(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の分析または観察を行う分析／観察手段を複数備え、該試料を該複数の分析／観察手段で分析または観察を行う分析・観察装置において、
前記複数の分析／観察手段間で試料を移動させる搬送手段と、
前記搬送手段の試料搬送に際して、第１の分析／観察手段が分析または観察を行った前記試料上の特定個所を、第２の分析／観察手段の視野内に位置決めする位置決め手段とを備え、
前記搬送手段は、前記試料を保持して予め定めた方向（以下ではＸ軸方向と称す）に移動するＸ軸方向移動用ステージと、該Ｘ軸方向移動用ステージを移動可能に支持するステージ支持部とを備え、
前記Ｘ軸方向移動用ステージは、前記Ｘ軸方向に沿ってある一定間隔の目盛が形成されているスケールを備え、
前記位置決め手段は、前記Ｘ軸方向移動用ステージのスケールを観察するための、前記ステージ支持部側に固定されたスケール観察光学系を備え、該スケール観察光学系による観察結果を利用して前記搬送手段の位置決め制御を実施するものであること
を特徴とする分析・観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分析・観察装置において、
前記スケール観察光学系の視野は前記スケールの目盛間隔より大きく、かつ試料搬送先の前記第２の分析／観察手段の視野は前記スケール観察光学系の分解能より大きいこと
を特徴とする分析・観察装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分析・観察装置において、
前記スケール観察光学系は、前記スケールに向かい合って設置された対物レンズ部と、該対物レンズ部からの光を受けて該スケールの像を結像させる結像部と、該結像されたスケールの像を撮像する撮像部とを備え、
前記対物レンズ部は、前記ステージ支持部側に固定されるよう設置され、
前記結像部は、当該分析・観察装置の筐体容器側に固定されるよう設置されていること
を特徴とする分析・観察装置。
【請求項４】
請求項３に記載の分析・観察装置において、
前記第１及び第２の分析／観察手段は前記Ｘ軸方向に沿って並列配置されているものであり、
前記ステージ支持部は、
前記Ｘ軸方向移動用ステージを支持しつつ、該Ｘ軸方向と垂直なＹ軸方向に前記試料を載せた前記Ｘ軸方向移動用ステージを移動させるＹ軸方向移動用ステージと、
前記Ｙ軸方向移動用ステージを前記Ｙ軸方向に移動可能であるように、当該分析・観察装置の筐体容器に固定する基台とを備え、
前記対物レンズ部は、前記試料と共に前記Ｙ軸方向に移動可能であるように、前記Ｙ軸方向移動用ステージ側に固定して設置され、
前記対物レンズ部から前記結像部に至る光は、前記Ｙ軸方向に平行であること
を特徴とする分析・観察装置。
【請求項５】
請求項４に記載の分析・観察装置において、
前記Ｙ軸方向移動用ステージ側に固定されるよう配置された参照スケールと、
前記参照スケールの像と前記Ｘ軸方向移動用ステージに形成されたスケールの像との合成像が前記撮像部で得られるように、前記参照スケールの像を導く光路を形成する光学系とをさらに有すること
を特徴とする分析・観察装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の分析・観察装置において、
前記位置決め手段は、
前記第１の分析／観察手段により前記試料の移動前に得られた画像、及び前記試料を移動した後に前記第２の分析／観察手段により得られた画像をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記記憶した２つの画像を比較し、両画像に映る前記試料の位置ずれを検出し、該検出結果を利用して互いの画像に映る試料位置を一致させるように、前記搬送手段の位置決め動作を制御する制御手段とをさらに備えること
を特徴とする分析・観察装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の分析・観察装置において、
前記複数の分析／観察手段は、走査形電子顕微鏡及びレーザ質量分析計であることを特徴とする分析・観察装置。
【請求項８】
請求項１〜７記載の分析・観察装置は、試料を真空室内で分析または観察するものであることを特徴とする分析・観察装置。
【請求項９】
請求項１〜７記載の分析・観察装置において、
前記複数の分析／観察手段は、可視光、赤外光、Ｘ線、電子及びイオンのうちいずれかを利用するものであることを特徴とする分析・観察装置。
【請求項１０】
複数の分析／観察手段を備える分析・観察装置において、分析または観察の対象となる試料を第１の分析／観察手段から第２の分析／観察手段へ移動させる際の位置決め制御方法であって、
前記試料を保持して移動するステージに、移動方向に沿ってある一定間隔で目盛が形成されているスケールを設け、
予め定めた固定個所を通過していく前記ステージに設けられている前記スケールの目盛を検出し、
前記検出結果を利用して、前記第１の分析／観察手段が分析または観察を行った前記試料上の特定個所を、前記第２の分析／観察手段の視野内に位置決めすること
を特徴とする位置決め制御方法。
【請求項１１】
試料を移動させる搬送手段と、該搬送手段の位置決めを行う位置決め手段とを備える試料移動装置において、
前記搬送手段は、前記試料を保持しつつ予め定めた方向へ移動するステージと、該ステージを移動可能に支持するステージ支持部とを備え、
前記ステージは、移動方向に沿ってある一定間隔の目盛が形成されているスケールを備え、
前記位置決め手段は、前記ステージ支持部側に固定された前記スケールを観察するためのスケール観察光学系を備え、該スケール観察光学系による観察結果を利用して前記搬送手段の位置決め制御を実施するものであること
を特徴とする試料移動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物の分析や観察を行うための装置に係わり、特に、メモリ、ＡＳＩＣなどのＬＳＩ、磁気デイスク装置、液晶など半導体デバイスの歩留り向上のために必要な、微小異物、汚染部を対象とする電子顕微鏡や２次イオン質量分析計、顕微レーザ質量分析計などの分析装置や観察装置（以下では分析／観察手段と総称する）を複数備えた分析・観察装置において、複数の分析／観察装置間の試料搬送及びその位置決めを高精度で高速に行う手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体製品の集積度の向上にともない、サブミクロンの微小異物や数原子層の微量汚染物でも不良の原因となってきている。不良解析には、これらの異物、汚染物の大きさ、形状や組成、成分の分析を行う必要がある。微小異物の観察には従来から電子顕微鏡が用いられている。また、微小異物、微量汚染物の高感度分析手法としては、荷電粒子やレーザ光を試料上の微小個所に照射して発生させたイオンを分析する２次イオン質量分析計や顕微レーザ質量分析計が開発されている。
【０００３】
ところで異物の由来を究明するためには、これら複数の分析／観察手段で得られたデータを組合わせた総合的判断が必要なことが多い。また、顕微レーザ質量分析計の定量性向上のためには、レーザ光の照射による試料表面の蒸発の状態を知ることが必要である。このためにも、顕微レーザ質量分析計と電子顕微鏡とを組み合わせて、高度な観察を行うことが必要となる。
【０００４】
電子顕微鏡、２次イオン質量分析計、顕微レーザ質量分析計及びイオンビーム加工装置を組み合わせた例は特開平１０−２２３１６８号公報に記載されている。この従来装置は、電子顕微鏡の電子線と顕微レーザ質量分析計のレーザ光とを同じ位置に照射する場合と、異なる位置に照射する場合について述べている。前者は電子顕微鏡と顕微レーザ質量分析計のレンズ系を同軸に配置するため、観察性能及び分析性能が制限される。そこで観察性能及び分析性能を最大限に発揮させるため、後者の構成を採用すると、試料を電子顕微鏡と顕微レーザ質量分析計との間で移動する必要があり、試料台の位置合わせ精度を高くする必要が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術で例示されるように、同一試料に対して電子顕微鏡による観察と顕微レーザ質量分析計による分析とを連続して行う際、電子顕微鏡と顕微レーザ質量分析計との間で試料を搬送する手段が必要となる。一般的な装置の大きさからして、両者間の移動距離は数十ｃｍであるが、上記従来技術で述べられているように、試料ステージの移動距離と位置精度とは両立しない。そこで位置合わせ精度を向上させるため、上記従来技術では粗動機構と微動機構とを組み合わせている。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術は試料位置を直接的に計測する手段を備えていない。また、真空室内で試料を搬送するため、試料台を外部から見て、移動距離を測定することも難しい。このため、位置決めの際、測定者が電子顕微鏡や顕微レーザ質量分析計の試料像を観察しながら、異物を捜すことが必要となる。特に、粗動ステージの誤差のため、異物が視野外にある場合には、これを捜すのに非常に手間がかかる。
【０００７】
本発明は、複数の分析／観察手段を備える分析・観測装置において、複数の分析／観察手段間で試料を搬送する際、該試料上の分析または観察対象物が移動先の分析／観察手段の視野内に入るように位置決めすることが可能な分析・観察装置を提供することを目的とする。
【０００８】
なお、本明細書において、分析／観察手段の視野とは当該手段自身の分析／観察視野、あるいは当該手段と連動して分析／観察領域を設定するために用いられる光学的観察手段で観察可能な２次元領域を指し、例えば、走査型電子顕微鏡の視野や、顕微レーザ質量分析計に備え付けられている分析位置特定用カメラの視野を指すものとする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、分析／観察手段を複数備える分析・観察装置において、これら複数の分析／観察手段間で試料を移動させる際に、ある１つの分析／観察手段が分析または観察を行った前記試料上の特定個所を、他のの分析／観察手段の視野内に位置決めする位置決め手段とを備える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施態様においては、試料を載せて分析／観察手段間を移動させる移動用ステージに、移動先の分析／観察手段の視野より狭い間隔で目盛が切られているスケールを設ける。さらに、分析／観察手段間を試料が移動する際、通過して行く目盛を、移動する移動用ステージに対して固定されているスケール観察光学系で観察してカウントすることにより、試料の移動距離をモニタする。本発明では、このモニタ結果を利用して位置決めを行うことで、試料上の対象物が移動先の分析／観察手段の視野に入るようにしている。以下、本発明のより具体的な実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明の第１の実施形態を図１を参照して説明する。
【００１２】
図１において、１は試料台、Ｓ（１）、Ｓ（２）、‥‥‥Ｓ（Ｎ）は目盛、Ｉは目盛間隔、３はスケール観察用光学系の視野、Ｒ０は視野３の幅、Ｗ１、Ｗ２はそれぞれ第１及び第２分析／観察装置の視野、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ視野Ｗ１，Ｗ２の幅、４は試料である。実線及び破線はそれぞれ第１及び第２分析／観察装置で試料分析または観察を行うときの試料台位置である。
【００１３】
また上記各番号、記号にアポストロフィを付けたものは、破線の試料台位置に対応している。Ｌは２つの分析／観察装置の光軸間の距離である。Ｘは２つの分析／観察装置の光軸を結ぶ直線の方向、Ｙはこれと垂直な方向である。以下では、最初に第１分析／観察装置で試料分析または観察を行い、その後、試料台を移動して、第１分析／観察装置で分析あるいは観察した試料上の特定個所を、第２分析／観察装置の視野内に位置決めする場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
本発明では、スケール観察用光学系の視野の大きさＲ０とスケールの目盛間隔Ｉとは、
Ｒ０＞Ｉ  ……（数１）
の関係とする。これにより、視野３内には常に少なくとも１つの目盛が見えている。第１分析／観察装置で試料上の対象物となる異物を分析や観察している時に、視野３に見えている目盛のうちもっとも左側のもの（あるいはもっとも右側のもの）をＳ（ｉ）とする。
【００１５】
この異物を第２分析／観察装置にて分析または観察するためには、試料台１を上記Ｌの距離移動させる必要がある。Ｌは目盛間隔Ｉと次式の関係で表される。
【００１６】
Ｌ＝ｋＩ＋α、ｋは整数、０≦α＜Ｉ  ……（数２）
ここで、ｋは移動開始からカウントした目盛のカウント数、αは目盛間隔Ｉ未満の距離成分である。
【００１７】
すなわち、本実施形態において分析または観察対象となる異物を第１分析／観察装置から第２分析／観察装置の光軸近傍に移動させるには、試料移動前に目盛Ｓ（ｉ）があった位置において、ｋ本の目盛が通過することを、スケール観察用光学系を用いて確認すればよい。
【００１８】
また本実施形態では、第１及び第２分析／観察装置の視野Ｗ１，Ｗ２の大きさは、ともにスケール観察用光学系の分解能より大きいものとする。すなわち、スケール観察用光学系の分解能をＲとおくと、
Ｒ＜Ｒ１ かつ Ｒ＜Ｒ２  ……（数３）
である。そこで、上記の式（数２）を次のように書き換える。
【００１９】
Ｌ＝ｋＩ＋ｊＲ＋β、ｊは整数、−Ｒ／２≦β＜Ｒ／２  ……（数４）
ここで、βはスケール観察用光学系の分解能Ｒ未満の距離成分である。
【００２０】
これから、異物を第１及び第２分析／観察装置の視野Ｗ１，Ｗ２内に位置決めするためには、目盛Ｓ（ｉ＋ｋ）が検出された位置からさらにｊＲの距離を移動することを、スケール観察用光学系を用いて確認すればよい。
【００２１】
また、異物を第２分析／観察装置の測定位置にさらに高精度に位置決めするには、第２分析／観察装置で得られた像と第１分析／観察装置で得られた像とを画像処理装置等において比較し、これら２つの像に映っている異物位置のずれを求め、この求めたずれをフィードバックすることで試料台位置の位置決め動作を制御し、異物位置を一致させればよい。
【００２２】
また、以上説明した操作、すなわちスケールの目盛を利用した試料台の移動距離のモニタリングや、移動前後の分析／観察装置からの像を利用した位置決めを自動化することにより、複数の分析／観察装置間で試料を搬送する際の、試料の位置決めを正確にかつ高速に行うことが可能となる。
【００２３】
本発明の第２の実施形態を図２、図３を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態における分析・観察装置は、分析／観察装置として走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び顕微レーザ質量分析計を備え、これら両装置間で試料を移動させて試料上の同一対象物を観察および分析するものである。
【００２５】
本実施形態の分析・観察装置は、例えば図２に示すように、主要な構成として、試料を載せた試料台１を移動させるＸＹステージ２０２、試料台１上に設けられた目盛を観察するスケール観察用光学系カメラ２０３、スケール観察用光学系カメラ２０３の観測結果を利用して目盛位置を計測する目盛位置計測部２０４、対象物の顕微鏡観察を行う電子顕微鏡２１０、取得された電子顕微鏡像を記憶する画像記憶部２１１、記憶されている電子顕微鏡像から対象となる異物の位置を検出する異物位置検出部２１２、顕微レーザ質量分析計の分析位置を設定するために使用される顕微レーザ質量分析計用カメラ２２０、顕微レーザ質量分析計用カメラ２２０により取得された光学像を記憶する画像記憶部２２１、画像記憶部２２１に記憶された光学像から対象となる異物の位置を検出する異物位置検出部２２２、及び目盛位置計測部２０４、異物位置検出部２１２、２２２からの計測結果や検出結果を用いてＸＹステージ２０２の位置決めを行う制御コンピュータ２０１を備えている。
【００２６】
本実施形態における具体的な装置構成例を図３に示す。図３において、１は試料台、Ｓ（１）、Ｓ（２）、‥‥‥Ｓ（Ｎ）は目盛、４は試料、１１は顕微レーザ質量分析計用対物レンズ、１１Ｌは顕微レーザ質量分析計のレーザ光及び観察光、１１ｘはイオン引出穴及び電極、１２は電子顕微鏡用対物レンズ、１２ｅは電子線、２２はスケール観察用対物レンズ、２３は鏡、２４は保持治具、２５は結像レンズ、２０３はスケール観察用光学系カメラ、２７は観察光、２８は照明光源、２９は半透明鏡である。
【００２７】
また、本例において、図２のＸＹステージ２０２は、Ｘ方向移動用ステージ２０Ｘ、Ｙ方向移動用ステージ２０Ｙ、及び移動用ステージ２０Ｘ、２０Ｙが載置される基台２１から構成される。本実施形態では、Ｘ方向移動用ステージ２０ＸをＹ方向移動用ステージ２０Ｙと試料台１との間に配置している。さらに、本実施形態では、このＹ方向移動用ステージ２０Ｙには、保持治具２４によってスケール観察用対物レンズ２２及び鏡２３が固定されている。また、スケール観察用光学系の結像レンズ２５及びスケール観察用光学系カメラ２０３は、移動用ステージ２０Ｘ，２０Ｙを載せた基台２１が配置される真空雰囲気の試料室の内部または外部に固定されている。
【００２８】
上記図３の構成例によれば、試料４がＹ方向に移動するのと一緒にスケール観察用対物レンズ２２も移動する。したがってスケール観察用対物レンズ２２は常に目盛Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）の上にあることになる。また、試料４がＸ方向に移動するときには、スケール観察用対物レンズ２２は移動しない。
【００２９】
したがって、本実施形態によれば、Ｘ方向の移動距離をスケール観察用光学系でモニタし、異物を必ず移動先の分析／観察装置の視野Ｗ１またはＷ２に入れるように位置決めすることが可能となる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、スケール観察用対物レンズ２２から出て結像レンズ２５に至る光はＹ方向に沿った平行光としている。したがってＹ方向移動用ステージ２０Ｙによりスケール観察用対物レンズ２２が移動しても、目盛Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）は常にスケール観察用光学系カメラ２０３で観察可能である。
【００３１】
このような配置にすることにより、スケール観察用光学系カメラ２０３は窓を介して試料を収容する真空容器の外部に置くことができ、一般に出回っている安価な大気圧での利用を想定したカメラが使用可能である。また真空容器内に電気部品や配線を置く必要がないため、真空度への影響も低くできる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、各分析装置や観察装置間の試料受け渡し及び位置決めを、高い位置精度で高速に行うことができる。
【００３３】
本発明の第３の実施形態を上記図１を参照して説明する。
【００３４】
本実施形態の分析・観察装置では、例えば上記第１または第２の実施形態の試料台１に目盛Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）と合わせて、試料台の移動する方向（本例ではＸ方向）に延びる直線Ｔを設けている。さらに、２つの分析／観察装置間で試料を移動させる間、直線ＴのＹ方向の位置変動を、例えばスケール観察用光学系のビデオカメラ等の光学的観察装置にてモニタする。
【００３５】
本実施形態によれば、Ｘ軸方向移動用ステージ２０ＸをＸ軸方向に移動するのに伴いＹ軸方向の位置がずれていく場合、このずれを検出し、該検出したずれ量をＹ軸方向移動用ステージ２０Ｙの制御にフィードバックすることにより、ずれを補正し、ずれの影響も抑えることができる。
【００３６】
本実施形態によれば、試料の移動方向と直交する方向でのずれを補正することができるため、試料受け渡しの位置精度をさらに高くすることができる。例えば、上記第２の実施形態において、顕微レーザ質量分析計と電子顕微鏡とが移動方向であるＸ軸方向からずれている場合などに、本実施形態によりその影響を防ぐことができる。
【００３７】
本発明の第４の実施形態を図４を参照して説明する。
【００３８】
本実施形態の分析・観察装置は、上記第２の実施形態の分析・観察装置において参照スケールを利用することで、試料の位置決め精度の向上を図ったものである。本実施形態の分析・観察装置の構成を示す図４において、２３Ａは半透明鏡、２３Ｂは鏡、Ｕは参照スケールである。図中に示す他の構成は、上記第２の実施形態の構成と同じものであり、上記図３と共通の符号を用いている。
【００３９】
本実施形態では、スケール観察用光学系において、上記第２の実施形態の鏡２３に代えて半透明鏡２３Ａ及び鏡２３Bを配置し、目盛Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）と参照スケールＵとをスケール観察用光学系カメラ２０３で同時観察するようにしたものである。参照スケールＵは対物レンズ２２、半透明鏡２３Ａ、鏡２３Ｂとともに保持治具２４に取り付けられている。
【００４０】
例えば、Ｙ方向移動用ステージ２０Ｙを動かしたときに、ステージのガタツキ等のために保持治具２４の向きが変ると、観察光２７の向きが変り、ビデオカメラ２６上の結像位置がずれる。したがってこのままでは目盛Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）の観察位置精度が低下する。
【００４１】
そこで本実施形態では、上記のようなＹ方向に対する保持冶具２４の向きのずれによって起こる位置精度の低下を防止するために、保持治具２４の向きが変った場合でも、目盛Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）と一緒に参照スケールＵもビデオカメラ２６上で移動し、両者の相対位置関係は変化しないようにした。本実施形態では、保持冶具２４の向きのずれの影響が相殺されるため、目盛Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）の位置を正確に測定することができる。
【００４２】
本実施形態によれば、移動用ステージのガタツキ等によって生じる保持冶具２４のずれによる影響を抑えることができるため、より高精度の試料の位置合わせを行うことができる。
【００４３】
本発明の第５の実施形態を図５、図６を参照して説明する。
【００４４】
本実施形態では、本発明を適用した試料位置決めの手順について説明する。ここでは、分析・観察装置が上記図４に示した第４の実施形態の構成を備えているものとする。
【００４５】
本実施形態の試料位置決めの手順では、図６のフローチャートに示すように、最初、電子顕微鏡によって得られたＳＥＭ像（画像Ｇ）を記憶し（ステップ６０１）、スケール観察用光学系中心から目盛までの距離Ｘｓを求める（ステップ６０２）。図５（ａ）は電子顕微鏡で試料を観察している状態を示している。紙面に向かって左は電子顕微鏡の視野Ｗ１内に映った試料のＳＥＭ像、右はスケール観察用光学系の視野３に映ったスケールＳ（ｉ）及び参照スケールＵの像である。ここでは、試料の移動前にＳ（ｉ）とＵとが重なり合っている場合を考える。なお、図５（ａ）の左のＳＥＭ像には、レーザ質量分析装置で分析対象となり得る複数個の異物５００が映っているものとする。
【００４６】
次に、スケール観察用光学系のＸｓの位置を、ｋ本の目盛が通過するまで、Ｘ方向移動用ステージ２０Ｘを移動させる（ステップ６０３〜６０５）。図５（ｂ）は、試料を顕微レーザ質量分析計側に移動したが、スケール観察用光学系による位置合わせを行う前の状態である。図中左は顕微レーザ質量分析計の視野Ｗ２内に映った試料像、右はスケール観察用光学系の視野３に映ったスケールＳ（ｉ＋ｋ）及び参照スケールＵの像である。本状態は図５（ａ）からｋ本のスケールが視野３内を通過したが、参照スケールＵとは一致していない場合を想定している。
【００４７】
次に、スケール観察用光学系中心から目盛までの距離が、Ｘｓ＋ｊRとなるまでＸ方向移動用ステージ２０Ｘをさらに駆動する（ステップ６０６、６０７）。図５（ｃ）は、スケール観察用光学系による位置合わせを行った後の状態である。左右の像は図５（ｂ）と同様である。
【００４８】
次に、レーザ質量分析計に備えられている分析領域特定のための光学的観察装置による観察像が、上記ステップ６０１で取得されたＳＥＭ像（画像G）と一致しているかを調べる（ステップ６０８）。一致していない場合（ステップ６０８でＮｏ）には、両像が一致するように、Ｘ及びＹ方向移動用ステージ２０Ｘ、２０Ｙを駆動し（ステップ６０９）、一致している場合には（ステップ６０８でＹｅｓ）には、対象となる異物５００をレーザ質量分析計で分析する（ステップ６１０）。
【００４９】
本実施形態の図５（ｃ）では、スケールＳ（ｉ＋ｋ）と参照スケールＵとが一致しているが、視野Ｗ２内の観察像は、図５（ａ）の視野Ｗ１内のＳＥＭ像とは一致していない状態を示している。
【００５０】
両画像が一致していない場合には、例えば、図５（ａ）の視野Ｗ１内のＳＥＭ像と図５（ｃ）の視野Ｗ２内の観察像とを画像処理装置に読み込み、視野Ｗ２内の観察像に映っている複数個の異物５００ａで構成されるパターンと、図５（ａ）の視野Ｗ１内のＳＥＭ像に映っていた異物５００のパターンとを比較する。このように２つのパターンの比較処理を実施することにより、異物位置のずれを求め、これをＸ方向あるいはＹ方向移動用ステージ２０Ｘ、２０Ｙにフィードバックすることにより、ステージ位置を自動制御し、両者の異物位置を一致させることができる。図５（ｄ）は上記位置決め制御操作を行った後の状態である。
【００５１】
ところで一般に、スケールＳ（ｉ）と参照スケールＵとは上記のように重なっているとは限らないが、両者間の相対位置Ｘｓを測定することにより、上記と同様の操作が可能である。
【００５２】
本実施形態において、顕微レーザ質量分析計の試料観察用カメラは通常のＴＶ撮影に用いられるもので良く、例えば、ピクセル数が横５７０×縦４８５、ピクセルサイズが□２０μｍのものを用いることができる。この１ピクセルを試料上の０．１μｍに対応させるため、観察光学系の倍率を２００倍とした。これにより、上記数３に記載したＲ２は、
Ｒ２＝０．１μｍ×５７０＝５７μｍ  ………（数５）
となる。
【００５３】
また、スケール観察用光学系のカメラ２６も顕微レーザ質量分析計のカメラと同じ物を用いる。図４のスケール観察用対物レンズ２２と結像レンズ２５の焦点距離をともに２０ｍｍとすることにより、２０μｍの分解能を得るようにした。この分解能Ｒと上記Ｒ２とは、上記数３を満たしている。また、Ｒ０は、
Ｒ０＝２０μｍ×５７０＝１１．４ｍｍ  ………（数６）
となる。そこで目盛間隔を１０ｍｍとすることで、上記数１を満たすようにした。
【００５４】
本実施形態において、上記図６のフローチャートに示すような一連の制御操作を自動化することにより、電子顕微鏡と顕微レーザ質量分析計との間の試料受け渡しを、高い位置精度でかつ観察分析処理の高速化、無人化を図ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、ＳＥＭ像とレーザ質量分析計の観察像とに映った複数の異物からなるパターンを利用して２つの像のずれを補正したが、本発明において２つの像のずれを補正する処理はこれに限定されるものではなく、例えば個別の異物あるいは分析対象の形状を認識したり、あるいは、試料が半導体ウエハーの場合にはウエハーの配線パターンを認識することで、ずれを補正する構成としても良い。
【００５６】
さらに、本実施形態では、走査型電子顕微鏡の像とレーザ質量分析計の光学観察像とを利用したが、本発明で利用することができる像の種類はこれらに限定されるものではなく、移動前と移動後における分析対象の位置が直接的あるいは間接的に確認することが可能なものであれば、他の種類の画像を使用しても良い。例えば、顕微赤外分光光度計、顕微ラマン分光光度計、２次イオン質量分析計、オージェ電子分光分析計、集束イオンビーム装置、Ｘ線マイクロアナライザ等の画像が挙げられる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、電子顕微鏡と顕微レーザ質量分析計等の真空容器中で分析や観察を行う手段を複数組み合わせた分析・観察装置において、各分析／観察手段間の試料受け渡し及び位置決めを高い位置精度で高速に行うことができる。
【００５８】
さらに、本発明によれば、多数の分析対象を真空雰囲気中で分析・観察する場合でも、無人、自動化を図ることができ、分析・観察処理を短時間に実施することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における試料台を説明するための説明図。
【図２】第２の実施形態の装置構成例を示すブロック図。
【図３】第２の実施形態の装置構成の要部を示す斜視図。
【図４】第４の実施形態の装置構成の要部を示す斜視図。
【図５】
図５（ａ）：試料移動前の、分析／観察装置による像（左）とスケール観察用光学系による像（右）とを示す説明図。
図５（ｂ）：試料移動中の、分析／観察装置による像（左）とスケール観察用光学系による像（右）とを示す説明図。
図５（ｃ）：試料移動中の、分析／観察装置による像（左）とスケール観察用光学系による像（右）とを示す説明図。
図５（ｄ）：試料移動後の、分析／観察装置による像（左）とスケール観察用光学系による像（右）とを示す説明図。
【図６】第５の実施形態における試料の位置決め操作例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１‥‥‥試料台
３‥‥‥スケール観察用光学系の視野
４‥‥‥試料
１１‥‥‥顕微レーザ質量分析計用対物レンズ
１２‥‥‥電子顕微鏡用対物レンズ
２０Ｘ，２０Ｙ‥‥‥Ｘ，Ｙ方向移動用ステージ
２１‥‥‥基台
２２‥‥‥スケール観察用対物レンズ
２３‥‥‥鏡
２３Ａ‥‥‥半透明鏡
２３Ｂ‥‥‥鏡
２４‥‥‥保持治具
２５‥‥‥結像レンズ
２７‥‥‥観察光
２８‥‥‥照明光源
２９‥‥‥半透明鏡
２０３‥‥‥スケール観察用光学系カメラ
Ｓ（１）、Ｓ（２）、‥‥‥Ｓ（Ｎ）‥‥‥目盛
Ｉ‥‥‥目盛間隔
Ｒ０‥‥‥視野３の幅
Ｗ１、Ｗ２‥‥‥第１及び第２分析・観察装置の視野
Ｒ１，Ｒ２‥‥‥視野Ｗ１，Ｗ２の幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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