JPH11271333A - Scanner system of scanning type probe microscope - Google Patents

Scanner system of scanning type probe microscope

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Publication number
JPH11271333A
JPH11271333A JP10073926A JP7392698A JPH11271333A JP H11271333 A JPH11271333 A JP H11271333A JP 10073926 A JP10073926 A JP 10073926A JP 7392698 A JP7392698 A JP 7392698A JP H11271333 A JPH11271333 A JP H11271333A
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JP
Japan
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image data
scanner
data
stored
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Withdrawn
Application number
JP10073926A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoko Hisada
菜穂子 久田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH11271333A publication Critical patent/JPH11271333A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q10/00Scanning or positioning arrangements, i.e. arrangements for actively controlling the movement or position of the probe
    • G01Q10/04Fine scanning or positioning
    • G01Q10/06Circuits or algorithms therefor
    • G01Q10/065Feedback mechanisms, i.e. wherein the signal for driving the probe is modified by a signal coming from the probe itself
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q30/00Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
    • G01Q30/04Display or data processing devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanner system in a simple configuration for acquiring measurement data even for the measurement of a small region while being related to accurate XY positions. SOLUTION: A sample 3 is retained on a tube scanner 1 that can be displaced in X, Y, and Z directions. The tube scanner 1 is scanned in X, Y, and Z directions by an XY scanning control part 2 while being subjected to feedback control in the Z direction by a Z drive part 6 so that the output of a probe displacement detection means 5 becomes constant. Mirrors 7 and 8 are mounted to the tube scanner 1, and the movement is monitored by laser length measurement equipment 9 and 10. The output pulses of the laser length measurement equipment 9 and 10 are inputted to UP/DOWN counters 101 and 102, are divided by n using 1/n circuits 103 and 104, and are supplied to a frame memory 107 as an address. Also, simultaneously with the generation of the address, a Z drive signal is stored in the frame memory 107 as measurement data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微小領域を観察す
る走査型プローブ顕微鏡等に用いられるスキャナシステ
ムに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a scanner system used for a scanning probe microscope for observing a minute area.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡は、試料表面の微
細形状を原子レベルで観察できる装置で、走査型トンネ
ル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)などが
あり、各種研究に使用されている。
2. Description of the Related Art A scanning probe microscope is a device capable of observing a fine shape of a sample surface at an atomic level, and includes a scanning tunnel microscope (STM) and an atomic force microscope (AFM). I have.

【0003】AFMは、特開昭62−130302号等
に記載されている通り、探針の頂点にある原子と試料表
面にある原子との間に働く原子間力を利用して試料の表
面形状を測定する装置である。探針を試料の表面に近づ
けると、引力域と斥力域のあるLennard-Jones ポテンシ
ャルで表される原子間力(斥力、ファンデルワールス
カ、共有結合力等)と呼ばれる微小な力が生じる。AF
Mでは、探針を柔軟なカンチレバーの自由端で支持し、
探針と試料間に働く原子間力をカンチレバー(てこ)の
たわみ量(探針の変位量)として検出し、たわみ量すな
わち力が一定になるように探針と試料の位置関係を制御
しながら探針を走査したときの制御電圧を計測すること
により、試料の表面形状および相互作用(原子間力や接
触力や磁気力など)の分布像を原子レベルの分解能で測
定している。このため、AFMは、STMと異なり、試
料の導電性と無関係に測定できる。
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-130302, AFM utilizes the interatomic force acting between the atom at the tip of the probe and the atom at the surface of the sample to form the surface of the sample. Is a device for measuring When the probe is brought close to the surface of the sample, a small force called interatomic force (repulsive force, Van der Waalska, covalent force, etc.) represented by the Lennard-Jones potential with an attractive region and a repulsive region is generated. AF
In M, the tip is supported by the free end of a flexible cantilever,
The atomic force acting between the probe and the sample is detected as the amount of deflection of the cantilever (lever), and the positional relationship between the probe and the sample is controlled so that the amount of deflection, that is, the force, is constant. By measuring the control voltage when the probe is scanned, the distribution image of the surface shape and interaction (such as interatomic force, contact force, and magnetic force) of the sample is measured with atomic-level resolution. Thus, unlike STM, AFM can be measured independently of the conductivity of the sample.

【0004】工業系市場において、測定装置には常に微
小領域の高分解能化が望まれている。このため、走査型
プローブ顕微鏡では、走査機構には、高分解能で位置制
御できる圧電体スキャナ、特に圧電体チューブスキャナ
が用いられることが多い。
[0004] In the industrial market, a measuring device is always required to have a high resolution in a minute area. For this reason, in the scanning probe microscope, a piezoelectric scanner, particularly a piezoelectric tube scanner, which can control the position with high resolution, is often used as the scanning mechanism.

【0005】走査型プローブ顕微鏡は、例えば、圧電体
スキャナを用いて、探針または試料を移動させてXY走
査を行いながら、探針または試料をZ方向に移動させ
て、探針を支持しているカンチレバーの変位を一定に保
つ制御を行う。
In a scanning probe microscope, for example, a probe or a sample is moved in a Z direction while a probe or a sample is moved using a piezoelectric scanner to perform XY scanning. Control to keep the cantilever displacement constant.

【0006】初期の走査型プローブ顕微鏡では、XY走
査を行うために圧電体スキャナに供給するXY駆動信号
が一定量変化するタイミングをサンプリングパルスと
し、カンチレバーの変位を一定に保つ制御のために圧電
体スキャナに供給するZ駆動信号を試料表面の高さ情報
としていた。
In an early scanning probe microscope, a timing at which an XY drive signal supplied to a piezoelectric scanner for performing XY scanning changes by a fixed amount is used as a sampling pulse, and a piezoelectric body is used for controlling the cantilever displacement to be constant. The Z drive signal supplied to the scanner was used as height information of the sample surface.

【0007】しかし、圧電体スキャナは、その変位特性
にヒステリシスを持つため、またクリープ現象を示すた
め、一方向(例えばX方向)に直線的に圧電体スキャナ
を走査したつもりでも、実際は歪んだ方向に走査してい
る。従って、圧電体スキャナの駆動信号を画像データと
して形成した画像は、ヒステリシスとクリープによる歪
みを含んだものとなってしまう。
However, since the piezoelectric scanner has a hysteresis in its displacement characteristics and exhibits a creep phenomenon, even if it is intended to scan the piezoelectric scanner linearly in one direction (for example, the X direction), it is actually distorted. Scanning. Therefore, an image in which the drive signal of the piezoelectric scanner is formed as image data includes distortion due to hysteresis and creep.

【0008】このため、最近の走査型プローブ顕微鏡
は、通常、圧電体スキャナのXY方向の変位を検出する
変位センサを備えており、変位センサで検出されるXY
変位情報に従って圧電体スキャナにサーボをかけたうえ
でXY駆動信号間隔でサンプリングを行っている。
For this reason, recent scanning probe microscopes are usually provided with a displacement sensor for detecting the displacement of the piezoelectric scanner in the X and Y directions.
The servo is applied to the piezoelectric scanner in accordance with the displacement information, and then sampling is performed at XY drive signal intervals.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この手法は、10〜1
00μm程度の比較的大きな領域に対しては有効である
が、10〜100nm程度の微小な領域に対しては、変
位センサの分解能の粗さやサーボによるハンチング等に
よる影響が大きく、一定のXY駆動信号間隔でサンプリ
ングした測定データに対応する位置が必ずしも一定の距
離間隔にならないため、高分解能な画像を得ることが難
しい。
This method has a problem of 10-1.
It is effective for a relatively large area of about 00 μm, but for a small area of about 10 to 100 nm, the influence of the coarseness of the resolution of the displacement sensor and the hunting by the servo is great, and the constant XY drive signal Since the position corresponding to the measurement data sampled at intervals is not always at a constant distance interval, it is difficult to obtain a high-resolution image.

【0010】特開平8−248041号は、圧電体スキ
ャナのXY方向の変位をダイナミックレンジの広いレー
ザ測長器で測長し、測長パルスから直接サンプリングパ
ルスを生成する手法を提案している。これによれば、X
方向に走査する間、正確に一定距離間隔でサンプリング
されるが、1ラインのX走査中にY方向に動いてはなら
ないため、Y方向に関してサーボをかけるなどの対策が
必要である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-248041 proposes a method of measuring the displacement of a piezoelectric scanner in the X and Y directions using a laser length measuring device having a wide dynamic range, and directly generating a sampling pulse from the length measuring pulse. According to this, X
During scanning in the direction, sampling is performed at exactly constant distance intervals. However, since the sample must not move in the Y direction during one line of X scanning, measures such as applying a servo in the Y direction are required.

【0011】また、同出願人は、特開平8−20140
3号において、通常よく使用されている分解能の粗いX
Y変位センサの出力を基に、圧電体スキャナを一方向
(例えばX方向)に直線的に駆動させるための駆動信号
テーブルを予め作成しておき、実際に画像化する時に駆
動信号がテーブルと等しくなる毎に、即ち、圧電体スキ
ャナが一定距離移動する毎に、サンプリングを行う手法
を提案している。この手法では、XY方向共にサーボを
かけなくてもよく、歪みのない画像が得られ非常に有効
である。
Further, the applicant of the present invention discloses Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-20140.
In No.3, X with coarse resolution which is usually used
Based on the output of the Y displacement sensor, a drive signal table for driving the piezoelectric scanner linearly in one direction (for example, the X direction) is created in advance, and the drive signal is equal to the table when actually forming an image. A method has been proposed in which sampling is performed every time, that is, each time the piezoelectric scanner moves a certain distance. This method does not require servo control in both the X and Y directions, and is very effective because an image without distortion can be obtained.

【0012】しかし、予め作成したテーブルに基づいて
サンプリングを行うのであるから、圧電体スキャナがク
リープ現象を呈することを考慮すると、特に微小な領域
の測定において、測定データが正確に一定の距離間隔で
サンプリングされているとはいえない。
However, since sampling is performed based on a table created in advance, taking into account that the piezoelectric scanner exhibits a creep phenomenon, especially in the measurement of a very small area, the measured data is accurately spaced at a constant distance. It cannot be said that it has been sampled.

【0013】本発明は、この様な現状に鑑みて成された
ものであり、その目的は、簡単な構成でありながら微小
な領域な測定に対しても測定データを正確なXY位置に
関連づけて取得できる走査型プローブ顕微鏡のスキャナ
システムを提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to associate measurement data with accurate XY positions even for a measurement in a small area with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a scanning probe microscope scanner system that can be acquired.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、走査型プロー
ブ顕微鏡に用いられるスキャナシステムであり、試料ま
たはプローブをXY方向に移動し得るスキャナと、スキ
ャナのXおよびY方向の変位を検出する第1および第2
の測長器と、第1および第2の測長器で得られるスキャ
ナのXおよびY方向の変位をn分の1にしたデジタル値
からなるアドレスを生成するアドレス生成部と、アドレ
ス生成部で生成されたアドレスに画像データを格納する
画像データ用記憶素子とを有している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a scanner system used in a scanning probe microscope. The scanner system is capable of moving a sample or a probe in XY directions, and detects a displacement of the scanner in X and Y directions. 1st and 2nd
A length measuring device, an address generation unit that generates an address composed of a digital value obtained by reducing the displacement of the scanner in the X and Y directions obtained by the first and second length measurement devices by 1 / n, and an address generation unit. A storage element for storing image data at the generated address.

【0015】走査型プローブ顕微鏡のスキャナシステム
は、例えば、測定前に予め既知データが格納され、アド
レス生成部で生成されたアドレスに別の既知データが格
納される、画像データ用記憶素子中の各アドレスの画像
データの有無の判定に用いられる判定用記憶素子と、判
定用記憶素子に格納されたデータに基づいて、画像デー
タ用記憶素子中の画像データの格納されていないアドレ
スを求め、そのアドレスの周辺のアドレスに格納されて
いる画像データから補間データを求め、これを画像デー
タ用記憶素子中の画像データの格納されていないアドレ
スに格納する補間データ生成部とを更に有している。
The scanner system of the scanning probe microscope has, for example, a configuration in which the known data is stored in advance before the measurement, and another known data is stored in the address generated by the address generation unit. A determination storage element used for determining the presence or absence of image data at an address, and an address where image data is not stored in the image data storage element is obtained based on data stored in the determination storage element. And an interpolation data generation unit that obtains interpolation data from image data stored at addresses around the image data and stores the interpolation data at an address where image data is not stored in the image data storage element.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。まず、第一の実施の形
態について図1を用いて説明する。図1は、本実施の形
態のスキャナシステムを備えた走査型プローブ顕微鏡を
示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a scanning probe microscope provided with a scanner system according to the present embodiment.

【0017】図1に示されるように、サンプル3は、X
YZ方向に変位し得るチューブスキャナ1上に保持され
る。チューブスキャナ1は、探針変位検出手段5の出力
が一定になるように、Z駆動部6を介してZ方向にフィ
ードバック制御される。この制御により、カンチレバー
4の自由端に設けられた探針とサンプル3との間の距離
は常に一定に保たれる。また、チューブスキャナ1はX
Y走査制御部2の出力するXY駆動信号に従ってXY方
向に走査を行う。例えば、X方向に1ライン走査し必要
なポイント数のデータをサンプリングした後に、Y方向
に1ライン分移動し、同様にX方向に1ライン走査す
る。この動作を試料の走査範囲として指定された箇所全
域に対して行う。
As shown in FIG. 1, sample 3 has X
It is held on a tube scanner 1 that can be displaced in the YZ directions. The tube scanner 1 is feedback-controlled in the Z direction via the Z drive unit 6 so that the output of the probe displacement detecting means 5 becomes constant. With this control, the distance between the probe provided at the free end of the cantilever 4 and the sample 3 is always kept constant. The tube scanner 1 is X
Scanning is performed in the X and Y directions in accordance with the XY driving signal output from the Y scanning control unit 2. For example, after scanning one line in the X direction and sampling data of a required number of points, the line is moved by one line in the Y direction, and one line is similarly scanned in the X direction. This operation is performed for the entire area designated as the sample scanning range.

【0018】チューブスキャナ1には、X方向を向いた
ミラー7とY方向を向いたミラー8が取付けられてお
り、ミラー7の動きはレーザ測長器9によって、ミラー
8の動きはレーザ測長器10によって監視されている。
レーザ測長器9と10は、それぞれミラー7と8の動き
に追従したUPパルス・DOWNパルスを出力する。画
像データ生成部100は、この信号を使用して画像デー
タをメモリに蓄積する。
A mirror 7 oriented in the X direction and a mirror 8 oriented in the Y direction are attached to the tube scanner 1. The movement of the mirror 7 is measured by a laser length measuring device 9, and the movement of the mirror 8 is measured by the laser measuring device. It is monitored by the device 10.
The laser length measuring devices 9 and 10 output an UP pulse and a DOWN pulse that follow the movement of the mirrors 7 and 8, respectively. The image data generation unit 100 stores the image data in the memory using this signal.

【0019】レーザ測長器9から出力されるX−UPパ
ルスとX−DOWNパルスはUP/DOWNカウンタ1
01に入力され、さらに1/n回路103でCPU11
から設定された数nで割った数値となる。同様に、レー
ザ測長器10から出力されるY−UPパルスとY−DO
WNパルスはUP/DOWNカウンタ102に入力さ
れ、さらに1/n回路104でCPU11から設定され
た数nで割った数値となる。
The X-UP pulse and the X-DOWN pulse output from the laser length measuring device 9 correspond to the UP / DOWN counter 1
01, and the CPU 11
From the set number n. Similarly, the Y-UP pulse output from the laser length measuring device 10 and the Y-DO
The WN pulse is input to the UP / DOWN counter 102, and is further divided by a number n set by the CPU 11 in the 1 / n circuit 104.

【0020】例えば、レーザ測長器9と10の1パルス
が0.1nmで、XY方向に250nmの領域を100
0画素×1000ラインで画像化する場合、CPUはn
=2.5を設定する。従って、1/n回路103と1/
n回路104の出力は1つの画素を意味する。
For example, one pulse of the laser length measuring devices 9 and 10 is 0.1 nm and a region of 250 nm in the XY directions is 100 nm.
When imaging with 0 pixels × 1000 lines, the CPU uses n
= 2.5 is set. Therefore, 1 / n circuit 103 and 1 / n
The output of the n-circuit 104 means one pixel.

【0021】1/n回路103と1/n回路104の出
力はバッファ105を介してフレームメモリ107に供
給され、フレームメモリ107のアドレスとなり、これ
は常にチューブスキャナ1の正確なXY位置に対応す
る。また、アドレス生成と同時に、Z駆動信号が測定デ
ータとしてバッファ108を介してフレームメモリ10
7に格納される。このようにして測定データを正確なX
Y位置に関連づけてサンプル3の画像データを得ること
ができる。
The outputs of the 1 / n circuit 103 and the 1 / n circuit 104 are supplied to the frame memory 107 via the buffer 105 and become the address of the frame memory 107, which always corresponds to the exact XY position of the tube scanner 1. . Simultaneously with the address generation, the Z drive signal is transmitted as measurement data to the frame memory 10
7 is stored. In this way, the measured data is converted to an accurate X
The image data of the sample 3 can be obtained in association with the Y position.

【0022】CPU11は、上述したフレームメモリ1
07ヘの書き込み動作とは関係なく、バッファ109と
バッファ110を介してフレームメモリ107から画像
データを読み出し、モニタ(図示せず)に表示する。
The CPU 11 operates in the frame memory 1 described above.
Regardless of the writing operation to 07, image data is read from the frame memory 107 via the buffers 109 and 110 and displayed on a monitor (not shown).

【0023】読み出しの時、CPU11はバッファ10
9とバッファ110に許可信号を送り、この許可信号は
論理積回路106にも入力され、フレームメモリ107
ヘの書き込み動作は禁止される。
At the time of reading, the CPU 11
9 and a buffer 110, and the permission signal is also input to the AND circuit 106, and the frame memory 107
Write operation is prohibited.

【0024】論理積回路106は、XY走査制御部2の
走査中信号に基づき、走査が行われている間、クロック
信号CLKのタイミングで、バッファ105とバッファ
108に許可信号を出力する。
The AND circuit 106 outputs a permission signal to the buffer 105 and the buffer 108 at the timing of the clock signal CLK during the scanning based on the scanning signal of the XY scanning controller 2 during the scanning.

【0025】データの書き込みは、チューブスキャナ1
の動作とは全く関係のない高速なクロック信号CLKの
タイミングで行われ、従って、書き込み回数は画素数よ
りもはるかに多い。つまり、X方向には画素数よりも多
くデータのサンプリングが行われ、Y方向には必要なラ
イン数よりも多いライン数で走査される。
Data is written in the tube scanner 1
The operation is performed at the timing of the high-speed clock signal CLK which is completely unrelated to the operation of FIG. That is, more data is sampled in the X direction than the number of pixels, and scanning is performed in the Y direction with more lines than the required number of lines.

【0026】これにより、測定データを正確なXY位置
に関連づけて取得でき、従って、正確な歪みのない画像
が得られる。次に、第二の実施の形態のスキャナシステ
ムについて図2を用いて説明する。図2は、図1の画像
データ生成部100に代わる別の画像データ生成部を示
している。
As a result, the measurement data can be acquired in association with the correct XY position, and thus an accurate image without distortion can be obtained. Next, a scanner system according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows another image data generation unit which replaces the image data generation unit 100 of FIG.

【0027】図2に示されるように、本実施形態による
画像データ生成部200は、画像データを格納する第1
フレームメモリ107に加えて、第1フレームメモリ1
07の画像データの有無を判定するための第2フレーム
メモリ201を備えている。第2フレームメモリ201
は第1フレームメモリ107と同等のものが用いられ
る。
As shown in FIG. 2, the image data generating section 200 according to the present embodiment includes a first image data storing section 200 for storing image data.
In addition to the frame memory 107, the first frame memory 1
A second frame memory 201 for determining the presence / absence of image data 07 is provided. Second frame memory 201
Is equivalent to the first frame memory 107.

【0028】第2フレームメモリ201には、バッファ
203を介して、走査前に予め既知データが書き込ま
れ、走査中、第1フレームメモリ107のデータの書き
込まれたアドレスに対応するアドレスに別の既知データ
が書き込まれる。
Known data is written in the second frame memory 201 via the buffer 203 before scanning, and during scanning, another known data is stored in the first frame memory 107 at an address corresponding to the written address of the data. Data is written.

【0029】例えば、走査に先立って、第2フレームメ
モリ201の全てのメモリセルに“0”が書き込まれ、
第1のフレームメモリ107と同じタイミングで“1”
が書き込まれる。その結果、走査終了後、画像データが
格納されたメモリーセルすなわち画素は“1”となり、
画像データが格納されなかったメモリーセルすなわち画
素は“0”となる。
For example, prior to scanning, "0" is written to all memory cells of the second frame memory 201,
"1" at the same timing as the first frame memory 107
Is written. As a result, after the end of scanning, the memory cell in which the image data is stored, that is, the pixel becomes “1”,
The memory cell in which the image data is not stored, that is, the pixel becomes “0”.

【0030】CPU11は、バッファ202を介して第
2フレームメモリ201のデータを読み出し、第2フレ
ームメモリ201でデータが“0”のメモリセルに対応
する第1フレームメモリ107のメモリセルすなわち画
素に対して、第2フレームメモリ201でデータが
“1”のメモリセルに対応する第1フレームメモリ10
7のメモリセルすなわち画素の画像データに基づいて補
間データを生成し、この補間データを書き込む。
The CPU 11 reads out the data of the second frame memory 201 via the buffer 202, and reads out the data of the memory cell, that is, the pixel of the first frame memory 107 corresponding to the memory cell whose data is "0" in the second frame memory 201. The first frame memory 10 corresponding to the memory cell whose data is "1" in the second frame memory 201
7, interpolation data is generated based on the image data of the memory cell, that is, the pixel, and the interpolation data is written.

【0031】つまり、第2フレームメモリ201に格納
されたデータに基づいて、画像データの書き込みが行わ
れなかった画素が識別され、この画像データの書き込み
が行われなかった画素には、その近辺の書き込みの行わ
れた画素の画像データに基づいて生成された補間データ
が書き込まれる。
That is, based on the data stored in the second frame memory 201, the pixels for which the writing of the image data has not been performed are identified, and the pixels for which the writing of the image data has not been performed are assigned to the neighboring pixels. The interpolation data generated based on the image data of the written pixel is written.

【0032】これにより、例えばY方向に関して画素数
よりも少ないライン数で走査しても、必要な領域の画像
が得られる。このようにY方向に少ないライン数で走査
することによって、測定時間が短縮される。
Thus, for example, even if scanning is performed with a smaller number of lines than the number of pixels in the Y direction, an image of a necessary area can be obtained. Scanning with a small number of lines in the Y direction in this way reduces the measurement time.

【0033】以上の二つの実施の形態の説明から分かる
ように、測定データは、これがサンプリングされたサン
プル上のXY位置に対応するフレームメモリのアドレス
に格納される。つまり、本発明のスキャナシステムは、
チューブスキャナにサーボをかけない簡単な構成であり
ながら、測定データを正確なXY位置に関連づけて取得
できる。従って、これを用いた走査型プローブ顕微鏡
は、歪みの少ない高分解能の画像を得ることができる。
本発明は上述した実施の形態に何等限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で行われるすべての実
施を含む。
As can be seen from the above description of the two embodiments, the measurement data is stored at the address of the frame memory corresponding to the XY position on the sample from which the measurement data has been sampled. That is, the scanner system of the present invention
Even with a simple configuration in which servo is not applied to the tube scanner, measurement data can be acquired in association with accurate XY positions. Therefore, a scanning probe microscope using this can obtain a high-resolution image with little distortion.
The present invention is not limited to the above-described embodiment at all, and includes all implementations without departing from the gist of the invention.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、微小な領域の測定に対
しても測定データを正確なXY位置に関連づけて取得で
きる簡単な構成のスキャナシステムが提供される。従っ
て、簡単な構成でありながら歪みの少ない高分解能の画
像を取得できる走査型プローブ顕微鏡が提供される。
According to the present invention, there is provided a scanner system having a simple configuration capable of acquiring measurement data in association with an accurate XY position even for measurement of a minute area. Accordingly, there is provided a scanning probe microscope capable of acquiring a high-resolution image with a small distortion with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態のスキャナシステム
を備えた走査型プローブ顕微鏡を示している。
FIG. 1 shows a scanning probe microscope provided with a scanner system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第二の実施の形態のスキャナシステムにおける
図1の画像データ生成部に代わる別の画像データ生成部
を示している。
FIG. 2 illustrates another image data generation unit that replaces the image data generation unit of FIG. 1 in the scanner system according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チューブスキャナ 2 XY走査制御部 5 探針変位検出器 6 Z制御部 7、8 ミラー 9、10 レーザー測長器 11 CPU 101、102 UP/DOWNカウンタ 103、104 1/n回路 107 フレームメモリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tube scanner 2 XY scanning control part 5 Probe displacement detector 6 Z control part 7, 8 mirror 9, 10 Laser length measuring device 11 CPU 101, 102 UP / DOWN counter 103, 104 1 / n circuit 107 Frame memory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走査型プローブ顕微鏡に用いられるスキ
ャナシステムであり、 試料またはプローブをXY方向に移動し得るスキャナ
と、 スキャナのXおよびY方向の変位を検出する第1および
第2の測長器と、 第1および第2の測長器で得られるスキャナのXおよび
Y方向の変位をn分の1にしたデジタル値からなるアド
レスを生成するアドレス生成部と、 アドレス生成部で生成されたアドレスに画像データを格
納する画像データ用記憶素子とを有している走査型プロ
ーブ顕微鏡のスキャナシステム。
1. A scanner system used for a scanning probe microscope, comprising: a scanner capable of moving a sample or a probe in XY directions; and first and second length measuring devices for detecting displacements of the scanner in X and Y directions. An address generator for generating an address composed of a digital value obtained by reducing the displacement of the scanner in the X and Y directions obtained by the first and second length measuring devices to 1 / n, and an address generated by the address generator A scanner system for a scanning probe microscope having an image data storage element for storing image data.
【請求項2】 請求項1において、測定前に予め既知デ
ータが格納され、アドレス生成部で生成されたアドレス
に別の既知データが格納される、画像データ用記憶素子
中の各アドレスの画像データの有無の判定に用いられる
判定用記憶素子と、 判定用記憶素子に格納されたデータに基づいて、画像デ
ータ用記憶素子中の画像データの格納されていないアド
レスを求め、そのアドレスの周辺のアドレスに格納され
ている画像データから補間データを求め、これを画像デ
ータ用記憶素子中の画像データの格納されていないアド
レスに格納する補間データ生成部とを更に有している、
走査型プローブ顕微鏡のスキャナシステム。
2. The image data of each address in the image data storage element according to claim 1, wherein known data is stored in advance before measurement, and another known data is stored in an address generated by the address generation unit. Based on the data stored in the determination storage element and the data stored in the determination storage element, an address where no image data is stored in the image data storage element is determined, and an address around the address is determined. Further comprising: an interpolation data generation unit that obtains interpolation data from the image data stored in the image data and stores the interpolation data at an address where the image data in the image data storage element is not stored.
Scanning probe microscope scanner system.
JP10073926A 1998-03-23 1998-03-23 Scanner system of scanning type probe microscope Withdrawn JPH11271333A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014190923A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Hitachi High-Tech Science Corp Device, method and program for calculating position of actuator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014190923A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Hitachi High-Tech Science Corp Device, method and program for calculating position of actuator
US9766267B2 (en) 2013-03-28 2017-09-19 Hitachi High-Tech Science Corporation Actuator position calculation device, actuator position calculation method, and actuator position calculation program

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