JP2003057005A - 走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置 - Google Patents
走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置Info
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- JP2003057005A JP2003057005A JP2001247066A JP2001247066A JP2003057005A JP 2003057005 A JP2003057005 A JP 2003057005A JP 2001247066 A JP2001247066 A JP 2001247066A JP 2001247066 A JP2001247066 A JP 2001247066A JP 2003057005 A JP2003057005 A JP 2003057005A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 傾斜可能なステージであっても、レーザー干
渉測長器を用いて高精度のステージの位置測定を行うこ
とができる走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置を
実現する。 【解決手段】 ガルバノメーターミラーＧ１，Ｇ２は、
それぞれ回転駆動部１１，回転駆動部１２によってその
角度が制御される。回転駆動部１１、１２は、制御装置
１３によって制御されるが、制御装置１３には、ステー
ジ５の傾斜角θの情報が供給され、制御装置１３は傾斜
角θに応じて回転駆動部１１、１２からパルス信号を発
生させ、ミラーＧ１、Ｇ２の角度を設定する。この結
果、任意の傾斜角において、レーザー干渉測長器８から
のレーザー光は、Ｇ２とＧ１によって反射され、ステー
ジ５に取りつけられたミラー６に垂直に入射することに
なる。
渉測長器を用いて高精度のステージの位置測定を行うこ
とができる走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置を
実現する。 【解決手段】 ガルバノメーターミラーＧ１，Ｇ２は、
それぞれ回転駆動部１１，回転駆動部１２によってその
角度が制御される。回転駆動部１１、１２は、制御装置
１３によって制御されるが、制御装置１３には、ステー
ジ５の傾斜角θの情報が供給され、制御装置１３は傾斜
角θに応じて回転駆動部１１、１２からパルス信号を発
生させ、ミラーＧ１、Ｇ２の角度を設定する。この結
果、任意の傾斜角において、レーザー干渉測長器８から
のレーザー光は、Ｇ２とＧ１によって反射され、ステー
ジ５に取りつけられたミラー６に垂直に入射することに
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
検査に用いられる走査電子顕微鏡などのステージ位置測
定装置に関する。
検査に用いられる走査電子顕微鏡などのステージ位置測
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体デバイスの集積度が高まるに
伴って、半導体ウエハの検査に走査電子顕微鏡が用いら
れるようになっている。この場合、まずウエハを光によ
る検査装置で観察し、ウエハ上のパターンの欠陥部分や
異物が付着している個所を見つけ出し、パターン欠陥部
分や異物付着個所の座標を記憶する。
伴って、半導体ウエハの検査に走査電子顕微鏡が用いら
れるようになっている。この場合、まずウエハを光によ
る検査装置で観察し、ウエハ上のパターンの欠陥部分や
異物が付着している個所を見つけ出し、パターン欠陥部
分や異物付着個所の座標を記憶する。
【０００３】次に被観察ウエハを光検査装置から走査電
子顕微鏡に移し、パターン欠陥部分や異物付着部分で電
子ビームを走査し、欠陥部分や異物の詳細な観察を行
う。この場合、走査電子顕微鏡は光検査装置で得られた
パターン欠陥部分や異物付着個所の座標値を受け取り、
ウエハが載置された移動ステージを移動させ、目的の座
標位置で電子ビームの走査を行うようにしている。なお
移動ステージは傾斜機構によって傾斜されるように構成
されている。
子顕微鏡に移し、パターン欠陥部分や異物付着部分で電
子ビームを走査し、欠陥部分や異物の詳細な観察を行
う。この場合、走査電子顕微鏡は光検査装置で得られた
パターン欠陥部分や異物付着個所の座標値を受け取り、
ウエハが載置された移動ステージを移動させ、目的の座
標位置で電子ビームの走査を行うようにしている。なお
移動ステージは傾斜機構によって傾斜されるように構成
されている。
【０００４】目的とするウエハの観察個所を走査電子顕
微鏡の電子ビームの光軸上に正確に位置させるために、
移動ステージはＸ−Ｙ方向に機械的に精密に移動可能に
構成されている。しかしながら、移動機構の機械的な精
度は、必ずしも充分ではなく、移動誤差が発生する。
微鏡の電子ビームの光軸上に正確に位置させるために、
移動ステージはＸ−Ｙ方向に機械的に精密に移動可能に
構成されている。しかしながら、移動機構の機械的な精
度は、必ずしも充分ではなく、移動誤差が発生する。
【０００５】そのため、移動ステージの座標をリニアス
ケールで読み取るようにしており、読み取られた座標値
に基づき機械的な移動誤差を電子ビームの偏向により補
正するようにしている。すなわち、電子ビームの２次元
走査範囲を移動誤差分だけ電気的に移動(偏向補正)させ
るようにしている。
ケールで読み取るようにしており、読み取られた座標値
に基づき機械的な移動誤差を電子ビームの偏向により補
正するようにしている。すなわち、電子ビームの２次元
走査範囲を移動誤差分だけ電気的に移動(偏向補正)させ
るようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した移動ステージ
の位置決め（ウエハの観察個所を走査電子顕微鏡の電子
ビームの光軸上に正確に位置させる）の方式では、リニ
アスケールを使用しているため、高精度の位置決めがで
きない問題点を有している。また、リニアスケールで
は、正確なステージ位置が測定できないため、ステージ
移動中やバックラッシュが生じている移動停止直後に静
止画像を撮影することが困難であるなどの別の問題も有
している。
の位置決め（ウエハの観察個所を走査電子顕微鏡の電子
ビームの光軸上に正確に位置させる）の方式では、リニ
アスケールを使用しているため、高精度の位置決めがで
きない問題点を有している。また、リニアスケールで
は、正確なステージ位置が測定できないため、ステージ
移動中やバックラッシュが生じている移動停止直後に静
止画像を撮影することが困難であるなどの別の問題も有
している。
【０００７】ステージの高精度の位置決めを行うために
は、レーザ干渉計を用いた位置測定器を設置すれば良
い。しかしながら、試料室内を高真空に維持するために
は、試料室スペースを小さくしたり、設置面積を小さく
する必要があり、このような条件下で、傾斜ステージ台
の上に、比較的大きなレーザー干渉測長器を設置するス
ペースを確保することは困難である。
は、レーザ干渉計を用いた位置測定器を設置すれば良
い。しかしながら、試料室内を高真空に維持するために
は、試料室スペースを小さくしたり、設置面積を小さく
する必要があり、このような条件下で、傾斜ステージ台
の上に、比較的大きなレーザー干渉測長器を設置するス
ペースを確保することは困難である。
【０００８】図１、図２はレーザー干渉測長器でステー
ジ位置を読み取るようにしたＸ−Ｙ方向の水平ステージ
の一例を示しており、図１は上面図、図２は正面図であ
る。図中１はステージ基盤であり、ステージ基盤１上に
はリニアガイド２に導かれてＹ方向に移動するＹ方向移
動板３が設けられている。
ジ位置を読み取るようにしたＸ−Ｙ方向の水平ステージ
の一例を示しており、図１は上面図、図２は正面図であ
る。図中１はステージ基盤であり、ステージ基盤１上に
はリニアガイド２に導かれてＹ方向に移動するＹ方向移
動板３が設けられている。
【０００９】Ｙ方向移動板３上には、リニアガイド４に
導かれてＸ方向に移動するステージ５が設けられてい
る。Ｙ方向移動板３のＹ方向の移動と、ステージ５のＸ
方向の移動は、ラックアンドピニオン機構などの駆動機
構により行われるが、その詳細は図から省いてある。ま
た、ステージ５上には被観察試料(図示せず)が載せられ
る。
導かれてＸ方向に移動するステージ５が設けられてい
る。Ｙ方向移動板３のＹ方向の移動と、ステージ５のＸ
方向の移動は、ラックアンドピニオン機構などの駆動機
構により行われるが、その詳細は図から省いてある。ま
た、ステージ５上には被観察試料(図示せず)が載せられ
る。
【００１０】ステージ５の側面には、ミラー６、７が取
り付けられている。ミラー６はＸ方向のレーザー干渉測
長器８からのレーザー光を反射し、ミラー７はＹ方向の
レーザー干渉測長器９からのレーザー光を反射する。こ
のような構成で、ステージ５をＸ方向に移動させるに
は、ステージ５をリニアガイド４に沿って駆動させる。
また、ステージ５をＹ方向に移動させるには、Ｙ方向移
動板３をリニアガイド２に沿って駆動させる。
り付けられている。ミラー６はＸ方向のレーザー干渉測
長器８からのレーザー光を反射し、ミラー７はＹ方向の
レーザー干渉測長器９からのレーザー光を反射する。こ
のような構成で、ステージ５をＸ方向に移動させるに
は、ステージ５をリニアガイド４に沿って駆動させる。
また、ステージ５をＹ方向に移動させるには、Ｙ方向移
動板３をリニアガイド２に沿って駆動させる。
【００１１】ステージ５のＸ方向の位置は、レーザー干
渉測長器８からのレーザー光をミラー６によって反射さ
せ、反射光をレーザー干渉測長器８に戻し、測長器８内
で参照光と干渉させることによって測定する。また、ス
テージ５のＹ方向の位置は、レーザー干渉測長器９から
のレーザー光をミラー７によって反射させ、反射光をレ
ーザー干渉測長器９に戻し、測長器９内で参照光と干渉
させることによって測定する。このような位置測定を行
う場合、レーザー干渉測長器８、９からのレーザー光
を、それぞれミラー６、７に垂直に入射させることが必
要である。
渉測長器８からのレーザー光をミラー６によって反射さ
せ、反射光をレーザー干渉測長器８に戻し、測長器８内
で参照光と干渉させることによって測定する。また、ス
テージ５のＹ方向の位置は、レーザー干渉測長器９から
のレーザー光をミラー７によって反射させ、反射光をレ
ーザー干渉測長器９に戻し、測長器９内で参照光と干渉
させることによって測定する。このような位置測定を行
う場合、レーザー干渉測長器８、９からのレーザー光
を、それぞれミラー６、７に垂直に入射させることが必
要である。
【００１２】図１、図２で示したステージ５の位置測定
方式では、レーザー干渉測長器８、９をステージ基盤１
上に取り付けたが、走査電子顕微鏡などでは、ステージ
５が配置される試料室のスペースをなるべく小さくする
必要性から、レーザー干渉測長器をステージ基盤１から
独立させ、試料室の外に設けることが好ましい。その場
合、Ｘ−Ｙ方向のステージであれば、ミラー８、９にレ
ーザー光を垂直に入射させることが可能であるが、ステ
ージ５を任意の角度に傾斜可能な構成とした場合には、
ステージが傾斜することにより、ミラー８、９にレーザ
ー光が垂直に入射させることが不可能となってしまう。
方式では、レーザー干渉測長器８、９をステージ基盤１
上に取り付けたが、走査電子顕微鏡などでは、ステージ
５が配置される試料室のスペースをなるべく小さくする
必要性から、レーザー干渉測長器をステージ基盤１から
独立させ、試料室の外に設けることが好ましい。その場
合、Ｘ−Ｙ方向のステージであれば、ミラー８、９にレ
ーザー光を垂直に入射させることが可能であるが、ステ
ージ５を任意の角度に傾斜可能な構成とした場合には、
ステージが傾斜することにより、ミラー８、９にレーザ
ー光が垂直に入射させることが不可能となってしまう。
【００１３】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、傾斜可能なステージであっても、
レーザー干渉測長器を用いて高精度のステージの位置測
定を行うことができる走査電子顕微鏡等のステージ位置
測定装置を実現するにある。
もので、その目的は、傾斜可能なステージであっても、
レーザー干渉測長器を用いて高精度のステージの位置測
定を行うことができる走査電子顕微鏡等のステージ位置
測定装置を実現するにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく走査電子
顕微鏡等のステージ位置測定装置は、傾斜機構によって
傾斜可能に配置された水平方向の移動ステージと、レー
ザ干渉計と、レーザ干渉計からの光を反射するための反
射角度可変の第１のミラーと、第１のミラーによって反
射された光を反射するための反射角度可変の第２のミラ
ーと、移動ステージ上に固定され、第２のミラーからの
光を反射させるステージミラーとを備えており、第１と
第２のミラーの光の反射角度は、傾斜機構による移動ス
テージの傾斜角度に応じて制御され、レーザ干渉計から
の光が移動ステージ上のステージミラーによって反射さ
れ、レーザ干渉計に戻されるようにしたことを特徴とし
ており、ステージを任意の角度に傾斜可能な構成とした
場合でも、ステージの傾斜角度にかかわらず、常にステ
ージミラーにレーザー光を垂直に入射させることができ
る。その結果、傾斜ステージを用いた場合であっても、
レーザー干渉計によってステージの位置の測定を正確に
行うことが可能となる。
顕微鏡等のステージ位置測定装置は、傾斜機構によって
傾斜可能に配置された水平方向の移動ステージと、レー
ザ干渉計と、レーザ干渉計からの光を反射するための反
射角度可変の第１のミラーと、第１のミラーによって反
射された光を反射するための反射角度可変の第２のミラ
ーと、移動ステージ上に固定され、第２のミラーからの
光を反射させるステージミラーとを備えており、第１と
第２のミラーの光の反射角度は、傾斜機構による移動ス
テージの傾斜角度に応じて制御され、レーザ干渉計から
の光が移動ステージ上のステージミラーによって反射さ
れ、レーザ干渉計に戻されるようにしたことを特徴とし
ており、ステージを任意の角度に傾斜可能な構成とした
場合でも、ステージの傾斜角度にかかわらず、常にステ
ージミラーにレーザー光を垂直に入射させることができ
る。その結果、傾斜ステージを用いた場合であっても、
レーザー干渉計によってステージの位置の測定を正確に
行うことが可能となる。
【００１５】また本発明では、ステージの傾斜に伴うレ
ーザー光の光路長の変化分が演算により求められ、レー
ザー干渉計による測長値から光路長の変化分が差し引か
れるように構成したので、正確なステージ位置の測定を
行うことができる。
ーザー光の光路長の変化分が演算により求められ、レー
ザー干渉計による測長値から光路長の変化分が差し引か
れるように構成したので、正確なステージ位置の測定を
行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づくステ
ージ位置測定装置の概念図であり、図１、図２に示した
構成要素と同一ないしは類似の構成要素には同一番号を
付し、その詳細な説明は省略する。図３において、ステ
ージ５は、傾斜軸１０を中心として傾斜可能に構成され
ている。また、レーザー干渉測長器８、９はステージ基
盤１から独立して配置されている。なお、図３では、Ｘ
方向のレーザー干渉測長器８のみが図示されている。
施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づくステ
ージ位置測定装置の概念図であり、図１、図２に示した
構成要素と同一ないしは類似の構成要素には同一番号を
付し、その詳細な説明は省略する。図３において、ステ
ージ５は、傾斜軸１０を中心として傾斜可能に構成され
ている。また、レーザー干渉測長器８、９はステージ基
盤１から独立して配置されている。なお、図３では、Ｘ
方向のレーザー干渉測長器８のみが図示されている。
【００１７】ステージ基盤１には第１のガルバノメータ
ーミラーＧ１が取り付けられており、また、レーザー干
渉測長器８とガルバノメーターミラーＧ１との間の光路
に、第２のガルバノメーターミラーＧ２が配置されてい
る。ガルバノメーターミラーＧ１,Ｇ２は、角度が任意
に変えられるミラーであり、ガルバノメーターミラーＧ
１は、回転駆動部１１によってその角度が制御され、ガ
ルバノメーターミラーＧ２は、回転駆動部１２によって
その角度が制御される。
ーミラーＧ１が取り付けられており、また、レーザー干
渉測長器８とガルバノメーターミラーＧ１との間の光路
に、第２のガルバノメーターミラーＧ２が配置されてい
る。ガルバノメーターミラーＧ１,Ｇ２は、角度が任意
に変えられるミラーであり、ガルバノメーターミラーＧ
１は、回転駆動部１１によってその角度が制御され、ガ
ルバノメーターミラーＧ２は、回転駆動部１２によって
その角度が制御される。
【００１８】回転駆動部１１、１２は、制御装置１３に
よって制御されるが、制御装置１３には、ステージ５の
傾斜角θの情報が供給され、制御装置１３は傾斜角θに
応じて回転駆動部１１、１２からパルス信号を発生さ
せ、ガルバノメーターミラーＧ１、Ｇ２の角度を設定す
る。この結果、任意の傾斜角において、レーザー干渉測
長器８からのレーザー光は、ガルバノメーターミラーＧ
２とＧ１によって反射され、ステージ５に取りつけられ
たミラー６に垂直に入射することになる。
よって制御されるが、制御装置１３には、ステージ５の
傾斜角θの情報が供給され、制御装置１３は傾斜角θに
応じて回転駆動部１１、１２からパルス信号を発生さ
せ、ガルバノメーターミラーＧ１、Ｇ２の角度を設定す
る。この結果、任意の傾斜角において、レーザー干渉測
長器８からのレーザー光は、ガルバノメーターミラーＧ
２とＧ１によって反射され、ステージ５に取りつけられ
たミラー６に垂直に入射することになる。
【００１９】図４〜図６は、Ｘ軸とＹ軸にそれぞれ１台
のレーザー干渉測長器を取りつけた実施の形態を示して
おり、図４は上面図、図５は正面図、図６は左側面図で
ある。この実施の形態で、ステージ基盤１、Ｙ方向移動
板３、ステージ５は真空室１５内に配置されている。ス
テージ基盤１は、傾斜軸１６に取りつけられており、傾
斜軸１６は真空室１５の外側に設けられたモータ１７に
よって回動され、その結果、ステージ基盤１およびステ
ージ５は、任意に傾斜させられる。
のレーザー干渉測長器を取りつけた実施の形態を示して
おり、図４は上面図、図５は正面図、図６は左側面図で
ある。この実施の形態で、ステージ基盤１、Ｙ方向移動
板３、ステージ５は真空室１５内に配置されている。ス
テージ基盤１は、傾斜軸１６に取りつけられており、傾
斜軸１６は真空室１５の外側に設けられたモータ１７に
よって回動され、その結果、ステージ基盤１およびステ
ージ５は、任意に傾斜させられる。
【００２０】真空室１５の外側には、Ｘ軸レーザー干渉
測長器１８とＹ軸レーザー干渉測長器１９が取り付けら
れている。２種の測長器１８、１９からのレーザー光
は、反射鏡２０によって反射され、試料室１５に設けら
れたガラス窓２１を透過して真空室１５内に導入され
る。真空室内に導入された２種のレーザー光は、真空室
１５内に取り付けられた第２のガルバノメーターミラー
Ｇ２に入射しそして反射させられる。
測長器１８とＹ軸レーザー干渉測長器１９が取り付けら
れている。２種の測長器１８、１９からのレーザー光
は、反射鏡２０によって反射され、試料室１５に設けら
れたガラス窓２１を透過して真空室１５内に導入され
る。真空室内に導入された２種のレーザー光は、真空室
１５内に取り付けられた第２のガルバノメーターミラー
Ｇ２に入射しそして反射させられる。
【００２１】Ｙ軸レーザー干渉測長器１９からのレーザ
ー光Ｌｙは、ステージ基盤１に取りつけられた第１のガ
ルバノメーターミラーＧ１によって反射され、ミラー７
に垂直に入射する。ミラー７に垂直に入射したレーザー
光Ｌｙは反射され、第１のガルバノメーターミラーＧ
１、第２のガルバノメーターミラーＧ２によって反射さ
れ、ガラス窓２１を透過し、反射鏡２０によって反射さ
れ、Ｙ軸レーザー干渉測長器１９内に戻される。Ｙ軸レ
ーザー干渉測長器１９内では、ミラー７によって反射さ
れたレーザー光と測長器１９内の参照光との干渉によ
り、ステージ５のＹ軸方向の移動量すなわちステージ５
のＹ方向の移動位置の測定を行う。
ー光Ｌｙは、ステージ基盤１に取りつけられた第１のガ
ルバノメーターミラーＧ１によって反射され、ミラー７
に垂直に入射する。ミラー７に垂直に入射したレーザー
光Ｌｙは反射され、第１のガルバノメーターミラーＧ
１、第２のガルバノメーターミラーＧ２によって反射さ
れ、ガラス窓２１を透過し、反射鏡２０によって反射さ
れ、Ｙ軸レーザー干渉測長器１９内に戻される。Ｙ軸レ
ーザー干渉測長器１９内では、ミラー７によって反射さ
れたレーザー光と測長器１９内の参照光との干渉によ
り、ステージ５のＹ軸方向の移動量すなわちステージ５
のＹ方向の移動位置の測定を行う。
【００２２】Ｘ軸レーザー干渉測長器１８からのレーザ
ー光Ｌｘは、ステージ基盤１に取りつけられた第１のガ
ルバノメーターミラーＧ１によって反射され、反射され
たレーザー光Ｌｘは、反射鏡２２、２３、２４によって
反射され、ミラー６に垂直に入射する。ミラー６に垂直
に入射したレーザー光Ｌｘは反射され、反射鏡２４、２
３、２２の順に反射される。
ー光Ｌｘは、ステージ基盤１に取りつけられた第１のガ
ルバノメーターミラーＧ１によって反射され、反射され
たレーザー光Ｌｘは、反射鏡２２、２３、２４によって
反射され、ミラー６に垂直に入射する。ミラー６に垂直
に入射したレーザー光Ｌｘは反射され、反射鏡２４、２
３、２２の順に反射される。
【００２３】反射鏡２２によって反射されたレーザー光
Ｌｘは、第１のガルバノメーターミラーＧ１、第２のガ
ルバノメーターミラーＧ２によって反射され、ガラス窓
２１を透過し、反射鏡２０によって反射され、Ｘ軸レー
ザー干渉測長器１８内に戻される。Ｘ軸レーザー干渉測
長器１８内では、ミラー６によって反射されたレーザー
光と測長器１９内の参照光との干渉により、ステージ５
のＸ軸方向の移動量すなわち移動位置の測定を行う。
Ｌｘは、第１のガルバノメーターミラーＧ１、第２のガ
ルバノメーターミラーＧ２によって反射され、ガラス窓
２１を透過し、反射鏡２０によって反射され、Ｘ軸レー
ザー干渉測長器１８内に戻される。Ｘ軸レーザー干渉測
長器１８内では、ミラー６によって反射されたレーザー
光と測長器１９内の参照光との干渉により、ステージ５
のＸ軸方向の移動量すなわち移動位置の測定を行う。
【００２４】このように、図４〜図６に示した実施の形
態では、ステージ５を傾斜させても、その傾斜角度に応
じて第１と第２のガルバノメーターミラーＧ１、Ｇ２の
反射角度を変化させるように構成したので、レーザー光
Ｌｘは常にミラー６に垂直に入射し、また、レーザー光
Ｌｙは常にミラー７に垂直に入射させることができる。
その結果、Ｘ軸とＹ軸のレーザー干渉測長器１８、１９
を真空室内のステージ基盤１上に取りつける必要がなく
なり、真空室１５の外側に取りつけることができる。し
たがって、真空室１５内のスペースを小さくすることが
でき、真空室内の真空度を高く維持することが可能とな
る。
態では、ステージ５を傾斜させても、その傾斜角度に応
じて第１と第２のガルバノメーターミラーＧ１、Ｇ２の
反射角度を変化させるように構成したので、レーザー光
Ｌｘは常にミラー６に垂直に入射し、また、レーザー光
Ｌｙは常にミラー７に垂直に入射させることができる。
その結果、Ｘ軸とＹ軸のレーザー干渉測長器１８、１９
を真空室内のステージ基盤１上に取りつける必要がなく
なり、真空室１５の外側に取りつけることができる。し
たがって、真空室１５内のスペースを小さくすることが
でき、真空室内の真空度を高く維持することが可能とな
る。
【００２５】図７はステージ５を角度θｓ傾斜した時
の、ガルバノメーターミラーＧ１とＧ２の回転角θG1.
θG2との関係を示す図である。図３に示した制御装置１
３は、傾斜角度情報θｓを受け取って、ガルバノメータ
ーミラーＧ１とＧ２の回転角θ G1.θG2とを求め、この
求めた回転角に応じて回転駆動部１１と１２を制御す
る。
の、ガルバノメーターミラーＧ１とＧ２の回転角θG1.
θG2との関係を示す図である。図３に示した制御装置１
３は、傾斜角度情報θｓを受け取って、ガルバノメータ
ーミラーＧ１とＧ２の回転角θ G1.θG2とを求め、この
求めた回転角に応じて回転駆動部１１と１２を制御す
る。
【００２６】ここで、ガルバノメーターミラーＧ１とＧ
２の回転角θG1.θG2の求め方について、図８および図
９を参照して説明する。図８はステージ５が水平時の状
態を示した図であり、図９はステージ５が角度θｓ傾斜
した時の状態を示した図である。図８において、(ＹG1,
ＺG1)が第１のガルバノメーターミラーＧ１の位置、(Ｙ
G2，ＺG2)が第２のガルバノメーターミラーＧ２の位置
である。また、Ｌは第１のガルバノメーターミラーＧ１
の位置と第２のガルバノメーターミラーＧ２の位置の間
の距離である。
２の回転角θG1.θG2の求め方について、図８および図
９を参照して説明する。図８はステージ５が水平時の状
態を示した図であり、図９はステージ５が角度θｓ傾斜
した時の状態を示した図である。図８において、(ＹG1,
ＺG1)が第１のガルバノメーターミラーＧ１の位置、(Ｙ
G2，ＺG2)が第２のガルバノメーターミラーＧ２の位置
である。また、Ｌは第１のガルバノメーターミラーＧ１
の位置と第２のガルバノメーターミラーＧ２の位置の間
の距離である。
【００２７】図９において、(ＹG1’，ＺG1’）は、ス
テージ５が角度θｓ傾斜した時の第１のガルバノメータ
ーミラーＧ１の位置であり、Ｌ’は、ステージ５が角度
θｓ傾斜した時の第１のガルバノメーターミラーＧ１の
位置と第２のガルバノメーターミラーＧ２の位置の間の
距離である。
テージ５が角度θｓ傾斜した時の第１のガルバノメータ
ーミラーＧ１の位置であり、Ｌ’は、ステージ５が角度
θｓ傾斜した時の第１のガルバノメーターミラーＧ１の
位置と第２のガルバノメーターミラーＧ２の位置の間の
距離である。
【００２８】図８の幾何学的配置から、下式が成立す
る。 tanα＝(ＺG2−ＺG1)／(ＹG2−ＹG1) θG1＋α／２＝π／２ θG2＋α／２＝π／２ Ｌ＝√((ＹG2−ＹG1)2＋(ＺG2−ＺG1)2) 図９の幾何学的配置から、下式が成立する。
る。 tanα＝(ＺG2−ＺG1)／(ＹG2−ＹG1) θG1＋α／２＝π／２ θG2＋α／２＝π／２ Ｌ＝√((ＹG2−ＹG1)2＋(ＺG2−ＺG1)2) 図９の幾何学的配置から、下式が成立する。
【００２９】tanα＝(ＺG2−ＺG1’)／(ＹG2−ＹG1’)
ＹG1’＝ＹG1 *cosθs−ＺG1 *sinθs （１）
ＺG1’＝ＹG1 *sinθs＋ＺG1 *cosθs （２）
θG1＋（α−θs)／２＋θs＝π／２
θG2＋α／２＝π／２
Ｌ’＝√((ＹG2−ＹG1’)2＋(ＺG2−ＺG1’)2)
この結果、ステージ５の傾斜角をθsとしたとき、ガル
バノメーターミラーＧ１とＧ２の回転角θG1.θG2は、
上記(１)式、(２)式と次の式から求めることができる。
バノメーターミラーＧ１とＧ２の回転角θG1.θG2は、
上記(１)式、(２)式と次の式から求めることができる。
【００３０】
θG1＝π／２−（α＋θs)／２
＝π／２−（tan-1（（ＺG2−ＺG1’）／（ＹG2−ＹG1’））
＋θs)／２
θG2＝π／２−α／２
＝π／２−（tan-1（（ＺG2−ＺG1’）／（ＹG2−ＹG1’））／２
上記演算は、図３に示した制御装置１３内で行われ、ス
テージ５を任意の角度に傾斜させた場合には、制御装置
１３が第１と第２のガルバノメーターミラーＧ１，Ｇ２
の回転角θG1.θG2を求め、この回転角となるように常
に回転制御部１１と１２を制御する。
テージ５を任意の角度に傾斜させた場合には、制御装置
１３が第１と第２のガルバノメーターミラーＧ１，Ｇ２
の回転角θG1.θG2を求め、この回転角となるように常
に回転制御部１１と１２を制御する。
【００３１】ところで、ステージ５を傾斜させることに
より、Ｙ軸レーザー干渉測長器１９からのレーザー光の
光路長が変化する。この光路長の変化は、ステージのＹ
方向への移動とは無関係であるので、光路長の変化分
は、実際の測長値から差し引く必要がある。
より、Ｙ軸レーザー干渉測長器１９からのレーザー光の
光路長が変化する。この光路長の変化は、ステージのＹ
方向への移動とは無関係であるので、光路長の変化分
は、実際の測長値から差し引く必要がある。
【００３２】この光路長の変化分は、ガルバノメーター
ミラーＧ１とＧ２との間の距離の変化分である。ステー
ジ５の傾斜がないときのＧ１とＧ２との間の距離をＬと
し、ステージの傾斜角をθｓとしたときのＧ１とＧ２の
間の距離をＬ’とすると、Ｌ,Ｌ’および光路長変化分
δは、下式で求めることができる。
ミラーＧ１とＧ２との間の距離の変化分である。ステー
ジ５の傾斜がないときのＧ１とＧ２との間の距離をＬと
し、ステージの傾斜角をθｓとしたときのＧ１とＧ２の
間の距離をＬ’とすると、Ｌ,Ｌ’および光路長変化分
δは、下式で求めることができる。
【００３３】
Ｌ＝√((ＹG2−ＹG1)2＋(ＺG2−ＺG1)2)
Ｌ’＝√((ＹG2−ＹG1’)2＋(ＺG2−ＺG1’)2)
δ＝Ｌ’−Ｌ
ステージ座標を求めるには、上記した式によりδを計算
によって求め、実際のレーザー干渉測長器の測長値から
δを差し引く必要がある。このδを求める演算は、図３
に示した制御装置１３によって行われ、求められたδの
値は、Ｙ軸レーザー干渉測長器１９に供給される。
によって求め、実際のレーザー干渉測長器の測長値から
δを差し引く必要がある。このδを求める演算は、図３
に示した制御装置１３によって行われ、求められたδの
値は、Ｙ軸レーザー干渉測長器１９に供給される。
【００３４】以上本発明の実施の形態を説明したが、本
発明はこの実施の形態に限定されず幾多の変形が可能で
ある。例えば、レーザー光の反射角度を可変とするため
にガルバノメーターミラーを用いたが、ピエゾ素子など
の他の方法でミラーを駆動してもよいし、音響光学素子
などの他の光路を偏向できる素子を用いることができ
る。また、ガルバノメーターミラーを２個使用して、光
が１点に集中するような光路を実現したが、ガルバノメ
ーターミラーを３個以上用いてそのような光路を実現し
てもよい。特に、ステージのピッチング、ローリングを
光分解能で補正する場合には、３個以上のガルバノメー
ターミラーを利用することが考えられる。
発明はこの実施の形態に限定されず幾多の変形が可能で
ある。例えば、レーザー光の反射角度を可変とするため
にガルバノメーターミラーを用いたが、ピエゾ素子など
の他の方法でミラーを駆動してもよいし、音響光学素子
などの他の光路を偏向できる素子を用いることができ
る。また、ガルバノメーターミラーを２個使用して、光
が１点に集中するような光路を実現したが、ガルバノメ
ーターミラーを３個以上用いてそのような光路を実現し
てもよい。特に、ステージのピッチング、ローリングを
光分解能で補正する場合には、３個以上のガルバノメー
ターミラーを利用することが考えられる。
【００３５】更に、Ｘ−Ｙステージに本発明を適用した
が、Ｘ−Ｙ−Ｚステージにも本発明を適用することがで
きる。その場合には、Ｚ方向に長いミラーを使用するこ
とで実現が可能となる。更にまた、ＸとＹ軸それぞれに
複数系統のレーザー干渉測長器を設置することもでき、
複数設置することにより、ステージのヨーイングを補正
することが可能となる。
が、Ｘ−Ｙ−Ｚステージにも本発明を適用することがで
きる。その場合には、Ｚ方向に長いミラーを使用するこ
とで実現が可能となる。更にまた、ＸとＹ軸それぞれに
複数系統のレーザー干渉測長器を設置することもでき、
複数設置することにより、ステージのヨーイングを補正
することが可能となる。
【００３６】更に、本発明は走査電子顕微鏡のステージ
に限定されず、他の傾斜ステージを用いる装置にも適用
することができる。
に限定されず、他の傾斜ステージを用いる装置にも適用
することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、傾斜
ステージであってもレーザー干渉計を使用してステージ
の位置測定を行うことができる。その結果、ステージ位
置を正確に測定することができるので、実際のステージ
位置のずれを走査電子顕微鏡の電子ビームの偏向器へフ
ィードバックして、正確な位置となるように補正するこ
とができる。このような補正により、試料の任意の点へ
正確に視野を移動できるため、高倍率で観察したい欠陥
個所や異物付着個所を迅速に観察することができる。
ステージであってもレーザー干渉計を使用してステージ
の位置測定を行うことができる。その結果、ステージ位
置を正確に測定することができるので、実際のステージ
位置のずれを走査電子顕微鏡の電子ビームの偏向器へフ
ィードバックして、正確な位置となるように補正するこ
とができる。このような補正により、試料の任意の点へ
正確に視野を移動できるため、高倍率で観察したい欠陥
個所や異物付着個所を迅速に観察することができる。
【００３８】上記補正をリアルタイムに実施することに
より、外乱やステージ停止時の振動などの影響をキャン
セルすることが可能となり、高精細な静止画像を撮影す
ることができる。特に、高速なステージ移動を実現する
場合、ステージ停止後のステージ振動を短時間で静定さ
せることが困難であるため、本発明は、高速ステージ移
動を行いながら、走査電子顕微鏡画像を撮影する場合に
効果的である。更に、自由な角度へステージを軽視やさ
せても高い位置精度が得られるため、観察したい欠陥個
所等の立体的な観察を行うことが可能となる。
より、外乱やステージ停止時の振動などの影響をキャン
セルすることが可能となり、高精細な静止画像を撮影す
ることができる。特に、高速なステージ移動を実現する
場合、ステージ停止後のステージ振動を短時間で静定さ
せることが困難であるため、本発明は、高速ステージ移
動を行いながら、走査電子顕微鏡画像を撮影する場合に
効果的である。更に、自由な角度へステージを軽視やさ
せても高い位置精度が得られるため、観察したい欠陥個
所等の立体的な観察を行うことが可能となる。
【図１】レーザー干渉測長器でステージ位置を読み取る
ようにしたＸ−Ｙ方向の水平ステージの一例を示す上面
図である。
ようにしたＸ−Ｙ方向の水平ステージの一例を示す上面
図である。
【図２】レーザー干渉測長器でステージ位置を読み取る
ようにしたＸ−Ｙ方向の水平ステージの一例を示す正面
図である。
ようにしたＸ−Ｙ方向の水平ステージの一例を示す正面
図である。
【図３】本発明に基づくステージ位置測定装置の概念図
である。
である。
【図４】本発明に基づくステージ位置測定装置の上面図
である。
である。
【図５】本発明に基づくステージ位置測定装置の正面図
である。
である。
【図６】本発明に基づくステージ位置測定装置の左側面
図である。
図である。
【図７】ステージ５を角度θｓ傾斜した時の、ガルバノ
メーターミラーＧ１とＧ２の回転角θG1.θG2との関係
を示す図である。
メーターミラーＧ１とＧ２の回転角θG1.θG2との関係
を示す図である。
【図８】ステージ５が水平時の状態を示した図である。
【図９】ステージ５が角度θｓ傾斜した時の状態を示し
た図である。
た図である。
１ ステージ基盤
２，４ リニアガイド
３ Ｙ方向移動板
５ ステージ
６，７ ミラー
８，９，１８，１９ レーザー干渉測長器
１０ 傾斜軸
１１，１２ 回転駆動部
１３ 制御装置
１５ 真空室
１７ モータ
２０，２２，２３，２４ 反射鏡
Ｇ１，Ｇ２ ガルバノメーターミラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F064 AA02 AA06 BB01 CC04 DD05
FF01
2F065 AA03 AA06 CC17 FF55 LL15
PP12 PP22 UU04
2F078 CA01 CA08 CB05 CB09 CB12
CC11
5F031 CA02 HA53 JA02 JA06 JA07
JA14 JA17 JA32 JA51 KA06
KA07 KA08 LA06 LA10 MA33
NA05
Claims (3)
- 【請求項１】 傾斜機構によって傾斜可能に配置された
水平方向の移動ステージと、レーザ干渉計と、レーザ干
渉計からの光を反射するための反射角度可変の第１のミ
ラーと、第１のミラーによって反射された光を反射する
ための反射角度可変の第２のミラーと、移動ステージ上
に固定され、第２のミラーからの光を反射させるステー
ジミラーとを備えており、第１と第２のミラーの光の反
射角度は、傾斜機構による移動ステージの傾斜角度に応
じて制御され、レーザ干渉計からの光が移動ステージ上
のステージミラーによって反射され、レーザ干渉計に戻
されるようにしたことを特徴とする走査電子顕微鏡等の
ステージ位置測定装置。 - 【請求項２】 反射角度可変のミラーはガルバノメータ
ーミラーである請求項１記載の走査電子顕微鏡等のステ
ージ位置測定装置。 - 【請求項３】 ステージの傾斜に伴うレーザー光の光路
長の変化分が演算により求められ、レーザー干渉計によ
る測長値から光路長の変化分が差し引かれる請求項１記
載の走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247066A JP2003057005A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247066A JP2003057005A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003057005A true JP2003057005A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19076479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001247066A Withdrawn JP2003057005A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 走査電子顕微鏡等のステージ位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003057005A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011516822A (ja) * | 2008-02-21 | 2011-05-26 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲーエムベーハー | 位置決定用測定装置のｘｙテーブル |
| CN109059959A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-12-21 | 湖北省地震局 | 水管倾斜仪整机检测系统及其方法 |
-
2001
- 2001-08-16 JP JP2001247066A patent/JP2003057005A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011516822A (ja) * | 2008-02-21 | 2011-05-26 | ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲーエムベーハー | 位置決定用測定装置のｘｙテーブル |
| CN109059959A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-12-21 | 湖北省地震局 | 水管倾斜仪整机检测系统及其方法 |
| CN109059959B (zh) * | 2018-06-12 | 2023-07-07 | 湖北省地震局 | 水管倾斜仪整机检测系统及其方法 |
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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: 20081104 |