JPH07113633A - 表面観察装置 - Google Patents
表面観察装置Info
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- JPH07113633A JPH07113633A JP25717293A JP25717293A JPH07113633A JP H07113633 A JPH07113633 A JP H07113633A JP 25717293 A JP25717293 A JP 25717293A JP 25717293 A JP25717293 A JP 25717293A JP H07113633 A JPH07113633 A JP H07113633A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】超平滑を要求される試料表面の平滑性を定量的
かつ自動的に算出できる表面観察装置を提供する。 【構成】探針１と試料６の表面との距離をトンネル電流
が流れる程度まで近接させ、探針１を円筒型圧電素子２
によってＸＹ方向に走査させる。ＸＹ方向の走査信号に
同期してトンネル電流検出回路８の出力を取込み、試料
表面形状データを２次元画像データに変換してこの２次
元画像データに雑音除去フィルタと差分フィルタを作用
させ、表面の各位置での高さ方向の変化分だけを抽出す
る画像処理回路１１を設ける。さらに、表面の各位置で
の高さ方向の変化分を測定領域にわたって平均化し、試
料６の表面の平滑性に対する指標を最終的に計算する演
算処理回路１２を設ける。
かつ自動的に算出できる表面観察装置を提供する。 【構成】探針１と試料６の表面との距離をトンネル電流
が流れる程度まで近接させ、探針１を円筒型圧電素子２
によってＸＹ方向に走査させる。ＸＹ方向の走査信号に
同期してトンネル電流検出回路８の出力を取込み、試料
表面形状データを２次元画像データに変換してこの２次
元画像データに雑音除去フィルタと差分フィルタを作用
させ、表面の各位置での高さ方向の変化分だけを抽出す
る画像処理回路１１を設ける。さらに、表面の各位置で
の高さ方向の変化分を測定領域にわたって平均化し、試
料６の表面の平滑性に対する指標を最終的に計算する演
算処理回路１２を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡
（ＳＴＭ;Scanning Tunneling Microscope）あるいは原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ;Atomic Force Microscope）など
の表面観察装置に関し、特に、試料表面の平滑性を定量
的かつ自動的に算出できる表面観察装置に関する。
（ＳＴＭ;Scanning Tunneling Microscope）あるいは原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ;Atomic Force Microscope）など
の表面観察装置に関し、特に、試料表面の平滑性を定量
的かつ自動的に算出できる表面観察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、原子分子オーダーの分解能を有す
る走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡が開発され、
表面構造解析、表面粗さ計測などに応用されている。走
査型トンネル顕微鏡は、導電性試料と導電性探針との間
に電圧を印加して両者を１ｎｍ程度の距離にまで近接さ
せると両者間にトンネル電流が流れ、しかもこのトンネ
ル電流の大きさが両者間の距離に応じて指数関数的に変
化することを利用している。一方、原子間力顕微鏡は、
探針と試料とを近接させたときに両者間に作用する原子
間力などの力を探針の変位などを通じて検出するもので
ある。
る走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡が開発され、
表面構造解析、表面粗さ計測などに応用されている。走
査型トンネル顕微鏡は、導電性試料と導電性探針との間
に電圧を印加して両者を１ｎｍ程度の距離にまで近接さ
せると両者間にトンネル電流が流れ、しかもこのトンネ
ル電流の大きさが両者間の距離に応じて指数関数的に変
化することを利用している。一方、原子間力顕微鏡は、
探針と試料とを近接させたときに両者間に作用する原子
間力などの力を探針の変位などを通じて検出するもので
ある。
【０００３】これら走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕
微鏡は、その解像度の高さから、超平滑面が要求される
表面に対する平滑性観察装置として使用されている。こ
の従来の平滑性観察装置では、平滑性を求めるための演
算処理の多くの部分が人手を介在させて実行されてい
る。超平滑面が要求される表面としては、超高密度記録
再生装置（例えば、ＳＴＭの原理を利用したもの）の媒
体表面や、半導体基板の表面などが挙げられる。
微鏡は、その解像度の高さから、超平滑面が要求される
表面に対する平滑性観察装置として使用されている。こ
の従来の平滑性観察装置では、平滑性を求めるための演
算処理の多くの部分が人手を介在させて実行されてい
る。超平滑面が要求される表面としては、超高密度記録
再生装置（例えば、ＳＴＭの原理を利用したもの）の媒
体表面や、半導体基板の表面などが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、演算処
理の一部に人手が介入すると平滑性の測定に時間がかか
り、大量生産品の検査などに適用した場合に非常に不利
になるという問題点がある。
理の一部に人手が介入すると平滑性の測定に時間がかか
り、大量生産品の検査などに適用した場合に非常に不利
になるという問題点がある。
【０００５】本発明の目的は、試料表面の平滑性を定量
的かつ自動的に算出できる表面観察装置を提供すること
にある。
的かつ自動的に算出できる表面観察装置を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の表面観察装置
は、探針と、表面を検査すべき試料を搭載するステージ
と、前記探針を前記試料の表面に近接させる探針駆動手
段と、前記試料に対し前記探針を相対的に２次元走査さ
せる走査手段と、前記探針と前記試料との間に流れるト
ンネル電流あるいは前記探針と前記試料との間に作用す
る微小な力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出
結果に応じて前記試料の表面形状を２次元画像として記
憶し該２次元画像に画像フィルタ処理を施す画像処理手
段と、前記画像処理手段の出力する２次元画像に対して
演算処理を行ない前記試料の表面の状態に対応する値を
出力する信号処理手段とを有する。
は、探針と、表面を検査すべき試料を搭載するステージ
と、前記探針を前記試料の表面に近接させる探針駆動手
段と、前記試料に対し前記探針を相対的に２次元走査さ
せる走査手段と、前記探針と前記試料との間に流れるト
ンネル電流あるいは前記探針と前記試料との間に作用す
る微小な力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出
結果に応じて前記試料の表面形状を２次元画像として記
憶し該２次元画像に画像フィルタ処理を施す画像処理手
段と、前記画像処理手段の出力する２次元画像に対して
演算処理を行ない前記試料の表面の状態に対応する値を
出力する信号処理手段とを有する。
【０００７】
【作用】探針と試料との間に流れるトンネル電流あるい
は探針と試料との間に作用する微小な力を検出する検出
手段と、検出手段の検出結果に応じて試料の表面形状を
２次元画像として記憶しこの２次元画像に画像フィルタ
処理を施す画像処理手段と、画像処理手段の出力する２
次元画像に対して演算処理を行ない試料の表面の状態に
対応する値を出力する信号処理手段とが設けられている
ので、試料表面の平滑性を定量的かつ自動的に算出する
ことができる。
は探針と試料との間に作用する微小な力を検出する検出
手段と、検出手段の検出結果に応じて試料の表面形状を
２次元画像として記憶しこの２次元画像に画像フィルタ
処理を施す画像処理手段と、画像処理手段の出力する２
次元画像に対して演算処理を行ない試料の表面の状態に
対応する値を出力する信号処理手段とが設けられている
ので、試料表面の平滑性を定量的かつ自動的に算出する
ことができる。
【０００８】本発明において、画像フィルタ処理として
は、雑音除去フィルタ処理および差分フィルタ処理を用
いることができる。差分フィルタを用いることによっ
て、試料表面の各位置における高さ方向の変化分を抽出
できる。また、信号処理手段が行なう演算処理として
は、１つの試料に対して１つの実数値を出力する統計処
理演算を用いることができる。統計処理演算としては、
典型的には平均値を求める演算がある。
は、雑音除去フィルタ処理および差分フィルタ処理を用
いることができる。差分フィルタを用いることによっ
て、試料表面の各位置における高さ方向の変化分を抽出
できる。また、信号処理手段が行なう演算処理として
は、１つの試料に対して１つの実数値を出力する統計処
理演算を用いることができる。統計処理演算としては、
典型的には平均値を求める演算がある。
【０００９】すなわち本発明の表面観察装置は、試料表
面形状データを２次元画像データとみなし、この２次元
画像データに画像フィルタ処理を施こすことによって、
試料表面の各位置における高さ方向の変化分を抽出す
る。そして、統計演算処理によってこの高さ方向の変化
分を測定領域内で平均することにより、表面の平滑性を
自動的に求めることができる。
面形状データを２次元画像データとみなし、この２次元
画像データに画像フィルタ処理を施こすことによって、
試料表面の各位置における高さ方向の変化分を抽出す
る。そして、統計演算処理によってこの高さ方向の変化
分を測定領域内で平均することにより、表面の平滑性を
自動的に求めることができる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例の表面観察装置の
構成を示すブロック図である。
て説明する。図１は本発明の一実施例の表面観察装置の
構成を示すブロック図である。
【００１１】測定に使用される探針１としては、測定の
分解能向上のためにタングステン針の先端を機械的研
磨、電解研磨したものを用いている。探針１は、ＰＺＴ
などの圧電性材料からなる円筒型圧電素子２の一端に取
り付けられている。円筒型圧電素子２は、探針１をｘｙ
方向（試料６の表面に平行な方向）およびｚ方向（探針
１と試料６の表面との距離を変化させる方向）に微小移
動させるものであって、Ｚ軸駆動電極２ａとＸＹ駆動電
極２ｂとを有している。円筒型圧電素子２に他端は筐体
３の天井部に取り付けられている。本実施例では、上述
したように加工されたタングステン針を探針１として使
用したが、探針の材質および加工法はこれに限定される
ものではなく、例えば、白金や白金−イリジウム合金な
ども使用することができる。表面の平滑状態が観察され
る試料６は、移動ステージ４上に載置されている。移動
ステージ４は、筐体３に固定された案内機構５によっ
て、図示ＸＹ方向に移動可能に支持されている。
分解能向上のためにタングステン針の先端を機械的研
磨、電解研磨したものを用いている。探針１は、ＰＺＴ
などの圧電性材料からなる円筒型圧電素子２の一端に取
り付けられている。円筒型圧電素子２は、探針１をｘｙ
方向（試料６の表面に平行な方向）およびｚ方向（探針
１と試料６の表面との距離を変化させる方向）に微小移
動させるものであって、Ｚ軸駆動電極２ａとＸＹ駆動電
極２ｂとを有している。円筒型圧電素子２に他端は筐体
３の天井部に取り付けられている。本実施例では、上述
したように加工されたタングステン針を探針１として使
用したが、探針の材質および加工法はこれに限定される
ものではなく、例えば、白金や白金−イリジウム合金な
ども使用することができる。表面の平滑状態が観察され
る試料６は、移動ステージ４上に載置されている。移動
ステージ４は、筐体３に固定された案内機構５によっ
て、図示ＸＹ方向に移動可能に支持されている。
【００１２】探針１と試料６との間にバイアス電圧を印
加するためのバイアス電源７と、バイアス電圧を印加し
たことにより探針１と試料６との間を流れるトンネル電
流を検出するためのトンネル電流検出回路８とが設けら
れている。これらバイアス電源７とトンネル電流検出回
路８とは直列に接続されて探針１と試料６との間に接続
されている。また、円筒型圧電素子２を駆動するため
に、Ｚ軸駆動回路９とＸＹ走査回路１０が設けられてい
る。Ｚ軸駆動回路９は、探針１を試料６に対して接近さ
せたり遠ざけたりするように円筒型圧電素子２のＺ軸駆
動電極２ａに電圧を印加するものであって、トンネル電
流検出回路８の出力（トンネル電流値）によって、トン
ネル電流が一定となるようにすなわち探針１と試料６の
表面との距離が一定であるようにフィードバック制御さ
れている。ＸＹ走査回路１０は、探針１が試料６の表面
をＸＹ方向に２次元的に走査できるような電圧を円筒型
圧電素子２のＸＹ駆動電極２ｂに印加するものである。
加するためのバイアス電源７と、バイアス電圧を印加し
たことにより探針１と試料６との間を流れるトンネル電
流を検出するためのトンネル電流検出回路８とが設けら
れている。これらバイアス電源７とトンネル電流検出回
路８とは直列に接続されて探針１と試料６との間に接続
されている。また、円筒型圧電素子２を駆動するため
に、Ｚ軸駆動回路９とＸＹ走査回路１０が設けられてい
る。Ｚ軸駆動回路９は、探針１を試料６に対して接近さ
せたり遠ざけたりするように円筒型圧電素子２のＺ軸駆
動電極２ａに電圧を印加するものであって、トンネル電
流検出回路８の出力（トンネル電流値）によって、トン
ネル電流が一定となるようにすなわち探針１と試料６の
表面との距離が一定であるようにフィードバック制御さ
れている。ＸＹ走査回路１０は、探針１が試料６の表面
をＸＹ方向に２次元的に走査できるような電圧を円筒型
圧電素子２のＸＹ駆動電極２ｂに印加するものである。
【００１３】さらに、トンネル電流検出回路８の出力
（トンネル電流値）から試料表面形状データを得てこの
試料表面形状データを２次元画像データに変換して記憶
し画像処理を行なう画像処理回路１１と、画像処理回路
１１で画像処理された２次元画像データに対して演算処
理を行なう演算処理回路１２とが設けられている。画像
処理回路１１では、変換後の２次元画像データに重畳し
ている雑音を除去し試料表面での高さ方向の変化だけを
抽出するために、この２次元画像データに対して雑音除
去フィルタと差分フィルタとが作用される。また演算処
理回路１２では、試料表面の観察領域（移動ステージを
動かすことなく円筒型圧電素子２のＸＹ方向への駆動だ
けによって探針１が走査する領域）に関して、その観察
領域内に含まれる急激な高さの高さ情報を平均を求めて
局所平滑度とし、さらに、同一試料の異なる観察領域で
求めた局所平滑度を平均して試料全体の平滑度とする演
算処理が行なわれる。
（トンネル電流値）から試料表面形状データを得てこの
試料表面形状データを２次元画像データに変換して記憶
し画像処理を行なう画像処理回路１１と、画像処理回路
１１で画像処理された２次元画像データに対して演算処
理を行なう演算処理回路１２とが設けられている。画像
処理回路１１では、変換後の２次元画像データに重畳し
ている雑音を除去し試料表面での高さ方向の変化だけを
抽出するために、この２次元画像データに対して雑音除
去フィルタと差分フィルタとが作用される。また演算処
理回路１２では、試料表面の観察領域（移動ステージを
動かすことなく円筒型圧電素子２のＸＹ方向への駆動だ
けによって探針１が走査する領域）に関して、その観察
領域内に含まれる急激な高さの高さ情報を平均を求めて
局所平滑度とし、さらに、同一試料の異なる観察領域で
求めた局所平滑度を平均して試料全体の平滑度とする演
算処理が行なわれる。
【００１４】次に、本実施例の動作について、図２のフ
ローチャートを用いて説明する。
ローチャートを用いて説明する。
【００１５】まず、探針１が試料のほぼ中心に位置する
ように、案内機構５によって移動ステージ４を適当に移
動させる（ステップ１０１）。そして、バイアス電源７
によって探針１と試料６との間にバイアス電圧を印加し
ながら、トンネル電流が流れる程度の距離にまで、円筒
型圧電素子２によって探針１を試料６の表面に接近させ
る。上述したようにこの状態では、トンネル電流の値が
一定になるようなフィードバック制御が行なわれてい
る。
ように、案内機構５によって移動ステージ４を適当に移
動させる（ステップ１０１）。そして、バイアス電源７
によって探針１と試料６との間にバイアス電圧を印加し
ながら、トンネル電流が流れる程度の距離にまで、円筒
型圧電素子２によって探針１を試料６の表面に接近させ
る。上述したようにこの状態では、トンネル電流の値が
一定になるようなフィードバック制御が行なわれてい
る。
【００１６】続いて、ＸＹ走査回路１０によって、探針
１が試料６の表面をＸＹ方向に２次元的に走査するよう
な電圧をＸＹ駆動電極２ｂに印加する。その結果、探針
１は試料６の表面の観察領域を走査することとなるが、
探針１が試料６の表面の凹凸形状に追従するようにＺ軸
方向に駆動されているので、トンネル電流検出回路８の
出力は試料６の表面形状データである。この状態で画像
処理回路１１は、ＸＹ駆動電極２ｂへの信号に同期して
トンネル電流検出回路８の出力を取り込むことにより、
表面形状データを２次元画像データに変換して記憶する
（ステップ１０２）。
１が試料６の表面をＸＹ方向に２次元的に走査するよう
な電圧をＸＹ駆動電極２ｂに印加する。その結果、探針
１は試料６の表面の観察領域を走査することとなるが、
探針１が試料６の表面の凹凸形状に追従するようにＺ軸
方向に駆動されているので、トンネル電流検出回路８の
出力は試料６の表面形状データである。この状態で画像
処理回路１１は、ＸＹ駆動電極２ｂへの信号に同期して
トンネル電流検出回路８の出力を取り込むことにより、
表面形状データを２次元画像データに変換して記憶する
（ステップ１０２）。
【００１７】そして画像処理回路１１は、記憶した２次
元画像データに対して雑音除去フィルタを作用させ、２
次元画像データ中の雑音成分を除去する（ステップ１０
３）。ここで雑音除去フィルタとしては、例えばインパ
ルス雑音を除去する場合には、メディアンフィルタが有
効である。メディアンフィルタは、例えばそのマスクサ
イズが５×５画素であるとすると、画素(ｉ,ｊ)の画素
値ｆi,jについて、ｉ−２≦ｍ≦ｉ＋２，ｊ−２≦ｎ≦
ｊ＋２の範囲にある画素(ｍ,ｎ)の中でちょうど（ｉｊ
＋１）／２番目に大きい画素の値によって、ｆi,jを更
新するという処理を行なう。続いて、画像処理回路１１
は、雑音除去後の２次元画像データに対して差分フィル
タを作用させ、試料６表面の急激な段差の高さ情報のみ
が抽出される（ステップ１０４）。差分フィルタにはい
くつかの種類があるが、例えば後方差分絶対値フィルタ
は、画素(ｉ,ｊ)の画素値ｆi,jに対して、
元画像データに対して雑音除去フィルタを作用させ、２
次元画像データ中の雑音成分を除去する（ステップ１０
３）。ここで雑音除去フィルタとしては、例えばインパ
ルス雑音を除去する場合には、メディアンフィルタが有
効である。メディアンフィルタは、例えばそのマスクサ
イズが５×５画素であるとすると、画素(ｉ,ｊ)の画素
値ｆi,jについて、ｉ−２≦ｍ≦ｉ＋２，ｊ−２≦ｎ≦
ｊ＋２の範囲にある画素(ｍ,ｎ)の中でちょうど（ｉｊ
＋１）／２番目に大きい画素の値によって、ｆi,jを更
新するという処理を行なう。続いて、画像処理回路１１
は、雑音除去後の２次元画像データに対して差分フィル
タを作用させ、試料６表面の急激な段差の高さ情報のみ
が抽出される（ステップ１０４）。差分フィルタにはい
くつかの種類があるが、例えば後方差分絶対値フィルタ
は、画素(ｉ,ｊ)の画素値ｆi,jに対して、
【００１８】
【数１】 ｆi,j←｜ｆi,j−ｆi-1,j｜＋｜ｆi,j−ｆi,j-1｜ と更新する処理を行なう。
【００１９】図３は、これらメディアンフィルタと後方
差分絶対値フィルタの動作例を説明する図である。この
図では、説明を簡単にするため、データが１次元である
としている。図３(a)は、インパルス雑音が重畳した試
料表面形状データを示している。この試料表面形状デー
タにメディアンフィルタを作用させると、図３(b)に示
しように、雑音が除去された試料表面形状データが得ら
れる。このデータは、試料表面の断面形状に対応してい
る。そして図３(b)の試料表面形状データに後方差分絶
対値フィルタを作用させると、図３(c)に示すように、
試料表面の段差に高さ情報が抽出される。図３(c)にお
いてベースラインからの距離は、段差の高さに対応して
いる。
差分絶対値フィルタの動作例を説明する図である。この
図では、説明を簡単にするため、データが１次元である
としている。図３(a)は、インパルス雑音が重畳した試
料表面形状データを示している。この試料表面形状デー
タにメディアンフィルタを作用させると、図３(b)に示
しように、雑音が除去された試料表面形状データが得ら
れる。このデータは、試料表面の断面形状に対応してい
る。そして図３(b)の試料表面形状データに後方差分絶
対値フィルタを作用させると、図３(c)に示すように、
試料表面の段差に高さ情報が抽出される。図３(c)にお
いてベースラインからの距離は、段差の高さに対応して
いる。
【００２０】高さ情報の抽出が終ったらそのデータが演
算処理回路１２に送られる。演算処理回路１２は、急激
な段差の高さ情報について観察領域に関する平均を求
め、局所平滑度Ｄtとする（ステップ１０５）。ここで
ｔは、測定が何回目であるかを表わしている。すなわ
ち、観察領域における２次元画像データの画素数が横Ｎ
1個、縦Ｎ2個であるとすれば、
算処理回路１２に送られる。演算処理回路１２は、急激
な段差の高さ情報について観察領域に関する平均を求
め、局所平滑度Ｄtとする（ステップ１０５）。ここで
ｔは、測定が何回目であるかを表わしている。すなわ
ち、観察領域における２次元画像データの画素数が横Ｎ
1個、縦Ｎ2個であるとすれば、
【００２１】
【数２】 は、第１回目の観察での局所平滑度Ｄ1を表わしてい
る。求めた局所平滑度Ｄtを不図示のメモリに記憶し
て、１回の観察が終了する。
る。求めた局所平滑度Ｄtを不図示のメモリに記憶し
て、１回の観察が終了する。
【００２２】次に、観察をＴ回行なったかどうかの判定
が行なわれる（ステップ１０６）。Ｔは予め定めた観察
回数である。Ｔ回行なっていない場合には、案内機構５
によって移動ステージ４を適当に移動させ、試料６の表
面の別の位置を新たな観察位置とし（ステップ１０
７）、ステップ１０２に戻って上記処理を繰り返す。観
察をＴ回行なったら、演算処理回路１２は、局所平滑度
Ｄt（ｔ＝１,２,…,Ｔ）のＴにわたる平均値
が行なわれる（ステップ１０６）。Ｔは予め定めた観察
回数である。Ｔ回行なっていない場合には、案内機構５
によって移動ステージ４を適当に移動させ、試料６の表
面の別の位置を新たな観察位置とし（ステップ１０
７）、ステップ１０２に戻って上記処理を繰り返す。観
察をＴ回行なったら、演算処理回路１２は、局所平滑度
Ｄt（ｔ＝１,２,…,Ｔ）のＴにわたる平均値
【００２３】
【数３】 を求め、この平均値を試料全体の平滑度として出力する
（ステップ１０８）。以上の動作によって、試料６の平
滑度が決定され、全ての処理を終了する。
（ステップ１０８）。以上の動作によって、試料６の平
滑度が決定され、全ての処理を終了する。
【００２４】以上、本発明の実施例について、探針と試
料間に流れるトンネル電流を検出する場合について説明
した。しかし本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。トンネル電流の検出の代りに、原子間力顕微鏡の
原理を利用して探針と試料との間に作用する微小な力を
検出してもよく、この場合も本発明に含まれる。
料間に流れるトンネル電流を検出する場合について説明
した。しかし本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。トンネル電流の検出の代りに、原子間力顕微鏡の
原理を利用して探針と試料との間に作用する微小な力を
検出してもよく、この場合も本発明に含まれる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、探針と試
料との間に流れるトンネル電流あるいは探針と試料との
間に作用する微小な力を検出する検出手段と、検出手段
の検出結果に応じて試料の表面形状を２次元画像として
記憶しこの２次元画像に画像フィルタ処理を施す画像処
理手段と、画像処理手段の出力する２次元画像に対して
演算処理を行ない試料の表面の状態に対応する値を出力
する信号処理手段とを設けることにより、人手を介する
ことなく試料表面の平滑性を算出することができ、これ
によって、例えばＳＴＭの原理を応用した記録再生装置
のための電極材料の表面の平滑性を評価する作業時間が
大幅に短縮する、という効果がある。
料との間に流れるトンネル電流あるいは探針と試料との
間に作用する微小な力を検出する検出手段と、検出手段
の検出結果に応じて試料の表面形状を２次元画像として
記憶しこの２次元画像に画像フィルタ処理を施す画像処
理手段と、画像処理手段の出力する２次元画像に対して
演算処理を行ない試料の表面の状態に対応する値を出力
する信号処理手段とを設けることにより、人手を介する
ことなく試料表面の平滑性を算出することができ、これ
によって、例えばＳＴＭの原理を応用した記録再生装置
のための電極材料の表面の平滑性を評価する作業時間が
大幅に短縮する、という効果がある。
【図１】本発明の一実施例の表面観察装置の構成を示す
ブロックである。
ブロックである。
【図２】図１の表面観察装置による平滑度算出の過程を
説明する流れ図である。
説明する流れ図である。
【図３】画像フィルタの動作を説明する図であって、
(a)はインパルス雑音が重畳した試料表面形状データ、
(b)はメディアンフィルタによってインパルス雑音を除
去したのちの試料表面形状データ、(c)後方差分絶対値
フィルタで処理したのちの試料表面形状データを示して
いる。
(a)はインパルス雑音が重畳した試料表面形状データ、
(b)はメディアンフィルタによってインパルス雑音を除
去したのちの試料表面形状データ、(c)後方差分絶対値
フィルタで処理したのちの試料表面形状データを示して
いる。
１ 探針 ２ 円筒型圧電素子 ３ 筐体 ４ 移動ステージ ５ 案内機構 ６ 試料 ７ バイアス電源 ８ トンネル電流検知回路 ９ Ｚ軸駆動回路 １０ ＸＹ走査回路 １１ 画像処理回路 １２ 演算処理回路 １０１〜１０８ ステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紫藤 俊一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 酒井 邦裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 探針と、表面を検査すべき試料を搭載す
るステージと、前記探針を前記試料の表面に近接させる
探針駆動手段と、前記試料に対し前記探針を相対的に２
次元走査させる走査手段と、前記探針と前記試料との間
に流れるトンネル電流あるいは前記探針と前記試料との
間に作用する微小な力を検出する検出手段と、前記検出
手段の検出結果に応じて前記試料の表面形状を２次元画
像として記憶し該２次元画像に画像フィルタ処理を施す
画像処理手段と、前記画像処理手段の出力する２次元画
像に対して演算処理を行ない前記試料の表面の状態に対
応する値を出力する信号処理手段とを有する表面観察装
置。 - 【請求項２】 画像フィルタ処理が雑音除去フィルタ処
理および差分フィルタ処理である請求項１に記載の表面
観察装置。 - 【請求項３】 信号処理手段が行なう演算処理が、１つ
の試料に対して１つの実数値を出力する統計処理演算で
ある請求項１または２に記載の表面観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25717293A JPH07113633A (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 表面観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25717293A JPH07113633A (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 表面観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113633A true JPH07113633A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17302693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25717293A Pending JPH07113633A (ja) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | 表面観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113633A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071847A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Nagaoka Univ Of Technology | 表面凹凸測定における異常測定値の検出方法 |
| JP2022040403A (ja) * | 2018-01-26 | 2022-03-10 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 走査プローブ顕微鏡 |
-
1993
- 1993-10-14 JP JP25717293A patent/JPH07113633A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071847A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Nagaoka Univ Of Technology | 表面凹凸測定における異常測定値の検出方法 |
| JP2022040403A (ja) * | 2018-01-26 | 2022-03-10 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 走査プローブ顕微鏡 |
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