1.一種面、線CCD組合的白光干涉原子力探針掃描顯微鏡測量
系統，其特征在于，該測量系統包括面、線CCD測量系統，原子力
探針掃描顯微鏡組件，光源系統，調整系統以及數據處理系統；
其中面、線CCD測量系統、光源系統以及原子力探針掃描顯微
鏡組件固定于調整系統上，并可通過所述調整系統實現粗調和精調；
光源系統用于產生測試的白光光源傳輸于原子力探針掃描顯微
鏡組件，其產生包含樣品信息的干涉條紋；所述面、線CCD測量系
統接收所述包含樣品信息的干涉條紋，數據處理系統連接所述面、線
CCD測量系統，分析所述干涉條紋，由此實現干涉零級條紋的測量，
從而獲得樣品表面信息；
其中面、線CCD測量系統中的面CCD和線CCD通過分光鏡(8)
處于相互垂直的光路上，接收相同的來自所述原子力探針掃描顯微組
件的干涉條紋，所述面CCD(11)用于實時處理所述原子力探針掃
描顯微鏡組件產生的攜帶所述被測樣品信息的干涉條紋，所述線CCD
(12)用于處理所述干涉條紋中的零級條紋，從而實現對所述樣品表
面的測量。
2.如權利要求1所述的面、線CCD組合的白光干涉原子力探針
掃描顯微鏡測量系統，其特征在于，所述線CCD(11)與面CCD(12)
相對于分光鏡(8)呈90度，其中線CCD(11)和面CCD(12)與
所述分光鏡(8)之間還分別設置有線CCD光筒(9)和面CCD光筒
(11)，并且通過聚光鏡(7)和第一反光鏡(6)后與所述原子力探
針掃描顯微鏡組件(2)的光路聯通，實現干涉條紋的接收測量。
3.如權利要求1或2所述的面、線CCD組合的白光干涉原子力
探針掃描顯微鏡測量系統，其特征在于，所述調整系統在垂直方向上
由上至下分為兩級，一級為粗調機構，二級為細調機構；所述粗調機
構包括垂直粗調電機(13)和大理石柱(14)，所述粗調機構通過垂
直粗調絲桿(16)連接細調機構，細調機構在垂直方向上由上至下包
括垂直微動機構(18)和垂直微位移機構(20)，其下設置原子力探
針掃描顯微鏡組件。
4.如權利要求3所述的面、線CCD組合的白光干涉原子力探針
掃描顯微鏡測量系統，其特征在于，所述原子力探針掃描顯微鏡組件
還包括原子力探針組件(4)、干涉顯微鏡頭(5)，所述原子力探針組
件(4)設置于所述垂直微位移機構(20)下方，由于實現原子力探
針與所述被測樣品距離的精調。
5.如權利要求4所述的面、線CCD組合的白光干涉原子力探針
掃描顯微鏡測量系統，其特征在于，所述光源系統依次包括聚光鏡
(27)，孔徑光闌及視場光闌(28)，照明物鏡(30)，濾光片，分光
鏡(32)，補償板(33)，通過所述補償板(33)后的光傳輸至所述
干涉顯微鏡頭(5)。
6.如權利要求5所述的面、線CCD組合的白光干涉原子力探針
掃描顯微鏡測量系統，其特征在于，所述被測試樣品放置于二維工作
臺上，其包括可以沿二維方向帶動所述被測樣品移動的X方向電機
(3)以及Y方向電機(2)，由此實現所述被測樣品表面形貌的掃描
測量。
7.一種利用如權利要求1-6中所述的面、線CCD組合的白光干
涉原子力探針掃描顯微鏡測量工件表面形貌的方法，其特征在于，該
方法包括如下步驟：
(1)調整原子力探針組件(4)中的原子力探針微懸臂使其在干
涉顯微鏡頭(5)的正下方，通過面CCD(11)找到所述原子力探針
微懸臂，使其處于面CCD的中央；
(2)通過垂直方向調節原子力探針組件(4)，使光源系統產生
的白光干涉條紋能被所述面CCD(11)接收，并加以修正；
(3)將被測樣品放置于二維工作臺(1)上，使其處于原子力掃
描探針(21)的正下方；
(4)原子力探針對焦：通過粗調機構調節所述原子力掃描探針
(21)向所述被測樣品靠近，同時通過面CCD采樣，比較所述原子
力探針微懸臂上的光強與所述被測樣品背景的光強差，直到達到設定
的閾值，則停止粗調并改用所述細調機構進行精調，此時根據線CCD
的采樣結果計算零級條紋的移動量是否達到選取的另一個閾值，直到
達到選取的閾值則對焦完成；
(5)驅動二維工作臺(1)，帶動所述被測樣品在二維平面上運動，
由于所述被測樣品的表面形貌會引起所述原子力探針微懸臂的變形，
從而導致零級條紋的移動，此時線CCD通過高速采集數據得出零級
條紋的移動量，并根據零級條紋的移動量計算出探針微懸臂的變形
量，由此獲得被測樣品表面的形貌特征，完成測量。
展開
