CN107437488B - 一种聚焦离子束显微镜机台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚焦离子束显微镜机台，其包括：电镜镜头、腔室以及交换仓；腔室的底部设置有观测台，在观测台上固定连接有支撑台，电镜镜头垂直贯穿腔室的顶部，且与支撑台正对；交换仓贯穿腔室的侧壁且固定在交换仓上，交换仓设置有开孔，且开孔正对支撑台；交换仓中设置有样品台、样品底座以及操纵杆，操纵杆与样品台之间卡扣连接，样品底座与样品台之间固定连接；样品底座上设置有第一凹槽，且第一凹槽的横截面为倒梯形或者矩形。本发明提供一种聚焦离子束显微镜机台可以支持扫描电子显微镜的放样方式，可以直接当作扫描电子显微镜的机台使用。

Description

一种聚焦离子束显微镜机台
技术领域
本发明涉及测试分析技术领域，尤其涉及一种聚焦离子束显微镜机台。
背景技术
近年来TFT-LCD显示面板在电视机、手机、Pad等消费型电子产品上得到广泛应用。其拥有高亮度、饱色域、高饱和度、大视角等特点，为消费者提供良好的视觉体验，市场前景广阔。随着移动设备持有量爆发式增长，手机屏的需求也逐年增长，手机屏的生产数量及品质要求也相应亟待提高。
TFT-LCD手机屏结构包括：TFT(Thin Film Transistor)基板，TFT基板上主要为线路、晶体管、有机层等各膜层，主要负责电信号传输；CF(Color Filter，滤光片)基板，也称为彩色滤光片，其上的红(R)、绿(G)、蓝(B)色阻可以提供显示所需的色彩，使显示面板显示出彩色的画面；TFT和CF基板四周会以框胶粘连，中间会填充液晶。
手机屏在生产制造过程中会产生大量微观异常，比如膜层断裂、膜层异物等需要电子显微镜做分析，另外生产过程中产品的膜厚、线宽、角度等也需要电子显微镜协助量测以确认参数是否符合要求。
LCD行业一般使用的电镜有两种：SEM(扫描电子显微镜)及FIB(聚焦离子束显微镜)，其中原理上FIB兼有SEM功能，但是厂商一般设计思路为，SEM进行膜层参数量测，FIB进行异常分析。FIB设备默认样品水平放置，而SEM要求样品垂直或倾斜放置，故原有样品底座不支持SEM放样方式，导致FIB设备的原厂机构设置并不支持直接进行SEM方式量测数据。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种聚焦离子束显微镜机台，可以直接当作扫描电子显微镜的机台使用。
本发明提供的一种聚焦离子束显微镜机台，包括：电镜镜头、腔室以及交换仓；
所述腔室的底部设置有观测台，在所述观测台上固定连接有支撑台，所述电镜镜头垂直贯穿所述腔室的顶部，且正对所述支撑台；
所述交换仓贯穿所述腔室的侧壁且固定在所述交换仓上，所述交换仓设置有开孔，且所述开孔正对所述支撑台；
所述交换仓中设置有样品台、样品底座以及操纵杆，所述操纵杆与所述样品台之间卡扣连接，所述样品底座与所述样品台之间固定连接；
所述样品底座上设置有第一凹槽，且所述第一凹槽的横截面为倒梯形或者矩形。
优选地，所述支撑台与所述电镜镜头之间的距离为17～27毫米。
优选地，所述开孔的横截面为矩形。
优选地，所述样品底座为圆盘状，且所述样品底座的底面直径范围为50～55毫米。
优选地，所述样品底座通过螺丝与所述样品台固定连接。
优选地，当所述第一凹槽的横截面为倒梯形时，所述第一凹槽的侧边与上底边之间的夹角范围为35～90度。
优选地，所述第一凹槽的底部宽度范围为10～35毫米。
优选地，所述开孔的横截面的长度范围为55～65毫米，宽度范围为31～41毫米。
优选地，所述支撑台上设置有第二凹槽，所述第二凹槽与所述样品台正对，且所述第二凹槽的宽度不小于所述样品底座的底面直径。
优选地，所述第二凹槽的侧壁上固定连接有一弹片，且所述弹片与所述第二凹槽的侧壁形成夹角。
实施本发明，具有如下有益效果：样品底座设置了第一凹槽，第一凹槽的横截面为倒梯形或者矩形，可以将样品斜靠在第一凹槽的侧壁上，或者使样品垂直于样品底座放置，因此，可以支持扫描电子显微镜的放样方式，从而本发明的聚焦离子束显微镜机台可以直接当作扫描电子显微镜的机台使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的聚焦离子束显微镜机台的结构图。
图2是本发明提供的聚焦离子束显微镜机台的交换仓的正视图。
图3a是本发明提供的聚焦离子束显微镜机台的样品底座的一实施例的侧视图。
图3b是本发明提供的聚焦离子束显微镜机台的样品底座的一实施例的俯视图。
图4a是本发明提供的聚焦离子束显微镜机台的样品底座的另一实施例的侧视图。
图4b是本发明提供的聚焦离子束显微镜机台的样品底座的另一实施例的俯视图。
图5是本发明提供的聚焦离子束显微镜机台的支撑台的俯视图。
具体实施方式
本发明提供一种聚焦离子束显微镜机台，如图1所示，该机台包括：电镜镜头1、腔室2以及交换仓3。
腔室2的底部设置有观测台4，在观测台4上固定连接有支撑台5，电镜镜头1垂直贯穿腔室2的顶部，且正对支撑台5。
交换仓3贯穿腔室2的侧壁且固定在交换仓3上，如图2所示，交换仓3设置有开孔10，且开孔10正对支撑台5。
交换仓3中设置有样品台6、样品底座7以及操纵杆8，操纵杆8与样品台6之间卡扣连接，样品底座7与样品台6之间固定连接。操纵杆8与样品台6之间卡扣连接，具体地，当操纵杆8旋转至与地面垂直时，其前端可以卡住样品台6，通过操纵杆8推送样品台6至支撑台5上，再将操纵杆8旋转至与地面平行，操纵杆8则松开样品台6，使样品台6放置在支撑台5上，拉回操纵杆8，关闭开孔10，完成放样动作。取样时，将操纵杆8推送至支撑台5上，其前端套住样品台6，将操纵杆8旋转至与地面垂直，卡住样品台6，将样品台6拉回交换仓3。
样品底座7上设置有第一凹槽，且第一凹槽的横截面为倒梯形或者矩形。如图3a、3b所示，在一实施例中，第一凹槽的横截面为倒梯形；如图4a、4b所示，在另一实施例中，第一凹槽的横截面为矩形。
其中，支撑台5与电镜镜头1之间的距离为17～27毫米，优选地，支撑台与电镜镜头之间的距离为22毫米。现有的聚焦离子束显微镜机台中，支撑台5与电镜镜头1之间的距离比较小，仅有12毫米，若样品底座7承载样品进入腔室2内部，放置在支撑台5上，由于样品底座7具有至少2毫米的厚度，导致样品离电镜距离将不到10mm，因此就限制样品大小，从而造成制样困难。将支撑台5与电镜镜头1之间的距离扩大至17～27毫米，在样品底座7上就可以承载较大的样品进行观测。
第一凹槽的横截面为倒梯形或者矩形，则样品可以斜靠在第一凹槽的侧壁上，或者垂直于样品底座7放置，并且，支撑台5与电镜镜头1之间的距离为17～27毫米，支持了扫描电子显微镜的放样方式，因此，可以直接当作扫描电子显微镜的机台使用，通过电镜镜头，可以对样品的侧边进行观测。
进一步地，开孔10的横截面为矩形。现有的聚焦离子束显微镜机台中，开孔10的横截面为圆形，并且开孔10的横截面直径为32毫米，导致远离横截面中心的空间高度较小，因此，样品底座7上面不能放置更多的样品，在同一时刻只能对较少的样品进行观测。
进一步地，样品底座7为圆盘状，且样品底座7的底面直径范围为50～55毫米。现有的聚焦离子束显微镜机台中，样品底座7的底面直径只有25毫米，只能承载较少的样品，因此，将样品底座7的底面直径扩大至为50～55毫米，可以承载更多的样品。
进一步地，样品底座7通过螺丝与样品台6固定连接。通过螺丝将样品底座7与样品台6固定连接，使得样品底座7可以从样品台6上拆卸下来。
进一步地，当第一凹槽的横截面为倒梯形时，第一凹槽的侧边与上底边之间的夹角范围为35～90度，优选地，夹角范围45度或者60度，如图3a所示，该角度为γ。一般而言，聚焦离子束显微镜机台可以控制支撑台5进行旋转，旋转的角度范围可以是-15～55度，因此，第一凹槽的侧边与上底边之间的夹角范围为35～90度，可以通过旋转支撑台5，使得样品底座7上的样品的侧边正对电镜镜头1，方便观测。优选地，样品放置在样品底座7上时，通过铜质导电胶带粘贴固定。
进一步地，第一凹槽的底部宽度范围为10～35毫米。一般而言，制样的样品大约为5～10毫米见方，其厚度大约为0.15毫米，当第一凹槽的底部宽度范围为10～35毫米，一次可放置至少16片样品。例如，如图3b所示，第一凹槽的横截面为倒梯形，其底部的宽度a可以是18毫米，其上部宽度可以是26毫米；如图4b所示，第一凹槽的横截面为矩形，其底部的宽度b可以是26毫米。
进一步地，开孔10的横截面的长度范围为55～65毫米，宽度范围为31～41毫米，在该长度范围内，可以保证样品底座7上承载较多的样品。例如，如图2所示，开孔10的横截面的长度c可以是60毫米，宽度d可以是36毫米。
进一步地，支撑台5上设置有第二凹槽，第二凹槽与样品台6正对，且第二凹槽的宽度不小于样品底座7的底面直径。当样品底座7送至支撑台5上的第二凹槽处时，在第二凹槽中可以比较稳固地进行观测，样品底座7不易移位。
进一步地，如图5所示，第二凹槽的侧壁上固定连接有一弹片9，且弹片9与第二凹槽的侧壁形成夹角。第二凹槽的侧壁上固定连接有一弹片9，通过弹片9与样品底座7及样品台6之间的摩擦力作用，可以使样品底座7较为稳定的放置在支撑台5上。
综上所述，本发明的聚焦离子束显微镜机台将电镜镜头1与支撑台5之间的距离进行了扩大，并且样品底座7上设置了第一凹槽，第一凹槽的横截面为倒梯形或者矩形，则样品可以斜靠在第一凹槽的侧壁上，或者使样品垂直于样品底座7放置，因此，可以用于扫描电子显微镜的观测。
并且，样品底座7的尺寸均比现有的样品底座的尺寸大，可以一次承载更多的样品进行观测，还对交换仓3的开孔进行了改造，使其横截面由原来的圆形变为了矩形，可以保证样品底座7上承载更多的样品。
因此，本发明的聚焦离子束显微镜机台可以真正兼具扫描电子显微镜机台的功能，以提高设备合理利用率，为扫描电子显微镜机台分担数据量测任务。并且，可以直接对样品进行观测，不需要通过在样品上刮擦碎屑用于分析，因此，不会有样品成分污染及取样困难的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，包括：电镜镜头(1)、腔室(2)以及交换仓(3)；
所述腔室(2)的底部设置有观测台(4)，在所述观测台(4)上固定连接有支撑台(5)，所述电镜镜头(1)垂直贯穿所述腔室(2)的顶部，且正对所述支撑台(5)；
所述交换仓(3)贯穿所述腔室(2)的侧壁且固定在所述交换仓(3)上，所述交换仓(3)设置有开孔(10)，且所述开孔(10)正对所述支撑台(5)；
所述交换仓(3)中设置有样品台(6)、样品底座(7)以及操纵杆(8)，所述操纵杆(8)与所述样品台(6)之间卡扣连接，所述样品底座(7)与所述样品台(6)之间固定连接；
所述样品底座(7)上设置有第一凹槽，且所述第一凹槽的横截面为倒梯形或者矩形；
当所述第一凹槽的横截面为倒梯形时，所述第一凹槽的侧边与上底边之间的夹角范围为35～90度。
2.根据权利要求1所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述支撑台(5)与所述电镜镜头(1)之间的距离为17～27毫米。
3.根据权利要求1所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述开孔(10)的横截面为矩形。
4.根据权利要求1所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述样品底座(7)为圆盘状，且所述样品底座(7)的底面直径范围为50～55毫米。
5.根据权利要求1所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述样品底座(7)通过螺丝与所述样品台(6)固定连接。
6.根据权利要求1所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述第一凹槽的底部宽度范围为10～35毫米。
7.根据权利要求3所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述开孔(10)的横截面的长度范围为55～65毫米，宽度范围为31～41毫米。
8.根据权利要求4所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述支撑台(5)上设置有第二凹槽，所述第二凹槽与所述样品台(6)正对，且所述第二凹槽的宽度不小于所述样品底座(7)的底面直径。
9.根据权利要求8所述的聚焦离子束显微镜机台，其特征在于，所述第二凹槽的侧壁上固定连接有一弹片(9)，且所述弹片(9)与所述第二凹槽的侧壁形成夹角。
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