計量型原子力顯微鏡的位移測量系統

李偉 高思田 盧明臻 施玉書 杜華
中國計量科學研究院,北京100013
摘　要:針對納米結構表征和納米制造的質量控制需要,中國計量科學研究院設計并搭建了一臺計量型原子力顯微鏡用于納米幾何結構的測量。為了將位移精確溯源到國際單位米,研制了單頻8倍程干涉儀測量位移,樣品表面形貌則由接觸式原子力顯微鏡測量。一個立方體反射鏡與原子力顯微鏡的測頭固定,作為干涉儀的參考鏡。兩個互相垂直的干涉儀用于測量樣品與探針在x-y方向的相對位置。樣品臺置于具有三面反射鏡的零膨脹玻璃塊上,由壓電陶瓷位移臺驅動。另外兩臺干涉儀測量樣品與探針在z方向的位移,探針針尖位于干涉儀光束的交點以減小Abbe誤差。由于光學器件的缺陷產生的相位混合會引起非線性誤差,采用諧波分離法擬合干涉信號來修正誤差,修正后干涉儀測量誤差減小為0.7nm。[著者文摘]