(57)【要約】  プローブステーションに装置を支持するように構成した透過板上に堆積した透過レジスタを有する熱光学チャックにより、試験中の加熱可能な装置の下面にアクセス可能な光路を提供する。
2008502167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブステーションに試験中の装置を支持するための熱光学チャックにおいて、
（ａ）端部と、前記試験中の装置を支持する第１表面と、その反対側にある第２表面とを有する透過板と、
（ｂ）前記透過板の前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも一方の領域に堆積されている、抵抗を有する透明導電体と、
（ｃ）前記透明導電体と導電的に接触しており、電流源に接続可能である第１バスバーと、
（ｄ）前記透明導電体と導電的に接触しており、電流源に接続可能な第２バスバーであって、前記第１バスバーから離間されている当該第２バスバーと
を有する熱光学チャック。
【請求項２】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透明導電体がインジウムスズ酸化物を含む熱光学チャック。
【請求項３】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透明導電体が銀亜鉛酸化物を含む熱光学チャック。
【請求項４】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透明導電体がアンチモンスズ酸化物を含む熱光学チャック。
【請求項５】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透明導電体が導電性ポリマを含む熱光学チャック。
【請求項６】
請求項５に記載の熱光学チャックにおいて、
前記導電性ポリマがポリエチレンジオキシチオフェンを含む熱光学チャック。
【請求項７】
請求項５に記載の熱光学チャックにおいて、
前記導電性ポリマがポリアニリンを含む熱光学チャック。
【請求項８】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透過板がガラスを含む熱光学チャック。
【請求項９】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透過板が石英ガラスを含む熱光学チャック。
【請求項１０】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透過板が石英を含む熱光学チャック。
【請求項１１】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透過板がサファイヤを含む熱光学チャック。
【請求項１２】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透過板がニオブ酸リチウムを含む熱光学チャック。
【請求項１３】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記領域が方形を構成する熱光学チャック。
【請求項１４】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記領域が正方形を構成する熱光学チャック。
【請求項１５】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
前記第２バスバーが、前記第１バスバーの一部と実質的に平行に配置された長さ部分を有する熱光学チャック。
【請求項１６】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
この熱光学チャックが更に、
（ａ）ベースと、
（ｂ）前記ベースと前記透過板とを離間した関係に保持する支持体と
を有する熱光学チャック。
【請求項１７】
請求項１に記載の熱光学チャックにおいて、
この熱光学チャックが更に、
（ａ）前記透過板の前記端部に隣接したフレームであって、真空源に接続可能な開口部を規定する部分を有する表面を含む当該フレームと、
（ｂ）前記透過板に支持された試験中の装置の上面に係合するようにした第１表面と、前記第１表面を前記試験中の装置の前記上面に係合させ、且つ前記開口部を真空源に接続した場合に、前記開口部への空気流を遮蔽するようになっている第２表面とを有するクランプと
を備える熱光学チャック。
【請求項１８】
プローブステーションに試験中の装置を支持するための熱光学チャックにおいて、
（ａ）ベースと、
（ｂ）前記試験中の装置を支持する第１の表面とその反対側の第２表面とを有する透過板と、
（ｃ）前記ベースと前記透過板とを離間させる支持体と、
（ｄ）前記第２表面の方形領域に堆積させた抵抗を有する透明導電体であって、前記方形領域が第１端部及び離間した第２端部により規定されている当該透明導電体と、
（ｅ）前記第１端部近傍の前記透明導電体と導電的に接触しており、電流源に接続可能な第１バスバーと、
（ｆ）前記第２端部近傍の前記透明導電体と導電的に接触しており、前記電流源に接続可能な第２バスバーと
を有する熱光学チャック。
【請求項１９】
請求項１８に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透過板が、ガラス、サファイヤ、石英ガラス、石英及びニオブ酸リチウムの少なくとも1つを含む熱光学チャック。
【請求項２０】
請求項１８に記載の熱光学チャックにおいて、
前記透明導電体が、インジウムスズ酸化物、銀亜鉛酸化物、アンチモンスズ酸化物及び導電性ポリマのうちの１つを含む熱光学チャック。
【請求項２１】
請求項１８に記載の熱光学チャックにおいて、
この熱光学チャックが更に、
（ａ）前記透過板の前記端部に隣接したフレームであって、真空源に接続可能な開口部を規定する部分を有する表面を含む当該フレームと、
（ｂ）前記透過板に支持された試験中の装置の上面に係合するようにした第１表面と、前記第１表面を前記試験中の装置の前記上面に係合させ、且つ前記開口部を真空源に接続した場合に、前記開口部への空気流を遮蔽するようになっている第２表面とを有するクランプと
を備える熱光学チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願についてのクロスリファレンス
特になし。
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究又は開発であることの記載
適用されていない。
【０００３】
発明の背景
本発明は、プローブステーションに試験中の装置（ＤＵＴ）を支持するチャック、より詳しくは、環境温度以外の温度で、ＤＵＴの電気的及び光学特性を試験するのに適したチャックに関するものである。
【０００４】
多くの電気装置、特に半導体に基づく装置は、電気部材と光学部材との両者を有する。ある電気光学装置は、光源から光信号を受光し、この受光光信号を電気信号に変換する。このような装置には例えば光検出器がある。他の電気光学装置は、電気信号を光信号に変換する。このような装置には発光ダイオードシステムがある。更に、他の電気光学装置は、複数の光学部材及び電気部材の双方又はいずれか一方を有しうるものである。プローブステーションは、これら装置を操作させた際の特性を評価するのに用いることができる。
【０００５】
プローブステーションにおいては、試験中の電気装置（ＤＵＴ）が、一般にチャックの上面に支持され保持されるようにしておき、プローブをＤＵＴ上面のテストパッドの上方に配置させ、装置の操作パラメータを測定する際にこれらテストパッドに接触させる。このチャックは、通常、可動ステージ上に支持されており、この可動ステージにより、チャックを移動させてプローブとＤＵＴのテストパッドとを整列しやすくすることができる。しかし、電気光学装置は、一般に、装置の一方の表面上の電気接続部と、この装置の他方の表面上の光入力部又は出力部とを有する。例えば、光源からの光信号を、上方若しくは下方からＤＵＴに指向させるか、又はＤＵＴの側部に指向させると共に、上面のプローブ又はコネクタを用いてＤＵＴから得られた電気出力を検出することができる。同様に、例えば、プローブ又はコネクタを用いてＤＵＴの上面で電気励起を生ぜしめると共に、ＤＵＴの下方、上方又は側方に位置する光センサを用いて発生した光出力を検出することができる。
【０００６】
ＤＵＴを支持するプローブステーションに光学チャックを用いることができる。このＤＵＴには、ＤＵＴの表面への光学的にアクセス可能な光路を必要とするが、これは通常の場合チャックにより遮蔽されてしまう。本明細書に参考として組み込んだＨａｒｒｉｓ氏等の米国特許出願第２００３／００４２８８９号明細書には、中央に、光学的透過媒体を有しており、その上にＤＵＴが支持されるようになっておりＤＵＴの全ての側に対して光学的にアクセス可能な光路を提供する光学チャックが開示されている。このＤＵＴとこの光学的透過媒体とは複数の円柱状支持体によりベース上方に支持されており、それにより透過窓の下方に光変換器を配置してＤＵＴからの光出力を検出するか、又は下方からＤＵＴに光信号を送ることができるようになっている。
【０００７】
光学チャックによりＤＵＴへの又はＤＵＴからの光信号用のアクセス路を与えると共に、環境温度以外の温度でこれらの装置を試験することがしばしば望まれる。一般に高温又は低温で電気的ＤＵＴを試験する際には熱チャックが用いられる。熱チャックは、一般的に、ＤＵＴを支持するチャックの表面の温度とその結果としてＤＵＴの温度とを上昇させる熱源を有している。代表的には、プローブステーションの熱チャックは、ペルチェ効果又はワイヤ抵抗ヒータによる熱電気装置で加熱される。しかしながら、これらの装置は光学的に不透明であり、光学チャックの温度を変更するのに用いるとＤＵＴへの光路を妨げるおそれがある。
【０００８】
従って、ＤＵＴの下側への光学的アクセスをもたらすと共に、環境温度以外の温度で試験しうるようにするチャックの表面に支持したＤＵＴをプローブステーションに用いる熱光学チャック（サーマルオプティカルチャック）が望まれている。
【０００９】
発明の詳細な説明
電気部材及び光学部材を有する試験装置は、測定された電気又は光入力を加える処理と、電気又は光出力を測定する処理とを伴う。電気入力及び出力は、一般的に、コネクタ及び導電プローブの双方又はいずれか一方により装置と接続された機器より加えられ測定される。光入力及び出力は、一般的に、装置と光学的に結合した光センサで測定される。装置の全体的な操作的特性は、試験中の装置（ＤＵＴ）が電気的又は光学的に或いはこれらの双方において励起しているときに様々な機器に対する出力から評価することができる。ＤＵＴへの電気及び光入力部及び出力部は、装置の異なる表面に構成されることが多い。例えば、装置が（上側）第１表面に位置させた電気励起用のテストパッドを有するようにすると共に、光出力を反対側の（下側）第２表面から指向させることができる。光学チャックによりＤＵＴの下面への光学的にアクセス可能な光路を設けることにより、このＤＵＴの下方に光変換器を配置してＤＵＴの下面を光入力にさらすか又はＤＵＴの下面からの光出力を受け取ることができるようにすると共に、ＤＵＴの上面はプローブ又はコネクタにアクセス可能にして、電気接続させることができる。
【００１０】
しかしながら、多くの場合に、高温でＤＵＴの特性を評価し、装置が用いられることになる環境をシミュレートしたり又は装置にストレスを与える操作条件の下で性能を決定したりすることが望まれる。光学チャックによりＤＵＴの下面にアクセス可能な光路を与えると共に、プローブステーションのチャックの温度を変更するのに通常使用される加熱装置を、光路内に配置すると、この加熱装置は光学的に不透明でありＤＵＴに対する光学的アクセスを妨げるおそれがある。光学的に透明な加熱装置を有する熱光学チャックによれば、ＤＵＴの下面への光学的アクセスと、ＤＵＴの温度を変更する能力とを兼ね備えたものとすることができる。
【００１１】
図面を参照して詳細な説明を加えるが、図面において本発明の類似する部分は、同じ参照番号により示してある。具体的に図１を参照するに、プローブステーションに使用するのに適した熱光学チャックアセンブリ２０は、通常、複数の支持体２６によりフレーム２８内でベース２４上方に支持される熱光学チャック２２を有する。このベース２４はプローブステーションの可動ステージ上に支持されるように構成され、チャック及びＤＵＴ３０の位置を動かしてＤＵＴ３０の上面に円滑にアクセスできるようになっている。ベース２４と熱光学チャック２２とを離間した関係とすることにより、一般的な光変換器３２のような光学装置をこのベースと熱光学チャックとの間に配置し、光信号をＤＵＴ３０の下面に指向させたり、又はＤＵＴの下面の光学素子の出力を受信させたりすることができる。また、図２も参照するに、熱光学チャック２２は光学的に透明であり、熱光学チャックの上面に支持されたＤＵＴの下面にアクセス可能な光路３４が形成されるようになっている。
【００１２】
この熱光学チャック２２は、フレーム２８により支持された透過板３６を有し、このフレーム２８は支持体２６によりベース２４の上方に支持されている。この透過板３６は、特定のＤＵＴに関連する１つ以上の波長を透過するガラス、石英、サファイヤ、ニオブ酸リチウム及び石英ガラスのような、１つ以上の種々の市販の材料を含みうるものである。
【００１３】
透過板３６とこの透過板で支持されるＤＵＴ３０の温度は、この透過板表面の領域４０上に堆積された透過レジスタ３８を通じて電流を流すことにより変更される。この透過レジスタ３８は、関連する光学波長を透過し適切な抵抗を示すいかなる導電体も含ませることができる。例えば、この透過レジスタは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、銀−亜鉛酸化物、アンチモン−スズ酸化物又はポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）若しくはドープしたポリアニリンのような導電性ポリマを含みうるものである。図２を参照するに、透過レジスタ３８は、透過板３６の下面に被着させることができる。或いは又、図３で図示したように、レジスタと接触するＤＵＴの表面が絶縁されているか、さもなくばレジスタを通る電流によってレジスタが影響を受けないようになっていれば、透過レジスタは、透過板の上面に被着させることもできる。
【００１４】
リード４２、４４を通じて透過レジスタ３８に電位が印加される。これらリード４２、４４はそれぞれバスバー４６、４８に導電的に接続している。これらバスバー４６、４８は、堆積した透過レジスタのある領域４０の対向するエッジに配置され、このレジスタと導電的に接続されている。これらバスバー４６、４８に電位を印加すると、電流が電流源５０から導電性の透過レジスタ材料を堆積した層を通して流れ、以下の式で表されるような、抵抗と電流の２乗に比例して熱が発生する。
〔式〕
Ｐ＝Ｉ２Ｒ
Ｐ＝電力
Ｉ＝レジスタを流れる電流
Ｒ＝透過レジスタの抵抗
【００１５】
導体の抵抗は、材料の固有抵抗又は比抵抗と、導体の断面積と、導体の長さとの関数となる。好ましい態様において、方形、さらにより好ましくは正方形である領域４０上に均一な深さで透過レジスタ３８の材料を堆積させる。レジスタ材料と導電的に接触している平行なバスバー４２、４４は、これらバスバーの長さに亘り均一な長さの電流路を形成しており、透過レジスタ３８の領域４０の均一な加熱を促す。プローブステーションにおいて試験される多くのＤＵＴは円形のウェーハであるため、正方形の領域上に堆積された透過レジスタは、ＤＵＴの表面を均一に加熱し、特定の深さのレジスタ材料を通る導電路の断面積を最小にすることができる。しかしながら、透過レジスタ材料の深さと、材料を堆積する領域４０の形状と、バスバー４２、４４の形状及び配置とを操作することにより、必要であれば均一な若しくは不均一な加熱を行うことができ、或いは他の形状の加熱領域を得ることができる。
【００１６】
テスト中、一般に、ＤＵＴは、空気圧によりチャック上面で保持される。熱光学チャック２２の透過板３６上面にある複数の開口部５２は真空源５４と選択的に接続可能であり、ＤＵＴ３０を表面に配置させるとき開口部への空気流を遮蔽するように構成されている。遮蔽された開口部が真空源５４と接続されていれば、空気圧がＤＵＴ３０の表面に作用しこのＤＵＴはチャックの表面の所定位置に保持される。熱光学チャック２２の上面の開口部５２は弁（図示されない）と接続されており、この弁が、開口部５２を透過パイプ５６により選択的に真空源５４と接続することで、光学装置３４への影響を最小にしている。
【００１７】
しかしながら、透過板３６の離間した複数の開口部と真空源とを接続する透過パイプであってもＤＵＴ３０の底部に対する光学的なアクセスを妨げるおそれがある。図４を参照するに、熱光学チャックアセンブリ２２の表面にＤＵＴ３０を固設する他の機構は、ＤＵＴ３０を収容するのに十分に大きな中央開口部６４を設けたクランプ板６２を有する。複数のクリップ６６が、この中央開口部周辺に配置され、クランプ板６２に取り付けられている。このクランプ板６２をＤＵＴ３０上に降ろすと、これらクリップ６６がＤＵＴの上面と係合し、クランプ板はフレーム２８の上面にある複数の開口部６０を覆う。これら開口部６０は、パイプ６８により真空源５４に選択的に接続されている。これら開口部６０が真空源５４と接続されている場合、これら開口部への空気流がクランプ板６２によって遮蔽される。このクランプ板６２に及ぼされる空気圧によりフレーム２８に対してクランプ板が保持され、これらクリップ６６が熱光学チャック２２に対してＤＵＴを保持する。光路３４は、ＤＵＴの底面全体に亘り光路３４が制限されることはない。
【００１８】
この熱光学チャックにより、ＤＵＴ下側に光学的アクセスして、環境温度以外の温度でチャックの表面に支持されたＤＵＴを試験しうるようになる。
【００１９】
上述の詳細な説明は、本発明の完全な理解がなされるように多くの具体的で詳細な説明を記載したのである。しかしながら、当業者であれば、これら具体的で詳細な説明が無くとも本発明を実施し得ることを理解する。本発明が不明瞭になるのを避けるため、他の例において周知の方法、手順、構成要素及び電気回路の詳細な説明は行っていない。
【００２０】
本明細書において引用した全ての文献の内容は、この明細書中に含まれる。
【００２１】
上述した用語及び表現は、説明のために用いたものであり、限定的な用語ではない。またそのような用語及び表現を用いることで、図示及び説明した特徴又はその一部の均等物を除外する意図はなく、本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定義され限定されるものであることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、熱光学チャックアセンブリの斜視図であり、例示的な試験中の装置の位置と、光出力を検出し又は装置の下面に光入力を提供する光学装置とを図示している。
【図２】図２は、図１の熱光学チャックを２−２線上で切断した場合の断面図である。
【図３】図３は、図２と同様の断面図であり、熱光学チャックの上面に堆積させた透明導電体を有する熱光学チャックの第２実施例を図示している。
【図４】図４は、試験中の装置に対する保持クランプを有する熱光学チャックの斜視図である。
【図１】
2008502167.tif 000003
【図２】
2008502167.tif 000004
【図３】
2008502167.tif 000005
【図４】
2008502167.tif 000006
【国際調査報告】
2008502167.tif 000007