DE112021006914T5

DE112021006914T5 - Sondensysteme, die zum testen einer zu testenden vorrichtung konfiguriert sind, und verfahren zum betreiben der sondensysteme

Info

Publication number: DE112021006914T5
Application number: DE112021006914.4T
Authority: DE
Inventors: Martin Schindler; Stefan Kreissig; Torsten Kiel
Original assignee: FormFactor Inc
Current assignee: FormFactor Inc
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-11-16
Also published as: JP2024504445A; TWI800962B; WO2022164489A3; US11598789B2; WO2022164489A2; KR102838789B1; KR20230122670A; TW202229912A; US20220236303A1; JP7573116B2

Abstract

Sondensysteme, die zum Testen einer zu testenden Vorrichtung konfiguriert sind, sowie Verfahren zum Betreiben der Sondensysteme werden hierin offenbart. Die Sondensysteme umfassen eine elektromagnetisch abgeschirmte Einfassungsraum, der ein umschlossenes Volumen definiert, und eine temperaturgesteuerte Spannvorrichtung, die eine Auflagefläche definiert, die zum Abstützen eines Substrats konfiguriert ist, das eine DUT umfasst. Die Sondensystemen umfassen zudem eine Sondenanordnung und ein optisches Mikroskop. Die Sondensysteme umfassen ferner einen Elektromagneten und eine elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung. Die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung umfasst einen zweidimensionalen Positioniertisch, der zum selektiven Positionieren einer positionierten Anordnung entlang einer ersten zweidimensionalen Positionierungsachse und zudem entlang einer zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist. Die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung umfasst zudem einen ersten eindimensionalen Positioniertisch, der das optische Mikroskop wirksam an der positionierten Anordnung befestigt, und einen zweiten eindimensionalen Positioniertisch, der den Elektromagneten wirksam an der Positionierungsanordnung befestigt.

Description

Verwandte Anwendungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 17/506.081 , die am 20. Oktober 2021 eingereicht wurde, und einer vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 63/142.203 , die am 27. Januar 2021 eingereicht wurde und deren vollständige Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme mitaufgenommen werden.
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Sondensysteme, die zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (DUT) konfiguriert sind, und/oder auf Verfahren zum Betreiben der Sondensysteme und insbesondere auf solche Sondensysteme und/oder Verfahren, die einen Elektromagneten umfasst, der zum Anlegen eines Magnetfelds an die DUT konfiguriert ist.
Hintergrund der Offenbarung
Sondensysteme können zum Testen und/oder Quantifizieren der Funktionsweise und/oder der Leistung einer zu testenden Vorrichtung (DUT), die z. B. eine Halbleitervorrichtung, Festkörpervorrichtung, elektrische Vorrichtung, optische Vorrichtung und/oder eine optoelektronische Vorrichtung umfassen, verwendet werden. Bei einigen DUTs kann es wünschenswert sein, solche Tests durchzuführen, während die DUT einem Magnetfeld ausgesetzt ist oder dies erfährt. Es wurden zwar Sondensysteme entwickelt, die zum Anlegen eines Magnetfelds an die DUT konfiguriert sind, jedoch arbeiten diese Sondensysteme im Allgemeinen langsam und/oder sind nicht in der Lage, ein präzis gesteuertes Magnetfeld an die DUT anzulegen. Daher besteht ein Bedarf an verbesserten Sondensystemen, die zum Testen einer zu testenden Vorrichtung konfiguriert sind, und/oder an Verfahren zum Betreiben der Sondensysteme.
Zusammenfassung der Offenbarung
Sondensysteme, die zum Testen einer zu testenden Vorrichtung konfiguriert sind, sowie Verfahren zum Betreiben der Sondensysteme werden hierin offenbart. Die Sondensysteme umfassen ein elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraum, der ein umschlossenes Volumen definiert, und eine temperaturgesteuerte Spannvorrichtung, die eine Auflagefläche definiert, die zum Abstützen eines Substrats konfiguriert ist, das eine DUT umfasst. Die Auflagefläche ist im Innern des umschlossenen Volumens positioniert. Die Sondensysteme umfassen zudem eine Sondenanordnung, ein optisches Mikroskop, einen Elektromagneten und eine elektrisch gesteuerte Positionierungsanordnung. Die Sondenanordnung umfasst eine Vielzahl von Sonden, die zum Bereitstellen eines Testsignals für die DUT und/oder zum Empfangen eines resultierenden Signals von der DUT konfiguriert sind. Das optische Mikroskop ist zum Aufnehmen eines optischen Mikroskopbilds der DUT entlang einer optischen Achse des Mikroskops konfiguriert, die auf die Auflagefläche gerichtet ist. Der Elektromagnet ist zum selektiven Anlegen eines Magnetfelds an die DUT konfiguriert. Die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung umfasst einen zweidimensionalen Positioniertisch, der zum selektiven Positionieren einer positionierten Anordnung entlang einer ersten zweidimensionalen Positionierungsachse und zudem entlang einer zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur ersten zweidimensionalen Positionierungsachse verläuft. Sowohl die erste zweidimensionale Positionierungsachse als auch die zweite zweidimensionale Positionierungsachse verlaufen zumindest im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche. Die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung umfasst zudem einen ersten eindimensionalen Positioniertisch, der das optische Mikroskop wirksam an der positionierten Anordnung befestigt und zum selektiven Positionieren des optischen Mikroskops entlang einer ersten eindimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche verläuft. Die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung umfasst ferner einen zweiten eindimensionalen Positioniertisch, der den Elektromagneten wirksam an der positionierten Anordnung befestigt und zum selektiven Positionieren des Elektromagneten entlang einer zweiten eindimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche verläuft.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine Vorderansicht eines Beispiels eines Sondensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt eine Projektionsansicht eines Beispiels eines Abschnitts eines Sondensystems, mit einer Sondenanordnung in Form einer Vielzahl von Manipulatoren und einer Vielzahl von Nadelsonden gemäß der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt eine Projektionsansicht eines Beispiels eines Abschnitts eines Sondensystems mit einer Sondenanordnung in Form einer Sondenkarte gemäß der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt eine Seitenansicht eines Beispiels eines Abschnitts eines Sondensystems, mit einer Sondenanordnung in Form einer Vielzahl von Manipulatoren und einer Vielzahl von Nadelsonden gemäß der vorliegenden Offenbarung.
5 zeigt eine schematische Darstellung von Beispielen eines Sondensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das Beispiele für Verfahren zum Betreiben eines Sondensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung und beste Ausführungsweise der Offenbarung
1-5 zeigen Beispiele von Sondensystemen 10 und/oder deren Komponenten und/oder Merkmale gemäß der vorliegenden Offenbarung. Elemente, die einem ähnlichen oder zumindest im Wesentlichen ähnlichen Zweck dienen, sind in den 1-5 mit gleichen Nummern gekennzeichnet, und diese Elemente werden hierin nicht detailliert unter Bezugnahme auf jede der 1-5 erläutert. Gleichermaßen sind möglicherweise nicht alle Elemente in jeder der 1-5 gekennzeichnet, aber die diesen zugeordneten Bezugszeichen können hierin aus Gründen der Konsistenz verwendet werden. Elemente, Komponenten und/oder Merkmale, die hierin unter Bezugnahme auf eine oder mehrere der 1-5 erläutert werden, können in jeder der 1-5 enthalten sein und/oder mit dieser verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Im Allgemeinen sind Elemente, die wahrscheinlich in einer bestimmten Ausführungsform enthalten sind, in durchgezogenen Linien dargestellt, während Elemente, die optional sind, in gestrichelten Linien dargestellt sind. Elemente, die in durchgezogenen Linien dargestellt sind, sind jedoch möglicherweise nicht für alle Ausführungsformen wesentlich und können in einigen Ausführungsformen weggelassen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wie insgesamt in den 1-5 veranschaulicht, können Sondensysteme 10 zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (DUT) 22 konfiguriert sein, die auf einem Substrat 20 gebildet und/oder von diesem abgestützt werden kann. Beispiele eines Substrats 20 umfassen ein ebenes Substrat, das eine ebene Substratfläche 24 definiert, ein Halbleitersubstrat und/oder ein optisch aktives Substrat. Beispiele für eine DUT 22 umfassen eine elektronische Vorrichtung, eine Halbleitervorrichtung, eine optische Vorrichtung und/oder eine optoelektronische Vorrichtung.
Die Sondensysteme 10 umfassen einen Einfassungsraum 30, der hierin auch als elektromagnetisch abgeschirmter Einfassungsraum 30 bezeichnet sein kann und/oder ein solcher sein kann. Der Einfassungsraum 30 kann ein umschlossenes Volumen 32 bilden, definieren, umgeben und/oder zumindest teilweise begrenzen.
Die Sondensysteme 10 umfassen zudem eine Spannvorrichtung 40, die hierin auch als temperaturgesteuerte Spannvorrichtung 40 bezeichnet sein kann und/oder eine solche sein kann. Die Spannvorrichtung 40 kann eine Auflagefläche 42 definieren, die dazu geformt, dimensioniert und/oder konfiguriert sein kann, das Substrat 20 abzustützen. Die Auflagefläche 42 kann im Innern des umschlossenen Volumens 32 des Einfassungsraums 30 positioniert sein.
Die Sondensysteme 10 umfassen ferner eine Sondenanordnung 60. Die Sondenanordnung 60 umfasst eine Vielzahl von Sonden 62 und kann zum Bereitstellen eines Testsignals 82 für die DUT 22 und/oder zum Empfangen eines resultierenden Signals 84 von der DUT konfiguriert sein. In einigen Beispielen und wie in den 2 und 4-5 dargestellt, kann die Sondenanordnung 60 eine Vielzahl von Manipulatoren 66 und eine entsprechende Vielzahl von Nadelsonden 68 umfassen, die Sonden 62 umfassen können. In einigen Beispielen und wie in den 3 und 5 dargestellt, kann die Sondenanordnung 60 eine Sondenkarte 64 umfassen, die hierin auch als Sondenkartenanordnung 64 bezeichnet sein kann und/oder Sonden 62 umfassen kann. Beispiele für Sonden 62 sind elektrische Sonden und/oder optische Sonden. Beispiele für Manipulatoren 66 sind eindimensionale, zweidimensionale und/oder dreidimensionale Manipulatoren, zu denen Gewindespindel- und Mutteranordnungen, Kugelumlaufspindel- und Mutteranordnungen, Zahnstangen- und Ritzelanordnungen, Linearantriebe und/oder Drehantriebe gehören können.
Die Sondensysteme 10 umfassen, wie in den 1 und 5 dargestellt, zudem ein optisches Mikroskop 90. Das optische Mikroskop 90 kann zum Aufnehmen eines optischen Mikroskopbilds der DUT 22 und/oder der Sonden 62 entlang einer optischen Mikroskopachse 92 konfiguriert sein. Die optische Achse 92 des Mikroskops kann auf die Auflagefläche 42, die DUT 22 und/oder das Substrat 20 gerichtet sein. Mit anderen Worten kann das Mikroskop 90 zum Sammeln von Licht konfiguriert sein, das darauf entlang der optischen Achse 92 des Mikroskops und/oder von der optischen Achse 92 des Mikroskops, von der Auflagefläche 42, von der DUT 22 und/oder vom Substrat 20 einfällt.
Die Sondensysteme 10 umfassen, wie in den 1-5 dargestellt, ferner einen Elektromagneten 100. Der Elektromagnet 100 kann, wie in 5 dargestellt, zum Anlegen eines Magnetfeld 102 an die DUT 22 eingerichtet, konfiguriert, ausgelegt und/oder aufgebaut sein.
Die Sondensysteme 10 umfassen ferner, wie in den 1 und 5 dargestellt, eine elektrisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110. Die elektrisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 umfasst einen zweidimensionalen Positioniertisch 120, einen ersten eindimensionalen Positioniertisch 130 und einen zweiten eindimensionalen Positioniertisch 140.
Mit weiterem Bezug auf die 1 und 5 kann der zweidimensionale Positioniertisch 120 zum selektiven Positionieren einer positionierten Anordnung 126 konfiguriert sein. Dies kann das selektive Positionieren der positionierten Anordnung entlang einer ersten zweidimensionalen Positionierungsachse 122, die z. B. parallel zur X-Achse von 5 verlaufen kann, und zudem entlang einer zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse 124, die z. B. parallel zur Y-Achse von 5 verlaufen kann, umfassen. Die zweite zweidimensionale Positionierungsachse 124 kann senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur ersten zweidimensionalen Positionierungsachse 122 verlaufen. Sowohl die erste zweidimensionale Positionierungsachse 122 als auch die zweite zweidimensionale Positionierungsachse 124 können parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche 42 der Spannvorrichtung 40 und/oder zu einer Oberseite des Substrats 20 verlaufen, wenn das Substrat von der Spannvorrichtung abgestützt wird.
Mit weiterem Bezug auf 6 kann der erste eindimensionale Positioniertisch 130 das optische Mikroskop 90 an der positionierten Anordnung 126 wirksam befestigen und/oder dazu konfiguriert sein, das optische Mikroskop selektiv entlang einer ersten eindimensionalen Positionierungsachse 132 zu positionieren. Der zweite eindimensionale Positioniertisch 140 kann den Elektromagneten 100 wirksam an der positionierten Anordnung 126 befestigen und/oder kann dazu konfiguriert sein, den Elektromagneten selektiv entlang einer zweiten eindimensionalen Positionierungsachse 142 zu positionieren. Die erste eindimensionale Positionierungsachse 132 und/oder die zweite eindimensionale Positionierungsachse 142 können parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, können parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Z-Achse von 5 verlaufen und/oder können senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche 42 der Spannvorrichtung 40 und/oder zur Oberseite des Substrats 20 verlaufen, wenn das Substrat von der Spannvorrichtung abgestützt wird.
Der Einfassungsraum 30 kann jede geeignete Struktur umfassen, die zumindest teilweise das umschlossene Volumen 32 definiert, die das umschlossene Volumen von elektromagnetischer Umgebungsstrahlung abschirmt und/oder eine Umgebung, die das Sondensystem 10 umschließt, von elektromagnetischer Strahlung und/oder von Magnetfeldern abschirmt, die im umschlossenen Volumen erzeugt werden. Der Einfassungsraum 30 kann, wie in den 1 und 5 dargestellt, z. B. ein Einfassungsraummaterial 36 umfassen und/oder aus diesem gebildet sein. Das Einfassungsmaterial 36 kann ein elektromagnetisch abschirmendes Material, ein elektromagnetisch reflektierendes Material, ein elektromagnetisch absorbierendes Material, ein magnetisch abschirmendes Material, ein magnetisch reflektierendes Material und/oder ein magnetisch absorbierendes Material umfassen und/oder daraus gebildet sein. Der Einfassungsraum 30 kann hierin auch als ein Gehäuse 30, ein elektromagnetisch abgeschirmtes Gehäuse 30, eine Umschließung 30 und/oder eine elektromagnetisch abgeschirmte Umschließung 30 bezeichnet werden.
In einigen Beispielen kann der Einfassungsraum 30, wie in 1 und 5 dargestellt, eine Öffnung 34 aufweisen. Die Öffnung 34 kann, sofern vorhanden, dazu geformt, bemessen, positioniert und/oder konfiguriert sein, einen Zugang zum umschlossenen Volumen 32 bereitzustellen. Als Beispiele und in einigen Konfigurationen kann das optische Mikroskop 90 zumindest teilweise innerhalb der Öffnung 34 positioniert sein, die optische Mikroskopachse 92 kann sich durch die Öffnung 34 erstrecken, der Elektromagnet 100 kann zum Anlegen eines Magnetfelds 102 über die Öffnung 34 an die DUT 22 konfiguriert sein, der Elektromagnet kann zumindest teilweise innerhalb der Öffnung positioniert sein, und/oder zumindest ein Bereich der Sondenanordnung 60 kann sich innerhalb der Öffnung und/oder durch diese erstrecken. In einigen Beispielen kann die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 außerhalb oder zumindest teilweise außerhalb des umschlossenen Volumens 32 und/oder der Öffnung 34 liegen.
Die Spannvorrichtung 40 kann jede geeignete Struktur umfassen, die eine Auflagefläche 42 umfasst und/oder definiert und/oder die dazu dimensioniert, konfiguriert und/oder geformt sein kann, das Substrat 20 abzustützen. In einigen Beispielen und wie erörtert, kann die Spannvorrichtung 40 eine temperaturgeregelte Spannvorrichtung 40 umfassen und/oder sein. In einigen derartigen Beispielen kann die Spannvorrichtung 40 eine Spannvorrichtung-Temperatur-Steuer-/Regeleinheit 48 umfassen und/oder mit dieser in thermischer Verbindung stehen, die dazu konfiguriert sein kann, eine Temperatur der Spannvorrichtung, des Substrats und/oder der DUT 22 selektiv zu steuern und/oder zu regeln.
In einigen Beispielen und wie in 5 dargestellt, kann die Spannvorrichtung 40 eine dreiachsige Spannvorrichtung 40 umfassen und/oder sein. In einigen derartigen Konfigurationen kann die Spannvorrichtung 40 eine Vielzahl von Spannvorrichtungsschichten 44 umfassen. In einem spezifischen Beispiel können die Spannvorrichtungsschichten 44 abwechselnde oder ineinander verschachtelte elektrisch isolierende Spannvorrichtungsschichten 44 und elektrisch leitende Spannvorrichtungsschichten 44 umfassen, wobei die elektrisch leitenden Spannvorrichtungsschichten auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen, z. B. relativ zueinander, gehalten werden, um eine elektromagnetische Abschirmung des Substrats 20 und/oder der DUT 22 zu gewährleisten.
In einigen Beispielen können die Sondensysteme 10 und/oder die Spannvorrichtungen 40, wie in 5 dargestellt, einen Spannvorrichtung-Positioniertisch 50 umfassen. Der Spannvorrichtung-Positioniertisch 50 kann, falls vorhanden, dazu konfiguriert sein, die Spannvorrichtung 40 relativ zur Sondenanordnung 60, relativ zum optischen Mikroskop 90 und/oder relativ zum Elektromagneten 100 selektiv zu bewegen, zu verschieben und/oder zu drehen. Beispiele für den Spannvorrichtung-Positioniertisch 50 umfassen jeden geeigneten Linearantrieb und/oder Drehantrieb.
Das optische Mikroskop 90 kann jede geeignete Struktur umfassen, die eingerichtet, konfiguriert, ausgelegt und/oder ausgebildet sein kann, das optische Mikroskopbild aufzunehmen und/oder zu erzeugen. Das optische Mikroskop 90 kann z. B. eine Linse, ein Objektiv, einen Spiegel und/oder eine optische Bilderfassungsvorrichtung, wie z. B. eine Kamera und/oder eine ladungsgekoppelte Vorrichtung, umfassen.
In einigen Beispielen und wie dargestellt, kann das optische Mikroskop 90 außerhalb oder zumindest teilweise außerhalb des umschlossenen Volumens 32 positioniert werden. Zusätzlich oder alternativ kann die elektronisch gesteuerte Positioniervorrichtung 110 dazu konfiguriert sein, das optische Mikroskop 90 selektiv innerhalb und/oder in der Nähe der Öffnung 34 zu positionieren, um so die Erfassung des optischen Mikroskopbildes durch das optische Mikroskop zu ermöglichen und/oder zu erleichtern.
Der Elektromagnet 100 kann jede geeignete Struktur umfassen, die eingerichtet, konfiguriert, ausgelegt und/oder ausgebildet werden kann, ein Magnetfeld 102 zu erzeugen, zu generieren, zu emittieren, selektiv zu erzeugen, selektiv zu generieren und/oder selektiv zu emittieren und/oder das Magnetfeld an die DUT anzulegen. Der Elektromagnet 100 kann z. B. eine elektrische Stromquelle und/oder eine Spule aus elektrisch leitendem Material, wie z. B. eine Metallspule, umfassen.
In einigen Beispiele und wie dargestellt, kann der Elektromagnet 100 außerhalb oder zumindest teilweise außerhalb des umschlossenen Volumens 32 positioniert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 dazu konfiguriert sein, den Elektromagneten 100 selektiv innerhalb und/oder in der Nähe der Öffnung 34 zu positionieren, um so das Anlegen des Magnetfelds an die DUT durch den Elektromagneten zu ermöglichen und/oder zu erleichtern.
Die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 kann jede geeignete Struktur umfassen, die einen zweidimensionalen Positioniertisch 120, einen ersten eindimensionalen Positioniertisch 130 und/oder einen zweiten eindimensionalen Positioniertisch 140 umfassen kann. Zusätzlich oder alternativ kann die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 jede geeignete Struktur umfassen, die eingerichtet, konfiguriert, ausgelegt und/oder ausgebildet sein kann, um das optische Mikroskop 90 und/oder den Elektromagneten 100 relativ zum Substrat 20 und/oder zur DUT 22 selektiv oder unabhängig zu positionieren. Dies kann das selektive Positionieren des optischen Mikroskops und/oder des Elektromagneten in einer, zwei und/oder drei Dimensionen, wie z.B. entlang der X-Achse, der Y-Achse und/oder der Z-Achse von 5, umfassen. Beispiele für Strukturen, die in der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung 110, dem zweidimensionalen Positioniertisch 120, dem ersten eindimensionalen Positioniertisch 130 und/oder dem zweiten eindimensionalen Positioniertisch 140 enthalten sein und/oder mit diesen verwendet werden können, umfassen eine Gewindespindel und eine Mutter, eine Kugelumlaufspindel und eine Mutter, eine Zahnstangen-Ritzel-Anordnung, einen Linearantrieb, einen piezoelektrischen Antrieb und/oder einen Schrittmotor.
In einigen Beispielen kann die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 dazu konfiguriert sein, einen konstanten oder zumindest einen im Wesentlichen konstanten Abstand 112 zwischen dem Elektromagneten 100 und dem optischen Mikroskop 90, wie in den 1 und 5 dargestellt, beizubehalten. Der Abstand 112 kann entlang der ersten zweidimensionalen Positionierungsachse 122, entlang der zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse 124 und/oder innerhalb einer Ebene gemessen werden, die durch die erste zweidimensionale Positionierungsachse und die zweite zweidimensionale Positionierungsachse definiert ist.
In einigen Beispielen, und wie vielleicht am besten in den 3 und 5 dargestellt, können die Sondensysteme 10 eine Kamera 150 umfassen, die hierin auch als eine nach oben gerichtete Kamera 150 bezeichnet werden kann. Die Kamera 150 kann, sofern vorhanden, dazu konfiguriert sein, ein optisches Kamerabild entlang einer optischen Kameraachse 152 aufzunehmen, die von der Auflagefläche 42 weg oder senkrecht zu dieser, wie in 5 dargestellt, gerichtet ist. Wie ebenfalls dargestellt, kann die Kamera 150 innerhalb des umschlossenen Volumens 32 positioniert und/oder von der Auflagefläche 42 versetzt oder seitlich versetzt sein. In einigen Beispielen kann die Kamera 150 dazu konfiguriert sein, das optische Kamerabild der Sonden 62, einer der DUT zugewandten Seite 96 des optischen Mikroskops 90 und/oder einer der DUT zugewandten Seite 106 des Elektromagneten 100 aufzunehmen. Dies kann die Aufnahme des optischen Kamerabildes umfassen, wenn die Sonden 62, das optische Mikroskop 90 und/oder der Elektromagnet 100 entlang der optischen Kameraachse 152 positioniert und/oder ausgerichtet sind.
Die Sondensysteme 10 können z. B. dazu konfiguriert sein, die Sonden 62, das optische Mikroskop 90 und/oder den Elektromagneten 100 selektiv in der Nähe und/oder oberhalb der Kamera 150 zu positionieren, um das Aufnehmen des optischen Kamerabildes zu ermöglichen und/oder zu erleichtern. Dieses selektive Positionieren kann unter Verwendung des Spannvorrichtung-Positioniertisches 50 zum Bewegen und/oder Positionieren der Kamera 150, unter Verwendung der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung 110 zum Bewegen und/oder Positionieren des Mikroskops 90 und/oder unter Verwendung von Manipulatoren 66 zum Bewegen der Sonden 62 erleichtert und/oder erreicht werden.
In einigen Beispielen, und wie vielleicht am besten in den 2-3 und 5 dargestellt, können die Sondensysteme 10 einen Magnetfeldstärkemesser 162 umfassen. Der Magnetfeldstärkemesser 162 kann, sofern vorhanden, zum Quantifizieren einer Magnetfeldstärke des vom Elektromagneten 100 erzeugten Magnetfelds 102 konfiguriert sein. Die Sondensysteme 10 können z. B. dazu konfiguriert sein, den Elektromagneten 100 selektiv in der Nähe und/oder oberhalb (z. B. entlang der Z-Achse von 5) des Magnetfeldstärkemessers 162 zu positionieren, um die Quantifizierung der Magnetfeldstärke zu ermöglichen und/oder zu erleichtern. Beispiele für einen Magnetfeldstärkemesser 162 umfassen einen Hall-Sensor und/oder einen 3-Achsen-Magnetfeldstärkemesser.
Wie dargestellt, kann der Magnetfeldstärkemesser 162 innerhalb des umschlossenen Volumens 32 positioniert sein und/oder von der Auflagefläche 42 versetzt oder seitlich versetzt sein. In einigen Beispielen können die Sondensysteme 10 eine Hilfsspannvorrichtung 160 umfassen, die von der Auflagefläche seitlich versetzt sein kann, und der Magnetfeldstärkemesser 162 kann einen Abschnitt der Hilfsspannvorrichtung bilden und/oder auf dieser definiert sein.
In einigen Beispielen und wie vielleicht am besten in 5 dargestellt, kann das Sondensystem 10 und/oder dessen Elektromagnet 100 eine Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung 108 umfassen. Die Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung 108 kann, sofern vorhanden, dazu konfiguriert sein, den Elektromagneten 100 innerhalb eines Magnetbetriebstemperaturbereichs, z. B. durch selektives Heizen und/oder Kühlen des Magneten, zu halten, um den Magneten innerhalb des Magnetbetriebstemperaturbereichs zu halten.
In einigen Beispielen und wie erläutert, kann die Spannvorrichtung 40 eine temperaturgesteuerte Spannvorrichtung umfassen und/oder sein, die zum selektiven Regeln einer DUT-Temperatur der DUT 22 konfiguriert sein kann. In einigen derartigen Konfigurationen kann die Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung 108 dazu konfiguriert sein, den Magneten unabhängig von der DUT-Temperatur innerhalb des Magnetbetriebstemperaturbereichs zu halten. Mit anderen Worten können die Sondensysteme 10 dazu konfiguriert sein, die Temperatur des Elektromagneten 100 und des DUT 22 unabhängig zu steuern und/oder zu regeln. Eine solche Konfiguration kann das Betätigen des Elektromagneten 100 ermöglichen und/oder erleichtern, wenn die DUT 22 auf DUT-Temperaturen gehalten wird, die außerhalb eines angestrebten, vorgesehenen oder spezifizierten Magnetbetriebstemperaturbereichs liegen oder dazu führen würden, dass sich der Elektromagnet 100 außerhalb dieses Bereichs befindet.
Wie hierin näher erläutert, umfassen die Sondensysteme 10 einen Elektromagneten 100, der beim Testen der DUT zum Anlegen eines Magnetfelds an die DUT 22 verwendet werden kann. Vor diesem Hintergrund können eine oder mehrere Komponenten der Sondensysteme 10 ein entsprechendes Material und/oder Materialien umfassen, daraus gebildet sein oder vollständig daraus gebildet sein, die nicht magnetisch aktiv sind, nicht magnetisch sind und/oder nicht eisenhaltig sind. Eine solche Konfiguration kann das Potenzial für Störungen und/oder Ungleichmäßigkeiten im Magnetfeld 102 verringern.
Der Einfassungsraum 30 kann zum Beispiel aus einem oder mehreren Einfassungsraummaterialien 36, die nichtmagnetische Einfassungsraummaterialien und/oder Nichteisen-Einfassungsraummaterialien sein können, gebildet oder vollständig geformt sein. Als weiteres Beispiel kann die Spannvorrichtung 40 aus einem oder mehreren Spannvorrichtungsmaterialien 46, die nichtmagnetische Spannvorrichtungsmaterialien und/oder Nichteisen-Spannvorrichtungsmaterialien sein können, gebildet oder vollständig gebildet sein. Als weiteres Beispiel kann die Sondenanordnung 60 aus einem oder mehreren Sondenanordnungsmaterialien 70, die nichtmagnetische Sondenanordnungsmaterialien und/oder nichteisenhaltige Sondenanordnungsmaterialien sein können, gebildet oder vollständig gebildet sein. Als weiteres Beispiel kann das optische Mikroskop 90 aus einem oder mehreren Mikroskopmaterialien 94, die nichtmagnetische Mikroskopmaterialien und/oder Nichteisen-Mikroskopmaterialien sein können, gebildet oder vollständig daraus gebildet sein. Als weiteres Beispiel kann der Elektromagnet 100 aus einem oder mehreren Magnetmaterialien 104, die nichtmagnetische Magnetmaterialien und/oder nichteisenhaltige Magnetmaterialien sein können, gebildet oder vollständig daraus gebildet sein. Als weiteres Beispiel kann die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 aus einem oder mehreren Positionierungsanordnungsmaterialien 114, die nichtmagnetische Positionierungsanordnungsmaterialien und/oder nichteisenhaltige Positionierungsanordnungsmaterialien sein können, gebildet oder vollständig gebildet sein.
Wie in 5 dargestellt, können die Sondensysteme 10 eine Signalerzeugungs- und -Analyseanordnung 80 umfassen. Die Signal-Erzeugungs- und -Analyseanordnung 80 kann, sofern vorhanden, angepasst, konfiguriert, ausgelegt und/oder programmiert sein, um ein Testsignal 82 zu erzeugen, ein resultierendes Signal 84 zu empfangen und/oder die Funktionsweise des DUT 22 zumindest teilweise basierend auf dem Testsignal 82 und/oder dem resultierenden Signal 84 zu quantifizieren.
Wie in 5 zudem dargestellt, können die Sondensysteme 10 eine Steuereinheit 170 umfassen. Die Steuereinheit 170 kann, sofern vorhanden, angepasst, konfiguriert, ausgelegt und/oder programmiert sein, um den Betrieb zumindest einer anderen Komponente des Sondensystems zu steuern. Die Steuereinheit 170 kann z. B. dazu programmiert sein, den Betrieb der temperaturgesteuerten Spannvorrichtung 40, der Sondenanordnung 60, des optischen Mikroskops 90, des Elektromagneten 100, der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung 110, der Kamera 150 und/oder des Magnetfeldstärkemessers 162 zu steuern.
Während des Betriebs der Sondensysteme 10 können die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 und/oder die Kamera 150 dazu verwendet werden, die Sonden 62 und/oder den Elektromagneten 100 relativ zur DUT 22 exakt zu positionieren, während sich der Elektromagnet 100 innerhalb der und/oder durch die Öffnung 34 erstreckt. Mit anderen Worten ermöglichen und/oder erleichtern die Sondensysteme 10 eine exakte Positionierung und/oder Ausrichtung zwischen den Sonden 62, dem Elektromagneten 100 und dem DUT 22, wenn das optische Mikroskop 90 nicht in der Lage ist, die Sonden und/oder den Elektromagneten zu betrachten. Dies kann das Testen einer oder mehrerer DUTs 22 durch die Sondensysteme 10 ermöglichen und/oder erleichtern, während die elektromagnetische Abschirmung um die DUT herum aufrechterhalten wird. Eine solche Konfiguration steht möglicherweise im Gegensatz zu Sondensystemen des Standes der Technik, bei denen der Einfassungsraum geöffnet und/oder die elektromagnetische Abschirmung „unterbrochen“ werden muss, um den Magneten manuell neu zu positionieren. Darüber hinaus können die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 und die Kamera 150 im Vergleich zu den Sondensystemen des Standes der Technik eine viel exaktere Ausrichtung zwischen den Sonden 62, dem Elektromagneten 100 und der DUT 22 ermöglichen und/oder erleichtern.
Der Elektromagnet 100 kann z. B. oberhalb und/oder innerhalb der Öffnung 34 und oberhalb der Sonden 62 positioniert sein. Darüber hinaus kann die Kamera 150 sowohl unterhalb der Sonden 62 als auch des Elektromagneten 100 positioniert sein und kann zum Ermitteln und/oder Herstellen einer exakten relativen Ausrichtung in drei Dimensionen zwischen den Sonden und dem Elektromagneten verwendet werden. Anschließend kann das optische Mikroskop 90 oberhalb und/oder innerhalb der Öffnung 34 positioniert werden und dazu verwendet werden, die Sonden 62 auf die DUT 22 auszurichten. Danach kann der Elektromagnet 100 oberhalb neu positioniert werden, kann innerhalb der Öffnung 34 neu positioniert werden und/oder kann in seine Position vor der Ausrichtung zwischen den Sonden 62 und dem DUT 22 zurückgeführt werden. Der Elektromagnet kann danach verwendet werden, um das Magnetfeld 102 an die DUT 22 während des Testens der DUT durch die Sonden anzulegen.
Die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 kann zum Positionieren des Elektromagneten 100 und des optischen Mikroskops 90 während der oben beschriebenen Vorgänge verwendet werden. Wie erläutert, ist die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 dazu konfiguriert, einen festen oder zumindest einen im Wesentlichen festen Abstand und/oder eine relative Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop, zumindest innerhalb einer Ebene, die durch die erste zweidimensionale Positionierungsachse 122 und die zweite zweidimensionale Positionierungsachse 124 definiert ist, beizubehalten. Daher kann die Kenntnis der Positionen der diversen Komponenten der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung während der anfänglichen Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten 100 und den Sonden 62 eine anschließende Neuausrichtung zwischen dem Elektromagneten und den Sonden ermöglichen, ohne dass der Elektromagnet und/oder die Sonden unter Verwendung der Kamera 150 betrachtet werden müssen, wodurch die Ausrichtung zwischen den Sonden und dem DUT beibehalten werden kann.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das weitere Beispiele für Verfahren 200 zum Betreiben eines Sondensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Verfahren 200 umfassen das Positionieren eines Elektromagneten bei 210 und das Einrichten einer relativen Zielausrichtung bei 220. Die Verfahren 200 können das Speichern der relativen Zielausrichtung bei 230 umfassen, und die Verfahren 200 umfassen das Positionieren eines optischen Mikroskops bei 240 und das Ausrichten von Sonden auf eine zu testende Vorrichtung bei 250. Die Verfahren 200 umfassen ferner das Zurückführen zur relativen Zielorientierung bei 260 und können das Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung bei 270, das Testen einer DUT bei 280 und/oder das Beibehalten der elektromagnetischen Abschirmung bei 290 umfassen.
Das Positionieren des Elektromagneten bei 210 kann die Positionierung des Elektromagneten zumindest teilweise über und/oder in der Nähe einer Öffnung eines elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraums des Sondensystems umfassen. Mit anderen Worten kann das Positionieren bei 210 die Positionierung des Elektromagneten umfassen, sodass sich ein vom Elektromagneten erzeugtes Magnetfeld in den Einfassungsraum hinein erstreckt und/oder auf eine zu testende Vorrichtung (DUT) angewendet wird, das zum Testen durch das Sondensystem positioniert ist. In einigen Beispielen kann das Positionieren bei 210 die Positionierung des Elektromagneten mit, über und/oder unter Verwendung einer elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung des Sondensystems umfassen. In einigen Beispielen kann das Positionieren bei 210 das Bewegen einer positionierten Anordnung umfassen, die den Elektromagneten und das optische Mikroskop umfasst. In einigen Beispielen kann das Positionieren bei 210 das Beibehalten eines festen oder zumindest im Wesentlichen festen Abstands zwischen dem Elektromagneten und der optischen Anordnung, zum Beispiel während der Bewegung, umfassen.
Beispiele für den Elektromagneten werden hierin unter Bezugnahme auf den Elektromagneten 100 offenbart. Beispiele für den elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraum und die Öffnung werden hierin unter Bezugnahme auf den elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraum 30 bzw. die Öffnung 34 offenbart. Beispiele für die DUT werden hierin unter Bezugnahme auf die DUT 22 offenbart. Beispiele für die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung werden hierin unter Bezugnahme auf die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung 110 offenbart. Beispiele für die positionierte Anordnung werden hierin unter Bezugnahme auf die positionierte Anordnung 126 offenbart. Beispiele für das optische Mikroskop werden hierin unter Bezugnahme auf das optische Mikroskop 90 offenbart. Beispiele für den festen oder zumindest im Wesentlichen festen Abstand zwischen dem Elektromagneten und der optischen Baugruppe werden hierin unter Bezugnahme auf den Abstand 112 offenbart.
Das Einrichten der relativen Zielausrichtung bei 220 kann die Einrichtung der relativen Zielausrichtung zwischen dem Elektromagneten und einer Vielzahl von Sonden einer Sondenanordnung des Sondensystems umfassen. In einigen Beispielen kann das Einrichten bei 220 das Betrachten sowohl des Elektromagneten als auch der Vielzahl von Sonden mittels einer Kamera umfassen. Die Kamera kann eine optische Achse der Kamera definieren, die in Richtung einer der DUT zugewandten Seite des Elektromagneten weisen kann.
Das Einrichten bei 220 kann die Einrichtung der relativen Zielausrichtung umfassen, während der Elektromagnet innerhalb der Öffnung positioniert ist, während der Elektromagnet in der Nähe der Öffnung positioniert ist und/oder während der Elektromagnet so positioniert ist, dass das optische Mikroskop nicht in der Lage ist, ein optisches Bild durch die Blende aufzunehmen. Mit anderen Worten kann während des Einrichtens bei 220 eine optische Mikroskopachse außerhalb der Öffnung liegen, die optische Mikroskopachse von der Öffnung beabstandet sein, das Mikroskop nicht in der Lage sein, die DUT durch die Öffnung zu betrachten, und/oder der Elektromagnet kann sich relativ zum optischen Mikroskop in der Nähe der Öffnung befinden. Vor diesem Hintergrund kann das Einrichten bei 220 die Einrichtung der relativen Zielausrichtung ohne, oder ohne Verwendung des optischen Mikroskops umfassen.
Beispiele für die Vielzahl von Sonden werden hierin unter Bezugnahme auf Sonden 62 offenbart. Beispiele für die Sondenanordnung werden hierin unter Bezugnahme auf die Sondenanordnung 60 offenbart. Beispiele für die Kamera werden hierin unter Bezugnahme auf die Kamera 150 offenbart.
Das Speichern der relativen Zielausrichtung bei 230 kann das Speichern, Sichern und/oder anderweitige Aufbewahren der relativen Zielausrichtung umfassen. In einigen Beispielen kann das Speichern bei 230 das elektronische Speichern der relativen Zielausrichtung z. B. mittels einer Steuereinheit umfassen, die zumindest eine Teilmenge der Verfahren 200 durchführt und/oder das Sondensystem steuert. In einigen Beispielen kann das Speichern bei 230 das Speichern der relativen Zielausrichtung umfassen, um das Zurückführen bei 260 zu ermöglichen und/oder zu erleichtern. Beispiele für die Steuereinheit werden hierin mit Bezug auf die Steuereinheit 170 offenbart.
Das Positionieren des optischen Mikroskops bei 240 kann die Positionierung des optischen Mikroskops derart umfassen, dass sich die optische Mikroskopachse des optischen Mikroskops durch die Öffnung erstreckt, auf die Vielzahl von Sonden trifft und/oder auf die DUT trifft. In einigen Beispielen kann das Positionieren bei 240 die Positionierung mit, mittels und/oder unter Verwendung der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung umfassen. In einigen Beispielen kann das Positionieren bei 240 das Bewegen der positionierten Anordnung umfassen. In einigen solchen Beispielen kann das Bewegen unter Beibehaltung des festen oder zumindest im Wesentlichen festen Abstands zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop umfassen.
Das Ausrichten der Sonden mit der DUT bei 250 kann die Ausrichtung der Vielzahl von Sonden mit jeder geeigneten Struktur umfassen, die auf der DUT ausgebildet und/oder durch diese definiert werden kann. Die Vielzahl von Sonden kann beispielsweise eine Vielzahl von optischen Sonden umfassen. In solchen Beispielen kann das Ausrichten bei 250 die Ausrichtung der Vielzahl von optischen Sonden mit einer entsprechenden Vielzahl von Kopplungsstrukturen auf der DUT umfassen. Als weiteres Beispiel kann die Vielzahl von Sonden eine Vielzahl von elektrischen Sonden umfassen. In solchen Beispielen kann das Ausrichten bei 250 die Ausrichtung der Vielzahl von elektrischen Sonden mit einer entsprechenden Vielzahl von Kontaktstellen auf der DUT umfassen.
Das Ausrichten bei 250 kann das Beobachten, visuelle Beobachten und/oder optische Beobachten der Vielzahl von Sonden und der DUT mit dem optischen Mikroskop über die Öffnung und/oder entlang der optischen Mikroskopachse umfassen. Die optische Mikroskopachse kann sich in Richtung einer ebenen Substratoberfläche eines Substrats, das die DUT umfasst und/oder definiert, erstrecken und/oder auf diese treffen.
In einigen Beispielen kann das Ausrichten bei 250 das Bewegen zumindest einer Sonde aus der Vielzahl der Sonden umfassen, was beispielsweise unter Verwendung eines Manipulators der Sondenanordnung erreicht werden kann. In einigen Beispielen kann das Ausrichten bei 250 das Bewegen der DUT umfassen, was z.B. unter Verwendung eines Spannvorrichtung-Positioniertisches des Sondensystems erfolgen kann.
Das Positionieren bei 240 kann das Wegbewegen des Elektromagneten von der Öffnung umfassen, um die Beobachtung der Vielzahl von Sonden und der DUT mit dem optischen Mikroskop zu ermöglichen und/oder zu erleichtern. Mit anderen Worten können die Sondensysteme so konfiguriert sein, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nur der Elektromagnet oder das optische Mikroskop innerhalb und/oder oberhalb der Öffnung positioniert sein kann; und dass während des Ausrichtens bei 250 das optische Mikroskop innerhalb der Öffnung positioniert sein kann, oberhalb der Öffnung positioniert sein kann und/oder sich in der Nähe der Öffnung relativ zum Elektromagneten befinden kann. Vor diesem Hintergrund kann das Ausrichten bei 250 durchgeführt werden, während sich der Elektromagnet außerhalb der Öffnung befindet, während der Elektromagnet von der Öffnung beabstandet ist, während die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten von der Öffnung beabstandet ist, während sich die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten außerhalb der Öffnung befindet und/oder während die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten nicht in die Öffnung zeigt.
Beispiele für das Substrat werden hierin unter Bezugnahme auf das Substrat 20 offenbart. Beispiele für die DUT werden hierin unter Bezugnahme auf die DUT 22 offenbart. Beispiele für den Manipulator werden hierin unter Bezugnahme auf den Manipulator 66 offenbart. Beispiele für die Spannvorrichtung-Positioniertischs werden hierin unter Bezugnahme auf den Spannvorrichtung-Positioniertisch 50 offenbart
Das Zurückführen zur relativen Zielausrichtung bei 260 kann das Zurückführen des Elektromagneten und der Vielzahl von Sonden in die relative Zielausrichtung umfassen, wie dies während des Einrichtens bei 220 festgelegt werden kann und im Anschluss an das Ausrichten bei 250 durchgeführt werden kann. Dies kann das Bewegen der positionierten Anordnung und/oder das Beibehalten des festen oder zumindest im Wesentlichen festen Abstands zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop während des Bewegens umfassen.
Das Beibehalten der festen relativen Ausrichtung bei 270 kann das Beibehalten einer festen oder zumindest im Wesentlichen festen relativen Ausrichtung zwischen der Vielzahl von Sonden und der DUT umfassen. Dies kann das Beibehalten der festen oder zumindest im Wesentlichen festen relativen Ausrichtung nach dem Ausrichten bei 250, während des Zurückführens bei 260, während des Testens bei 280 und/oder während des Beibehaltens bei 290 umfassen. Mit anderen Worten kann während des Einrichtens bei 220 die relative Zielausrichtung zwischen dem Elektromagneten und der Vielzahl von Sonden ermittelt, eingerichtet und/oder gespeichert werden. Darüber hinaus kann während des Ausrichtens bei 250 die Vielzahl von Sonden auf die DUT ausgerichtet werden. Diese Ausrichtung kann während des Zurückführens bei 260 beibehalten werden, sodass der Elektromagnet, die Vielzahl von Sonden und die DUT alle eine gewünschte, angestrebte oder vorbestimmte relative Ausrichtung trotz der Tatsache aufweisen können, dass die Sondensysteme nicht in der Lage sein können, den Elektromagneten, die Vielzahl von Sonden und die DUT gleichzeitig zu betrachten.
Wie erläutert, kann das Beibehalten bei 270 zusätzlich oder alternativ die Beibehaltung des festen oder zumindest im Wesentlichen festen Abstands zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop umfassen. Dies kann das Beibehalten des festen oder zumindest im Wesentlichen festen Abstands während des Positionierens bei 210, während des Einrichtens bei 220, während des Speicherns bei 230, während des Positionierens bei 240, während des Ausrichtens bei 250, während des Zurückführens bei 260, während des Testens bei 280 und/oder während des Beibehaltens bei 290 umfassen. Dies kann das Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop in drei Dimensionen und/oder das Beibehalten der festen relativen Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop innerhalb einer Ebene, die sich senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Mikroskops erstreckt, umfassen.
Das Testen der DUT bei 280 kann das Testen der DUT mit dem Sondensystem umfassen. Dies kann das Testen der DUT mit, mittels und/oder unter Verwendung der Vielzahl von Sonden und/oder das Testen des Sondensystems umfassen, während ein Magnetfeld mit dem Elektromagneten an die DUT angelegt wird. Mit anderen Worten kann das Testen bei 280 ferner das Anlegen des Magnetfeldes an die DUT mit dem Elektromagneten umfassen, und das Anlegen des Magnetfeldes kann zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Zuführen eines Testsignals an die DUT mittels zumindest einer Sonde der Vielzahl von Sonden und/oder dem Empfangen eines resultierenden Signals von der DUT mittels zumindest einer Sonde der Vielzahl von Sonden durchgeführt werden.
Die DUT kann innerhalb des elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraums positioniert werden. Mit anderen Worten können die Verfahren 200 das elektromagnetische Abschirmen der DUT mit dem elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraum während zumindest einer Teilmenge der Verfahren 200 umfassen. In einem spezifischen Beispiel können die Verfahren 200 das Beibehalten der elektromagnetischen Abschirmung bei 290 während einer Gesamtheit der Verfahren 200 umfassen. Dies kann im Gegensatz zu Sondensystemen des Standes der Technik stehen, bei denen die elektromagnetische Abschirmung unterbrochen werden muss, um eine Ausrichtung zwischen entsprechenden Sonden und einer entsprechenden DUT und/oder zwischen entsprechenden Sonden und einem entsprechenden Elektromagneten zu ermöglichen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „und/oder“, der zwischen einer ersten Entität und einer zweiten Entität steht, (1) die erste Entität, (2) die zweite Entität und (3) die erste Entität und die zweite Entität. Mehrere mit „und/oder“ aufgeführte Entitäten sollten auf die gleiche Weise, d. h. wie „eine oder mehrere“ der so verbundenen Entitäten, ausgelegt werden. Optional können außer den durch die „und/oder“-Klausel ausdrücklich identifizierten Entitäten weitere Entitäten unabhängig davon vorhanden sein, ob diese mit den speziell identifizierten Entitäten verbunden sind, oder nicht. Als nicht einschränkendes Beispiel kann sich ein Verweis auf „A und/oder B“, wenn dieser in Verbindung mit offener Sprache wie „umfassen“ verwendet wird, in einer weiteren Ausführungsform nur auf A (optional einschließlich anderer Entitäten als B); in einer weiteren Ausführungsform nur auf B (optional einschließlich anderer Entitäten als A); in einer weiteren Ausführungsform sowohl auf A als auch auf B (optional einschließlich anderer Entitäten) beziehen. Diese Entitäten können sich auf Elemente, Aktionen, Strukturen, Schritte, Vorgänge, Werte und dergleichen beziehen.
Wie hierin verwendet, sollte der Ausdruck „mindestens eine“ in Bezug auf eine Liste von einer oder mehrerer Entitäten so verstanden werden, dass dieser mindestens eine Entität bezeichnet, die aus einer oder mehreren der Entitäten in der Liste der Entitäten ausgewählt wird, aber nicht notwendigerweise mindestens eine von jeder einzelnen Entität, die speziell in der Liste der Entitäten aufgeführt ist, umfasst, und keine Kombinationen von Entitäten in der Liste der Entitäten ausschließt. Diese Definition ermöglicht auch, dass optional andere Entitäten als die in der Liste der Entitäten, auf die sich der Ausdruck „mindestens eine“ bezieht, speziell identifizierten Entitäten unabhängig davon vorhanden sein können, ob diese mit den speziell identifizierten Entitäten verbunden sind, oder nicht. So kann sich als nicht einschränkendes Beispiel, „mindestens eines von A und B“ (oder, äquivalent „mindestens eines von A oder B“, oder äquivalent mindestens eines von „A und/oder B“) in einer Ausführungsform auf mindestens ein, optional einschließlich mehr als ein A beziehen, ohne dass B vorhanden ist (und optional einschließlich anderer Entitäten als B); in einer weiteren Ausführungsform auf mindestens ein, optional einschließlich mehr als ein B beziehen, ohne dass A vorhanden ist (und optional einschließlich anderer Entitäten als A); in noch einer weiteren Ausführungsform auf mindestens ein, optional einschließlich mehr als ein A und zumindest ein, optional einschließlich mehr als ein B (und optional einschließlich anderer Einheiten) beziehen. Mit anderen Worten sind die Ausdrücke „mindestens ein“, „eines oder mehrere“ und „und/oder“ unbestimmte Ausdrücke, die sowohl konjunktiv als auch disjunktiv verwendet werden können. Zum Beispiel kann jeder der Ausdrücke „mindestens ein A, B und C“, „mindestens ein A, B oder C“, „eines oder mehrere von A, B und C“, „eines oder mehrere von A, B oder C“ und „A, B und/oder C“ somit A allein, B allein, C allein, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen, A, B und C zusammen und gegebenenfalls eine der oben genannten in Kombination mit zumindest einer anderen Entität bedeuten.
Für den Fall, dass Patente, Patentanmeldungen oder andere Referenzen durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden und (1) einen Begriff in einer Weise definieren, die mit dem nicht aufgenommenen Teil der vorliegenden Offenbarung oder einer der anderen aufgenommenen Referenzen unvereinbar ist und/oder (2) anderweitig unvereinbar ist, ist der nicht aufgenommene Teil der vorliegenden Offenbarung maßgebend, und der Begriff oder die darin aufgenommene Offenbarung ist nur in Bezug auf die Referenz maßgebend, in welcher der Begriff definiert ist und/oder die mitaufgenommene Offenbarung ursprünglich vorhanden war.
Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „eingerichtet“ und „konfiguriert“, dass das Element, die Komponente oder der andere Gegenstand für die Ausführung einer bestimmten Funktion konzipiert und/oder vorgesehen ist.
Daher sollte die Verwendung der Begriffe „eingerichtet“ und „konfiguriert“ nicht dahingehend ausgelegt werden, dass ein bestimmtes Element, eine Komponente oder ein anderer Gegenstand einfach „in der Lage“ ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, sondern dass das Element, die Komponente und/oder der andere Gegenstand speziell für die Ausführung der Funktion ausgewählt, erstellt, implementiert, verwendet, programmiert und/oder ausgelegt wurde. Es liegt auch im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, dass Elemente, Komponenten und/oder andere erwähnte Gegenstände, die als zur Ausführung einer bestimmten Funktion eingerichtet beschrieben werden, zusätzlich oder alternativ als zur Ausführung dieser Funktion konfiguriert beschrieben werden können, und umgekehrt.
Wie hierin verwendet, soll der Ausdruck „zum Beispiel“, der Ausdruck „als Beispiel“ und/oder einfach der Ausdruck „Beispiel“, wenn dieser in Bezug auf eine oder mehrere Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, vermitteln, dass die beschriebene Komponente, das beschriebene Merkmal, das beschriebene Detail, die beschriebene Struktur, die beschriebene Ausführungsform und/oder das beschriebene Verfahren ein veranschaulichendes, nicht ausschließliches Beispiel für Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ist. Die beschriebene Komponente, das beschriebene Merkmal, das beschriebene Detail, die beschriebene Struktur, die beschriebene Ausführungsform und/oder das beschriebene Verfahren ist daher nicht als einschränkend, erforderlich oder ausschließlich/erschöpfend zu verstehen; und andere Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren, einschließlich strukturell und/oder funktionell ähnlicher und/oder gleichwertiger Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren, fallen ebenfalls in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
Wie hierin verwendet, kann „zumindest im Wesentlichen“ bei der Änderung eines Grades oder einer Beziehung nicht nur den genannten „wesentlichen“ Grad oder die genannte Beziehung umfassen, sondern auch das volle Ausmaß des genannten Grades oder der genannten Beziehung. Ein wesentlicher Teil eines angegebenen Grades oder einer Beziehung kann mindestens 75 % des angegebenen Grades oder einer Beziehung umfassen. Beispielsweise umfasst ein Objekt, das zumindest im Wesentlichen aus einem Material gebildet ist, Objekte, bei denen mindestens 75 % der Objekte aus dem Material gebildet sind, und umfasst auch Objekte, die vollständig aus dem Material gebildet sind. Als weiteres Beispiel umfasst eine erste Länge, die zumindest im Wesentlichen so lang ist wie eine zweite Länge, erste Längen, die innerhalb von 75 % der zweiten Länge liegen, und umfasst auch erste Längen, die so lang wie die zweite Länge sind.
Veranschaulichende, nicht ausschließliche Beispiele für Sondensysteme gemäß der vorliegenden Offenbarung werden in den folgenden aufgelisteten Abschnitten vorgestellt. Es liegt im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, dass ein einzelner Schritt eines hierin genannten Verfahrens, einschließlich in den folgenden aufgezählten Abschnitten, zusätzlich oder alternativ als ein „Schritt zum“ Durchführen der genannten Handlung bezeichnet werden kann.
Veranschaulichende, nicht ausschließliche Beispiele für Sondensysteme gemäß der vorliegenden Offenbarung werden in den folgenden aufgelisteten Absätzen dargelegt. Es liegt im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, dass ein einzelner Schritt eines hierin genannten Verfahrens, einschließlich der in den folgenden aufgelisteten Abschnitten, zusätzlich oder alternativ als „Schritt zum“ Durchführen der genannten Aktion bezeichnet werden kann.

A1. Sondensystem, das zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (DUT) konfiguriert ist, wobei das Sondensystem Folgendes umfasst:
- einen elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraum, der ein umschlossenes Volumen definiert;
- eine temperaturgesteuerte Spannvorrichtung, die eine Auflagefläche definiert, die zum Abstützen eines Substrats, welches das DUT umfasst, konfiguriert ist, wobei die Auflagefläche im Innern des umschlossenen Volumens positioniert ist;
- eine Sondenanordnung mit einer Vielzahl von Sonden, die zum Bereitstellen eines Testsignals für die DUT und/oder zum Empfangen eines resultierenden Signals von der DUT konfiguriert sind;
- ein optisches Mikroskop, das zum Aufnehmen eines optischen Mikroskopbilds der DUT entlang einer optischen Mikroskopachse konfiguriert ist, die auf die Auflagefläche gerichtet ist;
- einen Elektromagneten, der zum selektiven Anlegen eines Magnetfelds an die DUT konfiguriert ist; und
- eine elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung, die Folgendes umfasst:
  1. (i) einen zweidimensionalen Positioniertisch, der zum selektiven Positionieren einer positionierten Anordnung entlang einer ersten zweidimensionalen Positionierungsachse und zudem entlang einer zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur ersten zweidimensionalen Positionierungsachse verläuft, wobei sowohl die erste zweidimensionale Positionierungsachse als auch die zweite zweidimensionale Positionierungsachse parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche verlaufen;
  2. (ii) einen ersten eindimensionalen Positioniertisch, der das optische Mikroskop wirksam an der positionierten Anordnung befestigt und optional zum selektiven Positionieren des optischen Mikroskops entlang einer ersten eindimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche verläuft; und
  3. (iii) einen zweiten eindimensionalen Positioniertisch, der den Elektromagneten wirksam an der positionierten Anordnung befestigt und optional zum selektiven Positionieren des Elektromagneten entlang einer zweiten eindimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die senkrecht, oder zumindest im Wesentlichen senkrecht, zur Auflagefläche verläuft.
A2. Sondensystem nach Absatz A1, wobei der elektromagnetisch abgeschirmte Einfassungsraum ferner eine Öffnung definiert, die zum Bereitstellen eines Zugangs zum umschlossenen Volumen konfiguriert ist.
A3. Sondensystem nach Absatz A2, wobei zumindest eines der folgenden zutrifft:
1. (i) die optische Mikroskopachse erstreckt sich durch die Öffnung;
2. (ii) das optische Mikroskop ist zumindest teilweise innerhalb der Öffnung positioniert;
3. (iii) der Elektromagnet ist zum Anlegen des Magnetfelds an die DUT über die Öffnung konfiguriert; und
4. (iv) der Elektromagnet ist zumindest teilweise innerhalb der Öffnung positioniert.
A4. Sondensystem nach einem der Absätze A2-A3, wobei die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung außerhalb des umschlossenen Volumens liegt.
A5. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A4, wobei der elektromagnetisch abgeschirmte Einfassungsraum aus einem nichtmagnetischen Einfassungsraummaterial und/oder einem nichteisenhaltigen Einfassungsraummaterial gebildet oder vollständig gebildet ist
A6. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A5, wobei die temperaturgesteuerte Spannvorrichtung vollständig eine dreiachsige temperaturgesteuerte Spannvorrichtung ist.
A7. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A6, wobei die Sondenanordnung vollständig aus einem nichtmagnetischen Einfassungsraummaterial und/oder einem nichteisenhaltigen Einfassungsraummaterial gebildet ist oder vollständig gebildet ist.
A8. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A7, wobei die Sondenanordnung zumindest eines der folgenden Elemente umfasst:
1. (i) eine Sondenkarte; und
2. (ii) eine Vielzahl von Manipulatoren und eine entsprechende Vielzahl von Nadelsonden, die an der Vielzahl von Manipulatoren wirksam befestigt sind.
A9. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A8, wobei die Sondenanordnung aus einem nichtmagnetischen Sondenanordnungsmaterial und/oder einem nichteisenhaltigen Sondenanordnungsmaterial gebildet ist oder vollständig gebildet ist.
A10. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A9, wobei das optische Mikroskop zumindest teilweise außerhalb des umschlossenen Volumens positioniert ist.
A11. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A10, wobei das optische Mikroskop aus einem nichtmagnetischen Mikroskopmaterial und/oder einem nichteisenhaltigen Mikroskopmaterial gebildet ist oder vollständig gebildet ist.
A12. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A11, wobei der Elektromagnet zumindest teilweise außerhalb des umschlossenen Volumens positioniert ist.
A13. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A12, wobei der Elektromagnet aus einem nichtmagnetischen Magnetmaterial und/oder einem nichteisenhaltigen Magnetmaterial gebildet ist oder vollständig gebildet ist.
A14. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A13, wobei die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung dazu konfiguriert ist, einen konstanten, oder einen zumindest im Wesentlichen konstanten, Abstand zwischen dem optischen Mikroskop und dem Elektromagneten sowohl entlang der ersten zweidimensionalen Positionierungsachse als auch der zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse beizubehalten.
A15. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A14, wobei die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung aus einem nichtmagnetischen Positionierungsanordnungsmaterial und/oder einem nichteisenhaltigen Positionierungsanordnungsmaterial gebildet ist oder vollständig gebildet ist.
A16. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A15, wobei die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung eine Gewindespindel und Mutter, eine Kugelumlaufspindel und Mutter, eine Zahnstangen-Ritzel-Anordnung, einen Linearantrieb, einen piezoelektrischen Antrieb und/oder einen Schrittmotor umfasst.
A17. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A16, wobei das Sondensystem ferner eine Kamera umfasst, die zum Aufnehmen eines optischen Kamerabilds entlang einer optischen Kameraachse konfiguriert ist, die von der Auflagefläche weg gerichtet ist.
A18. Sondensystem nach Absatz A17 wobei die Kamera im Innern des umschlossenen Volumens positioniert ist.
A19. Sondensystem nach Absatz A17-A18, wobei die Kamera von der Auflagefläche seitlich versetzt ist.
A20. Sondensystem nach einem der Absätze A17-A19, wobei die Kamera zum Aufnehmen des optischen Kamerabilds von zumindest einer der DUT zugewandten Seite des optischen Mikroskops, der Vielzahl von Sonden, und einer der DUT zugewandten Seite des Elektromagneten konfiguriert ist.
A21. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A20, wobei das Sondensystem ferner einen Magnetfeldstärkemesser umfasst, der zum Quantifizieren einer Magnetfeldstärke des Magnetfelds konfiguriert ist.
A22. Sondensystem nach Absatz A21, wobei der Magnetfeldstärkemesser zumindest einer der folgenden ist:
1. (i) ein Hall-Sensor; und
2. (ii) ein 3-Achsen-Magnetfeldstärkemesser.
A23. Sondensystem nach einem der Absätze A21-A22, wobei der Magnetfeldstärkemesser von der Auflagefläche seitlich versetzt ist.
A24. Sondensystem nach einem der Absätze A21-A23, wobei der magnetische Feldstärkemesser einen Abschnitt einer Hilfsspannvorrichtung bildet, die von der Auflagefläche seitlich versetzt ist.
A25. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A24, wobei das Sondensystem ferner eine Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung umfasst, die dazu konfiguriert ist, den Magneten innerhalb eines Magnetbetriebstemperaturbereichs zu halten.
A26. Sondensystem nach Absatz A25, wobei die temperaturgesteuerte Spannvorrichtung zum selektiven Regeln der DUT-Temperatur des DUT konfiguriert ist, und wobei die Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung ferner dazu konfiguriert ist, den Magneten unabhängig von der DUT-Temperatur innerhalb des Magnetbetriebstemperaturbereichs zu halten.
A27. Sondensystem nach einem der Absätze A1-A26, wobei das Sondensystem ferner eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Betriebs zumindest einer weiteren Komponente des Sondensystems programmiert ist.
A28. Sondensystem nach Absatz A27, wobei die Steuereinheit zum Steuern des Betriebs von zumindest einer der folgenden Komponenten programmiert ist:
1. (i) der temperaturgesteuerten Spannvorrichtung;
2. (ii) der Sondenanordnung;
3. (iii) des optischen Mikroskops;
4. (iv) des Elektromagnets;
5. (v) der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung;
6. (vi) einer/der Kamera;
7. (vii) eines/des Magnetfeldstärkemesserst; und
8. (viii) einer/der Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung.
B1. Verfahren zum Betreiben eines Sondensystems, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Positionieren eines Elektromagneten, optional mit einer elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung, zumindest teilweise über einer Öffnung eines elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraum, wobei das Positionieren des Elektromagneten optional das Bewegen einer positionierten Anordnung umfasst, die den Elektromagneten und ein optisches Mikroskop umfasst, wobei ein fester oder zumindest im Wesentlichen fester Abstand zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop beibehalten wird;
- Einrichten einer relativen Zielausrichtung zwischen dem Elektromagneten und einer Vielzahl von Sonden einer Sondenanordnung des Sondensystems, wobei das Einrichten das Betrachten sowohl des Elektromagneten als auch der Vielzahl von Sonden über eine Kamera umfasst, die eine optische Kameraachse definiert, die in Richtung einer der DUT zugewandten Seite des Elektromagneten weist;
- Positionieren des optischen Mikroskops, optional mit der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung, sodass sich eine optische Mikroskopachse des optischen Mikroskops durch die Öffnung erstreckt, wobei das Positionieren des optischen Mikroskops das Bewegen der positionierten Anordnung umfasst, wobei der feste oder zumindest im Wesentlichen feste Abstand zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop beibehalten wird;
- Ausrichten der Vielzahl von Sonden auf eine zu testende Vorrichtung (DUT), wobei das Ausrichten das Beobachten der Vielzahl von Sonden und der DUT mit dem optischen Mikroskop über die Öffnung und entlang der optischen Mikroskopachse umfasst, und wobei sich die optische Achse des Mikroskops ferner in Richtung einer ebenen Substratfläche eines Substrats erstreckt, das die DUT umfasst; und
- nach dem Ausrichten, Zurückführen des Elektromagneten und der Vielzahl von Sonden in die relative Zielausrichtung; und
- optionales Testen der DUT mit dem Sondensystem und mittels der Vielzahl von Sonden, wobei ein Magnetfeld mit dem Elektromagneten an die DUT angelegt ist.
B2. Verfahren nach Anspruch B1, wobei das Verfahren ferner das das elektronische Speichern der relativen Zielausrichtung umfasst, um das Zurückführen des Elektromagneten und der Vielzahl von Sonden in die relative Zielausrichtung zu erleichtern.
B3. Verfahren nach Anspruch B1-B2, wobei das Ausrichten der Vielzahl von Sonden auf die DUT zumindest einen der folgenden Schritte umfasst.
1. (i) Bewegen zumindest einer Sonde der Vielzahl von Sonden unter Verwendung eines Manipulators der Sondenanordnung; und
2. (ii) Bewegen der DUT unter Verwendung einer Spannvorrichtung-Positioniertisches des Sondensystems.
B4. Verfahren nach einem der Absätze B1-B3, wobei das Verfahren nach dem Ausrichten der Vielzahl von Sonden auf die DUT zudem das Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung zwischen der Vielzahl von Sonden und der DUT während des Zurückführens und optional während des Testens umfasst.
B5. Verfahren nach einem der Absätze B1-B4, wobei während dem Einrichten der relativen Zielausrichtung zumindest eine der folgenden Gegebenheiten vorliegt:
1. (i) die optische Achse des Mikroskops befindet sich außerhalb der Öffnung;
2. (ii) die optische Achse des Mikroskops ist von der Öffnung beabstandet;
3. (iv) das Mikroskop ist nicht in der Lage, die DUT durch die Öffnung zu betrachten; und
4. (v) der Elektromagnet befindet sich in der Nähe der Öffnung relativ zum optischen Mikroskop.
B6. Verfahren nach einem der Absätze B1-B5, wobei während des Ausrichtens zumindest eine der folgenden Gegebenheiten vorliegt:
1. (i) der Elektromagnet befindet sich außerhalb der Öffnung;
2. (ii) der Elektromagnet ist von der Öffnung beabstandet;
3. (iii) die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten ist von der Öffnung beabstandet;
4. (iv) die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten befindet sich außerhalb der Öffnung;
5. (v) die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten weist nicht in die Öffnung; und
6. (vi) das optische Mikroskop befindet sich relativ zum Elektromagneten in der Nähe der Öffnung.
B7. Verfahren nach einem der Absätze B1-B6, wobei die DUT im Innern des elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraums angeordnet ist.
B8. Verfahren nach Absatz B7, wobei das Verfahren das Beibehalten der elektromagnetischen Abschirmung der DUT mittels des den elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraums während des gesamten Verfahrens umfasst.
B9. Verfahren nach einem der Absätze B1-B8, wobei das Beibehalten des festen oder zumindest im Wesentlichen festen Abstands zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop zumindest einen der folgenden Schritte umfasst:
1. (i) Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop in drei Dimensionen; und
2. (ii) Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop innerhalb einer Ebene, die sich senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Mikroskops erstreckt.
B10. Verfahren nach einem der Absätze B1-B9, wobei das Sondensystem jede geeignete Struktur eines der Sondensysteme nach einem der Absätze A1-A28 umfasst.

Industrielle Anwendbarkeit
Die hierin offenbarten Sondensysteme und -verfahren sind in Halbleiter-Fertigung- und -Testindustrien anwendbar.
Es wird davon ausgegangen, dass die oben dargelegte Offenbarung mehrere unterschiedliche Erfindungen mit unabhängigem Nutzen umfasst. Obwohl jede dieser Erfindungen in ihrer bevorzugten Form offenbart wurde, sind die hierin offenbarten und dargestellten spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne zu betrachten, da zahlreiche Variationen möglich sind. Gegenstand der Erfindungen umfassen alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen hierin offenbarten Elemente, Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften. Gleichermaßen sollten, wenn die Ansprüche „ein“ oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon angeben, solche Ansprüche so verstanden werden, dass diese die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich noch ausgeschlossen sind.
Es wird davon ausgegangen, dass die folgenden Ansprüche insbesondere auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hinweisen, die auf eine der offenbarten Erfindungen gerichtet sind und neu und nicht naheliegend sind. Erfindungen, die in anderen Kombinationen und Unterkombinationen von Merkmalen, Funktionen, Elementen und/oder Eigenschaften verkörpert sind, können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche geänderten oder neuen Ansprüche gelten, unabhängig davon, ob sie auf eine andere Erfindung oder auf dieselbe Erfindung gerichtet sind, unabhängig davon, ob sie sich vom Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche unterscheiden, breiter, enger oder gleich sind, ebenfalls als zum Gegenstand der Erfindungen der vorliegenden Offenbarung gehörig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 17/506081 [0001]
US 63/142203 [0001]

Claims

Sondensystem, das zum Testen einer zu testenden Vorrichtung (DUT) konfiguriert ist, wobei das Sondensystem Folgendes umfasst: einen elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraum, der ein umschlossenes Volumen definiert; eine temperaturgesteuerte Spannvorrichtung, die eine Auflagefläche definiert, die zum Abstützen eines Substrats, welches das DUT umfasst, konfiguriert ist, wobei die Auflagefläche im Innern des umschlossenen Volumens positioniert ist; eine Sondenanordnung mit einer Vielzahl von Sonden, die zum Bereitstellen eines Testsignals für die DUT und/oder zum Empfangen eines resultierenden Signals von der DUT konfiguriert sind; ein optisches Mikroskop, das zum Aufnehmen eines optischen Mikroskopbilds der DUT entlang einer optischen Mikroskopachse konfiguriert ist, die auf die Auflagefläche gerichtet ist; einen Elektromagneten, der zum selektiven Anlegen eines Magnetfelds an die DUT konfiguriert ist; und eine elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung, die Folgendes umfasst: (i) einen zweidimensionalen Positioniertisch, der zum selektiven Positionieren einer positionierten Anordnung entlang einer ersten zweidimensionalen Positionierungsachse und zudem entlang einer zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur ersten zweidimensionalen Positionierungsachse verläuft, wobei sowohl die erste zweidimensionale Positionierungsachse als auch die zweite zweidimensionale Positionierungsachse zumindest im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche verlaufen; (ii) einen ersten eindimensionalen Positioniertisch, der das optische Mikroskop wirksam an der positionierten Anordnung befestigt und zum selektiven Positionieren des optischen Mikroskops entlang einer ersten eindimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche verläuft; und (iii) einen zweiten eindimensionalen Positioniertisch, der den Elektromagneten wirksam an der positionierten Anordnung befestigt und zum selektiven Positionieren des Elektromagneten entlang einer zweiten eindimensionalen Positionierungsachse konfiguriert ist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche verläuft.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei der elektromagnetisch abgeschirmte Einfassungsraum ferner eine Öffnung definiert, die zum Bereitstellen eines Zugangs zum umschlossenen Volumen konfiguriert ist.
Sondensystem nach Anspruch 2, wobei zumindest eines der folgenden zutrifft: (i) die optische Mikroskopachse erstreckt sich durch die Öffnung; (ii) das optische Mikroskop ist zumindest teilweise innerhalb der Öffnung positioniert; (iii) der Elektromagnet ist zum Anlegen des Magnetfelds an die DUT über die Öffnung konfiguriert; und (iv) der Elektromagnet ist zumindest teilweise innerhalb der Öffnung positioniert.
Sondensystem nach Anspruch 2, wobei die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung außerhalb des umschlossenen Volumens liegt.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei der elektromagnetisch abgeschirmte Einfassungsraum vollständig aus einem nichtmagnetischen Einfassungsraummaterial gebildet ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei die temperaturgesteuerte Spannvorrichtung vollständig aus einem nichtmagnetischen Spannvorrichtungsmaterial gebildet ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei die Sondenanordnung vollständig aus einem nichtmagnetischen Sondenanordnungsmaterial gebildet ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei das optische Mikroskop vollständig aus einem nichtmagnetischen Mikroskopmaterial gebildet ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei der Elektromagnet vollständig aus einem nichtmagnetischen Magnetmaterial gebildet ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung dazu konfiguriert ist, einen zumindest im Wesentlichen konstanten Abstand zwischen dem optischen Mikroskop und dem Elektromagneten sowohl entlang der ersten zweidimensionalen Positionierungsachse als auch der zweiten zweidimensionalen Positionierungsachse beizubehalten.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei die elektronisch gesteuerte Positionierungsanordnung vollständig aus einem nichtmagnetischen Positionierungsanordnungsmaterial gebildet ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei das Sondensystem ferner eine Kamera umfasst, die zum Aufnehmen eines optischen Kamerabilds entlang einer optischen Kameraachse konfiguriert ist, die von der Auflagefläche weg gerichtet ist.
Sondensystem nach Anspruch 12, wobei die Kamera im Innern des umschlossenen Volumens positioniert ist.
Sondensystem nach Anspruch 13, wobei die Kamera von der Auflagefläche seitlich versetzt ist.
Sondensystem nach Anspruch 12, wobei die Kamera zum Aufnehmen des optischen Kamerabilds von einer der DUT zugewandten Seite des optischen Mikroskops, der Vielzahl von Sonden und/oder einer der DUT zugewandten Seite des Elektromagneten konfiguriert ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei das Sondensystem zudem einen Magnetfeldstärkemesser umfasst, der zum Quantifizieren einer Magnetfeldstärke des Magnetfelds konfiguriert ist.
Sondensystem nach Anspruch 16, wobei der Magnetfeldstärkemesser von der Auflagefläche seitlich versetzt ist.
Sondensystem nach Anspruch 1, wobei das Sondensystem ferner eine Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung umfasst, die zum Halten des Magneten innerhalb eines Magnetbetriebstemperaturbereichs konfiguriert ist.
Sondensystem nach Anspruch 18, wobei die temperaturgesteuerte Spannvorrichtung zum selektiven Regeln einer DUT-Temperatur der DUT konfiguriert ist, und wobei ferner die Magnettemperatur-Steuer-/Regelanordnung ferner zum Halten des Magneten innerhalb des Magnetbetriebstemperaturbereichs unabhängig von der DUT-Temperatur konfiguriert ist.
Verfahren zum Betreiben eines Sondensystems, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Positionieren eines Elektromagneten mit einer elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung zumindest teilweise oberhalb einer Öffnung eines elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraums, wobei das Positionieren des Elektromagneten das Bewegen einer positionierten Anordnung umfasst, die den Elektromagneten und ein optisches Mikroskop umfasst, wobei ein zumindest im Wesentlichen fester Abstand zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop beibehalten wird; Einrichten einer relativen Zielausrichtung zwischen dem Elektromagneten und einer Vielzahl von Sonden einer Sondenanordnung des Sondensystems, wobei das Einrichten das Betrachten sowohl des Elektromagneten als auch der Vielzahl von Sonden über eine Kamera umfasst, die eine optische Kameraachse definiert, die in Richtung einer der DUT zugewandten Seite des Elektromagneten weist; Positionieren des optischen Mikroskops mit der elektronisch gesteuerten Positionierungsanordnung, sodass sich eine optische Mikroskopachse des optischen Mikroskops durch die Öffnung erstreckt, wobei das Positionieren des optischen Mikroskops das Bewegen der positionierten Anordnung unter Beibehaltung des zumindest im Wesentlichen festen Abstands zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop umfasst; Ausrichten der Vielzahl von Sonden mit einer zu testenden Vorrichtung (DUT), wobei das Ausrichten das Beobachten der Vielzahl von Sonden und der DUT mit dem optischen Mikroskop über die Öffnung und entlang der optischen Mikroskopachse umfasst, und wobei sich die optische Achse des Mikroskops ferner in Richtung einer ebenen Substratfläche eines Substrats erstreckt, das die DUT umfasst; und nach dem Ausrichten, Zurückführen des Elektromagneten und der Vielzahl von Sonden in die relative Zielausrichtung.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Verfahren ferner das Testen der DUT mit dem Sondensystem und mittels der Vielzahl von Sonden umfasst, wobei ein Magnetfeld mit dem Elektromagneten an die DUT angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Verfahren nach dem Ausrichten der Vielzahl von Sonden mit der DUT zudem das Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung zwischen der Vielzahl von Sonden und der DUT während des Zurückführens und während des Testens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die DUT während des Tests im Innern des elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraums angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verfahren das Beibehalten der elektromagnetischen Abschirmung der DUT mittels des elektromagnetisch abgeschirmten Einfassungsraums während des gesamten Verfahrens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Verfahren ferner das elektronische Speichern der relativen Zielausrichtung umfasst, um das Zurückführen des Elektromagneten und der Vielzahl von Sonden in die relative Zielausrichtung zu erleichtern.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Ausrichten der Vielzahl von Sonden mit der DUT zumindest einen der folgenden Schritte umfasst: (i) Bewegen zumindest einer Sonde der Vielzahl von Sonden unter Verwendung eines Manipulators der Sondenanordnung; und (ii) Bewegen der DUT unter Verwendung einer Spannvorrichtung-Positioniertisches des Sondensystems.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei während der Einrichtung der relativen Ausrichtung des Ziels zumindest eine der folgenden Gegebenheiten vorliegt: (i) die optische Achse des Mikroskops befindet sich außerhalb der Öffnung; (ii) die optische Achse des Mikroskops ist von der Öffnung beabstandet; (iii) das Mikroskop ist nicht in der Lage, die DUT durch die Öffnung zu betrachten; und (iv) der Elektromagnet befindet sich in der Nähe der Öffnung relativ zum optischen Mikroskop.
Verfahren nach 20, wobei während des Ausrichtens zumindest eine der folgenden Gegebenheiten vorliegt: (i) der Elektromagnet befindet sich außerhalb der Öffnung; (ii) der Elektromagnet ist von der Öffnung beabstandet; (iii) die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten ist von der Öffnung beabstandet; (iv) die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten befindet sich außerhalb der Öffnung; (v) die der DUT zugewandte Seite des Elektromagneten weist nicht in die Öffnung; und (vi) das optische Mikroskop befindet sich in der Nähe der Öffnung relativ zum Elektromagneten.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Beibehalten des zumindest im Wesentlichen festen Abstands zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop zumindest einen der folgenden Schritte umfasst: (i) Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop in drei Dimensionen; und (ii) Beibehalten einer festen relativen Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem optischen Mikroskop innerhalb einer Ebene, die sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse des Mikroskops erstreckt.