CN107991512A - 基于原子力显微镜的检测平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于原子力显微镜的检测平台，该检测平台包括基台和腔体单元，基台用于放置待测样品，腔体单元包括环形壁，环形壁用于压设待测样品以使得待测样品压置定位于基台。通过上述方式，本发明不仅能够提高检测平台的通用性，也可以提高检测结果的准确度。

Description

基于原子力显微镜的检测平台

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，特别是涉及一种基于原子力显微镜的检测平台。

背景技术

在显示面板的制造过程中，每一制造程序对产品的性能均有着至关重要的影响。因此，监控每一制造程序中产品的质量是非常重要的。

原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。原子力显微镜通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的探针接近样品，这时探针将与样品相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。

一般情况下，原子力显微镜的检测平台包括基台、样品固定支架以及定位销，待测样品的尺寸大于基台的入光孔的尺寸且小于定位销的尺寸，在待测样品置于基台，利用固定支架固定待测样品后，可用原子力显微镜进行检测。但是，在测试过程中，由于受到定位销和样品固定支架的限制，样品的大小一般为2cm×2cm的矩形，使原子力显微镜不能够检测尺寸较小或者较大的待测样品，导致检测平台的通用性较差；进一步地，由于将待测样品置于基台后，直接利用原子力显微镜检测，待测样品容易受到空气中的水分和气流的影响，进而使检测结果不准确。

发明内容

本发明主要是提供一种基于原子力显微镜的检测平台，旨在解决受限于待测样品的尺寸而导致检测平台的通用性较差以及样品受到空气中水分和气流的影响而导致检测结果不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于原子力显微镜的检测平台，该检测平台包括：基台，基台用于放置待测样品；腔体单元，腔体单元包括环形壁，环形壁用于压设待测样品以使得待测样品压置定位于基台。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的检测平台包括基台和腔体单元，基台用于放置待测样品，腔体单元包括环形壁，环形壁用于压设待测样品以使得待测样品压置定位于基台。通过环形壁压设待测样品以使得待测样品压置定位于基台，可以使检测平台检测尺寸较大或较小的待测样品，提高了检测平台的通用性；进一步地，由于环形壁的设置，可以使环形壁内部的待测样品不受外部气流的影响，提高了检测结果的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图，其中：

图1是本发明第一实施例检测平台的结构示意图；

图2是本发明第二实施例检测平台的结构示意图；

图3是本发明第三实施例检测平台的结构示意图；

图4是本发明第四实施例检测平台的结构示意图；

图5是本发明第五实施例检测平台的结构示意图；

图6a-6c是本发明第五实施例中检测平台在A-A处的截面示意图；

图7a-7c是本发明第五实施例中检测平台在B-B处的截面示意图；

图8是本发明第六实施例检测平台的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例检测平台的结构示意图。

本实施例的检测平台10包括基台11和腔体单元12。

基台11设有入光孔111，待测样品100盖设于入光孔111，以使得在基台11远离待测样品100一侧的入射光通过入光孔111照射待测样品100。

可选地，待测样品100的形状可以为正方形，在其它实施例中，待测样品100的形状可以为其它多边形或者圆形。

应理解，本发明不对待测样品100的尺寸进行限定，用户可根据实际情况选择合适的尺寸。例如，在待测样品100为正方形时，正方形的边长可以为8-30mm之间的任一长度，例如，正方形的边长可以为8mm、20mm或者30mm。

可选地，基台11的形状和尺寸也可以有多种选择，用户可根据实际情况进行确定，本发明对此不作限定。例如，在一种实施例中，基台11的形状可以为圆形，该圆形的直径可以为50mm。

入光孔111可以设置在基台11的中心。

可选地，入光孔111的形状可以为圆形。

可选地，入光孔111的直径可以为2～5mm。例如，入光孔111的直径可以为2mm、3mm或者5mm。

通过将待测样品100盖设于入光孔111，使得在基台11远离待测样品100一侧的入射光通过入光孔111照射待测样品100，便于用户观察能够被光照射到的待测样品100。

腔体单元12包括环形壁121，环形壁121用于压设待测样品100以使得待测样品100压置定位于基台11。

可以理解的，环形壁121在压设于待测样品100时，能够完全压置待测样品100，也即环形壁121靠近待测样品100一端的内侧壁在待测样品100上的投影完全落入待测样品100上。

可选地，环形壁围设于入光孔。

进一步的，在环形壁121压置定位待测样品100后，原子力显微镜的扫描头从环形壁121远离基台11的一侧伸入到环形壁121的内部对待测样品100进行检测。

可选地，环形壁121从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积可保持不变、逐渐减小或逐渐增大。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例检测平台10的结构示意图。在本实施例中，环形壁121从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积保持不变。

请参阅图2，图2是本发明第二实施例检测平台10的结构示意图。在本实施例中，环形壁121从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积逐渐减小。

请参阅图3，图3是本发明第三实施例检测平台10的结构示意图。在本实施例中，环形壁121从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积逐渐增大。

在实际应用中，不同实施例中的环形壁121能够适用不同尺寸的待测样品100，比如当待测样品100的尺寸较小时，例如待测样品100的尺寸小于扫描头的尺寸时，为了同时满足环形壁121远离基台11的一端能够使得扫描头伸入环形壁121的内部以及环形壁121靠近基台11的一端能够完全压置待测样品100，则可以使用如图2所示的截面面积逐渐减小的环形壁121；同理，当待测样品100的尺寸为其它尺寸时，可相应的使用如图1或如图3所示的截面面积保持不变或逐渐增大的环形壁121。

可选地，在一实施例中，环形壁121的横截面的形状可以为圆形。在其它实施例中，环形壁121的横截面的形状可以为多边形、椭圆形或其它形状，用户可以根据实际情况选择，此处不作限制。

请参阅图4，图4是本发明第四实施例检测平台的结构示意图。在本实施例中，环形壁121还可以设有进气口1211，进气口1211用于向环形壁121内输入气体，以使得环形壁121内呈相应的气体氛围。

可选地，向环形壁121内输入的气体可以为反应气体，比如氧气，也可以是干燥气体，比如氮气。

进一步的，环形壁121还可以设有出气口1212，以使得干燥气体干燥完成后或者反应气体反应完成后从出气口1212排出。

比如，在待测样品100的检测过程中，空气中微小的气流或者空气中的水蒸气均可能对检测结果产生影响。因此，为了避免气流或水蒸气等外界因素对检测结果产生影响，可以通过进气口1211向环形壁121内输入干燥气体，通过出气口1212排出干燥气体干燥完成后的气体，使待测样品100处于干燥气体的环境中，从而避免了空气中的气流或水蒸气对检测结果产生影响。进一步地，有些待测样品100在检测之前，需要和反应气体发生反应后，才可以进行检测，因此，可以通过进气口1211向环形壁121内输入反应气体，通过出气口1212排出反应气体反应完成后的气体，使待测样品100和反应气体反应，进而可以对正在与反应气体反应的待测样品100或者与反应气体反应完成后的待测样品100进行检测。

可选地，进气口1211和出气口1212可以相对设置在环形壁121上。

请继续参阅图4，在其它实施例中，腔体单元12还可以包括顶壁122，顶壁122在环形壁121远离基台11的一端与环形壁121连接，顶壁122设有通孔1221，原子力显微镜的扫描头通过该通孔1221对待测样品100进行检测。

可选的，设置于环形壁121的进气口1211及出气孔1212也可以设置于顶壁122，两者原理相同，在此不再赘述。

参阅图5，图5是本发明第五实施例检测平台的结构示意图。在本实施例中，检测平台20包括基台11及腔体单元21。

基台11设有入光孔111，待测样品100盖设于入光孔111，以使得在基台11远离待测样品100一侧的入射光通过入光孔111照射待测样品100。

其中，待测样品100、基台11以及入光孔111的具体描述请参阅本发明的第一实施例，此处不再赘述。

腔体单元21包括环形壁211，环形壁121包括第一环形子壁2111及第二环形子壁2112，第二环形子壁2112至少部分伸入第一环形子壁2111内。

可选地，第二环形子壁2112可以围设于入光孔111。

具体而言，入光孔111可以完全落入在第二环形子壁2112靠近待测样品100的一端在基台11上的投影内。

在一实施例中，第一环形子壁2111或者第二环形子壁2112从远离基台11的一端至基台11的方向上的横截面积可以有多种选择，例如：

请参阅图6a-6c，图6a-6c是本发明第五实施例中检测平台在A-A处的截面示意图。

请参阅图6a，在本实施例中，第一环形子壁2111从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积不变；第二环形子壁2112从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积逐渐变小。

请参阅图6b，在本实施例中，第一环形子壁2111从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积逐渐增大；第二环形子壁2112从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积不变。

请参阅图6c，在本实施例中，第一环形子壁2111从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积逐渐增大；第二环形子壁2112从远离基台11的一端至基台11的方向上，截面面积逐渐减小。

可以理解的是，在其它实施例中，第一环形子壁2111和第二环形子壁2112的A-A的截面也可以是其它情况的组合，用户可根据上述情况进行适当的变形，此处不作限制。

在一实施例中，第一环形子壁2111或者第二环形子壁2112的横截面均可以为圆形，在其它实施例中，第一环形子壁2111或者第二环形子壁2112的横截面可以是多边形、椭圆形等，例如：

请参阅图7a-7c，图7a-7c是本发明第一环形子壁2111和第二环形子壁2112在B-B处的截面示意图。

请参阅图7a，在一实施例中，第一环形子壁2111和第二环形子壁2112的横截面均为圆形，且第二环形子壁2112位于第一环形子壁2111的中心。

请参阅图7b，在另一实施例中，第一环形子壁2111的横截面为正方形，第二环形子壁2112的横截面为圆形，且第二环形子壁2112位于第一环形子壁2111的中心。

请参阅图7c，在又一实施例中，第一环形子壁2111的横截面为圆形，第二环形子壁2112的横截面为正方形，且第二环形子壁2112位于第一环形子壁2111的中心。

可以理解的是，在其它实施例中，第一环形子壁2111和第二环形子壁2112在B-B处的截面也可以是其它形状的组合，用户可根据实际情况进行选择，此处不作限制。

在本实施例中，第一环形子壁2111用于在待测样品100的尺寸大于或等于预设尺寸时压置待测样品100。

具体而言，预设尺寸可以为第一环形子壁2111能够完全压置待测样品100的尺寸。

也就是说，第一环形子壁2111的内侧壁靠近待测样品100的一端在待测样品100上的投影完全落入待测样品100上。例如，第一环形子壁2111的横截面为圆形，第一环形子壁2111的内侧壁靠近待测样品100的一端的直径为A，待测样品100的形状为正方形，且待测样品100的边长为B，在A小于或者等于B时，第一环形子壁2111压置待测样品100。

第二环形子壁2112至少部分位于第一环形子壁2111内。

具体而言，在第二环形子壁2112垂直于基台11方向上的尺寸大于第一环形子壁2111垂直于基台11方向上的尺寸时，第二环形子壁2112部分位于第一环形子壁2111内；在第二环形子壁2112在垂直于基台11方向上的尺寸等于第一环形子壁2111在垂直于基台11方向上的尺寸时，第二环形子壁2112全部位于第一环形子壁2111内。

第二环形子壁2112用于在待测样品100的尺寸小于预设尺寸时压置待测样品100。

也就是说，第二环形子壁2112的内侧壁靠近待测样品100的一端在待测样品100上的投影完全落入待测样品100上，而第一环形子壁2111的内侧壁靠近样品的一端在待测样品100上的投影没有落入或者部分落入待测样品100上。例如，第一环形子壁2111和第二环形子壁2112的横截面均为圆形，第一环形子壁2111的内侧壁靠近待测样品100的一端在待测样品100上的投影的直径为A，第二环形子壁2112的内侧壁靠近待测样品100的一端在待测样品100上的投影的直径为C，待测样品100的形状为正方形，且待测样品100的边长为B，在B大于或者等于C且B小于A时，第二环形子壁2112压置待测样品100。

通过上述方式，能够在待测样品100的尺寸大于或者等于预设尺寸时，第一环形子壁2111压设该待测样品100，在待测样品100的尺寸小于预设尺寸时，第二环形子壁2112压设该待测样品100，环形壁211不仅能够压置尺寸较大的待测样品100，还能够压置尺寸较小的待测样品100，且用户不需要根据待测样品100的不同尺寸选取不同类型的环形壁211，进而进一步提高了检测平台10的通用性。

可选地，第一环形子壁2111可以设有进气口2113，进气口2113用于向第一环形子壁2111内输入气体，以使得第一环形子壁2111内呈相应的气体氛围。

可选地，向第一环形子壁2111内输入的气体可以为反应气体，比如氧气，也可以是干燥气体，比如氮气。

可选地，第一环形子壁2111还可以设有出气口2114，以使得干燥气体干燥完成后或者反应气体反应完成后从出气口2114排出。

可选地，进气口2113和出气口2114可以相对设置在第一环形子壁2111上。

请参阅图8，图8是本发明第六实施例检测平台的结构示意图。

在本实施例中，腔体单元进一步可以包括顶壁212，顶壁212在第一环形子壁2111远离基台11的一端与第一环形子壁2111连接，顶壁212设有通孔1222，第二环形子壁2112通过通孔至少部分伸入第一环形子壁2111内，且原子力显微镜的扫描头通过该通孔1222对待测样品100进行检测。

可选地，第二环形子壁2112可以与顶壁212活动连接。

可选的，设置于第二环形子壁2112的进气口2113及出气孔2114也可以设置于顶壁212，两者原理相同，在此不再赘述。

区别于现有技术的情况，本发明的检测平台包括基台和腔体单元，基台用于放置待测样品，腔体单元包括环形壁，环形壁用于压设待测样品以使得待测样品压置定位于基台。通过环形壁压设待测样品以使得待测样品压置定位于基台，可以使检测平台检测尺寸较大或较小的待测样品，提高了检测平台的通用性；进一步地，由于环形壁的设置，可以使环形壁内部的待测样品不受外部气流的影响，提高了检测结果的准确度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于原子力显微镜的检测平台，其特征在于，所述检测平台包括：基台，所述基台用于放置待测样品；

腔体单元，所述腔体单元包括环形壁，所述环形壁用于压设所述待测样品以使得所述待测样品压置定位于所述基台。

2.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述基台设有入光孔，所述待测样品盖设于所述入光孔，以使得在所述基台远离所述待测样品一侧的入射光通过所述入光孔照射所述待测样品。

3.根据权利要求2所述的测试平台，其特征在于，所述环形壁包括第一环形子壁及第二环形子壁，所述第一环形子壁用于在所述待测样品的尺寸大于或等于预设尺寸时压置所述待测样品，所述第二环形子壁至少部分位于所述第一环形子壁内，以在所述待测样品的尺寸小于所述预设尺寸时，压置所述待测样品。

4.根据权利要求3所述的测试平台，其特征在于，所述第二环形子壁从远离所述基台的一端至所述基台的方向上，截面面积逐渐变小。

5.根据权利要求3或4所述的测试平台，其特征在于，所述第二环形子壁围设于所述入光孔。

6.根据权利要求5所述的测试平台，其特征在于，所述入光孔的直径为2～5mm。

7.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述环形壁设有进气口，所述进气口用于向所述环形壁内输入气体，以使得所述环形壁内呈相应的氛围。

8.根据权利要求7所述的测试平台，其特征在于，所述相应气体为干燥气体，所述环形壁进一步设有出气口，以使得所述干燥气体干燥完成后从所述出气口排出。

9.根据权利要求3所述的测试平台，其特征在于，所述腔体单元进一步包括顶壁，所述顶壁在所述第一环形子壁远离所述基台的一端与所述第一环形子壁连接，所述顶壁设有通孔，所述第二环形子壁通过所述通孔至少部分伸入所述第一环形子壁内。

10.根据权利要求9所述的测试平台，其特征在于，所述第二环形子壁与所述顶壁活动连接。