[發明專利]掃描型探針顯微鏡及其探針接觸檢測方法

有效

• 申請號: 201710178412.8
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107238733B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 繁野雅次;渡邊和俊;渡邊將史;山本浩令;茅根一夫
• 申請（專利權）人: 日本株式會社日立高新技術科學
• 主分類號: G01Q60/00
• 分類號: G01Q60/00;G01Q20/02;G01B21/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

1.一種掃描型探針顯微鏡，使探針與試樣表面接觸，利用所述探針掃描所述試樣表面，該掃描型探針顯微鏡具備：

懸臂，其在前端具有所述探針；

位移檢測部，其檢測所述懸臂的撓曲量和扭曲量；

接觸判定部，其根據由所述位移檢測部檢測到的無變形的懸臂中的全方位的撓曲量和扭曲量，判定所述探針對于所述試樣表面的一次接觸；

測定部，其在使所述探針與所述試樣表面接觸時，測定任意一方相對于另一方進行相對移動的距離即相對距離；

移動驅動部，其在由所述測定部測定所述相對距離之后，使所述探針向從所述試樣離開的方向進行退避，移動至所述試樣的下一測定位置；以及

計算部，其根據所述撓曲量以及所述扭曲量，計算使所述探針向從所述試樣離開的方向退避的退避距離，

所述移動驅動部具備：XY掃描儀，在所述退避之后，該XY掃描儀使得所述探針移動至測定下降位置，該測定下降位置位于所述下一測定位置的正上方，并且在該測定下降位置不接觸所述探針；以及Z方向驅動裝置，其使所述探針從所述測定下降位置下降到所述下一測定位置，

基于所述計算部的所述退避距離的計算是與所述掃描的方向上的所述試樣的斜面的傾斜對應地進行的，其中，所述掃描的方向上的所述試樣的斜面的傾斜是根據所述扭曲量而決定的。

2.根據權利要求1所述的掃描型探針顯微鏡，其中，

所述接觸判定部在所述撓曲量與所述扭曲量中的至少任意一個超過預定范圍的情況下，判定為所述探針與所述試樣表面接觸。

3.根據權利要求2所述的掃描型探針顯微鏡，其中，

所述移動驅動部進行控制而使得由所述位移檢測部檢測到的所述扭曲量或所述撓曲量中的一方維持預定的邊界值且另一方處于范圍內，在這樣的狀態下利用所述探針進行掃描。

4.一種掃描型探針顯微鏡的探針接觸檢測方法，使探針與試樣表面接觸，利用所述探針掃描所述試樣表面，

該掃描型探針顯微鏡的探針接觸檢測方法具備以下的步驟：

位移檢測步驟，檢測在前端具有所述探針的懸臂的撓曲量和扭曲量；以及

接觸判定步驟，根據通過所述位移檢測步驟檢測出的無變形的懸臂中的全方位的撓曲量和扭曲量，判定所述探針對于所述試樣表面的一次接觸，

測定步驟，在使所述探針與所述試樣表面接觸時，測定任意一方相對于另一方進行相對移動的距離即相對距離；

退避步驟，根據所述撓曲量以及所述扭曲量，計算使所述探針向從所述試樣離開的方向退避的退避距離，并且使所述探針向從所述試樣離開的方向退避；以及

移動步驟，在所述測定步驟中測定所述相對距離之后，使所述探針移動至所述試樣的下一測定位置，

在所述退避步驟之后，XY掃描儀使得所述探針移動至測定下降位置，該測定下降位置位于所述下一測定位置的正上方，并且在該測定下降位置不接觸所述探針，Z方向驅動裝置使所述探針從所述測定下降位置下降到所述下一測定位置，

在所述退避步驟中，所述退避距離的計算是與所述掃描的方向上的所述試樣的斜面的傾斜對應地進行的，其中，所述掃描的方向上的所述試樣的斜面的傾斜是根據所述扭曲量而決定的。