JP7191964B2 - 基準ターゲット付きプローブ、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

Description

関連出願
本願は、２０１９年１月１６日に出願された米国特許出願第１６／２４９０４４号、及び２０１８年１月１９日に出願された米国特許仮出願第６２／６１９２８２号による優先権を主張し、それら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、基準ターゲット付きプローブ、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にプローブシステムのプローブを接触させることによって、集積回路デバイスの動作及び／または性能を試験することができる。集積回路デバイスは、数十マイクロメートル（μm）幅のオーダーの接点パッドを含み得る。従って、プローブを接点パッドに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、例えば接点パッドに対するプローブの高さの非常に精密な測定及び操作を必要とすることになる。例えば、プローブと接点パッドとの電気接触を形成することは、接点パッドをプローブのプローブチップ（プローブ先端）に接触させて、指定量の押し付けを加えてロバスト（頑健）な接触を保証することを含み得る。ロバストで再現可能な試験結果を実現することは、接点パッドを正確な押し付けの度合いでプローブチップに接触させることを必要とし得る。このことは、電気接触を確立する際に接点パッド上のプローブの高さの精密な測定を必要とし得る。こうした測定は、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／またはプローブ上に合わせることを含み得る。しかし、光学アセンブリでプローブを識別すること、及び／または光学アセンブリの焦点をプローブに合わせることは、高信頼性で一貫して実現することが困難であり得る。従って、プローブの空間的高さを正確に識別するために光学アセンブリの焦点をプローブに合わせることを促進するための特徴を含むプローブの必要性が存在する。

基準ターゲット付きプローブ、こうしたプローブを含むシステム、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、プローブ本体と、プローブ本体から延びるプローブビーム（プローブ梁部）と、少なくとも１つのプローブチップとを含み、プローブチップはプローブ本体から遠い方のプローブビームの最先端から延び、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、プローブビームに取り付けられた基準ターゲットをさらに含む。この基準ターゲットは、プローブチップがＤＵＴに接近する際に光学システムにとって可視であるように構成されて、ＤＵＴに対するプローブチップの位置の測定を促進する。この基準ターゲットは、プローブビームにおける少なくとも当該基準ターゲットに隣接した部分に比べて、光学システムによって光学的により解像可能である。

このプローブシステムは、少なくとも１つのＤＵＴを試験するように構成され、これら少なくとも１つのＤＵＴのうちの対応するＤＵＴを試験するように構成された少なくとも１つのプローブを含む。このプローブシステムは光学アセンブリをさらに含み、この光学アセンブリは、プローブが対応するＤＵＴに接近する際に、少なくとも１つのプローブの少なくとも一部分の画像を光軸に沿って取得するように構成されている。このプローブシステムは、少なくとも１つのプローブの少なくとも１つの基準ターゲットの位置の測定を可能にするように構成されている。

関連する方法は、基準ターゲットを含むプローブを利用する方法を含む。これらの方法は、光学システムに対するプローブの基準ターゲットの第１位置を測定するステップと、ＤＵＴをプローブに対して平行移動させるステップと、光学システムに対する基準ターゲットの第２位置を測定するステップとを含む。

関連する方法は、それに加えて、あるいはその代わりに、基準ターゲット付きプローブを製造する方法を含むことができる。これらの方法は、プローブビーム及びプローブチップを有するプローブを用意するステップと、基準ターゲットをプローブビームに取り付けるステップとを含む。

本発明によるプローブシステムの例を示す概略側面図である。 図１のプローブシステムの一部分の例を示す概略上面図である。 本発明による、集光反射の例を基準像上に重ね合わせて示す概略上面図である。 本発明による、基準ターゲットの外面から反射する光の例を示す概略側面図である。 本発明による、基準ターゲット内で内部反射される光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部分側面図である。 図６のプローブの部分上面図である。 本発明による、プローブチップに対してＤＵＴを押し付ける前にＤＵＴに接触しているプローブチップを示す概略側面図である。 プローブチップに対してＤＵＴを押し付けた後の、図８のプローブチップ及びＤＵＴを示す概略側面図である。 本発明による、ＤＵＴに対するプローブの押し付け距離を測定する方法を示すフローチャートである。 本発明による、基準ターゲット付きプローブを製造する方法を示すフローチャートである。

詳細な説明
図１～１１は、基準ターゲット１５０付きプローブ１００の例、プローブシステムを動作させる方法及び／または利用する方法２００の例、及び／または基準ターゲット付きプローブを製造する方法３００の例を提供する。図１～１１の各々では、同様の、あるいは少なくとも実質的に同様の目的を果たす要素には同様のラベルを付け、これらの要素は本明細書中で図１～１１の各々を参照して説明しないことがある。同様に、図１～１１の各々では、必ずしもすべての要素にラベルを付けないことがあるが、本明細書中では当該要素に関連する参照番号を一貫性のために利用することがある。図１～１１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１～１１のいずれかに含めること、及び図１～１１のいずれかと共に利用することがある。

一般に、所定の（即ち、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、一対のプローブ１００を含むプローブシステム１０の概略側面図であり、図２は、図１のプローブシステムの一部分の概略上面図である。図１は、プローブシステム１０を２つのプローブ１００を含むように概略的に示しているが、このことは要件ではなく、プローブシステムが、１つのプローブ、２つのプローブ、３つのプローブ、４つのプローブ、または５つ以上のプローブのように適切な任意数のプローブを含むことができることは、本発明の範囲内である。各プローブ１００は、プローブ本体１１０と、プローブ本体から延びるプローブビーム１２０と、プローブ本体から遠い方のプローブビームの最先端１２６から延びる少なくとも１つのプローブチップ１４０とを含む。各プローブチップ１４０は、例えば被試験デバイス（ＤＵＴ）４２の対応する接点パッドを介して当該ＤＵＴに接触するように構成されている。プローブ１００は、１つのプローブチップ、２つのプローブチップ、３つのプローブチップ、または４つ以上のプローブチップのように適切な任意数のプローブチップ１４０を含むことができる。一例として、プローブ１００は、無線周波数（ＲＦ：radio frequency）試験用に構成されたプローブとすることができ、及び／または、信号を送信及び／または受信するように構成された少なくとも１つのプローブチップ１４０及び／または電気接地を与えるように構成された少なくとも１つのプローブチップを有することができる。

図１～２に概略的に示すように、プローブ１００は、プローブビーム１２０に、例えばプローブビームの上面１２８に取り付けられた少なくとも１つの基準ターゲット１５０をさらに含む。本明細書中に説明するように、各基準ターゲット１５０は、プローブチップ１４０がＤＵＴ４２に接近する際に光学システムにとって可視であるように構成されて、例えばＤＵＴ４２に対するプローブチップの位置の測定を促進する。このようにして、図２は、光学システム２０の視点によって及び／または視点から見た図１のプローブシステム１０の一部分を概略的に示しているように説明することができる。別の言い方をすれば、図２は光学システム２０の視野を概略的に示しているように説明することができる。図１～２に概略的にさらに示すように、そして本明細書中に説明するように、プローブシステム１０及び／またはプローブ１００は、ｘ次元、ｙ次元、及びｚ次元が互いに直交するｘ－ｙ－ｚ座標系を参照して説明することができる。より具体的には、プローブシステム１０は、光学システム２０が基準ターゲット１５０をｚ次元に少なくとも実質的に平行な方向に沿って見るように、当該プローブシステムが配向されているように説明することができる。

各プローブ１００は適切な数の基準ターゲット１５０を含むことができる。一例として、本明細書中に開示するプローブのいくつかは、各プローブ１００が対応する単一の基準ターゲット１５０を含む実施形態に関連する。しかし、このことはプローブ１００の必ずしもすべての例に要求されず、各プローブが、２つの基準ターゲット、３つの基準ターゲット、４つの基準ターゲット、または５つ以上の基準ターゲットのように対応する複数の基準ターゲット１５０を含むことができることは、本発明の範囲内に加わる。

対応する複数のターゲット１５０付きの複数のプローブ１００を含むプローブシステム１０の一実施形態では、複数の基準ターゲットのうちの少なくとも１つの基準ターゲットを、複数の基準ターゲットのうちの他の基準ターゲットと区別して及び／または異なる形状にして、例えば（当該基準ターゲットに）対応するプローブの識別を促進することができる。別の言い方をすれば、こうした例では、各プローブ１００が、対応する基準ターゲット１５０、あるいは対応する複数の基準ターゲット１５０を含むことができ、これらの基準ターゲットは、プローブの一意的な識別を可能にするような形状、サイズ、位置、向き、及び／またはさもなければ構成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、複数の基準ターゲット１５０を含むプローブ１００の一実施形態では、当該プローブに関連する複数の基準ターゲットのうちの少なくとも１つの基準ターゲットを、当該プローブに関連する複数の基準ターゲットのうちの他の少なくとも１つの基準ターゲットと区別して及び／または異なる形状にして、例えば光学システム２０に対するプローブの位置を三次元で測定することを促進することができる。他の一例として、複数の基準ターゲット１５０を含むプローブ１００の一実施形態では、複数の基準ターゲットのうちの少なくとも２つの基準ターゲットを、これらの基準ターゲットがｘ次元、ｙ次元、及び／またはｚ次元において異なる位置を有するように配置し、これにより、所定のプローブ１００に関連する基準ターゲット１５０の観測による当該プローブの一意的な識別を可能にすること及び／または促進することができる。

図１に概略的にさらに示すように、プローブシステム１０は複数のプローブホルダ１０２を含むことができ、プローブホルダ１０２は対応する複数のプローブ１００を複数のＤＵＴ４２に対して支持して維持するように構成されている。本明細書中に用いるプローブホルダ１０２は、ポジショナー（保定装置、位置決め装置）１０２と称することもできる。プローブシステム１０はチャック３０を含むこともでき、チャック３０は、複数のＤＵＴ４２を含む基板４０を支持するように構成された支持面３２を規定する。図１に追加的に概略的に示すように、プローブシステム１０はコントローラ５０を含むことができ、コントローラ５０は、プローブシステム１０の動作を制御するように、あるいはプローブシステム１０を自動化するようにプログラムされている。一例として、コントローラ５０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プログラムすることができる。それに加えて、あるいはその代わりに、コントローラ５０は、プローブ１００、光学システム２０、及び／またはチャック３０のようなプローブシステム１０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。

本明細書中に用いる「上部」、「上方」、「下部」、「下方」等のような位置の用語は、プローブ１００及び／またはプローブシステム１０の構成要素間の空間的関係を例示的で非限定的な様式で記述するために用いることができ、一般に、基板４０及び／またはＤＵＴ４２が地面に少なくともほぼ平行に広がり、プローブ１００がＤＵＴの垂直方向上方にある（これにより、重力がプローブをＤＵＴに向けて偏向させる）構成を参照する。こうした用語は前後関係として提供するに過ぎず、プローブ１００及び／またはプローブシステム１０の構成部品を地面に対して常に特定の向きであるものと限定しない。

図１に概略的に示すように、光学システム２０は、光軸２２に沿って画像を取得するように構成することができ、例えばプローブシステム１０のｚ次元に少なくともほぼ平行にすることができる。例えば、光学システム２０は照明光源２６を含むことができ、照明光源２６は光軸２２に少なくともほぼ平行に発光して、プローブ１００の基準ターゲット１５０のようなプローブシステム１００の一部分を照明することができる。光学システム２０は顕微鏡２８をさらに含むことができ、顕微鏡２８は、基準ターゲット１５０から反射した、及び／またはさもなければ発光した光を取得するように構成されている。顕微鏡２８は、可視光顕微鏡及び／または共焦点顕微鏡のようなあらゆる適切な顕微鏡を含むこと及び／またはあらゆる適切な顕微鏡とすることができる。図１に概略的にさらに示すように、光学システム２０は、光学エンクロージャ（光学用包囲体）２１を含むこと、及び／または光学エンクロージャ２１内に配置することができ、光学エンクロージャ２１は周辺光が光学システムの一部分、例えば顕微鏡２８に入ることを規制するように構成されている。

プローブシステム１０は、プローブ１００のプローブチップ１４０がＤＵＴ４２に接近する際に、光学システム２０の焦点が当該プローブの基準ターゲット１５０に合うように構成することができる。より具体的には、光学システム２０が焦点範囲を有し、プローブチップがＤＵＴ４２に接近する際に、基準ターゲット１５０及びＤＵＴ４２の各々が当該焦点範囲内にあり、光学システムの焦点が基準ターゲット及びＤＵＴに交互に合う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、プローブシステム１０は、光学システム２０の光軸２２に沿った焦平面（焦点面）の位置を、プローブシステムにおける光学システムにとって可視である部分の画像と同期して記録するように構成することができる。このようにして、本明細書中に説明するように、プローブシステム１０は、基準ターゲットに焦点が最も良く合う際の焦平面の位置の測定により、光軸２２に平行な方向及び／またはｚ方向に平行な方向に沿った基準ターゲット１５０の位置の精密な測定を可能にするように構成することができる。

プローブシステム１０は、少なくとも１つのプローブチップ１４０がＤＵＴ４２に接近する際に、基準ターゲット１５０及び当該プローブチップの各々が光学システム２０の視野内にあるように構成することもできる。プローブシステム１０は、ＤＵＴ４２の試験前、試験中、及び／または試験後に、基準ターゲット１５０及び少なくとも１つのプローブチップ１４０の各々が光学システム２０の視野内に留まるようにさらに構成することができる。例えば、ＤＵＴ４２の試験は、当該ＤＵＴの試験中に、当該ＤＵＴ及び／またはプローブチップ１４０の少なくとも一部分が光学システム２０の視野に対して熱的にドリフトするように、当該ＤＵＴの温度を調整することを含むことができる。従って、光学システム２０は、ＤＵＴ４２の試験中にプローブチップ１４０及び／または基準ターゲット１５０の少なくとも一部分が当該光学システムの視野内に留まるほど十分に広い視野を有することができる。

例えば、図２に概略的に示すように、光学システム２０の視野は、視野の線寸法２３を有することができ、及び／または視野の線寸法２３によって特徴付けることができる。視野の線寸法２３は、視野のあらゆる適切な寸法に相当することができる。例として、図２に概略的に示すように、視野の線寸法２３は、ｘ次元に沿って、ｙ次元に沿って、及び／または光軸２２に少なくとも実質的に直交する方向に沿って測定することができる。本明細書中に用いる視野の線寸法２３は、距離（例えば、長さ）及び／または解像度（例えば、視野全体にわたる画素（ピクセル）数）のような、視野を測定するためのあらゆる適切な尺度に相当することができる。例として、視野の線寸法２３は、少なくとも１００マイクロメートル（μm）、少なくとも３００μm、少なくとも５００μm、少なくとも１ミリメートル（mm）、少なくとも１．５mm、少なくとも２mm、少なくとも３mm、少なくとも５mm、最大でも７mm、最大でも２．５mm、最大でも１．７mm、最大でも１．２mm、最大でも７００μm、及び／または最大でも２００μm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、視野の線寸法２３は、少なくとも１００画素、少なくとも３００画素、少なくとも５００画素、少なくとも１０００画素、少なくとも１３００画素、少なくとも１５００画素、少なくとも２０００画素、少なくとも２５００画素、最大でも３０００画素、最大でも２２００画素、最大でも１７００画素、最大でも１２００画素、最大でも７００画素、及び／または最大でも２００画素にすることができる。

光学システム２０は一般に、基準ターゲット１５０からの光を集光して、ＤＵＴ４２に対するプローブチップ１４０の位置を測定して、光学システムに対するプローブチップの位置を測定するように、及び／またはプローブチップの偏位を検出するように構成されている。例えば、光学システム２０は、基準ターゲット１５０から反射した光、及び／またはさもなければ基準ターゲット１５０が発光する光に焦点を合わせるように構成することができ、これにより、対応する焦平面の位置を用いて光軸２２に平行な方向のプローブチップ１４０の高さを測定することができる（図１では、こうした方向にｚ方向のラベルを付けている）。より具体的には、基準ターゲット１５０から反射した光、及び／またはさもなければ基準ターゲット１５０が発光する光が、比較的無反射性の背景に対する高コントラストの視覚的基準点を提供することができ、こうした背景は、例えばプローブビーム１２０を含むこと及び／またはプローブビーム１２０とすることができる。光学システム１２０は、自動化された焦点最適化ルーチンのようなあらゆる適切なルーチンにより、ＤＵＴ４２に対するプローブチップ１４０の位置を測定することを促進するように構成することができる。例として、焦点最適化ルーチンは、パターンスコア（パターン得点）ルーチン及び／または勾配探索ルーチンを含むこと、及び／またはこうしたルーチン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、光学システム２０は、ユーザが手動で基準ターゲット１５０から反射した光に焦点を合わせることを可能にするように構成することができる。

プローブシステム１０及び／または基準ターゲット１５０は、基準ターゲットがプローブシステムの残りの部分の少なくとも一部に比べて光学システム２０による光学的解像度がより高くなるように構成することができ、上記少なくとも一部は、例えばプローブビーム１２０の上面１２８における基準ターゲットを支持する部分及び／または基準ターゲットに隣接する部分である。一例として、基準ターゲット１５０が光学システム２０にとって可視である際に、基準ターゲットは、プローブビーム１２０の上面１２８における少なくとも光学システムにとって可視である部分に比べて、光学システムによる光学的解像度をより高くすることができる。本明細書中に用いる、（光学システム２０のような）光学システムの視野内の構成要素を記述するために用いられる「光学的解像度が高い」とは、一般に、光学システムが、精密かつ高信頼性で当該構成要素を解像すること、当該構成要素に焦点を合わせること、及び／またはさもなければ当該構成要素の像の品質を最適化する能力を参照する。より具体的な例として、プローブ本体１１０、プローブビーム１２０、及び／またはプローブチップ１４０を光学的に不透明及び／または光吸収性にすることができる。追加的な例として、基準ターゲット１５０は、プローブビーム１２０の上面１２８における少なくとも基準ターゲットを支持する部分よりも光学的に明色にすること、光学的に高明度にすること、大きな光反射率を有すること、大きな光学コントラストを有すること、及び／または入射光を散乱させる度合いを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、基準ターゲット１５０、及び／または基準ターゲットによって散乱及び／または反射された光に、光学システム２０が離散した焦点解像範囲内で焦点を合わせることができ、この離散した焦点解像範囲は、光学システムの焦点がプローブビーム１２０に合うための焦点解像範囲よりも小さい。本明細書中に用いる光学システム２０の焦点解像範囲は、それに加えて、あるいはその代わりに、光学システムの焦点感度と称することができる。

光学システム２０は、基準ターゲット１５０をあらゆる適切な方法で撮像、レンダリング、及び／またはさもなければ表現するように構成することができる。例えば、図３に概略的に示すように、光学システム２０は、プローブチップ１４０がＤＵＴ４２に接近し、かつ光学システムの焦点が基準ターゲットに合う際に、基準ターゲット１５０の少なくとも一部分の基準像１６０を受けるように、及び／または記録するように構成することができる。別の言い方をすれば、基準像１６０は、基準ターゲット１５０における少なくとも光学システム２０の焦点が合う部分の像を含むこと、及び／またはこうした像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、図３に概略的にさらに示すように、基準ターゲット１５０は、基準ターゲット１５０からの集光反射１６２を反射、発生、及び／またはさもなければ生成するように構成することができ、光学システム２０は、基準ターゲット１５０からの集光反射１６２を受光するように構成することができる。このようにして、本明細書中に用いる、光学システム２０の焦点が基準ターゲット１５０に合うことへの言及は、光学システムの焦点が基準像１６０に合うことを参照することができ、及び／または光学システムの焦点が集光反射１６２に合うことを参照することができる。図３に概略的に示すように、集光反射１６２は基準像１６０よりも小さくすることができ、及び／または基準像上に重ね合わせることができる。

光学システム２０が基準像１６０及び集光反射１６２を受光するように構成されている例では、基準像の形状及び／または外観を基準ターゲット１５０と同様にすることができ、集光反射は、基準像よりも狭い、及び／または基準像よりも輪郭が尖鋭に定まった集光スポットを含むこと、及び／またはこうした集光スポットとすることができる。より具体的な例として、図３に概略的に追加的に示すように、基準像１６０は、基準像の直径１６１を有すること及び／または基準像の直径１６１によって特徴付けることができ、集光反射１６２は、集光反射の直径１６３を有すること及び／または集光反射の直径１６３によって特徴付けることができ、集光反射の直径は基準像の直径よりも小さい。さらに具体的な例として、集光反射の直径１６３は、基準像の直径１６１の少なくとも０．１％、基準像の直径の少なくとも０．２％、基準像の直径の少なくとも０．５％、基準像の直径の少なくとも１％、基準像の直径の少なくとも２％、基準像の直径の少なくとも５％、基準像の直径の少なくとも１０％、基準像の直径の少なくとも２０％、基準像の直径の少なくとも５０％、基準像の直径の少なくとも７０％、最大でも基準像の直径の８５％、最大でも基準像の直径の６０％、最大でも基準像の直径の５０％、最大でも基準像の直径の３０％、最大でも基準像の直径の２５％、最大でも基準像の直径の２０％、最大でも基準像の直径の１５％、最大でも基準像の直径の１０％、最大でも基準像の直径の７％、最大でも基準像の直径の５％、最大でも基準像の直径の３％、及び／または最大でも基準像の直径の１％にすることができる。他の一例として、集光反射１６２の集光反射の直径１６３は、離散した焦点解像範囲内に最小値を有することができ、この離散した焦点解像範囲は特定の焦点解像範囲よりも小さく、この特定の焦点解像範囲内で基準像１６０の基準像の直径１６１がそれぞれの最小値を有する。追加的な例として、集光反射の直径１６３は、視野の線寸法２３の少なくとも０．００００１％、視野の線寸法の少なくとも０．０００１％、視野の線寸法の少なくとも０．００１％、視野の線寸法の少なくとも０．０１％、視野の線寸法の少なくとも０．１％、視野の線寸法の少なくとも１％、視野の線寸法の少なくとも１０％、最大でも視野の線寸法の２０％、最大でも視野の線寸法の１５％、最大でも視野の線寸法の５％、最大でも視野の線寸法の１％、最大でも視野の線寸法の０．５％、最大でも視野の線寸法の０．０５％、最大でも視野の線寸法の０．００５％、最大でも視野の線寸法の０．０００５％、及び／または最大でも視野の線寸法の０．００００５％にすることができる。

集光反射１６２は、当該集光反射に焦点が合う焦点解像範囲によって特徴付けることもできる。例えば、基準光反射は、（図１～２に概略的に示す）基準ターゲットの直径１５８よりも小さい離散した焦点解像範囲内で可視であること、及び／または適切に解像することができる。より具体的な例として、基準光反射は、基準ターゲットの直径１５８の最大でも５０％、最大でも３０％、最大でも２５％、最大でも２０％、最大でも１５％、最大でも１０％、最大でも７％、最大でも５％、最大でも３％、及び／または最大でも１％の離散した焦点解像範囲内で、可視であること及び／または適切に解像することができる。

集光反射１６２は、基準ターゲット１５０の外面から反射した光を含むこと、及び／または基準ターゲット１５０の外面から反射した光とすることができる。例えば、図４に概略的に示すように、この集光反射は、照明光源２６が発光して、基準ターゲット１５０の外面のうち照明光源に面した外面からその後に反射された光を含むことができ、及び／またはこうした光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、集光反射１６２は、基準ターゲット内で内部反射した光を含むことができ、及び／またはこうした光とすることができる。例えば、図５に概略的に示すように、集光反射は、照明光源２６が発光して基準ターゲット１５０に入り、基準ターゲットを出る前に少なくとも１回内部反射して光学システム２０によって集光される光を含むことができ、及び／またはこうした光とすることができる。

基準ターゲット１５０は、基準像１６０及び／または集光反射１６２が、プローブビーム１２０における基準ターゲットを支持する部分及び／または基準ターゲットに隣接した部分の像に比べて大きい光強度及び／または大きい光学コントラストを有するように構成することができる。従って、光学システム２０は、プローブビーム１２０における基準ターゲットを支持する部分上及び／または基準ターゲットに隣接した部分上よりも精密に、基準像上に焦点を合わせることができ、これにより、基準ターゲットのないプローブシステム１０に比べて、光軸２２に沿った基準ターゲット１５０の位置のより正確な測定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、基準ターゲット１５０は、集光反射１６２が基準像１６０に比べて大きい光強度及び／または大きい光学コントラストを有するように構成することができる。こうした実施形態では、光学システム２０は、基準像よりも集光反射により正確に焦点を合わせることができ、これにより、集光反射を生成するように構成された基準ターゲット１５０のないプローブシステム１０に比べて、光軸２２に沿った基準ターゲット１５０の位置のより正確な測定を可能にすることができる。

基準ターゲット１５０は任意の適切な幾何学的形状及び／または外形を有することができる。例えば、基準ターゲット１５０は少なくとも１本の対称軸を有することができ、例えば基準ターゲットはこの対称軸の周りに回転対称である。こうした実施形態では、回転対称軸がプローブビームの中心線１３０（図２に概略的に示す）にほぼ平行に延びることができ、中心線１３０はプローブビーム１２０の上面１２８に沿って最先端からプローブ本体１１０に向かって延びる。基準ターゲット１５０は、それに加えて、あるいはその代わりに、プローブビームの中心線１３０に少なくともほぼ直交して延びる回転対称軸の周りに回転対称にすることができる。こうした構成は、基準ターゲットをプローブビームに対して正確な及び／または所定の向きに取り付けることを必要とせずに、光学システム２０が、基準ターゲット１５０によって反射された光を受光するように適切に配置されることを促進する。一例として、基準ターゲット１５０を少なくともほぼ球形にして、プローブビーム１２０に対する基準ターゲットの回転配向が変化する際に、基準ターゲットの反射特性をほぼ一定にすることができる。追加的な例として、基準ターゲット１５０を逆反射性にすることができ、及び／または、基準ターゲット１５０が直角プリズムのようなプリズムを含むことができ、及び／または基準ターゲット１５０をこうしたプリズムにすることができる。

基準ターゲット１５０は、例えば基準像１６０及び／または集光反射１６２の形成を促進するためのあらゆる適切な光学特性を有することができる。例えば、説明したように、基準ターゲット１５０は少なくとも実質的に光反射性にすることができ、任意で完全に光反射性にすることができる。より具体的な一例として、基準ターゲット１５０は、完全に光反射性の表面を有する金属球を含むことができ、あるいはこうした金属球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、基準ターゲット１５０は、少なくとも部分的に光学的に透明にすること、及び／または少なくとも部分的に光学的に半透明にすることができる。基準ターゲット１５０は、プラスチック、アクリル、金属、及び／またはガラスのようなあらゆる適切な材料で形成することができ、及び／またはプローブ本体１１０、プローブビーム１２０、及び／またはプローブチップ１４０と異なる材料で形成することができる。より具体的な一例として、基準ターゲット１５０をガラス球とすることができる。一部の実施形態では、例えばプローブシステム１０の残りの部分との電気的干渉を回避するために、基準ターゲット１５０を非金属とすることができる。基準ターゲット１５０はあらゆる適切な方法でプローブビーム１２０に取り付けることができる。一例として、図１に概略的に示すように、基準ターゲット１５０は接着剤１７０によってプローブビーム１５０に取り付けることができ、接着剤１７０は、例えばエポキシ及び／または熱エポキシを含むことができ、及び／またはエポキシ及び／または熱エポキシとすることができる。

プローブ１００、及び／またはそのあらゆる構成要素は、あらゆる適切な寸法及び／または空間的関係を有することができる。例えば、図１に概略的に示すように、各プローブチップ１４０は、プローブビーム１２０の下面１３２からプローブチップの高さ１４２だけ延びることができ、プローブチップの高さ１４２は、プローブチップがＤＵＴ４２に接近する際に光軸に平行に測定する。より具体的な例として、プローブチップ１４２の高さは、少なくとも１０μm、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも１５０μm、少なくとも２００μm、少なくとも２５０μm、少なくとも３００μm、少なくとも３５０μm、少なくとも４００μm、少なくとも４５０μm、少なくとも５００μm、最大でも４７５μm、最大でも４２５μm、最大でも３７５μm、最大でも３２５μm、最大でも２７５μm、最大でも２２５μm、最大でも１７５μm、最大でも１２５μm、最大でも７５μm、及び最大でも２５μmにすることができる。

同様に、基準ターゲット１５０は、例えば、基準ターゲット１５０によって散乱及び／または反射された光に光学システム２０の焦点を合わせることを促進するための、プローブビーム１２０に対するあらゆる適切な空間的関係を有することができる。一例として、図１に概略的に示すように、基準ターゲット１５０は、プローブビーム１２０の上面１２８の上方に基準ターゲットの高さ１５２だけ延びることができ、基準ターゲットの高さ１５２は、プローブチップ１４０がＤＵＴ４２に接近する際に光軸２２に平行な方向に測定する。より具体的な例として、基準ターゲットの高さ１５２は、少なくとも２５μm、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、少なくとも５００μm、少なくとも６００μm、少なくとも７００μm、少なくとも８００μm、少なくとも９００μm、最大でも１０００μm、最大でも９５０μm、最大でも８５０μm、最大でも７５０μm、最大でも６５０μm、最大でも５５０μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び／または最大でも７５μmにすることができる。基準ターゲット１５０が接着剤１７０によってプローブビーム１２０に取り付けられる実施形態では、この接着剤は、プローブビームから間隔をおいた位置に基準ターゲットを保持するように機能し、これにより基準ターゲットの高さ１５２は基準ターゲットの直径１５８よりも大きくなる。しかし、このことは要件ではなく、基準ターゲット１５２の高さは基準ターゲットの直径１５８以下にすることができる。例えば、基準ターゲット１５０が少なくとも部分的にプローブビーム１２０内に入り込むように、基準ターゲットをプローブビームに取り付けることができる。他の一例として、基準ターゲット１５０が球の一部分のみを含むことができる。

他の例として、図１～２に概略的に示すように、基準ターゲット１５０はプローブビーム１２０の最先端１２６から軸上オフセット１５４だけ間隔をおくことができ、軸上オフセット１５４はプローブビームの中心線１３０に平行な方向に測定する。より具体的な例として、軸上オフセット１５４は、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び／または最大でも７５μm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、軸上オフセット１５４はプローブビーム１２０のプローブビーム長１２２に対して測定することができ、プローブビーム長１２２はプローブビームの中心線１３０に平行な方向に沿って測定する。例として、軸上オフセット１５４は、最大でもプローブビーム長１２２の０．５倍、最大でもプローブビーム長の０．３倍、最大でもプローブビーム長の０．２５倍、最大でもプローブビーム長の０．１倍、最大でもプローブビーム長の０．０５倍、及び／または最大でもプローブビーム長の０．０１倍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、軸上オフセット１５４はプローブビーム幅１２４に対して測定することができ、プローブビーム幅１２４は、図２に示すように、プローブビームの中心線１３０に直交するようにプローブビーム１２０の全体にわたって延びて基準ターゲット１５０の中心と交差する直線に平行な方向に沿って測定する。例として、軸上オフセット１５４は、最大でもプローブビーム幅１２４の５倍、最大でもプローブビーム幅の３倍、最大でもプローブビーム幅に等しい、最大でもプローブビーム幅の０．５倍、最大でもプローブビーム幅の０．２５倍、及び／または最大でもプローブビーム幅の０．１倍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、図２に概略的に示すように、基準ターゲット１５０はプローブビームの中心線１３０から軸交差オフセット１５６だけ間隔をおくことができ、軸交差オフセット１５６は、プローブビーム１２０の上面１２８に沿ってプローブビームの中心線に直交する方向に測定する。より具体的な例として、軸交差オフセット１５６は、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び／または最大でも７５μmにすることができる。

基準ターゲット１５０はあらゆる適切なサイズを有することができる。例えば、図１～２に概略的に示すように、基準ターゲット１５０は直径１５８を有すること及び／または直径１５８によって特徴付けることができ、直径１５８は、少なくとも２５μm、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、少なくとも５００μm、少なくとも６００μm、少なくとも７００μm、少なくとも８００μm、少なくとも９００μm、最大でも１０００μm、最大でも９５０μm、最大でも８５０μm、最大でも７５０μm、最大でも６５０μm、最大でも５５０μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び／または最大でも７５μmである。一般に、基準ターゲットの直径１５８が小さいほど、より狭い及び／またはより輪郭が尖鋭な集光反射１６２を生じさせることができ、このことは基準ターゲット１５０の空間的位置のより正確な測定を促進することができる。それに加えて、あるいはその代わりに、集光反射１６２が光学システム２０にとって光学的に明確に解像可能であるために十分な信号対ノイズ比で可視であるように、基準ターゲットの直径１５８が十分に大きいことも好ましくあり得る。別の言い方をすれば、基準ターゲットの直径１５８が十分に大きい際に、集光反射の直径１６３が視野の線寸法２３に対して十分に大きい比率であるように、集光反射の直径を基準ターゲットの直径１５８に関連付けることができる。

図６～７はプローブ１００の一部分の一例のより詳細な図示であり、プローブ１００は、３つのプローブチップ１４０、及び接着剤１７０によってプローブビーム１２０に取り付けられたガラス球の形態の基準ターゲット１５０を含む。図６～７の例では、接着剤１７０が基準ターゲット１５０の下部をプローブビーム１２０の上面１２８の上方に維持するように機能し、これにより基準ターゲットの高さ１５２が基準ターゲットの直径１５８よりも大きくなる。図７に示すように、接着剤１７０はプローブビーム１２０の上面１２８を部分的及び／または実質的に覆うことができ、及び／または基準ターゲット１５０を部分的及び／または実質的に接着剤内に埋め込むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、図７にさらに示すように、プローブ１００はプローブビーム１２０の上面１２８を実質的に覆うエポキシのような第１接着剤１７０を含むことができ、基準ターゲット１５０は第２接着剤１７１により固定することができる。こうした実施形態では、接着剤１７０がプローブビーム１２０の少なくとも一部分の剛性を増強して、例えば基準ターゲット１５０とプローブチップ１４０との実質的に固定された位置関係を維持することができる。図７に最も良く見られるように、図６～７は、基準ターゲット１５０がプローブビームの中心線１３０から軸交差オフセット１５６だけ間隔をおくプローブ１００の一例を示すものとして説明することができる。

図８～９は、ＤＵＴ４２をプローブ１００に対して押し付ける（あるいは等価的には、プローブ１００をＤＵＴ４２に対して押し付ける）一例を概略的に示す。具体的には、図８はプローブチップ１４０がＤＵＴ４２との接触に至るプローブシステム１０の一部分の構成を示すのに対し、図９は、ＤＵＴがプローブに対して上向きに平行移動した後の（即ち、プローブが実質的に固定されて保持される）、図８のプローブシステムを示す。図８～９に概略的に示すように、プローブビーム１２０はプローブ本体１１０に対する通常位置（図８に示し図９に破線で示す）と、プローブ本体に対して偏位した位置（図９に実線で示す）との間で遷移するように構成されている。別の言い方をすれば、プローブビーム１２０は、プローブチップ１４０に加えられた力に応答して屈曲、偏向、及び／またはさもなければ弾性変形するように構成することができる。こうした構成は、（方法２００に関して本明細書中により詳細に説明するように）プローブ１００に対するＤＵＴ４２の押し付けを促進して、例えばプローブチップ１４０とＤＵＴとのロバストな電気接触を保証することができる。

説明したように、基準ターゲット１５０は、精密な及び／または一貫した押し付けの度合いでのプローブ１００に対するＤＵＴ４２の押し付けを促進することができる。例えば、図９に概略的に示すように、ＤＵＴ４２をプローブ１００に対して押し付けることは、ＤＵＴをＤＵＴ押し付け距離３４だけ平行移動させること、及び／または（基準ターゲット１５０のような）プローブ１００の一部分を光軸２２にほぼ平行な方向に沿ってプローブ押し付け距離１８０だけ平行移動させることに相当し得る。プローブ押し付け距離はＤＵＴ押し付け距離にほぼ等しくすることができる。従って、ＤＵＴ４２とプローブ１００とが互いの接触及び／または非接触に至る間の、及び／または、プローブビーム１２０が通常位置と偏位した位置との間を遷移する間の、基準ターゲット１５０の高さの測定（例えば、基準ターゲットによって反射された光に光学システム２０の焦点を合わせることによって促進することができる）は、プローブ押し付け距離１８０及び／またはＤＵＴ押し付け距離３４の測定をもたらすことができる。より具体的には、ＤＵＴ４２をプローブ１００に対して押し付ける前に、基準ターゲット１５０によって反射された光に光学システム２０の焦点を合わせることは、光軸２２に少なくともほぼ平行な方向に沿って測定される、光学システムと基準ターゲットとの間の第１の高さオフセット６２（図８に示す）の測定をもたらすことができる。同様に、ＤＵＴをプローブに対して押し付けた後に、基準ターゲットによって反射された光に光学システムの焦点を合わせることは、光軸２２に少なくともほぼ平行な方向に沿って測定される、光学システムと基準ターゲットとの間の第２の高さオフセット６４（図９に示す）の測定をもたらすことができる。従って、プローブ押し付け距離１８０は、第１の高さオフセット６２と第２の高さオフセット６４との差として計算することができる。

図８～９に概略的にさらに示すように、ＤＵＴ４２をプローブ１００に対して押し付けることは、プローブ１００の一部分を光軸２２にほぼ直交する方向に沿って平行移動させることに相当し得る。例として、図９に概略的に示すように、ＤＵＴ４２をプローブ１００に対して押し付けることは、基準ターゲット１５０を光軸２２にほぼ直交する方向に沿って基準ターゲットの横方向変位７２だけ平行移動させること、及び／またはプローブチップ１４０を光軸にほぼ直交する方向に沿ってプローブチップの横方向変位７４だけ平行移動させることに相当し得る。例えば、図９に概略的に示すように、基準ターゲットの横方向変位７２は、プローブチップの横方向変位７４に比例すること、あるいは実質的に等しくすることができる。このようにして、基準ターゲットの横方向変位７２の直接の測定が、プローブチップの横方向変位の間接的測定として機能することができる。図９に概略的に示すように、基準ターゲットの横方向変位７２及び／またはプローブチップの横方向変位７４は、プローブシステム１０のｘ方向にほぼ平行な方向に沿った変位に相当することができる。しかし、それに加えて、基準ターゲットの横方向変位７２及び／またはプローブチップの横方向変位７４が、ｘ方向に直交する（即ち、図７に示すｙ方向の）成分を有することができることは、本発明の範囲内である。

以上の説明は主に、基準ターゲット１５０を、ＤＵＴ４２との物理的及び／または電気的接触を行うように構成されたプローブチップ１４０を含むプローブと共に利用することに指向しているが、このことは要件ではなく、基準ターゲット１５０はあらゆる適切なシステムと共に利用することができる。一例として、プローブシステムは、光信号を送信及び／または受信するように構成された少なくとも１つの光ファイバを含むことができる。こうした例では、各プローブ１００が光ファイバを含むこと、及び／または各プローブ１００を光ファイバとすることができ、ＤＵＴ４２は対応する少なくとも１つの回折格子結合器（グレーティング・カプラ）を含むことができ、この回折格子結合器は、光ファイバに物理的に接触せずに、光ファイバへ光信号を送信するように、及び／または光ファイバから光信号を受信するように構成されている。こうしたシステムでは、光ファイバと回折格子結合器とのロバストな結合が、光ファイバと回折格子結合器との精密な機械的及び／または空間的な位置合わせを必要とし得る。従って、基準ターゲットを光ファイバ（または光ファイバのアレイ）と共に利用して、あるいは基準ターゲットを光ファイバ（または光ファイバのアレイ）に取り付けて、光ファイバ（または光ファイバのアレイ）と対応する回折格子結合器（または回折格子結合器のアレイ）との位置合わせを、プローブチップ１４０とＤＵＴ４２との物理的及び／または電気的接触を参照して本明細書中に説明したものと同様な方法で促進することができる。

図１０は、本発明による、（基準ターゲット１５０のような）基準ターゲットを含む（プローブ１００のような）プローブを利用する方法２００を示すフローチャートである。方法２００は、ブロック２１０でプローブを用意するステップを含み、このプローブは、（プローブ本体１１０のような）プローブ本体と、（プローブビーム１２０のような）プローブビームと、プローブビームから延びる少なくとも１つの（プローブチップ１４０のような）プローブチップと、プローブビームに取り付けられた基準ターゲットとを含む。ブロック２１０でプローブを用意するステップは、（ＤＵＴ４２のような）ＤＵＴに接触するように構成されたプローブを用意することを含むことができ、こうしたプローブを入手、購入、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、ブロック２１０でプローブを用意するステップは、（プローブシステム１０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ことを含むことができる。

図１０に示すように、方法２００は、ブロック２３０で（光学システム２０のような）光学システムに対する基準ターゲットの第１位置を測定するステップと；ブロック２４０でプローブに対してＤＵＴを移動させるステップと；ブロック２５０で光学システムに対する基準ターゲットの第２位置を測定するステップとを追加的に含むことができる。

ブロック２３０で第１位置を測定するステップは、一般に、光学システムを利用して、基準ターゲットが反射した、及び／またはさもなければ発光した（集光反射１６２のような）集光反射に焦点を合わせることを含む。この集光反射は、基準ターゲット内で内部反射した光、及び／または基準ターゲットの外面から反射した光を含むこと、及び／またはこうした光とすることができる。図１０に示すように、ブロック２３０で測定するステップは、ブロック２３２で光学システムの焦点を走査して集光反射に焦点を合わせることを含むことができる。

一例として、ブロック２３２で走査することは、光学システムの焦平面を（光軸２２のような）光軸に沿って平行移動させながら、プローブの少なくとも一部分の一連の画像を記録することを含むことができる。このようにして、これら一連の画像は、基準ターゲットの第１位置の測定を可能にすることができる。例えば、図１０に示すように、ブロック２３０で測定するステップは、ブロック２３４で、光軸に平行な方向に測定した、光学システムと基準ターゲットとの間の（第１の高さオフセット６２のような）第１の高さオフセットを測定することを含むことができる。より具体的な例として、ブロック２３４で測定することは、ブロック２３２での走査中に生成された一連の画像を分析して、集光反射に焦点が最も良く合う焦平面の位置を識別することを含むことができる。

ブロック２３４で測定することは、手動で実行することができ、及び／または例えば焦点最適化ルーチンにより少なくとも部分的に自動で実行することができる。例として、焦点最適化ルーチンは、パターンスコア・ルーチン及び／または勾配探索ルーチンを含むこと、及び／またはこうしたルーチンとすることができる。他の例として、図１０にさらに示すように、ブロック２３０で測定するステップは、ブロック２３６で基準ターゲットの第１平面位置を測定することを追加的に含むことができ、第１平面位置は光軸に直交する方向に沿って測定される。より具体的な例として、ブロック２３６で測定することは、光学システムの視野内で、集光反射に焦点が最も良く合う際に集光反射が出現する位置を識別することを含むことができる。このようにして、基準ターゲットの第１位置は、ｘ方向に沿った、ｙ方向に沿った、及び／またはｚ方向に沿った基準ターゲットの位置に相当することができ、及び／または光学システムに対する基準ターゲットの三次元位置に相当することができる。

ブロック２４０でＤＵＴをプローブに対して平行移動させるステップは、あらゆる適切な方向に沿って平行移動させることを含むことができる。一例として、ブロック２４０で平行移動させるステップは、プローブをほぼ固定された位置に維持しながらＤＵＴを平行移動させることを含むことができる。こうした例では、ブロック２４０で平行移動させるステップが、プローブビームをプローブ本体に対して偏向させるように機能することができ、及び／またはＤＵＴをプローブに対して押し付けるように記述することができる。それに加えて、あるいはその代わりに、ブロック２４０でＤＵＴをプローブに対して平行移動させることは、ＤＵＴをほぼ固定された位置に維持しながらプローブを平行移動させることを含むことができる。こうした例では、ブロック２４０で平行移動させるステップは、プローブをＤＵＴに対して平行移動させることとして記述することができる。ブロック２４０で平行移動させるステップは、ＤＵＴ及び／またはプローブを互いに向けて平行移動させることを含むことができ、あるいは、例えばＤＵＴ及び／またはプローブを光軸に沿って平行移動させることによってＤＵＴとプローブとを互いに離れるように平行移動させることを含むことができる。

図１０に示すように、方法２００は、ブロック２４０で平行移動させるステップの後に、ブロック２５０で、光学システムに対する基準ターゲットの第２位置を測定するステップを含む。ブロック２５０で第２位置を測定するステップは、一般に、光学システムを利用して、ブロック２４０で平行移動させるステップの後に、基準ターゲットが反射した、及び／またはさもなければ発光した集光反射に焦点を合わせることを含むことができる。図１０に示すように、ブロック２５０で測定するステップは、ブロック２５２で光学システムの焦点を走査して集光反射に焦点を合わせることを含むことができる。一例として、ブロック２５２で走査することは、光学システムの焦平面を光学システムの光軸に沿って平行移動させながら、プローブの少なくとも一部分の画像を光学システムで記録することを含むことができる。このようにして、これら一連の画像は、基準ターゲットの第２位置の測定を可能にすることができる。

例えば、図１０に示すように、ブロック２５０で測定するステップは、ブロック２５４で、光軸に平行な方向に沿って測定した、光学システムと基準ターゲットとの間の（第２の高さオフセット６４のような）第２の高さオフセットを測定することを追加的に含むことができる。より具体的な例として、ブロック２５４で測定することは、ブロック２５２での測定中に生成された一連の画像を分析して、集光反射に焦点が最も良く合う焦平面の位置を識別することを含むことができる。ブロック２５４で測定することは、手動で実行することができ、及び／または例えば焦点最適化ルーチンにより少なくとも部分的に自動で実行することができる。例として、焦点最適化ルーチンは、パターンスコア・ルーチン及び／または勾配探索ルーチンを含むこと、及び／またはこうしたルーチンとすることができる。他の例として、図１０にさらに示すように、ブロック２５０で測定するステップは、ブロック２５６で基準ターゲットの第２平面位置を測定することを追加的に含むことができ、第２平面位置は光軸に直交する方向に沿って測定される。より具体的な例として、ブロック２５６で測定することは、光学システムの視野内で、集光反射に焦点が最も良く合う際に集光反射が出現する位置を識別することを含むことができる。このようにして、基準ターゲットの第２位置は、ｘ方向に沿った、ｙ方向に沿った、及び／またはｚ方向に沿った基準ターゲットの位置に相当することができ、及び／または光学システムに対する基準ターゲットの三次元位置に相当することができる。

図１０にさらに示すように、方法２００は、ブロック２３０で基準ターゲットの第１位置を測定するステップの前に、ブロック２２０でプローブチップをＤＵＴに接触させるステップを含むことができる。ブロック２２０で接触させるステップは、プローブチップをＤＵＴに対して平行移動させて、プローブチップをＤＵＴの一部分に物理的及び／または電気的に接触させて、例えばプローブがＤＵＴの電気計測を実行することを含むことができる。ブロック２２０で接触させるステップは、プローブ及び／またはＤＵＴを、ＤＵＴの接触面に直交する、あるいは少なくとも実質的に直交する方向に独立して平行移動させることを含むことができる。ブロック２２０で接触させるステップ中に、及び／または接触させるステップの結果として、プローブチップは、ＤＵＴの接触面の少なくとも一部分上を、及び／または接触面の一部分を横切るように磨き得る、または滑り得る。こうした磨きは、プローブチップとＤＵＴとの電気接触を改善することができる。ブロック２２０で接触させるステップは、手動で実行することができ、あるいは少なくとも部分的に自律的に実行することができる。

図１０にさらに示すように、方法２００は、ブロック２６０で押し付け距離を測定するステップを追加的に含むことができ、この測定は、少なくとも部分的に、基準ターゲットの第１位置と基準ターゲットの第２位置との差に基づく。例えば、押し付け距離は、第１の高さオフセットと第２の高さオフセットとの差に等しくすることができる。

図１１は、本発明による、基準ターゲット付きプローブを製造する方法を示すフローチャートである。方法３００は、ブロック３１０で（プローブ１００のような）プローブを用意するステップを含み、このプローブは（プローブビーム１２０のような）プローブビームと（プローブチップ１４０のような）プローブチップとを有する。方法３００は、ブロック３２０で（基準ターゲット１５０のような）基準ターゲットをプローブビームに取り付けるステップをさらに含む。

ブロック３１０でプローブを用意するステップは、ＤＵＴに接触するように構成されたプローブを用意することを含むことができ、こうしたプローブを入手、購入、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、ブロック３１０でプローブを用意するステップは、（プローブシステム１０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２００を実行することを含むことができる。

ブロック３２０で取り付けるステップは、（プローブビーム１２０の上面１２８のような）プローブビームの上面に基準ターゲットを取り付けることを含むことができ、及び／または、プローブがＤＵＴに接近する際に基準ターゲットの少なくとも一部分が（光学システム２０のような）光学システムにとって可視であるように、基準ターゲットをプローブビームに取り付けることを含むことができる。ブロック３２０で取り付けるステップは、基準ターゲットを（接着剤１７０のような）接着剤でプローブビームに接着することを含むことができ、この接着剤は熱エポキシのようなエポキシを含むこと、及び／またはこうしたエポキシとすることができる。ブロック３２０で取り付けるステップは、基準ターゲットをプローブビームに対して所定の向きに配置して、例えば基準ターゲットから反射した光を光学システムが集光することができることを保証することを含むことができる。その代わりに、基準ターゲットが回転対称である、及び／または球のように回転により不変な形状である実施形態では、基準ターゲットをプローブビームに対して所定の向きに配置することを不要にすることができる、というのは、こうした基準ターゲットの反射特性は、少なくとも部分的に、プローブビームに対する基準ターゲットの向きとは無関係であり得るからである。

本発明では、例示的で非排他的な例のうち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、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。随伴する説明中に特に断りのない限り、これらの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、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を論理回路で実現することができることも本発明の範囲内であり、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ように記述することができる。一部の用途では、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または動作を表すことができる。図示するブロックは実行可能な命令を表すことができるが、このことは要件ではなく、これらの命令は、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、応答させ、動作を実行させ、状態を変化させ、出力または表示を発生させ、及び／または決定を行わせる。

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／または」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／または」と共に挙げられた複数の実体は、同じ様式で、即ちこのように結合された実体のうちの「１つ以上」と考えるべきである。「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が、具体的に識別される実体と関係があっても無関係でも、任意で存在し得る。従って、非限定的な例として、「Ａ及び／またはＢ」の参照は、「具えている」のような上限がない文言と共に用いられる際には、一具体例ではＡのみ（任意でＢ以外の実体を含む）を参照することができ；他の具体例ではＢのみ（任意でＡ以外の実体を含む）を参照することができ；さらに他の具体例ではＡ及びＢを共に（任意で他の実体を含めて）参照することができる。これらの実体は、要素、動作、構造、形状、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りとあらゆる実体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排除しない。この定義は、実体のリスト内に具体的に識別され、「少なくとも１つの」が参照す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っても無関係でも、任意で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の少なくとも一方」（または等価的に「ＡまたはＢの少なくとも一方」、あるいは等価的に「Ａ及び／またはＢの少なくとも一方」）は、一具体例では、少なくとも１つの（任意で２つ以上を含む）Ａ、Ｂは存在せず（任意でＢ以外の実体を含む）を参照することができ；他の具体例では、少なくとも１つの（任意で２つ以上を含む）Ｂ、Ａは存在せず（任意でＡ以外の実体を含む）を参照することができ；さらに他の具体例では、少なくとも１つの（任意で２つ以上を含む）Ａ、少なくとも１つの（任意で２つ以上を含む）Ｂ（任意で他の実体を含む）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／または」とは、働きにおいて接続語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のうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも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を単独で、Ｂを単独で、Ｃを単独で、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、Ａ、Ｂ、及びＣを一緒に、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。

本明細書中に用いる「少なくとも実質的に（ほぼ）」は、度合いまたは関係を修飾する際には、記載した「実質的な」度合いまたは関係だけでなく、記載した度合いまたは関係の最大限の範囲も含む。記載した度合いまたは関係の「実質的な」量は、記載した度合いまたは関係の少なくとも７５％を含むことができる。例えば、少なくとも実質的に光反射性の物体は、少なくとも７５％の光反射率を有する物体を含む。他の例として、少なくとも実質的に第２方向に平行な第１方向は、第１方向に沿った単位ベクトルと第２方向に沿った単位ベクトルとの内積が少なくとも０．７５の大きさを有するような方向を含む。

本明細書中に用いる「適合された」及び「構成された」は、要素、構成要素、または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、「適合された」及び「構成された」の用法は、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」が、当該要素、構成要素、及び／または他の主体が当該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／または設計されていることを意味するものと考えるべきでない。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載されている要素、構成要素、及び／または他に挙げた主体を、それに加えて、あるいはその代わりに、当該機能を実行するように構成されているものとして記載することができること、及びその逆も本発明の範囲内である。

本明細書中に用いる「例えば」、「一例として」、及び／または単に「例」とは、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、限定的であること、要件であること、または排他的／網羅的であることを意図しておらず；他の構成要素、特徴、細部、構造、実施形態、及び方法も、構造的及び／または機能的に同様な及び／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。

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に含められ、本開示のうちの含めた部分以外の部分、あるいは他に含められた参考文献のいずれかと(1)矛盾する様式で用語を定義する、及び／または(2)矛盾する場合、本開示のうちの含めた部分以外の部分が支配し、この用語及び本明細書中に含めた開示は、その用語が定義されている参照部分、及び／または含めた開示が元々存在した参照部分のみに対して支配的である。

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、以下に列挙する段落内に提示する。本明細書中に記載する方法の個別のステップは、以下に列挙する段落を含めて、記載した動作を実行する「ためのステップ」と追加的または代替的に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、
プローブ本体と；
プローブ本体から延びるプローブビームと；
プローブ本体から遠い方のプローブビームの最先端から延び、被試験デバイス（ＤＵＴ）に接触するように構成された少なくとも１つのプローブチップと；
プローブビームに取り付けられた少なくとも１つの基準ターゲットとを具え、
基準ターゲットは、プローブチップがＤＵＴに接近する際に光学システムにとって可視であるように構成されて、ＤＵＴに対する少なくとも１つのプローブチップの位置を測定することを促進するプローブ。

Ａ２．段落１のプローブであって、基準ターゲットがプローブビームの上面に取り付けられているプローブ。

Ａ３．段落Ａ１～Ａ２のいずれかのプローブであって、少なくとも１つのプローブチップが、１つのプローブチップ、２つのプローブチップ、３つのプローブチップ、または４つ以上のプローブチップを含むプローブ。

Ａ４．段落Ａ１～Ａ３のいずれかのプローブであって、プローブビームが弾性的に屈曲及び／または偏向して、プローブ本体に対する通常位置とプローブ本体に対して偏位した位置との間で遷移するプローブ。

Ａ５．段落Ａ１～Ａ４のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが、プローブビームの上面における少なくとも基準ターゲットを支持する部分及び／または基準ターゲットに隣接した部分に比べて、光学システムによって光学的により解像可能であるプローブ。

Ａ６．段落Ａ５のプローブであって、基準ターゲットが、プローブビームの上面における少なくとも基準ターゲットを支持する部分及び／または基準ターゲットに隣接した部分よりも光学的に明色であること及び光学的に高明度であることの少なくとも一方であるプローブ。

Ａ７．段落Ａ５～Ａ６のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが、プローブビームの上面における少なくとも基準ターゲットを支持する部分及び／または基準ターゲットに隣接した部分よりも大きな光反射率を有すること及び大きな光学コントラストを有することの少なくとも一方であるプローブ。

Ａ８．段落Ａ５～Ａ７のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが、プローブビームの上面における少なくとも基準ターゲットを支持する部分及び／または基準ターゲットに隣接した部分よりも大きな度合いで入射光を散乱させるプローブ。

Ａ９．段落Ａ１～Ａ８のいずれかのプローブであって、光学システムの離散した焦点解像範囲内で光学システムの焦点が基準ターゲットに合い、この離散した焦点解像範囲は、光学システムの焦点がプローブビームに合うための焦点解像範囲よりも小さいように、基準ターゲットが構成されているプローブ。

Ａ１０．段落Ａ１～Ａ９のいずれかのプローブであって、プローブチップがＤＵＴに接近する際に光学システムの焦点が基準ターゲットに合うように、上記プローブシステムが構成されているプローブ。

Ａ１１．段落Ａ１～Ａ１０のいずれかのプローブであって、光学システムが焦点範囲を有し、プローブチップがＤＵＴに接近する際に、基準ターゲット及びＤＵＴの各々が焦点範囲内にあるプローブ。

Ａ１２．段落Ａ１～Ａ１１のいずれかのプローブであって、プローブチップがＤＵＴに接近する際に、かつ光学システムの焦点が基準ターゲットに合う際に、光学システムが基準ターゲットの少なくとも一部分の基準像を受けるように構成されているプローブ。

Ａ１３．段落Ａ１～Ａ１２のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが集光反射を生成するように構成され、光学システムが基準ターゲットからの集光反射を受光するように構成されているプローブ。

Ａ１４．段落１３のプローブであって、段落Ａ１２に従属する際に、集光反射が基準像よりも小さいプローブ。

Ａ１５．段落１４のプローブであって、基準像が基準像の直径を有し、集光反射が集光反射の直径を有し、集光反射の直径が、基準像の直径の少なくとも０．１％、基準像の直径の少なくとも０．２％、基準像の直径の少なくとも０．５％、基準像の直径の少なくとも１％、基準像の直径の少なくとも２％、基準像の直径の少なくとも５％、基準像の直径の少なくとも１０％、基準像の直径の少なくとも５０％、基準像の直径の少なくとも７０％、最大でも基準像の直径の８５％、最大でも基準像の直径の６０％、最大でも基準像の直径の５０％、最大でも基準像の直径の３０％、最大でも基準像の直径の２５％、最大でも基準像の直径の２０％、最大でも基準像の直径の１５％、最大でも基準像の直径の１０％、最大でも基準像の直径の７％、最大でも基準像の直径の５％、最大でも基準像の直径の３％、及び最大でも基準像の直径の１％のうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ１６．段落Ａ１４～Ａ１５のいずれかのプローブであって、集光反射が集光反射の直径を有し、集光反射の直径が、光学システムの視野の線寸法の少なくとも０．００００１％、視野の線寸法の少なくとも０．０００１％、視野の線寸法の少なくとも０．００１％、視野の線寸法の少なくとも０．１％、視野の線寸法の少なくとも１％、視野の線寸法の少なくとも１０％、最大でも視野の線寸法の２０％、最大でも視野の線寸法の１５％、最大でも視野の線寸法の５％、最大でも視野の線寸法の１％、最大でも視野の線寸法の０。５％、最大でも視野の線寸法の０．０５％、最大でも視野の線寸法の０．００５％、最大でも視野の線寸法の０．０００５％、及び最大でも視野の線寸法の０．００００５％のうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ１７．段落Ａ１３～Ａ１６のいずれかのプローブであって、基準光反射が、離散した焦点解像範囲内で可視であり、離散した焦点解像範囲は、基準ターゲットの直径の最大でも５０％、最大でも３０％、最大でも２５％、最大でも２０％、最大でも１０％、最大でも７％、最大でも５％、最大でも３％、及び最大でも１％のうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ１８．段落Ａ１３～Ａ１７のいずれかのプローブであって、集光反射が、基準ターゲットの外面から反射した光を含み、任意で、基準ターゲットの外面から反射した光であるプローブ。

Ａ１９．段落Ａ１３～Ａ１８のいずれかのプローブであって、集光反射が、基準ターゲット内で内部反射した光を含むプローブ。

Ａ２０．段落Ａ１～Ａ１９のいずれかのプローブであって、基準像及び集光反射の少なくとも一方が、プローブビームにおける基準ターゲットを支持する部分の像に比べて大きい光強度及び大きい光学コントラストを有するように、基準ターゲットが構成されているプローブ。

Ａ２１．段落Ａ１３～Ａ２０のいずれかのプローブであって、段落１６に従属する際に、集光反射が基準像に比べて大きい光強度及び大きい光学コントラストを有するように、基準ターゲットが構成されているプローブ。

Ａ２２．段落Ａ１～Ａ２１のいずれかのプローブであって、光学システムが光軸に沿って画像を取得するように構成され、プローブチップがＤＵＴに接近する際に、少なくとも１つのプローブチップの各々が、光軸に平行に測定したプローブビームの下面からプローブチップの高さだけ延び、プローブチップの高さは、少なくとも１０μm、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも１５０μm、少なくとも２００μm、少なくとも２５０μm、少なくとも３００μm、少なくとも３５０μm、少なくとも４００μm、少なくとも４５０μm、最大でも５００μm、最大でも４７５μm、最大でも４２５μm、最大でも３７５μm、最大でも３２５μm、最大でも２７５μm、最大でも２２５μm、最大でも１７５μm、最大でも１２５μm、最大でも７５μm、及び最大でも２５μmのうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ２３．段落Ａ１～Ａ２２のいずれかのプローブであって、光学システムが光軸に沿って画像を取得するように構成され、プローブチップがＤＵＴに接近する際に、基準ターゲットがプローブビームの上面の上方に、光軸に平行な方向に測定した基準ターゲットの高さだけ延び、基準ターゲットの高さは、少なくとも２５μm、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、少なくとも５００μm、少なくとも６００μm、少なくとも７００μm、少なくとも８００μm、少なくとも９００μm、少なくとも１０００μm、最大でも９５０μm、最大でも８５０μm、最大でも７５０μm、最大でも６５０μm、最大でも５５０μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び最大でも７５μmのうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ２４．段落Ａ１～Ａ２３のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが上記最先端から軸上オフセットだけ間隔をおき、軸上オフセットはプローブビームの中心線に平行な方向に沿って測定され、プローブビームの中心線はプローブビームの上面に沿って上記最先端からプローブ本体に向かって延び、軸上オフセットは、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び最大でも７５μmのうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ２５．段落Ａ１～Ａ２４のいずれかのプローブであって、プローブビームが、プローブビームの中心線に沿って測定したプローブビーム長を有し、プローブビームの中心線はプローブビームの上面に沿って上記最先端からプローブ本体まで延び、基準ターゲットが上記最先端から軸上オフセットだけ間隔をおき、軸上オフセットは、上記最先端からプローブ本体に向かうプローブビームの中心線に平行な方向に沿って測定され、軸上オフセットは、最大でもプローブビーム長の０．５倍、最大でもプローブビーム長の０．３倍、最大でもプローブビーム長の０．２５倍、最大でもプローブビーム長の０．１倍、最大でもプローブビーム長の０．０５倍、及び最大でもプローブビーム長の０．０１倍のうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ２６．段落Ａ１～Ａ２５のいずれかのプローブであって、プローブビームがプローブビーム幅を有し、プローブビーム幅は、プローブビームの中心線に直交してプローブビーム全体にわたって延びて基準ターゲットの中心と交差する直線に平行な方向に沿って測定され、プローブビームの中心線はプローブビームの上面に沿って上記最先端からプローブ本体まで延び、基準ターゲットは上記最先端から軸上オフセットだけ間隔をおき、軸上オフセットはプローブビームの中心線に平行な方向に沿って上記最先端からプローブ本体に向かって測定され、軸上オフセットは、最大でもプローブビーム幅の５倍、最大でもプローブビーム幅の３倍、最大でもプローブビーム幅の２倍、最大でもプローブビーム幅に等しい、最大でもプローブビーム幅の０．５倍、最大でもプローブビーム幅の０．２５倍、及び最大でもプローブビーム幅の０．１倍のうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ２７．段落Ａ１～Ａ２６のいずれかのプローブであって、基準ターゲットがプローブビームの中心線から軸交差オフセットだけ間隔をおき、プローブビームの中心線はプローブビームの上面に沿って上記最先端からプローブ本体に向かって延び、軸交差オフセットは、プローブビームの上面に沿ってプローブビームの中心線に直交する方向に測定され、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び最大でも７５μmのうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ２８．段落Ａ１～Ａ２７のいずれかのプローブであって、プローブチップ、プローブビーム、及びプローブ本体のうちの１つ以上が光学的に不透明であるプローブ。

Ａ２９．段落Ａ１～Ａ２８のいずれかのプローブであって、プローブチップ、プローブビーム、及びプローブ本体のうちの１つ以上が光吸収性であるプローブ。

Ａ３０．段落Ａ１～Ａ２９のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが少なくとも１つの対称軸を含むプローブ。

Ａ３１．段落Ａ３０のプローブであって、基準ターゲットが回転対称軸の周りに回転対称であり、回転対称軸はプローブビームの中心線にほぼ平行に延びるプローブ。

Ａ３２．段落Ａ２８～Ａ３１のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが回転対称軸の周りに回転対称であり、回転対称軸はプローブビームの中心線にほぼ垂直に延びるプローブ。

Ａ３３．段落Ａ２８～Ａ３２のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが少なくとも実質的に球形であるプローブ。

Ａ３４．段落Ａ２８～Ａ３３のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが球の一部分のみを含むプローブ。

Ａ３５．段落Ａ１～Ａ３４のいずれかのプローブであって、基準ターゲットがプリズムを含み、任意で直角プリズムを含むプローブ。

Ａ３６．段落Ａ１～Ａ３５のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが少なくとも実質的に光反射性であり、任意で完全に光反射性であるプローブ。

Ａ３７．段落Ａ３６のプローブであって、基準ターゲットが、完全に光反射性の表面を有する金属球を含むプローブ。

Ａ３８．段落Ａ３６～Ａ３７のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが逆反射性であるプローブ。

Ａ３９．段落Ａ１～Ａ３８のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが少なくとも部分的に光学的に透明であるプローブ。

Ａ４０．段落Ａ１～Ａ３９のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが少なくとも部分的に光学的に半透明であるプローブ。

Ａ４１．段落Ａ１～Ａ４０のいずれかのプローブであって、基準ターゲットの直径が、少なくとも２５μm、少なくとも５０μm、少なくとも１００μm、少なくとも２００μm、少なくとも３００μm、少なくとも４００μm、少なくとも５００μm、少なくとも６００μm、少なくとも７００μm、少なくとも８００μm、少なくとも９００μm、最大でも１０００μm、最大でも９５０μm、最大でも８５０μm、最大でも７５０μm、最大でも６５０μm、最大でも５５０μm、最大でも４５０μm、最大でも３５０μm、最大でも２５０μm、最大でも１５０μm、及び最大でも７５μmのうちの少なくとも１つであるプローブ。

Ａ４２．段落Ａ１～Ａ４１のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが、プローブチップ、プローブビーム、及びプローブ本体のうちの少なくとも１つとは異なる材料で形成されたプローブ。

Ａ４３．段落Ａ１～Ａ４２のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが、プラスチック、アクリル、金属、及びガラスのうちの少なくとも１つで形成されたプローブ。

Ａ４４．段落Ａ４３のプローブであって、基準ターゲットがガラス球であるプローブ。

Ａ４５．段落Ａ１～Ａ４４のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが非金属であるプローブ。

Ａ４６．段落Ａ１～Ａ４４のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが接着剤によってプローブビームに取り付けられ、接着剤が任意でエポキシ及び熱エポキシの少なくとも一方を含むプローブ。

Ａ４７．段落Ａ４６のプローブであって、当該プローブがプローブビームの上面を実質的に覆う第１接着剤を含み、基準ターゲットが第２接着剤により第１接着剤に取り付けられたプローブ。

Ａ４８．段落Ａ１～Ａ４７のいずれかのプローブであって、基準ターゲットが少なくとも部分的にプローブビーム内に入り込むように、基準ターゲットがプローブビームに取り付けられたプローブ

Ｂ１．基準ターゲットを含むプローブを利用する方法であって、
段落Ａ１～Ａ４８のいずれかのプローブを用意するステップと；
光学システムに対する基準ターゲットの第１位置を測定するステップと；
ＤＵＴをプローブに対して平行移動させるステップと；
光学システムに対する基準ターゲットの第２位置を測定するステップと
を含む方法。

Ｂ２．段落Ｂ１の方法であって、第１位置が光学システムに対する基準ターゲットの三次元位置に相当する方法。

Ｂ３．段落Ｂ１～Ｂ２のいずれかの方法であって、第１位置を測定するステップが、光学システムの焦点を走査して、基準ターゲットによって生成される集光反射に焦点を合わせることを含む方法。

Ｂ４．段落Ｂ３の方法であって、集光反射が、基準ターゲット内で内部反射した光を含む方法。

Ｂ５．段落Ｂ３～Ｂ４のいずれかの方法であって、集光反射が、基準ターゲットの外面から反射した光を含む方法。

Ｂ６．段落Ｂ３～Ｂ５のいずれかの方法であって、走査することが、光学システムの焦平面を光学システムの光軸に沿って平行移動させながら、プローブの少なくとも一部分の一連の画像を光学システムで記録することを含む方法。

Ｂ７．段落Ｂ１～Ｂ６のいずれかの方法であって、第１位置を測定するステップが、光学システムと基準ターゲットとの間の第１の高さオフセットを測定することを含み、第１の高さオフセットは光学システムの光軸に平行な方向に沿って測定される方法。

Ｂ８．段落Ｂ７の方法であって、第１の高さオフセットを測定することが、一連の画像を分析して、任意で、自動化された焦点最適化ルーチンを利用して、集光反射に焦点が最もよく合う焦平面の位置を識別する方法。

Ｂ９．段落Ｂ８の方法であって、自動化された焦点最適化ルーチンが、パターンスコア・ルーチン及び勾配探索ルーチンのうちの１つ以上を含む方法。

Ｂ１０．段落Ｂ１～Ｂ９のいずれかの方法であって、第１位置を測定するステップが、光学システムの光軸に直交する方向に沿って測定される基準ターゲットの第１平面位置を測定することを含む方法。

Ｂ１１．段落Ｂ１０の方法であって、基準ターゲットの第１平面位置を測定することが、集光反射に焦点が最も良く合う際に光学システムの視野内に集光反射が出現する位置を識別することを含む方法。

Ｂ１２．段落Ｂ１～Ｂ１１のいずれかの方法であって、ＤＵＴをプローブに対して平行移動させるステップが、ＤＵＴを平行移動させてプローブビームをプローブ本体に対して偏向させることを含む方法。

Ｂ１３．段落Ｂ１～Ｂ１２のいずれかの方法であって、ＤＵＴをプローブに対して平行移動させるステップが、プローブをほぼ固定された位置に維持しながらＤＵＴを平行移動させることを含む方法。

Ｂ１４．段落Ｂ１～Ｂ１３のいずれかの方法であって、ＤＵＴをプローブに対して平行移動させるステップが、ＤＵＴをほぼ固定された位置に維持しながらプローブを平行移動させることを含む方法。

Ｂ１５．段落Ｂ１～Ｂ１４のいずれかの方法であって、ＤＵＴをプローブに対して平行移動させるステップが、ＤＵＴ及び／またはプローブを互いに向けて平行移動させることを含む方法。

Ｂ１６．段落Ｂ１～Ｂ１４のいずれかの方法であって、ＤＵＴ及び／またはプローブを互いから離れるように平行移動させることを含む方法。

Ｂ１７．段落Ｂ１～Ｂ１６のいずれかの方法であって、第２位置が光学システムに対する基準ターゲットの三次元位置に相当する方法。

Ｂ１８．段落Ｂ１～Ｂ１７のいずれかの方法であって、第２位置を測定するステップが、光学システムの焦点を走査して、基準ターゲットによって生成される集光反射に焦点を合わせることを含む方法。

Ｂ１９．段落Ｂ１８の方法であって、走査することが、光学システムの焦平面を光学システムの光軸に沿って移動させながら、プローブの少なくとも一部分の一連の画像を光学システムで記録することを含む方法。

Ｂ２０．段落Ｂ１～Ｂ１９のいずれかの方法であって、第２位置を測定するステップが、光学システムと基準ターゲットとの間の第２の高さオフセットを測定することを含み、第２の高さオフセットは光学システムの光軸に平行な方向に沿って測定される方法。

Ｂ２１．段落Ｂ２０の方法であって、第２の高さオフセットを測定することが、一連の画像を分析して、任意で、自動化された焦点最適化ルーチンを利用して、集光反射に焦点が最もよく合う焦平面の位置を識別する方法。

Ｂ２２．段落Ｂ２１の方法であって、自動化された焦点最適化ルーチンが、パターンスコア・ルーチン及び勾配探索ルーチンのうちの１つ以上を含む方法。

Ｂ２３．段落Ｂ１～Ｂ２２のいずれかの方法であって、第２位置を測定するステップが、光学システムの光軸に直交する方向に沿って測定される基準ターゲットの第２平面位置を測定することを含む方法。

Ｂ２４．段落Ｂ２３の方法であって、基準ターゲットの第２平面位置を測定することが、集光反射に焦点が最も良く合う際に光学システムの視野内に集光反射が出現する位置を識別することを含む方法。

Ｂ２５．段落Ｂ１～Ｂ２４のいずれかの方法であって、第１位置を測定するステップの前に、少なくとも１つのプローブチップを対応するＤＵＴに接触させるステップをさらに含む方法。

Ｂ２６．段落Ｂ２５の方法であって、少なくとも１つのプローブチップを対応するＤＵＴに接触させるステップが、プローブチップをＤＵＴに対して平行移動させて、プローブチップをＤＵＴとの電気接触させることを含む方法。

Ｂ２７．段落Ｂ２５～Ｂ２６のいずれかの方法であって、少なくとも１つのプローブチップを対応するＤＵＴとの接触させるステップが、プローブ及びＤＵＴの一方または両方を、ＤＵＴの接触面に少なくとも実質的に直交する方向に独立して平行移動させることを含む方法。

Ｂ２８．段落Ｂ２５～Ｂ２７のいずれかの方法であって、少なくとも１つのプローブチップを対応するＤＵＴとの接触させるステップが、少なくとも１つのプローブチップが、ＤＵＴの接触面の少なくとも一部分を横切るように磨くことを含む方法。

Ｂ２９．段落Ｂ２５～Ｂ２８のいずれかの方法であって、少なくとも１つのプローブチップを対応するＤＵＴとの接触させるステップが、プローブ及びＤＵＴの一方または両方を手動で平行移動させることを含む方法。

Ｂ３０．段落Ｂ２５～Ｂ２８のいずれかの方法であって、少なくとも１つのプローブチップを対応するＤＵＴとの接触させるステップが、プローブ及びＤＵＴの一方または両方を少なくとも部分的に自律的に平行移動させることを含む方法。

Ｂ３１．段落Ｂ１～Ｂ３０のいずれかの方法であって、第２位置を測定するステップの後に、ＤＵＴに対するプローブの押し付け距離を測定するステップをさらに含み、押し付け距離を測定するステップは、少なくとも部分的に、第１位置、第２位置、及び第１位置と第２位置との差に基づく方法。

Ｂ３２．段落Ｂ３１の方法であって、押し付け距離が第１の高さオフセットと第２の高さオフセットとの差に等しい方法。

Ｃ１．少なくとも１つの被試験デバイス（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、
段落Ａ１～Ａ４８のいずれかの少なくとも１つのプローブであって、少なくとも１つのＤＵＴのうちの対応するＤＵＴを試験するように構成された少なくとも１つのプローブと；
少なくとも１つのプローブが対応するＤＵＴに接近する際に、当該プローブの少なくとも一部分の画像を光軸に沿って取得するように構成された光学システムとを具えたプローブシステムにおいて、
プローブシステムが、少なくとも１つのプローブの少なくとも１つの基準ターゲットの位置の測定を可能にするように構成されてい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：
少なくとも１つのプローブのうちの対応するプローブを、少なくとも１つのＤＵＴのうちの対応するＤＵＴに対して支持して維持するように構成された少なくとも１つのプローブホルダ；
少なくとも１つの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；及び、
段落Ｂ１～Ｂ３１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；
のうちの１つ以上をさらに具えているプローブシステム。

Ｃ３．段落Ｃ２のプローブシステムであって、プローブシステムがコントローラを含み、コントローラが自動化された焦点最適化ルーチンを実行して光学システムに対する基準ターゲットの位置を測定す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、光学システムが：
少なくとも１つのプローブの少なくとも１つの基準ターゲットを照明するように構成された照明光源；
少なくとも１つの基準ターゲットから反射された光を集光して対応する集光反射を形成するように構成された顕微鏡、任意で可視光顕微鏡及び／または共焦点顕微鏡；及び、
周辺光が光学システムの少なくとも一部分に入ることを制限するように構成された光学エンクロージャ；
のうちの１つ以上を含むプローブシステム。

Ｃ５．段落Ｃ１～Ｃ４のいずれかのプローブシステムであって、光学システムの光軸に沿った光学システムの焦平面の位置を、プローブシステムの一部分であって光学システムにとって可視である部分の画像と同期して記録することができるように構成されているプローブシステム。

Ｃ６．段落Ｃ１～Ｃ５のいずれかのプローブシステムであって、光学システムが視野を有し、少なくとも１つのプローブチップがＤＵＴに接近する際に、少なくとも１つの基準ターゲット及び少なくとも１つのプローブチップの各々がこの視野内にあるように構成されているプローブシステム。

Ｃ７．段落Ｃ１～Ｃ６のいずれかのプローブシステムであって、光学システムの視野が視野の線寸法を有し、視野の線寸法は光学システムの光軸に少なくとも実質的に直交する方向に沿って測定され、視野の線寸法は、少なくとも１００マイクロメートル（μm）、少なくとも３００μm、少なくとも５００μm、少なくとも１ミリメートル（mm）、少なくとも１．５mm、少なくとも２mm、少なくとも３mm、少なくとも５mm、最大でも７mm、最大でも２．５mm、最大でも１．７mm、最大でも１．２mm、最大でも７００μm、少なくとも１００画素、少なくとも３００画素、少なくとも５００画素、少なくとも１０００画素、少なくとも１３００画素、少なくとも１５００画素、少なくとも２０００画素、少なくとも２５００画素、最大でも３０００画素、最大でも２２００画素、最大でも１７００画素、最大でも１２００画素、最大でも７００画素、及び最大でも２００画素のうちの１つ以上であるプローブシステム。

Ｃ８．段落Ｃ１～Ｃ７のいずれかのプローブシステムであって、少なくとも１つのプローブのうちの１つ以上のプローブが、複数の対応する基準ターゲットを含むプローブシステム。

Ｃ９．段落Ｃ８のプローブシステムであって、上記複数の対応する基準ターゲットのうちの少なくとも１つの基準ターゲットが、上記複数の対応する基準ターゲットのうちの少なくとも１つの他の基準ターゲットと区別されるプローブシステム。

Ｃ１０．段落Ｃ１～Ｃ９のいずれかのプローブシステムであって、プローブシステムが複数のプローブを含み、各プローブが対応する基準ターゲットを含み、基準ターゲットは当該プローブの一意的な識別を可能にするように構成されているプローブシステム。

Ｄ１．基準ターゲット付きプローブを製造する方法であって、
プローブビーム及び少なくとも１つのプローブチップを有するプローブを用意するステップと；
基準ターゲットをプローブビームに取り付けるステップと
を含む方法。

Ｄ２．段落Ｄ１の方法であって、取り付けるステップが、基準ターゲットをプローブビームの上面に取り付けることを含む方法。

Ｄ３．段落Ｄ１～Ｄ２のいずれかの方法であって、取り付けるステップが、プローブが被試験デバイス（ＤＵＴ）に接近する際に、基準ターゲットが光学システムにとって可視であるように、基準ターゲットをプローブビームに取り付けることを含む方法。

Ｄ４．段落Ｄ１～Ｄ３のいずれかの方法であって、取り付けるステップが、基準ターゲットを接着剤でプローブビームに接着することを含み、接着剤は任意でエポキシ及び熱エポキシの少なくとも一方を含む方法。

Ｄ５．段落Ｄ１～Ｄ４のいずれかの方法であって、取り付けるステップが、基準ターゲットをプローブビームに対して所定の向きに配置することを含む方法。

Ｄ６．段落Ｄ１～Ｄ５のいずれかの方法であって、基準ターゲットが少なくとも実質的に球形である方法。

Ｄ７．段落Ｄ１～Ｄ６のいずれかの方法であって、プローブが段落Ａ１～Ａ４８のいずれかのプローブである方法。

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、半導体試験産業に適用可能である。

以上に記載した開示は、独立した有用性を有する複数の区別され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、その好適な形態の形で開示しているが、本明細書中に開示し図示するその具体的な実施形態は限定的な意味で考慮するべきでない、というのは、非常に多数の変形例が可能であるからである。本発明の主題は、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、すべての新規で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請求項が「１つの」または「第１の」要素を挙げる際に、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排除もしない。

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な特定の組合せ及びサブコンビネーションを特に指摘するものと確信する。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を、現在の特許請求の範囲の補正、あるいは本願または関連出願中の新たな請求項の提示により特許請求することがある。このように補正した請求項または新請求項も、異なる発明に指向しても同じ発明に指向しても、元の請求項と範囲が異なっても、より広くても、より狭くても、同等でも、本開示中の発明の主題に含まれるものと考えられる。

Claims (26)

1. プローブを利用する方法であって、
   プローブシステム用のプローブを用意するステップであって、該プローブは、
   (i) プローブ本体と、
   (ii) 前記プローブ本体から延びるプローブビームと、
   (iii) 前記プローブ本体から遠い方の前記プローブビームの最先端から延び、被試験デバイス（ＤＵＴ）に接触するように構成された少なくとも１つのプローブチップと、
   (iv) 前記プローブビームに取り付けられた少なくとも１つの基準ターゲットとを具え、
   (v) 前記基準ターゲットは、前記プローブチップが前記ＤＵＴに接近する際に、光学システムにとって可視であるように構成されて、前記少なくとも１つのプローブチップの前記ＤＵＴに対する位置を測定することを促進し、前記基準ターゲットは、前記プローブビームにおける少なくとも当該基準ターゲットに隣接した部分に比べて、前記光学システムによって光学的により解像可能であるステップと、
   前記光学システムにより、前記光学システムに対する前記基準ターゲットの第１位置を測定するステップと、
   前記ＤＵＴを前記プローブに対して平行移動させるステップと、
   前記光学システムにより、前記光学システムに対する前記基準ターゲットの第２位置を測定するステップと
   を含む方法。
2. 前記第１位置及び前記第２位置の一方または両方が、前記光学システムに対する前記基準ターゲットの三次元位置に相当する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１位置を測定するステップ及び前記第２位置を測定するステップの一方または両方が、前記光学システムの焦点を走査して、前記基準ターゲットによって生成される集光反射に焦点を合わせることを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記走査することが、前記光学システムの焦平面を前記光学システムの光軸に沿って平行移動させながら、前記プローブの少なくとも一部分の一連の画像を前記光学システムで記録することを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記ＤＵＴを前記プローブに対して平行移動させるステップが、前記プローブを固定された位置に維持しながら前記ＤＵＴを平行移動させることを含む、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
6. 前記第１位置を測定するステップの前に、前記少なくとも１つのプローブチップを対応する前記ＤＵＴに接触させるステップをさらに含む、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
7. 前記第１位置を測定するステップが、前記光学システムと前記基準ターゲットとの間の第１の高さオフセットを測定することを含み、該第１の高さオフセットは前記光学システムの光軸に平行な方向に沿って測定され、前記第２位置を測定するステップが、前記光学システムと前記基準ターゲットとの間の第２の高さオフセットを測定することを含み、該第２の高さオフセットは前記光学システムの光軸に平行な方向に沿って測定され、前記第２位置を測定するステップの後に、前記ＤＵＴに対する前記プローブの押し付け距離を測定するステップをさらに含み、前記押し付け距離は前記第１の高さオフセットと前記第２の高さオフセットとの差に等しい、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
8. 前記プローブチップが前記ＤＵＴに接近する際に、かつ前記光学システムの焦点が前記基準ターゲットに合う際に、前記光学システムが前記基準ターゲットの少なくとも一部分の基準像を受けるように構成され、
   前記基準ターゲットが集光反射を生成するように構成され、前記集光反射が前記基準像よりも小さい、請求項１に記載の方法。
9. 前記基準像が基準像の直径を有し、前記集光反射が集光反射の直径を有し、前記集光反射の直径が、最大でも前記基準像の直径の２５％である、請求項８に記載の方法。
10. 前記集光反射が、前記基準ターゲットの外面から反射した光を含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記光学システムの離散した焦点解像範囲内で前記光学システムの焦点が前記基準ターゲットに合い、前記離散した焦点解像範囲は、前記光学システムの焦点が前記プローブビームに合うための焦点解像範囲よりも小さいように、前記基準ターゲットが構成されている、請求項１に記載の方法。
12. 前記基準ターゲットが前記プローブビームの上面に取り付けられている、請求項１に記載の方法。
13. 前記基準ターゲットが少なくとも１つの対称軸を含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記基準ターゲットが球形である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記基準ターゲットが光反射性である、請求項１に記載の方法。
16. 前記基準ターゲットが少なくとも部分的に光学的に透明である、請求項１に記載の方法。
17. 前記基準ターゲットが基準ターゲットの直径を有し、該基準ターゲットの直径は最大でも１５０μmである、請求項１に記載の方法。
18. 前記基準ターゲットがガラス球である、請求項１に記載の方法。
19. 前記基準ターゲットが接着剤で前記プローブビームに取り付けられ、該接着剤がエポキシを含む、請求項１に記載の方法。
20. 前記プローブビームが弾性変形して、前記プローブ本体に対する通常位置と前記プローブ本体に対して偏位した位置との間で遷移するように構成されている、請求項１に記載の方法。
21. 前記基準ターゲットが集光反射を生成するように構成され、該集光反射は集光反射の直径を有し、該集光反射の直径は、前記基準ターゲット上に入射する入射光の直径よりも小さい、請求項１に記載の方法。
22. 少なくとも１つの被試験デバイス（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、
    少なくとも１つのプローブと、
    光学システムと、
    コントローラとを具え、
    前記少なくとも１つのプローブは、
    (i) プローブ本体と、
    (ii) 前記プローブ本体から延びるプローブビームと、
    (iii) 前記プローブ本体から遠い方の前記プローブビームの最先端から延び、被試験デバイス（ＤＵＴ）に接触するように構成された少なくとも１つのプローブチップと、
    (iv) 前記プローブビームに取り付けられた少なくとも１つの基準ターゲットとを具え、
    前記光学システムは、前記少なくとも１つのプローブが対応する前記ＤＵＴに接近する際に、当該プローブの少なくとも一部分の画像を光軸に沿って取得するように構成され、
    前記基準ターゲットは、前記プローブチップが前記ＤＵＴに接近する際に、光学システムにとって可視であるように構成されて、前記少なくとも１つのプローブチップの前記ＤＵＴに対する位置を測定することを促進し、前記基準ターゲットは、前記プローブビームにおける少なくとも当該基準ターゲットに隣接した部分に比べて、前記光学システムによって光学的により解像可能であり、
    前記コントローラは、
    (i) 前記光学システムにより、前記光学システムに対する前記基準ターゲットの第１位置を測定し、
    (ii) 前記ＤＵＴを前記プローブに対して平行移動させ、
    (iii) 前記光学システムにより、前記光学システムに対する前記基準ターゲットの第２位置を測定する
    ように構成されているプローブシステム。
23. 前記少なくとも１つのプローブのうちの対応するプローブを、前記少なくとも１つのＤＵＴのうちの対応するＤＵＴに対して支持して維持するように構成された少なくとも１つのプローブホルダ、及び、
    前記少なくとも１つの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、
    のうちの１つ以上をさらに具えている、請求項２２に記載のプローブシステム。
24. 前記光学システムの光軸に沿った当該光学システムの焦平面の位置を、前記プローブシステムの一部分であって前記光学システムにとって可視である部分の画像と同期して記録することができるように構成されている、請求項２２または２３に記載のプローブシステム。
25. 前記光学システムが視野を有し、前記少なくとも１つのプローブチップが前記ＤＵＴに接近する際に、前記少なくとも１つの基準ターゲット及び前記少なくとも１つのプローブチップの各々が前記視野内にあるように構成されている、請求項２２～２４のいずれかに記載のプローブシステム。
26. 前記光学システムが視野を有し、該視野が視野の線寸法を有し、該視野の線寸法は前記光軸に直交する方向に沿って測定され、前記基準ターゲットが集光反射を生成するように構成され、該集光反射が集光反射の直径を有し、該集光反射の直径が、前記視野の線寸法の少なくとも０．１％であり、かつ最大でも前記視野の線寸法の１０％である、請求項２２～２５のいずれかに記載のプローブシステム。

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