TWI770635B - 具有複合材料的取樣裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具有複合材料的取樣裝置，其包含：軟性殼體，其具有容置空間並設有第一開口及第二開口，且軟性殼體包含軟性材料；取樣單元，其裝載於軟性殼體的容置空間內，且取樣單元的至少一部份露出於第一開口，取樣單元包含黏性材料及吸附性材料之至少其中之一；以及承載單元，其與取樣單元接觸，並設置於軟性殼體的第二開口處，承載單元包含導電材料。

Description

具有複合材料的取樣裝置

本發明是有關於一種取樣裝置，特別是有關於一種具有軟性材料、黏性材料/吸附性材料及導電材料等複合材料的取樣裝置。

隨著科學技術的演進，電子顯微鏡已為廣泛使用的檢測工具，不論是針對基材結構、封裝結構、印刷電路板等之半導體及微電子領域；漿料成分分析、化學機械研磨或陶瓷結構分析等材料化工領域；抑或是各式纖維或金屬結構分析的工業製造及精密加工領域，都是電子顯微鏡可應用的範疇。

而在上述技術領域所進行的檢測分析中，常涉及對於精密零件的取樣，一般常見使用金屬結合碳膠帶的取樣裝置，透過碳膠帶黏取樣品後再送至電子顯微鏡進行分析。舉例而言，如圖1中所示的取樣裝置1，其包含碳膠帶11、以及設置於碳膠帶11下的金屬底座12。然而，在取樣的過程中，金屬底座12常會造成精密零件的刮傷，且碳膠帶11亦有可能黏附於待測品上而與取樣裝置分離，進而影響取樣流程。因此，需要一種可避免待測品損壞且不易在取樣過程中解構的取樣裝置以提供更好的取樣效率。

在此提供一種取樣裝置，其具有軟性材料、黏性材料/吸附性材料及導電材料等複合材料，其可避免取樣過程中造成待測物的損害，且取樣單元不易在取樣過程中脫落。

本發明之目的在於提供一種具有複合材料的取樣裝置，其包含：軟性殼體，其具有容置空間並設有第一開口及第二開口，且軟性殼體包含軟性材料；取樣單元，其裝載於軟性殼體的容置空間內，且取樣單元的至少一部份露出於第一開口；以及承載單元，其與取樣單元接觸，並設置於軟性殼體的第二開口處，承載單元包含導電材料。

較佳地，取樣單元可包含黏性材料及吸附性材料的至少其中之一。

較佳地，承載單元可裝載於軟性殼體的容置空間內，且延伸至於該軟性殼體的第二開口並露出。

較佳地，承載單元可設置於取樣單元下及軟性殼體的容置空間外。

較佳地，取樣單元可具有容置槽，且承載單元之至少一部份可延伸設置於取樣單元的容置槽中。

較佳地，取樣單元可具有容置孔，承載單元之至少一部份設置於取樣單元的容置孔並延伸設置於軟性殼體的容置空間內。

較佳地，第一開口可設置於軟性殼體的側壁上以露出取樣單元的至少一部份。

較佳地，第一開口可包含複數個開口，且取樣單元的複數個部分可於複數個開口露出。

較佳地，承載單元可更包含連接組件以與外部元件連接，連接組件包含鎖固元件或卡合元件。

較佳地，外部元件可包含取樣棒或取樣保存盒。

本發明之另一目的在於提供一種具有複合材料的取樣裝置，其包含：取樣單元，其包含第一表面及與第一表面相對之第二表面，取樣單元包含黏性材料及吸附性材料之至少其中之一；以及承載單元，其包含頂部及與頂部相對之底部，取樣單元之第二表面接觸承載單元的頂部並固設於承載單元上，承載單元包含導電材料。其中，取樣單元之第二表面及承載單元之頂部之至少其中之一具有粗糙面。

較佳地，粗糙面可包含圖樣，圖樣可包含凹部圖樣、凸部圖樣、或其組合。

較佳地，取樣裝置可更包含軟性殼體，其具有容置空間並設有第一開口及第二開口，且軟性殼體包含軟性材料。取樣單元可裝載於軟性殼體之容置空間內，且露出第一表面於第一開口。其中，承載單元可設置於軟性殼體之第二開口處而與取樣單元接觸。

較佳地，粗糙面可具有＞ 0.025 um之Ra值。

下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

本發明之取樣裝置藉由軟性殼體及取樣單元共同構成的取樣探頭與待測品接觸，該取樣探頭再固定設置於承載單元上。其中，取樣單元是以露出至少一部份的方式設置於軟性殼體的容置空間中，詳細來說，取樣單元可依需求而以包埋/卡合/鎖合/黏合等不同形式設置於軟性殼體的容置空間中，以共同作為取樣探頭之用途。在取樣的過程中，取樣單元露出於軟性殼體的部分會與其周圍的軟性殼體共同接觸待測品，因軟性殼體的材料是選自硬度小於待測物的材料，因此可避免造成待測品表面的刮傷，且取樣單元是固設於軟性殼體的容置空間中，故而在黏取時可減少取樣探頭解構的機會。以下，將搭配圖式更詳細說明本發明之取樣裝置。

圖2為本發明的具有複合材料之取樣裝置的剖面側視圖。如圖2所示，本發明之取樣裝置100包含軟性殼體10、取樣單元20及承載單元30。其中，軟性殼體10具有容置空間103並設有第一開口101及第二開口102，且軟性殼體可包含軟性材料。取樣單元20可裝載於軟性殼體10的容置空間103內，取樣單元20的至少一部份可露出於第一開口101。承載單元30可以與取樣單元20接觸的方式設置於軟性殼體10的第二開口102處，且承載單元可包含導電材料，導電材料可包含金屬、碳材或混和導電添加物的高分子材料等。

此外，圖2中所繪示的取樣單元20是以與軟性殼體10齊平的方式於第一開口101中露出，然而本發明並不限於此，取樣單元20亦可以凸出的方式由第一開口101中露出。另，第一開口101的形式及數量並不限於圖2所繪示，其可依需求而有所調整，此將於後文中詳細說明。

在圖2所示的實施例中，承載單元30是設置於取樣單元20下及軟性殼體10的容置空間103外。然而，本發明並不以此為限制，在本發明之一實施例之取樣裝置200中，承載單元30亦可裝載於軟性殼體10的容置空間103內，且延伸至軟性殼體10的第二開口102處露出，如圖3所示。此外，取樣單元20可更包含容置槽201，承載單元30的至少一部份可延伸設置於取樣單元的容置槽201中。

本發明之取樣裝置包含複合材料所組成的不同構件，透過軟性殼體、取樣單元及承載單元的構型變化可使得各組件相鄰界面的接觸面積增加，因而使該些構件更加穩固地結合，以達到在取樣過程中取樣裝置不易解構之目的。以下，將搭配圖式說明本發明之其他配置的實施例。

在本發明之另一實施例的取樣裝置300中，取樣單元20可更包含容置孔202，承載單元30的至少一部份可延伸設置於取樣單元20的容置孔202內並延伸設置於軟性殼體10的容置空間103內，如圖4所示。在本實施例中，第一開口101可依需求而調整其形式及數量，舉例而言，在上述實施例中，第一開口101是設置於軟性殼體10的頂部，然而，第一開口亦可設置於軟性殼體的側壁上。請參考圖5及圖6，其為根據本發明一實施例之取樣裝置的立體式圖以及立體剖面示意圖，在此實施例中，第一開口101可設置於軟性殼體10的側壁上並貫穿整個軟性殼體10，因而使取樣單元20連續地露出。而根據本發明之另一實施例，請參考圖7及圖8，其為根據本發明另一實施例之取樣裝置的立體式圖以及立體剖面示意圖，第一開口設置於軟性殼體10的側壁上並包含複數個開口111，以使取樣單元20不連續地露出，意即，取樣單元20的複數個部分於多個開口111露出。

當使用本發明之取樣裝置進行取樣時，由於取樣單元由軟性殼體所裝載，因此可避免刮傷待測品。須說明的是，本發明所請的取樣裝置可用於檢測多種材質的待測物，舉例而言，待測物的材質可包含金屬、陶瓷、石英、玻璃、半導體、氮化物、氧化物、高分子材料、橡膠、矽膠、石墨或塑膠，而軟性殼體的材料可選自硬度小於該些待測物的材料，例如：工程塑膠(peek)、鐵氟龍、泡棉、纖維、高分子材料、橡膠、矽膠、石墨或塑膠。

取樣單元可包含黏性材料或具吸附性之材料，例如：碳膠、銅膠、鐵氟龍、泡棉、纖維、高分子材料、橡膠、矽膠、石墨或塑膠，藉以從待檢測品中以黏取、靜電吸附/孔洞吸附的方式進行待測樣品的取樣。舉例而言，可於半導體製程的各產線機台上進行取樣，黏取機台上的殘留物以送至電子顯微鏡進行分析，判斷是否有汙染、清潔不周、生產材料比例失調或機台老化等狀況。再舉例而言，可透過異性電荷相互吸引而以靜電吸附的方式進行取樣；或者，可透過多孔材料表面或孔洞內部的活性位置對待測樣品產生親和力的方式，使待測樣品被吸附在多孔材料上進行取樣。

在上述取樣的過程當中，取樣裝置會直接接觸精密機台或產線零件，而本發明之取樣裝置因使用軟性殼體、取樣單元、以及具導電性的承載單元等複合材料的組合，可避免對精密的零件產生刮傷等損害。另外一方面，取樣單元是設置於軟性殼體的容置空間中，因此在取樣過程中不易脫落。而本發明之取樣裝置更包含具導電性的承載單元，可在取樣完成後直接將整個取樣裝置移至電子顯微鏡進行分析。

為了達到避免取樣單元在取樣過程中脫落之目的，根據本發明另一實施例，如圖9所示，取樣裝置400可包含取樣單元40以及承載單元60，取樣單元40包含軟性材料，利用摻雜(implantation)等適當的方式於適當位置形成黏性材料50以用於取樣，而承載單元60包含導電材料。又，根據本發明在一實施例，取樣裝置可包含取樣單元，取樣單元包含軟性材料，且其上摻雜(implantation)黏性導電材料以用於取樣(圖未示)。

另，為了達到避免取樣單元在取樣過程中脫落之目的，根據本發明之又一實施例，如圖10所示，取樣裝置500可包含取樣單元70及承載單元80。取樣單元70可包含第一表面701及與第一表面相對之第二表面702，且取樣單元70可包含黏性材料及吸附性材料的至少其中之一。舉例而言，可使用黏性材組成或構成取樣單元並定義第一表面及與第一表面相對之第二表面。承載單元80可包含頂部801及與該頂部801相對之底部802，且承載單元80可包含導電材料。其中，取樣單元70之第二表面702接觸承載單元80的頂部801並固設於承載單元80上，且取樣單元70的第二表面702及承載單元80的頂部801的至少其中之一具有粗糙面。

承上所述，第二表面702及頂部801的至少其一可為粗糙面，本發明並不予以限制，其可包含：僅第二表面702為粗糙面、僅頂部801為粗糙面、或第二表面702及頂部801皆為粗糙面。於此，「粗糙面」指的是該表面包含高度、深度、間隔相同或不相同的多個凹狀圖樣、凸狀圖樣或其組合，以使該表面為具有表面粗糙度。在一實施例中，粗糙面具有＞ 0.025 um之Ra值。

於此，將以僅有頂部801為粗糙面為例，輔以圖式說明粗糙面所包含的圖樣，請參考圖11至圖19，其為根據本發明之不同實施例之承載單元80的立體側視圖。粗糙面所包含之圖樣90可為不規則形狀(如圖11所示)、長形溝槽形狀(如圖12所示)、方格形狀(如圖13所示)、環狀(如圖14所示)、環形放射狀(如圖15所示)、環形凹孔狀(如圖16所示)、環形凸孔狀(如圖17所示)、陣列凹孔狀(如圖18所示)、或陣列凸孔狀(如圖19所示)。然而，本發明並不限於此，可包含任何可使該表面具有表面粗糙度之圖樣。

請參考回圖10，取樣單元70之第二表面702接觸承載單元80的頂部801並固設於承載單元80上，在本實施例中，頂部801為具有表面粗糙度的粗糙面，取樣單元70可陷入粗糙面中的凹狀部分，而可大幅增加頂部801與取樣單元70之第二表面702之間的接觸面積，進而達到避免黏性取樣單元在取樣過程中脫落之目的。

舉例而言，當使用碳膠作為取樣單元的材料時，取樣單元70可貼附於承載單元80頂部801之粗糙面上。在本實施例中，請參考圖20，其為取樣單元貼附於承載單元上之局部放大側視圖。其中，作為取樣單元材料的碳膠柔軟且具有良好的可塑性，因此可充填於粗糙面上的凹狀部分，相較於貼附於平面上，粗糙面上具有凹狀或凸狀圖樣，可增加更多的接觸面積，進而影響相互接觸之兩種材料的摩擦力及填著力，故可提升取樣單元及承載單元之間的接合力。藉由這樣的配置，使取樣單元及承載單元之間的結合力大於取樣單元與待測樣品之間的接合力，因而可達到避免取樣單元在取樣過程中脫落之目的。

在此須說明的是，圖20中是例示性的將頂部801上的粗糙面繪示為矩形凹部及矩形凸部，然本發明並不限於此，其可依需求而為高度、深度、間隔相同或不相同的凹狀或凸狀圖樣，該凹狀或凸狀圖樣可為矩形、弧形、不規則形狀或任意型狀。此外，圖20中示例示性的繪示取樣單元70完全地貼附於頂部801的粗糙面上，也就是與粗糙面「共型」，然本發明並不限於此，可依需求而調整取樣單元所選用的材料或份量，進而使取樣單元完全地貼附或部分地貼附於粗糙面上。

此外，本發明更提供另一實施例之取樣裝置600，如圖21所示，其包含與取樣裝置500相同之取樣單元70及承載單元80，更包含軟性殼體10。其中，取樣單元70裝載於軟性殼體10的容置空間內，且露出第一表面於軟性殼體10的第一開口。而承載單元80視設置於軟性殼體10的第二開口處而與取樣單元接觸。於此，軟性殼體10的元件及配置與圖2及圖3之實施例相同，故而在此不另外贅述。

在本發明之另一實施例中，承載單元30更可包含連接組件301以與外部元件連接，請參考回圖2，其中連接組件301可包含鎖固元件或卡合元件，而外部元件可包含取樣棒、取樣保存盒或依需求而可包含其他外部元件(圖未示)。須說明的是，本實施例僅例示性地繪示連接組件於圖2，並非代表限制性，在其他本發明所涵蓋之實施例中亦可包含連接組件，合先敘明。

承上述，本發明提供一種使用複合材料組合的取樣裝置，其包含具有軟性材質的材料作為殼體，因此在取樣時可避免造成待測品的傷害，且具有黏性的取樣單元是以露出一部分的方式裝載於軟性殼體內，亦可防止黏性材料在取樣過程中的脫落造成取樣裝置的解構。此外，承載單元具有導電材料可方便在取樣結束後直接將取樣裝置移至電子顯微鏡進行觀測分析，藉以提升檢測效率。此外，本發明更提供一種取樣裝置，其中取樣單元之第二表面及承載單元之頂部的至少其中之一具有粗糙面，透過提升表面粗糙度的方式增加接觸面積，進而達到避免取樣單元在取樣過程中脫落之目的。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10:軟性殼體 11:碳膠帶 12:金屬底座 20、70:取樣單元 30、60、80:承載單元 40:軟性取樣單元 50:黏性材料 90:圖樣 1、100、200、300、400、500、600:取樣裝置 101:第一開口 102:第二開口 103:容置空間 111:開口 201:容置槽 202:容置孔 301:連接組件 701:第一表面 702:第二表面 801:頂部 802:底部

圖1為先前技術之取樣裝置的剖面側視圖。 圖2為根據本發明一實施例之取樣裝置的剖面側視圖。 圖3為根據本發明另一實施例之取樣裝置的剖面側視圖。 圖4為根據本發明又一實施例之取樣裝置的剖面側視圖。 圖5為根據本發明再一實施例之取樣裝置的立體視圖。 圖6為圖5所示之取樣裝置沿著I-I切線擷取之立體剖面示意圖。 圖7為根據本發明再一實施例之取樣裝置的立體視圖。 圖8為圖7所示之取樣裝置沿著II-II切線擷取之立體剖面示意圖。 圖9為根據本發明另一實施例之取樣裝置的剖面示意圖。 圖10為根據本發明又一實施例之取樣裝置的剖面示意圖。 圖11至圖19為根據本發明多個實施例之承載單元的立體側視圖。 圖20為根據本發明一實施例之取樣單元貼附於承載單元上的局部放大側視圖。 圖21為根據本發明再一實施例之取樣裝置的剖面示意圖。

10:軟性殼體

20:取樣單元

30:承載單元

100:取樣裝置

101:第一開口

102:第二開口

103:容置空間

301:連接組件

Claims (10)

1. 一種具有複合材料的取樣裝置，包含：一軟性殼體，具有一容置空間並設有一第一開口及一第二開口，且該軟性殼體包含一軟性材料；一取樣單元，裝載於該軟性殼體的該容置空間內，且其至少一部份露出於該第一開口，；以及一承載單元，其與該取樣單元接觸，並設置於該軟性殼體的該第二開口處，該承載單元包含一導電材料。
2. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該取樣單元包含一黏性材料及一吸附性材料之至少其中之一。
3. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該承載單元裝載於該軟性殼體的該容置空間內，且延伸至於該軟性殼體的該第二開口並露出。
4. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該承載單元設置於該取樣單元下及該軟性殼體的該容置空間外。
5. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該取樣單元具有一容置槽，且該承載單元之至少一部份延伸設置於該取樣單元的該容置槽中。
6. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該取樣單元具有一容置孔，該承載單元之至少一部份設置於該取樣單元的該容置孔並延伸設置於該軟性殼體的該容置空間內。
7. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該第一開口設置於該軟性殼體的一側壁上以露出該取樣單元的至少一部份。
8. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該第一開口包含複數個開口，該取樣單元的複數個部分於該複數個開口露出。
9. 如請求項1所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該承載單元更包含一連接組件以與一外部元件連接，該連接組件包含一鎖固元件或一卡合元件。
10. 如請求項9所述之具有複合材料的取樣裝置，其中該外部元件包含一取樣棒或一取樣保存盒。

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