計量型原子力顯微鏡的位移測量系統(tǒng)

李偉 高思田 盧明臻 施玉書 杜華
中國計量科學(xué)研究院,北京100013
摘　要:針對納米結(jié)構(gòu)表征和納米制造的質(zhì)量控制需要,中國計量科學(xué)研究院設(shè)計并搭建了一臺計量型原子力顯微鏡用于納米幾何結(jié)構(gòu)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(qū)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(xué)器件的缺陷產(chǎn)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]