(57)【要約】【課題】  試料上でのプローブの位置決めを効率良く行うことのできるプローブの移動制御方法及びプローブ装置を提供する。【解決手段】  先端が試料２３上に配置されるプローブ１０，１１と、プローブ１０，１１を移動させるためのプローブ駆動手段６，７と、プローブ駆動手段６，７を制御するための制御手段と、試料２３又はプローブ１０，１１の先端を含む画像を形成可能とされた画像形成部９とを備え、試料２３の所定位置上にプローブ１０，１１の先端を配置させるプローブ装置において、形成された画像上での基準軸と、該基準軸に対応するプローブ駆動手段の基準軸とのずれ角度に基づいて、制御手段がプローブ駆動手段６，７によるプローブ１０，１１の移動を制御する。【選択図】図１
2006228800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置におけるプローブの移動制御方法であって、形成された画像上での基準軸と、該基準軸に対応するプローブ駆動手段の基準軸とのずれ角度に基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とするプローブの移動制御方法。
【請求項２】
先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを少なくともＸ−Ｙ平面内で移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置におけるプローブの移動制御方法であって、形成された画像上でのＸ軸と該Ｘ軸に対応するプローブ駆動手段のＸ軸とのずれ角θｘと、当該画像上でのＹ軸と該Ｙ軸に対応するプローブ駆動手段のＹ軸とのずれ角θｙとに基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とするプローブの移動制御方法。
【請求項３】
前記画像内での第１の座標位置（Ｘ１，Ｙ１）に位置する前記プローブの先端を、前記画像において当該第１の座標位置から第２の座標位置（Ｘ２，Ｙ２）に移動させる際には、前記プローブの前記プローブ駆動手段のＸ軸に沿う移動量Ｌｘｍを
【数１】
2006228800.tif 000011
により設定するとともに、前記プローブの前記プローブ駆動手段のＹ軸に沿う移動量Ｌｙｍを
【数２】
2006228800.tif 000012
によって設定することを特徴とする請求項２記載のプローブの移動方法。
【請求項４】
前記画像内において前記プローブ駆動手段のＸ軸に沿う距離Ｒｘｍと、当該距離Ｒｘｍに対応して設定される前記プローブ駆動手段によるそのＸ軸に沿うプローブの移動量Ｍｘｍとの比となるゲインＧｘｍを
【数３】
2006228800.tif 000013
により算出し、また前記画像内において前記プローブ駆動手段のＹ軸に沿う距離Ｒｙｍと、当該距離Ｒｙｍに対応して設定される前記プローブ駆動手段によるそのＹ軸に沿うプローブの移動量Ｍｙｍとの比となるゲインＧｙｍを
【数４】
2006228800.tif 000014
により算出し、
設定された前記各移動量Ｌｘｍ，Ｌｙｍに対して、対応するゲインＧｘｍ，Ｇｙｍをそれぞれ掛け合わせた移動量であるＧｘｍ＊Ｌｘｍ及びＧｙｍ＊Ｌｙｍを、それぞれ前記プローブ駆動手段のＸ軸及びＹ軸に沿う前記プローブの移動量とすることを特徴とする請求項３記載のプローブの移動方法。
【請求項５】
先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置であって、形成された画像上での基準軸と、該基準軸に対応するプローブ駆動手段の基準軸とのずれ角度に基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とするプローブ装置。
【請求項６】
先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを少なくともＸ−Ｙ平面内で移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置であって、形成された画像上でのＸ軸と該Ｘ軸に対応するプローブ駆動手段のＸ軸とのずれ角θｘと、当該画像上でのＹ軸と該Ｙ軸に対応するプローブ駆動手段のＹ軸とのずれ角θｙとに基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とするプローブ装置。
【請求項７】
前記画像内での第１の座標位置（Ｘ１，Ｙ１）に位置する前記プローブの先端を、前記画像において当該第１の座標位置から第２の座標位置（Ｘ２，Ｙ２）に移動させる際には、前記プローブの前記プローブ駆動手段のＸ軸に沿う移動量Ｌｘｍを
【数５】
2006228800.tif 000015
により設定するとともに、前記プローブの前記プローブ駆動手段のＹ軸に沿う移動量Ｌｙｍを
【数６】
2006228800.tif 000016
によって設定することを特徴とする請求項６記載のプローブ装置。
【請求項８】
前記画像内において前記プローブ駆動手段のＸ軸に沿う距離Ｒｘｍと、当該距離Ｒｘｍに対応して設定される前記プローブ駆動手段によるそのＸ軸に沿うプローブの移動量Ｍｘｍとの比となるゲインＧｘｍを
【数７】
2006228800.tif 000017
により算出し、また前記画像内において前記プローブ駆動手段のＹ軸に沿う距離Ｒｙｍと、当該距離Ｒｙｍに対応して設定される前記プローブ駆動手段によるそのＹ軸に沿うプローブの移動量Ｍｙｍとの比となるゲインＧｙｍを
【数８】
2006228800.tif 000018
により算出し、
設定された前記各移動量Ｌｘｍ，Ｌｙｍに対して、対応するゲインＧｘｍ，Ｇｙｍをそれぞれ掛け合わせた移動量であるＧｘｍ＊Ｌｘｍ及びＧｙｍ＊Ｌｙｍを、それぞれ前記プローブ駆動手段のＸ軸及びＹ軸に沿う前記プローブの移動量とすることを特徴とする請求項７記載のプローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブの移動制御方法及びプローブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子光学系を有する走査形電子顕微鏡の構成を備え、その試料室内にプローブを有するマニピュレータを配置し、電子線の走査による試料の走査像を取得して表示するとともに、このときの試料の吸収電流等をプローブを介して検出し、これにより試料の電気特性等の検査を行うことができるプローブ装置が知られている。
【０００３】
このようなプローブ装置においては、その試料室内に配置された試料のパッド部等の所定箇所にマニピュレータのプローブの先端を正確に位置させる必要がある。ここでは、当該所定箇所として、試料のパッド部の例を用いて説明する。
【０００４】
この場合、当該装置のオペレータは、取得された走査像を目視にて確認しながら、まずプローブの接触対象である試料のパッド部が、試料の走査像内に映し出されるように、電子光学系もしくは試料位置を調整する。その後、試料室内に配置されたマニピュレータのプローブをマニュアル操作により移動させ、プローブの先端が当該走査像内に入るように操作する。
【０００５】
このとき、オペレータは、表示されている走査像を目視にて確認しながらプローブの移動指令操作を行うが、走査像の画像（走査画像）におけるＸ軸及びＹ軸と、これらに対応するプローブの駆動系のＸ軸及びＹ軸との間に、Ｘ−Ｙ平面内での角度的なずれが生じている場合がある。すなわち、走査画像における画面上でのＸ軸及びＹ軸と、プローブを移動するための駆動系の駆動機構のＸ軸及びＹ軸とがそれぞれ平行する関係となるとは限らない。
【０００６】
さらに、当該駆動系のＸ軸とＹ軸とが直交していることが望ましいが、駆動系の位置ずれ等によりこれらＸ軸とＹ軸とが正確に直交するとは限らない。
【０００７】
このような場合では、例えば走査画像における画面上でのＸ軸と上記駆動系のＸ軸とが平行となるように電子線の走査方向を調整しても、走査画像の画面上でのＹ軸と駆動系のＹ軸とは平行とならずに、この場合でも角度的なずれが生じる。
【０００８】
なお、上記のように走査形電子顕微鏡の試料室内に配置されるマニピュレータの例としては、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３６５３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のごとく、電子線の走査による走査画像における画面上でのＸ軸とこれに対応するプローブ駆動系のＸ軸との間、もしくは当該画面上でのＹ軸とこれに対応する当該プローブ駆動系のＹ軸との間で角度的なずれが生じていると、オペレータの移動指令により走査画像上で意図するプローブの移動方向と、プローブ駆動系による駆動により試料室内で実際に移動するプローブの移動方向との間に相違が生じることとなる。
【００１１】
この場合においては、オペレータが走査画像上で意図する方向とは異なる方向にプローブが移動してしまうこととなるので、オペレータの移動指令によりプローブの先端を試料のパッド部上に位置させる位置決め作業に手間と時間がかかり、効率良く位置決めを行うことが困難であった。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、試料上でのプローブの位置決めを効率良く行うことのできるプローブの移動制御方法及びプローブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に基づく第１のプローブ移動制御方法は、先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置におけるプローブの移動制御方法であって、形成された画像上での基準軸と、該基準軸に対応するプローブ駆動手段の基準軸とのずれ角度に基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に基づく第２のプローブの移動制御方法は、先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを少なくともＸ−Ｙ平面内で移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置におけるプローブの移動制御方法であって、形成された画像上でのＸ軸と該Ｘ軸に対応するプローブ駆動手段のＸ軸とのずれ角θｘと、当該画像上でのＹ軸と該Ｙ軸に対応するプローブ駆動手段のＹ軸とのずれ角θｙとに基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に基づく第１のプローブ装置は、先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置であって、形成された画像上での基準軸と、該基準軸に対応するプローブ駆動手段の基準軸とのずれ角度に基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とする。
【００１６】
そして、本発明に基づく第２のプローブ装置は、先端が試料上に配置されるプローブと、プローブを少なくともＸ−Ｙ平面内で移動させるためのプローブ駆動手段と、プローブ駆動手段を制御するための制御手段と、試料又はプローブの先端を含む画像を形成可能とされた画像形成手段とを備え、試料の所定位置上にプローブの先端を配置させるプローブ装置であって、形成された画像上でのＸ軸と該Ｘ軸に対応するプローブ駆動手段のＸ軸とのずれ角θｘと、当該画像上でのＹ軸と該Ｙ軸に対応するプローブ駆動手段のＹ軸とのずれ角θｙとに基づいて、制御手段がプローブ駆動手段によるプローブの移動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、画像上での基準軸（Ｘ軸、Ｙ軸）と、該基準軸に対応するプローブ駆動手段の基準軸（Ｘ軸、Ｙ軸）とのずれ角度に基づいて、制御手段がプローブの移動を制御する。よって、プローブの移動時に、当該ずれ角度に基づいて自動的に移動補正がなされることとなる。
【００１８】
これにより、試料上でのプローブの位置決め作業の際に、効率良く位置決めを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に基づくプローブ装置を示す概略構成図であり、走査形電子顕微鏡の構成を備えている。
【００２０】
同図において、１は電子銃であり、この電子銃１からは電子線２１が試料２３に向けて放出される。電子銃１から放出された電子線２１は、集束レンズ２及び対物レンズ４により試料２３上に細く集束されて照射される。このとき、走査コイル３により電子線２１は適宜偏向され、これにより電子線２１は試料２３上での所定の走査領域を走査することとなる。なお、集束レンズ２、走査コイル３、及び対物レンズ４により電子光学系２２が構成されている。
【００２１】
電子線２１が走査された試料２３からは、２次電子等の被検出電子２４が発生する。この被検出電子２４は、電子検出器８により検出される。電子検出器８は、検出した被検出電子２４の検出結果に基づいて、検出信号を出力する。
【００２２】
電子検出器８からの検出信号は、増幅された後にＡ／Ｄ変換され、デジタル信号として画像形成部９に送られる。画像形成部９は、当該デジタル信号を基に画像データを形成し、バスライン１４に出力する。
【００２３】
画像形成部９により形成された画像データは、バスライン１４を介して、ＣＲＴやＬＣＤ等を備える表示部１９に送られる。表示部１９は、当該画像データに基づいて画像（走査像）を表示する。本装置を操作するオペレータは、表示部１９に表示された画像を目視にて確認することにより、試料の走査像を観察することができる。
【００２４】
電子線２１が走査されて観察の対象とされる試料２３は、試料ステージ機構５の上に載置されている。試料ステージ機構５は、水平面に沿うＸ方向及びＹ方向、並びに垂直方向であるＺ方向に試料２３を適宜移動させる。
【００２５】
また、試料２３の上方には、２本のプローブ（探針）１０，１１が設けられている。このプローブ１０，１１は、その先端が試料２３の所定位置上に配置されるものである。これにより当該先端が、試料２３の所定位置に接触し、試料２３を流れる電流等の試料情報を検出することができる。本実施例においては、一方のプローブ１０が電流検出用のプローブとされ、また他方のプローブ１１は電圧印加用のプローブとされている。
【００２６】
これらのプローブ１０，１１の先端が試料２３上における電子線２１の走査領域に位置しているときには、プローブ１０，１１の先端部を含む走査像の画像データが画像形成部９により形成されることとなる。
【００２７】
電圧印加用のプローブ１１には、電圧印加部１３が接続されている。電圧印加部１３は、当該プローブ１１に所定の電圧を印加するためのものである。これにより、試料２３には、プローブ１１を介して電圧印加部１３により電圧が印加されることとなる。
【００２８】
また、電流検出用のプローブ１０には電流検出部１２が接続されている。電流検出部１２は、当該プローブ１０を介して試料２３に流れる電流を検出するためのものである。
【００２９】
従って、電圧印加部１３により試料２３に印加された電圧に起因して試料２３を流れる電流を電流検出部１２により検出することができる。このようにして電流検出部１２により検出された電流の検出データはバスライン１４に送られる。
【００３０】
なお、電流検出用のプローブ１０を介した電流検出部１２による検出対象の電流は、上述のように試料２３に印加された電圧に起因する電流に限定されるものではなく、試料２３を走査する電子線２１に起因して発生する電流（例えば、吸収電流）であってもよい。
【００３１】
上記各プローブ１０，１１は、それぞれプローブ駆動手段６，７に取り付けられている。このプローブ駆動手段６，７は、例えばピエゾ素子から構成されており、プローブ１０，１１をＸ−Ｙ平面（水平面）内及び垂直方向であるＺ方向に移動させるものである。
【００３２】
ここで、電子銃１、集束レンズ２、走査コイル３、対物レンズ４、及び試料ステージ機構５は、それぞれ対応する駆動部１ａ〜５ａにより駆動される。これら各駆動部１ａ〜５ａは、それぞれバスライン１４に接続されている。
【００３３】
また、プローブ１０，１１を移動させるためのプローブ駆動手段６，７は、それぞれ対応する駆動部６ａ，６ｂにより駆動される。これら各駆動部６ａ，６ｂも、それぞれバスライン１４に接続されている。そして、電流検出部１２及び電圧印加部１３も、それぞれバスライン１４に接続されている。
【００３４】
このバスライン１４には、さらに制御部１５、画像処理部１６、演算部１７、表示部１９、及び入力部１９が接続されている。
【００３５】
制御部１５は、上述した本装置の各構成要素を制御するための制御手段である。画像処理部１６は、画像形成部９により形成された画像データに対して所定の画像処理を施すことによって、後述するように画像上でのプローブ先端の位置座標を特定するためのものである。
【００３６】
また、演算部１７は、後述する各演算を実行するためのものである。なお、この演算部１７には、記憶部１８が接続されている。
【００３７】
さらに、表示部１９は、上述のごとく、画像形成部９により形成された画像データに基づいて画像を表示するためのものである。そして、入力部２０は、マウス等のポインティングデバイスやキーボードを備え、本装置のオペレータによる指令入力やマニュアル操作を実行するためのものである。
【００３８】
以上が、本発明に基づくプローブ装置の構成である。次に、本発明に基づくプローブの移動制御方法について説明する。なお、以下の実施の形態においては、一方のプローブ１０を移動制御する例として説明する。
【００３９】
まず、以下に述べる準備工程を実施する。
【００４０】
電子銃１からの電子線２１を、上述のように試料２３に走査させる。この電子線２１の走査により、試料２３からは２次電子等の被検出電子２４が発生し、この被検出電子２４は電子検出器８により検出される。このとき、電子線２１による走査領域に、プローブ１０の先端部が含まれるようにしておく。
【００４１】
電子検出器８は、この検出結果に基づいて検出信号を出力し、画像形成部９はデジタル化された検出信号を基にして画像データを形成する。このようにして形成された画像データに基づいて表示部１９は走査像を表示し、オペレータが当該走査像を目視にて確認する。
【００４２】
表示部１９により表示される走査像の例を図２に示す。同図において、３０は表示部１９によって表示された走査像（画像）であり、この画像３０にはプローブ１０の先端部１０ａが表示されている。
【００４３】
この状態では、図２における画像３０上にて一点鎖線で示す場所にプローブ１０が位置しているものとする。
【００４４】
また、画像形成部９により形成された画像データは、画像処理部１６に送られる。画像処理部１６は当該画像データに対して所定の信号処理を行い、この時のプローブ１０先端部１０ａの画像３０上での位置座標（ｘ１，ｙ１）を検出する。これにより検出された位置座標（ｘ１，ｙ１）のデータは演算部１７に送られる。
【００４５】
次に、オペレータは入力部２０を操作し、プローブ１０をプローブ駆動手段６により当該プローブ駆動手段６のＸ軸駆動方向に沿って所定距離移動させる指示を入力する。このとき、制御部１５は当該指示を受けて、駆動部６ａを介してプローブ駆動手段６の駆動制御を行う。この結果、プローブ１０は、プローブ駆動手段６におけるＸ軸に沿って所定距離だけ移動する。
【００４６】
これによるプローブ１０の移動後の画像データを、上述と同様にして画像形成部９により形成する。このときに形成された画像データに基づいて表示部１９により表示された画像３０では、図２における画像３０上にて実線で示す場所にプローブ１０が移動したものとする。
【００４７】
そして、この時点で作成された画像データも画像処理部１６に送られて所定の信号処理が施される。これにより、当該時点でのプローブ１０の先端部１０ａの画像３０上での座標位置（ｘ２，ｙ２）を検出する。これにより検出された座標位置（ｘ２，ｙ２）のデータも演算部１７に送られる。
【００４８】
ここで、同図に示す例では、プローブ１０がプローブ駆動手段６により移動する当該プローブ駆動手段６のＸ軸（すなわち駆動機構のＸ軸）の方向と、電子線２１の走査に基づいて形成された画像３０のＸ軸の方向とに相違が生じたものとなっている。
【００４９】
演算部１７は、上記２つの位置座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）のデータに基づいて、以下に示す演算式を実行し、θｘを算出する。
【００５０】
【数９】
2006228800.tif 000003
【００５１】
ここで、θｘは画像３０上でのＸ軸とプローブ駆動手段のＸ軸とのずれ角度となる。
【００５２】
この後、オペレータは改めて入力部２０を操作し、プローブ１０をプローブ駆動手段６により当該プローブ駆動手段６のＹ軸駆動方向に沿って所定距離移動させる指示を入力する。これにより、制御部１５は当該指示を受けて、駆動部６ａを介してプローブ駆動手段６の駆動制御を行い、プローブ１０は、プローブ駆動手段６におけるＹ軸に沿って所定距離だけ移動する。
【００５３】
このときのプローブ１０の移動前後におけるプローブ１０の位置を示す画像を図３に示す。同図において、移動前でのプローブ１０の位置は一点鎖線で示されており、また移動後でのプローブ１０の位置は実線で示されている。
【００５４】
そして、上述と同様に画像処理部１６によって、移動前におけるプローブ１０の先端部１０ａの画像３０上での座標位置（ｘ３，ｙ３）を検出するとともに、移動後におけるプローブ１０の先端部１０ａの画像３０上での位置座標（ｘ４，ｙ４）を検出する。
【００５５】
同図に示す例においては、プローブ１０がプローブ駆動手段６により移動する当該プローブ駆動手段６のＹ軸（すなわち駆動機構のＹ軸）の方向と、電子線２１の走査に基づいて形成された画像３０のＹ軸の方向とに相違が生じたものとなっている。
【００５６】
その後、演算部１７により、上記２つの座標位置（ｘ３，ｙ３）,（ｘ４，ｙ４）のデータに基づいて、以下に示す演算式を実行し、θｙを算出する。
【００５７】
【数１０】
2006228800.tif 000004
【００５８】
ここで、θｙは画像３０上でのＹ軸とプローブ駆動手段のＹ軸とのずれ角度となる。
【００５９】
このようにして求められたθｘ、θｙを基にして、画像上のＸ軸、Ｙ軸とプローブ駆動手段のＸ軸（以下、Ｘｍ軸と表す）、Ｙ軸（以下、Ｙｍ軸と表す）との関係を、参考として図４に示す。なお、同図に示すごとく、画像上のＸ軸に対してプローブ駆動手段のＸｍ軸は、ずれ角度θｘだけずれており、また画像上のＹ軸に対してプローブ駆動手段のＹｍ軸は、ずれ角度θｙだけずれている。
【００６０】
また、上記Ｘ軸とＹ軸とは直交しているが、上記Ｘｍ軸とＹｍ軸とは正確に直交するとは限らない。Ｘｍ軸とＹｍ軸とが正確に直交しないのは、双方ともに駆動機構の軸であるので、機械的な取り付け誤差等が発生するためである。
【００６１】
上記のようにして算出されたθｘ及びθｙの値は、演算部１７に接続された記憶部１８に記憶される。
【００６２】
以上が準備工程の説明である。
【００６３】
次に、上記θｘ及びθｙに基づいて制御が行われるプローブの移動制御方法について、図５を参照して説明する。ここで、図５は、表示部１９により表示された走査像である画像３０を示している。
【００６４】
同図に示すように、画像３０には画像上でのＸ軸及びＹ軸が存在する。このＸ軸及びＹ軸により規定される座標系は、画像３０における各画素（ピクセル）の位置を特定するものとなっている。
【００６５】
上記プローブの先端を、図５に示す画像３０上におけるＰ１の位置からＰ２の位置に移動させる場合を以下に説明する。ここで、画像３０上でのＰ１の座標は（Ｘ１，Ｙ１）とし、またＰ２の座標は（Ｘ２，Ｙ２）とする。
【００６６】
よって、Ｐ１の位置からＰ２の位置に移動させる際の変位をベクトルで表現すると、同図におけるベクトルＬとなり、当該ベクトルＬの成分を（Ｌｘ，Ｌｙ）とする。このとき、Ｐ１及びＰ２の座標がそれぞれ（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）であるから、ベクトルＬのＸ軸方向成分Ｌｘについては、Ｌｘ＝（Ｘ２−Ｘ１）となる。また、ベクトルＬのＹ軸方向成分Ｌｙについては、Ｌｙ＝（Ｙ２−Ｙ１）となる。
【００６７】
上記移動を実施する際には、プローブを、画像３０上でのＸ軸方向にＬｘだけ移動させるとともに、Ｙ軸方向にＬｙだけ移動させることとなる。
【００６８】
このとき、プローブを移動させるプローブ駆動手段のＸｍ軸と画像３０上でのＸ軸とは、上述のようにずれ角度θｘだけずれている。また、当該プローブ駆動手段のＹｍ軸と画像３０上でのＹ軸とは、上述のようにずれ角度θｙだけずれている。
【００６９】
よって、プローブ駆動手段を駆動する駆動部に送られる制御部１５からの制御信号は、プローブ駆動手段のＸｍ軸方向（すなわち、プローブ駆動手段自体のＸ軸方向）でのプローブの移動量をＬｘｍ、またプローブ駆動手段のＹｍ軸方向（すなわち、プローブ駆動手段自体のＹ軸方向）でのプローブの移動量をＬｙｍとすると、それぞれ以下の数式で表される。
【００７０】
【数１１】
2006228800.tif 000005
【００７１】
ここで、上記数式の演算は、演算部１７により実行される。
【００７２】
すなわち、演算部１５は、記憶部１８に記憶されているθｘ及びθｙの値を読み出すとともに、上記Ｐ１及びＰ２の各座標位置の情報から上記数式の演算を行い、その結果であるＬｘｍ及びＬｙｍのデータを制御部１５に出力する。制御部１５は、当該Ｌｘｍ及びＬｙｍのデータに基づいて、プローブ駆動手段を駆動する駆動部に制御信号を送る。なお、オペレータによる入力部の操作により入力されたプローブ移動指令に基づいて、移動前後の位置情報であるＰ１及びＰ２の各座標位置の情報は、制御部１５から演算部１７に送られている。
【００７３】
プローブ駆動手段は、上記各移動量Ｌｘｍ及びＬｙｍに基づいてプローブを移動させる。この結果、表示部１９に表示された画像３０上において、上記各ずれ角度θｘ，θｙに基づいたプローブの移動が実行される。
【００７４】
ここで、上記数式（数１１の数式）の導出経緯について説明する。
【００７５】
図５において、プローブの先端をＰ１からＰ２に移動させる際には、プローブを画像３０上でのＸ軸方向にＬｘ、また画像３０上でのＹ軸方向にＬｙだけ移動させることとなる。
【００７６】
まず、プローブを画像３０上でのＸ軸方向にＬｘだけ移動させる場合について、図６を参照して説明する。
【００７７】
図６に示すように、画像３０上でのＸ軸方向に沿ってプローブ１０をＬｘだけ移動させ、これにより同図の一点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動させる場合を考える。この場合、プローブ駆動手段によるプローブ１０の移動駆動としては、該プローブ駆動手段のＸｍ軸に沿ってプローブ１０をＬ１ｘｍだけ移動させるとともに、該プローブ駆動手段のＹｍ軸に沿ってプローブ１０をＬ１ｙｍだけ移動させることとなる。
【００７８】
このとき、正弦定理により、Ｌ１ｘｍ及びＬ１ｙｍは、それぞれ以下の数式で表される。
【００７９】
【数１２】
2006228800.tif 000006
【００８０】
次に、プローブを画像３０上でのＹ軸方向にＬｙだけ移動させる場合について、図７を参照して説明する。
【００８１】
図７に示すように、画像３０上でのＹ軸方向に沿ってプローブ１０をＬｙだけ移動させ、これにより同図の一点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動させる場合を考える。この場合、プローブ駆動手段によるプローブ１０の移動駆動としては、該プローブ駆動手段のＹｍ軸に沿ってプローブ１０をＬ２ｙｍだけ移動させるとともに、該プローブ駆動手段のＸｍ軸に沿ってプローブ１０をＬ２ｘｍだけ移動させることとなる。
【００８２】
このとき、正弦定理により、Ｌ２ｘｍ及びＬ２ｙｍは、それぞれ以下の数式で表される。
【００８３】
【数１３】
2006228800.tif 000007
【００８４】
上記より、図５においてプローブの先端をＰ１の位置からＰ２の位置に移動させる際でのプローブの上記各移動量Ｌｘｍ及びＬｙｍは、以下のごとくとなる。
【００８５】
【数１４】
2006228800.tif 000008
【００８６】
上記各式より、上述したＬｘｍ及びＬｙｍを表す数式（数１１の数式）が導かれる。
【００８７】
以上説明したように、本発明においては、画像上での基準軸（Ｘ軸、Ｙ軸）と、該基準軸に対応するプローブ駆動手段の基準軸（Ｘ軸、Ｙ軸）とのずれ角度に基づいて、制御手段がプローブの移動を制御する。よって、プローブの移動時に、当該ずれ角度に基づいて自動的に移動補正がなされることとなる。
【００８８】
これにより、試料上でのプローブの位置決め作業の際に、効率良く位置決めを行うことができる。
【００８９】
ここで、本発明において、プローブ駆動手段のＸｍ軸方向でのゲインＧｘｍと、プローブ駆動手段のＹｍ軸方向でのゲインＧｙｍとを考慮した場合について、以下に説明する。
【００９０】
画像３０上においてプローブ駆動手段のＸｍ軸に沿う距離Ｒｘｍと、当該距離Ｒｘｍに対応して設定される当該プローブ駆動手段によるそのＸｍ軸に沿うプローブの移動量Ｍｘｍとの比として、ゲインＧｘｍを以下の式により予め算出しておく。
【００９１】
【数１５】
2006228800.tif 000009
【００９２】
また、画像３０においてプローブ駆動手段のＹｍ軸に沿う距離Ｒｙｍと、当該距離Ｒｙｍに対応して設定される当該プローブ駆動手段によるそのＹｍ軸に沿うプローブの移動量Ｍｙｍとの比として、ゲインＧｙｍを以下の式により予め算出しておく。
【００９３】
【数１６】
2006228800.tif 000010
【００９４】
これら各ゲインＧｘｍ，Ｇｙｍは、記憶部１８に格納しておく。
【００９５】
そして、演算部１７は、上記により算出された各移動量Ｌｘｍ，Ｌｙｍに対して、対応するゲインＧｘｍ，Ｇｙｍをそれぞれ掛け合わせ、これにより求められる移動量であるＧｘｍ＊Ｌｘｍ及びＧｙｍ＊Ｌｙｍを、それぞれプローブ駆動手段のＸｍ軸及びＹｍ軸に沿うプローブの移動量として、そのデータを制御部１５に出力する。制御部１５は、Ｇｘｍ＊Ｌｘｍ及びＧｙｍ＊Ｌｙｍのデータに基づいて、プローブ駆動手段を駆動する駆動部に制御信号を送る。
【００９６】
この場合では、プローブ駆動手段のＸｍ軸方向でのゲインＧｘｍと、プローブ駆動手段のＹｍ軸方向でのゲインＧｙｍとを考慮したプローブの移動制御となるので、より正確な位置にプローブの先端を移動させることができる。
【００９７】
なお、上記の実施の形態においては、プローブ装置に設けられた一方のプローブ１０を移動制御する例として説明したが、他方のプローブ１１を移動制御する場合でも同様の制御を行うことができる。
【００９８】
また、上記においてはプローブを垂直方向（Ｚ方向）に移動する工程について言及しなかったが、プローブを試料上に接触させる際には、上述のようにＸ−Ｙ方向での位置決めを行った後にプローブをＺ方向に沿って下降させることにより、プローブの先端を試料面に接触させる。
【００９９】
このとき、プローブをＺ方向に沿って下降させる際に、プローブ先端のＸ−Ｙ方向での位置ずれが生じることがある。この場合には、プローブ先端のＺ方向に沿う移動に対するＸ−Ｙ方向での位置ずれ量を予め測定しておき、プローブ先端のＺ方向位置に対するＸ−Ｙ方向での位置ずれ量を関数として求めておく。
【０１００】
そして、プローブのＺ方向移動に伴うプローブ先端のＸ−Ｙ方向での位置ずれ量を、当該関数を用いた算出結果に基づいて位置補正を行う。
【０１０１】
このようにすれば、プローブの先端を試料面の所定位置に正確に接触させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に基づくプローブ装置を示す概略構成図である。
【図２】プローブをＸ方向に移動させる際に表示される画像の一例を示す図である。
【図３】プローブをＹ方向に移動させる際に表示される画像の一例を示す図である。
【図４】画像上のＸ軸及びＹ軸と、プローブ駆動手段のＸ軸（Ｘｍ軸）及びＹ軸（Ｙｍ軸）との関係を示す図である。
【図５】画像上において、プローブ先端をＰ１からＰ２へ移動させる場合を示す図である。
【図６】画像上において、プローブを画像のＸ軸に沿って移動させる場合を示す図である。
【図７】画像上において、プローブを画像のＹ軸に沿って移動させる場合を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…電子銃、２…集束レンズ、３…走査コイル、４…対物レンズ、５…試料ステージ機構、６…プローブ駆動手段、７…プローブ駆動手段、８…電子検出器、９…画像形成部、１０…プローブ、１１…プローブ、１５…制御部、１６…画像処理部、１７…演算部、１８…記憶部、１９…表示部、２０…入力部、２１…電子線、２２…電子光学系、２３…試料、１ａ〜７ａ…駆動部
【図１】
2006228800.tif 000019
【図２】
2006228800.tif 000020
【図３】
2006228800.tif 000021
【図４】
2006228800.tif 000022
【図５】
2006228800.tif 000023
【図６】
2006228800.tif 000024
【図７】
2006228800.tif 000025