WO2015011975A1 - Ｅｂｓｄ検出器で所望箇所を容易に分析できる荷電粒子線装置およびその制御方法 - Google Patents

Ｅｂｓｄ検出器で所望箇所を容易に分析できる荷電粒子線装置およびその制御方法 Download PDF

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particle beam
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武田　和幸
安藤　徹
齋藤　勉
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    • H01J2237/2803—Scanning microscopes characterised by the imaging method
    • H01J2237/2804—Scattered primary beam

Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus such as a scanning electron microscope equipped with an EBSD detector and a control method thereof.
  • EBSD Electro Backscattered Diffraction
  • EBSP Electro Backscattered Diffraction Pattern
  • the EBSD detector has a structure in which a fluorescent screen is arranged at the tip of a high-sensitivity camera, and is attached to a charged particle beam apparatus or the like.
  • a fluorescent screen is arranged at the tip of a high-sensitivity camera, and is attached to a charged particle beam apparatus or the like.
  • a diffraction image of backscattered electrons generated from the sample surface based on the crystal orientation is projected onto the fluorescent screen.
  • This diffraction image is detected by a high sensitivity camera to analyze the crystal orientation and crystal structure.
  • the EBSD detector is placed extremely close to the side of the sample, for example, close to about 1 cm.
  • Patent Document 1 describes a technique for analyzing a crystal orientation and a crystal structure using an EBSD detector without tilting a sample stage using a holder tilted by 70 degrees in advance.
  • Patent Document 2 As a known example of displaying a sample stage image in an electron microscope, there is a technique described in Patent Document 2.
  • Patent Document 2 includes an imaging device that acquires a sample stage image. Using the sample stage image acquired by this imaging device, the position, moving distance and moving direction of the sample stage, and the display device. This is a technique for displaying a sample image acquired by an electron microscope and position information on the sample stage on a display device using information on the correspondence relationship between the position, moving distance, and moving direction of the sample stage.
  • the inventor of the present application diligently studied to perform the EBSD method easily and surely even for beginners, and as a result, the following knowledge was obtained.
  • the sample on the sample stage is perpendicular to the vertical line. It is necessary to incline about 70 degrees.
  • the sample since the sample is tilted 70 degrees after being placed on the sample stage, the sample escapes from the field of view due to the movement of the sample stage due to this tilting, and searching for the field of view including the sample may be troublesome.
  • the stage movement in the sample rotation direction is limited.
  • the sample analysis using the EBSD detector is not easy for a skilled operator to adjust the arrangement of the sample so that the analysis location can be analyzed, and a huge amount of time is required. For example, even a skilled operator needs about 10 minutes to adjust the position of the sample. If the sample escapes from the field of view as described above, more time is required to find the field of view including the sample. Become.
  • An object of the present invention relates to a charged particle beam apparatus that can grasp in advance an analysis location of a sample that can be analyzed by an EBSD detector and can adjust the sample to a desired analysis position in a short time.
  • the present invention provides, for example, a charged particle source that emits a charged particle beam, a charged particle optical system that irradiates a sample with a charged particle beam, and an EBSD that detects backscattered electron diffraction generated from the sample surface by irradiation of the charged particle beam.
  • a detector a sample stage that supports and moves the sample stage on which the sample is arranged, and an image display unit that distinguishes and displays a portion of the sample that can be observed by the EBSD detector and a portion that cannot be observed;
  • An operation input unit for inputting an observation position by the EBSD detector, and a control unit for controlling the plane movement, tilt movement, and rotation movement of the sample stage so that the observation position input from the operation input unit can be observed by the EBSD detector.
  • a charged particle beam device a charged particle beam device.
  • the present invention also detects, for example, a charged particle source that emits a charged particle beam, a charged particle optical system that irradiates the sample with the charged particle beam, and backscattered electron diffraction that occurs from the sample surface due to the irradiation of the charged particle beam.
  • a charged particle source that emits a charged particle beam
  • a charged particle optical system that irradiates the sample with the charged particle beam
  • backscattered electron diffraction that occurs from the sample surface due to the irradiation of the charged particle beam.
  • EBSD detector that supports the sample stage on which the sample is placed, a moving sample stage, an operation input unit that receives an observation position by the EBSD detector, and an observation position that is input from the operation input unit is detected by EBSD If it is a part that can be observed by the instrument, a control unit that controls the plane movement, tilt movement, and rotational movement of the sample stage so that the observation position can be observed by the EBSD detector, and the observation position input from the operation input unit Is a portion that cannot be observed by the EBSD detector, an image display unit that displays that the observation by the EBSD detector is impossible. That.
  • the present invention also relates to a method for controlling a charged particle beam apparatus that guides the attachment of an EBSD detector to the charged particle beam apparatus, for example, and the control unit includes a size of a sample stage supported by a sample stage, an EBSD Based on the tilt angle of the sample stage when using the detector and the range of plane movement, tilt movement, and rotation movement of the sample stage, the portion placed on the sample stage that can be observed by the EBSD detector,
  • the sample stage is configured so that the observation position can be observed by the EBSD detector.
  • the sample stage is moved in plane, tilted, and rotated so that the observation position can be observed with the EBSD detector.
  • a control method of a charged particle beam device for displaying that EBSD detector can be inserted.
  • the observation location of the sample that can be observed by the EBSD detector can be grasped in advance, and the sample can be adjusted to a desired observation position in a short time.
  • Embodiments include a charged particle source that emits a charged particle beam, a charged particle optical system that irradiates a sample with a charged particle beam, and an EBSD detector that detects backscattered electron diffraction generated from the sample surface by irradiation of the charged particle beam.
  • a sample stage that supports and moves the sample stage on which the sample is arranged, an image display unit that distinguishes between a portion that can be analyzed by the EBSD detector and a portion that cannot be analyzed in the sample, and an EBSD detector
  • a charged particle beam device Disclosed is a charged particle beam device.
  • the embodiment includes a charged particle source that emits a charged particle beam, a charged particle optical system that irradiates the sample with the charged particle beam, and an EBSD that detects backscattered electron diffraction generated from the sample surface by irradiation of the charged particle beam.
  • a detector a sample stage that supports and moves the sample stage on which the sample is placed, an operation input unit to which an analysis position by the EBSD detector is input, and an analysis position input from the operation input unit are detected by the EBSD detector If it is an analyzable part, the control position for controlling the plane movement, tilt movement, and rotation movement of the sample stage so that the analysis position can be analyzed by the EBSD detector, and the analysis position input from the operation input section is the EBSD.
  • a charged particle beam device comprising: an image display unit that displays that an analysis by an EBSD detector is impossible if it is a portion that cannot be analyzed by a detector
  • the size of the sample stage supported by the sample stage and the EBSD detector are used in the control unit. Based on the tilt angle of the sample stage and the range of plane movement, tilt movement, and rotational movement of the sample stage, a portion that can be analyzed by the EBSD detector and a portion that cannot be analyzed in the sample placed on the sample stage.
  • the control unit moves the plane of the sample stage and tilts the analysis stage so that the analysis position can be analyzed by the EBSD detector. After the sample stage is moved in plane, tilted, and rotated so that the analysis position can be analyzed by the EBSD detector by controlling the movement and rotation, On the display unit, it discloses that causes it to display that EBSD detector can be inserted.
  • the embodiment provides the control unit with the size of the sample stage supported by the sample stage and the use of the EBSD detector. Based on the tilt angle of the sample stage and the range of plane movement, tilt movement, and rotational movement of the sample stage, the portion that can be analyzed by the EBSD detector in the sample placed on the sample stage and the portion that cannot be analyzed.
  • the analysis position by the EBSD detector input from the operation input unit is calculated and is allowed to be analyzed by the control unit
  • the sample stage is moved in plane and tilted so that the analysis position can be analyzed by the EBSD detector.
  • the image display unit discloses that causes it to display that EBSD detector can be inserted.
  • the embodiment discloses that the image display unit distinguishes and displays a portion that can be analyzed by the EBSD detector and a portion that cannot be analyzed in the sample. Also, the image display unit distinguishes and displays a portion that cannot be analyzed by the EBSD detector due to the tilt movement of the sample stage and a portion that cannot be analyzed by the EBSD detector because it is outside the moving range of the sample stage. Is disclosed.
  • the image display unit displays that the analysis by the EBSD detector is impossible.
  • the embodiment discloses that the image display unit displays that the EBSD detector can be inserted after the sample stage has moved so that the EBSD detector can analyze the image.
  • the charged particle beam apparatus includes an imaging device that images the sample, and the image display unit synthesizes and displays the part that can be analyzed and the part that cannot be analyzed on the image obtained by the imaging device. To disclose.
  • the embodiment discloses that the image display unit displays a pseudo image when the sample stage is moved according to the analysis position input from the operation input unit prior to the movement of the sample stage. Further, it is disclosed that the positional relationship among the charged particle beam optical system, the EBSD detector, and the sample stage is displayed in the pseudo image. Further, it is disclosed that the operation input unit can readjust the analysis position after the pseudo image is displayed on the image display unit. Further, it is disclosed that the analysis position by the EBSD detector can be re-input from the operation input unit after the pseudo image is displayed on the image display unit.
  • the charged particle beam device includes an imaging device that images a sample, and the image display unit synthesizes and displays an image obtained by the imaging device with a pseudo image.
  • a scanning electron microscope will be described as an example of a charged particle beam apparatus.
  • the present invention is not limited to this, and can also be applied to, for example, a scanning ion microscope, a scanning transmission electron microscope, a combined device of these and a sample processing device, or an analysis / inspection device using these.
  • the present invention is applicable to any observation apparatus that can tilt the sample.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope according to the present embodiment.
  • the thin sample 102 is attached to the sample stage 103 and arranged. Then, the sample stage 103 and the sample 102 are observed with a CCD camera 119 in advance to confirm the analysis position.
  • a device other than a CCD camera may be used as long as it can capture an image of the entire sample stage 103 at a magnification that can capture an entire image.
  • the sample stage 103 is set on a mounting base provided in the imaging direction of the CCD camera 119.
  • the mounting table is created so that the center of the sample table 103 and the center of the CCD camera 119 are aligned when the sample table 103 is installed.
  • a mounting base having the same shape as the mounting base is also installed in the vacuum chamber 107 of the charged particle beam apparatus, and this mounting base is adjusted according to the optical axis of the charged particle beam.
  • the sample table 103 and the sample 102 are observed with the CCD camera 119 by attaching the sample table 103 to the mounting table in the vacuum chamber 107 after the orientation of the sample table 103 is determined by observation with the CCD camera 119, Even when the sample is placed in the vacuum chamber 107 and observed with a charged particle beam apparatus, the sample 102 can be observed in the same direction with the same position as the center.
  • the primary charged particle beam 104 is generated from the electron gun 111 in the vacuum chamber 107.
  • the primary charged particle beam 104 is focused by the condenser lens 112 and passes through the stop.
  • the control computer 118 can control the range, direction, and speed at which the scan deflector 113 scans the primary charged particle beam 104.
  • the primary charged particle beam 104 is focused on the sample 102 by the objective lens 114 and irradiated.
  • a detector 101 detects secondary particles 105 such as secondary electrons and reflected electrons obtained by irradiation of the primary charged particle beam 104.
  • the charged particle optical system 115 includes an electron gun, a condenser lens, an aperture, a scan deflector, an image shift deflector, an objective lens, and a detector. In addition to this, other lenses, electrodes, and detectors are included. However, some of them may be different from the above, and the configuration of the charged particle optical system is not limited to this. For example, there may be only one condenser lens.
  • a vacuum pump is connected to the charged particle optical system, whereby the passage of the charged particle beam 104 is exhausted to a predetermined degree of vacuum. The operation control of the vacuum pump is performed by the control computer 118.
  • the image generation unit included in the control computer 118 associates the signal from the detector 101 with the irradiation position of the primary charged particle beam 104, generates each pixel, generates a charged particle image, and displays the image on the display device 117. .
  • the display device 117 can also display the tilt state and orientation of the sample 102 using a pseudo image described later.
  • the control computer 118 also includes a control unit that controls the entire apparatus, such as moving the sample stage 116 that supports the sample stage 103 and switching the magnification.
  • the control unit and the image generation unit may be configured as hardware by a dedicated circuit board, or may be configured by a program executed by a general-purpose computer connected to the charged particle beam apparatus. The connection between these devices, circuits, and computers may be wired or wireless. Furthermore, the control computer 118 may perform operations other than those described above.
  • the control computer 118 is connected to an operation input unit 121 for inputting an operator command and the like, and a storage unit 122 for storing a computer program and data.
  • the stage 116 includes a moving mechanism in the horizontal direction (X axis), vertical direction (Y axis), height (Z axis), rotation (R axis), and tilt (T axis) directions, and a sample is arranged.
  • a moving mechanism in at least an inclination (T-axis) direction is provided.
  • an infrared camera 120 for preventing contact between the stage 116 and the detector 101 is provided when the sample 102 is tilted for analysis.
  • the attachment position of the infrared camera 120 is attached in a direction in which the contact between the stage 116 and the detector 101 can be confirmed.
  • the image of the infrared camera 120 can be confirmed by the display device 117, and may be displayed automatically at the time of imaging, or may be displayed manually by the user.
  • whether the observation location can be adjusted to the observation position of the EBSD detector is determined by tilting the sample and adjusting the X axis, Y axis, Z axis, and R axis while checking the charged particle image. It cannot be judged unless it is from.
  • the sample stage is taken out from the vacuum chamber of the charged particle beam apparatus, and the sample placement position on the sample stage is changed. Again, the sample stage must be mounted in the vacuum chamber. Therefore, in order to perform analysis by the EBSD detector, it takes a lot of time to adjust the desired location of the sample to the analysis position.
  • the analysis range can be expanded by adding a rotational movement using the R axis when analyzing a sample, but it is not possible to immediately determine how much analysis is possible, so what is the analysis position? It may be necessary to make adjustments, and adjustment may take time.
  • This example can eliminate the drawbacks of the comparative example.
  • FIG. 2 is a basic process flowchart up to sample analysis by the EBSD detector in the present embodiment. It is assumed that the sample has already been placed in the vacuum chamber 107. A sample position adjustment method in the charged particle beam apparatus described later can be executed by a computer program stored in the storage unit 122 connected to the control computer 118.
  • FIG. 3 is a diagram showing a guide flow (overall operation flow).
  • the user can easily analyze a desired sample position by performing an operation along this guide flow.
  • the user designates a desired analysis position from the analysis area displayed on the image display device 117 using the operation input unit 121 in a state where the sample 102 is placed in the vacuum chamber 107 (step 301).
  • a pseudo image is displayed based on the set position information of the stage 116, and it is confirmed whether the setting of the stage 116 is a desired analysis position or a pseudo image (step 303).
  • the position (X axis, Y axis, R axis) can be finely adjusted by the operation input unit 121 (step 302).
  • the detector 101 is inserted (step 304), and analysis by the EBSD detector 101 is started (step 305).
  • the stage 116 can be easily adjusted in an EBSD analysis in a short time.
  • the flow shown in FIG. 2 is a part of the flow shown in FIG. 3, and is a preparatory operation for setting the position of the sample.
  • the Z axis of the stage 116 is automatically moved to a height of 20 mm (step 202).
  • This height is a height at which the stage 116 and the aperture member do not come into contact with each other even when the stage 116 is tilted at a maximum of 70 degrees.
  • step 203 the presence or absence of the CCD camera 119 image is confirmed. If the presence of the CCD camera 119 image is recognized, a confirmation as to whether the analysis is performed using the image obtained by the CCD camera 119 is displayed on the display device 117 (step 204). If a CCD image is used in step 204, an image of the sample used for analysis is acquired (step 205). At this time, it is desirable to obtain a planar image of the entire sample. Then, the process proceeds to Step 206. If it is determined in step 204 that no analysis area is designated from the CCD image, the process also proceeds to step 206.
  • step 206 the area to be analyzed is designated.
  • the analysis area is designated by an operator (user) using a pseudo image displayed on the display device 117.
  • the pseudo image is generated by processing by the control computer 118 based on the information on the sample stage 103 set by the user. If a CCD image has been acquired in step 205, that image is used.
  • step 206 a region that cannot be analyzed due to the inclination of the sample 102 is calculated on the acquired image, a pseudo image and a synthesis process are performed, and the synthesized image is displayed on the display device 117.
  • FIG. 4 is an example of a composite image to be displayed.
  • a stage movable range display 401 a stage movable range display 401, a hatched area display 402 for displaying an area that cannot be analyzed due to the stage tilt, and a display 403 outside the stage movable range are displayed as a composite image.
  • the stage movable range 401 is displayed in consideration of the analysis range that is expanded when the stage 116 is rotated in advance. Thereby, since the analysis range to be expanded when the stage 116 is rotated can be known in advance, it is convenient and easy to use.
  • the stage 116 when the stage 116 is tilted, normally, when the center of the rotation axis of the stage 116 and the irradiation axis of the charged particle beam 104 do not coincide with each other, the vicinity of the center of the stage 116 becomes an unanalysable region. Since this region takes into account the rotation of the stage 116, it has a circular shape.
  • the composite image shown in FIG. 4 is displayed, it is possible to grasp in advance a region where analysis due to the inclination of the stage 116 is impossible, so it is not necessary to incline the stage 116 to check whether analysis is possible, and it is convenient and easy to use.
  • the region that can be analyzed without knowing that the stage 116 is actually operated is known, the stage 116 and the aperture member do not come into contact with each other, which is safe.
  • step 206 of FIG. 2 the expansion of the analysis possible range by the rotation of the R axis is also considered.
  • the area where the analysis becomes impossible can be calculated from the size of the sample stage 103 being used and the tilt angle of the sample 102, the axis position of the rotation of the stage 116, and the irradiation position of the charged particle beam 104.
  • the calculation of the area is performed by a calculation processing unit inside the control computer 118.
  • a conversion table may be prepared in advance, or may be obtained each time by calculation using a conversion formula. Since the calculation can be performed with a simple conversion formula, the amount of calculation is small even if the calculation is performed each time.
  • the user sets the position (X-axis direction, Y-axis direction) of the stage 116 with the operation input unit 121 while viewing the composite image displayed on the display device 117.
  • the position (X-axis direction and Y-axis direction) of the stage 116 set by the user is determined by the arithmetic processing unit inside the control computer 118 as to whether the stage can be moved by combining the planar movement or rotational movement of the stage 116. (Step 207). If it is determined in step 207 that the stage 116 cannot be moved, guidance indicating that the stage cannot be moved to the set position is displayed on the display device 117, and the guide flow is terminated (step 208). In the example shown in FIG. 2, the guide flow is ended. However, the flow may be such that the analysis area can be designated again after displaying the guidance that cannot be set.
  • an operation input unit a means for a user such as a mouse to perform input for instructing the state of the sample stage 103 and the analysis target portion
  • the operation input unit includes a touch panel of the display device 117.
  • step 207 if the stage can be moved, the sample stage 116 is set in accordance with the position (X-axis direction, Y-axis direction), rotation angle (R direction), and tilt angle (T direction) set by the user. Are displayed on the display device 117 (step 209).
  • the user can confirm the movement of the sample by displaying the process in which the stage 116 operates (step 210).
  • FIG. 5 is an image showing the positional relationship between the sample stage 502 and the aperture member 501 of the stage 116 before tilting.
  • FIG. 7 shows the positional relationship between the sample stage 502 of the stage 116 after tilting, the aperture member 501, and the inserted detector 503.
  • the positional relationship between the sample stage 502 of the tilted stage 116 and the inserted detector 503 can be intuitively imaged. Since the accuracy of analysis is better when the sample and the EBSD detector 503 are as close as possible, if the image is displayed as shown in FIG. In addition, since the operator can intuitively imagine that the detector 503 is inserted, damage due to contact between the detector 503 and the sample due to an erroneous operation is eliminated, which is safe.
  • the user finely adjusts the stage position (X-axis direction and Y-axis direction) and rotation angle (R-direction) while viewing the pseudo image. It can be adjusted (step 211). Also, the stage position (X-axis direction, Y-axis direction) and rotation angle (R-direction) can be adjusted by manipulating the state of the image of the sample stage represented in the pseudo-image, such as by dragging the pseudo-image directly with the mouse. If it can be set, the operability is further improved. Further, viewpoint switching, enlargement, and reduction may be possible. Further, if the display device 117 is a touch panel, it can be used instead of an operation using the operation input unit 121 such as a mouse.
  • the stage 116 is moved to the stage position (X-axis direction, Y-axis direction), rotation angle (R direction), and tilt angle (T direction) set in step 210 (step 212).
  • the pseudo image (FIG. 5) showing the positional relationship between the stage 116 and the aperture member when the stage 116 is viewed from the lateral direction (ZT direction) is accompanied by the movement of the tilt angle (T direction) of the stage 116.
  • the stage is tilted gradually and displayed as shown in FIG.
  • step 213 it is determined whether or not the infrared camera 120 capable of photographing the relationship between the stage 116 in the vacuum chamber 107 and the aperture member is installed.
  • a captured image of the infrared camera may be displayed on the display device 117 (step 214).
  • a mechanism for detecting whether or not the camera is mounted may be provided, and the camera mounting signal may be detected and switched automatically, or the display device 117 displays a confirmation of the use of the camera image. It may be switched by manual setting by a user operation.
  • the tilt axis and the scanning direction differ depending on the relationship between the tilt direction of the stage 116 and the position of the detector 101. For this reason, the upper and lower sides of the sample 102 may not be in focus due to the distance between the electron gun 111 and the sample 102 being different. Therefore, in order to enable the clearest observation, the scanning direction is rotated by raster rotation, and the rotation is automatically performed so that the tilt axis direction and the scanning direction are parallel to each other.
  • step 215 guidance indicating that the detector 101 can be inserted is displayed on the display device 117 (step 215).
  • the insertion operation of the detector 101 is performed by a user operation based on the displayed guidance (step 216).
  • the positional relationship between the stage 116, the aperture member, and the detector 101 is displayed as a pseudo image (FIG. 7).
  • the pseudo image at this time may be replaced with a camera image as in step 213.
  • the measurement preparation completion guidance of the EBSD detector 101 is displayed, and observation is started by scanning the sample with the primary charged particle beam 104 (step 217).
  • analysis by the EBSD detector 101 is possible without being aware of the observation field escape of the sample due to the inclination of the stage 116 and the contact between the detector 101, the stage 116, and the aperture member. .
  • the user can grasp in advance the movable range of the stage 116 from the pseudo image, there is no hassle of searching for a desired observation visual field, the observation of the desired position can be easily performed, and the charged particle beam apparatus and sample that are convenient and easy to use.
  • a position adjustment method can be realized.
  • the stage 116 and the aperture member do not come into contact with each other, which is safe.
  • a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
  • Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
  • an arrow indicating the direction of the detector or the like may be displayed in accordance with the pseudo image.

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Abstract

　ＥＢＳＤ検出器により分析できる試料の分析箇所を予め把握することができ、試料を短時間で所望の分析位置に調整できる荷電粒子線装置。　荷電粒子源（１１１）と、荷電粒子光学系（１１５）と、ＥＢＳＤ検出器（１０１）と、試料ステージ（１１６）と、試料における前記ＥＢＳＤ検出器により観察可能な部分と、観察不可能な部分とを区別して表示する画像表示部（１１７）と、前記ＥＢＳＤ検出器による観察位置が入力される操作入力部（１２１）と、前記操作入力部から入力された観察位置を前記ＥＢＳＤ検出器で観察できるように前記試料ステージの平面移動、傾斜移動、及び回転移動を制御する制御部（１１８）と、を備える荷電粒子線装置。

Description

ＥＢＳＤ検出器で所望箇所を容易に分析できる荷電粒子線装置およびその制御方法
　本発明は、ＥＢＳＤ検出器を備えた走査電子顕微鏡等の荷電粒子線装置およびその制御方法に関する。
　試料の結晶構造解析法の１つとしてＥＢＳＤ（Electron Backscattered Diffraction）法がある。なお、ＥＢＳＰ（Electron Backscattered Diffraction Pattern）法と呼ばれることもある。
　ＥＢＳＤ検出器は高感度カメラの先端に蛍光スクリーンを配置した構造となっており、荷電粒子線装置等に取り付けられる。試料の表面に荷電粒子線を収束して照射すると、試料表面から結晶方位に基づいて発生した後方散乱電子の回折像が、蛍光スクリーンに投影される。この回折像を高感度カメラで検出して結晶方位及び結晶構造等を分析する。後方散乱電子の回折像を蛍光スクリーンに投影させるため、ＥＢＳＤ検出器は試料の真横に極端に近付けて、例えば１ｃｍ程度まで近づけて配置される。
　特許文献１には、ＥＢＳＤ検出器にて結晶方位及び結晶構造等を分析する場合に、予め７０度傾斜したホルダを使用して、試料ステージ傾斜をすることなく分析する技術が記載されている。
　また、電子顕微鏡において、試料ステージ像を表示する公知例として、特許文献２に記載された技術がある。
　特許文献２に記載された技術は、試料ステージ像を取得する撮像装置を備え、この撮像装置で取得した試料ステージ像を用いて、試料ステージの位置、移動距離や移動方向と、表示装置絵上での試料ステージの位置、移動距離や移動方向との対応関係の情報を用いて、電子顕微鏡で取得した試料像と、試料ステージ上での位置情報とを表示装置に表示する技術である。
特開２０００－２７７０４４号公報 特開２０１０－１９８９９８号公報
　本願発明者が、初心者でも容易かつ確実にＥＢＳＤ法を行うことについて鋭意検討した結果、次の知見を得るに至った。
　荷電粒子線装置において、試料表面に荷電粒子線を照射して試料表面から発生した後方散乱電子の回折像を効率よくＥＢＳＤ検出器で検出するためには、試料台上の試料を垂直線に対して７０度程度傾斜させる必要がある。
　このため、傾斜させた試料台とＥＢＳＤ検出器及び荷電粒子線光学系に含まれる部材が互いに干渉、あるいは接触してしまう可能性がある。
　さらに、試料を試料台に設置してから７０度傾斜させるため、この傾斜による試料ステージの移動により視野から試料が逃げてしまい、試料を含む視野探しが煩わしい場合がある。
　また、予め傾斜させた状態で試料を配置するＥＢＳＤ専用の試料台を用いた分析法では、試料の回転方向のステージ移動が制限されるため、本来分析したい分析箇所が分析できない場合がある。
　このため、ＥＢＳＤ検出器による試料分析は、熟練した操作者にとっても、分析箇所を分析できるように試料の配置を調整することは容易ではなく、膨大な時間が必要であった。例えば、熟練した操作者であっても、試料の位置調整に１０分程度必要であり、上記のように、視野から試料が逃げてしまうと、試料を含む視野を探すために更なる時間が必要になってしまう。
　本発明の目的は、ＥＢＳＤ検出器により分析できる試料の分析箇所を予め把握することができ、試料を短時間で所望の分析位置に調整できる荷電粒子線装置に関する。
　本発明は、例えば、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、荷電粒子線の照射によって試料表面から発生する後方散乱電子回折を検出するＥＢＳＤ検出器と、試料が配置される試料台を支持し、移動する試料ステージと、試料における前記ＥＢＳＤ検出器により観察可能な部分と、観察不可能な部分とを区別して表示する画像表示部と、ＥＢＳＤ検出器による観察位置が入力される操作入力部と、操作入力部から入力された観察位置をＥＢＳＤ検出器で観察できるように試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御する制御部と、を備える荷電粒子線装置である。
　また、本発明は、例えば、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、荷電粒子線の照射によって試料表面から発生する後方散乱電子回折を検出するＥＢＳＤ検出器と、試料が配置される試料台を支持し、移動する試料ステージと、ＥＢＳＤ検出器による観察位置が入力される操作入力部と、操作入力部から入力された観察位置がＥＢＳＤ検出器により観察可能な部分である場合、当該観察位置をＥＢＳＤ検出器で観察できるように試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御する制御部と、操作入力部から入力された観察位置がＥＢＳＤ検出器により観察不可能な部分である場合、ＥＢＳＤ検出器による観察が不可能である旨を表示する画像表示部と、を備える荷電粒子線装置である。
　また、本発明は、例えば、荷電粒子線装置へのＥＢＳＤ検出器の取付けをガイドする荷電粒子線装置の制御方法であって、制御部に、試料ステージに支持された試料台の大きさと、ＥＢＳＤ検出器使用時の試料ステージの傾斜角度と、試料ステージの平面移動、傾斜移動および回転移動の範囲とに基づいて、試料台に配置された試料においてＥＢＳＤ検出器により観察可能な部分と、観察不可能な部分とを演算させ、制御部に、操作入力部から入力された前記ＥＢＳＤ検出器による観察位置が、観察可能な部分である場合、当該観察位置をＥＢＳＤ検出器で観察できるように試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御させ、観察位置をＥＢＳＤ検出器で観察できるように試料ステージが平面移動、傾斜移動、および回転移動した後、画像表示部に、ＥＢＳＤ検出器が挿入可能である旨を表示させる荷電粒子線装置の制御方法である。
　本発明によれば、ＥＢＳＤ検出器により観察できる試料の観察箇所を予め把握することができ、試料を短時間で所望の観察位置に調整することができる。
荷電粒子線装置の全体構成の概略図である。 実施例における試料観察までの処理の流れを表したフローチャートである。 実施例におけるユーザが実施する試料観察までの処理の流れを表したフローチャートである。 実施例におけるユーザが試料の観察対象箇所の指示を行う入力部の概略図である。 実施例におけるアパーチャ部材と試料台との位置関係を表す擬似画像の一例を示す図である。 図５に示した状態から試料台が移動した場合の位置関係を表す擬似画像の一例を示す図である。 図６に示す状態に、検出器が挿入された場合の擬似画像の一例を示す図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
　実施例は、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、荷電粒子線の照射によって試料表面から発生する後方散乱電子回折を検出するＥＢＳＤ検出器と、試料が配置される試料台を支持し、移動する試料ステージと、試料におけるＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分と、分析不可能な部分とを区別して表示する画像表示部と、ＥＢＳＤ検出器による分析位置が入力される操作入力部と、操作入力部から入力された分析位置をＥＢＳＤ検出器で分析できるように試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御する制御部と、を備える荷電粒子線装置を開示する。
　また、実施例は、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、荷電粒子線の照射によって試料表面から発生する後方散乱電子回折を検出するＥＢＳＤ検出器と、試料が配置される試料台を支持し、移動する試料ステージと、ＥＢＳＤ検出器による分析位置が入力される操作入力部と、操作入力部から入力された分析位置がＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分である場合、当該分析位置をＥＢＳＤ検出器で分析できるように試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御する制御部と、操作入力部から入力された分析位置がＥＢＳＤ検出器により分析不可能な部分である場合、ＥＢＳＤ検出器による分析が不可能である旨を表示する画像表示部と、を備える荷電粒子線装置を開示する。
　また、実施例は、荷電粒子線装置へのＥＢＳＤ検出器の取付けをガイドする荷電粒子線装置の制御方法において、制御部に、試料ステージに支持された試料台の大きさと、ＥＢＳＤ検出器使用時の試料ステージの傾斜角度と、試料ステージの平面移動、傾斜移動および回転移動の範囲とに基づいて、試料台に配置された試料においてＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分と、分析不可能な部分とを演算させ、制御部に、操作入力部から入力されたＥＢＳＤ検出器による分析位置が、分析可能な部分である場合、当該分析位置をＥＢＳＤ検出器で分析できるように試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御させ、分析位置をＥＢＳＤ検出器で分析できるように試料ステージが平面移動、傾斜移動、および回転移動した後、画像表示部に、ＥＢＳＤ検出器が挿入可能である旨を表示させることを開示する。
　また、実施例は、荷電粒子線装置へのＥＢＳＤ検出器の取付けをガイドする荷電粒子線装置用プログラムにおいて、制御部に、試料ステージに支持された試料台の大きさと、ＥＢＳＤ検出器使用時の試料ステージの傾斜角度と、試料ステージの平面移動、傾斜移動および回転移動の範囲とに基づいて、試料台に配置された試料においてＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分と、分析不可能な部分とを演算させ、制御部に、操作入力部から入力されたＥＢＳＤ検出器による分析位置が、分析可能な部分である場合、当該分析位置をＥＢＳＤ検出器で分析できるように試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御させ、分析位置をＥＢＳＤ検出器で分析できるように試料ステージが平面移動、傾斜移動、および回転移動した後、画像表示部に、ＥＢＳＤ検出器が挿入可能である旨を表示させることを開示する。
　また、実施例は、画像表示部が、試料においてＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分と、分析不可能な部分とを区別して表示することを開示する。また、画像表示部が、試料ステージの傾斜移動によりＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分と、試料ステージの移動範囲外であるためにＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分とを区別して表示することを開示する。
　また、実施例は、画像表示部が、操作入力部から入力された分析位置がＥＢＳＤ検出器により分析不可能な部分である場合、ＥＢＳＤ検出器による分析が不可能である旨を表示することを開示する。
　また、実施例は、画像表示部が、ＥＢＳＤ検出器で分析できるように試料ステージが移動した後、ＥＢＳＤ検出器が挿入可能である旨を表示することを開示する。
　また、実施例は、荷電粒子線装置が試料を撮像する撮像装置を備え、画像表示部が、撮像装置によって得られた画像に、分析可能な部分と分析不可能な部分とを合成して表示することを開示する。
　また、実施例は、画像表示部が、操作入力部から入力された分析位置に従って、試料ステージを移動させた場合の疑似画像を、試料ステージの移動に先立って表示することを開示する。また、擬似画像には、荷電粒子線光学系、ＥＢＳＤ検出器、および試料台の位置関係が表示されることを開示する。また、操作入力部が、画像表示部に疑似画像が表示された後、分析位置を再調整できることを開示する。また、画像表示部に疑似画像が表示された後、操作入力部からＥＢＳＤ検出器による分析位置を再入力できることを開示する。また、荷電粒子線装置が試料を撮像する撮像装置を備え、画像表示部が、撮像装置によって得られた画像を擬似画像に合成して表示することを開示する。
　以下では、荷電粒子線装置の一例として、走査電子顕微鏡について説明する。ただし、本発明はこれに限られることなく、例えば走査イオン顕微鏡や走査透過電子顕微鏡、これらと試料加工装置との複合装置、またはこれらを応用した解析・検査装置にも適用可能である。本発明は、試料の傾斜が可能な観察装置であれば適用可能である。
　図１は、本実施例にかかる走査電子顕微鏡の概略構成図である。
　図１において、試料を真空チャンバ１０７に入れる前に、試料台１０３に薄片の試料１０２を貼り付けて配置する。そして、試料台１０３と試料１０２を予めＣＣＤカメラ１１９で観察し、分析位置を確認する。なお、ＣＣＤカメラ以外であっても試料台１０３の全体像が撮像できる程度の倍率で撮像できる装置であればよい。
　このとき、試料台１０３はＣＣＤカメラ１１９の撮像方向に設けられた取り付け台に設置される。取り付け台は、試料台１０３を設置したときに、試料台１０３の中心とＣＣＤカメラ１１９の中心が合うように作成されている。また、荷電粒子線装置の真空チャンバ１０７内にも取り付け台と同じ形状の取り付け台が設置されており、この取り付け台は荷電粒子線の光軸に合わせて調整されている。
　ＣＣＤカメラ１１９での観察により試料台１０３の向きを決定した後に、試料台１０３ごと真空チャンバ１０７内の取り付け台に取り付けることで、試料台１０３及び試料１０２をＣＣＤカメラ１１９で観察する場合にも、真空チャンバ１０７内に入れて荷電粒子線装置で観察する場合にも、試料１０２の同じ位置を中心にして同じ向きで観察することができる。
　真空チャンバ１０７内の電子銃１１１から一次荷電粒子線１０４が発生する。一次荷電粒子線１０４はコンデンサレンズ１１２によって集束され、絞りを通過する。
　さらに、一次荷電粒子線１０４はスキャン偏向器１１３、イメージシフト偏向器によって偏向される。制御コンピュータ１１８によって、スキャン偏向器１１３が一次荷電粒子線１０４をスキャンする範囲や方向、速さを制御することができる。
　さらに、一次荷電粒子線１０４は対物レンズ１１４によって試料１０２に集束して照射される。一次荷電粒子線１０４の照射によって得られる二次電子や反射電子等の二次粒子１０５を検出器１０１で検出する。なお、荷電粒子光学系１１５には、電子銃、コンデンサレンズ、絞り、スキャン偏向器、イメージシフト偏向器、対物レンズ、検出器が含まれるが、これ以外に他のレンズや電極、検出器を含んでもよいし、一部が上記と異なっていてもよく、荷電粒子光学系の構成はこれに限られない。例えば、コンデンサレンズは１つしかない場合もある。荷電粒子光学系には真空ポンプが接続されており、これにより荷電粒子線１０４の通過経路は所定の真空度に排気される。真空ポンプの動作制御は制御コンピュータ１１８により行われる。
　制御コンピュータ１１８に含まれる画像生成部が、検出器１０１からの信号を一次荷電粒子線１０４の照射位置と対応付け、各画素を生成することで荷電粒子像を生成し、表示装置１１７へ表示する。また、表示装置１１７は後述する擬似画像を用いて試料１０２の傾斜状態や向きを表示することもできる。また、制御コンピュータ１１８は、試料台１０３を支持する試料ステージ１１６の移動、倍率切替え等、装置全体の制御を行う制御部も含むものとする。制御部や画像生成部は、専用の回路基板によってハードとして構成されていてもよいし、荷電粒子線装置に接続された汎用のコンピュータで実行されるプログラムによって構成されてもよい。また、これらの装置や回路、コンピュータ間の接続は有線であっても無線であっても良い。さらに、制御コンピュータ１１８は上記した以外の演算を合わせて行ってもよい。
　制御コンピュータ１１８は、オペレータの指令等が入力される操作入力部１２１と、コンピュータプログラムやデータが格納される記憶部１２２とに接続されている。
　ステージ１１６は、横向き（Ｘ軸）、縦向き（Ｙ軸）、高さ（Ｚ軸）、回転（Ｒ軸）、傾斜（Ｔ軸）方向への移動機構を備えており、試料が配置された試料台１０３をステージ１１６に取り付けることで、試料１０２の見たい所を見たい角度に傾斜して観察することができる。本実施例においては、少なくとも傾斜（Ｔ軸）方向への移動機構を備えているものとする。また、試料１０２を傾斜させて分析を行う際に、ステージ１１６と検出器１０１の接触防止用の赤外線カメラ１２０を備える。
　この赤外線カメラ１２０の取り付け位置は、ステージ１１６と検出器１０１との接触が確認可能な方向に取り付けられている。赤外線カメラ１２０の像は表示装置１１７で確認可能とし、撮像時点で、自動で表示しても良いし、ユーザが手動で表示させる方法でも良い。
　次に、本実施例とは異なる技術（比較例）について、本実施例と比較した欠点について詳細に説明する。
　本実施例とは異なる荷電粒子線装置においてＥＢＳＤ検出器を用いて分析するときは、試料の所望箇所をＥＢＳＤ検出器の分析位置に調整することが非常に困難である。これは、ＥＢＳＤ検出により試料の分析を行うときは、分析前に試料を大きく傾斜させる必要があるため、傾斜による視野逃げが発生してしまうからである。
　更に、比較例においては、観察箇所がＥＢＳＤ検出器の観察位置に調整可能かどうかは、試料を傾斜させ、荷電粒子像を確認しながらＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ軸を調整してからでないと判断できない。
　また、比較例においては、所望箇所がＥＢＳＤ検出器の分析位置に未達である場合、荷電粒子線装置の真空チャンバ内から試料台を取り出し、試料台上の試料の載置位置を変更してから再度、試料台を真空チャンバ内に取り付けなければならない。そのため、ＥＢＳＤ検出器による分析を行うためには、試料の所望箇所を分析位置へ調整する時間が膨大に掛かってしまう。
　ここで、ＥＢＳＤ検出器による分析用に予め傾斜させた状態で試料を設置できる試料ホルダを用いることで、試料傾斜による視野逃げを防止することができる。しかし、特殊な試料ホルダの形状であるため、Ｒ軸回転を行うと試料ホルダの傾斜部が検出器と接触してしまうリスクがあり、Ｒ軸の可動域が大きく減少してしまう。そのため、比較例においては、試料の分析箇所の調整が困難になっている。
　上述した比較例における欠点の理由の一つに、試料を傾斜させた際に分析位置を容易に把握できないことがあげられる。
　また、上記理由のほかに、試料を分析する際、Ｒ軸による回転動作を加えると分析可能範囲を拡張することができるが、どこまでが分析可能か直ちに判断することができないため、分析位置を何度か調整する必要があり、調整に時間が掛かることもある。
　以上のように、比較例においては、試料を傾斜させた際の分析可能範囲を容易に把握することが困難であるため、使い勝手が悪く、試料の分析箇所を所望の位置に調整するまで膨大な時間を要する。
　本実施例は、上記比較例における欠点を解消することが可能である。
　図２は、本実施例におけるＥＢＳＤ検出器による試料分析までの基本的な処理フローチャートである。なお、試料は真空チャンバ１０７内に既に配置されているものとする。また、後述する荷電粒子線装置における試料位置調整方法は、制御コンピュータ１１８に接続された記憶部１２２に格納されたコンピュータプログラムにより実行可能である。
　図２において、初めにユーザの操作に関するガイドフローをディスプレイに表示する（ステップ２０１）。図３はガイドフロー（全体動作フロー）を示す図である。ユーザはこのガイドフローに沿って操作を行うことで、所望の試料位置を容易に分析できる。図３において、試料１０２を真空チャンバ１０７に設置した状態から、ユーザは画像表示装置１１７に表示された分析エリアから所望の分析位置を操作入力部１２１により指定する（ステップ３０１）。次に、設定したステージ１１６の位置の情報をもとに擬似画像が表示され、ステージ１１６の設定が所望した分析位置であるか擬似画像であるか確認し（ステップ３０３）、必要であればステージ位置（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｒ軸）を操作入力部１２１により微調整することができる（ステップ３０２）。設定が完了したらステージ位置を確定すると、ステージ１１６の移動が開始される。
　ステージ１１６の移動が完了したら、検出器１０１の挿入を行い（ステップ３０４）、ＥＢＳＤ検出器１０１による分析を開始する（ステップ３０５）。
　上記の図３に示したフローチャートに従うことで、ＥＢＳＤ分析時のステージ１１６の調整を容易かつ短時間に行うことができる。
　図２に示したフローは、図３に示したフローの一部であり、試料の位置設定を行うための準備動作である。
　次に、図２において、ステージ１１６のＺ軸を自動で２０ｍｍの高さに移動する（ステップ２０２）。この高さは、ステージ１１６を最大で７０度傾斜させてもステージ１１６とアパーチャ部材とが接触しない高さであり、ステージ１１６とアパーチャ部材との関係によっては必ずしも２０ｍｍではなく、互いが接触しない任意の高さでもよい。
　次に、ＣＣＤカメラ１１９像の有無を確認する（ステップ２０３）。ＣＣＤカメラ１１９像の存在が認められた場合はＣＣＤカメラ１１９で得られる像を使用して分析を行うかの確認を表示装置１１７に表示する（ステップ２０４）。ステップ２０４において、ＣＣＤ画像を用いる場合は分析に用いる試料の画像を取得する（ステップ２０５）。このとき、試料全体の平面画像を取得することが望ましい。そして、処理はステップ２０６に進む。ステップ２０４において、ＣＣＤ像から分析エリアを指定しない場合もステップ２０６に進む。
　ステップ２０６において、分析を行うエリアの指定を行う。分析エリアの指定には表示装置１１７に表示されている擬似画像でオペレータ（ユーザ）が行う。擬似画像はユーザが設定した試料台１０３の情報をもとに制御コンピュータ１１８で処理し、生成する。ステップ２０５でＣＣＤ画像を取得している場合は、その画像を用いる。
　ステップ２０６において、取得した画像上に試料１０２の傾斜により分析不可能となってしまう領域を計算し、擬似画像と合成処理を行い、合成画像を表示装置１１７に表示する。図４は表示する合成画像の例である。
　図４において、ステージ可動範囲の表示４０１、ステージ傾斜による分析不可となる領域を表示するハッチング領域表示４０２、ステージ可動範囲外の表示４０３が合成画像として表示される。通常、ステージ１１６を回転させると、分析できる範囲を拡大することができる。そのため、予めステージ１１６を回転した際に拡大する分析範囲を考慮したステージ可動範囲４０１を表示する。これにより、ステージ１１６を回転させたときに拡大する分析範囲を予め分かることができるので便利で使いやすい。
　また、ステージ１１６を傾斜させると、通常、ステージ１１６の回転軸の中心と荷電粒子線１０４の照射軸が一致していない場合、ステージ１１６中心付近は分析不可能な領域となる。この領域はステージ１１６の回転を考慮しているため、円形状となる。
　図４に示す合成画像を表示すれば、ステージ１１６の傾斜による分析が不可能になる領域を予め把握することができるため、ステージ１１６を傾斜させて分析可能か確かめる必要がなく便利で使いやすい。また、ステージ１１６を実際に動作させずに分析可能な領域がわかるため、ステージ１１６とアパーチャ部材とが接触することがなく、安全である。
　図２のステップ２０６においては、Ｒ軸の回転による分析可能範囲の拡大も考慮する。分析不可能となってしまう領域は、使用している試料台１０３の大きさと試料１０２の傾斜角度、ステージ１１６の回転の軸位置及び荷電粒子線１０４の照射位置から計算することができる。領域の演算は制御コンピュータ１１８の内部の演算処理部で行う。例えば、予め変換表を用意しておいてもよいし、変換式を用いて計算によりその都度求めても良い。簡単な変換式により演算できるのでその都度演算する場合であっても演算量は少なくて済む。ユーザは表示装置１１７に表示された合成画像を見ながら操作入力部１２１によりステージ１１６の位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）を設定する。
　次に、ユーザが設定したステージ１１６の位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）が、ステージ１１６の平面移動または回転移動を組み合わせることでステージ移動可能か制御コンピュータ１１８の内部の演算処理部により決定する（ステップ２０７）。ステップ２０７において、ステージ１１６の移動ができないと判断した場合は、設定した位置へのステージ移動が不可能である旨のガイダンスを表示装置１１７に表示し、ガイドフローを終了する（ステップ２０８）。図２に示した例ではガイドフローを終了としているが、設定不可能のガイダンスを表示した後、再度分析エリアを指定できるフローとしても良い。
　なお、マウスなどのユーザが試料台１０３の状態、分析対象個所を指示する入力を行う手段を総称して操作入力部とし、操作入力部には、表示装置１１７のタッチパネルも含まれるものとする。
　ステップ２０７において、ステージ移動が可能な場合は、ユーザが設定したステージ１１６の位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）と回転角（Ｒ方向）、傾斜角（Ｔ方向）に合わせて、試料ステージ１１６の擬似画像を表示装置１１７に表示する（ステップ２０９）。
　このとき、図５、図６、図７に示すように、ステージ１１６が動作する過程を表示することでユーザが試料の移動を確かめることができる（ステップ２１０）。
　図５、図６、図７は、ステージ１１６の試料台５０２（１０３）とアパーチャ部材５０１、検出器５０３（１０１）の位置関係を確認できる視点からの擬似画像の例を示す。
　図５は傾斜前のステージ１１６の試料台５０２とアパーチャ部材５０１との位置関係を示すが画像である。図５に示した状態から、図６に示した傾斜状態へ少しずつ変化して表示させることで、試料を傾斜させたときの状態を直感的に理解することができる。また、ユーザは試料台５０２を垂直近く傾斜させたとき、アパーチャ部材５０１と試料台５０２とが接触しないことが判るので、接触による装置の故障や、試料のキズを発生することが無くなり、安全で便利である。通常、アパーチャ部材５０１と試料台５０２上の試料までの互いの距離は数ｍｍであり、近いので十分な注意が必要である。
　図７は傾斜後のステージ１１６の試料台５０２とアパーチャ部材５０１、挿入した検出器５０３の位置関係を示す。図７に示した画像により、傾斜させたステージ１１６の試料台５０２と挿入した検出器５０３の位置関係を直感的にイメージすることができる。試料とＥＢＳＤ検出器５０３とをできるだけ近づけた方が分析の精度がより良くなるため、図７に示すように画像表示すれば、オペレータは安心して近づける操作を行うことができるので便利である。また、検出器５０３を挿入していることをオペレータが直感的にイメージすることができるので、誤操作による検出器５０３と試料との接触による破損が無くなり、安全である。
　図２のステップ２１０において、ステージ１１６の位置調整が必要であると判断した場合は、ユーザは擬似画像を見ながらステージの位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）、回転角（Ｒ方向）を微調整することができる（ステップ２１１）。また、擬似画像を直接マウスでドラッグする等、擬似画像に表された試料台の像の状態を操作することにより、ステージの位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）、回転角（Ｒ方向）を設定できるようにすると、更に操作性が向上する。また、視点切替えや拡大、縮小を可能としてもよい。また、表示装置１１７がタッチパネルであればマウス等の操作入力部１２１を用いた操作の代わりとすることもできる。
　次に、ステップ２１０で設定されたステージ位置（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）と回転角（Ｒ方向）、傾斜角（Ｔ方向）にステージ１１６を移動させる（ステップ２１２）。このとき、ステージ１１６を横方向（ＺＴ方向）から見たときのステージ１１６とアパーチャ部材との位置関係を示した擬似画像（図５）は、ステージ１１６の傾斜角（Ｔ方向）の移動に伴い、ステージを徐々に傾斜させて図６に示すように表示する。
　このとき、真空チャンバ１０７内のステージ１１６とアパーチャ部材との関係を撮影可能な赤外線カメラ１２０が設置されているか否かを判断し（ステップ２１３）、設置されている場合は、図５、図６に示す擬似画像の代わりに、赤外線カメラの撮影画像を表示装置１１７に表示させても良い（ステップ２１４）。
　擬似画像と赤外線カメラ画像との切り替えは、カメラ装着の有無を検知する機構を設け、カメラ装着信号を検知して自動で切り替えしても良いし、表示装１１７にカメラ画像の使用確認を表示し、ユーザ操作による手動設定により切り替えても良い。
　また、ステージ１１６の移動位置によっては、ステージ１１６の傾斜方向と検出器１０１の位置との関係により、傾斜軸とスキャン方向が異なってしまう。そのため、試料１０２の上側と下側について、電子銃１１１と試料１０２との距離が異なることにより、フォーカスが合わないことがある。そこで、最もきれいな観察を可能とするために、ラスタローテーションによって走査方向を回転させ、傾斜軸方向と走査方向とが平行になるように自動で回転させる。
　次に、ステージ１１６の移動が完了したら、検出器１０１が挿入可能である旨のガイダンスを表示装置１１７に表示する（ステップ２１５）。表示されたガイダンスによるユーザ操作により検出器１０１の挿入動作を行う（ステップ２１６）。このとき、ステージ１１６とアパーチャ部材、検出器１０１の位置関係を擬似画像で表示する（図７）。このときの擬似画像はステップ２１３と同様にカメラ画像に置き換えてもよい。
　最後に、ＥＢＳＤ検出器１０１の測定準備完了のガイダンスを表示し、一次荷電粒子線１０４で試料上をスキャンすることで、観察を開始する（ステップ２１７）。
　以上説明した本実施例の構成によれば、ステージ１１６の傾斜による試料の観察視野逃げや、検出器１０１とステージ１１６、アパーチャ部材の接触を意識することなくＥＢＳＤ検出器１０１による分析が可能である。また、擬似画像によりステージ１１６の可動範囲を予めユーザが把握することができ、所望の観察視野探しの煩わしさがなく、容易に所望した位置の観察ができ便利で使いやすい荷電粒子線装置および試料位置調整方法を実現することができる。
　また、上記試料位置調整方法を実行するコンピュータプログラムを実現することができる。
　また、ステージ１１６の傾斜により分析が不可能になる領域を予め把握することができるため、ステージ１１６を傾斜させて分析可能か確かめる必要がなく便利で使いやすい荷電粒子線装置を実現することができる。
　また、ステージ１１６を実際に動作させずに分析可能な領域がわかるため、ステージ１１６とアパーチャ部材とが接触することがなく、安全である。
　また、ステージ１１６の傾斜後のステージ１１６とアパーチャ部材、挿入した検出器１０１との位置関係が直感的にイメージできるため、ユーザは試料台１０３を垂直に近く傾斜させたとき、アパーチャ部材と試料台１０３とが接触しないことが判るので、接触による装置の故障や、試料のキズが無くなり、安全で便利である。また、誤操作による検出器１０１と試料１０２との接触による破損が無くなり、安全である。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
　例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。
　また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
　なお、検出器やアパーチャ部材の代わりに、またはこれらとともに、その他の荷電粒子線光学系に含まれる部材を擬似画像と合わせて表示しても良い。また、検出器やアパーチャ、荷電粒子線光学系に含まれる部材の全体を表示するのではなく、これらの一部分のみを表示するようにしてもよい。
　また、擬似画像の視野内にこれらの部材が含まれないときには、検出器の方向などを表す矢印等を擬似画像に合わせて表示してもよい。
　１０１、５０３・・・ＥＢＳＤ検出器、１０２・・・試料、１０３、５０２・・・試料台、１０４・・・一次荷電粒子線、１０５・・・反射電子、１０７・・・真空チャンバ、１１１・・・電子銃、１１２・・・コンデンサレンズ、１１３・・・偏向器、１１４・・・対物レンズ、１１５・・・荷電粒子光学系、１１６・・・試料ステージ、１１７・・・表示装置、１１８・・・制御コンピュータ、１１９・・・ＣＣＤカメラ、１２０・・・赤外線カメラ、１２１・・・操作入力部、１２２・・・記憶部、４０１・・・ステージ可動範囲、４０２・・・傾斜により観察不可となる領域、４０３・・・ステージ可動範囲外、５０１・・・アパーチャ部材

Claims (25)

  1. 　荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、
    　前記荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
    　前記荷電粒子線の照射によって試料表面から発生する後方散乱電子回折を検出するＥＢＳＤ検出器と、
    　前記試料が配置される試料台を支持し、移動する試料ステージと、
    　前記試料における前記ＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分と、分析不可能な部分とを区別して表示する画像表示部と、
    　前記ＥＢＳＤ検出器による分析位置が入力される操作入力部と、
    　前記操作入力部から入力された前記分析位置を前記ＥＢＳＤ検出器で分析できるように前記試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御する制御部と、
    　を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
  2. 　請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記画像表示部は、前記試料ステージの傾斜移動により前記ＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分と、前記試料ステージの移動範囲外であるために前記ＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分とを区別して表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  3. 　請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記画像表示部は、前記操作入力部から入力された前記分析位置が前記ＥＢＳＤ検出器により分析不可能な部分である場合、前記ＥＢＳＤ検出器による分析が不可能である旨を表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  4. 　請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記画像表示部は、前記ＥＢＳＤ検出器で分析できるように前記試料ステージが移動した後、前記ＥＢＳＤ検出器が挿入可能である旨を表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  5. 　請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記試料を撮像する撮像装置を備え、
    　前記画像表示部は、前記撮像装置によって得られた画像に、前記分析可能な部分と前記分析不可能な部分とを合成して表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  6. 　請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記画像表示部は、前記操作入力部から入力された前記分析位置に従って、前記試料ステージを移動させた場合の疑似画像を、前記試料ステージの移動に先立って表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  7. 　請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記擬似画像には、前記荷電粒子線光学系、前記ＥＢＳＤ検出器、および前記試料台の位置関係が表示されることを特徴とする荷電粒子線装置。
  8. 　請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記操作入力部は、前記画像表示部に前記疑似画像が表示された後、前記分析位置を再調整できることを特徴とする荷電粒子線装置。
  9. 　請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記試料を撮像する撮像装置を備え、
    　前記画像表示部は、前記撮像装置によって得られた画像を前記擬似画像に合成して表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  10. 　荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、
    　前記荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
    　前記荷電粒子線の照射によって試料表面から発生する後方散乱電子回折を検出するＥＢＳＤ検出器と、
    　前記試料が配置される試料台を支持し、移動する試料ステージと、
    　前記ＥＢＳＤ検出器による分析位置が入力される操作入力部と、
    　前記操作入力部から入力された前記分析位置が前記ＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分である場合、当該分析位置を前記ＥＢＳＤ検出器で分析できるように前記試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御する制御部と、
    　前記操作入力部から入力された前記分析位置が前記ＥＢＳＤ検出器により分析不可能な部分である場合、前記ＥＢＳＤ検出器による分析が不可能である旨を表示する画像表示部と、
    　を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
  11. 　請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記画像表示部は、前記試料ステージの傾斜移動により前記ＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分と、前記試料ステージの移動範囲外であるために前記ＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分とを区別して表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  12. 　請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記画像表示部は、前記ＥＢＳＤ検出器で分析できるように前記試料ステージが移動した後、前記ＥＢＳＤ検出器が挿入可能である旨を表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  13. 　請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記試料を撮像する撮像装置を備え、
    　前記画像表示部は、前記撮像装置によって得られた画像に、前記分析可能な部分と前記分析不可能な部分とを合成して表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  14. 　請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記画像表示部は、前記操作入力部から入力された前記分析位置に従って、前記試料ステージを移動させた場合の疑似画像を、前記試料ステージの移動に先立って表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  15. 　請求項１４に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記擬似画像には、前記荷電粒子線光学系、前記ＥＢＳＤ検出器、および前記試料台の位置関係が表示されることを特徴とする荷電粒子線装置。
  16. 　請求項１４に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記操作入力部は、前記画像表示部に前記疑似画像が表示された後、前記分析位置を再調整できることを特徴とする荷電粒子線装置。
  17. 　請求項１４に記載の荷電粒子線装置において、
    　前記試料を撮像する撮像装置を備え、
    　前記画像表示部は、前記撮像装置によって得られた画像を前記擬似画像に合成して表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
  18. 　荷電粒子線装置へのＥＢＳＤ検出器の取付けをガイドする荷電粒子線装置の制御方法であって、
    　制御部に、試料ステージに支持された試料台の大きさと、前記ＥＢＳＤ検出器使用時の前記試料ステージの傾斜角度と、前記試料ステージの平面移動、傾斜移動および回転移動の範囲とに基づいて、前記試料台に配置された試料において前記ＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分と、分析不可能な部分とを演算させ、
    　前記制御部に、操作入力部から入力された前記ＥＢＳＤ検出器による分析位置が、前記分析可能な部分である場合、当該分析位置を前記ＥＢＳＤ検出器で分析できるように前記試料ステージの平面移動、傾斜移動、および回転移動を制御させ、
    　前記分析位置を前記ＥＢＳＤ検出器で分析できるように前記試料ステージが平面移動、傾斜移動、および回転移動した後、画像表示部に、前記ＥＢＳＤ検出器が挿入可能である旨を表示させることを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
  19. 　請求項１８記載の荷電粒子線装置の制御方法において、
    　前記画像表示部に、前記試料において前記ＥＢＳＤ検出器により分析可能な部分と、分析不可能な部分とを区別して表示させることを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
  20. 　請求項１９記載の荷電粒子線装置の制御方法において、
    　前記画像表示部に、前記試料ステージの傾斜移動により前記ＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分と、前記試料ステージの移動範囲外であるために前記ＥＢＳＤ検出器で分析不可能な部分とを区別して表示させることを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
  21. 　請求項１８記載の荷電粒子線装置の制御方法において、
    　前記操作入力部から入力された前記分析位置が前記ＥＢＳＤ検出器により分析不可能な部分である場合、前記画像表示部に、前記ＥＢＳＤ検出器による分析が不可能である旨を表示することを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
  22. 　請求項１８記載の荷電粒子線装置の制御方法において、
    　前記画像表示部に、撮像装置によって得られた画像に、前記分析可能な部分と前記分析不可能な部分とを合成して表示させることを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
  23. 　請求項１８記載の荷電粒子線装置の制御方法において、
    　前記画像表示部に、前記操作入力部から入力された前記分析位置に従って、前記試料ステージを移動させた場合の疑似画像を、前記試料ステージの移動に先立って表示することを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
  24. 　請求項２３記載の荷電粒子線装置の制御方法において、
    　前記擬似画像には、前記荷電粒子線光学系、前記ＥＢＳＤ検出器、および前記試料台の位置関係が表示されることを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
  25. 　請求項２３記載の荷電粒子線装置の制御方法において、
    　前記画像表示部に前記疑似画像が表示された後、前記操作入力部から前記ＥＢＳＤ検出器による分析位置を再入力できることを特徴とする荷電粒子線装置の制御方法。
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