JPH063721B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH063721B2 JPH063721B2 JP60103743A JP10374385A JPH063721B2 JP H063721 B2 JPH063721 B2 JP H063721B2 JP 60103743 A JP60103743 A JP 60103743A JP 10374385 A JP10374385 A JP 10374385A JP H063721 B2 JPH063721 B2 JP H063721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- coordinate system
- sample stage
- stage
- movement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は走査電子顕微鏡に係り、特に半導体ウエーハ試
料等を観察等するのは好適な走査電子顕微鏡に関する。
料等を観察等するのは好適な走査電子顕微鏡に関する。
従来の走査電子顕微鏡の試料ステージとしては、通常、
5軸(X,Y,Z,T(傾斜)、R(回転))の機構を
有し、各種の試料をいろいろな角度方向より観察できる
様になつているが、特にパターンが焼き付けられた半導
体ウエーハの如く、同種のパターン(チツプ)が整然と
配列されている試料を回転、或いは回転/傾斜させた状
態で観察する場合、現在観察している箇所に対応する別
のチツプの対応箇所を試料ステージのX/Y移動で探す
のが困難であり、この点への配慮がなされていなかつ
た。
5軸(X,Y,Z,T(傾斜)、R(回転))の機構を
有し、各種の試料をいろいろな角度方向より観察できる
様になつているが、特にパターンが焼き付けられた半導
体ウエーハの如く、同種のパターン(チツプ)が整然と
配列されている試料を回転、或いは回転/傾斜させた状
態で観察する場合、現在観察している箇所に対応する別
のチツプの対応箇所を試料ステージのX/Y移動で探す
のが困難であり、この点への配慮がなされていなかつ
た。
又、試料回転に対して大幅な視野移動が生じる為、或る
試料位置を別の角度から(試料傾斜が行なわれていると
考えて)観察する場合に同一箇所を試料ステージのX/
Y移動で探すのが困難であり、この点への配慮もなされ
ていなかつた。
試料位置を別の角度から(試料傾斜が行なわれていると
考えて)観察する場合に同一箇所を試料ステージのX/
Y移動で探すのが困難であり、この点への配慮もなされ
ていなかつた。
本発明の目的は、パターンが焼き付けられた半導体ウエ
ーハの如く、同種のパターン(チツプ)が整然と配列さ
れている試料を回転、或いは回転/傾斜させた状態で観
察する場合、現在観察している箇所に対応する別のチツ
プの対応箇所を素早く容易に探し得る走査電子顕微鏡を
提供するにある。
ーハの如く、同種のパターン(チツプ)が整然と配列さ
れている試料を回転、或いは回転/傾斜させた状態で観
察する場合、現在観察している箇所に対応する別のチツ
プの対応箇所を素早く容易に探し得る走査電子顕微鏡を
提供するにある。
本発明は、試料ステージ座標系(試料ステージ駆動系)
X,Yに対して、試料に固定された座標系x,yを採
り、試料を試料座標系x,yにて常に移動する様にステ
ージ駆動X,Yを制御するようにしたものである。
X,Yに対して、試料に固定された座標系x,yを採
り、試料を試料座標系x,yにて常に移動する様にステ
ージ駆動X,Yを制御するようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を図により説明する。第1図は
走査電子顕微鏡の試料ステージ8の基本概念を示すもの
である。試料2はR(回転)台3の上に乗せられていて
回転(自転)運動ができる。R台3はY移動台4に、Y
移動台4はT(傾斜)台5にT台5はX移動台6に、X
移動台6はZ移動台7に乗せられている。通常、R台3
の回転中心軸はR台3自身の機械的中心に置かれている
為、電子ビーム1の照射による走査電子顕微鏡の像観察
において、単なる試料回転に対して大幅な視野移動(像
シフト)が生じる。一方、T台5の傾斜中心軸は電子ビ
ーム1の照射点に一致する様に置かれている為、電子ビ
ーム1の照射による走査電子顕微鏡の像観察において、
試料傾斜に対して視野移動(像シフト)は生じない。
尚、X,Y移動量が小さな試料ステージにおいては駆動
は手動で行なわれるのが一般的であるが、半導体ウエー
ハ等の大口径試料を試料全域に亘つて観察する様な大移
動量の試料ステージにおいては、駆動はモータ等で行な
われるのが普通である。最近では、この種の試料ステー
ジに対して5軸(X,Y,Z,T,R)共にモータ駆動
のものも出来ているが、ステージ制御は試料ステージ座
標系にて行なわれている。第1図において駆動モータ系
及び制御系は省略してある。
走査電子顕微鏡の試料ステージ8の基本概念を示すもの
である。試料2はR(回転)台3の上に乗せられていて
回転(自転)運動ができる。R台3はY移動台4に、Y
移動台4はT(傾斜)台5にT台5はX移動台6に、X
移動台6はZ移動台7に乗せられている。通常、R台3
の回転中心軸はR台3自身の機械的中心に置かれている
為、電子ビーム1の照射による走査電子顕微鏡の像観察
において、単なる試料回転に対して大幅な視野移動(像
シフト)が生じる。一方、T台5の傾斜中心軸は電子ビ
ーム1の照射点に一致する様に置かれている為、電子ビ
ーム1の照射による走査電子顕微鏡の像観察において、
試料傾斜に対して視野移動(像シフト)は生じない。
尚、X,Y移動量が小さな試料ステージにおいては駆動
は手動で行なわれるのが一般的であるが、半導体ウエー
ハ等の大口径試料を試料全域に亘つて観察する様な大移
動量の試料ステージにおいては、駆動はモータ等で行な
われるのが普通である。最近では、この種の試料ステー
ジに対して5軸(X,Y,Z,T,R)共にモータ駆動
のものも出来ているが、ステージ制御は試料ステージ座
標系にて行なわれている。第1図において駆動モータ系
及び制御系は省略してある。
試料ステージ8に対して、半導体ウエーハ試料2′を装
着するが、最初に半導体ウエーハ試料2′のオリフラを
X移動台6の移動方向に平行にセツトするのが普通であ
る。これは半導体ウエーハ試料2′のチツプ配列を番地
割りする時に、通常その様にしているからである。第2
図は、第1図においてP矢視より見た半導体ウエーハ試
料2′の状態を示すものである。X移動台6の移動方向
とオリフラ(正確にはチツプ配列)が完全に一致してい
れば、この図に示す様に試料ステージ座標系X,Yと試
料座標系x,yとは一致している。この場合には、試料
ステージ座標系(試料ステージ駆動系)のX又はYでス
テージ駆動を行なえば、半導体ウエーハ試料2′のチツ
プ上の観察対応点が次々と現われてくる事になる。
着するが、最初に半導体ウエーハ試料2′のオリフラを
X移動台6の移動方向に平行にセツトするのが普通であ
る。これは半導体ウエーハ試料2′のチツプ配列を番地
割りする時に、通常その様にしているからである。第2
図は、第1図においてP矢視より見た半導体ウエーハ試
料2′の状態を示すものである。X移動台6の移動方向
とオリフラ(正確にはチツプ配列)が完全に一致してい
れば、この図に示す様に試料ステージ座標系X,Yと試
料座標系x,yとは一致している。この場合には、試料
ステージ座標系(試料ステージ駆動系)のX又はYでス
テージ駆動を行なえば、半導体ウエーハ試料2′のチツ
プ上の観察対応点が次々と現われてくる事になる。
次に、試料2′を角度θだけ回転させた場合を考えてみ
る。これを第3図に示す。試料ステージ座標系X,Yと
試料座標系x,yとの間には の関係が成立つ。この場合、半導体ウエーハ試料2′の
チツプ上の観察対応点が次々と現われてくる様に、試料
座標系x,yでΔx移動又はΔy移動をさせようとすれ
ば、試料ステージ駆動ΔX,ΔYは夫々 又は、 とすれば良い。
る。これを第3図に示す。試料ステージ座標系X,Yと
試料座標系x,yとの間には の関係が成立つ。この場合、半導体ウエーハ試料2′の
チツプ上の観察対応点が次々と現われてくる様に、試料
座標系x,yでΔx移動又はΔy移動をさせようとすれ
ば、試料ステージ駆動ΔX,ΔYは夫々 又は、 とすれば良い。
つまり、走査電子顕微鏡のオペレータは試料座標系x,
yで試料移動を指令して半導体ウエーハ試料の観察が出
来れば極めて楽な訳で、この場合Δx,Δy駆動指令に
対して試料ステージの実際の移動は(2)式又は(3)式を満
す様に自動的に制御されれば良い訳である。
yで試料移動を指令して半導体ウエーハ試料の観察が出
来れば極めて楽な訳で、この場合Δx,Δy駆動指令に
対して試料ステージの実際の移動は(2)式又は(3)式を満
す様に自動的に制御されれば良い訳である。
以上は、試料座標系x,y指令による半導体ウエーハ試
料のチツプ上の観察対応点探しにおける試料ステージ
X,Y駆動の実動を述べたものであるが、試料座標系
x,yを採用することにより、もう一点重要な点がでて
くる。以下にそれを述べる。
料のチツプ上の観察対応点探しにおける試料ステージ
X,Y駆動の実動を述べたものであるが、試料座標系
x,yを採用することにより、もう一点重要な点がでて
くる。以下にそれを述べる。
走査電子顕微鏡のオペレータは、通常、5軸の座標管理
をしているが、試料面内移動については上述の様に試料
座標系で管理するのが極めて便利である。この場合、試
料回転を実行した時に視野移動(像シフト)が生じると
すれば、試料の観察点がシフトした事になり、つまり試
料回転により観察点が、例えば、試料座標系での座標点
(x1,y1)から(x2,y2)に移つた事になつ
て、単なるR(回転)制御指令により試料座標系での観
察座標点(x,y)も変化してしまう事を意味し、つま
り各軸の独立性が失なわれ、座標管理上大変不都合であ
る。つまり、5軸の管理において単なるR制御指令で
x,y座標値も変わつてしまうのは、各軸の独立性の保
持という点から困るという訳である。この場合、試料ス
テージ座標系X,Yと試料座標系x,yとが角度θだけ
回転している所からR制御でΔθだけ回転させようとす
れば、現在の試料座標系での観察点(x,y)に対し、
試料ステージの補正駆動ΔX,ΔYは とすれば良い。
をしているが、試料面内移動については上述の様に試料
座標系で管理するのが極めて便利である。この場合、試
料回転を実行した時に視野移動(像シフト)が生じると
すれば、試料の観察点がシフトした事になり、つまり試
料回転により観察点が、例えば、試料座標系での座標点
(x1,y1)から(x2,y2)に移つた事になつ
て、単なるR(回転)制御指令により試料座標系での観
察座標点(x,y)も変化してしまう事を意味し、つま
り各軸の独立性が失なわれ、座標管理上大変不都合であ
る。つまり、5軸の管理において単なるR制御指令で
x,y座標値も変わつてしまうのは、各軸の独立性の保
持という点から困るという訳である。この場合、試料ス
テージ座標系X,Yと試料座標系x,yとが角度θだけ
回転している所からR制御でΔθだけ回転させようとす
れば、現在の試料座標系での観察点(x,y)に対し、
試料ステージの補正駆動ΔX,ΔYは とすれば良い。
つまり、走査電子顕微鏡のオペレータのΔθ(回転)指
令に対して、試料ステージの実際の移動はΔθ回転ばか
りでなく、(4)式を満すようにX,Y駆動も自動的に制
御されれば良い訳である。これにより、R制御指令によ
り試料座標系の座標値が変わらない、つまり走査電子顕
微鏡の像観察において視野中心回転の像観察ができるこ
とになる。
令に対して、試料ステージの実際の移動はΔθ回転ばか
りでなく、(4)式を満すようにX,Y駆動も自動的に制
御されれば良い訳である。これにより、R制御指令によ
り試料座標系の座標値が変わらない、つまり走査電子顕
微鏡の像観察において視野中心回転の像観察ができるこ
とになる。
第4図は本発明の一実施例の試料座標系制御による。試
料ステージ制御系である。5軸(x,y,Z,T,R)
制御の指令を与える操作パネル9よりの指令は、コンピ
ユータ10に与えられ、このコンピユータ10はx又は
y駆動については(2)又は(3)式によるX,Y駆動、R制
御に関してはR駆動の他に(4)式によるX,Y駆動、T
及びZ駆動に対してはそのままのT及びZ駆動の指令に
読み替えて指令を出す。この指令によりドライバ回路1
1が作動され、出力は試料ステージ8の駆動系(例えば
モータ等)に供給され、試料ステージ8に装着されてい
る試料2が駆動される事になる。勿論、これにより5軸
の独立性は保たれる。
料ステージ制御系である。5軸(x,y,Z,T,R)
制御の指令を与える操作パネル9よりの指令は、コンピ
ユータ10に与えられ、このコンピユータ10はx又は
y駆動については(2)又は(3)式によるX,Y駆動、R制
御に関してはR駆動の他に(4)式によるX,Y駆動、T
及びZ駆動に対してはそのままのT及びZ駆動の指令に
読み替えて指令を出す。この指令によりドライバ回路1
1が作動され、出力は試料ステージ8の駆動系(例えば
モータ等)に供給され、試料ステージ8に装着されてい
る試料2が駆動される事になる。勿論、これにより5軸
の独立性は保たれる。
以上は、半導体ウエーハ試料2′が試料ステージに対し
理想的に装着された場合であるが、実際には半導体ウエ
ーハ試料2′のチツプ配列が試料ステージのX,Y方向
と完全に平行(又は垂直)とはならないのが普通であ
る。又、試料ステージの回転中心軸も、半導体ウエーハ
試料2′の中心と一致するとは限らない。これを第5図
に示す(第2図,第3図のP矢視的な図表現は判りにく
いので、試料ステージのX,Yが水平、垂直となる様に
画いてある)。最初、半導体ウエーハ試料2′のチツプ
配列の、試料ステージのX移動方向に対するプリセツト
角度誤差φを求める。半導体ウエーハ試料2′のチツプ
で、オリフラに平行で然も出来るだけ離れているものを
選び出す。図で示すようにチツプ12及び13とする。
チツプ12の或る箇所を試料ステージ駆動で像観察し、
これの座標点を(X1,Y1)とする。一方、チツプ1
3のそれに対応する箇所を試料ステージ駆動で像観察
し、これの座標点を(X2,Y2)とする。これによ
り、試料座標系x,yの試料ステージ座標系X,Yに対
する回転角 が求まる。次に試料座標系の原点、つまり回転中心の、
試料ステージ座標系の原点に対するズレ量(a,b)を
求める。まず、(5)式よりプリセツトの角度誤差φが判
つたので、試料2′を角度φだけ逆方向に回転させ試料
座標系x,yと試料ステージ座標系X,Yとが平行とな
る様にする。この時、試料2′上の或る箇所、例えばチ
ツプ12の或る箇所の座標点を(X3,Y3)及び(X
0,Y0)とする。2つの座標系は平行であるから、こ
れの2軸の原点ズレをa,bとして となる。次に、試料を90°反時計方向に回転させる。
先程の着目箇所の座標点を(X4,Y4)及び(x1,
y1)とする。この時、試料自身に試料座標系x,yが
乗つている事からx1=x0,y1=y0である事に注
意し、原点ズレを含む座標回転の式 においてθ=90°として を得る。尚、(6)式も(7)式においてθ=0°として求ま
る。
理想的に装着された場合であるが、実際には半導体ウエ
ーハ試料2′のチツプ配列が試料ステージのX,Y方向
と完全に平行(又は垂直)とはならないのが普通であ
る。又、試料ステージの回転中心軸も、半導体ウエーハ
試料2′の中心と一致するとは限らない。これを第5図
に示す(第2図,第3図のP矢視的な図表現は判りにく
いので、試料ステージのX,Yが水平、垂直となる様に
画いてある)。最初、半導体ウエーハ試料2′のチツプ
配列の、試料ステージのX移動方向に対するプリセツト
角度誤差φを求める。半導体ウエーハ試料2′のチツプ
で、オリフラに平行で然も出来るだけ離れているものを
選び出す。図で示すようにチツプ12及び13とする。
チツプ12の或る箇所を試料ステージ駆動で像観察し、
これの座標点を(X1,Y1)とする。一方、チツプ1
3のそれに対応する箇所を試料ステージ駆動で像観察
し、これの座標点を(X2,Y2)とする。これによ
り、試料座標系x,yの試料ステージ座標系X,Yに対
する回転角 が求まる。次に試料座標系の原点、つまり回転中心の、
試料ステージ座標系の原点に対するズレ量(a,b)を
求める。まず、(5)式よりプリセツトの角度誤差φが判
つたので、試料2′を角度φだけ逆方向に回転させ試料
座標系x,yと試料ステージ座標系X,Yとが平行とな
る様にする。この時、試料2′上の或る箇所、例えばチ
ツプ12の或る箇所の座標点を(X3,Y3)及び(X
0,Y0)とする。2つの座標系は平行であるから、こ
れの2軸の原点ズレをa,bとして となる。次に、試料を90°反時計方向に回転させる。
先程の着目箇所の座標点を(X4,Y4)及び(x1,
y1)とする。この時、試料自身に試料座標系x,yが
乗つている事からx1=x0,y1=y0である事に注
意し、原点ズレを含む座標回転の式 においてθ=90°として を得る。尚、(6)式も(7)式においてθ=0°として求ま
る。
(6),(8)式より と原点ずれ量(a,b)が求まる。
プリセツト角度誤差φ、及びプリセツト原点ずれ量
(a,b)が求まつたので、試料2′を角度φだけ逆方
向に回転して試料座標系と試料ステージ座標系を平行に
し、その後、更に量(a,b)だけ試料ステージ座標系
を仮想的に並進させて試料座標系の原点に試料ステージ
座標系の原点を数学的に一致せしめる。この様にしたの
をイニシヤル設定、つまり第2図と考えれば、半導体ウ
エーハ試料2′が試料ステージに対し理想的に装着され
た場合となり、本発明の詳述は全て有効となる。
(a,b)が求まつたので、試料2′を角度φだけ逆方
向に回転して試料座標系と試料ステージ座標系を平行に
し、その後、更に量(a,b)だけ試料ステージ座標系
を仮想的に並進させて試料座標系の原点に試料ステージ
座標系の原点を数学的に一致せしめる。この様にしたの
をイニシヤル設定、つまり第2図と考えれば、半導体ウ
エーハ試料2′が試料ステージに対し理想的に装着され
た場合となり、本発明の詳述は全て有効となる。
本発明の一実施例によれば、試料座標系による移動指令
ができ、半導体ウエーハ試料上の観察対応点が極めて容
易に探せるばかりでなく、視野中心回転も出来る効果が
ある。
ができ、半導体ウエーハ試料上の観察対応点が極めて容
易に探せるばかりでなく、視野中心回転も出来る効果が
ある。
本発明によれば、試料座標系による試料駆動指令が出来
るので、パターンが焼き付けられた半導体ウエーハの如
く、同種のパターン(チツプ)が整然と配列されている
試料を回転、或いは回転/傾斜させた状態で観察する場
合、現在観察している箇所に対応する別のチツプの対応
箇所を素早く容易に探し得る効果がある。
るので、パターンが焼き付けられた半導体ウエーハの如
く、同種のパターン(チツプ)が整然と配列されている
試料を回転、或いは回転/傾斜させた状態で観察する場
合、現在観察している箇所に対応する別のチツプの対応
箇所を素早く容易に探し得る効果がある。
さらに、本発明によれば、回転中心以外の箇所を観察中
に回転を加えても視野移動が生じないので、視野中心回
転の像観察ができるようになる。
に回転を加えても視野移動が生じないので、視野中心回
転の像観察ができるようになる。
第1図は走査電子顕微鏡の試料ステージの基本概念図
を、第2図は第1図のP矢視より見た試料ステージにプ
リセツトされた半導体ウエーハ試料と試料ステージ座標
系(試料ステージ駆動系)X,Y及び試料座標系x,y
との関係を示す図を、第3図は第2図の試料を角度φだ
け回転させた場合の両座標系の関係を示す図を、第4図
は本発明の一実施例である試料ステージ制御系を示すブ
ロツク図を、第5図は試料が第2図の如く理想的にはプ
リセツトされなかつた時の両座標系の関係を示す図を夫
々示す。 1…電子ビーム、2…試料、2′…半導体ウエーハ試
料、8…試料ステージ、9…操作パネル、 10…コンピユータ、11…ドライバ回路、12,13
…チツプ。
を、第2図は第1図のP矢視より見た試料ステージにプ
リセツトされた半導体ウエーハ試料と試料ステージ座標
系(試料ステージ駆動系)X,Y及び試料座標系x,y
との関係を示す図を、第3図は第2図の試料を角度φだ
け回転させた場合の両座標系の関係を示す図を、第4図
は本発明の一実施例である試料ステージ制御系を示すブ
ロツク図を、第5図は試料が第2図の如く理想的にはプ
リセツトされなかつた時の両座標系の関係を示す図を夫
々示す。 1…電子ビーム、2…試料、2′…半導体ウエーハ試
料、8…試料ステージ、9…操作パネル、 10…コンピユータ、11…ドライバ回路、12,13
…チツプ。
Claims (1)
- 【請求項1】少なくともX移動、Y移動、および回転
(R)の機能を有し、X移動およびY移動に伴って試料
ステージ座標系上での回転中心の座標が変化し、かつ回
転角度に応じて試料座標系と試料ステージ座標系との相
対角度が変化する試料ステージを備えた走査電子顕微鏡
において、 試料ステージの回転角度および試料座標系上での試料の
所望移動量Δx,Δyの関数として、試料が前記所望移
動量Δx,Δyだけ試料座標系上を移動するように、前
記試料ステージを駆動制御する手段を具備したことを特
徴とする走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103743A JPH063721B2 (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103743A JPH063721B2 (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61263035A JPS61263035A (ja) | 1986-11-21 |
| JPH063721B2 true JPH063721B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=14362087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60103743A Expired - Lifetime JPH063721B2 (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063721B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0530279Y2 (ja) * | 1987-04-17 | 1993-08-03 | ||
| JP6383650B2 (ja) | 2014-11-28 | 2018-08-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4930998A (ja) * | 1972-07-19 | 1974-03-19 |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP60103743A patent/JPH063721B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61263035A (ja) | 1986-11-21 |
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