JP7215238B2 - Incident direction determination device, charged particle beam device, incident direction determination method and program - Google Patents
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本発明は入射方向決定装置、それを備えた荷電粒子線装置、入射方向決定方法およびプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an incident direction determination device, a charged particle beam device including the same, an incident direction determination method, and a program.
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。 A scanning electron microscope (SEM) converges an accelerated electron beam and irradiates it as an electron beam flux while periodically scanning the surface of the sample. and/or detect secondary electrons, etc., and convert their electrical signals into a material structure image to observe the surface morphology of materials, crystal grains, dislocations near the surface, and the like.
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。 An electron beam extracted from an electron source in a vacuum is immediately accelerated with different energies from a low acceleration voltage of 1 kV or less to a high acceleration voltage of about 30 kV depending on the purpose of observation. Then, the accelerated electron beam is condensed into a nano-level ultra-small diameter by a magnetic field coil such as a condenser lens and an objective lens to form an electron beam bundle. A bundle of rays is scanned. In recent years, a form in which an electric field coil is also used to focus electron beams.
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。 In conventional SEMs, due to resolution limitations, the main functions were to observe the surface morphology of a sample using a secondary electron image and to investigate composition information using a backscattered electron image. However, in recent years, it has become possible to focus an accelerated electron beam to an extremely small diameter of several nanometers while maintaining high brightness, so that extremely high-resolution backscattered electron images and secondary electron images can be obtained. It's becoming
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)。
Conventionally, lattice defects have been mainly observed using a transmission electron microscope (TEM). However, even in the above-mentioned high-resolution SEM, by using the electron channeling contrast imaging (ECCI) method that utilizes the backscattered electron image, although it is the extreme surface of the crystal material (about 100 nm depth from the surface), the sample It has become possible to observe information on internal lattice defects (hereinafter also referred to as “internal defects”) (see Non-Patent
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。 By the way, when a crystalline material is observed by the SEM-ECCI method, the contrast of the observed image greatly changes due to the difference in crystal orientation. The observed image is the darkest in a specific crystal orientation. Such conditions are called electronic channeling conditions (hereinafter also simply referred to as “channeling conditions”). The above channeling condition is satisfied by adjusting the incident direction of the electron beam with respect to the sample.
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。 When the angle formed by an incident electron beam and a predetermined crystal plane changes in the SEM, the reflected electron intensity changes. When the angle formed by the incident electron beam and a predetermined crystal plane satisfies a specific condition, the incident electron beam penetrates deep into the crystal and is less likely to be reflected, thereby minimizing the intensity of the reflected electrons. This condition is the channeling condition.
また、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。 Further, even under the same conditions, in a portion where crystal planes are locally disturbed due to lattice defects such as dislocations or stacking faults, some electron beams are reflected and the intensity of backscattered electrons increases. As a result, the contrast between the background and lattice defects is enhanced, and internal defects can be identified and observed.
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方法として、オペレータが反射電子像を観察しながら、手動で試料に対する電子線の入射方向を調整し、背景が最も暗くなる条件を探す方法が考えられる。しかしながら、この方法では、多大な労力を要するだけでなく、オペレータの経験に頼らざるを得ないという問題があった。 As a method of observing the contrast caused by such lattice defects, an operator can manually adjust the incident direction of the electron beam to the sample while observing the backscattered electron image, and search for the condition that makes the background darkest. . However, this method not only requires a great deal of labor, but also has the problem of relying on the experience of the operator.
本発明は、SEM等の荷電粒子線装置において、チャネリング条件等の所望の条件を満足するための荷電粒子線の入射方向を簡便に決定することを可能にするための入射方向決定装置、それを備えた荷電粒子線装置、入射方向決定方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention provides an incident direction determination device for making it possible to easily determine the incident direction of a charged particle beam for satisfying desired conditions such as channeling conditions in a charged particle beam device such as an SEM. An object of the present invention is to provide a charged particle beam device, an incident direction determination method, and a program.
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。 The present invention has been made to solve the above problems.
本発明の一実施形態に係る入射方向決定装置は、
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目標とする入射方向を決定する装置であって、
前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記表面の選択された位置の結晶が有する1つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記1つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ前記結晶上で測定された複数の反射電子強度に関する情報を取得する強度情報取得部と、
前記複数の入射方向とそれに対応する前記複数の反射電子強度に関する情報との関係に基づいて、前記目標とする入射方向を決定する決定部と、を備えることを特徴とする。
An incident direction determination device according to an embodiment of the present invention includes:
A device that is used in a charged particle beam device that causes a charged particle beam to be incident on the surface of a sample, and that determines a target incident direction of the charged particle beam with respect to the sample,
The incident direction of the charged particle beam with respect to the sample forms an angle equal to or less than a predetermined value with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and is equal to or greater than a predetermined value with another crystal plane of the crystal. from a state in which the angle of an intensity information acquisition unit that acquires information on a plurality of backscattered electron intensities measured on the crystal in the incident direction of
and a determining unit that determines the target incident direction based on the relationship between the plurality of incident directions and information on the plurality of reflected electron intensities corresponding thereto.
また、本発明の一実施形態に係る入射方向決定方法は、
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目標とする入射方向を決定する方法であって、
(a)前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記表面の選択された位置の結晶が有する1つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記1つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ前記結晶上で測定された複数の反射電子強度に関する情報を取得するステップと、
(b)前記複数の入射方向とそれに対応する前記複数の反射電子強度に関する情報との関係に基づいて、前記目標とする入射方向を決定するステップと、を備えることを特徴とする。
Further, an incident direction determination method according to an embodiment of the present invention includes:
A method for determining a target incident direction of the charged particle beam with respect to the sample, the method being used in a charged particle beam apparatus for making a charged particle beam incident on the surface of a sample, comprising:
(a) the incident direction of the charged particle beam with respect to the sample forms an angle equal to or less than a predetermined value with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and with another crystal plane of the crystal; From a state in which an angle of a predetermined value or more is formed, the direction of incidence is changed within a predetermined angle range about a direction that intersects both the direction of incidence and the normal direction of the one crystal plane as a rotation axis, and the direction of incidence is changed within the predetermined angle range. obtaining information about a plurality of backscattered electron intensities measured on the crystal, respectively, in a plurality of incident directions in the
(b) determining the target incident direction based on the relationship between the plurality of incident directions and information on the plurality of reflected electron intensities corresponding thereto;
また、本発明の一実施形態に係るプログラムは、
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目標とする入射方向を決定するプログラムであって、
前記コンピュータに、
(a)前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記表面の選択された位置の結晶が有する1つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記1つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ前記結晶上で測定された複数の反射電子強度に関する情報を取得するステップと、
(b)前記複数の入射方向とそれに対応する前記複数の反射電子強度に関する情報との関係に基づいて、前記目標とする入射方向を決定するステップと、を実行させることを特徴とする。
Further, a program according to an embodiment of the present invention is
A program for use in a charged particle beam device that causes a charged particle beam to be incident on the surface of a sample, and for determining, by a computer, a target incident direction of the charged particle beam with respect to the sample,
to the computer;
(a) the incident direction of the charged particle beam with respect to the sample forms an angle equal to or less than a predetermined value with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and with another crystal plane of the crystal; From a state in which an angle of a predetermined value or more is formed, the direction of incidence is changed within a predetermined angle range about a direction that intersects both the direction of incidence and the normal direction of the one crystal plane as a rotation axis, and the direction of incidence is changed within the predetermined angle range. obtaining information about a plurality of backscattered electron intensities measured on the crystal, respectively, in a plurality of incident directions in the
(b) determining the target incident direction based on the relationship between the plurality of incident directions and the information on the plurality of reflected electron intensities corresponding thereto;
本発明によれば、SEM等の荷電粒子線装置において、チャネリング条件等の所望の条件を満足するための荷電粒子線の入射方向を簡便に決定することが可能になる。 According to the present invention, in a charged particle beam device such as an SEM, it becomes possible to easily determine the incident direction of a charged particle beam for satisfying desired conditions such as channeling conditions.
本発明の実施の形態に係る入射方向決定装置、荷電粒子線装置、入射方向決定方法およびプログラムについて、図1~19を参照しながら説明する。 An incident direction determination device, a charged particle beam device, an incident direction determination method, and a program according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[入射方向決定装置の構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る入射方向決定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。本発明の一実施形態に係る入射方向決定装置10は、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目標とする入射方向を決定する装置である。
[Configuration of Incident Direction Determining Device]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a charged particle beam apparatus equipped with an incident direction determination device according to one embodiment of the present invention. An incident
なお、本明細書において、「入射方向」とは、試料に対する荷電粒子線の入射方向を意味するものとする。荷電粒子線には、電子線等が含まれる。また、荷電粒子線装置100には、SEM等が含まれる。
In this specification, the "incident direction" means the incident direction of the charged particle beam with respect to the sample. Charged particle beams include electron beams and the like. Also, the charged
入射方向決定装置10は、荷電粒子線装置100に直接組み込まれていてもよいし、荷電粒子線装置100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、入射方向決定装置10は、荷電粒子線装置100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。
The incident
また、図1に示すように、本発明の一実施形態に係る入射方向決定装置10は、強度情報取得部1と、決定部2とを備える。
Further, as shown in FIG. 1 , the incident
強度情報取得部1は、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。)上で、複数の入射方向において測定された複数の反射電子強度に関する情報を取得する。そして、決定部2は、複数の入射方向とそれに対応する複数の反射電子強度に関する情報との関係に基づいて、目標とする入射方向を決定する。
The intensity
なお、反射電子強度に関する情報としては、例えば、反射電子強度の数値データ、反射電子像の画像データが含まれる。以下の説明において、反射電子強度に関する情報を単に「反射電子強度」ともいう。 The information about the reflected electron intensity includes, for example, numerical data of the reflected electron intensity and image data of the reflected electron image. In the following description, the information regarding the backscattered electron intensity is also simply referred to as "backscattered electron intensity".
目標とする入射方向を決定する方法については特に制限はないが、例えば、チャネリング条件を満足する入射方向を決定したい場合においては、強度情報取得部1によって得られた複数の反射電子強度から、最も低い強度を示すものを抽出し、それに対応する入射方向を目標とする入射方向とすることができる。
The method for determining the target incident direction is not particularly limited, but for example, when it is desired to determine the incident direction that satisfies the channeling condition, from a plurality of reflected electron intensities obtained by the intensity
図2は、電子線の入射方向と反射電子強度との関係を模式的に示した図である。ここで、図2から分かるように、反射電子強度は、電子線の入射方向がブラッグ角を基準として、数度程度変化しただけでも急激に変化する。そのため、得られた複数の反射電子強度からチャネリング条件のような所望の条件を満たす入射方向を特定するためには、例えば、0.2°間隔程度で取得された無数の情報が必要となる。1つの入射方向において反射電子強度を得るのに数分程度の時間を要することを考慮すると、あらゆる入射方向での測定を行うことは、現実的ではない。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between the electron beam incident direction and the reflected electron intensity. Here, as can be seen from FIG. 2, the reflected electron intensity changes abruptly even if the incident direction of the electron beam changes by only a few degrees with the Bragg angle as a reference. Therefore, in order to specify the incident direction that satisfies a desired condition such as channeling conditions from a plurality of obtained backscattered electron intensities, for example, countless pieces of information acquired at intervals of about 0.2° are required. Considering that it takes several minutes to obtain the intensity of backscattered electrons in one direction of incidence, it is not realistic to measure in all directions of incidence.
そのため、強度情報取得部1は、所望の条件を満たす入射方向の近くまで合わせた後、その周囲の入射方向において、所定の間隔ごとに測定を行うことで得られた複数の反射電子像を取得するのが有効である。
For this reason, the intensity
例えば、位置Aにおける結晶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。)に対して、チャネリング条件を満足する入射方向を決定したい場合においては、まず、入射方向が結晶面aと所定値以下の角度を成す状態へと合わせる。この際、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。)との干渉を避けるため、入射方向が結晶面bと所定値以上の角度を成すようにする必要がある。 For example, when it is desired to determine the incident direction that satisfies the channeling condition with respect to one crystal plane of crystal A at position A (also referred to as “crystal plane a” in the following description), first, the incident direction forms an angle of less than a predetermined value with the crystal plane a. At this time, in order to avoid interference with other crystal planes of crystal A (also referred to as “crystal plane b” in the following description), the direction of incidence should form an angle of at least a predetermined value with crystal plane b. There is a need.
なお、以下の説明において、入射方向が、結晶面aと所定値以下の角度を成し、かつ結晶面bと所定値以上の角度を成す状態を「チャネリング近傍状態」ともいう。そして、強度情報取得部1は、チャネリング近傍状態から、所定の角度範囲で入射方向を変化させながら、上記の角度範囲内の複数の入射方向において、結晶A上で測定された複数の反射電子強度を取得する。
In the following description, a state in which the incident direction forms an angle of a predetermined value or less with crystal plane a and a predetermined value or more with crystal plane b is also referred to as a "near channeling state". Then, the intensity
上記のように、複数の反射電子強度を測定する位置は同一の結晶上である必要があるが、結晶によっては、歪み等の影響により同一結晶上であっても強度がわずかに変化する場合がある。そのため、複数の反射電子強度を測定する位置は同一領域上であることが好ましい。 As mentioned above, it is necessary to measure multiple backscattered electron intensities on the same crystal. be. Therefore, it is preferable that the positions for measuring a plurality of backscattered electron intensities are on the same region.
図3は、反射電子強度を測定する位置を説明するための模式図である。例えば、図3(a)に示すように、試料表面に形成した2つのマーカーの中点での反射電子強度を用いてもよいし、図3(b)に示すように、2つのマーカーをつなぐ線上での反射電子強度の平均値を用いてもよいし、図3(c)に示すように、4つのマーカーで囲まれる領域内の反射電子強度の平均値を用いてもよい。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the positions where the backscattered electron intensity is measured. For example, as shown in FIG. 3A, the backscattered electron intensity at the midpoint of two markers formed on the sample surface may be used, or as shown in FIG. An average value of backscattered electron intensities on a line may be used, or an average value of backscattered electron intensities within a region surrounded by four markers as shown in FIG. 3(c) may be used.
また、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変化させるに際して、入射方向または結晶面aの法線方向を回転軸としても、反射電子強度は変化しない。そのため、入射方向は、入射方向および結晶面aの法線方向の両方に交差する方向を回転軸として変化させる必要がある。 Further, when changing the incident direction of the charged particle beam with respect to the sample, the backscattered electron intensity does not change even if the incident direction or the normal direction of the crystal plane a is set as the axis of rotation. Therefore, it is necessary to change the incident direction with the direction intersecting both the incident direction and the normal direction of the crystal face a as the axis of rotation.
以上のように、本発明においては、チャネリング近傍状態から、所定の角度範囲で入射方向を変化させながら測定された複数の反射電子強度を取得し、それに基づいて、目標とする入射方向を決定するため、迅速かつ高精度にチャネリング条件等を満足するための入射方向を決定することが可能となる。 As described above, in the present invention, a plurality of backscattered electron intensities measured while changing the incident direction within a predetermined angle range are obtained from a state near channeling, and based on this, a target incident direction is determined. Therefore, it is possible to quickly and accurately determine the incident direction for satisfying the channeling condition and the like.
なお、入射方向を事前にチャネリング近傍状態に合わせる方法については特に制限はない。例えば、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。)を解析することで得られる結晶方位図を参照しながら、入射方向を調整し、チャネリング近傍状態に合わせることが可能である。 Note that there is no particular limitation on the method of matching the incident direction to the near-channeling state in advance. For example, adjusting the incident direction while referring to a crystal orientation map obtained by analyzing orientation information representing the rotation of the crystal coordinate system with respect to the sample coordinate system (hereinafter also simply referred to as “crystal orientation information”), It is possible to adapt to near-channeling conditions.
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、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。 The crystal orientation information is orientation information representing the rotation of the crystal coordinate system with respect to the sample coordinate system. Also, the crystal orientation diagram is a diagram showing the incident direction of the charged particle beam with respect to the crystal coordinate system of the crystal to be measured, that is, the crystal A. FIG. Here, the sample coordinate system is a coordinate system fixed to the sample, and the crystal coordinate system is a coordinate system fixed to the crystal lattice.
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、結晶方位図の1つであるEBSDパターンを取得することが可能になる。 The SEM is often additionally equipped with an electron backscatter diffraction (EBSD) device for analyzing crystal orientation, which provides an EBSD pattern, which is one of the crystal orientation maps. can be obtained.
結晶方位図には、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の他、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。)、極点図、逆極点図、結晶面のステレオ投影図、実格子の模式図が含まれる。 In the crystal orientation diagram, in addition to the actually measured EBSD pattern or electron channeling pattern, the indexed Kikuchi map (in the following description, also simply referred to as "Kikuchi map"), pole figure, inverse pole figure, crystal plane Includes stereo projections and schematics of real grids.
図4に結晶方位図の一例を示す。図4a,4bは、菊池マップの一例を示す図であり、図4c,4dは、実格子の模式図の一例を示す図である。また、図5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。 An example of a crystal orientation diagram is shown in FIG. 4a and 4b are diagrams showing examples of Kikuchi maps, and FIGS. 4c and 4d are diagrams showing examples of schematic diagrams of real grids. FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the correspondence between the Kikuchi map and the schematic diagram of the real grid.
図4a,4c,5a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4a,4b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4c,4d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5b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4b,4d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。 In the states shown in FIGS. 4a, 4c, and 5a, the direction of the [001] zone axis of the crystal and the incident direction of the charged particle beam CB are parallel. Note that the incident direction of the charged particle beam CB in FIGS. 4a and 4b is indicated by a cross in the center of the figure, and the incident direction of the charged particle beam CB in FIGS. 4c and 4d is perpendicular to the paper surface. On the other hand, as schematically shown in FIG. 5b, when the crystal rotates with respect to the incident direction of the charged particle beam CB, the Kikuchi map and the schematic diagram of the real lattice change to the states shown in FIGS. 4b and 4d. In this specification, a case where an indexed Kikuchi map is used as a crystal orientation map will be described as an example.
上記の結晶の方位情報は、EBSD法、透過EBSD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。 The crystal orientation information can be obtained by performing point analysis or mapping analysis using an EBSD method, a transmission EBSD method, an electron channeling pattern (ECP), or the like.
なお、結晶の方位情報は、入射方向決定装置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パターンまたは電子チャネリングパターンの画像データが含まれる。
The crystal orientation information may be obtained by measuring with the charged
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によって表された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、入射方向決定装置10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されるデータを意味するものとする。
The above numerical data include, for example, data obtained by converting the crystal orientation into a rotation vector such as a Rodriguez vector, and rotation of the crystal orientation represented by Euler angles or the like with reference to a virtual orthogonal coordinate system on the sample surface. Data converted into a matrix, etc. are included. Furthermore, the conversion into numerical data may be performed by the incident
一方、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の画像データは、上述したEBSD法、ECP法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。 On the other hand, the image data of the actually measured EBSD pattern or electronic channeling pattern can be imaged by the EBSD method, ECP method, or the like described above. The image data may be a plurality of image data captured in a predetermined region of the sample surface, or may be one image data captured at the position A. Image data includes data in bitmap (BMP) format, JPEG format, GIF format, PNG format, TIFF format, and the like.
さらに、結晶面aおよび結晶面bの選択方法についても特に制限はないが、低次の結晶面から選択することが好ましい。具体的には、結晶面を(hkl)で表した場合に、指数の二乗和、すなわちh2+k2+l2の値が10以下である結晶面から選択することが好ましい。BCC構造を有する結晶の、指数の二乗和が10以下である結晶面を図6に例示する。また、結晶面aの二乗和に対して、過剰に大きな指数の二乗和を有する結晶面bは結晶面aのチャネリングコントラストへの影響が相対的に小さく、無視してよい。そのため、結晶面bの指数の二乗和は結晶面aの指数の二乗和の3倍以下であることが望ましい。 Furthermore, the method of selecting the crystal plane a and the crystal plane b is not particularly limited, but it is preferable to select from low-order crystal planes. Specifically, it is preferable to select a crystal plane from which the sum of the squares of the exponents, that is, the value of h 2 +k 2 +l 2 is 10 or less when the crystal plane is represented by (hkl). Crystal planes having a sum of squares of indices of 10 or less in a crystal having a BCC structure are illustrated in FIG. Also, crystal plane b having an excessively large sum of squares of exponents with respect to the sum of squares of crystal plane a has a relatively small effect on the channeling contrast of crystal plane a, and can be ignored. Therefore, it is desirable that the sum of the squares of the indices of the crystal plane b is not more than three times the sum of the squares of the indices of the crystal plane a.
チャネリング近傍状態から所定の角度範囲で入射方向を変化させる方法について、図7を参照しながらさらに具体的に説明する。図7は、菊池マップの一例を示す図である。図7(a)に示すように、結晶面aとして(200)を選択し、結晶面bとして(020)を選択した場合に、入射方向が、結晶面a((200)の菊池バンドの中心線)と所定値(α)以下の角度を成し、かつ結晶面b((020)の菊池バンドの中心線)と所定値(β)以上の角度を成す状態、すなわち入射方向が図7(b)に示す網掛け部分に含まれる状態がチャネリング近傍状態である。 A method of changing the incident direction within a predetermined angle range from the near-channeling state will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of the Kikuchi map. As shown in FIG. 7A, when (200) is selected as the crystal plane a and (020) is selected as the crystal plane b, the incident direction is the center of the Kikuchi band of the crystal plane a ((200) 7 ( The state included in the shaded portion shown in b) is the near-channeling state.
また、結晶Aが有する他の結晶面は複数であってもよい。例えば、図7(c)に示すように、結晶面b、結晶面cおよび結晶面dとして、それぞれ(020)、(-110)および(110)を選択し、結晶面b、結晶面cおよび結晶面dのそれぞれからβ、γおよびδ以上の角度をなす状態をチャネリング近傍状態として定義してもよい。 Further, the crystal A may have a plurality of other crystal planes. For example, as shown in FIG. 7(c), (020), (−110) and (110) are selected as crystal plane b, crystal plane c and crystal plane d, respectively, and crystal plane b, crystal plane c and A state forming an angle of β, γ, and δ or more from each of the crystal planes d may be defined as a near-channeling state.
上記のチャネリング近傍状態から、所定の角度範囲で入射方向を変化させる。図8は、入射方向を変化させる位置とその際の回転軸を説明するための図である。図8(a)に示す例では、(200)の法線方向に垂直な方向、すなわち(200)に平行な方向を回転軸として図中のB点まで入射方向を変化させる。一方、図8(b)に示す例では、(200)の法線方向から45°傾斜する方向を回転軸として図中のC点まで入射方向を変化させる。 The incident direction is changed within a predetermined angle range from the near-channeling state described above. FIG. 8 is a diagram for explaining the position at which the incident direction is changed and the rotation axis at that time. In the example shown in FIG. 8(a), the direction of incidence is changed up to point B in the drawing with the direction perpendicular to the normal direction of (200), that is, the direction parallel to (200) as the axis of rotation. On the other hand, in the example shown in FIG. 8(b), the incident direction is changed to point C in the figure with the direction inclined by 45° from the normal direction of (200) as the axis of rotation.
そして、図9は、それにより得られる反射電子強度の測定結果を模式的に示した図である。図9(a)に示すように、(200)の法線方向に垂直な方向を回転軸とした場合には、反射電子強度が最も大きく変化するため、効率的に目標とする入射方向を特定することが可能になる。 FIG. 9 is a diagram schematically showing the measurement result of the reflected electron intensity obtained thereby. As shown in FIG. 9A, when the direction perpendicular to the normal direction of (200) is the rotation axis, the backscattered electron intensity changes the most, so the target incident direction can be efficiently specified. it becomes possible to
一方、図9(b)に示すように、回転軸の方向と(200)の法線方向との傾きを小さくすると、ピークの幅が広くなる。そのため、入射方向を精密に制御できない荷電粒子線装置100を用いる場合においては、幅の広いピークから目的とする入射方向を特定する方がより真のチャネリング条件に近い条件を決定することが可能となる。したがって、回転軸の方向は、荷電粒子線装置100における荷電粒子線の入射方向の制御精度も考慮して決定することが好ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 9(b), when the inclination between the direction of the rotation axis and the normal direction of (200) is reduced, the width of the peak becomes wider. Therefore, when using the charged
図10は、本発明の他の実施形態における入射方向決定装置の構成を具体的に示す構成図である。図10に示すように、本発明の他の実施形態に係る入射方向決定装置10は、算出部3をさらに備えてもよい。
FIG. 10 is a configuration diagram specifically showing the configuration of an incident direction determination device according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10 , the incident
算出部3は、入射方向を上述した目標とする入射方向へと変更するのに必要となる傾斜角度量を算出する。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。試料の結晶座標系に対する荷電粒子線の目標とする入射方向が決定されれば、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。
The
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。 The method for calculating the tilt angle amount is not particularly limited, and for example, the following method can be adopted. The amount of rotation around each axis of the sample table provided with the two orthogonal tilt axes Tx and Ty is defined as the x-axis and y-axis of the crystal orientation diagram, respectively, and the coordinates of the information indicating the incident direction in the crystal orientation diagram. A method of converting to the rotation direction and rotation amount of the Tx-axis and the Ty-axis according to the amount of change, or the like can be used.
入射方向決定装置10は、算出部3を有することによって、例えばチャネリング条件を満足し、背景が最も暗くなるよう、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。
The incident
図10に示すように、本発明の他の実施形態に係る入射方向決定装置10は、荷電粒子線装置100を駆動制御する駆動制御部4をさらに備えてもよい。駆動制御部4は、算出部3によって算出された傾斜角度量に基づき、荷電粒子線装置100が備える試料台に対して、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。
As shown in FIG. 10 , the incident
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。
Instructions to the sample table may be given via a sample table driving device included in the charged
試料台が駆動制御部4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。例えば、図11に示すように、試料台240を図11(a)の状態から図11(b)の状態へと傾斜させることで、試料Sに対する荷電粒子線CBの入射方向を所定角度傾斜させることができる。試料に対する荷電粒子線の入射方向の制御は、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行ってもよいし、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。
Changing the tilt direction and tilt amount of the sample when the sample table changes the tilt direction and tilt amount of the sample in accordance with instructions from the
また、荷電粒子線装置100が駆動制御部4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12に示すように、荷電粒子線CBの試料Sの表面における入射位置を固定した状態で、荷電粒子線CBを放出する位置を図12(a)の状態から図12(b)の状態へと変化させることで、荷電粒子線CB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13に示すように、荷電粒子線CBの試料Sの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240を図13(a)の位置から図13(b)の位置へと移動させることによっても、荷電粒子線CBの傾斜方向および傾斜量を変更することができる。
In addition, when the charged
入射方向決定装置10は、駆動制御部4を有することによって、例えばチャネリング条件を満足し、背景が最も暗くなるよう、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更することが可能になる。
By having the
図10に示すように、本発明の他の実施形態に係る入射方向決定装置10は、荷電粒子線装置100に対して、反射電子強度に関する情報を測定するよう指示を行う測定指示部5をさらに備えてもよい。
As shown in FIG. 10, the incident
測定指示部5を有する場合においては、駆動制御部4は、チャネリング近傍状態から、入射方向および結晶面aの法線方向の両方に交差する方向を回転軸として、予め設定された所定の角度範囲で、予め設定された所定間隔ずつ入射方向を変化させる。具体的には、駆動制御部4は、例えば、結晶方位図を参照しながら入射方向が(200)のチャネリング条件近傍とオペレータによって判断された状態から、(200)の法線方向に垂直な方向を回転軸として、0.2°間隔で2.4°の範囲で入射方向を変化させる。
In the case where the
そして、測定指示部5は、入射方向が所定間隔変化されるごとに、反射電子強度に関する情報を測定するよう指示を行う。すなわち、上記の例では、入射方向が(200)のチャネリング条件近傍から2.4°傾くまでの13の方向において、それぞれ反射電子強度に関する情報を測定するよう指示を行う。
Then, the
入射方向決定装置10は、駆動制御部4および測定指示部5を備えることにより、チャネリング近傍状態から所定の角度範囲において、複数の反射電子強度に関する情報を自動で測定するよう制御することが可能となる。
The incident
[試料台の構成]
本発明の一実施形態に係る試料台は、駆動制御部4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とを組み合わせてもよい。
[Configuration of sample table]
A sample table according to an embodiment of the present invention has a configuration capable of changing the tilt direction and tilt amount of a sample according to an instruction from the
[荷電粒子線装置の構成]
本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置100は、入射方向決定装置10および本体部20を備え、本体部20が駆動制御部4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とともに、測定指示部5からの指示に応じて反射電子強度に関する情報を測定することが可能な構成を有するものである。
[Configuration of charged particle beam device]
A charged
本発明の実施の形態に係る入射方向決定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。 The configuration of the charged particle beam device provided with the incident direction determination device according to the embodiment of the present invention will be described more specifically.
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14は、SEM200の一例を模式的に示した図である。図14に示すように、SEM200は、入射方向決定装置10、表示装置30、入力装置40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。
A case of using the
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。
An electron
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。
The
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。
The sample table 240 is for supporting the sample, and can be freely changed in tilt angle and virtual three-dimensional coordinate position by the sample
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14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。
The
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。特に、反射電子検出器262によって、反射電子強度に関する情報を測定することが可能である。
In the above configuration, the
[装置動作]
次に、本発明の一実施形態に係る入射方向決定装置の動作について図15~18を用いて説明する。図15は、本発明の一実施形態に係る入射方向決定装置の動作を示すフロー図である。以降に示す実施形態では、SEMを用いる場合を例に説明する。
[Device operation]
Next, the operation of the incident direction determination device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 18. FIG. FIG. 15 is a flow diagram showing the operation of the incident direction determination device according to one embodiment of the present invention. In the embodiments shown below, the case of using an SEM will be described as an example.
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D」という。)において、EBSD法を用いたマッピング分析を行う。なお、EBSD法を用いる場合には、試料を元の状態から約70°傾斜させた状態で分析を行う必要がある。分析後、試料の傾斜角度を元の状態に戻す。 First, as a premise, a mapping analysis using the EBSD method is performed at a position selected by the operator on the sample surface (hereinafter referred to as "position D"). In addition, when using the EBSD method, it is necessary to analyze the sample in a state in which it is tilted by about 70° from the original state. After analysis, the tilt angle of the sample is restored to its original state.
そして、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。続いて、オイラー角に変換された位置Dにおける方位情報に基づき、図16に示すような菊池マップ(結晶方位図)を得る。
Then, the crystal orientation information on the sample surface detected by the electron
その後、オペレータが、表示装置30に表示された菊池マップを観察しながら、入力装置40を用いて荷電粒子線装置を操作し、図17に示されるE点が中心となるよう入射方向を調整する。E点は(-200)のブラッグ角に近い方向であり、かつ、(0-20)とは干渉の影響を受けない程度に十分な角度を成している。
After that, the operator operates the charged particle beam device using the
上記の状態から、駆動制御部4は、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、(-200)の法線方向に垂直な方向を回転軸として、0.2°間隔で2.4°の範囲で入射方向を変化させるよう指示を行う(ステップA1)。
From the above state, the
そして、測定指示部5は、SEM200が備える反射電子検出器262に対して、入射方向が0.2°間隔で変化されるごとに、反射電子像を測定するよう指示を行う(ステップA2)。
Then, the
その後、強度情報取得部1は、ステップA2での指示により13の入射方向において測定された13個の反射電子像を取得する(ステップA3)。図18に、取得された複数の反射電子像を示す。
After that, the intensity
続いて、決定部2は、上記の反射電子像とそれに対応する入射方向との関係に基づいて、位置Dに存在する結晶D(反射電子像の中心に存在する結晶)が最も暗くなる入射方向を決定する(ステップA4)。図18に示す例では、(-200)から設定された初期の角度から0.2°傾斜した入射方向における反射電子像が最も暗く、チャネリング条件を満足していると判断された。
Next, based on the relationship between the backscattered electron image and the corresponding incident direction, the determining
そして、算出部3は、入射方向を、ステップA4によって決定された最も暗くなる入射方向へと変更するのに必要となる傾斜角度量を算出する(ステップA5)。続いて、駆動制御部4は、ステップA5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A6)。
Then, the
これにより、チャネリング条件を満足するように、入射方向を高精度で制御することが可能となる。 This makes it possible to control the incident direction with high accuracy so as to satisfy the channeling condition.
本発明の一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、図15に示すステップA1~A6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、本実施の形態における入射方向決定装置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、強度情報取得部1、決定部2、算出部3、駆動制御部4および測定指示部5として機能し、処理を行なう。
A program according to an embodiment of the present invention may be a program that causes a computer to execute steps A1 to A6 shown in FIG. By installing this program in a computer and executing it, the incident
また、本実施の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、強度情報取得部1、決定部2、算出部3、駆動制御部4および測定指示部5のいずれかとして機能してもよい。
Also, the program in this embodiment may be executed by a computer system constructed by a plurality of computers. In this case, for example, each computer may function as one of the intensity
ここで、上記の実施形態におけるプログラムを実行することによって、入射方向決定装置10を実現するコンピュータについて図19を用いて説明する。図19は、本発明の実施形態における入射方向決定装置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。
Here, a computer that implements the incident
図19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。
As shown in FIG. 19, a
CPU511は、記憶装置513に格納された、本実施の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、本実施の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、本実施の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。
The
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。
Further, as a specific example of the
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。
Data reader/
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。
Specific examples of the
なお、本実施の形態における入射方向決定装置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、入射方向決定装置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、入射方向決定装置10は、クラウドサーバを用いて構成してもよい。
Note that the incident
本発明によれば、SEM等の荷電粒子線装置において、チャネリング条件等の所望の条件を満足するための荷電粒子線の入射方向を簡便に決定することが可能になる。 According to the present invention, in a charged particle beam device such as an SEM, it becomes possible to easily determine the incident direction of a charged particle beam for satisfying desired conditions such as channeling conditions.
1.強度情報取得部
2.決定部
3.算出部
4.駆動制御部
5.測定指示部
10.入射方向決定装置
20.本体部
30.表示装置
40.入力装置
100.荷電粒子線装置
200.SEM
500.コンピュータ
CB.荷電粒子線
1. Intensity
500. computer CB. charged particle beam
Claims (13)
前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記表面の選択された位置の結晶が有する1つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記1つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向(但し、「前記1つの結晶面の法線方向と垂直な方向」を除く。)を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ前記結晶上で測定された複数の反射電子強度に関する情報を取得する強度情報取得部と、
前記複数の入射方向とそれに対応する前記複数の反射電子強度に関する情報との関係に基づいて、前記目標とする入射方向を決定する決定部と、を備える、
入射方向決定装置。 A device that is used in a charged particle beam device that causes a charged particle beam to be incident on the surface of a sample, and that determines a target incident direction of the charged particle beam with respect to the sample,
The incident direction of the charged particle beam with respect to the sample forms an angle equal to or less than a predetermined value with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and is equal to or greater than a predetermined value with another crystal plane of the crystal. Rotate in a direction that intersects both the incident direction and the normal direction of the one crystal plane (excluding "a direction perpendicular to the normal direction of the one crystal plane") from the state of forming an angle of an intensity information acquiring unit configured to change the incident direction within a predetermined angle range as an axis and acquire information on a plurality of backscattered electron intensities measured on the crystal in each of the plurality of incident directions within the predetermined angle range; ,
a determining unit that determines the target incident direction based on the relationship between the plurality of incident directions and information on the plurality of reflected electron intensities corresponding thereto;
Incident direction determination device.
請求項1に記載の入射方向決定装置。 calculating a tilt angle amount that is a command value for controlling the tilt direction and tilt amount of the sample and/or the charged particle beam required to change the incident direction to the target incident direction; further comprising a calculation unit;
The incident direction determining device according to claim 1.
前記駆動制御部は、前記傾斜角度量に基づき、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、
請求項2に記載の入射方向決定装置。 further comprising a drive control unit that drives and controls the charged particle beam device,
Based on the tilt angle amount, the drive control unit performs at least one of instructing to change the tilt direction and tilt amount of the sample and instructing to change the tilt direction and tilt amount of the charged particle beam. conduct,
The incident direction determination device according to claim 2.
前記駆動制御部は、前記入射方向が、前記表面の選択された位置の結晶が有する1つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記1つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向(但し、「前記1つの結晶面の法線方向と垂直な方向」を除く。)を回転軸として、予め設定された所定の角度範囲で、予め設定された所定間隔ずつ前記入射方向を変化させ、
前記測定指示部は、前記入射方向が前記所定間隔変化されるごとに、反射電子強度に関する情報を測定するよう指示を行う、
請求項3に記載の入射方向決定装置。 further comprising a measurement instruction unit that instructs the charged particle beam device to measure information about the intensity of backscattered electrons,
The drive control unit controls the direction of incidence to form an angle of a predetermined value or less with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface and an angle of a predetermined value or more with another crystal plane of the crystal. A direction that intersects both the incident direction and the normal direction of the one crystal plane (excluding the "direction perpendicular to the normal direction of the one crystal plane") is defined as the rotation axis. , changing the incident direction by a predetermined interval within a predetermined angular range,
The measurement instruction unit instructs to measure information about the intensity of reflected electrons each time the incident direction is changed by the predetermined interval.
The incident direction determining device according to claim 3.
荷電粒子線装置。 Equipped with the incident direction determination device according to any one of claims 1 to 4,
Charged particle beam device.
(a)前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記表面の選択された位置の結晶が有する1つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記1つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向(但し、「前記1つの結晶面の法線方向と垂直な方向」を除く。)を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ前記結晶上で測定された複数の反射電子強度に関する情報を取得するステップと、
(b)前記複数の入射方向とそれに対応する前記複数の反射電子強度に関する情報との関係に基づいて、前記目標とする入射方向を決定するステップと、を備える、
入射方向決定方法。 A method for determining a target incident direction of the charged particle beam with respect to the sample, the method being used in a charged particle beam apparatus for making a charged particle beam incident on the surface of a sample, comprising:
(a) the incident direction of the charged particle beam with respect to the sample forms an angle equal to or less than a predetermined value with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and with another crystal plane of the crystal; A direction that intersects both the incident direction and the normal direction of the one crystal plane from the state of forming an angle of a predetermined value or more (however, "a direction perpendicular to the normal direction of the one crystal plane" is excluded). ) as a rotation axis, changing the incident direction within a predetermined angular range, and acquiring information on a plurality of backscattered electron intensities measured on the crystal in a plurality of incident directions within the predetermined angular range. ,
(b) determining the target incident direction based on the relationship between the plurality of incident directions and the corresponding information on the plurality of backscattered electron intensities;
Incident direction determination method.
請求項6に記載の入射方向決定方法。 (c) a tilt angle amount that is a command value for controlling the tilt direction and tilt amount of the sample and/or the charged particle beam required to change the incident direction to the target incident direction; further comprising the step of calculating
The incident direction determination method according to claim 6.
請求項7に記載の入射方向決定方法。 (d) performing at least one of instructing to change the tilt direction and tilt amount of the sample or instructing to change the tilt direction and tilt amount of the charged particle beam based on the tilt angle amount; , further comprising a step of driving and controlling the charged particle beam device,
The incident direction determination method according to claim 7.
前記入射方向が前記所定間隔変化されるごとに、前記荷電粒子線装置に対して、反射電子強度に関する情報を測定するよう指示を行うステップをさらに備える、
請求項8に記載の入射方向決定方法。 (e) The incident direction forms an angle of a predetermined value or less with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and forms an angle of a predetermined value or more with another crystal plane of the crystal. From the state, a direction that intersects both the incident direction and the normal direction of the one crystal plane (however, "a direction perpendicular to the normal direction of the one crystal plane" is excluded) is set as a rotation axis, and changing the incident direction by a predetermined interval in a predetermined angle range,
further comprising the step of instructing the charged particle beam device to measure information about the intensity of backscattered electrons each time the incident direction is changed by the predetermined interval;
The incident direction determination method according to claim 8.
前記コンピュータに、
(a)前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記表面の選択された位置の結晶が有する1つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記1つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向(但し、「前記1つの結晶面の法線方向と垂直な方向」を除く。)を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ前記結晶上で測定された複数の反射電子強度に関する情報を取得するステップと、
(b)前記複数の入射方向とそれに対応する前記複数の反射電子強度に関する情報との関係に基づいて、前記目標とする入射方向を決定するステップと、を実行させる、
プログラム。 A program for use in a charged particle beam device that causes a charged particle beam to be incident on the surface of a sample, and for determining, by a computer, a target incident direction of the charged particle beam with respect to the sample,
to said computer;
(a) the incident direction of the charged particle beam with respect to the sample forms an angle equal to or less than a predetermined value with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and with another crystal plane of the crystal; A direction that intersects both the incident direction and the normal direction of the one crystal plane from the state of forming an angle of a predetermined value or more (however, "a direction perpendicular to the normal direction of the one crystal plane" is excluded). ) as a rotation axis, changing the incident direction within a predetermined angular range, and acquiring information on a plurality of backscattered electron intensities measured on the crystal in a plurality of incident directions within the predetermined angular range. ,
(b) determining the target incident direction based on the relationship between the plurality of incident directions and the corresponding information on the plurality of backscattered electron intensities;
program.
請求項10に記載のプログラム。 (c) a tilt angle amount that is a command value for controlling the tilt direction and tilt amount of the sample and/or the charged particle beam required to change the incident direction to the target incident direction; further comprising the step of calculating
11. A program according to claim 10.
請求項11に記載のプログラム。 (d) performing at least one of instructing to change the tilt direction and tilt amount of the sample or instructing to change the tilt direction and tilt amount of the charged particle beam based on the tilt angle amount; , further comprising a step of driving and controlling the charged particle beam device,
12. A program according to claim 11.
前記入射方向が前記所定間隔変化されるごとに、前記荷電粒子線装置に対して、反射電子強度に関する情報を測定するよう指示を行うステップをさらに備える、
請求項12に記載のプログラム。
(e) The incident direction forms an angle of a predetermined value or less with one crystal plane of a crystal at a selected position on the surface, and forms an angle of a predetermined value or more with another crystal plane of the crystal. From the state, a direction that intersects both the incident direction and the normal direction of the one crystal plane (however, "a direction perpendicular to the normal direction of the one crystal plane" is excluded) is set as a rotation axis, and changing the incident direction by a predetermined interval in a predetermined angle range,
further comprising the step of instructing the charged particle beam device to measure information about the intensity of backscattered electrons each time the incident direction is changed by the predetermined interval;
13. A program according to claim 12.
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