[發(fā)明專利]位移檢測機構(gòu)及使用該位移檢測機構(gòu)的掃描型探頭顯微鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210052249.8
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102654516A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廣瀬龍介
• 申請（專利權(quán)）人: 精工電子納米科技有限公司
• 主分類號: G01Q10/00
• 分類號: G01Q10/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;馬建軍

1.一種懸臂位移檢測機構(gòu)，該懸臂位移檢測機構(gòu)在懸臂發(fā)生位移時檢測該位移，所述懸臂向與成為位置基準(zhǔn)的基準(zhǔn)臺相對的方向進行恒定的振動，其中，

該懸臂位移檢測機構(gòu)具有靜電電容變化檢測單元，該靜電電容變化檢測單元檢測基于所述懸臂的振動變化的、在該懸臂與所述基準(zhǔn)臺間產(chǎn)生的靜電電容變化，

根據(jù)所述靜電電容變化來評價所述懸臂的位移。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂位移檢測機構(gòu)，其中，所述靜電電容變化檢測單元是靜電電容傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂位移檢測機構(gòu)，其中，

所述靜電電容變化檢測單元由振動頻率和/或振動振幅檢測單元和電信號檢測單元構(gòu)成，所述振動頻率和/或振動振幅檢測單元檢測基于該靜電電容變化的所述懸臂的振動頻率和/或振動振幅，所述電信號檢測單元檢測基于該振動頻率和/或振動振幅的電信號，

所述靜電電容變化檢測單元識別基于所述靜電電容變化的所述懸臂的振動頻率和/或振動振幅，并且，評價所述懸臂的位移作為基于該懸臂的振動頻率和/或振動振幅的電信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的懸臂位移檢測機構(gòu)，其中，所述振動頻率和/或振動振幅檢測單元是與所述懸臂電連接的LC諧振器，檢測基于所述靜電電容變化的該LC諧振器的諧振頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的懸臂位移檢測機構(gòu)，其中，所述電信號檢測單元是與所述振動頻率和/或振動振幅檢測單元電連接的F-V變換器或者與所述振動頻率和/或振動振幅檢測單元電連接的FM解調(diào)器，作為基于所述振動頻率和/或振動振幅的電壓進行檢測。

6.一種掃描型探頭顯微鏡，該掃描型探頭顯微鏡具有：

前端具有探針的懸臂；

使所述懸臂振動的臂施振單元；

載置試樣的試樣臺，所述試樣放置在與所述探針的前端相對的位置上；

相對地向X、Y以及Z方向驅(qū)動所述試樣表面和所述探針的XY驅(qū)動機構(gòu)以及Z驅(qū)動機構(gòu)；

檢測所述懸臂的位移的懸臂位移檢測部；以及

從該懸臂位移檢測部檢測到的懸臂的位移信息中提取所述試樣表面的形狀數(shù)據(jù)或物性數(shù)據(jù)的控制部，其中，

所述懸臂位移檢測部具有權(quán)利要求1所述的懸臂位移檢測機構(gòu)，根據(jù)伴隨由于所述懸臂的位移而產(chǎn)生的振動變化的、所述懸臂與所述試樣的表面間的靜電電容變化，評價所述懸臂的位移。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，所述懸臂位移檢測部檢測所述懸臂的振動振幅、振動頻率以及相位。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，所述懸臂位移檢測部檢測由于所述臂施振單元而振動的懸臂的、與所述臂施振單元同一頻率成分的振動振幅。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，所述懸臂位移檢測部檢測由于所述臂施振單元而振動的懸臂的、與所述臂施振單元之間的相位差。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，所述懸臂位移檢測部檢測由于在所述試樣表面與所述探針間施加的交流電場而振動的懸臂的振動振幅和相位。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，所述懸臂位移檢測部檢測由于在所述試樣表面與所述探針間施加的交流電場而振動的懸臂的、與所述交流電場同一頻率成分的振動振幅。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，所述懸臂位移檢測部檢測由于在所述試樣表面與所述探針間施加的交流電場而振動的懸臂的、與所述交流電場之間的相位差。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，

所述懸臂位移檢測部檢測由于在所述試樣表面與所述探針間施加的交流電場而振動的懸臂的、所述交流電場的至少2倍以上的頻率成分的振動振幅和相位。

14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，該掃描型探頭顯微鏡具有用于向所述試樣表面和/或探針照射光的照明裝置。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，檢測由于開關(guān)從所述照明裝置照射的光引起的、試樣表面的形狀和物性信息的不同。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，檢測由于從所述照明裝置照射的光的頻率的不同引起的、試樣表面的形狀和物性信息的不同。

17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的掃描型探頭顯微鏡，其中，檢測由于從所述照明裝置照射的光的強度的不同引起的、試樣表面的形狀和物性信息的不同。