[发明专利]带扫描探针显微镜的测量系统的操作方法及测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带扫描探针显微镜，特别是原子力显微镜的测量 系统的操作方法，以及测量系统。

背景技术

扫描探针显微镜方法(SPM)是这样一种技术，其中，测量探针扫描 待检查的测量样本，并且在这个过程中例如记录测量样本的外形。在 这种情况下，在测量探针与测量样本之间发生相对运动，这个相对运 动通过这样的方式获得：至少是测量探针移动或者至少是测量样本移 动。通常这种相对运动作为横向运动被执行。此外，在垂直方向上也 可以发生相对运动。扫描探针显微镜方法的一种形式是扫描力显微镜 方法(SFM)。通过在这种情况下使用的原子力显微镜，在悬臂设计中形 成测量探针，悬臂上载有精细的测量尖端。

为了能够更好地将扫描探针显微镜方法中得到的测量结果指定给 测量样本的结构，将扫描探针显微镜方法与经典的光学显微镜方法结 合起来是极有利的，就测量样本的结构这部分而言，是从光学显微镜 方法的光学图像中提取的。在这种情况下，根据现有技术，光学图像 通过借助光学显微镜方法被记录，并优先地存储为数字形式。以类似 的方式，在同一测量样本的扫描探针显微镜方法的框架中产生并存储 SPM图像。通过图像处理程序，这两种测量中产生的图像最后达成一 致。为此必须满足某些先决条件。

首先，必须相当准确地校准光学图像和SPM图像。对于SPM图像， 因为能够检测测量探针的横向移动的传感器的使用，在很多市售装置 中已经实现这个要求。至于光学图像，通常放弃准确的校准，特别是 在生命科学中。然而，例如通过透镜测微计，校准也是可能的。

此外，光学图像和SPM图像的信息必须可比较。这种情况常见， 但是并非不可避免，因为这两种测量中对比起源的机构很不相同。这 样的话，两种图像之间所期望的一致性将不可能。

此外，SPM图像必须显示横截面，在横截面上充分的特征细节可 识别，在光学图像上这也要被识别，以能够在这种方式下实现两种图 像之间的指定。因为扫描探针测量中产生的SPM图像常常只显示待检 查的测量样本的小部分横截面，所以这个要求是主要的限制。在该过 程中不能在不损坏测量探针的情况下频繁检测待检查测量样本的更大 面积。在一些实验性检查中不产生SPM图像，因为力-距离-曲线仅仅在 测量样本的单一位置或几个单一位置测得。

总的来说，对于通过光学记录装置获得的光学图像中与扫描探针 显微镜方法的测量结果中两个图像点之间的指定，上述方法不准确， 只有有限的表达。

此外还知道利用扫描探针显微镜方法的框架中的视频图像记录作 为测量探针相对于测量样本的定位的定向支持，其中所述视频记录图 像显示其上面定位有测量探针的测量样本的表面的测量横截面的光学 图像。然而，这里出现这种程度的问题：测量探针常常遮蔽视频图像 的部分区域，因此，用于测量探针的定位的定向变得很难。此外，在 这种方式下估计视频图像的边界也很难。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于具有扫描探针显微镜的测量系统的 更好的方法，以及具有扫描探针显微镜的测量系统，有利于测量探针 相对于待检查测量样本的准确定位。

根据本发明，提供一种操作具有扫描探针显微镜的测量系统的方 法，其中：通过光学记录装置记录待检查的测量样本的测量横截面的 光学图像，根据先前确定的坐标变换来变换所述光学图像，所述坐标 变换是所述光学图像的坐标系与被测量探针和测量样本的移动位置覆 盖的空间的坐标系之间的指定，在显示设备上显示经过变换的光学图 像，检测所述经过变换的光学图像中位置的选择，以及对于扫描探针 测量，通过根据所述坐标变换控制移动设备，通过所述移动设备将为 所述扫描探针测量而设置的所述测量探针移动到测量位置，所述移动 设备将所述测量探针与所述测量样本相对于彼此移动，所述测量位置 被包括在所述移动位置中并且根据所述坐标变换将所述测量位置指定 为所述经过变换的光学图像中所选择的位置。