JP2829374B2 - Ｓｐｍ画像補正方法 - Google Patents
Ｓｐｍ画像補正方法Info
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- JP2829374B2 JP2829374B2 JP7027796A JP2779695A JP2829374B2 JP 2829374 B2 JP2829374 B2 JP 2829374B2 JP 7027796 A JP7027796 A JP 7027796A JP 2779695 A JP2779695 A JP 2779695A JP 2829374 B2 JP2829374 B2 JP 2829374B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＳＰＭ画像補正方法
に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、材
料の原子レベル評価に有用なＳＰＭ装置と呼ばれる走査
トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡などの探針を走査して
得られる画像の探針形状による影響を補正する補正方法
に関するものである。
に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、材
料の原子レベル評価に有用なＳＰＭ装置と呼ばれる走査
トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡などの探針を走査して
得られる画像の探針形状による影響を補正する補正方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、探針を走査するこ
とによって固体表面の微小領域における原子配列を観察
することのできる走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡
などのＳＰＭ装置においては、観察画像の精度を向上さ
せるために、先端が鋭い針状体となっている探針を用い
ることで、原子レベルでの分解能の高い画像が得られる
ようにしている。
とによって固体表面の微小領域における原子配列を観察
することのできる走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡
などのＳＰＭ装置においては、観察画像の精度を向上さ
せるために、先端が鋭い針状体となっている探針を用い
ることで、原子レベルでの分解能の高い画像が得られる
ようにしている。
【０００３】しかしながら、この従来の方法では、ＳＰ
Ｍ画像に対する探針の形状による影響が避けられず、ま
た、できるだけ分解能の高い画像を得るためには、探針
の高度な加工技術が要求されるため、どうしてもその加
工コストが高くなる等の問題があった。この発明は、以
上通りの事情を鑑みてなされたものであり、微小領域で
の走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡の画像の分解能
を大幅に向上することができ、探針の加工精度を緩和す
ることもできる、ＳＰＭ画像補正方法を提供することを
目的としている。
Ｍ画像に対する探針の形状による影響が避けられず、ま
た、できるだけ分解能の高い画像を得るためには、探針
の高度な加工技術が要求されるため、どうしてもその加
工コストが高くなる等の問題があった。この発明は、以
上通りの事情を鑑みてなされたものであり、微小領域で
の走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡の画像の分解能
を大幅に向上することができ、探針の加工精度を緩和す
ることもできる、ＳＰＭ画像補正方法を提供することを
目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、基準試料のＳＰＭ画像解析によ
って得られた情報を用いて関数近似することにより探針
の形状を決定し、探針の先端頂点がＳＰＭ画像上に接す
るときの探針の側面の各位置における高さを求め、探針
側面の各位置における高さと、同じ各位置におけるＳＰ
Ｍ画像が示す高さとを比較して、ＳＰＭ画像が示す高さ
が探針側面の高さよりも大きい場合には、そのＳＰＭ画
像が示す高さを探針側面の高さにより置き換えて、ＳＰ
Ｍ画像から探針形状によって形成される虚像を取り除く
ことを特徴とするＳＰＭ画像補正方法を提供する。
を解決するものとして、基準試料のＳＰＭ画像解析によ
って得られた情報を用いて関数近似することにより探針
の形状を決定し、探針の先端頂点がＳＰＭ画像上に接す
るときの探針の側面の各位置における高さを求め、探針
側面の各位置における高さと、同じ各位置におけるＳＰ
Ｍ画像が示す高さとを比較して、ＳＰＭ画像が示す高さ
が探針側面の高さよりも大きい場合には、そのＳＰＭ画
像が示す高さを探針側面の高さにより置き換えて、ＳＰ
Ｍ画像から探針形状によって形成される虚像を取り除く
ことを特徴とするＳＰＭ画像補正方法を提供する。
【０００５】
【作用】走査トンネル顕微鏡や原子間量顕微鏡等によっ
て得られた画像には、実際の形状からずれている部分が
映っており、これは探針の形状の影響から形成された虚
像に相当するものであり、また探針の断面形状の一部に
相当するものである。このように、探針形状と画像が重
なる状態がある場合、これは探針の形状によって形成さ
れた虚像であるから、この虚像部分を、この発明の方法
を用いて、図１のように削り取る操作をすべての画像点
で行うことにより、より実物に近い画像、つまり３次元
的な画像を得ることが可能となる。
て得られた画像には、実際の形状からずれている部分が
映っており、これは探針の形状の影響から形成された虚
像に相当するものであり、また探針の断面形状の一部に
相当するものである。このように、探針形状と画像が重
なる状態がある場合、これは探針の形状によって形成さ
れた虚像であるから、この虚像部分を、この発明の方法
を用いて、図１のように削り取る操作をすべての画像点
で行うことにより、より実物に近い画像、つまり３次元
的な画像を得ることが可能となる。
【０００６】たとえば図２は、基準試料を用いたＳＰＭ
画像解析によって探針形状を決める場合の近似方法を概
要として示したものである。エッジ部分に探針形状が反
映されることから、実際の形状との差異から、探針形状
が構築されることになる。たとえばこのようなＳＰＭ画
像解析によって得られた情報を用いて関数近似すること
により探針の形状を決定する。前述したようにＳＰＭ装
置において用いら れる探針の先端部は鋭い針状体となっ
ているので、その断面は放物線形状を有している。よっ
て、この放物線を描くｙ＝ａｘ b （但しａ，ｂは定数）
のパワー近似や、ｙ＝ａｘ＋ｂｘ 2 ＋ｃｘ 3 ・・・（但
しａ，ｂ，ｃ・・・は定数）の多項式近似などを、関数
近似として用いて、探針の形状を決定する。もちろんこ
れら以外にも、探針の形状を決定するのにもっとも適し
た関数近似を用いることができる。
画像解析によって探針形状を決める場合の近似方法を概
要として示したものである。エッジ部分に探針形状が反
映されることから、実際の形状との差異から、探針形状
が構築されることになる。たとえばこのようなＳＰＭ画
像解析によって得られた情報を用いて関数近似すること
により探針の形状を決定する。前述したようにＳＰＭ装
置において用いら れる探針の先端部は鋭い針状体となっ
ているので、その断面は放物線形状を有している。よっ
て、この放物線を描くｙ＝ａｘ b （但しａ，ｂは定数）
のパワー近似や、ｙ＝ａｘ＋ｂｘ 2 ＋ｃｘ 3 ・・・（但
しａ，ｂ，ｃ・・・は定数）の多項式近似などを、関数
近似として用いて、探針の形状を決定する。もちろんこ
れら以外にも、探針の形状を決定するのにもっとも適し
た関数近似を用いることができる。
【０００７】次いで、図１にも例示したように、形状が
決定された探針の先端頂点がＳＰＭ画像上に接するとき
の探針の側面の各位置における高さを求める。ここで、
各位置とは、探針の先端頂点から幅方向の各画像点位置
を意味し、高さとは、幅方向の各位置における、先端頂
点からの高さを意味している。 そして、求められた探針
側面の各位置の高さと、同じ各位置のＳＰＭ画像が示す
高さとを比較して、ＳＰＭ画像が示す高さが探針側面の
高さよりも大きい場合には、そのＳＰＭ画像が示す高さ
を探針側面の高さにより置き換える。
決定された探針の先端頂点がＳＰＭ画像上に接するとき
の探針の側面の各位置における高さを求める。ここで、
各位置とは、探針の先端頂点から幅方向の各画像点位置
を意味し、高さとは、幅方向の各位置における、先端頂
点からの高さを意味している。 そして、求められた探針
側面の各位置の高さと、同じ各位置のＳＰＭ画像が示す
高さとを比較して、ＳＰＭ画像が示す高さが探針側面の
高さよりも大きい場合には、そのＳＰＭ画像が示す高さ
を探針側面の高さにより置き換える。
【０００８】以上の処理をすべての画像点について行う
ことにより、探針形状により影響を受けたＳＰＭ画像
を、その虚像部分を取り除くことにより補正して、より
実像に近い画像、つまり３次元的な画像に再構築するこ
とができる。以下、実施例を示してさらに詳しくこの発
明のＳＰＭ画像補正方法について説明する。
ことにより、探針形状により影響を受けたＳＰＭ画像
を、その虚像部分を取り除くことにより補正して、より
実像に近い画像、つまり３次元的な画像に再構築するこ
とができる。以下、実施例を示してさらに詳しくこの発
明のＳＰＭ画像補正方法について説明する。
【０００９】
【実施例】この発明のＳＰＭ画像補正方法により、試験
材料として基準試料であるグレーティングを用い原子間
力顕微鏡によってＳＰＭ画像を得た後、探針形状の影響
を取り除いて、ＳＰＭ画像の補正・再構築処理を行っ
た。添付した図面の図３は、基準試料のＳＰＭ画像であ
る。この図３に示した通り、実際の基準試料における凹
凸は０．５μｍ間隔であるにもかかわらず、ＳＰＭ画像
では凸部分が長く、凹部分が短いことがわかる。また、
図４は、その垂直方向の断面の画像である。実物は凹凸
がほぼ直角であるにもかかわらず、得られた画像では凹
凸は直角ではない。
材料として基準試料であるグレーティングを用い原子間
力顕微鏡によってＳＰＭ画像を得た後、探針形状の影響
を取り除いて、ＳＰＭ画像の補正・再構築処理を行っ
た。添付した図面の図３は、基準試料のＳＰＭ画像であ
る。この図３に示した通り、実際の基準試料における凹
凸は０．５μｍ間隔であるにもかかわらず、ＳＰＭ画像
では凸部分が長く、凹部分が短いことがわかる。また、
図４は、その垂直方向の断面の画像である。実物は凹凸
がほぼ直角であるにもかかわらず、得られた画像では凹
凸は直角ではない。
【００１０】そこで、この発明の方法により、上述した
各処理を行って、探針形状によって形成された虚像をＳ
ＰＭ画像から取り除いた。添付した図面の図５は、虚像
が取り除かれて再構築されたＳＰＭ画像である。この図
５から明らかなように、虚像部分が取り除かれて、凸部
分と凹部分の長さはほぼ同じ長さになり、実体にかなり
近い画像、つまり３次元的な画像を得ることができたこ
とがわかる。
各処理を行って、探針形状によって形成された虚像をＳ
ＰＭ画像から取り除いた。添付した図面の図５は、虚像
が取り除かれて再構築されたＳＰＭ画像である。この図
５から明らかなように、虚像部分が取り除かれて、凸部
分と凹部分の長さはほぼ同じ長さになり、実体にかなり
近い画像、つまり３次元的な画像を得ることができたこ
とがわかる。
【００１１】
【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明したと
おり、走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡などにより
探針を走査して得られた画像から、探針の形状によって
形成される虚像を取り除き、再構築することで、画像の
精度を向上させることが可能である。
おり、走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡などにより
探針を走査して得られた画像から、探針の形状によって
形成される虚像を取り除き、再構築することで、画像の
精度を向上させることが可能である。
【図１】原子間力顕微鏡の探針を画像の上に仮想的に配
置した状態を示したものである。
置した状態を示したものである。
【図２】探針形状の近似のための手続を示した概要図で
ある。
ある。
【図３】標準試料であるグレーディングを用いて原子間
力顕微鏡によって得られたＳＰＭ画像である。
力顕微鏡によって得られたＳＰＭ画像である。
【図４】標準試料であるグレーディングを用いて原子間
力顕微鏡によって得られた画像の垂直方向の断面画像で
ある。
力顕微鏡によって得られた画像の垂直方向の断面画像で
ある。
【図５】この発明により補正・再構築処理されたＳＰＭ
画像である。
画像である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−335103（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−58754（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−147885（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−117844（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320902（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−122514（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−66512（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−172510（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−82632（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−35975（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−5641（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 37/00 G01B 21/30 H01L 41/00 G11B 9/00 H01J 37/28
Claims (1)
- 【請求項１】 基準試料のＳＰＭ画像解析によって得ら
れた情報を用いて関数近似することにより探針の形状を
決定し、探針の先端頂点がＳＰＭ画像上に接するときの
探針の側面の各位置における高さを求め、探針側面の各
位置における高さと、同じ各位置におけるＳＰＭ画像が
示す高さとを比較して、ＳＰＭ画像が示す高さが探針側
面の高さよりも大きい場合には、そのＳＰＭ画像が示す
高さを探針側面の高さにより置き換えて、ＳＰＭ画像か
ら探針形状によって形成される虚像を取り除くことを特
徴とするＳＰＭ画像補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7027796A JP2829374B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | Ｓｐｍ画像補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7027796A JP2829374B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | Ｓｐｍ画像補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220108A JPH08220108A (ja) | 1996-08-30 |
| JP2829374B2 true JP2829374B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=12230946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7027796A Expired - Lifetime JP2829374B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | Ｓｐｍ画像補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829374B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2584362A1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | FEI Company | Scanning method for scanning a sample with a probe |
| CN105158515B (zh) * | 2015-08-14 | 2018-02-09 | 石河子大学 | 一种梭梭木质部扫描电镜样品制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122514A (ja) * | 1989-10-05 | 1991-05-24 | Canon Inc | 表面観察装置 |
| JPH04320902A (ja) * | 1991-04-22 | 1992-11-11 | Hitachi Ltd | 走査型トンネル顕微鏡の探針評価方法 |
| JPH04335103A (ja) * | 1991-05-13 | 1992-11-24 | Toshiba Corp | 探針評価方法 |
| JPH05172510A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Sony Corp | 表面形状測定方法 |
| JPH0658754A (ja) * | 1992-08-10 | 1994-03-04 | Hitachi Ltd | 探針形状測定方法 |
| JPH0666512A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 走査型トンネル顕微鏡 |
| JPH06117844A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-04-28 | Advantest Corp | Ｓｐｍ用探針の評価方法 |
| JP3090295B2 (ja) * | 1992-11-04 | 2000-09-18 | 日立建機株式会社 | 針状体先端形状計測装置、標準試料、および針状体先端形状計測方法 |
| JPH085641A (ja) * | 1994-06-17 | 1996-01-12 | Nippon Steel Corp | 探針先端形状評価用試料 |
| JPH0835975A (ja) * | 1994-07-22 | 1996-02-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微細探針形状測定器および微細探針形状測定方法 |
| JP3280525B2 (ja) * | 1994-09-12 | 2002-05-13 | 日本電信電話株式会社 | 微細構造の構造寸法計測方法 |
-
1995
- 1995-02-16 JP JP7027796A patent/JP2829374B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08220108A (ja) | 1996-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |