブリの焦点をプローブ１１０の一部分に合わせることが、プローブ１１０のこの一部分を三次元で精密に位置測定することに役立つような、離散的な被写界深度を有することができる。別の言い方をすれば、光学アセンブリ１５０の焦点を（プローブ１１０またはその一部分のような）対象物に合わせることができるような、光軸１５２に平行またはほぼ平行な方向に測った空間的範囲を、光学アセンブリの焦点を対象物に合わせることによって光軸に少なくともほぼ平行な方向に測った光学アセンブリと対象物との間の距離の精密な測定を行うことができるのに十分なほど狭くすることができる。

それに加えて、光学アセンブリ１５０の視野内にある対象物の位置を識別することによって、光軸１５２に垂直またはほぼ垂直な平面内で測定した対象物の位置の精密な測定を行うことができる。従って、光学アセンブリ１５０の焦点を対象物に合わせて光学アセンブリの視野内にある対象物の位置を測定することによって、三次元での対象物の位置の識別を行うことができる。

光学アセンブリの焦点がビーム部分１１２のどこかに合うような被写界深度よりも小さい、光学アセンブリの離散的な被写界深度内で、光学アセンブリの焦点を基準マーク１１６に合わせることができる。別の言い方をすれば、ビーム部分の表面のうち基準マーク１１６を含まない部分の全体にわたって光学アセンブリ１５０の焦点を高い信頼性で合わせること、あるいは少なくとも実質的に合わせることができないように、ビーム部分１１２を構成すること及び／または配向させることができる。例えば、図１〜３に示すように、ビーム部分１１２は、光軸１５２に実質的に直交しないビーム長軸１２２を有して、ビーム部分１１２の全長のうち限られた部分のみに、光学アセンブリ１５０の焦点を合わせることができる。こうした構成では、ビーム部分１１２のうち光学アセンブリ１５０の焦点が合っている部分が不明確な境界を有することがあり、そして際立った特徴を欠くことがあり、このため、ビーム部分１１２のこうした部分に焦点を合わせることによって、ビーム部分１１２の位置に関する正確な情報を生み出すことができない。従って、基準マーク１１６は、光学アセンブリの焦点を当該基準マークに高い信頼性及び精度で合わせること、あるいは実質的に合わせることができ、これにより、基準マークを再現可能な方法で三次元で位置測定することができるようなサイズ及び／または形状にすることができる。

基準マーク１１６の三次元の位置の正確な識別は、その後の基準マークと接点パッド１４４のようなＤＵＴ１４０の一部分との精密な位置合わせを可能にする。例えば、光学アセンブリ１５０の焦点を、基準マーク１１６、及びプローブ先端１１４の位置に相当する特徴部分、例えばプローブ先端１１４によって形成されたスクラブマーク１４６に合わせることによって、基準マークとプローブ先端との間の空間的変位の測定を行うことができる。従って、その後の光学アセンブリ１５０による基準マーク１１６の位置の測定は、プローブ先端１１２の位置に関する情報を提供することができ、これにより、プローブ先端を接点パッド１４４と精密に位置合わせすること、及び／または接点パッド１４４との接触に至らせることができる。本明細書では、スクラブマーク１４６をスクラッチマーク（擦過痕）１４６及び／またはプローブマーク１４６と称することもある。

基準マーク１１６は、光学パターン認識ルーチンによるプローブ１１０とＤＵＴ１４０との位置合わせを促進するように構成することができる。この光学パターン認識ルーチンは、基準マークの光学測定可能な特性に少なくとも部分的に基づいて基準マーク１１６を識別及び／または位置測定することができる、あらゆる適切なルーチンとすることができる。例えば、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の表面のうち当該基準マークを包囲する部分と光学的に対照をなすことができる。

例として、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも光学的に明るい領域を含むことができ、及び／またはビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも光学的に暗い領域を含むことができる。追加的な例として、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも大きい光反射率を有する領域を含むことができ、及び／またはビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲ずる部分よりも小さい光反射率を有する領域を含むことができる。

さらに他の例として、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも大きい表面粗さを有する領域を含むことができ、及び／またはビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも小さい表面粗さを有する領域を含むことができる。追加的な例として、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも大きい度合いで入射光を散乱させる領域を含むことができ、及び／またはビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも小さい度合いで入射光を散乱させる領域を含むことができる。

図１に示すように、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の表面からビーム部分内へ広がる凹部１１８によって規定することができる。例として、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２のレーザーエッチング領域、ビーム部分の化学エッチング領域、及び／またはビーム部分の切削領域を含むことができる。それに加えて、基準マーク１１６がビーム部分１１２の切削領域を含む際に、基準マークは、ビーム部分の切削領域内に堆積した塗料、染料、及び／またはインクのような材料を含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、図２に示すように、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の表面から延びる突起領域１２０によって規定することができる。例として、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２に塗布されて突起領域１２０を形成する塗料、染料、及び／またはインクのような材料を含むことができる。他の例として、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２の構造材料のような材料で形成される突起領域１２０を含むことができ、及び／または突起領域１２０に塗布された塗料、染料、及び／またはインクのような材料をさらに含むことができる。

図３を参照すれば、ビーム部分１１２及びプローブ先端１１４の構成を、ビーム長軸１２２及びプローブ先端長軸１２４を参照して説明することができる。例えば、必ずしもすべての実施形態に要求されないが、ビーム長軸１２２とプローブ先端長軸１２４とが膝角度１３２で交差することができる。膝角度１３２は、存在すれば、６０度より大きく、６５度より大きく、７０度より大きく、７５度より大きく、８０度より大きく、８５度より大きく、９０度より大きく、９５度より大きく、及び／または１００度より大きくすることができる。それに加えて、あるいはその代わりに、膝角度１３２は、１４０度未満、１３５度未満、１３０度未満、１２５度未満、１２０度未満、１１５度未満、１１０度未満、１０５度未満、１００度未満、９５度未満、９０度未満、８５度未満、及び／または８０度未満にすることができる。プローブ先端１１４がビーム部分１１２からビーム長軸１２２に沿って延びることも、本発明の範囲内である。これらの条件下で、本明細書ではプローブ１１０が膝角度１３２を含まないと称することがあり、本明細書ではビーム長軸１２２がプローブ先端長軸１２４に平行及び／または共線であると称することがあり、及び／または膝角度１３２が０度の角度、あるいは少なくともほぼ０度の角度を規定することができる。プローブ１１０は、ニードル（針状）プローブとすることができ、及び／またはプローブカードの一部分を形成することができる。

プローブ先端１１４とＤＵＴ１４０との位置合わせを促進するためには、基準マーク１１６をプローブ先端１１４の付近に位置決めすることが望ましいことがある。こうした構成は、基準マーク１１６の位置の測定に基づくプローブ先端１１４の位置の正確な識別を促進することができる。例えば、基準マーク１１６は、ビーム部分１１２上の、ビーム部分におけるプローブ先端と反対側の端部に比べてプローブ先端に近接したマーク位置に配置することができる。

図１〜３に示すように、基準マーク１１６は、プローブ先端１１４からマーク・オフセット量１３４だけ間隔をおいているものとして記述することができ、マーク・オフセット量１３４は、ＤＵＴ１４０の接触面１４２に平行な方向に測った、基準マーク１１６の中心点とプローブ先端１１４の終端との間の距離に等しいか少なくともほぼ等しい。一般に、基準マーク１１６は、マーク・オフセット量１３４が小さいようにプローブ１１０上に配置することができる。別の言い方をすれば、基準マーク１１６は、プローブ１１０の膝部１３１の近くに、さらには膝部１３１と部分的に重なるように配置することができる。こうした構成は、光学アセンブリ１５０が基準マーク１３４と膝部１３１とを同時に見ることを可能にすることができる。それに加えて、あるいはその代わりに、基準マーク１１６が膝部１３１に近接していることは、基準マーク、あるいは基準マークの少なくとも一部分及び膝部が共に、プローブ及び／またはＤＵＴの温度を変化させることによって生じ得るようなプローブに対する光学アセンブリの熱ドリフトにかかわらず、光学アセンブリの視野内に留まることを可能にすることができる。

例えば、ビーム部分１１２は、ビーム長軸１２２に平行な方向に測ったビーム長によって特徴付けることができる。マーク・オフセット量１３４は、ビーム長の０．５倍未満、ビーム長の０．３倍未満、ビーム長の０．２５倍未満、ビーム長の０．１倍未満、ビーム長の０．０５倍未満、及び／またはビーム長の０．０１倍未満にすることができる。

それに加えて、あるいはその代わりに、ビーム部分１１２は、ビーム長軸１２２に直交する方向に測ったビーム幅、あるいは平均ビーム幅によって特徴付けることができる。マーク・オフセット量１３４は、ビーム幅の１０倍未満、ビーム幅の５倍未満、ビーム幅の３倍未満、ビーム幅の２倍未満、及び／またはビーム幅未満とすることができる。それに加えて、あるいはその代わりに、マーク・オフセット量１３４は、５００マイクロメートル（μm）未満、３００μm未満、２５０μm未満、１００μm未満、５０μm未満、１０μm未満、及び／または５μm未満とすることができる。一部の実施形態では、ビーム部分１１２が四角形でなくてもよく、及び／または一定のビーム幅を有さなくてもよい。例として、ビーム部分１１２は、図４に示すようにテーパー（先細り）状にすることができ、及び／または光学アセンブリ１５０が見ると三角形、あるいは先端を切り落とした三角形の形状を有することができる。これらの条件下で、ビーム幅は、ビーム部分の平均幅を含むこと、あるいはビーム部分の平均幅とすることができる。

図１〜２を参照すれば、光学アセンブリ１５０が、光軸１５２に平行な方向に測ったビーム部分１１２の上面１１３の広がりに比べて小さい被写界深度によって特徴付けられる際でも、光学アセンブリ１５０の焦点を基準マークの全体、あるいは少なくともほぼ全体に合わせることができるように、基準マーク１１６を構成することが望ましいことがある。別の言い方をすれば、基準マーク１１６は、光軸１５２に垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直な基準平面１２８内で規定されるものとして特徴付けることができる。具体的には、図３に示すように、基準平面１２８は、基準平面に垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直な基準法線ベクトル１２６によって特徴付けることができ、これにより、基準法線ベクトルは、１５度未満、１０度未満、５度未満、及び／または１度未満である傾斜角１３０で光軸１５２と交わる。

基準平面１２８はビーム部分１１２の一部分とすることができ、あるいはビーム部分１１２の表面とは別個にすることができる。例えば、ビーム部分１１２は非平面の上面１１３を有することができ、これにより、基準平面１２８はこの非平面の上面とは別個の表面によって規定される。それに加えて、あるいはその代わりに、基準平面１２８は、基準平面１２８の表面法線と光軸１５２との間の角度を、上面１１３の表面法線と光軸１５２との間の角度よりも小さくすることができるように配向させることができる。

こうした構成は、少なくとも、光学アセンブリ１５０の焦点を、光軸１５２に垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直な平面内に配向された対象物により正確に合わせることができるので、ビーム部分１１２の三次元の位置のより正確な識別を促進することができる。即ち、光学アセンブリ１５０の焦点範囲は、光学アセンブリの焦点を対象物に合わせることができる、対象物と光学アセンブリとの間の距離範囲を規定する被写界深度によって特徴付けることができる。対象物が光学アセンブリ１５０から（光軸１５２に沿って測った）所定距離にある際に、光学アセンブリ１５０の焦点がこの対象物に合っている場合、光学アセンブリから同じ距離にある、あるいは光学アセンブリの焦点深度内にある他の対象物にも光学アセンブリの焦点が合う。基準平面１２８上のすべての点、あるいは基準平面１２８のうち光学アセンブリ１５０の視野内にある部分のすべての点が、光学アセンブリ１５０から光軸１５２に沿って測ればほぼ等距離にあることができ、及び／または光学アセンブリ１５０の被写界深度内にあることができる。従って、これらの点のいずれか１つに光学アセンブリの焦点が合うと、こうした点の全部に光学アセンブリの焦点が同時に合う。

図４〜１０に示すように、基準マーク１１６はあらゆる適切な形状、形態、及び／または構成を有することができる。光学アセンブリ１５０に対する基準マーク１１６の位置を測定することを促進するためには、基準マーク１１６が明確に規定されたエッジを有することが望ましいことがある。例えば、基準マーク１１６は、ビーム長軸１２２に垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直なエッジを含む形状を有することができる。それに加えて、あるいはその代わりに、図４に示すように、基準マーク１１６は、第１エッジ１３６、及び第１エッジに垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直な第２エッジ１３８を含む形状を有することができ、これにより、第１エッジ及び第２エッジの各々が基準平面１２８に平行であり、あるいは少なくともほぼ平行であり、及び／または、第１エッジ１３６がビーム長軸１２２に平行であり、あるいは少なくともほぼ平行であり、かつ第２エッジ１３８がビーム長軸に垂直であり、あるいは少なくともほぼ垂直である。

一方、光学アセンブリ１５０の焦点を基準マーク１１６に合わせることによって、光軸１５２に平行な方向に測った基準マークの位置の測定を行うことができ、光軸に平行な、あるいは少なくともほぼ平行な平面内の基準マークの位置を識別するためには、基準マーク１１６の境界の正確な識別が必要である。パターン認識ルーチンを利用して基準マーク１１６の位置を識別することができ、こうしたルーチンは基準マークのエッジを識別することに頼ることができるので、基準マークの所定の合計サイズに対する基準マーク１１６の総周囲長を最大にすることが有益であり得る。従って、基準マーク１１６は、当該基準マークの総周囲長を基準マークの面積で除算した値によって定義される周囲長体面積比によって特徴付けることができ、この基準マークの面積は、ビーム部分１１２のうち基準マークを含まない部分と光学的に区別される。具体的には、基準マーク１１６は、当該基準マークの外形を囲む正方形の周囲長対面積比よりも大きい周囲長対面積比を有することができる。それに加えて、あるいはその代わりに、光学アセンブリ１５０は、基準マーク１１６の画素化された画像を生成するように構成することができ、基準マークのエッジ面積対表面積比（即ち、基準マークの表面上の画素数と比べた際の、エッジまたは周囲上の画素数の比率）は、基準マークの外形を囲む正方形のエッジ面積対表面積比よりも大きくすることができる。例えば、基準マーク１１６は、当該基準マークの外形を囲む正方形の周囲長対面積比及び／またはエッジ面積対表面積比よりも少なくとも１．２５倍大きい、少なくとも１．５倍大きい、少なくとも２倍大きい、少なくとも３倍大きい、及び／または少なくとも５倍大きい周囲長対面積比及び／またはエッジ面積対表面積比を有することができる。

図５〜１０に示すように、基準マーク１１６は、（図５に示すような）十字形、（図５〜６に示すような）多角形、（図６に示すような）空き部分のない四角形、及び／または（図７に示すような）空き部分のある四角形を含む形状を有することができる。基準マーク１１６は、（図９に示すような）数字、アルファベット文字、バーコード、及び／または（図１０に示すような）マトリクス（二次元）バーコードを含む形状を有することもできる。それに加えて、あるいはその代わりに、基準マーク１１６は、図８に示すもののような少なくとも２つの分離されたマーク（記号）要素を含む形状を有することができる。

図１１〜１２を参照すれば、本発明によるプローブ１１０は、複数のプローブ１１０を含むプローブシステム１００に関連して利用することができ、これら複数のプローブ１１０は、対応する複数の基準マーク１１６を含む。こうした構成では、所定のプローブ１１０の基準マーク１１６の位置を識別することと同時に、あるいは少なくともほぼ同時に、光学アセンブリ１５０による測定により所定のプローブ１１０を一意的に識別することが望ましいことがある。例えば、図１１に示すように、プローブシステム１００は、対応する複数の基準マーク１１６を有する複数のプローブ１１０を含むことができ、各基準マーク１１６は、少なくとも１つの他の基準マーク１１６と異ならせることができる。それに加えて、あるいはその代わりに、各基準マーク１１６は、他の各々の、あるいは他のすべての基準マーク１１６と異ならせることができる。

上記複数の基準マーク１１６の各基準マーク１１６は、当該基準マークを含むプローブ１１０を一意的に識別する一意的識別子とすることができる。例えば、各基準マーク１１６は、一意的な数字または数字列を含むことができ、あるいは一意的な数字または数字列とすることができる。それに加えて、あるいはその代わりに、各基準マーク１１６は、マトリクス・バーコードのような一意的なバーコードを含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、各基準マーク１１６は、当該基準マークに含まれる幾何学的形状の個数が対応するプローブ１１０にとって一意的であるような、複数の幾何学的形状を含むことができる。こうした構成は、プローブの識別と対応する基準マーク１１６の空間的位置の測定とが同時に、あるいは少なくともほぼ同時に発生するように、光学アセンブリ１５０を利用した各プローブ１１０の一意的識別を促進することができる。

図１２を参照すれば、プローブシステム１００は、複数のＤＵＴ１４０を含む基板１７０を支持するように構成された支持面１６２を規定するチャック１６０をさらに含むことができる。プローブシステム１００はコントローラ１８０を含むこともできる。コントローラ１８０は、プローブシステム１００の動作を制御するように、あるいはプローブシステム１００を自動化するように構成することができる。一例として、コントローラ１８０は、本明細書中に説明する方法２００の一部または全部を実行するように構成することができる。それに加えて、あるいはその代わりに、コントローラ１８０は、プローブ１１０、光学アセンブリ１５０、及び／またはチャック１６０のようなプローブシステム１００のあらゆる適切な構成要素を制御するように構成することができる。

図１３は、本発明による、基準マークを含むプローブをＤＵＴと位置合わせする方法を示すフローチャートである。本明細書では、これらの方法を、プローブを較正する方法、及び／または基準マークとプローブのプローブ先端との空間的関係を較正する方法と称することがある。

方法２００は、基準マークを含むプローブを用意するステップ２１０を含むことができ、プローブのプローブ先端を表面に接触させてこの表面上にスクラブマーク（磨き跡）を形成するステップ２２０、光学アセンブリ１５０の焦点をスクラブマークに合わせるステップ２３０、光学アセンブリの焦点を基準マークに合わせるステップ２４０、基準マークの位置を計算するステップ２５０、及びプローブをＤＵＴに対して平行移動させてプローブとＤＵＴとを位置合わせするステップ２６０とを含む。方法２００は、ＤＵＴの接点パッドをプローブ先端に接触させるステップ２７０、及び／またはＤＵＴの第２接点パッドをプローブ先端に接触させるステップ２８０を追加的に含むことができる。

プローブを用意するステップ２１０は、（図１〜２、４及び１１〜１２のＤＵＴ１４０ような）ＤＵＴに接触するように構成された（図１〜４及び１１〜１２のプローブ１１０のような）プローブを用意することを含むことができる。プローブは（図１〜１２の基準マーク１１６のような）基準マークを含む。このことは、こうしたプローブを取得する、購入する、及び／または製造するステップを含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、このことは、（図１〜１２のプローブシステム１００のような）プローブシステムの一部分を形成するプローブを利用するステップを含むこともできる。

プローブ先端を接触させるステップ２２０は、（図１〜４及び１１のプローブ先端１１４のような）プローブ先端を表面に接触させて（図１〜２及び１２の光学アセンブリ１５０のような）光学アセンブリにとって可視である（図１〜２及び４のスクラブマーク１４６のような）スクラブマークを生成することを含むことができる。プローブ先端を接触させるステップ２２０は、プローブ先端を表面との接触に至らせることを含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、プローブ先端を接触させるステップ２２０は、プローブ先端を表面との接触に至らせ、その後に、プローブ先端と表面との接触を維持しつつ、及び／またはプローブ先端を表面に向けて押しつけつつ、プローブ先端を表面に対して平行移動させて、例えばスクラブマークを表面上に形成することを含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、プローブ先端を接触させるステップ２２０は、スクラブマークを形成した後にプローブ先端をプローブから離すことを含むことができる。

この表面は、あらゆる適切な表面を含むこと、及び／またはあらゆる適切な表面とすることができる。例として、この表面は、基準平面、基準基板、及び／または較正基板を含むことができ、及び／または基準平面、基準基板、及び／または較正基板とすることができる。他の例として、この表面は、例えばプローブを平行移動させるステップ２６０中にプローブ先端を位置合わせするように構成されたＤＵＴの一部分を含むこと、及び／またはこうした一部分とすることができる。さらに他の例として、この表面はＤＵＴの接点パッドを含むこと、及び／またはＤＵＴの接点パッドとすることができる。

焦点をスクラブマークに合わせるステップ２３０は、光学アセンブリの焦点をスクラブマークに合わせること、あるいは少なくとも実質的に合わせることを含むことができ、このことはスクラブマークの三次元の位置に関する情報を生じさせることができる。同様に、焦点を基準マークに合わせるステップ２４０は、光学アセンブリの焦点をスクラブマークに合わせること、あるいは少なくとも実質的に合わせることを含むことができ、このことはスクラブマークの三次元の位置に関する情報を生じさせることができる。

基準マークの位置を計算するステップ２５０は、スクラブマークに対する基準マークの位置を計算することを含むことができ、焦点をスクラブマークに合わせるステップ２３０及び焦点を基準マークに合わせるステップ２４０に少なくとも部分的に基づく。基準マークの位置を計算するステップ２５０は、基準マークの位置とスクラブマークの位置との差を計算することを含むことができる。一例として、基準マークの位置を計算するステップ２５０は、この差の互いに直交する３つの成分を計算することを含むことができる。他の例として、基準マークの位置を計算するステップ２５０は、基準マークとスクラブマークとの絶対距離、及び／または基準マークからスクラブマークへの変位方向を計算することを含むことができる。

さらに他の例として、基準マークの位置を計算するステップ２５０は、（図１〜２及び４の接触面１４２のような）ＤＵＴの接触面に平行な、あるいは少なくともほぼ平行な方向に測った基準マークとスクラブマークとの間の距離を計算することを含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、基準マークの位置を計算するステップ２５０は、基準マークとプローブ先端との間の変位を測定することを含むことができる。例えば、プローブ先端を接触させるステップ２２０が、スクラブマークを形成した後にプローブ先端をＤＵＴから離すことを含む際に（このことは、スクラブマークが光学アセンブリの視野内にあることを保証するために望ましいことがある）、この離すことは、プローブ先端をＤＵＴに対して既知の変位だけ平行移動させることを含むことができる。従って、基準マークの位置とスクラブマークの位置との差の計算を、スクラブマークに対するプローブ先端の既知の変位と共に利用して、基準マークとプローブ先端との間の空間的分離を測定することができる。

プローブを平行移動させるステップ２６０は、プローブ先端をＤＵＴに対して平行移動させて、プローブ先端をＤＵＴと、及び／または（図１〜２及び１１〜１２の接点パッド１４４のような）ＤＵＴの接点パッドと位置合わせすること、あるいは少なくとも実質的に位置合わせすることを含むことができる。プローブを平行移動させるステップ２６０は、基準マークの位置を計算するステップ２５０に少なくとも部分的に基づくことができる。例えば、（基準マークの位置を計算するステップ２５０において測定した）基準マークとプローブ先端との空間的分離をその後に利用して、計算した基準マークと接点パッドとの間の変位に少なくとも部分的に基づいて、プローブ先端と接点パッドとの間の変位を測定することができる。別の言い方をすれば、光学アセンブリの焦点を接点パッドに合わせること、あるいは少なくとも実質的に合わせることによって、接点パッドの三次元の位置に関する情報を生じさせることができるように、接点パッドを成形及び／または構成することができる。このことは、基準マークと接点パッドとの間の変位の計算を可能にすることができ、この変位を、測定した基準マークとプローブ先端との間の空間的分離と共に利用して、プローブ先端と接点パッドとの間の変位を測定することができる。

プローブを平行移動させるステップ２６０は、プローブ及び／またはＤＵＴを独立して平行移動させることを含むことができる。プローブを平行移動させるステップ２６０は、プローブ先端を接触させるステップ２２０に続いて、プローブ先端がＤＵＴに接触している間に開始することができ、あるいは、プローブ先端を接触させるステップ２２０に続いて、プローブ先端がＤＵＴに接触していない間に開始することができる。

接点パッドを接触させるステップ２７０は、プローブ先端をＤＵＴに対して平行移動させて、プローブ先端を、接点パッドのようなＤＵＴの一部分との物理的及び／または電気的接触に至らせて、例えばプローブがＤＵＴの電気計測を実行することを可能にすることができる。接点パッドを接触させるステップ２７０は、プローブを平行移動させるステップ２６０に続いて、プローブ及び／またはＤＵＴを、ＤＵＴの接触面に垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直な方向に平行移動させることを含むことができる。接点パッドを接触させるステップ２７０は、プローブ及び／またはＤＵＴを、プローブ先端と接点パッドとを分離する距離にほぼ等しい距離だけ平行移動させること、及び／または、物理的及び／または電気的接触を確立した後に、プローブ及び／またはＤＵＴを互いに向けて平行移動させ続けることによって、プローブ先端をＤＵＴ内に押しつけることを含むことができる。

第２接点パッドを接触させるステップ２８０は、プローブを平行移動させるステップ２６０及び／または接点パッドを接触させるステップ２７０の後にＤＵＴの第２接点パッドを接触させることを含むことができる。即ち、ＤＵＴが複数の接点パッドを有する構成では、ステップ２５０で計算したプローブ先端と基準マークとの位置関係を利用して、プローブ先端を接触させるステップ２２０、焦点をスクラブマークに合わせるステップ２３０、焦点を基準マークに合わせるステップ２４０、及び／または基準マークの位置を計算するステップ２５０を反復することなしに、プローブ先端を２つ以上の接点パッドと位置合わせすることができる。

それに加えて、あるいはその代わりに、第２接点パッドは、他の、または第２のＤＵＴ上にあることができ、あるいは、他の、または第２のＤＵＴの一部分を形成することができる。これらの条件下で、ステップ２５０で計算したプローブ先端と基準マークとの位置関係を利用して、プローブ先端を第２のＤＵＴの第２接点パッドと位置合わせすることができ、このことは、プローブ先端を接触させるステップ２２０、焦点をスクラブマークに合わせるステップ２３０、焦点を基準マークに合わせるステップ２４０、及び／または位置を計算するステップ２５０を反復することなしに実行することができる。

第２接点パッドを接触させるステップ２８０は、光学アセンブリの焦点を第２接点パッドに合わせること、あるいは少なくとも実質的に合わせること、及び光学アセンブリの焦点をプローブの基準マークに合わせることに少なくとも部分的に基づく。第２接点パッドを接触させるステップ２８０は、（平行移動を開始する前の）プローブ先端の位置と第２接点パッドの位置との差を、プローブ先端と基準マークとの既知の位置関係により計算することをさらに含むことができる。

本明細書中に開示するプローブ１００の一部の実施形態では、プローブ１００の製造工程を、基準マークとプローブ先端との空間的関係が既知であるようにすることができる。それに加えて、あるいはその代わりに、例えば、適切な顕微鏡でプローブを見ること、及び／またはプローブ先端を接触させるステップ２２０、焦点をスクラブマークに合わせるステップ２３０、焦点を基準マークに合わせるステップ２４０、及び／または基準マークの位置を計算するステップ２５０を実行することによって、基準マークとプローブ先端との空間的関係を事前に定めることができる。

これらの条件下で、方法２００が、まずプローブ先端を接触させるステップ２２０、焦点をスクラブマークに合わせるステップ２３０、焦点を基準マークに合わせるステップ２４０、及び／または基準マークの位置を計算するステップ２５０を実行することなしに、プローブを平行移動させるステップ２６０を実行すること、接点パッドを接触させるステップ２７０を実行すること、及び／または第２接点パッドを接触させるステップ２８０を実行することを含むことができることは、本発明の範囲内である。一例として、基準マークとプローブ先端との空間的関係が既知及び／または既定である際に、プローブを平行移動させるステップ２６０は、少なくとも部分的に基準マークとプローブ先端との既知及び／または既定の空間的関係に基づいて、プローブを平行移動させて、プローブ先端をＤＵＴと位置合わせすること、あるいは少なくとも実質的に位置合わせすることを含むことができる。このことは、光学アセンブリの焦点を基準マークに合わせること、光学アセンブリの焦点をＤＵＴの接点パッドに合わせること、及び基準マークとプローブ先端との既知及び／または既定の空間的関係に基づいてプローブ先端と接点パッドとの間の変位を計算することを含むことができる。

図１４は、本発明による基準マーク付きプローブを製造する方法３００を示すフローチャートである。方法３００は、プローブを用意するステップ３１０、及び基準マークを形成するステップ３２０を含む。

プローブを用意するステップ３１０は、（図１〜４及び１１のビーム部分１１２のような）ビーム部分及び（図１〜４及び１１のプローブ先端１１４のような）プローブ先端を含むプローブを用意することを含むことができる。プローブを用意するステップ３１０は、こうしたプローブを取得すること、購入すること、及び／または製造することを含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、プローブを用意するステップ３１０は、（図１〜１２のプローブシステム１００のような）プローブシステムの一部分を形成するプローブを利用して方法３００を実行することを含むこともできる。

基準マークを形成するステップ３２０は、ビーム部分に材料を追加するステップ３２２、ビーム部分から材料を除去するステップ３２４、及び／またはビーム部分の表面構造（テクスチャ）を変化させるステップ３２６を含むことができる。材料を追加するステップ３２２は、ビーム部分の表面から延びる（図２の突起領域１２０のような）突起領域を形成することを含むことができる。このことは、塗料、染料、及び／またはインクをビーム部分に加えることを含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、材料を追加するステップ３２２は、ビーム部分の構造材料のような材料から突起領域を形成することを含むことができ、その後に塗料、染料、及び／またはインクを突起領域に加えることをさらに含むことができる。

材料を除去するステップ３２４は、ビーム部分の表面からビーム部分内に延びる（図１の凹部１１８のような）凹部を形成することを含むことができる。このことは、ビーム部分のある領域をレーザーでエッチングすること、ビーム部分のある領域を化学エッチングすること、及び／またはビーム部分のある領域を切削することを含むことができる。

表面構造を変化させるステップ３２６は、ビーム部分の表面の一部分のあらゆる適切な性質を修正することを含むことができる。例として、表面構造を変化させるステップ３２６は、ビーム部分の表面の一部分の粗さを変化させること、ビーム部分の表面の一部分の光反射率を変化させること、及び／またはビーム部分の表面の一部分の光吸収特性を変化させることを含むことができる。表面構造を変化させるステップ３２６は、あらゆる適切な方法で実現することができる。例として、表面構造を変化させるステップ３２６は、ビーム部分の表面の一部分を加熱すること、ビーム部分の表面の一部分をエッチングすること、及び／またはビーム部分の表面の一部分をレーザー・エッチングすることを含むことができる。

基準マークを形成するステップ３２０が、材料を追加するステップ３２２及び材料を除去するステップ３２４を共に含むことができることは、本発明の範囲内である。例えば、基準マークを形成するステップ３２０は、ビーム部分から材料を除去して凹部を形成するステップ３２４により、その後に、この凹部に塗料を塗布することによってビーム部分に材料を追加するステップ３２２を含むことができる。

本開示では、例示的で非排他的な例のいくつかを、流れ図またはフローチャートに関連して説明及び／または提示してきており、これらの流れ図またはフローチャートでは、方法を一連のブロックまたはステップとして図示し説明している。流れ図またはフローチャートに伴う説明中に特に断りのない限り、ブロック（またはステップ）のうちの２つ以上が異なる順序で及び／または同時に発生することを含めて、ブロックの順序が流れ図中に示す順序と異なり得ることは本発明の範囲内である。これらのブロックまたはステップは論理回路として実現することができ、これらの論理回路も、これらのブロックまたはステップを論理回路として実現することとして記述することができることも、本発明の範囲内である。一部の応用では、これらのブロックまたはステップが、機能的に等価な回路または他の論理デバイスによって実行される表現式及び／または動作を表すことができる。図示するブロックは、当該命令に応答して、状態を変化させるための動作、出力または表示を生成する動作、及び／または決定を行う動作をコンピュータ、プロセッサ、及び／または他の論理デバイスに実行させる実行可能な命令を表現することができるが、そのことは要求されない。

本明細書中に用いる、第１の実体と第２の実体との間の「及び／または」は、(1)第１の実体、(2)第２の実体、及び(3)第１の実体及び第２の実体、のうちの１つを意味する。「及び／または」で挙げた複数の実体は、同様な様式で、即ち、そのように結合された実体のうちの「１つ以上」と解釈するべきである。「及び／または」の節によって具体的に識別される実体以外の他の実体も、具体的に識別される実体と関係があるか無関係であるかにかかわらず任意に存在し得る。従って、「Ａ及び／またはＢ」の参照は、非限定的な例として、「具えている」のような上限のない文言と共に用いる際には、一具体例ではではＡのみ（任意にＢ以外の実体を含む）を参照し；他の具体例ではＢのみ（任意にＡ以外の実体を含む）を参照し；さらに他の具体例ではＡ及びＢ（任意に他の実体を含む）を共に参照する。これらの実体は、要素、動作、構造、ステップ、操作、値、等を参照することができる。

本明細書中に用いる、１つ以上の実体のリストを参照する「少なくとも１つの」は、実体のリスト中の任意の１つ以上の実体から選択した少なくとも１つの実体を意味するものと理解するべきであるが、実体のリスト内に具体的に挙げたあらゆるすべてのうちの少なくとも１つを必ずしも含まず、実体のリスト中の実体の任意の組合せを除外しない。この定義は、「少なくとも１つの」が参照する実体のリスト内に具体的に識別される実体以外の実体が、具体的に識別される実体と関係があるか無関係であるかにかかわらず任意に存在し得ることを可能にする。従って、非限定的な例として、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（あるいは等価的に「ＡまたはＢの少なくとも１つ」、あるいは等価的に「Ａ及び／またはＢの少なくとも１つ」）は、一具体例では、少なくとも１つのＡを参照し、任意に２つ以上のＡを含み、Ｂは存在せず（任意にＢ以外の実体を含み）；他の具体例では、少なくとも１つのＢを参照し、任意に２つ以上のＢを含み、Ａは存在せず（任意にＡ以外の実体を含み）；さらに他の具体例では、少なくとも１つのＡを参照し、任意に２つ以上のＡを含み、かつ少なくとも１つのＢを参照し、任意に２つ以上のＢを含む（かつ任意に他の実体を含む）。換言すれば、「少なくとも１つの」、「１つ以上の」、及び「及び／または」は上限のない表現であり、動作において接続（結合）的であると共に離接（分離）的である。例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの１つ以上」、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの１つ以上」及び「Ａ、Ｂ、及び／またはＣ」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢ一緒に、ＡとＣ一緒に、ＢとＣ一緒に、ＡとＢとＣ一緒に、及び任意で、上記のいずれかと少なくとも１つの他の実体との組合せを意味する。

何らかの特許、特許出願、または他の参考文献が、参照することによって本明細書中に含められ、本開示のうちこれらの文献を含まない部分、あるいは本明細書に含まれる他の文献のいずれかと、(1)一貫性のないやり方で用語を定義している場合、及び／または(2)さもなければ一貫性がない場合、本開示のうちこれらの文献を含まない部分は、その用語を定義している参考文献及び／または含められる開示が元々存在する参考文献に対する支配力があり、その用語またはこうした参考文献に含められる開示は、こうした参考文献のみに対する支配力がある。

本明細書中に用いる「適合されている」及び「構成されている」は、要素、構成要素、及び他の主体が所定の機能を実行するように設計及び／または意図されていることを意味する。従って、「適合されている」及び「構成されている」の使用は、所定の要素、構成要素、または他の主体が単に所定の機能を実行することができることを意味するものと解釈するべきでないが、これらの要素、構成要素、及び／または他の主体が、その機能を実行する目的で具体的に選択、生成、実現、利用、プログラム、及び／または設計されていることを意味するものと解釈するべきである。特定機能を実行するように適合されているものとして記述した要素、構成要素、及び／または他に記載した主体は、それに加えて、あるいはその代わりに、その機能を実行するように構成されているものとして記述することができることも本発明の範囲内であり、その逆も当てはまる。

本明細書中に用いる「例えば」、「一例として」、及び／または単なる「例」は、本発明による１つ以上の構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び／または方法を参照して用いる際には、記載した構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び／または方法が、本発明による構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び／または方法の例示的で非排他的な例であることを伝えることを意図している。従って、記載した構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び／または方法は、限定的、要件、または排他的／網羅的であることは意図しておらず；他の構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び／または方法も、構造的及び／または機能的に同様及び／または等価な構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び／または方法を含めて、本発明の範囲内である。

本発明によるプローブ、プローブシステム、及び方法の例示的で非排他的な例を、以下の箇条書きの段落に提示する。以下の箇条書きの段落中に含める、本明細書中に挙げる方法の個別のステップを、追加的または代替的に、列挙した動作を実行する「ためのステップ」と称することができることは、本発明の範囲内である。

Ａ１．プローブシステム用のプローブであって、このプローブは：
ビーム部分と；
ビーム部分から延び、被試験デバイス（ＤＵＴ）に接触するように構成されたプローブ先端と；
ビーム部分上に形成され、プローブとＤＵＴとの位置合わせを促進するように構成された基準マークとを具え、この基準マークは：
(i) プローブがＤＵＴとの接触に至る際に、光学アセンブリにとって可視であるように構成され；
(ii) 光学アセンブリの焦点がビーム部分のどこかに合うような被写界深度よりも小さい、光学アセンブリの離散的被写界深度内で、光学アセンブリの焦点が当該基準マークに合う。

Ａ２．段落Ａ１のプローブであって、基準マークが、光学パターン認識ルーチンによるプローブとＤＵＴとの位置合わせを促進するように構成されているプローブ。

Ａ３．段落Ａ１〜Ａ２のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分と光学的に対照をなすプローブ。

Ａ４．段落Ａ１〜Ａ３のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも光学的に明るいプローブ。

Ａ５．段落Ａ１〜Ａ４のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも光学的に暗いプローブ。

Ａ６．段落Ａ１〜Ａ５のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも大きい光反射率を有するプローブ。

Ａ７．段落Ａ１〜Ａ６のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲ずる部分よりも小さい光反射率を有するプローブ。

Ａ８．段落Ａ１〜Ａ７のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも大きい表面粗さを有するプローブ。

Ａ９．段落Ａ１〜Ａ８のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも小さい表面粗さを有するプローブ。

Ａ１０．段落Ａ１〜Ａ９のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも大きい度合いで入射光を散乱させるプローブ。

Ａ１１．段落Ａ１〜Ａ１０のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも小さい度合いで入射光を散乱させるプローブ。

Ａ１２．段落Ａ１〜Ａ１１のいずれかのプローブであって、基準マークが、ビーム部分の表面からビーム部分内へ延びる凹部によって規定されるプローブ。

Ａ１３．段落Ａ１２のプローブであって、基準マークがビーム部分のレーザーエッチング領域を含むプローブ。

Ａ１４．段落Ａ１２〜Ａ１３のいずれかのプローブであって、基準マークがビーム部分の化学エッチング領域を含むプローブ。

Ａ１５．段落Ａ１２〜Ａ１４のいずれかのプローブであって、基準マークがビーム部分の切削領域を含むプローブ。

Ａ１６．段落Ａ１５のプローブであって、基準マークが、ビーム部分の切削領域内に堆積した材料を含むプローブ。

Ａ１７．段落Ａ１６のプローブであって、上記材料が塗料、染料、及びインクのうちの少なくとも１つを含むプローブ。

Ａ１８．段落Ａ１〜Ａ１１のいずれかのプローブであって、基準マークがビーム部分の表面から延びる突起領域によって規定されるプローブ。

Ａ１９．段落Ａ１８のプローブであって、基準マークが、ビーム部分に塗布された材料を含むプローブ。

Ａ２０．段落Ａ１９のプローブであって、上記材料が塗料、染料、及びインクのうちの少なくとも１つを含むプローブ。

Ａ２１．段落Ａ１〜Ａ２０のいずれかのプローブであって、基準マークがビーム部分上のマーク位置に配置され、マーク位置は、ビーム部分におけるプローブ先端と反対側の端部に比べてプローブ先端に近接しているプローブ。

Ａ２２．段落Ａ１〜Ａ２１のいずれかのプローブであって、基準マークが、プローブ先端からマーク・オフセット量だけ間隔をおき、マーク・オフセット量は、ＤＵＴの接触面に平行な方向に測った、基準マークの中心点とプローブ先端の終端との間の距離に等しい、あるいは少なくともほぼ等しいプローブ。

Ａ２３．段落Ａ２２のプローブであって、ビーム部分がビーム長を有し、さらに、マーク・オフセット量が、ビーム長の０．５倍未満、ビーム長の０．３倍未満、ビーム長の０．２５倍未満、ビーム長の０．１倍未満、ビーム長の０．０５倍未満、及び／またはビーム長の０．０１倍未満であるプローブ。

Ａ２４．段落Ａ２２〜Ａ２３のいずれかのプローブであって、ビーム部分がビーム幅を有し、さらに、マーク・オフセット量が、ビーム幅の１０倍未満、ビーム幅の５倍未満、ビーム幅の３倍未満、ビーム幅の２倍未満、及び／またはビーム幅未満であるプローブ。

Ａ２５．段落Ａ２２〜Ａ２４のいずれかのプローブであって、マーク・オフセット量が、５００マイクロメートル（μm）未満、３００μm未満、２５０μm未満、１００μm未満、５０μm未満、１０μm未満、及び／または５μm未満であるプローブ。

Ａ２６．段落Ａ１〜Ａ２５のいずれかのプローブであって、光学アセンブリが光軸に沿って像を受けるように構成され、さらに、基準マークが、光軸に垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直な基準平面内に規定されるプローブ。

Ａ２７．段落Ａ２６のプローブであって、基準平面が基準法線ベクトルに垂直であり、あるいは少なくともほぼ垂直であり、さらに、基準法線ベクトルが、１５度未満、１０度未満、５度未満、及び／または１度未満である傾斜角で光軸と交わるプローブ。

Ａ２８．段落Ａ１〜Ａ２７のいずれかのプローブであって、ビーム部分における基準マークを含む側が非平面の上面を有し、さらに、基準マークが、非平面の上面とは別個の基準平面内に規定されるプローブ。

Ａ２９．段落Ａ１〜Ａ２８のプローブであって、基準マークが、ビームの長軸に垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直なエッジを含む形状を有するプローブ。

Ａ３０．段落Ａ１〜Ａ２９のいずれかのプローブであって、基準マークが、第１エッジ、及び第１エッジに垂直な、あるいは少なくともほぼ垂直な第２エッジを含む形状を有し、第１エッジ及び第２エッジが基準平面に平行であり、あるいは少なくともほぼ平行であるプローブ。

Ａ３１．段落Ａ１〜Ａ３０のいずれかのプローブであって、基準マークが、当該基準マークの外形を囲む正方形の周囲長対面積比またはエッジ長対表面積比よりも大きい周囲長対面積比またはエッジ長対表面積比を有する形状を有するプローブ。

Ａ３２．段落Ａ３１のプローブであって、上記形状の周囲長対面積比またはエッジ長対表面積比が、基準マークの外形を囲む正方形の周囲長対面積比またはエッジ長対表面積比よりも少なくとも１．２５倍大きい、少なくとも１．５倍大きい、少なくとも２倍大きい、少なくとも３倍大きい、及び／または少なくとも５倍大きいプローブ。

Ａ３３．段落Ａ１〜Ａ３２のいずれかのプローブであって、基準マークが：
(i) 十字形；
(ii) 多角形；
(iii) 空き部分のない四角形；及び
(iv) 空き部分のある四角形
のうちの少なくとも１つを含む形状を有するプローブ。

Ａ３４．段落Ａ１〜Ａ３３のいずれかのプローブであって、基準マークが少なくとも２つの分離されたマーク要素を含む形状を有するプローブ。

Ａ３５．段落Ａ１〜Ａ３４のいずれかのプローブであって、基準マークが数字を含むプローブ。

Ａ３６．段落Ａ１〜Ａ３５のいずれかのプローブであって、基準マークがアルファベット文字を含むプローブ。

Ａ３７．段落Ａ１〜Ａ３６のいずれかのプローブであって、基準マークがバーコードを含むプローブ。

Ａ３８．段落Ａ３７のプローブであって、基準マークがマトリクス・バーコードを含むプローブ。

Ａ３９．段落Ａ１〜Ａ３８のいずれかのプローブであって、プローブ先端がプローブ先端長軸を有し、ビーム部分がビーム長軸を有するプローブ。

Ａ４０．段落Ａ３９のプローブであって、プローブ先端のプローブ先端長軸とビーム長軸とが膝角度で交差するプローブ。

Ａ４１．段落Ａ４０のプローブであって、膝角度が６０度より大きく、６５度より大きく、７０度より大きく、７５度より大きく、８０度より大きく、８５度より大きく、９０度より大きく、９５度より大きく、及び／または１００度より大きいプローブ。

Ａ４２．段落Ａ４０〜Ａ４１のいずれかのプローブであって、膝角度が１４０度未満、１３５度未満、１３０度未満、１２５度未満、１２０度未満、１１５度未満、１１０度未満、１０５度未満、１００度未満、９５度未満、９０度未満、８５度未満、及び／または８０度未満であるプローブ。

Ａ４３．段落Ａ１〜Ａ４２のいずれかのプローブであって、ニードルプローブであるプローブ。

Ａ４４．段落Ａ１〜Ａ４３のいずれかのプローブであって、プローブカードの一部分を形成するプローブ。

Ｂ１．プローブを被試験デバイス（ＤＵＴ）と位置合わせする方法であって：
プローブ先端、及び基準マークを含むビーム部分を有するプローブを任意で用意するステップと；
ＤＵＴの表面をプローブ先端に接触させて、ＤＵＴの表面上にスクラブマークを生成するステップと；
光学アセンブリの焦点をスクラブマークに合わせるか、少なくとも実質的に合わせるステップと；
光学アセンブリの焦点を基準マークに合わせるか、少なくとも実質的に合わせるステップと；
ＤＵＴに対する基準マークの位置を計算するステップであって、この計算は、焦点をスクラブマークに合わせるか少なくとも実質的に合わせること、及び焦点を基準マークに合わせるか少なくとも実質的に合わせることに、少なくとも部分的に基づくステップと；
プローブ先端をＤＵＴに対して平行移動させて、プローブ先端とＤＵＴとを位置合わせするか、少なくとも実質的に位置合わせするステップであって、この平行移動は、少なくとも部分的に上記計算に基づくステップと
を含む方法。

Ｂ２．段落Ｂ１の方法であって、プローブが段落Ａ１〜Ａ４４のいずれかのプローブである方法。

Ｃ１．複数の被試験デバイス（ＤＵＴ）を試験するように構成されたプローブシステムであって：
対応する複数の基準マークを有する複数のプローブを具え、複数のプローブの各プローブは、段落Ａ１〜Ａ４４のいずれかのプローブであるプローブシステム。

Ｃ２．段落Ｃ１のプローブシステムであって、
複数のＤＵＴを含む基板を支持するように構成された支持面を規定するチャックと；
複数のプローブの少なくとも一部分及び／または基板の少なくとも一部分の光学的測定を実行するように構成された光学アセンブリと；
段落Ｂ１〜Ｂ２のいずれかの方法を実行するようにプログラムされたコントローラと
をさらに具えているプローブシステム。

Ｃ３．段落Ｃ１〜Ｃ２のいずれかのプローブシステムであって、複数の基準マークにおける各基準マークが、複数の基準マークにおける他の基準マークの各々と異なるプローブシステム。

Ｃ４．段落Ｃ１〜Ｃ３のいずれかのプローブシステムであって、複数の基準マークのうちの少なくとも１つの基準マークが、複数の基準マークのうちの他の少なくとも１つの基準マークと異なるプローブシステム。

Ｃ５．段落Ｃ１〜Ｃ４のいずれかのプローブシステムであって、複数の基準マークにおける各基準マークが、当該基準マークを含むプローブを一意的に識別する一意的な識別子を含むプローブシステム。

Ｃ６．段落Ｃ５のプローブシステムであって、一意的な識別子が一連の数字のうちの１つの数字を含むプローブシステム。

Ｃ７．段落Ｃ５〜Ｃ６のいずれかのプローブシステムであって、一意的な識別子がバーコードを含むプローブシステム。

Ｃ８．段落Ｃ７のプローブシステムであって、バーコードがマトリクス・バーコードであるプローブシステム。

Ｃ９．段落Ｃ５〜Ｃ８のいずれかのプローブシステムであって、一意的な識別子が複数の幾何学的形状を含み、複数の幾何学的形状における形状の数が、対応するプローブにとって一意的であるプローブシステム。

Ｄ１．基準マーク付きのプローブを製造する方法であって：
ビーム部分及びプローブ先端を有するプローブを用意するステップと；
ビーム部分上に基準マークを形成するステップとを含み、
基準マークを形成するステップは、ビーム部分に材料を追加すること、ビーム部分から材料を除去すること、及びビーム部分の表面の一部分の表面構造を変化させること、のうちの少なくとも１つを含む方法。

Ｄ２．段落Ｄ１の方法であって、ビーム部分に材料を追加することが、ビーム部分の表面から延びる突起領域を形成することを含む方法。

Ｄ３．段落Ｄ２の方法であって、ビーム部分に材料を追加することが、塗料、染料、及びインクのうちの少なくとも１つをビーム部分に追加することを含む方法。

Ｄ４．段落Ｄ１〜Ｄ３のいずれかの方法であって、ビーム部分から材料を除去することが、ビーム部分の表面からビーム部分内に延びる凹部を形成することを含む方法。

Ｄ５．段落Ｄ４の方法であって、ビーム部分から材料を除去することが、ビーム部分のある領域をレーザーでエッチングすることを含む方法。

Ｄ６．段落Ｄ４〜Ｄ５のいずれかの方法であって、ビーム部分から材料を除去することが、ビーム部分のある領域を化学エッチングすることを含む方法。

Ｄ７．段落Ｄ４〜Ｄ６のいずれかの方法であって、ビーム部分から材料を除去することが、ビーム部分のある領域を切削することを含む方法。

Ｄ８．段落Ｄ１〜Ｄ７のいずれかの方法であって、ビーム部分の表面の一部分の表面構造を変化させることが、ビーム部分の表面の一部分の粗さを変化させること、ビーム部分の表面の一部分の光反射率を変化させること、及び／またはビーム部分の表面の一部分の光吸収特性を変化させること、のうちの少なくとも１つを含む方法。

Ｅ１．プローブを被試験デバイス（ＤＵＴ）と位置合わせする方法であって：
プローブの基準マークとプローブのプローブ先端との所定の空間的関係を受け取るステップと；
光学アセンブリの焦点を基準マークに合わせるか少なくとも実質的に合わせるステップと；
光学アセンブリの焦点をＤＵＴの接点パッドに合わせるか少なくとも実質的に合わせるステップと；
プローブ先端をＤＵＴに対して平行移動させて、プローブ先端をＤＵＴの接点パッドと位置合わせするか、少なくとも実質的に位置合わせするステップとを含み、
この平行移動は、少なくとも部分的に、基準マークとプローブ先端との所定の空間的関係に基づく方法。

Ｅ２．段落Ｅ１の方法であって、光学アセンブリの焦点を基準マークに合わせることが、基準マークの位置を三次元で測定することを含むことができ、光学アセンブリの焦点を接点パッドに合わせることが、接点パッドの位置を三次元で測定することを含むことができ、さらに、プローブ先端を平行移動させるステップが、基準マークの三次元の位置、及び接点パッドの三次元の位置に少なくとも部分的に基づく方法。

Ｅ３．段落Ｅ１〜Ｅ２のいずれかの方法であって、プローブが段落Ａ１〜Ａ４４のいずれかのプローブを含む方法。

本明細書中に開示するプローブ、プローブシステム、及び方法は、半導体試験（検査、テスト）方法に応用可能である。

以上に説明する開示は、独立した実用性を有する複数の明らかに異なる発明を包含するものと確信する。これらの発明の各々は、その好適な形態で開示しているが、本明細書中に開示し図示するその特定の実施形態は、多数の変形例が可能であるので、限定的意味で考えるべきでない。これらの発明の主題は、本明細書中に開示する種々の要素、特徴、機能、及び／または特性の、すべての新規かつ非自明な組合せ及びサブコンビネーション（副次的組合せ）を含む。同様に、本開示、先行する番号付きの段落、または後に提示する特許請求の範囲が「１つの」または「第１の」要素、あるいはその等価物を記載している場合、こうした請求項は、１つ以上のこうした要素の包含を含むものと理解するべきであり、２つ以上のこうした要素を要求も除外もしない。

以下の特許請求の範囲は、開示する発明のうちの１つに指向し、新規かつ非自明である特定の組合せ及びサブコンビネーションを具体的に指摘しているものと確信する。特徴、機能、要素、及び／または特性の他の組合せ及びサブコンビネーションの形で具体化される発明は、本願または関連出願において、本願の特許請求の範囲の補正、あるいは本願または関連出願における新たな請求項の表現により特許請求することがある。こうした補正または新たな請求項も、異なる発明に指向しているか同じ発明に指向しているかにかかわらず、元の請求項とは異なる、元の請求項よりも広い、元の請求項よりも狭い、あるいは元の請求項と同等な範囲であるかにかかわらず、本開示の発明の主題の範囲内に含まれるものと考えられる。

Claims (22)

1. プローブシステム用のプローブであって、
   ビーム部分と、
   前記ビーム部分から延び、被試験デバイス（ＤＵＴ）に接触するように構成されたプローブ先端と、
   前記ビーム部分上に形成され、前記プローブと前記ＤＵＴとの位置合わせを促進するように構成された基準マークとを具え、
   前記基準マークは、(i) 前記プローブが前記ＤＵＴとの接触に至る際に、光学アセンブリにとって可視であるように構成され、
   (ii) 前記光学アセンブリの焦点が前記ビーム部分のどこかに合うような被写界深度よりも小さい、前記光学アセンブリの離散的被写界深度内で、前記光学アセンブリの焦点が前記基準マークに合う、プローブ。
2. 前記基準マークが、前記ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分と光学的に対照をなす、請求項１に記載のプローブ。
3. 前記基準マークが、前記ビーム部分の表面のうち当該基準マークを包囲する部分よりも光学的に明るいか、または光学的に暗い、請求項１に記載のプローブ。
4. 前記基準マークが、前記ビーム部分のレーザーエッチング領域を含む、請求項１に記載のプローブ。
5. 前記基準マークが前記ビーム部分上のマーク位置に配置され、該マーク位置は、前記ビーム部分における前記プローブ先端と反対側の端部に比べて前記プローブ先端に近接している、請求項１に記載のプローブ。
6. 前記基準マークが、前記プローブ先端からマーク・オフセット量だけ間隔をおき、該マーク・オフセット量は、前記ＤＵＴの接触面に平行な方向に測った、前記基準マークと前記プローブ先端との間の距離に少なくともほぼ等しく、前記ビーム部分がビーム長を有し、さらに、前記マーク・オフセット量が該ビーム長の０．１倍未満である、請求項５に記載のプローブ。
7. 前記基準マークが、前記プローブ先端からマーク・オフセット量だけ間隔をおき、該マーク・オフセット量は、前記ＤＵＴの接触面に平行な方向に測った、前記基準マークと前記プローブ先端との間の距離に少なくともほぼ等しく、さらに、前記マーク・オフセット量が５００マイクロメートル未満である、請求項５に記載のプローブ。
8. 前記光学アセンブリが光軸に沿って像を受けるように構成され、さらに、前記基準マークが、前記光軸に少なくともほぼ垂直な基準平面内に規定される、請求項１に記載のプローブ。
9. 前記基準平面が基準法線ベクトルに垂直であり、さらに、該基準法線ベクトルが、１０度未満である傾斜角で前記光軸と交わる、請求項８に記載のプローブ。
10. 前記基準マークが、前記ビーム部分の長軸に少なくともほぼ垂直なエッジを含む形状を有する、請求項１に記載のプローブ。
11. 前記基準マークが、第１エッジ、及び該第１エッジに少なくともほぼ垂直な第２エッジを含む形状を有し、該第１エッジ及び該第２エッジが基準平面に少なくともほぼ平行であり、該基準平面は前記光学アセンブリの光軸に少なくともほぼ垂直である、請求項１に記載のプローブ。
12. 前記基準マークが、当該基準マークの外形を囲む正方形のエッジ長対表面積比よりも大きいエッジ長対表面積比を有する形状を有する、請求項１に記載のプローブ。
13. 基準マークの形状の前記エッジ長対表面積比が、当該基準マークの外形を囲む正方形のエッジ長対表面積比よりも少なくとも１．２５倍大きい、請求項１２に記載のプローブ。
14. 前記基準マークが、
    (i) 十字形、
    (ii) 多角形、
    (iii) 空き部分のない四角形、
    (iv) 空き部分のある四角形、
    (v) 少なくとも２つの分離されたマーク要素、
    (vi) 数字、
    (vii) アルファベット文字、
    (viii) バーコード、
    のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載のプローブ。
15. 前記プローブがプローブカードの一部分を形成する、請求項１に記載のプローブ。
16. 複数の被試験デバイス（ＤＵＴ）を試験するように構成されたプローブシステムであって、
    対応する複数の基準マークを有する複数のプローブと、
    前記複数のＤＵＴを含む基板を支持するように構成された支持面を規定するチャックと、
    前記複数のプローブの少なくとも一部、及び／または前記基板の少なくとも一部分の光学的測定を実行するように構成された光学アセンブリとを具え、
    前記複数のプローブの各々が請求項１に記載のプローブを含む、プローブシステム。
17. 前記複数の基準マークにおける各基準マークが、前記複数の基準マークにおける他の少なくとも１つの基準マークの各々と異なり、さらに、前記複数の基準マークにおける各基準マークが、当該基準マークを含む前記プローブを一意的に識別する一意的な識別子を含む、請求項１６に記載のプローブシステム。
18. プローブを被試験デバイス（ＤＵＴ）と位置合わせする方法であって、
    前記ＤＵＴの表面をプローブの先端に接触させて前記ＤＵＴの表面上にスクラブマークを生成するステップであって、前記プローブが基準マークを有するステップと、
    光学アセンブリの焦点を前記スクラブマークに少なくとも実質的に合わせるステップと、
    前記光学アセンブリの焦点を前記基準マークに少なくとも実質的に合わせるステップと、
    前記ＤＵＴに対する前記基準マークの位置を計算するステップであって、この計算は、前記焦点を前記スクラブマークに少なくとも実質的に合わせること、及び前記焦点を前記基準マークに少なくとも実質的に合わせることに、少なくとも部分的に基づくステップと、
    前記プローブ先端を前記ＤＵＴに対して平行移動させて、前記プローブ先端を前記ＤＵＴと少なくとも実質的に位置合わせするステップであって、この平行移動は前記計算に少なくとも部分的に基づくステップと
    を含む方法。
19. 基準マーク付きのプローブを製造する方法であって、
    ビーム部分及びプローブ先端を有するプローブを用意するステップと、
    前記基準マークを前記ビーム部分上に形成するステップとを含み、
    前記基準マークを形成するステップが、前記ビーム部分上に材料を追加すること、前記ビーム部分から材料を除去すること、及び前記ビーム部分の表面構造を変化させること、のうちの少なくとも１つを含む、方法。
20. 前記基準マークを形成するステップが、前記ビーム部分から材料を除去することを含み、さらに、前記ビーム部分から材料を除去することが、前記ビーム部分の１つの領域をレーザーでエッチングすることを含む、請求項１９に記載の方法。
21. プローブを被試験デバイス（ＤＵＴ）と位置合わせする方法であって、
    前記プローブの基準マークと前記プローブのプローブ先端との所定の空間的関係を受け取るステップと、
    光学アセンブリの焦点を前記基準マークに少なくとも実質的に合わせるステップと、
    前記光学アセンブリの焦点を前記ＤＵＴの接点パッドに少なくとも実質的に合わせるステップと、
    前記プローブ先端を前記ＤＵＴに対して平行移動させて、前記プローブ先端を前記ＤＵＴの前記接点パッドと少なくとも実質的に位置合わせするステップとを含み、
    前記プローブ先端を平行移動させるステップは、前記基準マークと前記プローブ先端との所定の空間的関係に少なくとも部分的に基づく、方法。
22. 前記光学アセンブリの焦点を前記基準マークに合わせることが、前記基準マークの位置を三次元で測定することを含み、前記光学アセンブリの焦点を前記接点パッドに合わせることが、前記接点パッドの位置を三次元で測定することを含み、さらに、前記プローブ先端を平行移動させるステップが、前記基準マークの三次元の位置、及び前記接点パッドの三次元の位置に少なくとも部分的に基づく、請求項２１に記載の方法。

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