JP2022534535A - 光学プローブシステムのためのキャリブレーションチャック、キャリブレーションチャックを含む光学プローブシステム、及び光学プローブシステムの利用方法 - Google Patents

光学プローブシステムのためのキャリブレーションチャック、キャリブレーションチャックを含む光学プローブシステム、及び光学プローブシステムの利用方法 Download PDF

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Abstract

光学プローブシステムのためのキャリブレーションチャック、キャリブレーションチャックを含む光学プローブシステム、及び光学プローブシステムを利用する方法。キャリブレーションチャックは、キャリブレーションチャック支持面を画定するキャリブレーションチャック本体を含む。キャリブレーションチャックは、キャリブレーションチャック本体によって支持される少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体も含む。少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、水平視野構造体を含む。水平視野構造体は、キャリブレーションチャック支持面に対して少なくとも実質的に平行な水平視野方向からの水平視野領域の視認を容易にするように構成される。水平視野構造体は、キャリブレーションチャック支持面の垂直上に位置する光学プローブシステムの撮像デバイスを介して、水平視野領域の視認を容易にするように構成される。【選択図】図2

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2020年5月27日に出願された米国特許出願第16/884,921号、及び2019年6月3日に出願された米国仮特許出願第62/856,413号の優先権を主張し、その全開示が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、光学プローブシステムのためのキャリブレーションチャック、キャリブレーションチャックを含む光学プローブシステム、及び光学プローブシステムの利用方法に関する。
光学プローブシステムは、光学デバイスの機能性、操作、及び/又は性能を、プローブするために、光学的にプローブするために、テストするために、及び/又は光学的にテストするために利用され得る。これは、光学デバイスに入射する1つ以上の光学テスト信号を導くこと、及び/又は光学デバイスから1つ以上の光学合成信号を受信することを含み得る。
一般に、光学プローブシステムを用いた光学デバイスのテスト前、テスト中、及び/又はテスト後に、光学プローブシステムを較正することが望ましい場合がある。従って、光学プローブシステム、キャリブレーションチャックを含む光学プローブシステム、及び/又は光学プローブシステムの利用方法のための改良されたキャリブレーションチャックが必要である。
光学プローブシステムのためのキャリブレーションチャック、前記キャリブレーションチャックを含む光学プローブシステム、及び前記光学プローブシステムの利用方法が開示される。キャリブレーションチャックは、キャリブレーションチャック支持面を画定し得るキャリブレーションチャック本体を含む。前記キャリブレーションチャックは、前記キャリブレーションチャック本体によって支持され得る少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体も含む。前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、水平視野構造体(viewing structure)を含んでもよい。前記水平視野構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面に対して少なくとも実質的に平行な水平視野方向からの水平視野領域の視認を容易にするように構成されてもよい。前記水平視野構造体は、前記光学プローブシステムの撮像デバイスを介して、前記水平視野領域の視認を容易にするように構成されてもよく、前記撮像デバイスは、前記キャリブレーションチャック支持面の垂直上に位置してもよい。
前記光学プローブシステムは、デバイス基板チャックと、光学プローブアセンブリと、信号生成及び分析アセンブリと、撮像デバイスと、前記キャリブレーションチャックと、を含む。前記デバイス基板チャックは、複数の光学デバイスを含むデバイス基板を支持するように構成され得るデバイス基板支持面を画定してもよい。前記光学プローブアセンブリは、少なくとも1つの光学プローブを含んでもよい。前記信号生成及び分析アセンブリは、前記少なくとも1つの光学プローブに光学テスト信号を提供するように、及び/又は前記少なくとも1つの光学プローブから光学合成信号を受信するように構成されてもよい。前記撮像デバイスは、前記デバイス基板チャック及び前記キャリブレーションチャックの垂直上に位置してもよい。
前記方法は、少なくとも1つの光学プローブをアライメントすること、及び前記少なくとも1つのプローブを用いてデータを収集することを含む。前記アライメントは、前記少なくとも1つの光学プローブを前記キャリブレーションチャックの前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体にアライメントすることを含んでもよい。前記データを収集することは、前記少なくとも1つの光学プローブを用いて且つ前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体を用いて前記データを収集することを含んでもよい。
本開示によるキャリブレーションチャックを含み得る及び/又は利用し得る光学プローブシステムの実施例の概略図である。 本開示によるキャリブレーションチャックの実施例の概略図である。 本開示によるキャリブレーションチャックの実施例の概略的でないプロファイル図である。 図3のキャリブレーションチャックの上面図である。 図3及び図4のキャリブレーションチャックの一部を示す上面図である。 図3乃至図5のキャリブレーションチャックの一部の概略側面図である。 本開示によるキャリブレーションチャックの水平視野構造体を利用して収集され得る画像の実施例を示す図である。 本開示による垂直視野構造体を用いて実行され得るテストの実施例を示す図である。 本開示による垂直視野構造体を用いて実行され得る別のテストの実施例を示す図である。 図9に示すテスト中に収集され得る画像の実施例である。 図9に示すテスト中に収集され得る別の画像の実施例である。 本開示による垂直視野構造体を用いて実行され得るテストの実施例を示す別の図である。 図3及び図4のキャリブレーションチャックの一部を示す上面図である。
図1乃至13は、本開示による、キャリブレーションチャック100、キャリブレーションチャックを含む光学プローブシステム10、及び/又は光学プローブシステムの利用方法の実施例を提供する。同様又は少なくとも実質的に同様の目的を果たす要素は、図1乃至13の各々において同様の参照番号が付され、これらの要素は、図1乃至13の各々を参照して本明細書で詳細に説明されないことがある。同様に、全ての要素は、図1乃至13の各々においてラベル付けされているわけではないが、一貫性のために、本明細書ではそれらに関連する参照番号を利用することがある。図1乃至13のうち1つ以上を参照して、本明細書で説明される要素、構成、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乃至13のうちのいずれかに含まれ、及び/又はそれらと共に利用され得る。
一般に、特定の実施形態に含まれる可能性が高い要素は実線で示され、任意選択の要素は破線で示される。しかしながら、実線で示される要素は必須ではなく、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てもよい。
図1は、本開示によるキャリブレーションチャック100を含み得る及び/又は利用し得る光学プローブシステム10の実施例の概略図である。光学プローブシステム10は、本明細書ではプローブシステム10及び/又はシステム10とも称される。光学プローブシステム10は、デバイス基板支持面22を画定するデバイス基板チャック20を含む。デバイス基板支持面22は、複数の光学デバイス32を含み得るデバイス基板30を支持するように構成される。
光学プローブシステム10は、光学プローブアセンブリ40も含む。光学プローブアセンブリ40は、少なくとも1つの光学プローブ42を含む。いくつかの実施例では、図1に破線で示されるように、光学プローブシステム10は、複数の光学プローブアセンブリ40を含んでもよく、及び/又は所与の光学プローブアセンブリ40は、複数の光学プローブ42を含んでもよい。
図1に破線で示されるように、光学プローブアセンブリ40は、少なくとも1つの電気プローブ38も含むプローブアセンブリ36の一部を形成してもよい。電気プローブ38は、存在する場合、光学デバイス32に電気テスト信号を供給するように、及び/又は光学デバイスから電気合成(resultant)信号を受信するように構成されてもよい。
光学プローブシステム10は、信号生成及び分析アセンブリ50を更に含む。信号生成及び分析アセンブリ50は、少なくとも1つの光学プローブアセンブリ40及び/又はその少なくとも1つの光学プローブ42に光学テスト信号52を提供し、及びに/又は、少なくとも1つの光学プローブアセンブリ40及び/又はその少なくとも1つの光学プローブ42から光学合成信号56を受信するように構成される。追加的に又は代替的に、信号生成及び分析アセンブリ50は、少なくとも1つの電気プローブに電気テスト信号を供給するように、及び/又は少なくとも1つの電気プローブから電気合成信号を受信するように構成されてもよい。
従って、光学プローブシステム10は、光学デバイス32の任意の適切な光学的及び/又は電気テストを実行するように構成されてもよい。例として、このテストは、光学デバイスに電気テスト信号を提供し、光学デバイスから対応する光学合成信号を受信するテスト、光学デバイスに光学テスト信号を提供し、光学デバイスから対応する電気合成信号を受信するテスト、光学テスト信号を光学デバイスに提供し、光学デバイスから対応する光学合成信号を受信するテスト、及び/又は光学デバイスに電気テスト信号を提供し、光学デバイスから電気合成信号を受信するテストを含んでもよい。
光学プローブシステム10は、キャリブレーションチャック100及び撮像デバイス60も含む。撮像デバイス60は、デバイス基板チャック20及び/又はキャリブレーションチャック100の垂直上に位置してもよい。撮像デバイス60は、キャリブレーションチャック、デバイス基板チャック、並びに/又は撮像デバイスとキャリブレーションチャック及び/若しくはデバイス基板チャックとの間に延在する領域のうち1つ以上の光学画像を収集するように構成されてもよい。これは、光学プローブシステムの種々の画像形成された構成要素の間で固定された相対方位を維持しながら、トップダウン、ボトムアップ、及び/又は水平視野構成での光学画像の収集を含んでもよい。
デバイス基板チャック20は、デバイス基板支持面22を画定及び/又はデバイス基板30を支持し得る任意の適切な構造を含んでもよい。一例として、デバイス基板チャック20は、デバイス基板支持面を形成及び/又は確定するチャック本体26を含んでもよい。
いくつかの実施例では、デバイス基板チャック20は、熱制御ユニット24を含んでもよい。熱制御ユニット24は、デバイス基板がデバイス基板支持面によって支持される場合に、デバイス基板支持面22及び/又はデバイス基板30の温度を制御及び/又は調整するように構成されてもよい。熱制御ユニット24の実施例は、加熱アセンブリ、冷却アセンブリ、及び/又は温度制御された流体の流れと熱エネルギーとを交換するように構成される熱伝達アセンブリを含む。デバイス基板チャック20が熱制御ユニット24を含む場合、デバイス基板チャックは、本明細書では熱チャック20及び/又は温度制御チャック20とも呼ばれる。
光学プローブシステム10は、光学プローブシステムの1つ又は複数の他の構成要素に対するデバイス基板チャック20の動作可能な並進及び/又は回転を可能に及び/又は容易にするように構成されてもよい。これは、任意の適切な方法で達成され得る。一例として、光学プローブシステム10は、デバイス基板チャック並進構造体72の形態等の並進構造体70を含んでもよい。デバイス基板チャック並進構造体72は、光学プローブアセンブリ40に対して及び/又は撮像デバイス60に対して、デバイス基板チャック20を動作可能に並進及び/又は回転するように構成されてもよい。並進構造体70及び/又はデバイス基板チャック並進構造体72の実施例は、アクチュエータ、電気アクチュエータ、ステッパモータ、圧電アクチュエータ、ラックピニオンアセンブリ、ボールネジ・ナットアセンブリ、リニアアクチュエータ、リニアモータ、及び/又はロータリアクチュエータを含む。
いくつかの実施例では、キャリブレーションチャック100は、デバイス基板チャック20に動作可能に取り付けられてもよく、及び/又はデバイス基板チャックと共に移動するように構成されてもよい。これは、デバイス基板チャックへの直接取り付け及び/又はデバイス基板チャック並進構造体72を介する等のデバイス基板チャックへの間接取り付けを含んでもよい。他の実施例では、プローブシステム10は、別の、又は分離した、キャリブレーションチャック並進構造体78の形態の並進構造体70を含んでもよい。キャリブレーションチャック並進構造体78は、存在する場合、デバイス基板チャック20に対して、光学アセンブリ40に対して、及び/又は撮像デバイス60に対して、キャリブレーションチャック100を動作可能に並進及び/又は回転させるように構成されてもよい。
並進構造体70は、任意の適切な構造体及び/又はアクチュエータを含んでもよい。例として、並進構造体70は、リニアアクチュエータ、ロータリアクチュエータ、ラックピニオンアセンブリ、親ネジ・ナットアセンブリ、機械アクチュエータ、電気アクチュエータ、ステッパモータ、及び/又は圧電アクチュエータを含んでもよい。
デバイス基板30は、任意の適切な数の光学デバイス32を支持及び/又は含み得る任意の適切な構造体を含んでもよく、及び/又は、任意の適切な構造体であってもよい。デバイス基板30の実施例は、半導体ウェハ、シリコンウェハ、III-V族半導体ウェハ、及び/又はガリウムヒ素ウェハを含む。光学デバイス32の実施例は、複数のシリコンフォトニクス光学デバイスを含む。
光学プローブアセンブリ40は、少なくとも1つの光学プローブ42を含み、支持し、及び/又は画定し得る任意の適切な構造体を含んでもよい。上述したように、光学プローブアセンブリ40は、複数の光学プローブ42を含み、支持し、及び/又は/又は画定してもよい。光学プローブ42の実施例は、プローブファイバ48を含み得る及び/又はプローブファイバ48により確定され得る、光学ファイバプローブを含む。このような実施例では、光学プローブ42は、プローブファイバの少なくとも一部を囲み得るシース及び/又はハウジング47も含んでもよい。
いくつかの実施例では、光学プローブアセンブリ40は、距離センサ44を含んでもよい。距離センサ44は、存在する場合、光学プローブ42とデバイス基板30との間の距離46を検出、決定、推定、及び/又は計算するように構成されてもよい。距離センサ44の実施例は、容量性距離センサ、容量性変位センサ、渦電流変位センサ、レーザ三角測量センサ、共焦点センサ、及び/又はスペクトル干渉変位センサを含む。
光学プローブシステム10は、光学プローブシステムの1つ又は複数の他の構成要素に対する光学プローブアセンブリ40及び/又はその光学プローブ42の、動作可能な並進及び/又は回転を、可能に及び/又は容易にするように構成されてもよい。これは、任意の適切な方法で達成され得る。一例として、光学プローブシステム10は、光学プローブアセンブリ並進構造体74の形態等の並進構造体70を含んでもよい。光学プローブアセンブリ並進構造体74は、デバイス基板チャック20に対して、撮像デバイス60に対して、及び/又はキャリブレーションチャック100に対して、光学プローブアセンブリ40及び/又は光学プローブ42を動作可能に並進及び/又は回転させるように構成されてもよい。並進構造体70及び/又は光学プローブアセンブリ並進構造体74の実施例は、本明細書に開示される。
信号生成及び分析アセンブリ50は、光学テスト信号52及び/又は光学合成信号56を受信し得る任意の適切な構造体を含んでもよい。一例として、信号生成及び分析アセンブリ50は、光源54を含んでもよく、光学テスト信号52を発生するように構成されてもよい。光源の例としては、レーザ光源及び/又はレーザを含む。別の実施例として、信号生成及び分析アセンブリ50は、光検出器58を含んでもよく、光学合成信号56を受信及び/又は検出するように構成されてもよい。光検出器58の実施例は、光パワーメータ、光子検出器、及び/又はフォトダイオードを含む。いくつかの実施例では、プローブシステム10は、ファイバ光学ケーブル80を含んでもよく、ファイバ光学ケーブルは、信号生成及び分析アセンブリと光学プローブアセンブリとの間で、光学テスト信号52及び/又は光学合成信号56を伝送するように構成されてもよい。他の実施例では、光源54及び/又は光検出器58等の信号生成及び分析アセンブリの1つ又は複数の構成要素が光学プローブアセンブリ40の中に統合され、これと一体化され、及び/又はこれに動作可能に取り付けられてもよい。
撮像デバイス60は、デバイス基板チャック20の垂直上に位置してもよく、キャリブレーションチャック100の垂直上に位置してもよく、及び/又は1つ以上の光学画像を収集するように構成されてもよい任意の適切な構造体を含んでもよい。一例として、撮像デバイス60は、対物レンズ64を含み得る顕微鏡60を含んでもよく、及び/又は顕微鏡60であってもよい。別の実施例として、撮像デバイス60は、光学画像、又は光、を受け取り、撮像デバイスのカメラを用いて、それを介して、及び/又はそれを利用して達成され得るような、光学画像86の電気的表現を生成するように構成されてもよく、その実施例は、CCD画像センサ及び/又はCMOS画像センサを含む。いくつかの実施例では、光学プローブシステム10は、光学画像の電気的表現を表示するように構成され得るディスプレイ84を含んでもよい。
光学プローブシステム10は、光学プローブシステムの1つ又は複数の他の構成要素に対する撮像デバイス60の動作可能な並進及び/又は回転を、可能に及び/又は容易にするように構成されてもよい。これは、任意の適切な方法で達成され得る。一例として、光学プローブシステム10は、撮像デバイス並進構造体76の形態等の並進構造体70を含んでもよい。撮像デバイス並進構造体76は、デバイス基板チャック20に対して、キャリブレーションチャック100に対して、及び/又は光学プローブアセンブリ40に対して、撮像デバイス60を動作可能に並進及び/又は回転するように構成されてもよい。並進構造体70及び/又は撮像デバイス並進構造体76の実施例は、本明細書に開示される。
いくつかの実施例では、光学プローブシステム10は、密閉体積92を画定し得るエンクロージャ90を含んでもよい。エンクロージャ90は、存在する場合、光学プローブシステム10の1つ又は複数の他の構成要素を包含及び/又は収容するように構成されてもよく、例えば、光学プローブシステムの1つ又は複数の他の構成要素を、遮蔽する、光学的に遮蔽する、電磁的に遮蔽する、磁気的に遮蔽する、熱的に遮蔽する、及び/又は電気的に遮蔽する。追加的に又は代替的に、清浄な乾燥空気パージ等のパージガスを密閉体積92に供給して、密閉体積内の低露点又は乾燥環境を維持し、及び/又は密閉体積内の目標水分又は湿度レベルを維持してもよい。一例として、デバイス基板チャック20の少なくともデバイス基板支持面22は、デバイス基板支持面上に位置し得るシールドデバイス基板30等の密閉体積内に位置してもよい。
キャリブレーションチャック100は、キャリブレーションチャック支持面112を形成及び/又は画定し得るキャリブレーションチャック本体110を含む。キャリブレーションチャック100は、キャリブレーションチャック本体によって支持され得る、少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体120も含む。キャリブレーションチャック100は、キャリブレーションチャック支持面112がデバイス基板支持面22と平行に又は少なくとも実質的に平行になり得るように、デバイス基板チャック20に対して位置決めされてもよい。特定の実施例において、キャリブレーションチャック支持面112は、デバイス基板支持面22と平行であってもよく、且つデバイス基板支持面垂直下にあってもよい。
図1は、キャリブレーションチャック100を、光学プローブシステム10のコンテキストで又はその中に含まれるように概略的に示す一方、図2は、本開示によるキャリブレーションチャック100の実施例のより詳細を示すが、依然として概略的である。図3及び図4は、本開示によるキャリブレーションチャック100の実施例のより概略的でない図である一方、図5及び図6並びに図13は、図3及び4のキャリブレーションチャックの部分及び/又は領域のより概略的ではない図である。図7は、キャリブレーションチャック100を利用して収集され得る画像の一例を示し、図8乃至12は、キャリブレーションチャック100を利用して実施され得るテストの例を提供する。
本開示の範囲から逸脱することなく、図1乃至13のうちの任意の1つを参照して本明細書で図示及び/又は説明される光学プローブシステム10及び/又はキャリブレーションチャック100の任意の構造体、機能、及び/又は特徴は、図1乃至13のうちの任意の他のものに含まれ、及び/又はそれらと共に利用され得ることは、本開示の範囲内である。換言すると、図2乃至13は、図1のキャリブレーションチャック100のより詳細な説明であり得る。上述のように、キャリブレーションチャック100は、キャリブレーションチャック本体110、キャリブレーションチャック支持面112、及び光学キャリブレーション構造体120を含む。
光学キャリブレーション構造体120は、光学プローブシステム10の及び/又はその中の任意の適切なキャリブレーション及び/又は定量化を、実行し得る又は実行するために利用され得る、任意の適切な構造体を含んでもよい。一例として、光学キャリブレーション構造体120は、水平視野構造体130を含んでもよく及び/又は水平視野構造体130であってもよい。水平視野構造体130は、キャリブレーションチャック支持面112に対して平行であってもよく又は少なくとも実質的に平行であってもよい水平視野方向134からの水平視野領域132の視認を容易にするように構成されてもよい。これは、キャリブレーションチャック支持面112の垂直上に配置され得る、図1の撮像デバイス60等の撮像デバイスと共に、それを介して、及び/又はそれを利用して、水平視野方向から水平視野領域を視認することを含んでもよい。
水平視野領域132は、任意の適切な領域及び/又は構造体を含んでもよい。一例として、水平視野領域132は、図1の光学プローブシステム10等の光学プローブシステムの、図1の光学プローブ42等の光学プローブを含んでもよい。別の例として、水平視野領域は、恐らく図6及び7に最良に例示されているように、キャリブレーション基板210のキャリブレーション基板エッジ212を含んでもよい。
図6は、水平視野構造体130の形態の光学キャリブレーション構造体120を有するキャリブレーションチャック100を含む光学プローブシステム10の一部の側面図の例の概略図である一方、図7は、キャリブレーションチャックの水平視野構造体を利用して収集され得る画像の例の説明図である。図6は、本明細書において、図5の線6-6に沿った光学プローブシステム10の概略断面図として、追加的又は代替的に、本明細書において参照されてもよく、及び/又は、概略断面図であってもよい。
図6及び7に示すように、プローブシステム10の操作中、光学プローブ42は、キャリブレーション基板210のキャリブレーション基板エッジ212の近く及び/又は近傍にアライメントされてもよい。キャリブレーション基板エッジは、キャリブレーション基板210の水平キャリブレーション基板表面214とキャリブレーション基板の垂直キャリブレーション基板表面216との間の遷移又は遷移領域を含んでもよく及び/又はそれであってもよい。図6に示すように、キャリブレーションチャックのキャリブレーションチャック支持面112の垂直上に位置し得る撮像デバイス60は、次に、図7に示される画像等の水平視野方向134に沿って及び/又はそこから、光学プローブ42の及び/又はキャリブレーション基板エッジ212の画像を収集するために利用されてもよい。換言すると、撮像デバイスは、プローブシステム10の水平視野領域132の画像を収集するために利用されてもよい。
図示されるように、プローブシステム10及び/又はキャリブレーションチャック100は、水平視野構造体130を利用して、水平視野方向134とは異なる、垂直であり得る、及び/又は少なくとも実質的に垂直であり得る視野方向66に面する撮像デバイス60が、水平視野方向134から水平視野領域132を視認することを可能にしてもよい。これは、任意の適切な構造体を利用して達成されてもよく、その例は本明細書に開示される。
水平視野方向134は、水平キャリブレーション基板表面214に平行であってもよく、又は少なくとも実質的に平行であってもよい。したがって、図6の構成によって収集され、図7に示される画像は、キャリブレーション基板エッジ212と光学プローブ42との間のシャープな及び/又は明確な遷移を提供し、それによって、光学プローブと、図1に示される実施例におけるデバイス基板30の表面及び/又は図6及び7に示される実施例におけるキャリブレーション基板の水平キャリブレーション基板表面214等の光学プローブの下方にある表面との間の距離46の正確な観察、計算、及び/又は較正を可能に及び/又は容易にすることができる。
いくつかの実施例では、また、図1及び6に破線で示されるように、光学プローブ42を含む光学プローブアセンブリ40は、距離センサ44を含んでもよい。これらの例では、距離センサ44も利用されて、距離センサとデバイス基板及び/又はキャリブレーション基板との間の距離45を決定、計算、及び/又は測定してもよい。このような構成において、距離45は、距離センサ44によって生成され得る距離45の測定を用いて距離46の正確な後続する決定を可能に及び/又は容易にするように、撮像デバイス60によって収集される画像を介して決定された距離46を介して、比較され、互いに関連付けられ、及び/又は較正される。
いくつかの実施例では、光学プローブとキャリブレーション基板との間の距離46を一定又は少なくとも実質的に一定に維持しながら、キャリブレーション基板210に対して光学プローブ42を回転させることが望ましいことがある。そのような回転は、例えば、本明細書でより詳細に説明される1つ又は複数の並進構造体70を利用して実行されてもよい。
これらの例では、光学プローブの回転によって、距離センサとキャリブレーション基板との間の距離45が変化する可能性がある。撮像デバイス60及び水平視野構造体130を利用して、キャリブレーション基板に対する光学プローブの角度、距離46、距離45、及び/又は距離センサ44によって生成される信号の間に相関が確立され得る。次いで、そのような相関は、デバイス基板上に存在し得る光学デバイスの試験中に、距離センサによって生成される信号及びキャリブレーション基板に対するプローブの角度に基づいて、光学プローブとデバイス基板との間の距離を正確に維持及び/又は予測するために利用され得る。
引き続き図6を参照して、光学プローブ42は、光学プローブの下面43をキャリブレーション基板210及び/又は光学デバイスとアライメントすることを可能に及び/又は容易にするために回転されてもよい。一例として、下面43の平面は、キャリブレーション基板210及び/又は光学デバイスの上面とアライメントされてもよい。このことを念頭に置いて、水平視野構造体130は、キャリブレーション基板の及び/又は光学デバイスの下面43及び上面を視認するために、例えば、このアライメントを可能に及び/又は容易にするために、利用されてもよい。
いくつかの実施例では、キャリブレーション基板210の水平キャリブレーション基板表面214は、平面であってもよく又は少なくとも実質的に平面であってもよい。他の実施例では、図7に示されるように、キャリブレーション基板210は、トレンチ220を含んでもよく、及び/又はトレンチ220を含む光学デバイス200を含んでもよく、及び/又はトレンチ220を含む光学デバイス200であってもよい。このような構成では、水平視野構造体130は、トレンチ内に光学プローブ42を位置付け及び/又はアライメントするために利用されてもよい。このような構成は、トレンチ220内の光学デバイス200の光学的テストを可能に及び/又は容易にし得る。
いくつかの実施例では、光学プローブ42は、トレンチ220の底面を介して光学デバイス200と結合してもよい。このような実施例では、水平視野構造体130は、光学プローブと光学デバイスとの間の距離46(本明細書では垂直距離46とも称する)を検出及び/又は定量化するように利用されてもよい。
いくつかの実施例では、光学プローブ42は、光学プローブとトレンチ内の光学デバイスの垂直面との間のエッジ結合を介して、光学デバイス200と結合してもよい。このような実施例では、水平視野構造体130は、光学プローブと光学デバイスとの間の距離223(本明細書では水平距離223とも称する)を検出及び/又は定量化するように利用されてもよい。いくつかの実施例では、光学デバイスは、垂直面の上側領域に及び/又はその近傍にあってもよい。一例として、トレンチ220は、100マイクロメートルの深さであってもよいが、光学デバイスは、その中にあってもよく、光学プローブは、光学デバイスの上側表面の10マイクロメートル以内で光学デバイスに結合してもよい。
図1に戻って、上述したように、熱制御ユニット24は、デバイス基板支持面22及び/又はデバイス基板30の温度を制御及び/又は調整するために利用されてもよい。これは、摂氏数百度(℃)の温度領域にわたる温度調整を含んでもよい。例として、光学プローブシステム10が最低テスト温度及び最高テスト温度を含む複数の異なるテスト温度で複数のテストを実施できるように、温度が調節されてもよい。最低テスト温度の例は、高々25℃、高々20℃、高々10℃、高々0℃、高々-10℃、高々-20℃、高々-30℃、高々-40℃、高々-50℃、高々-55℃、高々-60℃、高々-65℃、高々-70℃、又は高々-75℃を含む。最高テスト温度の例は、少なくとも50℃、少なくとも60℃、少なくとも70℃、少なくとも80℃、少なくとも100℃、少なくとも120℃、少なくとも140℃、少なくとも160℃、少なくとも180℃、少なくとも200℃、少なくとも220℃、少なくとも240℃、少なくとも260℃、少なくとも280℃、少なくとも300℃、少なくとも320℃、少なくとも340℃、又は少なくとも360℃を含む。
引き続き図1及び6を参照して、この温度調整の間、光学プローブシステム10及び/又はそのプローブアセンブリ36の様々な構成要素の熱膨張及び/又は収縮は、距離センサ44と、その上に当該距離センサが配置される表面との間で測定され得る距離45と、光学プローブ42と当該表面との間で測定され得る距離46との相対的な大きさを変化させ得る。換言すると、距離45と距離46との間の差は、温度によって変化してもよい。この距離の変化は、距離センサ44を利用して検出、決定、推定、及び/又は計算され得る距離46の値の不正確さにつながり得る。
上記を念頭に置いて、本開示による光学プローブシステム10は、水平視野構造体130を利用して種々の温度で光学プローブ42及び/又は距離センサ44を観察する等によって、温度によるこの距離変化を考慮し、定量化し、及び/又は較正するように構成されてもよい。この距離変動の定量化は、温度による距離変動の情報(knowledge)と組み合わされた距離センサ44による距離45の測定を介して、種々の温度における距離46のより正確な決定を可能に及び/又は容易にすることができる。
いくつかの実施例ではまた、図2及び図4乃至6に図示されるように、キャリブレーション基板210は、ノッチ領域218を含んでもよい。ノッチ領域218は、また、本明細書では、介在物218、包含領域218、凹部218、及び/又は凹部領域218と称され得る。ノッチ領域218は、追加的又は代替的に、本明細書では、2つの垂直又は少なくとも実質的に垂直な視野方向134からの光学プローブ等の構造体の視認を可能に及び/又は容易にするように成形されるキャリブレーション基板210の領域と称され得る。当該構造体は、キャリブレーション基板210の垂直上になくてもよく、及び/又はノッチ領域218内に位置してもよい。視野方向134は、キャリブレーション基板210の上に、垂直上に、又は直上に延在してもよい。追加的又は代替的に、視野方向134は、キャリブレーション基板210と平行であってもよく、又は少なくとも実質的に平行であってもよい。
ノッチ領域218は、存在する場合、図6に示されるように、距離センサ44がキャリブレーション基板210の垂直上に位置する間、キャリブレーション基板エッジ212との光学プローブ42の整合を可能に及び/又は容易にし得る。追加的又は代替的に、このような構成は、本明細書でより詳細に説明されるように、距離センサがキャリブレーション基板の垂直上に位置する間に、水平キャリブレーション基板表面214に平行な2つの異なる、又は直交する方向からの光学プローブ42の視認を可能に及び/又は容易にし得る。
説明したように、水平視野方向134は、キャリブレーションチャック支持面112に対して平行であってもよく、又は少なくとも実質的に平行であってもよい。換言すると、引き続き図6を参照して、水平視野方向134は、キャリブレーションチャック支持面に対して平行である閾値水平視野角136内であってもよい。閾値水平視野角の例は、少なくとも1度、少なくとも2度、少なくとも4度、少なくとも6度、少なくとも8度、少なくとも10度、高々15度、高々10度、高々8度、高々6度、高々4度、高々2度、高々1度、高々0.5度、及び/又は高々0.1度の角度を含む。
水平視野構造体130は、撮像デバイス60による及び/又は撮像デバイス60を用いた水平視野方向134からの水平視野領域132の視認を可能に及び/又は容易にするために、適応、構成、設計、及び/又は構築され得る任意の適切な構造体を含んでもよい。一例として、水平視野構造体は、平面ミラー面140を画定するミラー138を含んでもよい。
恐らく図6に最もよく示されるように、平面ミラー面140は、キャリブレーションチャック支持面112に対してミラー面角度142で延在してもよい。ミラー面角度は、撮像デバイスによる水平視野領域の視認を可能に及び/又は容易にするように選択されてもよい。ミラー面角度の例は、少なくとも10度、少なくとも15度、少なくとも20度、少なくとも25度、少なくとも30度、少なくとも35度、少なくとも40度、少なくとも41度、少なくとも42度、少なくとも43度、少なくとも44度、少なくとも45度、高々80度、高々75度、高々70度、高々65度、高々60度、高々55度、高々50度、高々49度、高々48度、高々47度、高々46度、及び/又は高々45度の1つ又は複数のスキュー角度(skew angle)を含む。特定の例では、ミラー面角度142は、45度であってもよく、又は少なくとも実質的に45度であってもよい。
キャリブレーションチャック100及び/又はその水平視野構造体130は、水平照明アセンブリ144を含んでもよい。水平照明アセンブリは、図2及び図4乃至図6に示すように、水平視野方向134に沿って、これに少なくとも部分的に沿って、これに平行に、これに少なくとも実質的に平行に、これと同一に広がる、及び/又はこれと少なくとも部分的に同一に広がる水平光線146を用いて水平視野領域132を照明するように構成されてもよい。
いくつかの実施例では、水平照明アセンブリ144は、図2及び図6に示されるように、水平光線を画定する照明光線を生成、発生、及び/又は放出するように構成され得る水平照明アセンブリ光源148を含んでもよい。水平照明アセンブリ光源の実施例は、水平照明アセンブリ発光ダイオード、水平照明アセンブリファイバ光学ケーブル、及び/又は導光板を含む。
いくつかの実施例では、恐らく図6に一点鎖線で最もよく示されているように、水平照明アセンブリ144又はその水平照明アセンブリ光源148は、水平視野方向134に沿って、及び/又はキャリブレーションチャック支持面112に平行に、水平光線146を放出してもよい。これらの例では、水平照明アセンブリ光源は、水平光線をミラー138に向けて及び/又は入射させるように構成されてもよく、例えば、光学プローブ42及び/又はキャリブレーション基板エッジ212等の水平視野領域132内の任意の1つ又は複数の構造体を背面照明するように構成されてもよい。追加的に又は代替的に、水平照明アセンブリ光源148は、キャリブレーションチャック100に取り付けられてもよく、動作可能に取り付けられてもよく、及び/又はその一部を形成してもよい。
いくつかの実施例では、水平照明アセンブリは、水平照明アセンブリ反射面150を含んでもよい。これらの実施例では、図6の点線に示すように、水平照明アセンブリは、水平照明アセンブリ反射面150に入射した水平光線を、水平視線方向に、且つ、水平視領域内の1つ又は複数の構造体を背面照明するようにミラー138に向かって及び/又は入射するように、向けるように構成されてもよい。より具体的な例として、図6に図示されるように、水平照明アセンブリ144は、キャリブレーションチャック100の垂直上に位置してもよく、及び/又は撮像デバイス60に組み込まれてもよい。このような構成では、水平照明アセンブリ144は、水平光線146を、ミラー138から、次いで水平照明アセンブリ反射面150から、次いでミラー138から反射させて、水平光線が撮像デバイス60に戻るように構成されてもよい。
ミラー138は、存在する場合、平面ミラー面140を画定し得る、及び/又は水平光線146等の光を反射し得る任意の適切な構造体を含んでもよく、及び/又は、当該構造体であってもよい。ミラー138の実施例は、反射面、反射材料でコーティングされた面、及び/又はプリズムの表面を含む。
図示されるように、水平視野構造体130は、キャリブレーションチャック支持面112の上に又は垂直上に延在してもよい。換言すると、水平視野構造体は、キャリブレーションチャック支持面から投影されてもよい。このような構成は、キャリブレーションチャック支持面の垂直上にもある水平視野領域132の視認を可能に及び/又は容易にし得る。
図2及び図6に破線で示すように、水平照明アセンブリ144は、水平照明アセンブリ調整機構152を含んでもよい。水平照明アセンブリ調整機構152は、存在する場合、水平照明アセンブリ反射面からの水平光線146の反射を可能に及び/又は容易にし、且つ撮像デバイス60に戻るように及び/又は入射するように、水平照明アセンブリ反射面150の方位を選択的に調整するように構成されてもよい。一例として、水平照明アセンブリ調整機構152は、図6に示されるように、キャリブレーションチャック支持面112に対して平行に又は少なくとも実質的に平行に延在し得る回転軸154の周りに水平照明アセンブリ反射面150を回転させるように構成されてもよい。この回転軸154を中心とする回転は、実線で示されている方位と破線で示されている方位との間の水平照明アセンブリ反射面150の運動によって示される。水平照明アセンブリ調整機構152の実施例は、手動調整機構、マイクロメータ、ラックアンドピニオンアセンブリ、ボールネジ・ナットアセンブリ、電気アクチュエータ、圧電アクチュエータ、モータ、電気モータ、ステッパモータ、及び/又はロータリアクチュエータを含む。
水平照明アセンブリ調整機構152は、存在する場合、任意の適当な回転量及び/又は任意の適当な回転角度によって、水平照明アセンブリ反射面150を回転軸154の周りに回転させるように構成されてもよい。回転角度の実施例は、少なくとも0.5度、少なくとも1度、少なくとも2度、少なくとも4度、少なくとも6度、少なくとも8度、高々20度、高々15度、高々10度、高々8度、及び/又は高々6度の角度を含む。
いくつかの実施例では、図2乃至図5に示されるように、キャリブレーションチャック100は、少なくとも第1の水平視野構造体1301及び第2の水平視野構造体1302を含む、複数の水平視野構造体130を含んでもよい。これらの実施例では、第1の水平視野構造体1301は、第1の水平視野方向1341からの第1の水平視野領域1321の視認を容易にするように構成されてもよい。同様に、第2の水平視野構造体1302は、第2の水平視野方向1342からの第2の水平視野領域1322の視認を容易にするように構成されてもよい。
第2の水平視野方向1342は、キャリブレーションチャック支持面112に平行であってもよく、又は少なくとも実質的に平行であってもよい。追加的に又は代替的に、第2の水平視野方向1342は、第1の水平視野方向1341に対して垂直であってもよく、又は少なくとも実質的に垂直であってもよい。第1の水平視野領域1321と同様に、第2の水平視野領域1322は、光学プローブ42、別の光学プローブ42、キャリブレーション基板エッジ212、及び/又は別のキャリブレーション基板エッジ212を含んでもよい。
図2乃至図5に示すように、必須ではないが、第1の水平視野構造体1301及び第2の水平視野構造体1302は、所与のキャリブレーション基板210の異なる水平視野領域132を視認してもよく、及び/又は、所与のキャリブレーション基板を2つの異なる、垂直な若しくは少なくとも実質的に垂直な水平視野方向134から視認してもよい。図2に破線で示し、図3乃至図5に実線で示すように、キャリブレーションチャック100は、複数の離間した及び/又は別個の水平視野アセンブリ130を含んでもよく、その各々は、対応する又は異なる水平視野方向から、対応する又は異なる水平視野領域を視認するように構成されてもよい。これは、同じ又は異なるキャリブレーション基板210及び/又は光学プローブ42の水平視認を含み得る。
光学キャリブレーション構造体120の別の実施例は、図2乃至図4及び図8乃至図11に示されるように、垂直視野構造体160を含む。図8乃至図11を参照して、本明細書でより詳細に説明されるように、垂直視野構造体160は、キャリブレーションチャック支持面112に垂直であっても、少なくとも実質的に垂直であってもよく、及び/又はキャリブレーションチャック支持面112から離れるように向けられてもよい垂直視野方向164からの垂直視野領域162の視認を可能に及び/又は容易にするように構成されてもよい。
これは、キャリブレーションチャック支持面の上に若しくは垂直上に位置し得る撮像デバイス60を用いて、介して、及び/又は利用した垂直視野領域の視認を含んでもよい。垂直視野構造体160は、撮像デバイスによって直接的に視認できない、及び/又は撮像デバイスがなければ視認できない垂直視野領域162を視認することを可能にするように構成されてもよい。垂直視野領域の実施例は、光学プローブ42、光学プローブの下面、光学プローブの光学ファイバ、光学プローブの光学ファイバのレンズ、光学プローブの光学ファイバによって放出される光、光学プローブのエッジ、電気プローブ38、RFプローブ、DCプローブ、及び/又はプローブシステムの機械的プローブを含む。垂直視野領域は、追加的又は代替的に、電気プローブ、RFプローブ、DCプローブ、及び/又は機械的プローブ等の任意のプローブの下面を含んでもよい。
垂直視野構造体160は、任意の適切な方法で、垂直視野領域の視認を容易にし得る。一例として、垂直視野構造体は、垂直視野領域の視認を容易にするために、少なくとも1つ又は更に2つの反射を利用するように構成されてもよい。
垂直視野方向164は、キャリブレーションチャック支持面112に対して垂直である閾値垂直視野角内にあってもよいことは本開示の範囲内である。換言すると、垂直視野方向は、キャリブレーションチャック支持面の表面法線方向に平行である閾値垂直視野角内にあってもよい。閾値垂直視野角の例は、少なくとも1度、少なくとも2度、少なくとも4度、少なくとも6度、少なくとも8度、少なくとも10度、高々15度、高々10度、高々8度、高々6度、高々4度、高々2度、高々1度、高々0.5度、及び/又は高々0.1度の角度を含む。
垂直視野構造体160は、任意の適切な構造体を含んでもよい。例として、垂直視野構造体は、プリズム、直角プリズム、屈折率分布型レンズ、ファイバアセンブリを有する屈折率分布型レンズ、及び/又はファイバアセンブリと相互接続された一対の屈折率分布型レンズを含んでもよい。特定の例では、図8、図9、及び図12に示されるように、垂直視野構造体160は、キャリブレーションチャック本体110内に少なくとも部分的に埋め込まれてもよく、及び/又は光学反射面168若しくは更なる2つの光学反射面168を含むプリズムを含んでもよい。垂直視野構造体は、追加的に又は代替的に、光学透過面169を含んでもよい。
垂直視野構造体160は、任意の適切な様式で利用され得る。一例として、図8に示すように、垂直視野構造体は、光学プローブ42の下面43を視認するために、例えば、光学プローブの状態及び/又は清浄度を、定量化及び/又は評価するために利用されてもよい。この実施例では、撮像デバイス60は、キャリブレーションチャック支持面112に面していてもよい。しかしながら、垂直視野領域162が光学プローブ42の下側43を含むように、撮像デバイスによって収集された光は、垂直視野構造体160内で反射されてもよい。この構成では、プローブシステム10は、光学プローブの下側の光学画像を収集してもよく、及び/又は図1のディスプレイ84と共に、これを介して、及び/又はこれを利用して、プローブシステムのユーザのための光学画像を表示してもよい。
別の実施例として、図9乃至図11に示すように、垂直視野構造体は、光学プローブ42の下側43及び参照構造体49の両方を視認するために利用されてもよい。この実施例では、撮像デバイス60は、参照構造体49のトップダウン画像を収集するために利用されてもよい。このようなトップダウン画像の一例は、図10に示されており、参照構造体49は、上から及び/又は視野方向66から視認できる光学プローブ42のコーナ及び/又は他の特徴を含む。これは、撮像デバイスが撮像デバイスの視野方向66から視認されて参照構造体のトップダウン画像を収集するように、撮像デバイスの焦平面位置の調整を含んでもよい。
加えて、撮像デバイスの焦平面位置は、撮像デバイスが光学プローブの下側43のボトムアップ画像も収集するように調整されてもよい。これは、下側43の画像が垂直視野方向164から収集されるように、垂直視野構造体160内の光の反射を含んでもよい。下面43のボトムアップ画像の収集中、光源54は、光学プローブのプローブファイバ48に光を供給してもよい。ボトムアップ画像の一例を図11に示す。プローブファイバ48が光源54によって照射されるので、下面43内のプローブファイバの位置は、容易に決定され、プローブファイバ48と参照構造体49との間の相対方位が確立され得る。
これは、プローブファイバ48と光学デバイスとの間の後続するアライメントを、光学プローブのトップダウンビューのみを介して可能に及び/又は容易にすることができる。換言すると、上述の手順又は方法を利用して、プローブファイバの位置及び参照構造体の位置を較正又は関連付けることができ、それによって、垂直視野構造体160を必要とすることなく、又は利用することなく、プローブファイバと光学デバイスとの間の後続するアライメントを可能にする。追加的に又は代替的に、複数の光学プローブ及び/又は複数の光学チャネルを含む及び/又は利用する光学プローブシステム10において、図9乃至図11の構成は、何れの光学チャネルが所与の光学プローブに接続されているかを検証するために利用されてもよい。
上記の方法の変形例において、引き続き図9及び図11を参照して、垂直視野構造160は、光学プローブアセンブリのプローブファイバ48と距離センサ44との両方を含む垂直視野方向164からの光学画像を収集するために利用されてもよい。これは、プローブ42の下面43を繰り返し視認する必要なく、後続するプローブ動作中に、プローブファイバと距離センサとの間の相対位置の較正及び/又は関連付けを可能に及び/又は容易にすることができる。
光学キャリブレーション構造体120の別の実施例は、プローブアラインメント構造体170を含む。図12に示されるように、プローブアラインメント構造体170は、光学プローブシステム10の少なくとも2つの光学プローブ42間の相対的なアライメントを容易にするように構成されてもよい。プローブアラインメント構造体170は、プローブ間のアライメントを可能に及び/又は容易にし得る任意の適切な構造体を含んでもよく、及び/又は任意の適切な構造体であってもよい。一例として、プローブアラインメント構造体170は、垂直視野構造体160を含んでもよく、及び/又はこれであってもよい。換言すると、同じ光学キャリブレーション構造体120は、垂直視野構造体160及びプローブアラインメント構造体170の両方として機能してもよい。別の実施例として、図12に示されるように、プローブアラインメント構造体170は、一対の屈折率分布型(GRIN)レンズ176と、GRINレンズ176を相互接続する光学ファイバ178とを含んでもよい。
プローブアラインメント構造体170は、任意の適切な様式で利用されてもよい。一例として、図12に示されるように、2つの光学プローブ42は、プローブアラインメント構造体に面するように構成されてもよい。この構成では、発光している光学プローブ42は、光源54から光学信号を受信するように、及び/又は本明細書では光学テスト信号52とも称される発光している光学信号174を放出するように構成されてもよい。プローブアラインメント構造体170、又はプローブアラインメント構造体の対応するGRINレンズは、放出された光学信号を受け取り、光学ファイバ178及び別のGRINレンズ176等を介して、検出光学プローブ42に入射した放出された光学信号を方向付けてもよい。
検出光学プローブによって受け取られるような、放出された光学信号は、本明細書では光学合成信号56とも称される。次いで、検出光学プローブは、放出された光学信号を光検出器58に伝送してもよく、この光検出器は、放出された光学信号の任意の適切な特性を検出してもよい。上記の構成では、光学プローブ42間の相対方位は、放出された光学信号の検出特性に基づいて変更及び/又は調整されてもよく、光学プローブ間の所望の程度のアライメントを可能に及び/又は容易にし得る。
図2に戻って、光学キャリブレーション構造体120は、キャリブレーションチャック光源180を含んでもよい。キャリブレーションチャック光源180は、存在する場合、キャリブレーション光182のビームをキャリブレーションチャック100から離れるように向けるように構成されてもよい。一例として、キャリブレーションチャック光源は、キャリブレーション光ビームを、垂直視野構造体160の垂直視野方向164に平行又は少なくとも実質的に平行とすることができるキャリブレーション光方向に向けるように構成されてもよく、キャリブレーションチャック支持面112の表面法線に平行又は少なくとも実質的に平行であってもよく、及び/又はキャリブレーションチャック支持面112に垂直又は少なくとも実質的に垂直であってもよい。
キャリブレーションチャック光源180は、任意の適切な構造体を含んでもよい。一例として、キャリブレーションチャック光源は、キャリブレーションチャックレーザ186を含んでもよく、及び/又はキャリブレーションチャックレーザであってもよい。キャリブレーション光のビームの例は、レーザビーム、単色光ビーム、及び/又は偏光ビームを含む。
光学プローブシステム10の動作中、キャリブレーションチャック光源180は、光学プローブシステムの図1の光学プローブ42等の光学プローブに入射するキャリブレーション光182のビームを向けるように構成されてもよい。光学プローブは、キャリブレーションチャック光源にアライメントされてもよく、光学プローブによって収集された光の少なくとも1つの特性は、図1の光検出器58等を介して決定及び/又は定量化されてもよい。
このプロセスは、光学プローブシステムの複数の光学プローブ42に対して繰り返され、それによって、複数の光学プローブの較正を可能にしてもよい。換言すると、キャリブレーションチャック光源180は、複数のプローブの各プローブに、既知の、よく制御された、一貫した、及び/又は再現可能なキャリブレーション光182のビームを提供するように利用されてもよい。このような構成では、プローブシステム10は、複数の光学プローブ間の集光特徴及び/又は特性の差を較正及び/又は定量化するために、各光学プローブによって収集される光の少なくとも1つの特性の差及び/又は変動を利用してもよい。
図2乃至図4に戻って、光学キャリブレーション構造体120は、キャリブレーションチャック光検出器190を含んでもよい。キャリブレーションチャック光検出器190は、存在する場合、そこに入射し得る光等の光学信号を検出し、及び/又は当該光の少なくとも1つの特性を定量化するように構成されてもよい。これは、図3に示されるように、検出方向192からの光の検出を含んでもよい。検出方向192は、垂直視野構造体160の垂直視野方向に平行若しくは少なくとも実質的に平行であってもよく、キャリブレーションチャック支持面112の表面法線方向に平行若しくは少なくとも実質的に平行であってもよく、及び/又はキャリブレーションチャック支持面112に垂直若しくは少なくとも実質的に垂直であってもよい。
追加的に又は代替的に、キャリブレーションチャック光検出器190は、図2に示されるように、光指向構造体196を含んでもよい。光指向構造体196は、光指向構造体に入射する光をキャリブレーションチャック光検出器190に向けるように及び/又は入射するように構成されてもよい。そのような構成は、垂直視野方向164に対して、最初に放出された及び/又は任意の適切な角度に向けられたキャリブレーションチャック光検出器190による光の収集を可能に及び/又は容易にし得る。光指向構造体196の実施例は、任意の適切なプリズム、ミラー、及び/又はレンズを含む。
キャリブレーションチャック光検出器190は、任意の適切な構造体を含んでもよい。一例として、キャリブレーションチャック光検出器は、キャリブレーションチャック光子検出器、キャリブレーションチャックフォトダイオード、及び/又は光学パワーメータを含んでもよく、及び/又はそれらであってもよい。
光学プローブシステム10の動作中、キャリブレーションチャック光検出器190は、光学プローブシステムの図1の光学プローブ42等の光学プローブから光を受け取るように構成されてもよい。光学プローブは、キャリブレーションチャック光検出器にアライメントされてもよく、キャリブレーションチャック光検出器によって収集された光の少なくとも1つの特性は、キャリブレーションチャック光検出器によって決定及び/又は定量化されてもよい。
このプロセスは、光学プローブシステムの複数の光学プローブ42に対して繰り返されてもよく、それによって複数の光学プローブのキャリブレーションを可能にしてもよい。換言すれば、キャリブレーションチャック光検出器190は、複数のプローブの各プローブからの光を検出する、既知の、よく制御された、一貫した、及び/又は単一の検出器として利用されてもよい。このような構成では、光学プローブシステム10は、キャリブレーションチャック光検出器によって収集された光の少なくとも1つの特性の差及び/又は変動を利用して、複数の光学プローブ間の発光特性及び/又は特徴の差を較正及び/又は定量化し得る。
いくつかの実施例では、キャリブレーションチャック100は、閉塞型キャリブレーション構造体194を含んでもよい。図2乃至図4に示すように、閉塞型キャリブレーション構造体194は、キャリブレーションチャック光検出器190と関連付けられてもよい。閉塞型キャリブレーション構造体は、光学信号の閉塞部分がキャリブレーションチャック光検出器に入射しないように、キャリブレーションチャック光検出器190に向けられる光学信号の一部を選択的に妨害するように構成されてもよい。本明細書でより詳細に説明されるように、このような構成は、光学信号の特徴付けを可能に及び/又は容易にし得る。閉塞型キャリブレーション構造体の実施例は、ナイフエッジキャリブレーション構造体及び/又はピンホールキャリブレーション構造体を含む。閉塞型キャリブレーション構造体の別の実施例は、偏光感応格子を含む。
キャリブレーションチャック100がナイフエッジキャリブレーション構造体の形態の閉塞型キャリブレーション構造体194を含む場合、ナイフエッジキャリブレーション構造体及びキャリブレーションチャック光検出器は、キャリブレーションチャック光検出器がナイフエッジキャリブレーション構造体の外周まわりに延在するように及び/又はナイフエッジキャリブレーション構造体がナイフエッジキャリブレーション構造体の外周の内部にあるキャリブレーションチャック光検出器の領域に光学信号が入射することを阻止するが、ナイフエッジキャリブレーション構造体の外周まわりに若しくは外周の外部に延在するキャリブレーションチャック光検出器の領域に光学信号が入射することを可能にするように、互いに対してアライメントされてもよい。このような実施例では、ナイフエッジキャリブレーション構造体が194で示される長方形によって覆われ又はこの内部にあるキャリブレーションチャック光検出器190の領域に光が入射するのを妨害することができる一方、194で示される長方形の外部にあるキャリブレーションチャック光検出器の領域は、光を受け取ることができる。
この実施例では、ナイフエッジキャリブレーション構造体を横切って光学信号を移動させることによって、光学信号の異なる部分又は断片がキャリブレーションチャック光検出器に入射することができる。このような構成は、光学信号の1つ又は複数の空間特性の特徴付けを可能に及び/又は容易にし得る。
キャリブレーションチャック100がピンホールキャリブレーション構造体の形態の閉塞型キャリブレーション構造体194を含む場合、ピンホールキャリブレーション構造体及びキャリブレーションチャック光検出器は、光学信号がピンホールキャリブレーション構造体を介して又はピンホールキャリブレーション構造体のピンホールを介してキャリブレーションチャック光検出器に入射するように、互いに対してアライメントされてもよい。このような実施例では、ピンホールキャリブレーション構造体が194で示される長方形の外部にあるキャリブレーションチャック光検出器190の領域に光が入射するのを妨害することができる一方、194で示される長方形の内部にあるキャリブレーションチャック光検出器の領域は光を受け取ることができる。
この実施例では、ピンホールキャリブレーション構造体を横切って光学信号を移動させることによって、光学信号の異なる部分又は断片がピンホールを介してキャリブレーションチャック光検出器に入射し得る。このような構成は、光学信号の1つ又は複数の空間特性の特徴付けを可能に及び/又は容易にし得る。
キャリブレーションチャック100が偏光感応格子の形態の閉塞型キャリブレーション構造体194を含む場合、光学キャリブレーション構造体は、光学信号の偏光状態及び/又は光学信号の偏光状態の変化を検出及び/又は監視するために利用されてもよい。このような構成は、例えば、熱的及び/又は環境的変化によって引き起こされ得るような偏光ドリフトの定量化を可能にし得る。このような偏光ドリフトは、測定ドリフトを引き起こし、及び/又は測定性能を劣化させる可能性がある。これを念頭に置いて、偏光感応格子は、光学プローブシステム10が偏光ドリフトを検出、考慮、及び/又は補正することを可能にすることによって、改善された及び/又はより正確な測定を可能に及び/又は容易にし得る。
図2乃至図4、及び図13を参照して、光学キャリブレーション構造体120は、光学デバイス200を含んでもよい。光学デバイス200の例は、光学活性構造体、単一化光学チップ、シリコンフォトニクスデバイス、及び/又はユーザ提供の基板を含む。このような構成では、光学デバイス200は、光学プローブシステム10によってテストされ得る、及び/又は光学プローブシステム10を較正するために利用され得る、1つ以上の既知の光学構造体を含んでもよい。光学デバイス200は、存在する場合、単一の基板上に及び/又は単一の基板によって、形成及び/又は画定されてもよい。追加的に又は代替的に、光学キャリブレーション構造体120は、分離した及び/又は別個の基板によって画定され得る複数の別個の光学デバイス200を含んでもよい。
いくつかの実施例では、キャリブレーションチャック100は、ダイホルダ230を含んでもよく、光学デバイス200は、ユーザ提供の光学デバイスを含んでもよく及び/又はユーザ提供の光学デバイスであってもよく、キャリブレーションチャック100に動作可能に取り付けられてもよく及び/又はダイホルダ230内に位置してもよい。ダイホルダ230も1つ又は複数の参照基板240を収容及び/又は保持してもよい。参照基板240は、光学プローブアセンブリ40がテストに、光学信号の提供に、及び/又は光学デバイス200からの光学信号の受信に利用される際、距離センサ44用の参照面を提供するように構成されてもよい。一例として、恐らく図13に最もよく示されるように、参照基板240は、凹部領域242を含んでもよい。凹部領域242の存在は、光学プローブが光学デバイス200のエッジ202に近接して位置して、光学プローブと光学デバイス200との間のエッジ結合を可能に及び/又は容易にし得る。
いくつかの実施例では、ダイホルダ230も、対応する水平視野構造体130を含んでもよく、又はそれと関連付けられてもよい。例として、図3及び図4に示されるように、ダイホルダ230は、一対のミラー138及び対応する一対の水平照明アセンブリ144を含んでもよく及び/又はそれらと関連付けられてもよく、それらは、本明細書でより詳細に説明されるように、対応する水平視野領域を視認及び/又は撮像するために利用されてもよい。これは、光学デバイス200の、参照基板240の、及び/又は、光学デバイス200と相互作用及び/又は光学デバイス200をテストするために利用され得る光学プローブの視認を可能に及び/又は容易にし得る。
本開示による光学プローブシステム10及び/又はキャリブレーションチャック100は、多くの方法で利用されてもよく、及び/又はいくつかの異なる方法を実行してもよく、その例が本明細書に開示されている。一般的な意味で、プローブシステム10を操作する、利用する、及び/又は較正する方法は、少なくとも1つの光学プローブ42を少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体120にアライメントすることと、少なくとも1つの光学プローブ及び/又は少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体を利用してデータを収集することと、を含んでもよい。データの収集は、少なくとも1つのプローブを介して、少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体に光学テスト信号52を提供することを含んでもよい。データの収集は、追加的又は代替的に、少なくとも1つのプローブを介して少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体から光学合成信号を受信することを含んでもよい。データの収集は、追加的又は代替的に、少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体を利用して光学画像を収集することを含んでもよい。光学画像は、少なくとも1つのプローブ、及び/又は、光学プローブシステムの任意の他の適切な構造体及び/又は構成を含んでもよく、その例が本明細書に開示される。
本開示では、プローブシステム及び/又はキャリブレーションチャックを動作及び/又は利用する方法の文脈において、いくつかの例示的な非排他的な実施例が説明され及び/又は提示された。随伴する説明中に特に断りのない限り、これらの方法内で説明されるステップの順序は、異なる順序で及び/又は同時に発生する2つ以上のステップを含む、開示された順序とは異なる可能性があることは、本開示の範囲内である。
ステップがロジックとして実装されてもよく、ロジックとしてステップを実装するものとして説明されてもよいことも、本開示の範囲内である。いくつかのアプリケーションでは、ステップが機能的に等価な回路又は他の論理デバイスによって実行される式及び/又は動作を表すことができる。説明された方法及び/又はそれらのステップは、実行可能な命令を表し、これらの命令は、コンピュータ、プロセッサ、及び/又は他の論理デバイスに、応答させること、ある動作を実行させること、状態を変化させること、出力若しくは表示を発生させること、及び/又は決定を行わせることができるが、このことは要件ではない。
本明細書中に用いる、第1の実体と第2の実体との間に置かれた「及び/又は」とは、(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/又は」で列挙した複数の実体は、同じ様式で、即ち、そのように結合した実体のうちの「1つ以上」として解釈するべきである。「及び/又は」の節によって具体的に識別される実体以外の他の実体は、具体的に識別されるこれらの実体と関係しても無関係でも、任意で存在することができる。従って、非限定的な例として、「A及び/又はB」への言及は、「具えている」のような上限のない文言と共に用いられる際には、一実施形態ではAのみ(任意でB以外の実体を含む)を参照し、他の実施形態ではBのみ(任意でA以外の実体を含む)を参照し、更に他の実施形態ではA及びBを共に(任意で他の実体を含む)を参照する。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」という句は、実体のリスト中の複数の実体のうちの任意の1つ以上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列挙したあらゆる全ての実体のうちの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排除しない。こうした定義は、「少なくとも1つの」という句が参照する実体のリスト内に明示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しても無関係でも、任意で存在し得ることも可能にする。従って、非限定的な例として、「A及びBの少なくとも一方」(又は等価的に「A又はBの少なくとも一方」)、或いは等価的に「A及び/又はBの少なくとも一方」は、一実施形態では、少なくとも1つの、任意で2つ以上のAを含み、Bは存在しない(任意で、B以外の実体を含む)ことを参照することができ、他の実施形態では、少なくとも1つの、任意で2つ以上のBを含み、Aは存在しない(任意で、A以外の実体を含む)ことを参照することができ、更に他の実施形態では、少なくとも1つの、任意で2つ以上のA、及び少なくとも1つの、任意で2つ以上のBを含む(任意で他の実体を含む)ことを参照することができる。換言すれば、「少なくとも1つの」、「1つ以上の」、及び「及び/又は」という句は、その働きにおいて接続詞であると共に離接語である上限のない表現である。例えば、「A、B、及びCの少なくとも1つ」、「A、B、又はCの少なくとも1つ」、及び「A、B、及び/又はC」という表現の各々は、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、B、及び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ことができる。
何らかの特許、特許出願、又は他の参考文献を参照することによって本明細書に含め、(1)これらの文献等と矛盾する方法で用語を定義する場合、及び/又は(2)さもなければ、これらの文献等が、本開示における(これらの文献等を)含めた以外の部分にせよ他に含まれる参考文献のいずれかにせよ、それらと矛盾する場合には、本開示における(これらの文献等を)含めた以外の部分が支配的であり、上記用語又は本開示中に含めた部分は、その用語を定義した文献、及び/又は本開示に含めた開示が元々存在した文献のみに対して支配的である。
本明細書中に用いる「適合している」及び「構成されている」は、その要素、構成要素、又は他の主体が、所定の機能を実行するように設計され、及び/又は所定の機能を実行することを意図されていることを意味する。従って、「適合している」及び「構成されている」の使用は、所定の要素、構成要素、又は他の主体が所定の機能を単に実行する「ことができる」ことを意味するものと解釈するべきでなく、その要素、構成要素、及び/又は他の主体が、その機能を実行する目的で具体的に選択、作製、実現、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ものと解釈するべきである。特定の機能を実行するように適合しているものとして記載されている要素、構成要素、及び/又は他に記載する主体を、その機能を実行するように構成されているものとして追加的又は代替的に記述することができることも、本発明の範囲内であり、その逆も成り立つ。
本明細書中に用いる「例えば」という句、「一例として」という句、及び/又は単に「例」という語は、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/又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/又は方法が、本発明による構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び/又は方法の説明上の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/又は方法が、限定的であること、要件であること、或いは排他的/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/又は方法も、構造的及び/又は機能的に同様な及び/又は等価な構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び/又は方法を含めて、本発明の範囲内である。
本明細書中に用いる「少なくとも実質的に」は、程度又は関係を修正する場合、列挙された「実質的である」程度又は関係だけでなく、列挙された程度又は関係の完全な範囲も含み得る。列挙された程度又は関係の実質的な量は、列挙された程度又は関係の少なくとも75%を含み得る。例えば、材料から少なくとも実質的に形成される物体は、当該物体の少なくとも75%が当該材料から形成される物体を含み、当該材料から完全に形成される物体も含む。他の例として、第2の長さと少なくとも実質的に同じ長さの第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の長さも含む。更に他の例として、少なくとも実質的に平行である要素は、22.5°まで逸脱する方向に延在する要素を含み、平行である要素も含む。
本開示によるキャリブレーションチャック、プローブシステム、及び方法の例示的であり非限定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、本明細書に列挙された方法の個々のステップは、列挙された動作を実行する「ステップ」として追加的又は代替的に参照され得ることは本開示の範囲内である。
A1.光学プローブシステムのためのキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーションチャックは、
キャリブレーションチャック支持面を画定するキャリブレーションチャック本体と、
前記キャリブレーションチャック本体によって支持される少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体と、を備える。
A2.前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面に対して平行又は少なくとも実質的に平行な水平視野方向からの水平視野領域の視認を容易にするように構成される水平視野構造体を含む、A1に記載のキャリブレーションチャック。
A3.前記水平視野構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面の垂直上に位置する前記光学プローブシステムの撮像デバイスを介して前記水平視認領域の視認を容易にするように構成される、A2に記載のキャリブレーションチャック。
A4.前記水平視野領域は、前記光学プローブシステムの光学プローブを含む、A2及びA3の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A5.前記水平視野領域は、前記キャリブレーションチャックのキャリブレーション基板のキャリブレーション基板エッジを含む、A2乃至A4の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A6.前記キャリブレーション基板エッジは、前記キャリブレーションチャック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前記キャリブレーション基板の水平キャリブレーション基板面と、前記キャリブレーションチャック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前記キャリブレーション基板の垂直キャリブレーション基板面との間の遷移を画定する、A5に記載のキャリブレーションチャック。
A7.前記水平視野構造体は、光学プローブと、キャリブレーション基板エッジとの間の距離の判定を容易にするように構成される、A2乃至A6の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A8.前記キャリブレーションチャックは、前記キャリブレーション基板を含む、A7に記載のキャリブレーションチャック。
A9.前記キャリブレーション基板はノッチ領域を含み、任意選択的に、前記キャリブレーション基板エッジに近接する光学プローブのアライメントを容易にし、且つ、前記水平キャリブレーション基板面の垂直上の光学プローブシステムの距離センサのアライメントを容易にするように構成される、A8に記載のキャリブレーションチャック。
A10.前記水平視野方向は、前記キャリブレーションチャック支持面に平行な閾値水平視野角内にあり、任意選択的に、前記閾値水平視野角は、(i)及び(ii)のうちの少なくとも1つである、A2乃至A9に記載のキャリブレーションチャック。
(i)少なくとも1度、少なくとも2度、少なくとも4度、少なくとも6度、少なくとも8度、又は少なくとも10度
(ii)高々15度、高々10度、高々8度、高々6度、高々4度、高々2度、高々1度、高々0.5度、又は高々0.1度
A11.前記水平視野構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面に対してミラー面角で延在する平面ミラー面を画定するミラーを含む、A2乃至A10の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A12.前記ミラー面角は、(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つである、A11に記載のキャリブレーションチャック。
(i)スキュー角
(ii)少なくとも10度、少なくとも15度、少なくとも20度、少なくとも25度、少なくとも30度、少なくとも35度、少なくとも40度、少なくとも41度、少なくとも42度、少なくとも43度、少なくとも44度、又は少なくとも45度
(iii)高々80度、高々75度、高々70度、高々65度、高々60度、高々55度、高々50度、高々49度、高々48度、高々47度、高々46度、又は高々45度
A13.前記水平視野構造体は、前記水平視野方向に少なくとも部分的に沿って向けられる水平光線で前記水平視野領域を照らすように構成される水平照明アセンブリを含み、任意選択的に、前記水平照明アセンブリは、前記水平視野領域を背面照明するように構成される、A2乃至A12の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A14.前記水平照明アセンブリは、水平照明アセンブリ光源を含み、任意選択的に、前記水平照明アセンブリ光源は、(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つを含む、A13に記載のキャリブレーションチャック。
(i)少なくとも1つの水平照明アセンブリ発光ダイオード
(ii)少なくとも1つの水平照明アセンブリファイバ光学ケーブル
(iii)少なくとも1つの水平照明アセンブリ導光板
A15.前記水平照明アセンブリは、水平照明アセンブリ反射面を含む、A13及びA14の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A15.1 前記水平照明アセンブリは、前記水平照明アセンブリ反射面の方位を選択的に調整するように構成される水平照明アセンブリ調整機構を含む、A15に記載のキャリブレーションチャック。
A15.2 前記水平照明アセンブリ調整機構は、前記水平照明アセンブリ反射面を回転軸の周りに回転させるように構成される、A15.1に記載のキャリブレーションチャック。
A16.前記水平照明アセンブリは(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つに構成される、A13及びA14に記載のキャリブレーションチャック。
(i)前記水平光線を前記ミラーに向ける
(ii)少なくとも部分的に前記水平視野方向に沿って前記水平光線を放出する
(iii)少なくとも部分的に前記水平視野方向に沿って前記水平光線を反射させる。
A17.前記水平視野構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面の垂直上に延在する、A2乃至A16の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A18.前記水平視野構造体は第1の水平視野構造体であり、前記水平視野領域は第1の水平視野領域であり、前記水平視野方向は第1の水平視5野方向であり、更に、前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面に平行な又は少なくとも実質的に平行な第2の水平視野方向から、第2の水平視野領域の視認を容易にするように構成される第2の水平視野構造体を含む、A2乃至A17の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A19.前記第2の水平視野方向は、前記第1の水平視野方向に対して垂直又は少なくとも実質的に垂直である、A18に記載のキャリブレーションチャック。
A20.前記第2の水平視野領域は(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つを含む、A18及びA19の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
(i)光学プローブシステムの光学プローブ
(ii)キャリブレーション基板のキャリブレーション基板エッジ
(iii)キャリブレーション基板の別のキャリブレーション基板エッジ
A21.前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック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垂直視野方向からの垂直視野領域の視認を容易にするように構成される垂直視野構造体を含む、A1乃至A20の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A22.前記垂直視野構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面の垂直上に位置する前記光学プローブシステムの撮像デバイスを介して、前記垂直視野領域の視認を容易にするように構成される、A21に記載のキャリブレーションチャック。
A23.前記垂直視野構造体は、少なくとも1つの反射、及び任意選択的に、少なくとも2つの反射を利用して、垂直視野領域の視認を容易にするように構成される、A21及びA22の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A24.前記垂直視領域は、前記光学プローブシステムの光学プローブを含み、任意選択的に、前記垂直視野領域は、(i)乃至(x)のうちの少なくとも1つを含む、A21乃至A23の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
(i)光学プローブの下面
(ii)光学プローブの光学ファイバ
(iii)光学プローブの光学ファイバのレンズ
(iv)光学プローブの光学ファイバによって発される光
(v)光学プローブのエッジ
(vi)電気プローブ
(vii)RFプローブ
(viii)DCプローブ
(ix)機械的プローブ
(x)プローブの下面
A25.前記垂直視野方向は、前記キャリブレーションチャック支持面に垂直な閾値垂直視野角内にあり、任意選択的に、前記閾値垂直視野角は(i)及び(ii)のうちの少なくとも1つである、A21乃至A24の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
(i)少なくとも1度、少なくとも2度、少なくとも4度、少なくとも6度、少なくとも8度、又は少なくとも10度
(ii)高々15度、高々10度、高々8度、高々6度、高々4度、高々2度、高々1度、高々0.5度、又は高々0.1度
A26.前記垂直視野構造体は、(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つを含む、A21乃至A25の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
(i)プリズム
(ii)直角プリズム
(iii)ファイバアセンブリを備える屈折率分布型レンズ
A27.前記垂直視野構造体は、少なくとも部分的に前記キャリブレーションチャック本体内に埋め込まれる、A21乃至A26の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A28.前記垂直視野構造体は、少なくとも1つの光学反射面と、任意選択的に少なくとも2つの光学反射面と、更に任意選択的に少なくとも2つの光学反射面と、光学透過面と、を含む、A21乃至A27の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A29.前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記光学プローブシステムの少なくとも2つの光学プローブ間の相対的アラインメントを容易にするように構成されるプローブアラインメント構造体を含む、A1乃至A28の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A30.前記光学キャリブレーション構造体は、前記垂直視野構造体を含み、任意選択的に前記垂直視野構造体である、A1乃至A28の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A31.垂直反射構造体は、(前記)プローブアラインメント構造体及び(前記)垂直視野構造体の両方を画定する、A30に記載のキャリブレーションチャック。
A32.前記光学プローブアセンブリの少なくとも2つの光学プローブは、前記プローブアラインメント構造体の方を向き、更に、前記プローブアラインメント構造体は、前記少なくとも2つの光学プローブの発光している光学プローブからの発光光学信号を受け取り、前記少なくとも2つの光学プローブの検出光プローブに入射する前記発光光学信号を導くように構成される、A30及びA31の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A33.前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャックから離れるようにキャリブレーション光のビームを向けるように構成されるキャリブレーションチャック光源を含む、A1乃至A32の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A34.前記キャリブレーションチャック光源は、キャリブレーション光の前記ビームを、(前記)垂直視野方向と少なくとも実質的に平行なキャリブレーション光方向に向けるように構成される、A33記載のキャリブレーションチャック。
A35.前記キャリブレーションチャック光源は、キャリブレーションチャックレーザを含む、A33及びA34の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A36.キャリブレーション光の前記ビームは(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つを含む、A33乃至A35の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
(i)レーザビーム
(ii)単色光ビーム
(iii)偏光ビーム
A37.前記キャリブレーションチャック光源は、前記光学プローブシステムの(前記)光学プローブに入射するキャリブレーション光の前記ビームを導くように構成される、A33乃至A36の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A38.前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、その上に入射する光を検出するように構成される少なくとも1つのキャリブレーションチャック光検出器を含む、A1乃至A37の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A39.前記キャリブレーションチャック光検出器は、(前記)垂直視野方向と少なくとも実質的に平行な検出方向から前記光を検出するように構成される、A38に記載のキャリブレーションチャック。
A40.前記キャリブレーションチャック光検出器は、キャリブレーションチャック光検出器、キャリブレーションチャックフォトダイオード、及び光学パワーメータのうちの少なくとも1つを含む、A38及びA39の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A41.前記キャリブレーションチャック光検出器は、前記光学プローブシステムの(前記)光学プローブから前記光を受け取るように構成される、A38乃至A40の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A41.1 前記キャリブレーションチャックは、前記キャリブレーションチャック光検出器と関連する閉塞型キャリブレーション構造体を更に含み、前記閉塞型キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック光検出器の方へ向けられる光学信号の一部を選択的に妨害するように、任意選択的に、前記光学信号の特性を容易にするように構成される、A38乃至A41の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A41.2 前記閉塞型キャリブレーション構造体は、ナイフエッジキャリブレーション構造体及びピンホールキャリブレーション構造体のうちの少なくとも1つを含む、A41.1に記載のキャリブレーションチャック。
A42.前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つを含む、A1乃至A41.2の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
(i)光学活性構造体
(ii)光学デバイス
(iii)単一化光学チップ
A43.前記キャリブレーションチャックは、光学デバイスを含むように構成されるダイホルダを更に含む、A1乃至A42の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A44.前記ダイホルダは、参照基板を更に含む、A43に記載のキャリブレーションチャック。
A45.前記ダイホルダは、前記光学デバイス及び(前記)参照基板のうちの少なくとも1つを含む対応する水平視野領域を視認するように構成される対応する水平視野構造体を更に含む、A43及びA44の何れか1つに記載のキャリブレーションチャック。
A46.対応する水平視野構造体は、A2乃至A20の何れか1つの水平視野構造体の何れか1つの任意の適切な構造体及び/又は構成を含む、A45に記載のキャリブレーションチャック。
B1.光学プローブシステムであって、
複数の光学デバイスを含むデバイス基板を支持するように構成されるデバイス基板支持面を画定するデバイス基板チャックと、
少なくとも1つの光学プローブを含む光学プローブアセンブリと、
前記少なくとも1つの光学プローブに光学テスト信号を提供する、及び前記少なくとも1つの光学プローブから光学合成信号を受信する、のうちの少なくとも1つに構成される信号生成及び分析アセンブリと、
A1乃至A46の何れか1つに記載のキャリブレーションチャックと、
前記デバイス基板チャック及び前記キャリブレーションチャックの垂直上に位置する撮像デバイスと、を備える光学プローブシステム。
B2.前記デバイス基板チャックは、前記デバイス基板の温度を調節するように構成される熱制御ユニットを含む、B1に記載の光学プローブシステム。
B3.前記光学プローブシステムは、(i)乃至(iv)のうちの少なくとも1つに構成されるデバイス基板チャック並進構造体を更に含む、B1及びB2の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
(i)光学プローブアセンブリに対してデバイス基板チャックを動作可能に平行移動させる
(ii)光学プローブアセンブリに対してデバイス基板チャックを動作可能に回転させる
(iii)前記デバイス基板チャックを前記撮像デバイスに対して動作可能に平行移動させる
(iv)前記デバイス基板チャックを前記撮像デバイスに対して動作可能に回転させる
B4.前記キャリブレーションチャックは、前記デバイス基板チャックに動作可能に取り付けられ、それと共に移動するように構成される、B1乃至B3の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B5.前記デバイス基板は、半導体ウェハを含み、任意選択的に、前記光学プローブシステムは、前記半導体ウェハを含む、B1乃至B4の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B6.前記複数の光学デバイスは、複数のシリコンフォトニクス光学デバイスを含む、B1乃至B5の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B7.前記少なくとも1つの光学プローブは、ファイバ光学プローブを含む、B1乃至B6の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B8.前記光学プローブアセンブリは、複数の光学プローブを含む、B1乃至B7の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B9.前記光学プローブアセンブリは、前記光学プローブシステムが前記デバイス基板の少なくとも1つの光学デバイスを光学的にテストするために利用される場合、前記少なくとも1つの光学プローブと前記デバイス基板との間の距離を決定するように構成される距離センサを更に含む、B1乃至B8の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B10.前記距離センサは、容量性距離センサ、容量性変位センサ、渦電流変位センサ、レーザ三角測量センサ、共焦点センサ、及び/又はスペクトル干渉変位センサのうちの少なくとも1つを含む、B9に記載の光学プローブシステム。
B11.前記光学プローブシステムは、(i)乃至(vi)のうちの少なくとも1つに構成される光学プローブアセンブリ並進構造体を更に含む、B1乃至B10の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
(i)前記光学プローブアセンブリを前記デバイス基板チャックに対して動作可能に並進移動させる
(ii)前記光学プローブアセンブリを前記デバイス基板チャックに対して動作可能に回転させる
(iii)前記キャリブレーションチャックに対して前記光学プローブアセンブリを動作可能に並進移動させる
(iv)前記キャリブレーションチャックに対して前記光学プローブアセンブリを動作可能に回転させる
(v)前記光学プローブアセンブリを前記撮像デバイスに対して動作可能に並進移動させる
(vi)前記光学プローブアセンブリを前記撮像デバイスに対して動作可能に回転させる
B12.前記信号生成及び分析アセンブリは、前記光学テスト信号を生成するように構成される光源を含む、B1乃至B11の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B13.前記光源は、レーザ光源を含む、B12に記載の光学プローブシステム。
B14.前記信号発生及び分析アセンブリは、前記光学合成信号を検出するように構成される光検出器を含む、B12及びB13の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B15.前記光検出器は、光検出器及びフォトダイオードのうちの少なくとも1つを含む、B14に記載の光学プローブシステム。
B16.前記光学プローブシステムは、前記光学テスト信号及び前記光学合成信号のうちの少なくとも1つを、前記信号生成及び分析アセンブリと前記光学プローブアセンブリとの間で伝送するように構成されるファイバ光学ケーブルを更に含む、B1乃至B15の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B17.前記撮像デバイスは、顕微鏡を含む、B1乃至B17の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B18.前記撮像デバイスは、対物レンズを含む、B1乃至B17の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B19.前記撮像デバイスは、光学画像を受け取り、前記光学画像の電気的表現を生成するように構成される、B1乃至B18の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
B20.前記光学プローブシステムは、前記光学画像の前記電気的表現を前記光学プローブシステムのユーザに表示するように構成されるディスプレイを更に含む、B19に記載の光学プローブシステム。
B21.前記光プローブシステムは、(i)乃至(vi)のうちの少なくとも1つに構成される撮像デバイス並進構造体を更に含む、B1乃至B20の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
(i)前記撮像デバイスを前記デバイス基板チャックに対して動作可能に並進移動させる
(ii)前記撮像デバイスを前記デバイス基板チャックに対して動作可能に回転させる
(iii)前記撮像デバイスを前記キャリブレーションチャックに対して動作可能に並進移動させる
(iv)前記撮像デバイスを前記キャリブレーションチャックに対して動作可能に回転させる
(v)前記撮像デバイスを前記光学プローブアセンブリに対して動作可能に並進移動させる
(vi)前記光学プローブアセンブリに対して動作可能に前記撮像デバイスを回転させる
B22.前記光学プローブシステムは、密閉容積を画定するエンクロージャを更に含み、少なくとも前記デバイス基板チャックの前記デバイス基板支持面は、前記密閉容積内に位置する、B1乃至B21の何れか1つに記載の光学プローブシステム。
C1.B1乃至B22の何れか1つの光学プローブシステムを利用する方法であって、
前記少なくとも1つの光学プローブを前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体にアライメントすること、及び前記少なくとも1つの光学プローブを用いて且つ前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体を用いてデータを収集すること、を含む、方法。
C2.前記データの収集は、(i)乃至(iii)のうちの少なくとも1つを含む、C1に記載の方法。
(i)前記少なくとも1つのプローブを介して前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体に前記光学テスト信号を提供すること
(ii)前記少なくとも1つのプローブを介して、前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体から前記光学合成信号を受信すること
(iii)前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体を利用して、前記少なくとも1つのプローブの光学画像を収集すること
本明細書に開示されるキャリブレーションチャック、プローブシステム、及び方法は、光学デバイス並びに半導体製造及びテスト産業に適用可能である。
本開示は、独立した有用性を有する複数の別個の発明を包含すると考えられる。これらの発明の各々はその好ましい形態で開示されてきたが、本明細書に開示され図示されたその特定の実施形態は多数の変形が可能であるので、限定的な意味で考慮されるべきではない。本発明の主題は、本明細書に開示される様々な要素、特徴、機能、及び/又は特性の全ての新規且つ非自明な組み合わせ及びサブコンビネーションを含む。同様に、クレームが「a」若しくは「第1の」要素又はそれらの均等物を記載している場合、当該クレームは2以上のかかる要素を必須とすることも排除することもなく、1つ以上のかかる要素の組み込みを含むと理解されるべきである。
以下の特許請求の範囲は、特に、開示された発明のうちの1つを対象とし、新規且つ非自明である特定の組み合わせ及びサブコンビネーションを指すものと考えられる。特徴、機能、要素、及び/又は特性の他の組み合わせ及びサブコンビネーションで具現化される発明は、本特許請求の範囲の補正、又は本出願若しくは関連出願における新しい特許請求の範囲の提示を通して特許請求され得る。そのような補正された請求項又は新しい請求項は、それらが異なる発明を対象とするか、或いは同じ発明を対象とするかにかかわらず、元の請求項とは異なる、より広い、より狭い、又は範囲が等しいかにかかわらず、本開示の発明の主題内に含まれるものとみなされる。

Claims (27)

  1. 光学プローブシステムのためのキャリブレーションチャックであって、
    前記キャリブレーションチャックは、
    キャリブレーションチャック支持面を画定するキャリブレーションチャック本体と、
    前記キャリブレーションチャック本体によって支持される少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体であって、前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面の垂直上に位置する前記光学プローブシステムの撮像デバイスを介して、前記キャリブレーションチャック支持面に対して少なくとも実質的に平行な水平視野方向からの水平視野領域の視認を容易にするように構成される水平視野構造体を含む、少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体と、
    を備える、キャリブレーションチャック。
  2. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーションチャックは、キャリブレーション基板を含み、更に、前記水平視野領域は、前記キャリブレーション基板のキャリブレーション基板エッジを含む、キャリブレーションチャック。
  3. 請求項2に記載のキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーション基板エッジは、前記キャリブレーションチャック支持面に対して少なくとも実質的に平行である前記キャリブレーション基板の水平キャリブレーション基板面と、前記キャリブレーションチャック支持面に対して少なくとも実質的に平行である前記キャリブレーション基板の垂直キャリブレーション基板面との間の遷移を画定する、キャリブレーションチャック。
  4. 請求項3に記載のキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーション基板は、前記キャリブレーション基板エッジに近接する前記光学プローブシステムの光学プローブのアライメントを容易にし、また、前記水平キャリブレーション基板面の垂直上の前記光学プローブシステムの距離センサのアライメントを容易にするように構成されるノッチ領域を含む、キャリブレーションチャック。
  5. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平視野構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面に対してスキューミラー面角で延在する平面ミラー面を画定するミラーを含む、キャリブレーションチャック。
  6. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平視野構造体は、前記水平視野方向に沿って少なくとも部分的に向けられる水平光線で前記水平視野領域を照らすように構成される水平照明アセンブリを含む、キャリブレーションチャック。
  7. 請求項6に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平照明アセンブリは、前記水平視野領域を背面照明するように構成される、キャリブレーションチャック。
  8. 請求項6に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平照明アセンブリは、照明光ビームを生成するように構成される水平照明アセンブリ光源を含む、キャリブレーションチャック。
  9. 請求項8に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平照明アセンブリは、前記照明光ビームを反射して前記水平視野領域を背面照明するように構成される水平照明アセンブリ反射面を含む、キャリブレーションチャック。
  10. 請求項9に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平照明アセンブリは、前記水平照明アセンブリ反射面の方位を選択的に調整するように構成される水平照明アセンブリ調整機構を含む、キャリブレーションチャック。
  11. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平視野構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面の垂直上に延在する、キャリブレーションチャック。
  12. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記水平視野構造体は第1の水平視野構造体であり、前記水平視野領域は第1の水平視野領域であり、前記水平視野方向は第1の水平視野方向であり、更に、前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面に平行な又は少なくとも実質的に平行な第2の水平視野方向からの第2の水平視野領域の視認を容易にするように構成される第2の水平視野構造体を含む、キャリブレーションチャック。
  13. 請求項12に記載のキャリブレーションチャックであって、前記第2の水平視野方向は、前記第1の水平視野方向に対して少なくとも実質的に垂直である、キャリブレーションチャック。
  14. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック支持面の垂直上に位置する前記光学プローブシステムの撮像デバイスを介して、前記キャリブレーションチャック支持面に対して少なくとも実質的に垂直である垂直視野方向からの垂直視野領域の視認を容易にするように構成される垂直視野構造体を含む、キャリブレーションチャック。
  15. 請求項14に記載のキャリブレーションチャックであって、前記垂直視野構造体は、少なくとも1つの反射を用いて前記垂直視野領域の視認を容易にするように構成される、キャリブレーションチャック。
  16. 請求項14に記載のキャリブレーションチャックであって、前記垂直視野構造体は、
    (i)プリズム、
    (ii)直角プリズム、及び
    (iii)ファイバアセンブリを備える屈折率分布型レンズ
    のうちの少なくとも1つを含む、キャリブレーションチャック。
  17. 請求項14に記載のキャリブレーションチャックであって、前記垂直視野構造体は、前記キャリブレーションチャック本体内に少なくとも部分的に埋め込まれる、キャリブレーションチャック。
  18. 請求項14に記載のキャリブレーションチャックであって、前記垂直視野構造体は、少なくとも1つの光学反射面を含む、キャリブレーションチャック。
  19. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、前記光学プローブシステムのうちの少なくとも2つの光学プローブ間の相対的アラインメントを容易にするように構成されるプローブアラインメント構造体を含む、キャリブレーションチャック。
  20. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体は、その上に入射する光を検出するように構成されるキャリブレーションチャック光検出器を含む、キャリブレーションチャック。
  21. 請求項20に記載のキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーションチャック光検出器は、前記撮像デバイスの垂直視野方向に対して少なくとも実質的に平行な検出方向からの前記光を検出するように構成される、キャリブレーションチャック。
  22. 請求項20に記載のキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーションチャック光検出器は、キャリブレーションチャック光子検出器、キャリブレーションチャックフォトダイオード、及び光学パワーメータのうちの少なくとも1つを含む、キャリブレーションチャック。
  23. 請求項20に記載のキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーションチャックは、前記キャリブレーションチャック光検出器と関連する閉塞型キャリブレーション構造体を更に含み、前記閉塞型キャリブレーション構造体は、前記キャリブレーションチャック光検出器の方へ向けられる光学信号の一部を選択的に妨害するように構成される、キャリブレーションチャック。
  24. 請求項23に記載のキャリブレーションチャックであって、前記閉塞型キャリブレーション構造体は、ナイフエッジキャリブレーション構造体及びピンホールキャリブレーション構造体のうちの少なくとも1つを含む、キャリブレーションチャック。
  25. 請求項1に記載のキャリブレーションチャックであって、前記キャリブレーションチャックは、光学デバイスを含むように構成されるダイホルダを更に含む、キャリブレーションチャック。
  26. 光学プローブシステムであって、
    複数の光学デバイスを含むデバイス基板を支持するように構成されるデバイス基板支持面を画定するデバイス基板チャックと、
    少なくとも1つの光学プローブを含む光学プローブアセンブリと、
    前記少なくとも1つの光学プローブに光学テスト信号を提供するように、且つ前記少なくとも1つの光学プローブから光学合成信号を受信するように構成される信号生成及び分析アセンブリと、
    請求項1に記載のキャリブレーションチャックと、
    前記デバイス基板チャック及び前記キャリブレーションチャックの垂直上に位置する前記撮像デバイスと、
    を備える、光学プローブシステム。
  27. 請求項26に記載の光学プローブシステムを用いる方法であって、前記方法は、
    前記少なくとも1つの光学プローブを前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体にアライメントすること、及び
    前記少なくとも1つの光学プローブを用いて且つ前記少なくとも1つの光学キャリブレーション構造体を用いてデータを収集すること、
    を含む、方法。
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