TWI798731B

TWI798731B - 承載系統

Info

Publication number: TWI798731B
Application number: TW110123566A
Authority: TW
Inventors: 廖學鉦
Original assignee: 華邦電子股份有限公司
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2023-04-11
Also published as: US20220413006A1; TW202300919A; US11635446B2

Abstract

一種用於一掃描探針顯微鏡之承載系統，包括：一載台、以及一固定器。載台包括：一載台頂面、以及一載台側壁。載台頂面配置以承載一樣本。載台側壁從載台頂面延伸。固定器包括：一固定器固定部、以及一固定器連接部。固定器固定部配置以固定載台頂面上之樣本。固定器連接部連接至固定器固定部，並固定到載台側壁。樣本之一待測區域顯露於固定器固定部。

Description

承載系統

本揭露係有關於一種承載系統，特別係有關於一種用於掃描探針顯微鏡（Scanning probe microscopy）（例如，原子力顯微鏡（atomic force microscopy））的承載系統。

在使用掃描探針顯微鏡（例如，原子力顯微鏡）時，需在導電、高度真空、及穩定的環境下作業。而且，待測的樣本需要固定在載台上，以讓奈米探針掃描此樣本。現行的固定方式是使用膠帶（例如，導電鋁膠帶）將樣本貼合在載台上。

然而，導電鋁膠帶中的有機物會在低壓環境中揮發，並在試片上形成積碳。因此，將使得試片導電困難。再者，由於導電鋁膠帶在高溫環境時會形成應力，因此當應力釋放時，會使試片飄移或振動。

現行的解決方法係藉由人工清潔試片上的積碳，並藉由長時間的等待來使應力釋放。此種方法相當耗時且不經濟。因此，需要有一種承載系統，來將試片固定在載台上，而且不會發生材料揮發及熱飄移的現象。

根據一些實施例，提供一種用於一掃描探針顯微鏡之承載系統，包括：一載台、以及一固定器。載台包括：一載台頂面、以及一載台側壁。載台頂面配置以承載一樣本。載台側壁從載台頂面延伸。固定器包括：一固定器固定部、以及一固定器連接部。固定器固定部配置以固定載台頂面上之樣本。固定器連接部連接至固定器固定部，並固定到載台側壁。樣本之一待測區域顯露於固定器固定部。

根據又一些實施例，提供一種用於一掃描探針顯微鏡之承載系統，包括：一載台、以及一固定器。載台包括：一載台頂面、以及一載台側壁。載台頂面具有一平台結構，配置以承載一樣本。載台側壁連接到載台頂面。固定器包括：一固定器固定部、以及一固定器連接部。固定器固定部配置以按壓載台頂面上之樣本。固定器連接部連接至固定器固定部，並固定到載台側壁。固定器與載台頂面之間具有一間隙。

請參閱第1圖，本揭露之一承載系統100係用於承載一樣本S，以供掃描探針顯微鏡（例如，原子力顯微鏡）對樣本S進行檢測。掃描探針顯微鏡可以使用奈米探針在樣本S的一待測區域SA上方掃描，進而取得待測區域SA的資訊。

請參閱第2圖，承載系統100可以包括一載台10、一支承柱20、一基座30、以及一固定器40。載台10經由支承柱20連接到基座30，而固定器40可以裝卸到載台10上。基座30則可以連接到外部或掃描探針顯微鏡的其他元件。

應注意的是，載台10及固定器40可以具有相同的材質，例如不鏽鋼、鋁、其合金等。較佳的是，承載系統100（包括載台10、支承柱20、基座30、及固定器40）整體具有相同的材質，例如不鏽鋼、鋁、其合金等。如此一來，當承載系統100經歷高溫時，載台10及固定器40因為具有相同的熱膨脹係數，彼此之間具沒有未平衡的應力。

載台10可以包括一載台頂面11、以及一載台側壁12。載台頂面11可以具有一平台結構11a，以用於承載樣本S。載台側壁12連接到載台頂面11，且載台側壁12從載台頂面11朝向基座30延伸（亦即，沿著支承柱20的延伸方向）。

固定器40可以包括一固定器固定部41、以及一固定器連接部42。固定器固定部41可以固定放置在載台頂面11上之樣本S。固定器連接部42連接至固定器固定部41，並固定到載台側壁12。具體地說，載台側壁12可以包括一載台側壁固定部121。固定器連接部42係藉由載台側壁固定部121而固定到載台側壁12。

請參閱第3圖，固定器固定部41可以按壓樣本S的邊緣部分SB，以將樣本S固定到載台頂面11上。固定器固定部41可以具有一網狀結構，以均勻地對樣本S的邊緣部分SB施加壓力。

應注意的是，固定器固定部41係直接接觸樣本S的邊緣部分SB，並對邊緣部分SB施加朝向載台頂面11的壓力，然而，固定器固定部41並未接觸或按壓樣本S的待測區域SA。也就是說，待測區域SA顯露於固定器固定部41。

如第4圖所示，由於邊緣部分SB被固定器固定部41所按壓，待測區域SA相對於載台頂面11的一第一高度H1大於邊緣部分SB相對於載台頂面11的一第二高度H2。固定器固定部41與載台頂面11之間具有一第一間隙G1。也就是說，固定器固定部41不直接接觸載台頂面11。第一間隙G1的寬度可以相同於第二高度H2。而且，待測區域SA還突出於固定器固定部41。

在本實施例中，固定器連接部42具有一螺線結構421，載台側壁固定部121具有對應的一螺紋結構121a。固定器連接部42的螺線結構421可以旋入（順時針或逆時針）到載台側壁固定部121的螺紋結構121a中，以將固定器40耦接到載台10。

如第5圖所示，在一實施例中，載台側壁固定部121具有複數個卡勾結構121b，且固定器連接部42具有對應的複數個卡勾結構422。可以藉由將載台側壁固定部121的卡勾結構121b勾住固定器連接部42的卡勾結構422，而將固定器40耦接到載台10。

如第6圖及第7圖所示，在一實施例中，載台10還可以包括複數個載台螺絲孔13，且固定器40還可以包括一固定器周邊43、以及複數個固定螺絲44。

載台螺絲孔13可以均勻地分布在載台10的周邊。固定器周邊43圍繞並連接固定器固定部41。具體地說，固定器周邊43位於固定器固定部41的外圍。固定器周邊43與載台10之間具有一第二間隙G2。第二間隙G2的寬度可以相同於第一間隙G1的寬度或第二高度H2。

固定器周邊43可以包括複數個固定器螺絲孔431。固定器螺絲孔431可以均勻地分布在固定器周邊43上並對應於載台螺絲孔13。而且，固定器螺絲孔431貫穿固定器周邊43。固定螺絲44可以插入到固定器螺絲孔431及載台螺絲孔13中。具體地說，固定螺絲44可以貫穿固定器螺絲孔431，以將固定器40耦接到載台10。

固定器螺絲孔431及載台螺絲孔13可以分別具有螺紋結構，以使固定螺絲44可以旋入或旋出。並且，可以藉由旋入或旋出固定螺絲44來調整第二高度H2、第一間隙G1、及第二間隙G2。

在一實施例中，承載系統100可以使用螺線結構421及螺紋結構121a、卡勾結構422及卡勾結構121b、及固定螺絲44及固定器螺絲孔431及載台螺絲孔13之任意組合，以使固定器40可以更穩固地固定到載台10。

總的來說，本揭露的承載系統100可以不使用膠（例如，不使用膠帶或導電鋁膠帶等）而將樣本S固定到載台10上。因此，使用本揭露的承載系統100的掃描探針顯微鏡不會有有機物揮發的問題。因此，本揭露的承載系統100可以解決樣本S上積碳的缺點，使得掃描探針顯微鏡的結果更為準確。

再者，本揭露的承載系統100還可以避免因為不同的熱膨脹係數所造成的應力不平衡。因此，本揭露的承載系統100可以解決在高溫環境中所造成的熱飄移的問題，使得掃描探針顯微鏡的結果更為穩定。

而且，由於不需要藉由人工清潔積碳以及等待膠帶（例如，導電鋁膠帶）的應力平衡，本揭露的承載系統100可以避免人為錯誤並節省操作時間，使得使用掃描探針顯微鏡檢測樣本S更為迅速及可靠。

另外，本揭露的承載系統100還可以藉由使用螺線結構421及螺紋結構121a、卡勾結構422及卡勾結構121b、及固定螺絲44及固定器螺絲孔431及載台螺絲孔13的任意組合，來快速且穩固地將固定器40固定到載台10，進而將樣本S固定在載台10上。因此，本揭露的承載系統100還具有快速安裝及卸除的優點。

應注意的是，縱使本揭露主要舉出原子力顯微鏡為掃描探針顯微鏡之示範例。然而，實際上，本揭露的承載系統100可以應用於除了原子力顯微鏡以外的掃描探針顯微鏡。具體地說，本揭露的承載系統100可以應用到使用奈米探針的任何顯微鏡，並且達到本文所描述的優點和功效。

前述概述了數個實施例的特徵，使得本領域中具有通常知識者可以更好地理解本揭露的各方面。本領域中具有通常知識者應該理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實行與本文介紹的實施例相同的目的及/或實現相同的優點。本領域中具有通常知識者還應該認識到，這樣的等效構造並未脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，他們可以進行各種改變、替換和變更。

10:載台 11:載台頂面 11a:平台結構 12:載台側壁 13:載台螺絲孔 20:支承柱 30:基座 40:固定器 41:固定器固定部 42:固定器連接部 43:固定器周邊 44:固定螺絲 100:承載系統 121:載台側壁固定部 121a:螺紋結構 121b:卡勾結構 421:螺線結構 422:卡勾結構 431:固定器螺絲孔 G1:第一間隙 G2:第二間隙 H1:第一高度 H2:第二高度 S:樣本 SA:待測區域 SB:邊緣部分

當結合附圖閱讀時，根據以下實施方式能最好地理解本揭露的各方面。應注意的是，根據業界中的標準實踐，各種特徵未必按比例繪製。實際上，為了討論的清晰性，各種特徵的尺寸可以任意地增加或減小。第1圖示出根據一些實施例之承載系統及樣本之立體圖。第2圖示出根據一些實施例之承載系統之爆炸圖。第3圖示出根據一些實施例之承載系統之上視圖。第4圖示出根據一些實施例之載台、固定器、及樣本之側視圖。第5圖示出根據一些實施例之載台、固定器、及樣本之剖視圖。第6圖示出根據一些實施例之承載系統之上視圖。第7圖示出根據一些實施例之載台、固定器、及樣本之剖視圖。

10:載台

11:載台頂面

12:載台側壁

20:支承柱

30:基座

40:固定器

41:固定器固定部

42:固定器連接部

100:承載系統

121:載台側壁固定部

Claims

一種用於一掃描探針顯微鏡之承載系統，包括：一載台，包括：一載台頂面，配置以承載一樣本；以及一載台側壁，從該載台頂面延伸；以及一固定器，包括：一固定器固定部，配置以固定該載台頂面上之該樣本；以及一固定器連接部，連接至該固定器固定部，並固定到該載台側壁，其中，該樣本之一待測區域顯露於該固定器固定部。
如請求項1之承載系統，其中該載台更包括一載台螺絲孔，且該固定器更包括：一固定器周邊，圍繞並連接該固定器固定部，且包括一固定器螺絲孔；以及一固定螺絲，插入到該載台螺絲孔及該固定器螺絲孔，以將該固定器固定到該載台。
如請求項1之承載系統，其中該固定器固定部對該樣本施加朝向該樣本之一壓力。
如請求項1之承載系統，其中該載台側壁包括一載台側壁固定部，且該固定器連接部藉由該載台側壁固定部而固定到該載台側壁。
如請求項4之承載系統，其中該固定器連接部具有一螺線結構，且該載台側壁固定部具有一螺紋結構。
如請求項4之承載系統，其中該固定器連接部及該載台側壁固定部具有一卡勾結構。
如請求項1之承載系統，其中該樣本之該待測區域突出於該固定器固定部。
如請求項1之承載系統，其中該固定器固定部具有一網狀結構。
一種用於一掃描探針顯微鏡之承載系統，包括：一載台，包括：一載台頂面，具有一平台結構，配置以承載一樣本；以及一載台側壁，連接到該載台頂面；以及一固定器，包括：一固定器固定部，配置以按壓該載台頂面上之該樣本；以及一固定器連接部，連接至該固定器固定部，並固定到該載台側壁，其中該固定器與該載台頂面之間具有一間隙。
如請求項9之承載系統，其中該樣本之一待測區域相對於該載台頂面之一第一高度大於該樣本之一邊緣部分相對於該載台頂面之一第二高度。
如請求項9之承載系統，其中該固定器固定部具有一網狀結構。
如請求項9之承載系統，其中該固定器固定部直接接觸該該樣本之一邊緣部分。
如請求項9之承載系統，其中該固定器固定部並未接觸該樣本之一待測區域。