一种扫描式基片表面检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种扫描式基片表面检测装置，利用液滴在基片表面的运动检测基片的均匀性，装置方法简单，不对基片表面造成损伤，适合于核心区域的定点检测以及常规检测。在检测的过程中，基片倾斜一定的角度，液滴在基片的表面并不主动滑落，用牵引装置牵引液滴运动。运动的过程中，经过需要检测的区域，通过液滴的形态变化判断基片表面的均匀性。

A scanning device for substrate surface detection

【技术实现步骤摘要】
一种扫描式基片表面检测装置
本技术涉及一种扫描式基片表面均匀性检测装置，利用液滴检测生物、化学等领域用基片表面的均匀性，属于生物化学领域。
技术介绍
生物化学等领域中大量利用到各种基片。本技术所述的基片主要指的是化学或者生物等领域常见的带有表面结构、表面化学修饰，或者未经化学修饰的基片。常见的基片比如载玻片、生物化学芯片、半导体工艺具有均匀阵列的片子，疏水化学修饰片子，特殊化学修饰玻璃片等。基片的表面常见的各种化学或者物理修饰都存在稳定性的问题。例如，生物芯片中点样的均匀性，半导体芯片中表面蚀刻的均匀性，化学修饰的基片的表面均匀性。基片的稳定性有多种检测方法。比如，比较大的物理缺陷可以用投影等方法检测，比较大的化学修饰缺陷的检测可以用荧光等化学修饰手段进行检测。不同的检测方法会适用于不同的情况。本技术提供一种简单的检测装置和方法，利用液滴在基片表面的运动检测基片的均匀性，方法简单，不对基片表面造成损伤，适合于核心区域的定点检测以及常规检测。
技术实现思路
本技术提供一种扫描式基片表面检测装置，包括基片固定装置，牵引装置，第一液体加液装置；其中，基片固定在基片固定装置上；所述牵引装置的头部具有加液孔；第一液体加液装置通过管路连通到牵引装置；第一液体加液装置用于通过牵引装置头部向基片表面加第一液体液滴，牵引装置用于牵引第一液体液滴的运动。根据优选的实施方式，所述牵引装置包括电机，电机运动控制装置，接触件；其中，所述接触件在电机的带动下运动，电机运动控制装置用于控制电机，接触件与液滴接触的部分具有接触头部，接触头部用于接触液滴并且带动液滴运动。本技术公开了一种简单的、动态判断基片表面均匀性的装置。通过接触角的动态变化，可以检测整个片子表面的均匀性。不同于一般的接触角测量装置，本技术所述的装置具备以下特点：(1)可以定点的检测基片表面修饰的缺陷；(2)根据摄像系统的性能，可以检测片子上很小范围的表面性能变化。例如，25*75的基片上，有一个200微米大小左右的斑点的表面均匀性同其他区域有区别，可以通过液滴的形态变化检测出来。根据摄像系统的性能以及基片和液滴相对运动的速度，可以检测约100微米左右的不均匀区域。(3)不能准确确定基片对于第一液体的接触角。但是可以定性比较。(4)液体在基片的表面呈疏水态，一般不易造成吸附，不会损伤基片。一般的生物领域中，特别是生产的过程中，基片表面的修饰均匀性是很难控制的。例如常见的气相修饰或者液体修饰，表面的均匀性会有很大的差异。通常来说，例如一个载玻片大小的基片，可能因为灰尘或者清洗的原因，会有100微米级别的很小的点的表面修饰存在缺陷。常规的表征手段或者不能直接的对于这种缺陷进行检测，或者需要付出损伤基片的代价；并不适合全面的质检。本技术所述的装置并不能准确的检测基片表面对于水或者其它溶液的接触角。但是本技术所述的装置可以对比相同的基片的不同表面性质。例如相同的疏水修饰，一个基片的表面接触角为110度，另一个接触角为95度。当用该仪器测试的时候，通过其形成的角度可以明显区别。附图说明图1.液滴在基片的表面被牵引装置牵引示意图。图2.基片进入第一液体示意图。具体实施方式为了进一步说明本技术的核心内容，现将本技术用下面的例子作为说明。实施例是为了进一步解释
技术实现思路
部分，并不对于本技术造成限制。基片属于生物化学或者IC行业的常见基片，经过或者未经化学修饰。基片具有特定的形状，例如矩形，梯形等。基片疏水或者亲水修饰是常见的修饰方法。一般的，各种修饰物与基片本底之间，亲疏水性并不是完全的相同，也就是说，化学修饰前后，基片表面亲疏水性会发生变化。特别的，例如生物芯片、蛋白质芯片、测序芯片等，需要阵列的或者全面的对于基片表面进行修饰。基片修饰结果的表征是一个很困难的事情，特别的，对于某个基片上，是否存在点或者线状的修饰缺陷，是很难表征的。本技术给出的装置，可以在大量综合数据的基础上，检测基片表面修饰的均匀性。本技术中所述的基片的均匀性指的是基片整体的均匀性。例如蛋白质均匀阵列点样芯片，其形成了周期性排列的亲疏水或者亲水差异阵列。例如，基片表面有阵列的微坑，深度1微米，开口直径1微米，圆柱体，四方排列，周期2微米，其表面经过或者未经过全氟辛基三氯硅烷修饰。例如，基片表面疏水角为90度，然后用微接触印刷的方法制备阵列的疏水横线，线宽2微米，周期4微米。类似的，整体均匀的基片，都可以进行检测。一般的，当一滴水或者其它液体滴在基片表面的时候，满足一定条件可以产生疏水的效果，也就是液滴在基片表面的接触角是大于90度的。当基片倾斜到一定的角度的时候，比较大的液滴可以滑落基片表面，其路径是不可控制的。即使基片表面的化学修饰是很均匀的，也不能够控制液滴的运动路径。本技术中，将液滴控制在一定的体积内，倾斜一定的角度不会在重力的作用下自主运动。然后利用一个接触液滴的牵引装置，即可以控制液滴的运动路径。总的来说，这种运动是牵引装置的牵引力和重力联合作用的。当然，这里面也掺杂了表面张力的影响。在牵引装置的作用下，液滴可以产生一种向下的运动。如果其运动的轨迹中，有区域的亲疏水，更精确的说，基片表面对于液滴的亲疏性有比较大的差异；则会出现液滴停止运动、拖尾等明显的变化。当然，这种变化也是跟基片表面的均匀性是关联的。一般的，当基片不倾斜的时候，整个基片水平放置，基片表面的液体在不同位置的重力作用是相同的。这种情况下，利用牵引装置直接牵引液滴进行运动是很难的事情。通过大量的尝试可以发现，一般的牵引装置，比如利用针头伸入液体的注射器作为牵引装置，是不能使得液体运动的。比如，头部直径约1mm的移液枪的枪头，也不能牵引液体运动。一般的，当基片倾斜的时候，在重力的联合作用下，这种牵引变得可控。牵引装置的作用就是引导液滴运动，因此必须有一个比较小的头部，能够接触液滴，依靠表面张力，形成运动牵引。根据不同的液滴成分，牵引装置一般需要做不同的表面修饰。例如，当液滴为水的时候，使用非疏水性材料的牵引装置头部有比较好的效果。如果头部比较尖锐，比如针头，疏水的头部也可以起到很好的效果。液滴的大小并不严格的限制。液滴的大小受到两个条件的制约，首先液滴不能太大，当基片倾斜一定的角度的时候，不能在基片上直接滑落；第二，不能太小，太小的液滴牵引比较困难，而且其拖尾也不易观察。一般的，当基片是疏水修饰的时候，经过试验，0.005-0.1mL是比价合适的体积。这个体积下，即使某些基片倾斜角度达到60度，液滴也不会自由滑落。液滴的大小还受到表面的限制，表面的亲疏水性也会影响液体的总体积。一般的，每次以相同的体积加入液滴，液滴经过相同的路径其拖尾长度以及大小、残液也是相同的。在均匀片子的表面，运动中液滴的形状也是基本不变的。这种特性使其可以用于表面质量的检测，如果基片的表面有化学修饰不均匀区域，或者基片表面有强烈的起伏结构，会导致运动中的液滴发生形变。液滴的运动的时候发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描式基片表面检测装置，包括基片固定装置，牵引装置，第一液体加液装置；其中，基片固定在基片固定装置上；所述牵引装置的头部具有加液孔；第一液体加液装置通过管路连通到牵引装置；第一液体加液装置用于通过牵引装置头部的加液孔向基片表面加第一液体液滴，牵引装置用于牵引第一液体的运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种扫描式基片表面检测装置，包括基片固定装置，牵引装置，第一液体加液装置；其中，基片固定在基片固定装置上；所述牵引装置的头部具有加液孔；第一液体加液装置通过管路连通到牵引装置；第一液体加液装置用于通过牵引装置头部的加液孔向基片表面加第一液体液滴，牵引装置用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，陈子天，李晓龙，
申请(专利权)人：赛纳生物科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11