[实用新型]用于微纳加工与表面形貌测量的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及微纳领域，特别是一种用于微纳加工与表面形貌测量的设备。

背景技术

微纳加工与表面形貌测量是微纳领域的一个重要方向。市面上的原子力显微镜可以实现上述两种功能，但不足之处在于：1)精密定位精度低，不能实现精准的微纳加工；2)只能实现基于力的微纳加工，加工深度难以预测；3)探针悬臂为单向支撑，易受加工方向的影响。除去原子力显微镜，还有其它可实现这两种功能的设备，虽然定位精度有所提高，但是一般也都只能实现基于力的微纳加工和表面测量，很少有能够实现基于位移和基于力两种方式的微纳加工。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于微纳加工与表面形貌测量的设备，该设备能够实现基于位移和基于力的两种方式的微纳加工以及实现基于力的表面形貌测量。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种用于微纳加工与表面形貌测量的设备，包括底座和垂直固定在所述底座上的立座以及三个呈空间正交分布的手动螺旋台，三个所述手动螺旋台分别为：安装在所述底座上的Y向手动螺旋台、安装在所述Y向手动螺旋台上的X向手动螺旋台和安装在所述立座上的Z向手动螺旋台，在所述X向手动螺旋台上固定有x/y/z三向精密定位平台，在所述x/y/z三向精密定位平台上固定有载物台，在所述x/y/z三向精密定位平台上方设有探针系统，所述探针系统安装在L形板的下表面上，所述L形板固定在所述Z向手动螺旋台上；

所述探针系统包括从上至下依次同心固接的上端盖、线圈箍、连接环、探针悬臂和下端盖；所述上端盖固接在所述L形板的下表面上；所述线圈箍的上部为连接盘，下部为绕线轮，中心处设有通孔，在所述绕线轮上绕有线圈，所述绕线轮延伸至所述连接环内；在所述下端盖的上表面中部设有方槽，在所述方槽内嵌装有玻璃基片，在所述玻璃基片的上表面上形成有电镀铜膜；所述探针悬臂形成在一个金属箔片的中部，采用镂空封闭结构，在所述探针悬臂上表面的中心处固设有永磁体，所述永磁体的上部延伸至所述线圈箍的中心通孔内，在所述探针悬臂下表面的中心处固设有金刚石探针，所述金刚 石探针穿过所述玻璃基片和所述下端盖伸出在所述下端盖之下，所述金刚石探针、所述永磁体和所述线圈箍同轴设置；所述电镀铜膜与所述探针悬臂组成电容传感器。

所述电镀铜膜由相隔设置的至少两部分组成。

本实用新型具有的优点和积极效果是：通过三个手动螺旋台实现载物台的大范围位置调节，通过x/y/z三向精密定位平台实现精密运动，协调控制探针系统和x/y/z三向精密定位平台可实现基于位移和基于力的微纳加工方法，其中基于位移的微纳加工方法可大大减少加工参数对加工深度的影响，增强设备的可控性，尤其在对不同材料进行加工时，非常方便；基于力的微纳加工则可得到高精度的微纳结构。除此之外该设备还可以对微纳表面进行形貌测量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的探针系统详解图。

图中：1x、X向手动螺旋台，1y、Y向手动螺旋台，1z、Z向手动螺旋台，2、立座，3、L形板，4、探针系统，5、载物台，6、x/y/z三向精密定位平台，7、连接板，8、底座；41、上端盖，42、中心通孔，43、线圈箍，44、线圈，45、连接环，46、永磁体，47、探针悬臂，48、金刚石探针，49、电镀铜膜，410、玻璃基片，411、方槽，412、中心孔，413、下端盖。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2，一种用于微纳加工与表面形貌测量的设备，包括底座8和垂直固定在所述底座8上的立座2以及三个呈空间正交分布的手动螺旋台，三个所述手动螺旋台分别为：安装在所述底座8上的Y向手动螺旋台1y、安装在所述Y向手动螺旋台1y上的X向手动螺旋台1x和安装在所述立座2上的Z向手动螺旋台1z，在所述X向手动螺旋台1x上固定有x/y/z三向精密定位平台6，x/y/z三向精密定位平台6和X向手动螺旋台1x通过连接板7连接。在所述x/y/z三向精密定位平台6上固定有载物台5，在所述x/y/z三向精密定位平台6上方设有探针系统4，所述探针系统4安装在L形板3的下表面上，所述L形板3固定在所述Z向手动螺旋台1z上。载物台5用来承载样品。探针系统4提 供加工过程与表面形貌测量过程中所需的力。