以田口式品質工程對原子力顯微鏡探針之可控因子作最適設計

Study on Optimum Controllable Factors of the AFM Probe by Using Taguchi Method

潘吉祥(Chi-Hsiang Pan)；黃美玲(Mei-Ling Huang)；張家碩(Chia-Shuo Chang)

原子力顯微鏡 ； 探針 ； 可控因子 ； 田口式品質工程 ； Atomic Force Microscope AFM ； probe ； controllable factors ； taguchi methods

品質學報

13卷1期（2006 / 03 / 01）

35 - 44

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本文探討原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)之掃描方式、掃描範圍、針尖與試片形狀、探針設定電流值(Set-Point)對於呈像的影響，並以田口式品質工程(Taguchi Methods)進行可控因子之研究，找出最適設計，以達成最精確之量測結果。本文掃描方式分為接觸式(Contact Mode)與輕敲式(Tapping Mode)。可控因子包含：(1)掃描試片高度；(2)探針針尖半徑；(3)掃描範圍；(4)探針設定電流值。本文反應變數為望小特性(Smaller-the-better，STB)之掃描失真率，經由田口式品質工程研究可得到使掃描失真率最低之Contact Mode及Tapping Mode各因子最適水準。

The objective of this research is to find the optimal combination of controllable factors for atomic force microscope (AFM) in measurement. Contact mode and Tapping mode are used in this study. There are four controllable factors including the height of the sample pattern, the radius of the tip, the scanning range and the set-point. Distortsion rate of scanning is the quality characteristic used in AFM and is smaller-the -better type. Through the application of Taguchi Methods, the optimal combinations of contact mode and tapping mode for AFM are found in this study.

1. Bykov, V.A.,Novikov, Y.A.,Rakov, A.V.,Shikin, S.M.(2002).Defining the parameters of a cantilever tip AFM by reference structure.Ultramicroscopy,96,175-180.
2. Dongmo, L.S.,Villarrubia, J.S.,Jones, S.N.,Renegar, T.B.,Postek, M.T.,Song, J.F.(2000).Experimental test of blind tip reconstruction for scanning probe microscopy.Ultramicroscopy,85,141-153.
3. Hudspeth, Q.M.,Nagle, P.,Zhao, Y.P.,Karabacak, T.,Nguyen, C.V.,Meyyappan, M.,Wang, G.C.,Lu, T.M.(2002).How does a multiwalled carbon nanotube atomic force microscopy probe affect the determination of surface roughness statistics?.Surface Science,515,453-461.
4. Sedin, D.L.,Rowlen, K.L.(2001).Influence of tip size on AFM roughness measurements.Applied Surface Science,182,40-48.
5. Sung, Y.E.,Seung, Y.H.,Gu, H.H.,Hung, K.(2003).An experimental study on the adhesion at a nano-contact.Wear,254,974-980.
6. 林世峰(2002)。碩士論文(碩士論文)。國立東華大學。
7. 林昆蔚(2003)。碩士論文(碩士論文)。國立成功大學機械工程學系。
8. 俄國NT-MDT公司(2003)。AFM P47 Pro操作手冊。台北:鎧柏科技。
9. 蘇朝墩(2002)。品質工程。台北:中華民國品質學會。

1. 黃士滔、郭珀菁(2014)。田口方法在拉球測試參數最佳化的應用。管理資訊計算，3(S)，428-438。
2. 黃允成、李宗龍(2010)。經濟設計下可維修產品製程品質改善策略之探討。管理研究學報，10，37-69。