DE112013003048B4

DE112013003048B4 - Tischvorrichtung und Probenbetrachtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013003048B4
Application number: DE112013003048.9T
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Ltd. Momoi Yasuyuki; c/o Hitachi High-Technologies C Haneda Shigeru; c/o Hitachi High-Technologies Cor Sakamoto Naoki; c/o Hitachi Ltd. Shibahara Masashi; c/o Hitachi Ltd. Tanokuchi Akito
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2033-04-13
Also published as: US20150206704A1; US9171695B2; CN104412193A; JP5747129B2; WO2014002579A1; DE112013003048T5; JPWO2014002579A1; CN104412193B

Abstract

Tischvorrichtung, welche Folgendes aufweist:
einen Tischmechanismus (108), der eine darauf angebrachte Probe (12) bewegt,
eine Antriebseinheit (107), die den Tischmechanismus (108) antreibt,
eine Tischbedienungseingabeeinheit (16), die einen Betriebsbefehl für den Tischmechanismus (108) eingibt, und
eine Tischsteuereinheit (15), die den Tischmechanismus (108) gemäß einer Eingabe von der Tischbedienungseingabeeinheit (16) steuert, wobei die Tischsteuereinheit (15) Folgendes umfasst:
eine Wellenformerzeugungseinheit (205), die ein an die Antriebseinheit (107) auszugebendes Spannungssignal anhand eines von der Tischbedienungseingabeeinheit (16) eingegebenen Sollwerts und Antriebswellenformdaten, die einen Sollspannungswert zu jeder vorgegebenen Zeit zeigen, erzeugt, und
eine Verstärkungseinheit (206), welche das an die Antriebseinheit (107) auszugebende Spannungssignal verstärkt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Tischsteuereinheit (15) eine Speichereinheit aufweist, welche Standardwellenformdaten (209std), die einen Sollspannungswert zu jeder vorgegebenen Zeit zeigen, und Korrekturdaten (209), welche die Standardwellenformdaten (209std) korrigieren, um die Antriebseinheit (107) mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen, speichert,
die Korrekturdaten (209) ein Zeitintervall (Δt(i)) definieren, um das die Ausgabezeit eines Sollspannungswerts der Standardwellenformdaten (209std) verschoben wird, damit die Differenz zwischen einem ersten zeitlichen Ansprechen und einem zweiten zeitlichen Ansprechen auf Null verringert wird, wobei das erste zeitliche Ansprechen die tatsächliche Verschiebung oder Geschwindigkeit angibt, wenn der Tischmechanismus (108) unter Verwendung der Standardwellenformdaten (209std) mit der um das Zeitintervall (Δt(i)) verschobenen Ausgabezeit angetrieben wird, und das zweite zeitliche Ansprechen die ideale Verschiebung oder Geschwindigkeit angibt, wenn die Geschwindigkeit des Tischmechanismus (108) konstant ist, und
die Standardwellenformdaten (209std) durch die als die Antriebswellenformdaten festzulegenden Korrekturdaten (209) korrigiert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tischvorrichtung, welche eine zu betrachtende Probe, die auf der Tischvorrichtung montiert ist, bewegt, um ein Betrachtungsgesichtsfeld in einer Probenbetrachtungsvorrichtung in der Art eines optischen Mikroskops und eines Rasterelektronenmikroskops zu bewegen, und eine die Tischvorrichtung verwendende Probenbetrachtungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Ein Rasterelektronenmikroskop (nachstehend als SEM bezeichnet), welches eine repräsentative mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung ist, wird zur Betrachtung von Defekten oder Fehlern eines Halbleitermusters verwendet. In den letzten Jahren ist einhergehend mit der Miniaturisierung von Halbleiterprozessen eine Betrachtung höherer Vergrößerung mit dem SEM erforderlich geworden. Das SEM emittiert einen Elektronenstrahl (Primärelektronenstrahl) auf die Oberfläche einer zu betrachtenden Probe, während zweidimensional abgetastet wird, und legt die Intensität von Sekundärelektronen und reflektierten Elektronen (nachstehend als Sekundärteilchen bezeichnet), die von der Probe als Luminanzmodulationseingabe eines synchron mit der Ablenkung des Primärelektronenstrahls abgetasteten und erzeugten Bilds sekundär erzeugt werden, fest, wodurch ein zu betrachtendes Bild (SEM-Bild) der Probenoberfläche erhalten wird. Zu dieser Zeit wird eine zu betrachtende Probenoberfläche ausgewählt, indem ein im SEM bereitgestellter Tisch mit einer darauf montierten Probe bewegt wird. Gewöhnlich betätigt ein Bediener eine Bedienungseingabeeinrichtung in der Art eines Trackballs, während er das SEM-Bild betrachtet, und bewegt den Tisch, bis ein vorgesehener Probenoberflächenabschnitt als SEM-Bild erhalten wird. In diesem Fall ist es, damit der Bediener eine aktuelle Betrachtungsposition leicht erkennen kann, bevorzugt, den Tisch mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen, so dass sich das SEM-Bild mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Wenn eine Probe in der Art eines Halbleiterwafers betrachtet wird, wobei die gleichen feinen Muster (Zellen) kontinuierlich sind, wird ein Verfahren verwendet, welches die Anzahl der Zellen (Zellenanzahl), welche über einen SEM-Bildschirm laufen, unter Verwendung einer Sichtbetrachtung oder einer Bildverarbeitung misst und bestimmt, ob ein vorgesehener Abschnitt erreicht wurde. In diesem Fall ist es notwendig, den Tisch mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen, so dass das SEM-Bild ohne eine Übersicht über die Zellen mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist nicht nur eine Positionierung mit einem hohen Genauigkeitsgrad erforderlich, um mit einer hohen Vergrößerung zu betrachten, sondern es ist auch eine Geschwindigkeitsstabilität erforderlich.
Bei einem herkömmlichen Tischmechanismus wurde weit verbreitet eine Positionierungsvorrichtung verwendet, bei der die Kugelschnecken durch einen Schrittmotor gedreht werden, um einen Tisch durch die an den Kugelschnecken angebrachten Muttern zu bewegen. Bei diesem Mechanismus bewirken Fehler im Eingriff zwischen der Kugelschnecke und der Mutter, eine elastische Verformung der Kugelschnecke, Fehler bei der Drehung des Schrittmotors usw. jedoch einen so genannten Totgang, unmittelbar nachdem die Bewegungsrichtung des Tisches umgekehrt wurde, wird der Tisch nicht ansprechend auf einen Befehl zur Bewegung des Tisches bewegt oder ist die Bewegung kleiner als ein vorgeschriebener Wert, selbst wenn der Tisch bewegt wird. Dadurch kann keine Positionierung mit einem hohen Genauigkeitsgrad erhalten werden, worin einer der Gründe besteht, aus denen die Bedienbarkeit des Tisches behindert wird.
Um diese Positionierungsfehler zu beseitigen, wurde in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung 2004-288918 (Patentdokument 1) ein Verfahren offenbart, bei dem an Stelle eines herkömmlichen Schrittmotors ein Ultraschallmotor aus einem piezoelektrischen Element (elektrostriktiven Element) direkt an einer unteren Fläche der beweglichen Plattform angebracht ist, um den Tisch direkt anzutreiben. Patentdokument 1 offenbart ein Antriebssystem, bei dem ein piezoelektrisches Element gegen eine Antriebsübertragungsfläche gedrückt wird, die an einer unteren Fläche des Tisches bereitgestellt ist, wobei die Antriebsübertragungsfläche unter Verwendung der Scherverformung des piezoelektrischen Elements, wenn eine Betriebsspannung angelegt wird, um den Tisch dadurch anzutreiben, dementsprechend linear in der Bewegungsrichtung des Tisches bewegt wird.
DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentveröffentlichung JP 2004 - 288 918 A
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
In Patentdokument 1 wurde ein Steuerverfahren für die Ausrichtungsvorrichtung offenbart, wobei unter Verwendung zweier Piezoantriebskörper, die aus mehreren Piezoelementen bestehen, eine Schrittbetrieb-Antriebseinheit gebildet ist, welche den Schrittbetrieb ausführen kann, indem die jeweiligen Piezoantriebskörper alternierend an einem zu positionierenden beweglichen Objekt angebracht oder alternierend von einem zu positionierenden beweglichen Objekt abgenommen werden, um Fehler bei der Bewegungssteuerung unter Verwendung des Schrittbetriebs genauer korrigieren zu können und dadurch schließlich eine Positionierung mit einem hohen Zuverlässigkeitsgrad und einem sehr hohen Genauigkeitsgrad erreichen zu können.
Bei einem solchen Steuerverfahren werden zur Ausführung der Positionierung mit einem hohen Genauigkeitsgrad die Positionierungsfehler jedoch nur bei einem Halt der Vorrichtung korrigiert, wobei die Geschwindigkeitsstabilität jedoch nicht sichergestellt ist. Mit der geringen Geschwindigkeitsstabilität sind einige Probleme verbunden, welche darin bestehen, dass es schwierig ist, einen Betrachtungsbildschirm infolge von Schwankungen der Bewegungsgeschwindigkeit richtig zu sehen, so dass ein zu betrachtendes Objekt leicht übersehen wird. Daher verschlechtert sich die Bedienbarkeit, wenn ein Betrachter versucht, die Positionierung auszuführen, wodurch das Problem hervorgerufen wird, dass eine Positionierung mit einem hohen Genauigkeitsgrad schwer auszuführen ist.
DE 601 14 260 T2 offenbart eine schwingungsgedämpfte Tischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1. Weitere herkömmliche Tischvorrichtungen sind in JP 2012 028281 A und US 2002/0075467 A1 beschrieben.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Tischvorrichtung mit einer hohen Geschwindigkeitsstabilität bereitzustellen, und zusätzlich in der Lage zu sein, eine Positionierung mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu erreichen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe weist eine Tischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die im Anspruch 1 definierten Merkmale auf. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Tisch mit einer hohen Geschwindigkeitsstabilität bereitgestellt, wobei eine Positionierung mit einem hohen Genauigkeitsgrad erreicht werden kann.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Beispiel eines Konfigurationsdiagramms einer Tischvorrichtung zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ein Konfigurationsdiagramm eines Rasterelektronenmikroskops unter Verwendung der Tischvorrichtung,
3 ein Beispiel eines Konfigurationsdiagramms eines Tischmechanismus,
4 ein Beispiel eines Konfigurationsdiagramms eines gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Schritt-Piezomotors,
5 ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs von gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Piezoelementen,
6 ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Schritt-Piezomotors,
7 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Geschwindigkeitsansprechens des Schritt-Piezomotors, wenn Standardwellenformdaten verwendet werden,
8 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Verschiebungsansprechens des Schritt-Piezomotors, wenn die Standardwellenformdaten verwendet werden, und zum Erklären der zyklischen Natur von Geschwindigkeitsschwankungen des Schritt-Piezomotors,
9 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Geschwindigkeitsansprechens des Schritt-Piezomotors, wenn die Standardwellenformdaten verwendet werden, und zum Erklären der zyklischen Natur von Geschwindigkeitsschwankungen des Schritt-Piezomotors,
10 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Verschiebungsansprechens gemäß der ersten Ausführungsform,
11 ein Beispiel eines Konfigurationsdiagramms der Tischvorrichtung zum Veranschaulichen einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
12 eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines Verfahrens zur Erzeugung von Wellenformkorrekturdaten gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13a ein Konfigurationsdiagramm der Tischvorrichtung zur Veranschaulichung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13b ein Konfigurationsdiagramm der Tischvorrichtung zur Veranschaulichung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
14 ein Konfigurationsdiagramm der Tischvorrichtung zur Veranschaulichung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
15 ein Konfigurationsdiagramm der Tischvorrichtung zur Veranschaulichung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
16 ein Konfigurationsdiagramm der Tischvorrichtung zur Veranschaulichung einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
17 ein Konfigurationsdiagramm der Tischvorrichtung zur Veranschaulichung einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
18 ein Diagramm zur Erklärung eines Beispiels von Geschwindigkeitssollwerten und
19 ein Beispiel eines Konfigurationsdiagramms zur Veranschaulichung eines Schaltzustands während der Erzeugung von Korrekturdaten.

BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Im Folgenden wird ein Beispiel einer Rasterelektronenmikroskops beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch auf eine Probenbeobachtungsvorrichtung in der Art eines optischen Mikroskops, eines Ionenmikroskops und eines Rastertransmissionselektronenmikroskops (STEM) angewendet werden. Wenn ein zu betrachtendes Objekt insbesondere fein ist, ist eine Positionierung mit einer hohen Genauigkeit und hohen Stabilität der Tischgeschwindigkeit erforderlich. Daher ist die vorliegende Erfindung bei solchen Vorrichtungen verwendbar.
Erste Ausführungsform
Es wird eine Tischvorrichtung beschrieben, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In 1 weist ein Tisch 11 eine Positionsdetektionseinheit 106 auf, die einen Tischmechanismus 108 durch eine Antriebseinheit 107 in der Art eines Motors 104 antreibt und die Bewegungsstrecke des Tisches misst. Der Tischmechanismus 108 weist eine bewegliche Plattform 101 auf, worauf eine zu beobachtende Probe 12 montiert ist. Der Tisch 11 wird durch eine Tischsteuereinheit 15 gesteuert. Die Tischsteuereinheit 15 gibt einen dem Motor 104 bereitzustellenden Sollwert aus. Die Tischsteuereinheit 15 umfasst einen Schalter 215, einen Schalter 216, eine Wellenformausgabeeinheit 205, Standardwellenformdaten 209std, Zeitsteuerungskorrekturdaten 209 und eine Zeitsteuerungskorrekturerzeugungseinheit 213. Die Standardwellenformdaten 209std und die Zeitsteuerungskorrekturdaten 209 werden beispielsweise in einen Speicher usw. gespeichert. Bei Verwendung der Wellenformausgabeeinheit 205 steuert die Tischvorrichtung Wellenformdaten und die Zeitsteuerung anhand der Standardwellenformdaten 209std und der Zeitsteuerungskorrekturdaten 209, wodurch ein Antrieb mit einem hohen Grad an Genauigkeit und Geschwindigkeitsstabilität erreicht wird. Die von der Wellenformausgabeeinheit 205 ausgegebenen Wellenformen werden in einem Verstärker 206 verstärkt und zur Antriebseinheit 107 übertragen.
Eine Konfiguration des SEM, welche in einer Tischvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Ein SEM 1 weist einen Linsentubus 2 mit einem elektronenoptischen System, eine Probenkammer 3, einen Tisch 11 und andere Steuereinheiten und Computer auf. Ein von einer Elektronenkanone 4 erzeugter Primärelektronenstrahl 5 wird durch eine Sammellinse 6 und eine Objektivlinse 7 auf eine Probe 12 emittiert, und Sekundärteilchen 9 in der Art von Sekundärelektronen und reflektierten Elektronen, die von der Probe 12 erzeugt werden, werden durch einen Sekundärelektronendetektor 10 detektiert. Der Primärelektronenstrahl 5 tastet die Oberfläche der Probe 12 ab, die durch einen Abtastpolarisator 8 in einer zweidimensionalen Form zu betrachten ist. Die Steuereinheit 13 des elektronenoptischen Systems steuert die Abtastung durch den Primärelektronenstrahl 5 unter Verwendung des Abtastpolarisators 8 und legt die Intensität der vom Sekundärelektronendetektor 10 detektierten Sekundärteilchen 9 als eine Luminanzmodulationseingabe eines synchron mit der Ablenkung des Primärelektronenstrahls abgetasteten und erzeugten Bilds fest, um ein zu betrachtendes Bild (SEM-Bild) der Probenoberfläche zu erzeugen. Das erzeugte SEM-Bild wird auf einer Anzeigevorrichtung 14 angezeigt. Ferner kann das SEM-Bild in einer Aufzeichnungsvorrichtung (nicht dargestellt) gespeichert werden.
Die zu betrachtende Probe 12 wird auf dem Tisch 11 montiert, der in der Probenkammer 3 bereitgestellt ist. Der Tisch 11 bewegt und dreht die Probe 12 und weist einen Freiheitsgrad auf, wie eine horizontale Richtung (XY-Richtung), eine von oben nach unten verlaufende Richtung (Z-Richtung), eine Drehung (Drehung um die Z-Achse) und eine Neigung (in der Zeichnung ist nur ein Freiheitsgrad dargestellt). Die Tischsteuereinheit 15 steuert den Tisch 11 gemäß einer Eingabe von einer Tischbedienungseingabeeinheit 16, die eine Eingabevorrichtung in der Art eines Trackballs oder eines Joysticks ist. Als Tischbedienungseingabeeinheit 16 kann ein über ein Netz oder eine serielle Schnittstelle angeschlossener PC verwendet werden. Es sei bemerkt, dass die Steuereinheit 13 des elektronenoptischen Systems und die Tischsteuereinheit 15 mit Hardware ausgelegt sein können oder durch ein Programm erreicht werden können, das in einem das SEM steuernden Computer als Software auszuführen ist.
Eine zu betrachtende Probenoberfläche wird durch Positionieren des Tisches 11 ausgewählt. Der Bediener betätigt die Tischbedienungseingabeeinheit 16, während er das SEM-Bild betrachtet, und bewegt den Tisch 11, bis ein zu betrachtender vorgesehener Bereich als ein SEM-Bild erhalten wird. Zu dieser Zeit ist wegen der geringen Geschwindigkeitsstabilität nicht nur die Bedienbarkeit infolge eines schlechten Ansprechens auf Bedienungseingaben verschlechtert, sondern es ist auch wahrscheinlich, dass ein zu betrachtendes Objekt übersehen wird, falls eine schnelle Geschwindigkeitsschwankung auftritt. Wenn eine Probe in der Art eines Halbleiterwafers betrachtet wird, wobei gleiche feine Muster (Zellen) kontinuierlich sind, wird ein Verfahren verwendet, wobei eine Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit von der Tischbedienungseingabeeinrichtung 16 in die Tischsteuereinheit 15 eingegeben wird, um den Tisch 11 mit einer konstanten Geschwindigkeit zu bewegen, und die Anzahl der über den SEM-Bildschirm laufenden Zellen durch Sichtbetrachtung durch den Bediener oder durch Bildverarbeitung gemessen, um festzustellen, ob ein vorgesehener Bereich erreicht wurde. In diesem Fall ist es auch wahrscheinlich, dass die zu messenden Zellen übersehen werden, wenn eine schnelle Geschwindigkeitsschwankung auftritt, woraus sich das Problem ergibt, dass die Position nicht richtig festgestellt werden kann.
Eine Mechanismuseinheit der Tischvorrichtung dieses Beispiels wird mit Bezug auf 3 beschrieben. Auf dem Tisch 11 wird eine Probe auf der beweglichen Plattform 101 angebracht und wird die bewegliche Plattform 101 entlang Führungsschienen 102, die an einer Basis 100 angebracht sind, bewegt, um die Probe zu bewegen. Ein Linearstellglied wird als eine Antriebseinheit zum Bewegen der beweglichen Plattform verwendet. Das Linearstellglied weist eine Welle 103 und einen Motor 104 auf, und wenn ein Antriebssignal in den Motor 104 eingegeben wird, bewegt sich der Motor 104 entlang der Welle 103. Der Motor 104 ist an der beweglichen Plattform 101 angebracht, und die Welle 103 ist an der Basis angebracht. Es sei bemerkt, dass die Welle 103 an der beweglichen Plattform 101 angebracht werden kann und dass der Motor 104 an der Basis angebracht werden kann.
Als Positionsdetektionseinheit zum Detektieren der Position der beweglichen Plattform 101 wird beispielsweise eine lineare Skala mit einer Skala 105 und einem Sensorkopf verwendet. Die Skala 105 weist Schlitze in konstanten Intervallen auf, und ein Puls wird jedes Mal dann erzeugt, wenn der Sensorkopf über jedem Schlitz vorbeiläuft. Die Anzahl der Pulse wird gemessen, wodurch die Position erhalten wird. Die Skala 105 ist an der Basis 100 angebracht, und der Sensorkopf ist an der beweglichen Plattform 101 angebracht. Es sei bemerkt, dass als Positionsdetektionseinheit ein Laserinterferometer, ein Laserverschiebungsmessgerät und dergleichen verwendet werden kann.
Die Tischsteuereinheit 15 führt eine Steuerberechnung anhand eines von der Tischbedienungseingabeeinheit 16 eingegebenen Sollwerts und von der Positionsdetektionseinheit detektierten Positionsinformationen aus und gibt ein Ansteuersignal an den Motor 104 aus, um den Tisch zu betätigen. Hier ist eine Konfiguration dargestellt, bei der eine Rückkopplungssteuerung unter Verwendung der Positionsinformationen ausgeführt wird, es kann jedoch auch eine in einer offenen Regelschleife ausgeführte Steuerung ohne Verwendung der Positionsinformationen ausgeführt werden.
Wenngleich 3 eine Konfiguration des Tisches mit einem Freiheitsgrad zeigt, kann auch ein Tisch mit mehreren Freiheitsgraden gebildet werden, indem ähnliche Tische kombiniert werden.
Ein Beispiel einer in einem Tisch gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Antriebseinheit wird mit Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben. Hier wird ein Beispiel eines Schritt-Piezomotors beschrieben. Ein Konfigurationsbeispiel des Piezomotors wird anhand 4 beschrieben. Innerhalb des Motors 104 befinden sich Piezoelemente 300, 301, 302 und 303, wobei die Piezoelemente 300, 301, 302 und 303 jeweils aneinander geklebte laminierte Piezoplatten 300a und 300b aufweisen und eine Spitze jedes Piezoelements durch eine Feder (nicht dargestellt) gegen die Welle 103 gepresst ist. Beispielsweise zeigt 5 eine Betätigung von Piezoelementen entsprechend in die Piezoelemente eingegebenen Sollspannungen. Wenn die in 5 dargestellten Sollspannungen beispielsweise den laminierten Piezoplatten 300a (rechts) und 300b (links) bereitzustellen sind, können sich die Piezoelemente ausdehnen und zusammenziehen, oder sie können abhängig von der Summe und Differenz der Sollspannungen gebogen werden. Dementsprechend werden die Piezoelemente so betätigt, dass ihre Spitzen eine elliptische Bahn beschreiben. 6 zeigt das Arbeitsprinzip des Schritt-Piezomotors durch Extrahieren zweier der Piezoelemente. Wenn die in 6 dargestellten Sollspannungen den Piezoelementen A und B bereitgestellt werden, werden die Piezoelemente so betätigt, als ob sie auf dem Boden wandern würden. Beispielsweise führt der Motor 104 eine Bewegung aus, während das Piezoelement A in Kontakt mit der Welle 103 betätigt wird, und das Piezoelement B führt während dieser Zeit einen Rückstellvorgang aus. Der Vorgang über einen Zyklus ist nicht auf die Länge eines spezifischen Zyklus beschränkt. Daher werden Spannungsdaten, wobei die Wellenform für einen Zyklus gleich unterteilt wird (normiert wird), präpariert und wird ein Ausgabezeitintervall (nachstehend als „normierte Zeiteinheit“ bezeichnet) der Spannungsdaten geändert (ausgedehnt und zusammengezogen) und wird der Zyklus der Sollspannungswellenform geändert, um die Geschwindigkeit zu steuern. Die 5 und 6 zeigen Wellenformen von Antriebssignalen für einen Zyklus. Wenn der Motor kontinuierlich bewegt wird, ist es jedoch auch möglich, die Wellenformen wiederholt bereitzustellen. Es sei bemerkt, dass dies ein Konfigurationsbeispiel der Antriebseinheit ist und dass die vorliegende Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll.
7 zeigt eine Geschwindigkeitsansprechwellenform, wenn Sollspannungswellenformen von vier Zyklen von einer Wellenformerzeugungseinheit bei einer konstanten Ausgabezeitsteuerung eingegeben werden. Es ist anhand 7 verständlich, dass die Geschwindigkeitsschwankung in Bezug auf eine Sollgeschwindigkeit groß ist. Dies liegt daran, dass Variationen der Winkel, Längen und insbesondere des Biegebetrags der Piezoelemente erzeugt werden, so dass die Geschwindigkeitsstabilität verschlechtert wird.
Als nächstes wird jeder Halbzyklus der Sollspannungswellenformen zur Zeit des Bewegungsbeginns und zur Zeit des Bewegungsendes in 7 aus den vier Zyklen entfernt, um drei Zyklen zu extrahieren. Die 8 und 9 zeigen ein Verschiebungsansprechen und ein Geschwindigkeitsansprechen für jeden Zyklus von solchen drei Zyklen. Es ist anhand der 8 und 9 verständlich, dass die Wellenformen eines Verschiebungsansprechens und eines Geschwindigkeitsansprechens vom ersten Zyklus bis zum dritten Zyklus fast identisch sind. Das heißt, dass ein tatsächliches Verschiebungsansprechen und ein tatsächliches Geschwindigkeitsansprechen für den Sollwert eine zyklische Natur aufweisen und dass der Zyklus mit dem Zyklus der Sollspannungswellenform identisch ist. Ferner kann die zyklische Natur unabhängig von einer Verfahrposition und von der Geschwindigkeit des Tischmechanismus bestätigt werden. Daher werden gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der zyklischen Natur Ausgabezeitsteuerungskorrekturdaten der Sollspannungswellenform anhand der vorläufig gemessenen Verschiebung oder Geschwindigkeit berechnet, um die Sollspannungsausgabezeitsteuerung veränderbar zu machen, so dass es möglich wird, das Verfahren mit einer hohen Geschwindigkeitsstabilität vorzunehmen.
Hier wird ein spezifisches Verfahren zur Erzeugung von Korrekturdaten mit Bezug auf die 19 und 10 beschrieben. 19 zeigt einen Schaltzustand während der Erzeugung von Korrekturdaten. Während der Schalter 215 ausgeschaltet ist und der Schalter 216 eingeschaltet ist, werden die Standardwellenformdaten von einer Wellenformausgabeerzeugungseinheit in konstanten Zeitintervallen ausgegeben und werden in der Zeitsteuerungskorrekturerzeugungseinheit 213 die Zeitsteuerungskorrekturdaten 209 anhand Positions- oder Geschwindigkeitsdaten erzeugt, die von der Positionsdetektionseinheit 106 erhalten werden, um die bewegliche Plattform mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen. Hier wird angenommen, dass die Standardwellenformdaten zur Zeit i durch x(i) bereitgestellt werden. Die Standardwellenformdaten zeigen zu jeder vorgegebenen Zeit einen Sollspannungswert, und wenn keine Korrektur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird, wird die Sollspannungswellenform für die Antriebseinheit nur auf der Grundlage der Standardwellenformdaten bestimmt. Es sei bemerkt, dass sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine „vorgegebene Zeit“ auf das vorläufig gegebene Zeitintervall bezieht und in vielen Fällen allgemein jedes „konstante Zeitintervall“ bedeutet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
x(i) kann als eine Tabelle bereitgestellt werden, die sich auf i bezieht, oder als eine Funktion bereitgestellt werden, die sich auf i bezieht. Hier wird ein Beispiel des erstgenannten Falls beschrieben. Es sei angenommen, dass eine Verschiebung, die erhalten wird, wenn x(i) bei einem konstanten Zeitintervall Δtstd von der Wellenformerzeugungseinheit ausgegeben wird, um einen Tisch zu betätigen, y(i) ist. Wenn der Tisch mit einer konstanten Geschwindigkeit v bewegt wird, ist eine ideale Zeit, zu der die Verschiebung y(i) erreicht wird, y(i)/v. In Wirklichkeit tritt jedoch eine Geschwindigkeitsschwankung auf, so dass die Zeit, zu der die Verschiebung y(i) erreicht wird, von der idealen Zeit abweicht. Daher ist die Differenz Δt(i) = i·Δtstd - y(i)/v. Daher kann der Tisch mit der konstanten Geschwindigkeit v betätigt werden, wenn der Wert der Sollspannung x(i) zur Zeit I um den Betrag Δt(i) verschoben ausgegeben wird. Das heißt, dass die Korrekturdaten ein Zeitintervall Δt(i) definieren, das eine Ausgabezeit eines Sollzeitwerts der Standardwellenformdaten verschiebt, so dass die Differenz zwischen einem ersten Zeitgeschichtsansprechen und einem zweiten Zeitgeschichtsansprechen auf Null verkleinert wird, wobei sich das erste Zeitgeschichtsansprechen auf die Verschiebung (8) oder die Geschwindigkeit (9) bezieht, wenn der Tischmechanismus unter Verwendung der Standardwellenformdaten angetrieben wird, und sich das zweite Zeitgeschichtsansprechen auf die Verschiebung oder die Geschwindigkeit bezieht, wenn die Geschwindigkeit des Tischmechanismus konstant ist. Weil die Ausgabezeit des Sollspannungswerts um den Betrag Δt(i) verschoben wird, ist die Zeit, zu der die Verschiebung y(i) erreicht wird, tatsächlich y(i)/v, und sie ist identisch mit der idealen Verschiebung bei konstanter Geschwindigkeit des Tischmechanismus.
Es sei bemerkt, dass die Standardwellenformdaten und die Korrekturdaten in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) in der Art eines Speichers und einer Festplatte, die mit der Tischsteuereinheit 15 verbunden ist, gespeichert werden.
Ferner ist es auch möglich, die Korrekturdaten für die vorstehend beschriebene normierte Zeit aufrechtzuerhalten. Dies ermöglicht es daher, dass die Korrektur unter Verwendung derselben Korrekturdaten ausgeführt wird, selbst wenn sich die Tischgeschwindigkeit ändert.
10 zeigt Sollspannungen und gemessene Verschiebungen, wenn die Ausgabezeit der Standardwellenformdaten x(i) durch die wie vorstehend beschrieben erhaltenen Korrekturdaten Δt(i) korrigiert wird, um den Tisch zu betreiben. Wie anhand 10 klar ist, wird bestätigt, dass der Tisch mit einer konstanten Geschwindigkeit arbeitet.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ermöglicht die Verwendung der Tischvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, dass eine Geschwindigkeitsschwankung verringert wird, wodurch eine hohe Geschwindigkeitsstabilität erhalten werden kann.
Zweite Ausführungsform
11 zeigt eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden die Teile, die jenen gemäß der ersten Ausführungsform gleichen, in der Erklärung fortgelassen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine gemäß der ersten Ausführungsform berechnete Verschiebung der Ausgabezeit in eine Schwankung eines Spannungswerts umgewandelt, welche zu jeder konstanten Zeit ausgegeben wird, um die Korrekturdaten als einen Sollspannungswert zu definieren. Es sei bemerkt, dass die „Korrekturdaten“ nachstehend die in der ersten Ausführungsform beschriebenen „Zeitsteuerungskorrekturdaten“ und die „Wellenformkorrekturdaten“, die in dieser Ausführungsform beschrieben werden, einschließen. Ferner können diese Daten ersetzt werden, sofern nichts anderes spezifiziert wird.
In 11 sind zu der Konfiguration aus 1 eine Wellenformkorrekturerzeugungseinheit 217, welche Wellenformkorrekturdaten 219 erzeugt, und ein Schalter 218 hinzugefügt. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, berechnet die Wellenformkorrekturerzeugungseinheit 217 den Korrekturwert Δt(i) der Ausgabezeit der Wellenformkorrekturdaten x(i) durch die Zeitsteuerungskorrekturerzeugungseinheit 213 und wandelt den Korrekturwert Δt(i) in Spannungsdaten des konstanten Zeitintervalls Δtstd um und werden die Spannungsdaten als Wellenformkorrekturdaten 219 festgelegt. Daher sind die Wellenformkorrekturdaten 219 die Wellenformdaten, die Zeitübergänge der Spannungssollwerte in konstanten Zeitintervallen zeigen.
Unter Verwendung von 12 wird ein Verfahren zur Erzeugung der Wellenformkorrekturdaten beschrieben. Zuerst werden durch Verschieben der Ausgabezeit von x(i) um den Betrag Δt(i) erhaltene Wellenformdaten erzeugt (durch einen Pfeil in 12 angegebene Kurve). Die Sollspannung an jedem Punkt (kreisförmige Punkte in 12) wird an jedem konstanten Zeitintervall Δtstd durch Ausführen einer linearen Interpolation anhand vorhergehender und nachfolgender Auftragungspunkte der Zeit berechnet. Dies ermöglicht es, dass die gleichen Wellenformdaten als Tabelle x' (i) des Sollspannungswerts des konstanten Zeitintervalls Δtstd erhalten werden und dass die gleichen Wellenformdaten als die Wellenformkorrekturdaten festgelegt werden können. Beim tatsächlichen Betrieb kann schließlich, wenn x(i) beim konstanten Zeitintervall Δtstd ausgegeben wird, die gleiche Wirkung erhalten werden wie in dem Fall, in dem die Ausgabezeit x' (i) verschoben wird, wodurch ein Tisch mit konstanter Geschwindigkeit betätigt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ermöglicht die Verwendung der Tischvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch, dass eine Geschwindigkeitsschwankung verringert wird, wodurch eine hohe Geschwindigkeitsstabilität erhalten werden kann.
Dritte Ausführungsform
Eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird in den 13a und 13b beschrieben. Nachstehend werden die Teile, die jenen der ersten und der zweiten Ausführungsform gleichen, nicht weiter erklärt. Gemäß dieser Ausführungsform ist eine Kompensationseinheit 203, die einen in die Wellenformerzeugungseinheit einzugebenden Sollwert anhand von der Tischdetektionseinheit detektierter Tischpositionsinformationen und eines Geschwindigkeitssollwerts berechnet, zu den Konfigurationen aus den 1 und 11 hinzugefügt, wobei der Schalter 216 ausgeschaltet ist. Unter Verwendung wie in den 1 und 11 beschrieben berechneter Korrekturdaten können Kompensationen von Winkeln, Längen und insbesondere des Biegebetrags der Piezoelemente kompensiert werden. Infolge einer Störung, einer Tischneigung und Schwankungen der Probenlast werden jedoch auch Geschwindigkeitsschwankungen erzeugt. Es ist daher möglich, den Einfluss der Schwankungen bei solchen Lasten durch Rückkoppeln der Positionsinformationen zu verringern, wie in 13a und 13b beschrieben.
Vierte Ausführungsform
Eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird in 14 beschrieben. Nachstehend werden die Teile, die jenen der ersten bis dritten Ausführungsform gleichen, nicht weiter erklärt. Gemäß dieser Ausführungsform werden entsprechend dem Grad der Tischlast mehrere Korrekturdaten bereitgestellt, wobei sich auf Schwankungen der Wellenformkorrekturdaten für die Tischlast konzentriert wird. Hier ist die Tischlast der Betrag der Kraft, die infolge der beweglichen Masse, die durch die Tischneigung und die Probenmasse erzeugt wird, und der Gleitreibung, die durch die Führungsschienen 102 erzeugt wird, erforderlich ist, um den Tisch zu bewegen. Bei einem Elektronenmikroskop für allgemeine Zwecke, mit dem viele Typen von Proben durch verschiedene Verfahren betrachtet werden, ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform besonders wirksam.
Bei der Konfiguration aus 14 sind zu der Konfiguration aus 13b eine Lastschätzeinheit 207, zumindest zwei Einheiten von Wellenformkorrekturdaten 219a, 219b usw., eine Korrekturdateninterpolationseinheit 208, ein Schalter 220 und ein Schalter 221 hinzugefügt. Für wenigstens zwei Korrekturdateneinheiten werden die Wellenformkorrekturdaten in jedem Lastzustand berechnet (beispielsweise einem Minimallastzustand und einem Maximallastzustand), und die Wellenformkorrekturdaten können in einem Zustand, in dem sich die Last ändert (Änderung der Tischneigung und der Probenlast), durch das in der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform beschriebene Verfahren erhalten werden. Wenn der Neigungswinkel bekannt ist, schätzt die Lastschätzeinheit 207 die auf den Tisch ausgeübte Last F anhand Neigungswinkelinformationen, die von der Kompensationseinheit 203 erhalten werden. Wenn ein Neigungswinkel nicht bekannt ist, während der Schalter 220 eingeschaltet ist, kann die Lastschätzeinheit 207 ferner auch die Last F durch von der Positionsdetektionseinheit 106 erhaltene Positionsinformationen und einen Sollwert für die Wellenformausgabeeinheit 205 schätzen. Die Korrekturdateninterpolationseinheit 208 erzeugt eine Antriebswellenform, die von der Wellenformerzeugungseinheit zu verwenden ist, anhand mehrerer Korrekturdaten 209a, 209b usw. und der durch die Lastschätzeinheit 207 geschätzten Last F. Unter der Annahme, dass die Korrekturdaten der Last F1 x'1(i) sind und die Korrekturdaten der Last F2 x'2(i) sind, kann eine der geschätzten Last F entsprechende Korrekturwellenform x' (i) beispielsweise durch lineares Interpolieren von x'1(i) und x'2(i) erhalten werden. Es ist bekannt, dass die wie in der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben berechneten Korrekturdaten wegen der unterschiedlichen Tischlast verschiedenartig sind, und weil, wie in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, die Korrekturdaten abhängig vom Lastzustand des Tisches erzeugt werden können, kann eine Korrektur mit einem hohen Genauigkeitsgrad ausgeführt werden und können die Geschwindigkeitsschwankungen weiter verringert werden, so dass eine höhere Geschwindigkeitsstabilität erhalten werden kann.
Wenn der Schalter 221 eingeschaltet ist, ist ferner in Bezug auf einen Parameter der Kompensationseinheit 203, wodurch eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, beispielsweise eine Rückkopplungsverstärkung durch die Tischlast änderbar, wodurch eine Kompensation mit einem höheren Genauigkeitsgrad erreicht werden kann.
Fünfte Ausführungsform
Eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird anhand 15 beschrieben. Nachstehend werden die Teile, die jenen der ersten bis vierten Ausführungsform gleichen, nicht weiter erklärt. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Fall detailliert beschrieben, bei dem die Kompensationseinheit 203 gemäß der vierten Ausführungsform, wenn sowohl der Schalter 220 als auch der Schalter 221 eingeschaltet sind, zwei Steuerfreiheitsgrade aufweist. Die Kompensationsberechnung wird durch eine Rückkopplungskompensationseinheit 222 anhand einer Abweichung zwischen einem Signal, das ein erstes Tiefpassfilter 201 durchlaufen hat, welches eine Rauschkomponente von Positionsinformationen entfernt, die von der Positionsdetektionseinheit 106 erhalten wurden, und einem Signal vom Geschwindigkeitssollwert, das von der Tischbedienungseingabeeinheit 16 einzugeben ist, das einen Integrator 200 und ein zweites Tiefpassfilter 202 durchlaufen hat, ausgeführt. Zu dieser Zeit hat das zweite Tiefpassfilter 202 die gleiche Frequenzkennlinie wie das erste Tiefpassfilter 201. Dies ermöglicht es, die Phasendifferenz zwischen den durch die beiden Tiefpassfilter erhaltenen Signalen zu beseitigen. Ferner unterliegt der Geschwindigkeitssollwert einer Vorwärtsregelungsberechnung durch eine Vorwärtsregelungskompensationseinheit 204, und das Berechnungsergebnis und die Ausgabe der Vorwärtsregelungskompensationseinheit werden addiert, um als Eingabe für die Wellenformausgabeeinheit 205 festgelegt zu werden. Es ist bekannt, dass die tatsächliche Geschwindigkeit eines Piezomotors gering ist, wenn die Last groß ist, selbst wenn der gleiche Sollwert bereitgestellt wird, so dass dies durch die Vorwärtsregelungskompensation kompensiert wird. Dabei wird der Betrag der Vorwärtsregelungskompensation durch die von der Lastschätzeinheit 207 geschätzte Last geändert.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Kompensation mit einem höheren Genauigkeitsgrad auszuführen und eine hohe Geschwindigkeitsstabilität zu erhalten.
Sechste Ausführungsform
Eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird anhand 16 beschrieben. Nachstehend werden die Teile, die jenen der ersten bis fünften Ausführungsform gleichen, nicht weiter erklärt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Lastschätzeinheit 207 in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die in 15 dargestellte Konfiguration beschrieben.
Die Lastschätzeinheit 207 weist eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 210, eine Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit 211 und eine Lastkennlinientabelle 212 auf. Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 210 berechnet die Tischgeschwindigkeit anhand der Ausgabe des ersten Tiefpassfilters 201, und sie kann beispielsweise die Geschwindigkeit anhand einer Differenzberechnung oder eines Beobachters usw. berechnen. Es ist bekannt, dass eine proportionale Beziehung zwischen der von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 210 erhaltenen Tischgeschwindigkeit v und einem Sollwert Vc für die Wellenformerzeugungseinheit gilt. Wenn der Proportionalitätskoeffizient als K festgelegt wird, ist bekannt, dass der Proportionalitätskoeffizient K kleiner wird, wenn die Last F größer wird, und eine Beziehung zwischen dem Proportionalitätskoeffizienten K und der Last F wird abhängig von einem zu verwendenden Motor bestimmt. Daher wird eine Beziehung zwischen dem Proportionalitätskoeffizienten K und der Last F vorab als eine Datenbank (Lastkennlinientabelle 212) für jeden Motor gespeichert. Dann berechnet die Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit 211 den Proportionalitätskoeffizienten K anhand der von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 210 erhaltenen Tischgeschwindigkeit v und des Sollwerts Vc für die Wellenformerzeugungseinheit und schätzt die Last F durch Vergleichen des Proportionalitätskoeffizienten K mit Datenbankwerten. Es ist dadurch möglich, die Kompensation mit einem höheren Genauigkeitsgrad auszuführen.
Siebte Ausführungsform
Eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird anhand 17 beschrieben. Nachstehend werden die Teile, die jenen der ersten bis sechsten Ausführungsform gleichen, nicht weiter erklärt. In dieser Ausführungsform wird eine Konfiguration beschrieben, bei der ein Positionssollwert von der Tischbedienungseingabeeinheit bereitgestellt wird.
In 17 ist eine Geschwindigkeitssollwerterzeugungseinheit 214 zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt. Wenn ein Positionssollwert in die Geschwindigkeitssollwerterzeugungseinheit 214 eingegeben wird, wird beispielsweise ein in 18 dargestelltes Geschwindigkeitsmuster von der Geschwindigkeitssollwerterzeugungseinheit 214 erzeugt und ausgegeben. Das Geschwindigkeitsmuster weist die folgenden vier Phasen auf.

(1) Der Geschwindigkeitssollwert nimmt mit einer vorab festgelegten Beschleunigung zu.
(2) Der Geschwindigkeitssollwert wird beibehalten, nachdem er eine festgelegte Geschwindigkeit Vmax erreicht hat.
(3) Die Sollgeschwindigkeit nimmt mit einer vorab festgelegten Verzögerung ab, nachdem die aktuelle Position eine Verzögerungsanfangsposition erreicht hat.
(4) Die Bewegung bei einer sehr langsamen Geschwindigkeit und die Positionierung bei einer Zielposition werden ausgeführt, nachdem die aktuelle Position in die Nähe des Positionssollwerts gelangt ist.

Dies ist ein Beispiel der Geschwindigkeitssollwerterzeugung, und sie ist möglich, solange ein Geschwindigkeitsmuster erzeugt wird, bei dem sich die Geschwindigkeit glatt ändert. Die vorliegende Erfindung soll dadurch nicht eingeschränkt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, die Geschwindigkeitsschwankung zu verringern und eine hohe Geschwindigkeitsstabilität zu erhalten, selbst wenn ein Positionssollwert bereitgestellt wird.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Beispiel des Schritt-Piezomotors beschrieben, die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf andere Piezomotoren als einen Schritt-Piezomotor angewendet werden, solange ein Stellglied eine zyklische Geschwindigkeitsschwankung aufweist.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es sind verschiedene Modifikationsbeispiele enthalten. Beispielsweise wurden die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen detailliert für ein einfaches Verständnis der vorliegenden Erfindung beschrieben und sind nicht notwendigerweise darauf beschränkt, dass alle beschriebenen Strukturen bereitgestellt werden. Überdies kann ein Teil der Struktur einer Ausführungsform durch die Struktur einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und die Struktur einer Ausführungsform kann ferner zur Struktur einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Ferner kann ein Teil der Struktur der Ausführungsformen durch eine andere Struktur erweitert werden, um eine andere Struktur vermindert werden und durch eine andere Struktur ersetzt werden.
Ferner können einige oder alle der vorstehend beschriebenen Konfigurationen, Funktionen, Verarbeitungseinheiten, Verarbeitungseinrichtungen usw. durch Hardware, beispielsweise durch einen Entwurf mit einer integrierten Schaltung, erreicht werden. Ferner können die vorstehend beschriebenen Konfigurationen, Funktionen usw. durch Software erreicht werden, während ein Prozessor Programme, welche die Funktionen erreichen, interpretiert und ausführt. Informationen von Programmen, Tabellen, Dateien usw. zum Erreichen der Funktionen können in einem Speicher oder einer Aufzeichnungsvorrichtung in der Art einer Festplatte oder einer SSD (Solid State Drive) oder auf einem Aufzeichnungsmedium in der Art einer Chipkarte, einer SD-Karte oder einer DVD gespeichert werden.
Zusätzlich sind Steuerleitungen und Informationsleitungen, die als in der Erklärung notwendig angesehen werden, dargestellt, und es sind nicht notwendigerweise alle Steuerleitungen und Informationsleitungen in einem Produkt dargestellt. Tatsächlich sind fast alle Konfigurationen miteinander verbunden.
Bezugszeichenliste

1:: SEM
2:: Linsentubus
3:: Probenkammer
4:: Elektronenkanone
5:: Primärelektronenstrahl
6:: Sammellinse
7:: Objektivlinse
8:: Abtastpolarisator
9:: Sekundärteilchen
10:: Sekundärteilchendetektor
11:: Tisch
12:: Probe
13:: Steuereinheit des elektronenoptischen Systems
14:: Anzeigevorrichtung
15:: Tischsteuereinheit
16:: Tischbedienungseingabeeinheit
100:: Basis
101:: Bewegliche Plattform
102:: Führungsschiene
103:: Welle
104:: Motor
105:: Skala
106:: Positionsdetektionseinheit
107:: Antriebseinheit
108:: Tischmechanismus
200:: Integrator
201, 202:: Tiefpassfilter
203:: Kompensationseinheit
204:: Vorwärtsregelungskompensationseinheit
205:: Wellenformausgabeeinheit
206:: Verstärker
207:: Lastschätzeinheit
208:: Korrekturdateninterpolationseinheit
209:: Zeitsteuerungskorrekturdaten
209std:: Standardwellenformdaten
210:: Geschwindigkeitsberechnungseinheit
211:: Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit
212:: Lastkennlinientabelle
213:: Zeitsteuerungskorrekturerzeugungseinheit
214:: Geschwindigkeitssollwerterzeugungseinheit
215, 216, 218, 220, 221:: Schalter
217:: Wellenformkorrekturerzeugungseinheit
219:: Wellenformkorrekturdaten
219a:: Wellenformkorrekturdaten bei Last a
219b:: Wellenformkorrekturdaten bei Last b
222:: Rückkopplungskompensationseinheit
300 bis 303:: Piezoelement

Claims

Tischvorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Tischmechanismus (108), der eine darauf angebrachte Probe (12) bewegt, eine Antriebseinheit (107), die den Tischmechanismus (108) antreibt, eine Tischbedienungseingabeeinheit (16), die einen Betriebsbefehl für den Tischmechanismus (108) eingibt, und eine Tischsteuereinheit (15), die den Tischmechanismus (108) gemäß einer Eingabe von der Tischbedienungseingabeeinheit (16) steuert, wobei die Tischsteuereinheit (15) Folgendes umfasst: eine Wellenformerzeugungseinheit (205), die ein an die Antriebseinheit (107) auszugebendes Spannungssignal anhand eines von der Tischbedienungseingabeeinheit (16) eingegebenen Sollwerts und Antriebswellenformdaten, die einen Sollspannungswert zu jeder vorgegebenen Zeit zeigen, erzeugt, und eine Verstärkungseinheit (206), welche das an die Antriebseinheit (107) auszugebende Spannungssignal verstärkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tischsteuereinheit (15) eine Speichereinheit aufweist, welche Standardwellenformdaten (209std), die einen Sollspannungswert zu jeder vorgegebenen Zeit zeigen, und Korrekturdaten (209), welche die Standardwellenformdaten (209std) korrigieren, um die Antriebseinheit (107) mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen, speichert, die Korrekturdaten (209) ein Zeitintervall (Δt(i)) definieren, um das die Ausgabezeit eines Sollspannungswerts der Standardwellenformdaten (209std) verschoben wird, damit die Differenz zwischen einem ersten zeitlichen Ansprechen und einem zweiten zeitlichen Ansprechen auf Null verringert wird, wobei das erste zeitliche Ansprechen die tatsächliche Verschiebung oder Geschwindigkeit angibt, wenn der Tischmechanismus (108) unter Verwendung der Standardwellenformdaten (209std) mit der um das Zeitintervall (Δt(i)) verschobenen Ausgabezeit angetrieben wird, und das zweite zeitliche Ansprechen die ideale Verschiebung oder Geschwindigkeit angibt, wenn die Geschwindigkeit des Tischmechanismus (108) konstant ist, und die Standardwellenformdaten (209std) durch die als die Antriebswellenformdaten festzulegenden Korrekturdaten (209) korrigiert werden.
Tischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ausgabezeit eines Spannungssignals in der Wellenformerzeugungseinheit (205) veränderlich ist, und die Korrekturdaten (209) Daten sind, welche die Ausgabezeit jedes Sollspannungswerts in den Standardwellenformdaten (209std) zu einer Zeit korrigieren, zu der der gleiche Spannungswert wie jeder Sollspannungswert, wenn die Geschwindigkeit des Tischmechanismus (108) konstant ist, ausgegeben wird.
Tischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Korrekturdaten (209) eine Funktion eines Spannungswerts bei einem konstanten Zeitintervall oder eines Spannungswerts für eine normierte Zeit sind und die Korrekturdaten (209) Daten sind, welche jeden Sollspannungswert in den Standardwellenformdaten (209std) zu einem Sollspannungswert korrigieren, der jedes Mal dann auszugeben ist, wenn die Geschwindigkeit des Tischmechanismus (108) konstant ist.
Tischvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: eine Positionsdetektionseinheit (106), welche die Position des Tischmechanismus (108) misst, und eine Kompensationseinheit (203), welche einen in die Wellenformerzeugungseinheit (205) einzugebenden Sollwert anhand von der Positionsdetektionseinheit (106) erhaltener Positionsinformationen und eines durch die Tischbedienungseingabeeinheit (16) einzugebenden Sollwerts berechnet.
Tischvorrichtung nach Anspruch 4, welche ferner Folgendes umfasst: eine Lastschätzeinheit (207), welche die auf den Tischmechanismus (108) ausgeübte Last anhand eines Sollwerts für die Wellenformerzeugungseinheit (205) und durch die Positionsdetektionseinheit (106) detektierter Positionsinformationen oder anhand des Neigungswinkels des Tischmechanismus (108) schätzt, die Speichereinheit, welche Wellenformkorrekturdaten (209) in wenigstens zwei Lastzuständen speichert, und eine Wellenformdateninterpolationseinheit, welche die Antriebswellenformdaten anhand der Wellenformkorrekturdaten (209) in den wenigstens zwei Lastzuständen und eines von der Lastschätzeinheit (207) geschätzten Lastschätzwerts erzeugt.
Tischvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Kompensationseinheit (203) Folgendes aufweist: ein erstes Tiefpassfilter (201), das von der Positionsdetektionseinheit (106) detektierte Positionsinformationen verarbeitet, einen Integrator (200), der einen von der Tischbedienungseingabeeinheit (16) einzugebenden Geschwindigkeitssollwert integriert, ein zweites Tiefpassfilter (202), das die Ausgabe des Integrators (200) verarbeitet und die gleiche Frequenzkennlinie wie das erste Tiefpassfilter (201) aufweist, eine Rückkopplungskompensationseinheit (222), welche eine Rückkopplungssteuerberechnung anhand einer Abweichung zwischen der Ausgabe des ersten Tiefpassfilters (201) und der Ausgabe des zweiten Tiefpassfilters (202) ausführt, eine Vorwärtsregelungskompensationseinheit (204), welche eine Vorwärtsregelungsberechnung anhand des Geschwindigkeitssollwerts ausführt, und einen Addierer, der einen addierten Wert der Ausgaben der Rückkopplungskompensationseinheit (222) und der Vorwärtsregelungskompensationseinheit (204) als einen Sollwert für die Wellenformerzeugungseinheit (205) festlegt, und ein Parameter der Vorwärtsregelungskompensationseinheit (204) entsprechend dem von der Lastschätzeinheit (207) geschätzten Lastgrad bestimmt wird.
Tischvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Lastschätzeinheit (207) eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (210), welche die Geschwindigkeit des Tischmechanismus (108) anhand der Ausgabe des ersten Tiefpassfilters (201) berechnet, und eine Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit (211), welche das Verhältnis zwischen der Ausgabe der Geschwindigkeitsberechnungseinheit (210) und einem Sollwert für die Wellenformerzeugungseinheit (205) berechnet, aufweist, und das in der Geschwindigkeitsverhältnisberechnungseinheit (211) berechnete Verhältnis mit vorläufig präparierten Korrelationsdaten zwischen der Last und dem Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Tischmechanismus (108) und einem Sollwert für die Wellenformerzeugungseinheit (205) vergleicht, um dadurch die Last zu schätzen.
Tischvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Vorwärtsregelungskompensationseinheit (204) einen Kehrwert des Verhältnisses erhält.
Tischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinheit (107) ein Schritt-Piezostellglied ist.
Probenbetrachtungsvorrichtung, welche Licht oder Sekundärteilchen (9) detektiert, die durch Emittieren von Licht oder eines Strahls (5) geladener Teilchen auf eine Probe (12) erhalten werden, und ein Bild der Probe (12) erhält, wobei die Probenbetrachtungsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Lichtquelle (4), welche das Licht oder den Strahl (5) geladener Teilchen erzeugt, ein optisches System (6-8), welches das Licht oder den Strahl (5) geladener Teilchen auf die Probe (12) emittiert, einen Detektor (10), welcher Licht oder Sekundärteilchen (9), die durch Emittieren des Lichts oder des Strahls (5) geladener Teilchen erhalten werden, detektiert, und die Tischvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.