JP2011243454A - Electron microscope, sample stage and control method of sample table - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料台をユーセントリックに傾斜させることが可能な電子顕微鏡、試料ステージおよび試料ステージの制御方法に関する。 The present invention relates to an electron microscope, a sample stage, and a sample stage control method capable of tilting a sample stage in a eucentric manner.
SEM(Scanning Electron Microscope)などの電子顕微鏡で試料表面の凹凸を詳しく観察する場合には、しばしば、その試料を傾斜させて、斜め上方からの視点で観察する。その場合に、試料を傾斜させると、観察対象部分が視野から外れてしまったり、焦点がぼけてしまったりすることがある。そこで、近年の多くの電子顕微鏡の試料ステージには、試料をユーセントリックに傾斜させる機能が設けられており、試料を傾斜させても、観察対象部分が視野から外れたり、焦点がぼけたりすることが防止されている。
なお、ユーセントリックとは、電子顕微鏡などにおいて、試料を傾斜させたり回転したりしても、観察対象部分が視野から外れたり、焦点がぼけたりしないことをいう。
When the unevenness of the sample surface is observed in detail with an electron microscope such as SEM (Scanning Electron Microscope), the sample is often tilted and observed from an obliquely upward viewpoint. In this case, if the sample is tilted, the observation target part may be out of the field of view or the focus may be blurred. Therefore, many electron microscope sample stages in recent years are equipped with a function to tilt the sample eucentrically, and even if the sample is tilted, the observation target part may be out of view or out of focus. Is prevented.
Note that eucentric means that the observation target portion does not deviate from the field of view or is out of focus even if the sample is tilted or rotated in an electron microscope or the like.
特許文献1には、電子顕微鏡などで一般的に用いられているユーセントリック試料ステージの例が開示されている。特許文献1によれば、その試料ステージは、試料をX,Y,R(回転)方向に移動自在に保持する保持ステージと、その保持ステージを保持して傾斜させる基体ステージと、により構成されている。そして、その基体ステージは、電子ビームの照射方向に垂直で、かつ、電子ビームの照射軸と交差する直線を中心軸(以下、この中心軸をC軸と呼ぶ)とする円筒の側面上に配置されるとともに、その円筒の側面に沿って、C軸を中心に回転自在に構成されている。そして、前記の保持ステージは、基体ステージの円筒の内側に相当する面上に保持されている。 Patent Document 1 discloses an example of a eucentric sample stage generally used in an electron microscope or the like. According to Patent Document 1, the sample stage is configured by a holding stage that holds the sample so as to be movable in the X, Y, and R (rotation) directions, and a base stage that holds and tilts the holding stage. Yes. The substrate stage is arranged on the side surface of a cylinder perpendicular to the electron beam irradiation direction and having a straight line intersecting the electron beam irradiation axis as a central axis (hereinafter referred to as the C axis). In addition, it is configured to be rotatable about the C axis along the side surface of the cylinder. The holding stage is held on a surface corresponding to the inside of the cylinder of the base stage.
このような試料ステージでは、保持ステージに保持されている試料の観察対象領域が、C軸上にあり、かつ、電子ビームの照射軸上にあり、さらに、電子ビームの焦点が合っている場合には、基体ステージをC軸の周りで回転させることにより、試料をユーセントリックに傾斜させることができる。 In such a sample stage, when the observation target region of the sample held on the holding stage is on the C axis and on the irradiation axis of the electron beam, and the electron beam is in focus. The sample can be tilted eucentrically by rotating the substrate stage around the C axis.
しかしながら、特許文献1に開示されているユーセントリック試料ステージでは、基体ステージが大きな円筒の側面上を回転することになるので、その基体ステージを収納する真空試料室のサイズが大きくなってしまう。あるいは、その真空試料室を小型化した場合には、電子顕微鏡の他の部材、例えば、二次電子検出器などの配置との兼ね合いなどから、基体ステージが回転可能な角度、すなわち、試料を傾斜させることが可能な角度を大きくすることができない。 However, in the eucentric sample stage disclosed in Patent Document 1, the substrate stage rotates on the side surface of a large cylinder, so that the size of the vacuum sample chamber for storing the substrate stage becomes large. Alternatively, if the vacuum sample chamber is downsized, the angle at which the substrate stage can be rotated, that is, the sample is tilted due to the balance with other components of the electron microscope, such as the secondary electron detector. The angle that can be made cannot be increased.
また、この場合にユーセントリックな傾斜が可能なのは、C軸に直交する方向だけである。これでは、ユーザは、試料を様々な斜め上方から見た、それぞれ異なった陰影のあるSEM画像を得ることができない。もちろん、この試料ステージでも、保持ステージを水平に戻した上で、回転させ、再度傾斜させれば、様々な斜め上方から見た試料のSEM画像を得ることは可能であるが、その分、操作手数は余計に掛かることになる。 Further, in this case, eucentric tilting is possible only in the direction perpendicular to the C axis. In this case, the user cannot obtain SEM images with different shadows when the sample is viewed from various oblique directions. Of course, even with this sample stage, it is possible to obtain SEM images of the sample viewed from various oblique directions by turning the holding stage back to the horizontal position, rotating it, and tilting it again. It will take extra time.
そこで、本発明は、試料台を任意の方向に大きな角度でも容易にユーセントリックに傾斜させることが可能な電子顕微鏡、試料ステージおよび試料ステージの制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electron microscope, a sample stage, and a method for controlling the sample stage that can easily and eucentric tilt a sample stage in a given direction even at a large angle.
前記目的を達成するために、本発明に係る電子顕微鏡においては、その試料ステージを、真空試料室内に配設されて、その室内をX軸,Y軸およびZ軸の各方向に自在に移動する基体ステージと、その基体ステージの上面に配設され、その基体ステージの上面に支持されて配設され、その上面に平行な平面のX軸およびY軸の各方向に自在に移動する球体駆動ステージと、その球体駆動ステージの上面に載置され、その載置された球体駆動ステージの上面を回転する試料傾斜駆動球体と、観察対象の前記試料を保持する試料台と、を含んで構成されている。そして、前記試料傾斜駆動球体は、前記基体ステージと、前記基体ステージに支持されて前記球体駆動ステージの上方に配設された支持部材と、によって自身の回転中心位置が前記基体ステージの上方の所定の位置に固定されるように保持されおり、また、前記試料台は、前記試料傾斜駆動球体の表面の外側上方に、自身の上面が前記表面と平行になるように、その試料傾斜駆動球体に固定して配設されている。 In order to achieve the above object, in the electron microscope according to the present invention, the sample stage is disposed in the vacuum sample chamber and freely moves in the X axis, Y axis, and Z axis directions in the chamber. A base stage, and a spherical drive stage that is disposed on the top surface of the base stage, is supported by the top surface of the base stage, and is freely movable in each direction of a plane parallel to the top surface. A sample tilt driving sphere mounted on the upper surface of the sphere driving stage and rotating the upper surface of the mounted sphere driving stage, and a sample stage for holding the sample to be observed. Yes. The sample tilt drive sphere has a predetermined rotation center position above the substrate stage by the substrate stage and a support member supported by the substrate stage and disposed above the sphere drive stage. The sample stage is mounted on the sample tilt drive sphere so that its upper surface is parallel to the surface above the outer surface of the sample tilt drive sphere. It is fixedly arranged.
このような電子顕微鏡において、制御装置は、試料台を傾斜させる方向角と傾斜角の入力を受付けたときには、その方向角と傾斜角と前記試料傾斜駆動球体の半径とに基づき、球体駆動ステージのX軸およびY軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ前記球体駆動ステージを移動させる。さらに、制御装置は、前記試料台を傾斜させたことによる試料台に保持された試料の観察対象領域部分のX軸,Y軸およびZ軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ、その移動方向とは反対方向に、基体ステージを移動させる。 In such an electron microscope, when the control device accepts the input of the direction angle and the inclination angle for inclining the sample stage, the control device determines the sphere driving stage based on the direction angle and the inclination angle and the radius of the sample inclination driving sphere. The movement amount in each direction of the X axis and the Y axis is calculated, and the spherical body drive stage is moved by the calculated movement amount. Further, the control device calculates the movement amount in each of the X axis, Y axis, and Z axis directions of the observation target region portion of the sample held on the sample table by inclining the sample table, and the calculated movement The substrate stage is moved in the direction opposite to the moving direction by the amount.
すなわち、本発明における試料ステージでは、試料台を傾斜させることにより、試料の観察対象領域部分が移動した移動量と、同じ移動量を、基体ステージが反対方向に移動するので、試料の観察対象領域部分は、元の位置に戻ることになる。すなわち、試料傾斜時のユーセントリック性が実現されることになる。 That is, in the sample stage according to the present invention, by tilting the sample stage, the base stage moves in the opposite direction to the amount of movement of the observation target region portion of the sample in the opposite direction. The part will return to its original position. That is, the eucentric property when the sample is tilted is realized.
本発明によれば、試料台を任意の方向に大きな角度でも容易にユーセントリックに傾斜させることが可能な電子顕微鏡、試料ステージおよび試料ステージの制御方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an electron microscope, a sample stage, and a sample stage control method capable of easily and eucentrically tilting a sample stage at a large angle in an arbitrary direction.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る電子顕微鏡の構成の例を示した図である。図1に示すように、電子顕微鏡100は、いわゆるSEMであり、電子銃50a、電子レンズ50bなどから構成された鏡体50と、観察対象の試料80を保持、移動させる試料ステージ1(試料台42、球体駆動ステージ30、基体ステージ10など)と、その試料ステージ1を収納する真空試料室60と、鏡体50および試料ステージを制御して、試料80の観察像を取得する制御装置70と、を含んで構成される。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an electron microscope according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an electron microscope 100 is a so-called SEM, and a sample stage 1 (sample stage) for holding and moving a
ここで、試料80は、試料台42の上面に保持され、その観察対象領域部分には、鏡体50の電子レンズ50bの対物レンズ部分から出射される電子ビーム51が照射される。電子ビーム51が照射された試料80の表面からは、その表面の材質や形状に応じた二次電子52が放出される。二次電子検出器53は、その放出された二次電子52を検出して、その二次電子52の検出量を電気信号などに変換し、二次電子検出信号として制御装置70へ送信する。
Here, the
制御装置70は、CPU(Central Processing Unit)71およびメモリ72を少なくとも含んでなるコンピュータによって構成されるとともに、信号処理部73、鏡体制御部74、ステージ制御部75などを含んでいる。ここで、信号処理部73は、二次電子検出器53から送信された二次電子検出信号を受信する。そして、その受信した二次電子検出信号について、鏡体制御部74から鏡体50へ出力する電子ビーム51の走査制御信号などとの同期合わせを行い、試料80表面の二次元観察像を生成し、生成した二次元観察像をメモリ72に格納する。CPU71は、メモリ72に格納された二次元観察像を読み出して表示部76に表示する。
The control device 70 is configured by a computer including at least a CPU (Central Processing Unit) 71 and a
本実施形態では、試料80の表面を斜め上方から見た二次元観察像を取得するために、試料80を保持する試料台42は、試料傾斜駆動球体40の表面の法線方向の上方に、その表面と平行(すなわち、球の接平面と平行)になるように支持部材41を介して取付けられる。つまり、試料台42は、その上面が、試料傾斜駆動球体40の中心と試料台42の中心部とを結ぶ直線と、垂直になるように試料傾斜駆動球体40上に取付けられる。従って、試料傾斜駆動球体40が任意の方向に任意の角度回転することによって、試料台42、つまり、試料80を任意の方向に任意の傾斜角だけ容易に傾斜させることができる。
In the present embodiment, in order to obtain a two-dimensional observation image obtained by viewing the surface of the
ここで、試料傾斜駆動球体40は、球体駆動Xステージ31の水平な上面に載置され、その上面を滑ることなく自由に転がる、つまり、回転することができる。また、試料台42は、試料傾斜駆動球体40と一体となって回転するように構成されている。このとき、試料傾斜駆動球体40および球体駆動Xステージ31の材料としては、その相互の表面のすべり摩擦が十分に大きいものが選ばれる。その結果、試料傾斜駆動球体40が球体駆動Xステージ31の上面を転がると、試料台42は、その転がる方向と距離とに応じて傾斜することになる。
Here, the sample
そこで、本実施形態では、試料傾斜駆動球体40の中心の位置を固定するとともに、球体駆動Xステージ31を任意の水平方向に適当な距離だけ自在に移動可能なように構成する。そうすれば、ユーザは、球体駆動Xステージ31を適当な方向へ適当な距離だけ移動させることによって、試料傾斜駆動球体40を回転させ、試料台42を所望の方向に、所望の角度だけ傾斜させることができるようになる。
Therefore, in this embodiment, the center position of the sample
まず、球体駆動Xステージ31を任意の方向(水平方向)に適当な距離だけ自在に移動可能にする構成について説明する。図1に示すように、球体駆動Xステージ31は、球体駆動Yステージ32の水平な上面にX方向に移動自在に配設され、また、球体駆動Yステージ32は、回転ステージ20の水平な上面にY方向に移動自在に配設される。例えば、球体駆動Xステージ31は、球体駆動Yステージ32の上面に設けられたX方向のレール上を、そのレールに沿ってX方向にのみ移動するステージとして構成され、また、球体駆動Yステージ32は、回転ステージ20の上面に設けられたY方向のレール上を、そのレールに沿ってY方向にのみ移動するステージとして構成される。
First, a configuration in which the sphere
このように構成された球体駆動Xステージ31および球体駆動Yステージ32は、実質的には一体となって回転ステージ20の水平な上面をX,Y方向に自在に移動するステージであり、本明細書では、以下、これらのステージを纏めて球体駆動ステージ30と呼ぶ。すなわち、球体駆動ステージ30は、回転ステージ20の上面をX,Y方向に自在に移動可能になる。
The sphere
なお、図1において、X軸方向は、水平方向で、紙面の左から右に向かう方向、Y軸方向は、水平方向で、紙面の表側から裏側に向かう方向、Z軸方向は、垂直方向で、紙面の下側から上側へ向かう方向をいう。また、本明細書では、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向を、それぞれ、単に、X方向、Y方向、Z方向と略称する。 In FIG. 1, the X-axis direction is the horizontal direction, the direction from the left to the right of the page, the Y-axis direction is the horizontal direction, the direction from the front side to the back side of the page, and the Z-axis direction is the vertical direction. The direction from the bottom to the top of the page. In the present specification, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are simply referred to as the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively.
次に、試料傾斜駆動球体40の中心の位置を回転ステージ20上で固定する構成について説明する。その構成は、図1に示すように、球体保持部材22と、球体保持部材22を回転ステージ20に離間させて固定する接続部材21と、によって実現される。
Next, a configuration for fixing the center position of the sample
すなわち、球体保持部材22は、その中央部に試料傾斜駆動球体40の直径よりをわずかに小さい直径の開口部を有する板材であり、その開口部の内壁側には、試料傾斜駆動球体40に接するベアリング23が設けられている。そして、球体保持部材22は、その開口部の下側に試料傾斜駆動球体40を収容するとともに、その収容した試料傾斜駆動球体40を、球体保持部材22と球体駆動Xステージ31の上面とにより挟み込むように保持して、試料傾斜駆動球体40の中心位置を固定する。このとき、球体保持部材22の開口部の内壁側にはベアリング23が設けられているので、試料傾斜駆動球体40は、球体保持部材22の開口部内で滑らかに回転することができる。
That is, the
次に、回転ステージ20は、基体Xステージ11の水平な上面に、その水平面内で回転自在なように配設されている。回転ステージ20は、通常の電子顕微鏡に一般的に設けられているステージでもある。すなわち、回転ステージ20は、試料傾斜駆動球体40および支持部材41を介して試料台42が水平に保たれているとき、その試料台42およびその上面に保持された試料80を任意の水平方向に回転させる役割を担っている。
Next, the rotary stage 20 is disposed on the horizontal upper surface of the base X stage 11 so as to be rotatable in the horizontal plane. The rotary stage 20 is also a stage that is generally provided in a normal electron microscope. That is, when the
なお、本実施形態では、前記の球体保持部材22は、接続部材21により回転ステージ20に取付けられるときには、その開口部の中心が回転ステージ20の回転軸とほぼ一致するように取付けられるものとする。
In the present embodiment, when the spherical
次に、試料台42が水平に保たれた状態で、鏡体50から照射される電子ビーム51の焦点位置が試料80の観察対象領域部分に合わせられているとき、球体駆動ステージ30を移動させることにより、試料傾斜駆動球体40を回転させ、試料台42を傾斜させることを考える。その場合、回転ステージ20が鏡体50に対して静止しているときには、試料傾斜駆動球体40が回転し、試料台42が傾斜すると、試料80の観察対象領域部分は、その傾斜に伴って移動するため、電子ビーム51の焦点位置から外れてしまう。
Next, the sphere driving stage 30 is moved when the focal position of the
そこで、本実施形態では、試料傾斜駆動球体40が回転し、試料台42が傾斜することによって、試料80の観察対象領域部分が電子ビーム51の焦点位置から移動する場合には、その移動量と同じだけ、反対方向に、試料台42などを搭載した回転ステージ20全体を移動させ、試料80の観察対象領域部分を元の位置に戻すようにする。そうすれば、試料台42が傾斜しても、試料80の観察対象領域と電子ビーム51の焦点位置との相対位置関係は変化しないので、そのユーセントリック性が実現される。
Therefore, in the present embodiment, when the sample
なお、この場合に、回転ステージ20全体を移動させるのは、回転ステージ20がその上面に配設されている基体Xステージ11である。ここで、基体Xステージ11は、基体Yステージ12の水平な上面にX方向に移動自在に配設され、また、基体Yステージ12は、基体Zステージ13の水平な上面にY方向に移動自在に配設され、さらに、基体Zステージ13は、真空試料室60の筐体内壁などにZ方向に移動自在に配設されている。従って、基体Xステージ11、基体Yステージ12および基体Zステージ13をそれぞれX方向、Y方向およびZ方向に適宜移動させることによって、回転ステージ20をX方向、Y方向およびZ方向に自在に移動させることができる。 In this case, the entire rotary stage 20 is moved by the base X stage 11 on which the rotary stage 20 is disposed. Here, the substrate X stage 11 is disposed on the horizontal upper surface of the substrate Y stage 12 so as to be movable in the X direction, and the substrate Y stage 12 is movable on the horizontal upper surface of the substrate Z stage 13 in the Y direction. Further, the base Z stage 13 is disposed on the inner wall of the housing of the vacuum sample chamber 60 so as to be movable in the Z direction. Therefore, the rotary stage 20 is freely moved in the X, Y, and Z directions by appropriately moving the base X stage 11, the base Y stage 12, and the base Z stage 13 in the X, Y, and Z directions, respectively. be able to.
以上のように基体Xステージ11、基体Yステージ12および基体Zステージ13は、実質的には一体となって真空試料室60の筐体内でX,Y,Zの各方向に移動するステージであり、本明細書では、以下、これらのステージを纏めて、単に、基体ステージ10と呼ぶ。すなわち、基体ステージ10は、真空試料室60の筐体内をX,Y,Zの各方向に自在に移動可能なステージである。 As described above, the base X stage 11, the base Y stage 12, and the base Z stage 13 are stages that move in the X, Y, and Z directions within the housing of the vacuum sample chamber 60 substantially integrally. In the present specification, these stages are hereinafter collectively referred to as a base stage 10. That is, the substrate stage 10 is a stage that can freely move in the X, Y, and Z directions within the housing of the vacuum sample chamber 60.
この基体ステージ10は、試料80傾斜時のユーセントリック性を確保するために新たに設けられたステージではなく、回転ステージ20と同様に通常の電子顕微鏡に一般的に設けられているステージである。なお、基体ステージ10は、通常は、試料80の観察対象領域の位置あわせや焦点合わせに用いられている。
The substrate stage 10 is not a stage newly provided to ensure eucentricity when the
なお、以上に説明した基体ステージ10など試料ステージ1の駆動は、通常、真空試料室60の室外に設けられたステージ駆動部65により行われる。ステージ駆動部65は、駆動の動力源となるモータや、基体ステージ10を支持して、移動させる機構部などから構成されている。なお、回転ステージ20や球体駆動ステージ30の駆動部が真空試料室60内のそれぞれのステージ上に配設されことになるが、ここでは、その図示を省略している。
Note that the driving of the sample stage 1 such as the substrate stage 10 described above is normally performed by a
また、以上の説明では、暗黙のうちに、球体駆動ステージ30が移動するX軸方向およびY軸方向は、基体ステージ10が移動するX軸方向およびY軸方向と同じであると仮定しているが、本実施形態では、回転ステージ20が存在するので、一般的には、その仮定は成立しない。しかしながら、本実施形態では、回転ステージ20が回転することは、実質的に想定されていないので、以下の説明でも、球体駆動ステージ30の移動方向に基づく座標系と、基体ステージ10の移動方向に基づく座標系は、同じであるとする。なお、両者の座標系が異なる場合については、最後に補足して説明する。 In the above description, it is implicitly assumed that the X-axis direction and the Y-axis direction in which the sphere driving stage 30 moves are the same as the X-axis direction and the Y-axis direction in which the substrate stage 10 moves. However, in the present embodiment, since the rotary stage 20 exists, generally, the assumption does not hold. However, in the present embodiment, since it is not substantially assumed that the rotary stage 20 rotates, the coordinate system based on the moving direction of the sphere driving stage 30 and the moving direction of the substrate stage 10 are also described in the following description. Assume that the coordinate systems based on are the same. A case where the coordinate systems of both are different will be described supplementarily at the end.
続いて、図2および図3を参照して、試料台42を傾斜させるとき、そのユーセントリック性を確保するために、基体ステージ10を移動すべき移動量の計算式について説明する。なお、その移動量のX方向,Y方向およびZ方向の成分を(δX,δY,δZ)で表し、以下、ユーセントリック補正移動量と呼ぶ。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, a calculation formula for the amount of movement by which the substrate stage 10 should be moved in order to ensure eucentricity when the
図2は、試料台42がX軸に対して傾斜角θで傾斜した場合に必要となるユーセントリック補正移動量を説明するための図である。ここでは、図2に示すように、試料傾斜駆動球体40が球体駆動Xステージ31の上面と接する点を原点Oとする。そして、その原点Oを通り、球体駆動Xステージ31の上面に含まれ、かつ、球体駆動Xステージ31の移動方向に平行な直線(矢印付き実線で表示)をX軸とする。また、原点Oおよび試料傾斜駆動球体40の中心Qを通り、X軸に垂直な直線(矢印付き一点鎖線で表示)をZ軸とする。また、球体駆動Xステージ31の上面に含まれ、X軸に垂直な直線(原点Oを通り、紙面の表側から裏側に向かう図示しない直線)をY軸とする。
FIG. 2 is a diagram for explaining the eucentric correction moving amount required when the
さらに、試料傾斜駆動球体40に支持部材41で支持された試料台42(図示省略)の上面に保持された試料80の観察対象領域部分の傾斜駆動前の位置を点Aで表す。また、点Aから試料傾斜駆動球体40の中心Qまでの距離を記号aで表し、また、試料傾斜駆動球体40の半径を記号bで表す。
Further, the position before tilt driving of the observation target region portion of the
そして、球体駆動Xステージ31をX軸の正方向に駆動し、試料台42を傾斜角θだけ傾けると、観察対象領域の位置は、点Aから点A’へ移動する。なお、このとき、球体駆動Xステージ31をX軸の正方向へ駆動する駆動量sは、
s=−b・θ
によって与えられる。
When the sphere driving
s = −b · θ
Given by.
すなわち、球体駆動Xステージ31をX軸の負方向に距離sだけ移動させると、試料台42、つまり、試料80は、傾斜角θだけ傾くことになる。そして、このときの点A’の座標(x,y,z)は、(a・sinθ,0,b+a・cosθ)となる。従って、このとき、点Aが点A’へ移動する移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)は、
(ΔX,ΔY,ΔZ)=(a・sinθ,0,a・cosθ−a)
で与えられる。
That is, when the sphere
(ΔX, ΔY, ΔZ) = (a · sin θ, 0, a · cos θ−a)
Given in.
従って、基体ステージ10のユーセントリック補正移動量(δX,δY,δZ)は、
(δX,δY,δZ)=(−a・sinθ,0,a−a・cosθ)
となる。すなわち、試料台42をZ軸に対して傾斜角θだけ傾斜させた後、基体ステージ10をX軸の正方向に−a・sinθの距離だけ移動させ、Z軸の正方向にa−a・cosθの距離だけ移動させれば、観察対象領域部分の点A’は、元の点Aへ戻ることになり、観察対象領域部分の傾斜に対するユーセントリック性が確保されることになる。
Accordingly, the eucentric correction movement amount (δX, δY, δZ) of the substrate stage 10 is
(ΔX, δY, δZ) = (− a · sin θ, 0, a−a · cos θ)
It becomes. That is, after the
図3は、試料台42が方向角γの方向に傾斜角θで傾斜した場合に必要となるユーセントリック補正移動量を説明するための図である。この図3は、簡単にいえば、図2の構成に試料台42が傾斜する方向を表した方向角γを導入することにより、二次元の説明を三次元の説明に一般化した図である。従って、座標軸のとり方は、図2の場合と同じであるが、図示の仕方は、図2がY=0平面での断面図的表示であったのに対し、図3が斜視図的表示になっている点において異なっている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the eucentric correction moving amount required when the
この図3において、点Pは、点A’のX−Y平面(Z=0平面)上への射影点である。このとき、方向角γは、線分OPがX軸となす角として定義される。また、傾斜角θは、線分QA’がZ軸となす角に相当する。従って、線分OPの長さは、a・sinθで与えられるので、点Pの座標(x,y)は、
(x,y)=(a・sinθ・cosγ,a・sinθ・sinγ)
となる。
In FIG. 3, a point P is a projection point of the point A ′ onto the XY plane (Z = 0 plane). At this time, the direction angle γ is defined as an angle formed by the line segment OP and the X axis. Further, the inclination angle θ corresponds to an angle formed by the line segment QA ′ with the Z axis. Therefore, since the length of the line segment OP is given by a · sin θ, the coordinates (x, y) of the point P are
(X, y) = (a · sinθ · cosγ, a · sinθ · sinγ)
It becomes.
従って、図3の場合、試料80の観察対象領域部分が点A(図3では図示省略)から点A’へ移動する移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)は、
(ΔX,ΔY,ΔZ)=
(a・sinθ・cosγ,a・sinθ・sinγ,a・cosθ−a)
で与えられる。よって、基体ステージ10のユーセントリック補正移動量(δX,δY,δZ)は、
(δX,δY,δZ)=
(−a・sinθ・cosγ,−a・sinθ・sinγ,a−a・cosθ)
となる。
Therefore, in the case of FIG. 3, the movement amounts (ΔX, ΔY, ΔZ) by which the observation target region portion of the
(ΔX, ΔY, ΔZ) =
(A · sinθ · cosγ, a · sinθ · sinγ, a · cosθ-a)
Given in. Therefore, the eucentric correction moving amount (δX, δY, δZ) of the substrate stage 10 is
(ΔX, δY, δZ) =
(-A · sinθ · cosγ, -a · sinθ · sinγ, aa · cosθ)
It becomes.
また、この場合、球体駆動ステージ30の駆動量sは、図2の場合と同じく
s=−b・θ
によって与えられ、そのそれぞれのX方向成分sxおよびY方向成分syは、
(sx,sy)=(−b・θ・cosγ,−b・θ・sinγ)
となる。
In this case, the driving amount s of the sphere driving stage 30 is s = −b · θ as in the case of FIG.
The respective X-direction component sx and Y-direction component sy are given by
(Sx, sy) = (− b · θ · cos γ, −b · θ · sin γ)
It becomes.
こうして、球体駆動ステージ30の駆動距離sが与えられるが、この場合に注意すべきことは、球体駆動ステージ30の球体駆動Xステージ31および球体駆動Yステージ32を駆動するときには、試料傾斜駆動球体40が球体駆動Xステージ31の上面を回転するときの接点の軌跡が直線になるようにしなければならないことである。そうしなければ、先に求めた駆動量s(sx,sy)を用いることによって、試料80の観察対象領域部分を点A’へ正しく移動させることはできない。
Thus, the driving distance s of the sphere driving stage 30 is given. In this case, it should be noted that when the sphere driving
試料傾斜駆動球体40が球体駆動Xステージ31の上面を転がるときの接点の軌跡が直線になるようにするためには、球体駆動Xステージ31の移動速度と球体駆動Yステージ32の移動速度との比が常に一定であることが必要である。そこで、本実施形態では、そのそれぞれの目標速度を(Vx,Vy)としたとき、
(Vx,Vy)=(−b・θ・cosγ/Δt,−b・θ・sinγ/Δt)
で与えられる移動速度で、球体駆動Xステージ31および球体駆動Yステージ32を駆動する。
In order for the locus of contact when the sample
(Vx, Vy) = (− b · θ · cosγ / Δt, −b · θ · sinγ / Δt)
The sphere
ここで、Δtは、(Vx,Vy)を算出する前に設定しておくべき数値である。ここでは、例えば、Vaを球体駆動Xステージ31および球体駆動Yステージ32の平均的に採り得る最大速度であるとしたとき、Δtは、b・θ・cosγ/Va,b・θ・sinγ/Vaのうち、大きいほうの値であるとする。
Here, Δt is a numerical value that should be set before calculating (Vx, Vy). Here, for example, when Va is the maximum speed that can be taken on average by the sphere
図4は、本発明の実施形態に係る電子顕微鏡100の制御装置70で行われるユーセントリックなステージ制御の処理手順の例を示した図である。図1に示したように、制御装置70のCPU71およびステージ制御部75は、ステージ駆動部65を介して、基体ステージ10、回転ステージ20および球体駆動ステージ30を駆動する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a processing procedure of eucentric stage control performed by the control device 70 of the electron microscope 100 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
まず、CPU71は、図示しないキーボードなどの入力装置から、ユーザが所望する試料80(試料台42)の傾斜角θおよび方向角γを取得する(ステップS11)。次に、CPU71は、その取得した傾斜角θおよび方向角γ、ならびに、試料傾斜駆動球体40の半径bに基づき、試料傾斜駆動球体40が球体駆動Xステージ31の上面を転がる距離s(s=−b・θ)を算出する(ステップS12)。さらに、CPU71は、その距離sおよび方向角γに基づき、球体駆動ステージ30の移動量(Δx,Δy)を算出する(ステップS13)。ここで、Δx=−s・cosγ,Δy=−s・sinγである。
First, the
次に、CPU71は、試料傾斜駆動球体40が球体駆動Xステージ31の上面を直線的に転がるための球体駆動ステージ30の目標移動速度(Vx,Vy)を算出する(ステップS14)。ここで、Vx=−s・cosγ/Δt,Vy=−s・sinγ/Δtであり、このとき、Δtは、例えば、前記したように、b・θ・cosγ/Va,b・θ・sinγ/Vaのうち、大きいほうの値であるとする。
Next, the
次に、CPU71は、ステージ制御部75を介してステージ駆動部65に対し、球体駆動ステージ30を目標移動速度(Vx,Vy)で移動量(Δx,Δy)だけ移動させることを指示する(ステップS15)。ステージ駆動部65は、この指示に基づき、球体駆動ステージ30を移動させ、その結果、試料80(試料台42)は、方向角γの方向に、傾斜角θで傾斜する。
Next, the
次に、CPU71は、球体駆動ステージ30の移動に基づく試料80の観察対象領域部分の移動量(ΔX,ΔY,ΔZ)を算出する(ステップS16)。ここで、
ΔX=a・sinθ・cosγ,ΔY=a・sinθ・sinγ,ΔZ=a・cosθ−a
である。
Next, the
ΔX = a · sin θ · cos γ, ΔY = a · sin θ · sin γ, ΔZ = a · cos θ−a
It is.
次に、CPU71は、ステージ駆動部65に対し、基体ステージ10を移動量(−ΔX,−ΔY,−ΔZ)だけ移動させることを指示する(ステップS17)。この指示に基づき、ステージ駆動部65は、基体ステージ10を移動量(−ΔX,−ΔY,−ΔZ)だけ移動させるので、観察対象領域部分は、試料80(試料台42)が傾斜駆動される前と同じ位置に戻る。その結果、観察対象領域部分の傾斜に対するユーセントリック性が確保されることになる。
Next, the
なお、以上の図3および図4を用いた説明では、基体ステージ10のユーセントリック補正移動量(δX,δY,δZ)を、球体駆動ステージ30における座標軸に基づき算出している。従って、基体ステージ10の移動方向に基づくXY座標系が球体駆動ステージ30に基づくXY座標系を、任意の角度β、回転したものである場合には、基体ステージ10のユーセントリック補正移動量(δX,δY,δZ)は、基体駆動ステージ10に基づくXY座標系で算出する必要がある。 In the above description using FIG. 3 and FIG. 4, the eucentric correction moving amount (δX, δY, δZ) of the base stage 10 is calculated based on the coordinate axis in the sphere driving stage 30. Accordingly, when the XY coordinate system based on the moving direction of the substrate stage 10 is rotated by an arbitrary angle β with respect to the XY coordinate system based on the sphere driving stage 30, the eucentric corrected moving amount (δX , ΔY, δZ) must be calculated in the XY coordinate system based on the substrate driving stage 10.
そこで、基体ステージ10によるXY座標系が球体駆動ステージ30によるXY座標系を角度βだけ回転したものであるとする。その場合には、図3における点A’の射影点である点Pの座標(x’,y’)を、基体ステージ10によるXY座標系で表すと、
(x’,y’)=(a・sinθ・cos(γ−β),a・sinθ・sin(γ−β))
となる。
従って、基体ステージ10におけるXY座標系に基づいたユーセントリック補正移動量(δX,δY,δZ)のδXおよびδYは、
δX=−a・sinθ・cos(γ−β)
δY=−a・sinθ・sin(γ−β)
として、簡単に求めることができる。
Therefore, it is assumed that the XY coordinate system based on the base stage 10 is obtained by rotating the XY coordinate system based on the sphere driving stage 30 by an angle β. In that case, the coordinates (x ′, y ′) of the point P, which is the projection point of the point A ′ in FIG.
(X ′, y ′) = (a · sin θ · cos (γ−β), a · sin θ · sin (γ−β))
It becomes.
Accordingly, δX and δY of the eucentric correction moving amount (δX, δY, δZ) based on the XY coordinate system in the substrate stage 10 are
δX = −a · sin θ · cos (γ−β)
δY = −a · sinθ · sin (γ−β)
As can be easily obtained.
以上、本実施形態によれば、従来から用いられている基体ステージ10および回転ステージ20の上に、球体駆動ステージ30および試料傾斜駆動球体40を設けることによって、試料台42、つまり、試料80を任意の方向角γの方向に、任意の傾斜角θに傾斜させることが可能になった。また、その傾斜に伴う試料80の観察対象領域の位置移動を、基体ステージ10の移動によってキャンセルすることができるので、試料台42を傾斜したときのユーセントリック性を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態では、方向角γは、0〜360度の任意の角度が許容される。一方、傾斜角θは、任意といっても、支持部材41を試料傾斜駆動球体40の中心を通る水平面よりわずかに上側に配設して、その試料傾斜駆動球体40を保持する必要があるため、その最大傾斜角は80度程度に制約される。しかしながら、80度は、実用上十分大きな傾斜角であり、とくに問題ない。
In the present embodiment, the direction angle γ is allowed to be any angle from 0 to 360 degrees. On the other hand, even if the inclination angle θ is arbitrary, it is necessary to dispose the
また、特許文献1に記載されているユーセントリックステージでは、ユーセントリックに試料を傾斜させるステージが、試料をX,Y,Z方向へ移動させる一般的な移動ステージを保持している構成である。これに対し、本実施形態では、試料80(試料台42)を傾斜させるステージ(球体駆動ステージ30、試料傾斜駆動球体40など)が、試料80をR,X,Y,Z方向へ移動させる一般的なステージ(基体ステージ10)に保持される構成となっている。しかも、試料80傾斜時のユーセントリック性は、その基体ステージ10を利用することによって実現されている。従って、本実施形態における試料ステージ1のほうが、特許文献1に記載されているユーセントリックステージよりも、そのステージサイズを小型化することが容易である。よって、真空試料室60のサイズを小型化することができる。
Moreover, in the eucentric stage described in Patent Document 1, the stage that tilts the sample eucentrically holds a general moving stage that moves the sample in the X, Y, and Z directions. On the other hand, in this embodiment, a stage (a sphere drive stage 30, a sample
以上に説明した実施形態は、SEMなどの電子顕微鏡100およびその電子顕微鏡100で用いられる試料ステージ1に関するものであるが、その説明は、イオンビーム加工装置(FIB(Focused Ion Beam)加工装置)にも、ほとんど同様に適用可能であり、従って、本発明は、イオンビーム加工装置およびその試料ステージにも適用される。 The embodiment described above relates to the electron microscope 100 such as an SEM and the sample stage 1 used in the electron microscope 100, but the description thereof is applied to an ion beam processing apparatus (FIB (Focused Ion Beam) processing apparatus). However, the present invention is applicable to the ion beam processing apparatus and its sample stage.
1 試料ステージ
10 基体ステージ
11 基体Xステージ
12 基体Yステージ
13 基体Zステージ
20 回転ステージ
21 接続部材
22 球体保持部材
23 ベアリング
30 球体駆動ステージ
31 球体駆動Xステージ
32 球体駆動Yステージ
40 試料傾斜駆動球体
41 支持部材
42 試料台
50 鏡体
50a 電子銃
50b 電子レンズ
51 電子ビーム
52 二次電子
53 二次電子検出器
60 真空試料室
65 ステージ駆動部
70 制御装置
71 CPU
72 メモリ
73 信号処理部
74 鏡体制御部
75 ステージ制御部
76 表示部
80 試料
100 電子顕微鏡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample stage 10 Base | substrate stage 11 Base | substrate X stage 12 Base | substrate Y stage 13 Base | substrate Z stage 20
72
Claims (9)
前記試料ステージは、
前記真空試料室内に配設されて、その室内をX軸,Y軸およびZ軸の各方向に自在に移動する基体ステージと、
前記基体ステージの上面に支持されるとともに、その上面に平行な平面内でX軸およびY軸の各方向に自在に移動する球体駆動ステージと、
前記球体駆動ステージの上面に載置され、その載置された球体駆動ステージの上面を回転する試料傾斜駆動球体と、
観察対象の前記試料を保持する試料台と、
を含んで構成され、
前記試料傾斜駆動球体は、
前記基体ステージと、前記基体ステージに支持されて前記球体駆動ステージの上方に配設された支持部材と、によって自身の回転中心位置が前記基体ステージの上方の所定の位置に固定されるように保持され、
前記試料台は、
前記試料傾斜駆動球体の表面の外側上方に、自身の上面が前記表面と平行になるように前記試料傾斜駆動球体に固定して配設され、
前記制御装置は、
前記試料台を傾斜させる方向角と傾斜角の入力を受付けたときには、その方向角と傾斜角と前記試料傾斜駆動球体の半径とに基づき、前記球体駆動ステージのX軸およびY軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ前記球体駆動ステージを移動させ、
前記試料台を傾斜させたことによる前記試料台に保持された前記試料の観察対象領域部分のX軸,Y軸およびZ軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ、その移動方向とは反対方向に、前記基体ステージを移動させること
を特徴とする電子顕微鏡。 A mirror including an electron gun and an electron lens, a sample stage for holding a sample, a vacuum sample chamber for storing the sample stage, and a control device for controlling the operation of the sample stage An electron microscope,
The sample stage is
A substrate stage disposed in the vacuum sample chamber and freely moving in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions in the chamber;
A sphere driving stage that is supported on the upper surface of the substrate stage and moves freely in each direction of the X axis and the Y axis within a plane parallel to the upper surface;
A sample tilt driving sphere mounted on the upper surface of the sphere driving stage and rotating the upper surface of the mounted sphere driving stage;
A sample stage for holding the sample to be observed;
Comprising
The sample tilt drive sphere is:
The base stage and a support member supported by the base stage and disposed above the spherical body driving stage are held so that their rotation center position is fixed at a predetermined position above the base stage. And
The sample stage is
Above the outer surface of the sample tilt drive sphere, arranged fixed to the sample tilt drive sphere so that its upper surface is parallel to the surface,
The controller is
When an input of a direction angle and an inclination angle for inclining the sample stage is received, based on the direction angle, the inclination angle, and the radius of the sample inclination driving sphere, the X axis and Y axis directions of the sphere driving stage are determined. Calculate the movement amount, move the spherical drive stage by the calculated movement amount,
Calculate the amount of movement in each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions of the observation target region portion of the sample held on the sample table by inclining the sample table, and only the calculated movement amount An electron microscope characterized in that the substrate stage is moved in a direction opposite to the moving direction.
前記回転ステージは、
前記基体ステージの上面に、その上面に平行な平面内で回転自在に支持されて配設されるとともに、
前記球体駆動ステージは、
前記回転ステージの上面に、その上面におけるX軸およびY軸の各方向に移動自在に配設されること
を特徴とする請求項1に記載の電子顕微鏡。 The sample stage further includes a rotation stage,
The rotary stage is
The upper surface of the substrate stage is rotatably supported in a plane parallel to the upper surface, and is disposed.
The spherical drive stage is
The electron microscope according to claim 1, wherein the electron microscope is disposed on an upper surface of the rotary stage so as to be movable in each direction of the X axis and the Y axis on the upper surface.
前記球体駆動ステージを移動させる場合には、前記試料傾斜駆動球体が回転するときに前記球体駆動ステージの上面と接する点の軌跡が直線を描くように、X軸方向およびY軸方向のそれぞれの移動速度を調節して前記球体駆動ステージを移動させること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子顕微鏡。 The controller is
When the sphere driving stage is moved, the X axis direction and the Y axis direction are moved so that the locus of the point in contact with the upper surface of the sphere driving stage draws a straight line when the sample tilt driving sphere rotates. The electron microscope according to claim 1, wherein the sphere driving stage is moved by adjusting a speed.
前記真空試料室内に配設されて、その室内をX軸,Y軸およびZ軸の各方向に自在に移動する基体ステージと、
前記基体ステージの上面に支持されるとともに、その上面に平行な平面内でX軸およびY軸の各方向に自在に移動する球体駆動ステージと、
前記球体駆動ステージの上面に載置され、その載置された球体駆動ステージの上面を回転する試料傾斜駆動球体と、
観察対象の前記試料を保持する試料台と、
を含んで構成され、
前記試料傾斜駆動球体は、
前記基体ステージと、前記基体ステージに支持されて前記球体駆動ステージの上方に配設された支持部材と、によって自身の回転中心位置が前記基体ステージの上方の所定の位置に固定されるように保持され、
前記試料台は、
前記試料傾斜駆動球体の表面の外側上方に、自身の上面が前記表面と平行になるように前記試料傾斜駆動球体に固定して配設され、
前記制御装置が前記試料台を傾斜させる方向角と傾斜角の入力を受付けたときには、
前記球体駆動ステージは、
前記制御装置が前記方向角と前記傾斜角と前記試料傾斜駆動球体の半径とに基づき算出したX軸およびY軸の各方向への移動量に従って移動し、
その後、前記基体ステージは、
前記制御装置が算出した、前記球体駆動ステージが移動し、前記試料台が傾斜することに伴う前記試料台に保持された前記試料の観察対象領域部分のX軸,Y軸およびZ軸の各方向への移動量と同じ移動量だけ、その移動方向とは反対方向に移動すること
を特徴とする試料ステージ。 A mirror including an electron gun and an electron lens, a sample stage for holding a sample, a vacuum sample chamber for storing the sample stage, and a control device for controlling the operation of the sample stage A sample stage in an electron microscope,
A substrate stage disposed in the vacuum sample chamber and freely moving in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions in the chamber;
A sphere driving stage that is supported on the upper surface of the substrate stage and moves freely in each direction of the X axis and the Y axis within a plane parallel to the upper surface;
A sample tilt driving sphere mounted on the upper surface of the sphere driving stage and rotating the upper surface of the mounted sphere driving stage;
A sample stage for holding the sample to be observed;
Comprising
The sample tilt drive sphere is:
The base stage and a support member supported by the base stage and disposed above the spherical body driving stage are held so that their rotation center position is fixed at a predetermined position above the base stage. And
The sample stage is
Above the outer surface of the sample tilt drive sphere, arranged fixed to the sample tilt drive sphere so that its upper surface is parallel to the surface,
When the control device receives an input of a direction angle and an inclination angle for inclining the sample stage,
The spherical drive stage is
The control device moves according to the movement amount in each direction of the X axis and the Y axis calculated based on the direction angle, the inclination angle, and the radius of the sample inclination driving sphere,
Thereafter, the base stage is
The X-axis, Y-axis, and Z-axis directions of the observation target region portion of the sample held on the sample stage as the sphere driving stage moves and the sample stage tilts as calculated by the control device A sample stage characterized by moving in the direction opposite to the moving direction by the same moving amount as the moving amount.
前記回転ステージは、
前記基体ステージの上面に、その上面に平行な平面内で回転自在に支持されて配設されるとともに、
前記球体駆動ステージは、
前記回転ステージの上面に、その上面におけるX軸およびY軸の各方向に移動自在に配設されること
を特徴とする請求項4に記載の試料ステージ。 The sample stage further includes a rotation stage,
The rotary stage is
The upper surface of the substrate stage is rotatably supported in a plane parallel to the upper surface, and is disposed.
The spherical drive stage is
5. The sample stage according to claim 4, wherein the sample stage is disposed on the upper surface of the rotary stage so as to be movable in each direction of the X axis and the Y axis on the upper surface.
前記試料傾斜駆動球体が回転するときに自身の上面と接する点の軌跡が直線を描くように、X軸方向およびY軸方向のそれぞれの移動速度を調節して移動すること
を特徴とする請求項4または請求項5に記載の試料ステージ。 When the sphere drive stage moves,
The X-axis direction and the Y-axis direction are adjusted so as to move so that a locus of a point in contact with the upper surface of the sample tilting drive sphere rotates in a straight line. The sample stage according to claim 4 or 5.
前記試料ステージは、
前記真空試料室内に配設されて、その室内をX軸,Y軸およびZ軸の各方向に自在に移動する基体ステージと、
前記基体ステージの上面に支持されるとともに、その上面に平行な平面内でX軸およびY軸の各方向に自在に移動する球体駆動ステージと、
前記球体駆動ステージの上面に載置され、その載置された球体駆動ステージの上面を回転する試料傾斜駆動球体と、
観察対象の前記試料を保持する試料台と、
を含んで構成され、
前記試料傾斜駆動球体は、
前記基体ステージと、前記基体ステージに支持されて前記球体駆動ステージの上方に配設された支持部材と、によって自身の回転中心位置が前記基体ステージの上方の所定の位置に固定されるように保持され、
前記試料台は、
前記試料傾斜駆動球体の表面の外側上方に、自身の上面が前記表面と平行になるように前記試料傾斜駆動球体に固定して配設され、
前記制御装置は、
前記試料台を傾斜させる方向角と傾斜角の入力を受付けたときには、その方向角と傾斜角と前記試料傾斜駆動球体の半径とに基づき、前記球体駆動ステージのX軸およびY軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ前記球体駆動ステージを移動させ、
前記試料台を傾斜させたことによる前記試料台に保持された前記試料の観察対象領域部分のX軸,Y軸およびZ軸の各方向の移動量を算出し、その算出した移動量だけ、その移動方向とは反対方向に、前記基体ステージを移動させること
を特徴とする試料ステージの制御方法。 A mirror including an electron gun and an electron lens, a sample stage for holding a sample, a vacuum sample chamber for storing the sample stage, and a control device for controlling the operation of the sample stage A method for controlling a sample stage in an electron microscope,
The sample stage is
A substrate stage disposed in the vacuum sample chamber and freely moving in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions in the chamber;
A sphere driving stage that is supported on the upper surface of the substrate stage and moves freely in each direction of the X axis and the Y axis within a plane parallel to the upper surface;
A sample tilt driving sphere mounted on the upper surface of the sphere driving stage and rotating the upper surface of the mounted sphere driving stage;
A sample stage for holding the sample to be observed;
Comprising
The sample tilt drive sphere is:
The base stage and a support member supported by the base stage and disposed above the spherical body driving stage are held so that their rotation center position is fixed at a predetermined position above the base stage. And
The sample stage is
Above the outer surface of the sample tilt drive sphere, arranged fixed to the sample tilt drive sphere so that its upper surface is parallel to the surface,
The controller is
When an input of a direction angle and an inclination angle for inclining the sample stage is received, based on the direction angle, the inclination angle, and the radius of the sample inclination driving sphere, the X axis and Y axis directions of the sphere driving stage are determined. Calculate the movement amount, move the spherical drive stage by the calculated movement amount,
Calculate the amount of movement in each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions of the observation target region portion of the sample held on the sample table by inclining the sample table, and only the calculated movement amount A method for controlling a sample stage, wherein the substrate stage is moved in a direction opposite to the moving direction.
前記回転ステージは、
前記基体ステージの上面に、その上面に平行な平面内で回転自在に支持されて配設されるとともに、
前記球体駆動ステージは、
前記回転ステージの上面に、その上面におけるX軸およびY軸の各方向に移動自在に配設されること
を特徴とする請求項7に記載の試料ステージの制御方法。 The sample stage further includes a rotation stage,
The rotary stage is
The upper surface of the substrate stage is rotatably supported in a plane parallel to the upper surface, and is disposed.
The spherical drive stage is
The sample stage control method according to claim 7, wherein the sample stage is disposed on an upper surface of the rotary stage so as to be movable in each direction of the X axis and the Y axis on the upper surface.
前記球体駆動ステージを移動させる場合には、前記試料傾斜駆動球体が回転するときに前記球体駆動ステージの上面と接する点の軌跡が直線を描くように、X軸方向およびY軸方向のそれぞれの移動速度を調節して前記球体駆動ステージを移動させること
を特徴とする請求項7または請求項8に記載の試料ステージの制御方法。 The controller is
When the sphere driving stage is moved, the X axis direction and the Y axis direction are moved so that the locus of the point in contact with the upper surface of the sphere driving stage draws a straight line when the sample tilt driving sphere rotates. The sample stage control method according to claim 7 or 8, wherein the sphere driving stage is moved by adjusting a speed.
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