集成AFM测头的纳米测量机用于台阶高度的评价  

Evaluation of Step Height Standard Using Nano Measuring Machine Integrated AFM Probe

作　　者：郭彤[1] 陈津平[1] 傅星[1] T. Hausotte G. Jager 胡小唐[1] 

机构地区：[1]天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072 [2]伊尔梅瑙工业大学过程测量与传感技术研究所

出　　处：《计量学报》2008年第4期297-300,共4页Acta Metrologica Sinica

基　　金：国家863计划(2006AA04Z327);教育部博士点基金(新教师基金)(20070056072)

摘　　要：利用纳米测量机(NMM)和原子力显微镜(AFM)实现了高精度的台阶高度评价,该系统的测量范围可以达到25 mm×25 mm×5 mm。文中描述了NMM和AFM的工作原理,说明了NMM的高精度定位性能,系统利用NMM实现x、y方向的扫描,AFM测头只是作为零点传感器,通过将AFM的悬臂梁反馈控制信号引入到NMM的数字信号控制器中,NMM实现在z方向的辅助测量,这种测量模式减小了AFM的PZT扫描器固有特性对测量的影响。根据ISO 5436—1:2000的评价方法对经过标定的台阶高度进行评价,14次测量的标准偏差为0.52 nm。Step height evaluation with high accuracy is realized using a nano measuring machine （NMM） and an atomic force microscope （AFM） probe. The measuring range of the system is up to 25 mm × 25 mm× 5 mm. The operating principles of the NMM and AFM are described. NMM has high accuracy positioning performance. The scanning in x and y directions is done by the NMM, and the AFM is only used as a zero point sensor. The feedback signal of the AFM＇s cantilever is introduced into the DSP controller of the NMM. The NMM will also measure in z direction at the same time, which minimizes the influence of piezo scanner characteristics. According to the international standard ISO 5436-1：2000, a calibrated step height is measured. The standard deviation of 14 measurements is 0.52 nm.

关 键 词：计量学 纳米测量机 原子力显微镜 台阶高度标准 

分 类 号：TB92[一般工业技术—计量学]