可变间距四点探针装置及方法

可变间距四点探针装置及方法
【专利摘要】本发明揭示一种连续可变间距探针装置，其包含第一探针及第二探针。所述第一探针及所述第二探针经配置以测量导电层的性质。在第一配置中，所述第一探针及所述第二探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第一部分。在第二配置中，所述第一探针及所述第二探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第二部分。每一相应第一部分的第一区域不同于每一相应第二部分的第二区域。
【专利说明】可变间距四点探针装置及方法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案根据35U.S.C.§ 119 (e)主张2012年5月8日申请的第61/644，009号美国临时专利申请案的权利，所述案以引用方式并入本文。

【技术领域】
[0003]本发明涉及一种具有连续可变间距的多点探针装置，特定来说涉及一种具有经枢转以提供连续可变间距的楔形探针的四点探针装置。

【背景技术】
[0004](例如)在半导体应用中，四点探针装置用以测量导电层的薄层电阻。当前存在用以测量薄层电阻的两种一般设计类型的多针探测装置。第一种设计使用大的稳健探针，且第二种设计使用较小较不稳健的针。第一种设计类型的针为耐久的且可持续很长时间；然而，针的大尺寸(其提供设计的稳健性)限制了可使用此设计测量的点之间的最小间距。第二种设计使得能够测量紧靠在一起的点；然而，探针为易损坏的且需要在大约100次到1000次样本接触之后更换。此外，已知装置限于有限数目个离散针间距及配置，且必须中断测量操作以在不同间距或配置之间切换。
[0005]例如在半导体应用中，已知将用于测量导电层的薄层电阻的探针装置安装在具有有限调平机构的探针固持器上。探针装置可能在探针固持器中倾斜，这对探针装置的测量操作及使用时间产生不利影响。例如，探针装置的与探针固持器接触的表面由于下列原因中的一些原因而未由探针固持器充分夹紧:探针固持器的物理方面(例如圆度)不合规格；夹紧力随时间变化；及仅探针装置的可贴表面的一部分附接到或接触探针固持器。


【发明内容】

[0006]根据本文说明的方面，提供一种连续可变间距探针装置，其包含第一探针及第二探针。所述第一探针及所述第二探针经配置以测量导电层的性质。在第一配置中，所述第一探针及所述第二探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第一部分。在第二配置中，所述第一探针及所述第二探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第二部分。每一相应第一部分的第一区域不同于每一相应第二部分的第二区域。
[0007]根据本文说明的方面，提供一种连续可变间距探针装置，其包含:第一探针，其包含第一外表面；第二探针，其包含第二外表面；及致动器。所述第一探针及所述第二探针经配置以测量导电层的性质。所述致动器经布置以使所述第一外表面及所述第二外表面在第一配置与第二配置之间沿所述导电层滚动，同时维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层的接触。在所述第一配置中，所述第一外表面及所述第二外表面接触所述导电层的相应第一部分分开第一距离。在所述第二配置中，所述第一外表面及所述第二外表面接触所述导电层的相应第二部分分开不同于所述第一距离的第二距离。
[0008]根据本文说明的方面，提供一种使用连续可变间距探针装置测量导电层的性质的方法，所述连续可变间距探针装置包含经配置以测量所述性质的第一探针及第二探针，所述方法包含:使所述导电层接触所述第一探针及所述第二探针，使得所述第一探针及所述第二探针的第一相应相等区域接触所述导电层；及使所述第一探针及所述第二探针沿所述导电层滚动，使得所述第一探针及所述第二探针的第二相应相等区域接触所述导电层。所述第一相应相等区域不同于所述第二相应相等区域。
[0009]根据本文说明的方面，提供一种使用连续可变间距探针装置测量导电层的性质的方法，所述连续可变间距探针装置包含:第一探针，其包含第一外表面；第二探针，其包含第二外表面；及致动器，所述第一探针及所述第二探针经配置以测量所述性质，所述方法包含:使用所述致动器使所述第一外表面及所述第二外表面在第一配置与第二配置之间沿所述导电层滚动，同时维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层的接触；在所述第一配置中，使分开第一距离的所述第一外表面及所述第二外表面的相应第一部分接触所述导电层；及在所述第二配置中，使分开不同于所述第一距离的第二距离的所述第一外表面及所述第二外表面的相应第二部分接触所述导电层。
[0010]根据本文说明的方面，提供一种探针装置组合件，其包含:探针装置，其包含至少部分安置在所述探针装置中且经配置以测量导电层的性质的多个探针；及至少一个致动器，其经布置以将相应可变力施加于所述多个探针中的每一探针以使所述探针接触并穿透所述导电层。
[0011]根据本文说明的方面，提供一种操作探针装置组合件的方法，所述探针装置组合件包含探针装置及至少部分安置在所述探针装置中且经配置以测量导电层的性质的多个探针、第一致动器及至少一个第二致动器，所述方法包含:使用所述第一致动器使所述探针装置移位朝向所述导电层；使所述探针装置静止或使所述导电层接触所述探针装置；及使用至少一个第二致动器使所述多个针移位以接触所述导电层。
[0012]根据本文说明的方面，提供一种操作探针装置组合件的方法，所述探针装置组合件包含:探针装置，其具有至少一个接近传感器；多个探针，其至少部分安置在所述探针装置中且经配置以测量导电层的性质；及致动器，所述方法包含:使用所述致动器使所述探针装置移位朝向所述导电层；使用所述接近传感器测量所述探针装置相对于所述导电层的位置；及根据所述测量位置修改所述探针装置朝向所述导电层的移位。
[0013]根据本文说明的方面，提供一种探针装置组合件，其包含:探针装置固持器，其包含具有第一表面的开口 ；及探针装置，其包含经配置以测量导电层的性质的多个探针及第二表面。探针固持器经布置以安装在所述探针装置固持器的开口中，使得所述第一表面与所述第二表面接触。所述第一表面及所述第二表面具有经布置以相对于所述探针装置固持器稳定并对准所述探针装置的相应配合互补形状。所述相应配合互补形状选自由以下各者组成的群组:第一平坦表面与第二平坦表面；第一圆锥形表面与第二圆锥形表面；及凹槽与突出部。
[0014]从本发明的下列描述及附图及权利要求书将容易地了解本发明的这些及其它目的及优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]仅通过实例参考所附示意图(其中对应参考符号指示对应部件)揭示各种实施例，其中:
[0016]图1为四点探针装置的具有可变间距的探针组合件的示意透视侧视图；
[0017]图2为图1中的探针组合件的示意透视仰视图；
[0018]图3为图1中的探针组合件的示意透视俯视图；
[0019]图4为来自图1中的探针组合件的呈具有最小间距的配置的一对探针的示意侧视图；
[0020]图5为间距增加的图4中的所述对探针的示意侧视图；
[0021]图6为间距增加的图5中的所述对探针的示意侧视图；
[0022]图7为具有致动器的图1中的探针组合件的示意透视图；
[0023]图8A为具有致动器的四点探针装置的探针组合件的示意俯视图；
[0024]图8B为来自图8A的一个探针的示意侧视图；
[0025]图8C为来自图8A的支撑板的示意侧视图；
[0026]图9A及图9B分别为探针装置组合件的示意透视图及仰视图；
[0027]图1OA为探针装置组合件的示意透视图；
[0028]图1OB为大体上沿图1OA中的线10B-10B取得的示意横截面图；
[0029]图1lA及图1lB分别为探针装置固持器的示意透视图及侧视图；
[0030]图12为具有个别探针控制的探针装置组合件的框图；
[0031]图13A及图13B为探针装置组合件的相应框图；
[0032]图14A为具有接近传感器的探针装置组合件的框图；及
[0033]图14B为图14A中的组合件的示意仰视图。

【具体实施方式】
[0034]首先，应了解不同图式上的相同图式编号识别本发明的相同或功能上类似的结构元件。应了解，本发明并不限于所揭示的方面。
[0035]此外，应了解，本发明并不限于所描述的特定方法、材料及修改且因此当然可改变。还应了解，本文中使用的术语仅为描述特定方面的目的且不旨在限制本发明的范围。
[0036]除非另有定义，否则本文中使用的所有技术及科学术语具有与本发明所属领域的一般技术人员所共同了解的意义相同的意义。应了解，在实践或测试本发明时可使用类似于或等效于本文描述的方法、装置或材料的任何方法、装置或材料。
[0037]图1为四点探针装置的具有可变间距的探针组合件100的示意透视侧视图。
[0038]图2为图1中的探针组合件100的示意透视仰视图。
[0039]图3为图1中的探针组合件100的示意透视俯视图。
[0040]图4为来自图1中的探针组合件100的呈具有最小间距的配置的一对探针的示意侧视图。
[0041]图5为间距增加的图4中的所述对探针的示意侧视图。
[0042]图6为间距增加的图5中的所述对探针的示意侧视图。
[0043]图7为具有致动器的图1中的探针组合件100的示意透视侧视图。应根据图1到7观看下文。组合件100为较大探针装置的部分；然而，为了澄清陈述，除所提及以外，所述图式中未展示所述较大装置的外壳及其它辅助部分。组合件100包含中心轴CX及探针 102、104、106 及 108。针 102、104、106 及 108 分别包含接触点 110、112、114 及 116、端部 118、120、122 及 124 以及外表面 126、128、130 及 132。表面 126、128、130 及 132 分别使110、112、114及116与端部118、120、122及124连接。针102及106相对于中心轴CX对径地(diametrically)安置，且针104及108相对于中心轴CX对径地安置。在实例实施例中，针102/106相对于针104/108正交地安置。在实例实施例中，组合件100包含致动器134。针102、104、106及108经配置以测量导电层136的性质。
[0044]下列论述涉及装置100的一对针，例如针102及106 ;然而，应了解，所述论述可适用于两对针。在第一配置中，例如如图5中所示，外表面126及130的相应部分126A及130A分别经布置以接触导电层。在第二配置中，例如如图4中所示，所述致动器经布置以使针102及106滚动(枢转及平移)使得外表面126及130的部分126B及130B接触所述导电层。致动器134经布置以枢转及平移针102、104、106及108，使得针102、104、106及108沿层136滚动以在不同配置(例如，如上所述的第一配置及第二配置)之间转变。针102及106 (例如外表面126及130)在转变期间保持继续接触层136。
[0045]部分126A及130A中的每一者分别包含外表面126及130的接触所述导电层的区域，且部分126B及130B中的每一者分别包含外表面126及130的接触所述导电层的区域。在实例实施例中，针102及106的第一配置的接触区域不同于针102及106的第二配置的接触区域。例如，部分126A及130A的接触区域(分别为接触点110及114)为可能与针102及106的最小接触区域，且小于部分126B及130B的接触区域。在实例实施例中，使针102、104,106及108沿层136滚动改变了所述针接触所述导电层的相应区域。
[0046]如从图4的配置到图5的配置或从图5的配置到图6的配置的转变中所示，随着针102及106在枢转方向PDl及平移方向TDl上枢转及平移，针102及106的接触区域增加。如从图6的配置到图5的配置或从图5的配置到图4的配置的转变中所示，随着针102及106在分别与方向PDl及TDl相反的枢转方向PD2及平移方向TD2上枢转及平移，针102及106的接触区域减小。例如，如图4中所示，外表面126及130的部分128C及130C的接触区域小于外表面126及130的部分126B及130B的接触区域。
[0047]当针102及106在枢转方向PDl及平移方向TDl上枢转及平移时，所述针的接触区域之间的距离D增加。当针102及106在枢转方向PD2及平移方向TD2上枢转及平移时，所述针的接触区域之间的距离D减小。在实例实施例中，针102、104、106及108—致地移位。例如，针102及106的移动为针104及108的移动的镜像。例如，在图4、图5及图6中针102及106的接触区域之间的相应距离D也为针104及108的接触区域之间的相应距离。因此，始终维持针102、104、106及108的正方形图案。
[0048]针102及106的配置导致如上所述的可变接触区域及可变距离D。在实例实施例中，外表面126、128、130及132中的每一者在包含所述外表面的相应针的相应接触点与端部之间弯曲。边缘El与E2之间的表面126及130可为平坦或弯曲的。在实例实施例中，外表面126、128、130及132中的每一者形成相应球形表面的一部分。
[0049]在实例实施例中，中心轴平行于通过接触点110及114以及端部118及122的平面P且包含于平面P中。在实例实施例中，从所述接触点移动到所述端部时，在正交于所述平面的方向OD上，外表面126及130的宽度W逐渐增加。因此，当表面126及130沿导电层从所述接触点滚动朝向所述端部时，与所述导电层的接触区域归因于W增加而增加。应明白，当表面126及130沿所述导电层从所述端部滚动朝向所述接触点时，与所述导电层的接触区域归因于W减小而减小。图1中的部分132B及132C实质上分别类似于部分126B及130B以及126C及130C，且说明上述接触区域的差异。
[0050]在实例实施例中，针102、104、106及108中的每一者包含顶表面TS、内部边缘E及侧表面SI及S2。表面TS与包含表面TS的针的外表面以及相应侧表面SI及S2相连。边缘E连接TS及包含边缘E的针的接触点。在实例实施例中，表面TS从相应外表面到相应边缘E向内渐缩。
[0051]在实例实施例中，组合件100包含控制板134A到134D、连接到所述控制板的枢转杆136及推杆PB以及弹簧138A及138B。弹簧138A朝轴CX推进针102及106且弹簧138B朝轴CX推进针104及108。相应致动器(未展示)连接到每一控制板。为了增加距离D，所述致动器使所述控制板在组合的X方向与Z方向或组合的Y方向与Z方向上移位，即，在每一针的范围内，向下且远离轴CX推动相应控制板。例如，在负X及负Z方向上推动板134A。为了减小距离D，可控制地撤销启动所述致动器以使所述弹簧能够将所述针朝向轴CX牵引，或所述致动器可主动地使所述针移位，例如使板134A在正X及Z方向上移位。
[0052]图8A为具有致动器的探针组合件100的示意俯视图。
[0053]图8B为来自图8A的一个探针的示意侧视图。
[0054]图8C为来自图8A的支撑板的示意侧视图。在实例实施例中，如图8A到图8C中所示，针102、104、106及108的宽度W从相应接触点到相应端部是均匀的。图1到7的组合件100的描述可以其它方式适用于具有均匀W的实施例。例如，当针102、104、106及108跨越层136滚动时，针102及106的接触区域之间的距离D及针104及108的接触区域之间的距离D保持相等。在实例实施例中，组合件100包含具有狭槽142及144的支撑板140。针102、104、106及108包含与相应狭槽142及144接合的相应销146及148。装置100还包含分别连接到相应针102、104、106及108的致动器150A到150D。可使用此项技术中已知的任何致动器。为了增加距离D，所述致动器向下且远离轴CX推进相应针。例如，致动器150A提供在负X及Z方向上的力，且致动器150B提供在正Y及负Z方向上的力。为了减小距离D，反转如上所述的力。销146及148通过狭槽142及144的相应配置的移位迫使所述针如上所述般枢转及平移。
[0055]应根据图1到图SC观看下文。下文描述一种用于使用连续可变间距探针装置测量导电层的性质的方法，所述连续可变间距探针装置包含经配置以测量所述性质的第一探针及第二探针。第一步骤使所述导电层接触所述第一探针及所述第二探针，使得所述第一探针及所述第二探针的第一相应相等区域接触所述导电层。第二步骤使所述第一探针及所述第二探针沿所述导电层滚动，使得所述第一探针及所述第二探针的第二相应相等区域接触所述导电层。所述第一相应相等区域不同于所述第二相应相等区域。
[0056]在实例实施例中，使所述第一探针及所述第二探针沿所述导电层滚动包含维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层之间的接触。在实例实施例中，使所述第一探针及所述第二探针沿所述导电层滚动包含同等地改变第一外表面及第二外表面与所述导电之间的相应接触区域，或在第一外表面与第二外表面之间维持相应接触区域相等。
[0057]在实例实施例中，所述第一探针及所述第二探针相对于中心轴对径地彼此相对(diametrically opposed)，且第三步骤使所述导电层接触第三探针及第四探针使得第三探针及第四探针的第三相应相等区域接触所述导电层，且所述第三探针及所述第四探针相对于所述中心轴对径地彼此相对。在实例实施例中，第四步骤使所述第三探针及所述第四探针沿所述导电层滚动使得所述第三探针及所述第四探针的第四相应相等区域接触所述导电层，且所述第三相应相等区域不同于所述第四相应相等区域。
[0058]应根据图1到图SC观看下文。下文描述一种用于使用连续可变间距探针装置测量导电层的性质的方法，所述连续可变间距探针装置包含:第一探针，其包含第一外表面；第二探针，其包含第二外表面；及致动器，所述第一探针及所述第二探针经配置以测量所述性质。第一步骤使用所述致动器使所述第一外表面及所述第二外表面在第一配置与第二配置之间沿所述导电层滚动，同时维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层的接触。第二步骤在所述第一配置中使分开第一距离的第一外表面及第二外表面的相应第一部分接触所述导电层。第三步骤在所述第二配置中使分开不同于所述第一距离的第二距离的第一外表面及第二外表面的相应第二部分接触所述导电层。
[0059]在实例实施例中，第四步骤使用所述致动器使第三探针及第四探针的第三外表面及第四外表面在所述第一配置与所述第二配置之间沿所述导电层滚动，同时维持所述第三探针及所述第四探针与所述导电层的接触。第五步骤在所述第一配置中使分开所述第一距离的第三外表面及第四外表面的相应第三部分接触所述导电层。第六步骤在所述第二配置中使分开所述第二距离的第三外表面及第四外表面的相应第四部分接触所述导电层。
[0060]在实例实施例中，使所述第一、第二、第三及第四外表面沿所述导电层滚动同时维持所述第一、第二、第三及第四探针与所述导电层的接触包含维持所述第一外表面及所述第二外表面与所述导电层之间的相应接触区域之间的第三距离等于所述第三外表面及所述第四外表面与所述导电层之间的相应接触区域之间的第四距离。
[0061]下文提供关于组合件100的进一步细节。在实例实施例(未展示)中，外表面的宽度W如上所述般从接触点到端部增加；然而，在所述接触点与所述端部之间的某个点处，宽度W保持恒定而非一直到所述端部都逐渐增加。可将接触点制作成非常尖锐/精细以实现针的接触区域之间的最小距离D。运用针上的适当绝缘涂层，接触点可实际上触碰而获得最小距离D。针102、104、106及108的接触区域形成具有D及相应接触区域的大范围值的正方形图案。虽然以交叉图案展示针102、104、106及108，但是应了解，其它配置也是可行的。一般而言，组合件100可用于此项技术中已知的任何四针配置或测量操作中。
[0062]可期望通过降低接触电阻(其与探针与导电层之间的接触区域有关)来优化测量操作。具体来说，接触区域及接触电阻具有反比关系。对于特定测量，还可期望将探针的接触区域放置成尽可能紧靠在一起。有利的是，具有变化宽度W的组合件100的实施例通过最小化接触点处的宽度W而允许实现最小距离D。由于宽度W从接触点到端部增加，这些实施例还允许实现接触电阻的降低。
[0063]组合件100还允许实现在探针的配置及间距变化时(例如在距离D变化时)的连续测量。因此，组合件100使测量能够继续不中断，而非必须中断测量操作以改变针配置及间距。此外，与限于如上所述的有限数目个固定间距的已知探针装置相比，组合件100的连续可变间距提供几乎无限范围的配置及间距。
[0064]图9A及图9B分别为探针装置组合件200的示意透视图及仰视图。对于探针装置组合件200，探针装置204的套筒202与探针装置固持器206之间的接触区域受到良好维持且改善了装置204的调平刚度。例如，套筒202包含平坦表面208，且探针装置固持器200的接纳开口 210包含匹配/互补平坦表面212。表面208与212的接触允许实现在严格机械公差的情况下探针装置204的受良好控制的刚性对准。
[0065]图1OA为探针装置组合件300的示意透视图。
[0066]图1OB为大体上沿图1OA中的线10B-10B取得的示意横截面图。探针装置组合件300包含具有圆锥形套筒304的探针装置302及探针装置固持器306。固持器306中的开口 308具有匹配/互补圆锥形形状。所述圆锥形形状有利地允许实现容易的制造，同时具有良好控制的表面质量。
[0067]图1lA及图1lB分别为探针装置固持器400的示意透视图及侧视图。探针装置固持器400包含用于接纳探针装置的开口 402及在开口 402的圆周上的多个(例如三个)垂直导引销凹槽404。探针装置与探针固持器400之间的接触介于插入于凹槽404中的探针的套筒上的销之间。夹紧螺钉406用以将所述探针装置锁定在固持器400中。夹紧螺钉406通过锁定螺钉408固定在探针固持器400上。为了固定夹紧力，在探针固持器上设置硬质止挡器410。
[0068]图12为具有个别探针控制的探针装置组合件500的框图。组合件500包含探针装置502及至少一个致动器504。装置502包含至少部分安置在装置502中且经配置以测量导电层508的性质的探针506。所述至少一个致动器经布置以在(例如)方向510上将相应可变力施加于每一探针506以使探针506接触并穿透所述导电层。可使用此项技术中已知的任何探针装置、探针或致动器。因此，一或多个致动器504对每一针提供单独且可变的力。
[0069]图13A及图13B为探针装置组合件600的相应框图。组合件600包含探针装置602、致动器604及至少一个致动器606。装置602包含至少部分安置在装置602中且经配置以测量导电层610的性质的探针608。如图12A中所示，致动器604经配置以使装置602在方向612上朝向层610移位。当装置602在距层610的指定距离614内时，致动器604使装置602停止移位。当装置602达到完全停止(例如装置602停止振荡)时，一或多个致动器606使针608移位以接触并穿透层610。
[0070]如图13B中所示，致动器604经配置以使装置602在方向612上移位，直到装置602接触层610。在装置602接触层610之后，一或多个致动器606使针608移位以接触并穿透层610。因此，当针608接触层610时稳定装置602，从而防止刮伤或刮擦层610 (如果在针608接触层610时装置602正在振荡，那么将发生刮伤或刮擦层610的情况)。
[0071]图14A为具有至少一个接近传感器的探针装置组合件700的框图。
[0072]图14B为组合件700的示意仰视图。组合件700包含探针装置702及致动器704。装置702包含至少一个接近传感器706及至少部分安置在装置702中且经配置以测量导电层710的性质的探针708。当通过致动器使装置702在方向712上移位时，所述至少一个传感器706测量装置702与层710之间的距离714。致动器704使用所测量位置以控制装置702的移位。例如，根据距离714控制装置702朝向层710移位的速度。例如，随着702接近层710，装置702的移位速度降低。在实例实施例中，装置702包含三个传感器706，且所述三个传感器用以测量装置702的水平度并相应地调整装置702的移位及定位。
[0073]将了解，可期望将多种上文揭示的特征及功能以及其它特征及功能或其替代物组合到许多其它系统或应用中。随后可由所属领域的技术人员做出本发明的多种当前无法预见或未预期的替代、修改、变动或改进，所述替代、修改、变动或改进也应由所附权利要求书涵盖。
【权利要求】
1.一种连续可变间距探针装置，其包括: 第一探针；以及， 第二探针，其中: 所述第一探针及所述第二探针经配置以测量导电层的性质； 在第一配置中，所述第一探针及所述第二探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第一部分； 在第二配置中，所述第一探针及所述第二探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第二部分；且， 每一相应第一部分的第一区域不同于每一相应第二部分的第二区域。
2.根据权利要求1所述的连续可变间距探针装置，其进一步包括: 致动器，其中: 为了在所述第一配置与所述第二配置之间转变，所述致动器经布置以分别使所述第一探针及所述第二探针的相应第一外表面及第二外表面沿所述导电层滚动，同时维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层的接触。
3.根据权利要求2所述的连续可变间距探针装置，其中: 所述第一外表面与所述导电层之间的第一接触区域随着所述第一外表面沿所述导电层滚动而改变； 所述第二外表面与所述导电层之间的第二接触区域随着所述第二外表面沿所述导电层滚动而改变；且， 所述第一接触区域及所述第二接触区域随着所述第一外表面及所述第二外表面沿所述导电层滚动而同等地改变。
4.根据权利要求2所述的连续可变间距探针装置，其中: 在所述第一外表面及所述第二外表面沿所述导电层滚动时，所述第一外表面及所述第二外表面与所述导电层之间的相应接触区域保持相同。
5.根据权利要求1所述的连续可变间距探针装置，其中: 所述相应第一部分分开第一距离；以及， 所述相应第二部分分开不同于所述第一距离的第二距离。
6.根据权利要求1所述的连续可变间距探针装置，其中: 所述相应第一部分分开第一距离； 所述相应第二部分分开大于所述第一距离的第二距离；以及， 所述第一部分与所述导电层之间的第一接触电阻大于所述第二部分与所述导电层之间的第二接触电阻。
7.根据权利要求1所述的连续可变间距探针装置，其中: 所述第一探针包含第一接触点、第一端部及连接所述第一接触点及所述第一端部的第一外表面； 所述第二探针: 相对于中心轴与所述第一探针对径地安置；且， 包含第二接触点、第二端部以及连接所述第二接触点及所述第二端部的第二外表面； 中心轴平行于穿过所述第一接触点及所述第二接触点以及所述第一端部及所述第二端部的平面且被包含于所述平面中； 所述第一外表面的宽度在正交于所述平面的方向上在所述第一接触点与所述第一端部之间逐渐地变化；以及， 所述第二外表面的宽度在正交于所述平面的方向上在所述第二接触点与所述第二端部之间逐渐地变化。
8.根据权利要求1所述的连续可变间距探针装置，其进一步包括: 第三探针及第四探针，其中: 所述第一针及所述第二针相对于中心轴对径地彼此相对； 所述第三针及所述第四针相对于所述中心轴对径地彼此相对； 所述第三探针及所述第四探针经配置以测量所述导电层的所述性质； 在所述第一配置中，所述第三探针及所述第四探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第三部分； 在所述第二配置中，所述第三探针及所述第四探针包含经布置以接触所述导电层以测量所述性质的相应第四部分；以及， 每一相应第三部分的第三区域不同于每一相应第四部分的第四区域。
9.根据权利要求8所述的连续可变间距探针装置，其中: 所述相应第一部分分开第一距离； 所述相应第二部分分开第二距离； 所述相应第三部分分开第三距离； 所述相应第四部分分开第四距离； 所述第一距离与所述第三距离相等且不同于所述第二距离及所述第四距离；且 所述第二距离与所述第四距离相等。
10.一种连续可变间距探针装置，其包括: 第一探针，其包含第一外表面； 第二探针，其包含第二外表面；以及， 致动器，其中: 所述第一探针及所述第二探针经配置以测量导电层的性质； 所述致动器经布置以使所述第一外表面及所述第二外表面在第一配置与第二配置之间沿所述导电层滚动，同时维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层的接触； 在所述第一配置中，所述第一外表面及所述第二外表面接触所述导电层的相应第一部分分开第一距离；且， 在所述第二配置中，所述第一外表面及所述第二外表面接触所述导电层的相应第二部分分开不同于所述第一距离的第二距离。
11.根据权利要求10所述的连续可变间距探针装置，其中: 每一相应第一部分具有不同于每一相应第二部分的第二区域的第一区域。
12.根据权利要求10所述的连续可变间距探针装置，其进一步包括: 第三探针，其包含第三外表面；以及， 第四探针，其包含第四外表面，其中: 所述第一针及所述第二针相对于中心轴对径地彼此相对； 所述第三针及所述第四针相对于所述中心轴对径地彼此相对； 所述第三探针及所述第四探针经配置以测量所述导电层的所述性质； 所述致动器经布置以在所述第一配置与所述第二配置之间使所述第三外表面及所述第四外表面沿所述导电层滚动，同时维持所述第三探针及所述第四探针与所述导电层的接触； 在所述第一配置中，所述第三外表面及所述第四外表面接触所述导电层的相应第三部分分开所述第一距离；以及， 在所述第二配置中，所述第三外表面及所述第四外表面接触所述导电层的相应第四部分分开所述第二距离。
13.根据权利要求10所述的连续可变间距探针装置，其中: 随着所述致动器使所述第一、第二、第三及第四外表面沿所述导电层滚动同时维持所述第一、第二、第三及第四探针与所述导电层的接触，所述第一外表面及所述第二外表面与所述导电层之间的相应接触区域之间的第三距离和所述第三外表面及所述第四外表面与所述导电层之间的相应接触区域之间的第四距离保持相等。
14.一种使用连续可变间距探针装置测量导电层的性质的方法，所述连续可变间距探针装置包含经配置以测量所述性质的第一探针及第二探针，所述方法包括: 使所述导电层接触所述第一探针及所述第二探针，使得所述第一探针及所述第二探针的第一相应相等区域接触所述导电层；以及， 使所述第一探针及所述第二探针沿所述导电层滚动，使得所述第一探针及所述第二探针的第二相应相等区域接触所述导电层，其中: 所述第一相应相等区域不同于所述第二相应相等区域。
15.根据权利要求14所述的方法，其中: 使所述第一探针及所述第二探针沿所述导电层滚动包含维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层之间的接触。
16.根据权利要求14所述的方法，其中: 使所述第一探针及所述第二探针沿所述导电层滚动包含: 同等地改变所述第一外表面及所述第二外表面与所述导电之间的相应接触区域或， 在所述第一外表面与所述第二外表面之间维持相等的相应接触区域。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一探针及所述第二探针相对于中心轴对径地彼此相对，所述方法进一步包括: 使所述导电层接触所述第三探针及所述第四探针，使得: 所述第三探针及所述第四探针的第三相应相等区域接触所述导电层；且， 所述第三探针及所述第四探针相对于所述中心轴对径地彼此相对；且， 使所述第三探针及所述第四探针沿所述导电层滚动，使得: 所述第三探针及所述第四探针的第四相应相等区域接触所述导电层；且， 所述第三相应相等区域不同于所述第四相应相等区域。
18.—种使用连续可变间距探针装置测量导电层的性质的方法，所述连续可变间距探针装置包含:第一探针，其包含第一外表面；第二探针，其包含第二外表面；及致动器，所述第一探针及所述第二探针经配置以测量所述性质，所述方法包括: 使用所述致动器使所述第一外表面及所述第二外表面在第一配置与第二配置之间沿所述导电层滚动，同时维持所述第一探针及所述第二探针与所述导电层的接触； 在所述第一配置中，使分开第一距离的所述第一外表面及所述第二外表面的相应第一部分接触所述导电层；以及， 在所述第二配置中，使分开不同于所述第一距离的第二距离的所述第一外表面及所述第二外表面的相应第二部分接触所述导电层。
19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括: 使用所述致动器使第三探针及第四探针的第三外表面及第四外表面在所述第一配置与所述第二配置之间沿所述导电层滚动，同时维持所述第三探针及所述第四探针与所述导电层的接触； 在所述第一配置中，使分开所述第一距离的所述第三外表面及所述第四外表面的相应第三部分接触所述导电层；以及， 在所述第二配置中，使分开所述第二距离的所述第三外表面及所述第四外表面的相应第四部分接触所述导电层。
20.根据权利要求18所述的方法，其中: 使所述第一、第二、第三及第四外表面沿所述导电层滚动同时维持所述第一、第二、第三及第四探针与所述导电层的接触包含使所述第一外表面及所述第二外表面与所述导电层之间的相应接触区域之间的第三距离维持等于所述第三外表面及所述第四外表面与所述导电层之间的相应接触区域之间的第四距离。
21.—种探针装置组合件，其包括: 探针装置，其包含至少部分安置在所述探针装置中且经配置以测量导电层的性质的多个探针；以及， 至少一个致动器，其经布置以将相应可变力施加于所述多个探针中的每一探针以使所述探针接触并穿透所述导电层。
22.—种操作探针装置组合件的方法，所述探针装置组合件包含探针装置及至少部分安置在所述探针装置中且经配置以测量导电层的性质的多个探针、第一致动器及至少一个第二致动器，所述方法包括: 使用所述第一致动器使所述探针装置朝向所述导电层移位； 使所述探针装置静止或使所述导电层接触所述探针装置；以及， 使用所述至少一个第二致动器使所述多个针移位以接触所述导电层。
23.一种操作探针装置组合件的方法，所述探针装置组合件包含:探针装置，其具有至少一个接近传感器；多个探针，其至少部分安置在所述探针装置中且经配置以测量导电层的性质；及致动器，所述方法包括: 使用所述致动器使所述探针装置朝向所述导电层移位； 使用所述接近传感器测量所述探针装置相对于所述导电层的位置；以及， 根据所述测量位置修改所述探针装置朝向所述导电层的所述位移。
24.一种探针装置组合件，其包括: 探针装置固持器，其包含具有第一表面的开口 ；以及， 探针装置，其包含: 多个探针，其经配置以测量导电层的性质；以及， 第二表面，其中: 所述探针固持器经布置以安装在所述探针装置固持器的所述开口中，使得所述第一表面与所述第二表面接触； 所述第一表面及所述第二表面具有经布置以相对于所述探针装置固持器稳定并对准所述探针装置的相应配合互补形状；且 所述相应配合互补形状选自由以下各者组成的群组:第一平坦表面与第二表坦表面；第一圆锥形表面与第二圆锥形表面；及凹槽与突出部。
【文档编号】G01R1/073GK104508502SQ201380031788
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2012年5月8日
【发明者】沃尔特·H·约翰逊, 建瓯·石, 董兰生, 彭海鲸, 刘相华, 金凯文（家洲）, 张卓贤, 朱南昌 申请人:科磊股份有限公司