JPH08129985A - Scanning electron microscope - Google Patents
Scanning electron microscopeInfo
- Publication number
- JPH08129985A JPH08129985A JP6264792A JP26479294A JPH08129985A JP H08129985 A JPH08129985 A JP H08129985A JP 6264792 A JP6264792 A JP 6264792A JP 26479294 A JP26479294 A JP 26479294A JP H08129985 A JPH08129985 A JP H08129985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- stage
- observation
- image
- visual field
- 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.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステージのバックラッシュ、及び送りねじの
ピッチ誤差がある場合でも、円滑に且つ正確に観察視野
を移動させる。
【構成】 試料9上を電子ビーム3で走査し、試料9上
の観察視野内の拡大像をCRTディスプレイ25に表示
する。試料9が載置されるステージ12X,12Yは、
マイクロステップ駆動方式で制御されているパルスモー
タ14X,14Yに回転される送りねじ13X,13Y
を介して駆動される。試料9の代わりに基準ウエハを載
置して、ステージ12X,12Yを反転させて移動させ
ることにより、バックラッシュ量BX(±)及び送りね
じのピッチ誤差ΔP(X)を求めてメモリ33に格納し
ておき、ステージ12X,12Yを駆動する際にステー
ジ制御手段19がそれらの補正を行う。
(57) [Abstract] [Purpose] Smoothly and accurately move the observation field of view even if there is backlash of the stage or pitch error of the feed screw. [Structure] The sample 9 is scanned with an electron beam 3, and an enlarged image in the observation visual field on the sample 9 is displayed on a CRT display 25. The stages 12X and 12Y on which the sample 9 is mounted are
Feed screws 13X and 13Y rotated by pulse motors 14X and 14Y controlled by a micro step drive method
Driven through. A reference wafer is placed instead of the sample 9, and the stages 12X and 12Y are inverted and moved to obtain the backlash amount BX (±) and the lead screw pitch error ΔP (X) and store them in the memory 33. Incidentally, when driving the stages 12X and 12Y, the stage control means 19 corrects them.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子等の微細構
造を観察するために使用される走査型電子顕微鏡に関
し、特に試料が載置されるステージをパルスモータの駆
動力を用いて送りねじ方式で移動させる走査型電子顕微
鏡に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning electron microscope used for observing a fine structure of a semiconductor element or the like, and more particularly, a stage on which a sample is mounted is fed by a driving screw of a pulse motor. The present invention relates to a scanning electron microscope which is moved by a method.
【0002】[0002]
【従来の技術】走査型電子顕微鏡においては、電子銃か
ら射出され収束レンズにより収束された電子ビームが偏
向コイルにより偏向され、偏向された電子ビームが対物
レンズを介して試料の表面を2次元的に走査する。そし
て、試料の表面から発生する2次電子が2次電子検出器
等を介して画像信号に変換され、この画像信号に基づい
てその試料の拡大像が画像表示装置(CRTディスプレ
イ等)の画面上に表示される。2. Description of the Related Art In a scanning electron microscope, an electron beam emitted from an electron gun and converged by a converging lens is deflected by a deflection coil, and the deflected electron beam two-dimensionally moves on the surface of a sample through an objective lens. To scan. Then, secondary electrons generated from the surface of the sample are converted into an image signal via a secondary electron detector or the like, and an enlarged image of the sample is displayed on the screen of an image display device (CRT display or the like) based on the image signal. Is displayed in.
【0003】このとき、観察倍率はオペレータが所定の
範囲内で所望の値に設定することができ、その設定され
た観察倍率に応じて試料上での電子ビームの走査範囲、
及び走査速度等が調整される。また、試料上での電子ビ
ームの走査範囲中でオペレータにより観察対象として指
定される範囲が観察視野であり、この観察視野内の設定
された観察倍率での拡大像が画像表示装置の画面上に表
示される。At this time, the operator can set the observation magnification to a desired value within a predetermined range, and the scanning range of the electron beam on the sample according to the set observation magnification,
And the scanning speed and the like are adjusted. In the scanning range of the electron beam on the sample, the range specified by the operator as the observation target is the observation field of view, and an enlarged image at the set observation magnification within this observation field of view is displayed on the screen of the image display device. Is displayed.
【0004】その試料上での観察視野を移動させて、そ
の画像表示装置の画面上で試料の観察画像を移動させる
方式としては、機械的視野移動方式と電気的視野移動方
式との2つがある。機械的視野移動方式とは、移動制御
装置を用いて試料が載置されたステージを移動するもの
で、電気的視野移動方式とは、電子ビームの試料上での
走査領域を電子光学系制御回路により移動させるか、又
はその走査領域内での画像データの選択領域を移動させ
ることにより、観察視野を移動させるものである。There are two methods of moving the observation field of the sample and moving the observation image of the sample on the screen of the image display device: a mechanical field transfer method and an electrical field transfer method. . The mechanical visual field moving method is to move a stage on which a sample is placed using a movement control device, and the electrical visual field moving method is to control the scanning area of the electron beam on the sample by an electron optical system control circuit. Or the selected area of the image data within the scanning area is moved to move the observation visual field.
【0005】電気的視野移動方式では、観察倍率が高倍
率のときに画像を定速に移動できる利点があった。その
一方で、電子ビームの振り幅に制限があり、この制限幅
はステージの移動量よりはるかに狭いものであった。こ
のため、オペレータは通常、必要に応じて機械的視野移
動方式と電気的視野移動方式とを切り換えて使用してい
た。それ以外に、観察倍率に応じて自動的に両方式を切
り換える装置も使用されていた。これに関して、機械的
に観察視野を移動させるための、従来のステージの駆動
手段としては、フルステップ駆動(若しくはハーフステ
ップ駆動)されるパルスモータ(即ち、ステッピングモ
ータ)で送りねじを駆動してステージを送る送りねじ方
式が使用されていた。The electric visual field moving method has an advantage that the image can be moved at a constant speed when the observation magnification is high. On the other hand, the swing width of the electron beam is limited, and the limited width is much narrower than the moving amount of the stage. For this reason, the operator usually switches between the mechanical visual field moving method and the electrical visual field moving method as needed. Other than that, a device that automatically switches between the two types according to the observation magnification has also been used. In this regard, as a conventional stage driving means for mechanically moving the observation field of view, a stage screw is driven by a pulse motor (that is, a stepping motor) which is driven by a full step (or a half step). A feed screw method was used to send the.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、ステージを移動する際に送りねじのバック
ラッシュがあるため、ステージの移動方向が反転すると
きに、パルスモータは回転するがステージは暫く動かな
い、又は移動すべき方向と逆方向に僅かに動いてしまう
という現象が発生していた。In the prior art as described above, since there is backlash of the feed screw when moving the stage, when the moving direction of the stage is reversed, the pulse motor rotates but the stage moves. There was a phenomenon in which the robot did not move for a while, or slightly moved in the direction opposite to the direction in which it should move.
【0007】特に、画像表示装置に映し出される試料観
察画像を見ながら、オープンループでステージを移動す
るときにこの影響が顕著であり、オペレータは試料観察
画像の動き方に違和感を感ずると共に、ステージを正確
に操作するのが難しいという不都合があった。また、従
来は、試料上の観察視野を回転させるには、電子ビーム
の走査方向を傾けるようにしていた。しかしながら、こ
のように画像表示装置上の画像を回転させた状態で、そ
の観察視野に隣接する領域を観察するためにステージを
機械的に移動させると、ステージの移動方向の基準が回
転前の座標系であるために、試料観察画像が対角線方向
に移動して、観察しにくいという不都合があった。例え
ば、観察視野をX軸から時計方向に45°回転させた状
態で、観察視野を左右の辺の方向に移動させようとして
も、ステージがX方向に移動するため、画像表示装置上
の試料観察画像はX軸から反時計方向に45°傾いた方
向に移動していた。This effect is particularly noticeable when the stage is moved in an open loop while looking at the sample observation image displayed on the image display device, and the operator feels uncomfortable with how the sample observation image moves, and There was an inconvenience that it was difficult to operate accurately. Further, conventionally, in order to rotate the observation visual field on the sample, the scanning direction of the electron beam is tilted. However, when the stage is mechanically moved to observe the area adjacent to the observation field of view in the state where the image on the image display device is rotated in this way, the reference of the moving direction of the stage is the coordinate before rotation. Since it is a system, there is a disadvantage that the sample observation image moves in the diagonal direction and is difficult to observe. For example, even if the observation field of view is rotated 45 degrees clockwise from the X axis and the observation field of view is moved in the direction of the left and right sides, the stage moves in the X direction. The image was moving in a direction tilted 45 ° counterclockwise from the X axis.
【0008】また、従来の走査型電子顕微鏡において
は、画像表示装置上の試料観察画像を見ながら、ステー
ジを駆動する機械的視野移動方式で観察視野を移動する
場合、観察倍率によって試料観察画像の移動速度が異な
るため、試料観察画像を動かすのに違和感があると同時
に、観察視野を任意の位置に位置決めするのが難しいと
いう不都合があった。特に、観察倍率が高倍の場合は、
試料観察画像が速く移動するため、観察視野を任意の位
置に位置決めするのが非常に困難であった。Further, in the conventional scanning electron microscope, when the observation visual field is moved by the mechanical visual field moving method for driving the stage while observing the sample observation image on the image display device, the observation image of the sample observation image is changed according to the observation magnification. Since the moving speeds are different, there is a discomfort in moving the sample observation image, and at the same time, it is difficult to position the observation visual field at an arbitrary position. Especially when the observation magnification is high,
Since the sample observation image moves rapidly, it was very difficult to position the observation visual field at an arbitrary position.
【0009】更に、従来の走査型電子顕微鏡において
は、ステージを移動する際、送りねじ(例えばボールね
じ)のピッチ誤差があるため、オープンループ方式で正
確に観察視野を所望の位置に位置決めすることが難しい
という不都合もあった。これは、送りねじのピッチ誤差
がメーカの規格値に入っていたとしても、ステージで要
求される位置決め精度がその規格値以上に厳しい場合に
生ずるものである。特に、観察倍率が高倍の場合、画像
表示装置の有効画面に対応する有効観察視野の範囲は極
めて狭くなり、ステージの位置決め精度が極めて細かく
なり、送りねじのピッチ誤差が無視できなくなってい
た。Further, in the conventional scanning electron microscope, since there is a pitch error of the feed screw (for example, ball screw) when the stage is moved, the observation field of view can be accurately positioned at a desired position by the open loop method. There was also the inconvenience that it was difficult. This occurs even if the pitch error of the feed screw is within the manufacturer's standard value, but the positioning accuracy required for the stage is stricter than the standard value. In particular, when the observation magnification is high, the range of the effective observation visual field corresponding to the effective screen of the image display device becomes extremely narrow, the positioning accuracy of the stage becomes extremely fine, and the pitch error of the feed screw cannot be ignored.
【0010】本発明は斯かる点に鑑み、試料を位置決め
するステージにバックラッシュが存在しても、機械的視
野移動方式で試料上の観察視野を正確に所望の位置に移
動させることができる走査型電子顕微鏡を提供すること
を第1の目的とする。更に、本発明は、試料上の観察視
野を電気的に回転した状態で、画像表示装置を見ながら
機械的視野移動方式で観察視野を試料上の隣接する領域
の方向に移動する場合、観察視野の回転角に依存しない
で観察視野を移動でき、観察視野の位置決めが容易な走
査型電子顕微鏡を提供することを第2の目的とする。In view of the above point, the present invention is a scanning method that can accurately move an observation visual field on a sample to a desired position by a mechanical visual field moving method even if there is a backlash on a stage for positioning the sample. A first object is to provide a scanning electron microscope. Furthermore, in the present invention, when the observation visual field on the sample is electrically rotated, the observation visual field is moved in the direction of the adjacent region on the sample by the mechanical visual field movement method while observing the image display device. A second object of the present invention is to provide a scanning electron microscope in which the observation field of view can be moved without depending on the rotation angle of, and the observation field of view can be easily positioned.
【0011】また、本発明は、画像表示装置の試料観察
画像に基づいて、機械的視野移動方式で観察視野を移動
する場合、試料の観察倍率が何倍であっても、その倍率
に依存しないで画像表示装置上で一定速度で試料観察画
像を移動することができる走査型電子顕微鏡を提供する
ことを第3の目的とする。また、本発明は、試料を位置
決めするためのステージの送りねじにピッチ誤差が存在
する場合でも、機械的視野移動方式で試料上の観察視野
を正確に所望の位置に移動させることができる走査型電
子顕微鏡を提供することを第4の目的とする。Further, according to the present invention, when the observation visual field is moved by the mechanical visual field movement method based on the sample observation image of the image display device, the observation magnification of the sample does not depend on the magnification. The third object is to provide a scanning electron microscope capable of moving the sample observation image on the image display device at a constant speed. Further, according to the present invention, even if there is a pitch error in the feed screw of the stage for positioning the sample, the scanning visual field that can accurately move the observation visual field on the sample to the desired position by the mechanical visual field moving method. A fourth object is to provide an electron microscope.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明による第1〜第4
の走査型電子顕微鏡は、例えば図1に示すように、試料
(9)上で電子線を走査し、その試料から発生する2次
電子を検出して得られる画像信号を用いて画像表示手段
(25)上に試料(9)上の所定の観察視野内の画像を
表示する走査型電子顕微鏡において、試料(9)をその
電子線の走査面上で2次元的に移動させる送りねじ方式
のステージ(12X,12Y,13X,13Y)と、こ
れらステージの2つの送りねじ(13X,13Y)をそ
れぞれ回動駆動する2つのパルスモータ(14X,14
Y)と、これら2つのパルスモータをマイクロステップ
駆動するマイクロステップ駆動制御手段(20X,20
Y)と、を有する点では共通である。Means for Solving the Problems The first to fourth aspects of the present invention
As shown in FIG. 1, for example, the scanning electron microscope of (1) scans a sample (9) with an electron beam and detects the secondary electrons generated from the sample, and an image display means ( 25) In a scanning electron microscope that displays an image within a predetermined observation field on the sample (9), a feed screw stage that moves the sample (9) two-dimensionally on the scanning surface of the electron beam. (12X, 12Y, 13X, 13Y) and two pulse motors (14X, 14) that rotationally drive the two feed screws (13X, 13Y) of these stages, respectively.
Y) and microstep drive control means (20X, 20) for microstep driving these two pulse motors.
Y) and are common.
【0013】そして、第1の走査型電子顕微鏡は、その
ステージの移動方向が反転する際のバックラッシュ量を
記憶するバックラッシュ量記憶手段(33a)と、試料
(9)上でその観察視野を所定の移動量だけ移動させる
際に、そのステージの直前の移動方向、これからの移動
方向、及びそのバックラッシュ量記憶手段(33a)の
記憶内容に基づいてその所定の移動量を補正し、この補
正された移動量に対応する角度だけマイクロステップ駆
動制御手段(20X,20Y)を介してパルスモータ
(14X,14Y)を駆動する視野移動制御手段(1
9)と、を有するものである。The first scanning electron microscope has a backlash amount storage means (33a) for storing the backlash amount when the moving direction of the stage is reversed, and its observation field of view on the sample (9). When moving by a predetermined movement amount, the predetermined movement amount is corrected based on the movement direction immediately before the stage, the movement direction from now on, and the stored contents of the backlash amount storage means (33a), and this correction is performed. The field-of-view movement control means (1) for driving the pulse motors (14X, 14Y) via the micro-step drive control means (20X, 20Y) by an angle corresponding to the moved amount.
9) and.
【0014】また、第2の走査型電子顕微鏡は、画像表
示手段(25)上に表示される画像を所定角度回転させ
る画像回転手段(26〜28)と、試料(9)上でその
観察視野を移動させる際に、その画像回転手段により回
転された方向にステージ(12X,12Y,13X,1
3Y)が進むようにマイクロステップ駆動制御手段(2
0X,20Y)を介してパルスモータ(14X,14
Y)を駆動する視野移動制御手段(19)と、を有する
ものである。The second scanning electron microscope includes image rotating means (26 to 28) for rotating an image displayed on the image display means (25) by a predetermined angle, and its observation field of view on the sample (9). When moving the stage (12X, 12Y, 13X, 1) in the direction rotated by the image rotating means.
3Y) so that the microstep drive control means (2
0X, 20Y) through pulse motor (14X, 14Y
Y), and a visual field movement control means (19).
【0015】また、第3の走査型電子顕微鏡は、画像表
示手段(25)上に表示される画像の観察倍率を切り換
える倍率切換手段(26)と、試料(9)上でその観察
視野を移動させる際に、倍率切換手段(26)により切
り換えられる前の移動速度に対して、倍率切換手段(2
6)により切り換えられる前の観察倍率とこれからの観
察倍率との比を乗じて得られた速度でそれらステージが
進むようにマイクロステップ駆動制御手段(20X,2
0Y)を介してパルスモータ(14X,14Y)を駆動
する視野移動制御手段(19)と、を有するものであ
る。In the third scanning electron microscope, the magnification switching means (26) for switching the observation magnification of the image displayed on the image display means (25) and the observation field of view on the sample (9) are moved. In this case, the magnification switching means (2) is used for the moving speed before switching by the magnification switching means (26).
Microstep drive control means (20X, 2) so that the stages move at a speed obtained by multiplying the ratio of the observation magnification before switching by 6) and the future observation magnification.
And a visual field movement control means (19) for driving the pulse motors (14X, 14Y) via 0Y).
【0016】また、第4の走査型電子顕微鏡は、それら
ステージの2つの送りねじ(13X,13Y)のピッチ
誤差を記憶するピッチ誤差記憶手段(33d)と、試料
(9)上でその観察視野を所定の移動量だけ移動させる
際に、ピッチ誤差記憶手段(33d)で記憶されている
ピッチ誤差に基づいてその所定の移動量を補正し、この
補正された移動量に対応する角度だけマイクロステップ
駆動制御手段(20X,20Y)を介してパルスモータ
(14X,14Y)を駆動する視野移動制御手段(1
9)と、を有するものである。The fourth scanning electron microscope has a pitch error storage means (33d) for storing the pitch error between the two feed screws (13X, 13Y) of those stages, and its observation field of view on the sample (9). Is moved by a predetermined movement amount, the predetermined movement amount is corrected based on the pitch error stored in the pitch error storage means (33d), and the microstep is performed by an angle corresponding to the corrected movement amount. Field-of-view movement control means (1) for driving the pulse motors (14X, 14Y) via the drive control means (20X, 20Y).
9) and.
【0017】[0017]
【作用】斯かる本発明の第1〜第4の走査型電子顕微鏡
によれば、試料(9)を位置決めするためのステージ
は、マイクロステップ駆動されたパルスモータ(14
X,14Y)により送りねじ方式で駆動される。マイク
ロステップ駆動制御では、フルステップ又はハーフステ
ップ駆動に比べてパルスモータの最小ステップ角を例え
ば1/100程度にできるため、位置決めの分解能を通
常走査型電子顕微鏡で設定される観察視野の幅より1桁
程度以上小さくできる。According to the first to fourth scanning electron microscopes of the present invention, the stage for positioning the sample (9) has a micromotor driven pulse motor (14).
X, 14Y) is driven by a feed screw method. In the micro-step drive control, the minimum step angle of the pulse motor can be set to, for example, about 1/100 as compared with the full-step or half-step drive. Therefore, the positioning resolution is 1 or less than the width of the observation visual field set by the scanning electron microscope. It can be reduced by several digits.
【0018】そして、先ず第1の走査型電子顕微鏡で
は、ステージ(12X,12Y)の送りねじ(13X,
13Y)のバックラッシュ量を予め求めてバックラッシ
ュ量記憶手段(33a)に記憶させておき、ステージ
(12X,12Y)を駆動する際に移動方向が反転する
ときに、移動すべき量を補正する。このとき、マイクロ
ステップ駆動によりステージの位置決め分解能が高いた
め、そのバックラッシュ量が例えば1μm程度であって
も正確に補正できる。First, in the first scanning electron microscope, the feed screw (13X, 12X, 12Y) of the stage (12X, 12Y) is used.
13Y) is obtained in advance and stored in the backlash amount storage means (33a), and the amount to be moved is corrected when the moving direction is reversed when driving the stages (12X, 12Y). . At this time, since the positioning resolution of the stage is high due to the micro-step drive, even if the backlash amount is about 1 μm, it can be accurately corrected.
【0019】次に、第2の走査型電子顕微鏡によれば、
例えば図8(a)に示すように、試料上で電気的に観察
視野(43A)をX軸に対して角度θだけ回転させる
と、画像表示手段(25)の画面(25a)には図8
(b)に示すように、回転させた観察視野(43A)の
拡大像が表示される。その後、図8(b)の画像を右辺
方向に移動させるように指示を出すと、ステージ(12
X,12Y)はX軸に対して角度θだけ傾いた方向に移
動する。これにより、観察視野(43A)は次第に領域
(43B)、領域(43C)、…と移動する。この際
に、観察視野(43A)の通常の幅に比べてマイクロス
テップ駆動方式で移動するステージ(12X,12Y)
の分解能は1桁程度以上細かくできるため、正確に且つ
滑らかに観察視野を移動させることができる。Next, according to the second scanning electron microscope,
For example, as shown in FIG. 8A, when the observation field of view (43A) is electrically rotated on the sample by the angle θ with respect to the X axis, the screen (25a) of the image display means (25) displays the image shown in FIG.
As shown in (b), a magnified image of the rotated observation field (43A) is displayed. Then, when an instruction is issued to move the image in FIG. 8B in the right side direction, the stage (12
X, 12Y) moves in a direction inclined by an angle θ with respect to the X axis. As a result, the observation visual field (43A) gradually moves to the region (43B), the region (43C), .... At this time, the stages (12X, 12Y) that move by the micro step drive method compared to the normal width of the observation field (43A).
Since the resolution of can be finer by about one digit or more, the observation visual field can be moved accurately and smoothly.
【0020】また、第3の走査型電子顕微鏡によれば、
観察倍率を切り換えた場合でも、画像表示手段(25)
の画面(25a)上での試料観察画像の移動速度が一定
となる。従って、操作性が向上する。この際に、マイク
ロステップ駆動方式でステージ(12X,12Y)を高
い分解能で移動できるため、移動速度も高精度に制御で
きる。According to the third scanning electron microscope,
Image display means (25) even when the observation magnification is switched
The moving speed of the sample observation image on the screen (25a) is constant. Therefore, the operability is improved. At this time, the stages (12X, 12Y) can be moved with high resolution by the micro-step drive method, so that the moving speed can also be controlled with high accuracy.
【0021】また、第4の走査型電子顕微鏡によれば、
ステージ(12X,12Y)の送りねじ(13X,13
Y)のピッチ誤差を予め求めてピッチ誤差記憶手段(3
3d)に記憶させておき、ステージ(12X,12Y)
を駆動する際に移動すべき量を補正する。このとき、マ
イクロステップ駆動によりステージの位置決め分解能が
高いため、そのピッチ誤差が例えば1μm程度であって
も正確に補正できる。According to the fourth scanning electron microscope,
Stage (12X, 12Y) lead screw (13X, 13)
Y) pitch error is obtained in advance and pitch error storage means (3
3d), and the stage (12X, 12Y)
Correct the amount to move when driving. At this time, since the positioning resolution of the stage is high due to the micro step drive, even if the pitch error is about 1 μm, it can be accurately corrected.
【0022】[0022]
【実施例】以下、本発明による走査型電子顕微鏡の一実
施例につき図面を参照して説明する。図1は本実施例の
走査型電子顕微鏡の機構部、及び制御系を示し、この図
1において、上部の電子銃2から射出された電子ビーム
3は、アパーチャ4を通過して収束レンズ5で収束され
た後、X偏向コイル6及びY偏向コイル7によりそれぞ
れX方向、及びY方向に偏向される。なお、ここでは電
子光学系の光軸に垂直な平面上の直交する2方向をX方
向、及びY方向としている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the scanning electron microscope according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a mechanical part and a control system of the scanning electron microscope of this embodiment. In FIG. 1, an electron beam 3 emitted from an upper electron gun 2 passes through an aperture 4 and a converging lens 5. After being converged, the X-deflection coil 6 and the Y-deflection coil 7 deflect the light in the X and Y directions, respectively. Note that, here, two directions orthogonal to each other on a plane perpendicular to the optical axis of the electron optical system are defined as an X direction and a Y direction.
【0023】2方向に偏向された電子ビーム3は、更に
対物レンズ8を介して、不図示の試料室内の試料9の表
面に収束され、その表面の所定の領域を走査する。試料
9は、試料台11を介してYステージ12Y上に載置さ
れ、Yステージ12YはXステージ12X上で、Y方向
に伸びた送りねじ13Yに螺合し、パルスモータ(即
ち、ステッピングモータ)14Yで送りねじ13Yを正
逆方向に回転させることにより、Yステージ12YをY
方向に駆動できる。更に、Xステージ12Xはベース1
5上で、X方向に伸びた送りねじ13Xに螺合し、パル
スモータ14Xで送りねじ13Xを正逆方向に回転させ
ることにより、Xステージ12XをX方向に駆動できる
ようになっている。本例では、マイクロステップ駆動用
の移動制御装置20X及び20Yが、それぞれパルスモ
ータ14X及び14Yを駆動する。即ち、パルスモータ
14X及び14Yは、それぞれマイクロステップ駆動方
式(詳細後述)で駆動される。The electron beam 3 deflected in two directions is further focused on the surface of a sample 9 in a sample chamber (not shown) via an objective lens 8 to scan a predetermined area on the surface. The sample 9 is placed on the Y stage 12Y via the sample table 11, and the Y stage 12Y is screwed onto the feed screw 13Y extending in the Y direction on the X stage 12X to form a pulse motor (that is, a stepping motor). 14Y to rotate the feed screw 13Y in the forward and reverse directions to move the Y stage 12Y to the Y direction.
Can be driven in any direction. Furthermore, the X stage 12X is a base 1
5, the X stage 12X can be driven in the X direction by being screwed into the feed screw 13X extending in the X direction and rotating the feed screw 13X in the forward and reverse directions by the pulse motor 14X. In this example, movement control devices 20X and 20Y for microstep driving drive pulse motors 14X and 14Y, respectively. That is, the pulse motors 14X and 14Y are each driven by a micro step drive method (details will be described later).
【0024】また、Yステージ12Y上にX軸に垂直な
反射面を有する移動鏡16X、及びY軸に垂直な反射面
を有する移動鏡16Yが固定され、レーザ干渉計17X
及び移動鏡16Xにより試料台11のY座標が計測さ
れ、レーザ干渉計17Y及び移動鏡16Yにより試料台
11のX座標が計測されている。レーザ干渉計17X及
び17Yにより計測された座標(X,Y)は、装置全体
の動作を統轄制御する中央制御系18内のステージ制御
手段19に供給されている。Further, a movable mirror 16X having a reflection surface perpendicular to the X axis and a movable mirror 16Y having a reflection surface perpendicular to the Y axis are fixed on the Y stage 12Y, and a laser interferometer 17X is provided.
Also, the Y coordinate of the sample stage 11 is measured by the movable mirror 16X, and the X coordinate of the sample stage 11 is measured by the laser interferometer 17Y and the movable mirror 16Y. The coordinates (X, Y) measured by the laser interferometers 17X and 17Y are supplied to the stage control means 19 in the central control system 18 that controls the operation of the entire apparatus.
【0025】なお、本実施例ではマイクロステップ駆動
方式により、ステージ14X,14Yはレーザ干渉計の
計測分解能に近い移動ステップで駆動されるため、必ず
しもレーザ干渉計17X,17Yを設ける必要はない。
そこで、本実施例では、レーザ干渉計17X,17Yの
計測値は、主にパルスモータ14X,14Yが脱調して
ステージ14X,14Yの移動速度や位置が指定された
状態から外れたときの監視用に使用している。In this embodiment, the stages 14X and 14Y are driven by a moving step close to the measurement resolution of the laser interferometer by the microstep driving method, so that it is not always necessary to provide the laser interferometers 17X and 17Y.
Therefore, in the present embodiment, the measurement values of the laser interferometers 17X and 17Y are monitored mainly when the pulse motors 14X and 14Y are out of step and the moving speeds and positions of the stages 14X and 14Y deviate from the designated states. I am using it for.
【0026】また、試料9の斜め上方には2次電子検出
器22が配設され、電子ビーム3の照射により試料9の
表面から発生する2次電子21が2次電子検出器22に
より検出される。2次電子検出器22からの検出信号S
1は、増幅器23及び不図示のアナログ/デジタル変換
器を介して画像データとして画像処理回路24中のフレ
ームメモリに格納される。画像処理回路24には、後述
の電子光学系制御回路28から、観察視野を示す情報、
及び電子ビームの走査に対応する同期信号も供給され、
画像処理回路24は、そのフレームメモリから観察視野
に対応する画像データを読み出して、走査を示す同期信
号と共にCRTディスプレイ25に供給する。CRTデ
ィスプレイ25の表示画面には、試料9上のその観察視
野内の画像が所定の拡大倍率で表示される。また、CR
Tディスプレイ25の表示画面には、拡大倍率や、観察
視野の移動方向の指定等を行うための表示もなされてい
る。A secondary electron detector 22 is disposed diagonally above the sample 9, and the secondary electron 21 generated from the surface of the sample 9 by the irradiation of the electron beam 3 is detected by the secondary electron detector 22. It Detection signal S from the secondary electron detector 22
1 is stored in the frame memory in the image processing circuit 24 as image data through the amplifier 23 and an analog / digital converter (not shown). The image processing circuit 24 is provided with information indicating an observation visual field from an electron optical system control circuit 28, which will be described later.
And a synchronization signal corresponding to the scanning of the electron beam is also supplied,
The image processing circuit 24 reads out image data corresponding to the observation visual field from the frame memory and supplies it to the CRT display 25 together with a synchronization signal indicating scanning. On the display screen of the CRT display 25, the image in the observation visual field on the sample 9 is displayed at a predetermined magnification. Also, CR
On the display screen of the T display 25, a display for designating the enlargement magnification, the moving direction of the observation visual field, and the like is also provided.
【0027】さて、走査型電子顕微鏡を使用するには、
オペレータが拡大倍率、及び観察視野等を設定する必要
がある。そこで、本例の中央制御系18には、拡大倍
率、観察視野の回転角、及び観察視野を設定するための
画像倍率回転視野設定部26、ステージ12X,12Y
の移動速度及び移動方向を設定するためのステージ速度
設定部29、ステージ12X,12Yの移動方向及び移
動距離を設定するためのステージ位置設定部30、及び
後述のようにステージ12X,12Yのバックラッシュ
量等を入力するためのデータ入力部31が接続されてい
る。Now, in order to use the scanning electron microscope,
It is necessary for the operator to set the enlargement magnification, the observation field of view, and the like. Therefore, in the central control system 18 of this example, the image magnification rotation visual field setting unit 26 for setting the enlargement magnification, the rotation angle of the observation visual field, and the observation visual field, and the stages 12X and 12Y.
Stage speed setting unit 29 for setting the moving speed and the moving direction of the stage, the stage position setting unit 30 for setting the moving direction and the moving distance of the stages 12X and 12Y, and the backlash of the stages 12X and 12Y as described later. A data input unit 31 for inputting a quantity and the like is connected.
【0028】具体的に、画像倍率回転視野設定部26
は、キーボード、及びマウスより構成され、オペレータ
はCRTディスプレイ25上の観察倍率の数値をキーボ
ードからのキー入力によって設定し、キー入力によって
観察視野の回転角を設定し、CRTディスプレイ25の
表示画面に表示されている試料の拡大画像中からマウス
操作によって所望の部分を切り出して観察視野を設定す
る。それらキーボード及びマウスからの信号は中央制御
系18内の倍率設定記憶手段27に供給される。倍率設
定記憶手段27は、指定された拡大倍率、回転角、及び
観察視野の輪郭の位置情報を内部のメモリに記憶すると
共に、拡大倍率、回転角、及び観察視野の情報を電子光
学系制御回路28に供給する。Specifically, the image magnification rotation visual field setting unit 26
Is composed of a keyboard and a mouse, and the operator sets the numerical value of the observation magnification on the CRT display 25 by key input from the keyboard, sets the rotation angle of the observation visual field by key input, and displays it on the display screen of the CRT display 25. A desired portion is cut out from the enlarged image of the displayed sample by operating the mouse to set the observation visual field. The signals from the keyboard and mouse are supplied to the magnification setting storage means 27 in the central control system 18. The magnification setting storage means 27 stores the designated enlargement ratio, rotation angle, and position information of the contour of the observation field of view in the internal memory, and also the information of the enlargement ratio, rotation angle, and observation field of view is controlled by an electron optical system control circuit. 28.
【0029】電子光学系制御回路28からX偏向コイル
6、及びY偏向コイル7等より構成される電子光学系に
対して、指定された拡大倍率、及び観察視野の回転角に
対応した制御信号が出力される。また、電子光学系制御
回路28は、X偏向コイル6、Y偏向コイル7で電子ビ
ームを走査するための制御信号に同期した同期信号、及
び観察視野の情報を画像処理回路24に出力する。試料
9上で電子ビームは拡大倍率に応じた走査範囲を走査
し、且つ指定された回転角でその電子ビームの走査方向
を回転させる。これにより、CRTディスプレイ25上
の拡大画像としては、オペレータに指定された倍率で、
且つ指定された回転角だけ回転された状態の試料の像が
表示される。From the electron optical system control circuit 28, a control signal corresponding to the designated enlargement magnification and the rotation angle of the observation field of view is sent to the electron optical system composed of the X deflection coil 6, the Y deflection coil 7 and the like. Is output. Further, the electron optical system control circuit 28 outputs to the image processing circuit 24 a synchronization signal synchronized with a control signal for scanning the electron beam by the X deflection coil 6 and the Y deflection coil 7, and information on the observation field of view. The electron beam scans the scanning range on the sample 9 according to the magnification, and rotates the scanning direction of the electron beam at a designated rotation angle. As a result, an enlarged image on the CRT display 25 is displayed at the magnification specified by the operator.
And the image of the sample in the state rotated by the designated rotation angle is displayed.
【0030】このとき、最初にCRTディスプレイ25
の表示画面に表示されるのは、例えば試料9上の電子ビ
ームによる走査領域のほぼ全部の拡大像であり、マウス
操作によって切り出されるのは、その走査領域から選択
された部分領域の拡大像である。本例では、CRTディ
スプレイ25の表示画面に表示されている拡大像に対応
する試料9上の領域を「観察視野」と呼ぶ。従って、マ
ウス操作によって、全体の拡大像中から所定の部分を切
り出したときには、この切り出された部分に対応する試
料9上の可変の部分領域が観察視野となる。その画像の
切り出しは、画像処理回路24中のフレームメモリから
指定された観察視野に対応する範囲の画像データを読み
出すことによって行われる。At this time, first, the CRT display 25
What is displayed on the display screen is an enlarged image of almost the entire scanning region of the sample 9 by the electron beam, and what is cut out by the mouse operation is an enlarged image of the partial region selected from the scanning region. is there. In this example, the area on the sample 9 corresponding to the magnified image displayed on the display screen of the CRT display 25 is called an “observation field of view”. Therefore, when a predetermined portion is cut out from the entire magnified image by operating the mouse, a variable partial area on the sample 9 corresponding to the cut out portion becomes the observation visual field. The image is cut out by reading out image data in a range corresponding to a specified observation visual field from the frame memory in the image processing circuit 24.
【0031】また、ステージ速度設定部29は、所謂ジ
ョイスティック、及びキーボードであり、オペレータが
ステージ速度設定部29としてのジョイスティックを操
作することより、ステージ12X,12Yの移動方向、
及び移動速度を示す信号がステージ制御手段19に供給
される。ステージ制御手段19は、移動制御装置20
X、及び20Yを介してステージ12X,12Yを指定
された速度で駆動する。このようなステージの定速移動
は、例えばCRTディスプレイ25上で試料の拡大像を
観察している際に、オペレータが望む方向に観察視野を
移動させたい場合等に行われる。更に、オペレータはス
テージ速度設定部29としてのキーボードを介して、ス
テージの移動方向、及び移動速度を直接入力できるよう
にもなっている。なお、そのジョイスティックの代わり
に、例えば所謂トラックボールのような入力装置を使用
してもよい。Further, the stage speed setting unit 29 is a so-called joystick and keyboard, and the operator operates the joystick as the stage speed setting unit 29 so that the moving direction of the stages 12X and 12Y,
And a signal indicating the moving speed is supplied to the stage control means 19. The stage control means 19 includes a movement control device 20.
The stages 12X and 12Y are driven at a designated speed via X and 20Y. Such a constant speed movement of the stage is performed, for example, when the operator wants to move the observation visual field in a desired direction while observing a magnified image of the sample on the CRT display 25. Further, the operator can directly input the moving direction and moving speed of the stage via the keyboard as the stage speed setting unit 29. An input device such as a so-called trackball may be used instead of the joystick.
【0032】一方、ステージ位置設定部30は、マウス
及びキーボードよりなり、例えばオペレータがマウス操
作によりCRTディスプレイ25上で現在表示されてい
る拡大像から離れた位置の点(移動点)を指定する。そ
の移動点の情報、及び倍率設定記憶手段27からの現在
の観察倍率と観察視野の位置情報とがステージ制御手段
19に供給され、ステージ制御手段19では現在の観察
視野の中心からその移動点までの方向、及び距離を算出
する。そして、ステージ制御手段19は、移動制御装置
20X、及び20Yを介してステージ12X,12Yを
その算出された方向に算出された距離だけ駆動する。こ
れにより、観察視野の中心がオペレータに指定された位
置に移動する。On the other hand, the stage position setting section 30 is composed of a mouse and a keyboard, and, for example, the operator operates the mouse to specify a point (moving point) at a position away from the magnified image currently displayed on the CRT display 25. The information of the moving point and the current observation magnification and the position information of the observation visual field from the magnification setting storage means 27 are supplied to the stage control means 19, and the stage control means 19 moves from the center of the current observation visual field to the movement point. Calculate the direction and distance. Then, the stage control means 19 drives the stages 12X and 12Y by the calculated distance in the calculated direction via the movement control devices 20X and 20Y. As a result, the center of the observation visual field moves to the position designated by the operator.
【0033】更に、本例ではオペレータがステージ位置
設定部30としてのキーボードから、例えばX方向に1
0mmだけステージを移動するようにコマンドを入力す
ると、それに応じてステージ制御手段19は、移動制御
装置20Xを介してパルスモータ14Xを、その10m
m分の回転角だけ回転させるようになっている。Further, in the present example, the operator uses the keyboard as the stage position setting unit 30 to move, for example, 1 in the X direction.
When a command is input to move the stage by 0 mm, the stage control means 19 responds to the command by moving the pulse motor 14X through the movement control device 20X at a distance of 10 m.
It is designed to rotate by a rotation angle of m minutes.
【0034】次に、データ入力部31は、キーボードよ
りなり、オペレータは後述のようにステージ12X,1
3Xのバックラッシュ量、及び送りねじ13X,13Y
のピッチ誤差の計測後に、計測されたバックラッシュ量
及びピッチ誤差を、データ入力部31を介して中央制御
系18内のパラメータ設定手段32に入力する。これに
応じて、パラメータ設定手段32はバックラッシュ量及
びピッチ誤差をそれぞれメモリ33内のバックラッシュ
量記憶部33a及びピッチ誤差記憶部33dに記憶させ
る。その後、ステージ12X,12Yを駆動する際に、
ステージ制御手段19はメモリ33からバックラッシュ
量及びピッチ誤差を読み出して補正を行う。その他に、
ステージ制御手段19は、それまでのステージ12X,
12Yの進行方向、観察倍率、及び観察視野の回転角等
をパラメータ設定手段32を介してメモリ33に書き込
む。Next, the data input section 31 comprises a keyboard, and the operator operates the stages 12X, 1 as described later.
Backlash amount of 3X and feed screws 13X, 13Y
After the pitch error is measured, the measured backlash amount and pitch error are input to the parameter setting means 32 in the central control system 18 via the data input unit 31. In response to this, the parameter setting means 32 stores the backlash amount and the pitch error in the backlash amount storage unit 33a and the pitch error storage unit 33d in the memory 33, respectively. After that, when driving the stages 12X and 12Y,
The stage control means 19 reads out the backlash amount and the pitch error from the memory 33 and corrects them. Other,
The stage control means 19 uses the previous stage 12X,
The traveling direction of 12Y, the observation magnification, the rotation angle of the observation visual field, and the like are written in the memory 33 via the parameter setting unit 32.
【0035】なお、本例における中央制御系18内の倍
率設定記憶手段27、ステージ制御手段19、及びパラ
メータ設定手段32は、コンピュータのソフトウェア上
で実行される機能である。ここで、本実施例におけるパ
ルスモータ14X,14Yのマイクロステップ駆動制御
について詳細に説明する。The magnification setting storage means 27, the stage control means 19, and the parameter setting means 32 in the central control system 18 in this example are functions executed by software of a computer. Here, the microstep drive control of the pulse motors 14X and 14Y in the present embodiment will be described in detail.
【0036】一般に、パルスモータ(ステッピングモー
タ)はロータとステータとの突極構造で決まるステップ
角毎に回転、停止するため、DCモータ、又はACモー
タに比べて位置決め制御が高精度に、且つ容易にできる
という特徴を持っている。しかしながら、その反面でパ
ルスモータは、ステップ角毎に回転するためにロータに
速度変化が生じ、ある回転数で共振したり、振動が大き
くなるという特性も併せ持っている。Generally, the pulse motor (stepping motor) rotates and stops at each step angle determined by the salient pole structure of the rotor and the stator, so that positioning control can be performed with higher accuracy and more easily than with a DC motor or an AC motor. It has the characteristic of being able to However, on the other hand, the pulse motor also has the characteristics that the rotor changes in speed at each step angle, so that the rotor changes speed and resonates or vibrates at a certain rotation speed.
【0037】これに対して、マイクロステップ駆動と
は、パルスモータの基本ステップ角をモータコイルに流
す電流を制御することで細分化し、超低速駆動、低振動
駆動、及び低騒音運転を実現すると共に、位置決め分解
能を高めて位置決め精度を更に高精度化できる技術であ
る。具体的に、図2(a)は2相で基本ステップ角が9
0°のパルスモータを示し、この図2(a)において、
4個の凸部が90°間隔で形成された磁性体よりなるス
テータ51中に、回転自在に対向するように反対の磁極
が形成されたマグネットよりなるロータ53が配置され
ている。そして、ステータ51の1つの凸部51aにコ
イル52Aが巻回され、それに隣接する凸部51bにも
コイル52Bが巻回されている。On the other hand, the micro-step drive is subdivided by controlling the current flowing through the motor coil to control the basic step angle of the pulse motor to realize ultra-low speed drive, low vibration drive and low noise operation. This is a technology that can improve the positioning accuracy by increasing the positioning resolution. Specifically, in FIG. 2A, the basic step angle is 9 for two phases.
A pulse motor of 0 ° is shown, and in this FIG.
In a stator 51 made of a magnetic material having four convex portions formed at 90 ° intervals, a rotor 53 made of a magnet having opposite magnetic poles is arranged so as to rotatably face each other. The coil 52A is wound around one convex portion 51a of the stator 51, and the coil 52B is also wound around the convex portion 51b adjacent thereto.
【0038】そして、図2(a)のパルスモータを例え
ばフルステップ駆動する際には、先ず一方のコイル52
Aの電流IAを正の最大値I0 に設定し、他方のコイル
52Bの電流IBを0にする。これにより、実線で示す
ようにロータ53は凸部51aに対向する位置に静止す
る。次に、電流IAを0にして、他方の電流IBを正の
最大値I0 に設定すると、点線で示すようにロータ53
は90°回転して凸部51bに対向する位置で静止す
る。このように電流IAとIBとを交互に励起すること
により、ロータ53は90°の基本ステップ角で回転す
る。When the pulse motor of FIG. 2 (a) is driven in full step, for example, first one coil 52
The current IA of A is set to the maximum positive value I 0 , and the current IB of the other coil 52B is set to 0. As a result, the rotor 53 stands still at a position facing the convex portion 51a as indicated by the solid line. Next, when the current IA is set to 0 and the other current IB is set to the maximum positive value I 0 , as shown by the dotted line, the rotor 53
Rotates 90 ° and stands still at a position facing the convex portion 51b. By alternately exciting the currents IA and IB in this manner, the rotor 53 rotates at a basic step angle of 90 °.
【0039】次に、図2(a)のパルスモータをマイク
ロステップ駆動する際には、電流IAと電流IBとの比
を次第に変えて行く。例えば、図2(b)に示すよう
に、電流IAが(1/4)I0 、電流IBが(3/4)
I0 になると、ロータ53は凸部51aから凸部51b
側にほぼ(3/4)×90°回転した位置で静止する。
従って、原理的には電流IAと電流IBとの比を細かに
設定することにより、基本ステップ角に対して最小ステ
ップ角をいくらでも小さくできる。これがマイクロステ
ップ駆動である。Next, when the pulse motor shown in FIG. 2A is driven by microstepping, the ratio between the current IA and the current IB is gradually changed. For example, as shown in FIG. 2B, the current IA is (1/4) I 0 and the current IB is (3/4).
At I 0 , the rotor 53 moves from the convex portion 51a to the convex portion 51b.
Stationary at a position rotated approximately (3/4) × 90 ° to the side.
Therefore, in principle, the minimum step angle can be made as small as possible with respect to the basic step angle by finely setting the ratio of the current IA and the current IB. This is microstep drive.
【0040】また、本実施例では、パルスモータ14
X,14Yとして、一例として5相で基本ステップ角φ
が0.72°のパルスモータを使用する。そして、マイ
クロステップ駆動により、その基本ステップ角を更に1
00分割程度に分割する。この際に使用されるマイクロ
ステップ駆動用の移動制御装置20X,20Yの構成例
につき説明する。Further, in this embodiment, the pulse motor 14
As X and 14Y, as an example, 5 phases and a basic step angle φ
Uses a pulse motor of 0.72 °. Then, the basic step angle is further increased to 1 by the micro step drive.
Divide into about 00 divisions. A configuration example of the movement control devices 20X and 20Y for microstep driving used in this case will be described.
【0041】図3は、X軸用のパルスモータ14Xの5
相のコイル52A〜52E、及びこれらのコイルに流す
電流を制御するための移動制御装置20Xを示し、この
図3において、コイル52A〜52Eに対してそれぞれ
独立に電流を供給するための同一構成の電流制御回路5
4A〜54Eが接続されている。例えばA相用の電流制
御回路54Aにおいて、直流電圧VCCが印加される電源
端子にpnp形のトランジスタ56A及び58Aのエミ
ッタが接続され、トランジスタ56A及び58Aのコレ
クタの間にコイル52Aが接続されると共に、それらコ
レクタにそれぞれnpn形のトランジスタ57A及び5
9Aのコレクタが接続されている。また、トランジスタ
57A及び59Aのエミッタが共通に抵抗器60Aの一
端に接続され、抵抗器60Aの他端が接地されている。
そして、トランジスト56A,57A,58A,59A
のベース、及び抵抗器60Aの一端がA相制御スイッチ
ング回路55Aに接続され、A相制御スイッチング回路
55Aはそれらトランジスト56A,57A,58A,
59Aのそれぞれに流れる電流を調整する。FIG. 3 shows the pulse motor 14X for the X-axis.
The phase control coils 52A to 52E and the movement control device 20X for controlling the currents flowing through these coils are shown. In FIG. 3, the movement control device 20X has the same configuration for independently supplying currents to the coils 52A to 52E. Current control circuit 5
4A to 54E are connected. For example, in the A-phase current control circuit 54A, the emitters of pnp transistors 56A and 58A are connected to the power supply terminal to which the DC voltage V CC is applied, and the coil 52A is connected between the collectors of the transistors 56A and 58A. Together with npn transistors 57A and 5 in their collectors, respectively.
The 9A collector is connected. The emitters of the transistors 57A and 59A are commonly connected to one end of the resistor 60A, and the other end of the resistor 60A is grounded.
And Transistors 56A, 57A, 58A, 59A
And one end of the resistor 60A are connected to the A-phase control switching circuit 55A, and the A-phase control switching circuit 55A is connected to the transistors 56A, 57A, 58A,
The current flowing through each of 59A is adjusted.
【0042】不図示であるが、他のコイル52B〜52
E用の電流制御回路54B〜54E内にもそれぞれA相
制御スイッチング回路55Aと同じ制御スイッチング回
路が含まれている。また、図1のステージ制御手段19
からの制御信号SXが図3の相別スイッチング回路61
に供給され、送別スイッチング回路61では、制御信号
SXで指示される距離に対応する回転角だけパルスモー
タ14Xが回転するように、電流制御回路54A〜54
E内の各制御スイッチング回路(55A等)のスイッチ
ング、及び電流制御動作を制御する。これにより、パル
スモータ14Xは、最小ステップ角が0.72°/10
0で指示された回転角だけ指示された方向に回転する。
また、Y軸用のパルスモータ14Y用の移動制御装置2
0Yも、X軸用の移動制御装置20Xと同一構成であ
る。Although not shown, the other coils 52B to 52B
The current control circuits 54B to 54E for E also include the same control switching circuit as the A-phase control switching circuit 55A. Also, the stage control means 19 of FIG.
The control signal SX from the phase-based switching circuit 61 of FIG.
The switching control circuit 61 supplies the current control circuits 54A to 54A so that the pulse motor 14X rotates by the rotation angle corresponding to the distance designated by the control signal SX.
The switching of each control switching circuit (55A etc.) in E and the current control operation are controlled. As a result, the pulse motor 14X has a minimum step angle of 0.72 ° / 10.
Rotate in the specified direction by the rotation angle specified by 0.
Further, the movement control device 2 for the Y-axis pulse motor 14Y
0Y has the same configuration as the movement control device 20X for the X axis.
【0043】なお、パルスモータ14X,14Y用の移
動制御装置としては、図3の構成例の他に図4のような
構成例もある。図4は、そのパルスモータ14Xの5相
のコイル52A〜52E、及びこれらのコイルに流す電
流を制御するための移動制御装置20Xの他の構成例を
示し、この図4において、コイル52A〜52Eが閉ル
ープを形成するようにシリアルに接続されている。ま
た、直流電圧VCCが印加される電源端子にpnp形のト
ランジスタ56A〜56Eのエミッタが共通に接続さ
れ、トランジスタ56A〜56Eのコレクタにそれぞれ
コイル52A〜52Eの一端が接続されると共に、それ
らコレクタにそれぞれnpn形のトランジスタ57A〜
57Eのコレクタが接続されている。また、トランジス
タ57A〜57Eのエミッタが共通に抵抗器62の一端
に接続され、抵抗器62の他端が接地されている。そし
て、トランジスト56A〜56E、及び57A〜57E
のベース、及び抵抗器62の一端が制御スイッチング回
路63に接続され、制御スイッチング回路63はそれら
トランジスタ56A〜56E,57A〜57Eのそれぞ
れに流れる電流を調整する。As a movement control device for the pulse motors 14X and 14Y, there is a configuration example shown in FIG. 4 in addition to the configuration example shown in FIG. FIG. 4 shows another configuration example of the five-phase coils 52A to 52E of the pulse motor 14X and the movement control device 20X for controlling the currents flowing through these coils. In FIG. 4, the coils 52A to 52E are shown. Are serially connected to form a closed loop. The emitters of the pnp transistors 56A to 56E are commonly connected to the power supply terminal to which the DC voltage V CC is applied, and the collectors of the transistors 56A to 56E are connected to one ends of the coils 52A to 52E, respectively. Npn transistor 57A to
The 57E collector is connected. The emitters of the transistors 57A to 57E are commonly connected to one end of the resistor 62, and the other end of the resistor 62 is grounded. And, Transistors 56A to 56E and 57A to 57E
Is connected to the control switching circuit 63, and the control switching circuit 63 regulates the current flowing through each of the transistors 56A to 56E and 57A to 57E.
【0044】この場合、図1のステージ制御手段19か
らの制御信号SXが図4の制御スイッチング回路63に
供給され、制御スイッチング回路63では、制御信号S
Xで指示される距離に対応する回転角だけパルスモータ
14Xが回転するように、コイル52A〜52Eのそれ
ぞれに流れる電流を制御する。これにより、パルスモー
タ14Xは、最小ステップ角が0.72°/100で指
示された回転角だけ指示された方向に回転する。In this case, the control signal SX from the stage control means 19 of FIG. 1 is supplied to the control switching circuit 63 of FIG. 4, and the control switching circuit 63 controls the control signal S.
The current flowing through each of the coils 52A to 52E is controlled so that the pulse motor 14X rotates by the rotation angle corresponding to the distance designated by X. As a result, the pulse motor 14X rotates in the designated direction by the designated rotation angle at the minimum step angle of 0.72 ° / 100.
【0045】次に、図1に戻り、本例では、送りねじ1
3X,13Yを5mmリード(5mmピッチ)のボール
ねじであるとする。また、上述のようにパルスモータ1
4X,14Yとしてはそれぞれ5相で基本ステップ角φ
が0.72°のパルスモータが使用され、マイクロステ
ップ駆動によりその基本ステップ角φが100分割に分
割して駆動される。従って、ステージ12X,12Yの
送りの分解能pは、次のように0.1μmとなる。Next, returning to FIG. 1, in this example, the feed screw 1
3X and 13Y are ball screws with 5 mm leads (5 mm pitch). In addition, as described above, the pulse motor 1
4X and 14Y each have 5 phases and basic step angle φ
Of 0.72 ° is used, and the basic step angle φ is divided into 100 divisions and driven by microstep driving. Therefore, the resolution p of the feed of the stages 12X and 12Y is 0.1 μm as follows.
【0046】 p=5/(100・360/0.72)=1×10-4[mm] (1) また、試料9の観察倍率を例えば10万倍とすると、電
子ビームの走査領域とその観察倍率との関係でその試料
9上での観察視野の幅は例えば1.8μmとなる。これ
に対して、ステージ12X,12Yの送りの分解能pは
0.1μmであるため、その観察視野の移動を円滑に行
うことができる。P = 5 / (100 · 360 / 0.72) = 1 × 10 −4 [mm] (1) If the observation magnification of the sample 9 is, for example, 100,000, the scanning area of the electron beam and its The width of the observation visual field on the sample 9 is 1.8 μm, for example, in relation to the observation magnification. On the other hand, since the resolution p of the feed of the stages 12X and 12Y is 0.1 μm, the observation visual field can be moved smoothly.
【0047】これに対して、従来のようにパルスモータ
14X,14Yを4−5相励磁でハーフステップ駆動す
ると、最小ステップ角は0.36°となるため、ステー
ジ12X,12Yの送りの分解能は、5μmとなる。従
って、この従来方式では幅が1.8μmの観察視野を円
滑に移動することはできないことになる。次に、本実施
例でステージ12X,12Yのバックラッシュ量の補正
を行う場合の動作につき図5のフローチャートを参照し
て説明する。先ず、図5のステップ101において、図
1の試料台11上に基準ウエハを載置する。この基準ウ
エハは、ステージの移動量を確認するために用意された
もので、予めX方向及びY方向の位置の基準となるスケ
ール(又はマーク)が所定間隔で入っている。On the other hand, when the pulse motors 14X and 14Y are half-step driven by 4-5 phase excitation as in the prior art, the minimum step angle is 0.36 °, and therefore the resolution of the stages 12X and 12Y is advanced. 5 μm. Therefore, this conventional method cannot smoothly move the observation visual field having a width of 1.8 μm. Next, the operation of correcting the backlash amount of the stages 12X and 12Y in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step 101 of FIG. 5, a reference wafer is placed on the sample table 11 of FIG. This reference wafer is prepared for confirming the amount of movement of the stage, and scales (or marks) serving as references for the positions in the X direction and the Y direction are previously provided at predetermined intervals.
【0048】例えば、X方向のバックラッシュ量を測定
するには、ステップ102において、オペレータはステ
ージ位置設定部30からステージ制御手段19に対し
て、Xステージ12Xを現在の位置から10mm(正確
には10.0000mm、以下同様)だけ+X方向に動
かすように指令を出す。これに応じて、パルスモータ1
4Xがその10mm分だけマイクロステップ駆動方式で
回転する。その後ステップ103において、オペレータ
はCRTディスプレイ25に映し出されている基準ウエ
ハ上の適当なスケールの像位置を記憶しておく。この場
合、CRTディスプレイ25の表示画面には所定の指標
マークが表示され、例えばその指標マークからその選択
されたスケールの像までの間隔が記録される。For example, in order to measure the amount of backlash in the X direction, in step 102, the operator instructs the stage position setting unit 30 to the stage control means 19 to move the X stage 12X from the current position by 10 mm (to be exact). It issues a command to move in the + X direction by 10.0000 mm, and so on. In response to this, the pulse motor 1
The 4X rotates by 10 mm by the microstep drive method. Thereafter, in step 103, the operator stores the image position of an appropriate scale on the reference wafer displayed on the CRT display 25. In this case, a predetermined index mark is displayed on the display screen of the CRT display 25, and the distance from the index mark to the image of the selected scale is recorded, for example.
【0049】次に、ステップ104において、オペレー
タはステージ位置設定部30を介してXステージ12X
を+X方向に開ループ方式で再度10mm動かした後、
ステップ105において、ステージ位置設定部30を介
してXステージ12Xを開ループ方式で−X方向に10
mm動かす。それに続くステップ106において、オペ
レータはCRTディスプレイ25の表示画面上で、先程
記憶した基準ウエハのスケールの像位置と現在のスケー
ルの像位置とがどれだけずれているかを測定する。この
とき、現在のスケールの像位置の指標マークからの+X
方向へのずれ量から、ステップ103で求めた指標マー
クからの+X方向へのずれ量を差し引いて得られる長さ
(表示画面上での実際の長さ)を、観察倍率で除算して
得られる値が、−X方向へのバックラッシュ量BX
(−)となる。Next, in step 104, the operator operates the X stage 12X via the stage position setting unit 30.
After moving 10 mm again in the + X direction using the open loop method,
In step 105, the X stage 12X is moved in the −X direction by the open loop method 10 via the stage position setting unit 30.
move mm. In subsequent step 106, the operator measures, on the display screen of the CRT display 25, how much the image position of the scale of the reference wafer stored previously and the image position of the current scale are deviated. At this time, + X from the index mark at the image position of the current scale
It is obtained by dividing the length (actual length on the display screen) obtained by subtracting the shift amount in the + X direction from the index mark obtained in step 103 from the shift amount in the direction by the observation magnification. The value is the backlash amount BX in the -X direction.
(-).
【0050】観察倍率は例えば10万倍であるため、バ
ックラッシュ量BX(−)は例えば0.1μmのオーダ
で正確に求められる。オペレータは、データ入力部3
1、及びパラメータ設定手段32を介してそのバックラ
ッシュ量BX(−)をメモリ33内のバックラッシュ量
記憶部33aに格納する。同様にして、Xステージ12
Xを、−X方向に移動してから+X方向に移動する際の
バックラッシュ量BX(+)も計測されて、バックラッ
シュ量記憶部33aに格納される。更に、Yステージ1
2Yを−Y方向に反転させる際のバックラッシュ量BY
(−)、+Y方向に反転させる際のバックラッシュ量B
Y(+)もバックラッシュ量記憶部33aに格納され
る。Since the observation magnification is 100,000 times, the backlash amount BX (-) can be accurately obtained on the order of 0.1 μm, for example. The operator uses the data input unit 3
1 and the backlash amount BX (−) via the parameter setting means 32 is stored in the backlash amount storage unit 33a in the memory 33. Similarly, the X stage 12
The backlash amount BX (+) when X is moved in the −X direction and then in the + X direction is also measured and stored in the backlash amount storage unit 33a. Furthermore, Y stage 1
Backlash amount BY when 2Y is reversed in the -Y direction
Backlash amount B when reversing in the (-) and + Y directions
Y (+) is also stored in the backlash amount storage unit 33a.
【0051】次に、求めたバックラッシュ量を用いて、
以下のようにステージを制御する。先ず、図5のステッ
プ107において、オペレータがステージ位置設定部3
0からステージ制御手段19に対して、例えばXステー
ジ12Xの移動方向(±X方向)、及び移動距離ΔXを
設定する。この際に、ステージ制御手段19は予めその
直前のXステージ12Xの移動方向を示す情報をバック
ラッシュ量記憶部33aに記憶させてある。その後、ス
テップ108においてステージ制御手段19は、指示さ
れたXステージ12Xの移動方向が+X方向から−X方
向に変わったかどうかを調べ、そのように移動方向が変
わった場合には、ステップ109において、供給された
移動距離ΔXに記憶してあるバックラッシュ量BX
(−)を加算して得られた移動距離(ΔX+BX
(−))分だけ、開ループ方式でパルスモータ14Xを
回転させる。これにより、Xステージ12Xは、バック
ラッシュ量が補正されて正確に−X方向にΔXだけ移動
する。Next, using the calculated backlash amount,
The stage is controlled as follows. First, in step 107 of FIG. 5, the operator operates the stage position setting unit 3
For example, the moving direction (± X direction) of the X stage 12X and the moving distance ΔX are set from 0 to the stage control unit 19. At this time, the stage control means 19 previously stores information indicating the moving direction of the X stage 12X immediately before that in the backlash amount storage unit 33a. Thereafter, in step 108, the stage control means 19 checks whether or not the movement direction of the instructed X stage 12X has changed from the + X direction to the −X direction, and if such a movement direction has changed, in step 109, Backlash amount BX stored in the supplied movement distance ΔX
Moving distance (ΔX + BX) obtained by adding (-)
The pulse motor 14X is rotated by the open loop method by the amount of (-). As a result, the X stage 12X has its backlash amount corrected and accurately moves in the −X direction by ΔX.
【0052】また、ステップ108において、移動方向
が−X方向から+X方向に変化するときには、動作はス
テップ110に移行して、バックラッシュ量BX(+)
に基づいて移動距離ΔXが補正される。一方、移動方向
が変化しないときには、その移動距離ΔXがそのまま使
用される。例えばバックラッシュ量が1μmであるとし
て、本例のパルスモータ14Xをマイクロステップ駆動
方式で駆動することにより、Xステージ12Xの位置決
め分解能は0.1μm程度であるため、そのバックラッ
シュ量は正確に補正される。When the movement direction changes from the -X direction to the + X direction in step 108, the operation proceeds to step 110 and the backlash amount BX (+).
The moving distance ΔX is corrected based on On the other hand, when the moving direction does not change, the moving distance ΔX is used as it is. For example, assuming that the backlash amount is 1 μm, by driving the pulse motor 14X of the present example by the microstep driving method, the positioning resolution of the X stage 12X is about 0.1 μm, so the backlash amount is accurately corrected. To be done.
【0053】これに対して、従来のステージでは、仮に
バックラッシュ量を測定したとしてもこのバックラッシ
ュ量を補正することは困難であった。例えば、ステージ
に5mmリードのボールねじがついていて、そのボール
ねじを5相のパルスモータを4−5相励磁でハーフステ
ップ駆動したとしても、位置決め分解能は1ステップ当
たり5μmとなる。従って、仮にバックラッシュ量が1
μm程度であると、ハーフステップ駆動方式で補正する
のは不可能と言える。On the other hand, in the conventional stage, even if the backlash amount was measured, it was difficult to correct the backlash amount. For example, even if the stage is provided with a ball screw with a 5 mm lead and the ball screw is driven in half step by a 5-phase pulse motor with 4-5 phase excitation, the positioning resolution is 5 μm per step. Therefore, if the backlash amount is 1
If it is about μm, it can be said that it is impossible to correct by the half-step driving method.
【0054】次に、本実施例で試料9上の観察視野を回
転させる場合の動作の一例につき図6〜図9を参照して
説明する。先ず、図1において、試料9を試料台11上
に載置して、その観察画像をCRTディスプレイ25に
映し出す。図6(a)はその際の試料9上の観察視野4
2を示し、図6(a)において試料9上のパターン41
上に矩形の観察視野42が設定されている。また、図6
(b)は図1のCRTディスプレイ25の表示画面25
aを示し、この表示画面25aにその観察視野42内の
パターンの拡大像が表示されている。従って、拡大倍率
をβとすると、図6(a)の観察視野42は実際には図
6(b)の表示画面25aの1/βの大きさである。Next, an example of the operation of rotating the observation field on the sample 9 in this embodiment will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 1, the sample 9 is placed on the sample table 11, and the observed image is displayed on the CRT display 25. FIG. 6A shows an observation visual field 4 on the sample 9 at that time.
2 shows the pattern 41 on the sample 9 in FIG.
A rectangular observation field 42 is set above. In addition, FIG.
(B) is a display screen 25 of the CRT display 25 of FIG.
a, and an enlarged image of the pattern in the observation visual field 42 is displayed on the display screen 25a. Therefore, when the magnification is β, the observation field of view 42 in FIG. 6A is actually 1 / β of the display screen 25a in FIG. 6B.
【0055】次に、オペレータは図1の画像倍率回転視
野設定部26を介して、試料上の観察視野42を、X方
向より反時計方向に角度θ(ここでは、θ=45°とす
る)だけ回転させる。この結果、倍率設定記憶手段27
の作用により試料9上での電子ビームの走査方向が45
°回転し、図7(a)に示すように、試料9のパターン
41上でX方向に対して反時計方向に45°傾いた方向
に平行に矩形の観察視野43が設定される。また、その
角度θが、ステージ制御手段19を介してメモリ33内
の回転角記憶部33bに記憶される。そして、観察視野
43内のパターンの拡大像が、図7(b)に示すように
表示画面25a内に表示される。その拡大像は、矩形の
辺が表示画面25aの辺に平行又は垂直になるように表
示されている。Next, the operator makes an angle θ (here, θ = 45 °) of the observation visual field 42 on the sample counterclockwise from the X direction via the image magnification rotary visual field setting unit 26 of FIG. Just rotate. As a result, the magnification setting storage means 27
The scanning direction of the electron beam on the sample 9 is 45
Rotate by 20 °, and as shown in FIG. 7A, a rectangular observation visual field 43 is set parallel to the direction tilted 45 ° counterclockwise with respect to the X direction on the pattern 41 of the sample 9. Further, the angle θ is stored in the rotation angle storage unit 33b in the memory 33 via the stage control unit 19. Then, an enlarged image of the pattern in the observation visual field 43 is displayed on the display screen 25a as shown in FIG. 7B. The enlarged image is displayed such that the sides of the rectangle are parallel or perpendicular to the sides of the display screen 25a.
【0056】次に、図7(b)において、表示画面25
aの拡大像の右辺方向の領域を観察したい場合には、オ
ペレータは、例えばステージ速度設定部29を介して試
料9が載置されたステージ12X,12Yを−X方向に
所定速度で移動するように指令を発する。これに応じ
て、ステージ制御手段19は、メモリ33の回転角記憶
部33bの角度θを読み出して、ステージ12X,12
Yを+X方向に対して時計方向に角度(180°−θ)
だけ回転した方向に所定速度で移動させる。これには、
例えばXステージ12Xが−X方向にΔXだけ移動する
際に、Yステージ12Yを−Y方向にΔX・tan θだけ
移動させればよい。Next, in FIG. 7B, the display screen 25
When observing the area on the right side of the enlarged image of a, the operator moves the stages 12X and 12Y on which the sample 9 is placed at a predetermined speed in the -X direction via the stage speed setting unit 29, for example. Issue a command to. In response to this, the stage control means 19 reads the angle θ of the rotation angle storage unit 33b of the memory 33, and the stages 12X and 12X.
Y is clockwise with respect to + X direction (180 ° -θ)
It is moved at a predetermined speed in the direction of rotation. This includes
For example, when the X stage 12X moves in the −X direction by ΔX, the Y stage 12Y may be moved in the −Y direction by ΔX · tan θ.
【0057】この結果、図8(a)に示すように、試料
9のパターン41上で観察視野は、+X方向に対して反
時計方向に角度θだけ傾斜した方向44に沿って領域4
3A,43B,43C,…と移動する。観察視野がそれ
らの領域43A,43B,43Cに移動すると、CRT
ディスプレイ25の表示画面25aにはそれぞれ図8
(b),(c),(d)に示すような拡大像が表示され
る。従って、本例によれば、観察視野を電気的に回転さ
せた場合でも、その回転量に依存することなく機械駆動
方式で、観察視野を表示画面25a上の拡大像に基づい
て設定する方向に移動することができる。As a result, as shown in FIG. 8A, the observation field of view on the pattern 41 of the sample 9 is in the region 4 along the direction 44 inclined by the angle θ in the counterclockwise direction with respect to the + X direction.
3A, 43B, 43C, and so on. When the observation field of view moves to those areas 43A, 43B, 43C, CRT
The display screen 25a of the display 25 is shown in FIG.
Enlarged images as shown in (b), (c) and (d) are displayed. Therefore, according to this example, even when the observation field of view is electrically rotated, the observation field of view is set in the direction in which the observation field of view is set based on the enlarged image on the display screen 25a by the mechanical drive method without depending on the rotation amount. You can move.
【0058】この際に、パルスモータ14X,14Yが
マイクロステップ駆動方式で駆動されて、ステージ12
X,12Yの送りの分解能は例えば0.1μm程度であ
るため、その観察視野の幅が例えば1.8μmであって
も観察視野の移動を滑らかに行うことができる。ここ
で、従来技術と本実施例とを比較してみる。従来技術で
は、例えば図7(b)の拡大像を観察して観察視野を+
X方向に移動させようとすると、観察視野の回転角に拘
らずXステージ12Xが−X方向に移動していた。その
ため、観察視野は対角線方向に移動していた。At this time, the pulse motors 14X and 14Y are driven by the micro-step drive system, and the stage 12
Since the X and 12Y feed resolution is, for example, about 0.1 μm, the observation field of view can be moved smoothly even if the width of the observation field of view is 1.8 μm. Here, the prior art and the present embodiment will be compared. In the conventional technique, for example, the magnified image of FIG.
When trying to move in the X direction, the X stage 12X moved in the -X direction regardless of the rotation angle of the observation visual field. Therefore, the observation visual field moved in the diagonal direction.
【0059】図9(a)は、回転された観察視野を従来
技術を用いて移動する状態を示し、この図9(a)にお
いて、試料9のパターン41上で観察視野は、+X方向
に沿って領域45A,45B,45C,…と移動する。
観察視野がそれらの領域45A,45B,45Cに移動
すると、CRTディスプレイ25の表示画面25aには
それぞれ図9(b),(c),(d)に示すような拡大
像が表示される。即ち、オペレータにとって意図しない
方向に観察視野が移動してしまう。これは、試料上の観
察視野を電気的に回転させたときの回転情報に対してス
テージ12X,12Yの動作が追従していないためであ
る。FIG. 9A shows a state in which the rotated observation field of view is moved using the conventional technique. In FIG. 9A, the observation field of view on the pattern 41 of the sample 9 is along the + X direction. Area 45A, 45B, 45C, ...
When the observation field of view moves to those areas 45A, 45B, and 45C, enlarged images as shown in FIGS. 9B, 9C, and 9D are displayed on the display screen 25a of the CRT display 25, respectively. That is, the observation visual field moves in a direction unintended by the operator. This is because the operations of the stages 12X and 12Y do not follow the rotation information when the observation visual field on the sample is electrically rotated.
【0060】また、従来のステージでは、視野回転量に
依存することなく試料観察画像を移動するために、観察
視野の回転角分だけ角度を補正してステージを移動した
としても、観察倍率が高倍率のときは画像を円滑に移動
するのが困難であった。例えば、送りねじ13X,13
Yを5mmリードのボールねじとして、パルスモータ1
4X,14Yを4−5相励磁でハーフステップ駆動して
も、位置決め分解能は1ステップ当たり5μmとなる。
これに対して、観察視野の幅は例えば1.8μmである
ため、その観察視野を円滑に移動させることができな
い。Further, in the conventional stage, since the sample observation image is moved without depending on the rotation amount of the visual field, even if the stage is moved by correcting the angle by the rotation angle of the observation visual field, the observation magnification is high. At magnification, it was difficult to move the image smoothly. For example, the feed screws 13X, 13
Pulse motor 1 with Y as a ball screw with a 5 mm lead
Even if 4X and 14Y are driven in half step by 4-5 phase excitation, the positioning resolution is 5 μm per step.
On the other hand, since the width of the observation visual field is 1.8 μm, the observation visual field cannot be moved smoothly.
【0061】次に、本例において、観察倍率を切り換え
てから、観察視野を移動させる場合の動作の一例につき
説明する。先ず、オペレータはステージ速度設定部29
を介して、CRTディスプレイ25の表示画面中の有効
視野範囲内を移動する試料観察画像の速度を決定する。
例えば、有効視野範囲内を時間T(ここでは、Tは例え
ば3秒である)で試料観察画像が移動するように速度を
設定する。試料9上の観察視野が図10に示すX方向の
幅DXの観察視野42であるとして、この観察視野42
を時間Tで+X方向に隣接する領域47の方向に移動さ
せるものとすると、Xステージ12Xの移動速度は−X
方向に速度DX/Tに設定される。このときの観察倍率
をβ0 (β0 は例えば1万倍)とする。この観察倍率β
0 はメモリ33内の倍率記憶部33cに記憶されてい
る。Next, an example of the operation in the case of moving the observation visual field after switching the observation magnification in this example will be described. First, the operator sets the stage speed setting unit 29.
The speed of the sample observation image moving within the effective visual field range on the display screen of the CRT display 25 is determined via.
For example, the speed is set so that the sample observation image moves within the effective visual field range at time T (here, T is, for example, 3 seconds). Assuming that the observation visual field on the sample 9 is the observation visual field 42 having the width DX in the X direction shown in FIG.
Is moved in the direction of the area 47 adjacent in the + X direction at time T, the moving speed of the X stage 12X is −X.
The speed is set to DX / T in the direction. The observation magnification at this time is β 0 (β 0 is 10,000 times, for example). This observation magnification β
0 is stored in the magnification storage unit 33c in the memory 33.
【0062】次に、オペレータが画像倍率回転視野設定
部26を介して観察倍率をβ(βは例えば2万倍)に変
更すると、変更後の観察倍率βがメモリ33内の倍率記
憶部33cに記憶される。倍率記憶部33cには、それ
までの観察倍率β0 も記憶されている。その後、オペレ
ータがステージ速度設定部29としてのキーボードから
観察視野の移動方向のみを示すと、ステージ制御手段1
9は、CRTディスプレイ25の表示画面での画像の移
動速度がそれまでの観察倍率での移動速度となるよう
に、マイクロステップ駆動方式でステージ12X,12
Yを移動させる。Next, when the operator changes the observation magnification to β (β is, for example, 20,000 times) via the image magnification rotation visual field setting unit 26, the changed observation magnification β is stored in the magnification storage unit 33c in the memory 33. Remembered. The magnification storage unit 33c also stores the previous observation magnification β 0 . After that, when the operator indicates only the moving direction of the observation visual field from the keyboard as the stage speed setting unit 29, the stage control means 1
9 is a stage 12X, 12 by a micro step drive method so that the moving speed of the image on the display screen of the CRT display 25 becomes the moving speed at the observation magnification until then.
Move Y.
【0063】具体的に、図10において、観察視野42
を+X方向に移動させるものとすると、ステージ制御手
段19は、Xステージ12Xを−X方向に次式で定まる
速度V(β)で駆動する。 V(β)=(DX/T)β0 /β (2) これによって、CRTディスプレイ25の表示画面上の
有効視野範囲内を試料観察画像が時間Tで移動するよう
になる。従って、本例では観察倍率に依存することな
く、表示画面上での試料の拡大像の移動速度が一定とな
り、操作性が向上する。Specifically, in FIG. 10, the observation field of view 42
Is moved in the + X direction, the stage control means 19 drives the X stage 12X in the −X direction at a speed V (β) determined by the following equation. V (β) = (DX / T) β 0 / β (2) As a result, the sample observation image moves at the time T within the effective visual field range on the display screen of the CRT display 25. Therefore, in this example, the moving speed of the magnified image of the sample on the display screen becomes constant without depending on the observation magnification, and the operability is improved.
【0064】これに対して、従来技術では、最初にステ
ージの移動速度を設定すると、以後の移動速度は最初の
設定値に維持されてしまう。そのため、例えば最初に表
示画面上で1万倍の有効視野範囲内を3秒で試料観察画
像が移動するように設定すると、2万倍の観察倍率では
その有効視野範囲を移動するのに要する時間が1.5秒
となり、10万倍の観察倍率ではその時間が0.3秒と
なってしまう。これでは、試料観察画像を移動させるた
めの使い勝手が良くない。On the other hand, in the prior art, when the moving speed of the stage is first set, the moving speed thereafter is maintained at the initial set value. Therefore, for example, if the sample observation image is initially set to move within the effective visual field range of 10,000 times on the display screen in 3 seconds, the time required to move the effective visual field range at the observation magnification of 20,000 times. Becomes 1.5 seconds, and the time becomes 0.3 seconds at an observation magnification of 100,000 times. This is not convenient for moving the sample observation image.
【0065】更に、従来技術では試料観察画像を一定の
速度で移動すること自体が困難であった。例えば、CR
Tディスプレイ25の有効視野範囲内を3秒で移動し、
このときの観察倍率を1万倍とする。このとき、送りね
じ13X,13Yの5mmリードのボールねじとして、
パルスモータ14X,14Yを4−5相励磁でハーフス
テップ駆動したならば、ステージ12X,12Yの位置
決め分解能は1ステップ当たり5μmとなる。また、1
万倍での試料9上の観察視野の幅DXを、電子ビームを
走査する幅と観察倍率との関係で18μmとすると、有
効視野範囲内を移動可能なステップ数は3となるため、
3秒で3ステップ動くようにステージの速度が設定され
る。次に、観察倍率を10万倍とすると、観察視野の幅
は1.8μmとなる。この場合、位置決め分解能は1ス
テップ当たり5μmなので、ステージを1ステップ送る
と、CRTディスプレイ25には全く別の観察画像が映
し出されてしまう。よって、観察倍率が10万倍のとき
に有効視野範囲内を3秒で移動することは難しいことが
分かる。Furthermore, in the prior art, it was difficult to move the observed image of the sample at a constant speed. For example, CR
Move within the effective field of view of the T display 25 in 3 seconds,
The observation magnification at this time is 10,000 times. At this time, as the feed screw 13X, 13Y 5mm lead ball screw,
If the pulse motors 14X and 14Y are driven in half step by 4-5 phase excitation, the positioning resolution of the stages 12X and 12Y will be 5 μm per step. Also, 1
If the width DX of the observation visual field on the sample 9 at a magnification of 10,000 is set to 18 μm due to the relationship between the scanning width of the electron beam and the observation magnification, the number of steps that can be moved within the effective visual field range is three.
The speed of the stage is set to move 3 steps in 3 seconds. Next, when the observation magnification is 100,000 times, the width of the observation visual field becomes 1.8 μm. In this case, since the positioning resolution is 5 μm per step, if the stage is moved by one step, a completely different observation image will be displayed on the CRT display 25. Therefore, it is difficult to move within the effective visual field range in 3 seconds when the observation magnification is 100,000 times.
【0066】これに対して本実施例のようにマイクロス
テップ駆動を使用すると、ステージ12X,12Yの位
置決め分解能は0.1μmとなるので、観察倍率が10
万倍であっても問題なく一定速度で観察視野を移動させ
ることができる。次に、本実施例において送りねじ13
X,13Yのピッチ誤差を補正する際の動作の一例につ
き説明する。先ず、図1の試料台11上に基準ウエハを
載置する。この基準ウエハにはステージの移動量を確認
するために、予め移動距離の基準となるスケールが形成
されている。そのスケールは、例えば予め高精度なレー
ザ干渉計等によって校正されている。この基準ウエハと
パルスモータ14X,14Yを介したステージ12X,
12Yの移動量とを比較することにより、送りねじ13
X,13Yのピッチ誤差量を測定することができる。On the other hand, when the micro-step driving is used as in this embodiment, the positioning resolution of the stages 12X and 12Y is 0.1 μm, so that the observation magnification is 10.
The observation field of view can be moved at a constant speed without any problem even if the magnification is 10,000 times. Next, in this embodiment, the feed screw 13
An example of the operation when correcting the X, 13Y pitch error will be described. First, the reference wafer is placed on the sample table 11 in FIG. In order to confirm the movement amount of the stage, the reference wafer is preliminarily formed with a scale serving as a reference for the movement distance. The scale is calibrated in advance by a highly accurate laser interferometer or the like. This reference wafer and the stage 12X via the pulse motors 14X and 14Y,
By comparing the movement amount of 12Y, the feed screw 13
It is possible to measure the pitch error amounts of X and 13Y.
【0067】例えば、Xステージ12XをX座標が0.
0mmの位置から開ループ制御により5.0mmだけ+
X方向に移動するとする。このとき、X座標が0.0m
mでCRTディスプレイ25の表示画面の中央の指標マ
ークの近傍に0.0mmの基準スケールが来るように設
定され、その指標マークとその基準スケールとの位置ず
れ量が読み取られる。次に、マイクロステップ駆動方式
でパルスモータ14Xを駆動して、Xステージ12Xを
+X方向に5.0mm移動した後のCRTディスプレイ
25には、基準ウエハの5.0mmの基準スケールが映
し出される。そこで、画面中央の指標マークからの基準
マークのずれ量から、先に読み取った0.0mmの基準
スケールのずれ量との差分を観察倍率で除算することに
より、X座標の0.0mmから5.0mmまでの送りね
じ13Xのピッチ誤差ΔP(X)を求めることができ
る。この動作をX方向に対して5.0mm毎に行うこと
で、X方向の送りねじ13Xのピッチ誤差ΔP(X)を
測定することができる。For example, the X stage 12X has an X coordinate of 0.
Open loop control from 0mm position only 5.0mm +
Suppose you want to move in the X direction. At this time, the X coordinate is 0.0 m
The reference scale of 0.0 mm is set in the vicinity of the index mark at the center of the display screen of the CRT display 25 at m, and the amount of misalignment between the index mark and the reference scale is read. Next, the pulse motor 14X is driven by the micro-step driving method to move the X stage 12X in the + X direction by 5.0 mm, and the 5.0 mm reference scale of the reference wafer is displayed on the CRT display 25. Therefore, the difference between the deviation amount of the reference mark from the index mark at the center of the screen and the deviation amount of the previously read reference scale of 0.0 mm is divided by the observation magnification to obtain from 5. The pitch error ΔP (X) of the feed screw 13X up to 0 mm can be obtained. By performing this operation for every 5.0 mm in the X direction, the pitch error ΔP (X) of the feed screw 13X in the X direction can be measured.
【0068】図11は、そのようにして計測されたピッ
チ誤差ΔP(X)の一例を示し、この図11において、
ピッチ誤差ΔP(X)は座標Xに沿って折れ線48状に
変化する。同様にして、Y方向の送りねじ13Yのピッ
チ誤差ΔP(Y)を測定することもできる。これらのピ
ッチ誤差ΔP(X)、ΔP(Y)は図1のメモリ33内
のピッチ誤差量記憶部33dに格納される。FIG. 11 shows an example of the pitch error ΔP (X) measured in this way. In FIG.
The pitch error ΔP (X) changes along the coordinate X in a polygonal line 48 shape. Similarly, the pitch error ΔP (Y) of the feed screw 13Y in the Y direction can be measured. These pitch errors ΔP (X) and ΔP (Y) are stored in the pitch error amount storage unit 33d in the memory 33 of FIG.
【0069】求めたピッチ誤差量を用いて、以下のよう
にしてステージを制御する。先ず、オペレータはステー
ジ位置設定部30を介して、ステージ制御手段19に対
してステージ12X,12Yの移動方向と移動距離とを
設定する。ステージ制御手段19はその移動方向、及び
移動距離から、Xステージ12X及びYステージ12Y
の移動量を算出した後、それら移動量をピッチ誤差記憶
部33d内のピッチ誤差ΔP(X)及びΔP(Y)を用
いて補正する。The stage is controlled as follows by using the obtained pitch error amount. First, the operator sets the moving direction and moving distance of the stages 12X and 12Y to the stage control means 19 via the stage position setting unit 30. The stage control means 19 determines the X stage 12X and the Y stage 12Y from the moving direction and the moving distance.
After calculating the amount of movement of, the amount of movement is corrected using the pitch errors ΔP (X) and ΔP (Y) in the pitch error storage unit 33d.
【0070】例えば、図11において、Xステージ12
Xが位置X1 から位置X2 に移動する際には、ステージ
制御手段19はその計算上での移動量(X2 −X1)にピ
ッチ誤差の差分(ΔP(X2)−ΔP(X1))を加算す
る。そして、ステージ制御手段19はこの補正後の移動
量だけマイクロステップ駆動方式で、且つ開ループ方式
でパルスモータ14Xを駆動する。これにより、Xステ
ージ12Xは正確に距離(X2 −X1)だけ移動するた
め、送りねじ13Xのピッチ誤差の悪影響を受けずに、
観察視野を試料上の目的値に移動することができるこれ
に対して、従来のステージでは、仮に送りねじのピッチ
誤差量を測定したとしても、このピッチ誤差量を補正す
ることは困難であった。これは、従来のステージの位置
決め分解能よりもそのピッチ誤差量の方が通常小さいた
めに、開ループ方式ではそのピッチ誤差を補正すること
ができないからである。For example, referring to FIG. 11, the X stage 12
When X moves from the position X 1 to the position X 2 , the stage control means 19 calculates a difference (ΔP (X 2 ) −ΔP (X) between pitch errors in the calculated moving amount (X 2 −X 1 ). 1 )) is added. Then, the stage control means 19 drives the pulse motor 14X by the microstep drive method and the open loop method by the corrected movement amount. As a result, the X stage 12X accurately moves by the distance (X 2 −X 1 ), so that it is not affected by the pitch error of the feed screw 13X.
The observation field of view can be moved to the target value on the sample. On the other hand, in the conventional stage, even if the pitch error amount of the feed screw was measured, it was difficult to correct this pitch error amount. . This is because the pitch error amount is usually smaller than the positioning resolution of the conventional stage, and therefore the pitch error cannot be corrected by the open loop method.
【0071】ところが、本実施例のようにマイクロステ
ップ駆動方式を用いると、仮に送りねじ13X,13Y
のピッチ誤差が1μm程度であっても、ステージの位置
決め分解能は0.1μm程度であるため、そのピッチ誤
差を正確に補正できる。なお、上述実施例ではレーザ干
渉計17X,17Yによる座標(X,Y)の計測値はパ
ルスモータ14X,14Yの脱調の検出用に使用されて
いる。しかしながら、脱調検出用にはもっと簡単な検出
器(光学式リニアエンコーダ等)を使用するようにして
もよい。更に、パルスモータの動作が安定であれば、レ
ーザ干渉計等を設ける必要がなくなる。However, if the micro-step drive system is used as in this embodiment, the feed screws 13X and 13Y are provisionally used.
Even if the pitch error is about 1 μm, the positioning error of the stage is about 0.1 μm, so that the pitch error can be accurately corrected. In the above embodiment, the measurement values of the coordinates (X, Y) by the laser interferometers 17X and 17Y are used for detecting the step-out of the pulse motors 14X and 14Y. However, a simpler detector (such as an optical linear encoder) may be used for detecting out-of-step. Furthermore, if the operation of the pulse motor is stable, it is not necessary to provide a laser interferometer or the like.
【0072】このように、本発明は上述実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【0073】[0073]
【発明の効果】本発明によれば、試料はマイクロステッ
プ駆動方式で制御されるパルスモータにより送りねじ方
式で駆動されるステージで位置決めされるため、試料の
位置決め分解能は走査型電子顕微鏡の観察視野の通常の
幅より1桁程度以上小さくできるため、以下のような動
作が可能となった。According to the present invention, since the sample is positioned on the stage driven by the feed screw system by the pulse motor controlled by the micro step drive system, the positioning resolution of the sample is the observation field of the scanning electron microscope. Since the width can be reduced by about one digit or more from the normal width, the following operation is possible.
【0074】即ち、第1の走査型電子顕微鏡によれば、
試料を位置決めするステージにバックラッシュが存在し
ても、機械的視野移動方式で試料上の観察視野を正確に
所望の位置に移動させることができる。また、第2の走
査型電子顕微鏡によれば、試料上の観察視野を電気的に
回転した状態で、画像表示装置を見ながら機械的視野移
動方式で観察視野を試料上の隣接する領域の方向に移動
する場合、観察視野の回転角に依存しないで観察視野を
移動でき、観察視野の位置決めが容易である。That is, according to the first scanning electron microscope,
Even if there is backlash on the stage for positioning the sample, the observation field of view on the sample can be accurately moved to a desired position by the mechanical field of view moving method. Further, according to the second scanning electron microscope, the observation field of view is directed toward the adjacent region on the sample by the mechanical field of view moving method while observing the image display device while electrically rotating the observation field of view on the sample. When moving to, the observation visual field can be moved without depending on the rotation angle of the observation visual field, and the positioning of the observation visual field is easy.
【0075】また、第3の走査型電子顕微鏡によれば、
画像表示装置の試料観察画像に基づいて、機械的視野移
動方式で観察視野を移動する場合、試料の観察倍率が何
倍であっても、その倍率に依存しないで画像表示装置上
で一定速度で試料観察画像を移動することができる。更
に、第4の走査型電子顕微鏡によれば、試料を位置決め
するためのステージの送りねじにピッチ誤差が存在する
場合でも、機械的視野移動方式で試料上の観察視野を正
確に所望の位置に移動させることができる。According to the third scanning electron microscope,
When the observation field of view is moved by the mechanical field-of-view movement method based on the sample observation image of the image display device, no matter how many times the observation magnification of the sample is, it does not depend on the magnification and at a constant speed on the image display device. The sample observation image can be moved. Furthermore, according to the fourth scanning electron microscope, even if there is a pitch error in the feed screw of the stage for positioning the sample, the observation field of view on the sample can be accurately set to the desired position by the mechanical field of view moving method. It can be moved.
【図1】本発明による走査型電子顕微鏡の一実施例を示
す一部斜視図を含む構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram including a partial perspective view showing an embodiment of a scanning electron microscope according to the present invention.
【図2】(a)はパルスモータをフルステップ駆動方式
で駆動する際の説明図、(b)はパルスモータをマイク
ロステップ駆動方式で駆動する際の説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram when driving a pulse motor by a full-step drive system, and FIG. 2B is an explanatory diagram when driving a pulse motor by a micro-step drive system.
【図3】図1のパルスモータ14Xのコイルの結線、及
びマイクロステップ駆動制御用の移動制御装置20Xの
一例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of wire connection of coils of a pulse motor 14X of FIG. 1 and a movement control device 20X for microstep drive control.
【図4】図1のパルスモータ14Xのコイルの結線、及
びマイクロステップ駆動用の移動制御装置20Xの考え
られる別の例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing another possible example of connection of coils of the pulse motor 14X of FIG. 1 and a movement control device 20X for microstep driving.
【図5】実施例でのバックラッシュの補正方法の一例を
示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of a backlash correction method in the embodiment.
【図6】試料上の観察視野とその拡大像とを示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing an observation visual field on a sample and an enlarged image thereof.
【図7】実施例で観察視野を回転させた場合に観察され
る拡大像を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an enlarged image observed when the observation visual field is rotated in the example.
【図8】実施例で回転された観察視野を横方向に移動さ
せる際の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory diagram when the rotated observation visual field is laterally moved in the example.
【図9】従来技術で回転された観察視野を横方向に移動
させる際の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram when the rotated observation field is laterally moved by the conventional technique.
【図10】観察視野を表示画面上で一定速度で移動させ
る際の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram when the observation field of view is moved at a constant speed on the display screen.
【図11】実施例の送りねじのピッチ誤差の一例を示す
図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the pitch error of the feed screw of the embodiment.
2 電子銃 4 アパーチャ 5 収束レンズ 6 X偏向コイル 7 Y偏向コイル 8 対物レンズ 9 試料 11 試料台 12X Xステージ 12Y Yステージ 13X,13Y 送りねじ 14X,14Y パルスモータ 17X,17Y レーザ干渉計 18 中央制御系 19 ステージ制御手段 20X,20Y マイクロステップ駆動制御用の移動制
御装置 22 2次電子検出器 24 画像処理回路 25 CRTディスプレイ 26 画像倍率回転視野設定部 27 倍率設定記憶手段 29 ステージ速度設定部 30 ステージ位置設定部 31 データ入力部 42,43,43A,43B 観察視野2 Electron gun 4 Aperture 5 Converging lens 6 X deflection coil 7 Y deflection coil 8 Objective lens 9 Sample 11 Sample stage 12X X stage 12Y Y stage 13X, 13Y Feed screw 14X, 14Y Pulse motor 17X, 17Y Laser interferometer 18 Central control system 19 Stage Control Means 20X, 20Y Movement Control Device for Microstep Drive Control 22 Secondary Electron Detector 24 Image Processing Circuit 25 CRT Display 26 Image Magnification Rotation Field-of-View Setting Section 27 Magnification Setting Storage Means 29 Stage Speed Setting Section 30 Stage Position Setting Part 31 Data input part 42, 43, 43A, 43B Observation field of view
Claims (4)
発生する2次電子を検出して得られる画像信号を用いて
画像表示手段上に前記試料上の所定の観察視野内の画像
を表示する走査型電子顕微鏡において、 前記試料を前記電子線の走査面上で2次元的に移動させ
る送りねじ方式のステージと、 該ステージの2つの送りねじをそれぞれ回動駆動する2
つのパルスモータと、 該2つのパルスモータをマイクロステップ駆動するマイ
クロステップ駆動制御手段と、 前記ステージの移動方向が反転する際のバックラッシュ
量を記憶するバックラッシュ量記憶手段と、 前記試料上で前記観察視野を所定の移動量だけ移動させ
る際に、前記ステージの直前の移動、これからの移動方
向、及び前記バックラッシュ量記憶手段の記憶内容に基
づいて前記所定の移動量を補正し、該補正された移動量
に対応する角度だけ前記マイクロステップ駆動制御手段
を介して前記パルスモータを駆動する視野移動制御手段
と、を有することを特徴とする走査型電子顕微鏡。1. An image in a predetermined observation visual field on the sample is displayed on an image display means by using an image signal obtained by scanning an electron beam on the sample and detecting secondary electrons generated from the sample. In a scanning electron microscope for displaying, a feed screw type stage for moving the sample two-dimensionally on the scanning surface of the electron beam and two feed screws of the stage are rotationally driven.
One pulse motor, a microstep drive control means for microstep driving the two pulse motors, a backlash amount storage means for storing the backlash amount when the moving direction of the stage is reversed, and the above-mentioned sample on the sample. When the observation visual field is moved by a predetermined movement amount, the predetermined movement amount is corrected based on the movement immediately before the stage, the movement direction from now on, and the stored contents of the backlash amount storage means, and the correction is performed. And a field-of-view movement control unit that drives the pulse motor through the micro-step drive control unit by an angle corresponding to the amount of movement, and a scanning electron microscope.
発生する2次電子を検出して得られる画像信号を用いて
画像表示手段上に前記試料上の所定の観察視野内の画像
を表示する走査型電子顕微鏡において、 前記試料を前記電子線の走査面上で2次元的に移動させ
る送りねじ方式のステージと、 該ステージの2つの送りねじをそれぞれ回動駆動する2
つのパルスモータと、 該2つのパルスモータをマイクロステップ駆動するマイ
クロステップ駆動制御手段と、 前記画像表示手段上に表示される画像を所定角度回転さ
せる画像回転手段と、 前記試料上で前記観察視野を移動させる際に、前記画像
回転手段により回転された方向に前記ステージが進むよ
うに前記マイクロステップ駆動制御手段を介して前記パ
ルスモータを駆動する視野移動制御手段と、を有するこ
とを特徴とする走査型電子顕微鏡。2. An image in a predetermined observation visual field on the sample is displayed on the image display means by using an image signal obtained by scanning an electron beam on the sample and detecting secondary electrons generated from the sample. In a scanning electron microscope for displaying, a feed screw type stage for moving the sample two-dimensionally on the scanning surface of the electron beam and two feed screws of the stage are rotationally driven.
One pulse motor, a micro-step drive control means for micro-step driving the two pulse motors, an image rotation means for rotating an image displayed on the image display means by a predetermined angle, and the observation field of view on the sample. And a field-of-view movement control means for driving the pulse motor via the micro-step drive control means so that the stage advances in the direction rotated by the image rotation means when the scanning is performed. Electron microscope.
発生する2次電子を検出して得られる画像信号を用いて
画像表示手段上に前記試料上の所定の観察視野内の画像
を表示する走査型電子顕微鏡において、 前記試料を前記電子線の走査面上で2次元的に移動させ
る送りねじ方式のステージと、 該ステージの2つの送りねじをそれぞれ回動駆動する2
つのパルスモータと、 該2つのパルスモータをマイクロステップ駆動するマイ
クロステップ駆動制御手段と、 前記画像表示手段上に表示される画像の観察倍率を切り
換える倍率切換手段と、 前記試料上で前記観察視野を移動させる際に、前記倍率
切換手段により切り換えられる前の移動速度に対して、
前記倍率切換手段により切り換えられる前の観察倍率と
これからの観察倍率との比を乗じて得られた速度で前記
ステージが進むように前記マイクロステップ駆動制御手
段を介して前記パルスモータを駆動する視野移動制御手
段と、を有することを特徴とする走査型電子顕微鏡。3. An image in a predetermined observation visual field on the sample is displayed on the image display means by using an image signal obtained by scanning an electron beam on the sample and detecting secondary electrons generated from the sample. In a scanning electron microscope for displaying, a feed screw type stage for moving the sample two-dimensionally on the scanning surface of the electron beam and two feed screws of the stage are rotationally driven.
One pulse motor, a microstep drive control means for microstep driving the two pulse motors, a magnification switching means for switching an observation magnification of an image displayed on the image display means, and an observation visual field on the sample. When moving, with respect to the moving speed before being switched by the magnification switching means,
A visual field movement that drives the pulse motor through the micro-step drive control means so that the stage advances at a speed obtained by multiplying the ratio of the observation magnification before switching by the magnification switching means and the future observation magnification. A scanning electron microscope comprising: a control unit.
発生する2次電子を検出して得られる画像信号を用いて
画像表示手段上に前記試料上の所定の観察視野内の画像
を表示する走査型電子顕微鏡において、 前記試料を前記電子線の走査面上で2次元的に移動させ
る送りねじ方式のステージと、 該ステージの2つの送りねじをそれぞれ回動駆動する2
つのパルスモータと、 該2つのパルスモータをマイクロステップ駆動するマイ
クロステップ駆動制御手段と、 前記ステージの2つの送りねじのピッチ誤差を記憶する
ピッチ誤差記憶手段と、 前記試料上で前記観察視野を所定の移動量だけ移動させ
る際に、前記ピッチ誤差記憶手段で記憶されているピッ
チ誤差に基づいて前記所定の移動量を補正し、該補正さ
れた移動量に対応する角度だけ前記マイクロステップ駆
動制御手段を介して前記パルスモータを駆動する視野移
動制御手段と、を有することを特徴とする走査型電子顕
微鏡。4. An image in a predetermined observation visual field on the sample is displayed on the image display means by using an image signal obtained by scanning an electron beam on the sample and detecting secondary electrons generated from the sample. In a scanning electron microscope for displaying, a feed screw type stage for moving the sample two-dimensionally on the scanning surface of the electron beam and two feed screws of the stage are rotationally driven.
One pulse motor, a microstep drive control means for microstep driving the two pulse motors, a pitch error storage means for storing a pitch error between the two feed screws of the stage, and a predetermined observation field of view on the sample. Of the above-mentioned amount of movement, the predetermined amount of movement is corrected based on the pitch error stored in the pitch error storage means, and the microstep drive control means is moved by an angle corresponding to the corrected movement amount. And a field-of-view movement control unit that drives the pulse motor via the scanning electron microscope.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264792A JPH08129985A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Scanning electron microscope |
| US08/540,032 US5646403A (en) | 1994-10-28 | 1995-10-06 | Scanning electron microscope |
| US08/749,214 US5780853A (en) | 1994-10-28 | 1996-11-14 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264792A JPH08129985A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Scanning electron microscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08129985A true JPH08129985A (en) | 1996-05-21 |
Family
ID=17408274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6264792A Withdrawn JPH08129985A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Scanning electron microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08129985A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008257122A (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Hitachi High-Technologies Corp | Control target manual operation control system |
| WO2011145292A1 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Scanning electron microscope |
| CN106229247A (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-14 | 日本株式会社日立高新技术科学 | Scanning probe microscope |
| JP2017161270A (en) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | 日本電子株式会社 | X-ray analyzer |
| CN114972476A (en) * | 2022-05-17 | 2022-08-30 | 山东志盈医学科技有限公司 | Method and apparatus for calculating scan field coordinates in a digital slice scanner |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP6264792A patent/JPH08129985A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008257122A (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Hitachi High-Technologies Corp | Control target manual operation control system |
| WO2011145292A1 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Scanning electron microscope |
| US8969828B2 (en) | 2010-05-20 | 2015-03-03 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope with a table being guided by rolling friction elements |
| CN106229247A (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-14 | 日本株式会社日立高新技术科学 | Scanning probe microscope |
| TWI669508B (en) * | 2015-06-02 | 2019-08-21 | 日商日立高新技術科學股份有限公司 | Scanning probe microscope |
| CN106229247B (en) * | 2015-06-02 | 2019-10-11 | 日本株式会社日立高新技术科学 | scanning probe microscope |
| JP2017161270A (en) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | 日本電子株式会社 | X-ray analyzer |
| CN114972476A (en) * | 2022-05-17 | 2022-08-30 | 山东志盈医学科技有限公司 | Method and apparatus for calculating scan field coordinates in a digital slice scanner |
| CN114972476B (en) * | 2022-05-17 | 2025-04-25 | 山东志盈医学科技有限公司 | Method and device for calculating scanning field coordinates in digital slide scanner |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5646403A (en) | Scanning electron microscope | |
| JP2878955B2 (en) | High precision linear motor | |
| US20090084955A1 (en) | Charged particle beam equipment and charged particle microscopy | |
| JPH08129985A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH09304703A (en) | Focusing device | |
| JPH07325623A (en) | XY stage control method and apparatus | |
| JPH08129986A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPS62110248A (en) | Correction method for rotational angle and device thereof | |
| JP4670194B2 (en) | Microscope system | |
| JPH08180825A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH08180826A (en) | Scanning electron microscope | |
| WO2025203221A1 (en) | Charged particle beam device | |
| JP2007142093A (en) | Stage device, electron beam irradiation device and exposure device | |
| JP3260513B2 (en) | Charged beam drawing equipment | |
| JP2673900B2 (en) | electronic microscope | |
| JP2005321484A (en) | Frequency response characteristic measuring device of optical deflection mirror system | |
| JP3939130B2 (en) | Scanning probe microscope and scanner driving method thereof | |
| US5315226A (en) | Method for controlling a synchronous motor for implementation of an exact start/stop positioning operation in a recording apparatus | |
| JPS63281002A (en) | Object surface state access system | |
| JPS6145549A (en) | Charged particle beam device | |
| JP3242481B2 (en) | Charged particle beam exposure method | |
| US3518481A (en) | Cathode-ray tube linearity corrector | |
| JPH0619970B2 (en) | Scanning electron microscope | |
| JP4007561B2 (en) | Sample stage moving device | |
| KR200252389Y1 (en) | Ferrite magnet sheet sticking location appointment apparatus of deflection yoke |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |