测量方法以及基于原子力显微镜测头的大范围轮廓仪技术

本申请涉及轮廓测量技术领域，特别是一种测量方法以及基于原子力显微镜测头的大范围轮廓仪。通过AFM测头得到样品轮廓的Z向测量值，基于Z向测量值与样品在AFM测头的探针针尖位置的测量误差值得到样品的真实Z向值，克服了大范围轮廓测量时引起的测量误差，提高了测量精确度。在一些实施例中，当样品轮廓变化使得Z向压电陶瓷接近其行程极限时，通过Z向电机的反馈运动使Z向压电陶瓷向所述Z向压电陶瓷的行程中间运动，样品轮廓上各点的高度即Z向测量值由Z向压电陶瓷位移量和电机位移量之和得到。通过上述设置，在轮廓仪测量过程中不会超出AFM测头的Z向量程，实现了基于原子力显微镜测头即AFM测头的大范围轮廓测量。镜测头即AFM测头的大范围轮廓测量。镜测头即AFM测头的大范围轮廓测量。

【技术实现步骤摘要】
测量方法以及基于原子力显微镜测头的大范围轮廓仪


[0001]本申请涉及轮廓测量
，特别是一种测量方法以及基于原子力显微镜测头的大范围轮廓仪。

技术介绍

[0002]轮廓仪是一种测量工件轮廓、粗糙度、台阶高度、沟槽深度等轮廓参数的常见表面测量设备，其基本原理是使样品相对于测头在XY水平面内做一维或二维扫描运动，测头通过接触或非接触方式探测样品的Z向起伏，由各点的XY坐标和对应的Z向探测高度即可重构样品表面的轮廓。常见的轮廓仪通常使用触针式测头或光学测头。触针式测头通过一个尖端半径为微米级的探针接触样品，样品运动时，样品表面轮廓起伏使得触针受力变化进而导致相连的针杆变形，通过测量针杆的形变即可复现样品轮廓。光学测头一般采用白光干涉显微技术，通过记录样品表面干涉条纹的变化重构其三维轮廓。触针式测头相较光学测头的优点在于不受样品光学特性影响，测量原理更为直接，且成本相对较低；但不足之处在于，触针式测头工作时的接触力在微牛到毫牛级，对于较软的样品具有破坏性。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种测量方法以及基于原子力显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于原子力显微镜测头的轮廓仪测量方法，其特征在于，包括：获取样品轮廓的Z向测量值，其中所述Z向测量值由AFM测头测量得到；获取Y向运动平台俯仰所引起的样品在所述AFM测头的探针针尖位置的测量误差值，其中所述Y向运动平台的运动方向与X向存在倾角引起所述俯仰；基于所述Z向测量值与相应的所述测量误差值得到样品的真实Z向值。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述获取样品轮廓的Z向测量值，包括：获取Z向压电陶瓷的位移量和Z向移动件的位移量；其中，所述Z向移动件用于驱动所述探针及所述Z向压电陶瓷靠近或远离样品；所述Z向压电陶瓷用于驱动所述探针靠近或远离样品；基于所述Z向压电陶瓷的位移量和所述Z向移动件的位移量获得样品轮廓的所述Z向测量值。3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，获取所述测量误差值，包括：获取所述Y向运动平台位移时产生的Z向变化值；所述Z向变化值包括因样品的运动方向与X向存在倾角产生的线性变化值，以及所述Y向运动平台的运动方向与X向存在倾角引起俯仰在Y向运动平台产生的起伏变化值；从所述Z向变化值中扣除线性变化值得到相应的起伏变化值；基于所述起伏变化值获得所述Y向运动平台俯仰所引起的样品在所述针尖位置的测量误差值。4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，还包括：对所述Z向变化值进行线性拟合，获得包括所述线性变化值的线性变化曲线。5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述Z向测量值与相应的所述测量误差值得到样品的真实Z向值，包括：所述Z向测量值减去相应的所述测量误差值，得到样品的所述真实Z向值；多个所述真实Z向值表述样品的真实轮廓。6.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述获取样品轮廓的Z向测量值，还包括：测量样品轮廓前，使待测轮廓的截面在XY平面的投影平行于X向且位于所述针尖正下方；测量样品轮廓时，由所述Y向运动平台带动样品沿X向运动；优选地，通过所述Z向移动件和所述Z向压电陶瓷的Z向反馈运动来保持针尖和样品接触力恒定，当样品轮廓变化使得所述Z向压电陶瓷接近其行程极限时，通过所述Z向移动件的反馈运动使所述Z向压电陶瓷向所述Z向压电陶瓷的行程中间运动。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴森，张锐，
申请(专利权)人：苏州知锐技术有限公司，
类型：发明
国别省市：