(57)【要約】【課題】観測者によらず得られる画像が良好に高さ補正されるための画像のデータ補正方法を提供する。【解決手段】走査型プローブ顕微鏡１において取得した画像データを用いた複数の測定データの高さデータ補正方法が開示される。このデータ補正方法は、コンピュータ１３２が、画像データから基準平面領域を抽出し、複数の測定データのうち、抽出された基準平面領域内の３点の測定データを第１〜第３の基準点データとして選択し、第１〜第３の基準点データの高さが同一であるとして、残余の測定データの高さ補正を行なう。【選択図】図１
2019164090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型プローブ顕微鏡で測定され観察対象の高さを示す複数の測定データを補正するデータ補正方法であって、
コンピュータが、前記走査型プローブ顕微鏡において取得した画像データからエッジを抽出するステップと、
前記画像データ中の前記エッジ以外の領域の少なくとも一部を基準平面領域とし、前記基準平面領域を抽出するステップと、
前記コンピュータが、前記基準平面領域に属する高さ情報に基づいて、前記複数の測定データの各々の高さ補正を行なうステップと、を備えるデータ補正方法。
【請求項２】
前記高さ補正を行なうステップは、前記複数の測定データのうち、抽出された前記基準平面領域内の３点の測定データを第１〜第３の基準点データとして選択し、前記第１〜第３の基準点データの高さが同一であるとして、前記複数の測定データの各々の高さ補正を行なう、請求項１に記載のデータ補正方法。
【請求項３】
前記測定データにおいて、水平位置は、Ｘ軸座標およびＹ軸座標で与えられ、高さはＺ軸座標で与えられ、
前記エッジを抽出するステップは、Ｘ−Ｙ平面における注目画素のＺ軸座標と、前記注目画素に隣接する画素のＺ軸座標の差の大きさに基づいてエッジを抽出し、
前記基準平面領域を抽出するステップは、抽出した前記エッジに基づいて前記Ｘ−Ｙ平面を複数の領域に分割し、前記複数の領域のうち一番面積が広い領域を前記基準平面領域として抽出する、請求項１または２に記載のデータ補正方法。
【請求項４】
前記高さ補正を行なうステップは、前記複数の測定データのうち、抽出された前記基準平面領域内の４点以上の測定データを基準点データとして選択し、前記基準点データとして選択された点が同一のＸ−Ｙ平面にあるとして、前記複数の測定データの各々の高さ補正を行なう、請求項１に記載のデータ補正方法。
【請求項５】
前記画像データは、偏差信号によって得られる画像のデータである、請求項１に記載のデータ補正方法。
【請求項６】
前記高さ補正を行なうステップは、
前記複数の測定データのうちの第１の測定データのＸ，Ｙ座標における、前記第１〜第３の基準点データで定まる平面のＺ座標と、前記第１の測定データのＺ座標との差に基づいて、前記第１の測定データのＺ座標を補正する、請求項１から５のいずれか１項に記載のデータ補正方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のデータ補正方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載のデータ補正方法を実行する画像処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像処理装置を備える走査型プローブ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面の３次元形状を観察するために用いられる走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ＝Scanning  Probe  Microscope）によって得られた画像のデータ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）は、十分に先鋭化した探針を観察対象となる試料に十分に近づけ、探針の先端と試料の表面に作用する物理量が一定になるように探針の高さを上下しながら、試料表面を探針で水平方向に走査することにより、試料表面の凹凸を高分解能で観察するものである。ＳＰＭとは、上記の動作原理で試料表面の凹凸を観察する顕微鏡の総称であり、代表的なＳＰＭとして、探針と試料との間に流れる電流を相互作用として検出する走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ＝Scanning  Tunneling  Microscope）や、探針と試料との間に作用する原子間力を相互作用として検出する原子間力顕微鏡（ＡＦＭ＝Atomic  Force  Microscope）などがある。
【０００３】
走査型プローブ顕微鏡は、表面高さ方向の分解能が高く、その分解能の水準で試料表面を水平に設置することが困難である。したがって、走査型プローブ顕微鏡では取得した高さ画像（以下、ＳＰＭ画像という）に対して高さ補正を行なって傾斜面を水平に補正することが一般的である。特開平６−３３１６３３（特許文献１）は、このような高さ補正に関する技術を開示する。
【０００４】
特開平６−３３１６３３に開示されたＳＰＭ画像の高さ補正方法では、記憶された３次元データから予め設定された２次元領域に対応する３次元方向のデータを求め、２次元領域の２次元座標と該３次元方向のデータを用いて試料表面を代表する仮想平面を求め、この仮想平面を用いて、試料表面の傾斜を補正している。すなわち、予め設定された２次元領域が単一平面に近いことを前提として仮想平面を求めて、高さ補正を行なっている。
【０００５】
しかしながら、このような観察面全体から仮想平面を求めて補正する方法では、精密格子や、ライン＆スペース形状など、平坦面に対して構造物や溝が形成された試料表面を観察する場合、理想的な高さ補正を行なうことができない。すなわち、平坦な部分と構造物がある部分とが平均化された仮想平面に基づいて高さ補正が行なわれてしまう。また、構造物の高さや溝の深さが場所によって異なる場合も考えられるため、観察面全体から仮想平面を求めることは適切でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３３１６３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
指定した３点で囲まれた領域が平面になるように高さ補正することも考えられるが、特開平６−３３１６３３にも記載されているように、測定者がデータ値を観察しながら指示するという人手による工程が必要となる。従来は、基準平面領域を抽出する基準がなかった。そのため、測定者が異なると高さ補正も異なり、得られる補正後の画像も変わってしまうという問題も生じる。
【０００８】
この発明の目的は、観測者によらず得られる画像が良好に高さ補正されるための画像のデータ補正方法、プログラム、画像処理装置、および走査型プローブ顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると走査型プローブ顕微鏡で測定され観察対象の高さを示す複数の測定データを補正するデータ補正方法であって、コンピュータが、走査型プローブ顕微鏡において取得した画像データからエッジを抽出するステップと、画像データ中のエッジ以外の領域の少なくとも一部を基準平面領域とし、基準平面領域を抽出するステップと、コンピュータが、基準平面領域に属する高さ情報に基づいて、複数の測定データの各々の高さ補正を行なうステップとを備える。
好ましくは、高さ補正を行なうステップは、複数の測定データのうち、抽出された基準平面領域内の３点の測定データを第１〜第３の基準点データとして選択し、第１〜第３の基準点データの高さが同一であるとして、複数の測定データの各々の高さ補正を行なう。
【００１０】
好ましくは、測定データにおいて、水平位置は、Ｘ軸座標およびＹ軸座標で与えられ、高さはＺ軸座標で与えられる。エッジを抽出するステップは、Ｘ−Ｙ平面における注目画素のＺ軸座標と、注目画素に隣接する画素のＺ軸座標の差の大きさに基づいてエッジを抽出する。基準平面領域を抽出するステップは、抽出したエッジに基づいてＸ−Ｙ平面を複数の領域に分割し、複数の領域のうち一番面積が広い領域を基準平面領域として抽出する。
【００１１】
好ましくは、高さ補正を行なうステップは、複数の測定データのうち、抽出された基準平面領域内の４点以上の測定データを基準点データとして選択し、基準点データとして選択された点が同一のＸ−Ｙ平面にあるとして、複数の測定データの各々の高さ補正を行なう。
【００１２】
好ましくは、画像データは、偏差信号によって得られる画像のデータである。
【００１３】
好ましくは、高さ補正を行なうステップは、残余の測定データのうちの第１の測定データのＸ，Ｙ座標における、第１〜第３の基準点データで定まる平面のＺ座標と、第１の測定データのＺ座標との差に基づいて、第１の測定データのＺ座標を補正する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、観測者によらず良好に高さ補正がされた画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る走査型プローブ顕微鏡の概略構成図である。
【図２】走査型プローブ顕微鏡で観測する試料の形状の一例を示す図である。
【図３】図２のＹ１−Ｙ１ラインに沿った高さを示すグラフである。
【図４】図１のコンピュータが実行する測定データの高さ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】ステップＳ１において取得された画像の一例を示す図である。
【図６】図５のＹ２−Ｙ２ラインに沿った高さを示すグラフである。
【図７】図５の画像が処理され、エッジが抽出された状態を示す。
【図８】平面領域が抽出された状態を示す図である。
【図９】高さ補正について説明するための図である。
【図１０】高さ補正後の測定データを使用した場合の表示例を示す図である。
【図１１】図１のフィードバック信号発生部１３１の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】実形状と、制御電圧Ｖｚと偏差信号Ｓｄの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る走査型プローブ顕微鏡の概略構成図である。なお、本実施の形態では走査型プローブ顕微鏡を原子間力顕微鏡とするが、その他の走査型プローブ顕微鏡、例えば走査型トンネル顕微鏡にも本発明を同様に適用することができる。
【００１８】
図１を参照して、走査型プローブ顕微鏡１は、試料１１０を載せる試料台１１２と、試料台を変位させるピエゾスキャナ１１１と、先端に探針１１４が形成されたカンチレバー（cantilever）１１３と、カンチレバー１１３の変位を検出する変位検出機構１２０と、フィードバック信号発生部１３１と、コンピュータ１３２と、走査信号発生部１３３と、記憶装置１３４と、表示部１３５とを含む。
【００１９】
ピエゾスキャナ１１１は、電圧値Ｖｚに基づいてＺ方向の変位を発生させるＺスキャナ１１１ｚと、電圧値Ｖｘ，Ｖｙに基づいてＸＹ方向の変位を発生させるＸＹスキャナ１１１ｘｙとを含む。
【００２０】
変位検出機構１２０は、レーザダイオード１１５と、フォトディテクタ１１９とを含む。走査型プローブ顕微鏡１において、探針１１４の先端を試料１１０に近接させて表面観察を行なうとき、レーザダイオード１１５から発せられたレーザ光は、カンチレバー１１３背面で反射され、反射光はフォトディテクタ１１９で受光される。探針１１４を試料１１０の表面に近づけていくと、カンチレバー１１３が板ばねのように撓むので撓み量をフォトディテクタ１１９の受光位置で観測する。
【００２１】
フィードバック信号発生部１３１は、フォトディテクタ１１９からの検出信号を受ける。フィードバック信号発生部１３１は、検出信号に基づいてカンチレバー１１３の撓み量を算出する。フィードバック信号発生部１３１は、探針１１４と試料１１０表面との間の原子間力が常に一定になるように試料のＺ方向位置を制御する。フィードバック信号発生部１３１は、カンチレバー１１３の撓み量に基づいてピエゾスキャナ１１１をＺ軸方向に変位させる電圧値Ｖｚを算出し、Ｚスキャナ１１１ｚに出力する。
【００２２】
走査信号発生部１３３は、予め決められた走査パターンに従って、試料１１０がＸ−Ｙ平面内で探針１１４に対して相対移動するようにＸ軸、Ｙ軸方向の電圧値Ｖｘ，Ｖｙを算出し、ＸＹスキャナ１１１ｘｙに出力する。
【００２３】
Ｚ軸方向のフィードバック量（スキャナへの印加電圧Ｖｚと偏差信号Ｓｄ）を反映した信号はコンピュータ１３２にも送られ、記憶装置１３４に記憶される。コンピュータ１３２は、予め記憶装置１３４に記憶されている電圧Ｖｚとそれに対応した試料１１０の変位量との関係を示す相関情報に基づいて、電圧Ｖｚから試料１１０の変位量を算出する。コンピュータ１３２は、Ｘ軸、Ｙ軸方向の各位置において、変位量を算出することによって試料表面の３次元画像を再現し、これを表示部１３５の画面上に描出する。この３次元画像のデータは、また、記憶装置１３４にも記憶される。データは、Ｘ−Ｙ平面上の位置を示す座標とその座標の試料高さとを含む。コンピュータ１３２は、随時、記憶装置１３４に記憶された３次元画像のデータを読み出して、表示部１３５に表示することができる。
【００２４】
コンピュータ１３２は、必要に応じて３次元画像のデータの高さ補正を行なって、表示部１３５に表示させることができる。
【００２５】
図２は、走査型プローブ顕微鏡で観測する試料の形状の一例を示す図である。この試料の表面には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ並ぶ複数の棒状の桟が交差し、精密格子が形成されている。
【００２６】
図３は、図２のＹ１−Ｙ１ラインに沿った高さを示すグラフである。図３においては、試料の傾斜が無い理想的な場合に観測された画像データの１ライン分が示されている。なお、図２の画像データでは、平面境界部が線で示されているが、図３では、補正処理の理解を容易とするために、現実の試料形状に近いように平面境界部にテーパーを設けている。水平軸はＸ方向の位置を示し、Ｚ軸は、各Ｘ位置における高さを示す。なお、Ｘ方向に沿って探針をスキャンした場合、Ｘ軸は時間軸にも相当する。
【００２７】
図４は、図１のコンピュータが実行する測定データの高さ補正処理を説明するためのフローチャートである。図１、図４を参照して、まずステップＳ１において、試料１１０の観察領域の画像が取得される。この画像としては、ＸＹスキャナ１１１ｘｙによってＸＹ方向に試料台を動かし、探針１１４との高さ方向の相対位置をＺスキャナ１１１ｚによって探索することによって得られたデータから再現される画像（高さ像）を用いることができる。なお、ステップＳ１において取得する画像は、高さ像に限らず、偏差像（実施の形態２で後述）や走査型プローブ顕微鏡１に併設されたレーザ顕微鏡等の画像であっても良い。
【００２８】
図５は、ステップＳ１において取得された画像の一例を示す図である。図５では、試料の表面が試料台に対して傾斜していることによって同一平面上に濃淡が生じている。
【００２９】
図６は、図５のＹ２−Ｙ２ラインに沿った高さを示すグラフである。図６においては、Ｘ座標が大きくなるほど試料の表面が低くなるように、表面が傾斜している場合に観測された画像データの１ライン分が示されている。水平軸はＸ方向の位置を示し、Ｚ軸は、各Ｘ位置における高さを示す。
【００３０】
図５に示したように、傾斜を有したデータ値をそのまま使用して、表示部１３５に斜視図等を表示させると、画像表示された試料表面の高低は、試料表面の凹凸成分以外に傾斜分を含んでいるため、試料表面の微細な形状の判別が困難となる。
【００３１】
そこで、図１のコンピュータ１３２は、図４のステップＳ２以降の補正処理を行なうことによって高さを補正した後に画像を表示する。具体的には、ステップＳ２において、コンピュータ１３２はステップＳ１で取得した画像のエッジを抽出する処理を行なう。
【００３２】
図７は、図５の画像が処理され、エッジが抽出された状態を示す。エッジを抽出する処理は、代表的には高さ像を微分処理する方法を用いることができる。また、写真の加工技術等で一般的な輪郭抽出手法を用いても良い。一例では、隣接する画素データとの差分の絶対値があるしきい値を超えた部分を抽出すればよい。
【００３３】
続いてステップＳ３において、コンピュータ１３２は、ステップＳ２で抽出されたエッジ画像から、平面領域を抽出する。
【００３４】
図８は、平面領域が抽出された状態を示す図である。エッジ画像で閉じた輪郭部分を１つの平面領域として抽出することによって、観察領域が領域Ａ１〜Ａ１７に分割されている。
【００３５】
続いてステップＳ４において、コンピュータ１３２は、領域Ａ１〜Ａ１７の各々の面積を算出し、これらの領域のうち最大面積を有する領域を、基準平面領域として選択する。図８に示した例では、領域Ａ１７が基準平面領域として選択される。なお、最大面積の領域を選択する代わりに他の方法で基準平面領域を選択しても良い。たとえば、Ｘ−Ｙ平面上に最も広い範囲に分散した画素を有する領域を基準平面領域として選択しても良い。精密格子の格子部分が細い場合などでは、この方法が好適である。また、予め基準平面領域が試料中に形成されているような場合では、形状または位置によって特定される領域を基準平面領域として選択しても良い。予め観察用に標準形状が形成された微細加工製品の出来栄えを確認するような場合に、この方法を採用できる。
ただし、画像のエッジ以外の領域は、図８に示すようにきれいにエッジで囲まれた領域と囲まれていない領域とに分類できるとは限らない。このような場合には、測定データの高さ情報から高さをグルーピングするなどして、異なる高さの（高さの差が所定値より大きい)点が属する平面を同一平面と認識しないようにする。または、同じ高さの（高さの差が所定値より小さい)点が属する平面を同一平面と認識し、面積値を合算して基準平面領域の選択に用いても良い。
【００３６】
続いてステップＳ５において、コンピュータ１３２は、選択した基準平面領域内の測定点３点を用いて測定データの高さ補正を実行する。３点の選択は、どのような方法でも良い。たとえば、図８のように基準平面領域が矩形の場合には、上辺の中点と下辺の両端の２点を３点としても良い。選択した３点を外縁から所定の距離だけ内側に移動させた点としても良い。また、基準平面領域の中心（重心）からの距離が等しい３点としても良い。また、基準平面領域内で三角形の面積が最も大きくなるような３点としても良い。３点は、好ましくは正三角形の頂点であるが、二等辺三角形または任意の三角形の頂点であっても良い。
【００３７】
そして、コンピュータ１３２は、選択した３点を用いて、測定データの高さ補正を実行する。単純な例を一つ説明する。各測定データにおいて、水平位置は、Ｘ軸座標およびＹ軸座標で与えられ、高さはＺ軸座標で与えられるとする。
【００３８】
図９は、高さ補正について説明するための図である。図９において、上段の波形は、図６に示した表面形状Ｆ１に対して、基準平面領域で選択された３点によって定められた平面Ａ１７が破線で追記されている。下段の波形は、破線で示される平面Ａ１７と図６に示される傾斜分が含まれた表面形状Ｆ１上の各測定点とのＺ軸方向の距離Ｄ１（両端矢印で示される）を、水平に配置した面Ａ１７Ｘを基準にプロットし直したものである。この処理は、選択された３点の高さが同一であるとして、測定データの高さ補正を行なう処理である。
【００３９】
なお、図９に示した方法では、Ｘ方向が実際よりも短くなってしまうので、より正確を期したい場合には、３点によって定義される平面Ａ１７の傾斜角θを算出し、平面Ａ１７上の点を中心として測定データをＸ−Ｚ平面上で傾斜角θだけ回転させてＺ座標だけでなくＸ座標も補正しても良い。この場合、Ｙ軸方向に対しても同様な処理を行なうことが好ましい。
【００４０】
最後に、コンピュータ１３２は、補正後の測定データを記憶装置１３４に保存するか、または補正後の測定データを使用して表示部１３５に表示する画像（立体を平面に投影した画像）を作成し、表示部１３５に表示させる。図１０は、高さ補正後の測定データを使用した場合の表示例を示す図である。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態１では、走査型プローブ顕微鏡１において取得した画像データを用いた複数の測定データの高さデータ補正方法が開示される。このデータ補正方法は、コンピュータ１３２が、図５の画像データから図８の基準平面領域Ａ１７を抽出するステップ（Ｓ２〜Ｓ４）と、コンピュータ１３２が、複数の測定データのうち、抽出された基準平面領域内の３点Ｐ１〜Ｐ３の測定データを第１〜第３の基準点データとして選択し、第１〜第３の基準点データの高さが同一であるとして、残余の測定データの高さ補正を行なうステップ（Ｓ５）とを備える。
【００４２】
好ましくは、測定データにおいて、水平位置は、Ｘ軸座標およびＹ軸座標で与えられ、高さはＺ軸座標で与えられる。基準平面領域を抽出するステップ（Ｓ３〜Ｓ４）は、Ｘ−Ｙ平面における注目画素のＺ軸座標と、注目画素に隣接する画素のＺ軸座標の差の大きさに基づいてエッジを抽出し（Ｓ２）、抽出したエッジに基づいてＸ−Ｙ平面を複数の領域に分割し、複数の領域のうち一番面積が広い領域を基準平面領域として抽出する（Ｓ３，Ｓ４）。
【００４３】
実施の形態１では、画像データは、補正前の測定データのＺ軸座標から得られる高さ画像のデータである。
【００４４】
実施の形態１によれば、観察領域を一つの平面に見立ててそれに近似した基準平面領域を抽出する方法と比べると、精密格子など平面部と凹凸部との境界がはっきりしている形状について、正確な高さ補正を行なうことができるので、細かな凹凸形状を観察しやすくなる。また、使用者が任意の３点を指定して高さ補正を行なう方法と比べると、使用者が画像を見ながら３点を指定する必要が無くなるとともに、自動的に３点をコンピュータが抽出するので、使用者間で高さ補正に差が生じにくくなる。
なお、実施の形態１では、コンピュータ１３２は、選択した基準平面領域内の測定点３点を用いて測定データの高さ補正を実行することとしたが、４点以上の測定点を用いても良い。
【００４５】
［実施の形態２］
実施の形態１では、基準平面領域を抽出するために使用した、走査型プローブ顕微鏡１において取得した画像データは、ＳＰＭ画像（高さ像）そのものであった。しかし、ＳＰＭ画像データと位置関係が対応している画像データであれば、他の画像を使用して基準平面領域を抽出しても良い。
【００４６】
実施の形態２では、他の画像として偏差像を使用する場合について説明する。偏差像は、図１のフィードバック信号発生部１３１から出力される偏差信号Ｓｄから得られる画像である。
【００４７】
図１１は、図１のフィードバック信号発生部１３１の内部構成を示すブロック図である。図１１を参照して、フィードバック信号発生部１３１は、目標値設定部１５１と、比較器１５２と、ＰＩ制御部１５３とを含む。
【００４８】
フォトディテクタ１１９は、例えば４分割された光検出電極から構成されており、カンチレバー１１３の撓み量が０の時にはレーザ光のスポットが分割電極の中央に来るように位置合わせされている。このため、カンチレバー１１３に撓みが発生すると、レーザ光のスポットが分割電極上を移動し、分割電極から出力される電圧に変化が生じる。比較器１５２の非反転入力端子（＋）は、この電圧変化をカンチレバー１１３の撓み量を示す信号として受ける。一方、比較器１５２の反転入力端子（−）は、目標値設定部１５１からカンチレバー１１３の撓み量に関する目標値信号を受ける。
【００４９】
比較器１５２から出力される偏差信号Ｓｄは比例積分（ＰＩ）制御部１５３に入力され、偏差信号Ｓｄ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Ｚスキャナ制御電圧Ｖｚとして出力される。制御電圧Ｖｚおよび偏差信号Ｓｄは、コンピュータ１３２を経由して記憶装置１３４にＸＹ座標と関連付けて記憶される。
図１２は、実形状と、制御電圧Ｖｚと偏差信号Ｓｄの関係の一例を示す図である。
【００５０】
実形状の凹凸に沿ってカンチレバー１１３の撓み量が変化し、この撓み量を一定にするようにフィードバック信号発生部１３１は、制御電圧Ｖｚを出力する。偏差信号Ｓｄは、その過程において発生する信号である。図１２を見ればわかるように、偏差信号Ｓｄは、実形状の凹凸を微分したような波形となっている。したがって、ＳＰＭ画像（高さ画像）を微分してエッジ抽出をするよりも簡単に実形状の輪郭を抽出することができる。したがって、実施の形態２によれば、図４のステップＳ２の処理を簡単にすることができる。
【００５１】
以上説明したように、実施の形態２では、走査型プローブ顕微鏡１において取得した画像データを用いた複数の測定データの高さデータ補正方法が開示される。このデータ補正方法は、コンピュータ１３２が、図５の画像データから図８の基準平面領域Ａ１７を抽出するステップ（Ｓ２〜Ｓ４）と、コンピュータ１３２が、複数の測定データのうち、抽出された基準平面領域内の３点Ｐ１〜Ｐ３の測定データを第１〜第３の基準点データとして選択し、第１〜第３の基準点データの高さが同一であるとして、残余の測定データの高さ補正を行なうステップ（Ｓ５）とを備える。
【００５２】
好ましくは、走査型プローブ顕微鏡１は、探針１１４が設けられたカンチレバー１１３と、カンチレバー１１３の撓み量を検出するフォトディテクタ１１９と、フォトディテクタ１１９の出力と目標値設定部１５１に設定された目標値との差である偏差信号Ｓｄに基づいて探針１１４と観察対象である試料１１０との位置関係をフィードバック制御するフィードバック信号発生部１３１とを含む。実施の形態２では、図４のステップＳ１で取得される画像データは、偏差信号Ｓｄによって得られる偏差像のデータである。偏差信号Ｓｄは、高さ画像よりもエッジを抽出した画像に近い。このため、ステップＳ２の画像のエッジを抽出する処理が高さ画像を使用するよりも簡単で済む。
【００５３】
実施の形態２によれば、実施の形態１で得られる効果と同様な効果に加えて、図４のステップＳ２の処理を簡単にすることができるため、処理時間を短縮することが可能である。
【００５４】
なお、実施の形態１，２に示した動作（図４に示すステップＳ１〜ステップＳ５）をコンピュータ１３２に実行させるためのプログラムが提供されてもよい。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disk-Read  Only  Memory）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
【００５５】
提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。
【００５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５７】
１  走査型プローブ顕微鏡、１１０  試料、１１１  ピエゾスキャナ、１１１ｘｙ，１１１ｚ  スキャナ、１１２  試料台、１１３  カンチレバー、１１４  探針、１１５  レーザダイオード、１１９  フォトディテクタ、１２０  変位検出機構、１３１  フィードバック信号発生部、１３２  コンピュータ、１３３  走査信号発生部、１３４  記憶装置、１３５  表示部、１５１  目標値設定部、１５２  比較器、１５３  ＰＩ制御部。
【図１】
2019164090.tif 000003
【図２】
2019164090.tif 000004
【図３】
2019164090.tif 000005
【図４】
2019164090.tif 000006
【図５】
2019164090.tif 000007
【図６】
2019164090.tif 000008
【図７】
2019164090.tif 000009
【図８】
2019164090.tif 000010
【図９】
2019164090.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2019164090.tif 000013
【図１２】
2019164090.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月27日(2019.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
好ましくは、測定データにおいて、水平位置は、Ｘ軸座標およびＹ軸座標で与えられ、高さはＺ軸座標で与えられる。基準平面領域を抽出するステップ（Ｓ２〜Ｓ４）は、Ｘ−Ｙ平面における注目画素のＺ軸座標と、注目画素に隣接する画素のＺ軸座標の差の大きさに基づいてエッジを抽出し（Ｓ２）、抽出したエッジに基づいてＸ−Ｙ平面を複数の領域に分割し、複数の領域のうち一番面積が広い領域を基準平面領域として抽出する（Ｓ３，Ｓ４）。