JP2888599B2 - 顕微鏡の表示装置 - Google Patents

顕微鏡の表示装置

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は走査型トンネル顕微鏡の表示装置に関し、特
に走査型トンネル顕微鏡による試料の測定箇所が試料全
体のどこに位置するのかを容易に且つ明確に知ることに
適した走査型トンネル顕微鏡の表示装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
走査型トンネル顕微鏡(以下STMという)は、試料に
対し探針を極めて近距離で接近させ且つ試料と探針との
間に比較的小さい電圧を印加することにより、トンネル
電流を流し、かかる状態にて探針を試料の表面に対し前
記トンネル電流を一定に保持しながら2次元的に走査さ
せると、試料表面の原子レベルの凹凸情報を得ることが
できる機能を有する。STMの最新技術内容については例
えば特開昭62−223602号公報に開示される。試料表面の
原子レベルの情報は表示装置で表示され、これによって
試料表面の原子状態を画像として見ることができる。ST
Mでは、従来、得られる画像の鮮明度、すなわち測定精
度が重視され、探針と試料との相対的位置関係或いは姿
勢等が検討事項となっていた。従来ではSTMで得られる
画像の鮮明化を図るために種々の発明が成されており、
2次放出荷電粒子等を検出する手段(特開昭62−285005
号公報)や、トンネル電流を効率良く検出するためのレ
ンズ系の構成の改良等(特開昭63−26936号公報)が提
案されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のSTMの研究では、実際の使用面
の取扱い易さを考慮して、例えばSTMによって試料表面
のどこを測定しているかという点についての配慮はほと
んど行われていなかった。従来STMでは、1つの画像あ
たりの測定範囲がせいぜい10μmであり、測定後表示装
置に表示された画像が試料のどの部分を測定したもので
あるのかが不明確であり、それを知ることは極めて困難
であった。
本発明の目的は、表示装置の1つの画面にマクロ像と
ミクロ像を表す2つの画像を表示させ、STMによって測
定された箇所が試料全体のうちどの部分であるかを示す
ことのできるSTMの表示装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係わる顕微鏡の表示装置は、試料表面のマク
ロ画像を作成するマクロ画像作成手段と、試料の表面に
接近させた探針を用いて、試料のマクロ画像より狭い領
域のミクロ画像を作成するミクロ画像作成手段と、マク
ロ画像作成手段及びミクロ画像作成手段により作成され
るマクロ画像及びミクロ画像のそれぞれを記憶する記憶
手段と、マクロ画像作成手段により作成されたマクロ画
像を記憶手段から取出し表示する表示手段と、この表示
手段に表示されたマクロ画像内におけるミクロ画像作成
箇所を指定するための入力手段と、この入力手段により
指定されたミクロ画像作成箇所に関してミクロ画像作成
手段に画像作成動作を行わせる制御手段と、記憶手段に
記憶されたマクロ画像及びミクロ画像のうち、相互に位
置的に関連するマクロ画像とミクロ画像とを一画面に表
示させる画像表示手段とを備えるように構成される。
〔作用〕
本発明による顕微鏡の表示装置では、試料に関し高分
解能を有するミクロ的な画像を得るにあたり、例えば電
子ビームを利用したビーム式測定手段で試料についてマ
クロ的な電子像を作成し、表示手段に表示された前記電
子像において、ミクロ画像を作成すべき測定箇所を入力
手段で指定すると、制御手段が電子像における測定箇所
の位置関係を演算し、指定された測定箇所について、ミ
クロ画像作成手段を駆動してミクロ画像を作成させる。
作成した前記の電子像とミクロ画像はいずれも画像を記
憶する共通の記憶手段に記憶される。電子像とミクロ画
像との位置関係は前記制御手段で数値的に把握されてい
るので、前記入力手段で同時表示を指定すると、画像表
示手段が指定された2つの画像を記憶手段から取出し、
所定の位置関係に基づき電子像とミクロ画像とを一画面
に表示する。これにより測定者はミクロな画像とマクロ
な画像との対応を一目で把握することができる。
〔実施例〕
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
第1図は本発明に係るSTMの全体構成を示す。第1図
において、このSTMは走査型電子顕微鏡(以下SEMとい
う)又はそれに類似する装置構成と組み合わせて構成さ
れている。SEMの全体構成は第1図中示されていない
が、電子ビーム1が発射される電子銃2などを部分的に
示している。電子銃2は、微動機構3aを備えた試料台3
上に載置された試料4の表面に電子ビーム1を照射する
ように試料4に近接して配設される。電子銃2が試料4
に電子ビーム1を照射すると、電子ビーム1と試料4と
の相互作用により2次電子が発生する。この2次電子
は、試料4に近接して配置された検出器5によって検出
される。電子銃2と検出器5は所要の位置関係となるよ
う対応して配設されると共に、いずれも電子ビーム1を
2次元的に移動させる装置(図示せず)によって駆動さ
れる。かかる電子ビーム1の2次元的な走査によって試
料4の表面状態を検出することが可能となる。検出器5
で検出された信号はA/D変換器6でディジタル信号に変
換され、試料表面の画像データとして画像メモリ7に記
録される。9はモニタであり、画像メモリ7に記録され
た画像データはD/A変換器8を介して適宜にモニタ9に
出力される。このようにしてモニタ9にて得られる画像
をSEM像と呼ぶ。SEM像はSTMで得られる画像に比較して
分解能が劣るので、測定者はSEM像によって試料4の表
面を大まかに、すなわちマクロ的に観察することができ
る。
次にSTMの構成部分を説明する。10はトンネル電流を
試料4との間に流す探針であり、探針10は、z軸方向に
移動させるためのアクチュエータからなる探針微動機構
11に取り付けられている。探針10は非常に鋭利な針で作
られ、通常タングステン等により作製される。トンネル
電流は探針10が試料4に極めて接近した時に流れるもの
であり且つ探針10と試料4との距離に比例したトンネル
電流値が流れる。探針10と試料4との間に流れるトンネ
ル電流はトンネル電流検出回路12で検出される。13は探
針10の位置を制御する探針制御回路である。探針制御回
路13は、トンネル電流検出回路12の検出信号を入力し、
この検出信号であるトンネル電流値が常に一定になるよ
うに探針10のz軸方向の位置を制御する。これによって
位置検出回路14で探針10のz軸方向の位置を検出するこ
とにより、試料4の表面の凹凸情報を得ることができ
る。探針10の位置は探針制御回路13の内部の状態の値に
よって代用される。試料台3は前述の如く内部に微動機
構3aを備える。この微動機構3aによれば、試料4はx及
びyの2次元方向に移動させることができる。試料台3
の内部に設けられた微動機構3aは微動機構制御回路15に
よる制御を受け、所要の方向に適宜に移動動作を行う。
この微動機構3aの作用により試料4を2次元的に走査す
ることが可能となり、試料表面を2次元的に検出するこ
とができる。つまり、微動機構制御回路15からのx方向
とy方向の移動に関する情報と、探針制御回路13からの
探針10のz方向の位置情報とを、位置検出回路14を介し
てそれぞれ所要のデータ形式に変換した後画像メモリ7
に格納し、記録する。16はパソコン等の演算制御装置で
あり、この演算制御装置16は制御部16Aとキーボード等
の入力装置16Bと表示装置16Cを備えている。前記の微動
機構制御回路15は演算制御装置16との間で指令又はデー
タの授受を行えるように構成されており、更に演算制御
装置16は画像メモリ7との間においても指令とデータの
授受を行えるように構成されている。更に演算制御装置
16は探針制御回路13とも接続され、この探針制御回路13
との間で指令又はデータを授受することができる。
上記の構成によって得られるSTM像は試料4の表面に
おける原子レベルの像を得ることができ、極めて高い分
解能を有している。しかし、その反面において走査でき
る領域が狭くなる。
SEM構成を有するSTMにおける表示装置16C及びモニタ
9の表示動作及びSTMの測定箇所の設定の仕方を第1図
及び第2図に基づいて説明する。
先ず最初に、電子銃2と検出器5を2次元的に走査し
ながら電子ビームを試料4の表面に照射し、試料4の相
対的に広い領域についてSEM像を作成する。このSEM像は
画像メモリ7に記録される。そして画像メモリ7に記録
されたSEM像をD/A変換器8を介してモニタ9に表示させ
る。第2図においてモニタ9の画面には試料4の所定の
箇所の画像が表示されている状態を示している。かかる
SEM像の作成に関係するSEM機構の測定動作はSTMの動作
とは別途に行われる。また、その動作の指令は演算制御
装置16の入力装置16Bから入力される。更に、画像メモ
リ7に記録されたSEM像をモニタ9に表示させる動作
は、入力装置16Bから画像メモリ7に対して与えられた
表示指令に従って行われる。
モニタ9に表示された試料表面の所定の画像におい
て、次にSTMによる画像を作成するための測定箇所を決
定する操作を行う。この操作は測定者が演算制御装置16
の入力装置16Bを操作することにより行われる。先ずモ
ニタ9の画面に表示された試料表面の画像においてSTM
像を作成する箇所を指定すべく、画像メモリ7とD/A変
換器8を介して画像中に×印を付けて基準点Oを決め、
次いでこの×印をSTMで測定しようとする箇所Pに移動
し、当該箇所Pに停止させる。入力装置16Cによってか
かる操作を行うと、次に演算制御装置16の制御部16A
は、SEM像の画像メモリ7における分解能の値を用い
て、前記基準点Oから測定箇所Pまでの距離(x及びy
方向に関して)を、ΔxとΔyとして算出する。次に演
算制御装置16は、算出した距離ΔxとΔyを用いて、こ
れに対応する信号を微動機構制御回路15に出力する。微
動機構制御回路15は演算制御装置16から上記信号を受け
ると、この信号に対応して試料4を微動させるための制
御信号を微動機構3aに与え、微動機構3aを動作させる。
こうして探針10は試料4の測定点Pに相対的に移動し、
探針10の垂直下に試料4における測定点Pを配置させる
ことができる。
探針10と試料4との位置関係が上記の状態に設定され
ると、次にSTMを動作させてSTM像を作成する。STMとし
ての動作は測定者による入力装置16Bでの測定開始指令
により実行される。STMによる測定では、微動機構制御
回路15が試料台3の微動機構3aを動作せることにより探
針10が相対的に試料4の表面の測定点Pの周辺をx及び
yの各方向に走査し、探針制御回路13がトンネル電流検
出回路8で検出されるトンネル電流が常に一定となるよ
うに探針10の探針微動機構11を制御する。このSTMの測
定動作によって得られる探針10のx,y,zの各方向のデー
タは位置検出回路14を介して画像メモリ7に送給され、
これらのデータを所定の方法で処理し記録することによ
りSTM像を作成することができる。このSTM像はモニタ9
の画面上の前記SEM像で指定した測定点Pの近傍の2次
元像である。
以上のようにして画像メモリ7にはSEMにより得られ
た試料4の所定箇所のSEM像と、当該SEM像で示された領
域に含まれる更に微小な測定箇所であるSTM像とがそれ
ぞれ記録される。STM像については、モニタ9に示され
るSEM像において任意の箇所に関し複数繰り返し作成す
ることができる。またSEM像に関し再び測定を行って別
のSEM像を作成すると、そのSEM像についても同様に上記
の如くしてSTM像を作成することができる。
画像メモリ7には複数のSEM像とSTM像が格納される。
そしてSTM像が、特定のSEM像において測定箇所を指定し
て作成されたものであるときには、マクロ的に表示され
たSEM像とその一部を更にミクロ的に表示したSTM像とは
その位置関係が明確であり、且つその位置関係は演算制
御装置16において把握されているから、そのSEM像とSTM
像を演算制御装置16の制御部16Aの内部メモリに取り込
み、所望の画像処理を行うと、第3図に示されるよう
に、演算制御装置16の表示装置16Cの同一画面に2つの
画像をそれらの位置関係を明確にして表示させることが
できる。第3図において、17はSEM像であり、18はSTM像
である。SEM像17においてはSTM像18の存在箇所が×印19
で示されて、矢印20でその位置関係が示されている。
上記の実施例では電子ビームでマクロ像を作成した
が、電子ビーム以外のその他のビームを用いることもで
きる。また前記演算制御装置16の表示装置16Cに前記モ
ニタ9の機能を持たせ、装置構成を簡素化することもで
きる。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように本発明によれば、作成さ
れたSTM像の測定箇所が試料表面上においてどの部位で
あるのかが明確に且つ容易に分かるので、取扱い易く、
且つ測定後のデータ解析にも都合が良い。測定を再度行
いSTM像を作成する場合にも、測定箇所が分かっている
ので、同一部位を正確に再測定することができる。また
STM測定箇所をマクロ像において任意に且つ容易に設定
することができ、且つ必要に応じて容易に変更すること
ができるので、操作性を向上することができる。
〔符号の説明〕
1……電子ビーム 2……電子銃 3……試料台 3a……微動機構 4……試料 5……検出器 7……画像メモリ 9……モニタ 10……探針 16……演算制御装置 16A……制御部 16B……入力装置 16C……表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福地 康彦 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 五十嵐 照夫 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 下平 貴之 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 山本 光 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 黒田 浩史 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 羽崎 栄市 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日 立製作所那珂工場内 (56)参考文献 特開 平1−316602(JP,A) 特開 平2−93304(JP,A) 特開 平1−227343(JP,A) 特開 昭61−156214(JP,A) 特開 平3−18708(JP,A) 実開 昭59−103360(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 7/34 H01J 37/28 G01N 37/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料表面のマクロ画像を作成するマクロ画
    像作成手段と、 前記試料の表面に接近させた探針を用いて、前記試料の
    マクロ画像より狭い領域のミクロ画像を作成するミクロ
    画像作成手段と、 前記マクロ画像作成手段及び前記ミクロ画像作成手段に
    より作成されるマクロ画像及びミクロ画像のそれぞれを
    記憶する記憶手段と、 前記マクロ画像作成手段により作成されたマクロ画像を
    前記記憶手段から取出し表示する表示手段と、 この表示手段に表示された前記マクロ画像内におけるミ
    クロ画像作成箇所を指定するための入力手段と、 この入力手段により指定された前記ミクロ画像作成箇所
    に関して前記ミクロ画像作成手段に画像作成動作を行わ
    せる制御手段と、 前記記憶手段に記憶されたマクロ画像及びミクロ画像の
    うち、相互に位置的に関連するマクロ画像とミクロ画像
    とを一画面に表示させる画像表示手段と、を備えること
    を特徴とする顕微鏡の表示装置。
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JP4594116B2 (ja) * 2005-01-28 2010-12-08 日本電子株式会社 荷電粒子ビームの走査幅校正方法及び荷電粒子ビームを用いた顕微装置並びに荷電粒子ビーム校正用試料
JP2006331852A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Jeol Ltd 表面観察分析装置
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