(57)【要約】      （修正有）【課題】とくには電子顕微鏡などのビーム装置によって検査される試料を保持するために設けられた保持部材の位置を制御および監視するための方法および装置を提供する。【解決手段】不整に関係するあらゆる誤差を考慮に入れて保持部材の位置を制御および監視するため、存在しうる誤差の補間という考え方にもとづいて、取得、保存した誤差マップ、補正マップに従い保持部材の位置を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置（１、１６）の一部であり、検査対象の試料（１２）を保持するために設けられており、第２の座標系において位置（Ｘｕ、Ｙｕ）にあるときに、第１の座標系において前記位置（Ｘｕ、Ｙｕ）に対応する現実の物理的位置（Ｘｐ、Ｙｐ）にある保持部材（１１）の位置を制御および監視するための方法であって、
参照点として、参照物体（１２、２５、２６）によって与えられる前記第２の座標系の少なくとも１つの第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）を得る工程であって、この第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）にあるときに前記保持部材（１１）が前記第１の座標系において第１の物理的位置（ＸＡ、ＹＡ）を占める、工程と、
前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の少なくとも１つの第２の物理的位置の、前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の対応する位置からの偏差（ｅＸ、ｅＹ）を含んでいる少なくとも１つの誤差マップを、前記少なくとも１つの第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）によって得る工程と、
前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の少なくとも１つの第３の物理的位置の、前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の対応する位置からの偏差（ｅＸ、ｅＹ、ｅＸＤ、ｅＹＤ）を含んでおり、前記第１の座標系と前記第２の座標系との間の非線形な座標変換を与える少なくとも１つの補正マップを、前記誤差マップによって得る工程とを具備し、さらに、
前記補正マップに従って、前記第２の座標系における所望の位置（ＸＤ、ＹＤ）としての前記対応する位置に対応する前記第１の座標系における前記第３の物理的位置（ＸＤ＋ｅＸＤ、ＹＤ＋ｅＹＤ）へと、前記保持部材（１１）を移動させる工程と、
前記補正マップによって、前記第１の座標系における前記第３の物理的位置に対応する前記第２の座標系における前記対応する位置を、報告する工程との、
少なくとも一方の工程を具備する方法。
【請求項２】
前記誤差マップおよび／または補正マップを保存する工程
をさらに具備する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記誤差マップを得る工程は、前記参照物体（１２、２５、２６）の初期の回転（Ｒ）を考慮することを含んでいる請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記誤差マップを得る工程は、前記参照物体（１２、２５、２６）の傾きを補正することを含んでいる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記参照物体（１２、２５、２６）は、前記第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）である少なくとも１つの頂点を有する参照格子（２６）によって与えられている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記偏差（ｅＸ、ｅＹ）は、視覚的に測定される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記偏差（ｅＸ、ｅＹ）は、反復プロセスによって計算される請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記参照物体は、検査対象である前記試料（１２）によって与えられる請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記誤差マップを得る工程は、前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の前記少なくとも１つの第２の物理的位置（Ｘｐ、Ｙｐ）の前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の前記対応する位置（Ｘｕ、Ｙｕ）からの前記偏差（ｅＸ、ｅＹ）を、補間によって割り出すことを含んでいる請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記補間は、ドロネー三角形分割の方法を含んでいる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記補間は、逆距離加重の方法を含んでいる請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記補正マップを得る工程は、前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の前記第３の物理的位置（Ｘｐ、Ｙｐ）の前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の前記対応する位置（Ｘｕ、Ｙｕ）からの前記偏差（ｅＸ、ｅＹ）を、補間によって割り出すことを含んでいる請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記補間は、多項式補間を含んでいる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記補間は、双一次、双二次、双三次、および／または三次スプラインにもとづく補間関数、ならびに／あるいはドロネー三角形分割を含んでいる請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
入力装置（２６、３８）にて前記保持部材（１１）の所望の位置（ＸＤ、ＹＤ）を入力する工程をさらに具備する請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記報告する工程は、前記第２の座標系における前記位置（Ｘｕ、Ｙｕ）を反復プロセスによって計算する工程を含んでいる請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記医補正マップを得る工程は、軸（３１）を中心にして傾けられた前記保持部材（１１）について前記補正マップを得る工程を含んでいる請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記誤差マップを得る工程は、温度の影響に起因する誤差を補正する工程をさらに含んでいる請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
軽量オーバーレイ参照試料（２６）が、前記参照物体として使用される請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）を得る工程は、
複数の第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）を用意することと、
前記複数の第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）のそれぞれについて前記誤差マップならびに前記補正マップを用意することと、
を含んでいる請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
複数の試料負荷を用意することと、
前記試料負荷のそれぞれについて前記誤差マップおよび前記補正マップを用意することと、
前記保持部材の前記移動のため、および／または前記報告のために、前記誤差マップのうちの１つの誤差マップおよび／または前記補正マップのうちの１つの補正マップを使用することと、
をさらに具備する請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
検査対象の試料（１２）を保持するために設けられた保持部材（１１）の位置を制御および監視するための装置（１、１６）であって、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の方法を実行することができ、前記保持部材（１１）は、当該装置（１、１６）の一部であって、第２の座標系において位置（Ｘｕ、Ｙｕ）にあるときに、第１の座標系において前記位置（Ｘｕ、Ｙｕ）に対応する現実の物理的位置（Ｘｐ、Ｘｐ）を占める装置（１、１６）であり、
参照物体（１２、２５、２６）によってもたらされる前記第２の座標系の少なくとも１つの第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）を参照点として得るための手段であって、この第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）にある前記保持部材（１１）が前記第１の座標系において第１の物理的位置（ＸＡ、ＹＡ）を占める手段と、
前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の少なくとも１つの第２の物理的位置の前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の対応する位置からの偏差（ｅＸ、ｅＹ）を備えている少なくとも１つの誤差マップを、前記少なくとも１つの第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）によって得るための手段と、
前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の少なくとも１つの第３の物理的位置の前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の対応する位置（ＸＤ、ＹＤ）からの偏差（ｅＸ、ｅＸ、ｅＸＤ、ｅＹＤ）を備えており、前記第１の座標系と前記第２の座標系との間の非線形な座標変換を提供している少なくとも１つの補正マップを、前記誤差マップによって得るための手段と、
前記補正マップに従い、前記第２の座標系における所望の位置（ＸＤ、ＹＤ）としての前記対応する位置に対応する前記第１の座標系における前記第３の物理的位置（Ｘｐ、Ｙｐ）へと、前記保持部材（１１）を移動させるための手段と、
前記補正マップによって、前記第１の座標系における前記第３の物理的位置に対応する前記第２の座標系における前記対応する位置を、報告するための手段と、
を具備する装置。
【請求項２３】
少なくとも１つの保存ユニット（２８、４１）を具備する請求項２２に記載の装置（１、１６）。
【請求項２４】
少なくとも１つのマイクロプロセッサ（２９、３８）を具備する請求項２２または２３に記載の装置（１、１６）。
【請求項２５】
前記参照物体（１２、２５、２６）は、前記第１の位置（Ｘ０、Ｙ０）である少なくとも１つの頂点を有する参照格子（２６）として設計されている請求項２２ないし２４のいずれか１項に記載の装置（１、１６）。
【請求項２６】
前記参照物体は、検査対象である前記試料（１２）として設計されている請求項２２ないし２５のいずれか１項に記載の装置（１、１６）。
【請求項２７】
前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の前記第２の物理的位置（Ｘｐ、Ｙｐ）の前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の前記対応する位置（Ｘｕ、Ｙｕ）からの前記偏差（ｅＸ、ｅＹ）を、補間によって割り出すための手段（２９、３８）
を具備する請求項２２ないし２６のいずれか１項に記載の装置（１、１６）。
【請求項２８】
前記第１の座標系における前記保持部材（１１）の前記第３の物理的位置（Ｘｐ、Ｙｐ）の前記第２の座標系における前記保持部材（１１）の前記対応する位置（Ｘｕ、Ｙｕ）からの前記偏差を、補間によって割り出すための手段
を具備する請求項２２ないし２７のいずれか１項に記載の装置（１、１６）。
【請求項２９】
入力装置（２６）および出力装置（３８）を具備する請求項２２ないし２８のいずれか１項に記載の装置（１、１６）。
【請求項３０】
ビームを生成するビーム生成器（２、１７）と、
保持部材（１１）によって保持された物体（１２）へとビームの焦点を合わせる対物レンズ（８、２４）と、
前記保持部材（１１）の位置を制御および監視するための請求項２２ないし２９のいずれか１項に記載の装置（２７、３８）と、
を具備するビーム装置（１、１６）、とくには粒子ビーム装置。
【請求項３１】
電子ビーム装置である請求項３０に記載のビーム装置（１、１６）。
【請求項３２】
走査型電子顕微鏡である請求項３１に記載のビーム装置（１）。
【請求項３３】
透過型電子顕微鏡である請求項３１に記載のビーム装置（１６）。
【請求項３４】
請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の方法を備える実行可能コードを備えている記録可能媒体（３１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、とくには電子顕微鏡などのビーム装置によって検査される試料を保持するために設けられた保持部材の位置を制御および監視する（保持部材の位置決めを制御する）ための方法および装置に関する。とくにはビーム装置において、保持部材は、検査対象の試料のためのステージとしても知られている。
【背景技術】
【０００２】
光学顕微鏡や電子顕微鏡などといった装置において、当該装置にてユーザによって検査される試料上の対象の点を正確に特定することが、しばしば必要とされる。また、対象の点を再度調べることができるよう、そのような試料上の対象の点についての情報を記録することも、やはり望まれる。いくつかの用途においては、試料上の欠陥など、対象の点を特定するために第１の装置（例えば、光学顕微鏡）が使用され、次いで対象の点が、電子顕微鏡などといった第２の装置によって詳細に検査される。そのような欠陥は、きわめて小さいため、検査の際にそれらの欠陥を再び見つけ出して正しく特定するために、それらの位置を高い精度で記録しておかなければならない。高い精度は、きわめて精密に移動させることができ、あるいは例えばレーザ干渉法によってきわめて精密に制御することができる保持部材によって、達成することができる。しかしながら、高い精度を達成するための上記の解決策は、かなり高価である。
【０００３】
それぞれの装置が、とくには製造上の理由に起因して、自身の固有の座標系を有していることは知られている。したがって、検査対象の試料を、第１の座標系を有する第１の装置から第２の座標系を有する第２の装置へと移すとき、第１の座標系の試料の座標を、第２の座標系の座標へと変換することが必要である。これは、両方の座標系において試料の３つの点の位置を明らかにし、平行移動、せん断、回転、および拡大縮小の影響を計算することによって行うことができる。しかしながら、この変換は、両方の座標系の座標が直線で構成されているという仮定を必要とし、したがって線形変換である。この仮定は、実際には、後述のように、きわめて正確というわけではない。
【０００４】
実際には、検査対象の試料を保持する可動部品（例えば、電子顕微鏡の電動式の保持部材）の座標系は、わずかではあるかもしれないが、この仮定から外れる。考慮に入れられるべき誤差が存在する。そのような誤差の１つは、保持部材または保持部材の可動部品の機械的および／または設計上の不整にもとづく。この誤差は、保持部材の絶対的な位置決めを誤らせる可能性がある。他の誤差は、試料の重量にもとづく誤差であり、そのような物理的荷重が保持部材に加わることで、保持部材がわずかな量ではあるが動いたり、あるいは曲がったりする可能性があり、結果として、例えば電子ビームの下方の保持部材に取り付けられた試料の正確な位置が変化する可能性がある。さらに、試料の磁気的性質が、保持部材の位置に影響を及ぼす可能性がある。したがって、ユーザによって設定された所望の位置が、保持部材がそのような所望の位置に設定された後に占める実際の位置に一致しないことがしばしばである。換言すると、座標Ｘおよび座標Ｙを有する位置が、ユーザによって所望され、あるいはユーザへと報告される場合に、実際には、保持部材の現在位置が、それぞれＸ＋ｅＸおよびＹ＋ｅＹ（ここで、ｅＸおよびｅＹは小さな誤差）である。
【０００５】
これらの誤差は、試料が試料のための保持部材を有しているただ１つの装置によってのみ検査される場合にも、考慮されなければならない。なぜならば、保持部材の座標系が、対象の点を特定するためにユーザによって使用される座標系と異なるからである。
【０００６】
保持部材の位置決めのための方法およびシステムであって、当分野において公知のいくつかの方法およびシステムが、上述の誤差を考慮している。例えば、数値制御の装置の被駆動部品の位置決めのための方法およびシステムであって、そのような位置決めにおいて機械的な制約に起因する再現性のある誤差を克服するための方法およびシステムが、知られている。システムに組み合わせられたコンピュータの一部を構成しているメモリ装置が、被駆動部品の移動の範囲内のさまざまな参照点、即ち領域に対応する誤差補正値の表で満たされ、部品がこのような点、即ち領域へと動かされるとき、誤差補正値の表に従って補正が行われる。さらに詳しくは、被駆動部品を参照部材の全領域に散らばった位置の格子を通って移動させることによって、それぞれの参照点に関してＸの誤差値およびＹの誤差値を有する２軸にもとづく誤差値を得ることができる。ここから、補正曲線の群を実際に表わす上述の誤差表を定めることができ、それぞれの参照点についての誤差値は、被駆動部品の両方の移動軸に沿った被駆動部品の位置に依存し、あるいはそのような位置の関数である。コンピュータを、被駆動部品の任意の位置について必要とされる誤差補正を隣接の参照点についての誤差値から補間し、被駆動部品が参照点の間を移動するときに、そのような補間値に従って誤差補正を行うようにプログラムすることができる。
【０００７】
他の公知のシステムは、複数の第１のマークを有するチップ状の第１のマーク群と複数の第２のマークを有するチップ状の第２のマーク群とが形成された標準基板、第２のマークの位置にもとづいて第１のマークの位置ずれ係数を有している補正マップ、および粒子ビームのデフレクタの偏向の量を制御するための偏向制御ユニットを備える粒子ビーム装置として設計されている。粒子ビームが試料へと照射される一方で、偏向制御ユニットが、補正マップを参照して、位置ずれ係数に相当するものとして偏向の量を補正する。
【０００８】
さらなる公知の方法は、ステージ（保持部材）上に複数のマークを有する構成基板を配置し、ステージの位置を調節しつつ、これら複数のマークの位置を、粒子ビームを使用する第１の位置検出部および光を使用する第２の位置検出部によって検出する検出工程を含んでいる。さらに、この方法は、検出工程における粒子ビームおよび光による検出結果の差にもとづき、ステージの位置に応じて、粒子ビームがパターンを描くべき基板に入射する位置を補正する補正工程を含んでいる。
【０００９】
米国特許第３，５５５，２５４号、米国特許出願公開第２００５／０２１１９２９号Ａ１明細書、および米国特許第６，８６４，４８８号Ｂ２明細書が従来技術である。
【００１０】
しかしながら、上述の従来技術は、参照部材（参照物体）、試料、即ち保持部材の曲がりを考慮に入れていない。したがって、保持部材の物理的負荷または保持部材に曲げを生じさせる他のあらゆる不整が、さらなる誤差へと自動的につながる。さらに、従来技術は、保持部材をユーザの所望の位置に対応する正しい物理的位置へと駆動するために、補正済みの座標を提供している。所望の位置が、ユーザの座標系において決定される一方で、正しい物理的位置は、保持部材の座標系において決定される。しかしながら、後にユーザへと報告されるこの正しい物理的位置は、座標系が異なるために所望の位置と同一ではない。これが、ユーザを混乱させる可能性がある。さらに、ユーザが、所望の位置を制御装置に入力することなく、例えば機械式および／または電気式の装置（例えば、ジョイスティック）によって保持部材を位置決めすることもある。保持部材の位置決めが行なわれた後に、その位置がユーザへと報告されなければならない。しかしながら、上述のように、従来技術は、保持部材が占めている物理的位置を、ユーザの座標系における位置ではなく、保持部材またはビーム装置の座標系において報告している。これは、当然ながら、ユーザが先に自身が実際に選択した位置へと戻ることができないため、試料のさらなる処理における誤差につながる。これは、報告された物理的位置（保持部材またはビーム装置の座標系の座標にて与えられている）を所望の位置として入力したときに、保持部材がこの報告された物理的位置へと移動せず、上述の誤差ゆえに別の物理的位置へと移動するために生じる。
【発明の開示】
【発明の概要】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、保持部材の位置を制御および／または監視するための方法および装置であって、誤差を考慮に入れて、保持部材の正確な位置決めおよび監視をもたらす方法および装置を提供することにある。
【００１２】
この目的は、請求項１の特徴を有する方法によって達成される。本発明による装置が、それぞれ請求項２２および３０の特徴によって与えられる。
【００１３】
本発明は、以下の基本的考え方にももとづいている。誤差を回避するための仮説の解決策は、とられうるあらゆる位置Ｘ、Ｙについての誤差をそれらに対応する誤差ｅＸおよびｅＹ（ｅＸおよびｅＹは、位置Ｘ、Ｙにおける誤差である）にて記録する表を生成することであると考えられる。ユーザが物理的な位置（Ｘ’、Ｙ’）を要求するとき、単純にＸ＋ｅＸがＸ’に最も近く一致し、Ｙ＋ｅＹがＹ’に最も近く一致する位置を探して、表を検索すればよい。逆の変換を実行するためには、装置が位置Ｘ、Ｙを報告するとき、ユーザへと実際の物理的位置Ｘ’、Ｙ’を知らせるために、単純に表を眺めて、Ｘ＋ｅＸおよびＹ＋ｅＹを報告すればよい。当然ながら、そのような表の生成は、経済的に実現が不可能である。なぜならば、いずれの種類の保持手段においても、位置することができるすべての点を記録することは、莫大なコンピュータの記憶場所を必要とするからである。
【００１４】
そこで、本発明は、いくつかの参照点の正確な位置およびそれら参照点における誤差を割り出すという考え方にもとづく。これらの参照点およびそれらの誤差に鑑みて、とられうるそれぞれの位置（対象の点）における誤差が割り出される。そのような割り出しを行うために、位置Ｘ、ＹのｅＸへの変換およびＸ、ＹのｅｅＹへの変換を、表面のペアとして考えることが有用である。ＸおよびＹが、それぞれデカルト座標系のｘ座標およびｙ座標である一方で、誤差ｅＸおよびｅＹは、表面の「高さ」であり、したがってデカルト座標系のｚ座標である。参照点が、２つの三次元空間（（Ｘ、Ｙ、ｅＸ）のための１つの空間、および（Ｘ、Ｙ、ｅＹ）のための他方の空間）内のドットとして置かれる場合、それぞれの表面（ｅＸのための１つ、およびｅＹのための１つ）を、参照点の間の各点を「補足」することによって生成することができる。この「補足」を、後述されるとおり、補間（これに限られるわけではないが）によって実行することができる。
【００１５】
本発明は、参照物体を必要とするが、そのような参照物体は、検査対象の試料とは別個の参照物体であってよく、あるいは参照物体を、試料そのものとして設計することが可能である。参照物体は、少なくとも１つの第１の位置を参照点として提供する。
【００１６】
本発明による方法は、２つの座標系の間、とくにはユーザの座標系と装置の座標系との間、または２つの異なる装置の座標系の間に、非線形の変換を提供することにもとづいている。非線形の変換は、上述の影響ゆえに必要であり、両方向について実行される（例えば、装置の座標系からユーザの座標系へと実行され、さらにこの反対にも実行される）。ユーザの座標系は、典型的には試料の表面の座標であってよく、一方で、装置の座標系は、保持部材の座標系であって、例えば保持部材の駆動システムによって与えられる。とくには、ユーザの関心は、試料上の互いに関係するいくつかの領域にあることが多い。本発明が、物理的な存在を有するユーザの座標系に限定されず、任意の非線形な抽象のユーザ定義の座標系においても有用であることに、注意すべきである。
【００１７】
本発明による方法は、保持部材の位置を制御および監視し、そのような保持部材は、検査対象の試料を保持するために設けられており、装置の一部である。さらに、保持部材は、第２の座標系において或る位置にあるときに、第１の座標系においてこの位置に対応する物理的な位置を占める。第２の座標系は、例えばユーザの座標系である。この方法は、以下の工程を備えている。第２の座標系の少なくとも１つの第１の位置が、参照点として用意される（較正）。第１の位置は、参照物体によってもたらされる。保持部材は、この第１の位置にあるときに、上記第１の座標系において第１の物理的位置を占める。第１の位置は、任意の位置または周知の位置であってよい。さらに、第１の位置は、第１の位置誤差（「ゼロ誤差」）を有するものと仮定される。これについては、後で詳しく説明する。さらに、この方法は、第１の位置にもとづく少なくとも１つの誤差マップを得る工程を備えている。誤差マップは、第１の座標系における保持部材の少なくとも１つの第２の物理的位置の、第２の座標系における上記保持部材の対応する位置からの偏差を含んでいる。換言すると、誤差マップが、第１の座標系における保持部材のいくつかの物理的位置について、それらに対応する第２の座標系における保持部材の位置からの偏差を提示している。さらに、この方法は、誤差マップにもとづいて少なくとも１つの補正マップを得る工程を備えている。補正マップは、第１の座標系における保持部材の少なくとも１つの第３の物理的位置の、第２の座標系における保持部材の対応する位置からの偏差を備えている。補正マップは、それぞれの座標系のあらゆるすべての位置について正しい位置を見つける可能性を提供している。補正マップは、第１の座標系と第２の座標系との間の非線形な座標変換を提供している。また、この方法は、補正マップに従って、第２の座標系における所望の位置としての位置に対応する第１の座標系の第３の物理的位置へと、上記保持部材を移動させる工程、および第１の座標系における第３の物理的位置に対応する第２の座標系の位置を、補正マップによって報告する工程、の少なくとも一方をさらに備えている。
【００１８】
上述の方法の利点は、上述の影響（とくには、保持部材の機械的な不整または試料の重量に起因する曲がり）を考慮に入れた変換が、２つの座標系の間の変換をもたらし、両方向（例えば、装置の座標系からユーザの座標系へ、さらにはユーザの座標系から装置の座標系へ）について正確に実行される点にある。したがって、この方法によれば、ユーザが保持部材を所望の位置に位置させるように要求したときに、保持部材を正しい物理的位置へと動かすことができ、さらには保持部材が或る物理的位置にあるときに、該当の位置をユーザの座標系にて報告することができる。これにより、ユーザが自身の座標系の該当の位置へと保持部材を動かすことによって、いつでもこの物理的位置へと立ち戻ることができるため、とくには試料のさらなる処理における誤差が回避される。
【００１９】
さらに、この方法は、試料の交換時に再較正を必要とせず、代わりに使用される試料の種類にもとづく較正を使用する保持部材の位置の制御および監視のための方法を提供する。さらに、誤差マップおよび補正マップを、例えば画像認識の技術および標準の試料を使用することによって、自動的に生成することができる。
【００２０】
保持部材の位置の補正を、保持部材そのものを移動させることによってのみ実行できることに、注意すべきである。補正は、他の手段によっては行われない。
【００２１】
本発明の１つの好ましい実施形態は、例えば検査対象の試料を交換するときに使用できるよう、誤差マップおよび／または補正マップを保存する工程をさらに備えている。
【００２２】
さらに、誤差マップを得る工程が、好ましくは、やはり位置の誤差を引き起こす可能性がある参照物体、即ち試料の初期の回転および／または変形を考慮することを含んでいる。さらに、誤差マップを得る工程が、好ましくは、参照物体、即ち試料の傾きを補正することを含んでいる。参照物体、即ち試料に何らかの傾きが存在する場合、位置の誤差を引き起こす可能性がある。傾きの影響を保証するやり方は、参照物体、即ち試料のいくつかの位置において、（試料上に最小の粒子プローブを生成するために必要な）装置の焦点距離を測定し、測定された焦点距離の差を使用して傾きを計算することによる。次いで、計算の結果を、位置の誤差を回避するために使用することができる。傾きに関する誤差は、実質的に線形であり、したがって、いわゆる３点位置合わせなどの変換によって除去することができる。
【００２３】
好ましくは、参照物体が、上記第１の位置である少なくとも１つの頂点を有する参照格子によってもたらされる。詳しくは後述されるとおり、第２の位置によって与えられる少なくとも１つのさらなる頂点が、やはりこの格子によって与えられ、あるいは第１の位置によって決定される。格子を、任意の点を格子へと変換（例えば、補間によって）することによって得ることができる。また、本発明が格子に限定されないことに注意すべきである。他の参照物体の使用も可能である。
【００２４】
本発明による方法の一好ましい実施形態は、上述の偏差を視覚的に、例えば光学顕微鏡または他の任意の適切な光学手段によって測定する工程を備えている。しかしながら、偏差の割り出しが、視覚的な測定に限られるわけではないことに注意すべきである。例えば反復プロセスなど、偏差の割り出しに適した他の任意の非視覚的手段も使用可能である。
【００２５】
上述のように、参照物体は、好ましくは試料そのものによってもたらされる。あるいは、別個の参照物体（試料ではない）が用意される。参照物体は、好ましくは格子として設計される。いくつかの格子点を参照点として有する格子を、好ましく与えることができる。しかしながら、これは、参照物体によって完全な格子がもたらされなければならないという意味ではない。２つの格子点が、本発明においては充分である。さらなる格子点を、詳しくは後述される計算によって決定することができる。
【００２６】
誤差マップを、以下のように用意することができる。参照物体が与えられ、少なくとも２つの頂点を格子点として有する格子をもたらす。１つの格子点が、第１の位置として設計され、他方の頂点（あるいは、残りの頂点）が、第２の位置として設計される。頂点間の格子間隔（すなわち、ｘ座標における格子間隔およびｙ座標における格子間隔）は、測定可能であり、したがって既知である。それでもなお、格子の格子点は、計算することも可能であり、
【数１】
2009026300.tif 000003
【００２７】
として定められ、ここで、Ｘ０、Ｙ０は、第１の位置を表わし、Ｎは、０からｘ座標の方向における格子点の数まで繰り返され、Ｍは、０からｙ座標の方向における格子点の数まで繰り返され、ＧＸは、ｘ座標における格子間隔であり、ＧＹは、ｙ座標における格子間隔である。式１および２が、後述される初期の回転を含んでいない点に注意すべきである。この計算によって格子点をもたらす方法は、基礎としての参照物体の１つの特定の位置に限定されない。任意の適切な位置を使用することができる。さらなる格子点を決定した後に、これらの格子点における誤差を割り出すことができ、例えば視覚的に測定することができる。格子点をもたらすための他の方法は、格子の左上の角を第１の位置として使用する。やはり、ｘ座標における格子間隔およびｙ座標における格子間隔が与えられ、あるいは測定される。
【００２８】
第１の位置は、ゼロの誤差を有するように選択される。第１の位置についてゼロの誤差が認められる理由は、真の誤差位置を、誤差マップの全体の平行移動誤差と考えることができるからである。格子の各位置は、第１の位置（および、ゼロの誤差）を基準に設定されているため、すべての格子位置のすべての誤差を、第１の位置の実際の真の誤差だけ平行移動させることができる。これは、参照物体、即ち試料の全体について一定の平行移動であるため、第１の位置がゼロの誤差を有するという仮定は、いかなる問題も引き起こすことはない。
【００２９】
格子点の理論的な位置ＸＴ、ＹＴは、式１および２を使用することによって割り出すことが可能であり、Ｘ０、Ｙ０が第１の位置である。保持部材をＸＴ、ＹＴに位置させるとき、保持部材は、ＸＴ、ＹＴとは異なる別の位置（現実の物理的位置または実際の物理的位置）をとるであろう。したがって、ｘ方向およびｙ方向におけるＸＴ、ＹＴと実際の物理的位置との間の偏差（ｅＸおよびｅＹ）が測定される。測定された偏差ｅＸ、ｅＹ、該当の理論的な格子点ＸＴ、ＹＴ、および／または実際の物理的な格子点が、保存される。あるいは、最大の精度を保証するために反復プロセスが実行される。最初に保持部材がＸＴ、ＹＴへと動かされ、ｘ方向およびｙ方向におけるＸＴ、ＹＴと実際の物理的位置との間の偏差（誤差）（ｅＸ１およびｅＹ１）が測定される。偏差が小さい（すなわち、保持部材の絶対的な精度と同程度である）場合、ｅＸ１およびｅＹ１が保存される。一方で、偏差がより大きい場合には、保持部材がＸＴ＋ｅＸ１、ＹＴ＋ｅＹ１へと動かされる。次いで、この位置の物理的位置からの偏差が、ｅＸ２およびｅＹ２として測定される。これらの偏差が小さいならば、ｅＸ１＋ｅＸ２、ｅＹ１＋ｅＹ２が、この理論的な実際の位置についての誤差として保存される。偏差が依然として大きい場合には、このサイクルが繰り返される。この反復プロセスは、２つの理由のために実行される。第１に、保持部材について要求された行き先と保持部材の実際の移動先との間の誤差を単純に測定したのでは、理論的な位置に物理的に一致すべき充分な精度が必ずしももたらされない。第２に、測定機構に誤差が存在する可能性がある。測定距離が小さくなれば、通常は測定誤差も小さくなる。
【００３０】
初期の回転は、以下のように考慮される。最初に、初期の回転が、好ましくは測定される。あるいは、初期の回転が計算される。回転を考慮するとき、以下の式
【数２】
2009026300.tif 000004
【００３１】
が当てはまり、ここで、Ｒが格子の回転である。
【００３２】
格子点は、各点における誤差を割り出す何らかのやり方が存在する限りにおいて、必ずしも規則的に離間していなくてもよいことに、注意すべきである。
【００３３】
本発明の一実施形態は、誤差マップを補間によって、好ましくはドロネー三角形分割（Delaunay Triangulation）によって得る工程を備えている。詳しくは、格子を用意するためのそれぞれの実施形態において決定または与えられる格子に実際には存在しないさらなる格子点を決定することができる。この決定は、さらなる格子点の補間によって実行でき、さらにはそれらに対応する誤差によって実行できる。１つの実施形態は、補間の関数として、ドロネー三角形分割という方法および／または逆距離加重（inverse distance weighting）という方法を使用する。ドロネー三角形分割に目的は、非一様に離間した点を取り上げて、格子を必要とする平滑な補間方法（例えば、双三次補間、三次スプライン）において使用するためにより適している一様に離間した点からなる格子を形成するように、補間を行うことにある。したがって、参照試料が一様に離間した特徴を有していない場合に、マッピングを使用することが可能である。最初に、既存の点が三角形分割され、次に格子間隔および原点を決定する必要がある。間隔および原点は、新たな格子点と実際にサンプルされた点との間の距離を最小化しようと試みる標準的な最小化アルゴリズムを使用することによって計算される。最小化関数は、４つのパラメータ、すなわち原点Ｘ、原点Ｙ、離間Ｘ、および離間Ｙを有している。これらが繰り返し変更され、フィットの質が測定される。これは、各サンプル点から最も近い格子点まで平方された平均距離を計算することによって行われる。これは、間隔のパラメータを、サンプルされた点の最大公約数へと減少させる（莫大な数の格子点を生む）傾向にあると考えられるため、フィットの質が、他のサンプルされた点よりも所与のサンプルされた点により近いすべての格子点について平方された累積の平均距離を算出する。これは、より多くの格子点が導入されるにつれてスコアを減少させる（サンプル点に対する格子点の比が１に近いときに最良のスコアをもたらす傾向にある）ため、過剰に微細な格子間隔が生成されることを防止する。
【００３４】
本発明の一好ましい実施形態は、補正マップを補間によって得る工程を備えている。例えば、格子点およびそれらに対応する誤差が、この補間に使用される。この補間は、好ましくは、双一次、双二次、双三次、および／または三次スプラインにもとづく補間関数などの多項式補間、ならびに／あるいはドロネー三角形分割好を備えている。この実施形態は、好ましくは２つの工程にて使用される。上述のように、第１の工程は、格子点の偏差（誤差マップ）の測定を備えている。第２の工程は、考えられる任意の位置の偏差（補正マップ）の割り出しを備えており、これは、第１の工程において測定された格子点の偏差にもとづいて行われる。この第２の工程は、好ましくは、補正マップをもたらすための上述の補間によって行われる。
【００３５】
本発明のさらなる１つの実施形態は、入力装置にて保持部材の所望の位置を入力する工程を備えている。次いで、保持部材が、補正マップに従い、対応する物理的位置へと動かされる。
【００３６】
さらに、上記報告の工程が、好ましくは、第２の座標系における位置を反復プロセスによって計算する工程を備えている。その理由は、保持部材から返されてユーザへと報告される位置は、当該報告された位置が所望の位置として使用された場合に、同じ位置への保持部材の移動を生じさせなければならないからである。第１の座標系から第２の座標系への変換（Ｐ→Ｓ）によって示唆される保持部材の物理的位置Ｐについてのユーザの座標系における保持部材の位置Ｓが、第２の座標系から第１の座標系への変換（Ｓ→Ｐ）を使用するときに変化しうることを、考慮しなければならない。換言すると、Ｐ→ＳがＸ、Ｙへと適用されてＸ’、Ｙ’がもたらされるが、補間によって持ち込まれる誤差ゆえに、Ｓ→ＰをＸ’、Ｙ’へと適用しても、Ｘ、Ｙがもたらされるとは限らず、新たな位置Ｘ’’、Ｙ’’がもたらされる可能性がある。Ｘ、ＹとＸ’’、Ｙ’’との間の差が小さいと仮定することが妥当であるが、それでもやはり、ユーザが所望の位置Ｘ、Ｙを要求し、保持部材の移動後に位置Ｘ’’、Ｙ’’が報告されてきた場合、ユーザを困惑させることになる。この問題は、以下の解決策によって解消される。
【００３７】
ユーザの座標系の位置Ｘｕ、Ｙｕであって、Ｘｕ、Ｙｕについての誤差値が計算されたときに保持部材の現実の物理的位置Ｘｐ、Ｙｐをもたらす位置Ｘｕ、Ｙｕを探す必要がある。これは、以下の式
【数３】
2009026300.tif 000005
【００３８】
を解くことによって行うことができる。
【００３９】
式７および８の同時の根が、例えば反復多次元ブロイデン割線法（iterative multidimensional Broyden secant method）などのルーチンによって発見される。この方法は、基本的には、式７および８を評価し、偏導関数を割り出し、次いで、両方の式について可能な限りゼロに近い値を有するまで、ＸｕおよびＹｕの新しい値を選択する。ＸｕおよびＹｕの最終の値が、ユーザへと報告される。他に使用できると考えられる他の反復法は、ニュートン−ラフソン法である。最新のデスクトップＰＣにおいては、例えば５００００の位置についての根および補間を数秒で割り出すことが可能であり、本発明をほぼリアルタイムでの使用に適するものにしている。方程式の根を見つけるための一般的な多次元ブロイデン割線法は、Ｃ．Ｇ．Ｂｒｏｙｄｅｎによって１９６５年に「計算の数学（Mathematics of Computation）」、第１９巻、５５７〜５９３頁に最初に記載された。本発明は、とくには、これの変形版（「Ｃ言語の数値計算レシピ（Numerical Recipes in C）」、ケンブリッジ大学出版（Cambridge University Press）、１９９２年のチャプター９．７に記載のルーチンにもとづく）を使用する。しかしながら、関係する原理は同じであり、式７および８の根を見つけるために使用される正確な機構は、プロセスが現実的であるために充分に高速かつ正確であるならば、重要ではない。反復法（ニュートン／ブロイデン）は、式が根にあるか否か、すなわちゼロであるか否かを判断するために、正確な値の初期の推定および現在の最良値の評価のための機構を必要とする。プロセスは、以下のとおりである。ハードウェアが、現在の物理的位置Ｘｐ、Ｙｐを読み取り、ソフトウェアへと報告する。ソフトウェアは、Ｘｐ＝Ｘｕ＋ｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）およびＹｐ＝Ｙｕ＋ｅＹ（Ｘｕ、Ｙｕ）であるように、Ｘｕ、Ｙｕを生成しなければならない。ソフトウェアは、反復法のための出発点として１式の点を使用する。複数の点が、反復法が収束に失敗する場合、または大域的最適解でない極小へと収束する場合（すなわち、充分に正確でない）に使用される。ベース点が、マップの反転に対する「単純（naive）」な解であるＸｕ＝Ｘｐ−ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）およびＹｕ＝Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ）によって与えられる。上述のように、このＸｕがＸｕ＋ｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）＝Ｘｐを満足する可能性は低い。なぜならば、これは（置換によって）、
Ｘｐ−ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）＋ｅＸ（Ｘｐ−ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）、Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ））＝Ｘｐ
Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ）＋ｅＹ（Ｘｐ−ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）、Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ））＝Ｙｐ
を必要とすると考えられ、すなわち
ｅＸ（Ｘｐ−ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）、Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ））＝ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）
ｅＹ（Ｘｐ−ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）、Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ））＝ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ）
を必要とすると考えられ、これは通常は真ではない（例えば、Ｘｐ、ＹｐとＸｐ−ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）、Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｐ、Ｙｐ）との間でｅＸおよびｅＹの導関数がゼロであるならば、真である）ためである。
【００４０】
しかしながら、ｅＸ（Ｘｐ、Ｙｐ）が小さく、ｅＸの変化の速度がＸｕ、Ｙｕの付近において小さい場合には、これがおおむね真となり、ユーザへの表示のためには充分に良好ではないにせよ、反復法の第１の推測のためには充分に良好である。
【００４１】
第１の点が、
Ｘｐ−ｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）−Ｘｕ
Ｙｐ−ｅＹ（Ｘｕ、Ｙｕ）−Ｙｕ
を使用して評価され、二次元のベクトルとして表わされる結果Ｘｕ、Ｙｕが形成される。この結果が、それぞれの反復法によって新たなＸｕ、Ｙｕを生成するために使用され、この新たなＸｕ、Ｙｕが再び上述のように評価され、以下同様である。新たなＸｕ、Ｙｕの生成は、使用される機構によって決定される。基本的には、これは、ゼロ点に向かって組み合わせ関数の勾配を投影し、次いでその新しい点において関数を評価することを、典型的には含んでいる。精度が充分である場合、この方法を停止させる必要があり、そうでないならば、この方法は、再び勾配を投影する。さらに、使用される方法は、何らかの後戻り（back tracking）、移動の制限、および他の信頼性の向上のための技法を使用するが、それらはすべて、好ましい実施形態において広く知られた方法である。
【００４２】
反復の手順が、上述のような収束に失敗する場合、他の出発点が試みられる。収束の失敗は、Ｘｕ＋ｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）＝Ｘｐによって生成されるＸｐ（または、この式の「Ｙバージョン」からのＹｐ）が、測定されたＸｐまたはＹｐから所定の認容可能な距離よりも大きいために、プロセスがＸｕ（さらに、同時にＹｕ）の値への到達に過剰に長い時間を要することによって判断される。さらに、反復法の評価の最中に、結果として他の出発点が必要となる特異行列が生じる（基本的には、機構が次の点を決定する耐えにゼロによる除算を必要とする）可能性があり、あるいは反復法が、Ｘｕ、Ｙｕの値の改善に失敗する可能性がある。これらの場合のいずれにおいても、以前の出発点とは別個であり、ベース点からの誤差の範囲にある新しい点が採用される。そのような新しい出発点の選択は、無作為ではないが任意である。原理的には、反復の機構が、試みたすべての出発点からの収束に失敗してマッピングが途切れ、報告されたＸｕ、ＹｕがＸｐ、Ｙｐをもたらさない可能性があるが、これは実際には生じない（これには、典型的には、例えば表面が極端に不整であって、ＣＰＵの数学的精度に鑑みて反転させることができない領域を生み出している必要があると考えられる−現実の保持部材においては、誤差は滑らかに変化し、したがってこのような異常な場合は生じない）。収束が達成されない場合には、すべての反復の際に発見された最良の値が使用される。
【００４３】
本発明のさらなる一実施形態は、多軸の補間の実現を備えている。この実施形態は、軸を中心にして傾けられた保持部材について補正マップを得る工程を備えている。例えば、０°、１０°、または２０°に傾けられた保持部材について補正マップが生成される場合、例えば５°および１５°の傾き角にある所与の保持部材の座標についての物理的な位置およびユーザの座標系における位置の補正を、補間によって導き出すことができる。補間は、好ましくは、非線形の三次スプライン補間である。そのような補間は、いくつかの軸の変化（例えば、保持部材の傾きに加え、ｚ軸における変化または保持部材の回転）に対処することができる。典型的には、ただ１つの追加の軸、とくにはチルト軸（Ｔ）のみが考慮される。場合によっては、回転軸（Ｒ）、垂直移動軸（Ｚ）、および直交する移動軸（Ｍ）を、考慮する必要があるかもしれない。これらの軸の位置は正しく、独立した補正は不要であると仮定される。しかしながら、傾き、垂直位置、などが変化するにつれ、保持部材のハードウェアの荷重が変化し、ＸおよびＹの位置の誤差を引き起こす。
【００４４】
次に、好ましい実施形態において、どのようにマッピングがただ１つの追加の軸において機能するかを説明し、次いで、どのようにさらなる軸を追加できるのかを検討する。２次元の場合と同様、逆変換が一般的な方法によって反復的に決定されるテストのＸｕ、Ｙｕ値からＸｐ、Ｙｐを計算する反復プロセスによって決定されるため、どのように軸Ｘｐ、Ｙｐがユーザの要求Ｘｕ、Ｙｕから生成されるのか（すなわち、どのようにｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）が評価されるのか）を考慮することだけが必要である。利用できる補正マップがただ１つである場合には、追加の軸のデータは無視される。複数の補正マップ（例えば、５°、１０°、２０°、３０°における補正マップ）が利用できる場合には、以下のプロセスが使用される。
【００４５】
独立した軸（例えば、チルト軸）の軸位置が、最低の補正マップの軸位置未満である場合、システムは、この最低のマップ以外のすべてのマップを無視し、あたかも２次元の場合のように最低のマップから値を返す。位置が最高のマップよりも上である場合にも、同様のことが行われる。そうでない場合、ｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）が、その軸のすべての補正マップから計算される。これらのｅＸ値が、三次スプラインへと変換され、値が新たなｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）を与えるために現在の軸（傾き）の位置に補間される。これが、ｅＹについて同様に行われる。
【００４６】
考慮すべき軸がさらに存在する場合、考えられる２つの手法が存在する。好ましい方法は、軸の影響を別個に検討することである。すなわち、位置Ｔの設定が、所与の位置へと或る誤差を加え、位置Ｚの設定が、同じ位置へと別の誤差を加え、組み合わせの誤差がもたらされる。したがって、位置Ｘｐ、Ｙｐは、（Ｘｕ＋ｅＸＺ＋ｅＸＴ、Ｙｕ＋ｅＹＺ＋ｅＹＴ）で構成されると考えられ、ｅＸＺ、ｅＹＺ、ｅＸＴ、ｅＹＴは、上述の軸の誤差であって、別個独立であると考えられ、すなわち、例えばＺを変化させてもｅＸＴの値は変化しない。この仮定が行われる場合、必要とされる計算の量が大いに少なくなる。第１の補正マップが、位置（Ｔ＝Ｔ１、Ｚ＝Ｚ１）において製作される。Ｔ１およびＺ１の正確な値は、重要でない。さらなる補正マップが、（Ｔ＝Ｔ２、Ｚ＝Ｚ１）、（Ｔ＝Ｔ３、Ｚ＝Ｚ１）、などにて製作される。しかしながら、Ｚは不変のままである。次いで、補正マップが、（Ｔ＝Ｔ１、Ｚ＝Ｚ２）、（Ｔ＝Ｔ１、Ｚ＝Ｚ３）、などにて製作される。しかしながら、Ｔは不変のままである。これらの補正マップが、各軸とのセットとして保存され、すべての軸が、第１のマップおよび当該軸を変化させたときに得られるすべてのマップを保存する。したがって、この例において、５つの傾き値が使用され、４つのＺ値が使用されるならば、軸Ｔについて５つのマップが保存され、軸Ｚについて４つのマップが保存され、８つのマップが存在すると考えられる（両方に含まれるマップが１つ存在するため）。ｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ、Ｔ、Ｚ）、ｅＹ（Ｘｕ、Ｙｕ、Ｔ、Ｚ）を計算するために、ただ１つの追加の軸の方法が、ＺおよびＴについて上述のように使用される。したがって、ｅＸ（Ｘｕ、Ｙｕ）およびｅＹ（Ｘｕ、Ｙｕ）についてＮ個の値が生成され、ここで、Ｎは軸の数であって、この例では２である。これらの値を組み合わせるために、再び誤差の成分に目を向ける必要がある。各軸からの補正値が単純に加えられるならば、結果は誤ったものになるであろう。これは、Ｚについての補正マップ値が、その中にＴ１からの成分（ｅＸＴ１、ｅＹＴ１）を有しており、これはＴについての補正マップ値にすでに存在しており、同様に、Ｔのマップも、Ｚ１からの成分を有しているためである。これをｅＸから取り除くために、ｅＸＴ１＋ｅＸＺ１という和が必要とされる。これは、Ｔ＝＋Ｔ１およびＺ＝Ｚ１において得られる補正マップにて入手可能である。したがって、値ｅＸＴ１Ｚ１、ｅＹＴ２Ｚ１が、このマップから計算されて、すべての他の軸の和から減算される。したがって、ｅＸ、ｅＹの多次元の値は、
【数４】
2009026300.tif 000006
【００４７】
であり、ｅＸ０、ｅＹ０は、すべての軸について出発位置において得られる第１の補正マップである。Ｎは、１〜軸の数までの軸を表わしている。ｅＸｎ、ｅＹｎは、ただ１つの軸の補間について返される誤差値である。軸の独立の仮定のもとで、マップの数は、それぞれの追加の軸とともに実質的に線形にのみ増加し、計算の数も同様に増加する。
【００４８】
これらが、必ずしも保持部材の物理的な軸である必要がなく、ステージの荷重（保持部材の負荷）などといった環境要因であってよいことに、注意すべきである。例えば、計量された試料ブロックを、さまざまな試料の重量を模擬するために保持部材（ステージ）へと加え、これらの重量のそれぞれにおいて補正マップを記録することができる。その後に重量が除去される。次いで、試料の重量を測定し、「重さ軸」を試料の重量へと設定することができる。
【００４９】
軸が独立でないと判断される（例えば、上述の仮想の重さ軸をチルト軸に組み合わせる）場合、マップを、軸の値の組み合わせのそれぞれについて生成しなければならない。このとき、軸の数が多くなるにつれて、複雑さおよび必要とされるマップの数がより顕著に増加する。これは、実際の問題として、追加できる軸の数がわずかであることを意味する。この場合、ｅＸ、ｅＹを計算するために、それぞれについてスプラインを生成する必要がある。例えば、Ｔ＝０°、１０°、２０°、３０°のＺ＝５、１５、２５との組み合わせのそれぞれについて補正マップが存在する場合、合計で１２個のマップが存在する。Ｔ＝１５、Ｚ＝２０、Ｘ＝５、Ｙ＝１０について値ｅＸを得ることは、すべての補正マップにおいてｅＸ（５、１０）を計算することを必要とする。これは、新たな表面ｘ＝Ｔ、ｙ＝Ｚ、ｚ＝ｅＸＴＺ（５、１０）を生みだす。最初のＮ個のスプラインが、ｘ、ｚのペア（すなわち、Ｔ、ｅＸＴＺのペア）にて生成される。次いで、これらのすべてが、Ｔ＝１５におけるＭ個の新しい値を生成するために補間される。これらの新しい値が、スプラインへと形成され、Ｚ＝２０において補間される。これが、最終的なｅＸＴＺを与える。一度に１次元において補間を行うためにスプラインを使用し、次いで結果から次の次元のスプラインを形成することによって、この方法を、任意の軸の数へと自動的な様相で拡張できるが、たとえ軸が少数であっても、とくには反復反転が使用される場合に大量のマップおよび大量の計算が必要となることは明らかである。
【００５０】
本発明の他の実施形態は、誤差マップを得る工程の際に、温度の影響に起因する誤差を補正する工程を備えている。誤差マップを用意する際に、多数の格子位置が調べられる可能性があり、保持部材を複数回動かす必要があるため、保持部材が通常の使用を超えて加熱されるときに、熱の影響が一時的な位置決めの誤差を引き起こす可能性がある。これを補償するため、現在の第１の位置（現在点ゼロ）が定期的に測定され、元の第１の位置と比較される。差が存在する場合には、この差が測定／計算された位置から取り除かれる。
【００５１】
本発明のさらなる一実施形態は、軽量オーバーレイ参照試料を、参照物体として使用する。軽工業の参照試料を、保持部材についてベースラインの補正マップを得るために使用することができる。軽量な参照試料を、ユーザの他の試料の上へと取り付けることができる。参照試料の重量が、ユーザの重たい試料と比べて小さいため、軽量の参照試料を他の試料へと取り付けてもたらされる誤差マップおよび補正マップは、原理的には、参照試料なしの誤差マップおよび補正マップと比べたときに依然として正確である。この参照試料は、例えば規則的な間隔で配置された容易に認識できる大小の造作の組み合わせなど、誤差マップまたは補正マップの提供を容易にする特徴を備えることができる。
【００５２】
本発明のさらなる一実施形態は、誤差マップを保存し、後の保持部材を制御および監視するための方法の適用時にのみ、補正マップを得る工程を備えている。あるいは、誤差マップおよび補正マップが保存され、後の上記方法の適用時に、保存済みの補正マップが使用される。本発明のさらなる一実施形態は、複数の試料負荷を得る工程、および試料負荷のそれぞれについて誤差マップおよび補正マップを得る工程を備えている。後の適用において或る試料が使用されるとき、誤差マップのうちのこの試料に最もよくフィットする１つの誤差マップおよび／または補正マップのうちのこの試料に最もよくフィットする１つの補正マップが使用される。
【００５３】
本発明のさらなる実施形態は、複数の第１の位置を用意すること、および上記複数の第１の位置のそれぞれについて誤差マップならびに補正マップを用意することを備えている。
【００５４】
さらに、本発明は、実行可能コードを備える記録可能媒体であって、実行可能コードが、上述のような方法の特徴の少なくとも１つを備える工程を有している方法を備えている記録可能媒体に関する。実行可能なコードを、少なくとも１つのマイクロプロセッサによって実行することができる。
【００５５】
さらに、本発明は、検査対象の試料を保持するために設けられた保持部材の位置を制御および監視するための装置に関する。この装置は、とくには上述の工程の少なくとも１つを備える方法を実行することができる。保持部材は、この装置の一部であって、第２の座標系において或る位置にあるときに、第１の座標系においてこれに対応する物理的位置を占める。この装置は、第２の座標系の少なくとも１つの第１の位置を参照点として用意するための手段をさらに備えている。第１の位置が、参照物体によってもたらされ、保持部材が、第２の座標系の第１の位置にあるときに、第１の座標系において第１の物理的位置を占める。さらに、この装置は、少なくとも１つの第１の位置によって少なくとも１つの誤差マップを用意するための手段を備えている。誤差マップは、第１の座標系における保持部材の少なくとも１つの第２の物理的位置について、第２の座標系における保持部材の対応する位置からの偏差を含んでいる。さらに、この装置は、誤差マップによって少なくとも１つの補正マップを用意するための手段を備えており、補正マップは、第１の座標系における保持部材の少なくとも１つの第３の物理的位置について、第２の座標系における保持部材の対応する位置からの偏差を含んでおり、第１の座標系と第２の座標系との間の非線形な座標変換を提供している。さらに、この装置は、補正マップに従って、第２の座標系における所望の位置に対応する第１の座標系における第３の物理的位置へと、保持部材を移動させるための手段、および／または補正マップによって、第１の座標系における第３の物理的位置に対応する第２の座標系における位置を報告するための手段を備えている。
【００５６】
この装置の一好ましい実施形態は、少なくとも１つの保存ユニットおよび／または少なくとも１つのマイクロプロセッサを備えている。
【００５７】
好ましくは、この装置は、上記第１の位置である少なくとも１つの頂点を有する参照格子として設計された参照物体を備えている。参照物体を、検査対象の試料として設計してもよい。
【００５８】
本発明のさらなる実施形態による装置は、誤差マップに関して、第１の座標系における保持部材の少なくとも１つの第２の物理的位置の第２の座標系における保持部材の対応する位置からの偏差を、補間によって割り出すための手段を備えている。
【００５９】
また、この装置は、好ましくは、補正マップに関して、第１の座標系における保持部材の少なくとも１つの第３の物理的位置の第２の座標系における保持部材の対応する位置からの偏差を、補間によって割り出すための手段を備えている。
【００６０】
さらに、この装置は、好ましくは、入力装置および出力装置を備えている。
【００６１】
さらに、本発明は、ビームを生成するビーム生成器と、保持部材によって保持された物体（試料）へとビームの焦点を合わせる対物レンズと、上記保持部材の位置を制御および監視するための装置であって、上述のような特徴の少なくとも１つを有している装置と、を備えているビーム装置、とくには粒子ビーム装置に関する。好ましくは、ビーム装置は、走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡など、電子ビーム装置として設計される。また、装置を、イオンビーム装置または他の任意の粒子ビーム装置として設計することも可能である。
【００６２】
本発明のさらなる１つの利点は、上述のように保存された値を、保持部材を有する装置のための診断ツールとして使用できる点にある。現在保存されている値が、さらなる測定／計算の値と相違する場合、装置に何らかの問題が存在する可能性がある。
【００６３】
次に、本発明を、添付の図面に示した好ましい実施形態にもとづいて説明する。
【詳細な説明】
【００６４】
次に、本発明を、ビーム装置、とくには２つの電子ビーム装置に関して説明する。本発明が、電子ビーム装置には限定されず、可動部分の位置の制御を必要とする任意の装置、とくには任意の粒子ビーム装置において配置および／または使用が可能であることに、注意すべきである。
【００６５】
図１は、走査型電子顕微鏡１（以下では、ＳＥＭとも称する）の概略図を示している。ＳＥＭ１は、電子をもたらす電子銃２を備えている。電子銃２は、カソードとして、好ましくは電界エミッタとして設計されている。さらに、ＳＥＭ１は、引き出し電極３およびアノードとして設計されたさらなる電極４を備えている。電子銃２によって放射された電子が、電子銃２とアノード４との間の電位差ゆえに、アノードの電位へと加速される。電極４は、対物レンズ８の穴に配置されたビーム案内筒５の一端でもある。対物レンズ８は、コイル７を有する磁極片６を備えている。減速ユニットが、電子銃２から出発するＳＥＭ１の光軸１３の方向に配置されている。この減速ユニットは、ビーム案内筒５のさらなる端部である電極９および単独の電極１０を備えている。電極９が、ビーム案内筒５と同様のアノード電位を有する一方で、単独の電極１０ならびに保持部材１１上に配置された試料は、アノード電位よりも低い電位を有している。これにより、電子銃２によってもたらされる電子を、ユーザによって実行される所望の検査に適した所望の低いエネルギーへと減速させることができる。さらに、ビーム案内筒５は、試料１２を横切るように電子の走査をもたらす走査手段１５を備えている。
【００６６】
保持部材１１は、空間内を３つの方向に移動可能であり、すなわち、図１に概略的に示されているようにｘ、ｙ、およびｚ方向に可動である。各方向は、図１に概略的に示されているように、互いに直角である。さらに、保持部材１１を、矢印Ａによって概略的に示されているように、ＳＥＭ１の光軸１３を中心にして回転させることが可能である。さらに、保持部材１１を、矢印Ｂによって概略的に示されているように、ｚ方向を中心にして傾けることが可能である。保持部材１１の運動は、メモリ  ユニット２８およびマイクロプロセッサ２９を備える制御装置２７によって制御される。また、制御装置２７は、表示装置３２を備えており、入力装置としても設計されている。したがって、ユーザは、制御装置２７へと指令を入力することができ、表示装置３２上で入力およびさらなる情報（試料の位置など）を眺めることができる。さらに、制御装置２７は、後述される方法について実行可能なコードを含んでいる記録可能媒体３１を備えている。
【００６７】
ＳＥＭ１は、検出器１４をさらに備えており、検出器１４が、試料１２を横切って走査される電子の相互作用からもたらされる電子を検出する。検出される電子は、後方散乱電子（ＢＳＥ）および二次電子（ＳＥ）である。この検出器１４が、試料１２の像をもたらすために使用される。
【００６８】
図２は、検査対象の試料のために稼働の保持部材１１を有しているビーム装置の他の例を示している。このビーム装置は、透過型電子顕微鏡１６（以下では、ＴＥＭとも称する）である。図２は、電界エミッタの形態の電子源１７を備えるＴＥＭ１６の上部のみを示している。光軸１３の方向において、ＴＥＭ１６は、電極１８、１９、および２０をさらに有している。電極１８は、電子源１７から電子を引き出すことができる電位を有している。電極１９は、電子源の位置を集束させることができ、電極２０は、電子源１７によってもたらされた電子を所望の電位へと加速させることができる。さらに、ＴＥＭ１６は、対物レンズ２４の手前の３つの磁気レンズ２１、２２、および２３を有する多段の集光器を備えている。対物レンズ２４は、保持部材１１が配置された試料面を備えている。保持部材１１は、図１の保持部材１１と同一であり、上述と同じ制御装置２７によって制御される。したがって、やはり上述したように可動である。さらに、ＴＥＭ１６は、試料上の距離を視覚的に測定することができる手段３０を備えている。
【００６９】
ＴＥＭそのものは、この後術分野において周知であるため、とくにはＴＥＭのうちの光軸１３の方向において対物レンズ２４の後方に配置されている部分について、さらなる詳細は説明しない。
【００７０】
図３は、図１に示した装置の別の概略図を示している。図３に示した特徴は、図２に示した装置の特徴でもありうる。電子ビームが、電子銃２によって生成される。試料１２が、保持部材１１に取り付けられる。試料１２は、例えばリソグラフィにおいて使用されるガラス  マスクやマイクロチップを有するシリコン  ウエハなどといった材料片である。試料１２は、質量を有し、おそらくは磁気特性を有しており、これらが保持部材１１の位置をゆがめる可能性がある。試料１２は、必ずしも平坦である必要はなく、任意の形状を有することができる。
【００７１】
保持部材１１は、電動式であり、保持部材１１をｘ方向およびｙ方向にそれぞれ動かすモータ３４および３５ならびにモータ制御部３３によって駆動される。さらに、保持部材１１を、チルト軸３１を中心にして傾けることが可能である。また、保持部材１１を、ｘ方向およびｙ方向に対して垂直なｚ方向に動かすことも可能である。さらに、保持部材１１を、ｚ方向の軸を中心にして回転させることが可能である。
【００７２】
電動式の保持部材１１によって、ユーザは、試料１２の対象の領域を電子ビームの下方に位置させることができる。上述のように、試料１２の重量が、わずかな量であるが保持部材１１に移動または曲げを生じさせ、電子ビームの下方の位置を変化させる可能性がある。さらに、保持部材１１ならびに／あるいはモータ３４および３５ならびに／あるいはモータ制御部３３の構成における不整が、保持部材１１の位置に誤差を生じさせる可能性がある。
【００７３】
保持部材１１を、図１に示したとおりの入力装置を有するコンピュータ３８を介して、あるいはジョイスティック４２を介して動かすことができる。しかしながら、保持部材１１を、とくにはコンピュータ３８によって制御されない手段など、考えられる任意の他の手段によって動かすことも可能である。
【００７４】
モータ制御部３３が、コンピュータ３８からの位置情報（例えば、ユーザによって所望され、入力装置へと入力された位置）を、モータ３４および３５を正確な位置（要求されたとおりの位置であって、後述のとおりの補正による位置）へと動かすための信号へと変換する。さらに、モータ制御部３３は、コンピュータの制御を用いずに保持部材１１を直接的に動かすために、ジョイスティック４２からの信号を受け付ける。
【００７５】
この装置は、モータ３４および３５（または、図示されていないモータ  エンコーダ）から信号を変換し、コンピュータ３８のための位置情報へと変換する位置フィードバック３６をさらに備えている。たとえ保持部材１１がコンピュータ３８から独立して移動させられる場合でも、コンピュータ３８が、保持部材１１の位置を検出でき、保持部材１１の位置を報告できる。さらなる実施形態（図示されていない）においては、フィードバック位置３６およびモータ制御部３３が、単一のユニットに具現化されている。
【００７６】
検出器１４が、試料１２からの電子（二次電子または後方散乱電子）を検出する。検出器１４は、検出信号をデジタル情報へと変換する。このデジタル情報は、電子ビームによって照射された試料１２（試料１２の一領域）の像の形態をとる。フレーム取り込み器／表示装置３７が、この情報を取り入れて保存する。さらに、像をユーザへと表示する。
【００７７】
この装置のさらなる１つのユニットが、座標表示／入力ユニット３９である。試料１２上の対象の点（対象の位置）へと移動するために、ユーザ（あるいは、自動ユーザ  ソフトウェア）が、所望の位置の座標を入力する。これは、光学式の欠陥分類システム４０のファイルに保存された所望の位置であってよく、あるいはユーザによって入力装置へと直接的に入力される位置であってよい。さらに、ユーザは、ジョイスティック４２によって保持部材１１を移動させることができる。ユーザは、対象である特徴を見つけたとき、この特徴を後で調べることができるよう、この特徴の位置を記録することができる。ユーザが、実際には自動化プロセスであってよく、あるいは人間であってよいことに、注意すべきである。
【００７８】
さらに、この装置は、要求された保持部材の位置と保持部材１１の実際の物理的位置との間の関係（誤差マップおよび／または補正マップ）を、正しい位置を見つけるために使用すべく前もって保存して含んでいる保持部材マッピング  ユニット４１を備えている。
【００７９】
コンピュータ３８が、位置フィードバック３６からの位置情報を、表示のためにユーザの座標系の座標へと変換する。さらに、ユーザによって入力された位置座標を、モータ制御部３３のための信号であって、保持部材１１を補正済みの要求位置へと移動させるための信号へと変換する。これは、非線形の変換によって行われる。しかしながら、ユーザが目にする位置座標およびユーザが入力する位置座標は、後述されるこの変換による位置座標だけである。
【００８０】
以下に説明される本発明の実施形態は、図１、２、および３の装置において使用される。第１に、誤差マップが、特定の格子点について格子に関する偏差を測定および保存することによって用意され、それらの格子点および偏差が、補正マップにおいて見つけることができる保持部材１１の任意の位置の任意の偏差を割り出すための基礎となる。
【００８１】
後述される実施形態は、ｘ方向およびｙ方向によって定められる平面内での保持部材１１の運動に関する。しかしながら、本発明は、そのような運動には限定されない。実際、本発明は、任意の他の運動、とくには保持部材の任意の他の直線、回転、または傾斜運動にも関係する。
【００８２】
図４および５が、格子点の偏差に関して本発明の方法を説明するフロー図である。工程Ｓ１において、格子を備えている参照物体が、保持部材１１に配置される。図７ａが、格子２６を有する参照物体２５の一例を示している。本発明において、参照物体２５を検査対象の試料１２と別個に有する必要が必ずしもないことに、注意されたい。すでに述べたように、試料１２自身が、格子２６（例えば、上述のような軽量オーバーレイ格子）を備える参照物体２５であってよい。
【００８３】
工程Ｓ２において、所与の格子点の間の格子間隔が、例えばｘ方向（格子間隔ＧＸ）およびｙ方向（格子間隔ＧＹ）における格子点の間の間隔を視覚的に測定することによって、割り出される。これは、ＳＥＭ１の検出器１４による画像化によって行うことができ、あるいはＴＥＭ１６の手段３０によって行うことができる。工程Ｓ２に続いて、第１の位置Ｘ０、Ｙ０が割り出される。これは、所与の格子２６上の任意の格子点であってよい。好ましくは、第１の位置Ｘ０、Ｙ０が、格子２６の左上の角によって与えられる。工程Ｓ４において、２つの変数、すなわちＮおよびＭが、ゼロに設定される。Ｎが、後で０からｘ座標の方向における格子点の数へと反復される一方で、Ｍは、０からｙ座標の方向における格子点の数へと反復される。
【００８４】
上述のように、格子２６が、考慮に入れられなければならない初期の回転Ｒを有している可能性がある。この回転が、工程Ｓ５において、回転を測定することによって、あるいは適切なアルゴリズムによって回転を計算することによって、割り出される。さらに、保持部材１１について考えられる温度の影響が、工程Ｓ５において割り出される。温度の影響が存在する場合、上述のとおり工程Ｓ５において補正される。さらに、工程Ｓ５において、参照物体２５、即ち試料１２に幾らかの傾きが存在する場合には、これが位置の誤差を引き起こしうる。傾きの影響を補償するための方法は、参照物体２５、即ち試料１２のいくつかの位置において装置１、１６の焦点距離（試料上に最小の粒子プローブを生成するために必要）を測定し、測定された焦点距離相互の差を使用して傾きを計算することによる。そして、この計算の結果を、位置の誤差を回避するために使用することができる。傾きに関する誤差は、実質的に線形であり、したがって、いわゆる３点位置合わせなどの変換によって除去することができる。工程Ｓ５の完了後に、次の理論上の格子点ＸＴ、ＹＴが、工程Ｓ６において割り出される。これは、前記式５および６を使用することによって行われる。保持部材１１をＸＴ、ＹＴに位置させるとき、保持部材１１は、ＸＴ、ＹＴとは異なる別の位置（すなわち、格子のさらなる所与の格子点が配置される現在または実際の物理的位置ＸＡ、ＹＡ）をとるであろう。したがって、ｘ方向およびｙ方向におけるＸＴ、ＹＴと実際の物理的位置ＸＡ、ＹＡとの間の偏差（それぞれ、ｅＸおよびｅＹ）が、工程Ｓ７において測定される（例えば、ＳＥＭ１の検出器１４による画像化、またはＴＥＭ１６の手段３０によって）。これを、さらなる精度を得るために上述の反復プロセスを使用することによって行うことも可能である。
【００８５】
続く工程Ｓ８において、前記測定された偏差ｅＸ、ｅＹと、対応する理論上の格子点ＸＴ、ＹＴと、実際の物理的な格子点ＸＡ、ＹＡとが、制御装置２７のメモリ  ユニット２８（図１および２）または保持部材マッピング  ユニット４１（図３）に保存される。そして、これら工程Ｓ６ないしＳ８が、格子２６の任意の所与の格子点について繰り返され、変数ＮおよびＭが、さらなる格子点ごとに１ずつの増分で増やされる。
【００８６】
本発明のこの実施形態において、格子２６によってすでに与えられた格子点よりも多くの格子点を有することが望ましい。したがって、元々は格子２６にないさらなる格子点が、補間によって決定される（図５の工程Ｓ２１を参照）。この工程Ｓ２１は、所与の格子点の間の最適な間隔を計算して、格子点と検査対象の点との間の距離を最小限にする。前記補間は、各々の格子点が少なくとも１つの三角形の頂点であり、かつ重なり合う三角形が存在しないように、格子点を一連の線で接続するために使用されるドロネー三角形分割として知られる手順によって実行される。工程Ｓ２２が、工程Ｓ２１の後で実行され、補間による格子点のそれぞれの偏差ｅＸおよびｅＹをもたらす。或る特定の格子点のｅＸおよびｅＹを割り出すために、当該特定の格子点を囲んでいる三角形が見出され、工程Ｓ１ないしＳ１０において割り出された格子点の偏差を使用して、平面が形成される。次いで、上記特定の格子点の偏差ｅＸおよびｅＹが、この平面によって割り出される。ドロネー三角形分割によって決定される凸包の外側に位置する特定の格子点については、逆距離加重にもとづく補間が使用される。特定の格子点およびそれらに対応する偏差ｅＸおよびｅＹが、制御装置２７のメモリ  ユニット２８または保持部材マッピング  ユニット４１に保存される（工程Ｓ２３）。
【００８７】
参照マークが、試料の全体に一様に分布してはおらず、あるいは試料の一部分が参照マークを含んでいない場合、参照マークは、必ずしも格子の様相で配置されておらず、それら参照マークが、三角形分割からの補間によって格子へと変換される。次いで、この格子が、後の誤差マップの段階において使用される。これは、無作為な点が取り上げられ、理想的な間隔および原点を決定することによって格子へと変換されることを意味する。したがって、これらの点が三角形に分割され、格子点に交わる三角形の平面から、値が取られる。これが、三次スプライン／双三次補間における使用に適した格子をもたらす。
【００８８】
図６は、いくつかの頂点および頂点を接続する線を備えている格子２６の実施形態の概略図を示している。上述のように、格子２６が、初期の回転を有する可能性があり、頂点を接続している線のうちのいくつかによって示されているように、頂点間の格子間隔が規則的でないかもしれない。頂点のうちのいずれかを、第１の位置Ｘ０、Ｙ０とすることができる。
【００８９】
この実施形態の格子の割り出しは、複数の格子点を有する格子を備えている参照物体に限定されない。実際、お互いからの特定の距離を有している２つの格子点、すなわちＰ１（Ｘ１、Ｙ１によって与えられる）およびＰ２（Ｘ２、Ｙ２によって与えられる）が、上述の工程を実行するために充分である。位置Ｐ１およびＰ２を備えている参照物体２５および試料１２がそれぞれ、図７ｂに示されている。
【００９０】
上述の方法を、さらなる第１の位置Ｘ０、Ｙ０について繰り返すことができる。格子にもとづく誤差マップが、それぞれの第１の位置についてもたらされ、この方法が、工程Ｓ１または工程Ｓ３から出発して繰り返される。
【００９１】
上述のように割り出されてメモリ  ユニット２８および保持部材マッピング  ユニット４１に保存された格子点およびそれらに対応する偏差ｅＸ、ｅＹが、補正マップを用意するために使用され、すなわち任意の位置Ｘ、Ｙにおける偏差を割り出すために使用される。これは、第１の位置Ｘ０、Ｙ０またはそれぞれの第１の位置Ｘ０、Ｙ０（２つ以上存在する場合）について行われる。補正マップの用意を、図８および９に示したフロー図によってさらに説明する。図８は、試料１２の所望の位置ＸＤ、ＹＤがユーザによって制御装置２７またはコンピュータ３８に入力（工程Ｓ２４）される場合に関する工程のフロー図を示している。次いで、第１の工程において割り出した格子点および偏差にもとづく誤差マップが取り出され（工程Ｓ２５）、所望の位置ＸＤ、ＹＤについての偏差ｅＸＤ、ｅＹＤを補間（工程Ｓ２６）するための基礎とされる。この主たる工程において使用される補間は、多項式補間である。１つの特定の実施形態においては、ＸＤ、ＹＤが要求されたとき、割り出された格子が、ＸＤ、ＹＤを４×４の「ミニ格子」にて囲む１６個の格子点であって、ＸＤ、ＹＤを中央の四角形のうちの１つに位置させる１６個の格子点を見つけるべくチェックされる。ＸＤ、ＹＤが所与の格子点の外側に位置する場合には、ＸＤ、ＹＤの偏差ｅＸＤ、ｅＹＤは、逆距離加重を使用して割り出され、一方、ＸＤ、ＹＤが所与の格子点の内側に位置する場合には、ｅＸＤ、ｅＹＤは、所与の格子点に対応して保存された値から取り出される。
【００９２】
上記を、以下でさらに詳しく説明する。「ミニ格子」のｘ方向の各線は、４つの点を備えている。各線において、三次補間が、ＸＤのＸ値について計算される。これは、４つの点のすべての正確なｅＸを通過する三次多項式が決定されることを意味し、ＸＤのｅＸＤが、この多項式について計算される。これが、さらに４つの点（各線について１つ）をもたらす。これらの点にフィットする三次多項式が計算され、ＹＤのＹ値について解かれる。これが、ｅＹＤを与える。
【００９３】
１６点の双三次補間に代えて、三次スプライン補間も使用可能である。これは、より良好な結果に通常はつながる大域的に平滑化された関数をもたらす。三次スプラインの実施形態は、以下のように機能する。
【００９４】
点がＮ×Ｍ次元（ＮおよびＭは整数）の規則的な間隔の格子へと変換されたとき、Ｎ個の三次スプラインが、列ＸのそれぞれのＹの値におけるｅＸ（または、ｅＹ）の値を使用して生成される。列においてスプラインを生成するために、ソフトウェアが、それぞれの連続する２つの値の間の三次関数を、三次方程式の両端において二次導関数がゼロであり、スプラインの組の全体にわたって二次導関数が不連続を有さず、各セクションの縁における一次導関数が次の三次スプライン  セクションの縁の一次導関数に一致し、かつ各セクションの境界において記録されている値に一致する値を有するように決定する。これが、スプラインの全長にわたって平滑かつ連続的な関数をもたらす。位置が要求されたとき、Ｎ個の三次スプラインのそれぞれが、Ｙ＝ＹＤにおいて評価される。これが、Ｍ個の値ｅＸ１、ｅＸ２、      、ｅＸＭからなる組をもたらす。この値の組が、列を横切る新たなスプラインを生成するために使用される。次いで、このスプラインがＸ＝ＸＤにおいて評価され、新たなｅＸの値がもたらされる。これが、ｅＹについても同様に割り出される。
【００９５】
ＸＤ、ＹＤについてｅＸＤおよびｅＹＤを割り出した後、保持部材１１が、ユーザによって所望されたＸＤ、ＹＤに対応して、ＸＤ＋ｅＸＤ／ＹＤ＋ｅＹＤへと動かされる（工程Ｓ２７）。あるいは、保持部材１１を動かす前に、補間によって得られた値が、後の用途における使用の目的で、工程Ｓ２６Ａにおいて保存される。
【００９６】
図９は、実際の物理的位置ＸＰ、ＹＰをユーザの座標系の座標にてユーザへと報告するときに使用される方法を示している。実際の物理的位置ＸＰ、ＹＰの割り出し（工程Ｓ２８）の後に、対応する座標Ｘｕ、Ｙｕが、式７および８を使用する上述の反復プロセスによってサーチ（工程Ｓ２９）され、正しい値が見つけられた後で工程Ｓ３０において表示される。表示の前に、見つけられた値を、工程Ｓ２９Ａにおいて保存することができる。式７および８の同時の根が、例えば反復多次元ブロイデン割線法などのルーチンによって発見される。この方法は、上述されており、基本的には、式７および８を評価し、偏導関数を割り出し、次いで、両方の式について可能な限りゼロに近い値を有するまで、ＸｕおよびＹｕの新しい値を選択する。ＸｕおよびＹｕの最終の値が、ユーザへと報告される。他に使用できると考えられる他の反復法は、ニュートン−ラフソン法である。
【００９７】
上述の工程はすべて、制御装置２７のマイクロプロセッサ２９、またはコンピュータ３８によって制御される。さらに、マイクロプロセッサ２９またはコンピュータ３８は、保持部材１１の運動を制御する。上述のように、原理的には、保持部材１１を、マイクロプロセッサ２９またはコンピュータ３８を使用せずに（例えば、何らかの外部インターフェイスによって）動かすことも可能である。しかしながら、マイクロプロセッサ２９またはコンピュータ３８は、たとえ保持部材１１がマイクロプロセッサ２９またはコンピュータ３８によって動かされるのではない場合でも、保持部材１１の現在の物理的位置を知らなければならない。
【００９８】
上述の方法を、２つのやり方で実行することができる。１つのやり方は、誤差マップを保存し、保持部材の移動および監視という後の適用においてのみ、補正マップを用意することである。他方のやり方は、適用に先立って誤差マップおよび補正マップを保存し、保存済みの補正マップを、後にこの方法を適用する際に使用することである。また、上述の方法は、以下のやり方でも実行される。すなわち、複数の試料負荷が用意される。次いで、これらの試料負荷のそれぞれについて、誤差マップおよび／または補正マップが用意される。したがって、複数の誤差マップおよび／または補正マップが用意される。次いで、これらの誤差マップのうちの１つの誤差マップおよび／またはこれらの補正マップのうちの１つの補正マップが、保持部材１１を動かすために使用され、さらに／あるいはユーザの座標系における保持部材１１の位置を報告するために使用される。
【００９９】
本発明のさらなる１つの実施形態は、図１０に示した多軸の補間の実現を備えている。この実施形態は、軸３１を中心にして傾けられた保持部材１１について、上述した補正マップを得る工程を備えている。例えば、０°、１０°、または２０°に傾けられた保持部材１１について補正マップが生成される場合、例えば５°および１５°の傾き角における所与の保持部材の座標の物理的な位置およびユーザの座標系における位置の補正を、補間によって導き出すことができる。さまざまな傾き角α１、α２、およびα３における誤差マップが、工程Ｓ１００において用意される。保持部材１１の傾き角βが、工程Ｓ２００においてもたらされる。次いで、角度βについての補正マップが、補間によって与えられる。補間は、好ましくは、非線形の三次スプライン補間である。そのような補間は、いくつかの軸の変化（例えば、保持部材の傾きに加え、ｚ軸における変化または保持部材の回転）に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】走査型電子顕微鏡の概略図である。
【図２】透過型電子顕微鏡の一部分の概略図である。
【図３】ビーム装置の一部分の概略図である。
【図４】好ましい方法の各工程を示すフロー図である。
【図５】さらなる好ましい方法の各工程を示す別のフロー図である。
【図６】初期の回転を有する格子の概略図である。
【図７ａ】参照物体の概略図である。
【図７ｂ】参照物体の概略図である。
【図８】好ましい方法の各工程を示すフロー図である。
【図９】好ましい方法の各工程を示す別のフロー図である。
【図１０】好ましい方法の各工程を示すさらなるフロー図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  走査型電子顕微鏡
２  電子銃
３  電極
４  電極
５  ビーム案内筒
６  磁極片
７  コイル
８  対物レンズ
９  筒状電極
１０  単独の電極
１１  保持部材
１２  試料
１３  光軸
１４  検出器
１５  走査手段
１６  透過型電子顕微鏡
１７  電子源
１８  電極
１９  電極
２０  電極
２１  磁気レンズ（集光器）
２２  磁気レンズ（集光器）
２３  磁気レンズ（集光器）
２４  対物レンズ
２５  参照物体
２６  格子
２７  制御装置
２８  メモリ  ユニット
２９  マイクロプロセッサ
３０  測定手段
３１  チルト軸
３２  表示装置
３３  モータ制御部
３４  モータ
３５  モータ
３６  位置フィードバック
３７  フレーム取り込み器／表示装置
３８  コンピュータ
３９  座標表示および入力
４０  光学式の欠陥分類システム
４１  保持部材マッピング  ユニット
４２  ジョイスティック
【図１】
2009026300.tif 000007
【図２】
2009026300.tif 000008
【図３】
2009026300.tif 000009
【図４】
2009026300.tif 000010
【図５】
2009026300.tif 000011
【図６】
2009026300.tif 000012
【図７ａ】
2009026300.tif 000013
【図７ｂ】
2009026300.tif 000014
【図８】
2009026300.tif 000015
【図９】
2009026300.tif 000016
【図１０】
2009026300.tif 000017
【外国語明細書】
2009026300000001.pdf