スプレー冷却を伴う可変倍率光学系
【課題】半導体チップの観察において、チップのオーバーヒートを防ぐための流体冷却を停止することなく対物レンズを切り換えることができる可変倍率の集光光学系を提供する。
【解決手段】集光光学系は、種々の倍率を有し、スプレー冷却を停止させることなく倍率を変更できる。可変倍率は、倍率が異なるいくつかの対物レンズ105を移動させるタレット100によってもたらされる。フレーム110は、タレット100の上方に設けられ、スプレー冷却が行われる。タレット100を回転させ、高さを変えることによって、タレット100の異なる対物レンズ105がフレーム110内のドッキングポート120に「ドックト」され得る。
【解決手段】集光光学系は、種々の倍率を有し、スプレー冷却を停止させることなく倍率を変更できる。可変倍率は、倍率が異なるいくつかの対物レンズ105を移動させるタレット100によってもたらされる。フレーム110は、タレット100の上方に設けられ、スプレー冷却が行われる。タレット100を回転させ、高さを変えることによって、タレット100の異なる対物レンズ105がフレーム110内のドッキングポート120に「ドックト」され得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、２００８年１１月４日に出願された米国仮特許出願（出願番号61/111,302）に基づく優先権の利益を主張する。本明細書中、この関連出願の内容を参考として援用する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、試料を検査する光学システムに関し、特に、半導体チップのように試料の冷却を必要とするシステム等に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
種々の工学システムは、試料を観察するために対物レンズを用いる。対物レンズは、所定の拡大倍率と視野が得られるように作られ得る。一般に、低倍率はより広い視野をもたらす。それゆえ、いくつかの実施では、ユーザが異なる倍率を選択できるように、いくつかの対物レンズがタレットに取り付けられる。例えば、ユーザは、最初に、試料における関心のある注目部分を探し出すために、広視野な低倍率を選択し、次に、その注目部分を詳細に調べるために、より高い倍率のレンズを選択することができる。また、大きな開口数を得るために、対物レンズと組み合わせたソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を用いることも知られている。対物レンズとＳＩＬとの配置は、集光光学系と呼ぶことができる。そのような集光光学系は、例えば特許文献１〜３に記載されているように、半導体チップの検査およびテストなど、高倍率で試料を観察するために特に有益である。そのような光学系を用いた商業的なシステムの例としては、何れもカリフォルニア州フリーモントのＤＣＧ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な、Ｒｕｂｙ（登録商標）などのレーザー・ボルテージ・プルービング（ＬＶＰ）、およびＥｍｉＳｃｏｐｅ（登録商標）やＭｅｒｉｄｉａｎ（登録商標）などの放射顕微鏡が含まれる。
【０００４】
そのような光学系がチップの検査に用いられる場合、チップのエンキャプスレーションが除去され、チップの基板が、時には１００ミクロン程度に、薄くされる。チップは、また、例えば一般的な自動テスト装置（ＡＴＥ：Automated Testing Equipment）を用いてテストベクタでシミュレーションされる。そのような状況下では、チップはオーバーヒートしがちであり、または少なくとも標準的な動作温度よりも高い温度で動作しがちである。そこで、チップを冷却するために、流体スプレーを用いることが提案されていた。これについては、例えば特許文献２、４、５に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６５９４０８６号明細書
【特許文献２】米国特許第６６２１２７５号明細書
【特許文献３】米国特許第６８２８８１１号明細書
【特許文献４】米国特許第６８３６１３１号明細書
【特許文献５】米国特許第７１０２３７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、時々チップの検査中に倍率を切り替えることが望ましい上記の技術には課題がある。チップはテストベクタを受け取るため、発熱し、絶えず冷却される必要がある。したがって、倍率を切り替えるために冷却が停止されると、チップがオーバーヒートしないように、テストも中断されなければならない。それゆえ、上記の技術では、流体冷却を停止することなく対物レンズを切り替えることのできる可変倍率の集光光学系が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下のサマリーは、本発明のいくつかの側面および特徴の基本的な理解をもたらすために含められる。このサマリーは、本発明を広く概観するものではなく、したがって、そのように、本発明のキーや重要な要素をとりわけ特定したり、発明の範囲の輪郭を描いたりするものではない。それは、以下に示すより詳細な説明に先立って、本発明のいくつかの概念を簡潔に提示することを目的とするに過ぎない。
【０００８】
集光光学系は、可変な拡大倍率を有し、また、スプレー冷却を有効に含んでいる。一実施例では、集光光学系は、いくつかの対物レンズを有するタレットを含む。流体冷却は、テスト中のチップの周囲に配置されるハウジングを含んでいる。ハウジングは、１度に対物レンズの１つが結合可能なドッキングポートを有している。他の対物レンズが必要な場合には、１つ目の対物レンズが冷却ハウジングとの結合から解除され、代わりに２つ目のレンズが結合される。この切り替え工程の間、冷却およびテストは、中断することなく継続することができる。一実施例では、冷却ハウジングは、ダイヤモンドウィンドウなどの透明ウィンドウを含み、他の例では、ＳＩＬを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付された、明細書に取り込まれてその一部を構成する図面は、本発明の実施例を例示するものであり、明細書の記述と伴に本発明の原理を説明し図示するものである。図面は、代表的な実施例の主な特徴を図表形式で表すことを意図するものである。図面は、実際の実施例の全ての特徴や、描かれた要素の相対的な大きさを描いたりすることを意図するものではなく、正しい縮尺で描かれてはいない。
【図１】図１は、本発明の実施例に係る可変倍率を有する集光光学系の例を示す図である。
【図２】図２（ａ）、図２（ｂ）は、図１に示したような実施例の断面図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例の断面図である。
【図４】図４（ａ）は、ドッキング位置にある対物レンズの断面図、図４（ｂ）は、対物レンズがドッキング解除位置にある状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明のシステムの実施例を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の実施例を示す図である。
【図７】図７は、本発明のまたさらに他の実施例を示す図である。
【図８】図８は、本発明のまたさらに他の実施例を示す図である。
【図９】図９は、本発明のシステムの実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施例によれば、テスト中にスプレー冷却を停止させることなく拡大倍率を変更できる集光光学系が提供される。ある実施例では、倍率の変更は、互いに倍率が異なるいくつかの対物レンズを移動させるタレットによって行われる。これが好適ではあるが、他の種々の対物レンズを切り替える手段、例えば、互いに倍率が異なる複数の対物レンズを有するリニアスライドなども用いることができる。システムは、空間的、および昇降の両方の動作が可能である。空間的、すなわちＸ−Ｙ方向の移動は、対物レンズが試料における関心のある位置をポイント可能にする一方、昇降、すなわちＺ方向の移動は、対物レンズを流体スプレー冷却システムにドッキング可能にする。フレームは、スプレージェットを収容するため、および対物レンズのドッキングを可能にするために、試料の周囲に設けられる。タレットを回転させ、昇降位置を変えることによって、タレットの他の対物レンズがフレームに「ドックト」され得る。いくつかの実施例では、フレームは、ダイヤモンドウィンドウなどの透明ウィンドウを含み、他の実施例では、フレームはＳＩＬを含む。冷却システムは、例えば、テスト中の装置（ＤＵＴ）に流体をスプレーするスプレー冷却システムであり得る。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例に係る、可変倍率を有する集光光学系の例を示す。図１の例では、タレット１００は、それぞれ互いに異なる倍率の対物レンズを収容する３つの対物レンズハウジング１０５Ａ〜１０５Ｃを支持している。タレットは、曲線矢印Ａで示すように回転し、また、矢印Ｂで示すように直線的に昇降するように構成されている。回転は、単にステップモータ等を用いることによって可能になる一方、直線移動は、例えばラックアンドピニオン装置１３０、または他の公知の手段を用いることによって可能になる。
【００１２】
サポートフレーム１１０は、タレットの上方に位置合わせして設けられる。使用中は、フレームはＤＵＴの周囲に位置し、流体冷却をもたらす。フレームには、ジェットまたは開口１３５が設けられている。上記ジェットまたは開口１３５には、冷却された流体が冷却器１４６からハウスまたはパイプ１４５を通して供給される。上記流体は、冷却された気体または液体であってもよい。フレーム１１０は、フレーム１１０に固定的にまたは弾力的に取り付けられた、ウィンドウ１２５を有するドッキングポート１２０を支持する。この例では、ドッキングポート１２０は、スプリング１１５で例示されるように、フレーム１１０に弾力的に取り付けられている。ウィンドウ１２５は、例えば試料から熱を奪うのを助けるダイヤモンドウィンドウであってもよい。または、高い開口数が得られるＳＩＬであってもよく、その場合、ドッキングポートは、また、ソリッドイマージョンレンズハウジングとして機能し、また、そのように称され得る。フレーム１１０は、タレット１００と位置合わせされ、対物レンズハウジング１０５Ａ〜１０５Ｃのうちの１つが、直立位置にあるときにドッキングポート１２０と一直線に並ぶ。したがって、対物レンズハウジング１０５Ａ〜１０５Ｃのうちの１つが直立位置にあるときに、タレットは、対物レンズハウジングをドッキングポート１２０に「ドック」するように上昇させられ得る。また、対物レンズを試料における関心のある注目部分に合わせるように、タレットフレーム装置全体が、概略的にｘ−ｙステージ１４０によって図示されるような通常のｘ−ｙステージに固定されてもよい。逆に、フレーム−タレット装置はｘ−ｙ方向に固定されて試料ホルダが位置合わせのためにｘ−ｙ方向に移動できるようにすることもできる。
【００１３】
図２Ａ、および図２Ｂは、図１に示したような実施例の断面図を示す。図２Ａは、下降位置にあるタレット２００の部分視を示し、図２Ｂは、上昇位置にあるタレット２００を示す。対物レンズ２０３を収容する対物レンズハウジング２０５は、直立位置で、かつ、ドッキングポート２２０（ＳＩＬハウジング）とｘ−ｙ方向に位置合わせした位置に表されている。ドッキングポート２２０は、スプリングローデッドスリーブ２１５を用いてフレーム２１０に弾力的に取り付けられている。装置全体は、試料ホルダ２５０に固定されたＤＵＴなどの試料２５５の下方に設けられる。試料を観察できるように、対物レンズハウジング２０５をドッキングポート２２０にドッキングさせるため、タレットが矢印Ｂで示すように上昇させられる。ドッキング位置は、図２Ｂに図示されている。フレーム−タレット装置がｘ−ｙステージに固定される場合には、ドッキングポート２２０にドッキングした対物レンズハウジング２０５は、試料２５５の関心のある注目部分に合わせるようにｘ−ｙ方向に一緒に移動可能になる。
【００１４】
図１の実施例について説明したように、ドッキングポート２２０は、透明なウィンドウまたはＳＩＬを有していてもよい。ＳＩＬを有する実施例の興味を引く利点は、ドッキングポート２２０が、例えばスプリングローデッドスリーブ２１５を用いてフレーム２１０に弾力的に取り付けられていることである。それゆえ、対物レンズハウジング２０５がドッキングポート２２０にドッキングした後には、タレット２００が微少量だけ上下動するのにつれて、ドッキングポート２２０が対物レンズハウジング２０５と伴に移動する。これによって、ＳＩＬ２２５を試料に「ランディング」させるコントロールが可能になる。すなわち、いくつかの環境下では、ＳＩＬ２２５を試料２５５に非常に近づけることが好ましいことがあり得て、他の環境下では、ＳＩＬ２２５を実際に接触させ、時には、むしろ試料２５５に押し付けることが好ましいことがあり得る。ドッキングポート２２０をフレーム２１０に弾力的に取り付けることによって、図２（ｂ）に示すように、単にタレットをＺ方向、すなわち上下に移動させることによって、ＳＩＬ２２５を試料から種々の距離に位置させ、または接触させて試料に押し付けることができるようになる。そして、一旦観察が完了すると、タレットは、対物レンズハウジング２０５をドッキングポート２２０からドッキング解除すべく下降することができ、ドッキングポート２２０は、スプリングローデッドスリーブ２１５または他の弾力手段により付勢されて、図２（ａ）に示す通常の位置に戻る。このように、本実施例は、スプレー冷却を用いず、または組み込まない場合でも、有益である。
【００１５】
試料２５５が互いに異なる倍率および／または視野で観察される場合には、適切な対物レンズがドッキングポート２２０と一直線に並ぶ直立位置になるように、タレット２００が回転させられる。次に、新たな対物レンズハウジングがドッキングポート２２０にドッキングするようにタレット２００が上昇させられる。このようにして、１つのＳＩＬが、いくつかの異なる倍率および視野の異なる対物レンズと伴に用いられることができる。これは、チップ中のトランジスタのように、特に種々の小さな注目部分を見る場合には、非常に重要である。図１および図２に示された実施例を用いて、最小倍率の対物レンズをドッキングポートにドッキングさせ、最も広い視野を得ることができる。この場合には、試料上の所望の位置に導くことが容易にできる。そこで、一旦、試料上の所望の位置への光学系のｘ−ｙ方向の位置合わせが行われると、タレットを下降させて、最小倍率の対物レンズをドッキング解除し、より高い倍率の対物レンズがドッキングポートと一直線に並ぶようにタレットを回転させた後、タレットを上昇させて新たな対物レンズをドッキングポートにドッキングさせることができる。ドッキングポートは既に関心のある位置に位置合わせされているので、新たにドッキングされた対物レンズも、既に同じ位置に位置合わせされている。もちろん、２つよりも多くの対物レンズがタレットに取り付けられている場合には、中間のステップを設けることができ、最小倍率の対物レンズが、試料上の関心のある大まかな領域に光学系を位置させるのに用いられ、中間倍率の対物レンズが、関心のある位置に光学系を正確に位置させるのに用いられ、そして、最高倍率の対物レンズが、試料上の関心のある位置の実際の観察に用いられる。
【００１６】
図３は、本発明の他の実施例の断面図を示す。明確化のため、図３ではタレットは図示されていないが、対物レンズハウジング３０５Ａ，３０５Ｂは、上記実施例と同様にタレットに取り付けられている。図３では、対物レンズハウジング３０５Ａは、ドッキングポート３２０にドッキングして示されている。ドッキングポート３２０は、例えばスプリングローデッドスリーブ３１５を用いて、フレーム３１０に弾力的に取り付けられている。この実施例では、スプレー冷却装置が設けられ、試料を観察の間冷却するようになっている。それゆえ、スリーブ３１５は、また、フレーム３１０とドッキングポート３２０との間に張り渡されるシールとして作用する。図３では、２つの冷却ブロック３６０がフレーム３１０に取り付けられている。それぞれの冷却ブロック３６０は、クーラント、例えば冷却された気体または液体を試料に吹きかけるように、注入穴または噴出口３６５を有している。クーラントはリザーバ３７０からパイプ３７５を通って、冷却ブロックに供給される。
【００１７】
図４（ａ）は、ドッキング位置にある対物レンズの断面を示し、図４（ｂ）は、ドッキング解除位置にある対物レンズの状態を示す。図４に示すように、タレットは対物レンズハウジングがＳＩＬハウジングにドッキングするように上昇させられる。冷却流体は、試料を観察の間冷却するように、試料に吹きかけられる。図４（ｂ）は、ドッキング解除位置でドッキングポートからドッキング解除された対物レンズを示す。この位置では、スプリングローデッドスリーブは、ドッキングポートをタレットの直立位置とｘ−ｙ方向に位置合わせされた自由位置に戻す。必要があれば、このとき、タレットは他の対物レンズ、例えば４０５Ｂを直立位置にするように回転させられることができる。そこで、タレットは、新たな対物レンズハウジングをドッキングポートにドッキングさせるように上昇させられることができる。
【００１８】
図５は、本発明の他の実施例を示す。図５では、ＤＵＴ５５５はホルダまたはアダプタ５５０に取り付けられている。フレーム５１０はＤＵＴ５５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール５５２がフレーム５１０とアダプタ５５０との間に設けられてもよい。ドッキングポート５２０は、シーリングスリーブ５１５を介してフレーム５１０に弾力的に取り付けられている。ドッキングポート５２０には透明ウィンドウ５２５が設けられている。このウィンドウ５２５は、ＤＵＴ５５５に接触したときにＤＵＴから熱を奪うのを助け得るサファイア、ダイヤモンドなどであってもよい。それは、また、対物レンズハウジングがドッキングポート５２０にドッキングしたときに対物レンズハウジングに冷却流体が流入するのを防止する。
【００１９】
図６は、本発明のさらに他の実施例を示す。図６では、ＤＵＴ６５５は、ホルダまたはアダプタ６５０に取り付けられている。フレーム６１０は、ＤＵＴ６５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール６５２がフレーム６１０とアダプタ６５０との間に設けられてもよい。ドッキングポート６２０は、シーリングスリーブ６１５を介してフレーム６１０に弾力的に取り付けられている。シールド６２２は、スプレー流体がシールド６２２の内部に達するのを防ぐようにドッキングポート６２０に設けられている。シールド６２２は、例えばＯ−リングなどから作られ、これがＤＵＴ６５５に接触したときに冷却流体がＤＵＴにおけるシールド６２２で囲まれた領域に達するのを防止する。これはまた、対物レンズハウジングがドッキングポート６２０にドッキングしたときに対物レンズハウジングに冷却流体が流入するのを防止する。
【００２０】
図７は、本発明のまたさらに他の実施例を示す。図７では、ＤＵＴ７５５は、ホルダまたはアダプタ７５０に取り付けられている。フレーム６１０はＤＵＴ７５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール７５２がフレーム７１０とアダプタ７５０との間に設けられてもよい。ドッキングポート７２０は、シーリングスリーブ７１５を介してフレーム７１０に弾力的に取り付けられている。ＳＩＬ７２５は、リング７２１内に設けられ、リング７２１は今度はサポート７２３に保持されている。サポート７２３は、フレーム７１０に固定されていてもいなくてもよい。リング７２１およびサポート７２３は、米国特許出願公開第２００５／００９４２５８号明細書に示されているのと同じようにデザインされてもよい。透明ウィンドウ７２４は、ドッキングポート７２０に設けられ、対物レンズハウジングがドッキングポート７２０にドッキングしたときに対物レンズハウジングに冷却流体が流入するのを防止する。
【００２１】
図８は、本発明のまたさらに他の実施例を示す。図８では、ＤＵＴ８５５は、ホルダまたはアダプタ８５０に取り付けられている。フレーム８１０はＤＵＴ８５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール８５２がフレーム８１０とアダプタ８５０との間に設けられてもよい。ＳＩＬ８２５はリング８２１内に設けられ、リング８２１は今度はマニピュレーションロッド８２３に固定されている。マニピュレーションロッド８２３はＤＵＴ８５５上の所望の位置にＳＩＬ８２５を位置させるのに用いられる。そこで、対物レンズは、ＳＩＬに光学的に一直線に並ぶように整列され、または単にスリーブ８１５に取り付けられるだけでもよい。それゆえ、この実施例では、ドッキングポートは必要とされない。むしろ、対物レンズは、ＳＩＬ８２５に一直線に並ぶように整列される。
【００２２】
図９は、本発明のシステムの実施例を示す概略図である。図９では、ＤＵＴ９６０は、例えばテストベクタ９４２をＡＴＥ（Automated Testing Equipment または Automated Testing and Evaluation）などのテスタ９４０から受け取って試験される。または、ＤＵＴ９６０は単なるパワーオン信号または単なるクロックサイクル信号が供給されるだけでもよい。ＤＵＴ９６０は、例えば、何れもカリフォルニア州フリーモントのＤＣＧ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な、Ｍｅｒｉｄｉａｎ（登録商標）などの放射顕微鏡、ＥｍｉＳｃｏｐｅ（登録商標）などの時間分解発光、Ｒｕｂｙ（登録商標）などのレーザー・ボルテージ・プルーバー等のオプティカルテスタ９００にマウントされ得る。一般に、オプティカルテスタ９００は、ＤＵＴ９６０上のナビゲーションのためのｘ−ｙステージ９２０、ビームのシェーピング、および／またはコンディショニングのためのレンズ、および／またはミラーなど、種々の光学要素を構成するＢＭＯ９３５（ビーム・マニピュレーション・オプティクス）、およびレーザ走査顕微鏡９３０などの走査メカニズムを含む。これらの要素は、一般的なものであり、本発明の実施例に直接関係するものではない。
【００２３】
上記のようなテスト要素が使用されることによって、光の反射または光子の放出が、ＤＵＴの種々の領域から例えば光ファイバ９３２によって収集され、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの光センサ９３６によって検出される。もちろん、反射または放射を収集するために他の構成要素または装置が用いられてもよい。信号取り込みボード９５０は、センサ９３６の信号を受信し調整するために、センサに接続され得る。信号は、次に、専用にプログラムされたＰＣなどのプロセッサ９７０に与えられる。図示のように、プロセッサ９７０は、また、オプティカルテスタ９００の種々の要素を制御するために用いられる。さらに、トリガおよびクロック信号がテスタ９４０から信号取り込みボード９５０、および／またはプロセッサ９７０に供給されてもよい。
【００２４】
ＤＵＴからの光の反射または放射を収集するために、図１〜図８に示された何れかの実施例に応じた集光光学系９８０が設けられる。このように、タレットは、ＤＵＴ上をナビゲートし、関心のある注目部分に位置させるよう、低倍率、広視野の対物レンズをＤＵＴに向けるために用いられる。次に、低倍率の対物レンズをドッキング解除するためにタレットが下降させられ、より高倍率の対物レンズがＤＵＴに一直線に並ぶようにタレットが回転させられ、高倍率の対物レンズをドッキングさせるようにタレットが上昇させられる。そこで、高倍率の対物レンズは、低倍率の対物レンズを用いることによって関心のある注目部分と一直線に並ぶように整列されたＳＩＬハウジングにドッキングされることによって、高倍率の対物レンズも既に関心のある注目部分と一直線に並ぶように整列されているので、ＤＵＴのテストが開始できる。
【００２５】
本発明は、特定の例に関して、全ての点で限定のためでなく説明のためを意図して述べられている。当業者は、多くの異なる機能的要素の組み合わせが、本発明を実施するために適していることを十分理解するであろう。さらに、本発明の他の実施は、明細書およびそこに開示された発明の実施の考慮から、当業者に明らかであろう。記載された実施例の種々の側面および／または構成要素は、単独に、または関連する技術のいくつかを組み合わせて用いられ得る。明細書および実施例は、例示的とのみ考慮され、発明の真の範囲および思想は、以下の請求の範囲によって示されることが意図される。
【符号の説明】
【００２６】
１００ タレット
１０５Ａ〜１０５Ｃ 対物レンズハウジング
１１０ サポートフレーム
１１０ フレーム
１１５ スプリング
１２０ ドッキングポート
１２５ ウィンドウ
１３０ ラックアンドピニオン装置
１３５ ジェットまたは開口
１４０ ｘ−ｙステージ
１４５ ハウスまたはパイプ
１４６ 冷却器
２００ タレット
２０３ 対物レンズ
２０５ 対物レンズハウジング
２１０ フレーム
２１５ スプリングローデッドスリーブ
２２０ ドッキングポート
２２５ ＳＩＬ
２５０ 試料ホルダ
２５５ 試料
３０５Ａ，３０５Ｂ 対物レンズハウジング
３１０ フレーム
３１５ スプリングローデッドスリーブ
３１５ スリーブ
３２０ ドッキングポート
３６０ 冷却ブロック
３６５ 注入穴または噴出口
３７０ リザーバ
３７５ パイプ
５１０ フレーム
５１５ シーリングスリーブ
５２０ ドッキングポート
５２５ ウィンドウ
５２５ 透明ウィンドウ
５５０ ホルダまたはアダプタ
５５２ 任意のシールまたはポーラスシール
５５５ ＤＵＴ
６１０ フレーム
６１５ シーリングスリーブ
６２０ ドッキングポート
６２２ シールド
６５０ ホルダまたはアダプタ
６５２ 任意のシールまたはポーラスシール
６５５ ＤＵＴ
７１０ フレーム
７１５ シーリングスリーブ
７２０ ドッキングポート
７２１ リング
７２３ サポート
７２４ 透明ウィンドウ
７２５ ＳＩＬ
７５０ ホルダまたはアダプタ
７５２ 任意のシールまたはポーラスシール
７５５ ＤＵＴ
８１０ フレーム
８１５ スリーブ
８２１ リング
８２３ マニピュレーションロッド
８２５ ＳＩＬ
８５０ ホルダまたはアダプタ
８５２ 任意のシールまたはポーラスシール
８５５ ＤＵＴ
９００ オプティカルテスタ
９２０ ｘ−ｙステージ
９３０ レーザ走査顕微鏡
９３２ 光ファイバ
９３５ ＢＭＯ
９３６ センサ
９３６ 光センサ
９４０ テスタ
９４２ テストベクタ
９５０ 信号取り込みボード
９６０ ＤＵＴ
９７０ プロセッサ
９８０ 集光光学系
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、２００８年１１月４日に出願された米国仮特許出願（出願番号61/111,302）に基づく優先権の利益を主張する。本明細書中、この関連出願の内容を参考として援用する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、試料を検査する光学システムに関し、特に、半導体チップのように試料の冷却を必要とするシステム等に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
種々の工学システムは、試料を観察するために対物レンズを用いる。対物レンズは、所定の拡大倍率と視野が得られるように作られ得る。一般に、低倍率はより広い視野をもたらす。それゆえ、いくつかの実施では、ユーザが異なる倍率を選択できるように、いくつかの対物レンズがタレットに取り付けられる。例えば、ユーザは、最初に、試料における関心のある注目部分を探し出すために、広視野な低倍率を選択し、次に、その注目部分を詳細に調べるために、より高い倍率のレンズを選択することができる。また、大きな開口数を得るために、対物レンズと組み合わせたソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を用いることも知られている。対物レンズとＳＩＬとの配置は、集光光学系と呼ぶことができる。そのような集光光学系は、例えば特許文献１〜３に記載されているように、半導体チップの検査およびテストなど、高倍率で試料を観察するために特に有益である。そのような光学系を用いた商業的なシステムの例としては、何れもカリフォルニア州フリーモントのＤＣＧ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な、Ｒｕｂｙ（登録商標）などのレーザー・ボルテージ・プルービング（ＬＶＰ）、およびＥｍｉＳｃｏｐｅ（登録商標）やＭｅｒｉｄｉａｎ（登録商標）などの放射顕微鏡が含まれる。
【０００４】
そのような光学系がチップの検査に用いられる場合、チップのエンキャプスレーションが除去され、チップの基板が、時には１００ミクロン程度に、薄くされる。チップは、また、例えば一般的な自動テスト装置（ＡＴＥ：Automated Testing Equipment）を用いてテストベクタでシミュレーションされる。そのような状況下では、チップはオーバーヒートしがちであり、または少なくとも標準的な動作温度よりも高い温度で動作しがちである。そこで、チップを冷却するために、流体スプレーを用いることが提案されていた。これについては、例えば特許文献２、４、５に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６５９４０８６号明細書
【特許文献２】米国特許第６６２１２７５号明細書
【特許文献３】米国特許第６８２８８１１号明細書
【特許文献４】米国特許第６８３６１３１号明細書
【特許文献５】米国特許第７１０２３７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、時々チップの検査中に倍率を切り替えることが望ましい上記の技術には課題がある。チップはテストベクタを受け取るため、発熱し、絶えず冷却される必要がある。したがって、倍率を切り替えるために冷却が停止されると、チップがオーバーヒートしないように、テストも中断されなければならない。それゆえ、上記の技術では、流体冷却を停止することなく対物レンズを切り替えることのできる可変倍率の集光光学系が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下のサマリーは、本発明のいくつかの側面および特徴の基本的な理解をもたらすために含められる。このサマリーは、本発明を広く概観するものではなく、したがって、そのように、本発明のキーや重要な要素をとりわけ特定したり、発明の範囲の輪郭を描いたりするものではない。それは、以下に示すより詳細な説明に先立って、本発明のいくつかの概念を簡潔に提示することを目的とするに過ぎない。
【０００８】
集光光学系は、可変な拡大倍率を有し、また、スプレー冷却を有効に含んでいる。一実施例では、集光光学系は、いくつかの対物レンズを有するタレットを含む。流体冷却は、テスト中のチップの周囲に配置されるハウジングを含んでいる。ハウジングは、１度に対物レンズの１つが結合可能なドッキングポートを有している。他の対物レンズが必要な場合には、１つ目の対物レンズが冷却ハウジングとの結合から解除され、代わりに２つ目のレンズが結合される。この切り替え工程の間、冷却およびテストは、中断することなく継続することができる。一実施例では、冷却ハウジングは、ダイヤモンドウィンドウなどの透明ウィンドウを含み、他の例では、ＳＩＬを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付された、明細書に取り込まれてその一部を構成する図面は、本発明の実施例を例示するものであり、明細書の記述と伴に本発明の原理を説明し図示するものである。図面は、代表的な実施例の主な特徴を図表形式で表すことを意図するものである。図面は、実際の実施例の全ての特徴や、描かれた要素の相対的な大きさを描いたりすることを意図するものではなく、正しい縮尺で描かれてはいない。
【図１】図１は、本発明の実施例に係る可変倍率を有する集光光学系の例を示す図である。
【図２】図２（ａ）、図２（ｂ）は、図１に示したような実施例の断面図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例の断面図である。
【図４】図４（ａ）は、ドッキング位置にある対物レンズの断面図、図４（ｂ）は、対物レンズがドッキング解除位置にある状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明のシステムの実施例を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の実施例を示す図である。
【図７】図７は、本発明のまたさらに他の実施例を示す図である。
【図８】図８は、本発明のまたさらに他の実施例を示す図である。
【図９】図９は、本発明のシステムの実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施例によれば、テスト中にスプレー冷却を停止させることなく拡大倍率を変更できる集光光学系が提供される。ある実施例では、倍率の変更は、互いに倍率が異なるいくつかの対物レンズを移動させるタレットによって行われる。これが好適ではあるが、他の種々の対物レンズを切り替える手段、例えば、互いに倍率が異なる複数の対物レンズを有するリニアスライドなども用いることができる。システムは、空間的、および昇降の両方の動作が可能である。空間的、すなわちＸ−Ｙ方向の移動は、対物レンズが試料における関心のある位置をポイント可能にする一方、昇降、すなわちＺ方向の移動は、対物レンズを流体スプレー冷却システムにドッキング可能にする。フレームは、スプレージェットを収容するため、および対物レンズのドッキングを可能にするために、試料の周囲に設けられる。タレットを回転させ、昇降位置を変えることによって、タレットの他の対物レンズがフレームに「ドックト」され得る。いくつかの実施例では、フレームは、ダイヤモンドウィンドウなどの透明ウィンドウを含み、他の実施例では、フレームはＳＩＬを含む。冷却システムは、例えば、テスト中の装置（ＤＵＴ）に流体をスプレーするスプレー冷却システムであり得る。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例に係る、可変倍率を有する集光光学系の例を示す。図１の例では、タレット１００は、それぞれ互いに異なる倍率の対物レンズを収容する３つの対物レンズハウジング１０５Ａ〜１０５Ｃを支持している。タレットは、曲線矢印Ａで示すように回転し、また、矢印Ｂで示すように直線的に昇降するように構成されている。回転は、単にステップモータ等を用いることによって可能になる一方、直線移動は、例えばラックアンドピニオン装置１３０、または他の公知の手段を用いることによって可能になる。
【００１２】
サポートフレーム１１０は、タレットの上方に位置合わせして設けられる。使用中は、フレームはＤＵＴの周囲に位置し、流体冷却をもたらす。フレームには、ジェットまたは開口１３５が設けられている。上記ジェットまたは開口１３５には、冷却された流体が冷却器１４６からハウスまたはパイプ１４５を通して供給される。上記流体は、冷却された気体または液体であってもよい。フレーム１１０は、フレーム１１０に固定的にまたは弾力的に取り付けられた、ウィンドウ１２５を有するドッキングポート１２０を支持する。この例では、ドッキングポート１２０は、スプリング１１５で例示されるように、フレーム１１０に弾力的に取り付けられている。ウィンドウ１２５は、例えば試料から熱を奪うのを助けるダイヤモンドウィンドウであってもよい。または、高い開口数が得られるＳＩＬであってもよく、その場合、ドッキングポートは、また、ソリッドイマージョンレンズハウジングとして機能し、また、そのように称され得る。フレーム１１０は、タレット１００と位置合わせされ、対物レンズハウジング１０５Ａ〜１０５Ｃのうちの１つが、直立位置にあるときにドッキングポート１２０と一直線に並ぶ。したがって、対物レンズハウジング１０５Ａ〜１０５Ｃのうちの１つが直立位置にあるときに、タレットは、対物レンズハウジングをドッキングポート１２０に「ドック」するように上昇させられ得る。また、対物レンズを試料における関心のある注目部分に合わせるように、タレットフレーム装置全体が、概略的にｘ−ｙステージ１４０によって図示されるような通常のｘ−ｙステージに固定されてもよい。逆に、フレーム−タレット装置はｘ−ｙ方向に固定されて試料ホルダが位置合わせのためにｘ−ｙ方向に移動できるようにすることもできる。
【００１３】
図２Ａ、および図２Ｂは、図１に示したような実施例の断面図を示す。図２Ａは、下降位置にあるタレット２００の部分視を示し、図２Ｂは、上昇位置にあるタレット２００を示す。対物レンズ２０３を収容する対物レンズハウジング２０５は、直立位置で、かつ、ドッキングポート２２０（ＳＩＬハウジング）とｘ−ｙ方向に位置合わせした位置に表されている。ドッキングポート２２０は、スプリングローデッドスリーブ２１５を用いてフレーム２１０に弾力的に取り付けられている。装置全体は、試料ホルダ２５０に固定されたＤＵＴなどの試料２５５の下方に設けられる。試料を観察できるように、対物レンズハウジング２０５をドッキングポート２２０にドッキングさせるため、タレットが矢印Ｂで示すように上昇させられる。ドッキング位置は、図２Ｂに図示されている。フレーム−タレット装置がｘ−ｙステージに固定される場合には、ドッキングポート２２０にドッキングした対物レンズハウジング２０５は、試料２５５の関心のある注目部分に合わせるようにｘ−ｙ方向に一緒に移動可能になる。
【００１４】
図１の実施例について説明したように、ドッキングポート２２０は、透明なウィンドウまたはＳＩＬを有していてもよい。ＳＩＬを有する実施例の興味を引く利点は、ドッキングポート２２０が、例えばスプリングローデッドスリーブ２１５を用いてフレーム２１０に弾力的に取り付けられていることである。それゆえ、対物レンズハウジング２０５がドッキングポート２２０にドッキングした後には、タレット２００が微少量だけ上下動するのにつれて、ドッキングポート２２０が対物レンズハウジング２０５と伴に移動する。これによって、ＳＩＬ２２５を試料に「ランディング」させるコントロールが可能になる。すなわち、いくつかの環境下では、ＳＩＬ２２５を試料２５５に非常に近づけることが好ましいことがあり得て、他の環境下では、ＳＩＬ２２５を実際に接触させ、時には、むしろ試料２５５に押し付けることが好ましいことがあり得る。ドッキングポート２２０をフレーム２１０に弾力的に取り付けることによって、図２（ｂ）に示すように、単にタレットをＺ方向、すなわち上下に移動させることによって、ＳＩＬ２２５を試料から種々の距離に位置させ、または接触させて試料に押し付けることができるようになる。そして、一旦観察が完了すると、タレットは、対物レンズハウジング２０５をドッキングポート２２０からドッキング解除すべく下降することができ、ドッキングポート２２０は、スプリングローデッドスリーブ２１５または他の弾力手段により付勢されて、図２（ａ）に示す通常の位置に戻る。このように、本実施例は、スプレー冷却を用いず、または組み込まない場合でも、有益である。
【００１５】
試料２５５が互いに異なる倍率および／または視野で観察される場合には、適切な対物レンズがドッキングポート２２０と一直線に並ぶ直立位置になるように、タレット２００が回転させられる。次に、新たな対物レンズハウジングがドッキングポート２２０にドッキングするようにタレット２００が上昇させられる。このようにして、１つのＳＩＬが、いくつかの異なる倍率および視野の異なる対物レンズと伴に用いられることができる。これは、チップ中のトランジスタのように、特に種々の小さな注目部分を見る場合には、非常に重要である。図１および図２に示された実施例を用いて、最小倍率の対物レンズをドッキングポートにドッキングさせ、最も広い視野を得ることができる。この場合には、試料上の所望の位置に導くことが容易にできる。そこで、一旦、試料上の所望の位置への光学系のｘ−ｙ方向の位置合わせが行われると、タレットを下降させて、最小倍率の対物レンズをドッキング解除し、より高い倍率の対物レンズがドッキングポートと一直線に並ぶようにタレットを回転させた後、タレットを上昇させて新たな対物レンズをドッキングポートにドッキングさせることができる。ドッキングポートは既に関心のある位置に位置合わせされているので、新たにドッキングされた対物レンズも、既に同じ位置に位置合わせされている。もちろん、２つよりも多くの対物レンズがタレットに取り付けられている場合には、中間のステップを設けることができ、最小倍率の対物レンズが、試料上の関心のある大まかな領域に光学系を位置させるのに用いられ、中間倍率の対物レンズが、関心のある位置に光学系を正確に位置させるのに用いられ、そして、最高倍率の対物レンズが、試料上の関心のある位置の実際の観察に用いられる。
【００１６】
図３は、本発明の他の実施例の断面図を示す。明確化のため、図３ではタレットは図示されていないが、対物レンズハウジング３０５Ａ，３０５Ｂは、上記実施例と同様にタレットに取り付けられている。図３では、対物レンズハウジング３０５Ａは、ドッキングポート３２０にドッキングして示されている。ドッキングポート３２０は、例えばスプリングローデッドスリーブ３１５を用いて、フレーム３１０に弾力的に取り付けられている。この実施例では、スプレー冷却装置が設けられ、試料を観察の間冷却するようになっている。それゆえ、スリーブ３１５は、また、フレーム３１０とドッキングポート３２０との間に張り渡されるシールとして作用する。図３では、２つの冷却ブロック３６０がフレーム３１０に取り付けられている。それぞれの冷却ブロック３６０は、クーラント、例えば冷却された気体または液体を試料に吹きかけるように、注入穴または噴出口３６５を有している。クーラントはリザーバ３７０からパイプ３７５を通って、冷却ブロックに供給される。
【００１７】
図４（ａ）は、ドッキング位置にある対物レンズの断面を示し、図４（ｂ）は、ドッキング解除位置にある対物レンズの状態を示す。図４に示すように、タレットは対物レンズハウジングがＳＩＬハウジングにドッキングするように上昇させられる。冷却流体は、試料を観察の間冷却するように、試料に吹きかけられる。図４（ｂ）は、ドッキング解除位置でドッキングポートからドッキング解除された対物レンズを示す。この位置では、スプリングローデッドスリーブは、ドッキングポートをタレットの直立位置とｘ−ｙ方向に位置合わせされた自由位置に戻す。必要があれば、このとき、タレットは他の対物レンズ、例えば４０５Ｂを直立位置にするように回転させられることができる。そこで、タレットは、新たな対物レンズハウジングをドッキングポートにドッキングさせるように上昇させられることができる。
【００１８】
図５は、本発明の他の実施例を示す。図５では、ＤＵＴ５５５はホルダまたはアダプタ５５０に取り付けられている。フレーム５１０はＤＵＴ５５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール５５２がフレーム５１０とアダプタ５５０との間に設けられてもよい。ドッキングポート５２０は、シーリングスリーブ５１５を介してフレーム５１０に弾力的に取り付けられている。ドッキングポート５２０には透明ウィンドウ５２５が設けられている。このウィンドウ５２５は、ＤＵＴ５５５に接触したときにＤＵＴから熱を奪うのを助け得るサファイア、ダイヤモンドなどであってもよい。それは、また、対物レンズハウジングがドッキングポート５２０にドッキングしたときに対物レンズハウジングに冷却流体が流入するのを防止する。
【００１９】
図６は、本発明のさらに他の実施例を示す。図６では、ＤＵＴ６５５は、ホルダまたはアダプタ６５０に取り付けられている。フレーム６１０は、ＤＵＴ６５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール６５２がフレーム６１０とアダプタ６５０との間に設けられてもよい。ドッキングポート６２０は、シーリングスリーブ６１５を介してフレーム６１０に弾力的に取り付けられている。シールド６２２は、スプレー流体がシールド６２２の内部に達するのを防ぐようにドッキングポート６２０に設けられている。シールド６２２は、例えばＯ−リングなどから作られ、これがＤＵＴ６５５に接触したときに冷却流体がＤＵＴにおけるシールド６２２で囲まれた領域に達するのを防止する。これはまた、対物レンズハウジングがドッキングポート６２０にドッキングしたときに対物レンズハウジングに冷却流体が流入するのを防止する。
【００２０】
図７は、本発明のまたさらに他の実施例を示す。図７では、ＤＵＴ７５５は、ホルダまたはアダプタ７５０に取り付けられている。フレーム６１０はＤＵＴ７５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール７５２がフレーム７１０とアダプタ７５０との間に設けられてもよい。ドッキングポート７２０は、シーリングスリーブ７１５を介してフレーム７１０に弾力的に取り付けられている。ＳＩＬ７２５は、リング７２１内に設けられ、リング７２１は今度はサポート７２３に保持されている。サポート７２３は、フレーム７１０に固定されていてもいなくてもよい。リング７２１およびサポート７２３は、米国特許出願公開第２００５／００９４２５８号明細書に示されているのと同じようにデザインされてもよい。透明ウィンドウ７２４は、ドッキングポート７２０に設けられ、対物レンズハウジングがドッキングポート７２０にドッキングしたときに対物レンズハウジングに冷却流体が流入するのを防止する。
【００２１】
図８は、本発明のまたさらに他の実施例を示す。図８では、ＤＵＴ８５５は、ホルダまたはアダプタ８５０に取り付けられている。フレーム８１０はＤＵＴ８５５の周囲に設けられている。任意のシールまたはポーラスシール８５２がフレーム８１０とアダプタ８５０との間に設けられてもよい。ＳＩＬ８２５はリング８２１内に設けられ、リング８２１は今度はマニピュレーションロッド８２３に固定されている。マニピュレーションロッド８２３はＤＵＴ８５５上の所望の位置にＳＩＬ８２５を位置させるのに用いられる。そこで、対物レンズは、ＳＩＬに光学的に一直線に並ぶように整列され、または単にスリーブ８１５に取り付けられるだけでもよい。それゆえ、この実施例では、ドッキングポートは必要とされない。むしろ、対物レンズは、ＳＩＬ８２５に一直線に並ぶように整列される。
【００２２】
図９は、本発明のシステムの実施例を示す概略図である。図９では、ＤＵＴ９６０は、例えばテストベクタ９４２をＡＴＥ（Automated Testing Equipment または Automated Testing and Evaluation）などのテスタ９４０から受け取って試験される。または、ＤＵＴ９６０は単なるパワーオン信号または単なるクロックサイクル信号が供給されるだけでもよい。ＤＵＴ９６０は、例えば、何れもカリフォルニア州フリーモントのＤＣＧ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な、Ｍｅｒｉｄｉａｎ（登録商標）などの放射顕微鏡、ＥｍｉＳｃｏｐｅ（登録商標）などの時間分解発光、Ｒｕｂｙ（登録商標）などのレーザー・ボルテージ・プルーバー等のオプティカルテスタ９００にマウントされ得る。一般に、オプティカルテスタ９００は、ＤＵＴ９６０上のナビゲーションのためのｘ−ｙステージ９２０、ビームのシェーピング、および／またはコンディショニングのためのレンズ、および／またはミラーなど、種々の光学要素を構成するＢＭＯ９３５（ビーム・マニピュレーション・オプティクス）、およびレーザ走査顕微鏡９３０などの走査メカニズムを含む。これらの要素は、一般的なものであり、本発明の実施例に直接関係するものではない。
【００２３】
上記のようなテスト要素が使用されることによって、光の反射または光子の放出が、ＤＵＴの種々の領域から例えば光ファイバ９３２によって収集され、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの光センサ９３６によって検出される。もちろん、反射または放射を収集するために他の構成要素または装置が用いられてもよい。信号取り込みボード９５０は、センサ９３６の信号を受信し調整するために、センサに接続され得る。信号は、次に、専用にプログラムされたＰＣなどのプロセッサ９７０に与えられる。図示のように、プロセッサ９７０は、また、オプティカルテスタ９００の種々の要素を制御するために用いられる。さらに、トリガおよびクロック信号がテスタ９４０から信号取り込みボード９５０、および／またはプロセッサ９７０に供給されてもよい。
【００２４】
ＤＵＴからの光の反射または放射を収集するために、図１〜図８に示された何れかの実施例に応じた集光光学系９８０が設けられる。このように、タレットは、ＤＵＴ上をナビゲートし、関心のある注目部分に位置させるよう、低倍率、広視野の対物レンズをＤＵＴに向けるために用いられる。次に、低倍率の対物レンズをドッキング解除するためにタレットが下降させられ、より高倍率の対物レンズがＤＵＴに一直線に並ぶようにタレットが回転させられ、高倍率の対物レンズをドッキングさせるようにタレットが上昇させられる。そこで、高倍率の対物レンズは、低倍率の対物レンズを用いることによって関心のある注目部分と一直線に並ぶように整列されたＳＩＬハウジングにドッキングされることによって、高倍率の対物レンズも既に関心のある注目部分と一直線に並ぶように整列されているので、ＤＵＴのテストが開始できる。
【００２５】
本発明は、特定の例に関して、全ての点で限定のためでなく説明のためを意図して述べられている。当業者は、多くの異なる機能的要素の組み合わせが、本発明を実施するために適していることを十分理解するであろう。さらに、本発明の他の実施は、明細書およびそこに開示された発明の実施の考慮から、当業者に明らかであろう。記載された実施例の種々の側面および／または構成要素は、単独に、または関連する技術のいくつかを組み合わせて用いられ得る。明細書および実施例は、例示的とのみ考慮され、発明の真の範囲および思想は、以下の請求の範囲によって示されることが意図される。
【符号の説明】
【００２６】
１００ タレット
１０５Ａ〜１０５Ｃ 対物レンズハウジング
１１０ サポートフレーム
１１０ フレーム
１１５ スプリング
１２０ ドッキングポート
１２５ ウィンドウ
１３０ ラックアンドピニオン装置
１３５ ジェットまたは開口
１４０ ｘ−ｙステージ
１４５ ハウスまたはパイプ
１４６ 冷却器
２００ タレット
２０３ 対物レンズ
２０５ 対物レンズハウジング
２１０ フレーム
２１５ スプリングローデッドスリーブ
２２０ ドッキングポート
２２５ ＳＩＬ
２５０ 試料ホルダ
２５５ 試料
３０５Ａ，３０５Ｂ 対物レンズハウジング
３１０ フレーム
３１５ スプリングローデッドスリーブ
３１５ スリーブ
３２０ ドッキングポート
３６０ 冷却ブロック
３６５ 注入穴または噴出口
３７０ リザーバ
３７５ パイプ
５１０ フレーム
５１５ シーリングスリーブ
５２０ ドッキングポート
５２５ ウィンドウ
５２５ 透明ウィンドウ
５５０ ホルダまたはアダプタ
５５２ 任意のシールまたはポーラスシール
５５５ ＤＵＴ
６１０ フレーム
６１５ シーリングスリーブ
６２０ ドッキングポート
６２２ シールド
６５０ ホルダまたはアダプタ
６５２ 任意のシールまたはポーラスシール
６５５ ＤＵＴ
７１０ フレーム
７１５ シーリングスリーブ
７２０ ドッキングポート
７２１ リング
７２３ サポート
７２４ 透明ウィンドウ
７２５ ＳＩＬ
７５０ ホルダまたはアダプタ
７５２ 任意のシールまたはポーラスシール
７５５ ＤＵＴ
８１０ フレーム
８１５ スリーブ
８２１ リング
８２３ マニピュレーションロッド
８２５ ＳＩＬ
８５０ ホルダまたはアダプタ
８５２ 任意のシールまたはポーラスシール
８５５ ＤＵＴ
９００ オプティカルテスタ
９２０ ｘ−ｙステージ
９３０ レーザ走査顕微鏡
９３２ 光ファイバ
９３５ ＢＭＯ
９３６ センサ
９３６ 光センサ
９４０ テスタ
９４２ テストベクタ
９５０ 信号取り込みボード
９６０ ＤＵＴ
９７０ プロセッサ
９８０ 集光光学系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光光学システムであって、
複数の対物レンズハウジングが取り付けられたタレットと、
上記タレットに位置合わせされるフレームと、
上記フレームに設けられるドッキングポートと、
上記タレットを垂直に移動させる垂直移動機構と、
を備え、
上記垂直移動機構は、上記タレットを、上記複数の対物レンズハウジングのうちの１つを上記ドッキングポートにドッキングさせるために上昇させ、前記ドッキングされた対物レンズハウジングをドッキングポートからドッキング解除させるために下降させる、
集光光学システム。
【請求項２】
上記ドッキングポートは、上記フレームに弾力的に設けられている、
請求項１の集光光学システム。
【請求項３】
上記フレーム、およびタレットは、ｘ−ｙステージに取り付けられている、
請求項１の集光光学システム。
【請求項４】
スプレー冷却機構をさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項５】
上記スプレー冷却機構は、上記フレームに設けられたスプレー冷却ブロックを含む、
請求項４の集光光学システム。
【請求項６】
上記スプレー冷却ブロックは、複数の流体噴出口を含む、
請求項５の集光光学システム。
【請求項７】
上記ドッキングポートに設けられた透明ウィンドウをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項８】
上記ウィンドウは、サファイアウィンドウまたはダイヤモンドウィンドウを含む、
請求項７の集光光学システム。
【請求項９】
上記ドッキングポートに設けられたソリッドイマージョンレンズをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１０】
上記フレーム内に設けられたソリッドイマージョンレンズをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１１】
上記ソリッドイマージョンレンズを上記フレーム内に支持するリングをさらに含む、
請求項１０の集光光学システム。
【請求項１２】
上記ドッキングポートに取り付けられたシールドをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１３】
上記ドッキングポートをフレームに取り付けるシーリングスリーブをさらに有する、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１４】
半導体チップをテストする顕微鏡であって、
その上に上記チップが配置されるアダプタと、
上記アダプタの下方および上記チップの周囲に設けられるフレームと、
上記フレームの内部に設けられる流体噴出システムと、
ソリッドイマージョンレンズハウジングと、
上記ソリッドイマージョンレンズハウジングと、上記フレームとの間に取り付けられるシーリングスリーブと、
上記ソリッドイマージョンレンズハウジング内に設けられるソリッドイマージョンレンズと、
それぞれ内部に対物レンズを有する複数の対物レンズハウジングを備え、上記複数の対物レンズハウジングのうちの１つが上記ソリッドイマージョンレンズハウジングと一直線に並ぶように配置されたタレットと、
を含む顕微鏡。
【請求項１５】
上記ソリッドイマージョンレンズハウジングは、上記複数の対物レンズハウジングのうちの１つをドッキングさせることが可能なドッキングポートを含む、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項１６】
上記ソリッドイマージョンレンズハウジングは、リングを含む、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項１７】
上記フレームとアダプタとの間に設けられ、噴出された流体が上記アダプタ、チップ、シール、フレーム、およびシーリングスリーブとで囲まれた領域に制限されるシールをさらに含む、
請求項１６の顕微鏡。
【請求項１８】
上記シーリングスリーブは、上記ソリッドイマージョンレンズハウジングとフレームとの間の弾力部材を構成する、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項１９】
上記フレームとタレットとは、ｘ−ｙ−ｚステージに取り付けられている、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項２０】
上記スプレー冷却機構は、上記フレームと、冷却流体を当該スプレー冷却ブロックに伝達する冷却器とに取り付けられたスプレー冷却ブロックを含む、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項１】
集光光学システムであって、
複数の対物レンズハウジングが取り付けられたタレットと、
上記タレットに位置合わせされるフレームと、
上記フレームに設けられるドッキングポートと、
上記タレットを垂直に移動させる垂直移動機構と、
を備え、
上記垂直移動機構は、上記タレットを、上記複数の対物レンズハウジングのうちの１つを上記ドッキングポートにドッキングさせるために上昇させ、前記ドッキングされた対物レンズハウジングをドッキングポートからドッキング解除させるために下降させる、
集光光学システム。
【請求項２】
上記ドッキングポートは、上記フレームに弾力的に設けられている、
請求項１の集光光学システム。
【請求項３】
上記フレーム、およびタレットは、ｘ−ｙステージに取り付けられている、
請求項１の集光光学システム。
【請求項４】
スプレー冷却機構をさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項５】
上記スプレー冷却機構は、上記フレームに設けられたスプレー冷却ブロックを含む、
請求項４の集光光学システム。
【請求項６】
上記スプレー冷却ブロックは、複数の流体噴出口を含む、
請求項５の集光光学システム。
【請求項７】
上記ドッキングポートに設けられた透明ウィンドウをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項８】
上記ウィンドウは、サファイアウィンドウまたはダイヤモンドウィンドウを含む、
請求項７の集光光学システム。
【請求項９】
上記ドッキングポートに設けられたソリッドイマージョンレンズをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１０】
上記フレーム内に設けられたソリッドイマージョンレンズをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１１】
上記ソリッドイマージョンレンズを上記フレーム内に支持するリングをさらに含む、
請求項１０の集光光学システム。
【請求項１２】
上記ドッキングポートに取り付けられたシールドをさらに含む、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１３】
上記ドッキングポートをフレームに取り付けるシーリングスリーブをさらに有する、
請求項１の集光光学システム。
【請求項１４】
半導体チップをテストする顕微鏡であって、
その上に上記チップが配置されるアダプタと、
上記アダプタの下方および上記チップの周囲に設けられるフレームと、
上記フレームの内部に設けられる流体噴出システムと、
ソリッドイマージョンレンズハウジングと、
上記ソリッドイマージョンレンズハウジングと、上記フレームとの間に取り付けられるシーリングスリーブと、
上記ソリッドイマージョンレンズハウジング内に設けられるソリッドイマージョンレンズと、
それぞれ内部に対物レンズを有する複数の対物レンズハウジングを備え、上記複数の対物レンズハウジングのうちの１つが上記ソリッドイマージョンレンズハウジングと一直線に並ぶように配置されたタレットと、
を含む顕微鏡。
【請求項１５】
上記ソリッドイマージョンレンズハウジングは、上記複数の対物レンズハウジングのうちの１つをドッキングさせることが可能なドッキングポートを含む、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項１６】
上記ソリッドイマージョンレンズハウジングは、リングを含む、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項１７】
上記フレームとアダプタとの間に設けられ、噴出された流体が上記アダプタ、チップ、シール、フレーム、およびシーリングスリーブとで囲まれた領域に制限されるシールをさらに含む、
請求項１６の顕微鏡。
【請求項１８】
上記シーリングスリーブは、上記ソリッドイマージョンレンズハウジングとフレームとの間の弾力部材を構成する、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項１９】
上記フレームとタレットとは、ｘ−ｙ−ｚステージに取り付けられている、
請求項１４の顕微鏡。
【請求項２０】
上記スプレー冷却機構は、上記フレームと、冷却流体を当該スプレー冷却ブロックに伝達する冷却器とに取り付けられたスプレー冷却ブロックを含む、
請求項１４の顕微鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１１３３５５（Ｐ２０１０−１１３３５５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−２５３１４６（Ｐ２００９−２５３１４６）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０８２６１２１９）ディーシージー システムズ インコーポレーテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３１４６（Ｐ２００９−２５３１４６）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０８２６１２１９）ディーシージー システムズ インコーポレーテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
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