[發(fā)明專利]原子力顯微鏡

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010026410.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN113125807A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭仲翔;王偉珉;廖國富
• 申請（專利權(quán)）人: 精浚科技股份有限公司
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 王紅艷

本發(fā)明公開一種原子力顯微鏡，該顯微鏡包含有一光發(fā)射器、一聚光透鏡、一檢測件、及一光檢測裝置。光發(fā)射器能朝向聚光透鏡發(fā)出一光線，以使光線穿過聚光透鏡后聚焦于一聚焦位置。在光線穿過聚光透鏡后于檢測件反射，而后能被光檢測裝置接收。檢測件能檢測一待測物的表面輪廓，并且光檢測裝置能在接收光線后產(chǎn)生相對應(yīng)的電流值，進(jìn)而使原子力顯微鏡能呈現(xiàn)待測物的表面輪廓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種顯微鏡，尤其涉及一種原子力顯微鏡。

背景技術(shù)

隨著產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，所有制程技術(shù)皆必須得以提升，因此，對于制成前端或產(chǎn)線后端的檢測變得格外重要。基于上述，綜多復(fù)合型或輕量型的高階量測儀器便依序誕生，原子力顯微鏡便是其一。原子力顯微鏡能檢測待測物的表面，以使相關(guān)人員能清楚地了解待測物的表面輪廓。

一般而言，現(xiàn)有的原子力顯微鏡通常包含有一光發(fā)射器、一探針、及兩象限以上的一光檢測器。光發(fā)射器發(fā)射光線至進(jìn)行分析中的探針，探針反射上述光線至兩象限以上的光檢測器，并且通過分析上述光線照射于兩象限以上的光檢測器的位置以得到探針的檢測結(jié)果。

然而，為能清楚地得到探針的檢測結(jié)果，探針與光傳感器必須間隔有一定的距離，進(jìn)而使現(xiàn)有的原子力顯微鏡(尤其是光杠桿式電子顯微鏡)的體積無法被縮小。并且，由于現(xiàn)有的原子力顯微鏡的體積較大，光線的光路所涵蓋的空間較大而使光線容易受環(huán)境影響。更進(jìn)一步地，上述兩象限的光傳感器通過計算上述光線的位移量以得到探針的檢測結(jié)果，由于上述計算較復(fù)雜且難度較高，因此會造成現(xiàn)有的原子力顯微鏡的成本較高。此外，現(xiàn)有的原子力顯微鏡的光發(fā)射器需使用準(zhǔn)值光束以因避免光線位移而產(chǎn)生誤差，但也使得光線無法被縮小，進(jìn)而造成漏光的缺陷。

于是，本發(fā)明人認(rèn)為上述缺陷可改善，乃特潛心研究并配合科學(xué)原理的運用，終于提出一種設(shè)計合理且有效改善上述缺陷的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種原子力顯微鏡，能有效改善現(xiàn)有的原子力顯微鏡所存在的缺陷。

本發(fā)明實施例在于提供一種原子力顯微鏡，包括：一光發(fā)射器與一聚光透鏡，光發(fā)射器能朝向聚光透鏡發(fā)出一光線，以使光線穿過聚光透鏡后聚焦于一聚焦位置；一檢測件，包括：一懸臂梁，具有一自由端部；其中，自由端部包含有位于相反側(cè)的一頂面與一底面；及一探針，形成于自由端部的底面；其中，當(dāng)探針位于一初始位置時，自由端部的頂面非位于聚焦位置，并且頂面與聚焦位置相隔有一預(yù)定距離，而自光發(fā)射器發(fā)出且穿過聚光透鏡的光線能于頂面反射、并定義有一反射路徑；以及一光檢測裝置，設(shè)置于反射路徑上并能接收自頂面反射的至少部分光線；其中，當(dāng)探針位于初始位置時，光檢測裝置能產(chǎn)生一基準(zhǔn)電流值；當(dāng)探針以懸臂梁為支臂，而自初始位置進(jìn)行移動時，自由端部的頂面的移動距離不大于預(yù)定距離。

優(yōu)選地，原子力顯微鏡進(jìn)一步包含有能相對于探針移動的一承載臺，并且承載臺能用以供一待測物設(shè)置于探針下方；光檢測裝置所能產(chǎn)生的電流值是與探針離開初始位置的一距離呈線性關(guān)系。

優(yōu)選地，原子力顯微鏡進(jìn)一步限定為一振動式原子力顯微鏡，并且探針能以懸臂梁為支臂而自初始位置以一預(yù)設(shè)擺動幅度進(jìn)行往復(fù)地擺動；其中，當(dāng)探針以預(yù)設(shè)擺動幅度往復(fù)地擺動時，自由端部的頂面未穿過聚焦位置，光檢測裝置所能產(chǎn)生的電流值是在一第一預(yù)設(shè)電流值與一第二預(yù)設(shè)電流值之間往復(fù)地變化，并且基準(zhǔn)電流值介于第一預(yù)設(shè)電流值與第二預(yù)設(shè)電流值之間。

優(yōu)選地，當(dāng)探針以預(yù)設(shè)擺動幅度往復(fù)地擺動、且設(shè)置有待測物的承載臺相對于探針移動時，探針能對應(yīng)于待測物的一基準(zhǔn)面維持以預(yù)設(shè)擺動幅度往復(fù)地擺動，探針能對應(yīng)于低于基準(zhǔn)面的待測物的一凹陷面以一第一擺動幅度往復(fù)地擺動，并且探針能對應(yīng)于高于基準(zhǔn)面的待測物的一凸出面以一第二擺動幅度往復(fù)地擺動；其中，第一擺動幅度大于預(yù)設(shè)擺動幅度，第二擺動幅度小于預(yù)設(shè)擺動幅度。