[发明专利]探针伺服角度控制方法及控制模块、基于该控制模块的成像系统及该系统的成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用原子力显微镜(AFM)进行微纳米结构表面扫描成像的技术。

背景技术

传统的原子力显微镜(AFM)采用Top-Down方式观测样品表面形貌，其主要功能是实现对样品水平表面及低倾角外斜表面连续扫描和成像，例如公开号为CN 104062466 A的专利，公开了一种基于原子力显微镜的微纳米结构侧壁表面成像装置及该装置的成像方法，该装置和方法能够对如图12至图15所示的小倾角外斜表面、大倾角外斜表面、垂直侧壁表面和内斜表面等不同角度的侧壁表面进行扫描，但无法实现对微纳米结构三维表面连续等分辨率扫描，尤其对大倾角外斜表面扫描时易造成斜面成像分辨率不足，从而难以实现对样品表面特性精确表征，影响了对微纳米结构检测效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的原子力显微镜无法对具有大倾角外斜表面、垂直侧壁表面、内斜表面等结构表面实现连续可控分辨率三维扫描成像的问题，提供一种探针伺服角度控制方法及控制模块、基于该控制模块的成像系统及该系统的成像方法。

本发明所述的探针伺服角度控制方法包括以下步骤：

坐标值采集步骤：采集扫描过程中，带动探针或样品台运动的纳米定位台的当前坐标值；并在该步骤结束之后执行探针伺服角度计算步骤；

探针伺服角度计算步骤：Φn=12Σi=1m(Σj=1parctan(z(n-j+1)×i-z(n-j)×iy(n-j+1)×i-y(n-j)×i)/p)/m,]]>其中，Φ_n为探针伺服角度，n、m分别表示带动探针或样品台运动的纳米定位台在Y、X方向上扫描的点数，z^n×m表示所述纳米定位台在Y方向上扫描点数为n、X方向上扫描点数为m处的Z坐标值，y^n×m表示纳米定位台在Y方向上扫描点数为n、X方向上扫描点数为m处的Y坐标值，p为整数，且1≤p<n；并在该步骤结束之后执行控制信号发送步骤；

控制信号发送步骤：发送控制信号给带动探针或样品台运动的纳米定位台，使探针沿与Y轴夹角为Φ_n的方向接近待测样品的表面；并在该步骤结束之后执行坐标值采集步骤。

本发明所述的探针伺服角度控制模块包括以下装置：