JP6458898B1 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更しながら、常に結晶方位マップ、結晶方位図および荷電粒子線像を同時に表示させることが可能な荷電粒子線装置を提供する。【解決手段】本体部２０と出力装置５０と表示装置３０とを備え、本体部２０は試料表面に荷電粒子線を入射することで、結晶の方位情報および荷電粒子線像を測定可能であり、出力装置５０は、取得部５１と出力部５２と操作部５３とを有し、取得部５１は方位情報に基づいて生成された結晶方位マップと方位情報に基づいて生成された結晶方位図と荷電粒子線像とを取得し、出力部５２は結晶方位マップ、結晶方位図および荷電粒子線像を表示装置３０に同時に表示されるように出力するとともに、結晶方位図を操作用画像として表示装置３０に出力し、操作部５３はオペレータの操作に応じて操作用画像に対して試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更するための処理を行う、荷電粒子線装置１００。【選択図】 図４４

Description

本発明は荷電粒子線装置に関する。

走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）は、加速された電子線を収束して電子線束として、試料表面上を周期的に走査しながら照射し、照射された試料の局所領域から発生する反射電子および／または二次電子等を検出して、それらの電気信号を材料組織像として変換することによって、材料の表面形態、結晶粒および表面近傍の転位などを観察する装置である。

真空中で電子源より引き出された電子線は、直ちに１ｋＶ以下の低加速電圧から３０ｋＶ程度の高加速電圧まで、観察目的に応じて異なるエネルギーで加速される。そして、加速された電子線は、コンデンサレンズおよび対物レンズ等の磁界コイルによって、ナノレベルの極微小径に集束されて電子線束となり、同時に偏向コイルによって偏向することで、試料表面上に収束された電子線束が走査される。また、最近では電子線を集束するに際して、電界コイルも組み合わせるような形式も用いられる。

従来のＳＥＭにおいては、分解能の制約から、二次電子像によって試料の表面形態を観察し、反射電子像によって組成情報を調べることが主要機能であった。しかしながら、近年、加速された電子線を、高輝度に維持したまま直径数ｎｍという極微小径に集束させることが可能になり、非常に高分解能な反射電子像および二次電子像が得られるようになってきた。

従来、格子欠陥の観察は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）を用いるのが主流であった。しかし、前記のような高分解能ＳＥＭにおいても反射電子像を活用した電子チャネリングコントラストイメージング（ＥＣＣＩ）法を用いることによって、結晶材料の極表面（表面からの深さ約１００ｎｍ程度）ではあるが、試料内部の格子欠陥（以下では、「内部欠陥」ともいう。）の情報を観察できるようになってきた（非特許文献１および２を参照）。

特開２０１６−１３９５１３号公報 特開２０１８−０２２５９２号公報

日本電子Ｎｅｗｓ Ｖｏｌ．４３，（２０１１）ｐ．７−１２ 顕微鏡 Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３（２０１３）ｐ．２１６−２２０

ところで、ＳＥＭ−ＥＣＣＩ法によって結晶性材料を観察すると、結晶方位の違いにより観察像の明暗が大きく変化する。そして、特定の結晶方位において、観察像は最も暗くなる。このような条件は、電子チャネリング条件（以下では、単に「チャネリング条件」ともいう）と呼ばれる。上記のチャネリング条件は、試料に対する電子線の入射方向の調整によって満足するようになる。

ＳＥＭにおいて入射電子線と所定の結晶面とのなす角が変化すると、反射電子強度が変化する。そして、入射電子線と所定の結晶面とのなす角が特定の条件を満足する際に、入射電子線が結晶奥深くまで侵入し反射しづらくなり、反射電子強度が最小となる。この条件がチャネリング条件である。

しかしながら、同じ条件であっても、転位または積層欠陥等の格子欠陥があり結晶面が局所的に乱れている部分では、一部の電子線が反射することにより反射電子強度は高くなる。その結果、背景と格子欠陥とのコントラストが強調され、内部欠陥を識別して観察できるようになる。

このような格子欠陥に起因するコントラストを観察するためには、試料座標系に対する結晶座標系の回転を表す方位情報（以下、単に「結晶の方位情報」ともいう。）を把握する必要がある。ＳＥＭには、結晶方位を解析するための電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ：Electron Back Scatter Diffraction）装置が、付加的に搭載されていることが多く、これによりＥＢＳＤパターンを取得することが可能になる。

背景に対して強いコントラストを持つ格子欠陥像を取得するためには、ＥＢＳＤにより得られたＥＢＳＤパターンから解析された結晶方位を考慮して、チャネリング条件を満足するように試料を傾斜させ、反射電子像を観察することが有効である。

ここで、ＥＢＳＤパターンを取得するためには、試料をＳＥＭ内で７０°程度まで大きく傾斜させる必要がある。ＳＥＭによって反射電子像を得るための反射電子検出器の幾何配置として、ＥＢＳＤ検出器の直下に配置する前方散乱配置と、電子銃直下に配置する後方散乱配置とがある。前方散乱配置では、試料をＳＥＭ内で７０°程度まで大きく傾斜させた状態で反射電子像を得ることができるが、入射電子線の収差が大きいため高分解能像を得ることができない。

一方、後方散乱配置では、内部欠陥を反映した高分解能像を得ることができるが、反射電子像の取得とＥＢＳＤによるＥＢＳＤパターンの取得が同時に行えないという問題がある。また、反射電子像とＥＢＳＤパターンとを交互に取得する場合も、そのたびに試料を大きく傾斜する必要が生じるため、測定対象の結晶粒が視野から離れてしまうおそれがあるだけでなく、作業時間が長大になるという問題がある。

また、ＴＥＭを用いた格子欠陥の観察においては、特定の結晶面の回折波のみが強く励起されるブラッグ条件で観察することが好ましい。上記のブラッグ条件もまた、試料に対する電子線の入射方向の調整によって満足するようになる。しかしながら、ＴＥＭにおいても、結晶の方位情報を含む電子回折図形と、観察像とを同時に取得することはできない。したがって、測定対象となる結晶の結晶座標系に対する電子線の入射方位を制御するためには、観察像による位置合わせと、電子回折図形による結晶方位の確認を頻繁に繰り返しながら目的の方位関係に合わせる必要があり、観察に多大な労力を要する。

本発明は、ＳＥＭ、ＴＥＭおよび走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ：Scanning Ion Microscope）等の荷電粒子線装置であって、当該荷電粒子線装置が備える任意の機能を用いた測定を行った状態であっても、所望の結晶方位図が生成されるよう、試料に対する荷電粒子線の入射方向の調整を可能にする荷電粒子線装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。

本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置は、
本体部と、出力装置と、表示装置と、を備え、
前記本体部は、試料の表面に荷電粒子線を入射することで、前記表面の所定の領域内における結晶の方位情報および荷電粒子線像を測定可能であり、
前記出力装置は、取得部と、出力部と、操作部とを有し、
前記取得部は、
前記本体部によって予め測定された前記所定の領域内での方位情報に基づいて生成された結晶方位マップと、
前記所定の領域内の選択された位置での方位情報に基づいて生成された、前記表面に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における結晶方位図と、
前記選択された位置を含む領域において、前記本体部によって測定された、前記所定の入射方向である状態での荷電粒子線像と、を取得し、
前記出力部は、前記結晶方位マップ、前記結晶方位図および前記荷電粒子線像を、前記表示装置に同時に表示されるように出力するとともに、前記結晶方位図を操作用画像として前記表示装置に出力し、
前記操作部は、オペレータの操作に応じて、前記操作用画像に対して、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向を変更するための処理を行うことを特徴とする。

本発明に係る荷電粒子線装置は、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更しながらであっても、常に、結晶方位マップ、結晶方位図および荷電粒子線像を同時に表示させることが可能である。そのため、本発明によれば、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＳＩＭ等の荷電粒子線装置が備える任意の機能を用いた測定を行いながらであっても、所望の結晶方位図が生成されるよう試料に対する荷電粒子線の入射方向を調整することが可能になる。

本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の概略構成を示す図である。 本発明の参考実施形態における傾斜角度量算出装置の構成を具体的に示す構成図である。 結晶方位図の一例を示す図である。 菊池マップと実格子の模式図の対応を説明するための概念図である。 本発明の他の参考実施形態における傾斜角度量算出装置の構成を具体的に示す構成図である。 試料台を傾斜させることで、試料に対する荷電粒子線の入射方向を所定角度傾斜させる方法を説明するための図である。 荷電粒子線の試料表面における入射位置を固定した状態で、荷電粒子線を放出する位置を変化させることで、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更する方法を説明するための図である。 荷電粒子線の試料表面における入射位置を固定した状態で、試料を所定方向に移動させることで、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更する方法を説明するための図である。 ＳＥＭの一例を模式的に示した図である。 ＴＥＭの一例を模式的に示した図である。 本発明の第１の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。 ＥＢＳＤ法によって実測されたＥＢＳＤパターンの画像データである。 ＥＢＳＤパターンの画像データを画像解析し、菊池マップを生成する方法を説明するための図である。 基準状態での菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 本発明の第２の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。 ＩＰＦマップの一例を示す図である。 基準状態での２つの菊池マップの一例を模式的に示した図である。 ＩＰＦマップ、ならびに基準状態での反射電子像および菊池マップが同時に表示される様子を説明するための図である。 指定後の２つの菊池マップの一例を模式的に示した図である。 ＩＰＦマップ、変更後の入射方向での反射電子像および指定後の菊池マップが同時に表示される様子を説明するための図である。 本発明の第３の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。 ＩＰＦマップの一例を示す図である。 基準状態での菊池マップの一例を模式的に示した図である。 ＩＰＦマップ、ならびに基準状態での反射電子像および菊池マップが同時に表示される様子を説明するための図である。 基準状態での菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 ＩＰＦマップ、変更後の入射方向での反射電子像および指定後の菊池マップが同時に表示される様子を説明するための図である。 α軸およびβ軸を中心として傾斜させた後に、さらにβ軸を中心として傾斜させる途中の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 本発明の第４の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。 基準状態での菊池マップの一例を模式的に示した図である。 基準状態での菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 α軸およびβ軸を中心として傾斜させた後に、さらにβ軸を中心として傾斜させる途中の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 本発明の第５の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。 基準状態での菊池マップの一例を模式的に示した図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置の概略構成を示す図である。 基準状態での菊池マップの一例を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置の概略構成を示す図である。 指定後の菊池マップの一例を模式的に示した図である。 本発明の参考実施形態における傾斜角度量算出装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。

まず、本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置、試料台、荷電粒子線装置およびプログラムについて、図１〜４１および４６を参照しながら説明する。

［傾斜角度量算出装置の構成］
図１は、本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置を備えた荷電粒子線装置の概略構成を示す図である。本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置１０は、試料台の上の載置された試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置１００に用いられ、試料に対する荷電粒子線の入射方向の変更に必要となる試料および／または荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を制御するための指令値である傾斜角度量を算出する装置である。荷電粒子線には、電子線、イオンビーム等が含まれる。また、荷電粒子線装置１００には、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＳＩＭ、集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）加工装置等が含まれる。

なお、図１に示す例では、傾斜角度量算出装置１０は、荷電粒子線装置１００に備えられているが、例えば、試料を載置する試料台に備えられていてもよい。また、傾斜角度量算出装置１０は、荷電粒子線装置１００または試料台に直接組み込まれていてもよいし、荷電粒子線装置１００または試料台に接続された汎用のコンピュータ等に搭載されていてもよい。さらに、傾斜角度量算出装置１０は、荷電粒子線装置１００または試料台とは接続されていない汎用のコンピュータ等に搭載されていてもよい。

本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置１０は、試料に対する荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態（以下の説明において、「基準状態」ともいう。）における、試料表面の選択された位置（以下の説明において、「位置Ａ」ともいう。）の結晶（以下の説明において、「結晶Ａ」ともいう。）の結晶方位図上で指定された、荷電粒子線の結晶Ａに対する入射方向を示す情報に基づいて、上記の傾斜角度量を算出する傾斜角度量算出部３を備える。

前記傾斜角度量は、試料および／または荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を制御するための指令値である。例えば、試料および／または荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量が直接的に明示されてもよい。また、傾斜角度量は、例えば、試料を載置した試料台を駆動するために必要な傾斜方向および傾斜量でもよい。具体的には、傾斜角度量は、直交する二軸の傾斜軸ＴｘおよびＴｙを備えた試料台に対する、Ｔｘ軸の傾斜方向および傾斜量、ならびにＴｙ軸の傾斜方向および傾斜量を示す情報が一例として挙げられる。または、前記傾斜角度量には、荷電粒子線の入射方向を傾斜するために必要な情報でもよい。具体的には、コンデンサレンズの励磁の変化量に関する情報でもよい。

なお、上記の結晶方位図は、測定対象となる結晶、すなわち結晶Ａの結晶座標系に対する、荷電粒子線の入射方向を表す図であり、計算によって生成されるものである。

続いて、図２を用いて、本発明の参考実施形態における傾斜角度量算出装置の構成について、さらに具体的に説明する。図２は、本発明の参考実施形態における傾斜角度量算出装置の構成を具体的に示す構成図である。

図２に示すように、本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置１０は、方位情報取得部１と、結晶方位図生成部２と、傾斜角度量算出部３とを備える。

方位情報取得部１は、試料表面における結晶の方位情報を取得する。そして、結晶方位図生成部２は、結晶の方位情報に基づいて、基準状態において、試料表面の位置Ａに存在する結晶Ａの結晶方位図を生成する。

上述のように、結晶の方位情報とは、試料座標系に対する結晶座標系の回転を表す方位情報のことである。また、上述のように結晶方位図は、測定対象となる結晶、すなわち結晶Ａの結晶座標系に対する、荷電粒子線の入射方向を表す図であり、計算によって生成されるものである。

ここで、試料座標系とは、試料に固定された座標系であり、結晶座標系とは、結晶格子に固定された座標系である。試料の結晶座標系に対する荷電粒子線の入射方向が指定されれば、測定対象の結晶の方位情報を用いて、試料座標系に対する荷電粒子線の入射方向が算出され、それを満たすための試料および／または荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を算出することができる。

結晶方位図としては、指数付けされた菊池マップ（以降の説明において、単に「菊池マップ」ともいう。）、結晶面のステレオ投影図、実格子の模式図、計算された電子回折図形を用いることができる。図３に結晶方位図の一例を示す。図３ａ，３ｂは、菊池マップの一例を示す図であり、図３ｃ，３ｄは、実格子の模式図の一例を示す図である。また、図４は、菊池マップと実格子の模式図の対応を説明するための概念図である。

図３ａ，３ｃ，４ａに示す状態では、結晶が有する［００１］晶帯軸の方向と荷電粒子線ＣＢの入射方向が平行となっている。なお、図３ａ，３ｂにおける荷電粒子線ＣＢの入射方向は図中央の十字印で示されており、図３ｃ，３ｄにおける荷電粒子線ＣＢの入射方向は紙面垂直方向である。一方、図４ｂに模式的に示されるように、結晶が荷電粒子線ＣＢの入射方向に対して回転すると、菊池マップおよび実格子の模式図は、図３ｂ，３ｄに示す状態に変化する。なお、本明細書においては、結晶方位図として、指数付けされた菊池マップを用いる場合を例に説明を行う。

上記の結晶の方位情報は、ＥＢＳＤ法、透過ＥＢＳＤ法、ＴＥＭ法、ＴＥＭ−Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｍａｐｐｉｎｇ（ＴＥＭ−ＡＣＯＭ）法、電子チャネリングパターン（ＥＣＰ：Electron Channeling Pattern）等を用いた点分析またはマッピング分析等を行うことによって取得することができる。

なお、結晶の方位情報は、傾斜角度量算出装置１０を備えた荷電粒子線装置１００によって測定することで取得してもよいし、外部の装置によって測定されたデータを取得してもよい。また、結晶の方位情報には、試料座標系に対する結晶座標系の回転を表す方位情報を含む数値データ、および実測されたＥＢＳＤパターン、電子チャネリングパターンまたは電子回折図形の画像データが含まれる。

上記の数値データには、例えば、結晶方位をロドリゲスベクトル等の回転ベクトルに変換したデータ、および、結晶方位を試料表面上の仮想的な直交座標系を基準としたオイラー角等の回転行列に変換したデータ等が含まれる。さらに、数値データへの変換は、方位情報取得部１が行ってもよいし、外部の装置が行ってもよい。なお、本発明において、「数値データ」は、数値の集合によって表わされるデータを意味するものとする。

上記構成においては、結晶方位図生成部２は、上記の数値データに基づき、計算によって結晶方位図を生成する。例えば、前記数値データとして、ＥＢＳＤまたはＥＣＰ等によって実測されたＥＢＳＤパターンまたは電子チャネリングパターン等の解析結果を用いることができる。解析結果には結晶の方位情報だけでなく、荷電粒子線に対する試料の幾何学的配置の情報が含まれているので、計算された結晶方位図は、試料の幾何学的配置と関連付けられる。すなわち、実測されたＥＢＳＤパターン等を解析することで、上述の試料座標系と結晶座標系とを関連付けることができる。

一方、実測されたＥＢＳＤパターン、電子チャネリングパターンまたは電子回折図形の画像データは、上述したＥＢＳＤ、ＥＣＰ、ＴＥＭ等により撮像することができる。画像データは、試料表面の所定の領域において撮像された複数の画像データであってもよいし、位置Ａにおいて撮像された１つの画像データであってもよい。また、画像データとしては、例えば、ビットマップ（ＢＭＰ）形式、ＪＰＥＧ形式、ＧＩＦ形式、ＰＮＧ形式、ＴＩＦＦ形式等のデータが含まれる。

上記構成においては、結晶方位図生成部２は、位置Ａにおいて実測されたＥＢＳＤパターン、電子チャネリングパターンまたは電子回折図形の画像データを画像解析して結晶方位図を生成する。

なお、結晶方位図を生成する位置は予め登録しておいてもよいし、事前に登録された条件に適合する位置を自動的に選択するように設定してもよい。

また、例えば、結晶方位図生成部２は、上記のオイラー角等に変換した数値データに基づき、測定位置に応じた結晶方位を色調で表わしたＩＰＦマップ（Inverse Pole Figure Map）等の結晶方位マップを事前に生成し、ＩＰＦマップ上から選択された位置において結晶方位図を生成してもよい。

結晶方位マップとしては、上記のＩＰＦマップのほかに、結晶相の違いによって色分けされるマップ、方位情報に基づき粒界を表すマップ、ピクセル間の方位差を微分して歪み分布を示すマップ等を用いてもよい。

結晶方位図を生成する位置の選択方法については、上記の例に限定されず、ＳＥＭ、ＴＥＭまたはＦＩＢ等の荷電粒子線装置での観察画像中から選択してもよい。また、試料表面の所定の領域において事前に実測されたＥＢＳＤパターン、電子チャネリングパターン、電子回折図形等を解析することによって得られる情報に基づいて、結晶方位図を生成する位置を選択してもよい。

上記の情報には、例えば、測定点ごとの実測されたＥＢＳＤパターンの画像の質に関する情報、実測されたＥＢＳＤパターンとそこから結晶方位を算出して計算によって生成された菊池マップとの誤差をピクセルごとに算出した値に関する情報等が含まれる。

また、基準状態となる試料に対する荷電粒子線の入射方向についても特に制限はなく、適宜設定すればよい。例えば、荷電粒子線の入射方向が試料表面と垂直な方向になるような入射方向を、基準状態として設定することができる。

その後、結晶方位図上で指定された、荷電粒子線の結晶Ａに対する入射方向を示す情報に基づいて、傾斜角度量算出部３は、試料と荷電粒子線の入射方向との相対的な方位関係を変更するために必要な傾斜角度量を算出する。ここで、試料と荷電粒子線の入射方向との相対的な方位関係を変更するとは、荷電粒子線の入射方向に対する、試料の相対的な傾斜状態を調整することを意味し、具体的には、試料の傾斜方向および傾斜量、ならびに荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量の少なくとも一方を変更することを指す。

なお、測定対象となる結晶の結晶座標系に対する荷電粒子線の入射方向は、例えば、菊池マップ上に示された結晶の方位に、電子線の入射方向が表示されることにより示される。図３ａ，３ｂに示す例においては、荷電粒子線の入射方向は、中心の十字印として示されている。

図３ａに示す菊池マップでは、荷電粒子線の入射方向は結晶が有する［００１］晶帯軸と一致している。そして、例えば、オペレータが上記の菊池マップを参照し、荷電粒子線の入射方向を結晶が有する（２００）面に平行な方向を回転軸に３０°回転させるよう指定すると、傾斜角度量算出装置１０は、結晶座標系における入射方向を示す情報の変化量に応じて、試料と荷電粒子線の入射方向との相対的な方位関係を変更するために必要な傾斜角度量を算出する。

菊池マップ上における荷電粒子線の入射方向は、上記の例のように、菊池マップを更新することなく荷電粒子線の入射方向を任意の角度に指定することによって変化させることもできるし、例えば、常に一定の場所に表示された状態で、オペレータの操作によって、図３ｂに示すような所望の方位関係を示す菊池マップを再度生成するよう指定することによって変化させることもできる。

また、結晶方位図上で指定された情報に基づいて傾斜角度量を算出する方法については特に制限はなく、例えば、以下の方法を採用することができる。直交する二軸の傾斜軸ＴｘおよびＴｙを備えた試料台の各々の軸周りの回転量をそれぞれ、上記結晶方位図のｘ軸、ｙ軸とし、結晶方位図において入射方向を示す情報の座標の変化量に応じて、Ｔｘ軸ならびにＴｙ軸の回転方向および回転量に変換される方法等を用いることができる。

傾斜角度量算出装置１０は、上記の構成を有することによって、所望の結晶方位図が生成されるよう試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更するために必要な傾斜角度量を算出することが可能になる。

結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、指定後の結晶方位図を生成してもよい。図３に示す例においては、図３（ｂ）の菊池マップが指定後の結晶方位図に該当する。なお、本明細書においては、結晶方位図上で指定された情報に基づいて生成された結晶方位図を「指定後の結晶方位図」と呼ぶ。

結晶方位図を生成する位置は１か所に限定されない。例えば、結晶方位図生成部２は、試料表面における結晶の方位情報に基づいて、基準状態における、位置Ａと異なる他の位置（以下の説明において、「位置Ｂ」ともいう。）の結晶（以下の説明において、「結晶Ｂ」ともいう。）の結晶方位図を生成してもよい。そして、傾斜角度量算出部３は、結晶Ａの結晶方位図上および結晶Ｂの結晶方位図上で指定された、荷電粒子線の結晶Ａおよび結晶Ｂに対する入射方向を示す情報に基づき、傾斜角度量を算出することができる。

さらに、結晶方位図生成部２は、結晶Ａの指定後の結晶方位図に加えて、結晶Ｂの指定後の結晶方位図を生成してもよい。

結晶方位図を生成する位置は３か所以上であってもよい。上記の複数の位置の選択方法についても特に制限はなく、同一結晶粒内から複数の位置を選択してもよいし、異なる結晶粒から選択してもよい。

例えば、鉄鋼材料などの多結晶材料内における格子欠陥は、材料の変形またはき裂の進展によっても生じ、複数の結晶粒にわたって伝播する場合がある。このような場合においては、複数の結晶粒内での格子欠陥を同時に観察する必要がある。上記のように、複数の結晶の結晶方位図上で指定された情報に基づき傾斜角度量を算出することにより、複数の結晶粒で同時にチャネリング条件を満足する傾斜角度に容易に調整することができる。その結果、複数の結晶粒にわたって伝播した格子欠陥を連続的に観察することが可能となる。

また、複数の結晶粒で同時にチャネリング条件を満足する条件で材料に応力を付与すれば、き裂等の格子欠陥が結晶粒をまたぐ様子をその場観察することができるようになる。

図５は、本発明の他の参考実施形態における傾斜角度量算出装置の構成を具体的に示す構成図である。図５に示すように、本発明の他の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置１０は、回転軸設定部４をさらに備えてもよい。

回転軸設定部４は、結晶方位図生成部２が生成した結晶方位図に基づき、位置Ａを通る軸を回転軸として設定する。回転軸とは、荷電粒子線の入射方向に対して所定の結晶面を相対的に回転させるための回転中心となる軸のことである。位置Ａを通る軸を設定することによって、位置Ａを中心として試料の傾きをユーセントリックに変化させることが可能になる。なお、回転軸となる軸は、必ずしも厳密に位置Ａを通過していなくてもよい。

結晶Ａが有する１つの結晶面（以下の説明において、「結晶面ａ」ともいう。）と入射方向とが所定の角度をなすように、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、回転軸設定部４は、回転軸となる軸が、結晶面ａと平行または垂直な方向になるように設定する。

そして、傾斜角度量算出部３は、結晶面ａと入射方向とが上記の所定の角度をなすために必要な、回転軸を回転中心とした試料および／または荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を変更するために必要な傾斜角度量を算出する。

回転軸設定部４は、結晶方位図生成部２が生成した結晶方位図に基づき、位置Ａで交差する２つの軸を回転軸として設定することが好ましい。位置Ａで交差する２つの軸を設定することによって、位置Ａを中心として試料の傾きをユーセントリックに自在に変化させることが可能になる。

上記の態様において、回転軸設定部４は、結晶方位図生成部２によって生成された結晶方位図を用いて、設定される２つの軸のうちの一方（以下の説明において、「α軸」ともいう。）が結晶面ａと平行または垂直な方向になるように設定することができる。α軸の方向を結晶面ａと平行な方向に設定する場合には、α軸はさらに試料表面と平行な方向になるように設定してもよいし、または結晶面ａを構成する原子の１つの配列方向に平行な方向になるように設定してもよい。

上記の２つの軸のうちの他方（以下の説明において、「β軸」ともいう。）の方向については特に制限はなく、例えば、結晶面ａと平行な方向になるように設定してもよい。この場合には、β軸はさらに試料表面と平行な方向になるように設定してもよいし、結晶面ａを構成する原子の１つの配列方向に平行な方向になるように設定してもよい。

また、β軸の方向は結晶Ａが有する他の結晶面（以下の説明において、「結晶面ｂ」ともいう。）と平行または垂直な方向になるように設定してもよい。β軸の方向を結晶面ｂと平行な方向に設定する場合には、β軸はさらに試料表面と平行な方向になるように設定してもよいし、結晶面ｂを構成する原子の１つの配列方向に平行な方向になるように設定してもよい。

図５に示すように、本発明の他の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置１０は、出力部５をさらに備えてもよい。出力部５は、荷電粒子線装置１００によって測定される、試料表面の基準状態における荷電粒子線像、ならびに結晶方位図生成部２によって生成される結晶Ａの結晶方位図および／または上述した指定後の結晶方位図を取得する。荷電粒子線像には、反射電子像、二次電子像、透過電子像、ＳＩＭ像およびＳＴＥＭ像等が含まれる。

そして、出力部５は、取得された荷電粒子線像、ならびに結晶Ａの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する。なお、表示装置は、例えば、液晶モニター等である。この際、荷電粒子線像、ならびに結晶方位図および／または指定後の結晶方位図を１つの表示装置に出力してもよいし、１つの表示装置に荷電粒子線像を出力し、もう１つの表示装置に結晶方位図および／または指定後の結晶方位図を出力してもよい。

上述のように、荷電粒子線装置１００によって、荷電粒子線像とＥＢＳＤパターン、電子チャネリングパターンまたは電子回折図形とを同時に測定することはできない。しかし、指定後の結晶方位図を実際の測定ではなく、計算によって生成し、それに応じた荷電粒子線の入射方向での荷電粒子線像を測定するため、出力部５は、例えば、荷電粒子線像と菊池マップとを同時に表示させることが可能となる。

結晶方位図生成部２が結晶Ｂの結晶方位図も生成している場合においては、出力部５は、結晶Ｂの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図をさらに取得し、荷電粒子線像、ならびに結晶Ａの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図に加えて、結晶Ｂの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図も同時に表示されるように出力してもよい。

なお、出力部５は、荷電粒子線像、結晶方位図および指定後の結晶方位図に加えて、結晶方位図生成部２が事前に生成したＩＰＦマップ等についても取得し、外部の表示装置に同時に表示されるように出力してもよい。

また、例えば、試料が磁性、反磁性等の、磁場と相互作用する特性を有する場合には、試料を傾斜した際に、荷電粒子線も磁場の影響によりわずかに傾斜してしまうことがある。このような場合には、試料に対する実際の荷電粒子線の入射方向と、結晶方位図生成部２が生成した指定後の結晶方位図に応じて算出された入射方向との間にずれが生じる可能性が考えられる。

したがって、上記のような試料を用いる場合には、所定時間ごとまたは試料に対する荷電粒子線の入射方向が所定量変化するごとに、基準状態を再設定するとともに、結晶方位図生成部２が当該再設定された基準状態における結晶方位図を生成し直すことが好ましい。

図５に示すように、本発明の他の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置１０は、傾斜角度調整部６をさらに備えてもよい。傾斜角度調整部６は、傾斜角度量算出部３によって算出された傾斜角度量に基づいて、荷電粒子線装置１００の内部に設置される試料台に対して試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、荷電粒子線装置１００に対して荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行う。

なお、試料台への指示は、荷電粒子線装置１００が備える試料台駆動装置を介して行ってもよいし、外部の試料台駆動装置を介して行ってもよい。

試料台が傾斜角度調整部６からの指示に応じて試料の傾斜方向および傾斜量を変更することによって、試料に対する荷電粒子線の入射方向を制御する場合において、試料の傾斜方向および傾斜量を変更する方法については特に制限は設けない。図６に示すように、汎用的な荷電粒子線装置１００に付属の試料台の駆動機構を適宜組み合わせることで入射方向を制御してもよいし、特許文献１または特許文献２に開示される機構を備えた試料台を適用してもよい。

また、荷電粒子線装置１００が傾斜角度調整部６からの指示に応じて荷電粒子線の入射方向を変更することによって、試料に対する荷電粒子線の入射方向を制御する場合において、荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更する方法についても特に制限は設けない。例えば、図７に示すように、荷電粒子線の試料表面における入射位置を固定した状態で、荷電粒子線を放出する位置を変化させることで、荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更することができる。または、図８に示すように、荷電粒子線の試料表面における入射位置を固定した状態で、荷電粒子線装置１００に付属の試料台を移動させることによっても、荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更することができる。

なお、傾斜角度量算出装置１０が回転軸設定部４および傾斜角度調整部６を備え、回転軸設定部４による２つの回転軸の設定、傾斜角度量算出部３による傾斜角度量の算出および傾斜角度調整部６による傾斜状態の調整を行う場合において、その順序は問わない。例えば、回転軸設定部４がα軸およびβ軸の設定を行った後、傾斜角度量算出部３がα軸回りおよびβ軸回りの回転角度をそれぞれ計算し、その後、傾斜角度調整部６がα軸回りおよびβ軸回りに傾斜状態を調整するよう、試料台または荷電粒子線装置１００に指示してもよい。

または、回転軸設定部４がα軸を設定した後、傾斜角度量算出部３がα軸回りの回転角度を計算し、その後、傾斜角度調整部６がα軸回りに傾斜状態を調整するよう指示し、続いて、回転軸設定部４がβ軸を設定した後、傾斜角度量算出部３がβ軸回りの回転角度を計算し、その後、傾斜角度調整部６がβ軸回りに傾斜状態を調整するよう指示してもよい。さらに、α軸とβ軸との設定順が逆であってもよい。

また、傾斜角度量算出装置１０が回転軸設定部４および出力部５を備える場合において、出力部５は、結晶方位図ならびにα軸およびβ軸のうちの少なくとも一方の方向に関する情報を取得してもよい。

そして、出力部５は、取得された結晶方位図、ならびにα軸およびβ軸を示す線（以下、回転軸を示す線を「軸線」ともいう。）のうちの少なくとも一方またはα軸およびβ軸を回転中心とした場合の結晶の回転方向（以下、α軸を回転中心とした回転方向を「α方向」、β軸を回転中心とした回転方向を「β方向」ともいう。）を示す線（以下、回転方向を示す線を「方向線」ともいう。）のうちの少なくとも一方を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力してもよい。

この際、結晶方位図、および軸線または方向線を１つの表示装置に出力してもよいし、１つの表示装置に結晶方位図を出力し、もう１つの表示装置に軸線または方向線を出力してもよい。また、１つの表示装置に出力する場合において、結晶方位図、および軸線または方向線は、並べて表示させてもよいし、重ねて表示させてもよい。

さらに、傾斜角度量算出装置１０が出力部５および傾斜角度調整部６を備え、傾斜角度調整部６からの指示に応じて、試料に対する荷電粒子線の入射方向が変更された場合において、出力部５は、荷電粒子線装置によって測定される、変更後の入射方向における試料表面の荷電粒子線像をさらに取得し、基準状態および／または変更後の入射方向における荷電粒子線像、ならびに結晶Ａの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力してもよい。

結晶方位図生成部２が結晶Ｂの結晶方位図も生成している場合においては、出力部５は、結晶Ｂの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図をさらに取得し、基準状態および／または変更後の入射方向における荷電粒子線像、ならびに結晶Ａの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図に加えて、結晶Ｂの結晶方位図および／または指定後の結晶方位図も同時に表示されるように出力してもよい。

［試料台の構成］
本発明の参考実施形態に係る試料台は、傾斜角度調整部６からの指示に応じて試料の傾斜方向および傾斜量を変更することが可能な構成を有するものである。荷電粒子線装置に内蔵されている試料台でもよいし、外付けの試料台でもよい。また、荷電粒子線装置に内蔵されている試料台と外付けの試料台を組み合わせてもよい。

［荷電粒子線装置の構成］
本発明の参考実施形態に係る荷電粒子線装置１００は、傾斜角度量算出装置１０および本体部２０を備え、本体部２０が傾斜角度調整部６からの指示に応じて試料に対する荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更することが可能な構成を有するものである。また、本発明の他の参考実施形態に係る荷電粒子線装置１００は、上述した試料台を備えるものである。

さらに、本発明の他の参考実施形態に係る荷電粒子線装置１００は、傾斜角度量算出装置１０および本体部２０を備え、本体部２０が傾斜角度調整部６からの指示に応じて試料に対する荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更することが可能な構成を有し、かつ上述した試料台を備えるものである。本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置を備えた荷電粒子線装置の構成について、さらに具体的に説明する。

まず、荷電粒子線装置１００としてＳＥＭ２００を用いる場合を例に説明する。図９は、ＳＥＭ２００の一例を模式的に示した図である。図９に示すように、ＳＥＭ２００は、傾斜角度量算出装置１０および本体部２１０を備える。そして、本体部２１０は、電子線入射装置２２０、電子線制御装置２３０、試料台２４０、試料台駆動装置２５０、検出装置２６０およびＦＩＢ入射装置２７０を備える。

電子線入射装置２２０は、電子源より電子線を引き出し、加速しながら放出する電子銃２２１と、加速された電子線束を集束するコンデンサレンズ２２２と、集束された電子線束を試料上の微小領域に収束させる対物レンズ２２３と、それを含むポールピース２２４と、電子線束を試料上で走査するための偏向コイル２２５とから主に構成される。

電子線制御装置２３０は、電子銃制御装置２３１と、集束レンズ系制御装置２３２と、対物レンズ系制御装置２３３と、偏向コイル制御装置２３５とを含む。なお、電子銃制御装置２３１は、電子銃２２１により放出される電子線の加速電圧等を制御する装置であり、集束レンズ系制御装置２３２は、コンデンサレンズ２２２により集束される電子線束の開き角等を制御する装置である。

試料台２４０は、試料を支持するためのものであり、試料台駆動装置２５０により傾斜角度および仮想的な３次元座標上の位置を自在に変更することが可能である。また、検出装置２６０には、二次電子検出器２６１、反射電子検出器２６２および電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）検出器２６３が含まれる。

ＦＩＢ入射装置２７０は、試料に対してＦＩＢを入射するための装置である。公知の装置を採用すればよいため、詳細な図示および構造の説明は省略する。図９に示すように、ＳＥＭ２００の内部にＦＩＢ入射装置２７０を備える構成においては、荷電粒子線として、電子線入射装置２２０から入射される電子線およびＦＩＢ入射装置２７０から入射されるＦＩＢが含まれる。一般的に、ＦＩＢの入射方向は、電子線の入射方向に対して、５２°、５４°または９０°傾斜している。なお、ＳＥＭ２００は、ＦＩＢ入射装置２７０を備えていなくてもよい。

上記の構成においては、二次電子検出器２６１および反射電子検出器２６２により、荷電粒子線像が得られ、電子後方散乱回折検出器２６３によって、結晶の方位情報が得られる。

次に、荷電粒子線装置１００がＴＥＭ３００である場合を例に説明する。図１０は、ＴＥＭ３００の一例を模式的に示した図である。図１０に示すように、ＴＥＭ３００の本体部３１０は、電子線入射装置３２０、電子線制御装置３３０、試料ホルダー３４０、試料ホルダー駆動装置３５０、検出装置３６０および検出系制御装置３７０を備える。

電子線入射装置３２０は、電子源より電子線を引き出し、加速しながら放出する電子銃３２１と、加速された電子線束を集束する第１コンデンサレンズ３２２および第２コンデンサレンズ３２３とから主に構成される。

電子線制御装置３３０は、電子銃制御装置３３１と、第１コンデンサレンズ系制御装置３３２と、第２コンデンサレンズ系制御装置３３３とを含む。なお、電子銃制御装置３３１は、電子銃３２１により放出される電子線の加速電圧を制御する装置である。また、第１コンデンサレンズ系制御装置３３２および第２コンデンサレンズ系制御装置３３３は、それぞれ第１コンデンサレンズ３２２および第２コンデンサレンズ３２３により集束される電子線束の開き角等を制御する装置である。

試料ホルダー３４０は、試料を支持するためのものであり、試料ホルダー駆動装置３５０により傾斜角度および仮想的な３次元座標上の位置を自在に変更することが可能である。また、検出装置３６０は、対物レンズ３６１と、中間レンズ３６２と、投影レンズ３６３と、検出器３６４とを含む。そして、対物レンズ３６１、中間レンズ３６２および投影レンズ３６３によって拡大された透過像および電子回折図形が検出器３６４に投影される。

検出系制御装置３７０は、対物レンズ制御装置３７１と、中間レンズ制御装置３７２と、投影レンズ制御装置３７３とを含み、それぞれが対物レンズ３６１、中間レンズ３６２および投影レンズ３６３の磁気強度を変えることによって、検出器３６４に入る情報を透過像または電子回折図形に切り替えることができる。

上記の構成においては、検出器３６４により、荷電粒子線像および結晶の方位情報が得られる。

次に、本発明の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作について図１１〜４１を用いて説明する。

［第１の参考実施形態］
図１１は、本発明の第１の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。以降に示す参考実施形態では、まずＳＥＭを用いる場合を例に説明する。

まず前提として、試料表面上でオペレータが選択した位置（以下、「位置Ｃ」という。）において、ＥＢＳＤ法を用いた点分析を行う。なお、ＥＢＳＤ法を用いる場合には、試料を基準状態から約７０°傾斜させた状態で分析を行う必要がある。分析後、試料の傾斜角度を基準状態に戻す。

続いて、図１１に示すように、方位情報取得部１は、電子後方散乱回折検出器２６３が検出した位置Ｃにおいて実測されたＥＢＳＤパターンの画像データを取得する（ステップＡ１）。そして、結晶方位図生成部２は、画像データを画像解析する（ステップＡ２）。

図１２は、ＥＢＳＤ法によって得られた位置Ｃの結晶のＥＢＳＤパターンの画像データである。結晶方位図生成部２は、この実測されたＥＢＳＤパターンの画像データを画像解析し、図１３に示すように、各結晶面に対応した菊池線を同定することで、図１４に示すような基準状態での菊池マップ（結晶方位図）を生成する（ステップＡ３）。

続いて、出力部５は、ＳＥＭ２００により測定された基準状態での二次電子像と、ステップＡ３で生成された基準状態での菊池マップとを取得し、傾斜角度量算出装置１０に接続される表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＡ４）。

その後、オペレータが、表示装置３０に表示される菊池マップを観察しながら、図１４に示されるＤ点が中心となるよう菊池マップ上で指定すると、結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、図１５に示すような位置Ｃの結晶の指定後の菊池マップを生成する（ステップＡ５）。なお、中心となる点の指定は、傾斜角度量算出装置１０に接続される入力装置４０から指示を入力することによって行うことができる。

次に、傾斜角度量算出部３は、上記の指定された情報に基づいて、試料に対する電子線の入射方向を変更するために必要な傾斜角度量を算出する（ステップＡ６）。続いて、傾斜角度調整部６は、ステップＡ６によって算出された傾斜角度量に基づいて、ＳＥＭ２００に対して、試料に対する電子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示する（ステップＡ７）。

具体的には、傾斜角度調整部６は、試料台駆動装置２５０を介して試料台２４０に所定方向に移動させるように指示するとともに、ＳＥＭ２００が備える電子線制御装置２３０に対して、電子線の試料表面における入射位置が試料台２４０の移動に追従するよう指示する。

すなわち、試料台駆動装置２５０および電子線制御装置２３０を制御し、図８に示すように、電子線の試料表面における入射位置を固定した状態で、試料を所定方向に移動させることで、試料に対する電子線の入射方向を変更する。

試料に対する電子線の入射方向が変更された後、出力部５は、指定後の菊池マップに加えて、ＳＥＭ２００によって測定された、変更後の入射方向における二次電子像を取得し、表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＡ８）。

これにより、表示装置３０に、指定後の菊池マップと、当該菊池マップが生成される状態での二次電子像とが同時に表示されるようになる。二次電子像の取得および表示装置３０への出力は、入射方向を変更するごとに行ってもよいし、オペレータからの指示に応じて行ってもよいし、所定間隔ごとに行ってもよいし、常時連続して行ってもよい。

また、荷電粒子線として、電子線と同様に、ＦＩＢ入射装置２７０から照射されるＦＩＢを用いることができる。

［第２の参考実施形態］
さらに、図１６を参照しつつ、本発明の第２の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作について、具体的に説明する。図１６は、本発明の第２の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。

まず前提として、試料表面の所定の領域を対象としてＥＢＳＤ法を用いたマッピング分析を行う。続いて、図１６に示すように、方位情報取得部１は、電子後方散乱回折検出器２６３が検出した試料表面における結晶の方位情報を取得する（ステップＢ１）とともに、方位情報を試料表面上の仮想的な直交座標系を基準としたオイラー角に変換する（ステップＢ２）。

続いて、結晶方位図生成部２は、オイラー角に変換された方位情報に基づき、図１７に示すようなＩＰＦマップを生成する（ステップＢ３）。その後、出力部５は、生成されたＩＰＦマップを取得し、表示装置３０に出力する（ステップＢ４）。そして、結晶方位図生成部２は、ＩＰＦマップ上でオペレータが選択した位置（図１７における黒丸で示す２つの位置、以下、それぞれを「位置Ｅ」および「位置Ｆ」という。）において、オイラー角に変換された方位情報に基づき、図１８に示すような位置Ｅおよび位置Ｆの結晶の基準状態での２つの菊池マップ（結晶方位図）を生成する（ステップＢ５）。なお、図１７に示すように、位置Ｅおよび位置Ｆは隣り合う結晶上に存在する。

続いて、図１９に示すように、出力部５は、ＩＰＦマップＭ１に加えて、ステップＢ５で生成された基準状態での菊池マップＭ２と、ＳＥＭ２００により測定された基準状態での反射電子像Ｍ３とを取得し、表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＢ６）。本参考実施形態においては、２つの菊池マップを重ねて表示させている。

その後、オペレータが、表示装置３０に重ねて表示される２つの菊池マップを観察しながら、電子線の入射方向を、位置Ｅおよび位置Ｆの結晶がそれぞれ有する（−２００）面に対してチャネリング条件を満足するように指定する。それに伴い、結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、図２０に示すような位置Ｅおよび位置Ｆの結晶の指定後の菊池マップを生成する（ステップＢ７）。

次に、傾斜角度量算出部３は、上記の指定された情報に基づいて、試料に対する電子線の入射方向を変更するために必要な傾斜角度量を算出する（ステップＢ８）。続いて、傾斜角度調整部６は、ステップＢ８によって算出された傾斜角度量に基づいて、ＳＥＭ２００が備える試料台２４０に対して、試料台駆動装置２５０を介して、試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示する（ステップＢ９）。

試料に対する電子線の入射方向が変更された後、図２１に示すように、出力部５は、ＩＰＦマップＭ１に加えて、指定後の２つの菊池マップＭ２およびＳＥＭ２００によって測定された、変更後の入射方向における反射電子像Ｍ３を取得し、表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＢ１０）。この時、結晶方位図生成部２が、変更後の入射方向におけるＩＰＦマップを再度生成し、出力部５が、新たなＩＰＦマップを取得して表示装置３０に表示させてもよい。

上記のステップを実行することにより、電子線の入射方向が位置Ｅおよび位置Ｆの結晶がそれぞれ有する（−２００）面に対してチャネリング条件を満足した状態で、反射電子像を観察できるようになる。上記の状態では、図２１に示すように、位置Ｅおよび位置Ｆの両方の結晶において、反射電子強度が低くなるため、例えば、２つの隣り合う結晶の境界をまたぐように延びる転位を観察することが可能になる。

なお、どの結晶面がチャネリング条件を満足するように試料に対する電子線の入射方向を制御するかについては、事前に登録していてもよいし、オペレータが結晶方位図を見ながら適宜入力してもよい。入力は、入力装置４０によって行うことができる。

［第３の参考実施形態］
さらに、図２２を参照しつつ、本発明の第３の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作について、具体的に説明する。図２２は、本発明の第３の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。

まず前提として、試料表面の所定の領域を対象としてＥＢＳＤ法を用いたマッピング分析を行う。続いて、図２２に示すように、方位情報取得部１は、電子後方散乱回折検出器２６３が検出した試料表面における結晶の方位情報を取得する（ステップＣ１）とともに、方位情報を試料表面上の仮想的な直交座標系を基準としたオイラー角に変換する（ステップＣ２）。

続いて、結晶方位図生成部２は、オイラー角に変換された方位情報に基づき、図２３に示すようなＩＰＦマップを生成する（ステップＣ３）。その後、出力部５は、生成されたＩＰＦマップを取得し、表示装置３０に出力する（ステップＣ４）。そして、結晶方位図生成部２は、ＩＰＦマップ上でオペレータが選択した位置（図２３における黒丸で示す位置、以下、「位置Ｇ」という。）において、オイラー角に変換された方位情報に基づき、図２４に示すような位置Ｇの結晶の基準状態での菊池マップを生成する（ステップＣ５）。

続いて、出力部５は、図２５に示すように、ＩＰＦマップＭ１に加えて、ステップＣ５で生成された基準状態での菊池マップＭ２と、ＳＥＭ２００により測定された基準状態での反射電子像Ｍ３とを取得し、表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＣ６）。

本参考実施形態においては、電子線の入射方向が（−２００）面に対してチャネリング条件を満足し、かつ（０２０）面とは所定角度傾斜した方向に向くように、試料に対する電子線の入射方向の制御を行うこととする。電子線の入射方向をどのように制御するかについては、事前に登録していてもよいが、本参考実施形態において、オペレータが結晶方位図を見ながら適宜選択するものとする。

オペレータが、表示装置３０に表示される菊池マップを観察しながら、図２４に示される（−２００）面に垂直な（０−２０）面を選択すると、回転軸設定部３は、まず位置Ｇを通りかつ（−２００）面および試料表面に平行な軸を回転軸（以下、「β軸」という。）として設定する（ステップＣ７）。なお、入力は、傾斜角度量算出装置１０に接続される入力装置４０によって行うことができる。

それに伴い、出力部５は、β軸の方向に関する情報を取得し、図２６に示すように、菊池マップと重ねてβ方向線を表示装置３０に出力する（ステップＣ８）。本参考実施形態においては、β軸線は表示していないが、同時に表示させてもよい。そして、オペレータが電子線の入射方向が（−２００）面と平行となるように指定すると、結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、図２７に示すような位置Ｇの結晶の指定後の菊池マップを再度生成する（ステップＣ９）。

次に、傾斜角度量算出部３は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、β軸を中心としたβ方向への傾斜角度量を算出する（ステップＣ１０）。続いて、傾斜角度調整部６は、ステップＣ１０での計算結果に基づき、ＳＥＭ２００が備える試料台２４０に対して、試料台駆動装置２５０を介して、試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示する（ステップＣ１１）。

試料に対する電子線の入射方向が変更された後、出力部５は、指定後の菊池マップを取得し、表示装置３０に出力する（ステップＣ１２）。図２７に示されるように、（−２００）面と電子線の入射方向とが平行になっていることが分かる。この時、出力部５は、ＳＥＭ２００によって測定された、変更後の入射方向における反射電子像を取得し、表示装置３０に同時に表示させてもよい。

その後、オペレータが、表示装置３０に表示される菊池マップを観察しながら、図２７に示されるβ方向に垂直な（−２００）面を選択すると、回転軸設定部３は、位置Ａを通りかつ（−２００）面に垂直な軸を回転軸（以下、「α軸」という。）として設定する（ステップＣ１３）。

それに伴い、出力部５は、α軸の方向に関する情報を取得し、図２８に示すように、菊池マップと重ねて、α方向線を表示装置３０に出力する（ステップＣ１４）。そして、オペレータが電子線の入射方向が（−２００）面に対する角度は一定のまま（０２０）面と所定角度傾斜するように指定すると、結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、図２９に示すような位置Ｇの結晶の指定後の菊池マップを再度生成する（ステップＣ１５）。

次に、傾斜角度量算出部３は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、α軸を中心としたα方向への傾斜角度量を算出する（ステップＣ１６）。続いて、傾斜角度調整部６は、ステップＣ１６での計算結果に基づき、ＳＥＭ２００が備える試料台２４０に対して、試料台駆動装置２５０を介して、試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示する（ステップＣ１７）。

試料に対する電子線の入射方向が変更された後、図３０に示すように、出力部５は、ＩＰＦマップＭ１に加えて、指定後の菊池マップＭ２およびＳＥＭ２００によって測定された、変更後の入射方向における反射電子像Ｍ３を取得し、表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＣ１８）。

そして、電子線の入射方位を図３１に示す点Ｈから点Ｉの間を移動させる際、反射電子強度のコントラストは（−２００）面に平行な軸回りで大きく変化する。この中で最も背景と格子欠陥とのコントラストの強くなるチャネリング条件を得るためには、試料に対する電子線の入射方向を、β軸を中心として図３１のＨ点からＩ点まで移動させながら反射電子強度を計測し、反射電子強度が最も低くなる位置を選択することが好ましい。

［第４の参考実施形態］
さらに、図３２を参照しつつ、本発明の第４の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作について、具体的に説明する。図３２は、本発明の第４の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。

まず前提として、試料表面上でオペレータが選択した位置（以下、「位置Ｊ」という。）において、ＥＢＳＤ法を用いた点分析を行う。続いて、図３２に示すように、方位情報取得部１は、電子後方散乱回折検出器２６３が検出した位置Ｊにおける結晶の方位情報を取得する（ステップＤ１）とともに、方位情報を試料表面上の仮想的な直交座標系を基準としたオイラー角に変換する（ステップＤ２）。

続いて、結晶方位図生成部２は、オイラー角に変換された方位情報に基づき、図３３に示すような位置Ｊの結晶の基準状態での菊池マップを生成する（ステップＤ３）。そして、出力部５は、生成された菊池マップを取得し、表示装置３０に出力する（ステップＤ４）。

本参考実施形態においては、電子線の入射方向が（−２００）面に対してチャネリング条件を満足し、かつ（０２０）面とは所定角度傾斜した方向に向くように、試料に対する電子線の入射方向の制御を行うこととする。電子線の入射方向をどのように制御するかについては、事前に登録していてもよいが、本参考実施形態において、オペレータが結晶方位図を見ながら適宜選択するものとする。

オペレータが、表示装置３０に表示される菊池マップを観察しながら、図３３に示される（−２００）面を選択すると、回転軸設定部３は、まず位置Ｊを通りかつ（−２００）面および試料表面に平行な軸を回転軸（以下、「β軸」という。）として設定する（ステップＤ５）。なお、入力は、傾斜角度量算出装置１０に接続される入力装置４０によって行うことができる。

それに伴い、出力部５は、β軸の方向に関する情報を取得し、図３４に示すように、菊池マップと並べてβ軸線を表示装置３０に出力する（ステップＤ６）。本参考実施形態においては、β方向線は表示していないが、同時に表示させてもよい。そして、オペレータが電子線の入射方向が（−２００）面と平行となるように指定すると、結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、図３５に示すような位置Ｊの結晶の指定後の菊池マップを再度生成する（ステップＤ７）。

次に、傾斜角度量算出部３は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、β軸を中心とした傾斜角度量を算出する（ステップＤ８）。続いて、傾斜角度調整部６は、ステップＤ８での計算結果に基づき、ＳＥＭ２００が備える試料台２４０に対して、試料台駆動装置２５０を介して、試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示する（ステップＤ９）。

試料に対する電子線の入射方向が変更された後、出力部５は、指定後の菊池マップを取得し、表示装置３０に出力する（ステップＤ１０）。図３５に示されるように、（−２００）面と電子線の入射方向とが平行になっていることが分かる。この時、出力部５は、ＳＥＭ２００によって測定された、変更後の入射方向における反射電子像を取得し、表示装置３０に同時に表示させてもよい。

その後、オペレータが、表示装置３０に表示される菊池マップを観察しながら、図３５に示される（−２００）面に垂直な方向を選択すると、回転軸設定部３は、位置Ｊを通りかつ（−２００）面に垂直な軸を回転軸（以下、「α軸」という。）として設定する（ステップＤ１１）。

それに伴い、出力部５は、α軸の方向に関する情報を取得し、図３６に示すように、菊池マップと並べて表示されるβ軸線に重ねて、α軸線を表示装置３０に出力する（ステップＤ１２）。そして、オペレータが電子線の入射方向が（−２００）面に対する角度は一定のまま（０２０）面と所定角度傾斜するように指定すると、結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、位置Ｊの結晶の指定後の菊池マップを再度生成する（ステップＤ１３）。

次に、傾斜角度量算出部３は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、α軸を中心とした傾斜角度量を算出する（ステップＤ１４）。続いて、傾斜角度調整部６は、ステップＤ１４での計算結果に基づき、ＳＥＭ２００が備える試料台２４０に対して、試料台駆動装置２５０を介して、試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示する（ステップＤ１５）。

試料に対する電子線の入射方向が変更された後、出力部５は、指定後の菊池マップを取得し、図３７に示すように、α軸線およびβ軸線と表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＤ１６）。

そして、電子線の入射方位を図３８に示す点Ｋから点Ｌの間を移動させる際、反射電子強度のコントラストは（−２００）面に平行な軸回りで大きく変化する。この中で最も背景と格子欠陥とのコントラストの強くなるチャネリング条件を得るために、試料に対する電子線の入射方向を、β軸を中心として図３８のＫ点からＬ点まで移動させながら反射電子強度を計測し、反射電子強度が最も低くなる位置を選択することが好ましい。

以上の参考実施形態ではＳＥＭを用いる場合を例に説明したが、これに限定されず、ＴＥＭを用いる場合でも同様である。

［第５の参考実施形態］
図３９を参照しつつ、本発明の第５の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作について、具体的に説明する。図３９は、本発明の第５の参考実施形態に係る傾斜角度量算出装置の動作を示すフロー図である。

なお、ＴＥＭにおいては、サンプルを透過した電子線から結像された像および電子回折図形を取得するため、サンプルの最表面の情報だけでなく、内部の情報が得られるが、ＴＥＭサンプルの観察領域は一般的に厚さ数μｍ以下の薄膜であるため、上述の表記を継続し、試料表面という呼称を用いることとする。

まず前提として、ＴＥＭサンプルの試料表面上でオペレータが選択した位置（以下、「位置Ｍ」という。）において、基準状態でＴＥＭ分析を行う。続いて、図３９に示すように、方位情報取得部１は、検出器３６４が検出した位置Ｍにおける電子回折図形を取得する（ステップＥ１）。なお、ＴＥＭにおいては、透過電子像および電子回折図形を測定する際の試料の傾斜角度は同一であるため、電子回折図形を取得する際の試料に対する荷電粒子線の入射方向が基準状態となる。そして、結晶方位図生成部２は、得られた電子回折図形を解析し、試料表面における結晶の方位情報をオイラー角に変換する（ステップＥ２）。

続いて、結晶方位図生成部２は、オイラー角に変換された方位情報に基づき、図４０に示すような位置Ｍの結晶の基準状態での菊池マップを生成する（ステップＥ３）。その後、出力部５は、ＴＥＭ３００により測定された基準状態での透過電子像と基準状態での菊池マップ（結晶方位図）とを取得し、表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＥ４）。

その後、オペレータが、表示装置３０に表示される菊池マップを観察しながら、図４０に示されるＮ点が中心となるよう菊池マップ上で指定すると、結晶方位図生成部２は、結晶方位図上で指定された情報に基づいて、図４１に示すような位置Ｍの結晶の指定後の菊池マップを生成する（ステップＥ５）。なお、中心となる点の指定は、傾斜角度量算出装置１０に接続される入力装置４０から指示を入力することによって行うことができる。

次に、傾斜角度量算出部３は、上記の指定された情報に基づいて、試料に対する電子線の入射方向を変更するために必要な傾斜角度量を算出する（ステップＥ６）。続いて、傾斜角度調整部６は、ステップＥ６によって算出された傾斜角度量に基づいて、ＴＥＭ３００が備える試料台３４０に対して、試料台駆動装置３５０を介して、試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示する（ステップＥ７）。

試料に対する電子線の入射方向が変更された後、出力部５は、指定後の菊池マップに加えて、ＴＥＭ３００によって測定された、変更後の入射方向における透過電子像を取得し、表示装置３０に同時に表示されるように出力する（ステップＥ８）。

これにより、表示装置３０に、仮想的な菊池マップと、当該菊池マップが生成される状態での透過電子像とが同時に表示されるようになる。透過電子像の取得および表示装置３０への出力は、試料に対する電子線の入射方向を変更するごとに行ってもよいし、オペレータからの指示に応じて行ってもよいし、所定間隔ごとに行ってもよいし、常時連続して行ってもよい。

次に、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置について、図４２〜４５を参照しながら説明する。

［一実施形態に係る荷電粒子線装置］
図４２は、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置１００は、本体部２０と、出力装置５０と、表示装置３０とを備える。

そして、出力装置５０は、結晶方位マップ、結晶方位図および荷電粒子線像を取得し、かつ、それらを表示装置３０に同時に表示されるように出力する。

後述するように、結晶方位マップおよび結晶方位図は、予め測定された結晶の方位情報に基づく計算により生成される。結晶方位マップおよび結晶方位図の生成は、外部の装置が行い、それらを出力装置５０が取得してもよい。また、出力装置５０が結晶の方位情報に基づいて結晶方位マップおよび結晶方位図を生成することによって取得してもよい。

上記の結晶の方位情報は、予め本体部２０によって所定の領域内で測定される。また、結晶の方位情報には、結晶方位を試料表面上の仮想的な直交座標系を基準としたオイラー角等の回転行列に変換したデータ等の結晶の方位情報を含む数値データが含まれる。そして、所定の領域内での結晶の方位情報を含む数値データに基づき、結晶方位マップが生成される。

また、試料に対する荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態（以下の説明において、「基準状態」ともいう。）において、上記の所定の領域内の選択された位置（以下の説明において、「位置Ｏ」ともいう。）での方位情報に基づいて、図４３に示すような結晶方位図が生成される。

そして、位置Ｏを含む領域において、本体部２０によって基準状態での荷電粒子線像が測定される。上述のように、荷電粒子線像とＥＢＳＤパターン、電子チャネリングパターンまたは電子回折図形とを同時に測定することはできない。しかし、結晶方位図を実際の測定ではなく、計算によって生成し、それに応じた荷電粒子線の入射方向での荷電粒子線像を測定する。そのため、出力装置２０は、事前に生成された結晶方位マップに加えて、荷電粒子線像および結晶方位図を取得し、かつ、図１９、２１、２５および３０に示すように、同時に表示されるように出力することが可能となる。

なお、表示装置３０は、例えば、液晶モニター等である。また、表示装置３０は１つであってもよいし、複数あってもよい。例えば、結晶方位マップ、荷電粒子線像および結晶方位図を１つの表示装置３０に表示させてもよいし、それぞれ別々の表示装置３０に表示させてもよい。

図４４は、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置の概略構成を示す図である。図４４に示す構成においては、荷電粒子線装置１００は入力装置４０をさらに備える。また、出力装置５０は、取得部５１、出力部５２、操作部５３および調整部５４を有する。

本実施形態においては、取得部５１が結晶方位マップ、結晶方位図および荷電粒子線像を取得し、出力部５２がそれらを表示装置３０に同時に表示されるように出力する。また、出力部５２は、図４３に示すような結晶方位図を操作用画像として表示装置３０に出力する。そして、オペレータが入力装置４０を用いて表示装置３０上で操作を行うと、それに応じて、操作部５３は、操作用画像に対して、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更するための処理を行う。

上記の試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更するための処理については、特に制限はないが、例えば、入射方向を変更した場合における結晶方位図を仮想的に生成する処理が含まれる。

オペレータの行う操作についても特に制限はなく、例えば、図４３に示すＰ点が中心になるよう入力装置４０から適宜入力することができる。それに応じて、操作部５３はＰ点が中心となるような試料に対する荷電粒子線の入射方向を算出し、図４５に示すような当該入射方向での結晶方位図を仮想的に生成する。

そして、調整部５４は、操作部５３による処理に基づいて、試料に対する荷電粒子線の入射方向を実際に変更する。すなわち、調整部５４は、操作部５３によって計算された、Ｐ点が中心となるための入射方向と、実際の入射方向とが一致するよう調整する。具体的には、調整部５４は、試料および／または荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を変更することによって、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更する。

以上のように、操作部５３および調整部５４を有することによって、オペレータが操作用画像である結晶方位図を見ながら操作を行い、試料に対する荷電粒子線の入射方向を仮想的に変更し、結晶方位図を再生成すると、それに付随して、実際の入射方向を変更することが可能になる。そして、本体部２０によって、入射方向を変更した状態における荷電粒子線像が再度測定される。

その後、取得部５１は、結晶方位マップに加えて、変更後の入射方向である状態における結晶方位図および荷電粒子線像を取得し、出力部５２はそれらを表示装置３０に同時に表示されるように出力する。これによって、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更しながらであっても、常に、結晶方位マップ、結晶方位図および荷電粒子線像を同時に表示させることが可能になる。

本発明の参考実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、図１１に示すステップＡ１〜Ａ８、図１６に示すステップＢ１〜Ｂ１０、図２２に示すステップＣ１〜Ｃ１８、図３２に示すステップＤ１〜Ｄ１６または図３９に示すステップＥ１〜Ｅ８を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本参考実施形態における傾斜角度量算出装置１０を実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、方位情報取得部１、結晶方位図生成部２、傾斜角度量算出部３、回転軸設定部４、出力部５および傾斜角度調整部６として機能し、処理を行なう。

また、本参考実施形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されてもよい。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、方位情報取得部１、結晶方位図生成部２、傾斜角度量算出部３、回転軸設定部４、出力部５および傾斜角度調整部６のいずれかとして機能してもよい。

ここで、第１〜第５の参考実施形態におけるプログラムを実行することによって、傾斜角度量算出装置１０を実現するコンピュータについて図４６を用いて説明する。図４６は、本発明の第１〜第５の参考実施形態における傾斜角度量算出装置１０を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。

図４６に示すように、コンピュータ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１１と、メインメモリ５１２と、記憶装置５１３と、入力インターフェイス５１４と、表示コントローラ５１５と、データリーダ／ライタ５１６と、通信インターフェイス５１７とを備える。これらの各部は、バス５２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ５００は、ＣＰＵ５１１に加えて、またはＣＰＵ５１１に代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を備えていてもよい。

ＣＰＵ５１１は、記憶装置５１３に格納された、本参考実施形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ５１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ５１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本参考実施形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体５２０に格納された状態で提供される。なお、本参考実施形態におけるプログラムは、通信インターフェイス５１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであってもよい。

また、記憶装置５１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス５１４は、ＣＰＵ５１１と、キーボードおよびマウスといった入力機器５１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ５１５は、ディスプレイ装置５１９と接続され、ディスプレイ装置５１９での表示を制御する。

データリーダ／ライタ５１６は、ＣＰＵ５１１と記録媒体５２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体５２０からのプログラムの読み出し、およびコンピュータ５００における処理結果の記録媒体５２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス５１７は、ＣＰＵ５１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。

また、記録媒体５２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））およびＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、またはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体が挙げられる。

なお、本参考実施形態における傾斜角度量算出装置１０は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。また、傾斜角度量算出装置１０は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。さらに、傾斜角度量算出装置１０は、クラウドサーバを用いて構成してもよい。

上述した参考実施形態および実施の形態の一部または全部は、以下に記載する（付記１）〜（付記４０）によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。

（付記１）
試料台の上の載置された試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向の変更に必要となる前記試料および／または前記荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を制御するための指令値である傾斜角度量を算出する装置であって、
前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における、前記表面の選択された位置の結晶の結晶座標系に対する前記荷電粒子線の入射方向を表す図である結晶方位図上で指定された、前記荷電粒子線の前記結晶に対する入射方向を示す情報に基づいて、前記傾斜角度量を算出する傾斜角度量算出部を備える、
傾斜角度量算出装置。

（付記２）
前記表面における結晶の方位情報を取得する方位情報取得部と、
前記方位情報に基づいて、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図を生成する結晶方位図生成部と、をさらに備える、
付記１に記載の傾斜角度量算出装置。

（付記３）
前記結晶方位図生成部は、前記結晶方位図上で指定された前記情報に基づいて、前記選択された位置の結晶の指定後の結晶方位図を生成する、
付記２に記載の傾斜角度量算出装置。

（付記４）
前記結晶方位図生成部は、前記方位情報に基づいて、前記表面に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における、前記選択された位置と異なる他の位置の結晶の結晶方位図を生成し、かつ、
傾斜角度量算出部は、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図上および前記他の位置の結晶の前記結晶方位図上で指定された、前記荷電粒子線の前記選択された位置の結晶および前記他の位置の結晶に対する入射方向を示す情報に基づいて、前記傾斜角度量を算出する、
付記２または付記３に記載の傾斜角度量算出装置。

（付記５）
前記結晶方位図に基づき、前記選択された位置を通る軸を回転軸として設定する回転軸設定部をさらに備え、
前記選択された位置の結晶が有する１つの結晶面と前記入射方向とが所定の角度をなすように、前記結晶方位図上で指定された情報に基づいて、
前記回転軸設定部は、前記軸が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になるように設定し、
前記傾斜角度量算出部は、前記１つの結晶面と前記入射方向とが前記所定の角度をなすための、前記回転軸を回転中心とした前記試料および／または前記荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を変更するために必要な傾斜角度量を算出する、
付記２から付記４までのいずれかに記載の傾斜角度量算出装置。

（付記６）
前記回転軸設定部は、前記選択された位置で交差する２つの軸を回転軸として設定し、かつ、
前記２つの軸のうちの一方が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になり、
前記２つの軸のうちの他方が、前記１つの結晶面と平行な方向になるように設定する、
付記５に記載の傾斜角度量算出装置。

（付記７）
前記回転軸設定部は、前記選択された位置で交差する２つの軸を回転軸として設定し、かつ、
前記２つの軸のうちの一方が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になり、
前記２つの軸のうちの他方が、前記選択された位置の結晶が有する他の結晶面と平行または垂直な方向になるように設定する、
付記５に記載の傾斜角度量算出装置。

（付記８）
出力部をさらに備え、
前記出力部は、前記荷電粒子線装置によって測定される、前記所定の入射方向における前記表面の荷電粒子線像、ならびに前記結晶方位図生成部によって生成される前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を取得し、
前記荷電粒子線像、ならびに前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する、
付記２から付記７までのいずれかに記載の傾斜角度量算出装置。

（付記９）
前記出力部は、前記結晶方位図生成部によって生成される前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図をさらに取得し、
前記荷電粒子線像、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、ならびに前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する、
付記８に記載の傾斜角度量算出装置。

（付記１０）
傾斜角度調整部をさらに備え、
前記傾斜角度調整部は、前記傾斜角度量算出部によって算出された前記傾斜角度量に基づいて、前記試料台に対して前記試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、前記荷電粒子線装置に対して前記荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行う、
付記２から付記９までのいずれかに記載の傾斜角度量算出装置。

（付記１１）
傾斜角度調整部をさらに備え、
前記傾斜角度調整部は、前記傾斜角度量算出部によって算出された前記傾斜角度量に基づいて、前記試料台に対して前記試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、前記荷電粒子線装置に対して前記荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行い、
前記傾斜角度調整部からの指示に応じて、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が変更された際に、
前記出力部は、前記荷電粒子線装置によって測定される、前記変更後の入射方向における前記表面の荷電粒子線像をさらに取得し、
前記表面の前記所定の入射方向および／または前記変更後の入射方向における前記荷電粒子線像、ならびに前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、または、
前記表面の前記所定の入射方向および／または前記変更後の入射方向における前記荷電粒子線像、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、ならびに前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する、
付記８または付記９に記載の傾斜角度量算出装置。

（付記１２）
付記１０または付記１１に記載の傾斜角度量算出装置を備え、
前記傾斜角度調整部からの指示に応じて前記試料の傾斜方向および傾斜量を変更することが可能である、
試料台。

（付記１３）
付記１０または付記１１に記載の傾斜角度量算出装置を備え、
前記傾斜角度調整部からの指示に応じて前記荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更することが可能である、
荷電粒子線装置。

（付記１４）
付記１２に記載の試料台を備えた、
荷電粒子線装置。

（付記１５）
本体部と、出力装置と、表示装置と、を備える荷電粒子線装置であって、
前記本体部は、試料の表面に荷電粒子線を入射することで、前記表面の所定の領域内における結晶の方位情報および荷電粒子線像を測定可能であり、
前記出力装置は、
前記本体部によって予め測定された前記所定の領域内での方位情報に基づいて生成された結晶方位マップと、
前記所定の領域内の選択された位置での方位情報に基づいて生成された、前記表面に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における結晶方位図と、
前記選択された位置を含む領域において、前記本体部によって測定された、前記所定の入射方向である状態での荷電粒子線像と、を取得し、かつ、
前記結晶方位マップ、前記結晶方位図および前記荷電粒子線像を、前記表示装置に同時に表示されるように出力する、
荷電粒子線装置。

（付記１６）
前記出力装置は、取得部と、出力部と、操作部とを有し、
前記取得部は、前記結晶方位マップ、前記結晶方位図および前記荷電粒子線像を取得し、
前記出力部は、前記結晶方位マップ、前記結晶方位図および前記荷電粒子線像を、前記表示装置に同時に表示されるように出力するとともに、前記結晶方位図を操作用画像として前記表示装置に出力し、
前記操作部は、オペレータの操作に応じて、前記操作用画像に対して、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向を変更するための処理を行う、
付記１５に記載の荷電粒子線装置。

（付記１７）
前記出力装置は、調整部をさらに有し、
前記調整部は、前記操作部による前記処理に基づいて、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向を変更する、
付記１６に記載の荷電粒子線装置。

（付記１８）
前記取得部は、
前記結晶方位マップと、
前記所定の領域内の選択された位置での方位情報に基づいて生成された、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記調整部によって変更された入射方向である状態における結晶方位図と、
前記選択された位置を含む領域において、前記本体部によって測定された、前記変更された入射方向である状態での荷電粒子線像と、を取得し、
前記出力部は、前記結晶方位マップ、ならびに変更された入射方向である状態における前記結晶方位図および前記荷電粒子線像を、前記表示装置に同時に出力する、
付記１７に記載の荷電粒子線装置。

（付記１９）
試料台の上の載置された試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向の変更に必要となる前記試料および／または前記荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を制御するための指令値である傾斜角度量を算出する方法であって、
前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における、前記表面の選択された位置の結晶の結晶座標系に対する前記荷電粒子線の入射方向を表す図である結晶方位図上で指定された、前記荷電粒子線の前記結晶に対する入射方向を示す情報に基づいて、前記傾斜角度量を算出する、
傾斜角度量算出方法。

（付記２０）
（ａ）前記表面における結晶の方位情報を取得するステップと、
（ｂ）前記方位情報に基づいて、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図を生成するステップと、
（ｃ）前記傾斜角度量を算出するステップと、を備える、
付記１９に記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２１）
前記（ｂ）のステップにおいて、前記結晶方位図上で指定された前記情報に基づいて、前記選択された位置の結晶の指定後の結晶方位図を生成する、
付記２０に記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２２）
前記（ｂ）のステップにおいて、前記方位情報に基づいて、前記表面に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における、前記選択された位置と異なる他の位置の結晶の結晶方位図を生成し、かつ、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図上および前記他の位置の結晶の前記結晶方位図上で指定された、前記荷電粒子線の前記選択された位置の結晶および前記他の位置の結晶に対する入射方向を示す情報に基づいて、前記傾斜角度量を算出する、
付記２０または付記２１に記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２３）
（ｄ）前記結晶方位図に基づき、前記選択された位置を通る軸を回転軸として設定するステップをさらに備え、
前記選択された位置の結晶が有する１つの結晶面と前記入射方向とが所定の角度をなすように、前記結晶方位図上で指定された情報に基づいて、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記軸が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になるように設定し、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記１つの結晶面と前記入射方向とが前記所定の角度をなすための、前記回転軸を回転中心とした前記試料および／または前記荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を変更するために必要な傾斜角度量を算出する、
付記２０から付記２２までのいずれかに記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２４）
前記（ｄ）のステップにおいて、前記選択された位置で交差する２つの軸を回転軸として設定し、かつ、
前記２つの軸のうちの一方が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になり、
前記２つの軸のうちの他方が、前記１つの結晶面と平行な方向になるように設定する、
付記２３に記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２５）
前記（ｄ）のステップにおいて、前記選択された位置で交差する２つの軸を回転軸として設定し、かつ、
前記２つの軸のうちの一方が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になり、
前記２つの軸のうちの他方が、前記選択された位置の結晶が有する他の結晶面と平行または垂直な方向になるように設定する、
付記２３に記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２６）
（ｅ）前記荷電粒子線装置によって測定される、前記所定の入射方向における前記表面の荷電粒子線像、ならびに前記（ｂ）のステップにおいて生成される前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を取得し、
前記荷電粒子線像、ならびに前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力するステップをさらに備える、
付記２０から付記２５までのいずれかに記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２７）
前記（ｅ）のステップにおいて、前記（ｂ）のステップにおいて生成される前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図をさらに取得し、
前記荷電粒子線像、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、ならびに前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する、
付記２６に記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２８）
（ｆ）前記（ｃ）のステップにおいて算出された前記傾斜角度量に基づいて、前記試料台に対して前記試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、前記荷電粒子線装置に対して前記荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行うステップをさらに備える、
付記２０から付記２７までのいずれかに記載の傾斜角度量算出方法。

（付記２９）
（ｆ）前記（ｃ）のステップにおいて算出された前記傾斜角度量に基づいて、前記試料台に対して前記試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、前記荷電粒子線装置に対して前記荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行うステップをさらに備え、
前記（ｆ）のステップでの指示に応じて、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が変更された際に、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記荷電粒子線装置によって測定される、前記変更後の入射方向における前記表面の荷電粒子線像をさらに取得し、
前記表面の前記所定の入射方向および／または前記変更後の入射方向における前記荷電粒子線像、ならびに前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、または、
前記表面の前記所定の入射方向および／または前記変更後の入射方向における前記荷電粒子線像、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、ならびに前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する、
付記２６または付記２７に記載の傾斜角度量算出方法。

（付記３０）
試料台の上の載置された試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、コンピュータによって、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向の変更に必要となる前記試料および／または前記荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を制御するための指令値である傾斜角度量を算出するプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における、前記表面の選択された位置の結晶の結晶座標系に対する前記荷電粒子線の入射方向を表す図である結晶方位図上で指定された、前記荷電粒子線の前記結晶に対する入射方向を示す情報に基づいて、前記傾斜角度量を算出するステップを実行させる、
プログラム。

（付記３１）
前記コンピュータに、
（ａ）前記表面における結晶の方位情報を取得するステップと、
（ｂ）前記方位情報に基づいて、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図を生成するステップと、
（ｃ）前記傾斜角度量を算出するステップと、を実行させる、
付記３０に記載のプログラム。

（付記３２）
前記（ｂ）のステップにおいて、前記結晶方位図上で指定された前記情報に基づいて、前記選択された位置の結晶の指定後の結晶方位図を生成する、
付記３１に記載のプログラム。

（付記３３）
前記（ｂ）のステップにおいて、前記方位情報に基づいて、前記表面に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における、前記選択された位置と異なる他の位置の結晶の結晶方位図を生成し、かつ、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図上および前記他の位置の結晶の前記結晶方位図上で指定された、前記荷電粒子線の前記選択された位置の結晶および前記他の位置の結晶に対する入射方向を示す情報に基づいて、前記傾斜角度量を算出する、
付記３１または付記３２に記載のプログラム。

（付記３４）
（ｄ）前記結晶方位図に基づき、前記選択された位置を通る軸を回転軸として設定するステップをさらに備え、
前記選択された位置の結晶が有する１つの結晶面と前記入射方向とが所定の角度をなすように、前記結晶方位図上で指定された情報に基づいて、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記軸が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になるように設定し、
前記（ｃ）のステップにおいて、前記１つの結晶面と前記入射方向とが前記所定の角度をなすための、前記回転軸を回転中心とした前記試料および／または前記荷電粒子線の、傾斜方向および傾斜量を変更するために必要な傾斜角度量を算出する、
付記３１から付記３３までのいずれかに記載のプログラム。

（付記３５）
前記（ｄ）のステップにおいて、前記選択された位置で交差する２つの軸を回転軸として設定し、かつ、
前記２つの軸のうちの一方が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になり、
前記２つの軸のうちの他方が、前記１つの結晶面と平行な方向になるように設定する、
付記３４に記載のプログラム。

（付記３６）
前記（ｄ）のステップにおいて、前記選択された位置で交差する２つの軸を回転軸として設定し、かつ、
前記２つの軸のうちの一方が、前記１つの結晶面と平行または垂直な方向になり、
前記２つの軸のうちの他方が、前記選択された位置の結晶が有する他の結晶面と平行または垂直な方向になるように設定する、
付記３４に記載のプログラム。

（付記３７）
（ｅ）前記荷電粒子線装置によって測定される、前記所定の入射方向における前記表面の荷電粒子線像、ならびに前記（ｂ）のステップにおいて生成される前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を取得し、
前記荷電粒子線像、ならびに前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力するステップをさらに備える、
付記３１から付記３６までのいずれかに記載のプログラム。

（付記３８）
前記（ｅ）のステップにおいて、前記（ｂ）のステップにおいて生成される前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図をさらに取得し、
前記荷電粒子線像、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、ならびに前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する、
付記３７に記載のプログラム。

（付記３９）
（ｆ）前記（ｃ）のステップにおいて算出された前記傾斜角度量に基づいて、前記試料台に対して前記試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、前記荷電粒子線装置に対して前記荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行うステップをさらに備える、
付記３１から付記３８までのいずれかに記載のプログラム。

（付記４０）
（ｆ）前記（ｃ）のステップにおいて算出された前記傾斜角度量に基づいて、前記試料台に対して前記試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、前記荷電粒子線装置に対して前記荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行うステップをさらに備え、
前記（ｆ）のステップでの指示に応じて、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が変更された際に、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記荷電粒子線装置によって測定される、前記変更後の入射方向における前記表面の荷電粒子線像をさらに取得し、
前記表面の前記所定の入射方向および／または前記変更後の入射方向における前記荷電粒子線像、ならびに前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、または、
前記表面の前記所定の入射方向および／または前記変更後の入射方向における前記荷電粒子線像、前記選択された位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図、ならびに前記他の位置の結晶の前記結晶方位図および／または前記指定後の結晶方位図を、外部の表示装置に同時に表示されるように出力する、
付記３７または付記３８に記載のプログラム。

本発明に係る荷電粒子線装置は、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更しながらであっても、常に、結晶方位マップ、結晶方位図および荷電粒子線像を同時に表示させることが可能である。そのため、本発明によれば、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＳＩＭ等の荷電粒子線装置が備える任意の機能を用いた測定を行いながらであっても、所望の結晶方位図が生成されるよう荷電粒子線の入射方向を調整することが可能になる。

１．方位情報取得部
２．結晶方位図生成部
３．傾斜角度量算出部
４．回転軸設定部
５．出力部
６．傾斜角度調整部
１０．傾斜角度量算出装置
２０．本体部
３０．表示装置
４０．入力装置
５０．出力装置
１００．荷電粒子線装置
２００．ＳＥＭ
３００．ＴＥＭ
５００．コンピュータ
Ｍ１．ＩＰＦマップ
Ｍ２．菊池マップ
Ｍ３．反射電子像
ＣＢ．荷電粒子線

Claims (3)

1. 本体部と、出力装置と、表示装置と、を備える荷電粒子線装置であって、
   前記本体部は、試料の表面に荷電粒子線を入射することで、前記表面の所定の領域内における結晶の方位情報および荷電粒子線像を測定可能であり、
   前記出力装置は、取得部と、出力部と、操作部とを有し、
   前記取得部は、
   前記本体部によって予め測定された前記所定の領域内での方位情報に基づいて生成された結晶方位マップと、
   前記所定の領域内の選択された位置での方位情報に基づいて生成された、前記表面に対する前記荷電粒子線の入射方向が所定の入射方向である状態における結晶方位図と、
   前記選択された位置を含む領域において、前記本体部によって測定された、前記所定の入射方向である状態での荷電粒子線像と、を取得し、
   前記出力部は、前記結晶方位マップ、前記結晶方位図および前記荷電粒子線像を、前記表示装置に同時に表示されるように出力するとともに、前記結晶方位図を操作用画像として前記表示装置に出力し、
   前記操作部は、オペレータの操作に応じて、前記操作用画像に対して、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向を変更するための処理を行う、
   荷電粒子線装置。
2. 前記出力装置は、調整部をさらに有し、
   前記調整部は、前記操作部による前記処理に基づいて、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向を変更する、
   請求項１に記載の荷電粒子線装置。
3. 前記取得部は、
   前記結晶方位マップと、
   前記所定の領域内の選択された位置での方位情報に基づいて生成された、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記調整部によって変更された入射方向である状態における結晶方位図と、
   前記選択された位置を含む領域において、前記本体部によって測定された、前記変更された入射方向である状態での荷電粒子線像と、を取得し、
   前記出力部は、前記結晶方位マップ、ならびに変更された入射方向である状態における前記結晶方位図および前記荷電粒子線像を、前記表示装置に同時に出力する、
   請求項２に記載の荷電粒子線装置。

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