[發明專利]探針顯微鏡以及探針顯微鏡的光軸調整方法

在審

• 申請號: 202110687515.3
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN114486729A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 小野田有吾;繁野雅次;上野利浩
• 申請（專利權）人: 日本株式會社日立高新技術科學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G02B21/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 崔成哲;黃綸偉

本發明提供一種探針顯微鏡以及探針顯微鏡的光軸調整方法。能夠縮短光軸調整時間。探針顯微鏡(1)具有懸臂(3)、第一激光器(11)、照相機(25)、無限遠光學系統(PL)、第一轉動部(31)以及控制部(35)。無限遠光學系統(PL)形成于懸臂(3)與照相機(25)之間，供第一激光(D1)入射。第一轉動部(31)使第一激光器(11)轉動，使第一激光(D1)相對于無限遠光學系統(PL)的第一入射角變化?？刂撇?35)根據在無限遠光學系統(PL)中由所述第一激光(D1)產生的第一幻影光的第一幻影光像的位置，在照相機(25)拍攝的圖像中取得第一激光(D1)的第一激光像的位置?？刂撇?35)驅動移動機構(30)和第一轉動部(31)中的至少一方使得第一激光像的位置接近懸臂(3)的規定位置。

技術領域

本發明涉及探針顯微鏡以及探針顯微鏡的光軸調整方法。

背景技術

在探針顯微鏡中，一邊使探針接近試樣表面一邊使懸臂進行掃描，實施試樣的表面觀察或物性計測等。在探針顯微鏡中，向懸臂的背面照射激光，通過光檢測器檢測反射光從而檢測懸臂的位移(光杠桿方式)。在對針對懸臂的激光的光軸進行調整時，利用了由照相機拍攝到的懸臂的圖像。在照相機拍攝的圖像中，激光像會大幅擴大，會被背景光影響。因此，難以確定激光的位置，存在光軸調整需要較長時間的問題。

專利文獻1：日本特開平9-145314號公報

專利文獻2：日本特開2000-329772號公報

發明內容

本發明所要解決的課題在于，提供一種能夠縮短光軸調整時間的探針顯微鏡以及探針顯微鏡的光軸調整方法。

(1)探針顯微鏡具有懸臂、第一激光器、攝像裝置、無限遠光學系統、移動機構、第一轉動部以及控制部。懸臂具有探針。第一激光器射出要向懸臂入射的第一激光。攝像裝置拍攝懸臂的圖像和第一激光的圖像。無限遠光學系統形成于懸臂與攝像裝置之間，供第一激光入射。移動機構使第一激光與懸臂的相對位置變化。第一轉動部使第一激光器轉動，使第一激光相對于無限遠光學系統的第一入射角變化?？刂撇靠刂埔苿訖C構以及第一轉動部的動作?？刂撇扛鶕跓o限遠光學系統中由第一激光產生的第一幻影光的第一幻影光像的位置，在攝像裝置拍攝到的圖像中取得第一激光的第一激光像的位置。控制部驅動移動機構和第一轉動部中的至少一方以使第一激光像的位置接近懸臂的規定位置。

(9)探針顯微鏡的光軸調整方法使用前述的探針顯微鏡來實施第一工序和第二工序。在第一工序中，根據在無限遠光學系統中由第一激光產生的第一幻影光的第一幻影光像的位置，在攝像裝置拍攝到的圖像中取得第一激光的第一激光像的位置。在第二工序中，驅動移動機構和第一轉動部中的至少一方以使第一激光像的位置接近懸臂的規定位置。

第一幻影光在無限遠光學系統中產生，因此不會受到物鏡的焦距的影響。在攝像裝置拍攝到的圖像中會清晰地映出第一幻影光像，因此容易確定第一幻影光像的位置。由于第一幻影光是由第一激光產生的，因此兩者的相對位置存在密切的關系。通過利用第一幻影光像的位置，可容易取得第一激光像的位置。由此，能夠縮短光軸調整時間。

(2)存儲部存儲第一關系式，該第一關系式將第一幻影光像與第一激光像的第一相對位置表示為第一入射角的函數?？刂撇繉⒌谝蝗肷浣谴氲谝魂P系式來取得第一相對位置，根據攝像裝置拍攝到的圖像中的第一幻影光像的位置和第一相對位置來取得第一激光像的位置。

(10)在第一工序中，將第一入射角代入第一關系式來取得第一相對位置，該第一關系式將第一幻影光像與第一激光像的第一相對位置表示為第一入射角的函數。在第一工序中，根據攝像裝置拍攝到的圖像中的第一幻影光像的位置和第一相對位置取得第一激光像的位置。

通過將第一入射角代入第一關系式，取得第一相對位置。基于第一幻影光像的位置和第一相對位置，準確地確定第一幻影光像的位置。由此，能夠縮短光軸調整時間。