JP2003329563A - 走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents
走査型プローブ顕微鏡Info
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- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料形状が所定の条件を満足しているか否か
を簡単かつ正確に確認できるようにした走査型プローブ
顕微鏡を提供する。 【解決手段】 疑似リファレンス画像Ｓref1は、一対の
基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間配
置して構成される。オペレータは、疑似リファレンス画
像Ｓref1の基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に
試料形状のラインプロファイルが収まるように、疑似リ
ファレンス画像Ｓref1の位置を面画上で移動させる。試
料形状のラインプロファイルを基準ラインプロファイル
Ｌref1，Ｌref2間に収めることができれば試料形状が規
格内と判定し、疑似リファレンス画像Ｓref1をどのよう
に移動させても試料形状のラインプロファイルを基準ラ
インプロファイルＬref1，Ｌref2間に収めることができ
なければ規格外と判定する。
を簡単かつ正確に確認できるようにした走査型プローブ
顕微鏡を提供する。 【解決手段】 疑似リファレンス画像Ｓref1は、一対の
基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間配
置して構成される。オペレータは、疑似リファレンス画
像Ｓref1の基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に
試料形状のラインプロファイルが収まるように、疑似リ
ファレンス画像Ｓref1の位置を面画上で移動させる。試
料形状のラインプロファイルを基準ラインプロファイル
Ｌref1，Ｌref2間に収めることができれば試料形状が規
格内と判定し、疑似リファレンス画像Ｓref1をどのよう
に移動させても試料形状のラインプロファイルを基準ラ
インプロファイルＬref1，Ｌref2間に収めることができ
なければ規格外と判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型原子間力顕
微鏡（AFM：Atomic Force Microscope）に代表される走
査型プローブ顕微鏡に係り、特に、試料形状のリファレ
ンスを模した疑似リファレンスを観察像に重畳して表示
する走査型プローブ顕微鏡に関する。
微鏡（AFM：Atomic Force Microscope）に代表される走
査型プローブ顕微鏡に係り、特に、試料形状のリファレ
ンスを模した疑似リファレンスを観察像に重畳して表示
する走査型プローブ顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】AFM等の走査型プローブ顕微鏡では、試
料表面とプローブとの間の相互作用を利用して試料表面
の微細な組織や構造を検出するために、片持ち梁の先端
に探針を装着したカンチレバーがプローブとして使用さ
れる。このようなカンチレバーを用いると、探針を試料
表面で走査すれば試料表面と探針との間に原子間力に基
づく引力または斥力が発生する。したがって、この原子
間力をカンチレバーの歪量として検出し、この歪量が一
定となるように、すなわち試料表面と探針との間隙が一
定となるように試料ステージをＺ軸方向へ微動させれ
ば、その際の微動信号、あるいは検出された歪量そのも
のが試料表面の形状を代表するようになる。
料表面とプローブとの間の相互作用を利用して試料表面
の微細な組織や構造を検出するために、片持ち梁の先端
に探針を装着したカンチレバーがプローブとして使用さ
れる。このようなカンチレバーを用いると、探針を試料
表面で走査すれば試料表面と探針との間に原子間力に基
づく引力または斥力が発生する。したがって、この原子
間力をカンチレバーの歪量として検出し、この歪量が一
定となるように、すなわち試料表面と探針との間隙が一
定となるように試料ステージをＺ軸方向へ微動させれ
ば、その際の微動信号、あるいは検出された歪量そのも
のが試料表面の形状を代表するようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した構成の走査型
プローブ顕微鏡は、試料の形状が所定の規格や仕様を満
足しているか否かを検査するための検査装置として用い
られる場合がある。図１８に示したように、例えばＣＤ
やＤＶＤの表面に形成されたピット形状が仕様を満足し
ているか否かを確認する場合、図１９に示したように、
検査用アプリケーションを起動させて４本の基準カーソ
ルＬ１〜Ｌ４を表示させる。次いで、傾斜部分が囲まれ
るように各基準カーソルＬ１〜Ｌ４を移動させれば、前
記傾斜面の角度θが自動的に演算される。オペレータは
更に、仕様書あるいは作業手順書等を参照して前記傾斜
角度の上下限値θmin，θmaxを確認し、前記角度θが上
下限値θmin，θmaxに対して前記θmin＜θ＜θmaxの関
係に有れば、当該ピットが正規の形状であると認識す
る。
プローブ顕微鏡は、試料の形状が所定の規格や仕様を満
足しているか否かを検査するための検査装置として用い
られる場合がある。図１８に示したように、例えばＣＤ
やＤＶＤの表面に形成されたピット形状が仕様を満足し
ているか否かを確認する場合、図１９に示したように、
検査用アプリケーションを起動させて４本の基準カーソ
ルＬ１〜Ｌ４を表示させる。次いで、傾斜部分が囲まれ
るように各基準カーソルＬ１〜Ｌ４を移動させれば、前
記傾斜面の角度θが自動的に演算される。オペレータは
更に、仕様書あるいは作業手順書等を参照して前記傾斜
角度の上下限値θmin，θmaxを確認し、前記角度θが上
下限値θmin，θmaxに対して前記θmin＜θ＜θmaxの関
係に有れば、当該ピットが正規の形状であると認識す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では４本の基準カーソルＬ１〜Ｌ４を、それ
ぞれ別のライン上に正確に位置決めしなければならない
のみにならず、求められた角度が基準範囲内に収まって
いるか否かを更に確認しなければならないので、検査に
要する時間が長くなってしまう。また、仕様書等の読み
間違えにより、規格外の試料を規格内と誤判定（また
は、その逆）してしまう可能性があった。
た従来技術では４本の基準カーソルＬ１〜Ｌ４を、それ
ぞれ別のライン上に正確に位置決めしなければならない
のみにならず、求められた角度が基準範囲内に収まって
いるか否かを更に確認しなければならないので、検査に
要する時間が長くなってしまう。また、仕様書等の読み
間違えにより、規格外の試料を規格内と誤判定（また
は、その逆）してしまう可能性があった。
【０００５】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、試料形状が所定の条件を満足しているか否か
を簡単かつ正確に確認できるようにした走査型プローブ
顕微鏡を提供することにある。
を解決し、試料形状が所定の条件を満足しているか否か
を簡単かつ正確に確認できるようにした走査型プローブ
顕微鏡を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、カンチレバーの自由端に設けた探針
を試料表面に近接または接触させ、試料表面との距離が
一定に保たれるようにＺ方向へ微動させながらＸ，Ｙ方
向へ走査し、前記カンチレバーの歪量に基づいて試料像
を表示する走査型プローブ顕微鏡において、以下のよう
な手段を講じた点に特徴がある。
ために、本発明は、カンチレバーの自由端に設けた探針
を試料表面に近接または接触させ、試料表面との距離が
一定に保たれるようにＺ方向へ微動させながらＸ，Ｙ方
向へ走査し、前記カンチレバーの歪量に基づいて試料像
を表示する走査型プローブ顕微鏡において、以下のよう
な手段を講じた点に特徴がある。
【０００７】(1)試料形状の良否判定基準を代表する疑
似リファレンス像を記憶する手段と、疑似リファレンス
像を試料象に重畳する手段と、前記重畳された画像を画
面表示する手段とを含むことを特徴とする。
似リファレンス像を記憶する手段と、疑似リファレンス
像を試料象に重畳する手段と、前記重畳された画像を画
面表示する手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】(2)所定の波高値を有する基準信号を発生
する手段と、カンチレバーの歪量を代表する信号と基準
信号とを重畳する手段と、重畳信号のラインプロファイ
ルを表示する手段とを含み、基準信号の周波数が前記歪
量を代表する信号の周波数よりも低いことを特徴とす
る。
する手段と、カンチレバーの歪量を代表する信号と基準
信号とを重畳する手段と、重畳信号のラインプロファイ
ルを表示する手段とを含み、基準信号の周波数が前記歪
量を代表する信号の周波数よりも低いことを特徴とす
る。
【０００９】上記した特徴(1)によれば、試料形状を良
否判定する際の指標となる疑似リファレンス画像Ｓref
を試料像に重畳して表示し、試料形状のラインプロファ
イルが疑似リファレンス画像Ｓrefに対して所定の関係
にあることが確認できれば当該試料を規格内と判定する
ので、試料の良否判定が容易になる。
否判定する際の指標となる疑似リファレンス画像Ｓref
を試料像に重畳して表示し、試料形状のラインプロファ
イルが疑似リファレンス画像Ｓrefに対して所定の関係
にあることが確認できれば当該試料を規格内と判定する
ので、試料の良否判定が容易になる。
【００１０】上記した特徴(2)によれば、基準信号のＨ
レベル期間における重畳信号の最低レベルと基準信号の
Ｌレベル期間における重畳信号の最高レベルとを比較す
ることにより、歪量を代表する信号の偏差が基準信号の
波高値以上であるか否かを簡単に判断できるようにな
る。したがって、基準信号の波高値を良否判定の基準値
に設定すれば、画像を確認するだけで試料の良否判定が
可能になる。
レベル期間における重畳信号の最低レベルと基準信号の
Ｌレベル期間における重畳信号の最高レベルとを比較す
ることにより、歪量を代表する信号の偏差が基準信号の
波高値以上であるか否かを簡単に判断できるようにな
る。したがって、基準信号の波高値を良否判定の基準値
に設定すれば、画像を確認するだけで試料の良否判定が
可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本
発明を適用した走査型プローブ顕微鏡の第１実施形態の
構成を示したブロック図であり、走査プローブ５は、そ
のカンチレバー５３の自由端に取り付けられた探針５４
が試料７１の観察表面と対向するように位置決めされて
いる。カンチレバー５３の歪量は検知部７２で検知さ
れ、試料表面と探針５４との間隙を代表する歪信号Ｓ1
として比較器７５の非反転入力端子（＋）に入力され
る。比較器７５の反転入力端子（−）には、カンチレバ
ー５３の歪量に関する目標値信号が目標値設定部７９か
ら入力される。
ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本
発明を適用した走査型プローブ顕微鏡の第１実施形態の
構成を示したブロック図であり、走査プローブ５は、そ
のカンチレバー５３の自由端に取り付けられた探針５４
が試料７１の観察表面と対向するように位置決めされて
いる。カンチレバー５３の歪量は検知部７２で検知さ
れ、試料表面と探針５４との間隙を代表する歪信号Ｓ1
として比較器７５の非反転入力端子（＋）に入力され
る。比較器７５の反転入力端子（−）には、カンチレバ
ー５３の歪量に関する目標値信号が目標値設定部７９か
ら入力される。
【００１２】比較器７５から出力される誤差信号Ｓ２は
比例積分（ＰＩ）制御部７６に入力され、誤差信号Ｓ２
およびその積分値を合成した信号が、観察像信号を兼ね
たアクチュエータ駆動信号Ｓ３としてアクチュエータ駆
動増幅器７０およびフィルタ６９に入力される。走査信
号発生部７８は、走査信号をアクチュエータ駆動増幅器
７０へ供給する。前記走査プローブ５、比較器７５、Ｐ
Ｉ制御部７６、およびアクチュエータ駆動増幅器７０は
フィードバック回路を構成している。アクチュエータ７
３は、前記アクチュエータ駆動増幅器７０から出力され
る駆動信号に基づいて、走査プローブ５および試料７１
の少なくとも一方を駆動して両者の相対的な位置関係を
制御する。
比例積分（ＰＩ）制御部７６に入力され、誤差信号Ｓ２
およびその積分値を合成した信号が、観察像信号を兼ね
たアクチュエータ駆動信号Ｓ３としてアクチュエータ駆
動増幅器７０およびフィルタ６９に入力される。走査信
号発生部７８は、走査信号をアクチュエータ駆動増幅器
７０へ供給する。前記走査プローブ５、比較器７５、Ｐ
Ｉ制御部７６、およびアクチュエータ駆動増幅器７０は
フィードバック回路を構成している。アクチュエータ７
３は、前記アクチュエータ駆動増幅器７０から出力され
る駆動信号に基づいて、走査プローブ５および試料７１
の少なくとも一方を駆動して両者の相対的な位置関係を
制御する。
【００１３】フィルタ６９の出力信号は観察像信号とし
て、増幅器６８を介してＡ／Ｄ変換器６７へ供給され、
ここでデジタル信号（画像データ）に変換されて画像メ
モリ６６に記憶される。画像形成部６５は、同期信号発
生器６１から出力されるクロック信号に同期して、アド
レス信号およびリード信号を画像メモリ６６へ出力す
る。当該アドレス信号およびリード信号に応答して画像
メモリ６６から出力された画像データは、画像形成部６
５において、前記同期信号発生器６１から供給される水
平および垂直同期信号に応答してアナログ信号に変換さ
れ、加算回路６４へ出力される。加算回路６４は、後述
する疑似リファレンス画像データＤrefを前記画像デー
タＤに重畳してカラーモニタ６３へ出力する。
て、増幅器６８を介してＡ／Ｄ変換器６７へ供給され、
ここでデジタル信号（画像データ）に変換されて画像メ
モリ６６に記憶される。画像形成部６５は、同期信号発
生器６１から出力されるクロック信号に同期して、アド
レス信号およびリード信号を画像メモリ６６へ出力す
る。当該アドレス信号およびリード信号に応答して画像
メモリ６６から出力された画像データは、画像形成部６
５において、前記同期信号発生器６１から供給される水
平および垂直同期信号に応答してアナログ信号に変換さ
れ、加算回路６４へ出力される。加算回路６４は、後述
する疑似リファレンス画像データＤrefを前記画像デー
タＤに重畳してカラーモニタ６３へ出力する。
【００１４】主制御部６０は、走査プローブ５に最適な
制御パラメータに基づいて、前記目標値設定部７９、Ｐ
Ｉ制御部７６、フィルタ６９、データ処理部６４および
走査信号発生部７８を制御する。主制御部６０の疑似リ
ファレンス選択部６０１は、疑似リファレンスデータベ
ース（ＤＢ）７７に記憶されている複数の疑似リファレ
ンス画像データの中から、入力操作部６２から入力され
た選択指令に基づいて一つを選択して出力する。疑似リ
ファレンス移動部６０２は、カラーモニタ６３に表示さ
れている疑似リファレンス画像の当該モニタ上での表示
位置を前記入力操作部６２から入力される操作信号に応
答して移動させる。
制御パラメータに基づいて、前記目標値設定部７９、Ｐ
Ｉ制御部７６、フィルタ６９、データ処理部６４および
走査信号発生部７８を制御する。主制御部６０の疑似リ
ファレンス選択部６０１は、疑似リファレンスデータベ
ース（ＤＢ）７７に記憶されている複数の疑似リファレ
ンス画像データの中から、入力操作部６２から入力され
た選択指令に基づいて一つを選択して出力する。疑似リ
ファレンス移動部６０２は、カラーモニタ６３に表示さ
れている疑似リファレンス画像の当該モニタ上での表示
位置を前記入力操作部６２から入力される操作信号に応
答して移動させる。
【００１５】図２は、疑似リファレンス画像Ｓrefの一
例（Ｓref1）を示した図であり、一対の基準ラインプロ
ファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間配置して構成され
る。この疑似リファレンス画像Ｓref1は、試料表面に形
成されたピットの断面形状を良否判定する際の指標とな
る 図３、４は、ピット部分の断面形状画像と前記疑似リフ
ァレンス画像Ｓref1との重畳画像を示した図であり、オ
ペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref1の基準ライン
プロファイルＬref1，Ｌref2間に試料形状のラインプロ
ファイルが収まるように、前記入力操作部６２を操作し
て疑似リファレンス画像Ｓref1を面画上で移動・回転さ
せる。
例（Ｓref1）を示した図であり、一対の基準ラインプロ
ファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間配置して構成され
る。この疑似リファレンス画像Ｓref1は、試料表面に形
成されたピットの断面形状を良否判定する際の指標とな
る 図３、４は、ピット部分の断面形状画像と前記疑似リフ
ァレンス画像Ｓref1との重畳画像を示した図であり、オ
ペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref1の基準ライン
プロファイルＬref1，Ｌref2間に試料形状のラインプロ
ファイルが収まるように、前記入力操作部６２を操作し
て疑似リファレンス画像Ｓref1を面画上で移動・回転さ
せる。
【００１６】その結果、図３に示したように、試料形状
のラインプロファイルを基準ラインプロファイルＬref
1，Ｌref2間に収めることができれば、当該ピット形状
が規格内であると判定する。これに対して、図４に示し
たように、疑似リファレンス画像Ｓref1をどのように移
動・回転させても試料形状のラインプロファイルを基準
ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収めることがで
きなければ、当該ピット形状が規格外であると判定す
る。
のラインプロファイルを基準ラインプロファイルＬref
1，Ｌref2間に収めることができれば、当該ピット形状
が規格内であると判定する。これに対して、図４に示し
たように、疑似リファレンス画像Ｓref1をどのように移
動・回転させても試料形状のラインプロファイルを基準
ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収めることがで
きなければ、当該ピット形状が規格外であると判定す
る。
【００１７】図５は、疑似リファレンス画像Ｓrefの他
の一例（Ｓref2）を示した図であり、角度θ1の屈曲部
を有する基準ラインプロファイルＬref1と、角度θ2の
屈曲部を有する基準ラインプロファイルＬref2とを含
む。この疑似リファレンス画像Ｓref2は、試料表面に形
成された段差部の形状を良否判定する際の指標となる。
の一例（Ｓref2）を示した図であり、角度θ1の屈曲部
を有する基準ラインプロファイルＬref1と、角度θ2の
屈曲部を有する基準ラインプロファイルＬref2とを含
む。この疑似リファレンス画像Ｓref2は、試料表面に形
成された段差部の形状を良否判定する際の指標となる。
【００１８】図６、７は、前記傾斜部の断面形状と前記
疑似リファレンス画像Ｓref2との重畳画像を示した図で
あり、オペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref2の基
準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に試料形状のラ
インプロファイルが収まるように、前記入力操作部６２
を操作して疑似リファレンス画像Ｓref2を面画上で移動
・回転させる。
疑似リファレンス画像Ｓref2との重畳画像を示した図で
あり、オペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref2の基
準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に試料形状のラ
インプロファイルが収まるように、前記入力操作部６２
を操作して疑似リファレンス画像Ｓref2を面画上で移動
・回転させる。
【００１９】その結果、図６に示したように、試料形状
のラインプロファイルを基準ラインプロファイルＬref
1，Ｌref2間に収めることができれば、当該傾斜部の形
状が規格内であると判定する。これに対して、図７に示
したように、疑似リファレンス画像Ｓref 2の位置をど
のように移動・回転させても試料形状のラインプロファ
イルを基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収め
ることができなければ、当該傾斜部の形状を規格外であ
ると判定する。
のラインプロファイルを基準ラインプロファイルＬref
1，Ｌref2間に収めることができれば、当該傾斜部の形
状が規格内であると判定する。これに対して、図７に示
したように、疑似リファレンス画像Ｓref 2の位置をど
のように移動・回転させても試料形状のラインプロファ
イルを基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収め
ることができなければ、当該傾斜部の形状を規格外であ
ると判定する。
【００２０】図８は、疑似リファレンス画像Ｓrefの更
に他の一例（Ｓref3）を示した図であり、一対の円弧状
の基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間
配置して構成される。この疑似リファレンス画像Ｓref3
は、試料表面に形成された突起物の形状を良否判定する
際の指標となる。
に他の一例（Ｓref3）を示した図であり、一対の円弧状
の基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間
配置して構成される。この疑似リファレンス画像Ｓref3
は、試料表面に形成された突起物の形状を良否判定する
際の指標となる。
【００２１】図９、１０は、突起部分の断面形状と前記
疑似リファレンス画像Ｓref3との重畳画像を示した図で
あり、オペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref3の基
準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に突起形状のラ
インプロファイルが収まるように、前記入力操作部６２
を操作して疑似リファレンス画像Ｓref3の位置を面画上
で移動・回転させる。
疑似リファレンス画像Ｓref3との重畳画像を示した図で
あり、オペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref3の基
準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に突起形状のラ
インプロファイルが収まるように、前記入力操作部６２
を操作して疑似リファレンス画像Ｓref3の位置を面画上
で移動・回転させる。
【００２２】その結果、図９に示したように、突起形状
のラインプロファイルを基準ラインプロファイルＬref
1，Ｌref2間に収めることができれば、当該突起形状が
規格内であると判定する。これに対して、図１０に示し
たように、疑似リファレンス画像Ｓr ef3の位置をどの
ように移動・回転させても突起形状のラインプロファイ
ルを基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収める
ことができなければ、当該突起形状を規格外であると判
定する。
のラインプロファイルを基準ラインプロファイルＬref
1，Ｌref2間に収めることができれば、当該突起形状が
規格内であると判定する。これに対して、図１０に示し
たように、疑似リファレンス画像Ｓr ef3の位置をどの
ように移動・回転させても突起形状のラインプロファイ
ルを基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収める
ことができなければ、当該突起形状を規格外であると判
定する。
【００２３】図１１は、疑似リファレンス画像Ｓrefの
更に他の一例（Ｓref4）を示した図であり、一対の基準
ラインプロファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間配置し
て構成される。この疑似リファレンス画像Ｓref4は、試
料表面の粗さを良否判定する際の指標となる。
更に他の一例（Ｓref4）を示した図であり、一対の基準
ラインプロファイルＬref1，Ｌref2を平行に離間配置し
て構成される。この疑似リファレンス画像Ｓref4は、試
料表面の粗さを良否判定する際の指標となる。
【００２４】図１２、１３は、試料表面の断面形状と前
記疑似リファレンス画像Ｓref4との重畳画像を示した図
であり、オペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref4の
基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に試料表面の
ラインプロファイルが収まるように、前記入力操作部６
２を操作して疑似リファレンス画像Ｓref4を面画上で移
動・回転させる。
記疑似リファレンス画像Ｓref4との重畳画像を示した図
であり、オペレータは、疑似リファレンス画像Ｓref4の
基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に試料表面の
ラインプロファイルが収まるように、前記入力操作部６
２を操作して疑似リファレンス画像Ｓref4を面画上で移
動・回転させる。
【００２５】その結果、図１２に示したように、表面形
状のラインプロファイルを一対の基準ラインプロファイ
ルＬref1，Ｌref2間に収めることができれば、当該試料
表面の粗さが規格内であると判定する。これに対して、
図１３に示したように、疑似リファレンス画像Ｓref4を
どのように移動・回転させても表面形状のラインプロフ
ァイルを基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収
めることができなければ、試料表面の粗さを規格外であ
ると判定する。
状のラインプロファイルを一対の基準ラインプロファイ
ルＬref1，Ｌref2間に収めることができれば、当該試料
表面の粗さが規格内であると判定する。これに対して、
図１３に示したように、疑似リファレンス画像Ｓref4を
どのように移動・回転させても表面形状のラインプロフ
ァイルを基準ラインプロファイルＬref1，Ｌref2間に収
めることができなければ、試料表面の粗さを規格外であ
ると判定する。
【００２６】このように、本実施形態では試料形状を良
否判定する際の指標となる疑似リファレンス画像Ｓref
を試料像に重畳して表示し、試料形状のラインプロファ
イルが疑似リファレンス画像Ｓrefに対して所定の関係
にあることが確認できれば当該試料を規格内と判定する
ので、試料の判定が容易になる。
否判定する際の指標となる疑似リファレンス画像Ｓref
を試料像に重畳して表示し、試料形状のラインプロファ
イルが疑似リファレンス画像Ｓrefに対して所定の関係
にあることが確認できれば当該試料を規格内と判定する
ので、試料の判定が容易になる。
【００２７】図１４は、本発明を適用した走査型プロー
ブ顕微鏡の第２実施形態のブロック図であり、前記と同
一の符号は同一または同等部分を表している。
ブ顕微鏡の第２実施形態のブロック図であり、前記と同
一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２８】本実施形態では、前記増幅回路６８とＡ／
Ｄ変換器６７との間に加算回路７４を追加し、主制御部
６０の疑似リファレンス発生部６０３が発生する疑似リ
ファレンス信号Ｓref を前記増幅回路６８の出力信号に
重畳してＡ／Ｄ変換器６７に入力させ、この重畳信号を
カラーモニタ６３に表示させるようにした点に特徴があ
る。
Ｄ変換器６７との間に加算回路７４を追加し、主制御部
６０の疑似リファレンス発生部６０３が発生する疑似リ
ファレンス信号Ｓref を前記増幅回路６８の出力信号に
重畳してＡ／Ｄ変換器６７に入力させ、この重畳信号を
カラーモニタ６３に表示させるようにした点に特徴があ
る。
【００２９】図１５は、前記加算回路７４の動作を示し
た図であり、増幅回路６８からは非走査時の信号すなわ
ちノイズ成分Ｓnが入力され、主制御部６０の疑似リフ
ァレンス発生部６０３からは基準矩形波Ｓcが入力され
る。当該基準矩形波Ｓcの波高値はノイズレベルの上限
値Ａnに設定され、その周波数は前記ノイズ成分Ｓnの周
波数よりも低く設定されている。
た図であり、増幅回路６８からは非走査時の信号すなわ
ちノイズ成分Ｓnが入力され、主制御部６０の疑似リフ
ァレンス発生部６０３からは基準矩形波Ｓcが入力され
る。当該基準矩形波Ｓcの波高値はノイズレベルの上限
値Ａnに設定され、その周波数は前記ノイズ成分Ｓnの周
波数よりも低く設定されている。
【００３０】このような構成において、ノイズ成分Ｓn
のレベルが前記上限値Ａnよりも低ければ、図１６に示
したように、基準矩形波ＳcのＨレベル期間における重
畳信号の最低値ＳHminと基準矩形波ＳcのＬレベル期間
における重畳信号の最高値ＳLmaxとの差分値ΔＳ（＝Ｓ
Hmin−ＳLmax）が正になる。これに対して、ノイズ成分
Ｓnのレベルが前記上限値Ａnよりも高ければ、図１７に
示したように、前記差分値ΔＳが負になる。したがっ
て、オペレータはモニタ上の表示される信号波形を確認
するだけで、ノイズレベルが許容範囲内であるか否かを
簡単に認識できるようになる。なお、前記差分値ΔＳの
検出及び判定は、目視に限らず自動的に行われるように
しても良い。
のレベルが前記上限値Ａnよりも低ければ、図１６に示
したように、基準矩形波ＳcのＨレベル期間における重
畳信号の最低値ＳHminと基準矩形波ＳcのＬレベル期間
における重畳信号の最高値ＳLmaxとの差分値ΔＳ（＝Ｓ
Hmin−ＳLmax）が正になる。これに対して、ノイズ成分
Ｓnのレベルが前記上限値Ａnよりも高ければ、図１７に
示したように、前記差分値ΔＳが負になる。したがっ
て、オペレータはモニタ上の表示される信号波形を確認
するだけで、ノイズレベルが許容範囲内であるか否かを
簡単に認識できるようになる。なお、前記差分値ΔＳの
検出及び判定は、目視に限らず自動的に行われるように
しても良い。
【００３１】このように、本実施形態では所定の波高値
を有する基準信号とカンチレバーの歪量を代表する信号
とを重畳して表示するので、基準信号のＨレベル期間に
おける重畳信号の最低レベルと基準信号のＬレベル期間
における重畳信号の最高レベルとを比較することによ
り、歪量を代表する信号の偏差が基準信号の波高値以上
であるか否かを簡単に判断できるようになる。したがっ
て、基準信号の波高値を良否判定の基準値に設定すれ
ば、画像を確認するだけで試料の良否判定が可能にな
る。
を有する基準信号とカンチレバーの歪量を代表する信号
とを重畳して表示するので、基準信号のＨレベル期間に
おける重畳信号の最低レベルと基準信号のＬレベル期間
における重畳信号の最高レベルとを比較することによ
り、歪量を代表する信号の偏差が基準信号の波高値以上
であるか否かを簡単に判断できるようになる。したがっ
て、基準信号の波高値を良否判定の基準値に設定すれ
ば、画像を確認するだけで試料の良否判定が可能にな
る。
【００３２】なお、上記した第２実施形態では増幅回路
６８からノイズ成分を出力させるものとして説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではなく、試料
表面をし走査して得られた信号を出力させると共に、前
記基準矩形波Ｓcの波高値を試料表面の粗さ基準値に調
整すれば、試料表面の粗さが基準範囲内であるか否かを
確認できるようになる。
６８からノイズ成分を出力させるものとして説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではなく、試料
表面をし走査して得られた信号を出力させると共に、前
記基準矩形波Ｓcの波高値を試料表面の粗さ基準値に調
整すれば、試料表面の粗さが基準範囲内であるか否かを
確認できるようになる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。 (1)試料形状を良否判定する際の指標となる疑似リファ
レンス画像Ｓrefを試料像に重畳して表示し、試料形状
のラインプロファイルが疑似リファレンス画像Ｓrefに
対して所定の関係にあることが確認できれば当該試料を
規格内と判定するので、試料の良否判定が容易になる。 (2)所定の波高値を有する基準信号とカンチレバーの歪
量を代表する信号とを重畳して表示するようにしたの
で、基準信号のＨレベル期間における重畳信号の最低レ
ベルと基準信号のＬレベル期間における重畳信号の最高
レベルとを比較することにより、歪量を代表する信号の
偏差が基準信号の波高値以上であるか否かを簡単に判断
できる。したがって、基準信号の波高値を良否判定の基
準値に設定すれば、画像を確認するだけで試料の良否判
定が可能になる。
成される。 (1)試料形状を良否判定する際の指標となる疑似リファ
レンス画像Ｓrefを試料像に重畳して表示し、試料形状
のラインプロファイルが疑似リファレンス画像Ｓrefに
対して所定の関係にあることが確認できれば当該試料を
規格内と判定するので、試料の良否判定が容易になる。 (2)所定の波高値を有する基準信号とカンチレバーの歪
量を代表する信号とを重畳して表示するようにしたの
で、基準信号のＨレベル期間における重畳信号の最低レ
ベルと基準信号のＬレベル期間における重畳信号の最高
レベルとを比較することにより、歪量を代表する信号の
偏差が基準信号の波高値以上であるか否かを簡単に判断
できる。したがって、基準信号の波高値を良否判定の基
準値に設定すれば、画像を確認するだけで試料の良否判
定が可能になる。
【図１】本発明を適用した走査型プローブ顕微鏡の第１
実施形態のブロック図である。
実施形態のブロック図である。
【図２】疑似リファレンスの一例（Ｓref1）を示した図
である。
である。
【図３】疑似リファレンスＳref1を用いた試料形状の良
否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
【図４】疑似リファレンスＳref1を用いた試料形状の良
否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
【図５】疑似リファレンスの一例（Ｓref2）を示した図
である。
である。
【図６】疑似リファレンスＳref2を用いた試料形状の良
否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
【図７】疑似リファレンスＳref2を用いた試料形状の良
否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
【図８】疑似リファレンスの一例（Ｓref3）を示した図
である。
である。
【図９】疑似リファレンスＳref3を用いた試料形状の良
否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
【図１０】疑似リファレンスＳref3を用いた試料形状の
良否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
良否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
【図１１】疑似リファレンスの一例（Ｓref4）を示した
図である。
図である。
【図１２】疑似リファレンスＳref4を用いた試料形状の
良否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
良否判定方法を示した図（ＯＫ時）である。
【図１３】疑似リファレンスＳref4を用いた試料形状の
良否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
良否判定方法を示した図（ＮＧ時）である。
【図１４】本発明を適用した走査型プローブ顕微鏡の第
２実施形態のブロック図である。
２実施形態のブロック図である。
【図１５】加算回路の動作を示した図である。
【図１６】第２実施形態における試料形状の良否判定方
法を示した図（ＯＫ時）である。
法を示した図（ＯＫ時）である。
【図１７】第２実施形態における試料形状の良否判定方
法を示した図（ＮＧ時）である。
法を示した図（ＮＧ時）である。
【図１８】良否判定対象試料の形状を示した図である。
【図１９】従来の試料形状の良否判定方法を示した図で
ある。
ある。
５２…試料
５３…カンチレバー
５４…探針
Claims (7)
- 【請求項１】 カンチレバーの自由端に設けた探針を試
料表面に近接または接触させ、試料表面との距離が一定
に保たれるようにＺ方向へ微動させながらＸ，Ｙ方向へ
走査し、前記カンチレバーの歪量に基づいて試料像を表
示する走査型プローブ顕微鏡において、 試料形状の良否判定基準を代表する疑似リファレンス像
を記憶する手段と、 前記疑似リファレンス像を試料像に重畳する手段と、 前記重畳された画像を画面表示する手段とを含むことを
特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項２】 前記疑似リファレンス像を表示画面上で
移動させる手段を更に具備したことを特徴とする請求項
１に記載の走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項３】 前記記憶手段は複数の疑似リファレンス
像を記憶し、 前記複数の疑似リファレンス像のいずれかを選択する手
段を更に具備し、 前記表示手段は、前記選択された疑似リファレンス像を
表示することを特徴とする請求項１または２に記載の走
査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項４】 前記疑似リファレンス像は一対の基準ラ
インプロファイルを含み、前記一対の基準ラインプロフ
ァイルは、良判定される試料形状のラインプロファイル
が当該一対の基準ラインプロファイル間に収まるように
離間配置されたことを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項５】 カンチレバーの自由端に設けた探針を試
料表面に近接または接触させ、試料表面との距離が一定
に保たれるようにＺ方向へ微動させながらＸ，Ｙ方向へ
走査し、前記カンチレバーの歪量に基づいて試料像を表
面する走査型プローブ顕微鏡において、 所定の波高値を有する基準信号を発生する手段と、 前記カンチレバーの歪量を代表する信号と基準信号とを
重畳する手段と、 前記重畳された信号のラインプロファイルを表示する手
段とを含み、 前記基準信号の周波数が前記歪量を代表する信号の周波
数よりも低いことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項６】 前記基準信号の波高値を調整する手段を
さらに具備したことを特徴とする請求項５に記載の走査
型プローブ顕微鏡。 - 【請求項７】 前記基準信号のＨレベル期間における重
畳信号の最低レベルを、前記基準信号のＬレベル期間に
おける重畳信号の最高レベルと比較する手段と、 前記比較結果を出力する手段とを含むことを特徴とする
請求項５または６に記載の走査型プローブ顕微鏡。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141899A JP2003329563A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 走査型プローブ顕微鏡 |
| US10/438,038 US6904791B2 (en) | 2002-05-16 | 2003-05-14 | Scanning probe microscope |
| US11/136,970 US7066015B2 (en) | 2002-05-16 | 2005-05-25 | Scanning probe microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141899A JP2003329563A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003329563A true JP2003329563A (ja) | 2003-11-19 |
Family
ID=29544964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002141899A Pending JP2003329563A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6904791B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003329563A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009525466A (ja) * | 2006-01-31 | 2009-07-09 | アサイラム リサーチ コーポレーション | 可変密度走査関連出願の相互参照本出願は、２００６年１月３１日に出願された米国仮特許出願６０／７６３，６５９の優先権を主張し、２００６年１１月２８日に出願された、米国特許出願１１／５６３，８２２（発明の名称「可変密度走査」）に関連しその優先権を主張するものであり、引用によりその全体を本明細書に包含する。 |
| CN111562198A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-21 | 国网新疆电力有限公司检修公司 | 一种便携式变电站憎水性试验装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7740066B2 (en) * | 2008-01-25 | 2010-06-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Additives for high alumina cements and associated methods |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60177210A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | デジタル表示型測長システム |
| JPH06213809A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-08-05 | Kawasaki Steel Corp | 表面性状解析方法 |
| JPH09312318A (ja) * | 1996-05-21 | 1997-12-02 | Hitachi Ltd | パタ−ン欠陥検査装置 |
| JPH10214868A (ja) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Shimadzu Corp | Ｃｍｐ処理の評価方法 |
| JPH1126881A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光素子作製方法 |
| JP2000208575A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Schlumberger Technol Inc | 形状特徴に基づく欠陥検出方法及び装置 |
| JP2000292158A (ja) * | 1999-04-12 | 2000-10-20 | Kubota Corp | 板材賦形評価方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09184714A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Hitachi Ltd | パターン寸法測定方法 |
| JP3925991B2 (ja) * | 1997-07-08 | 2007-06-06 | 日本電子株式会社 | 走査プローブ顕微鏡 |
| US5898106A (en) * | 1997-09-25 | 1999-04-27 | Digital Instruments, Inc. | Method and apparatus for obtaining improved vertical metrology measurements |
| WO2001063555A2 (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Image deconvolution techniques for probe scanning apparatus |
| US6510730B1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-01-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | System and method for facilitating selection of optimized optical proximity correction |
-
2002
- 2002-05-16 JP JP2002141899A patent/JP2003329563A/ja active Pending
-
2003
- 2003-05-14 US US10/438,038 patent/US6904791B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-05-25 US US11/136,970 patent/US7066015B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN111562198A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-21 | 国网新疆电力有限公司检修公司 | 一种便携式变电站憎水性试验装置 |
| CN111562198B (zh) * | 2020-05-11 | 2023-01-20 | 国网新疆电力有限公司超高压分公司 | 一种便携式变电站憎水性试验装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20050217354A1 (en) | 2005-10-06 |
| US7066015B2 (en) | 2006-06-27 |
| US20030218132A1 (en) | 2003-11-27 |
| US6904791B2 (en) | 2005-06-14 |
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